热处理方法以及热处理装置制造方法及图纸

提供能够抑制硅化物的高电阻化的热处理方法以及热处理装置。在硅的半导体晶片的表面上形成有金属膜。在该半导体晶片容纳于腔室内后，腔室内的压力被减压至比大气压低的气压(P1)。然后，向腔室内供给氮气而恢复至常压(Ps)，并向半导体晶片的表面照射闪光来形成金属膜与硅的化合物即硅化物。由于一旦将腔室内的压力减压至比大气压低的气压(P1)后就恢复压力，因此，能够使执行硅化物形成的处理时的腔室内的氧气浓度显著地降低，从而能够抑制因腔室内气体环境中的氧气进入金属膜与基材的界面附近的缺陷中所引起的硅化物的高电阻化。

【技术实现步骤摘要】
热处理方法以及热处理装置本申请是申请号为CN201610736763.1、申请日为2016年8月26日、专利技术名称为“热处理方法以及热处理装置”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及向半导体晶片等硅或硅锗的薄板状精密电子基板(下面，简称为“基板”)照射闪光来形成硅化物或锗化物的热处理方法以及热处理装置。
技术介绍
在半导体设备的制造工艺中，在极短时间加热半导体晶片的闪光灯退火(FLA)引人注目。闪光灯退火是如下的热处理技术，即，通过使用氙气闪光灯(下面，在简称为“闪光灯”时是指氙气闪光灯)向半导体晶片的表面照射闪光，在极短时间内(几毫秒以下)仅使半导体晶片的表面升温。氙气闪光灯的辐射光谱分布从紫外区域至近红外区域，波长比以往的卤素灯的波长短，并与硅的半导体晶片的基本吸收带几乎一致。由此，在从氙气闪光灯向半导体晶片照射闪光时，透射光至少能够使半导体晶片快速地升温。另外，若在几毫秒以下的极短时间内照射闪光，则能够有选择地仅使半导体晶片的表面附近升温。这样的闪光灯退火利用于需要极短时间的加热的处理，例如，典型地利用于注入半导体晶片的杂质的活性化。若从闪光灯向通过离子注入法注入杂质的半导体晶片的表面照射闪光，能够仅在极短时间内将该半导体晶片的表面升温至活性化温度，能够不使杂质扩散得深，能够仅执行杂质活性化。另外，也研究了将闪光灯退火应用于场效应晶体管(FET)的硅化物形成。硅化物形成是如下技术，为了场效应晶体管的高性能化，形成金属与硅的化合物(硅化物)。通过形成硅化物，使得栅极、源极区域以及漏极区域的电阻降低，从而实现场效应晶体管的高速动作。作为用于形成硅化物的金属，镍(Ni)、钴(Co)、钛(Ti)等被研究，但镍有望成为最合适的材料。硅化物形成通过在半导体晶片的源极区域以及漏极区域形成镍等金属膜并对该半导体晶片实施加热处理来实现。此时，若进行长时间的加热处理，则硅化物向横向(从源极区域以及漏极区域朝向栅极的方向)异常生长而突破源极和漏极的接合，从而产生漏电流快速地增大的问题。因此，在例如专利文献1中提出了如下的热处理方法，即，向形成有金属膜的半导体晶片的表面照射闪光来进行短时间的加热处理。专利文献1：日本特开2013-84901号公报然而，如专利文献1所示，就仅向形成有金属膜的半导体晶片照射闪光来进行极短时间的闪光加热处理而言，硅化物与基层的硅的界面特性劣化而成为高电阻化的原因。在之后进一步细微化地进行的设备中，硅化物的膜厚变薄，从而更容易受到氧气的影响。另外，硅化物自身也容易被氧化，从而也需要抑制硅化物形成后的硅化物的氧化。硅化物的界面特性的劣化以及硅化物自身的氧化是因在氧气存在的状态下进行加热处理所引起的。就成为上述问题的原因的氧气而言，主要具有腔室内的残留氧气、附着在半导体晶片的表面上的氧气(典型地，作为水分吸附的)。特别地，在闪光加热处理时残留在腔室内的氧气是二氧化硅膜的膜厚增大的主要原因。一般而言，在闪光灯退火装置中，由于在常压下将半导体晶片搬入腔室内，因此，此时流入的大气中的氧气残留在腔室内，从而氧气浓度变高。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述问题而提出，其目的在于，提供能够抑制硅化物等的高电阻化的热处理方法以及热处理装置。为了解决上述问题，第一技术方案的专利技术是向基板照射闪光来形成接触的热处理方法，所述热处理方法的特征在于，包括：搬入工序，将形成有金属膜的基板搬入腔室内，减压工序，将所述腔室内的压力减压至比大气压低的第一压力，恢复压力工序，将所述腔室内的压力从第一压力恢复至比第一压力高的第二压力，照射工序，一边将所述腔室内的压力维持为第二压力，一边从闪光灯向所述基板的表面照射闪光。另外，第二技术方案的专利技术的特征在于，在第一技术方案的专利技术的热处理方法中，所述第二压力比所述第一压力高且比大气压低。另外，第三技术方案的专利技术的特征在于，在第一技术方案的专利技术的热处理方法中，所述第二压力为大气压。另外，第四技术方案的专利技术的特征在于，在第一技术方案的专利技术的热处理方法中，所述第二压力比大气压高。另外，第五技术方案的专利技术的特征在于，在第一技术方案的专利技术的热处理方法中，在所述减压工序中，使来自所述腔室供给的排气流量随着时间的推移而增加。另外，第六技术方案的专利技术的特征在于，在第一技术方案的专利技术的热处理方法中，在所述恢复压力工序中，使向所述腔室的供气流量随着时间的推移而增加。另外，第七技术方案的专利技术的特征在于，在第一技术方案的专利技术的热处理方法中，在所述照射工序后，将所述腔室内的压力变为大气压，并使非活性气体以50L/min至100L/min的流量流入所述腔室内。另外，第八技术方案的专利技术的特征在于，在第一技术方案的专利技术的热处理方法中，在所述搬入工序中，一边打开所述腔室的搬送开口部，一边向所述腔室内供给非活性气体。另外，第九技术方案的专利技术是向基板照射闪光来形成接触的热处理方法，所述热处理方法的特征在于，包括：搬入工序，将形成有金属膜的基板搬入腔室内，减压工序，将所述腔室内的压力减压至比大气压低的第一压力，照射工序，一边将所述腔室内的压力维持为第一压力，一边从闪光灯向所述基板的表面照射闪光。另外，第十技术方案的专利技术是向基板照射闪光来形成接触的热处理装置，所述热处理装置的特征在于，具有：腔室，其容纳形成有金属膜的基板，闪光灯，其向容纳于所述腔室内的所述基板照射闪光，排气部，其排出所述腔室内的气体，气体供给部，其向所述腔室供给规定的处理气体，控制部，其对所述排气部以及所述气体供给部进行控制，使得在将所述腔室内的压力减压至比大气压低的第一压力后，恢复至比第一压力高的第二压力的状态下，从所述闪光灯向所述基板的表面照射闪光。另外，第十一技术方案的专利技术的特征在于，在第十技术方案的专利技术的热处理装置中，所述第二压力比所述第一压力高且比大气压低。另外，第十二技术方案的专利技术的特征在于，在第十技术方案的专利技术的热处理装置中，所述第二压力为大气压。另外，第十三技术方案的专利技术的特征在于，在第十技术方案的专利技术的热处理装置中，所述第二压力比大气压高。另外，第十四技术方案的专利技术的特征在于，在第十技术方案的专利技术的热处理装置中，所述控制部对所述排气部进行控制，使得在将所述腔室内的压力减压至所述第一压力时，来自所述腔室的排气流量随着时间的推移而增加。另外，第十五技术方案的专利技术的特征在于，在第十技术方案的专利技术的热处理装置中，所述控制部对所述气体供给部进行控制，使得在将所述腔室内的压力从所述第一压力恢复至所述第二压力时，向所述腔室的供气流量随着时间的推移而增加。另外，第十六技术方案的专利技术的特征在于，在第十技术方案的专利技术的热处理装置中，所述控制部对所述排气部以及所述气体供给部进行控制，使得在照射所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热处理方法，其特征在于，向基板照射闪光来形成接触，所述热处理方法包括：/n搬入工序，将形成有金属膜的基板搬入腔室内，/n减压工序，将所述腔室内的压力减压至比大气压低的第一压力，/n恢复压力工序，将所述腔室内的压力从第一压力恢复至比第一压力高的第二压力，/n照射工序，一边将所述腔室内的压力维持为第二压力，一边从闪光灯向所述基板的表面照射闪光。/n

