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KR20020028824A - Light illuminating type heating processing apparatus and method therefor - Google Patents

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Publication number
KR20020028824A
KR20020028824A KR1020010062332A KR20010062332A KR20020028824A KR 20020028824 A KR20020028824 A KR 20020028824A KR 1020010062332 A KR1020010062332 A KR 1020010062332A KR 20010062332 A KR20010062332 A KR 20010062332A KR 20020028824 A KR20020028824 A KR 20020028824A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
guard ring
lamps
light
irradiated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020010062332A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
신지 스즈키
요시키 미무라
Original Assignee
다나카 아키히로
우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2000309024A external-priority patent/JP2002118071A/en
Application filed by 다나카 아키히로, 우시오덴키 가부시키가이샤 filed Critical 다나카 아키히로
Publication of KR20020028824A publication Critical patent/KR20020028824A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H10P72/0436

Abstract

본 발명은 웨이퍼의 균일한 가열을 가능하게 하는 동시에, 가드 링의 가열을 효율좋게 행하고자 하는 것이다.The present invention is intended to enable uniform heating of the wafer and to efficiently heat the guard ring.

광원부(1)의 램프(L1∼L10)를 웨이퍼 가열용 램프(L1∼L8)와, 가드 링 가열용 램프(L9, L10)로 구성한다. 그리고, 가드 링 가열용 램프(L9, L10)로부터 가드 링(3)까지의 거리를 웨이퍼 가열용 램프(L1∼L8)로부터 웨이퍼(W)까지의 거리보다 크게 하고, 램프(L1∼L8)와 램프(L9, L10) 사이의 측벽(4)을 미러면으로 하여, 램프(L9, L10)로부터 조사되어 웨이퍼(W) 방향을 향하는 광을 가드 링(3) 방향에 반사한다. 또, 가드 링 가열용 램프(L9, L10)의 외주에 제2 측벽(5)을 형성하여, 이 측벽(5)을 반사면으로 한다. 또, 가드 링(3)의 외주에 제2 미러(6)를 설치하여, 가드 링(3)의 외측에 조사되는 광을 가드 링(3)에 집광한다.The lamps L1 to L10 of the light source unit 1 are composed of wafer heating lamps L1 to L8 and guard ring heating lamps L9 and L10. Then, the distance from the guard ring heating lamps L9 and L10 to the guard ring 3 is made larger than the distance from the wafer heating lamps L1 to L8 to the wafer W and the lamps L1 to L8. With the side walls 4 between the lamps L9 and L10 as mirror surfaces, the light irradiated from the lamps L9 and L10 and directed toward the wafer W is reflected in the guard ring 3 direction. Moreover, the 2nd side wall 5 is formed in the outer periphery of guard ring heating lamp L9, L10, and this side wall 5 is used as a reflecting surface. Moreover, the 2nd mirror 6 is provided in the outer periphery of the guard ring 3, and the light irradiated to the outer side of the guard ring 3 is condensed on the guard ring 3.

Description

광 조사식 가열처리장치 및 방법{Light illuminating type heating processing apparatus and method therefor}Light illuminating type heating processing apparatus and method therefor}

본 발명은 반도체 웨이퍼(이하 웨이퍼)를 성막, 확산, 어닐 등을 위해, 급속 가열·고온 유지·급속 냉각 처리하는 광 조사식 가열처리장치 및 광 조사식 가열처리방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light irradiation type heat treatment apparatus and a light irradiation type heat treatment method for rapidly heating, maintaining a high temperature, and rapidly cooling a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) for film formation, diffusion, and annealing.

반도체 제조공정에서의 광 조사식 가열처리는, 성막, 확산, 어닐 등, 넓은 범위에 걸쳐 행해지고 있다. 어떤 처리도 웨이퍼를 고온으로 가열처리하는 것이다.The light irradiation type heat treatment in the semiconductor manufacturing process is performed over a wide range such as film formation, diffusion, and annealing. Any treatment is to heat the wafer to a high temperature.

이 가열처리에 광 조사식 가열처리장치를 사용하면, 웨이퍼를 급속히 가열할수 있고, 1000°이상으로까지 수초간∼수십초에서 승온시킬 수 있다. 그리고, 광 조사를 정지하면, 급속히 냉각할 수 있다.When the light irradiation type heat treatment apparatus is used for this heat treatment, the wafer can be rapidly heated, and the temperature can be raised from several seconds to several tens of seconds to 1000 ° or more. And if light irradiation is stopped, it can cool rapidly.

그러나, 웨이퍼를 가열할 때에 웨이퍼에 온도 분포의 불균일이 발생하면, 웨이퍼에 슬립이라 불리는 현상, 즉 결정전위(結晶轉位)의 결함이 발생하여, 불량품이 될 우려가 있다. 따라서, 광 조사식 가열처리장치를 이용하여 웨이퍼를 가열처리하는 경우에, 웨이퍼의 온도 분포가 균일해지도록 가열·고온 유지·냉각할 필요가 있다.However, if the temperature distribution is uneven in the wafer when the wafer is heated, a phenomenon called slip, that is, a defect in crystal potential, may occur in the wafer, resulting in a defective product. Therefore, when heat-processing a wafer using a light irradiation type heat treatment apparatus, it is necessary to heat, maintain high temperature, and cool so that the temperature distribution of a wafer may become uniform.

예컨대, 웨이퍼를 1050℃로 가열하는 경우, 웨이퍼 면 내에서 2℃ 이상의 온도차가 발생하면, 상기 슬립이 발생할 가능성이 있다. 슬립의 발생을 억제하기 위해서는, 웨이퍼 면 내의 온도차를 1℃ 이내로 유지하는 것이 바람직하다.For example, when the wafer is heated to 1050 ° C., if a temperature difference of 2 ° C. or more occurs within the wafer surface, there is a possibility that the slip occurs. In order to suppress the occurrence of slip, it is preferable to keep the temperature difference in the wafer surface within 1 ° C.

또, 성막을 위해 웨이퍼를 가열할 때, 균일한 두께로 막을 형성하기 위해서는 높은 정밀도의 면 내 균일도로 웨이퍼를 가열하지 않으면 안 된다.In addition, when the wafer is heated for film formation, in order to form a film with a uniform thickness, the wafer must be heated with high precision in-plane uniformity.

광 조사식 가열처리장치에서, 웨이퍼를 고온인 상태로 유지하고 있을 때, 웨이퍼 전면에 균일한 방사 조도로 조사해도, 웨이퍼의 주변부의 온도가 저하한다. 예컨대, 웨이퍼의 산화 처리는 일반적으로 웨이퍼를 약 1100℃로 가열함에 의해 행해지지만, 웨이퍼 중앙부의 온도가 1100℃인 경우, 주변부의 온도는 중심부보다 약 30℃ 저하하게 되어, 상기 슬립의 원인이 된다.In the light irradiation type heat treatment apparatus, even when the wafer is kept at a high temperature, even if the entire surface of the wafer is irradiated with uniform irradiance, the temperature of the peripheral portion of the wafer decreases. For example, the oxidation of the wafer is generally performed by heating the wafer to about 1100 ° C., but when the temperature at the center of the wafer is 1100 ° C., the temperature of the periphery is about 30 ° C. lower than the central part, causing the slip. .

웨이퍼 주변부의 온도가 저하하게 되는 것은 웨이퍼의 측면에서 열이 방사되기 때문이다. 웨이퍼 측면으로부터의 열방사에 의해 웨이퍼에서 열의 흐름이 발생하여, 온도 분포가 발생한다. 이것을 방지하는 방법으로서, 이전부터 웨이퍼와 동등한 열용량의 보조재를 웨이퍼의 외주를 둘러싸도록 배치하는 방법이 제안되어 있다. 이와 같은 보조재는 일반적으로 가드 링이라 불리운다.The temperature around the wafer is lowered because heat is radiated from the side of the wafer. Thermal radiation from the wafer side causes heat flow in the wafer, resulting in a temperature distribution. As a method of preventing this, the method of arrange | positioning the auxiliary material of heat capacity equivalent to a wafer so that the outer periphery of a wafer is proposed previously is proposed. Such auxiliary materials are generally called guard rings.

