[發明專利]熱處理方法

在審

• 申請號: 201910676989.0
• 申請日: 2019-07-25
• 公開（公告）號: CN110867370A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 大森麻央;古川雅志
• 申請（專利權）人: 株式會社斯庫林集團
• 主分類號: H01L21/26
• 分類號: H01L21/26
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 陳甜甜

本發明提供一種能夠將腔室內以短時間減壓的熱處理方法。半導體晶片(W)在形成在腔室(6)內的氨氣氣氛中通過來自鹵素燈(HL)及閃光燈(FL)的光照射而進行加熱處理。當在腔室(6)內形成氨氣氣氛時暫時將腔室(6)內減壓。另外，在半導體晶片(W)的加熱處理后也將腔室(6)內減壓。在將腔室(6)內排氣而減壓之前，從鹵素燈(HL)進行光照射而將腔室(6)內的氣氛加熱。通過在減壓前將腔室(6)內的氣氛加熱，該氣氛中的氣體分子的熱運動活化并且氣體密度變小。其結果，在減壓時腔室(6)內的氣體分子會迅速地排出，能夠將腔室(6)內以短時間減壓至特定的氣壓為止。

技術領域

本發明涉及一種通過對半導體晶片等薄板狀精密電子基板(以下，簡稱為“基板”)照射光來將該基板加熱的熱處理方法。

背景技術

在半導體元件的制造工藝中，以極短時間將半導體晶片加熱的閃光燈退火(FLA)受到關注。閃光燈退火是通過使用氙氣閃光燈(以下，在簡記為“閃光燈”時是指氙氣閃光燈)將閃光照射至半導體晶片的表面，僅使半導體晶片的表面以極短時間(幾毫秒以下)升溫的熱處理技術。

氙氣閃光燈的輻射光譜分布為從紫外區域至近紅外區域，波長比以往的鹵素燈短，且與硅的半導體晶片的基礎吸收帶大致一致。因此，在從氙氣閃光燈對半導體晶片照射閃光時，透過光較少而能夠使半導體晶片快速升溫。另外，也判明如果為幾毫秒以下的極短時間的閃光照射，那么能夠僅將半導體晶片的表面附近選擇性地升溫。

這種閃光燈退火用于需要極短時間的加熱的處理，例如典型來說，用于注入至半導體晶片的雜質的活化。如果從閃光燈對利用離子注入法注入有雜質的半導體晶片的表面照射閃光，那么能夠使該半導體晶片的表面僅以極短時間升溫至活化溫度，不會使雜質較深地擴散，而能夠僅執行雜質活化。

另一方面，也嘗試著在氨氣等反應性氣體的氣氛中進行閃光燈退火。例如，在專利文獻1中，揭示了在收容有形成著高介電常數柵極絕緣膜(high-k膜)的半導體晶片的腔室內形成氨氣氣氛，對該半導體晶片照射閃光而將之加熱，由此進行高介電常數柵極絕緣膜的成膜后熱處理。在專利文獻1所揭示的裝置中，在將收容有半導體晶片的腔室內減壓之后供給氨氣而在腔室內形成氨氣氣氛。另外，在專利文獻1所揭示的裝置中，于在氨氣氣氛中進行半導體晶片的熱處理之后，將腔室內減壓而將有害的氨氣排出后置換為氮氣氣氛之后將半導體晶片搬出。

[背景技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2017-045982號公報

發明內容

[發明要解決的問題]

如專利文獻1所揭示，在形成氨氣等反應性氣體的氣氛后進行半導體晶片的加熱處理的情況下，必須在該加熱處理的前后進行2次減壓處理。也就是說，在形成氨氣氣氛之前將腔室內減壓，并且在加熱處理后也為了將氨氣排出而將腔室內減壓。也有時根據工藝的種類依次形成多個處理氣體的氣氛后進行半導體晶片的處理，在該情況下減壓處理的次數會進而增加。其結果，產生如果減壓處理需要長時間，那么每1片半導體晶片的處理時間變長而產量降低的問題。

本發明是鑒于所述問題而完成的，其目的在于提供一種能夠將腔室內以短時間減壓的熱處理方法。

[解決問題的技術手段]

為了解決所述問題，技術方案1的發明是一種熱處理方法，通過對基板照射光而將該基板加熱，且其特征在于包括：光照射工序，在從連續點亮燈對在腔室內保持在基座的基板進行光照射而將所述基板預加熱之后，通過來自閃光燈的閃光照射而將所述基板閃光加熱；減壓工序，將所述腔室內的氣氛排出而將所述腔室內減壓；以及加熱工序，在所述減壓工序之前，從所述連續點亮燈進行光照射而將所述腔室內的氣氛加熱。

另外，技術方案2的發明是根據技術方案1的發明的熱處理方法，其特征在于，所述加熱工序進而也在開始所述減壓工序之后繼續執行。