(57)【要約】【課題】基板の状態にかかわらず適切な処理条件にて加熱処理を行うことができる熱処理方法および熱処理装置を提供する。【解決手段】ベアウェハーに対しては、ハロゲンランプＨＬとの間隔が第１基準距離ＳＤ１となる基準予備加熱位置ＳＡＰにてハロゲンランプＨＬから光照射が行われて所定の予備加熱温度に加熱される。ベアウェハーに対する半導体ウェハーの裏面の相対反射率が１００％未満である場合には、半導体ウェハーとハロゲンランプＨＬとの間隔である予備加熱距離ＡＤを第１基準距離ＳＤ１よりも大きくする。逆に、ベアウェハーに対する半導体ウェハーの裏面の相対反射率が１００％を超える場合には、予備加熱距離ＡＤを第１基準距離ＳＤ１よりも小さくする。ベアウェハーを予備加熱温度に加熱したときと同じ出力にてハロゲンランプＨＬから半導体ウェハーに光照射を行う。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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方法であって、
前記基板の一方面および他方面の反射率を測定する反射率測定工程と、
前記一方面の反射率に基づいて、前記基板と連続点灯ランプとの間隔を第１距離とする第１移動工程と、
前記基板の前記一方面に前記連続点灯ランプから光を照射して予備加熱を行う予備加熱工程と、
前記他方面の反射率に基づいて、前記基板とフラッシュランプとの間隔を第２距離とする第２移動工程と、
前記基板の前記他方面に前記フラッシュランプからフラッシュ光を照射して加熱を行うフラッシュ加熱工程と、
を備えることを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の熱処理方法において、
前記反射率測定工程では、基準基板に対する前記一方面および前記他方面の相対反射率を測定することを特徴とする熱処理方法。
【請求項３】
請求項２記載の熱処理方法において、
前記基準基板と前記連続点灯ランプとの間隔を第１基準距離として前記連続点灯ランプから第１の出力で光照射を行ったときに前記基準基板が所定の予備加熱温度に加熱され、
前記第１距離は、前記連続点灯ランプから前記第１の出力で前記基板に光照射を行ったときに前記基板が前記所定の予備加熱温度に加熱される距離となるように前記一方面の反射率に基づいて前記第１基準距離を補正して得られることを特徴とする熱処理方法。
【請求項４】
請求項３記載の熱処理方法において、
前記予備加熱工程では、オープンループ制御にて前記連続点灯ランプの光照射を前記第１の出力とすることを特徴とする熱処理方法。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の熱処理方法において、
前記基準基板と前記フラッシュランプとの間隔を第２基準距離として前記フラッシュランプから第２の出力でフラッシュ光照射を行ったときに前記基準基板が所定の処理温度に加熱され、
前記第２距離は、前記フラッシュランプから前記第２の出力で前記基板にフラッシュ光を照射したときに前記基板の前記他方面が前記所定の処理温度に到達する距離となるように前記他方面の反射率に基づいて前記第２基準距離を補正して得られることを特徴とする熱処理方法。
【請求項６】
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、
前記基板の一方面および他方面の反射率を測定する反射率測定部と、
前記基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内に収容された前記基板の前記一方面に光を照射して予備加熱を行う連続点灯ランプと、
前記チャンバー内に収容された前記基板の前記他方面にフラッシュ光を照射して加熱を行うフラッシュランプと、
前記連続点灯ランプおよび前記フラッシュランプと前記基板との間隔を調整する移動機構と、
前記一方面の反射率に基づいて、前記基板と連続点灯ランプとの間隔を第１距離として前記連続点灯ランプから光照射を行わせるとともに、前記他方面の反射率に基づいて、前記基板とフラッシュランプとの間隔を第２距離として前記フラッシュランプからフラッシュ光を照射させるように前記移動機構、前記連続点灯ランプおよび前記フラッシュランプを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。
【請求項７】
請求項６記載の熱処理装置において、
前記反射率測定部は、基準基板に対する前記一方面および前記他方面の相対反射率を測定することを特徴とする熱処理装置。
【請求項８】
請求項７記載の熱処理装置において、
前記基準基板と前記連続点灯ランプとの間隔を第１基準距離として前記連続点灯ランプから第１の出力で光照射を行ったときに前記基準基板が所定の予備加熱温度に加熱され、
前記第１距離は、前記連続点灯ランプから前記第１の出力で前記基板に光照射を行ったときに前記基板が前記所定の予備加熱温度に加熱される距離であることを特徴とする熱処理装置。
【請求項９】
請求項８記載の熱処理装置において、
前記制御部は、前記基板の予備加熱を行うときにオープンループ制御にて前記連続点灯ランプの光照射を前記第１の出力とすることを特徴とする熱処理装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の熱処理装置において、
前記基準基板と前記フラッシュランプとの間隔を第２基準距離として前記フラッシュランプから第２の出力でフラッシュ光照射を行ったときに前記基準基板が所定の処理温度に加熱され、
前記第２距離は、前記フラッシュランプから前記第２の出力で前記基板にフラッシュ光を照射したときに前記基板の前記他方面が前記所定の処理温度に到達する距離であることを特徴とする熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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方法および熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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として、特許文献１には、半導体ウェハーの表面側にフラッシュランプを配置するとともに裏面側にハロゲンランプを配置し、それらの組み合わせによって所望の熱処理を行うものが開示されている。特許文献１に開示の熱処理装置においては、サセプタに保持された半導体ウェハーをハロゲンランプによってある程度の温度にまで予備加熱し、その後フラッシュランプからのフラッシュ光照射によって所望の処理温度にまで昇温している。
【０００６】
また、特許文献２には、半導体ウェハーの表面側にフラッシュランプを配置するとともに裏面側にハロゲンランプを配置する構成において、半導体ウェハーを保持するサセプタを昇降させることによって、ハロゲンランプおよびフラッシュランプの双方についての照射距離を調整することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１６４４５１号公報
【特許文献２】特開２０１４−１１６５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のようなフラッシュランプを使用した熱処理装置にて処理対象となる半導体ウェハーは多岐にわたっている。具体的には、処理対象となる半導体ウェハーの表面には様々な形態の回路パターンが形成されるとともに、種々の膜種や膜厚の薄膜が成膜されている。また、半導体ウェハーの裏面にも膜形成がなされている場合も多い。近年、半導体ウェハーに形成される回路パターンや薄膜のバリエーションはますます増加傾向にある。
【０００９】
このような状況下にあって、半導体ウェハーの裏面にハロゲンランプから光を照射して予備加熱を行った後に、表面にフラッシュランプからフラッシュ光を照射するに際して、ランプパワー等の処理条件の決定および到達温度の予測が非常に複雑かつ困難なものとなっている。