JPH0542135B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体デバイスの製造過程において使
用される半導体基板の熱処理装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体デバイスの製造過程において、熱処理は
不可欠な工程であるが、素子の微細化が進むにつ
れ、従来の電気炉による熱処理に限界がみえ始め
てきた。例えば、イオン打込み後の浅い接合形成
のための熱処理等をあげることができる。この問
題を解決するための手段として、ハロゲンランプ
によつて、ウエーハを直接、短時間加熱する方法
が有効であることがわかつている。更に、上記方
法は、イオン打込み後の熱処理の他、シリサイド
の形成や絶縁膜のリフロー、アロイの形成、電極
配線のシンタリング、薄い酸化膜や窒化膜の形成
等、熱処理にからむ多くの用途に、従来得られな
かつたメリツトを生ずることもわかつてきた。

第１２図は従来広く用いられている棒状ハロゲ
ンランプによる熱処理装置の部分構成の説明用簡
略断面図である。

第１２図において１は石英チヤンバ４内に設置
したウエーハ、５ａはチヤンバ４の上部に配置さ
れウエーハ１の上面を加熱するための上面加熱源
で、横に並べた多数の棒状ハロゲンランプ２とミ
ラー３よりなる。５ｂはチヤンバ４の下部に配置
されウエーハ１の下面を加熱するための下面加熱
源で、縦に並べた多数の棒状ハロゲンランプ２と
ミラー３よりなる。

このような熱処理装置が半導体デバイスの製造
プロセスに広く応用されるための重要な点はいく
つかあるが、主に均一な温度分布を達成できるこ
と及び良好な温度再現性が得られることの２点で
ある。

第１２図の装置はウエーハ１に近接して上下面
のランプ２群を配置することによつて、加熱効率
を良くするとともに、温度均一化をねらつたもの
であるが、次の点で、ウエーハ面内の温度分布を
均一にするのが困難である。

ウエーハ面内の温度分布を均一にするために
は、ウエーハ面内各部の熱収支のバランスがとれ
ていなければらない。

第１２図の装置では、以下に述べるようにま
ず、ウエーハ面内各部に与えるランプ２群からの
エネルギー密度（照度分布）を均一化するのが、
理論的にも困難である。第２に、ウエーハ面内各
部からの放熱エネルギーを均一化するのも非常に
困難である。

まず、照度分布であるが、第１２図の装置で極
力均一な照度分布を得るように試みたとしよう。
その場合にも第１３図のような効果が現実には起
こる。説明のため、第１２図の上面及び下面加熱
源５ａ，５ｂを模式的に表すと、第１４図示のよ
うになる。

すなわち、ランプ２が同一の棒状ランプである
限り、Ａ，Ｂの２方向即ちランプ群による加熱面
に平行でランプの長さ方向（または直角方向）と
それ以外の方向の照度分布が異なるのは避け難
い。その例を第１３図に示す。また、第１３図に
おいては、Ａ方向の照度分布がほぼ均一である
が、そのような照度分布を得るのでさえ、次のよ
うな工夫をおこなう必要がある。

第１に、ランプ２のフイラメント６を高精度に
疎密巻きにする必要がある。第１５図にそのよう
なランプの一例を示し、７は石英管である。フイ
ラメント６を疎密巻きにして、ランプ端方向の光
束（放射強度）を増すことにより、ランプの長さ
方向に対応するウエーハ周辺部の照度を補正す
る。

第２にランプのゾーンコントロールを行い（本
発明者らが提案した実願昭58−178820号など）、
ランプに直角な方向の照度補正をおこなう。第１
６図はそのような補正を行つた場合のランプの位
置と光束の関係を示す特性図であり、○印はラン
プ位置を示す。更に、ランプ２のフイラメント６
の疎密巻きはランプの長さ方向の照度分布を一義
的に決めてしまうので、この効果を緩和するため
に、第１２図に示すように、上下面のランプ２群
を互い直交させて（縦横に）配置したり、或い
は、リング状のランプ群を同心円状にして円形光
源と等価であるようにウエーハ１の上下に配置す
る等の方法が考えられはするが、後者の方法はラ
ンプの製造技術上はなはだしく困難であろう。以
上は熱の逃げ（放熱）がウエーハ各部で均一であ
るとした議論であるが、ウエーハ面内各部の放熱
条件が異なる場合、問題は更に複雑になる。

