JPS63226921A - 光加熱装置 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、チャンバ内に保持した半導体基板等を環状光
源で加熱する光加熱装置に関する。

Ｂ、従来の技術 従来のこの種の光加熱装置では、チャンバの上下に棒状
光源を複数本並設し、チャンバ内の半導体基板１例えば
、ウェハを加熱している。このウェハの加熱処理に際し
ては、雰囲気ガスや反応ガス等の気体をチャンバ内に導
入し、またこれらの気体を排出する必要がある。このた
め、従来はチャンバの一方の側壁に気体導入通路を、そ
してこれに対向する他方の側壁に気体排出通路を形成し
、開通路により気体の導入、排出を行っている。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 このため、チャンバ内の雰囲気に温度勾配が生じウェハ
の均一加熱に支障をきたすおそれがある。

また、チャンバの側方に気体の導入口および排気口があ
るため、気体導入系統、気体排出系統の設計自由度が低
かった。

本発明の目的は、気体導入通路あるいは排気通路を筐体
の上または下面中央部に形成することにより上述の問題
点を解決した光加熱装置を提供することにある。

Ｄ　問題点を解決するための手段 ところで１本出願人は、先に、同心状に配置した複数の
環状光源で半導体基板等の被加熱物体を加熱する光加熱
装置を特願昭６１−２１１２０８号明細書中に提案した
、また、加熱用赤外光とは別に測温用赤外光を被加熱物
体に照射し、そのときの被加熱物体の透過赤外光量と、
測温用赤外光を照射しないときの被加熱物体からの赤外
光量との差に基づいて被加熱物体の温度を測定する方法
および装置を特願昭６１−２２４６１８号明細書に提案
した。ここでは、被加熱物体を収容する筐体内の中央上
方から測温光学系を介して測温用赤外光を筐体内に導き
、また、筐体の中央下方から測温光学系を介して赤外光
を筺体外に導き、それを放射温度計に入射して測温に用
いている。

しかるに、この本発明は、上記既提案の装置に用いられ
るものであり、実施例を示す第１図により説明すると、
本発明に係る光加熱装置は、被加熱基板Ｗを収容する筺
体１と、被加熱基板Ｗを加熱する光を照射し筺体１の外
側に同心状に配置された環状光源１３ａ〜１３ｃと、被
加熱基板Ｗの測温に用いる赤外光を筐体内に導入しおよ
び／または筺体外に導出し、洸軸がほぼ環状光源１３ａ
〜１３ｃの同心中心軸に沿って配置された測温光学系１
００と、この測温光学系１００の周囲に配設され筺体内
外を連通ずる気体通路４とを具備する。

Ｅ０作用 測温光学系１００の光軸は環状光源１３ａ〜１３ｃの同
心中心軸に沿って延在し、測温光学系１００の回りには
気体通路４が設けられている。

この気体通路４を介して筺体１内にガスが導入される。

このため、筺体１内の雰囲気が中心軸対称の温度勾配と
なり、環状光源１３ａ〜１３ｃによる加熱制御が容易で
ある。また、筺体１の上下面に気体通路４が設けられる
から設計自由度も向上する。

Ｆ、実施例 第１図（ａ）、（ｂ）および第２図（ａ）〜（ｃ）によ
り一実施例を説明する。

石英から成る筐体（以下、チャンバ）１は例えば円筒状
に形成され、その内部に半導体基板、たとえば、円板状
の半導体ウェハＷが同軸に載置される。チャンバ上板１
ａの中心部には貫通孔３が穿設され、上部支持板７に保
持された石英製ガス導入筒４の下端が挿入されている。

このガス導入筒４は、第２図（ａ）に示すように、上部
支持板７に螺合された保持金具５に取り付けられている
。

すなわち、保持金具５に螺合された第２図（Ｑ）に示す
ような偏心ねじ６の凸部６ａを、保持金具５に内挿され
たガス導入筒４の孔４ａに挿入係合し、偏心ねじ６を回
動させて保持金具５の上面に押圧し、これにより、ガス
導入筒４が保持金具５に保持される。

このガス導入筒４は第２図（ａ）、（ｂ）に示すとおり
２重構造とされ、中央孔４ｂに測温光学系１００の上部
鏡筒１５ａが挿設されており、その周囲にリング状のガ
ス導入通路４Ｃが形成されている。すなわち、このガス
導入筒４により、筐体１の内外を連通ずる気体通路を構
成する。ガス導入通路４ｃの上部にはアダプタ８が接続
され、下端部には、第２図（ｂ）に示す如く、半径方向
に向かうガス導入口４ｄが周方向で等間隙に穿設されて
いる。このガス導入口４ｄは、通常チャンバ１内に面し
ている。

一方、チャンバ下板１ｂの中心部にも貫通孔９が穿設さ
れ、測温光学系１００の下部鏡筒１５ｂが挿設されてい
る。この鏡筒１５ｂは、下部支持板１０をも貫通してい
る。また、この下部支持板１０にはサイドミラー１１が
取り付けられ、チャンバ１の外周を囲繞している。更に
、チャンバ上板１ａと所定の間隙をあけて上部ミラー１
２が設置されるとともに、第１図（ｂ）に示すようにチ
ャンバ１の中心軸を同心軸として複数本の環状光源１３
ａ〜１３ｃが同心状に設けられている。

