JP2005101215A

JP2005101215A - Heat treatment apparatus

Info

Publication number: JP2005101215A
Application number: JP2003332088A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Kiyama; 弘喜樹山
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-09-24
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2005-04-14

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat treatment apparatus keeping the temperature uniformity of a substrate and never causing damages to pins and accumulation of gas. <P>SOLUTION: A susceptor 73 installed on a heating plate 74 is divided into a movable section 73a and a fixed section 73b. A semiconductor wafer W carried in by a transfer arm TR is received by the lifted movable section 73a. After receiving the semiconductor wafer W, the movable section 73a is lowered to set in with the fixed section 73b, when top faces of the movable section 73a and the fixed section 73b become flush with each other, making the entire size of the susceptor 73 larger than the plane size of the semiconductor wafer W. Therefore, the entire semiconductor wafer W including ends thereof is uniformly heated. Since there is no delivery of wafers by means of rise and fall pins, there is no fear of damages to the rise and fall pins, and accumulation of gas in the pin holes which causes the pin holes to become a source of contamination. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体ウェハーやガラス基板等（以下、単に「基板」と称する）を載置して加熱する熱処理装置、特にフラッシュ加熱前に基板を予備加熱する熱処理装置に関する。 The present invention relates to a heat treatment apparatus for placing and heating a semiconductor wafer, a glass substrate or the like (hereinafter simply referred to as “substrate”), and more particularly to a heat treatment apparatus for preheating a substrate before flash heating.

半導体ウェハー等の製造プロセスでは、種々の工程においてその加熱処理が行われる。加熱処理として従来より、ヒータを内蔵したホットプレート上に半導体ウェハーを載置して加熱することが一般的に行われている。この方式は、半導体ウェハーを安定して均一に目標温度に加熱することができる。 In the manufacturing process of a semiconductor wafer or the like, the heat treatment is performed in various steps. Conventionally, as a heat treatment, a semiconductor wafer is generally placed on a hot plate with a built-in heater and heated. This system can stably and uniformly heat the semiconductor wafer to the target temperature.

また、イオン注入後の半導体ウェハーを加熱してイオン活性化を行う場合には、キセノンフラッシュランプを使用したフラッシュランプアニール装置が使用されることがある。キセノンフラッシュランプ等を使用して半導体ウェ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ェハーの表面のみを極めて短時間に昇温させ、注入されたイオンを拡散させることなく活性化のみを行うことができるのである。このようなフラッシュランプアニール装置においても、半導体ウェハーを予備加熱するためにホットプレート方式の加熱処理技術が採用されている。なお、半導体ウェハーを予備加熱するのは、フラッシュランプによる一瞬の閃光照射だけでは目標温度に到達できないような場合に、閃光照射前に予め半導体ウェハーをある程度の温度（イオン拡散が生じない温度）にまで昇温させておくためである。 Further, when ion activation is performed by heating a semiconductor wafer after ion implantation, a flash lamp annealing apparatus using a xenon flash lamp may be used. By irradiating the surface of the semiconductor wafer with flash light using a xenon flash lamp, etc., only the surface of the semiconductor wafer into which ions have been implanted is heated in an extremely short time and activated without diffusing the implanted ions. Only can be done. Also in such a flash lamp annealing apparatus, a hot plate type heat treatment technique is employed in order to preheat the semiconductor wafer. The semiconductor wafer is preheated to a certain temperature (a temperature at which ion diffusion does not occur) before the flash light irradiation when the target temperature cannot be reached only by flash light irradiation with a flash lamp. This is because the temperature has been raised to a maximum.

通常、このようなホットプレートでは半導体ウェハーを受け渡しするためのピン昇降機構を採用している（例えば、特許文献１参照）。すなわち、プレートに３つ以上の小孔を穿設し、それらを貫通するピンを例えばエアシリンダによって鉛直方向に昇降させる。そして、ピンを上昇させてプレート面から突出させた状態にて搬送ロボット等からピン上端部に半導体ウェハーを渡し、該ピンをプレート面よりも下側に下降させることによりピン上端部に支持された半導体ウェハーをプレート面上に載置する。また、プレート面上に加熱処理後の半導体ウェハーが載置されているときには、ピンを上昇させることによって該半導体ウェハーをピン上端部に支持して上昇させ、搬送ロボット等にその半導体ウェハーを渡す。 Usually, such a hot plate employs a pin lifting mechanism for delivering a semiconductor wafer (see, for example, Patent Document 1). That is, three or more small holes are formed in the plate, and the pins passing through the holes are moved up and down in the vertical direction by, for example, an air cylinder. Then, the semiconductor wafer was transferred from the transfer robot or the like to the upper end of the pin in a state where the pin was raised and protruded from the plate surface, and supported by the upper end of the pin by lowering the pin below the plate surface. A semiconductor wafer is placed on the plate surface. Further, when a semiconductor wafer after heat treatment is placed on the plate surface, the semiconductor wafer is lifted by supporting the semiconductor wafer on the upper end of the pins by raising the pins, and the semiconductor wafer is transferred to a transfer robot or the like.

また、ホットプレートを２段プレート構造とし、上記ピンの代わりに上段プレートによって半導体ウェハーの昇降および搬送ロボットとの受け渡しを行い、下段プレートによってウェハー加熱を行うようにしているものもある（例えば、特許文献２参照）。 In addition, there is a structure in which the hot plate has a two-stage plate structure, the semiconductor plate is moved up and down by the upper plate instead of the above pins and transferred to the transfer robot, and the wafer is heated by the lower plate (for example, patents). Reference 2).

特開２０００−５８６２３号公報JP 2000-58623 A 特開平８−２３６４３１号公報JP-A-8-236431

しかしながら、プレートに複数の穴を設けるとプレート面内が熱的に不均一となるため、ピン昇降用の穴はなるべく小さなものとせざるを得ない。従って、ピンもなるべく細いものとすることが要求されるのであるが、細ければ細いほどピンの破損が生じやすくなる。特に、フラッシュランプアニール装置では、フラッシュ加熱時に瞬間的に巨大なエネルギーの光が照射されるため大きな衝撃が作用し、ピンの破損がより生じやすくなる。 However, if a plurality of holes are provided in the plate, the inside of the plate surface becomes thermally non-uniform, so that the pin lifting holes must be made as small as possible. Therefore, the pin is required to be as thin as possible. However, the thinner the pin, the easier the pin breaks. In particular, in a flash lamp annealing apparatus, huge energy light is instantaneously irradiated during flash heating, so that a large impact acts and breakage of the pin is more likely to occur.

また、ピンが細くなると設計の自由度も低いものとなり、その使用する材料によってはピン先端が半導体ウェハー自体に傷を付けてしまうこともあった。 Further, when the pins are thinned, the degree of freedom in design is low, and depending on the material used, the tip of the pins may damage the semiconductor wafer itself.

さらに、ピンを昇降させるために設けられた穴がガスの滞留部となり、これが熱処理雰囲気に悪影響を与えるおそれもある。このため、プレートの穴ごとに排気機構を設ける等の煩雑な対策が必要であった。 Furthermore, the hole provided for raising and lowering the pin becomes a gas retention part, which may adversely affect the heat treatment atmosphere. For this reason, complicated measures such as providing an exhaust mechanism for each hole in the plate are required.

また、特許文献２の如く、２段プレート構造を採用する熱処理装置の場合には、搬送ロボットとウェハを受け渡すために上段プレートの平面サイズをウェハサイズよりも若干小さくしなければならない。従って、加熱処理中も上段プレートからウェハが若干はみ出すこととなり、ウェハ端部に対しては十分に加熱を行うことができない。通常のホットプレートであってもウェハ端部は熱が放散されやすく中央部に比較して温度が低下する傾向にあるのであるが、ウェハ端部に対して十分に加熱を行うことができないとこの温度不均一の傾向がさらに強まるという問題がある。 Further, as in Patent Document 2, in the case of a heat treatment apparatus that adopts a two-stage plate structure, the plane size of the upper plate must be slightly smaller than the wafer size in order to deliver the wafer to the transfer robot. Accordingly, the wafer slightly protrudes from the upper plate even during the heat treatment, and the wafer end cannot be sufficiently heated. Even with a normal hot plate, heat tends to be dissipated at the edge of the wafer and the temperature tends to be lower than that at the center, but this is not possible if the wafer edge cannot be heated sufficiently. There is a problem that the tendency of non-uniform temperature is further increased.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基板の温度均一性を維持することができ、しかもピンの破損やガス滞留を生じない熱処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus that can maintain temperature uniformity of a substrate and that does not cause pin breakage or gas retention.

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板を加熱する熱処理装置において、基板を載置する載置面を有し、内部にヒータを内蔵し、前記載置面に載置した基板を前記ヒータによって加熱する加熱手段と、前記載置面の一部を分割した分割体を昇降させることによって、該分割体に支持された基板を前記加熱手段に対して接離させる昇降手段と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is a heat treatment apparatus for heating a substrate, which has a mounting surface on which the substrate is mounted, has a built-in heater, and is mounted on the mounting surface described above. Heating means for heating the heater by means of the heater, and elevating means for moving the substrate supported by the divided body up and down by moving up and down the divided body obtained by dividing a part of the mounting surface, Is provided.

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る熱処理装置において、前記昇降手段が前記分割体を下降させたときに、前記分割体が前記加熱手段に嵌合して前記分割体の上面が前記載置面と面一になるようにしている。 The invention according to claim 2 is the heat treatment apparatus according to claim 1, wherein when the elevating means lowers the divided body, the divided body is fitted to the heating means and the divided body is The upper surface is flush with the mounting surface described above.

また、請求項３の発明は、請求項１の発明に係る熱処理装置において、前記昇降手段が前記分割体を下降させたときに、前記分割体が前記加熱手段に嵌合して前記分割体の上面が前記載置面よりも突出するようにしている。 Further, the invention according to claim 3 is the heat treatment apparatus according to claim 1, wherein when the elevating means lowers the divided body, the divided body is fitted to the heating means, and the divided body is The upper surface protrudes from the mounting surface.

また、請求項４の発明は、請求項１の発明に係る熱処理装置において、前記昇降手段が前記分割体を下降させたときに、前記分割体が前記加熱手段に没入するようにしている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus according to the first aspect of the present invention, when the elevating means lowers the divided body, the divided body is immersed in the heating means.

また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記昇降手段を前記加熱手段の下方に設けており、前記加熱手段を貫通して前記分割体を支持する支持棒を含ませている。 The invention according to claim 5 is the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the elevating means is provided below the heating means and penetrates the heating means to form the division. A support bar for supporting the body is included.

