(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された基板の一方面にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、
前記保持手段に保持された基板の他方面に光照射を行うハロゲンランプと、
前記ハロゲンランプからの光照射によって加熱される基板の温度を測定する温度測定手段と、
を備え、
前記保持手段は、基板の外周端側から支持する複数の支持部材を含み、
前記複数の支持部材は、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素で被覆されたグラファイト、または、窒化ケイ素にて形成され、
前記複数の支持部材のそれぞれは、
基板の外方から中心に向かって斜め下方に傾斜する第１支持体と、
前記第１支持体の先端から水平方向に沿って延びるように設けられ、基板の下面に当接する第２支持体と、を有し、
前記第２支持体は、基板の下面に点接触する突起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、
前記第２支持体に載置され、基板の周囲を非接触にて取り囲む環状部材をさらに備え、
前記環状部材は炭化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素で被覆されたグラファイト、または、窒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に記載の熱処理装置において、
前記複数の支持部材は、基板の直径よりも大きな内径を有する石英リングに固設される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、
前記石英リングは前記チャンバーに固定設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、
前記チャンバー内を５０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の気圧に維持する圧力維持手段をさらに備えることを特徴とする熱処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の熱処理装置において、
前記圧力維持手段は、
前記チャンバー内の雰囲気を排気する排気手段と、
前記チャンバー内に不活性ガスを供給するガス供給手段と、
を含み、前記チャンバー内から排気を行いつつ、前記チャンバー内に不活性ガスを供給して前記チャンバー内を５０Ｐａ以上５００Ｐａの気圧に維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。
【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に開示される熱処理装置では、フラッシュ光照射時に半導体ウェハーを保持する石英プレートが設けられている。その石英プレートには、放射温度計によって半導体ウェハーの温度を測定するための開口部が形成されている。このような開口部の直上では予備加熱時の半導体ウェハーの温度が他の領域よりも低くなる。また、ハロゲンランプによる予備加熱時には、半導体ウェハーの周縁部にも温度低下が生じやすい。これらの結果としてフラッシュ光照射時の半導体ウェハーの面内分布も不均一になるという問題が生じていた。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基板を均一に加熱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】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、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、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保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板の一方面にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、前記保持手段に保持された基板の他方面に光照射を行うハロゲンランプと、前記ハロゲンランプからの光照射によって加熱される基板の温度を測定する温度測定手段と、を備え、前記保持手段は、基板の外周端側から支持する複数の支持部材を含み、前記複数の支持部材は、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素で被覆されたグラファイト、または、窒化ケイ素にて形成され、前記複数の支持部材のそれぞれは、基板の外方から中心に向かって斜め下方に傾斜する第１支持体と、前記第１支持体の先端から水平方向に沿って延びるように設けられ、基板の下面に当接する第２支持体と、を有し、前記第２支持体は、基板の下面に点接触する突起を備えることを特徴とする。
【００１４】
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、前記第２支持体に載置され、基板の周囲を非接触にて取り囲む環状部材をさらに備え、前記環状部材は炭化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素で被覆されたグラファイト、または、窒化ケイ素にて形成されることを特徴とする。
【００１５】
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、前記複数の支持部材は、基板の直径よりも大きな内径を有する石英リングに固設されることを特徴とする。
【００１６】
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、前記石英リングは前記チャンバーに固定設置されることを特徴とする。
【００１７】
