热处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种无论基座上是否保持有衬底，均能准确地测定基座的温度的热处理装置。在进行作为处理对象的半导体晶圆的热处理前，将虚设晶圆(DW)载置于石英制的基座(74)，从卤素灯(HL)进行光照射而将基座(74)预热。控制部基于通过放射温度计(130)测得的基座(74)的温度，控制卤素灯(HL)的输出。放射温度计(130)接收波长比4μm长的波长的红外光而测定基座(74)的温度。在比4μm长的波长区域石英会变得不透明，因此无论基座(74)上是否保持有晶圆，放射温度计(130)均能仅接收从基座(74)放射的红外光而准确地测定基座(74)的温度。

Heat treatment unit

【技术实现步骤摘要】
热处理装置
本专利技术涉及一种通过对半导体晶圆等薄板状精密电子衬底(以下简称为“衬底”)照射光而将该衬底加热的热处理装置。
技术介绍
在半导体元件的制程中，极短时间内将半导体晶圆加热的闪光灯退火(FLA)备受关注。闪光灯退火是通过使用疝气闪光灯(以下，简称“闪光灯”时就是指疝气闪光灯)对半导体晶圆的正面照射闪光，而仅使半导体晶圆的正面在极短时间(数毫秒以下)内升温的热处理技术。疝气闪光灯的放射分光分布为紫外线区域到近红外线区域，波长较以往的卤素灯短，与硅的半导体晶圆的基本吸收带大体一致。因此，从疝气闪光灯对半导体晶圆照射闪光时，透过光较少，从而能使半导体晶圆急速升温。另外，也已判明：如果为数毫秒以下的极短时间的闪光照射，则能仅使半导体晶圆的正面附近选择性地升温。这种闪光灯退火被应用于需要在极短时间内加热的处理，例如较为典型的是注入到半导体晶圆的杂质的活化。如果从闪光灯对通过离子注入法注入有杂质的半导体晶圆的正面照射闪光，则能将该半导体晶圆的正面在极短时间内升温到活化温度，能不使杂质较深扩散而仅执行杂质活化。在专利文献1中，公开了一种闪光灯退火装置，其通过配置在腔室的下方的卤素灯将半导体晶圆预加热后，从配置在腔室的上方的闪光灯对半导体晶圆的正面照射闪光。另外，在专利文献1的闪光灯退火装置中，为了使晶圆间的温度记录均匀，在开始处理批次最初的半导体晶圆前通过来自卤素灯的光照射对保持半导体晶圆的石英制的基座进行预热。另外，在专利文献2中公开了在将晶圆保持于基座的状态下进行预热的情况。这样，通过来自晶圆的传热，基座也会被加热，因此能效率良好地将基座升温。[先前技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开2017-92102号公报[专利文献2]美国专利申请公开第2017/0194220号说明书
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]在专利文献1、2所公开的技术中，为了进行基座的预热，通过放射温度计以非接触方式测定基座的温度。但如专利文献2中所公开的那样，当在将晶圆保持于基座的状态下进行预热时，尽管基座的加热效率提高，却会产生难以测定基座的温度这个问题。也就是说，放射温度计是接收从测定对象物放射的红外光，根据其强度测定测定对象物的温度的，但如果基座上保持有晶圆，则放射温度计除了从基座放射的红外光以外还接收从晶圆放射且透过基座的红外光，从而难以准确地测定基座的温度。本专利技术是鉴于所述问题完成的，其目的在于提供一种无论基座上是否保持有衬底，均能准确地测定基座的温度的热处理装置。[解决问题的技术方案]为了解决所述问题，技术方案1的专利技术是一种热处理装置，通过对衬底照射光而将该衬底加热，其特征在于，具备：腔室，收容衬底；石英制的基座，将所述衬底载置并保持于所述腔室内；光照射部，对保持于所述基座的所述衬底照射光；及第1放射温度计，测定所述基座的温度；且所述第1放射温度计接收波长比4μm长的红外光而测定所述基座的温度。另外，技术方案2的专利技术是根据技术方案1的专利技术的热处理装置，其特征在于，还具备控制来自所述光照射部的光照射的控制部，且在将虚设衬底保持于所述基座的状态下从所述光照射部进行光照射而将所述基座加热时，所述控制部基于所述第1放射温度计测得的所述基座的温度控制所述光照射部的输出。另外，技术方案3的专利技术是根据技术方案2的专利技术的热处理装置，其特征在于，还具备测定保持于所述基座的所述衬底的温度的第2放射温度计，且所述控制部在基于所述第2放射温度计测得的所述衬底的温度控制所述光照射部的输出后，基于所述第1放射温度计测得的所述基座的温度控制所述光照射部的输出。