JP3896395B2 - 熱処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハー等の基板に光を照射することにより基板を熱処理する熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イオン注入後の半導体ウエハーのイオン活性化工程においては、ハロゲンランプを使用したランプアニール装置等の熱処理装置が使用される。このような熱処理装置においては、半導体ウエハーを、例えば、摂氏１０００度乃至摂氏１１００度程度の温度に加熱することにより、半導体ウエハーのイオン活性化を実行している。そして、このような熱処理装置においては、ハロゲンランプより照射される光のエネルギーを利用することにより、毎秒数百度程度の速度で基板を降温する構成となっている。
【０００３】
しかしながら、毎秒数百度程度の速度で基板を昇温する熱処理装置を使用して半導体ウエハーのイオン活性化を実行した場合においても、半導体ウエハーに打ち込まれたイオンのプロファイルがなまる、すなわち、イオンが拡散してしまうという現象が生ずることが判明した。このような現象が発生した場合においては、半導体ウエハーの表面にイオンを高濃度で注入しても、注入後のイオンが拡散してしまうことから、イオンを必要以上に注入する必要が生ずるという問題が生ずる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した問題を解決するするため、キセノンフラッシュランプ等を使用して半導体ウエハーの表面に閃光を照射することにより、イオンが注入された半導体ウエハーの表面のみを極めて短時間に昇温させることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、キセノンフラッシュランプを使用して半導体ウエハーの表面を昇温させる構成を採用した場合、半導体ウエハーの表面を極めて短時間に昇温させることが可能ではあるが、その昇温温度は５００度程度であり、半導体ウエハーをイオン活性化に必要な摂氏１０００度乃至摂氏１１００度程度の温度まで加熱することは不可能である。
【０００６】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、基板を短時間に処理温度まで昇温させることにより、イオンの拡散を防止することができる熱処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、イオンが打ち込まれた半導体ウエハーに光を照射することにより前記半導体ウエハーを熱処理して前記半導体ウエハーのイオン活性化を行う熱処理装置において、前記半導体ウエハーの下面をその表面で支持し、摂氏４００度乃至摂氏６００度の温度に予備加熱する板状のアシスト加熱手段と、０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンドの間点灯して、前記半導体ウエハーに対して閃光を照射することにより、前記アシスト加熱手段で予備加熱された前記半導体ウエハーを処理温度である摂氏１０００度乃至１１００度まで昇温させるキセノンフラッシュランプからなるフラッシュ加熱手段と、を備え、前記フラッシュ加熱手段は、前記キセノンフラッシュランプが点灯する０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンドの間に前記半導体ウエハーを前記処理温度まで昇温させることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明の第１実施形態に係る熱処理装置の側断面図である。
【０００９】
この熱処理装置は、その内部に半導体ウエハーＷを収納して熱処理するための熱処理炉１１を備える。この熱処理炉１１は、例えば石英等の赤外線透過性を有する材料から構成されている。熱処理炉１１の一端には、半導体ウエハーＷの搬入および搬出を行うための開口部１２が形成されている。
【００１０】
熱処理炉１１の開口１２側には、炉口ブロック１３が配設されている。炉口ブロック１３に形成された開口部は、ゲートバルブ１４により開閉可能となっている。このゲートバルブ１４の内面側には、半導体ウエハーＷを水平姿勢で支持可能なサセプタ１５が一体的に固着されている。
【００１１】
このため、ゲートバルブ１４が水平方向に往復移動することにより、サセプタ１５に支持された半導体ウエハーＷが熱処理炉１１内へ搬入され、また、熱処理炉１１から搬出される。そして、ゲートバルブ１４が熱処理炉１１側へ移動して炉口ブロック１３に当接することにより、炉口ブロック１３に形成された開口部が閉塞されるとともに、サセプタ１５に支持された半導体ウエハーＷが熱処理炉１１内の所定位置に収納される。
【００１２】
熱処理炉１１の上方には、棒状のキセノンフラッシュランプ２１が互いに平行に複数個（この実施形態においては９個）列設されている。
【００１３】
このキセノンフラッシュランプ２１は、その内部にキセノンガスが封入されその両端部にコンデンサーに接続された陽極および陰極が配設されたガラス管と、このガラス管の外周部に巻回されたトリガー電極とを備える。キセノンガスは電気的には絶縁体であることから、通常の状態ではガラス管内に電気は流れない。しかしながら、トリガー電極に高電圧を加えて絶縁を破壊した場合には、コンデンサーに蓄えられた電気がガラス管内に流れ、そのときのジュール熱でキセノンガスが加熱されて光が放出される。このキセノンフラッシュランプ２１においては、予め蓄えられていた静電エネルギーが０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンドという極めて短い光パルスに変換されることから、連続点灯の光源に比べて極めて強い光を照射し得るという特徴を有する。
【００１４】
一方、熱処理炉１１の下方には、棒状のハロゲンランプ２２が互いに平行に複数個（この実施形態においては９個）列設されている。このハロゲンランプ２２は、タングステンハロゲンランプであり、毎秒数百度程度の速度で半導体ウエハーＷを昇温する機能を有する。
【００１５】
図２は、キセノンフラッシュランプ２１とハロゲンランプ２２との配置関係を模式的に示す平面図である。
【００１６】
図１および図２に示すように、上述した複数のキセノンフラッシュランプ２１と複数のハロゲンランプ２２とは、半導体ウエハーＷの表面側および裏面側において、互いに対向するように１対１に対応して配置されている。すなわち、複数のキセノンフラッシュランプ２１と複数のハロゲンランプ２２とは、図２に示すように、平面視において同一の位置に、同一の数だけ配設されていることになる。
