TW202312246A - 熱處理方法及熱處理裝置 - Google Patents

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light
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秋吉克一
大森麻央
池田真一
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日商斯庫林集團股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種能以簡易之構成檢測閃光燈光照射時之基板之破裂之熱處理方法及熱處理裝置。 半導體晶圓由鹵素燈預加熱之後,藉由來自閃光燈之閃光燈光照射而被加熱。放射溫度計以特定之取樣間隔測定半導體晶圓W之背面溫度而獲得複數個溫度測定值。將該等複數個溫度測定值中之從閃光燈光之照射開始時以後之累計開始時點起獲得之設定數量之溫度測定值進行累計,而算定溫度累計值。當所算定之溫度累計值偏離預先設定之上限值與下限值之間之範圍時,判定在閃光燈光照射時半導體晶圓破裂。

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」)照射閃光燈光而加熱該基板之熱處理方法及熱處理裝置。
於半導體器件之製造過程中,雜質導入係於半導體晶圓內形成pn接面所必需之步驟。目前,雜質導入一般係藉由離子注入法及其後之退火法而進行。離子注入法係使硼(B)、砷(As)、磷(P)等雜質元素離子化並於高加速電壓下使該離子與半導體晶圓碰撞從而物理性地進行雜質注入之技術。所注入之雜質藉由退火處理而被活化。此時,若退火時間為幾秒程度以上,便有所注入之雜質因熱而較深地擴散,結果導致接合深度變得較要求過深而對形成良好之器件造成障礙之虞。
對此,作為於極短時間內加熱半導體晶圓之退火技術,近年來,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,於簡稱為「閃光燈」時係指氙閃光燈)對半導體晶圓之表面照射閃光燈光,而僅使注入有雜質之半導體晶圓之表面於極短時間(幾毫秒以下)內升溫。
氙閃光燈之放射分光分佈係紫外區域至近紅外區域,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。由此,當從氙閃光燈對半導體晶圓照射閃光燈光時,透過光較少而能使半導體晶圓急速升溫。又,亦判明,若為數毫秒以下之極短時間之閃光燈光照射,便能選擇性地僅讓半導體晶圓之表面附近升溫。因此,若為利用氙閃光燈實現之極短時間之升溫,便能不使雜質較深地擴散,而僅執行雜質活化。
於使用此種閃光燈之熱處理裝置中,由於係將具有極高能量之閃光燈光瞬間照射至半導體晶圓之正面,故而半導體晶圓之正面溫度於瞬間急速上升,而背面溫度之上升則並不則顯著。因此,僅於半導體晶圓之正面產生急遽之熱膨脹而讓半導體晶圓以使上表面成為凸起而翹曲之方式變形。然後,於下一個瞬間,半導體晶圓於反作用下以使下表面成為凸起而翹曲之方式變形。
當半導體晶圓以使上表面成為凸起之方式變形時,晶圓之端緣部與基座碰撞。反之,當半導體晶圓以使下表面成為凸起之方式變形時,晶圓之中央部與基座碰撞。結果,存在因與基座碰撞之衝擊導致半導體晶圓破裂之問題。
當於閃光加熱時產生晶圓破裂時,需要迅速地檢測該破裂並停止後續半導體晶圓之投入,並且進行腔室內之清理。又,就防止因晶圓破裂所產生之微粒飛散至腔室外並附著於後續半導體晶圓等弊端之觀點而言,亦較佳為於將剛進行閃光加熱後之腔室之搬入搬出口開放之前於腔室內檢測半導體晶圓之破裂。
因此,例如於專利文獻1中揭示了一種技術,其係於進行閃光加熱處理之腔室設置擴音器,藉由偵測半導體晶圓破裂時之聲音而判定晶圓破裂。又,於專利文獻2中揭示了一種技術,其係利用導光棒接受來自半導體晶圓之反射光,根據該反射光之強度而檢測晶圓破裂。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-231697號公報 [專利文獻2]日本專利特開2015-130423號公報
[發明所欲解決之問題]
然而,專利文獻1所揭示之技術中,存在難以進行用於僅提取半導體晶圓破裂之聲音之濾波之問題。又,專利文獻2所揭示之技術中,使導光棒旋轉之步驟於閃光燈光照射之前後需要2次,因此存在產能惡化之問題。
本發明係鑒於上述問題而完成,其目的在於提供一種能以簡易之構成檢測閃光燈光照射時之基板破裂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之發明係藉由對基板照射閃光燈光而加熱該基板之熱處理方法,其特徵在於具備:預加熱步驟,其係從連續點亮燈照射光而將基板加熱至預加熱溫度;閃光燈光照射步驟,其係從閃光燈對上述基板之表面照射閃光燈光;溫度測定步驟,其係以特定之取樣間隔測定上述基板之溫度而獲得複數個溫度測定值;累計步驟,其係將上述複數個溫度測定值中之從上述閃光燈光之照射開始時以後之累計開始時點起獲得之設定數量之溫度測定值進行累計,而算定溫度累計值;及判定步驟,其係基於上述溫度累計值而判定上述基板之破裂。
又,技術方案2之發明係如技術方案1之發明之熱處理方法,其特徵在於:於上述溫度測定步驟中,測定上述基板之背面之溫度。
又,技術方案3之發明係藉由對基板照射閃光燈光而加熱該基板之熱處理方法,其特徵在於具備:預加熱步驟,其係從連續點亮燈對保持於基座之基板照射光而將上述基板加熱至預加熱溫度;閃光燈光照射步驟,其係從閃光燈對上述基板之表面照射閃光燈光;溫度測定步驟,其係以特定之取樣間隔測定上述基座之溫度而獲得複數個溫度測定值;累計步驟,其係將上述複數個溫度測定值中之從上述閃光燈光之照射開始時以後之累計開始時點起獲得之設定數量之溫度測定值進行累計,而算定溫度累計值;及判定步驟,其係基於上述溫度累計值而判定上述基板之破裂。
又,技術方案4之發明係如技術方案1之發明之熱處理方法,其特徵在於:於上述判定步驟中,當上述溫度累計值偏離預先設定之上限值及下限值之範圍時,判定上述基板破裂。
