(57)【要約】【課題】  レーザ発振器により基板を加熱する従来の基板加熱装置では基板の出し入れが面倒であり、また、レーザ照射面積に限界があるので、レーザ発振器の光ファイバ先端と基板との距離が遠いと基板の全面を均一に加熱することが難し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、気密シリンダーと、上記シリンダーの上部を塞ぐレーザ光を透過せしめる窓部と、上記シリンダー内を気密に上下動するピストンと、上記ピストン上面に設けた基板載置部と、上記ピストンの上下動手段と、上記窓部を介して上記ピストンの基板載置部に載置せしめた基板上にレーザを照射せしめるレーザ照射と、上記シリンダーの下部に設けた、上記ピストンによって開閉可能な基板出入口とよりなる。また、上記窓部はレンズを有する。【選択図】  図１
2005340407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密シリンダーと、上記シリンダーの上部を塞ぐレーザ光を透過せしめる窓部と、上記シリンダー内を気密に上下動するピストンと、上記ピストン上面に設けた基板載置部と、上記ピストンの上下動手段と、上記窓部を介して上記ピストンの基板載置部に載置せしめた基板上にレーザを照射せしめるレーザ照射手段と、上記シリンダーの下部に設けた、上記ピストンによって開閉可能な基板出入口とよりなることを特徴とする基板加熱装置。
【請求項２】
上記窓部がレンズを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】
図３は従来の基板加熱装置を示し、１は真空チャンバ、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真空チャンバ１内に設けた基板載置部、４は上記真空チャンバ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は上記真空チャンバ１内に安定ガスを導入するためのマスフロー、６は上記真空チャンバ１内の空気を排気するための排気ポンプ、７は真空チャンバ１内の真空度を制御するための圧力制御バルブである。
【０００３】
上記従来の基板加熱装置においては、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を介して上記真空チャンバ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（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−２５２１８１号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
然しながら、上記従来の基板加熱装置では基板の出し入れが面倒である。また、レーザ照射面積には限界があるので、基板２が大面積のものの場合、光ファイバ先端と基板２との距離が遠いと基板２の大面積領域を均一に加熱することは難しいという欠点があった。
【０００５】
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】
【０００６】
本発明の基板加熱装置は、気密シリンダーと、上記シリンダーの上部を塞ぐレーザ光を透過せしめる窓部と、上記シリンダー内を気密に上下動するピストンと、上記ピストン上面に設けた基板載置部と、上記ピストンの上下動手段と、上記窓部を介して上記ピストンの基板載置部に載置せしめた基板上にレーザを照射せしめるレーザ照射手段と、上記シリンダーの下部に設けた、上記ピストンによって開閉可能な基板出入口とよりなることを特徴とする。
【０００７】
上記窓部は、レンズを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の基板加熱装置によれば、気密シリンダー内に設けたピストンの上下運動により、シリンダーに対する基板の出し入れ、シリンダー内の気密、減圧、プロセスガスの導入排出、開放を容易に制御でき、基板のレーザ加熱を繰り返しできるという大きな利益がある。
【０００９】
また、レンズを介在せしめればレーザ照射を基板全体に広げることができ、基板全体を均一に加熱することができる。
【００１０】
また、レンズを気密室に収納すればレンズの汚損を防止でき、メンテナンスが容易となる。
【００１１】
また、シリンダーにフィンを設け放熱面積を増加せしめることにより、レンズやシリンダーの加熱防止ができ、また、基板を所定の速度で冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の基板加熱装置は図１に示すように、気密シリンダー８と、上記シリンダー８の上部を塞ぐレーザ光を透過せしめる窓部９と、上記シリンダー８内を気密に上下動するピストン１０と、上記ピストン１０の上面に設けた基板載置部１１と、上記ピストン１０を上下動せしめるクランク機構部１２と、上記シリンダー８の窓部９の上方に設けた、上記ピストン１０の基板載置部１１に載置せしめた基板２上にレーザを照射せしめるレーザ発振器１３と、上記シリンダー８の上部側面に設けた排気口１４及び吸気口１５と、上記シリンダー８の中央部側面に設けた上記基板２の入口用開口部１６と、上記シリンダー８の下部に設けた上記基板２の出口用開口部２５と、上記シリンダー８の外周面に設けた冷却用フィン１７とにより構成する。
