(57)【要約】【課題】連続して加熱処理を行う全ての基板について安定して均一な熱処理を行う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】熱処理装置１においては、チャンバー６に搬入されて支持ピン７０に載置された半導体ウェハーＷを保持部７が上昇して受け取る。保持部７によって透光板６１に近接保持された半導体ウェハーＷはホットプレート７１によって予備加熱された後にフラッシュランプ６９からの閃光照射によってフラッシュ加熱される。その後、保持部７が下降して半導体ウェハーＷが支持ピン７０に渡されてチャンバー６から搬出され、新たな半導体ウェハーＷが搬入される。保持部７のかかる一連の昇降動作をロットの最初の半導体ウェハーＷがチャンバー６内に搬入される前の待機状態中にも行うようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を加熱プレート上に載置して加熱処理を行う熱処理装置であって、
前記加熱プレートを収容するチャンバーと、
前記チャンバー内にて前記加熱プレートを移動させる移動手段と、
前記移動手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、処理対象となる基板に定常処理を行うときに前記加熱プレートを所定の動作パターンに従って移動させるとともに、基板が前記チャンバー内に搬入される前の待機状態中にも前記加熱プレートが前記動作パターンに従って移動するように前記移動手段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、
前記加熱プレートに保持されて予備加熱された基板に閃光を照射するフラッシュランプをさらに備え、
前記移動手段は、前記チャンバーに基板の搬出入が行われるときに前記加熱プレートが位置する受渡位置と前記フラッシュランプから基板に閃光照射が行われるときに前記加熱プレートが位置する処理位置との間で前記加熱プレートを昇降させることを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の熱処理装置において、
前記制御手段は、前記待機状態中に前記加熱プレートが前記動作パターンに従って前記処理装置に移動したときに閃光照射を行うように前記フラッシュランプの点灯を制御することを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記チャンバー内にガス供給を行うガス供給手段をさらに備え、
前記制御手段は、基板に前記定常処理を行うときに前記チャンバー内に所定のガス供給パターンに従ってガス供給を行うとともに、前記待機状態中に前記加熱プレートが前記動作パターンに従って移動するのと連動して前記チャンバー内に前記ガス供給パターンに従ったガス供給を行うように前記ガス供給手段を制御することを特徴とする熱処理装置。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記制御手段は、前記チャンバーに基板が搬入される時点で前記加熱プレートが前記受渡位置に位置するように、前記待機状態中における前記加熱プレートの昇降を開始させることを特徴とする熱処理装置。
【請求項６】
加熱プレート上に載置した基板に閃光を照射して加熱処理を行う熱処理装置であって、
前記加熱プレートを収容するチャンバーと、
前記加熱プレートに保持されて予備加熱された基板に閃光を照射するフラッシュランプと、
前記加熱プレートに対して前記フラッシュランプを昇降させる昇降手段と、
前記昇降手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、処理対象となる基板に定常処理を行うときに前記フラッシュランプを所定の昇降パターンに従って昇降させるとともに、基板が前記チャンバー内に搬入される前の待機状態中にも前記フラッシュランプが前記昇降パターンに従って昇降するように前記昇降手段を制御することを特徴とする熱処理装置。
【請求項７】
加熱プレート上に載置した基板にフラッシュランプから閃光を照射して加熱処理を行う熱処理方法であって、
処理対象となる基板に定常処理を行うときに、前記加熱プレートを収容するチャンバーに基板の搬出入を行うときに前記加熱プレートが位置する受渡位置と前記フラッシュランプから基板に閃光照射を行うときに前記加熱プレートが位置する処理位置との間で前記加熱プレートを所定の昇降パターンに従って昇降させる定常時昇降工程と、
基板が前記チャンバー内に搬入される前の待機状態中に、前記加熱プレートを前記昇降パターンに従って昇降させる待機時昇降工程と、
を備えることを特徴とする熱処理方法。
【請求項８】
請求項７記載の熱処理方法において、
前記待機状態中に前記加熱プレートが前記昇降パターンに従って前記処理装置に移動したときに前記フラッシュランプから閃光照射を行うことを特徴とする熱処理方法。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の熱処理方法において、
前記チャンバーに基板が搬入される時点で前記加熱プレートが前記受渡位置に位置するように、前記待機状態中における前記加熱プレートの昇降を開始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（以下、単に「基板」と称する）を加熱プレート上に載置して加熱処理を行う熱処理技術、特に加熱プレート上に載置した基板にフラッシュランプから閃光を照射して加熱処理を行う熱処理装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、イオン注入後の半導体ウェハーのイオン活性化工程においては、ハロゲンランプを使用したランプアニール装置が一般的に使用されていた。このようなランプアニール装置においては、半導体ウェハーを、例えば、１０００℃ないし１１００℃程度の温度に加熱（アニール）することにより、半導体ウェハーのイオン活性化を実行している。そして、このような熱処理装置においては、ハロゲンランプより照射される光のエネルギーを利用することにより、毎秒数百度程度の速度で基板を昇温する構成となっている。
【０００３】
一方、近年、半導体デバイスの高集積化が進展し、ゲート長が短くなるにつれて接合深さも浅くすることが望まれている。しかしながら、毎秒数百度程度の速度で半導体ウェハーを昇温する上記ランプアニール装置を使用して半導体ウェハーのイオン活性化を実行した場合においても、半導体ウェハーに打ち込まれたボロンやリン等のイオンが熱によって深く拡散するという現象が生ずることが判明した。このような現象が発生した場合においては、接合深さが要求よりも深くなり過ぎ、良好なデバイス形成に支障が生じることが懸念される。
【０００４】