又,技術方案5之發明係如技術方案4之發明之熱處理方法,其特徵在於:進而具備設定上述上限值及上述下限值之設定步驟。
又,技術方案6之發明係如技術方案1之發明之熱處理方法,其特徵在於:上述累計開始時點係上述基板之溫度較上述預加熱溫度上升了設定溫度之時點。
又,技術方案7之發明係藉由對基板照射閃光燈光而加熱該基板之熱處理裝置,其特徵在於具備:腔室,其收容基板;基座,其於上述腔室內保持基板;連續點亮燈,其對保持於上述基座之上述基板照射光而加熱至預加熱溫度;閃光燈,其對上述基板之表面照射閃光燈光;放射溫度計,其以特定之取樣間隔測定上述基板之溫度而獲得複數個溫度測定值;累計部,其將上述複數個溫度測定值中之從上述閃光燈光之照射開始時以後之累計開始時點起獲得之設定數量之溫度測定值進行累計,而算定溫度累計值;及判定部,其基於上述溫度累計值而判定上述基板之破裂。
又,技術方案8之發明係如技術方案7之發明之熱處理裝置,其特徵在於:上述放射溫度計測定上述基板之背面之溫度。
又,技術方案9之發明係藉由對基板照射閃光燈光而加熱該基板之熱處理裝置,其特徵在於具備:腔室,其收容基板;基座,其於上述腔室內保持基板;連續點亮燈,其對保持於上述基座之上述基板照射光而加熱至預加熱溫度;閃光燈,其對上述基板之表面照射閃光燈光;放射溫度計,其以特定之取樣間隔測定上述基座之溫度而獲得複數個溫度測定值;累計部,其將上述複數個溫度測定值中之從上述閃光燈光之照射開始時以後之累計開始時點起獲得之設定數量之溫度測定值進行累計,而算定溫度累計值;及判定部,其基於上述溫度累計值而判定上述基板之破裂。
又,技術方案10之發明係如技術方案7之發明之熱處理裝置,其特徵在於:上述判定部於上述溫度累計值偏離預先設定之上限值及下限值之範圍時判定上述基板破裂。
又,技術方案11之發明係如技術方案10之發明之熱處理裝置,其特徵在於:進而具備設定上述上限值及上述下限值之設定部。
又,技術方案12之發明係如技術方案7之發明之熱處理裝置,其特徵在於:上述累計開始時點係上述基板之溫度較上述預加熱溫度上升了設定溫度之時點。 [發明之效果]
根據技術方案1至技術方案6之發明,將以特定之取樣間隔測定基板溫度而獲得之複數個溫度測定值中之從閃光燈光之照射開始時以後之累計開始時點起獲得之設定數量之溫度測定值進行累計,基於累計所得之溫度累計值而判定基板之破裂,因此,能以簡易之構成檢測閃光燈光照射時之基板破裂。
根據技術方案7至技術方案12之發明,將以特定之取樣間隔測定基板溫度而獲得之複數個溫度測定值中之從閃光燈光之照射開始時以後之累計開始時點起獲得之設定數量之溫度測定值進行累計,基於累計所得之溫度累計值而判定基板之破裂,因此,能以簡易之構成檢測閃光燈光照射時之基板破裂。
以下,一面參照圖式,一面對本發明之實施形態進行詳細說明。
<第1實施形態> 圖1係表示本發明之熱處理裝置1之構成之縱向剖視圖。圖1之熱處理裝置1係閃光燈退火裝置,藉由對作為基板之圓板形狀之半導體晶圓W進行閃光燈光照射而加熱該半導體晶圓W。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(本實施形態中為
Figure 02_image001
300 mm)。於搬入至熱處理裝置1之前之半導體晶圓W中注入有雜質,藉由利用熱處理裝置1之加熱處理而執行所注入之雜質之活化處理。再者,於圖1及以下各圖中,為了便於理解,視需要將各部之尺寸或數量誇張或簡化地繪出。
熱處理裝置1具備:腔室6,其收容半導體晶圓W;閃光加熱部5,其內置複數個閃光燈FL;及鹵素加熱部4,其內置複數個鹵素燈HL。於腔室6之上側設有閃光加熱部5,並且於下側設有鹵素加熱部4。又,熱處理裝置1於腔室6之內部具備保持部7及移載機構10,該保持部7將半導體晶圓W保持為水平姿勢,該移載機構10於保持部7與裝置外部之間進行半導體晶圓W之交接。進而,熱處理裝置1具備控制部3,該控制部3控制鹵素加熱部4、閃光加熱部5及設置於腔室6之各動作機構使其等執行半導體晶圓W之熱處理。
腔室6係於筒狀之腔室側部61之上下安裝石英製腔室窗而構成。腔室側部61具有上下開口之大致筒形狀,於上側開口安裝上側腔室窗63而閉合,於下側開口安裝下側腔室窗64而閉合。構成腔室6之頂板部之上側腔室窗63係由石英形成之圓板形狀構件,且作為使從閃光加熱部5出射之閃光燈光透過至腔室6內之石英窗發揮功能。又,構成腔室6之底板部之下側腔室窗64亦係由石英形成之圓板形狀構件,且作為使來自鹵素加熱部4之光透過至腔室6內之石英窗發揮功能。
又,於腔室側部61內側之壁面之上部安裝有反射環68,且於下部安裝有反射環69。反射環68、69均形成為圓環狀。上側之反射環68係藉由從腔室側部61之上側嵌入而安裝。另一方面,下側之反射環69係藉由從腔室側部61之下側嵌入且利用省略圖示之螺釘固定而安裝。即,反射環68、69均係裝卸自如地安裝於腔室側部61。將腔室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所包圍之空間界定為熱處理空間65。
藉由在腔室側部61安裝反射環68、69,而於腔室6之內壁面形成凹部62。即,形成由腔室側部61之內壁面中未安裝反射環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係於腔室6之內壁面沿水平方向形成為圓環狀,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腔室6搬入及搬出半導體晶圓W之搬送開口部(爐口)66。搬送開口部66能夠利用閘閥185而打開關閉。搬送開口部66與凹部62之外周面連通連接。因此,於閘閥185開放搬送開口部66時,能夠從搬送開口部66通過凹部62向熱處理空間65搬入半導體晶圓W,以及,從熱處理空間65搬出半導體晶圓W。又,若閘閥185封閉搬送開口部66,腔室6內之熱處理空間65便會成為密閉空間。