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、前記チャンバー内を５０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の気圧に維持する圧力維持手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６の発明は、請求項５の発明に係る熱処理装置において、前記圧力維持手段は、前記チャンバー内の雰囲気を排気する排気手段と、前記チャンバー内に不活性ガスを供給するガス供給手段と、を含み、前記チャンバー内から排気を行いつつ、前記チャンバー内に不活性ガスを供給して前記チャンバー内を５０Ｐａ以上５００Ｐａの気圧に維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６の発明によれば、保持手段が基板の外周端側から支持する複数の支持部材を含み、複数の支持部材が、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素で被覆されたグラファイト、または、窒化ケイ素にて形成されるため、支持部材によって基板の温度分布が乱れるのを最小限に抑制することができ、基板を均一に加熱することができる。また、基板の下方が開放されるため、温度測定手段による基板の温度測定が容易となる。
【００２１】
特に、請求項２の発明によれば、基板の周囲を非接触にて取り囲む環状部材を備えるため、基板の周縁部の温度低下を防止して基板をより均一に加熱することができる。
【００２２】
特に、請求項５の発明によれば、チャンバー内を５０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の気圧に維持する圧力維持手段を備えるため、チャンバー内には熱対流が発生せず、対流に起因した特に基板外縁部の温度低下を防止して基板をより均一に加熱することができる。
【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】保持部の全体外観を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態の支持部材の外観斜視図である。
【図４】第１実施形態にて半導体ウェハーが保持部によって保持された状態を模式的に示す図である。
【図５】移載機構の平面図である。
【図６】移載機構の側面図である。
【図７】複数のハロゲンランプの配置を示す平面図である。
【図８】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９】第２実施形態の支持部材の外観斜視図である。
【図１０】第２実施形態にて半導体ウェハーが保持部によって保持された状態を模式的に示す図である。
【図１１】第３実施形態の支持部材および均熱リングの斜視図である。
【図１２】支持部材の他の例を示す斜視図である。
【図１３】支持部材の他の例を示す斜視図である。
【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】
＜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。本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。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、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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
上側チャンバー窓６３および下側チャンバー窓６４のそれぞれとチャンバー側部６１との間には図示省略のＯリングが挟み込まれている。また、ゲートバルブ１８５が搬送開口部６６を閉鎖したときには、それらの間にもＯリングが挟み込まれる。このため、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は装置外部に対してシールされることとなり、熱処理空間６５を大気圧以上に加圧したり真空雰囲気にまで減圧することが可能となる。
【００３３】
また、チャンバー６の内壁上部には熱処理空間６５に不活性ガス（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。
【００３４】
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１９０に接続されている。排気部１９０は、例えばドライポンプとスロットルバルブとを備える。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を開放しつつ、排気部１９０のドライポンプを作動させると、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。その排気流量は、排気部１９０のスロットルバルブによって調整される。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。
【００３５】
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を介してチャンバー６内の気体が排気される。
【００３６】
図２は、保持部７の全体外観を示す斜視図である。保持部７は、基台リング７１、支持リング７２、および、複数の支持部材７５を備える。支持リング７２は、石英にて形成された円環形状の板状部材であり、その内径は半導体ウェハーＷの直径（φ３００ｍｍ）よりも大きい。基台リング７１は、石英にて形成され、支持リング７２と同一形状を有する円環状部材である。基台リング７１と支持リング７２とは複数（本実施形態では３つ）の連結部材７３によって連結されている。連結部材７３としては、例えば石英の角柱を用いることができる。基台リング７１と支持リング７２とは、それらの中心軸が一致するように互いに相対向して連結される。
【００３７】
支持リング７２の内周には複数の支持部材７５が固設されている。支持リング７２に設ける支持部材７５の個数は３個以上１２個以下である。第１実施形態では、３個の支持部材７５が支持リング７２の内周に沿って１２０°間隔で設けられている。図３は、支持部材７５の外観斜視図である。第１実施形態の支持部材７５は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）にて形成された円柱形状の部材である。支持部材７５には、焼結ＳｉＣを用いることができる。
