TW200820346A

TW200820346A - Device and method of annealing

Info

Publication number: TW200820346A
Application number: TW96124347A
Authority: TW
Inventors: Shigeru Kasai; Tomohiro Suzuki
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2006-07-04
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2008-05-01
Also published as: JP2008016545A; WO2008004581A1

Description

200820346 九、發明說明【發明所屬之技術領域】本發明係關於一種對於半導體晶圓等被處理體，藉由照射由LED所放射出的光進行退火之退火裝置及退火方法。晶散體擴導化半氧之、板理基處理膜處成被有於在對存中 } 造圓製晶的爲置載裝記 1 體單術導簡技半下前在以先 C f 圓處理、改質處理、退火處理等各種熱處理。伴隨著半導體裝置之高速化、高積體化的要求，尤其是離子佈植後的退火係爲了將擴散抑制在最小限値，而指向以更高速的升降溫。作爲能夠進行這樣的高速升降溫之退火裝置，以led (發光二極體）作爲熱源者被提案出來（例如日本特表 2005-53 6045 號公報）。然而’在使用LED作爲上述退火裝置的熱源之情況下’對應於急速加熱而必須產生很大的光能，爲此必須高密度安裝LED。但是’ LED係由於熱而使發光量降低爲眾所皆知的。爲此’根據高密度安裝LED，在LED本身的發熱（在投入能源中’無法取出作爲光）影響，而恐怕無法從led 得到充分的發光量。又用來作爲構成led之半導體材料的GaN係使折射率大到2 · 5。爲此，在使折射率於實質上爲1的空氣中（折射率爲丨的真空中），取出光時發生全 200820346 反射的比例爲多，因此難以效率佳地取出光能。如，在適用LED之退火裝置中，由於發熱問題及折題而尙未得到發揮穩定的性能者。一方面，在使用LED以高速進行加熱冷卻晶以短時間升溫至高溫時，對於LED單元要求莫大密度。爲此，在給電系統中雖然是短時間，但是必所謂20 OkVA以上之極大電力。爲此，在給電系統、斷路器、電磁接觸器係要求極高容量者，其等係、取得不易、操作困難等問題。【發明內容】 (發明揭示）本發明爲有鑑於前述事情所開發者，首先第1 在使用 LED作爲熱源之退火裝置中，能夠回避所丨特有之由於熱影響而造成的發光量降低、或是以材射率爲起因而造成的光能效率低之問題爲目的。爲了解決該問題，本發明提供一種退火裝置作退火裝置，該退火裝置係具備：收納被處理體之處理容器；具有複數個LED元件，並利用由前述LED元射出的光而加熱被處理體之加熱源；與前述處理容器鄰接設置，並收納前述加熱源設置於前述處理容器與前述殼體之間，並穿透此一來射率問圓下，的電力須達到之電線有高價點係以 I LED 料之折爲第1 件所放之殼體由前述 -5- 9 200820346 LED元件所放射出的光之光穿透構件；及將穿透由前述LED元件所放射出的光之同時，並且使折射率較1更大，但較構成LED元件之半導體材料的折射率更小之絕緣性冷卻流體供給至前述殼體內之冷卻流體供給系統，其特徵爲：利用前述供給系統所供給的前述冷卻流體係以直接接觸前.述LED元件的方式而被塡充於前述殼體內。