(57)【要約】【課題】光照射加熱時における基板の面内温度分布均一性を向上させることができる熱処理装置および熱処理方法を提供する。【解決手段】チャンバー内には４本のウェハーピン１２が９０°間隔で固定設置されている。サセプターのウェハーポケット７１には４本の支持ピン７２が９０°間隔で設けられている。４本のウェハーピン１２と４本の支持ピン７２とは同一の円周上に沿って４５°間隔で交互に並ぶように配置されている。ハロゲンランプによって半導体ウェハーの光照射加熱を行うときには、サセプターを昇降させてウェハーピン１２と支持ピン７２とで半導体ウェハーの持ち替えを行っている。相対的に低温の石英のピンが半導体ウェハーの特定箇所に接触し続けることが無くなり、半導体ウェハーの面内温度分布均一性を向上させることができる。【選択図】図４
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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支持する複数の第１支持ピンと、
複数の第２支持ピンを有し、前記チャンバー内にて基板を保持するサセプターと、
前記チャンバー内に収容された基板に光を照射して加熱する連続点灯ランプと、
前記複数の第１支持ピンに対して前記サセプターを相対的に昇降させる昇降駆動部と、
前記昇降駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記連続点灯ランプからの光照射によって基板を加熱するときに、前記サセプターが相対的に下降して前記複数の第１支持ピンが前記複数の第２支持ピンよりも上方に突き出て前記基板を支持する状態と、前記サセプターが相対的に上昇して前記複数の第２支持ピンが前記複数の第１支持ピンよりも上方に位置して前記基板を支持する状態と、を交互に繰り返すように前記昇降駆動部を制御す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、
前記複数の第１支持ピンと前記複数の第２支持ピンとが同じ高さに位置しているときには、前記複数の第１支持ピンと前記複数の第２支持ピンとが同一の円周上に沿って交互に等間隔で配置されることを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】
請求項１記載の熱処理装置において、
前記複数の第１支持ピンと前記複数の第２支持ピンとが同じ高さに位置しているときには、前記複数の第１支持ピンが配置された第１円と同心円である第２円の円周上に沿って前記複数の第２支持ピンが配置され、
前記第１円の径は、前記第２円の径よりも小さいことを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】
請求項３記載の熱処理装置において、
前記第１円および前記第２円の中心から見て、前記複数の第１支持ピンと前記複数の第２支持ピンとが交互に等しい角度を隔てて配置されることを特徴とする熱処理装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記連続点灯ランプによって加熱された前記基板にフラッシュ光を照射するパルス発光ランプをさらに備え、
前記複数の第２支持ピンの長さは前記複数の第１支持ピンよりも短く、
前記制御部は、前記パルス発光ランプから前記基板にフラッシュ光を照射するときには前記複数の第２支持ピンによって前記基板を支持するように前記昇降駆動部を制御することを特徴とする熱処理装置。
【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方法であって、
チャンバー内に収容された基板に連続点灯ランプから光を照射して加熱するときに、前記チャンバー内に設けられた複数の第１支持ピンに対して複数の第２支持ピンを備えるサセプターを相対的に昇降させ、前記サセプターが相対的に下降して前記複数の第１支持ピンが前記複数の第２支持ピンよりも上方に突き出て前記基板を支持する工程と、前記サセプターが相対的に上昇して前記複数の第２支持ピンが前記複数の第１支持ピンよりも上方に位置して前記基板を支持する工程と、を交互に繰り返すことを特徴とする熱処理方法。
【請求項７】
請求項６記載の熱処理方法において、
前記複数の第１支持ピンと前記複数の第２支持ピンとが同じ高さに位置しているときには、前記複数の第１支持ピンと前記複数の第２支持ピンとが同一の円周上に沿って交互に等間隔で配置されることを特徴とする熱処理方法。
【請求項８】
請求項６記載の熱処理方法において、
前記複数の第１支持ピンと前記複数の第２支持ピンとが同じ高さに位置しているときには、前記複数の第１支持ピンが配置された第１円と同心円である第２円の円周上に沿って前記複数の第２支持ピンが配置され、
前記第１円の径は、前記第２円の径よりも小さいことを特徴とする熱処理方法。
【請求項９】
請求項８記載の熱処理方法において、
前記第１円および前記第２円の中心から見て、前記複数の第１支持ピンと前記複数の第２支持ピンとが交互に等しい角度を隔てて配置されることを特徴とする熱処理方法。
【請求項１０】
請求項６から請求項９のいずれかに記載の熱処理方法において、
前記連続点灯ランプによって加熱された前記基板にパルス発光ランプからフラッシュ光を照射する工程をさらに備え、
前記複数の第２支持ピンの長さは前記複数の第１支持ピンよりも短く、
前記パルス発光ランプから前記基板にフラッシュ光を照射するときには前記複数の第２支持ピンによって前記基板を支持することを特徴とする熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハーや液晶表示装置用ガラス基板等の薄板状の精密電子基板（以下、単に「基板」と称する）に光を照射することによって該基板を加熱する熱処理装置および熱処理方法に関する。
