WO2007096995A1 - Rapid heat treatment equipment - Google Patents

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Sunil Wickramanayaka
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Canon Anelva Corporation
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    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115Apparatus for thermal treatment mainly by radiation

Definitions

  • Rapid thermal processing is a film force that is deposited on a substrate in a chamber under a controlled gas mixture and pressure. In between, it is heated to a high temperature, and then the high temperature is maintained for a few seconds, typically a few seconds not exceeding 60 seconds. This process can be an important step in fabricating semiconductor devices on Si and other substrates. The heated film deposited on the substrate is then cooled.
  • each IR lamp 51 of the conventional RTP apparatus shown in FIG. 9 is very large, for example, 50 mm.
  • the IR lamps 51 are usually separated by more than 10 mm. Because of these large sizes, the intensity uniformity of IR radiation across the quartz plate 52 is extremely non-uniform. Therefore, the IR radiation from adjacent IR lamps 51 affects each other and the temperature distribution across the entire surface of the substrate 53 is completely uniform between the IR lamp 51 and the substrate 53. It is necessary to keep a large distance. Because of this large distance between the IR lamp 51 and the substrate 53, much of the IR radiation is consumed and the power usage efficiency is reduced.
  • the present invention contributes to the examination of the above-mentioned problems.
  • the object of the present invention is to convert the power used to heat the film deposited on the substrate into IR radiation. Is to provide a rapid thermal processing equipment (RTP equipment) that can achieve more accurate temperature control performance and uniformity over a wide range of substrates.
  • RTP equipment rapid thermal processing equipment
  • a solid state IR LED or a solid state IR laser diode that is, an IR LED or an IR laser that does not use a liquid or gaseous substance.
  • the diode can be used as an IR LED or IR laser diode, respectively.
  • the infrared light emitted from the infrared light emitting diode or the infrared laser diode is connected to one end of each infrared light emitting diode or each infrared laser diode. It can also be arranged such that the end terminates near the substrate and is transmitted through the optical fiber, with the other end of the optical fiber forming the light emitting surface. According to this configuration, IR emission from each IR diode or IR laser diode is possible. The radiation is transmitted to the substrate and Z or near the substrate surface by an optical cable such as an optical fiber.
  • each IR LED is! /, And in these embodiments where IR radiation from the IR laser diode is transmitted through the optical fiber to the substrate and Z or near the substrate surface, each IR LED is!
  • the IR laser diode can be placed inside or outside the chamber.
  • a cooling plate 22 is placed on the IR diode 1 connected to the electrical connection 20.
  • the dimensions of the array of IR diodes 1 are larger than the dimensions of the substrate.
  • the IR diode 1 row dimension would be 25 Omm.
  • the dimensions of a single IR LEDla, lb or IR laser diode la, lb are not critical, but are preferably smaller. In this way, a larger number of IR LED la, lb or IR laser diodes la, lb can be arranged in the arrangement region shown in FIG.
  • the cross-sectional shape of the IR diodes la and lb is also not important.
  • FIG. 3 is a perspective view of an IR LED diode la that also has a force with an IR light emitting semiconductor 6, a lens 7 that parallels IR radiation 12, and an electrical connection portion 13 that is connected to an electrical connection portion 20.
  • IR LED la, lb or IR laser diode la, lb with radiation energy exceeding 50 W is commercially available.
  • these IR LEDla, lb or IR laser diode la, lb is used.
  • IR LEDla, lb or IR laser diode la, lb In order to assemble several IR LEDla, lb or IR laser diode la, lb into one set 14, separate IR LEDs or IR laser diodes can be used, or several IR LED la, lb or IR laser diode la, lb It can also be assembled directly on the semiconductor substrate with the air circuit.
  • the light emitting surface area is increased as compared to the configuration in which the dome shape is arranged in parallel as described in the first embodiment.
  • One end of the optical cable 17 is connected to each IR LEDla, lb or IR laser diode la, 1b.
  • the other end of the optical cable 17 terminates near the substrate 5, for example, just above the surface of the substrate 5.
  • the distance between the other end of the optical cable 17 and the surface of the substrate 5 is set to be very short, for example, 1 mm to 3 mm.
  • the other end of the optical cable 17 is arranged to form a light emitting surface.
  • the light emitting surface is in the same plane parallel to the surface of the substrate 5.
  • a plurality of IR LED la, lb or IR laser diode la, lb force constituting the IR diode 1 are arranged so as to form a light emitting surface by their light emitting surfaces.
  • the light emitting surface can also be in the same plane parallel to the surface of the substrate 5 being processed.
  • One end of the optical cable 17 is connected to each IR LEDla, lb or IR laser diode la, lb, and the other end is terminated near the substrate 5, for example, just above the surface of the substrate 5. ! /
  • the optical cable 17 is a flexible cape that can transmit with reduced consumption of IR radiation.
  • the cross section of the optical cable 17 in the vicinity of the IR LED la, lb or the IR laser diode la, lb is wider than the other end that terminates just above the surface of the substrate 5.
  • a narrow cross section near the substrate is advantageous for coupling a greater number of optical cables 17 in a surface area just above the surface of the substrate 5.
  • Example 5 will be described with reference to FIG. IR LED la, lb or IR laser diode la, lb force Located in a separate room outside chamber 25.
  • the IR radiation emitted from each IR LED la, lb or IR laser diode la, lb is transmitted via the optical cable 17.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a bottom view of an example array of IR LEDs or IR laser diodes.
  • FIG. 4 is a bottom view of another example of an IR LED or IR laser diode array in which several IR LEDs or IR laser diodes are assembled.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of another preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a sectional view of a conventional RTP apparatus.

Abstract

[PROBLEMS] To provide rapid heat treatment (RTP) equipment for use in semiconductor industry in fabrication of a semiconductor device in which accurate temperature control performance and uniformity over a wide substrate can be attained by improving conversion efficiency of power into IR radiation for heating a film deposited on a substrate. [MEANS FOR SOLVING PROBLEMS] The RTP equipment comprises a chamber having a gas inlet and a gas outlet, a substrate holder provided in the chamber, and an infrared light emitting diode or an infrared laser diode provided in the chamber. A substrate arranged on the substrate holder is heated to a high temperature with infrared rays emitted from the infrared light emitting diode or an infrared laser diode.

Description

明 細 書  Specification
急速加熱処理装置  Rapid heat treatment equipment
技術分野  Technical field
[0001] この発明は、半導体デバイスの製造における半導体産業で使用される急速加熱処 理装置に関する。  [0001] The present invention relates to a rapid thermal processing apparatus used in the semiconductor industry in the manufacture of semiconductor devices.
背景技術  Background art
[0002] 急速加熱処理 (以下「RTP」と表す)は、チャンバ内において、制御された混合ガスと 圧力の下で、基板上に堆積されている膜力 例えば、 10秒以内の、短い時間の間に 高温に加熱され、その後、数秒間、一般的には 60秒を超えない数秒間、当該高温が 維持されるものである。このプロセスは、 Si基板及び他の基板の上に半導体デバイス を製造する上で重要な工程になって ヽる。基板上に堆積して 、て加熱された膜はそ の後冷却される。  [0002] Rapid thermal processing (hereinafter referred to as "RTP") is a film force that is deposited on a substrate in a chamber under a controlled gas mixture and pressure. In between, it is heated to a high temperature, and then the high temperature is maintained for a few seconds, typically a few seconds not exceeding 60 seconds. This process can be an important step in fabricating semiconductor devices on Si and other substrates. The heated film deposited on the substrate is then cooled.
