CN110211894B - 热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够缩短衬底相对于腔室的搬入搬出所需要的时间的热处理方法。本发明的热处理方法中，在半导体晶圆降温到可搬出温度(T3)的时刻(t7)之前的时刻(t6)，开始进行用来将半导体晶圆从处理腔室搬出的搬出准备动作。另外，在开始进行对于半导体晶圆的处理的时刻(t2)之后的时刻(t3)将闸阀关闭而将半导体晶圆搬入到处理腔室的动作完成。通过使用于半导体晶圆的处理的期间与用于半导体晶圆的搬入搬出的期间重叠，能够缩短半导体晶圆相对于处理腔室的搬入搬出所需要的时间。

Description

热处理方法
技术领域
本发明涉及一种通过对半导体晶圆等薄板状精密电子衬底(以下，简称为“衬底”)照射光来加热该衬底的热处理方法。
背景技术
在半导体装置的制造工艺中，以极短时间加热半导体晶圆的闪光灯退火(FLA)备受关注。闪光灯退火是通过使用氙闪光灯(以下，简单写作“闪光灯”时意指氙闪光灯)对半导体晶圆的表面照射闪光，而只使半导体晶圆的表面在极短时间(数毫秒以下)内升温的热处理技术。
氙闪光灯的放射分光分布是紫外线区域至近红外线区域，波长比以往的卤素灯短，与硅的半导体晶圆的基础吸收带大致一致。因此，当从氙闪光灯对半导体晶圆照射闪光时，透过光少，能够使半导体晶圆快速地升温。另外，也已判明如果是数毫秒以下的极短时间的闪光照射，那么能够选择性地只使半导体晶圆的表面附近升温。
这种闪光灯退火被用于需要极短时间的加热的处理、例如典型来说为被注入到半导体晶圆中的杂质的活化。如果对通过离子注入法而注入有杂质的半导体晶圆的表面从闪光灯照射闪光，那么能够将该半导体晶圆的表面以极短时间升温到活化温度，能够不使杂质较深地扩散而只执行杂质活化。
在专利文献1中，揭示了如下闪光灯退火装置：在利用配置于处理腔室的下方的卤素灯对半导体晶圆进行预加热之后，从配置在处理腔室上方的闪光灯对半导体晶圆的表面照射闪光。在专利文献1中揭示的装置中，进行如下晶圆更换而对多片半导体晶圆依序进行处理，所述晶圆更换是指，利用搬送机器人从处理腔室取出加热处理后的半导体晶圆，并且将未处理的半导体晶圆搬入到处理腔室。
[背景技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2018-6513号公报
发明内容
[发明要解决的问题]
在专利文献1中所揭示的装置中，在将加热处理后的半导体晶圆从处理腔室搬出时，当半导体晶圆降温到规定温度以下之后，交接用的移载臂驱动，并且处理腔室的闸阀打开。另外，在将未处理的半导体晶圆搬入到处理腔室时，移载臂及闸阀也随之驱动。由于它们的驱动需要相应的时间，所以结果产生了半导体晶圆的搬入搬出所需要的时间变长的问题。
本发明是鉴于所述问题而完成的，其目的在于提供一种能够缩短衬底相对于腔室的搬入搬出所需要的时间的热处理方法。
[解决问题的技术手段]
为了解决所述问题，技术方案1的发明是一种通过对衬底照射光而将该衬底加热的热处理方法，其特征在于包括：加热步骤，是对在腔室内保持在晶座的第1衬底从灯照射光而将该第1衬底加热；及冷却步骤，是将所述灯熄灭且将所述第1衬底冷却到能够从所述腔室搬出的可搬出温度；且在所述第1衬底降温到所述可搬出温度之前，开始进行用来将所述第1衬底从所述腔室搬出的搬出准备动作。
另外，根据技术方案1的发明的热处理方法，技术方案2的发明的特征在于：所述搬出准备动作包括以下步骤：将设置在供衬底相对于所述腔室搬入搬出的搬送开口部的闸阀打开；及使相对于所述晶座进行衬底的移载的移载臂从比所述晶座更靠外侧的退避位置移动到所述晶座的下方的移载动作位置，并且使所述移载臂上升而使竖立设置于所述移载臂的顶起销突出到比所述晶座更靠上方，从而接收所述第1衬底。
另外，根据技术方案2的发明的热处理方法，技术方案3的发明的特征在于还包括如下搬出步骤，即，设置在所述腔室外部的搬送机器人的搬送机器手从所述顶起销接收已降温到所述可搬出温度的所述第1衬底，并将它从所述腔室搬出，且在所述第1衬底从所述腔室被搬出之后，所述移载臂也不返回到所述退避位置，而是在所述移载动作位置待机。
另外，根据技术方案3的发明的热处理方法，技术方案4的发明的特征在于：在所述搬送机器手接收所述第1衬底并从所述搬送开口部退出之后至停止为止的移动期间内，判定所述搬送机器手上是否保持着所述第1衬底。
另外，根据技术方案4的发明的热处理方法，技术方案5的发明的特征在于还包括如下搬入步骤，即，在所述第1衬底从所述腔室被搬出之后，所述搬送机器人的所述搬送机器手将第2衬底从所述搬送开口部搬入到所述腔室内，且在所述第2衬底被搬入到所述腔室内且开始进行对于所述第2衬底的处理之后，将所述闸阀关闭。
另外，根据技术方案5的发明的热处理方法，技术方案6的发明的特征在于：将所述第2衬底搬入到所述腔室内之后，一边对所述腔室供给处理气体，一边将所述闸阀关闭。
[发明效果]
根据技术方案1至技术方案6的发明，由于在第1衬底降温到可搬出温度之前，开始进行用来将第1衬底从腔室搬出的搬出准备动作，所以是在第1衬底的处理期间内开始进行搬出准备动作，能够缩短衬底相对于腔室的搬入搬出所需要的时间。
尤其是，根据技术方案3的发明，由于在第1衬底从腔室被搬出之后，移载臂也不返回到退避位置，而是在移载动作位置待机，所以能够缩短移载臂在退避位置与移载动作位置之间移动所需要的时间。
尤其是，根据技术方案4的发明，由于在搬送机器手接收第1衬底并从搬送开口部退出之后至停止为止的移动期间内，判定搬送机器手上是否保持着第1衬底，所以能够缩短判定有无衬底所需要的时间。
尤其是，根据技术方案5的发明，由于在第2衬底被搬入到腔室内并开始进行对于第2衬底的处理之后将闸阀关闭，所以是在第2衬底的搬入动作完成之前开始处理，能够进一步缩短衬底相对于腔室的搬入搬出所需要的时间。
附图说明
图1是表示本发明的热处理方法中使用的热处理装置的俯视图。
图2是图1的热处理装置的前视图。
图3是表示热处理部的构成的纵剖视图。
图4是表示保持部的整体外观的立体图。
图5是晶座的俯视图。
图6是晶座的剖视图。
图7是移载机构的俯视图。
图8是移载机构的侧视图。
图9是表示多个卤素灯的配置的俯视图。
图10是表示热处理部中的半导体晶圆的表面温度的变化的图。
图11是概念性地表示热处理部中的半导体晶圆的搬入搬出动作的时序图。
