热处理方法技术

本发明专利技术提供一种能在短时间内高效率地使腔室内的温度稳定化的热处理方法。在对作为处理对象的半导体晶圆进行处理之前，对多个虚设晶圆进行加热处理，从而将基座等腔室内构造物预热。针对多个虚设晶圆中的前几片虚设晶圆，在通过来自卤素灯的光照射加热到第1加热温度之后照射闪光。针对接下来的几片虚设晶圆，在通过来自卤素灯的光照射加热到低于第1加热温度的第2加热温度之后照射闪光。由于将虚设晶圆加热到高温之后再加热到低温，因此，能在短时间内且以较少的虚设晶圆的片数使腔室内构造物的温度稳定化。造物的温度稳定化。造物的温度稳定化。

【技术实现步骤摘要】
热处理方法


[0001]本专利技术涉及一种热处理方法，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。

技术介绍

[0002]半导体器件的制造工艺中，在极短时间内将半导体晶圆加热的闪光灯退火(FLA)受到关注。闪光灯退火是一种热处理技术，通过使用氙气闪光灯(以下简称为“闪光灯”时指的是氙气闪光灯)对半导体晶圆表面照射闪光，而仅使半导体晶圆表面在极短时间内(几毫秒以下)升温。
[0003]氙气闪光灯的辐射光谱分布是从紫外线区域到近红外线区域，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。由此，当从氙气闪光灯向半导体晶圆照射闪光时，透过光较少，能够使半导体晶圆迅速升温。另外，还可以明确的是，如果进行的是几毫秒以下的极短时间的闪光照射，那么可以选择性地仅使半导体晶圆的表面附近升温。
[0004]这种闪光灯退火被用于需要极短时间加热的处理中，例如典型的是使注入到半导体晶圆中的杂质活化。如果从闪光灯向通过离子注入法被注入杂质的半导体晶圆的表面照射闪光，那么仅用极短时间便能够使该半导体晶圆的表面升温到活化温度，且能够在杂质不会扩散得很深的情况下仅执行杂质活化。
[0005]典型来说，不局限于热处理，半导体晶圆的处理都是按批次(成为在相同条件下进行相同内容处理的对象的一组半导体晶圆)为单位进行的。在单片式衬底处理装置中，对构成批次的多片半导体晶圆连续地依次进行处理。在闪光灯退火装置中，同样地将构成批次的多个半导体晶圆逐片搬入腔室并依次进行热处理。
[0006]然而，在依次处理构成批次的多个半导体晶圆的过程中，保持半导体晶圆的基座等腔室内构造物的温度会发生变化。这种现象会在暂时处于运转停止状态的闪光灯退火装置重新开始处理的情况下或半导体晶圆的处理温度等处理条件发生变化的情况下产生。如果在对批次的多个半导体晶圆进行处理的过程中基座等腔室内构造物的温度发生变化，那么会出现以下问题，即，处理时的温度历程在批次中最开始的半导体晶圆与后半部分的半导体晶圆中不同。
[0007]为了解决所述问题，进行了以下操作，即，在对构成批次的成品晶圆开始进行处理之前，将非处理对象的虚设晶圆搬入腔室内并支撑在基座上，以与处理对象的批次相同的条件进行加热处理，由此事先将基座等腔室内构造物升温到稳定温度(虚设运转)。在专利文献1中公开了对10片左右的虚设晶圆进行加热处理而使基座等腔室内构造物的温度达到处理时的稳定温度。
[0008][
技术介绍
文献][0009][专利文献][0010][专利文献1]日本专利特开2017
‑
092102号公报