【００３８】
図４は、半導体ウェハーＷが保持部７によって保持された状態を模式的に示す図である。基台リング７１は凹部６２の底面に固定して取り付けられることによって、チャンバー６の壁面に固設される（図１参照）。基台リング７１をチャンバー６に固設する手法としては、例えばピンによって基台リング７１を凹部６２の底面に固定すれば良い。基台リング７１がチャンバー６に固定して取り付けられることにより、支持リング７２および３個の支持部材７５を含む保持部７の全体がチャンバー６に固定設置されることとなる。
【００３９】
複数の支持部材７５のそれぞれは、円柱の軸線方向が保持対象となる半導体ウェハーＷの外方から中心に向かって斜め下方に傾斜するように支持リング７２に設けられる。複数の支持部材７５のそれぞれが水平面に対してなす角度αは１５°以上３０°以下である。すなわち、各支持部材７５は水平面に対して１５°以上３０°以下傾斜して設けられる。図４に示すように、支持リング７２に設けられた３個の支持部材７５の周面によって半導体ウェハーＷの外周端が３点支持されることとなる。すなわち、傾斜して設けられた３個の支持部材７５のそれぞれが半導体ウェハーＷの外周端に当接し、３個の支持部材７５が半導体ウェハーＷを外周端側から水平姿勢（法線が鉛直方向と一致する姿勢）に３点支持するのである。３個の支持部材７５によって支持される半導体ウェハーＷの高さ位置は、支持リング７２よりも若干低い。
【００４０】
また、チャンバー６には放射温度計１２０が設けられている。放射温度計１２０は、３個の支持部材７５によって支持される半導体ウェハーＷの下面から放射される放射光（赤外光）を受光してウェハー温度を測定することができる。半導体ウェハーＷは３個の支持部材７５によって外周端側から支持され、円環形状の基台リング７１の内側は開放されているため、放射温度計１２０は半導体ウェハーＷの下面から放射される放射光を確実に受光することができる。
【００４１】
図５は、移載機構１０の平面図である。また、図６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５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５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。
【００４２】
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が保持部７の内側空間を通過し、リフトピン１２の上端が支持リング７２の上面よりも上方に到達する。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を基台リング７１よりも下方に移動させ、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。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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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７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。
【００４８】
また、図７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の周縁部により多い光量の照射を行うことができる。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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と熱処理空間６５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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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）が添加されたシリコンの半導体基板である。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。図８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進行する。
【００５５】
まず、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）。ウェハー搬入のために搬送開口部６６を開放するときには、給気のためのバルブ８４を開いてガス供給孔８１から熱処理空間６５に窒素ガス等の不活性ガスを供給し、パーティクルを含む外気が熱処理空間６５に流入するのを防止するようにしても良い。
【００５６】
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が保持部７の内側空間を通過して半導体ウェハーＷを受け取る。
【００５７】
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３個の支持部材７５に渡される（ステップＳ２）。図４に示すように、３個の支持部材７５は、受け取った半導体ウェハーＷを外周端で水平姿勢に３点支持する。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保持部７に保持される。保持部７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によって退避位置に退避する。
【００５８】
搬送開口部６６が閉鎖されて半導体ウェハーＷが保持部７に保持された後、チャンバー６内を減圧する（ステップＳ３）。ゲートバルブ１８５によって搬送開口部６６が閉鎖されることにより、熱処理空間６５が密閉空間とされている。この状態で、排気部１９０のドライポンプを作動させつつバルブ８９を開放すると、熱処理空間６５の気体がガス排気孔８６から排気され、チャンバー６内が１００Ｐａ未満の低真空状態にまで減圧される。
