JP7101718B2 - Manufacturing method for heating unit, temperature control system, processing equipment and semiconductor equipment - Google Patents
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Description
本開示は、加熱部、温度制御システム、処理装置および半導体装置の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a heating unit, a temperature control system, a processing device, and a method for manufacturing a semiconductor device.
基板処理装置の一例として、半導体製造装置があり、さらに半導体製造装置の一例として、縦型装置があることが知られている。縦型装置では、複数の基板(以下、ウエハともいう)を多段に保持する基板保持部としてのボートを、基板を保持した状態で反応管内の処理室に搬入し、複数のゾーンで温度制御しつつ基板を所定の温度で処理することが行われている。 It is known that there is a semiconductor manufacturing apparatus as an example of a substrate processing apparatus, and there is a vertical type apparatus as an example of a semiconductor manufacturing apparatus. In the vertical device, a boat as a substrate holding unit that holds a plurality of substrates (hereinafter, also referred to as wafers) in multiple stages is carried into a processing chamber in a reaction tube while holding the substrates, and the temperature is controlled in a plurality of zones. At the same time, the substrate is processed at a predetermined temperature.
例えば、特許文献1は、制御バルブを開閉させて開口部から反応管に向けて噴出されるガスの流量及び流速を調整することにより、複数のゾーン間での降温時の温度差を均一にする技術が開示されている。また、特許文献2は、ヒータユニットによる加熱及び制御バルブから供給させるガスによる冷却を並行させて所定の昇温レート及び所定の降温レートに追従させる技術が記載されている。このように、近年、微細化に伴いウエハ間膜厚均一性の要求が高くなっており、基板処理中の炉内温度分布の均一性を向上させることが行われている。
For example, in
本開示の目的は、炉内温度分布の均一性をより向上する構成を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a configuration that further improves the uniformity of the temperature distribution in the furnace.
本開示の一態様によれば、
複数の制御ゾーンに分割して設けられ、制御ゾーン毎に設けられ発熱により反応管内の温度を上昇させる発熱部を少なくとも含み、各制御ゾーン内の抵抗回路は並列回路であって、該並列回路を構成する回路のうちいずれか一つ以上に出力可変用素子を設ける構成が提供される。
According to one aspect of the present disclosure
It is divided into a plurality of control zones, includes at least a heat generating portion provided for each control zone and raises the temperature in the reaction tube by heat generation, and the resistance circuit in each control zone is a parallel circuit, and the parallel circuit is used. A configuration is provided in which an output variable element is provided in any one or more of the constituent circuits.
本開示に係る構成によれば、炉内温度分布の均一性を向上することができる。 According to the configuration according to the present disclosure, the uniformity of the temperature distribution in the furnace can be improved.
以下、本開示の一実施の形態を図面に即して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
本実施の形態において、図1及び図2に示されているように、本開示における基板処理装置10は、半導体装置の製造方法における成膜工程を実施する処理装置として構成されている。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the
図1に示された基板処理装置10は、支持された縦型の反応管としてのプロセスチューブ11を備えており、プロセスチューブ11は互いに同心円に配置されたアウタチューブ12とインナチューブ13とから構成されている。アウタチューブ12は石英(SiO2)が使用されて、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に一体成形されている。インナチューブ13は上下両端が開口した円筒形状に形成されている。インナチューブ13の筒中空部は後記するボートが搬入される処理室14を形成しており、インナチューブ13の下端開口はボートを出し入れするための炉口15を構成している。後述するように、ボート31は複数枚のウエハを長く整列した状態で保持するように構成されている。したがって、インナチューブ13の内径は取り扱う基板としてのウエハ1の最大外径(例えば、直径300mm)よりも大きくなるように設定されている。
The
アウタチューブ12とインナチューブ13との間の下端部は、略円筒形状に構築されたマニホールド16によって気密封止されている。アウタチューブ12およびインナチューブ13の交換等のために、マニホールド16はアウタチューブ12およびインナチューブ13にそれぞれ着脱自在に取り付けられている。マニホールド16が筐体2に支持されることによって、プロセスチューブ11は垂直に据え付けられた状態になっている。以後、図ではプロセスチューブ11としてアウタチューブ12のみを示す場合もある。
The lower end portion between the
アウタチューブ12とインナチューブ13との隙間によって排気路17が、横断面形状が一定幅の円形リング形状に構成されている。図1に示されているように、マニホールド16の側壁の上部には排気管18の一端が接続されており、排気管18は排気路17の最下端部に通じた状態になっている。排気管18の他端には圧力コントローラ21によって制御される排気装置19が接続されており、排気管18の途中には圧力センサ20が接続されている。圧力コントローラ21は圧力センサ20からの測定結果に基づいて排気装置19をフィードバック制御するように構成されている。
The
マニホールド16の下方にはガス導入管22がインナチューブ13の炉口15に通じるように配設されており、ガス導入管22には原料ガスや不活性ガスを供給するガス供給装置23が接続されている。ガス供給装置23はガス流量コントローラ24によって制御されるように構成されている。ガス導入管22から炉口15に導入されたガスは、インナチューブ13の処理室14内を流通して排気路17を通って排気管18によって排気される。
A
マニホールド16には下端開口を閉塞するシールキャップ25が垂直方向下側から接するようになっている。シールキャップ25はマニホールド16の外径と略等しい円盤形状に構築されており、筐体2の待機室3に設備されたボートエレベータ26によって垂直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレベータ26はモータ駆動の送りねじ軸装置およびベローズ等によって構成されており、ボートエレベータ26のモータ27は駆動コントローラ28によって制御されるように構成されている。シールキャップ25の中心線上には回転軸30が配置されて回転自在に支持されており、回転軸30は駆動コントローラ28によって制御されるモータとしての回転機構29により回転駆動されるように構成されている。回転軸30の上端にはボート31が垂直に支持されている。
A
