(57)【要約】【課題】フラッシュ光照射時に基板の位置ずれが生じたとしても、次工程である冷却部の正規の受渡位置に基板を搬入することができる熱処理装置を提供する。【解決手段】搬送ハンド１５１ｂには切り欠き部１５７が形成されている。ウェハーセンサー１５８は、旋回移動する搬送ハンド１５１ｂに載置された半導体ウェハーを切り欠き部１５７を介して検出する。ハンドセンサー１５９は、旋回移動する搬送ハンド１５１ｂ自体を検出する。フラッシュ加熱処理後に半導体ウェハーを搬送ハンド１５１ｂに載置してフラッシュ加熱部の熱処理チャンバーから冷却部に搬送するときに、ウェハーセンサー１５８およびハンドセンサー１５９によって半導体ウェハーの位置ずれを検出する。そして、その検出結果に基づいて、冷却部に半導体ウェハーを搬入するときに搬送ハンド１５１ｂの受渡位置を補正する。【選択図】図１２
2014135340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板形状の基板にフラッシュ光を照射することによって該基板を加熱する熱処理装置であって、
チャンバー内にてサセプターに保持された基板にフラッシュランプから出射されたフラッシュ光を照射して前記基板を加熱するフラッシュ加熱部と、
前記フラッシュ加熱部にて加熱された前記基板を冷却する冷却部と、
前記フラッシュ加熱部にて加熱された前記基板を搬送ハンドに載置して前記チャンバーから搬出し、前記冷却部に搬入する搬送ロボットと、
前記搬送ハンドに載置された前記基板の位置ずれを検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記冷却部に前記基板を搬入するときに前記搬送ハンドの受渡位置を補正する補正部と、
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、
前記検出部は、
前記搬送ロボットが前記搬送ハンドを前記チャンバーから前記冷却部に移動させるときに、前記搬送ハンドが測定点を通過するタイミングを検出するハンドセンサーと、
前記搬送ロボットが前記搬送ハンドを前記チャンバーから前記冷却部に移動させるときに、前記基板が測定点を通過するタイミングを検出する基板センサーと、
を備え、
前記ハンドセンサーおよび前記基板センサーの検出結果に基づいて前記搬送ハンドに載置された前記基板の位置ずれを検出することを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の熱処理装置において、
前記搬送ハンドには、前記搬送ハンドの両端外縁から前記搬送ハンドに載置された前記基板の周縁部に対向する位置にかけて一対の切り欠きが形成され、
前記搬送ロボットが前記搬送ハンドを前記チャンバーから前記冷却部に移動させるときに、前記基板センサーの測定点が前記一対の切り欠きを通過するとともに、前記ハンドセンサーの測定点が前記一対の切り欠きが形成されていない前記搬送ハンドの部位を通過するように、前記ハンドセンサーおよび前記基板センサーが設置されていることを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の熱処理装置において、
前記検出部は、
前記搬送ハンドが前記ハンドセンサーの測定点に到達した時点から前記基板が前記基板センサーの測定点に到達した時点までの第１の時間と、
前記基板が前記基板センサーの測定点を通過するのに要する第２の時間と、
前記基板が前記基板センサーの測定点を通過し終えた時点から前記搬送ハンドが前記ハンドセンサーの測定点を通過し終えた時点までの第３の時間と、
に基づいて前記搬送ハンドに載置された前記基板の位置ずれを検出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、円板形状の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】
半導体デバイスの製造プロセスにおいて、不純物導入は半導体ウェハー内にｐｎ接合を形成するための必須の工程である。現在、不純物導入は、イオン打ち込み法とその後のアニール法によってなされるのが一般的である。イオン打ち込み法は、ボロン（Ｂ）、ヒ素（Ａｓ）、リン（Ｐ）といった不純物の元素をイオン化させて高加速電圧で半導体ウェハーに衝突させて物理的に不純物注入を行う技術である。注入された不純物はアニール処理によって活性化される。この際に、アニール時間が数秒程度以上であると、打ち込まれた不純物が熱によって深く拡散し、その結果接合深さが要求よりも深くなり過ぎて良好なデバイス形成に支障が生じるおそれがある。
【０００３】
そこで、極めて短時間で半導体ウェハーを加熱するアニール技術として、近年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、不純物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（数ミリ秒以下）に昇温させる熱処理技術である。
【０００４】
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。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、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１，２には、凹部を有する石英のサセプターに保持し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して加熱するものが開示されている。しかし、特許文献１，２に開示される装置においては、サセプターの載置面に半導体ウェハーの裏面が直接接触するように保持しているため、フラッシュ光照射前に予備加熱を行うときにウェハー面内の温度分布が不均一になりやすい。
【０００６】
一方、特許文献３には、平板状のサセプターの上面に複数のバンプ（支持ピン）を形成し、それらバンプによって点接触で支持した半導体ウェハーの表面にフラッシュ光を照射する技術が開示されている。このようにすれば、半導体ウェハーの裏面がサセプターの上面と直接には接触しないため、予備加熱段階に半導体ウェハーの面内温度分布が不均一となるのを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１７９５１０号公報
【特許文献２】特開２００４−２４７３３９号公報
【特許文献３】特開２００９−１６４４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、フラッシュランプを使用した熱処理装置においては、極めて高いエネルギーを有するフラッシュ光を瞬間的に半導体ウェハーの表面に照射するため、一瞬で半導体ウェハーの表面温度が急速に上昇し、ウェハー表面に急激な熱膨張が生じて半導体ウェハーが反るように変形する。このとき、特許文献３に開示される発明のように、支持ピンによって半導体ウェハーの裏面とサセプターの上面との間に隙間が生じていると、熱膨張に起因した急激な変形によって半導体ウェハーがサセプターから跳躍する可能性がある。また、特許文献１，２のように、サセプターの載置面に半導体ウェハーを直接載置するようにしても、フラッシュ光照射時のウェハー表面の急激な熱膨張によって半導体ウェハーの位置ずれが生じることがある。
【０００９】
一般には、フラッシュ加熱処理の終了した半導体ウェハーに対しては次工程として冷却処理が行われる。このとき、フラッシュ加熱時に半導体ウェハーの位置ずれが生じていると、冷却処理を行うクールチャンバーの正規位置に半導体ウェハーを搬送することができなくなり、その結果、ウェハー割れや装置破損の問題が生じていた。
【００１０】
フラッシュ光照射時における半導体ウェハーの位置ずれを防止する方法として、半導体ウェハーを固定するチャックの使用も考えられるが、フラッシュ加熱される半導体ウェハーは瞬間的に高温に昇温されるため、チャックによって半導体ウェハーを機械的に固定するとウェハー割れや装置破損のおそれがあり、さらにはパーティクル発生の問題も生じることとなる。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、フラッシュ光照射時に基板の位置ずれが生じたとしても、次工程である冷却部の正規の受渡位置に基板を搬入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】