[0003] RTPは、多くの異なる理由から実施されている。第一の理由は、例えば、酸素ガス 雰囲気の下で、 RTP酸ィ匕のような、化学反応プロセスを進めることである。第二の理 由は、積み重ねられている異なる薄膜を一つの均一な構成物にするために温度によ る溶解プロセスにより積み重ねられて 、る異なる薄膜を混合することである。第三の 理由は、あらかじめ形成されている膜を加熱し、膜の中の原子を再配置して、安定的 な状態を作り出すことである。第四の理由は、膜の中に吸着されている不要なガス状 物質を除去することである。  [0003] RTP has been implemented for many different reasons. The first reason is to proceed with a chemical reaction process such as RTP oxide under an oxygen gas atmosphere. The second reason is to mix the different thin films stacked by a temperature melting process to make the different thin films stacked into one uniform composition. The third reason is to heat a pre-formed film and rearrange the atoms in the film to create a stable state. The fourth reason is to remove unnecessary gaseous substances adsorbed in the membrane.
[0004] 現状では、 RTP装置には種々の形態がある。これらの装置の中の一つが図 9に示さ れている。図 9は従来の RTP装置の断面図である。この装置は、ガス導入口 59とガス 排出口 55を有し、 RTPチャンバと呼ばれるチャンバからなっている。シャフト 60に支 持されて!、る基板ホルダー 61がチャンバ内に備えられて 、る。チャンバ壁 58に基板 搬入 Z搬出ポート 54が配備されている。電気接続部 57に接続され、加熱されたフィ ラメントからなる白熱の赤外線 (以下「IR」と表す)ランプ 51が IR放射源になって!/、る。 I Rランプ 51と基板ホルダー 61の上に置かれている基板 53との間には、通常、石英板 52が置かれる。 IR放射は石英板 52を透過していく。更に、石英板 52は、 IRランプア センプリと RTPチャンバとの間の真空シールドの役割を果たすので、 RTPチャンバの 下側の部分は、低圧に排気される。図 9図示の IRランプ 51の形は円形状であるので 、チューブ状の IRランプあるいは他の異なる形状を使用することができる。電気接続 部 57及び IRランプ 51は絶縁体 56によって囲まれている。 [0004] At present, there are various forms of RTP devices. One of these devices is shown in Figure 9. Fig. 9 is a cross-sectional view of a conventional RTP apparatus. This apparatus has a gas inlet 59 and a gas outlet 55, and is composed of a chamber called an RTP chamber. A substrate holder 61, which is supported by the shaft 60 !, is provided in the chamber. A substrate carry-in Z carry-out port 54 is provided on the chamber wall 58. An incandescent infrared (hereinafter “IR”) lamp 51 connected to electrical connection 57 and made of heated filament becomes the IR radiation source! A quartz plate 52 is usually placed between the IR lamp 51 and the substrate 53 placed on the substrate holder 61. IR radiation passes through the quartz plate 52. Furthermore, the quartz plate 52 has an IR lamp Since it acts as a vacuum shield between the assembly and the RTP chamber, the lower part of the RTP chamber is evacuated to a low pressure. Since the shape of the IR lamp 51 shown in FIG. 9 is circular, a tube-shaped IR lamp or other different shapes can be used. The electrical connection 57 and the IR lamp 51 are surrounded by an insulator 56.
[0005] ほとんど全ての白熱の IRランプは電力を赤外線放射に変換する効率が低 、。これ は、電力の多くの部分がコイルを高温に加熱するために用いられるからである。電力 を可視光に変換する効率は、 lumens/watt (ルーメン Zワット)で測定され、その比較 が図 10に表されている。明らかに示されているように、発光ダイオード (以下「LED」と 表す)は、 10倍近い効率である。したがって、 RTP装置において基板を加熱するため に IRランプを用いるのは低効率であり、より多くのエネルギーを使用し、結果としてラ ンニングコストが高くなる。 [0005] Almost all incandescent IR lamps have low efficiency in converting power into infrared radiation. This is because much of the power is used to heat the coil to a high temperature. The efficiency of converting power to visible light was measured in lumens / watt (lumen Z watts) and a comparison is shown in Figure 10. As clearly shown, light emitting diodes (hereinafter “LEDs”) are nearly 10 times more efficient. Therefore, using an IR lamp to heat the substrate in an RTP device is less efficient, uses more energy, and results in higher running costs.
[0006] 図 9図示の従来の RTP装置の各 IRランプ 51の直径は非常に大きぐ例えば、 50m mである。更に、各 IRランプ 51の間には通常 10mmを越える間隔が開けられている。 これらの大きなサイズのために、石英板 52を横切る IR放射の強度の均一性は極めて 不均一なものになる。そこで、隣接している IRランプ 51から発した IR放射が互いに影 響しあい、基板 53の表面全体にわたる温度分布が完全に均一になるようにするため に、 IRランプ 51と基板 53との間に大きな距離を置く必要がある。この IRランプ 51と基 板 53との間の大きな距離のために、 IR放射の多くの部分が消耗し、電力使用効率が 悪くなる。  [0006] The diameter of each IR lamp 51 of the conventional RTP apparatus shown in FIG. 9 is very large, for example, 50 mm. In addition, the IR lamps 51 are usually separated by more than 10 mm. Because of these large sizes, the intensity uniformity of IR radiation across the quartz plate 52 is extremely non-uniform. Therefore, the IR radiation from adjacent IR lamps 51 affects each other and the temperature distribution across the entire surface of the substrate 53 is completely uniform between the IR lamp 51 and the substrate 53. It is necessary to keep a large distance. Because of this large distance between the IR lamp 51 and the substrate 53, much of the IR radiation is consumed and the power usage efficiency is reduced.
[0007] 更に、上述した大きなサイズ故に、基板表面に高度に均一な温度分布を得ることが 難し力つた。例えば、図 9図示のような、従来の RTP装置の多くでは、設定されている 温度の周囲に ± 5°Cの不均一が生じる。もしも設定されている温度が高ければ、この 不均一もまた高くなる。  Furthermore, because of the large size described above, it has been difficult and powerful to obtain a highly uniform temperature distribution on the substrate surface. For example, many conventional RTP devices as shown in Fig. 9 have a non-uniformity of ± 5 ° C around the set temperature. If the set temperature is high, this non-uniformity will also be high.
特許文献 1:特開 2001— 118803  Patent Document 1: JP 2001-118803
発明の開示  Disclosure of the invention
発明が解決しょうとする課題  Problems to be solved by the invention
[0008] この発明は、上述した問題点の検討に寄与するものである。本発明の目的は、基板 の上に堆積されて 、る膜を加熱するために用いられる電力の IR放射への変換効率 が改善されていて、より正確な温度制御性能と、広い基板にわたっての均一性が得 られる急速加熱処理装置 (RTP装置)を提供することにある。 [0008] The present invention contributes to the examination of the above-mentioned problems. The object of the present invention is to convert the power used to heat the film deposited on the substrate into IR radiation. Is to provide a rapid thermal processing equipment (RTP equipment) that can achieve more accurate temperature control performance and uniformity over a wide range of substrates.
課題を解決するための手段  Means for solving the problem
[0009] 前記目的を達成するため、本発明は、ガス導入口とガス排出口とを有するチャンバ と、チャンバ内に備えられている基板ホルダーと、チャンバに備えられている赤外線 発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードとを備えてなる急速加熱処理装置 であって、基板ホルダーの上に配置されて 、る基板が赤外線発光ダイオードある ヽ は赤外線レーザダイオードから発光された赤外線によって高温に加熱される急速カロ 熱処理装置を提案する。  To achieve the above object, the present invention provides a chamber having a gas inlet and a gas outlet, a substrate holder provided in the chamber, an infrared light emitting diode or an infrared laser provided in the chamber. A rapid heat treatment apparatus comprising a diode, wherein the substrate is disposed on a substrate holder, and the substrate is an infrared light emitting diode, and is heated to a high temperature by infrared light emitted from an infrared laser diode. Propose.
