CN115831807A - 热处理装置以及热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种详细地管理仿真晶片的劣化的热处理装置以及热处理方法。热处理装置(100)是对仿真晶片(R)进行管理的热处理装置(100)。热处理装置(100)具有：热处理部(160)，对仿真晶片(R)进行热处理；损伤检测部(170)，检测仿真晶片(R)的损伤；以及控制部(3)，基于由损伤检测部(170)检测出的损伤信息来判定仿真晶片(R)可否使用。

Description

热处理装置以及热处理方法
技术领域
本发明涉及管理仿真晶片的热处理方法以及热处理装置。
背景技术
在半导体设备的制造工艺中，在极短的时间内对半导体晶片进行加热的闪光灯退火(FLA)备受瞩目。闪光灯退火是使用氙气闪光灯(以下，简称为“闪光灯”时是指氙气闪光灯)对半导体晶片的表面照射闪光，从而仅使半导体晶片的表面在极短的时间(几毫秒以下)内升温的热处理技术。
氙气闪光灯的放射分光分布为紫外区域至近红外区域，波长比以往的卤素灯短，与硅的半导体晶片的基础吸收带大致一致。因此，在从氙气闪光灯对半导体晶片照射闪光时，透过光少且能够使半导体晶片急速升温。另外，还判明如果是几毫秒以下的极短时间的闪光照射，则能够仅选择性地使半导体晶片的表面附近升温。
这样的闪光灯退火被用于需要极短时间的加热的处理，典型地，例如被注入到半导体晶片的杂质的活性化。如果从闪光灯对通过离子注入法注入了杂质的半导体晶片的表面照射闪光，则能够使该半导体晶片的表面在极短时间内升温至活性化温度，能够在不使杂质较深地扩散的情况下，仅执行杂质活性化。
典型地，不限于热处理，半导体晶片的处理以批次(在同一条件下进行同一内容的处理的成为对象的一组半导体晶片)为单位进行。在单片式的基板处理装置中，对构成批次(lot)的多张半导体晶片连续地依次进行处理。在闪光灯退火装置中，也将构成批次的多个半导体晶片一张一张地搬入腔室，依次进行热处理。
然而，有时在对构成批次的多个半导体晶片依次进行处理的过程中保持半导体晶片的基座等腔室内构造物的温度发生变化。这样的现象在暂时处于运转停止状态的闪光灯退火装置中重新开始处理的情况、使半导体晶片的处理温度等处理条件变化的情况下产生。当在对批次的多个半导体晶片进行处理的过程中，基座等腔室内构造物的温度发生变化时，产生在批次的初期的半导体晶片和后半的半导体晶片中处理时的温度履历不同的问题。
为了解决这样的问题，在开始批次的处理之前，将不是处理对象的仿真晶片(dummy wafer)搬入至腔室内而支承于基座，通过在与处理对象的批次相同的条件下进行闪光加热处理，从而事先对基座等腔室内构造物进行了升温(仿真运行)。在专利文献1中公开了对十张左右的仿真晶片进行闪光加热处理而使基座等腔室内构造物的温度达到处理时的稳定温度。
不是处理对象的仿真晶片在多次仿真运行中使用，反复被用于加热处理。其结果是，仿真晶片的劣化发展，容易产生与此相伴的晶片破裂、翘曲。若在仿真运行时产生仿真晶片的破裂、翘曲，则成为腔室内污染或搬运故障的原因。因此，准确地掌握仿真晶片的劣化状态，对于劣化发展后的仿真晶片，需要在适当的时机进行更换。然而，以往，操作者通过目视或在纸上进行书写来管理仿真晶片的处理履历，因此存在无法充分掌握劣化状态，错误地搬运劣化过度发展后的仿真晶片进行加热处理的问题。
另外，关于管理这样的仿真晶片的其他装置，在专利文献2中公开了一种将仿真数据库保持于存储部的装置，该仿真数据将多个仿真晶片各自的处理履历与容纳仿真晶片的载体建立关联。
专利文献1：日本特开2017-92102号公报
专利文献2：日本特开2020-43288号公报
对专利文献2中记载的仿真晶片反复进行预热处理、闪光加热处理。因此，容易对仿真晶片造成损伤、翘曲。若仿真晶片产生翘曲，则成为搬运装置的搬运失败的原因。另外，若仿真晶片产生损伤，则成为仿真晶片的破裂的原因。需要说明的是，仿真晶片的翘曲、损伤的状态因加热条件各异。因此，仅通过基于加热时间、加热次数的处理履历的管理，难以预防以仿真晶片的翘曲为原因的仿真晶片的搬运失败、以仿真晶片的损伤为原因的仿真晶片的破裂。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，目的在于，提供一种详细地管理仿真晶片的劣化的热处理装置以及热处理方法。
为了解决上述问题，技术方案1的发明是一种热处理装置，对仿真晶片进行管理，其特征在于，具有：热处理部，对所述仿真晶片进行热处理；损伤检测部，检测所述仿真晶片的损伤；以及控制部，基于由所述损伤检测部检测出的损伤信息来判定所述仿真晶片可否使用。
另外，技术方案2的发明是一种热处理装置，对仿真晶片进行管理，其特征在于，具有：热处理部，对所述仿真晶片进行热处理；翘曲检测部，检测所述仿真晶片的翘曲；以及控制部，基于由所述翘曲检测部检测出的翘曲信息来判定所述仿真晶片可否使用。
另外，技术方案3的发明是一种热处理装置，对仿真晶片进行管理，其特征在于，具有：热处理部，对所述仿真晶片进行热处理；损伤检测部，检测所述仿真晶片的损伤；翘曲检测部，检测所述仿真晶片的翘曲；以及控制部，基于由所述损伤检测部检测出的损伤信息以及由所述翘曲检测部检测出的翘曲信息，来判定所述仿真晶片可否使用。
另外，技术方案4的发明是如技术方案1或3所述的热处理装置，其特征在于，所述损伤信息包括所述损伤的深度、所述损伤的长度、以及所述损伤的宽度中的至少一个信息。
另外，技术方案5的发明是如技术方案4所述的热处理装置，其特征在于，所述控制部根据所述损伤的深度、所述损伤的长度、以及所述损伤的宽度来计算损伤量，在所述损伤量超过规定的阈值的情况下，将所述仿真晶片判定为不可使用。
另外，技术方案6的发明是如技术方案5所述的热处理装置，其特征在于，所述控制部基于所述损伤的位置信息进行所述损伤量的加权。
另外，技术方案7的发明是如技术方案5所述的热处理装置，其特征在于，所述控制部在所述损伤量超过所述规定的阈值的情况下发出警告。
另外，技术方案8的发明是如技术方案2或3所述的热处理装置，其特征在于，所述翘曲信息包括翘曲的朝向以及翘曲宽度中的至少一个信息。
另外，技术方案9的发明是如技术方案8所述的热处理装置，其特征在于，所述控制部在所述翘曲信息的值超过规定的阈值的情况下，将所述仿真晶片判定为不可使用。
另外，技术方案10的发明是如技术方案9所述的热处理装置，其特征在于，所述控制部在所述翘曲信息的值超过所述规定的阈值的情况下发出警告。
另外，技术方案11的发明是如技术方案1至3中任一项所述的热处理装置，其特征在于，所述控制部还基于通过来自连续点亮灯的光照射对所述仿真晶片进行加热的加热时间，来判定所述仿真晶片可否使用。
另外，技术方案12的发明是如技术方案1至3中任一项所述的热处理装置，其特征在于，所述控制部还基于由闪光灯进行的闪光加热的次数，来判定所述仿真晶片可否使用。
另外，技术方案13的发明是一种热处理方法，对仿真晶片进行管理，其特征在于，包括：热处理工序，对所述仿真晶片进行热处理；损伤检测工序，检测所述仿真晶片的损伤；以及判定工序，基于由所述损伤检测工序检测出的损伤信息来判定所述仿真晶片可否使用。
另外，技术方案14的发明是一种热处理方法，对仿真晶片进行管理，其特征在于，包括：热处理工序，对所述仿真晶片进行热处理；翘曲检测工序，检测所述仿真晶片的翘曲；以及判定工序，基于由所述翘曲检测工序检测出的翘曲信息来判定所述仿真晶片可否使用。
另外，技术方案15的发明是一种热处理方法，对仿真晶片进行管理，其特征在于，包括：热处理工序，对所述仿真晶片进行热处理；损伤检测工序，检测所述仿真晶片的损伤；翘曲检测工序，检测所述仿真晶片的翘曲；以及判定工序，基于由所述损伤检测工序检测出的损伤信息以及由所述翘曲检测工序检测出的翘曲信息，来判定所述仿真晶片可否使用。
另外，技术方案16的发明是如技术方案13或15所述的热处理方法，其特征在于，所述损伤信息包括所述损伤的深度、所述损伤的长度、以及所述损伤的宽度中的至少一个信息。
另外，技术方案17的发明是如技术方案16所述的热处理方法，其特征在于，在所述判定工序中，根据所述损伤的深度、所述损伤的长度、以及所述损伤的宽度来计算损伤量，在所述损伤量超过规定的阈值的情况下，将所述仿真晶片判定为不可使用。
另外，技术方案18的发明是如技术方案17所述的热处理方法，其特征在于，在所述判定工序中，基于所述损伤的位置信息来进行所述损伤量的加权。
另外，技术方案19的发明是如技术方案17所述的热处理方法，其特征在于，还包括报警工序，在所述损伤量超过所述规定的阈值的情况下发出警告。
另外，技术方案20的发明是如技术方案14或15所述的热处理方法，其特征在于，所述翘曲信息包括翘曲的朝向以及翘曲宽度中的至少一个信息。
另外，技术方案21的发明是如技术方案20所述的热处理方法，其特征在于，在所述判定工序中，在所述翘曲信息的值超过规定的阈值的情况下，将所述仿真晶片判定为不可使用。
另外，技术方案22的发明是如技术方案21所述的热处理方法，其特征在于，还包括报警工序，在所述翘曲信息的值超过所述规定的阈值的情况下发出警告。
另外，技术方案23的发明是如技术方案13至15中任一项所述的热处理方法，其特征在于，在所述判定工序中，还基于通过来自连续点亮灯的光照射对所述仿真晶片进行加热的加热时间，来判定所述仿真晶片可否使用。
另外，技术方案24的发明是如技术方案13至15中任一项所述的热处理方法，其特征在于，在所述判定工序中，还基于由闪光灯进行的闪光加热的次数，来判定所述仿真晶片的可否使用。
根据技术方案1或13的发明，基于检测出的损伤信息来判定仿真晶片可否使用，因此，能够详细地管理仿真晶片的劣化。
根据技术方案2或14的发明，基于检测出的翘曲信息来判定仿真晶片可否使用，因此，能够详细地管理仿真晶片的劣化。
根据技术方案3或15的发明，基于检测出的损伤信息以及检测出的翘曲信息来判定仿真晶片可否使用，因此，能够详细地管理仿真晶片的劣化。
