[发明专利]热处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过对半导体晶片或者液晶显示装置用玻璃基板等(以下仅称作“基板”)照射光来加热该基板的热处理装置。

背景技术

以往，作为能够进行短时间退火的装置使用着如下的高速灯退火(lampanneal)装置，其利用由卤素灯照射的光以每秒数百度左右的速度使半导体晶片升温(例如专利文献1)。即使说是短时间退火，也是与使用了康塔尔加热器(kanthal heater)等的电阻加热方式的热处理装置相比较而言的，其退火时间大概为数秒左右。

另一方面，作为能够以更短时间退火的装置，公知有使用氙闪光灯(xenonflash lamp)向半导体晶片的表面照射闪光的闪光灯退火(flash lamp anneal)装置(例如，专利文献2)。氙闪光灯的闪光照射时间是10毫秒以下的极其短的时间。而且，氙闪光灯的放射光谱分布从紫外区至近红外区，其波长比以往的卤素灯的波长短，而且与硅的半导体晶片的固有吸收带基本一致。由此，在从氙闪光灯向半导体晶片照射闪光时，透射光少且能够迅速地使半导体晶片升温。而且，判明若是10毫秒以下的极其短的闪光照射，则能够有选择地仅使半导体晶片的表面附近升温。因此，闪光灯退火装置适合离子注入后的半导体晶片的离子活化处理，并且能够在不发生离子的热扩散的情况下仅进行离子活化，从而能够形成浅的接合。

而且，作为与闪光灯退火装置相比能够进行更短时间的退火的装置存在有激光退火装置。激光退火装置是使数十纳秒的脉冲激光在X-Y两个方向上扫描而进行退火的装置。

专利文献1：JP特开2000-199688号公报。

专利文献2：JP特开2004-055821号公报。

然而，以往，不存在能够实现在使用卤素灯的高速灯退火装置与闪光灯退火装置之间的中间范围的退火时间的技术。即，不存在半导体晶片的主面各位置的退火时间在10毫秒～1秒左右的热处理装置。近年来，用这种中间范围的退火时间来进行的热处理需要晶体管制作中的活化处理或金属处理、或者布线处理工序等各种工序。

若通过卤素灯来实现上述中间范围的退火时间，则为了得到必要的更大的输出功率需要使灯丝变粗，这样，出现热量变大反而升温降温的速度变慢的问题。

而且，在激光退火装置中，若增加脉冲激光在半导体晶片上的各位置上停留的时间，则在理论上能够达到上述中间范围的退火时间。但是，若脉冲激光在特定位置上停留的时间变长，则没有被曝光的区域也升温，从而在升温的重叠部分上产生被称作转换(switching)的现象变得显著。更大的问题是脉冲激光在各位置上停留的时间变长的结果是即使处理一张半导体晶片也需要一个小时左右的时间，从而变成无实际意义的处理能力。

另外，不仅希望迅速地升温并迅速地降温，而且也希望自由地改变进行退火时的温度曲线。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种能够自由地设定退火时的退火时间以及温度曲线的热处理装置。

为了解决上述问题，第一技术方案的发明提供了一种热处理装置，通过向基板照射光而对该基板进行加热，其中具有：保持装置，其用于保持基板；闪光灯，其用于对保持在所述保持装置上的基板照射光；开关元件，其与所述闪光灯、电容器以及线圈串联连接；脉冲信号发生装置，其产生包含一个以上的脉冲的脉冲信号并将该脉冲信号输出至所述开关元件，由此控制所述开关元件的驱动。

而且，第二技术方案的发明是在第一技术方案的发明的基础上，其特征在于，还具有波形设定装置，所述波形设定装置用于设定所述脉冲信号发生装置发生的脉冲信号的波形。

另外，第三技术方案的发明是在第二技术方案的发明的基础上，其特征在于，还具有波形输入部，所述波形输入部用于接收向所述波形设定装置进行的脉冲信号的波形的输入。

此外，第四技术方案的发明是在第一技术方案的发明的基础上，其特征在于，所述脉冲信号发生装置向所述开关元件输出脉冲信号，从而斩波控制所述闪光灯的发光，而且使所述闪光灯的发光时间大于等于1毫秒且小于1秒。

而且，第五技术方案的发明是在第一至第四技术方案中任一项的发明的基础上，其特征在于，所述开关元件是晶体管；所述脉冲信号发生装置向所述晶体管的栅极输出脉冲信号。

另外，第六技术方案的发明是在第五技术方案的发明的基础上，其特征在于，所述晶体管是绝缘栅双极型晶体管。

此外，第七技术方案的发明是在第一至第四技术方案中任一项的发明的基础上，其特征在于，所述开关元件是GTO晶闸管。