웨이퍼와 가드 링이 일체화한 한 장의 판 형상체로 보이도록 하면, 웨이퍼와 가드 링이 모두 균일한 광조사에 의해 가열되는 경우, 웨이퍼의 주변부가 상기 판 형상체의 주변부가 되지 않으므로, 웨이퍼 주변부의 온도가 저하하지 않는다.If the wafer and the guard ring are seen as a single plate-like body integrated with each other, when the wafer and the guard ring are both heated by uniform light irradiation, since the periphery of the wafer does not become the periphery of the plate-shaped body, the temperature of the wafer periphery Does not degrade.

또, 가드 링은 웨이퍼의 외주를 둘러싸도록 설치되므로, 이것에 웨이퍼의 둘레부를 유지하는 기구를 부가하면, 웨이퍼 유지재로서 겸용할 수 있다. 따라서, 가드 링에 웨이퍼를 유지하는 기능을 가지게 하는 경우도 많다.In addition, since the guard ring is provided so as to surround the outer circumference of the wafer, a mechanism for retaining the circumference of the wafer can be added thereto, and the guard ring can also serve as a wafer holding material. Therefore, in many cases, the guard ring has a function of holding a wafer.

즉, 가드 링은 웨이퍼의 측면 또는 그 근방에서 열이 방사됨으로써 발생하는 온도 저하를 보상하여, 웨이퍼의 온도를 균일하게 하는 부재로, 웨이퍼 유지재로서 사용되는 경우도 많다.In other words, the guard ring is a member that compensates for the temperature drop caused by the radiation of heat on or near the side of the wafer and makes the temperature of the wafer uniform, and is often used as a wafer holding material.

그러나, 실제는 가드 링을 웨이퍼와 일체로 보이도록(즉, 열용량이 동등해지도록) 제작하는 것은 곤란하다. 그 이유를 이하에 나타낸다.In practice, however, it is difficult to fabricate the guard ring so as to be integral with the wafer (that is, to make the heat capacity equal). The reason is as follows.

(1) 가드 링을 웨이퍼와 동일 재질로 제작하는 것은 매우 곤란하다.(1) It is very difficult to produce the guard ring from the same material as the wafer.

가드 링을 웨이퍼와 동일 재료인 규소(Si)에 의해 제작하면, 웨이퍼와 가드 링의 열용량을 동등하게 할 수 있다. 그러나, 규소는 웨이퍼를 유지하는 형상으로 가공하는 것이 매우 어려운 데다, 반복하여 큰 온도차에 노출되면, 변형되어 버려, 가드 링으로서의 기능을 하지 못하게 된다.When the guard ring is made of silicon (Si), which is the same material as the wafer, the heat capacity of the wafer and the guard ring can be made equal. However, silicon is very difficult to process into a shape holding a wafer, and when repeatedly exposed to a large temperature difference, the silicon is deformed, and it cannot function as a guard ring.

(2) 가공이 비교적 용이하고, 규소보다도 열용량은 다소 크지만 가까운 값의 재질로서 탄화 규소(SiC)가 있고, 가드 링은 일반적으로 이 탄화 규소가 이용되고있다.(2) It is relatively easy to process, and its heat capacity is somewhat larger than that of silicon, but silicon carbide (SiC) is used as a material having a close value, and this silicon carbide is generally used as the guard ring.

그러나, 탄화 규소는 가공상의 문제(수율)에 의해 두께를 1mm보다 얇게 할 수 없으므로, 웨이퍼의 두께 0,7 ∼ 0.8 mm보다도 두꺼워진다.However, since silicon carbide cannot be made thinner than 1 mm due to processing problems (yield), it becomes thicker than the thickness of wafers from 0,7 to 0.8 mm.

(3) 상기한 규소와 탄화 규소의 비열의 차이, 및 두께의 차이에 의해 가드 링의 열용량은 고온으로 가열했을 때, 웨이퍼에 비해 단위 면적당 1.5배 정도 커지게 된다. 따라서, 웨이퍼와 가드 링의 상기 열용량차를 해소하기 위해서는 가드 링을 웨이퍼보다도 큰 파워로 가열할 필요가 있다.(3) The heat capacity of the guard ring is about 1.5 times larger per unit area than the wafer when heated at a high temperature due to the difference in specific heat between silicon and silicon carbide and the difference in thickness. Therefore, in order to eliminate the said heat capacity difference between a wafer and a guard ring, it is necessary to heat a guard ring with power larger than a wafer.

도 11에 종래의 광 조사식 가열처리장치의 구성의 일례를 도시한다. 동 도면은, 광 조사식 가열처리장치를 그 중심을 지나 웨이퍼면에 직교하는 면으로 절단한 단면 구조를 도시하고 있다.11 shows an example of the configuration of a conventional light irradiation type heat treatment apparatus. The figure shows the cross-sectional structure which cut | disconnected the light irradiation type heat processing apparatus to the surface orthogonal to the wafer surface through the center.

도 11에 도시한 바와 같이, 광원부(1)에는 다수(이 예에서는 9개)의 원고리의 직경이 다른 원고리 형상의 필라멘트 램프(L2∼L10)가 등간격(20mm)으로 동심원 형상으로 배치되어 있다. 가장 내측에 배치한 램프(L2)의 원고리의 직경은 50mm이고, 그 내측을 조사하기 위해 일단을 밀봉한 형상의 램프(L1)가 부착되어 있다. 원고리 형상 램프(L2∼L10)의 입력 파워는, 예컨대 240W/cm이다.As shown in FIG. 11, in the light source part 1, circular-shaped filament lamps L2 to L10 having different diameters of a plurality of circles (9 in this example) are arranged concentrically at equal intervals (20 mm). It is. The diameter of the ring of the lamp L2 disposed at the innermost side is 50 mm, and a lamp L1 having a shape sealed at one end is attached to the inner side of the lamp L2. The input power of the annular lamps L2 to L10 is 240 W / cm, for example.

상기 램프(L2∼L10)의 배후에는 램프(L2∼L10)로부터의 광을 웨이퍼(W)측에 반사하는 파형의 미러(1a)가 설치되어 있다. 광원부(1)로부터의 광은 램프(L1∼L10)로부터 직접, 또는 상기 미러(1a)에 반사되어, 석영창(2)(이 예에서는 두께 20mm)을 통해 가드 링(3) 상에 재치된 웨이퍼(W)에 조사된다. 램프(L1∼L10)로부터 웨이퍼(W)까지의 거리는, 이 예에서는 50mm이다.Behind the lamps L2 to L10, a corrugated mirror 1a for reflecting light from the lamps L2 to L10 to the wafer W side is provided. Light from the light source unit 1 is reflected directly from the lamps L1 to L10 or reflected on the mirror 1a and placed on the guard ring 3 through the quartz window 2 (thickness 20 mm in this example). The wafer W is irradiated. The distance from the lamps L1 to L10 to the wafer W is 50 mm in this example.

가드 링(3)은 챔버(11)에 설치한 유지재(12)에 의해 유지되고 있고, 가드 링(3)은 웨이퍼 유지재를 겸하고 있다.The guard ring 3 is held by the holding material 12 provided in the chamber 11, and the guard ring 3 also serves as a wafer holding material.

