TWI671804B - 熱處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題在於提供一種能以簡易的構成將光線照射時的基板面內的溫度分布設成均勻之熱處理裝置。
本發明用以解決課題的手段為基板支撐銷77係由光吸收材料所形成；該基板支撐銷77係立設於石英的保持板75的上表面，用以直接地支撐半導體晶圓W；該光吸收材料係吸收從鹵素燈所照射的光線而升溫。於藉由鹵素燈進行加熱時，從鹵素燈所射出的光線係穿透保持板75且該光線的一部分係被基板支撐銷77吸收，基板支撐銷77係升溫。藉此，能抑制基板支撐銷77與半導體晶圓W之間的接觸部位附近中的溫度降低，而能將藉由鹵素燈進行加熱時的半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。

Description

熱處理裝置
本發明有關於一種熱處理裝置，係藉由對半導體晶圓等薄板狀精密電子基板(以下簡稱為「基板」)照射光線來加熱該基板。
在半導體器件(semiconductor device)的製造製程中，雜質導入為用以將pn接合形成於半導體晶圓內所需的步驟。現今，雜質導入一般係藉由離子佈值(ion implantation)法及後續的退火(anneal)法所進行。離子佈值法為使硼(B)、砷(As)、磷(P)此類的雜質的元素離子化並以高加速電壓衝撞至半導體晶圓而物理性地進行雜質植入之技術。所植入的雜質係藉由退火處理而活化。此時，當退火時間為數秒左右以上時，會有所佈值的雜質藉由熱能而深深地擴散，導致接合深度變得比要求還深從而對形成良好的器件產生妨礙之虞。
因此，近年來閃光燈退火(FLA；flash lamp anneal)係作為用以在極短時間內加熱半導體晶圓之退火技術而受到矚 目。閃光燈退火係如下述的熱處理技術：在使用氙閃光燈(xenon flash lamp)(以下在簡稱為「閃光燈」時意指氙閃光燈)對半導體晶圓的表面照射閃光光線，藉此僅使植入有雜質的半導體晶圓的表面於極短時間(數毫秒(milli second)以下)內升溫。
氙閃光燈的放射分光分布係從紫外線波段(ultraviolet band)至近紅外線波段(near infrared band)，波長比以往的鹵素燈還短，且與矽的半導體晶圓的基礎吸收帶域大致一致。因此，在從氙閃光燈對半導體晶圓照射閃光光線時，穿透光少，可將半導體晶圓急速地升溫。此外，已判明只要為數毫秒以下的極短時間的閃光光線照射，即能選擇性地僅將半導體晶圓的表面附近升溫。因此，只要藉由氙閃光燈進行極短時間的升溫，即不會使雜質深深地擴散，而能僅執行雜質活化。
作為使用了此種氙閃光燈的熱處理裝置，於專利文獻1揭示了一種技術，係於石英製的承載體(susceptor)的上表面形成複數個凸塊(bump)(支撐銷)，並對被這些支撐銷點接觸地支撐的半導體晶圓進行閃光加熱。在專利文獻1所揭示的裝置中，鹵素燈從載置於承載體上的半導體晶圓的下表面進行光線照射予以預加熱後，從閃光燈對晶圓表面照射閃光光線並進行閃光加熱。
如專利文獻1所揭示般，當藉由複數個支撐銷點接觸地支撐半導體晶圓時，在接觸部位中於半導體晶圓與支撐銷之間產生熱傳導。在藉由來自鹵素燈的光線照射進行預加熱時，由於石英幾乎不會吸收光線，因此半導體晶圓變成比石英的承載體還高溫，產生熱能從半導體晶圓朝支撐銷移動。結果，在半導體晶圓面內中之與複數個支撐銷接觸部位附近中的溫度變成比其他區域相對性地還低。
因此，於專利文獻2中，已提案有一種技術，係藉由反射部將從雷射光源射出的雷射光導引至支撐銷，將容易產生溫度降低的支撐銷與半導體晶圓之間的接觸部位附近輔助性地加熱，從而防止該部位的相對性地溫度降低。
[先前技術文獻]
專利文獻1：日本特開2009-164451號公報。
專利文獻2：日本特開2015-18909號公報。
然而，在專利文獻2所揭示的裝置中，需要將複數個(與支撐銷相同數量)的雷射光源設置於腔室(chamber)內。從抑制氛圍氣體的消耗量之觀點而言，要求儘可能地減少腔室內的容量，且有時亦難以將多數的雷射光源設置於腔室內。此外，較佳為於用以收容半導體晶圓之腔室內將有 成為污染源之虞的機器的設置控制在最低限度。
本發明有鑑於上述課題而研創，目的在於提供一種能以簡易的構成將光線照射時的基板面內的溫度分布設成均勻之熱處理裝置。
為了解決上述課題，第一形態的發明為一種熱處理裝置，係對基板照射光線藉此加熱該基板；該熱處理裝置係具備有：腔室，係收容基板；石英的平板形狀的保持板，係在前述腔室內經由立設於上表面的複數個支撐銷支撐基板；以及光線照射部，係穿透前述保持板將光線照射至被前述保持板支撐的基板；前述複數個支撐銷係由光吸收材料所形成，該光吸收材料係用以吸收從前述光線照射部照射的光線。
此外，第二形態的發明為一種熱處理裝置，係對基板照射光線藉此加熱該基板；該熱處理裝置係具備有：腔室，係收容基板；石英的平板形狀的保持板，係在前述腔室內經由立設於上表面的複數個支撐銷支撐基板；以及光線照射部，係穿透前述保持板將光線照射至被前述保持板支撐的基板；於前述複數個支撐銷的表面設置有由光吸收材料所形成的光吸收膜，該光吸收材料係用以吸收從前述光線照射部照射的光線。
此外，第三形態的發明為一種熱處理裝置，係對基板照射光線藉此加熱該基板；該熱處理裝置係具備有：腔室，係收容基板；石英的平板形狀的保持板，係在前述腔室內經由立設於上表面的複數個支撐銷支撐基板；以及光線照射部，係穿透前述保持板將光線照射至被前述保持板支撐的基板；於前述複數個支撐銷與前述保持板之間夾入有由光吸收材料所形成的光吸收膜，該光吸收材料係用以吸收從前述光線照射部照射的光線。
此外，第四形態的發明為一種熱處理裝置，係對基板照射光線藉此加熱該基板；該熱處理裝置係具備有：腔室，係收容基板；石英的平板形狀的保持板，係在前述腔室內經由立設於上表面的複數個支撐銷支撐基板；以及光線照射部，係穿透前述保持板將光線照射至被前述保持板支撐的基板；於前述保持板的下表面中之與前述複數個支撐銷相對向的區域設置有由光吸收材料所形成的光吸收膜，該光吸收材料係用以吸收從前述光線照射部照射的光線。
