热处理方法及热处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能以简单的构成测定闪光照射时的衬底的温度的热处理方法及热处理装置。在成为温度测定对象的半导体晶圆的斜上方设置上部放射温度计(25)。上部放射温度计(25)具备接收到光时产生电动势的光伏元件(28)。光伏元件(28)同时具有高速应答性与低频带的良好的噪音特性。由于光伏元件(28)不冷却，在常温下也能获得充分的感度，所以上部放射温度计(25)中无需用来冷却的机构。由于上部放射温度计(25)无需设置光学斩波器，也无需设置微分电路，所以上部放射温度计(25)能以简单的构成，在卤素灯的预备加热时及闪光照射时这两者，测定半导体晶圆的正面温度。定半导体晶圆的正面温度。定半导体晶圆的正面温度。

【技术实现步骤摘要】
热处理方法及热处理装置


[0001]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”)照射闪光而将所述衬底加热的热处理方法及热处理装置。

技术介绍

[0002]半导体设备的制造过程中，以极短时间将半导体晶圆加热的闪光灯退火(FLA：Flash Lamp Annealing)备受瞩目。闪光灯退火是使用氙气闪光灯(以下，简称为“闪光灯”时，意指氙气闪光灯)对半导体晶圆的正面照射闪光，由此仅使半导体晶圆的正面在极短时间(数毫秒)内升温的热处理技术。
[0003]氙气闪光灯的放射分光分布从紫外域到近红外域，波长比以往的卤素灯短，与硅半导体晶圆的基础吸收带大体一致。因此，从氙气闪光灯对半导体晶圆照射闪光时，透过光较少，能使半导体晶圆急速升温。此外，如果是数毫秒以下的极短时间的闪光照射，那么判明仅能使半导体晶圆的正面附近选择性升温。
[0004]这种闪光灯退火使用于需要极短时间的加热的处理，例如典型来说，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了离子的半导体晶圆的正面照射闪光，那么能使所述半导体晶圆的正面在极短时间内升温到活化温度，不会使杂质扩散得较深，而能仅执行杂质活化。
[0005]不限于闪光灯退火，在半导体晶圆的热处理中，重要的是晶圆温度的管理，所以需要正确测定热处理中的半导体晶圆的温度。尤其，闪光灯退火中，重要的是正确测定在闪光照射时急剧变化的半导体晶圆的正面温度。专利文献1中，揭示了由放射温度计测定闪光照射时的半导体晶圆的正面温度的技术。
>[0006][
技术介绍
文献][0007][专利文献][0008][专利文献1]日本专利特开2012
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238779号公报