【００５９】
続いて、排気部１９０による排気を行いつつ、チャンバー６内に不活性ガスを供給する（ステップＳ４）。本実施形態ではバルブ８４を開放し、排気部１９０による排気によって低真空状態とされているチャンバー６内にガス供給孔８１から窒素ガスを供給する。このときに、チャンバー６内の熱処理空間６５に対して一定流量で窒素ガスを供給しつつ、排気部１９０のスロットルバルブの開閉度によって排気流量を調整することにより、チャンバー６内を５０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の低真空状態に維持する。本実施形態においては、チャンバー６内を約１００Ｐａに維持する。
【００６０】
チャンバー６内が所定の目標気圧（１００Ｐａ）に到達して安定した後、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を透過して半導体ウェハーＷの裏面（表面とは反対側のパターン形成がなされていない主面）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は退避位置に退避され、さらに移載アーム１１およびリフトピン１２も透明な石英にて形成されているため、それらがハロゲンランプＨＬによる加熱の障害となることは無い。
【００６１】
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の温度が温度センサによって測定されている。この温度センサとしては、例えば放射温度計１２０（図４参照）を用いることができる。本実施形態においては、保持部７によって保持される半導体ウェハーＷの下方が広く開放されているため、放射温度計１２０は半導体ウェハーＷの下面から放射される放射光を確実に受光して正確な温度測定を行うことができる。また、温度センサとしては、熱電対を使用した接触式温度計を用いるようにしても良い。温度センサによって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。
【００６２】
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しつつ、ハロゲンランプＨＬの出力を制御する。すなわち、制御部３は、温度センサによる測定値に基づいて、半導体ウェハーＷの温度が予備加熱温度Ｔ１となるようにハロゲンランプＨＬの出力をフィードバック制御している。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℃）。
【００６３】
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Ｔ１に維持している。
【００６４】
次に、半導体ウェハーＷの温度が予備加熱温度Ｔ１に到達して所定時間が経過した時点で、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の表面にフラッシュ光が照射される（ステップＳ６）。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。第１実施形態においては、保持部７の３個の支持部材７５によって半導体ウェハーＷを３点支持した状態にてフラッシュランプＦＬからフラッシュ光が照射される。
【００６５】
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。また、１００Ｐａの低真空状態で半導体ウェハーＷの表面を処理温度Ｔ２にまで加熱しているため、当該表面の分子レベルでの酸化も防止することができる。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。
【００６６】
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（ステップＳ７）。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Ｓ８）。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。なお、降温中の半導体ウェハーＷの温度も放射温度計１２０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。また、半導体ウェハーＷの降温と併せて、バルブ８９を閉止して排気を停止するとともに、熱処理空間６５への窒素ガス供給を継続し、チャンバー６内を復圧する（ステップＳ９）。
【００６７】
制御部３は、放射温度計１２０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。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が保持部７の内側空間を通過して熱処理後の半導体ウェハーＷを３個の支持部材７５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、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Ｓ１０）。
【００６８】
第１実施形態においては、炭化ケイ素にて形成された円柱形状の３個の支持部材７５によって半導体ウェハーＷの外周端を支持した状態にてハロゲンランプＨＬからハロゲン光を照射して半導体ウェハーＷの予備加熱を行っている。半導体ウェハーＷと直接に接触する支持部材７５は、石英よりもハロゲン光をよく吸収する炭化ケイ素である。従って、予備加熱時には、半導体ウェハーＷとともに３個の支持部材７５も昇温することとなり、支持部材７５への熱伝導に起因した半導体ウェハーＷの局所的な温度低下を防止することができる。
【００６９】
また、傾斜して設けられた３個の支持部材７５は半導体ウェハーＷの外周端を点接触にて支持しており、保持部７と半導体ウェハーＷとの接触は最小限なものとされている。このため、支持部材７５によって半導体ウェハーＷの温度分布が乱れるのを最小限に抑制することができ、半導体ウェハーＷを均一に加熱することができる。
【００７０】