此外，第五形態的發明為一種熱處理裝置，係對基板照射光線藉此加熱該基板；該熱處理裝置係具備有：腔室，係收容基板；石英的平板形狀的保持板，係在前述腔室內經由立設於上表面的複數個支撐銷支撐基板；以及光線照射部，係穿透前述保持板將光線照射至被前述保持板支撐 的基板；由光吸收材料形成前述保持板中之立設有前述複數個支撐銷的部位，該光吸收材料係用以吸收從前述光線照射部照射的光線。
此外，第六形態的發明係在第一形態至第五形態的任一發明的熱處理裝置中，前述光吸收材料為不透明石英。
此外，第七形態的發明係在第六形態的發明的熱處理裝置中，前述不透明石英為黑色合成石英。
此外，第八形態的發明係在第一形態至第五形態中的任一發明的熱處理裝置中，前述光吸收材料為碳化矽。
此外，第九形態的發明係在第一形態至第五形態中的任一發明的熱處理裝置中，將前述光吸收材料投影至水平面之形狀為直徑4mm以下的圓形。
依據第一形態的發明，由於在藉由光線照射部進行加熱時複數個支撐銷係吸收來自光線照射部的光線而升溫，因此能抑制支撐銷與基板之間的接觸部位附近中的溫度降低，並以簡易的構成將光線照射時的基板面內的溫度分布設成均勻。
依據第二形態的發明，由於在藉由光線照射部進行加熱時設置於複數個支撐銷的表面之光吸收膜係吸收來自光線照射部的光線而升溫，因此能抑制支撐銷與基板之間的接觸部位附近中的溫度降低，並以簡易的構成將光線照射時的基板面內的溫度分布設成均勻。
依據第三形態的發明，由於在藉由光線照射部進行加熱時夾入於複數個支撐銷與保持板之間的光吸收膜係吸收來自光線照射部的光線而升溫，且產生從光吸收膜朝向支撐銷之傳熱，因此能抑制支撐銷與基板之間的接觸部位附近中的溫度降低，並以簡易的構成將光線照射時的基板面內的溫度分布設成均勻。
依據第四形態的發明，由於藉由光線照射部進行加熱時設置於保持板的下表面中之與複數個支撐銷相對向的區域之光吸收膜係吸收來自光線照射部的光線而升溫，且產生從光吸收膜朝向支撐銷之傳熱，因此能抑制支撐銷與基板之間的接觸部位附近中的溫度降低，並以簡易的構成將光線照射時的基板面內的溫度分布設成均勻。
依據第五形態的發明，由於藉由光線照射部進行加熱時保持板中之立設有複數個支撐銷的部位係吸收來自光線照射部的光線而升溫，且產生從該部位朝向支撐銷之傳熱，因此能抑制支撐銷與基板之間的接觸部位附近中的溫度降 低，並以簡易的構成將光線照射時的基板面內的溫度分布設成均勻。
依據第七形態的發明，由於黑色合成石英的光線的吸收率高，因此能更有效地抑制支撐銷與基板之間的接觸部位附近中的溫度降低。
依據第九形態的發明，由於將光吸收材料投影至水平面之形狀為直徑4mm以下的圓形，因此能抑制光吸收材料的遮光所造成的影響，且能獲得光吸收功效。
1‧‧‧熱處理裝置
3‧‧‧控制部
4‧‧‧鹵素加熱部
5‧‧‧閃光加熱部
6‧‧‧腔室
7‧‧‧保持部
10‧‧‧移載機構
11‧‧‧移載手臂
12‧‧‧升降銷
13‧‧‧水平移動機構
14‧‧‧升降機構
21‧‧‧光吸收膜
22‧‧‧圓柱部
41、51‧‧‧框體
43、52‧‧‧反射器
53‧‧‧閃光光線放射窗
61‧‧‧腔室側部
62‧‧‧凹部
63‧‧‧上側腔室窗
64‧‧‧下側腔室窗
65‧‧‧熱處理空間
66‧‧‧搬運開口部
68、69‧‧‧反射環
71‧‧‧基台環
72‧‧‧連結部
74‧‧‧承載體
75‧‧‧保持板
75a‧‧‧保持面
76‧‧‧導引環
77‧‧‧基板支撐銷
78‧‧‧開口部
79‧‧‧貫通孔
81‧‧‧氣體供給孔
82、87‧‧‧緩衝空間
83‧‧‧氣體供給管
84、89、192‧‧‧閥
85‧‧‧處理氣體供給源
86‧‧‧氣體排氣孔
88、191‧‧‧氣體排氣管
120‧‧‧放射溫度計
185‧‧‧閘閥
190‧‧‧排氣部
d‧‧‧直徑
FL‧‧‧閃光燈(氙閃光燈)
HL‧‧‧鹵素燈
W‧‧‧半導體晶圓
圖1係用以顯示本發明的熱處理裝置的構成之縱剖視圖。
圖2係用以顯示保持部的整體外觀之立體圖。
圖3係承載體的俯視圖。
圖4係承載體的剖視圖。
圖5係移載機構的俯視圖。
圖6係移載機構的側視圖。
圖7係用以顯示複數根鹵素燈的配置之俯視圖。
圖8係將第一實施形態的基板支撐銷的附近放大之圖。
圖9係將第二實施形態的基板支撐銷的附近放大之圖。
圖10係將第三實施形態的基板支撐銷的附近放大之圖。
圖11係將第四實施形態的基板支撐銷的附近放大之圖。
圖12係將第五實施形態的基板支撐銷的附近放大之圖。
以下參照圖式詳細地說明本發明的實施形態。
<第一實施形態>
圖1係用以顯示本發明的熱處理裝置1的構成之縱剖視圖。本實施形態的熱處理裝置1係一種閃光燈退火裝置，用以對作為基板之圓板形狀的半導體晶圓W進行閃光光線照射，藉此加熱該半導體晶圓W。成為處理對象之半導體晶圓W的尺寸雖然無特別限定，但例如為ψ 300mm或ψ 450mm。此外，在圖1以及圖1以後的各個圖中，為了容易理解，因應需要將各構件的尺寸和數量予以誇張地或簡略地描繪。
熱處理裝置1係具備有：腔室6，係用以收容半導體晶圓W；閃光加熱部5，係內建複數根閃光燈FL；以及鹵素加熱部4，係內建複數根鹵素燈HL。於腔室6的上側設置有閃光加熱部5，於腔室6的下側設置有鹵素加熱部4。此外，熱處理裝置1係於腔室6的內部具備有：保持部7，係水平姿 勢地保持半導體晶圓W；以及移載機構10，係在保持部7與裝置外部之間進行半導體晶圓W的授受。再者，熱處理裝置1係具備有：控制部3，係控制鹵素加熱部4、閃光加熱部5以及設置於腔室6的各動作機構執行半導體晶圓W的熱處理。
腔室6係構成為於筒狀的腔室側部61的上下裝設有石英製的腔室窗。腔室側部61係具有上下開口之大略筒形狀，於上側開口裝設有上側腔室窗63而被封閉，於下側開口裝設有下側腔室窗64而被封閉。用以構成腔室6的頂板部之上側腔室窗63係由石英所形成的圓板形狀構件，且作為石英窗而發揮作用，該石英窗係將從閃光加熱部5射出的閃光光線穿透至腔室6內。此外，用以構成腔室6的底板部之下側腔室窗64亦為由石英所形成的圓板形狀構件，且作為石英窗而發揮作用，該石英窗係將來自鹵素加熱部4的光線穿透至腔室6內。