また、請求項６の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記昇降手段を前記加熱手段の側方に設けており、前記加熱手段の側方から前記分割体を支持する支持アームを含ませている。 The invention according to claim 6 is the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the elevating means is provided on a side of the heating means, and from the side of the heating means, the A support arm for supporting the divided body is included.

また、請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記分割体の内部にヒータを備えている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus according to any one of the first to sixth aspects, a heater is provided inside the divided body.

また、請求項８の発明は、請求項１から請求項６のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記加熱手段に、ヒータを内蔵するホットプレートと、前記ホットプレートの上面に貼着されたサセプタと、を備え、前記分割体を前記サセプタの一部を分割したものとしている。 The invention according to claim 8 is the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the heating means is affixed to a hot plate incorporating a heater and an upper surface of the hot plate. A susceptor, and the divided body is obtained by dividing a part of the susceptor.

また、請求項９の発明は、請求項１から請求項８のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記加熱手段によって予備加熱された基板に対して閃光を照射することによって該基板をさらに加熱するフラッシュランプを備える。 The invention according to claim 9 is the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the substrate is further heated by irradiating the substrate preliminarily heated by the heating means. A flash lamp is provided.

請求項１の発明によれば、載置面の一部を分割した分割体を昇降させることによって、該分割体に支持された基板を加熱手段に対して接離させるため、基板昇降用のピンの破損やピン穴へのガス滞留を抑制することができ、しかも分割体を含む加熱手段の載置面全体によって基板を加熱して温度分布の面内均一性を維持することができる。 According to the first aspect of the present invention, the substrate raising / lowering pins are moved up and down to move the substrate supported by the divided body into and out of contact with the heating means. Breakage and gas stagnation in the pin holes, and the substrate can be heated by the entire mounting surface of the heating means including the divided body to maintain the in-plane uniformity of the temperature distribution.

また、請求項２の発明によれば、昇降手段が分割体を下降させたときに、分割体が加熱手段に嵌合して分割体の上面が載置面と面一になるため、ピンの破損やピン穴へのガス滞留を抑制することができ、しかも基板の温度分布の面内均一性を維持することができる。 According to the invention of claim 2, when the lifting means lowers the divided body, the divided body is fitted to the heating means and the upper surface of the divided body is flush with the mounting surface. Breakage and gas stagnation in the pin hole can be suppressed, and in-plane uniformity of the temperature distribution of the substrate can be maintained.

また、請求項３の発明によれば、昇降手段が分割体を下降させたときに、分割体が加熱手段に嵌合して分割体の上面が載置面よりも突出するため、ピンの破損やピン穴へのガス滞留を抑制することができ、しかも基板の温度分布の面内均一性を維持することができる。 According to the invention of claim 3, when the elevating means lowers the divided body, the divided body is fitted to the heating means and the upper surface of the divided body protrudes from the mounting surface. In addition, it is possible to suppress gas stagnation in the pin holes and to maintain in-plane uniformity of the temperature distribution of the substrate.

また、請求項４の発明によれば、昇降手段が分割体を下降させたときに、分割体が加熱手段に没入するため、ピンの破損やピン穴へのガス滞留を抑制することができ、しかも熱放散の生じやすい基板端縁部を強めに加熱することにより基板の温度分布の面内均一性を維持することができる。 Further, according to the invention of claim 4, when the elevating means lowers the divided body, the divided body is immersed in the heating means, so that damage to the pin and gas retention in the pin hole can be suppressed. In addition, the in-plane uniformity of the temperature distribution of the substrate can be maintained by strongly heating the edge portion of the substrate where heat dissipation is likely to occur.

また、請求項５の発明によれば、昇降手段が加熱手段の下方に設けられており、加熱手段を貫通して分割体を支持する支持棒を含むため、熱処理時にはその貫通孔を分割体で塞いでガス滞留を抑制することができる。 According to the invention of claim 5, since the lifting means is provided below the heating means and includes the support rod that penetrates the heating means and supports the divided body, the through hole is divided by the divided body during heat treatment. The gas retention can be suppressed by blocking.

また、請求項６の発明によれば、昇降手段が加熱手段の側方に設けられており、加熱手段の側方から分割体を支持する支持アームを含むため、加熱手段に穴を設ける必要がなくガス滞留を抑制することができる。 According to the invention of claim 6, since the elevating means is provided on the side of the heating means and includes the support arm that supports the divided body from the side of the heating means, it is necessary to provide a hole in the heating means. Gas retention can be suppressed.

また、請求項７の発明によれば、分割体の内部にヒータを備えるため、基板をより均一に加熱することができる。 According to the invention of claim 7, since the heater is provided inside the divided body, the substrate can be heated more uniformly.

また、請求項８の発明によれば、ヒータを内蔵するホットプレートの上面に貼着されたサセプタの一部を分割して分割体としているため、装置構成を簡易なものとすることができる。 In addition, according to the invention of claim 8, since a part of the susceptor adhered to the upper surface of the hot plate incorporating the heater is divided into divided bodies, the apparatus configuration can be simplified.

また、請求項９の発明によれば、加熱手段によって予備加熱された基板に対して閃光を照射することによって該基板をさらに加熱するフラッシュランプを備えるため、その予備加熱時にピンの破損やピン穴へのガス滞留を抑制することができ、しかも基板の温度分布の面内均一性を維持することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, since the flash lamp for further heating the substrate by irradiating flash light onto the substrate preheated by the heating means is provided, breakage of the pin or pin hole during the preheating is performed. It is possible to suppress gas stagnation in the substrate and to maintain in-plane uniformity of the temperature distribution of the substrate.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

＜１．第１実施形態＞
図１は本発明にかかる熱処理装置の構成を示す側断面図である。この熱処理装置は、キセノンフラッシュランプからの閃光によって半導体ウェハー等の基板の熱処理を行う装置である。 <1. First Embodiment>
FIG. 1 is a side sectional view showing the structure of a heat treatment apparatus according to the present invention. This heat treatment apparatus is an apparatus for performing heat treatment of a substrate such as a semiconductor wafer by flash light from a xenon flash lamp.

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ェハーＷを収納して熱処理するためのチャンバー６５を備える。チャンバー６５の上部を構成する透光板６１は、赤外線透過性を有する石英にて構成されており、光源５から出射された光を透過してチャンバー６５内に導くチャンバー窓として機能している。また、チャンバー６５の本体部を構成する底板６２および側板６３、６４は、例えばステンレススチール等の強度と耐熱性に優れた金属材料にて構成されている。 This heat treatment apparatus includes a light transmitting plate 61, a bottom plate 62, and a pair of side plates 63 and 64, and includes a chamber 65 for housing the semiconductor wafer W and heat-treating it. The translucent plate 61 constituting the upper portion of the chamber 65 is made of quartz having infrared transparency, and functions as a chamber window that transmits light emitted from the light source 5 and guides it into the chamber 65. Further, the bottom plate 62 and the side plates 63 and 64 constituting the main body of the chamber 65 are made of a metal material having excellent strength and heat resistance, such as stainless steel.

側板６４には、半導体ウェハー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。半導体ウェハーＷは、開口部６６が開放された状態で、図示しない搬送ロボットによりチャンバー６５内に搬入される。また、チャンバー６５内にて半導体ウェハーＷの熱処理が行われるときには、ゲートバルブ６８により開口部６６が閉鎖される。 In the side plate 64, an opening 66 for carrying in and out the semiconductor wafer W is formed. The opening 66 can be opened and closed by a gate valve 68 that rotates about a shaft 67. The semiconductor wafer W is loaded into the chamber 65 by a transfer robot (not shown) with the opening 66 opened. Further, when the semiconductor wafer W is heat-treated in the chamber 65, the opening 66 is closed by the gate valve 68.

チャンバー６５は光源５の下方に設けられている。光源５は、複数（本実施形態においては３０本）のキセノンフラッシュランプ６９（以下、単に「フラッシュランプ６９」とも称する）と、リフレクタ７１とを備える。複数のフラッシュランプ６９は、それぞれが長尺の円筒形状を有する棒状ランプであり、それぞれの長手方向が水平方向に沿うようにして互いに平行に平面状に配列されている。リフレクタ７１は、複数のフラッシュランプ６９の上方にそれらの全体を被うように配設されている。 The chamber 65 is provided below the light source 5. The light source 5 includes a plurality (30 in the present embodiment) of xenon flash lamps 69 (hereinafter also simply referred to as “flash lamps 69”) and a reflector 71. The plurality of flash lamps 69 are rod-shaped lamps each having a long cylindrical shape, and are arranged in a plane parallel to each other such that the longitudinal direction thereof is along the horizontal direction. The reflector 71 is disposed above the plurality of flash lamps 69 so as to cover them entirely.

このキセノンフラッシュランプ６９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、該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印加し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瞬時に流れ、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６９においては、予め蓄えられていた静電エネルギーが０．１ミリセカンドないし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。 The xenon flash lamp 69 includes a glass tube in which xenon gas is sealed and an anode and a cathode connected to a capacitor at both ends thereof, and a trigger electrode wound around the outer periphery of the glass tube. Is provided. Since xenon gas is an electrical insulator, electricity does not flow into the glass tube under normal conditions. However, if the insulation is broken by applying a high voltage to the trigger electrode, the electricity stored in the capacitor instantaneously flows into the glass tube, and the xenon gas is heated by Joule heat at that time, and light is emitted. . In the xenon flash lamp 69, the electrostatic energy stored in advance is converted into an extremely short light pulse of 0.1 millisecond to 10 millisecond. It has the feature that it can.

光源５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。 A light diffusing plate 72 is disposed between the light source 5 and the translucent plate 61. As the light diffusion plate 72, a surface of quartz glass as an infrared transmitting material subjected to light diffusion processing is used.

フラッシュランプ６９から放射された光の一部は直接に光拡散板７２および透光板６１を透過してチャンバー６５内へと向かう。また、フラッシュランプ６９から放射された光の他の一部は一旦リフレクタ７１によって反射されてから光拡散板７２および透光板６１を透過してチャンバー６５内へと向かう。 Part of the light emitted from the flash lamp 69 passes directly through the light diffusing plate 72 and the light transmitting plate 61 toward the chamber 65. Further, another part of the light emitted from the flash lamp 69 is once reflected by the reflector 71, then passes through the light diffusing plate 72 and the light transmitting plate 61 and goes into the chamber 65.