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基板の状態にかかわらず適切な処理条件にて加熱処理を行うことができる熱処理方法および熱処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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方法において、前記基板の一方面および他方面の反射率を測定する反射率測定工程と、前記一方面の反射率に基づいて、前記基板と連続点灯ランプとの間隔を第１距離とする第１移動工程と、前記基板の前記一方面に前記連続点灯ランプから光を照射して予備加熱を行う予備加熱工程と、前記他方面の反射率に基づいて、前記基板とフラッシュランプとの間隔を第２距離とする第２移動工程と、前記基板の前記他方面に前記フラッシュランプからフラッシュ光を照射して加熱を行うフラッシュ加熱工程と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る熱処理方法において、前記反射率測定工程では、基準基板に対する前記一方面および前記他方面の相対反射率を測定することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る熱処理方法において、前記基準基板と前記連続点灯ランプとの間隔を第１基準距離として前記連続点灯ランプから第１の出力で光照射を行ったときに前記基準基板が所定の予備加熱温度に加熱され、前記第１距離は、前記連続点灯ランプから前記第１の出力で前記基板に光照射を行ったときに前記基板が前記所定の予備加熱温度に加熱される距離となるように前記一方面の反射率に基づいて前記第１基準距離を補正して得られることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明に係る熱処理方法において、前記予備加熱工程では、オープンループ制御にて前記連続点灯ランプの光照射を前記第１の出力とすることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５の発明は、請求項３または請求項４の発明に係る熱処理方法において、前記基準基板と前記フラッシュランプとの間隔を第２基準距離として前記フラッシュランプから第２の出力でフラッシュ光照射を行ったときに前記基準基板が所定の処理温度に加熱され、前記第２距離は、前記フラッシュランプから前記第２の出力で前記基板にフラッシュ光を照射したときに前記基板の前記他方面が前記所定の処理温度に到達する距離となるように前記他方面の反射率に基づいて前記第２基準距離を補正して得られることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６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、前記基板の一方面および他方面の反射率を測定する反射率測定部と、前記基板を収容するチャンバーと、前記チャンバー内に収容された前記基板の前記一方面に光を照射して予備加熱を行う連続点灯ランプと、前記チャンバー内に収容された前記基板の前記他方面にフラッシュ光を照射して加熱を行うフラッシュランプと、前記連続点灯ランプおよび前記フラッシュランプと前記基板との間隔を調整する移動機構と、前記一方面の反射率に基づいて、前記基板と連続点灯ランプとの間隔を第１距離として前記連続点灯ランプから光照射を行わせるとともに、前記他方面の反射率に基づいて、前記基板とフラッシュランプとの間隔を第２距離として前記フラッシュランプからフラッシュ光を照射させるように前記移動機構、前記連続点灯ランプおよび前記フラッシュランプを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項７の発明は、請求項６の発明に係る熱処理装置において、前記反射率測定部は、基準基板に対する前記一方面および前記他方面の相対反射率を測定することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項８の発明は、請求項７の発明に係る熱処理装置において、前記基準基板と前記連続点灯ランプとの間隔を第１基準距離として前記連続点灯ランプから第１の出力で光照射を行ったときに前記基準基板が所定の予備加熱温度に加熱され、前記第１距離は、前記連続点灯ランプから前記第１の出力で前記基板に光照射を行ったときに前記基板が前記所定の予備加熱温度に加熱される距離であることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項９の発明は、請求項８の発明に係る熱処理装置において、前記制御部は、前記基板の予備加熱を行うときにオープンループ制御にて前記連続点灯ランプの光照射を前記第１の出力とすることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１０の発明は、請求項８または請求項９の発明に係る熱処理装置において、前記基準基板と前記フラッシュランプとの間隔を第２基準距離として前記フラッシュランプから第２の出力でフラッシュ光照射を行ったときに前記基準基板が所定の処理温度に加熱され、前記第２距離は、前記フラッシュランプから前記第２の出力で前記基板にフラッシュ光を照射したときに前記基板の前記他方面が前記所定の処理温度に到達する距離であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１から請求項５の発明によれば、基板の一方面の反射率に基づいて、基板と連続点灯ランプとの間隔を第１距離として当該一方面に連続点灯ランプから光を照射して予備加熱を行うとともに、基板の他方面の反射率に基づいて、基板とフラッシュランプとの間隔を第２距離として当該他方面にフラッシュランプからフラッシュ光を照射して加熱を行うため、基板の反射率に基づいて適正な照射距離を確保しており、基板の状態にかかわらず適切な処理条件にて加熱処理を行うことができる。
【００２２】
特に、請求項３の発明によれば、第１距離は、連続点灯ランプから基準基板と同じ第１の出力で基板に光照射を行ったときに基板が所定の予備加熱温度に加熱される距離であるため、基板と連続点灯ランプとの間隔を第１距離とするだけで、基板の状態にかかわらず適切な処理条件にて加熱処理を行うことができる。
【００２３】
請求項６から請求項１０の発明によれば、基板の一方面の反射率に基づいて、基板と連続点灯ランプとの間隔を第１距離として当該一方面に連続点灯ランプから光照射を行わせるとともに、基板の他方面の反射率に基づいて、基板とフラッシュランプとの間隔を第２距離として当該他方面にフラッシュランプからフラッシュ光を照射させるため、基板の反射率に基づいて適正な照射距離を確保しており、基板の状態にかかわらず適切な処理条件にて加熱処理を行うことができる。
【００２４】
特に、請求項８の発明によれば、第１距離は、連続点灯ランプから基準基板と同じ第１の出力で基板に光照射を行ったときに基板が所定の予備加熱温度に加熱される距離であるため、基板と連続点灯ランプとの間隔を第１距離とするだけで、基板の状態にかかわらず適切な処理条件にて加熱処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る熱処理装置を示す平面図である。
【図２】図１の熱処理装置の正面図である。
【図３】アライメント部に設けられた反射率測定部の構成を示す図である。
【図４】熱処理部の構成を示す縦断面図である。
【図５】処理チャンバーの平面図である。
【図６】サセプタの断面図である。
【図７】受渡部の平面図である。
【図８】複数のハロゲンランプの配置を示す平面図である。
【図９】半導体ウェハーに対する処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】半導体ウェハーとハロゲンランプとの間隔調整を模式的に示す図である。
【図１１】補正テーブルの一例を示す図である。
【図１２】半導体ウェハーとフラッシュランプとの間隔調整を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
まず、本発明に係る熱処理装置の全体構成について説明する。図１は、本発明に係る熱処理装置１００を示す平面図であり、図２はその正面図である。熱処理装置１００は基板として円板形状の半導体ウェハーＷにフラッシュ光を照射してその半導体ウェハーＷを加熱するフラッシュランプアニール装置である。処理対象となる半導体ウェハーＷのサイズは特に限定されるものではないが、例えばφ３００ｍｍやφ４５０ｍｍである。熱処理装置１００に搬入される前の半導体ウェハーＷには不純物が注入されており、熱処理装置１００による加熱処理によって注入された不純物の活性化処理が実行される。なお、図１および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。また、図１および移行の各図においては、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直交座標系を適宜付している。
【００２８】
図１および図２に示すように、熱処理装置１００は、未処理の半導体ウェハーＷを外部から装置内に搬入するとともに処理済みの半導体ウェハーＷを装置外に搬出するためのインデクサ部１０１、未処理の半導体ウェハーＷの位置決めを行うアライメント部２３０、加熱処理後の半導体ウェハーＷの冷却を行う２つの冷却部１３０，１４０、半導体ウェハーＷにフラッシュ加熱処理を施す熱処理部１６０並びに冷却部１３０，１４０および熱処理部１６０に対して半導体ウェハーＷの受け渡しを行う搬送ロボット１５０を備える。また、熱処理装置１００は、上記の各処理部に設けられた動作機構および搬送ロボット１５０を制御して半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理を進行させる制御部３を備える。
【００２９】