ボート31は上下で一対の端板32、33と、これらの間に垂直に架設された三本の保持部材34とを備えており、三本の保持部材34には多数の保持溝35が長手方向に等間隔に刻まれている。三本の保持部材34において同一の段に刻まれた保持溝35、35、35同士は、互いに対向して開口するようになっている。ボート31は三本の保持部材34の同一段の保持溝35間にウエハ1を挿入されることにより、複数枚のウエハ1を水平にかつ互いに中心を揃えた状態に整列させて保持するようになっている。ボート31と回転軸30との間には断熱キャップ部36が配置されている。回転軸30はボート31をシールキャップ25の上面から持ち上げた状態に支持することにより、ボート31の下端を炉口15の位置から適当な距離だけ離すように構成されている。断熱キャップ部36は炉口15の近傍を断熱するようになっている。
The
プロセスチューブ11の外側には、加熱部としてのヒータユニット40が同心円に配置されて、筐体2に支持された状態で設置されている。ヒータユニット40はケース41を備えている。ケース41はステンレス鋼(SUS)が使用されて上端閉塞で下端開口の筒形状、好ましくは円筒形状に形成されている。ケース41の内径および全長はアウタチューブ12の外径および全長よりも大きく設定されている。また、図2に示すように、ヒータユニット40の上端側から下端側にかけて、複数の加熱領域(加熱制御ゾーン)として、七つの制御ゾーンU1、U2、CU、C、CL、L1、L2に分割されている。
On the outside of the
ケース41内には本開示の一実施の形態である断熱構造体42が設置されている。本実施の形態に係る断熱構造体42は、筒形状好ましくは円筒形状に形成されており、その円筒体の側壁部43が複数層構造に形成されている。すなわち、断熱構造体42は側壁部43のうち外側に配置された側壁外層45と、側壁部43のうち内側に配置された側壁内層44とを備え、側壁外層45と側壁内層44の間には、側壁部43を上下方向で複数のゾーン(領域)に隔離する仕切部105と、該仕切部105と隣り合う仕切部105の間に設けられるバッファ部としての環状バッファ106と、を備える。
A
更に、環状バッファ106は、その長さに応じてスリットとしての仕切部106aにより複数に分割されるよう構成されている。つまり、ゾーンの長さに応じて環状バッファ106を複数に分割する仕切部106aが設けられる。本明細書では、仕切部105を第1仕切部105、仕切部106aを第2仕切部106aともいう。また、仕切部105を複数の冷却ゾーンに隔離する隔離部というようにしてもよい。前述の制御ゾーンCU、C、CL、L1、L2と環状バッファ106がそれぞれ対向するように設けられ、各制御ゾーンの高さと環状バッファ106の高さが略同じ構成となっている。一方、その上の制御ゾーンU1、U2の高さとこれらの制御ゾーンに対向する環状バッファ106の高さが異なるように構成されている。具体的には、制御ゾーンU1、U2に対向する環状バッファ106の高さがそれぞれのゾーン高さに比べて低く構成されているので、それぞれの制御ゾーンに冷却エア90を効率よく供給することができる。これにより、制御ゾーンU1、U2に供給される冷却エア90と他の制御ゾーンに供給される冷却エア90を同等にすることができ、制御ゾーンU1、U2においても制御ゾーンCU、C、CL、L1、L2と同等の温度制御を行うことができる。
Further, the
特に、排気ダクト82側の内側空間75を加熱する制御ゾーンU1に対向する環状バッファ106の高さがそれぞれのゾーン高さの1/2より低く構成されているので、制御ゾーンU1に冷却エア90を効率よく供給することができる。これにより、最も排気側に近い制御ゾーンU1においても他の制御ゾーンと同等の温度制御を行うことができる。
In particular, since the height of the
更に、最も上部に配置されている仕切部105は、ボート31の基板処理領域より高くプロセスチューブ11の高さより低い位置(インナチューブ13の高さと略同じ位置)であり、2番目に上部に配置されている仕切部105は、ボート31の上端部に載置されたウエハ1と略同じ高さ位置であるため、プロセスチューブ11の排気側(ウエハ1が載置されない部分)に冷却エア90を効率よく当てることができ、ボート31の基板処理領域に相当するプロセスチューブ11と同様に冷却することができる。結果として、プロセスチューブ11全体を均等に冷却することができる構成となっている。
Further, the
また、各ゾーンに逆拡散防止部としてのチェックダンパ104が設けられている。そして、この逆拡散防止体104aの開閉により冷却エア90がガス導入路107を介して環状バッファ106に供給されるように構成されている。そして、環状バッファ106に供給された冷却エア90は、図2では図示しない側壁内層44内に設けられたガス供給流路を流れ、該ガス供給流路を含む供給経路の一部である開口穴から冷却エア90を内側空間75に供給するように構成されている。
Further, a
尚、図示しないガス源から冷却エア90が供給されないときには、この逆拡散防止体104aが蓋となり、内側空間75の雰囲気が逆流しないように構成されている。この逆拡散防止体104aの開く圧力をゾーンに応じて変更するよう構成してもよい。また、側壁外層45の外周面とケース41の内周面との間は、金属の熱膨張を吸収するようにブランケットとしての断熱布111が設けられている。
When the cooling
そして、環状バッファ106に供給された冷却エア90は、図2では図示しない側壁内層44内に設けられたガス供給流路を流れ、開口穴から冷却エア90を内側空間75に供給するように構成されている。
The cooling
図1および図2に示されているように、断熱構造体42の側壁部43の上端側には天井部としての天井壁部80が内側空間75を閉じるように被せられている。天井壁部80には内側空間75の雰囲気を排気する排気経路の一部としての排気口81が環状に形成されており、排気口81の上流側端である下端は内側空間75に通じている。排気口81の下流側端は排気ダクト82に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
次に、基板処理装置10の動作について説明する。
Next, the operation of the
図1に示されているように、予め指定された枚数のウエハ1がボート31に装填されると、ウエハ1群を保持したボート31はシールキャップ25がボートエレベータ26によって上昇されることにより、インナチューブ13の処理室14に搬入(ボートローディング)されて行く。上限に達したシールキャップ25はマニホールド16に押接することにより、プロセスチューブ11の内部をシールした状態になる。ボート31はシールキャップ25に支持されたままの状態で処理室14に存置される。
As shown in FIG. 1, when a predetermined number of
続いて、プロセスチューブ11の内部が排気管18によって排気される。また、温度コントローラ(温度制御部)64が発熱体駆動装置63をシーケンス制御することで側壁部43に設けられる発熱体56によってプロセスチューブ11の内部が、目標温度に加熱される。プロセスチューブ11の内部の実際の上昇温度と、温度コントローラ64のシーケンス制御の目標温度との誤差は、熱電対65の計測結果に基づくフィードバック制御によって補正される。また、ボート31が回転機構29によって回転される。なお、図1では、熱電対65は四つしか記載されていないが、図2に示す制御ゾーンU1,U2,CU,C,CL,L1,L2ごとに発熱体56の近傍に設けられている。ヒータユニット40の構成および制御の詳細については後述する。また、熱電対65の他に、プロセスチューブ11内に熱電対を設けてもよい。
Subsequently, the inside of the
プロセスチューブ11の内圧および温度、ボート31の回転が全体的に一定の安定した状態になると、プロセスチューブ11の処理室14には原料ガスがガス供給装置23によってガス導入管22から導入される。ガス導入管22によって導入された原料ガスは、インナチューブ13の処理室14を流通して排気路17を通って排気管18によって排気される。処理室14を流通する際に、原料ガスが所定の処理温度に加熱されたウエハ1に接触することによる熱CVD反応により、ウエハ1に所定の膜が形成される。
When the internal pressure and temperature of the
所定の処理時間が経過すると、処理ガスの導入が停止された後に、窒素ガス等のパージガスがプロセスチューブ11の内部にガス導入管22から導入される。同時に、冷却ガスとしての冷却エア90が吸気管101から逆拡散防止体104aを介してガス導入路107に供給される。供給された冷却エア90は環状バッファ106内で一時的に溜められ、複数個の開口穴110からガス供給流路108を介して内側空間75に吹出す。開口穴110から内側空間75に吹き出した冷却エア90は排気口81および排気ダクト82によって排気される。
When the predetermined treatment time elapses, after the introduction of the treatment gas is stopped, a purge gas such as nitrogen gas is introduced into the inside of the
冷却エア90の流れにより、ヒータユニット40全体が強制的に冷却されるために、断熱構造体42はプロセスチューブ11と共に急速に冷却されることになる。なお、内側空間75は処理室14から隔離されているために、冷却ガスとして冷却エア90を使用することができる。しかし、冷却効果をより一層高めるためや、エア内の不純物による高温下での発熱体56の腐蝕を防止するために、窒素ガス等の不活性ガスを冷却ガスとして使用してもよい。
Since the
処理室14の温度が所定の温度に下降すると、シールキャップ25に支持されたボート31はボートエレベータ26によって下降されることにより、処理室14から搬出(ボートアンローディング)される。
When the temperature of the
