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热处理方法及热处理装置

阅读：433发布：2020-05-11

专利汇可以提供热处理方法及热处理装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种能够确实地掌握劣化加剧的虚设晶圆的热处理方法及热处理装置。对虚设晶圆利用卤素灯进行预备加热处理并利用闪光灯进行闪光加热处理，从而进行对基座等腔室内结构物进行调温的虚设运转。这时，在每次进行预备加热处理或闪光加热处理时，对向卤素灯的施加电量等进行累计，计算出累计所得的损耗值。损耗值是表示虚设晶圆的劣化程度的指标。在虚设晶圆的损耗值成为规定阈值以上的情况下发出警报。由此，使热处理装置的操作者能够认识到虚设晶圆的劣化达到限界值，从而能够确实地掌握劣化加剧的虚设晶圆。，下面是热处理方法及热处理装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种热处理方法，其特征在于：其是管理虚设晶圆的热处理方法，且具备：
计算步骤，对通过来自连续点亮灯的光照射加热虚设晶圆时所述虚设晶圆的温度乘以加热时间所得的值进行累计，计算出累计所得的损耗值；及
警示步骤，当所述损耗值为规定阈值以上时发出警告。
2.一种热处理方法，其特征在于：其是管理虚设晶圆的热处理方法，且具备：
计算步骤，对通过来自连续点亮灯的光照射加热虚设晶圆时对所述连续点亮灯的施加电量进行累计，计算出累计所得的损耗值；及
警示步骤，当所述损耗值为规定阈值以上时发出警告。
3.一种热处理方法，其特征在于：其是管理虚设晶圆的热处理方法，且具备：
计算步骤，对通过来自闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时所述闪光灯的放电电压进行累计，计算出累计所得的损耗值；及
警示步骤，当所述损耗值为规定阈值以上时发出警告。
4.一种热处理方法，其特征在于：其是管理虚设晶圆的热处理方法，且具备：
计算步骤，对通过来自闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时所述虚设晶圆的表面温度乘以照射时间所得的值进行累计，计算出累计所得的损耗值；及
警示步骤，当所述损耗值为规定阈值以上时发出警告。
5.一种热处理方法，其特征在于：其是管理虚设晶圆的热处理方法，且具备：
计算步骤，对通过来自连续点亮灯的光照射加热虚设晶圆时所述虚设晶圆的温度乘以加热时间所得的值进行累计，计算累计所得的第1损耗值，
对通过来自连续点亮灯的光照射加热虚设晶圆时对所述连续点亮灯的施加电量进行累计，计算累计所得的第2损耗值，
对通过来自闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时所述闪光灯的放电电压进行累计，计算累计所得的第3损耗值，且
对通过来自闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时所述虚设晶圆的表面温度乘以照射时间所得的值进行累计，计算累计所得的第4损耗值；以及
警示步骤，当所述第1损耗值、所述第2损耗值、所述第3损耗值、及所述第4损耗值中的至少一个为规定阈值以上时发出警告。
6.一种热处理装置，其特征在于：其是管理虚设晶圆的热处理装置，且具备：
腔室，收容虚设晶圆；
连续点亮灯，对所述腔室内的所述虚设晶圆照射光；
计算部，对通过来自所述连续点亮灯的光照射加热所述虚设晶圆时所述虚设晶圆的温度乘以加热时间所得的值进行累计，计算出累计所得的损耗值；及
警示部，当所述损耗值为规定阈值以上时发出警告。
7.一种热处理装置，其特征在于：其是管理虚设晶圆的热处理装置，且具备：
腔室，收容虚设晶圆；
连续点亮灯，对所述腔室内的所述虚设晶圆照射光；
计算部，对通过来自所述连续点亮灯的光照射加热虚设晶圆时对所述连续点亮灯的施加电量进行累计，计算出累计所得的损耗值；及
警示部，当所述损耗值为规定阈值以上时发出警告。
8.一种热处理装置，其特征在于：其是管理虚设晶圆的热处理装置，且具备：
腔室，收容虚设晶圆；
闪光灯，对所述腔室内的所述虚设晶圆照射闪光；
计算部，对通过来自所述闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时所述闪光灯的放电电压进行累计，计算出累计所得的损耗值；及
警示部，当所述损耗值为规定阈值以上时发出警告。
9.一种热处理装置，其特征在于：其是管理虚设晶圆的热处理装置，且具备：
腔室，收容虚设晶圆；
闪光灯，对所述腔室内的所述虚设晶圆照射闪光；
计算部，对通过来自所述闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时所述虚设晶圆的表面温度乘以照射时间所得的值进行累计，计算出累计所得的损耗值；及
警示部，当所述损耗值为规定阈值以上时发出警告。
10.一种热处理装置，其特征在于：其是管理虚设晶圆的热处理装置，且具备：
腔室，收容虚设晶圆；
连续点亮灯，对所述腔室内的所述虚设晶圆照射光；
闪光灯，对所述腔室内的所述虚设晶圆照射闪光；
计算部，对通过来自所述连续点亮灯的光照射加热虚设晶圆时所述虚设晶圆的温度乘以加热时间所得的值进行累计，计算累计所得的第1损耗值，
对通过来自所述连续点亮灯的光照射加热虚设晶圆时对所述连续点亮灯的施加电量进行累计，计算累计所得的第2损耗值，
对通过来自所述闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时所述闪光灯的放电电压进行累计，计算累计所得的第3损耗值，且
对通过来自所述闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时所述虚设晶圆的表面温度乘以照射时间所得的值进行累计，计算累计所得的第4损耗值；以及
警示部，当所述第1损耗值、所述第2损耗值、所述第3损耗值、及所述第4损耗值中的至少一个为规定阈值以上时发出警告。

说明书全文

热处理方法及热处理装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种管理虚设晶圆的热处理方法及热处理装置。

背景技术

[0002] 在半导体器件的制造制程中，以极短时间对半导体晶圆进行加热的闪光灯退火(FLA)受到关注。闪光灯退火是通过使用氙气闪光灯(以下，简称为“闪光灯”时意为氙气闪光灯)对半导体晶圆的表面照射闪光，从而仅使半导体晶圆的表面以极短时间(数毫秒以下)升温的热处理技术。

[0003] 氙气闪光灯的放射分光分布为紫外线区域至近红外线区域，波长比现有的卤素灯短，与硅半导体晶圆的基础吸收带大致一致。因此，当从氙气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，也发现如果以数毫秒以下的极短时间照射闪光，那么能够选择性地仅使半导体晶圆的表面附近升温。

[0004] 这种闪光灯退火用于需要极短时间的加热的处理、例如典型的有注入半导体晶圆的杂质的活化。如果从闪光灯对已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，那么便能够使该半导体晶圆的表面以极短时间升温到活化温度，从而能够仅执行杂质活化而不使杂质扩散到深处。

[0005] 典型来说，不限定于热处理，半导体晶圆的处理是以批次(作为在同一条件下进行同一内容的处理的对象的1组半导体晶圆)为单位进行。在单片式基板处理装置中，对构成批次的多片半导体晶圆连续依次进行处理。在闪光灯退火装置中，构成批次的多个半导体晶圆被逐片搬入腔室并依次进行热处理。

[0006] 然而，在对构成批次的多个半导体晶圆依次进行处理的过程中，保持半导体晶圆的基座等腔室内结构物的温度会发生变化。这种现象发生在利用已处于运转停止状态一段时间的闪光灯退火装置开始新的处理的情况下、以及改变半导体晶圆的处理温度等处理条件的情况下。在对批次的多个半导体晶圆进行处理的过程中，如果基座等腔室内结构物的温度发生变化，那么会产生批次的初期半导体晶圆与后半的半导体晶圆在处理时的温度历程不同的问题。

[0007] 为了解决这种问题，在开始批次处理前，将不作为处理对象的虚设晶圆搬入腔室内并支撑于基座，在与处理对象的批次同一条件下进行闪光加热处理，由此预先使基座等腔室内结构物升温(虚设运转)。在专利文献1中，公开了对10片左右虚设晶圆进行闪光加热处理，使基座等腔室内结构物的温度达到处理时的稳定温度。

[0008] [背景技术文献]

[0009] [专利文献]

[0010] [专利文献1]日本专利特开2017-092102号公报

发明内容

[0011] [发明要解决的问题]

[0012] 不作为处理对象的虚设晶圆多次用于虚设运转，反复供于加热处理。其结果，虚设晶圆的劣化加剧，伴随于此，容易产生晶圆破裂及翘曲。如果在虚设运转时产生虚设晶圆的破裂及翘曲，那么会成为腔室内污染及搬送故障的原因。因此，必须准确掌握虚设晶圆的劣化状态，在适当的时机更换劣化加剧的虚设晶圆。然而，存在如下问题：以往依赖作业者通过目视或书写来管理虚设晶圆的处理历程，所以无法充分掌握劣化状态，有时会不慎对劣化过度加剧的虚设晶圆进行加热处理。

[0013] 本发明是鉴于所述问题完成的，目的在于提供一种能够确实地掌握劣化加剧的虚设晶圆的热处理方法及热处理装置。

[0014] [解决问题的技术手段]

