CN101604623B - 被处理体的热处理装置和热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种被处理体的热处理装置和热处理方法，热处理装置包括：除收容多个被处理体以外还收容具有弹性波元件的测温用被处理体的可排气的处理容器、在保持有多个被处理体和测温用被处理体的状态下向处理容器内装载和卸载的保持单元、向处理容器内导入气体的气体导入单元、进行加热的加热单元、向收容在处理容器内的弹性波元件发送测定用电波的第一导电性部件、接收从收容在处理容器内的弹性波元件发射的对应于温度的电波的第二导电性部件、求出测温用被处理体的温度的温度分析部、和控制加热单元的温度控制部，第一导电性部件作为处理容器内的热处理部的一部分设置，第二导电性部件也作为处理容器内的热处理部的一部分设置。

Description

被处理体的热处理装置和热处理方法
技术领域
本发明涉及用于对半导体晶片等被处理体实施热处理的热处理装置和热处理方法。
背景技术
通常，为了形成IC等半导体集成电路，而对由硅基板构成的半导体晶片重复进行成膜处理、蚀刻处理，氧化扩散处理、退火处理等各种处理。在对半导体实施以成膜处理为代表的热处理时，对晶片的温度管理成为重要的要素之一。即，为了既增大形成于晶片表面的薄膜的成膜速度，又较高地维持该膜厚的表面和面内均匀性，要求以高精度管理晶片的温度。
作为热处理装置，以一次能够对多枚晶片实施处理的立式热处理装置为例进行说明。向立式的处理容器内装载(搬入)被多级(多段)支撑的半导体晶片，由设置于该处理容器的外周的加热单元加热晶片进行升温，在使其温度稳定化后，通入成膜气体，实施成膜。在这种情况下，在处理容器内和处理容器的外侧设有热电偶，基于由该热电偶得到的温度来控制加热单元的电力，将晶片维持在规定的温度(例如，日本特开平10-25577号公报、日本特开2000-77346号公报)。
在处理容器自身非常长且可收容例如50～150枚程度的晶片的情况下，为了以细致的精度进行处理容器内的温度控制，优选将处理容器内在上下方向上分隔为多个加热区段，对每个加热区段单独地进行温度控制。在这种情况下，只要在实验用的仿真晶片(虚拟晶片)本身上设置热电偶并预先通过实验来研究该热电偶获得的仿真晶片的实际温度和设于处理容器的内外的热电偶的温度之相关关系，就可以通过参照该相关关系来实现对成品晶片本身的热处理时的恰当的温度控制。
另外，也提案有如下技术：为了测定热处理中的半导体晶片的温度分布，将具有表面弹性波元件的多个温度传感器分散配置在晶片表面，从另外配置的天线向该温度传感器发送高频信号，响应该高频信号接收从该温度传感器回送过来的依存温度的高频信号，从而求出温度分布(日本特开2007-171045号公报)。
但是，在日本特开平10-25577号公报以及日本特开2000-77346号公报中所开示的那种热处理装置的温度控制方法中，由于温度测定对象物即晶片和热电偶直接接触，因此成品晶片的实际温度和热电偶获得的测定值之相关关系不持续稳定。尤其是，当重复进行成膜处理而在处理容器的内壁面等附着不需要的附着物、或气体流量和处理压力等变更、或产生电压波动等时，致使上述相关关系的差距过大，有可能不能适当地控制晶片温度。
另一方面，在对晶片进行升降温度时，希望进行晶片的温度控制。但是，上述那种用热电偶的方法中，在晶片的升降温度时，实际的晶片温度和热电偶的测定值之差会进一步增大，难以应对该请求。
为了解决上述的问题点，也考虑到在晶片自身设置热电偶。但是，需要有线的接线，难以追随晶片的旋转和移动。另外，也具有因为热电偶而引起的金属污染等问题。
另外，关于单张式的处理装置，如日本特开2004-140167号公报等所示，也考虑到用水晶振子接收相应温度的电磁波来求出温度。但是，水晶的耐热性充其量为300℃程度，因此不能应用于成为其温度以上的热处理装置。
另外，在日本特开2004-140167号公报所公开的技术中，必须另设天线自身。另外，需要将该天线设置在室内。因此，势必产生对半导体晶片的金属污染。
发明内容
本发明着眼于以上的问题点，为了有效地解决该问题点而开发的。本发明的目的在于：提供一种被处理体的热处理装置和热处理方法，其不需要另设天线，不会产生金属污染等，能够在无线且实时状态下精度良好并且正确地检测被处理体的温度，由此，能够高精度地对被处理体的温度进行控制。
本发明人等对半导体晶片的温度测定仔细研究的结果是：根据使用硅酸镓镧、镧钽酸镓铝等的弹性波元件，基于通过电刺激而发生的弹性波产生信号发送，发生依存于温度的电波的实际知识，将该实际知识应用于晶片温度的测定，并且兼用电阻加热器等导电部件作为天线，由此实现本发明。
本发明提供一种被处理体的热处理装置，其特征在于，包括：除收容多个被处理体以外还能够收容具有弹性波元件的测温用被处理体的能够排气的处理容器；在保持有上述多个被处理体和上述测温用被处理体的状态下向上述处理容器内装载以及卸载的保持单元；向上述处理容器内导入气体的气体导入单元；对收容在上述处理容器内的上述多个被处理体和上述测温用被处理体进行加热的加热单元；为了向收容在上述处理容器内的上述弹性波元件发送测定用电波而经由高频线路与发送器连接的作为发送用天线发挥功能的第一导电性部件；为了接收从收容在上述处理容器内的上述弹性波元件发射的对应于温度的电波而经由高频线路与接收器连接的作为接收用天线发挥功能的第二导电性部件；基于由上述接收用天线接收的电波求出上述测温用被处理体的温度的温度分析部；和控制上述加热单元的温度控制部，其中，上述第一导电性部件作为上述处理容器内的热处理部的一部分设置，上述第二导电性部件也作为上述处理容器内的热处理部的一部分设置。
这样，通过将处理容器内的热处理部的一部分即第一导电性部件和第二导电性部件作为发送用天线和接收用天线发挥功能(兼用)，在使用由例如硅酸镓镧基板元件、LTGA基板元件等构成的弹性波元件接收从该弹性波元件发送的电波并基于此求温度时，不需要另设接收发送信号用天线。因此，不会产生金属污染等，能够在无线且基本上实时的状态下精度良好且正确地检测出测温用被处理体的温度(可视同被处理体的温度)。由此，能够进行高精度的期望的温度控制。
另外，在对被处理体进行升降温的情况下，根据这种直接的温度测定，也可以正确地控制例如升温速度和降温速度。即，能够适当地进行升降温控制。另外，即使在处理容器的内壁面附着有膜，也能够正确地求出被处理体的温度。
优选在上述高频线路上插装有高频成分通过但截止低频成分和直流成分的高频滤波部。
另外，优选上述加热单元具有加热电源和经由供电线路连接在该加热电源上的电阻加热器。
在该情况下，优选的是：为了将上述处理容器内分隔为温度控制用的多个加热区段，而将上述电阻加热器区分为能够分别单独地进行供给电力的控制的多个区段加热器。在这种情况下，例如，相邻的区段加热器间呈电导通状态，另一方面，在每个区段加热器上设有供电线路。或者，例如，相邻的区段加热器间呈电绝缘状态，另一方面，在每个区段加热器上设有供电线路。
另外，优选上述第一导电性部件及/或上述第二导电性部件为上述电阻加热器。
另外，优选在上述供电线路上插装有加热电力通过但截止高频成分的电力滤波部。
在该情况下，优选上述温度控制部分时地送出应供给上述电阻加热器的加热电力和应从上述发送器送出的测定用电波的电力。
另外，例如，上述保持单元由导电性材料构成，上述第一导电性部件及/或上述第二导电性部件为上述保持单元。或者，例如，上述气体导入单元由导电性材料构成，上述第一导电性部件及/或上述第二导电性部件为上述气体导入单元。
在该情况下，优选上述第一导电性部件及/或上述第二导电性部件由半导体构成。例如，上述半导体由选自多晶硅、单晶硅、SiC、SiGe、GaN、ZnO、AlN和GaAs中的一种材料构成。
或者，本发明提供一种被处理体的热处理装置，其特征在于，包括：除收容多个被处理体外还能够收容具有弹性波元件的测温用被处理体的能够排气的处理容器；在保持有上述多个被处理体和上述测温用被处理体的状态下向上述处理容器内装载以及卸载的保持单元；向上述处理容器内导入气体的气体导入单元；对收容于上述处理容器内的上述多个被处理体和上述测温用被处理体进行加热的加热单元；为了向收容于上述处理容器内的上述弹性波元件发送测定用电波而经由高频线路与发送器连接的作为发送用天线发挥功能的第一导电性部件；为了接收从收容于上述处理容器内的上述弹性波元件发射的对应于温度的电波而经由高频线路与接收器连接的作为接收用天线发挥功能的第二导电性部件；基于由上述接收用天线接收的电波求出上述测温用被处理体的温度的温度分析部；控制上述加热单元的温度控制部；和设于上述处理容器内及/或上述加热单元上的温度测定单元，其中，上述第一导电性部件作为上述温度测定单元的一部分设置，上述第二导电性部件也作为上述温度测定单元的一部分设置。