また、支持部材７５は保持対象となる半導体ウェハーＷの外方から中心に向かって斜め下方に傾斜するように設けられている。このため、熱処理時における半導体ウェハーＷの横滑りを防止することができる。
【００７１】
また、第１実施形態においては、チャンバー６内の熱処理空間６５を５０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の低真空状態に維持しつつ半導体ウェハーＷの熱処理を行っているため、半導体ウェハーＷの上面に対流が発生しない。このため、対流によって比較的低温の雰囲気ガスが半導体ウェハーＷの周縁部に当たることに起因した温度低下を防止することができ、半導体ウェハーＷをより均一に加熱することができる。
【００７２】
また、３個の支持部材７５は半導体ウェハーＷを外周端側から支持し、円環形状の基台リング７１の内側は開放されているため、放射温度計１２０は半導体ウェハーＷの下面から放射される放射光を確実に受光して正確な温度測定を行うことができる。
【００７３】
＜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実施形態の熱処理装置の全体構成は第１実施形態と同様である。また、第２実施形態における半導体ウェハーＷの処理手順も第１実施形態と同じである。第２実施形態が第１実施形態と相違するのは、保持部７の支持部材７５の形状である。
【００７４】
図９は、第２実施形態の支持部材１７５の外観斜視図である。第２実施形態の支持部材１７５は、斜め下方に傾斜する第１支持体１７６の先端に水平方向に延びる第２支持体１７７を設けて構成される。第１支持体１７６および第２支持体１７７はともに、炭化ケイ素にて形成された短冊状の四角柱形状の部材である。
【００７５】
図１０は、第２実施形態にて半導体ウェハーＷが保持部７によって保持された状態を模式的に示す図である。第１実施形態と同様に、石英の支持リング７２は連結部材７３を介して基台リング７１と連結されている。基台リング７１が凹部６２の底面に固定して取り付けられることによって、保持部７の全体がチャンバー６に固定設置されることとなる。
【００７６】
また、第１実施形態と同様に、支持リング７２の内周に複数の支持部材１７５が固設されている。支持リング７２に設ける支持部材１７５の個数は３個以上１２個以下である。第２実施形態では、３個の支持部材１７５が支持リング７２の内周に沿って１２０°間隔で設けられている。複数の支持部材１７５のそれぞれについて、第１支持体１７６は四角柱の軸線方向が保持対象となる半導体ウェハーＷの外方から中心に向かって斜め下方に傾斜するように支持リング７２に設けられる。第１支持体１７６は水平面に対して１５°以上３０°以下傾斜して設けられる。また、第２支持体１７７は四角柱の軸線方向が第１支持体１７６の先端から水平方向に沿って延びるように設けられている。
【００７７】
図１０に示すように、第２実施形態においては、３個の支持部材１７５の第２支持体１７７が半導体ウェハーＷの周縁部下面に当接することによって半導体ウェハーＷを支持している。すなわち、水平方向に沿って延びる第２支持体１７７のそれぞれが半導体ウェハーＷの周縁部下面に当接して半導体ウェハーＷを外周端側から水平姿勢に支持するのである。第２支持体１７７は、φ３００ｍｍの半導体ウェハーＷの外周端から１００ｍｍ程度中心側にまで延びていても良い。３個の支持部材１７５によって支持される半導体ウェハーＷの高さ位置は、支持リング７２よりも若干低い。
【００７８】
また、第１実施形態と同様に、半導体ウェハーＷは３個の支持部材１７５によって外周端側から支持され、円環形状の基台リング７１の内側は開放されているため、放射温度計１２０は半導体ウェハーＷの下面から放射される放射光を確実に受光して正確な温度測定を行うことができる。
【００７９】
第２実施形態においても、炭化ケイ素にて形成された３個の支持部材１７５によって半導体ウェハーＷを外周端側から支持した状態にてハロゲンランプＨＬからハロゲン光を照射して半導体ウェハーＷの予備加熱を行う。このため、支持部材１７５に起因した半導体ウェハーＷの局所的な温度低下を防止して半導体ウェハーＷを均一に加熱することができる。
【００８０】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態の熱処理装置の全体構成は第１実施形態と同様である。また、第３実施形態における半導体ウェハーＷの処理手順も第１実施形態と同じである。第３実施形態では、保持部７に半導体ウェハーＷの周囲を取り囲む均熱リングを備えている。
【００８１】
図１１は、第３実施形態の支持部材および均熱リングの斜視図である。第３実施形態の支持部材１７５は、第２実施形態と同様のものである。第２実施形態と同様に、３個の支持部材１７５が支持リング７２（図１１では図示省略）の内周に固設されている。第３実施形態においては、３個の支持部材１７５の第２支持体１７７の上面に均熱リング２７８が設けられている。均熱リング２７８は、円環形状の板状部材であり、その内径は半導体ウェハーＷの直径よりも若干大きい。均熱リング２７８は炭化ケイ素にて形成されている。
【００８２】
図１１に示すように、第３実施形態においても、水平方向に沿って延びる第２支持体１７７のそれぞれが半導体ウェハーＷの周縁部下面に当接して半導体ウェハーＷを外周端側から水平姿勢に支持する。そして、第２支持体１７７に支持された半導体ウェハーＷの周囲は均熱リング２７８によって非接触にて取り囲まれる。第２支持体１７７に支持された半導体ウェハーＷの高さ位置は均熱リング２７８とほぼ同じである。
【００８３】
第３実施形態においても、炭化ケイ素にて形成された３個の支持部材１７５によって半導体ウェハーＷを外周端側から支持した状態にてハロゲンランプＨＬからハロゲン光を照射して半導体ウェハーＷの予備加熱を行う。このため、支持部材１７５に起因した半導体ウェハーＷの局所的な温度低下を防止して半導体ウェハーＷを均一に加熱することができる。
【００８４】
さらに、第３実施形態においては、支持部材１７５と同じく炭化ケイ素にて形成された均熱リング２７８によって半導体ウェハーＷの周囲を非接触で取り囲んでいる。均熱リング２７８はハロゲンランプＨＬからのハロゲン光を吸収して支持部材１７５と同程度に昇温する。その昇温した均熱リング２７８にて半導体ウェハーＷの周囲を取り囲むことにより、チャンバー６内に熱対流が発生したとしても、その対流が半導体ウェハーＷの周縁部に当たるのを防いで当該周縁部の温度低下を防止することができる。その結果、半導体ウェハーＷをより均一に加熱することができる。
