TW202025252A - 熱處理方法及熱處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於提供一種可容易地進行熱處理條件之條件設定之熱處理方法及熱處理裝置。 將收容構成批次之複數個半導體晶圓之載具搬入至熱處理裝置之後，對各半導體晶圓設定規定了處理程序及處理條件之製程配方。接著，測定收容於載具之各半導體晶圓之反射率。基於所設定之製程配方與測定出之半導體晶圓之反射率，估算閃光加熱處理時半導體晶圓之到達預測溫度，並顯示該估算之到達預測溫度。因為可將所顯示之到達預測溫度作為參考來設定處理條件，故而可容易地進行熱處理條件之條件設定。

Description

熱處理方法及熱處理裝置
本發明係關於一種藉由對半導體晶圓等薄板狀精密電子基板(以下，簡稱為「基板」)照射光來加熱該基板之熱處理方法及熱處理裝置。
於半導體元件之製造製程中，以極短時間來加熱半導體晶圓之閃光燈退火(FLA)受到關注。閃光燈退火係一種熱處理技術，藉由使用氙閃光燈(以下，於簡記為「閃光燈」時係指氙閃光燈)對半導體晶圓表面照射閃光，而以極短時間(幾毫秒以下)僅使半導體晶圓之表面升溫。
氙閃光燈之放射光譜分佈係自紫外區域到近紅外區域，波長較先前之鹵素燈短，與矽半導體晶圓之基礎吸收帶大致一致。因此，於自氙閃光燈對半導體晶圓照射閃光時，透過光較少而能夠使半導體晶圓急速升溫。又亦判明，若係幾毫秒以下之極短時間之閃光照射，則可選擇性地僅使半導體晶圓之表面附近升溫。
此種閃光燈退火被用於需要極短時間加熱之處理，例如，典型的是用於注入至半導體晶圓中之雜質之活化。若自閃光燈對利用離子注入法注入了雜質之半導體晶圓表面照射閃光，則能夠以極短時間使該半導體晶圓之表面升溫至活化溫度，可不使雜質較深地擴散，而僅執行雜質活化。
一般而言，於處理半導體晶圓之裝置中，控制部根據規定了處理程序及處理條件之製程配方來控制裝置之各種構成部，藉此來執行所期望之處理。於專利文獻1中公開了，於閃光燈退火裝置中亦係控制部基於製程配方控制裝置之各構成部，對半導體晶圓執行熱處理。
因此，於半導體晶圓之閃光加熱處理時，必須選擇並設定如執行合適處理之製程配方。具體而言，必須設定如閃光照射時半導體晶圓表面恰好達到目標溫度之處理條件之製程配方。先前，係使用至少兩種製程配方實際對半導體晶圓試驗性地進行閃光加熱處理，測定該半導體晶圓之表面溫度，藉此來設定最佳處理條件之製程配方。
又，並不限定於閃光燈退火，於利用光照射來加熱半導體晶圓之退火處理中，晶圓表面之反射率成為重要之參數。即便照射相同強度之光，於反射率高之半導體晶圓中亦會因為反射光變多而使到達溫度變低。於專利文獻2中公開了一種技術，測定成為處理物件之半導體晶圓之反射率。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-231652號公報 [專利文獻2]日本專利特開2014-045067號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，上述先前之製程配方設定方法，因為係利用譬如試行錯誤來給出最佳條件，故而亦存在必須使用複數個製程配方多次對半導體晶圓試驗性地進行閃光加熱處理之情況。又，由於此種方法很大程度上亦依賴於作業者之經驗或技能，故而於不熟練之作業者之情形時必須進行更多之閃光加熱處理。
又，半導體晶圓之反射率依賴於晶圓表面之膜種或圖案。又，根據成為處理物件之半導體晶圓之膜種或圖案來設定規定了處理程序及處理條件之製程配方，根據該製程配方對半導體晶圓執行退火處理。
然而，有時會將成膜有與預定膜種不同膜種之半導體晶圓誤搬入至退火裝置中。或者，有時亦會將雖然係與預定膜種一樣之膜種但實施了異常成膜處理之半導體晶圓搬入至退火裝置中。於此種情形時，半導體晶圓之表面反射率與預定不同，無法獲得所期望之處理結果。
本發明係鑒於上述問題完成者，第1目的在於提供一種可容易地進行熱處理條件之條件設定之熱處理方法及熱處理裝置。
又，本發明之第2目的在於提供一種可確實地檢測非正常基板之熱處理方法及熱處理裝置。 [解決問題之技術手段]
為了解決上述問題，技術方案1之發明係一種熱處理方法，其藉由對基板照射閃光來加熱該基板，其特徵在於具備：製程配方設定工序，其對成為處理對象之基板設定規定了處理程序及處理條件之製程配方；反射率測定工序，其測定上述基板之反射率；溫度估算工序，其基於在上述製程配方設定工序中設定之製程配方與於上述反射率測定工序中測定出之反射率，估算加熱處理時之上述基板之溫度；以及顯示工序，其顯示於上述溫度估算工序中估算出之上述基板之溫度。
又，技術方案2之發明係一種熱處理方法，其藉由對基板照射閃光來加熱該基板，其特徵在於具備：反射率測定工序，其測定成為處理對象之基板之反射率；提取工序，其自將規定反射率、處理程序及處理條件之製程配方以及加熱處理時之基板之溫度相互建立關聯之資料庫，提取與於上述反射率測定工序中測定出之反射率對應之製程配方及基板之溫度；以及顯示工序，其顯示於上述提取工序中提取之製程配方及基板之溫度。
又，技術方案3之發明如技術方案2之發明之熱處理方法，其特徵在於，進而具備設定工序，該設定工序基於在上述提取工序中提取之製程配方及基板之溫度設定成為上述處理對象之基板之處理條件。
又，技術方案4之發明係一種熱處理方法，其藉由對基板照射閃光來加熱該基板，其特徵在於具備：反射率測定工序，其測定成為處理對象之基板之反射率；處理條件估算工序，其基於在上述反射率測定工序中測定出之反射率估算上述基板達到加熱處理時之目標溫度所需要之處理條件；以及顯示工序，其顯示於上述處理條件估算工序中估算出之處理條件。
又，技術方案5之發明如技術方案4之發明之熱處理方法，其特徵在於，進而具備設定工序，該設定工序對上述基板設定規定於上述處理條件估算工序中估算出之處理條件之製程配方。
又，技術方案6之發明係一種熱處理方法，其藉由對基板照射光來加熱該基板，其特徵在於具備：輸入工序，其輸入成為處理對象之基板之預想反射率；反射率測定工序，其測定上述基板之反射率；比較工序，其將於上述反射率測定工序中測定出之反射率與上述預想反射率進行比較；以及警示工序，其當於上述反射率測定工序中測定出之反射率偏離上述預想反射率超出特定範圍時發出警告。
又，技術方案7之發明係一種熱處理裝置，其藉由對基板照射閃光來加熱該基板，其特徵在於具備：腔室，其收容成為處理對象之基板；閃光燈，其對收容於上述腔室內之上述基板照射閃光；輸入部，其受理規定對於上述基板之處理程序及處理條件之製程配方之設定；反射率測定部，其測定上述基板之反射率；溫度估算部，其基於自上述輸入部設定之製程配方與由上述反射率測定部測定出之反射率，估算加熱處理時之上述基板之溫度；以及顯示部，其顯示由上述溫度估算部估算出之上述基板之溫度。
又，技術方案8之發明係一種熱處理裝置，其藉由對基板照射閃光來加熱該基板，其特徵在於具備：腔室，其收容成為處理對象之基板；閃光燈，其對收容於上述腔室內之上述基板照射閃光；反射率測定部，其測定上述基板之反射率；記憶部，其記憶將規定反射率、處理程序及處理條件之製程配方以及加熱處理時之基板之溫度相互建立關聯之資料庫；提取部，其自上述資料庫提取與由上述反射率測定部測定出之反射率對應之製程配方及基板之溫度；以及顯示部，其顯示由上述提取部提取之製程配方及基板之溫度。
又，技術方案9之發明如技術方案8之發明之熱處理裝置，其特徵在於，進而具備設定部，該設定部基於由上述提取部提取之製程配方及基板之溫度設定成為上述處理對象之基板之處理條件。
又，技術方案10之發明係一種熱處理裝置，其藉由對基板照射閃光來加熱該基板，其特徵在於具備：腔室，其收容成為處理對象之基板；閃光燈，其對收容於上述腔室內之上述基板照射閃光；反射率測定部，其測定上述基板之反射率；處理條件估算部，其基於由上述反射率測定部測定出之反射率，估算上述基板達到加熱處理時之目標溫度所需要之處理條件；以及顯示部，其顯示由上述處理條件估算部估算出之處理條件。
又，技術方案11之發明如技術方案10之發明之熱處理裝置，其特徵在於，進而具備設定部，該設定部對上述基板設定規定由上述處理條件估算部估算出之處理條件之製程配方。
又，技術方案12之發明係一種熱處理裝置，其藉由對基板照射光來加熱該基板，其特徵在於具備：腔室，其收容成為處理對象之基板；光照射部，其對收容於上述腔室內之上述基板照射光；輸入部，其受理上述基板之預想反射率之輸入；反射率測定部，其測定上述基板之反射率；比較部，其將於上述反射率測定部中測定出之反射率與上述預想反射率進行比較；以及警示部，其當於上述反射率測定部中測定出之反射率偏離上述預想反射率超出特定範圍時發出警告。 [發明之效果]
根據技術方案1之發明，由於基於在製程配方設定工序中設定之製程配方與於反射率測定工序中測定出之反射率，估算加熱處理時之基板之溫度後顯示，故而可將該預測溫度作為參考設定處理條件，可容易地進行熱處理條件之條件設定。
根據技術方案2及技術方案3之發明，由於自資料庫將與所測定之反射率對應之製程配方及基板之溫度提取，顯示該製程配方及基板之溫度，故而可基於過去之實績設定處理條件，可容易地進行熱處理條件之條件設定。
根據技術方案4及技術方案5之發明，由於基於在反射率測定工序中測定出之反射率估算基板達到加熱處理時之目標溫度所需要之處理條件後顯示，故而可根據實測之反射率設定藉由運算處理求出之處理條件，可容易地進行熱處理條件之條件設定。
