(57)【要約】【課題】  従来の基板加熱装置には横型基板加熱装置と縦型基板加熱装置があり、上記横型基板加熱装置は基板上に均一の絶縁被膜を作るのが困難で、上記縦型基板加熱装置は作業性が悪いという欠点があった。【解決手段】  本発明の基板加熱装置は、気密チャンバと、この気密チャンバの一側に設けた、レーザ光を透過せしめるレーザ光透過窓と、上記気密チャンバの他側に設けた、赤外線を透過せしめる赤外線透過窓と、上記レーザ光透過窓と上記赤外線透過窓との間で上記気密チャンバ内に設けた基板載置部と、上記レーザ光透過窓を介して上記基板載置部に載置せしめた基板上にレーザ光を照射せしめるレーザ照射手段と、上記赤外線透過窓を介して上記基板からの赤外線から温度を測定する赤外線放射温度計とよりなる。上記気密チャンバと上記レーザ照射手段と上記赤外線放射温度計とを固定した枠体と、上記枠体を回転自在に枢支する固定台と、上記枠体を上記固定台に対して任意の傾動位置に傾動せしめる傾動手段を更に有する。【選択図】  図１
2006179604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密チャンバと、この気密チャンバの一側に設けた、レーザ光を透過せしめるレーザ光透過窓と、上記気密チャンバの他側に設けた、赤外線を透過せしめる赤外線透過窓と、上記レーザ光透過窓と上記赤外線透過窓との間で上記気密チャンバ内に設けた基板載置部と、上記レーザ光透過窓を介して上記基板載置部に載置せしめた基板上にレーザ光を照射せしめるレーザ照射手段と、上記赤外線透過窓を介して上記基板からの赤外線から温度を測定する赤外線放射温度計とよりなることを特徴とする基板加熱装置。
【請求項２】
上記気密チャンバと上記レーザ照射手段と上記赤外線放射温度計とを固定した枠体と、上記枠体を回転自在に枢支する固定台と、上記枠体を上記固定台に対して任意の傾動位置に傾動せしめる傾動手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の基板加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板加熱装置、特に半導体基板等の基板の加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の基板加熱装置としては、チャンバ内に半導体基板が垂直にセットされる横型基板加熱装置と、半導体基板が水平にセットされる縦型基板加熱装置がある。
【０００３】
図５は上記従来の縦型基板加熱装置を示し、１は気密チャンバ、２は半導体基板等の基板、３はこの基板２を載置するため上記気密チャンバ１内に設けた基板載置部、４は上記気密チャンバ１の天井に設けたレーザ光入射用のプロセスウインドウ、５は上記気密チャンバ１内に安定ガスを導入するためのマスフロー、６は上記気密チャンバ１内の空気を排気するための排気ポンプ、７は気密チャンバ１内の真空度を制御するための圧力制御バルブである。
【０００４】
上記従来の基板加熱装置においては、基板上に絶縁被膜を形成するためレーザ光を光ファイバ（図示せず）により上記プロセスウインドウ４付近まで誘導し、上記光ファイバの先端から上記プロセスウインドウ４を介して上記気密チャンバ１内の基板載置部３上に載置した上記基板２上にレーザ光を照射せしめている。このような従来の基板加熱装置としては特許文献１、特許文献２に記載のものがある。
【特許文献１】特開２００２−２５２１８１号公報（第１図）
【特許文献２】特開２０００−８７２２３号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
然しながら、上記従来の基板加熱装置においては、半導体基板の温度の測定を、気密チャンバ１内の基板載置部３に設けた温度計測器（図示せず）により行っていたため、この気密チャンバ１内にある温度測定器のメンテナンスが煩わしいという欠点があった。
【０００６】
また、従来の横型基板加熱装置においては、加熱装置の高さを低くすることができるので作業性は良いが、半導体基板が垂直にセットされるため、プロセスガスの導入の仕方によっては基板上に形成される絶縁被膜が均一でなくなり、欠陥の少ない絶縁被膜を得るためには、プロセスガスの導入の仕方に工夫が必要であった。