[0015] 为了解决所述问题，技术方案1的发明是一种管理虚设晶圆的热处理方法，其特征在于具备：计算步骤，对通过来自连续点亮灯的光照射加热虚设晶圆时所述虚设晶圆的温度乘以加热时间所得的值进行累计，计算出累计所得的损耗值；及警示步骤，当所述损耗值为规定阈值以上时发出警告。

[0016] 另外，技术方案2的发明是一种管理虚设晶圆的热处理方法，其特征在于具备：计算步骤，对通过来自连续点亮灯的光照射加热虚设晶圆时对所述连续点亮灯的施加电量进行累计，计算出累计所得的损耗值；及警示步骤，当所述损耗值为规定阈值以上时发出警告。

[0017] 另外，技术方案3的发明是一种管理虚设晶圆的热处理方法，其特征在于具备：计算步骤，对通过来自闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时所述闪光灯的放电电压进行累计，计算出累计所得的损耗值；及警示步骤，当所述损耗值为规定阈值以上时发出警告。

[0018] 另外，技术方案4的发明是一种管理虚设晶圆的热处理方法，其特征在于具备：计算步骤，对通过来自闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时所述虚设晶圆的表面温度乘以照射时间所得的值进行累计，计算出累计所得的损耗值；及警示步骤，当所述损耗值为规定阈值以上时发出警告。

[0019] 另外，技术方案5的发明是一种管理虚设晶圆的热处理方法，其特征在于具备：计算步骤，对通过来自连续点亮灯的光照射加热虚设晶圆时所述虚设晶圆的温度乘以加热时间所得的值进行累计，计算累计所得的第1损耗值，对通过来自连续点亮灯的光照射加热虚设晶圆时对所述连续点亮灯的施加电量进行累计，计算累计所得的第2损耗值，对通过来自闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时所述闪光灯的放电电压进行累计，计算累计所得的第3损耗值，且对通过来自闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时所述虚设晶圆的表面温度乘以照射时间所得的值进行累计，计算累计所得的第4损耗值；以及警示步骤，当所述第1损耗值、所述第2损耗值、所述第3损耗值、及所述第4损耗值中的至少一个为规定阈值以上时发出警告。

[0020] 另外，技术方案6的发明是一种管理虚设晶圆的热处理装置，其特征在于具备：腔室，收容虚设晶圆；连续点亮灯，对所述腔室内的所述虚设晶圆照射光；计算部，对通过来自所述连续点亮灯的光照射加热所述虚设晶圆时所述虚设晶圆的温度乘以加热时间所得的值进行累计，计算出累计所得的损耗值；及警示部，当所述损耗值为规定阈值以上时发出警告。

[0021] 另外，技术方案7的发明是一种管理虚设晶圆的热处理装置，其特征在于具备：腔室，收容虚设晶圆；连续点亮灯，对所述腔室内的所述虚设晶圆照射光；计算部，对通过来自所述连续点亮灯的光照射加热虚设晶圆时对所述连续点亮灯的施加电量进行累计，计算出累计所得的损耗值；及警示部，当所述损耗值为规定阈值以上时发出警告。

[0022] 另外，技术方案8的发明是一种管理虚设晶圆的热处理装置，其特征在于具备：腔室，收容虚设晶圆；闪光灯，对所述腔室内的所述虚设晶圆照射闪光；计算部，对通过来自所述闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时所述闪光灯的放电电压进行累计，计算出累计所得的损耗值；及警示部，当所述损耗值为规定阈值以上时发出警告。

[0023] 另外，技术方案9的发明是一种管理虚设晶圆的热处理装置，其特征在于具备：腔室，收容虚设晶圆；闪光灯，对所述腔室内的所述虚设晶圆照射闪光；计算部，对通过来自所述闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时所述虚设晶圆的表面温度乘以照射时间所得的值进行累计，计算出累计所得的损耗值；及警示部，当所述损耗值为规定阈值以上时发出警告。

[0024] 另外，技术方案10的发明是一种管理虚设晶圆的热处理装置，其特征在于具备：腔室，收容虚设晶圆；连续点亮灯，对所述腔室内的所述虚设晶圆照射光；闪光灯，对所述腔室内的所述虚设晶圆照射闪光；计算部，对通过来自所述连续点亮灯的光照射加热虚设晶圆时所述虚设晶圆的温度乘以加热时间所得的值进行累计，计算累计所得的第1损耗值，对通过来自所述连续点亮灯的光照射加热虚设晶圆时对所述连续点亮灯的施加电量进行累计，计算累计所得的第2损耗值，对通过来自所述闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时所述闪光灯的放电电压进行累计，计算累计所得的第3损耗值，且对通过来自所述闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时所述虚设晶圆的表面温度乘以照射时间所得的值进行累计，计算累计所得的第4损耗值；以及警示部，当所述第1损耗值、所述第2损耗值、所述第3损耗值、及所述第4损耗值中的至少一个为规定阈值以上时发出警告。

[0025] [发明效果]

[0026] 根据技术方案1及技术方案6的发明，对通过来自连续点亮灯的光照射加热虚设晶圆时虚设晶圆的温度乘以加热时间所得的值进行累计，当累计所得的损耗值成为规定阈值以上时发出警告，因此能够适当地管理虚设晶圆的劣化，能够确实地掌握劣化加剧的虚设晶圆。

[0027] 根据技术方案2及技术方案7的发明，对通过来自连续点亮灯的光照射加热虚设晶圆时对连续点亮灯的施加电力进行累计，当累计所得的损耗值为规定阈值以上时发出警告，因此能够适当地管理虚设晶圆的劣化，能够确实地掌握劣化加剧的虚设晶圆。

[0028] 根据技术方案3及技术方案8的发明，对通过来自闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时闪光灯的放电电压进行累计，当累计所得的损耗值为规定阈值以上时发出警告，因此能够适当地管理虚设晶圆的劣化，能够确实地掌握劣化加剧的虚设晶圆。

[0029] 根据技术方案4及技术方案9的发明，对通过来自闪光灯的闪光照射加热虚设晶圆时虚设晶圆的表面温度乘以照射时间所得的值进行累计，当累计所得的损耗值为规定阈值以上时发出警告，因此能够适当地管理虚设晶圆的劣化，能够确实地掌握劣化加剧的虚设晶圆。

[0030] 根据技术方案5及技术方案10的发明，对虚设晶圆的温度乘以加热时间所得的值进行累计而获得的第1损耗值、将对连续点亮灯的施加电力进行累计而获得的第2损耗值、对闪光灯的放电电压进行累计而获得的第3损耗值、及对虚设晶圆的表面温度乘以照射时间所得的值进行累计而获得的第4损耗值中的至少一个为规定阈值以上时发出警告，因此能够适当地管理虚设晶圆的劣化，能够确实地掌握劣化加剧的虚设晶圆。附图说明

[0031] 图1是表示本发明的热处理装置的俯视图。

[0032] 图2是图1的热处理装置的前视图。

[0033] 图3是表示热处理部的构成的纵剖视图。

[0034] 图4是表示保持部的整体外观的立体图。

[0035] 图5是基座的俯视图。

[0036] 图6是基座的剖视图。

[0037] 图7是移载机构的俯视图。

[0038] 图8是移载机构的侧视图。

[0039] 图9是表示多个卤素灯的配置的俯视图。

[0040] 图10是表示控制部的构成的框图。

[0041] 图11是表示第1实施方式的虚设晶圆的管理顺序的流程图。

[0042] 图12是表示利用卤素灯进行预备加热时虚设晶圆的温度变化的图。

具体实施方式

[0043] 以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。

[0044] ＜第1实施方式＞

[0045] 首先，对本发明的热处理装置进行说明。图1是表示本发明的热处理装置100的俯视图，图2是其前视图。热处理装置100是对作为基板的圆板形状的半导体晶圆W照射闪光从而加热半导体晶圆W的闪光灯退火装置。作为处理对象的半导体晶圆W的尺寸并无特别限定，例如为φ300mm或φ450mm。在搬入热处理装置100前，已经对半导体晶圆W注入了杂质，通过利用热处理装置100进行的加热处理来执行注入的杂质的活化处理。此外，在图1及以下的各图中，为了便于理解，视需要夸张或简略地描绘各部的尺寸或数量。另外，在图1～图3的各图中，为了明确它们的方向关系，标注以Z轴方向作为铅直方向、以XY平面作为水平面的XYZ正交坐标系统。

[0046] 如图1及图2所示，热处理装置100具备：装载部101，用来将未处理的半导体晶圆W从外部搬入装置内并且将经处理的半导体晶圆W搬出至装置外；对准部230，对未处理的半导体晶圆W进行定位；两个冷却部130、140，对加热处理后的半导体晶圆W进行冷却；热处理部160，对半导体晶圆W实施闪光加热处理；以及搬送机器人150，对冷却部130、140及热处理部160进行半导体晶圆W的交接。另外，热处理装置100具备控制部3，该控制部3对设置在所述各处理部的动作机构及搬送机器人150进行控制，使半导体晶圆W的闪光加热处理得以进行。