根据技术方案4至6、16至18中的任一个发明，损伤信息包括损伤的深度、损伤的长度、以及损伤的宽度中的至少一个信息，因此，能够根据个别的损伤状況来管理仿真晶片。
根据技术方案7、10、19、或22的发明，在超过规定的阈值的情况下发出警告，因此，管理者能够简单地掌握仿真晶片的不良状況。
根据技术方案8、9、20、或21的发明，翘曲信息包括翘曲的朝向以及翘曲宽度中的至少一个信息，因此，能够根据个别的翘曲的状況来管理仿真晶片。
根据技术方案11或23的发明，基于加热时间来判定仿真晶片可否使用，因此，能够根据加热时间来管理仿真晶片。
根据技术方案12或24的发明，基于加热次数来判定仿真晶片可否使用，因此，能够根据加热次数来管理仿真晶片。
附图说明
图1是表示本发明的热处理装置的俯视图。
图2是表示热处理部的结构的纵剖视图。
图3是表示保持部的整体外观的立体图。
图4是基座的俯视图。
图5是移载机构的俯视图。
图6是移载机构的侧视图。
图7是表示多个卤素灯HL的配置的俯视图。
图8是示意性地表示热处理装置的电气结构的一例的功能框图。
图9是表示仿真晶片的管理步骤的流程图。
图10是表示仿真晶片的管理步骤的流程图。
图11是表示仿真晶片的管理步骤的流程图。
图12是表示晶片的翘曲宽度的侧截面的概略图。
图13是表示晶片的翘曲宽度的侧截面的概略图。
图14是显示于显示部的画面。
图15是显示于显示部的画面。
图16是显示于显示部的画面。
图17是显示于显示部的画面。
附图标记说明
3 控制部
4 卤素灯罩
5 闪光灯罩
7 保持部
10 移载机构
11 移载臂
12 升降销
13 水平移动机构
14 升降机构
20、25 放射温度计
21、26 透明窗
30 计算机
31 计算部
32 报警部
33 输入部
34 存储部
35 显示部
41、51 框体
43、52 反射器
53 灯光放射窗
61 腔室侧部
61a 贯通孔
61b 贯通孔
62 凹部
63 上侧腔室窗
64 下侧腔室窗
65 热处理空间
66 搬运开口部
68 反射环
69 反射环
71 基台环
72 连结部
74 基座
75 保持板
75a 保持面
76 引导环
77 基板支承销
78 开口部
79 贯通孔
81 气体供给孔
82 缓冲空间
83 气体供给管
84、89、192 阀
85 处理气体供给源
86 气体排出孔
87 缓冲空间
88 气体排出管
100 热处理装置
101 分度部
110 装载埠
120 交接机械手
121 手部
130、140 冷却部
131 第一冷却腔室
132、142、162、172、182 闸阀
141 第二冷却腔室
150 搬运机械手
151 搬运腔室
152 搬运手部
160 热处理部
161 热处理腔室
170 损伤检测部
171 损伤检测腔室
173 损伤检测装置
180 膜厚检测部
181 膜厚检测腔室
183 膜厚传感器
190 排气机构
191 气体排出管
230 对准部
231 对准腔室
232 翘曲检测机构
233、234 闸阀
A、B、C 损伤
CA 载体
FL 闪光灯
HL 卤素灯
O 中心
R 仿真晶片
W 半导体晶片
T1 预热温度
T2 处理温度
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
＜第一实施方式＞
首先，对本发明的热处理装置进行说明。图1是表示本发明的热处理装置100的俯视图。热处理装置100是对作为基板的圆板形状的半导体晶片W照射闪光来对该半导体晶片W进行加热的闪光灯退火装置。成为处理对象的半导体晶片W的尺寸没有特别限定，例如为
Figure BDA0003807068200000091
搬入到热处理装置100之前的半导体晶片W中注入有杂质，通过基于热处理装置100的加热处理来执行被注入的杂质的活性化处理。需要说明的是，在图1和以后的各图中，为了容易理解，根据需要对各部的尺寸、数量进行了放大或简化。另外，在图1中，为了明确它们的方向关系，附加有将Z轴方向设为铅垂方向，将XY平面设为水平面的XYZ正交坐标系。
如图1所示，热处理装置100具备：分度部101，用于将未处理的半导体晶片W(或仿真晶片R)从外部搬入到装置内，并且将处理完毕的半导体晶片W(或仿真晶片R)搬出到装置外；对准部230，进行未处理的半导体晶片W(或仿真晶片R)的定位；两个冷却部130、140，进行加热处理后的半导体晶片W的冷却；热处理部160，对半导体晶片W(或仿真晶片R)实施闪光加热处理；搬运机械手150，对冷却部130、140以及热处理部160进行半导体晶片W(或仿真晶片R)的交接；损伤检测部170，检测半导体晶片W(或仿真晶片R)的损伤；以及膜厚检测部180，检测半导体晶片W的膜厚。另外，热处理装置100还具有控制部3，其控制设置于上述各处理部的动作机构以及搬运机械手150，使半导体晶片W(或仿真晶片R)的闪光加热处理进行。
分度部101具备：装载埠110，并排载置多个载体CA(在本实施方式中为3个)；以及交接机械手120，从各载体CA取出未处理的半导体晶片W(或仿真晶片R)，并且向各载体CA中收纳处理完毕的半导体晶片W(或仿真晶片R)。容纳未处理的半导体晶片W(或仿真晶片R)的载体CA由无人搬运车(AGV、OHT)等搬运而载置于装载埠110，并且容纳有处理完毕的半导体晶片W(或仿真晶片R)的载体CA被无人搬运车从装载埠带走。
另外，在装载埠110中，载体CA构成为能够升降移动，以使交接机械手120能够相对于载体CA进行任意的半导体晶片W(或仿真晶片R)的搬入搬出。需要说明的是，作为载体CA的形态，除了将半导体晶片W收纳在密闭空间的前开式晶圆传送盒(FOUP：front openingunified pod)以外，也可以是标准机械接口(SMIF：Standard Mechanical Inter Face)盒或者将被收纳的半导体晶片W暴露在外部空气的开放式晶圆匣(OC：open cassette)。
另外，交接机械手120能够进行如图1的箭头120S所示的滑动移动、如箭头120R所示的旋转动作以及升降动作。由此，交接机械手120能够相对于三个载体CA进行半导体晶片W、仿真晶片R的搬入搬出，并且能够相对于两个对准部230进行半导体晶片W、仿真晶片R的交接。由交接机械手120进行的半导体晶片W(或仿真晶片R)相对于载体CA的搬入搬出通过手部121的滑动移动、以及载体CA的升降移动来进行。另外，交接机械手120与对准部230之间的半导体晶片W的交接通过手部121的滑动移动以及交接机械手120的升降动作来进行。
两个对准部230在分度部101的交接机械手120与搬运机械手150之间沿X方向并列地设置。各对准部230是使半导体晶片W在水平面内旋转并且朝向适合进行闪光加热的方向的处理部。对准部230构成为，在铝合金制的框体即对准腔室231的内部，设置以水平姿势支承半导体晶片W并使其旋转的机构以及光学检测形成于半导体晶片W的周缘部的缺口或定向平面(Orientation flat)等的机构(未图示)。另外，对准部230具备检测半导体晶片W(或仿真晶片R)的翘曲的翘曲检测机构232。翘曲检测机构232使用公知的光学传感器技术来检测半导体晶片W(或仿真晶片R)的翘曲。通过具备翘曲检测机构232，从而对准部230能够修正半导体晶片W(或仿真晶片R)的朝向并且能够检测半导体晶片W(或仿真晶片R)的翘曲。
半导体晶片W(或仿真晶片R)向两个对准部230的交接由交接机械手120进行。从交接机械手120向各个对准腔室231以晶片中心位于规定的位置的方式交付半导体晶片W(或仿真晶片R)。另外，在各个对准部230中，以从分度部101接收到的半导体晶片W(或仿真晶片R)的中心部为旋转中心，使半导体晶片W(或仿真晶片R)绕铅垂方向轴旋转，通过光学检测缺口等来调整半导体晶片W(或仿真晶片R)的朝向。朝向调整结束后的半导体晶片W(或仿真晶片R)被搬运机械手150(后面说明)从对准腔室231取出。另外，在对准部230检测出的半导体晶片W(或仿真晶片R)的翘曲的信息被存储于控制部3。
作为由搬运机械手150进行的半导体晶片W(或仿真晶片R)的搬运空间，设置有容纳搬运机械手150的搬运腔室151。对准部230位于分度部101与搬运腔室151之间并与它们双方连接。在各对准部230上分别设置有用于将半导体晶片W相对于分度部101搬入搬出的开口。这些各开口分别能够通过闸阀233开闭。同样地，在各对准部230上分别设置有用于将半导体晶片W(或仿真晶片R)相对于搬运腔室151搬入搬出的开口。这些各开口也分别能够通过闸阀234开闭。即，分度部101和对准部230经由闸阀233连接，搬运腔室151和对准部230经由闸阀234连接。
在分度部101与对准部230之间进行半导体晶片W(或仿真晶片R)的交接时，闸阀233被打开。另外，在对准部230与搬运腔室151之间进行半导体晶片W(或仿真晶片R)的交接时，闸阀234被打开。在闸阀233以及闸阀234被关闭时，对准部230的内部成为密闭空间。
搬运腔室151的周围连通连接有热处理部160的热处理腔室161、冷却部130的第一冷却腔室131、冷却部140的第二冷却腔室141、损伤检测部170的损伤检测腔室171、以及膜厚检测部180的膜厚检测腔室181。在搬运腔室151分别设置有用于将半导体晶片W(或仿真晶片R)相对于热处理腔室161搬入搬出的开口、用于将半导体晶片W(或仿真晶片R)相对于第一冷却腔室131、第二冷却腔室141搬入搬出的开口、用于将半导体晶片W(或仿真晶片R)相对于损伤检测腔室171搬入搬出的开口、以及用于将半导体晶片W(或仿真晶片R)相对于膜厚检测腔室181搬入搬出的开口。这些各开口也分别能够通过闸阀162、132、142、172、182开闭。