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对本发明的实施方式详细地进行说明。
首先，对用来实施本发明的热处理方法的热处理装置进行说明。图1是表示本发明的热处理方法中使用的热处理装置100的俯视图，图2是其前视图。热处理装置100是对作为衬底的圆板形状的半导体晶圆W照射闪光而将该半导体晶圆W加热的闪光灯退火装置。成为处理对象的半导体晶圆W的尺寸并无特别限定，例如为φ300mm或φ450mm。被搬入到热处理装置100之前的半导体晶圆W中注入有杂质，通过利用热处理装置100所进行的加热处理来对所注入的杂质执行活化处理。此外，在图1及以后的各图中，为了容易理解，视需要将各部的尺寸或数量夸张或简化地描绘。另外，在图1～图3的各图中，为了明确它们的方向关系，标注了将Z轴向设为铅直方向且将XY平面设为水平面的XYZ正交坐标系统。
如图1及图2所示，热处理装置100具备：分度器部101，用来将未处理的半导体晶圆W从外部搬入到装置内并且将处理过的半导体晶圆W搬出到装置外；对准部230，进行未处理的半导体晶圆W的定位；两个冷却部130、140，进行加热处理后的半导体晶圆W的冷却；热处理部160，对半导体晶圆W实施闪光加热处理；以及搬送机器人150，相对于冷却部130、140及热处理部160进行半导体晶圆W的交接。另外，热处理装置100具备控制设置在所述各处理部的动作机构及搬送机器人150而使半导体晶圆W的闪光加热处理进行的控制部3。
分度器部101具备：负载埠110，将多个载体C(在本实施方式中为两个)并排载置；及交接机器人120，从各载体C取出未处理的半导体晶圆W，并且将处理过的半导体晶圆W收纳于各载体C。收容着未处理的半导体晶圆W的载体C是由无人搬送车(AGV(AutomaticGuided Vehicle，自动导引车)、OHT(overhead transport，悬吊式搬运系统))等搬送并被载置于负载埠110，并且收容着处理过的半导体晶圆W的载体C是由无人搬送车从负载埠110被拿走。
另外，在负载埠110中，使载体C构成为能够像图2的箭头CU所示那样进行升降移动，以使交接机器人120能够相对于载体C进行任意半导体晶圆W的进出。此外，作为载体C的形态，除了将半导体晶圆W收纳于密闭空间的FOUP(front opening unified pod，前开式晶圆盒)以外，也可以为SMIF(Standard Mechanical Inter Face，标准机械接口)箱或将所收纳的半导体晶圆W暴露于外部大气的OC(open cassette，开放式卡匣)。
另外，交接机器人120能够进行如图1的箭头120S所示那样的滑动移动、及如箭头120R所示那样的回转动作及升降动作。由此，交接机器人120相对于两个载体C进行半导体晶圆W的进出，并且相对于对准部230及两个冷却部130、140进行半导体晶圆W的交接。利用交接机器人120所进行的半导体晶圆W相对于载体C的进出是通过机器手121的滑动移动、及载体C的升降移动来进行。另外，交接机器人120与对准部230或冷却部130、140的半导体晶圆W的交接是通过机器手121的滑动移动、及交接机器人120的升降动作来进行。
对准部230是连接于沿着Y轴方向的分度器部101的侧方而设置。对准部230是使半导体晶圆W在水平面内旋转而朝向适合闪光加热的方向的处理部。对准部230是在作为铝合金制壳体的对准腔室231的内部设置将半导体晶圆W以水平姿势支撑并使之旋转的机构、及对形成在半导体晶圆W的周缘部的凹口或定向平面等进行光学检测的机构等而构成。
半导体晶圆W向对准部230的交接是由交接机器人120进行。从交接机器人120向对准腔室231是以晶圆中心位于规定位置的方式交付半导体晶圆W。在对准部230中，使半导体晶圆W以从分度器部101接收到的半导体晶圆W的中心部作为旋转中心绕铅直方向轴旋转，通过对凹口等进行光学检测来调整半导体晶圆W的方向。方向调整结束后的半导体晶圆W是由交接机器人120从对准腔室231取出。
作为利用搬送机器人150搬送的半导体晶圆W的搬送空间，设置着收容搬送机器人150的搬送腔室170。在该搬送腔室170的三侧连通地连接着热处理部160的处理腔室6、冷却部130的第1冷却腔室131及冷却部140的第2冷却腔室141。
作为热处理装置100的主要部的热处理部160是对进行了预加热的半导体晶圆W照射来自氙闪光灯FL的闪光(flash light)而进行闪光加热处理的衬底处理部。该热处理部160的构成将进一步在下文中叙述。
两个冷却部130、140具备大致相同的构成。冷却部130、140分别在作为铝合金制壳体的第1冷却腔室131、第2冷却腔室141的内部，具备金属制冷却板、及载置于其上表面的石英板(均省略图示)。该冷却板是通过珀尔帖元件或恒温水循环而调温到常温(约23℃)。在热处理部160中已被实施了闪光加热处理的半导体晶圆W被搬入到第1冷却腔室131或第2冷却腔室141，且被载置于该石英板而被冷却。
第1冷却腔室131及第2冷却腔室141均在分度器部101与搬送腔室170之间连接于这两者。在第1冷却腔室131及第2冷却腔室141中，形成设置有供半导体晶圆W搬入搬出的两个开口。第1冷却腔室131的两个开口中连接于分度器部101的开口通过闸阀181而能够开闭。另一方面，第1冷却腔室131的连接于搬送腔室170的开口通过闸阀183而能够开闭。即，第1冷却腔室131与分度器部101经由闸阀181而连接，第1冷却腔室131与搬送腔室170经由闸阀183而连接。
当在分度器部101与第1冷却腔室131之间进行半导体晶圆W的交接时，闸阀181被打开。另外，当在第1冷却腔室131与搬送腔室170之间进行半导体晶圆W的交接时，闸阀183被打开。当闸阀181及闸阀183被封闭时，第1冷却腔室131的内部成为密闭空间。
另外，第2冷却腔室141的两个开口中连接于分度器部101的开口通过闸阀182而能够开闭。另一方面，第2冷却腔室141的连接于搬送腔室170的开口通过闸阀184而能够开闭。即，第2冷却腔室141与分度器部101经由闸阀182而连接，第2冷却腔室141与搬送腔室170经由闸阀184而连接。
当在分度器部101与第2冷却腔室141之间进行半导体晶圆W的交接时，闸阀182被打开。另外，当在第2冷却腔室141与搬送腔室170之间进行半导体晶圆W的交接时，闸阀184被打开。当闸阀182及闸阀184被封闭时，第2冷却腔室141的内部成为密闭空间。