インデクサ部１０１は、複数のキャリアＣ（本実施形態では２個）を並べて載置するロードポート１１０と、各キャリアＣから未処理の半導体ウェハーＷを取り出すとともに、各キャリアＣに処理済みの半導体ウェハーＷを収納する受渡ロボット１２０とを備えている。未処理の半導体ウェハーＷを収容したキャリアＣは無人搬送車（ＡＧＶ、ＯＨＴ）等によって搬送されてロードポート１１０に載置されるともに、処理済みの半導体ウェハーＷを収容したキャリアＣは無人搬送車によってロードポート１１０から持ち去られる。
【００３０】
また、ロードポート１１０においては、受渡ロボット１２０がキャリアＣに対して任意の半導体ウェハーＷの出し入れを行うことができるように、キャリアＣが図２の矢印ＣＵにて示す如く昇降移動可能に構成されている。なお、キャリアＣの形態としては、半導体ウェハーＷを密閉空間に収納するＦＯＵＰ(front opening unified pod)の他に、ＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納した半導体ウェハーＷを外気に曝すＯＣ(open cassette)であっても良い。
【００３１】
また、受渡ロボット１２０は、図１の矢印１２０Ｓにて示すようなスライド移動、矢印１２０Ｒにて示すような旋回動作および昇降動作が可能とされている。これにより、受渡ロボット１２０は、２つのキャリアＣに対して半導体ウェハーＷの出し入れを行うとともに、アライメント部２３０および２つの冷却部１３０，１４０に対して半導体ウェハーＷの受け渡しを行う。受渡ロボット１２０によるキャリアＣに対する半導体ウェハーＷの出し入れは、ハンド１２１のスライド移動、および、キャリアＣの昇降移動により行われる。また、受渡ロボット１２０とアライメント部２３０または冷却部１３０，１４０との半導体ウェハーＷの受け渡しは、ハンド１２１のスライド移動、および、受渡ロボット１２０の昇降動作によって行われる。
【００３２】
アライメント部２３０は、Ｙ軸方向に沿ったインデクサ部１０１の側方に接続されて設けられている。アライメント部２３０は、半導体ウェハーＷを水平面内で回転させてフラッシュ加熱に適切な向きに向ける処理部である。アライメント部２３０は、アルミニウム合金製の筐体であるアライメントチャンバー２３１の内部に、半導体ウェハーＷを水平姿勢に支持して回転させる機構（図３の回転支持部２３７、回転モータ２３８）、および、半導体ウェハーＷの周縁部に形成されたノッチやオリフラ等を光学的に検出する機構などを設けて構成される。また、アライメントチャンバー２３１には、その内部にて支持されている半導体ウェハーＷの反射率を測定する反射率測定部２３２が設けられている。
【００３３】
図３は、アライメント部２３０に設けられた反射率測定部２３２の構成を示す図である。アライメント部２３０のアライメントチャンバー２３１内には、半導体ウェハーＷを支持して回転させる回転支持部２３７と当該回転支持部２３７を回転駆動する回転モータ２３８とが設けられている。半導体ウェハーＷを支持する回転支持部２３７を回転モータ２３８が回転させることによって、当該半導体ウェハーＷの向きを調整する。
【００３４】
反射率測定部２３２は、半導体ウェハーＷの表面の反射光強度を測定する表面反射光測定部２３６ａと、裏面の反射光強度を測定する裏面反射光測定部２３６ｂと、表面および裏面の相対反射率を算定する反射率算定部３１とを備える。表面反射光測定部２３６ａは、投光部２３３ａ、受光部２３４ａおよびハーフミラー２３５ａを備える。同様に、裏面反射光測定部２３６ｂは、投光部２３３ｂ、受光部２３４ｂおよびハーフミラー２３５ｂを備える。投光部２３３ａ，２３３ｂは、ハロゲン光源やＬＥＤ光源等の光源を備えて反射率測定用の光を出射する。受光部２３４ａ，２３４ｂは、受光した光の強度を電気信号に変換する受光素子を備える。
【００３５】
投光部２３３ａから出射された光は、ハーフミラー２３５ａによって反射されて回転支持部２３７に支持された半導体ウェハーＷの表面に垂直に照射され、当該表面で反射される。その反射光はハーフミラー２３５ａを透過して受光部２３４ａによって受光される。受光部２３４ａによって受光された反射光の強度は電気信号に変換されて制御部３に伝達される。制御部３の反射率算定部３１は、受光部２３４ａが受光した半導体ウェハーＷの表面の反射光の強度とパターン形成のなされていないベアウェハーの反射光の強度とからベアウェハーに対する半導体ウェハーＷの表面の相対反射率を算定する。
【００３６】
同様に、投光部２３３ｂから出射された光は、ハーフミラー２３５ｂによって反射されて回転支持部２３７に支持された半導体ウェハーＷの裏面に垂直に照射され、当該裏面で反射される。その反射光はハーフミラー２３５ｂを透過して受光部２３４ｂによって受光される。受光部２３４ｂによって受光された反射光の強度は電気信号に変換されて制御部３に伝達される。制御部３の反射率算定部３１は、受光部２３４ｂが受光した半導体ウェハーＷの裏面の反射光の強度とパターン形成のなされていないベアウェハーの反射光の強度とからベアウェハーに対する半導体ウェハーＷの裏面の相対反射率を算定する。
【００３７】
図１，２に戻り、アライメント部２３０への半導体ウェハーＷの受け渡しは受渡ロボット１２０によって行われる。受渡ロボット１２０からアライメントチャンバー２３１へはウェハー中心が所定の位置に位置するように半導体ウェハーＷが渡される。アライメント部２３０では、インデクサ部１０１から受け取った半導体ウェハーＷの中心部を回転中心として鉛直方向軸まわりで半導体ウェハーＷを回転させ、ノッチ等を光学的に検出することによって半導体ウェハーＷの向きを調整する。また、反射率測定部２３２が半導体ウェハーＷの表面および裏面の反射率を測定する。向き調整の終了した半導体ウェハーＷは受渡ロボット１２０によってアライメントチャンバー２３１から取り出される。
【００３８】
搬送ロボット１５０による半導体ウェハーＷの搬送空間として搬送ロボット１５０を収容する搬送チャンバー１７０が設けられている。その搬送チャンバー１７０の三方に熱処理部１６０の処理チャンバー６、冷却部１３０の第１クールチャンバー１３１および冷却部１４０の第２クールチャンバー１４１が連通接続されている。
【００３９】
熱処理装置１００の主要部である熱処理部１６０は、予備加熱を行った半導体ウェハーＷにキセノンフラッシュランプＦＬからの閃光（フラッシュ光）を照射してフラッシュ加熱処理を行う基板処理部である。この熱処理部１６０の構成についてはさらに後述する。
【００４０】
２つの冷却部１３０，１４０は、概ね同様の構成を備える。冷却部１３０，１４０はそれぞれ、アルミニウム合金製の筐体である第１クールチャンバー１３１，第２クールチャンバー１４１の内部に、金属製の冷却プレートと、その上面に載置された石英板とを備える（いずれも図示省略）。当該冷却プレートは、ペルチェ素子または恒温水循環によって常温（約２３℃）に温調されている。熱処理部１６０にてフラッシュ加熱処理が施された半導体ウェハーＷは、第１クールチャンバー１３１または第２クールチャンバー１４１に搬入されて当該石英板に載置されて冷却される。
【００４１】
第１クールチャンバー１３１および第２クールチャンバー１４１はともに、インデクサ部１０１と搬送チャンバー１７０との間にて、それらの双方に接続されている。第１クールチャンバー１３１および第２クールチャンバー１４１には、半導体ウェハーＷを搬入出するための２つの開口が形設されている。第１クールチャンバー１３１の２つの開口のうちインデクサ部１０１に接続される開口はゲートバルブ１８１によって開閉可能とされている。一方、第１クールチャンバー１３１の搬送チャンバー１７０に接続される開口はゲートバルブ１８３によって開閉可能とされている。すなわち、第１クールチャンバー１３１とインデクサ部１０１とはゲートバルブ１８１を介して接続され、第１クールチャンバー１３１と搬送チャンバー１７０とはゲートバルブ１８３を介して接続されている。
【００４２】
インデクサ部１０１と第１クールチャンバー１３１との間で半導体ウェハーＷの受け渡しを行う際には、ゲートバルブ１８１が開放される。また、第１クールチャンバー１３１と搬送チャンバー１７０との間で半導体ウェハーＷの受け渡しを行う際には、ゲートバルブ１８３が開放される。ゲートバルブ１８１およびゲートバルブ１８３が閉鎖されているときには、第１クールチャンバー１３１の内部が密閉空間となる。
【００４３】
また、第２クールチャンバー１４１の２つの開口のうちインデクサ部１０１に接続される開口はゲートバルブ１８２によって開閉可能とされている。一方、第２クールチャンバー１４１の搬送チャンバー１７０に接続される開口はゲートバルブ１８４によって開閉可能とされている。すなわち、第２クールチャンバー１４１とインデクサ部１０１とはゲートバルブ１８２を介して接続され、第２クールチャンバー１４１と搬送チャンバー１７０とはゲートバルブ１８４を介して接続されている。
【００４４】
インデクサ部１０１と第２クールチャンバー１４１との間で半導体ウェハーＷの受け渡しを行う際には、ゲートバルブ１８２が開放される。また、第２クールチャンバー１４１と搬送チャンバー１７０との間で半導体ウェハーＷの受け渡しを行う際には、ゲートバルブ１８４が開放される。ゲートバルブ１８２およびゲートバルブ１８４が閉鎖されているときには、第２クールチャンバー１４１の内部が密閉空間となる。
【００４５】
