热处理方法及热处理装置制造方法及图纸

在开始进行成为批次的最初的处理对象的半导体晶片的处理前，将虚设晶片搬入至腔室(6)内，形成包含具有较高热传导率的氦气的环境。通过来自卤素灯的光照射而加热虚设晶片，由此自升温的虚设晶片以氦气为热介质向上侧腔室窗及下侧腔室窗产生热传导。在将成为最初的处理对象的半导体晶片搬入至腔室内时，上侧腔室窗及下侧腔室窗被加热，故可使构成批次的所有半导体晶片的温度历程均一，可省略虚设运转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热处理方法及热处理装置
本专利技术涉及一种通过对半导体晶片等薄板状精密电子基板(以下，简你为“基板”)照射光而加热该基板的热处理方法及热处理装置。
技术介绍
在半导体组件的制造制程中，杂质导入是用以在半导体晶片内形成pn结的必需的步骤。当前，通常杂质导入是通过离子注入法与其后的退火法完成。离子注入法是使硼(B)、砷(As)、磷(P)等杂质元素离子化并以高加速电压与半导体晶片碰撞而物理性地进行杂质注入的技术。所注入的杂质通过退火处理而活化。此时，如果退火时间为数秒程度以上，则所注入的杂质通过热而较深地扩散，其结果有结深度相较要求过深而妨碍形成良好的组件的担忧。因此，作为在极短时间内加热半导体晶片的退火技术，近年来闪光灯退火(FLA，FlashLampAnneal)受到关注。闪光灯退火是一种通过使用氙闪光灯(以下，在仅设为“闪光灯”时指氙闪光灯)对半导体晶片的表面照射闪光而仅使注入有杂质的半导体晶片的表面在极短时间(数毫秒以下)升温的热处理技术。氙闪光灯的辐射分光分布是自紫外区至近红外区，波长相较先前的卤素灯短，且与硅半导体晶片的基础吸收带大致一致。由此，在自氙闪光灯对半导体晶片照射闪光时，透过光较少，能够使半导体晶片急速升温。此外，也判明如果为数毫秒以下的极短时间的闪光照射，则可选择性地仅使半导体晶片的表面附近升温。因此，如果为利用氙闪光灯的极短时间的升温，则不会使杂质较深地扩散，可仅执行杂质活化。作为使用有此种氙闪光灯的热处理装置，例如在日本专利文献1中，揭示有在半导体晶片的表面侧配置闪光灯，在背面侧配置卤素灯，且通过其等的组合而进行所需的热处理者。在日本专利文献1所揭示的热处理装置中，通过卤素灯将半导体晶片预加热至某程度的温度为止，其后通过来自闪光灯的闪光照射使半导体晶片的表面升温至所需的处理温度。[先前技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开2010-225645号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]一般而言，并不限于热处理，半导体晶片的处理是以批次(成为在相同条件下进行相同内容的处理的对象的1组半导体晶片)为单位进行。在单片式的基板处理装置中，对构成批次的多片半导体晶片连续地依序进行处理。在闪光灯退火装置中，也将构成批次的多个半导体晶片逐片搬入至腔室而依序进行热处理。在运转停止状态的闪光灯退火装置开始批处理的情况下，将批次的最初的半导体晶片搬入至大致室温的腔室而进行加热处理。在加热处理时，将腔室内支撑在晶座的半导体晶片预加热至特定温度为止，进而通过闪光加热使晶片表面升温至处理温度。其结果，通过升温的半导体晶片将晶座、腔室窗等腔室内构造物加热，该腔室内构造物的温度也上升。此种腔室内构造物的伴随半导体晶片的加热处理的温度上升是自批次的最初持续数片左右，不久在约进行了10片半导体晶片的加热处理时腔室内构造物的温度达到固定的稳定温度。即，相对于批次的最初的半导体晶片在室温的腔室中进行处理，第10片以后的半导体晶片在升温至稳定温度的腔室中进行处理。因此，产生构成批次的多个半导体晶片的温度历程变得不均一的问题。尤其自批次的最初起数片程度的半导体晶片是在相对较低温度的腔室内进行处理，故也有闪光照射时的表面到达温度无法达到处理温度的担忧。因此，自先前以来，在开始批处理之前，将并非处理对象的虚设晶片搬入至腔室内且保持在晶座，在与处理对象的批次相同条件下进行预加热及闪光加热处理，由此事先使腔室内构造物升温(虚设运转)。通过对约10片左右的虚设晶片进行预加热及闪光加热处理，而腔室内构造物达到稳定温度，故其后开始进行成为处理对象的批次的最初的半导体晶片的处理。由此，可使构成批次的多个半导体晶片的温度历程均一。然而，此种虚设运转不仅消耗与处理无关的虚设晶片，而且为了对10片左右的虚设晶片进行闪光加热处理而需要相当的时间，故有妨碍闪光灯退火装置有效地运用的问题。本专利技术是鉴于所述课题而完成，其目的在于提供一种可省略虚设运转的热处理方法及热处理装置。