JP7433936B2

JP7433936B2 - heat treatment equipment

Info

Publication number: JP7433936B2
Application number: JP2020014465A
Authority: JP
Inventors: 和也森; 純渡辺; 直人森
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2020-01-31
Publication date: 2024-02-20
Anticipated expiration: 2040-01-31
Also published as: JP2021121008A

Description

本発明は、半導体ウェハー等の薄板状精密電子基板（以下、単に「基板」と称する）に光を照射することによって該基板を加熱する熱処理装置に関する。 The present invention relates to a heat treatment apparatus that heats a thin precision electronic substrate (hereinafter simply referred to as a "substrate") such as a semiconductor wafer by irradiating the substrate with light.

半導体デバイスの製造プロセスにおいて、極めて短時間で半導体ウェハーを加熱するフラッシュランプアニール（ＦＬＡ）が注目されている。フラッシュランプアニールは、キセノンフラッシュランプ（以下、単に「フラッシュランプ」とするときにはキセノンフラッシュランプを意味する）を使用して半導体ウェハーの表面にフラッシュ光を照射することにより、半導体ウェハーの表面のみを極めて短時間（数ミリ秒以下）に昇温させる熱処理技術である。 In the manufacturing process of semiconductor devices, flash lamp annealing (FLA), which heats semiconductor wafers in an extremely short period of time, is attracting attention. Flash lamp annealing is a process in which only the surface of a semiconductor wafer is extremely polished by irradiating the surface of the semiconductor wafer with flash light using a xenon flash lamp (hereinafter simply referred to as "flash lamp"). This is a heat treatment technology that raises the temperature in a short period of time (several milliseconds or less).

キセノンフラッシュランプの放射分光分布は紫外域から近赤外域であり、従来のハロゲンランプよりも波長が短く、シリコンの半導体ウェハーの基礎吸収帯とほぼ一致している。よって、キセノンフラッシュランプから半導体ウェハーにフラッシュ光を照射したときには、透過光が少なく半導体ウェハーを急速に昇温することが可能である。また、数ミリ秒以下の極めて短時間のフラッシュ光照射であれば、半導体ウェハーの表面近傍のみを選択的に昇温できることも判明している。 The radiation spectral distribution of a xenon flash lamp ranges from the ultraviolet region to the near-infrared region, which has a shorter wavelength than that of conventional halogen lamps and roughly matches the fundamental absorption band of silicon semiconductor wafers. Therefore, when a semiconductor wafer is irradiated with flash light from a xenon flash lamp, the amount of transmitted light is small and it is possible to rapidly raise the temperature of the semiconductor wafer. It has also been found that by irradiating flash light for an extremely short period of several milliseconds or less, it is possible to selectively raise the temperature only in the vicinity of the surface of the semiconductor wafer.

このようなフラッシュランプアニールは、極短時間の加熱が必要とされる処理、例えば典型的には半導体ウェハーに注入された不純物の活性化に利用される。イオン注入法によって不純物が注入された半導体ウェハーの表面にフラッシュランプからフラッシュ光を照射すれば、当該半導体ウェハーの表面を極短時間だけ活性化温度にまで昇温することができ、不純物を深く拡散させることなく、不純物活性化のみを実行することができるのである。 Such flash lamp annealing is used for processes that require very short heating times, such as typically for activating impurities implanted into semiconductor wafers. By irradiating the surface of a semiconductor wafer into which impurities have been implanted using the ion implantation method with flash light from a flash lamp, the surface of the semiconductor wafer can be heated to the activation temperature for a very short period of time, allowing the impurities to be deeply diffused. Therefore, only impurity activation can be performed without activating the impurity.

このようなキセノンフラッシュランプを使用した熱処理装置においては、複数のフラッシュランプを内蔵するランプハウスをチャンバーの上方に設置する構成が採用されることが多い。チャンバー内にてウェハー割れ等のトラブルが発生したときにはチャンバーのメンテナンスを行わなければならず、その際にはランプハウスを移動させてチャンバーの上方を開放する必要がある。特許文献１には、ヒンジ機構を用いてランプハウスを設置し、そのヒンジ機構を中心としてランプハウスを回動させてチャンバーの上方を開放することが開示されている。 In heat treatment apparatuses using such xenon flash lamps, a configuration is often adopted in which a lamp house containing a plurality of flash lamps is installed above a chamber. When a problem such as wafer cracking occurs in the chamber, maintenance of the chamber must be performed, and in that case, it is necessary to move the lamp house to open the upper part of the chamber. Patent Document 1 discloses that a lamp house is installed using a hinge mechanism, and the lamp house is rotated about the hinge mechanism to open the upper part of the chamber.

特開２００４－３１９８７８号公報Japanese Patent Application Publication No. 2004-319878

しかしながら、ヒンジ機構を用いてランプハウスを設置する構成では、メンテナンス時に質量約２００ｋｇのランプハウスを回動させたときに、その重量の全てがヒンジ機構に作用するため、ヒンジ機構が故障しやすいという問題があった。また、ヒンジ機構が故障すると、作業時の安全性の問題も生じる。さらに、ヒンジ機構を用いた構成では、ヒンジ部が固定されているため、ランプハウスの高さ位置を調節することもできなかった。 However, in a configuration where the lamp house is installed using a hinge mechanism, when the lamp house, which has a mass of approximately 200 kg, is rotated during maintenance, the entire weight acts on the hinge mechanism, which is likely to cause the hinge mechanism to malfunction. There was a problem. Furthermore, if the hinge mechanism fails, safety issues during work also arise. Furthermore, in a configuration using a hinge mechanism, the hinge portion is fixed, and therefore the height position of the lamp house cannot be adjusted.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、容易かつ安全にランプハウスを移動させ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。 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 easily and safely move a lamp house.

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に光を照射することによって該基板を加熱する熱処理装置において、基板を収容するチャンバーと、前記基板に光を照射する複数のランプを収納するランプハウスと、前記チャンバーの上方にて前記ランプハウスを昇降させるエアシリンダと、水平方向に沿って設けられ、前記エアシリンダが摺動自在に移動可能なスライドレールと、を備え、前記ランプハウスを上昇させて支持した前記エアシリンダが前記スライドレールに案内されて水平方向に沿って移動され、前記ランプハウスには、長孔を形設した係止板が取り付けられ、その先端を前記長孔に入り込ませて前記ランプハウスを前記チャンバーの上方の処理位置に規制する第１のインデックスプランジャー、および、その先端を前記長孔に入り込ませて前記ランプハウスを前記チャンバーの上方から離間したメンテナンス位置に規制する第２のインデックスプランジャーをさらに備えることを特徴とする。 In order to solve the above problem, the invention of claim 1 provides a heat treatment apparatus that heats a substrate by irradiating the substrate with light, which includes a chamber that accommodates the substrate and a plurality of lamps that irradiate the substrate with light. the lamp house, an air cylinder for raising and lowering the lamp house above the chamber, and a slide rail provided along the horizontal direction and on which the air cylinder can be slidably moved; The air cylinder, which has been raised and supported, is guided by the slide rail and moved along the horizontal direction, and a locking plate with a long hole is attached to the lamp house, and its tip is connected to the long hole. a first index plunger that is inserted into the first index plunger to regulate the lamp house to a processing position above the chamber; and a maintenance position in which the tip of the plunger is inserted into the elongated hole to separate the lamp house from above the chamber. The invention is characterized in that it further includes a second index plunger that regulates the index .

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、前記チャンバーの上方にて前記エアシリンダが前記ランプハウスを下降させたときに、前記ランプハウスの高さ位置を計測する計測器をさらに備えることを特徴とする。 Further, in the heat treatment apparatus according to the invention of claim 1, the height position of the lamp house is measured when the air cylinder lowers the lamp house above the chamber. It is characterized by further comprising a measuring instrument.

また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る熱処理装置において、前記スライドレールと平行に設けられ、前記第１のインデックスプランジャーおよび前記第２のインデックスプランジャーが取り付けられる固定バーをさらに備えることを特徴とする。 Further, the invention of claim 3 is the heat treatment apparatus according to the invention of claim 1 or 2, wherein the first index plunger and the second index plunger are provided in parallel with the slide rail, and the first index plunger and the second index plunger are attached. The invention is characterized in that it further comprises a fixing bar .

請求項１から請求項３の発明によれば、チャンバーの上方にてランプハウスを昇降させるエアシリンダと、水平方向に沿って設けられ、エアシリンダが摺動自在に移動可能なスライドレールと、を備え、ランプハウスを上昇させて支持したエアシリンダがスライドレールに案内されて水平方向に沿って移動されるため、特定の機構部に負荷が集中することはなく、容易かつ安全にランプハウスを移動させることができる。 According to the invention of claims 1 to 3, the lamp house includes an air cylinder that raises and lowers the lamp house above the chamber, and a slide rail that is provided along the horizontal direction and on which the air cylinder can be slidably moved. The air cylinder, which lifts and supports the lamp house, is guided by the slide rail and moved horizontally, so the load is not concentrated on any specific mechanism, making it easy and safe to move the lamp house. can be done.

本発明に係る熱処理装置の内部構成を示す縦断面図である。1 is a longitudinal cross-sectional view showing the internal configuration of a heat treatment apparatus according to the present invention. 保持部の全体外観を示す斜視図である。It is a perspective view showing the whole appearance of a holding part. サセプタの平面図である。FIG. 3 is a plan view of a susceptor. サセプタの断面図である。It is a sectional view of a susceptor. 移載機構の平面図である。It is a top view of a transfer mechanism. 移載機構の側面図である。It is a side view of a transfer mechanism. 複数のハロゲンランプの配置を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of a plurality of halogen lamps. フラッシュランプハウスの移動機構を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a moving mechanism of the flash lamp house. フラッシュランプハウスの移動機構の側面図である。It is a side view of the moving mechanism of a flash lamp house. フラッシュランプハウスがエアシリンダによって持ち上げられた状態を示す図である。It is a figure which shows the state where a flash lamp house is lifted by the air cylinder. フラッシュランプハウスがメンテナンス位置に停止している状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a state in which the flash lamp house is stopped at a maintenance position.

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。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

図１は、本発明に係る熱処理装置１の内部構成を示す縦断面図である。図１の熱処理装置１は、基板として円板形状の半導体ウェハーＷに対してフラッシュ光照射を行うことによっ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。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。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the internal configuration of a heat treatment apparatus 1 according to the present invention. The heat treatment apparatus 1 in FIG. 1 is a flash lamp annealing apparatus that heats a disk-shaped semiconductor wafer W as a substrate by irradiating the semiconductor wafer W with flash light. The size of the semiconductor wafer W to be processed is not particularly limited, but is, for example, φ300 mm or φ450 mm. Note that in FIG. 1 and the subsequent figures, the dimensions and numbers of each part are exaggerated or simplified as necessary for easy understanding.

熱処理装置１は、半導体ウェハーＷを収容するチャンバー６と、複数のフラッシュランプＦＬを内蔵するフラッシュランプハウス５と、複数のハロゲンランプＨＬを内蔵するハロゲン加熱部４と、を備える。チャンバー６の上側にフラッシュランプハウス５が設けられるとともに、下側にハロゲン加熱部４が設けられている。また、熱処理装置１は、チャンバー６の内部に、半導体ウェハーＷを水平姿勢に保持する保持部７と、保持部７と装置外部との間で半導体ウェハーＷの受け渡しを行う移載機構１０と、を備える。さらに、熱処理装置１は、ハロゲン加熱部４、フラッシュランプハウス５およびチャンバー６に設けられた各動作機構を制御して半導体ウェハーＷの熱処理を実行させる制御部３を備える。 The heat treatment apparatus 1 includes a chamber 6 housing a semiconductor wafer W, a flash lamp house 5 housing a plurality of flash lamps FL, and a halogen heating section 4 housing a plurality of halogen lamps HL. A flash lamp house 5 is provided on the upper side of the chamber 6, and a halogen heating section 4 is provided on the lower side. The heat treatment apparatus 1 also includes, inside the chamber 6, a holding part 7 that holds the semiconductor wafer W in a horizontal position, and a transfer mechanism 10 that transfers the semiconductor wafer W between the holding part 7 and the outside of the apparatus. Equipped with. Further, the heat treatment apparatus 1 includes a control section 3 that controls each operating mechanism provided in the halogen heating section 4, the flash lamp house 5, and the chamber 6 to perform heat treatment on the semiconductor wafer W.

