(57)【要約】【課題】フラッシュ光を照射することにより、複数枚の基板に対し、同時に加熱処理を行う基板処理装置および基板処理方法を提供する。【解決手段】この基板処理装置１は、複数の基板Ｗを略平行に保持する保持手段３と、保持手段３に保持された基板Ｗにフラッシュ光を照射するフラッシュランプ４１と、基板Ｗに照射される照射光を均一化するための均一化手段３とを備える。また、保持手段３は、基板Ｗを、フラッシュランプ４１の照射面４１０に対して垂直または斜めに保持する。これにより、複数枚の基板Ｗに対し、同時にフラッシュ光による加熱処理を行うことができる。また、各基板Ｗの処理面Ｗａに対し、均一に加熱処理を行うことができる。【選択図】図１
2015012103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の加熱処理を行う基板処理装置であって、
複数の基板を互いに略平行に保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記基板にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、
基板に照射される照射光を均一化する均一化手段と、
を備え、
前記保持手段は、前記基板を、前記フラッシュランプの照射面に対して垂直または斜めに保持する基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記均一化手段は、
前記基板を回転させる回転機構
を含む基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記均一化手段は、
前記基板の処理面の一部を覆う被覆部材
をさらに含む基板処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記均一化手段は、
複数の基板の間に配置された、反射部材
を含む基板処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板処理装置であって、
前記反射部材は、前記照射面からの距離に応じて反射率が異なり、
前記フラッシュランプの照射時において、前記基板の被照射面におけるフラッシュ光の照射量が略均一となる基板処理装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記保持手段は、前記基板を前記照射面に対して略垂直に保持する基板処理装置。
【請求項７】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記保持手段は、前記基板を前記照射面に対して斜めに保持する基板処理装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記基板と、前記保持手段と、前記均一化手段とを収容するチャンバ
をさらに備え、
前記均一化手段は、
前記チャンバの内壁に配置された、反射部材
を含む基板処理装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記保持部は、基板を内部に収容し、かつ、フラッシュ光を透過する透明容器を含む、基板処理装置。
【請求項１０】
基板の加熱処理を行う基板処理方法であって、
ａ）フラッシュランプの照射面に対して垂直または斜め、かつ、互いに略平行に、複数の基板を保持する工程と、
ｂ）前記工程ａ）の後で、前記基板に照射される照射光を均一化しつつ、前記基板にフラッシュ光を照射する工程と、
を備える基板処理方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板処理方法であって、
前記工程ｂ）は、
ｂ１）前記基板にフラッシュ光を照射する工程と、
ｂ２）前記工程ｂ１）の後で、前記基板を回転させる工程と、
ｂ３）前記工程ｂ２）の後で、前記基板にフラッシュ光を照射する工程と、
を含むことにより、照射光を均一化する基板処理方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の基板処理方法であって、
前記工程ｂ）において、前記基板を回転させつつ、前記基板にフラッシュ光を複数回照射することにより、照射光を均一化する基板処理方法。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の基板処理方法であって、
前記工程ｂ）において、前記基板の処理面の一部を覆いつつ、フラッシュ光を照射する基板処理方法。
【請求項１４】
請求項１０から請求項１３までのいずれかに記載の基板処理方法であって、