根據技術方案6之發明，由於當於反射率測定工序中測定出之反射率自預想反射率超過特定範圍而離開時發出警告，故而可確實地檢測非正常基板。
根據技術方案7之發明，由於基於自輸入部設定之製程配方與由反射率測定部測定出之反射率，估算加熱處理時之上述基板之溫度後顯示於顯示部，故而可將該預測溫度作為參考設定處理條件，可容易地進行熱處理條件之條件設定。
根據技術方案8及技術方案9之發明，由於自資料庫將與由反射率測定部測定出之反射率對應之製程配方及基板之溫度提取，將該製程配方及基板之溫度顯示於顯示部，故而可基於過去之實績設定處理條件，可容易地進行熱處理條件之條件設定。
根據技術方案10及技術方案11之發明，由於基於由反射率測定部測定出之反射率估算基板達到加熱處理時之目標溫度所需要之處理條件後顯示，故而可根據實測之反射率設定藉由運算處理求出之處理條件，可容易地進行熱處理條件之條件設定。
根據技術方案12之發明，由於當於反射率測定部中測定出之反射率自預想反射率超過特定範圍而離開時發出警告，故而可確實地檢測非正常基板。
以下，一面參照附圖，一面對本發明之實施形態詳細地進行說明。
＜第1實施形態＞ 首先，對本發明之熱處理裝置之整體構成進行說明。圖1係表示本發明之熱處理裝置100之俯視圖，圖2係其前視圖。熱處理裝置100係對作為基板之圓板形狀之半導體晶圓W照射閃光而加熱該半導體晶圓W之閃光燈退火裝置。成為處理對象之半導體晶圓W之尺寸並無特別限定，例如為
Figure 02_image001
300 mm或
Figure 02_image001
450 mm。對搬入至熱處理裝置100之前之半導體晶圓W注入雜質，藉由利用熱處理裝置100之加熱處理來執行所注入之雜質之活化處理。再者，於圖1及以後之各圖中，為了容易理解，而根據需要將各部之尺寸或數量誇張或者簡化地描繪。又，於圖1～圖3之各圖中，為了使其等方向關係明確而標註了使Z軸方向為鉛直方向且使XY平面為水平面之XYZ正交座標系統。
如圖1及圖2所示，熱處理裝置100具備：移載傳送設備101，其用以將未處理之半導體晶圓W自外部搬入至裝置內，並將已處理之半導體晶圓W搬出至裝置外；對準部230，其進行未處理之半導體晶圓W之定位；2個冷卻部130、140，其等進行加熱處理後之半導體晶圓W之冷卻；熱處理部160，其對半導體晶圓W實施閃光加熱處理；以及搬送機器人150，其對冷卻部130、140及熱處理部160進行半導體晶圓W之交接。又，熱處理裝置100具備控制部3，該控制部3控制設置於上述各處理部之動作機構及搬送機器人150而進行半導體晶圓W之閃光加熱處理。
移載傳送設備101具備：負載埠110，其將複數個載具C(於本實施形態中為2個)排列載置；以及交接機器人120，其自各載具C將未處理之半導體晶圓W取出，並且將已處理之半導體晶圓W收納於各載具C。收容有未處理之半導體晶圓W之載具C藉由無人搬送車(AGV、OHT)等搬送後載置於負載埠110，並且收容有已處理之半導體晶圓W之載具C藉由無人搬送車自負載埠110被取走。
又，於負載埠110中，構成為載具C可如圖2之箭頭CU所示升降移動，以便交接機器人120可對載具C進行任意半導體晶圓W之取放。再者，作為載具C之形態，除了將半導體晶圓W收納於密閉空間之FOUP(front opening unified pod，前開式晶圓傳送盒)以外，亦可為SMIF(Standard Mechanical Inter Face，標準機械介面)箱或將所收納之半導體晶圓W曝露於外部氣體之OC(open cassette，開放式晶圓匣)。
又，交接機器人120可進行如圖1之箭頭120S所示之滑行移動、如箭頭120R所示之回轉動作及升降動作。藉此，交接機器人120對2個載具C進行半導體晶圓W之取放，並且對於對準部230及2個冷卻部130、140進行半導體晶圓W之交接。利用交接機器人120對於載具C進行之半導體晶圓W之取放係藉由手121之滑行移動及載具C之升降移動來進行。又，交接機器人120與對準部230或者冷卻部130、140之半導體晶圓W之交接係藉由手121之滑行移動及交接機器人120之升降動作來進行。
對準部230係連接於沿著Y軸方向之移載傳送設備101之側方而設置。對準部230係使半導體晶圓W於水平面內旋轉而朝向適合於閃光加熱之方向之處理部。對準部230係於為鋁合金製殼體之對準腔室231之內部設置如下機構而構成：將半導體晶圓W支持為水平姿勢並使之旋轉之機構(圖10之旋轉支持部237、旋轉馬達238)、及光學地檢測形成於半導體晶圓W之周緣部之凹槽或定向平面(orientation flat)等之機構。又，於對準腔室231，設置有對其內部所支持之半導體晶圓W表面之反射率進行測定之反射率測定部232。反射率測定部232對半導體晶圓W之表面照射光，並且接收由該表面反射之反射光，根據該反射光之強度測定半導體晶圓W表面之反射率。
半導體晶圓W向對準部230之交接藉由交接機器人120來進行。自交接機器人120向對準腔室231係以晶圓中心位於特定位置之方式交付半導體晶圓W。於對準部230中，使半導體晶圓W以自移載傳送設備101接收之半導體晶圓W之中心部作為旋轉中心圍繞鉛直方向軸旋轉，藉由光學地檢測凹槽等來調整半導體晶圓W之方向。又，反射率測定部232測定半導體晶圓W之表面之反射率。方向調整結束之半導體晶圓W由交接機器人120自對準腔室231取出。
作為利用搬送機器人150之半導體晶圓W之搬送空間，設置有收容搬送機器人150之搬送腔室170。於該搬送腔室170之三方連通連接有熱處理部160之處理腔室6、冷卻部130之第1冷卻腔室131及冷卻部140之第2冷卻腔室141。
作為熱處理裝置100之主要部之熱處理部160為對進行了預加熱之半導體晶圓W照射來自氙閃光燈FL之閃光(flash light)而進行閃光加熱處理之基板處理部。關於該熱處理部160之構成進而於下文敍述。
2個冷卻部130、140具備大致相同之構成。冷卻部130、140分別於作為鋁合金製殼體之第1冷卻腔室131、第2冷卻腔室141之內部，具備金屬製之冷卻板、及載置於冷卻板上表面之石英板(均省略圖示)。該冷卻板藉由珀爾帖元件或者恆溫水迴圈而溫度調整為常溫(約23℃)。利用熱處理部160實施了閃光加熱處理之半導體晶圓W被搬入至第1冷卻腔室131或者第2冷卻腔室141並載置於該石英板後冷卻。
第1冷卻腔室131及第2冷卻腔室141均於移載傳送設備101與搬送腔室170之間，連接於移載傳送設備101與搬送腔室170兩者。於第1冷卻腔室131及第2冷卻腔室141，形成設置有用以將半導體晶圓W搬入搬出之2個開口。第1冷卻腔室131之2個開口中連接於移載傳送設備101之開口可藉由閘閥181開閉。另一方面，第1冷卻腔室131之連接於搬送腔室170之開口可藉由閘閥183開閉。即，第1冷卻腔室131與移載傳送設備101經由閘閥181連接，第1冷卻腔室131與搬送腔室170經由閘閥183連接。
當於移載傳送設備101與第1冷卻腔室131之間進行半導體晶圓W之交接時，閘閥181打開。又，當於第1冷卻腔室131與搬送腔室170之間進行半導體晶圓W之交接時，閘閥183打開。於閘閥181及閘閥183閉鎖時，第1冷卻腔室131之內部成為密閉空間。
又，第2冷卻腔室141之2個開口中連接於移載傳送設備101之開口可藉由閘閥182開閉。另一方面，第2冷卻腔室141之連接於搬送腔室170之開口可藉由閘閥184開閉。即，第2冷卻腔室141與移載傳送設備101經由閘閥182連接，第2冷卻腔室141與搬送腔室170經由閘閥184連接。
當於移載傳送設備101與第2冷卻腔室141之間進行半導體晶圓W之交接時，閘閥182打開。又，當於第2冷卻腔室141與搬送腔室170之間進行半導體晶圓W之交接時，閘閥184打開。於閘閥182及閘閥184閉鎖時，第2冷卻腔室141之內部成為密閉空間。
進而，冷卻部130、140分別具備將潔淨之氮氣供給至第1冷卻腔室131、第2冷卻腔室141之氣體供給機構與將腔室內之氣體排出之排氣機構。該等氣體供給機構及排氣機構亦可將流量切換為2個階段。
設置於搬送腔室170之搬送機器人150能夠以沿著鉛直方向之軸為中心如箭頭150R所示回轉。搬送機器人150具有包括複數個臂段之2個連桿機構，於這2個連桿機構之前端分別設置有保持半導體晶圓W之搬送手151a、151b。該等搬送手151a、151b於上下隔開特定間距而配置，且可藉由連桿機構分別獨立地於同一水平方向直線地滑行移動。又，搬送機器人150藉由使供設置2個連桿機構之底座升降移動，而在保持相隔特定間距之狀態下使2個搬送手151a、151b升降移動。
於搬送機器人150將第1冷卻腔室131、第2冷卻腔室141或者熱處理部160之處理腔室6作為交接對象進行半導體晶圓W之交接(取放)時，首先，以兩個搬送手151a、151b與交接物件對向之方式回轉，然後(或者於回轉之期間)升降移動而使任一個搬送手位於與交接物件交接半導體晶圓W之高度。然後，使搬送手151a(151b)於水平方向直線地滑行移動而與交接物件進行半導體晶圓W之交接。