由另一觀點看來，本發明提供一種退火方法作爲第1 退火方法’該退火方法係爲利用由LED元件所放射出的光而加熱被處理體之退火方法，其特徵爲，具備：將穿透由前述LED元件所放射出的光之同時，並且使折射率較1更大，但較構成LED元件之半導體材料的折射率更小之絕緣性冷卻流體直接接觸前述LED元件之工程；將被處理體收納於處理容器之工程；使由前述LED元件所放射出的光通過前述冷卻流體 ’照射在前述處理容器內的被處理體，而加熱該被處理體之工程。若是根據此等裝置及方法的話，藉由使上述冷卻流體 (例如氟系鈍性液體）直接接觸LED元件的方式塡充於殼體內，不會發生漏電等電氣問題或是由於光的減弱所導致的效率低下，因此不會產生所謂由於LED元件的熱影響而造成的發光量降低、或是以折射率爲起因而造成的光能效率低之問題而能夠維持穩定的性能。 -6- 200820346 在上述第1退火裝置中，以具備挾持前述處理容器而相互對向的一對加熱源、一對殼體、及一對光穿透構件，且前述冷卻流體供給系統係供給前述冷卻流體至各殼體內的方式加以構成亦可。又進一步具備設置在前述處理容器內的被處理體與前述加熱源之間，並穿透由前述led元件所放射出的光，且吸收波長爲1 μπι以上的紅外線之紅外線吸收板爲佳。藉此，能夠防止來自被處理體的放射熱到達LED元件，因此可以更有效地防止由於LED元件的熱影響而造成的發光量降低。再從另一觀點看來，本發明係提供一種記錄媒體，該記錄媒體係爲記錄藉由在控制退火裝置的電腦上動作之控制程式的電腦可讀取之記錄媒體，其特徵爲：前述控制程式係在執行時以進行上述之第1退火方法的方式控制退火裝置。又本發明之第2目的係爲在使用LED作爲熱源之退火裝置中，不須要供給大電力而能夠進行所期望的高速加熱。爲了解決該課題，本發明提供一種退火裝置作爲第2 退火裝置，該退火裝置係具備：收納被處理體之處理容器；具有複數個LED元件，並利用由前述LED元件所放射出的光而加熱被處理體之加熱源；及對前述複數個LED元件進行給電之給電系統，其特 200820346 徵爲= 前述給電系統係具有：儲存電能之電氣雙重電容模組；對前述電氣雙重電容模組充電之充電電源；以被控制的電流値，進行從被充電之前述電氣雙重電容模組對前述LED元件的給電之給電電路。由另一觀點看來，本發明提供一種退火方法作爲第2 退火方法，該退火方法係爲利用由LED元件所放射出之光而加熱被處理體之退火方法，其特徵爲具備：對儲存電能之電氣雙重電容模組進行充電之工程；及由被充電之前述電氣雙重電容模組對前述LED元件進行給電，而由前述LED元件放射出光之工程。在此等裝置及方法中，藉由從預先充電的電氣雙重電容模組對LED元件進行給電，使LED元件發光。由於電氣雙重電容器係具有充分大的電力密度，且具有比較大的能源密度，因此在以中程度的電源進行充電後，可以在極短時間將所儲存的電力放電。爲此，不須要供給大電力而能夠進行所期望的高速加熱。在上述第2退火裝置中，前述給電電路係以具有藉由調整給電電壓而控制對前述LED元件的電流値之DC-DC 轉換器爲佳。又前述加熱源係分割爲複數個至少使1個前述LED 元件被各別配置的區域，前述給電系統係以各別被控制的電流値對前述加熱源的每個區域進行給電爲佳。在該情況 -8- 200820346 下’前述給電系統係以具有分別對應於前述複數個區域之複數個電氣雙重電容模組及給電電路爲佳。又前述給電系統進一步具有控制對前述雙重電容模組的充電及由前述雙重電容模組對前述LED元件的給電之給電控制部爲佳。再從另一觀點看來，本發明係提供一種記錄媒體，該記錄媒體係爲記錄藉由在控制退火裝置的電腦上動作之控制程式的電腦可讀取之記錄媒體，其特徵爲：前述控制程式係在執行時以進行上述之第2退火方法的方式控制退火裝置。【實施方式】以下，一邊參照添附圖示，一邊針對本發明之實施形態加以說明。在此，以對於在表面注入不純物之晶圓進行退火所用的退火裝置爲例加以說明。第〗圖係爲顯示關於本發明之一實施形態的退火裝置之槪略構成剖面圖。該退火裝置 100係構成爲氣密式，並具有使晶圓被搬入的處理容器（處理室）1。