チャンバー６は、筒状のチャンバー側部６１の上下に石英製のチャンバー窓を装着して構成されている。チャンバー側部６１は上下が開口された概略筒形状を有しており、上側開口には上側チャンバー窓６３が装着されて閉塞され、下側開口には下側チャンバー窓６４が装着されて閉塞されている。チャンバー６の天井部を構成する上側チャンバー窓６３は、石英により形成された円板形状部材であり、フラッシュランプＦＬから出射されたフラッシュ光をチャンバー６内に透過する石英窓として機能する。また、チャンバー６の床部を構成する下側チャンバー窓６４も、石英により形成された円板形状部材であり、ハロゲンランプＨＬからの光をチャンバー６内に透過する石英窓として機能する。 The chamber 6 is constructed by mounting quartz chamber windows on the upper and lower sides of a cylindrical chamber side part 61. The chamber side part 61 has a generally cylindrical shape with an open top and bottom, and the upper opening is fitted with an upper chamber window 63 and closed, and the lower opening is fitted with a lower chamber window 64 and closed. ing. The upper chamber window 63 that constitutes the ceiling of the chamber 6 is a disc-shaped member made of quartz, and functions as a quartz window that transmits the flash light emitted from the flash lamp FL into the chamber 6. Further, the lower chamber window 64 constituting the floor of the chamber 6 is also a disc-shaped member made of quartz, and functions as a quartz window that transmits light from the halogen lamp HL into the chamber 6.

また、チャンバー側部６１の内側の壁面の上部には反射リング６８が装着され、下部には反射リング６９が装着されている。反射リング６８，６９は、ともに円環状に形成されている。上側の反射リング６８は、チャンバー側部６１の上側から嵌め込むことによって装着される。一方、下側の反射リング６９は、チャンバー側部６１の下側から嵌め込んで図示省略のビスで留めることによって装着される。すなわち、反射リング６８，６９は、ともに着脱自在にチャンバー側部６１に装着されるものである。チャンバー６の内側空間、すなわち上側チャンバー窓６３、下側チャンバー窓６４、チャンバー側部６１および反射リング６８，６９によって囲まれる空間が熱処理空間６５として規定される。 Further, a reflection ring 68 is attached to the upper part of the inner wall surface of the chamber side part 61, and a reflection ring 69 is attached to the lower part. The reflection rings 68 and 69 are both formed in an annular shape. The upper reflective ring 68 is attached by fitting it into the chamber side part 61 from above. On the other hand, the lower reflective ring 69 is attached by fitting it from the lower side of the chamber side part 61 and fastening it with a screw (not shown). That is, the reflection rings 68 and 69 are both removably attached to the chamber side part 61. The inner space of the chamber 6, that is, the space surrounded by the upper chamber window 63, the lower chamber window 64, the chamber side part 61, and the reflective rings 68 and 69 is defined as a heat treatment space 65.

チャンバー側部６１に反射リング６８，６９が装着されることによって、チャンバー６の内壁面に凹部６２が形成される。すなわち、チャンバー側部６１の内壁面のうち反射リング６８，６９が装着されていない中央部分と、反射リング６８の下端面と、反射リング６９の上端面とで囲まれた凹部６２が形成される。凹部６２は、チャンバー６の内壁面に水平方向に沿って円環状に形成され、半導体ウェハーＷを保持する保持部７を囲繞する。チャンバー側部６１および反射リング６８，６９は、強度と耐熱性に優れた金属材料（例えば、ステンレススチール）にて形成されている。 By attaching the reflective rings 68 and 69 to the chamber side portion 61, a recess 62 is formed in the inner wall surface of the chamber 6. That is, a recess 62 is formed, which is surrounded by the central portion of the inner wall surface of the chamber side portion 61 where the reflective rings 68 and 69 are not attached, the lower end surface of the reflective ring 68, and the upper end surface of the reflective ring 69. . The recess 62 is formed in an annular shape along the horizontal direction on the inner wall surface of the chamber 6, and surrounds the holding part 7 that holds the semiconductor wafer W. The chamber side portion 61 and the reflection rings 68, 69 are made of a metal material (for example, stainless steel) with excellent strength and heat resistance.

また、チャンバー側部６１には、チャンバー６に対して半導体ウェハーＷの搬入および搬出を行うための搬送開口部（炉口）６６が形設されている。搬送開口部６６は、ゲートバルブ１８５によって開閉可能とされている。搬送開口部６６は凹部６２の外周面に連通接続されている。このため、ゲートバルブ１８５が搬送開口部６６を開放しているときには、搬送開口部６６から凹部６２を通過して熱処理空間６５への半導体ウェハーＷの搬入および熱処理空間６５からの半導体ウェハーＷの搬出を行うことができる。また、ゲートバルブ１８５が搬送開口部６６を閉鎖するとチャンバー６内の熱処理空間６５が密閉空間とされる。 Furthermore, a transfer opening (furnace opening) 66 is formed in the chamber side portion 61 to carry the semiconductor wafer W into and out of the chamber 6 . The transport opening 66 can be opened and closed by a gate valve 185. The conveyance opening 66 is connected to the outer peripheral surface of the recess 62 . Therefore, when the gate valve 185 opens the transfer opening 66, the semiconductor wafer W is carried into the heat treatment space 65 from the transfer opening 66 through the recess 62, and the semiconductor wafer W is carried out from the heat treatment space 65. It can be performed. Further, when the gate valve 185 closes the transfer opening 66, the heat treatment space 65 in the chamber 6 becomes a sealed space.

さらに、チャンバー側部６１には、貫通孔６１ａが穿設されている。チャンバー側部６１の外壁面の貫通孔６１ａが設けられている部位には放射温度計２０が取り付けられている。貫通孔６１ａは、後述するサセプタ７４に保持された半導体ウェハーＷの下面から放射された赤外光を放射温度計２０に導くための円筒状の孔である。貫通孔６１ａは、その貫通方向の軸がサセプタ７４に保持された半導体ウェハーＷの主面と交わるように、水平方向に対して傾斜して設けられている。よって、放射温度計２０はサセプタ７４の斜め下方に設けられることとなる。貫通孔６１ａの熱処理空間６５に臨む側の端部には、放射温度計２０が測定可能な波長領域の赤外光を透過させるフッ化バリウム材料からなる透明窓２１が装着されている。 Further, the chamber side portion 61 is provided with a through hole 61a. A radiation thermometer 20 is attached to a portion of the outer wall surface of the chamber side portion 61 where the through hole 61a is provided. The through hole 61a is a cylindrical hole for guiding infrared light emitted from the lower surface of a semiconductor wafer W held by a susceptor 74, which will be described later, to the radiation thermometer 20. The through hole 61a is provided so as to be inclined with respect to the horizontal direction so that the axis of the through hole 61a intersects with the main surface of the semiconductor wafer W held by the susceptor 74. Therefore, the radiation thermometer 20 is provided diagonally below the susceptor 74. A transparent window 21 made of barium fluoride material that transmits infrared light in a wavelength range that can be measured by the radiation thermometer 20 is attached to the end of the through hole 61a facing the heat treatment space 65.

また、チャンバー６の内壁上部には熱処理空間６５に処理ガスを供給するガス供給孔８１が形設されている。ガス供給孔８１は、凹部６２よりも上側位置に形設されており、反射リング６８に設けられていても良い。ガス供給孔８１はチャンバー６の側壁内部に円環状に形成された緩衝空間８２を介してガス供給管８３に連通接続されている。ガス供給管８３は処理ガス供給源８５に接続されている。また、ガス供給管８３の経路途中にはバルブ８４が介挿されている。バルブ８４が開放されると、処理ガス供給源８５から緩衝空間８２に処理ガスが送給される。緩衝空間８２に流入した処理ガスは、ガス供給孔８１よりも流体抵抗の小さい緩衝空間８２内を拡がるように流れてガス供給孔８１から熱処理空間６５内へと供給される。処理ガスとしては、例えば窒素（Ｎ_２）等の不活性ガス、または、水素（Ｈ_２）、アンモニア（ＮＨ_３）等の反応性ガス、或いはそれらを混合した混合ガスを用いることができる（本実施形態では窒素ガス）。 Further, a gas supply hole 81 for supplying processing gas to the heat treatment space 65 is formed in the upper part of the inner wall of the chamber 6 . The gas supply hole 81 is formed above the recess 62 and may be provided in the reflection ring 68. The gas supply hole 81 is connected to a gas supply pipe 83 via a buffer space 82 formed in an annular shape inside the side wall of the chamber 6 . Gas supply pipe 83 is connected to processing gas supply source 85 . Further, a valve 84 is inserted in the middle of the gas supply pipe 83. When the valve 84 is opened, processing gas is supplied from the processing gas supply source 85 to the buffer space 82 . The processing gas that has flowed into the buffer space 82 flows to expand within the buffer space 82 , which has a lower fluid resistance than the gas supply hole 81 , and is supplied from the gas supply hole 81 into the heat treatment space 65 . As the processing gas, for example, an inert gas such as nitrogen (N ₂ ), a reactive gas such as hydrogen (H ₂ ) or ammonia (NH ₃ ), or a mixed gas of these can be used. In the embodiment, nitrogen gas).

一方、チャンバー６の内壁下部には熱処理空間６５内の気体を排気するガス排気孔８６が形設されている。ガス排気孔８６は、凹部６２よりも下側位置に形設されており、反射リング６９に設けられていても良い。ガス排気孔８６はチャンバー６の側壁内部に円環状に形成された緩衝空間８７を介してガス排気管８８に連通接続されている。ガス排気管８８は排気部１９０に接続されている。また、ガス排気管８８の経路途中にはバルブ８９が介挿されている。バルブ８９が開放されると、熱処理空間６５の気体がガス排気孔８６から緩衝空間８７を経てガス排気管８８へと排出される。なお、ガス供給孔８１およびガス排気孔８６は、チャンバー６の周方向に沿って複数設けられていても良いし、スリット状のものであっても良い。また、処理ガス供給源８５および排気部１９０は、熱処理装置１に設けられた機構であっても良いし、熱処理装置１が設置される工場のユーティリティであっても良い。 On the other hand, a gas exhaust hole 86 is formed in the lower part of the inner wall of the chamber 6 to exhaust the gas in the heat treatment space 65. The gas exhaust hole 86 is formed at a lower position than the recess 62 and may be provided in the reflective ring 69. The gas exhaust hole 86 is connected to a gas exhaust pipe 88 via a buffer space 87 formed in an annular shape inside the side wall of the chamber 6 . Gas exhaust pipe 88 is connected to exhaust section 190. Further, a valve 89 is inserted in the middle of the gas exhaust pipe 88. When the valve 89 is opened, the gas in the heat treatment space 65 is discharged from the gas exhaust hole 86 through the buffer space 87 to the gas exhaust pipe 88 . Note that a plurality of gas supply holes 81 and gas exhaust holes 86 may be provided along the circumferential direction of the chamber 6, or may be slit-shaped. Furthermore, the processing gas supply source 85 and the exhaust section 190 may be mechanisms provided in the heat treatment apparatus 1, or may be utilities in a factory where the heat treatment apparatus 1 is installed.