搬送機器人150與交接機器人120之半導體晶圓W之交接可經由冷卻部130、140進行。即，冷卻部130之第1冷卻腔室131及冷卻部140之第2冷卻腔室141亦作為用以於搬送機器人150與交接機器人120之間交接半導體晶圓W之通路發揮功能。具體而言，藉由將搬送機器人150或者交接機器人120之其中一個交接至第1冷卻腔室131或者第2冷卻腔室141之半導體晶圓W由另一個接收來進行半導體晶圓W之交接。由搬送機器人150及交接機器人120構成將半導體晶圓W自載具C搬送至熱處理部160之搬送機構。
如上所述，於第1冷卻腔室131及第2冷卻腔室141與移載傳送設備101之間分別設置有閘閥181、182。又，於搬送腔室170與第1冷卻腔室131及第2冷卻腔室141之間分別設置有閘閥183、184。進而，於搬送腔室170與熱處理部160之處理腔室6之間設置有閘閥185。當於熱處理裝置100內搬送半導體晶圓W時，適當將該等閘閥開閉。又，亦自氣體供給部對搬送腔室170及對準腔室231供給氮氣，並且將搬送腔室170及對準腔室231內部之氣體藉由排氣部排出(均省略圖示)。
接下來，對熱處理部160之構成進行說明。圖3係表示熱處理部160之構成之縱剖視圖。熱處理部160具備：處理腔室6，其收容半導體晶圓W進行加熱處理；閃光燈室5，其內置複數個閃光燈FL；以及鹵素燈室4，其內置複數個鹵素燈HL。於處理腔室6之上側設置有閃光燈室5，並且於下側設置有鹵素燈室4。又，熱處理部160於處理腔室6之內部具備：保持部7，其將半導體晶圓W保持為水平姿勢；以及移載機構10，其於保持部7與搬送機器人150之間進行半導體晶圓W之交接。
處理腔室6係於筒狀之腔室側部61之上下裝設石英製之腔室窗而構成。腔室側部61具有上下開口之大致筒形狀，於上側開口裝設上側腔室窗63而封閉，於下側開口裝設下側腔室窗64而封閉。構成處理腔室6之頂部之上側腔室窗63係由石英形成之圓板形狀部件，且作為使自閃光燈FL出射之閃光透至處理腔室6內之石英窗發揮功能。又，構成處理腔室6之底部之下側腔室窗64亦係由石英形成之圓板形狀部件，且作為使來自鹵素燈HL之光透至處理腔室6內之石英窗發揮功能。
又，於腔室側部61內側之壁面之上部裝設有反射環68，於下部裝設有反射環69。反射環68、69均形成為圓環狀。上側之反射環68係藉由自腔室側部61之上側嵌入而裝設。另一方面，下側之反射環69係藉由自腔室側部61之下側嵌入並利用省略圖示之螺釘固定而裝設。即，反射環68、69均自由裝卸地裝設於腔室側部61。將處理腔室6之內側空間、即由上側腔室窗63、下側腔室窗64、腔室側部61及反射環68、69包圍之空間界定為熱處理空間65。
藉由於腔室側部61裝設反射環68、69，而於處理腔室6之內壁面形成凹部62。即，形成由腔室側部61之內壁面中未裝設反射環68、69之中央部分、反射環68之下端面、及反射環69之上端面所包圍之凹部62。凹部62於處理腔室6之內壁面沿著水平方向形成為圓環狀，且圍繞保持半導體晶圓W之保持部7。腔室側部61及反射環68、69由強度與耐熱性優異之金屬材料(例如不鏽鋼)形成。
又，於腔室側部61，形成設置有用以相對於處理腔室6進行半導體晶圓W之搬入及搬出之搬送開口部(爐口)66。搬送開口部66可利用閘閥185開閉。搬送開口部66與凹部62之外周面連通連接。因此，當閘閥185將搬送開口部66打開時，可自搬送開口部66通過凹部62將半導體晶圓W搬入至熱處理空間65，以及自熱處理空間65將半導體晶圓W搬出。又，若閘閥185將搬送開口部66閉鎖，則處理腔室6內之熱處理空間65成為密閉空間。
又，於處理腔室6之內壁上部，形成設置有將處理氣體供給至熱處理空間65之氣體供給孔81。氣體供給孔81形成設置於較凹部62更靠上側位置，亦可設置於反射環68。氣體供給孔81經由呈圓環狀地形成於處理腔室6之側壁內部之緩衝空間82而與氣體供給管83連通連接。氣體供給管83連接於處理氣體供給源85。又，於氣體供給管83之路徑中途介插有閥84。若閥84打開，則自處理氣體供給源85對緩衝空間82輸送處理氣體。流入至緩衝空間82之處理氣體以於流體阻力較氣體供給孔81小之緩衝空間82內擴散之方式流動，並自氣體供給孔81向熱處理空間65內供給。作為處理氣體，能夠使用氮氣(N2 )等惰性氣體或者氫氣(H2 )、氨氣(NH3 )等反應性氣體(於本實施形態中為氮氣)。
另一方面，於處理腔室6之內壁下部，形成設置有將熱處理空間65內之氣體排出之氣體排氣孔86。氣體排氣孔86形成設置於較凹部62更靠下側位置，亦可設置於反射環69。氣體排氣孔86經由呈圓環狀地形成於處理腔室6之側壁內部之緩衝空間87而與氣體排氣管88連通連接。氣體排氣管88連接於排氣機構190。又，於氣體排氣管88之路徑中途介插有閥89。若將閥89打開，則熱處理空間65之氣體自氣體排氣孔86經過緩衝空間87向氣體排氣管88排出。再者，氣體供給孔81及氣體排氣孔86既可沿著處理腔室6之周向設置複數個，亦可為狹縫狀之孔。又，處理氣體供給源85及排氣機構190既可為設置於熱處理裝置100之機構，亦可為供設置熱處理裝置100之工廠之設施。
又，於搬送開口部66之前端亦連接有將熱處理空間65內之氣體排出之氣體排氣管191。氣體排氣管191經由閥192連接於排氣機構190。藉由將閥192打開，經由搬送開口部66將處理腔室6內之氣體排出。
圖4係表示保持部7之整體外觀之立體圖。保持部7具備基台環71、連結部72及基座74而構成。基台環71、連結部72及基座74均由石英形成。即，保持部7之整體由石英形成。
基台環71係圓環形狀缺失一部分而成之圓弧形狀之石英部件。該缺失部分係為了防止下述移載機構10之移載臂11與基台環71干涉而設置。基台環71藉由載置於凹部62之底面，而支援於處理腔室6之壁面(參照圖3)。於基台環71之上表面，沿著其圓環形狀之圓周方向豎立設置有複數個連結部72(於本實施形態中為4個)。連結部72亦係石英部件，藉由焊接而固接於基台環71。
基座74由於設置於基台環71之4個連結部72支持。圖5係基座74之俯視圖。又，圖6係基座74之剖視圖。基座74具備保持板75、導環76及複數個基板支持銷77。保持板75係由石英形成之大致圓形之平板狀部件。保持板75之直徑較半導體晶圓W之直徑大。即，保持板75具有大於半導體晶圓W之平面尺寸。
於保持板75之上表面周緣部設置有導環76。導環76係具有較半導體晶圓W之直徑大之內徑之圓環形狀部件。例如，於半導體晶圓W之直徑為
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300 mm之情形時，導環76之內徑為
Figure 02_image001
320 mm。導環76之內周設為如自保持板75朝向上方變寬之錐面。導環76由與保持板75相同之石英形成。導環76既可熔接於保持板75之上表面，亦可利用又加工之銷等而固定於保持板75。或者，亦可將保持板75與導環76加工為一體之部件。
保持板75之上表面中較導環76更靠內側之區域被設為保持半導體晶圓W之平面狀之保持面75a。於保持板75之保持面75a，豎立設置有複數個基板支援銷77。於本實施形態中，沿著與保持面75a之外周圓(導環76之內周圓)為同心圓之圓周上，每隔30°地豎立設置有共計12個基板支援銷77。配置著12個基板支持銷77之圓之直徑(對向之基板支持銷77間之距離)小於半導體晶圓W之直徑，若半導體晶圓W之直徑為
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300 mm，則該圓之直徑為
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270 mm～
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280 mm(於本實施形態中為
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270 mm)。各基板支持銷77由石英形成。複數個基板支持銷77既可藉由焊接設置於保持板75之上表面，亦可與保持板75一體地加工。
返回至圖4，豎立設置於基台環71之4個連結部72與基座74之保持板75之周緣部藉由焊接而固接。即，基座74與基台環71利用連結部72而固定地連結。藉由此種保持部7之基台環71支援於處理腔室6之壁面，而將保持部7裝設於處理腔室6。於保持部7裝設於處理腔室6之狀態下，基座74之保持板75成為水平姿勢(法線與鉛直方向一致之姿勢)。即，保持板75之保持面75a成為水平面。
搬入至處理腔室6之半導體晶圓W以水平姿勢載置並保持於被裝設於處理腔室6之保持部7之基座74之上。此時，半導體晶圓W支持於豎立設置於保持板75上之12個基板支持銷77並保持於基座74。更嚴格而言，12個基板支持銷77之上端部接觸於半導體晶圓W之下表面而支持該半導體晶圓W。由於12個基板支持銷77之高度(自基板支持銷77之上端至保持板75之保持面75a為止之距離)均勻，故而可利用12個基板支持銷77將半導體晶圓W以水平姿勢支持。
又，半導體晶圓W被複數個基板支持銷77自保持板75之保持面75a隔開特定間隔地支持。相比基板支持銷77之高度，導環76之厚度更大。因此，由複數個基板支持銷77支持之半導體晶圓W之水平方向之位置偏移通過導環76而得到防止。