【００１２】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、円板形状の基板にフラッシュ光を照射することによって該基板を加熱する熱処理装置において、チャンバー内にてサセプターに保持された基板にフラッシュランプから出射されたフラッシュ光を照射して前記基板を加熱するフラッシュ加熱部と、前記フラッシュ加熱部にて加熱された前記基板を冷却する冷却部と、前記フラッシュ加熱部にて加熱された前記基板を搬送ハンドに載置して前記チャンバーから搬出し、前記冷却部に搬入する搬送ロボットと、前記搬送ハンドに載置された前記基板の位置ずれを検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて、前記冷却部に前記基板を搬入するときに前記搬送ハンドの受渡位置を補正する補正部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
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、前記検出部は、前記搬送ロボットが前記搬送ハンドを前記チャンバーから前記冷却部に移動させるときに、前記搬送ハンドが測定点を通過するタイミングを検出するハンドセンサーと、前記搬送ロボットが前記搬送ハンドを前記チャンバーから前記冷却部に移動させるときに、前記基板が測定点を通過するタイミングを検出する基板センサーと、を備え、前記ハンドセンサーおよび前記基板センサーの検出結果に基づいて前記搬送ハンドに載置された前記基板の位置ずれを検出することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る熱処理装置において、前記搬送ハンドには、前記搬送ハンドの両端外縁から前記搬送ハンドに載置された前記基板の周縁部に対向する位置にかけて一対の切り欠きが形成され、前記搬送ロボットが前記搬送ハンドを前記チャンバーから前記冷却部に移動させるときに、前記基板センサーの測定点が前記一対の切り欠きを通過するとともに、前記ハンドセンサーの測定点が前記一対の切り欠きが形成されていない前記搬送ハンドの部位を通過するように、前記ハンドセンサーおよび前記基板センサーが設置されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４の発明は、請求項２または請求項３の発明に係る熱処理装置において、前記検出部は、前記搬送ハンドが前記ハンドセンサーの測定点に到達した時点から前記基板が前記基板センサーの測定点に到達した時点までの第１の時間と、前記基板が前記基板センサーの測定点を通過するのに要する第２の時間と、前記基板が前記基板センサーの測定点を通過し終えた時点から前記搬送ハンドが前記ハンドセンサーの測定点を通過し終えた時点までの第３の時間と、に基づいて前記搬送ハンドに載置された前記基板の位置ずれを検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１から請求項４の発明によれば、フラッシュ加熱部にて加熱された基板を搬送ハンドに載置してチャンバーから搬出して冷却部に搬入するときに、搬送ハンドに載置された基板の位置ずれを検出し、その検出結果に基づいて、冷却部に基板を搬入するときに搬送ハンドの受渡位置を補正するため、フラッシュ光照射時に基板の位置ずれが生じたとしても、次工程である冷却部の正規の受渡位置に基板を搬入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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】フラッシュ加熱部の構成を示す縦断面図である。
【図４】保持部の全体外観を示す斜視図である。
【図５】保持部のサセプターを上面から見た平面図である。
【図６】保持部を側方から見た側面図である。
【図７】ガイドリングの設置部分を拡大した図である。
【図８】移載機構の平面図である。
【図９】移載機構の側面図である。
【図１０】複数のハロゲンランプの配置を示す平面図である。
【図１１】搬送ロボットの搬送ハンドを示す平面図である。
【図１２】搬送ハンドに載置された半導体ウェハーの位置ずれを検出する機構を示す平面図である。
【図１３】搬送ハンドに載置された半導体ウェハーの位置ずれを検出する機構を示す側面図である。
【図１４】熱処理装置における処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】ウェハーセンサーおよびハンドセンサーの検出結果の一例を示す図である。
【図１６】ウェハーセンサーおよびハンドセンサーの検出結果の一例を示す図である。
【図１７】ウェハーセンサーおよびハンドセンサーの検出結果の一例を示す図である。
【図１８】サセプターの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
＜１．熱処理装置の構成＞
＜１−１．全体構成＞
まず、本発明に係る熱処理装置１００の全体概略構成について簡単に説明する。図１は、本発明に係る熱処理装置１００を示す平面図であり、図２はその正面図である。熱処理装置１００は基板として円板形状の半導体ウェハーＷにフラッシュ光を照射してその半導体ウェハーＷを加熱するフラッシュランプアニール装置である。処理対象となる半導体ウェハーＷのサイズは特に限定されるものではないが、例えばφ３００ｍｍやφ４５０ｍｍである。熱処理装置１００に搬入される前の半導体ウェハーＷには不純物が注入されており、熱処理装置１００による加熱処理によって注入された不純物の活性化処理が実行される。なお、図１および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。
【００２０】
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１３０、加熱処理後の半導体ウェハーＷの冷却を行う冷却部１４０、半導体ウェハーＷにフラッシュ加熱処理を施すフラッシュ加熱部１６０並びにアライメント部１３０、冷却部１４０およびフラッシュ加熱部１６０に対して半導体ウェハーＷの搬送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。
【００２１】
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。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。
【００２２】
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１３０および冷却部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１３０または冷却部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。
【００２３】
アライメント部１３０は、半導体ウェハーＷを回転させて続く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１３０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１３１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、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。受渡ロボット１２０からアライメントチャンバー１３１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１３０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の位置決めを行う。
【００２４】
熱処理装置１００の主要部であるフラッシュ加熱部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処理部である。フラッシュ加熱部１６０の構成については後に詳述する。
【００２５】