这样，通过将温度测定单元的一部分即第一导电性部件和第二导电性部件作为发送用天线和接收用天线发挥功能(兼用)，在使用例如由硅酸镓镧基板元件或者LTGA基板元件等构成的弹性波元件接收从该弹性波元件发送的电波并基于此求出温度时，不需要另设接收发送信号用天线。因此，也不会产生金属污染等，能够在无线且大体实时的状态下精度良好且正确地检测出测温用被处理体的温度(可视同被处理体的温度)。由此，能够进行高精度的期望的温度控制。
另外，在对被处理体进行升降温的情况下，根据这种直接的温度测定，也能够正确地控制例如升温速度和降温速度。即，能够适当地进行升降温控制。另外，即使在处理容器的内壁面附着有膜，也能够正确地求出被处理体的温度。
优选在上述高频线路上插装有高频成分通过但截止低频成分和直流成分的高频滤波部。
另外，优选上述加热单元具有加热电源和经由供电线路连接在该加热电源上的电阻加热器。
在该情况下，优选为：为了将上述处理容器内分隔为温度控制用的多个加热区段，而将上述电阻加热器区分为可分别单独地进行供给电力的控制的多个区段加热器。在该情况下，例如，相邻的区段加热器间呈电导通状态，另一方面，在每个区段加热器上设有供电线路。或者，例如，相邻的区段加热器间呈电绝缘状态，另一方面，在每个区段加热器上设有供电线路。
另外，优选在上述供电线路上插装有加热电力通过但截止高频成分的电力滤波部。
另外，优选上述温度测定单元具有热电偶，上述第一导电性部件及/或上述第二导电性部件为上述热电偶。
在该情况下，优选在与上述热电偶连接的热电偶线路上插装有直流成分通过但截止高频电力的直流滤波部。
或者，优选上述温度测定单元具有由收容保护上述热电偶的导电性材料作成的保护管，上述第一导电性部件及/或上述第二导电性部件为上述保护管。
在这些情况下，优选上述第一导电性部件及/或上述第二导电性部件由半导体构成。例如，上述半导体由选自多晶硅、单晶硅、SiC、SiGe、GaN、ZnO、AlN和GaAs中的一种材料构成。
另外，在以上的各发明中，优选在上述测温用被处理体上设有多个弹性波元件，上述多个弹性波元件的频带被设定为彼此不同。
在该情况下，例如，上述多个弹性波元件至少设置在上述测温用被处理体的中心部和周边部。
或者，在以上的各发明中，优选上述测温用被处理体以分别对应于每一个上述加热区段的方式设有多个。
另外，在以上的各发明中，优选上述第一导电性部件和上述第二导电性部件一体化，发送用天线的功能和接收用天线的功能作为接收发送信号用天线的功能而被一体化。
另外，在以上的各发明中，优选在上述处理容器内为了辅助上述被处理体的热处理而设有由高频电力发生等离子体的等离子体发生装置的情况下，上述测定用电波的频带以和上述高频电力的频率不同的方式而被设定。
或者，在以上的各发明中，优选在上述处理容器内为了辅助上述被处理体的热处理而设有由高频电力发生等离子体的等离子体发生装置的情况下，在上述测定用电波的发送时和接收时，暂时停止等离子体的发生。
另外，优选上述弹性波元件选自表面弹性波元件或者整体弹性波元件或者边界弹性波元件中的任一种。例如，上述弹性波元件为选自镧钽酸镓铝(LTGA)、水晶(SiO2)、氧化锌(ZnO)、罗谢尔盐(酒石酸钾钠：KNaC4H4O6)、锆钛酸铅(PZT：Pb(Zr、Ti)O3)、铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、四硼酸锂(Li2B4O7)、硅酸镓镧(La3Ga5SiOl4)、氮化铝、电气石(tourmalin)和聚偏氟乙烯(PVDF)中的一种材料的基板元件。
另外，优选上述温度控制部基于来自上述温度分析部的输出、或来自上述温度测定单元的输出、或来自预存储的热模型的输出中任一输出或将多个输出组合来控制上述加热单元。
另外，优选还包括存储来自上述温度分析部的输出的存储部。另外，优选还包括显示来自上述温度分析部的输出的显示部。
或者，本发明提供一种被处理体的热处理方法，其通过将保持具有弹性波元件的测温用被处理体和多个被处理体的保持单元导入处理容器内，利用加热单元对上述多个被处理体进行加热来实施热处理，该被处理体的热处理方法的特征在于，包括：从设于上述处理容器的发送用天线向上述测温用被处理体发送测定用电波的发送工序；通过接收上述测定用电波而由设于上述处理容器内的接收用天线接收上述测温用被处理体的弹性波元件发射的电波的接收工序；基于由上述接收用天线接收的电波求出上述测温用被处理体的温度的温度分析工序；和基于上述求出的温度控制上述加热单元的温度控制工序。
优选上述处理容器内以温度控制用的方式分隔为多个加热区段，上述测温用被处理体以分别对应于上述每个加热区段的方式保持有多个，各测温用被处理体的弹性波元件的频带以上述每加热区段彼此不同的方式进行设定。
另外，优选在上述处理容器内及/或上述加热单元上分别设有温度测定用的热电偶，上述温度控制工序中，除参考上述测温用被处理体的温度测定值外，也参考上述热电偶的温度测定值，进行上述加热单元的控制。
另外，优选还包括为了辅助上述被处理体的热处理，通过由高频电力发生的等离子体来处理被处理体的等离子体处理工序，上述测定用电波的频带以和上述高频电力的频率不同的方式进行设定。
或者，本发明提供一种存储有在计算机上运行的计算机程序的存储介质，上述计算机程序以实施具备上述特征的等离子体蚀刻方法的方式来组合步骤。
附图说明
图1是表示本发明的热处理装置的第一实施方式的剖面构成图。
图2A～图2C是用于说明设有弹性波元件的测温用被处理体的图。
图3是表示热处理装置的温度控制系统的系统图。
图4是表示本发明的热处理方法之一例的流程图。
图5A和图5B是用于说明弹性波元件的工作原理的工作原理图。
图6是表示本发明的热处理装置的第二实施方式的温度控制系统的系统图。
图7是表示本发明的热处理装置的第三实施方式中将晶舟(晶片舟皿)作为接收发送信号用天线发挥功能(兼用)的状态的图。
图8是表示本发明的热处理装置的第四实施方式中将气体导入单元的气体喷嘴作为接收发送信号用天线发挥功能(兼用)的状态的图。
图9是表示本发明的热处理装置的第五实施方式中将热电偶的保护管作为接收发送信号用天线发挥功能(兼用)的状态的图。
图10是表示本发明的热处理装置的第六实施方式中将热电偶作为接收发送信号用天线发挥功能(兼用)的状态的图。
图11是表示向加热单元12供给的供给电力(也包含等离子体形成的电力)和测定用电波的电力的时间图之一例的图。
图12A和图12B是表示测温用晶片的变形实施方式的图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的被处理体的热处理装置和热处理方法之一实施方式进行说明。
<第一实施方式>
图1是表示本发明的热处理装置的第一实施方式的剖面结构图，图2A～图2C是用于说明设有弹性波元件的测温用被处理体的图，图3是表示热处理装置的温度控制系统的系统图，图4是表示本发明的热处理方法之一例的流程图，图5A和图5B是用于说明弹性波元件的工作原理的工作原理图。在此，以将发送用天线和接收用天线一体化为接收发送天线的情况为例进行说明。另外，在此，以立式热处理装置为例进行说明。
如图1所示，本实施方式的热处理装置2具有由筒体状的石英制的内筒4、和在其外侧呈同心圆状地配置的有顶的筒体状的石英制的外筒6所构成的双层管结构的处理容器8。该处理容器8的外周由具有电阻加热器10的加热单元12覆盖。由此，能够对收容在处理容器8内的被处理体进行加热。处理容器8(包括内部)和加热单元12形成热处理部9。
加热单元12形成为圆筒体状，以包围处理容器8的侧面的大致全部区域的方式配置。另外，在处理容器8的外周，以覆盖其顶部和其侧面整体的方式设有隔热材料14。而且，在该隔热材料14的内侧面安装有加热单元12。在此，电阻加热器10由导电性部件构成。该电阻加热器10兼具发送用天线的功能和接收用天线的功能，关于该方面在后面进行叙述。
处理容器8的加热区域在高度方向上被区划出温度控制用的多个加热区段，在此，区划出五个加热区段16a、16b、16c、16d、16e。对应于各加热区段16a～16e，加热单元12的电阻加热器10被区分成五个区段加热器10a、10b、10c、10d、10e，能够分别单独地对其进行控制。该加热区段的数目不作特别限定。另外，对于本例的区段加热器10a、10b、10c、10d、10e，相邻的加热区段16a～16e间进行电连接而处于导通状态。