以降、前記作用が繰り返されることにより、基板処理装置10によってウエハ1に対する成膜処理が実施されて行く。
After that, by repeating the above operation, the film forming process on the
図3に示すように、制御部としての制御用コンピュータ200は、CPU(Central Precessing Unit)201およびメモリ202などを含むコンピュータ本体203と、通信部としての通信IF(Interface)204と、記憶部としての記憶装置205と、操作部としての表示・入力装置206とを有する。つまり、制御用コンピュータ200は一般的なコンピュータとしての構成部分を含んでいる。
As shown in FIG. 3, the
CPU201は、操作部の中枢を構成し、記憶装置205に記憶された制御プログラムを実行し、表示・入力装置206からの指示に従って、記憶装置205に記録されているレシピ(例えば、プロセス用レシピ)を実行する。尚、プロセス用レシピは、図4に示す後述するステップS1からステップS6までの温度制御を含むのは言うまでもない。
The
また、CPU201の動作プログラム等を記憶する記録媒体207として、ROM(Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、フラッシュメモリ、ハードディスク等が用いられる。ここで、RAM(Random Access Memory)は、CPUのワークエリアなどとして機能する。
Further, as the
通信IF204は、圧力コントローラ21、ガス流量コントローラ24、駆動コントローラ28、温度コントローラ64(これらをまとめてサブコントローラということもある)と電気的に接続され、各部品の動作に関するデータをやり取りすることができる。また、後述するバルブ制御部300とも電気的に接続され、マルチクーリングユニットを制御するためのデータのやり取りをすることができる。
The communication IF 204 is electrically connected to the
本開示の実施形態において、制御用コンピュータ200を例に挙げて説明したが、これに限らず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、汎用コンピュータに、上述の処理を実行するためのプログラムを格納したCDROM、USB等の記録媒体207から当該プログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行することもできる。また、通信回線、通信ネットワーク、通信システム等をそれぞれ含む通信IF204を用いてもよい。この場合、例えば、通信ネットワークの掲示板に当該プログラムを掲示し、ネットワークを介して搬送波に重畳して提供してもよい。そして、このように提供されたプログラムを起動し、OS(OperatingSystem)の制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行することができる。
In the embodiment of the present disclosure, the
次に、図4及び図5を用いて基板処理装置10で行われる成膜処理の一例について説明する。図5に記されている符号S1~S6は、図4の各ステップS1~S6が行われることを示している。
Next, an example of the film forming process performed by the
ステップS1は、炉内の温度を比較的低い温度T0に安定させる処理である。ステップS1では、ウエハ1はまだ炉内に挿入されていない。
Step S1 is a process of stabilizing the temperature in the furnace to a relatively low temperature T0. In step S1, the
ステップS2は、ボート31に保持されたウエハ1を炉内へ挿入する処理である。ウエハ1の温度は、この時点で炉内の温度T0より低いので、ウエハ1を炉内へ挿入した結果、炉内の温度は一時的にT0より低くなるが、温度コントローラ64等により炉内の温度は若干の時間を経て再び温度T0に安定する。例えば、温度T0が室温の場合、本ステップは省略されてもよく、必須の工程ではない。
Step S2 is a process of inserting the
ステップS3は、温度T0からウエハ1に成膜処理を施すための目標温度T1まで、ヒータユニット40により炉内の温度を上昇させる処理である。
Step S3 is a process of raising the temperature in the furnace by the
ステップS4は、ウエハ1に成膜処理を施すために炉内の温度を目標温度T1で維持して安定させる処理である。
Step S4 is a process of maintaining and stabilizing the temperature in the furnace at the target temperature T1 in order to perform the film forming process on the
ステップS5は、成膜処理終了後に後述するクーリングユニット100およびヒータユニット40により温度T1から再び比較的低い温度T0まで徐々に炉内の温度を下降させる処理である。また、ヒータユニット40をオフにしつつクーリングユニット100により処理温度T1から温度T0まで急速に冷却することもできる。
Step S5 is a process of gradually lowering the temperature in the furnace from the temperature T1 to the relatively low temperature T0 again by the cooling unit 100 and the
ステップS6は、成膜処理が施されたウエハ1をボート31と共に炉内から引き出す処理である。
Step S6 is a process of pulling out the
成膜処理を施すべき未処理のウエハ1が残っている場合には、ボート31上の処理済ウエハ1が未処理のウエハ1と入れ替えられ、これらステップS1~S6の一連の処理が繰り返される。
When the
ステップS1~S6の処理は、いずれも目標温度に対し、炉内温度が予め定められた微小温度範囲にあり、且つ予め定められた時間だけその状態が続くといった安定状態を得た後、次のステップへ進むようになっている。あるいは、最近では、一定時間でのウエハ1の成膜処理枚数を大きくすることを目的として、ステップS1,S2,S5,S6等においては安定状態を得ずして次のステップへ移行することも行われている。
In each of the processes of steps S1 to S6, after obtaining a stable state in which the temperature inside the furnace is in a predetermined minute temperature range with respect to the target temperature and the state continues for a predetermined time, the next step is performed. You are supposed to go to the steps. Alternatively, recently, in steps S1, S2, S5, S6 and the like, it is possible to move to the next step without obtaining a stable state for the purpose of increasing the number of
ヒータユニット40は、制御ゾーンU1,U2,CU,C,CL,L1,L2毎に設けられる抵抗回路を有する。図6は制御ゾーンCU,Cの抵抗回路を示しているが、制御ゾーンU2,CU,CL,L1は制御ゾーンCと同様な構成である。U1,L2は、並列回路ではないため、CU,Cと回路構成が異なる。各抵抗回路は発熱によりプロセスチューブ11内の温度を上昇させる発熱体56を少なくとも含み、各制御ゾーン内の発熱体56の抵抗値が均等になるように設定される。すなわち、発熱部としての発熱体56は複数の制御ゾーン(U1,U2,CU,C,CL,L1,L2)に分割して設けられる。発熱体56は、例えば、カーボンヒータ等の抵抗加熱ヒータにより構成される。
The
図6に示すように、制御ゾーンCU内の出力回路としての抵抗回路51は、端子51a,51b間に並列配線された発熱体56a-1,56b-1を備える並列回路である。制御ゾーンCU内の発熱体56は抵抗値が同じである発熱体56a-1,56b-1で構成される。より具体的には、発熱体56a-1の一端は端子51aに接続され、他端は端子51bに接続される。また、発熱体56b-1の一端は端子51bに接続され、他端は出力可変用素子である電力調整器51cを介して端子51aに接続される。これにより、発熱体56aに出力される電力と発熱体56b-1に出力される電力を異ならせることが可能である。例えば、電力調整器51cを所定の抵抗値の抵抗とすると、発熱体56a-1に出力される電力は発熱体56b-1に出力される電力よりも大きくすることができる。
As shown in FIG. 6, the
また、発熱体56a-1は制御ゾーンCUの上側に配置され、発熱体56b-1は制御ゾーンCUの下側に配置される。これにより、制御ゾーンCUの上側の発熱体56aに出力される電力を制御ゾーンCUの下側の発熱体56b-1に出力される電力よりも大きくすることができ、制御ゾーンCU内の上下方向において、発熱体に異なる電力を出力することが可能となる。