前記工程ｂ）において、前記複数の基板の間に配置された反射部材でフラッシュ光を反射させることにより、照射光を均一化する基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対してフラッシュ光を照射することによって加熱処理を行う基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、イオン注入後の半導体ウェハーの不純物（イオン）活性化工程において、フラッシュランプアニール装置が使用されている（例えば、特許文献１）。フラッシュランプアニール装置では、キセノンフラッシュランプ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、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（数ミリ秒以下）に１１００℃程度にまで昇温させる。
【０００３】
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、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場合、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により、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できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−８４９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のフラッシュランプを用いた基板処理装置では、基板に対するフラッシュ光の照射は、１枚の基板ごとに行っている。例えば、特許文献１には、フラッシュランプと半導体ウェハーとが互いに平行となるように配置された状態で、フラッシュ光を照射することが開示されている（段落００４８、００４９）。また、特許文献１には、フラッシュ光の照射の際には、チャンバ内の雰囲気を調整することが開示されている（段落００５９）。このように、１枚ずつ基板にフラッシュ光を照射すれば、基板の処理面に対し、均一に加熱処理を行うことが容易である。
【０００６】
しかしながら、１枚ずつ基板を加熱処理すると、基板を入れ替える度に、チャンバ内の雰囲気の調整が必要となる。また、フラッシュ光の照射時には多量の電力を消費するため、１枚ずつ照射を行うと生産性の面で不利である。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、フラッシュ光を照射することにより、複数枚の基板に対し、同時に加熱処理を行う基板処理装置および基板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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、基板の加熱処理を行う基板処理装置であって、複数の基板を互いに略平行に保持する保持手段と、前記保持手段に保持された前記基板にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、基板に照射される照射光を均一化する均一化手段と、を備え、前記保持手段は、前記基板を、前記フラッシュランプの照射面に対して垂直または斜めに保持する。
【０００９】
本願の第２発明は、第１発明の基板処理装置であって、前記均一化手段は、前記基板を回転させる回転機構を含む。
【００１０】
本願の第３発明は、第２発明の基板処理装置であって、前記均一化手段は、前記基板の処理面の一部を覆う被覆部材をさらに含む。
【００１１】
本願の第４発明は、第１発明から第３発明までのいずれかの基板処理装置であって、前記均一化手段は、複数の基板の間に配置された、反射部材を含む。
【００１２】
本願の第５発明は、第４発明の基板処理装置であって、前記反射部材は、前記照射面からの距離に応じて反射率が異なり、前記フラッシュランプの照射時において、前記基板の被照射面におけるフラッシュ光の照射量が略均一となる。
【００１３】
本願の第６発明は、第１発明から第５発明までのいずれかの基板処理装置であって、前記保持手段は、前記基板を前記照射面に対して略垂直に保持する。
【００１４】
本願の第７発明は、第１発明から第５発明までのいずれかの基板処理装置であって、前記保持手段は、前記基板を前記照射面に対して斜めに保持する。
【００１５】