而且，每个区段加热器10a～10e都延伸设置有供电线路19。在该各供电线路19上连接有加热电源21a、21b、21c、21d、21e。由此，构成加热单元12。加热电源21a～21e包含有由晶闸管(thyristor)等构成的开关元件，可以通过进行相位控制、零交叉(zero cross(过零))控制等，单独地控制输出电力。另外，在各区段加热器10a～10e上，为了测定其温度而分别设有加热器用热电偶17a～17e作为第一温度测定单元17。
处理容器8的下端由例如不锈钢制的筒体状的歧管(manifold)18支撑。内筒4的下端部被支撑在安装于歧管18的内壁的支撑环20上。其中，歧管18可以由石英等形成，也可以和处理容器8一体地成型。
另外，从歧管18的下方起，可升降且插脱自如(装载以及卸载自如)地设有用于载置多枚作为被处理体的半导体晶片W的、用作保持单元的石英制的晶舟(晶片舟皿)22。例如，作为半导体晶片W，使用直径为300mm尺寸的晶片。不过，该尺寸不作特别限定。
晶舟22经由石英制保温筒24被载置在旋转工作台26上。旋转工作台26由贯通用于开闭歧管18的下端开口部的盖部28的旋转轴30的上端所支撑。在盖部28的被旋转轴30贯通的部位插装有磁性流体密封件32。由此，旋转轴30被气密地密封且可旋转。另外，在盖部28的周边部和歧管18的下端部之间插装有由例如O型圈等构成的密封部件34。由此，使容器内的密封性得以保持。
旋转轴30安装在支撑于例如晶舟升降机(boat elevator)等升降机构36的臂38的前端，可以一体地升降晶舟22和盖部28等。
在歧管18的侧部设有气体导入单元40。具体而言，气体导入单元40具有贯通歧管18的气体喷嘴42，能够对需要的气体进行流量控制并且进行供给。该气体喷嘴42由例如石英构成，沿处理容器8的纵向方向即高度方向延伸，覆盖晶舟22的整个高度。
而且，在气体喷嘴42上，例如以等间距形成有多个气体孔42a，从各气体孔42a喷出上述气体。在此，气体喷嘴42作为代表只图示有一根，但实际上，根据使用气体的种类可设置有多根。另外，在歧管18的侧壁设有用于经由内筒4和外筒6之间的空间排出处理容器8内的氛围气的排气口44。插装有未图示的例如真空泵以及压力调节阀等的真空排气系统(未图示)与该排气口44连接。
另外，在内筒4和晶舟22之间以对应于各区段加热器10a～10e的方式设有五个内部热电偶46a～46e作为第二温度测定单元46。各内部热电偶46a～46e处于被收容在共用的例如石英制的保护管48内的状态。保护管48的下端弯曲并气密地贯通歧管18而被支撑。
将各热电偶17a～17d、46a～46e的检测值输入到例如由计算机等构成的温度控制部50。如后述，在处理时，基于这些检测值单独地控制供给加热单元12的各区段加热器10a～10e的供给电力。
而且，如上所述，本发明的特征在于：加热单元12的构成元件即电阻加热器10作为接收发送信号用天线52发挥功能。电阻加热器10通常由Cr-Fe-Al等合金、硅化钼(molybdenum silicide)、碳丝等导电性部件构成。通过向这种电阻加热器10流通高频电流，能够发射电波。由此，能够作为接收发送信号用天线52来使用。
在此，本实施方式中，在晶舟22上，除保持有成为制品晶片的半导体晶片W之外，还保持有仿真晶片、具有本发明的特征即弹性波元件的作为测温用被处理体的测温用晶片。在此，作为弹性波元件，可以使用表面弹性波元件和整体(bulk)弹性波元件中的任一弹性波元件。具体而言，在此，保持有五个测温用晶片58a、58b、58c、58d、58e，以使其对应于各区段加热器10a～10e。为了控制各区段加热器10a～10e，将各测温用晶片58a～58e保持在最佳位置，并且按照来自兼用作电阻加热器10的接收发送信号用天线52的电波能够到达的方式进行设定。
而且，在各测温用晶片58a～58e上分别设有弹性波元件60a、60b、60c、60d、60e(参照图2A以及图2B)，从接收发送信号用天线52向各弹性波元件60a～60e发射电波时，将对应于各弹性波元件60a～60e的温度的电波回送到接收发送信号用天线52。图2A是表示本例的测温用晶片的侧面图，图2B是其立体图。
其中，如图2C所示，也可以采用将弹性波元件60a～60e埋入测温用晶片58a～58e内的这种方式。这时，埋入的方法不作特别限制，也可以将弹性波元件60a～60e夹入两枚非常薄的晶片部件间进行埋入，也可以从测温用晶片的表面起形成埋入孔，将弹性波元件收容并埋入在该孔中。
另外，作为弹性波元件60a～60e，作为例如表面弹性波元件，可以使用硅酸镓镧(La3Ga5SiOl4)的硅酸镓镧基板元件。或者，作为整体弹性波元件，可以使用镧钽酸镓铝(以下，称为“LTGA”)。在这些情况下，弹性波元件60a～60e的频带为了防止彼此干扰而优选设定为：每加热区段各不相同。
在此，参照图3对兼用电阻加热器10作为发信用天线52的温度控制系统进行说明。如图3所示，对应于各加热区段16a～16e(参照图1)的区段加热器10a～10e如上述呈导通状态地(串联地)连接着，另一方面，从它们的各连接点和上下端分别引出供电线路19。而且，在相邻的供电线路19间分别连接有加热电源21a～21e。由此，可以分别单独且可控制地向对应的各加热区段16a～16e(参照图1)的区段加热器10a～10e供给加热电力。
而且，在如此构成的电阻加热器10的供电线路19的一部位(图3的例子中，在最下端的加热区段的供电线路上)，经由高频线路62连接有发送器和接收器组合成的信号收发器64。由此，如上所述，电阻加热器10整体作为接收发送信号用天线52发挥功能。
即，利用从信号收发器64发出的高频，从接收发送信号用天线52向各测温用晶片58a～58e发送测定用电波，利用接收发送信号用天线52接收从设于各测温用晶片58a～58e的弹性波元件60a～60e回送的电波。
在此，将发送器和接收器一体化成为信号收发器64，但也可以将接收发送信号用天线52分离为发送用天线和接收用天线，在其情况下，将信号收发器64也分离为发送器和接收器。
在此，各弹性波元件60a～60e调整为反应彼此不同的频率。因此，在一定的时间内遍及一定的频带来依次扫描信号收发器64的测定用电波，以使其全部覆盖不同频率的区域。
而且，在高频线路62的中途插装有高频成分通过但截止低频成分和直流成分的高频滤波器部66。由此，能够防止来自加热电源21a的加热电力侵入到信号收发器64内。高频电力由例如50或60Hz的商用频率构成，高频滤波器部66由例如电容器形成。
另外，在各供电线路19的中途分别插装有加热电力通过但截止高频成分的电力滤波器68。由此，能够防止高频电力侵入到各加热电源21a～21e侧。电力滤波器68由例如线圈形成。
而且，信号收发器64连接于温度分析部70。温度分析部70基于由接收发送信号用天线52接收到的电波分别求出各测温用晶片58a～58e的温度即每加热区段的温度。而且，基于由该温度分析部70求出的各加热区段的温度，温度控制部50向各加热电源21a～21e输出温度控制信号，由此，能够分别独立地控制各区段加热器10a～10e。
另外，加热器用热电偶17a～17e和内部热电偶46a～46e分别经由热电偶线路72以及热电偶线路74连接于温度控制部50，温度控制部50也是以参考这些热电偶17a～17e、46a～46e的各温度测定值的方式发挥功能。其中，也可以省略这些内部热电偶46a～46e及/或加热器用热电偶17a～17e。
在此，返回到图1，通过上述那样形成的热处理装置2的整体动作通过由例如计算机等构成的控制单元80而被控制。在控制单元80上连接有显示器等显示部83，用于显示需要的信息，例如由上述温度分析部70求出的温度等。
控制单元80处于支配温度控制部50的状态下，将进行其动作的计算机的程序存储在软盘、CD(光盘(Compact Disc))、硬盘、闪存器等存储介质82中。具体而言，基于来自控制单元80的指令，进行各气体供给的开始或停止、流量的控制、处理温度以及处理压力的控制等。另外，存储介质82能够存储来自温度分析部70的输出(温度)。
下面，参照图4对利用如上构成的热处理装置进行的热处理方法进行说明。图4是表示本发明的热处理方法之一例的流程图。
首先，在进行实际的成膜等热处理工序之前，先求出由配置在对应于各加热区段的位置的弹性波元件60a～60e回送的电波所检测的温度、和向各区段加热器10a～10e供给的电力之间的相关关系，并将其存储在装置的温度控制部50。另外，在还使用各热电偶17a～17e、46a～46e的情况下，也先求出它们的温度检测值和由弹性波元件60a～60e回送的电波所得到的温度之相关关系。