【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、サセプター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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】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】
【０００７】
特許文献１に記載の熱処理装置においては、サセプター上に配置された複数のバンプに半導体ウェハーを載置してハロゲンランプによる予備加熱およびフラッシュランプによるフラッシュ加熱を行っている。サセプターおよびバンプはいずれも石英にて形成されているため、光を透過する。従って、ハロゲンランプＨＬによる予備加熱時には、石英のサセプターおよびバンプはほとんど昇温せず、半導体ウェハーに比べて相対的に低温となる。その結果、半導体ウェハーから低温のバンプへの熱伝導が生じ、半導体ウェハーの面内のうち複数のバンプと直接接触している箇所の近傍に温度低下が発生して面内温度分布が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、光照射加熱時における基板の面内温度分布均一性を向上させることができる熱処理装置および熱処理方法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】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に光を照射することによって該基板を加熱する熱処理装置において、基板を収容するチャンバーと、前記チャンバー内にて基板を支持する複数の第１支持ピンと、複数の第２支持ピンを有し、前記チャンバー内にて基板を保持するサセプターと、前記チャンバー内に収容された基板に光を照射して加熱する連続点灯ランプと、前記複数の第１支持ピンに対して前記サセプターを相対的に昇降させる昇降駆動部と、前記昇降駆動部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記連続点灯ランプからの光照射によって基板を加熱するときに、前記サセプターが相対的に下降して前記複数の第１支持ピンが前記複数の第２支持ピンよりも上方に突き出て前記基板を支持する状態と、前記サセプターが相対的に上昇して前記複数の第２支持ピンが前記複数の第１支持ピンよりも上方に位置して前記基板を支持する状態と、を交互に繰り返すように前記昇降駆動部を制御することを特徴とする。
【００１０】
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、前記複数の第１支持ピンと前記複数の第２支持ピンとが同じ高さに位置しているときには、前記複数の第１支持ピンと前記複数の第２支持ピンとが同一の円周上に沿って交互に等間隔で配置されることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１の発明に係る熱処理装置において、前記複数の第１支持ピンと前記複数の第２支持ピンとが同じ高さに位置しているときには、前記複数の第１支持ピンが配置された第１円と同心円である第２円の円周上に沿って前記複数の第２支持ピンが配置され、前記第１円の径は、前記第２円の径よりも小さいことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明に係る熱処理装置において、前記第１円および前記第２円の中心から見て、前記複数の第１支持ピンと前記複数の第２支持ピンとが交互に等しい角度を隔てて配置されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記連続点灯ランプによって加熱された前記基板にフラッシュ光を照射するパルス発光ランプをさらに備え、前記複数の第２支持ピンの長さは前記複数の第１支持ピンよりも短く、前記制御部は、前記パルス発光ランプから前記基板にフラッシュ光を照射するときには前記複数の第２支持ピンによって前記基板を支持するように前記昇降駆動部を制御することを特徴とする。
【００１４】
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方法において、チャンバー内に収容された基板に連続点灯ランプから光を照射して加熱するときに、前記チャンバー内に設けられた複数の第１支持ピンに対して複数の第２支持ピンを備えるサセプターを相対的に昇降させ、前記サセプターが相対的に下降して前記複数の第１支持ピンが前記複数の第２支持ピンよりも上方に突き出て前記基板を支持する工程と、前記サセプターが相対的に上昇して前記複数の第２支持ピンが前記複数の第１支持ピンよりも上方に位置して前記基板を支持する工程と、を交互に繰り返すことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７の発明は、請求項６の発明に係る熱処理方法において、前記複数の第１支持ピンと前記複数の第２支持ピンとが同じ高さに位置しているときには、前記複数の第１支持ピンと前記複数の第２支持ピンとが同一の円周上に沿って交互に等間隔で配置されることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８の発明は、請求項６の発明に係る熱処理方法において、前記複数の第１支持ピンと前記複数の第２支持ピンとが同じ高さに位置しているときには、前記複数の第１支持ピンが配置された第１円と同心円である第２円の円周上に沿って前記複数の第２支持ピンが配置され、前記第１円の径は、前記第２円の径よりも小さいことