[发明专利]热处理装置

说明书

本发明提供一种无论基座上是否保持有衬底，均能准确地测定基座的温度的热处理装置。在进行作为处理对象的半导体晶圆的热处理前，将虚设晶圆(DW)载置于石英制的基座(74)，从卤素灯(HL)进行光照射而将基座(74)预热。控制部基于通过放射温度计(130)测得的基座(74)的温度，控制卤素灯(HL)的输出。放射温度计(130)接收波长比4μm长的波长的红外光而测定基座(74)的温度。在比4μm长的波长区域石英会变得不透明，因此无论基座(74)上是否保持有晶圆，放射温度计(130)均能仅接收从基座(74)放射的红外光而准确地测定基座(74)的温度。

技术领域

本发明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”)照射光而将该衬底加热的热处理装置。

背景技术

在半导体元件的制程中，极短时间内将半导体晶圆加热的闪光灯退火(FLA)备受关注。闪光灯退火是通过使用疝气闪光灯(以下，简称“闪光灯”时就是指疝气闪光灯)对半导体晶圆的正面照射闪光，而仅使半导体晶圆的正面在极短时间(数毫秒以下)内升温的热处理技术。

疝气闪光灯的放射分光分布为紫外线区域到近红外线区域，波长较以往的卤素灯短，与硅的半导体晶圆的基本吸收带大体一致。因此，从疝气闪光灯对半导体晶圆照射闪光时，透过光较少，从而能使半导体晶圆急速升温。另外，也已判明：如果为数毫秒以下的极短时间的闪光照射，则能仅使半导体晶圆的正面附近选择性地升温。

这种闪光灯退火被应用于需要在极短时间内加热的处理，例如较为典型的是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有杂质的半导体晶圆的正面照射闪光，则能将该半导体晶圆的正面在极短时间内升温到活化温度，能不使杂质较深扩散而仅执行杂质活化。

在专利文献1中，公开了一种闪光灯退火装置，其通过配置在腔室的下方的卤素灯将半导体晶圆预加热后，从配置在腔室的上方的闪光灯对半导体晶圆的正面照射闪光。另外，在专利文献1的闪光灯退火装置中，为了使晶圆间的温度记录均匀，在开始处理批次最初的半导体晶圆前通过来自卤素灯的光照射对保持半导体晶圆的石英制的基座进行预热。

另外，在专利文献2中公开了在将晶圆保持于基座的状态下进行预热的情况。这样，通过来自晶圆的传热，基座也会被加热，因此能效率良好地将基座升温。

[先前技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2017-92102号公报

[专利文献2]美国专利申请公开第2017/0194220号说明书

发明内容

[发明所要解决的问题]

在专利文献1、2所公开的技术中，为了进行基座的预热，通过放射温度计以非接触方式测定基座的温度。但如专利文献2中所公开的那样，当在将晶圆保持于基座的状态下进行预热时，尽管基座的加热效率提高，却会产生难以测定基座的温度这个问题。也就是说，放射温度计是接收从测定对象物放射的红外光，根据其强度测定测定对象物的温度的，但如果基座上保持有晶圆，则放射温度计除了从基座放射的红外光以外还接收从晶圆放射且透过基座的红外光，从而难以准确地测定基座的温度。

本发明是鉴于所述问题完成的，其目的在于提供一种无论基座上是否保持有衬底，均能准确地测定基座的温度的热处理装置。

[解决问题的技术方案]

为了解决所述问题，技术方案1的发明是一种热处理装置，通过对衬底照射光而将该衬底加热，其特征在于，具备：腔室，收容衬底；石英制的基座，将所述衬底载置并保持于所述腔室内；光照射部，对保持于所述基座的所述衬底照射光；及第1放射温度计，测定所述基座的温度；且所述第1放射温度计接收波长比4μm长的红外光而测定所述基座的温度。