チャンバー６５内には、加熱プレート７４とサセプタ７３とが設けられている。これら加熱プレート７４およびサセプタ７３が一体として半導体ウェハーＷを載置して予備加熱（アシスト加熱）する加熱部として機能するものである。図２は、加熱プレート７４およびサセプタ７３を示す平面図である。また、図３は図２のＩ−Ｉ矢視断面図であり、図４
は図２のＶ−Ｖ矢視断面図である。 A heating plate 74 and a susceptor 73 are provided in the chamber 65. The heating plate 74 and the susceptor 73 integrally function as a heating unit for placing the semiconductor wafer W and preheating (assist heating). FIG. 2 is a plan view showing the heating plate 74 and the susceptor 73. 3 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 2.

加熱プレート７４は、上面の大きさが半導体ウェハーＷのサイズより若干大きい円柱形状を有する。加熱プレート７４は、例えば窒化アルミニウムやステンレスにて構成されており、その内部にヒータ７５およびヒータ７５を制御するためのセンサを内蔵する。一方、サセプタ７３は加熱プレート７４の上部に位置しており、例えば石英やサファイア（Ａｌ₂Ｏ₃：酸化アルミニウム）等の比較的熱伝導率が小さい材質または、窒化アルミニウムにて構成されている。サセプタ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ェハーＷを均一に予備加熱するためのものである。 The heating plate 74 has a cylindrical shape whose upper surface is slightly larger than the size of the semiconductor wafer W. The heating plate 74 is made of, for example, aluminum nitride or stainless steel, and incorporates a heater 75 and a sensor for controlling the heater 75 therein. On the other hand, the susceptor 73 is located above the heating plate 74 and is made of a material having relatively low thermal conductivity such as quartz or sapphire (Al ₂ O ₃ : aluminum oxide) or aluminum nitride. The susceptor 73 diffuses the heat energy from the heating plate 74 and uniformly preheats the semiconductor wafer W.

第１実施形態では、サセプタ７３が可動部７３ａと固定部７３ｂとに分割されている。すなわち、サセプタ７３の中央部を含む径方向に沿った長尺形状の領域が可動部７３ａ（分割体）とされ、可動部７３ａを挟む残部が固定部７３ｂとされている。これらのうち固定部７３ｂは加熱プレート７４の上面に固定して貼着されており、可動部７３ａは加熱プレート７４の上面に対して接離自在とされている。なお、サセプタ７３は、可動部７３ａおよび固定部７３ｂの双方を合わせた形状として半導体ウェハーＷのサイズより若干大きい平面サイズを有している。 In the first embodiment, the susceptor 73 is divided into a movable portion 73a and a fixed portion 73b. That is, an elongated region along the radial direction including the central portion of the susceptor 73 is a movable portion 73a (divided body), and a remaining portion sandwiching the movable portion 73a is a fixed portion 73b. Among these, the fixed portion 73 b is fixed and attached to the upper surface of the heating plate 74, and the movable portion 73 a can be brought into contact with and separated from the upper surface of the heating plate 74. The susceptor 73 has a planar size slightly larger than the size of the semiconductor wafer W as a shape in which both the movable portion 73a and the fixed portion 73b are combined.

可動部７３ａの長手方向両端部は支持アーム２５によってそれぞれ支持されている。両側の支持アーム２５はモータ２６，２６によって回転駆動されるボールネジ２７，２７にそれぞれ螺合されている。モータ２６，２６の駆動によって可動部７３ａは、図１の２点鎖線にて示す半導体ウェハーＷの搬入・搬出位置と実線にて示す熱処理位置との間で昇降することができる。なお、モータ２６，２６はそれぞれチャンバー６５の側板６３、６４に配置されている。すなわち、可動部７３ａは加熱プレート７４の側方に設けられたモータ２６，２６によって昇降されるものであり、加熱プレート７４の側方から支持アーム２５によって支持されている。 Both ends in the longitudinal direction of the movable portion 73a are supported by the support arms 25, respectively. The support arms 25 on both sides are screwed into ball screws 27 and 27 that are driven to rotate by motors 26 and 26, respectively. By driving the motors 26, the movable portion 73a can be moved up and down between the loading / unloading position of the semiconductor wafer W indicated by the two-dot chain line in FIG. 1 and the heat treatment position indicated by the solid line. The motors 26 and 26 are disposed on the side plates 63 and 64 of the chamber 65, respectively. That is, the movable portion 73 a is moved up and down by the motors 26 and 26 provided on the side of the heating plate 74, and is supported by the support arm 25 from the side of the heating plate 74.

搬送ロボットからチャンバー６５内へ半導体ウェハーＷを搬入するときには以下のようにして行われる。まず、開口部６６が開放された状態で半導体ウェハーＷを保持する搬送ロボットの搬送アームＴＲ（図２）が開口部６６からチャンバー６５内に挿入される。半導体ウェハーＷが加熱プレート７４の直上に位置した状態で搬送アームＴＲが前進を停止し、その状態でモータ２６，２６が可動部７３ａを上昇させる。可動部７３ａの上面には例えば３箇所に支持ピン２８が立設されており、可動部７３ａが上昇して支持ピン２８が半導体ウェハーＷの裏面に当接し（図３の２点鎖線状態）、さらに可動部７３ａが上昇することによって搬送アームＴＲから可動部７３ａに半導体ウェハーＷが渡される。その後、搬送アームＴＲが後退し、開口部６６を経てチャンバー６５から退出する。 When the semiconductor wafer W is carried into the chamber 65 from the transfer robot, the following process is performed. First, the transfer arm TR (FIG. 2) of the transfer robot that holds the semiconductor wafer W with the opening 66 opened is inserted into the chamber 65 from the opening 66. The transfer arm TR stops moving forward with the semiconductor wafer W positioned immediately above the heating plate 74, and the motors 26 and 26 raise the movable portion 73a in this state. Support pins 28 are erected on, for example, three locations on the upper surface of the movable portion 73a. The movable portion 73a rises and the support pins 28 come into contact with the back surface of the semiconductor wafer W (two-dot chain line state in FIG. 3). Further, when the movable portion 73a is raised, the semiconductor wafer W is transferred from the transfer arm TR to the movable portion 73a. Thereafter, the transfer arm TR retracts and exits from the chamber 65 through the opening 66.

可動部７３ａが半導体ウェハーＷを受け取った後、モータ２６，２６が可動部７３ａを下降させる。やがて、可動部７３ａは固定部７３ｂに嵌合し、図３の実線にて示す状態となる。第１実施形態では、可動部７３ａが下降して固定部７３ｂに嵌合したときに固定部７３ｂの上面と可動部７３ａの上面とが面一となる。また、固定部７３ｂの上面には例えば４箇所に載置ピン２９が立設されている。載置ピン２９の高さは支持ピン２８の高さよりも高い。従って、可動部７３ａが下降する過程において、支持ピン２８から載置ピン２９に半導体ウェハーＷが渡され、可動部７３ａが固定部７３ｂに嵌合した状態では載置ピン２９上に半導体ウェハーＷが載置されることとなる。 After the movable part 73a receives the semiconductor wafer W, the motors 26 and 26 lower the movable part 73a. Eventually, the movable portion 73a is fitted into the fixed portion 73b, and is in a state indicated by a solid line in FIG. In the first embodiment, when the movable portion 73a is lowered and fitted to the fixed portion 73b, the upper surface of the fixed portion 73b and the upper surface of the movable portion 73a are flush with each other. In addition, mounting pins 29 are erected on, for example, four locations on the upper surface of the fixing portion 73b. The height of the mounting pin 29 is higher than the height of the support pin 28. Therefore, in the process in which the movable portion 73a is lowered, the semiconductor wafer W is transferred from the support pin 28 to the mounting pin 29, and the semiconductor wafer W is placed on the mounting pin 29 in a state where the movable portion 73a is fitted to the fixed portion 73b. Will be placed.

なお、チャンバー６５から半導体ウェハーＷを搬出するときには上記と逆のプロセスにて行われる。すなわち、固定部７３ｂに嵌合していた可動部７３ａが上昇して載置ピン２９から支持ピン２８に半導体ウェハーＷを受け取り、搬入・搬出位置まで上昇する。そして、搬送アームＴＲが加熱プレート７４の直上まで進入し、可動部７３ａが下降することにより可動部７３ａから搬送アームＴＲに半導体ウェハーＷが渡される。その後、半導体ウェハーＷを受け取った搬送アームＴＲがチャンバー６５から退出するとともに、可動部７３ａが下降して再び固定部７３ｂに嵌合する。 Note that when the semiconductor wafer W is unloaded from the chamber 65, the process is reversed. That is, the movable portion 73a fitted to the fixed portion 73b is raised, receives the semiconductor wafer W from the placement pin 29 to the support pin 28, and rises to the loading / unloading position. Then, the transfer arm TR enters just above the heating plate 74, and the movable portion 73a descends, whereby the semiconductor wafer W is transferred from the movable portion 73a to the transfer arm TR. Thereafter, the transfer arm TR that has received the semiconductor wafer W is withdrawn from the chamber 65, and the movable portion 73a is lowered and re-fitted to the fixed portion 73b.

また、チャンバー６５の底板６２には、開閉弁８０に連通接続された導入路７８が形成されている。この導入路７８は、側板６３の近傍に形成されており、チャンバー６５内に処理に必要なガス、例えば不活性な窒素ガスを導入するためのものである。一方、側板６４におけるモータ２６の設置部に連通して、排出路７９が形成されている。排出路７９には開閉弁８１が連通接続されている。この排出路７９は、チャンバー６５内の気体を排出するためのものであり、開閉弁８１を介して図示しない排気手段と接続されている。 Further, an introduction path 78 connected to the on-off valve 80 is formed in the bottom plate 62 of the chamber 65. The introduction path 78 is formed in the vicinity of the side plate 63 and is for introducing a gas necessary for processing, for example, an inert nitrogen gas, into the chamber 65. On the other hand, a discharge path 79 is formed in communication with the installation portion of the motor 26 in the side plate 64. An open / close valve 81 is connected to the discharge passage 79. The discharge path 79 is for discharging the gas in the chamber 65, and is connected to an exhaust means (not shown) via the on-off valve 81.

次に、上記構成を有する熱処理装置による半導体ウェハーＷの熱処理動作について説明する。この熱処理装置において処理対象となる半導体ウェハーＷは、イオン注入後の半導体ウェハーである。 Next, the heat treatment operation of the semiconductor wafer W by the heat treatment apparatus having the above configuration will be described. A semiconductor wafer W to be processed in this heat treatment apparatus is a semiconductor wafer after ion implantation.