図２は、保持部７の全体外観を示す斜視図である。保持部７は、基台リング７１、連結部７２およびサセプタ７４を備えて構成される。基台リング７１、連結部７２およびサセプタ７４はいずれも石英にて形成されている。すなわち、保持部７の全体が石英にて形成されている。 FIG. 2 is a perspective view showing the overall appearance of the holding section 7. As shown in FIG. The holding section 7 includes a base ring 71, a connecting section 72, and a susceptor 74. The base ring 71, the connecting portion 72, and the susceptor 74 are all made of quartz. That is, the entire holding portion 7 is made of quartz.

基台リング７１は円環形状から一部が欠落した円弧形状の石英部材である。この欠落部分は、後述する移載機構１０の移載アーム１１と基台リング７１との干渉を防ぐために設けられている。基台リング７１は凹部６２の底面に載置されることによって、チャンバー６の壁面に支持されることとなる（図１参照）。基台リング７１の上面に、その円環形状の周方向に沿って複数の連結部７２（本実施形態では４個）が立設される。連結部７２も石英の部材であり、溶接によって基台リング７１に固着される。 The base ring 71 is a quartz member having an arcuate shape with a portion missing from the annular shape. This missing portion is provided to prevent interference between the transfer arm 11 of the transfer mechanism 10 and the base ring 71, which will be described later. By being placed on the bottom of the recess 62, the base ring 71 is supported by the wall of the chamber 6 (see FIG. 1). A plurality of connecting portions 72 (four in this embodiment) are erected on the upper surface of the base ring 71 along the circumferential direction of the annular shape. The connecting portion 72 is also a quartz member and is fixed to the base ring 71 by welding.

サセプタ７４は基台リング７１に設けられた４個の連結部７２によって支持される。図３は、サセプタ７４の平面図である。また、図４は、サセプタ７４の断面図である。サセプタ７４は、保持プレート７５、ガイドリング７６および複数の基板支持ピン７７を備える。保持プレート７５は、石英にて形成された略円形の平板状部材である。保持プレート７５の直径は半導体ウェハーＷの直径よりも大きい。すなわち、保持プレート７５は、半導体ウェハーＷよりも大きな平面サイズを有する。 The susceptor 74 is supported by four connecting parts 72 provided on the base ring 71. FIG. 3 is a plan view of the susceptor 74. Further, FIG. 4 is a cross-sectional view of the susceptor 74. The susceptor 74 includes a holding plate 75, a guide ring 76, and a plurality of substrate support pins 77. The holding plate 75 is a substantially circular flat plate member made of quartz. The diameter of the holding plate 75 is larger than the diameter of the semiconductor wafer W. That is, the holding plate 75 has a larger planar size than the semiconductor wafer W.

保持プレート７５の上面周縁部にガイドリング７６が設置されている。ガイドリング７６は、半導体ウェハーＷの直径よりも大きな内径を有する円環形状の部材である。例えば、半導体ウェハーＷの直径がφ３００ｍｍの場合、ガイドリング７６の内径はφ３２０ｍｍである。ガイドリング７６の内周は、保持プレート７５から上方に向けて広くなるようなテーパ面とされている。ガイドリング７６は、保持プレート７５と同様の石英にて形成される。ガイドリング７６は、保持プレート７５の上面に溶着するようにしても良いし、別途加工したピンなどによって保持プレート７５に固定するようにしても良い。或いは、保持プレート７５とガイドリング７６とを一体の部材として加工するようにしても良い。 A guide ring 76 is installed at the upper peripheral edge of the holding plate 75. The guide ring 76 is an annular member having an inner diameter larger than the diameter of the semiconductor wafer W. For example, when the diameter of the semiconductor wafer W is 300 mm, the inner diameter of the guide ring 76 is 320 mm. The inner periphery of the guide ring 76 has a tapered surface that becomes wider upward from the holding plate 75. The guide ring 76 is made of quartz like the holding plate 75. The guide ring 76 may be welded to the upper surface of the holding plate 75, or may be fixed to the holding plate 75 using a separately machined pin or the like. Alternatively, the holding plate 75 and the guide ring 76 may be processed as an integral member.

保持プレート７５の上面のうちガイドリング７６よりも内側の領域が半導体ウェハーＷを保持する平面状の保持面７５ａとされる。保持プレート７５の保持面７５ａには、複数の基板支持ピン７７が立設されている。本実施形態においては、保持面７５ａの外周円（ガイドリング７６の内周円）と同心円の周上に沿って３０°毎に計１２個の基板支持ピン７７が立設されている。１２個の基板支持ピン７７を配置した円の径（対向する基板支持ピン７７間の距離）は半導体ウェハーＷの径よりも小さく、半導体ウェハーＷの径がφ３００ｍｍであればφ２７０ｍｍ～φ２８０ｍｍ（本実施形態ではφ２７０ｍｍ）である。それぞれの基板支持ピン７７は石英にて形成されている。複数の基板支持ピン７７は、保持プレート７５の上面に溶接によって設けるようにしても良いし、保持プレート７５と一体に加工するようにしても良い。 A region of the upper surface of the holding plate 75 inside the guide ring 76 is a planar holding surface 75a that holds the semiconductor wafer W. A plurality of substrate support pins 77 are provided upright on the holding surface 75a of the holding plate 75. In this embodiment, a total of 12 substrate support pins 77 are provided upright every 30° along a circumference concentric with the outer circumference of the holding surface 75a (inner circumference of the guide ring 76). The diameter of the circle in which the 12 substrate support pins 77 are arranged (the distance between the opposing substrate support pins 77) is smaller than the diameter of the semiconductor wafer W, and if the diameter of the semiconductor wafer W is φ300 mm, it is φ270 mm to φ280 mm (in this implementation). The shape is φ270mm). Each substrate support pin 77 is made of quartz. The plurality of substrate support pins 77 may be provided on the upper surface of the holding plate 75 by welding, or may be processed integrally with the holding plate 75.

図２に戻り、基台リング７１に立設された４個の連結部７２とサセプタ７４の保持プレート７５の周縁部とが溶接によって固着される。すなわち、サセプタ７４と基台リング７１とは連結部７２によって固定的に連結されている。このような保持部７の基台リング７１がチャンバー６の壁面に支持されることによって、保持部７がチャンバー６に装着される。保持部７がチャンバー６に装着された状態においては、サセプタ７４の保持プレート７５は水平姿勢（法線が鉛直方向と一致する姿勢）となる。すなわち、保持プレート７５の保持面７５ａは水平面となる。 Returning to FIG. 2, the four connecting parts 72 erected on the base ring 71 and the peripheral edge of the holding plate 75 of the susceptor 74 are fixed by welding. That is, the susceptor 74 and the base ring 71 are fixedly connected by the connecting portion 72. The holding part 7 is attached to the chamber 6 by supporting the base ring 71 of the holding part 7 on the wall surface of the chamber 6 . When the holding portion 7 is attached to the chamber 6, the holding plate 75 of the susceptor 74 is in a horizontal position (a position in which the normal line coincides with the vertical direction). That is, the holding surface 75a of the holding plate 75 is a horizontal surface.

チャンバー６に搬入された半導体ウェハーＷは、チャンバー６に装着された保持部７のサセプタ７４の上に水平姿勢にて載置されて保持される。このとき、半導体ウェハーＷは保持プレート７５上に立設された１２個の基板支持ピン７７によって支持されてサセプタ７４に保持される。より厳密には、１２個の基板支持ピン７７の上端部が半導体ウェハーＷの下面に接触して当該半導体ウェハーＷを支持する。１２個の基板支持ピン７７の高さ（基板支持ピン７７の上端から保持プレート７５の保持面７５ａまでの距離）は均一であるため、１２個の基板支持ピン７７によって半導体ウェハーＷを水平姿勢に支持することができる。 The semiconductor wafer W carried into the chamber 6 is placed and held in a horizontal position on the susceptor 74 of the holding section 7 mounted in the chamber 6. At this time, the semiconductor wafer W is supported by twelve substrate support pins 77 erected on the holding plate 75 and held by the susceptor 74. More precisely, the upper ends of the twelve substrate support pins 77 contact the lower surface of the semiconductor wafer W to support the semiconductor wafer W. Since the height of the 12 substrate support pins 77 (the distance from the upper end of the substrate support pin 77 to the holding surface 75a of the holding plate 75) is uniform, the semiconductor wafer W is held in a horizontal position by the 12 substrate support pins 77. can be supported.

また、半導体ウェハーＷは複数の基板支持ピン７７によって保持プレート７５の保持面７５ａから所定の間隔を隔てて支持されることとなる。基板支持ピン７７の高さよりもガイドリング７６の厚さの方が大きい。従って、複数の基板支持ピン７７によって支持された半導体ウェハーＷの水平方向の位置ずれはガイドリング７６によって防止される。 Further, the semiconductor wafer W is supported by a plurality of substrate support pins 77 at a predetermined distance from the holding surface 75a of the holding plate 75. The thickness of the guide ring 76 is greater than the height of the substrate support pin 77. Therefore, the guide ring 76 prevents the semiconductor wafer W supported by the plurality of substrate support pins 77 from shifting in the horizontal direction.

また、図２および図３に示すように、サセプタ７４の保持プレート７５には、上下に貫通して開口部７８が形成されている。開口部７８は、放射温度計２０が半導体ウェハーＷの下面から放射される放射光（赤外光）を受光するために設けられている。すなわち、放射温度計２０が開口部７８およびチャンバー側部６１の貫通孔６１ａに装着された透明窓２１を介して半導体ウェハーＷの下面から放射された光を受光して当該半導体ウェハーＷの温度を測定する。さらに、サセプタ７４の保持プレート７５には、後述する移載機構１０のリフトピン１２が半導体ウェハーＷの受け渡しのために貫通する４個の貫通孔７９が穿設されている。 Further, as shown in FIGS. 2 and 3, an opening 78 is formed in the holding plate 75 of the susceptor 74 so as to pass through the holding plate 75 vertically. The opening 78 is provided so that the radiation thermometer 20 receives radiation light (infrared light) emitted from the lower surface of the semiconductor wafer W. That is, the radiation thermometer 20 receives the light emitted from the lower surface of the semiconductor wafer W through the transparent window 21 installed in the opening 78 and the through hole 61a of the chamber side part 61, and measures the temperature of the semiconductor wafer W. Measure. Furthermore, four through holes 79 are formed in the holding plate 75 of the susceptor 74, through which lift pins 12 of a transfer mechanism 10, which will be described later, pass through to transfer the semiconductor wafer W.

図５は、移載機構１０の平面図である。また、図６は、移載機構１０の側面図である。移載機構１０は、２本の移載アーム１１を備える。移載アーム１１は、概ね円環状の凹部６２に沿うような円弧形状とされている。それぞれの移載アーム１１には２本のリフトピン１２が立設されている。移載アーム１１およびリフトピン１２は石英にて形成されている。各移載アーム１１は水平移動機構１３によって回動可能とされている。水平移動機構１３は、一対の移載アーム１１を保持部７に対して半導体ウェハーＷの移載を行う移載動作位置（図５の実線位置）と保持部７に保持された半導体ウェハーＷと平面視で重ならない退避位置（図５の二点鎖線位置）との間で水平移動させる。水平移動機構１３としては、個別のモータによって各移載アーム１１をそれぞれ回動させるものであっても良いし、リンク機構を用いて１個のモータによって一対の移載アーム１１を連動させて回動させるものであっても良い。 FIG. 5 is a plan view of the transfer mechanism 10. Further, FIG. 6 is a side view of the transfer mechanism 10. The transfer mechanism 10 includes two transfer arms 11. The transfer arm 11 has an arcuate shape along the generally annular recess 62 . Two lift pins 12 are provided upright on each transfer arm 11. The transfer arm 11 and lift pin 12 are made of quartz. Each transfer arm 11 is rotatable by a horizontal movement mechanism 13. The horizontal movement mechanism 13 moves the pair of transfer arms 11 to a transfer operation position (solid line position in FIG. 5) in which the semiconductor wafer W is transferred to the holding part 7 and a semiconductor wafer W held by the holding part 7. It is horizontally moved between the retracted positions (positions indicated by two-dot chain lines in FIG. 5) where they do not overlap in plan view. The horizontal movement mechanism 13 may be one in which each transfer arm 11 is rotated by an individual motor, or one in which a pair of transfer arms 11 are rotated in conjunction with one motor using a link mechanism. It may be something that moves.