即，热处理腔室161和搬运腔室151经由闸阀162连接，第一冷却腔室131和搬运腔室151经由闸阀132连接，第二冷却腔室141和搬运腔室151经由闸阀142连接，损伤检测腔室171和搬运腔室151经由闸阀172连接，膜厚检测腔室181和搬运腔室151经由闸阀182连接。
设置于搬运腔室151的搬运机械手150能够以沿着铅垂方向的轴为中心如箭头150R所示地旋转。搬运机械手150具有由多个臂段构成的两个连杆机构，在这两个连杆机构的前端分别设置有保持半导体晶片W(或仿真晶片R)的两个搬运手部152。这两个搬运手部152在上下方向隔开规定的间隔配置，能够通过连杆机构分别独立地在同一水平方向上直线地滑动移动。另外，搬运机械手150通过将设置有两个连杆机构的基座升降移动，从而使以规定的间隔保持分开的状态的两个搬运手部152升降移动。
在搬运机械手150以对准腔室231、损伤检测腔室171、膜厚检测腔室181、第一冷却腔室131、第二冷却腔室141或热处理腔室161作为交接对象进行半导体晶片W(或仿真晶片R)的交接(搬入搬出)时，首先，搬运手部152以与交接对象对置的方式旋转，之后(或者在旋转期间)进行升降移动，某一个搬运手部152位于与交接对象交接半导体晶片W的高度。然后，使搬运手部152在水平方向上直线地滑动移动而与交接对象进行半导体晶片W(或仿真晶片R)的交接。
搬运机械手150与交接机械手120的半导体晶片W(或仿真晶片R)的交接能够经由对准部230进行。即，对准部230的对准腔室231作为用于在搬运机械手150与交接机械手120之间交接半导体晶片W(或仿真晶片R)的通道发挥功能。具体而言，搬运机械手150和交接机械手120中的一方交付到对准腔室231的半导体晶片W(或仿真晶片R)由另一方接收，从而进行半导体晶片W(或仿真晶片R)的交接。由搬运机械手150以及交接机械手120构成将半导体晶片W(或仿真晶片R)从载体CA搬运至各腔室(损伤检测腔室171、膜厚检测腔室181、第一冷却腔室131，第二冷却腔室141、以及热处理腔室161)的搬运机构。
损伤检测部170检测半导体晶片W(或仿真晶片R)的表面的损伤。在损伤检测部170的损伤检测腔室171内具备作为损伤检测装置173的拍摄单元。损伤检测装置173例如是众所周知的拍摄装置，例如具有检测照相机或检测照明部。损伤检测装置173例如从+Z方向(从上方)对形成于搬运至损伤检测部170的半导体晶片W(或仿真晶片R)的损伤进行拍摄，来检测半导体晶片W(或仿真晶片R)的损伤。
在存储部34存储有例如半导体晶片W(或仿真晶片R)的图像数据。控制部3与损伤检测部170的各部(例如检测照相机、检测照明部、传感器等)连接，并控制它们的动作。另外，控制部3还进行各种运算。这些运算例如是用于将由检测照相机拍摄到的图像数据与参照图像数据进行比较，并检测半导体晶片W(或仿真晶片R)上的损伤的运算。该运算将取入的图像数据例如进行二值化。通过对拍摄到的半导体晶片W(或仿真晶片R)的图像实施如上所述的图像处理，从而检测在半导体晶片W(或仿真晶片R)上产生的损伤。
膜厚检测部180检测形成于半导体晶片W(或仿真晶片R)的表面的薄膜的厚度。在膜厚检测部180的膜厚检测腔室181具备例如作为众所周知的膜厚检测装置的膜厚传感器183。膜厚传感器183是测量形成于半导体晶片W(或仿真晶片R)上的膜的厚度或半导体晶片W(或仿真晶片R)本身的厚度的传感器。膜厚传感器例如可以是光学式传感器、或者其他众所周知的传感器。
两个冷却部130、140具有大概同样的结构。冷却部130、140分别在铝合金制的框体即在第一冷却腔室131、第二冷却腔室141的内部具有金属制的冷却板、以及载置于其上表面的石英板(均未图示)。该冷却板通过珀尔帖元件或恒温水循环调温至常温(约23℃)。在热处理部160中实施了加热处理的半导体晶片W被搬入到第一冷却腔室131或第二冷却腔室141，载置于该石英板并冷却。
在搬运腔室151与各腔室(损伤检测腔室171、膜厚检测腔室181、第一冷却腔室131，第二冷却腔室141、以及热处理腔室161)之间进行半导体晶片W(或仿真晶片R)的交接时，与各腔室对应的各闸阀132、142、162、172、182被打开。在与各腔室对应的闸阀132、142、162、172、182被关闭时，对应的腔室(损伤检测腔室171、膜厚检测腔室181、第一冷却腔室131，第二冷却腔室141、以及热处理腔室161)的内部成为密闭空间。例如，在与第一冷却腔室131对应的闸阀132被关闭时，第一冷却腔室131成为密闭空间。在热处理装置100内搬运半导体晶片W时，适当地开闭这些闸阀。
进而，冷却部130、140分别具有向第一冷却腔室131、第二冷却腔室141供给清洁的氮气的气体供给机构、以及排出腔室内的环境气体的排气机构。这些气体供给机构和排气机构能够两级地切换流量。同样地，从气体供给部还向搬运腔室151、热处理腔室161、损伤检测腔室171、膜厚检测腔室181、以及对准腔室231供给氮气，并且这些内部的环境气体由排气部被排出(均未图示)。
接着，对热处理部160的结构进行说明。图2是表示热处理部160的结构的纵剖视图。热处理部160具有：热处理腔室161，容纳半导体晶片W(或仿真晶片R)并进行加热处理；闪光灯罩5，内置多个闪光灯FL；以及卤素灯罩4，内置多个卤素灯HL。在热处理腔室161的上侧设置有闪光灯罩5，并且在下侧设置有卤素灯罩4。另外，热处理部160在热处理腔室161的内部具有将半导体晶片W(或仿真晶片R)保持为水平姿势的保持部7、以及在保持部7与搬运机械手150之间进行半导体晶片W(或仿真晶片R)的交接的移载机构10。
热处理腔室161构成为在筒状的腔室侧部61的上下装配石英制的腔室窗。腔室侧部61具有上下开口的大致筒形状，在上侧开口装配有上侧腔室窗63而被阻塞，在下侧开口装配有下侧腔室窗64而被阻塞。构成热处理腔室161的顶部的上侧腔室窗63是由石英形成的圆板形状构件，作为使从闪光灯FL射出的闪光向热处理腔室161内透过的石英窗发挥功能。另外，构成热处理腔室161的底部的下侧腔室窗64也是由石英形成的圆板形状构件，作为使来自卤素灯HL的光向热处理腔室161内透过的石英窗发挥功能。
另外，在腔室侧部61的内侧的壁面的上部装配有反射环68，在下部装配有反射环69。反射环68、69均形成为圆环状。上侧的反射环68通过从腔室侧部61的上侧嵌入而装配。另一方面，下侧的反射环69通过从腔室侧部61的下侧嵌入并由未图示的螺钉固定而装配。即，反射环68、69均装卸自如地装配在腔室侧部61。热处理腔室161的内侧空间、即由上侧腔室窗63、下侧腔室窗64、腔室侧部61以及反射环68、69包围的空间被规定为热处理空间65。
通过在腔室侧部61装配有反射环68、69，从而在热处理腔室161的内壁面形成有凹部62。即，形成有由腔室侧部61的内壁面中的未装配反射环68、69的中央部分、反射环68的下端面、反射环69的上端面包围的凹部62。凹部62在热处理腔室161的内壁面沿水平方向形成为圆环状，围绕保持半导体晶片W的保持部7。腔室侧部61以及反射环68、69由强度和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设置有用于相对于热处理腔室161进行半导体晶片W(或仿真晶片R)的搬入和搬出的搬运开口部(炉口)66。搬运开口部66能够通过闸阀162开闭。搬运开口部66与凹部62的外周面连通连接。因此，在闸阀162打开搬运开口部66时，能够从搬运开口部66通过凹部62进行向热处理空间65的半导体晶片W的搬入以及来自热处理空间65的半导体晶片W的搬出。另外，当闸阀162关闭搬运开口部66时，热处理腔室161内的热处理空间65成为密闭空间。
另外，在腔室侧部61的外壁面的设置有贯通孔61a、61b的各部位分别安装有放射温度计25、20。贯通孔61a是用于将从保持于后述的基座74的半导体晶片W(或仿真晶片R)的上表面放射的红外光向放射温度计25引导的圆筒状的孔。另外，贯通孔61b是用于将从保持于后述的基座74的半导体晶片W(或仿真晶片R)的下表面放射的红外光向放射温度计20引导的圆筒状的孔。贯通孔61a、61b相对于水平方向倾斜地设置，以使它们的贯通方向的轴与保持于基座74的半导体晶片W的主面相交。在贯通孔61a的面向热处理空间65的一侧的端部，装配有使放射温度计25能够测定的波长区域的红外光透过的由氟化钡材料构成的透明窗26。另外，在贯通孔61b的面向热处理空间65的一侧的端部，装配有使放射温度计20能够测定的波长区域的红外光透过的由氟化钡材料构成的透明窗21。
另外，在热处理腔室161的内壁上部设置有向热处理空间65供给处理气体的气体供给孔81。气体供给孔81比凹部62靠上侧位置设置，也可以设置于反射环68。气体供给孔81经由在热处理腔室161的侧壁内部呈圆环状形成的缓冲空间82与气体供给管83连通连接。气体供给管83与处理气体供给源85连接。另外，在气体供给管83的路径中途安装有阀84。当打开阀84时，从处理气体供给源85向缓冲空间82送入处理气体。流入到缓冲空间82的处理气体以在流体阻力比气体供给孔81小的缓冲空间82内扩散的方式流动，并从气体供给孔81向热处理空间65内供给。作为处理气体，例如能够使用氮(N2)等非活性气体、或者氢气(H2)、氨气(NH3)等反应性气体(在本实施方式中为氮气)。
另一方面，在热处理腔室161的内壁下部设置有排出热处理空间65内的气体的气体排出孔86。气体排出孔86比凹部62靠下侧位置设置，也可以设置于反射环69。气体排出孔86经由在热处理腔室161的侧壁内部呈圆环状形成的缓冲空间87与气体排出管88连通连接。气体排出管88与排气机构190连接。另外，在气体排出管88的路径中途安装有阀89。当打开阀89时，热处理空间65的气体从气体排出孔86经由缓冲空间87向气体排出管88排出。需要说明的是，气体供给孔81以及气体排出孔86可以沿着热处理腔室161的周向设置多个，也可以是狭缝状的孔。另外，处理气体供给源85以及排气机构190可以是设置于热处理装置100的机构，也可以是设置有热处理装置100的工厂的设备。
