(57)【要約】【課題】ハロゲンランプによって予備加熱する基板の面内温度分布を均一にすることができる熱処理装置を提供する。【解決手段】石英の保持プレート７４の上面に複数のバンプ７５が立設されている。半導体ウェハーＷは複数のバンプ７５によって保持プレート７４上面と所定間隔を隔てて水平姿勢に支持される。保持プレート７４の上面には、半導体ウェハーＷの端縁部に近接して環状に温度補償リング７６が配置されている。温度補償リング７６は石英よりも赤外線の吸収率が高い炭化ケイ素にて形成されている。ハロゲンランプによって半導体ウェハーＷを予備加熱するときには、温度補償リング７６もともに昇温することとなり、予備加熱中の半導体ウェハーＷの端縁部から失われた熱は温度補償リング７６によって補償される。その結果、予備加熱される半導体ウェハーＷの面内温度分布を均一にすることができる。【選択図】図４
2010225645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対してフラッシュ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、
前記チャンバー内にて基板を載置して水平姿勢に保持する石英の保持プレートと、
前記保持プレートに保持された基板にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、
前記保持プレートに保持された基板を光照射によって予備加熱するハロゲンランプと、
前記保持プレートに載置され、予備加熱される基板の端縁部の温度を補償する温度補償部材と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の熱処理装置において、
前記温度補償部材は炭化ケイ素にて形成されることを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の熱処理装置において、
前記保持プレートに設置され、基板を前記保持プレートの上方に近接させて点接触にて支持する複数の支持ピンをさらに備え、
前記温度補償部材は、前記保持プレートに保持される基板の端縁部に近接して環状に配置されることを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載の熱処理装置において、
前記温度補償部材は、前記保持プレートに保持される基板の端縁部に沿って環状に配置され、当該基板の端縁部を支持す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、半導体ウェハーやガラス基板等（以下、単に「基板」と称する）に対してフラッシュ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。
【背景技術】
【０００２】
従来より、イオン注入後の半導体ウェハーのイオン活性化工程においては、ハロゲンランプを使用したランプアニール装置が一般的に使用されていた。このようなランプアニール装置においては、半導体ウェハーを、例えば、１０００℃ないし１１００℃程度の温度に加熱（アニール）することにより、半導体ウェハーのイオン活性化を実行している。そして、このような熱処理装置においては、ハロゲンランプより照射される光のエネルギーを利用することにより、毎秒数百度程度の速度で基板を昇温する構成となっている。
【０００３】
一方、近年、半導体デバイスの高集積化が進展し、ゲート長が短くなるにつれて接合深さも浅くすることが望まれている。しかしながら、毎秒数百度程度の速度で半導体ウェハーを昇温する上記ランプアニール装置を使用して半導体ウェハーのイオン活性化を実行した場合においても、半導体ウェハーに打ち込まれたボロンやリン等のイオンが熱によって深く拡散するという現象が生ずることが判明した。このような現象が発生した場合においては、接合深さが要求よりも深くなり過ぎ、良好なデバイス形成に支障が生じることが懸念される。
【０００４】
このため、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（閃光）を照射することにより、イオンが注入された半導体ウェハーの表面のみを極めて短時間（数ミリセカンド以下）に昇温させる技術が提案されている。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、数ミリセカンド以下の極めて短時間の閃光照射であれば、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。このため、キセノンフラッシュランプによる極短時間の昇温であれば、イオンを深く拡散させることなく、イオン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１，２には、半導体ウェハーの表面側にフラッシュランプ等のパルス発光ランプを配置し、裏面側にハロゲンランプ等の連続点灯ランプを配置し、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１，２に開示の熱処理装置においては、ハロゲンランプ等によって半導体ウェハーをある程度の温度まで予備加熱し、その後フラッシュランプからのパルス加熱によって所望の処理温度にまで昇温している。また、特許文献３には、半導体ウェハーをホットプレートに載置して所定の温度まで予備加熱し、その後フラッシュランプからの閃光照射によって所望の処理温度にまで昇温する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−２５８９２８号公報
【特許文献２】特表２００５−５２７９７２号公報