次に放熱条件について述べる。第１２図の装置
には、事実上、ウエーハ１の搬入出口や、ガス導
入出ポートが必要である。第１７図はこれらを設
けた従来装置の一例の全体構成を示す。９は石英
製のウエーハ搬送アーム、１０はウエーハ搬入出
口、１１は雰囲気ガス導入出ポートである。

このように装置を考えたとき、ウエーハ面各部
の放熱条件は一様ではあり得ない。すなわち、ウ
エーハ搬入出口１０や雰囲気ガス導入出ポート１
１に近接したウエーハ面端部位からの放熱量（単
位面積当たりの放熱エネルギー）は他の部位から
の放熱量よりも通常大きくなり、この効果に対す
る補正が更に必要になる。例えば、第１２図や第
１７図のミラー３の形状は、ランプ２のゾーンコ
ントロールによる、ウエーハ周辺部の照度補正が
効果的であるように、指向性をもつた形状が選ば
れている。

但し、ランプ２のゾーンコントロールや疎密巻
きによつて、ウエーハ面内温度分布を均一化する
ことは、上記理由によつて極めて困難であるた
め、本発明者らはウエーハ１を回転させることに
よつて回転方向（θ方向）の温度分布を均一化
し、半径方向（ｒ方向）のみをゾーンコントロー
ルによつて補正する装置を考案した（特開昭59−
119932号、実願昭59−155131号など）。上記装置
はイオン打込み後の熱処理や、シリサイド膜の熱
処理後のシート抵抗分布の均一性データから極め
て有効に機能することが証明されている。しか
し、ウエーハが受ける熱応力は、回転速度を非常
に高速（120rpm以上）にしない限り、本質的に、
第１７図で回転しない場合と同様であり、1100℃
以上の高温で熱処理する際にはウエーハ周辺部に
スリツプラインを発生させる問題がある。また、
回転速度120rpmは、構造上、上記装置のとり得
る限界である。更に、回転速度の高速化は機構上
の困難が伴うばかりでなく、ウエーハに対する強
制対流による冷却効果が無視できない問題になる
であろう。

一方、温度再現性につていも考慮しなければな
らない。ウエーハの温度をコントロールする手段
として、ウエーハの直接測温技術（本発明者らが
提案した特願昭60−252818など）がある。第１８
図に、ウエーハを回転できるようにした装置（特
願昭59−119932号、実願昭59−155131号など）に
上記ウエーハ温度測定系を付加した装置の例を示
す。１２は石英チヤンバ４に溶接により取り付け
られた石英製円筒状の測温ポート、１３はフツ化
カルシウム製の測温窓、１４は測温波長が5μm以
上の放射温度計、１５は石英デイスク１６を浮揚
回転させるための石英治具である。