本願の第８発明は、第１発明から第７発明までのいずれかの基板処理装置であって、前記基板と、前記保持手段と、前記均一化手段とを収容するチャンバをさらに備え、前記均一化手段は、前記チャンバの内壁に配置された、反射部材を含む。
【００１６】
本願の第９発明は、第１発明から第８発明までのいずれかの基板処理装置であって、前記保持部は、基板を内部に収容し、かつ、フラッシュ光を透過する透明容器を含む。
【００１７】
本願の第１０発明は、基板の加熱処理を行う基板処理方法であって、ａ）フラッシュランプの照射面に対して垂直または斜め、かつ、互いに略平行に、複数の基板を保持する工程と、ｂ）前記工程ａ）の後で、前記基板に照射される照射光を均一化しつつ、前記基板にフラッシュ光を照射する工程と、を備える。
【００１８】
本願の第１１発明は、第１０発明の基板処理方法であって、前記工程ｂ）は、ｂ１）前記基板にフラッシュ光を照射する工程と、ｂ２）前記工程ｂ１）の後で、前記基板を回転させる工程と、ｂ３）前記工程ｂ２）の後で、前記基板にフラッシュ光を照射する工程と、を含むことにより、照射光を均一化する。
【００１９】
本願の第１２発明は、第１０発明の基板処理方法であって、前記工程ｂ）において、前記基板を回転させつつ、前記基板にフラッシュ光を複数回照射することにより、照射光を均一化する。
【００２０】
本願の第１３発明は、第１１発明または第１２発明の基板処理方法であって、前記工程ｂ）において、前記基板の処理面の一部を覆いつつ、フラッシュ光を照射する。
【００２１】
本願の第１４発明は、第１０発明から第１３発明までのいずれかの基板処理方法であって、前記工程ｂ）において、前記複数の基板の間に配置された反射部材でフラッシュ光を反射させることにより、照射光を均一化する。
【発明の効果】
【００２２】
本願の第１発明から第９発明によれば、複数枚の基板に対し、同時に加熱処理を行うことができる。また、各基板の処理面に対し、均一に加熱処理を行うことができる。
【００２３】
本願の第２発明によれば、基板に対し、複数の方向からフラッシュ光を照射することができる。これにより、各基板の処理面に対し、均一に加熱処理を行うことができる。
【００２４】
本願の第３発明によれば、基板にフラッシュ光を照射する際に、基板の処理面の一部が被覆される。これにより、１回のフラッシュ光の照射において、各基板の選択した一部のみに加熱処理を行うことができる。このように処理面の一部を被覆しつつ、基板を回転させて、複数の方向からフラッシュ光を照射することにより、各基板の処理面に対し、均一に加熱処理を行うことができる。
【００２５】
本願の第４発明によれば、各基板の処理面に対し、均一に、かつ、効率よくフラッシュ光を照射することができる。これにより、各基板の処理面に対し、均一に、かつ、効率よく加熱処理を行うことができる。
【００２６】
本願の第５発明によれば、各基板の処理面に対し、より均一にフラッシュ光を照射することができる。これにより、各基板の処理面に対し、より均一に加熱処理を行うことができる。
【００２７】
本願の第６発明によれば、基板を安定的に載置でき、また、基板を保持手段にセットしやすい。さらに、多数の基板をチャンバ内に並べることができるため、多数の基板を同時に加熱処理できる。
【００２８】
本願の第７発明によれば、基板が照射面に対して略垂直の場合と比べて、各基板の処理面にフラッシュ光が当たりやすい。これにより、各基板の処理面に対し、効率よくフラッシュ光を照射することができる。
【００２９】
本願の第８発明によれば、各基板の処理面に対し、効率よくフラッシュ光を照射することができる。
【００３０】
本願の第９発明によれば、基板を収容する透明容器がフラッシュ光を透過するため、各基板の処理面に対し、効率よくフラッシュ光を照射することができる。
【００３１】
本願の第１０発明から第１４発明によれば、複数枚の基板に対し、同時に加熱処理を行うことができる。また、各基板の処理面に対し、均一に加熱処理を行うことができる。
【００３２】
本願の第１１発明によれば、基板に対し、複数の方向からフラッシュ光を照射することができる。これにより、各基板の処理面に対し、均一に加熱処理を行うことができる。
【００３３】
本願の第１２発明によれば、基板に対し、複数の方向からフラッシュ光を照射することができる。これにより、各基板の処理面に対し、均一に加熱処理を行うことができる。
【００３４】
本願の第１３発明によれば、基板にフラッシュ光を照射する際に、基板の処理面の一部が被覆される。これにより、１回のフラッシュ光の照射において、各基板の選択した一部のみに加熱処理を行うことができる。このように処理面の一部を被覆しつつ、基板を回転させて、複数の方向からフラッシュ光を照射することにより、各基板の処理面に対し、均一に加熱処理を行うことができる。
