JPS63222430A - 光照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体製造工程に用いられるランプアニール
装置等の光照射装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、半導体製造工程に光の熱作用および化学作用を利
用する技術が採用されてきており、このための光照射装
置の開発が進められてきている。

例えば、オプトロニクス　１９８５年Ｎｏ、１０゜第５
３〜６０頁　平本著「半導体製造プロセスにおける光技
術とその光源」に紹介されている如くである。即ち、■
光の熱作用に関しては、 （ｉ）光の短時間アニールの技術があり、具体的には次
のような工程が挙げられる。

・イオン打込み後のドーパントの活性化・シリサイド化 ・シリサイド低抵抗化 ・合金化 ・ＰＳＧ、ＢＰＳＧリフロー ・深拡散 ・ドーピング ・Ｓｏｌ再結晶化　　　　また、 （ｉｉ　）エピタキシ、ＣＶＤ時のウェハ加熱の技術も
ある。

そして、■光の化学作用に関しては、以下の如き工程が
ある。

・光ＣＶＤ、光ＭＯＣＶＤ ・光エピタキシ ・光エッチング ・光洗浄アッシング ・光酸化、光窒化 これらのプロセスを半導体製造工程に組入れていくため
に上記■−１）、■−１ｉ）ではウェハの全面にわたる
均等加熱が、また上記■ではウェハ全面にわたる短波長
光の均等照射とウェハ基板の補助加熱が重要な技術とな
る。

従って、このような光照射装置としては、高い照射エネ
ルギーをもつと共に被照射物体としてのウェハ面全体を
均一に加熱し或いは均一に化学反応させ得ることが必要
となってきている。

このため従来の装置としては、ウェハ中心部と周辺部で
は放熱条件が異なるため、均一に照明しても中心部に比
べ周辺部の温度が低くなるため、ウェハ周辺部に補助加
熱機構を持たせたものや、ウェハ周辺部の加熱を増すた
めにランプの配置密度を変えたものなどが提案されてい
る。

（発明が解決しようとする問題点〕 しかしこれらの装置も、均一照明条件を得るためウェハ
の面積をはるかに超える大面積の面光源とするために数
多くの棒状光源を設ける必要があり、加熱効率は至って
悪く、照射光の均一性も不十分であった。

そこで本発明の目的は、照射光の均一性に優れ、しかも
エネルギー効率の高い光照射装置を提供し、もって半導
体製造における光照射工程の精度を高め、一層微細化の
傾向にある半導体素子の開発製造に寄与することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、従来の棒状光源に変えて、同心状に配置され
た複数の環状光源によって、被照射物体を照射する光照
射装置を基本とし、半円状光源を組み合わせて輪帯状光
源を構成するに際し、一対の半円状光源それぞれを、第
１Ａ図（側面図）及び第１Ｂ図（平面図）に示す如く、
半円状の発光部１３と該半円状発光部を含む平面に対し
てほぼ垂直に伸びた伸長部１４．１５と、該伸長部の端
部に設けられた電極部１１．１２とを有する構成とした
ものである。

そして、具体的には、第３図の平面図の如く、互いに等
しい半径を有する一対の半円状光源と、該一対の半円状
光源とは異なる半径を有する一対の半円状光源とを同心
状に配置して輪帯状光源を構成するものである。

〔作　用〕

そして、このような本発明においては、まず環状光源を
同心状に配置するという本発明の基本構成によって、被
照射物体の中心に関してほぼ回転対称な面光源を形成す
るため、従来の棒状光源を用いた場合に比べて、温かに
均一な照明が可能となる。そして、半円状光源を組み合
わせて環状光源を形成するに際して、光源として必須の
電極部を、半円状の発光部を含む平面に対してほぼ垂直
に延びた伸長部の端部に設ける構成としたため、環状の
光源を形成する場合に、非発光部の大きさを最小限に留
めることができるので、被照射物体面状での照度分布を
より均一に維持することができると共に、照明効率を高
めることが可能である。

（実施例） 第２図は本発明の一実施例の概略構成を示す断面図であ
り、第３図は第２図に示した複数の環状光源を形成する
半円状光源の平面配置図である。

被′照射物体の支持台Ｓに支持された被照射物体として
の被処理ウェハＷは、石英などで作られ加熱用照射光を
透過するチャンバー２内に置かれる。

加熱用の輪帯状光源１と１０とが、それぞれチャンバー
２の上下の面と平行な面内でチャンバーを挟むように設
けられている。各輪帯状光源１及び１０はそれぞれ同心
状に組み合わされた半円状光源からなり、第２図の平面
図に示す如く、最も内側の環状光源は２本の半円状光源
１ａｌとｌａｇとから構成され、他の環状光源もそれぞ
れ半円状光源（１ｂ１とｌｂｚ、　　ＩＣ＋と１ｃｚ＋
　　１ｄ＋と１ｄｔ）から構成されている。

このような半円状光源の配置で構成される環状光源は、
被処理ウェハＷの中心位置における法線Ｎに対応する直
線を中心として同心状に配置されている。これらの半円
状光源としては、第３図中で破線で示した抵抗線を持つ
ハロゲンランプや、閃光放電灯が使われる。