【特許文献３】特開２００７−５５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３に開示されるようなホットプレートにて半導体ウェハーを予備加熱する場合は、プレート温度を正確に温調すればウェハー温度の面内分布を比較的均一なものとすることができる。一方、特許文献１，２に開示されるようなハロゲンランプにて予備加熱を行う場合には、比較的高い予備加熱温度にまで半導体ウェハーを短時間で昇温することができてプロセス上のメリットが得られるものの、ウェハー端縁部の温度が中心部よりも低くなる現象が生じる。
【０００８】
予備加熱段階での半導体ウェハーの温度分布が不均一となり、そのままフラッシュ光を照射すると、ウェハー表面の最終到達温度も不均一となり、処理不良の原因となる。また、予備加熱段階での温度分布不均一性を残したままフラッシュ光を照射すると、瞬間的なウェハー表面の熱膨張によって半導体ウェハーの割れが発生しやすくなるという問題もあった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ハロゲンランプによって予備加熱する基板の面内温度分布を均一にす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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に対してフラッシュ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、前記チャンバー内にて基板を載置して水平姿勢に保持する石英の保持プレートと、前記保持プレートに保持された基板にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、前記保持プレートに保持された基板を光照射によって予備加熱するハロゲンランプと、前記保持プレートに載置され、予備加熱される基板の端縁部の温度を補償する温度補償部材と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
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、前記温度補償部材は炭化ケイ素にて形成されることを特徴とする。
【００１２】
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、前記保持プレートに設置され、基板を前記保持プレートの上方に近接させて点接触にて支持する複数の支持ピンをさらに備え、前記温度補償部材は、前記保持プレートに保持される基板の端縁部に近接して環状に配置されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４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、前記温度補償部材は、前記保持プレートに保持される基板の端縁部に沿って環状に配置され、当該基板の端縁部を支持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１から請求項４の発明によれば、予備加熱される基板の端縁部の温度を補償する温度補償部材を保持プレートに載置しているため、ハロゲンランプによって基板を予備加熱するときに基板の端縁部から失われた熱を補償して基板の面内温度分布を均一にすることができる。
【００１５】
特に、請求項２の発明によれば、温度補償部材を赤外線吸収率の良好な炭化ケイ素にて形成しているため、ハロゲンランプからの光照射によって温度補償部材が昇温して基板の端縁部の温度を安定して補償することができる。
【００１６】
特に、請求項３の発明によれば、温度補償部材が保持プレートに保持される基板の端縁部に近接して環状に配置されるため、予備加熱される基板の端縁部の温度をより確実に補償することができる。
【００１７】
特に、請求項４の発明によれば、温度補償部材が保持プレートに保持される基板の端縁部に沿って環状に配置され、当該基板の端縁部を支持するため、予備加熱される基板の端縁部の温度をより確実に補償することができる。また、基板と温度補償部材との接触圧力が比較的低くなり、基板に傷が付くのを防止することができる。さらに、基板の平面度を維持して基板と保持プレートとの距離を均一にすることができ、基板の面内温度分布の均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る熱処理装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】保持部の構成を示す斜視図である。
【図３】保持部の平面図である。
【図４】保持プレートの縦断面図である。
【図５】保持プレートに半導体ウェハーが載置されたときの温度補償リング近傍を拡大した図である。
【図６】移載機構の平面図である。
【図７】移載機構の側面図である。
【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】図１の熱処理装置における半導体ウェハーの処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】石英および炭化ケイ素の分光吸収率を示す図である。
【図１１】第２実施形態の保持部の平面図である。
【図１２】第２実施形態の保持プレートの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明に係る熱処理装置１の構成を示す縦断面図である。第１実施形態の熱処理装置１は、基板としてφ３００ｍｍの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。
【００２１】