この装置でウエーハの熱処理をおこなつたとこ
ろ、測温ポート１２がウエーハ１の温度分布に影
響を与えることがわかつた。第１９図に、上記熱
処理後のイオン打込みウエーハのシート抵抗分布
の一例を示す。この第１９図からウエーハ中心の
シート抵抗が測温ポート１２の存在により影響を
受けて大きくなつていることが判る。理論計算に
より確認したところ、この効果はウエーハ面各部
から測温ポート１２をみた立体角の相異に依存す
ることがわかつた。すなわち、測温ポート１２は
ウエーハ１に対するヒートシンクとして作用し、
石英チヤンバ４の上面（測温ポート１２のある
面）およびその側のランプ２、ミラー３系（上面
加熱源５ａ）をウエーハ１から離すことによつて
この効果を緩和し、あるいはほとんどなくすこと
ができるのである。しかし、上面加熱源５ａをウ
エーハ１から離すことによつて、加熱効率は悪く
なり、ウエーハ周辺部に対する照度補正はより困
難となる欠点がある。なお、ウエーハの測温はウ
エーハ表面状態の依存性が少ない（パターンがな
い）ウエーハの裏面からおこなうのが理想であ
る。しかし、ウエーハの回転機能を有した状態
（第１８図で１５，１６のある状態）でウエーハ
裏面から測温することは非常に困難である。この
このとも第１８図の装置の欠点としてあげること
ができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の説明より明らかなように、従来、雰囲気
ガス導入出ポート１１及びウエーハ搬入出口１０
を側面に有するチヤンバ４内に、ウエーハ１を載
置したデイスク１６を治具１５上に回転自在に支
持し、チヤンバ４の上部及び下部にそれぞれ上面
加熱源５ａ及び下面加熱源５ｂを配置せしめてな
る半導体基板の熱処理装置においては、ウエーハ
面内の温度分布を均一化にし、かつ良好な温度再
現性を得るべく、上面、下面加熱源５ａ，５ｂの
ランプ２のフイラメント６を疎密巻きにすると共
に上面、下面加熱源５ａ，５ｂのランプ２群を直
交配置してランプ２の長さ方向に対応するウエー
ハ周辺部の照度を補正したり、ランプ２のゾーン
コントロールを行つてランプと直角方向の照度を
補正したり、またデイスク１６を回転してウエー
ハ１を回転させ、ウエーハの回転方向の温度分布
の均一化を図るようにしても、フイラメント６を
高精度に疎密巻きにしたランプ２の製作が極めて
困難なこと、チヤンバ４の側部にウエーハ搬入出
口１０及び雰囲気ガス導入出ポート１１が設けら
れており、これらに近接したウエーハ両端部位と
他の部位の放熱量が異なること、ウエーハ１を高
速回転させることが困難であり、ウエーハ周辺部
にスリツプラインを発生させる問題があること、
ウエーハの裏面側に回転機構を設けてあり、当該
回転機構が邪魔になるため、ウエーハの裏面側か
らの測温が極めて困難であること、ウエーハの上
面側から測温した場合は当該温度測定系がウエー
ハの温度分布に影響を与えること等により、ウエ
ーハ面各部の熱収支のバランスをとり、言い換え
れば、ウエーハ面内各部に与える加熱源からのエ
ネルギー密度（照度分布）の均一化とウエーハ面
内各部からの放熱エネルギーの均一化を図つてウ
エーハ周辺部にスリツプラインを発生することな
くウエーハ面内の温度分布を均一化することが極
めて困難であると共に、ウエーハの裏面側からの
測温をウエーハの温度分布に影響を与えることな
く安定に容易に行つて良好な温度再現性を得るこ
とができないという問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明装置は上記問題点を解決するため、第１
図示のように側面下方部３６に雰囲気ガス導入、
導出ポート２０，２１を有するチヤンバ４内にウ
エーハ１を載置したウエーハホルダ８のシヤフト
２８を垂設し、このシヤフト２８はチヤンバ４の
下端のウエーハ搬入出口１０を開閉するゲート２
２に回転方向に自由で、かつ軸方向に移動可能に
支持し、このゲート２２をベース３７に上下動自
在に支持すると共に上下動装置３８に連結せし
め、上記シヤフト２８の下部に回転駆動装置２７
と上下動装置２６を連結し、チヤンバ４の上部及
び側部にそれぞれウエーハ１の上面加熱源５ａ及
び側面加熱源５ｃを配置せしめてなる構成とした
ものである。

〔作用〕

このようにチヤンバ４の上部及び側部にそれぞ
れウエーハ１の上面加熱源５ａ及び側面加熱源５
ｃを配置したので、ウエーハ面内各部に上面加熱
源５ａから与えられる照度分布はウエーハ中心よ
りウエーハ端に行くに従つて低下するのに対し、
側面加熱源５ｃから与えられる照度分布は逆にウ
エーハ中心よりウエーハ端に行くに従つて上昇す
るため、ウエーハ面内各部に両加熱源５ａ，５ｃ
から与えられる照度分布は均一化され、加熱源５
ａ，５ｃとしてフイラメントを疎密巻きにせず、
均一巻きにした安価で製作容易なランプを使用で
きる。

チヤンバ４の側面下部３６に雰囲気ガス導入、
導出ポート２０，２１を有し、チヤンバ４の下端
にウエーハ搬入出口１０を設けており、このウエ
ーハ搬入出口１０及び雰囲気ガス導入、導出ポー
ト２０，２１とウエーハ面部位との間が離間して
いてウエーハ１１面内各部の放熱条件が一様であ
ること、ウエーハ１を回転駆動装置２７により回
転したり、ウエーハ１の軸方向位置（高さ）を上
下動装置２６により調整したり、あるいは各加熱
源５ａ，５ｃに投入する電力配分をコントロール
したりすることができることによりウエーハ面各
部に対する熱収支を均一にできる。