[0047] 装载部101具备：装载埠110，排列载置多个载具C(在本实施方式中为两个)；及交接机器人120，从各载具C取出未处理的半导体晶圆W，并且在各载具C中收纳经处理的半导体晶圆W。收容着未处理的半导体晶圆W的载具C利用无人搬送车(AGV(Automated Guided Vehicle，自动引导车)、OHT(Overhead Hoist Transfer，高架搬送车))等搬送并载置到装载埠110，并且收容着经处理的半导体晶圆W的载具C利用无人搬送车从装载埠110移出。

[0048] 另外，在装载埠110中，载具C构成为能够如图2的箭头CU所示那样升降移动，从而使交接机器人120能够对载具C进行任意半导体晶圆W的取放。此外，作为载具C的形态，除了可以是将半导体晶圆W收纳于密闭空间的FOUP(Front Opening Unified Pod，前开式晶圆盒)以外，也可以是SMIF(Standard Mechanical Inter Face，标准机械接口)盒、或使收纳的半导体晶圆W暴露于外部气体的OC(Open Cassette，开放式卡匣)。

[0049] 另外，交接机器人120能够进行如图1的箭头120S所示的滑动移动、及如箭头120R所示的回转动作及升降动作。由此，交接机器人120对两个载具C进行半导体晶圆W的取放，并且对对准部230及两个冷却部130、140进行半导体晶圆W的交接。利用交接机器人120对载具C进行半导体晶圆W的取放时是通过机器手121的滑动移动、及载具C的升降移动来进行的。另外，交接机器人120与对准部230或冷却部130、140的半导体晶圆W的交接是通过机器手121的滑动移动、及交接机器人120的升降动作来进行的。

[0050] 对准部230连接设置在沿着Y轴方向的装载部101的侧方。对准部230是使半导体晶圆W在水平面内旋转从而朝向适合闪光加热的方向的处理部。对准部230是在作为铝合金制壳体的对准腔室231的内部设置以水平姿势支撑半导体晶圆W并使其旋转的机构、及光学检测形成在半导体晶圆W的周缘部的凹口及参考面等的机构等而构成。

[0051] 半导体晶圆W向对准部230的交接是利用交接机器人120进行的。以使晶圆中心位于规定位置的方式从交接机器人120向对准腔室231交付半导体晶圆W。在对准部230中，以从装载部101接收的半导体晶圆W的中心部为旋转中心使半导体晶圆W绕铅直方向轴旋转，光学检测凹口等，由此调整半导体晶圆W的朝向。利用交接机器人120从对准腔室231取出朝向调整结束的半导体晶圆W。

[0052] 作为利用搬送机器人150搬送半导体晶圆W的空间设置着收容搬送机器人150的搬送腔室170。该搬送腔室170的三侧连通连接着热处理部160的处理腔室6、冷却部130的第1冷却腔室131及冷却部140的第2冷却腔室141。

[0053] 作为热处理装置100的主要部的热处理部160是对已进行预备加热的半导体晶圆W照射来自氙气闪光灯FL的闪光(flash)进行闪光加热处理的基板处理部。该热处理部160的构成将于下文进一步叙述。

[0054] 两个冷却部130、140具备大致同样的构成。冷却部130、140分别于作为铝合金制壳体的第1冷却腔室131、第2冷却腔室141的内部具备金属制冷却板、及载置于其上表面的石英板(均省略图示)。该冷却板利用珀尔帖元件或恒温水循环调温至常温(约23℃)。将已利用热处理部160实施过闪光加热处理的半导体晶圆W搬入第1冷却腔室131或第2冷却腔室14，载置于该石英板进行冷却。

[0055] 第1冷却腔室131及第2冷却腔室141均在装载部101与搬送腔室170之间连接于它们双方。在第1冷却腔室131及第2冷却腔室141，形设着用来搬入搬出半导体晶圆W的两个开口。第1冷却腔室131的两个开口中连接到装载部101的开口能够利用闸阀181开闭。另一方面，第1冷却腔室131的连接到搬送腔室170的开口能够利用闸阀183开闭。也就是说，第1冷却腔室131与装载部101经由闸阀181连接，第1冷却腔室131与搬送腔室170经由闸阀183连接。

[0056] 当在装载部101与第1冷却腔室131之间进行半导体晶圆W的交接时，闸阀181打开。另外，当在第1冷却腔室131与搬送腔室170之间进行半导体晶圆W的交接时，闸阀183打开。
当闸阀181及闸阀183闭锁时，第1冷却腔室131的内部成为密闭空间。

[0057] 另外，第2冷却腔室141的两个开口中连接到装载部101的开口能够利用闸阀182开闭。另一方面，第2冷却腔室141的连接到搬送腔室170的开口能够通过闸阀184开闭。也就是说，第2冷却腔室141与装载部101经由闸阀182连接，第2冷却腔室141与搬送腔室170经由闸阀184连接。

[0058] 当在装载部101与第2冷却腔室141之间进行半导体晶圆W的交接时，闸阀182打开。另外，当在第2冷却腔室141与搬送腔室170之间进行半导体晶圆W的交接时，闸阀184打开。
当闸阀182及闸阀184闭锁时，第2冷却腔室141的内部成为密闭空间。

[0059] 进而，冷却部130、140分别具备对第1冷却腔室131、第2冷却腔室141供给清洁的氮气的气体供给机构、及将腔室内的气体排出的排气机构。这些气体供给机构及排气机构可设为能够分两个阶段切换流量。

[0060] 设置在搬送腔室170的搬送机器人150能够以沿着铅直方向的轴为中心如箭头150R所示那样回转。搬送机器人150具有包含多个臂段的两个连杆机构，在这两个连杆机构的末端分别设置着保持半导体晶圆W的搬送机器手151a、151b。这些搬送机器手151a、151b上下隔开规定间距配置，能够利用连杆机构分别独立地在同一水平方向上直线地滑动移动。另外，搬送机器人150通过使设置两个连杆机构的底座升降移动，来使保持分开规定间距的状态的两个搬送机器手151a、151b升降移动。

[0061] 搬送机器人150以第1冷却腔室131、第2冷却腔室141或热处理部160的处理腔室6为交接目标进行半导体晶圆W的交接(取放)时，首先，以使两搬送机器手151a、151b与交接目标对向的方式回转，其后(或在回转期间)升降移动，使任一搬送机器手位于与交接目标交接半导体晶圆W的高度。然后，使搬送机器手151a(151b)在水平方向上直线滑动移动从而与交接目标进行半导体晶圆W的交接。

[0062] 搬送机器人150与交接机器人120的半导体晶圆W的交接可以经由冷却部130、140进行。也就是说，冷却部130的第1冷却腔室131及冷却部140的第2冷却腔室141也作为用来在搬送机器人150与交接机器人120之间交接半导体晶圆W的路径发挥功能。具体来说，由搬送机器人150或交接机器人120中的一个接收另一个交付到第1冷却腔室131或第2冷却腔室141的半导体晶圆W，由此进行半导体晶圆W的交接。构成利用搬送机器人150及交接机器人
120将半导体晶圆W从载具C搬送到热处理部160的搬送机构。

[0063] 如上所述，在第1冷却腔室131及第2冷却腔室141与装载部101之间分别设置着闸阀181、182。另外，在搬送腔室170与第1冷却腔室131及第2冷却腔室141之间分别设置着闸阀183、184。进而，在搬送腔室170与热处理部160的处理腔室6之间设置着闸阀185。当在热处理装置100内搬送半导体晶圆W时，适当使这些闸阀开闭。另外，对于搬送腔室170及对准腔室231，也从气体供给部供给氮气，并且利用排气部将它们的内部的气体排出(均省略图示)。

[0064] 其次，对热处理部160的构成进行说明。图3是表示热处理部160的构成的纵剖视图。热处理部160具备收容半导体晶圆W并进行加热处理的处理腔室6、内置多个闪光灯FL的闪光灯罩5、及内置多个卤素灯HL的卤素灯罩4。在处理腔室6的上侧设置着闪光灯罩5，在下侧设置着卤素灯罩4。另外，热处理部160在处理腔室6的内部具备将半导体晶圆W保持为水平姿势的保持部7、及在保持部7与搬送机器人150之间进行半导体晶圆W的交接的移载机构10。

[0065] 处理腔室6是在筒状的腔室侧部61的上下安装石英制腔室窗而构成的。腔室侧部61具有上下开口的大致筒形状，在上侧开口安装上侧腔室窗63而被封闭，在下侧开口安装下侧腔室窗64而被封闭。构成处理腔室6的顶壁部的上侧腔室窗63为由石英形成的圆板形状部件，作为使从闪光灯FL出射的闪光透过到处理腔室6内的石英窗发挥功能。另外，构成处理腔室6的底板部的下侧腔室窗64也是由石英形成的圆板形状部件，作为使来自卤素灯HL的光透过到处理腔室6内的石英窗发挥功能。

[0066] 另外，在腔室侧部61的内侧的壁面的上部安装着反射环68，在下部安装着反射环69。反射环68、69都形成为圆环状。上侧的反射环68是通过从腔室侧部61的上侧嵌入而安装的。另一方面，下侧的反射环69是通过从腔室侧部61的下侧嵌入并利用省略图示的螺钉固定而安装的。也就是说，反射环68、69都是装卸自如地安装在腔室侧部61。规定处理腔室6的内侧空间、也就是由上侧腔室窗63、下侧腔室窗64、腔室侧部61及反射环68、69所包围的空间为热处理空间65。