由處理容器1底部直立設置支撐柱2，並以由支撐柱 2上端朝內側延伸的方式，水平設置支撐晶圓W之支撐構件3。在處理容器1的天壁及底壁中之對應於晶圓W的部份上，各自形成開口部1 a、1 b。以覆蓋處理容器1的開口部la、lb的方式，氣密性地安裝光穿透構件5a、5b。在 -9- 200820346 處理容器1的天壁上面，以圍繞光穿透構件5a的方式設置第1殼體6a，又在處理容器1的底壁下面，以圍繞穿透構件5b的方式，設置第2殻體6b。在處理容器1的側壁上，設置由未圖示之處理氣體統導入既定處理氣體的處理氣體導入口 22及連接於未示之排氣裝置的排氣口 23。再者，在處理容器1的側壁，設置用以對處理容器1進行晶圓W的搬出入之搬出口 24，且該搬出入口 24係能夠利用閘閥25而可自由開。在處理容器1的內部中，設置用以測定被載置於支撐件3上的晶圓W溫度之溫度感測器26。又溫度感測器係連接在處理容器外側的計測部27上’且使溫度檢測號從該計測部27被輸出至後述的加工控制部60、給電制部5 6 (參照第6圖）。在第1殼體6a的內部中’具備了有複數個LED元，且以整體方式與晶圓w對向而水平設置的加熱源7£ 在第2殻體6b的內部中，也同樣具備了有複數個LED 件，且以整體方式與晶圓W對向而水平設置的加熱源。由給電部10對於此等加熱源7a、7b的LED元件進行力給電。再者，藉由對於LED元件進行給電而使led 件發光，藉由其光而使晶圓W從表裏面開始加熱。加熱源7a、7b係如第2圖擴大表示’配列複數個有安裝複數個L E D元件1 5於棒狀構件1 6之L E D陣列的光源18而構成。又各光源1 8係於LED陣列的背面上具有反光物1 9。加熱源7a ( 7b )係舉例如第3圖之光系圖上入關構 2 6 訊控件元 7b 電元具 17 側仰 -10- 200820346 視圖所示，使複數個光源18配置爲複數個，在圖中係分割爲3個區域31a、32a、33a (31b、32b、33b)的同心圓狀，並且可以針對每個區域進行給電。就LED元件15而言，係使用放射出的光波長爲紫外線〜近紅外線的範圍，以0.36〜1·0μπι的範圍者爲佳。就放射出這樣的光波長之LED半導體材料而言，可以舉例如GaN、GaAs等化合物半導體。又如第1圖所示，於第1殼體6a中係在加熱源7a與光穿透構件5a之間，水平配置具有與加熱源7a同樣程度面積的紅外線吸收板8 a。該紅外線吸收板8 a係由雖然可以使從LED元件1 5所放射出的光穿透，但會吸收吸波長 1 · 〇 μηι以上的紅外線之材料所構成。吸收板8 a的材料係以對於從LED所放射出的波長光的穿透率高者爲佳。具體而言，以紅外線吸收板8a之對於波長爲1.00 μπι以上的紅外線吸收率達到90 %以上，對於從LED元件所放射出的光波長之穿透率達到90%以上的材料爲佳。就紅外線吸收板 8a而言，可以適當地使用紅外線吸收玻璃。又於第2殻體 6b中係也在加熱源7b與光穿透構件5b之間，水平配置具有與加熱源7a同樣程度面積之與紅外線吸收板8a相同的紅外線吸收板8b。於第1殼體6a的側壁上，設置流體導入口 1 1 a及流體排出口 1 2a，於第2殻體6b的側壁上，設置流體導入口 1 1 b及流體排出口 1 2b。再者，流體導入口 1 1 a、1 1 b係分別連接了供給配管13a、13b，且流體排出口 12a、12b係 -11 - 200820346 分別連接了排出配管14a、14b。供給配管13a、13b係連接於冷卻流體供給系統20。利用該供給系統20並介由供給配管13a、13b而將液體狀的冷卻流體21供給至第1及第2殼體6a ' 6b內，使第1及第2殼體6a、6b內係利用冷卻流體21加以塡充。又第1及第2殼體6a ' 6b內之冷卻流體21係介由排出配管14a、14b加以回收。