【００１７】
なお、図１および図２に示す実施形態においては、各キセノンフラッシュランプ２１および各ハロゲンランプ２２を同一のピッチで配置している。しかしながら、温度低下を起こしやすい開口部１２側や両端部付近においては、各キセノンフラッシュランプ２１および各ハロゲンランプ２２を、その中央部のピッチより小さいピッチで配置するようにしてもよい。
【００１８】
再度図１を参照して、キセノンフラッシュランプ２１の上方には、リフレクタ３１が配設されている。また、ハロゲンランプ２２の下方には、リフレクタ３４が配設されている。さらに、キセノンフラッシュランプ２１およびハロゲンランプ２２の側方には、リフレクタ４１が配設されている。
【００１９】
キセノンフラッシュランプ２１と熱処理炉１１との間には、光拡散板３２が一対の支持部材３３により支持された状態で配設されている。また、ハロゲンランプ２２と熱処理炉１１との間には、光拡散板３５が一対の支持部材３６により支持された状態で配設されている。これらの光拡散板３２、３５は、赤外線透過材料としての石英ガラスの表面に光拡散加工を施したものが使用される。
【００２０】
熱処理炉１１の側方には、ガス導入路４３が形成されている。このガス導入路４３は、リフレクタ４１に形成されたガス導入孔４２を介して窒素ガス等の処理ガスの供給源と接続されている。一方、炉口ブロック１３には、ガス排出路４４が形成されている。このガス排出路４４は、排ガス処理部と接続されている。また、熱処理炉１１の気密性を高く保つため、炉口ブロック１３およびリフレクタ４１に、オーリング４５がそれぞれ取り付けられている。
【００２１】
リフレクタ３１における各キセノンフラッシュランプ２１と対向する位置には、開口部５２が形成されている。そして、この開口部５２の上方には、光量センサ５１が配設されている。これらの光量センサ５１は、各キセノンフラッシュランプ２１の光量を、開口部５２を介して測定するためのものである。
【００２２】
各光量センサ５１は、複数の制御機構５３から構成される制御部５０を介して各ハロゲンランプ２２と接続されている。この制御部５０は、光量センサ５１による各キセノンフラッシュランプ２１から出射される閃光の光量の測定値に応じて、各ハロゲンランプ２２の出力、すなわち、各ハロゲンランプ２２による加熱温度を制御するためのものである。
【００２３】
次に、上述した熱処理装置による半導体ウエハーＷの熱処理動作について説明する。図３は、熱処理動作中における半導体ウエハーＷの表面温度を示すタイムチャートである。なお、図３においては、横軸は経過時間を、また、縦軸は半導体ウエハーＷの表面温度を示している。
【００２４】
この熱処理装置において、サセプタ１５により支持された半導体ウエハーＷが熱処理炉１１内に挿入され、炉口ブロック１３の開口部がゲートバルブ１４により閉塞されると、ガス導入路４３を介して熱処理炉１１内に窒素ガス等の処理ガスが供給され、熱処理炉１１内が処理ガスによりパージされる。
【００２５】
この状態において、ハロゲンランプ２２を点灯する。そして、図示しない温度センサにより半導体ウエハーＷの表面温度を測定し、半導体ウエハーＷの表面温度が図３に示す温度Ｔ１となるまでハロゲンランプ２２を利用して半導体ウエハーＷを予備加熱する。この予備加熱温度Ｔ１は、摂氏４００度乃至摂氏６００度程度の温度である。半導体ウエハーＷをこの程度の予備加熱温度Ｔ１まで加熱したとしても、半導体ウエハーＷに打ち込まれたイオンに変化はなく、イオンが拡散してしまうことはない。
【００２６】
半導体ウエハーＷの表面温度が予備加熱温度Ｔ１となれば、キセノンフラッシュランプ２１を点灯する。このときの点灯時間は、０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンド程度の時間である。このように、キセノンフラッシュランプ２１においては、予め蓄えられていた静電エネルギーがこのように極めて短い光パルスに変換されることから、極めて強い閃光が照射されることになる。
【００２７】
この状態においては、半導体ウエハーＷの表面温度は、図３に示す温度Ｔ２となる。この温度Ｔ２は、摂氏１０００度乃至摂氏１１００度程度の半導体ウエハーＷの処理に必要な温度である。半導体ウエハーＷの表面がこのような処理温度Ｔ２にまで昇温された場合においては、半導体ウエハーＷ中のイオンが活性化される。
【００２８】
このとき、上述したように、半導体ウエハーＷの表面温度が０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンド程度の極めて短い時間で処理温度Ｔ２まで昇温されることから、半導体ウエハーＷ中のイオンの活性化は短時間で完了する。従って、半導体ウエハーＷに打ち込まれたイオンが拡散することはなく、半導体ウエハーＷに打ち込まれたイオンのプロファイルがなまるという現象の発生を防止することが可能となる。
【００２９】
また、キセノンフラッシュランプ２１を点灯して半導体ウエハーＷを加熱する前に、ハロゲンランプ２２を使用して半導体ウエハーＷの表面温度を摂氏４００度乃至摂氏６００度程度の予備加熱温度Ｔ１まで加熱していることから、キセノンフラッシュランプ２１により半導体ウエハーＷを摂氏１０００度乃至摂氏１１００度程度の処理温度Ｔ２まで速やかに昇温させることが可能となる。
【００３０】
ところで、上述したような熱処理装置に使用されるキセノンフラッシュランプ２１においては、そこから出射される閃光の光量の経時変化が大きい。すなわち、キセノンフラッシュランプ２１等のフラッシュランプにおいては、放電時間の微妙な変化に伴って閃光の光量が変化する。また、電圧の変動やコンデンサーの静電容量の変動とによっても、フラッシュランプから出射される閃光の光量は変化する。
【００３１】
このため、この熱処理装置においては、上述したように、複数のキセノンフラッシュランプ２１と複数のハロゲンランプ２２とを、半導体ウエハーＷの表面側および裏面側において互いに対向するように１対１に対応して配置するとともに、各キセノンフラッシュランプ２１から出射される閃光の光量に応じて、対応するハロゲンランプ２２による予備加熱温度を制御することにより、キセノンフラッシュランプ２１における閃光の光量の経時変化に対応するようにしている。
【００３２】