又，如圖4及圖5所示，於基座74之保持板75，上下貫通地形成有開口部78。開口部78係為了下部輻射溫度計20(參照圖3)接受自由基座74保持之半導體晶圓W之下表面放射之放射光(紅外光)而設置。即，下部輻射溫度計20接受經由開口部78自由基座74保持之半導體晶圓W之下表面放射之光而測定該半導體晶圓W之溫度。進而，於基座74之保持板75，貫穿設置有供下述移載機構10之頂起銷12貫通以交接半導體晶圓W之4個貫通孔79。
圖7係移載機構10之俯視圖。又，圖8係移載機構10之側視圖。移載機構10具備2根移載臂11。移載臂11設為像沿著大致圓環狀之凹部62一樣之圓弧形狀。於各移載臂11豎立設置有2根頂起銷12。各移載臂11可利用水平移動機構13旋動。水平移動機構13使一對移載臂11於相對於保持部7進行半導體晶圓W之移載之移載動作位置(圖7之實線位置)、與和保持於保持部7之半導體晶圓W俯視時不重疊之退避位置(圖7之雙點劃線位置)之間水平移動。移載動作位置為基座74之下方，退避位置較基座74靠外側。作為水平移動機構13，既可以係利用個別之馬達使各移載臂11分別旋動之機構，亦可以係使用連桿機構利用1個馬達使一對移載臂11連動地旋動之機構。
又，一對移載臂11利用升降機構14而與水平移動機構13一起升降移動。若升降機構14使一對移載臂11於移載動作位置上升，則共計4根頂起銷12通過貫穿設置於基座74之貫通孔79(參照圖4、5)，頂起銷12之上端自基座74之上表面突出。另一方面，若升降機構14使一對移載臂11於移載動作位置下降而將頂起銷12自貫通孔79拔出，並且水平移動機構13使一對移載臂11以打開之方式移動，則各移載臂11移動至退避位置。一對移載臂11之退避位置為保持部7之基台環71之正上方。由於基台環71載置於凹部62之底面，故而移載臂11之退避位置成為凹部62之內側。再者，於移載機構10之設置有驅動部(水平移動機構13及升降機構14)之部位附近亦設置有省略圖示之排氣機構，而構成為將移載機構10之驅動部周邊之氣體排出至腔室6之外部。
返回至圖3，於處理腔室6設置有上部輻射溫度計25及下部輻射溫度計20之2個輻射溫度計。如上所述，下部輻射溫度計20接受經由基座74之開口部78自半導體晶圓W之下表面放射之紅外光，並根據該紅外光之強度測定半導體晶圓W之溫度。另一方面，上部輻射溫度計25接受自由基座74保持之半導體晶圓W之上表面放射之紅外光，並根據該紅外光之強度測定半導體晶圓W之上表面之溫度。作為上部輻射溫度計25，較佳為使用高速輻射溫度計，以可追隨於閃光照射時急遽地變化之半導體晶圓W之上表面之溫度變化。
設置於處理腔室6之上方之閃光燈室5係於殼體51之內側具備包含複數根(於本實施形態中為30根)氙閃光燈FL之光源、及以覆蓋該光源之上方之方式設置之反射器52而構成。又，於閃光燈室5之殼體51之底部裝設有燈光放射窗53。構成閃光燈室5之底部之燈光放射窗53係由石英形成之板狀之石英窗。藉由將閃光燈室5設置於處理腔室6之上方，而使燈光放射窗53與上側腔室窗63相對向。閃光燈FL自處理腔室6之上方經由燈光放射窗53及上側腔室窗63而對熱處理空間65照射閃光。
複數個閃光燈FL係分別具有長條圓筒形狀之棒狀燈，且以各自之長度方向沿著保持於保持部7之半導體晶圓W之主面(即沿著水平方向)相互平行之方式呈平面狀排列。因此，藉由閃光燈FL之排列而形成之平面亦為水平面。
氙閃光燈FL具備：棒狀之玻璃管(放電管)，其係於其內部封入氙氣且於其兩端部配設有連接於電容器之陽極及陰極；以及觸發電極，其附設於該玻璃管之外周面上。由於氙氣為電絕緣體，故而即使於電容器中蓄積著電荷，於通常狀態下亦不會向玻璃管內流通電。然而，於對觸發電極施加高電壓而將絕緣破壞之情形時，蓄積於電容器中之電瞬間流動至玻璃管內，藉由此時之氙原子或分子之激發而發出光。於此種氙閃光燈FL中，預先蓄積於電容器中之靜電能量會轉換為0.1毫秒至100毫秒之極短之光脈衝，故而與如鹵素燈HL之連續點亮光源相比，具有可照射極強光之特徵。即，閃光燈FL係以小於1秒之極短時間瞬間發光之脈衝發光燈。再者，閃光燈FL之發光時間可根據對閃光燈FL進行電力供給之燈電源之線圈常數進行調整。
又，反射器52以於複數個閃光燈FL之上方覆蓋其等整體之方式設置。反射器52之基本功能係將自複數個閃光燈FL出射之閃光反射至熱處理空間65側。反射器52由鋁合金板形成，其表面(面向閃光燈FL之側之面)藉由噴砂處理而實施粗面化加工。
設置於處理腔室6之下方之鹵素燈室4於殼體41之內側內置有複數根(於本實施形態中為40根)鹵素燈HL。複數個鹵素燈HL自處理腔室6之下方經由下側腔室窗64向熱處理空間65進行光照射。
圖9係表示複數個鹵素燈HL之配置之俯視圖。於本實施形態中，於上下2段配設有各20根鹵素燈HL。各鹵素燈HL係具有長條圓筒形狀之棒狀燈。上段、下段均係20根鹵素燈HL以各自之長度方向沿著保持於保持部7之半導體晶圓W之主面(即沿著水平方向)相互平行之方式排列。因此，於上段、下段均係由鹵素燈HL之排列形成之平面為水平面。
又，如圖9所示，上段、下段均係較之與保持於保持部7之半導體晶圓W之中央部對向之區域，與周緣部對向之區域中之鹵素燈HL之配設密度更高。即，上下段均係與燈排列之中央部相比，周緣部之鹵素燈HL之配設間距更短。因此，可對於藉由來自鹵素燈HL之光照射進行加熱時容易產生溫度降低之半導體晶圓W之周緣部進行更多光量之照射。
又，包含上段之鹵素燈HL之燈群與包含下段之鹵素燈HL之燈群以呈格子狀交叉之方式排列。即，以上段之各鹵素燈HL之長度方向與下段之各鹵素燈HL之長度方向正交之方式配設有共計40根鹵素燈HL。
鹵素燈HL係藉由對配設於玻璃管內部之燈絲通電使燈絲白熾化而發光之燈絲方式之光源。於玻璃管之內部，封入有將鹵素元素(碘、溴等)微量導入至氮氣或氬氣等惰性氣體中所得之氣體。藉由導入鹵素元素，可抑制燈絲之折損，並且將燈絲之溫度設定為高溫。因此，鹵素燈HL具有與通常之白熾燈泡相比壽命較長且能夠連續地照射強光之特性。即，鹵素燈HL係連續發光至少1秒鐘以上之連續點亮燈。又，鹵素燈HL由於為棒狀燈，故而壽命較長，且藉由將鹵素燈HL沿著水平方向配置而使對上方之半導體晶圓W之放射效率變得優異。
又，於鹵素燈室4之殼體41內，亦於2段鹵素燈HL之下側設置有反射器43(圖3)。反射器43使自複數個鹵素燈HL出射之光反射至熱處理空間65側。
除了上述構成以外，熱處理部160進而具備各種冷卻用構造，以防止於半導體晶圓W之熱處理時因自鹵素燈HL及閃光燈FL產生之熱能所引起之鹵素燈室4、閃光燈室5及處理腔室6過度之溫度上升。例如，於處理腔室6之壁體設置有水冷管(省略圖示)。又，鹵素燈室4及閃光燈室5被設為於內部形成氣體流而進行排熱之空氣冷卻構造。又，亦對上側腔室窗63與燈光放射窗53之間隙供給空氣，而將閃光燈室5及上側腔室窗63冷卻。
圖10係表示設置於對準部230之反射率測定部232及控制部3之構成之圖。反射率測定部232具備投光部300、受光部235、半鏡面236及反射率估算部31。於對準部230之對準腔室231內，設置有支援半導體晶圓W並使半導體晶圓W旋轉之旋轉支援部237、及旋轉驅動該旋轉支援部237之旋轉馬達238。藉由旋轉馬達238使支持半導體晶圓W之旋轉支持部237旋轉，來調整該半導體晶圓W之方向。
投光部300具備鹵素光源或LED(light-emitting diode，發光二極體)光源等光源而出射反射率測定用之光。受光部235具備將所接受之光之強度轉換為電信號之受光元件。自投光部300出射之光由半鏡面236反射後垂直地照射至支持於旋轉支持部237之半導體晶圓W之上表面。自投光部300照射之光由半導體晶圓W之上表面反射。該反射光透過半鏡面236由受光部235接受。控制部3之反射率估算部31基於受光部235所接受之反射光之強度估算半導體晶圓W之上表面之反射率。再者，投光部300可具備照射之波長區域不同之複數個光源，亦可對半導體晶圓W之上表面之多處照射光。若投光部300具備波長區域不同之複數個光源，則可遍及廣域波長測定半導體晶圓W之反射率。又，若對半導體晶圓W之上表面之多處照射光，則能夠減輕局部性之圖案依賴性。
控制部3控制設置於熱處理裝置100之上述各種動作機構。作為控制部3之硬體之構成與普通之電腦相同。即，控制部3具備作為進行各種運算處理之電路之CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、作為記憶基本程式之讀出專用記憶體之ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、作為記憶各種資訊之自由讀寫記憶體之RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)及預先記憶控制用軟體或資料等之磁碟。藉由控制部3之CPU執行特定之處理程式而進行熱處理裝置100中之處理。反射率估算部31及溫度估算部36為藉由控制部3之CPU執行特定之處理程式來實現之功能處理部。關於溫度估算部36之處理內容進而於下文敍述。再者，於圖1中，於移載傳送設備101內表示了控制部3，但並不限定於此，控制部3可配置於熱處理裝置100內之任意位置。
又，於控制部3連接有顯示部34及輸入部33。控制部3使顯示部34顯示各種資訊。熱處理裝置100之操作員可一面確認顯示於顯示部34之資訊，一面自輸入部33輸入各種指令或參數。作為輸入部33，可使用例如鍵盤或滑鼠。作為顯示部34，可使用例如液晶顯示器。於本實施形態中，作為顯示部34及輸入部33，採用設置於熱處理裝置100之外壁之液晶之觸控面板使其兼具兩者之功能。