Further, the
発熱体駆動装置63は交流電源63a-1の出力を電力調整器63bによって調整された電圧を端子51a,51b間に供給する。電力調整器63bはサイリスタで構成され、当該サイリスタのアノードは交流電源63a-1の一端に接続され、当該サイリスタのカソードは端子51aに接続され、当該サイリスタのゲートには温度コントローラ64からの制御信号が入力される。交流電源63a-1の他端は端子51bに接続される。
The heating
図6に示すように、制御ゾーンC内の出力回路としての抵抗回路52は、端子52a,52b間に並列配線された発熱体56a-2,56b-2を備える並列回路である。制御ゾーンC内の発熱体56も発熱体56a-2,56b-2で構成される。より具体的には、発熱体56aの一端は端子52aに接続され、他端は端子52bに接続される。また、発熱体56bの一端は端子52bに接続され、他端は出力可変用素子である電力調整器52cを介して端子52aに接続される。これにより、発熱体56a-2に出力される電力と発熱体56b-2に出力される電力を異ならせることが可能である。例えば、電力調整器52cを所定の抵抗値の抵抗とすると、発熱体56a-2に出力される電力は発熱体56b-2に出力される電力よりも大きくすることができる。
As shown in FIG. 6, the
また、発熱体56b-2は制御ゾーンCの上側に配置され、発熱体56a-2は制御ゾーンCの下側に配置される。これにより、制御ゾーンCの上側の発熱体56b-2に出力される電力を制御ゾーンCの下側の発熱体56a-2に出力される電力よりも小さくすることができ、制御ゾーンC内の上下方向において、発熱体に異なる電力を出力することが可能となる。
Further, the
発熱体駆動装置63は交流電源63a-2の出力を電力調整器63cによって調整された電圧を端子52a,52b間に供給する。電力調整器63cはサイリスタで構成され、当該サイリスタのアノードは交流電源63a-2の一端に接続され、当該サイリスタのカソードは端子52aに接続され、当該サイリスタのゲートには温度コントローラ64からの制御信号が入力される。交流電源63a-2の他端は端子52bに接続される。
The heating
図6では二つの発熱体が並列に接続されているが、三つ以上の発熱体が並列に接続されてもよい。すなわち、発熱体は、制御ゾーン内で二つ以上配列配線される。また、電力調整器は少なくとも一つの発熱体に設けられていればよい。すなわち、抵抗回路51,52は並列回路であって、該並列回路を構成する回路のうちいずれか一つ以上に電力調整器51c,52cを設けるよう構成される。
In FIG. 6, two heating elements are connected in parallel, but three or more heating elements may be connected in parallel. That is, two or more heating elements are arranged and wired in the control zone. Further, the power regulator may be provided on at least one heating element. That is, the
温度コントローラ64は、熱電対65で検出した温度に基づいて発熱体56に供給する電力を調整して、検出した温度に制御する。また、温度コントローラ64は、各制御ゾーンの抵抗回路の端子に異なる電圧を供給することにより、制御ゾーンの抵抗回路ごとに異なる電力を供給する。また、抵抗回路は、電力調整器が接続された回路に出力する電力よりも電力調整器が設けられていない回路に出力する電力を大きくするように構成されているので、温度コントローラ64は、各制御ゾーンの抵抗回路の端子に電圧を供給するだけで、各制御ゾーン内で並列回路を構成する回路毎に異なる電力を供給することができる。これにより、温度コントローラ64は、各制御ゾーン内の上下方向で異なる電力を供給することが可能である。
The
ヒータユニット40の制御ゾーン内の電力バランス調整の必要性について図7を用いて説明する。図7は全制御ゾーンの電力出力(壁面負荷密度)を共通とし、温度が安定した状態での炉内温度分布を示している。ここで、壁面負荷密度は壁面の単位面積当たりのヒータ出力である。このときの炉内にはN2ガス供給され、炉内圧力は33Paである。発熱体の抵抗値および印加電圧を一定にして電力出力を一定にしてもプロセスチューブ11の天井部や炉口部からの放熱の影響でプロセスチューブ11の上下端(制御ゾーンL1、L2)で温度低下が発生し、プロセスチューブ11の炉内温度分布において200℃以上
の温度差が生じている。
The necessity of power balance adjustment in the control zone of the
ヒータユニット40の制御ゾーン内の電力バランス調整方法について図8から図12を用いて説明する。ウエハ領域に位置する制御ゾーンU2,CU,C,CL,L1の温度分布が均一になるように制御ゾーンU1,U2,CU,C,CL,L1,L2の電力出力を調整する。
The power balance adjusting method in the control zone of the
まず、図12の比較例の抵抗回路を用いて各制御ゾーン内における電力出力を一定とする場合について図8、9を用いて説明する。図8は制御ゾーンU2,CU,C,CL,L1のウエハ領域の温度分布が均一になるように調整した比較例の制御ゾーンU1,U2,CU,C,CL,L1,L2の電力出力分布である。 First, a case where the power output in each control zone is constant by using the resistance circuit of the comparative example of FIG. 12 will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 shows the power output distribution of the control zones U1, U2, CU, C, CL, L1, L2 of the comparative example in which the temperature distribution of the wafer region of the control zones U2, CU, C, CL, and L1 is adjusted to be uniform. Is.
図12に示すように、比較例の抵抗回路61,62のそれぞれは、図6の実施形態の抵抗回路51,52に対して、発熱体56bと端子51aとの間に電力調整器51cを備えず、発熱体56bと端子52aとの間に電力調整器52cを備えていない。発熱体56aと発熱体56bとは同じ抵抗値であるので、各制御ゾーン内における電力出力が一定であるため、図8に示すような階段状の電力出力分布となる。図8ではこの電力分布を実線のREALITYとして示している。これに対し炉内温度を均一にするための理想的な電力出力分布を破線のDREAMとして示している。DREAMは図7の温度分布と図8の電力実測値とを基にした推定値である。REALTYは各制御ゾーンの中央付近でDREAMと一致するように電力出力している。プロセスチューブ11の上側および下側の制御ゾーンになるほどREALITYとDREAMとの差が大きくなる。
As shown in FIG. 12, each of the
図9は図8の電力分布に対応する炉内温度分布である。図7と同様に、このときの炉内にはN2ガス供給され、炉内圧力は33Paである。図8のREALITYとDREAMの差分により、図9に示すように、0.4~1.0℃の温度差が生じている。 FIG. 9 shows the temperature distribution in the furnace corresponding to the power distribution in FIG. Similar to FIG. 7, N2 gas is supplied into the furnace at this time, and the pressure inside the furnace is 33 Pa. As shown in FIG. 9, the difference between REALITY and DREAM in FIG. 8 causes a temperature difference of 0.4 to 1.0 ° C.
次に、図6の抵抗回路を用いた電力出力バランスの調整について図10、11を用いて説明する。図10の実線のNEWは図6の抵抗回路を用いて電力出力バランスを調整した電力出力分布を示している。図10の破線のDREAMは図8のDREAMと同じ理想的な電力出力分布である。 Next, the adjustment of the power output balance using the resistance circuit of FIG. 6 will be described with reference to FIGS. 10 and 11. The solid line NEW in FIG. 10 shows the power output distribution in which the power output balance is adjusted by using the resistance circuit of FIG. The dashed DREAM in FIG. 10 has the same ideal power output distribution as the DREAM in FIG.