[0067] 通过在腔室侧部61安装反射环68、69，在处理腔室6的内壁面形成凹部62。也就是说，形成由腔室侧部61的内壁面中未安装反射环68、69的中央部分、反射环68的下端面、及反射环69的上端面所包围的凹部62。凹部62沿水平方向呈圆环状地形成处理腔室6的内壁面，围绕保持半导体晶圆W的保持部7。腔室侧部61及反射环68、69是以强度及耐热性优异的金属材料(例如不锈钢)形成的。

[0068] 另外，在腔室侧部61，形设着用来对处理腔室6进行半导体晶圆W的搬入及搬出的搬送开口部(炉口)66。搬送开口部66能够利用闸阀185开闭。搬送开口部66连通连接于凹部62的外周面。因此，当闸阀185将搬送开口部66敞开时，能够从搬送开口部66通过凹部62向热处理空间65搬入半导体晶圆W、以及从热处理空间65搬出半导体晶圆W。另外，当闸阀185将搬送开口部66闭锁时，处理腔室6内的热处理空间65成为密闭空间。

[0069] 另外，在处理腔室6的内壁上部形设着对热处理空间65供给处理气体的气体供给孔81。气体供给孔81形设在比凹部62更上侧的位置，也可以设置在反射环68。气体供给孔81经由呈圆环状地形成在处理腔室6的侧壁内部的缓冲空间82连通连接于气体供给管83。气体供给管83连接于处理气体供给源85。另外，在气体供给管83的路径中途介插着阀84。当阀84打开时，从处理气体供给源85对缓冲空间82输送处理气体。流入缓冲空间82的处理气体以在比气体供给孔81流体阻力更小的缓冲空间82内扩散的方式流动，从气体供给孔81供给到热处理空间65内。作为处理气体，可使用氮气(N2)等惰性气体、或氢气(H2)、氨气(NH3)等反应性气体(在本实施方式中为氮气)。

[0070] 另一方面，在处理腔室6的内壁下部形设着将热处理空间65内的气体排出的气体排出孔86。气体排出孔86形设在比凹部62更下侧的位置，也可以设置在反射环69。气体排出孔86经由呈圆环状地形成在处理腔室6的侧壁内部的缓冲空间87连通连接到气体排气管88。气体排气管88连接在排气机构190。另外，在气体排气管88的路径中途介插着阀89。当阀
89打开时，热处理空间65的气体从气体排出孔86经过缓冲空间87向气体排气管88排出。此外，气体供给孔81及气体排出孔86可以沿处理腔室6的圆周方向设置多个，也可以是狭缝状。另外，处理气体供给源85及排气机构190可以是设置在热处理装置100的机构，也可以是设置热处理装置100的工厂的设施。

[0071] 另外，在搬送开口部66的末端也连接着将热处理空间65内的气体排出的气体排气管191。气体排气管191经由阀192连接到排气机构190。通过将阀192打开，经由搬送开口部66将处理腔室6内的气体排出。

[0072] 图4是表示保持部7的整体外观的立体图。保持部7具备基台环71、连结部72及基座74构成。基台环71、连结部72及基座74均由石英形成。也就是说，保持部7整体是由石英形成的。

[0073] 基台环71是圆环形状欠缺一部分的圆弧形状的石英部件。设置该欠缺部分是为了防止后述移载机构10的移载臂11与基台环71的干涉。基台环71通过载置在凹部62的底面，由处理腔室6的壁面支撑(参照图3)。在基台环71的上表面，沿其圆环形状的圆周方向立设着多个连结部72(在本实施方式中为4个)。连结部72也是石英的部件，通过焊接固定在基台环71。

[0074] 基座74由设置在基台环71的4个连结部72支撑。图5是基座74的俯视图。另外，图6是基座74的剖视图。基座74具备保持板75、引导环76及多个基板支撑销77。保持板75是由石英形成的大致圆形的平板状部件。保持板75的直径大于半导体晶圆W的直径。也就是说，保持板75具有比半导体晶圆W更大的平面尺寸。

[0075] 在保持板75的上表面周缘部设置着引导环76。引导环76是具有比半导体晶圆W的直径更大的内径的圆环形状部件。例如，在半导体晶圆W的直径为φ300mm的情况下，引导环76的内径为φ320mm。引导环76的内周设为从保持板75向上方扩展的倾斜面。引导环76由与保持板75同样的石英形成。引导环76可以焊接在保持板75的上表面，也可以通过另外加工的销等固定在保持板75。或者，也可以将保持板75与引导环76加工为一体的部件。

[0076] 保持板75的上表面中比引导环76更内侧的区域设为保持半导体晶圆W的平面状的保持面75a。在保持板75的保持面75a，立设着多个基板支撑销77。在本实施方式中，沿着与保持面75a的外周圆(引导环76的内周圆)为同心圆的圆周上每隔30°立设着共计12个基板支撑销77。配置着12个基板支撑销77的圆的直径(对向的基板支撑销77间的距离)小于半导体晶圆W的直径，如果半导体晶圆W的直径为φ300mm，那么其为φ270mm～φ280mm(在本实施方式中为φ270mm)。各个基板支撑销77是由石英形成的。多个基板支撑销77可以通过焊接设置在保持板75的上表面，也可以与保持板75一体加工。

[0077] 回到图4，立设在基台环71的4个连结部72与基座74的保持板75的周缘部通过焊接固定。也就是说，基座74与基台环71通过连结部72固定地连结。这种保持部7的基台环71由处理腔室6的壁面支撑，由此将保持部7安装在处理腔室6。在保持部7安装在处理腔室6的状态下，基座74的保持板75成为水平姿势(法线与铅直方向一致的姿势)。也就是说，保持板75的保持面75a成为水平面。

[0078] 搬入处理腔室6的半导体晶圆W以水平姿势被载置并保持在安装于处理腔室6的保持部7的基座74之上。这时，半导体晶圆W由立设在保持板75上的12个基板支撑销77支撑从而保持于基座74。更严格来说，12个基板支撑销77的上端部与半导体晶圆W的下表面接触从而支撑该半导体晶圆W。12个基板支撑销77的高度(基板支撑销77的上端到保持板75的保持面75a的距离)均等，所以能够利用12个基板支撑销77以水平姿势支撑半导体晶圆W。

[0079] 另外，利用多个基板支撑销77与保持板75的保持面75a隔开规定间隔支撑半导体晶圆W。引导环76的厚度大于基板支撑销77的高度。因此，利用引导环76防止由多个基板支撑销77支撑的半导体晶圆W的水平方向的位置偏差。

[0080] 另外，如图4及图5所示，在基座74的保持板75，上下贯通地形成着开口部78。设置开口部78是为了使放射温度计20(参照图3)接收从基座74所保持的半导体晶圆W的下表面放射的放射光(红外光)。也就是说，放射温度计20经由开口部78接收从基座74所保持的半导体晶圆W的下表面放射的光从而测定半导体晶圆W的温度。进而，在基座74的保持板75，穿设着使后述移载机构10的顶起销12在进行半导体晶圆W的交接时贯通的4个贯通孔79。

[0081] 图7是移载机构10的俯视图。另外，图8是移载机构10的侧视图。移载机构10具备两根移载臂11。移载臂11设为沿着大致圆环状的凹部62的圆弧形状。在各移载臂11立设着两根顶起销12。各移载臂11能够利用水平移动机构13旋动。水平移动机构13使一对移载臂11相对于保持部7在进行半导体晶圆W的移载的移载动作位置(图7的实线位置)与俯视时和保持部7所保持的半导体晶圆W不重叠的退避位置(图7的双点划线位置)之间水平移动。移载动作位置为基座74的下方，退避位置为比基座74更外侧。作为水平移动机构13，可以利用单独的马达使各移载臂11分别旋动，也可以使用连杆机构，利用1个马达使一对移载臂11连动旋动。

[0082] 另外，一对移载臂11利用升降机构14与水平移动机构13共同升降移动。当升降机构14使一对移载臂11上升到移载动作位置时，共计4根顶起销12通过穿设在基座74的贯通孔79(参照图4、5)，顶起销12的上端从基座74的上表面突出。另一方面，当升降机构14使一对移载臂11下降到移载动作位置将顶起销12从贯通孔79抽出，水平移动机构13使一对移载臂11以打开的方式移动时，各移载臂11移动到退避位置。一对移载臂11的退避位置为保持部7的基台环71的正上方。基台环71载置在凹部62的底面，因此移载臂11的退避位置成为凹部62的内侧。此外，在设置着移载机构10的驱动部(水平移动机构13及升降机构14)的部位附近也设置着省略图示的排气机构，构成为将移载机构10的驱动部周边的气体排出到处理腔室6的外部。

[0083] 回到图3，设置在处理腔室6的上方的闪光灯罩5在壳体51的内侧具备由多根(在本实施方式中为30根)氙气闪光灯FL所组成的光源、及以覆盖该光源的上方的方式设置的反射器52构成。另外，在闪光灯罩5的壳体51的底部安装着灯光放射窗53。构成闪光灯罩5的底板部的灯光放射窗53是由石英形成的板状石英窗。通过将闪光灯罩5设置在处理腔室6的上方，灯光放射窗53与上侧腔室窗63相对向。闪光灯FL从处理腔室6的上方经由灯光放射窗53及上侧腔室窗63向热处理空间65照射闪光。

