TWI698934B - 熱處理裝置及熱處理方法 - Google Patents

熱處理裝置及熱處理方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI698934B
TWI698934B TW107113986A TW107113986A TWI698934B TW I698934 B TWI698934 B TW I698934B TW 107113986 A TW107113986 A TW 107113986A TW 107113986 A TW107113986 A TW 107113986A TW I698934 B TWI698934 B TW I698934B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
gas
flow rate
heat treatment
chamber
inert gas
Prior art date
Application number
TW107113986A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201901809A (zh
Inventor
大森麻央
伊藤隆
西出信彥
Original Assignee
日商斯庫林集團股份有限公司
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
Application filed by 日商斯庫林集團股份有限公司 filed Critical 日商斯庫林集團股份有限公司
Publication of TW201901809A publication Critical patent/TW201901809A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI698934B publication Critical patent/TWI698934B/zh

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement
    • 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
    • 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
    • H01L21/02—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
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • 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
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • 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
    • 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
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • 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
    • H01L21/67288—Monitoring of warpage, curvature, damage, defects or the like
    • 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
    • H01L21/683—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 for supporting or gripping
    • H01L21/687—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
    • 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
    • H01L21/683—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 for supporting or gripping
    • H01L21/687—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/6875—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a plurality of individual support members, e.g. support posts or protrusions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Robotics (AREA)

Abstract

本發明提供一種可確實地檢測出自氣體配管之氣體洩漏之熱處理裝置及熱處理方法。於饋送氮氣之惰性氣體配管91上設置有第1質量流量控制器94。於饋送氨氣之反應性氣體配管92上設置有第2質量流量控制器95。惰性氣體配管91和反應性氣體配管92之合流部位與處理半導體晶圓之腔室6係藉由合流配管93而連通連接。於合流配管93上設置有質量流量計98。檢測部31將經第1質量流量控制器94控制之氮氣之流量及經第2質量流量控制器95控制之氨氣之流量之合計值、與由質量流量計98所獲得之處理氣體之流量之測定值進行比較，而檢測氣體洩漏。

Description

熱處理裝置及熱處理方法
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」)照射光而加熱該基板之熱處理裝置及熱處理方法。
於半導體元件之製造製程中，於極短時間內加熱半導體晶圓之閃光燈退火(FLA，flash lamp annealing)受到關注。閃光燈退火係藉由使用氙閃光燈(以下，於僅設為「閃光燈」時指氙閃光燈)對半導體晶圓之正面照射閃光而僅使半導體晶圓之正面於極短時間(數毫秒以下)內升溫之熱處理技術。 氙閃光燈之輻射分光分佈係自紫外區至近紅外區，波長較先前之鹵素燈短，且與矽半導體晶圓之基礎吸收帶大致一致。由此，於自氙閃光燈對半導體晶圓照射閃光時，透過光較少，能夠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照射，則可選擇性地僅使半導體晶圓之正面附近升溫。 此種閃光燈退火被用於必須極短時間加熱之處理、例如典型而言注入至半導體晶圓之雜質之活化。若自閃光燈對藉由離子注入法注入有雜質之半導體晶圓之正面照射閃光，則可使該半導體晶圓之正面僅於極短時間內升溫至活化溫度，不使雜質較深地擴散，便可僅執行雜質活化。 又，亦研究將閃光燈退火適用於成膜於場效電晶體(FET)之高介電常數閘極絕緣膜之成膜後熱處理(PDA：Post Deposition Anneal)。為解決高介電常數閘極絕緣膜隨著閘極絕緣膜之薄膜化之進展而導致漏電流增大之問題，而與將金屬用於閘極電極之金屬閘極電極一併作為新的場效電晶體之堆疊構造推進開發。 於專利文獻1中，揭示有自閃光燈對於矽基材上夾入界面層膜而成膜之高介電常數閘極絕緣膜照射閃光，極短時間內進行加熱處理。又，於專利文獻1中，亦揭示有對進行加熱處理之腔室內供給氨氣與氮氣之混合氣體，形成氨氣氛圍，且於氨氣氛圍中進行高介電常數閘極絕緣膜之閃光加熱，藉此進行該高介電常數閘極絕緣膜之氮化處理。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2016-127194號公報