【技术特征摘要】
20150826 JP 2015-166512;20160524 JP 2016-1035671.一种热处理方法，其特征在于，向基板照射闪光来形成接触，所述热处理方法包括：
搬入工序，将形成有金属膜的基板搬入腔室内，
减压工序，将所述腔室内的压力减压至比大气压低的第一压力，
恢复压力工序，将所述腔室内的压力从第一压力恢复至比第一压力高的第二压力，
照射工序，一边将所述腔室内的压力维持为第二压力，一边从闪光灯向所述基板的表面照射闪光。


2.如权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，
所述第二压力比所述第一压力高且比大气压低。


3.如权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，
所述第二压力为大气压。


4.如权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，
所述第二压力比大气压高。


5.如权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，
在所述减压工序中，使来自所述腔室供给的排气流量随着时间的推移而增加。


6.如权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，
在所述恢复压力工序中，使向所述腔室的供气流量随着时间的推移而增加。


7.如权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，
在所述照射工序后，将所述腔室内的压力变为大气压，并使非活性气体以50L/min至100L/min的流量流入所述腔室内。


8.如权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，
在所述搬入工序中，一边打开所述腔室的搬送开口部，一边向所述腔室内供给非活性气体。


9.一种热处理方法，其特征在于，向基板照射闪光来形成接触，所述热处理方法包括：
搬入工序，将形成有金属膜的基板搬入腔室内，
减压工序，将所述腔室内的压力减压至比大气压低的第一压力，
照射工序，一边将所述腔室内的压力维持为第一压力，一边从闪光灯向所述基板的表面照射闪光。


10.一种热处理装置，其特征在于，向...

【专利技术属性】
技术研发人员：青山敬幸，河原崎光，古川雅志，布施和彦，谷村英昭，加藤慎一，
申请(专利权)人：株式会社思可林集团，
类型：发明
国别省市：日本;JP