(57)【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、
前記基板を保持する保持部と、
複数のランプを有し且つ該複数のランプから発せられる光を前記基板に照射することで該基板を加熱する照射部と、
を備え、
前記照射部が、
前記複数のランプの前記基板とは反対側に配置され且つ前記複数のランプから発せられる光を前記基板に向けて反射する反射部と、
前記複数のランプに含まれており且つ前記保持部に保持された前記基板を光の第１の照射によって加熱する複数の第１ランプと、
前記複数のランプには含まれておらず且つ前記保持部に保持された前記基板を光の第２の照射によって加熱する第２ランプと、を有し、
前記第１の照射が、
前記第２の照射よりも先に開始され、
前記複数の第１ランプが、
前記保持部に保持された前記基板を前記第２の照射による加熱前に前記第１の照射によって予備的に加熱し、
前記反射部が、
前記複数の第１ランプのうちの１つの第１ランプごとに該１つの第１ランプから発せられる光を前記基板に向けて反射するリフレクタを含むか、あるいは前記複数の第１ランプのうちの２つ以上の第１ランプを含む第１ランプ群ごとに該２つ以上の第１ランプから発せられる光を前記基板に向けて反射するリフレクタを含み、
前記１つの第１ランプごとに前記リフレクタと前記１つの第１ランプとの角度関係が変更されることで、該１つの第１ランプからの光が該リフレクタによって反射される方向が変更されるか、あるいは前記第１ランプ群ごとに前記リフレクタと前記２つ以上の第１ランプとの角度関係が変更されることで、該２つ以上の第１ランプからの光が該リフレクタによって反射される方向が変更されることを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の熱処理装置であって、
前記第２ランプが、
前記保持部に保持された前記基板をフラッシュ光による前記第２の照射によって加熱するフラッシュランプを含むことを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の熱処理装置であって、
前記基板が、
表面部に不純物が注入された半導体基板であり、
前記熱処理装置が、
前記第１の照射および前記第２の照射による加熱が施された後の前記半導体基板の表面部におけるシート抵抗の実際の面内分布と、前記半導体基板の表面部におけるシート抵抗の面内分布について予め設定された基準となる基準面内分布との関係に応じて、前記１つの第１ランプごとに前記リフレクタと前記１つの第１ランプとの角度関係を変更させるか、あるいは前記第１ランプ群ごとに前記リフレクタと前記２つ以上の第１ランプとの角度関係を変更させる制御部、
を更に備えることを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の熱処理装置であって、
前記制御部が、
前記第１の照射および前記第２の照射が施された後の前記半導体基板の表面部のうちの前記基準面内分布におけるシート抵抗の値よりも前記実際の面内分布におけるシート抵抗の値の方が高い領域に対して、前記照射部から照射される光の量が増加するように、前記１つの第１ランプごとに前記リフレクタと前記１つの第１ランプとの角度関係を変更させるか、あるいは前記第１ランプ群ごとに前記リフレクタと前記２つ以上の第１ランプとの角度関係を変更させることを特徴とする熱処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の熱処理装置であって、
前記制御部が、
前記実際の面内分布と、前記基準面内分布との差分に応じて、前記１つの第１ランプごとに前記リフレクタと前記１つの第１ランプとの角度関係を変更させるか、あるいは前記第１ランプ群ごとに前記リフレクタと前記２つ以上の第１ランプとの角度関係を変更させることを特徴とする熱処理装置。
【請求項６】
不純物が注入された半導体基板に光を照射することによって該半導体基板を加熱する熱処理装置の調整方法であって、
(a)前記半導体基板を前記熱処理装置内の保持部に保持させるステップと、
(b)前記保持部に保持された前記基板に対して複数の第１ランプによる光の第１の照射によって予備的な加熱を施すとともに、該予備的な加熱の開始後に、前記半導体基板に対して第２ランプによるフラッシュ光の第２の照射によって加熱を施すステップと、
(c)前記ステップ(b)において前記第１の照射および前記第２の照射が施された後の前記半導体基板の表面部におけるシート抵抗を測定することで前記半導体基板の表面部におけるシート抵抗の実際の面内分布を取得するステップと、
(d)前記ステップ(c)において取得された前記実際の面内分布と、前記半導体基板の表面部におけるシート抵抗の面内分布について予め設定された基準となる基準面内分布との関係に応じて、前記複数の第１ランプのうちの１つの第１ランプごとに、該１つの第１ランプから発せられる光を前記半導体基板に向けて反射するリフレクタと該１つの第１ランプとの角度関係を変更するか、あるいは前記複数の第１ランプのうちの２つ以上の第１ランプを含む第１ランプ群ごとに、該２つ以上の第１ランプから発せられる光を前記半導体基板に向けて反射するリフレクタと該２つ以上の第１ランプとの角度関係を変更するステップと、
を有することを特徴とする熱処理装置の調整方法。
【請求項７】
請求項６に記載の熱処理装置の調整方法であって、
前記ステップ(d)において、
前記第１の照射および前記第２の照射が施された後の前記半導体基板の表面部のうちの前記基準面内分布におけるシート抵抗の値よりも前記実際の面内分布におけるシート抵抗の値の方が高い領域に対して、前記複数の第１ランプから照射される光の量が増加するように、前記複数の第１ランプのうちの１つの第１ランプごとに、該１つの第１ランプから発せられる光を前記半導体基板に向けて反射するリフレクタと該１つの第１ランプとの角度関係を変更するか、あるいは前記複数の第１ランプのうちの２つ以上の第１ランプを含む第１ランプ群ごとに、該２つ以上の第１ランプから発せられる光を前記半導体基板に向けて反射するリフレクタと該２つ以上の第１ランプとの角度関係を変更することを特徴とする熱処理装置の調整方法。
【請求項８】
請求項７に記載の熱処理装置の調整方法であって、
前記ステップ(d)が、
(d1)前記ステップ(c)において取得された前記実際の面内分布と、前記基準面内分布との差分を算出するステップと、
(d2)前記ステップ(d1)において算出された前記差分に応じて、前記複数の第１ランプのうちの１つの第１ランプごとに、該１つの第１ランプから発せられる光を前記半導体基板に向けて反射するリフレクタと該１つの第１ランプとの角度関係を変更するか、あるいは前記複数の第１ランプのうちの２つ以上の第１ランプを含む第１ランプ群ごとに、該２つ以上の第１ランプから発せられる光を前記半導体基板に向けて反射するリフレクタと該２つ以上の第１ランプとの角度関係を変更するステップと、
を含むことを特徴とする熱処理装置の調整方法。
【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）と言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の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。
【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半導体ウェハーが保持されているため、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。このようなウェハー面内の温度分布の不均一化により、ウェハー面内にホットスポットおよびコールドスポットが点在し、半導体デバイスの特性の劣化および製造の歩留まりの低下等が生じることが懸念される。
【０００６】
これに対して、特許文献３，４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、予備加熱段階において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
