热处理方法及热处理装置与流程

本发明涉及一种通过对衬底照射光来加热所述衬底的热处理方法及热处理装置。在成为处理物件的衬底中，包含例如半导体晶圆、液晶显示装置用衬底、平板显示器(fpd：flat panel display)用衬底、光盘用衬底、磁盘用衬底、或太阳能电池用衬底等。

背景技术：

1、在半导体设备的制造工艺中，以极短时间加热半导体晶圆的闪光灯退火(fla：flash lamp annealing)正被注目。闪光灯退火是一种热处理技术，通过使用氙闪光灯(以下，在简设为“闪光灯”时意味着氙闪光灯)对半导体晶圆的表面照射闪光，从而在极短时间(数毫秒以下)只使半导体晶圆的表面升温。

2、氙闪光灯的放射分光分布为紫外区到近红外区，波长短于以往的卤素灯，与硅半导体晶圆的基础吸收带几乎一致。由此，在从氙闪光灯对半导体晶圆照射闪光时，透过光较少能够使半导体晶圆急速升温。另外，也明确如果为数毫秒以下的极短时间的闪光照射，那么能够只选择性升温半导体晶圆的表面附近。

3、这种闪光灯退火被用于需要极短时间的加热的处理，例如典型来说为注入到半导体晶圆的杂质的活性化。如果从闪光灯对通过离子注入法注入了杂质的半导体晶圆的表面照射闪光，那么能够在极短时间将所述半导体晶圆的表面升温到活性化温度，并且不会使杂质较深地扩散，能够只执行杂质活性化。

4、在使用这种闪光灯的热处理装置中，有时因为将具有极高能量的闪光瞬间照射到半导体晶圆的表面，所以半导体晶圆由于热应力而急剧变形，导致晶圆破裂。特别是，如果在半导体晶圆产生损伤，那么半导体晶圆会容易以所述损伤为起点破裂。如果在热处理时半导体晶圆破裂，那么不只所述半导体晶圆会成为不良，也需要清扫破裂的碎片等从而装置的停机时间变长，生产性显著下降。因此，在专利文献1中，提案有一种迅速检测照射闪光时半导体晶圆的破裂从而将生产性的下降抑制到最小限度的技术。

5、[背景技术文献]

6、[专利文献]

7、[专利文献1]日本专利特开2018-148201号公报

技术实现思路

1、[发明所要解决的问题]

2、为了使照射闪光时半导体晶圆破裂的频率下降，而需要在照射闪光前检测半导体晶圆所产生的损伤，以避免对产生这种损伤的半导体晶圆进行闪光加热。一般来说，与晶圆破裂有关的损伤大多产生于搬送臂或支撑销等频繁接触的半导体晶圆的背面。因此，在照射闪光前由相机拍摄半导体晶圆的背面，通过对获得的摄像数据进行图像处理来检测损伤，由此能够防范对于产生损伤的半导体晶圆的闪光照射于未然。

3、然而，有时也在半导体晶圆的背面，在制造工艺的过程成膜各种薄膜(氧化膜、氮化膜、金属层等)。根据成膜的薄膜的种类或膜厚，半导体晶圆的背面的反射率差异较大。由于这种半导体晶圆的背面中的反射率的变动，担心有即使在晶圆背面产生损伤的情况下也无法从相机的摄像结果检测所述损伤的危险。

4、本发明是鉴于所述问题而完成的，目的在于提供一种即使在衬底的背面成膜了薄膜也能够确实地检测所述背面的损伤的热处理方法及热处理装置。

5、[解决问题的技术方式]

6、为了解决所述问题，权利要求1的发明的特征在于其是通过对衬底照射光来加热所述衬底的热处理方法，且具备：反射率测定工序，测定衬底的背面的反射率；损伤检测工序，由相机拍摄所述衬底的背面并检测所述衬底的背面中有无损伤；及加热工序，对所述衬底照射光来加热所述衬底；且基于由所述反射率测定工序测定的所述衬底的背面的反射率调整所述相机的摄像参数。