まず、上述のようにして処理対象となる半導体ウェハーＷがチャンバー６５内に搬入され、サセプタ７３に載置される（厳密には固定部７３ｂの載置ピン２９上に載置される）。半導体ウェハー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。しかる後、開閉弁８０および開閉弁８１を開いてチャンバー６５内に窒素ガスの気流を形成する。 First, the semiconductor wafer W to be processed is loaded into the chamber 65 and placed on the susceptor 73 (strictly, placed on the placement pin 29 of the fixed portion 73b) as described above. When the loading of the semiconductor wafer W is completed, the opening 66 is closed by the gate valve 68. Thereafter, the on-off valve 80 and the on-off valve 81 are opened to form a nitrogen gas flow in the chamber 65.

サセプタ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７５により予め所定温度に加熱されている。このため、サセプタ７３上に半導体ウェハーＷが載置された状態においては、半導体ウェハーＷが加熱状態にあるサセプタ７３と接触する（厳密には載置ピン２９を介してサセプタ７３と近接する）ことにより予備加熱され、半導体ウェハーＷの温度が次第に上昇する。なお、このときには可動部７３ａおよび固定部７３ｂともに半導体ウェハーＷを予備加熱する役割を果たす。 The susceptor 73 and the heating plate 74 are preheated to a predetermined temperature by a heater 75 built in the heating plate 74. For this reason, in a state where the semiconductor wafer W is placed on the susceptor 73, the semiconductor wafer W comes into contact with the heated susceptor 73 (strictly, the semiconductor wafer W comes close to the susceptor 73 via the placement pin 29). The temperature of the semiconductor wafer W gradually rises. At this time, both the movable portion 73a and the fixed portion 73b serve to preheat the semiconductor wafer W.

この状態においては、半導体ウェハーＷはサセプタ７３により継続して加熱される。そして、半導体ウェハーＷの温度上昇時には、図示しない温度センサにより、半導体ウェハーＷの表面温度が予備加熱温度Ｔ１に到達したか否かを常に監視する。 In this state, the semiconductor wafer W is continuously heated by the susceptor 73. When the temperature of the semiconductor wafer W rises, a temperature sensor (not shown) always monitors whether or not the surface temperature of the semiconductor wafer W has reached the preheating temperature T1.

なお、この予備加熱温度Ｔ１は、例えば２００℃ないし６００℃程度の温度である。半導体ウェハーＷをこの程度の予備加熱温度Ｔ１まで加熱したとしても、半導体ウェハーＷに打ち込まれたイオンが拡散してしまうことはない。 The preheating temperature T1 is, for example, about 200 ° C. to 600 ° C. Even if the semiconductor wafer W is heated to such a preheating temperature T1, ions implanted into the semiconductor wafer W will not diffuse.

やがて、半導体ウェハーＷの表面温度が予備加熱温度Ｔ１に到達すると、フラッシュランプ６９を点灯してフラッシュ加熱を行う。このフラッシュ加熱工程におけるフラッシュランプ６９の点灯時間は、０．１ミリセカンドないし１０ミリセカンド程度の時間である。このように、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。 Eventually, when the surface temperature of the semiconductor wafer W reaches the preheating temperature T1, the flash lamp 69 is turned on to perform flash heating. The lighting time of the flash lamp 69 in this flash heating process is a time of about 0.1 to 10 milliseconds. Thus, in the flash lamp 69, the electrostatic energy stored in advance is converted into such an extremely short light pulse, so that an extremely strong flash light is irradiated.

このようなフラッシュ加熱により、半導体ウェハーＷの表面温度は瞬間的に温度Ｔ２に到達する。この温度Ｔ２は、１０００℃ないし１１００℃程度の半導体ウェハーＷのイオン活性化処理に必要な温度である。半導体ウェハーＷの表面がこのような処理温度Ｔ２にまで昇温されることにより、半導体ウェハーＷ中に打ち込まれたイオンが活性化される。 By such flash heating, the surface temperature of the semiconductor wafer W instantaneously reaches the temperature T2. This temperature T2 is a temperature necessary for the ion activation treatment of the semiconductor wafer W at about 1000 ° C. to 1100 ° C. When the surface of the semiconductor wafer W is heated to such a processing temperature T2, ions implanted into the semiconductor wafer W are activated.

このとき、半導体ウェハーＷの表面温度が０．１ミリセカンドないし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、半導体ウェハーＷ中のイオン活性化は短時間で完了する。従って、半導体ウェハーＷに打ち込まれたイオンが拡散することはなく、半導体ウェハー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。なお、イオン活性化に必要な時間はイオンの拡散に必要な時間に比較して極めて短いため、０．１ミリセカンドないし１０ミリセカンド程度の拡散が生じない短時間であってもイオン活性化は完了する。 At this time, since the surface temperature of the semiconductor wafer W is raised to the processing temperature T2 in an extremely short time of about 0.1 to 10 milliseconds, ion activation in the semiconductor wafer W is completed in a short time. . Therefore, the ions implanted into the semiconductor wafer W do not diffuse, and it is possible to prevent the phenomenon that the profile of the ions implanted into the semiconductor wafer W is lost. Since the time required for ion activation is extremely short compared with the time required for ion diffusion, the ion activation is performed even for a short time in which no diffusion of about 0.1 millisecond to 10 millisecond occurs. Complete.

また、フラッシュランプ６９を点灯して半導体ウェハーＷを加熱する前に、加熱プレート７４を使用して半導体ウェハーＷの表面温度を２００℃ないし６００℃程度の予備加熱温度Ｔ１まで加熱していることから、フラッシュランプ６９により半導体ウェハーＷを１０００℃ないし１１００℃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。 Further, before the flash lamp 69 is turned on to heat the semiconductor wafer W, the surface temperature of the semiconductor wafer W is heated to the preheating temperature T1 of about 200 ° C. to 600 ° C. using the heating plate 74. The flash lamp 69 makes it possible to quickly raise the temperature of the semiconductor wafer W to the processing temperature T2 of about 1000 ° C. to 1100 ° C.

フラッシュ加熱工程が終了した後にサセプタ７３の可動部７３ａが上昇し、上述した手順にしたがって搬送ロボットによりチャンバー６５から処理済みの半導体ウェハーＷが搬出される。以上のようにして、一連の熱処理動作が完了する。 After the flash heating process is completed, the movable portion 73a of the susceptor 73 is raised, and the processed semiconductor wafer W is unloaded from the chamber 65 by the transfer robot according to the above-described procedure. As described above, a series of heat treatment operations is completed.

第１実施形態の熱処理装置においては、従来のように昇降ピンを用いるのではなく、加熱部の載置面を構成するサセプタ７３の一部を分割した可動部７３ａを昇降させることによって搬送アームＴＲとの間で半導体ウェハーＷの受け渡しを行っている。従って、昇降ピンが破損したり、昇降ピンによって半導体ウェハーＷ自体を傷付けるおそれがない。また、可動部７３ａを昇降させるためのピン穴も存在しないため、そこがガス滞留部となって汚染源となる懸念もない。 In the heat treatment apparatus according to the first embodiment, the transfer arm TR is lifted by moving up and down the movable portion 73a obtained by dividing a part of the susceptor 73 that constitutes the mounting surface of the heating portion, instead of using the lifting pins as in the prior art. The semiconductor wafer W is delivered to and from. Therefore, there is no possibility that the lifting pins are broken or the semiconductor wafer W itself is damaged by the lifting pins. Moreover, since there is no pin hole for raising and lowering the movable part 73a, there is no concern that it becomes a gas retention part and becomes a contamination source.

さらに、可動部７３ａが下降して固定部７３ｂに嵌合した状態においては、それらが全体として半導体ウェハーＷのサイズより大きい平面サイズを有する平滑なサセプタ７３となるため、半導体ウェハーＷの端部を含む全体を均一に加熱することができ、半導体ウェハーＷの温度分布の面内均一性を維持することができる。 Further, in a state where the movable portion 73a is lowered and fitted to the fixed portion 73b, they become a smooth susceptor 73 having a planar size larger than the size of the semiconductor wafer W as a whole. The entire substrate can be heated uniformly, and the in-plane uniformity of the temperature distribution of the semiconductor wafer W can be maintained.

＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の熱処理装置もキセノンフラッシュランプからの閃光によって半導体ウェハー等の基板の熱処理を行う装置であり、その全体構成は概ね第１実施形態と同じである（図１参照）。第２実施形態の熱処理装置が第１実施形態と相違するのは、サセプタ、加熱プレートおよびサセプタの分割体を昇降させる機構である。 <2. Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The heat treatment apparatus of the second embodiment is also an apparatus for performing heat treatment of a substrate such as a semiconductor wafer by flash light from a xenon flash lamp, and the overall configuration is substantially the same as that of the first embodiment (see FIG. 1). The heat treatment apparatus of the second embodiment is different from the first embodiment in a mechanism for moving up and down the susceptor, the heating plate, and the susceptor divided body.

第２実施形態においても、チャンバー６５内に設けられた加熱プレート３４およびサセプタ３３が一体として半導体ウェハーＷを載置して予備加熱する加熱部として機能する。図５は、第２実施形態の加熱プレート３４およびサセプタ３３を示す平面図である。また、図６は、第２実施形態の加熱プレート３４およびサセプタ３３の側断面図である。 Also in the second embodiment, the heating plate 34 and the susceptor 33 provided in the chamber 65 function as a heating unit that places the semiconductor wafer W thereon and preheats it. FIG. 5 is a plan view showing the heating plate 34 and the susceptor 33 of the second embodiment. FIG. 6 is a side sectional view of the heating plate 34 and the susceptor 33 of the second embodiment.

加熱プレート３４は、上面の大きさが半導体ウェハーＷのサイズより若干大きい円柱形状を有する。加熱プレート３４は、例えば窒化アルミニウムやステンレスにて構成されており、その内部にヒータ３５およびヒータ３５を制御するためのセンサを内蔵する。一方、サセプタ３３は加熱プレート３４の上部に位置しており、例えば石英やサファイア等の比較的熱伝導率が小さい材質または窒化アルミニウムにて構成されている。サセプタ３３は、加熱プレート３４からの熱エネルギーを拡散して半導体ウェハーＷを均一に予備加熱するためのものである。 The heating plate 34 has a cylindrical shape whose upper surface is slightly larger than the size of the semiconductor wafer W. The heating plate 34 is made of, for example, aluminum nitride or stainless steel, and incorporates a heater 35 and a sensor for controlling the heater 35 therein. On the other hand, the susceptor 33 is located above the heating plate 34 and is made of a material having relatively low thermal conductivity, such as quartz or sapphire, or aluminum nitride. The susceptor 33 diffuses the heat energy from the heating plate 34 and uniformly preheats the semiconductor wafer W.

