JP2000223435A - Substrate temperature detecting method, substrate temperature detecting device, and substrate processing apparatus provided therewith - Google Patents

Substrate temperature detecting method, substrate temperature detecting device, and substrate processing apparatus provided therewith

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JP2000223435A
JP2000223435A JP11026097A JP2609799A JP2000223435A JP 2000223435 A JP2000223435 A JP 2000223435A JP 11026097 A JP11026097 A JP 11026097A JP 2609799 A JP2609799 A JP 2609799A JP 2000223435 A JP2000223435 A JP 2000223435A
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JP
Japan
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temperature
substrate
temperature detecting
processing
measuring
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JP11026097A
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Japanese (ja)
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Hideo Nishihara
英夫 西原
Mitsukazu Takahashi
光和 高橋
Kiyohiro Sasaki
清裕 佐々木
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a substrate temperature in a low-temperature range, where accuracy in temperature measurements made by a temperature measuring means becomes lower than allowable accuracy, without keeping the cost unchanged. SOLUTION: When heating is finished (step S3), a substrate is cooled down, and a substrate cooling curve is obtained in approximating manner by the use of the least squares method with respect to the measurement results of substrate temperatures in a prescribed range of temperature higher than the measurable lower limit temperature of a radiation thermometer (step S6). The time required for a substrate to reach to an unloading temperature is obtained by the substrate cooling curve obtained (step S7). As a result of this setup, even without providing a temperature measuring means other than a radiation thermometer is, a substrate temperature lower than a measurable lower limit temperature can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、加熱処理後の冷
却時における半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基
板、液晶表示用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板
(以下、単に「基板」という。)の温度を検知する基板
温度検知方法および基板温度検知装置ならびにそれを用
いた基板処理装置に関する。
The present invention relates to a substrate (hereinafter, simply referred to as a "substrate") such as a semiconductor wafer, a glass substrate for a photomask, a glass substrate for a liquid crystal display, and a substrate for an optical disk during cooling after heat treatment. The present invention relates to a substrate temperature detecting method and a substrate temperature detecting device for detecting a temperature, and a substrate processing apparatus using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】基板の加熱工程の一つとしてRTP(Rap
id Thermal Process)と呼ばれる急速加熱処理が行われ
る。このような急速加熱処理では、複数のランプを加熱
源として備える熱処理装置により、その装置の処理室内
にプロセスに応じた処理ガス(例えば窒素ガスや酸素ガ
ス)を供給して、処理室内をそのようなガス雰囲気に保
ちつつ、秒オーダーで基板Wを所望の処理温度に加熱
し、所望の時間その温度に保持した後、ランプを消灯し
て急速に冷却するという一連の処理を行うのである。
2. Description of the Related Art RTP (Rap
A rapid heating process called “id Thermal Process” is performed. In such a rapid heating process, a processing gas (for example, a nitrogen gas or an oxygen gas) corresponding to a process is supplied into a processing chamber of the apparatus by a heat treatment apparatus including a plurality of lamps as a heating source, and the processing chamber is provided with such a gas. A series of processes are performed in which the substrate W is heated to a desired processing temperature on the order of seconds while maintaining the same gas atmosphere, maintained at that temperature for a desired time, then turned off the lamp and rapidly cooled.

【0003】ところで、このような装置では上記一連の
処理中の基板の温度管理が重要であるため、通常、基板
の温度測定手段を備えている。
[0003] Incidentally, in such an apparatus, since it is important to control the temperature of the substrate during the above-described series of processing, a substrate temperature measuring means is usually provided.

【0004】たとえば、熱電対を基板に取り付けて処理
中の温度を測定する装置があるが、近年、基板の面内温
度分布向上のために、上記加熱時に基板を水平面内で回
転させる装置が主流になってきており、そのような装置
では基板に熱電対を接触して取り付けることは不可能で
ある。そのため、そのような装置では温度測定手段とし
て、基板からの熱放射を捉えてその強度から基板の温度
を測定するパイロメーターと呼ばれる放射温度計が用い
られている。
For example, there is an apparatus for measuring a temperature during processing by attaching a thermocouple to a substrate. In recent years, in order to improve the in-plane temperature distribution of the substrate, an apparatus for rotating the substrate in a horizontal plane at the time of the heating is mainly used. In such an apparatus, it is impossible to attach a thermocouple to a substrate by contact. Therefore, in such an apparatus, a radiation thermometer called a pyrometer, which measures thermal radiation from a substrate and measures the temperature of the substrate from its intensity, is used as a temperature measuring means.

【0005】そのうち、焦電素子を用いたパイロメータ
ーは測定温度範囲が広いが、シリコンウエハの温度測定
においては精度が悪い。そのため、シリコン基板をも対
象とする熱処理装置では測定波長がシリコンの基礎吸収
帯となるシリコン素子を用いたパイロメータを用いるこ
とにより、シリコンウエハの基礎吸収帯の波長の光を多
く含むランプの直接光を測定の対象としないような装置
が多くなってきている。
A pyrometer using a pyroelectric element has a wide measurement temperature range, but is inaccurate in measuring the temperature of a silicon wafer. For this reason, in a heat treatment apparatus that also targets a silicon substrate, a pyrometer using a silicon element whose measurement wavelength is the basic absorption band of silicon is used, so that the direct light of the lamp containing a large amount of light having the wavelength of the basic absorption band of the silicon wafer is used. There is an increasing number of devices that do not target the measurement.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記RTP
においては、加熱処理後に基板を装置外に搬出する際に
は、基板が大気に暴露して、表面の薄膜が酸化されるの
を防止するために、低温域における500℃以下程度の
所定の搬出温度にまで冷却する必要がある。
By the way, the above RTP
In order to prevent the substrate from being exposed to the atmosphere and oxidizing the thin film on the surface when the substrate is carried out of the apparatus after the heat treatment, a predetermined carrying temperature of about 500 ° C. or less in a low temperature region is adopted. Need to cool down to temperature.