すなわち、この熱処理装置においては、最初の半導体ウエハーＷをイオン活性化処理するためにキセノンフラッシュランプ２１を点灯したとき、光量センサ５１により、リフレクタ３１における各キセノンフラッシュランプ２１と対向する位置に形成された開口部５２を介して、キセノンフラッシュランプ２１による閃光の光量を測定する。そして、制御部５０における各制御機構５３の制御により、光量センサ５１によるキセノンフラッシュランプ２１の閃光の光量の測定値に対応して各ハロゲンランプ２２からの光の出射量を調整することにより、各ハロゲンランプ２２による予備加熱温度を制御する。
【００３３】
例えば、半導体ウエハーＷを摂氏１０００度で熱処理する必要がある場合において、図３に示すハロゲンランプ２２による予備加熱温度Ｔ１が摂氏５００度、また、キセノンフラッシュランプ２１の閃光の作用による半導体ウエハーＷ昇温温度が５００度に設定されているものと想定する。この場合において、光量センサ５１によるあるキセノンフラッシュランプ２１の閃光の光量の測定値から、そのキセノンフラッシュランプ２１の閃光の作用による半導体ウエハーＷ昇温温度が４８５度と想定される場合には、このキセノンフラッシュランプ２１と対向して配置されたハロゲンランプ２２による予備加熱温度を５１５度に設定する。これにより、半導体ウエハーＷを摂氏１０００度の処理温度で熱処理することが可能となる。
【００３４】
なお、上述した実施形態においては、キセノンフラッシュランプ２１およびハロゲンランプ２２として、棒状の形状を有するものを使用している。しかしながら、キセノンフラッシュランプ２１およびハロゲンランプ２２として、その他の形状のものを使用してもよい。
【００３５】
図４は、このような実施形態に係るキセノンフラッシュランプ２３とハロゲンランプ２４との配置関係を模式的に示す平面図である。
【００３６】
この実施形態においては、平面視において円形のキセノンフラッシュランプ２３とハロゲンランプ２４とを使用し、中央に配置されたキセノンフラッシュランプ２３またはハロゲンランプ２４の周囲を、キセノンフラッシュランプ２３またはハロゲンランプ２４により二重に取り囲んだような構成を有する。この実施形態の場合においても、複数のキセノンフラッシュランプ２３と複数のハロゲンランプ２４とは、半導体ウエハーＷの表面側および裏面側において、互いに対向するように１対１に対応して配置されていることになる。すなわち、複数のキセノンフラッシュランプ２３と複数のハロゲンランプ２４とは、図４に示すように、平面視において同一の位置に、同一の数だけ配設されていることになる。
【００３７】
次に、この発明の他の実施形態について説明する。図５および図６はこの発明の第２実施形態に係る熱処理装置の側断面図であり、図７はその平面概要図である。
【００３８】
この熱処理装置は、透光板６１、底板６２および一対の側板６３、６４からなり、その内部に半導体ウエハーＷを収納して熱処理するための熱処理室６５を備える。熱処理室６５を構成する透光板６１は、例えば石英等の赤外線透過性を有する材料から構成されている。また、熱処理室６５を構成する底板６２には、後述する熱拡散板７３および加熱プレート７４を貫通して半導体ウエハーＷをその下面から支持するための支持ピン７０が立設されている。
【００３９】
また、熱処理室６５を構成する側板６４には、半導体ウエハーＷの搬入および搬出を行うための開口部６６が形成されている。開口部６６は、軸６７を中心に回動するゲートバルブ６８により開閉可能となっている。半導体ウエハＷは、開口部６６が解放された状態で、図示しない搬送ロボットにより熱処理室６５内に搬入される。
【００４０】
熱処理室６５の上方には、棒状のキセノンフラッシュランプ６９が互いに平行に複数個（この実施形態においては２１個）列設されている。また、キセノンフラッシュランプ６９の上方には、リフレクタ７１が配設されている。
【００４１】
このキセノンフラッシュランプ６９は、第１実施形態に係るキセノンフラッシュランプ２１と同様、その内部にキセノンガスが封入されその両端部にコンデンサーに接続された陽極および陰極が配設されたガラス管と、このガラス管の外周部に巻回されたトリガー電極とを備える。
【００４２】
キセノンフラッシュランプ６９と透光板６１との間には、光拡散板７２が配設されている。この光拡散板７２は、赤外線透過材料としての石英ガラスの表面に光拡散加工を施したものが使用される。
【００４３】
熱処理室６５内には、熱拡散板７３と加熱プレート７４とがこの順で配設されている。また、熱拡散板７３の表面には、半導体ウエハーＷの位置ずれ防止ピン７５が付設されている。
【００４４】
加熱プレート７４は、第１実施形態におけるハロゲンランプ２２と同様、半導体ウエハーＷを予備加熱するためのものである。この加熱プレート７４は、窒化アルミニウムから構成され、その内部にヒータとこのヒータを制御するためのセンサとを収納した構成を有する。一方、熱拡散板７３は、加熱プレート７４からの熱エネルギーを拡散して半導体ウエハーＷを均一に加熱するためのものである。この熱拡散板７３の材質としては、サファイヤ（酸化アルミニュウム）や石英等の比較的熱伝導率が小さいものが採用される。
【００４５】
熱拡散板７３および加熱プレート７４は、エアシリンダ７６の駆動により、図５に示す半導体ウエハーＷの搬入・搬出位置と図６に示す半導体ウエハーＷの熱処理位置との間を昇降する構成となっている。
【００４６】
図５に示す半導体ウエハーＷの搬入・搬出位置は、図示しない搬送ロボットを使用して開口部６６から搬入した半導体ウエハーＷを支持ピン７０上に載置し、あるいは、支持ピン７０上に載置された半導体ウエハーＷを開口部から搬出するため、熱拡散板７３および加熱プレート７４が下降した位置である。この状態においては、支持ピン７０の上端は、熱拡散板７３および加熱プレート７４に形成された貫通孔を通過し、熱拡散板７３の表面より上方に配置される。なお、図５においては、説明の便宜上、本来側面図では図示されない熱拡散板７３および加熱プレート７４の貫通孔を図示している。
【００４７】
図６に示す半導体ウエハーＷの熱処理位置は、半導体ウエハーＷに対して熱処理を行うため、熱拡散板７３および加熱プレート７４が支持ピン７０の上端より上方に上昇した位置である。この状態においては、半導体ウエハーＷはその下面を熱拡散板７３の表面に支持されて上昇し、透光板６１に近接した位置に配置される。
【００４８】
なお、加熱プレート７４を支持する支持部材８０と熱処理室６５の底板６２との間には、熱拡散板７３および加熱プレート７４が半導体ウエハーＷの搬入・搬出位置と熱処理位置との間を昇降する際に発生するパーティクルが半導体ウエハーＷに付着することを防止するための蛇腹７７が配設されている。
【００４９】