第２実施形態では、サセプタ３３が可動部３３ａと固定部３３ｂとに分割されている。すなわち、サセプタ３３の中央部を含む略円形の領域が可動部３３ａ（分割体）とされ、可動部３３ａを囲繞する円環状の残部が固定部３３ｂとされている。これらのうち固定部３３ｂは加熱プレート３４の上面に固定して貼着されており、可動部３３ａは加熱プレート３４の上面に対して接離自在とされている。なお、サセプタ３３は、可動部３３ａおよび固定部３３ｂの双方を合わせた形状として半導体ウェハーＷのサイズより若干大きい円形の平面サイズを有している。 In the second embodiment, the susceptor 33 is divided into a movable portion 33a and a fixed portion 33b. That is, a substantially circular region including the central portion of the susceptor 33 is a movable portion 33a (divided body), and an annular remaining portion surrounding the movable portion 33a is a fixed portion 33b. Among these, the fixed portion 33 b is fixed and attached to the upper surface of the heating plate 34, and the movable portion 33 a can be brought into contact with and separated from the upper surface of the heating plate 34. The susceptor 33 has a circular plane size that is slightly larger than the size of the semiconductor wafer W as a shape in which both the movable portion 33a and the fixed portion 33b are combined.

可動部３３ａの下面中央部にはエアシリンダ８３によって昇降駆動される支持軸８２が垂設されている。エアシリンダ８３の駆動によって可動部３３ａは、半導体ウェハーＷの搬入・搬出位置と熱処理位置との間で昇降することができる。なお、エアシリンダ８３は加熱プレート３４の下方に設けられており、それによって昇降駆動される支持軸８２は加熱プレート３４を貫通して可動部３３ａを支持している。 A support shaft 82 that is driven up and down by an air cylinder 83 is suspended from the center of the lower surface of the movable portion 33a. The movable portion 33 a can be moved up and down between the loading / unloading position of the semiconductor wafer W and the heat treatment position by driving the air cylinder 83. The air cylinder 83 is provided below the heating plate 34, and a support shaft 82 that is driven up and down by the air cylinder 83 penetrates the heating plate 34 and supports the movable portion 33a.

搬送ロボットからチャンバー６５内へ半導体ウェハーＷを搬入するときには以下のようにして行われる。まず、開口部６６が開放された状態で半導体ウェハーＷを保持する搬送ロボットの搬送アームＴＲが開口部６６からチャンバー６５内に挿入される。半導体ウェハーＷが加熱プレート３４の直上に位置した状態で搬送アームＴＲが前進を停止し、その状態でエアシリンダ８３が可動部３３ａを上昇させる。可動部３３ａの上面には例えば３箇所に支持ピン３８が立設されており、可動部３３ａが上昇して支持ピン３８が半導体ウェハーＷの裏面に当接し（図６の２点鎖線状態）、さらに可動部７３ａが上昇することによって搬送アームＴＲから可動部３３ａに半導体ウェハーＷが渡される。その後、搬送アームＴＲが後退し、開口部６６を経てチャンバー６５から退出する。 When the semiconductor wafer W is carried into the chamber 65 from the transfer robot, the following process is performed. First, the transfer arm TR of the transfer robot that holds the semiconductor wafer W with the opening 66 open is inserted into the chamber 65 from the opening 66. The transfer arm TR stops moving forward with the semiconductor wafer W positioned immediately above the heating plate 34, and the air cylinder 83 raises the movable portion 33a in this state. Support pins 38 are erected on, for example, three locations on the upper surface of the movable portion 33a. The movable portion 33a rises and the support pins 38 abut against the back surface of the semiconductor wafer W (two-dot chain line state in FIG. 6). Further, when the movable portion 73a is raised, the semiconductor wafer W is transferred from the transfer arm TR to the movable portion 33a. Thereafter, the transfer arm TR retracts and exits from the chamber 65 through the opening 66.

可動部３３ａが半導体ウェハーＷを受け取った後、エアシリンダ８３が可動部３３ａを下降させる。やがて、可動部３３ａは固定部３３ｂに嵌合し、図６の実線にて示す状態となる。第２実施形態では、可動部３３ａが下降して固定部３３ｂに嵌合したときに固定部３３ｂの上面と可動部３３ａの上面とが面一となる。また、固定部３３ｂの上面には例えば３箇所に載置ピン３９が立設されている。載置ピン３９の高さは支持ピン３８の高さよりも高い。従って、可動部３３ａが下降する過程において、支持ピン３８から載置ピン３９に半導体ウェハーＷが渡され、可動部３３ａが固定部３３ｂに嵌合した状態では載置ピン３９上に半導体ウェハーＷが載置されることとなる。 After the movable part 33a receives the semiconductor wafer W, the air cylinder 83 lowers the movable part 33a. Eventually, the movable portion 33a is fitted into the fixed portion 33b, and is in a state indicated by a solid line in FIG. In the second embodiment, when the movable portion 33a is lowered and fitted to the fixed portion 33b, the upper surface of the fixed portion 33b and the upper surface of the movable portion 33a are flush with each other. In addition, mounting pins 39 are erected on, for example, three locations on the upper surface of the fixing portion 33b. The height of the mounting pin 39 is higher than the height of the support pin 38. Therefore, in the process in which the movable portion 33a is lowered, the semiconductor wafer W is passed from the support pin 38 to the mounting pin 39, and the semiconductor wafer W is placed on the mounting pin 39 in a state where the movable portion 33a is fitted to the fixed portion 33b. Will be placed.

なお、チャンバー６５から半導体ウェハーＷを搬出するときには上記と逆のプロセスにて行われる。すなわち、固定部３３ｂに嵌合していた可動部３３ａが上昇して載置ピン３９から支持ピン３８に半導体ウェハーＷを受け取り、搬入・搬出位置まで上昇する。そして、搬送アームＴＲが加熱プレート３４の直上まで進入し、可動部３３ａが下降することにより可動部３３ａから搬送アームＴＲに半導体ウェハーＷが渡される。その後、半導体ウェハーＷを受け取った搬送アームＴＲがチャンバー６５から退出するとともに、可動部３３ａが下降して再び固定部３３ｂに嵌合する。 Note that when the semiconductor wafer W is unloaded from the chamber 65, the process is reversed. That is, the movable portion 33a fitted to the fixed portion 33b is raised, receives the semiconductor wafer W from the mounting pin 39 to the support pin 38, and rises to the loading / unloading position. Then, the transfer arm TR enters just above the heating plate 34, and the movable portion 33a descends, whereby the semiconductor wafer W is transferred from the movable portion 33a to the transfer arm TR. After that, the transfer arm TR that has received the semiconductor wafer W is withdrawn from the chamber 65, and the movable portion 33a is lowered and refits to the fixed portion 33b.

第２実施形態の熱処理装置による半導体ウェハーＷの熱処理動作についても第１実施形態と全く同じであり、加熱プレート３４およびサセプタ３３によって半導体ウェハーＷを予備加熱した後、フラッシュランプ６９からの閃光照射によるフラッシュ加熱によりその半導体ウェハーＷを短時間に昇温してイオン活性化を実行する。 The heat treatment operation of the semiconductor wafer W by the heat treatment apparatus of the second embodiment is also the same as that of the first embodiment. After the semiconductor wafer W is preheated by the heating plate 34 and the susceptor 33, flash light irradiation from the flash lamp 69 is performed. Ion activation is performed by raising the temperature of the semiconductor wafer W in a short time by flash heating.

第２実施形態においても、加熱部の載置面を構成するサセプタ３３の一部を分割した可動部３３ａを昇降させることによって搬送アームＴＲとの間で半導体ウェハーＷの受け渡しを行っている。従って、昇降ピンが破損したり、昇降ピンによって半導体ウェハーＷ自体を傷付けるおそれがない。 Also in the second embodiment, the semiconductor wafer W is transferred to and from the transfer arm TR by moving up and down the movable part 33a obtained by dividing a part of the susceptor 33 that constitutes the mounting surface of the heating part. Therefore, there is no possibility that the lifting pins are broken or the semiconductor wafer W itself is damaged by the lifting pins.

また、支持軸８２を貫通させるための貫通孔を加熱プレート３４に穿設しているものの、半導体ウェハーＷをサセプタ３３上に支持して熱処理を行うときには該貫通孔が可動部３３ａによって完全に塞がれることとなる。このため、該貫通孔がガス滞留部となって汚染源となる懸念もない。 Although a through hole for penetrating the support shaft 82 is formed in the heating plate 34, when the semiconductor wafer W is supported on the susceptor 33 and heat treatment is performed, the through hole is completely closed by the movable portion 33a. It will come off. For this reason, there is no concern that the through hole becomes a gas retention part and becomes a contamination source.

さらに、可動部３３ａが下降して固定部３３ｂに嵌合した状態においては、それらが全体として半導体ウェハーＷのサイズより大きい平面サイズを有する平滑なサセプタ３３となるため、半導体ウェハーＷの端部を含む全体を均一に加熱することができ、半導体ウェハーＷの温度分布の面内均一性を維持することができる。 Further, in a state where the movable portion 33a is lowered and fitted to the fixed portion 33b, they become a smooth susceptor 33 having a planar size larger than the size of the semiconductor wafer W as a whole. The entire substrate can be heated uniformly, and the in-plane uniformity of the temperature distribution of the semiconductor wafer W can be maintained.

＜３．第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態の熱処理装置の構成は第２実施形態とほぼ同じであり、同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。第３実施形態の熱処理装置が第２実施形態と異なるのは、可動部３３ａの固定部３３ｂに対する嵌合態様である。 <3. Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The configuration of the heat treatment apparatus of the third embodiment is almost the same as that of the second embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. The heat treatment apparatus of the third embodiment is different from the second embodiment in the manner of fitting the movable portion 33a to the fixed portion 33b.