冷却部１４０は、アルミニウム合金製の筐体であるクールチャンバー１４１の内部に、金属製の冷却プレートの上面に石英板を載置して構成されている。フラッシュ加熱部１６０にてフラッシュ加熱処理が施された直後の半導体ウェハーＷは温度が高いため、冷却部１４０にて上記石英板上に載置されて冷却される。
【００２６】
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とともに、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。本実施形態においては、フラッシュ加熱後に下側の搬送ハンド１５１ｂによって保持された半導体ウェハーＷの位置ずれを検出する機構を設けているが、これについてもさらに後述する。
【００２７】
また、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が設けられており、アライメントチャンバー１３１、クールチャンバー１４１およびフラッシュ加熱部１６０の熱処理チャンバー６が搬送チャンバー１７０に連結されて配置されている。搬送ロボット１５０がアライメントチャンバー１３１、クールチャンバー１４１またはフラッシュ加熱部１６０の熱処理チャンバー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。
【００２８】
アライメント部１３０のアライメントチャンバー１３１および冷却部１４０のクールチャンバー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とアライメントチャンバー１３１、クールチャンバー１４１およびフラッシュ加熱部１６０の熱処理チャンバー６との間にはそれぞれゲートバルブ１８３，１８４，１８５が設けられる。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、アライメントチャンバー１３１、クールチャンバー１４１および搬送チャンバー１７０の内部が清浄に維持されるようにそれぞれに窒素ガス供給部（図示省略）から高純度の窒素ガスが供給され、余剰の窒素ガスは適宜排気管から排気される。
【００２９】
また、制御部３は、熱処理装置１００に設けられた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。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。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。
【００３０】
＜１−２．フラッシュ加熱部の構成＞
次に、フラッシュ加熱部１６０の構成について詳細に説明する。図３は、フラッシュ加熱部１６０の構成を示す縦断面図である。フラッシュ加熱部１６０は、半導体ウェハーＷを収容する熱処理チャンバー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ランプハウス４と、を備える。熱処理チャンバー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、下側にハロゲンランプハウス４が設けられている。また、フラッシュ加熱部１６０は、熱処理チャンバー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。
【００３１】
熱処理チャンバー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。熱処理チャンバー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熱処理チャンバー６内に透過する石英窓として機能する。また、熱処理チャンバー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円板形状部材であり、ハロゲンランプＨＬからの光を熱処理チャンバー６内に透過する石英窓として機能する。
【００３２】
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。熱処理チャンバー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、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。
【００３３】
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、熱処理チャンバー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、熱処理チャンバー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。
【００３４】
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。
【００３５】
また、チャンバー側部６１には、熱処理チャンバー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を閉鎖すると熱処理チャンバー６内の熱処理空間６５が密閉空間とされる。
【００３６】
また、熱処理チャンバー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は熱処理チャンバー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、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。なお、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。
【００３７】
一方、熱処理チャンバー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は熱処理チャンバー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、熱処理チャンバー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、ガス供給源８５および排気部１９０は、熱処理装置１００に設けられた機構であっても良いし、熱処理装置１００が設置される工場のユーティリティであっても良い。
【００３８】
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１９１が接続されている。ガス排気管１９１はバルブ１９２を介して排気部１９０に接続されている。バルブ１９２を開放することによって、搬送開口部６６を介して熱処理チャンバー６内の気体が排気される。
【００３９】
図４は、保持部７の全体外観を示す斜視図である。また、図５は保持部７のサセプター７４を上面から見た平面図であり、図６は保持部７を側方から見た側面図である。保持部７は、基台リング７１、連結部７２およびサセプター７４を備えて構成される。基台リング７１、連結部７２およびサセプター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。
【００４０】
基台リング７１は円環形状の石英部材である。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、熱処理チャンバー６の壁面に支持されることとなる（図３参照）。円環形状を有する基台リング７１の上面に、そ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。なお、基台リング７１の形状は、円環形状から一部が欠落した円弧状であっても良い。
【００４１】
サセプター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。サセプター７４は、保持プレート７５、ガイドリング７６および複数の支持ピン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。
【００４２】
保持プレート７５の上面周縁部には、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。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、単にガイドリング７６を保持プレート７５の上面周縁部に載置するだけでも良い。