[發明所欲解決之問題] 於專利文獻1所揭示之熱處理裝置中，於對腔室饋送氨氣之配管與饋送氮氣之配管之各者設置有流量調整閥，個別地調整氨氣及氮氣之流量，藉此於腔室內形成所需之氨濃度之氛圍。 然而，僅以藉由流量調整閥來個別地調整氨氣及氮氣之流量之方法，於氣體配管脫落或接頭鬆動之情形時即便出現氣體洩漏，亦無法檢測該氣體洩漏。尤其於氮氣洩漏之情形時，會產生如下問題，即，腔室內之氨濃度升高至極限以上，對高介電常數閘極絕緣膜之加熱處理造成嚴重阻礙。 本發明係鑒於上述課題而完成者，其目的在於提供一種可確實地檢測出自氣體配管之氣體洩漏之熱處理裝置及熱處理方法。 [解決問題之技術手層] 為解決上述課題，技術方案1之發明係一種熱處理裝置，其係藉由對基板照射光而加熱該基板，其特徵在於具備：腔室，其收容基板；光照射部，其對收容於上述腔室之上述基板照射光；及氣體供給部，其對上述腔室內供給處理氣體；上述氣體供給部具備：惰性氣體配管，其饋送惰性氣體；反應性氣體配管，其饋送反應性氣體；合流配管，其將上述惰性氣體配管和上述反應性氣體配管之合流部位與上述腔室連通連接，將上述惰性氣體與上述反應性氣體混合而成之上述處理氣體饋送至上述腔室；第1流量控制部，其控制流經上述惰性氣體配管之上述惰性氣體之流量；第2流量控制部，其控制流經上述反應性氣體配管之上述反應性氣體之流量；及流量測定部，其測定流經上述合流配管之上述處理氣體之流量。 又，技術方案2之發明係如技術方案1之發明之熱處理裝置，其更具備檢測部，該檢測部係將經上述第1流量控制部控制之上述惰性氣體之流量及經上述第2流量控制部控制之上述反應性氣體之流量之合計值、與由上述流量測定部所獲得之上述處理氣體之流量之測定值進行比較，檢測上述氣體供給部之異常。 又，技術方案3之發明係如技術方案2之發明之熱處理裝置，其中上述檢測部於上述合計值與上述測定值之差異大於經上述第2流量控制部控制之上述反應性氣體之流量時，判定上述氣體供給部中產生異常。 又，技術方案4之發明係如技術方案1之發明之熱處理裝置，其中上述惰性氣體係選自由氮氣、氬氣、及氦氣所組成之群中之1種氣體，上述反應性氣體係選自由氨氣、氫氣、一氧化二氮、三氟化氮、及氧氣所組成之群中之1種氣體。 又，技術方案5之發明係如技術方案1至4中任一項之熱處理裝置，其中上述光照射部具備對上述基板照射閃光之閃光燈。 又，技術方案6之發明係一種熱處理方法，其係藉由對基板照射光而加熱該基板者，其特徵在於具備：氣體供給步驟，其係對收容基板之腔室供給處理氣體；及光照射步驟，其係對收容於上述腔室之上述基板照射光；上述氣體供給步驟具備：第1流量控制步驟，其係控制流經饋送惰性氣體之惰性氣體配管之上述惰性氣體之流量；第2流量控制步驟，其係控制流經饋送反應性氣體之反應性氣體配管之上述反應性氣體之流量；及流量測定步驟，其係測定流經合流配管之上述處理氣體之流量，上述合流配管係將上述惰性氣體配管和上述反應性氣體配管之合流部位與上述腔室連通連接，將上述惰性氣體與上述反應性氣體混合而成之上述處理氣體饋送至上述腔室。 又，技術方案7之發明係如技術方案6之發明之熱處理方法，其更具備異常檢測步驟，該異常檢測步驟係將由上述第1流量控制步驟控制之上述惰性氣體之流量及由上述第2流量控制步驟控制之上述反應性氣體之流量之合計值、與由上述流量測定步驟所獲得之上述處理氣體之流量之測定值進行比較，檢測上述惰性氣體配管、上述反應性氣體配管或上述合流配管之異常。 又，技術方案8之發明係如技術方案7之發明之熱處理方法，其中於上述異常檢測步驟中，於上述合計值與上述測定值之差異大於由上述第2流量控制步驟控制之上述反應性氣體之流量時，判定已產生異常。 又，技術方案9之發明係如技術方案6之發明之熱處理方法，其中上述惰性氣體係選自由氮氣、氬氣、及氦氣所組成之群中之1種氣體，上述反應性氣體係選自由氨氣、氫氣、一氧化二氮、三氟化氮、及氧氣所組成之群中之1種氣體。 又，技術方案10之發明係如技術方案6至9中任一項之熱處理方法，其中於上述光照射步驟中，自閃光燈對上述基板照射閃光。 [發明之效果] 根據技術方案1至技術方案5之發明，因具備控制流經惰性氣體配管之惰性氣體之流量之第1流量控制部、控制流經反應性氣體配管之反應性氣體之流量之第2流量控制部、及測定流經合流配管之處理氣體之流量之流量測定部，故藉由測定惰性氣體與反應性氣體合流後混合而成之處理氣體之流量，便可確實地檢測出自氣體配管之氣體洩漏。 尤其根據技術方案3之發明，於經第1流量控制部控制之惰性氣體之流量及經第2流量控制部控制之反應性氣體之流量之合計值、與由流量測定部所獲得之處理氣體之流量之測定值之差異大於經第2流量控制部控制之反應性氣體之流量時，判定氣體供給部中產生異常，故可確實地檢測惰性氣體之氣體洩漏。 根據技術方案6至技術方案10之發明，因具備控制流經饋送惰性氣體之惰性氣體配管之惰性氣體之流量之第1流量控制步驟、控制流經饋送反應性氣體之反應性氣體配管之反應性氣體之流量之第2流量控制步驟、及測定流經合流配管之處理氣體之流量之流量測定步驟，故藉由測定惰性氣體與反應性氣體合流後混合而成之處理氣體之流量，便可確實地檢測出自氣體配管之氣體洩漏。 尤其根據技術方案8之發明，於由第1流量控制步驟控制之惰性氣體之流量及由第2流量控制步驟控制之反應性氣體之流量之合計值、與由流量測定步驟所獲得之處理氣體之流量之測定值之差異大於由第2流量控制步驟控制之反應性氣體之流量時，判定已產生異常，故可確實地檢測惰性氣體之氣體洩漏。
以下，一面參照圖式，一面對本發明之實施形態詳細地進行說明。 圖1係表示本發明之熱處理裝置1之構成之縱剖視圖。圖1之熱處理裝置1係藉由對作為基板之圓板形狀之半導體晶圓W進行閃光照射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f300 mm或f450 mm(本實施形態中為f300 mm)。於搬入至熱處理裝置1之前之半導體晶圓W上形成有高介電常數閘極絕緣膜(High-k膜)，藉由熱處理裝置1之加熱處理而執行高介電常數閘極絕緣膜之成膜後熱處理(PDA)。再者，於圖1及以後之各圖中，為了容易理解而視需要誇大或簡化地描繪各部之尺寸或數量。 熱處理裝置1具備收容半導體晶圓W之腔室6、內置複數個閃光燈FL之閃光加熱部5、及內置複數個鹵素燈HL之鹵素加熱部4。於腔室6之上側設置有閃光加熱部5，並且於下側設置有鹵素加熱部4。熱處理裝置1具有對腔室6內供給處理氣體之氣體供給部90。又，熱處理裝置1具備：保持部7，其將半導體晶圓W以水平姿勢保持於腔室6之內部；及移載機構10，其於保持部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控制設置於鹵素加熱部4、閃光加熱部5及腔室6之各動作機構，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之上下安裝石英製之腔室窗而構成。腔室側部61具有上下開口之大致筒形狀，且於上側開口安裝上側腔室窗63且封閉，於下側開口安裝下側腔室窗64且封閉。構成腔室6之頂壁部之上側腔室窗63係由石英形成之圓板形狀構件，作為使自閃光加熱部5出射之閃光透過腔室6內之石英窗發揮功能。又，構成腔室6之底壁部之下側腔室窗64亦係由石英形成之圓板形狀構件，作為使來自鹵素加熱部4之光透過腔室6內之石英窗發揮功能。 又，於腔室側部61之內側之壁面之上部安裝有反射環68，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係藉由自腔室側部61之上側嵌入而安裝。