【特許文献４】特開２０１４−１２０４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、フラッシュランプを使用した熱処理装置においては、例えば、下方からのハロゲンランプ等による光照射によって半導体ウェハーの予備加熱が行われると、熱が逃げやすい半導体ウェハーの周縁部において温度低下が生じやすい。
【０００９】
この問題に対して、特許文献４には、複数本の棒状のハロゲンランプの配設密度が半導体ウェハー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いて高められることで、半導体ウェハーの周縁部により多い光量の光照射を行うことが開示されている。
【００１０】
しかしながら、棒状のハロゲンランプの配設密度の調整のみによって、予備加熱時における半導体ウェハーの周縁部での温度低下を抑制しつつ、半導体ウェハーの面内温度分布の均一化を図ることは容易でない。
【００１１】
また、例えば、各種材料が塗布された基板の加熱が繰り返されることでチャンバー内が汚れで黒ずむ場合には、この汚れをウエス等で完全に拭き取ることは容易でないため、加熱時における半導体ウェハーの面内温度分布が不均一となり易い。
【００１２】
上記問題は、フラッシュランプを使用した熱処理装置に限られず、例えば、ハロゲンランプを用いたＲＴＰ（Rapid Thermal Process）装置等を含む、光の照射によって基板を加熱する装置一般に共通する。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、熱処理装置において光の照射による加熱時に基板の面内温度分布の均一化が図られ得る技術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】
【００１４】
上記課題を解決するために、第１の態様に係る熱処理装置は、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であって、前記基板を保持する保持部と、複数のランプを有し且つ該複数のランプから発せられる光を前記基板に照射することで該基板を加熱する照射部と、を備え、前記照射部が、前記複数のランプの前記基板とは反対側に配置され且つ前記複数のランプから発せられる光を前記基板に向けて反射する反射部と、前記複数のランプに含まれており且つ前記保持部に保持された前記基板を光の第１の照射によって加熱する複数の第１ランプと、前記複数のランプには含まれておらず且つ前記保持部に保持された前記基板を光の第２の照射によって加熱する第２ランプと、を有し、前記第１の照射が、前記第２の照射よりも先に開始され、前記複数の第１ランプが、前記保持部に保持された前記基板を前記第２の照射による加熱前に前記第１の照射によって予備的に加熱し、前記反射部が、前記複数の第１ランプのうちの１つの第１ランプごとに該１つの第１ランプから発せられる光を前記基板に向けて反射するリフレクタを含むか、あるいは前記複数の第１ランプのうちの２つ以上の第１ランプを含む第１ランプ群ごとに該２つ以上の第１ランプから発せられる光を前記基板に向けて反射するリフレクタを含み、前記１つの第１ランプごとに前記リフレクタと前記１つの第１ランプとの角度関係が変更されることで、該１つの第１ランプからの光が該リフレクタによって反射される方向が変更されるか、あるいは前記第１ランプ群ごとに前記リフレクタと前記２つ以上の第１ランプとの角度関係が変更されることで、該２つ以上の第１ランプからの光が該リフレクタによって反射される方向が変更されることを特徴とする。
【００１６】
第２の態様に係る熱処理装置は、第１の態様に係る熱処理装置であって、前記第２ランプが、前記保持部に保持された前記基板をフラッシュ光による前記第２の照射によって加熱するフラッシュランプを含むことを特徴とする。
【００１７】
第３の態様に係る熱処理装置は、第２の態様に係る熱処理装置であって、前記基板が、表面部に不純物が注入された半導体基板であり、前記熱処理装置が、前記第１の照射および前記第２の照射による加熱が施された後の前記半導体基板の表面部におけるシート抵抗の実際の面内分布と、前記半導体基板の表面部におけるシート抵抗の面内分布について予め設定された基準となる基準面内分布との関係に応じて、前記１つの第１ランプごとに前記リフレクタと前記１つの第１ランプとの角度関係を変更させるか、あるいは前記第１ランプ群ごとに前記リフレクタと前記２つ以上の第１ランプとの角度関係を変更させる制御部、を更に備えることを特徴とする。
【００１８】
第４の態様に係る熱処理装置は、第３の態様に係る熱処理装置であって、前記制御部が、前記第１の照射および前記第２の照射が施された後の前記半導体基板の表面部のうちの前記基準面内分布におけるシート抵抗の値よりも前記実際の面内分布におけるシート抵抗の値の方が高い領域に対して、前記照射部から照射される光の量が増加するように、前記１つの第１ランプごとに前記リフレクタと前記１つの第１ランプとの角度関係を変更させるか、あるいは前記第１ランプ群ごとに前記リフレクタと前記２つ以上の第１ランプとの角度関係を変更させることを特徴とする。
【００１９】
第５の態様に係る熱処理装置は、第４の態様に係る熱処理装置であって、前記制御部が、前記実際の面内分布と、前記基準面内分布との差分に応じて、前記１つの第１ランプごとに前記リフレクタと前記１つの第１ランプとの角度関係を変更させるか、あるいは前記第１ランプ群ごとに前記リフレクタと前記２つ以上の第１ランプとの角度関係を変更させることを特徴とする。
【００２０】
第６の態様に係る熱処理装置の調整方法は、不純物が注入された半導体基板に光を照射することによって該半導体基板を加熱する熱処理装置の調整方法であって、(a)前記半導体基板を前記熱処理装置内の保持部に保持させるステップと、(b)前記保持部に保持された前記基板に対して複数の第１ランプによる光の第１の照射によって予備的な加熱を施すとともに、該予備的な加熱の開始後に、前記半導体基板に対して第２ランプによるフラッシュ光の第２の照射によって加熱を施すステップと、(c)前記ステップ(b)において前記第１の照射および前記第２の照射が施された後の前記半導体基板の表面部におけるシート抵抗を測定することで前記半導体基板の表面部におけるシート抵抗の実際の面内分布を取得するステップと、(d)前記ステップ(c)において取得された前記実際の面内分布と、前記半導体基板の表面部におけるシート抵抗の面内分布について予め設定された基準となる基準面内分布との関係に応じて、前記複数の第１ランプのうちの１つの第１ランプごとに、該１つの第１ランプから発せられる光を前記半導体基板に向けて反射するリフレクタと該１つの第１ランプとの角度関係を変更するか、あるいは前記複数の第１ランプのうちの２つ以上の第１ランプを含む第１ランプ群ごとに、該２つ以上の第１ランプから発せられる光を前記半導体基板に向けて反射するリフレクタと該２つ以上の第１ランプとの角度関係を変更するステップと、を有することを特徴とする。
【００２１】
第７の態様に係る熱処理装置の調整方法は、第６の態様に係る熱処理装置の調整方法であって、前記ステップ(d)において、前記第１の照射および前記第２の照射が施された後の前記半導体基板の表面部のうちの前記基準面内分布におけるシート抵抗の値よりも前記実際の面内分布におけるシート抵抗の値の方が高い領域に対して、前記複数の第１ランプから照射される光の量が増加するように、前記複数の第１ランプのうちの１つの第１ランプごとに、該１つの第１ランプから発せられる光を前記半導体基板に向けて反射するリフレクタと該１つの第１ランプとの角度関係を変更するか、あるいは前記複数の第１ランプのうちの２つ以上の第１ランプを含む第１ランプ群ごとに、該２つ以上の第１ランプから発せられる光を前記半導体基板に向けて反射するリフレクタと該２つ以上の第１ランプとの角度関係を変更することを特徴とする。
【００２２】