【００４３】
図７は、ガイドリング７６の設置部分を拡大した図である。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７６ａとされている。保持プレート７５の上面のうちテーパ面７６ａの先端（下端）よりも内側の領域が半導体ウェハーＷを載置する載置面７５ａとされる。保持プレート７５の載置面７５ａに対するガイドリング７６のテーパ面７６ａの勾配αは３０°以上７０°以下（本実施形態では４５°）である。また、テーパ面７６ａの表面平均粗さ（Ｒａ）は１．６μｍ以下とされている。
【００４４】
ガイドリング７６の内径（テーパ面７６ａの先端の径）は、半導体ウェハーＷの直径よりも１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下大きい。従って、保持プレート７５の載置面７５ａの中央に半導体ウェハーＷが保持されたときには、当該半導体ウェハーＷの外周端からテーパ面７６ａの先端までの距離は５ｍｍ以上２０ｍｍ以下となる。本実施形態においては、φ３００ｍｍの半導体ウェハーＷに対してガイドリング７６の内径をφ３２０ｍｍとしている（半導体ウェハーＷの外周端からテーパ面７６ａの先端までの距離は１０ｍｍ）。なお、ガイドリング７６の外径は特に限定されるものではないが、例えば保持プレート７５の直径と同じとすれば良い（本実施形態ではφ３４０ｍｍ）。
【００４５】
また、保持プレート７５の載置面７５ａには、複数の支持ピン７７が立設されている。本実施形態においては、載置面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６０°毎に計６本の支持ピン７７が立設されている。６本の支持ピン７７を配置した円の径（対向する支持ピン７７間の距離）は半導体ウェハーＷの径よりも小さく、本実施形態ではφ２８０ｍｍである。それぞれの支持ピン７７は石英にて形成されている。複数の支持ピン７７は、保持プレート７５の上面に穿設された凹部に嵌着して立設すれば良い。
【００４６】
基台リング７１に立設された４個の連結部７２とサセプター７４の保持プレート７５の下面周縁部とが溶接によって固着される。すなわち、サセプター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が熱処理チャンバー６の壁面に支持されることによって、保持部７が熱処理チャンバー６に装着される。保持部７が熱処理チャンバー６に装着された状態においては、サセプター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。熱処理チャンバー６に搬入された半導体ウェハーＷは、熱処理チャンバー６に装着された保持部７のサセプター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上に立設された複数の支持ピン７７によって点接触にて支持されてサセプター７４に保持される。すなわち、半導体ウェハーＷは複数の支持ピン７７によって保持プレート７５の載置面７５ａから所定の間隔を隔てて支持されることとなる。また、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、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。
【００４７】
また、図４および図５に示すように、サセプター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２２０がサセプター７４に保持された半導体ウェハー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２２０が開口部７８を介してサセプター７４に保持された半導体ウェハーＷの裏面から放射された光を受光し、別置のディテクタによってその半導体ウェハーＷの温度が測定される。さらに、サセプター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。
【００４８】
図８は、移載機構１０の平面図である。また、図９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８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８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。
【００４９】
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がサセプター７４の保持プレート７５に穿設された貫通孔７９（図４，５参照）を通過し、リフトピン１２の上端が保持プレート７５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熱処理チャンバー６の外部に排出されるように構成されている。
【００５０】
図３に戻り、熱処理チャンバー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が熱処理チャンバー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は熱処理チャンバー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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
熱処理チャンバー６の下方に設けられたハロゲンランプハウス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は熱処理チャンバー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。図１０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。
【００５５】
また、図１０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、ハロゲンランプＨＬ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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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ランプハウス４、フラッシュランプハウス５および熱処理チャンバー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、熱処理チャンバー６の壁体には水冷管（図示省略）が設けられている。また、ハロゲンランプハウス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。
【００５９】
＜１−３．位置ずれ検出機構の構成＞
次に、搬送ロボット１５０の下側の搬送ハンド１５１ｂに保持された半導体ウェハーＷの位置ずれを検出する機構について説明する。図１１は、搬送ロボット１５０の搬送ハンド１５１ｂを示す平面図である。搬送ハンド１５１ｂは、左右一対のフィンガー１５５ａ，１５５ｂを備える。フィンガー１５５ａの内側からフィンガー１５５ｂの内側にかけて鍔部１５６が形成されている。鍔部１５６の外周は、円から一部が欠落した円弧形状となっている。鍔部１５６の外周の径は半導体ウェハーＷの径よりも大きく、サセプター７４上のガイドリング７６の内径と同じである。本実施形態においては、φ３００ｍｍの半導体ウェハーＷに対してガイドリング７６の内径をφ３２０ｍｍとしているため、鍔部１５６の外周の径も３２０ｍｍとしている。また、鍔部１５６の内周は、フィンガー１５５ａ，１５５ｂを除く部位では円弧形状であり、フィンガー１５５ａ，１５５ｂでは他の部位よりもせり出している。鍔部１５６の内周の円弧形状の径は半導体ウェハーＷの径よりも小さい。半導体ウェハーＷは、鍔部１５６に載置されて搬送ハンド１５１ｂに保持されることとなる。
【００６０】