又,於腔室6之內壁上部形成設置有對熱處理空間65供給處理氣體之氣體供給孔81。氣體供給孔81形成設置於較凹部62更上側之位置,亦可設置於反射環68。氣體供給孔81經由呈圓環狀形成於腔室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,便會從處理氣體供給源85對緩衝空間82供給處理氣體。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,而從氣體供給孔81被供給至熱處理空間65內。作為處理氣體,可使用例如氮氣(N 2)等惰性氣體、或氫氣(H 2)、氨氣(NH 3)等反應性氣體、或者將該等氣體混合而成之混合氣體(本實施形態中為氮氣)。
另一方面,於腔室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更下側之位置,可設置於反射環69。氣體排氣孔86經由呈圓環狀形成於腔室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連接於排氣部190。又,於氣體排氣管88之路徑中途介插有閥89。若閥89打開,熱處理空間65之氣體便會從氣體排氣孔86經過緩衝空間87排出至氣體排氣管88。再者,氣體供給孔81及氣體排氣孔86可沿著腔室6之周向設置複數個,亦可為狹縫狀。
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連接於排氣部190。藉由打開閥192,使腔室6內之氣體經由搬送開口部66排出。
圖2係表示保持部7之整體外觀之立體圖。保持部7係具備基台環71、連結部72及基座74而構成。基台環71、連結部72及基座74均係由石英形成。即,保持部7整體由石英形成。
基台環71係圓環形狀缺損一部分而成之圓弧形狀之石英構件。該缺損部分係為了防止下述移載機構10之移載臂11與基台環71之干涉而設置。基台環71藉由載置於凹部62之底面而被支持於腔室6之壁面(參照圖1)。於基台環71之上表面,沿著該圓環形狀之周向立設複數個連結部72(本實施形態中為4個)。連結部72亦係石英構件,藉由焊接而固著於基台環71。
基座74由設置於基台環71之4個連結部72支持。圖3係基座74之俯視圖。又,圖4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構件。保持板75之直徑大於半導體晶圓W之直徑。即,保持板75具有較半導體晶圓W大之平面尺寸。
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構件。例如於半導體晶圓W之直徑為
Figure 02_image001
300 mm之情形時,導環76之內徑為
Figure 02_image001
320 mm。導環76之內周成為如從保持板75朝上方擴展之錐面。導環76由與保持板75同樣之石英形成。導環76可熔接於保持板75之上表面,或亦可利用另外加工而成之銷等固定於保持板75。或者,還可將保持板75與導環76加工成一體之構件。
保持板75之上表面中之較導環76更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,立設有複數個基板支持銷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°地立設有共計12個基板支持銷77。配置有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
Figure 02_image001
300 mm,則該圓之直徑為
Figure 02_image001
270 mm~
Figure 02_image001
280 mm(本實施形態中為
Figure 02_image001
270 mm)。各基板支持銷77由石英形成。複數個基板支持銷77可利用焊接設置於保持板75之上表面,亦可與保持板75加工為一體。
返回圖2,立設於基台環71之4個連結部72與基座74之保持板75之周緣部利用焊接而固著。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支持於腔室6之壁面,保持部7被安裝於腔室6。在保持部7安裝於腔室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。
搬入至腔室6之半導體晶圓W以水平姿勢載置並保持於被安裝在腔室6之保持部7之基座74之上。此時,半導體晶圓W由立設於保持板75上之12個基板支持銷77支持而保持於基座74。更嚴格而言,12個基板支持銷77之上端部與半導體晶圓W之下表面接觸而支持該半導體晶圓W。12個基板支持銷77之高度(基板支持銷77之上端至保持板75之保持面75a之距離)均一,因此,能夠利用12個基板支持銷77將半導體晶圓W支持為水平姿勢。
又,半導體晶圓W利用複數個基板支持銷77而與保持板75之保持面75a隔開特定間隔地被支持。相較於基板支持銷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藉由導環76得以防止。
又,如圖2及圖3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係為了供放射溫度計120(參照圖1)接受從半導體晶圓W之下表面放射之放射光(紅外光)而設置。即,放射溫度計120接受經由開口部78從半導體晶圓W之下表面放射之光而測定半導體晶圓W之溫度。進而,於基座74之保持板75貫穿設置有4個貫通孔79,該等4個貫通孔79供下述移載機構10之頂起銷12貫通以進行半導體晶圓W之交接。
圖5係移載機構10之俯視圖。又,圖6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被設為如沿著大致圓環狀之凹部62之圓弧形狀。於各移載臂11立設有2根頂起銷12。移載臂11及頂起銷12由石英形成。各移載臂11能夠利用水平移動機構13而旋動。水平移動機構13使一對移載臂11在相對於保持部7進行半導體晶圓W之移載之移載動作位置(圖5之實線位置)和於俯視下不與保持於保持部7之半導體晶圓W重疊之退避位置(圖5之二點鏈線位置)之間水平移動。作為水平移動機構13,可為利用個別之馬達使各移載臂11分別旋動者,或亦可為使用連桿機構而利用1個馬達使一對移載臂11連動地旋動者。