【0007】しかし、上記シリコン素子のパイロメータ
ーではこのような低温域では正確に温度測定が行えず、
そのため、搬出のタイミングを決定するために、シリコ
ン素子のパイロメーターとは別に焦電素子のパイロメー
ターを設けて低温域での基板の温度を測定する装置が用
いられたりしているが、このような装置では余分に焦電
素子のパイロメーターを備えるため、装置の製造コスト
が増大していた。
However, the pyrometer of the silicon element cannot accurately measure the temperature in such a low temperature range.
Therefore, in order to determine the timing of unloading, a device that measures the temperature of the substrate in a low-temperature region by providing a pyrometer for a pyroelectric element separately from the pyrometer for the silicon element has been used. In such a device, an extra pyrometer for pyroelectric elements is provided, thus increasing the manufacturing cost of the device.

【0008】この発明は、従来技術における上述の問題
の克服を意図しており、コストを増大させることなく、
温度測定手段による温度測定精度が許容精度以下となる
低温域における基板の温度を求めることができる基板温
度検知方法および基板温度検知装置ならびにそれを用い
た基板処理装置を提供することを目的とする。
The present invention is intended to overcome the above-mentioned problems in the prior art, and without increasing costs.
It is an object of the present invention to provide a substrate temperature detection method and a substrate temperature detection device capable of obtaining a substrate temperature in a low temperature region where the temperature measurement accuracy by the temperature measurement means is equal to or less than an allowable accuracy, and a substrate processing apparatus using the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1の発明は、加熱処理後の冷却時における基
板の温度を検知する基板温度検知方法であって、温度測
定手段によって高温域における基板の温度を測定する測
定工程と、測定された高温域における基板の温度をもと
に、温度測定手段による温度測定精度が許容精度以下と
なる低温域における基板の温度を外挿して求める外挿工
程と、を備えている。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a method of detecting a substrate temperature during cooling after a heat treatment, wherein the method comprises the steps of: Measuring the temperature of the substrate in the high-temperature region, and extrapolating the temperature of the substrate in the low-temperature region where the temperature measurement accuracy by the temperature measuring means is below the allowable accuracy based on the measured temperature of the substrate in the high-temperature region Extrapolation step.

【0010】また、請求項2の発明は、請求項1に記載
の基板温度検知方法であって、外挿工程が、測定工程に
おいて測定された高温域における基板の温度をもとに、
所定の非線形関数を用いて外挿を行うものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the substrate temperature detecting method according to the first aspect, wherein the extrapolating step is performed based on a temperature of the substrate in a high temperature range measured in the measuring step.
Extrapolation is performed using a predetermined nonlinear function.

【0011】また、請求項3の発明は、請求項1または
請求項2に記載の基板温度検知方法であって、基板に対
向する部材の低温域を含む温度域における温度を近似的
に求める部材温度検知工程をさらに備え、外挿工程が、
得られた部材の温度を考慮して外挿を行うものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the substrate temperature detecting method according to the first or second aspect, wherein the temperature of the member facing the substrate is approximately determined in a temperature range including a low temperature range. It further comprises a temperature detection step, and the extrapolation step
Extrapolation is performed in consideration of the temperature of the obtained member.

【0012】また、請求項4の発明は、加熱処理後の冷
却時における基板の温度を検知する基板温度検知装置で
あって、基板の高温域における温度を測定する温度測定
手段と、測定された高温域における基板の温度をもと
に、温度測定手段による温度測定精度が許容精度以下と
なる低温域における基板の温度を外挿して求める外挿手
段とを備えている。
Further, the invention according to claim 4 is a substrate temperature detecting device for detecting the temperature of a substrate at the time of cooling after a heat treatment, wherein the temperature measuring means for measuring the temperature of the substrate in a high-temperature region is provided. Extrapolation means for extrapolating and calculating the temperature of the substrate in a low temperature range where the temperature measurement accuracy by the temperature measurement means is below the allowable accuracy based on the temperature of the substrate in the high temperature range.

【0013】また、請求項5の発明は、請求項4に記載
の基板温度検知装置であって、外挿手段が、温度測定手
段によって測定された高温域における基板の温度をもと
に、所定の非線形関数を用いて外挿を行うものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the substrate temperature detecting device according to the fourth aspect, wherein the extrapolating means determines the predetermined temperature based on the temperature of the substrate in the high temperature range measured by the temperature measuring means. Is extrapolated using the nonlinear function of

【0014】また、請求項6の発明は、請求項4または
請求項5に記載の基板温度検知装置であって、基板に対
向する部材の低温域を含む温度域における温度を近似的
に求める部材温度検知手段をさらに備え、外挿手段が、
得られた部材の温度を考慮して外挿を行うものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the substrate temperature detecting device according to the fourth or fifth aspect, wherein the temperature of the member facing the substrate is approximately determined in a temperature range including a low temperature range. Further comprising a temperature detecting means, the extrapolating means,
Extrapolation is performed in consideration of the temperature of the obtained member.

【0015】また、請求項7の発明は、請求項4ないし
請求項6のいずれかに記載の基板温度検知装置を含む基
板温度検知手段と、基板に所定の処理を施す処理手段
と、基板温度検知手段により外挿された低温域における
基板の温度をもとに処理手段による処理を制御する制御
手段と、を備えている。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a substrate temperature detecting means including the substrate temperature detecting device according to any one of the fourth to sixth aspects, a processing means for performing a predetermined process on the substrate, Control means for controlling the processing by the processing means based on the temperature of the substrate in the low-temperature region extrapolated by the detection means.

【0016】さらに、請求項8の発明は、請求項7に記
載の基板処理装置であって、制御手段が、基板温度検知
手段により外挿された低温域における基板の温度をもと
に、基板の温度の所定温度への到達または基板の温度に
より求められる基板が所定温度に達すると予想される時
間の経過をもって次工程の動作を開始している。
Further, the invention according to claim 8 is the substrate processing apparatus according to claim 7, wherein the control means detects the temperature of the substrate in a low temperature region extrapolated by the substrate temperature detecting means. The operation of the next step is started when the temperature reaches the predetermined temperature or when the time required for the substrate to reach the predetermined temperature, which is obtained from the temperature of the substrate, elapses.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】<1.第1の実施の形態>図1はこの発明
の第1の実施の形態である基板処理装置1の縦断面図で
ある。以下、図1を参照しつつこの装置の構成を説明し
ていく。なお、図1には説明を容易にするためZ軸を図
示している。
<1. First Embodiment> FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a substrate processing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. Hereinafter, the configuration of this device will be described with reference to FIG. FIG. 1 illustrates the Z axis for ease of explanation.