技术实现思路

[0009][专利技术要解决的问题][0010]如热电堆那样的热式检测元件中，由于无法跟踪闪光照射时急剧升温的半导体晶圆的正面温度的温度变化，所以以往测定被照射闪光的半导体晶圆的正面温度的放射温度计具备量子型检测元件也就是光导电型元件。但是，光导电型元件的低频带的SN(Signal/Noise：信号/噪音)比较差，且为了获得高感度，需要冷却到冰点以下(例如
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25℃)。即使将光导电型元件冷却到冰点以下，但收容元件的温度计壳体为室温，所以作为放射温度计整体的热平衡变差。因此，需要设置用来将来自温度计壳体的背景光与测定光分离的光学斩波器，但这样一来，温度测定系统将大型化及复杂化。
[0011]本专利技术是鉴于所述问题而完成的，目的在于提供一种能以简单的构成测定闪光照射时的衬底的温度的热处理方法及热处理装置。
[0012][解决问题的技术手段][0013]为解决所述问题，技术方案1的专利技术在通过对衬底照射闪光而将所述衬底加热的热处理方法中，特征在于具备：将衬底收容在腔室内的收容步骤；通过从连续点亮灯的光照射而将所述衬底预备加热的预备加热步骤；及由闪光灯对所述衬底的正面照射闪光的闪光加热步骤；且由具备光伏元件的第1放射温度计测定所述衬底的温度。
[0014]此外，技术方案2的专利技术根据技术方案1的专利技术的热处理方法，其中在所述预备加热步骤执行中，由所述第1放射温度计测定所述衬底的正面的温度，且由已校正放射率后的第2放射温度计测定所述衬底的背面的温度，基于由所述第2放射温度计测定出的所述衬底的温度，校正设定到所述第1放射温度计的放射率。
[0015]此外，技术方案3的专利技术根据技术方案1的专利技术的热处理方法，其中所述第1放射温度计并行执行以下模式而测定所述衬底的温度：以第1取样间隔进行数据取得的第1测定模式，及以短于所述第1取样间隔的第2取样间隔进行数据取得的第2测定模式。
[0016]此外，技术方案4的专利技术根据技术方案3的专利技术的热处理方法，其中将在所述第2测定模式下取得的数据中，数据值达到特定阈值的时点前后的一定期间取得的数据进行温度转换。
[0017]此外，技术方案5的专利技术根据技术方案4的专利技术的热处理方法，其中将在所述第1测定模式下取得的所有数据进行温度转换。
[0018]此外，技术方案6的专利技术根据技术方案5的专利技术的热处理方法，其中对将在所述第1测定模式下取得的数据进行温度转换后的温度值，插补将在所述第2测定模式下取得的数据进行温度转换后的温度值，并显示在显示部。
[0019]此外，技术方案7的专利技术根据技术方案1到6的任一专利技术的热处理方法，其中对从所述光伏元件输出的信号进行使用数字滤波器的处理。
[0020]此外，技术方案8的专利技术根据技术方案7的专利技术的热处理方法，其中所述预备加热步骤与所述闪光加热步骤中，使用不同的数字滤波器。
[0021]此外，技术方案9的专利技术是一种通过对衬底照射闪光而将所述衬底加热的热处理装置，特征在于具备：腔室，收容衬底；连续点亮灯，对所述衬底照射光，将所述衬底预备加热；闪光灯，对所述衬底的正面照射闪光，将所述衬底闪光加热；及第1放射温度计，具备光伏元件，测定所述衬底的温度。
[0022]此外，技术方案10的专利技术根据技术方案9的专利技术的热处理装置，还具备测定所述衬底的温度的第2放射温度计，在执行所述预备加热的期间，所述第1放射温度计测定所述衬底的正面的温度，且已校正放射率后的所述第2放射温度计测定所述衬底的背面的温度，基于由所述第2放射温度计测定出的所述衬底的温度，校正设定到所述第1放射温度计的放射率。
[0023]此外，技术方案11的专利技术根据技术方案9的专利技术的热处理装置，其中所述第1放射温度计并行执行以下模式而测定所述衬底的温度：以第1取样间隔进行数据取得的第1测定模式，及以短于所述第1取样间隔的第2取样间隔进行数据取得的第2测定模式。
[0024]此外，技术方案12的专利技术根据技术方案11的专利技术的热处理装置，还具备温度转换部，将在所述第2测定模式下取得的数据中，数据值达到特定阈值的时点前后的一定期间取得的数据进行温度转换。
[0025]此外，技术方案13的专利技术根据技术方案12的专利技术的热处理装置，其中所述温度转换部将在所述第1测定模式下取得的所有数据进行温度转换。
[0026]此外，技术方案14的专利技术根据技术方案13的专利技术的热处理装置，还具备显示部，对将在所述第1测定模式下取得的数据进行温度转换后的温度值，插补将在所述第2测定模式下取得的数据进行温度转换后的温度值并显示。
[0027]此外，技术方案15的专利技术根据技术方案9到14中任一专利技术的热处理装置，其中对从所述光伏元件输出的信号进行使用数字滤波器的处理。
[0028]此外，技术方案16的专利技术根据技术方案15的专利技术的热处理装置，其中所述预备加热步骤与所述闪光加热中使用不同的数字滤波器。
[0029][专利技术的效果][0030]根据技术方案1到8的专利技术，由于由具备光伏元件的第1放射温度计测定衬底的温度，所以无需对光伏元件设置光学斩波器，而能以简单的构成测定闪光照射时的衬底的温度。
[0031]尤其，根据技术方案3的专利技术，由于第1放射温度计以第1取样间隔及第2取样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热处理方法，通过对衬底照射闪光而将所述衬底加热，特征在于具备：将衬底收容在腔室内的收容步骤；通过来自连续点亮灯的光照射而将所述衬底预备加热的预备加热步骤；及从闪光灯对所述衬底的正面照射闪光的闪光加热步骤；且由具备光伏元件的第1放射温度计测定所述衬底的温度。2.根据权利要求1所述的热处理方法，其中，在执行所述预备加热步骤的期间，由所述第1放射温度计测定所述衬底的正面的温度，且由经校正放射率后的第2放射温度计测定所述衬底的背面的温度，基于由所述第2放射温度计测定出的所述衬底的温度，校正设定到所述第1放射温度计的放射率。3.根据权利要求1所述的热处理方法，其中所述第1放射温度计并行执行以下模式而测定所述衬底的温度：第1测定模式，以第1取样间隔进行数据取得；及第2测定模式，以短于所述第1取样间隔的第2取样间隔进行数据取得。4.根据权利要求3所述的热处理方法，其中将在所述第2测定模式下取得的数据中，数据值达到特定阈值的时点前后的一定期间取得的数据进行温度转换。5.根据权利要求4所述的热处理方法，其中将所述第1测定模式下取得的所有数据进行温度转换。6.根据权利要求5所述的热处理方法，其中对将在所述第1测定模式下取得的数据进行温度转换后的温度值，插补将在所述第2测定模式下取得的数据进行温度转换后的温度值，并显示在显示部。7.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的热处理方法，其中对从所述光伏元件输出的信号进行使用数字滤波器的处理。8.根据权利要求7所述的热处理方法，其中所述预备加热步骤与所述闪光加热步骤中，使用不同的数字滤波器。9.一种热处理装置，通过对衬底照射闪光而将所述衬底...

【专利技术属性】
技术研发人员：户部龙太，北泽贵宏，
申请(专利权)人：株式会社斯库林集团，
类型：发明
国别省市：