JP6838992B2 - 熱処理装置および熱処理方法 - Google Patents
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Description
まず、本発明に係る熱処理装置100の全体概略構成について簡単に説明する。図1は、本発明に係る熱処理装置100を示す平面図であり、図2はその正面図である。熱処理装置100は基板として円板形状の半導体ウェハーWにフラッシュ光を照射してその半導体ウェハーWを加熱するフラッシュランプアニール装置である。処理対象となる半導体ウェハーWのサイズは特に限定されるものではないが、例えばφ300mmやφ450mmである。熱処理装置100に搬入される前の半導体ウェハーWには不純物が注入されており、熱処理装置100による加熱処理によって注入された不純物の活性化処理が実行される。なお、図1および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。また、図1,2および以降の各図においては、それらの方向関係を明確にするためZ軸方向を鉛直方向とし、XY平面を水平面とするXYZ直交座標系を必要に応じて付している。
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100の全体構成およびフラッシュ加熱部160の構成は第1実施形態と同じである。また、第2実施形態における半導体ウェハーWの処理手順についても概ね第1実施形態と同様である。第2実施形態が第1実施形態と相違するのは、アライメント部130による半導体ウェハーWの向き調整である。
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100の全体構成およびフラッシュ加熱部160の構成は第1実施形態と同じである。また、第3実施形態における半導体ウェハーWの処理手順についても概ね第1実施形態と同様である。第3実施形態が第1実施形態と相違するのは、プロセスチャンバー6外に2個の上部放射温度計25,125を設けている点である。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記各実施形態においては、面方位が(100)面の単結晶シリコンの半導体ウェハーWを処理対象としていたが、これに限定されるものではなく、面方位が(110)面または(111)面の半導体ウェハーに加熱処理を行うようにしても良い。半導体ウェハーの面方位が異なると、フラッシュ光照射時に反りが最小となる方向も異なる。従って、面方位ごとにフラッシュ光照射時の反りが最小となる方向をテーブルに登録しておく。そして、制御部3の制御下にてアライメント部130がフラッシュ光照射時に半導体ウェハーWの反りが最小となる方向に沿った径が上部放射温度計25の光軸と一致するように半導体ウェハーWの向きを調整する。このようにすれば、フラッシュ光照射によって半導体ウェハーWに反りが生じた場合であっても、上部放射温度計25の光軸方向では半導体ウェハーWにほとんど反りが生じないため、放射率もほとんど変化せず、半導体ウェハーWの上面の温度を正確に測定することができる。
4 ハロゲンランプハウス
5 フラッシュランプハウス
6 プロセスチャンバー
7 保持部
10 移載機構
25,125 上部放射温度計
74 サセプタ
75 保持プレート
77 基板支持ピン
100 熱処理装置
101 インデクサ部
130 アライメント部
140 冷却部
150 搬送ロボット
160 フラッシュ加熱部
170 搬送チャンバー
FL フラッシュランプ
HL ハロゲンランプ
W 半導体ウェハー
Claims (8)
- 円板形状の基板にフラッシュ光を照射することによって当該基板を加熱する熱処理装置であって、
基板の向きを調整するアライメント機構と、
前記基板を収容して加熱処理を行うチャンバーと、
前記チャンバー内に設置され、前記基板を載置して保持するサセプタと、
前記アライメント機構から前記チャンバー内の前記サセプタに前記基板を搬送する搬送部と、
前記チャンバーの上方に設けられ、前記サセプタに載置された前記基板の上面にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、
前記サセプタに載置された前記基板の斜め上方に設置され、前記基板の上面から放射された赤外光を受光して当該上面の温度を測定する放射温度計と、
を備え、
前記アライメント機構は、前記フラッシュランプからフラッシュ光が照射されたときに、前記基板の反りが最小となる方向に沿った径が前記放射温度計の光軸と一致するように前記基板の向きを調整することを特徴とする熱処理装置。 - 請求項1記載の熱処理装置において、
前記基板は面方位が(100)面の単結晶シリコンの半導体ウェハーであり、
前記アライメント機構は、前記基板の<100>方向に沿った径が前記放射温度計の光軸と一致するように前記基板の向きを調整することを特徴とする熱処理装置。 - 円板形状の基板にフラッシュ光を照射することによって当該基板を加熱する熱処理装置であって、
基板の向きを調整するアライメント機構と、
前記基板を収容して加熱処理を行うチャンバーと、
前記チャンバー内に設置され、前記基板を載置して保持するサセプタと、