制御ゾーンCUは、図6の抵抗回路用いて、上側の発熱体56aの出力電力を下側の発熱体56bの出力電力よりも大きくしている。制御ゾーンU2の抵抗回路は図7の制御ゾーンCUの抵抗回路51と同様であり、上側の発熱体の出力電力は下側の発熱体の出力電力よりも大きくしている。また、制御ゾーンU1の抵抗回路は図12の制御ゾーンCUの抵抗回路61と同様であり、上側と下側の発熱体の出力電力を同じにしている。
The control zone CU uses the resistance circuit of FIG. 6 to make the output power of the
制御ゾーンCは、図6の抵抗回路用いて、下側の発熱体56aの出力電力を上側の発熱体56aの出力電力よりも大きくしている。制御ゾーンCLの抵抗回路は図6の制御ゾーンCの抵抗回路52と同様であり、下側の発熱体の出力電力は上側の発熱体の出力電力よりも大きくしている。また、制御ゾーンL1の抵抗回路は図7の制御ゾーンCの抵抗回路52と同様であり、下側の発熱体の出力電力は上側の発熱体の出力電力よりも大きくしている。また、制御ゾーンU1,L2の抵抗回路は直列接続となっており、上側と下側の発熱体の出力電力を同じにしている。
In the control zone C, the output power of the
これにより、図10のNEWに示すような電力出力分布とすることができる。制御ゾーンU1,L2においてNEWは中央付近でDREAMと一致するように電力出力している。制御ゾーンU2~L1においてNEWは上側および下側それぞれの中央付近でDREAMと一致するように電力出力している。図10のNEWとDREAMの差分は、図8のREALITYとDREAMの差分よりも小さくすることができる。 As a result, the power output distribution as shown in NEW in FIG. 10 can be obtained. In the control zones U1 and L2, NEW outputs power in the vicinity of the center so as to coincide with DREAM. In the control zones U2 to L1, NEW outputs power so as to coincide with DREAM near the center of each of the upper side and the lower side. The difference between NEW and DREAM in FIG. 10 can be made smaller than the difference between REALITY and DREAM in FIG.
図11は図10の電力出力分布での炉内温度分布を示している。図7と同様に、このときの炉内にはN2ガス供給され、炉内圧力は33Paである。各制御ゾーンU2,CU,C,CL,L1のウエハ領域内の温度差は0.2℃以下となっており比較例よりも炉内温度分布の均一性が向上している。このように、本実施形態によれば、更に、ウエハ領域内における各制御ゾーン間で電力出力を調整するだけでなく、各制御ゾーン内における電力出力を調整することができるため、炉内温度分布をウエハ間で均一にすることができる。尚、図10では、各制御ゾーンU2,CU,C,CL,L1内をそれぞれ2つに分割する構成としているが、この形態に限らず、各制御ゾーンU2,CU,C,CL,L1で分割数をそれぞれ設定することができ、各制御ゾーンU2,CU,C,CL,L1で分割数を異ならせることができる。 FIG. 11 shows the temperature distribution in the furnace in the power output distribution of FIG. Similar to FIG. 7, N2 gas is supplied into the furnace at this time, and the pressure inside the furnace is 33 Pa. The temperature difference in the wafer region of each control zone U2, CU, C, CL, L1 is 0.2 ° C. or less, and the uniformity of the temperature distribution in the furnace is improved as compared with the comparative example. As described above, according to the present embodiment, not only the power output can be adjusted between the control zones in the wafer region, but also the power output in each control zone can be adjusted, so that the temperature distribution in the furnace can be adjusted. Can be made uniform between wafers. In FIG. 10, each control zone U2, CU, C, CL, L1 is divided into two, but the present invention is not limited to this form, and each control zone U2, CU, C, CL, L1 is not limited to this form. The number of divisions can be set individually, and the number of divisions can be made different in each control zone U2, CU, C, CL, L1.
電力調整器51c,52cは、抵抗で構成する例を説明したが、これに限定されるものではなく、サイリスタやIGBT等で構成されてもよい。図13に他の実施形態として、電力調整器をサイリスタで構成した場合の抵抗回路を示す。
The example in which the
図13に示すように、制御ゾーンCU内の出力回路としての抵抗回路71は、端子51f,51b間に並列配線された発熱体56a,56bを備える並列回路である。制御ゾーンCU内の発熱体56は抵抗値が同じである発熱体56a,56bで構成される。より具体的には、発熱体56aの一端は端子51aおよび電力調整器63bを介して端子51fに接続され、他端は端子51bに接続される。また、発熱体56bの一端は端子51bに接続され、他端は出力可変用素子である電力調整器51eを介して端子51fに接続される。電力調整器51eは電力調整器63bと同様にサイリスタで構成される。
As shown in FIG. 13, the
変形例の抵抗回路71はヒータユニット40の一部と発熱体駆動装置63の一部とで構成される。すなわち、抵抗回路71は、抵抗回路51とは異なり、電力調整器51e を含む。抵抗回路71は温度コントローラ64からの制御信号に基づいて交流電源63aの出力を電力調整器63bによって調整した電圧を端子51a,51b間に供給する。また、温度コントローラ64からの制御信号に基づいて交流電源63aの出力を電力調整器51eによって調整した電圧を端子51d,51b間に供給する。発熱体56aと発熱体56bは端子51bを共通にし、同相の交流電源63aから給電されるため、抵抗回路71も並列回路の一種である。
The
電力調整器63bのサイリスタのゲートに入力される制御信号と電力調整器51eのサイリスタのゲートに入力される制御信号により、発熱体56aに出力される電力と発熱体56bに出力される電力を異ならせることが可能である。例えば、電力調整器63bのサイリスタのゲートに入力される電圧を電力調整器51eのサイリスタのゲートに入力される電圧よりも高くすることにより、発熱体56aに出力される電力は発熱体56bに出力される電力よりも大きくすることができる。
If the power output to the
また、発熱体56aは制御ゾーンCUの上側に配置され、発熱体56bは制御ゾーンCUの下側に配置される。これにより、制御ゾーンCUの上側の発熱体56aに出力される電力を制御ゾーンCUの下側の発熱体56bに出力される電力よりも大きくすることができ、制御ゾーンCU内の上下方向において、発熱体に異なる電力を出力することが可能となる。
Further, the
図13に示すように、制御ゾーンC内の抵抗回路72は、端子52f,52b間に並列配線された発熱体56a,56bを備える並列回路である。制御ゾーンC内の発熱体56は抵抗値が同じである発熱体56a,56bで構成される。より具体的には、発熱体56aの一端は端子52aおよび電力調整器63cを介して端子52fに接続され、他端は端子52bに接続される。また、発熱体56bの一端は端子52bに接続され、他端は出力可変用素子である電力調整器52eを介して端子52fに接続される。電力調整器52eは電力調整器63cと同様にサイリスタで構成される。
As shown in FIG. 13, the
変形例の抵抗回路72はヒータユニット40の一部と発熱体駆動装置63の一部とで構成される。すなわち、抵抗回路72は、抵抗回路52とは異なり、電力調整器63cを含む。抵抗回路72は温度コントローラ64からの制御信号に基づいて交流電源63aの出力を電力調整器52eによって調整される電力を端子52a,52b間に供給する。また、温度コントローラ64からの制御信号に基づいて交流電源63aの出力を電力調整器52eによって調整される電力を端子52d,52b間に供給する。
The