另外，技术方案4的专利技术是根据技术方案1至3中任一项的专利技术的热处理装置，其特征在于，还具备设置于所述基座与所述第1放射温度计之间的偏光元件，且所述第1放射温度计设置于沿着以布鲁斯特角入射到所述基座的表面的光的反射光的行进方向的位置，所述偏光元件仅让p偏光通过。[专利技术的效果]根据技术方案1至4的专利技术，第1放射温度计接收不透过石英且波长比4μm长的红外光而测定石英制的基座的温度，因此从衬底放射的红外光被基座遮挡，从而无论基座上是否保持有衬底，均能准确地测定基座的温度。尤其是，根据技术方案3的专利技术，控制部在基于先行升温的衬底的温度控制光照射部的输出后，基于基座的温度控制光照射部的输出，因此能恰当地控制光照射部的输出。尤其是，根据技术方案4的专利技术，第1放射温度计设置于沿着以布鲁斯特角入射到基座的表面的光的反射光的行进方向的位置，且在基座与第1放射温度计之间设置有仅让p偏光通过的偏光元件，因此能遮挡该反射光而使放射温度计仅接收从基座本身放射的红外光，从而能排除反射光的影响而更加准确地测定基座的温度。附图说明图1是表示本专利技术的热处理装置的构成的纵截面图。图2是表示保持部的整体外观的立体图。图3是基座的俯视图。图4是基座的截面图。图5是移载机构的俯视图。图6是移载机构的侧视图。图7是表示多个卤素灯的配置的俯视图。图8是表示基座的预热顺序的流程图。图9是示意性表示基座的预热的图。图10是示意性表示利用放射温度计测定基座的温度的图。图11是表示利用角度调整机构调整偏光元件的角度的图。具体实施方式以下，一面参照附图一面对本专利技术的实施方式详细地进行说明。＜第1实施方式＞图1是表示本专利技术的热处理装置1的构成的纵截面图。图1的热处理装置1是通过对作为衬底的圆板形状的半导体晶圆W进行闪光照射而将该半导体晶圆W加热的闪光灯退火装置。作为处理对象的半导体晶圆W的尺寸并不特别限定，例如为φ300mm或φ450mm(在本实施方式中，为φ300mm)。向热处理装置1搬入前的半导体晶圆W中已注入有杂质，通过利用热处理装置1实施的加热处理来执行所注入杂质的活化处理。此外，在图1及以后的各图中，为了易于理解，各部的尺寸或数量是根据需要被夸大或简化而绘制的。热处理装置1具备收容半导体晶圆W的腔室6、内置多个闪光灯FL的闪光加热部5、及内置多个卤素灯HL的卤素加热部4。在腔室6的上侧设置有闪光加热部5，并且在下侧设置有卤素加热部4。另外，热处理装置1在腔室6的内部，具备将半导体晶圆W以水平姿势保持的保持部7、及在保持部7与装置外部之间进行半导体晶圆W的交接的移载机构10。进而，热处理装置1具备控制部3，该控制部3控制卤素加热部4、闪光加热部5及腔室6中设置的各动作机构，使它们执行半导体晶圆W的热处理。腔室6是在筒状的腔室侧部61的上下安装石英制的腔室窗而构成。腔室侧部61具有上下开口的概略筒形状，上侧开口安装有上侧腔室窗63而被封堵，下侧开口安装有下侧腔室窗64而被封堵。构成腔室6的顶壁部的上侧腔室窗63是由石英形成的圆板形状部件，作为使从闪光加热部5出射的闪光透射到腔室6内的石英窗而发挥功能。另外，构成腔室6的底板部的下侧腔室窗64也是由石英形成的圆板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热处理装置，其特征在于，通过对衬底照射光而将该衬底加热，且具备：/n腔室，收容衬底；/n石英制的基座，将所述衬底载置并保持于所述腔室内；/n光照射部，对保持于所述基座的所述衬底照射光；及/n第1放射温度计，测定所述基座的温度；且/n所述第1放射温度计接收波长比4μm长的红外光而测定所述基座的温度。/n

【技术特征摘要】
20180620 JP 2018-1166471.一种热处理装置，其特征在于，通过对衬底照射光而将该衬底加热，且具备：
腔室，收容衬底；
石英制的基座，将所述衬底载置并保持于所述腔室内；
光照射部，对保持于所述基座的所述衬底照射光；及
第1放射温度计，测定所述基座的温度；且
所述第1放射温度计接收波长比4μm长的红外光而测定所述基座的温度。


2.根据权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，
还具备控制来自所述光照射部的光照射的控制部，且
在将虚设衬底保持于所述基座的状态下从所述光照射部进行光照射而将所述基座加热时，所述控制部基...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野行雄，
申请(专利权)人：株式会社斯库林集团，
类型：发明
国别省市：日本;JP