搬送ハンド１５１ｂの一対のフィンガー１５５ａおよびフィンガー１５５ｂには切り欠き部１５７が形成されている。切り欠き部１５７は、フィンガー１５５ａおよびフィンガー１５５ｂのそれぞれの外側端部から鍔部１５６にかけて形成されている。鍔部１５６には載置される半導体ウェハーＷの周縁部が当接する。すなわち、搬送ハンド１５１ｂには、搬送ハンド１５１ｂの両端外縁から搬送ハンド１５１ｂに載置された半導体ウェハーＷの周縁部に対向する位置にかけて一対の切り欠き部１５７が形成されている。なお、上側の搬送ハンド１５１ａには切り欠き部１５７は形成されていない。
【００６１】
図１２および図１３はそれぞれ、搬送ハンド１５１ｂに載置された半導体ウェハーＷの位置ずれを検出する機構を示す平面図および側面図である。搬送ロボット１５０が設置された搬送チャンバー１７０には、ウェハーセンサー１５８およびハンドセンサー１５９が設けられている。ウェハーセンサー１５８およびハンドセンサー１５９は、搬送ハンド１５１ｂよりも下側に設けられている。ウェハーセンサー１５８およびハンドセンサー１５９は、レーザー光投射部と受光部とを備えたレーザーセンサーであり、レーザー光投射部から上方に向けて投射したレーザー光の反射光を受光して上方の物体の存在を検出する。ウェハーセンサー１５８およびハンドセンサー１５９は、上方に物体が存在しているときには反射光を受光して”ＯＮ”の信号を出力し、上方に物体が存在していないときには反射光を受光できずに”ＯＦＦ”の信号を出力する。
【００６２】
ウェハーセンサー１５８およびハンドセンサー１５９は、搬送チャンバー１７０に固定設置されている。搬送ロボット１５０の搬送ハンド１５１ａ，１５１ｂは搬送チャンバー１７０内にて旋回移動される（図１参照）。ウェハーセンサー１５８およびハンドセンサー１５９は、フラッシュ加熱部１６０から冷却部１４０に向けて図１の紙面で反時計回りに旋回する搬送ハンド１５１ｂが上方を通過する位置に設置されている。より詳細には、ウェハーセンサー１５８およびハンドセンサー１５９は、搬送ハンド１５１ｂの旋回中心から見た同一半径上にて並ぶ位置に配置されている。図１２に示す如く、フラッシュ加熱部１６０の熱処理チャンバー６から冷却部１４０に向けて矢印ＡＲ１２にて示すように搬送ロボット１５０が搬送ハンド１５１ｂを旋回させるときに、ウェハーセンサー１５８の直上の測定点を一対の切り欠き部１５７が通過する位置にウェハーセンサー１５８は設置されている。また、同様に搬送ロボット１５０が搬送ハンド１５１ｂを旋回させるときに、ハンドセンサー１５９の直上の測定点を一対のフィンガー１５５ａ，１５５ｂ（但し、切り欠き部１５７が形成されていない部位）が通過する位置にハンドセンサー１５９は設置されている。なお、ウェハーセンサー１５８とハンドセンサー１５９とはなるべく近い位置に設けるのが好ましい。
【００６３】
ウェハーセンサー１５８は、搬送ロボット１５０が搬送ハンド１５１ｂをフラッシュ加熱部１６０の熱処理チャンバー６から冷却部１４０に向けて旋回させるときに、搬送ハンド１５１ｂに載置された半導体ウェハーＷを切り欠き部１５７を介して検出する。ウェハーセンサー１５８は、直上の測定点を搬送ハンド１５１ｂに載置された半導体ウェハーＷが通過するタイミングを検出する。より具体的には、ウェハーセンサー１５８は、直上の測定点を搬送ハンド１５１ｂに載置された半導体ウェハーＷが通過している間は、上方に向けて投射したレーザー光の反射光を受光して”ＯＮ”の信号を出力する。
【００６４】
一方、ハンドセンサー１５９は、搬送ロボット１５０が搬送ハンド１５１ｂをフラッシュ加熱部１６０の熱処理チャンバー６から冷却部１４０に向けて旋回させるときに、直上の測定点を搬送ハンド１５１ｂのフィンガー１５５ａおよびフィンガー１５５ａが通過するタイミングを検出する。より具体的には、ハンドセンサー１５９は、直上の測定点を搬送ハンド１５１ｂが通過している間は、上方に向けて投射したレーザー光の反射光を受光して”ＯＮ”の信号を出力する。
【００６５】
ウェハーセンサー１５８およびハンドセンサー１５９から出力された信号は制御部３に伝達される。制御部３は、ウェハーセンサー１５８およびハンドセンサー１５９の検出結果に基づいて搬送ハンド１５１ｂに保持された半導体ウェハーＷの位置ずれを検出し、さらにその位置ずれ検出結果に基づいて冷却部１４０のクールチャンバー１４１に対する搬送ハンド１５１ｂの受渡位置を補正するように搬送ロボット１５０を制御する。本明細書において、半導体ウェハーＷの位置ずれを検出する検出部は、ウェハーセンサー１５８、ハンドセンサー１５９および制御部３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を備えるものである。また、その位置ずれを補正する補正部は、制御部３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。
【００６６】
＜２．熱処理装置の動作＞
次に、本発明に係る熱処理装置１００による半導体ウェハーＷの処理動作について説明する。この熱処理装置１００において処理対象となる半導体ウェハーＷは、パターン形成後にイオン注入法により不純物（イオン）が添加されたシリコンの半導体基板である。その不純物の活性化がフラッシュ加熱部１６０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。以下に説明する熱処理装置１００の処理手順は、制御部３が熱処理装置１００の各動作機構を制御することにより進行する。
【００６７】
図１４は、熱処理装置１００における処理手順を示すフローチャートである。熱処理装置１００では、まず、不純物注入後の半導体ウェハー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から半導体ウェハーＷを１枚ずつ取り出し、アライメント部１３０のアライメントチャンバー１３１に搬入する。アライメントチャンバー１３１に半導体ウェハーＷが搬入された時点で、ゲートバルブ１８１がアライメントチャンバー１３１とインデクサ部１０１との間を閉鎖する。アライメント部１３０では、半導体ウェハーＷをその中心部を回転中心とし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の位置決めを行う（ステップＳ１）。
【００６８】
次に、ゲートバルブ１８３がアライメントチャンバー１３１と搬送チャンバー１７０との間を開放し、搬送ロボット１５０が上側の搬送ハンド１５１ａによってアライメントチャンバー１３１から位置決めが行われた半導体ウェハーＷを搬出する。半導体ウェハーＷを取り出した搬送ロボット１５０はフラッシュ加熱部１６０を向くように旋回する。また、半導体ウェハーＷの搬出後に、ゲートバルブ１８３がアライメントチャンバー１３１と搬送チャンバー１７０との間を閉鎖する。
【００６９】
続いて、ゲートバルブ１８５が熱処理チャンバー６と搬送チャンバー１７０との間を開放し、搬送ロボット１５０が半導体ウェハーＷを熱処理チャンバー６に搬入する（ステップＳ２）。このときに、先行する加熱処理済みの半導体ウェハーＷが熱処理チャンバー６に存在している場合には、下側の搬送ハンド１５１ｂによって当該加熱処理済みの半導体ウェハーＷを取り出してから上側の搬送ハンド１５１ａによって未処理の半導体ウェハーＷを熱処理チャンバー６に搬入してウェハー入れ替えを行う。
【００７０】
熱処理チャンバー６に搬入された半導体ウェハーＷにはフラッシュ加熱処理が行われる（ステップＳ３）。以下、フラッシュ加熱部１６０におけるフラッシュ加熱処理について説明する。
【００７１】
熱処理チャンバー６への半導体ウェハーＷの搬入に先立って、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８９，１９２が開放されて熱処理チャンバー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から熱処理チャンバー６内の気体が排気される。これにより、熱処理チャンバー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。
【００７２】