即ち、ウエーハ面内各部に上面、側面加熱源５
ａ，５ｃから与えられる照度分布の均一化とウエ
ーハ面内各部からの放熱エネルギーの均一化を図
つてウエーハ周辺部にスリツプラインを発生する
ことなくウエーハ面内の温度分布を均一にでき
る。

また、チヤンバ４の側面下部３６に、斜め下方
より温度測定を行う放射温度計１４によるウエー
ハ温度測定系を設けることができるので、ウエー
ハの裏面側に設けたウエーハホルダ８、そのシヤ
フト２８及びゲート２２等が邪魔になつたり、温
度測定系がウエーハ面内の温度分布を乱すことが
なく、ウエーハの測温をウエーハの斜め下方より
極めて容易に安定に行うことができ、良好な温度
再現性を得ることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明装置の一実施例の構成を示す縦
断面図である。

まず、その構成を説明する。

第１図において４は石英チヤンバ、５ａ，５ｃ
はそれぞれチヤンバ４の上部及び側部に配置した
上面、側面加熱源で、チヤンバ４内の石英製ウエ
ーハホルダ８に載置されたウエーハ１を上面及び
側面から加熱するためのものである。

上面加熱源５ａは例えば多数の棒状ランプ２を
第１図及び第２図示のように縦および横に並べて
配置し（直交配置し）、あるいは第３図示のよう
に縦または横に並べて配置し、水冷通路１７を有
するミラー３を併設してなる。１９は端子台、１
８はランプ２に通電するためのリード線である。

側面加熱源５ｃは、例えば多数の棒状ランプ２
を第１図，第４図示のように４本ずつ水平に四角
形に組んで多段に配置（四角筒状に並べて配置）
するか、第７図示のように垂直に円筒状に並べて
配置し、あるいは曲率半径が小さく長尺の多数の
Ｕ字状ランプ２ａを第５図示のように垂直に円筒
状に並べて配置するか、曲率半径が大きく長さの
短い多数のＵ字状ランプ２ａを第６図示のように
交互に180°向きを換えて水平に多段に配置（円筒
状に並べて配置）する。そして上面加熱源５ａと
同様に水冷通路１７を有するミラー３を併設して
構成する。

ウエーハホルダ８のシヤフト２８はチヤンバ４
の下端のウエーハ搬入出口１０を開閉するゲート
２２に回転方向に自由で、かつ軸方向に移動可能
に支持する。ゲート２２はベース３７に上下動自
在に支持すると共に上下動用シリンダ３８に連結
する。また、シヤフト２８の下部に回転伝達機構
２９を介してウエーハ回転用モータ２７を連結す
ると共に当該シヤフト２８の下端に上下動用シリ
ンダ２６を連結せしめる。

２３はゲート２２の上面に設けられた石英壁、
２４はシヤフト２８をゲート２２に回転方向に自
由で、かつ軸方向に移動可能に支持するためのベ
アリングである。

ゲート２２には水冷通路１７を有するミラー３
を併設する。２５ａ，２５ｂはミラー３の水冷通
路１７に冷却水を導入、導出するためのポートで
ある。

チヤンバ４の側面下部（ベース部）３６に雰囲
気ガス導入、導出ポート２０，２１を設ける。２
０ａはチヤンバ４の内壁との間に雰囲気ガス流路
を形成するための石英壁、３０は加熱雰囲気をシ
ールするためのシール材（Ｏリング）である。

同じくチヤンバ４の側面下部３６には斜め下方
より温度測定を行うための測温ポート１２を設
け、その測温窓１３に放射温度計１４を対向配置
する。

次に本実施例の作用を説明する。

ウエーハホルダ８にウエーハ１を載置し、この
ウエーハホルダ８をゲート２２と一緒にシリンダ
３８によりベース３７に対して上動させ、ウエー
ハ１をチヤンバ４内に搬入すると共に、チヤンバ
４の下端のウエーハ搬入出口１０をゲート２２に
より密閉する。またウエーハホルダ８はシリンダ
２６によりゲート２２に対して上動させてチヤン
バ４内の所定位置まで上動させる。

しかる後、雰囲気ガスを雰囲気ガス導入ポート
２０より導入し、雰囲気ガス導入ポート２１より
導出する。そしてウエーハホルダ８をウエーハ回
転用モータ２７により回転させると共に上面、側
面加熱源５ａ，５ｃのランプ２または２ａに端子
台１９よりリード線１８を介して通電し、チヤン
バ４内のウエーハ１を上面、側面より雰囲気ガス
中で回転させながら加熱処理する。この場合、上
面、側面加熱源５ａ，５ｃ及びゲート２２のミラ
ー３の水冷通路１７に冷却水を流通してこれらを
水冷する。