另一方面，下側之反射環69係藉由自腔室側部61之下側嵌入並以省略圖示之螺釘固定而安裝。即，反射環68、69係均裝卸自如地安裝於腔室側部61者。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包圍而成之空間規定為熱處理空間65。 藉由將反射環68、69安裝於腔室側部61而於腔室6之內壁面形成凹部62。即，形成由腔室側部61之內壁面中之未安裝反射環68、69之中央部分、反射環68之下端面、及反射環69之上端面包圍而成之凹部62。凹部62於腔室6之內壁面沿水平方向形成為圓環狀，並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係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，配合形狀地設置有用以對於腔室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能夠藉由閘閥185而開閉。搬送開口部66連通連接於凹部62之外周面。因此，於閘閥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、及自熱處理空間65搬出半導體晶圓W。又，若閘閥185將搬送開口部66關閉，則腔室6內之熱處理空間65被設為密閉空間。 進而，於腔室側部61穿設有貫通孔61a。於腔室側部61之外壁面之設置有貫通孔61a之部位安裝有輻射溫度計20。貫通孔61a係用以將自保持於下述基座74之半導體晶圓W之下表面輻射之紅外光導入至輻射溫度計20之圓筒狀之孔。貫通孔61a係以使其貫通方向之軸與保持於基座74之半導體晶圓W之主面相交之方式相對於水平方向傾斜地設置。於貫通孔61a之面向熱處理空間65之側之端部，安裝有使輻射溫度計20能夠測定之波長區域之紅外光透過之包含氟化鋇材料之透明窗21。輻射溫度計20經由透明窗21接收自半導體晶圓W之下表面輻射之紅外光，根據該紅外光之強度測定半導體晶圓W之溫度。 又，於腔室6之內壁上部配合形狀地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配合形狀地設置於較凹部62更靠上側位置，亦可設置於反射環68。氣體供給孔81係經由圓環狀地形成於腔室6之側壁內部之緩衝空間82，而連通連接於氣體供給部90之合流配管93。關於氣體供給部90之構成將於以下詳細敍述，將處理氣體自合流配管93饋送至腔室6。自合流配管93饋送之處理氣體流入至緩衝空間82，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，自氣體供給孔81供給至熱處理空間65內。再者，於本實施形態中，將氮氣與氨氣混合而成之混合氣體作為處理氣體供給至腔室6內。 另一方面，於腔室6之內壁下部配合形狀地設置有將熱處理空間65內之氣體進行排氣之氣體排氣孔86。氣體排氣孔86配合形狀地設置於較凹部62更靠下側位置，亦可設置於反射環69。氣體排氣孔86係經由圓環狀地形成於腔室6之側壁內部之緩衝空間87，而連通連接於氣體排氣管88。氣體排氣管88連接於排氣部190。又，於氣體排氣管88之路徑中途插介有閥89。若將閥89打開，則熱處理空間65之氣體自氣體排氣孔86經由緩衝空間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亦可沿著腔室6之圓周方向設置複數個，亦可為狹縫狀者。 又，亦於搬送開口部66之前端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而將腔室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均由石英形成。即，保持部7之整體由石英形成。 基台環71係自圓環形狀缺失一部分而成之圓弧形狀之石英構件。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之干涉而設置。基台環71藉由載置於凹部62之底面而支持於腔室6之壁面(參照圖1)。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(本實施形態中為4個)。連結部72亦為石英之構件，藉由焊接而固著於基台環71。 基座74係由設置於基台環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、導向環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向環76。導向環76係具有較半導體晶圓W之直徑大之內徑之圓環形狀之構件。例如，於半導體晶圓W之直徑為f300 mm之情形時，導向環76之內徑為f320 mm。導向環76之內周設為自保持板75朝上方變寬之錐面。導向環76係由與保持板75相同之石英形成。導向環76可熔接於保持板75之上表面，亦可藉由另行加工而成之銷等而固定於保持板75。或者，亦可將保持板75與導向環76加工為一體之構件。 將保持板75之上表面中之較導向環76更靠內側之區域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持銷77。於本實施形態中，沿著與保持面75a之外周圓(導向環76之內周圓)為同心圓之圓周上每隔30°豎立設置有共計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f300 mm，則該直徑為f270 mm～f280 mm(本實施形態中為f270 mm)。各個基板支持銷77係由石英形成。複數個基板支持銷77可藉由焊接而設置於保持板75之上表面，亦可與保持板75加工成一體。 返回圖2，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著。即，基座74與基台環71藉由連結部72而固定地連結。藉由將此種保持部7之基台環71支持於腔室6之壁面而將保持部7安裝於腔室6。於保持部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腔室6中安裝之保持部7之基座74上。此時，半導體晶圓W由豎立設置於保持板75上之12個基板支持銷77支持，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，支持該半導體晶圓W。由於12個基板支持銷77之高度(基板支持銷77之自上端至保持板75之保持面75a之距離)均一，故可由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藉由複數個基板支持銷77自保持板75之保持面75a隔開特定之間隔地支持。相較於基板支持銷77之高度，導向環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向環76得以防止。 又，如圖2及圖3所示，於基座74之保持板75上，上下貫通地形成有開口部78。開口部78係為了輻射溫度計20接收自半導體晶圓W之下表面輻射之輻射光(紅外光)而設置。即，輻射溫度計20經由開口部78及安裝於腔室側部61之貫通孔61a之透明窗21接收自半導體晶圓W之下表面輻射之光，測定該半導體晶圓W之溫度。進而，於基座74之保持板75上，穿設有為了進行半導體晶圓W之交接而供下述移載機構10之頂起銷12貫通之4個貫通孔79。 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條移載臂11。