此外，於腔室側部61的內側的壁面的上部裝設有反射環68，並於腔室側部61的內側的壁面的下部裝設有反射環69。反射環68、69皆形成為圓環狀。上側的反射環68係從腔室側部61的上側嵌入而裝設。另一方面，下側的反射環69係從腔室側部61的下側嵌入並以未圖示的螺栓固定而裝設。亦即，反射環68、69皆裝卸自如地裝設於腔室側部61。被腔室6的內側空間圍繞的空間亦即被上側腔室窗63、下側腔室 窗64、腔室側部61以及反射環68、69圍繞的空間係被規定作為熱處理空間65。
於腔室側部61裝設有反射環68、69，藉此於腔室6的內壁面形成有凹部62。亦即，形成被腔室側部61的內壁面中之未裝設有反射環68、69之中央部分、反射環68的下端面以及反射環69的上端面圍繞的凹部62。凹部62係於腔室6的內壁面沿著水平方向形成為圓環狀，並圍繞用以保持半導體晶圓W之保持部7。腔室側部61及反射環68、69係由強度與耐熱性優異的金屬材料(例如不鏽鋼)所形成。
此外，於腔室側部61形成設置有搬運開口部(爐口)66，該搬運開口部66係用以對腔室6進行半導體晶圓W的搬入及搬出。搬運開口部66係可藉由閘閥(gate valve)185開閉。搬運開口部66係連通連接至凹部62的外周面。因此，在閘閥185將搬運開口部66開放時，能進行半導體晶圓W從搬運開口部66通過凹部62朝熱處理空間65之搬入以及半導體晶圓W從熱處理空間65之搬出。此外，當閘閥185將搬運開口部66閉鎖時，腔室6內的熱處理空間65係成為密閉空間。
此外，於腔室6的內壁上部形成設置有用以將處理氣體供給至熱處理空間65之氣體供給孔81。氣體供給孔81亦可形成設置於比凹部62還上側的位置，並設置於反射環68。 氣體供給孔81係經由於腔室6的側壁內部圓環狀地形成之緩衝空間82連通連接至氣體供給管83。氣體供給管83係連接至處理氣體供給源85。此外，於氣體供給管83的路徑途中插設有閥84。當閥84被開放時，從處理氣體供給源85對緩衝空間82輸送處理氣體。流入至緩衝空間82的處理氣體係以在流體阻抗比氣體供給孔81還小的緩衝空間82內擴散之方式流動並從氣體供給孔81供給至熱處理空間65內。作為處理氣體，能使用氮(N2)等惰性氣體或者氫(H2)、氨(NH3)等反應性氣體(在本實施形態中為氮)。
另一方面，於腔室6的內壁下部形成設置有用以將熱處理空間65內的氣體予以排氣之氣體排氣孔86。氣體排氣孔86亦可形成設置於比凹部62還下側的位置，並設置於反射環69。氣體排氣孔86係經由於腔室6的側壁內部圓環狀地形成之緩衝空間87連通連接至氣體排氣管88。氣體排氣管88係連接至排氣部190。此外，於氣體排氣管88的路徑途中插設有閥89。當閥89被開放時，熱處理空間65的氣體係從氣體排氣孔86經由緩衝空間87朝氣體排氣管88排出。此外，氣體供給孔81及氣體排氣孔86亦可沿著腔室6的周方向設置複數個，且亦可為隙縫(slit)狀的孔。此外，處理氣體供給源85及排氣部190亦可為設置於熱處理裝置1的機構，或亦可為設置有熱處理裝置1之工廠的公用設施(utility)。
此外，於搬運開口部66的前端亦連接有用以將熱處理空 間65內的氣體予以排出之氣體排氣管191。氣體排氣管191係經由閥192連接至排氣部190。將閥192開放，藉此經由搬運開口部66將腔室6內的氣體予以排氣。
圖2係用以顯示保持部7的整體外觀之立體圖。保持部7係構成為具備有基台環71、連結部72以及承載體74。基台環71、連結部72以及承載體74皆由石英所形成。亦即，保持部7的整體係由石英所形成。
基台環71為圓環形狀的一部分缺口之圓弧形狀的石英構件。該缺口部分係設置成用以防止後述之移載機構10的移載手臂11與基台環71之間的干擾。基台環71係載置於凹部62的底面，藉此支撐於腔室6的壁面(參照圖1)。於基台環71的上表面沿著圓環形狀的周方向立設有複數個連結部72(在本實施形態中為4個)。連結部72亦為石英的構件，並藉由熔接固接至基台環71。
承載體74係被設置於基台環71之4個連結部72支撐。圖3係承載體74的俯視圖。此外，圖4係承載體74的剖視圖。承載體74係具備有保持板75、導引環76以及複數個基板支撐銷77。保持板75為由石英所形成的略圓形的平板狀構件。保持板75的直徑係比半導體晶圓W的直徑還大。亦即，保持板75係具有比半導體晶圓W還大的平面尺寸。
於保持板75的上表面周緣部設置有導引環76。導引環76為具有比半導體晶圓W的直徑還大的內徑之圓環形狀的構件。例如在半導體晶圓W的直徑為ψ 300mm之情形中，導引環76的內徑為ψ 320mm。導引環76的內周係以從保持板75朝上方變寬之方式作成楔形(taper)面。導引環76係與保持板75同樣地由石英所形成。導引環76亦可為熔接至保持板75的上表面，或亦可藉由另外加工的銷等固定至保持板75。或者，亦可將保持板75與導引環76加工成一體的構件。
保持板75的上表面中之比導引環76還內側的區域作成用以保持半導體晶圓W之平面狀的保持面75a。於保持板75的保持面75a立設有複數個基板支撐銷77。在本實施形態中，沿著與保持面75a的外周圓(導引環76的內周圓)同心圓的周上每隔30°立設有共12個基板支撐銷77。已配置有12個基板支撐銷77之圓的直徑(與相對向的基板支撐銷77之間的距離)係比半導體晶圓W的直徑還小；若半導體晶圓W的直徑為ψ 300mm，則已配置有12個基板支撐銷77之圓的直徑為ψ 270mm至ψ 280mm(在本實施形態中為ψ 280mm)。在第一實施形態中，各個基板支撐銷77係由不透明石英所形成。不透明石英係例如藉由於石英材料內含有多數個細微的氣泡而獲得。作為不透明石英，例如能使用信越石英股份有限公司(Shin-Etsu Quartz Products Co.,Ltd.)製造的OM-100、Tosoh Quartz Corporation製造的OP-3等。