도 11에 도시한 바와 같이, 광원부(1)에는 웨이퍼(W)가 존재하는 영역을 조사하는 램프(L1∼L8)뿐 아니라, 광 조사 영역을 넓히기 위한 램프((L9, L10)가 설치되고, 가드 링(3)도 광조사에 의해 가열했다.As shown in FIG. 11, the light source unit 1 is provided with lamps L1 to L8 for irradiating the region where the wafer W exists, as well as lamps L9 and L10 for widening the light irradiation region. The guard ring 3 was also heated by light irradiation.

가드 링(3)은 상기한 바와 같이, 탄화 규소를 가공하여 제작되고, 상기한 바와 같이 열용량이 웨이퍼보다 1.5배 정도 크다. 이 때문에, 램프(L9, L10)의 입력을 크게 하여 출력 파워를 증가하여, 가드 링(3)에 의해 큰 광 에너지가 조사되도록 하여, 상기 열용량차를 해소하도록 하고 있었다.As described above, the guard ring 3 is produced by processing silicon carbide, and as described above, the heat capacity is about 1.5 times larger than that of the wafer. For this reason, the input of the lamps L9 and L10 is increased to increase the output power, and the light ring is irradiated by the guard ring 3 so as to solve the heat capacity difference.

그러나, 상기 광 조사 영역을 넓히기 위한 램프(L9, L10)로부터의 광은 퍼져 조사되므로, 가드 링(3)뿐 아니라, 웨이퍼(W)에도 조사된다. 따라서, 램프(L9, L10)로부터의 출력을 크게 하여 조사하면, 웨이퍼(W)의 온도도 상승해 버려, 균일한 온도에서 가열하는 것이 곤란해진다.However, since light from lamps L9 and L10 for widening the light irradiation area is spread and irradiated, not only the guard ring 3 but also the wafer W is irradiated. Therefore, when the output from the lamps L9 and L10 is increased and irradiated, the temperature of the wafer W also rises, making it difficult to heat at a uniform temperature.

또, 램프(L9, L10)로부터의 출력을 크게 해도, 조사되는 광이 퍼지게 되므로, 웨이퍼(W)와 가드 링(3)의 열용량차를 해소하는 데 충분한 광 에너지를 효율좋게 가드 링에 부여하는 것은 곤란하다. 이 때문에, 웨이퍼(W)와 가드 링(3)이 접하는 부분에서 가드 링의 온도가 비연속적으로 저하하여, 슬립의 원인이 된다.In addition, even if the output from the lamps L9 and L10 is increased, the irradiated light is spread, so that light energy sufficient to solve the difference in heat capacity between the wafer W and the guard ring 3 can be efficiently applied to the guard ring. It is difficult. For this reason, the temperature of the guard ring is discontinuously decreased at the portion where the wafer W and the guard ring 3 are in contact with each other, which causes slippage.

즉, 램프(L9, L10)로부터의 출력을 크게 하면, 방사 조도는 가드 링(3)의 부분도 커지지만, 웨이퍼(W)에도 조사되므로, 웨이퍼 주변의 방사 조도도 커지게 된다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 온도는 주변부를 향함에 따라 높아진다. 한편, 램프(L9, L10)로부터의 광이 퍼지므로, 가드 링(3)에는 상기 열용량차를 보상하는 만큼의 에너지를 얻을 수 없다. 따라서, 웨이퍼(W)와 가드 링(3)이 접하는 부분에서 온도가 비연속적으로 저하하여, 온도가 불균일한 주변부에서 슬립이 발생하게 된다.In other words, when the output from the lamps L9 and L10 is increased, the irradiance is also increased in the portion of the guard ring 3, but is also irradiated to the wafer W, so that the irradiance around the wafer is also increased. For this reason, the temperature of the wafer W becomes high as it goes to the peripheral part. On the other hand, since light from the lamps L9 and L10 is spread, energy cannot be obtained in the guard ring 3 as much as to compensate for the heat capacity difference. Therefore, the temperature discontinuously decreases at the portion where the wafer W and the guard ring 3 contact each other, and slip occurs at the peripheral portion where the temperature is uneven.

또, 웨이퍼(W)와 가드 링(3)의 열용량차를 보상하기 위한 에너지를 부여하기 위해서는, 램프(L9, L10)로의 입력을 더 크게 해야만 하므로, 효율이 악화된다.Further, in order to provide energy for compensating for the difference in heat capacity between the wafer W and the guard ring 3, the input to the lamps L9 and L10 must be made larger, so that the efficiency is deteriorated.

본 발명은 상기 사정에 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 가드 링을 가열하기 위한 램프로부터의 광을 가드 링에만 집광시킴으로써, 웨이퍼의 균일한 가열을 가능하게 하는 동시에, 가드 링의 가열을 효율좋게 행하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to condense light from a lamp for heating the guard ring only to the guard ring, thereby enabling uniform heating of the wafer and efficiently heating the guard ring. It is doing well.

도 1은 본 발명의 실시예의 광 조사식 가열처리장치의 단면 구조를 도시한 도면,1 is a view showing a cross-sectional structure of the light irradiation type heat treatment apparatus of the embodiment of the present invention,

도 2는 가드 링에 의한 웨이퍼의 유지 부분을 도시한 도면,2 shows a holding portion of a wafer by a guard ring;

도 3은 가드 링을 웨이퍼 주변에 배치하여, 웨이퍼를 유지재에 의해 유지한 경우의 구성예를 도시한 도면,3 is a view showing a configuration example in the case where the guard ring is arranged around the wafer to hold the wafer with the holding material;

도 4는 도 1의 구조에서 웨이퍼 및 가드 링 면에 조사되는 방사 조도의 크기와 분포를 도시한 도면(θ=20°인 경우),4 is a diagram showing the size and distribution of irradiance irradiated on the wafer and guard ring surfaces in the structure of FIG. 1 (when θ = 20 °);

도 5는 도 4의 조건에서 램프(L1∼L10)로부터의 방사 조도를 더하여 도시한 도면,FIG. 5 is a view showing the illumination intensity from the lamps L1 to L10 under the conditions of FIG. 4;

도 6은 도 1의 구조에서 웨이퍼 및 가드 링 면에 조사되는 방사 조도의 크기와 분포를 도시한 도면(θ=15°인 경우),6 is a diagram showing the size and distribution of irradiance irradiated on the wafer and guard ring surfaces in the structure of FIG. 1 (when θ = 15 °),

도 7은 가드 링의 주변에 제2 미러를 설치한 경우의 구성예를 도시한 도면,7 is a diagram showing an example of the configuration when a second mirror is provided around the guard ring;

도 8은 제2 미러를 설치하는 대신에 챔버에 경사면을 설치한 경우의 구성예를 도시한 도면,8 is a view showing a configuration example in the case where an inclined surface is provided in the chamber instead of the second mirror;

도 9는 도 1의 구조에서 제2 미러를 설치한 경우의 웨이퍼 및 가드 링 면에조사되는 방사 조도의 크기와 분포를 도시한 도면(θ=20°인 경우),9 is a diagram showing the size and distribution of irradiance irradiated on the wafer and guard ring surfaces when the second mirror is installed in the structure of FIG. 1 (when θ = 20 °);

도 10은 종래예와 본원에서 웨이퍼 및 가드 링으로 조사되는 방사 조도와 온도의 분포를 도시한 개념도,10 is a conceptual diagram showing the distribution of irradiance and temperature irradiated to the wafer and the guard ring in the prior art and the present application;

도 11은 종래의 광 조사식 가열처리장치의 구성의 일예를 도시한 도면,11 is a view showing an example of the configuration of a conventional light irradiation type heat treatment apparatus;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 광원부 1a : 미러1: light source 1a: mirror

2 : 석영창 3 : 가드 링2: quartz window 3: guard ring

4 : 제1 측벽 5 : 제2 측벽4: first sidewall 5: second sidewall

6 : 제2 미러 11 : 챔버6: second mirror 11: chamber

12, 13, 14 : 유지재 L1∼L10 : 램프12, 13, 14: holding material L1-L10: lamp

W : 웨이퍼W: Wafer

본 발명에서는, 상기 과제를 다음과 같은 방법으로 해결한다.In this invention, the said subject is solved by the following method.