第８の態様に係る熱処理装置の調整方法は、第７の態様に係る熱処理装置の調整方法であって、前記ステップ(d)が、(d1)前記ステップ(c)において取得された前記実際の面内分布と、前記基準面内分布との差分を算出するステップと、(d2)前記ステップ(d1)において算出された前記差分に応じて、前記複数の第１ランプのうちの１つの第１ランプごとに、該１つの第１ランプから発せられる光を前記半導体基板に向けて反射するリフレクタと該１つの第１ランプとの角度関係を変更するか、あるいは前記複数の第１ランプのうちの２つ以上の第１ランプを含む第１ランプ群ごとに、該２つ以上の第１ランプから発せられる光を前記半導体基板に向けて反射するリフレクタと該２つ以上の第１ランプとの角度関係を変更するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
第１から第５の何れの態様に係る熱処理装置によっても、ランプから発せられる光を基板に向けて反射する反射部における少なくとも一部分とランプとの角度関係が変更されることで、ランプからの光が反射される方向が変更されるため、熱処理装置において光の照射による加熱時に基板の面内温度分布の均一化が図られ得る。
【００２４】
第１から第５の何れの態様に係る熱処理装置によっても、第１ランプによる光の第１の照射によって基板が予備的に加熱され、この予備的な加熱の開始後に、第２ランプによる光の第２の照射によって基板が加熱され始めるため、熱処理装置において光の照射による予備加熱時に基板の面内温度分布の均一化が図られ得る。
【００２５】
第２から第５の何れの態様に係る熱処理装置によっても、第１ランプによる光の照射によって基板が予備的に加熱され始めた後に、第２ランプによるフラッシュ光の照射によって基板が加熱されるため、フラッシュ光の照射によって基板を加熱する熱処理装置において光の照射による予備加熱時に基板の面内温度分布の均一化が図られ得る。
【００２６】
第３から第５の態様に係る熱処理装置ならびに第６から第８の態様に係る熱処理装置の調整方法の何れによっても、半導体基板に対する予備的な加熱およびフラッシュ光の照射による加熱が施された後の半導体基板の表面部におけるシート抵抗の面内分布と、シート抵抗の基準となる面内分布との関係に応じて、反射部の少なくとも一部分と第１ランプとの角度関係が変更されるため、フラッシュ光の照射によって基板を加熱する熱処理装置において光の照射による予備加熱時に半導体基板の面内温度分布の均一化がより適正に図られ得る。
【００２７】
第４および第５の態様に係る熱処理装置ならびに第７および第８の態様に係る熱処理装置の調整方法の何れによっても、熱処理が施された後の半導体基板の表面部においてシート抵抗が高くなる領域に対し、より多くの光量の光の照射が行われるため、光の照射による予備加熱時に半導体基板の面内温度分布の均一化がさらに適正に図られ得る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一実施形態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】保持部のサセプターを上面から見た平面図である。
【図４】保持部の断面を模式的に示す断面図である。
【図５】ガイドリングの設置部分を拡大した図である。
【図６】移載機構の平面図である。
【図７】移載機構の側面図である。
【図８】複数のハロゲンランプの配置を示す平面図である。
【図９】各ハロゲンランプに対する反射部の配置を模式的に示す断面図である。
【図１０】リフレクタの角度が変更される様子を模式的に示す図である。
【図１１】熱処理装置の調整方法に係るフローチャートである。
【図１２】熱処理装置の調整方法に係るフローチャートである。
【図１３】一変形例に係る反射部の配置を例示する断面図である。
【図１４】一変形例に係るリフレクタの角度が変更される様子を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、一実施形態および各種変形例を図面に基づいて説明する。なお、図面においては同様な構成および機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。なお、図１およびそれ以降の各図においては、理解が容易となるように、必要に応じて各部の寸法や数が誇張または簡略化されて描かれている。
【００３０】
図１は、一実施形態に係る熱処理装置１の構成を示す縦断面図である。熱処理装置１は、基板としての半導体ウェハーＷに対して光を照射することによって該半導体ウェハーＷを加熱する装置である。具体的には、熱処理装置１は、半導体ウェハーＷにフラッシュ光を照射して該半導体ウェハーＷを加熱する装置（フラッシュランプアニール装置とも言う）である。ここで、処理対象となる半導体ウェハーＷは、一般に円板形状を有する。該半導体ウェハーＷのサイズとしては、特に限定されるものではないが、例えば、φ３００ｍｍあるいはφ４５０ｍｍのものが採用され得る。そして、熱処理装置１に搬入される上記半導体ウェハーＷの表面近傍の部分（表面部とも言う）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。
【００３１】
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を内蔵する照射部としてのハロゲン加熱部４と、を備える。具体的には、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、チャンバー６の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、保持部７と、移載機構１０と、を備える。保持部７は、半導体ウェハーＷを保持する部分であり、例えば、半導体ウェハーＷを水平姿勢で保持する。移載機構１０は、保持部７と装置外部との間で半導体ウェハーＷの受け渡しを行う機構である。さらに、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。
【００３２】
チャンバー６は、筒状のチャンバー側部６１の上下の部分に石英製のチャンバー窓が装着されて構成されている。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、該チャンバー側部６１の上側開口が上側チャンバー窓６３の装着によって閉塞され、該チャンバー側部６１の下側開口が下側チャンバー窓６４の装着によって閉塞されている。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、石英によって形成された円板形状の部材であり、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内に透過させ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、石英によって形成された円板形状の部材であり、ハロゲン加熱部４からの光をチャンバー６内に透過させる石英窓として機能する。
【００３３】
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、チャンバー側部６１の内側の壁面の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に対して上側から嵌め込まれる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に対して下側から嵌め込まれて図示省略のビスで留められ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。
【００３４】
ここでは、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の内壁面のうちの反射リング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。
【００３５】
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）によって形成されている。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。
【００３６】
