KR102401862B1 - 열처리 방법 및 열처리 장치 - Google Patents

열처리 방법 및 열처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102401862B1
KR102401862B1 KR1020207037384A KR20207037384A KR102401862B1 KR 102401862 B1 KR102401862 B1 KR 102401862B1 KR 1020207037384 A KR1020207037384 A KR 1020207037384A KR 20207037384 A KR20207037384 A KR 20207037384A KR 102401862 B1 KR102401862 B1 KR 102401862B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
flash light
temperature data
flash
substrate
Prior art date
Application number
KR1020207037384A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210015908A (ko
Inventor
오마 나카지마
마오 오모리
Original Assignee
가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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 JP2018119852A external-priority patent/JP6987705B2/ja
Priority claimed from JP2018124279A external-priority patent/JP7017480B2/ja
Priority claimed from JP2018124391A external-priority patent/JP7013337B2/ja
Application filed by 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 filed Critical 가부시키가이샤 스크린 홀딩스
Publication of KR20210015908A publication Critical patent/KR20210015908A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102401862B1 publication Critical patent/KR102401862B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/04—Arrangements of indicators or alarms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B17/00—Furnaces of a kind not covered by any preceding group
    • F27B17/0016—Chamber type furnaces
    • F27B17/0025—Especially adapted for treating semiconductor wafers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0003—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiant heat transfer of samples, e.g. emittance meter
    • G01J5/0007—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiant heat transfer of samples, e.g. emittance meter of wafers or semiconductor substrates, e.g. using Rapid Thermal Processing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • H01L21/2686—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation using incoherent radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/023—Industrial applications
    • H05B1/0233—Industrial applications for semiconductors manufacturing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0033—Heating devices using lamps
    • H05B3/0038—Heating devices using lamps for industrial applications
    • H05B3/0047—Heating devices using lamps for industrial applications for semiconductor manufacture

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)

Abstract

반도체 웨이퍼는, 할로겐 램프에 의해 예비 가열된 후에 플래시 램프로부터의 플래시 광 조사에 의해 가열된다. 플래시 램프로부터 조사되는 플래시 광의 발광 파형의 길이는 적절히 조정 가능하게 되어 있다. 반도체 웨이퍼의 표면 온도를 측정하는 방사 온도계의 데이터 수집 주기(샘플링 간격)는 가변으로 하고, 플래시 광의 발광 파형의 길이가 길어질수록 데이터 수집 주기도 길게 한다. 플래시 광의 발광 파형의 길이에 기인하여 반도체 웨이퍼의 표면 온도의 승강 시간이 변화해도, 당해 표면 온도가 승온하고 최고 도달 온도를 거쳐 강온할 때까지 온도 변화를 일정의 데이터 점수로 온도 프로파일에 포함시킬 수 있다.

Description

열처리 방법 및 열처리 장치
본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 박판형상 정밀 전자 기판(이하, 간단히 「기판」이라고 칭한다)에 플래시 광을 조사함으로써 당해 기판을 가열하는 열처리 방법 및 열처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서, 불순물 도입은 반도체 웨이퍼 내에 pn 접합을 형성하기 위한 필수의 공정이다. 현재, 불순물 도입은, 이온 주입법과 그 후의 어닐법에 의해 이루어지는 것이 일반적이다. 이온 주입법은, 붕소(B), 비소(As), 인(P)과 같은 불순물의 원소를 이온화시켜 고가속 전압으로 반도체 웨이퍼에 충돌시켜 물리적으로 불순물 주입을 행하는 기술이다. 주입된 불순물은 어닐 처리에 의해 활성화된다. 이 때에, 어닐 시간이 몇 초 정도 이상이면, 주입된 불순물이 열에 의해 깊게 확산되고, 그 결과 접합 깊이가 요구보다 과도하게 깊어져 양호한 디바이스 형성에 지장이 생길 우려가 있다.
그래서, 매우 단시간에 반도체 웨이퍼를 가열하는 어닐 기술로서, 최근 플래시 램프 어닐(FLA)이 주목받고 있다. 플래시 램프 어닐은, 크세논 플래시 램프(이하, 간단히 「플래시 램프」라고 할 때에는 크세논 플래시 램프를 의미한다)를 사용하여 반도체 웨이퍼의 표면에 플래시 광을 조사함으로써, 불순물이 주입된 반도체 웨이퍼의 표면 만을 매우 단시간(수밀리초 이하)에 승온시키는 열처리 기술이다.
크세논 플래시 램프의 방사 분광 분포는 자외역에서 근적외역이며, 종래의 할로겐 램프보다 파장이 짧고, 실리콘의 반도체 웨이퍼의 기초 흡수대와 거의 일치하고 있다. 따라서, 크세논 플래시 램프로부터 반도체 웨이퍼에 플래시 광을 조사했을 때에는, 투과광이 적어 반도체 웨이퍼를 급속히 승온시키는 것이 가능하다. 또, 수밀리초 이하의 매우 단시간의 플래시 광 조사이면, 반도체 웨이퍼의 표면 근방 만을 선택적으로 승온시킬 수 있는 것도 판명되어 있다. 이 때문에, 크세논 플래시 램프에 의한 매우 단시간의 승온이면, 불순물을 깊게 확산시키지 않고, 불순물 활성화 만을 실행할 수 있는 것이다.
플래시 가열에 한정되지 않고 열처리에서는 반도체 웨이퍼의 온도를 적절히 관리하는 것이 중요하고, 그러기 위해서는 열처리 중의 반도체 웨이퍼의 온도를 정확하게 측정할 필요가 있다. 전형적으로는, 반도체 웨이퍼의 열처리에서는 비접촉의 방사 온도계에 의해 온도 측정이 행해진다. 특허 문헌 1에는, 플래시 광 조사 시의 반도체 웨이퍼의 표면 온도를 방사 온도계에 의해 측정하고, 그 측정 온도를 시계열적으로 플롯한 온도 프로파일을 작성하는 기술이 개시되어 있다. 얻어진 온도 프로파일에 의거하여, 플래시 광 조사 시에 있어서의 반도체 웨이퍼의 표면의 최고 도달 온도나 반도체 웨이퍼에 투입된 열량 등을 구할 수 있다.
일본 특허공개 2017-009450호 공보
플래시 가열에 있어서는, 플래시 램프로부터 조사하는 플래시 광의 파형에 의해 반도체 웨이퍼의 표면 온도 이력이 변화한다. 예를 들면, 비교적 파장이 긴 파형의 플래시 광을 조사한 경우에는, 반도체 웨이퍼의 표면 온도가 비교적 장시간 승온한다(다만, 플래시 가열에서는 승온 시간은 길어도 1초 이하이다). 반대로, 파장이 짧은 파형의 플래시 광을 조사한 경우에는, 반도체 웨이퍼의 표면 온도도 급격하게 승온한다.
소정의 샘플링 간격으로 방사 온도계에 의해 측정한 반도체 웨이퍼의 온도를 일정의 데이터수 플롯하여 온도 프로파일을 작성할 때에, 반도체 웨이퍼의 표면 온도가 비교적 장시간에 걸쳐 승온하고 있었을 때에는, 승온의 도중까지 밖에 온도 프로파일을 작성할 수 없는 경우가 있다. 그렇다면, 온도 프로파일로부터 반도체 웨이퍼의 최고 도달 온도나 투입된 열량이 구할 수 없게 된다. 한편, 반도체 웨이퍼의 표면 온도가 급격하게 승온하고 있었을 경우에는, 승온의 전체를 온도 프로파일에 넣을 수 있지만, 반도체 웨이퍼의 최고 도달 온도를 정확하게 구할 수 없는 경우도 있다.
또, 소정의 샘플링 간격으로 방사 온도계에 의해 측정한 반도체 웨이퍼의 온도를 일정의 데이터수 플롯하여 온도 프로파일을 작성할 때에, 반도체 웨이퍼의 표면 온도가 비교적 장시간에 걸쳐 완만하게 승온했을 때에는, 플래시 광 조사의 개시 시부터의 온도 프로파일을 적절히 작성할 수 없는 경우가 있다.
또한, 특허 문헌 1에 개시된 열처리 장치에 있어서는, 할로겐 램프로부터의 광 조사에 의해 반도체 웨이퍼를 예비 가열한 후에, 플래시 램프로부터 당해 반도체 웨이퍼의 표면에 플래시 광을 조사하도록 하고 있다. 소정의 샘플링 간격으로 방사 온도계에 의해 측정한 반도체 웨이퍼의 온도를 일정의 데이터수 플롯하여 온도 프로파일을 작성할 때에, 플래시 광을 조사한 순간의 반도체 웨이퍼의 승온을 방사 온도계에 의해 검지하고, 그것을 트리거로 하여 온도 데이터를 수집하는 것이 생각된다. 그러나, 할로겐 램프의 광 조사 개시 시에 방사 온도계가 트리거를 오검지하여 잘못된 타이밍에 온도 데이터를 수집하여, 적절한 온도 프로파일을 작성할 수 없게 되는 경우가 있었다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 적절히 온도 프로파일을 작성할 수 있는, 열처리 방법 및 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 이 발명의 제1의 양태는, 기판에 플래시 광을 조사함으로써 당해 기판을 가열하는 열처리 방법에 있어서, 플래시 램프로부터 기판의 표면에 플래시 광을 조사하는 플래시 광 조사 공정과, 미리 설정된 데이터 수집 주기로 방사 온도계에 의해 상기 기판의 표면 온도를 측정하는 온도 측정 공정과, 상기 온도 측정 공정에서 취득된 복수의 온도 데이터 중, 상기 플래시 광의 조사를 개시하기 전후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하는 프로파일 작성 공정을 구비하고, 상기 데이터 수집 주기는 가변된다.
또, 제2의 양태는, 제1의 양태에 따른 열처리 방법에 있어서, 상기 프로파일 작성 공정에서는, 상기 방사 온도계에 의해 측정된 온도가 역치에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점(始點) 온도 데이터로 하고, 상기 시점 온도 데이터 이후의 상기 일정 수의 온도 데이터를 추출한다.
또, 제3의 양태는, 제1의 양태에 따른 열처리 방법에 있어서, 상기 플래시 광 조사 공정에서 조사하는 상기 플래시 광의 파형에 따라 상기 데이터 수집 주기를 결정한다.
또, 제4의 양태는, 제3의 양태에 따른 열처리 방법에 있어서, 플래시 광의 파형과 데이터 수집 주기를 대응지은 변환 테이블에 의거하여 상기 데이터 수집 주기를 결정한다.
또, 제5의 양태는, 제3 또는 제4의 양태에 따른 열처리 방법에 있어서, 상기 플래시 광 조사 공정에서 조사하는 상기 플래시 광의 파형이 길어질수록 상기 데이터 수집 주기를 길게 한다.
또, 제6의 양태는, 기판에 플래시 광을 조사함으로써 당해 기판을 가열하는 열처리 방법에 있어서, 플래시 램프로부터 기판의 표면에 플래시 광을 조사하는 플래시 광 조사 공정과, 소정의 데이터 수집 주기로 방사 온도계에 의해 상기 기판의 표면 온도를 측정하는 온도 측정 공정과, 상기 플래시 광의 조사를 개시하기 전에 예고 신호를 발신하는 예고 공정과, 상기 예고 신호가 발신된 후, 상기 방사 온도계에 의해 측정된 온도가 역치에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 상기 온도 측정 공정에서 취득된 복수의 온도 데이터로부터 상기 시점 온도 데이터 이후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하는 프로파일 작성 공정을 구비한다.
또, 제7의 양태는, 제6의 양태에 따른 열처리 방법에 있어서, 상기 플래시 광 조사 공정 전에, 연속 점등 램프로부터의 광 조사에 의해 상기 기판을 예비 가열하는 예비 가열 공정을 추가로 구비하고, 상기 예고 신호는 상기 예비 가열 공정의 도중에 발신된다.
또, 제8의 양태는, 제6 또는 제7의 양태에 따른 열처리 방법에 있어서, 상기 역치는, 상기 플래시 광의 조사에 의해 상기 기판의 표면이 도달하는 최고 온도보다 낮게 설정된다.
또, 제9의 양태는, 기판에 플래시 광을 조사함으로써 당해 기판을 가열하는 열처리 방법에 있어서, 플래시 램프로부터 기판의 표면에 플래시 광을 조사하는 플래시 광 조사 공정과, 소정의 데이터 수집 주기로 방사 온도계에 의해 상기 기판의 표면 온도를 측정하는 온도 측정 공정과, 상기 방사 온도계에 의해 측정된 온도의 시간에 대한 기울기가 일정 시간 이상 계속해서 역치 이상이 되었을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 상기 온도 측정 공정에서 취득된 복수의 온도 데이터로부터 상기 시점 온도 데이터 이후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하는 프로파일 작성 공정을 구비한다.
또, 제10의 양태는, 제9의 양태에 따른 열처리 방법에 있어서, 상기 플래시 광의 조사를 개시하기 전에 예고 신호를 발신하는 예고 공정을 추가로 구비하고, 상기 프로파일 작성 공정에서는, 상기 예고 신호가 발신된 후, 상기 방사 온도계에 의해 측정된 온도의 시간에 대한 기울기의 판정을 행한다.
또, 제11의 양태는, 기판에 플래시 광을 조사함으로써 당해 기판을 가열하는 열처리 장치에 있어서, 기판을 수용하는 챔버와, 상기 챔버에 수용된 상기 기판의 표면에 플래시 광을 조사하는 플래시 램프와, 상기 기판의 표면으로부터 방사된 적외광을 수광하여, 미리 설정된 데이터 수집 주기로 당해 표면의 온도를 측정하는 방사 온도계와, 상기 방사 온도계가 측정하여 취득한 복수의 온도 데이터 중, 상기 플래시 램프가 상기 플래시 광의 조사를 개시하기 전후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하는 프로파일 작성부를 구비하고, 상기 데이터 수집 주기는 가변된다.
또, 제12의 양태는, 제11의 양태에 따른 열처리 장치에 있어서, 상기 프로파일 작성부는, 상기 방사 온도계에 의해 측정된 온도가 역치에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 상기 시점 온도 데이터 이후의 상기 일정 수의 온도 데이터를 추출한다.
또, 제13의 양태는, 제11의 양태에 따른 열처리 장치에 있어서, 상기 플래시 램프가 조사하는 상기 플래시 광의 파형에 따라 상기 데이터 수집 주기를 결정하는 주기 결정부를 추가로 구비한다.
또, 제14의 양태는, 제13의 양태에 따른 열처리 장치에 있어서, 플래시 광의 파형과 데이터 수집 주기를 대응지은 변환 테이블을 저장하는 기억부를 추가로 구비하고, 상기 주기 결정부는, 상기 변환 테이블에 의거하여 상기 데이터 수집 주기를 결정한다.
또, 제15의 양태는, 제13 또는 제14의 양태에 따른 열처리 장치에 있어서, 상기 주기 결정부는, 상기 플래시 램프가 조사하는 상기 플래시 광의 파형이 길어질수록 상기 데이터 수집 주기를 길게 한다.
또, 제16의 양태는, 기판에 플래시 광을 조사함으로써 당해 기판을 가열하는 열처리 장치에 있어서, 기판을 수용하는 챔버와, 상기 챔버에 수용된 상기 기판의 표면에 플래시 광을 조사하는 플래시 램프와, 상기 기판의 표면으로부터 방사된 적외광을 수광하여, 소정의 데이터 수집 주기로 당해 표면의 온도를 측정하는 방사 온도계와, 상기 플래시 램프가 플래시 광 조사를 개시하기 전에 예고 신호를 발신하는 예고 신호 발신부와, 상기 예고 신호가 발신된 후, 상기 방사 온도계에 의해 측정된 온도가 역치에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 상기 방사 온도계가 측정하여 취득한 복수의 온도 데이터로부터 상기 시점 온도 데이터 이후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하는 프로파일 작성부를 구비한다.
또, 제17의 양태는, 제16의 양태에 따른 열처리 장치에 있어서, 상기 플래시 램프로부터 플래시 광을 조사하기 전에 상기 기판에 광을 조사하여 예비 가열하는 연속 점등 램프를 추가로 구비하고, 상기 예고 신호 발신부는, 상기 예비 가열의 도중에 상기 예고 신호를 발신한다.
또, 제18의 양태는, 제16 또는 제17의 양태에 따른 열처리 장치에 있어서, 상기 역치는, 상기 플래시 램프로부터의 플래시 광 조사에 의해 상기 기판의 표면이 도달하는 최고 온도보다 낮게 설정된다.