移載臂11設為如同沿著大致圓環狀之凹部62之圓弧形狀。於各個移載臂11豎立設置有2根頂起銷12。移載臂11及頂起銷12係由石英形成。各移載臂11設為能夠藉由水平移動機構13而旋動。水平移動機構13使一對移載臂11於對於保持部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)、與俯視時不與保持於保持部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，可藉由個別之馬達使各移載臂11分別旋動，亦可使用連桿機構藉由1個馬達使一對移載臂11連動地旋動。 又，一對移載臂11藉由升降機構14而與水平移動機構13一同地升降移動。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通過穿設於基座74之貫通孔79(參照圖2、3)，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，將頂起銷12自貫通孔79拔出，水平移動機構13使一對移載臂11以張開之方式移動，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，故移載臂11之退避位置成為凹部62之內側。再者，亦於設置有移載機構10之驅動部(水平移動機構13及升降機構14)之部位之附近，設置有省略圖示之排氣機構，構成為將移載機構10之驅動部周邊之氛圍排出至腔室6之外部。 返回圖1，設置於腔室6之上方之閃光加熱部5於殼體51之內側具備包含複數根(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，於閃光加熱部5之殼體51之底部安裝有燈光輻射窗53。構成閃光加熱部5之底壁部之燈光輻射窗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之上方而使燈光輻射窗53與上側腔室窗63相對向。閃光燈FL自腔室6之上方經由燈光輻射窗53及上側腔室窗63對熱處理空間65照射閃光。 複數個閃光燈FL分別為具有長條之圓筒形狀之棒狀燈，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(亦即沿著水平方向)成為相互平行之方式排列成平面狀。由此，由閃光燈FL之排列而形成之平面亦為水平面。排列有複數個閃光燈FL之區域大於半導體晶圓W之平面尺寸。 氙閃光燈FL具備：圓筒形狀之玻璃管(放電管)，其於內部封入有氙氣，於其兩端部配設有連接於電容器之陽極及陰極；及觸發電極，其附設於該玻璃管之外周面上。由於氙氣為電性絕緣體，故即便電容器中儲存有電荷，於通常狀態下電流亦不會流入玻璃管內。然而，於對觸發電極施加高電壓而破壞絕緣之情形時，蓄積於電容器中之電瞬間流向玻璃管內，藉由此時之氙之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轉換為0.1毫秒至100毫秒之極短之光脈衝，故與如鹵素燈HL般連續點亮之光源相比具有能夠照射極強之光之特徵。即，閃光燈FL係以未達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而調整。 又，反射器52係於複數個閃光燈FL之上方以覆蓋其等整體之方式而設置。反射器52之基本功能係使自複數個閃光燈FL出射之閃光向熱處理空間65之側反射。反射器52由鋁合金板形成，其正面(面向閃光燈FL之側之面)藉由噴砂處理而實施粗面化加工。 設置於腔室6之下方之鹵素加熱部4於殼體41之內側內置有複數根(本實施形態為40根)鹵素燈HL。鹵素加熱部4係藉由複數個鹵素燈HL自腔室6之下方經由下側腔室窗64對熱處理空間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分為上下2層而配置。於靠近保持部7之上層配設有20根鹵素燈HL，並且於較上層更遠離保持部7之下層亦配設有20根鹵素燈HL。各鹵素燈HL為具有長條之圓筒形狀之棒狀燈。上層、下層均為20根之鹵素燈HL係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(亦即沿著水平方向)成為相互平行之方式排列。由此，上層、下層均藉由鹵素燈HL之排列而形成之平面為水平面。 又，如圖7所示，上層、下層均為相較與保持於保持部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之鹵素燈HL之配設密度更高。即，上下層均相較燈排列之中央部，周緣部之鹵素燈HL之配設間距更短。因此，於藉由來自鹵素加熱部4之光照射進行加熱時，可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，包含上層之鹵素燈HL之燈群、與包含下層之鹵素燈HL之燈群以格子狀交叉之方式排列。即，以配置於上層之20根鹵素燈HL之長度方向與配置於下層之20根鹵素燈HL之長度方向彼此正交之方式，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而使燈絲白熾化進行發光之燈絲方式之光源。於玻璃管之內部，封入有對氮氣或氬氣等惰性氣體微量導入之鹵素元素(碘、溴等)所得之氣體。藉由導入鹵素元素而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具有與通常之白熾燈相比壽命較長且可連續地照射較強之光之特性。即，鹵素燈HL係至少1秒以上連續地發光之連續點亮燈。又，鹵素燈HL為為棒狀燈，故而壽命長，藉由將鹵素燈HL沿著水平方向配置而成為對上方之半導體晶圓W之輻射效率優異者。 又，亦於鹵素加熱部4之殼體41內，於2層鹵素燈HL之下側設置有反射器43(圖1)。反射器43使自複數個鹵素燈HL出射之光向熱處理空間65側反射。 圖8係表示氣體供給部90之構成之圖。於氣體供給部90，設置有饋送惰性氣體之惰性氣體配管91、饋送反應性氣體之反應性氣體配管92、及饋送將該等兩者之氣體混合而成之處理氣體之合流配管93作為氣體之供給路徑。 惰性氣體配管91之基端側連接於惰性氣體供給源84。惰性氣體配管91之前端側與反應性氣體配管92合流。於惰性氣體配管91之路徑中途，設置有第1質量流量控制器94與第1閥96。若將第1閥96打開，則自惰性氣體供給源84將惰性氣體送出至惰性氣體配管91。於本實施形態中，將作為惰性氣體之氮氣(N2 )送出至惰性氣體配管91。 第1質量流量控制器94測量流經惰性氣體配管91之惰性氣體之質量流量，並且根據來自控制部3之指示，控制流經惰性氣體配管91之惰性氣體之流量。即，第1質量流量控制器94係使質量流量計具有流量控制之功能之機器。 另一方面，反應性氣體配管92之基端側連接於反應性氣體供給源85。反應性氣體配管92之前端側與惰性氣體配管91合流。於反應性氣體配管92之路徑中途，設置有第2質量流量控制器95與第2閥97。若將第2閥97打開，則自反應性氣體供給源85將反應性氣體送出至反應性氣體配管92。於本實施形態中，將作為反應性氣體之氨氣(NH3 )送出至反應性氣體配管92。 第2質量流量控制器95測量流經反應性氣體配管92之反應性氣體之質量流量，並且根據來自控制部3之指示，控制流經反應性氣體配管92之反應性氣體之流量。即，第2質量流量控制器95亦係使質量流量計具有流量控制之功能之機器。 合流配管93將惰性氣體配管91和反應性氣體配管92之合流部位與腔室6連通連接。合流配管93將自惰性氣體配管91饋送之氮氣、與自反應性氣體配管92饋送之氨氣混合而成之混合氣體作為處理氣體饋送至腔室6。 於合流配管93之路徑中途，設置有質量流量計98。