返回圖2，立設於基台環71的4個連結部72與承載體74的保持板75的周緣部係藉由熔接而固接。亦即，承載體74與基台環71係藉由連結部72固定性地連結。此種保持部7的基台環71係支撐於腔室6的壁面，藉此保持部7係裝設於腔室6。在保持部7已裝設於腔室6的狀態下，承載體74的保持板75係成為水平姿勢(法線與鉛直方向一致之姿勢)。亦即，保持板75的保持面75a係成為水平面。此外，將立設於保持板75的上表面的12根基板支撐銷77各者投影至水平面之形狀為直徑4mm以下的圓形。
已搬入至腔室6的半導體晶圓W係以水平姿勢載置並保持於已裝設在腔室6的保持部7的承載體74上。此時，半導體晶圓W係被立設於保持板75上的12個基板支撐銷77支撐並被保持於承載體74。更嚴格來說，12個基板支撐銷77的上端部係接觸半導體晶圓W的下表面並支撐該半導體晶圓W。由於12個基板支撐銷77的高度(從基板支撐銷77的上端至保持板75的保持面75a為止的距離)一樣，因此能藉由12個基板支撐銷77以水平姿勢支撐半導體晶圓W。
此外，半導體晶圓W係與保持板75的保持面75a隔著預定間隔地被複數個基板支撐銷77支撐。導引環76的厚度係比基板支撐銷77的高度還大。因此，藉由導引環76防止被複數個基板支撐銷77支撐的半導體晶圓W的水平方向的位置偏移。
此外，如圖2及圖3所示，於承載體74的保持板75形成有上下貫通的開口部78。開口部78係設置成用以使放射溫度計120(參照圖1)接受從被保持於承載體74的半導體晶圓W的下表面放射的放射光線(紅外線光線)。亦即，放射溫度計120係經由開口部78接受從被保持於承載體74的半導體晶圓W的下表面放射的光線，並藉由另外設置的檢測器(detector)測量該半導體晶圓W的溫度。再者，於承載體74的保持板75穿設有4個貫通孔79，該4個貫通孔79係用以使後述之移載機構10的升降銷(lift pin)12貫通而進行半導體晶圓W的授受。
圖5係移載機構10的俯視圖。此外，圖6係移載機構10的側視圖。移載機構10係具備有兩根移載手臂11。移載手臂11係作成沿著大致圓環狀的凹部62般之圓弧形狀。於各個移載手臂11立設有兩根升降銷12。各個移載手臂11係可藉由水平移動機構13而轉動。水平移動機構13係使一對移載手臂11在移載動作位置(圖5的實線位置)與退避位置(圖5的二點鍊線位置)之間水平移動，該移載動作位置係用以對保持部7進行半導體晶圓W的移載之位置，該退避位置係俯視觀看時不會與被保持部7保持的半導體晶圓W重疊之位置。作為水平移動機構13，係可為藉由個別的馬達分別使各個移載手臂11轉動之機構，亦可為使用連桿(link)機構並藉由一個馬達使一對移載手臂11連動地轉動之機構。
此外，一對移載手臂11係藉由升降機構14而與水平移動機構13一起升降移動。當升降機構14使一對移載手臂11在移載動作位置上升時，共4根的升降銷12係通過穿設於承載體74的貫通孔79(參照圖2及圖3)，升降銷12的上端係從承載體74的上表面突出。另一方面，升降機構14係使一對移載手臂11在移載動作位置下降，使升降銷12從貫通孔79移走，當水平移動機構13以將一對移載手臂11打開之方式移動時，各個移載手臂11係移動至退避位置。一對移載手臂11的退避位置係在保持部7的基台環71的正上方。由於基台環71載置於凹部62的底面，因此移載手臂11的退避位置係成為凹部62的內側。此外，構成為亦於移載機構10中之設置有驅動部(水平移動機構13及升降機構14)之部位的附近設置有未圖示的排氣機構，且移載機構10的驅動部周邊的氛圍係被排出至腔室6的外部。
返回至圖1，設置於腔室6的上方之閃光加熱部5係構成為於框體51的內側具備有：光源，係由複數根(在本實施形態中為30根)氙閃光燈FL所構成；以及反射器(reflect)52，係以覆蓋光源的上方之方式設置。此外，於閃光加熱部5的框體51的底部裝設有閃光光線放射窗53。用以構成閃光加熱部5的底板部之閃光光線放射窗53為由石英所形成之板狀的石英窗。閃光加熱部5係設置於腔室6的上方，藉此閃光光線放射窗53係變成與上側腔室窗63相對向。閃光燈FL 係從腔室6的上方經由閃光光線放射窗53及上側腔室窗63對熱處理空間65照射閃光光線。
複數根閃光燈FL為分別具有長形的圓筒形狀之棒狀燈，且以各者的長度方向沿著被保持部7保持之半導體晶圓W的主面(亦即沿著水平方向)彼此平行之方式平面狀地排列。因此，藉由閃光燈FL的排列所形成的平面亦為水平面。
氙閃光燈FL係具備有：棒狀的玻璃管(放電管)，係於內部封入有氙氣體，且兩端部配設有連接至電容器之陽極及陰極；以及觸發電極，係附設於該玻璃管的外周面上。由於氙氣體為電性地絕緣體，因此即使在電容器積蓄有電荷，在通常狀態下電能亦不會於玻璃管內流通。然而，在對觸發電極施加高電壓而破壞絕緣之情形中，積蓄於電容器的電能係瞬間流通於玻璃管內，並藉由此時的氙的原子或分子的激勵而放出光線。在此種氙閃光燈FL中，由於預先積蓄於電容器的電能量係被轉換成0.1毫秒至100毫秒此種極短的光線脈波，因此與鹵素燈HL般之連續點亮的光源相比具有能照射極強的光線之特徵。亦即，閃光燈FL為在未滿一秒的極短時間內瞬間性地發光之脈波發光燈。此外，閃光燈FL的發光時間係能藉由用以對閃光燈FL進行電力供給之燈電源的線圈常數(coil constant)來調整。
此外，反射器52係以覆蓋複數根閃光燈FL整體之方式 設置於複數根閃光燈FL的上方。反射器52的基本功能為將從複數根閃光燈FL射出的閃光光線反射至熱處理空間65之側。反射器52係由鋁合金板所形成，且表面(面向閃光燈FL之側的面)係藉由噴擊(blast)處理施予粗面化加工。
設置於腔室6的下方之鹵素加熱部4係於框體41的內側內建複數根(在本實施形態中為40根)鹵素燈HL。鹵素加熱部4為一種光線照射部，該光線照射部係藉由複數根鹵素燈HL從腔室6的下方經由下側腔室窗64朝熱處理空間65進行光線照射並將半導體晶圓W加熱。