또, 제19의 양태는, 기판에 플래시 광을 조사함으로써 당해 기판을 가열하는 열처리 장치에 있어서, 기판을 수용하는 챔버와, 상기 챔버에 수용된 상기 기판의 표면에 플래시 광을 조사하는 플래시 램프와, 상기 기판의 표면으로부터 방사된 적외광을 수광하여, 소정의 데이터 수집 주기로 당해 표면의 온도를 측정하는 방사 온도계와, 상기 방사 온도계에 의해 측정된 온도의 시간에 대한 기울기가 일정 시간 이상 계속해서 역치 이상이 되었을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 상기 방사 온도계가 측정하여 취득한 복수의 온도 데이터로부터 상기 시점 온도 데이터 이후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하는 프로파일 작성부를 구비한다.
또, 제20의 양태는, 제19의 양태에 따른 열처리 장치에 있어서, 상기 플래시 램프가 플래시 광 조사를 개시하기 전에 예고 신호를 발신하는 예고 신호 발신부를 추가로 구비하고, 상기 프로파일 작성부는, 상기 예고 신호가 발신된 후, 상기 방사 온도계에 의해 측정된 온도의 시간에 대한 기울기의 판정을 행한다.
제1 내지 제5의 양태에 따른 열처리 방법에 의하면, 방사 온도계의 데이터 수집 주기는 가변되기 때문에, 기판의 승온 시간에 따라 데이터 수집 주기를 변경할 수 있어, 기판의 승온 시간에 관계없이 적절히 온도 프로파일을 작성할 수 있다.
특히, 제2의 양태에 따른 열처리 방법에 의하면, 방사 온도계에 의해 측정된 온도가 역치에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 그 시점 온도 데이터 이후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하기 때문에, 플래시 광 조사가 개시된 시점에서의 기판의 온도를 확실히 온도 프로파일에 포함시킬 수 있다.
특히, 제5의 양태에 따른 열처리 방법에 의하면, 플래시 광의 파형이 길어질수록 데이터 수집 주기를 길게 하기 때문에, 긴 파형의 플래시 광에 의해 기판의 승온 시간이 길어져도 기판의 온도 변화를 온도 프로파일에 포함시킬 수 있다.
제6 내지 제8의 양태에 따른 열처리 방법에 의하면, 플래시 광의 조사를 개시하기 전에 예고 신호가 발신된 후, 방사 온도계에 의해 측정된 온도가 역치에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 온도 측정 공정에서 취득된 복수의 온도 데이터로부터 시점 온도 데이터 이후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하기 때문에, 역치의 오검지를 방지하여 적절히 온도 프로파일을 작성할 수 있다.
제9 및 제10의 양태에 따른 열처리 방법에 의하면, 방사 온도계에 의해 측정된 온도의 시간에 대한 기울기가 일정 시간 이상 계속해서 역치 이상이 되었을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 온도 측정 공정에서 취득된 복수의 온도 데이터로부터 시점 온도 데이터 이후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하기 때문에, 플래시 광 조사에 의해 기판의 표면 온도가 완만하게 승온하는 경우여도 적절히 플래시 광 조사의 개시 시부터의 온도 프로파일을 작성할 수 있다.
특히, 제10의 양태에 따른 열처리 방법에 의하면, 예고 신호가 발신된 후, 방사 온도계에 의해 측정된 온도의 시간에 대한 기울기의 판정을 행하기 때문에, 보다 확실히 플래시 광 조사의 개시 시부터의 온도 프로파일을 작성할 수 있다.
제11 내지 제15의 양태에 따른 열처리 장치에 의하면, 방사 온도계의 데이터 수집 주기는 가변되기 때문에, 기판의 승온 시간에 따라 데이터 수집 주기를 변경할 수 있어, 기판의 승온 시간에 관계없이 적절히 온도 프로파일을 작성할 수 있다.
특히, 제12의 양태에 따른 열처리 장치에 의하면, 방사 온도계에 의해 측정된 온도가 역치에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 그 시점 온도 데이터 이후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하기 때문에, 플래시 광 조사가 개시된 시점에서의 기판의 온도를 확실히 온도 프로파일에 포함시킬 수 있다.
특히, 제15의 양태에 따른 열처리 장치에 의하면, 플래시 광의 파형이 길어질수록 데이터 수집 주기를 길게 하기 때문에, 긴 파형의 플래시 광에 의해 기판의 승온 시간이 길어져도 기판의 온도 변화를 온도 프로파일에 포함시킬 수 있다.
제16 내지 제18의 양태에 따른 열처리 장치에 의하면, 플래시 광 조사를 개시하기 전에 예고 신호가 발신된 후, 방사 온도계에 의해 측정된 온도가 역치에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 방사 온도계가 측정하여 취득한 복수의 온도 데이터로부터 시점 온도 데이터 이후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하기 때문에, 역치의 오검지를 방지하여 적절히 온도 프로파일을 작성할 수 있다.
제19 및 제20의 양태에 따른 열처리 장치에 의하면, 방사 온도계에 의해 측정된 온도의 시간에 대한 기울기가 일정 시간 이상 계속해서 역치 이상이 되었을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 방사 온도계가 측정하여 취득한 복수의 온도 데이터로부터 시점 온도 데이터 이후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하기 때문에, 플래시 광 조사에 의해 기판의 표면 온도가 완만하게 승온하는 경우여도 적절히 플래시 광 조사의 개시 시부터의 온도 프로파일을 작성할 수 있다.
특히, 제20의 양태에 따른 열처리 장치에 의하면, 예고 신호가 발신된 후, 방사 온도계에 의해 측정된 온도의 시간에 대한 기울기의 판정을 행하기 때문에, 보다 확실히 플래시 광 조사의 개시 시부터의 온도 프로파일을 작성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 열처리 장치의 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 2는 유지부의 전체 외관을 나타내는 사시도이다.
도 3은 서셉터의 평면도이다.
도 4는 서셉터의 단면도이다.
도 5는 이재(移載) 기구의 평면도이다.
도 6은 이재 기구의 측면도이다.
도 7은 복수의 할로겐 램프의 배치를 나타내는 평면도이다.
도 8은 플래시 램프의 구동 회로를 나타내는 도이다.
도 9은 상부 방사 온도계의 주요부를 포함하는 고속 방사 온도계 유닛의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 10은 변환 테이블의 일례를 나타내는 도이다.
도 11은 플래시 램프의 발광 파형을 나타내는 도이다.
도 12는 플래시 광 조사 시에 있어서의 반도체 웨이퍼의 표면 온도의 변화의 일례를 나타내는 도이다.
도 13은 플래시 광 조사 시에 있어서의 반도체 웨이퍼의 표면 온도의 변화의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 14는 제2 실시 형태의 고속 방사 온도계 유닛의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 15는 플래시 광 조사의 전후에 있어서의 상부 방사 온도계의 측정치를 나타내는 도이다.
도 16은 플래시 광 조사의 전후에 있어서의 상부 방사 온도계의 측정치를 나타내는 도이다.
도 17은 플래시 광 조사 개시 후의 반도체 웨이퍼의 표면 온도의 기울기를 나타내는 도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시의 형태에 대해서 상세하게 설명한다.
＜제1 실시 형태＞
도 1은, 본 발명에 따른 열처리 장치(1)의 구성을 나타내는 종단면도이다. 도 1의 열처리 장치(1)는, 기판으로서 원판형상의 반도체 웨이퍼(W)에 대해 플래시 광 조사를 행함으로써 그 반도체 웨이퍼(W)를 가열하는 플래시 램프 어닐 장치이다. 처리 대상이 되는 반도체 웨이퍼(W)의 사이즈는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 φ300mm나 φ450mm이다(본 실시 형태에서는 φ300mm). 열처리 장치(1)에 반입되기 전의 반도체 웨이퍼(W)에는 불순물이 주입되어 있으며, 열처리 장치(1)에 의한 가열 처리에 의해 주입된 불순물의 활성화 처리가 실행된다. 또한, 도 1 및 이후의 각 도에 있어서는, 이해의 용이를 위해, 필요에 따라 각 부의 치수나 수를 과장 또는 간략화하여 그리고 있다.
열처리 장치(1)는, 반도체 웨이퍼(W)를 수용하는 챔버(6)와, 복수의 플래시 램프(FL)를 내장하는 플래시 가열부(5)와, 복수의 할로겐 램프(HL)를 내장하는 할로겐 가열부(4)를 구비한다. 챔버(6)의 상측에 플래시 가열부(5)가 설치됨과 함께, 하측에 할로겐 가열부(4)가 설치되어 있다. 또, 열처리 장치(1)는, 챔버(6)의 내부에, 반도체 웨이퍼(W)를 수평 자세로 유지하는 유지부(7)와, 유지부(7)와 장치 외부 사이에서 반도체 웨이퍼(W)의 수도(受渡)를 행하는 이재 기구(10)를 구비한다. 또한, 열처리 장치(1)는, 할로겐 가열부(4), 플래시 가열부(5) 및 챔버(6)에 설치된 각 동작 기구를 제어하여 반도체 웨이퍼(W)의 열처리를 실행시키는 제어부(3)를 구비한다.
챔버(6)는, 통형상의 챔버 측부(61)의 상하로 석영제의 챔버창을 장착하여 구성되어 있다. 챔버 측부(61)는 상하가 개구된 개략 통형상을 가지고 있으며, 상측 개구에는 상측 챔버창(63)이 장착되어 폐색되고, 하측 개구에는 하측 챔버창(64)이 장착되어 폐색되어 있다. 챔버(6)의 천정부를 구성하는 상측 챔버창(63)은, 석영에 의해 형성된 원판형상 부재이며, 플래시 가열부(5)로부터 출사된 플래시 광을 챔버(6) 내에 투과하는 석영창으로서 기능한다. 또, 챔버(6)의 바닥부를 구성하는 하측 챔버창(64)도, 석영에 의해 형성된 원판형상 부재이며, 할로겐 가열부(4)로부터의 광을 챔버(6) 내에 투과하는 석영창으로서 기능한다.
또, 챔버 측부(61)의 내측의 벽면의 상부에는 반사 링(68)이 장착되고, 하부에는 반사 링(69)이 장착되어 있다. 반사 링(68, 69)은, 모두 원환형상으로 형성되어 있다. 상측의 반사 링(68)은, 챔버 측부(61)의 상측으로부터 끼워넣음으로써 장착된다. 한편, 하측의 반사 링(69)은, 챔버 측부(61)의 하측으로부터 끼워넣어 도시 생략한 나사로 고정함으로써 장착된다. 즉, 반사 링(68, 69)은, 모두 착탈 가능하게 챔버 측부(61)에 장착되는 것이다. 챔버(6)의 내측 공간, 즉 상측 챔버창(63), 하측 챔버창(64), 챔버 측부(61) 및 반사 링(68, 69)에 의해 둘러싸이는 공간이 열처리 공간(65)으로서 규정된다.
챔버 측부(61)에 반사 링(68, 69)이 장착됨으로써, 챔버(6)의 내벽면에 오목부(62)가 형성된다. 즉, 챔버 측부(61)의 내벽면 중 반사 링(68, 69)이 장착되어 있지 않은 중앙 부분과, 반사 링(68)의 하단면과, 반사 링(69)의 상단면으로 둘러싸인 오목부(62)가 형성된다. 오목부(62)는, 챔버(6)의 내벽면에 수평 방향을 따라 원환형상으로 형성되고, 반도체 웨이퍼(W)를 유지하는 유지부(7)를 둘러싼다. 챔버 측부(61) 및 반사 링(68, 69)은, 강도와 내열성이 우수한 금속 재료(예를 들면, 스테인리스 스틸)로 형성되어 있다.
또, 챔버 측부(61)에는, 챔버(6)에 대해 반도체 웨이퍼(W)의 반입 및 반출을 행하기 위한 반송 개구부(노구(爐口))(66)가 형성되어 있다. 반송 개구부(66)는, 게이트 밸브(185)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 반송 개구부(66)는 오목부(62)의 외주면에 연통 접속되어 있다. 이 때문에, 게이트 밸브(185)가 반송 개구부(66)를 개방하고 있을 때에는, 반송 개구부(66)로부터 오목부(62)를 통과하여 열처리 공간(65)으로의 반도체 웨이퍼(W)의 반입 및 열처리 공간(65)으로부터의 반도체 웨이퍼(W)의 반출을 행할 수 있다. 또, 게이트 밸브(185)가 반송 개구부(66)를 폐쇄하면 챔버(6) 내의 열처리 공간(65)이 밀폐 공간이 된다.
또한, 챔버 측부(61)에는, 관통 구멍(61a) 및 관통 구멍(61b)이 형성되어 있다. 관통 구멍(61a)은, 후술하는 서셉터(74)에 유지된 반도체 웨이퍼(W)의 상면으로부터 방사된 적외광을 상부 방사 온도계(25)의 적외선 센서(29)로 이끌기 위한 원통형상의 구멍이다. 한편, 관통 구멍(61b)은, 반도체 웨이퍼(W)의 하면으로부터 방사된 적외광을 하부 방사 온도계(20)로 이끌기 위한 원통형상의 구멍이다. 관통 구멍(61a) 및 관통 구멍(61b)은, 그들의 관통 방향의 축이 서셉터(74)에 유지된 반도체 웨이퍼(W)의 주면과 교차하도록, 수평 방향에 대해 경사져 설치되어 있다. 관통 구멍(61a)의 열처리 공간(65)에 면하는 측의 단부에는, 상부 방사 온도계(25)가 측정 가능한 파장 영역의 적외광을 투과시키는 불화칼슘 재료로 이루어지는 투명창(26)이 장착되어 있다. 또, 관통 구멍(61b)의 열처리 공간(65)에 면하는 측의 단부에는, 하부 방사 온도계(20)가 측정 가능한 파장 영역의 적외광을 투과시키는 불화바륨 재료로 이루어지는 투명창(21)이 장착되어 있다.
또, 챔버(6)의 내벽 상부에는 열처리 공간(65)에 처리 가스를 공급하는 가스 공급 구멍(81)이 형성되어 있다. 가스 공급 구멍(81)은, 오목부(62)보다 상측 위치에 형성되어 있으며, 반사 링(68)에 형성되어 있어도 된다. 가스 공급 구멍(81)은 챔버(6)의 측벽 내부에 원환형상으로 형성된 완충 공간(82)을 통하여 가스 공급관(83)에 연통 접속되어 있다. 가스 공급관(83)은 처리 가스 공급원(85)에 접속되어 있다. 또, 가스 공급관(83)의 경로 도중에는 밸브(84)가 끼워져 있다. 밸브(84)가 개방되면, 처리 가스 공급원(85)으로부터 완충 공간(82)에 처리 가스가 송급된다. 완충 공간(82)에 유입된 처리 가스는, 가스 공급 구멍(81)보다 유체 저항이 작은 완충 공간(82) 내를 퍼지도록 흘러 가스 공급 구멍(81)으로부터 열처리 공간(65) 내로 공급된다. 처리 가스로서는, 예를 들면 질소(N2) 등의 불활성 가스, 또는, 수소(H2), 암모니아(NH3) 등의 반응성 가스, 혹은 그들을 혼합한 혼합 가스를 이용할 수 있다(본 실시 형태에서는 질소 가스).
한편, 챔버(6)의 내벽 하부에는 열처리 공간(65) 내의 기체를 배기하는 가스 배기 구멍(86)이 형성되어 있다. 가스 배기 구멍(86)은, 오목부(62)보다 하측 위치에 형성되어 있으며, 반사 링(69)에 형성되어 있어도 된다. 가스 배기 구멍(86)은 챔버(6)의 측벽 내부에 원환형상으로 형성된 완충 공간(87)을 통하여 가스 배기관(88)에 연통 접속되어 있다. 가스 배기관(88)은 배기부(190)에 접속되어 있다. 또, 가스 배기관(88)의 경로 도중에는 밸브(89)가 끼워져 있다. 밸브(89)가 개방되면, 열처리 공간(65)의 기체가 가스 배기 구멍(86)으로부터 완충 공간(87)을 거쳐 가스 배기관(88)으로 배출된다. 또한, 가스 공급 구멍(81) 및 가스 배기 구멍(86)은, 챔버(6)의 둘레 방향을 따라 복수 형성되어 있어도 되고, 슬릿형상의 것이어도 된다. 또, 처리 가스 공급원(85) 및 배기부(190)는, 열처리 장치(1)에 설치된 기구여도 되고, 열처리 장치(1)가 설치되는 공장의 유틸리티여도 된다.