[解决问题的技术手段]为解决所述课题，技术方案1的专利技术是一种热处理方法，其是通过对基板照射光而加热该基板者，该热处理方法的特征在于具备：光照射步骤，其是自连续点亮灯对载置在腔室内的晶座上的基板照射光而加热该基板；环境形成步骤，其是在将成为处理对象的基板搬入至所述腔室之前，将预热用基板载置在所述晶座，将热传导率相较在所述光照射步骤中使用的处理气体高的传热气体供给至所述腔室内，形成包含所述传热气体的环境；及预热步骤，其是通过来自所述连续点亮灯的光照射而加热所述预热用基板，自所述预热用基板经由所述传热气体使设置在所述腔室的石英窗升温。此外，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方法，其特征在于，在所述环境形成步骤中，将经加热的所述传热气体供给至所述腔室内。此外，技术方案3的专利技术是根据技术方案1或2的专利技术的热处理方法，其中所述传热气体是氦气。此外，技术方案4的专利技术是一种热处理装置，其是通过对基板照射光而加热该基板者，该热处理装置的特征在于具备：腔室，其收容基板；晶座，其在所述腔室内支撑基板；连续点亮灯，其对支撑在所述晶座的基板照射光而加热该基板；及气体供给部，其对所述腔室内供给气体；且在将成为处理对象的基板搬入至所述腔室之前，将预热用基板载置在所述晶座，将热传导率相较成为所述处理对象的基板的热处理时使用的处理气体高的传热气体自所述气体供给部供给至所述腔室内而形成包含所述传热气体的环境之后，通过来自所述连续点亮灯的光照射而加热所述预热用基板，自所述预热用基板经由所述传热气体使设置在所述腔室的石英窗升温。此外，技术方案5的专利技术是根据技术方案4的专利技术的热处理装置，其进而具备加热所述传热气体的气体加热部。此外，技术方案6的专利技术是根据技术方案4或5的专利技术的热处理装置，其中所述传热气体是氦气。[专利技术的效果]根据技术方案1至3的专利技术，在将成为处理对象的基板搬入至腔室之前，通过来自连续点亮灯的光照射而加热预热用基板，自预热用基板经由传热气体使设置在腔室的石英窗升温，故将成为处理对象的基板搬入至腔室时石英窗升温，可省略虚设运转。尤其根据技术方案2的专利技术，将经加热的传热气体供给至腔室内，故可使石英窗效率更佳地升温。根据技术方案4至6的专利技术，在将成为处理对象的基板搬入至腔室之前，通过来自连续点亮灯的光照射而加热预热用基板，自预热用基板经由传热气体使设置在腔室的石英窗升温，故在将成为处理对象的基板搬入至腔室时石英窗升温，可省略虚设运转。尤其根据技术方案5的专利技术，进而具备加热传热气体的气体加热部，故可使石英窗效率更佳地升温。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是晶座的俯视图。图4是晶座的截面图。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是表示本专利技术的热处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热处理方法，其是通过对基板照射光而加热该基板者，且具备：/n光照射步骤，其是自连续点亮灯对载置在腔室内的晶座上的基板照射光而加热该基板；/n环境形成步骤，其是在将成为处理对象的基板搬入至所述腔室之前，将预热用基板载置在所述晶座，将热传导率相较在所述光照射步骤中使用的处理气体高的传热气体供给至所述腔室内，形成包含所述传热气体的环境；及/n预热步骤，其是通过来自所述连续点亮灯的光照射而加热所述预热用基板，自所述预热用基板经由所述传热气体使设置在所述腔室的石英窗升温。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180126 JP 2018-0112691.一种热处理方法，其是通过对基板照射光而加热该基板者，且具备：
光照射步骤，其是自连续点亮灯对载置在腔室内的晶座上的基板照射光而加热该基板；
环境形成步骤，其是在将成为处理对象的基板搬入至所述腔室之前，将预热用基板载置在所述晶座，将热传导率相较在所述光照射步骤中使用的处理气体高的传热气体供给至所述腔室内，形成包含所述传热气体的环境；及
预热步骤，其是通过来自所述连续点亮灯的光照射而加热所述预热用基板，自所述预热用基板经由所述传热气体使设置在所述腔室的石英窗升温。


2.根据权利要求1所述的热处理方法，其中
在所述环境形成步骤中，将经加热的所述传热气体供给至所述腔室内。


3.根据权利要求1或2所述的热处理方法，其中
所述传热气体是氦...

【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