さらに、冷却部１３０，１４０はそれぞれ、第１クールチャンバー１３１，第２クールチャンバー１４１に清浄な窒素ガスを供給するガス供給機構とチャンバー内の雰囲気を排気する排気機構とを備える。これらのガス供給機構および排気機構は、流量を２段階に切り換え可能とされていても良い。
【００４６】
搬送チャンバー１７０に設けられた搬送ロボット１５０は、鉛直方向に沿った軸を中心に矢印１５０Ｒにて示すように旋回可能とされる。搬送ロボット１５０は、複数のアームセグメントからなる２つのリンク機構を有し、それら２つのリンク機構の先端にはそれぞれ半導体ウェハーＷを保持する搬送ハンド１５１ａ，１５１ｂが設けられている。これらの搬送ハンド１５１ａ，１５１ｂは上下に所定のピッチだけ隔てて配置され、リンク機構によりそれぞれ独立して同一水平方向に直線的にスライド移動可能とされている。また、搬送ロボット１５０は、２つのリンク機構が設けられるベースを昇降移動することにより、所定のピッチだけ離れた状態のまま２つの搬送ハンド１５１ａ，１５１ｂを昇降移動させる。
【００４７】
搬送ロボット１５０が第１クールチャンバー１３１、第２クールチャンバー１４１または熱処理部１６０の処理チャンバー６を受け渡し相手として半導体ウェハーＷの受け渡し（出し入れ）を行う際には、まず、両搬送ハンド１５１ａ，１５１ｂが受け渡し相手と対向するように旋回し、その後（または旋回している間に）昇降移動していずれかの搬送ハンドが受け渡し相手と半導体ウェハーＷを受け渡しする高さに位置する。そして、搬送ハンド１５１ａ（１５１ｂ）を水平方向に直線的にスライド移動させて受け渡し相手と半導体ウェハーＷの受け渡しを行う。
【００４８】
搬送ロボット１５０と受渡ロボット１２０との半導体ウェハーＷの受け渡しは冷却部１３０，１４０を介して行うことができる。すなわち、冷却部１３０の第１クールチャンバー１３１および冷却部１４０の第２クールチャンバー１４１は、搬送ロボット１５０と受渡ロボット１２０との間で半導体ウェハーＷを受け渡すためのパスとしても機能するものである。具体的には、搬送ロボット１５０または受渡ロボット１２０のうちの一方が第１クールチャンバー１３１または第２クールチャンバー１４１に渡した半導体ウェハーＷを他方が受け取ることによって半導体ウェハーＷの受け渡しが行われる。搬送ロボット１５０および受渡ロボット１２０によって半導体ウェハーＷをキャリアＣから熱処理部１６０にまで搬送する搬送機構が構成される。
【００４９】
上述したように、第１クールチャンバー１３１および第２クールチャンバー１４１とインデクサ部１０１との間にはそれぞれゲートバルブ１８１，１８２が設けられている。また、搬送チャンバー１７０と第１クールチャンバー１３１および第２クールチャンバー１４１との間にはそれぞれゲートバルブ１８３，１８４が設けられている。さらに、搬送チャンバー１７０と熱処理部１６０の処理チャンバー６との間にはゲートバルブ１８５が設けられている。熱処理装置１００内にて半導体ウェハーＷが搬送される際には、適宜これらのゲートバルブが開閉される。また、搬送チャンバー１７０およびアライメントチャンバー２３１にもガス供給部から窒素ガスが供給されるとともに、それらの内部の雰囲気が排気部によって排気される（いずれも図示省略）。
【００５０】
次に、熱処理部１６０の構成について説明する。図４は、熱処理部１６０の構成を示す縦断面図である。熱処理部１６０は、半導体ウェハーＷを収容する処理チャンバー６と、複数のフラッシュランプＦＬを内蔵するフラッシュ加熱部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。処理チャンバー６の上側にフラッシュ加熱部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。
【００５１】
図５は、処理チャンバー６の平面図である。処理チャンバー６は、平面視で略矩形の筒状のチャンバー側壁部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。チャンバー側壁部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。チャンバー側壁部６１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。
【００５２】
処理チャンバー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板状部材であり、フラッシュ加熱部５から出射されたフラッシュ光を処理チャンバー６内に透過する石英窓として機能する。また、処理チャンバー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板状部材であり、ハロゲン加熱部４からの光を処理チャンバー６内に透過する石英窓として機能する。処理チャンバー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およびチャンバー側壁部６１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。
【００５３】
また、チャンバー側壁部６１の（＋Ｘ）側には、処理チャンバー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によって開閉される。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を閉鎖すると処理チャンバー６内の熱処理空間６５が密閉空間とされる。
【００５４】
また、熱処理部１６０は、処理チャンバー６内部の熱処理空間６５に処理ガスを供給するためのガス供給部８０と、処理チャンバー６から排気を行う排気部８５と、を備える。ガス供給部８０は、ガス供給管８１にガス供給源８２と供給バルブ８３とを備える。ガス供給管８１の先端側は処理チャンバー６内の熱処理空間６５に連通され、基端側はガス供給源８２に接続される。ガス供給管８１の経路途中に供給バルブ８３が介挿されている。ガス供給源８２は、ガス供給管８１に処理ガス（本実施形態では窒素ガス（Ｎ２））を送出する。供給バルブ８３を開放することによって、熱処理空間６５に処理ガスが供給される。なお、ガス供給源８２としては、熱処理装置１００内に設けられた気体タンクと送給ポンプとで構成するようにしても良いし、熱処理装置１００が設置される工場の用力を用いるにようにしても良い。また、処理ガスは窒素ガスに限定されるものではなく、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガス、または、酸素（Ｏ２）、水素（Ｈ２）、塩素（Ｃｌ２）、塩化水素（ＨＣｌ）、オゾン（Ｏ３）、アンモニア（ＮＨ３）などの反応性ガスであっても良い。
【００５５】
排気部８５は、ガス排気管８６に排気装置８７と排気バルブ８８とを備える。ガス排気管８６の先端側は処理チャンバー６内の熱処理空間６５に連通され、基端側は排気装置８７に接続される。排気装置８７を作動させつつ、排気バルブ８８を開放することによって、熱処理空間６５の雰囲気が排気される。排気装置８７としては、真空ポンプや熱処理装置１００が設置される工場の排気ユーティリティを用いることができる。
【００５６】
また、熱処理部１６０は、サセプタ７０および昇降駆動部２０を備える。サセプタ７０は、処理対象となる半導体ウェハーＷを載置して保持する。サセプタ７０は、石英にて形成された略矩形の平板状部材である。サセプタ７０の縦および横の長さは、処理対象となる半導体ウェハーＷの径よりも大きい（例えば、半導体ウェハーＷの径がφ３００ｍｍであれば、サセプタ７０の縦および横の長さは３００ｍｍよりも大きい）。その一方、図５に示すように、サセプタ７０の平面サイズは処理チャンバー６内の熱処理空間６５の平面サイズよりも小さい。
【００５７】
図６は、サセプタ７０の断面図である。図５および図６に示すように、サセプタ７０の上面中央にはウェハーポケット７１が形設されている。ウェハーポケット７１は、円形の凹部であり、その径は半導体ウェハーＷの径よりも若干大きい。また、ウェハーポケット７１の周縁部はテーパ面とされている（図６）。
【００５８】
ウェハーポケット７１の底面には支持ピン７２が立設されている。本実施形態においては、円形のウェハーポケット７１と同心円の周上に沿って３０°毎に計１２本の支持ピン７２が立設されている。１２本の支持ピン７２を配置した円の径（対向する支持ピン７２間の距離）は半導体ウェハーＷの径よりも小さい。それぞれの支持ピン７２は石英にて形成されている。なお、複数の支持ピン７２とサセプタ７０とを一体に加工するようにしても良いし、別に形成した支持ピン７２をサセプタ７０に溶着するようにしても良い。
【００５９】
半導体ウェハーＷは、ウェハーポケット７１に立設された複数の支持ピン７２によって点接触にて支持されてサセプタ７０に載置される。支持ピン７２の高さよりもウェハーポケット７１の深さの方が大きい。従って、支持ピン７２によって支持された半導体ウェハーＷの位置ずれはウェハーポケット７１周縁部のテーパ面によって防止される。
【００６０】
