JPS6359530B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光照射加熱装置に関するものである。

一般に光照射加熱装置は種々の分野に用いられ
ている。例えばランプよりの放射光を被処理物に
照射して当該被処理物を加熱する装置として、鋼
材等の熱処理及び乾燥、プラスチツク成型、熱特
性試験装置等に利用されている。特に最近におい
ては、半導体の製造における加熱が必要とされる
工程、例えば不純物拡散工程、化学的気相成長工
程、イオン打ち込み層の結晶欠陥の回復工程、電
気的活性化のための熱処理工程、更にはシリコン
ウエハーの表層を窒化若しくは酸化せしめるため
の熱処理工程を遂行する場合の加熱手段として、
従来から用いられている電気炉、高周波炉等に代
わつて、その利用が検討されている。これは、光
照射による加熱においては、 １ ランプ自体の熱容量が極めて小さいため、加
熱温度の急速な上昇及び低下が可能である。

２ ランプに供給する電力を制御することによ
り、加熱温度の制御を容易に行なうことができ
る。

３ ランプよりの放射光による非接触加熱である
ので、被処理物を汚染することがない。

４ 始動後の立ち上がり時間が短く、エネルギー
効率が大きいため消費エネルギーが少ない。

５ 直接通電炉、高周波炉等に比して装置が小型
でコストが低い。

等の利点があるからである。

このように光照射加熱装置は種々の特長を有し
広く産業界に用いられているが、被処理物が半導
体ウエハー（以下単に「ウエハー」という。）で
ある場合には、コスト的な観点から小型であつて
しかも消費電力の小さい装置が望まれ、そして多
数のウエハーを特性の揃つたものとするためには
各ウエハーを同一の条件下で加熱することが必要
であることから、ウエハーを常に同一の処理位置
において１枚宛加熱処理を施すようにしている。
そして最近においてはウエハーの需要の増大に伴
なつてウエハーが大量に生産されるようになり、
このためウエハーの加熱処理の迅速化が強く望ま
れている。

本発明は以上の如き事情に基いてなされたもの
であつて、被処理物を一個宛加熱処理する光照射
加熱装置であり、被処理物の加熱処理を迅速に行
なうことができて単位時間当たりの処理数を増大
せしめることができる新規な構成の光照射加熱装
置を提供することを目的とし、その特徴とすると
ころは、加熱空間を囲むようランプを設けて成
り、この加熱空間に通ずる２つの出入口を有する
光照射炉と、この光照射炉内の加熱空間を通り前
記２つの出入口の各々から、搬送台の端部が光照
射炉外へ突出するよう往復動可能に設けた光透過
性材質より成る搬送台とを具えて成り、前記搬送
台は、その両端部にそれぞれ被処理物が保持され
る保持部を有し、一方の保持部が光照射炉内の処
理位置に位置されたときには他方の保持部が光照
射炉外の待機位置に位置される点にある。

以下図面によつて本発明の一実施例について説
明する。

第１図及び第２図はウエハーを被処理物とする
場合における本発明の一実施例を示す説明図であ
る。この例において、１は光照射炉であり、この
光照射炉１において、Ｌは長尺なハロゲンランプ
などより成るランプであつて、これらのランプＬ
は加熱空間Ｓを囲むよう上方及び下方にそれぞれ
12本宛一平面上に密に並んで設けられている。１
１及び１２はそれぞれ上方及び下方の各ランプＬ
の背後に設けた主ミラーであり、これら主ミラー
１１，１２の内部には冷却水路Ｗが設けられてい
る。１３及び１４は加熱空間Ｓの両側方を蔽うよ
う設けた側方ミラーであり、この側方ミラー１
３，１４の内部にも図示はしないが冷却水路が設
けられている。１５Ａ及び１５Ｂはウエハーを加
熱空間Ｓ内に出し入れするための一方の出入口及
び他方の出入口である。１７は出入口１５Ａ，１
５Ｂに面した両端が開口の筒状透明石英製の容器
であり、この容器１７は加熱空間Ｓ内に配置され
ている。