进而，冷却部130、140分别具备对第1冷却腔室131、第2冷却腔室141供给洁净的氮气的气体供给机构、及将腔室内的气体排出的排气机构。这些气体供给机构及排气机构也可以设为能够将流量切换为两个阶段。
设置在搬送腔室170中的搬送机器人150被设为能够以沿着铅直方向的轴为中心像箭头150R所示那样回转。搬送机器人150具有包含多个臂段的两个连杆机构，在这两个连杆机构的前端分别设置着保持半导体晶圆W的搬送机器手151a、151b。这些搬送机器手151a、151b沿上下隔开规定间距地配置，且能够通过连杆机构而分别独立地沿同一水平方向直线地滑动移动。另外，搬送机器人150是通过使设置着两个连杆机构的基座升降移动，而使两个搬送机器手151a、151b保持隔开规定间距的状态地升降移动。
当搬送机器人150以第1冷却腔室131、第2冷却腔室141或热处理部160的处理腔室6作为交接对象而进行半导体晶圆W的交接(进出)时，首先，两搬送机器手151a、151b以与交接对象对向的方式回转，然后(或在回转的期间内)升降移动而使任一个搬送机器手位于与交接对象交接半导体晶圆W的高度。然后，使搬送机器手151a(151b)沿水平方向直线地滑动移动而与交接对象进行半导体晶圆W的交接。
搬送机器人150与交接机器人120的半导体晶圆W的交接可以经由冷却部130、140来进行。即，冷却部130的第1冷却腔室131及冷却部140的第2冷却腔室141也作为用来在搬送机器人150与交接机器人120之间交接半导体晶圆W的通路而发挥功能。具体来说，通过使搬送机器人150或交接机器人120中的一个交付到第1冷却腔室131或第2冷却腔室141的半导体晶圆W由另一个接收，而进行半导体晶圆W的交接。
如上所述，在第1冷却腔室131及第2冷却腔室141与分度器部101之间分别设置着闸阀181、182。另外，在搬送腔室170与第1冷却腔室131及第2冷却腔室141之间分别设置着闸阀183、184。进而，在搬送腔室170与热处理部160的处理腔室6之间设置着闸阀185。当在热处理装置100内搬送半导体晶圆W时，适当地将这些闸阀开闭。
另外，在搬送腔室170的内部设置着晶圆传感器155(图2)。晶圆传感器155包含投光受光传感器，判定搬送机器人150的搬送机器手151a(151b)上是否保持着半导体晶圆W。具体来说，晶圆传感器155当所投射的光被遮蔽时判定为搬送机器手151a(151b)上保持着半导体晶圆W，当未被遮蔽时判定为搬送机器手151a(151b)上未保持半导体晶圆W。在搬送机器人150相对于处理腔室6进行半导体晶圆W的交接时，搬送机器手151a(151b)沿规定路径移动。晶圆传感器155在搬送机器手151a(151b)通过其规定路径的特定位置时，判定搬送机器手151a(151b)上是否保持着半导体晶圆W。进而，对于搬送腔室170及对准腔室231也从气体供给部供给氮气，并且利用排气部将它们内部的气体排出(均省略图示)。
接着，对热处理部160的构成进行说明。图3是表示热处理部160的构成的纵剖视图。热处理部160具备：处理腔室6，收容半导体晶圆W并进行加热处理；闪光灯室5，内置多个闪光灯FL；及卤素灯室4，内置多个卤素灯HL。在处理腔室6的上侧设置着闪光灯室5，并且在下侧设置着卤素灯室4。另外，热处理部160在处理腔室6的内部具有：保持部7，将半导体晶圆W保持为水平姿势；及移载机构10，在保持部7与搬送机器人150之间进行半导体晶圆W的交接。
处理腔室6是在筒状的腔室侧部61的上下安装石英制腔室窗而构成。腔室侧部61具有上下开口的概略筒形状，在上侧开口安装上侧腔室窗63而闭合，在下侧开口安装下侧腔室窗64而闭合。构成处理腔室6的顶壁的上侧腔室窗63是由石英形成的圆板形状部件，作为使从闪光灯FL出射的闪光透过至处理腔室6内的石英窗而发挥功能。另外，构成处理腔室6的底板部的下侧腔室窗64也是由石英形成的圆板形状部件，作为使来自卤素灯HL的光透过至处理腔室6内的石英窗而发挥功能。
另外，在腔室侧部61的内侧壁面的上部安装着反射环68，在下部安装着反射环69。反射环68、69均形成为圆环状。上侧的反射环68是通过从腔室侧部61的上侧嵌入而安装。另一方面，下侧的反射环69是通过从腔室侧部61的下侧嵌入并利用省略图示的螺钉固定而安装。即，反射环68、69均装卸自如地安装在腔室侧部61。处理腔室6的内侧空间、即由上侧腔室窗63、下侧腔室窗64、腔室侧部61及反射环68、69所包围的空间被界定为热处理空间65。
通过在腔室侧部61安装反射环68、69，而在处理腔室6的内壁面形成凹部62。即，形成由腔室侧部61的内壁面中未安装反射环68、69的中央部分、反射环68的下端面、及反射环69的上端面所包围的凹部62。凹部62沿水平方向呈圆环状地形成在处理腔室6的内壁面，且围绕于保持半导体晶圆W的保持部7。腔室侧部61及反射环68、69是由强度及耐热性优异的金属材料(例如，不锈钢)形成。
另外，在腔室侧部61，形成设置着用来相对于处理腔室6进行半导体晶圆W的搬入及搬出的搬送开口部(炉口)66。搬送开口部66被设为能够通过闸阀185来开闭。搬送开口部66连通并连接于凹部62的外周面。因此，当闸阀185将搬送开口部66打开时，能够进行半导体晶圆W从搬送开口部66通过凹部62向热处理空间65的搬入、及半导体晶圆W从热处理空间65的搬出。另外，如果闸阀185将搬送开口部66封闭，那么处理腔室6内的热处理空间65被设为密闭空间。
另外，在处理腔室6的内壁上部形成设置着对热处理空间65供给处理气体的气体供给孔81。气体供给孔81形成设置在比凹部62更靠上侧位置，也可以设置在反射环68。气体供给孔81经由呈圆环状形成在处理腔室6的侧壁内部的缓冲空间82而连通地连接于气体供给管83。气体供给管83连接于处理气体供给源85。另外，在气体供给管83的路径中途介插有阀84。如果将阀84打开，那么处理气体从处理气体供给源85被输送到缓冲空间82。流入到缓冲空间82的处理气体以在流体阻力小于气体供给孔81的缓冲空间82内扩散的方式流动，而从气体供给孔81被供给到热处理空间65内。作为处理气体，可使用氮气(N2)等惰性气体、或氢气(H2)、氨(NH3)等反应性气体(在本实施方式中为氮气)。