換言之，冷卻流體2 1係藉由冷卻流體供給系統而得以循環。 • 就冷卻流體而言，使用滿足以下條件者：具有能夠充分冷卻LED元件1 5之冷卻能力；具有絕緣性；對於從LED元件所放射出的光波長具有穿透率；折射率較1更大，但較構成LED元件之材料（GaN 之情況下的折射率爲2.5、GaAs之情況下的折射爲3.6 ) 的折射率更小者。從效率的觀點看來，對於從LED元件所放射出的光 ^ 波長之穿透率爲90%以上爲佳，並且以對於從LED元件所放射出的光達到透明（穿透率爲100% )爲更佳。就這樣 . 的物質而言，可以舉例如氟系鈍性液體（商品名

Fluorinert、Galden等）。Fluorinert的可視光穿透率係如第4圖所示大約爲100%，折射率爲1.25。該冷卻流體21 係如第5圖所示，在第1及第2殼體6a、6b內，與構成加熱源7a、7b之各光源18的LED元件15直接接觸。給電部1 0係如第6圖所示，具有作爲電源機能之直流電力供給部4 1 ;將來自直流電力供給部4 1的電力進行 -12- 200820346 充電，再給電至各LED元件15之複數個充電•給電電路 5 1 a〜5 1 f ;及控制此等供給部4 1及電路5 1 a〜5 1 f之給電控制部5 6。直流電力供給部41係具有交流電源42;將來自該交流電源42的交流電力轉換爲直流電力之整流器43 ;附電壓控制機能之電流源44。電流源44係作爲定電流電氣電路加以動作，再將高電壓之直流電力供給至充電·給電電路 51a〜51f。各充電•給電電路51a〜51f係分別對應於加熱源7a 及7b之各區域31a、32a、3 3a及31b、32b、33b而加以設置。各充電•給電電路5 1 a〜5 1 f係具有使來自電流源 44之高電壓直流電力進行充電之電氣雙重電容模組52; 將儲存於電氣雙重電容模組52之電能以既定的輸出電壓供給至LED元件15之作爲給電電路機能的DC-DC轉換器 53。DC-DC轉換器53的輸入及輸出係利用隔離54而被電氣分離。藉此，可以不受到GND線、雜訊影響而自由地設定輸出，因此可以任意地決定各區域之光源1 8的數量〇當針對電氣雙重電容器的特性，參照第7圖之顯示電力密度及能源密度的關係之圖面加以說明時，具有能源密度係較電池更低，但較鋁電解電容器更大，電力密度係較鋁電解電容器更低，但較電池更大的特性。爲此，爲了使加熱源7a、7b之多數個LED元件能夠在短時間急速加熱至高溫，而成爲兼備必要的能源密度及電力密度者。 -13- 200820346 電氣雙重電容器之等價電路係如第8圖所示者，在達到電谷器C1〜Cn之集合體的狀態，靜電容量爲極大。又因爲存在有電阻R1〜Rn+Ι，在與鋁電解電容器相較下，由於內部電阻爲大，因此充放電效率高、電力密度大。但是耐電壓低至數伏特。爲此，將複個電氣雙重電容器串聯連接後，作爲具有數十伏特的定格電壓之電氣雙重電容器加以處理。利用以一定的電流，從作爲充電電源機能之電流源44對作爲充電器機能之電氣雙重電容器模組52進行給電，可以進行有效率的充電。再者，若是達到既定的電壓’利用給電控制部56，可以將電流源44的控制設定在定電壓模式。再者充電•給電電路51的電氣雙重電容器模組52係以耐電壓達到3 00 V程度的方式，而直接與電流源44串聯連接。又在各區域中所要求的電力量不足之情況下，藉由於各充電•給電電路 51a〜51f中，進一步並聯連接電氣雙重電容模組52，而可以達到必要電力量的蓄電。 DC-DC轉換器53係具有作爲從被充電之電氣雙重電容模組52對各區域之LED元件15進行給電之給電電路的機能。又該變頻器53係藉由利用給電控制部56的控制而調整給電電壓，因此具有以被控制的電流値對加熱源7a 、7b的各區域進行給電的機能。藉此，可以防止來自電氣雙重電容模組5 2之給電時的電壓變動，而且在控制供給至各區域的LED元件1 5的電流後，能夠控制晶圓W溫度的面內分布。