JP2021018995A - 熱処理方法および熱処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明に係る熱処理装置1の構成を示す縦断面図である。図1の熱処理装置1は、基板として円板形状の半導体ウェハーWに対してフラッシュ光照射を行うことによってその半導体ウェハーWを加熱するフラッシュランプアニール装置である。処理対象となる半導体ウェハーWのサイズは特に限定されるものではないが、例えばφ300mmやφ450mmである(本実施形態ではφ300mm)。熱処理装置1に搬入される前の半導体ウェハーWには不純物が注入されており、熱処理装置1による加熱処理によって注入された不純物の活性化処理が実行される。なお、図1および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態の熱処理装置1の構成は第1実施形態と全く同じである。また、第2実施形態の熱処理装置1における半導体ウェハーWの処理手順も第1実施形態と概ね同様である。但し、第2実施形態では、アンモニア等の反応性ガスの雰囲気中にて半導体ウェハーWの加熱処理を行っている。第2実施形態が第1実施形態と実質的に相違するのは、温度測定値の積算期間と割れ検出の手法である。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。第1実施形態では、表面温度積算値FSまたは裏面温度積算値BSが上限値および下限値の範囲から外れているときに半導体ウェハーWが割れていると判定した(つまり、表面温度積算値FSと裏面温度積算値BSとのOR判定)。第2実施形態では、表面温度積算値FSおよび裏面温度積算値BSが上限値および下限値の範囲から外れているときに半導体ウェハーWが割れていると判定した(つまり、表面温度積算値FSと裏面温度積算値BSとのAND判定)。これらに代えて、例えば、表面温度積算値FSのみに基づいて半導体ウェハーWの割れを判定するようにしても良い。また、裏面温度積算値BSのみに基づいて半導体ウェハーWの割れを判定するようにしても良い。
3 制御部
4 ハロゲン加熱部
5 フラッシュ加熱部
6 チャンバー
7 保持部
10 移載機構
31 積算部
32 割れ判定部
33 表示部
34 入力部
63 上側チャンバー窓
64 下側チャンバー窓
65 熱処理空間
74 サセプタ
75 保持プレート
77 基板支持ピン
120,130,140 放射温度計
150 温度センサー
FL フラッシュランプ
HL ハロゲンランプ
W 半導体ウェハー
Claims (12)
- 基板にフラッシュ光を照射することによって該基板を加熱する熱処理方法であって、
チャンバー内に基板を収容する収容工程と、
連続点灯ランプから光を照射して前記基板を予備加熱温度に加熱する予備加熱工程と、
フラッシュランプから前記基板の表面にフラッシュ光を照射して当該表面を加熱するフラッシュ光照射工程と、
前記フラッシュ光の照射開始から前記基板に対する加熱を終了するまでの期間の前記基板の温度を測定する温度測定工程と、
前記温度測定工程にて測定された前記基板の温度を積算して温度積算値を算定する算定工程と、
前記温度積算値が予め設定された上限値および下限値の範囲から外れているときに前記基板が割れていると判定する判定工程と、
を備えることを特徴とする熱処理方法。 - 請求項1記載の熱処理方法において、
前記温度測定工程では、前記フラッシュ光の照射開始から前記連続点灯ランプによる前記基板の加熱を終了するまでの期間の前記基板の温度を測定することを特徴とする熱処理方法。 - 請求項1記載の熱処理方法において、
前記温度測定工程では、前記フラッシュ光の照射開始から前記フラッシュランプによる前記基板の加熱を終了するまでの期間の前記基板の温度を測定することを特徴とする熱処理方法。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の熱処理方法において、
前記温度測定工程では、前記基板の表面および裏面の温度を測定し、
前記算定工程では、前記基板の表面および裏面の温度を積算し、
前記判定工程では、前記基板の表面の温度を積算した表面温度積算値、および、前記基板の裏面の温度を積算した裏面温度積算値が予め設定された上限値および下限値の範囲から外れているときに前記基板が割れていると判定することを特徴とする熱処理方法。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の熱処理方法において、
前記温度測定工程では、前記基板の表面および裏面の温度を測定し、
前記算定工程では、前記基板の表面および裏面の温度を積算し、
前記判定工程では、前記基板の表面の温度を積算した表面温度積算値、または、前記基板の裏面の温度を積算した裏面温度積算値が予め設定された上限値および下限値の範囲から外れているときに前記基板が割れていると判定することを特徴とする熱処理方法。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の熱処理方法において、
前記判定工程にて前記基板が割れていると判定されたときに、前記チャンバーに対する給気および排気を停止することを特徴とする熱処理方法。 - 基板にフラッシュ光を照射することによって該基板を加熱する熱処理装置であって、
基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内にて基板を保持するサセプタと、
前記サセプタに保持された前記基板に光を照射して予備加熱温度に加熱する連続点灯ランプと、
前記基板の表面にフラッシュ光を照射して当該表面を加熱するフラッシュランプと、
前記基板の温度を測定する放射温度計と、
前記フラッシュ光の照射開始から前記基板に対する加熱を終了するまでの期間に前記放射温度計によって測定された前記基板の温度を積算して温度積算値を算定する算定部と、
前記温度積算値が予め設定された上限値および下限値の範囲から外れているときに前記基板が割れていると判定する判定部と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。 - 請求項7記載の熱処理装置において、
前記算定部は、前記フラッシュ光の照射開始から前記連続点灯ランプによる前記基板の加熱を終了するまでの期間に測定された前記基板の温度を積算することを特徴とする熱処理装置。 - 請求項7記載の熱処理装置において、
前記算定部は、前記フラッシュ光の照射開始から前記フラッシュランプによる前記基板の加熱を終了するまでの期間に測定された前記基板の温度を積算することを特徴とする熱処理装置。 - 請求項7から請求項9のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記放射温度計は、前記基板の表面の温度を測定する表面放射温度計および前記基板の裏面の温度を測定する裏面放射温度計を含み、
前記算定部は、前記基板の表面および裏面の温度を積算し、
前記判定部は、前記基板の表面の温度を積算した表面温度積算値、および、前記基板の裏面の温度を積算した裏面温度積算値が予め設定された上限値および下限値の範囲から外れているときに前記基板が割れていると判定することを特徴とする熱処理装置。 - 請求項7から請求項9のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記放射温度計は、前記基板の表面の温度を測定する表面放射温度計および前記基板の裏面の温度を測定する裏面放射温度計を含み、
前記算定部は、前記基板の表面および裏面の温度を積算し、
前記判定部は、前記基板の表面の温度を積算した表面温度積算値、または、前記基板の裏面の温度を積算した裏面温度積算値が予め設定された上限値および下限値の範囲から外れているときに前記基板が割れていると判定することを特徴とする熱処理装置。 - 請求項7から請求項11のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記判定部が前記基板が割れていると判定したときに、前記チャンバーに対する給気および排気を停止することを特徴とする熱処理装置。
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