このため、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（数ミリセカンド以下）に昇温させる技術が提案されている（例えば、特許文献１，２）。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、数ミリセカンド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、イオンを深く拡散させることなく、イオン活性化のみを実行することができるのである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−５５８２１号公報
【特許文献２】特開２００４−８８０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、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によって１ロット（例えば２５枚）の半導体ウェハーを連続して加熱処理したときに、最初の数枚については処理後のシート抵抗値が他のウェハーよりも小さくなっている、つまり加熱処理時の温度が他のウェハーよりも高くなっていることが判明した。特に、ロットの最初の１枚については、加熱処理時の温度が顕著に高くなっている。このため、１ロットの全ての半導体ウェハーについて均一な熱処理を行うことができないという問題が生じていた。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、連続して加熱処理を行う全ての基板について安定して均一な熱処理を行う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】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板を加熱プレート上に載置して加熱処理を行う熱処理装置において、前記加熱プレートを収容するチャンバーと、前記チャンバー内にて前記加熱プレートを移動させる移動手段と、前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、処理対象となる基板に定常処理を行うときに前記加熱プレートを所定の動作パターンに従って移動させるとともに、基板が前記チャンバー内に搬入される前の待機状態中にも前記加熱プレートが前記動作パターンに従って移動するように前記移動手段を制御することを特徴とする。
【０００９】
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、前記加熱プレートに保持されて予備加熱された基板に閃光を照射するフラッシュランプをさらに備え、前記移動手段は、前記チャンバーに基板の搬出入が行われるときに前記加熱プレートが位置する受渡位置と前記フラッシュランプから基板に閃光照射が行われるときに前記加熱プレートが位置する処理位置との間で前記加熱プレートを昇降させることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る熱処理装置において、前記制御手段は、前記待機状態中に前記加熱プレートが前記動作パターンに従って前記処理装置に移動したときに閃光照射を行うように前記フラッシュランプの点灯を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明に係る熱処理装置において、前記チャンバー内にガス供給を行うガス供給手段をさらに備え、前記制御手段は、基板に前記定常処理を行うときに前記チャンバー内に所定のガス供給パターンに従ってガス供給を行うとともに、前記待機状態中に前記加熱プレートが前記動作パターンに従って移動するのと連動して前記チャンバー内に前記ガス供給パターンに従ったガス供給を行うように前記ガス供給手段を制御することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５の発明は、請求項２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、前記制御手段は、前記チャンバーに基板が搬入される時点で前記加熱プレートが前記受渡位置に位置するように、前記待機状態中における前記加熱プレートの昇降を開始させることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６の発明は、加熱プレート上に載置した基板に閃光を照射して加熱処理を行う熱処理装置において、前記加熱プレートを収容するチャンバーと、前記加熱プレートに保持されて予備加熱された基板に閃光を照射するフラッシュランプと、前記加熱プレートに対して前記フラッシュランプを昇降させる昇降手段と、前記昇降手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、処理対象となる基板に定常処理を行うときに前記フラッシュランプを所定の昇降パターンに従って昇降させるとともに、基板が前記チャンバー内に搬入される前の待機状態中にも前記フラッシュランプが前記昇降パターンに従って昇降するように前記昇降手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７の発明は、加熱プレート上に載置した基板にフラッシュランプから閃光を照射して加熱処理を行う熱処理方法において、処理対象となる基板に定常処理を行うときに、前記加熱プレートを収容するチャンバーに基板の搬出入を行うときに前記加熱プレートが位置する受渡位置と前記フラッシュランプから基板に閃光照射を行うときに前記加熱プレートが位置する処理位置との間で前記加熱プレートを所定の昇降パターンに従って昇降させる定常時昇降工程と、基板が前記チャンバー内に搬入される前の待機状態中に、前記加熱プレートを前記昇降パターンに従って昇降させる待機時昇降工程と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８の発明は、請求項７の発明に係る熱処理方法において、前記待機状態中に前記加熱プレートが前記昇降パターンに従って前記処理装置に移動したときに前記フラッシュランプから閃光照射を行うことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項９の発明は、請求項７または請求項８の発明に係る熱処理方法において、前記チャンバーに基板が搬入される時点で前記加熱プレートが前記受渡位置に位置するように、前記待機状態中における前記加熱プレートの昇降を開始することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、基板がチャンバー内に搬入される前の待機状態中にも加熱プレートが定常処理時の動作パターンに従って移動するため、最初の基板がチャンバー内に搬入された時点でチャンバー内の環境が連続処理中と同様の安定状態となっており、連続して加熱処理を行う全ての基板について安定して均一な熱処理を行うことができる。
【００１８】
また、請求項２の発明によれば、加熱プレートに保持されて予備加熱された基板に閃光を照射するフラッシュランプを備えており、連続してフラッシュ加熱処理を行う全ての基板について安定して均一な熱処理を行うことができる。
【００１９】