[0084] 多个闪光灯FL分别为具有长条的圆筒形状的棒状灯，各自的长度方向沿着保持部7所保持的半导体晶圆W的主面(即沿着水平方向)相互平行地排列为平面状。因此，由闪光灯FL的排列形成的平面也是水平面。

[0085] 氙气闪光灯FL具备：棒状的玻璃管(放电管)，在其内部封入了氙气，在其两端部配设着连接于电容器的阳极及阴极；及触发电极，附设在该玻璃管的外周面上。氙气为电绝缘体，所即便在电容器中储存着电荷，在通常状态下玻璃管内也没有电流动。然而，在对触发电极施加高电压破坏绝缘的情况下，电容器所储存的电瞬间流过玻璃管内，通过这时氙的原子或分子的激发放出光。在这种氙气闪光灯FL中，预先储存在电容器中的静电能量转换为0.1毫秒至100毫秒的极短光脉冲，因此具有与像卤素灯HL那样的连续点亮的光源相比能够照射极强的光的特征。也就是说，闪光灯FL是以未达1秒的极短时间瞬间发光的脉冲发光灯。此外，闪光灯FL的发光时间可以通过对闪光灯FL供给电力的灯电源的线圈常数来进行调整。

[0086] 另外，反射器52以在多个闪光灯FL的上方覆盖它们整体的方式设置。反射器52的基本功能为将从多个闪光灯FL出射的闪光反射到热处理空间65侧。反射器52是由铝合金板形成，其表面(面向闪光灯FL侧的面)经喷砂处理实施了粗面化加工。

[0087] 设置在处理腔室6的下方的卤素灯罩4在壳体41的内侧内置了多根(在本实施方式中为40根)卤素灯HL。多个卤素灯HL从处理腔室6的下方经由下侧腔室窗64向热处理空间65进行光照射。

[0088] 图9是表示多个卤素灯HL的配置的俯视图。在本实施方式中，在上下两段各配设着20根卤素灯HL。各卤素灯HL为具有长条的圆筒形状的棒状灯。在上段、下段，20根卤素灯HL均以各自的长度方向沿着保持部7所保持的半导体晶圆W的主面(即沿着水平方向)相互平行的方式排列。因此，在上段、下段，由卤素灯HL的排列所形成的平面均为水平面。

[0089] 另外，如图9所示，在上段、下段，均为相比与保持部7所保持的半导体晶圆W的中央部对向的区域，与周缘部对向的区域的卤素灯HL的配设密度更高。也就是说，上下段均为相比灯排列的中央部，周缘部的卤素灯HL的配设间距更短。因此，能够对利用来自卤素灯HL的光照射进行加热时容易产生温度降低的半导体晶圆W的周缘部照射更多的光量。

[0090] 另外，由上段卤素灯HL所构成的灯组与由下段卤素灯HL所构成的灯组呈格子状地交叉排列。也就是说，以上段各卤素灯HL的长度方向与下段各卤素灯HL的长度方向正交的方式配设着共计40根卤素灯HL。

[0091] 卤素灯HL是通过对配设在玻璃管内部的灯丝通电来使灯丝白热化从而发光的灯丝方式的光源。在玻璃管的内部，封入有在氮气或氩气等惰性气体中微量导入了卤素元素(碘、溴等)的气体。通过导入卤素元素，能够抑制灯丝的损耗并将灯丝的温度设定为高温。因此，卤素灯HL与通常的白炽灯泡相比具有寿命更长且能够连续照射强光的特性。也就是说，卤素灯HL是连续发光至少1秒以上的连续点亮灯。另外，卤素灯HL为棒状灯所以寿命长，通过沿着水平方向配置卤素灯HL，使其对上方的半导体晶圆W放射效率优异。

[0092] 另外，在卤素灯罩4的壳体41内，在两段卤素灯HL的下侧也设置着反射器43(图3)。反射器43将从多个卤素灯HL出射的光反射到热处理空间65侧。

[0093] 控制部3控制设置在热处理装置100的所述各种动作机构。图10是表示控制部3的构成的框图。控制部3的作为硬件的构成与普通计算机相同。也就是说，控制部3具备作为进行各种运算处理的电路的CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、作为存储基本程序的读出专用存储器的ROM(Read Only Memory，只读存储器)、作为存储各种信息的读写自如的存储器的RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、及存储着控制用软件及数据等的磁盘35。通过使控制部3的CPU执行规定的处理程序来进行热处理装置100中的处理。例如，控制部3对具备搬送机器人150及交接机器人120的搬送机构38进行控制，使其沿着设定的搬送路径搬送半导体晶圆W。此外，在图1中，将控制部3表示在装载部101内，但并不限定于此，控制部3可以配置在热处理装置100内的任意位置。

[0094] 如图10所示，控制部3具备计算部31及警示部32。计算部31及警示部32是通过使控制部3的CPU执行规定的处理程序而实现的功能处理部。将于下文进一步对计算部31及警示部32的处理内容进行叙述。

[0095] 另外，在控制部3连接着显示部34及输入部33。控制部3在显示部34显示各种信息。热处理装置100的操作者能够一边对显示部34所显示的信息进行确定一边从输入部33输入各种指令及参数。作为输入部33，例如可以使用键盘及鼠标。作为显示部34，例如可以使用液晶显示器。而在本实施方式中，作为显示部34及输入部33，采用设置在热处理装置100的外壁的液晶触控面板使其兼具两种功能。

[0096] 除了所述构成以外，热处理部160还具备各种冷却用结构来防止在半导体晶圆W的热处理时卤素灯HL及闪光灯FL产生的热能导致卤素灯罩4、闪光灯罩5及处理腔室6的温度过度上升。例如，在处理腔室6的壁体设置着水冷管(图示省略)。另外，卤素灯罩4及闪光灯罩5设为在内部形成气体流进行排热的空冷结构。另外，也对上侧腔室窗63与灯光放射窗53的间隙供给空气，对闪光灯罩5及上侧腔室窗63进行冷却。

[0097] 其次，对本发明的热处理装置100的处理动作进行说明。这里，在对通常对半导体晶圆W进行的处理动作进行说明后，对虚设晶圆的管理进行说明。作为处理对象的半导体晶圆W为已通过离子注入法添加了杂质(离子)的半导体基板。利用热处理装置100进行闪光照射加热处理(退火)来执行该杂质的活化。

[0098] 首先，注入了杂质的处理的半导体晶圆W是以在载具C中收容多片的状态载置在装载部101的装载埠110。然后，交接机器人120从载具C将未处理的半导体晶圆W逐片取出，搬入对准部230的对准腔室231。在对准腔室231中，使半导体晶圆W以其中心部为旋转中心在水平面内绕铅直方向轴旋转，并光学检测凹口等，由此调整半导体晶圆W的朝向。

[0099] 其次，装载部101的交接机器人120从对准腔室231取出已调整好朝向的半导体晶圆W，搬入冷却部130的第1冷却腔室131或冷却部140的第2冷却腔室141。利用搬送机器人150将搬入第1冷却腔室131或第2冷却腔室141的未处理的半导体晶圆W搬出到搬送腔室
170。在将未处理的半导体晶圆W从装载部101经过第1冷却腔室131或第2冷却腔室141移送到搬送腔室170时，第1冷却腔室131及第2冷却腔室141作为用来进行半导体晶圆W的交接的路径发挥功能。

[0100] 取出半导体晶圆W的搬送机器人150向热处理部160回转。接下来，闸阀185使处理腔室6与搬送腔室170之间敞开，搬送机器人150将未处理的半导体晶圆W搬入处理腔室6。这时，在处理腔室6中存在之前经加热处理的半导体晶圆W的情况下，利用一个搬送机器手151a、151b将加热处理后的半导体晶圆W取出后再将未处理的半导体晶圆W搬入处理腔室6，进行晶圆的交换。其后，闸阀185将处理腔室6与搬送腔室170之间闭锁。

[0101] 对于搬入处理腔室6的半导体晶圆W，利用卤素灯HL进行预备加热后，通过来自闪光灯FL的闪光照射进行闪光加热处理。通过该闪光加热处理来进行注入半导体晶圆W的杂质的活化。

[0102] 闪光加热处理结束后，闸阀185使处理腔室6与搬送腔室170之间再次敞开，搬送机器人150从处理腔室6将闪光加热处理后的半导体晶圆W搬出搬送腔室170。取出半导体晶圆W的搬送机器人150从处理腔室6向第1冷却腔室131或第2冷却腔室141回转。另外，闸阀185将处理腔室6与搬送腔室170之间闭锁。

[0103] 其后，搬送机器人150将加热处理后的半导体晶圆W搬入冷却部130的第1冷却腔室131或冷却部140的第2冷却腔室141。这时，在该半导体晶圆W在加热处理前是通过第1冷却腔室131而来的情况下，在加热处理后也搬入第1冷却腔室131，在加热处理前是通过第2冷却腔室141而来的情况下，在加热处理后也搬入第2冷却腔室141。在第1冷却腔室131或第2冷却腔室141中，进行闪光加热处理后的半导体晶圆W的冷却处理。在从热处理部160的处理腔室6搬出的时点，半导体晶圆W整体的温度相对较高，因此将其在第1冷却腔室131或第2冷却腔室141中冷却到常温附近。