【００１４】
また、上記窓部９は互いに上下に離間して配置せしめた２枚の透明窓１８，１８により形成した気密室と、この気密室内に設けたシリンドリカルレンズ１９とにより構成する。
【００１５】
また、上記クランク機構部１２はクランク軸２０と、上記クランク軸２０に一端を連結したクランクアーム２１と、一端を上記クランクアーム２１の他端に連結し、他端を上記ピストン１０に連結せしめた連結棒２２とにより構成する。
【００１６】
なお、２３は上記ピストン１０の気密リングであり、Ｏ−リングで代表される。
【００１７】
本発明の基板加熱装置においては、図１に示すように、上記ピストン１０の上部が上記入口用開口部１６の下方の適当な位置まで上記ピストン１０を下げた状態で、上記入口用開口部１６から熱処理用の基板２を上記シリンダー８内に挿入し上記ピストン１０上の基板載置部１１に載置せしめる。
【００１８】
次に、図２に示すように上記ピストン１０の上部が上記入口用開口部１６よりも高い位置となるまで上記ピストン１０を上記クランク機構１２により押し上げ上記シリンダー８内のガスを上記排気口１４より排気せしめる。
【００１９】
次に、真空ポンプ２６等により上記シリンダー８内を減圧せしめる。
【００２０】
上記シリンダー８内が所望の減圧状態となったら、プロセスガスをプロセスガス供給装置２７から吸気口１５を介して導入し、所定濃度、所定圧力とし、上記レーザ発振器１３からスポット状レーザ２４を上記基板２に向けて照射せしめれば、上記スポット状レーザ２４は上記窓部９のシリンドリカルレンズ１９により照射面積が拡大し、上記基板２全面にレーザ光が照射され、基板加熱処理が行われる。
【００２１】
上記基板加熱後はレーザ照射を停止すると共に、プロセスガスを排気口１４から排出し、その後圧力調整し、上記ピストン１０の上部が上記出口用開口部２５より下方に位置するまで上記ピストン１０を下降せしめ、加熱プロセス処理後の基板２を上記出口用開口部２５から引き出し、上記入口用開口部１６を通して次の処理用の基板２を上記シリンダー８内に挿入し上記ピストン１０上の基板載置部１１に載置せしめ、上記と同様の操作を繰り返す。
【００２２】
なお、上記基板２のレーザ照射密度あるいは照射面積を変更する場合には上記ピストン１０の高さを調整せしめる。
【００２３】
本発明の基板加熱装置によれば、上記シリンダー８内に設けたピストン１０の上下運動により、上記基板２の上記シリンダー８に対する出し入れと、上記シリンダー８内の気密、減圧、プロセスガスの導入・排出、開放を容易に制御でき、基板のレーザ加熱の繰り返しが可能になる。
【００２４】
また、上記シリンドリカルレンズ１９をレーザ発振器１３と基板２との間に介在せしめたのでレーザ照射を基板全体に広げることができ、基板全体を均一に加熱することができる。
【００２５】
また、シリンドリカルレンズ１９を気密室に収納したのでレンズの汚損を防止でき、メンテナンスが容易となる。
【００２６】
また、シリンダー８の外周面にフィン１７を設け放熱面積を増加せしめることにより、空冷又は水冷によりレンズやシリンダーの加熱防止ができ、また、基板を所定の速度で冷却することができる。またピストン自体に水冷パイプを設け、基板を所定の速度に冷却することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の基板加熱装置の縦断側面図である。
【図２】本発明の基板加熱装置の縦断側面図である。
【図３】従来の基板加熱装置の説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  真空チャンバ
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  シリンダー
９  窓部
１０  ピストン
１１  基板載置部
１２  クランク機構部
１３  レーザ発振器
１４  排気口
１５  吸気口
１６  入口用開口部
１７  冷却用フィン
１８  透明窓
１９  シリンドリカルレンズ
２０  クランク軸
２１  クランクアーム
２２  連結棒
２３  気密リング
２４  スポット状レーザ
２５  出口用開口部
２６  真空ポンプ
２７  プロセスガス供給装置
【図１】
2005340407.tif 000003
【図２】
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【図３】
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