技术实现思路

[0011][专利技术要解决的问题][0012]在对成为产品的成品晶圆进行处理之前消耗多片虚设晶圆进行虚设运转会导致运转成本上升，并且也会导致生产效率降低。因此，强烈要求尽可能地减少虚设运转中所要消耗的虚设晶圆的片数，缩短虚设运转的时间。
[0013]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在短时间内高效率地使腔室内的温度稳定化的热处理方法。
[0014][解决问题的技术手段][0015]为了解决所述问题，技术方案1的专利技术是一种热处理方法，通过对衬底照射光而将该衬底加热，且特征在于具备：搬入步序，在将处理对象衬底搬入腔室内之前，将多个虚设晶圆依次搬入所述腔室内并载置在基座上；第1预热步序，从连续照明灯向所述多个虚设晶圆中第1组虚设晶圆各自的背面照射光而将该虚设晶圆加热到第1加热温度，然后从闪光灯向该虚设晶圆的正面照射闪光而将该虚设晶圆加热；及第2预热步序，在所述第1预热步序之后，从所述连续照明灯向所述多个虚设晶圆中第2组虚设晶圆各自的背面照射光而将该虚设晶圆加热到低于所述第1加热温度的第2加热温度，然后从所述闪光灯向该虚设晶圆的正面照射闪光而将该虚设晶圆加热。
[0016]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方法，其特征在于：还具备背面温度测定步序，所述背面温度测定步序是测定所述连续照明灯熄灭后经过特定时间后的时点的所述多个虚设晶圆各自的背面温度，将它作为判定温度；在针对所述第1组虚设晶圆测定出的所述判定温度进入相对于目标温度而言的特定范围内之后，开始进行所述第2预热步序。
[0017]另外，技术方案3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：还具备气体氛围温度测定步序，所述气体氛围温度测定步序是测定所述连续照明灯熄灭后经过特定时间后的时点的所述腔室内的气体氛围温度，将它作为判定温度；在针对所述第1组虚设晶圆测定出的所述判定温度进入相对于目标温度而言的特定范围内之后，开始进行所述第2预热步序。
[0018]另外，技术方案4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：所述第2加热温度是从所述连续照明灯向所述处理对象衬底照射光而将该处理对象衬底加热时的温度。
[0019]另外，技术方案5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：所述第1加热温度是比所述第2加热温度高5℃以上100℃以下的温度。
[0020]另外，技术方案6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：在所述第1预热步序中，使所述第1加热温度阶段性地降低。
[0021]另外，技术方案7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：第1组虚设晶圆为1片以上10片以下。
[0022]另外，技术方案8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：第2组虚设晶圆为1片以上10片以下。
[0023]另外，技术方案9的专利技术是一种热处理方法，通过对衬底照射光而将该衬底加热，且特征在于具备：搬入步序，在将处理对象衬底搬入腔室内之前，将多个虚设晶圆依次搬入
所述腔室内并载置在基座上；第1预热步序，从连续照明灯向所述多个虚设晶圆中第1组虚设晶圆各自的背面照射光，然后从闪光灯向该虚设晶圆的正面照射闪光而将该虚设晶圆加热到第1加热温度；及第2预热步序，在所述第1预热步序之后，从所述连续照明灯向所述多个虚设晶圆中第2组虚设晶圆各自的背面照射光，然后从所述闪光灯向该虚设晶圆的正面照射闪光而将该虚设晶圆加热到低于所述第1加热温度的第2加热温度。
[0024][专利技术的效果][0025]根据技术方案1至技术方案8的专利技术，在从连续照明灯向多个虚设晶圆中第1组虚设晶圆各自的背面照射光而将该虚设晶圆加热到第1加热温度之后，从连续照明灯向第2组虚设晶圆各自的背面照射光而将该虚设晶圆加热到低于第1加热温度的第2加热温度，因此，在将虚设晶圆加热到高温后再加热到低温，从而能在短时间内高效率地使腔室内的温度稳定化。
[0026]尤其根据技术方案4的专利技术，所述第2加热温度是从所述连续照明灯向所述处理对象衬底照射光而将该处理对象衬底加热时的温度，因此，能够使腔室内的温度稳定为对处理对象衬底进行处理时的温度。
[0027]根据技术方案9的专利技术，在对多个虚设晶圆中第1组虚设晶圆分别照射闪光而将该虚设晶圆加热到第1加热温度之后，对第2组虚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热处理方法，其特征在于：通过对衬底照射光而将该衬底加热，且具备：搬入步序，在将处理对象衬底搬入腔室内之前，将多个虚设晶圆依次搬入所述腔室内并载置在基座上；第1预热步序，从连续照明灯向所述多个虚设晶圆中第1组虚设晶圆各自的背面照射光而将该虚设晶圆加热到第1加热温度，然后从闪光灯向该虚设晶圆的正面照射闪光而将该虚设晶圆加热；及第2预热步序，在所述第1预热步序之后，从所述连续照明灯向所述多个虚设晶圆中第2组虚设晶圆各自的背面照射光而将该虚设晶圆加热到低于所述第1加热温度的第2加热温度，然后从所述闪光灯向该虚设晶圆的正面照射闪光而将该虚设晶圆加热。2.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于：还具备背面温度测定步序，测定所述连续照明灯熄灭后经过特定时间后的时点的所述多个虚设晶圆各自的背面温度，将它作为判定温度，在针对所述第1组虚设晶圆测定出的所述判定温度进入相对于目标温度而言的特定范围内之后，开始进行所述第2预热步序。3.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于：还具备气体氛围温度测定步序，测定所述连续照明灯熄灭后经过特定时间后的时点的所述腔室内的气体氛围温度，将它作为判定温度，在针对所述第1组虚设晶圆测定出的所述判定温度进入相对于目标温度而言的特定范围内之后...

【专利技术属性】
技术研发人员：大森麻央，布施和彦，
申请(专利权)人：株式会社斯库林集团，
类型：发明
国别省市：