另一方面，在处理腔室6的内壁下部形成设置着将热处理空间65内的气体排出的气体排气孔86。气体排气孔86形成设置在比凹部62更靠下侧位置，也可以设置在反射环69。气体排气孔86经由呈圆环状形成在处理腔室6的侧壁内部的缓冲空间87而连通地连接于气体排气管88。气体排气管88连接于排气机构190。另外，在气体排气管88的路径中途介插有阀89。如果将阀89打开，那么热处理空间65的气体从气体排气孔86经过缓冲空间87而被排出到气体排气管88。此外，气体供给孔81及气体排气孔86既可以沿处理腔室6的圆周方向设置有多个，也可以为狭缝状的孔。另外，处理气体供给源85及排气机构190既可以为设置在热处理装置100的机构，也可以为设置着热处理装置100的工厂实体。
另外，在搬送开口部66的前端也连接着将热处理空间65内的气体排出的气体排气管191。气体排气管191经由阀192而连接于排气机构190。通过将阀192打开，而经由搬送开口部66将处理腔室6内的气体排出。
图4是表示保持部7的整体外观的立体图。保持部7具备基台环71、连结部72及晶座74而构成。基台环71、连结部72及晶座74中的任一者均由石英形成。即，保持部7的整体由石英形成。
基台环71是圆环形状的一部分欠缺的圆弧形状的石英部件。该欠缺部分是为了防止下述移载机构10的移载臂11与基台环71的干涉而设置。基台环71通过载置在凹部62的底面，而由处理腔室6的壁面支撑(参照图3)。在基台环71的上表面，沿其圆环形状的圆周方向竖立设置着多个连结部72(在本实施方式中为4个)。连结部72也是石英部件，通过焊接而固着在基台环71。
晶座74是由设置在基台环71的4个连结部72支撑。图5是晶座74的俯视图。另外，图6是晶座74的剖视图。晶座74具备保持板75、导引环76及多个衬底支撑销77。保持板75是由石英形成的大致圆形的平板状部件。保持板75的直径大于半导体晶圆W的直径。即，保持板75具有大于半导体晶圆W的平面尺寸。
在保持板75的上表面周缘部设置着导引环76。导引环76是具有大于半导体晶圆W的直径的内径的圆环形状的部件。例如，在半导体晶圆W的直径为φ300mm的情况下，导引环76的内径为φ320mm。导引环76的内周被设为像从保持板75朝向上方变宽那样的倾斜面。导引环76是由与保持板75相同的石英形成。导引环76既可以设为熔接在保持板75的上表面，也可以设为通过另外加工的销等固定在保持板75。或者，还可以设为将保持板75与导引环76加工成一体的部件。
保持板75的上表面中比导引环76更靠内侧的区域被设为保持半导体晶圆W的平面状的保持面75a。在保持板75的保持面75a，竖立设置着多个衬底支撑销77。在本实施方式中，沿保持面75a的与外周圆(导引环76的内周圆)为同心圆的圆周上每隔30°竖立设置着共计12个衬底支撑销77。配置着12个衬底支撑销77的圆的直径(相对向的衬底支撑销77间的距离)小于半导体晶圆W的直径，如果半导体晶圆W的直径为φ300mm，那么所述圆的直径为φ270mm～φ280mm(在本实施方式中为φ270mm)。各个衬底支撑销77是由石英形成。多个衬底支撑销77既可以设为通过焊接而设置在保持板75的上表面，也可以设为与保持板75一体地加工。
返回到图4，竖立设置在基台环71的4个连结部72与晶座74的保持板75的周缘部通过焊接而固着。即，晶座74与基台环71利用连结部72固定地连结。通过使这种保持部7的基台环71支撑在处理腔室6的壁面，而将保持部7安装在处理腔室6。在保持部7安装在处理腔室6的状态下，晶座74的保持板75成为水平姿势(法线与铅直方向一致的姿势)。即，保持板75的保持面75a成为水平面。
被搬入到处理腔室6的半导体晶圆W以水平姿势载置并保持在安装于处理腔室6的保持部7的晶座74之上。这时，半导体晶圆W由竖立设置在保持板75上的12个衬底支撑销77支撑而保持在晶座74。更严格来说，12个衬底支撑销77的上端部接触于半导体晶圆W的下表面而支撑该半导体晶圆W。由于12个衬底支撑销77的高度(从衬底支撑销77的上端到保持板75的保持面75a为止的距离)均一，所以能够利用12个衬底支撑销77将半导体晶圆W支撑为水平姿势。
另外，半导体晶圆W是由多个衬底支撑销77与保持板75的保持面75a隔开规定间隔地支撑。导引环76的厚度大于衬底支撑销77的高度。因此，可通过导引环76来防止由多个衬底支撑销77所支撑的半导体晶圆W的水平方向的位置偏移。
另外，如图4及图5所示，在晶座74的保持板75中，沿上下贯通地形成着开口部78。开口部78是为了供放射温度计20(参照图3)接收从保持在晶座74的半导体晶圆W的下表面放射的放射光(红外光)而设置。即，放射温度计20经由开口部78接收从保持在晶座74的半导体晶圆W的下表面放射的光，而测定该半导体晶圆W的温度。进而，在晶座74的保持板75中，穿设着为了交接半导体晶圆W而供下述移载机构10的顶起销12贯通的4个贯通孔79。
图7是移载机构10的俯视图。另外，图8是移载机构10的侧视图。移载机构10具备2条移载臂11。移载臂11被设为像沿着大致圆环状的凹部62那样的圆弧形状。在各个移载臂11中竖立设置着2根顶起销12。各移载臂11被设为通过水平移动机构13而能够旋动。水平移动机构13使一对移载臂11在相对于保持部7进行半导体晶圆W的移载的移载动作位置(图7的实线位置)与和保持部7所保持的半导体晶圆W俯视时不重叠的退避位置(图7的双点划线位置)之间水平移动。移载动作位置为晶座74的下方，退避位置为比晶座74更靠外侧。作为水平移动机构13，既可以是利用个别的马达使各移载臂11分别旋动的水平移动机构，也可以是使用连杆机构并利用一个马达使一对移载臂11连动地旋动的水平移动机构。
另外，一对移载臂11是利用升降机构14而与水平移动机构13一并升降移动。如果升降机构14使一对移载臂11在移载动作位置上升，那么共计4根顶起销12通过穿设于晶座74的贯通孔79(参照图4、5)，且顶起销12的上端从晶座74的上表面突出。另一方面，如果升降机构14使一对移载臂11在移载动作位置下降而将顶起销12从贯通孔79拔出，且水平移动机构13使一对移载臂11以打开的方式移动，那么各移载臂11移动到退避位置。一对移载臂11的退避位置为保持部7的基台环71的正上方。由于基台环71载置在凹部62的底面，所以移载臂11的退避位置成为凹部62的内侧。此外，在移载机构10的设置着驱动部(水平移动机构13及升降机构14)的部位的附近也设置着省略图示的排气机构，且构成为将移载机构10的驱动部周边的气体排出到处理腔室6的外部。