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を介した熱処理空間６５への半導体ウェハーＷの搬入および熱処理空間６５からの凹部６２を介した半導体ウェハー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。
【００３７】
また、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よりも上側の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の経路の途中にはバルブ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）およびヘリウム（Ｈｅ）等の不活性ガス、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）等の反応性ガスであっても良い。
【００３８】
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よりも下側の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。また、ガス排気管８８の経路の途中にはバルブ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のそれぞれは、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。また、ガス供給源８５および排気部１９０は、熱処理装置１に設けられた機構であっても良いし、熱処理装置１が設置される工場のユーティリティであっても良い。
【００３９】
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。
【００４０】
図２は、保持部７の全体外観を示す斜視図である。また、図３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４は、水平面に垂直な面に沿った保持部７の断面を模式的に示す断面図である。なお、図４には、保持部７に保持された状態の半導体ウェハーＷの外縁が二点鎖線で描かれている。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はいずれも石英によって形成されている。すなわち、保持部７の全体が石英によって形成されている。
【００４１】
基台リング７１は、円環形状の石英製の部材である。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、チャンバー６の壁面に支持される（図１参照）。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、例えば、円環形状から一部が欠落した円弧状であっても良い。
【００４２】
サセプター７４は、チャンバー６内において該サセプター７４上に載置された半導体ウェハーＷを保持する。該サセプター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、プレートとしての保持プレート７５、ガイド部としてのガイドリング７６および複数の支持ピン７７を備える。保持プレート７５は、石英によっ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。
【００４３】
保持プレート７５の上面の周縁部には、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。また、ガイドリング７６は、保持プレート７５と同様に石英によって形成される。ガイドリング７６は、保持プレート７５の上面に溶着されても良いし、別途加工によって形成されたピン等によって保持プレート７５に固定されても良い。あるいは、ガイドリング７６は、単に保持プレート７５の上面の周縁部に載置されるだけでも良い。ここで、ガイドリング７６が保持プレート７５に溶着されると、石英の部材の摺動によるパーティクルの発生が抑制され、ガイドリング７６を載置した場合には、溶着による保持プレート７５の歪みが防止され得る。
【００４４】
図５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が載置される載置面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°以上で且つ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。
【００４５】
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以上で且つ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以上で且つ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の内径がφ３２０ｍｍとされている（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（本実施形態では、φ３４０ｍｍ）と同じであれば良い。
【００４６】
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されれば良い。
【００４７】
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がチャンバー６に装着される。保持部７がチャンバー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。チャンバー６に搬入された半導体ウェハーＷは、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によって点接触によって支持されることでサセプター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。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の水平方向における位置のずれは、ガイドリング７６によって防止される。
【００４８】
また、図２および図３で示されるように、サセプター７４の保持プレート７５には、上下に貫通する開口部７８が形成されている。開口部７８は、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）が、放射温度計１２０によって受光されるように設けられている。すなわち、サセプター７４に保持された半導体ウェハーＷの裏面から放射された光が、開口部７８を介して放射温度計１２０によって受光され、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。
【００４９】
図６は、移載機構１０の平面図である。また、図７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６の実線で描かれた位置）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６の二点鎖線で描かれた位置）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。
【００５０】
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２および図３参照）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。
【００５１】
図１に戻り、フラッシュ加熱部５は、チャンバー６の上方に設けられており、筐体５１の内側に、複数本（本実施形態では３０本）のフラッシュランプ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。そして、フラッシュ加熱部５が、サセプター７４に保持された半導体ウェハーＷに複数のフラッシュランプＦＬから発せられるフラッシュ光を照射することで、該半導体ウェハーＷを加熱する。本実施形態では、フラッシュランプＦＬとして、キセノンフラッシュランプが採用される。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。