質量流量計98係測定流經合流配管93之處理氣體之質量流量之質量流量計。 又，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之硬體之構成係與一般性電腦相同。即，控制部3具備進行各種運算處理之電路即CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、記憶基本程式之讀出專用之記憶體即ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、記憶各種資訊之讀寫自如之記憶體即RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)、以及預先記憶控制用軟體或資料等之磁碟。控制部3之CPU藉由執行特定之處理程式而進行熱處理裝置1中之處理。 如圖8中虛線所示，控制部3與第1質量流量控制器94、第2質量流量控制器95、及質量流量計98電性連接，且與其等之間進行電氣信號之發送接收。控制部3之檢測部31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。再者，關於檢測部31之處理內容，進而於以下敍述。 除上述構成外，熱處理裝置1還具備各種冷卻用構造，以防止於半導體晶圓W之熱處理時自鹵素燈HL及閃光燈FL產生之熱能所致之鹵素加熱部4、閃光加熱部5及腔室6之過度之溫度上升。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設為於內部形成氣流進行排熱之空冷構造。又，亦對上側腔室窗63與燈光輻射窗53之間隙供給空氣，將閃光加熱部5及上側腔室窗63冷卻。 其次，對熱處理裝置1中之半導體晶圓W之處理順序進行說明。此處，成為處理對象之半導體晶圓W係高介電常數閘極絕緣膜成膜所得之半導體基板。該高介電常數閘極絕緣膜之成膜後熱處理藉由熱處理裝置1之閃光照射加熱處理(退火)而執行。以下說明之熱處理裝置1之處理順序藉由控制部3控制熱處理裝置1之各動作機構而進行。 首先，打開閘閥185，將搬送開口部66打開，藉由裝置外部之搬送機器人將半導體晶圓W經由搬送開口部66搬入至腔室6內之熱處理空間65。此時，亦可打開第1閥96，將氮氣供給至腔室6內，使氮氣自搬送開口部66流出，將伴隨半導體晶圓W之搬入導致之外部氛圍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進入至保持部7之正上方位置後停止。繼而，移載機構10之一對移載臂11自退避位置水平移動至移載動作位置並上升，藉此頂起銷12通過貫通孔79自基座74之保持板75之上表面突出，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。 將半導體晶圓W載置於頂起銷12之後，搬送機器人自熱處理空間65退出，藉由閘閥185將搬送開口部66關閉。繼而，藉由一對移載臂11下降而將半導體晶圓W自移載機構10交接至保持部7之基座74，並以水平姿勢自下方保持。半導體晶圓W由豎立設置於保持板75上之複數個基板支持銷77支持，保持於基座74。又，半導體晶圓W係將形成有高介電常數閘極絕緣膜之正面作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之下方之一對移載臂11藉由水平移動機構13而退避至退避位置、即凹部62之內側。 又，藉由閘閥185將搬送開口部66關閉，將熱處理空間65設為密閉空間之後，進行腔室6內之氛圍調整。具體而言，將藉由打開第1閥96而自惰性氣體配管91饋送之氮氣、與藉由打開第2閥97而自反應性氣體配管92饋送之氨氣於合流配管93中合流進行混合。繼而，將氨氣中混合有作為稀釋氣體之氮氣之混合氣體作為處理氣體自合流配管93供給至腔室6內之熱處理空間65。又，藉由打開排氣用之閥89而自氣體排氣孔86將熱處理空間65內之氣體進行排氣。進而，藉由打開閥192而亦自搬送開口部66將熱處理空間65內之氣體進行排氣。藉此，進行熱處理空間65內之氛圍置換，於保持於保持部7之半導體晶圓W之周邊形成氨氣氛圍。氨氣氛圍中之氨氣之濃度(亦即，氨氣與氮氣之混合比)藉由於控制部3之控制下由第1質量流量控制器94及第2質量流量控制器95分別控制氮氣及氨氣之流量而調整為特定值。再者，氨氣氛圍中之氨濃度並非特別限定，可設定為適當之值。 於半導體晶圓W藉由保持部7之基座74以水平姿勢自下方保持，且將腔室6內之熱處理空間65置換為氨氣氛圍之後，鹵素加熱部4之40根鹵素燈HL同時點亮，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之背面照射。因接收來自鹵素燈HL之光照射，半導體晶圓W被預加熱而溫度上升。再者，由於移載機構10之移載臂11退避至凹部62之內側，故不會阻礙鹵素燈HL之加熱。 於利用鹵素燈HL進行預加熱時，藉由輻射溫度計20測定半導體晶圓W之溫度。即，輻射溫度計20透過透明窗21，接收自保持於基座74之半導體晶圓W之下表面經由開口部78輻射之紅外光，測定升溫中之晶圓溫度。測定所得之半導體晶圓W之溫度被傳遞至控制部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之溫度是否已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根據輻射溫度計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之輸出進行反饋控制。預加熱溫度T1為300℃以上且600℃以下，本實施形態中為450℃。 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暫時維持於該預加熱溫度T1。具體而言，於由輻射溫度計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之溫度維持於大致預加熱溫度T1。 藉由進行此種鹵素燈HL之預加熱而使半導體晶圓W之整體均一地升溫至預加熱溫度T1。於鹵素燈HL之預加熱之階段，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，但鹵素加熱部4中之鹵素燈HL之配設密度係相較與基板W之中央部對向之區域，與周緣部對向之區域更高。因此，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，從而可使預加熱階段之半導體晶圓W之面內溫度分佈均一。 於半導體晶圓W之溫度達到預加熱溫度T1且經過特定時間後之時間點，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之正面進行閃光照射。此時，自閃光燈FL輻射之閃光之一部分直接朝向腔室6內，另一部分暫且先由反射器52反射後朝向腔室6內，藉由該等閃光之照射而進行半導體晶圓W之閃光加熱。 閃光加熱係藉由來自閃光燈FL之閃光(flashing light)照射而進行，故可使半導體晶圓W之正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脈衝之照射時間為約0.1毫秒以上且100毫秒以下程度之極短且較強之閃光。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之正面溫度瞬間升溫至處理溫度T2之後急速下降。半導體晶圓W之正面藉由閃光照射而達到之最高溫度(峰值溫度)即處理溫度T2為600℃以上且1200℃以下，於本實施形態中為1000℃。於氨氣氛圍中若半導體晶圓W之正面升溫至處理溫度T2，則進行高介電常數閘極絕緣膜之成膜後熱處理，並且促進其氮化。