또, 반송 개구부(66)의 선단에도 열처리 공간(65) 내의 기체를 배출하는 가스 배기관(191)이 접속되어 있다. 가스 배기관(191)은 밸브(192)를 통하여 배기부(190)에 접속되어 있다. 밸브(192)를 개방함으로써, 반송 개구부(66)를 통하여 챔버(6) 내의 기체가 배기된다.
도 2는, 유지부(7)의 전체 외관을 나타내는 사시도이다. 유지부(7)는, 기대 링(71), 연결부(72) 및 서셉터(74)를 구비하여 구성된다. 기대 링(71), 연결부(72) 및 서셉터(74)는 모두 석영으로 형성되어 있다. 즉, 유지부(7)의 전체가 석영으로 형성되어 있다.
기대 링(71)은 원환형상으로부터 일부가 결락된 원호형상의 석영 부재이다. 이 결락 부분은, 후술하는 이재 기구(10)의 이재 아암(11)과 기대 링(71)의 간섭을 방지하기 위해 설치되어 있다. 기대 링(71)은 오목부(62)의 저면에 재치(載置)됨으로써, 챔버(6)의 벽면에 지지되게 된다(도 1 참조). 기대 링(71)의 상면에, 그 원환형상의 둘레 방향을 따라 복수의 연결부(72)(본 실시 형태에서는 4개)가 세워 설치된다. 연결부(72)도 석영의 부재이며, 용접에 의해 기대 링(71)에 고착된다.
서셉터(74)는 기대 링(71)에 설치된 4개의 연결부(72)에 의해 지지된다. 도 3은, 서셉터(74)의 평면도이다. 또, 도 4는, 서셉터(74)의 단면도이다. 서셉터(74)는, 유지 플레이트(75), 가이드 링(76) 및 복수의 기판 지지 핀(77)을 구비한다. 유지 플레이트(75)는, 석영으로 형성된 대략 원형의 평판형상 부재이다. 유지 플레이트(75)의 직경은 반도체 웨이퍼(W)의 직경보다 크다. 즉, 유지 플레이트(75)는, 반도체 웨이퍼(W)보다 큰 평면 사이즈를 가진다.
유지 플레이트(75)의 상면 주연부에 가이드 링(76)이 설치되어 있다. 가이드 링(76)은, 반도체 웨이퍼(W)의 직경보다 큰 내경을 가지는 원환형상의 부재이다. 예를 들면, 반도체 웨이퍼(W)의 직경이 φ300mm인 경우, 가이드 링(76)의 내경은 φ320mm이다. 가이드 링(76)의 내주는, 유지 플레이트(75)로부터 상방을 향해 넓어지는 테이퍼면으로 되어 있다. 가이드 링(76)은, 유지 플레이트(75)와 동일한 석영으로 형성된다. 가이드 링(76)은, 유지 플레이트(75)의 상면에 용착되도록 해도 되고, 별도 가공한 핀 등에 의해 유지 플레이트(75)에 고정하도록 해도 된다. 혹은, 유지 플레이트(75)와 가이드 링(76)을 일체의 부재로서 가공하도록 해도 된다.
유지 플레이트(75)의 상면 중 가이드 링(76)보다 내측의 영역이 반도체 웨이퍼(W)를 유지하는 평면형상의 유지면(75a)이 된다. 유지 플레이트(75)의 유지면(75a)에는, 복수의 기판 지지 핀(77)이 세워 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 유지면(75a)의 외주 원(가이드 링(76)의 내주 원)과 동심원의 둘레 상을 따라 30°마다 합계 12개의 기판 지지 핀(77)이 세워 설치되어 있다. 12개의 기판 지지 핀(77)을 배치한 원의 직경(대향하는 기판 지지 핀(77) 간의 거리)은 반도체 웨이퍼(W)의 직경보다 작고, 반도체 웨이퍼(W)의 직경이 φ300mm이면 φ270mm~φ280mm(본 실시 형태에서는 φ270mm)이다. 각각의 기판 지지 핀(77)은 석영으로 형성되어 있다. 복수의 기판 지지 핀(77)은, 유지 플레이트(75)의 상면에 용접에 의해 설치하도록 해도 되고, 유지 플레이트(75)와 일체로 가공하도록 해도 된다.
도 2로 되돌아와, 기대 링(71)에 세워 설치된 4개의 연결부(72)와 서셉터(74)의 유지 플레이트(75)의 주연부가 용접에 의해 고착된다. 즉, 서셉터(74)와 기대 링(71)은 연결부(72)에 의해 고정적으로 연결되어 있다. 이와 같은 유지부(7)의 기대 링(71)이 챔버(6)의 벽면에 지지됨으로써, 유지부(7)가 챔버(6)에 장착된다. 유지부(7)가 챔버(6)에 장착된 상태에 있어서는, 서셉터(74)의 유지 플레이트(75)는 수평 자세(법선이 연직 방향과 일치하는 자세)가 된다. 즉, 유지 플레이트(75)의 유지면(75a)은 수평면이 된다.
챔버(6)에 반입된 반도체 웨이퍼(W)는, 챔버(6)에 장착된 유지부(7)의 서셉터(74) 상에 수평 자세로 재치되어 유지된다. 이 때, 반도체 웨이퍼(W)는 유지 플레이트(75) 상에 세워 설치된 12개의 기판 지지 핀(77)에 의해 지지되어 서셉터(74)에 유지된다. 보다 엄밀하게는, 12개의 기판 지지 핀(77)의 상단부가 반도체 웨이퍼(W)의 하면에 접촉하여 당해 반도체 웨이퍼(W)를 지지한다. 12개의 기판 지지 핀(77)의 높이(기판 지지 핀(77)의 상단으로부터 유지 플레이트(75)의 유지면(75a)까지의 거리)는 균일하기 때문에, 12개의 기판 지지 핀(77)에 의해 반도체 웨이퍼(W)를 수평 자세로 지지할 수 있다.
또, 반도체 웨이퍼(W)는 복수의 기판 지지 핀(77)에 의해 유지 플레이트(75)의 유지면(75a)으로부터 소정의 간격을 떼고 지지되게 된다. 기판 지지 핀(77)의 높이보다 가이드 링(76)의 두께가 크다. 따라서, 복수의 기판 지지 핀(77)에 의해 지지된 반도체 웨이퍼(W)의 수평 방향의 위치 어굿남은 가이드 링(76)에 의해 방지된다.
또, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 서셉터(74)의 유지 플레이트(75)에는, 상하로 관통하여 개구부(78)가 형성되어 있다. 개구부(78)는, 하부 방사 온도계(20)가 반도체 웨이퍼(W)의 하면으로부터 방사되는 방사광(적외광)을 수광하기 위해 설치되어 있다. 즉, 하부 방사 온도계(20)가 개구부(78) 및 챔버 측부(61)의 관통 구멍(61b)에 장착된 투명창(21)을 통하여 반도체 웨이퍼(W)의 하면으로부터 방사된 광을 수광하여 당해 반도체 웨이퍼(W)의 온도를 측정한다. 또한, 서셉터(74)의 유지 플레이트(75)에는, 후술하는 이재 기구(10)의 리프트 핀(12)이 반도체 웨이퍼(W)의 수도를 위해 관통하는 4개의 관통 구멍(79)이 형성되어 있다.
도 5는, 이재 기구(10)의 평면도이다. 또, 도 6은, 이재 기구(10)의 측면도이다. 이재 기구(10)는, 2개의 이재 아암(11)을 구비한다. 이재 아암(11)은, 대체로 원환형상의 오목부(62)를 따르는 원호형상으로 되어 있다. 각각의 이재 아암(11)에는 2개의 리프트 핀(12)이 세워 설치되어 있다. 이재 아암(11) 및 리프트 핀(12)은 석영으로 형성되어 있다. 각 이재 아암(11)은 수평 이동 기구(13)에 의해 회동 가능하게 되어 있다. 수평 이동 기구(13)는, 한 쌍의 이재 아암(11)을 유지부(7)에 대해 반도체 웨이퍼(W)의 이재를 행하는 이재 동작 위치(도 5의 실선 위치)와 유지부(7)에 유지된 반도체 웨이퍼(W)와 평면에서 보았을 때에 겹치지 않는 퇴피 위치(도 5의 2점 쇄선 위치) 사이에서 수평 이동시킨다. 수평 이동 기구(13)로서는, 개별의 모터에 의해 각 이재 아암(11)을 각각 회동시키는 것이어도 되고, 링크 기구를 이용하여 1개의 모터에 의해 한 쌍의 이재 아암(11)을 연동시켜 회동시키는 것이어도 된다.
또, 한 쌍의 이재 아암(11)은, 승강 기구(14)에 의해 수평 이동 기구(13)와 함께 승강 이동된다. 승강 기구(14)가 한 쌍의 이재 아암(11)을 이재 동작 위치에서 상승시키면, 합계 4개의 리프트 핀(12)이 서셉터(74)에 형성된 관통 구멍(79)(도 2, 3 참조)을 통과하여, 리프트 핀(12)의 상단이 서셉터(74)의 상면으로부터 튀어 나온다. 한편, 승강 기구(14)가 한 쌍의 이재 아암(11)을 이재 동작 위치에서 하강시켜 리프트 핀(12)을 관통 구멍(79)으로부터 빼내고, 수평 이동 기구(13)가 한 쌍의 이재 아암(11)을 열도록 이동시키면 각 이재 아암(11)이 퇴피 위치로 이동한다. 한 쌍의 이재 아암(11)의 퇴피 위치는, 유지부(7)의 기대 링(71)의 바로 윗쪽이다. 기대 링(71)은 오목부(62)의 저면에 재치되어 있기 때문에, 이재 아암(11)의 퇴피 위치는 오목부(62)의 내측이 된다. 또한, 이재 기구(10)의 구동부(수평 이동 기구(13) 및 승강 기구(14))가 설치되어 있는 부위의 근방에도 도시 생략한 배기 기구가 설치되어 있어, 이재 기구(10)의 구동부 주변의 분위기가 챔버(6)의 외부로 배출되도록 구성되어 있다.
도 1로 되돌아와, 챔버(6)의 상방에 설치된 플래시 가열부(5)는, 하우징(51)의 내측에, 복수개(본 실시 형태에서는 30개)의 크세논 플래시 램프(FL)로 이루어지는 광원과, 그 광원의 상방을 덮도록 설치된 리플렉터(52)를 구비하여 구성된다. 또, 플래시 가열부(5)의 하우징(51)의 저부에는 램프광 방사창(53)이 장착되어 있다. 플래시 가열부(5)의 바닥부를 구성하는 램프광 방사창(53)은, 석영에 의해 형성된 판형상의 석영창이다. 플래시 가열부(5)가 챔버(6)의 상방에 설치됨으로써, 램프광 방사창(53)이 상측 챔버창(63)과 서로 대향하게 된다. 플래시 램프(FL)는 챔버(6)의 상방으로부터 램프광 방사창(53) 및 상측 챔버창(63)을 통하여 열처리 공간(65)에 플래시 광을 조사한다.
복수의 플래시 램프(FL)는, 각각이 장척의 원통형상을 가지는 봉형상 램프이며, 각각의 길이 방향이 유지부(7)에 유지되는 반도체 웨이퍼(W)의 주면을 따라(즉 수평 방향을 따라) 서로 평행이 되도록 평면형상으로 배열되어 있다. 따라서, 플래시 램프(FL)의 배열에 의해 형성되는 평면도 수평면이다.
도 8은, 플래시 램프(FL)의 구동 회로를 나타내는 도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 콘덴서(93)와, 코일(94)과, 플래시 램프(FL)와, IGBT(절연 게이트 바이폴러 트랜지스터)(96)가 직렬로 접속되어 있다. 또, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제어부(3)는, 펄스 발생기(31) 및 파형 설정부(32)를 구비함과 함께, 입력부(33)에 접속되어 있다. 입력부(33)로서는, 키보드, 마우스, 터치 패널 등의 다양한 공지의 입력 기기를 채용할 수 있다. 입력부(33)로부터의 입력 내용에 의거하여 파형 설정부(32)가 펄스 신호의 파형을 설정하고, 그 파형에 따라서 펄스 발생기(31)가 펄스 신호를 발생시킨다.
플래시 램프(FL)는, 그 내부에 크세논 가스가 봉입되고 그 양단부에 양극 및 음극이 설치된 봉형상의 유리관(방전관)(92)과, 그 유리관(92)의 외주면 상에 부설된 트리거 전극(91)을 구비한다. 콘덴서(93)에는, 전원 유닛(95)에 의해 소정의 전압이 인가되고 그 인가 전압(충전 전압)에 따른 전하가 충전된다. 또, 트리거 전극(91)에는 트리거 회로(97)로부터 고전압을 인가할 수 있다. 트리거 회로(97)가 트리거 전극(91)에 전압을 인가하는 타이밍은 제어부(3)에 의해 제어된다.
IGBT(96)는, 게이트부에 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field effect transistor)를 장착한 바이폴러 트랜지스터이며, 대전력을 취급하는데 적합한 스위칭 소자이다. IGBT(96)의 게이트에는 제어부(3)의 펄스 발생기(31)로부터 펄스 신호가 인가된다. IGBT(96)의 게이트에 소정치 이상의 전압(High의 전압)이 인가되면 IGBT(96)가 온 상태가 되고, 소정치 미만의 전압(Low의 전압)이 인가되면 IGBT(96)가 오프 상태가 된다. 이와 같이 하여, 플래시 램프(FL)를 포함하는 구동 회로는 IGBT(96)에 의해 온 오프 된다. IGBT(96)가 온 오프 함으로써 플래시 램프(FL)와 대응하는 콘덴서(93)의 접속이 단속(斷續)되어, 플래시 램프(FL)에 흐르는 전류가 온 오프 제어된다.
콘덴서(93)가 충전된 상태에서 IGBT(96)가 온 상태가 되어 유리관(92)의 양단 전극에 고전압이 인가되었다고 해도, 크세논 가스는 전기적으로는 절연체이기 때문에, 통상 상태에서는 유리관(92) 내에 전기는 흐르지 않는다. 그러나, 트리거 회로(97)가 트리거 전극(91)에 고전압을 인가하여 절연을 파괴한 경우에는 양단 전극 간의 방전에 의해 유리관(92) 내에 전류가 순간적으로 흐르고, 그 때의 크세논의 원자 혹은 분자의 여기에 의해 광이 방출된다.
도 8에 나타내는 구동 회로는, 플래시 가열부(5)에 설치된 복수의 플래시 램프(FL)의 각각에 개별적으로 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 30개의 플래시 램프(FL)가 평면형상으로 배열되어 있기 때문에, 그들에 대응하여 도 8에 나타내는 바와 같이 구동 회로가 30개 설치되어 있다. 따라서, 30개의 플래시 램프(FL)의 각각에 흐르는 전류가 대응하는 IGBT(96)에 의해 개별적으로 온 오프 제어되게 된다.
또, 리플렉터(52)는, 복수의 플래시 램프(FL)의 상방에 그들 전체를 덮도록 설치되어 있다. 리플렉터(52)의 기본적인 기능은, 복수의 플래시 램프(FL)로부터 출사된 플래시 광을 열처리 공간(65)의 측으로 반사한다는 것이다. 리플렉터(52)는 알루미늄 합금판으로 형성되어 있으며, 그 표면(플래시 램프(FL)에 면하는 측의 면)은 블래스트 처리에 의해 조면화 가공이 실시되어 있다.
챔버(6)의 하방에 설치된 할로겐 가열부(4)는, 하우징(41)의 내측에 복수개(본 실시 형태에서는 40개)의 할로겐 램프(HL)를 내장하고 있다. 할로겐 가열부(4)는, 복수의 할로겐 램프(HL)에 의해 챔버(6)의 하방으로부터 하측 챔버창(64)을 통하여 열처리 공간(65)으로의 광 조사를 행하여 반도체 웨이퍼(W)를 가열하는 광 조사부이다.
도 7은, 복수의 할로겐 램프(HL)의 배치를 나타내는 평면도이다. 40개의 할로겐 램프(HL)는 상하 2단으로 나누어 배치되어 있다. 유지부(7)에 가까운 상단에 20개의 할로겐 램프(HL)가 설치됨과 함께, 상단보다 유지부(7)로부터 먼 하단에도 20개의 할로겐 램프(HL)가 설치되어 있다. 각 할로겐 램프(HL)는, 장척의 원통형상을 가지는 봉형상 램프이다. 상단, 하단 모두 20개의 할로겐 램프(HL)는, 각각의 길이 방향이 유지부(7)에 유지되는 반도체 웨이퍼(W)의 주면을 따라(즉 수평 방향을 따라) 서로 평행이 되도록 배열되어 있다. 따라서, 상단, 하단 모두 할로겐 램프(HL)의 배열에 의해 형성되는 평면은 수평면이다.