又給電控制部5 6係藉由來自以下說明之加 -14- 200820346 工控制部60的指令而動作。退火裝置1 00的各構成部係如第1圖所示，被連接於具備微訊息處理機（電腦）之加工控制部60後而被控制構成。在加工控制部6 0中，係連接由工程管理者爲了管理退火裝置100而進行指令之輸入操作等的鍵盤、或是將退火裝置1 〇〇的運作狀況可視化後加以顯示的顯示器等所構成之使用者輸入介面61。進一步，在加工控制部60中，係連接可儲存用以藉由加工控制部6 0的控制而實現利用退火裝置1 〇 0所執行的各種處理之控制程式、或是用以因應處理條件而對退火裝置1 0 0的各構成部執行處理之程式，即製作法的記錄部62。製作法係記錄於硬碟或是半導體記錄體皆可，又在收納於CD-ROM、DVD-ROM等可搬性記錄媒體之狀態下設定於記錄部6 2的既定位置亦可。進一步，從其他的裝置，例如介由專用電路適當地傳送製作法亦可。再者，因應必要，藉由利用來自使用者輸入介面6 1之指示等，而可以從記錄部6 2叫出任何的製作法並於加工控制部6 〇執行，可以在加工控制部60的控制下，進行利用退火裝置1 00 之所期望的處理。其次，針對於以上所示之退火裝置1 〇〇中的退火動作加以說明。首先，打開閘閥25從搬出入口 24搬入晶圓w ’再載置於支撐構件3上。其後，關閉閘閥25，並使處理容器1內達到密閉狀態，再介由排氣口 2 2，利用未圖示之排氣裝置對處理容器1內進行排氣。在此同時，將既定的 -15- 200820346 處理氣體’例如氬氣或氮氣從未圖示之處理氣體供給系統 ’介由處理氣體導入口導入處理容器1內，使處理容器1 內的壓力維持在例如100〜lOOOOPa的範圍內之既定壓力內。在該狀態下’利用冷卻流體供給系統20，將氟系鈍性液體’也就是冷卻流體21塡充於殼體6a、6b內的同時，並且加以循環。此時’使電流源4 4動作而將充電•給電電路5〗a〜 51f的電氣雙重電容模組52充電’準備進行構成加熱源 7a、7b之各光源18的LED元件15的亮燈。再者，控制DODC轉換器53，進行來自電氣雙重電容模組5 2的放電，將既定的電流供給至構成各區域光源 18的LED元件15後，使LED元件15亮燈。藉由此時的 LED元件1 5的光能，能夠以1 〇〇〜丨〇00°c /秒程度的加熱速度急速加熱晶圓W。例如藉由使配置於複數個光源i 8 之多個LED元件15發光1秒的時間，可以急速加熱至 1 0 00 °C °C程度的高溫。又由於不是根據熱放射的加熱，因此在降溫時’藉由將L E D元件1 5熄燈，可以達到1 0 0〜 200°C /秒程度的急速冷卻。在此，在本實施形態中，藉由將冷卻流體21塡充於殼體6a、6b內並且加以循環，而可以直接冷卻LED元件 15°藉此，可以防止由於Led元件15本身的發熱而造成的發光量降低。用來作爲冷卻流體2 1之氟系鈍性液體（商品名 Fluorinert、Galden等）係具有能夠充分冷卻 -16- 200820346 LED元件1 5之冷卻能力、具有絕緣性、對於從LED元件之發光光爲透明（穿透率大約爲100%)。因此’不會妨礙LED元件1 5的光，即使是直接接觸，對於給電也不會有不好的影響，因此可以充分地冷卻LED元件1 5。又從 LED元件1 5所放射出的光係一旦經過冷卻流體2 1後再放射出於空氣中。但是，氟系鈍性液體，例如Fluorinert係使折射率爲1.25，爲空氣、與構成LED元件之 GaN、 GaAs之中間値。藉此，由於使折射率從LED元件之半導體材料，介由氟系鈍性液體，慢慢地接近空氣的折射率，因此難以發生從LED元件1 5所放射出的光之全反射，因此可以得到效率佳的光能。如此一來，不會產生所謂由於熱影響而造成的LED 元件1 5之發光量降低、或是以折射率爲起因而造成的光能效率低之問題，而能夠維持穩定的性能。