7、另外，权利要求2的发明的特征在于，在权利要求1的发明的热处理方法中，基于表示所述衬底的背面的反射率与所述摄像参数的相关关系的相关表格调整所述摄像参数。

8、另外，权利要求3的发明的特征在于，在权利要求2的发明的热处理方法中，所述摄像参数包含曝光时间，所述衬底的背面的反射率越低，使所述相机的曝光时间越长。

9、另外，权利要求4的发明的特征在于，在权利要求1到3中任一权利要求的发明的热处理方法中，由所述反射率测定工序照射到所述衬底的背面的光的波长与由所述损伤检测工序照射到所述衬底的背面的光的波长相等。

10、另外，权利要求5的发明的特征在于，在权利要求1到4中任一权利要求的发明的热处理方法中，对由所述损伤检测工序检测出损伤的所述衬底停止执行所述加热工序。

11、另外，权利要求6的发明的特征在于其是通过对衬底照射光来加热所述衬底的热处理装置，且具备：处理腔室，用来对衬底进行热处理；光照射部，对收纳于所述处理腔室内的所述衬底照射光；损伤检测腔室，用来检测所述衬底的背面中有无损伤；相机，拍摄所述损伤检测腔室内所收纳的所述衬底的背面并检测有无损伤；反射率测定部，测定所述衬底的背面的反射率；及调整部，基于由所述反射率测定部测定的所述衬底的背面的反射率调整所述相机的摄像参数。

12、另外，权利要求7的发明的特征在于，在权利要求6的发明的热处理装置中，还具备保持表示所述衬底的背面的反射率与所述摄像参数的相关关系的相关表格的存储部，且所述调整部基于所述相关表格调整所述摄像参数。

13、另外，权利要求8的发明的特征在于，在权利要求7的发明的热处理装置中，所述摄像参数包含曝光时间，所述调整部为，所述衬底的背面的反射率越低，使所述相机的曝光时间越长。

14、另外，权利要求9的发明的特征在于，在权利要求6到8中任一权利要求的发明的热处理装置中，所述反射率测定部测定反射率时照射到所述衬底的背面的光的波长与所述相机拍摄时照射到所述衬底的背面的光的波长相等。

15、另外，权利要求10的发明的特征在于，在权利要求9的发明的热处理装置中，所述反射率测定部测定反射率时对所述衬底的背面照射光的光源与所述相机拍摄时对所述衬底的背面照射光的光源共通。

16、另外，权利要求11的发明的特征在于，在权利要求6到10中任一权利要求的发明的热处理装置中，所述反射率测定部设置于所述损伤检测腔室。

17、另外，权利要求12的发明的特征在于，在权利要求6到10中任一权利要求的发明的热处理装置中，所述反射率测定部设置于所述衬底被搬送到所述损伤检测腔室为止的搬送路径。

18、另外，权利要求13的发明的特征在于，在权利要求6到12中任一权利要求的发明的热处理装置中，对于由所述损伤检测腔室检测出损伤的所述衬底停止向所述处理腔室的搬送。

19、[发明的效果]

20、根据权利要求1到5的发明，因为基于由反射率测定工序测定的衬底的背面的反射率调整相机的摄像参数，所以相机能够进行与衬底的背面的反射率对应的适当的摄像，即使在衬底的背面成膜薄膜而背面的反射率变动也能够确实地检测所述背面的损伤。

21、特别是，根据权利要求4的发明，因为由反射率测定工序照射到衬底的背面的光的波长与由损伤检测工序照射到衬底的背面的光的波长相等，所以能够基于所测定的衬底的背面的反射率适当调整相机的摄像参数。

22、特别是，根据权利要求5的发明，因为对由损伤检测工序检测出损伤的衬底停止执行加热工序，所以能够防范衬底的破裂于未然防止生产性下降。

23、根据权利要求6到12的发明，因为基于由反射率测定部测定的衬底的背面的反射率调整相机的摄像参数，所以相机能够进行与衬底的背面的反射率对应的适当的摄像，即使在衬底的背面成膜薄膜而背面的反射率变动也能够确实地检测所述背面的损伤。

24、特别是，根据权利要求9的发明，因为反射率测定部测定反射率时照射到衬底的背面的光的波长与相机拍摄时照射到衬底的背面的光的波长相等，所以能够基于所测定的衬底的背面的反射率适当调整相机的摄像参数。

25、特别是，根据权利要求13的发明，因为对于检测出损伤的衬底停止向处理腔室的搬送，所以能够防范处理时的衬底的破裂于未然防止生产性下降。