また、請求項３の発明によれば、待機状態中に加熱プレートが定常処理時の動作パターンに従って処理装置に移動したときに閃光照射を行うため、チャンバー内の環境が連続処理中により近い安定状態となっており、連続して加熱処理を行う全ての基板についてより安定して均一な熱処理を行うことができる。
【００２０】
また、請求項４の発明によれば、待機状態中に加熱プレートが定常処理時の動作パターンに従って移動するのと連動してチャンバー内に定常処理時のガス供給パターンに従ったガス供給を行うため、チャンバー内の環境が連続処理中により近い安定状態となっており、連続して加熱処理を行う全ての基板についてより安定して均一な熱処理を行うことができる。
【００２１】
また、請求項５の発明によれば、チャンバーに基板が搬入される時点で加熱プレートが受渡位置に位置するように、待機状態中における加熱プレートの昇降を開始するため、当該基板を無駄な待ち時間無くチャンバーに搬入して処理を開始することができる。
【００２２】
また、請求項６の発明によれば、基板がチャンバー内に搬入される前の待機状態中にもフラッシュランプが定常処理時の昇降パターンに従って昇降するため、最初の基板がチャンバー内に搬入された時点でチャンバー内の環境が連続処理中と同様の安定状態となっており、連続して加熱処理を行う全ての基板について安定して均一な熱処理を行うことができる。
【００２３】
また、請求項７の発明によれば、基板がチャンバー内に搬入される前の待機状態中に、加熱プレートを定常処理時の昇降パターンに従って昇降させるため、最初の基板がチャンバー内に搬入された時点でチャンバー内の環境が連続処理中と同様の安定状態となっており、連続して加熱処理を行う全ての基板について安定して均一な熱処理を行うことができる。
【００２４】
また、請求項８の発明によれば、待機状態中に加熱プレートが定常処理時の昇降パターンに従って処理装置に移動したときにフラッシュランプから閃光照射を行うため、チャンバー内の環境が連続処理中により近い安定状態となっており、連続して加熱処理を行う全ての基板についてより安定して均一な熱処理を行うことができる。
【００２５】
また、請求項９の発明によれば、チャンバーに基板が搬入される時点で加熱プレートが受渡位置に位置するように、待機状態中における加熱プレートの昇降を開始するため、当該基板を無駄な待ち時間無くチャンバーに搬入して処理を開始することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。
【００２７】
まず、本発明に係る熱処理装置の全体構成について概説する。図１は、本発明に係る熱処理装置１の構成を示す側断面図である。熱処理装置１は基板として略円形の半導体ウェハーＷに閃光（フラッシュ光）を照射し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。
【００２８】
熱処理装置１は、半導体ウェハーＷを収容する略円筒形状のチャンバー６を備える。チャンバー６は、略円筒状の内壁を有するチャンバー側部６３、および、チャンバー側部６３の下部を覆うチャンバー底部６２によって構成される。また、チャンバー側部６３およびチャンバー底部６２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。熱処理空間６５の上方は上部開口６０とされている。
【００２９】
また、熱処理装置１は、上部開口６０に装着されて上部開口６０を閉塞する閉塞部材である透光板６１、チャンバー６の内部において半導体ウェハーＷを保持しつつ予備加熱を行う略円板状の保持部７、保持部７をチャンバー６の底面であるチャンバー底部６２に対して昇降させる保持部昇降機構４、保持部７に保持される半導体ウェハーＷに透光板６１を介してフラッシュ光を照射することにより半導体ウェハーＷを加熱するキセノンフラッシュランプ（以下、単に「フラッシュランプ」という）６９を内蔵するランプハウス５、および、これらの構成を制御して熱処理を行う制御部３を備える。
【００３０】
チャンバー６は、ランプハウス５の下方に設けられている。チャンバー６の上部に設けられてチャンバー天井部を構成する透光板６１は、例えば、石英等により形成された円板形状部材であり、フラッシュランプ６９から出射された光を透過して熱処理空間６５に導くチャンバー窓として機能する。チャンバー６の本体を構成するチャンバー底部６２およびチャンバー側部６３は、例えば、ステンレススチール等の強度と耐熱性に優れた金属材料にて形成されており、チャンバー側部６３の内側面の上部のリング６３１は、光照射による劣化に対してステンレススチールより優れた耐久性を有するアルミニウム（Ａｌ）合金等で形成されている。
【００３１】
また、熱処理空間６５の気密性を維持するために、透光板６１とチャンバー側部６３とはＯリングによってシールされている。すなわち、透光板６１の下面周縁部とチャンバー側部６３との間にＯリングを挟み込むとともに、クランプリング９０を透光板６１の上面周縁部に当接させ、そのクランプリング９０をチャンバー側部６３にネジ止めすることによって、透光板６１をＯリングに押し付けている。
【００３２】
チャンバー底部６２には、保持部７を貫通して半導体ウェハーＷをその下面から支持するための複数（本実施の形態では３本）の支持ピン７０が立設されている。支持ピン７０は、例えば石英により形成されており、チャンバー６の外部から固定されているため、容易に取り替えることができる。
【００３３】
チャンバー側部６３は、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６６を有し、搬送開口部６６は、軸６６２を中心に回動するゲートバルブ１８５により開閉可能とされる。チャンバー側部６３における搬送開口部６６とは反対側の部位には熱処理空間６５に処理ガス（例えば、窒素（Ｎ2）ガスやヘリウム（Ｈｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の不活性ガス、あるいは、酸素（０2）ガス等）を導入する導入路８１が形成され、その一端はガスバルブ８２を介して図示省略の給気機構に接続され、他端はチャンバー側部６３の内部に形成されるガス導入バッファ８３に接続される。また、搬送開口部６６には熱処理空間６５内の気体を排出する排出路８６が形成され、ガスバルブ８７を介して図示省略の排気機構に接続される。
【００３４】
図２は、チャンバー６をガス導入バッファ８３の位置にて水平面で切断した断面図である。図２に示すように、ガス導入バッファ８３は、図１に示す搬送開口部６６の反対側においてチャンバー側部６３の内周の約１／３に亘って形成されており、導入路８１を介してガス導入バッファ８３に導かれた処理ガスは、複数のガス供給孔８４から熱処理空間６５内へと供給される。
【００３５】
図１に示す保持部昇降機構４は、略円筒状のシャフト４１、移動板４２、ガイド部材４３（本実施の形態ではシャフト４１の周りに３本配置される）、固定板４４、ボールネジ４５、ナット４６およびモータ４０を有する。チャンバー６の下部であるチャンバー底部６２には保持部７よりも小さい直径を有する略円形の下部開口６４が形成されており、ステンレススチール製のシャフト４１は、下部開口６４を挿通して、保持部７（厳密には保持部７のホットプレート７１）の下面に接続されて保持部７を支持する。