(1) 원고리 형상이고, 이 원고리의 직경이 다른 다수개의 필라멘트 램프가 동심원 형상으로 배치되고, 이 필라멘트 램프의 배면에 미러가 설치된 광원부를 구비하고, 상기 미러의 반대측에 웨이퍼가 배치되고, 이 웨이퍼의 주변부에 가드 링이 설치된 광 조사식 가열처리장치에서, 상기 광원부의 상기 다수의 필라멘트 램프를, 상기 웨이퍼에 대향하여 설치된 제1 램프군과, 제1 램프군의 외주에 설치되어 상기 가드 링에 대향하여 설치된 제2 램프군으로 구성하고, 상기 제2 램프군으로부터 방출되는 광이 웨이퍼에 조사되지 않도록 한다.(1) A plurality of filament lamps having a circular ring shape and different diameters of the circular ring are arranged concentrically, and provided with a light source portion provided with a mirror on the rear surface of the filament lamp, and a wafer disposed on the opposite side of the mirror, In a light irradiation type heat treatment apparatus provided with a guard ring at the periphery of the wafer, the plurality of filament lamps of the light source unit are provided on the outer periphery of the first lamp group and the first lamp group provided to face the wafer. It consists of a 2nd lamp group provided opposed to a ring, and it prevents the light emitted from the said 2nd lamp group from irradiating a wafer.

즉, 제2 램프군의 램프로부터 가드 링까지의 광 조사 방향(웨이퍼면에 수직인 방향)의 거리를 제1 램프군의 램프로부터 웨이퍼까지의 광 조사 방향(웨이퍼면에 수직인 방향)의 거리보다 크게 하고, 제2 램프군과 제1 램프군과의 사이에 형성되는 측벽을 미러면으로 하여, 이 측벽에 의해 제2 램프군의 램프로부터 조사되어 웨이퍼 방향을 향하는 광을 가드 링 방향으로 반사한다.That is, the distance of the light irradiation direction (direction perpendicular to the wafer surface) from the lamp of the second lamp group to the guard ring is the distance of the light irradiation direction (direction perpendicular to the wafer surface) from the lamp of the first lamp group to the wafer. It is made larger and the side wall formed between the 2nd lamp group and the 1st lamp group is made into the mirror surface, and the light which irradiates from the lamp of the 2nd lamp group by this side wall toward the wafer direction is reflected in the guard ring direction. do.

이에 따라, 제2 램프군의 램프로부터의 광이 웨이퍼에 조사되는 것을 방지하여, 그만큼의 광을 가드 링에 집광시킬 수 있다.Thereby, the light from the lamp of the 2nd lamp group can be prevented from irradiating a wafer, and the light of that much can be condensed on a guard ring.

(2) 상기 (1)에서, 제2 램프군의 가장 외주에, 광 조사 방향에 대해 열리는 방향으로 연장하여, 이 제2 램프군으로부터 방사되는 광을 상기 가드 링 방향으로 반사시키는 제2 측벽을 형성한다.(2) In (1), a second side wall is formed on the outermost periphery of the second lamp group in a direction open to the light irradiation direction to reflect the light emitted from the second lamp group in the direction of the guard ring. Form.

즉, 제2 램프군의 외주에 광이 조사되는 방향에 대해 열리는 방향으로 각도를 둔 제2 측벽을 형성하여, 이 측벽을 반사면으로 한다.That is, the 2nd side wall angled in the opening direction with respect to the direction to which light is irradiated to the outer periphery of a 2nd lamp group is formed, and this side wall is used as a reflective surface.

이에 따라, 제2 램프군의 램프로부터의 가드 링의 외측을 향해 조사되는 광을, 가드 링에 집광시킬 수 있어, 가드 링에 조사되는 광의 에너지를 크게 할 수 있다.Thereby, the light irradiated toward the outer side of the guard ring from the lamp of the 2nd lamp group can be condensed on the guard ring, and the energy of the light irradiated to the guard ring can be enlarged.

(3) 상기 (1)(2)에서, 가드 링의 외주에, 제2 램프군으로부터 방사되는 광을 상기 가드 링 방향으로 반사시키는 제2 미러를 설치한다.(3) In (1) and (2), a second mirror is provided on the outer circumference of the guard ring to reflect light emitted from the second lamp group in the direction of the guard ring.

즉, 가드 링의 외주에 광원부의 방향에 대해 열리는 방향으로 각도를 둔 제2 미러를 설치한다. 이에 따라, 가드 링의 외측에 조사되는 광을 가드 링에 집광할 수 있어, 가드 링에 조사되는 광의 에너지를 크게 할 수 있다.That is, a second mirror is provided on the outer circumference of the guard ring at an angle in the opening direction with respect to the direction of the light source portion. Thereby, the light irradiated to the outer side of a guard ring can be condensed to a guard ring, and the energy of the light irradiated to a guard ring can be enlarged.

(실시예)(Example)

도 1에 본 발명의 실시예의 광 조사식 가열처리장치의 단면 구조를 도시한다.Fig. 1 shows a cross-sectional structure of the light irradiation type heat treatment apparatus of the embodiment of the present invention.

동 도면에서, 1은 광원부, L1∼L8은 웨이퍼 가열용 램프이며, 형상이나 배치 간격, 입력 파워 등은 도 11에 도시한 종래예와 동일하다.In the figure, 1 is a light source unit, L1 to L8 are wafer heating lamps, and shapes, arrangement intervals, input power, and the like are the same as in the conventional example shown in FIG.

2는 석영창, 3은 가드 링이고, 가드 링(3)은 챔버(11)에 설치된 유지재(12)에 의해 유지되어 있다. 가드 링(3) 상에 웨이퍼(W)가 재치되어 있고, 가드 링(3)은 웨이퍼 유지재를 겸하고 있다.2 is a quartz window, 3 is a guard ring, and the guard ring 3 is held by the holding material 12 provided in the chamber 11. The wafer W is placed on the guard ring 3, and the guard ring 3 also serves as a wafer holding material.

상기 가드 링(3)의 웨이퍼(W)의 유지 부분은, 예컨대 도 2에 도시한 바와 같이 모서리가 절단되어, 가드 링(3)과 웨이퍼(W)의 에지 부분과는 선 접촉하고 있다.The holding part of the wafer W of the guard ring 3 is, for example, as shown in FIG. 2, and the edge is cut, and is in linear contact with the guard ring 3 and the edge part of the wafer W. As shown in FIG.

램프(L9, L10)는 가드 링 가열용 램프이다. 램프(L9, L10)의 입력 파워는 웨이퍼 가열용 램프(L1∼ L8)보다도 300W/cm로 크게 되어 있다. 관 직경이 다소 굵게 되므로, 배열의 피치는 예컨대 램프(L8- L9) 사이를 21mm, 램프(L9, L10) 사이를 22mm로 하고 있다.The lamps L9 and L10 are lamps for guard ring heating. The input power of the lamps L9 and L10 is larger at 300 W / cm than the wafer heating lamps L1 to L8. Since the pipe diameter becomes rather thick, the pitch of the arrangement is, for example, 21 mm between the lamps L8-L9 and 22 mm between the lamps L9, L10.

또, 이 램프(L9-L10)는 램프(L2∼ L8)부터 웨이퍼까지의 거리(50mm)보다도 예컨대 30mm 멀리하여 배치한다.The lamps L9-L10 are arranged at, for example, 30 mm farther than the distance (50 mm) from the lamps L2 to L8 to the wafer.