【0019】この実施の形態の基板処理装置1は主に処
理室10、基板保持回転部20、放射温度計30a〜3
0c、温度検知部40および制御部50を備えている。
The substrate processing apparatus 1 of this embodiment mainly includes a processing chamber 10, a substrate holding / rotating section 20, radiation thermometers 30a to 30a.
0c, a temperature detection unit 40 and a control unit 50.

【0020】処理室10は上部の光照射部11および下
部の炉壁12により構成される円筒形状の炉体である。
そのうち、この発明の光照射手段に相当する光照射部1
1にはそれぞれに図示しないランプおよびその発する光
を反射するリフレクタを備えた照射ユニット11a〜1
1cが埋め込まれ、それら照射ユニット11a〜11c
が発光すると、その熱により基板Wが加熱される。
The processing chamber 10 is a cylindrical furnace body composed of an upper light irradiator 11 and a lower furnace wall 12.
Among them, the light irradiation unit 1 corresponding to the light irradiation means of the present invention
1 includes irradiation units 11a to 1 each having a lamp (not shown) and a reflector for reflecting light emitted from the lamp.
1c are embedded, and the irradiation units 11a to 11c
When the substrate emits light, the substrate W is heated by the heat.

【0021】また、炉壁12の側面には開閉するシャッ
タ13が取り付けられた炉口12aが設けられており、
基板Wの加熱処理の際には図示しない外部搬送装置によ
り基板Wの搬出入が行われる。また、炉壁12上部でか
つ光照射部11の下方には開孔12bを覆うように光照
射部11からの光を透過する石英板14がほぼ水平(保
持された基板W面と平行)に取り付けられている。そし
て、炉口12aと炉壁12との間および石英板14と炉
壁12との間は図示しないOリングにより適切にシール
されている。
A furnace port 12a provided with a shutter 13 that opens and closes is provided on a side surface of the furnace wall 12,
During the heat treatment of the substrate W, the substrate W is carried in and out by an external transfer device (not shown). Above the furnace wall 12 and below the light irradiating section 11, a quartz plate 14 that transmits light from the light irradiating section 11 is disposed substantially horizontally (parallel to the held substrate W surface) so as to cover the opening 12b. Installed. The space between the furnace port 12a and the furnace wall 12 and the space between the quartz plate 14 and the furnace wall 12 are appropriately sealed by an O-ring (not shown).

【0022】また、処理室10外には熱処理に使用され
る処理ガス(例えば窒素ガスや酸素ガス)を供給する処理
ガス供給源POおよび処理室10内の雰囲気を置換する
ための化学的に不活性なガスである置換ガスを供給する
置換ガス供給源ROがそれぞれ設けられており、それら
は炉壁12に設けられたガス導入口12cに配管Pを介
して通じている。また、配管Pには三方弁Vが設けられ
ており、処理ガス供給源POと置換ガス供給源ROとを
切替えられるようになっている。また、炉壁12には処
理後のガスを排出する排気口12dが設けられており、
基板Wの熱処理の際には処理室10内は予めガス導入口
12cから導入された処理ガスが満たされ、処理後は排
気口12dから内部雰囲気が排気される。
Further, outside the processing chamber 10, a processing gas supply source PO for supplying a processing gas (for example, nitrogen gas or oxygen gas) used for heat treatment and a chemical gas for replacing the atmosphere in the processing chamber 10 are not provided. Replacement gas supply sources RO for supplying a replacement gas, which is an active gas, are provided, and they are connected to a gas inlet 12c provided in the furnace wall 12 via a pipe P. Further, the pipe P is provided with a three-way valve V so that the processing gas supply source PO and the replacement gas supply source RO can be switched. The furnace wall 12 is provided with an exhaust port 12d for discharging the treated gas,
During the heat treatment of the substrate W, the inside of the processing chamber 10 is filled with a processing gas previously introduced from the gas introduction port 12c, and after the processing, the internal atmosphere is exhausted from the exhaust port 12d.

【0023】さらに、炉壁12の底面12eには後述す
る保持台22を挟んで基板Wに対向するように反射板1
5が取り付けられているとともに、底面12e内部には
冷却水を流す冷却管12fが設けられている。
Further, the reflecting plate 1 is disposed on the bottom surface 12e of the furnace wall 12 so as to face the substrate W with a holding table 22 described later interposed therebetween.
5, and a cooling pipe 12f through which cooling water flows is provided inside the bottom surface 12e.

【0024】基板保持回転部20は、主に、炉壁12の
底部を挟んで所定の磁界を形成して互いに磁気的に連結
された磁気カップリング21と、基板Wを保持部材22
aにより数点で保持する保持台22とから成っており、
図示しないモータ等の回転駆動機構により、磁気カップ
リング21が回転し、保持台22が鉛直方向(Z軸方
向)を軸に回転することにより基板Wが水平面内で回転
されるようになっている。なお、保持台22および保持
部材22aはいずれも石英製となっており、以下に示す
放射温度計30a〜30cの測定波長の光を透過するも
のとなっている。
The substrate holding and rotating unit 20 mainly includes a magnetic coupling 21 which forms a predetermined magnetic field across the bottom of the furnace wall 12 and is magnetically connected to each other, and a substrate W which holds the substrate W.
a holding table 22 for holding at several points by a
The magnetic coupling 21 is rotated by a rotation drive mechanism such as a motor (not shown), and the substrate W is rotated in a horizontal plane by rotating the holding table 22 about the vertical direction (Z-axis direction). . The holding table 22 and the holding member 22a are both made of quartz, and transmit light having a wavelength measured by the radiation thermometers 30a to 30c described below.

【0025】放射温度計30a〜30cは、炉壁12の
底面12eおよび反射板15を貫通して設けられ、基板
Wと反射板15との間の熱放射光の多重反射の影響を考
慮した放射強度(放射エネルギー)を測定し、それを基
に基板温度を求め、その温度信号を温度検知部40に送
る。また、放射温度計30a,30b,30cは照射ユ
ニット11a,11b,11cとそれぞれ組になってお
り、それらの組は基板Wの温度制御の領域である中心領
域CA、中間領域MA、端縁領域EAに対応するように
設けられている。
The radiation thermometers 30a to 30c are provided so as to penetrate the bottom surface 12e of the furnace wall 12 and the reflection plate 15, and radiate in consideration of the effect of multiple reflection of heat radiation between the substrate W and the reflection plate 15. The intensity (radiant energy) is measured, the substrate temperature is determined based on the intensity, and the temperature signal is sent to the temperature detection unit 40. The radiation thermometers 30a, 30b, and 30c are formed as a set with the irradiation units 11a, 11b, and 11c, respectively. The set includes a central area CA, an intermediate area MA, and an edge area that are areas for controlling the temperature of the substrate W. It is provided so as to correspond to EA.