返回到图3，设置在处理腔室6的上方的闪光灯室5中，在壳体51的内侧，具备包含多根(在本实施方式中为30根)氙闪光灯FL的光源、及以覆盖该光源的上方的方式设置的反射器52。另外，在闪光灯室5的壳体51的底部安装着灯光放射窗53。构成闪光灯室5的底板部的灯光放射窗53是由石英形成的板状石英窗。通过将闪光灯室5设置在处理腔室6的上方，使得灯光放射窗53与上侧腔室窗63相对向。闪光灯FL从处理腔室6的上方经由灯光放射窗53及上侧腔室窗63而对热处理空间65照射闪光。
多个闪光灯FL分别为具有长条的圆筒形状的棒状灯，且以各者的长度方向沿着保持部7所保持的半导体晶圆W的主面(即沿水平方向)成为相互平行的方式排列成平面状。因此，由闪光灯FL的排列所形成的平面也为水平面。
氙闪光灯FL具备：棒状玻璃管(放电管)，内部封入有氙气且两端部配设着连接于电容器的阳极及阴极；及触发电极，附设在该玻璃管的外周面上。由于氙气为电绝缘体，所以即使在电容器中蓄积有电荷，在通常状态下玻璃管内也不会有电流过。然而，在对触发电极施加高电压而破坏了绝缘的情况下，电容器中所蓄积的电在玻璃管内瞬间流过，通过这时的氙原子或分子的激发而发出光。在这种氙闪光灯FL中，由于预先蓄积在电容器中的静电能量被转换为0.1毫秒至100毫秒的极短的光脉冲，所以与像卤素灯HL那样连续点亮的光源相比具有能够照射极强的光的特征。即，闪光灯FL是在未达一秒的极短的时间内瞬间发光的脉冲发光灯。此外，闪光灯FL的发光时间可通过对闪光灯FL进行电力供给的灯电源的线圈常数来调整。
另外，反射器52是以在多个闪光灯FL的上方覆盖它们全体的方式设置。反射器52的基本功能是将从多个闪光灯FL出射的闪光反射到热处理空间65侧。反射器52是由铝合金板形成，且其表面(面向闪光灯FL侧的面)通过喷砂处理而实施了表面粗糙化加工。
设置在处理腔室6下方的卤素灯室4中，在壳体41的内侧内置着多根(在本实施方式中为40根)卤素灯HL。多个卤素灯HL进行从处理腔室6的下方经由下侧腔室窗64向热处理空间65的光照射。
图9是表示多个卤素灯HL的配置的俯视图。在本实施方式中，上下两层地配设着每层20根的卤素灯HL。各卤素灯HL为具有长条的圆筒形状的棒状灯。上层、下层均为，20根卤素灯HL以各者的长度方向沿着保持部7所保持的半导体晶圆W的主面(即沿水平方向)成为相互平行的方式排列。因此，上层、下层均为，通过卤素灯HL的排列而形成的平面为水平面。
另外，如图9所示，上层、下层均为，和与保持部7所保持的半导体晶圆W的中央部对向的区域相比，与周缘部对向的区域中的卤素灯HL的配设密度更高。即，上层及下层均为，与灯排列的中央部相比，周缘部中的卤素灯HL的配设间距更短。因此，在利用来自卤素灯HL的光照射所进行的加热时，能够对易发生温度下降的半导体晶圆W的周缘部照射更多的光量。
另外，包含上层的卤素灯HL的灯群与包含下层的卤素灯HL的灯群以呈格子状交叉的方式排列。即，以上层的各卤素灯HL的长度方向与下层的各卤素灯HL的长度方向正交的方式配设着共计40根卤素灯HL。
卤素灯HL是通过对配设在玻璃管内部的丝极通电而使丝极白炽化从而发光的丝极方式的电源。在玻璃管的内部，封入有在氮气或氩气等惰性气体中导入了微量的卤族元素(碘、溴等)的气体。通过导入卤族元素，能够一边抑制丝极的折损，一边将丝极的温度设定为高温。因此，卤素灯HL与通常的白炽灯泡相比，具有寿命较长且能够连续地照射强光的特性。即，卤素灯HL是连续发光至少一秒以上的连续点亮灯。另外，由于卤素灯HL为棒状灯，所以为长寿命，通过将卤素灯HL沿水平方向配置而向上方的半导体晶圆W的放射效率变得优异。
另外，在卤素灯室4的壳体41内，也在两层卤素灯HL的下侧设置着反射器43(图3)。反射器43将从多个卤素灯HL出射的光反射到热处理空间65侧。
控制部3控制设置在热处理装置100的所述各种动作机构。作为控制部3的硬件的构成与通常的计算机相同。即，控制部3具备作为进行各种运算处理的电路的CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)、作为存储基本程序的读出专用存储器的ROM(Read OnlyMemory，只读存储器)、作为存储各种信息的自由读写的存储器的RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)及存储控制用软件或数据等的磁盘。通过控制部3的CPU执行规定的处理程序，而进行热处理装置100中的处理。此外，在图1中，在分度器部101内表示有控制部3，但并非限定于此，控制部3可配置在热处理装置100内的任意位置。
除了所述构成以外，热处理部160还具备各种冷却用构造以防止在半导体晶圆W的热处理时因从卤素灯HL及闪光灯FL产生的热能导致卤素灯室4、闪光灯室5及处理腔室6的过度的温度上升。例如，在处理腔室6的壁体设置着水冷管(省略图示)。另外，卤素灯室4及闪光灯室5被设为在内部形成气流而排热的空气冷却构造。另外，对上侧腔室窗63与灯光放射窗53的间隙也供给空气，而将闪光灯室5及上侧腔室窗63冷却。
接着，对利用本发明的热处理装置100所进行的半导体晶圆W的处理动作进行说明。成为处理对象的半导体晶圆W是通过离子注入法而添加有杂质(离子)的半导体衬底。该杂质的活化是通过利用热处理装置100所进行的闪光照射加热处理(退火)而执行。此处，对热处理装置100中的大致的半导体晶圆W的搬送顺序进行了说明之后，对热处理部160中的半导体晶圆W的加热处理进行说明。
首先，注入有杂质的未处理的半导体晶圆W以在载体C中收容有多片的状态被载置于分度器部101的负载埠110。然后，交接机器人120从载体C一片一片地取出未处理的半导体晶圆W，并搬入到对准部230的对准腔室231。在对准腔室231中，通过使支撑在旋转支撑部的半导体晶圆W以其中心部作为旋转中心在水平面内绕铅直方向轴旋转，并对凹口等进行光学检测，来调整半导体晶圆W的方向。
接着，分度器部101的交接机器人120从对准腔室231取出已调整方向的半导体晶圆W，并搬入到冷却部130的第1冷却腔室131或冷却部140的第2冷却腔室141。被搬入到第1冷却腔室131或第2冷却腔室141的未处理的半导体晶圆W由搬送机器人150搬出到搬送腔室170。当未处理的半导体晶圆W从分度器部101经过第1冷却腔室131或第2冷却腔室141被移送到搬送腔室170时，第1冷却腔室131及第2冷却腔室141作为用于半导体晶圆W的交接的通路而发挥功能。