【０００７】
また、基板の上部と下部とで熱の流れが異なるので、基板全体を均一の温度に保持するのが難しい。
【０００８】
また、従来の縦型基板加熱装置においては、プロセスガス及び基板温度の制御はしやすいが、チャンバ壁面やプロセスガスからの異物（パーティクル）が基板表面に落下し、付着するため、チャンバを頻繁にクリーニングする必要があるという欠点があった。
【０００９】
本発明は上記の欠点を除くようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の基板加熱装置は、気密チャンバと、この気密チャンバの一側に設けた、レーザ光を透過せしめるレーザ光透過窓と、上記気密チャンバの他側に設けた、赤外線を透過せしめる赤外線透過窓と、上記レーザ光透過窓と上記赤外線透過窓との間で上記気密チャンバ内に設けた基板載置部と、上記レーザ光透過窓を介して上記基板載置部に載置せしめた基板上にレーザ光を照射せしめるレーザ照射手段と、上記赤外線透過窓を介して上記基板からの赤外線から温度を測定する赤外線放射温度計とよりなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の基板加熱装置は、上記気密チャンバと上記レーザ照射手段と上記赤外線放射温度計とを固定した枠体と、上記枠体を回転自在に枢支する固定台と、上記枠体を上記固定台に対して任意の傾動位置に傾動せしめる傾動手段を更に有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の基板加熱装置によれば基板の温度測定器が気密チャンバ外にあるので、温度測定器のメンテナンスなどが容易になる。
【００１３】
また、本発明の基板加熱装置によれば、一台で縦型及び横型の何れの加熱方式に対応することができ、作業性及び安全性が高く、半導体基板の表面をレーザ照射することにより均一に加熱することができるとともに、基板上に均一で欠陥の少ない絶縁被膜を形成できるという大きな利益がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の基板加熱装置の第１の実施例は図１に示すように、気密チャンバ８と、上記気密チャンバ８の一側に設けた、レーザ光を透過せしめる石英ガラス窓９と、上記気密チャンバ８の他側に設けた、赤外線を透過せしめる赤外線透過窓１０と、上記気密チャンバ８内の上記石英ガラス窓９と上記赤外線透過窓１０との間に設けた、半導体基板１１を設置せしめる基板ホルダー１２と、上記基板ホルダー１２に載置した半導体基板１１上に上記石英ガラス窓９を介してレーザ光を照射せしめるダイレクト半導体レーザなどのレーザ照射機１３と、上記レーザ照射機１３に設けた、上記レーザ照射機１３のレーザ光を拡大して上記半導体基板１１上に照射せしめるための光学レンズ部１４と、上記気密チャンバ８と上記レーザ照射機１３とを固定する固定台１５と、上記赤外線透過窓１０を介して上記基板１１から透過した赤外線から温度を測定する赤外線放射温度計１６と、上記赤外線放射温度計１６を固定する三脚１７とよりなる。
【００１６】
なお、上記気密チャンバ８に開口１８を介して複数の配管（図示せず）を設け、上記配管を通じて上記気密チャンバ８内を排気し、またはプロセスガスを導入せしめる。
【００１７】
また、上記赤外線透過窓１０の材質は弗化バリウム、サファイア、ＣａＦ2、ゲルマニウム、セレン化亜鉛等が好ましい。
【００１８】
また、半導体基板は、Ｓｉ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＣなどである。
【００１９】
また、レーザ光を基板上に直接照射するため、上記石英ガラス窓９の直径は少なくとも半導体基板の直径以上とするのが好ましい。
【００２０】
本発明の基板加熱装置の第１の実施例は上記のような構成であるから、上記レーザ照射機１３のレーザ源から出たレーザ光を上記光学レンズ部１４で拡大し、上記石英ガラス窓９を介して上記気密チャンバ８内の半導体基板１１に照射し加熱せしめ、加熱された基板１１によって発生した赤外線を上記赤外線透過窓１０を介して上記赤外線放射温度計１６により捕らえて、温度を測定せしめる。
【００２１】