상기 구성으로 했으므로, 도 1에 도시한 바와 같이 웨이퍼 가열용 램프(L8)와 가드 링 가열용 램프(L9)와의 사이에 측벽(4)이 생긴다(이 측벽을 제1 측벽이라 한다). 이 측벽(4)을 반사면으로 함으로써, 가드 링 가열용 램프(L9, L10)로부터 웨이퍼(W) 방향으로 조사되는 광은 가드 링(3) 방향으로 반사된다.Since it was set as the above structure, as shown in FIG. 1, the side wall 4 arises between the wafer heating lamp L8 and the guard ring heating lamp L9 (this side wall is called a 1st side wall). By making this side wall 4 a reflecting surface, the light irradiated from the guard ring heating lamps L9 and L10 toward the wafer W is reflected in the guard ring 3 direction.

이에 따라, 램프(L9, L10)의 입력을 크게 해도, 그 광은 웨이퍼(W)에 조사되지 않는다. 따라서, 웨이퍼의 온도가 상승하지 않고, 웨이퍼 가열용 램프의 제어에 의해 균일한 가열이 가능해진다. 또, 종래 웨이퍼(W) 방향으로 조사되던 광이 가드 링(3) 방향으로 반사되므로, 종래예보다 가드 링(3)에 조사되는 광의 에너지가 커진다. 따라서, 가드 링(3)을 효율좋게 가열할 수 있다.Accordingly, even if the input of the lamps L9 and L10 is made large, the light is not irradiated to the wafer W. Therefore, the temperature of the wafer does not rise, and uniform heating is enabled by the control of the wafer heating lamp. Moreover, since the light irradiated toward the wafer W direction is reflected in the guard ring 3 direction, the energy of the light irradiated to the guard ring 3 becomes larger than the conventional example. Therefore, the guard ring 3 can be heated efficiently.

또, 가드 링 가열용 램프 내의 가장 외측의 램프(L10)의 외주부에 광이 조사되는 방향(웨이퍼면에 대해 수직 방향)에 대해 외측으로 넓어지는 각도(θ)를 둔 반사면을 가지는 제2 측벽(5)을 설치한다. 또, 각도(θ)는 광이 조사되는 방향에 대한 제2 측벽(5)의 반사면의 각도이다.Moreover, the 2nd side wall which has a reflecting surface which has the angle (theta) which spreads outward with respect to the direction (right direction with respect to a wafer surface) to which light is irradiated to the outer peripheral part of the outermost lamp L10 in a guard ring heating lamp. (5) is installed. Moreover, angle (theta) is an angle of the reflecting surface of the 2nd side wall 5 with respect to the direction to which light is irradiated.

램프(L9, L10)로부터 외측을 향해 조사되는 광은, 제2 측벽(5)에 의해 가드 링(3) 방향으로 반사된다.Light irradiated outward from the lamps L9 and L10 is reflected by the second side wall 5 in the direction of the guard ring 3.

상기 구성으로 하면, 종래, 외측을 향해 조사되어, 가드 링(3)의 가열에는 기여하지 않았던 광이, 가드 링(3) 방향으로 반사되므로, 가드 링(3)에 조사되는 광의 에너지가 커진다. 따라서, 가드 링(3)을 효율좋게 가열할 수 있다.With the above configuration, since the light irradiated toward the outside and not contributing to the heating of the guard ring 3 is reflected in the direction of the guard ring 3, the energy of the light irradiated to the guard ring 3 increases. Therefore, the guard ring 3 can be heated efficiently.

또, 도 1에서는 제2 측벽(5)의 반사면의 단면 형상이 직선 형상이지만, 램프(L9, L10)로부터 조사되는 광이 가드 링(3) 상에 집광하도록 상기 단면 형상을 타원, 포물선 등의 곡선 형상으로 해도 좋다.In addition, although the cross-sectional shape of the reflecting surface of the 2nd side wall 5 is linear form in FIG. 1, an ellipse, a parabola, etc. make the said cross-sectional shape so that the light irradiated from the lamps L9 and L10 may be condensed on the guard ring 3. It is good also as a curved shape of.

또, 도 1에 도시한 실시예는 가드 링(3)이 웨이퍼 유지재를 겸하고 있는 예이지만, 웨이퍼 유지재를 별도 설치하여 웨이퍼(W)를 유지하도록 해도 좋다.1 is an example in which the guard ring 3 also serves as a wafer holding material, but a wafer holding material may be separately provided to hold the wafer W. As shown in FIG.

즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 주변부의 근방에, 가드 링(3)을배치하여, 웨이퍼(W)와 가드 링(3)을 각각 유지재(13, 14)에 의해, 예컨대 3점 지지로 유지한다. 또, 웨이퍼(W)는 자체 중량에 의해 휘어지므로, 상기 유지재(13)는 웨이퍼(W)의 휘어짐량이 가능한 한 작아지는 위치에 배치한다.That is, as shown in FIG. 3, the guard ring 3 is arranged near the periphery of the wafer W, and the wafer W and the guard ring 3 are held by the holding materials 13 and 14, respectively. For example, it maintains three points of support. In addition, since the wafer W is bent by its own weight, the holding material 13 is disposed at a position where the amount of warpage of the wafer W is as small as possible.

도 4에, 상기 제1 측벽(4)과 제2 측벽(5)을 구비한 구조에서, 웨이퍼 및 가드 링 면에 조사되는 방사 조도의 크기와 분포를 나타낸다. 가로축은 웨이퍼 중심으로부터 수평 거리(mm), 세로축은 웨이퍼 및 가드 링 면에 조사되는 방사 조도의 상대값이고, 가로축의 0∼150mm의 범위가 웨이퍼(W)의 영역이고, 150∼170mm의 범위가 가드 링(3)의 영역이다. 또, 동 도면의 방사 조도는 계산에 의해 구한 것이다.In Fig. 4, in the structure having the first side wall 4 and the second side wall 5, the size and distribution of the irradiance irradiated on the wafer and guard ring surfaces are shown. The horizontal axis is the horizontal distance (mm) from the center of the wafer, and the vertical axis is the relative value of the irradiance irradiated on the wafer and the guard ring surface, and the range of 0 to 150 mm of the horizontal axis is the area of the wafer W, and the range of 150 to 170 mm is This is the area of the guard ring 3. In addition, the irradiance of the same figure was calculated | required by calculation.

동 도면은 제2 측벽(5)의 각도(θ)가 20°인 경우를 도시하고 있고, 상기 도 1에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 가열용 램프는 램프(L1∼L8)의 8개를, 가드 링 가열용 램프는 L9, L10의 두 개를 이용하고 있다.The figure shows the case where the angle [theta] of the second side wall 5 is 20 [deg.]. As shown in FIG. 1, the wafer heating lamps guard eight of the lamps L1 to L8. Two ring heating lamps are used, L9 and L10.

도 4에 도시한 각각의 곡선은 각 램프(L1∼L8)의 광이 어떤 영역에까지 퍼져 조사되는지를 나타내고 있고, 동 도면의 1존(zone)은 램프(L1)에 의해 조사되는 방사 조도의 크기와 분포를 나타내고, 이하 마찬가지로, 2∼10존은 램프(L2∼L10)에 의해 조사되는 방사 조도의 크기와 분포를 나타내고 있다.Each curve shown in FIG. 4 shows to which region the light of each lamp L1 to L8 is radiated and irradiated, and one zone of the figure shows the magnitude of the irradiance irradiated by the lamp L1. And distribution, and similarly below, 2-10 zone has shown the magnitude | size and distribution of the irradiance irradiated by lamp | ramp L2-L10.

예컨대, 6존의 램프(L6)로부터의 광은 램프 바로 아래인 웨이퍼(W) 중심으로부터 약 105mm 부근에 방사 조도의 피크를 가지고, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 가드 링(3)의 외측까지 넓은 영역에 조사된다. 6존에 한하지 않고, 웨이퍼 가열용 1∼8존 중 어느 하나의 램프(L1∼L8)로부터의 광도 폭넓은 영역에 조사된다.For example, the light from the six-zone lamp L6 has a peak of irradiance around 105 mm from the center of the wafer W just below the lamp, and is wide from the center of the wafer W to the outside of the guard ring 3. The area is irradiated. The light from any one of the lamps L1 to L8 among the zones 1 to 8 for wafer heating is also irradiated to a wide range.