【００３６】
移動板４２にはボールネジ４５と螺合するナット４６が固定されている。また、移動板４２は、チャンバー底部６２に固定されて下方へと伸びるガイド部材４３により摺動自在に案内されて上下方向に移動可能とされる。また、移動板４２は、シャフト４１を介して保持部７に連結される。
【００３７】
モータ４０は、ガイド部材４３の下端部に取り付けられる固定板４４に設置され、タイミングベルト４０１を介してボールネジ４５に接続される。保持部昇降機構４により保持部７が昇降する際には、駆動部であるモータ４０が制御部３の制御によりボールネジ４５を回転し、ナット４６が固定された移動板４２がガイド部材４３に沿って鉛直方向に移動する。この結果、移動板４２に固定されたシャフト４１が鉛直方向に沿って移動し、シャフト４１に接続された保持部７が、チャンバー６に半導体ウェハーＷの搬出入が行われるときに保持部７が位置する「受渡位置」（図１に示す保持部７のチャンバー６内における位置）とフラッシュランプ６９から半導体ウェハーＷに閃光照射が行われるときに保持部７が位置する「処理位置」（図４に示す保持部７のチャンバー６内における位置）との間で滑らかに昇降する。
【００３８】
移動板４２の上面には略半円筒状（円筒を長手方向に沿って半分に切断した形状）のメカストッパ４５１がボールネジ４５に沿うように立設されており、仮に何らかの異常により移動板４２が所定の上昇限界を超えて上昇しようとしても、メカストッパ４５１の上端がボールネジ４５の端部に設けられた端板４５２に突き当たることによって移動板４２の異常上昇が防止される。これにより、保持部７が透光板６１の下方の所定位置以上に上昇することはなく、保持部７と透光板６１との衝突が防止される。
【００３９】
また、保持部昇降機構４は、チャンバー６の内部のメンテナンスを行う際に保持部７を手動にて昇降させる手動昇降部４９を有する。手動昇降部４９はハンドル４９１および回転軸４９２を有し、ハンドル４９１を介して回転軸４９２を回転することより、タイミングベルト４９５を介して回転軸４９２に接続されるボールネジ４５を回転して保持部７の昇降を行うことができる。
【００４０】
チャンバー底部６２の下側には、シャフト４１の周囲を囲み下方へと伸びる伸縮自在のベローズ４７が設けられ、その上端はチャンバー底部６２の下面に接続される。一方、ベローズ４７の下端はベローズ下端板４７１に取り付けられている。べローズ下端板４７１は、鍔状部材４１１によってシャフト４１にネジ止めされて取り付けられている。保持部昇降機構４により保持部７がチャンバー底部６２に対して上昇する際にはベローズ４７が収縮され、下降する際にはべローズ４７が伸張される。そして、保持部７が昇降する際にも、ベローズ４７が伸縮することによって熱処理空間６５内の気密状態が維持される。
【００４１】
保持部７は、半導体ウェハーＷを予備加熱（いわゆるアシスト加熱）するホットプレート（加熱プレート）７１、および、ホットプレート７１の上面（保持部７が半導体ウェハーＷを保持する側の面）に設置されるサセプタ７２を有してチャンバー６に収容される。保持部７の下面には、既述のように保持部７を昇降するシャフト４１が接続される。サセプタ７２は石英（あるいは、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）等であってもよい）により形成され、その上面には半導体ウェハーＷの位置ずれを防止するピン７５が設けられる。サセプタ７２は、その下面をホットプレート７１の上面に面接触させてホットプレート７１上に設置される。これにより、サセプタ７２は、ホットプレート７１からの熱エネルギーを拡散してサセプタ７２上面に載置された半導体ウェハーＷに伝達するとともに、メンテナンス時にはホットプレート７１から取り外して洗浄可能とされる。
【００４２】
ホットプレート７１は、ステンレススチール製の上部プレート７３および下部プレート７４にて構成される。上部プレート７３と下部プレート７４との間には、ホットプレート７１を加熱するニクロム線等の抵抗加熱線が配設され、導電性のニッケル（Ｎｉ）ロウが充填されて封止されている。また、上部プレート７３および下部プレート７４の端部はロウ付けにより接着されている。
【００４３】
図３は、ホットプレート７１を示す平面図である。図３に示すように、ホットプレート７１は、保持される半導体ウェハーＷと対向する領域の中央部に同心円状に配置される円板状のゾーン７１１および円環状のゾーン７１２、並びに、ゾーン７１２の周囲の略円環状の領域を周方向に４等分割した４つのゾーン７１３〜７１６を備え、各ゾーン間には若干の間隙が形成されている。また、ホットプレート７１には、支持ピン７０が挿通される３つの貫通孔７７が、ゾーン７１１とゾーン７１２との隙間の周上に１２０°毎に設けられる。
【００４４】
６つのゾーン７１１〜７１６のそれぞれには、相互に独立した抵抗加熱線が周回するように配設されてヒータが形成されており、各ゾーンに内蔵されたヒータにより各ゾーンが個別に加熱される。保持部７に保持された半導体ウェハーＷは、６つのゾーン７１１〜７１６に内蔵されたヒータにより加熱される。また、ゾーン７１１〜７１６のそれぞれには、熱電対を用いて各ゾーンの温度を計測するセンサ７１０が設けられている。各センサ７１０は略円筒状のシャフト４１の内部を通り制御部３に接続される。
【００４５】
ホットプレート７１が加熱される際には、センサ７１０により計測される６つのゾーン７１１〜７１６のそれぞれの温度が予め設定された所定の温度になるように、各ゾーンに配設された抵抗加熱線への電力供給量が制御部３により制御される。制御部３による各ゾーンの温度制御はＰＩＤ(Proportional,Integral,Derivative)制御により行われる。ホットプレート７１では、半導体ウェハーＷの熱処理（複数の半導体ウェハーＷを連続的に処理する場合は、全ての半導体ウェハーＷの熱処理）が終了するまでゾーン７１１〜７１６のそれぞれの温度が継続的に計測され、各ゾーンに配設された抵抗加熱線への電力供給量が個別に制御されて、すなわち、各ゾーンに内蔵されたヒータの温度が個別に制御されて各ゾーンの温度が設定温度に維持される。なお、各ゾーンの設定温度は、基準となる温度から個別に設定されたオフセット値だけ変更することが可能とされる。
【００４６】
６つのゾーン７１１〜７１６にそれぞれ配設される抵抗加熱線は、シャフト４１の内部を通る電力線を介してプレート電源９８（図５参照）に接続されている。プレート電源９８から各ゾーンに至る経路途中において、プレート電源９８からの電力線は、マグネシア（マグネシウム酸化物）等の絶縁体を充填したステンレスチューブの内部に互いに電気的に絶縁状態となるように配置される。なお、シャフト４１の内部は大気開放されている。
【００４７】