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９の発明は、請求項８の発明に係る熱処理方法において、前記第１円および前記第２円の中心から見て、前記複数の第１支持ピンと前記複数の第２支持ピンとが交互に等しい角度を隔てて配置されることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０の発明は、請求項６から請求項９のいずれかの発明に係る熱処理方法において、前記連続点灯ランプによって加熱された前記基板にパルス発光ランプからフラッシュ光を照射する工程をさらに備え、前記複数の第２支持ピンの長さは前記複数の第１支持ピンよりも短く、前記パルス発光ランプから前記基板にフラッシュ光を照射するときには前記複数の第２支持ピンによって前記基板を支持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１から請求項５の発明によれば、連続点灯ランプからの光照射によって基板を加熱するときに、サセプターが相対的に下降して複数の第１支持ピンが複数の第２支持ピンよりも上方に突き出て基板を支持する状態と、サセプターが相対的に上昇して複数の第２支持ピンが複数の第１支持ピンよりも上方に位置して基板を支持する状態と、を交互に繰り返すため、第１支持ピンと第２支持ピンとで基板の持ち替えを行うこととなり、基板の特定箇所にピンが接触し続けることを解消して光照射加熱時における基板の面内温度分布均一性を向上させることができる。
【００２０】
特に、請求項５の発明によれば、パルス発光ランプから基板にフラッシュ光を照射するときには複数の第１支持ピンよりも短い複数の第２支持ピンによって基板を支持するため、フラッシュ光照射時の衝撃によって複数の第２支持ピンが破損するのを防止することができる。
【００２１】
また、請求項６から請求項１０の発明によれば、チャンバー内に収容された基板に連続点灯ランプから光を照射して加熱するときに、チャンバー内に設けられた複数の第１支持ピンに対して複数の第２支持ピンを備えるサセプターを相対的に昇降させ、サセプターが相対的に下降して複数の第１支持ピンが複数の第２支持ピンよりも上方に突き出て基板を支持する工程と、サセプターが相対的に上昇して複数の第２支持ピンが複数の第１支持ピンよりも上方に位置して基板を支持する工程と、を交互に繰り返すため、第１支持ピンと第２支持ピンとで基板の持ち替えを行うこととなり、基板の特定箇所にピンが接触し続けることを解消して光照射加熱時における基板の面内温度分布均一性を向上させることができる。
【００２２】
特に、請求項１０の発明によれば、パルス発光ランプから基板にフラッシュ光を照射するときには複数の第１支持ピンよりも短い複数の第２支持ピンによって基板を支持するため、フラッシュ光照射時の衝撃によって複数の第２支持ピンが破損するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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】チャンバーの平面図である。
【図３】サセプターの断面図である。
【図４】複数のウェハーピンとサセプターの複数の支持ピンとの配置関係を示す図である。
【図５】複数のハロゲンランプの配置を示す平面図である。
【図６】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７】半導体ウェハーがチャンバー内に搬入された状態を示す図である。
【図８】ウェハーピンによって半導体ウェハーが支持されている状態を示す図である。
【図９】サセプターの支持ピンによって半導体ウェハーが支持されている状態を示す図である。
【図１０】複数のウェハーピンとサセプターの複数の支持ピンとの配置関係の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
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。本実施形態の熱処理装置１は、基板として円板形状の半導体ウェハーＷに対してフラッシュ光照射を行うことによってその半導体ウェハーＷを加熱するフラッシュランプアニール装置である。処理対象となる半導体ウェハーＷのサイズは特に限定されるものではないが、例えばφ３００ｍｍやφ４５０ｍｍである。熱処理装置１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１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。また、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。
【００２６】
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、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、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。
【００２７】
図２は、チャンバー６の平面図である。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。
【００２８】
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板状部材であり、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。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。
【００２９】
