TWI853376B - 熱處理裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之目的在於提供一種可抑制尾電流，且同時防止閃光燈之壽命變短之熱處理裝置。 自閃光燈FL對保持於腔室內之半導體晶圓之表面照射閃光，將該半導體晶圓加熱。於閃光燈FL並聯連接有GCT晶閘管196。於自閃光燈FL中開始流動電流起經過特定時間之時點，GCT晶閘管196成為接通狀態，放電電流流動至阻抗較小之GCT晶閘管196側，閃光燈FL中變得不流動電流。藉此，可抑制流動於閃光燈FL中之尾電流。又，可降低對電容器93之充電電壓，防止閃光燈FL之壽命變短。

Description

熱處理裝置

本發明係關於一種藉由對基板照射閃光而加熱該基板之熱處理裝置。成為處理對象之基板包含例如半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、平板顯示器(FPD：flat panel display)用基板、光碟用基板、磁碟用基板或太陽能電池用基板等。

半導體器件之製造製程中，以極短時間加熱半導體晶圓之閃光燈退火(FLA：Flash Lamp Annealing)備受矚目。閃光燈退火為使用氙閃光燈(以下，簡稱為「閃光燈」時，意指氙閃光燈)，對半導體晶圓之表面照射閃光，藉此僅使半導體晶圓之表面於極短時間(數毫秒以下)升溫之熱處理技術。

氙閃光燈之放射分光分佈為自紫外區至近紅外區，波長較先前之鹵素燈短，與矽之半導體晶圓之基礎吸收帶大致一致。藉此，自氙閃光燈對半導體晶圓照射閃光時，透過光較少，可使半導體晶圓急速升溫。此外亦判明，若為數毫秒以下之極短時間之閃光照射，則可僅將半導體晶圓之表面附近選擇性升溫。

此種閃光燈退火使用於需要極短時間之加熱之處理，例如典型而言，注入至半導體晶圓之雜質之活化。若自閃光燈對藉由離子注入法注入有雜質之半導體晶圓之表面照射閃光，則可使該半導體晶圓之表面以極短時間升溫至活化溫度，可不使雜質擴散較深，僅執行雜質活化。

作為使用此種氙閃光燈之熱處理裝置，專利文獻1、2中揭示有一種於閃光燈之發光電路連接絕緣閘雙極電晶體(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)，控制閃光燈之發光之裝置。專利文獻1、2所揭示之裝置中，藉由對IGBT之閘極輸入特定之脈衝信號，而可規定流動於閃光燈之電流之波形，控制燈發光，自由調整閃光燈之發光時間及發光強度。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2009-070948號公報 [專利文獻2]日本專利特開2011-119562號公報

[發明所欲解決之問題]

近年之尖端半導體之製造製程中，為了對應材料或構造之變化，謀求高溫加熱之同時低熱歷程之退火技術。低熱歷程之退火為投入至半導體晶圓之總熱量較少之熱處理。閃光燈退火中，需要將半導體晶圓之表面溫度於更短時間急遽升溫至高溫。因此，必須以更短之照射時間照射強度較強之閃光。

為了照射對應於低熱歷程之閃光，需要於閃光燈中瞬間流動大電流。例如，為了將半導體晶圓之表面以照射時間0.1毫秒之閃光照射升溫600°C以上，需要於閃光燈中瞬間流動4000 A以上之電流。要應對此種大電流，構成閃光燈之發光電路之電路元件之額定電流必須超出4000 A。

然而，組入至專利文獻1、2所揭示之閃光燈之發光電路之IGBT中，不存在可承受4000 A之大電流之元件。因此，無法將IGBT組入至實現對應於低熱歷程之0.1毫秒之照射時間之發光電路中。未將IGBT組入至發光電路中之情形時，流動於閃光燈中之電流之波形成為由電容器及線圈等規定之固定波。即，閃光燈之照射時間由電容器之靜電電容及線圈之電感決定。

但，若由電容器及線圈規定流動於閃光燈中之電流波形，則會產生所謂之尾電流，故即使超過預定之照射時間0.1毫秒，亦於閃光燈中持續流動電流，繼續發光。如此一來，亦超出0.1毫秒繼續加熱半導體晶圓，半導體晶圓之降溫速率降低，阻礙低熱歷程化。

又，即使由電容器及線圈規定流動於閃光燈中之電流波形之情形時，為了流動4000 A之大電流，亦需要增大電容器之電容，或提高對電容器之充電電壓。當增大電容器之電容時，閃光燈之照射時間變長，故為了實現0.1毫秒之極短照射時間，必須減小電容器之電容。藉此，必須以非常高之電壓將電容器充電，施加至閃光燈之放電電壓亦變高。對電容器之充電電壓愈高，閃光燈愈易破損，產生燈壽命亦變短之問題。

本發明係鑑於上述問題而完成者，其目的在於提供一種可抑制尾電流，且防止閃光燈之壽命變短之熱處理裝置。 [解決問題之技術手段]

為解決上述問題，技術方案1之發明係藉由對基板照射閃光而加熱該基板之熱處理裝置，其特徵在於，具備：腔室，其收容基板；保持部，其於上述腔室內保持上述基板；閃光燈，其對保持於上述保持部之上述基板照射閃光；放電電路，其於上述閃光燈中流動電流，使上述閃光燈發光；及控制部，其控制上述放電電路；且上述放電電路包含並聯連接於上述閃光燈之第1開關元件，上述控制部將上述第1開關元件設為導通狀態，停止上述閃光燈之發光。

又，技術方案2之發明根據技術方案1之發明之熱處理裝置，其特徵在於，上述第1開關元件為GCT晶閘管。

又，技術方案3之發明根據技術方案1或技術方案2之發明之熱處理裝置，其特徵在於，上述放電電路進而包含串聯連接於上述閃光燈之第2開關元件，上述控制部將上述第2開關元件設為遮斷狀態，停止上述閃光燈之發光。

又，技術方案4之發明根據技術方案3之發明之熱處理裝置，其特徵在於，上述控制部基於製程參數，選擇使上述第1開關元件或上述第2開關元件中之任一者動作。

又，技術方案5之發明根據技術方案3或技術方案4之發明之熱處理裝置，其特徵在於，上述第2開關元件為GCT晶閘管或IGBT。

又，技術方案6之發明係藉由對基板照射閃光而加熱該基板之熱處理裝置，其特徵在於，具備：腔室，其收容基板；保持部，其於上述腔室內保持上述基板；閃光燈，其對保持於上述保持部之上述基板照射閃光；放電電路，其於上述閃光燈中流動電流，使上述閃光燈發光；及控制部，其控制上述放電電路；且上述放電電路包含串聯連接於上述閃光燈之GCT晶閘管，上述控制部將上述GCT晶閘管設為遮斷狀態，停止上述閃光燈之發光。 [發明之效果]

根據技術方案1至技術方案5之發明，由於將第1開關元件並聯連接於閃光燈，將第1開關元件設為導通狀態，停止閃光燈之發光，故可抑制流動於閃光燈中之尾電流，且降低施加之電壓，防止閃光燈之壽命變短。

尤其，根據技術方案2之發明，由於第1開關元件為GCT晶閘管，故可將閃光燈之放電電流設為大電流。

根據技術方案6之發明，由於將GCT晶閘管串聯連接於閃光燈，將該GCT晶閘管設為遮斷狀態，停止閃光燈之發光，故可抑制流動於閃光燈中之尾電流，且降低施加之電壓，防止閃光燈之壽命變短。