圖7係用以顯示複數根鹵素燈HL的配置之俯視圖。40根鹵素燈HL係分開成上下兩段配置。於接近保持部7之上段配設有20根鹵素燈HL，於比上段還遠離保持部7之下段配設有20根鹵素燈HL。各個鹵素燈HL為具有長形的圓筒形狀之棒狀燈。上段及下段各20根鹵素燈HL係以各者的長度方向沿著被保持部7保持之半導體晶圓W的主面(亦即沿著水平方向)彼此平行之方式排列。因此，藉由上段及下段的鹵素燈HL的排列所形成的平面皆為水平面。
此外，如圖7所示，上段及下段中之與周緣部相對向之區域中的鹵素燈HL的配設密度係比於上段及下段中之與被保持部7保持之半導體晶圓W的中央部相對向之區域中的鹵素燈HL的配設密度還高。亦即，上段及下段的燈排列皆為 周緣部中的鹵素燈HL的配設間距比中央部中的鹵素燈HL的配設間距還短。因此，能對藉由來自鹵素加熱部4的光線照射加熱時容易產生溫度降低之半導體晶圓W的周緣部進行多光量的照射。
此外，以由上段的鹵素燈HL所構成的燈群與由下段的鹵素燈HL所構成的燈群格子狀地交叉之方式排列。亦即，以配置於上段的20根鹵素燈HL的長度方向與配置於下段的20根鹵素燈HL的長度方向彼此正交之方式配設共40根鹵素燈HL。
鹵素燈HL為燈絲方式的光源，該燈絲方式的光源係藉由對配設於玻璃管內部的燈絲通電而使燈絲白熱化並發光。於玻璃管的內部封入有於氮或氬等惰性氣體微量導入了鹵素元素(碘、溴)的氣體。藉由導入鹵素元素，可抑制燈絲的折損並將燈絲的溫度設定成高溫。因此，鹵素燈HL係具有下述特性：壽命比一般的白熾燈還常且能連續性地照射強的光線。亦即，鹵素燈HL為至少一秒以上連續發光之連續點亮燈。此外，由於鹵素燈HL為棒狀燈因此壽命長，且藉由使鹵素燈HL沿著水平方向配置故對於上方的半導體晶圓W的放射效率優異。
此外，亦於鹵素加熱部4的框體41內的兩段鹵素燈HL的下側設置有反射器43(圖1)。反射器43係將從複數根鹵素 燈HL射出的光線反射至熱處理空間65。
控制部3係控制設置於熱處理裝置1之上述各種動作機構。作為控制部3的硬體之構成係與一般的電腦同樣。亦即，控制部3係具備有：屬於電路之CPU(Central Processing Unit；中央處理器)，係進行各種運算處理；屬於讀取專用的記憶體之ROM(Read Only Memory；唯讀記憶體)，係記憶基本程式；屬於讀寫自如的記憶體之RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)，係記憶各種資訊；以及磁碟，係記憶控制用軟體及資料等。控制部3的CPU係藉由執行預定的處理程式而進行熱處理裝置1中的處理。
除了上述構成之外，熱處理裝置1亦具備有各種冷卻用的構造，用以防止於半導體晶圓W的熱處理時從鹵素燈HL及閃光燈FL所產生的熱能導致鹵素加熱部4、閃光加熱部5以及腔室6的溫度過度上升。例如，於腔室6的壁體設置有水冷管(未圖示)。此外，鹵素加熱部4及閃光加熱部5係作成於內部形成氣體流而進行排熱之空冷構造。此外，亦對上側腔室窗63與閃光光線放射窗53之間的間隙供給空氣，將閃光加熱部5及上側腔室窗63予以冷卻。
接著，說明熱處理裝置1中的半導體晶圓W的處理順序。在此，成為處理對象之半導體晶圓W為已藉由離子植入法添加了雜質(離子)之半導體基板。雜質的活化係藉由熱處理裝 置1所為之閃光光線照射加熱處理(退火)而執行。以下所說明的熱處理裝置1的處理順序係藉由控制部3控制熱處理裝置1的各種動作機構而進行。
首先，閘閥185開啟且搬運開口部66開放，藉由裝置外部的搬運機器人經由搬運開口部66將半導體晶圓W搬入至腔室6內的熱處理空間65。被搬運機器人搬入的半導體晶圓W係進出並停止在保持部7的正上方位置。接著，移載機構10的一對移載手臂11係從退避位置水平移動並上升至移載動作位置，藉此升降銷12係通過貫通孔79從承載體74的保持板75的上表面突出並接取半導體晶圓W。此時，升降銷12係上升至比基板支撐銷77的上端還上方。
半導體晶圓W被載置於升降銷12後，搬運機器人從熱處理空間65退出，並藉由閘閥185閉鎖搬運開口部66。接著，一對移載手臂11下降，藉此半導體晶圓W係從移載機構10被授予至保持部7的承載體74，並從下方以水平姿勢被保持。半導體晶圓W係被立設於保持板75上的複數個基板支撐銷77支撐並被承載體74保持。此外，半導體晶圓W係將進行過圖案(pattern)形成且已植入雜質之表面作為上表面被保持於保持部7。於被複數個基板支撐銷77支撐的半導體晶圓W的背面(與表面相反側的主面)與保持板75的保持面75a之間形成有預定的間隔。已下降至承載體74的下方之一對移載手臂11係藉由水平移動機構13退避至退避位置，亦 即退避至凹部62的內側。
此外，藉由閘閥185閉鎖搬運開口部66並將熱處理空間65作成密閉空間後，進行腔室6內的氛圍調整。具體而言，閥84被開放，從氣體供給孔81對熱處理空間65供給處理氣體。在本實施形態中，氮氣係作為處理氣體供給至腔室6內的熱處理空間65。此外，閥89被開放，從氣體排氣孔86將腔室6內的氣體予以排氣。藉此，從腔室6內的熱處理空間65的上部所供給的處理氣體係朝下方流動並從熱處理空間65的下部排氣，熱處理空間65係被置換成氮氛圍。此外，藉由開放閘192，亦從搬運開口部66將腔室6內的氣體予以排氣。再者，藉由未圖示的排氣機構亦將移載機構10的驅動部周邊的氛圍予以排氣。
腔室6內被置換成氮氛圍且半導體晶圓W被保持部7的承載體74以水平姿勢從下方保持後，鹵素加熱部4的40根鹵素燈HL一齊點亮並開始預加熱(輔助加熱)。從鹵素燈HL射出的鹵素光線係穿透由石英所形成的下側腔室窗64及承載體74照射至半導體晶圓W的背面。藉由接受來自鹵素燈HL的光線照射，半導體晶圓W係被預加熱從而溫度上升。此外，由於移載機構10的移載手臂11係退避至凹部62的內側，因此不會成為鹵素燈HL加熱時的阻礙。