また、バルブ１９２が開放されることによって、搬送開口部６６からも熱処理チャンバー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、フラッシュ加熱部１６０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、その供給量は処理工程に応じて適宜変更される。
【００７３】
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、搬送ロボット１５０により搬送開口部６６を介して未処理の半導体ウェハーＷが熱処理チャンバー６内の熱処理空間６５に搬入される。搬送ロボット１５０は、半導体ウェハーＷを保持する搬送ハンド１５１ａを保持部７の直上位置まで進出させて停止させる。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を通ってサセプター７４の上面から突き出て搬送ハンド１５１ａから半導体ウェハーＷを受け取る。このとき、リフトピン１２はサセプター７４の支持ピン７７の上端よりも上方にまで上昇する。
【００７４】
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１５０が搬送ハンド１５１ａを熱処理空間６５から退出させ、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のサセプター７４に受け渡されて水平姿勢にて下方より保持される。
【００７５】
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支持ピン７７によって点接触にて支持されてサセプター７４に保持される。半導体ウェハーＷは、その中心が保持プレート７５の載置面７５ａの中心軸と一致するように（つまり、載置面７５ａの中央に）、複数の支持ピン７７によって支持される。よって、半導体ウェハーＷは複数の支持ピン７７によってガイドリング７６内周のテーパ面７６ａよりも内側に一定間隔を隔てて支持されることとなる。また、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ー７４に保持される。複数の支持ピン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の載置面７５ａとの間には所定の間隔が形成される。サセプター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。
【００７６】
半導体ウェハーＷが保持部７のサセプター７４によって水平姿勢にて下方より保持された後、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。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およびサセプター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による加熱の障害となることは無い。
【００７７】
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２２０によって測定されている。すなわち、サセプター７４に保持された半導体ウェハーＷの裏面から開口部７８を介して放射された赤外光を放射温度計２２０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に到達したか否かを監視する。その予備加熱温度は、半導体ウェハーＷに添加された不純物が熱により拡散する恐れのない、２００℃ないし８００℃程度、好ましくは３５０℃ないし６００℃程度とされる（本実施の形態では６００℃）。
【００７８】
半導体ウェハーＷの温度が予備加熱温度に到達した後、制御部３は半導体ウェハーＷをその予備加熱温度に暫時維持する。具体的には、放射温度計２２０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の出力を制御して半導体ウェハーＷの温度をほぼ予備加熱温度に維持している。
【００７９】
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、ハロゲンランプハウス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。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の周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。
【００８０】
半導体ウェハーＷの温度が予備加熱温度に到達して所定時間が経過した時点にてフラッシュランプ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。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熱処理チャンバー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。
【００８１】
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℃以上の処理温度まで上昇し、半導体ウェハーＷに注入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、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。なお、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１００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。
【００８２】
ところで、このフラッシュ光照射によって、半導体ウェハーＷの表面温度は瞬間的に１０００℃以上の処理温度にまで上昇する一方、その瞬間の裏面温度は予備加熱温度からさほどには上昇しない。すなわち、半導体ウェハーＷの表面と裏面とに瞬間的に温度差が発生するのである。その結果、半導体ウェハーＷの表面のみに急激な熱膨張が生じ、裏面はほとんど熱膨張しないために、半導体ウェハーＷが表面を凸面とするように瞬間的に反る。このような表面を凸面とする瞬間的な反りが発生することによって、半導体ウェハーＷがサセプター７４から跳躍して浮上する。
【００８３】
サセプター７４から跳躍して浮上した半導体ウェハーＷは、その直後にサセプター７４に向けて落下してくる。このときに、薄板状の半導体ウェハーＷは鉛直方向に沿って上方に跳躍し、そのまま鉛直方向下方に落下するとは限らず、むしろ水平方向の位置がずれて落下してくることが多い。その結果、フラッシュ光照射後の半導体ウェハーＷは、その中心が保持プレート７５の載置面７５ａの中心軸からずれて複数の支持ピン７７に保持されることとなる。すなわち、フラッシュ光照射により、サセプター７４上にて半導体ウェハーＷの位置ずれが生じるのである。なお、浮上した半導体ウェハーＷの外周端がガイドリング７６に落下してきたとしても、テーパ面７６ａに沿って当該外周端が滑ることにより、半導体ウェハーＷはガイドリング７６よりも内側には保持されることとなる。
【００８４】
フラッシュ光照射によって跳躍した半導体ウェハーＷが落下して複数の支持ピン７７によって支持された後、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が予備加熱温度から急速に降温する。降温中の半導体ウェハーＷの温度も放射温度計２２０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、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がサセプター７４の上面から突き出て熱処理後の半導体ウェハーＷをサセプター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上に載置されたフラッシュ加熱後の半導体ウェハーＷが搬送ロボット１５０の下側の搬送ハンド１５１ｂにより搬出される（ステップＳ４）。搬送ロボット１５０は、下側の搬送ハンド１５１ｂをリフトピン１２によって突き上げられた半導体ウェハーＷの直下位置にまで進出させて停止させる。そして、一対の移載アーム１１が下降することにより、フラッシュ加熱後の半導体ウェハーＷが搬送ハンド１５１ｂに渡されて載置される。その後、搬送ロボット１５０が搬送ハンド１５１ｂを熱処理チャンバー６から退出させて半導体ウェハーＷを搬出する。