另外，在搬运开口部66的前端连接有排出热处理空间65内的气体的气体排出管191。气体排出管191经由阀192与排气机构190连接。通过打开阀192，热处理腔室161内的气体经由搬运开口部66排出。
图3是表示保持部7的整体外观的立体图。保持部7构成为包括基台环71、连结部72以及基座74。基台环71、连结部72以及基座74均由石英形成。即，保持部7的整体由石英形成。
基台环71是从圆环形状缺失一部分而形成的圆弧形状的石英构件。该缺失部分是为了防止后述的移载机构10的移载臂11与基台环71的干涉而设置的。基台环71通过载置于凹部62的底面而支承于热处理腔室161的壁面(参照图2)。在基台环71的上表面沿着该圆环形状的周向竖立设置有多个连结部72(在本实施方式中为四个)。连结部72也是石英构件，通过焊接固定于基台环71。
基座74被设置于基台环71的四个连结部72支承。图4是基座74的俯视图。基座74具有保持板75、引导环76以及多个基板支承销77。保持板75是由石英形成的大致圆形的平板状构件。保持板75的直径大于半导体晶片W的直径。即，保持板75具有比半导体晶片W大的平面尺寸。
在保持板75的上表面周缘部设置有引导环76。引导环76是具有内径比半导体晶片W的直径大的内径的圆环形状的构件。例如，在半导体晶片W的直径为
Figure BDA0003807068200000171
的情况下，引导环76的内径为
Figure BDA0003807068200000172
引导环76的内周是从保持板75朝向上方变宽的锥面。引导环76由与保持板75同样的石英形成。引导环76可以熔接于保持板75的上表面，也可以通过另外加工的销等固定于保持板75。或者，也可以将保持板75和引导环76作为一体的构件进行加工。
保持板75的上表面中的比引导环76靠内侧的区域被设为保持半导体晶片W的平面状的保持面75a。在保持板75的保持面75a上竖立设置有多个基板支承销77。在本实施方式中，沿着与保持面75a的外周圆(引导环76的内周圆)同心的圆周上每隔30°地竖立设置有合计十二个基板支承销77。配置了十二个基板支承销77的圆的直径(对置的基板支承销77间的距离)小于半导体晶片W的直径，如果半导体晶片W的直径为
Figure BDA0003807068200000173
则配置了十二个基板支承销77的圆的直径为
Figure BDA0003807068200000174
(在本实施方式中为
Figure BDA0003807068200000175
)。各基板支承销77由石英形成。多个基板支承销77可以通过焊接设置于保持板75的上表面，也可以与保持板75一体加工。
回到图3，竖直设置于基台环71的四个连结部72与基座74的保持板75的周缘部通过焊接被固定。即，基座74与基台环71通过连结部72被固定地连结。这样的保持部7的基台环71被热处理腔室161的壁面支承，从而保持部7被装配于热处理腔室161。在保持部7被装配于热处理腔室161的状态下，基座74的保持板75成为水平姿势(法线与铅垂方向一致的姿势)。即，保持板75的保持面75a成为水平面。
搬入到热处理腔室161的半导体晶片W(或仿真晶片R)以水平姿势载置并保持于装配在热处理腔室161的保持部7的基座74上。此时，半导体晶片W被竖立设置于保持板75上的十二个基板支承销77支承并保持于基座74。严格来说，十二个基板支承销77的上端部与半导体晶片W的下表面接触并支承该半导体晶片W。由于十二个基板支承销77的高度(从基板支承销77的上端到保持板75的保持面75a的距离)是均匀的，因此，半导体晶片W能够以水平姿势被十二个基板支承销77支承。
另外，半导体晶片W从保持板75的保持面75a隔开规定的间隔被多个基板支承销77支承。引导环76的厚度大于基板支承销77的高度。因此，被多个基板支承销77支承的半导体晶片W的水平方向的位置偏移由引导环76防止。
另外，如图3和图4所示，在基座74的保持板75上形成有贯通上下的开口部78。开口部78是为了放射温度计20(图2参照)接收从保持于基座74的半导体晶片W的下表面放射的放射光(红外光)而设置的。即，放射温度计20经由开口部78接收从保持于基座74的半导体晶片W(或仿真晶片R)的下表面放射出的光，来测定该半导体晶片W(或仿真晶片R)的温度。进而，在基座74的保持板75上贯穿设置有后述的移载机构10的升降销12为了交接半导体晶片W(或仿真晶片R)而贯通的四个贯通孔79。
图5是移载机构10的俯视图。另外，图6是移载机构10的侧视图。移载机构10具有两条移载臂11。移载臂11大概为沿着圆环状的凹部62的圆弧形状。在各个移载臂11上竖直设置有两根升降销12。各移载臂11能够通过水平移动机构13转动。水平移动机构13使一对移载臂11在相对于保持部7进行半导体晶片W的移载的移载动作位置(图5的实线位置)和与保持于保持部7的半导体晶片W在俯视时不重叠的退避位置(图5的双点划线位置)之间水平移动。移载动作位置位于基座74的下方，退避位置比基座74靠外侧。作为水平移动机构13，既可以通过单独的马达使各移载臂11分别转动，也可以使用连杆机构而通过一个马达使一对移载臂11连动地转动。
另外，一对移载臂11通过升降机构14与水平移动机构13一起升降移动。当升降机构14使一对移载臂11在移载动作位置上升时，合计四根升降销12通过贯穿设置于基座74的贯通孔79(参照图3和图4)，升降销12的上端从基座74的上表面突出。另一方面，当升降机构14使一对移载臂11在移载动作位置下降而将升降销12从贯通孔79拔出，并且水平移动机构13使一对移载臂11以打开的方式移动时，各移载臂11移动到退避位置。一对移载臂11的退避位置在保持部7的基台环71的正上方。由于基台环71载置于凹部62的底面，因此，移载臂11的退避位置为凹部62的内侧。需要说明的是，在设置有移载机构10的驱动部(水平移动机构13以及升降机构14)的部位的附近也设置有未图示的排气机构，移载机构10的驱动部周边的环境气体向热处理腔室161的外部排出。
返回图2，设置于热处理腔室161的上方的闪光灯罩5构成为在框体51的内侧具有：由多根(在本实施方式中为30根)氙气闪光灯FL构成的光源、以及以覆盖该光源的上方的方式设置的反射器52。另外，在闪光灯罩5的框体51的底部装配有灯光放射窗53。构成闪光灯罩5的底部的灯光放射窗53是由石英形成的板状的石英窗。通过将闪光灯罩5设置于热处理腔室161的上方，灯光放射窗53与上侧腔室窗63相互对置。闪光灯FL从热处理腔室161的上方经由灯光放射窗53以及上侧腔室窗63向热处理空间65照射闪光。
多个闪光灯FL分别是具有长条的圆筒形状的棒状灯，以各自的长度方向沿着保持于保持部7的半导体晶片W的主面(即沿着水平方向)相互平行的方式排列成平面状。因此，由闪光灯FL的排列形成的平面也是水平面。
氙气闪光灯FL具备：棒状的玻璃管(放电管)，在其内部封入氙气气体，在其两端部配设有与电容器连接的阳极和阴极；以及触发电极，其附设在该玻璃管的外周面上。由于氙气气体是电绝缘体，即使在电容器中蓄积了电荷，在通常的状态下，电流也不会在玻璃管内流动。然而，当对触发电极施加高电压而破坏绝缘的情况下，蓄积在电容器中的电瞬间在玻璃管内流动，通过此时的氙原子或分子的激发而放出光。在这样的氙气闪光灯FL中，由于预先蓄积在电容器的静电能量被转换为0.1毫秒至100毫秒这样的极短的光脉冲，因此，具有与卤素灯HL那样的连续点亮的光源相比能够照射极强的光的特征。即，闪光灯FL是在小于1秒的极短时间内瞬间地发光的脉冲发光灯。需要说明的是，闪光灯FL的发光时间能够通过对闪光灯FL进行供电的灯电源的线圈常数来调整。
另外，反射器52设置在多个闪光灯FL的上方以覆盖它们整体。反射器52的基本的功能是将从多个闪光灯FL射出的闪光向热处理空间65一侧反射。反射器52由铝合金板形成，其表面(面对闪光灯FL的一侧的面)通过喷砂处理而实施粗糙化加工。
设置于热处理腔室161的下方的卤素灯罩4在框体41的内侧内置多根(在本实施方式中为40根)卤素灯HL。多个卤素灯HL从热处理腔室161的下方经由下侧腔室窗64向热处理空间65进行光照射。
图7是表示多个卤素灯HL的配置的俯视图。在本实施方式中，各20根的卤素灯HL配设分成上下两层。各卤素灯HL是具有长条的圆筒形状的棒状灯。在上层、下层，20根卤素灯HL均以各自的长度方向沿着保持于保持部7的半导体晶片W的主面(即沿着水平方向)相互平行的方式排列。因此，在上层、下层，由卤素灯HL的排列形成的平面均为水平面。
另外，由上层的卤素灯HL构成的灯组和由下层的卤素灯HL构成的灯组以格子状交叉的方式排列。即，以配置于上层的各卤素灯HL的长度方向与配置于下层的各卤素灯HL的长度方向正交的方式，配设有合计40根卤素灯HL。
卤素灯HL是通过对配设于玻璃管内部的灯丝通电而使灯丝白炽化来发光的灯丝方式的光源。在玻璃管的内部封入有向氮气或氩气等非活性气体中微量导入了卤素元素(碘、溴等)而形成的气体。通过导入卤素元素，能够抑制灯丝的折损并将灯丝的温度设定为高温。因此，卤素灯HL具有与通常的白炽灯相比寿命长且能够连续地照射强光的特性。即，卤素灯HL是至少一秒以上连续地发光的连续点亮灯。另外，由于卤素灯HL是棒状灯，所以寿命长，通过使卤素灯HL沿着水平方向配置，从而向上方的半导体晶片W的放射效率优异。另外，在卤素灯罩4的框体41内，在两层的卤素灯HL的下侧还设置有反射器43(图3)。反射器43将从多个卤素灯HL射出的光向热处理空间65侧反射。
另外，热处理部160为了防止在半导体晶片W的热处理时由卤素灯HL和闪光灯FL产生的热能量导致的卤素灯罩4、闪光灯罩5以及热处理腔室161的过度的温度上升，而具备各种冷却用的结构。例如，在热处理腔室161的壁体设置有水冷管(未图示)。另外，卤素灯罩4以及闪光灯罩5成为在内部形成气体流并进行排热的空冷结构。另外，也向上侧腔室窗63与灯光放射窗53的间隙供给空气，对闪光灯罩5以及上侧腔室窗63进行冷却。