接下來，對本發明之熱處理裝置100之處理動作進行說明。此處，首先對於對成為製品之通常之半導體晶圓(產品晶圓)W進行之典型之處理動作進行說明。成為處理對象之半導體晶圓W係藉由離子注入法而添加有雜質(離子)之半導體基板。該雜質之活化藉由利用熱處理裝置100之閃光照射加熱處理(退火)來執行。
首先，將注入有雜質之未處理之半導體晶圓W以複數片收容於載具C之狀態載置於移載傳送設備101之負載埠110。然後，交接機器人120自載具C將未處理之半導體晶圓W逐片地取出，搬入至對準部230之對準腔室231。於對準腔室231中，藉由使支持於旋轉支持部237之半導體晶圓W以其中心部作為旋轉中心於水平面內圍繞鉛直方向軸旋轉，並光學地檢測凹槽等，從而調整半導體晶圓W之方向。
接下來，移載傳送設備101之交接機器人120自對準腔室231將方向經調整之半導體晶圓W取出，搬入至冷卻部130之第1冷卻腔室131或者冷卻部140之第2冷卻腔室141。搬入至第1冷卻腔室131或者第2冷卻腔室141之未處理之半導體晶圓W由搬送機器人150搬出至搬送腔室170。於將未處理之半導體晶圓W自移載傳送設備101經過第1冷卻腔室131或者第2冷卻腔室141移送至搬送腔室170時，第1冷卻腔室131及第2冷卻腔室141作為半導體晶圓W之交接用之路徑發揮功能。
已取出半導體晶圓W之搬送機器人150以朝向熱處理部160之方式回轉。繼而，閘閥185將處理腔室6與搬送腔室170之間打開，搬送機器人150將未處理之半導體晶圓W搬入至處理腔室6。此時，於先行之經加熱處理過之半導體晶圓W存在於處理腔室6之情形時，藉由搬送手151a、151b之一個將加熱處理後之半導體晶圓W取出後將未處理之半導體晶圓W搬入至處理腔室6而進行晶圓替換。然後，閘閥185將處理腔室6與搬送腔室170之間閉鎖。
對搬入至處理腔室6之半導體晶圓W，藉由鹵素燈HL進行預加熱之後，藉由來自閃光燈FL之閃光照射進行閃光加熱處理。藉由該閃光加熱處理來進行注入至半導體晶圓W之雜質之活化。
於閃光加熱處理結束之後，閘閥185將處理腔室6與搬送腔室170之間再次打開，搬送機器人150自處理腔室6將閃光加熱處理後之半導體晶圓W搬出至搬送腔室170。取出半導體晶圓W之搬送機器人150以自處理腔室6朝向第1冷卻腔室131或者第2冷卻腔室141之方式回轉。又，閘閥185將處理腔室6與搬送腔室170之間閉鎖。
然後，搬送機器人150將加熱處理後之半導體晶圓W搬入至冷卻部130之第1冷卻腔室131或者冷卻部140之第2冷卻腔室141。此時，該半導體晶圓W當於加熱處理前藉由第1冷卻腔室131之情形時，於加熱處理後仍搬入至第1冷卻腔室131，當於加熱處理前藉由第2冷卻腔室141之情形時，於加熱處理後仍搬入至第2冷卻腔室141。於第1冷卻腔室131或者第2冷卻腔室141中，進行閃光加熱處理後之半導體晶圓W之冷卻處理。由於自熱處理部160之處理腔室6搬出之時間點之半導體晶圓W整體之溫度相對較高，故而將半導體晶圓W於第1冷卻腔室131或者第2冷卻腔室141中冷卻至常溫附近。
於經過特定之冷卻處理時間之後，交接機器人120將冷卻後之半導體晶圓W自第1冷卻腔室131或者第2冷卻腔室141搬出，返還給載具C。若將特定片數之已處理半導體晶圓W收容於載具C，則將該載具C自移載傳送設備101之負載埠110搬出。
對熱處理部160中之加熱處理繼續說明。於半導體晶圓W向處理腔室6之搬入之前，將供氣用之閥84打開，並且將排氣用之閥89、192打開而開始對處理腔室6內之供排氣。若將閥84打開，則自氣體供給孔81對熱處理空間65供給氮氣。又，若將閥89打開，則自氣體排氣孔86將處理腔室6內之氣體排出。藉此，自處理腔室6內之熱處理空間65之上部供給之氮氣向下方流動，自熱處理空間65之下部排出。
又，藉由將閥192打開，亦自搬送開口部66將處理腔室6內之氣體排出。進而，藉由省略圖示之排氣機構可將移載機構10之驅動部周邊之氣體亦排出。再者，於熱處理部160中之半導體晶圓W之熱處理時氮氣持續地供給至熱處理空間65，其供給量根據處理工序而適當變更。
繼而，將閘閥185打開而將搬送開口部66打開，藉由搬送機器人150經由搬送開口部66將成為處理對象之半導體晶圓W搬入至處理腔室6內之熱處理空間65。搬送機器人150使保持未處理之半導體晶圓W之搬送手151a(或者搬送手151b)進入保持部7之正上方位置而停止。然後，藉由移載機構10之一對移載臂11自退避位置向移載動作位置水平移動並上升，而使頂起銷12通過貫通孔79自基座74之保持板75之上表面突出而接收半導體晶圓W。此時，頂起銷12上升至較基板支持銷77之上端更靠上方。
未處理之半導體晶圓W載置於頂起銷12之後，搬送機器人150使搬送手151a自熱處理空間65退出，利用閘閥185將搬送開口部66閉鎖。然後，藉由一對移載臂11下降，而使半導體晶圓W自移載機構10被交給保持部7之基座74並以水平姿勢自下方被保持。半導體晶圓W支持於豎立設置於保持板75上之複數個基板支持銷77而保持於基座74。又，半導體晶圓W將進行過圖案形成且注入有雜質之表面作為上表面而保持於保持部7。於支持於複數個基板支持銷77之半導體晶圓W之背面(與正面相反側之主面)與保持板75之保持面75a之間形成特定之間隔。下降至基座74下方之一對移載臂11利用水平移動機構13退避至退避位置、即凹部62之內側。
於將半導體晶圓W利用保持部7之基座74以水平姿勢自下方保持之後，將40根鹵素燈HL一齊點亮而開始預加熱(輔助加熱)。自鹵素燈HL出射之鹵素光透過由石英形成之下側腔室窗64及基座74自半導體晶圓W之下表面照射。藉由接受來自鹵素燈HL之光照射而讓半導體晶圓W被預加熱後溫度上升。再者，移載機構10之移載臂11因已退避至凹部62之內側，故而不會妨礙利用鹵素燈HL之加熱。
於利用鹵素燈HL進行預加熱時，半導體晶圓W之溫度利用下部輻射溫度計20來測定。即，下部輻射溫度計20接受自保持於基座74之半導體晶圓W之下表面經由開口部78放射之紅外光而測定升溫中之晶圓溫度。將所測定出之半導體晶圓W之溫度傳遞至控制部3。控制部3一面監視利用以自鹵素燈HL之光照射升溫之半導體晶圓W之溫度是否已達到特定之預加熱溫度T1，一面對鹵素燈HL之輸出進行控制。即，控制部3基於下部輻射溫度計20之測定值，以半導體晶圓W之溫度成為預加熱溫度T1之方式對鹵素燈HL之輸出進行回饋控制。預加熱溫度T1被設為不必擔心添加至半導體晶圓W之雜質會因熱而擴散之溫度，即600℃至800℃左右(於本實施形態中為700℃)。
於半導體晶圓W之溫度達到預加熱溫度T1之後，控制部3將半導體晶圓W暫時維持為該預加熱溫度T1。具體而言，於利用下部輻射溫度計20測定之半導體晶圓W之溫度達到預加熱溫度T1之時間點，控制部3調整鹵素燈HL之輸出，將半導體晶圓W之溫度維持為大致預加熱溫度T1。
藉由進行此種利用鹵素燈HL之預加熱，而使半導體晶圓W之整體均勻地升溫至預加熱溫度T1。於利用鹵素燈HL進行預加熱之階段，存在更容易產生散熱之半導體晶圓W之周緣部之溫度較中央部降低之傾向，關於鹵素燈室4中之鹵素燈HL之配設密度，係較之與半導體晶圓W之中央部對向之區域，與周緣部對向之區域更高。因此，照射至容易產生散熱之半導體晶圓W之周緣部之光量變多，可使預加熱階段中之半導體晶圓W之面內溫度分佈均勻。
於半導體晶圓W之溫度達到預加熱溫度T1後經過特定時間之時間點，閃光燈FL對半導體晶圓W之表面進行閃光照射。此時，自閃光燈FL放射之閃光之一部分直接射向處理腔室6內，另一部分暫時由反射器52反射後射向處理腔室6內，藉由該等閃光之照射來進行半導體晶圓W之閃光加熱。
閃光加熱由於藉由來自閃光燈FL之閃光(flash light)照射來進行，故而可使半導體晶圓W之表面溫度於短時間內上升。即，自閃光燈FL照射之閃光係將預先蓄積於電容器中之靜電能量轉換為極短之光脈衝且照射時間為大約0.1毫秒以上且100毫秒以下之極短且強之閃光。而且，藉由來自閃光燈FL之閃光照射而閃光加熱之半導體晶圓W之表面溫度瞬間上升至1000℃以上之處理溫度T2，注入至半導體晶圓W之雜質被活化之後，表面溫度急速下降。如此，於閃光加熱中可將半導體晶圓W之表面溫度於極短時間內升降，故而可一面抑制注入至半導體晶圓W之雜質因熱擴散，一面進行雜質之活化。再者，由於雜質之活化所需要之時間與其熱擴散所需要之時間相比極短，故而即便於0.1毫秒至100毫秒左右之不產生擴散之短時間內，亦完成活化。
於閃光加熱處理結束之後，經過特定時間後，鹵素燈HL熄滅。藉此，半導體晶圓W自預加熱溫度T1急速降溫。降溫中之半導體晶圓W之溫度利用下部輻射溫度計20來測定，將其測定結果傳遞至控制部3。控制部3根據下部輻射溫度計20之測定結果來監視半導體晶圓W之溫度是否降至特定溫度。然後，於半導體晶圓W之溫度降至特定程度以下之後，移載機構10之一對移載臂11再次自退避位置向移載動作位置水平移動並上升，藉此，頂起銷12自基座74之上表面突出而自基座74接收熱處理後之半導體晶圓W。繼而，將利用閘閥185閉鎖之搬送開口部66打開，利用搬送機器人150之搬送手151b(或者搬送手151a)將載置於頂起銷12上之處理後之半導體晶圓W搬出。搬送機器人150使搬送手151b進入利用頂起銷12頂起之半導體晶圓W之正下方位置而停止。然後，藉由一對移載臂11下降，而將閃光加熱後之半導體晶圓W交付並載置於搬送手151b。然後，搬送機器人150使搬送手151b自處理腔室6退出而將處理後之半導體晶圓W搬出。