【００３５】
本願の第１４発明によれば、均一に、かつ、効率よくフラッシュ光を照射することができる。これにより、各基板の処理面に対し、均一に、かつ、効率よく加熱処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】基板処理装置の構成を示した縦断面図である。
【図２】図１の基板処理装置のＡ−Ａ’断面における縦断面図である。
【図３】基板処理装置の主な制御機構を示すブロック図である。
【図４】基板処理の流れを示したフローチャートである。
【図５】一変形例に係る基板処理装置の構成を示した縦断面図である。
【図６】一変形例に係る基板処理装置の構成を示した縦断面図である。
【図７】一変形例に係る基板処理装置の構成を示した縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３８】
＜１．一実施形態に係る基板処理装置＞
図１は、基板処理装置１の構成を示した縦断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’断面における基板処理装置１の縦断面図である。図３は、基板処理装置１の主な制御機構を示すブロック図である。
【００３９】
この基板処理装置１は、半導体の製造工程において、略円板状の基板である半導体ウェハーＷの表面にフラッシュ光を照射して、その表面に加熱処理を行うフラッシュランプアニール装置である。
【００４０】
図１および図２に示すように、本実施形態の基板処理装置１は、半導体ウェハーＷを収容するチャンバ２と、チャンバ２内にて複数の半導体ウェハーＷを保持する保持部３と、保持部３に保持された半導体ウェハーＷにフラッシュ光を照射するフラッシュ照射部４と、チャンバ２内に処理ガスを供給するガス供給部５１と、チャンバ２から排気を行う排気部５２と、半導体ウェハーＷの表面の一部を覆うマスク６と、を備えている。また、基板処理装置１は、これらの各部を制御して、半導体ウェハーＷに対して加熱処理を実行させる制御部８を備える。
【００４１】
チャンバ２は、フラッシュ照射部４の下方に設けられている。チャンバ２は、例えば、ステンレススチール等の、強度および耐熱性に優れた金属材料により形成されている。チャンバ２の上部の開口には、チャンバ窓２１が装着されている。チャンバ窓２１は、透明石英により形成された板状部材であり、フラッシュ照射部４から出射されたフラッシュ光を、チャンバ２内の空間に透過する。
【００４２】
チャンバ２内は、気密を保つことができる構成となっている。チャンバ２は、半導体ウェハーＷを搬入および搬出するための開口部（図示せず）を有している。当該開口部が閉鎖されると、チャンバ２内は、外部との通気が遮断された密閉空間となる。
【００４３】
保持部３は、複数の半導体ウェハーＷを互いに略平行に保持する保持手段である。また、保持部３は、半導体ウェハーＷを、後述するフラッシュランプ４１の照射面４１０に対して垂直に保持する。保持部３は、ローラ３１と、シャフト３２と、モータ３３と、軸受３４とを備える。
【００４４】
ローラ３１は、外周面に設けられた溝に、半導体ウェハーＷの下部の端縁を嵌合させて、半導体ウェハーＷを支持する。図２に示すように、一対のローラ３１によって１枚の半導体ウェハーＷが支持される。保持部３は、複数対のローラ３１を有することにより、複数枚の半導体ウェハーＷを同時に保持することができる。
【００４５】
ローラ３１は、一対のシャフト３２により支持されている。各ローラ３１は、シャフト３２に固定されており、シャフト３２の回転に従って回転する。これにより、ローラ３１は、モータ３３からシャフト３２を介して伝達された回転力により、半導体ウェハーＷを回転させる。
【００４６】
シャフト３２は、一端をモータ３３に接続され、他端を軸受３４に回転自在に支持されている。モータ３３は、制御部８からの信号に従って動作し、回転する。これにより、シャフト３２は、モータ３３と同期して回転する。本実施形態では、保持部３は、半導体ウェハーＷを保持する保持手段であると共に、半導体ウェハーＷを回転させる回転機構である。なお、本実施形態では、モータ３３および軸受３４がチャンバ２内に配置されているが、モータ３３および軸受３４はチャンバ２の外部に配置されていてもよい。
【００４７】
フラッシュ照射部４は、チャンバ２の上方に設けられている。フラッシュ照射部４は、チャンバ２内にて保持部３に保持される半導体ウェハーＷに、チャンバ窓２１を介してフラッシュ光を照射する。フラッシュ照射部４は、複数のフラッシュランプ４１と、リフレクタ４２とを備える。