已将半导体晶圆W取出的搬送机器人150以朝向热处理部160的方式回转。接下来，搬送机器人150将未处理的半导体晶圆W搬入到处理腔室6。这时，在先行的经过加热处理的半导体晶圆W存在于处理腔室6的情况下，由搬送机器手151a、151b中的一个搬送机器手将加热处理后的半导体晶圆W取出之后，由另一个搬送机器手将未处理的半导体晶圆W搬入到处理腔室6，而进行晶圆更换。
对被搬入到处理腔室6的半导体晶圆W，利用卤素灯HL进行预加热之后，通过来自闪光灯FL的闪光照射而进行闪光加热处理。通过该闪光加热处理进行杂质的活化。关于热处理部160中的闪光加热处理及对于处理腔室6的晶圆更换将在下文详细叙述。
在闪光加热处理结束之后，搬送机器人150从处理腔室6将闪光加热处理后的半导体晶圆W搬出到搬送腔室170。已将半导体晶圆W取出的搬送机器人150以从处理腔室6朝向第1冷却腔室131或第2冷却腔室141的方式回转。
然后，搬送机器人150将加热处理后的半导体晶圆W搬入到冷却部130的第1冷却腔室131或冷却部140的第2冷却腔室141。在第1冷却腔室131或第2冷却腔室141中，对闪光加热处理后的半导体晶圆W进行冷却处理。由于从热处理部160的处理腔室6搬出的时点下的半导体晶圆W整体的温度为相对高温，所以将它在第1冷却腔室131或第2冷却腔室141中冷却到常温左右。在经过规定的冷却处理时间之后，交接机器人120将冷却后的半导体晶圆W从第1冷却腔室131或第2冷却腔室141搬出，并返还到载体C。如果在载体C中收容有规定片数的处理过的半导体晶圆W，那么将该载体C从分度器部101的负载埠110搬出。
针对热处理部160中的闪光加热处理继续进行说明。图10是表示热处理部160中的半导体晶圆W的表面温度的变化的图。在先行的半导体晶圆W的处理结束之后将该半导体晶圆W从处理腔室6搬出，然后闸阀185保持打开的状态，且搬送开口部66被打开。然后，在时刻t1，成为处理对象的半导体晶圆W由搬送机器人150从搬送开口部66搬入到处理腔室6内的热处理空间65。
搬送机器人150使保持处理对象的半导体晶圆W的搬送机器手151a(或搬送机器手151b)进入到保持部7的正上方位置为止并使之停止。接下来，通过移载机构10的一对移载臂11在移载动作位置上升，而顶起销12通过贯通孔79并从晶座74的保持板75的上表面突出，而从搬送机器手151a接收半导体晶圆W。这时，顶起销12上升到比衬底支撑销77的上端更靠上方。
在半导体晶圆W被顶起销12顶起并载置之后，搬送机器人150使搬送机器手151a从热处理空间65退出。然后，在时刻t2开始进行热处理部160中的半导体晶圆W的处理。具体来说，将用于供气的阀84打开，并且将排气用阀89、192打开，而开始进行对于处理腔室6内的供气及排气。如果将阀84打开，那么从气体供给孔81将氮气供给到热处理空间65。另外，如果将阀89打开，那么从气体排气孔86排出处理腔室6内的气体。由此，从处理腔室6内的热处理空间65的上部供给的氮气流向下方，并从热处理空间65的下部排出。另外，通过将阀192打开，也从搬送开口部66排出处理腔室6内的气体。
在开始针对半导体晶圆W的处理之后，在时刻t3闸阀185关闭而搬送开口部66被关闭。即，在半导体晶圆W被搬入到处理腔室6内之后，一边对处理腔室6供给氮气，一边将闸阀185关闭。另外，通过将闸阀185关闭，并且使一对移载臂11下降，而使半导体晶圆W从移载机构10被交接到保持部7的晶座74并以水平姿势从下方被保持。半导体晶圆W是由竖立设置在保持板75上的多个衬底支撑销77支撑且保持在晶座74。另外，半导体晶圆W是以进行图案形成且注入有杂质的正面作为上表面而保持在保持部7。在由多个衬底支撑销77支撑的半导体晶圆W的背面(与正面为相反侧的主面)与保持板75的保持面75a之间形成规定的间隔。下降到晶座74下方的一对移载臂11通过水平移动机构13而以打开的方式水平移动，从而退避到退避位置、即凹部62的内侧。
在半导体晶圆W利用保持部7的晶座74而以水平姿势从下方被保持之后，在时刻t4将40根卤素灯HL同时点亮而开始预加热(辅助加热)。从卤素灯HL出射的卤素光透过由石英形成的下侧腔室窗64及晶座74而从半导体晶圆W的下表面照射。通过受到来自卤素灯HL的光照射，而使半导体晶圆W被预加热从而温度上升。此外，由于移载机构10的移载臂11退避到凹部62的内侧，所以不会妨碍利用卤素灯HL所进行的加热。
在利用卤素灯HL进行预加热时，半导体晶圆W的温度由放射温度计20进行测定。即，由放射温度计20接收从保持在晶座74的半导体晶圆W的下表面经由开口部78所放射的红外光，来测定升温中的晶圆温度。测定所得的半导体晶圆W的温度被传输到控制部3。控制部3一边监视通过来自卤素灯HL的光照射而升温的半导体晶圆W的温度是否到达规定的预加热温度T1，一边控制卤素灯HL的输出。即，控制部3基于利用放射温度计20所得的测定值，以半导体晶圆W的温度成为预加热温度T1的方式对卤素灯HL的输出进行反馈控制。预加热温度T1被设为添加到半导体晶圆W中的杂质无因热而扩散的可能性的约600℃至800℃(在本实施方式中为700℃)。
在半导体晶圆W的温度到达至预加热温度T1之后，控制部3将半导体晶圆W暂时维持在该预加热温度T1。具体来说，在由放射温度计20测定所得的半导体晶圆W的温度到达预加热温度T1的时点，控制部3调整卤素灯HL的输出，将半导体晶圆W的温度维持在大致预加热温度T1。
通过进行这种利用卤素灯HL所进行的预加热，将半导体晶圆W整体均匀地升温到预加热温度T1。在利用卤素灯HL进行预加热的阶段中，具有更易发生散热的半导体晶圆W的周缘部的温度与中央部相比下降的倾向，但关于卤素灯室4中的卤素灯HL的配设密度，和与半导体晶圆W的中央部对向的区域相比，与周缘部对向的区域更高。因此，照射到易发生散热的半导体晶圆W的周缘部的光量变多，能够使预加热阶段中的半导体晶圆W的面内温度分布变得均匀。
在半导体晶圆W的温度到达预加热温度T1之后经过规定时间的时刻t5，闪光灯FL对半导体晶圆W的表面进行闪光照射。这时，从闪光灯FL放射的闪光的一部分直接前往处理腔室6内，另一部分一旦被反射器52反射之后便射入处理腔室6内，通过这些闪光的照射而进行半导体晶圆W的闪光加热。