[0010] この RTP装置は、半導体デバイスの製造における半導体産業で使用される RTPに 用いられる。通常、この RTP装置による急速加熱処理は、チャンバ内において、制御 された混合ガス、例えば、酸素ガス雰囲気と、圧力の下で行われる。  [0010] This RTP apparatus is used for RTP used in the semiconductor industry in the manufacture of semiconductor devices. Usually, the rapid heating process by the RTP apparatus is performed in a chamber under a controlled mixed gas, for example, an oxygen gas atmosphere and pressure.
[0011] 前記の本発明の RTP装置において、ソリッドステート(solid state)の IR LEDあるいは 、ソリッドステート(solid state)の IRレーザダイオード、すなわち、液状体、ガス状体を 使用しない IR LEDあるいは IRレーザダイオードを、それぞれ、 IR LEDあるいは IRレー ザダイオードとして使用することができる。  [0011] In the RTP device of the present invention, a solid state IR LED or a solid state IR laser diode, that is, an IR LED or an IR laser that does not use a liquid or gaseous substance. The diode can be used as an IR LED or IR laser diode, respectively.
[0012] 前記の本発明にお ヽて、赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオード は、それらの発光表面によって形成される発光表面が基板表面に対して平行な平面 になるように配置することができる。この形態によれば、各 IRダイオードあるいは IRレ 一ザダイオードからの IR放射は、基板表面に対してほぼ 90°Cで到達する。  In the present invention, the infrared light emitting diode or the infrared laser diode can be arranged so that the light emitting surface formed by the light emitting surfaces is a plane parallel to the substrate surface. According to this configuration, the IR radiation from each IR diode or IR laser diode reaches the substrate surface at approximately 90 ° C.
[0013] これに代えて、前記の本発明にお 、て、赤外線発光ダイオードある 、は赤外線レ 一ザダイオードは、それらの発光表面によって形成される発光表面が基板表面に向 力うドーム形状の平面になるように配置することもできる。  Instead, in the present invention, the infrared light emitting diode or the infrared laser diode has a dome shape in which the light emitting surface formed by the light emitting surface faces the substrate surface. It can also be arranged in a plane.
[0014] また、前記の本発明にお 、て、赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイォ ードから発光された赤外線は、一端が各赤外線発光ダイオードあるいは各赤外線レ 一ザダイオードに接続されて 、て、他端が基板の近くで終端して 、る光学ファイバを 介して伝えられ、当該光学ファイバの他端が発光表面を形成するように配置すること もできる。この形態によれば、各 IRダイオードあるいは IRレーザダイオードからの IR放 射は、光学ファイバのような光学ケーブルによって、基板及び Z又は基板表面の近く まで伝達される。 [0014] In the present invention, the infrared light emitted from the infrared light emitting diode or the infrared laser diode is connected to one end of each infrared light emitting diode or each infrared laser diode. It can also be arranged such that the end terminates near the substrate and is transmitted through the optical fiber, with the other end of the optical fiber forming the light emitting surface. According to this configuration, IR emission from each IR diode or IR laser diode is possible. The radiation is transmitted to the substrate and Z or near the substrate surface by an optical cable such as an optical fiber.
[0015] この形態において、前記光学ファイバの他端が形成する発光表面は基板表面に対 して平行な平面になっているように前記光学ファイバの他端を配置することができる。 これに代えて、前記光学ファイバの他端が形成する発光表面は基板表面に向かうド ーム形状の面になって 、るように前記光学ファイバの他端を配置することもできる。  In this embodiment, the other end of the optical fiber can be arranged so that the light emitting surface formed by the other end of the optical fiber is a plane parallel to the substrate surface. Alternatively, the other end of the optical fiber may be arranged so that the light emitting surface formed by the other end of the optical fiber is a domed surface facing the substrate surface.
[0016] また、各 IR LEDある!/、は IRレーザダイオードからの IR放射が光学ファイバを介して 基板及び Z又は基板表面の近くまで伝達されるこれらの実施形態において、各 IR L EDある!/、は IRレーザダイオードは、チャンバの中あるいはチャンバの外側に配置する ことができる。  [0016] Also, each IR LED is! /, And in these embodiments where IR radiation from the IR laser diode is transmitted through the optical fiber to the substrate and Z or near the substrate surface, each IR LED is! The IR laser diode can be placed inside or outside the chamber.
[0017] 先述した本発明の各 RTP装置にぉ ヽて、急速加熱処理の間、前記基板ホルダーが 回転するよう〖こすることができる。  [0017] In each RTP apparatus of the present invention described above, the substrate holder can be rotated during the rapid heating process.
[0018] また、先述した本発明の各 RTP装置において、基板ホルダーに固定されている 3本 あるいは、 、くつかの針状ピンの上に基板が置かれるようにすることができる。 [0018] Further, in each of the RTP devices of the present invention described above, the substrate can be placed on three or several needle pins fixed to the substrate holder.
[0019] これに代えて、先述した本発明の各 RTP装置において、チャンバの底板に固定され て 、る 3本ある 、は、 、くつかの針状ピンの上に基板がおかれるようにすることができ る。 [0019] Instead of this, in each of the RTP devices of the present invention described above, there are three, which are fixed to the bottom plate of the chamber, so that the substrate is placed on several needle pins. be able to.
[0020] 更に、前述した本発明の各 RTP装置にお 、て、基板の上側及び Z又は基板の下 側に発光表面が置かれるようにすることができる。この形態によれば、基板は、その上 側、下側、あるいは両側から加熱される。  Furthermore, in each RTP device of the present invention described above, a light emitting surface can be placed on the upper side of the substrate and Z or the lower side of the substrate. According to this embodiment, the substrate is heated from the upper side, the lower side, or both sides.
[0021] 上述した本発明の RTP装置によれば、 RTP装置は、サイズが小さぐ図 9に図示し上 述した従来の RTP装置に使用されている白熱の IRランプの放射パワーより放射パヮ 一が高い、多数の赤外線発光ダイオード(IR LED)あるいは IRレーザダイオードの列 力も構成されている。そして、当該多数の赤外線発光ダイオード (IR LED)あるいは IR レーザダイオードの列は、基板表面のすぐ上及び Z又は基板のすぐ下に配置されて V、て、基板の上に堆積されて 、る膜を加熱するために用いられる電力の IR放射への 変換効率が改善されていて、より正確な温度制御性能と、広い基板にわたっての均 一性が得られる。 IR LEDおよび IRレーザダイオードにおける基板の上に堆積されて いる膜を加熱する電力の IR放射への変換効率は非常に高ぐ本発明の RTP装置はよ り低 ヽエネルギー消費になるからである。 [0021] According to the RTP device of the present invention described above, the RTP device is smaller in size than the radiation power of the incandescent IR lamp used in the conventional RTP device shown and described in FIG. The array power of many infrared light emitting diodes (IR LEDs) or IR laser diodes is also high. The array of infrared light emitting diodes (IR LEDs) or IR laser diodes is placed on the substrate surface and Z or just below the substrate V, and is deposited on the substrate. The conversion efficiency of the power used to heat the IR to IR radiation has been improved, resulting in more accurate temperature control performance and uniformity across a wide substrate. IR LED and IR laser diodes are deposited on the substrate This is because the conversion efficiency of the power for heating the film to IR radiation is very high, and the RTP device of the present invention consumes less energy.