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、シャッター機構２と、を備える。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。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、シャッター機構２、ハロゲン加熱部４、フラッシュ加熱部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。
【００２２】
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、フラッシュ加熱部５から出射された光をチャンバー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、ハロゲン加熱部４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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。また、反射リング６８，６９の内周面は電解ニッケルメッキによって鏡面とされている。
【００２６】
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。
【００２７】
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（本実施形態では窒素ガス（Ｎ2））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は窒素ガス供給源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、窒素ガス供給源８５から緩衝空間８２に窒素ガスが送給される。緩衝空間８２に流入した窒素ガスは、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。
【００２８】
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９０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、窒素ガス供給源８５および排気部９０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。
【００２９】
また、搬送開口部６６の先端にも熱処理空間６５内の気体を排出するガス排気管９１が接続されている。ガス排気管９１はバルブ９２を介して排気部９０に接続されている。バルブ９２を開放することによって、搬送開口部６６を介してチャンバー６内の気体が排気される。
【００３０】
図２は、保持部７の構成を示す斜視図である。また、図３は、保持部７の平面図である。保持部７は、サセプタ７０および保持プレート７４を備えて構成される。サセプタ７０は、石英により形成され、円環形状のリング部７１に複数の爪部７２（本実施形態では４本）を立設して構成される。
【００３１】
図４は、保持プレート７４の縦断面図である。保持プレート７４は石英にて形成された円形の平板状部材である。保持プレート７４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７４は、半導体ウェハーＷよりも大きな平面サイズを有する。また、保持プレート７４の上面には複数個のバンプ（支持ピン）７５が立設されている。本実施形態においては、保持プレート７４の外周円と同心円の周上に沿って６０°毎に計６本のバンプ７５が立設されている。６本のバンプ７５を配置した円の径（対向するバンプ７５間の距離）は半導体ウェハーＷの径よりも小さく、本実施形態ではφ２８０ｍｍである。それぞれのバンプ７５は石英にて形成された支持ピンである。
【００３２】
また、図２および図３に示すように、保持プレート７４には、２つの開口部７７および４つの貫通孔７９が穿設されている。２つの開口部７７は、図示を省略する接触式温度計および放射温度計が保持プレート７４に保持された半導体ウェハーＷの温度を測定するためのものである。接触式温度計は、熱電対を備えており、その熱電対の先端を一方の開口部７７を介して半導体ウェハーＷの下面に接触させる。また、放射温度計は、赤外線センサを備えており、他方の開口部７７を介して半導体ウェハーＷの下面から放射された放射光（赤外線）の強度（エネルギー量）を測定して当該半導体ウェハーＷの温度を測定する。４つの貫通孔７９は、後述する移載機構１０のリフトピン１２が通過するためのものである。
【００３３】
保持プレート７４の上面周縁部には温度補償リング７６が載置される。温度補償リング７６は炭化ケイ素（ＳｉＣ）にて形成された円環状部材である。温度補償リング７６の外径は保持プレート７４の直径と等しい。一方、第１実施形態の温度補償リング７６の内径は半導体ウェハーＷの径より若干大きく、φ３００ｍｍの半導体ウェハーＷであれば３０５ｍｍ〜３１０ｍｍである。また、温度補償リング７６の厚さは１ｍｍ〜３ｍｍ（第１実施形態では１ｍｍ）である。
【００３４】
リング部７１が凹部６２の底面に載置されることによって、サセプタ７０がチャンバー６に装着される。そして、保持プレート７４はチャンバー６に装着されたサセプタ７０の爪部７２に載置される。チャンバー６に搬入された半導体ウェハーＷはサセプタ７０に保持された保持プレート７４の上に水平姿勢にて載置される。
【００３５】
図５は、保持プレート７４に半導体ウェハーＷが載置されたときの温度補償リング７６近傍を拡大した図である。サセプタ７０の各爪部７２には支持棒７３が立設されている。支持棒７３の上端部が保持プレート７４の下面に穿設された凹部に嵌合することによって、保持プレート７４が位置ずれすることなくサセプタ７０に保持される。
【００３６】