また、サセプタ７０には８個の貫通孔７３が穿設されている。それぞれの貫通孔７３は、サセプタ７０を上下に貫通するように設けられている。８個の貫通孔７３のうちの４個はウェハーポケット７１の底面に設けられ、残る４個はウェハーポケット７１よりも外側に設けられている。貫通孔７３は、後述する受渡部１０の受け渡しピン１２が貫通するための孔である。
【００６１】
熱処理部１６０においては、サセプタ７０が昇降駆動部２０によってチャンバー６内にて昇降される。昇降駆動部２０は、チャンバー６の（−Ｙ）側および（＋Ｙ）側にそれぞれ１個ずつ設けられている。すなわち、本実施形態では、２個の昇降駆動部２０によってサセプタ７０を両持ちで支持して昇降させるのである。
【００６２】
各昇降駆動部２０は、駆動モータ２１、支持板２２および支持軸２３を備える。支持板２２は、金属製の板であり、その先端部はサセプタ７０の端部とボルトおよびナットによって締結されている。支持板２２の下面には支持軸２３が連結されている。駆動モータ２１は、支持軸２３を昇降させることによって、支持板２２を鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って昇降させる。駆動モータ２１が支持軸２３を昇降させる機構としては、例えば支持軸２３の下端に連結される部材に螺合するボールネジを駆動モータ２１が回転させるボールネジ機構などを用いることができる。駆動モータ２１としては、正確な位置決め制御が可能なパルスモータを用いるのが好ましい。また、サセプタ７０の高さ位置を検出するために、駆動モータ２１にエンコーダを付設するのが好ましい。
【００６３】
図４に示すように、昇降駆動部２０は、支持板２２の先端の一部を除いて処理チャンバー６のチャンバー側壁部６１よりも外側に設けられている。支持板２２は、チャンバー側壁部６１の（−Ｙ）側および（＋Ｙ）側に形成された開口部を貫通するように設けられている。熱処理空間６５の気密性を維持するために、支持板２２が貫通するチャンバー側壁部６１の両端開口部は筐体２４によって覆われており、その筐体２４の内側に昇降駆動部２０が収納されている。このため、熱処理部１６０の外部と熱処理空間６５とは雰囲気遮断されている。なお、昇降駆動部２０自体の発塵によって生じたパーティクルが熱処理空間６５に流入するのを防止するために、支持軸２３等を蛇腹によって覆っておくことが好ましい。
【００６４】
処理チャンバー６の（−Ｙ）側および（＋Ｙ）側に設けられた２個の昇降駆動部２０の駆動モータ２１は同期して支持板２２を昇降させる。従って、サセプタ７０は、処理チャンバー６内にて水平姿勢（法線が鉛直方向に沿う姿勢）のまま、２個の昇降駆動部２０によって鉛直方向に沿って昇降されることとなる。半導体ウェハーＷを支持するサセプタ７０を昇降駆動部２０が昇降させることにより、ハロゲンランプＨＬおよびフラッシュランプＦＬと半導体ウェハーＷとの間隔が調整される。
【００６５】
また、熱処理部１６０は、サセプタ７０に対して半導体ウェハーＷの受け渡しを行うための受渡部１０を処理チャンバー６内に備える。図７は、受渡部１０の平面図である。受渡部１０は、２本のアーム１１を備える。それぞれのアーム１１には、２本の受け渡しピン１２が立設されている。よって、受渡部１０は計４本の受け渡しピン１２を有する。各アーム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、一対のアーム１１をサセプタ７０に対して半導体ウェハーＷの受け渡しを行う受渡動作位置（図７の実線位置）とサセプタ７０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７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は、処理チャンバー６の（−Ｘ）側に設けられている。水平移動機構１３としては、個別のモータによって各アーム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アーム１１を連動させて回動させるものであっても良い。
【００６６】
４本の受け渡しピン１２は、水平移動機構１３によって水平方向（ＸＹ平面内）にて移動されるが、鉛直方向に沿って昇降されることはない。すなわち、処理チャンバー６内における４本の受け渡しピン１２の高さ位置は固定されている。
【００６７】
一対のアーム１１が閉じられて受渡動作位置に位置しているときに、昇降駆動部２０によってサセプタ７０が下降すると、４本の受け渡しピン１２がウェハーポケット７１に穿設された貫通孔７３を通過し、受け渡しピン１２の上端がサセプタ７０の上面から突き出る。このときに、サセプタ７０のウェハーポケット７１に半導体ウェハーＷが保持されていると、その半導体ウェハーＷは４本の受け渡しピン１２によって突き上げられて支持される。また、サセプタ７０の上面よりも突き出た４本の受け渡しピン１２に半導体ウェハーＷを支持した状態でサセプタ７０が上昇すると、ウェハーポケット７１に当該半導体ウェハーＷが保持されることとなる。このようにして、４本の受け渡しピン１２とサセプタ７０との間での半導体ウェハーＷの授受が行われる。
【００６８】
一方、一対のアーム１１が開かれて退避位置に位置しているときに、昇降駆動部２０によってサセプタ７０が下降すると、４本の受け渡しピン１２がウェハーポケット７１よりも外側に設けられた貫通孔７３を通過し、受け渡しピン１２の上端がサセプタ７０の上面から突き出る。このときには、サセプタ７０のウェハーポケット７１に半導体ウェハーＷが保持されていたとしても、その半導体ウェハーＷはサセプタ７０に保持されたままである。
【００６９】
図４に戻り、処理チャンバー６の上方に設けられたフラッシュ加熱部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、フラッシュ加熱部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。フラッシュ加熱部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。フラッシュ加熱部５が処理チャンバー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は処理チャンバー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。
【００７０】
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。
【００７１】
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棒状のガラス管（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。
【００７２】
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。
【００７３】
処理チャンバー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によって処理チャンバー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への光照射を行う。
【００７４】
図８は、複数のハロゲンランプＨＬの配置を示す平面図である。本実施形態では、上下２段に各２０本ずつのハロゲンランプ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。
【００７５】
また、図８に示すように、上段、下段ともにサセプタ７０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。
【００７６】
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、上段の各ハロゲンランプＨＬの長手方向と下段の各ハロゲンランプＨＬの長手方向とが直交するように計４０本のハロゲンランプＨＬが配設されている。
【００７７】
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。
【００７８】
上記の構成以外にも熱処理部１６０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、フラッシュ加熱部５および処理チャンバー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、チャンバー側壁部６１には水冷管（図示省略）が設けられている。ハロゲン加熱部４およびフラッシュ加熱部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、フラッシュ加熱部５および上側チャンバー窓６３を冷却する。また、処理チャンバー６には、サセプタ７０に保持された半導体ウェハーＷの温度を測定する温度センサ（例えば、非接触で温度測定する放射温度計）が設けられている。
【００７９】