又,一對移載臂11利用升降機構14而隨水平移動機構13一起升降移動。若升降機構14使一對移載臂11於移載動作位置處上升,則共計4根頂起銷12便會通過貫穿設置於基座74之貫通孔79(參照圖2、3),且頂起銷12之上端從基座74之上表面突出。另一方面,若升降機構14使一對移載臂11於移載動作位置處下降而將頂起銷12從貫通孔79拔出,且水平移動機構13使一對移載臂11以打開之方式移動,各移載臂11便會移動至退避位置。一對移載臂11之退避位置係保持部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,於設置有移載機構10之驅動部(水平移動機構13及升降機構14)之部位之附近亦設置有省略圖示之排氣機構,且構成為將移載機構10之驅動部周邊之氣體排出至腔室6之外部。
如圖1所示,於熱處理裝置1設置有3個放射溫度計120、130、140。如上所述,放射溫度計120經由設置於基座74之開口部78而測定半導體晶圓W之下表面之溫度。放射溫度計130偵測從基座74之中央部放射之紅外光而測定該中央部之溫度。另一方面,放射溫度計140偵測從半導體晶圓W之上表面放射之紅外光而測定晶圓上表面之溫度。作為放射溫度計140,較佳為採用能夠追隨從閃光燈FL照射閃光燈光之瞬間之半導體晶圓W上表面之急遽溫度變化之高速放射溫度計。又,於熱處理裝置1還設置有溫度感測器150。溫度感測器150計測腔室6內之熱處理空間65之環境溫度。
設置於腔室6上方之閃光加熱部5係於殼體51之內側具備光源及反射器52而構成,該光源由複數根(本實施形態中為30根)氙閃光燈FL構成,該反射器52以覆蓋該光源上方之方式設置。又,於閃光加熱部5之殼體51之底部安裝有燈光放射窗53。構成閃光加熱部5之底板部之燈光放射窗53係由石英形成之板狀之石英窗。藉由將閃光加熱部5設置於腔室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從腔室6之上方經由燈光放射窗53及上側腔室窗63對熱處理空間65照射閃光燈光。
複數個閃光燈FL分別為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。由此,由閃光燈FL之排列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)及觸發電極,該玻璃管(放電管)於其內部封入有氙氣且於其兩端部配設有連接於電容器之陽極及陰極,該觸發電極附設於該玻璃管之外周面上。氙氣就電性而言為絕緣體,因此,即便於電容器中儲存有電荷,通常狀態下於玻璃管內亦不會流動有電。然而,於對觸發電極施加高電壓而破壞絕緣之情形時,電容器所儲存之電會瞬時流向玻璃管內,藉由此時之氙原子或分子之激發而放出光。於此種氙閃光燈FL中,預先儲存於電容器中之靜電能量會轉換成0.1毫秒至100毫秒之極短光脈衝,因此,與如鹵素燈HL之連續點亮光源相比,具有能夠照射極強光之特徵。即,閃光燈FL係在小於1秒鐘之極短時間內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於複數個閃光燈FL之上方以覆蓋該等閃光燈FL整體之方式設置。反射器52之基本功能係將從複數個閃光燈FL出射之閃光燈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)利用噴砂處理而被實施粗面化加工。
設置於腔室6下方之鹵素加熱部4於殼體41之內側內置有複數根(本實施形態中為40根)鹵素燈HL。鹵素加熱部4係利用複數個鹵素燈HL從腔室6下方經由下側腔室窗64向熱處理空間65進行光照射而加熱半導體晶圓W。
圖7係表示複數個鹵素燈HL之配置之俯視圖。40根鹵素燈HL被分成上下2段而配置。於接近保持部7之上段配設有20根鹵素燈HL,並且於較上段距保持部7更遠之下段亦配設有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。由此,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7所示,上段、下段均係相較於與保持於保持部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之配設密度變高。即,上下段均係相較於燈排列之中央部,周緣部之鹵素燈HL之配設間距更短。因此,可於利用來自鹵素加熱部4之光照射之加熱時,對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,由上段之鹵素燈HL構成之燈群與由下段之鹵素燈HL構成之燈群以呈格子狀交叉之方式排列。即,以配置於上段之20根鹵素燈HL之長度方向與配置於下段之20根鹵素燈HL之長度方向相互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以使燈絲白熾化而發光之燈絲方式之光源。於玻璃管之內部,封入有向氮氣或氬氣等惰性氣體微量導入鹵素元素(碘、溴等)而得之氣體。藉由導入鹵素元素,能夠抑制燈絲之折損,並且將燈絲之溫度設定為高溫。因此,鹵素燈HL與通常之白熾燈泡相比,具有壽命較長且能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,且藉由使鹵素燈HL沿著水平方向配置而使向上方之半導體晶圓W之放射效率優異。
又,於鹵素加熱部4之殼體41內,還於2段鹵素燈HL之下側設置有反射器43(圖1)。反射器43將從複數個鹵素燈HL出射之光反射至熱處理空間65側。
控制部3控制設置於熱處理裝置1之上述各種動作機構。作為控制部3之硬體之構成與一般之電腦相同。即,控制部3具備CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)、ROM(Read Only Memory,唯讀記憶體)、RAM(Random Access Memory,隨機存取記憶體)及磁碟,其中,CPU係進行各種運算處理之電路,ROM係記憶基本程式之唯讀記憶體,RAM係記憶各種資訊之自由讀寫記憶體,磁碟預先記憶有控制用軟體或資料等。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1中之處理。