電力調整器63cのサイリスタのゲートに入力される制御信号と電力調整器52eのサイリスタのゲートに入力される制御信号により、発熱体56aに出力される電力と発熱体56bに出力される電力を異ならせることが可能である。例えば、電力調整器63cのサイリスタのゲートに入力される制御信号と電力調整器52eのサイリスタのゲートに入力される制御信号を異ならせることにより、発熱体56aに出力される電力は発熱体56bに出力される電力よりも大きくすることができる。
If the power output to the
また、発熱体56bは制御ゾーンCの上側に配置され、発熱体56aは制御ゾーンCの下側に配置される。これにより、制御ゾーンCの上側の発熱体56bに出力される電力を制御ゾーンCの下側の発熱体56aに出力される電力よりも小さくすること等、異ならせることができ、制御ゾーンC内の上下方向において、2つの発熱体にそれぞれ異なる電力を出力することが可能となる。
Further, the
以下、図14および図15を用いて、変形例における発熱体56aに出力される電力と発熱体56bに出力される電力をそれぞれ調整する構成について説明する。ここでは、各制御ゾーンのうちCUゾーンについて以下説明していく。
Hereinafter, a configuration for adjusting the electric power output to the
図14に示すように、温度コントローラ64は、温度検出部641(図2の熱電対65)で検出した温度を取り込む。また、温度コントローラ64は、上位コントローラとしての制御用コンピュータ200から設定温度値に加えて、バランスパラメータを受信する。
As shown in FIG. 14, the
制御用コンピュータ200は、1つの制御ゾーンに対してバランスパラメータとして上部と下部でそれぞれ出力比率を設定する。以下、上部の出力比率をUpper_Ratioと、下部の出力比率をLower_Ratioと記載する。バランスパラメータは、図15に示すように、温度帯毎にパラメータを保持することで制御用コンピュータ200からの指示により切り替えることが可能である。制御用コンピュータ200から指示されたバランスパラメータに従い、電力バランス調整部642で1つの制御ゾーンに対して上部と下部の出力を決定する。なお、図15は、各制御ゾーンのうち、CUゾーンのバランスパラメータの数値例である。
The
温度コントローラ64では、制御用コンピュータ200から指示された設定温度と、温度検出部641により検出される温度が一致するように温度制御演算部643により温度制御演算を実施し、制御演算結果を決定する。
In the
次に、電力バランス調整部642で以下の式(1)から(3)により1つの制御ゾーンに対する上部と下部の電力(実効値)を決定する。
上部電力出力=制御演算結果 × Upper_Ratio ・・・(1)
下部電力出力=制御演算結果 × Lower_Ratio ・・・(2)
Upper_ratio + Lower_Ratio =2.0 ・・・(3)
ここで、制御演算結果、上部電力出力および下部電力出力は百分率で表される数字である。
Next, the power
Upper power output = Control calculation result × Upper_Ratio ・ ・ ・ (1)
Lower power output = Control calculation result × Lower_Ratio ・ ・ ・ (2)
Upper_ratio + Lower_Ratio = 2.0 ・ ・ ・ (3)
Here, the control calculation result, the upper power output and the lower power output are numbers expressed as percentages.
電力バランス調整部642における上部と下部の出力の算出例について図16を用いて説明する。
An example of calculating the output of the upper part and the lower part of the power
図16は図15における温度帯が600℃のパラメータを使用する算出例である。温度制御演算部643の制御演算結果は75.0%とすると、電力バランス調整部642は、図16に示すように、600℃のバランスパラメータとしてUpper_Ratio=1.07、Lower_Ratio=0.93を用いて、上部電力出力、下部電力出力を式(1)から(3)により算出する。
上部電力出力=75.0%×1.07=80.25%
下部電力出力=75.0%×0.93=69.75%
この算出した上部電力出力の80.25%が第一電力供給部644に供給され、算出した下部電力出力の69.75%が第二電力供給部645に供給される。
FIG. 16 is a calculation example using a parameter having a temperature zone of 600 ° C. in FIG. Assuming that the control calculation result of the temperature
Upper power output = 75.0% x 1.07 = 80.25%
Lower power output = 75.0% x 0.93 = 69.75%
80.25% of the calculated upper power output is supplied to the first
Upper_RatioとLower_Ratioの和を常に2.0にすることで、上下の電力バランスが変化しても1つの制御ゾーンとしてのトータル電圧は変化しないので、温度波形が大きく変化することなく、例えばPID制御時のPID値のような制御パラメータを再調整する必要が無い。これにより、温度コントローラ64からの電力供給は、これまで通り各制御ゾーンに対して供給されるにもかかわらず、各制御ゾーン内の上下方向で異なる電力を供給することが可能である。
By always setting the sum of Upper_Ratio and Lower_Ratio to 2.0, the total voltage as one control zone does not change even if the upper and lower power balance changes, so the temperature waveform does not change significantly, for example, during PID control. There is no need to readjust control parameters such as the PID value of. As a result, although the power supply from the
バランスパラメータは、図15に示すように、温度帯毎に複数パラメータを保持することで制御用コンピュータ200からの指示により切り替えることが可能である。また、1つの制御ゾーンに対して2つより多いバランスパラメータを設定することで、より細かいゾーン分割に対する異なる電力供給も容易である。
As shown in FIG. 15, the balance parameter can be switched by an instruction from the
図17(a)は、比較例における炉内温度分布と各制御ゾーンの電力を示し、図17(b)は変形例における炉内温度分布と各制御ゾーンの電力を示す。図17(c)は、制御ゾーンU2~L1のプロダクト領域における電力バランスを示すバランスパラメータの一例である。 FIG. 17A shows the temperature distribution in the furnace and the electric power of each control zone in the comparative example, and FIG. 17B shows the temperature distribution in the furnace and the electric power of each control zone in the modified example. FIG. 17C is an example of a balance parameter showing the power balance in the product area of the control zones U2 to L1.
このように、本開示における上述の2つの実施形態では、各制御ゾーン内で複数の出力回路を設け、それぞれの出力回路から出力される電力を調整することができるので、各制御ゾーン内を分割してそれぞれ異なる壁面負荷密度を出力させることができる。これにより、目標温度に対して各制御ゾーンU2,CU,C,CL,L1のウエハ領域内の温度差は0.2℃以下に抑えることができる。 As described above, in the above-mentioned two embodiments of the present disclosure, since a plurality of output circuits can be provided in each control zone and the power output from each output circuit can be adjusted, the inside of each control zone is divided. It is possible to output different wall load densities. As a result, the temperature difference in the wafer region of each control zone U2, CU, C, CL, L1 with respect to the target temperature can be suppressed to 0.2 ° C. or less.