接着，对半导体晶片W进行实际的成膜处理等热处理时，在晶片为卸载状态且热处理装置2为待机状态时，处理容器8维持在处理温度或比其更低的温度。而且，当常温的多枚晶片W在载置在晶舟22的状态下向处理容器8内从其下方装载后，盖部28关闭歧管18的下端开口部而密闭容器。这时，除在晶舟22上保持有成品晶片W以外，在对应于各加热区段16a～16e的位置保持有测温用晶片58a～58e。
而且，将处理容器8内维持在规定的处理压力，并且利用各热电偶17a～17e、46a～46e分别检测温度。另外，通过从各弹性波元件60a～60e回送的电波来检测晶片温度。而且，通过图3所示的温度控制系统的动作来增大向各区段加热器10a～10e的投入电力，将晶片温度上升并稳定地维持在规定的处理温度。其后，将规定的成膜用的处理气体从气体导入单元40的气体喷嘴42导入处理容器8内。
如上所述，将处理气体从气体喷嘴42的各气体孔42a导入内筒4内之后，和在内筒4中旋转着的晶片W接触进行成膜反应，且经由顶部流过内筒4和外筒6之间的空间从排气口44向容器外排出。处理中的温度控制通过如下方式进行：由从各弹性波元件60a～60e回送的电波实时地求出每个加热区段的晶片温度，同时由例如PID控制来控制向各区段加热器10a～10e的供给电力，以使该晶片温度达到预定的目标温度。
在此，参照图5A和图5B对弹性波元件60a～60e的工作原理进行说明。图5A是表示弹性波元件中表面弹性波元件的工作原理图。图5B是表示弹性波元件中整体弹性波元件的工作原理图。
如图5A所示，表面弹性波元件60A由例如日本特开2000-114920号公报以及日本特开2003-298383号公报以及日本特开2004-140167号公报等公开的硅酸镓镧基板元件构成。该硅酸镓镧基板元件包括具有压电功能的四角形状的硅酸镓镧基板84。该硅酸镓镧基板84的大小为例如10mm×15mm×0.5mm程度的大小。在该硅酸镓镧基板84的表面形成有一对梳齿状电极86a、86b，在各电极86a、86b上设有天线88a、88b。
当从信号收发器90将相当于硅酸镓镧基板84的固有频率的规定的高频电波作为发送信号发射时，成为在梳齿状电极86a、86b上施加有高频电压的状态。于是，通过硅酸镓镧基板84的压电效应来励振表面弹性波，但是，此时硅酸镓镧基板84的尺寸随着硅酸镓镧基板84的温度变化而变化。因此，表面弹性波在硅酸镓镧基板元件上传播并经过相对应该温度的时间之后，从天线88a、88b作为电波而输出。
因此，由信号收发器90接收上述输出电波，分析该接收信号和先前的发送信号的时间差Δt，由此能够求出硅酸镓镧基板84的温度。即，可以用硅酸镓镧基板84作为无线的温度检测元件。这种原理可以应用于各弹性波元件60a～60e。
另外，如图5B所示，在以LTGA为代表的整体弹性波元件60B的情况下，以例如在与线圈92连接的一对电极94a、94b之间夹有整体弹性波元件60B的方式进行利用。
在该情况下，从信号收发器90将相当于整体弹性波元件60B的固有振动数(频率)的规定的高频电波一边扫除周边的高频区域一边作为发送信号进行发射。而且，由该信号收发器90接收从整体弹性波元件60B侧输出的与温度相应的共振频率的输出信号。通过分析该接收信号的频率，能够检测出整体弹性波元件60B的温度。这种原理可以应用于各弹性波元件60a～60e。
以上，通过改变各电极86a、86b的间距以及来自单晶体的切割角度或切割厚度等，能够改变元件的频带。在此，如上所述，将各弹性波元件60a～60e分别设定在彼此不同的频带。具体而言，将元件60a设定在以第一频率f1例如10MHz为中心的频带，将元件60b设定在以第二频率f2例如20MHz为中心的频带，将元件60c设定在以第三频率f3例如30MHz为中心的频带，将元件60d设定在以第四频率f4例如40MHz为中心的频带，将元件60e设定在以第五频率f5例如50MHz为中心的频带，彼此不发生干扰。
另外，除上述整体弹性波元件以外，也可以将边界(界面)弹性波元件应用于本发明。
而且，在实际的温度控制中，首先，从信号收发器64向由电阻加热器10构成的接收发送信号用天线52供给发送电力。由此，从接收发送信号用天线52发送相当于硅酸镓镧基板(表面弹性波元件的情况)或LTGA基板(整体弹性波元件的情况)的固有频率(振动数)的测定用电波(S1)。在这种情况下，横跨(遍及)充分覆盖上述各频率f1～f5范围内那样的一定频带并在一定时间内扫描测定用电波的频率。据此，在接收到测定用电波的各测温用晶片58a～58e的弹性波元件60a～60e上发生与此时的测温用晶片58a～58e的温度相应的共振，发射该共振信号(S2)。此时的电波输出的发生原理如先前参照图5A和图5B所述那样。
此时发生的电波由接收发送信号用天线52接收，向信号收发器64侧传播(S3)。该接收的电波由温度分析部66分析，直接大体实时地求出各测温用晶片58a～58e的温度、即各加热区段16a～16e的晶片W的温度(S4)。
温度控制部50基于所求出的该温度经由各加热电源21a～21e分别独立地控制各区段加热器10a～10e，以使各测温用晶片58a～58e的温度成为目标温度(S5)。即，通过直接测定、检测晶片温度(测温用晶片温度)来实现高精度的温度控制。
重复进行上述的一系列的控制动作直到经过预定的处理时间(S6)。在这种情况下，温度控制部50能够基于来自温度分析部70的输出、或者来自温度测定单元17、46的输出、或者来自预存储的热模型(model)(例如，存储于存储介质82)的输出中的任一输出或者基于它们的多个组合来控制加热单元12。
这样，通过将热处理装置2的构成部件之一的加热单元12的电阻加热器10作为接收发送信号用天线52发挥功能(兼用)，在使用由例如硅酸镓镧基板元件、LTGA基板元件等构成的弹性波元件60a～60e，接收从该弹性波元件60a～60e发送的电波并基于此求出温度时，不需要另设接收发送信号用天线。因此，也不会产生金属污染等，能够在无线且大体实时下精度良好且正确地检测出测温用晶片58a～58e的温度(可视同被处理体(例如半导体晶片W)的温度)。由此，能够进行高精度的期望的温度控制。
在对被处理体W进行升降温的情况下，则根据这种直接的温度测定，也可以正确地控制例如升温速度、降温速度。即，能够适当地进行升降温控制。另外，即使在处理容器8的内壁面附着有膜，也可以正确地求出被处理体W的温度。
在此，必须指出的是，由于兼用电阻加热器10作为接收发送信号用天线52，因此高频电流可能会侵入到各加热电源21a～21e。但是，对于该可能发生的情况而言，通过在与接收发送信号用天线52连接的各供给线路19的中途插装有电力滤波部68来将其消除。即，通过电力滤波部68截止高频电流来阻止高频电流流入各加热电源21a～21e。
另外，相反，必须指出的是，在供给线路19上连接有高频线路62的结果是，加热电源21a的加热电力反而可能会流入信号收发器64侧。但是，该可能发生的情况通过在高频线路62的中途插装有高频滤波部66而被消除。即，通过高频滤波部66截止商用频率的加热电力、直流成分来阻止加热电力侵入信号收发器64。
另外，在实际的温度控制中，为了进行更高精度的控制，优选在由上述温度分析部70求出的温度的基础上，也分别参考加热器用热电偶17a～17e及/或内部热电偶46a～46e的各测定值进行温度控制。
另外，只要设有热电偶17a～17e及/或内部热电偶46a～46e，则在将晶片卸载而处理容器8内为空出来的空载时，也可以将处理容器8的温度预加热到适当的温度。
<第二实施方式>
下面，对本发明的热处理装置的第二实施方式进行说明。图6是表示本发明的热处理装置的第二实施方式的温度控制系统的系统图。在此，对和图1～图5中记载的构成部分相同的构成部分标注同一参照符号，省略其说明。
在先前的第一实施方式的情况下，关于加热单元12的电阻加热器10，相邻的区段加热器10a～10e彼此呈电连接的导通状态。但是，在本实施方式中，如图6所示，将各区段加热器10a～10e分别完全地分开，相邻的区段加热器10a～10e呈电绝缘状态。在这种加热单元中，各区段加热器10a～10e的两端分别单独地经由两根供电线路19连接在对应的加热电源21a～21e上。
而且，从信号收发器64延伸的高频线路62被分支成多个，它们分别相对于连接在各区段加热器10a～10e的供电线路19并联地连接。由此，各区段加热器10a～10e作为接收发送信号用天线52发挥功能。在所分支的各高频线路62的中途分别插装有高频滤波部66。由此，测定用电波的高频电力通过，但加热器用的电力被截止。因此，能够防止加热器用的电力侵入信号收发器64侧。