図１に示すランプハウス５は、複数（本実施の形態においては３０本）のフラッシュランプ６９およびリフレクタ５２を有する。複数のフラッシュランプ６９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の主面に沿って互いに平行となるように平面状に配列されている。リフレクタ５２は、複数のフラッシュランプ６９の上方にそれら全体を覆うように設けられ、その表面はブラスト処理により粗面化加工が施されて梨地模様を呈する。また、光拡散板５３（ディフューザ）は、表面に光拡散加工を施した石英ガラスにより形成され、透光板６１との間に所定の間隙を設けてランプハウス５の下面側に設置される。熱処理装置１には、メンテナンス時にランプハウス５をチャンバー６に対して相対的に上昇させて水平方向にスライド移動させるランプハウス移動機構５５がさらに設けられる。
【００４８】
キセノンフラッシュランプ６９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ガラス管と、該ガラス管の外周面上に巻回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、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、そのときのジュール熱でキセノンガスが加熱されて光が放出される。このキセノンフラッシュランプ６９においては、予め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１０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、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。
【００４９】
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。図５は、制御部３の構成を示すブロック図である。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ＣＰＵ３１、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ＲＯＭ３２、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭ３３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３４をバスライン３９に接続して構成されている。
【００５０】
また、バスライン３９には、チャンバー６内にてホットプレート７１を昇降させる保持部昇降機構４のモータ４０、フラッシュランプ６９に電力供給を行うランプ電源９９、チャンバー６内への処理ガスの給排を行うガスバルブ８２，８７、搬送開口部６６を開閉するゲートバルブ１８５およびホットプレート７１のゾーン７１１〜７１６への電力供給を行うプレート電源９８等が電気的に接続されている。制御部３のＣＰＵ３１は、磁気ディスク３４に格納された制御用ソフトウェアを実行することにより、これらの各動作機構を制御して、半導体ウェハーＷの加熱処理を進行する。
【００５１】
さらに、バスライン３９には、表示部２１および入力部２２が電気的に接続されている。表示部２１は、例えば液晶ディスプレイ等を用いて構成されており、処理結果やレシピ内容等の種々の情報を表示する。入力部２２は、例えばキーボードやマウス等を用いて構成されており、コマンドやパラメータ等の入力を受け付ける。装置のオペレータは、表示部２１に表示された内容を確認しつつ入力部２２からコマンドやパラメータ等の入力を行うことができる。なお、表示部２１と入力部２２とを一体化してタッチパネルとして構成するようにしても良い。
【００５２】
また、熱処理装置１の制御部３の上位の制御機構としてホストコンピュータ１００が設けられている。すなわち、熱処理装置１はホストコンピュータ１００によってオンラインで管理されており、ホストコンピュータ１００には複数の熱処理装置１が接続されていても良い。ホストコンピュータ１００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および制御用アプリケーションやデータなどを記憶しておく磁気ディスク等を備えており、一般的なコンピュータと同様の構成を有している。ホストコンピュータ１００は、熱処理装置１に処理手順および処理条件を記述したレシピを渡すとともに、半導体ウェハーＷの生産管理情報を伝達する。
【００５３】
なお、上記の構成以外にも、本実施形態の熱処理装置１は、半導体ウェハーＷの熱処理時にフラッシュランプ６９およびホットプレート７１から発生する熱エネルギーによるチャンバー６およびランプハウス５の過剰な温度上昇を防止するため、様々な冷却用の構造（図示省略）を備えている。例えば、チャンバー６のチャンバー側部６３およびチャンバー底部６２には水冷管が設けられており、ランプハウス５は内部に気体を供給する供給管とサイレンサ付きの排気管が設けられて空冷構造とされている。また、透光板６１とランプハウス５（の光拡散板５３）との間隙には圧縮空気が供給され、ランプハウス５および透光板６１を冷却するとともに、間隙に存在する有機物等を排除して熱処理時における光拡散板５３および透光板６１への付着を抑制する。
【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。本実施形態の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が添加された半導体基板であり、添加された不純物の活性化が熱処理装置１によるフラッシュ加熱処理により行われる。ここでは、まず、半導体ウェハーＷの定常処理の手順について説明する。定常処理とは、熱処理装置１によって実際の半導体ウェハーＷに施される通常ルーチンの加熱処理であり、制御部３がホストコンピュータ１００から渡されたレシピに記述された手順に従って熱処理装置１の各動作機構を制御することにより進行する。図６は、熱処理装置１が半導体ウェハーＷに定常処理を行うときの動作手順を示すフローチャートである。また、図７は、定常処理時の保持部７の昇降パターン（動作パターン）を示すタイミングチャートである。
【００５５】
まず、保持部７が図４に示す処理位置から図１に示す受渡位置に下降する（ステップＳ１）。すなわち、熱処理装置１における保持部７の基準位置は処理位置であり、処理前にあっては保持部７は処理位置に位置しており、これが処理開始に際して受渡位置に下降するのである。図１に示すように、保持部７が受渡位置にまで下降するとチャンバー底部６２に近接し、支持ピン７０の先端が保持部７を貫通して保持部７の上方に突出する。
【００５６】
保持部７が受渡位置に下降したときに、ガスバルブ８２およびガスバルブ８７が開かれてチャンバー６の熱処理空間６５内に常温の窒素ガスが導入される。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内に搬入され、複数の支持ピン７０上に載置される（ステップＳ２）。
【００５７】