また、一対の移載アーム１１は、昇降機構１４によって水平移動機構１３とともに昇降移動される。昇降機構１４が一対の移載アーム１１を移載動作位置にて上昇させると、計４本のリフトピン１２がサセプタ７４に穿設された貫通孔７９（図２，３参照）を通過し、リフトピン１２の上端がサセプタ７４の上面から突き出る。一方、昇降機構１４が一対の移載アーム１１を移載動作位置にて下降させてリフトピン１２を貫通孔７９から抜き取り、水平移動機構１３が一対の移載アーム１１を開くように移動させると各移載アーム１１が退避位置に移動する。一対の移載アーム１１の退避位置は、保持部７の基台リング７１の直上である。基台リング７１は凹部６２の底面に載置されているため、移載アーム１１の退避位置は凹部６２の内側となる。なお、移載機構１０の駆動部（水平移動機構１３および昇降機構１４）が設けられている部位の近傍にも図示省略の排気機構が設けられており、移載機構１０の駆動部周辺の雰囲気がチャンバー６の外部に排出されるように構成されている。 Further, the pair of transfer arms 11 are moved up and down together with the horizontal movement mechanism 13 by the lifting mechanism 14 . When the lifting mechanism 14 raises the pair of transfer arms 11 to the transfer operation position, a total of four lift pins 12 pass through the through holes 79 (see FIGS. 2 and 3) drilled in the susceptor 74, and the lift pins The upper end of 12 protrudes from the upper surface of susceptor 74. On the other hand, when the lifting mechanism 14 lowers the pair of transfer arms 11 at the transfer operation position and extracts the lift pin 12 from the through hole 79, and the horizontal movement mechanism 13 moves the pair of transfer arms 11 to open, each The transfer arm 11 moves to the retreat position. The retracted position of the pair of transfer arms 11 is directly above the base ring 71 of the holding section 7 . Since the base ring 71 is placed on the bottom surface of the recess 62, the retracted position of the transfer arm 11 is inside the recess 62. Note that an exhaust mechanism (not shown) is also provided near the parts where the drive parts (horizontal movement mechanism 13 and lifting mechanism 14) of the transfer mechanism 10 are provided, and the atmosphere around the drive parts of the transfer mechanism 10 is is configured so that the liquid is discharged to the outside of the chamber 6.

図１に戻り、チャンバー６の上方に設けられたフラッシュランプハウス５は、筐体５１の内側に、複数本（本実施形態では３０本）のキセノンフラッシュランプＦＬからなる光源と、その光源の上方を覆うように設けられたリフレクタ５２と、を備えて構成される。また、フラッシュランプハウス５の筐体５１の底部にはランプ光放射窓５３が装着されている。フラッシュランプハウス５の床部を構成するランプ光放射窓５３は、石英により形成された板状の石英窓である。フラッシュランプハウス５がチャンバー６の上方に設置されることにより、ランプ光放射窓５３が上側チャンバー窓６３と相対向することとなる。フラッシュランプＦＬはチャンバー６の上方からランプ光放射窓５３および上側チャンバー窓６３を介して熱処理空間６５にフラッシュ光を照射する。 Returning to FIG. 1, the flash lamp house 5 provided above the chamber 6 has a light source consisting of a plurality of (30 in this embodiment) xenon flash lamps FL inside a housing 51, and a light source above the light source. and a reflector 52 provided to cover the. Furthermore, a lamp light emitting window 53 is attached to the bottom of the casing 51 of the flash lamp house 5. The lamp light emitting window 53 constituting the floor of the flash lamp house 5 is a plate-shaped quartz window made of quartz. By installing the flash lamp house 5 above the chamber 6, the lamp light emission window 53 faces the upper chamber window 63. The flash lamp FL irradiates the heat treatment space 65 with flash light from above the chamber 6 through the lamp light emission window 53 and the upper chamber window 63.

複数のフラッシュランプＦＬ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保持部７に保持される半導体ウェハーＷの主面に沿って（つまり水平方向に沿って）互いに平行となるように平面状に配列されている。よって、フラッシュランプＦＬの配列によって形成される平面も水平面である。複数のフラッシュランプＦＬが配列される領域は半導体ウェハーＷの平面サイズよりも大きい。 The plurality of flash lamps FL are rod-shaped lamps each having an elongated cylindrical shape, and each of the flash lamps FL has its longitudinal direction along the main surface of the semiconductor wafer W held by the holding part 7 (that is, along the horizontal direction). They are arranged in a plane so that they are parallel to each other. Therefore, the plane formed by the arrangement of the flash lamps FL is also a horizontal plane. The area where the plurality of flash lamps FL are arranged is larger than the planar size of the semiconductor wafer W.

キセノンフラッシュランプＦＬ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円筒形状のガラス管（放電管）と、該ガラス管の外周面上に付設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、コンデンサーに電荷が蓄積されていたとしても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、そのときのキセノンの原子あるいは分子の励起によって光が放出される。このようなキセノンフラッシュランプＦＬにおいては、予めコンデンサーに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１００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、ハロゲンランプＨＬの如き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。すなわち、フラッシュランプＦＬは、１秒未満の極めて短い時間で瞬間的に発光するパルス発光ランプである。なお、フラッシュランプＦＬの発光時間は、フラッシュランプＦＬに電力供給を行うランプ電源のコイル定数によって調整することができる。 The xenon flash lamp FL consists of a cylindrical glass tube (discharge tube) in which xenon gas is sealed and an anode and a cathode connected to a condenser at both ends. and an attached trigger electrode. Since xenon gas is an electrical insulator, no electricity will flow inside the glass tube under normal conditions even if a charge is stored in the capacitor. However, when a high voltage is applied to the trigger electrode to break down the insulation, the electricity stored in the capacitor instantly flows into the glass tube, and the excitation of xenon atoms or molecules at that time causes light to be emitted. In such a xenon flash lamp FL, the electrostatic energy previously stored in the capacitor is converted into extremely short light pulses of 0.1 milliseconds to 100 milliseconds, so it cannot be lit continuously like a halogen lamp HL. It has the characteristic of being able to emit extremely strong light compared to a light source. That is, the flash lamp FL is a pulsed light emitting lamp that emits light instantaneously in an extremely short period of less than one second. Note that the light emission time of the flash lamp FL can be adjusted by the coil constant of the lamp power supply that supplies power to the flash lamp FL.

また、リフレクタ５２は、複数のフラッシュランプＦＬの上方にそれら全体を覆うように設けられている。リフレクタ５２の基本的な機能は、複数のフラッシュランプＦＬから出射されたフラッシュ光を熱処理空間６５の側に反射するというものである。リフレクタ５２はアルミニウム合金板にて形成されており、その表面（フラッシュランプＦＬに臨む側の面）はブラスト処理により粗面化加工が施されている。 Further, the reflector 52 is provided above the plurality of flash lamps FL so as to cover them entirely. The basic function of the reflector 52 is to reflect the flash light emitted from the plurality of flash lamps FL toward the heat treatment space 65 side. The reflector 52 is formed of an aluminum alloy plate, and its surface (the surface facing the flash lamp FL) is roughened by blasting.

チャンバー６の下方に設けられたハロゲン加熱部４は、筐体４１の内側に複数本（本実施形態では４０本）のハロゲンランプＨＬを内蔵している。ハロゲン加熱部４は、複数のハロゲンランプＨＬによってチャンバー６の下方から下側チャンバー窓６４を介して熱処理空間６５への光照射を行って半導体ウェハーＷを加熱する。 The halogen heating unit 4 provided below the chamber 6 includes a plurality of (40 in this embodiment) halogen lamps HL inside a housing 41. The halogen heating unit 4 heats the semiconductor wafer W by irradiating light into the heat treatment space 65 from below the chamber 6 through the lower chamber window 64 using a plurality of halogen lamps HL.

図７は、複数のハロゲンランプＨＬの配置を示す平面図である。４０本のハロゲンランプＨＬは上下２段に分けて配置されている。保持部７に近い上段に２０本のハロゲンランプＨＬが配設されるとともに、上段よりも保持部７から遠い下段にも２０本のハロゲンランプＨＬが配設されている。各ハロゲンランプＨＬは、長尺の円筒形状を有する棒状ランプである。上段、下段ともに２０本のハロゲンランプＨＬは、それぞれの長手方向が保持部７に保持される半導体ウェハーＷの主面に沿って（つまり水平方向に沿って）互いに平行となるように配列されている。よって、上段、下段ともにハロゲンランプＨＬの配列によって形成される平面は水平面である。 FIG. 7 is a plan view showing the arrangement of a plurality of halogen lamps HL. The 40 halogen lamps HL are arranged in two stages, upper and lower. Twenty halogen lamps HL are arranged in the upper stage near the holding part 7, and twenty halogen lamps HL are arranged in the lower stage farther from the holding part 7 than the upper stage. Each halogen lamp HL is a rod-shaped lamp having an elongated cylindrical shape. The 20 halogen lamps HL in both the upper and lower stages are arranged so that their longitudinal directions are parallel to each other along the main surface of the semiconductor wafer W held by the holding part 7 (that is, along the horizontal direction). There is. Therefore, the plane formed by the arrangement of the halogen lamps HL in both the upper and lower stages is a horizontal plane.

また、図７に示すように、上段、下段ともに保持部７に保持される半導体ウェハーＷの中央部に対向する領域よりも周縁部に対向する領域におけるハロゲンランプＨＬの配設密度が高くなっている。すなわち、上下段ともに、ランプ配列の中央部よりも周縁部の方がハロゲンランプＨＬの配設ピッチが短い。このため、ハロゲン加熱部４からの光照射による加熱時に温度低下が生じやすい半導体ウェハーＷの周縁部により多い光量の照射を行うことができる。 Further, as shown in FIG. 7, the arrangement density of the halogen lamps HL in the region facing the peripheral portion of the semiconductor wafer W held by the holding portion 7 is higher than that in the region facing the center portion of the semiconductor wafer W held by the holding portion 7 in both the upper and lower stages. There is. That is, in both the upper and lower stages, the arrangement pitch of the halogen lamps HL is shorter at the periphery than at the center of the lamp array. Therefore, a larger amount of light can be irradiated onto the peripheral edge of the semiconductor wafer W, where the temperature tends to drop during heating by light irradiation from the halogen heating unit 4.

また、上段のハロゲンランプＨＬからなるランプ群と下段のハロゲンランプＨＬからなるランプ群とが格子状に交差するように配列されている。すなわち、上段に配置された２０本のハロゲンランプＨＬの長手方向と下段に配置された２０本のハロゲンランプＨＬの長手方向とが互いに直交するように計４０本のハロゲンランプＨＬが配設されている。 Further, a lamp group consisting of the upper stage halogen lamps HL and a lamp group consisting of the lower stage halogen lamps HL are arranged so as to intersect in a grid pattern. That is, a total of 40 halogen lamps HL are arranged so that the longitudinal direction of the 20 halogen lamps HL arranged in the upper stage and the longitudinal direction of the 20 halogen lamps HL arranged in the lower stage are orthogonal to each other. There is.