【００４８】
複数のフラッシュランプ４１は、それぞれが長尺の円筒形状を有する棒状ランプである。複数のフラッシュランプ４１は、長手方向が互いに平行となるように平面上に配列され、これにより、照射面４１０が形成されている。このように平面上に形成された照射面４１０が、チャンバ窓２１と平行になるように配置されている。なお、本実施形態のフラッシュランプ４１はキセノンフラッシュランプであるが、クリプトンフラッシュランプを用いてもよい。
【００４９】
リフレクタ４２は、フラッシュランプ４１の上方を覆うように設けられている。リフレクタ４２は、例えば、アルミニウム合金板により形成される。また、本実施形態のリフレクタ４２の表面は、ブラスト処理により粗面化加工が施され、梨地模様を呈する。これにより、リフレクタ４２は、フラッシュランプ４１から出射されたフラッシュ光を、チャンバ窓２１へ向かって反射させる。これにより、フラッシュランプ４１が発したフラッシュ光を、効率よくチャンバ２内へと向かわせることができる。
【００５０】
ガス供給部５１は、チャンバ２内に処理ガスを供給する。本実施形態では、チャンバ２内に供給する処理ガスは、窒素である。ガス供給部５１は、窒素供給源５１１と、供給バルブ５１２とを備えている。供給バルブ５１２は、制御部８からの信号に従って開放または閉鎖する。供給バルブ５１２が開放されると、窒素供給源５１１からチャンバ２内へ窒素が供給される。供給バルブ５１２が閉鎖されると、窒素供給源５１１からチャンバ２内への窒素の供給が停止する。なお、本実施形態では、チャンバ２内に供給する処理ガスは、窒素であるが、本発明はこれに限られない。チャンバ２内に供給する処理ガスに、加熱処理の目的によって、窒素以外の処理ガスを用いてもよい。
【００５１】
排気部５２は、排気装置５２１および排気バルブ５２２を備えている。制御部８からの信号に従って排気バルブ５２２が開放されると、排気装置５２１がチャンバ２内の雰囲気をチャンバ２の外部へと排気する。排気バルブ５２２が閉鎖されると、チャンバ２内の雰囲気の排気が停止する。
【００５２】
本実施形態では、排気装置５２１として、真空ポンプを用いている。排気装置５２１に真空ポンプを用いた場合、ガス供給部５１から処理ガスを供給せずに排気を行うと、チャンバ２内をほぼ真空に減圧できる。なお、排気装置５２１として、基板処理装置１が設置される工場の排気ユーティリティを用いてもよい。その場合であっても、ガス供給部５１から処理ガスを供給せずに排気を行うことにより、チャンバ２内を大気圧よりも低い気圧に減圧できる。
【００５３】
マスク６は、ローラ３１に保持された半導体ウェハーＷの処理面Ｗａの一部を被覆する、被覆部材である。マスク６は、本実施形態では、エラストマーで形成されており、処理面Ｗａを被覆する際には、処理面Ｗａに密着させる。なお、マスク６は、アルミ板で形成され、処理面Ｗａに密着させずに使用してもよい。マスク６は、フラッシュ光の非透過性を備えていることが好ましい。
【００５４】
マスク６の下部は、チャンバ２の下部に配置されたマスク移動機構６１に支持されている。マスク６は、マスク移動機構６１から上方へ向けて延びている。フラッシュ光を半導体ウェハーＷに照射する際、マスク６は、図１に示すように、ローラ３１に載置された半導体ウェハーＷの処理面の下半分を被覆する位置に配置される。半導体ウェハーＷが移載される際や、半導体ウェハーＷが回転する際には、マスク移動機構６１は、図１中矢印で示すように、マスク６を水平方向に移動させることにより、半導体ウェハーＷと接触しない位置に配置する。
【００５５】
制御部８は、図３に示すように、モータ３３、フラッシュランプ４１、供給バルブ５１２、排気バルブ５２２、および、マスク移動機構６１などの、基板処理装置１に設けられた種々の動作機構を制御する。また、制御部８は、チャンバ２の開口部や、所定の搬送機構を制御する。制御部８は、各種演算処理を行うＣＰＵ８１と、各種プログラムおよび各種情報を記憶するメモリ８２とを備える。ＣＰＵ８１が、メモリ８２を参照しながら所定の処理プログラムを実行することにより、基板処理装置１における半導体ウェハーＷの加熱処理が進行する。
【００５６】
＜２．基板処理について＞
続いて、上記の基板処理装置１を用いた半導体ウェハーＷの加熱処理について、説明する。図４は、基板処理装置１における基板処理の流れを示したフローチャートである。
【００５７】