つまり、図17を例にとると、CUゾーンのLower_Ratioを小さくすることによりCUゾーンからからCゾーンへの影響が小さくなり、CUゾーンとCゾーンとの境界付近(Cゾーン上部)の(温度)波形が低下する。Cゾーン上部の温度が低下することでCゾーン全体の波形を上げる (=電力を多く供給できる)ようになり、Cゾーンが0.2℃以内に収まる。またCLゾーンはL1ゾーンのUpper_Ratioを小さくすることにより、CLゾーンとL1ゾーンとの境界付近の波形が低下し、CLゾーン全体の波形を下げることでCLゾーンが0.2℃以下に収まる。このように、出力可変素子を利用した本実施形態では、このような隣り合う各ゾーンの温度波形の影響を考慮されてバランスパラメータは設定されているので、極めて温度差0℃に近いあたりまで各ゾーンのウエハ領域内の温度差を低減することができる。 That is, taking FIG. 17 as an example, by reducing the Lower_Ratio of the CU zone, the influence from the CU zone to the C zone is reduced, and the (temperature) near the boundary between the CU zone and the C zone (upper part of the C zone). The waveform drops. By lowering the temperature of the upper part of the C zone, the waveform of the entire C zone can be raised (= more power can be supplied), and the C zone is within 0.2 ° C. Further, in the CL zone, by reducing the Upper_Ratio of the L1 zone, the waveform near the boundary between the CL zone and the L1 zone is lowered, and by lowering the waveform of the entire CL zone, the CL zone is kept below 0.2 ° C. As described above, in the present embodiment using the variable output element, the balance parameter is set in consideration of the influence of the temperature waveforms of the adjacent zones, so that the temperature difference is extremely close to 0 ° C. The temperature difference in the wafer area of the zone can be reduced.
本開示における上述の2つの実施形態と同様に、1つの制御ゾーンの上部と下部に異なる電力を与える方法として、2つの制御ゾーンにする、制御ゾーン拡大方式が考えられる。制御ゾーン拡大方式と本変形例を比較して、本変形例の優位点として以下が挙げられる。
(1)本実施形態では、1つの制御ゾーンにそれぞれ熱電対、温度検出部を具備するが、電力バランス調整部で複数の出力を算出することができる為、制御ゾーン拡大方式と比較して原価の点で優位である。
(2)本実施形態では、1つの制御ゾーンに対するトータル電圧は変化しないので、温度波形が大きく変化することなく、制御ゾーン拡大方式と比較して調整の煩雑さが緩和される。
(3)特に、本変形例では制御パラメータの一つとしてバランスパラメータを扱うことで、電力バランス機能の使用有無を装置改造無しに変更することが可能である。例えば、Upper_Ratio=100%、Lower_Ratio=100%の設定とすると、電力バランス機能が無い場合と同じ電力供給ができる。
Similar to the above-mentioned two embodiments in the present disclosure, as a method of applying different electric powers to the upper part and the lower part of one control zone, a control zone expansion method in which two control zones are formed can be considered. Comparing the control zone expansion method with this modified example, the following are the advantages of this modified example.
(1) In the present embodiment, one control zone is provided with a thermocouple and a temperature detection unit, respectively, but since a plurality of outputs can be calculated by the power balance adjustment unit, the cost is higher than that of the control zone expansion method. It is superior in that.
(2) In the present embodiment, since the total voltage for one control zone does not change, the temperature waveform does not change significantly, and the complexity of adjustment is alleviated as compared with the control zone expansion method.
(3) In particular, by treating the balance parameter as one of the control parameters in this modification, it is possible to change whether or not the power balance function is used without modifying the device. For example, if Upper_Ratio = 100% and Lower_Ratio = 100% are set, the same power supply as when there is no power balance function can be performed.
また、本開示は、半導体製造装置だけでなくLCD装置のようなガラス基板を処理する装置にも適用することができる。 Further, the present disclosure can be applied not only to semiconductor manufacturing equipment but also to equipment for processing glass substrates such as LCD equipment.
また、本開示は、半導体製造技術、特に、被処理基板を処理室に収容して加熱装置によって加熱した状態で処理を施す熱処理技術に関し、例えば、半導体集積回路装置(半導体デバイス)が作り込まれる半導体ウエハに酸化処理や拡散処理、イオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフローやアニール及び熱CVD反応による成膜処理などに使用される基板処理装置に利用して有効なものに適用することができる。 Further, the present disclosure relates to a semiconductor manufacturing technique, particularly a heat treatment technique in which a substrate to be processed is housed in a processing chamber and treated in a state of being heated by a heating device, and for example, a semiconductor integrated circuit device (semiconductor device) is incorporated. Applicable to semiconductor wafers that are effective for substrate processing equipment used for oxidation treatment, diffusion treatment, reflow and annealing for carrier activation and flattening after ion implantation, and film formation processing by thermal CVD reaction. can do.
<本開示の好ましい態様>
以下、本開示の好ましい態様について付記する。
<Preferable aspect of the present disclosure>
Hereinafter, preferred embodiments of the present disclosure will be described.
(付記1)
本開示の一態様によれば、
複数の制御ゾーンに分割して設けられる加熱部(ヒータユニット40)であって、前記制御ゾーン毎に設けられ発熱により反応管(プロセスチューブ11)内の温度を上昇させる発熱部(発熱体56)を少なくとも含み、各制御ゾーン内の出力回路は並列回路であって、該並列回路を構成する回路のうちいずれか一つ以上に出力可変用素子を設けるよう構成された加熱部(ヒータユニット40)が提供される。
(Appendix 1)
According to one aspect of the present disclosure
A heating unit (heater unit 40) divided into a plurality of control zones, which is provided for each control zone and raises the temperature in the reaction tube (process tube 11) by heat generation (heating element 56). The output circuit in each control zone is a parallel circuit, and a heating unit (heater unit 40) configured to provide an output variable element in any one or more of the circuits constituting the parallel circuit. Is provided.
(付記2)
付記1の加熱部において、好ましくは、
前記出力可変用素子は、抵抗、サイリスタ、IGBTよりなる群から少なくとも一つ選択される。
(Appendix 2)
In the heating section of
At least one of the output variable elements is selected from the group consisting of a resistor, a thyristor, and an IGBT.
(付記3)
付記1の加熱部において、好ましくは、
前記出力回路は、前記制御ゾーン内で2つ以上並列配線されている。
(Appendix 3)
In the heating section of
Two or more output circuits are wired in parallel in the control zone.
(付記4)
本開示の他の態様によれば、
複数の制御ゾーンに分割して設けられる加熱部(ヒータユニット40)であって、前記制御ゾーン毎に設けられ、発熱により反応管(プロセスチューブ11)内の温度を上昇させる発熱部(発熱体56)を少なくとも含み、各制御ゾーン内の出力回路は並列回路であって、該並列回路を構成する回路のうちいずれか一つ以上に出力可変用素子を設けるよう構成された加熱部(ヒータユニット40)と、前記制御ゾーン毎に設けられ、前記発熱部の近傍に設けられる検出部(熱電対65)と、前記検出部で検出した温度に基づいて前記発熱部に供給する電力を調整して、前記検出した温度に制御する温度制御部(温度コントローラ64)と、を備えた温度制御システムが提供される。
(Appendix 4)
According to another aspect of the present disclosure.
A heating unit (heater unit 40) divided into a plurality of control zones, which is provided for each control zone and raises the temperature inside the reaction tube (process tube 11) by heat generation (heat generating
(付記5)
付記4の温度制御システムにおいて、好ましくは、
前記温度制御部は、前記制御ゾーン毎に異なる電力を出力させるよう構成されている。
(Appendix 5)
In the temperature control system of
The temperature control unit is configured to output different electric power for each control zone.
(付記6)
付記4の温度制御システムにおいて、好ましくは、
前記温度制御部は、前記制御ゾーン内の上下方向で異なる電力を出力させるよう構成されている。
(Appendix 6)
In the temperature control system of
The temperature control unit is configured to output different electric powers in the vertical direction in the control zone.