[0104] 经过规定的冷却处理时间后，交接机器人120将经冷却后的半导体晶圆W从第1冷却腔室131或第2冷却腔室141搬出，返还到载具C。当在载具C中收容了规定片数的经处理的半导体晶圆W时，将该载具C从装载部101的装载埠110搬出。

[0105] 继续对热处理部160中的加热处理进行说明。在对处理腔室6搬入半导体晶圆W前，将阀84打开以进行供气，并且将排气用阀89、192打开，开始对处理腔室6内进行供排气。当阀84打开时，从气体供给孔81对热处理空间65供给氮气。另外，当阀89打开时，从气体排出孔86将处理腔室6内的气体排出。由此，从处理腔室6内的热处理空间65的上部供给的氮气流向下方，从热处理空间65的下部排出。

[0106] 另外，通过将阀192打开，也从搬送开口部66将处理腔室6内的气体排出。进而，通过图示省略的排气机构也将移载机构10的驱动部周边的气体排出。此外，在热处理部160中对半导体晶圆W进行热处理时，也持续对热处理空间65供给氮气，其供给量根据处理步骤适当变更。

[0107] 接下来，打开闸阀185使搬送开口部66敞开，利用搬送机器人150经由搬送开口部66将作为处理对象的半导体晶圆W搬入处理腔室6内的热处理空间65。搬送机器人150使保持未处理的半导体晶圆W的搬送机器手151a(或搬送机器手151b)进入并停止在保持部7的正上方位置。然后，通过使移载机构10的一对移载臂11从退避位置水平移动并上升到移载动作位置，顶起销12穿过贯通孔79从基座74的保持板75的上表面突出，接收半导体晶圆W。
这时，顶起销12上升到比基板支撑销77的上端更上方。

[0108] 将未处理的半导体晶圆W载置于顶起销12后，搬送机器人150使搬送机器手151a从热处理空间65退出，利用闸阀185将搬送开口部66闭锁。然后，通过使一对移载臂11下降，将半导体晶圆W从移载机构10交付到保持部7的基座74并从下方将其保持为水平姿势。半导体晶圆W是由立设在保持板75上的多个基板支撑销77支撑从而保持在基座74。另外，半导体晶圆W是以形成着图案且注入了杂质的表面为上表面保持于保持部7。利用多个基板支撑销77支撑的半导体晶圆W的背面(与正面为相反侧的主面)与保持板75的保持面75a之间形成规定的间隔。下降到基座74的下方的一对移载臂11利用水平移动机构13退避到退避位置、也就是凹部62的内侧。

[0109] 利用保持部7的基座74从下方将半导体晶圆W保持为水平姿势后，将40根卤素灯HL一齐点亮开始预备加热(辅助加热)。从卤素灯HL出射的卤素光通过由石英形成的下侧腔室窗64及基座74从半导体晶圆W的下表面照射。接收到来自卤素灯HL的光照射，半导体晶圆W受到预备加热从而温度上升。此外，由于移载机构10的移载臂11退避到了凹部62的内侧，不会妨碍利用卤素灯HL的加热。

[0110] 当利用卤素灯HL进行预备加热时，利用放射温度计20测定半导体晶圆W的温度。也就是说，放射温度计20接收从基座74所保持的半导体晶圆W的下表面经由开口部78放射的红外光，测定升温中的晶圆温度。所测定的半导体晶圆W的温度传输到控制部3。控制部3一边监视因来自卤素灯HL的光照射升温的半导体晶圆W的温度是否已达到规定的预备加热温度T1，一边控制卤素灯HL的输出。也就是说，控制部3基于放射温度计20所得的测定值，对卤素灯HL的输出进行反馈控制，使半导体晶圆W的温度成为预备加热温度T1。预备加热温度T1设为不会导致添加于半导体晶圆W的杂质因热扩散的600℃至800℃左右(在本实施方式中为700℃)。

[0111] 半导体晶圆W的温度达到预备加热温度T1后，控制部3使半导体晶圆W暂时维持在该预备加热温度T1。具体来说，在利用放射温度计20所测定的半导体晶圆W的温度达到预备加热温度T1的时点，控制部3调整卤素灯HL的输出，将半导体晶圆W的温度大致维持在预备加热温度T1。

[0112] 通过这种利用卤素灯HL进行的预备加热，使半导体晶圆W整体均匀地升温到预备加热温度T1。在利用卤素灯HL进行预备加热的阶段，存在更容易产生散热的半导体晶圆W的周缘部的温度降得比中央部低的倾向，但卤素灯罩4中的卤素灯HL的配设密度为相比与半导体晶圆W的中央部对向的区域，与周缘部对向的区域的密度更高。因此，照射到容易产生散热的半导体晶圆W的周缘部的光量变多，能够使预备加热阶段中的半导体晶圆W的面内温度分布均匀。

[0113] 在半导体晶圆W的温度达到预备加热温度T1且经过规定时间的时点，闪光灯FL对半导体晶圆W的表面进行闪光照射。这时，从闪光灯FL放射的闪光的一部分直接朝向处理腔室6内，另一部分先被反射器52反射后朝向处理腔室6内，通过这些闪光照射来进行半导体晶圆W的闪光加热。

[0114] 闪光加热是通过从闪光灯FL照射闪光(flash)进行的，因此能够使半导体晶圆W的表面温度以短时间上升。也就是说，从闪光灯FL照射的闪光是将预先储存在电容器中的静电能量转换为极短光脉冲的照射时间为0.1毫秒以上100毫秒以下左右的极短强闪光。于是，通过来自闪光灯FL的闪光照射进行闪光加热的半导体晶圆W的表面温度瞬间上升至1000℃以上的处理温度T2，使注入半导体晶圆W的杂质活化后，表面温度急速下降。这样一来，能够通过闪光加热使半导体晶圆W的表面温度以极短时间升降，因此能够抑制注入半导体晶圆W的杂质因热扩散并且进行杂质的活化。此外，杂质的活化所需的时间相比其热扩散所需的时间极短，因此不产生扩散的0.1毫秒至100毫秒左右的短时间便能结束活化。

[0115] 闪光加热处理结束后经过规定时间后将卤素灯HL熄灭。由此，半导体晶圆W从预备加热温度T1急速降温。利用放射温度计20测定降温中的半导体晶圆W的温度，其测定结果传输到控制部3。控制部3根据放射温度计20的测定结果监视半导体晶圆W的温度是否降温到规定温度。然后，当半导体晶圆W的温度降温到规定以下后，使移载机构10的一对移载臂11再次从退避位置水平移动并上升到移载动作位置，由此，顶起销12从基座74的上表面突出，从基座74接收热处理后的半导体晶圆W。接下来，使利用闸阀185闭锁的搬送开口部66敞开，利用搬送机器人150的搬送机器手151b(或搬送机器手151a)将载置在顶起销12上的处理后的半导体晶圆W搬出。搬送机器人150使搬送机器手151b进入并停止在被顶起销12顶起的半导体晶圆W的正下方位置。然后，通过使一对移载臂11下降，将闪光加热后的半导体晶圆W交付并载置于搬送机器手151b。其后，搬送机器人150使搬送机器手151b从处理腔室6退出，将处理后的半导体晶圆W搬出。

[0116] 典型来说，半导体晶圆W的处理是以批次为单位进行的。批次是指作为在同一条件下进行同一内容的处理的对象的1组半导体晶圆W。在本实施方式的热处理装置100中，也是将构成批次的多片(例如25片)半导体晶圆W收容在一个载具C中，载置于装载部101的装载埠110，从该载具C将半导体晶圆W逐片依次搬入处理腔室6进行加热处理。

[0117] 这里，在利用一段时间未进行处理的热处理装置100开始批次的处理的情况下，就要将批次最初的半导体晶圆W搬入大致室温的处理腔室6进行预备加热及闪光加热处理。例如在维护后启动热处理装置100对最初的批次进行处理情况或对上一批次进行处理后经过了较长时间的情况等便是这种情况。在加热处理时，会从升温的半导体晶圆W对基座74等腔室内结构物产生热传导，因此初始为室温的基座74随着半导体晶圆W的处理片数增加会因蓄热而逐渐升温。另外，从卤素灯HL出射的红外光的一部分被下侧腔室窗64吸收，因此随着半导体晶圆W的处理片数增加，下侧腔室窗64的温度也会逐渐升高。

[0118] 并且，在对约10片半导体晶圆W进行了加热处理时，基座74及下侧腔室窗64的温度达到固定的稳定温度。达到稳定温度的基座74中，从半导体晶圆W向基座74的传热量与从基座74的散热量均衡。在基座74的温度达到稳定温度前，来自半导体晶圆W的传热量多于从基座74的散热量，因此随着半导体晶圆W的处理片数增加，基座74的温度因蓄热而逐渐上升。与此相对，基座74的温度达到稳定温度后，来自半导体晶圆W的传热量与从基座74的散热量均衡，因此基座74的温度便维持在固定的稳定温度。另外，在下侧腔室窗64的温度达到稳定温度后，下侧腔室窗64从卤素灯HL的照射光吸收的热量与从下侧腔室窗64放出的热量均衡，因此下侧腔室窗64的温度也维持在固定的稳定温度。