ハロゲンランプＨＬは、ガラス管内部に配設されたフィラメントに通電することでフィラメントを白熱化させて発光させるフィラメント方式の光源である。ガラス管の内部には、窒素やアルゴン等の不活性ガスにハロゲン元素（ヨウ素、臭素等）を微量導入した気体が封入されている。ハロゲン元素を導入することによって、フィラメントの折損を抑制しつつフィラメントの温度を高温に設定することが可能となる。したがって、ハロゲンランプＨＬは、通常の白熱電球に比べて寿命が長くかつ強い光を連続的に照射できるという特性を有する。すなわち、ハロゲンランプＨＬは少なくとも１秒以上連続して発光する連続点灯ランプである。また、ハロゲンランプＨＬは棒状ランプであるため長寿命であり、ハロゲンランプＨＬを水平方向に沿わせて配置することにより上方の半導体ウェハーＷへの放射効率が優れたものとなる。 The halogen lamp HL is a filament-type light source that generates light by energizing a filament disposed inside a glass tube to make the filament incandescent and emit light. The inside of the glass tube is filled with a gas made by introducing a small amount of halogen elements (iodine, bromine, etc.) into an inert gas such as nitrogen or argon. By introducing a halogen element, it becomes possible to set the temperature of the filament to a high temperature while suppressing breakage of the filament. Therefore, the halogen lamp HL has a longer lifespan than a normal incandescent light bulb and has the characteristics of being able to continuously emit intense light. That is, the halogen lamp HL is a continuously lit lamp that emits light continuously for at least one second or more. Further, since the halogen lamp HL is a rod-shaped lamp, it has a long life, and by arranging the halogen lamp HL along the horizontal direction, the radiation efficiency toward the semiconductor wafer W above becomes excellent.

また、ハロゲン加熱部４の筐体４１内にも、２段のハロゲンランプＨＬの下側にリフレクタ４３が設けられている（図１）。リフレクタ４３は、複数のハロゲンランプＨＬから出射された光を熱処理空間６５の側に反射する。 Further, a reflector 43 is also provided in the housing 41 of the halogen heating section 4 below the two-stage halogen lamp HL (FIG. 1). The reflector 43 reflects the light emitted from the plurality of halogen lamps HL toward the heat treatment space 65 side.

チャンバー６の上方に設けられたフラッシュランプハウス５は移動可能とされている。図８は、フラッシュランプハウス５の移動機構を示す平面図である。また、図９は、フラッシュランプハウス５の移動機構の側面図である。図８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直交座標系を付している。 A flash lamp house 5 provided above the chamber 6 is movable. FIG. 8 is a plan view showing the moving mechanism of the flash lamp house 5. As shown in FIG. Moreover, FIG. 9 is a side view of the moving mechanism of the flash lamp house 5. In FIG. 8 and the subsequent figures, an XYZ orthogonal coordinate system is used in which the Z-axis direction is the vertical direction and the XY plane is the horizontal plane, in order to clarify the directional relationship between them.

半導体ウェハーＷを収容するチャンバー６の外側側方には２本のスライドレール９０が延設されている。２本のスライドレール９０は、所定の間隔を隔てて互いに平行にＸ軸方向に沿って設けられている。各スライドレール９０は、水平方向に沿って延びる直線状の部材である。 Two slide rails 90 extend on the outer sides of the chamber 6 that accommodates the semiconductor wafer W. The two slide rails 90 are provided parallel to each other along the X-axis direction at a predetermined interval. Each slide rail 90 is a linear member extending in the horizontal direction.

２本のスライドレール９０のそれぞれには１個のエアシリンダ３０が摺動自在に設けられている。すなわち、合計２個のエアシリンダ３０が設けられている。各エアシリンダ３０は、スライドレール９０に沿ってＸ軸方向にスライド移動可能である。図８および図９に示すように、エアシリンダ３０がチャンバー６の側方に移動しているときにはフラッシュランプハウス５の下方に位置している。 One air cylinder 30 is slidably provided on each of the two slide rails 90. That is, a total of two air cylinders 30 are provided. Each air cylinder 30 is slidable along the slide rail 90 in the X-axis direction. As shown in FIGS. 8 and 9, when the air cylinder 30 is moving to the side of the chamber 6, it is located below the flash lamp house 5.

２個のエアシリンダ３０のそれぞれは、エア駆動によってピストン３１を昇降させる。ピストン３１の上端には保持部材３２が設けられている。２個のエアシリンダ３０がフラッシュランプハウス５の下方に位置しているときにピストン３１を上昇させると保持部材３２によって当該フラッシュランプハウス５を持ち上げることができる。また、フラッシュランプハウス５を持ち上げている２個のエアシリンダ３０がピストン３１を下降させると当該フラッシュランプハウス５を下げることができる。 Each of the two air cylinders 30 moves the piston 31 up and down by air drive. A holding member 32 is provided at the upper end of the piston 31. If the piston 31 is raised when the two air cylinders 30 are located below the flash lamp house 5, the flash lamp house 5 can be lifted by the holding member 32. Further, when the two air cylinders 30 lifting up the flash lamp house 5 lower the pistons 31, the flash lamp house 5 can be lowered.

エアシリンダ３０によって下降されるフラッシュランプハウス５は、フラッシュランプハウス５の四隅に対応して設けられた支柱５９によって支持される。支柱５９の上端部には、ダイヤルゲージ５８およびネジ調節機構を備えた支持部（図示省略）が設けられている。フラッシュランプハウス５は、直接的にはそれら４個の支持部に支持されることとなる。各支持部はネジ調節機構によってフラッシュランプハウス５の四隅の高さ位置を微調整する。また、フラッシュランプハウス５の四隅の高さ位置は、対応するダイヤルゲージ５８によって測定される。なお、フラッシュランプハウス５が支柱５９の支持部によって支持されているときには、エアシリンダ３０のピストン３１の上端に設けられた保持部材３２はフラッシュランプハウス５から離間している。 The flash lamp house 5 that is lowered by the air cylinder 30 is supported by pillars 59 provided corresponding to the four corners of the flash lamp house 5. A support portion (not shown) including a dial gauge 58 and a screw adjustment mechanism is provided at the upper end of the support column 59. The flash lamp house 5 is directly supported by these four supports. Each support part finely adjusts the height position of the four corners of the flash lamp house 5 using a screw adjustment mechanism. Further, the height positions of the four corners of the flash lamp house 5 are measured by corresponding dial gauges 58. Note that when the flash lamp house 5 is supported by the support portion of the support column 59, the holding member 32 provided at the upper end of the piston 31 of the air cylinder 30 is spaced apart from the flash lamp house 5.

ピストン３１および保持部材３２を上昇させてフラッシュランプハウス５を持ち上げている２個のエアシリンダ３０はスライドレール９０に沿って移動される。これにより、フラッシュランプハウス５は、チャンバー６の上方の処理位置（図８の実線位置）とチャンバー６の上方から離間したメンテナンス位置（図８の二点鎖線位置）との間で移動される。 The two air cylinders 30 lifting the flash lamp house 5 by raising the piston 31 and the holding member 32 are moved along the slide rail 90. As a result, the flash lamp house 5 is moved between a processing position above the chamber 6 (solid line position in FIG. 8) and a maintenance position spaced apart from above the chamber 6 (double-dashed line position in FIG. 8).

また、フラッシュランプハウス５の水平方向に沿った位置を規制する部材として、固定バー９２およびインデックスプランジャー９４ａ，９４ｂが設けられている。フラッシュランプハウス５の外方に、スライドレール９０と平行に２本の固定バー９２が設けられている。２本の固定バー９２のそれぞれには、インデックスプランジャー９４ａおよびインデックスプランジャー９４ｂが１個ずつ取り付けられている。インデックスプランジャー９４ａはフラッシュランプハウス５の処理位置近傍に設けられ、インデックスプランジャー９４ｂはメンテナンス位置近傍に設けられている。 Further, a fixing bar 92 and index plungers 94a, 94b are provided as members for regulating the position of the flash lamp house 5 in the horizontal direction. Two fixing bars 92 are provided outside the flash lamp house 5 in parallel with the slide rail 90. One index plunger 94a and one index plunger 94b are attached to each of the two fixed bars 92. The index plunger 94a is provided near the processing position of the flash lamp house 5, and the index plunger 94b is provided near the maintenance position.

フラッシュランプハウス５には係止板５５が取り付けられている。係止板５５は、フラッシュランプハウス５のＹ軸方向に沿った両端部に１枚ずつ取り付けられている。各係止板５５には鉛直方向に沿って長孔５６が形設されている。 A locking plate 55 is attached to the flash lamp house 5. One locking plate 55 is attached to each end of the flash lamp house 5 along the Y-axis direction. A long hole 56 is formed in each locking plate 55 along the vertical direction.

フラッシュランプハウス５が処理位置に位置しているときに、インデックスプランジャー９４ａを回動させて押し込むとインデックスプランジャー９４ａの先端が係止板５５の長孔５６に入り込む。これにより、フラッシュランプハウス５はＸ軸方向に移動できなくなり、フラッシュランプハウス５の水平方向に沿った位置がチャンバー６の上方の処理位置に規制されることとなる。インデックスプランジャー９４ａを係止板５５の長孔５６から引き抜くと、フラッシュランプハウス５はＸ軸方向に沿って再び移動可能となり、フラッシュランプハウス５の位置規制が解除される。 When the index plunger 94a is rotated and pushed in when the flash lamp house 5 is located at the processing position, the tip of the index plunger 94a enters the elongated hole 56 of the locking plate 55. As a result, the flash lamp house 5 cannot be moved in the X-axis direction, and the horizontal position of the flash lamp house 5 is restricted to the processing position above the chamber 6. When the index plunger 94a is pulled out from the elongated hole 56 of the locking plate 55, the flash lamp house 5 becomes movable along the X-axis direction again, and the restriction on the position of the flash lamp house 5 is released.

一方、フラッシュランプハウス５がメンテナンス位置に位置しているときに、インデックスプランジャー９４ｂを回動させて押し込むとインデックスプランジャー９４ｂの先端が係止板５５の長孔５６に入り込む。これにより、フラッシュランプハウス５はＸ軸方向に移動できなくなり、フラッシュランプハウス５の水平方向に沿った位置がチャンバー６の上方から離間したメンテナンス位置に規制されることとなる。インデックスプランジャー９４ｂを係止板５５の長孔５６から引き抜くと、フラッシュランプハウス５はＸ軸方向に沿って再び移動可能となり、フラッシュランプハウス５の位置規制が解除される。 On the other hand, when the flash lamp house 5 is located at the maintenance position, when the index plunger 94b is rotated and pushed in, the tip of the index plunger 94b enters the elongated hole 56 of the locking plate 55. As a result, the flash lamp house 5 cannot be moved in the X-axis direction, and the position of the flash lamp house 5 in the horizontal direction is restricted to a maintenance position spaced apart from above the chamber 6. When the index plunger 94b is pulled out from the elongated hole 56 of the locking plate 55, the flash lamp house 5 becomes movable along the X-axis direction again, and the restriction on the position of the flash lamp house 5 is released.

図１に戻り、制御部３は、熱処理装置１に設けられた上記の種々の動作機構を制御する。制御部３のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部３は、各種演算処理を行う回路であるＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備えている。制御部３のＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによって熱処理装置１における処理が進行する。 Returning to FIG. 1, the control unit 3 controls the various operating mechanisms described above provided in the heat treatment apparatus 1. The hardware configuration of the control unit 3 is similar to that of a general computer. That is, the control unit 3 includes a CPU, which is a circuit that performs various calculation processes, a ROM, which is a read-only memory that stores basic programs, a RAM, which is a readable and writable memory that stores various information, and control software and data. It has a magnetic disk for storing data. Processing in the heat treatment apparatus 1 progresses as the CPU of the control unit 3 executes a predetermined processing program.