控制部3对设置于热处理装置100的上述各种动作机构进行控制。图8是示意性地表示热处理装置100的电气结构的一例的功能框图。热处理装置100包括对各处理单元(对准部230、损伤检测部170、膜厚检测部180、热处理部160、冷却部130、140)、搬运机械手150以及交接机械手120进行控制的计算机30。计算机30也可以具有个人计算机(FA个人计算机)的形态，其包括控制部(控制电路)3、输入部33、存储部34、显示部35。控制部3包括CPU等运算处理装置。输入部33包括键盘、定点设备、以及触摸面板等输入设备。进而，输入部33包括用于与主计算机的通信的通信模块。存储部34包括固体存储器设备以及硬盘驱动器等存储装置。显示部35包括例如液晶显示器，并且在控制部3的控制下显示各种信息。作为显示部35，例如采用液晶显示器。通过控制部3的CPU执行规定的处理程序，来进行热处理装置100中的处理。例如，控制部3对具备搬运机械手150以及交接机械手120的搬运机构进行控制，以沿着所设定的搬运路径搬运半导体晶片W(或仿真晶片R)。需要说明的是，在图1中示出了在分度部101与对准部230之间存在控制部3，但不限于此。控制部3能够配置在热处理装置100内的任意位置。
如图9所示，控制部3具有计算部31以及报警部32。计算部31以及报警部32是通过控制部3的CPU执行规定的处理程序来实现的功能处理部。关于计算部31以及报警部32的处理内容将在后面进一步说明。
接着，对本发明的热处理装置100的处理动作进行说明。在此，在对通常的半导体晶片W的处理动作进行说明之后，对仿真晶片R的管理进行说明。作为处理对象的半导体晶片W是通过离子注入法添加了杂质(离子)的半导体基板。该杂质的活性化通过热处理装置100的闪光照射加热处理(退火)来执行。
在对通常的半导体晶片W进行处理的情况下，首先，载体CA在容纳多张注入有杂质的未处理的半导体晶片W的状态下，载置于分度部101的装载埠110。然后，交接机械手120从载体CA一张一张地取出未处理的半导体晶片W，搬入对准部230的对准腔室231。在对准腔室231中，使半导体晶片W以其中心部为旋转中心在水平面内绕铅垂方向轴旋转，通过光学地检测缺口等来调整半导体晶片W的朝向。
接着，搬运机械手150从对准腔室231取出朝向调整后的半导体晶片W，并搬出到搬运腔室151。取出半导体晶片W的搬运机械手150以朝向热处理部160的方式旋转。接着，闸阀162将热处理腔室161与搬运腔室151之间打开，搬运机械手150将未处理的半导体晶片W搬入到热处理腔室161。此时，在先行的加热处理完毕的半导体晶片W存在于热处理腔室161的情况下，通过两个搬运手部152中的某一方取出加热处理后的半导体晶片W后，将未处理的半导体晶片W搬入热处理腔室161，而进行晶片更换。之后，闸阀162将热处理腔室161与搬运腔室151之间关闭。
通过卤素灯HL对搬入到热处理腔室161的半导体晶片W进行预热之后，通过来自闪光灯FL的闪光照射进行闪光加热处理。通过该闪光加热处理进行注入到半导体晶片W的杂质的活性化。
在结束闪光加热处理之后，闸阀162将热处理腔室161与搬运腔室151之间再次打开，搬运机械手150从热处理腔室161将闪光加热处理后的半导体晶片W搬出到搬运腔室151。取出了半导体晶片W后的搬运机械手150以从热处理腔室161朝向第一冷却腔室131或第二冷却腔室141的方式旋转。另外，闸阀162将热处理腔室161与搬运腔室151之间关闭。
然后，搬运机械手150将加热处理后的半导体晶片W搬入到冷却部130的第一冷却腔室131或冷却部140的第二冷却腔室141。在第一冷却腔室131或第二冷却腔室141中，进行闪光加热处理后的半导体晶片W的冷却处理。由于从热处理部160的热处理腔室161搬出的时刻的半导体晶片W整体的温度是比较高的高温，因此将半导体晶片W在第一冷却腔室131或第二冷却腔室141中冷却至常温附近。
在经过了规定的冷却处理时间之后，搬运机械手150将冷却后的半导体晶片W从第一冷却腔室131或第二冷却腔室141搬出，再次搬入到搬运腔室151。搬入到搬运腔室151的半导体晶片W被搬入至膜厚检测部180的膜厚检测腔室181。在膜厚检测腔室181中，测量形成于半导体晶片W上的膜的厚度。测量出的膜厚通过控制部3与预先设定的阈值进行比较。由控制部3比较测量出的膜厚与阈值的结果，在测量出的膜厚超过阈值的情况下，将半导体晶片W是无法使用的半导体晶片W的信息存储于存储部34。这样存储为是无法使用的状态的半导体晶片W被向废弃用载体CA搬运。相反地，在测量出的膜厚在阈值的范围内的情况下，半导体晶片W返回至原来的载体CA。当在载体CA中容纳有规定张数的处理完毕的半导体晶片W时，该载体CA被从分度部101的装载埠110搬出。
继续对热处理部160中的加热处理进行说明。在将半导体晶片W搬入热处理腔室161之前，打开用于供气的阀84并且打开排气用的阀89、192，开始对热处理腔室161内的供气排气。当阀84被打开时，从气体供给孔81向热处理空间65供给氮气。另外，当阀89被打开时，从气体排出孔86排出热处理腔室161内的气体。由此，从热处理腔室161内的热处理空间65的上部供给的氮气向下方流动，并从热处理空间65的下部排出。
另外，通过打开阀192，从搬运开口部66也排出热处理腔室161内的气体。进而，通过未图示的排气机构也排出移载机构10的驱动部周边的环境气体。需要说明的是，在对热处理部160中的半导体晶片W进行热处理时，将氮气持续地供给至热处理空间65中，该供给量根据处理工序而适当变更。
接着，打开闸阀162而开放搬运开口部66，由搬运机械手150经由搬运开口部66将作为处理对象的半导体晶片W搬入到热处理腔室161内的热处理空间65。搬运机械手150将保持未处理的半导体晶片W的搬运手部152前进到保持部7的正上方位置而停止。然后，移载机构10的一对移载臂11从退避位置向移载动作位置水平移动并上升，从而升降销12通过贯通孔79从基座74的保持板75的上表面突出而接收半导体晶片W。此时，升降销12上升至比基板支承销77的上端靠上方的位置。
将未处理的半导体晶片W载置于升降销12之后，搬运机械手150将搬运手部152从热处理空间65退出，通过闸阀162关闭搬运开口部66。然后，通过一对移载臂11下降，半导体晶片W从移载机构10交接到保持部7的基座74，以水平姿势从下方被保持。半导体晶片W由竖立设置在保持板75上的多个基板支承销77支承而保持于基座74。另外，半导体晶片W将形成有图案并注入有杂质的表面作为上表面而被保持部7保持。在由多个基板支承销77支承的半导体晶片W的背面(与表面相反侧的主面)与保持板75的保持面75a之间形成规定的间隔。下降至基座74的下方的一对移载臂11通过水平移动机构13退避到退避位置、即凹部62的内侧。
在半导体晶片W由保持部7的基座74从下方保持为水平姿势之后，40根的卤素灯HL一齐点亮而开始预热(辅助加热)。从卤素灯HL射出的卤素光透过由石英形成的下侧腔室窗64以及基座74并照射至半导体晶片W的下表面。通过接收来自卤素灯HL的光照射，从而半导体晶片W被预热而温度上升。需要说明的是，移载机构10的移载臂11退避到凹部62的内侧，因此，不会成为基于卤素灯HL的加热的障碍。
在进行基于卤素灯HL的预热时，半导体晶片W的温度由放射温度计20来测定。即，放射温度计20接收从保持于基座74的半导体晶片W的下表面经由开口部78放射的红外光，来测定升温中的晶片温度。测定出的半导体晶片W的温度向控制部3传递。控制部3一边监测通过来自卤素灯HL的光照射而升温的半导体晶片W的温度是否到达规定的预热温度T1，一边控制卤素灯HL的输出。即，控制部3基于放射温度计20的测定值对卤素灯HL的输出进行反馈控制，以使半导体晶片W的温度成为预热温度T1。为了不造成添加至半导体晶片W的杂质因热而扩散，预热温度T1为600℃至800℃左右(在本实施方式为700℃)。
在半导体晶片W的温度到达预热温度T1之后，控制部3将半导体晶片W暂时保持为该预热温度T1。具体而言，在由放射温度计20测定的半导体晶片W的温度到达预热温度T1的时刻，控制部3调整卤素灯HL的输出，并将半导体晶片W的温度保持为大致预热温度T1。
通过进行这样的基于卤素灯HL的预热，将半导体晶片W的整体均匀地升温至预热温度T1。在基于卤素灯HL的预热阶段，存在更容易产生散热的半导体晶片W的周缘部的温度比中央部降低的倾向，但就卤素灯罩4中的卤素灯HL的配设密度而言，与半导体晶片W的中央部对置的区域相比，与周缘部对置的区域更高。因此，向容易产生散热的半导体晶片W的周缘部照射的光量增多，能够使预热阶段中的半导体晶片W的面内温度分布均匀。
在半导体晶片W的温度到达预热温度T1并经过了规定时间的时刻，闪光灯FL对半导体晶片W的表面进行闪光照射。此时，从闪光灯FL放射的闪光的一部分直接朝向热处理腔室161内，另一部分暂时被反射器52反射而朝向热处理腔室161内，通过照射这样的闪光，从而进行半导体晶片W的闪光加热。
闪光加热通过来自闪光灯FL的闪光(flash)照射而进行，因此能够在短时间内使半导体晶片W的表面温度上升。即，从闪光灯FL照射的闪光是预先蓄积在电容器的静电能量被转换为极短的光脉冲的、照射时间为0.1毫秒以上且100毫秒以下左右的极短的强闪光。而且，通过来自闪光灯FL的闪光照射进行闪光加热的半导体晶片W的表面温度瞬间地上升至1000℃以上的处理温度T2，注入到半导体晶片W的杂质被活性化之后，表面温度急速下降。这样，在闪光加热中，能够使半导体晶片W的表面温度在极短时间内升降，因此，能够抑制注入到半导体晶片W的杂质的由热引起的扩散并且进行杂质的活性化。需要说明的是，由于杂质的活性化所需的时间与该热扩散所需的时间相比极短，因此，即使在0.1毫秒至100毫秒程度的不产生扩散的短时间内，活性化也完成。