[0119] 存在如下问题：如果像这样在室温的处理腔室6中开始处理，那么批次初期的半导体晶圆W与中途起的半导体晶圆W的温度历程会因处理腔室6的结构物的温度差异而变得不均等。另外，初期的半导体晶圆W是由低温的基座74支撑进行闪光加热处理，所以也存在产生晶圆翘曲的情况。因此，要实施虚设运转：在开始批次的处理前，将不作为处理对象的虚设晶圆搬入处理腔室6内，进行与处理对象的半导体晶圆W同样的预备加热及闪光加热处理，使基座74等腔室内结构物升温到稳定温度。通过对10片左右虚设晶圆进行预备加热及闪光加热处理，便能够使基座74等腔室内结构物升温到稳定温度。这种虚设运转不仅于在室温的处理腔室6中开始处理时执行，也在变更预备加热温度T1或处理温度T2的情况下执行。如上所述，因为要对虚设晶圆反复进行预备加热及闪光加热处理，所以虚设晶圆的劣化加剧容易产生晶圆破裂及翘曲。因此，需要适当管理虚设晶圆的劣化状态。以下，对热处理装置100中的虚设晶圆的管理进行说明。

[0120] 图11是表示第1实施方式的虚设晶圆的管理顺序的流程图。虚设晶圆为与作为处理对象的半导体晶圆W同样的圆板形状的硅晶圆，具有与半导体晶圆W同样的尺寸及形状。但虚设晶圆未进行图案形成或离子注入。也就是说，虚设晶圆是所谓的裸晶圆。

[0121] 在进行虚设运转时，首先确定要开始搬送的晶圆是否为虚设晶圆(步骤S11)。虚设晶圆与收容通常的半导体晶圆W的载具C收容运用不同的虚设晶圆专用载具C(虚设载具)。当这种虚设晶圆专用载具C载置在装载部101的装载埠110中时，控制部3读取载具C所附的标签从而分辨该载具C为虚设载具。控制部3在要开始搬送的晶圆为收容在虚设载具的晶圆时，判断该晶圆为虚设晶圆。在要开始搬送的晶圆不是虚设晶圆的情况下，不开始虚设运转。此外，虚设晶圆专用载具C的形态本身与收容通常的半导体晶圆W的载具C相同，在本实施方式中为FOUP。

[0122] 在要开始搬送的晶圆为虚设晶圆的情况下，从步骤S11行进到步骤S12，利用搬送机构38(交接机器人120及搬送机器人150)将该虚设晶圆从装载部101搬送到热处理部160。虚设晶圆的搬送顺序与所述作为处理对象的半导体晶圆W的搬送顺序大致相同。

[0123] 其次，在热处理部160的处理腔室6内执行虚设晶圆的加热处理(步骤S13)。具体来说，通过来自卤素灯HL的光照射对虚设晶圆进行预备加热后，通过来自闪光灯FL的闪光照射对该虚设晶圆的表面进行闪光加热。预备加热及闪光加热的内容与所述对通常的半导体晶圆W进行的加热处理相同。

[0124] 接下来，根据对虚设晶圆进行的加热处理的内容，控制部3的计算部31累计计算出虚设晶圆的损耗值(步骤S14)。在第1实施方式中，对通过来自卤素灯HL的光照射对虚设晶圆进行预备加热时虚设晶圆的温度乘以加热时间所得的值进行累计，计算出累计所得的预备加热累计值作为损耗值。

[0125] 图12是表示利用卤素灯HL进行预备加热时虚设晶圆的温度变化的图。通过来自卤素灯HL的光照射，使虚设晶圆从时刻t1到时刻t2维持在预备加热温度T1。通过对预备加热温度T1乘以加热时间(t2-t1)所得的值进行累计，计算出预备加热累计值。例如，将处理前的虚设晶圆的预备加热累计值设为20000，在对该虚设晶圆以预备加热温度700℃进行4秒加热的情况下，对处理前的20000累计700×4＝2800，计算出22800作为新的预备加热累计值。在对该虚设晶圆进而以预备加热温度700℃进行4秒加热的情况下，将新的增加量2800累计到处理前的22800，计算出25600作为新的预备加热累计值。处理前的虚设晶圆的预备加热累计值登记在虚设数据库39(参照图10)中，以由计算部31所计算出的新的预备加热累计值对其进行覆写。此外，在虚设数据库39中，将虚设载具与其中收容的多个虚设晶圆的损耗值建立关联进行登记。

[0126] 其次，通过控制部3判定由计算部31所计算出的损耗值(在第1实施方式中为预备加热累计值)是否成为了预先设定的规定阈值以上(步骤S15)。在预备加热累计值成为阈值以上的情况下，从步骤S15行进到步骤S17，控制部3的警示部32发出警报。例如，警示部32在显示部34显示主旨为虚设晶圆的预备加热损伤达到使用限度的警告。

[0127] 另一方面，在计算出的预备加热累计值未达阈值的情况下，不发出警报。在该情况下，利用搬送机构38将加热处理后的虚设晶圆从热处理部160返还到装载部101的原本的载具C。另外，在本实施方式中，在步骤S17中发出了警报的情况下也不停止搬送，利用搬送机构38将虚设晶圆返还到装载部101的原本的载具C中。

[0128] 在第1实施方式中，对通过来自卤素灯HL的光照射对虚设晶圆进行预备加热时虚设晶圆的温度乘以加热时间所得的值进行累计，获得预备加热累计值，当预备加热累计值成为阈值以上时，发出警报。预备加热时的虚设晶圆的温度越高、加热时间越长，预备加热对虚设晶圆造成的损伤就越大，预备加热累计值上升也越多。也就是说，预备加热累计值是理解为表示虚设晶圆的劣化程度的损耗值的指标。根据第1实施方式，热处理装置100的操作者能够认识到虚设晶圆的劣化到达了设定的限界值，从而能够确实地掌握劣化加剧的虚设晶圆。而且，操作者能够通过将该虚设晶圆更换为新的虚设晶圆等来防止劣化加剧的虚设晶圆的误处理。

[0129] ＜第2实施方式＞

[0130] 其次，对本发明的第2实施方式进行说明。第2实施方式的热处理装置100的构成及半导体晶圆W的处理顺序与第1实施方式相同。另外，第2实施方式中的虚设晶圆的管理内容(图11)也与第1实施方式大致相同。第2实施方式与第1实施方式的不同之处在于表示虚设晶圆的劣化程度的损耗值的内容。

[0131] 在第2实施方式中，计算部31对通过来自卤素灯HL的光照射对虚设晶圆进行预备加热时向卤素灯HL的施加电量进行累计，计算出累计所得的施加电力累计值作为损耗值。具体来说，图12中，通过对虚设晶圆维持在预备加热温度T1的时刻t1至时刻t2对卤素灯HL的施加电量进行累计，计算出施加电力累计值。例如，将处理前虚设晶圆的施加电力累计值设为32000，在对该虚设晶圆进行预备加热时对卤素灯HL的施加电量为16000的情况下下，将增加量16000累计到处理前的32000，计算出48000作为新的施加电力累计值。对于该虚设晶圆，将进而对卤素灯HL施加的电量设为16000进行预备加热的情况下，将新的增加量
16000累计到处理前的48000，计算出64000作为新的施加电力累计值。处理前的虚设晶圆的施加电力累计值登记在虚设数据库39中，以由计算部31计算出的新的施加电力累计值对其进行覆写。

[0132] 与第1实施方式同样地，利用控制部3判定由计算部31所计算出的损耗值(在第2实施方式中为施加电力累计值)是否成为预先设定的规定阈值以上。并且，在施加电力累计值成为阈值以上的情况下，警示部32发出警报。另一方面，在所计算出的施加电力累计值未达阈值的情况下，不发出警报，利用搬送机构38将加热处理后的虚设晶圆返还到原本的载具C中。

[0133] 在第2实施方式中，对通过来自卤素灯HL的光照射对虚设晶圆进行预备加热时向卤素灯HL的施加电量进行累计，当累计所得的施加电力累计值成为阈值以上时，发出警报。预备加热时对卤素灯HL的施加电量越大，预备加热对虚设晶圆造成的损伤就越大，施加电力累计值上升也越多。也就是说，施加电力累计值是理解为表示虚设晶圆的劣化程度的损耗值的指标。根据第2实施方式，热处理装置100的操作者能够认识到虚设晶圆的劣化到达了设定的限界值，从而能够确实地掌握劣化加剧的虚设晶圆。而且，操作者能够通过将该虚设晶圆更换为新的虚设晶圆等来防止劣化加剧的虚设晶圆的误处理。

[0134] ＜第3实施方式＞

[0135] 其次，对本发明的第3实施方式进行说明。第3实施方式的热处理装置100的构成及半导体晶圆W的处理顺序与第1实施方式相同。另外，第3实施方式中的虚设晶圆的管理内容(图11)也与第1实施方式大致相同。第3实施方式与第1实施方式的不同之处在于表示虚设晶圆的劣化程度的损耗值的内容。