以下，一面參照圖式，一面對本發明之實施形態詳細說明。以下，表示相對或絕對之位置關係之表現(例如「於一方向」、「沿一方向」、「平行」、「正交」、「中心」、「同心」、「同軸」等)只要無特別限制，則不僅嚴格地表示其位置關係，亦表示於公差或獲得同程度之功能之範圍內關於角度或距離相對移位之狀態。又，表示為相等之狀態之表現(例如「相同」、「相等」、「均質」等)只要無特別限制，則不僅定量嚴格地表示相等之狀態，亦表示存在公差或獲得同程度之功能之差之狀態。又，表示形狀之表現(例如「圓形狀」、「四方形狀」、「圓筒形狀」等)只要無特別限制，則不僅幾何上嚴格地表示其形狀，亦表示獲得同程度之效果之範圍之形狀，例如亦可具有凹凸或倒角等。又，「配備」、「具有」、「具備」、「包含」、「含有」構成要件之各表現並非排除其他構成要件之存在之排他性表現。又，「A、B及C中之至少一者」之表現包含「僅A」、「僅B」、「僅C」、「A、B及C中之任意2者」、「A、B及C之全部」。

＜第1實施形態＞ 圖1係顯示本發明之熱處理裝置1之構成之縱剖視圖。圖1之熱處理裝置1係藉由對作為基板之圓板形狀之半導體晶圓W進行閃光照射而加熱該半導體晶圓W之閃光燈退火裝置。成為處理對象之半導體晶圓W之尺寸未特別限定，例如為ϕ300 mm或ϕ450 mm(本實施形態中為ϕ300 mm)。對搬入至熱處理裝置1前之半導體晶圓W注入雜質，藉由熱處理裝置1之加熱處理，執行注入之雜質之活化處理。另，圖1及之後之各圖中，為了容易理解，視需要誇大或簡化描繪各部之尺寸或數量。

熱處理裝置1具備收容半導體晶圓W之腔室6、內置複數個閃光燈FL之閃光加熱部5、及內置複數個鹵素燈HL之鹵素加熱部4。於腔室6之上側設置有閃光加熱部5，且於下側設置有鹵素加熱部4。又，熱處理裝置1於腔室6之內部，具備將半導體晶圓W保持水平姿勢之保持部7、及於保持部7與裝置外部間進行半導體晶圓W之交接之移載機構10。再者，熱處理裝置1具備：控制部3，其控制設置於鹵素加熱部4、閃光加熱部5及腔室6之各動作機構，執行半導體晶圓W之熱處理。

腔室6於筒狀之腔室側部61上下安裝石英製之腔室窗而構成。腔室側部61具有上下開口之大致筒形狀，於上側開口安裝上側腔室窗63並閉塞，於下側開口安裝下側腔室窗64並閉塞。構成腔室6之頂部之上側腔室窗63為由石英形成之圓板形狀構件，作為使自閃光加熱部5出射之閃光透過腔室6內之石英窗發揮功能。又，構成腔室6之地板部之下側腔室窗64亦為由石英形成之圓板形狀構件，作為使來自鹵素加熱部4之光透過腔室6內之石英窗發揮功能。

又，於腔室側部61內側之壁面之上部安裝有反射環68，於下部安裝有反射環69。反射環68、69皆形成圓環狀。上側之反射環68藉由自腔室側部61之上側嵌入而安裝。另一方面，下側之反射環69藉由自腔室側部61之下側嵌入，以省略圖示之螺絲固定而安裝。即，反射環68、69皆為裝卸自如地安裝於腔室側部61之反射環。腔室6之內側空間、即由上側腔室窗63、下側腔室窗64、腔室側部61及反射環68、69包圍之空間規定為熱處理空間65。

藉由於腔室側部61安裝反射環68、69，於腔室6之內壁面形成凹部62。即，形成由腔室側部61之內壁面中未安裝反射環68、69之中央部分、反射環68之下端面及反射環69之上端面包圍之凹部62。凹部62於腔室6之內壁面沿水平方向圓環狀形成，圍繞保持半導體晶圓W之保持部7。腔室側部61及反射環68、69以強度與耐熱性優異之金屬材料(例如不銹鋼)形成。

又，於腔室側部61，形設有用以進行對腔室6搬入及搬出半導體晶圓W之搬送開口部(爐口)66。搬送開口部66可藉由閘閥185開閉。搬送開口部66連通連接於凹部62之外周面。因此，閘閥185打開搬送開口部66時，可進行自搬送開口部66通過凹部62向熱處理空間65搬入半導體晶圓W，及自熱處理空間65搬出半導體晶圓W。又，當閘閥185關閉搬送開口部66時，腔室6內之熱處理空間65成為密閉空間。

再者，於腔室側部61，穿設有貫通孔61a及貫通孔61b。貫通孔61a為用以將自保持於後述之基座74之半導體晶圓W之上表面放射之紅外光引導至上部輻射溫度計25之紅外線感測器29之圓筒狀之孔。另一方面，貫通孔61b為用以將自半導體晶圓W之下表面放射之紅外光引導至下部輻射溫度計20之圓筒狀之孔。貫通孔61a及貫通孔61b以該等之貫通方向之軸與保持於基座74之半導體晶圓W之主面交叉之方式，相對於水平方向傾斜設置。於貫通孔61a之鄰近熱處理空間65側之端部，安裝有使上部輻射溫度計25可測定之波長區域之紅外光透過之包含氟化鈣材料之透明窗26。又，於貫通孔61b之鄰近熱處理空間65側之端部，安裝有使下部輻射溫度計20可測定之波長區域之紅外光透過之包含氟化鋇材料之透明窗21。

又，於腔室6之內壁上部，形設有對熱處理空間65供給處理氣體之氣體供給孔81。氣體供給孔81形設於較凹部62上側位置，亦可設置於反射環68。氣體供給孔81經由於腔室6之側壁內部圓環狀形成之緩衝空間82，連通連接於氣體供給管83。氣體供給管83連接於處理氣體供給源85。又，於氣體供給管83之路徑中途，介插有閥84。當打開閥84時，自處理氣體供給源85對緩衝空間82供給處理氣體。流入至緩衝空間82之處理氣體以於流體阻力小於氣體供給孔81之緩衝空間82內擴散之方式流動，自氣體供給孔81供給至熱處理空間65內。作為處理氣體，可使用例如氮氣(N ₂)等惰性氣體、或氫氣(H ₂)、氨氣(NH ₃)等反應性氣體、或混合有該等之混合氣體(本實施形態中為氮氣)。

另一方面，於腔室6之內壁下部，形設有將熱處理空間65內之氣體排出之氣體排氣孔86。氣體排氣孔86形設於較凹部62下側位置，亦可設置於反射環69。氣體排氣孔86經由於腔室6之側壁內部圓環狀形成之緩衝空間87，連通連接於氣體排氣管88。氣體排氣管88連接於排氣部190。又，於氣體排氣管88之路徑中途，介插有閥89。當打開閥89時，熱處理空間65之氣體自氣體排氣孔86經過緩衝空間87排出至氣體排氣管88。另，氣體供給孔81及氣體排氣孔86亦可沿腔室6之周向設置複數個，亦可為縫隙狀。又，處理氣體供給源85及排氣部190可為設置於熱處理裝置1之機構，亦可為供設置熱處理裝置1之工廠之公共設施。