また、バンプ７５は保持プレート７４の上面に穿設された凹部に嵌着されて立設されている。保持プレート７４の上面に立設されたバンプ７５の上端は当該上面から突出する。半導体ウェハーＷは保持プレート７４に立設された複数のバンプ７５によって点接触にて支持されて保持プレート７４上に載置される。バンプ７５の上端の高さ位置から保持プレート７４の上面までの距離は０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下（本実施形態では１ｍｍ）である。従って、半導体ウェハーＷは複数のバンプ７５によって保持プレート７４の上面から０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の間隔を隔てて支持されることとなる。なお、バンプ７５を保持プレート７４と一体に加工するようにしても良い。
【００３７】
また、保持プレート７４の上面周縁部に載置された温度補償リング７６の内径は半導体ウェハーＷの径より若干大きく、その厚さは半導体ウェハーＷを支持するバンプ７５の高さとほぼ等しい。従って、温度補償リング７６は、保持プレート７４に保持される半導体ウェハーＷの端縁部に近接して当該端縁部を取り囲むように環状に配置されることとなる。なお、保持プレート７４に設けた孔に温度補償リング７６の突起を嵌合させて温度補償リング７６の位置ずれを防止するようにしても良い。
【００３８】
図６は、移載機構１０の平面図である。また、図７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。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６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６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。
【００３９】
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が保持プレート７４に穿設された貫通孔７９（図２，４参照）を通過し、リフトピン１２の上端が保持プレート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、サセプタ７０のリング部７１の直上である。リング部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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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両端電極間の放電によって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１０ミリセカンドという極めて短い光パルスに変換されることから、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。
【００４３】
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保持部７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梨地模様を呈する。
【００４４】
チャンバー６の下方に設けられたハロゲン加熱部４の内部には複数本（本実施形態では４０本）のハロゲンランプＨＬが内蔵されている。複数のハロゲンランプＨＬはチャンバー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。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。
【００４５】
また、図８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端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端部側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の端縁部により多い光量の照射を行うことができる。
【００４６】
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。
【００４７】
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。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。
【００４８】
また、図１に示すように、熱処理装置１は、ハロゲン加熱部４およびチャンバー６の側方にシャッター機構２を備える。シャッター機構２は、シャッター板２１およびスライド駆動機構２２を備える。シャッター板２１は、ハロゲン光に対して不透明な板であり、例えばチタン（Ｔｉ）にて形成されている。スライド駆動機構２２は、シャッター板２１を水平方向に沿ってスライド移動させ、ハロゲン加熱部４と保持部７との間の遮光位置にシャッター板２１を挿脱する。スライド駆動機構２２がシャッター板２１を前進させると、チャンバー６とハロゲン加熱部４との間の遮光位置（図１の二点鎖線位置）にシャッター板２１が挿入され、下側チャンバー窓６４と複数のハロゲンランプＨＬとが遮断される。これによって、複数のハロゲンランプＨＬから熱処理空間６５の保持部７へと向かう光は遮光される。逆に、スライド駆動機構２２がシャッター板２１を後退させると、チャンバー６とハロゲン加熱部４との間の遮光位置からシャッター板２１が退出して下側チャンバー窓６４の下方が開放される。
【００４９】
また、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。
【００５０】
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、フラッシュ加熱部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。