上記の構成以外にも熱処理装置１は、半導体ウェハーＷの熱処理時にハロゲンランプＨＬおよびフラッシュランプＦＬから発生する熱エネルギーによるハロゲン加熱部４、フラッシュランプハウス５およびチャンバー６の過剰な温度上昇を防止するため、様々な冷却用の構造を備えている。例えば、チャンバー６の壁体には水冷管（図示省略）が設けられている。また、ハロゲン加熱部４およびフラッシュランプハウス５は、内部に気体流を形成して排熱する空冷構造とされている。また、上側チャンバー窓６３とランプ光放射窓５３との間隙にも空気が供給され、フラッシュランプハウス５および上側チャンバー窓６３を冷却する。 In addition to the above configuration, the heat treatment apparatus 1 also prevents an excessive temperature rise in the halogen heating section 4, flash lamp house 5, and chamber 6 due to thermal energy generated from the halogen lamp HL and flash lamp FL during heat treatment of the semiconductor wafer W. Therefore, it is equipped with various cooling structures. For example, the wall of the chamber 6 is provided with a water cooling pipe (not shown). Further, the halogen heating section 4 and the flash lamp house 5 have an air-cooled structure that forms a gas flow inside to exhaust heat. Furthermore, air is also supplied to the gap between the upper chamber window 63 and the lamp light emission window 53 to cool the flash lamp house 5 and the upper chamber window 63.

次に、熱処理装置１における処理動作について説明する。ここでは、製品となる通常の半導体ウェハー（プロダクトウェハー）Ｗに対する典型的な熱処理動作について説明した後に、メンテナンス時にフラッシュランプハウス５を移動させる動作について説明する。以下に説明する半導体ウェハーＷの処理手順は、制御部３が熱処理装置１の各動作機構を制御することにより進行する。 Next, processing operations in the heat processing apparatus 1 will be explained. Here, a typical heat treatment operation for a normal semiconductor wafer (product wafer) W as a product will be explained, and then an operation for moving the flash lamp house 5 during maintenance will be explained. The processing procedure of the semiconductor wafer W described below proceeds as the control unit 3 controls each operating mechanism of the heat treatment apparatus 1.

まず、半導体ウェハーＷの処理に先立って給気のためのバルブ８４が開放されるとともに、排気用のバルブ８９が開放されてチャンバー６内に対する給排気が開始される。バルブ８４が開放されると、ガス供給孔８１から熱処理空間６５に窒素ガスが供給される。また、バルブ８９が開放されると、ガス排気孔８６からチャンバー６内の気体が排気される。これにより、チャンバー６内の熱処理空間６５の上部から供給された窒素ガスが下方へと流れ、熱処理空間６５の下部から排気される。 First, prior to processing the semiconductor wafer W, the air supply valve 84 is opened, and the exhaust valve 89 is opened to start supplying and exhausting air into the chamber 6. When the valve 84 is opened, nitrogen gas is supplied from the gas supply hole 81 to the heat treatment space 65 . Further, when the valve 89 is opened, the gas in the chamber 6 is exhausted from the gas exhaust hole 86. As a result, the nitrogen gas supplied from the upper part of the heat treatment space 65 in the chamber 6 flows downward and is exhausted from the lower part of the heat treatment space 65.

続いて、ゲートバルブ１８５が開いて搬送開口部６６が開放され、装置外部の搬送ロボットにより搬送開口部６６を介して処理対象となる半導体ウェハーＷがチャンバー６内の熱処理空間６５に搬入される。このときには、半導体ウェハーＷの搬入にともなって装置外部の雰囲気を巻き込むおそれがあるが、チャンバー６には窒素ガスが供給され続けているため、搬送開口部６６から窒素ガスが流出して、そのような外部雰囲気の巻き込みを最小限に抑制することができる。 Subsequently, the gate valve 185 is opened to open the transfer opening 66, and the semiconductor wafer W to be processed is carried into the heat treatment space 65 in the chamber 6 via the transfer opening 66 by a transfer robot outside the apparatus. At this time, there is a risk that the atmosphere outside the apparatus will be drawn in as the semiconductor wafer W is carried in. However, since nitrogen gas continues to be supplied to the chamber 6, the nitrogen gas may flow out from the transfer opening 66, causing such a situation. Entrainment of external atmosphere can be suppressed to a minimum.

搬送ロボットによって搬入された半導体ウェハーＷは保持部７の直上位置まで進出して停止する。そして、移載機構１０の一対の移載アーム１１が退避位置から移載動作位置に水平移動して上昇することにより、リフトピン１２が貫通孔７９を通ってサセプタ７４の保持プレート７５の上面から突き出て半導体ウェハーＷを受け取る。このとき、リフトピン１２は基板支持ピン７７の上端よりも上方にまで上昇する。 The semiconductor wafer W carried in by the transfer robot advances to a position directly above the holding section 7 and stops. When the pair of transfer arms 11 of the transfer mechanism 10 horizontally move from the retracted position to the transfer operation position and rise, the lift pins 12 pass through the through holes 79 and protrude from the upper surface of the holding plate 75 of the susceptor 74. and receives the semiconductor wafer W. At this time, the lift pins 12 rise above the upper ends of the substrate support pins 77.

半導体ウェハーＷがリフトピン１２に載置された後、搬送ロボットが熱処理空間６５から退出し、ゲートバルブ１８５によって搬送開口部６６が閉鎖される。そして、一対の移載アーム１１が下降することにより、半導体ウェハーＷは移載機構１０から保持部７のサセプタ７４に受け渡されて水平姿勢にて下方より保持される。半導体ウェハーＷは、保持プレート７５上に立設された複数の基板支持ピン７７によって支持されてサセプタ７４に保持される。また、半導体ウェハーＷは、パターン形成のなされた表面を上面として保持部７に保持される。複数の基板支持ピン７７によって支持された半導体ウェハーＷの裏面（表面とは反対側の主面）と保持プレート７５の保持面７５ａとの間には所定の間隔が形成される。サセプタ７４の下方にまで下降した一対の移載アーム１１は水平移動機構１３によって退避位置、すなわち凹部６２の内側に退避する。 After the semiconductor wafer W is placed on the lift pins 12, the transfer robot leaves the heat treatment space 65, and the transfer opening 66 is closed by the gate valve 185. Then, by lowering the pair of transfer arms 11, the semiconductor wafer W is transferred from the transfer mechanism 10 to the susceptor 74 of the holding section 7, and is held from below in a horizontal position. The semiconductor wafer W is supported by a plurality of substrate support pins 77 erected on the holding plate 75 and held by the susceptor 74 . Further, the semiconductor wafer W is held by the holding unit 7 with the patterned surface facing upward. A predetermined distance is formed between the back surface (main surface opposite to the front surface) of the semiconductor wafer W supported by the plurality of substrate support pins 77 and the holding surface 75a of the holding plate 75. The pair of transfer arms 11 that have descended below the susceptor 74 are moved to a retracted position, that is, inside the recess 62, by the horizontal movement mechanism 13.

半導体ウェハーＷが石英にて形成された保持部７のサセプタ７４によって水平姿勢にて下方より保持された後、ハロゲン加熱部４の４０本のハロゲンランプＨＬが一斉に点灯して予備加熱（アシスト加熱）が開始される。ハロゲンランプＨＬから出射されたハロゲン光は、石英にて形成された下側チャンバー窓６４およびサセプタ７４を透過して半導体ウェハーＷの下面に照射される。ハロゲンランプＨＬからの光照射を受けることによって半導体ウェハーＷが予備加熱されて温度が上昇する。なお、移載機構１０の移載アーム１１は凹部６２の内側に退避しているため、ハロゲンランプＨＬによる加熱の障害となることは無い。 After the semiconductor wafer W is held from below in a horizontal position by the susceptor 74 of the holding section 7 formed of quartz, the 40 halogen lamps HL of the halogen heating section 4 are turned on all at once to perform preheating (assist heating). ) is started. The halogen light emitted from the halogen lamp HL passes through the lower chamber window 64 and the susceptor 74 formed of quartz, and is irradiated onto the lower surface of the semiconductor wafer W. By receiving light irradiation from the halogen lamp HL, the semiconductor wafer W is preheated and its temperature increases. Note that since the transfer arm 11 of the transfer mechanism 10 is retracted inside the recess 62, it does not interfere with the heating by the halogen lamp HL.

ハロゲンランプＨＬによる予備加熱を行うときには、半導体ウェハーＷの温度が放射温度計２０によって測定されている。すなわち、サセプタ７４に保持された半導体ウェハーＷの下面から開口部７８を介して放射された赤外光を透明窓２１を通して放射温度計２０が受光して昇温中のウェハー温度を測定する。測定された半導体ウェハーＷの温度は制御部３に伝達される。制御部３は、ハロゲンランプＨＬからの光照射によって昇温する半導体ウェハーＷの温度が所定の予備加熱温度Ｔ１に到達したか否かを監視しつつ、ハロゲンランプＨＬの出力を制御する。すなわち、制御部３は、放射温度計２０による測定値に基づいて、半導体ウェハーＷの温度が予備加熱温度Ｔ１となるようにハロゲンランプＨＬの出力をフィードバック制御する。 When performing preheating with the halogen lamp HL, the temperature of the semiconductor wafer W is measured by the radiation thermometer 20. That is, the radiation thermometer 20 receives infrared light emitted from the lower surface of the semiconductor wafer W held by the susceptor 74 through the opening 78 through the transparent window 21 to measure the temperature of the wafer being heated. The measured temperature of the semiconductor wafer W is transmitted to the control section 3. The control unit 3 controls the output of the halogen lamp HL while monitoring whether the temperature of the semiconductor wafer W, which is heated by light irradiation from the halogen lamp HL, has reached a predetermined preheating temperature T1. That is, the control unit 3 feedback-controls the output of the halogen lamp HL based on the measured value by the radiation thermometer 20 so that the temperature of the semiconductor wafer W becomes the preheating temperature T1.

半導体ウェハーＷの温度が予備加熱温度Ｔ１に到達した後、制御部３は半導体ウェハーＷをその予備加熱温度Ｔ１に暫時維持する。具体的には、放射温度計２０によって測定される半導体ウェハーＷの温度が予備加熱温度Ｔ１に到達した時点にて制御部３がハロゲンランプＨＬの出力を調整し、半導体ウェハーＷの温度をほぼ予備加熱温度Ｔ１に維持している。 After the temperature of the semiconductor wafer W reaches the preheating temperature T1, the control section 3 maintains the semiconductor wafer W at the preheating temperature T1 for a while. Specifically, when the temperature of the semiconductor wafer W measured by the radiation thermometer 20 reaches the preheating temperature T1, the control unit 3 adjusts the output of the halogen lamp HL to bring the temperature of the semiconductor wafer W almost to the preheating temperature. The heating temperature is maintained at T1.

このようなハロゲンランプＨＬによる予備加熱を行うことによって、半導体ウェハーＷの全体を予備加熱温度Ｔ１に均一に昇温している。ハロゲンランプＨＬによる予備加熱の段階においては、より放熱が生じやすい半導体ウェハーＷの周縁部の温度が中央部よりも低下する傾向にあるが、ハロゲン加熱部４におけるハロゲンランプＨＬの配設密度は、半導体ウェハーＷの中央部に対向する領域よりも周縁部に対向する領域の方が高くなっている。このため、放熱が生じやすい半導体ウェハーＷの周縁部に照射される光量が多くなり、予備加熱段階における半導体ウェハーＷの面内温度分布を均一なものとすることができる。
By performing preheating using the halogen lamp HL, the entire semiconductor wafer W is uniformly heated to the preheating temperature T1. At the stage of preheating by the halogen lamps HL, the temperature at the periphery of the semiconductor wafer W, where heat radiation is more likely to occur, tends to be lower than that at the center, but the density of the halogen lamps HL in the halogen heating section 4 is The area facing the peripheral edge of the semiconductor wafer W is higher than the area facing the center. Therefore, the amount of light irradiated onto the peripheral edge of the semiconductor wafer W, where heat radiation is likely to occur, increases, and the in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer W during the preheating stage can be made uniform.