【００８５】
このとき、フラッシュ光照射によって半導体ウェハーＷの位置ずれが生じているが、半導体ウェハーＷが複数の支持ピン７７によって支持されている状態であれば、移載機構１０のリフトピン１２によって半導体ウェハーＷを受け取ることができる。また、搬送ハンド１５１ｂの鍔部１５６の外周は半導体ウェハーＷの径よりも大きく、ガイドリング７６の内径と同じであるため、フラッシュ光照射後にガイドリング７６よりも内側に保持されている半導体ウェハーＷであれば、搬送ハンド１５１ｂに載置して熱処理チャンバー６から搬出することができる。但し、フラッシュ光照射によって生じた位置ずれがそのまま保存されて搬送ハンド１５１ｂに半導体ウェハーＷが載置されることとなる。
【００８６】
搬送ハンド１５１ｂにてフラッシュ加熱後の半導体ウェハーＷを受け取った搬送ロボット１５０は、熱処理チャンバー６から冷却部１４０に向くように図１の紙面で反時計回りに旋回する。また、ゲートバルブ１８５が熱処理チャンバー６と搬送チャンバー１７０との間を閉鎖するとともに、ゲートバルブ１８４がクールチャンバー１４１と搬送チャンバー１７０との間を開放する。
【００８７】
搬送ロボット１５０が搬送ハンド１５１ｂを熱処理チャンバー６から冷却部１４０に旋回移動させるときに、ウェハーセンサー１５８およびハンドセンサー１５９の上方を搬送ハンド１５１ｂが通過する。このとき、上述したように、搬送ハンド１５１ｂの切り欠き部１５７がウェハーセンサー１５８の直上の測定点を通過し、搬送ハンド１５１ｂの切り欠き部１５７が形成されていない部位がハンドセンサー１５９の直上の測定点を通過する。ウェハーセンサー１５８は、直上の測定点を搬送ハンド１５１ｂに載置された半導体ウェハーＷが通過するタイミングを検出する。また、ハンドセンサー１５９は、直上の測定点を搬送ハンド１５１ｂ自体が通過するタイミングを検出する。
【００８８】
図１５〜図１７は、ウェハーセンサー１５８およびハンドセンサー１５９の検出結果の一例を示す図である。図１５に示すのは、フラッシュ光照射時に半導体ウェハーＷの位置ずれが生じることなく、搬送ハンド１５１ｂの正規位置に半導体ウェハーＷが載置された場合の例である。この場合、搬送ロボット１５０が搬送ハンド１５１ｂを熱処理チャンバー６から冷却部１４０に旋回移動させると、まず、搬送ハンド１５１ｂがハンドセンサー１５９の直上の測定点に到達したことが検出され、ハンドセンサー１５９が”ＯＮ”信号を出力する。続いて、搬送ハンド１５１ｂに載置された半導体ウェハーＷの端縁部がウェハーセンサー１５８の直上の測定点に到達したことが検出され、ウェハーセンサー１５８が”ＯＮ”信号を出力する。搬送ハンド１５１ｂがハンドセンサー１５９の測定点に到達した時点から半導体ウェハーＷがウェハーセンサー１５８の測定点に到達した時点まで、つまりハンドセンサー１５９が”ＯＮ”信号を出力してからウェハーセンサー１５８が”ＯＮ”信号を出力するまでの時間が初期遅延時間Ｔ１（第１の時間）である。
【００８９】
次に、搬送ハンド１５１ｂに載置された半導体ウェハーＷがウェハーセンサー１５８の直上の測定点を通過し終えたことが検出され、ウェハーセンサー１５８が”ＯＦＦ”信号を出力する。さらに、続いて、搬送ハンド１５１ｂがハンドセンサー１５９の直上の測定点を通過し終えたことが検出され、ハンドセンサー１５９が”ＯＦＦ”信号を出力する。ハンドセンサー１５９の測定点が一対のフィンガー１５５ａ，１５５ｂの間に位置しているときは、半導体ウェハーＷが検出されるため、ハンドセンサー１５９は”ＯＮ”信号を出力する。
【００９０】
半導体ウェハーＷがウェハーセンサー１５８の測定点に到達した時点から測定点を通過し終えた時点まで、つまりウェハーセンサー１５８が”ＯＮ”信号を出力してから”ＯＦＦ”信号を出力するまでの時間が半導体ウェハーＷがウェハーセンサー１５８の測定点を通過するのに要するウェハー通過時間Ｔ２（第２の時間）である。そして、半導体ウェハーＷがウェハーセンサー１５８の測定点を通過し終えた時点から搬送ハンド１５１ｂがハンドセンサー１５９の測定点を通過し終えた時点まで、つまりウェハーセンサー１５８が”ＯＦＦ”信号を出力してからハンドセンサー１５９が”ＯＦＦ”信号を出力するまでの時間が終期遅延時間Ｔ３（第３の時間）である。半導体ウェハーＷが搬送ハンド１５１ｂの正規位置に位置ずれを生じることなく載置されている場合、初期遅延時間Ｔ１と終期遅延時間Ｔ３とは等しくなる。
【００９１】
また、ハンドセンサー１５９が”ＯＮ”信号を出力してから”ＯＦＦ”信号を出力するまでの時間、すなわち搬送ハンド１５１ｂがハンドセンサー１５９の測定点に到達した時点から測定点を通過し終える時点までの時間が搬送ハンド１５１ｂがハンドセンサー１５９の測定点を通過するのに要するハンド通過時間Ｔ０である。このハンド通過時間Ｔ０は、半導体ウェハーＷの位置ずれの有無に関わらず、常に一定の値となる。ハンド通過時間Ｔ０は、初期遅延時間Ｔ１と、ウェハー通過時間Ｔ２と、終期遅延時間Ｔ３と、の総和である。半導体ウェハーＷが搬送ハンド１５１ｂの正規位置に位置ずれを生じることなく載置されている場合の、初期遅延時間Ｔ１、ウェハー通過時間Ｔ２および終期遅延時間Ｔ３は基準値として制御部３の記憶部に格納されている。なお、このような初期遅延時間Ｔ１、ウェハー通過時間Ｔ２および終期遅延時間Ｔ３は基準値は、熱処理装置１００のメンテナンス時等に、搬送ハンド１５１ｂの正規位置に半導体ウェハーＷを載置しての実測による求めるようにすれば良い。或いは、予め計算によって基準値を求めるようにしても良い。
【００９２】
図１６には、半導体ウェハーＷが図１１のＸ軸方向に位置ずれして搬送ハンド１５１ｂに載置された場合の例を示す。半導体ウェハーＷが図１１のＸ軸方向、つまり搬送ハンド１５１ｂの幅方向に位置ずれしていた場合、半導体ウェハーＷがウェハーセンサー１５８の測定点を通過するのに要するウェハー通過時間Ｔ２は位置ずれが生じていない場合のウェハー通過時間Ｔ２の基準値と同じになる。そして、初期遅延時間Ｔ１および終期遅延時間Ｔ３が位置ずれが生じていない場合の基準値から変化する。図１６の例では、初期遅延時間Ｔ１が基準値よりも短くなり、終期遅延時間Ｔ３が基準値よりも長くなっている。
【００９３】
制御部３は、初期遅延時間Ｔ１の基準値（図１５の初期遅延時間Ｔ１）と図１６の位置ずれが生じているときの初期遅延時間Ｔ１との差分を算定する。そして、制御部３は、初期遅延時間Ｔ１についての差分からフラッシュ光照射によって生じた半導体ウェハーＷのＸ軸方向の位置ずれ量を算定する。なお、半導体ウェハーＷがＸ軸方向に位置ずれしている場合、ウェハー通過時間Ｔ２は基準値と同じになるため、終期遅延時間Ｔ３の基準値と図１６の終期遅延時間Ｔ３との差分は初期遅延時間Ｔ１についての差分と等しくなる。
【００９４】
一方、図１７には、半導体ウェハーＷが図１１のＹ軸方向に位置ずれして搬送ハンド１５１ｂに載置された場合の例を示す。半導体ウェハーＷが図１１のＹ軸方向、つまり搬送ハンド１５１ｂの長手方向に位置ずれしていた場合、半導体ウェハーＷがウェハーセンサー１５８の測定点を通過するのに要するウェハー通過時間Ｔ２が基準値から変化する。半導体ウェハーＷが搬送ハンド１５１ｂの先端側に位置ずれしていた場合、ウェハー通過時間Ｔ２は位置ずれを生じていない場合の基準値よりも長くなる。逆に、半導体ウェハーＷが搬送ハンド１５１ｂの基端側に位置ずれしていた場合、ウェハー通過時間Ｔ２は基準値よりも短くなる。図１７の例では、ウェハー通過時間Ｔ２は基準値よりも短くなっている。
【００９５】
また、図１７の例では、初期遅延時間Ｔ１および終期遅延時間Ｔ３が位置ずれが生じていない場合の基準値よりも大きくなっている。半導体ウェハーＷがＸ軸方向に位置ずれせずにＹ軸方向のみに位置ずれしている場合には、初期遅延時間Ｔ１と終期遅延時間Ｔ３とは等しくなる。制御部３は、ウェハー通過時間Ｔ２の基準値（図１５のウェハー通過時間Ｔ２）と図１７の位置ずれが生じているときのウェハー通過時間Ｔ２との差分を算定する。そして、制御部３は、ウェハー通過時間Ｔ２についての差分からフラッシュ光照射によって生じた半導体ウェハーＷのＹ軸方向の位置ずれ量を算定する。
【００９６】