再者，來自閃光燈FL之照射時間為1秒以下之短時間，故基板W之正面溫度自預加熱溫度T1升溫至處理溫度T2所需之時間亦為未達1秒之極短時間。 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。又，僅關閉第2閥97，對腔室6僅供給氮氣，將熱處理空間65內置換為氮氣氛圍。降溫中之半導體晶圓W之溫度由輻射溫度計20測定，且將該測定結果傳遞至控制部3。控制部3根據輻射溫度計20之測定結果而監視半導體晶圓W之溫度是否已降溫至特定溫度。繼而，於半導體晶圓W之溫度已降溫至特定溫度以下之後，移載機構10之一對移載臂11再次自退避位置水平移動至移載動作位置後上升，藉此頂起銷12自基座74之上表面突出，自基座74接收熱處理後之半導體晶圓W。繼而，藉由閘閥185而將已關閉之搬送開口部66打開，將載置於頂起銷12上之半導體晶圓W藉由裝置外部之搬送機器人搬出，熱處理裝置1中之半導體晶圓W之加熱處理完成。 且說，於本實施形態之熱處理裝置1中，將由自惰性氣體配管91饋送之氮氣與自反應性氣體配管92饋送之氨氣於合流配管93混合而成之混合氣體作為處理氣體，供給至腔室6內之熱處理空間65，於腔室6內形成氨氣氛圍。繼而，藉由第1質量流量控制器94及第2質量流量控制器95分別將氮氣及氨氣之流量控制為設定值，藉此調整腔室6內之氨濃度。將氮氣及氨氣之流量之設定值自控制部3分別賦予第1質量流量控制器94及第2質量流量控制器95。第1質量流量控制器94及第2質量流量控制器95分別將氮氣及氨氣之流量控制為由控制部3所指示之設定值。例如，於本實施形態中，按照由控制部3指示之設定值，第1質量流量控制器94將自惰性氣體配管91饋送之氮氣之流量控制為100升/分鐘，並且第2質量流量控制器95將自反應性氣體配管92饋送之氨氣之流量控制為5.5升/分鐘。由此，流經合流配管93之氮氣與氨氣之混合氣體之總流量成為105.5升/分鐘。 此處，假設於惰性氣體配管91及/或反應性氣體配管92與合流配管93之接頭出現鬆動、或配管脫落之情形時產生氣體洩漏而導致流經合流配管93之處理氣體之總流量少於105.5升/分鐘。又，形成於腔室6內之氨氣氛圍中之氨濃度成為與目標值不同者。尤其於產生有氮氣漏氣之情形時產生如下問題，即，腔室6內之氨濃度高於目標值，對高介電常數閘極絕緣膜之成膜後熱處理造成重大阻礙，故必須確實地檢測氮氣之漏氣。 因此，於本實施形態中，設置測定流經合流配管93之處理氣體之流量之質量流量計98，並且藉由檢測部31檢測氣體供給部90之異常。氣體供給部90之異常包含惰性氣體配管91、反應性氣體配管92或合流配管93之配管接頭之鬆動或配管之脫離。具體而言，檢測部31將經第1質量流量控制器94控制之氮氣之流量及經第2質量流量控制器95控制之氨氣之流量之合計值、與由質量流量計98所獲得之處理氣體之流量之測定值進行比較，檢測氣體供給部90之異常。若為上述例，則由第1質量流量控制器94控制之氮氣之流量(100升/分鐘)與由第2質量流量控制器95控制之氨氣之流量(5.5升/分鐘)之合計值為105.5升/分鐘。檢測部31將該合計值即105.5升/分鐘與質量流量計98之測定值進行比較。若未產生氣體洩漏，則由質量流量計98測定之處理氣體之流量成為105.5升/分鐘，上述之合計值與質量流量計98之測定值一致。又，於產生有氣體洩漏之情形時，由質量流量計98測定之處理氣體之流量少於105.5升/分鐘，從而該合計值與質量流量計98之測定值中產生差異。 繼而，於本實施形態中，檢測部31於上述合計值與質量流量計98之測定值之差異大於由第2質量流量控制器95控制之氨氣之流量(5.5升/分鐘)時，判定氣體供給部90中產生異常。即，於質量流量計98之測定值未達100升/分鐘時，檢測部31判定氣體供給部90中產生異常。於產生有氨氣漏氣之情形時，上述合計值與質量流量計98之測定值之差異應成為由第2質量流量控制器95控制之氨氣之流量以下。因此，上述合計值與質量流量計98之測定值之差異大於由第2質量流量控制器95控制之氨氣之流量表示已產生氮氣漏氣。因此，檢測部31於上述合計值與質量流量計98之測定值之差異大於由第2質量流量控制器95控制之氨氣之流量時，判定氣體供給部90中產生異常。 於檢測部31判定氣體供給部90產生有異常時，控制部3關閉第1閥96及第2閥97，停止來自氣體供給部90之氣體供給，並且中斷熱處理裝置1中之半導體晶圓W之處理。又，控制部3亦可發出氣體洩漏之警報。藉此，可防止半導體晶圓W之處理不良。 如此般，於本實施形態中，於合流配管93設置質量流量計98，將經第1質量流量控制器94控制之氮氣之流量及經第2質量流量控制器95控制之氨氣之流量之合計值、與由質量流量計98所獲得之處理氣體之流量之測定值進行比較，藉此可確實地檢測出自氣體配管之氣體洩漏。再者，因第1質量流量控制器94及/或第2質量流量控制器95之流量控制不正常，故亦考慮上述合計值與質量流量計98之測定值並不一致。因此，第1質量流量控制器94測量流經惰性氣體配管91之氮氣之流量，確認與應控制之流量是否一致，並且第2質量流量控制器95測量流經反應性氣體配管92之氨氣之流量，確認與應控制之流量是否一致。藉此，可檢測第1質量流量控制器94及第2質量流量控制器95之流量控制之異常。即，藉由第1質量流量控制器94及第2質量流量控制器95與質量流量計98而雙重地判定氣體供給部90之異常。 以上，對本發明之實施形態進行了說明，但本發明可於不脫離其主旨之範圍內進行除上述以外之各種變更。例如，若經第1質量流量控制器94控制之氮氣之流量及經第2質量流量控制器95控制之氨氣之流量之合計值、與由質量流量計98所獲得之處理氣體之流量之測定值不一致，則檢測部31亦可判定產生異常。該合計值與測定值不一致表示惰性氣體配管91、反應性氣體配管92及合流配管93之任一者產生配管之偏離或接頭之鬆動而產生氣體洩漏。由此，於該合計值與測定值不一致之情形時，檢測部31亦可判定氣體供給部90產生異常。該情形時，即便於產生有氨氣漏氣之情形時亦檢測為異常。 又，若由第1質量流量控制器94控制之氮氣之流量及由第2質量流量控制器95控制之氨氣之流量之合計值、與由質量流量計98所獲得之處理氣體之流量之測定值之差異為特定之閾值以上，則檢測部31亦可判定產生異常。閾值較佳為根據測定誤差或機械差異而決定。藉此，可考慮測定誤差或機械差異而進行異常之判定。 又，自惰性氣體配管91饋送之惰性氣體並不限定於氮氣，只要為選自由氮氣、氬氣(Ar)、及氦氣(He)所組成之群中之1種氣體即可。同樣地，自反應性氣體配管92饋送之反應性氣體亦並不限定於氨氣，只要為選自由氨氣、氫氣(H2 )、一氧化二氮(N2 O)、三氟化氮(NF3 )、及氧氣(O2 )所組成之群中之1種氣體即可。氫氣為可燃性氣體，一氧化二氮、三氟化氮及氧氣為支持燃燒性氣體(助燃性氣體)。 又，於上述實施形態中，使閃光加熱部5具有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具備之鹵素燈HL之根數亦並不限定於40根，而是可設為任意數量。 又，於上述實施形態中，使用燈絲方式之鹵素燈HL作為1秒以上連續地發光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，根據本發明之熱處理裝置，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之基板。