【００５１】
次に、熱処理装置１における半導体ウェハーＷの処理手順について説明する。ここで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り、添加された不純物の活性化が熱処理装置１によるフラッシュ加熱処理により実行される。図９は、熱処理装置１における半導体ウェハーＷの処理手順を示すフローチャートである。以下に示す半導体ウェハー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って実行される。
【００５２】
まず、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８９，９２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（ステップＳ１）。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。
【００５３】
また、バルブ９２が開放されることによって、搬送開口部６６からもチャンバー６内の気体が排気される。さらに、図示省略の排気機構によって移載機構１０の駆動部周辺の雰囲気も排気される。なお、熱処理装置１における半導体ウェハーＷの熱処理時には窒素ガスが熱処理空間６５に継続的に供給されており、その供給量は図９の処理ステップに応じて適宜変更される。
【００５４】
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を介して不純物注入後の半導体ウェハーＷがチャンバー６内の熱処理空間６５に搬入される（ステップＳ２）。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を通って保持プレート７４の上面から突き出て半導体ウェハーＷを受け取る。
【００５５】
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の保持プレート７４に受け渡されて水平姿勢に保持される。保持プレート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。
【００５６】
保持プレート７４に渡された半導体ウェハーＷは保持プレート７４の上面から所定の間隔（本実施形態では１ｍｍ）を隔てて６本のバンプ７５によって点接触にて支持される。そして、６本のバンプ７５によって支持される半導体ウェハーＷの端縁部の周囲は温度補償リング７６によって囲繞される。但し、第１実施形態においては、半導体ウェハーＷの端縁部と温度補償リング７６とは近接しているものの非接触である。
【００５７】
半導体ウェハーＷが保持部７の保持プレート７４に載置されて保持された後、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Ｓ３）。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および保持プレート７４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、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による予備加熱の障害となることは無い。
【００５８】
ハロゲンランプＨＬによる予備加熱の工程においては、半導体ウェハーＷとともに温度補償リング７６も加熱されることとなる。すなわち、下側チャンバー窓６４および保持プレート７４を透過したハロゲン光は半導体ウェハーＷのみならず温度補償リング７６にも照射され、そのハロゲン光によって温度補償リング７６が加熱される。
【００５９】
図１０は、石英および炭化ケイ素の分光吸収率を示す図である。同図において、実線が石英の分光吸収率を示し、点線が炭化ケイ素の分光吸収率を示している。図１０に示すように、赤外光の波長領域において、炭化ケイ素は石英に比べて高い吸収率を有している。このため、石英の下側チャンバー窓６４および保持プレート７４を透過したハロゲン光も炭化ケイ素の温度補償リング７６によって吸収され、温度補償リング７６が昇温する。
【００６０】
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の温度が接触式温度計によって測定されている。すなわち、熱電対を内蔵する接触式温度計が保持部７に保持された半導体ウェハーＷの下面に保持プレート７４の開口部７７を介して接触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する（ステップＳ４）。第１実施形態においては、予備加熱温度Ｔ１は８００℃とされる。なお、ハロゲンランプＨＬからの光照射によって半導体ウェハーＷを昇温するときには、放射温度計による温度測定は行わない。これは、ハロゲンランプＨＬから照射されるハロゲン光が放射温度計に外乱光として入射し、正確な温度測定ができないためである。
【００６１】
ところで、予備加熱中の半導体ウェハーＷには中心部分に比較して端縁部の温度が低くなりやすい傾向が認められる。このような現象が生じる原因としては、半導体ウェハーＷの端縁部からの熱放射、比較的低温の保持プレート７４との間で半導体ウェハーＷの端縁部近傍に生じる対流、或いは半導体ウェハーＷの端縁部から保持プレート７４への熱伝導などが考えられる。
【００６２】