この基板処理装置１において、半導体ウェハーＷの加熱処理を行うときには、制御部８が、基板処理装置１内の各部を動作制御する。これにより、以下の動作が進行する。以下、図４を参照しながら、各部の動作について説明する。
【００５８】
基板処理装置１は、まず、所定の搬送機構によって、複数の半導体ウェハーＷをチャンバ２の内部に搬入する（ステップＳ１）。搬入の際、チャンバ２の開口部は開放され、当該開口部からチャンバ２内へと半導体ウェハーＷが搬入される。そして、所定の搬送機構から保持部３へ、半導体ウェハーＷが移載される。複数の半導体ウェハーＷは、ローラ３１上に載置されると、互いに略平行となる。このとき、各半導体ウェハーＷは、処理面Ｗａが、フラッシュランプ４１の照射面４１０と垂直となる姿勢で、保持部３に保持される（ステップＳ２）。半導体ウェハーＷの移載が完了すると、チャンバ２の開口部が閉鎖され、チャンバ２は密閉される。
【００５９】
次に、チャンバ２内の雰囲気が調整される（ステップＳ３）。本実施形態においては、ガス供給部５１がチャンバ２内に窒素を供給するとともに、排気部５２がチャンバ２内の雰囲気を排気する。これにより、チャンバ２内の空間が窒素雰囲気となる。なお、チャンバ２内の空気雰囲気から窒素雰囲気への置換効率を高めるために、ガス供給部５１から窒素を供給せずに、排気部５２から排気を行い、チャンバ２内を減圧してから、ガス供給部５１からの窒素の供給を開始してもよい。
【００６０】
そして、マスク移動機構６１がマスク６を移動させ、マスク６が半導体ウェハーＷの処理面Ｗａの下半分を被覆する。その後、フラッシュ照射部４のフラッシュランプ４１から保持部３に保持された半導体ウェハーＷに向けてフラッシュ光が照射される（ステップＳ４）。フラッシュランプ４１から放射されるフラッシュ光の一部は、直接チャンバ窓２１を介してチャンバ２内へと向かう。また、フラッシュ光の他の一部は、リフレクタ４２により反射されてから、チャンバ窓２１を介してチャンバ２内へと向かう。フラッシュランプ４１の発光時間は、例えば、０．０１ミリ秒以上１ミリ秒以下である。
【００６１】
これにより、半導体ウェハーＷの処理面Ｗａの上半分が加熱処理される。ここでは、処理面Ｗａの下半分は、マスク６により覆われているため、フラッシュ光が照射されない。すなわち、処理面Ｗａの下半分は加熱処理がされていない。以下、処理面Ｗａのうち、ステップＳ４において加熱処理がされた部分を既処理部、加熱処理がされていない部分を未処理部と呼ぶ。
【００６２】
続いて、マスク移動機構６１により、マスク６が半導体ウェハーＷと接触しない位置に移動する。そして、制御部８からの制御信号に従ってモータ３３が駆動する。これにより、ローラ３１が回転し、それに伴い、半導体ウェハーＷが回転する（ステップＳ５）。半導体ウェハーＷが１８０度回転したところで、モータ３３が停止し、ローラ３１および半導体ウェハーＷの回転が停止する。これにより、半導体ウェハーＷの下半分に既処理部、上半分に未処理部が配置される。
【００６３】
そして、再びマスク移動機構６１がマスク６を移動させ、マスク６が半導体ウェハーＷの処理面Ｗａの下半分を被覆する。これにより、処理面Ｗａのうち、既処理部がマスク６により被覆され、未処理部は露出した状態となる。その後、フラッシュ照射部４のフラッシュランプ４１から半導体ウェハーＷに向けて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４１の発光時間は、ステップＳ４と同様である。これにより、半導体ウェハーＷの処理面Ｗａの未処理部に対して加熱処理が行われる。したがって、ステップＳ４とステップＳ６とにより、半導体ウェハーＷの処理面Ｗａの全面に対して加熱処理が施される。
【００６４】
フラッシュランプを用いた加熱処理では、フラッシュランプ４１からの距離が遠くなるにつれ、処理面Ｗａに照射されるフラッシュ光の光量が小さくなる。さらに、本実施形態のように、半導体ウェハーＷの処理面Ｗａが、フラッシュランプ４１の照射面４１０に対して垂直である場合、フラッシュランプ４１の照射面４１０に対して斜めに配置されている場合と比べて、各処理面Ｗａに照射されるフラッシュ光の照射量が小さい。そのため、フラッシュランプ４１の照射光量や、半導体ウェハーＷ間の距離等の条件によっては、フラッシュランプ４１から一定以上の距離において、処理面Ｗａに照射されるフラッシュ光の光量が加熱処理に不十分となり、加熱処理の状態にムラが生じる虞がある。
【００６５】