另外，在全部的供电线路19的中途分别插装有电力滤波部68。由此，加热器用的电力通过，另一方面，防止测定用电波的高频电力侵入各电源21a～21e侧。
在本实施方式的情况下，通过将电阻加热器10作为接收发送信号用天线52发挥功能(兼用)而将来自信号收发器64的测定用电波的高频电力经由各高频线路62供给各区段加热器10a～10e时，该测定用电波从各区段加热器10a～10e(电阻加热器10)发送，从对应的弹性波元件60a～60e发射(回送)依存于温度的电波。即，在第二实施方式的情况下，也能够发挥和第一实施方式同样的作用效果。即，在接收从弹性波元件60a～60e发送来的电波而基于此求出温度时，不需要另设接收发送信号用天线。因此，也不会产生金属污染等，能够在无线且大体实时下精度良好且正确地检测出测温用晶片58a～58e的温度(可视同被处理体W的温度)。由此，能够进行高精度的所希望的温度控制。
<第三实施方式～第六实施方式>
下面，对本发明的热处理装置的第三实施方式～第六实施方式进行说明。上述的第一和第二实施方式利用热处理装置的构成部件之一的加热单元12的电阻加热器10作为接收发送信号用天线52，但是本发明并不局限于该方式。在第三实施方式～第六实施方式中，兼用热处理装置的其他构成部件例如：保持单元即晶舟22(第三实施方式)、气体导入单元40的气体喷嘴42(第四实施方式)、使用热电偶的温度测定单元17、46(第五实施方式、第六实施方式)，作为接收发送信号用天线。
图7是表示本发明的热处理装置的第三实施方式中将晶舟22作为接收发送信号用天线发挥功能(兼用)的状态的图。图8是表示本发明的热处理装置的第四实施方式中将气体导入单元的气体喷嘴作为接收发送信号用天线发挥功能(兼用)的状态的图。图9是表示本发明的热处理装置的第五实施方式中将热电偶的保护管作为接收发送信号用天线发挥功能(兼用)的状态的图。图10是表示本发明的热处理装置的第六实施方式中将热电偶作为接收发送信号用天线发挥功能(兼用)的状态的图。
在此，对和图1～图5中记载的构成部分相同的构成部分标注同一参照符号，省略其说明。
如图7所示，在第三实施方式的情况下，保持单元即晶舟22作为接收发送信号用天线52发挥功能。通常，晶舟22由绝缘材料即石英形成，但是在此，由不对半导体晶片W产生污染的导电性材料形成。作为这种导电性材料，优选使用半导体、例如选自多晶硅、单晶硅、SiC、SiGe、GaN、ZnO、AlN和GaAs中的一种材料。
在该情况下，保温筒24和旋转工作台26例如也由SiC那种导电性材料形成。而且，在例如由导电性材料即不锈钢构成的旋转轴30上电连接有设于从信号收发器64延伸的高频线路62的前端的集电环100。由此，能够将测定用电波的高频电力供给晶舟22，使晶舟22的整体作为接收发送信号用天线52发挥功能。
在本实施方式的情况下，也能够发挥和第一实施方式同样的作用效果。即，在利用弹性波元件60a～60e求温度时，不需要另设接收发送信号用天线。因此，也不会产生金属污染等，能够在无线且大体实时下精度良好且正确地检测出测温用晶片58a～58e的温度(可视同被处理体W的温度)。由此，能够进行高精度的期望的温度控制。
如图8所示，在第四实施方式的情况下，气体导入单元40的一部分即气体喷嘴42作为接收发送信号用天线52发挥功能。通常，气体喷嘴42由绝缘材料即石英形成，但是在此，由不对半导体晶片W产生污染的导电性材料形成。作为这种导电性材料，优选使用半导体、例如选自多晶硅、单晶硅、SiC、SiGe、GaN、ZnO、A1N和GaAs中的一种材料。
在此，从信号收发器64延伸的高频线路62电连接在由导电性材料构成的气体喷嘴42的基础部。由此，能够将测定用电波的高频电力供给气体喷嘴42，使气体喷嘴42的整体作为接收发送信号用天线42发挥功能。
在本实施方式的情况下，也可以发挥和第一实施方式同样的作用效果。即，在利用弹性波元件60a～60e求温度时，不需要另设接收发送信号用天线。因此，也不会产生金属污染等，能够在无线且大体实时下精度良好且正确地检测出测温用晶片58a～58e的温度(可视同被处理体W的温度)。由此，能够进行高精度的期望的温度控制。
如图9所示，在第五实施方式的情况下，第二温度测定单元46的一部分即保护管48作为接收发送信号用天线52发挥功能。通常，收容热电偶46a～46e的保护管48由绝缘材料即石英形成，但是在此，由不对半导体晶片W产生污染的导电性材料形成。作为这种导电性材料，优选使用半导体、例如选自多晶硅、单晶硅、SiC、SiGe、GaN、ZnO、AlN和GaAs中的一种材料。
在此，从信号收发器64延伸的高频线路62电连接于由导电性材料构成的保护管48的基础部。由此，能够将测定用电波的高频电力供给保护管48，使保护管48的整体作为接收发送信号用天线52发挥功能。
在本实施方式的情况下，也能够发挥和第一实施方式同样的作用效果。即，在利用弹性波元件60a～60e求温度时，不需要另设接收发送信号用天线。因此，也不会产生金属污染等，能够在无线且大体实时下精度良好且正确地检测出测温用晶片58a～58e的温度(可视同被处理体W的温度)。由此，能够进行高精度的期望的温度控制。
如图10所示，在第六实施方式的情况下，第二温度测定单元46的一部分即热电偶46a～46e作为接收发送信号用天线52发挥功能。通常，热电偶46a～46e由导电性材料形成，因此，能够直接作为接收发送信号用天线52发挥功能。
在此，从信号收发器64延伸的高频线路62电连接在热电偶线路74上。另外，在高频线路62上插装有高频电力通过但截止热电偶的直流成分的高频滤波部66。另外，在热电偶线路74上插装有直流成分通过但截止高频电力的电力滤波部68。由此，能够将测定用电波的高频电力供给热电偶46a～46e，使热电偶46a～46e的整体作为接收发送信号用天线42发挥功能。
在本实施方式的情况下，也能够发挥和第一实施方式同样的作用效果。即，在利用弹性波元件60a～60e求温度时，不需要另设接收发送信号用天线。因此，也不会产生金属污染等，能够在无线且大体实时下精度良好且正确地检测出测温用晶片58a～58e的温度(可视同被处理体W的温度)。由此，能够进行高精度的期望的温度控制。
另外，也可以代替热电偶46a～46e而将第一温度测定单元17的各热电偶17a～17e作为接收发送信号用天线52发挥功能。
另外，热处理装置为了辅助对晶片的热处理，也可以将利用高频电力发生等离子体的等离子体发生装置设在处理容器8内(例如，参照日本特开2006-270016号公报)。在这种情况下，为了防止噪音的发生，优选将测定用电波的各频带设定为和等离子体发生用的高频电力的频率例如13.56MHz或400kHz不同。
另外，在设有等离子体发生装置的热处理装置中，有时发生等离子体引起的噪音，或者，伴随加热电源21a～21e的电力控制发生噪音。为了防止这种噪音给温度测定带来不良影响，优选以分时输送的方式控制供给加热单元12的电力及/或等离子体形成的电力、和从信号收发器(发送器)64输出的测定用电波的电力。
图11是表示向加热单元12供给的供给电力(也包含等离子体形成的电力)和测定用电波的电力的定时方框图之一例的图。在图11的例子中，按照交替地重复向加热单元12(参照图1)供给电力(也包含等离子体形成的电力)的时段T1和供给测定用电波的电力的时段T2的方式进行分时控制。这种分时控制通过控制单元80(参照图1)控制温度控制部50和信号收发器64来实现。
时段T1和时段T2的各长度根据使用电力的大小等适当选择。通过进行这种分时控制，能够可靠地防止温度测定时混入噪音。因此，能够更加精度良好地检测晶片温度。
另外，上述各实施方式中，以兼用热处理装置的各构成部件作为接收发送信号用天线52的情况为例一一进行了说明，但是并不局限于此。即，也可以将以上说明的各构成部件内的任意两个构成部件组合。例如也可以兼用电阻加热器10为发送用天线，兼用气体喷嘴42为接收用天线。
另外，以上各实施方式中，对在测温用晶片58a～58e上分别设有一个弹性波元件的情况进行了说明，但是并不局限于此。例如，也可以在一枚测温用晶片上设有多个弹性波元件。
图12A和图12B是表示这种测温用晶片的变形实施方式的图。更具体而言，图12A是表示第一变形实施方式的剖面图，图12B是表示第二变形实施方式的平面图。
在图12A所示的第一变形实施方式的情况下，将测温用晶片58x分隔为上下两个，在两者之间的中心部和周边部埋入两个弹性波元件60x、60y，之后，将被分隔的晶片接合。
