[發(fā)明專利]熱處理方法及熱處理裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811588340.5
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN110211895B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秋吉克一;大森麻央;池田真一
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社斯庫林集團(tuán)
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/324
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 陳甜甜

本發(fā)明涉及一種熱處理方法及熱處理裝置。本發(fā)明提供一種能以簡易的構(gòu)成來檢測閃光燈光照射時的襯底破裂的熱處理方法及熱處理裝置。半導(dǎo)體晶片由鹵素?zé)纛A(yù)加熱之后，通過來自閃光燈的閃光燈光照射而被加熱。放射溫度計以特定的采樣間隔測定半導(dǎo)體晶片W的背面溫度而獲得多個溫度測定值。將這些多個溫度測定值中的從閃光燈光的照射開始時以后的累計開始時點(diǎn)起獲得的設(shè)定數(shù)量的溫度測定值進(jìn)行累計，而算定溫度累計值。當(dāng)所算定的溫度累計值偏離預(yù)先設(shè)定的上限值與下限值之間的范圍時，判定在閃光燈光照射時半導(dǎo)體晶片破裂。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過對半導(dǎo)體晶片等薄板狀精密電子襯底(以下，簡稱為“襯底”)照射閃光燈光而加熱該襯底的熱處理方法及熱處理裝置。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體器件的制造工藝中，雜質(zhì)導(dǎo)入是在半導(dǎo)體晶片內(nèi)形成pn結(jié)所必需的工程。目前，雜質(zhì)導(dǎo)入一般是通過離子注入法及其后的退火法來進(jìn)行。離子注入法是這樣一種技術(shù)，就是使硼(B)、砷(As)、磷(P)等雜質(zhì)元素離子化，并在高加速電壓下使該離子與半導(dǎo)體晶片碰撞，從而物理性地進(jìn)行雜質(zhì)注入。所注入的雜質(zhì)通過退火處理而被活化。此時，如果退火時間為幾秒程度以上，就會擔(dān)心所注入的雜質(zhì)因熱而較深地擴(kuò)散，結(jié)果導(dǎo)致接合深度變得比要求過深而對形成良好的器件造成障礙。

對此，作為在極短時間內(nèi)加熱半導(dǎo)體晶片的退火技術(shù)，近年來，閃光燈退火(FLA)受到關(guān)注。閃光燈退火是一種熱處理技術(shù)，通過使用氙閃光燈(以下，在簡稱為“閃光燈”時是指氙閃光燈)對半導(dǎo)體晶片的表面照射閃光燈光，而僅使注入有雜質(zhì)的半導(dǎo)體晶片的表面在極短時間(幾毫秒以下)內(nèi)升溫。

氙閃光燈的放射分光分布是紫外區(qū)域至近紅外區(qū)域，波長比以往的鹵素?zé)舳蹋c硅半導(dǎo)體晶片的基礎(chǔ)吸收帶大致一致。由此，當(dāng)從氙閃光燈對半導(dǎo)體晶片照射閃光燈光時，透過光較少而能使半導(dǎo)體晶片急速升溫。另外，也清楚地了解到，如果是數(shù)毫秒以下的極短時間的閃光燈光照射，就能選擇性地僅讓半導(dǎo)體晶片的表面附近升溫。因此，如果是利用氙閃光燈實現(xiàn)的極短時間的升溫，就能不使雜質(zhì)較深地擴(kuò)散，而僅執(zhí)行雜質(zhì)活化。

在使用這種閃光燈的熱處理裝置中，因為是將具有極高能量的閃光燈光瞬間照射至半導(dǎo)體晶片的正面，所以半導(dǎo)體晶片的正面溫度在一瞬間急速上升，而背面溫度的上升則并不那么顯著。因此，僅在半導(dǎo)體晶片的正面產(chǎn)生急劇的熱膨脹而讓半導(dǎo)體晶片以使上表面成為凸起而翹曲的方式變形。然后，在下一個瞬間，半導(dǎo)體晶片在反作用下以使下表面成為凸起而翹曲的方式變形。

當(dāng)半導(dǎo)體晶片以使上表面成為凸起的方式變形時，晶片的端緣部與基座碰撞。反之，當(dāng)半導(dǎo)體晶片以使下表面成為凸起的方式變形時，晶片的中央部與基座碰撞。結(jié)果，存在因與基座碰撞的沖擊導(dǎo)致半導(dǎo)體晶片破裂的問題。

當(dāng)在閃光加熱時產(chǎn)生晶片破裂的時候，需要迅速地檢測該破裂并停止后續(xù)半導(dǎo)體晶片的投入，并且進(jìn)行腔室內(nèi)的清理。另外，從防止因晶片破裂所產(chǎn)生的微粒飛散到腔室外并附著于后續(xù)半導(dǎo)體晶片等弊端的觀點(diǎn)來說，也優(yōu)選在將剛進(jìn)行閃光加熱后的腔室的搬入搬出口開放之前在腔室內(nèi)檢測半導(dǎo)體晶片的破裂。

因此，例如在專利文獻(xiàn)1中公開了一種技術(shù)，它是在進(jìn)行閃光加熱處理的腔室設(shè)置擴(kuò)音器，通過偵測半導(dǎo)體晶片破裂時的聲音來判定晶片破裂。另外，在專利文獻(xiàn)2中公開了一種技術(shù)，它是利用導(dǎo)光棒接受來自半導(dǎo)體晶片的反射光，根據(jù)該反射光的強(qiáng)度來檢測晶片破裂。

[背景技術(shù)文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)1]日本專利特開2009-231697號公報

[專利文獻(xiàn)2]日本專利特開2015-130423號公報

發(fā)明內(nèi)容

[發(fā)明要解決的問題]

然而，專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)中，存在難以進(jìn)行用于僅提取半導(dǎo)體晶片破裂音的濾波的問題。另外，專利文獻(xiàn)2所公開的技術(shù)中，使導(dǎo)光棒旋轉(zhuǎn)的工程在閃光燈光照射的前后需要兩次，因此存在產(chǎn)能惡化的問題。