【００５２】
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のランプであり、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。
【００５３】
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ミリ秒から１００ミリ秒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。
【００５４】
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、例えば、アルミニウム合金板によって形成されており、その表面（フラッシュランプＦＬに臨む側の面）には、ブラスト処理により粗面化加工が施されている。
【００５５】
ハロゲン加熱部４は、チャンバー６の下方に設けられており、複数本（本実施形態では４０本）の第１ランプとしてのハロゲンランプＨＬからなる光源と、その光源を下方から覆うように設けられた反射部４Ｒと、を有している。ハロゲン加熱部４は、複数のハロゲンランプＨＬから発せられる光を、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へ照射する。ここで、反射部４Ｒは、複数のハロゲンランプＨＬの半導体ウェハーＷとは反対側に配置されている。このため、複数のハロゲンランプＨＬから反射部４Ｒに向けて発せられる光が、反射部４Ｒによって半導体ウェハーＷに向けて反射される。このようにして、複数のハロゲンランプＨＬから発せられる光がサセプター７４に保持された半導体ウェハーＷに照射され、その結果、半導体ウェハーＷが加熱される。
【００５６】
図８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。
【００５７】
また、図８で示されるように、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、ハロゲン加熱部４からの光の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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
図９は、反射部４Ｒの配置を模式的に示す断面図である。図１０は、リフレクタ４Ｒｆが回動する様子を模式的に示す断面図である。図９および図１０では、各ハロゲンランプＨＬから発せられる光の進行方向が直線状の細線で描かれた矢印で示されている。
【００６１】
本実施形態では、反射部４Ｒには、各ハロゲンランプＨＬに対して、それぞれ１つのリフレクタ４Ｒｆが設けられている。具体的には、図９で示されるように、各ハロゲンランプＨＬの側方から下方にかけた下半分の部分が覆われるように、半円筒状のリフレクタ４Ｒｆが設けられている。図９には、一例として、相互に平行に配置された６本のハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ６のそれぞれにおいて、側方から下方にかけた下半分の部分が、リフレクタ４Ｒｆ１〜４Ｒｆ６で覆われている様子が示されている。ハロゲンランプＨＬの光は、通常は四方八方に散乱するが、上記のように、ハロゲンランプＨＬの下半分を囲むようにリフレクタ４Ｒｆが設けられることで、ハロゲンランプＨＬから出射される光に指向性が持たされている。
【００６２】
また、ハロゲン加熱部４では、例えば、各リフレクタ４Ｒｆ１〜４Ｒｆ６が、回動自在に設けられている。具体的には、円筒状の各ハロゲンランプＨＬの軸を中心として、各ハロゲンランプＨＬに対して設けられたリフレクタ４Ｒｆが回動自在に設けられている。これにより、反射部４Ｒの少なくとも一部分としてのリフレクタ４Ｒｆ１〜４Ｒｆ６と複数のハロゲンランプＨＬとの角度関係が変更され得る。その結果、複数のハロゲンランプＨＬの少なくとも一部のハロゲンランプＨＬからの光が反射部４Ｒにおいて反射される方向が変更され得る。これにより、熱処理装置１において光の照射による加熱時に半導体ウェハーＷの面内温度分布の均一化が図られ得る。
【００６３】
図１０には、反射部４Ｒの一部分としての３つのリフレクタ４Ｒｆ１〜４Ｒｆ３と３つのハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３との角度関係が変更される様子が示されている。ここでは、リフレクタ４Ｒｆが回動する方向が実線の矢印で示されている。
【００６４】
そして、本実施形態では、保持部７に保持された半導体ウェハーＷに対して、第１ランプとしてハロゲンランプＨＬによる光の照射（第１の照射とも言う）が、第２のランプとしてのフラッシュランプＦＬによるフラッシュ光の照射（第２の照射とも言う）よりも先に開始される。これにより、複数のハロゲンランプＨＬによって、保持部７に保持された半導体ウェハーＷが、フラッシュランプＦＬからの光の第２の照射による加熱前に、ハロゲンランプＨＬからの光の照射によって予備的に加熱され得る。つまり、ハロゲンランプＨＬによる光の第１の照射によって半導体ウェハーＷが予備的に加熱され、この予備的な加熱の開始後に、フラッシュランプＦＬによるフラッシュ光の第２の照射によって半導体ウェハーＷが加熱され始める。これにより、熱処理装置１において光の照射による予備加熱時に半導体ウェハーＷの面内温度分布の均一化が図られ得る。なお、本実施形態では、第１の照射が行われている途中からフラッシュ光による第２の照射が開始される構成が採用される。
【００６５】
また、本実施形態では、特に、フラッシュランプＦＬによって保持部７に保持された半導体ウェハーＷに対してフラッシュ光が照射されることで、ハロゲンランプＨＬによる光の照射によって半導体ウェハーＷが予備的に加熱され始めた後に、フラッシュランプＦＬによるフラッシュ光の照射によって半導体ウェハーＷが加熱される。これにより、フラッシュ光の照射によって半導体ウェハーＷを加熱する熱処理装置１において光の照射による予備加熱時に半導体ウェハーＷの面内温度分布の均一化が図られ得る。その結果、フラッシュランプＦＬによるフラッシュ光の第２の照射によって半導体ウェハーＷが加熱される際に、半導体ウェハーＷの面内温度分布が均一化され得る。
【００６６】
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、ならびに制御用ソフトウェアおよびデータ等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。
【００６７】
ところで、熱処理装置１において熱処理の対象物である半導体ウェハーＷは、表面部に不純物が注入されたものであり、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得る。このとき、半導体ウェハーＷの加熱が不十分であれば、不純物の活性化が不十分となる。そして、熱処理後の半導体ウェハーＷの表面部においては、不純物の活性化が十分である部分では好ましいシート抵抗（Ｒｓ）あるいはそれよりも低いシート抵抗を呈し、不純物の活性化が不十分である部分では好ましいシート抵抗よりも高いシート抵抗を呈する傾向がある。
【００６８】
一般に、半導体ウェハーに熱処理を施す熱処理装置については、プロセスの性能を管理する指標として、熱処理後の半導体ウェハーのシート抵抗が用いられる。このシート抵抗は、熱処理装置の連続的な使用により、熱処理装置のチャンバー内の汚れならびに各種ランプおよびその他のパーツの劣化に応じて、日々変化し得るパラメータである。したがって、熱処理装置におけるプロセスの性能を維持するために、熱処理後の半導体ウェハーのシート抵抗を好ましい値（目標値）に近づけるように熱処理装置のメンテナンスが一週間毎等といった定期的なタイミングで行われれば良い。
【００６９】