また、チャンバー側壁部６１の（＋Ｘ）側には、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、図示省略のゲートバルブによって開閉可能とされている。ゲートバルブが搬送開口部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。
【００３０】
また、熱処理装置１は、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、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１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１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。
【００３１】
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１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。
【００３２】
また、熱処理装置１は、サセプター７０および昇降駆動部２０を備える。サセプター７０は、石英にて形成された略矩形の平板状部材である。サセプター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φ４５０ｍｍであれば、サセプター７０の縦および横の長さは４５０ｍｍよりも大きい）。その一方、図２に示すように、サセプター７０の平面サイズはチャンバー６内の熱処理空間６５の平面サイズよりも小さい。
【００３３】
図３は、サセプター７０の断面図である。図２および図３に示すように、サセプター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３）。
【００３４】
ウェハーポケット７１の底面には複数の支持ピン（第２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９０°毎に計４本の支持ピン７２が立設されている。４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。支持ピン７２の長さ（下端から上端までの距離）は１０ｍｍ以下である。なお、複数の支持ピン７２とサセプター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をサセプター７０に溶着するようにしても良い。
【００３５】
半導体ウェハーＷがサセプター７０によって保持されるときには、ウェハーポケット７１に立設された４本の支持ピン７２によって半導体ウェハーＷの下面が点接触にて支持される。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。
【００３６】
また、サセプター７０には４個の貫通孔７３が穿設されている。それぞれの貫通孔７３は、サセプター７０を上下に貫通するように設けられている。４個の貫通孔７３はウェハーポケット７１の底面に設けられている。貫通孔７３は、後述するウェハーピン１２が貫通するための孔である。
【００３７】
本発明に係る熱処理装置１においては、サセプター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、２個の昇降駆動部２０によってサセプター７０を両持ちで支持して昇降させるのである。
【００３８】
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ー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、サセプター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。
【００３９】
図１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、熱処理装置１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。
【００４０】
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、サセプター７０は、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。
【００４１】
また、熱処理装置１は、チャンバー６内にて半導体ウェハーＷを支持する複数本のウェハーピン（第１支持ピン）１２を備える。本実施形態では、石英の下側チャンバー窓６４の上面に４本のウェハーピン１２が立設されている。それぞれのウェハーピン１２は石英にて形成されている。ウェハーピン１２の長さは数１０ｍｍである。よって、サセプター７０の支持ピン７２の長さはウェハーピン１２よりも短い。４本のウェハーピン１２は下側チャンバー窓６４に直接溶着するようにしても良いし、或いは下側チャンバー窓６４の上面に凹部を設けてウェハーピン１２を着脱自在に取り付けるようにしても良い。いずれであっても、チャンバー６内における４本のウェハーピン１２の水平面内位置および高さ位置は固定されている。
【００４２】
昇降駆動部２０によってサセプター７０が下降すると、４本のウェハーピン１２がサセプター７０に穿設された貫通孔７３を通過し、ウェハーピン１２の上端がサセプター７０の上面から突き出る。このときに、サセプター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本のウェハーピン１２によって突き上げられて支持される。また、サセプター７０の上面よりも突き出た４本のウェハーピン１２に半導体ウェハーＷを支持した状態でサセプター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が渡されて保持されることとなる。このようにして、４本のウェハーピン１２とサセプター７０との間での半導体ウェハーＷの授受が行われる。