図７は、第３実施形態の加熱プレート３４およびサセプタ３３の側断面図である。同図に示すように、第３実施形態においては、可動部３３ａが下降して固定部３３ｂに嵌合したときに、可動部３３ａの上面が固定部３３ｂの上面から突出する。なお、この状態であっても固定部３３ｂの載置ピン３９の先端の高さ位置の方が可動部３３ａの支持ピン３８の先端の高さ位置よりも高い。従って、可動部３３ａが下降する過程において、支持ピン３８から載置ピン３９に半導体ウェハーＷが渡され、可動部３３ａが固定部３３ｂに嵌合した状態では載置ピン３９上に半導体ウェハーＷが載置されることとなる。 FIG. 7 is a side sectional view of the heating plate 34 and the susceptor 33 of the third embodiment. As shown in the figure, in the third embodiment, when the movable portion 33a is lowered and fitted to the fixed portion 33b, the upper surface of the movable portion 33a protrudes from the upper surface of the fixed portion 33b. Even in this state, the height position of the tip of the mounting pin 39 of the fixed portion 33b is higher than the height position of the tip of the support pin 38 of the movable portion 33a. Therefore, in the process in which the movable portion 33a is lowered, the semiconductor wafer W is passed from the support pin 38 to the mounting pin 39, and the semiconductor wafer W is placed on the mounting pin 39 in a state where the movable portion 33a is fitted to the fixed portion 33b. Will be placed.

なお、第３実施形態においても、エアシリンダ８３は加熱プレート３４の下方に設けられており、それによって昇降駆動される支持軸８２は加熱プレート３４およびサセプタ３３の底部を貫通して可動部３３ａを支持している。 Also in the third embodiment, the air cylinder 83 is provided below the heating plate 34, and the support shaft 82 driven to move up and down through the heating plate 34 and the bottom of the susceptor 33 passes through the movable portion 33 a. I support it.

第３実施形態の熱処理装置による半導体ウェハーＷの熱処理動作についても第１実施形態と全く同じであり、加熱プレート３４およびサセプタ３３によって半導体ウェハーＷを予備加熱した後、フラッシュランプ６９からの閃光照射によるフラッシュ加熱によりその半導体ウェハーＷを短時間に昇温してイオン活性化を実行する。 The heat treatment operation of the semiconductor wafer W by the heat treatment apparatus of the third embodiment is also the same as that of the first embodiment. After the semiconductor wafer W is preheated by the heating plate 34 and the susceptor 33, it is irradiated with flash light from the flash lamp 69. Ion activation is performed by raising the temperature of the semiconductor wafer W in a short time by flash heating.

第３実施形態においても、加熱部の載置面を構成するサセプタ３３の一部を分割した可動部３３ａを昇降させることによって搬送アームＴＲとの間で半導体ウェハーＷの受け渡しを行っている。従って、昇降ピンが破損したり、昇降ピンによって半導体ウェハーＷ自体を傷付けるおそれがない。 Also in the third embodiment, the semiconductor wafer W is transferred to and from the transfer arm TR by moving up and down the movable part 33a obtained by dividing a part of the susceptor 33 that constitutes the mounting surface of the heating part. Therefore, there is no possibility that the lifting pins are broken or the semiconductor wafer W itself is damaged by the lifting pins.

また、支持軸８２を貫通させるための貫通孔を加熱プレート３４およびサセプタ３３の底部に穿設しているものの、半導体ウェハーＷをサセプタ３３上に支持して熱処理を行うときには該貫通孔が可動部３３ａによって完全に塞がれることとなる。このため、該貫通孔がガス滞留部となって汚染源となる懸念もない。 Although a through-hole for penetrating the support shaft 82 is formed in the bottom of the heating plate 34 and the susceptor 33, the through-hole is movable when the semiconductor wafer W is supported on the susceptor 33 and heat treatment is performed. It will be completely blocked by 33a. For this reason, there is no concern that the through hole becomes a gas retention part and becomes a contamination source.

さらに、可動部３３ａが下降して固定部３３ｂに嵌合した状態においては、それらが全体として半導体ウェハーＷのサイズより大きい平面サイズを有するサセプタ３３となるため、半導体ウェハーＷの端部を含む全体を均一に加熱することができ、半導体ウェハーＷの温度分布の面内均一性を維持することができる。 Further, in a state where the movable portion 33a is lowered and fitted to the fixed portion 33b, they become the susceptor 33 having a planar size larger than the size of the semiconductor wafer W as a whole, so that the entire portion including the end portion of the semiconductor wafer W is included. Can be heated uniformly, and the in-plane uniformity of the temperature distribution of the semiconductor wafer W can be maintained.

＜４．第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態の熱処理装置の構成も第２実施形態とほぼ同じであり、同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。第４実施形態の熱処理装置が第２実施形態と異なるのは、可動部３３ａの固定部３３ｂに対する嵌合態様である。 <4. Fourth Embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The configuration of the heat treatment apparatus of the fourth embodiment is almost the same as that of the second embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. The heat treatment apparatus according to the fourth embodiment differs from the second embodiment in the manner of fitting the movable portion 33a to the fixed portion 33b.

図８は、第４実施形態の加熱プレート３４およびサセプタ３３の側断面図である。同図に示すように、第４実施形態においては、可動部３３ａが下降したときに、固定部３３ｂを通過してさらに加熱プレート３４の内部にまで嵌合する。つまり、エアシリンダ８３が可動部３３ａを下降させたときに、可動部３３ａが加熱プレート３４にまで没入し、可動部３３ａの上面が固定部３３ｂの上面よりも低くなるのである。この場合当然に、固定部３３ｂの載置ピン３９の先端の高さ位置の方が可動部３３ａの支持ピン３８の先端の高さ位置よりも高くなる。従って、可動部３３ａが下降する過程において、支持ピン３８から載置ピン３９に半導体ウェハーＷが渡され、可動部３３ａが加熱プレート３４に没入した状態では載置ピン３９上に半導体ウェハーＷが載置されることとなる。 FIG. 8 is a side sectional view of the heating plate 34 and the susceptor 33 of the fourth embodiment. As shown in the figure, in the fourth embodiment, when the movable part 33a is lowered, the movable part 33a passes through the fixed part 33b and is further fitted into the heating plate 34. That is, when the air cylinder 83 lowers the movable portion 33a, the movable portion 33a is immersed in the heating plate 34, and the upper surface of the movable portion 33a is lower than the upper surface of the fixed portion 33b. In this case, naturally, the height position of the tip of the mounting pin 39 of the fixed portion 33b is higher than the height position of the tip of the support pin 38 of the movable portion 33a. Therefore, in the process in which the movable portion 33a is lowered, the semiconductor wafer W is transferred from the support pins 38 to the mounting pins 39, and the semiconductor wafer W is mounted on the mounting pins 39 when the movable portion 33a is immersed in the heating plate 34. Will be placed.

なお、第４実施形態においても、エアシリンダ８３は加熱プレート３４の下方に設けられており、それによって昇降駆動される支持軸８２は加熱プレート３４の底部を貫通して可動部３３ａを支持している。 Also in the fourth embodiment, the air cylinder 83 is provided below the heating plate 34, and the support shaft 82 that is driven up and down by the air cylinder 83 penetrates the bottom of the heating plate 34 to support the movable portion 33 a. Yes.

第４実施形態の熱処理装置による半導体ウェハーＷの熱処理動作についても第１実施形態と全く同じであり、加熱プレート３４およびサセプタ３３によって半導体ウェハーＷを予備加熱した後、フラッシュランプ６９からの閃光照射によるフラッシュ加熱によりその半導体ウェハーＷを短時間に昇温してイオン活性化を実行する。 The heat treatment operation of the semiconductor wafer W by the heat treatment apparatus of the fourth embodiment is also the same as that of the first embodiment. After the semiconductor wafer W is preheated by the heating plate 34 and the susceptor 33, the light is irradiated with flash light from the flash lamp 69. Ion activation is performed by raising the temperature of the semiconductor wafer W in a short time by flash heating.

第４実施形態においても、加熱部の載置面を構成するサセプタ３３の一部を分割した可動部３３ａを昇降させることによって搬送アームＴＲとの間で半導体ウェハーＷの受け渡しを行っている。従って、昇降ピンが破損したり、昇降ピンによって半導体ウェハーＷ自体を傷付けるおそれがない。 Also in the fourth embodiment, the semiconductor wafer W is transferred to and from the transfer arm TR by moving up and down the movable part 33a obtained by dividing a part of the susceptor 33 that constitutes the mounting surface of the heating part. Therefore, there is no possibility that the lifting pins are broken or the semiconductor wafer W itself is damaged by the lifting pins.

さらに、第４実施形態においては、可動部３３ａが下降して加熱プレート３４に没入すると、半導体ウェハーＷの端縁部の方が中央部よりもサセプタ３３との距離が短くなり、該端縁部の方がより加熱されやすくなる。一般に、半導体ウェハーＷの端縁部の方が熱の放散の程度が大きいため、中央部よりも端縁部の方を強めに加熱することにより半導体ウェハーＷ全体の温度分布の面内均一性がより維持しやすくなる。 Furthermore, in the fourth embodiment, when the movable portion 33a is lowered and immersed in the heating plate 34, the edge of the semiconductor wafer W is shorter in distance from the susceptor 33 than the central portion, and the edge portion Is more likely to be heated. In general, since the degree of heat dissipation is greater at the edge of the semiconductor wafer W, in-plane uniformity of the temperature distribution of the entire semiconductor wafer W can be achieved by heating the edge more strongly than at the center. It becomes easier to maintain.

＜５．第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態の熱処理装置もキセノンフラッシュランプからの閃光によって半導体ウェハー等の基板の熱処理を行う装置であり、その全体構成は概ね第１実施形態と同じである（図１参照）。第５実施形態の熱処理装置が第１実施形態と相違するのは、サセプタ、加熱プレートおよび加熱部の分割体を昇降させる機構である。 <5. Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. The heat treatment apparatus of the fifth embodiment is also an apparatus for performing heat treatment of a substrate such as a semiconductor wafer by flash light from a xenon flash lamp, and the overall configuration is substantially the same as that of the first embodiment (see FIG. 1). The heat treatment apparatus according to the fifth embodiment is different from the first embodiment in a mechanism for raising and lowering the susceptor, the heating plate, and the heating element divided body.

第５実施形態においても、チャンバー６５内に設けられた加熱プレート９４およびサセプタ９３が一体として半導体ウェハーＷを載置して予備加熱する加熱部として機能する。図９は、第５実施形態の加熱プレート９４およびサセプタ９３の側断面図である。 Also in the fifth embodiment, the heating plate 94 and the susceptor 93 provided in the chamber 65 integrally function as a heating unit for placing the semiconductor wafer W thereon and pre-heating it. FIG. 9 is a side sectional view of the heating plate 94 and the susceptor 93 according to the fifth embodiment.