【0026】温度検知部40は放射温度計30a〜30
cからの温度信号を受けて、それらを記憶したり、それ
ら温度信号をもとに加熱処理後の基板Wの温度を各領域
CA,MA,EAごとに検知する。以下、温度検知部4
0の機能について説明する。図1に示すように温度検知
部40はその機能として近似部41を備えている。前述
のように放射温度計には通常、実用に耐え得る精度で温
度を測定することができる範囲があり、このある程度の
精度が保てる最低温度を測定下限温度と呼び、この測定
下限温度より高温側および低温側の温度域がこの発明に
おける高温域および低温域にそれぞれ相当する。そし
て、近似部41は、放射温度計30a〜30cの測定下
限温度以上の範囲(高温域)において測定された基板W
の温度測定値をもとに、測定下限温度以下の温度範囲
(低温域)を含む温度範囲を対象とした基板温度と時刻
との関係を示す基板Wの冷却曲線(基板温度特性)を近
似的に求める。すなわち、冷却曲線を低温側に外挿して
いる。なお、温度検知部40による処理の詳細は後述す
る。
The temperature detector 40 includes radiation thermometers 30a-30
Upon receipt of the temperature signals from c, the temperature signals are stored, and the temperature of the substrate W after the heat treatment is detected for each of the areas CA, MA, and EA based on the temperature signals. Hereinafter, the temperature detection unit 4
The function of 0 will be described. As shown in FIG. 1, the temperature detection unit 40 has an approximation unit 41 as its function. As described above, radiation thermometers usually have a range in which temperature can be measured with an accuracy that can withstand practical use, and the lowest temperature at which this accuracy can be maintained to some extent is called the measurement lower limit temperature. The temperature range on the low temperature side corresponds to the high temperature range and the low temperature range in the present invention, respectively. Then, the approximation unit 41 measures the substrate W measured in a range (high temperature range) equal to or higher than the lower limit temperature of measurement of the radiation thermometers 30a to 30c.
, A cooling curve (substrate temperature characteristic) of the substrate W showing a relationship between the substrate temperature and the time in a temperature range including a temperature range (low temperature range) equal to or lower than the lower limit temperature of the measurement based on the temperature measurement value of Ask for. That is, the cooling curve is extrapolated to the low temperature side. The details of the processing by the temperature detection unit 40 will be described later.

【0027】制御部50は内部に図示しないCPUおよ
びメモリを備え、各照射ユニット11a〜11c、シャ
ッタ13、回転駆動機構、放射温度計30a〜30c、
三方弁V等の各部に電気的に接続され、放射温度計30
a〜30cそれぞれからの温度信号をもとに図示しない
ランプドライバを介して照射ユニット11a〜11cに
供給する電力を各領域CA,MA,EAごとに制御した
り、上記回転駆動機構への電力の供給を制御して磁気カ
ップリング21を回転駆動したり、シャッタ13を開閉
するなど、各部の動作制御を行う。
The control unit 50 includes a CPU and a memory (not shown) therein, each of the irradiation units 11a to 11c, a shutter 13, a rotation driving mechanism, radiation thermometers 30a to 30c,
A radiation thermometer 30 is electrically connected to each part such as the three-way valve V.
The power supplied to the irradiation units 11a to 11c is controlled for each of the areas CA, MA, and EA via a lamp driver (not shown) based on the temperature signals from the respective a to 30c, and the power to the rotary drive mechanism is controlled. The operation of each unit is controlled by controlling the supply, such as rotating the magnetic coupling 21 and opening and closing the shutter 13.

【0028】このような構成により、この基板処理装置
1は以下のような処理を行う。まず、外部から炉口12
aを通じて搬入された基板Wを基板保持回転部20に保
持し、処理室10内に処理ガスを充満させた状態で、基
板Wを水平面内で回転させながら、照射ユニット11a
〜11cから光を照射することによって加熱処理を施
す。そして、所定時間の加熱処理の後、照射ユニット1
1a〜11cに電力を供給して発光し、基板Wを処理室
10内で基板Wの温度が搬出可能な所定温度になるまで
冷却した後、炉口12aから外部に搬出する。このよう
な、一連の処理を必要により複数の基板Wに対して繰り
返す。
With such a configuration, the substrate processing apparatus 1 performs the following processing. First, the furnace port 12
a while holding the substrate W loaded through the substrate holding rotary unit 20 and filling the processing chamber 10 with the processing gas, while rotating the substrate W in a horizontal plane, the irradiation unit 11a
Heat treatment is performed by irradiating light from 1111c. After the heat treatment for a predetermined time, the irradiation unit 1
Electric power is supplied to the substrates 1a to 11c to emit light, the substrate W is cooled in the processing chamber 10 to a predetermined temperature at which the substrate W can be carried out, and then carried out from the furnace port 12a to the outside. Such a series of processing is repeated for a plurality of substrates W as necessary.

【0029】図2は第1の実施の形態における基板処理
を示すフローチャートである。以下、図2を用いてこの
基板処理について説明する。
FIG. 2 is a flowchart showing substrate processing according to the first embodiment. Hereinafter, this substrate processing will be described with reference to FIG.

【0030】まず、図示しない外部の基板搬送装置が炉
口12aを通じて基板Wを処理室10へ搬入する(ステ
ップS1)。
First, an external substrate transfer device (not shown) loads a substrate W into the processing chamber 10 through the furnace port 12a (step S1).