又，於搬送開口部66之前端，亦連接有排出熱處理空間65內之氣體之氣體排氣管191。氣體排氣管191經由閥192連接於排氣部190。藉由打開閥192，經由搬送開口部66將腔室6內之氣體排出。

圖2係顯示保持部7之整體外觀之立體圖。保持部7於腔室6內保持半導體晶圓W。保持部7具備基台環71、連結部72及基座74而構成。基台環71、連結部72及基座74皆以石英形成。即，保持部7整體以石英形成。

基台環71為自圓環形狀缺失一部分之圓弧形狀之石英構件。該缺失部分係用以防止後述之移載機構10之移載臂11與基台環71之干涉而設置。基台環71藉由載置於凹部62之底面，而支持於腔室6之壁面(參考圖1)。於基台環71之上表面，沿其圓環形狀之周向立設複數個連結部72(本實施形態中為4個)。連結部72亦為石英構件，藉由熔接固著於基台環71。

基座74由設置於基台環71之4個連結部72支持。圖3係基座74之俯視圖。又，圖4係基座74之剖視圖。基座74具備保持板75、導環76及複數個基板支持銷77。保持板75為以石英形成之大致圓形之平板狀構件。保持板75之直徑大於半導體晶圓W之直徑。即，保持板75具有大於半導體晶圓W之平面尺寸。

於保持板75之上表面周緣部，設置有導環76。導環76為具有大於半導體晶圓W之直徑之內徑之圓環形狀之構件。例如，半導體晶圓W之直徑為ϕ300 mm之情形時，導環76之內徑為ϕ320 mm。導環76之內周設為如自保持板75向上方擴大之錐面。導環76以與保持板75相同之石英形成。導環76可熔接於保持板75之上表面，亦可藉由另外加工之銷等固定於保持板75。或者，亦可將保持板75與導環76作為一體之構件加工。

保持板75之上表面中較導環76內側之區域作為保持半導體晶圓W之平面狀之保持面75a。於保持板75之保持面75a，立設有複數個基板支持銷77。本實施形態中，沿與保持面75a之外周圓(導環76之內周圓)為同心圓之圓周上，每隔30°立設有合計12個基板支持銷77。配置有12個基板支持銷77之圓之徑(對向之基板支持銷77間之距離)小於半導體晶圓W之徑，若半導體晶圓W之徑為ϕ300 mm，則為ϕ270 mm～ϕ280 mm(本實施形態中為ϕ270 mm)。各個基板支持銷77以石英形成。複數個基板支持銷77可藉由熔接設置於保持板75之上表面，亦可與保持板75加工成一體。

返回至圖2，立設於基台環71之4個連結部72與基座74之保持板75之周緣部藉由熔接而固著。即，基座74與基台環71藉由連結部72固定連結。藉由將此種保持部7之基台環71支持於腔室6之壁面，將保持部7安裝於腔室6。於保持部7安裝於腔室6之狀態下，基座74之保持板75成為水平姿勢(法線與鉛直方向一致之姿勢)。即，保持板75之保持面75a成為水平面。

搬入至腔室6之半導體晶圓W以水平姿勢載置並保持於安裝於腔室6之保持部7之基座74上。此時，半導體晶圓W藉由立設於保持板75上之12個基板支持銷77而被支持，保持於基座74。更嚴格而言，12個基板支持銷77之上端部與半導體晶圓W之下表面接觸，支持該半導體晶圓W。由於12個基板支持銷77之高度(自基板支持銷77之上端至保持板75之保持面75a之距離)均一，故可藉由12個基板支持銷77，以水平姿勢支持半導體晶圓W。

又，半導體晶圓W自保持板75之保持面75a隔出特定之間隔由複數個基板支持銷77支持。導環76之厚度大於基板支持銷77之高度。因此，利用導環76，防止由複數個基板支持銷77支持之半導體晶圓W於水平方向之位置偏移。

又，如圖2及圖3所示，於基座74之保持板75，上下貫通形成開口部78。開口部78係為了接收下部輻射溫度計20自半導體晶圓W之下表面放射之放射光(紅外光)而設置。即，下部輻射溫度計20經由開口部78及安裝於腔室側部61之貫通孔61b之透明窗21，接收自半導體晶圓W之下表面放射之光，而測定該半導體晶圓W之溫度。再者，於基座74之保持板75，穿設有後述之移載機構10之舉升銷12為了交接半導體晶圓W而貫通之4個貫通孔79。

圖5係移載機構10之俯視圖。又，圖6係移載機構10之側視圖。移載機構10具備2條移載臂11。移載臂11設為如大致沿圓環狀之凹部62之圓弧形狀。於各個移載臂11立設有2條舉升銷12。移載臂11及舉升銷12以石英形成。各移載臂11可利用水平移動機構13轉動。水平移動機構13使一對移載臂11於進行相對保持部7移載半導體晶圓W之移載動作位置(圖5之實線位置)、及與保持於保持部7之半導體晶圓W於俯視時不重合之退避位置(圖5之二點劃線位置)間水平移動。作為水平移動機構13，可為藉由個別之馬達使各移載臂11分別轉動之水平移動機構，亦可為使用連桿機構並藉由1個馬達使一對移載臂11連動轉動之水平移動機構。

又，一對移載臂11藉由升降機構14與水平移動機構13一起升降移動。若升降機構14使一對移載臂11上升至移載動作位置，則合計4條舉升銷12通過穿設於基座74之貫通孔79(參考圖2、3)，舉升銷12之上端自基座74之上表面突出。另一方面，升降機構14使一對移載臂11下降至移載動作位置，自貫通孔79抽出舉升銷12，若水平移動機構13以打開一對移載臂11之方式移動，則各移載臂11移動至退避位置。一對移載臂11之退避位置於保持部7之基台環71之正上方。由於基台環71載置於凹部62之底面，故移載臂11之退避位置成為凹部62之內側。另，亦於設置有移載機構10之驅動部(水平移動機構13及升降機構14)之部位附近，設置有省略圖示之排氣機構，以將移載機構10之驅動部周邊之氛圍氣體排出至腔室6外部之方式構成。

返回至圖1，於腔室6，設置有上部輻射溫度計25及下部輻射溫度計20之2個輻射溫度計(本實施形態中為高溫計)。上部輻射溫度計25設置於保持於基座74之半導體晶圓W之斜上方，接收自該半導體晶圓W之上表面放射之紅外光，測定上表面之溫度。上部輻射溫度計25之紅外線感測器29具備InSb(銦銻)之光學元件，以可應對照射閃光之瞬間之半導體晶圓W之上表面之急遽之溫度變化。另一方面，下部輻射溫度計20設置於保持於基座74之半導體晶圓W之斜下方，接收自該半導體晶圓W之下表面放射之紅外光，測定下表面之溫度。

設置於腔室6上方之閃光加熱部5構成為於外殼51之內側，具備包含複數條(本實施形態中為30條)氙閃光燈FL之光源、與以覆蓋其光源之上方之方式設置之反射器52。閃光燈FL對保持於保持部7之半導體晶圓W照射閃光。又，於閃光加熱部5之外殼51之底部，安裝有燈光放射窗53。構成閃光加熱部5之地板部之燈光放射窗53為由石英形成之板狀之石英窗。藉由將閃光加熱部5設置於腔室6之上方，燈光放射窗53與上側腔室窗63相對向。閃光燈FL自腔室6之上方經由燈光放射窗53及上側腔室窗63對熱處理空間65照射閃光。