또, 도 7에 나타내는 바와 같이, 상단, 하단 모두 유지부(7)에 유지되는 반도체 웨이퍼(W)의 중앙부에 대향하는 영역보다 주연부에 대향하는 영역에 있어서의 할로겐 램프(HL)의 설치 밀도가 높아져 있다. 즉, 상하단 모두, 램프 배열의 중앙부보다 주연부가 할로겐 램프(HL)의 설치 피치가 짧다. 이 때문에, 할로겐 가열부(4)로부터의 광 조사에 의한 가열 시에 온도 저하가 생기기 쉬운 반도체 웨이퍼(W)의 주연부에 보다 많은 광량의 조사를 행할 수 있다.
또, 상단의 할로겐 램프(HL)로 이루어지는 램프군과 하단의 할로겐 램프(HL)로 이루어지는 램프군이 격자형상으로 교차하도록 배열되어 있다. 즉, 상단에 배치된 20개의 할로겐 램프(HL)의 길이 방향과 하단에 배치된 20개의 할로겐 램프(HL)의 길이 방향이 서로 직교하도록 합계 40개의 할로겐 램프(HL)가 설치되어 있다.
할로겐 램프(HL)는, 유리관 내부에 설치된 필라멘트에 통전함으로써 필라멘트를 백열화시켜 발광시키는 필라멘트 방식의 광원이다. 유리관의 내부에는, 질소나 아르곤 등의 불활성 가스에 할로겐 원소(요오드, 브롬 등)를 미량 도입한 기체가 봉입되어 있다. 할로겐 원소를 도입함으로써, 필라멘트의 파손을 억제하면서 필라멘트의 온도를 고온으로 설정하는 것이 가능해진다. 따라서, 할로겐 램프(HL)는, 통상의 백열전구에 비해 수명이 길고 또한 강한 광을 연속적으로 조사할 수 있다는 특성을 가진다. 즉, 할로겐 램프(HL)는 적어도 1초 이상 연속해서 발광하는 연속 점등 램프이다. 또, 할로겐 램프(HL)는 봉형상 램프이기 때문에 장수명이며, 할로겐 램프(HL)를 수평 방향을 따르게 하여 배치함으로써 상방의 반도체 웨이퍼(W)로의 방사 효율이 우수한 것이 된다.
또, 할로겐 가열부(4)의 하우징(41) 내에도, 2단의 할로겐 램프(HL)의 하측에 리플렉터(43)가 설치되어 있다(도 1). 리플렉터(43)는, 복수의 할로겐 램프(HL)로부터 출사된 광을 열처리 공간(65)의 측으로 반사한다.
제어부(3)는, 열처리 장치(1)에 설치된 상기의 다양한 동작 기구를 제어한다. 제어부(3)의 하드웨어로서의 구성은 일반적인 컴퓨터와 동일하다. 즉, 제어부(3)는, 각종 연산 처리를 행하는 회로인 CPU, 기본 프로그램을 기억하는 읽어내기 전용의 메모리인 ROM, 각종 정보를 기억하는 읽고쓰기 가능한 메모리인 RAM 및 제어용 소프트웨어나 데이터 등을 기억해 두는 자기 디스크를 구비하고 있다. 제어부(3)의 CPU가 소정의 처리 프로그램을 실행함으로써 열처리 장치(1)에 있어서의 처리가 진행된다. 또, 제어부(3)는, 펄스 발생기(31) 및 파형 설정부(32)를 구비하고(도 8), 입력부(33)로부터의 입력 내용에 의거하여, 파형 설정부(32)가 펄스 신호의 파형을 설정하고, 그에 따라서 펄스 발생기(31)가 IGBT(96)의 게이트에 펄스 신호를 출력한다.
또, 도 1에 나타내는 바와 같이 열처리 장치(1)는, 상부 방사 온도계(25) 및 하부 방사 온도계(20)를 구비한다. 상부 방사 온도계(25)는, 플래시 램프(FL)로부터 플래시 광이 조사되었을 때의 반도체 웨이퍼(W)의 상면의 급격한 온도 변화를 측정하기 위한 고속 방사 온도계이다.
도 9는, 상부 방사 온도계(25)의 주요부를 포함하는 고속 방사 온도계 유닛(101)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 상부 방사 온도계(25)의 적외선 센서(29)는, 그 광축이 관통 구멍(61a)의 관통 방향의 축과 일치하도록, 챔버 측부(61)의 외벽면에 장착되어 있다. 적외선 센서(29)는, 서셉터(74)에 유지된 반도체 웨이퍼(W)의 상면으로부터 방사된 적외광을 불화칼슘의 투명창(26)을 통하여 수광한다. 적외선 센서(29)는, InSb(인듐안티몬)의 광학 소자를 구비하고 있으며, 그 측정 파장역은 5μm~6.5μm이다. 불화칼슘의 투명창(26)은 적외선 센서(29)의 측정 파장역의 적외광을 선택적으로 투과한다. InSb 광학 소자는, 수광한 적외광의 강도에 따라 저항이 변화한다. InSb 광학 소자를 구비한 적외선 센서(29)는, 응답 시간이 매우 짧아 샘플링 간격이 현저하게 단시간(최단 약 20마이크로초)의 고속 측정이 가능하다. 적외선 센서(29)는 고속 방사 온도계 유닛(101)과 전기적으로 접속되어 있으며, 수광에 응답하여 발생한 신호를 고속 방사 온도계 유닛(101)에 전달한다.
고속 방사 온도계 유닛(101)은, 신호 변환 회로(102), 증폭 회로(103), A/D 컨버터(104), 온도 변환부(105), 프로파일 작성부(106) 및 기억부(107)를 구비한다. 신호 변환 회로(102)는, 적외선 센서(29)의 InSb 광학 소자에서 발생한 저항 변화를 전류 변화, 전압 변화의 순으로 신호 변환을 행하여, 최종적으로 취급이 용이한 전압의 신호로 변환하여 출력하는 회로이다. 신호 변환 회로(102)는, 예를 들면 오피 앰프를 이용하여 구성된다. 증폭 회로(103)는, 신호 변환 회로(102)로부터 출력된 전압 신호를 증폭하여 A/D 컨버터(104)에 출력한다. A/D 컨버터(104)는, 증폭 회로(103)에 의해 증폭된 전압 신호를 디지털 신호로 변환한다.
온도 변환부(105) 및 프로파일 작성부(106)는, 고속 방사 온도계 유닛(101)의 CPU(도시 생략)가 소정의 처리 프로그램을 실행함으로써 실현되는 기능 처리부이다. 온도 변환부(105)는, A/D 컨버터(104)로부터 출력된 신호, 즉 적외선 센서(29)가 수광한 적외광의 강도를 나타내는 신호에 소정의 연산 처리를 행하여 온도로 변환한다. 온도 변환부(105)에 의해 구해진 온도가 반도체 웨이퍼(W)의 상면의 온도이다. 또한, 적외선 센서(29), 신호 변환 회로(102), 증폭 회로(103), A/D 컨버터(104), 및, 온도 변환부(105)에 의해 상부 방사 온도계(25)가 구성된다. 하부 방사 온도계(20)도, 상부 방사 온도계(25)와 대체로 동일한 구성을 구비하는데, 고속 측정에 대응하고 있지 않아도 된다.
또, 프로파일 작성부(106)는, 온도 변환부(105)에 의해 일정 간격으로 취득된 온도 데이터를 순차적으로 기억부(107)에 축적함으로써, 반도체 웨이퍼(W)의 상면의 온도의 시간 변화를 나타내는 온도 프로파일을 작성한다. 기억부(107)로서는, 자기 디스크나 메모리 등의 공지의 기억 매체를 이용할 수 있다. 또한, 온도 프로파일의 작성에 대해서는 후에 추가로 상세히 서술한다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 고속 방사 온도계 유닛(101)은 열처리 장치(1) 전체의 콘트롤러인 제어부(3)와 전기적으로 접속되어 있다. 제어부(3)는, 펄스 발생기(31) 및 파형 설정부(32)(도 9에서는 도시 생략)에 더하여, 주기 결정부(35)를 구비한다. 주기 결정부(35)는, 제어부(3)의 CPU가 소정의 처리 프로그램을 실행함으로써 실현되는 기능 처리부이다. 주기 결정부(35)의 처리 내용에 대해서도 추가로 후술한다.
또, 제어부(3)에는 표시부(34) 및 입력부(33)가 접속되어 있다. 제어부(3)는, 표시부(34)에 다양한 정보를 표시한다. 열처리 장치(1)의 오퍼레이터는, 표시부(34)에 표시된 정보를 확인하면서, 입력부(33)로부터 다양한 커멘드나 파라미터를 입력할 수 있다. 표시부(34) 및 입력부(33)로서는, 예를 들면, 열처리 장치(1)의 외벽에 설치된 액정의 터치 패널을 채용하도록 해도 된다. 또한, 도 9에 나타내는 기억부(36)는, 제어부(3)의 자기 디크스나 메모리 등의 기억 매체이다.
상기의 구성 이외에도 열처리 장치(1)는, 반도체 웨이퍼(W)의 열처리 시에 할로겐 램프(HL) 및 플래시 램프(FL)로부터 발생하는 열에너지에 의한 할로겐 가열부(4), 플래시 가열부(5) 및 챔버(6)의 과잉한 온도 상승을 방지하기 위해, 다양한 냉각용의 구조를 구비하고 있다. 예를 들면, 챔버(6)의 벽체에는 수냉관(도시 생략)이 설치되어 있다. 또, 할로겐 가열부(4) 및 플래시 가열부(5)는, 내부에 기체류를 형성하여 배열(排熱)하는 공냉 구조로 되어 있다. 또, 상측 챔버창(63)과 램프광 방사창(53)의 간극에도 공기가 공급되어, 플래시 가열부(5) 및 상측 챔버창(63)을 냉각한다.
다음에, 열처리 장치(1)에 있어서의 처리 동작에 대해서 설명한다. 우선, 처리 대상이 되는 반도체 웨이퍼(W)에 대한 전형적인 열처리의 순서에 대해서 설명한다. 여기서 처리 대상이 되는 반도체 웨이퍼(W)는 이온 주입법에 의해 불순물(이온)이 첨가된 반도체 기판이다. 그 불순물의 활성화가 열처리 장치(1)에 의한 플래시 광 조사 가열 처리(어닐)에 의해 실행된다. 이하에 설명하는 열처리 장치(1)의 처리 순서는, 제어부(3)가 열처리 장치(1)의 각 동작 기구를 제어함으로써 진행된다.
우선, 급기를 위한 밸브(84)가 개방됨과 함께, 배기용의 밸브(89, 192)가 개방되어 챔버(6) 내에 대한 급배기가 개시된다. 밸브(84)가 개방되면, 가스 공급 구멍(81)으로부터 열처리 공간(65)에 질소 가스가 공급된다. 또, 밸브(89)가 개방되면, 가스 배기 구멍(86)으로부터 챔버(6) 내의 기체가 배기된다. 이것에 의해, 챔버(6) 내의 열처리 공간(65)의 상부로부터 공급된 질소 가스가 하방으로 흘러, 열처리 공간(65)의 하부로부터 배기된다.
또, 밸브(192)가 개방됨으로써, 반송 개구부(66)로부터도 챔버(6) 내의 기체가 배기된다. 또한, 도시 생략한 배기 기구에 의해 이재 기구(10)의 구동부 주변의 분위기도 배기된다. 또한, 열처리 장치(1)에 있어서의 반도체 웨이퍼(W)의 열처리 시에는 질소 가스가 열처리 공간(65)에 계속적으로 공급되고 있으며, 그 공급량은 처리 공정에 따라 적절히 변경된다.
계속해서, 게이트 밸브(185)가 열려 반송 개구부(66)가 개방되고, 장치 외부의 반송 로봇에 의해 반송 개구부(66)를 통하여 처리 대상이 되는 반도체 웨이퍼(W)가 챔버(6) 내의 열처리 공간(65)에 반입된다. 이 때에는, 반도체 웨이퍼(W)의 반입에 수반하여 장치 외부의 분위기를 유입시킬 우려가 있지만, 챔버(6)에는 질소 가스가 계속 공급되고 있기 때문에, 반송 개구부(66)로부터 질소 가스가 유출되어, 그와 같은 외부 분위기의 유입을 최소한으로 억제할 수 있다.
반송 로봇에 의해 반입된 반도체 웨이퍼(W)는 유지부(7)의 바로 윗쪽 위치까지 진출하고 정지한다. 그리고, 이재 기구(10)의 한 쌍의 이재 아암(11)이 퇴피 위치로부터 이재 동작 위치로 수평 이동하여 상승함으로써, 리프트 핀(12)이 관통 구멍(79)을 통과하여 서셉터(74)의 유지 플레이트(75)의 상면으로부터 튀어 나와 반도체 웨이퍼(W)를 수취한다. 이 때, 리프트 핀(12)은 기판 지지 핀(77)의 상단보다 상방으로까지 상승한다.
반도체 웨이퍼(W)가 리프트 핀(12)에 재치된 후, 반송 로봇이 열처리 공간(65)으로부터 퇴출하고, 게이트 밸브(185)에 의해 반송 개구부(66)가 폐쇄된다. 그리고, 한 쌍의 이재 아암(11)이 하강함으로써, 반도체 웨이퍼(W)는 이재 기구(10)로부터 유지부(7)의 서셉터(74)에 수도되어 수평 자세로 하방으로부터 유지된다. 반도체 웨이퍼(W)는, 유지 플레이트(75) 상에 세워 설치된 복수의 기판 지지 핀(77)에 의해 지지되어 서셉터(74)에 유지된다. 또, 반도체 웨이퍼(W)는, 패턴 형성이 이루어져 불순물이 주입된 표면을 상면으로 하여 유지부(7)에 유지된다. 복수의 기판 지지 핀(77)에 의해 지지된 반도체 웨이퍼(W)의 이면(표면과는 반대측의 주면)과 유지 플레이트(75)의 유지면(75a)의 사이에는 소정의 간격이 형성된다. 서셉터(74)의 하방으로까지 하강한 한 쌍의 이재 아암(11)은 수평 이동 기구(13)에 의해 퇴피 위치, 즉 오목부(62)의 내측으로 퇴피한다.
반도체 웨이퍼(W)가 석영으로 형성된 유지부(7)의 서셉터(74)에 의해 수평 자세로 하방으로부터 유지된 후, 할로겐 가열부(4)의 40개의 할로겐 램프(HL)가 일제히 점등되어 예비 가열(어시스트 가열)이 개시된다. 할로겐 램프(HL)로부터 출사된 할로겐광은, 석영으로 형성된 하측 챔버창(64) 및 서셉터(74)를 투과하여 반도체 웨이퍼(W)의 하면에 조사된다. 할로겐 램프(HL)로부터의 광 조사를 받음으로써 반도체 웨이퍼(W)가 예비 가열되어 온도가 상승한다. 또한, 이재 기구(10)의 이재 아암(11)은 오목부(62)의 내측으로 퇴피하고 있기 때문에, 할로겐 램프(HL)에 의한 가열의 장해가 되는 일은 없다.
할로겐 램프(HL)에 의한 예비 가열을 행할 때에는, 반도체 웨이퍼(W)의 온도가 하부 방사 온도계(20)에 의해 측정되고 있다. 즉, 서셉터(74)에 유지된 반도체 웨이퍼(W)의 하면으로부터 개구부(78)를 통하여 방사된 적외광을 투명창(21)을 통하여 하부 방사 온도계(20)가 수광하여 승온 중의 웨이퍼 온도를 측정한다. 측정된 반도체 웨이퍼(W)의 온도는 제어부(3)에 전달된다. 제어부(3)는, 할로겐 램프(HL)로부터의 광 조사에 의해 승온하는 반도체 웨이퍼(W)의 온도가 소정의 예비 가열 온도 T1에 도달했는지 여부를 감시하면서, 할로겐 램프(HL)의 출력을 제어한다. 즉, 제어부(3)는, 하부 방사 온도계(20)에 의한 측정치에 의거하여, 반도체 웨이퍼(W)의 온도가 예비 가열 온도 T1이 되도록 할로겐 램프(HL)의 출력을 피드백 제어한다. 이와 같이, 하부 방사 온도계(20)는, 예비 가열 시에 있어서의 반도체 웨이퍼(W)의 온도 제어를 위한 방사 온도계이다. 예비 가열 온도 T1은, 반도체 웨이퍼(W)에 첨가된 불순물이 열에 의해 확산될 우려가 없는, 200℃ 내지 800℃ 정도, 바람직하게는 350℃ 내지 600℃ 정도로 한다(본 실시의 형태에서는 600℃)
반도체 웨이퍼(W)의 온도가 예비 가열 온도 T1에 도달한 후, 제어부(3)는 반도체 웨이퍼(W)를 그 예비 가열 온도 T1에 잠시 유지한다. 구체적으로는, 하부 방사 온도계(20)에 의해 측정되는 반도체 웨이퍼(W)의 온도가 예비 가열 온도 T1에 도달한 시점에서 제어부(3)가 할로겐 램프(HL)의 출력을 조정하여, 반도체 웨이퍼(W)의 온도를 거의 예비 가열 온도 T1로 유지하고 있다.