具体的には、所望の特性を有する半導体ウェハーＷを実現するために、熱処理後の半導体ウェハーＷのうち、低いシート抵抗を呈する部分については熱処理の温度が低減され、高いシート抵抗を呈する部分については熱処理温度が上昇されるように、熱処理装置が調整されれば良い。ところで、ハロゲンランプＨＬから出力される光のエネルギーの高低が調整されることで、熱処理温度の高低が調整される手法が考えられるが、ハロゲンランプから出射される光の指向性は低いため、照射される光のエネルギーの上昇を必要としない部分まで過度に加熱されてしまう。
【００７０】
そこで、ハロゲン加熱部４から半導体ウェハーＷに照射される光のうち、低いシート抵抗を呈する部分に照射される光の一部が、高いシート抵抗を呈する部分に照射されるように調整される構成が考えられる。つまり、例えば、複数のハロゲンランプＨＬによる光の照射およびフラッシュランプＦＬによるフラッシュ光の照射が施された後の半導体ウェハーＷの表面部のうち、基準面内分布におけるシート抵抗の値よりも実面内分布におけるシート抵抗の値の方が高い領域に対して、複数のハロゲンランプＨＬから照射される光の量が増加するように、１以上のリフレクタ４Ｒｆと複数のハロゲンランプＨＬとの角度関係が変更されれば良い。この場合、熱処理が施された後の半導体ウェハーＷの表面部においてシート抵抗が高くなる領域に対し、より多くの光量の光の照射が行われるため、光の照射による予備加熱時に半導体ウェハーＷの面内温度分布の均一化がさらに適正に図られ得る。
【００７１】
本実施形態に係る熱処理装置１では、上記第１の照射および上記第２の照射による加熱が施された後の半導体ウェハーＷの表面部におけるシート抵抗の実際の面内分布（実面内分布とも言う）が実測によって取得される。そして、半導体ウェハーＷの表面部におけるシート抵抗の面内分布について予め設定された基準としてのＲｓ面内分布（基準面内分布とも言う）と実面内分布との差分（Ｒｓ差分とも言う）に応じて、制御部３によって、反射部４Ｒの少なくとも一部分としての１以上のリフレクタ４Ｒｆと複数のハロゲンランプＨＬとの角度関係が変更される。これにより、フラッシュ光の照射によって半導体ウェハーＷを加熱する熱処理装置１において光の照射による予備加熱時に半導体ウェハーＷの面内温度分布の均一化がより適正に図られ得る。
【００７２】
例えば、制御部３によって、Ｒｓ差分の面内分布に応じて、Ｒｓ差分の面内分布における値の変動がより小さくなるように、１以上のリフレクタ４ＲｆのハロゲンランプＨＬに対する角度が調整されるようなフィードバック制御が行われる。ここでは、例えば、各リフレクタ４Ｒｆは、制御部３の自動制御によるモータの駆動等によって、ハロゲンランプＨＬに対して回動可能であれば良い。
【００７３】
基準面内分布は、半導体ウェハーＷの表面部におけるシート抵抗Ｒｓの目標となる好ましい面内分布（ターゲットＲｓ面内分布とも言う）を示すものであり、例えば、予め制御部３のＲＯＭ等に記憶されることで設定され得る。なお、基準面内分布としては、例えば、ある時点（例えば、初期状態）において熱処理装置１を用いて熱処理が施された半導体ウェハーＷの表面部におけるシート抵抗の面内分布、またはコンピュータシミュレーション等の計算によって得られたシート抵抗の面内分布等が採用され得る。
【００７４】
実面内分布は、熱処理装置１を用いた熱処理が施された半導体ウェハーＷが対象とされて、例えば、いわゆる４端子法等が用いられて、半導体ウェハーＷにおいて所定の間隔で測定が行われることで取得され得る。
【００７５】
Ｒｓ差分の面内分布は、例えば、半導体ウェハーＷの測定点毎に、基準面内分布と実面内分布との間における値の差分が算出されることで取得され得る。このとき取得される差分は、例えば、基準面内分布を基準とする正負が明らかとなるように、測定点毎に、実面内分布のシート抵抗の値から基準面内分布のシート抵抗の値が減じられることで取得される。なお、Ｒｓ差分の面内分布は、例えば、熱処理装置１の外部に配される外部装置において算出されても良い。この場合には、当該外部装置に基準面内分布のデータが格納されていれば良く、当該外部装置において、例えば、実面内分布に係る各測定値が入力されることで、Ｒｓ差分の面内分布が算出され得る。
【００７６】
また、制御部３における上記フィードバック制御については、半導体ウェハーＷのうち、Ｒｓ差分の面内分布において正の値を示す部分に照射される光量が増加され、負の値を示す部分に照射される光量が低減されるように、リフレクタ４Ｒｆの角度が調整される。具体的には、例えば、予め設定された計算式に、Ｒｓ差分の面内分布が適用されることで、リフレクタ４Ｒｆの角度についての値が算出され得るような態様が想定される。
【００７７】
このような計算式は、例えば、次のような方法によって算出され得る。まず、熱処理装置１が用いられて、リフレクタ４Ｒｆの角度が適宜調整されることでハロゲン加熱部４による半導体ウェハーＷの熱処理温度が意図的に異ならされる。次に、複数の熱処理後の半導体ウェハーＷの表面部における各測定点についてシート抵抗が測定されることで、各測定点について、温度とシート抵抗との関係、およびリフレクタ４Ｒｆの角度と温度との関係が検知される。そして、リフレクタ４Ｒｆの角度とシート抵抗との関係が得られる。すなわち、複数のリフレクタ４Ｒｆの角度と、シート抵抗の面内分布との関係が算出される。この複数のリフレクタ４Ｒｆの角度とシート抵抗の面内分布との関係から、計算式が予め設定され得る。
【００７８】
このような構成が採用されていれば、例えば、制御部３において、Ｒｓ差分の面内分布に係るデータが入力されれば、複数のリフレクタ４Ｒｆの角度に係る値が算出される。そして、例えば、制御部３では、算出された複数のリフレクタ４Ｒｆの角度に応じて、複数のリフレクタ４Ｒｆの実際の角度が調整される。
【００７９】
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。
【００８０】
ここで、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。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の照射の加熱処理（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って進行する。
【００８１】
まず、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。
【００８２】
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、熱処理装置１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。
【００８３】
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、装置外部の搬送ロボットによって、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。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が貫通孔７９を通ってサセプター７４の上面から突き出て半導体ウェハー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。
【００８４】
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。このとき、半導体ウェハーＷが、図４の二点鎖線で描かれる位置に配される。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によって点接触によっ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よりも内側において、該テーパ面７６ａに対して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。
【００８５】