複數個閃光燈FL分別為具有長型圓筒形狀之棒狀燈，以各自之長邊方向沿保持於保持部7之半導體晶圓W之主面(即沿水平方向)互相平行之方式平面狀排列。藉此，藉由閃光燈FL之排列形成之平面亦為水平面。

圖8係顯示第1實施形態之閃光燈FL之放電電路之圖。該放電電路於閃光燈FL中流動電流，使閃光燈FL發光。如圖8所示，電容器93、線圈94、閃光燈FL及GCT(Gate Commutated Turn off：閘極換向斷開)晶閘管96串聯連接。即，第1實施形態中，GCT晶閘管96串聯連接於閃光燈FL。

閃光燈FL具備：棒狀之玻璃管(放電管)92，其內部封入有氙氣，於其兩端部配設有陽極及陰極；及觸發電極91，其附設於該玻璃管92之外周面上。對於電容器93，藉由電源單元95施加特定之電壓，充電與其施加電壓(充電電壓)對應之電荷。又，可自省略圖示之觸發電路對觸發電極91施加高電壓。觸發電路對觸發電極91施加電壓之時序由控制部3控制。

線圈94為於放電電路產生急遽之電流變化時，對抗其變化之被動元件。又，圖8中，雖與閃光燈FL串聯設置有浮動電阻98，但其並非作為元件設置，而為於電路中不可避免地產生之電阻。

GCT晶閘管96為改良GTO(Gate Turn Off：閘極斷開)晶閘管之閘極之晶閘管。藉此，GCT晶閘管96與GTO晶閘管同樣，具有藉由對閘極賦予負信號而自接通狀態轉移至斷開狀態之自消弧功能。又，GCT晶閘管96具有當對閘極賦予正信號時自斷開狀態轉移至接通狀態之功能，作為晶閘管之基本功能。即，GCT晶閘管96藉由賦予閘極之信號而接通斷開。藉由GCT晶閘管96接通斷開，將流動於閃光燈FL之電流接通斷開。又，GCT晶閘管96謀求高耐壓化且高電流化，可施加6000 V以上之電壓，且可流動直至6000 A之電流。

於電容器93已充電之狀態下，GCT晶閘管96成為接通狀態，即使對玻璃管92之兩端電極施加高電壓，由於氙氣為電性絕緣體，故通常狀態下亦不於玻璃管92內流動電。然而，對觸發電極91施加高電壓而破壞絕緣之情形時，藉由兩端電極間之放電，於玻璃管92內瞬間流動電流，藉由此時之氙原子或分子之激發而放射光。

第1實施形態中，由於於閃光燈FL串聯連接有GCT晶閘管96，故GCT晶閘管96成為斷開狀態時，產生因急遽之電流變化而於線圈94朝反方向瞬間產生大電壓之線圈電湧。由於有因此種線圈電湧所致之高電壓破壞其他電路元件之虞，故如圖8所示，於第1實施形態之放電電路，以吸收線圈電湧所致之高電壓之方式設置有再生二極體97。由該再生二極體97保護放電電路中之元件免受線圈電湧。

如圖8所示之放電電路個別設置於閃光加熱部5上設置之複數個閃光燈FL之各者。本實施形態中，由於30根閃光燈FL平面狀排列，故與其對應，如圖8所示，設置有30個放電電路。藉此，流動於30根閃光燈FL之各者之電流藉由對應之GCT晶閘管96個別地接通斷開。

又，返回至圖1，反射器52以覆蓋其等整體之方式設置於複數個閃光燈FL之上方。反射器52之基本功能為將自複數個閃光燈FL出射之閃光反射至熱處理空間65側。反射器52以鋁合金板形成，其表面(鄰近閃光燈FL側之面)藉由噴砂處理而實施粗面化加工。

設置於腔室6下方之鹵素加熱部4於外殼41之內側內置有複數條(本實施形態中為40條)鹵素燈HL。鹵素加熱部4為利用複數個鹵素燈HL，自腔室6之下方經由下側腔室窗64進行對熱處理空間65之光照射，加熱半導體晶圓W之光照射部。

圖7係顯示複數個鹵素燈HL之配置之俯視圖。40條鹵素燈HL分為上下2層配置。於靠近保持部7之上層配設有20條鹵素燈HL，且於較上層遠離保持部7之下層亦配設有20條鹵素燈HL。各鹵素燈HL為具有長型之圓筒形狀之棒狀燈。上層、下層皆為20條之鹵素燈HL以各自之長邊方向沿保持於保持部7之半導體晶圓W之主面(即沿水平方向)互相平行之方式排列。藉此，上層、下層藉由鹵素燈HL之排列形成之平面皆為水平面。

又，如圖7所示，上層、下層皆為相較於與保持於保持部7之半導體晶圓W之中央部對向之區域，與周緣部對向之區域之鹵素燈HL之配設密度更高。即，上下層皆為相較於燈排列之中央部，周緣部之鹵素燈HL之配設間距更短。因此，利用來自鹵素加熱部4之光照射之加熱時，可進行對易產生溫度降低之半導體晶圓W之周緣部照射更多光量。

又，包含上層之鹵素燈HL之燈群與包含下層之鹵素燈HL之燈群以點陣狀交叉之方式排列。即，以配置於上層之20條鹵素燈HL之長邊方向與配置於下層之20條鹵素燈HL之長邊方向互相正交之方式，配設有合計40條鹵素燈HL。

鹵素燈HL為藉由對配設於玻璃管內部之燈絲通電，使燈絲白熱化而發光之燈絲方式之光源。於玻璃管之內部，封入有對氮氣或氬氣等惰性氣體導入有微量之鹵元素(碘、溴等)之氣體。藉由導入鹵元素，可抑制燈絲折損，且將燈絲之溫度設定為高溫。因此，鹵素燈HL具有較通常之白熾燈壽命長且可連續照射強光之特性。即，鹵素燈HL為至少連續1秒以上發光之連續點亮燈。又，由於鹵素燈HL為棒狀燈，故壽命長，藉由將鹵素燈HL沿水平方向配置，對上方之半導體晶圓W之放射效率優異。

又，於鹵素加熱部4之外殼41內，亦於2層鹵素燈HL之下側設置有反射器43(圖1)。反射器43將自複數個鹵素燈HL出射之光反射至熱處理空間65側。

控制部3控制設置於熱處理裝置1之上述各種動作機構。圖9係顯示控制部3之構成之方塊圖。作為控制部3之硬體之構成與一般之電腦相同。即，控制部3具備進行各種運算處理之電路即CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)、記憶基本程式之讀出專用記憶體即ROM(Read Only Memory：唯讀記憶體)、記憶各種資訊之讀寫自如之記憶體即RAM(Random Access Memory：隨機存取記憶體)及記憶控制用軟體或資料等之記憶部34(例如磁碟)。藉由控制部3之CPU執行特定之處理程式而進行熱處理裝置1之處理。

於控制部3之記憶部34，記憶有規定處理半導體晶圓W之順序及條件之處理製程參數35。處理製程參數35例如藉由裝置之操作員經由後述之輸入部32輸入並記憶於記憶部34，而由熱處理裝置1取得。或者，亦可自管理複數個熱處理裝置1之主機電腦藉由通信將處理製程參數35交接至熱處理裝置1，並記憶於記憶部34。

