JP2018148201A - 熱処理方法および熱処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明に係る熱処理装置1の構成を示す縦断面図である。図1の熱処理装置1は、基板として円板形状の半導体ウェハーWに対してフラッシュ光照射を行うことによってその半導体ウェハーWを加熱するフラッシュランプアニール装置である。処理対象となる半導体ウェハーWのサイズは特に限定されるものではないが、例えばφ300mmやφ450mmである(本実施形態ではφ300mm)。熱処理装置1に搬入される前の半導体ウェハーWには不純物が注入されており、熱処理装置1による加熱処理によって注入された不純物の活性化処理が実行される。なお、図1および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態の熱処理装置1の構成は第1実施形態と全く同じである。また、第2実施形態の熱処理装置1における半導体ウェハーWの処理手順も第1実施形態と概ね同様である。第2実施形態が第1実施形態と相違するのは温度プロファイルにおける特性値の算定期間である。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態の熱処理装置1の構成は第1実施形態と全く同じである。また、第3実施形態の熱処理装置1における半導体ウェハーWの処理手順も第1実施形態と概ね同様である。第3実施形態が第1実施形態と相違するのは、温度プロファイルに基づく半導体ウェハーWの割れの判定方法である。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態においては、温度プロファイルの特性値として平均値および標準偏差を用いていたが、これに限定されるものではなく、他の統計量を用いても良い。例えば、温度プロファイルの特性値として、平均値に代えて中央値を用い、標準偏差に代えて最大値と最小値との差であるレンジを用いるようにしても良い。
3 制御部
4 ハロゲン加熱部
5 フラッシュ加熱部
6 チャンバー
7 保持部
10 移載機構
20 下部放射温度計
25 上部放射温度計
31 割れ判定部
33 入力部
63 上側チャンバー窓
64 下側チャンバー窓
65 熱処理空間
74 サセプタ
75 保持プレート
77 基板支持ピン
90 高速放射温度計ユニット
91 赤外線センサ
95 温度変換部
96 特性値算定部
FL フラッシュランプ
HL ハロゲンランプ
W 半導体ウェハー
Claims (18)
- 基板にフラッシュ光を照射することによって該基板を加熱する熱処理方法であって、
フラッシュランプから基板の表面にフラッシュ光を照射するフラッシュ光照射工程と、
前記フラッシュ光を照射した後の所定期間の前記基板の表面温度を測定して温度プロファイルを取得する温度測定工程と、
前記温度プロファイルを解析して前記基板の割れを検出する検出工程と、
を備えることを特徴とする熱処理方法。 - 基板にフラッシュ光を照射することによって該基板を加熱する熱処理方法であって、
フラッシュランプから基板の表面にフラッシュ光を照射するフラッシュ光照射工程と、
前記フラッシュ光の照射を開始してから所定期間の前記基板の表面温度を測定して温度プロファイルを取得する温度測定工程と、
前記温度プロファイルを解析して前記基板の割れを検出する検出工程と、
を備えることを特徴とする熱処理方法。 - 請求項1または請求項2記載の熱処理方法において、
前記検出工程では、前記温度プロファイルの特性値が所定範囲から外れているときに前記基板が割れていると判定することを特徴とする熱処理方法。 - 請求項3記載の熱処理方法において、
前記特性値は、前記温度プロファイルの平均値および標準偏差であり、
前記検出工程では、前記温度プロファイルの平均値が所定範囲から外れている、または、前記温度プロファイルの標準偏差が所定範囲から外れているときに前記基板が割れていると判定することを特徴とする熱処理方法。 - 請求項4記載の熱処理方法において、
前記検出工程では、前記温度プロファイルの平均値が±5σの範囲から外れているとき、または、前記プロファイルの標準偏差が5σの範囲を超えているときに前記基板が割れていると判定することを特徴とする熱処理方法。 - 請求項3記載の熱処理方法において、
前記検出工程は、前記特性値を選択して設定する工程を含むことを特徴とする熱処理方法。 - 請求項2記載の熱処理方法において、
前記検出工程では、前記フラッシュ光の照射を開始してから前記基板の表面温度が昇温を継続する時間が前記フラッシュランプのフラッシュ光照射時間と所定値以上乖離する場合には前記基板が割れていると判定することを特徴とする熱処理方法。 - 請求項1または請求項2記載の熱処理方法において、
前記検出工程では、前記基板よりも前に処理された基板の表面温度を測定して取得された基準温度プロファイルと前記温度プロファイルとを比較して前記基板の割れを判定することを特徴とする熱処理方法。 - 請求項1から請求項8のいずれかに記載の熱処理方法において、
前記温度測定工程では、前記基板の表面から放射された波長5μm以上6.5μm以下の赤外光の強度から前記基板の表面温度を測定することを特徴とする熱処理方法。 - 基板にフラッシュ光を照射することによって該基板を加熱する熱処理装置であって、
基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバーに収容された前記基板の表面にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、
前記基板の表面から放射された赤外光を受光して当該表面の温度を測定する放射温度計と、
前記フラッシュランプからフラッシュ光を照射した後の所定期間に前記放射温度計によって測定された前記基板の表面温度の温度プロファイルを取得するプロファイル取得部と、
前記温度プロファイルを解析して前記基板の割れを検出する解析部と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。 - 基板にフラッシュ光を照射することによって該基板を加熱する熱処理装置であって、
基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバーに収容された前記基板の表面にフラッシュ光を照射するフラッシュランプと、
前記基板の表面から放射された赤外光を受光して当該表面の温度を測定する放射温度計と、
前記フラッシュランプからフラッシュ光の照射を開始してからの所定期間に前記放射温度計によって測定された前記基板の表面温度の温度プロファイルを取得するプロファイル取得部と、
前記温度プロファイルを解析して前記基板の割れを検出する解析部と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。 - 請求項10または請求項11記載の熱処理装置において、
前記解析部は、前記温度プロファイルの特性値が所定範囲から外れているときに前記基板が割れていると判定することを特徴とする熱処理装置。 - 請求項12記載の熱処理装置において、
前記特性値は、前記温度プロファイルの平均値および標準偏差であり、
前記解析部は、前記温度プロファイルの平均値が所定範囲から外れている、または、前記温度プロファイルの標準偏差が所定範囲から外れているときに前記基板が割れていると判定することを特徴とする熱処理装置。 - 請求項13記載の熱処理装置において、
前記解析部は、前記温度プロファイルの平均値が±5σの範囲から外れているとき、または、前記プロファイルの標準偏差が5σの範囲を超えているときに前記基板が割れていると判定することを特徴とする熱処理装置。 - 請求項12記載の熱処理装置において、
前記特性値を設定する設定部をさらに備えることを特徴とする熱処理装置。 - 請求項11記載の熱処理装置において、
前記解析部は、前記フラッシュ光の照射を開始してから前記基板の表面温度が昇温を継続する時間が前記フラッシュランプのフラッシュ光照射時間と所定値以上乖離する場合には前記基板が割れていると判定することを特徴とする熱処理装置。 - 請求項10または請求項11記載の熱処理装置において、
前記解析部は、前記基板よりも前に処理された基板の表面温度を測定して取得された基準温度プロファイルと前記温度プロファイルとを比較して前記基板の割れを判定することを特徴とする熱処理装置。 - 請求項10から請求項17のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記放射温度計は、前記基板の表面から放射された波長5μm以上6.5μm以下の赤外光の強度から前記基板の表面温度を測定することを特徴とする熱処理装置。
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