２はウエハー３の搬送台であり、この搬送台２
は光透過性材質例えば透明石英により形成されて
おり、この搬送台２の両端部にはそれぞれウエハ
ー３が保持される保持部２１Ａ及び２１Ｂがあ
り、これら保持部２１Ａ及び２１Ｂの各々には透
明石英製の爪２２の４つが円弧に沿つて固設され
ており、ウエハー３はその周縁がこれら４つの爪
２２の斜面に接触して重力により保持されてい
る。４１Ａ及び４１Ｂは搬送台２の両端に固定さ
れた可動枠であり、この可動枠４１Ａ及び４１Ｂ
はそれぞれガイドレール４２Ａ及び４２Ｂに摺動
自在に保持されている。一方のガイドレール４２
Ａは一方の出入口１５Ａから光照射炉外方に伸
び、他方のガイドレール４２Ｂは他方の出入口１
５Ｂから光照射炉外方に伸びていてそれぞれ支枠
４３Ａ，４４Ａ及び支枠４３Ｂ，４４Ｂにより保
持されている。４５は搬送台移動用の送りねじで
あり、その一端は一方の可動枠４１Ａに螺合さ
れ、他端は支枠４３Ａに回転自在に保持されると
共に駆動モータＭに連結されている。５１Ａ及び
５２Ａはそれぞれ光照射炉１外におけるウエハー
の一方の待機位置PAに近接して配置されたウエ
ハー供給機構及びウエハー回収機構であり、真空
吸着アーム５１０Ａにより供給ボツクス５１１Ａ
内の未処理のウエハーが待機位置PAに供給され、
真空吸着アーム５２０Ａにより処理済のウエハー
が待機位置PAから回収ボツクス５２１Ａ内に回
収される。５１Ｂ及び５２Ｂは光照射炉１外にお
けるウエハーの他方の待機位置PBに近接して配
置されたウエハー供給機構及びウエハー回収機構
であり、真空吸着アーム５１０Ｂにより供給ボツ
クス５１１Ｂ内の未処理のウエハーが待機位置
PBに供給され、真空吸着アーム５２０Ｂにより
処理済のウエハーが待機位置PBから回収ボツク
ス５２１Ｂ内に回収される。

搬送台２における保持部２１Ａと保持部２１Ｂ
の位置関係は、一方の保持部２１Ａが一方の待機
位置PAに位置するときには他方の保持部２１Ｂ
が光照射炉１内の処理位置PCに位置PCに位置さ
れ、一方の保持部２１Ａが処理位置PCに位置す
るときには他方の保持部２１Ｂが他方の待機位置
PBに位置されるものとし、この搬送台２は送り
ねじ４５の回転によつてガイドレール４２Ａ及び
４２Ｂに沿つて一方の待機位置PAから処理位置
PCを通つて他方の待機位置PBまで伸びる搬送路
を往復動自在に移動される。

このような構成の装置によれば次のようにして
ウエハーの加熱処理が行なわれる。即ち、先ず一
方の保持部２１Ａが一方の待機位置PAに位置さ
れて、この位置でウエハー供給機構５１Ａの真空
吸着アーム５１０Ａにより未処理のウエハーが一
方の保持部２１Ａに保持される。次いで搬送台２
を搬送せしめて一方の保持部２１Ａを処理位置
PCに位置せしめ、この位置においてランプＬよ
りの光照射によりウエハーを加熱する。このウエ
ハーの加熱処理中において、他方の保持部２１Ｂ
は他方の待機位置PBに位置されており、この位
置でウエハー供給機構５１Ｂの真空吸着アーム５
１０Ｂにより未処理のウエハーが他方の保持部２
１Ｂに保持される。

前記一方の保持部２１Ａに保持されたウエハー
の加熱処理が終了した後、搬送台２を搬送せしめ
て他方の保持部２１Ｂを処理位置PCに位置せし
め、この位置においてランプＬよりの光照射によ
り他方の保持部２１Ｂに保持されたウエハーを加
熱する。このウエハーの加熱処理中において、一
方の保持部２１Ａは一方の待機位置PAに位置さ
れており、この位置で真空吸着アーム５２０Ａに
より処理済のウエハーが一方の保持部２１Ａから
除去される回収ボツクス５２１Ａに回収される。
そして続いてこの位置においてウエハー供給機構
５１Ａの真空吸着アーム５１０Ａにより未処理の
ウエハーが一方の保持部２１Ａに保持される。

前記他方の保持部２１Ｂに保持されたウエハー
の加熱処理が終了した後、搬送台２を搬送せしめ
て一方の保持部２１Ａを処理位置PCに位置せし
め、この位置においてランプＬよりの光照射によ
り一方の保持部２１Ａに保持されたウエハーを加
熱する。このウエハーの加熱処理中において、他
方の保持部２１Ｂは他方の待機位置PBに位置さ
れており、この位置で真空吸着アーム５２０Ｂに
より処理済のウエハーが他方の保持部２１Ｂから
除去され回収ボツクス５２１Ｂに回収され、続い
てこの位置においてウエハー供給機構５１Ｂの真
空吸着アーム５１０Ｂにより未処理のウエハーが
他方の保持部２１Ｂに保持され、次の加熱処理に
供される。

このような工程が繰返されてウエハーの加熱処
理が、一方の保持部２１Ａと他方の保持２１Ｂと
において交互に行なわれる。

このように上記実施例によれば、一方の保持部
２１Ａに保持されたウエハーが処理位置PCにお
いて加熱処理を受けている間は他方の保持部２１
Ｂが他方の待機位置PBに位置されるので、この
間に他方の待機位置PBにおいて処理済のウエハ
ーの回収と未処理のウエハーの供給とを行なうこ
とができ、他方の保持部２１Ｂに保持されたウエ
ハーが処理位置PCにおいて加熱処理を受けてい
る間は一方の保持部２１Ａが一方の待機位置PA
において処理済のウエハーの回収と未処理のウエ
ハーの供給とを行なうことができ、結局ウエハー
の加熱処理を迅速に行なうことができ、単位時間
当たりの処理数を増大せしめることができる。