於控制部3電性連接有GCT晶閘管96等要件。控制部3例如按照處理製程參數35之內容，控制閃光燈FL之放電電路。具體而言，控制部3控制賦予GCT晶閘管96之閘極之信號，將GCT晶閘管96切換成接通狀態(導通狀態)或斷開狀態(遮斷狀態)。

又，於控制部3連接有顯示部33及輸入部32。顯示部33及輸入部32作為熱處理裝置1之使用者介面發揮功能。控制部3將各種資訊顯示於顯示部33。熱處理裝置1之操作員一面確認顯示於顯示部33之資訊，一面自輸入部32輸入各種指令或製程參數。作為輸入部32，可使用例如鍵盤或滑鼠。作為顯示部33，可使用例如液晶顯示器。本實施形態中，作為顯示部33及輸入部32，採用設置於熱處理裝置1之外壁之液晶之觸控面板，同時具有兩方之功能。

為了防止於半導體晶圓W之熱處理時，由鹵素燈HL及閃光燈FL產生之熱能所致之鹵素加熱部4、閃光加熱部5及腔室6過度之溫度上升，熱處理裝置1除上述構成以外，具備各種冷卻用構造。例如，於腔室6之壁體，設置有水冷管(省略圖示)。又，鹵素加熱部4及閃光加熱部5成為於內部形成氣體流並排熱之空冷構造。又，亦對上側腔室窗63與燈光放射窗53之間隙供給空氣，將閃光加熱部5及上側腔室窗63冷卻。

接著，針對熱處理裝置1之處理動作進行說明。成為處理對象之半導體晶圓W為利用離子注入法添加有雜質(離子)之半導體基板。該雜質之活化藉由熱處理裝置1之閃光照射加熱處理(退火)而執行。以下說明之熱處理裝置1之處理順序藉由控制部3控制熱處理裝置1之各動作機構而進行。

首先，將用以供氣之閥84打開，且將排氣用閥89、192打開，開始對腔室6內供排氣。當打開閥84時，自氣體供給孔81對熱處理空間65供給氮氣。又，當打開閥89時，將腔室6內之氣體自氣體排氣孔86排出。藉此，自腔室6內之熱處理空間65之上部供給之氮氣向下方流動，自熱處理空間65之下部排出。

又，藉由打開閥192，將腔室6內之氣體亦自搬送開口部66排出。再者，藉由省略圖示之排氣機構，亦將移載機構10之驅動部周邊之氛圍氣體排出。另，於熱處理裝置1對半導體晶圓W熱處理時，將氮氣繼續供給至熱處理空間65，其供給量根據處理步驟而適當變更。

接著，閘閥185打開，打開搬送開口部66，藉由裝置外部之搬送機器人，經由搬送開口部66將成為處理對象之半導體晶圓W搬入至腔室6內之熱處理空間65。此時，有隨著半導體晶圓W之搬入而捲入裝置外部之氛圍之虞，但由於對腔室6持續供給氮氣，故自搬送開口部66流出氮氣，可將此種外部氛圍之捲入抑制為最小限度。

藉由搬送機器人搬入之半導體晶圓W進出，停止於保持部7之正上方位置。且，移載機構10之一對移載臂11自退避位置水平移動至移載動作位置並上升，藉此，舉升銷12通過貫通孔79自基座74之保持板75之上表面突出，接收半導體晶圓W。此時，舉升銷12上升至較基板支持銷77之上端更上方。

將半導體晶圓W載置於舉升銷12後，搬送機器人自熱處理空間65退出，藉由閘閥185將搬送開口部66關閉。且，藉由一對移載臂11下降，將半導體晶圓W自移載機構10交接至保持部7之基座74，以水平姿勢自下方保持。半導體晶圓W由立設於保持板75上之複數個基板支持銷77支持，保持於基座74。又，半導體晶圓W將形成圖案並注入雜質之表面作為上表面，保持於保持部7。於由複數個基板支持銷77支持之半導體晶圓W之背面(與表面為相反側之主面)與保持板75之保持面75a之間，形成特定之間隔。下降至基座74下方之一對移載臂11藉由水平移動機構13退避至退避位置，即凹部62之內側。

將半導體晶圓W藉由以石英形成之保持部7之基座74以水平姿勢自下方保持後，鹵素加熱部4之40條鹵素燈HL同時點亮，開始預備加熱(輔助加熱)。自鹵素燈HL出射之鹵素光透過以石英形成之下側腔室窗64及基座74，照射至半導體晶圓W之下表面。藉由接收來自鹵素燈HL之光照射，將半導體晶圓W預備加熱，溫度上升。另，由於移載機構10之移載臂11退避至凹部62之內側，故不會成為鹵素燈HL之加熱之障礙。

進行鹵素燈HL之預備加熱時，藉由下部輻射溫度計20測定半導體晶圓W之溫度。即，下部輻射溫度計20通過透明窗21，接收自保持於基座74之半導體晶圓W之下表面經由開口部78放射之紅外光，測定升溫中之晶圓溫度。測定之半導體晶圓W之溫度傳遞至控制部3。控制部3一面監視藉由來自鹵素燈HL之光照射升溫之半導體晶圓W之溫度是否達到特定之預備加熱溫度T1，一面控制鹵素燈HL之輸出。即，控制部3基於下部輻射溫度計20之測定值，以半導體晶圓W之溫度成為預備加熱溫度T1之方式，反饋控制鹵素燈HL之輸出。如此，下部輻射溫度計20為用於預備加熱時之半導體晶圓W之溫度控制之輻射溫度計。預備加熱溫度T1無添加於半導體晶圓W之雜質因熱而擴散之虞，設為200°C至800°C左右，較佳為350°C至600°C左右(本實施形態中為400°C)。

半導體晶圓W之溫度達到預備加熱溫度T1後，控制部3將半導體晶圓W暫時維持於其預備加熱溫度T1。具體而言，於藉由下部輻射溫度計20測定之半導體晶圓W之溫度達到預備加熱溫度T1之時點，控制部3調整鹵素燈HL之輸出，將半導體晶圓W之溫度大致維持於預備加熱溫度T1。

藉由進行此種鹵素燈HL之預備加熱，將半導體晶圓W整體均一升溫至預備加熱溫度T1。於鹵素燈HL之預備加熱階段，有更易產生散熱之半導體晶圓W之周緣部之溫度較中央部降低之傾向，但鹵素加熱部4之鹵素燈HL之配設密度係相較於與半導體晶圓W之中央部對向之區域，與周緣部對向之區域更高。因此，照射至易產生散熱之半導體晶圓W之周緣部之光量變多，可使預備加熱階段之半導體晶圓W之面內溫度分佈均一。

於半導體晶圓W之溫度達到預備加熱溫度T1，並經過特定時間之時點，閃光燈FL對半導體晶圓W之表面進行閃光照射。此時，自閃光燈FL放射之閃光之一部分直接朝向腔室6內，其他一部分暫時由反射器52反射後朝向腔室6內，藉由該等閃光之照射進行半導體晶圓W之閃光加熱。

閃光燈FL進行閃光照射時，電源單元95預先將特定之充電電壓施加至電容器93，將電荷累積於電容器93。累積於電容器93之電荷量由電容器93之靜電電容C與電源單元95之充電電壓V之積規定。