熱処理室６５における開口部６６と逆側の側板６３には、ガス導入路７８が形成されている。このガス導入路７８は、窒素ガス等の処理ガスの供給源と接続されている。一方、熱処理室６５における底板６２には、ガス排出路７９が形成されている。このガス排出路７９は、開閉弁８１を介して排ガス処理部と接続されている。
【００５０】
次に、第２実施形態に係る熱処理装置による半導体ウエハーＷの熱処理動作について説明する。
【００５１】
この熱処理装置においては、熱拡散板７３および加熱プレート７４が図５に示す半導体ウエハーＷの搬入・搬出位置に配置された状態で、図示しない搬送ロボットにより開口部６６を介して半導体ウエハーＷが搬入され、支持ピン７０上に載置される。半導体ウエハーＷの搬入が完了すれば、開口部６６がゲートバルブ６８により閉鎖される。このとき、熱拡散板７３および加熱プレート７４は、加熱プレート７４に内蔵されたヒータの作用により、加熱されている。
【００５２】
しかる後、熱拡散板７３および加熱プレート７４がエアシリンダ７６の駆動により図６に示す半導体ウエハーＷの熱処理位置まで上昇する。そして、ガス導入路７８を介して熱処理室６５内に窒素ガス等の処理ガスが供給され、熱処理室６５内が処理ガスによりパージされる。
【００５３】
この状態においては、半導体ウエハーＷが加熱状態にある熱拡散板７３と接触することにより加熱される。そして、図示しない温度センサにより半導体ウエハーＷの表面温度を測定し、半導体ウエハーＷ半導体ウエハーＷの表面温度が図３に示す温度Ｔ１となるまで熱拡散板７３を介して半導体ウエハーＷを予備加熱する。この予備加熱温度Ｔ１は、摂氏４００度乃至摂氏６００度程度の温度である。半導体ウエハーＷをこの程度の予備加熱温度Ｔ１まで加熱したとしても、半導体ウエハーＷに打ち込まれたイオンに変化はなく、イオンが拡散してしまうことはない。
【００５４】
半導体ウエハーＷの表面温度が予備加熱温度Ｔ１となれば、キセノンフラッシュランプ６９を点灯する。このときの点灯時間は、０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンド程度の時間である。このように、キセノンフラッシュランプ６９においては、予め蓄えられていた静電エネルギーがこのように極めて短い光パルスに変換されることから、極めて強い閃光が照射されることになる。
【００５５】
この状態においては、半導体ウエハーＷの表面温度は、図３に示す温度Ｔ２となる。この温度Ｔ２は、摂氏１０００度乃至摂氏１１００度程度の半導体ウエハーＷの処理に必要な温度である。半導体ウエハーＷの表面がこのような処理温度Ｔ２にまで昇温された場合においては、半導体ウエハーＷ中のイオンが活性化される。
【００５６】
このとき、第１実施形態の場合と同様、半導体ウエハーＷの表面温度が０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンド程度の極めて短い時間で処理温度Ｔ２まで昇温されることから、半導体ウエハーＷ中のイオンの活性化は短時間で完了する。従って、半導体ウエハーＷに打ち込まれたイオンが拡散することはなく、半導体ウエハーＷに打ち込まれたイオンのプロファイルがなまるという現象の発生を防止することが可能となる。
【００５７】
また、キセノンフラッシュランプ６９を点灯して半導体ウエハーＷを加熱する前に、加熱プレート７４を使用して半導体ウエハーＷの表面温度を摂氏４００度乃至摂氏６００度程度の予備加熱温度Ｔ１まで加熱していることから、キセノンフラッシュランプ６９により半導体ウエハーＷを摂氏１０００度乃至摂氏１１００度程度の処理温度Ｔ２まで速やかに昇温させることが可能となる。
【００５８】
さらに、半導体ウエハーＷと加熱プレート７４との間に熱拡散板７３を配設していることから、その内部にヒータを有する加熱プレート７４を利用して半導体ウエハーＷを加熱する際にも、半導体ウエハーＷの全面を均一に加熱することが可能となる。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、基板を摂氏４００度乃至摂氏６００度の温度に予備加熱するアシスト加熱手段と、基板に対して０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンドの間に閃光を照射することによりアシスト加熱手段で予備加熱された基板を例えば摂氏１０００度乃至摂氏１１００度程度の処理温度まで昇温させるフラッシュ加熱手段とを備えたことから、基板を短時間に処理温度まで昇温させることにより、熱処理後のイオンの拡散を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る熱処理装置の側断面図である。
【図２】 キセノンフラッシュランプ６９とハロゲンランプ２２との配置関係を模式的に示す平面図である。
【図３】 熱処理動作中における半導体ウエハーＷの表面温度を示すタイムチャートである。
【図４】 キセノンフラッシュランプ２３とハロゲンランプ２４との配置関係を模式的に示す平面図である。
【図５】 この発明の第２実施形態に係る熱処理装置の側断面図である。
【図６】 この発明の第２実施形態に係る熱処理装置の側断面図である。
【図７】 この発明の第２実施形態に係る熱処理装置の平面概要図である。
【符号の説明】
１１ 熱処理炉
１２ 開口部
１３ 炉口ブロック
１４ ゲートバルブ
１５ サセプタ
２１ キセノンフラッシュランプ
２２ ハロゲンランプ
２３ キセノンフラッシュランプ
２４ ハロゲンランプ
３１ リフレクタ
３２ 光拡散板
３４ リフレクタ
３５ 光拡散板
４３ ガス導入路
４４ ガス排出路
５０ 制御部
５１ 光量センサ
５２ 開口部
５３ 制御機構
６１ 透光板
６２ 底板
６３ 側板
６４ 側板
６５ 熱処理室
６６ 開口部
６８ ゲートバルブ
６９ キセノンフラッシュランプ
７０ 支持ピン
７２ 光拡散板
７３ 熱拡散板
７４ 加熱プレート
７５ 位置ずれ防止ピン
７６ エアシリンダ
７７ 蛇腹
７８ ガス導入路
７９ ガス排出路
８１ 開閉弁
Ｔ１ 予備加熱温度
Ｔ２ 処理温度
Ｗ 半導体ウエハー
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハー等の基板に光を照射することにより基板を熱処理する熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イオン注入後の半導体ウエハーのイオン活性化工程においては、ハロゲンランプを使用したランプアニール装置等の熱処理装置が使用される。このような熱処理装置においては、半導体ウエハーを、例えば、摂氏１０００度乃至摂氏１１００度程度の温度に加熱することにより、半導体ウエハーのイオン活性化を実行している。そして、このような熱処理装置においては、ハロゲンランプより照射される光のエネルギーを利用することにより、毎秒数百度程度の速度で基板を降温する構成となっている。