実際には、半導体ウェハーＷの位置ずれはＸ軸方向およびＹ軸方向の双方について生じることが多い。制御部３は、半導体ウェハーＷがウェハーセンサー１５８の測定点を通過するのに要するウェハー通過時間Ｔ２の実測値と基準値との差分を算定し、その差分から位置ずれのＹ軸方向成分の長さを算定する。また、制御部３は、初期遅延時間Ｔ１および終期遅延時間Ｔ３の実測値と基準値との差分を算定し、その差分から位置ずれのＸ軸方向成分の長さを算定する。
【００９７】
このようにして、制御部３は、初期遅延時間Ｔ１、ウェハー通過時間Ｔ２および終期遅延時間Ｔ３に基づいて搬送ハンド１５１ｂに載置されている半導体ウェハーＷの位置ずれを検出し、図１１のＸ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれについて位置ずれ量を算定する（ステップＳ５）。算定された位置ずれ量は制御部３の記憶部に格納される。
【００９８】
その後、搬送ロボット１５０が冷却部１４０のクールチャンバー１４１に対向するように旋回した後、搬送ハンド１５１ｂを前進させてフラッシュ加熱直後の半導体ウェハーＷをクールチャンバー１４１に搬入する（ステップＳ６）。このときに、上述した半導体ウェハーＷの位置ずれ検出結果に基づいて、その位置ずれを補正してクールチャンバー１４１に半導体ウェハーＷを搬入するように制御部３が搬送ロボット１５０を制御する。
【００９９】
具体的には、搬送ハンド１５１ｂに載置されている半導体ウェハーＷのＸ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれについて位置ずれ量が算定されて制御部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Ｘ軸方向（搬送ハンド１５１ｂの幅方向）の位置ずれ量に基づいて、搬送ハンド１５１ｂの旋回角度を補正する。また、制御部３は、半導体ウェハーＷのＹ軸方向（搬送ハンド１５１ｂの長手方向）の位置ずれ量に基づいて、搬送ハンド１５１ｂを前進させるストローク量を補正する。これにより、半導体ウェハーＷの位置ずれ検出結果に基づいて、冷却部１４０のクールチャンバー１４１に半導体ウェハーＷを搬入するときの搬送ハンド１５１ｂの受渡位置が補正され、クールチャンバー１４１内の正規の受渡位置に半導体ウェハーＷを正確に搬入することができる。
【０１００】
冷却部１４０のクールチャンバー１４１にフラッシュ加熱後の半導体ウェハーＷが搬入された後、ゲートバルブ１８４がクールチャンバー１４１と搬送チャンバー１７０との間を閉鎖する。冷却部１４０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（ステップＳ７）。熱処理チャンバー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、これを冷却部１４０にて常温近傍にまで冷却するのである。所定の冷却処理時間が経過した後、ゲートバルブ１８２がクールチャンバー１４１とインデクサ部１０１との間を開放し、受渡ロボット１２０が冷却後の半導体ウェハーＷをクールチャンバー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。
【０１０１】
本実施形態においては、フラッシュ加熱処理後に半導体ウェハーＷを搬送ハンド１５１ｂに載置してフラッシュ加熱部１６０の熱処理チャンバー６から冷却部１４０のクールチャンバー１４１に搬送するときに、フラッシュ光照射に起因して生じた半導体ウェハーＷの位置ずれを検出している。そして、その検出結果に基づいて、冷却部１４０のクールチャンバー１４１に半導体ウェハーＷを搬入するときに搬送ハンド１５１ｂの受渡位置を補正している。このため、フラッシュ光照射時に半導体ウェハーＷの位置ずれが生じたとしても、次工程である冷却部１４０の正規の受渡位置に半導体ウェハーＷを正確に搬入することができる。その結果、搬送不良に起因した半導体ウェハーＷの割れや熱処理装置１００の破損を防止することもできる。また、フラッシュ光照射時に半導体ウェハーＷを機械的に固定していないため、パーティクルが発生することもない。さらに、搬送ハンド１５１ｂに載置された半導体ウェハーＷの位置ずれ量を測定することによって、フラッシュランプＦＬからのフラッシュ光照射条件と位置ずれ量との相関関係を把握することもできる。
【０１０２】
＜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。例えば、上記実施形態においては、フラッシュ加熱部１６０のサセプター７４に複数の支持ピン７７を設け、それら複数の支持ピン７７によって半導体ウェハーＷを支持するようにしていたが、これに限定されるものではなく、支持ピン７７を設けていないサセプターを用いるようにしても良い。例えば、特許文献１，２に開示されるような凹部を有するサセプターの載置面に半導体ウェハーＷを直接載置してフラッシュ光を照射するようにしても良い。また、図１８に示すような、凹面状の凹部２７５を形成したサセプター２７４に半導体ウェハーＷを保持してフラッシュ光照射を行うようにしても良い。これら支持ピンを設けていないサセプターに半導体ウェハーＷを保持した場合であっても、フラッシュ光照射時のウェハー表面の急激な熱膨張によって半導体ウェハーＷの位置ずれが生じることがある。フラッシュ光照射時に半導体ウェハーＷの位置ずれが生じたとしても、上記実施形態と同様にして半導体ウェハーＷの位置ずれを検出し、その検出結果に基づいて搬送ハンド１５１ｂの受渡位置を補正することにより、冷却部１４０の正規の受渡位置に半導体ウェハーＷを正確に搬入することができる。
【０１０３】
また、上記実施形態においては、搬送ロボット１５０に２本の搬送ハンド１５１ａ，１５１ｂを備えるようにしていたが、１本の搬送ハンドを備えるようにしても良い。搬送ロボット１５０に１本の搬送ハンドを設けた場合には、その搬送ハンドを上記実施形態の搬送ハンド１５１ｂと同様のものとすることにより、上記実施形態と同様にしてフラッシュ加熱後の半導体ウェハーＷの位置ずれを検出することができる。もっとも、搬送ハンドが１本であると、半導体ウェハーＷの入れ替えを行うことができないため、搬送効率は低下せざるを得ない。
【０１０４】
また、上記実施形態においては、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の予備加熱を行うようにしていたが、これに代えて半導体ウェハーＷを保持するサセプターをホットプレート上に載置し、そのホットプレートからの熱伝導によって半導体ウェハーＷを予備加熱するようにしても良い。
【０１０５】
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、ハロゲンランプハウス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。
【０１０６】
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。また、本発明に係る技術は、金属とシリコンとの接合、或いはポリシリコンの結晶化に適用するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１０７】
３  制御部
４  ハロゲンランプハウス
５  フラッシュランプハウス
６  熱処理チャンバー
７  保持部
７４  サセプター
７６  ガイドリング
７７  支持ピン
１００  熱処理装置
１０１  インデクサ部
１３０  アライメント部
１３１  アライメントチャンバー
１４０  冷却部
１４１  クールチャンバー
１５０  搬送ロボット
１５１ａ，１５１ｂ  搬送ハンド
１５５ａ，１５５ｂ  フィンガー
１５６  鍔部
１５７  切り欠き部
１５８  ウェハーセンサー
１５９  ハンドセンサー
１６０  フラッシュ加熱部
１７０  搬送チャンバー
ＦＬ  フラッシュランプ
ＨＬ  ハロゲンランプ
Ｗ  半導体ウェハー
【図１】
2014135340.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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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