한편, 가드 링 가열용 램프인 9 또는 10존의 램프(L9, L10)로부터의 광은 가드 링(3)인 웨이퍼(W) 중심으로부터 160mm에서 가드 링의 외측의 영역에 방사 조도의 피크를 가지고, 웨이퍼(W)에 조사되는 양이 작고, 특히 웨이퍼(W) 중심으로부터 100mm보다 내측에는 조사되지 않는다.On the other hand, the light from 9 or 10 zone lamps L9 and L10, which are guard ring heating lamps, has a peak of illuminance in the region outside the guard ring at 160 mm from the center of the wafer W as the guard ring 3. The amount irradiated to the wafer W is small, and in particular, it is not irradiated to the inside of 100 mm from the center of the wafer W.

따라서, 9, 10존의 램프(L9, L10)의 출력 파워를 크게 해도, 웨이퍼(W)가 가열되는 것을 최소한으로 할 수 있어, 웨이퍼(W)의 면 내 온도를 균일하게 유지한 상태에서, 가드 링(3)만을 가열하여, 웨이퍼(W)와 링(3)의 열용량차를 보상할 수 있다.Therefore, even if the output power of the lamps L9 and L10 in the 9 and 10 zones is increased, the wafer W can be heated to a minimum, and in a state where the in-plane temperature of the wafer W is kept uniform. Only the guard ring 3 can be heated to compensate for the difference in heat capacity between the wafer W and the ring 3.

도 5는 도 4의 조건에서, 각 램프(L1∼L10)로부터의 방사 조도를 더하여 도시한 것이다. 도 4와 마찬가지로, 가로축은 웨이퍼 중심으로부터의 수평 거리(mm)이고, 동 도면의 중심축이 웨이퍼의 중심이다. 또, 세로축은 웨이퍼 및 가드 링 면에 조사되는 방사 조도의 상대값이고, 가로축의 0∼±150mm의 범위가 웨이퍼(W)의 영역이고, ±150 mm ∼ ±170 mm의 범위가 가드 링(3)의 영역이다.FIG. 5 shows the illumination illuminance from each of the lamps L1 to L10 under the conditions of FIG. 4. As in FIG. 4, the horizontal axis is a horizontal distance (mm) from the center of the wafer, and the center axis of the figure is the center of the wafer. In addition, the vertical axis is the relative value of the irradiance irradiated on the wafer and the guard ring surface, the range of 0 to ± 150 mm of the horizontal axis is the area of the wafer W, and the range of ± 150 mm to ± 170 mm is the guard ring (3). ) Area.

동 도면으로부터, 제1 측벽(4), 제2 측벽(5)을 설치함으로써, 웨이퍼(W) 면 내는 거의 균일한 광 에너지가 조사되어, 가드 링(3)부분에만 큰 방사 조도로 조사할 수 있다는 것을 알 수 있다.From the figure, by providing the 1st side wall 4 and the 2nd side wall 5, the substantially uniform light energy is irradiated on the inside of the wafer W surface, and it can irradiate only the guard ring 3 part with big irradiance. It can be seen that there is.

또, 9, 10존의 램프(L9, L10)의 배치 및 그 미러의 형상이 종래예의 도 11과 같은 경우에는, 도 4에서 8존의 외측에 1∼8존의 램프에 의한 곡선과 마찬가지의 곡선이 두 개 추가됨으로써, 9, 10존의 램프(L9, L10)로부터의 광이 웨이퍼의 중심부까지 조사된다.Moreover, when arrangement | positioning of 9 and 10-zone lamps L9 and L10 and the shape of the mirror is the same as FIG. 11 of a prior art example, it is the same as the curve by the lamp of 1-8 zones on the outer side of 8 zone in FIG. By adding two curves, light from the nine and ten zone lamps L9 and L10 is irradiated to the center of the wafer.

이 경우에는, 가드 링을 가열하고자 하여, 9, 10존의 램프(L9, L10)의 입력을 크게 하면, 웨이퍼(W)의 내측 영역까지 가열되어 온도가 상승하게 된다.In this case, if the guard ring is to be heated, and the input of the lamps L9 and L10 in the 9 and 10 zones is increased, the guard ring is heated to the inner region of the wafer W and the temperature is increased.

도 6은 제2 측벽(5)의 각도(θ)를 15°로 한 경우의 방사 조도 크기와 분포이다. 도 4와 마찬가지로, 가로축은 웨이퍼 중심으로부터의 수평 거리(mm), 세로축은 웨이퍼 및 가드 링 면에 조사되는 방사 조도의 상대값이고, 가로축의 0∼150mm의 범위가 웨이퍼(W)의 영역이고, 150mm∼170mm의 범위가 가드 링(3)의 영역이다.FIG. 6 shows the magnitude and distribution of irradiance when the angle θ of the second side wall 5 is 15 °. 4, the horizontal axis is the horizontal distance (mm) from the center of the wafer, the vertical axis is the relative value of the irradiance irradiated to the wafer and the guard ring surface, and the range of 0 to 150 mm of the horizontal axis is the area of the wafer W, The range of 150 mm-170 mm is an area of the guard ring 3.

도 4, 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 제2 측벽(5)의 각도(θ)를 변화시킴으로써, 웨이퍼 가열용 램프(L1∼L8)에 의한 조사의 분포를 변화시키지 않고, 가드 링 가열용 램프(L9, L10)에 의한 조사의 분포를 변화시킬 수 있다. 상기 각도(θ)를 적절히 설정함으로써, 가드 링 가열용 램프(L9, L10)로부터의 광이 웨이퍼(W)에 조사되는 양을 작게, 가드 링(3)에 조사되는 양을 많게 할 수 있다.As can be seen from FIG. 4 and FIG. 6, by changing the angle θ of the second sidewall 5, the guard ring is heated without changing the distribution of irradiation by the wafer heating lamps L1 to L8. The distribution of irradiation by the lamps L9 and L10 can be changed. By setting the said angle (theta) suitably, the quantity irradiated to the wafer W by the light from the guard ring heating lamps L9 and L10 can be made small, and the quantity irradiated to the guard ring 3 can be made large.

또, 제2 측벽(5)의 각도(θ)뿐 아니라, 제1 측벽(4) 및 제2 측벽(5)의 높이를 변경함으로써, 가드 링 가열용 램프(L9, L10)에 의한 조사의 분포를 변화시킬 수 있다.The distribution of irradiation by the guard ring heating lamps L9 and L10 by changing not only the angle θ of the second sidewall 5 but also the heights of the first sidewall 4 and the second sidewall 5. Can change.

또, 가드 링에 조사되는 광의 에너지를 증가시키는 데는, 도 7에 도시한 바와 같이, 가드 링의 주변에 광원부의 방향에 대해 확산되는 각도(α)를 가지는 제2 미러(6)를 설치한다. 또, 각도(α)는 광 조사 방향에 수직인 평면(웨이퍼면에 평행한 평면)에 대한 제2 미러(6)의 반사면의 각도이고, 제2 미러(6)는 가드 링의 전체 둘레에 설치된다.Moreover, in order to increase the energy of the light irradiated to a guard ring, as shown in FIG. 7, the 2nd mirror 6 which has an angle (alpha) spread with respect to the direction of a light source part is provided in the periphery of a guard ring. Moreover, angle (alpha) is an angle of the reflecting surface of the 2nd mirror 6 with respect to the plane (plane parallel to a wafer surface) perpendicular | vertical to a light irradiation direction, and the 2nd mirror 6 is in the perimeter of a guard ring. Is installed.