【0031】つぎに、搬入された基板Wの加熱処理を行
う(ステップS2)。具体的には、搬入された基板Wを
基板保持回転部20に保持し、処理室10内に処理ガス
を充満させた状態で、基板Wを水平面内で回転させなが
ら、照射ユニット11a〜11cから光を照射すること
によって加熱処理を施す。
Next, a heating process is performed on the loaded substrate W (step S2). Specifically, the loaded substrates W are held by the substrate holding / rotating section 20, and the processing chamber 10 is filled with the processing gas, and the irradiation units 11a to 11c are rotated while rotating the substrates W in a horizontal plane. Heat treatment is performed by light irradiation.

【0032】そして、所定時間の加熱処理の後、加熱処
理を終了する(ステップS3)。具体的には照射ユニッ
ト11a〜11cへの電力供給を切断して発光を停止す
る。すると、基板Wの冷却が開始される(ステップS
4)。以下、搬出まで処理室10内にて基板Wを冷却す
る。これは前述のように基板Wの温度を予め基板Wの種
類に応じて定められた搬出温度にまで下げるためであ
る。なお、この間も常時、各領域CA,MA,EAごと
に各放射温度計30a〜30cで基板Wの温度を測定し
続ける。
After the heat treatment for a predetermined time, the heat treatment is terminated (step S3). Specifically, the power supply to the irradiation units 11a to 11c is cut off to stop light emission. Then, the cooling of the substrate W is started (Step S).
4). Hereinafter, the substrate W is cooled in the processing chamber 10 until it is carried out. This is because the temperature of the substrate W is reduced to the unloading temperature predetermined according to the type of the substrate W as described above. During this time, the radiation thermometers 30a to 30c continuously measure the temperature of the substrate W for each of the areas CA, MA, and EA.

【0033】つぎに、基板Wの冷却曲線を近似的に求め
る(ステップS5)。一般に、yを基板Wの温度とし、
tを冷却開始からの経過時間、a,bを任意定数とする
と、冷却曲線の候補として以下のような非線形関数が挙
げられる。
Next, a cooling curve of the substrate W is approximately obtained (step S5). Generally, y is the temperature of the substrate W,
Assuming that t is the elapsed time from the start of cooling and a and b are arbitrary constants, the following nonlinear functions are given as candidates for the cooling curve.

【0034】[0034]

【数1】 (Equation 1)

【0035】[0035]

【数2】 (Equation 2)

【0036】[0036]

【数3】 (Equation 3)

【0037】そして、第1の実施の形態では上記冷却曲
線のうちのいずれかを予め使用する冷却曲線として、近
似部41内の図示しないメモリに記憶、設定しておく。
なお、当然ながら冷却曲線の候補としては上記数1〜数
3の式以外の関数を設定することもできる。
In the first embodiment, any one of the cooling curves is stored and set in a memory (not shown) in the approximation unit 41 as a cooling curve to be used in advance.
In addition, as a matter of course, a function other than the above equations 1 to 3 can be set as a cooling curve candidate.

【0038】そして、基板Wを冷却していきながら、前
述のように各領域CA,MA,EAごとの基板温度の計
測を行う。そして、放射温度計30a〜30cの測定下
限温度から上側の所定の温度範囲においては、測定した
基板温度を各領域CA,MA,EAごとに近似部41内
の図示しないメモリに記憶していく。この温度範囲は例
えば測定下限温度から高温側50℃程度の温度範囲とす
る。この基板温度を記憶しておくのは次のステップS7
において利用するためであり、また、所定の範囲内のみ
の基板温度を対象とするのは、処理時間の遅延と多くの
記憶容量を必要としないようにするためである。
Then, while cooling the substrate W, the substrate temperature is measured for each of the areas CA, MA, and EA as described above. Then, in a predetermined temperature range above the lower limit temperature of measurement of the radiation thermometers 30a to 30c, the measured substrate temperature is stored in a memory (not shown) in the approximation unit 41 for each of the areas CA, MA, and EA. This temperature range is, for example, a temperature range from the lower limit temperature of the measurement to about 50 ° C. on the high temperature side. This substrate temperature is stored in the next step S7.
The purpose of the present invention is to target the substrate temperature only within a predetermined range in order to avoid a delay in processing time and a large storage capacity.

【0039】やがて、基板温度が放射温度計の測定下限
に到達する(ステップS6)。すると、記憶しておいた
基板温度を上記数1の式に用いて最小二乗法により最適
な定数a,bを求めるのである。これにより、以下で基
板温度を検知(予測)するための近似的な冷却曲線が得
られる。
Eventually, the substrate temperature reaches the measurement lower limit of the radiation thermometer (step S6). Then, the optimal constants a and b are obtained by the least squares method using the stored substrate temperature in the above equation (1). Thereby, an approximate cooling curve for detecting (predicting) the substrate temperature can be obtained below.

【0040】つぎに、近似により得られた基板冷却曲線
を用いて基板温度が搬出温度に到達するまでの時間であ
る到達時間を求める(ステップS7)。
Next, the arrival time, which is the time required for the substrate temperature to reach the unloading temperature, is determined using the substrate cooling curve obtained by the approximation (step S7).

【0041】そして、制御部50の制御により常時経過
時間をカウントしつつ基板Wの冷却を行う。そして、ス
テップS8で求めた到達時間が経過する(ステップS
8)と基板Wの搬出が可能な温度に達しているので、制
御部50は、まず、処理室10内の雰囲気を処理ガスに
よるものから、装置外の雰囲気と同様になるように、そ
の外部雰囲気を形成している置換用ガスに切替える。そ
して、処理室10内部のガスが置換されると制御部10
の制御により外部搬送装置が基板Wを処理室10外へ搬
出する(ステップS9)。このように、基板Wが搬出温
度に達した時に内部雰囲気を置換したり、基板Wをを搬
出したりするので、実施の形態における置換ガス供給源
ROや外部搬送装置がこの発明における処理手段に相当
する。
Then, under control of the control unit 50, the substrate W is cooled while always counting the elapsed time. Then, the arrival time obtained in step S8 elapses (step S8).
8) Since the temperature at which the substrate W can be unloaded has been reached, the control unit 50 first changes the atmosphere in the processing chamber 10 from a processing gas to an external atmosphere so as to be similar to the atmosphere outside the apparatus. Switch to the replacement gas forming the atmosphere. When the gas inside the processing chamber 10 is replaced, the control unit 10
The external transfer device carries out the substrate W out of the processing chamber 10 by the control of (1) (Step S9). As described above, when the substrate W reaches the unloading temperature, the internal atmosphere is replaced or the substrate W is unloaded. Therefore, the replacement gas supply source RO and the external transfer device in the embodiment are used as processing means in the present invention. Equivalent to.