又就會影響LED元件1 5的發光量的熱而言，係爲來自被加熱的晶圓或處理容器內零件的熱放射等來自周圍的熱，尤其是由於晶圓W達到1 000 °C程度的高溫而影響爲大。換言之，來自被加熱的晶圓W係爲熱放射，因此當該熱到達LED元件15時，對於LED元件15的發光量恐怕會有所影響。對此而言，在本實施形態中，在加熱源7a 、7b與晶圓W之間，分別設置與加熱源7a、7b相同程度面積的紅外線吸收板8a、8b，雖然使從LED元件1 5所放射出的波長光穿透，但會收吸波長爲1 μηι以上的紅外線。藉此，不會妨礙從LED元件15朝晶圓W的光，且可以阻 -17- 200820346 斷從晶圓W朝LED元件1 5的熱放射。也就是說，在加熱晶圓W到1 000°C程度之情況下，根據第9圖所示之卜朗克法則，使紅外線從晶圓W放射出來，當該紅外線到達 L E D元件1 5時，使L E D元件被加熱。但是藉由設置紅外線吸收板8a ' 8b，可以防止紅外線到達LED元件15，因此可以有效地防止根據晶圓W之朝LED元件1 5的加熱。一方面，爲了使用多個LED元件1 5，而能夠於短時間升溫至高溫，因此對於LED元件要求莫大的電力密度，爲此，在給電系統中雖說是短時間，但必須達到所謂 200kVA以上之極大電力。當以通常的給電系統實現此點時而被要求大電壓·大電流，並伴隨產生所謂在電線、斷路器、電磁接觸器中要求極高容量的困難性。對此而言，在本實施形態中，於電氣雙重電容模組52 充電完成，並使LED元件1 5發光時，從電氣雙重電容模組52對LED元件15進行給電。爲此，在電流電力供給部41中不須要大電壓·大電流，因此電線、斷路器、電磁接觸器係以通常者就足夠了。換言之，電氣雙重電容器係具有足夠大的電力密度，而且具有爲了將晶圓W加熱至必要溫度而能夠儲存必要能源之比較大的能源密度。爲此，能夠以中程度的電源進行充電後，再將儲存的電力以極短時間進行放電，能夠在不使用大電壓·大電流的電源下使用LED元件急速加熱晶圓W。又因爲使用高電直流的電流源44作爲充電電源，並以定電流花費時間對電氣雙重電容模組52進行充電，因此使電線損耗爲少而能夠 -18- 200820346 以高效率進行充電。針對此點，如以下說明。被儲存於電容器的電荷Q係當將靜電容量設定爲c、電壓設定爲V、電流設定爲1、時間設定爲t時，能夠如下表示：\ Q = CxV = Ixt Φ 被儲存於電容器之靜電能源u係能夠如下表示： U= ( 1/2 ) xCV2= ( 1/2 ) x ( Q2/C ) 又以內部電阻R所消耗的電力L爲： L = I2xRxt = RxQ2/t ( / I = Q/t ) 因爲充電時的效率Pc爲：

Pc = U/ ( U + L ) 當將上述關係式代入此式時，得到

Pc = t/ ( t + 2RC ) 因此當花費時間加以充電時，可以使效率爲佳。 -19-

200820346 其次，計算必要的電流。在上述的退火裝置中塊晶圓放入退火裝置的時間爲1〜2分鐘（60〜120 在這期間進行晶圓搬送、真空處理、壓力調整等。，由於在這其中的1秒爲使LED元件亮燈後急速圓的時間，因此在計算上，可以將亮燈時間之〗秒 5 9〜1 1 9秒作爲充電時間進行計算。在此，當用以加熱晶圓之必要的電力密度 200kVA時，1秒時間要消耗的能源達到200kJ。：秒進行充電之情況下，得到200kJ + 59 = 3.4kVA。在力供給部41中，因爲電流源44以直流3 00V進行因此電流爲 3 4 〇〇 + 3 〇 0 = 1 1 . 3 A。又在以 1 1 9秒進行情況下，得到200kJ+119=1.7kVA，當計算電流時 1 700 + 3 00 = 5.7A。