制御部３は、熱処理装置１００に設けられた上記の種々の動作機構、例えばハロゲンランプＨＬおよびフラッシュランプＦＬの電源回路や昇降駆動部２０等を制御する。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１００における処理が進行する。反射率算定部３１は、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実現される機能処理部である。上述したように、反射率算定部３１は、表面反射光測定部２３６ａおよび裏面反射光測定部２３６ｂの測定結果からベアウェハーに対する半導体ウェハーＷの表面および裏面の相対反射率を算定する。なお、図１においては、インデクサ部１０１内に制御部３を示しているが、これに限定されるものではなく、制御部３は熱処理装置１００内の任意の位置に配置することができる。
【００８０】
次に、本発明に係る熱処理装置１００の処理動作について説明する。ここでは、熱処理装置１００全体における半導体ウェハーＷの搬送の概略について説明した後、半導体ウェハーＷに対する処理の詳細について説明する。処理対象となる半導体ウェハーＷはイオン注入法により不純物（イオン）が添加された半導体基板である。その不純物の活性化が熱処理装置１００によるフラッシュ光照射加熱処理（アニール）により実行される。
【００８１】
まず、不純物が注入された未処理の半導体ウェハーＷがキャリアＣに複数枚収容された状態でインデクサ部１０１のロードポート１１０に載置される。そして、受渡ロボット１２０がキャリアＣから未処理の半導体ウェハーＷを１枚ずつ取り出し、アライメント部２３０のアライメントチャンバー２３１に搬入する。アライメントチャンバー２３１では、回転支持部２３７に支持した半導体ウェハーＷをその中心部を回転中心として水平面内にて鉛直方向軸まわりで回転させ、ノッチ等を光学的に検出することによって半導体ウェハーＷの向きを調整する。また、アライメントチャンバー２３１では、反射率測定部２３２によって半導体ウェハーＷの表裏面の反射率を測定する。
【００８２】
次に、インデクサ部１０１の受渡ロボット１２０がアライメントチャンバー２３１から向きの調整された半導体ウェハーＷを取り出し、冷却部１３０の第１クールチャンバー１３１または冷却部１４０の第２クールチャンバー１４１に搬入する。第１クールチャンバー１３１または第２クールチャンバー１４１に搬入された未処理の半導体ウェハーＷは搬送ロボット１５０によって搬送チャンバー１７０に搬出される。未処理の半導体ウェハーＷがインデクサ部１０１から第１クールチャンバー１３１または第２クールチャンバー１４１を経て搬送チャンバー１７０に移送される際には、第１クールチャンバー１３１および第２クールチャンバー１４１は半導体ウェハーＷの受け渡しのためのパスとして機能するのである。
【００８３】
半導体ウェハーＷを取り出した搬送ロボット１５０は熱処理部１６０を向くように旋回する。続いて、ゲートバルブ１８５が処理チャンバー６と搬送チャンバー１７０との間を開放し、搬送ロボット１５０が未処理の半導体ウェハーＷを処理チャンバー６に搬入する。このときに、先行する加熱処理済みの半導体ウェハーＷが処理チャンバー６に存在している場合には、搬送ハンド１５１ａ，１５１ｂの一方によって加熱処理後の半導体ウェハーＷを取り出してから未処理の半導体ウェハーＷを処理チャンバー６に搬入してウェハー入れ替えを行う。その後、ゲートバルブ１８５が処理チャンバー６と搬送チャンバー１７０との間を閉鎖する。
【００８４】
処理チャンバー６に搬入された半導体ウェハーＷには、ハロゲンランプＨＬによって予備加熱が行われた後、フラッシュランプＦＬからのフラッシュ光照射によってフラッシュ加熱処理が行われる。このフラッシュ加熱処理により半導体ウェハーＷに注入された不純物の活性化が行われる。
【００８５】
フラッシュ加熱処理が終了した後、ゲートバルブ１８５が処理チャンバー６と搬送チャンバー１７０との間を再び開放し、搬送ロボット１５０が処理チャンバー６からフラッシュ加熱処理後の半導体ウェハーＷを搬送チャンバー１７０に搬出する。半導体ウェハーＷを取り出した搬送ロボット１５０は、処理チャンバー６から第１クールチャンバー１３１または第２クールチャンバー１４１に向くように旋回する。また、ゲートバルブ１８５が処理チャンバー６と搬送チャンバー１７０との間を閉鎖する。
【００８６】
その後、搬送ロボット１５０が加熱処理後の半導体ウェハーＷを冷却部１３０の第１クールチャンバー１３１または冷却部１４０の第２クールチャンバー１４１に搬入する。このとき、当該半導体ウェハーＷが加熱処理前に第１クールチャンバー１３１を通ってきている場合には加熱処理後にも第１クールチャンバー１３１に搬入され、加熱処理前に第２クールチャンバー１４１を通ってきている場合には加熱処理後にも第２クールチャンバー１４１に搬入される。第１クールチャンバー１３１または第２クールチャンバー１４１では、フラッシュ加熱処理後の半導体ウェハーＷの冷却処理が行われる。熱処理部１６０の処理チャンバー６から搬出された時点での半導体ウェハーＷ全体の温度は比較的高温であるため、これを第１クールチャンバー１３１または第２クールチャンバー１４１にて常温近傍にまで冷却するのである。
【００８７】
所定の冷却処理時間が経過した後、受渡ロボット１２０が冷却後の半導体ウェハーＷを第１クールチャンバー１３１または第２クールチャンバー１４１から搬出し、キャリアＣへと返却する。キャリアＣに所定枚数の処理済み半導体ウェハーＷが収容されると、そのキャリアＣはインデクサ部１０１のロードポート１１０から搬出される。
【００８８】
半導体ウェハーＷに対する処理についてさらに説明を続ける。半導体ウェハーＷに対する処理に先だって、シリコンのベアウェハーの反射光強度が測定されるとともに、熱処理部１６０にてそのベアウェハーに対する先行加熱処理が行われる。ベアウェハーは、処理対象となる半導体ウェハーＷと同様の円板形状のシリコンウェハーであり、半導体ウェハーＷと同様のサイズおよび形状を有する。但し、ベアウェハーには、パターン形成や成膜処理はなされていない。ベアウェハーは、半導体ウェハーＷを処理する際の基準基板となるものである。
【００８９】
ベアウェハーはアライメントチャンバー２３１に搬入され、表面反射光測定部２３６ａによってベアウェハーの表面の反射光強度が測定されるとともに、裏面反射光測定部２３６ｂによってベアウェハーの裏面の反射光強度が測定される。測定されたベアウェハーの表面および裏面の反射光強度は制御部３の記憶部（メモリまたは磁気ディスク）に記憶される。
【００９０】
反射光強度が測定されたベアウェハーは熱処理部１６０の処理チャンバー６に搬入されてサセプタ７０に支持される。サセプタ７０が所定の高さ位置に移動してベアウェハーとハロゲンランプＨＬとの間隔を第１基準距離とした状態でハロゲンランプＨＬが点灯してベアウェハーを加熱する。このときには、放射温度計によるベアウェハーの温度測定結果に基づいて、ベアウェハーの温度が所定の予備加熱温度Ｔ１となるように制御部３がハロゲンランプＨＬの出力をフィードバック制御（クローズドループ制御）する。そして、このときのハロゲンランプＨＬの出力、より具体的にはハロゲンランプＨＬへの電力供給パターンは制御部３の記憶部に格納される。
【００９１】
次に、サセプタ７０が昇降移動してベアウェハーとフラッシュランプＦＬとの間隔を第２基準距離とした状態でフラッシュランプＦＬからベアウェハーにフラッシュ光を照射してベアウェハーをフラッシュ加熱する。このフラッシュ加熱によって、ベアウェハーの表面が処理温度Ｔ２に加熱される。そして、このときのフラッシュランプＦＬの出力、より具体的にはフラッシュランプＦＬの電荷を供給するコンデンサーの充電電圧およびフラッシュランプＦＬの発光パターンは制御部３の記憶部に格納される。
【００９２】
以上のような準備作業を行ってから処理対象となる半導体ウェハーＷの処理を行う。図９は、半導体ウェハーＷに対する処理手順を示すフローチャートである。まず、半導体ウェハーＷがアライメントチャンバー２３１に搬入され、半導体ウェハーＷの表裏面の反射率が測定される（ステップＳ１）。回転時支部２３７に支持された半導体ウェハーＷの表面の反射光強度が表面反射光測定部２３６ａによって測定される。具体的には、投光部２３３ａから出射された光が半導体ウェハーＷの表面で反射され、その反射光が受光部２３４ａによって受光されて当該表面の反射光強度が測定される。また、半導体ウェハーＷの裏面の反射光強度が裏面反射光測定部２３６ｂによって測定される。具体的には、投光部２３３ｂから出射された光が半導体ウェハーＷの裏面で反射され、その反射光が受光部２３４ｂによって受光されて当該裏面の反射光強度が測定される。なお、上述したベアウェハーの表裏面の反射光強度についても同様にして測定されている。
【００９３】
表面反射光測定部２３６ａおよび裏面反射光測定部２３６ｂによって測定された半導体ウェハーＷの表裏面の反射光強度は制御部３に伝達される。制御部３の記憶部には、測定済みのベアウェハーの表面および裏面の反射光強度が記憶されている。制御部３の反射率算定部３１は、処理対象となる半導体ウェハーＷの表面の反射光強度をベアウェハーの表面の反射光強度で除することによって、ベアウェハーに対する半導体ウェハーＷの表面の相対反射率を算定する。同様に、反射率算定部３１は、半導体ウェハーＷの裏面の反射光強度をベアウェハーの裏面の反射光強度で除することによって、ベアウェハーに対する半導体ウェハーＷの裏面の相対反射率を算定する。