【0042】以上で1枚の基板Wに対する一連の処理が
終了する。そして、処理対象の基板Wが複数存在する場
合にはそれらの基板Wに対して上記ステップS1〜S9
の処理を順次、繰り返すのである。
Thus, a series of processes for one substrate W is completed. If there are a plurality of substrates W to be processed, steps S1 to S9 are performed on those substrates W.
Are sequentially repeated.

【0043】以上説明したように、この発明の第1の実
施の形態によれば、放射温度計30a〜30cによって
測定された高温域での基板温度をもとに、放射温度計3
0a〜30cにおける測定下限温度以下における基板温
度と時刻との関係を含む基板冷却曲線を近似的に求める
ため、放射温度計30a〜30c以外の温度測定手段を
用いないで基板冷却曲線を求めることができるので、コ
ストを増大させることなく上記低温域の基板温度を求め
ることができる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the radiation thermometer 3 based on the substrate temperature in the high temperature range measured by the radiation thermometers 30a to 30c.
In order to approximately obtain the substrate cooling curve including the relationship between the substrate temperature and the time at or below the measurement lower limit temperature in 0a to 30c, it is necessary to obtain the substrate cooling curve without using any temperature measuring means other than the radiation thermometers 30a to 30c. Therefore, the substrate temperature in the low temperature range can be obtained without increasing the cost.

【0044】また、測定された高温域での基板温度をも
とに、所定の非線形関数を用いて基板冷却曲線を近似的
に求めるため、線形関数を用いる場合に比べて、より実
際の基板温度の分布に近い冷却曲線を求めてより正確な
基板温度の外挿を行うことができる。
Further, since the substrate cooling curve is approximately obtained by using a predetermined nonlinear function based on the measured substrate temperature in the high temperature range, the actual substrate temperature can be more improved than when a linear function is used. , A more accurate extrapolation of the substrate temperature can be performed by obtaining a cooling curve close to the distribution.

【0045】また、石英板14の低温域を含む温度域に
おける温度特性を考慮して、低温域における基板Wの温
度を外挿するため、基板冷却曲線を精度良くに求めるこ
とができる。
Further, since the temperature of the substrate W in the low temperature range is extrapolated in consideration of the temperature characteristics of the quartz plate 14 in the temperature range including the low temperature range, the substrate cooling curve can be obtained with high accuracy.

【0046】また、温度検知部40により基板冷却曲線
を求めて低温域における基板Wの温度を外挿して求め、
それをもとに、処理室10内への置換ガスの供給や外部
搬送装置による基板Wの搬出を制御するため、放射温度
計30a〜30c以外の温度測定手段を用いないことに
より、コストを増加させることなく、基板温度をもとに
処理を制御することができる。
Further, the substrate cooling curve is obtained by the temperature detecting section 40 and the temperature of the substrate W in the low temperature region is extrapolated and obtained.
Based on this, the supply of the replacement gas into the processing chamber 10 and the unloading of the substrate W by the external transfer device are controlled, so that the cost is increased by not using temperature measuring means other than the radiation thermometers 30a to 30c. The processing can be controlled based on the substrate temperature without causing the processing to be performed.

【0047】また、温度検知部40により得られた基板
冷却曲線をもとに、基板Wの搬出温度への到達または基
板Wが搬出温度に達すると考えられる時間の経過をもっ
て、処理室10内へのガスの供給や外部搬送装置による
基板Wの搬出を行うため、正確なタイミングでそれらの
処理が開始でき、高品質な処理を行うことができる。
Further, based on the substrate cooling curve obtained by the temperature detecting section 40, the processing chamber 10 is moved into the processing chamber 10 when the temperature reaches the unloading temperature of the substrate W or the time when it is considered that the substrate W reaches the unloading temperature. Since the supply of the gas and the unloading of the substrate W by the external transfer device are performed, the processing can be started at an accurate timing, and high-quality processing can be performed.

【0048】<2.第2の実施の形態>図3はこの発明
の第2の実施の形態である基板処理装置2の縦断面図で
ある。第2の実施の形態の装置構成は第1の実施の形態
のそれとほぼ同一である。ただし、温度検知部40は近
似部41の他に石英板温度算出部42を備えている。石
英板温度算出部42は、近似部41で以下に示すように
して、基板冷却曲線を求める際に基板Wに対向する部材
である石英板14の低温域を含む温度範囲について、温
度と時刻との関係である石英板冷却曲線を近似的に求め
る。
<2. Second Preferred Embodiment> FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a substrate processing apparatus 2 according to a second preferred embodiment of the present invention. The device configuration of the second embodiment is almost the same as that of the first embodiment. However, the temperature detection unit 40 includes a quartz plate temperature calculation unit 42 in addition to the approximation unit 41. The quartz plate temperature calculation unit 42 calculates the temperature, time, and temperature for the temperature range including the low temperature region of the quartz plate 14 that is the member facing the substrate W when obtaining the substrate cooling curve, as described below in the approximation unit 41. Is approximately determined.

【0049】なお、その他の装置構成は第1の実施の形
態と全く同じである。
The other configuration of the apparatus is exactly the same as that of the first embodiment.

【0050】図4は第2の実施の形態における基板処理
を示すフローチャートである。以下、図4を用いて第2
の実施の形態における基板処理について説明する。
FIG. 4 is a flowchart showing substrate processing according to the second embodiment. In the following, the second
The substrate processing in the embodiment will be described.

【0051】ステップS11〜S14までの処理は第1
の実施の形態におけるステップS1〜S4までの処理と
同様であるのでその説明を省略する。
The processing of steps S11 to S14 is the first
Since the processing is the same as that of steps S1 to S4 in the embodiment, the description thereof is omitted.