【０００３】
しかしながら、毎秒数百度程度の速度で基板を昇温する熱処理装置を使用して半導体ウエハーのイオン活性化を実行した場合においても、半導体ウエハーに打ち込まれたイオンのプロファイルがなまる、すなわち、イオンが拡散してしまうという現象が生ずることが判明した。このような現象が発生した場合においては、半導体ウエハーの表面にイオンを高濃度で注入しても、注入後のイオンが拡散してしまうことから、イオンを必要以上に注入する必要が生ずるという問題が生ずる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した問題を解決するするため、キセノンフラッシュランプ等を使用して半導体ウエハーの表面に閃光を照射することにより、イオンが注入された半導体ウエハーの表面のみを極めて短時間に昇温させることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、キセノンフラッシュランプを使用して半導体ウエハーの表面を昇温させる構成を採用した場合、半導体ウエハーの表面を極めて短時間に昇温させることが可能ではあるが、その昇温温度は５００度程度であり、半導体ウエハーをイオン活性化に必要な摂氏１０００度乃至摂氏１１００度程度の温度まで加熱することは不可能である。
【０００６】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、基板を短時間に処理温度まで昇温させることにより、イオンの拡散を防止することができる熱処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、イオンが打ち込まれた半導体ウエハーに光を照射することにより前記半導体ウエハーを熱処理して前記半導体ウエハーのイオン活性化を行う熱処理装置において、前記半導体ウエハーの下面をその表面で支持し、摂氏４００度乃至摂氏６００度の温度に予備加熱する板状のアシスト加熱手段と、０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンドの間点灯して、前記半導体ウエハーに対して閃光を照射することにより、前記アシスト加熱手段で予備加熱された前記半導体ウエハーを処理温度である摂氏１０００度乃至１１００度まで昇温させるキセノンフラッシュランプからなるフラッシュ加熱手段と、を備え、前記フラッシュ加熱手段は、前記キセノンフラッシュランプが点灯する０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンドの間に前記半導体ウエハーを前記処理温度まで昇温させることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明の第１実施形態に係る熱処理装置の側断面図である。
【０００９】
この熱処理装置は、その内部に半導体ウエハーＷを収納して熱処理するための熱処理炉１１を備える。この熱処理炉１１は、例えば石英等の赤外線透過性を有する材料から構成されている。熱処理炉１１の一端には、半導体ウエハーＷの搬入および搬出を行うための開口部１２が形成されている。
【００１０】
熱処理炉１１の開口１２側には、炉口ブロック１３が配設されている。炉口ブロック１３に形成された開口部は、ゲートバルブ１４により開閉可能となっている。このゲートバルブ１４の内面側には、半導体ウエハーＷを水平姿勢で支持可能なサセプタ１５が一体的に固着されている。
【００１１】
このため、ゲートバルブ１４が水平方向に往復移動することにより、サセプタ１５に支持された半導体ウエハーＷが熱処理炉１１内へ搬入され、また、熱処理炉１１から搬出される。そして、ゲートバルブ１４が熱処理炉１１側へ移動して炉口ブロック１３に当接することにより、炉口ブロック１３に形成された開口部が閉塞されるとともに、サセプタ１５に支持された半導体ウエハーＷが熱処理炉１１内の所定位置に収納される。
【００１２】
熱処理炉１１の上方には、棒状のキセノンフラッシュランプ２１が互いに平行に複数個（この実施形態においては９個）列設されている。
【００１３】
このキセノンフラッシュランプ２１は、その内部にキセノンガスが封入されその両端部にコンデンサーに接続された陽極および陰極が配設されたガラス管と、このガラス管の外周部に巻回されたトリガー電極とを備える。キセノンガスは電気的には絶縁体であることから、通常の状態ではガラス管内に電気は流れない。しかしながら、トリガー電極に高電圧を加えて絶縁を破壊した場合には、コンデンサーに蓄えられた電気がガラス管内に流れ、そのときのジュール熱でキセノンガスが加熱されて光が放出される。このキセノンフラッシュランプ２１においては、予め蓄えられていた静電エネルギーが０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンドという極めて短い光パルスに変換されることから、連続点灯の光源に比べて極めて強い光を照射し得るという特徴を有する。
【００１４】
一方、熱処理炉１１の下方には、棒状のハロゲンランプ２２が互いに平行に複数個（この実施形態においては９個）列設されている。このハロゲンランプ２２は、タングステンハロゲンランプであり、毎秒数百度程度の速度で半導体ウエハーＷを昇温する機能を有する。
【００１５】
図２は、キセノンフラッシュランプ２１とハロゲンランプ２２との配置関係を模式的に示す平面図である。
【００１６】
図１および図２に示すように、上述した複数のキセノンフラッシュランプ２１と複数のハロゲンランプ２２とは、半導体ウエハーＷの表面側および裏面側において、互いに対向するように１対１に対応して配置されている。すなわち、複数のキセノンフラッシュランプ２１と複数のハロゲンランプ２２とは、図２に示すように、平面視において同一の位置に、同一の数だけ配設されていることになる。
【００１７】
なお、図１および図２に示す実施形態においては、各キセノンフラッシュランプ２１および各ハロゲンランプ２２を同一のピッチで配置している。しかしながら、温度低下を起こしやすい開口部１２側や両端部付近においては、各キセノンフラッシュランプ２１および各ハロゲンランプ２２を、その中央部のピッチより小さいピッチで配置するようにしてもよい。
【００１８】