半導体ウェハーＷの温度が予備加熱温度Ｔ１に到達して所定時間が経過した時点でフラッシュランプＦＬがサセプタ７４に保持された半導体ウェハーＷの表面にフラッシュ光照射を行う。このとき、フラッシュランプＦＬから放射されるフラッシュ光の一部は直接にチャンバー６内へと向かい、他の一部は一旦リフレクタ５２により反射されてからチャンバー６内へと向かい、これらのフラッシュ光の照射により半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱が行われる。 When the temperature of the semiconductor wafer W reaches the preheating temperature T1 and a predetermined time has elapsed, the flash lamp FL irradiates the surface of the semiconductor wafer W held by the susceptor 74 with flash light. At this time, a part of the flash light emitted from the flash lamp FL goes directly into the chamber 6, and the other part is once reflected by the reflector 52 and then heads into the chamber 6. Flash heating of the semiconductor wafer W is performed by the irradiation.

フラッシュ加熱は、フラッシュランプＦＬからのフラッシュ光（閃光）照射により行われるため、半導体ウェハーＷの表面温度を短時間で上昇することができる。すなわち、フラッシュランプＦＬから照射されるフラッシュ光は、予めコンデンサーに蓄えられていた静電エネルギーが極めて短い光パルスに変換された、照射時間が０．１ミリセカンド以上１００ミリセカンド以下程度の極めて短く強い閃光である。そして、フラッシュランプＦＬからのフラッシュ光照射によりフラッシュ加熱される半導体ウェハーＷの表面温度は、瞬間的に１０００℃以上の処理温度Ｔ２まで上昇した後、急速に下降する。 Since flash heating is performed by irradiating flash light from the flash lamp FL, the surface temperature of the semiconductor wafer W can be raised in a short time. In other words, the flash light emitted from the flash lamp FL is generated by converting electrostatic energy stored in a capacitor in advance into an extremely short light pulse, and the irradiation time is extremely short, ranging from 0.1 milliseconds to 100 milliseconds. It's a strong flash. Then, the surface temperature of the semiconductor wafer W, which is flash-heated by the flash light irradiation from the flash lamp FL, instantaneously rises to the processing temperature T2 of 1000° C. or more, and then rapidly falls.

フラッシュ加熱処理が終了した後、所定時間経過後にハロゲンランプＨＬが消灯する。これにより、半導体ウェハーＷが予備加熱温度Ｔ１から急速に降温する。降温中の半導体ウェハーＷの温度は放射温度計２０によって測定され、その測定結果は制御部３に伝達される。制御部３は、放射温度計２０の測定結果より半導体ウェハーＷの温度が所定温度まで降温したか否かを監視する。そして、半導体ウェハーＷの温度が所定以下にまで降温した後、移載機構１０の一対の移載アーム１１が再び退避位置から移載動作位置に水平移動して上昇することにより、リフトピン１２がサセプタ７４の上面から突き出て熱処理後の半導体ウェハーＷをサセプタ７４から受け取る。続いて、ゲートバルブ１８５により閉鎖されていた搬送開口部６６が開放され、リフトピン１２上に載置された半導体ウェハーＷが装置外部の搬送ロボットによりチャンバー６から搬出され、半導体ウェハーＷの加熱処理が完了する。 After the flash heat treatment is completed, the halogen lamp HL is turned off after a predetermined period of time has elapsed. As a result, the temperature of the semiconductor wafer W is rapidly lowered from the preheating temperature T1. The temperature of the semiconductor wafer W during cooling is measured by the radiation thermometer 20, and the measurement result is transmitted to the control section 3. The control unit 3 monitors whether the temperature of the semiconductor wafer W has decreased to a predetermined temperature based on the measurement result of the radiation thermometer 20. After the temperature of the semiconductor wafer W falls below a predetermined temperature, the pair of transfer arms 11 of the transfer mechanism 10 move horizontally again from the retracted position to the transfer operation position and rise, so that the lift pins 12 move toward the susceptor. It protrudes from the upper surface of the susceptor 74 and receives the heat-treated semiconductor wafer W from the susceptor 74 . Subsequently, the transfer opening 66 that had been closed by the gate valve 185 is opened, and the semiconductor wafer W placed on the lift pins 12 is carried out from the chamber 6 by a transfer robot outside the apparatus, and the semiconductor wafer W is heated. Complete.

熱処理装置１においては、定期的に或いは不定期にチャンバー６のメンテナンスが行われる。定期的にチャンバー６のメンテナンスを行うのは、一定の処理時間が経過したときまたは一定枚数の半導体ウェハーＷを処理したときである。また、不定期にチャンバー６のメンテナンスを行うのは、チャンバー６内にてウェハー割れ等の不具合が生じたときである。いずれの場合であっても、メンテナンスを行う際には、フラッシュランプハウス５を移動させてチャンバー６の上方を開放する必要がある。 In the heat treatment apparatus 1, maintenance of the chamber 6 is performed regularly or irregularly. Periodic maintenance of the chamber 6 is performed when a certain processing time has elapsed or when a certain number of semiconductor wafers W have been processed. Further, maintenance of the chamber 6 is performed irregularly when a problem such as a wafer crack occurs in the chamber 6. In either case, when performing maintenance, it is necessary to move the flash lamp house 5 to open the upper part of the chamber 6.

熱処理装置１において半導体ウェハーＷの処理を行っているときには、図９に示すように、複数のフラッシュランプＦＬを内蔵するフラッシュランプハウス５が４本の支柱５９によって支持されてチャンバー６の上方に設置されている。このときには、２個のエアシリンダ３０のピストン３１の上端に設けられた保持部材３２はフラッシュランプハウス５から離間している。また、２個のインデックスプランジャー９４ａによってフラッシュランプハウス５の水平方向に沿った位置が規制されている。 When processing a semiconductor wafer W in the heat treatment apparatus 1, as shown in FIG. 9, a flash lamp house 5 containing a plurality of flash lamps FL is supported by four columns 59 and installed above the chamber 6. has been done. At this time, the holding members 32 provided at the upper ends of the pistons 31 of the two air cylinders 30 are separated from the flash lamp house 5. Further, the position of the flash lamp house 5 in the horizontal direction is regulated by two index plungers 94a.

チャンバー６のメンテナンスを行うときには、２個のエアシリンダ３０がピストン３１を上昇させる。ピストン３１が上昇する過程で保持部材３２がフラッシュランプハウス５に当接する。そして、その後もエアシリンダ３０がピストン３１を継続して上昇させることにより、フラッシュランプハウス５がエアシリンダ３０に持ち上げられて支柱５９から離間する。図１０は、フラッシュランプハウス５がエアシリンダ３０によって持ち上げられた状態を示す図である。この状態では、フラッシュランプハウス５は２個のエアシリンダ３０によって支持されている。 When performing maintenance on the chamber 6, the two air cylinders 30 raise the piston 31. While the piston 31 is rising, the holding member 32 comes into contact with the flash lamp house 5. Thereafter, the air cylinder 30 continues to raise the piston 31, so that the flash lamp house 5 is lifted up by the air cylinder 30 and separated from the support column 59. FIG. 10 is a diagram showing a state in which the flash lamp house 5 is lifted up by the air cylinder 30. In this state, the flash lamp house 5 is supported by two air cylinders 30.

続いて、２個のインデックスプランジャー９４ａが係止板５５の長孔５６から引き抜かれてフラッシュランプハウス５の位置規制が解除される。そして、熱処理装置１の作業者が２個のエアシリンダ３０によって支持されたフラッシュランプハウス５をスライドレール９０に沿って（＋Ｘ）の向きに手動にて移動させる。フラッシュランプハウス５の質量は約２００ｋｇであるが、フラッシュランプハウス５を支持するエアシリンダ３０はスライドレール９０に摺動自在に設けられているため、手動でもフラッシュランプハウス５を水平方向に沿ってスライド移動させることが可能である。 Subsequently, the two index plungers 94a are pulled out from the long holes 56 of the locking plate 55, and the position restriction of the flash lamp house 5 is released. Then, the operator of the heat treatment apparatus 1 manually moves the flash lamp house 5 supported by the two air cylinders 30 along the slide rail 90 in the (+X) direction. The mass of the flash lamp house 5 is approximately 200 kg, but since the air cylinder 30 that supports the flash lamp house 5 is slidably provided on the slide rail 90, the flash lamp house 5 can be moved manually along the horizontal direction. It is possible to slide it.

水平方向に沿って処理位置からスライド移動されるフラッシュランプハウス５がメンテナンス位置に到達すると、作業者はフラッシュランプハウス５の移動を停止させる。そして、作業者が２個のインデックスプランジャー９４ｂを押し込むことにより、インデックスプランジャー９４ｂの先端が係止板５５の長孔５６に入り込んでフラッシュランプハウス５の水平方向に沿った位置がメンテナンス位置に規制される。図１１は、フラッシュランプハウス５がメンテナンス位置に停止している状態を示す図である。 When the flash lamp house 5, which is slid along the horizontal direction from the processing position, reaches the maintenance position, the operator stops the movement of the flash lamp house 5. Then, when the operator pushes in the two index plungers 94b, the tips of the index plungers 94b enter the long holes 56 of the locking plate 55, and the position along the horizontal direction of the flash lamp house 5 becomes the maintenance position. Regulated. FIG. 11 is a diagram showing a state in which the flash lamp house 5 is stopped at the maintenance position.

図１１に示すように、フラッシュランプハウス５がメンテナンス位置に移動することにより、チャンバー６の上方が開放される。この状態にてチャンバー６に対して必要なメンテナンス作業が行われる。例えば、半導体ウェハーＷの割れが発生した場合には、チャンバー６から上側チャンバー窓６３が取り外されて、チャンバー６内の清掃作業が行われる。 As shown in FIG. 11, the upper part of the chamber 6 is opened by moving the flash lamp house 5 to the maintenance position. Necessary maintenance work is performed on the chamber 6 in this state. For example, if a crack occurs in the semiconductor wafer W, the upper chamber window 63 is removed from the chamber 6, and the inside of the chamber 6 is cleaned.

チャンバー６のメンテナンス作業が終了した後、２個のインデックスプランジャー９４ｂが係止板５５の長孔５６から引き抜かれてフラッシュランプハウス５の位置規制が再び解除される。そして、作業者が２個のエアシリンダ３０によって支持されたフラッシュランプハウス５をスライドレール９０に沿って（－Ｘ）の向きに手動にて移動させる。 After the maintenance work on the chamber 6 is completed, the two index plungers 94b are pulled out from the long holes 56 of the locking plate 55, and the position restriction of the flash lamp house 5 is released again. Then, the operator manually moves the flash lamp house 5 supported by the two air cylinders 30 along the slide rail 90 in the (-X) direction.

水平方向に沿ってメンテナンス位置からスライド移動されるフラッシュランプハウス５が処理位置に到達すると、作業者はフラッシュランプハウス５の移動を停止させる。そして、作業者が２個のインデックスプランジャー９４ａを押し込むことにより、インデックスプランジャー９４ａの先端が係止板５５の長孔５６に入り込んでフラッシュランプハウス５の水平方向に沿った位置が処理位置に規制される（図１０）。 When the flash lamp house 5, which is slid in the horizontal direction from the maintenance position, reaches the processing position, the operator stops the movement of the flash lamp house 5. Then, when the operator pushes in the two index plungers 94a, the tips of the index plungers 94a enter the long holes 56 of the locking plate 55, and the position along the horizontal direction of the flash lamp house 5 becomes the processing position. regulated (Figure 10).