発明の効果  The invention's effect
[0022] 本発明によれば、 IR LEDまたは IRレーザダイオードに基づく急速加熱処理装置(R TP装置)が提案されている。そして、この RTP装置によれば、基板の上に堆積されて V、る膜を加熱するために用いられる電力の IR放射への変換効率が改善されて 、て、 より正確な温度制御性能と、広 、基板にわたっての均一性が得られる。  [0022] According to the present invention, a rapid heat treatment apparatus (RTP apparatus) based on an IR LED or an IR laser diode has been proposed. According to this RTP apparatus, the conversion efficiency of the power used to heat the V film deposited on the substrate to IR radiation is improved, and more accurate temperature control performance, Wide and uniform across the substrate.
発明を実施するための最良の形態  BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0023] 本発明の好ましい実施形態を、添付図面を用いて、以下の実施例に詳述する。 [0023] Preferred embodiments of the present invention are described in detail in the following examples, using the accompanying drawings.
実施例 1  Example 1
[0024] 図 1〜図 3を参照して本発明の実施例 1を説明する。  Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0025] 図 1は、本発明の形態の RTP装置を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an RTP device according to an embodiment of the present invention.
[0026] この装置は、ガス導入口 3とガス排出口 4を備えたチャンバ 25から構成されて ヽる。  This apparatus is composed of a chamber 25 having a gas inlet 3 and a gas outlet 4.
このチャンバ 25は、 RTPチャンバと呼ばれる。基板保持部 8を備え、シャフト 23によつ て支持されている基板ホルダー 2が、チャンバ 25内に配備されている。基板搬入 Z 搬出口 19がチャンバ壁 16に備えられている。  This chamber 25 is called the RTP chamber. A substrate holder 2 having a substrate holding portion 8 and supported by a shaft 23 is disposed in the chamber 25. A substrate carry-in Z carry-out port 19 is provided in the chamber wall 16.
[0027] この形態においては、急速加熱処理される基板 5は針状ピン 9によって支持されて いる。針状ピン 9は基板保持部 8上に固定することができる。これに代えて、図示して いないが、針状ピン 9はチャンバ 25の底板上に固定することもできる。また、針状ピン 9は、それら自身によって、基板ホルダー 2又はチャンバ 25の底板から上下方向に移 動するようにちでさる。  In this embodiment, the substrate 5 to be rapidly heated is supported by the needle pins 9. The needle pin 9 can be fixed on the substrate holding part 8. Alternatively, although not shown, the needle pin 9 can be fixed on the bottom plate of the chamber 25. Further, the needle-like pins 9 are moved so as to move up and down from the substrate holder 2 or the bottom plate of the chamber 25 by themselves.
[0028] この RTP装置は、複数の IR LED la, lbの列を備えている。複数の IR LEDla、 lbは 緊密にまとめられ、こうして IRダイオード 1が構成されている。 IR LEDは、複数の IRレ 一ザダイオードからなる IRレーザダイオードに代えることができる。そこで、本明細書 において、複数の IR LED la, lbからなる IR LED及び、複数の IRレーザダイオード la 、 lbからなる IRレーザダイオードは、単に、 IRダイオード 1と呼ぶ。  [0028] This RTP device includes a plurality of rows of IR LEDs la, lb. Multiple IR LEDla, lb are tightly packed, thus forming IR diode 1. The IR LED can be replaced by an IR laser diode consisting of multiple IR laser diodes. Therefore, in this specification, the IR LED composed of a plurality of IR LEDs la and lb and the IR laser diode composed of a plurality of IR laser diodes la and lb are simply referred to as IR diode 1.
[0029] 電気接続部 20に接続されている IRダイオード 1の上に冷却板 22が置かれている。  A cooling plate 22 is placed on the IR diode 1 connected to the electrical connection 20.
図 1図示のように、 IRダイオード 1とチャンバ 25の内壁との間は絶縁体 21で満たされ ている。 As shown in Fig. 1, the space between IR diode 1 and the inner wall of chamber 25 is filled with insulator 21. ing.
[0030] 複数の IR LED la, lbあるいは IRレーザダイオード la、 lbは、それらの発光表面に よって発光表面が形成されるように配置されている。図 1図示のように、複数の IR LE Dla、 lbあるいは IRレーザダイオード la、 lbの発光表面によって形成される発光表 面は、処理される基板 5の表面に平行な同一面になる。  [0030] The plurality of IR LED la, lb or IR laser diodes la, lb are arranged such that a light emitting surface is formed by their light emitting surfaces. As shown in FIG. 1, the light emitting surface formed by the light emitting surfaces of a plurality of IR LE Dla, lb or IR laser diodes la, lb is the same surface parallel to the surface of the substrate 5 to be processed.
[0031] IRダイオード 1の列は、円形状、矩形状、あるいは、処理される基板 5の形状に応じ た他の形状をとることができる。図 2では、 IRダイオード 1の列は円形状になっている。  [0031] The array of IR diodes 1 can take a circular shape, a rectangular shape, or other shapes depending on the shape of the substrate 5 to be processed. In Figure 2, the array of IR diodes 1 is circular.
[0032] IRダイオード 1の列の寸法は基板の寸法より大きい。例えば、もしも、 RTP装置によ つて処理される基板が 200mmの Si基板である場合、 IRダイオード 1の列の寸法は 25 Ommになる。一個の IR LEDla、 lbあるいは IRレーザダイオード la、 lbの寸法は重 要な意味を持っているわけではないが、より小さい寸法であることが望ましい。こうす れば、より多くの数の IR LED la, lbあるいは IRレーザダイオード la、 lbを、図 2図示 の配列領域内に配置することができる。 IRダイオード la、 lbの断面形状もまた重要な 意味をもつものではない。  [0032] The dimensions of the array of IR diodes 1 are larger than the dimensions of the substrate. For example, if the substrate processed by the RTP device is a 200 mm Si substrate, the IR diode 1 row dimension would be 25 Omm. The dimensions of a single IR LEDla, lb or IR laser diode la, lb are not critical, but are preferably smaller. In this way, a larger number of IR LED la, lb or IR laser diodes la, lb can be arranged in the arrangement region shown in FIG. The cross-sectional shape of the IR diodes la and lb is also not important.
[0033] 図 3は、 IR発光半導体 6、 IR放射 12を平行にするレンズ 7、電気的接続部 20に接続 されている電気接続部 13と力もなる IR LEDダイオード laの斜視図である。  FIG. 3 is a perspective view of an IR LED diode la that also has a force with an IR light emitting semiconductor 6, a lens 7 that parallels IR radiation 12, and an electrical connection portion 13 that is connected to an electrical connection portion 20.
[0034] 各 IR LEDla、 lbからの IR放射のエネルギーは重要ではなぐ数 mWから数 Wまで 変更することができる。通常、最も高い放射エネルギーを有する IR LEDla、 lbあるい は IRレーザダイオード la、 lbが使用される。  [0034] The energy of IR radiation from each IR LEDla, lb can vary from a few mW to a few W, which is not important. Usually the IR LEDla, lb or IR laser diode la, lb, which has the highest radiant energy, is used.
[0035] 現状では、 50Wを越える放射エネルギーの IR LED la, lbあるいは IRレーザダイォ ード la、 lbが市販されており、この実施例では、これらの IR LEDla、 lbあるいは IRレ 一ザダイオード la、 lbが使用される。  [0035] At present, IR LED la, lb or IR laser diode la, lb with radiation energy exceeding 50 W is commercially available. In this embodiment, these IR LEDla, lb or IR laser diode la, lb is used.