在進行鹵素燈HL所為之預加熱時，藉由放射溫度計120 測量半導體晶圓W的溫度。亦即，放射溫度計120係接收從被承載體74保持的半導體晶圓W的背面經由開口部78放射的紅外線光線，並測量升溫中的晶圓溫度。所測量的半導體晶圓W的溫度係傳達至控制部3。控制部3係監視藉由來自鹵素燈HL的光線照射而升溫之半導體晶圓W的溫度是否已到達預定的預加熱溫度T1，並控制鹵素燈HL的輸出。亦即，控制部3係依據放射溫度計120的測量值，以半導體晶圓W的溫度成為預加熱溫度T1之方式回授(feedback)控制鹵素燈HL的輸出。預加熱溫度T1係控制成200℃至800℃左右，較佳為控制成350℃至600℃左右(在本實施形態中為600℃)。
在半導體晶圓W的溫度到達預加熱溫度T1後，控制部3係將半導體晶圓W暫時維持至該預加熱溫度T1。具體而言，在放射溫度計120所測量之半導體晶圓W的溫度到達預加熱溫度T1之時間點，控制部3係調整鹵素燈HL的輸出，並將半導體晶圓W的溫度大致維持至預加熱溫度T1。
然而，如上所述，鹵素燈HL所為之預加熱係在藉由12根基板支撐銷77支撐半導體晶圓W的狀態下進行。如以往般，在基板支撐銷77由石英所形成之情形中，基板支撐銷77係幾乎不會吸收從鹵素燈HL照射的光線而是讓光線穿透。因此，於預加熱時，半導體晶圓W係吸收來自鹵素燈HL的光線而升溫，另一方面，包含有基板支撐銷77之承載體74則不太會升溫而相對性地變成比半導體晶圓W還低溫。因此， 產生從半導體晶圓W朝直接接觸的基板支撐銷77之熱傳導，且12根基板支撐銷77的接觸部位附近的晶圓溫度係變成比其他區域相對性地還低。結果，產生半導體晶圓W的面內溫度分布變成不均勻之傾向。
因此，在第一實施形態中，由不透明石英形成立設於保持板75的上表面之12根基板支撐銷77。不透明石英為用以吸收從鹵素燈HL照射的光線而升溫之光吸收材料。亦即，在第一實施形態中，由用以吸收從鹵素燈HL照射的光線而升溫之光吸收材料形成12根基板支撐銷77。
圖8係將第一實施形態的基板支撐銷77的附近放大之圖。從鹵素燈HL射出的光線係照射至保持板75的下表面。由於保持板75通常係由透明的石英所形成，因此使從鹵素燈HL射出的光線穿透。已穿透保持板75的光線係照射至半導體晶圓W的背面。此外，已穿透保持板75的光線的一部分亦照射至基板支撐銷77。由於基板支撐銷77係由不透明石英所形成，因此吸收已穿透保持板75的光線而升溫。因此，抑制上述半導體晶圓W中之與基板支撐銷77的接觸部位附近中之相對性的溫度降低，結果能將該接觸部位附近與周邊區域之間的溫度差抑制在最低限度，並能將預加熱時的半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。
此外，將基板支撐銷77投影至水平面之形狀為圓形，且 該圓形的直徑d為4mm以下。當將基板支撐銷77投影至水平面之圓形的直徑d比4mm還大時，遮光功效係變成比基板支撐銷77所為之光吸收功效還大，且變成藉由基板支撐銷77於半導體晶圓W的背面形成有影子，如此反而會使半導體晶圓W中之與基板支撐銷77的接觸部位附近中的溫度降低變大。因此，將基板支撐銷77投影至水平面之圓形的直徑d係限定於4mm以下。
在半導體晶圓W的溫度到達預加熱溫度T1並經過預定時間之時間點，閃光加熱部5的閃光燈FL係對半導體晶圓W的表面進行閃光光線照射。此時，從閃光燈FL放射的閃光光線的一部分係直接朝向腔室6內，另一部分係被反射器52反射而朝向腔室6內，藉由這些閃光光線的照射進行半導體晶圓W的閃光加熱。
由於閃光加熱係藉由來自閃光燈FL的閃光光線(閃光)照射而進行，因此能在短時間內使半導體晶圓W的表面溫度上升。亦即，從閃光燈FL照射的閃光光線為預先積蓄於電容器的電能量已被轉換成極短的光脈波且照射時間為0.1毫秒以上100毫秒以下左右之極短且強的閃光。接著，藉由來自閃光燈FL的閃光光線照射而被閃光加熱之半導體晶圓W的表面溫度係瞬間上升至1000℃以上的處理溫度T2，且在植入至半導體晶圓W的雜質被活化後，表面溫度係急速地下降。如此，在熱處理裝置1中，由於能在極短時間內使半導體晶 圓W的表面溫度升降，因此能抑制已植入至半導體晶圓W之雜質因為熱能而擴散，並進行雜質的活化。此外，相較於雜質的熱擴散所需的時間，由於雜質的活化所需的時間極短，因此即使為0.1毫秒至100毫秒左右這種不會產生擴散的短時間，亦會完成活化。
在本實施形態中，由於以用以吸收從鹵素燈HL照射的光線而升溫之不透明石英形成12根基板支撐銷77，因此抑制基板支撐銷77與半導體晶圓W之間的接觸部位附近中的溫度降低，並將預加熱階段的半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。結果，亦能將閃光光線照射時的半導體晶圓W的表面的面內溫度分布設成均勻。
結束閃光加熱處理後且經過預定時間後，鹵素燈HL熄滅。藉此，半導體晶圓W係從預加熱溫度T1急速地降溫。藉由放射溫度計120測量降溫中的半導體晶圓W的溫度，並將測量結果傳達至控制部3。控制部3係依據放射溫度計120的測量結果監視半導體晶圓W的溫度是否已降溫至預定溫度。接著，在半導體晶圓W的溫度降溫至預定以下後，移載機構10的一對移載手臂11係再次從退避位置水平移動並上升至移載動作位置，藉此升降銷12係從承載體74的上表面突出並從承載體74接取熱處理後的半導體晶圓W。接著，被閘閥185閉鎖的搬運開口部66被開放，藉由裝置外部的搬運機器人搬出載置於升降銷12上的半導體晶圓W，結束熱 處理裝置1中的半導體晶圓W的加熱處理。
在第一實施形態中，立設於保持板75的上表面之12根基板支撐銷77係由用以吸收從鹵素燈HL照射的光線而升溫之光吸收材料所形成。藉此，於藉由鹵素燈HL進行預加熱時，由於12根基板支撐銷77吸收來自鹵素燈HL的光線而升溫，因此能抑制基板支撐銷77與半導體晶圓W之間的接觸部位附近中的溫度降低，並能將預加熱時半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。結果，亦能將閃光加熱時的半導體晶圓W的表面的面內溫度分布設成均勻。
此外，在第一實施形態中，僅藉由以光吸收材料形成12根基板支撐銷77來將半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。亦即，無須用以將基板支撐銷77與半導體晶圓W之間的接觸部位予以加熱之特別的機構或變更設計，並能以簡易的構成將光線照射時的半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。