ここで測温光学系１００の上部鏡筒１５ａには。

図示しない測温用赤外ランプからの赤外光を半導板基板
Ｗに導くレンズ光学系が収容され、下部鏡筒１５ｂには
、半導体基板Ｗからの放射赤外光および測温用赤外透過
光を図示しない放射温度計に導くレンズ光学系が収容さ
れる。

このように構成された光加熱装置においては、環状光源
１３ａ〜１３ｃから加熱赤外光を照射し、はぼ中心軸対
称に半導体基板Ｗが加熱される。また、アダプタ８をガ
ス供給源と接続し、導入通路４ｃを介してガス導入口４
ｄからガスをチャンバ１内に噴出させる。ガスは放射状
に流れるから、その温度勾配も中心軸対称となる。した
がって。

チャンバ１内の雰囲気温度の勾配は放射状、すなわち中
心軸対称となる。このため、環状光源１３ａ〜１３ｃの
パワーを適切に制御することにより、半導体基板Ｗをほ
ぼ均一に加熱できる。

一方、下部鏡筒１５ｂには半導体基板Ｗ上を走査する２
次元走査機構が設けられており、加熱温度をリアルタイ
ムで測定する。そして、この測定結果に基づいて、半導
体基板Ｗがほぼ均一に加熱されるように環状光源１３ａ
〜１３ｃのパワーを制御する。したがって、ガス流通に
伴うチャンバ１内の雰囲気温度の勾配に起因して半導体
基板Ｗの加熱条件が影響をうけるおそれが少なくなる。

なお、ガス導入口４ｄの大きさ９個数は、チャンバや半
導体基板の大きさにより適宜室められる。

また、第３図（ａ）、（ｂ）に示すように、ガス導入筒
４の内筒壁の端部にもガス導入口４ｅを設け、ガス噴出
による半導体基板Ｗの中心と周辺の温度差を小さくする
こともできる。

更に、第４図（ａ）、（ｂ）に示すように、チャンバ１
とガス導入筒４とを一体化した密閉型のチャンバ５０を
形成し、その中心部に測温光学系用鏡筒の挿通孔５１を
設け、挿通孔５１の周囲に、ガス導入口５２ａ〜５２ｃ
とガス導出口５３ａ〜５３ｃとを等間隔にそれぞれ設け
、各導入出口に連通ずる個別のガス導入通路５４、ガス
導出通路５５を軸方向に延設し、その下部に半径方向に
向かうガス噴出口５６とガス排出口５７をあける。

この実施例は、密閉型チャンバであり、反応性有害ガス
を用いる場合に有効である。なお１図示しない鏡筒と挿
通孔５１との間にシール材を設け。

チャンバ５０内を封止して用いる。

以上では、加熱時にチャンバ内にガスを導入する場合に
ついて説明したが、加熱後に半導体基板Ｗ等を冷却する
ガスを導入する場合にも、同様なガス導入筒を用いるこ
とができる。また、第３図（ａ）、（ｂ）の場合、加熱
前にガスをチャンバ１内に導入した後、ガス導入口４ｄ
をチャンバ１と環状光源１３ａ〜１３ｃの間の空間に面
するまで引き上げ、冷却ガスをサイドミラー１１及び上
部鏡筒１５ａに導くようにしてもよい。

Ｇ１発明の効果 本発明によれば、環状光源の同心中心軸に沿って光軸が
配置された測温光学系の回りの気体通路を介して筐体内
にガスが導入されるので、筐体内の雰囲気が中心軸対称
の温度勾配となり、環状光源による加熱パワーによる制
御が容易である。また、筐体の上下面に気体通路が設け
られるから。

設計自由度も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例を示す光加熱装置の縦
断面図、第１図（ｂ）はそのＩ−１線矢視図、第２図（
ａ）は第１図（ａ）の部分詳細図、第２図（ｂ）はその
ｕ−ｎ断面図、第２図（ｃ）はそのＱ−Ｑ矢視図、第３
図（ａ）、（ｂ）はガス導入筒の変形例を示し、（ａ）
が縦断面図、（ｂ）がｍ−ｍ断面図、第４図（ａ）、（
ｂ）は他の変形例を示し、（ａ）が縦断面図、（ｂ）が
ＩＶ−ＩＶ矢視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被加熱基板を収容する筺体と、 前記被加熱基板を加熱する光を照射し前記筐体の外側に
   同心状に配置された環状光源と、前記被加熱基板の測温
   に用いる赤外光を前記筐体内に導入しおよび／または筺
   体外に導出し、光軸がほぼ前記環状光源の同心中心軸に
   沿って配置された測温光学系と、 この測温光学系の周囲に配設され前記筺体内外を連通す
   る気体通路とを具備することを特徴とする光加熱装置。