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20‧‧‧輻射溫度計21‧‧‧透明窗31‧‧‧檢測部41‧‧‧殼體43‧‧‧反射器51‧‧‧殼體52‧‧‧反射器53‧‧‧燈光輻射窗61‧‧‧腔室側部61a‧‧‧貫通孔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‧‧‧導向環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84‧‧‧惰性氣體供給源85‧‧‧反應性氣體供給源86‧‧‧氣體排氣孔87‧‧‧緩衝空間88‧‧‧氣體排氣管89‧‧‧閥90‧‧‧氣體供給部91‧‧‧惰性氣體配管92‧‧‧反應性氣體配管93‧‧‧合流配管94‧‧‧第1質量流量控制器95‧‧‧第2質量流量控制器96‧‧‧第1閥97‧‧‧第2閥98‧‧‧質量流量計185‧‧‧閘閥190‧‧‧排氣部191‧‧‧氣體排氣管192‧‧‧閥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構成之縱剖視圖。 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係表示氣體供給部之構成之圖。
3‧‧‧控制部
6‧‧‧腔室
31‧‧‧檢測部
84‧‧‧惰性氣體供給源
85‧‧‧反應性氣體供給源
90‧‧‧氣體供給部
91‧‧‧惰性氣體配管
92‧‧‧反應性氣體配管
93‧‧‧合流配管
94‧‧‧第1質量流量控制器
95‧‧‧第2質量流量控制器
96‧‧‧第1閥
97‧‧‧第2閥
98‧‧‧質量流量計

Claims (8)

  1. 一種熱處理裝置，其特徵在於：其係藉由對基板照射光而加熱該基板者，且具備：腔室，其收容基板；光照射部，其對收容於上述腔室之上述基板照射光；及氣體供給部，其對上述腔室內供給處理氣體；上述氣體供給部具備：惰性氣體配管，其饋送惰性氣體；反應性氣體配管，其饋送反應性氣體；合流配管，其將上述惰性氣體配管和上述反應性氣體配管之合流部位與上述腔室連通連接，將上述惰性氣體與上述反應性氣體混合而成之上述處理氣體饋送至上述腔室；第1流量控制部，其控制流經上述惰性氣體配管之上述惰性氣體之流量；第2流量控制部，其控制流經上述反應性氣體配管之上述反應性氣體之流量；流量測定部，其測定流經上述合流配管之上述處理氣體之流量；及檢測部，其係將經上述第1流量控制部控制之上述惰性氣體之流量及經上述第2流量控制部控制之上述反應性氣體之流量之合計值、與由上述流量測定部所得之上述處理氣體之流量之測定值進行比較，而檢測上述氣體供給部之異常。
  2. 如請求項1之熱處理裝置，其中上述檢測部於上述合計值與上述測定值之差異大於經上述第2流量控制部控制之上述反應性氣體之流量時，判定上述氣體供給部中產生異常。
  3. 如請求項1之熱處理裝置，其中上述惰性氣體係選自由氮氣、氬氣、及氦氣所組成之群中之1種氣體，上述反應性氣體係選自由氨氣、氫氣、一氧化二氮、三氟化氮、及氧氣所組成之群中之1種氣體。
  4. 如請求項1至3中任一項之熱處理裝置，其中上述光照射部具備對上述基板照射閃光之閃光燈。
  5. 一種熱處理方法，其特徵在於：其係藉由對基板照射光而加熱該基板者，且具備：氣體供給步驟，其係對收容基板之腔室供給處理氣體；及光照射步驟，其係對收容於上述腔室之上述基板照射光；上述氣體供給步驟具備：第1流量控制步驟，其係控制流經饋送惰性氣體之惰性氣體配管之上述惰性氣體之流量；第2流量控制步驟，其係控制流經饋送反應性氣體之反應性氣體配管之上述反應性氣體之流量；流量測定步驟，其係測定流經合流配管之上述處理氣體之流量，上 述合流配管係將上述惰性氣體配管和上述反應性氣體配管之合流部位與上述腔室連通連接，將上述惰性氣體與上述反應性氣體混合而成之上述處理氣體饋送至上述腔室；及異常檢測步驟，其係將由上述第1流量控制步驟控制之上述惰性氣體之流量及由上述第2流量控制步驟控制之上述反應性氣體之流量之合計值、與由上述流量測定步驟所獲得之上述處理氣體之流量之測定值進行比較，而檢測上述惰性氣體配管、上述反應性氣體配管或上述合流配管之異常。
  6. 如請求項5之熱處理方法，其中於上述異常檢測步驟中，於上述合計值與上述測定值之差異大於由上述第2流量控制步驟所控制之上述反應性氣體之流量時，判定已產生異常。
  7. 如請求項5之熱處理方法，其中上述惰性氣體係選自由氮氣、氬氣、及氦氣所組成之群中之1種氣體，上述反應性氣體係選自由氨氣、氫氣、一氧化二氮、三氟化氮、及氧氣所組成之群中之1種氣體。
  8. 如請求項5至7中任一項之熱處理方法，其中於上述光照射步驟中，自閃光燈對上述基板照射閃光。
TW107113986A 2017-05-17 2018-04-25 熱處理裝置及熱處理方法 TWI698934B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-097969 2017-05-17
JP2017097969A JP6864552B2 (ja) 2017-05-17 2017-05-17 熱処理装置および熱処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201901809A TW201901809A (zh) 2019-01-01
TWI698934B true TWI698934B (zh) 2020-07-11

Family

ID=64270187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107113986A TWI698934B (zh) 2017-05-17 2018-04-25 熱處理裝置及熱處理方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11081409B2 (zh)
JP (1) JP6864552B2 (zh)
KR (1) KR102098468B1 (zh)
TW (1) TWI698934B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6847610B2 (ja) * 2016-09-14 2021-03-24 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理装置
JP6960344B2 (ja) * 2018-01-26 2021-11-05 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
JP7169212B2 (ja) * 2019-01-29 2022-11-10 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
JP7446836B2 (ja) 2020-02-03 2024-03-11 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理装置
WO2021229787A1 (ja) * 2020-05-15 2021-11-18 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置の検査方法
JP2022077278A (ja) * 2020-11-11 2022-05-23 株式会社堀場エステック 濃度制御システム、濃度制御方法、及び、濃度制御システム用プログラム
JP7487084B2 (ja) * 2020-12-07 2024-05-20 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理装置
KR20220160526A (ko) * 2021-05-27 2022-12-06 주식회사 히타치하이테크 플라스마 처리 장치