再度図１を参照して、キセノンフラッシュランプ２１の上方には、リフレクタ３１が配設されている。また、ハロゲンランプ２２の下方には、リフレクタ３４が配設されている。さらに、キセノンフラッシュランプ２１およびハロゲンランプ２２の側方には、リフレクタ４１が配設されている。
【００１９】
キセノンフラッシュランプ２１と熱処理炉１１との間には、光拡散板３２が一対の支持部材３３により支持された状態で配設されている。また、ハロゲンランプ２２と熱処理炉１１との間には、光拡散板３５が一対の支持部材３６により支持された状態で配設されている。これらの光拡散板３２、３５は、赤外線透過材料としての石英ガラスの表面に光拡散加工を施したものが使用される。
【００２０】
熱処理炉１１の側方には、ガス導入路４３が形成されている。このガス導入路４３は、リフレクタ４１に形成されたガス導入孔４２を介して窒素ガス等の処理ガスの供給源と接続されている。一方、炉口ブロック１３には、ガス排出路４４が形成されている。このガス排出路４４は、排ガス処理部と接続されている。また、熱処理炉１１の気密性を高く保つため、炉口ブロック１３およびリフレクタ４１に、オーリング４５がそれぞれ取り付けられている。
【００２１】
リフレクタ３１における各キセノンフラッシュランプ２１と対向する位置には、開口部５２が形成されている。そして、この開口部５２の上方には、光量センサ５１が配設されている。これらの光量センサ５１は、各キセノンフラッシュランプ２１の光量を、開口部５２を介して測定するためのものである。
【００２２】
各光量センサ５１は、複数の制御機構５３から構成される制御部５０を介して各ハロゲンランプ２２と接続されている。この制御部５０は、光量センサ５１による各キセノンフラッシュランプ２１から出射される閃光の光量の測定値に応じて、各ハロゲンランプ２２の出力、すなわち、各ハロゲンランプ２２による加熱温度を制御するためのものである。
【００２３】
次に、上述した熱処理装置による半導体ウエハーＷの熱処理動作について説明する。図３は、熱処理動作中における半導体ウエハーＷの表面温度を示すタイムチャートである。なお、図３においては、横軸は経過時間を、また、縦軸は半導体ウエハーＷの表面温度を示している。
【００２４】
この熱処理装置において、サセプタ１５により支持された半導体ウエハーＷが熱処理炉１１内に挿入され、炉口ブロック１３の開口部がゲートバルブ１４により閉塞されると、ガス導入路４３を介して熱処理炉１１内に窒素ガス等の処理ガスが供給され、熱処理炉１１内が処理ガスによりパージされる。
【００２５】
この状態において、ハロゲンランプ２２を点灯する。そして、図示しない温度センサにより半導体ウエハーＷの表面温度を測定し、半導体ウエハーＷの表面温度が図３に示す温度Ｔ１となるまでハロゲンランプ２２を利用して半導体ウエハーＷを予備加熱する。この予備加熱温度Ｔ１は、摂氏４００度乃至摂氏６００度程度の温度である。半導体ウエハーＷをこの程度の予備加熱温度Ｔ１まで加熱したとしても、半導体ウエハーＷに打ち込まれたイオンに変化はなく、イオンが拡散してしまうことはない。
【００２６】
半導体ウエハーＷの表面温度が予備加熱温度Ｔ１となれば、キセノンフラッシュランプ２１を点灯する。このときの点灯時間は、０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンド程度の時間である。このように、キセノンフラッシュランプ２１においては、予め蓄えられていた静電エネルギーがこのように極めて短い光パルスに変換されることから、極めて強い閃光が照射されることになる。
【００２７】
この状態においては、半導体ウエハーＷの表面温度は、図３に示す温度Ｔ２となる。この温度Ｔ２は、摂氏１０００度乃至摂氏１１００度程度の半導体ウエハーＷの処理に必要な温度である。半導体ウエハーＷの表面がこのような処理温度Ｔ２にまで昇温された場合においては、半導体ウエハーＷ中のイオンが活性化される。
【００２８】
このとき、上述したように、半導体ウエハーＷの表面温度が０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンド程度の極めて短い時間で処理温度Ｔ２まで昇温されることから、半導体ウエハーＷ中のイオンの活性化は短時間で完了する。従って、半導体ウエハーＷに打ち込まれたイオンが拡散することはなく、半導体ウエハーＷに打ち込まれたイオンのプロファイルがなまるという現象の発生を防止することが可能となる。
【００２９】
また、キセノンフラッシュランプ２１を点灯して半導体ウエハーＷを加熱する前に、ハロゲンランプ２２を使用して半導体ウエハーＷの表面温度を摂氏４００度乃至摂氏６００度程度の予備加熱温度Ｔ１まで加熱していることから、キセノンフラッシュランプ２１により半導体ウエハーＷを摂氏１０００度乃至摂氏１１００度程度の処理温度Ｔ２まで速やかに昇温させることが可能となる。
【００３０】
ところで、上述したような熱処理装置に使用されるキセノンフラッシュランプ２１においては、そこから出射される閃光の光量の経時変化が大きい。すなわち、キセノンフラッシュランプ２１等のフラッシュランプにおいては、放電時間の微妙な変化に伴って閃光の光量が変化する。また、電圧の変動やコンデンサーの静電容量の変動とによっても、フラッシュランプから出射される閃光の光量は変化する。
【００３１】
このため、この熱処理装置においては、上述したように、複数のキセノンフラッシュランプ２１と複数のハロゲンランプ２２とを、半導体ウエハーＷの表面側および裏面側において互いに対向するように１対１に対応して配置するとともに、各キセノンフラッシュランプ２１から出射される閃光の光量に応じて、対応するハロゲンランプ２２による予備加熱温度を制御することにより、キセノンフラッシュランプ２１における閃光の光量の経時変化に対応するようにしている。
【００３２】
すなわち、この熱処理装置においては、最初の半導体ウエハーＷをイオン活性化処理するためにキセノンフラッシュランプ２１を点灯したとき、光量センサ５１により、リフレクタ３１における各キセノンフラッシュランプ２１と対向する位置に形成された開口部５２を介して、キセノンフラッシュランプ２１による閃光の光量を測定する。そして、制御部５０における各制御機構５３の制御により、光量センサ５１によるキセノンフラッシュランプ２１の閃光の光量の測定値に対応して各ハロゲンランプ２２からの光の出射量を調整することにより、各ハロゲンランプ２２による予備加熱温度を制御する。
【００３３】