當將直流轉換效率設定爲90%時之交流電源42之輸入係在前者的情況下，達到 200χ31/2χ〇·9) =10·9Α/相，在後者的情況下，達_ (200x3 1/2χ0.9 ) =5·5Α/相。因爲當以通常的交流電源實現200kVA時， 577A/相的電流，因此只要以50〜100分之1程値即可達成，因此能夠使電源明顯地小型化。在使LED元件1 5亮燈而加熱晶圓W時，使氣雙重電容模組52之電氣能源對加熱源7a、7b 域的L E D元件1 5放電。此時，利用作爲給電電 DC轉換器，能夠得到像是將被控制的電流供給的LED元件15之既定的輸出電壓。進一步，能，將1 秒）’ 一方面 :加熱晶、以外的設定爲在以59 :直流電 ‘充電， •充電之，得到，200V 3400/ ( ij 1 700/ 、須達到 [的電流 ί存在電 3之各區 .之 DC_ ;各區域 g防止從 -20- 200820346 電氣雙重電容模組52放電時之電壓變動而使LED元件15 亮燈，因此能夠控制性佳地加熱晶圓W。又能夠針對加熱源7a、7b之每個區域控制被供給至LED元件1 5的電流，因此能夠以高精確度控制晶圓W之溫度的面內分布。又本發明係不限定於上述的實施形態，各種變形皆可。例如在上述實施形態中，雖然針對設置挾持處理容器而相互對向的一對加熱源的例子加以說明，但是在處理容器的一側設置單一的加熱源亦可。又將在光穿透構件具有紅外線吸收機能來取代紅外線吸收板的設置亦可。進一步，即使是針對被處理體，也不限定於半導體晶圓，能夠以 P D用玻璃基板等其他物爲對象。【圖式簡單說明】第1圖係爲顯示關於本發明之一實施形態的退火裝置之槪略構成剖面圖。第2圖係爲顯示第1圖的退火裝置之加熱源的擴大剖面圖。第3圖係爲顯示第1圖的退火裝置之加熱源的仰視圖〇第4圖係爲顯示在第1圖的退火裝置中，用來作爲冷卻流體之Fluorinert穿透率曲線圖表。第5圖係爲顯示在第1圖的退火裝置中，塡充冷卻流體的狀態剖面圖。第6圖係爲顯示第1圖的退火裝置之給電部的槪略構 -21 - 200820346 成圖。第7圖係爲顯示用在給電部之電氣雙重電容模組的電力密度及能源密度之關係圖表。第8圖係爲顯示電氣雙重電容模組之等價電路圖。第9圖係爲顯示卜朗克法則圖表。【主要元件符號說明】 • 1 :處理容器 1 a、1 b :開口部 2 :支撐柱 3 :支撐構件 5a、5b :光穿透構件 6a :第1殼體 6b :第2殼體 7 a、7 b :加熱源 ^ 8a、8b :紅外線吸收板 1 〇 :給電部 - 1 1 a、1 1 b :流體導入口 . 12a、12b :流體排出口

1 3 a、1 3 b :供給配管 14a、14b :排出配管 15 ： LED元件 1 6 :棒狀構件 17 ： LED 陣歹!J -22- 200820346 1 8 :光源 1 9 :反光物 20 :冷卻流體供給系統 2 1 :冷卻流體 22 :處理氣體導入口 23 :排氣口 24 :搬出入口 • 25 :閘閥 26 :溫度感測器 27 :計測部 3 3b ：區域 31a、 31b、 32a、 32b、 33a、 4 1 :直流電力供給部 42 :交流電源 4 3 :整流器 44 :電流源 • 5 1 a〜5 1 f :充電•給電電路 52 :電氣雙重電容模組 - 53 : DC-DC轉換器 . 5 4 :隔離 5 6 :給電控制部 60 :加工控制部 6 1 :使用者輸入介面 62 :記錄部 100 :退火裝置 -23- 200820346 W :晶圓

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Claims