加熱プレート９４は、上面の大きさが半導体ウェハーＷのサイズより若干大きい円柱形状を有する。加熱プレート９４は、例えば窒化アルミニウムやステンレスにて構成されており、その内部にヒータ９７およびヒータ９７を制御するためのセンサを内蔵する。一方、サセプタ９３は加熱プレート９４の上部に位置しており、例えば石英やサファイア等の比較的熱伝導率が小さい材質または窒化アルミニウムにて構成されている。サセプタ９３は、加熱プレート９４からの熱エネルギーを拡散して半導体ウェハーＷを均一に予備加熱するためのものである。 The heating plate 94 has a cylindrical shape whose upper surface is slightly larger than the size of the semiconductor wafer W. The heating plate 94 is made of, for example, aluminum nitride or stainless steel, and incorporates a heater 97 and a sensor for controlling the heater 97 therein. On the other hand, the susceptor 93 is located above the heating plate 94 and is made of a material having relatively low thermal conductivity, such as quartz or sapphire, or aluminum nitride. The susceptor 93 is for preliminarily heating the semiconductor wafer W by diffusing heat energy from the heating plate 94.

第５実施形態では、加熱部として機能するサセプタ９３および加熱プレート９４の双方が分割されて可動部９６を構成している。すなわち、サセプタ９３および加熱プレート９４の中央部を含む円柱形状の部分が一体として分割されて可動部９６とされており、可動部９６の内部にもヒータ９８が内蔵されている。サセプタ９３および加熱プレート９４のうち可動部９６以外の部分は固定されている。なお、サセプタ９３は、可動部９６を含む形状として半導体ウェハーＷのサイズより若干大きい円形の平面サイズを有している。 In the fifth embodiment, both the susceptor 93 and the heating plate 94 that function as a heating unit are divided to constitute the movable unit 96. In other words, a cylindrical portion including the central portion of the susceptor 93 and the heating plate 94 is divided as a single unit to form a movable portion 96, and a heater 98 is also built in the movable portion 96. Portions other than the movable portion 96 of the susceptor 93 and the heating plate 94 are fixed. The susceptor 93 has a circular plane size that is slightly larger than the size of the semiconductor wafer W as a shape including the movable portion 96.

可動部９６の下面中央部にはエアシリンダ９１によって昇降駆動される支持軸９２が垂設されている。エアシリンダ９１の駆動によって可動部９６は、半導体ウェハーＷの搬入・搬出位置と熱処理位置との間で昇降することができる。なお、エアシリンダ９１は加熱プレート９４の下方に設けられており、それによって昇降駆動される支持軸９２は加熱プレート９４を貫通して可動部９６を支持している。 A support shaft 92 that is driven up and down by an air cylinder 91 is suspended from the center of the lower surface of the movable portion 96. The movable portion 96 can be moved up and down between the loading / unloading position of the semiconductor wafer W and the heat treatment position by driving the air cylinder 91. The air cylinder 91 is provided below the heating plate 94, and a support shaft 92 that is driven up and down thereby supports the movable portion 96 through the heating plate 94.

搬送ロボットからチャンバー６５内へ半導体ウェハーＷを搬入するときには以下のようにして行われる。まず、開口部６６が開放された状態で半導体ウェハーＷを保持する搬送ロボットの搬送アームＴＲが開口部６６からチャンバー６５内に挿入される。半導体ウェハーＷが加熱プレート９４の直上に位置した状態で搬送アームＴＲが前進を停止し、その状態でエアシリンダ９１が可動部９６を上昇させる。可動部９６が上昇してその上面が半導体ウェハーＷの裏面に当接し（図９の２点鎖線状態）、さらに可動部９６が上昇することによって搬送アームＴＲから可動部９６に半導体ウェハーＷが渡される。その後、搬送アームＴＲが後退し、開口部６６を経てチャンバー６５から退出する。なお、第５実施形態においては、サセプタ９３や可動部９６の上面に支持ピンや載置ピンは設けていない。 When the semiconductor wafer W is carried into the chamber 65 from the transfer robot, the following process is performed. First, the transfer arm TR of the transfer robot that holds the semiconductor wafer W with the opening 66 open is inserted into the chamber 65 from the opening 66. The transfer arm TR stops moving forward with the semiconductor wafer W positioned immediately above the heating plate 94, and the air cylinder 91 raises the movable portion 96 in this state. The movable portion 96 rises and the upper surface thereof comes into contact with the back surface of the semiconductor wafer W (two-dot chain line state in FIG. 9), and the movable portion 96 is further raised, so that the semiconductor wafer W is transferred from the transfer arm TR to the movable portion 96. It is. Thereafter, the transfer arm TR retracts and exits from the chamber 65 through the opening 66. In the fifth embodiment, no support pins or mounting pins are provided on the upper surfaces of the susceptor 93 and the movable portion 96.

可動部９６が半導体ウェハーＷを受け取った後、エアシリンダ９１が可動部９６を下降させる。やがて、可動部９６はサセプタ９３および加熱プレート９４に嵌合し、図９の実線にて示す状態となる。第５実施形態では、可動部９６が下降してサセプタ９３および加熱プレート９４に嵌合したときに可動部９６の上面とサセプタ９３の上面とが面一となる。また、第５実施形態では、サセプタ９３や可動部９６の上面に支持ピンや載置ピンは設けていないため、可動部９６が下降してサセプタ９３および加熱プレート９４に嵌合した状態においては、可動部９６の上面およびサセプタ９３の上面の全体にて半導体ウェハーＷが載置されることとなる。 After the movable part 96 receives the semiconductor wafer W, the air cylinder 91 lowers the movable part 96. Eventually, the movable portion 96 is fitted into the susceptor 93 and the heating plate 94, and is in a state indicated by a solid line in FIG. In the fifth embodiment, when the movable portion 96 is lowered and fitted to the susceptor 93 and the heating plate 94, the upper surface of the movable portion 96 and the upper surface of the susceptor 93 are flush with each other. In the fifth embodiment, since no support pins or mounting pins are provided on the upper surfaces of the susceptor 93 and the movable portion 96, the movable portion 96 is lowered and fitted to the susceptor 93 and the heating plate 94. The semiconductor wafer W is placed on the entire upper surface of the movable portion 96 and the upper surface of the susceptor 93.

なお、チャンバー６５から半導体ウェハーＷを搬出するときには上記と逆のプロセスにて行われる。すなわち、サセプタ９３および加熱プレート９４に嵌合していた可動部９６が上昇して半導体ウェハーＷを搬入・搬出位置まで上昇させる。そして、搬送アームＴＲが加熱プレート９４の直上まで進入し、可動部９６が下降することにより可動部９６から搬送アームＴＲに半導体ウェハーＷが渡される。その後、半導体ウェハーＷを受け取った搬送アームＴＲがチャンバー６５から退出するとともに、可動部９６が下降して再びサセプタ９３および加熱プレート９４に嵌合する。 Note that when the semiconductor wafer W is unloaded from the chamber 65, the process is reversed. That is, the movable part 96 fitted to the susceptor 93 and the heating plate 94 is raised to raise the semiconductor wafer W to the loading / unloading position. Then, the transfer arm TR enters just above the heating plate 94, and the movable part 96 is lowered, whereby the semiconductor wafer W is transferred from the movable part 96 to the transfer arm TR. After that, the transfer arm TR that has received the semiconductor wafer W is withdrawn from the chamber 65, and the movable portion 96 is lowered to be fitted into the susceptor 93 and the heating plate 94 again.

第５実施形態の熱処理装置による半導体ウェハーＷの熱処理動作についても第１実施形態と全く同じであり、加熱プレート９４およびサセプタ９３によって半導体ウェハーＷを予備加熱した後、フラッシュランプ６９からの閃光照射によるフラッシュ加熱によりその半導体ウェハーＷを短時間に昇温してイオン活性化を実行する。 The heat treatment operation of the semiconductor wafer W by the heat treatment apparatus of the fifth embodiment is also the same as that of the first embodiment. After the semiconductor wafer W is preheated by the heating plate 94 and the susceptor 93, it is irradiated with flash light from the flash lamp 69. Ion activation is performed by raising the temperature of the semiconductor wafer W in a short time by flash heating.

第５実施形態においても、加熱部の載置面の一部を分割した可動部９６を昇降させることによって搬送アームＴＲとの間で半導体ウェハーＷの受け渡しを行っている。従って、昇降ピンが破損したり、昇降ピンによって半導体ウェハーＷ自体を傷付けるおそれがない。 Also in the fifth embodiment, the semiconductor wafer W is transferred to and from the transfer arm TR by moving up and down the movable portion 96 obtained by dividing a part of the mounting surface of the heating portion. Therefore, there is no possibility that the lifting pins are broken or the semiconductor wafer W itself is damaged by the lifting pins.

また、支持軸９２を貫通させるための貫通孔を加熱プレート９４に穿設しているものの、半導体ウェハーＷをサセプタ９３上に支持して熱処理を行うときには該貫通孔が可動部９６によって完全に塞がれることとなる。このため、該貫通孔がガス滞留部となって汚染源となる懸念もない。 Although a through hole for penetrating the support shaft 92 is formed in the heating plate 94, when the semiconductor wafer W is supported on the susceptor 93 and heat treatment is performed, the through hole is completely closed by the movable portion 96. It will come off. For this reason, there is no concern that the through hole becomes a gas retention part and becomes a contamination source.

さらに、可動部９６が下降してサセプタ９３および加熱プレート９４に嵌合した状態においては、それらが全体として半導体ウェハーＷのサイズより大きい平面サイズを有する平滑なサセプタ９３となるため、半導体ウェハーＷの端部を含む全体を均一に加熱することができ、半導体ウェハーＷの温度分布の面内均一性を維持することができる。また、特に第５実施形態では、可動部９６自体がヒータ９８を備えているため、上記貫通孔が加熱プレート９４のヒータ９７を貫通することはあり得ないため、半導体ウェハーＷをより均一に加熱することができる。 Further, in a state where the movable part 96 is lowered and fitted to the susceptor 93 and the heating plate 94, they become a smooth susceptor 93 having a planar size larger than the size of the semiconductor wafer W as a whole. The whole including the end can be heated uniformly, and the in-plane uniformity of the temperature distribution of the semiconductor wafer W can be maintained. In particular, in the fifth embodiment, since the movable portion 96 itself includes the heater 98, the through hole cannot penetrate the heater 97 of the heating plate 94, so that the semiconductor wafer W is heated more uniformly. can do.

＜６．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては光源５に３０本のフラッシュランプ６９を備えるようにしていたが、これに限定されずフラッシュランプ６９の本数は任意のものとすることができる。 <6. Modification>
While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above examples. For example, in the above embodiment, the light source 5 is provided with 30 flash lamps 69, but the present invention is not limited to this, and the number of flash lamps 69 may be arbitrary.