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、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。ハロゲンランプＨＬから出射されたハロゲン光は、石英によっ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からの光の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。
【００８６】
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１２０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１２０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からの光の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℃から８００℃程度、好ましくは３５０℃から６００℃程度とされる（本実施形態では６００℃）。
【００８７】
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、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。
【００８８】
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Ｔ１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。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。また、制御部３によって、Ｒｓ差分の面内分布に応じて、反射部４Ｒの少なくとも一部分としての１以上のリフレクタ４Ｒｆと複数のハロゲンランプＨＬとの角度関係が変更されていれば、予備加熱時に半導体ウェハーＷの面内温度分布の均一化がより適正に図られ得る。
【００８９】
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にてフラッシュ加熱部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の照射を行う。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。
【００９０】
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ミリ秒以上で且つ１００ミリ秒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の照射によってフラッシュ加熱が施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ミリ秒から１００ミリ秒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。
【００９１】
ところで、このフラッシュ光の照射によって、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Ｔ２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。
【００９２】
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、半導体ウェハーＷの外周端がガイドリング７６のテーパ面７６ａに衝突することになる。
【００９３】
ここで、ガイドリング７６のうちの半導体ウェハーＷ側の面は、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状のテーパ面７６ａとされている。このため、ガイドリング７６に円板形状の半導体ウェハーＷの外周端が衝突する場合、ガイドピンに点接触で衝突するよりも衝突時の接触面積が大きくなり、衝撃が緩和される。その結果、フラッシュ光の照射時における半導体ウェハーＷの割れを防止することができるとともに、ガイドリング７６の損傷も防止することができる。特に、半導体ウェハーＷの外周端がテーパ面７６ａに衝突した場合には、水平面に衝突するよりも運動エネルギーが分散されてさらに衝撃が緩和され、半導体ウェハーＷの割れをより確実に防止することができる。
【００９４】
また、半導体ウェハーＷの外周端がテーパ面７６ａに衝突すると、当該外周端がテーパ面７６ａに沿って斜め下方に滑り、半導体ウェハーＷの水平方向の位置がフラッシュ光照射前の位置（載置面７５ａの中央）に向けて修正されることとなる。その結果、落下後の半導体ウェハーＷは複数の支持ピン７７によって支持される。
【００９５】
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Ｔ１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。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によって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って搬出され、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。
【００９６】
フラッシュ光照射時に跳躍して落下することにより、半導体ウェハーＷの水平方向の位置がフラッシュ光照射前の位置からずれていることもあるが、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を受け取り、それを搬送ロボットが搬出することが可能である。
【００９７】
次に、熱処理装置１において定期的に行われる該熱処理装置１の調整方法における手順について説明する。図１１および図１２は、熱処理装置１の調整方法における手順を示すフローチャートである。ここでは、図１１で示されるように、ステップＳＴ１〜ＳＴ４の手順が時間順次に実行される。図１２は、図１１のステップＳＴ４の処理の一例に係るフローチャートである。
【００９８】
まず、ステップＳＴ１では、イオン注入法により不純物（イオン）が添加された半導体ウェハーＷを熱処理装置１内の保持部７に保持させる。ここでは、半導体ウェハーＷがチャンバー６内に搬入されて、サセプター７４の複数の支持ピン７７上に載置される。
【００９９】
次に、ステップＳＴ２では、保持部７に保持された半導体ウェハーＷに対して複数のハロゲンランプＨＬによる光の照射（第１の照射）によって予備的な加熱が施されるとともに、該予備的な加熱の開始後に、半導体ウェハーＷに対して複数のフラッシュランプＦＬによるフラッシュ光の照射（第２の照射）によって加熱が施される。これにより、半導体ウェハーＷにおける不純物の活性化処理が実行される。ここでは、熱処理後に、半導体ウェハーＷが、チャンバー６外に搬出される。
【０１００】
次に、ステップＳＴ３では、ステップＳＴ２において第１の照射および第２の照射が施された後の半導体ウェハーＷの表面部におけるシート抵抗Ｒｓが測定されることで半導体ウェハーＷの表面部におけるシート抵抗Ｒｓの面内分布（実面内分布）が取得される。ここでは、例えば、１〜数ミリ間隔等と言った所定の間隔でシート抵抗Ｒｓが検出される。
【０１０１】
次に、ステップＳＴ４では、ステップＳＴ３において取得された実面内分布と、予め設定された基準面内分布との関係に応じて、反射部４Ｒの少なくとも一部分としての１以上のリフレクタ４Ｒｆと複数のハロゲンランプＨＬとの角度関係が変更される。
【０１０２】
このステップＳＴ４では、図１２で示されるように、例えば、ステップＳＴ４１において、ステップＳＴ３において取得された実面内分布と、予め設定された基準面内分布との差分が算出される。ここでは、例えば、半導体ウェハーＷの測定点毎に、基準面内分布と実面内分布との間における値の差分が算出されることで、Ｒｓ差分の面内分布が取得され得る。具体的には、測定点毎に、実面内分布のシート抵抗の値から基準面内分布のシート抵抗の値が減じられることで、Ｒｓ差分の面内分布が取得される。そして、ステップＳＴ４２において、ステップＳＴ４１において算出された差分に応じて、反射部４Ｒの少なくとも一部分としての１以上のリフレクタ４Ｒｆと複数のハロゲンランプＨＬとの角度関係が変更される。ここでは、例えば、予め設定された計算式に、Ｒｓ差分の面内分布が適用されることで、複数のリフレクタ４Ｒｆの角度についての値が算出され、当該値に応じて、複数のリフレクタ４Ｒｆの角度が変更される。