加熱処理後のウエーハ１はシリンダ３８により
下動させ、ウエーハ搬入出口１０を開放してこれ
より搬出することができる。このとき、シリンダ
２６によりウエーハ１の取り出し位置まで下動さ
せる。ウエーハ１の加熱処理は、下記に詳述する
ように均一な温度分布が得られること及び良好な
温度再現性が得られることにより極めて良好なも
のとなる。

第１図の本実施例の特長は、ますウエーハ１の
上面と側面に加熱源５ａ，５ｃ（ランプ群）を配
置したことである。上面加熱源５ａのランプ配置
例として、第２図，第３図示のような配置が使用
でき、側面加熱源５ｃのランプ配置例として、第
４図〜第７図のような配置が採用できる。ランプ
製作の容易さから、上面加熱源５ａのランプ配置
に第２図または第３図の配置を、側面加熱源５ｃ
のランプ配置には第４図または第７図の配置を採
用するのが好ましい。

上面、側面におけるランプ配置には特別な特長
はない。たとえば第３図のランプ配置に対して第
２図のランプ配置は放射光束が倍になる（ウエー
ハ１に、より多くのエネルギーを投入できる）と
いう点でのみ異なると考えてよい。本実施例の要
旨はウエーハ１に対して、上面と側面にそれぞれ
均等な発光面（エネルギー放射面）を有するよう
にランプ群を配置することにあるのであつて、各
面に特別な強度分布をもたせる必要はないのであ
る。従つて、ランプ単体においても、第１５図示
のようにフイラメント６を疎密巻きにする必要は
ない（均等巻きでよい）。その理由を次に説明す
る。

説明を容易にするために、第８図のような、円
筒状の、理想的な加熱系の計算結果について述べ
る。１はウエーハ、３１は円板状の均一な上面光
源（上面加熱源５ａに対応する）、３２は円筒状
の均一な側面光源（側面加熱源５ｃに対応する）
である。底面にも加熱源があれば、全く理想的な
系となるが、実際にはウエーハ搬入出口１０やゲ
ート２２等が必要であるため、この部分に加熱源
はないとする。第９図は計算結果の一例で、ウエ
ーハ端における照度で正規化して図示したもので
ある。３３は上面光源３１のみによる照度曲線、
３４は側面光源３２のみによる照度曲線、３５は
上面、側面光源３１，３２による照度曲線を重ね
合わせたときの照度分布曲線である。上面と側面
の放熱エネルギー密度の差異によつて照度分布曲
線３５は変化するが、理論的には容易に直線状
（横軸に対して水平）にすることができる。上面
或いは側面光源のみでそのようなことは、ウエー
ハとの距離を非常に大きくとらない限り不可能で
ある（この場合、ウエーハ面の照度はほぼ距離の
２乗に反比例して減少するので、加熱効率は非常
に悪くなり現実的でない）。すなわち、上面、側
面光源３１，３２はウエーハ面の照度に対して相
反する効果（“相補効果”と呼ぶことにする）が
ある。

以上は、加熱系を円筒状光源として、理想化し
た場合の説明であるが、上面、側面光源３１，３
２として同一の、製作容易な棒状ランプ２を使用
して、第２図または第３図示のランプ配置の上面
加熱源５ａを構成すると共に第４図または第７図
示のランプ配置の側面加熱光源５ｃを構成するこ
とにより円筒状光源よりも製作容易であり、実現
可能である。

円筒状光源では半径ｒ方向のみの照度均一性を
論じれば良いが、第４図示の四角筒状光源では回
転方向（θ方向）の照度均一性についても考慮し
なければならな。上面加熱源５ａによる照度分布
については第１３図，第１４図を用いてすでに説
明した。側面加熱源５ｂについてはどうであろう
か。側面加熱源５ｃの効果については第１０図，
第１１図に示すように、上面加熱源５ａと正反対
のことが起こる。すなわち、Ａ方向の方がＢ方向
の照度よりもウエーハ中心よりウエーハ端にいく
に従つて大きくなる。従つて、四角筒状のランプ
配置の場合でも、上面加熱源５ａと側面加熱源５
ｃは相補的である。このことは、計算でも、実験
でも容易に確認することができる。