이와 같은 할로겐 램프(HL)에 의한 예비 가열을 행함으로써, 반도체 웨이퍼(W)의 전체를 예비 가열 온도 T1로 균일하게 승온하고 있다. 할로겐 램프(HL)에 의한 예비 가열의 단계에 있어서는, 보다 방열이 생기기 쉬운 반도체 웨이퍼(W)의 주연부의 온도가 중앙부보다 저하되는 경향이 있지만, 할로겐 가열부(4)에 있어서의 할로겐 램프(HL)의 설치 밀도는, 반도체 웨이퍼(W)의 중앙부에 대향하는 영역보다 주연부에 대향하는 영역이 높아져 있다. 이 때문에, 방열이 생기기 쉬운 반도체 웨이퍼(W)의 주연부에 조사되는 광량이 많아져, 예비 가열 단계에 있어서의 반도체 웨이퍼(W)의 면내 온도 분포를 균일한 것으로 할 수 있다.
또, 반도체 웨이퍼(W)의 예비 가열이 행해지고 있을 때부터, 상부 방사 온도계(25)에 의한 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 측정이 행해진다. 가열되는 반도체 웨이퍼(W)의 표면으로부터는 그 온도에 따른 강도의 적외광이 방사되고 있다. 반도체 웨이퍼(W)의 표면으로부터 방사된 적외광은 투명창(26)을 투과하여 상부 방사 온도계(25)의 적외선 센서(29)에 의해 수광된다.
적외선 센서(29)의 InSb 광학 소자에는, 수광한 적외광의 강도에 따른 저항 변화가 발생한다. 적외선 센서(29)의 InSb 광학 소자에 생긴 저항 변화는 신호 변환 회로(102)에 의해 전압 신호로 변환된다. 신호 변환 회로(102)로부터 출력된 전압 신호는, 증폭 회로(103)에 의해 증폭된 후, A/D 컨버터(104)에 의해 컴퓨터가 취급하는데 적합한 디지털 신호로 변환된다. 그리고, A/D 컨버터(104)로부터 출력된 신호에 온도 변환부(105)가 소정의 연산 처리를 실시하여 온도 데이터로 변환한다. 즉, 상부 방사 온도계(25)는, 가열되는 반도체 웨이퍼(W)의 표면으로부터 방사된 적외광을 수광하여, 그 적외광의 강도로부터 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 측정하는 것이다.
반도체 웨이퍼(W)의 온도가 예비 가열 온도 T1에 도달하고 소정 시간이 경과한 시점에서 플래시 가열부(5)의 플래시 램프(FL)가 서셉터(74)에 유지된 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 플래시 광 조사를 행한다. 이 때, 플래시 램프(FL)로부터 방사되는 플래시 광의 일부는 직접 챔버(6) 내를 향하고, 다른 일부는 일단 리플렉터(52)에 의해 반사되고 나서 챔버(6) 내를 향하며, 이들 플래시 광의 조사에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 플래시 가열이 행해진다.
플래시 램프(FL)가 플래시 광 조사를 행함에 있어서는, 미리 전원 유닛(95)에 의해 콘덴서(93)에 전하를 축적해 둔다. 그리고, 콘덴서(93)에 전하가 축적된 상태에서, 제어부(3)의 펄스 발생기(31)로부터 IGBT(96)에 펄스 신호를 출력하여 IGBT(96)를 온 오프 구동한다.
펄스 신호의 파형은, 펄스 폭의 시간(온 시간)과 펄스 간격의 시간(오프 시간)을 파라미터로서 순차적으로 설정한 레시피를 입력부(33)로부터 입력함으로써 규정할 수 있다. 이와 같은 레시피를 오퍼레이터가 입력부(33)로부터 제어부(3)에 입력하면, 그에 따라서 제어부(3)의 파형 설정부(32)는 온 오프를 반복하는 펄스 파형을 설정한다. 그리고, 파형 설정부(32)에 의해 설정된 펄스 파형에 따라서 펄스 발생기(31)가 펄스 신호를 출력한다. 그 결과, IGBT(96)의 게이트에는 설정된 파형의 펄스 신호가 인가되고, IGBT(96)의 온 오프 구동이 제어되게 된다. 구체적으로는, IGBT(96)의 게이트에 입력되는 펄스 신호가 온일 때에는 IGBT(96)가 온 상태가 되고, 펄스 신호가 오프일 때에는 IGBT(96)가 오프 상태가 된다.
또, 펄스 발생기(31)로부터 출력하는 펄스 신호가 온이 되는 타이밍과 동기하여 제어부(3)가 트리거 회로(97)를 제어하여 트리거 전극(91)에 고전압(트리거 전압)을 인가한다. 콘덴서(93)에 전하가 축적된 상태에서 IGBT(96)의 게이트에 펄스 신호가 입력되고, 또한, 그 펄스 신호가 온이 되는 타이밍과 동기하여 트리거 전극(91)에 고전압이 인가됨으로써, 펄스 신호가 온일 때에는 유리관(92) 내의 양단 전극 간에서 반드시 전류가 흐르고, 그 때의 크세논의 원자 혹은 분자의 여기에 의해 광이 방출된다.
이와 같이 하여 플래시 가열부(5)의 30개의 플래시 램프(FL)가 발광하고, 유지부(7)에 유지된 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 플래시 광이 조사된다. 여기서, IGBT(96)를 사용하지 않고 플래시 램프(FL)를 발광시킨 경우에는, 콘덴서(93)에 축적되어 있던 전하가 1회의 발광으로 소비되어, 플래시 램프(FL)로부터의 출력 파형은 폭이 0.1밀리초 내지 10밀리초 정도의 단순한 싱글 펄스가 된다. 이에 반해, 본 실시의 형태에서는, 회로 중에 스위칭 소자인 IGBT(96)를 접속하고 그 게이트에 펄스 신호를 출력함으로써, 콘덴서(93)로부터 플래시 램프(FL)로의 전하의 공급을 IGBT(96)에 의해 단속되어 플래시 램프(FL)에 흐르는 전류를 온 오프 제어하고 있다. 그 결과, 말하자면 플래시 램프(FL)의 발광이 초퍼 제어되게 되어, 콘덴서(93)에 축적된 전하가 분할되어 소비되어, 매우 짧은 시간 동안에 플래시 램프(FL)가 점멸을 반복한다. 또한, 회로를 흐르는 전류치가 완전하게 “0”이 되기 전에 다음의 펄스가 IGBT(96)의 게이트에 인가되어 전류치가 재차 증가하기 때문에, 플래시 램프(FL)가 점멸을 반복하고 있는 동안에도 발광 출력이 완전하게 “0”이 되는 것은 아니다.
IGBT(96)에 의해 플래시 램프(FL)에 흐르는 전류를 온 오프 제어함으로써, 플래시 램프(FL)의 발광 패턴(발광 출력의 시간 파형)을 자유자재로 규정할 수 있고, 발광 시간 및 발광 강도를 자유롭게 조정할 수 있다. IGBT(96)의 온 오프 구동의 패턴은, 입력부(33)로부터 입력하는 펄스 폭의 시간과 펄스 간격의 시간에 의해 규정된다. 즉, 플래시 램프(FL)의 구동 회로에 IGBT(96)를 장착함으로써, 입력부(33)로부터 입력하는 펄스 폭의 시간과 펄스 간격의 시간을 적절히 설정하는 것만으로, 플래시 램프(FL)의 발광 패턴을 자유자재로 규정할 수 있는 것이다.
구체적으로는, 예를 들면, 입력부(33)로부터 입력하는 펄스 간격의 시간에 대한 펄스 폭의 시간의 비율을 크게 하면, 플래시 램프(FL)에 흐르는 전류가 증대하여 발광 강도가 강해진다. 반대로, 입력부(33)로부터 입력하는 펄스 간격의 시간에 대한 펄스 폭의 시간의 비율을 작게 하면, 플래시 램프(FL)에 흐르는 전류가 감소하여 발광 강도가 약해진다. 또, 입력부(33)로부터 입력하는 펄스 간격의 시간과 펄스 폭의 시간의 비율을 적절히 조정하면, 플래시 램프(FL)의 발광 강도가 일정하게 유지된다. 또한, 입력부(33)로부터 입력하는 펄스 폭의 시간과 펄스 간격의 시간의 조합의 총시간을 길게 함으로써, 플래시 램프(FL)에 비교적 장시간에 걸쳐 전류가 계속 흐르게 되어, 플래시 램프(FL)의 발광 시간이 길어진다. 플래시 램프(FL)의 발광 시간은 0.1밀리초~100밀리초의 사이에서 적절히 설정된다.
이와 같이 하여 플래시 램프(FL)로부터 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 0.1밀리초~100밀리초의 조사 시간으로 플래시 광이 조사되어 반도체 웨이퍼(W)의 플래시 가열이 행해진다. 그리고, 플래시 램프(FL)로부터의 플래시 광 조사에 의해 플래시 가열되는 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도는, 순간적으로 1000℃ 이상의 처리 온도 T2까지 상승하고, 반도체 웨이퍼(W)에 주입된 불순물이 활성화된 후, 표면 온도가 급속히 하강한다. 이와 같이, 열처리 장치(1)에서는, 조사 시간이 매우 짧은 플래시 광을 조사함으로써, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 매우 단시간에 승강시킬 수 있다. 그 결과, 반도체 웨이퍼(W)에 주입된 불순물의 열에 의한 확산을 억제하면서 불순물의 활성화를 행할 수 있다. 또한, 불순물의 활성화에 필요한 시간은 그 열확산에 필요한 시간과 비교해 매우 짧기 때문에, 0.1밀리초 내지 100밀리초 정도의 확산이 생기지 않는 단시간이어도 활성화는 완료된다.
플래시 광 조사에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 급속히 상승하고 하강할 때에도, 그 표면 온도는 상부 방사 온도계(25)에 의해 측정되고 있다. 상부 방사 온도계(25)는 매우 짧은 샘플링 간격으로 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 측정하기 때문에, 플래시 광 조사 시에 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 급격하게 변화해도, 그 변화에 추종하는 것이 가능하다.
플래시 가열 처리가 종료된 후, 소정 시간 경과 후에 할로겐 램프(HL)가 소등된다. 이것에 의해, 반도체 웨이퍼(W)가 예비 가열 온도 T1로부터 급속히 강온한다. 강온 중의 반도체 웨이퍼(W)의 온도는 하부 방사 온도계(20)에 의해 측정되고, 그 측정 결과는 제어부(3)에 전달된다. 제어부(3)는, 하부 방사 온도계(20)의 측정 결과로부터 반도체 웨이퍼(W)의 온도가 소정 온도까지 강온했는지 여부를 감시한다. 그리고, 반도체 웨이퍼(W)의 온도가 소정 이하로까지 강온한 후, 이재 기구(10)의 한 쌍의 이재 아암(11)이 다시 퇴피 위치로부터 이재 동작 위치로 수평 이동하여 상승함으로써, 리프트 핀(12)이 서셉터(74)의 상면으로부터 튀어 나와 열처리 후의 반도체 웨이퍼(W)를 서셉터(74)로부터 수취한다. 계속해서, 게이트 밸브(185)에 의해 폐쇄되어 있던 반송 개구부(66)가 개방되고, 리프트 핀(12) 상에 재치된 반도체 웨이퍼(W)가 장치 외부의 반송 로봇에 의해 반출되어, 열처리 장치(1)에 있어서의 반도체 웨이퍼(W)의 가열 처리가 완료된다.
본 실시 형태의 열처리 장치(1)에 있어서는, IGBT(96)에 인가하는 펄스 신호의 파형에 따라 플래시 램프(FL)의 발광 파형을 자유자재로 조정할 수 있다. 도 11은, 플래시 램프(FL)의 발광 파형을 나타내는 도이다. 도 11에는, 전형적인 2종류의 파형을 나타낸다. 펄스 신호의 펄스 폭의 시간과 펄스 간격의 시간의 조합의 총시간을 짧게 하면, 도 11에 실선으로 나타내는 바와 같이, 비교적 발광 시간이 짧은 발광 파형이 된다. 반대로, 펄스 신호의 펄스 폭의 시간과 펄스 간격의 시간의 조합의 총시간을 길게 하면, 도 11에 점선으로 나타내는 바와 같이, 비교적 발광 시간이 긴 발광 파형이 된다.
도 11의 실선으로 나타내는 짧은 발광 파형의 플래시 광을 조사했을 때에는, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도도 단시간에 급격하게 상승하고 하강한다. 한편, 도 11의 점선으로 나타내는 긴 발광 파형의 플래시 광을 조사했을 때에는, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도도 비교적 긴 시간에 걸쳐 완만하게 상승하고 하강한다. 다만, 플래시 광의 조사 시간은 길어도 100밀리초 정도이기 때문에, 긴 발광 파형의 플래시 광을 조사했다고 해도 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 승강 시간은 1초 이하이다.
플래시 광 조사에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 급속히 승강할 때에도, 그 표면 온도는 상부 방사 온도계(25)에 의해 측정되고 있다. 상부 방사 온도계(25)의 데이터 수집 주기(샘플링 간격)는, 예를 들면 40마이크로초로 매우 짧기 때문에, 플래시 광 조사 시에 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 급격하게 승강해도, 그 변화를 측정할 수 있다.
상부 방사 온도계(25)가 일정의 데이터 수집 주기로 측정하여 취득한 복수의 온도 데이터를 프로파일 작성부(106)가 순차적으로 기억부(107)에 축적함으로써, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 시간 변화를 나타내는 온도 프로파일이 작성된다. 프로파일 작성부(106)에 의해 작성된 온도 프로파일을 해석함으로써, 플래시 광 조사 시의 반도체 웨이퍼(W) 표면의 최고 도달 온도나 반도체 웨이퍼(W)에 투입된 열량을 산출할 수 있다. 이 때에, 온도 프로파일을 구성하는 온도 데이터의 데이터 점수가 과도하게 많으면, 데이터 해석에 장시간을 필요로 하게 된다. 이 때문에, 온도 프로파일을 작성하기 위한 온도 데이터의 점수는 일정 수로 규정되어 있으며, 본 실시 형태에서는 예를 들면 3000점으로 하고 있다.
그런데, 긴 발광 파형의 플래시 광을 조사하여 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 비교적 장시간에 걸쳐 승강했을 때에는, 3000점의 데이터 점수로는 불충분한 경우가 있다. 예를 들면, 40마이크로초의 데이터 수집 주기로 취득한 3000점의 온도 데이터로부터 온도 프로파일을 작성했을 때에는, 120밀리초에 걸친 온도 프로파일이 작성된다. 그러나, 플래시 광 조사 시에 있어서의 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 승강 시간이 120밀리초 이상이면, 그 승강 기간의 일부는 온도 프로파일로부터 초과되게 된다. 이 경우, 플래시 광 조사 시의 최고 도달 온도 데이터가 온도 프로파일에 포함되어 있지 않은 경우도 있어, 온도 프로파일로부터 최고 도달 온도를 구할 수 없게 된다. 또, 표면 온도의 승강 기간의 전체가 온도 프로파일에 포함되어 있지 않기 때문에, 반도체 웨이퍼(W)에 투입된 열량을 산출하는 것도 불가능하다.
한편, 짧은 발광 파형의 플래시 광을 조사하여 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 급격하게 승강했을 때에는, 40마이크로초의 데이터 수집 주기로는 플래시 광 조사 시의 최고 도달 온도를 측정할 수 없는 경우가 있다. 즉, 상부 방사 온도계(25)가 온도 측정을 행한 순간부터 40마이크로초의 사이에 반도체 웨이퍼(W)의 표면이 최고 온도에 도달한 경우에는, 그 최고 도달 온도를 측정할 수 없게 된다.