这时，上述两个弹性波元件60x、60y成为埋入测温用晶片58x内的状态，因此可完全防止该弹性波元件60x、60y引起的污染的发生。另外，在如此将两个弹性波元件60x、60y埋入到一枚测温用晶片58x内的情况下，为了防止干扰，优选按彼此不同的方式设定两弹性波元件60x、60y的频带。
另外，在图12B所示的第二变形实施方式的情况下，在测温用晶片58x的表面的中心部和周边部设有多个、具体到该情况为五个弹性波元件60f、60g、60h、60i、60j。在这种情况下，可以测定晶片温度的面内分布。在该情况下，为了防止干扰，优选按彼此不同的方式设定各弹性波元件60f、60g、60h、60i、60j的频带。
但是，也可以将多个60f、60g、60h、60i、60j分别部分地或完全地埋入到测温用晶片58x内。
通常，通过成膜处理，在处理时或升降温度时，存在优选在晶片面内积极地形成温度梯度这种状况。在该情况下，只要如上所述在测温用晶片58x的中央部和周边部设置弹性波元件60f～60j、60x、60y，就可以实现在晶片面内适当且正确的形成温度梯度的控制。
另外，上述那种测温用晶片58a～58e、58x优选在装置内预先准备好另外预备的测温用晶片，能够在恶化时等根据需要或定期地自动更换。
另外，以上的各实施方式中，以由内筒4和外筒6构成的双层管式的处理容器8为例进行了说明，但是并不局限于此。对于单管式的处理容器而言，也可以采用本发明。另外，关于处理容器8，不局限于立式的处理容器。对于卧式的处理容器而言，也可以采用本发明。
另外，在此，作为热处理，以成膜处理为例进行了说明，但是并不局限于此。对于氧化扩散处理、退火处理、蚀刻处理、改质处理、使用等离子体的等离子体处理等而言，也可以采用本发明。另外，在使用等离子体的情况下，如上所述，为了防止噪音的发生，优选使等离子体发生用的高频电力的频率和测定用电波的频带不同。
另外，作为弹性波元件，可以使用选自镧钽酸镓铝(LTGA)、水晶(SiO2)、氧化锌(ZnO)、罗谢尔盐(酒石酸钾钠：KNaC4H4O6)、锆钛酸铅(PZT：Pb(Zr、Ti)O2)、铌酸锂(LiNbO2)、钽酸锂(LiTaO2)、四硼酸锂(Li2B4O7)、硅酸镓镧(La2Ga5SiO14)、氮化铝、电气石(tourmalin)、聚偏氟乙烯(PVDF)中的一种材料的基板元件。另外，将上述材料内多个材料组合而成的边界弹性波元件也可以在本发明中利用。
另外，在此，作为被处理体，以半导体晶片为例进行了说明，但是并不局限于此。被处理体也可以为玻璃基板、LCD基板、陶瓷基板、太阳能电池基板等。

Claims (42)

1.一种被处理体的热处理装置，其特征在于，包括：
除收容多个被处理体以外还能够收容具有弹性波元件的测温用被处理体的能够进行排气的处理容器；
在保持有所述多个被处理体和所述测温用被处理体的状态下向所述处理容器内装载以及卸载的保持单元；
向所述处理容器内导入气体的气体导入单元；
对收容在所述处理容器内的所述多个被处理体以及所述测温用被处理体进行加热的加热单元；
为了向收容在所述处理容器内的所述弹性波元件发送测定用电波而经由高频线路与发送器连接的作为发送用天线发挥功能的第一导电性部件；
为了接收从收容在所述处理容器内的所述弹性波元件发射的对应于温度的电波而经由高频线路与接收器连接的作为接收用天线发挥功能的第二导电性部件；
基于由所述接收用天线接收的电波求出所述测温用被处理体的温度的温度分析部；和
控制所述加热单元的温度控制部，
所述第一导电性部件作为所述处理容器内的热处理部的一部分设置，
所述第二导电性部件也作为所述处理容器内的热处理部的一部分设置。
2.如权利要求1所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
在所述高频线路上插装有高频成分通过但截止低频成分以及直流成分的高频滤波部。
3.如权利要求1所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述加热单元具有加热电源和经由供电线路连接在该加热电源上的电阻加热器。
4.如权利要求3所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
为了将所述处理容器内分隔为温度控制用的多个加热区段，而将所述电阻加热器区分为能够分别单独地进行供给电力的控制的多个区段加热器。
5.如权利要求4所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
相邻的区段加热器间呈电导通状态，另一方面，在每个区段加热器上设有供电线路。
6.如权利要求4所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
相邻的区段加热器间呈电绝缘状态，另一方面，在每个区段加热器上设有供电线路。
7.如权利要求3所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述第一导电性部件及/或所述第二导电性部件为所述电阻加热器。
8.如权利要求3所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
在所述供电线路上插装有加热电力通过但截止高频成分的电力滤波部。
9.如权利要求8所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述温度控制部分时地送出应供给所述电阻加热器的加热电力和应从所述发送器送出的测定用电波的电力。
10.如权利要求1所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述保持单元由导电性材料构成，
所述第一导电性部件及/或所述第二导电性部件为所述保持单元。
11.如权利要求1所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述气体导入单元由导电性材料构成，
所述第一导电性部件及/或所述第二导电性部件为所述气体导入单元。
12.如权利要求10所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述第一导电性部件及/或所述第二导电性部件由半导体构成。
13.如权利要求12所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述半导体由选自多晶硅、单晶硅、SiC、SiGe、GaN、ZnO、AlN、和GaAs中的一种材料构成。
14.如权利要求1所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
在所述测温用被处理体上设有多个弹性波元件，
所述多个弹性波元件的频带被设定为彼此不同。
15.如权利要求14所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述多个弹性波元件至少设在所述测温用被处理体的中心部和周边部。
16.如权利要求4所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述测温用被处理体以分别对应于每一个所述加热区段的方式设有多个。
17.如权利要求16所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
各测温用被处理体的弹性波元件的频带被设定为在每一个所述加热区段彼此不同。
18.如权利要求1所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述第一导电性部件以及所述第二导电性部件被一体化，发送用天线的功能和接收用天线的功能作为接收发送信号用天线的功能而被一体化。
19.如权利要求1所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
在所述处理容器内，为了辅助所述被处理体的热处理而设有由高频电力发生等离子体的等离子体发生装置，
所述测定用电波的频带被设定为和所述高频电力的频率不同。
20.如权利要求1所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
在所述处理容器内，为了辅助所述被处理体的热处理而设有由高频电力发生等离子体的等离子体发生装置，
在所述测定用电波的发送时和接收时，暂时停止等离子体的发生。
21.如权利要求1所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述弹性波元件选自表面弹性波元件或整体弹性波元件或边界弹性波元件中任一种。