<第二實施形態>
接著，說明本發明的第二實施形態。第二實施形態的熱處理裝置1的整體構成大致與第一實施形態相同。此外，第二實施形態的熱處理裝置1中的半導體晶圓W的處理順序亦與第一實施形態同樣。第二實施形態與第一實施形態的差異點為設置光吸收材料之形態。
圖9係將第二實施形態的基板支撐銷77的附近放大之圖。在第二實施形態中，於立設於保持板75的上表面之12根基板支撐銷77的表面設置由光吸收材料所形成的光吸收膜21，該光吸收材料係用以吸收從鹵素燈HL照射的光線。在第二實施形態中，基板支撐銷77本體係由石英所形成。於該石英的基板支撐銷77的表面成膜由光吸收材料所形成的光吸收膜21。
此外，在第二實施形態中，使用氮化矽(SiC)作為光吸收材料。藉由濺鍍、蒸鍍、塗布等手法將氮化矽塗敷(coating)至石英的基板支撐銷77的表面，藉此成膜光吸收膜21。此外，將光吸收膜21投影至水平面之形狀為直徑4mm以下的圓形。
在第二實施形態中，於藉由鹵素燈HL進行預加熱時，由於設置於12根基板支撐銷77的表面之光吸收膜21係吸收來自鹵素燈HL的光線而升溫，因此能抑制基板支撐銷77與半導體晶圓W之間的接觸部位附近(嚴格而言為光吸收膜21與半導體晶圓W之間的接觸部位附近)中的溫度降低，並能將預加熱時的半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。結果，與第一實施形態同樣地，閃光加熱時的半導體晶圓W的表面的面內溫度分布亦能設成均勻。
此外，在第二實施形態中，僅藉由於12根基板支撐銷77的表面設置光吸收膜21來將半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。亦即，無須用以將基板支撐銷77與半導體晶圓W之間的接觸部位予以加熱之特別的機構或變更設計，並能以簡易的構成將光線照射時的半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。
<第三實施形態>
接著，說明本發明的第三實施形態。第三實施形態的熱處理裝置1的整體構成大致與第一實施形態相同。此外，第三實施形態的熱處理裝置1中的半導體晶圓W的處理順序亦與第一實施形態同樣。第三實施形態與第一實施形態的差異點為設置光吸收材料之形態。
圖10係將第三實施形態的基板支撐銷77的附近放大之圖。在第三實施形態中，於12根基板支撐銷77與保持板75之間夾入設置有由光吸收材料所形成的光吸收膜21，該光吸收材料係用以吸收從鹵素燈HL照射的光線。在第三實施形態中，立設於保持板75的上表面之12根基板支撐銷77本體亦由石英所形成。此外，與第二實施形態同樣地，使用氮化矽作為光吸收材料。
在第三實施形態中，藉由濺鍍、蒸鍍、塗布等手法於保持板75的上表面中之應立設12根基板支撐銷7之區域塗敷 氮化矽並成膜光吸收膜21。接著，於光吸收膜21上立設基板支撐銷77，藉此將光吸收膜21夾入至基板支撐銷77與保持板75之間。光吸收膜21的膜厚為0.1mm至0.5mm。此外，將光吸收膜21投影至水平面之形狀為直徑4mm以下的圓形(亦即圓板形狀的光吸收膜21的直徑為4mm以下)。
在第三實施形態中，於藉由鹵素燈HL進行預加熱時，夾入設置於12根基板支撐銷77與保持板75之間的光吸收膜21係吸收來自鹵素燈HL的光線而升溫。由於從已升溫的光吸收膜21朝基板支撐銷77傳遞熱能而使基板支撐銷77本體亦升溫，因此能抑制基板支撐銷77與半導體晶圓W之間的接觸部位附近中的溫度降低，並能將預加熱時的半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。結果，與第一實施形態同樣地，閃光加熱時的半導體晶圓W的表面的面內溫度分布亦能設成均勻。
此外，在第三實施形態中，僅藉由於12根基板支撐銷77與保持板75之間設置光吸收膜21來將半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。亦即，無須用以將基板支撐銷77與半導體晶圓W之間的接觸部位予以加熱之特別的機構或變更設計，並能以簡易的構成將光線照射時的半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。
<第四實施形態>
接著，說明本發明的第四實施形態。第四實施形態的熱處理裝置1的整體構成大致與第一實施形態相同。此外，第四實施形態的熱處理裝置1中的半導體晶圓W的處理順序亦與第一實施形態同樣。第四實施形態與第一實施形態的差異點為設置光吸收材料之形態。
圖11係將第四實施形態的基板支撐銷77的附近放大之圖。在第四實施形態中，於保持板75的下表面中之與12根基板支撐銷77相對向之區域設置有由光吸收材料所形成的光吸收膜21，該光吸收材料係用以吸收從鹵素燈HL照射的光線。在第四實施形態中，立設於保持板75的上表面之12根基板支撐銷77本體亦由石英所形成。此外，與第二實施形態同樣地，使用氮化矽作為光吸收材料。
在第四實施形態中，藉由濺鍍、蒸鍍、塗布等手法於保持板75的下表面中之與立設於上表面的12根基板支撐銷77相對向之區域塗敷氮化矽並成膜光吸收膜21。光吸收膜21的膜厚為0.1mm至0.5mm。此外，將光吸收膜21投影至水平面之形狀為直徑4mm以下的圓形(亦即圓板形狀的光吸收膜21的直徑為4mm以下)。
在第四實施形態中，於藉由鹵素燈HL進行預加熱時，設置於保持板75的下表面中之與12根基板支撐銷77相對向的區域的光吸收膜21係吸收來自鹵素燈HL的光線而升溫。 由於從已升溫的光吸收膜21朝上方的保持板75及基板支撐銷77傳遞熱能而使基板支撐銷77本體亦升溫，因此能抑制基板支撐銷77與半導體晶圓W之間的接觸部位附近中的溫度降低，並能將預加熱時的半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。結果，與第一實施形態同樣地，閃光加熱時的半導體晶圓W的表面的面內溫度分布亦能設成均勻。