闪光加热是通过来自闪光灯FL的闪光(闪光)照射而进行，因此能够使半导体晶圆W的表面温度在短时间内上升。即，从闪光灯FL照射的闪光是预先蓄积在电容器中的静电能量被转换为极短的光脉冲、且照射时间为约0.1毫秒以上且100毫秒以下的极短的强闪光。而且，通过来自闪光灯FL的闪光照射而被闪光加热的半导体晶圆W的表面温度瞬间上升到1000℃以上的处理温度T2，且在注入到半导体晶圆W的杂质被活化之后，表面温度急速地下降。像这样，通过闪光加热能够将半导体晶圆W的表面温度在极短时间内升降，所以能够一边抑制注入到半导体晶圆W的杂质因热而扩散，一边进行杂质的活化。此外，由于杂质的活化所需要的时间与其热扩散所需要的时间相比极短，所以即使是约0.1毫秒至100毫秒的不会发生扩散的短时间，也会完成活化。
在闪光加热处理结束之后，卤素灯HL也熄灭。通过使闪光灯FL及卤素灯HL这两个灯熄灭，而使半导体晶圆W的温度急速地降温。降温中的半导体晶圆W的温度是由放射温度计20进行测定，且其测定结果被传输到控制部3。闪光加热处理刚结束后的半导体晶圆W为相当高的温度，如果将该高温的半导体晶圆W立即从处理腔室6搬出，那么会有半导体晶圆W氧化、或对搬送机器人150造成热损伤的可能性。因此，在闪光加热处理结束之后，在处理腔室6内待机到半导体晶圆W降温到可搬出温度T3以下为止，然后将半导体晶圆W从处理腔室6搬出到搬送腔室170。所谓可搬出温度T3是即使将热处理后的半导体晶圆W从处理腔室6搬出到搬送腔室170也不会产生氧化等问题的温度、即能够将半导体晶圆W从处理腔室6搬出的温度。可搬出温度T3例如为350℃。
在闪光灯FL及卤素灯HL的熄灭后，半导体晶圆W在处理腔室6内在时刻t7降温到可搬出温度T3。在本实施方式中，在半导体晶圆W降温到可搬出温度T3的时刻t7之前的时刻t6，开始进行用来将半导体晶圆W从处理腔室6搬出的搬出准备动作。具体来说，在时刻t6，移载机构10的一对移载臂11从退避位置水平移动到移载动作位置。然后，移动到移载动作位置的一对移载臂11上升，而顶起销12通过贯通孔79且突出到比晶座74的保持板75的上表面更靠上方。由此，保持在晶座74的半导体晶圆W被顶起销12顶起并接收。
另外，在时刻t6，移载臂11接收半导体晶圆W，并且闸阀185打开而使搬送开口部66打开。如果搬送开口部66被打开，那么有搬送腔室170内的气体混入到处理腔室6的可能性，但由于对处理腔室6持续供给氮气，所以能够抑制这种气体混入。另外，即使搬送腔室170内的少许气体混入到处理腔室6，由于搬送腔室170内也被设为洁净的氮气氛围，所以能够将处理腔室6内的氧浓度上升抑制在最小限度，而防止半导体晶圆W的氧化。但是，如果在刚进行闪光加热处理后的半导体晶圆W为高温时将搬送开口部66打开，那么即使是处理腔室6内的略微的氧浓度上升也有半导体晶圆W被氧化的顾虑，因此打开闸阀185的时刻t6优选为设为半导体晶圆W降温到不存在会因向处理腔室6的气体混入引起半导体晶圆W氧化的顾虑的开口部可打开温度(例如，500℃)以下的时点。
于在腔室6内由顶起销12支撑的半导体晶圆W降温到可搬出温度T3的时刻t7，搬送机器人150使空的搬送机器手151b(或搬送机器手151a)从搬送开口部66进入，且进入到由顶起销12支撑的半导体晶圆W的正下方位置为止并使之停止。然后，通过使一对移载臂11下降，而使加热处理后的半导体晶圆W从顶起销12被交付并载置于搬送机器手151b。接下来，搬送机器人150使搬送机器手151b从处理腔室6退出而将处理后的半导体晶圆W搬出。
另一方面，下降而将顶起销12从贯通孔79拔出的一对移载臂11不从移载动作位置返回到退避位置，而是留在移载动作位置。即，在处理后的半导体晶圆W从处理腔室6被搬出之后，一对移载臂11也不返回到退避位置，而是在移载动作位置待机。
另外，在已接收处理后的半导体晶圆W的搬送机器手151b从搬送开口部66退出之后，至返回到搬送腔室170内的静止位置并停止为止的期间内，由晶圆传感器155判定搬送机器手151b上是否保持着半导体晶圆W。即，晶圆传感器155在从搬送机器手151b接收半导体晶圆W并从搬送开口部66退出的时点起至返回到静止位置并停止为止的移动期间内，确认搬送机器手151b上是否保持着半导体晶圆W。
然后，在热处理部160中，重复与所述相同的顺序。即，搬送机器人150使保持成为新的处理对象的半导体晶圆W的搬送机器手151a从搬送开口部66进入到处理腔室6内，且不返回到退避位置而是在移载动作位置待机的一对移载臂11上升而接收该半导体晶圆W。然后，在搬送机器人150使搬送机器手151a从处理腔室6退出之后，开始进行对于新的半导体晶圆W的处理。
图11是概念性地表示热处理部160中的半导体晶圆W的搬入搬出动作的时序图。该图所示的时刻与图10对应。在本实施方式中，对于1片半导体晶圆W的处理在图10的时刻t2开始并在时刻t7完成。因此，时刻t2至时刻t7是半导体晶圆W的处理阶段。此外，在图11中，表示了先行的半导体晶圆W的处理阶段及后续的半导体晶圆W的处理阶段。
另外，在图10的时刻t6，开始进行处理过的半导体晶圆W的搬出动作，在时刻t3，新的半导体晶圆W的搬入动作完成。因此，可以说时刻t6至时刻t3是半导体晶圆W的搬入搬出阶段。而且，在本实施方式中，如图11所示，在处理阶段完成之前，开始搬入搬出阶段。具体来说，在半导体晶圆W降温到可搬出温度T3的时刻t7之前的时刻t6，开始进行用来将半导体晶圆W从处理腔室6搬出的搬出准备动作。在搬出准备动作中，包含闸阀185的打开及移载臂11的驱动。以往，是在半导体晶圆W降温到可搬出温度T3之后进行搬出准备动作，但在本发明中是在半导体晶圆W降温到可搬出温度T3之前开始进行搬出准备动作，所以能够缩短半导体晶圆W从处理腔室6搬出所需要的时间。
另外，如图11所示，在开始处理阶段之后，搬入搬出阶段结束。具体来说，在对于半导体晶圆W的处理开始的时刻t2之后的时刻t3，闸阀185关闭而将半导体晶圆W搬入到处理腔室6的动作完成。以往是在半导体晶圆W的搬入动作完成之后开始半导体晶圆W的处理，但在本发明中是在半导体晶圆W的搬入动作完成之前开始进行对于半导体晶圆W的处理，所以能够缩短半导体晶圆W向处理腔室6搬入所需要的时间。
总之，通过使半导体晶圆W的处理阶段与搬入搬出阶段重叠，能够缩短半导体晶圆W相对于处理腔室6的搬入搬出所需要的时间。结果为，能够使热处理装置100中的处理量提高。