前記アライメント機構から前記チャンバー内の前記サセプタに前記基板を搬送する搬送部と、
前記チャンバーの上方に設けられ、前記サセプタに載置された前記基板の上面にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、
前記サセプタに載置された前記基板の斜め上方に設置され、前記基板の上面から放射された赤外光を受光して当該上面の温度を測定する放射温度計と、
を備え、
前記基板は面方位が(100)面の単結晶シリコンの半導体ウェハーであり、
前記アライメント機構は、前記基板の<100>方向に沿った2本の径の二等分線が前記放射温度計の光軸と一致するように前記基板の向きを調整することを特徴とする熱処理装置。 - 円板形状の基板にフラッシュ光を照射することによって当該基板を加熱する熱処理装置であって、
基板の向きを調整するアライメント機構と、
前記基板を収容して加熱処理を行うチャンバーと、
前記チャンバー内に設置され、前記基板を載置して保持するサセプタと、
前記アライメント機構から前記チャンバー内の前記サセプタに前記基板を搬送する搬送部と、
前記チャンバーの上方に設けられ、前記サセプタに載置された前記基板の上面にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、
前記サセプタに載置された前記基板の斜め上方に設置され、前記基板の上面から放射された赤外光を受光して当該上面の温度を測定する第1放射温度計と、
前記基板の斜め上方に前記基板の中心から見て前記第1放射温度計と90°隔てた位置に設置され、前記基板の上面から放射された赤外光を受光して当該上面の温度を測定する第2放射温度計と、
を備え、
前記基板は面方位が(100)面の単結晶シリコンの半導体ウェハーであり、
前記アライメント機構は、前記基板の<100>方向に沿った2本の径が前記第1放射温度計および前記第2放射温度計の光軸と一致するように前記基板の向きを調整し、
前記第1放射温度計または前記第2放射温度計のうち、前記フラッシュランプからフラッシュ光を照射したときに一旦低下する測定値の低下の程度が小さい方を採用して前記基板の前記上面の温度を測定することを特徴とする熱処理装置。 - 円板形状の基板にフラッシュ光を照射することによって当該基板を加熱する熱処理方法であって、
チャンバー内に設置されたサセプタに基板を載置して保持する移載工程と、
前記チャンバーの上方に設けられたフラッシュランプから前記サセプタに載置された前記基板の上面にフラッシュ光を照射する照射工程と、
前記サセプタに載置された前記基板の斜め上方に設置された放射温度計が前記基板の上面から放射された赤外光を受光して当該上面の温度を測定する温度測定工程と、
を備え、
前記移載工程では、前記照射工程にてフラッシュ光が照射されたときに、前記基板の反りが最小となる方向に沿った径が前記放射温度計の光軸と一致するように前記基板を前記サセプタに載置することを特徴とする熱処理方法。 - 請求項5記載の熱処理方法において、
前記基板は面方位が(100)面の単結晶シリコンの半導体ウェハーであり、
前記移載工程では、前記基板の<100>方向に沿った径が前記放射温度計の光軸と一致するように前記基板を前記サセプタに載置することを特徴とする熱処理方法。 - 円板形状の基板にフラッシュ光を照射することによって当該基板を加熱する熱処理方法であって、
チャンバー内に設置されたサセプタに基板を載置して保持する移載工程と、
前記チャンバーの上方に設けられたフラッシュランプから前記サセプタに載置された前記基板の上面にフラッシュ光を照射する照射工程と、
前記サセプタに載置された前記基板の斜め上方に設置された放射温度計が前記基板の上面から放射された赤外光を受光して当該上面の温度を測定する温度測定工程と、
を備え、
前記基板は面方位が(100)面の単結晶シリコンの半導体ウェハーであり、
前記移載工程では、前記基板の<100>方向に沿った2本の径の二等分線が前記放射温度計の光軸と一致するように前記基板を前記サセプタに載置することを特徴とする熱処理方法。 - 円板形状の基板にフラッシュ光を照射することによって当該基板を加熱する熱処理方法であって、
チャンバー内に設置されたサセプタに基板を載置して保持する移載工程と、
前記チャンバーの上方に設けられたフラッシュランプから前記サセプタに載置された前記基板の上面にフラッシュ光を照射する照射工程と、
前記サセプタに載置された前記基板の斜め上方に設置された第1放射温度計または前記基板の斜め上方に前記基板の中心から見て前記第1放射温度計と90°隔てた位置に設置された第2放射温度計が前記基板の上面から放射された赤外光を受光して当該上面の温度を測定する温度測定工程と、
を備え、
前記基板は面方位が(100)面の単結晶シリコンの半導体ウェハーであり、
前記移載工程では、前記基板の<100>方向に沿った2本の径が前記第1放射温度計および前記第2放射温度計の光軸と一致するように前記基板を前記サセプタに載置し、
前記第1放射温度計または前記第2放射温度計のうち、前記フラッシュランプからフラッシュ光を照射したときに一旦低下する測定値の低下の程度が小さい方を採用して前記基板の前記上面の温度を測定することを特徴とする熱処理方法。
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