圖8係放射溫度計120及控制部3之功能方塊圖。測定半導體晶圓W之下表面溫度之放射溫度計120具備紅外線感測器121及溫度測定單元122。紅外線感測器121接受從保持於基座74之半導體晶圓W之下表面經由開口部78放射之紅外光。紅外線感測器121與溫度測定單元122電性連接,將響應受光而產生之信號傳送至溫度測定單元122。溫度測定單元122具備省略圖示之放大電路、A/D(analog to digital,類比/數位)轉換器、溫度轉換電路等,將從紅外線感測器121輸出之表示紅外光強度之信號轉換為溫度。由溫度測定單元122求出之溫度係半導體晶圓W之下表面之溫度。再者,測定基座74之溫度之放射溫度計130及測定半導體晶圓W之上表面溫度之放射溫度計140亦具有大致與放射溫度計120相同之構成。
放射溫度計120與作為控制熱處理裝置1整體之控制器之控制部3電性連接,由放射溫度計120測定之半導體晶圓W之下表面之溫度傳送至控制部3。控制部3具備累計部31及破裂判定部32。累計部31及破裂判定部32係藉由控制部3之CPU執行特定之處理程式而實現之功能處理部。關於累計部31及破裂判定部32之處理內容,進而於下文敍述。
又,於控制部3連接有顯示部33及輸入部34。控制部3於顯示部33顯示各種資訊。輸入部34係用於供熱處理裝置1之操作員對控制部3輸入各種指令或參數之機器。操作員還能一面確認顯示部33之顯示內容,一面從輸入部34進行記載有半導體晶圓W之處理順序及處理條件之處理方案之條件設定。作為顯示部33及輸入部34,亦可使用兼具兩者功能之觸控面板,於本實施形態中採用了設置於熱處理裝置1之外壁之液晶觸控面板。
除上述構成以外,熱處理裝置1為了防止於半導體晶圓W之熱處理時因從鹵素燈HL及閃光燈FL產生熱能導致鹵素加熱部4、閃光加熱部5及腔室6過度之溫度上升,還具備各種冷卻用之構造。例如,於腔室6之壁體設置有水冷管(省略圖示)。又,鹵素加熱部4及閃光加熱部5被設為於內部形成氣體流而排熱之空氣冷卻式構造。又,對上側腔室窗63與燈光放射窗53之間隙亦供給空氣,而將閃光加熱部5及上側腔室窗63冷卻。
接下來,對熱處理裝置1中之半導體晶圓W之處理順序進行說明。圖9係表示半導體晶圓W之處理順序之流程圖。此處成為處理對象之半導體晶圓W係利用離子注入法而添加有雜質(離子)之半導體基板。該雜質之活化係藉由利用熱處理裝置1進行之閃光燈光照射加熱處理(退火)而執行。以下所要說明之熱處理裝置1之處理順序係藉由控制部3控制熱處理裝置1之各動作機構而進行。
首先,打開用於供氣之閥84,並且打開排氣用閥89、192,而開始對腔室6內進行供氣排氣。若閥84打開,便會從氣體供給孔81對熱處理空間65供給氮氣。又,若閥89打開,便會從氣體排氣孔86排出腔室6內之氣體。藉此,從腔室6內之熱處理空間65之上部供給之氮氣流向下方而從熱處理空間65之下部排出。
又,藉由打開閥192,從搬送開口部66亦排出腔室6內之氣體。進而,藉由省略圖示之排氣機構亦排出移載機構10之驅動部周邊之氣體。再者,於熱處理裝置1中之半導體晶圓W之熱處理時,氮氣被持續地供給至熱處理空間65,其供給量可根據處理步驟而適當變更。
繼而,閘閥185打開而使搬送開口部66開放,利用裝置外部之搬送機器人將成為處理對象之半導體晶圓W經由搬送開口部66搬入至腔室6內之熱處理空間65(步驟S1)。此時,有伴隨半導體晶圓W之搬入而夾帶裝置外部之氣體之虞,但由於對腔室6持續供給氮氣,故而氮氣從搬送開口部66流出,而能夠將此種外部氣體之夾帶抑制為最小限度。
由搬送機器人搬入之半導體晶圓W進入保持部7之正上方位置而停止。然後,移載機構10之一對移載臂11從退避位置水平移動至移載動作位置並上升,藉此,頂起銷12穿過貫通孔79從基座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之上端更上方。
於半導體晶圓W載置於頂起銷12之後,搬送機器人從熱處理空間65退出,且利用閘閥185封閉搬送開口部66。然後,一對移載臂11下降,藉此,半導體晶圓W從移載機構10被交付至保持部7之基座74並以水平姿勢從下方被保持。半導體晶圓W由立設於保持板75上之複數個基板支持銷77支持而保持於基座74。又,半導體晶圓W係以進行過圖案形成且注入有雜質之表面為上表面而保持於保持部7。於由複數個基板支持銷77支持之半導體晶圓W之背面(與正面為相反側之主面)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而退避至退避位置、即凹部62之內側。
於利用由石英形成之保持部7之基座74將半導體晶圓W以水平姿勢從下方保持之時點,放射溫度計120之溫度測定開始。即,放射溫度計120接受從保持於基座74之半導體晶圓W之下表面(背面)經由開口部78放射之紅外光而測定半導體晶圓W之背面溫度。圖10係表示由放射溫度計120測定之半導體晶圓W之背面溫度之變化之圖。
於半導體晶圓W被搬入至腔室6內並保持於基座74之後,於時刻t1,鹵素加熱部4之40根鹵素燈HL一起點亮而開始預加熱(輔助加熱)(步驟S2)。從鹵素燈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照射至半導體晶圓W之下表面。藉由接受來自鹵素燈HL之光照射,半導體晶圓W被預加熱而溫度上升。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。