在结束闪光加热处理之后，在经过规定时间后熄灭卤素灯HL。由此，半导体晶片W从预热温度T1急速降温。降温中的半导体晶片W的温度由放射温度计20测定，该测定结果向控制部3传递。控制部3根据放射温度计20的测定结果来监测半导体晶片W的温度是否已经降温至规定温度。然后，在半导体晶片W的温度降温至规定以下之后，移载机构10的一对移载臂11再次从退避位置水平移动至移载动作位置并上升，从而升降销12从基座74的上表面突出并且从基座74接受热处理后的半导体晶片W。接着，打开由闸阀162关闭的搬运开口部66，载置于升降销12上的处理后的半导体晶片W由搬运机械手150的搬运手部152搬出。搬运机械手150使搬运手部152前进至由升降销12提起的半导体晶片W的正下方位置而停止。然后，通过一对移载臂11下降，闪光加热后的半导体晶片W被交付并载置于搬运手部152。然后，搬运机械手150使搬运手部152从热处理腔室161退出并搬出处理后的半导体晶片W。
然而，典型的是，半导体晶片W的处理以批次为单位进行。批次是指，在同一条件下进行同一内容的处理的成为对象的一组半导体晶片W。在本实施方式的热处理装置100中，构成批次的多张(例如25张)半导体晶片W也被容纳在一个载体CA中并载置于分度部101的装载埠110，将半导体晶片W从该载体CA逐张地搬入热处理腔室161而进行加热处理。
在此，在利用暂时未进行处理的热处理装置100开始批次的处理的情况下，批次的最初的半导体晶片W被搬入大致室温的热处理腔室161而进行预热以及闪光加热处理。这样的情况例如是在维护后并启动热处理装置100之后对最初的批次进行处理的情况、或者对前一批次进行处理之后经过了长时间的情况等。在加热处理时，从升温后的半导体晶片W向基座74等腔室内构造物产生热传导，因此，初期为室温的基座74随着半导体晶片W的处理张数增加而逐渐通过蓄热而升温。另外，从卤素灯HL射出的红外光的一部分被下侧腔室窗64吸收，因此随着半导体晶片W的处理张数增加，下侧腔室窗64的温度也逐渐升温。
然后，在进行了约十张的半导体晶片W的加热处理时，基座74以及下侧腔室窗64的温度到达恒定的稳定温度。在到达了稳定温度的基座74中，从半导体晶片W向基座74的传热量和来自基座74的散热量处于均衡。在基座74的温度到达稳定温度之前，由于来自半导体晶片W的传热量比来自基座74的散热量多，因此，随着半导体晶片W的处理张数增加而基座74的温度因蓄热而逐渐上升。与此相对，在基座74的温度到达稳定温度之后，由于来自半导体晶片W的传热量和来自基座74的散热量处于均衡，因此，基座74的温度保持为恒定的稳定温度。另外，在下侧腔室窗64的温度到达稳定温度之后，由于下侧腔室窗64从卤素灯HL的照射光吸收的热量和从下侧腔室窗64放出的热量处于均衡，因此，下侧腔室窗64的温度也保持为恒定的稳定温度。
若像这样在室温的热处理腔室161中开始处理，则存在批次的初期的半导体晶片W和来自中途的半导体晶片W因热处理腔室161的构造物的温度不同而导致温度履历不均匀的问题。另外，关于初期的半导体晶片W，由于被低温的基座74支承并进行闪光加热处理，因此有时会产生晶片翘曲。因此，在开始批次的处理之前，将不是处理对象的仿真晶片R向热处理腔室161内搬入并进行与处理对象的半导体晶片W同样的预热以及闪光加热处理，来实施将基座74等的腔室内构造物升温至稳定温度的仿真运行。通过对十张左右的仿真晶片R进行预热以及闪光加热处理，从而能够使基座74等腔室内构造物升温至稳定温度。这样的仿真运行不仅在室温的热处理腔室161中开始处理的情况下执行，在变更预热温度T1、处理温度T2的情况下也执行。如上所述，由于对仿真晶片R反复进行预热以及闪光加热处理，因此，仿真晶片R的劣化发展，容易产生晶片破裂、翘曲。因此，需要适当地管理仿真晶片R的劣化状态。以下，对热处理装置100中的仿真晶片R的管理进行说明。
图9至图11是表示仿真晶片R的管理步骤的流程图。仿真晶片R是与作为处理对象的半导体晶片W同样的圆板形状的硅晶片，具有与半导体晶片W同样的尺寸以及形状。但是，仿真晶片R未形成图案或注入离子。即，仿真晶片R是所谓的裸晶片。
在进行仿真运行时，首先，确认欲开始搬运的对象是否为仿真晶片R。仿真晶片R容纳在与容纳通常的半导体晶片W的载体CA不同的仿真晶片R专用的载体CA(仿真载体)而进行运用。若将这样的仿真晶片R专用的载体CA载置于分度部101的装载埠110，则读取附加于载体CA的标签，而由控制部3识别该载体CA为仿真载体。控制部3在欲开始搬运的晶片是容纳于仿真载体的晶片时，判断为该晶片是仿真晶片R。在欲开始搬运的晶片不是仿真晶片R的情况下，不开始仿真运行。需要说明的是，仿真晶片R专用的载体CA的形态本身与容纳通常的半导体晶片W的载体CA相同，在本实施方式为FOUP。
在欲开始搬运的对象为仿真晶片R的情况下，该仿真晶片R由交接机械手120从分度部101向对准部230搬运(步骤S1)。仿真晶片R的搬运步骤与作为上述处理对象的半导体晶片W的搬运步骤大概相同。
搬入到对准部230并进行仿真晶片R的定位。并且，通过翘曲检测机构232光学地检测仿真晶片R的翘曲(步骤S2)。被检测出的仿真晶片R的翘曲信息被输入到存储部34以及计算部31中。在计算部31中计算仿真晶片R的翘曲信息的值在预先存储于存储部34中的阈值的范围内还是超过阈值(步骤S3)。
翘曲信息的值也能够称为翘曲量。翘曲信息的值例如是翘曲的朝向、翘曲宽度。另外，翘曲信息的值优选为翘曲的朝向和翘曲宽度的乘积。翘曲的朝向在图1中表示在Z轴方向是+还是-的朝向。这是在后面的热处理部160的热处理中，根据半导体晶片W的保持的类型，改变翘曲的朝向与翘曲宽度的关系所需要的。而且，构成为根据半导体晶片W的保持的类型能够变更规定值。例如，如果是从半导体晶片W的下侧保持的类型，则向图1中的-Z方向的翘曲的阈值变窄。另一方面，例如，如果是从仿真晶片R的侧方保持的类型，则向图1中的+Z方向的翘曲的阈值变窄。
图12和图13是表示半导体晶片W的翘曲宽度的侧截面的概略图。如图12所示，在半导体晶片W从中央部分向侧方沿+Z方向(铅垂上方)翘曲的情况下，翘曲的朝向被判定为+。该情况的翘曲信息的值为+t1。另外，如图13所示，在半导体晶片W从中央部分向侧方沿着-Z方向(铅垂下方)的情况下，翘曲的朝向被判定为-。该情况下的翘曲信息的值为-t2。
另外，图14和图15是显示于显示部35的画面。如图14所示，针对每个晶片示出了翘曲信息的值在阈值的范围内还是超过阈值。在图14中，由于slot1的仿真晶片R和slot2的仿真晶片R的翘曲信息的值均在阈值的范围内，因此用〇标记表示。另一方面，在翘曲信息的值超过阈值的情况下，用×标记表示。另外，如图15所示，也可以针对各个仿真晶片R在显示部35上显示翘曲信息的详细。例如，显示部35成为触摸面板式的画面，当管理者触摸图14中的α部时，则显示图15所示的画面。在图15中，也一并示出了仿真晶片R的翘曲图像图。由此，管理者能够简易地掌握仿真晶片R的不良状况。
在判定为在步骤S3中检测出的翘曲信息的值超过阈值的情况下，控制部3判定为“仿真晶片R不可使用”。在该情况下，如图10的流程所示，从报警部32发出警告(步骤S101)。该报警例如由图14中的×标记表示。并且，控制部3判定为“仿真晶片R不可使用”，该仿真晶片R是无法使用的仿真晶片R的信息存储于存储部34(步骤S102)。这样，在步骤S102中存储为不可使用的仿真晶片R被搬运到废弃用的载体CA(步骤S103)。相反地，在翘曲信息的值在阈值的范围内的情况下，仿真晶片R按计划进入之后的处理。之后的处理例如是损伤检测处理、加热时间计算处理、加热次数计算处理、热处理。
另外，在搬入到对准部230并进行了仿真晶片R的定位之后，仿真晶片R也可以被搬入损伤检测部170的损伤检测腔室171。当仿真晶片R被搬入损伤检测腔室171时，由位于损伤检测腔室171的损伤检测装置173检测形成于仿真晶片R的损伤(步骤S4)。检测出的仿真晶片R的损伤信息被向存储部34或计算部31输入。在计算部31中计算仿真晶片R的损伤信息的值在预先存储于存储部34中的阈值的范围内还是超过阈值(步骤S5)。
损伤信息的值能够称为损伤量。损伤信息的值例如是损伤的深度、损伤的长度、损伤的宽度。另外，损伤信息的值优选是损伤的深度、损伤的长度和损伤的宽度的乘积。即，损伤信息的值E由损伤的深度(d)×损伤的长度(l)×损伤的宽度(w)来表示。另外，在一个仿真晶片R中存在多个损伤的情况下，损伤信息的值也可以是这些各损伤信息的值之和。即，损伤信息的值(E)也可以由损伤A的损伤信息的值EA(损伤的深度(dA)×损伤的长度(lA)×损伤的宽度(wA))+损伤B的损伤信息的值EB(损伤的深度(dB)×损伤的长度(lB)×损伤的宽度(wB))+损伤C的损伤信息的值EC(损伤的深度(dC)×损伤的长度(lC)×损伤的宽度(wC))来表示。另外，损伤信息的值E也可以基于损伤的位置信息来进行损伤量的加权。作为损伤的位置信息，例如能够利用从仿真晶片R的中心O到损伤的距离m。从该中心O到损伤的距离m例如是中心O与损伤的中央部之间的距离、中心O与损伤中距中心O最近的部位之间的距离。例如，损伤信息的值(E)由损伤的深度(dA)×损伤的长度(lA)×损伤的宽度(wA)/(损伤A与中心O之间的距离mA)+损伤的深度(dB)×损伤的长度(lB)×损伤的宽度(wB)/(损伤B与中心O之间的距离mB)+损伤的深度(dC)×损伤的长度(lC)×损伤的宽度(wC)/(损伤C与中心O的距离mC)来表示。
损伤的位置信息包含于损伤信息的值的理由如下。一般来说，损伤的位置越靠近半导体晶片W(或仿真晶片R)的中心，则半导体晶片W(或仿真晶片R)越存在容易破裂的倾向。因此，对半导体晶片W(或仿真晶片R)的破裂造成影响的大小在中心附近的损伤和端部的损伤之间不同。因此，优选通过对损伤信息的值除以“从中心O到损伤的距离m”，从而对损伤信息的值进行加权。