【００４３】
図４は、複数のウェハーピン１２とサセプター７０の複数の支持ピン７２との配置関係を示す図である。本実施形態においては、４本のウェハーピン１２と４本の支持ピン７２とが同じ高さに位置（厳密には、ウェハーピン１２の上端と支持ピン７２の上端とが同じ高さに位置）しているときには、４本のウェハーピン１２と４本の支持ピン７２とが同一の円周上に沿って設けられている。
【００４４】
また、４本のウェハーピン１２と４本の支持ピン７２とは上記円周上に沿って交互に等しい間隔を隔てて配置されている。上述したように、４本の支持ピン７２は９０°間隔でサセプター７０のウェハーポケット７１に設けられている。一方、４本のウェハーピン１２も９０°間隔で下側チャンバー窓６４に設けられている。そして、４本のウェハーピン１２と４本の支持ピン７２とが上記円周上に沿って交互に等間隔で並ぶように、すなわち４５°間隔でウェハーピン１２と支持ピン７２とが上記円周上に沿って交互に並ぶように配置されている。なお、ウェハーピン１２が貫通する４つの貫通孔７３が上記円周上に沿って９０°間隔でサセプター７０に穿設されていることは勿論である。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
チャンバー６の下方に設けられたハロゲン加熱部４は、筐体４１の内側に複数本（本実施形態では４０本）のハロゲンランプＨＬを内蔵している。ハロゲン加熱部４は、複数のハロゲンランプＨＬによってチャンバー６の下方から下側チャンバー窓６４を介して熱処理空間６５への光照射を行う。
【００５０】
図５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。
【００５１】
また、図５に示すように、上段、下段ともにサセプター７０またはウェハーピン１２によって支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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。制御部３のＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによって熱処理装置１における処理が進行する。
【００５５】
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、チャンバー６には、サセプター７０またはウェハーピン１２に支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。
【００５６】
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る。その不純物の活性化が熱処理装置１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１の処理手順は、制御部３が熱処理装置１の各動作機構を制御することにより進行する。
【００５７】
図６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。また、図７から図９は、図６のいずれかの工程における状態を模式的に示す図である。
【００５８】
まず、チャンバー６の搬送開口部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を介してイオン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Ｓ１）。このときには、サセプター７０が下降して４本のウェハーピン１２が貫通孔７３を通過し、ウェハーピン１２の上端がサセプター７０の上面から突き出ている。
【００５９】
搬送ロボットによって搬入された半導体ウェハーＷはサセプター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が搬送ロボットから４本のウェハーピン１２に渡されて載置される（ステップＳ２）。図７は、チャンバー６内に搬入された半導体ウェハーＷがウェハーピン１２に載置された状態を示す図である。このときには、ウェハーピン１２に載置された半導体ウェハーＷと下側チャンバー窓６４との間の高さ位置にサセプター７０が位置しており、貫通孔７３をウェハーピン１２が貫通している。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４本のウェハーピン１２によって支持される。
【００６０】
半導体ウェハーＷがウェハーピン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、搬送開口部６６がゲートバルブによって閉鎖される。また、ガス供給部８０および排気部８５によってチャンバー６内の雰囲気置換が行われる。ガス供給部８０の供給バルブ８３が開放されると、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、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が大気雰囲気から窒素雰囲気へと置換される。なお、半導体ウェハーＷの搬入にともなう外部雰囲気の流入を最小限に抑制すべく、搬送開口部６６を開放する前からチャンバー６内への窒素ガス供給を開始するようにしても良い。
【００６１】