[0136] 在第3实施方式中，计算部31对通过来自闪光灯FL的闪光照射对虚设晶圆进行闪光加热时闪光灯FL的放电电压进行累计，计算出累计所得的放电电压累计值作为损耗值。从大电容的电容器对闪光灯FL供给电力。在闪光照射前电容器所积蓄的充电电压减去闪光照射后电容器中残留的残留电压的值便是闪光灯FL的放电电压。例如，设为处理前的虚设晶圆的放电电压累计值为8000。并且，设为闪光照射前的电容器的充电电压为4000V，从闪光灯FL照射1.4毫秒的闪光后的电容器的残留电压为3000V，那么闪光灯FL的放电电压成为
4000-3000＝1000V。在该情况下，将增加量1000累计到处理前的放电电压累计值8000，计算出9000作为新的放电电压累计值。对于该虚设晶圆，进而将闪光灯FL的放电电压设为2400进行闪光加热的情况下，将新的增加量2400累计到处理前的9000，计算出11400作为新的放电电压累计值。处理前的虚设晶圆的放电电压累计值登记在虚设数据库39中，以由计算部
31计算出的新的放电电压累计值对其进行覆写。

[0137] 与第1实施方式同样地，利用控制部3判定由计算部31所计算出的损耗值(在第3实施方式中为放电电压累计值)是否成为预先设定的规定阈值以上。并且，在放电电压累计值成为阈值以上的情况下，警示部32发出警报。另一方面，在所计算出的放电电压累计值未达阈值的情况下，不发出警报，利用搬送机构38将加热处理后的虚设晶圆返还到原本的载具C中。

[0138] 在第3实施方式中，对通过来自闪光灯FL的闪光照射对虚设晶圆进行闪光加热时闪光灯FL的放电电压进行累计，当累计所得的放电电压累计值成为阈值以上时，发出警报。闪光加热时的闪光灯FL的放电电压越大，闪光加热对虚设晶圆造成的损伤就越大，放电电压累计值上升也越多。也就是说，放电电压累计值是理解为表示虚设晶圆的劣化程度的损耗值的指标。根据第3实施方式，热处理装置100的操作者能够认识到虚设晶圆的劣化到达了设定的限界值，从而能够确实地掌握劣化加剧的虚设晶圆。而且，操作者能够通过将该虚设晶圆更换为新的虚设晶圆等来防止劣化加剧的虚设晶圆的误处理。

[0139] ＜第4实施方式＞

[0140] 其次，对本发明的第4实施方式进行说明。第4实施方式的热处理装置100的构成及半导体晶圆W的处理顺序与第1实施方式相同。另外，第4实施方式中的虚设晶圆的管理内容(图11)也与第1实施方式大致相同。第4实施方式与第1实施方式的不同之处在于表示虚设晶圆的劣化程度的损耗值的内容。

[0141] 在第4实施方式中，计算部31对通过来自闪光灯FL的闪光照射对虚设晶圆进行闪光加热时虚设晶圆的表面温度乘以闪光的照射时间所得的值进行累计，计算出累计所得的闪光加热累计值作为损耗值。闪光的照射时间为闪光灯FL的发光时间，例如可通过对闪光灯FL进行电力供给的灯电源的线圈常数来进行调整。另外，也可以在将闪光灯FL与电容器相连的电路连接IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，利用该IGBT控制从电容器对闪光灯FL的电荷供给时间，由此对闪光灯FL的发光时间进行调整。例如，设为处理前的虚设晶圆的闪光加热累计值为30000，在通过照射时间1.4毫秒的闪光照射以表面峰值温度1200℃对该虚设晶圆进行闪光加热的情况下，将1200×1.4＝1680累计到处理前的30000，计算出31680作为新的闪光加热累计值。在进而通过照射时间10毫秒的闪光照射以表面峰值温度1000℃对该虚设晶圆进行闪光加热的情况下，将新的增加量
1000×10＝10000累计到处理前的31680，计算出41680作为新的闪光加热累计值。处理前的虚设晶圆的闪光加热累计值登记在虚设数据库39中，以由计算部31计算出的新的闪光加热累计值对其进行覆写。

[0142] 与第1实施方式同样地，利用控制部3判定由计算部31所计算出的损耗值(在第4实施方式中为闪光加热累计值)是否成为预先设定的规定阈值以上。并且，在闪光加热累计值成为阈值以上的情况下，警示部32发出警报。另一方面，在所计算出的闪光加热累计值未达阈值的情况下，不发出警报，利用搬送机构38将加热处理后的虚设晶圆返还到原本的载具C中。

[0143] 在第4实施方式中，对通过来自闪光灯FL的闪光照射对虚设晶圆进行闪光加热时虚设晶圆的表面温度乘以闪光的照射时间所得的值进行累计，当累计所得的闪光加热累计值成为阈值以上时，发出警报。闪光加热时的虚设晶圆的表面温度越高、闪光的照射时间越长，闪光加热对虚设晶圆造成的损伤就越大，闪光加热累计值上升也越多。也就是说，闪光加热累计值是理解为表示虚设晶圆的劣化程度的损耗值的指标。根据第4实施方式，热处理装置100的操作者能够认识到虚设晶圆的劣化到达了设定的限界值，从而能够确实地掌握劣化加剧的虚设晶圆。而且，操作者能够通过将该虚设晶圆更换为新的虚设晶圆等来防止劣化加剧的虚设晶圆的误处理。

[0144] ＜变化例＞

[0145] 以上，对本发明的实施方式进行了说明，但只要不脱离本发明的主旨，除了所述实施方式以外，也可以进行各种变更。例如，也可以通过对第1实施方式至第4实施方式中说明的损耗值进行OR(或)判定来发出警报。也就是说，将对通过来自卤素灯HL的光照射对虚设晶圆进行预备加热时虚设晶圆的温度乘以加热时间所得的值进行累计获得的预备加热累计值设为第1损耗值。将对通过来自卤素灯HL的光照射对虚设晶圆进行预备加热时向卤素灯HL的施加电量进行累计获得的施加电力累计值设为第2损耗值。将对通过来自闪光灯FL的闪光照射对虚设晶圆进行闪光加热时闪光灯FL的放电电压进行累计获得的放电电压累计值设为第3损耗值。进而，将对通过来自闪光灯FL的闪光照射对虚设晶圆进行闪光加热时虚设晶圆的表面温度乘以闪光的照射时间所得的值获得的闪光加热累计值设为第4损耗值。于是，可以在第1损耗值、第2损耗值、第3损耗值、及第4损耗值中的至少一个为阈值以上时由警示部32发出警报。通过像这样增加损耗值的项目，能够以更高的精度确实地掌握劣化加剧的虚设晶圆。

[0146] 另外，也可以在损耗值成为阈值以上的情况下，不仅发出警报，并且停止虚设晶圆的搬送。在虚设晶圆的损耗值成为阈值以上的情况下，也存在虚设晶圆变形的情况，担心导致搬送故障。通过在损耗值成为阈值以上的情况下停止虚设晶圆的搬送，可以将这种搬送故障防范于未然。

[0147] 另外，在第1实施方式中，也可以对将虚设晶圆搬入处理腔室6后至将该虚设晶圆从处理腔室6搬出为止的虚设晶圆的温度进行积分，并对积分所得的值(对图12的晶圆温度以时间进行积分所得的值)进行累计，由此计算出预备加热累计值。同样地，在第2实施方式中，也可以对将虚设晶圆搬入处理腔室6后至将该虚设晶圆从处理腔室6搬出为止的对卤素灯HL的施加电力进行积分，并对积分所得的值进行累计，由此计算出施加电力累计值。

[0148] 另外，在所述实施方式中，使闪光灯罩5具备30根闪光灯FL，但并不限定于此，闪光灯FL的根数可以设为任意数量。另外，闪光灯FL并不限定于氙气闪光灯，也可以是氪气闪光灯。另外，卤素灯罩4所具备的卤素灯HL的根数也不限定于40根，可以设为任意数量。

[0149] 另外，在所述实施方式中，使用灯丝方式的卤素灯HL作为连续发光1秒以上的连续点亮灯对半导体晶圆W进行预备加热，但并不限定于此，也可以代替卤素灯HL，使用放电型的弧灯(例如氙弧灯)作为连续点亮灯来进行预备加热。在该情况下，虚设晶圆的预备加热也是通过来自弧灯的光照射进行的。

[0150] 另外，作为热处理装置100的处理对象的基板并不限定于半导体晶圆，也可以是液晶显示装置等平板显示器使用的玻璃基板或太阳电池用基板。

[0151] [符号说明]

[0152] 3 控制部

[0153] 4 卤素灯罩

[0154] 5 闪光灯罩

[0155] 6 处理腔室

[0156] 7 保持部

[0157] 10 移载机构

[0158] 31 计算部

[0159] 32 警示部

[0160] 33 输入部

[0161] 34 显示部

[0162] 35 磁盘

[0163] 38 搬送机构

[0164] 39 虚设数据库

[0165] 65 热处理空间

[0166] 74 基座

[0167] 100 热处理装置

[0168] 101 装载部

[0169] 120 交接机器人

[0170] 130、140 冷却部

[0171] 150 搬送机器人

[0172] 151a、151b 搬送机器手

[0173] 160 热处理部

[0174] FL 闪光灯

[0175] HL 卤素灯

[0176] W 半导体晶圆

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