接下來，對事前預測於閃光加熱時半導體晶圓W之表面所達到之處理溫度T2之技術進行說明。圖11係表示第1實施形態中之半導體晶圓W之到達預測溫度估算程序之流程圖。首先，將批次搬入至熱處理裝置100(步驟S11)。所謂批次，係指成為於相同條件下進行相同內容之處理之物件之1組半導體晶圓W。具體而言，構成批次之複數個(於本實施形態中為25片)半導體晶圓W以收容於載具C之狀態下載置於移載傳送設備101之負載埠110。
接下來，對收容於載具C之複數個半導體晶圓W之各者設定製程配方(步驟S12)。所謂製程配方，係指規定對於半導體晶圓W之熱處理之處理程序及處理條件之製程配方。藉由控制部3根據製程配方控制熱處理裝置100之各機構，來對半導體晶圓W執行如上所述之預加熱處理及閃光加熱處理。製程配方預先製成多種並記憶於控制部3之記憶部等。熱處理裝置100之操作員自作為輸入部33及顯示部34發揮功能之觸控面板選擇適當之製程配方後對收容於載具C之複數個半導體晶圓W之各者個別地設定。典型而言，由於在1個載具C收容有成為於相同條件下進行相同內容之處理之物件之複數個半導體晶圓W，故而於此種情形時，亦可對收容於載具C之複數個半導體晶圓W設定1個共通之製程配方。又，亦可將僅規定處理程序之處理程序製程配方與僅規定處理條件之處理條件製程配方分別預先製成多種而記憶於控制部3之記憶部等，於製程配方設定時將其等組合使用。
於對複數個半導體晶圓W設定製程配方之後，交接機器人120自載具C將半導體晶圓W逐片地取出，搬入至對準部230之對準腔室231。於對準腔室231中，半導體晶圓W支持於旋轉支持部237。然後，反射率測定部232測定支持於旋轉支持部237之半導體晶圓W之表面之反射率(步驟S13)。具體而言，自反射率測定部232之投光部300出射之光由半鏡面236反射後以入射角0°照射至半導體晶圓W之表面。自投光部300照射之光由半導體晶圓W之表面反射，該反射光透過半鏡面236由受光部235接受。藉此，取得半導體晶圓W之反射光強度。
又，於控制部3之記憶部，記憶有關於未進行圖案形成或離子注入之矽之裸晶圓利用與上述相同之方法而反射率測定部232預先測定出之反射光強度。反射率估算部31藉由將裸晶圓之反射光強度設為參考，將受光部235接受之半導體晶圓W之反射光強度除以裸晶圓之反射光強度來估算半導體晶圓W之表面之反射率。即，於本實施形態中，估算半導體晶圓W相對於裸晶圓之相對反射率。所估算出之半導體晶圓W之反射率記憶於控制部3之記憶部。
反射率測定結束之後，交接機器人120自對準腔室231將測定後之半導體晶圓W取出後返還給負載埠110之載具C。即，於熱處理裝置100，設置有用以測定半導體晶圓W之反射率之專用之搬送模式，於該搬送模式中自對準腔室231搬出之半導體晶圓W不被搬送至處理腔室6而直接返還給原來之載具C。
步驟S13之反射率測定係對收容於載具C之複數個半導體晶圓W之全部依次執行。即，將收容於載具C之複數個半導體晶圓W依次搬送至對準腔室231測定反射率，於測定後依次返還給原來之載具C。
於收容於載具C之所有半導體晶圓W之反射率測定完成之後，控制部3之溫度估算部36估算半導體晶圓W之到達預測溫度(步驟S14)。對收容於載具C之所有半導體晶圓W設定規定處理條件之製程配方。於製程配方中作為處理條件規定有例如閃光照射時之閃光燈FL之放電電壓或照射時間(脈衝寬度)等。更具體而言，閃光燈FL之放電電壓由向對閃光燈FL供給電荷之電容器之充電電壓而規定。又，閃光燈FL之照射時間例如由施加至連接於閃光燈FL之IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣閘雙極型電晶體)之閘極之脈衝波形而規定。
又，亦測定收容於載具C之所有半導體晶圓W之反射率(相對反射率)。即，關於收容於載具C之所有半導體晶圓W，取得作為晶圓之光學特性之反射率及作為閃光燈FL之光學特性之放電電壓或照射時間作為參數。溫度估算部36基於該等參數對收容於載具C之複數個半導體晶圓W之全部估算閃光照射時之表面之到達預測溫度。具體而言，於由所設定之製程配方規定之處理條件下實測處理裸晶圓時之表面到達溫度後加以保存。溫度估算部36基於半導體晶圓W相對於裸晶圓之相對反射率與裸晶圓之表面到達溫度，估算半導體晶圓W之表面之到達預測溫度。於半導體晶圓W之相對反射率小於1之情形時，半導體晶圓W之表面之到達預測溫度高於裸晶圓之表面到達溫度。再者，到達預測溫度可為表示固定時間之半導體晶圓W之表面溫度變化之溫度分佈，亦可為半導體晶圓W之表面之最高到達溫度。
繼而，控制部3將由溫度估算部36估算出之半導體晶圓W之到達預測溫度顯示於顯示部34(步驟S15)。圖12係表示顯示於顯示部34之顯示畫面之一例之圖。如圖12所示，於顯示畫面中，與載具C之載具ID一起顯示有關於收容於載具C之25片半導體晶圓W之全部之所實測出之反射率、所設定之製程配方及所估算出之到達預測溫度。
熱處理裝置100之操作員可根據顯示部34之顯示畫面掌握半導體晶圓W之到達預測溫度。操作員基於所顯示之到達預測溫度進行製程配方之處理條件之修正或製程配方之再設定。例如，於到達預測溫度高於所期望之目標溫度之情形時，操作員使閃光燈FL之放電電壓變低，或者使閃光之照射時間變短，以使半導體晶圓W之到達溫度變低。
於第1實施形態中，基於所設定之製程配方與所測定出之半導體晶圓W之反射率，估算閃光加熱處理時之半導體晶圓W之到達預測溫度，顯示該估算出之到達預測溫度。熱處理裝置100之操作員由於可將所顯示之到達預測溫度作為譬如開端來設定處理條件，故而與利用試行錯誤發現最佳條件之方法相比可容易地進行熱處理之條件設定。
＜第2實施形態＞ 接下來，對本發明之第2實施形態進行說明。第2實施形態之熱處理裝置100之構成及半導體晶圓W之處理程序與第1實施形態大致相同。於第2實施形態中，求出到達預測溫度之方法與第1實施形態不同。
圖13係表示第2實施形態之控制部3之構成之方塊圖。於圖13中，對與第1實施形態(圖10)相同之要素標註相同之符號。第2實施形態之控制部3除了具備反射率估算部31以外進而具備提取部37及設定部38。提取部37及設定部38亦係藉由控制部3之CPU執行特定之處理程式來實現之功能處理部，關於其處理內容將於下文敍述。
於第2實施形態中，於作為控制部3之記憶部之磁碟35中記憶有資料庫DB。於該資料庫DB中，相互建立關聯地登記有過去之閃光加熱處理中之半導體晶圓W之反射率、製程配方、及溫度。登記於資料庫DB之半導體晶圓W之反射率係於對準腔室231中由反射率測定部232測定出之實測之反射率。登記於資料庫DB之製程配方係設定於該半導體晶圓W之製程配方。又，登記於資料庫DB之溫度係於閃光加熱處理時由上部輻射溫度計25實測出之該半導體晶圓W之表面溫度。登記於資料庫DB之溫度可為表示固定時間之半導體晶圓W之表面溫度變化之溫度分佈，亦可為半導體晶圓W之表面之最高到達溫度。
圖14係表示第2實施形態中之求出半導體晶圓W之到達預測溫度之程序之流程圖。首先，與第1實施形態相同地，將批次搬入至熱處理裝置100(步驟S21)。即，將構成批次之複數個(於本實施形態中為25片)半導體晶圓W以收容於載具C之狀態載置於移載傳送設備101之負載埠110。
於將載具C載置於負載埠110之後，於第2實施形態中測定半導體晶圓W之表面之反射率(步驟S22)。具體而言，交接機器人120自載具C將半導體晶圓W逐片地取出，搬入至對準部230之對準腔室231。於對準腔室231中，半導體晶圓W支持於旋轉支持部237。然後，與第1實施形態相同地，反射率測定部232測定支持於旋轉支持部237之半導體晶圓W之表面之反射率。
於反射率測定結束之後，交接機器人120自對準腔室231將測定後之半導體晶圓W取出後返還給負載埠110之載具C。步驟S22之反射率測定係對收容於載具C之複數個半導體晶圓W之全部依次執行。即，將收容於載具C之複數個半導體晶圓W依次搬送至對準腔室231後測定反射率，測定後依次返還給原來之載具C。
接下來，控制部3之提取部37檢索資料庫DB，將與於步驟S22中實測出之半導體晶圓W之反射率相同或者近似之反射率建立關聯之製程配方及半導體晶圓W之溫度提取(步驟S23)。繼而，控制部3將由提取部37提取之製程配方及半導體晶圓W之溫度顯示於顯示部34(步驟S24)。
於資料庫DB中，登記有過去之閃光加熱處理中之實績。提取部37所提取之製程配方及溫度基於對與作為處理物件之半導體晶圓W相同程度之反射率之晶圓過去進行之閃光加熱處理之實績。因此，熱處理裝置100之操作員藉由確認顯示部34之顯示內容，可掌握對作為處理物件之半導體晶圓W設定哪種製程配方則加熱處理時達到哪種程度之溫度。操作員基於所顯示之製程配方及溫度，對收容於載具C之成為處理對象之半導體晶圓W設定適當之製程配方，並且根據需要修正由製程配方規定之處理條件(步驟S25)。即，操作員選擇如成為處理物件之半導體晶圓W達到所期望之目標溫度之製程配方後設定閃光燈FL之放電電壓或閃光之照射時間。