於電容器93中累積有電荷之狀態下，藉由控制部3之控制，對GCT晶閘管96之閘極賦予正信號，GCT晶閘管96成為接通狀態。又，與GCT晶閘管96接通之時序同步，藉由控制部3之控制，對觸發電極91施加高電壓(觸發電壓)。於電容器93中累積有電荷之狀態下，GCT晶閘管96成為接通狀態，且與GCT晶閘管96接通之時序同步，對觸發電極91施加高電壓，藉此而於玻璃管92內之兩端電極間流動電流，藉由此時之氙原子或分子之激發而放射光，閃光燈FL出射閃光。如此，閃光加熱部5之30根閃光燈FL發光，對保持於保持部7之半導體晶圓W之表面照射閃光，將半導體晶圓W之表面加熱。

圖10係顯示流動於第1實施形態之閃光燈FL中之電流之圖。GCT晶閘管96成為接通狀態之同時，電流開始於閃光燈FL中流動。GCT晶閘管96成為接通狀態期間之閃光燈FL中流動之電流之波形由電容器93之靜電電容C、線圈94之電感L及充電電壓V等規定。本實施形態中，流動於閃光燈FL中之電流之最大值I _MAX約為4000 A。

第1實施形態中，於GCT晶閘管96成為接通狀態，開始於閃光燈FL中流動電流起經過0.1毫秒之時刻t1，藉由控制部3之控制，對GCT晶閘管96之閘極賦予負信號，GCT晶閘管96成為斷開狀態。藉由GCT晶閘管96成為斷開狀態，將流動於閃光燈FL中之放電電流強制性遮斷，停止閃光燈FL之發光。

圖10之時刻t1之後虛線所示者為未設置GCT晶閘管96，使閃光燈FL發光時之閃光燈FL中流動之電流之波形。如圖10中虛線所示，未設置GCT晶閘管96之情形時，不將流動於閃光燈FL中之電流強制性遮斷，故尾電流經歷比較長之時間持續流動。因此，時刻t1之後亦持續加熱半導體晶圓W之表面，閃光照射後之半導體晶圓W之降溫速率降低，阻礙低熱歷程化。

圖10之時刻t1之後實線所示者為GCT晶閘管96成為斷開狀態時之本實施形態之電流變化。藉由GCT晶閘管96成為斷開狀態，將流動於晶閘管FL中之電流強制性遮斷，與圖10之虛線相比，可顯著抑制尾電流。藉此，GCT晶閘管96成為斷開狀態之時刻t1之後，幾乎不會加熱半導體晶圓W，可降低半導體晶圓W之投入總熱量，實現低熱歷程之退火。又，亦可提高時刻t1之後之半導體晶圓W之降溫速率。

但，第1實施形態中，GCT晶閘管96成為斷開狀態時，有造成因急遽之電流變化而於線圈94朝反方向瞬間產生大電壓之線圈電湧之虞。因此，以吸收線圈電湧所致之高電壓之方式，於第1實施形態之放電電路設置有再生二極體97(圖8)。藉由設置再生二極體97，可保護放電電路中之元件免受線圈電湧，但由於GCT晶閘管96成為斷開狀態後，亦於再生二極體97及閃光燈FL中流動線圈94中產生之電壓所致之電流，故如圖10所示，將會殘留些許尾電流。

藉由流動如圖10所示之波形之電流，閃光燈FL發光，而自閃光燈FL對半導體晶圓W之表面照射0.1毫秒左右照射時間之閃光，其表面瞬間升溫至處理溫度T2後急速降溫。本實施形態中，處理溫度T2為1000°C。即，本實施形態中，藉由於閃光燈FL中瞬間流動最大4000 A之大電流，以照射時間0.1毫秒左右之閃光照射，將半導體晶圓W之表面升溫約600°C。藉此，可抑制因注入至半導體晶圓W之雜質之因熱所致之擴散，且一面進行該雜質之活化。

自停止對閃光燈FL之電流供給經過特定時間後，鹵素燈HL熄滅。藉此，半導體晶圓W自預備加熱溫度T1急速降溫。由下部輻射溫度計20測定降溫中之半導體晶圓W之溫度，將其測定結果傳遞至控制部3。控制部3根據下部輻射溫度計20之測定結果，監視半導體晶圓W之溫度是否降溫至特定溫度。而後，半導體晶圓W之溫度降溫至特定以下後，移載機構10之一對移載臂11再次自退避位置水平移動至移載動作位置並上升，藉此，舉升銷12自基座74之上表面突出，自基座74接收熱處理後之半導體晶圓W。接著，將由閘閥185關閉之搬送開口部66打開，將載置於舉升銷12上之半導體晶圓W由裝置外部之搬送機器人搬出，熱處理裝置1對半導體晶圓W之加熱處理完成。

第1實施形態中，將GCT晶閘管96串聯連接於閃光燈FL。且，於電流開始流動於閃光燈FL中起經過特定時間之時點，GCT晶閘管96成為斷開狀態，將流動於閃光燈FL之電流強制性遮斷。藉此，可抑制流動於閃光燈FL中之尾電流，其結果可提高半導體晶圓W之降溫速率，且同時降低半導體晶圓W之投入總熱量，實現低熱歷程之退火。若可提高半導體晶圓W之降溫速率，實現低熱歷程化，則可抑制雜質之非活化。

未設置GCT晶閘管96之情形時，為了於閃光燈FL中流動4000 A之大電流，且將閃光燈FL之照射時間設為0.1毫秒之極短時間，需要減小電容器93之靜電電容C，另一方面，使充電電壓V非常高。如已述，當充電電壓V變高時，閃光燈FL之燈壽命變短。

第1實施形態中，由於藉由GCT晶閘管96將流動於閃光燈FL中之電流強制性遮斷，故即使增大電容器93之電容C，亦可將閃光燈FL之照射時間設為0.1毫秒。若可增大電容器93之電容C，則即使降低充電電壓V，亦可將閃光燈FL中流動4000 A之電流所需之能量投入至閃光燈FL中。若可降低充電電壓V，則可防止閃光燈FL之壽命變短。

又，第1實施形態中，於與專利文獻1、2所揭示之電路中之IGBT相同之位置，設置有GCT晶閘管96。此意指只要將設置於先前之熱處理裝置之放電電路之IGBT置換成GCT晶閘管，即可不變更其他電路元件而獲得本發明之熱處理裝置。

又，第1實施形態中，電流開始於閃光燈FL中流動起經過0.1毫秒後，將GCT晶閘管96設為斷開狀態，但將GCT晶閘管96設為斷開狀態之時序可以製程參數35指定。控制部3於電流開始於閃光燈FL中流動後經過製程參數35所指定之時間之時點，將GCT晶閘管96設為斷開狀態。藉此，藉由變更製程參數35之內容，既可使自電流開始於閃光燈FL中流動至GCT晶閘管96成為斷開狀態之時間短於0.1毫秒，亦可使之長於0.1毫秒。

再者，第1實施形態中，GCT晶閘管96成為斷開狀態後，電容器93中殘留未消耗之電荷。因此，可縮短用於下個閃光照射之電容器93之充電時間，結果可提高熱處理裝置1之輸送量。

