[发明专利]热处理方法

说明书

本发明提供一种能够将腔室内以短时间减压的热处理方法。半导体晶片(W)在形成在腔室(6)内的氨气气氛中通过来自卤素灯(HL)及闪光灯(FL)的光照射而进行加热处理。当在腔室(6)内形成氨气气氛时暂时将腔室(6)内减压。另外，在半导体晶片(W)的加热处理后也将腔室(6)内减压。在将腔室(6)内排气而减压之前，从卤素灯(HL)进行光照射而将腔室(6)内的气氛加热。通过在减压前将腔室(6)内的气氛加热，该气氛中的气体分子的热运动活化并且气体密度变小。其结果，在减压时腔室(6)内的气体分子会迅速地排出，能够将腔室(6)内以短时间减压至特定的气压为止。

技术领域

本发明涉及一种通过对半导体晶片等薄板状精密电子基板(以下，简称为“基板”)照射光来将该基板加热的热处理方法。

背景技术

在半导体元件的制造工艺中，以极短时间将半导体晶片加热的闪光灯退火(FLA)受到关注。闪光灯退火是通过使用氙气闪光灯(以下，在简记为“闪光灯”时是指氙气闪光灯)将闪光照射至半导体晶片的表面，仅使半导体晶片的表面以极短时间(几毫秒以下)升温的热处理技术。

氙气闪光灯的辐射光谱分布为从紫外区域至近红外区域，波长比以往的卤素灯短，且与硅的半导体晶片的基础吸收带大致一致。因此，在从氙气闪光灯对半导体晶片照射闪光时，透过光较少而能够使半导体晶片快速升温。另外，也判明如果为几毫秒以下的极短时间的闪光照射，那么能够仅将半导体晶片的表面附近选择性地升温。

这种闪光灯退火用于需要极短时间的加热的处理，例如典型来说，用于注入至半导体晶片的杂质的活化。如果从闪光灯对利用离子注入法注入有杂质的半导体晶片的表面照射闪光，那么能够使该半导体晶片的表面仅以极短时间升温至活化温度，不会使杂质较深地扩散，而能够仅执行杂质活化。

另一方面，也尝试着在氨气等反应性气体的气氛中进行闪光灯退火。例如，在专利文献1中，揭示了在收容有形成着高介电常数栅极绝缘膜(high-k膜)的半导体晶片的腔室内形成氨气气氛，对该半导体晶片照射闪光而将之加热，由此进行高介电常数栅极绝缘膜的成膜后热处理。在专利文献1所揭示的装置中，在将收容有半导体晶片的腔室内减压之后供给氨气而在腔室内形成氨气气氛。另外，在专利文献1所揭示的装置中，于在氨气气氛中进行半导体晶片的热处理之后，将腔室内减压而将有害的氨气排出后置换为氮气气氛之后将半导体晶片搬出。

[背景技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2017-045982号公报

发明内容

[发明要解决的问题]

如专利文献1所揭示，在形成氨气等反应性气体的气氛后进行半导体晶片的加热处理的情况下，必须在该加热处理的前后进行2次减压处理。也就是说，在形成氨气气氛之前将腔室内减压，并且在加热处理后也为了将氨气排出而将腔室内减压。也有时根据工艺的种类依次形成多个处理气体的气氛后进行半导体晶片的处理，在该情况下减压处理的次数会进而增加。其结果，产生如果减压处理需要长时间，那么每1片半导体晶片的处理时间变长而产量降低的问题。

本发明是鉴于所述问题而完成的，其目的在于提供一种能够将腔室内以短时间减压的热处理方法。

[解决问题的技术手段]

为了解决所述问题，技术方案1的发明是一种热处理方法，通过对基板照射光而将该基板加热，且其特征在于包括：光照射工序，在从连续点亮灯对在腔室内保持在基座的基板进行光照射而将所述基板预加热之后，通过来自闪光灯的闪光照射而将所述基板闪光加热；减压工序，将所述腔室内的气氛排出而将所述腔室内减压；以及加热工序，在所述减压工序之前，从所述连续点亮灯进行光照射而将所述腔室内的气氛加热。

另外，技术方案2的发明是根据技术方案1的发明的热处理方法，其特征在于，所述加热工序进而也在开始所述减压工序之后继续执行。