(付記7)
付記5の温度制御システムにおいて、好ましくは、
前記温度制御部は、前記制御ゾーン内で前記並列回路を構成する出力回路毎に異なる電力を出力させるよう構成されている。
(Appendix 7)
In the temperature control system of
The temperature control unit is configured to output different electric power for each output circuit constituting the parallel circuit in the control zone.
(付記8)
付記4の温度制御システムにおいて、好ましくは、
前記温度制御部は、前記制御ゾーン内で前記並列回路を構成する出力回路毎の抵抗値に応じた電力を出力させるよう構成されている。
(Appendix 8)
In the temperature control system of
The temperature control unit is configured to output electric power according to the resistance value of each output circuit constituting the parallel circuit in the control zone.
(付記9)
付記8の温度制御システムにおいて、好ましくは、
前記温度制御部は、前記出力可変用素子が接続された出力回路に出力する電力よりも前記出力可変用素子が設けられていない回路に出力する電力を大きくするように構成されている。
(Appendix 9)
In the temperature control system of Appendix 8, preferably
The temperature control unit is configured so that the power output to the circuit to which the output variable element is not provided is larger than the power output to the output circuit to which the output variable element is connected.
(付記10)
付記4の温度制御システムにおいて、好ましくは、
更に、前記出力可変用素子が接続された出力回路から出力される電力を調整する調整部を有し、
前記調整部は、前記出力回路毎に異なる電力を出力可能なように構成されている。
(Appendix 10)
In the temperature control system of
Further, it has an adjusting unit for adjusting the power output from the output circuit to which the output variable element is connected.
The adjusting unit is configured to be able to output different electric power for each output circuit.
(付記11)
付記10の温度制御システムにおいて、好ましくは、
更に、予め指示される設定温度と温度検出部641(熱電対65)により検出される温度が一致するように温度制御演算を実施する温度制御演算部643を有し、
前記調整部は、前記温度制御演算部645で演算される制御信号の比率により前記出力回路への出力を決定するように構成されている。
(Appendix 11)
In the temperature control system of
Further, it has a temperature
The adjusting unit is configured to determine the output to the output circuit based on the ratio of the control signals calculated by the temperature
(付記12)
本開示のさらに他の態様によれば、
複数の制御ゾーンに分割して設けられる加熱部(ヒータユニット40)であって、前記制御ゾーン毎に設けられ発熱により反応管(プロセスチューブ11)内の温度を上昇させる発熱部(発熱体56)を少なくとも含み、各制御ゾーン内の出力回路は並列回路であって、該並列回路を構成する回路のうちいずれか一つ以上に出力可変用素子を設けるよう構成された加熱部(ヒータユニット40)を少なくとも備えた処理装置が提供される。
(Appendix 12)
According to yet another aspect of the present disclosure.
A heating unit (heater unit 40) divided into a plurality of control zones, which is provided for each control zone and raises the temperature in the reaction tube (process tube 11) by heat generation (heat generating body 56). The output circuit in each control zone is a parallel circuit, and a heating unit (heater unit 40) configured to provide an output variable element in any one or more of the circuits constituting the parallel circuit. A processing device equipped with at least the above is provided.
(付記13)
本開示のさらに他の態様によれば、
複数の制御ゾーンに分割して設けられる加熱部(ヒータユニット40)であって、前記制御ゾーン毎に設けられ発熱により反応管(プロセスチューブ11)内の温度を上昇させる発熱部(発熱体56)を少なくとも含み、各制御ゾーン内の出力回路は並列回路であって、該並列回路を構成する回路のうちいずれか一つ以上に出力可変用素子を設けるよう構成された加熱部(ヒータユニット40)により、前記反応管内に配置された基板を加熱しつつ処理する工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。
(Appendix 13)
According to yet another aspect of the present disclosure.
A heating unit (heater unit 40) divided into a plurality of control zones, which is provided for each control zone and raises the temperature in the reaction tube (process tube 11) by heat generation (heat generating body 56). The output circuit in each control zone is a parallel circuit, and a heating unit (heater unit 40) configured to provide an output variable element in any one or more of the circuits constituting the parallel circuit. Provided a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of treating a substrate arranged in the reaction tube while heating it.
11:プロセスチューブ(反応管)
40:ヒータユニット(加熱部)
51:抵抗回路
51c:電力調整器(出力可変用素子)
56:発熱体(発熱部)
56a-1:発熱体
56a-2:発熱体
56b-1:発熱体
56b-2:発熱体
11: Process tube (reaction tube)
40: Heater unit (heating unit)
51:
56: Heating element (heating part)
56a-1:
Claims (20)
前記制御ゾーン毎に設けられ、発熱により反応管内の温度を上昇させる発熱部と、
前記各制御ゾーンのうち基板領域に位置する制御ゾーンの前記出力回路は並列回路であって、該並列回路を構成する回路のうちいずれか一つに設けられ、前記基板領域に位置する制御ゾーンの前記並列回路を構成する前記回路に配置される前記発熱部から出力される電力を調整するよう構成された出力可変用素子と、
を有する加熱部。 It is divided into a plurality of control zones, and each control zone is a heating unit provided with an output circuit .
A heating unit provided for each control zone and raising the temperature inside the reaction tube by heat generation,
The output circuit of the control zone located in the board region of each of the control zones is a parallel circuit, and is provided in any one of the circuits constituting the parallel circuit, and the control located in the board region is provided. An output variable element configured to adjust the power output from the heat generating portion arranged in the circuit constituting the parallel circuit of the zone, and
The heating part having .
前記調整部は、前記並列回路を構成する前記回路毎に異なる電力を出力可能なように構成されている請求項6記載の温度制御システム。The temperature control system according to claim 6, wherein the adjusting unit is configured to be able to output different electric power for each of the circuits constituting the parallel circuit.
前記調整部は、前記温度制御演算部で演算される制御信号の比率により前記並列回路を構成する前記回路への出力を決定するように構成されている請求項8記載の温度制御システム。The temperature control system according to claim 8, wherein the adjusting unit is configured to determine an output to the circuit constituting the parallel circuit by a ratio of control signals calculated by the temperature control calculation unit.
前記制御ゾーン毎に設けられ、発熱により反応管内の温度を上昇させる発熱部と、前記各制御ゾーンのうち基板領域に位置する制御ゾーンの前記出力回路は並列回路であって、該並列回路を構成する回路のうちいずれか一つに設けられ、前記基板領域に位置する制御ゾーンの前記並列回路を構成する前記回路に配置される前記発熱部から出力される電力を調整するよう構成された出力可変用素子と、を有する加熱部を少なくとも備えた処理装置。 It is divided into a plurality of control zones, and each control zone is a heating unit provided with an output circuit .
The heat generating portion provided for each control zone and raising the temperature in the reaction tube by heat generation and the output circuit of the control zone located in the substrate region of each of the control zones are parallel circuits, and the parallel circuit is used. It is provided in any one of the constituent circuits and is configured to adjust the power output from the heat generating portion arranged in the circuit constituting the parallel circuit of the control zone located in the substrate region. A processing device including at least a heating unit having a variable output element .
前記出力可変用素子に異なる制御信号を入力するよう構成されている制御部を有する請求項10記載の処理装置。The processing apparatus according to claim 10, further comprising a control unit configured to input different control signals to the output variable element.
前記出力可変用素子からそれぞれ出力される電力をパラメータにより調整することが可能に構成されている請求項10記載の処理装置。The processing apparatus according to claim 10, wherein the electric power output from each of the output variable elements can be adjusted by a parameter.
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