半導体ウェハーＷの搬入時におけるチャンバー６への窒素ガスのパージ量は約４０リットル／分とされ、供給された窒素ガスはチャンバー６内においてガス導入バッファ８３から図２中に示す矢印ＡＲ４の方向へと流れ、図１に示す排出路８６およびガスバルブ８７を介してユーティリティ排気により排気される。また、チャンバー６に供給された窒素ガスの一部は、べローズ４７の内側に設けられる排出口（図示省略）からも排出される。なお、以下で説明する各ステップにおいて、チャンバー６には常に窒素ガスが供給および排気され続けており、窒素ガスの供給量は半導体ウェハーＷの処理工程に合わせて様々に変更される。
【００５８】
半導体ウェハーＷがチャンバー６内に搬入されると、ゲートバルブ１８５により搬送開口部６６が閉鎖される。そして、ステップＳ３に進み、保持部昇降機構４により保持部７が受渡位置から透光板６１に近接した処理位置にまで上昇する。保持部７が受渡位置から上昇する過程において、半導体ウェハーＷは支持ピン７０から保持部７のサセプタ７２へと渡され、サセプタ７２の上面に載置・保持される。そして、保持部７が処理位置にまで上昇するとサセプタ７２に載置された半導体ウェハーＷも処理位置に保持されることとなる。
【００５９】
ホットプレート７１の６つのゾーン７１１〜７１６のそれぞれは、各ゾーンの内部（上部プレート７３と下部プレート７４との間）に個別に配設された抵抗加熱線により所定の温度まで加熱されている。保持部７が処理位置まで上昇して半導体ウェハーＷが保持部７と接触することにより、その半導体ウェハーＷは予備加熱されて温度が次第に上昇する（ステップＳ４）。
【００６０】
この処理位置にて約６０秒間の予備加熱が行われ、半導体ウェハーＷの温度が予め設定された予備加熱温度Ｔ１まで上昇する。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６００℃程度、好ましくは３５０℃ないし５５０℃程度とされる。また、保持部７と透光板６１との間の距離は、保持部昇降機構４のモータ４０の回転量を制御することにより任意に調整することが可能とされている。
【００６１】
約６０秒間の予備加熱時間が経過した後、保持部７が処理位置に位置したまま制御部３の制御によりランプハウス５のフラッシュランプ６９から半導体ウェハーＷへ向けてフラッシュ光が照射される。このとき、フラッシュランプ６９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（ステップＳ５）。フラッシュ加熱は、フラッシュランプ６９からの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。
【００６２】
すなわち、ランプハウス５のフラッシュランプ６９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ミリ秒ないし１０ミリ秒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６９からの閃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℃ないし１１００℃程度の処理温度Ｔ２まで上昇し、半導体ウェハーＷに添加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に添加された不純物の熱による拡散（この拡散現象を、半導体ウェハーＷ中の不純物のプロファイルがなまる、ともいう）を抑制しつつ不純物の活性化を行うことができる。なお、添加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１０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。
【００６３】
また、フラッシュ加熱の前に保持部７により半導体ウェハーＷを予備加熱しておくことにより、フラッシュランプ６９からの閃光照射によって半導体ウェハーＷの表面温度を処理温度Ｔ２まで速やかに上昇させることができる。
【００６４】
フラッシュ加熱が終了し、処理位置における約１０秒間の待機の後、ステップＳ６に進んで保持部７が保持部昇降機構４により再び図１に示す受渡位置まで下降し、半導体ウェハーＷが保持部７から支持ピン７０へと渡される。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、支持ピン７０上に載置された半導体ウェハーＷは装置外部の搬送ロボットにより搬出され（ステップＳ７）、熱処理装置１における半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理が完了する。連続して複数の半導体ウェハーＷを処理するときには、このステップＳ７の段階にて次の新たな半導体ウェハーＷをチャンバー６内に搬入して支持ピン７０に載置する。すなわち、処理済みの半導体ウェハーＷと未処理の半導体ウェハーＷとの交換が装置外部の搬送ロボットによって行われるのである。
【００６５】
既述のように、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チャンバー６に継続的に供給されており、その供給量は、保持部７が処理位置に位置するときには約３０リットル／分とされ、保持部７が処理位置以外の位置に位置するときには約４０リットル／分とされる。
【００６６】
以上のように、熱処理装置１によって処理対象となる実際の半導体ウェハーＷに定常処理を行うときには、制御部３の制御により保持部７のホットプレート７１が図７に示すような昇降パターン（動作パターン）に従って昇降動作を行う。熱処理装置１にて１ロット（例えば２５枚）の半導体ウェハーＷを連続して処理するときには、処理済みの半導体ウェハーＷが搬出されて新たな半導体ウェハーＷがチャンバー６内に搬入された後に図６のステップＳ７からステップＳ３に戻り、全ての半導体ウェハーＷについての処理が完了するまでステップＳ３〜ステップＳ７の手順が繰り返される。この過程において、保持部７のホットプレート７１も図７の昇降パターンに従った昇降動作を繰り返し行う。
【００６７】
また、上述したように、半導体ウェハーＷに定常処理を行うときには、保持部７が処理位置に位置するときは約３０リットル／分、処理位置以外の位置に位置するときは約４０リットル／分にてチャンバー６内に窒素ガスを供給するというガス供給パターンに従ったガス供給を制御部３の制御により実行している。熱処理装置１にて１ロットの半導体ウェハーＷを連続して処理するときには、当然にこのようなガス供給パターンに従ったガス供給が繰り返し行われることとなる。
【００６８】