이에 따라, 가드 링 가열용 램프(L9, L10)로부터 가드 링(3)의 외측에 조사되는 광이 제2 미러(6)에 의해 가드 링(3)의 방향으로 반사된다.Thereby, the light irradiated to the outer side of the guard ring 3 from the guard ring heating lamps L9 and L10 is reflected by the 2nd mirror 6 in the direction of the guard ring 3.

제2 미러(6)를 설치함으로써, 종래, 가드 링(3)의 외측에 조사되어, 가드 링(3)의 가열에는 기여하지 않았던 광이 가드 링(3)의 방향으로 반사되므로, 가드 링(3)에 조사되는 광의 에너지가 커진다. 따라서, 가드 링(3)을 효율좋게 가열할 수 있다.By providing the second mirror 6, since the light that has conventionally been radiated to the outside of the guard ring 3 and has not contributed to the heating of the guard ring 3 is reflected in the direction of the guard ring 3, the guard ring ( The energy of light irradiated to 3) becomes large. Therefore, the guard ring 3 can be heated efficiently.

또, 제2 미러(6)를 설치하는 대신에 도 8에 도시한 바와 같이 챔버(11)에 경사면(11a)을 설치하여, 경사면(11a)을 반사면으로 해도 좋다.Instead of providing the second mirror 6, as shown in FIG. 8, the inclined surface 11a may be provided in the chamber 11, and the inclined surface 11a may be used as a reflective surface.

도 9는 제1 측벽(4)과, 제2 측벽(5)을 구비한 구조에서, 제2 측벽(5)의 각도(θ1)를 20°로 하고, 또 제2 미러(6)를 설치한 경우의 방사 조도의 크기와 분포이다. 도 4와 마찬가지로, 가로축은 웨이퍼 중심으로부터 수평 거리(mm), 세로축은 웨이퍼 및 가드 링 면에 조사되는 방사 조도의 상대값이고, 가로축의 0∼150mm의 범위가 웨이퍼(W)의 영역이고, 150mm∼170mm의 범위가 가드 링(3)의 영역이다.FIG. 9 shows a structure having a first side wall 4 and a second side wall 5 in which the angle θ1 of the second side wall 5 is 20 °, and the second mirror 6 is provided. The magnitude and distribution of the irradiance of the case. 4, the horizontal axis is the horizontal distance (mm) from the center of the wafer, the vertical axis is the relative value of the irradiance irradiated on the wafer and the guard ring surface, and the range of 0 to 150 mm of the horizontal axis is the area of the wafer W, 150 mm The range of ˜170 mm is the area of the guard ring 3.

또, 동 도면에서는 제2 미러(6)의 각도(α)가 60°, 65°인 경우, 및 제2 미러(6)를 설치하지 않은 경우의 방사 조도의 크기와 분포를 도시하고 있다.In addition, the same figure shows the magnitude and distribution of the irradiance when the angle α of the second mirror 6 is 60 °, 65 °, and when the second mirror 6 is not provided.

도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 제2 미러(6)를 설치함으로써, 웨이퍼 가열용 램프(L1∼L8)에 의한 조사의 분포를 변화시키지 않고, 가드 링 가열용 램프(L9, L10)에 의한 조사의 분포를 변화시킬 수 있다. 상기 각도(α)를 적절히 설정함으로써, 가드 링 가열용 램프(L9, L10)로부터의 광이 가드 링(3)에 조사되는 양을 많게 할 수 있다.As can be seen from FIG. 9, by providing the second mirror 6, the guard ring heating lamps L9 and L10 do not change the distribution of irradiation by the wafer heating lamps L1 to L8. You can change the distribution of the survey. By setting the said angle (alpha) suitably, the quantity from which the light from guard ring heating lamps L9 and L10 is irradiated to the guard ring 3 can be made large.

도 10에 종래예와 본원에서의 웨이퍼 및 가드 링으로 조사되는 방사 조도와온도 분포의 개념도를 도시한다.Fig. 10 shows a conceptual diagram of the irradiance and temperature distribution irradiated with the wafer and the guard ring in the conventional example and the present application.

도 10(a)는 웨이퍼(W), 가드 링(3), 유지재(12)의 위치를 도시한 모식도와, 열용량의 변화를 도시한 도면이다. 상기한 바와 같이, 웨이퍼와 가드 링에서는 열용량의 차는 약 1.5배이다.FIG. 10A is a schematic diagram showing the positions of the wafer W, the guard ring 3, and the holding material 12, and a diagram showing a change in heat capacity. As described above, the difference in heat capacity between the wafer and the guard ring is about 1.5 times.

도 10(b)는 상기 도 11의 종래의 램프 배치에서, 각 램프(L1∼L10)의 출력이 동일하게 한 경우의 방사 조도와 온도를 도시한 도면이다.Fig. 10 (b) is a diagram showing radiation illuminance and temperature when the outputs of the lamps L1 to L10 are the same in the conventional lamp arrangement of Fig. 11.

방사 조도는 웨이퍼(W)로부터 가드 링(3)에 걸쳐 균일하게 된다. 한편, 온도는 웨이퍼면 내는 열용량이 동등하므로 균일해지지만, 열용량이 큰 가드 링(3)에 접하는 부분에서 비연속적으로 저하하여, 그것에 이끌려 웨이퍼(W)의 주변부의 온도도 저하하게 된다. 이 때문에, 온도가 저하한 부분의 주변부에서 슬립이 발생한다.The irradiance is uniform from the wafer W across the guard ring 3. On the other hand, the temperature becomes uniform because the heat capacity in the wafer surface is equal, but it decreases discontinuously at the part in contact with the guard ring 3 having a large heat capacity, and is attracted by it, thereby decreasing the temperature of the peripheral portion of the wafer W. For this reason, slip occurs in the periphery of the part where temperature fell.

도 10(c)는 상기 도 11의 종래의 램프의 배치에서, 램프(L9, L10)의 출력만을 크게 한 경우의 방사 조도와 온도를 도시한 도면이다.Fig. 10 (c) is a diagram showing radiation illuminance and temperature when only the outputs of the lamps L9 and L10 are enlarged in the conventional lamp arrangement of Fig. 11.

방사 조도는 가드 링 부분도 커지지만, 웨이퍼(W)에도 조사되므로 웨이퍼(W) 주변의 방사 조도가 커진다. 따라서, 온도는 주변부를 향함에 따라 높아진다.Although the radiation roughness also increases the guard ring portion, the irradiance around the wafer W also increases because the irradiation ring is also irradiated to the wafer W. Thus, the temperature rises as it faces the periphery.

그러나, 램프(L9, L10)로부터의 광은 퍼지게 되어, 가드 링(3)의 열용량차를 보상하는 만큼의 에너지를 얻을 수 없으므로, 가드 링에 접하는 부분에서 온도가 비연속적으로 저하한다. 이 온도가 불균일한 주변부에서 슬립이 발생한다.However, the light from the lamps L9 and L10 spreads, and energy cannot be obtained as much as compensating for the heat capacity difference of the guard ring 3, so that the temperature is discontinuously lowered at the portion in contact with the guard ring. Slip occurs at the periphery where this temperature is uneven.

도 10(d)는 본 발명의 램프 배치, 미러 구조의 경우이다. 램프(L9, L10)로부터의 출력 파워가 큰 광을 가드 링(3)에 집중시킬 수 있다. 따라서, 방사 조도는가드 링 부분만 커진다.Fig. 10 (d) shows the case of the lamp arrangement and mirror structure of the present invention. Light having a large output power from the lamps L9 and L10 can be concentrated in the guard ring 3. Therefore, the irradiance is increased only in the guard ring portion.