藉由來自鹵素燈HL之光照射而升溫之半導體晶圓W之溫度由放射溫度計120測定。測定所得之半導體晶圓W之溫度被傳送至控制部3。控制部3一面監視藉由來自鹵素燈HL之光照射而升溫之半導體晶圓W之溫度是否達到特定之預加熱溫度T1,一面控制鹵素燈HL之輸出。即,控制部3基於利用放射溫度計120獲得之測定值,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之輸出進行反饋控制。預加熱溫度T1被設為無添加至半導體晶圓W中之雜質會因熱而擴散之虞的溫度,即200℃至800℃左右、較佳為350℃至600℃左右(本實施形態中為600℃)。如此,放射溫度計120係用於在預加熱階段控制鹵素燈HL之輸出之感測器。再者,放射溫度計120雖測定半導體晶圓W背面之溫度,但於利用鹵素燈HL進行預加熱之階段,半導體晶圓W之正背面不會產生溫度差,由放射溫度計120所測定之背面溫度被視為半導體晶圓W整體之溫度。
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,於由放射溫度計120所測定之半導體晶圓W之溫度達到預加熱溫度T1之時點,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。
藉由利用此種鹵素燈HL進行預加熱,而將半導體晶圓W之整體均一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,有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,關於鹵素加熱部4中之鹵素燈HL之配設密度,相較於與基板W之中央部對向之區域,與周緣部對向之區域更高。因此,對容易產生散熱之半導體晶圓W之周緣部照射之光量變多,而能夠將預加熱階段中之半導體晶圓W之面內溫度分佈設得均一。
於半導體晶圓W之溫度達到預加熱溫度T1且經過特定時間之時刻t2,閃光加熱部5之閃光燈FL對保持於基座74之半導體晶圓W之表面進行閃光燈光照射(步驟S3)。此時,從閃光燈FL放射之閃光燈光之一部分直接射向腔室6內,另一部分暫時由反射器52反射後射向腔室6內,從而利用該等閃光燈光之照射進行半導體晶圓W之閃光加熱。
閃光加熱係利用以自閃光燈FL之閃光燈光(閃光(flash light))照射而進行,因此,能夠使半導體晶圓W之表面溫度於短時間內上升。即,從閃光燈FL照射之閃光燈光係將預先儲存於電容器中之靜電能量轉換成極短光脈衝之照射時間為0.1毫秒以上100毫秒以下左右之極短且強之閃光。而且,藉由來自閃光燈FL之閃光燈光照射而被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之雜質活化之後,表面溫度急速下降。如此,於熱處理裝置1中,能夠使半導體晶圓W之表面溫度於極短時間內升降,因此,能夠一面抑制注入至半導體晶圓W之雜質因熱而擴散,一面進行雜質之活化。再者,雜質之活化所需要之時間與其熱擴散所需要之時間相較為極短,因此,即便於0.1毫秒至100毫秒左右之不會產生擴散之短時間內,亦完成活化。
於藉由照射出照射時間極短之閃光燈光而將半導體晶圓W之表面急遽升溫之閃光加熱中,於半導體晶圓W之正背面產生溫度差。即,被照射閃光燈光之半導體晶圓W之正面先行升溫,並利用從該正面之導熱而讓背面延遲升溫。又,於閃光加熱時,半導體晶圓W之背面所達到之最高溫度T3低於正面所達到之最高溫度(處理溫度T2)。由此,閃光加熱時半導體晶圓W背面之溫度變化與正面之溫度變化相比較為緩和。
於開始閃光燈光照射之時刻t2以後,亦利用放射溫度計120測定半導體晶圓W之背面之溫度。放射溫度計120之取樣間隔例如為10毫秒。如上所述,閃光燈光之照射時間為極短時間,但閃光加熱時半導體晶圓W之背面之溫度變化於比較較長時間內和緩變化,因此,即便係10毫秒之取樣間隔,亦能追隨該溫度變化。而且,藉由在時刻t2以後亦利用放射溫度計120以10毫秒之取樣間隔測定半導體晶圓W之背面溫度,能夠獲得如圖10所示之溫度分佈。
於本實施形態中,累計部31(圖8)將放射溫度計120以10毫秒之取樣間隔測定半導體晶圓W之背面溫度而獲得之複數個溫度測定值中之於累計開始時點即時刻t3以後獲得之設定數量之溫度測定值進行累計,算定溫度累計值(步驟S4)。累計開始時點即時刻t3係於閃光加熱時半導體晶圓W之溫度達到較預加熱溫度T1上升了設定溫度ΔT之累計開始觸發溫度T4之時點。由此,必然地,累計開始時點(時刻t3)成為閃光燈光之照射開始時(時刻t2)以後。設定溫度ΔT係預先設定之熱處理裝置1之裝置參數。所謂裝置參數係對熱處理裝置1之控制部3所設定之控制用參數。亦可設定0℃作為設定溫度ΔT。於設定溫度ΔT為0℃之情形時,累計開始時點與閃光燈光之照射開始時一致。
又,累計部31將於累計開始時點以後獲得之設定數量N之溫度測定值進行累計。即,設定數量N係將溫度測定值進行累計之個數。該設定數量N亦係預先設定之熱處理裝置1之裝置參數。本實施形態中,作為設定數量N設定300。將以10毫秒之取樣間隔獲得之300個溫度測定值進行累計,意味著將從累計開始時點起3秒鐘內之半導體晶圓W之溫度測定值進行累計。再者,除設定溫度ΔT及設定數量N以外,放射溫度計120之取樣間隔亦係作為裝置參數預先設定之值。
利用累計部31進行之溫度測定值之累計由下式(1)表示。於式(1)中,S係溫度累計值,Ti係利用放射溫度計120獲得之半導體晶圓W之溫度測定值。即,累計部31係將累計開始時點以後之N個(本實施形態中為300個)溫度測定值依序相加而求出溫度累計值S。
Figure 02_image005
其次,破裂判定部32基於溫度累計值S而判定半導體晶圓W之破裂(步驟S5)。當於閃光燈光照射時半導體晶圓W破裂時,會給放射溫度計120之溫度測定帶來障礙,而獲得異常之溫度測定值。而且,將此種異常之溫度測定值進行累計所求出之溫度累計值S亦會成為異常值。由此,能夠藉由判定溫度累計值S是否處於恰當之範圍內,從而判定半導體晶圓W之破裂。具體而言,破裂判定部32利用下式(2)而判定半導體晶圓W之破裂。於式(2)中,LL及UL分別係用於判定破裂之下限值及上限值。破裂判定部32於滿足式(2)時判定半導體晶圓W未破裂,於不滿足式(2)時判定半導體晶圓W破裂。即,破裂判定部32於溫度累計值S偏離預先設定之上限值UL與下限值LL之間之範圍時判定半導體晶圓W破裂。
Figure 02_image007