另外，图16和图17是显示于显示部35的画面。再次参照图14，针对每个晶片示出了损伤信息的值在阈值的范围内还是超过阈值。在图14中，由于slot1的仿真晶片R的损伤信息的值在阈值的范围内，因此由〇标记表示。另一方面，由于slot2的仿真晶片R的损伤信息的值超过阈值，因此由×标记表示。另外，如图16所示，也可以将分别针对每个仿真晶片R的损伤信息的详细显示于显示部35上。例如，显示部35成为触摸面板式的画面，当管理者触摸图14中的β部时，图16所示的画面显示于显示部35。在图16中，也一并示出仿真晶片R的损伤的图像图。通过图16这样的图像图，管理者能够一眼掌握各个损伤的位置、大小。另外，当管理者接触图16中的γ部时，图17所示的画面显示于显示部35。由此，管理者能够简单地掌握仿真晶片R的不良状况。
在判定为在步骤S5检测出的损伤信息的值超过阈值的情况下，控制部3判定为“仿真晶片R不可使用”。在该情况下，如图10的流程所示，从报警部32发出警告(步骤101)。该报警例如由图14中的×标记表示。并且，控制部3判定为“仿真晶片R不可使用”，该仿真晶片R是无法使用的仿真晶片R的信息存储于存储部34(步骤S102)。这样，在步骤S102中被存储为不可使用的仿真晶片R向废弃用的载体CA搬运(步骤S103)。相反地，在损伤信息的值在阈值的范围内的情况下，仿真晶片R按计划地进入之后的处理。之后的处理例如是翘曲检测处理、加热时间计算处理、加热次数计算处理、热处理。
另外，搬入到对准部230而进行了仿真晶片R的定位之后，在计算部31中计算与该仿真晶片R相关的到目前为止的加热总时间，计算加热总时间的值在预先存储于存储部34的阈值的范围内还是超过阈值(步骤S6)。具体而言，仿真晶片R的加热总时间是将到目前为止的每次的基于卤素灯HL的预热时间加在一起的时间。例如，就到目前为止进行了三次预热的仿真晶片R而言，在第一次为4秒、第二次为5秒、第三次为3秒的情况下，加热总时间为4秒+5秒+3秒＝12秒。在计算部31中，该加热总时间与预先存储于存储部23的阈值进行比较。
如图14所示，针对每个晶片示出了加热总时间的值在阈值的范围内还是超过阈值。在图14中，由于slot1的仿真晶片R和slot2的仿真晶片R的加热总时间的值均在阈值的范围内，因此，由〇标记表示。另一方面，在加热的总时间的值超过阈值的情况下，由×标记表示。通过这样的显示，管理者能够简单地掌握仿真晶片R的不良状况。
在判定为在步骤S6中比较的加热总时间的值超过阈值的情况下，控制部3判定为“仿真晶片R不可使用”。在该情况下，如图10的流程所示，从报警部32发出警告(步骤S101)。该报警例如由图14中的×标记表示。并且，控制部3判定为“仿真晶片R不可使用”，该仿真晶片R是无法使用的仿真晶片R的信息存储于存储部34(步骤S102)。这样，在步骤S102中存储为不可使用的仿真晶片R被搬运至废弃用的载体CA(步骤S103)。相反地，在加热总时间的值在阈值的范围内的情况下，仿真晶片R按计划进入之后的处理。之后的处理例如是翘曲检测处理、损伤检测处理、加热次数计算处理、热处理。
另外，搬入到对准部230而进行了仿真晶片R的定位之后，在计算部31中计算与该仿真晶片R相关的到目前为止的加热次数，并且计算加热次数的值在预先存储于存储部34的阈值的范围内还是超过阈值(步骤S7)。具体而言，仿真晶片R的加热次数是到目前为止的基于闪光灯FL的闪光照射的次数。例如，就到目前为止进行了三次闪光加热的仿真晶片R而言，加热的次数为三次。在计算部31中，该加热次数与预先存储于存储部34的阈值进行比较。
如图14所示，针对每个晶片示出了加热次数的值在阈值的范围内还是超过阈值。在图14中，由于slot1的仿真晶片R和slot2的仿真晶片R的加热次数的值均在阈值的范围内，因此，用〇标记表示。另一方面，在加热次数的值超过阈值的情况下，由×标记表示。通过这样的显示，管理者能够简单地掌握仿真晶片R的不良状况。
在判定为在步骤S6中比较的加热次数的值超过阈值的情况下，控制部3判定为“仿真晶片R不可使用”。在该情况下，如图10的流程所示，从报警部32发出警告(步骤S101)。该报警例如由图14中的×标记表示。并且，控制部3判定为“仿真晶片R不可使用”，该仿真晶片R是无法使用的仿真晶片R的信息存储于存储部34(步骤S102)。这样，在步骤S12中存储为不可使用的仿真晶片R被搬运至废弃用的载体CA(步骤S103)。相反地，在加热次数的值在阈值的范围内的情况下，仿真晶片R按计划进入之后的处理。之后的处理例如是翘曲检测处理、损伤检测处理、加热时间计算处理、热处理。
以上所述的步骤S2和步骤S3的翘曲检测处理、步骤S4和步骤S5的损伤检测处理、步骤S6的加热时间计算处理、步骤S7的加热次数计算处理也可以全部进行。至少进行翘曲检测处理以及损伤检测处理中的任一个、或者进行双方。由此，能够详细地管理仿真晶片R的劣化。通过这样的结构，能够在加热处理前检测出因多次重复进行的搬运处理、加热处理而产生的仿真晶片R的翘曲、损伤。假设如果对存在翘曲、损伤等不良的仿真晶片R进行搬运处理、加热处理，则可能引起搬运失败、搬运路径或热处理腔室161内的破损。通过在加热处理前检测出仿真晶片R的翘曲、损伤，从而能够预先掌握仿真晶片R的损伤。然后，通过不进行之后的热处理，从而能够预防因这样的损伤引起的破损。
另外，基于通过由卤素灯HL进行的光照射对仿真晶片R进行加热的时间，也能够判定仿真晶片R可否使用。由此，能够预防因翘曲信息或损伤信息中未出现的损伤而导致的仿真晶片R的破损。另外，基于由闪光灯FL进行的闪光照射的次数，也能够判定仿真晶片R的可否使用。由此，能够预防因翘曲信息或损伤信息中未出现的损伤而导致的仿真晶片R的破损。
在检测了以上的仿真晶片R的状态之后，进行处于各阈值的范围内的仿真晶片R的加热处理(步骤S8)。在进行步骤S8的加热处理时，首先，取出了仿真晶片R的搬运机械手150以朝向热处理部160的方式旋转。接着，闸阀162打开热处理腔室161与搬运腔室151之间，搬运机械手150将未处理的仿真晶片R搬入到热处理腔室161。此时，在先行的加热处理完毕的仿真晶片R存在于热处理腔室161的情况下，由两个搬运手部152中的某一方取出加热处理后的仿真晶片R，然后将未处理的仿真晶片R搬入至热处理腔室161，进行更换。之后，闸阀162关闭热处理腔室161与搬运腔室151之间。
对于搬入至热处理腔室161的仿真晶片R而言，由卤素灯HL进行了预热之后，通过来自闪光灯FL的闪光照射进行闪光加热处理。
在结束了闪光加热处理之后，闸阀162再次打开热处理腔室161与搬运腔室151之间，搬运机械手150将闪光加热处理后的仿真晶片R从热处理腔室161向搬运腔室151搬出。取出了仿真晶片R的搬运机械手150以从热处理腔室161朝向第一冷却腔室131或第二冷却腔室141的方式旋转。另外，闸阀162关闭热处理腔室161与搬运腔室151之间。
之后，搬运机械手150将加热处理后的仿真晶片R搬入冷却部130的第一冷却腔室131或冷却部140的第二冷却腔室141。在第一冷却腔室131或第二冷却腔室141中，进行闪光加热处理后的仿真晶片R的冷却处理(步骤S9)。由于从热处理部160的热处理腔室161搬出的时刻的仿真晶片R整体的温度比较高，因此，将其在第一冷却腔室131或第二冷却腔室141中冷却至常温附近。
在经过了规定的冷却处理时间之后，搬运机械手150将冷却后的仿真晶片R从第一冷却腔室131或第二冷却腔室141搬出，与加热处理前的步骤S2至步骤S7同样地再次进行仿真晶片R的翘曲检测处理、损伤检测处理、加热时间计算处理、或加热次数计算处理。
具体而言，将仿真晶片R搬入至对准部230，并光学地检测仿真晶片R的翘曲(步骤S10)。检测出的仿真晶片R的翘曲的信息被输入至存储部34以及计算部31。在计算部31中计算仿真晶片R的翘曲信息的值在预先存储于存储部34的阈值的范围内还是超过阈值(步骤S11)。
在判定为在步骤S11中检测出的翘曲信息的值超过阈值的情况下，控制部3判定为“仿真晶片R不可使用”。在该情况下，如图11的流程所示，从报警部32发出警告(步骤S201)。该报警由图14中的×标记表示。并且，控制部3判定为“仿真晶片R不可使用”，该仿真晶片R是无法使用的仿真晶片R的信息存储于存储部34(步骤S201)。这样，在步骤S202中存储为无法使用的仿真晶片R被搬运至废弃用的载体CA(步骤S203)。相反地，在翘曲信息的值在阈值的范围内的情况下，仿真晶片R按计划进入之后的处理。之后的处理例如是损伤检测处理、加热时间计算处理、加热次数计算处理。另外，在没有之后的处理的情况下，返回至载体CA。
另外，也可以将仿真晶片R搬入损伤检测部170的损伤检测腔室171中。当仿真晶片R被搬入损伤检测腔室171时，由位于损伤检测腔室171的损伤检测装置173检测形成于仿真晶片R的损伤(步骤S12)。检测出的仿真晶片R的损伤信息被输入至存储部34或计算部31。在计算部31中计算仿真晶片R的损伤信息的值在预先存储于存储部34中的阈值的范围内还是超过阈值(步骤S13)。
通过图16那样的图像图，管理者能够一眼掌握各个损伤的位置、大小。另外，当管理者触摸图16中的γ部时，图17所示的画面显示于显示部35。由此，管理者能够简单地掌握仿真晶片R的不良状况。
在判定为在步骤S13中检测出的损伤信息的值超过阈值的情况下，控制部3判定为“仿真晶片R不可使用”。在该情况下，如图10的流程所示，从报警部32发出警告(步骤201)。该报警例如由图14中的×标记表示。并且，控制部3判定为“仿真晶片R不可使用”，该仿真晶片R是无法使用的仿真晶片R的信息存储于存储部34(步骤S202)。这样，在步骤S202存储为不可使用的仿真晶片R被搬运至废弃用的载体CA(步骤S203)。相反地，在损伤信息的值在阈值的范围内的情况下，仿真晶片R按计划进入之后的处理。之后的处理例如是翘曲检测处理、加热时间计算处理、加热次数计算处理、热处理。另外，在没有之后的处理的情况下返回至载体CA。