【００８５】
＜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、第１実施形態の支持部材７５は円柱形状であったが、図１２に示すような形状であっても良い。図１２（ａ）の支持部材７５は四角柱形状を有する。図１２（ｂ）の支持部材７５は短冊状の四角柱形状を有する。いずれであっても、支持部材７５は、四角柱の軸線方向が保持対象となる半導体ウェハーＷの外方から中心に向かって斜め下方に傾斜するように支持リング７２に設けられる。支持部材７５が水平面に対してなす角度は１５°以上３０°以下である。そして、傾斜して設けられた支持部材７５が半導体ウェハーＷの外周端に当接して半導体ウェハーＷを支持する。
【００８６】
また、図１２（ｃ）の支持部材７５は、図１２（ｂ）の短冊状四角柱の先端に突起７９を設けたものである。上記と同様に、支持部材７５は、四角柱の軸線方向が保持対象となる半導体ウェハーＷの外方から中心に向かって斜め下方に傾斜するように支持リング７２に設けられる。図１２（ｃ）の支持部材７５は、突起７９が半導体ウェハーＷの周縁部下面に当接して半導体ウェハーＷを支持する。
【００８７】
また、第２実施形態の支持部材１７５は図１３に示すような形状であっても良い。図１３の支持部材１７５は、第２実施形態と同様の支持部材１７５の先端、すなわち第２支持体１７７の先端に突起１７９を設けたものである。図１３の支持部材１７５は、突起１７９が半導体ウェハーＷの周縁部下面に当接することによって半導体ウェハーＷを支持する。
【００８８】
図１２および図１３のいずれの支持部材７５，１７５も半導体ウェハーＷを外周端側から支持するものである。このような支持部材７５，１７５によって半導体ウェハーＷを外周端側から支持した状態にてハロゲンランプＨＬからハロゲン光を照射することにより、半導体ウェハーＷの局所的な温度低下を防止して半導体ウェハーＷを均一に加熱することができる。また、突起７９，１７９によって半導体ウェハーＷを支持することにより、半導体ウェハーＷの局所的な温度低下をより確実に防止することができる。さらに、短冊状の四角柱形状の支持リング７５は、厚さ方向の強度に優れる。
【００８９】
また、第１実施形態の支持部材７５および第２実施形態の支持部材１７５は炭化ケイ素にて形成されていたが、これに限定されるものではなく、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化ケイ素で被覆されたグラファイト、または、窒化ケイ素（ＳｉＮ）にて形成するようにしても良い。窒化アルミニウムとしては、白色または黒色のものを用いることができる。炭化ケイ素で被覆されたグラファイトは、ＣＶＤ−ＳｉＣコーティングによって作成することができる。これらはいずれも石英よりもハロゲン光をよく吸収する。従って、ハロゲンランプＨＬからハロゲン光が照射されたときには支持部材７５，１７５も半導体ウェハーＷとともに昇温し、半導体ウェハーＷの局所的な温度低下を防止することができる。
【００９０】
また、第３実施形態の均熱リング２７８の材質も炭化ケイ素に限定されるものではなく、黒色の窒化アルミニウム、炭化ケイ素で被覆されたグラファイト、または、窒化ケイ素にて形成するようにしても良い。
【００９１】
また、支持部材７５，１７５によって支持される半導体ウェハーＷの高さ位置は、支持リング７２と同じであっても良い。もっとも、上記各実施形態のように、支持部材７５，１７５によって支持される半導体ウェハーＷの高さ位置が支持リング７２よりも若干低い方が放射温度計１２０は半導体ウェハーＷの下面から放射される放射光をより確実に受光することができる。
【００９２】
また、上記各実施形態においては、支持リング７２と基台リング７１とを連結部材７３によって連結するようにしていたが、基台リング７１は必ずしも必要ではない。すなわち、連結部材７３を直接チャンバー６の内壁に固定することによって、支持リング７２を含む保持部７をチャンバー６に固定設置するようにしても良い。
【００９３】
また、排気部１９０による排気を行いつつガス供給孔８１からチャンバー６内に供給する不活性ガスは、窒素ガスに限定されるものではなく、アルゴンガス（Ａｒ）やヘリウムガス（Ｈｅ）であっても良い。
【００９４】
また、上記各実施形態においては、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半導体ウェハーＷを保持していたが、これを逆向き、つまり表面を下面として半導体ウェハーＷを保持部７に保持するようにしても良い。この場合、パターン形成のなされていない半導体ウェハーＷの裏面にフラッシュ光が照射されることとなる（バックサイドアニール）。
【００９５】
また、上記各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。
【００９６】
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。
【００９７】
また、本発明に係る技術は、レーザ光照射によって半導体ウェハーＷを加熱するレーザアニール装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
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
６５  熱処理空間
７１  基台リング
７２  支持リング
７３  連結部材
７５，１７５  支持部材
７９，１７９  突起
１２０  放射温度計
１７６  第１支持体
１７７  第２支持体
２７８  均熱リング
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】
0005964630.tif 000002
【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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