＜第2實施形態＞ 接著，針對本發明之第2實施形態進行說明，第2實施形態之熱處理裝置之整體構成與第1實施形態(圖1)大致相同。又，第2實施形態之半導體晶圓W之處理順序亦與第1實施形態大致相同。第1實施形態中，GCT晶閘管96串聯連接於閃光燈FL，但第2實施形態中，GCT晶閘管並聯連接於閃光燈FL。

圖11係顯示第2實施形態之閃光燈FL之放電電路之圖。同圖中，對與第1實施形態(圖8)相同之要件標注相同符號。第2實施形態中，圖11之放電電路於閃光燈FL中流動電流，使閃光燈FL發光。如圖11所示，電容器93、線圈94及閃光燈FL串聯連接。且，第2實施形態中，GCT晶閘管196並聯連接於閃光燈FL。

圖11之放電電路中，將GCT晶閘管196設為斷開狀態時，亦未產生線圈電湧，故無需再生二極體。但，圖11所示之放電電路中，有可能根據電路常數，將GCT晶閘管196設為接通狀態時產生振盪，故設置有防振盪二極體197。除將GCT晶閘管196並聯連接於閃光燈FL，及設置防振盪二極體197外，第2實施形態之剩餘構成與第1實施形態相同。

第2實施形態中，亦於閃光燈FL進行閃光照射時，電源單元95預先將特定之充電電壓施加至電容器93，將電荷累積於電容器93中。且，於電容器93中累積有電荷之狀態下，藉由控制部3之控制，對觸發電極91施加高電壓，藉此，閃光燈FL開始發光，放射閃光。自閃光燈FL放射之閃光照射至半導體晶圓W之表面，將半導體晶圓W加熱。

圖12係顯示流動於第2實施形態之閃光燈FL中之電流之圖。第2實施形態中，與對觸發電極91施加高電壓之同時，開始於閃光燈FL中流動電流。此時，GCT晶閘管196為斷開狀態。GCT晶閘管196成為斷開狀態期間之閃光燈FL中流動之電流之波形由電容器93之靜電電容C、線圈94之電感L及充電電壓V等規定。第2實施形態中，流動於閃光燈FL中之電流之最大值I _MAX亦約為4000 A。

第2實施形態中，於自電流開始流動於閃光燈FL中起經過0.1毫秒之時刻t1，藉由控制部3之控制，對GCT晶閘管196之閘極賦予正信號，GCT晶閘管196成為接通狀態。藉由GCT晶閘管196成為接通狀態，流動於閃光燈FL中之放電電流流動至阻抗較小之GCT晶閘管196側。藉此，不於閃光燈FL中流動電流，停止閃光燈FL之發光。

與圖10相同，圖12之時刻t1之後虛線所示者為未設置GCT晶閘管196，使閃光燈FL發光時之閃光燈FL中流動之電流之波形。如圖12中虛線所示，未設置GCT晶閘管196之情形時，尾電流經歷比較長之時間持續於閃光燈FL中流動。

圖12之時刻t1之實線所示者為GCT晶閘管196成為接通狀態時之電流變化。藉由GCT晶閘管196成為接通狀態，不於閃光燈FL中流動電流，藉此與圖12之虛線相比，可明顯抑制尾電流。藉此，GCT晶閘管196成為接通狀態之時刻t1之後，幾乎不加熱半導體晶圓W，可降低半導體晶圓W之投入總熱量，實現低熱歷程之退火。又，亦可提高時刻t1之後之半導體晶圓W之降溫速率。

第2實施形態中，由於未設置再生二極體，故如圖12所示，可完全遮斷尾電流。另，第2實施形態中，雖設置有防止將GCT晶閘管196設為接通狀態時之電路之振盪之防振盪二極體197，但該防振盪二極體197不會對電流波形帶來影響。

藉由流動如圖12所示之波形之電流而閃光燈FL發光，而自閃光燈FL對半導體晶圓W之表面照射0.1毫秒左右之照射時間之閃光，其表面瞬間升溫至處理溫度T2後急速降溫。第2實施形態中，處理溫度T2為1000°C。即，第2實施形態中，亦藉由於閃光燈FL中瞬間流動最大4000 A之大電流，而以照射時間0.1毫秒左右之閃光照射，將半導體晶圓W之表面升溫約600°C。

第2實施形態中，於閃光燈FL並聯連接有GCT晶閘管196。且，於自閃光燈FL中開始流動電流起經過特定時間之時點，GCT晶閘管196成為接通狀態，停止電流於閃光燈FL中之流動。藉此，可抑制流動於閃光燈FL中之尾電流，其結果可提高半導體晶圓W之降溫速率，且降低半導體晶圓W之投入總熱量，實現低熱歷程之退火。

尤其，如比較圖10與圖12而明瞭，第1實施形態中，殘留些許尾電流，相對於此，第2實施形態中，可完全消除尾電流。因此，第2實施形態中，可進行更低熱歷程之退火。

又，第2實施形態中，因GCT晶閘管196而未於閃光燈FL中流動電流，故即使增大電容器93之電容C，亦可將閃光燈FL之照射時間設為0.1毫秒。若可增大電容器93之電容C，則即使降低充電電壓V，亦可將閃光燈FL中流動4000 A之電流所需之能量投入至閃光燈FL中。若可降低充電電壓V，則可防止閃光燈FL之壽命變短。

另一方面，第2實施形態中，需要與閃光燈FL側之阻抗相比充分縮小GCT晶閘管196側之阻抗。因此，為了降低阻抗，必須盡可能縮短連接於GCT晶閘管196之電纜。因此，第2實施形態中，與第1實施形態相比，GCT晶閘管196之設置位置受限制。

又，將GCT晶閘管196並聯連接於閃光燈FL之第2實施形態中，可能根據將GCT晶閘管196設為接通狀態之時序，於GCT晶閘管196中流動超出額定之電流(超出6000 A之電流)。因此，第1實施形態中，可以製程參數35自由設定將GCT晶閘管96設為斷開狀態之時序，相對於此，第2實施形態中，將GCT晶閘管196設為接通狀態之時序受限制。

再者，第2實施形態中，由於GCT晶閘管196成為接通狀態，於GCT晶閘管196側流動電流，故累積於電容器93之電荷將全部消耗。即，完全不會於電容器93中殘留電荷。因此，與第1實施形態相比，用於下個閃光照射之電容器93之充電時間變長。

＜第3實施形態＞ 接著，針對本發明之第3實施形態進行說明，第3實施形態之熱處理裝置之整體構成與第1實施形態(圖1)大致相同。又，第3實施形態之半導體晶圓W之處理順序亦與第1實施形態大致相同。第3實施形態中，於閃光燈FL串聯及並聯連接有GCT晶閘管。

圖13係顯示第3實施形態之閃光燈FL之放電電路之圖。同圖中，對與第1實施形態(圖8)及第2實施形態(圖11)相同之要件標注相同符號。第3實施形態之放電電路成為合併第1實施形態與第2實施形態之構成。即，第3實施形態中，於閃光燈FL串聯連接有GCT晶閘管96，且並聯連接有GCT晶閘管196。

第3實施形態中，控制部3基於製程參數35之指定，選擇使GCT晶閘管96或GCT晶閘管196中之任一者動作。控制部3選擇使串聯連接於閃光燈FL之GCT晶閘管96動作之情形時，執行與第1實施形態相同之動作。即，於自閃光燈FL中開始流動電流起經過特定時間之時點，GCT晶閘管96成為斷開狀態，將流動於閃光燈FL中之電流強制性遮斷。