例えば、半導体ウエハーＷを摂氏１０００度で熱処理する必要がある場合において、図３に示すハロゲンランプ２２による予備加熱温度Ｔ１が摂氏５００度、また、キセノンフラッシュランプ２１の閃光の作用による半導体ウエハーＷ昇温温度が５００度に設定されているものと想定する。この場合において、光量センサ５１によるあるキセノンフラッシュランプ２１の閃光の光量の測定値から、そのキセノンフラッシュランプ２１の閃光の作用による半導体ウエハーＷ昇温温度が４８５度と想定される場合には、このキセノンフラッシュランプ２１と対向して配置されたハロゲンランプ２２による予備加熱温度を５１５度に設定する。これにより、半導体ウエハーＷを摂氏１０００度の処理温度で熱処理することが可能となる。
【００３４】
なお、上述した実施形態においては、キセノンフラッシュランプ２１およびハロゲンランプ２２として、棒状の形状を有するものを使用している。しかしながら、キセノンフラッシュランプ２１およびハロゲンランプ２２として、その他の形状のものを使用してもよい。
【００３５】
図４は、このような実施形態に係るキセノンフラッシュランプ２３とハロゲンランプ２４との配置関係を模式的に示す平面図である。
【００３６】
この実施形態においては、平面視において円形のキセノンフラッシュランプ２３とハロゲンランプ２４とを使用し、中央に配置されたキセノンフラッシュランプ２３またはハロゲンランプ２４の周囲を、キセノンフラッシュランプ２３またはハロゲンランプ２４により二重に取り囲んだような構成を有する。この実施形態の場合においても、複数のキセノンフラッシュランプ２３と複数のハロゲンランプ２４とは、半導体ウエハーＷの表面側および裏面側において、互いに対向するように１対１に対応して配置されていることになる。すなわち、複数のキセノンフラッシュランプ２３と複数のハロゲンランプ２４とは、図４に示すように、平面視において同一の位置に、同一の数だけ配設されていることになる。
【００３７】
次に、この発明の他の実施形態について説明する。図５および図６はこの発明の第２実施形態に係る熱処理装置の側断面図であり、図７はその平面概要図である。
【００３８】
この熱処理装置は、透光板６１、底板６２および一対の側板６３、６４からなり、その内部に半導体ウエハーＷを収納して熱処理するための熱処理室６５を備える。熱処理室６５を構成する透光板６１は、例えば石英等の赤外線透過性を有する材料から構成されている。また、熱処理室６５を構成する底板６２には、後述する熱拡散板７３および加熱プレート７４を貫通して半導体ウエハーＷをその下面から支持するための支持ピン７０が立設されている。
【００３９】
また、熱処理室６５を構成する側板６４には、半導体ウエハーＷの搬入および搬出を行うための開口部６６が形成されている。開口部６６は、軸６７を中心に回動するゲートバルブ６８により開閉可能となっている。半導体ウエハＷは、開口部６６が解放された状態で、図示しない搬送ロボットにより熱処理室６５内に搬入される。
【００４０】
熱処理室６５の上方には、棒状のキセノンフラッシュランプ６９が互いに平行に複数個（この実施形態においては２１個）列設されている。また、キセノンフラッシュランプ６９の上方には、リフレクタ７１が配設されている。
【００４１】
このキセノンフラッシュランプ６９は、第１実施形態に係るキセノンフラッシュランプ２１と同様、その内部にキセノンガスが封入されその両端部にコンデンサーに接続された陽極および陰極が配設されたガラス管と、このガラス管の外周部に巻回されたトリガー電極とを備える。
【００４２】
キセノンフラッシュランプ６９と透光板６１との間には、光拡散板７２が配設されている。この光拡散板７２は、赤外線透過材料としての石英ガラスの表面に光拡散加工を施したものが使用される。
【００４３】
熱処理室６５内には、熱拡散板７３と加熱プレート７４とがこの順で配設されている。また、熱拡散板７３の表面には、半導体ウエハーＷの位置ずれ防止ピン７５が付設されている。
【００４４】
加熱プレート７４は、第１実施形態におけるハロゲンランプ２２と同様、半導体ウエハーＷを予備加熱するためのものである。この加熱プレート７４は、窒化アルミニウムから構成され、その内部にヒータとこのヒータを制御するためのセンサとを収納した構成を有する。一方、熱拡散板７３は、加熱プレート７４からの熱エネルギーを拡散して半導体ウエハーＷを均一に加熱するためのものである。この熱拡散板７３の材質としては、サファイヤ（酸化アルミニュウム）や石英等の比較的熱伝導率が小さいものが採用される。
【００４５】
熱拡散板７３および加熱プレート７４は、エアシリンダ７６の駆動により、図５に示す半導体ウエハーＷの搬入・搬出位置と図６に示す半導体ウエハーＷの熱処理位置との間を昇降する構成となっている。
【００４６】
図５に示す半導体ウエハーＷの搬入・搬出位置は、図示しない搬送ロボットを使用して開口部６６から搬入した半導体ウエハーＷを支持ピン７０上に載置し、あるいは、支持ピン７０上に載置された半導体ウエハーＷを開口部から搬出するため、熱拡散板７３および加熱プレート７４が下降した位置である。この状態においては、支持ピン７０の上端は、熱拡散板７３および加熱プレート７４に形成された貫通孔を通過し、熱拡散板７３の表面より上方に配置される。なお、図５においては、説明の便宜上、本来側面図では図示されない熱拡散板７３および加熱プレート７４の貫通孔を図示している。
【００４７】
図６に示す半導体ウエハーＷの熱処理位置は、半導体ウエハーＷに対して熱処理を行うため、熱拡散板７３および加熱プレート７４が支持ピン７０の上端より上方に上昇した位置である。この状態においては、半導体ウエハーＷはその下面を熱拡散板７３の表面に支持されて上昇し、透光板６１に近接した位置に配置される。
【００４８】
なお、加熱プレート７４を支持する支持部材８０と熱処理室６５の底板６２との間には、熱拡散板７３および加熱プレート７４が半導体ウエハーＷの搬入・搬出位置と熱処理位置との間を昇降する際に発生するパーティクルが半導体ウエハーＷに付着することを防止するための蛇腹７７が配設されている。
【００４９】
熱処理室６５における開口部６６と逆側の側板６３には、ガス導入路７８が形成されている。このガス導入路７８は、窒素ガス等の処理ガスの供給源と接続されている。一方、熱処理室６５における底板６２には、ガス排出路７９が形成されている。このガス排出路７９は、開閉弁８１を介して排ガス処理部と接続されている。
【００５０】
次に、第２実施形態に係る熱処理装置による半導体ウエハーＷの熱処理動作について説明する。
【００５１】