また、光源５にフラッシュランプ６９に代えて他の種類のランプ（例えばハロゲンランプ）を備え、当該ランプからの光照射によって半導体ウェハーＷの加熱を行う熱処理装置であっても本発明に係る技術を適用することができる。すなわち、ランプからの光照射による加熱を補助するための予備加熱を行うときに上記各実施形態のような技術を適用することができる。 Further, the technique according to the present invention can be applied to a heat treatment apparatus that includes another type of lamp (for example, a halogen lamp) instead of the flash lamp 69 in the light source 5 and heats the semiconductor wafer W by light irradiation from the lamp. Can be applied. That is, the technique as in each of the above embodiments can be applied when performing preliminary heating to assist heating by light irradiation from the lamp.

また、光照射による加熱を行う装置に限定されず、ホットプレートのみによって半導体ウェハーＷ等を加熱する熱処理装置に本発明に係る技術を適用することができるのは勿論である。もっとも、一般的なホットプレートによる加熱温度は数十度〜百数十度程度であるのに対して、上記各実施形態のようなフラッシュ加熱時の予備加熱温度は２００℃〜６００℃程度の高温であるためより昇降ピンの破損等が生じやすく、本発明に係る技術を適用する意義は大きい。また、フラッシュ加熱時には通常のホットプレートによる加熱時よりも高純度の雰囲気が要求されるため、本発明に係る技術によってガス滞留部を消滅させる効果も大きい。 Further, the present invention is not limited to an apparatus that performs heating by light irradiation, and it is needless to say that the technique according to the present invention can be applied to a heat treatment apparatus that heats a semiconductor wafer W or the like only by a hot plate. However, while the heating temperature by a general hot plate is about several tens to hundreds of degrees, the preheating temperature at the time of flash heating as in the above embodiments is a high temperature of about 200 ° C. to 600 ° C. Therefore, breakage of the elevating pins is more likely to occur, and the significance of applying the technique according to the present invention is great. In addition, since a higher purity atmosphere is required during flash heating than during heating by a normal hot plate, the effect of extinguishing the gas retention portion by the technique according to the present invention is great.

また、第１実施形態〜第４実施形態の支持ピンおよび／または載置ピンを設置する必要は必ずしもなく、逆に第５実施形態において支持ピンおよび／または載置ピンを設置するようにしても良い。 Further, it is not always necessary to install the support pins and / or mounting pins of the first to fourth embodiments, and conversely, in the fifth embodiment, the supporting pins and / or mounting pins may be installed. good.

また、第１実施形態においてモータ２６に代えてエアシリンダを用いるようにしても良く、第２実施形態〜第５実施形態においてエアシリンダに代えてモータを採用するようにしても良い。 In the first embodiment, an air cylinder may be used instead of the motor 26, and in the second to fifth embodiments, a motor may be used instead of the air cylinder.

また、上記実施形態においては、半導体ウェハーに光を照射してイオン活性化処理を行うようにしていたが、本発明にかかる熱処理装置による処理対象となる基板は半導体ウェハーに限定されるものではない。例えば、窒化シリコン膜や多結晶シリコン膜等の種々のシリコン膜が形成されたガラス基板に対して本発明にかかる熱処理装置による処理を行っても良い。一例として、ＣＶＤ法によりガラス基板上に形成した多結晶シリコン膜にシリコンをイオン注入して非晶質化した非晶質シリコン膜を形成し、さらにその上に反射防止膜となる酸化シリコン膜を形成する。この状態で、本発明にかかる熱処理装置により非晶質のシリコン膜の全面に光照射を行い、非晶質のシリコン膜が多結晶化した多結晶シリコン膜を形成することもできる。 In the above embodiment, the semiconductor wafer is irradiated with light to perform the ion activation process. However, the substrate to be processed by the heat treatment apparatus according to the present invention is not limited to the semiconductor wafer. . For example, the glass substrate on which various silicon films such as a silicon nitride film and a polycrystalline silicon film are formed may be processed by the heat treatment apparatus according to the present invention. As an example, an amorphous silicon film made amorphous by ion implantation of silicon into a polycrystalline silicon film formed on a glass substrate by a CVD method is formed, and a silicon oxide film serving as an antireflection film is further formed thereon. Form. In this state, the entire surface of the amorphous silicon film is irradiated with light by the heat treatment apparatus according to the present invention, so that a polycrystalline silicon film obtained by polycrystallizing the amorphous silicon film can be formed.

また、ガラス基板上に下地酸化シリコン膜、アモルファスシリコンを結晶化したポリシリコン膜を形成し、そのポリシリコン膜にリンやボロン等の不純物をドーピングした構造のＴＦＴ基板に対して本発明にかかる熱処理装置により光照射を行い、ドーピング工程で打ち込まれた不純物の活性化を行うこともできる。 Further, a heat treatment according to the present invention is applied to a TFT substrate having a structure in which a base silicon oxide film and a polysilicon film obtained by crystallizing amorphous silicon are formed on a glass substrate, and the polysilicon film is doped with impurities such as phosphorus and boron. It is also possible to activate the impurities implanted in the doping process by irradiating light with an apparatus.

本発明にかかる熱処理装置の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the heat processing apparatus concerning this invention. 図１の熱処理装置の加熱プレートおよびサセプタを示す平面図である。It is a top view which shows the heating plate and susceptor of the heat processing apparatus of FIG. 図２のＩ−Ｉ矢視断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the arrow I-I in FIG. 2. 図２のＶ−Ｖ矢視断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 2. 第２実施形態の加熱プレートおよびサセプタを示す平面図である。It is a top view which shows the heating plate and susceptor of 2nd Embodiment. 第２実施形態の加熱プレートおよびサセプタの側断面図である。It is a sectional side view of the heating plate and susceptor of a 2nd embodiment. 第３実施形態の加熱プレートおよびサセプタの側断面図である。It is a sectional side view of the heating plate and susceptor of 3rd Embodiment. 第４実施形態の加熱プレートおよびサセプタの側断面図である。It is a sectional side view of the heating plate and susceptor of 4th Embodiment. 第５実施形態の加熱プレートおよびサセプタの側断面図である。It is a sectional side view of the heating plate and susceptor of 5th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

５光源
２５支持アーム
２６モータ
２８，３８支持ピン
２９，３９載置ピン
３３，７３，９３サセプタ
３３ａ，７３ａ，９６可動部
３３ｂ，７３ｂ固定部
３４，７４，９４加熱プレート
３５，７５，９７，９８ヒータ
６５チャンバー
６９フラッシュランプ
８２，９２支持軸
８３，９１エアシリンダ
ＴＲ搬送アーム
Ｗ半導体ウェハー
5 Light source 25 Support arm 26 Motor 28, 38 Support pin 29, 39 Placement pin 33, 73, 93 Susceptor 33a, 73a, 96 Movable part 33b, 73b Fixed part 34, 74, 94 Heating plate 35, 75, 97, 98 Heater 65 Chamber 69 Flash lamp 82, 92 Support shaft 83, 91 Air cylinder TR Transfer arm W Semiconductor wafer

Claims

基板を加熱する熱処理装置であって、
基板を載置する載置面を有し、内部にヒータを内蔵し、前記載置面に載置した基板を前記ヒータによって加熱する加熱手段と、
前記載置面の一部を分割した分割体を昇降させることによって、該分割体に支持された基板を前記加熱手段に対して接離させる昇降手段と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。 A heat treatment apparatus for heating a substrate,
A heating means that has a mounting surface for mounting the substrate, has a built-in heater, and heats the substrate mounted on the mounting surface by the heater;
Elevating means for moving the substrate supported by the divided body in contact with and separating from the heating means by raising and lowering the divided body obtained by dividing a part of the placement surface;
A heat treatment apparatus comprising:

請求項１記載の熱処理装置において、
前記昇降手段が前記分割体を下降させたときに、前記分割体が前記加熱手段に嵌合して前記分割体の上面が前記載置面と面一になることを特徴とする熱処理装置。 The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein
When the said raising / lowering means lowers the said division body, the said division body fits into the said heating means, and the upper surface of the said division body becomes flush with the mounting surface mentioned above, The heat processing apparatus characterized by the above-mentioned.

請求項１記載の熱処理装置において、
前記昇降手段が前記分割体を下降させたときに、前記分割体が前記加熱手段に嵌合して前記分割体の上面が前記載置面よりも突出することを特徴とする熱処理装置。 The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein
When the lifting means lowers the divided body, the divided body is fitted into the heating means, and the upper surface of the divided body protrudes from the mounting surface.

請求項１記載の熱処理装置において、
前記昇降手段が前記分割体を下降させたときに、前記分割体が前記加熱手段に没入することを特徴とする熱処理装置。 The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein
The heat treatment apparatus characterized in that the divided body is immersed in the heating means when the elevating means lowers the divided body.

請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記昇降手段は、前記加熱手段の下方に設けられており、前記加熱手段を貫通して前記分割体を支持する支持棒を含むことを特徴とする熱処理装置。 In the heat processing apparatus in any one of Claims 1-4,
The elevating means is provided below the heating means, and includes a support bar that penetrates the heating means and supports the divided body.

請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記昇降手段は、前記加熱手段の側方に設けられており、前記加熱手段の側方から前記分割体を支持する支持アームを含むことを特徴とする熱処理装置。 In the heat processing apparatus in any one of Claims 1-4,
The said raising / lowering means is provided in the side of the said heating means, The heat processing apparatus characterized by including the support arm which supports the said division body from the side of the said heating means.

請求項１から請求項６のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記分割体の内部にヒータを備えることを特徴とする熱処理装置。 In the heat processing apparatus in any one of Claims 1-6,
A heat treatment apparatus comprising a heater inside the divided body.

請求項１から請求項６のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記加熱手段は、ヒータを内蔵するホットプレートと、前記ホットプレートの上面に貼着されたサセプタと、を備え、
前記分割体は前記サセプタの一部を分割したものであることを特徴とする熱処理装置。 In the heat processing apparatus in any one of Claims 1-6,
The heating means includes a hot plate with a built-in heater, and a susceptor attached to the upper surface of the hot plate,
The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the divided body is obtained by dividing a part of the susceptor.

請求項１から請求項８のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記加熱手段によって予備加熱された基板に対して閃光を照射することによって該基板をさらに加熱するフラッシュランプを備えることを特徴とする熱処理装置。 In the heat processing apparatus in any one of Claims 1-8,
A heat treatment apparatus comprising: a flash lamp for further heating the substrate by irradiating flash light onto the substrate preheated by the heating means.