そこで、ステップＳ４では、処理面Ｗａのうちフラッシュランプ４１からの距離が遠く、加熱ムラの生じやすい下半分をマスク６で被覆することにより、加熱ムラの生じにくい上半分のみにフラッシュ光の照射を行う。そして、ステップＳ５にて未処理部を上半分に配置し、ステップＳ６にて未処理部のみにフラッシュ光の照射を行う。これにより、処理面Ｗａの全体に、加熱ムラを抑えながら加熱処理をすることができる。すなわち、本実施形態では、回転機構である保持部３と、半導体ウェハーＷの処理面Ｗａの一部を覆う被覆部材であるマスク６とは、半導体ウェハーＷに照射される照射光を均一化するための均一化手段となっている。
【００６６】
フラッシュ光の照射が完了した後、マスク移動機構６１により、マスク６が半導体ウェハーＷと接触しない位置に移動する。最後に、基板処理装置１は、チャンバ２の開口部を開放し、所定の搬送機構によって、複数の半導体ウェハーＷをチャンバ２の外部へ搬出する（ステップＳ７）。
【００６７】
このように、この基板処理装置１では、フラッシュ照射部４の照射面４１０に対して垂直かつ互いに略平行に保持された複数の半導体ウェハーＷに対し、フラッシュ光を同時に照射する。これにより、複数の半導体ウェハーＷに対して、同時に加熱処理を行うことができる。
【００６８】
特に、本実施形態では、半導体ウェハーＷの処理面Ｗａの一部を被覆しつつ、半導体ウェハーＷに対してフラッシュ光を照射する。また、半導体ウェハーＷの回転角度および被覆部分を変更して、同様にフラッシュ光の照射を行う。これにより、各半導体ウェハーＷの処理面Ｗａに対して、均一に加熱処理を行うことができる。
【００６９】
＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
【００７０】
上記の実施形態では、半導体ウェハーの回転角度が１８０度であり、フラッシュ光の照射が２回であったが、本発明はこれに限られない。例えば、回転角度が９０度であり、フラッシュ光の照射が４回であってもよい。また、回転角度が６０度であり、フラッシュ光の照射が６回であってもよい。なお、半導体ウェハーＷの処理面Ｗａのうち、マスク６に被覆される領域は、半導体ウェハーＷの回転角度に応じて設定すればよい。
【００７１】
図５は、一変形例に係る基板処理装置１Ａの構成を示した断面図である。図５の例では、フラッシュ照射部４Ａは、チャンバ２Ａの側方に設けられている。すなわち、フラッシュランプ４１Ａの照射面４１０Ａは、水平面に対し、略垂直に配置されている。保持部３Ａは、透明容器３５Ａと、回転台３６Ａと、回転機構３７Ａとを備える。
【００７２】
透明容器３５Ａは、その内部に、複数の半導体ウェハーＷを略平行に収容する保持手段である。透明容器３５Ａは、気密性を有しており、内部は窒素等の処理ガスで充填される。また、透明容器３５Ａは、透明石英などの光透過性を有する材料からなり、フラッシュ光を透過する。
【００７３】
回転台３６Ａは、略水平に広がる板状の部材である。回転台３６Ａは、回転機構３７Ａにより、回転軸３６０Ａを中心として回転する。加熱処理時には、透明容器３５Ａ中に保持された半導体ウェハーＷの中心と、回転軸３６０Ａとが重なるように、回転台３６Ａ上に透明容器３５Ａが載置される。これにより、回転機構３７Ａを駆動させると、回転台３６Ａの回転に従って、半導体ウェハーＷが回転する。
【００７４】
図５の例では、半導体ウェハーＷを回転させつつ、半導体ウェハーＷにフラッシュ光を複数回照射する。すなわち、半導体ウェハーＷを回転させつつ、所定角度（例えば９０度）ごとに、フラッシュ光の照射を行う。このように、半導体ウェハーＷに対して、複数の位置からフラッシュ光が照射されることにより、半導体ウェハーＷの処理面Ｗａに照射されるフラッシュ光は略均一となる。
【００７５】
上記の実施形態では、半導体ウェハーに照射される照射光を均一化するための均一化手段は、回転機構である保持部と、被覆部材であるマスクであったが、図５の例のように、均一化手段は、被覆部材を含まず、回転機構のみであってもよい。なお、図５の例の基板処理装置１Ａが、さらにマスクを有していてもよい。また、図５の例のように、半導体ウェハーＷが気密性を有する透明容器３５Ａに収容されている場合、透明容器３５Ａ内の雰囲気が窒素置換されていればよく、チャンバ２Ａ内の雰囲気を処理ガスに置換する必要がない。これにより、使用する処理ガスの量を低減できる。
【００７６】
図６は、他の変形例に係る基板処理装置１Ｂの構成を示した縦断面図である。図６の例では、基板処理装置１Ｂは、複数の反射部材７Ｂ（例えばミラー）を有する。また、保持部３Ｂが、回転機構を有していない。
【００７７】
複数の反射部材７Ｂは、複数の半導体ウェハーＷの間に、それぞれ配置される。図６の例では、反射部材７Ｂは、各半導体ウェハーＷの処理面Ｗａから間隔を開けて配置されている。これにより、フラッシュランプ４１Ｂから照射されたフラッシュ光の一部が、反射部材７Ｂにおいて反射して処理面Ｗａへと向かう。その結果、処理面Ｗａに対する照射光を、効率よく均一化できる。