続いて、２個のエアシリンダ３０がピストン３１および保持部材３２を下降させる。ピストン３１および保持部材３２が下降するのにともなって、フラッシュランプハウス５も下降する。フラッシュランプハウス５が下降する過程で、支柱５９の上端部に設けられた支持部に当接し、その支持部によってフラッシュランプハウス５が支持される。これにより、フラッシュランプハウス５がチャンバー６の上方に装着されることとなる。フラッシュランプハウス５が当該支持部によって支持された後もピストン３１は下降を続けて保持部材３２がフラッシュランプハウス５から離間する。 Subsequently, the two air cylinders 30 lower the piston 31 and the holding member 32. As the piston 31 and the holding member 32 descend, the flash lamp house 5 also descends. In the process of descending, the flash lamp house 5 comes into contact with a support section provided at the upper end of the support column 59, and the flash lamp house 5 is supported by the support section. As a result, the flash lamp house 5 is installed above the chamber 6. Even after the flash lamp house 5 is supported by the support part, the piston 31 continues to descend, and the holding member 32 is separated from the flash lamp house 5.

上記の支持部によって支持されるフラッシュランプハウス５の四隅の高さ位置は、四隅のそれぞれに対応するダイヤルゲージ５８によって測定される。典型的には、４個のダイヤルゲージ５８によって測定されるフラッシュランプハウス５の四隅の高さ位置が等しくなるように、つまりフラッシュランプハウス５が水平となるように、当該四隅の高さ位置が調整される。具体的には、各支持部に設けられたネジ調節機構によってフラッシュランプハウス５の四隅の高さ位置を微調整する。なお、当該ネジ調節機構によってフラッシュランプハウス５を意図的に水平面に対して傾斜させるようにしても良い。 The height positions of the four corners of the flash lamp house 5 supported by the above-mentioned support parts are measured by dial gauges 58 corresponding to each of the four corners. Typically, the height positions of the four corners of the flash lamp house 5 are set so that the height positions of the four corners of the flash lamp house 5 measured by the four dial gauges 58 are equal, that is, the height positions of the four corners of the flash lamp house 5 are horizontal. be adjusted. Specifically, the height positions of the four corners of the flash lamp house 5 are finely adjusted using screw adjustment mechanisms provided on each support portion. Note that the flash lamp house 5 may be intentionally inclined with respect to the horizontal plane using the screw adjustment mechanism.

本実施形態においては、チャンバー６の上方にてフラッシュランプハウス５を昇降させてその鉛直方向に沿った位置を調整するエアシリンダ３０を設けている。また、エアシリンダ３０が摺動自在に移動可能なスライドレール９０を水平方向に沿って設けており、これによってフラッシュランプハウス５の水平方向に沿った位置も調整される。エアシリンダ３０がチャンバー６の上方にてフラッシュランプハウス５を上昇させて支持し、そのエアシリンダ３０がスライドレール９０に案内されて水平方向に沿って移動することにより、容易かつ安全にフラッシュランプハウス５を移動させてチャンバー６の上方を開放することができる。そして、これにより、フラッシュランプハウス５の移動機構の故障を抑制できるとともに、メンテナンス性も向上させることができる。 In this embodiment, an air cylinder 30 is provided above the chamber 6 for raising and lowering the flash lamp house 5 and adjusting its position along the vertical direction. Further, a slide rail 90 on which the air cylinder 30 can be slidably moved is provided along the horizontal direction, and thereby the position of the flash lamp house 5 along the horizontal direction can also be adjusted. The air cylinder 30 raises and supports the flash lamp house 5 above the chamber 6, and the air cylinder 30 is guided by the slide rail 90 and moves along the horizontal direction, thereby easily and safely moving the flash lamp house 5. 5 can be moved to open the upper part of the chamber 6. In addition, this makes it possible to suppress failures in the movement mechanism of the flash lamp house 5 and to improve maintainability.

また、本実施形態においては、チャンバー６の上方にてエアシリンダ３０がフラッシュランプハウス５を下降させたときに、フラッシュランプハウス５の高さ位置を計測するダイヤルゲージ５８を設けている。これにより、フラッシュランプハウス５の水平面に対する姿勢を確認することができる。 Further, in this embodiment, a dial gauge 58 is provided for measuring the height position of the flash lamp house 5 when the air cylinder 30 lowers the flash lamp house 5 above the chamber 6. Thereby, the attitude of the flash lamp house 5 with respect to the horizontal plane can be confirmed.

さらに、本実施形態においては、フラッシュランプハウス５の水平方向に沿った位置を、チャンバー６の上方の処理位置およびチャンバー６の上方から離間したメンテナンス位置のそれぞれに規制するインデックスプランジャー９４ａ，９４ｂを設けている。これにより、フラッシュランプハウス５の処理位置およびメンテナンス位置を高い精度にて位置決めすることができる。また、メンテナンス中にフラッシュランプハウス５が水平方向に沿って誤って移動するのを防止することができる。 Furthermore, in this embodiment, index plungers 94a and 94b are provided for regulating the horizontal position of the flash lamp house 5 to a processing position above the chamber 6 and a maintenance position spaced apart from above the chamber 6, respectively. It is set up. Thereby, the processing position and maintenance position of the flash lamp house 5 can be positioned with high accuracy. Furthermore, it is possible to prevent the flash lamp house 5 from accidentally moving along the horizontal direction during maintenance.

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、上記実施形態においては、エアシリンダ３０によってフラッシュランプハウス５を昇降させていたが、これに限定されるものではなく、他の昇降駆動機構、例えば油圧シリンダによってフラッシュランプハウス５を昇降させるようにしても良い。或いは、電動モータを使用したアクチュエータによってフラッシュランプハウス５を昇降させるようにしても良い。 The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention can be modified in various ways other than those described above without departing from the spirit thereof. For example, in the above embodiment, the flash lamp house 5 is raised and lowered by the air cylinder 30, but the invention is not limited to this. You can also do it. Alternatively, the flash lamp house 5 may be raised and lowered by an actuator using an electric motor.

また、上記実施形態においては、手動にてエアシリンダ３０を水平方向に移動させていたが、これに変えて、電動モータによってエアシリンダ３０をスライドレール９０に沿って移動させるようにしても良い。 Further, in the embodiment described above, the air cylinder 30 was moved manually in the horizontal direction, but instead of this, the air cylinder 30 may be moved along the slide rail 90 by an electric motor.

また、上記実施形態においては、フラッシュランプハウス５に３０本のフラッシュランプＦＬを備えるようにしていたが、これに限定されるものではなく、フラッシュランプＦＬの本数は任意の数とすることができる。また、フラッシュランプＦＬはキセノンフラッシュランプに限定されるものではなく、クリプトンフラッシュランプであっても良い。また、ハロゲン加熱部４に備えるハロゲンランプＨＬの本数も４０本に限定されるものではなく、任意の数とすることができる。 Further, in the above embodiment, the flash lamp house 5 is equipped with 30 flash lamps FL, but the number is not limited to this, and the number of flash lamps FL can be any number. . Further, the flash lamp FL is not limited to a xenon flash lamp, but may be a krypton flash lamp. Furthermore, the number of halogen lamps HL provided in the halogen heating section 4 is not limited to 40, but may be any number.

また、上記実施形態においては、１秒以上連続して発光する連続点灯ランプとしてフィラメント方式のハロゲンランプＨＬを用いて半導体ウェハーＷの予備加熱を行っていたが、これに限定されるものではなく、ハロゲンランプＨＬに代えて放電型のアークランプ（例えば、キセノンアークランプ）を連続点灯ランプとして用いて予備加熱を行うようにしても良い。 Further, in the above embodiment, the semiconductor wafer W is preheated using a filament type halogen lamp HL as a continuously lit lamp that emits light continuously for 1 second or more, but the present invention is not limited to this. Instead of the halogen lamp HL, a discharge type arc lamp (for example, a xenon arc lamp) may be used as a continuously lit lamp to perform preheating.

また、熱処理装置１によって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く、液晶表示装置などのフラットパネルディスプレイに用いるガラス基板や太陽電池用の基板であっても良い。 Further, the substrate to be processed by the heat treatment apparatus 1 is not limited to a semiconductor wafer, but may be a glass substrate used for a flat panel display such as a liquid crystal display device or a substrate for a solar cell.

１熱処理装置
３制御部
４ハロゲン加熱部
５フラッシュランプハウス
６チャンバー
７保持部
１０移載機構
３０エアシリンダ
５５係止板
５８ダイヤルゲージ
６５熱処理空間
７４サセプタ
９０スライドレール
９４ａ，９４ｂインデックスプランジャー
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 1 Heat treatment device 3 Control unit 4 Halogen heating unit 5 Flash lamp house 6 Chamber 7 Holding unit 10 Transfer mechanism 30 Air cylinder 55 Locking plate 58 Dial gauge 65 Heat treatment space 74 Susceptor 90 Slide rail 94a, 94b Index plunger FL Flash lamp HL Halogen lamp W Semiconductor wafer

Claims

基板に光を照射することによって該基板を加熱する熱処理装置であって、
基板を収容するチャンバーと、
前記基板に光を照射する複数のランプを収納するランプハウスと、
前記チャンバーの上方にて前記ランプハウスを昇降させるエアシリンダと、
水平方向に沿って設けられ、前記エアシリンダが摺動自在に移動可能なスライドレールと、
を備え、
前記ランプハウスを上昇させて支持した前記エアシリンダが前記スライドレールに案内されて水平方向に沿って移動され、
前記ランプハウスには、長孔を形設した係止板が取り付けられ、
その先端を前記長孔に入り込ませて前記ランプハウスを前記チャンバーの上方の処理位置に規制する第１のインデックスプランジャー、および、その先端を前記長孔に入り込ませて前記ランプハウスを前記チャンバーの上方から離間したメンテナンス位置に規制する第２のインデックスプランジャーをさらに備えることを特徴とする熱処理装置。 A heat treatment apparatus that heats a substrate by irradiating the substrate with light,
a chamber containing a substrate;
a lamp house that houses a plurality of lamps that irradiate the substrate with light;
an air cylinder that raises and lowers the lamp house above the chamber;
a slide rail provided along the horizontal direction and on which the air cylinder can be slidably moved;
Equipped with
The air cylinder that raised and supported the lamp house is guided by the slide rail and moved along the horizontal direction ,
A locking plate having a long hole is attached to the lamp house,
a first index plunger whose tip enters the elongated hole to regulate the lamp house to a processing position above the chamber; A heat treatment apparatus further comprising a second index plunger for regulating the maintenance position at a distance from above .

請求項１記載の熱処理装置において、
前記チャンバーの上方にて前記エアシリンダが前記ランプハウスを下降させたときに、前記ランプハウスの高さ位置を計測する計測器をさらに備えることを特徴とする熱処理装置。 The heat treatment apparatus according to claim 1,
The heat treatment apparatus further includes a measuring device that measures the height position of the lamp house when the air cylinder lowers the lamp house above the chamber.

請求項１または請求項２記載の熱処理装置において、
前記スライドレールと平行に設けられ、前記第１のインデックスプランジャーおよび前記第２のインデックスプランジャーが取り付けられる固定バーをさらに備えることを特徴とする熱処理装置。 The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2,
The heat treatment apparatus further comprises a fixed bar provided parallel to the slide rail and to which the first index plunger and the second index plunger are attached .