本発明の基板加熱装置の第１の実施例によれば、基板の温度測定器が気密チャンバ外にあるので、温度測定器のメンテナンスなどが容易になる。
【実施例２】
【００２２】
図２は本発明の基板加熱装置の第２の実施例を示し、この実施例においては、上記第１の実施例における気密チャンバ８とレーザ照射機１３とを固定台１５に固定する代わりに、また、赤外線放射温度計１６を三脚１７に固定する代わりに、上記気密チャンバ８と上記レーザ照射機１３と上記赤外線放射温度計１６とを枠体１９に固定し、この枠体１９を固定台１５に対して水平軸の周りに回転自在に枢支せしめ、上記枠体１９を上記固定台１５に対して任意の傾動位置に傾動せしめる位置決めモータ２０を上記固定台１５に設ける。
【００２３】
また、上記基板ホルダー１２には、上記基板ホルダー１２に載置した基板１１の脱落防止のための固定具２１を設ける。
【００２４】
本発明の第２の実施例は上記のような構成であるから、上記位置決めモータ２０により上記枠体１９を上記固定台１５に対して所望の角度だけ傾動せしめれば、レーザ照射機１３、赤外線放射温度計１６、気密チャンバ８の配置を一定に保ちながら、固定台１５に対して傾斜せしめることができる。
【００２５】
従って、例えば、基板１１を基板ホルダー１２に取り付けるときには、図３に示すように、横型基板加熱装置とし、また、レーザ照射時には、図４に示すように、レーザ照射機１３が気密チャンバ８に対して下側に位置する縦型基板加熱装置とし、試料を取り出す際には、再度図３に示すように、横型とすることができるようになる。
【００２６】
本発明の上記第２の実施例においては、上記レーザ照射機１３、上記光学レンズ部１４、上記気密チャンバ８、上記赤外線放射温度計１６などの各機器を設定する際は、上記各機器を夫々設定しやすい位置に、上記枠体１９を上記固定台１５に対して傾動してから各機器を夫々設定できるので、作業性や安全性を高める事ができ、また各機器の設定を正確に行うことができるようになる。
【００２７】
また、上記各機器を一度正確に設定すれば、上記枠体１９を上記固定台１５に対して傾動せしめても、各機器の設定は維持されたままであるので、レーザ照射をする際の再度各機器の設定を不要とし、作業性及び安全性が優れる。
【００２８】
また、気密チャンバ内の基板の加熱処理中に、基板上にチャンバ壁面又はプロセスガスからのパーティクルの落下の心配のあるケースでは、レーザ照射機１３が気密チャンバ８に対して下側に位置する縦型基板加熱装置とし、上向きにレーザ光を照射して基板を加熱せしめれば、照射中のパーティクルの落下を防ぐ事ができ、欠陥の少ない絶縁被膜を形成せしめることができる。
【００２９】
本発明の基板加熱装置によれば、一台で縦型又は横型の加熱方式に対応することができ、作業性及び安全性が高く、半導体基板の表面をレーザ照射することにより均一に加熱することができるとともに、基板上に均一で欠陥の少ない絶縁被膜を形成できるという大きな利益がある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の基板加熱装置の一部縦断側面図である。
【図２】本発明の基板加熱装置の他の実施例の一部縦断側面図である。
【図３】図２に示す本発明の基板加熱装置の使用状態説明図である。
【図４】図２に示す本発明の基板加熱装置の使用態様説明図である。
【図５】従来の基板加熱装置の説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  気密チャンバ
２  基板
３  基板載置部
４  プロセスウインドウ
５  マスフロー
６  排気ポンプ
７  バルブ
８  気密チャンバ
９  石英ガラス窓
１０  赤外線透過窓
１１  半導体基板
１２  基板ホルダー
１３  レーザ照射機
１４  光学レンズ部
１５  固定台
１６  赤外線放射温度計
１７  三脚
１８  開口
１９  枠体
２０  モータ
２１  固定具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006179604.tif 000006
【図５】
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