另外，在计算部31中计算与该仿真晶片R相关的到目前为止的加热总时间(步骤S14)。在计算部31中计算仿真晶片R的加热总时间的值在预先存储于存储部34的阈值的范围内还是超过阈值(步骤S15)。
在判定为在步骤S15中计算出的加热总时间的值超过阈值的情况下，控制部3判定为“仿真晶片R不可使用”。在该情况下，如图11的流程所示，从报警部32发出警告(步骤201)。该报警例如由图14中的×标记表示。并且，控制部3判定为“仿真晶片R不可使用”，该仿真晶片R是无法使用的仿真晶片R的信息存储于存储部34(步骤S202)。这样，在步骤S202中存储为不可使用的仿真晶片R被搬运至废弃用的载体CA(步骤S203)。相反地，在加热总时间的值在阈值的范围内的情况下，仿真晶片R按计划进入之后的处理。之后的处理例如是翘曲检测处理、损伤检测处理、加热次数计算处理、热处理。另外，在没有之后的处理的情况下返回至载体CA。
另外，在计算部31中计算与该仿真晶片R相关的到目前为止的加热次数(步骤S16)。即，在计算部31中，对该仿真晶片R加上本次加热的次数。在计算部31中计算仿真晶片R的加热次数的值在预先存储于存储部34的阈值的范围内还是超过阈值(步骤S17)。
在判定为在步骤S17中计算出的加热次数的值超过阈值的情况下，控制部3判定为“仿真晶片R不可使用”。在该情况下，如图11的流程所示，从报警部32发出警告(步骤201)。该报警例如由图14中的×标记表示。并且，控制部3判定为“仿真晶片R不可使用”，该仿真晶片R是无法使用的仿真晶片R的信息存储于存储部34(步骤S202)。这样，在步骤S202中存储为不可使用的仿真晶片R被搬运至废弃用的载体CA(步骤S203)。相反地，在加热次数的值在阈值的范围内的情况下，仿真晶片R按计划进入之后的处理。之后的处理例如是翘曲检测处理、损伤检测处理、加热次数计算处理、或者热处理。另外，在没有之后的处理的情况下返回至载体CA。
当载体CA中容纳有规定张数的处理完毕的半导体晶片W时，该载体CA被从分度部101的装载埠110搬出。
如以上说明的步骤S10和步骤S11的翘曲检测处理、步骤S12和步骤S13的损伤检测处理、步骤S14和步骤S15的加热时间计算处理、步骤S16和步骤S17的加热次数计算处理也可以全部进行。至少进行翘曲检测处理以及损伤检测处理中的任一方或者双方。由此，能够详细地管理仿真晶片R的劣化。通过这样的结构，能够在加热处理后也检测因多次重复地进行的搬运处理、加热处理而产生的仿真晶片R的翘曲、损伤。由此，对于在加热处理前在阈值的范围内而在加热处理后超过阈值的范围的仿真晶片R而言，能够将该仿真晶片R设为不可使用的状态，以不进行下次的搬运和其他的处理，。
＜其他＞
在上述的实施方式中，作为翘曲信息的值，虽然说明了是翘曲的朝向和翘曲宽度的乘积，但不限定于此。针对从下侧保持半导体晶片W的类型，仅在如图12所示的向-方向的翘曲的情况下，产生了难以保持的问题。另一方面，针对从侧方保持半导体晶片W的类型，仅在如图13所示的翘曲的朝向向+方向的情况下，产生了难以保持的问题。因此，作为翘曲信息，也可以仅是翘曲的朝向的信息。在该情况下，从下侧保持半导体晶片W(或仿真晶片R)的类型在翘曲的朝向为-方向的情况下判定为无法使用仿真晶片R。另一方面，从侧方保持半导体晶片W(或仿真晶片R)的类型在翘曲的朝向为+方向的情况下判定为无法使用仿真晶片R。
另外，在上述的实施方式中，损伤信息的值由损伤的深度、损伤的长度、损伤的宽度表示，但不限定于此。也可以是损伤的个数的信息。另外，损伤信息的值可举出损伤的深度和损伤的长度和损伤的宽度的乘积，但不限定于此。也可以是损伤的深度、损伤的长度、损伤的宽度中的至少一个，也可以是这些中的两个乘积。
另外，在上述的实施方式中，作为来自报警部的报警，设定显示×标记，但不限定于此。作为来自报警部的报警，也可以通过色彩的不同来显示。例如，在阈值的范围内的情况下显示蓝色，在超过阈值的情况下显示红色，从而也可以使管理者掌握仿真晶片的状況。另外，在超过阈值的范围的情况下，也可以发出报警声(alarm)。
另外，在上述的实施方式中，在仿真晶片R的加热处理前和加热处理后检测仿真晶片R的翘曲、损伤，但不限定于此。翘曲、损伤的检测也可以仅在仿真晶片R的加热处理前。如果在仿真晶片R的加热处理前进行检测，就能够预防搬运路径、热处理腔室161内的仿真晶片R的破损。由此，能够预防搬运路径、热处理腔室161内的部件的损伤。
另外，在上述第一实施方式中，作为连续发光一秒以上的连续点亮灯，使用灯丝方式的卤素灯HL进行半导体晶片W的预热，但不限定于此，也可以代替卤素灯HL而使用放电型的弧灯(例如氙气弧灯)或LED灯作为连续点亮灯进行预热。
另外，作为热处理装置100的处理对象的基板不限定于半导体晶片，也可以是液晶显示装置等平板显示器中使用的玻璃基板、太阳能电池用基板。

Claims (24)

1.一种热处理装置，对仿真晶片进行管理，其特征在于，
具有：
热处理部，对所述仿真晶片进行热处理；
损伤检测部，检测所述仿真晶片的损伤；以及
控制部，基于由所述损伤检测部检测出的损伤信息来判定所述仿真晶片可否使用。
2.一种热处理装置，对仿真晶片进行管理，其特征在于，
具有：
热处理部，对所述仿真晶片进行热处理；
翘曲检测部，检测所述仿真晶片的翘曲；以及
控制部，基于由所述翘曲检测部检测出的翘曲信息来判定所述仿真晶片可否使用。
3.一种热处理装置，对仿真晶片进行管理，其特征在于，
具有：
热处理部，对所述仿真晶片进行热处理；
损伤检测部，检测所述仿真晶片的损伤；
翘曲检测部，检测所述仿真晶片的翘曲；以及
控制部，基于由所述损伤检测部检测出的损伤信息以及由所述翘曲检测部检测出的翘曲信息，来判定所述仿真晶片可否使用。
4.如权利要求1或3所述的热处理装置，其特征在于，
所述损伤信息包括所述损伤的深度、所述损伤的长度、以及所述损伤的宽度中的至少一个信息。
5.如权利要求4所述的热处理装置，其特征在于，
所述控制部根据所述损伤的深度、所述损伤的长度、以及所述损伤的宽度来计算损伤量，在所述损伤量超过规定的阈值的情况下，将所述仿真晶片判定为不可使用。
6.如权利要求5所述的热处理装置，其特征在于，
所述控制部基于所述损伤的位置信息进行所述损伤量的加权。
7.如权利要求5所述的热处理装置，其特征在于，
所述控制部在所述损伤量超过所述规定的阈值的情况下发出警告。
8.如权利要求2或3所述的热处理装置，其特征在于，
所述翘曲信息包括翘曲的朝向以及翘曲宽度中的至少一个信息。
9.如权利要求8所述的热处理装置，其特征在于，
所述控制部在所述翘曲信息的值超过规定的阈值的情况下，将所述仿真晶片判定为不可使用。
10.如权利要求9所述的热处理装置，其特征在于，
所述控制部在所述翘曲信息的值超过所述规定的阈值的情况下发出警告。
11.如权利要求1至3中任一项所述的热处理装置，其特征在于，
所述控制部还基于通过来自连续点亮灯的光照射对所述仿真晶片进行加热的加热时间，来判定所述仿真晶片可否使用。
12.如权利要求1至3中任一项所述的热处理装置，其特征在于，
所述控制部还基于由闪光灯进行的闪光加热的次数，来判定所述仿真晶片可否使用。
13.一种热处理方法，对仿真晶片进行管理，其特征在于，
包括：
热处理工序，对所述仿真晶片进行热处理；
损伤检测工序，检测所述仿真晶片的损伤；以及
判定工序，基于由所述损伤检测工序检测出的损伤信息来判定所述仿真晶片可否使用。
14.一种热处理方法，对仿真晶片进行管理，其特征在于，
包括：
热处理工序，对所述仿真晶片进行热处理；
翘曲检测工序，检测所述仿真晶片的翘曲；以及
判定工序，基于由所述翘曲检测工序检测出的翘曲信息来判定所述仿真晶片可否使用。
15.一种热处理方法，对仿真晶片进行管理，其特征在于，
包括：
热处理工序，对所述仿真晶片进行热处理；
损伤检测工序，检测所述仿真晶片的损伤；
翘曲检测工序，检测所述仿真晶片的翘曲；以及
判定工序，基于由所述损伤检测工序检测出的损伤信息以及由所述翘曲检测工序检测出的翘曲信息，来判定所述仿真晶片可否使用。
16.如权利要求13或15所述的热处理方法，其特征在于，
所述损伤信息包括所述损伤的深度、所述损伤的长度、以及所述损伤的宽度中的至少一个信息。
17.如权利要求16所述的热处理方法，其特征在于，
在所述判定工序中，根据所述损伤的深度、所述损伤的长度、以及所述损伤的宽度来计算损伤量，在所述损伤量超过规定的阈值的情况下，将所述仿真晶片判定为不可使用。
18.如权利要求17所述的热处理方法，其特征在于，
在所述判定工序中，基于所述损伤的位置信息来进行所述损伤量的加权。
19.如权利要求17所述的热处理方法，其特征在于，
还包括报警工序，在所述损伤量超过所述规定的阈值的情况下发出警告。
20.如权利要求14或15所述的热处理方法，其特征在于，
所述翘曲信息包括翘曲的朝向以及翘曲宽度中的至少一个信息。
21.如权利要求20所述的热处理方法，其特征在于，
在所述判定工序中，在所述翘曲信息的值超过规定的阈值的情况下，将所述仿真晶片判定为不可使用。
22.如权利要求21所述的热处理方法，其特征在于，
还包括报警工序，在所述翘曲信息的值超过所述规定的阈值的情况下发出警告。
23.如权利要求13至15中任一项所述的热处理方法，其特征在于，
在所述判定工序中，还基于通过来自连续点亮灯的光照射对所述仿真晶片进行加热的加热时间，来判定所述仿真晶片可否使用。
24.如权利要求13至15中任一项所述的热处理方法，其特征在于，
在所述判定工序中，还基于由闪光灯进行的闪光加热的次数，来判定所述仿真晶片可否使用。
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