【００７８】
また、図６の反射部材７Ｂは、フラッシュランプ４１Ｂの照射面４１０Ｂからの距離に応じて反射率が異なる。例えば、照射面４１０Ｂからの距離が遠くなるにつれて、反射部材７Ｂの反射率が高くなる。このように、反射部材７Ｂの反射率を調整することにより、フラッシュランプ４１Ｂの照射時において、半導体ウェハーＷの被照射面である処理面Ｗａにおけるフラッシュ光の照射量を、略均一とすることができる。このため、処理面Ｗａには、略均一に加熱処理が施される。
【００７９】
図６の例では、反射部材７Ｂが、半導体ウェハーＷに照射されるフラッシュ光を均一化するための均一化手段である。図６の例では、保持部３Ｂが回転機構を有していないが、均一化手段として、回転機構および反射部材の双方を備えていてもよい。また、図６の例では、反射部材７Ｂは、フラッシュランプ４１Ｂの照射面４１０Ｂからの距離に応じて反射率が異なるが、反射部材は、照射面４１０Ｂからの距離に拘わらず反射率が一定のものであってもよい。
【００８０】
図７は、他の変形例に係る基板処理装置１Ｃの構成を示した縦断面図である。図７の例では、基板処理装置１Ｃのチャンバ２Ｃ内に、複数の半導体ウェハーＷと、保持部３Ｃと、反射部材７Ｃ（例えばミラー）とが、を収容されている。
【００８１】
保持部３Ｃは、半導体ウェハーＷをフラッシュランプ４１Ｃの照射面４１０Ｃに対して斜めに保持する保持手段である。すなわち、保持部３Ｃは、各半導体ウェハーＷの処理面Ｗａがフラッシュランプ４１Ｃの照射面４１０Ｃ側を向くように、半導体ウェハーＷを傾斜して保持する。このため、半導体ウェハーＷが照射面に対して略垂直に配置される場合と比べて、フラッシュランプ４１Ｃから出射されるフラッシュ光を効率よく処理面Ｗａへと照射できる。
【００８２】
反射部材７Ｃは、チャンバ２Ｃの内壁に配置される。フラッシュランプ４１Ｃから照射されたフラッシュ光の一部は、反射部材７Ｃにおいて反射して、半導体ウェハーＷの処理面Ｗａへと向かう。このように、図７の例では、反射部材７Ｃが、半導体ウェハーＷに照射されるフラッシュ光を均一化するための均一化手段である。図７の例では、反射部材７Ｃの反射率は一定であるが、反射部材７Ｃは、配置される位置に応じてその反射率が異なってもよい。その場合、半導体ウェハーＷに照射されるフラッシュ光の照射量を、より均一化することができる。
【００８３】
なお、図６および図７の例では、反射部材が、半導体ウェハーの間やチャンバの内壁に配置されていたが、本発明はこれに限られない。反射部材は、チャンバ内の他の場所に配置されていてもよい。また、半導体ウェハーの処理面と反対側の面が鏡面加工されることにより、反射部材としての役割を果たしてもよい。
【００８４】
また、上記の基板処理装置１は、半導体ウェハーＷの製造工程に用いられるものであったが、本発明の基板処理装置および基板処理方法は、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、カラーフィルタ用基板、記録ディスク用基板、太陽電池用基板などの他の精密電子装置用基板を、処理対象とするものであってもよい。
【００８５】
また、基板処理装置の細部の構成については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  基板処理装置
２，２Ａ，２Ｃ  チャンバ
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ  保持部
４，４Ａ  フラッシュ照射部
６  マスク
７Ｂ，７Ｃ  反射部材
８  制御部
２１  チャンバ窓
３１  ローラ
３２  シャフト
３３  モータ
３４  軸受
３５Ａ  透明容器
３６Ａ  回転台
３７Ａ  回転機構
４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ  フラッシュランプ
６１  マスク移動機構
３６０Ａ  回転軸
４１０，４１０Ａ，４１０Ｂ，４１０Ｃ  照射面
Ｗ  半導体ウェハー
Ｗａ  処理面
【図１】
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【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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