次に、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およびサセプター７０を透過して半導体ウェハーＷの下面（本実施形態では半導体ウェハー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が予備加熱されて昇温する。なお、４本のウェハーピン１２は下側チャンバー窓６４に固定設置されているが、石英にて形成されているため、ハロゲンランプＨＬからの光照射加熱の障害となることは無い。
【００６２】
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の温度が図示省略の温度センサによって測定されている。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、温度センサの測定結果に基づいて、ハロゲンランプＨＬの出力をフィードバック制御している。制御部３による半導体ウェハーＷの温度制御は例えばＰＩＤ(Proportional,Integral,Derivative)制御により行われる。
【００６３】
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。予備加熱温度Ｔ１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℃）。
【００６４】
半導体ウェハーＷの温度が予備加熱温度Ｔ１に到達した後、制御部３は半導体ウェハーＷをその予備加熱温度Ｔ１に暫時維持する。具体的には、温度センサによって測定される半導体ウェハーＷの温度が予備加熱温度Ｔ１に到達した時点で制御部３がハロゲンランプＨＬの出力を調整して半導体ウェハーＷの温度をほぼ予備加熱温度Ｔ１に維持する。
【００６５】
本実施形態においては、このような昇温および温度維持で構成される予備加熱を行うときに、複数のウェハーピン１２とサセプター７０の複数の支持ピン７２とで半導体ウェハーＷの持ち替えを行っている。具体的には、サセプター７０を上下に繰り返して昇降移動させ、半導体ウェハーＷをウェハーピン１２とサセプター７０とで交互に支持している。
【００６６】
制御部３が昇降駆動部２０を制御してサセプター７０を下降させているときには、ウェハーピン１２の上端がサセプター７０の支持ピン７２の上端よりも上方に突き出る。このときには、半導体ウェハーＷは４本のウェハーピン１２によって支持される（ステップＳ４）。図８は、ウェハーピン１２によって半導体ウェハーＷが支持されている状態を示す図である。この状態においては、４本のウェハーピン１２が半導体ウェハーＷの下面の４箇所に点接触している。
【００６７】
一方、制御部３が昇降駆動部２０を制御してサセプター７０を上昇させているときには、サセプター７０の支持ピン７２がウェハーピン１２よりも上方に位置する。このときには、半導体ウェハーＷはサセプター７０の４本の支持ピン７２によって支持される（ステップＳ５）。図９は、サセプター７０の支持ピン７２によって半導体ウェハーＷが支持されている状態を示す図である。この状態においては、４本の支持ピン７２が半導体ウェハーＷの下面の４箇所に点接触している。
【００６８】
図４に示したように、４本のウェハーピン１２と４本の支持ピン７２とは同一の円周上に沿って４５°間隔で交互に配置されている。従って、図８にて４本のウェハーピン１２が接触する半導体ウェハーＷの部位と図９にて４本の支持ピン７２が接触する半導体ウェハーＷの部位とは異なる。
【００６９】
ハロゲンランプＨＬによる予備加熱を開始してから所定時間が経過するまでステップＳ４のウェハーピン１２による半導体ウェハーＷの支持とステップＳ５の支持ピン７２による半導体ウェハーＷの支持とが繰り返される（ステップＳ６）。すなわち、ハロゲンランプＨＬからの光照射によって予備加熱が行われているときには、ウェハーピン１２とサセプター７０の支持ピン７２とで半導体ウェハーＷの持ち替えを行っているのである。なお、半導体ウェハーＷの持ち替えを行う周期は適宜のものとすることができる。
【００７０】
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の全体が予備加熱温度Ｔ１に均一に昇温される。ハロゲンランプＨＬによる予備加熱の段階においては、より放熱が生じやすい半導体ウェハーＷの周縁部の温度が中央部よりも低下する傾向にあるが、ハロゲン加熱部４におけるハロゲンランプＨＬの配設密度は、半導体ウェハーＷの中央部に対向する領域よりも周縁部に対向する領域の方が高くなっている。このため、放熱が生じやすい半導体ウェハーＷの周縁部に照射される光量が多くなり、予備加熱段階における半導体ウェハーＷの面内温度分布を均一なものとすることができる。
【００７１】
特に、本実施形態においては、予備加熱を行っている間はウェハーピン１２とサセプター７０の支持ピン７２とによって半導体ウェハーＷの持ち替えを行っている。支持ピン７２を含むサセプター７０およびウェハーピン１２はいずれも石英に形成されており、ハロゲンランプＨＬから出射された光をほとんど透過する。石英も多少はハロゲンランプＨＬからの光を吸収するのであるが、そのような波長域の成分は同じく石英の下側チャンバー窓６４によって吸収されるため、ウェハーピン１２および支持ピン７２はハロゲンランプＨＬからの光をほとんど吸収しない。従って、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が昇温しているときにもウェハーピン１２および支持ピン７２はほとんど昇温しない。このため、相対的に低温のウェハーピン１２または支持ピン７２が接触している箇所では半導体ウェハーＷから石英のピンへの熱伝導が生じて当該接触箇所の近傍に局所的な温度低下が発生するおそれがある。
【００７２】
本実施形態では、予備加熱を行っている間はウェハーピン１２とサセプター７０の支持ピン７２とによって半導体ウェハーＷの持ち替えを行っているため、石英のピン（ウェハーピン１２および支持ピン７２）と半導体ウェハーＷとの接触箇所を周期的に異ならせることができる。これにより、ハロゲンランプＨＬからの光照射加熱時における半導体ウェハーＷと石英のピンとの接触箇所の局所的な温度低下を緩和して半導体ウェハーＷの面内温度分布均一性を向上させることができる。