[0036] IR LEDあるいは IRレーザダイオードは一般的に電力を IR放射に変換する高い効率 を有している。 p型半導体と n型半導体の間の活性領域で電子一正孔対再結合の結 果として IR光が生成されるからである。これは白熱ランプに比較すれば、冷間プロセ スである。例えば、所定の領域を IR LEDあるいは IRレーザダイオードで照らす時に要 求されるパワーは、白熱ランプである場合に要求されるパワーの 10分の 1の小ささで ある。 [0037] 基板ホルダー 2の基板保持部 8は、通常、絶縁体、例えば、石英から形成されて ヽ る。 [0036] IR LEDs or IR laser diodes generally have a high efficiency in converting power into IR radiation. This is because IR light is generated as a result of electron-hole pair recombination in the active region between the p-type semiconductor and the n-type semiconductor. This is a cold process compared to incandescent lamps. For example, the power required when illuminating a given area with an IR LED or IR laser diode is one tenth of the power required for an incandescent lamp. [0037] The substrate holder 8 of the substrate holder 2 is usually formed of an insulator, for example, quartz.
[0038] 図示されてはいないが、基板 5は、基板 5全体の背面が基板保持部 8に接触するよ うに、基板ホルダー 2の上に置くことができる。  Although not shown, the substrate 5 can be placed on the substrate holder 2 such that the back surface of the entire substrate 5 is in contact with the substrate holder 8.
[0039] また、基板 5を、図 1図示のように、絶縁材製、例えば、石英製の 3本或いはいくつ かのピン 9の上に置くことができる。この実施形態では、基板 5が 3本或いはいくつか のピン 9の上に置かれているので、基板 5から基板ホルダー 2への熱の消失を少なく させることがでさる。 Further, as shown in FIG. 1, the substrate 5 can be placed on three or several pins 9 made of an insulating material, for example, quartz. In this embodiment, since the substrate 5 is placed on three or several pins 9, the loss of heat from the substrate 5 to the substrate holder 2 can be reduced.
[0040] 一般的に、基板ホルダー 2はチャンバ 25の底板に固定されている。そこで、基板 5 を置ぐあるいは取り除くとき〖こは、基板支持ピン 9が移動して、ロボットアームから基 板 5を受け取る、或いは、基板 5を置くことになる。  In general, the substrate holder 2 is fixed to the bottom plate of the chamber 25. Therefore, when the substrate 5 is placed or removed, the substrate support pin 9 moves to receive the substrate 5 from the robot arm or to place the substrate 5.
[0041] しかし、図 1に矢印 10で示すように、基板ホルダー 2が上下動するようにハードゥエ ァを構成することができる。  However, as shown by the arrow 10 in FIG. 1, the hard ware can be configured so that the substrate holder 2 moves up and down.
[0042] 更に、 RTPプロセスの間、基板ホルダー 2は、好ましくは、図 1に矢印 11で示すよう に回転する。基板ホルダー 2が回転するメカニズムは図示されていない。上述した RT P装置によって行われる急速加熱処理の例は以下の通りである。  [0042] Further, during the RTP process, the substrate holder 2 preferably rotates as indicated by arrow 11 in FIG. The mechanism by which the substrate holder 2 rotates is not shown. An example of the rapid heating process performed by the RTP apparatus described above is as follows.
[0043] 第一に、基板 5が基板ホルダー 2の上に置かれる。好ましくは、 3本のピン 9の上に 置かれる。チャンバ 25内の圧力は、所望のガス或いは混合ガスを用いて所望の値に 調整される。次に、基板 5が上方に持ち上げられて、複数の IRダイオード la、 lbの発 光表面カゝら形成されている発光表面に接近する。こうして、基板 5の表面と、 IRダイォ ード 1の発光表面との間隔は非常に短くなる。例えば、 lmn!〜 3mmになる。基板 5 は基板ホルダー 2全体或いは基板支持ピン 9のみを移動させることにより移動する。  First, the substrate 5 is placed on the substrate holder 2. Preferably, it is placed on three pins 9. The pressure in the chamber 25 is adjusted to a desired value using a desired gas or mixed gas. Next, the substrate 5 is lifted upward to approach the light emitting surface formed by the light emitting surface of the plurality of IR diodes la and lb. Thus, the distance between the surface of the substrate 5 and the light emitting surface of the IR diode 1 becomes very short. For example, lmn! ~ 3mm. The substrate 5 is moved by moving the entire substrate holder 2 or only the substrate support pins 9.
[0044] IRダイオード 1には、 IRを放射して基板 5を加熱するための電力が供給される。  The IR diode 1 is supplied with electric power for radiating IR to heat the substrate 5.
[0045] 加熱割合 (以下、「ramp rate]と表す。 )は、 IRダイオードに供給される電流 Z電圧 特性を制御することにより、あるいはノルスモードにおける IRダイオードを制御するこ とにより制御される。  [0045] The heating rate (hereinafter referred to as "ramp rate") is controlled by controlling the current Z voltage characteristics supplied to the IR diode or by controlling the IR diode in the Nors mode.
[0046] 連続的な IR放射により、最も高 amp rateが得られる。  [0046] Continuous IR radiation gives the highest amp rate.
[0047] 適切な IR放射パルスの導入により ramp rateを低下させることができる。例えば、パ ルス オフ時間を増加させることにより ramp rateを減少させることができる。 [0047] The ramp rate can be reduced by introducing an appropriate IR radiation pulse. For example, The ramp rate can be reduced by increasing the loose-off time.
[0048] また、設定温度をより正確に制御するために、 IRダイオードはパルスモードで制御さ れる。従来技術の項で述べたように、抵抗加熱コイルによる加熱メカニズムと比較した 重要な特徴は、ダイオードがオフになったとき、 IR放射がまったくないということである 。そこで、設定温度値は正確に制御され、当該値の周囲の許容誤差が小さくなる。従 来の RTP装置のように、抵抗コイルが使用された場合には、電流をカットオフした場合 であっても、加熱されたコイルは緩慢にクールダウンし、 IR放射は、急に停止しない。 これは、設定温度値及びその許容誤差の制御に影響を与える。  [0048] Further, in order to more accurately control the set temperature, the IR diode is controlled in a pulse mode. As mentioned in the prior art section, an important feature compared to the heating mechanism with resistive heating coils is that there is no IR radiation when the diode is turned off. Therefore, the set temperature value is accurately controlled, and an allowable error around the value is reduced. If a resistance coil is used, as in a conventional RTP device, the heated coil slowly cools down, even if the current is cut off, and the IR radiation does not stop suddenly. This affects the control of the set temperature value and its tolerance.
[0049] 基板 5は、基板 5の表面における温度の均一性を改善するために、 RTPプロセスの 間、矢印 11で示すように回転して 、ることが好ま 、。  [0049] Preferably, the substrate 5 is rotated as indicated by arrow 11 during the RTP process to improve temperature uniformity at the surface of the substrate 5.
[0050] 上述したように、前記本発明の RTP装置によれば、 IR放射される表面と、基板 5の表 面との間の間隔は、例えば、 lmn!〜 3mmのように、非常に小さい。そこで、 IR放射は 、漂遊する IR放射を少なくして、効果的に使用される。  [0050] As described above, according to the RTP device of the present invention, the distance between the IR-radiated surface and the surface of the substrate 5 is, for example, lmn! ~ 3mm, very small. Therefore, IR radiation can be used effectively with less stray IR radiation.
[0051] 操作の間、各 IR LED又は IRレーザダイオードの電流 Z電圧特性は、独立して制御 される。そこで、各 IR LED又は IRレーザダイオードからの IR放射は独立して制御され る。これは、基板温度の均一性制御を極めて正確に行うことを容易にしている。  [0051] During operation, the current Z voltage characteristics of each IR LED or IR laser diode are independently controlled. Therefore, IR emission from each IR LED or IR laser diode is controlled independently. This facilitates very accurate control of the substrate temperature uniformity.