【0052】照射ユニット11a〜11cを消灯した後
には、各領域CA,MA,EAごとの基板温度の測定を
行いながら基板Wを冷却していく。そして、放射温度計
30a〜30cの測定下限温度から上側の所定の温度範
囲においては、第1の実施の形態と同様に各領域CA,
MA,EAごとに測定した基板温度を用いて逐次形最小
2乗法により冷却曲線を近似的に求めていく(ステップ
S15)。
After the irradiation units 11a to 11c are turned off, the substrate W is cooled while measuring the substrate temperature for each of the areas CA, MA, and EA. Then, in a predetermined temperature range above the lower limit temperature of measurement of the radiation thermometers 30a to 30c, as in the first embodiment, each area CA,
Using the substrate temperature measured for each of MA and EA, a cooling curve is approximately obtained by a sequential least squares method (step S15).

【0053】やがて、基板温度が放射温度計30a〜3
0cの測定下限温度に到達する(ステップS16)。以
下、単位時間ごとに基板温度を検知(予測)しつつ(ス
テップS17)、常時、検知した基板温値を搬出温度と
比較する。
Eventually, the substrate temperature is changed to the radiation thermometers 30a to 30a.
The temperature reaches the measurement lower limit temperature of 0c (step S16). Hereinafter, while detecting (predicting) the substrate temperature every unit time (step S17), the detected substrate temperature value is constantly compared with the unloading temperature.

【0054】単位時間ごとの基板温度の検知方法として
第2の実施の形態では、逐次形最小二乗法による近似を
行う。具体的には基板Wの冷却過程を示す伝達関数を仮
定して、それをもとに後の工程で単位時間ごとに逐次形
最小二乗法を使って次の時刻における基板W温度を近似
的に検知する。
In the second embodiment, as a method of detecting the substrate temperature per unit time, approximation is performed by the successive least squares method. Specifically, assuming a transfer function indicating the cooling process of the substrate W, the temperature of the substrate W at the next time is approximately determined by using a successive least-squares method per unit time in a subsequent process based on the transfer function. Detect.

【0055】冷却過程を示す伝達関数の候補として、a
i,bi(i=0,1,2…)とするとき、以下のような
ものが考えられる。例えば、1次遅れ系として知られる
As candidates for the transfer function indicating the cooling process, a
When i, bi (i = 0, 1, 2,...), the following can be considered. For example, known as a first-order lag system

【0056】[0056]

【数4】 (Equation 4)

【0057】、2次遅れ系として知られるKnown as a second-order delay system

【0058】[0058]

【数5】 (Equation 5)

【0059】、3次遅れ系として知られるKnown as a third-order delay system

【0060】[0060]

【数6】 (Equation 6)

【0061】、さらには、2次遅れ系に修正を加えたFurther, the second-order delay system has been modified.

【0062】[0062]

【数7】 (Equation 7)

【0063】といった伝達関数が考えられる。なお、演
算子zについては以下のように定義される。一般に連続
時間系のラプラス演算子sは次式で表わされる。
Such a transfer function can be considered. The operator z is defined as follows. In general, the Laplace operator s of a continuous time system is expressed by the following equation.

【0064】[0064]

【数8】 (Equation 8)

【0065】ここで、θは差分時間、ytは時刻tでの
出力信号(基板温度)を示す。そして、等しい時間間隔
でサンプリングを行う場合には遅延演算子z-1は次式に
より定義される。
Here, θ indicates a difference time, and yt indicates an output signal (substrate temperature) at time t. When sampling is performed at equal time intervals, the delay operator z -1 is defined by the following equation.

【0066】[0066]

【数9】 (Equation 9)

【0067】そして、第2の実施の形態における逐次形
最小二乗法は以下のようにして行われる。なお、第2の
実施の形態では、出力信号ytを基板温度として実験に
より求められた基板温度の測定結果と最もよい一致を見
せた数4の式を用いている。以下、数4の式を例に逐次
形最小二乗法について説明する。まず、時刻tにおける
入力信号をxtとすると、一般化したパラメータベクト
ルθtおよび信号ベクトルZtを次式のように定義する。
The recursive least squares method in the second embodiment is performed as follows. In the second embodiment, the equation (4) showing the best match with the measurement result of the substrate temperature obtained by the experiment is used with the output signal yt as the substrate temperature. Hereinafter, the recursive least squares method will be described with reference to the equation (4) as an example. First, assuming that an input signal at time t is xt, a generalized parameter vector θt and a signal vector Zt are defined as follows.

【0068】[0068]

【数10】 (Equation 10)

【0069】ここで、Tは転置行列を表わしている。そ
して、測定開始から測定下限温度(その温度となった時
刻ts)までの入力信号xtおよび出力信号ytの測定値
に逐次形最小二乗法の手法を用いて出力信号yts+1を推
定することができる。なお、逐次形最小二乗法の詳細は
公知であるので省略する。
Here, T represents a transposed matrix. Then, the output signal yts + 1 can be estimated from the measured values of the input signal xt and the output signal yt from the start of measurement to the lower limit temperature of measurement (time ts at which the temperature is reached) by using the successive least squares method. it can. The details of the recursive least squares method are publicly known and will be omitted.

【0070】そして、数10の式は時刻tに関する漸化
式となっているので、以下、得られた単位時間前の出力
信号yt-1の推定値を用いて、数10の式から各時刻t
での出力信号ytの推定値を求める処理を時刻tを単位
時間ずつ進めることによって、時刻ts以降の時刻の出
力信号ytを求めていく。
Since the equation of the formula (10) is a recurrence formula relating to the time t, the following equation is obtained from the formula of the formula (10) using the obtained estimated value of the output signal yt-1 before the unit time. t
The output signal yt at the time after the time ts is obtained by advancing the process of obtaining the estimated value of the output signal yt at the time t by the unit time.

【0071】ただし、数10の式から明らかなように、
出力信号ytの推定値を求める際には入力信号xtを求め
る必要がある。以下、入力信号xtについて説明する。
However, as is apparent from the equation (10),
When determining the estimated value of the output signal yt, it is necessary to determine the input signal xt. Hereinafter, the input signal xt will be described.

【0072】第2の実施の形態では入力信号xtとして
石英板14の温度を用いている。すなわち、基板Wの冷
却時には照射ユニット11a〜11cのランプを消灯し
ており、冷却時に最も高温で基板Wの温度に影響を与え
る部材、すなわち、基板Wに対して熱的に最も相関の高
い部材は石英板14と考えられる。そのため、上記のよ
うに入力信号xtとして石英板14の温度を採用してい
るのである。
In the second embodiment, the temperature of the quartz plate 14 is used as the input signal xt. That is, the lamps of the irradiation units 11a to 11c are turned off when the substrate W is cooled, and the members that have the highest temperature and affect the temperature of the substrate W during cooling, that is, the members that have the highest thermal correlation with the substrate W Is considered to be a quartz plate 14. Therefore, the temperature of the quartz plate 14 is employed as the input signal xt as described above.