步驟S25之製程配方設定亦可由控制部3之設定部38自動地進行。例如，當操作員自輸入部33輸入所期望之目標溫度時，設定部38亦可基於上述檢索結果選擇獲得近似於目標溫度之溫度之製程配方後對成為處理對象之半導體晶圓W設定。進而，設定部38亦可對製程配方之處理條件進行微修正，以獲得更接近目標溫度之溫度，即對由製程配方規定之閃光燈FL之放電電壓或閃光之照射時間進行微修正。
藉由根據如此設定之製程配方於熱處理裝置100中對半導體晶圓W進行熱處理，可將半導體晶圓W加熱至上述目標溫度。
於第2實施形態中，基於登記有閃光加熱處理之實績之資料庫DB將關於具有與作為處理物件之半導體晶圓W相同程度之反射率之晶圓之過去之實績提取並顯示。由於可基於此種過去之實績設定作為處理物件之半導體晶圓W之處理條件，故而與利用試行錯誤發現最佳條件之方法相比可容易地進行熱處理之條件設定。
＜第3實施形態＞ 接下來，對本發明之第3實施形態進行說明。第3實施形態之熱處理裝置100之構成及半導體晶圓W之處理程序與第1實施形態大致相同。於第3實施形態中，設定處理條件之方法與第1實施形態及第2實施形態不同。
圖15係表示第3實施形態之控制部3之構成之方塊圖。於圖15中，對與第1實施形態(圖10)及第2實施形態(圖13)相同之要素標註相同之符號。第3實施形態之控制部3除了具備反射率估算部31以外進而具備條件估算部39及設定部38。條件估算部39及設定部38亦係藉由控制部3之CPU執行特定之處理程式來實現之功能處理部，關於其處理內容將於下文敍述。
圖16係表示第3實施形態中之半導體晶圓W之處理條件之設定程序之流程圖。首先，與第1實施形態相同地，將批次搬入至熱處理裝置100(步驟S31)。即，將構成批次之複數個(於本實施形態中為25片)半導體晶圓W以收容於載具C之狀態載置於移載傳送設備101之負載埠110。
於將載具C載置於負載埠110之後，於第3實施形態中測定半導體晶圓W之表面之反射率(步驟S32)。具體而言，交接機器人120自載具C將半導體晶圓W逐片地取出，搬入至對準部230之對準腔室231。於對準腔室231中，半導體晶圓W支持於旋轉支持部237。然後，與第1實施形態相同地，反射率測定部232測定支持於旋轉支持部237之半導體晶圓W之表面之反射率。
於反射率測定結束之後，交接機器人120自對準腔室231將測定後之半導體晶圓W取出後返還給負載埠110之載具C。步驟S32之反射率測定係對收容於載具C之複數個半導體晶圓W之全部依次執行。即，將收容於載具C之複數個半導體晶圓W依次搬送至對準腔室231後測定反射率，於測定後依次返還給原來之載具C。
接下來，控制部3之條件估算部39基於在步驟S32中實測出之成為處理對象之半導體晶圓W之反射率，估算用以將該半導體晶圓W加熱至所期望之目標溫度之處理條件(步驟S33)。條件估算部39對作為半導體晶圓W之光學特性之實測之反射率應用公知之運算模型，估算獲得所期望之目標溫度所需要之閃光燈FL之放電電壓或閃光之照射時間等作為處理條件。將所估算出之處理條件顯示於顯示部34。
接下來，控制部3之設定部38製成規定於步驟S33中估算出之處理條件之製程配方後對成為處理對象之半導體晶圓W設定(步驟S34)。藉由根據如此設定之製程配方於熱處理裝置100中對半導體晶圓W進行熱處理，可將半導體晶圓W加熱至上述目標溫度。再者，根據顯示部34之顯示內容，熱處理裝置100之操作員亦可製成製程配方對成為處理對象之半導體晶圓W設定。
於第3實施形態中，根據所實測出之成為處理對象之半導體晶圓W之反射率估算用以使該半導體晶圓W達到所期望之目標溫度之處理條件，製成規定該處理條件之製程配方對該半導體晶圓W設定。由於可根據實測之反射率設定利用運算處理求出之半導體晶圓W之處理條件，故而與利用試行錯誤發現最佳條件之方法相比可容易地進行熱處理之條件設定。
＜第4實施形態＞ 接下來，對本發明之第4實施形態進行說明。第4實施形態之熱處理裝置100之構成及半導體晶圓W之處理程序與第1實施形態大致相同。
圖17係表示第4實施形態之反射率測定部232及控制部3之構成之圖。於圖17中，對與第1實施形態(圖10)相同之要素標註相同之符號。反射率估算部31、比較部335及警示部336係藉由控制部3之CPU執行特定之處理程式來實現之功能處理部。關於比較部335及警示部336之處理內容進而於下文敍述。
圖18係表示第4實施形態中之基於反射率之半導體晶圓W之檢查方法之程序之流程圖。首先，將批次搬入至熱處理裝置100(步驟S41)。所謂批次，係指成為於相同條件下進行相同內容之處理之物件之1組半導體晶圓W。具體而言，將構成批次之複數個(於本實施形態中為25片)半導體晶圓W以收容於載具C之狀態載置於移載傳送設備101之負載埠110。
當將載具C載置於負載埠110時，如圖19所示之畫面顯示於顯示部34。如圖19所示，於顯示畫面，與載具C之載具ID一起顯示有關於收容於載具C之25片半導體晶圓W之全部之預想反射率(Predict)之輸入盒、實測反射率(Reflect)之顯示盒及製程配方(Recipe)之顯示盒。
熱處理裝置100之操作員自作為輸入部33及顯示部34發揮功能之觸控面板對預想反射率之輸入盒輸入預想反射率(步驟S42)。判明收容於載具C後被搬入至熱處理裝置100之半導體晶圓W上所形成之膜或圖案，與該膜種等對應之反射率亦為已知。因此，操作員輸入與被搬入之半導體晶圓W上所形成之膜種等對應之反射率作為預想反射率。所輸入之預想反射率顯示於圖19所示之預想反射率之輸入盒。
接下來，測定收容於載具C之複數個半導體晶圓W之各自之反射率(步驟S43)。具體而言，交接機器人120自載具C將半導體晶圓W逐片地取出，搬入至對準部230之對準腔室231。於對準腔室231中，半導體晶圓W支持於旋轉支持部237(圖17)。自反射率測定部232之投光部300出射之光由半鏡面236反射後以入射角0°照射至半導體晶圓W之表面。自投光部300照射之光由半導體晶圓W之表面反射，該反射光透過半鏡面236由受光部235接受後測定其強度。藉此，取得半導體晶圓W之反射光強度。
又，於控制部3之記憶部，記憶有關於未進行圖案形成或離子注入之矽之裸晶圓利用與上述相同之方法而反射率測定部232預先測定出之反射光強度。反射率估算部31藉由將裸晶圓之反射光強度設為參考，將受光部235取得之半導體晶圓W之反射光強度除以裸晶圓之反射光強度來估算半導體晶圓W之表面之反射率。即，於第4實施形態中，估算半導體晶圓W相對於裸晶圓之相對反射率。如此由反射率測定部232測定出之半導體晶圓W之反射率記憶於控制部3之記憶部，並且顯示於圖19所示之實測反射率之顯示盒。
於反射率測定結束之後，交接機器人120自對準腔室231將測定後之半導體晶圓W取出後返還給負載埠110之載具C。即，於通常之半導體晶圓W之處理中，當將自對準腔室231取出之半導體晶圓W經由第1冷卻腔室131或第2冷卻腔室141搬送至處理腔室6時，於圖18之程序中將自對準腔室231取出之半導體晶圓W直接返還給原來之載具C。如此，於第4實施形態之熱處理裝置100，搭載有用以測定半導體晶圓W之反射率之專用之搬送模式。於該搬送模式中，將自載具C取出之半導體晶圓W搬入至對準腔室231進行反射率測定，然後將自對準腔室231搬出之半導體晶圓W直接返還給載具C。於該專用之搬送模式中，由於不將半導體晶圓W搬送至處理腔室6，故而可以短時間進行半導體晶圓W之反射率測定。
步驟S43之反射率測定係對收容於載具C之複數個半導體晶圓W之全部依次執行。即，將收容於載具C之複數個半導體晶圓W依次搬送至對準腔室231後測定反射率，於測定後依次返還給原來之載具C。對複數個半導體晶圓W測定出之反射率依次顯示於顯示部34。
於收容於載具C之所有半導體晶圓W之反射率測定完成之後，控制部3之比較部335將於步驟S42中輸入之預想反射率與於步驟S43測定出之實測反射率進行比較(步驟S44)。具體而言，將相對於預想反射率之容許範圍(例如，相對於預想反射率為±3%)預先作為裝置參數記憶於控制部3之記憶部。該容許範圍亦可由熱處理裝置100之操作員適當地變更為任意之值。
比較部335判定半導體晶圓W之實測反射率是否收納於預想反射率之容許範圍內(步驟S45)。於半導體晶圓W之實測反射率不收納於預想反射率之容許範圍內之情形時，即於實測反射率自預想反射率超過特定範圍而離開之情形時，自步驟S45進入至步驟S46，警示部336發出警告。例如，警示部336將半導體晶圓W之實測反射率自預想反射率背離之主旨顯示於顯示部34。或者，警示部336亦可進行點亮或閃爍等，以使操作員容易識別。進而，警示部336亦可與警報音一起顯示警告。
另一方面，於半導體晶圓W之實測反射率收納於預想反射率之容許範圍內之情形時，自步驟S45進入至步驟S47，開始收容於載具C之半導體晶圓W之處理。對各半導體晶圓W，根據於圖19中設定之製程配方以上述循序執行處理。
於第4實施形態中，將半導體晶圓W之實測反射率與預想反射率進行比較，於實測反射率自預想反射率之容許範圍偏離之情形時，發出警報。實測反射率自預想反射率之容許範圍偏離之情況為收容於載具C被搬入至熱處理裝置100之半導體晶圓W非正常之情況，例如形成有與預定不同之膜種等或者為預定之膜種但成為異常之膜厚的情況。於第4實施形態中，由於在實測反射率自預想反射率之容許範圍偏離之情形時發出警報，故而可確實地檢測非正常半導體晶圓W，可防止對非正常半導體晶圓W進行誤處理於未然。