【００７３】
ハロゲンランプＨＬによる予備加熱が開始されてから所定時間が経過した時点でステップＳ６からステップＳ７へと進み、制御部３が昇降駆動部２０を制御してサセプター７０を上昇させ、予備加熱温度Ｔ１に昇温された半導体ウェハーＷをサセプター７０によって支持する。このときには、サセプター７０の４本の支持ピン７２によって半導体ウェハーＷが支持される（図９と同様）。
【００７４】
予備加熱温度Ｔ１に昇温された半導体ウェハーＷがサセプター７０に支持された後、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Ｓ８）。このとき、フラッシュランプＦＬから放射されるフラッシュ光の一部は直接にチャンバー６内へと向かい、他の一部は一旦リフレクタ５２により反射されてからチャンバー６内へと向かい、これらのフラッシュ光の照射により半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱が行われる。
【００７５】
フラッシュ加熱は、フラッシュランプＦＬからのフラッシュ光（閃光）照射により行われるため、半導体ウェハーＷの表面温度を短時間で上昇することができる。すなわち、フラッシュランプＦＬから照射されるフラッシュ光は、予めコンデンサーに蓄えられていた静電エネルギーが極めて短い光パルスに変換された、照射時間が０．１ミリセカンド以上１００ミリセカンド以下程度の極めて短く強い閃光である。そして、フラッシュランプＦＬからのフラッシュ光照射によりフラッシュ加熱される半導体ウェハーＷの表面温度は、瞬間的に１０００℃以上の処理温度Ｔ２まで上昇し、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、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。
【００７６】
このようなフラッシュ加熱は、半導体ウェハーＷがサセプター７０の支持ピン７２に支持された状態で行われる。サセプター７０の支持ピン７２の長さはウェハーピン１２よりも短い。フラッシュ光照射によって、半導体ウェハーＷの上面の温度は瞬間的に１０００℃以上の処理温度Ｔ２にまで上昇する一方、その瞬間の下面の温度は予備加熱温度Ｔ１からさほどには上昇しない。すなわち、半導体ウェハーＷの上面と下面とに瞬間的に大きな温度差が発生するのである。その結果、半導体ウェハーＷの上面のみに急激な熱膨張が生じ、下面はほとんど熱膨張しないために、半導体ウェハーＷが上面を凸とするように瞬間的に反る。このような瞬間的な反りが生じると、半導体ウェハーＷを支持しているピンにも衝撃を与えることとなる。半導体ウェハーＷから与えられる瞬間的な衝撃に対しては、ウェハーピン１２に比較してより長さの短い支持ピン７２の方が耐性が高い。よって、本実施形態のように、より長さの短いサセプター７０の支持ピン７２によって半導体ウェハーＷを支持した状態でフラッシュランプＦＬからフラッシュ光を照射すれば、半導体ウェハーＷに瞬間的な反りが生じたときにも支持ピン７２の破損を防止することができる。
【００７７】
フラッシュ加熱処理が終了した後、所定時間経過後にハロゲンランプＨＬが消灯する。これにより、半導体ウェハーＷが予備加熱温度Ｔ１から急速に降温する。また、半導体ウェハーＷを支持するサセプター７０が下降し、支持ピン７２からウェハーピン１２に半導体ウェハーＷが渡される。このときの状態は、半導体ウェハーＷをチャンバー６内に搬入したときの図７と同様である。
【００７８】
その後、半導体ウェハーＷの温度が所定以下にまで降温した後、チャンバー６の搬送開口部６６が開放され、ウェハーピン１２に載置されている半導体ウェハーＷが装置外部の搬送ロボットによりチャンバー６から搬出され、熱処理装置１における半導体ウェハーＷの加熱処理が完了する（ステップＳ９）。
【００７９】
本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の予備加熱を行うときに、サセプター７０を昇降させて複数のウェハーピン１２とサセプター７０の複数の支持ピン７２とで半導体ウェハーＷの持ち替えを行っている。このため、光を吸収せずに相対的に低温の石英のピンが半導体ウェハーＷの特定箇所に接触し続けることはなく、予備加熱時における半導体ウェハーＷと石英のピンとの接触箇所の局所的な温度低下を緩和して半導体ウェハーＷの面内温度分布均一性を向上させることができる。
【００８０】
また、フラッシュランプＦＬからフラッシュ光を照射するときには、サセプター７０の複数の支持ピン７２によって半導体ウェハーＷを支持している。ウェハーピン１２に比較してより長さの短い支持ピン７２によって半導体ウェハーＷを支持しているため、フラッシュ光照射時に半導体ウェハーＷに瞬間的な反りが生じたとしても、その衝撃による支持ピン７２の破損を防止することができる。
【００８１】
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、４本のウェハーピン１２とサセプター７０の４本の支持ピン７２とを同一の円周上に沿って設けるようにしていたが、これに限定されるものではなく、図１０のような配置としても良い。図１０は、複数のウェハーピン１２とサセプター７０の複数の支持ピン７２との配置関係の他の例を示す図である。図１０の例においては、４本のウェハーピン１２と４本の支持ピン７２とが同じ高さに位置しているときには、４本のウェハーピン１２と４本の支持ピン７２とが異なる円周上に沿って設けられている。
【００８２】