【０１０３】
以上のように、一実施形態に係る熱処理装置１では、反射部４Ｒの少なくとも一部分としての１以上のリフレクタ４ＲｆとハロゲンランプＨＬとの角度関係が変更され得る。これにより、複数のハロゲンランプＨＬの少なくとも一部のハロゲンランプＨＬからの光を反射させる方向が変更され得る。その結果、熱処理装置１において光の照射による加熱時に半導体ウェハーＷの面内温度分布の均一化が図られ得る。
【０１０４】
なお、本発明は上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【０１０５】
例えば、上記一実施形態の熱処理装置１では、ハロゲンランプＨＬ毎にリフレクタ４Ｒｆが設けられた反射部４Ｒが採用されていたが、これに限られない。例えば、反射部４Ｒの代わりに、複数のハロゲンランプＨＬ毎に１つのリフレクタ４ＲｆＡが設けられた反射部４ＲＡが採用されても良い。ここで、一変形例に係る反射部４ＲＡの具体例を挙げて説明する。
【０１０６】
図１３は、一変形例に係る反射部４ＲＡの配置を例示する断面図である。図１４は、一変形例に係るリフレクタ４ＲｆＡの角度が変更される様子を例示する図である。図１３および図１４には、各ハロゲンランプＨＬから発せられる光の進行方向が直線状の細線で描かれた矢印で示されている。図１３で示されるように、本変形例に係る反射部４ＲＡでは、２つのハロゲンランプＨＬ毎に１つのリフレクタ４ＲｆＡが設けられている。図１３では、６つのハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ６に対して、３つのリフレクタ４ＲｆＡ１〜４ＲｆＡ３が設けられた構成が示されている。そして、図１４には、反射部４ＲＡの一部分としての３つのリフレクタ４ＲｆＡ１〜４ＲｆＡ３と３つのハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３との角度関係が変更されている様子が示されている。ここでは、リフレクタ４ＲｆＡが回動する方向が矢印で示されている。
【０１０７】
なお、全てのハロゲンランプＨＬに対して１つのリフレクタが設けられた反射部が採用されても良い。このような構成によれば、半導体ウェハーＷの一方向においてシート抵抗Ｒｓが単調に変化するような場合に、光の照射による加熱時に半導体ウェハーＷの面内温度分布の均一化が図られ得る。但し、より少ない数のハロゲンランプＨＬに対してそれぞれリフレクタが設けられれば、半導体ウェハーＷに照射される光の光量の分布がより細かく調整され得る。そして、光の照射による加熱時に半導体ウェハーＷの面内温度分布の均一化がさらに図られ得る。
【０１０８】
また、上記一実施形態では、ハロゲン加熱部４におけるハロゲンランプＨＬの本数が４０本であったが、これに限られず、ハロゲンランプＨＬの本数は任意の数に設定され得る。
【０１０９】
また、上記一実施形態では、照射部としてのハロゲン加熱部４が、複数の棒状のハロゲンランプＨＬを有するものであったが、これに限られない。例えば、複数の点光源あるいは複数の面光源を有する照射部が採用されても良い。すなわち、複数のランプを有する照射部が採用されれば良い。
【０１１０】
また、上記一実施形態では、各リフレクタが、制御部３の自動制御によるモータの駆動等によって、ハロゲンランプＨＬに対して回動可能であったが、これに限られない。例えば、手動によるネジあるいはドライバー等の操作によって、各リフレクタの角度が変更可能である構成が採用されても良い。
【０１１１】
また、上記一実施形態では、基準面内分布と実面内分布との差分（Ｒｓ差分）に応じて、制御部３によって、反射部４Ｒの少なくとも一部分としての１以上のリフレクタ４Ｒｆと複数のハロゲンランプＨＬとの角度関係が変更されたが、これに限られない。例えば、実面内分布と基準面内分布とに基づいて得られるＲｓ差分以外の値の面内分布に応じて、制御部３によって、反射部４Ｒの少なくとも一部分としての１以上のリフレクタ４Ｒｆと複数のハロゲンランプＨＬとの角度関係が変更されても良い。すなわち、実面内分布と基準面内分布との関係に応じて、制御部３によって、反射部４Ｒの少なくとも一部分としての１以上のリフレクタ４Ｒｆと複数のハロゲンランプＨＬとの角度関係が変更され得る。このような構成が採用されても、フラッシュ光の照射によって半導体ウェハーＷを加熱する熱処理装置１において光の照射による予備加熱時に半導体ウェハーＷの面内温度分布の均一化がより適正に図られ得る。なお、実面内分布と基準面内分布とに基づいて得られるＲｓ差分以外の値の面内分布としては、例えば、測定点毎に実面内分布におけるシート抵抗の値を基準面内分布におけるシート抵抗の値で除することで得られる値の面内分布等が挙げられる。
【０１１２】
但し、例えば、複数のハロゲンランプＨＬによる光の照射およびフラッシュランプＦＬによるフラッシュ光の照射が施された後の半導体ウェハーＷの表面部のうち、基準面内分布におけるシート抵抗の値よりも実面内分布におけるシート抵抗の値の方が高い領域に対して、複数のハロゲンランプＨＬから照射される光の量が増加するように、１以上のリフレクタ４Ｒｆと複数のハロゲンランプＨＬとの角度関係が変更されれば良い。このとき、熱処理が施された後の半導体ウェハーＷの表面部においてシート抵抗が高くなる領域に対し、より多くの光量の光の照射が行われる。その結果、光の照射による予備加熱時に半導体ウェハーＷの面内温度分布の均一化がさらに適正に図られ得る。
【０１１３】
また、上記一実施形態では、熱処理装置１が、フラッシュ加熱部５を有していたが、これに限られない。例えば、熱処理装置１が、フラッシュ加熱部５を有することなく、ハロゲン加熱部４を有する態様が採用されても良い。このとき、照射部としてのハロゲン加熱部４は、例えば、半導体ウェハーＷを予備的に加熱するものではなく、半導体ウェハーＷを光の照射によって主に加熱するものとなり得る。このような構成であっても、ハロゲン加熱部４からの光の照射による加熱時に半導体ウェハーＷの面内温度分布の均一化が図られ得る。このような熱処理装置としては、例えば、ハロゲンランプを用いたＲＴＰ（Rapid Thermal Process）装置等が挙げられる。
【０１１４】
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Ｗに限られず、液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイに用いられるガラス基板あるいは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、あるいはポリシリコンの結晶化等にも適用され得る。但し、表面部に不純物が導入された半導体ウェハーＷが処理対象であれば、シート抵抗の面内分布に応じたリフレクタの角度の変更が可能となり、光の照射による加熱時に半導体ウェハーＷの面内温度分布の均一化が容易に図られ得る。
【０１１５】
なお、上記一実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【０１１６】
１  熱処理装置
３  制御部
４  ハロゲン加熱部
４Ｒ，４ＲＡ  反射部
４Ｒｆ，４Ｒｆ１〜４Ｒｆ６，４ＲｆＡ，４ＲｆＡ１〜４ＲｆＡ３  リフレクタ
５  フラッシュ加熱部
７  保持部
ＦＬ  キセノンフラッシュランプ（フラッシュランプ）
ＨＬ，ＨＬ１〜ＨＬ６  ハロゲンランプ
Ｒｓ  シート抵抗
Ｗ  半導体ウェハー
【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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【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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