この熱処理装置においては、熱拡散板７３および加熱プレート７４が図５に示す半導体ウエハーＷの搬入・搬出位置に配置された状態で、図示しない搬送ロボットにより開口部６６を介して半導体ウエハーＷが搬入され、支持ピン７０上に載置される。半導体ウエハーＷの搬入が完了すれば、開口部６６がゲートバルブ６８により閉鎖される。このとき、熱拡散板７３および加熱プレート７４は、加熱プレート７４に内蔵されたヒータの作用により、加熱されている。
【００５２】
しかる後、熱拡散板７３および加熱プレート７４がエアシリンダ７６の駆動により図６に示す半導体ウエハーＷの熱処理位置まで上昇する。そして、ガス導入路７８を介して熱処理室６５内に窒素ガス等の処理ガスが供給され、熱処理室６５内が処理ガスによりパージされる。
【００５３】
この状態においては、半導体ウエハーＷが加熱状態にある熱拡散板７３と接触することにより加熱される。そして、図示しない温度センサにより半導体ウエハーＷの表面温度を測定し、半導体ウエハーＷ半導体ウエハーＷの表面温度が図３に示す温度Ｔ１となるまで熱拡散板７３を介して半導体ウエハーＷを予備加熱する。この予備加熱温度Ｔ１は、摂氏４００度乃至摂氏６００度程度の温度である。半導体ウエハーＷをこの程度の予備加熱温度Ｔ１まで加熱したとしても、半導体ウエハーＷに打ち込まれたイオンに変化はなく、イオンが拡散してしまうことはない。
【００５４】
半導体ウエハーＷの表面温度が予備加熱温度Ｔ１となれば、キセノンフラッシュランプ６９を点灯する。このときの点灯時間は、０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンド程度の時間である。このように、キセノンフラッシュランプ６９においては、予め蓄えられていた静電エネルギーがこのように極めて短い光パルスに変換されることから、極めて強い閃光が照射されることになる。
【００５５】
この状態においては、半導体ウエハーＷの表面温度は、図３に示す温度Ｔ２となる。この温度Ｔ２は、摂氏１０００度乃至摂氏１１００度程度の半導体ウエハーＷの処理に必要な温度である。半導体ウエハーＷの表面がこのような処理温度Ｔ２にまで昇温された場合においては、半導体ウエハーＷ中のイオンが活性化される。
【００５６】
このとき、第１実施形態の場合と同様、半導体ウエハーＷの表面温度が０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンド程度の極めて短い時間で処理温度Ｔ２まで昇温されることから、半導体ウエハーＷ中のイオンの活性化は短時間で完了する。従って、半導体ウエハーＷに打ち込まれたイオンが拡散することはなく、半導体ウエハーＷに打ち込まれたイオンのプロファイルがなまるという現象の発生を防止することが可能となる。
【００５７】
また、キセノンフラッシュランプ６９を点灯して半導体ウエハーＷを加熱する前に、加熱プレート７４を使用して半導体ウエハーＷの表面温度を摂氏４００度乃至摂氏６００度程度の予備加熱温度Ｔ１まで加熱していることから、キセノンフラッシュランプ６９により半導体ウエハーＷを摂氏１０００度乃至摂氏１１００度程度の処理温度Ｔ２まで速やかに昇温させることが可能となる。
【００５８】
さらに、半導体ウエハーＷと加熱プレート７４との間に熱拡散板７３を配設していることから、その内部にヒータを有する加熱プレート７４を利用して半導体ウエハーＷを加熱する際にも、半導体ウエハーＷの全面を均一に加熱することが可能となる。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、基板を摂氏４００度乃至摂氏６００度の温度に予備加熱するアシスト加熱手段と、基板に対して０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンドの間に閃光を照射することによりアシスト加熱手段で予備加熱された基板を例えば摂氏１０００度乃至摂氏１１００度程度の処理温度まで昇温させるフラッシュ加熱手段とを備えたことから、基板を短時間に処理温度まで昇温させることにより、熱処理後のイオンの拡散を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る熱処理装置の側断面図である。
【図２】 キセノンフラッシュランプ６９とハロゲンランプ２２との配置関係を模式的に示す平面図である。
【図３】 熱処理動作中における半導体ウエハーＷの表面温度を示すタイムチャートである。
【図４】 キセノンフラッシュランプ２３とハロゲンランプ２４との配置関係を模式的に示す平面図である。
【図５】 この発明の第２実施形態に係る熱処理装置の側断面図である。
【図６】 この発明の第２実施形態に係る熱処理装置の側断面図である。
【図７】 この発明の第２実施形態に係る熱処理装置の平面概要図である。
【符号の説明】
１１ 熱処理炉
１２ 開口部
１３ 炉口ブロック
１４ ゲートバルブ
１５ サセプタ
２１ キセノンフラッシュランプ
２２ ハロゲンランプ
２３ キセノンフラッシュランプ
２４ ハロゲンランプ
３１ リフレクタ
３２ 光拡散板
３４ リフレクタ
３５ 光拡散板
４３ ガス導入路
４４ ガス排出路
５０ 制御部
５１ 光量センサ
５２ 開口部
５３ 制御機構
６１ 透光板
６２ 底板
６３ 側板
６４ 側板
６５ 熱処理室
６６ 開口部
６８ ゲートバルブ
６９ キセノンフラッシュランプ
７０ 支持ピン
７２ 光拡散板
７３ 熱拡散板
７４ 加熱プレート
７５ 位置ずれ防止ピン
７６ エアシリンダ
７７ 蛇腹
７８ ガス導入路
７９ ガス排出路
８１ 開閉弁
Ｔ１ 予備加熱温度
Ｔ２ 処理温度
Ｗ 半導体ウエハー
Claims (1)
- イオンが打ち込まれた半導体ウエハーに光を照射することにより前記半導体ウエハーを熱処理して前記半導体ウエハーのイオン活性化を行う熱処理装置において、
前記半導体ウエハーの下面をその表面で支持し、摂氏４００度乃至摂氏６００度の温度に予備加熱する板状のアシスト加熱手段と、
０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンドの間点灯して、前記半導体ウエハーに対して閃光を照射することにより、前記アシスト加熱手段で予備加熱された前記半導体ウエハーを処理温度である摂氏１０００度乃至１１００度まで昇温させるキセノンフラッシュランプからなるフラッシュ加熱手段と、
を備え、
前記フラッシュ加熱手段は、前記キセノンフラッシュランプが点灯する０．１ミリセカンド乃至１０ミリセカンドの間に前記半導体ウエハーを前記処理温度まで昇温させることを特徴とする熱処理装置。
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