図１０に示すように、４本のウェハーピン１２が配置された円（第１円）９５と４本の支持ピン７２が配置された円（第２円）９６とは同心円である。双方の円９５，９６ともにサセプター７０のウェハーポケット７１と同心円である。４本のウェハーピン１２が配置された円９５の径は、４本の支持ピン７２が配置された円９６の径よりも小さい。このようにしているのは、４本のウェハーピン１２は装置外部の搬送ロボットとのウェハー受け渡しにも使用されるものであり、処理中に半導体ウェハーＷの位置ずれが生じた場合であっても、確実に半導体ウェハーＷを支持できるようにするためである。
【００８３】
また、４本のウェハーピン１２は内側の円９５の円周上に沿って９０°間隔で設けられている。一方、４本の支持ピン７２は外側の円９６の円周上に沿って９０°間隔で設けられている。内側の円９５および外側の円９６の中心から見て、４本のウェハーピン１２と４本の支持ピン７２とは交互に等間隔となるように、すなわち交互に４５°間隔となるように配置されている。
【００８４】
図１０のような配置とした場合であっても、ハロゲンランプＨＬによって半導体ウェハーＷの光照射加熱を行うときに、複数のウェハーピン１２とサセプター７０の複数の支持ピン７２とで半導体ウェハーＷの持ち替えを行っている。このため、光を吸収せずに相対的に低温の石英のピンが半導体ウェハーＷの特定箇所に接触し続けることはなく、光照射加熱時における半導体ウェハーＷと石英のピンとの接触箇所の局所的な温度低下を緩和して半導体ウェハーＷの面内温度分布均一性を向上させることができる。
【００８５】
また、上記実施形態においては、４本のウェハーピン１２と４本の支持ピン７２とを設けていたが、ピンの本数は４本ずつに限定されるものではなく、半導体ウェハーＷを支持可能な３本以上のウェハーピン１２と３本以上の支持ピン７２を備える構成であれば良い。これらのウェハーピン１２と支持ピン７２とは相互になるべく離れるように交互に等間隔で配置するのが好ましい。
【００８６】
また、上記実施形態においては、サセプター７０を昇降させて複数のウェハーピン１２と複数の支持ピン７２とで半導体ウェハーＷの持ち替えを行うようにしていたが、これ代えて、ウェハーピン１２を昇降させて同様のことを行うようにしても良い。具体的には、４本のウェハーピン１２を石英のアーム部材上に立設し、そのアーム部材を昇降駆動部（アクチュエータなど）によって昇降させる。このようにしても、複数のウェハーピン１２とサセプター７０の複数の支持ピン７２とで半導体ウェハーＷの持ち替えを行うことができ、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
さらには、サセプター７０およびウェハーピン１２の双方を昇降させて半導体ウェハーＷの持ち替えを行うようにしても良い。要するに、ウェハーピン１２に対してサセプター７０を相対的に昇降させる構成であれば良い。サセプター７０およびウェハーピン１２の双方を昇降させる場合には、ハロゲンランプＨＬからの光照射加熱時およびフラッシュランプＦＬからのフラッシュ光照射時のそれぞれに適切な高さ位置に半導体ウェハーＷを支持して処理を行うことができる。
【００８８】
また、上記実施形態においては、チャンバー６の上側にフラッシュ加熱部５を設け、下側にハロゲン加熱部４を設けるようにしていたが、これを逆にしても良い。また、半導体ウェハーＷの表裏を反転させてチャンバー６内に搬入するようにしても良い。これらの場合、半導体ウェハーＷの表面に対してハロゲンランプＨＬによる光照射が行われ、裏面にフラッシュランプＦＬからフラッシュ光が照射されることとなる。さらには、フラッシュランプＦＬを設けることなく、ハロゲンランプＨＬからのウェハー裏面または表面への光照射のみによって半導体ウェハーＷを加熱する熱処理装置にも本発明に係る技術は適用することが可能である。この場合であっても、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を加熱するときに、ウェハーピン１２とサセプター７０の支持ピン７２とで半導体ウェハーＷの持ち替えを行うことにより、相対的に低温の石英のピンが半導体ウェハーＷの特定箇所に接触し続けることが解消される。その結果、光照射加熱時における半導体ウェハーＷと石英のピンとの接触箇所の局所的な温度低下を緩和して半導体ウェハーＷの面内温度分布均一性を向上させることができる。
【００８９】
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。
【００９０】
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を採用し、発光時間が１秒未満のパルス発光ランプとしてフラッシュランプＦＬを用いていたが、連続点灯ランプとしては放電によって発光する例えばキセノンアークランプを用いるようにしても良い。
【００９１】
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】
【００９２】
１  熱処理装置
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
１２  ウェハーピン
２０  昇降駆動部
７０  サセプター
７２  支持ピン
９５，９６  円
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】
2014175638.tif 000003
【図２】
2014175638.tif 000004
【図３】
2014175638.tif 000005
【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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