このため、第１実施形態においては、保持プレート７４に保持される半導体ウェハーＷの端縁部に近接して当該端縁部を取り囲むように環状に炭化ケイ素の温度補償リング７６を設けている。石英の下側チャンバー窓６４は赤外光をほとんど吸収しないため、ハロゲンランプＨＬによって半導体ウェハーＷが８００℃程度にまで予備加熱されているときであっても２００℃〜３００℃にまでしか昇温しないのに対して、赤外光を吸収する炭化ケイ素の温度補償リング７６は半導体ウェハーＷと同程度にまで昇温する。その結果、予備加熱中の半導体ウェハーＷの端縁部から熱が失われれる一方、それと同等の熱が温度補償リング７６から半導体ウェハーＷの端縁部に与えられる。換言すれば、ハロゲンランプＨＬによって予備加熱される半導体ウェハーＷの端縁部から失われた熱がの温度補償リング７６によって補償されることとなり、予備加熱中の半導体ウェハーＷの面内温度分布を均一にすることができる。
【００６３】
また、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端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の端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の面内温度分布をより均一なものとすることができる。
【００６４】
さらに、チャンバー側部６１に装着された反射リング６９の内周面は鏡面とされているため、この反射リング６９の内周面によって半導体ウェハーＷの端縁部に向けて反射する光量が多くなり、予備加熱段階における半導体ウェハーＷの面内温度分布をより均一なものとすることができる。
【００６５】
半導体ウェハーＷの温度が予備加熱温度Ｔ１に到達したことが検知されたら直ちにステップＳ５に進んでフラッシュ加熱部５のフラッシュランプＦＬから半導体ウェハーＷへ向けてフラッシュ光が照射される。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熱処理空間６５内の保持部７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熱処理空間６５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。フラッシュ加熱は、フラッシュランプＦＬからの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。
【００６６】
すなわち、フラッシュ加熱部５のフラッシュランプ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ミリ秒ないし１０ミリ秒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からの閃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℃ないし１１００℃程度の処理温度Ｔ２まで上昇し、半導体ウェハーＷに添加された不純物が活性化された後、表面温度が急速に下降する。このように、熱処理装置１では、半導体ウェハーＷの表面温度を極めて短時間で昇降することができるため、半導体ウェハーＷに添加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。なお、添加不純物の活性化に必要な時間はその熱拡散に必要な時間に比較して極めて短いため、０．１ミリセカンドないし１０ミリセカンド程度の拡散が生じない短時間であっても活性化は完了する。
【００６７】
また、本実施形態の熱処理装置１は、ハロゲンランプＨＬによって半導体ウェハーＷを予備加熱温度Ｔ１（８００℃）にまで予備加熱してからフラッシュランプＦＬからの閃光照射によってフラッシュ加熱を行っている。半導体ウェハーＷの温度が６００℃以上になると添加された不純物の熱拡散が生じる可能性があるが、ハロゲンランプＨＬは比較的急速に半導体ウェハーＷを８００℃まで昇温することができるため、添加不純物の拡散を最小限に抑制することができる。また、半導体ウェハーＷを予備加熱温度Ｔ１にまで昇温してからフラッシュランプＦＬからの閃光照射を行うことにより、半導体ウェハーＷの表面温度を処理温度Ｔ２まで速やかに上昇させることができる。さらに、予備加熱温度Ｔ１から処理温度Ｔ２までのフラッシュ加熱による昇温幅が比較的小さいため、フラッシュランプＦＬから照射する閃光のエネルギーを比較的小さくすることができ、その結果フラッシュ加熱時に半導体ウェハーＷに与える熱的衝撃を緩和することができる。
【００６８】
フラッシュ加熱が終了した後、所定時間経過後にハロゲンランプＨＬが消灯し、半導体ウェハーＷの降温が開始される（ステップＳ６）。また、ハロゲンランプＨＬが消灯するのと同時に、シャッター機構２がシャッター板２１をハロゲン加熱部４とチャンバー６との間の遮光位置に挿入する（ステップＳ７）。ハロゲンランプＨＬが消灯しても、すぐにフィラメントや管壁の温度が低下するものではなく、暫時高温のフィラメントおよび管壁から輻射熱が放射され続け、これが半導体ウェハーＷの降温を妨げる。シャッター板２１が挿入されることによって、消灯直後のハロゲンランプＨＬから熱処理空間６５に放射される輻射熱が遮断されることとなり、半導体ウェハーＷの降温速度を高めることができる。
【００６９】
また、シャッター板２１が遮光位置に挿入された時点で放射温度計による温度測定を開始する。すなわち、保持部７に保持された半導体ウェハーＷの下面から保持プレート７４の開口部７７を介して放射された赤外線の強度を放射温度計が測定して降温中の半導体ウェハーＷの温度を測定する。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。消灯直後の高温のハロゲンランプＨＬからは多少の赤外線が放射され続けるのであるが、放射温度計はシャッター板２１が遮光位置に挿入されているときに半導体ウェハーＷの温度測定を行うため、ハロゲンランプＨＬからチャンバー６内の熱処理空間６５へと向かう赤外線は遮光される。従って、放射温度計は外乱光の影響を受けることなく、保持プレート７４に保持された半導体ウェハーＷの温度を正確に測定することができる。