理論的には、ウエーハ面上の微小エリヤＡ（ｒ，
θ）から、上面加熱源５ａを見た形態係数と、側
面加熱源５ｃを見た形態係数をそれぞれF₁（ｒ，
θ），F₂（ｒ，θ）とするとF₁（ｒ，θ）＋F₂（ｒ，
θ）＝１（但し、この場合、ウエーハの片面につい
てのみ考えている）となることが明らかなので、
ウエーハ面全域にわたつて相補効果のあることが
推察できるであろう。

以上は、照度分布（ウエーハの受理エネルギ
ー）の均一性についての説明であつた。ウエーハ
の放熱エネルギー分布についても考慮する必要が
ある。第１図に示す装置はウエーハ周辺の構造が
均等であり、ウエーハ搬入出口１０及び雰囲気ガ
ス導入、導出ポート２０，２１とウエーハ面部位
との間に離間していて放熱エネルギー分布もまた
均等にできる長所がある。第１７図と比較するこ
とにより、その効果が理解できるであろう。但
し、ミラー３の形状やランプ配置によつて、若干
の不均一を生ずる可能性があるが、ミラー相互の
反射による、多重反射効果はその不均一性を緩和
する。

更に第１図の装置は、もし、温度分布の不均一
性を生じた場合の対応策として、θ方向に対して
はウエーハ１を回転し、ｒ方向に対しては、ウエ
ーハ位置（高さ）を調節し、或いはランプに投入
する電力配分を補正することにより温度分布の不
均一性を容易に解決することができる。すなわ
ち、最も良好な温度分布を得るための、上記自由
度を有しているのである。

最後に、温度再現性を得るための、ウエーハ温
度の放射温度計１４による直接測定について説明
する。第１図に示すように、チヤンバ４のベース
部３６（チヤンバ内面側をミラー化したアルミ等
の金属を用い、水冷するか石英製とする）に斜め
下方より温度測定を行うための測温ポート１２、
測温窓１３、放射温度計１４等のウエーハ温度測
定系を付加することによつて、ウエーハ温度の直
接測定が可能である。この場合、測温ポート１２
の存在が、ウエーハ面内の温度分布を乱す可能性
はほとんど、或いは全くないと言つてよい。測温
ポート１２のウエーハ温度に及ぼす影響は、ウエ
ーハ面内位置（ｒ，θ）から、測温ポート１２を
見た立体角をΩとすると、Ω／4πで推定できる
が、第１図のような構成においてΩは通常多く見
積もつても0.03rad以下であり、このときΩ／4π
は2.4×10^-3となり、ほぼ無視できる値になるか
らである。

本発明における上下動装置２６，３８として
は、シリンダ以外にモータと、その回転を上下動
に変換するための機構を組み合わせた装置など公
知の手段を適用することができる。

〔発明の効果〕

上述の説明より明らかなように本発明によれ
ば、チヤンバ４の上部及び側部にそれぞれウエー
ハ１の上面加熱源５ａ及び側面加熱源５ｃを配置
したので、ウエーハ面内各部の照度分布を上面、
側面加熱源５ａ，５ｃによる照度の相補効果によ
り均一化できるばかりでなく、ウエーハ搬入出口
１０及び雰囲気ガス導入、導出ポート２０，２１
とウエーハ面部位との間が離間していて放熱エネ
ルギー分布を均等にできること、ウエーハ１を回
転駆動装置２７により回転したり、ウエーハの軸
方向位置を上下動装置２６により調整したり、あ
るいは各加熱源５ａ，５ｃに投入する電力配分を
コントロールしたりすることができるので、ウエ
ーハ面各部の熱収支を均一にできるから、ウエー
ハ周辺部にスリツプラインを発生することなく、
ウエーハ面内の温度分布を均一にできる。

また、チヤンバ４の側面下部３６に斜め下方よ
り温度測定を行う放射温度計１４によるウエーハ
温度測定系を設けることができるので、ウエーハ
の裏面側に設けたウエーハホルダ８、そのシヤフ
ト２８及びゲート２２等が邪魔になつたり、温度
測定系がウエーハ面内の温度分布を乱すことがな
く、ウエーハの測温をウエーハの斜め下方より極
めて容易に安定に行うことができ、良好な温度再
現性を得ることができる。