이 때문에, 본 실시 형태에 있어서는, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 승강 시간에 따라 상부 방사 온도계(25)의 데이터 수집 주기를 가변으로 하고 있다. 구체적으로는, 플래시 광 조사 전에, 제어부(3)의 기억부(36)에 저장된 변환 테이블에 의거하여, 주기 결정부(35)가 플래시 광의 발광 파형의 길이에 따라 데이터 수집 주기를 결정한다.
도 10은, 변환 테이블의 일례를 나타내는 도이다. 이 도면에 나타내는 「플래시 파형」은, 플래시 광의 발광 파형의 길이이며, 보다 구체적으로는 예를 들면 발광 파형의 반값 폭(반값 전체 폭)이다. 변환 테이블에서는, 플래시 광의 발광 파형의 길이와 데이터 수집 주기를 대응짓고 있다. 주기 결정부(35)는, 도 10의 변환 테이블에 의거하여, 플래시 광의 발광 파형의 길이로부터 상부 방사 온도계(25)의 데이터 수집 주기를 결정한다. 플래시 광의 발광 파형의 길이는 처리 레시피로부터 제어부(3)가 처리 개시 전에 취득하도록 하면 된다. 혹은, 처리 개시 전에 열처리 장치(1)의 오퍼레이터가 입력부(33)로부터 플래시 광의 발광 파형의 길이를 입력하도록 해도 된다.
도 10의 예에 의하면, 플래시 광의 발광 파형의 반값 폭이 0밀리초 이상 0.6밀리초 미만으로 매우 짧을 때에는, 주기 결정부(35)가 데이터 수집 주기를 20마이크로초로 결정한다. 또, 플래시 광의 발광 파형의 반값 폭이 0.6밀리초 이상 60밀리초 미만일 때에는, 주기 결정부(35)가 데이터 수집 주기를 40마이크로초로 결정한다. 또한, 플래시 광의 발광 파형의 반값 폭이 60밀리초 이상 180밀리초 미만으로 비교적 길 때에는, 주기 결정부(35)가 데이터 수집 주기를 80마이크로초로 결정한다. 즉, 플래시 램프(FL)로부터 조사하는 플래시 광의 파형이 길어질수록, 데이터 수집 주기를 길게 하고 있는 것이다. 상부 방사 온도계(25)는, 주기 결정부(35)에 의해 미리 설정된 데이터 수집 주기로 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 측정하여 온도 데이터를 취득한다.
도 12는, 플래시 광 조사 시에 있어서의 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 변화의 일례를 나타내는 도이다. 도 12의 예에서는, 플래시 광의 발광 파형의 길이가 매우 짧아, 데이터 수집 주기가 20마이크로초로 설정되어 있다. 반도체 웨이퍼(W)가 할로겐 램프(HL)로부터의 광 조사에 의해 예비 가열 온도 T1로 예비 가열되어 있는 단계부터 상부 방사 온도계(25)는 20마이크로초의 데이터 수집 주기로 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 측정하고 있다. 상부 방사 온도계(25)가 측정하여 취득한 반도체 웨이퍼(W)의 표면의 온도 데이터는, 도시를 생략하는 고속 방사 온도계 유닛(101)의 메모리에 일단 저장된다.
시각 t12에 플래시 램프(FL)로부터의 플래시 광 조사가 개시되고, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 예비 가열 온도 T1로부터 급격하게 승온한다. 그리고, 시각 t13에 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 역치 온도 Tth에 도달한다. 역치 온도 Tth는 예비 가열 온도 T1보다 소정 온도 고온이다. 본 실시 형태에 있어서는, 상부 방사 온도계(25)에 의해 측정된 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 역치 온도 Tth에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수(예를 들면 500점) 이전에 상부 방사 온도계(25)에 의해 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 한다. 도 12의 예에서는, 시각 t11에 상부 방사 온도계(25)에 의해 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 한다.
플래시 광 조사에 의해 시각 t14에 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도는 처리 온도 T2에 도달한다. 처리 온도 T2는 플래시 광 조사 시에 있어서의 반도체 웨이퍼(W)의 표면의 최고 도달 온도이다. 시각 t14 이후, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도는 처리 온도 T2로부터 급속히 강온한다. 반도체 웨이퍼(W)의 표면이 승강온하고 있는 동안에도 상부 방사 온도계(25)는 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 측정하고, 취득된 온도 데이터는 상기 메모리에 저장된다.
온도 프로파일 작성부(106)는, 상기 시점 온도 데이터 이후의 3000점의 온도 데이터를 고속 방사 온도계 유닛(101)의 상기 메모리로부터 추출하여 온도 프로파일을 작성한다. 시점 온도 데이터 이후의 3000점째의 온도 데이터가 취득되는 것은 시각 t15이다. 즉, 도 12의 예에서는, 시각 t11부터 시각 t15까지의 동안에 취득된 3000점의 온도 데이터로부터 온도 프로파일을 작성하고 있는 것이다. 데이터 수집 주기는 20마이크로초이기 때문에, 시각 t11부터 시각 t15까지의 시간은 60밀리초이며, 플래시 광의 조사를 개시하기 전후 60밀리초에 걸친 3000점의 온도 데이터로부터 온도 프로파일이 작성되게 된다. 작성된 온도 프로파일은 표시부(34)에 표시하도록 해도 된다.
반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 역치 온도 Tth에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 그 시점 온도 데이터 이후의 3000점의 온도 데이터로부터 온도 프로파일을 작성하고 있기 때문에, 예비 가열로부터 플래시 광 조사를 개시하여 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 승온하고 처리 온도 T2를 거쳐 강온할 때까지의 온도 변화를 온도 프로파일에 포함시킬 수 있다.
또, 매우 짧은 플래시 광의 발광 파형의 길이에 따라 데이터 수집 주기도 20마이크로초의 단시간으로 설정하고 있다. 이 때문에, 상부 방사 온도계(25)의 분해능은 높고, 플래시 광 조사 시의 반도체 웨이퍼(W) 표면의 최고 도달 온도(처리 온도 T2)를 확실히 측정할 수 있다. 데이터 수집 주기가 짧으면, 시각 t11부터 시각 t15까지의 데이터 수집 기간도 짧아지는데, 플래시 광의 발광 파형의 길이가 매우 짧은 경우에는, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 승강 시간도 짧기 때문에, 당해 표면 온도의 승강 기간의 전체를 온도 프로파일에 포함시킬 수 있다. 그 결과, 작성된 온도 프로파일을 해석함으로써, 반도체 웨이퍼(W) 표면의 최고 도달 온도나 반도체 웨이퍼(W)에 투입된 열량을 정확하게 산출할 수 있다.
도 13은, 플래시 광 조사 시에 있어서의 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 변화의 다른 예를 나타내는 도이다. 도 13의 예에서는, 플래시 광의 발광 파형의 길이가 비교적 길어, 데이터 수집 주기가 80마이크로초로 설정되어 있다. 반도체 웨이퍼(W)가 할로겐 램프(HL)로부터의 광 조사에 의해 예비 가열 온도 T1로 예비 가열되어 있는 단계부터 상부 방사 온도계(25)는 80마이크로초의 데이터 수집 주기로 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 측정하고, 취득된 온도 데이터는 고속 방사 온도계 유닛(101)의 메모리에 일단 저장된다.
시각 t22에 플래시 램프(FL)로부터의 플래시 광 조사가 개시되고, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 예비 가열 온도 T1로부터 승온한다. 도 13의 승온 레이트는 도 12의 승온 레이트보다는 늦다. 그리고, 시각 t23에 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 역치 온도 Tth에 도달한다. 역치 온도 Tth는 예비 가열 온도 T1보다 소정 온도 고온이다. 상기와 마찬가지로, 상부 방사 온도계(25)에 의해 측정된 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 역치 온도 Tth에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수(예를 들면 500점) 이전에 상부 방사 온도계(25)에 의해 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 한다. 도 13의 예에서는, 시각 t21에 상부 방사 온도계(25)에 의해 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 한다.
플래시 광 조사에 의해 시각 t24에 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도는 처리 온도 T2에 도달한다. 처리 온도 T2는 플래시 광 조사 시에 있어서의 반도체 웨이퍼(W)의 표면의 최고 도달 온도이다. 시각 24 이후, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도는 처리 온도 T2로부터 강온한다. 반도체 웨이퍼(W)의 표면이 승강온하고 있는 동안에도 상부 방사 온도계(25)는 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 측정하고, 취득된 온도 데이터는 상기 메모리에 저장된다.
온도 프로파일 작성부(106)는, 시점 온도 데이터 이후의 3000점의 온도 데이터를 고속 방사 온도계 유닛(101)의 상기 메모리로부터 추출하여 온도 프로파일을 작성한다. 시점 온도 데이터 이후의 3000점째의 온도 데이터가 취득되는 것은 시각 t25이다. 즉, 도 13의 예에서는, 시각 t21부터 시각 t25까지의 동안에 취득된 3000점의 온도 데이터로부터 온도 프로파일을 작성하고 있는 것이다. 데이터 수집 주기는 80마이크로초이기 때문에, 시각 t21부터 시각 t25까지의 시간은 240밀리초이며, 플래시 광의 조사를 개시하기 전후 240밀리초에 걸친 3000점의 온도 데이터로부터 온도 프로파일이 작성되게 된다. 작성된 온도 프로파일은 표시부(34)에 표시하도록 해도 된다.
반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 역치 온도 Tth에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 그 시점 온도 데이터 이후의 3000점의 온도 데이터로부터 온도 프로파일을 작성하고 있기 때문에, 예비 가열로부터 플래시 광 조사를 개시하여 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 승온하고 처리 온도 T2를 거쳐 강온할 때까지의 온도 변화를 온도 프로파일에 포함시킬 수 있다.
또, 비교적 긴 플래시 광의 발광 파형의 길이에 따라 데이터 수집 주기도 80마이크로초로 설정하고 있다. 도 13의 예에서는 플래시 광의 발광 파형의 길이가 비교적 길어, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 승강 시간도 길어지는 것이지만, 데이터 수집 주기도 80마이크로초로 비교적 길어, 시각 t21부터 시각 t25까지의 데이터 수집 기간은 도 12의 예의 4배가 된다. 이 때문에, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 승강 시간이 길어도, 당해 표면 온도의 승강 기간의 전체를 온도 프로파일에 포함시킬 수 있다. 그 한편, 데이터 수집 주기가 길면 상부 방사 온도계(25)의 분해능은 저하되는 것이지만, 도 13의 예에서는 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 비교적 완만하게 승강하기 때문에, 상부 방사 온도계(25)의 분해능이 다소 낮아도 플래시 광 조사 시의 반도체 웨이퍼(W) 표면의 최고 도달 온도(처리 온도 T2)를 확실히 측정할 수 있다. 그 결과, 작성된 온도 프로파일을 해석함으로써, 반도체 웨이퍼(W) 표면의 최고 도달 온도나 반도체 웨이퍼(W)에 투입된 열량을 정확하게 산출할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서는, IGBT(96)에 인가하는 펄스 신호의 파형에 따라 플래시 램프(FL)로부터 조사하는 플래시 광의 발광 파형의 길이를 조정할 수 있다. 그리고, 플래시 광의 발광 파형의 길이에 따라 상부 방사 온도계(25)의 데이터 수집 주기를 가변으로 하고 있다. 플래시 광의 발광 파형의 길이가 짧으면 데이터 수집 주기도 짧게 하고, 플래시 광의 발광 파형의 길이가 길면 데이터 수집 주기도 길게 설정한다.
플래시 광의 발광 파형의 길이가 짧을 때에는 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 승강 기간도 짧아지고, 발광 파형의 길이가 길 때에는 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 승강 기간도 길어진다. 본 실시 형태에서는, 플래시 광의 발광 파형의 길이에 따라 데이터 수집 주기를 가변으로 하고 있기 때문에, 그 발광 파형의 길이에 기인하여 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 승강 기간이 변화해도, 당해 표면 온도가 승온하고 최고 도달 온도를 거쳐 강온할 때까지 온도 변화를 일정의 데이터 점수로 온도 프로파일에 포함시킬 수 있다. 즉, 반도체 웨이퍼(W)의 승온 시간에 관계없이 적절히 온도 프로파일을 작성할 수 있는 것이다.
또, 본 실시 형태에 있어서는, 주기 결정부(35)가 변환 테이블에 의거하여, 플래시 광의 발광 파형의 길이로부터 데이터 수집 주기를 결정하고 있다. 이 때문에, 오퍼레이터에 의한 데이터 수집 주기의 변경 미스를 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 예비 가열 온도 T1보다 고온의 역치 온도 Tth에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전의 온도 데이터로부터 수집을 개시하고 있다. 따라서, 플래시 램프(FL)로부터의 플래시 광 조사가 개시된 시점에서의 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 확실히 온도 프로파일에 포함시킬 수 있다.
＜제2 실시 형태＞
제2 실시 형태의 열처리 장치의 구성은 제1 실시 형태와 대체로 동일하다. 도 14는, 제2 실시 형태의 고속 방사 온도계 유닛(101)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 14에 있어서, 제1 실시 형태의 도 9와 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 제2 실시 형태의 제어부(3)는, 펄스 발생기(31) 및 파형 설정부(32)(도 9에서는 도시 생략)에 더하여, 예고 신호 발신부(37)를 구비한다. 예고 신호 발신부(37)는, 플래시 램프(FL)로부터의 플래시 광 조사를 개시하는 시점보다 미리 설정된 소정 시간 전(예를 들면, 1초 전)에 고속 방사 온도계 유닛(101)에 플래시 예고 신호를 발신한다.
또, 제2 실시 형태의 반도체 웨이퍼(W)에 대한 열처리의 순서도 제1 실시 형태와 대체로 동일하다. 도 15는, 플래시 광 조사의 전후에 있어서의 상부 방사 온도계(25)의 측정치를 나타내는 도이다. 제2 실시 형태의 열처리 장치(1)에 있어서는, 반도체 웨이퍼(W)가 할로겐 램프(HL)로부터의 광 조사에 의해 예비 가열 온도 T1로 예비 가열되어 있는 단계부터 상부 방사 온도계(25)가 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 측정하고 있다. 상부 방사 온도계(25)는, 플래시 광 조사에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 급속히 승강할 때에도, 그 표면 온도를 측정하고 있다. 상부 방사 온도계(25)의 데이터 수집 주기(샘플링 간격)는, 예를 들면 40마이크로초로 매우 짧기 때문에, 플래시 광 조사 시에 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 급격하게 승강해도, 그 변화를 측정할 수 있다.
상부 방사 온도계(25)가 40마이크로초의 데이터 수집 주기로 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 측정하여 취득한 복수의 온도 데이터는, 도시를 생략하는 고속 방사 온도계 유닛(101)의 메모리에 일단 저장된다. 프로파일 작성부(106)는, 당해 메모리에 저장된 복수의 온도 데이터의 일부를 순차적으로 기억부(107)에 축적함으로써, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 시간 변화를 나타내는 온도 프로파일을 작성한다. 프로파일 작성부(106)에 의해 작성된 온도 프로파일을 해석함으로써, 플래시 광 조사 시의 반도체 웨이퍼(W) 표면의 최고 도달 온도나 반도체 웨이퍼(W)에 투입된 열량을 산출할 수 있다. 이 때에, 온도 프로파일을 구성하는 온도 데이터의 데이터 점수가 과도하게 많으면, 데이터 해석에 장시간을 필요로 하게 된다. 이 때문에, 온도 프로파일을 작성하기 위한 온도 데이터의 점수는 일정 수로 규정되어 있으며, 제2 실시 형태에서는 예를 들면 3000점으로 하고 있다. 즉, 프로파일 작성부(106)는, 예비 가열 단계부터 플래시 광 조사 시에 걸쳐 상부 방사 온도계(25)가 측정하여 취득한 복수의 온도 데이터로부터 3000점의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하는 것이다. 데이터 수집 주기가 40마이크로초이면, 120밀리초의 온도 프로파일이 작성되게 된다. 따라서, 온도 프로파일에 플래시 광 조사 전후의 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 적절히 포함되도록, 온도 데이터를 추출하는 범위를 설정할 필요가 있다.
도 15의 예에서는, 시각 t33에 플래시 램프(FL)로부터의 플래시 광 조사가 개시되고, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 예비 가열 온도 T1로부터 급격하게 승온한다. 그리고, 시각 t34에 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 역치 온도 Tth에 도달한다. 역치 온도 Tth는 예비 가열 온도 T1보다 소정 온도 고온이다. 본 실시 형태에 있어서는, 상부 방사 온도계(25)에 의해 측정된 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 역치 온도 Tth에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수(예를 들면 500점) 이전에 상부 방사 온도계(25)에 의해 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 한다. 도 15의 예에서는, 시각 t32에 상부 방사 온도계(25)에 의해 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 한다.