【００７０】
制御部３は、放射温度計によって測定される半導体ウェハーＷの温度が所定温度まで降温したか否かを監視する（ステップＳ８）。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が保持プレート７４の上面から突き出て熱処理後の半導体ウェハーＷを保持プレート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搬出され（ステップＳ９）、熱処理装置１における半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理が完了する。
【００７１】
第１実施形態においては、保持プレート７４に保持される半導体ウェハーＷの端縁部に近接して当該端縁部を取り囲むように環状に炭化ケイ素の温度補償リング７６を設けている。炭化ケイ素は赤外光の吸収率が比較的高いため、ハロゲンランプＨＬによって予備加熱される半導体ウェハーＷとともに温度補償リング７６も加熱・昇温されることとなり、予備加熱中の半導体ウェハーＷの端縁部から失われた熱は温度補償リング７６によって補償される。よって、ハロゲンランプＨＬによって予備加熱される半導体ウェハーＷの面内温度分布を均一にすることができ、その結果フラッシュランプＦＬからの閃光照射によって到達する半導体ウェハーＷの表面の面内温度分布をも均一なものとすることができる。
【００７２】
また、予備加熱中の半導体ウェハーＷの面内温度分布が温度補償リング７６によって均一なものとされていれば、フラッシュランプＦＬからフラッシュ光が照射されたときの瞬間的なウェハー表面の熱膨張に起因した半導体ウェハーＷの反りも緩和される。半導体ウェハーＷの反りが小さいことは、フラッシュ光照射後にウェハー表面の急速な温度降下によってその反りが元に戻るときの反動が小さいことを意味している。その結果、フラッシュ光照射にともなう半導体ウェハーＷの動きが小さなものとなり、半導体ウェハーＷの割れが抑制される。また、フラッシュ光照射にともなう半導体ウェハーＷの動きが小さなものであれば、バンプ７５によって半導体ウェハーＷの裏面に傷が付くことが防がれ、同時にバンプ７５の先端が削られることも防止される。
【００７３】
＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態における熱処理装置の全体構成および半導体ウェハーＷの処理手順は第１実施形態と同様である。第２実施形態が第１実施形態と相違するのは、半導体ウェハーＷを水平姿勢に保持して予備加熱を行う保持部７の構成である。
【００７４】
図１１は、第２実施形態の保持部７の平面図である。また、図１２は、第２実施形態の保持プレート７４の縦断面図である。なお、図１１および図１２において、第１実施形態と同一の要素については同一の符号を付している。
【００７５】
第２実施形態の保持部７もサセプタ７０および保持プレート７４を備えて構成される。サセプタ７０は第１実施形態と同様のものである。また、保持プレート７４も第１実施形態と同じく石英にて形成された円形の平板状部材であり、その直径は半導体ウェハーＷの直径よりも大きい。保持プレート７４には、半導体ウェハーＷの温度を測定するための２つの開口部７７およびリフトピン１２が通過するための４つの貫通孔７９が穿設されている。但し、第２実施形態の保持部７にはバンプは設けられていない。
【００７６】
保持プレート７４の上面周縁部には温度補償リング１７６が載置される。第１実施形態と同じく、温度補償リング１７６は炭化ケイ素にて形成された円環状部材であり、その外径は保持プレート７４の直径と等しい。第２実施形態の温度補償リング１７６の内径は第１実施形態よりも小さく、半導体ウェハーＷの径よりも若干小さい（φ３００ｍｍの半導体ウェハーＷであれば２９４ｍｍ〜２９８ｍｍ）。また、温度補償リング１７６の厚さは０．５ｍｍ〜３ｍｍ（第２実施形態では１ｍｍ）である。
【００７７】
図１１および図１２に示すように、第２実施形態においては、半導体ウェハーＷは端縁部を温度補償リング１７６によって支持されることにより保持プレート７４上に載置される。すなわち、温度補償リング１７６の内径は半導体ウェハーＷの径よりも小さいため、温度補償リング１７６は半導体ウェハーＷの下面端縁部に接触して半導体ウェハーＷを支持する。温度補償リング１７６の厚さは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であるため、半導体ウェハーＷは温度補償リング１７６によって保持プレート７４の上面から０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の間隔を隔てて支持されることとなる。
【００７８】
第２実施形態における熱処理装置の残余の構成は第１実施形態と同じである。また、第２実施形態の熱処理装置における半導体ウェハーＷの処理手順も図９に示すのと同様である。図９の手順中、ハロゲンランプＨＬによる予備加熱の工程（ステップＳ３）においては、半導体ウェハーＷとともに温度補償リング１７６も加熱される。第２実施形態では、保持プレート７４に保持される半導体ウェハーＷの端縁部に沿って環状に温度補償リング１７６が配置されており、その温度補償リング１７６がハロゲンランプＨＬによって昇温されることにより、予備加熱中の半導体ウェハーＷの端縁部から失われた熱が温度補償リング１７６によって補償されることとなる。よって、第１実施形態と同様に、ハロゲンランプＨＬによって予備加熱される半導体ウェハーＷの面内温度分布を均一にすることができ、その結果フラッシュランプＦＬからの閃光照射によって到達する半導体ウェハーＷの表面の面内温度分布をも均一なものとすることができる。なお、第２実施形態においては、半導体ウェハーＷの下面のうち温度補償リング１７６と接触している部位にはハロゲンランプＨＬからのハロゲン光が直接到達しないため、かかる部位はハロゲン光によって昇温した温度補償リング１７６によって間接的に加熱されることとなる。