CN115193277A (zh) * 2022-06-17 2022-10-18 深圳市德明利光电有限公司 一种用于氧化制程的气体混合装置及处理设备
CN115852280B (zh) * 2022-11-21 2024-03-12 中国石油化工股份有限公司 一种高压氢气用科氏力质量流量计的热处理方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030000471A1 (en) * 2001-06-18 2003-01-02 Soo-Sik Yoon Method and apparatus for manufacturing semiconductor devices
US20130203269A1 (en) * 2012-02-03 2013-08-08 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Heat treatment apparatus for heating substrate by irradiation with flashes of light, and heat treatment method
CN103590879A (zh) * 2013-11-29 2014-02-19 长城汽车股份有限公司 排气后处理测试系统和方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08153685A (ja) * 1994-11-25 1996-06-11 Mitsubishi Corp 半導体用特殊材料ガス供給装置
US5810928A (en) * 1994-11-21 1998-09-22 Mitsubishi Corporation Method of measuring gas component concentrations of special material gases for semiconductor, a semiconductor equipment, and an apparatus for supplying special material gases for semiconductor
JP2885142B2 (ja) * 1995-08-16 1999-04-19 日本電気株式会社 真空処理装置及び真空処理装置への大気混入の検知方法
JP3715824B2 (ja) * 1999-04-19 2005-11-16 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置
US7915179B2 (en) * 2004-11-04 2011-03-29 Tokyo Electron Limited Insulating film forming method and substrate processing method
JP4354428B2 (ja) * 2005-05-13 2009-10-28 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置
JP5521372B2 (ja) 2009-04-03 2014-06-11 セントラル硝子株式会社 フッ素ガスのｉｎ−ｓｉｔｕガス混合および希釈システム
JP2012104808A (ja) * 2010-10-14 2012-05-31 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置および熱処理方法
US20140261703A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Applied Materials, Inc. Method to detect valve deviation
JP2014183247A (ja) * 2013-03-21 2014-09-29 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置
JP6472247B2 (ja) 2015-01-07 2019-02-20 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 (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030000471A1 (en) * 2001-06-18 2003-01-02 Soo-Sik Yoon Method and apparatus for manufacturing semiconductor devices
US20130203269A1 (en) * 2012-02-03 2013-08-08 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Heat treatment apparatus for heating substrate by irradiation with flashes of light, and heat treatment method
CN103590879A (zh) * 2013-11-29 2014-02-19 长城汽车股份有限公司 排气后处理测试系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018195689A (ja) 2018-12-06
KR20180126378A (ko) 2018-11-27
US20180337103A1 (en) 2018-11-22
US11081409B2 (en) 2021-08-03
TW201901809A (zh) 2019-01-01
JP6864552B2 (ja) 2021-04-28
KR102098468B1 (ko) 2020-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI698934B (zh) 熱處理裝置及熱處理方法
TWI676215B (zh) 熱處理裝置及放射溫度計之測定位置調整方法
TWI699834B (zh) 熱處理裝置及熱處理方法
TWI670773B (zh) 熱處理裝置及熱處理方法
JP7041594B2 (ja) 熱処理装置
JP6863780B2 (ja) 熱処理方法および熱処理装置
TWI638389B (zh) 熱處理用承載器及熱處理裝置
TWI727179B (zh) 熱處理裝置及熱處理方法
TWI642136B (zh) 熱處理裝置
TWI740133B (zh) 熱處理裝置及熱處理裝置之氣體環境取代方法
TW202107542A (zh) 熱處理方法
TWI720403B (zh) 熱處理裝置及熱處理方法
KR102616006B1 (ko) 열처리 장치
TW201937604A (zh) 熱處理方法
TW201941308A (zh) 熱處理方法及熱處理裝置
TWI726254B (zh) 熱處理裝置及熱處理方法
US20190393055A1 (en) Heat treatment susceptor and heat treatment apparatus
TW202025309A (zh) 熱處理方法及熱處理裝置
TWI706447B (zh) 熱處理裝置
TWI761908B (zh) 熱處理方法及熱處理裝置
TWI741474B (zh) 熱處理方法及熱處理裝置
JP2020096065A (ja) 熱処理方法および熱処理装置
TW202002083A (zh) 熱處理裝置及熱處理方法