22.如权利要求1所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述弹性波元件为选自镧钽酸镓铝(LTGA)、水晶(SiO2)、氧化锌(ZnO)、罗谢尔盐(酒石酸钾钠：KNaC4H4O6)、锆钛酸铅(PZT：Pb(Zr、Ti)O3)、铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、四硼酸锂(Li2B4O7)、硅酸镓镧(La3Ga5SiOl4)、氮化铝、电气石和聚偏氟乙烯(PVDF)中的一种材料的基板元件。
23.如权利要求1所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述温度控制部基于来自所述温度分析部的输出或来自预存储的热模型的输出中任一输出或将多个输出组合来控制所述加热单元。
24.如权利要求1所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
该热处理装置还包括存储来自所述温度分析部的输出的存储部。
25.如权利要求1所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
该热处理装置还包括显示来自所述温度分析部的输出的显示部。
26.一种被处理体的热处理装置，其特征在于，包括：
除收容多个被处理体外还能够收容具有弹性波元件的测温用被处理体的能够进行排气的处理容器；
在保持有所述多个被处理体和所述测温用被处理体的状态下向所述处理容器内装载以及卸载的保持单元；
向所述处理容器内导入气体的气体导入单元；
对收容于所述处理容器内的所述多个被处理体和所述测温用被处理体进行加热的加热单元；
为了向收容于所述处理容器内的所述弹性波元件发送测定用电波而经由高频线路与发送器连接的作为发送用天线发挥功能的第一导电性部件；
为了接收从收容于所述处理容器内的所述弹性波元件发射的对应于温度的电波而经由高频线路与接收器连接的作为接收用天线发挥功能的第二导电性部件；
基于由所述接收用天线接收的电波求出所述测温用被处理体的温度的温度分析部；
控制所述加热单元的温度控制部；和
设于所述处理容器内及/或所述加热单元上的温度测定单元，
所述第一导电性部件作为所述温度测定单元的一部分设置，
所述第二导电性部件也作为所述温度测定单元的一部分设置。
27.如权利要求26所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
在所述高频线路上插装有高频成分通过但截止低频成分以及直流成分的高频滤波部。
28.如权利要求27所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述加热单元具有加热电源和经由供电线路连接在该加热电源上的电阻加热器。
29.如权利要求28所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
为了将所述处理容器内分隔为温度控制用的多个加热区段，而将所述电阻加热器区分为能够分别单独地进行供给电力的控制的多个区段加热器。
30.如权利要求29所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
相邻的区段加热器间呈电导通状态，另一方面，在每个区段加热器上设有供电线路。
31.如权利要求29所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
相邻的区段加热器间呈电绝缘状态，另一方面，在每个区段加热器上设有供电线路。
32.如权利要求28所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
在所述供电线路上插装有加热电力通过但截止高频成分的电力滤波部。
33.如权利要求26所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述温度测定单元具有热电偶，
所述第一导电性部件及/或所述第二导电性部件为所述热电偶。
34.如权利要求33所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
在与所述热电偶连接的热电偶线路上插装有直流成分通过但截止高频电力的直流滤波部。
35.如权利要求33所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述温度测定单元具有由收容并保护所述热电偶的导电性材料作成的保护管，
所述第一导电性部件及/或所述第二导电性部件为所述保护管。
36.如权利要求35所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述第一导电性部件及/或所述第二导电性部件由半导体构成。
37.如权利要求36所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述半导体由选自多晶硅、单晶硅、SiC、SiGe、GaN、ZnO、AlN和GaAs中的一种材料构成。
38.如权利要求26所述的被处理体的热处理装置，其特征在于：
所述温度控制部基于来自所述温度分析部的输出、或来自所述温度测定单元的输出、或来自预存储的热模型的输出中任一输出或将多个输出组合来控制所述加热单元。
39.一种被处理体的热处理方法，其通过将保持具有弹性波元件的测温用被处理体和多个被处理体的保持单元导入处理容器内，利用加热单元对所述多个被处理体进行加热来实施热处理，该被处理体的热处理方法的特征在于，包括：
从作为所述处理容器内的热处理部的一部分而设于所述处理容器内的作为发送用天线发挥功能的第一导电性部件向所述测温用被处理体发送测定用电波的发送工序；通过接收所述测定用电波而由作为所述处理容器内的热处理部的一部分而设于所述处理容器内的作为接收用天线发挥功能的第二导电性部件接收所述测温用被处理体的弹性波元件发射的电波的接收工序；
基于由所述接收用天线接收的电波求出所述测温用被处理体的温度的温度分析工序；和
基于所述求出的温度控制所述加热单元的温度控制工序。
40.如权利要求39所述的被处理体的热处理方法，其特征在于：
所述处理容器内为进行温度控制而分隔为多个加热区段，
所述测温用被处理体以分别对应于每一个所述加热区段的方式保持有多个，
各测温用被处理体的弹性波元件的频带被设定为在每一个所述加热区段彼此不同。
41.如权利要求39所述的被处理体的热处理方法，其特征在于：
在所述处理容器内及/或所述加热单元上分别设有温度测定用的热电偶，
所述温度控制工序中，除参考所述测温用被处理体的温度测定值外，还参考所述热电偶的温度测定值，进行所述加热单元的控制。
42.如权利要求39所述的被处理体的热处理方法，其特征在于：
还包括为了辅助所述被处理体的热处理，通过由高频电力发生的等离子体来处理被处理体的等离子体处理工序，
所述测定用电波的频带被设定为和所述高频电力的频率不同。
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010171388A (ja) * 2008-12-25 2010-08-05 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置及び半導体装置の製造方法及び基板処理用反応管
US9068263B2 (en) * 2009-02-27 2015-06-30 Sandvik Thermal Process, Inc. Apparatus for manufacture of solar cells
JP5732284B2 (ja) * 2010-08-27 2015-06-10 株式会社ニューフレアテクノロジー 成膜装置および成膜方法
JP5604289B2 (ja) * 2010-12-22 2014-10-08 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP5243519B2 (ja) 2010-12-22 2013-07-24 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP2012172871A (ja) * 2011-02-18 2012-09-10 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置および熱処理装置の温度測定方法