【００９４】
次に、反射率測定の終了した半導体ウェハーＷは受渡ロボット１２０および搬送ロボット１５０によってアライメントチャンバー２３１から熱処理部１６０に搬送される。そして、ゲートバルブ１８５によって処理チャンバー６の搬送開口部６６が開放され、搬送ロボット１５０により搬送開口部６６を介して半導体ウェハーＷが処理チャンバー６内の熱処理空間６５に搬入される（ステップＳ２）。このときには、受渡部１０の一対のアーム１１が受渡動作位置に位置するとともに、サセプタ７０が下降して４本の受け渡しピン１２がウェハーポケット７１に穿設された貫通孔７３を通過し、受け渡しピン１２の上端がサセプタ７０の上面から突き出ている。
【００９５】
搬送ロボット１５０によって搬入された半導体ウェハーＷはサセプタ７０のウェハーポケット７１の直上位置にまで進出して停止する。そして、搬送ロボット１５０の搬送ハンド１５１ａ（または１５１ｂ）が下降することにより、半導体ウェハーＷが搬送ロボット１５０から４本の受け渡しピン１２に渡されて載置される。このときには、受け渡しピン１２に載置された半導体ウェハーＷとアーム１１との間の高さ位置にサセプタ７０が位置することとなる。
【００９６】
半導体ウェハーＷが受け渡しピン１２に載置された後、搬送ハンド１５１ａが熱処理空間６５から退出し、搬送開口部６６がゲートバルブ１８５によって閉鎖される。そして、昇降駆動部２０によってサセプタ７０が受け渡しピン１２よりも上方に上昇することにより、受け渡しピン１２に載置されていた半導体ウェハーＷはサセプタ７０に受け渡される。サセプタ７０は、受け渡しピン１２から受け取った半導体ウェハーＷをウェハーポケット７１内に保持する（ステップＳ３）。半導体ウェハーＷは、パターン形成がなされて不純物が注入された表面を上面としてサセプタ７０に保持される。
【００９７】
サセプタ７０に半導体ウェハーＷが受け渡された後、一対のアーム１１は水平移動機構１３によって退避位置に移動する。また、ガス供給部８０および排気部８５によって処理チャンバー６内の雰囲気形成が行われる。ガス供給部８０の供給バルブ８３が開放されると、処理チャンバー６内の熱処理空間６５に窒素ガスが供給される。そして、排気部８５の排気装置８７を作動させつつ、排気バルブ８８が開放されると、処理チャンバー６内の気体が排気される。これにより、処理チャンバー６内の熱処理空間６５に窒素雰囲気が形成される。
【００９８】
次に、制御部３が昇降駆動部２０を制御してサセプタ７０を予備加熱位置に移動させる（ステップＳ４）。このときに、制御部３は、半導体ウェハーＷの裏面の反射率（相対反射率）に基づいて、半導体ウェハーＷとハロゲンランプＨＬとの間隔が所定の予備加熱距離（第１距離）となるようにサセプタ７０を適切な予備加熱位置に移動させる。なお、ハロゲンランプＨＬは上下２段に設けられているが、例えば上段のハロゲンランプＨＬと半導体ウェハーＷとの間隔が予備加熱距離となるようにサセプタ７０を移動させれば良い。
【００９９】
図１０は、半導体ウェハーＷとハロゲンランプＨＬとの間隔調整を模式的に示す図である。上述したように、ベアウェハーとハロゲンランプＨＬとの間隔が第１基準距離ＳＤ１となる基準予備加熱位置ＳＡＰにサセプタ７０が位置した状態にてハロゲンランプＨＬから光照射を行ってベアウェハーを予備加熱温度Ｔ１に加熱している。このときのハロゲンランプＨＬの出力は制御部３の記憶部に格納されている。制御部３は、半導体ウェハーＷの裏面の相対反射率に基づいて上記の第１基準距離ＳＤ１に対する補正を行うことにより、半導体ウェハーＷとハロゲンランプＨＬとの予備加熱距離ＡＤを算出する。
【０１００】
半導体ウェハーＷの裏面の相対反射率が１００％未満である場合には、当該裏面の光吸収率がベアウェハーよりも高いため、予備加熱距離ＡＤを第１基準距離ＳＤ１よりも大きくする。すなわち、ベアウェハーを予備加熱温度Ｔ１に加熱した基準予備加熱位置ＳＡＰよりもハロゲンランプＨＬから遠い予備加熱位置ＡＰに半導体ウェハーＷを支持するサセプタ７０を位置させる。逆に、半導体ウェハーＷの裏面の反射率が１００％を超える場合には、当該裏面の光吸収率がベアウェハーよりも低いため、予備加熱距離ＡＤを第１基準距離ＳＤ１よりも小さくする。すなわち、基準予備加熱位置ＳＡＰよりもハロゲンランプＨＬから近い予備加熱位置ＡＰに半導体ウェハーＷを支持するサセプタ７０を位置させる。
【０１０１】
第１基準距離ＳＤ１に対してどの程度補正して予備加熱距離ＡＤを得るかについては、例えば相対反射率と補正距離との相関関係を示す補正テーブルに基づいて決定すれば良い。図１１は、補正テーブルの一例を示す図である。図１１の補正テーブルは、基準予備加熱位置ＳＡＰのサセプタ７０に支持されたベアウェハーを予備加熱温度Ｔ１に加熱したときと同じ出力にてハロゲンランプＨＬから半導体ウェハーＷに光照射を行ったときに、半導体ウェハーＷが予備加熱温度Ｔ１に加熱される相対反射率と補正距離との相関関係を示すものである。例えば、図１１に例示する補正テーブルに従って補正を行えば、半導体ウェハーＷの裏面の相対反射率が５０％であれば、制御部３は第１基準距離ＳＤ１に２５ｍｍを加算して予備加熱距離ＡＤを決定する。
【０１０２】
図１１に示すような補正テーブルに従って補正を行うことは、換言すれば、算定された予備加熱距離ＡＤはベアウェハーを予備加熱温度Ｔ１に加熱したときと同じ出力にてハロゲンランプＨＬから半導体ウェハーＷに光照射を行ったときに半導体ウェハーＷが予備加熱温度Ｔ１に加熱される距離であると言える。そして、ステップＳ４では、半導体ウェハーＷとハロゲンランプＨＬとの間隔が算出された予備加熱距離ＡＤとなるようにサセプタ７０を予備加熱位置ＡＰに移動させる。
【０１０３】
予備加熱位置ＡＰは、搬送ロボット１５０から受け渡しピン１２に半導体ウェハーＷが渡されるときのサセプタ７０の高さ位置より下方であっても良い。このような場合であっても、サセプタ７０が半導体ウェハーＷを受け取った後に、一対のアーム１１が退避位置に移動しているため、４本の受け渡しピン１２はウェハーポケット７１よりも外側に設けられた貫通孔７３を通過することとなる。従って、サセプタ７０が予備加熱位置ＡＰに移動したときには受け渡しピン１２がサセプタ７０の上面よりも突き出ることとなるが、その受け渡しピン１２によって半導体ウェハーＷが突き上げられることは無く、半導体ウェハーＷはサセプタ７０に保持された状態が維持される。
【０１０４】
半導体ウェハーＷを保持するサセプタ７０が予備加熱位置ＡＰに移動した後、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（ステップＳ５）。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７０を透過して半導体ウェハーＷの裏面から照射される。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、受渡部１０の一対のアーム１１は、半導体ウェハーＷと重ならない退避位置に移動しているため、ハロゲンランプＨＬによる予備加熱の障害となることは無い。
【０１０５】
ハロゲンランプＨＬによって半導体ウェハーＷの予備加熱を行うときには、制御部３がオープンループ制御にてハロゲンランプＨＬの出力を制御している。具体的には、制御部３はハロゲンランプＨＬの出力を基準予備加熱位置ＳＡＰのサセプタ７０に支持されたベアウェハーを予備加熱温度Ｔ１に加熱したときと同じ出力となるように制御している。すなわち、放射温度計による半導体ウェハーＷの温度測定結果に基づくフィードバック制御は行っていない。ベアウェハーを予備加熱温度Ｔ１に加熱したときのハロゲンランプＨＬの出力は制御部３の記憶部に記憶されている。ベアウェハーを加熱するときにはハロゲンランプＨＬの出力をフィードバック制御していたのに対して、処理対象となる半導体ウェハーＷを加熱するときにはハロゲンランプＨＬの出力をオープンループ制御しているのは、半導体ウェハーＷの予備加熱位置ＡＰが基準予備加熱位置ＳＡＰと相違するために放射温度計が半導体ウェハーＷの温度を正確に測定できないからである。半導体ウェハーＷの予備加熱を行うときの予備加熱距離ＡＤは、ベアウェハーを予備加熱温度Ｔ１に加熱したときと同じ出力にてハロゲンランプＨＬから半導体ウェハーＷに光照射を行ったときに半導体ウェハーＷが予備加熱温度Ｔ１に加熱される距離である。従って、ハロゲンランプＨＬの出力をオープンループ制御していたとしても、半導体ウェハーＷを予備加熱温度Ｔ１にて予備加熱することができる。
【０１０６】
所定の予備加熱時間が経過した後、制御部３が昇降駆動部２０を制御してサセプタ７０をフラッシュ加熱位置に移動させる（ステップＳ６）。このときに、制御部３は、半導体ウェハーＷの表面の相対反射率に基づいて、半導体ウェハーＷとフラッシュランプＦＬとの間隔が所定のフラッシュ加熱距離（第２距離）となるようにサセプタ７０を適切なフラッシュ加熱位置に移動させる。
【０１０７】