＜變化例＞ 以上，對本發明之實施形態進行了說明，但本發明於不脫離其主旨之範圍內除了上述內容以外可進行各種變更。例如，於第3實施形態中，控制部3之條件估算部39估算處理條件，但亦可取而代之，利用另外設置於熱處理裝置100之外部之電腦根據半導體晶圓W之反射率來估算處理條件。由於控制部3基本上為用以控制熱處理裝置100之各部之控制用電腦，故而於使用各種參數進行複雜之運算處理之情形時，較佳為利用專用之電腦估算處理條件。
又，於第4實施形態中，對收容於載具C之所有半導體晶圓W個別地輸入預想反射率，但並不限定於此。典型而言，由於對1個載具C收容有成為於相同條件進行相同內容之處理之物件之複數個半導體晶圓W，故而於此種情形時亦可對收容於載具C之複數個半導體晶圓W輸入1個共通之預想反射率。
又，於第4實施形態中，測定實測反射率後之與預想反射率之比較判定無須對收容於載具C之所有半導體晶圓W進行，亦可僅對一部分之半導體晶圓W進行。於該情形時，會對一部分之半導體晶圓W進行抽樣檢查。
又，於上述實施形態中，將反射率測定部232設置於對準腔室231，但並不限定於此，亦可將反射率測定部232設置於半導體晶圓W之搬送路徑上之任意之位置(例如，第1冷卻腔室131或第2冷卻腔室141)。
又，於上述實施形態中，閃光燈室5具備30根閃光燈FL，但並不限定於此，閃光燈FL之根數可設為任意數量。又，閃光燈FL並不限定為氙閃光燈，亦可為氪閃光燈。又，鹵素燈室4所具備之鹵素燈HL之根數亦並不限定為40根，可設為任意數量。
又，於上述實施形態中，使用燈絲方式之鹵素燈HL作為連續發光1秒鐘以上之連續點亮燈進行半導體晶圓W之預加熱，但並不限定於此，亦可代替鹵素燈HL而將放電型之電弧燈(例如，氙電弧燈)用作連續點亮燈進行預加熱。
又，根據熱處理裝置100成為處理物件之基板並不限定於半導體晶圓，亦可為液晶顯示裝置等之平板顯示器所使用之玻璃基板或太陽電池用基板。
3:控制部 4:鹵素燈室 5:閃光燈室 6:處理腔室 7:保持部 10:移載機構 11:移載臂 12:頂起銷 13:水平移動機構 14:升降機構 20:下部輻射溫度計 25:上部輻射溫度計 31:反射率估算部 33:輸入部 34:顯示部 35:磁碟 36:溫度估算部 37:提取部 38:設定部 39:條件估算部 41:殼體 43:反射器 51:殼體 52:反射器 53:燈光放射窗 61:腔室側部 62:凹部 63:上側腔室窗 64:下側腔室窗 65:熱處理空間 66:搬送開口部(爐口) 68:反射環 69:反射環 71:基台環 72:連結部 74:基座 75:保持板 75a:保持面 76:導環 77:基板支持銷 78:開口部 79:貫通孔 81:氣體供給孔 82:緩衝空間 83:氣體供給管 84:閥 85:處理氣體供給源 86:氣體排氣孔 87:緩衝空間 88:氣體排氣管 89:閥 100:熱處理裝置 101:移載傳送設備 110:負載埠 120:交接機器人 120R:箭頭 120S:箭頭 121:手 130、140:冷卻部 131:第1冷卻腔室 141:第2冷卻腔室 150:搬送機器人 150R:箭頭 151a、151b:搬送手 160:熱處理部 170:搬送腔室 181:閘閥 182:閘閥 183:閘閥 184:閘閥 185:閘閥 190:排氣機構 191:氣體排氣管 192:閥 230:對準部 231:對準腔室 232:反射率測定部 235:受光部 236:半鏡面 237:旋轉支持部 238:旋轉馬達 300:投光部 335:比較部 336:警示部 C:載具 DB:資料庫 FL:閃光燈 HL:鹵素燈 W:半導體晶圓
圖1係表示本發明之熱處理裝置之俯視圖。 圖2係圖1之熱處理裝置之前視圖。 圖3係表示熱處理部之構成之縱剖視圖。 圖4係表示保持部之整體外觀之立體圖。 圖5係基座之俯視圖。 圖6係基座之剖視圖。 圖7係移載機構之俯視圖。 圖8係移載機構之側視圖。 圖9係表示複數個鹵素燈之配置之俯視圖。 圖10係表示反射率測定部及控制部之構成之圖。 圖11係表示第1實施形態中之半導體晶圓之到達預測溫度估算程序之流程圖。 圖12係表示顯示於顯示部之顯示畫面之一例之圖。 圖13係表示第2實施形態之控制部之構成之方塊圖。 圖14係表示第2實施形態中之求出半導體晶圓之到達預測溫度之程序之流程圖。 圖15係表示第3實施形態之控制部之構成之方塊圖。 圖16係表示第3實施形態中之半導體晶圓之處理條件之設定程序之流程圖。 圖17係表示第4實施形態之反射率測定部及控制部之構成之圖。 圖18係表示第4實施形態中之基於反射率之半導體晶圓之檢查方法之程序之流程圖。 圖19係表示第4實施形態中之顯示於顯示部之顯示畫面之一例之圖。

Claims (12)

  1. 一種熱處理方法，其特徵在於，其係藉由對基板照射閃光來加熱該基板者，且具備： 製程配方設定工序，其對成為處理對象之基板設定規定了處理程序及處理條件之製程配方； 反射率測定工序，其測定上述基板之反射率； 溫度估算工序，其基於在上述製程配方設定工序中設定之製程配方與於上述反射率測定工序中測定出之反射率，估算加熱處理時之上述基板之溫度；以及 顯示工序，其顯示於上述溫度估算工序中估算出之上述基板之溫度。
  2. 一種熱處理方法，其特徵在於，其係藉由對基板照射閃光來加熱該基板者，且具備： 反射率測定工序，其測定成為處理對象之基板之反射率； 提取工序，其自將規定了反射率、處理程序及處理條件之製程配方以及加熱處理時之基板之溫度相互建立關聯之資料庫，提取與於上述反射率測定工序中測定出之反射率對應之製程配方及基板之溫度；以及 顯示工序，其顯示於上述提取工序中提取之製程配方及基板之溫度。
  3. 如請求項2之熱處理方法，其 進而具備設定工序，該設定工序基於在上述提取工序中提取之製程配方及基板之溫度設定成為上述處理對象之基板之處理條件。
  4. 一種熱處理方法，其特徵在於，其係藉由對基板照射閃光來加熱該基板者，且具備： 反射率測定工序，其測定成為處理對象之基板之反射率； 處理條件估算工序，其基於在上述反射率測定工序中測定出之反射率估算上述基板達到加熱處理時之目標溫度所需要之處理條件；以及 顯示工序，其顯示於上述處理條件估算工序中估算出之處理條件。
  5. 如請求項4之熱處理方法，其 進而具備設定工序，該設定工序對上述基板設定規定了於上述處理條件估算工序中估算出之處理條件之製程配方。
  6. 一種熱處理方法，其特徵在於，其係藉由對基板照射光來加熱該基板者，且具備： 輸入工序，其輸入成為處理對象之基板之預想反射率； 反射率測定工序，其測定上述基板之反射率； 比較工序，其將於上述反射率測定工序中測定出之反射率與上述預想反射率進行比較；以及 警示工序，其當於上述反射率測定工序中測定出之反射率偏離上述預想反射率超出特定範圍時發出警告。
  7. 一種熱處理裝置，其特徵在於，其係藉由對基板照射閃光來加熱該基板者，且具備： 腔室，其收容成為處理對象之基板； 閃光燈，其對收容於上述腔室內之上述基板照射閃光； 輸入部，其受理規定了對於上述基板之處理程序及處理條件之製程配方之設定； 反射率測定部，其測定上述基板之反射率； 溫度估算部，其基於自上述輸入部設定之製程配方與由上述反射率測定部測定出之反射率，估算加熱處理時之上述基板之溫度；以及 顯示部，其顯示由上述溫度估算部估算出之上述基板之溫度。
  8. 一種熱處理裝置，其特徵在於，其係藉由對基板照射閃光來加熱該基板者，且具備： 腔室，其收容成為處理對象之基板； 閃光燈，其對收容於上述腔室內之上述基板照射閃光； 反射率測定部，其測定上述基板之反射率； 記憶部，其記憶將規定了反射率、處理程序及處理條件之製程配方以及加熱處理時之基板之溫度相互建立關聯之資料庫； 提取部，其自上述資料庫提取與由上述反射率測定部測定出之反射率對應之製程配方及基板之溫度；以及 顯示部，其顯示由上述提取部提取之製程配方及基板之溫度。
  9. 如請求項8之熱處理裝置，其 進而具備設定部，該設定部基於由上述提取部提取之製程配方及基板之溫度設定成為上述處理對象之基板之處理條件。
  10. 一種熱處理裝置，其特徵在於，其係藉由對基板照射閃光來加熱該基板者，且具備： 腔室，其收容成為處理對象之基板； 閃光燈，其對收容於上述腔室內之上述基板照射閃光； 反射率測定部，其測定上述基板之反射率； 處理條件估算部，其基於由上述反射率測定部測定出之反射率，估算上述基板達到加熱處理時之目標溫度所需要之處理條件；以及 顯示部，其顯示由上述處理條件估算部估算出之處理條件。
  11. 如請求項10之熱處理裝置，其 進而具備設定部，該設定部對上述基板設定規定了由上述處理條件估算部估算出之處理條件之製程配方。
  12. 一種熱處理裝置，其特徵在於，其係藉由對基板照射光來加熱該基板者，且具備： 腔室，其收容成為處理對象之基板； 光照射部，其對收容於上述腔室內之上述基板照射光； 輸入部，其受理上述基板之預想反射率之輸入； 反射率測定部，其測定上述基板之反射率； 比較部，其將於上述反射率測定部中測定出之反射率與上述預想反射率進行比較；以及 警示部，其當於上述反射率測定部中測定出之反射率偏離上述預想反射率超出特定範圍時發出警告。
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