이에 따라, 가드 링(3)에만 열용량차를 보상하는 만큼의 에너지를 부여할 수 있어, 웨이퍼(W)로부터 가드 링(3)에 걸친 온도를 균일하게 할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼 주변부에서의 슬립의 발생을 방지할 수 있다. 또, 성막시의 가열에서도 균일하게 가열할 수 있으므로, 균일한 두께의 막을 형성할 수 있다.As a result, only the guard ring 3 can be given energy as much as a compensation for the heat capacity difference, and the temperature from the wafer W to the guard ring 3 can be made uniform. As a result, it is possible to prevent the occurrence of slip in the peripheral portion of the wafer. Moreover, since heating can be performed uniformly even at the time of film-forming, a film of uniform thickness can be formed.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 이하의 효과를 얻을 수 있다.As described above, in the present invention, the following effects can be obtained.

(1) 가드 링 가열용 램프로부터 방출되는 광이 웨이퍼에 조사되지 않도록 했으므로, 웨이퍼의 온도가 상승하지 않아, 웨이퍼 가열용 램프의 제어에 의해 웨이퍼의 균일한 가열이 가능해진다.(1) Since the light emitted from the guard ring heating lamp was not irradiated to the wafer, the temperature of the wafer did not rise, and uniform heating of the wafer was possible under the control of the wafer heating lamp.

즉, 가드 링 가열용 램프로부터 가드 링까지의 거리를 웨이퍼 가열용 램프로부터 웨이퍼까지의 거리보다도 크게 하여, 가드 링 가열용 램프와 웨이퍼 가열용 램프의 사이에, 미러에 의한 측벽이 설치되어, 가드 링 가열용 램프로부터 방출되는 광이 웨이퍼에 조사되지 않도록 했으므로, 가드 링 가열용 램프의 입력을 크게 해도, 그 광은 웨이퍼에 조사되지 않는다. 따라서, 웨이퍼의 온도가 상승하게 않아, 웨이퍼 가열용 램프의 제어에 의해 균일한 가열이 가능해진다.That is, the distance from the guard ring heating lamp to the guard ring is made larger than the distance from the wafer heating lamp to the wafer, and a sidewall with a mirror is provided between the guard ring heating lamp and the wafer heating lamp. Since light emitted from the ring heating lamp is not irradiated to the wafer, even if the input of the guard ring heating lamp is increased, the light is not irradiated to the wafer. Therefore, the temperature of the wafer does not rise, and uniform heating is enabled by the control of the wafer heating lamp.

(2) 또, 종래 웨이퍼 방향으로 조사되던 광이 가드 링 방향으로 반사되므로, 가드 링에 조사되는 광의 에너지가 커지게 된다. 따라서, 가드 링을 효율좋게 가열할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼와 가드 링의 열용량의 보상을 효율좋게 행할 수 있다.(2) In addition, since the light previously irradiated in the wafer direction is reflected in the guard ring direction, the energy of the light irradiated to the guard ring is increased. Therefore, the guard ring can be heated efficiently. As a result, the heat capacity of the wafer and the guard ring can be compensated efficiently.

(3) 가드 링 가열용 램프 외주에, 제2 외측을 설치하여, 가드 링의 외주를 향해 방사되는 광을 가드 링에 조사시킴으로써, 보다 효율좋게 가드 링을 가열할 수 있다.(3) Guard ring can be heated more efficiently by providing a 2nd outer side in the outer periphery of a guard ring heating lamp, and irradiating the guard ring with the light radiated toward the outer periphery of a guard ring.

(4) 가드 링의 외주부에 제2 미러를 설치함으로써, 가드 링의 주변에 조사되는 광을 가드 링에 조사시킴으로써, 보다 효율 좋게 가드 링을 가열할 수 있다.(4) By providing the second mirror at the outer circumference of the guard ring, the guard ring can be heated more efficiently by irradiating the guard ring with light irradiated around the guard ring.

(5) 상기 조합에 의해 웨이퍼를 균일한 온도에서 광 가열할 수 있어, 웨이퍼에 슬립이 발생하는 것을 방지할 수 있다.(5) By the above combination, the wafer can be optically heated at a uniform temperature, and slippage can be prevented from occurring on the wafer.

또, 성막시의 가열에서도 균일하게 가열할 수 있으므로, 균일한 두께의 막을 형성할 수 있다.Moreover, since heating can be performed uniformly even at the time of film-forming, a film of uniform thickness can be formed.

Claims (4)

원고리 형상이고, 이 원고리의 직경이 다른 다수개의 필라멘트 램프가 동심원 형상으로 배치되고, 이 필라멘트 램프의 배면에 미러가 설치된 광원부를 구비하고,A plurality of filament lamps having an annular shape and having different diameters of the annular rings are arranged concentrically, and provided with a light source unit provided with a mirror on the rear surface of the filament lamp, 상기 미러의 반대측에 웨이퍼가 배치되고, 이 웨이퍼의 주변부에 가드 링이 설치된 광 조사식 가열처리장치에서,In the light irradiation type heat treatment apparatus in which a wafer is disposed on the opposite side of the mirror and a guard ring is provided at the periphery of the wafer, 상기 광원부의 상기 다수의 필라멘트 램프는, 상기 웨이퍼에 대해 설치된 제1 램프군과, 제1 램프군의 외주에 설치되어 상기 가드 링에 대해 설치된 제2 램프군으로 구성되고,The plurality of filament lamps of the light source unit is composed of a first lamp group provided for the wafer and a second lamp group provided on the outer circumference of the first lamp group and provided for the guard ring, 제2 램프군의 램프로부터 가드 링까지의 광 조사 방향의 거리는, 제1 램프군의 램프부터 웨이퍼까지의 광 조사 방향의 거리보다 크고, 제2 램프군과 제1 램프군과의 사이에는 상기 미러에 의한 측벽이 설치되는 것을 특징으로 하는 광 조사식 가열처리장치.The distance in the light irradiation direction from the lamp of the second lamp group to the guard ring is greater than the distance in the light irradiation direction from the lamp of the first lamp group to the wafer, and the mirror is between the second lamp group and the first lamp group. Light irradiation type heat treatment apparatus characterized in that the side wall is provided by. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 제2 램프군의 가장 외주에 이 제2 램프군으로부터 방사되는 광을 상기 가드 링 방향으로 반사시키는 제2 측벽을 형성한 것을 특징으로 하는 광 조사식 가열 처리장치.And a second sidewall for reflecting light emitted from the second lamp group in the direction of the guard ring at the outermost circumference of the second lamp group. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 가드 링의 외주에 제2 램프군에서 방사되는 광을 상기 가드 링 방향으로 반사시키는 제2 미러를 설치한 것을 특징으로 하는 광 조사식 가열처리장치.And a second mirror for reflecting light emitted from the second lamp group in the direction of the guard ring on the outer circumference of the guard ring. 다수의 필라멘트 램프로부터 조사되는 광을 웨이퍼와, 이 웨이퍼의 주변부에 배치된 상기 웨이퍼와는 열용량이 다른 가드 링에 조사하여, 웨이퍼를 가열처리하는 광 조사식 가열처리방법에서,In the light irradiation type heat treatment method in which light irradiated from a plurality of filament lamps is irradiated to a wafer and a guard ring having a different heat capacity from the wafer arranged at the periphery of the wafer, and the wafer is heat treated. 상기 다수의 필라멘트 램프를 웨이퍼에 대향하여 배치된 제1 램프군과, 가드 링에 대향하여 배치된 제2 램프군으로 구성하고,The plurality of filament lamps comprises a first lamp group disposed to face the wafer and a second lamp group disposed to face the guard ring, 상기 제2 램프군으로부터 방출되는 광이 웨이퍼에 조사되지 않도록 하여 웨이퍼를 가열처리하는 것을 특징으로 하는 광 조자식 가열처리방법.And a wafer is heat-treated, so that light emitted from the second lamp group is not irradiated to the wafer.
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