JP5642612B2 (ja) * 2011-04-05 2014-12-17 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置および熱処理方法
KR20140027246A (ko) * 2011-04-25 2014-03-06 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 반도체 기판들의 마이크로파 프로세싱을 위한 장치 및 방법들
JP5696576B2 (ja) * 2011-04-25 2015-04-08 東京エレクトロン株式会社 温度測定用基板及び熱処理装置
JP6091932B2 (ja) * 2012-03-22 2017-03-08 株式会社ニューフレアテクノロジー 炭化珪素の成膜装置および炭化珪素の成膜方法
JP5766647B2 (ja) * 2012-03-28 2015-08-19 東京エレクトロン株式会社 熱処理システム、熱処理方法、及び、プログラム
CN105489521B (zh) * 2014-10-09 2019-08-23 北京北方华创微电子装备有限公司 一种测温晶片及测温晶片的制备方法
GB2533137A (en) * 2014-12-11 2016-06-15 Nicoventures Holdings Ltd Electronic vapour provision system
DE102015004352A1 (de) * 2015-04-02 2016-10-06 Centrotherm Photovoltaics Ag Waferboot und Behandlungsvorrichtung für Wafer
KR101760316B1 (ko) * 2015-09-11 2017-07-21 주식회사 유진테크 기판처리장치
KR102072525B1 (ko) * 2015-09-28 2020-02-03 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램
KR101744201B1 (ko) * 2015-12-28 2017-06-12 주식회사 유진테크 기판 처리 장치
KR102527578B1 (ko) * 2016-05-24 2023-05-02 삼성전자주식회사 기판 가열 방법
US11393703B2 (en) * 2018-06-18 2022-07-19 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for controlling a flow process material to a deposition chamber
JP6752332B2 (ja) * 2018-09-14 2020-09-09 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
CN112689887A (zh) * 2018-09-18 2021-04-20 株式会社国际电气 基板处理装置、温度控制系统以及半导体装置的制造方法
CN111238669B (zh) * 2018-11-29 2022-05-13 拓荆科技股份有限公司 用于半导体射频处理装置的温度测量方法
CN113597663A (zh) * 2019-03-18 2021-11-02 株式会社国际电气 半导体装置的制造方法、基板处理装置以及程序
JP7308699B2 (ja) * 2019-09-03 2023-07-14 東京エレクトロン株式会社 熱電対構造、熱処理装置及び熱電対構造の製造方法
JP7453079B2 (ja) * 2020-07-16 2024-03-19 東京エレクトロン株式会社 温度センサ及びプラズマ処理装置
US11901875B2 (en) 2020-10-12 2024-02-13 Applied Materials, Inc. Surface acoustic wave sensor assembly
US11920994B2 (en) 2020-10-12 2024-03-05 Applied Materials, Inc. Surface acoustic wave sensor assembly
CN113186514B (zh) * 2021-04-06 2022-10-21 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体热处理设备
CN113555293B (zh) * 2021-07-21 2023-06-27 中国电子科技集团公司第三十八研究所 硅基片式收发组件温度应力场测试方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3519924A (en) * 1967-09-22 1970-07-07 Heath Lab Inc Measurements systems using conductively-heated pyroelectric element
DE59205787D1 (de) * 1992-01-03 1996-04-25 Siemens Ag Passiver oberflächenwellen-sensor, der drahtlos abfragbar ist
JPH0712654A (ja) * 1993-06-29 1995-01-17 Sekisui Chem Co Ltd 表面弾性波温度計測装置
JPH1025577A (ja) 1996-07-12 1998-01-27 Tokyo Electron Ltd 成膜処理装置
JP2000077346A (ja) 1998-08-26 2000-03-14 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置
JP4158386B2 (ja) * 2002-02-28 2008-10-01 東京エレクトロン株式会社 冷却装置及びこれを用いた熱処理装置
JP3833162B2 (ja) 2002-10-17 2006-10-11 大日本スクリーン製造株式会社 基板の温度測定方法、基板熱処理装置における設定温度の補正方法および基板熱処理装置
JP4175085B2 (ja) * 2002-10-29 2008-11-05 三菱マテリアル株式会社 ワイヤレス温度計測モジュール
JP2004347451A (ja) * 2003-05-22 2004-12-09 Mitsubishi Materials Corp ワイヤレス温度計測モジュール
US7896544B2 (en) * 2005-02-07 2011-03-01 Hochiki Corporation Heat detector and method of manufacturing heat detecting element
US7404671B2 (en) * 2005-03-10 2008-07-29 Luna Innovations Incorporated Dynamic acoustic thermometer
JP4535948B2 (ja) * 2005-07-06 2010-09-01 大日本スクリーン製造株式会社 基板熱処理装置および基板温度測定方法
US20070051176A1 (en) * 2005-09-08 2007-03-08 Honeywell International Inc. Passive hybrid lc/SAW/BAW wireless sensor
JP2007171047A (ja) 2005-12-22 2007-07-05 Tokyo Electron Ltd ウェハ型温度センサとこれを用いた温度測定装置、温度測定機能を有する熱処理装置および温度測定方法
US7977609B2 (en) * 2005-12-22 2011-07-12 Tokyo Electron Limited Temperature measuring device using oscillating frequency signals
JP4994724B2 (ja) * 2006-07-07 2012-08-08 株式会社東芝 成膜装置及び成膜方法

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