[0052] しかし、各 IR LED又は IRレーザダイオードを独立して制御するには、高価で複雑な 電気回路が必要になる。そこで、いくつかの各 IR LED又は IRレーザダイオードを近接 させて組み合わせ、図 4図示のような一つのセット 14にし、一つのセット 14の中の各 I R LED又は IRレーザダイオードに対して同じ電流と電圧を供給するようにすることが できる。こうすれば、 IR LED la, lbあるいは IRレーザダイオード la、 lbの各セット 14 を制御しなければならなくなり、これは前述したものに比較してよりシンプルな電気回 路ですむものになる。  However, to control each IR LED or IR laser diode independently, an expensive and complicated electric circuit is required. Therefore, several IR LEDs or IR laser diodes are combined in close proximity to form one set 14 as shown in FIG. 4, and the same current is applied to each IR LED or IR laser diode in one set 14. A voltage can be supplied. In this way, each set 14 of IR LED la, lb or IR laser diode la, lb must be controlled, which is a simpler electrical circuit than the one described above.
[0053] しかし、温度の均一性と、電力供給回路の簡略化との間にはトレードオフの関係が ある。  [0053] However, there is a trade-off between temperature uniformity and simplification of the power supply circuit.
[0054] いくつかの IR LEDla、 lbあるいは IRレーザダイオード la、 lbを一つの各セット 14 に組み上げるにあたって、別々の IR LEDあるいは IRレーザダイオードを使用すること もできるし、いくつかの IR LED la, lbあるいは IRレーザダイオード la、 lbを必要な電 気回路を備えている状態で、直接、半導体基板上に組み立てることもできる。 [0054] In order to assemble several IR LEDla, lb or IR laser diode la, lb into one set 14, separate IR LEDs or IR laser diodes can be used, or several IR LED la, lb or IR laser diode la, lb It can also be assembled directly on the semiconductor substrate with the air circuit.
実施例 2  Example 2
[0055] 図 5を参照して本発明の実施例 2を説明する。  [0055] Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
[0056] この形態では、基板 5は基板 5の両側に配置されて 、る IRダイオード 1の列を用いて [0056] In this embodiment, the substrate 5 is arranged on both sides of the substrate 5, and using a row of IR diodes 1
、その両側力 加熱される。 , Its both side force is heated.
[0057] 各 IRダイオード 1の列の形態は実施例 1で説明したものと同様である。 The row form of each IR diode 1 is the same as that described in the first embodiment.
[0058] この実施形態では、基板ホルダーが存在していない。基板 5は石英フレーム 15に 置かれている。石英フレーム 15は、基板搬送ロボットの一体化された部分とすること もできるし、チャンバ壁 16に適宜固定することもできる。 [0058] In this embodiment, there is no substrate holder. The substrate 5 is placed on the quartz frame 15. The quartz frame 15 can be an integrated part of the substrate transfer robot, or can be fixed to the chamber wall 16 as appropriate.
[0059] 石英フレーム 15を固定する方法は、他のものに変更することが可能であり、ここで は詳述しない。 [0059] The method of fixing the quartz frame 15 can be changed to another method, and will not be described in detail here.
[0060] 前述した変更を除き、他の全てのハードウェア及び操作プロセスは実施例 1で説明 したのと同じである。そこで、類似している部分には類似している参照符号を付けて いる。これらの部分は、第一実施例と第二実施例に共通しているので、重複を避ける ため、ここでは記載しない。この形態では、基板 5の両側から加熱するため、より早い 加熱勾配とより高い温度を得ることができる。  [0060] Except for the changes described above, all other hardware and operation processes are the same as described in Example 1. Therefore, similar parts are denoted by similar reference numerals. Since these parts are common to the first embodiment and the second embodiment, they are not described here in order to avoid duplication. In this embodiment, since heating is performed from both sides of the substrate 5, a faster heating gradient and a higher temperature can be obtained.
実施例 3  Example 3
[0061] 図 6を参照して実施例 3を説明する。 IRダイオード 1を構成している複数の IR LED1 a、 lbあるいは IRレーザダイオード la、 lb力 それらの発光表面によって発光表面を 形成するように配置され、当該発光表面は基板 5の表面に向力うドーム形状の平面 を形成している。  Example 3 will be described with reference to FIG. IR LEDs 1 a, lb or IR laser diode la, lb force constituting the IR diode 1 are arranged so as to form a light emitting surface by their light emitting surface, and the light emitting surface faces the surface of the substrate 5 A dome-shaped plane is formed.
[0062] ドーム形状であることによって、実施例 1で説明したような平行形状に配置されてい る形態に比較して発光表面領域が多くなつている。  [0062] Due to the dome shape, the light emitting surface area is increased as compared to the configuration in which the dome shape is arranged in parallel as described in the first embodiment.
[0063] したがって、より多くの IR LED la, lbあるいは IRレーザダイオード la、 lbを配置す ることができる。すなわち、より高い ramp rateと、基板表面をより高い温度にする上で 有利である。 [0063] Therefore, more IR LED la, lb or IR laser diode la, lb can be arranged. That is, it is advantageous for higher ramp rate and higher temperature on the substrate surface.
[0064] 前述した変更を除き、他の全てのハードウェア及び操作プロセスは実施例 1で説明 したのと同じである。そこで、類似している部分には類似している参照符号を付けて いる。これらの部分は、第一実施例と第三実施例に共通しているので、重複を避ける ため、ここでは記載しない。 [0064] Except for the changes described above, all other hardware and operation processes are the same as described in the first embodiment. Therefore, attach similar reference numerals to similar parts. Yes. Since these parts are common to the first embodiment and the third embodiment, they are not described here in order to avoid duplication.
実施例 4  Example 4
[0065] 図 7を参照して実施例 4を説明する。 IRダイオード 1から発光された IR放射が、光学 ケーブル 17を介して伝達されて 、る。  Example 4 will be described with reference to FIG. IR radiation emitted from the IR diode 1 is transmitted via the optical cable 17.
[0066] 図 7図示のように、 IRダイオード 1を構成して 、る複数の IR LEDla、 lbある!/、は IRレ 一ザダイオード la、 lbが、それらの発光表面によって発光表面を形成するように配 置され、当該発光表面は基板 5の表面に向力うドーム形状の平面を形成している。  [0066] As shown in FIG. 7, the IR diode 1 is composed of a plurality of IR LEDla, lb! /, And the IR laser diode la, lb forms a light emitting surface by their light emitting surfaces. The light emitting surface forms a dome-shaped plane facing the surface of the substrate 5.
[0067] 光学ケーブル 17の一方の端は各 IR LEDla、 lbあるいは IRレーザダイオード la、 1 bに接続されている。光学ケーブル 17の他方の端は基板 5の近傍、たとえば、基板 5 の表面のすぐ上で終端している。光学ケーブル 17の他方の端と、基板 5の表面との 間隔は、例えば、 lmm〜3mmのように、非常に短く設定されている。図 7図示のよう に、光学ケーブル 17の他方の端は発光表面を形成するように配置されている。そし て、当該発光表面は基板 5の表面に対して平行な同一の平面になっている。  [0067] One end of the optical cable 17 is connected to each IR LEDla, lb or IR laser diode la, 1b. The other end of the optical cable 17 terminates near the substrate 5, for example, just above the surface of the substrate 5. The distance between the other end of the optical cable 17 and the surface of the substrate 5 is set to be very short, for example, 1 mm to 3 mm. As shown in FIG. 7, the other end of the optical cable 17 is arranged to form a light emitting surface. The light emitting surface is in the same plane parallel to the surface of the substrate 5.