ところで、熱処理装置１にて１ロットの半導体ウェハーＷを連続して処理したときに、最初の数枚について、特に最初の１枚についてはフラッシュ加熱時のウェハー到達温度がその後の他のウェハーよりも顕著に高くなる傾向のあることは既述した通りである。これは、熱処理装置１における保持部７の基準位置が処理位置であり、ロットの最初の半導体ウェハーＷがチャンバー６内に搬入される前の待機状態の時点では保持部７のホットプレート７１が継続して透光板６１に近接していることによるものと考えられる。すなわち、ホットプレート７１は半導体ウェハーＷを２００℃ないし６００℃程度の予備加熱温度Ｔ１に昇温できる程度にまで加熱されており、このような高温のホットプレート７１が長時間透光板６１に近接していると、ホットプレート７１からの輻射熱によって透光板６１の温度も上昇する。そして、ロットの最初の半導体ウェハーＷは温度上昇した透光板６１の近くで予備加熱されるため、設定よりも高い温度に予備加熱された結果としてフラッシュ加熱時のウェハー到達温度も高くなったものと考えられる。
【００６９】
その後、ロットに含まれる続く半導体ウェハーＷを連続して処理するにつれて、保持部７が図７の昇降パターンに従った昇降動作を繰り返し、ホットプレート７１が透光板６１への接近と離間とを繰り返すこととなるため、透光板６１の温度も上記待機状態のときよりも徐々に低下し、概ね５枚目の半導体ウェハーＷの処理を行うあたりから安定（安定した後の温度を以下「安定温度」と称する）する。これに伴って、ロットに含まれる半導体ウェハーＷのうち５枚目くらいからは予備加熱温度も安定し、その結果フラッシュ加熱時のウェハー到達温度も安定した均一なものとなる。
【００７０】
上述のような要因によって、１ロットの半導体ウェハーＷを連続して処理したときの最初の数枚についてはフラッシュ加熱時のウェハー到達温度が高くなり、かかる問題は当然にロットの最初の半導体ウェハーＷに最も顕著に表れる。
【００７１】
このため、本実施形態においては、ロットの最初の半導体ウェハーＷがチャンバー６内に搬入される前の待機状態中にも保持部７のホットプレート７１が図７の昇降パターン（つまり定常処理時の昇降パターン）に従って昇降動作を行うように制御部３が保持部昇降機構４のモータ４０を制御している。すなわち、半導体ウェハーＷがチャンバー６に搬入されるよりも前の段階から実際の処理時と同様の昇降動作を保持部７のホットプレート７１が行うのである。なお、待機状態中に保持部７が昇降動作を行うときに半導体ウェハーＷを保持していないのは勿論であるが、ホットプレート７１は定常処理時と同様の所定温度にまで制御部３の制御によって加熱されている。また、待機状態中の保持部７の昇降動作は、図７の昇降パターンを所定数繰り返す。待機状態中に繰り返す昇降パターンのサイクル数は、従来において定常処理時に安定温度が得られる枚数程度（上記の例では５回）とすれば良く、単数であっても複数であっても良い。
【００７２】
このようにすれば、実際の半導体ウェハーＷを処理することなくホットプレート７１が透光板６１への接近と離間とを繰り返すこととなり、透光板６１の温度が徐々に低下して定常処理時の安定温度に近づく。そして、ロットの最初の半導体ウェハーＷがチャンバー６内に搬入されて処理が行われる時点では、透光板６１の温度が既に数枚の半導体ウェハーＷが処理された後と同様の安定温度となっており、当該最初の半導体ウェハーＷ以後に連続して加熱処理される全ての半導体ウェハーＷの予備加熱温度を安定させることができ、その結果ロットに含まれて連続処理される全ての半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱時のウェハー到達温度を安定した均一なものとすることができる。
【００７３】
ロットの最初の半導体ウェハーＷがチャンバー６内に搬入される前の待機状態中にホットプレート７１を定常処理時の昇降パターンに従って昇降させることの技術的意義は、仮想の半導体ウェハーＷに処理を行って定常処理時と同様の動作をホットプレート７１に行わせることにより、透光板６１の温度のみならず、チャンバー６内において半導体ウェハーＷを処理する際の全ての環境パラメータを定常処理時の安定状態に近づける点にある。よって、ホットプレート７１の昇降動作に加えて、チャンバー６内の環境パラメータを定常処理時の安定状態に近づける種々の動作を行うようにしても良い。
【００７４】
例えば、半導体ウェハーＷに定常処理を行うときに、保持部７が処理位置に位置するときは約３０リットル／分、処理位置以外の位置に位置するときは約４０リットル／分にてチャンバー６内に窒素ガスを供給するというガス供給パターンに従ったガス供給を制御部３の制御により実行していたが、ロットの最初の半導体ウェハーＷがチャンバー６内に搬入される前の待機状態中にもチャンバー６内に当該ガス供給パターンに従った窒素ガス供給を行うように制御部３がガスバルブ８２およびガスバルブ８７を制御するようにしても良い。このときには、待機状態中にホットプレート７１が定常処理時の昇降パターンに従って昇降するのと連動して上記ガス供給パターンに従った窒素ガス供給を行う。具体的には、待機状態中に仮想的に半導体ウェハーＷがチャンバー６内に搬入されたものと仮定してその仮想半導体ウェハーＷに定常処理を行うようにホットプレート７１の昇降動作およびチャンバー６内へのガス供給を行う。
【００７５】
このようにすれば、ロットの最初の半導体ウェハーＷがチャンバー６内に搬入されて処理が行われる時点では、チャンバー６内の環境パラメータをホットプレート７１の昇降動作のみのときよりもさらに安定状態に近づけることが可能となり、その結果ロットに含まれて連続処理される全ての半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱時のウェハー到達温度をより安定した均一なものとすることができる。
【００７６】
また、待機状態中にホットプレート７１が定常処理時の昇降パターンに従って昇降するのと連動してフラッシュランプ６９からの閃光照射を行うようにしても良い。すなわち、待機状態中にホットプレート７１が図７の昇降パターンに従って処理位置に上昇したときに閃光照射を行うようにフラッシュランプ６９の点灯を制御部３が制御するようにする。このようにすれば、チャンバー６内の環境パラメータをホットプレート７１の昇降動作のみのときよりもさらに安定状態に近づけることできる。もっとも、待機状態中にフラッシュランプ６９を頻繁に点灯させると、フラッシュランプ６９自体の損耗が激しいだけでなく多量の電力を無駄に消費するため、待機状態中のフラッシュランプ６９の点灯は必要に応じて適宜行うことが好ましい。
【００７７】
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、待機状態中に制御部３の制御によって実行する動作としては、ホットプレート７１の昇降動作、チャンバー６内への窒素ガス供給、フラッシュランプ６９からの閃光照射に限定されるものではなく、実際の半導体ウェハーＷに定常処理を行うときに熱処理装置１の各動作機構が実行すると同じ他の動作であっても良い。例えば、待機状態中にホットプレート７１が定常処理時の昇降パターンに従って昇降するのと連動してゲートバルブ１８５が搬送開口部６６を開閉するようにしても良い。具体的には、待機状態中にホットプレート７１が図７の昇降パターンに従って受渡位置に下降したときに搬送開口部６６を開放するように制御部３がゲートバルブ１８５を制御する。実際の半導体ウェハーＷを処理する定常処理時に近い動作を待機状態中にも熱処理装置１に行わせるほど、チャンバー６内の環境パラメータを定常処理時の安定状態に近づけることでき、連続してフラッシュ加熱処理を行う全ての半導体ウェハーＷについてより安定して均一な熱処理を行うことができる。