플래시 광 조사에 의해 시각 t35에 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도는 처리 온도 T2에 도달한다. 처리 온도 T2는 플래시 광 조사 시에 있어서의 반도체 웨이퍼(W)의 표면의 최고 도달 온도이다. 시각 t35 이후, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도는 처리 온도 T2로부터 급속히 강온한다. 반도체 웨이퍼(W)의 표면이 승강온하고 있는 동안에도 상부 방사 온도계(25)는 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 측정하고, 취득된 온도 데이터는 상기 메모리에 저장된다.
온도 프로파일 작성부(106)는, 상기 시점 온도 데이터 이후의 3000점의 온도 데이터를 고속 방사 온도계 유닛(101)의 상기 메모리로부터 추출하여 온도 프로파일을 작성한다. 시점 온도 데이터 이후의 3000점째의 온도 데이터가 취득되는 것은 시각 t36이다. 즉, 도 15의 예에서는, 시각 t32부터 시각 t36까지의 동안에 취득된 3000점의 온도 데이터로부터 온도 프로파일을 작성하고 있는 것이다. 데이터 수집 주기는 40마이크로초이기 때문에, 시각 t32부터 시각 t36까지의 시간은 120밀리초이며, 플래시 광의 조사를 개시하기 전후 120밀리초에 걸친 3000점의 온도 데이터로부터 온도 프로파일이 작성되게 된다.
이와 같이, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 예비 가열 온도 T1보다 소정 온도 고온인 역치 온도 Tth에 도달한 것을 트리거로 하여 온도 데이터의 추출 범위를 설정함으로써, 플래시 광 조사 개시 전후의 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 적절히 온도 프로파일에 포함시킬 수 있다.
그런데, 도 15에 나타내는 바와 같이, 시각 t0에 예비 가열을 위해 할로겐 램프(HL)가 점등한 직후에, 상부 방사 온도계(25)의 측정치가 크게 변동하는 경우가 있다. 이와 같은 측정치의 변동은, 할로겐 램프(HL)의 점등 직후에, 할로겐 램프(HL)로부터 출사되어 챔버(6) 내에 입사한 광이 반도체 웨이퍼(W)의 측방으로부터 상방으로 돌아들어가 상부 방사 온도계(25)에 입사하는 것에 기인하는 것으로 생각된다. 할로겐 램프(HL)의 점등 직후에 상부 방사 온도계(25)의 측정치가 크게 변동하여 역치 온도 Tth 이상이 되면, 그것을 트리거로 하여 온도 프로파일을 위한 온도 데이터가 추출되게 된다. 이 경우, 온도 프로파일에 플래시 광 조사 개시 전후의 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 포함되지 않는다. 즉, 트리거의 오검지가 발생하는 것이다.
역치 온도 Tth를 예비 가열 온도 T1보다 상당 정도 고온으로 설정하면, 할로겐 램프(HL)의 점등 직후에 상부 방사 온도계(25)의 측정치가 크게 변동해도 역치 온도 Tth에 도달하는 것은 방지된다. 그러나, 플래시 가열 처리의 목적에 따라서는, 콘덴서(93)로의 충전 전압을 낮게 하여 플래시 램프(FL)의 발광 강도를 의도적으로 약하게 하는 처리가 있다(저전압 플래시). 역치 온도 Tth를 현저하게 고온으로 설정하면, 저전압 플래시에서는 반도체 웨이퍼(W)의 표면이 도달하는 최고 온도인 처리 온도 T2보다 역치 온도 Tth가 높아지는 경우가 있다. 이 경우, 트리거가 검지되지 않게 되어, 역시 적절히 온도 프로파일을 작성할 수 없다.
이 때문에, 제2 실시 형태에 있어서는, 예비 가열 개시 직후보다 시간적으로 후인 플래시 램프(FL)가 플래시 광 조사를 개시하기 전에 예비 가열의 도중에 예고 신호 발신부(37)가 고속 방사 온도계 유닛(101)에 플래시 예고 신호를 발신하고 있다. 도 15의 예에서는, 플래시 램프(FL)가 플래시 광 조사를 개시하는 1초 전의 시각 t31에 예고 신호 발신부(37)가 플래시 예고 신호를 발신한다. 그리고, 고속 방사 온도계 유닛(101)은, 플래시 예고 신호를 수신한 후에 역치 판정을 실행한다. 즉, 플래시 예고 신호가 발신된 후에, 상부 방사 온도계(25)에 의해 측정된 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 역치 온도 Tth에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수(예를 들면 500점) 이전에 상부 방사 온도계(25)에 의해 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고 있는 것이다. 이와 같이 하면, 시각 t34에 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 역치 온도 Tth에 도달한 것을 적절히 트리거로 할 수 있다. 그리고, 시각 t34에 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 역치 온도 Tth에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 그 시점 온도 데이터 이후의 3000점의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성한다. 이것에 의해, 플래시 램프(FL)로부터의 플래시 광 조사가 개시된 시점에서의 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 확실히 온도 프로파일에 포함시켜 적절히 온도 프로파일을 작성할 수 있다.
작성된 온도 프로파일은 표시부(34)에 표시하도록 해도 된다. 또, 작성된 온도 프로파일을 해석함으로써, 플래시 광 조사 시의 반도체 웨이퍼(W) 표면의 최고 도달 온도나 반도체 웨이퍼(W)에 투입된 열량을 산출한다. 또한, 그 해석 결과를 표시부(34)에 표시하도록 해도 된다.
또, 역치 온도 Tth는, 예비 가열 온도 T1보다 고온, 또한, 플래시 광 조사에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 표면이 도달하는 최고 온도인 처리 온도 T2보다 저온의 범위 내로 설정한다. 즉, 플래시 예고 신호를 수신한 후에 역치 판정을 실행함으로써, 역치 온도 Tth를 비교적 낮게 설정하는 것이 가능해지는 것이다. 이것에 의해, 저전압 플래시였다고 해도, 플래시 예고 신호가 발신된 후에, 상부 방사 온도계(25)에 의해 측정된 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 역치 온도 Tth에 도달한 것을 확실히 검출할 수 있다.
＜제3 실시 형태＞
제3 실시 형태의 열처리 장치의 구성은 제2 실시 형태와 대체로 동일하다. 제3 실시 형태의 제어부(3)도, 펄스 발생기(31) 및 파형 설정부(32)(도 9에서는 도시 생략)에 더하여, 예고 신호 발신부(37)를 구비한다(도 14). 또, 제3 실시 형태의 반도체 웨이퍼(W)에 대한 열처리의 순서는 제1 실시 형태와 대체로 동일하다.
도 16은, 플래시 광 조사의 전후에 있어서의 상부 방사 온도계(25)의 측정치를 나타내는 도이다. 제3 실시 형태의 열처리 장치(1)에 있어서는, 반도체 웨이퍼(W)가 할로겐 램프(HL)로부터의 광 조사에 의해 예비 가열 온도 T1로 예비 가열되어 있는 단계부터 상부 방사 온도계(25)가 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 측정하고 있다. 상부 방사 온도계(25)는, 플래시 광 조사에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 급속히 승강할 때에도, 그 표면 온도를 측정하고 있다. 상부 방사 온도계(25)의 데이터 수집 주기(샘플링 간격)는, 예를 들면 40마이크로초로 매우 짧기 때문에, 플래시 광 조사 시에 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 급격하게 승강해도, 그 변화를 측정할 수 있다.
상부 방사 온도계(25)가 40마이크로초의 데이터 수집 주기로 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 측정하여 취득한 복수의 온도 데이터는, 도시를 생략하는 고속 방사 온도계 유닛(101)의 메모리에 일단 저장된다. 프로파일 작성부(106)는, 당해 메모리에 저장된 복수의 온도 데이터의 일부를 순차적으로 기억부(107)에 축적함으로써, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 시간 변화를 나타내는 온도 프로파일을 작성한다. 프로파일 작성부(106)에 의해 작성된 온도 프로파일을 해석함으로써, 플래시 광 조사 시의 반도체 웨이퍼(W) 표면의 최고 도달 온도나 반도체 웨이퍼(W)에 투입된 열량을 산출할 수 있다. 이 때에, 온도 프로파일을 구성하는 온도 데이터의 데이터 점수가 과도하게 많으면, 데이터 해석에 장시간을 필요로 하게 된다. 이 때문에, 온도 프로파일을 작성하기 위한 온도 데이터의 점수는 일정 수로 규정되어 있으며, 제3 실시 형태에서는 예를 들면 3000점으로 하고 있다. 즉, 프로파일 작성부(106)는, 예비 가열 단계부터 플래시 광 조사 시에 걸쳐 상부 방사 온도계(25)가 측정하여 취득한 복수의 온도 데이터로부터 3000점의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하는 것이다. 데이터 수집 주기가 40마이크로초이면, 120밀리초의 온도 프로파일이 작성되게 된다. 따라서, 온도 프로파일에 플래시 광 조사 전후의 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 적절히 포함되도록, 온도 데이터를 추출하는 범위를 설정할 필요가 있다.
온도 데이터를 추출하는 범위를 설정하는 방법의 하나로서, 플래시 광 조사 개시 후에 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 소정의 역치 온도에 도달했을 때의 온도 데이터로부터 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터로부터 3000점의 온도 데이터를 추출하는 것이 생각된다. 즉, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 예비 가열 온도 T1보다 소정 온도 고온인 역치 온도에 도달한 것을 트리거로 하여 온도 데이터의 추출 범위를 설정하는 것이다.
그런데, 제3 실시 형태의 열처리 장치(1)에 있어서는, IGBT(96)에 인가하는 펄스 신호의 파형에 따라 플래시 램프(FL)의 발광 파형을 자유자재로 조정할 수 있다. 예를 들면, 펄스 신호의 펄스 폭의 시간과 펄스 간격의 시간의 조합의 총시간을 짧게 하면, 비교적 발광 시간이 짧은 발광 파형이 된다. 반대로, 펄스 신호의 펄스 폭의 시간과 펄스 간격의 시간의 조합의 총시간을 길게 하면, 비교적 발광 시간이 긴 발광 파형이 된다. 긴 발광 파형의 플래시 광을 조사했을 때에는, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도도 비교적 긴 시간에 걸쳐 완만하게 상승하고 하강한다. 다만, 플래시 광의 조사 시간은 길어도 100밀리초 정도이기 때문에, 긴 발광 파형의 플래시 광을 조사했다고 해도 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 승강 시간은 1초 이하이다.
긴 발광 파형의 플래시 광을 조사하여 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 완만하게 승온하는 경우, 당해 표면 온도가 역치 온도에 도달하기까지 장시간을 필요로 한다. 그렇다면, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 역치 온도에 도달했을 때의 온도 데이터로부터 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터는 플래시 광 조사 개시 후에 취득된 데이터인 경우도 있다. 이 경우, 플래시 광 조사 개시 전부터의 온도 프로파일을 작성할 수 없게 된다.
이 때문에, 제3 실시 형태에 있어서는, 우선 플래시 램프(FL)가 플래시 광 조사를 개시하기 전에 예비 가열의 도중에 예고 신호 발신부(37)가 고속 방사 온도계 유닛(101)에 플래시 예고 신호를 발신하고 있다. 도 16의 예에서는, 플래시 램프(FL)가 플래시 광 조사를 개시하는 시각 t43보다 1초 전의 시각 t41에 예고 신호 발신부(37)가 플래시 예고 신호를 발신한다. 그리고, 고속 방사 온도계 유닛(101)은, 플래시 예고 신호를 수신한 후에 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 기울기 판정을 실행하는 것이다.
도 17은, 플래시 광 조사 개시 후의 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 기울기 α를 나타내는 도이다. 기울기 α는, 상부 방사 온도계(25)에 의해 측정된 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 시간에 대한 기울기이다. 고속 방사 온도계 유닛(101)은, 이 기울기 α가 일정 시간(예를 들면, 80마이크로초) 이상 계속해서 소정의 역치(예를 들면, 4℃/40마이크로초) 이상이 되고 있는지 여부를 판정한다. 그리고, 기울기 α가 일정 시간 이상 계속해서 소정의 역치 이상이 되고 있는 경우에는, 플래시 광 조사가 개시되었다고 판정된다. 반도체 웨이퍼(W)가 예비 가열 온도 T1로 예비 가열되어 있는 단계여도, 미소한 온도 변동에 의해 기울기 α가 순간적으로 역치 이상이 되는 경우는 있지만, 그것이 일정 시간 이상 계속되는 경우는 없다. 즉, 기울기 α가 일정 시간 이상 계속해서 소정의 역치 이상이 되고 있는지 여부를 판정함으로써, 예비 가열 시의 온도 변동을 플래시 광 조사의 개시로 오검지하는 것을 방지하고 있는 것이다.
도 16의 예에서는, 시각 t43에 플래시 램프(FL)로부터의 플래시 광 조사가 개시되고, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 예비 가열 온도 T1로부터 승온한다. 그리고, 시각 t44에 상부 방사 온도계(25)에 의해 측정된 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 시간에 대한 기울기 α가 일정 시간 이상 계속해서 소정의 역치 이상이 되고 있다고 판정된다. 제3 실시 형태에 있어서는, 기울기 α가 일정 시간 이상 계속해서 소정의 역치 이상이 되고 있다고 판정된 시각 t44에서의 온도 데이터보다 소정 수(예를 들면 500점) 이전에 상부 방사 온도계(25)에 의해 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 한다. 도 16의 예에서는, 시각 t42에 상부 방사 온도계(25)에 의해 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 한다.
플래시 광 조사에 의해 시각 t45에 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도는 처리 온도 T2에 도달한다. 처리 온도 T2는 플래시 광 조사 시에 있어서의 반도체 웨이퍼(W)의 표면의 최고 도달 온도이다. 시각 t45 이후, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도는 처리 온도 T2로부터 강온한다. 반도체 웨이퍼(W)의 표면이 승강온하고 있는 동안에도 상부 방사 온도계(25)는 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 측정하고, 취득된 온도 데이터는 상기 메모리에 저장된다.
온도 프로파일 작성부(106)는, 상기 시점 온도 데이터 이후의 3000점의 온도 데이터를 고속 방사 온도계 유닛(101)의 상기 메모리로부터 추출하여 온도 프로파일을 작성한다. 시점 온도 데이터 이후의 3000점째의 온도 데이터가 취득되는 것은 시각 t46이다. 즉, 도 16의 예에서는, 시각 t42부터 시각 t46까지의 동안에 취득된 3000점의 온도 데이터로부터 온도 프로파일을 작성하고 있는 것이다. 데이터 수집 주기는 40마이크로초이기 때문에, 시각 t42부터 시각 t46까지의 시간은 120밀리초이며, 플래시 광의 조사를 개시하기 전후 120밀리초에 걸친 3000점의 온도 데이터로부터 온도 프로파일이 작성되게 된다.
이와 같이, 제3 실시 형태에 있어서는, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 시간에 대한 기울기 α로부터 플래시 광 조사가 개시되었는지 여부를 판정하고 있다. 기울기 α가 일정 시간 이상 계속해서 역치 이상이 되었을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 그 시점 온도 데이터 이후의 3000점의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하고 있다. 이것에 의해, 플래시 램프(FL)로부터의 플래시 광 조사가 개시되기 전부터의 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도를 확실히 온도 프로파일에 포함시켜 적절히 온도 프로파일을 작성할 수 있다.
작성된 온도 프로파일은 표시부(34)에 표시하도록 해도 된다. 또, 작성된 온도 프로파일을 해석함으로써, 플래시 광 조사 시의 반도체 웨이퍼(W) 표면의 최고 도달 온도나 반도체 웨이퍼(W)에 투입된 열량을 산출한다. 또한, 그 해석 결과를 표시부(34)에 표시하도록 해도 된다.
＜변형예＞
이상, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 설명했지만, 이 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 상술한 것 이외에 다양한 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 제1 실시 형태에 있어서는, 도 10의 변환 테이블에 의거하여 데이터 수집 주기를 3단계로 변경하고 있었지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 플래시 광의 발광 파형의 길이에 따라 데이터 수집 주기를 2단계 또는 4단계 이상으로 변경하도록 해도 된다. 또, 데이터 수집 주기의 수치도 도 10의 예로 한정되는 것은 아니다.
또, 제2 및 제3 실시 형태에 있어서는, 플래시 광 조사를 개시하기 1초 전에 예고 신호 발신부(37)가 플래시 예고 신호를 발신하고 있었지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 플래시 광의 조사를 개시하기 전이면 예고 신호 발신부(37)는 적절한 타이밍에 플래시 예고 신호를 발신하면 된다.