[0068] 図示していないが、光学ケーブル 17の他端は発光表面を形成し、当該発光表面 力 図 6図示のように、基板 5の表面に向力うドーム形状平面を形成するようにするこ とちでさる。  Although not shown, the other end of the optical cable 17 forms a light emitting surface, and the light emitting surface force is formed so as to form a dome-shaped plane facing the surface of the substrate 5 as shown in FIG. Click here.
[0069] また、図示していないが、 IRダイオード 1を構成している複数の IR LED la, lbあるい は IRレーザダイオード la、 lb力 それらの発光表面によって発光表面を形成するよう に配置され、当該発光表面は処理される基板 5の表面に平行な同一の平面になるよ うにすることもできる。そして、光学ケーブル 17の一方の端が各 IR LEDla、 lbあるい は IRレーザダイオード la、 lbに接続され、他方の端が基板 5の近傍、たとえば、基板 5の表面のすぐ上で終端して!/、る。  [0069] Although not shown, a plurality of IR LED la, lb or IR laser diode la, lb force constituting the IR diode 1 are arranged so as to form a light emitting surface by their light emitting surfaces. The light emitting surface can also be in the same plane parallel to the surface of the substrate 5 being processed. One end of the optical cable 17 is connected to each IR LEDla, lb or IR laser diode la, lb, and the other end is terminated near the substrate 5, for example, just above the surface of the substrate 5. ! /
[0070] 光学ケーブル 17は、 IR放射の消耗を少なくして伝達することのできるフレキシブル なケープノレである。  [0070] The optical cable 17 is a flexible cape that can transmit with reduced consumption of IR radiation.
[0071] さらに、光学ケーブル 17の IR LED la, lbあるいは IRレーザダイオード la、 lb近傍 の横断面は、基板 5の表面のすぐ上で終端する他端に比較して広くなつている。 IR L EDla、 lbあるいは IRレーザダイオード la、 lb近傍の広い横断面は、 IR LEDla、 lb あるいは IRレーザダイオード la、 lbから発せられるより多くの IR放射を抽出する上で 有利である。同じように、基板近傍の狭い横断面は、基板 5の表面の少し上の表面領 域でより多くの数の光学ケーブル 17を結合する上で有利である。 Further, the cross section of the optical cable 17 in the vicinity of the IR LED la, lb or the IR laser diode la, lb is wider than the other end that terminates just above the surface of the substrate 5. IR L EDla, lb or IR laser diode la, lb wide cross section near IR LEDla, lb Or it is advantageous to extract more IR radiation emitted from the IR laser diode la, lb. Similarly, a narrow cross section near the substrate is advantageous for coupling a greater number of optical cables 17 in a surface area just above the surface of the substrate 5.
[0072] 図 7図示の RTP装置の形態は、各 IR LEDla、 lbあるいは IRレーザダイオード la、 1 bから発せられたより多くの IR放射を基板 5の表面近傍、例えば、基板 5の表面のすぐ 上で終端する光学ケーブル 17の他端に伝達しつつ、実施例 1に比較してより多くの 数の IR LEDla、 lbあるいは IRレーザダイオード la、 lbを使用することができる。そこ で、実施例 1と比較して、この形態は、より多くの加熱パワーを与え、これによつてより 高い ramp rateと、基板表面のより高い温度を実現する。  [0072] The configuration of the RTP device shown in FIG. 7 is such that more IR radiation emitted from each IR LEDla, lb or IR laser diode la, 1b is near the surface of the substrate 5, eg, just above the surface of the substrate 5. As compared with the first embodiment, a larger number of IR LEDla, lb or IR laser diodes la, lb can be used. Thus, compared to Example 1, this configuration provides more heating power, thereby achieving a higher ramp rate and higher substrate surface temperature.
[0073] 前述した変更を除き、他の全てのハードウェア及び操作プロセスは実施例 1で説明 したのと同じである。そこで、類似している部分には類似している参照符号を付けて いる。これらの部分は、第一実施例と第三実施例に共通しているので、重複を避ける ため、ここでは記載しない。  [0073] Except for the changes described above, all other hardware and operation processes are the same as described in the first embodiment. Therefore, similar parts are denoted by similar reference numerals. Since these parts are common to the first embodiment and the third embodiment, they are not described here in order to avoid duplication.
実施例 5  Example 5
[0074] 図 8を参照して実施例 5を説明する。 IR LED la, lbあるいは IRレーザダイオード la 、 lb力 チャンバ 25の外側の別の部屋の中に配置されている。そして、各 IR LED la 、 lbあるいは IRレーザダイオード la、 lbから発せられた IR放射は、光学ケーブル 17 を介して伝えられる。  Example 5 will be described with reference to FIG. IR LED la, lb or IR laser diode la, lb force Located in a separate room outside chamber 25. The IR radiation emitted from each IR LED la, lb or IR laser diode la, lb is transmitted via the optical cable 17.
[0075] 図面をわ力りやすくするために、すべての光学ケーブル 17は図 8に表されていない 。 IR LEDla、 lbあるいは IRレーザダイオード la、 lbの位置あるいは角度は重要では ない。  [0075] Not all optical cables 17 are represented in FIG. 8 in order to facilitate the drawing. The position or angle of IR LEDla, lb or IR laser diode la, lb is not important.
[0076] 実施例 4と 5との間の重要な相違は、実施例 4においては、複数の IR LED la, lbあ るいは IRレーザダイオード la、 lbから構成されている IRダイオード 1がチャンバ 25の 中に配置されていた力 実施例 5においては、複数の IR LEDla、 lbあるいは IRレー ザダイオード la、 lbから構成されている IRダイオード 1がチャンバ 25の外側に配置さ れている点である。  [0076] An important difference between Examples 4 and 5 is that, in Example 4, IR diode 1 composed of a plurality of IR LED la, lb or IR laser diode la, lb is provided in chamber 25. In Example 5, the IR diode 1 composed of a plurality of IR LEDla, lb or IR laser diode la, lb is arranged outside the chamber 25. .
[0077] 光学ケーブル 17の一方の端は各 IR LEDla、 lbあるいは IRレーザダイオード la、 1 bに接続されている。光学ケーブル 17の他方の端は基板 5の表面のすぐ上で終端し て 、る。光学ケーブル 17の基板 5の表面のすぐ上で終端して 、る他方の端は基板 5 の表面に平行な平面を形成している。 [0077] One end of the optical cable 17 is connected to each IR LEDla, lb or IR laser diode la, 1b. The other end of optical cable 17 terminates just above the surface of substrate 5. And The optical cable 17 terminates just above the surface of the substrate 5 and the other end forms a plane parallel to the surface of the substrate 5.
[0078] かかる変更を除き、他の全てのハードウェア及び操作プロセスは実施例 1、 4で説明 したのと同じである。そこで、類似している部分には類似している参照符号を付けて いる。これらの部分は、第一、第四実施例と、第五実施例に共通しているので、重複 を避けるため、ここでは記載しない。 [0078] Except for such changes, all other hardware and operation processes are the same as those described in the first and fourth embodiments. Therefore, similar parts are denoted by similar reference numerals. Since these parts are common to the first, fourth and fifth embodiments, they are not described here in order to avoid duplication.
[0079] この形態によれば、大きくて能力の高い IR LEDあるいは IRレーザダイオードを使用 することができる。したがって、加熱割合およびより高い到達可能な温度を上昇させる ことができる。 [0079] According to this embodiment, a large and high-capacity IR LED or IR laser diode can be used. Thus, the heating rate and higher reachable temperature can be increased.