【００７８】
また、チャンバー６に処理対象となる半導体ウェハーＷが搬入される時点で保持部７が受渡位置に位置するように、上述した待機状態中における保持部７の図７の昇降パターンに従った昇降を開始しても良い。すなわち、上記実施形態のような待機状態中における保持部７の昇降動作を行うと、実際に処理対象となるロットの最初の半導体ウェハーＷをチャンバー６に搬入するタイミングが限定される（具体的には、待機状態中に保持部７が図７の昇降パターンに従った昇降動作を行うときに仮想的に半導体ウェハーＷを搬入するタイミングと装置外部の搬送ロボットが実際の半導体ウェハーＷを搬入するタイミングが一致したとき）。そこで、チャンバー６に処理対象となる実際の半導体ウェハーＷが搬入される時点で保持部７が受渡位置に位置するように待機状態中における保持部７の昇降動作を制御すれば、実際に処理対象となるロットの最初の半導体ウェハーＷを待ち時間無くチャンバー６に搬入することができる。
【００７９】
熱処理装置１における半導体ウェハーＷの処理はホストコンピュータ１００によって管理されており、上述した装置外部の搬送ロボットによってチャンバー６に処理対象となる半導体ウェハーＷが搬入されるタイミングはホストコンピュータ１００から制御部３に伝達される生産管理情報によって制御部３側で事前に知ることができる。熱処理装置１の制御部３は、ホストコンピュータ１００から伝達された生産管理情報に基づいて、処理対象となるロットの最初の半導体ウェハーＷがチャンバー６に搬入されるタイミングを察知し、その時点で保持部７が受渡位置に位置するように待機状態中における保持部７の定常処理時昇降パターンに従った昇降動作を開始させる。
【００８０】
また、上記実施形態においては、ホットプレート７１を有する保持部７が昇降動作を行う構成となっていたが、固定設置されたホットプレート７１に対してランプハウス５が昇降する構成であっても良い。このような構成においては、処理対象となる半導体ウェハーＷに定常処理を行うときにフラッシュランプ６９を所定の昇降パターンに従って昇降させることとなる。そして、半導体ウェハーＷがチャンバー６内に搬入される前の待機状態中にもフラッシュランプ６９を当該昇降パターンに従って昇降させるようにすれば、チャンバー６内の環境パラメータを定常処理時の安定状態に近づけることでき、連続してフラッシュ加熱処理を行う全ての半導体ウェハーＷについてより安定して均一な熱処理を行うことができる。
【００８１】
また、上記各実施形態においては、ランプハウス５に３０本のフラッシュランプ６９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６９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６９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。
【００８２】
また、保持部７の昇降パターンは図７に示したものに限定されず、処理内容に応じた任意のものとすることができる。
【００８３】
また、チャンバー６内に供給するガスは窒素ガスに限定されるものではなく、他の種類のガスであっても良く、その流量を１０リットル／分〜５０リットル／分の範囲にて適宜に設定した任意のガス供給パターンに従ったガス供給を行うようにしても良い。
【００８４】
また、本発明に係る技術は、フラッシュランプ６９を使用した熱処理装置に限らず、チャンバー内で移動（鉛直方向の昇降以外も含む）するホットプレート上に半導体ウェハーＷを載置して加熱処理を行う他の種類の熱処理装置にも適用することが可能である。このような熱処理装置においては、チャンバー内でホットプレートが移動することによって、チャンバー壁面の一部が昇温するというようにチャンバー内の環境パラメータが変化する。そこで、ロットの最初の半導体ウェハーＷがチャンバー内に搬入される前の待機状態中にもホットプレートが定常処理時の動作パターンに従って移動するようにすれば、半導体ウェハーがチャンバー内に搬入されて処理が開始される時点でのチャンバー内の環境パラメータを定常処理時の安定状態に近づけることでき、連続して加熱処理を行う全ての半導体ウェハーＷについて安定して均一な熱処理を行うことができる。
【００８５】
また、上記各実施形態においては、半導体ウェハーに光を照射してイオン活性化処理を行うようにしていたが、本発明にかかる熱処理装置による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い。例えば、窒化シリコン膜や多結晶シリコン膜等の種々のシリコン膜が形成されたガラス基板に対して本発明にかかる熱処理装置による処理を行っても良い。一例として、ＣＶＤ法によりガラス基板上に形成した多結晶シリコン膜にシリコンをイオン注入して非晶質化した非晶質シリコン膜を形成し、さらにその上に反射防止膜となる酸化シリコン膜を形成する。この状態で、本発明にかかる熱処理装置により非晶質のシリコン膜の全面に光照射を行い、非晶質のシリコン膜が多結晶化した多結晶シリコン膜を形成することもできる。
【００８６】
また、ガラス基板上に下地酸化シリコン膜、アモルファスシリコンを結晶化したポリシリコン膜を形成し、そのポリシリコン膜にリンやボロン等の不純物をドーピングした構造のＴＦＴ基板に対して本発明にかかる熱処理装置により光照射を行い、ドーピング工程で打ち込まれた不純物の活性化を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明に係る熱処理装置の構成を示す側断面図である。
【図２】図１の熱処理装置のガス路を示す断面図である。
【図３】ホットプレートを示す平面図である。
【図４】図１の熱処理装置の構成を示す側断面図である。
【図５】制御部の構成を示すブロック図である。
【図６】熱処理装置が半導体ウェハーに定常処理を行うときの動作手順を示すフローチャートである。
【図７】定常処理時の保持部の昇降パターン（動作パターン）を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
１  熱処理装置
３  制御部
４  保持部昇降機構
５  ランプハウス
６  チャンバー
７  保持部
４０  モータ
６１  透光板
６５  熱処理空間
６９  フラッシュランプ
７１  ホットプレート
７２  サセプタ
８２，８７  ガスバルブ
８３  ガス導入バッファ
１００  ホストコンピュータ
Ｗ  半導体ウェハー
【図１】
2008112798.tif 000003
【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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