更に、上面、側面加熱源５ａ，５ｃはフイラメ
ントを疎密巻きにしたランプではなく均等巻きに
した安価で製作容易なランプを用いて構成できる
こと、チヤンバ４の側面下部３６に雰囲気ガス導
入、導出ポート２０，２１を設けたこと及びウエ
ーハ温度測定系を設けることができること、ウエ
ーハホルダ８のシヤフト２８の下部、即ち、ウエ
ーハ搬入出口１０を開閉するゲート２２の位置よ
り下方に回転駆動装置２７及び上下動装置２６を
設けたことにより製作容易でありコンパクトな装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例の構成を示す縦
断面図、第２図及び第３図は本発明における上面
加熱源を構成するランプの配置例を示す斜視図、
第４図〜第７図は本発明における側面加熱源を構
成するランプの配置例を示す斜視図、第８図は本
発明における上面、側面加熱源を理想化した場合
の円筒状光源の説明図、第９図は第８図の円筒状
光源を用いた場合のウエーハ面各部の相対照度を
示す特性図、第１０図は第４図示の側面加熱源の
説明図、第１１図は第４図示の側面加熱源を用い
た場合のウエーハ面各部の照度を示す特性図、第
１２図は従来広く用いられている棒状ランプによ
る熱処理装置の部分構成の説明用簡略断面図、第
１３図は第１２図示の装置を用いた場合のウエー
ハ面各部の照度を示す特性図、第１４図は第１２
図示の装置における上面、下面加熱源の説明図、
第１５図は第１２図示の装置に使用するランプの
説明図、第１６図は第１２図示の装置に使用した
上面、下面加熱源を用いた場合のランプ位置と光
束の関係を示す特性図、第１７図は従来装置の一
例の全体構成を示す簡略斜視図、第１８図は第１
７図の装置にウエーハの回転機構と温度測定系を
設けたときの簡略縦断面図、第１９図は第１８図
の装置を用いた場合のウエーハ面各部とシート抵
抗の関係を示す特性図である。 １……ウエーハ、２……棒状ハロゲンランプ、
２ａ……Ｕ字状ランプ、３……ミラー、４……石
英チヤンバ、５ａ……上面加熱源、５ｂ……下面
加熱源、５ｃ……側面加熱源、８……ウエーハホ
ルダ、１０……ウエーハ搬入出口、１２……測温
ポート、１３……測温窓、１４……放射温度計、
１７……水冷通路、２０……雰囲気ガス導入ポー
ト、２１……雰囲気ガス導出ポート、２２……水
冷ゲート、２４……ベアリング、２６……上下動
装置（シリンダ）、２７……回転駆動装置（ウエ
ーハ回転用モータ）、２８……シヤフト、３６…
…チヤンバ４の側面下部（ベース部）、３７……
ベース、３８……上下動装置（シリンダ）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 側面下方部３６に雰囲気ガス導入、導出ポー
   ト２０，２１を有するチヤンバ４内にウエーハ１
   を載置したウエーハホルダ８のシヤフト２８を垂
   設し、このシヤフト２８にはチヤンバ４の下端に
   ウエーハ搬入出口１０を開閉するゲート２２に回
   転方向に自由で、かつ軸方向に移動可能に支持
   し、このゲート２２をベース３７に上下動自在に
   支持すると共に上下動装置３８に連結せしめ、上
   記シヤフト２８の下部に回転駆動装置２７と上下
   動装置２６を連結し、チヤンバ４の上部及び側部
   にそれぞれウエーハ１の上面加熱源５ａ及び側面
   加熱源５ｃを配置せしめてなる半導体基板の熱処
   理装置。 ２ 上面加熱源５ａは多数の棒状ランプ２を縦お
   よび／または横に並べて配置し、側面加熱源５ｃ
   は多数の棒状ランプ２またはＵ字状ランプ２ａを
   筒状に並べて配置してなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の半導体基板の熱処理装
   置。 ３ 上面加熱源５ａ、側面加熱源５ｃ及びゲート
   ２２は冷却手段を備えていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項及び第２項のいずれか１つに
   記載の半導体基板の熱処理装置。 ４ チヤンバ４の側面下部３６には斜め下方より
   温度測定を行う放射温度計１４によるウエーハ温
   度測定系を備えていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項、第２項及び第３項のいずれか１つ
   に記載の半導体基板の熱処理装置。