相對於上述設定溫度ΔT、設定數量N及取樣間隔作為裝置參數而設定,上限值UL及下限值LL係作為方案參數而設定之值。所謂方案參數係對記載有半導體晶圓W之處理順序或處理條件之處理方案所設定之參數。處理方案係針對成為處理對象之每個半導體晶圓W而交付至控制部3,因此,方案參數亦可針對每個半導體晶圓W進行設定。
圖11係表示上限值UL及下限值LL之設定畫面之一例之圖。圖11之設定畫面係作為顯示部33及輸入部34發揮功能之控制部3之觸控面板所顯示之畫面。熱處理裝置1之操作員能夠從如圖11所示之設定畫面之文字盒35a輸入上限值UL之數值,並且從文字盒35b輸入下限值LL之數值,而進行設定。作為上限值UL及下限值LL,較佳為採用例如將於未產生破裂時利用式(1)求出之溫度累計值作為標準值並對該標準值加上及減去特定閾值所得之值。上限值UL與下限值LL之間之範圍越窄,便會進行越嚴格之破裂判定。
返回圖9,當破裂判定部32判定於閃光燈光照射開始後半導體晶圓W破裂時,從步驟S6進入步驟S7,控制部3會中斷熱處理裝置1中之處理,將半導體晶圓W搬入腔室6或從腔室6搬出之搬送系統之動作亦會停止。又,控制部3可於顯示部33發出晶圓破裂產生之警告。當產生半導體晶圓W之破裂時,於腔室6內產生了微粒,因此要開放腔室6進行清理作業。
另一方面,當破裂判定部32判定於閃光燈光照射開始後半導體晶圓W未破裂時,從步驟S6進入步驟S8,進行半導體晶圓W之搬出處理。具體而言,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從預加熱溫度T1急速降溫。降溫中之半導體晶圓W之溫度由放射溫度計120測定,其測定結果被傳送至控制部3。控制部3根據放射溫度計120之測定結果而監視半導體晶圓W之溫度是否已降至特定溫度。然後,於半導體晶圓W之溫度已降至特定程度以下之後,移載機構10之一對移載臂11再次從退避位置水平移動至移載動作位置並上升,藉此,頂起銷12從基座74之上表面突出而從基座74接收熱處理後之半導體晶圓W。繼而,由閘閥185封閉之搬送開口部66開放,利用裝置外部之搬送機器人將載置於頂起銷12上之半導體晶圓W搬出,而完成熱處理裝置1中之半導體晶圓W之加熱處理。
於本實施形態中,放射溫度計120以10毫秒之取樣間隔測定半導體晶圓W之背面溫度而獲得複數個溫度測定值。累計部31將該等複數個溫度測定值中之於累計開始時點以後獲得之設定數量N之溫度測定值進行累計,而算定溫度累計值S,破裂判定部32基於該溫度累計值S而判定閃光燈光照射開始後之半導體晶圓W之破裂。放射溫度計120本來便係用於控制預加熱階段之鹵素燈HL之輸出之構成。即,將鹵素燈HL之輸出控制用之放射溫度計120亦用於破裂判定,無需對熱處理裝置1追加用於晶圓破裂檢測之特別之硬體構成,從而以簡易之構成檢測閃光燈光照射時半導體晶圓W之破裂。又,由於係利用簡單之運算處理來檢測半導體晶圓W之破裂,故而亦不存在會使產能降低之顧慮。
又,於本實施形態中,將從閃光燈光之照射開始時以後之累計開始時點起獲得之溫度測定值進行累計,而算定溫度累計值S。因此,當於閃光燈光照射中半導體晶圓W產生破裂時,異常之溫度測定值會被累計而溫度累計值S亦會成為異常值,因此能夠確切地檢測半導體晶圓W之破裂。
<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1之構成與第1實施形態完全相同。又,第2實施形態之熱處理裝置1中之半導體晶圓W之處理順序亦與第1實施形態大致相同。第2實施形態與第1實施形態之不同點在於,將基座74之溫度測定值進行累計而算定用於破裂判定之溫度累計值S。
於第2實施形態中,放射溫度計130以特定之取樣間隔(例如10毫秒)測定基座74之中央部之溫度。累計部31將放射溫度計130以特定之取樣間隔測定石英之基座74之溫度所獲得之複數個溫度測定值中之從閃光燈光之照射開始時以後之累計開始時點起獲得之設定數量N之溫度測定值進行累計,而算定溫度累計值S。然後,破裂判定部32藉由判定基座74之溫度累計值S是否處於恰當之範圍內,從而判定半導體晶圓W之破裂。與破裂判定相關之運算處理與第1實施形態之式(1)(2)相同。
雖然透明基座74於來自鹵素燈HL之光照射下幾乎未被加熱,但藉由來自正在升溫之半導體晶圓W之導熱及熱輻射,使得基座74亦被加熱。由此,當於閃光燈光照射時半導體晶圓W破裂時,利用半導體晶圓W進行之基座74之加熱被中斷,基座74之溫度變化亦表現出異常之行為。而且,獲得異常之基座74之溫度測定值之結果為,溫度累計值S亦成為異常值。因此,能夠藉由判定基座74之溫度累計值S是否處於恰當之範圍內,從而判定半導體晶圓W之破裂。
<變化例> 以上,對本發明之實施形態進行了說明,但本發明能夠於不脫離其主旨之範圍內進行上述構成之外之多種變更。例如,第1實施形態中係基於半導體晶圓W之背面之溫度累計值而判定半導體晶圓W之破裂,第2實施形態中係基於基座74之溫度累計值而判定半導體晶圓W之破裂,但亦可基於將除此以外之溫度測定值進行累計所得之溫度累計值而進行半導體晶圓W之破裂判定。例如,亦可基於將由放射溫度計140測定出之半導體晶圓W之正面溫度進行累計所得之溫度累計值而判定半導體晶圓W之破裂。或者,亦可基於將由溫度感測器150測定出之腔室6內之環境溫度進行累計所得之溫度累計值而判定半導體晶圓W之破裂。當於閃光燈光照射時半導體晶圓W破裂時,因其影響而使得腔室6內之環境溫度亦表現出異常之行為,因此,能夠基於環境溫度之溫度累計值而進行破裂判定。總之,只要當於閃光燈光照射時半導體晶圓W破裂時,基於將表現出不同尋常之異常之溫度變化之元件之溫度進行累計所得之溫度累計值而進行半導體晶圓W之破裂判定即可。
又,亦可進行第1實施形態中之基於半導體晶圓W之溫度累計值之破裂判定與第2實施形態中之基於基座74之溫度累計值之破裂判定之「OR(或)判定」。即,破裂判定部32亦可於半導體晶圓W之溫度累計值處於恰當範圍內時,或於基座74之溫度累計值處於恰當範圍內時,判定半導體晶圓W破裂。如此一來,能夠更確實地判定半導體晶圓W之破裂。或者,亦可進行基於半導體晶圓W之溫度累計值之破裂判定與基於基座74之溫度累計值之破裂判定之使用其他邏輯運算(例如AND(及)、XOR(互斥或)等)之判定。