尚、本実施例では、ウェハの急速な加熱及び冷却をおこ
なうため、被照射物体の厚さ方向の熱分布が表裏対称に
なるよう、ウェハの上方と下方との両面より同時に加熱
し、ウェハのそりを防止しているが、ウェハのそりを無
視し得る場合には一方のみで良く、また上方と下方との
輪帯状光源は全く同一の構成とすることができる。

上記の如き本発明による光照射装置に用いられる半円状
光源のうちの一対の半円状光源の側面図は第１Ａ図に、
またその平面図は第１Ｂ図に示したとおりである。他の
環状光源も半径が異なるのみで同様の構成からなってい
る０両図に示すように、同一の半径を有する半円状光源
は、それぞれ石英チューブの半円状発光部１３とその半
円を含む面に対して垂直に伸びた一対の伸長部１４，１
５を有し、各伸長部の端には陰極１１及び陽極１２が設
けられている。

そして、第１Ｂ図の平面図に示す如く、環状に配置され
た一対の半円状光源の組み合わせにおいて、各電極１１
．１２及び隣接する他方の電極部との間隔が非発光部２
０となり、環状光源としての中心Ｎからみれば角度範囲
θの領域からは照射光を供給できな°い、この非発光部
の角度θは小さい程、照明効率が高（、被照射物体面上
での照度分布を均一にし得るが、実際にはランプの構造
上、非発光部２０をランプを構成するガラス管の直径以
下にはなし得ない、しかし、製造上は各半円状光源を別
々に作るため、一対の半円状光源をその伸長部によ、っ
て支持するのに必要な空間のみ残して極めて接近して配
置することが可能である。しかも、一対の半円状光源を
環状に組み合わせた状態においては、電極部を形成する
ための伸長部が、半円状発光部を含む平面に対してほぼ
垂直であるため、電源の供給のための配線を光源面と異
なる平面上で行うことができるため、各半円状光源への
電源供給のための配線等の構成を簡単にすることが可能
となる。

そして、半円状光源の２本を一対として環状光源を構成
し、これとは異なる半径の一対の半円状光源を同様に環
状に構成し、これらを同心状に配置して実質的な面光源
を形成する場合に、各半円状光源の電極形成のための伸
長部を、被照射物体と反対側に向けて、各電極を揃えて
配置することによって、照射光を遮ることなく効率良（
被照射物体を照明することができる。

比較のために、環状光源を一本の光源として構成する場
合について検討する。この場合、第４図の平面図に示す
如く、陰極２１と陽極２２との間隔は製造においてはか
なりの間隔を必要とするため、両電極間の間隔に相当す
る非発光部２０がかなり大きくならざるを得す、照明ム
ラが大きいと共に照明効率も低いものになる。こ屁に対
し、第ＬＡ図及び第１Ｂ図に示した如き本発明による半
円状光源の場合には、製造上は従来の棒状光源よりやや
複雑にはなるものの、陰極と陽極の間隔が大きいため半
円状発光部から伸長部を形成するにも又電極を取りつけ
るにも、環状光源を１本の光源として構成する場合に較
べて制約が少なく、製造の困難性がほとんどない、しか
も一対の半円状光源を極めて接近させて環状に配置する
ことができるため、非発光部が少なくなり、照度分布を
均一にすることができると共に、照明効率を格段に高め
ることが可能となる。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば、半円状光源を組み合わせて
１つの環状光源を形成するために、製造上の制約が少な
くなり、しかも電極部やそれらの間隔等の非発光部を極
めて小さくすることができ、電源供給の配＆ｌ’８の構
成にも有利であり、照度の均一性を向上させつつ照明効
率を格段に高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明における輪帯状光源を形成する１対の
半円状光源の側面図、第１Ｂ図はその平面図、第２図は
本発明による光照射装置の一実施例の断面図、第３図は
第１図の光照射装置に用いられる輪帯状光源の平面配置
図、第４図は環状光源を１本の光源にて形成した場合の
比較例を示す平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ■、１０・・・輪帯状光源 １ａｔ＋１ａｔ＋Ｌｈｔ＋Ｌｂｔ＋ＩＣ＋＋ＬＣｔ＋Ｌ
ｄｔ、ｌｄｚ　・・’半円状光源Ｗ・・・被照射物体 Ｎ・・・被照射物体中心位置上の法線に対応する直線Ｓ
・・・支持手段 １１．１２・・・電極部　　　２０・・・非発光部１３
・・・発光部　　　　　　１４．１５・・・伸長部へ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）半円状の発光部と該半円状発光部を含む平面に対し
   てほぼ垂直に伸びた伸長部と、該伸長部の端部に設けら
   れた電極部とを有する半円状光源を組み合わせて輪帯状
   光源を形成し、該輪帯状光源からの光束によって被照射
   物体を照明することを特徴とする光照射装置。 ２）前記輪帯状光源は、互いに等しい半径を有する一対
   の半円状光源と、該一対の半円状光源とは異なる半径を
   有する一対の半円状光源とを同心状に組合わせて形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   光照射装置。 ３）前記半円状光源の伸長部が被照射物体と反対側に伸
   長するように組み合わされたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第２項記載の光照射装置。