【００７９】
また、第２実施形態の温度補償リング１７６は半導体ウェハーＷの下面端縁部を面接触にて支持するため、複数のバンプ７５によって半導体ウェハーＷの下面を点接触にて支持する第１実施形態と比較して接触面積が大きい。このため、温度補償リング１７６と半導体ウェハーＷとの接触圧は比較的小さく、フラッシュ光照射によって半導体ウェハーＷが動いたとしても、半導体ウェハーＷの裏面に傷が付くことが防止される。
【００８０】
さらに、第２実施形態の温度補償リング１７６は半導体ウェハーＷの端縁部に沿って環状に配置されており、半導体ウェハーＷの全周にわたって支持している。このため、複数のバンプ７５によって半導体ウェハーＷを点接触にて支持する第１実施形態と比較して半導体ウェハーＷの平面度を維持することが容易となり、保持プレート７４と半導体ウェハーＷとの距離をより均一なものとすることができる。ハロゲン光を透過する保持プレート７４は予備加熱中もあまり昇温せず（２００℃〜３００℃）、半導体ウェハーＷの予備加熱温度に影響を与えるのであるが、保持プレート７４と半導体ウェハーＷとの距離を均一なものとすることができれば予備加熱段階における半導体ウェハーＷの面内温度分布をより均一なものとすることができる。
【００８１】
＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は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。上記各実施形態においては、温度補償リング７６，１７６を炭化ケイ素にて形成するようにしていたが、これに限定されるものではなく、少なくとも赤外線を吸収して半導体ウェハーＷの端縁部の温度を補償できるものであれば良く、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）にて温度補償リング７６，１７６を形成するようにしても良い。
【００８２】
また、第２実施形態において、保持プレート７４の上面に第１実施形態と同様の複数のバンプ７５を設けるようにしても良い。もっとも、温度補償リング１７６によって半導体ウェハーＷの端縁部を支持するためには、バンプ７５の高さを温度補償リング１７６の厚さよりも低くしておく必要がある。
【００８３】
また、第１実施形態において、温度補償リング７６の内径を半導体ウェハーＷの径よりも若干小さく（第２実施形態と同程度）するとともに、温度補償リング７６の厚さをバンプ７５の上端の高さ位置から保持プレート７４の上面までの距離よりも小さくするようにしても良い。このようにしても、保持プレート７４に保持される半導体ウェハーＷの端縁部に近接して非接触にて温度補償リング７６が配置されることとなる。よって、第１実施形態と同様に、予備加熱中の半導体ウェハーＷの端縁部から失われた熱を温度補償リング７６によって補償することができ、半導体ウェハーＷの面内温度分布を均一にすることができる。
【００８４】
また、上記実施形態においては、熱処理空間６５に供給する処理ガスを窒素ガス（Ｎ2）としていたが、これに限定されるものではなく、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の不活性ガス、あるいは、酸素（０2）ガスや清浄エアであっても良い。もっとも、熱処理空間６５にて加熱される半導体ウェハーＷは数百℃から１０００℃以上の高温に昇温されるため、処理ガスとしては、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが好ましく、特にコスト面からは安価な窒素ガスが好ましい。
【００８５】
また、上記実施形態においては、半導体ウェハーＷの温度が予備加熱温度Ｔ１に到達した時点でハロゲンランプＨＬを点灯したままフラッシュランプＦＬからの閃光照射を行うようにしていたが、半導体ウェハーＷの温度が予備加熱温度Ｔ１に到達すると同時にハロゲンランプＨＬを消灯するとともにシャッター板２１を遮光位置に挿入してフラッシュランプＦＬからの閃光照射を行うようにしても良い。また、ハロゲンランプＨＬによって半導体ウェハーＷを予備加熱温度Ｔ１を超えて昇温した後、ハロゲンランプＨＬを消灯するとともにシャッター板２１を遮光位置に挿入して半導体ウェハーＷが予備加熱温度Ｔ１にまで降温した時点で閃光照射を行うようにしても良い。
【００８６】
また、上記実施形態においては、フラッシュ加熱部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。
【００８７】
また、本発明に係る熱処理装置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、液晶表示装置などに用いるガラス基板であっても良い。処理対象基板が矩形のガラス基板であれば、温度補償リング７６，１７６を当該ガラス基板の外形に対応する矩形枠形状とするのが好ましい。
【符号の説明】
【００８８】
１  熱処理装置
２  シャッター機構
３  制御部
４  ハロゲン加熱部
５  フラッシュ加熱部
６  チャンバー
７  保持部
１０  移載機構
６３  上側チャンバー窓
６４  下側チャンバー窓
６５  熱処理空間
７０  サセプタ
７４  保持プレート
７５  バンプ
７６，１７６  温度補償リング
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】
2010225645.tif 000003
【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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