另一方面，控制部3選擇使並聯連接於閃光燈FL之GCT晶閘管196動作之情形時，執行與第2實施形態相同之動作。即，於自閃光燈FL中開始流動電流起經過特定時間之時點，GCT晶閘管196成為接通狀態，停止電流於閃光燈FL中之流動。第1實施形態及第2實施形態中分別具有特點，第3實施形態中，可選擇對應於狀況之適當之特點而活用。

又，第3實施形態中，控制部3亦可選擇使GCT晶閘管96及GCT晶閘管196之兩方動作。即，亦可於自閃光燈FL中開始流動電流起經過特定時間之時點，GCT晶閘管96成為斷開狀態，且GCT晶閘管196成為接通狀態。即使如此，亦與第1及第2實施形態同樣，可抑制尾電流，且防止閃光燈FL之壽命變短。

＜變化例＞ 以上，已針對本發明之實施形態進行說明，但本發明只要不脫離其主旨，則可除上述以外進行各種變更。例如，第2實施形態中，於閃光燈FL並聯連接有GCT晶閘管196，但亦可取而代之，於閃光燈FL並聯連接IGBT。即，只要為藉由輸入之信號，將接通斷開之開關元件並聯連接於閃光燈FL之形態即可。藉此，與第2實施形態同樣，於自閃光燈FL中開始流動電流起經過特定時間之時點，開關元件成為接通狀態，可停止電流於閃光燈FL中之流動，可抑制尾電流。當然，由於在與閃光燈FL並聯連接之開關元件中，於成為接通狀態之瞬間流動大電流，故較佳為採用GCT晶閘管作為開關元件。

又，第3實施形態中，亦可取代GCT晶閘管196，將IGBT並聯連接於閃光燈FL。

又，第3實施形態中，亦可取代GCT晶閘管96，將IGBT串聯連接於閃光燈FL。對閃光燈FL串聯連接IGBT，且並聯連接GCT晶閘管196之構成可視為於專利文獻1、2所揭示之先前之放電電路中，進而對閃光燈FL並聯連接GCT晶閘管196之構成。先前之放電電路中，由於電容器及線圈之常數較大，故產生毫秒級之尾電流，但藉由將GCT晶閘管196與閃光燈FL並聯連接，可完全遮斷尾電流。

又，第1實施形態中，以製程參數35指定將GCT晶閘管96設為斷開狀態之時序，但並不限定於此，亦可由裝置之操作員自輸入部32設定。又，第3實施形態中，亦可由裝置之操作員自輸入部32指定使GCT晶閘管96或GCT晶閘管196中之任一者動作。

又，上述實施形態中，閃光加熱部5具備30根閃光燈FL，但並不限定於此，閃光燈FL之根數可設為任意數量。又，閃光燈FL並不限定於氙閃光燈，亦可為氪閃光燈。又，配備於鹵素加熱部4之鹵素燈HL之根數亦並不限定於40根，可設為任意數量。

又，上述實施形態中，使用燈絲方式之鹵素燈HL作為連續發光1秒以上之連續點亮燈，進行半導體晶圓W之預備加熱，但並不限定於此，亦可使用放電型弧光燈(例如氙弧光燈)或LED(Light Emitting Diode：發光二極體)燈取代鹵素燈HL作為連續點亮燈，進行預備加熱。

又，熱處理裝置1中，不限定於用於雜質之活化之熱處理，亦可進行高介電常數閘極絕緣膜(High-k膜)之熱處理、金屬與矽之接合、或多晶矽之結晶化。

1:熱處理裝置 3:控制部 4:鹵素加熱部 5:閃光加熱部 6:腔室 7:保持部 10:移載機構 11:移載臂 12:舉升銷 13:水平移動機構 14:升降機構 20:下部輻射溫度計 21:透明窗 25:上部輻射溫度計 26:透明窗 29:紅外線感測器 32:輸入部 33:顯示部 34:記憶部 35:處理製程參數 41:外殼 43:反射器 51:外殼 52:反射器 61:腔室側部 61a:貫通孔 61b:貫通孔 62:凹部 63:上側腔室窗 64:下側腔室窗 65:熱處理空間 66:搬送開口部 68:反射環 69:反射環 71:基台環 72:連結部 74:基座 75:保持板 75a:保持面 76:導環 77:基板支持銷 78:開口部 79:貫通孔 81:氣體供給孔 82:緩衝空間 83:氣體供給管 84:閥 85:處理氣體供給源 86:氣體排氣孔 87:緩衝空間 88:氣體排氣管 89:閥 91:觸發電極 92:玻璃管 93:電容器 94:線圈 95:電源單元 96:GCT晶閘管 97:再生二極體 98:浮動電阻 185:閘閥 190:排氣部 191:氣體排氣管 192:閥 196:GCT晶閘管 197:防振盪二極體 FL:閃光燈 HL:鹵素燈 t1:時刻 W:半導體晶圓

圖1係顯示本發明之熱處理裝置之構成之縱剖視圖。 圖2係顯示保持部之整體外觀之立體圖。 圖3係基座之俯視圖。 圖4係基座之剖視圖。 圖5係移載機構之俯視圖。 圖6係移載機構之側視圖。 圖7係顯示複數個鹵素燈之配置之俯視圖。 圖8係顯示第1實施形態之閃光燈之放電電路之圖。 圖9係顯示控制部之構成之方塊圖。 圖10係顯示流動於第1實施形態之閃光燈中之電流之圖。 圖11係顯示第2實施形態之閃光燈之放電電路之圖。 圖12係顯示流動於第2實施形態之閃光燈中之電流之圖。 圖13係顯示第3實施形態之閃光燈之放電電路之圖。

91:觸發電極

92:玻璃管

93:電容器

94:線圈

95:電源單元

98:浮動電阻

196:GCT晶閘管

197:防振盪二極體

FL:閃光燈

Claims (4)

1. 一種熱處理裝置，其特徵在於，其係藉由對基板照射閃光而加熱該基板者，且具備：腔室，其收容基板；保持部，其於上述腔室內保持上述基板；閃光燈，其對保持於上述保持部之上述基板照射閃光；放電電路，其於上述閃光燈中流動電流，使上述閃光燈發光；及控制部，其控制上述放電電路；且上述放電電路包含並聯連接於上述閃光燈之GCT晶閘管，上述控制部將上述GCT晶閘管設為導通狀態，停止上述閃光燈之發光。
2. 一種熱處理裝置，其特徵在於，其係藉由對基板照射閃光而加熱該基板者，且具備：腔室，其收容基板；保持部，其於上述腔室內保持上述基板；閃光燈，其對保持於上述保持部之上述基板照射閃光；放電電路，其於上述閃光燈中流動電流，使上述閃光燈發光；及控制部，其控制上述放電電路；且上述放電電路包含並聯連接於上述閃光燈之第1開關元件，上述放電電路進而包含串聯連接於上述閃光燈之第2開關元件，上述控制部將上述第1開關元件設為導通狀態，停止上述閃光燈之發 光，上述控制部將上述第2開關元件設為遮斷狀態，停止上述閃光燈之發光。
3. 如請求項2之熱處理裝置，其中上述控制部基於製程參數，選擇使上述第1開關元件或上述第2開關元件中之任一者動作。
4. 如請求項2之熱處理裝置，其中上述第2開關元件為GCT晶閘管或IGBT。