此外，在第四實施形態中，僅藉由於保持板75的下表面設置光吸收膜21來將半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。亦即，無須用以將基板支撐銷77與半導體晶圓W之間的接觸部位予以加熱之特別的機構或變更設計，並能以簡易的構成將光線照射時的半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。
<第五實施形態>
接著，說明本發明的第五實施形態。第五實施形態的熱處理裝置1的整體構成大致與第一實施形態相同。此外，第五實施形態的熱處理裝置1中的半導體晶圓W的處理順序亦與第一實施形態同樣。第五實施形態與第一實施形態的差異點為設置光吸收材料之形態。
圖12係將第五實施形態的基板支撐銷77的附近放大之圖。在第五實施形態中，由光吸收材料形成保持板75中之立設有12根基板支撐銷77之部位，該光吸收材料係用以吸收 從鹵素燈HL照射的光線。在第五實施形態中，立設於保持板75的上表面之12根基板支撐銷77本體亦由石英所形成。此外，與第一實施形態同樣地，使用不透明石英作為光吸收材料。
在第五實施形態中，於保持板75中之應立設12根基板支撐銷77之部位上下地貫通並穿設孔，藉由熔接等將不透明石英的圓柱部22埋入至該孔。接著，於該圓柱部22上立設基板支撐銷77。不透明石英的圓柱部22的高度係與保持板75的厚度相同。此外，將不透明石英的圓柱部22投影至水平面之形狀為直徑4mm以下的圓形(亦即圓柱部22的直徑為4mm以下)。
在第五實施形態中，於藉由鹵素燈HL進行預加熱時，設置於12根基板支撐銷77的下方之不透明石英的圓柱部22係吸收來自鹵素燈HL的光線而升溫。由於從已升溫的圓柱部22朝基板支撐銷77傳遞熱能而使基板支撐銷77本體亦升溫，因此能抑制基板支撐銷77與半導體晶圓W之間的接觸部位附近中的溫度降低，並能將預加熱時的半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。結果，與第一實施形態同樣地，閃光加熱時的半導體晶圓W的表面的面內溫度分布亦能設成均勻。
此外，在第五實施形態中，僅藉由光吸收材料形成保持 板75的一部分來將半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。亦即，無須用以將基板支撐銷77與半導體晶圓W之間的接觸部位予以加熱之特別的機構或變更設計，並能以簡易的構成將光線照射時的半導體晶圓W的面內溫度分布設成均勻。
<變化例>
以上雖已說明本發明的實施形態，但本發明只要在不逸離本發明的精神之範圍內，除了上述實施形態以外亦可進行各種變化。例如亦可使用氮化矽作為第一實施形態及第五實施形態的光吸收材料，且亦可使用不透明石英作為第二實施形態至第四實施形態的光吸收材料。此外，在各個實施形態中亦可將作為光吸收材料而使用的不透明石英作為黑色合成石英。由於黑色合成石英係比白色的不透明石英還具有高的光吸收率，因此能吸收來自鹵素燈HL的光線而升溫至更高溫，且能更有效地抑制基板支撐銷77與半導體晶圓W之間的接觸部位附近中的溫度降低。
此外，亦可適當地組合兩個以上設置有第一實施形態至第五實施形態的光吸收材料之形態。例如亦可組合第一實施形態與第三實施形態，作成將光吸收膜21夾入設置於不透明石英的基板支撐銷77與保持板75之間。或者，亦可組合第一實施形態與第五實施形態，作成於不透明石英的圓柱部22的上坊設置不透明石英的基板支撐銷77。
此外，亦可作成藉由噴砂(sandblast)等粗面化處理將石英的基板支撐銷77的表面作成不透明。如此，與由不透明石英形成基板支撐銷77之情形同樣地，由於基板支撐銷77的表面係吸收來自鹵素燈HL的光線而升溫，因此能抑制基板支撐銷77與半導體晶圓W之間的接觸部位附近中的溫度降低。
此外，在上述實施形態中，雖然作成於閃光加熱部5具備有30根閃光燈FL，但並未限定於此，閃光燈FL的根數可為任意的數量。此外，閃光燈FL並未限定於氙閃光燈，亦可為氪閃光燈。此外，鹵素加熱部4所具有的鹵素燈HL的根數亦未限定於40根，亦可為任意的數量。
此外，藉由本發明的熱處理裝置成為處理對象之基板並未限定於半導體晶圓，亦可為使用於液晶顯示裝置等平板(flat-panel)顯示器之玻璃基板或太陽電池用的基板。此外，本發明的技術亦可應用於金屬與矽之接合，或者亦可應用於多晶矽的結晶化。
此外，本發明的熱處理技術並未限定於閃光燈退火裝置，亦可應用於使用了鹵素燈之葉片式的燈退火裝置或CVD(chemical vapor phase deposition；化學氣相沈積)裝置等閃光燈以外的熱源的裝置。尤其本發明亦可適當地應用於背面 退火(backside anneal)裝置，該背面退火裝置係於腔室的下方配置鹵素燈並從以複數個基板支撐銷支撐在石英的承載體上之半導體晶圓的背面進行光線照射而進行熱處理。

Claims (4)

  1. 一種熱處理裝置，係對基板照射光線藉此加熱前述基板；前述熱處理裝置係具備有：腔室，係收容前述基板；石英的平板形狀的保持板，係在前述腔室內經由立設於上表面的複數個支撐銷支撐前述基板；以及光線照射部，係穿透前述保持板將光線照射至被前述保持板支撐的前述基板；於被固定設置於前述保持板的前述複數個支撐銷的表面設置有由光吸收材料所形成的光吸收膜，前述光吸收材料係用以吸收從前述光線照射部照射的光線；將前述光吸收材料投影至水平面之形狀為直徑4mm以下的圓形。
  2. 如請求項1所記載之熱處理裝置，其中前述光吸收材料為不透明石英。
  3. 如請求項2所記載之熱處理裝置，其中前述不透明石英為黑色合成石英。
  4. 如請求項1所記載之熱處理裝置，其中前述光吸收材料為碳化矽。
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