200820346 十、申請專利範圍 1 · 一種退火裝置，其特徵爲，係具備：收納被處理體之處理容器；具有複數個LED元件，並利用由前述LED元件所放射出的光而加熱被處理體之加熱源；與前述處理容器鄰接設置，並收納前述加熱源之殼體 9 設置於前述處理容器與前述殻體之間，並穿透由前述 LED元件所放射出的光之光穿透構件；及將穿透由前述LED元件所放射出的光之同時，並且使折射率較1更大，但較構成前述LED元件之半導體材料的折射率更小之絕緣性冷卻流體供給至前述殼體內之冷卻流體供給系統，利用前述供給系統所供給的.前述冷卻流體係以直接接觸前述LED元件的方式而被塡充於前述殻體內。 2 ·如申請專利範圍第1項之退火裝置，其中，前述冷卻流體爲氟系鈍性液體。 3 ·如申請專利範圍第1項之退火裝置，其中，具備挾持前述處理容器而相互對向的〜對加熱源、一對殼體、及〜對光穿透構件，前述冷卻流體供給系統係將前述冷卻流體供給至各殼體內。 4 _如申請專利範圍第1項之退火裝置，其中，更進一步具備設置在前述處理容器的被處理體與前述加熱源之 •25- 200820346 間，並穿透由前述LED元件所放射出的光，且吸收波長爲1 μιη以上的紅外線之紅外線吸收構件。 5 . —種退火方法，係爲利用由LED元件所放射出的光而加熱被處理體之退火方法，其特徵爲，具備：將穿透由前述LED元件所放射出的光之同時，並且使折射率較1更大，但較構成前述LED元件之半導體材料的折射率更小之絕緣性冷卻流體直接接觸前述LED元件之工程；將被處理體收納於處理容器之工程；使由前述LED元件所放射出的光通過前述冷卻流體，照射在前述處理容器內的被處理體，而加熱該被處理體之工程。 6. 如申請專利範圍第5項之退火方法，其中，前述冷卻流體爲氟系鈍性液體。 7. —種記錄媒體，係爲記錄在控制退火裝置的電腦上動作之控制程式的電腦可讀取之記錄媒體，其特徵爲：前述控制程式係在執行時以進行申請專利範圍第5項所記載的方法之方式控制退火裝置。 8. —種退火裝置，其特徵爲，係具備：收納被處理體之處理容器；具有複數個LED元件，並利用由前述LED元件所放射出的光而加熱被處理體之加熱源；及對前述複數個LED元件進行給電之給電系統，前述給電系統係具有： -26- 200820346 儲存電能之電氣雙重電容模組；對前述電氣雙重電容模組充電之充電電源；以被控制的電流値，進行從被充電之前述電氣雙重容模組對前述led元件的給電之給電電路。 9.如申請專利範圍第8項之退火裝置，其中，前充電電源爲定電流源。 1 〇.如申請專利範圍第9項之退火裝置，其中，前定電流源具有電壓控制機能。 1 1 .如申請專利範圍第8項之退火裝置，其中，前給電電路具有藉由調整給電電壓，而控制朝前述LED 件的電流値之DC-DC轉換器。 12. 如申請專利範圍第8項之退火裝置，其中，前加熱源係分割爲複數個至少使1個前述LED元件被各配置的區域，前述給電系統係以各別控制的電流値，對每個前述熱源的各區域進行給電。 13. 如申請專利範圍第12項之退火裝置，其中，述給電系統具有各別對應於前述複數個區域之複數個電雙重電容模組及給電電路。 14. 如申請專利範圍第8項之退火裝置，其中，前給電系統進一步具有控制對前述雙重電容模組的充電、由前述雙重電容模組對前述LED元件的給電之給電控部。 15. —種退火方法，係爲利用由LED元件所放射電述述述元述別加、r · 刖氣述及制出 -27- 200820346 之光而加熱被處理體之退火方法，其特徵爲，具備：對儲存電能之電氣雙重電容模組進行充電之工程；及從被充電之前述電氣雙重電容模組對前述LED元件進行給電，而使前述LED元件放射出光之工程。 16. —種記錄媒體，係爲記錄在控制退火裝置之電腦上動作的控制程式之電腦可讀取的記錄媒體，其特徵爲：前述控制程式係在執行時以進行申請專利範圍第1 5 項所記載的方法之方式控制退火裝置。

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