另外，在本实施方式中，在处理后的半导体晶圆W从处理腔室6被搬出之后，一对移载臂11也不返回到退避位置，而是在移载动作位置待机。因此，在处理后的半导体晶圆W的搬出之后移载臂11从移载动作位置返回到退避位置所需要的时间、及在新的半导体晶圆W的搬入时移载臂11从退避位置移动到移载动作位置所需要的时间变得不需要。结果为，能够缩短半导体晶圆W相对于处理腔室6的搬入搬出所需要的时间。
进而，在本实施方式中，在从搬送机器人150的搬送机器手151b接收半导体晶圆W并从搬送开口部66退出的时点起至停止为止的移动期间内，判定搬送机器手151b上是否保持着半导体晶圆W。以往是在搬送机器手151b返回到静止位置并停止之后确认半导体晶圆W的有无，但通过像本实施方式那样在搬送机器手151b停止之前的移动期间内判定半导体晶圆W的有无，能够缩短判定有无半导体晶圆W所需要的时间。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但该发明只要不脱离其主旨则除了所述内容以外还能进行各种变更。例如，在所述实施方式中是在搬送机器手151b的移动期间内判定半导体晶圆W的有无，但除此以外，也可以设为在搬送机器手151b返回到静止位置并停止时也确认半导体晶圆W的有无。另外，除了半导体晶圆W的有无的判定以外，也可以设为检测搬送机器手151b中的半导体晶圆W的位置偏移的偏移量。
另外，在所述实施方式中，设为闪光灯室5中具备30根闪光灯FL，但并非限定于此，可以将闪光灯FL的根数设为任意数量。另外，闪光灯FL并非限定于氙闪光灯，也可以是氪闪光灯。另外，卤素灯室4所具备的卤素灯HL的根数也并非限定于40根，可以设为任意数量。
另外，在所述实施方式中，使用丝极方式的卤素灯HL作为连续发光一秒以上的连续点亮灯来进行半导体晶圆W的预加热，但并非限定于此，也可以设为代替卤素灯HL，而使用放电型弧光灯(例如，氙弧光灯)作为连续点亮灯来进行预加热。
另外，通过热处理装置100而成为处理对象的衬底并非限定于半导体晶圆，也可以是液晶显示装置等平板显示器中使用的玻璃衬底或太阳电池用衬底。另外，本发明的技术也可以应用于高介电常数栅极绝缘膜(High-k膜)的热处理、金属与硅的接合、或多晶硅的结晶化。
[符号的说明]
3           控制部
4           卤素灯室
5           闪光灯室
6           处理腔室
7           保持部
10          移载机构
11          移载臂
12          顶起销
65          热处理空间
66          搬送开口部
74          晶座
81          气体供给孔
100         热处理装置
101         分度器部
130、140     冷却部
150         搬送机器人
151a、151b   搬送机器手
160         热处理部
170         搬送腔室
185         闸阀
230         对准部
FL          闪光灯
HL          卤素灯
W           半导体晶圆

Claims (5)

1.一种热处理方法，其特征在于：是通过对衬底照射光而将该衬底加热的热处理方法，且包括：
加热步骤，是对在腔室内保持在晶座的第1衬底从灯照射光而将该第1衬底加热；及
冷却步骤，是将所述灯熄灭且将所述第1衬底冷却到能够从所述腔室搬出的可搬出温度；且
在所述第1衬底降温到所述可搬出温度之前，开始进行用来将所述第1衬底从所述腔室搬出的搬出准备动作；
所述搬出准备动作包括以下步骤：
将设置在用来将衬底相对于所述腔室搬入搬出的搬送开口部的闸阀打开；及
使相对于所述晶座进行衬底的移载的移载臂从比所述晶座更靠外侧的退避位置移动到所述晶座的下方的移载动作位置，并且使所述移载臂上升而使竖立设置在所述移载臂的顶起销突出到比所述晶座更靠上方，从而接收所述第1衬底；
所述热处理方法还包括如下搬出步骤，即，设置在所述腔室外部的搬送机器人的搬送机器手从所述顶起销接收已降温到所述可搬出温度的所述第1衬底，并将它从所述腔室搬出，且
在所述第1衬底从所述腔室被搬出之后，所述移载臂也不返回到所述退避位置，而是在所述移载动作位置待机；
在所述搬送机器手接收所述第1衬底并从所述搬送开口部退出之后至停止为止的移动期间内，判定所述搬送机器手上是否保持着所述第1衬底。
2.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于：还包括如下搬入步骤，即，在所述第1衬底从所述腔室被搬出之后，所述搬送机器人的所述搬送机器手将第2衬底从所述搬送开口部搬入到所述腔室内，且
在所述第2衬底被搬入到所述腔室内并开始进行对于所述第2衬底的处理之后，将所述闸阀关闭。
3.根据权利要求2所述的热处理方法，其特征在于：所述第2衬底被搬入到所述腔室内之后，一边对所述腔室供给处理气体，一边将所述闸阀关闭。
4.一种热处理方法，其特征在于：是通过对衬底照射光而将该衬底加热的热处理方法，且包括：
加热步骤，是对在腔室内保持在晶座的第1衬底从灯照射光而将该第1衬底加热；及
冷却步骤，是将所述灯熄灭且将所述第1衬底冷却到能够从所述腔室搬出的可搬出温度；且
在所述第1衬底降温到所述可搬出温度之前，开始进行用来将所述第1衬底从所述腔室搬出的搬出准备动作；
所述搬出准备动作包括以下步骤：
将设置在用来将衬底相对于所述腔室搬入搬出的搬送开口部的闸阀打开；及
使相对于所述晶座进行衬底的移载的移载臂从比所述晶座更靠外侧的退避位置移动到所述晶座的下方的移载动作位置，并且使所述移载臂上升而使竖立设置在所述移载臂的顶起销突出到比所述晶座更靠上方，从而接收所述第1衬底；
所述热处理方法还包括如下搬出步骤，即，设置在所述腔室外部的搬送机器人的搬送机器手从所述顶起销接收已降温到所述可搬出温度的所述第1衬底，并将它从所述腔室搬出，且
在所述第1衬底从所述腔室被搬出之后，直到所述移载臂接收成为新的处理对象的第2衬底为止，所述移载臂也不返回到所述退避位置，而是在所述移载动作位置待机。
5.根据权利要求4所述的热处理方法，其特征在于：在所述搬送机器手接收所述第1衬底并从所述搬送开口部退出之后至停止为止的移动期间内，判定所述搬送机器手上是否保持着所述第1衬底。
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