又,於上述實施形態中,於閃光加熱部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並不限定於氙閃光燈,亦可為氪閃光燈。又,鹵素加熱部4所具備之鹵素燈HL之根數亦不限定於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而進行半導體晶圓W之預加熱,但並不限定於此,亦可代替鹵素燈HL使用放電型之電弧燈(例如氙電弧燈)作為連續點亮燈而進行預加熱。
又,根據熱處理裝置1成為處理對象之基板並不限定於半導體晶圓,亦可為用於液晶顯示裝置等平板顯示器之玻璃基板或太陽電池用基板。又,本發明之技術亦可應用於高介電常數閘極絕緣膜(High-k膜)之熱處理、金屬與矽之接合、或多晶矽之結晶化。
1:熱處理裝置 3:控制部 4:鹵素加熱部 5:閃光加熱部 6: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 31:累計部 32:破裂判定部 33:顯示部 34:輸入部 35a:文字盒 35b:文字盒 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 120:放射溫度計 121:紅外線感測器 122:溫度測定單元 130:放射溫度計 140:放射溫度計 150:溫度感測器 185:閘閥 190:排氣部 191:氣體排氣管 192:閥 FL:閃光燈 HL:鹵素燈 S1~S8:步驟 T1:預加熱溫度 t1:時刻 t2:時刻 T3:最高溫度 t3:時刻 T4:累計開始觸發溫度 W:半導體晶圓
圖1係表示本發明之熱處理裝置之構成之縱向剖視圖。 圖2係表示保持部之整體外觀之立體圖。 圖3係基座之俯視圖。 圖4係基座之剖視圖。 圖5係移載機構之俯視圖。 圖6係移載機構之側視圖。 圖7係表示複數個鹵素燈之配置之俯視圖。 圖8係放射溫度計及控制部之功能方塊圖。 圖9係表示半導體晶圓之處理順序之流程圖。 圖10係表示由放射溫度計測定之半導體晶圓之背面溫度之變化之圖。 圖11係表示上限值及下限值之設定畫面之一例之圖。
T1:預加熱溫度
t1:時刻
t2:時刻
T3:最高溫度
t3:時刻
T4:累計開始觸發溫度

Claims (14)

  1. 一種熱處理方法,其特徵在於:其係藉由對基板照射閃光燈光而加熱該基板者;且具備: 預加熱步驟,其係從連續點亮燈照射光而將基板加熱至預加熱溫度; 閃光燈光照射步驟,其係從閃光燈對上述基板之表面照射閃光燈光; 溫度測定步驟,其係以特定之取樣間隔測定上述基板之溫度而獲得複數個溫度測定值; 累計步驟,其係將上述複數個溫度測定值中之從與上述閃光燈光之照射開始時一致之時點起獲得之設定數量之溫度測定值進行累計,而算定溫度累計值;及 判定步驟,其係基於上述溫度累計值而判定上述基板之破裂。
  2. 如請求項1之熱處理方法,其中 與上述閃光燈光之照射開始時一致之時點包含上述基板之溫度為上述預加熱溫度之時點。
  3. 如請求項1之熱處理方法,其中 於上述溫度測定步驟中,測定上述基板之背面之溫度。
  4. 一種熱處理方法,其特徵在於:其係藉由對基板照射閃光燈光而加熱該基板者;且具備: 預加熱步驟,其係從連續點亮燈對保持於基座之基板照射光而將上述基板加熱至預加熱溫度; 閃光燈光照射步驟,其係從閃光燈對上述基板之表面照射閃光燈光; 溫度測定步驟,其係以特定之取樣間隔測定上述基座之溫度而獲得複數個溫度測定值; 累計步驟,其係將上述複數個溫度測定值中之從與上述閃光燈光之照射開始時一致之時點起獲得之設定數量之溫度測定值進行累計,而算定溫度累計值;及 判定步驟,其係基於上述溫度累計值而判定上述基板之破裂。
  5. 如請求項4之熱處理方法,其中 與上述閃光燈光之照射開始時一致之時點包含上述基板之溫度為上述預加熱溫度之時點。
  6. 如請求項1至5中任一項之熱處理方法,其中 於上述判定步驟中,當上述溫度累計值偏離預先設定之上限值及下限值之範圍時,判定上述基板破裂。
  7. 如請求項6之熱處理方法,其 進而具備設定上述上限值及上述下限值之設定步驟。
  8. 一種熱處理裝置,其特徵在於:其係藉由對基板照射閃光燈光而加熱該基板者;且具備: 腔室,其收容基板; 基座,其於上述腔室內保持基板; 連續點亮燈,其對保持於上述基座之上述基板照射光而加熱至預加熱溫度; 閃光燈,其對上述基板之表面照射閃光燈光; 放射溫度計,其以特定之取樣間隔測定上述基板之溫度而獲得複數個溫度測定值; 累計部,其將上述複數個溫度測定值中之從與上述閃光燈光之照射開始時一致之時點起獲得之設定數量之溫度測定值進行累計,而算定溫度累計值;及 判定部,其基於上述溫度累計值而判定上述基板之破裂。
  9. 如請求項8之熱處理裝置,其中 與上述閃光燈光之照射開始時一致之時點包含上述基板之溫度為上述預加熱溫度之時點。
  10. 如請求項8之熱處理裝置,其中 上述放射溫度計測定上述基板之背面之溫度。
  11. 一種熱處理裝置,其特徵在於:其係藉由對基板照射閃光燈光而加熱該基板者;且具備: 腔室,其收容基板; 基座,其於上述腔室內保持基板; 連續點亮燈,其對保持於上述基座之上述基板照射光而加熱至預加熱溫度; 閃光燈,其對上述基板之表面照射閃光燈光; 放射溫度計,其以特定之取樣間隔測定上述基座之溫度而獲得複數個溫度測定值; 累計部,其將上述複數個溫度測定值中之從與上述閃光燈光之照射開始時一致之時點起獲得之設定數量之溫度測定值進行累計,而算定溫度累計值;及 判定部,其基於上述溫度累計值而判定上述基板之破裂。
  12. 如請求項11之熱處理裝置,其中 與上述閃光燈光之照射開始時一致之時點包含上述基板之溫度為上述預加熱溫度之時點。
  13. 如請求項8至12中任一項之熱處理裝置,其中 上述判定部於上述溫度累計值偏離預先設定之上限值及下限值之範圍時判定上述基板破裂。
  14. 如請求項13之熱處理裝置,其 進而具備設定上述上限值及上述下限值之設定部。
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