因みに、搬送台２に保持部が一つしかない場合
にはウエハー１枚の処理に要する時間が、加熱時
間10秒、待機位置と処理位置との往復時間４秒、
ウエハーの供給及び回収時間６秒と合計20秒であ
り、１時間当たりの処理数は180であつたのに対
し、上記実施例によれば、ウエハーの供給及び回
収は処理位置PCで他のウエハーが加熱されてい
るときに行なわれるので供給及び回収時間は加熱
時間中に包含され、待機位置と処理位置との往復
は、一方の保持部２１Ａの往復と他方の保持部２
１Ｂの往復とが交互に重復して行なわれるので、
ウエハー１枚当たりこれに要する時間は半分の２
秒で済み、結局加熱時間10秒を加えて合計12秒で
ウエハー１枚を処理することができ、１時間当た
りの処理数は300となり単位時間当たりの処理効
率は40％アツプとなる。

そして搬送台２は光透過性であるため、下方の
ランプＬからの照射光が遮られることがなくウエ
ハーの加熱に有効に寄与する。

第３図は他の実施例の要部を示し、この例にお
いては、搬送台２の一方の保持部２１Ａ及び他方
の保持部２１Ｂの各々の周囲に例えばリング状で
透明石英製の封体を具えたハロゲンランプなどよ
り成る加熱器６Ａ及び６Ｂが設けられ、この加熱
器６Ａ及び６Ｂの封体外壁にはそれぞれウエハー
を保持する透明石英製の爪６１Ａ及び６１Ｂが設
けられている。このように加熱器６Ａ及び６Ｂを
付加した構成によれば、ウエハーが待機位置にお
いて保持部に保持されている間に予備的にウエハ
ーの外周または外周近傍を加熱し、或いはウエハ
ーが処理位置において加熱処理されている間に補
助的にウエハーの外周または外周近傍を加熱する
ことにより、ウエハーの全体を均一な温度で加熱
することができ、スリツプライン或いは反りのな
い良好な加熱処理を施すことができる。

以上において搬送台２は必ずしも直線的に搬送
されることは必要でなく、円弧状に沿つて搬送せ
しめるよう構成してもよい。

以上本発明をウエハーの加熱処理に適用した場
合について説明したが本発明はこれに限定され
ず、他の被処理物の加熱に適用することができ
る。

以上説明したように本発明は加熱空間を囲むよ
うランプを設けて成り、この加熱空間に通ずる２
つの出入口を有する光照射炉と、この光照射炉内
の加熱空間を通り前記２つの出入口の各々から、
搬送台の端部が光照射炉外へ突出するよう往復動
可能に設けた光透過性材質より成る搬送台とを具
えて成り、前記搬送台は、その両端部にそれぞれ
被処理物が保持される保持部を有し、一方の保持
部が光照射炉内の処理位置に位置されたときには
他方の保持部が光照射炉外の待機位置に位置され
ることを特徴とする光照射加熱装置であるから、
被処理物を一個宛加熱処理する光照射加熱装置で
あり、被処理物の加熱処理を迅速に行なうことが
できて単位時間当たりの処理数を増大せしめるこ
とができる新規な構成の光照射加熱装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す説
明用横断平面図及び説明用縦断正面図、第３図は
他の実施例の要部を示す説明図である。 １……光照射炉、Ｌ……ランプ、Ｓ……加熱空
間、１１，１２……主ミラー、１３，１４……側
方ミラー、１５Ａ，１５Ｂ……出入口、１７……
容器、２……搬送台、２１Ａ，２１Ｂ……保持
部、４１Ａ，４１Ｂ……可動枠、４２Ａ，４２Ｂ
……ガイドレール、５１Ａ，５１Ｂ……ウエハー
供給機構、５２Ａ，５２Ｂ……ウエハー回収機
構、３……ウエハー、PA，PB……待機位置、
PC……処理位置、６Ａ，６Ｂ…加熱器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱空間を囲むようランプを設けて成り、こ
   の加熱空間に通ずる２つの出入口を有する光照射
   炉と、この光照射炉内の加熱空間を通り前記２つ
   の出入口の各々から、搬送台の端部が光照射炉外
   へ突出するよう往復動可能に設けた光透過性材質
   より成る搬送台とを具えて成り、前記搬送台は、
   その両端部にそれぞれ被処理物が保持される保持
   部を有し、一方の保持部が光照射炉内の処理位置
   に位置されたときには他方の保持部が光照射炉外
   の待機位置に位置されることを特徴とする光照射
   加熱装置。 ２ 前記搬送台の保持部の周囲に加熱器を設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   照射加熱装置。