[0080] 本発明は上述した好ましい実施例に限られるものではなぐ添付の特許請求の範 囲およびその均等物で定義される技術的範囲において種々の形態に変更可能であ る。  [0080] The present invention is not limited to the above-described preferred embodiments, but can be modified in various forms within the technical scope defined by the appended claims and equivalents thereof.
図面の簡単な説明  Brief Description of Drawings
[0081] [図 1]図 1は本発明の好ましい実施例の断面図である。 [0081] FIG. 1 is a cross-sectional view of a preferred embodiment of the present invention.
[図 2]図 2は IR LEDあるいは IRレーザダイオードの列の例の底面図である。  FIG. 2 is a bottom view of an example array of IR LEDs or IR laser diodes.
[図 3]図 3は IR LEDの例の斜視図である。  FIG. 3 is a perspective view of an example of an IR LED.
[図 4]図 4はいくつかの IR LEDあるいは IRレーザダイオードが組み(セット)にされてい る IR LEDあるいは IRレーザダイオードの列の他の例の底面図である。  [FIG. 4] FIG. 4 is a bottom view of another example of an IR LED or IR laser diode array in which several IR LEDs or IR laser diodes are assembled.
[図 5]図 5は本発明の他の好ましい実施例の断面図である。  FIG. 5 is a cross-sectional view of another preferred embodiment of the present invention.
[図 6]図 6は本発明の他の好ましい実施例の断面図である。  FIG. 6 is a cross-sectional view of another preferred embodiment of the present invention.
[図 7]図 7は本発明の他の好ましい実施例の断面図である。  FIG. 7 is a cross-sectional view of another preferred embodiment of the present invention.
[図 8]図 8は本発明の他の好ましい実施例の断面図である。  FIG. 8 is a cross-sectional view of another preferred embodiment of the present invention.
[図 9]図 9は従来の RTP装置の断面図である。  FIG. 9 is a sectional view of a conventional RTP apparatus.
[図 10]図 10は電力を可視光に変換する効率を表す図である。  FIG. 10 is a diagram showing the efficiency of converting electric power into visible light.
符号の説明  Explanation of symbols
[0082] 1 IR LEDあるいは IRレーザダイオードの列 [0082] 1 IR LED or IR laser diode array
la, lb IR LEDあるいは IRレーザダイオード  la, lb IR LED or IR laser diode
2 基板ホルダー ガス導入口 2 Board holder Gas inlet
ガス排出口 Gas outlet
基板 Substrate
IR発光半導体 レンズ IR light emitting semiconductor lens
基板保持部 Substrate holder
針状ピン Needle pin
平行な IR放射 電気的接続部  Parallel IR radiation Electrical connection
IRダイオードの一セット 石英フレーム チャンバ壁  A set of IR diodes Quartz frame Chamber wall
光学ケーブル 基板搬入,搬出口 電気的接続部 絶縁体  Optical cable Board loading / unloading Electrical connection Insulator
シャフト  Shaft
チャンノ  Channo

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
[1] ガス導入口とガス排出口とを有するチャンバと、  [1] a chamber having a gas inlet and a gas outlet;
チャンバ内に備えられている基板ホルダーと、  A substrate holder provided in the chamber;
チャンバに備えられて 、る赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオード とを備えてなる急速加熱処理装置であって、  A rapid heat treatment apparatus comprising an infrared light emitting diode or an infrared laser diode provided in a chamber,
基板ホルダーの上に配置されて 、る基板が赤外線発光ダイオードある 、は赤外線 レーザダイオードから発光された赤外線によって高温に加熱される  The substrate placed on the substrate holder is an infrared light emitting diode, or is heated to a high temperature by the infrared light emitted from the infrared laser diode.
急速加熱処理装置。  Rapid heat treatment equipment.
[2] 赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードは、それらの発光表面によ つて形成される発光表面が基板表面に対して平行な平面になるように配置されてい る請求項 1記載の急速加熱処理装置。  [2] The rapid heating apparatus according to claim 1, wherein the infrared light emitting diode or the infrared laser diode is arranged so that a light emitting surface formed by the light emitting surface thereof is a plane parallel to the substrate surface. .
[3] 赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードは、それらの発光表面によ つて形成される発光表面が基板表面に向力うドーム形状の面になるように配置されて V、る請求項 1記載の急速加熱処理装置。  [3] The infrared light emitting diode or the infrared laser diode is arranged so that a light emitting surface formed by the light emitting surface thereof is a dome-shaped surface facing the substrate surface, V, Rapid heat treatment equipment.
[4] 赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオード力 発光された赤外線は、 一端が各赤外線発光ダイオードあるいは各赤外線レーザダイオードに接続されて ヽ て、他端が基板の近くで終端している光学ファイバを介して伝えられ、当該光学ファ ィバの他端によって形成される発光表面が基板表面に対して平行な平面になるよう に当該光学ファイバの他端が配列されている請求項 1記載の急速加熱処理装置。  [4] Infrared light emitting diode or infrared laser diode force The emitted infrared light is transmitted through an optical fiber with one end connected to each infrared light emitting diode or each infrared laser diode and the other end terminated near the substrate. 2. The rapid heating process according to claim 1, wherein the other end of the optical fiber is arranged so that a light emitting surface formed by the other end of the optical fiber is a plane parallel to the substrate surface. apparatus.
[5] 赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオード力 発光された赤外線は、 一端が各赤外線発光ダイオードあるいは各赤外線レーザダイオードに接続されて ヽ て、他端が基板の近くで終端している光学ファイバを介して伝えられ、当該光学ファ ィバの他端によって形成される当該発光表面が基板表面に向力うドーム形状の面に なるように当該光学ファイバの他端が配列されている請求項 1記載の急速加熱処理 装置。  [5] Infrared light emitting diode or infrared laser diode force The emitted infrared light passes through an optical fiber with one end connected to each infrared light emitting diode or each infrared laser diode and the other end terminating near the substrate. The other end of the optical fiber is arranged so that the light emitting surface formed by the other end of the optical fiber is a dome-shaped surface facing the substrate surface. Rapid heat treatment equipment.
[6] 赤外線発光ダイオードあるいは赤外線レーザダイオードがチャンバの中あるいは外 側に配置されている請求項 4又は 5記載の急速加熱処理装置。  6. The rapid heating apparatus according to claim 4 or 5, wherein the infrared light emitting diode or the infrared laser diode is disposed inside or outside the chamber.
[7] 急速加熱処理の間に基板ホルダーが回転する請求項 1乃至 6のいずれかに記載 の急速加熱処理装置。 [7] The substrate holder according to any one of claims 1 to 6, wherein the substrate holder rotates during the rapid heating process. Rapid heat treatment equipment.
[8] 基板ホルダーに固定されている 3本あるいは多数の針状ピンの上に基板が置かれ る請求項 1乃至 7のいずれかに記載の急速加熱処理装置。  [8] The rapid heating apparatus according to any one of [1] to [7], wherein the substrate is placed on three or a large number of needle pins fixed to the substrate holder.
[9] チャンバの底板に固定されている 3本あるいは多数の針状ピンの上に基板が置か れる請求項 1乃至 7のいずれかに記載の急速加熱処理装置。 [9] The rapid heating apparatus according to any one of [1] to [7], wherein the substrate is placed on three or many needle pins fixed to the bottom plate of the chamber.
[10] 基板の上側及び Z又は基板の下側に発光表面が置かれる請求項 2乃至 6の 、ず れかに記載の急速加熱処理装置。 [10] The rapid heating apparatus according to any one of [2] to [6], wherein the light emitting surface is placed on the upper side of the substrate and on the lower side of the substrate or Z.
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