図１２は、半導体ウェハーＷとフラッシュランプＦＬとの間隔調整を模式的に示す図である。上述したように、ベアウェハーとフラッシュランプＦＬとの間隔が第２基準距離ＳＤ２となる基準フラッシュ加熱位置ＳＦＰにサセプタ７０が位置した状態にてフラッシュランプＦＬからフラッシュ光照射を行ってベアウェハーの表面を処理温度Ｔ２に加熱している。このときのフラッシュランプＦＬの出力は制御部３の記憶部に格納されている。制御部３は、半導体ウェハーＷの表面の相対反射率に基づいて上記の第２基準距離ＳＤ２に対する補正を行うことにより、半導体ウェハーＷとフラッシュランプＦＬとのフラッシュ加熱距離ＦＤを算出する。
【０１０８】
半導体ウェハーＷの表面の相対反射率が１００％未満である場合には、当該表面の光吸収率がベアウェハーよりも高いため、フラッシュ加熱距離ＦＤを第２基準距離ＳＤ２よりも大きくする。すなわち、ベアウェハーを処理温度Ｔ２に加熱した基準フラッシュ加熱位置ＳＦＰよりもフラッシュランプＦＬから遠いフラッシュ加熱位置ＦＰに半導体ウェハーＷを支持するサセプタ７０を位置させる。逆に、半導体ウェハーＷの表面の反射率が１００％を超える場合には、当該表面の光吸収率がベアウェハーよりも低いため、フラッシュ加熱距離ＦＤを第２基準距離ＳＤ２よりも小さくする。すなわち、基準フラッシュ加熱位置ＳＦＰよりもフラッシュランプＦＬから近いフラッシュ加熱位置ＦＰに半導体ウェハーＷを支持するサセプタ７０を位置させる。
【０１０９】
第２基準距離ＳＤ２に対してどの程度補正してフラッシュ加熱距離ＦＤを得るかについては、上記と同様に、図１１に示したのと同じような相対反射率と補正距離との相関関係を示す補正テーブルに基づいて決定すれば良い。補正テーブルに従って補正を行うことにより、算定されたフラッシュ加熱距離ＦＤはベアウェハーを処理温度Ｔ２に加熱したときと同じ出力にてフラッシュランプＦＬから半導体ウェハーＷにフラッシュ光を照射したときに半導体ウェハーＷの表面が処理温度Ｔ２に到達する距離となる。そして、ステップＳ６では、半導体ウェハーＷとフラッシュランプＦＬとの間隔が算出されたフラッシュ加熱距離ＦＤとなるようにサセプタ７０をフラッシュ加熱位置ＦＰに移動させる。なお、フラッシュ加熱位置ＦＰは予備加熱位置ＡＰよりも上方であっても良いし、下方であっても良い。
【０１１０】
半導体ウェハーＷを保持するサセプタ７０がフラッシュ加熱位置ＦＰに移動した後、フラッシュ加熱部５のフラッシュランプＦＬが半導体ウェハーＷの表面にフラッシュ光照射を行う（ステップＳ７）。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処理チャンバー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処理チャンバー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。
【０１１１】
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。また、制御部３はフラッシュランプＦＬの出力を基準フラッシュ加熱位置ＳＦＰのサセプタ７０に支持されたベアウェハーの表面を処理温度Ｔ２に加熱したときと同じ出力となるように制御している。ベアウェハーの表面を処理温度Ｔ２に加熱したときのフラッシュランプＦＬの出力は制御部３の記憶部に記憶されている。そして、半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱を行うときのフラッシュ加熱距離ＦＤは、ベアウェハーを処理温度Ｔ２に加熱したときと同じ出力にてフラッシュランプＦＬから半導体ウェハーＷにフラッシュ光を照射したときに半導体ウェハーＷの表面が処理温度Ｔ２に到達する距離である。従って、フラッシュランプＦＬからのフラッシュ光照射により、半導体ウェハーＷの表面温度を瞬間的に処理温度Ｔ２まで上昇することができる。これにより、半導体ウェハーＷに注入された不純物の熱による拡散を抑制しつつ不純物の活性化を行うことができる。
【０１１２】
フラッシュ加熱が終了した後、半導体ウェハーＷの温度が急速に降温する。また、一対のアーム１１が水平移動機構１３によって退避位置から受渡動作位置に移動し、サセプタ７０が下降する。一対のアーム１１が受渡動作位置に位置した状態でサセプタ７０が下降するため、４本の受け渡しピン１２はウェハーポケット７１に設けられた貫通孔７３を通過することとなる。その結果、サセプタ７０に保持されていた半導体ウェハーＷは４本の受け渡しピン１２によってサセプタ７０から突き上げられて支持される。その後、処理チャンバー６の搬送開口部６６が開放され、受け渡しピン１２に載置されている半導体ウェハーＷが搬送ロボット１５０により処理チャンバー６から搬出される（ステップＳ８）。
【０１１３】
本実施形態においては、半導体ウェハーＷの裏面の相対反射率に基づいて、ベアウェハーを予備加熱温度Ｔ１に加熱したときと同じ出力にてハロゲンランプＨＬから半導体ウェハーＷに光照射を行ったときに半導体ウェハーＷが予備加熱温度Ｔ１に加熱される予備加熱距離ＡＤを設定している。半導体ウェハーＷとハロゲンランプＨＬとの間隔を予備加熱距離ＡＤとしてハロゲンランプＨＬからベアウェハーに対するのと同じ出力で光照射を行えば、半導体ウェハーＷを予備加熱温度Ｔ１に加熱することができる。
【０１１４】
また、半導体ウェハーＷの表面の相対反射率に基づいて、ベアウェハーの表面を処理温度Ｔ２に加熱したときと同じ出力にてフラッシュランプＦＬから半導体ウェハーＷにフラッシュ光を照射したときに半導体ウェハーＷの表面が処理温度Ｔ２に加熱されるフラッシュ加熱距離ＦＤを設定している。半導体ウェハーＷとフラッシュランプＦＬとの間隔をフラッシュ加熱距離ＦＤとしてフラッシュランプＦＬからベアウェハーに対するのと同じ出力でフラッシュ光を照射すれば、半導体ウェハーＷの表面を処理温度Ｔ２に加熱することができる。従って、半導体ウェハーＷに形成されている回路パターンや薄膜の状態にかかわらず、反射率に基づいて照射距離を予備加熱距離ＡＤまたはフラッシュ加熱距離ＦＤとしてハロゲンランプＨＬまたはフラッシュランプＦＬから規定の出力で光照射を行うだけで半導体ウェハーＷを予備加熱温度Ｔ１または処理温度Ｔ２に加熱することができ、半導体ウェハーＷを適切な処理条件にて加熱することができる。
【０１１５】
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、半導体ウェハーＷを処理する際の基準基板としてベアウェハーを用い、ベアウェハーに対する半導体ウェハーＷの相対反射率を測定していたが、これに限定されるものではなく、基準基板はベアウェハー以外のウェハーであっても良い。もっとも、基準基板として用いるウェハーは、反射率の面内均一性が高いものが好ましい。
【０１１６】
また、上記実施形態においては、補正テーブルに基づいて予備加熱距離ＡＤおよびフラッシュ加熱距離ＦＤを求めていたが、これに代えて、半導体ウェハーＷの相対反射率をパラメータとする演算処理によって予備加熱距離ＡＤおよびフラッシュ加熱距離ＦＤを算定するようにしても良い。
【０１１７】
また、上記実施形態においては、半導体ウェハーＷを支持するサセプタ７０を昇降させて半導体ウェハーＷとハロゲンランプＨＬまたはフラッシュランプＦＬとの間隔を調整していたが、これに代えて、例えば半導体ウェハーＷを支持する受け渡しピン１２を昇降させて間隔調整を行うようにしても良い。或いは、半導体ウェハーＷを固定支持しつつ、ハロゲンランプＨＬまたはフラッシュランプＦＬを昇降させて間隔調整を行うようにしても良い。
【０１１８】
また、上記実施形態においては、処理チャンバー６を矩形の筒形状としていたが、円板形状の半導体ウェハーＷを収容して処理する処理チャンバー６は円筒形状であっても良い。処理チャンバー６が円筒形状であれば、サセプタ７０の平面形状も円形となる。
【０１１９】
また、上記実施形態においては、フラッシュランプ加熱部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、ハロゲンランプ加熱部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。
【０１２０】
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。この場合、半導体ウェハーＷとアークランプとの間隔を予備加熱距離ＡＤとして予備加熱を行う。
【０１２１】
また、熱処理装置１００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。
【符号の説明】
【０１２２】
３  制御部
４  ハロゲン加熱部
５  フラッシュ加熱部
６  処理チャンバー
１０  受渡部
２０  昇降駆動部
３１  反射率算定部
６５  熱処理空間
７０  サセプタ
１００  熱処理装置
１０１  インデクサ部
１２０  受渡ロボット
１３０，１４０  冷却部
１５０  搬送ロボット
１５１ａ，１５１ｂ  搬送ハンド
１６０  熱処理部
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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