또, 제3 실시 형태에 있어서는, 예고 신호 발신부(37)가 플래시 예고 신호를 발신한 후에 기울기 판정을 실행하고 있었지만, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도의 기울기 α에 의해 플래시 광 조사의 개시를 판정하는 것이라면, 플래시 광 예고 신호는 반드시 필수는 아니다. 상술한 대로, 기울기 α가 일정 시간 이상 계속해서 소정의 역치 이상이 되고 있는지 여부를 판정하면, 예비 가열 시의 온도 변동을 플래시 광 조사의 개시로 오검지하는 것을 방지하는 것은 가능하다. 다만, 예고 신호 발신부(37)가 플래시 예고 신호를 발신한 후에 기울기 α의 판정을 행하도록 하는 것이 보다 확실히 예비 가열 시의 온도 변동을 플래시 광 조사의 개시로 오검지하는 것을 방지할 수 있다.
또, 제3 실시 형태에 있어서는, 기울기 α가 80마이크로초 이상 계속해서 4℃/40마이크로초 이상이 되고 있는지 여부를 판정하고 있었지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 기울기 α를 판정하기 위한 역치 및 계속 시간은 적절한 값으로 할 수 있다.
또, 상기 실시 형태에 있어서는, 온도 프로파일을 작성하기 위한 온도 데이터의 점수를 3000점으로 하고 있었지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 적절한 데이터 점수로 할 수 있다. 반도체 웨이퍼(W)의 표면 온도가 역치 온도 Tth에 도달했을 때 또는 기울기α가 일정 시간 이상 계속해서 역치 이상이 되었을 때의 온도 데이터부터 시점 온도 데이터까지 돌아오는 점수도 500점으로 한정되는 것은 아니며, 적절한 수로 할 수 있다.
또, 상기 실시 형태에 있어서는, 플래시 가열부(5)에 30개의 플래시 램프(FL)를 구비하도록 하고 있었지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 플래시 램프(FL)의 갯수는 임의의 수로 할 수 있다. 또, 플래시 램프(FL)는 크세논 플래시 램프로 한정되는 것은 아니며, 크립톤 플래시 램프여도 된다. 또, 할로겐 가열부(4)에 구비하는 할로겐 램프(HL)의 갯수도 40개로 한정되는 것은 아니며, 임의의 수로 할 수 있다.
또, 상기 실시 형태에 있어서는, 1초 이상 연속해서 발광하는 연속 점등 램프로서 필라멘트 방식의 할로겐 램프(HL)를 이용하여 반도체 웨이퍼(W)의 예비 가열을 행하고 있었지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 할로겐 램프(HL) 대신에 방전형의 아크 램프(예를 들면, 크세논 아크 램프)를 연속 점등 램프로서 이용하여 예비 가열을 행하도록 해도 된다. 이 경우, 아크 램프에 의한 예비 가열의 도중에 예고 신호 발신부(37)가 플래시 예고 신호를 발신하게 된다.
또, 열처리 장치(1)에 의해 처리 대상이 되는 기판은 반도체 웨이퍼로 한정되는 것은 아니며, 액정 표시 장치 등의 플랫 패널 디스플레이에 이용하는 유리 기판이나 태양전지용의 기판이어도 된다. 또, 열처리 장치(1)에서는, 고유전율 게이트 절연막(High-k막)의 열처리, 금속과 실리콘의 접합, 혹은 폴리 실리콘의 결정화를 행하도록 해도 된다.
1 열처리 장치 3 제어부
4 할로겐 가열부 5 플래시 가열부
6 챔버 7 유지부
10 이재 기구 20 하부 방사 온도계
25 상부 방사 온도계 29 적외선 센서
33 입력부 34 표시부
35 주기 결정부 36, 107 기억부
37 예고 신호 발신부 63 상측 챔버창
64 하측 챔버창 65 열처리 공간
74 서셉터 96 IGBT
101 고속 방사 온도계 유닛
105 온도 변환부 106 프로파일 작성부
FL 플래시 램프 HL 할로겐 램프
W 반도체 웨이퍼

Claims (20)

  1. 기판에 플래시 광을 조사함으로써 당해 기판을 가열하는 열처리 방법으로서,
    플래시 램프로부터 기판의 표면에 플래시 광을 조사하는 플래시 광 조사 공정과,
    미리 설정된 데이터 수집 주기로 방사 온도계에 의해 상기 기판의 표면 온도를 측정하는 온도 측정 공정과,
    상기 온도 측정 공정에서 취득된 복수의 온도 데이터 중, 상기 플래시 광의 조사를 개시하기 전후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하는 프로파일 작성 공정
    을 구비하고,
    상기 데이터 수집 주기는 가변되는, 열처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로파일 작성 공정에서는, 상기 방사 온도계에 의해 측정된 온도가 역치에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점(始點) 온도 데이터로 하고, 상기 시점 온도 데이터 이후의 상기 일정 수의 온도 데이터를 추출하는, 열처리 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 플래시 광 조사 공정에서 조사하는 상기 플래시 광의 파형에 따라 상기 데이터 수집 주기를 결정하는, 열처리 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    플래시 광의 파형과 데이터 수집 주기를 대응지은 변환 테이블에 의거하여 상기 데이터 수집 주기를 결정하는, 열처리 방법.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 플래시 광 조사 공정에서 조사하는 상기 플래시 광의 파형이 길어질수록 상기 데이터 수집 주기를 길게 하는, 열처리 방법.
  6. 기판에 플래시 광을 조사함으로써 당해 기판을 가열하는 열처리 방법으로서,
    플래시 램프로부터 기판의 표면에 플래시 광을 조사하는 플래시 광 조사 공정과,
    소정의 데이터 수집 주기로 방사 온도계에 의해 상기 기판의 표면 온도를 측정하는 온도 측정 공정과,
    상기 플래시 광의 조사를 개시하기 전에 예고 신호를 발신하는 예고 공정과,
    상기 예고 신호가 발신된 후, 상기 방사 온도계에 의해 측정된 온도가 역치에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 상기 온도 측정 공정에서 취득된 복수의 온도 데이터로부터 상기 시점 온도 데이터 이후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하는 프로파일 작성 공정
    을 구비하는, 열처리 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 플래시 광 조사 공정 전에, 연속 점등 램프로부터의 광 조사에 의해 상기 기판을 예비 가열하는 예비 가열 공정을 추가로 구비하고,
    상기 예고 신호는 상기 예비 가열 공정의 도중에 발신되는, 열처리 방법.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 역치는, 상기 플래시 광의 조사에 의해 상기 기판의 표면이 도달하는 최고 온도보다 낮게 설정되는, 열처리 방법.
  9. 기판에 플래시 광을 조사함으로써 당해 기판을 가열하는 열처리 방법으로서,
    플래시 램프로부터 기판의 표면에 플래시 광을 조사하는 플래시 광 조사 공정과,
    소정의 데이터 수집 주기로 방사 온도계에 의해 상기 기판의 표면 온도를 측정하는 온도 측정 공정과,
    상기 방사 온도계에 의해 측정된 온도의 시간에 대한 기울기가 일정 시간 이상 계속해서 역치 이상이 되었을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 상기 온도 측정 공정에서 취득된 복수의 온도 데이터로부터 상기 시점 온도 데이터 이후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하는 프로파일 작성 공정
    을 구비하는, 열처리 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 플래시 광의 조사를 개시하기 전에 예고 신호를 발신하는 예고 공정을 추가로 구비하고,
    상기 프로파일 작성 공정에서는, 상기 예고 신호가 발신된 후, 상기 방사 온도계에 의해 측정된 온도의 시간에 대한 기울기의 판정을 행하는, 열처리 방법.
  11. 기판에 플래시 광을 조사함으로써 당해 기판을 가열하는 열처리 장치로서,
    기판을 수용하는 챔버와,
    상기 챔버에 수용된 상기 기판의 표면에 플래시 광을 조사하는 플래시 램프와,
    상기 기판의 표면으로부터 방사된 적외광을 수광하여, 미리 설정된 데이터 수집 주기로 당해 표면의 온도를 측정하는 방사 온도계와,
    상기 방사 온도계가 측정하여 취득한 복수의 온도 데이터 중, 상기 플래시 램프가 상기 플래시 광의 조사를 개시하기 전후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하는 프로파일 작성부
    를 구비하고,
    상기 데이터 수집 주기는 가변되는, 열처리 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 프로파일 작성부는, 상기 방사 온도계에 의해 측정된 온도가 역치에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 상기 시점 온도 데이터 이후의 상기 일정 수의 온도 데이터를 추출하는, 열처리 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 플래시 램프가 조사하는 상기 플래시 광의 파형에 따라 상기 데이터 수집 주기를 결정하는 주기 결정부를 추가로 구비하는, 열처리 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    플래시 광의 파형과 데이터 수집 주기를 대응지은 변환 테이블을 저장하는 기억부를 추가로 구비하고,
    상기 주기 결정부는, 상기 변환 테이블에 의거하여 상기 데이터 수집 주기를 결정하는, 열처리 장치.
  15. 청구항 13 또는 청구항 14에 있어서,
    상기 주기 결정부는, 상기 플래시 램프가 조사하는 상기 플래시 광의 파형이 길어질수록 상기 데이터 수집 주기를 길게 하는, 열처리 장치.
  16. 기판에 플래시 광을 조사함으로써 당해 기판을 가열하는 열처리 장치로서,
    기판을 수용하는 챔버와,
    상기 챔버에 수용된 상기 기판의 표면에 플래시 광을 조사하는 플래시 램프와,
    상기 기판의 표면으로부터 방사된 적외광을 수광하여, 소정의 데이터 수집 주기로 당해 표면의 온도를 측정하는 방사 온도계와,
    상기 플래시 램프가 플래시 광 조사를 개시하기 전에 예고 신호를 발신하는 예고 신호 발신부와,
    상기 예고 신호가 발신된 후, 상기 방사 온도계에 의해 측정된 온도가 역치에 도달했을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 상기 방사 온도계가 측정하여 취득한 복수의 온도 데이터로부터 상기 시점 온도 데이터 이후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하는 프로파일 작성부
    를 구비하는, 열처리 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 플래시 램프로부터 플래시 광을 조사하기 전에 상기 기판에 광을 조사하여 예비 가열하는 연속 점등 램프를 추가로 구비하고,
    상기 예고 신호 발신부는, 상기 예비 가열의 도중에 상기 예고 신호를 발신하는, 열처리 장치.
  18. 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 역치는, 상기 플래시 램프로부터의 플래시 광 조사에 의해 상기 기판의 표면이 도달하는 최고 온도보다 낮게 설정되는, 열처리 장치.
  19. 기판에 플래시 광을 조사함으로써 당해 기판을 가열하는 열처리 장치로서,
    기판을 수용하는 챔버와,
    상기 챔버에 수용된 상기 기판의 표면에 플래시 광을 조사하는 플래시 램프와,
    상기 기판의 표면으로부터 방사된 적외광을 수광하여, 소정의 데이터 수집 주기로 당해 표면의 온도를 측정하는 방사 온도계와,
    상기 방사 온도계에 의해 측정된 온도의 시간에 대한 기울기가 일정 시간 이상 계속해서 역치 이상이 되었을 때의 온도 데이터보다 소정 수 이전에 취득된 온도 데이터를 시점 온도 데이터로 하고, 상기 방사 온도계가 측정하여 취득한 복수의 온도 데이터로부터 상기 시점 온도 데이터 이후의 일정 수의 온도 데이터를 추출하여 온도 프로파일을 작성하는 프로파일 작성부
    를 구비하는, 열처리 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 플래시 램프가 플래시 광 조사를 개시하기 전에 예고 신호를 발신하는 예고 신호 발신부를 추가로 구비하고,
    상기 프로파일 작성부는, 상기 예고 신호가 발신된 후, 상기 방사 온도계에 의해 측정된 온도의 시간에 대한 기울기의 판정을 행하는, 열처리 장치.
KR1020207037384A 2018-06-25 2019-05-31 열처리 방법 및 열처리 장치 KR102401862B1 (ko)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2018-119852 2018-06-25
JP2018119852A JP6987705B2 (ja) 2018-06-25 2018-06-25 熱処理方法および熱処理装置
JP2018124279A JP7017480B2 (ja) 2018-06-29 2018-06-29 熱処理方法および熱処理装置
JP2018124391A JP7013337B2 (ja) 2018-06-29 2018-06-29 熱処理方法および熱処理装置
JPJP-P-2018-124279 2018-06-29
JPJP-P-2018-124391 2018-06-29
PCT/JP2019/021826 WO2020003894A1 (ja) 2018-06-25 2019-05-31 熱処理方法および熱処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210015908A KR20210015908A (ko) 2021-02-10
KR102401862B1 true KR102401862B1 (ko) 2022-05-25

Family

ID=68987046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207037384A KR102401862B1 (ko) 2018-06-25 2019-05-31 열처리 방법 및 열처리 장치

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102401862B1 (ko)
TW (2) TWI731342B (ko)
WO (1) WO2020003894A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005515425A (ja) 2001-12-26 2005-05-26 ボルテック インダストリーズ リミテッド 温度測定および熱処理方法およびシステム
JP2009508337A (ja) 2005-09-14 2009-02-26 マトソン テクノロジー カナダ インコーポレイテッド 繰返し可能な熱処理方法および機器
JP2012069890A (ja) 2010-09-27 2012-04-05 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置および熱処理方法
JP2014182061A (ja) 2013-03-21 2014-09-29 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 温度測定装置および熱処理装置
JP2017507501A (ja) 2014-02-25 2017-03-16 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 光学センサを使用したパルスプラズマのモニタリング

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7112763B2 (en) * 2004-10-26 2006-09-26 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for low temperature pyrometry useful for thermally processing silicon wafers
JP2012074430A (ja) * 2010-09-28 2012-04-12 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置および熱処理方法
JP6574344B2 (ja) 2015-06-23 2019-09-11 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理装置および熱処理方法
JP6719993B2 (ja) * 2016-06-30 2020-07-08 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理方法および熱処理装置
JP6839940B2 (ja) * 2016-07-26 2021-03-10 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理方法
JP7265314B2 (ja) * 2017-03-03 2023-04-26 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理方法および熱処理装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005515425A (ja) 2001-12-26 2005-05-26 ボルテック インダストリーズ リミテッド 温度測定および熱処理方法およびシステム
JP2009508337A (ja) 2005-09-14 2009-02-26 マトソン テクノロジー カナダ インコーポレイテッド 繰返し可能な熱処理方法および機器
JP2012069890A (ja) 2010-09-27 2012-04-05 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置および熱処理方法
JP2014182061A (ja) 2013-03-21 2014-09-29 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 温度測定装置および熱処理装置
JP2017507501A (ja) 2014-02-25 2017-03-16 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 光学センサを使用したパルスプラズマのモニタリング

Also Published As

Publication number Publication date
TWI814004B (zh) 2023-09-01
TW202135147A (zh) 2021-09-16
KR20210015908A (ko) 2021-02-10
US20210272827A1 (en) 2021-09-02
TW202002085A (zh) 2020-01-01
WO2020003894A1 (ja) 2020-01-02
TWI731342B (zh) 2021-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102412541B1 (ko) 열처리 방법 및 열처리 장치
JP6539568B2 (ja) 熱処理方法および熱処理装置
KR102236434B1 (ko) 열처리 방법 및 열처리 장치
KR102182796B1 (ko) 열처리 장치 및 열처리 방법
JP6184697B2 (ja) 熱処理装置および熱処理方法
JP5507227B2 (ja) 熱処理方法および熱処理装置
KR102395731B1 (ko) 열처리 방법 및 열처리 장치
KR102424749B1 (ko) 열처리 방법 및 열처리 장치
KR101389636B1 (ko) 열처리 방법
KR102401862B1 (ko) 열처리 방법 및 열처리 장치
JP6987705B2 (ja) 熱処理方法および熱処理装置
US20220172951A1 (en) Heat treatment method and heat treatment apparatus
US12125723B2 (en) Heat treatment method and heat treatment apparatus
JP2012199470A (ja) 熱処理方法および熱処理装置
JP7013337B2 (ja) 熱処理方法および熱処理装置
JP7017480B2 (ja) 熱処理方法および熱処理装置
JP6005946B2 (ja) 熱処理装置
CN115513088A (zh) 热处理方法及热处理装置
JP2024037213A (ja) 熱処理方法および熱処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right