【0073】ただし、第2の実施の形態ではこの石英板
14の温度を専用の温度測定手段によっては測定してい
ない。すなわち、石英板14の温度を表わす伝達関数を
1次遅れ系と仮定し、照射ユニット11a〜11cから
の熱放射は加熱終了により停止するため、その瞬間の石
英板14への入力をデルタ関数と表わして、インパルス
応答で逆ラプラス変換すると石英板14の温度としての
入力信号xtは次式によって近似できる。
However, in the second embodiment, the temperature of the quartz plate 14 is not measured by a dedicated temperature measuring means. That is, assuming that the transfer function representing the temperature of the quartz plate 14 is a first-order lag system and the heat radiation from the irradiation units 11a to 11c is stopped by the end of heating, the input to the quartz plate 14 at that moment is defined as a delta function. Expressing the inverse Laplace transform with the impulse response, the input signal xt as the temperature of the quartz plate 14 can be approximated by the following equation.

【0074】[0074]

【数11】 [Equation 11]

【0075】ここで、Kはゲイン、τはこの系の時定
数、L-1は逆ラプラス変換をそれぞれ表わしており、時
定数τは予め実験等により求めておく。また、上記の逐
次形最小二乗法による冷却曲線の近似精度は、ゲインK
や石英板14の温度の絶対値にはあまり依存せず、むし
ろ石英板14の冷却時の時定数τに依存していることが
実験により確かめられている。そのため、第2の実施の
形態では石英板14の時定数τを予め求めておき、実際
の基板温度の検知の際に利用しているのである。
Here, K represents a gain, τ represents a time constant of the system, and L −1 represents an inverse Laplace transform, and the time constant τ is obtained in advance by an experiment or the like. The approximation accuracy of the cooling curve by the above-mentioned sequential least squares method is determined by the gain K
It has been experimentally confirmed that the temperature does not largely depend on the absolute value of the temperature of the quartz plate 14, but rather on the time constant τ when the quartz plate 14 is cooled. For this reason, in the second embodiment, the time constant τ of the quartz plate 14 is obtained in advance, and is used when the actual substrate temperature is detected.

【0076】以上より、温度検知部40において、石英
板温度算出部42が数11の式を用いて入力信号xt
(石英板14の温度)を求め、それらを用いて近似部4
1が信号ベクトルZtを表わして、数10の式から出力
信号yt(基板温度)を順次求めていく。そして、得ら
れた各時刻の基板温度と予め基板Wの種類に応じて定め
られた搬出温度とを制御部50が比較していくのであ
る。
As described above, in the temperature detector 40, the quartz plate temperature calculator 42 calculates the input signal xt using the equation (11).
(The temperature of the quartz plate 14) is obtained, and the approximate
1 represents the signal vector Zt, and the output signal yt (substrate temperature) is sequentially obtained from the equation (10). Then, the control unit 50 compares the obtained substrate temperature at each time with the unloading temperature predetermined according to the type of the substrate W.

【0077】やがて、求められた基板温度が搬出温度に
まで低下する(ステップS18)。すると、制御部50
がこれを上記比較により察知して、第1の実施の形態と
同様に、処理室10内の雰囲気を置換し、外部搬送装置
が基板Wを処理室10外へ搬出する(ステップS1
9)。これにより、この1枚の基板Wに対する加熱処理
が終了する。そして、処理対象の基板Wが複数存在する
場合にはそれらの基板Wに対して上記ステップS11〜
S19の処理を順次、繰り返すのである。
Eventually, the obtained substrate temperature decreases to the unloading temperature (step S18). Then, the control unit 50
Senses this by the above comparison, and replaces the atmosphere in the processing chamber 10 as in the first embodiment, and the external transfer device unloads the substrate W out of the processing chamber 10 (step S1).
9). Thus, the heating process on the single substrate W is completed. When there are a plurality of substrates W to be processed, steps S11 to S11 are performed on those substrates W.
The process of S19 is sequentially repeated.

【0078】以上、第2の実施の形態によれば、第1の
実施の形態と同様の効果を奏するとともに、逐次近似を
行うため各単位時間後の基板温度を求める際に用いるデ
ータ量が少ないので、必要とする記憶容量を抑えること
ができ、装置製造コストをより抑えることができる。
As described above, according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the amount of data used for obtaining the substrate temperature after each unit time for performing the successive approximation is small. Therefore, the required storage capacity can be reduced, and the device manufacturing cost can be further reduced.

【0079】<3.変形例>上記第1および第2の実施
の形態において基板処理装置や、それによる基板の温度
検知および基板処理の例を示したが、この発明はこれに
限られるものではない。
<3. Modifications> In the first and second embodiments, examples of the substrate processing apparatus, the temperature detection of the substrate, and the substrate processing by the apparatus have been described, but the present invention is not limited to this.

【0080】たとえば、上記第1および第2の実施の形
態では、それぞれ、最小二乗法および逐次形最小二乗法
を用いて、実際に測定された基板の温度分布に最も合っ
た曲線を求めることで低温域での基板温度を検知するも
のであったが、線形補間法や多項式補間法を用いた外挿
を行うなど、その他の近似方法を用いることも可能であ
る。
For example, in the first and second embodiments, a curve that best matches the actually measured substrate temperature distribution is obtained by using the least squares method and the sequential least squares method, respectively. Although the substrate temperature is detected in a low temperature range, other approximation methods such as extrapolation using a linear interpolation method or a polynomial interpolation method may be used.

【0081】また、上記第1および第2の実施の形態で
は、到達時間の経過もしくは搬出温度到達をもって処理
室10内のガスを置換し、基板Wを搬出するものとした
が、基板Wを処理室10内で冷却中にガスの置換を行っ
ておき、到達時間の経過もしくは搬出温度到達とともに
直ちに基板Wを処理室10外へ搬出するものとしてもよ
い。また、例えば所定の冷却状態での温度以下で行うそ
の他の処理がある場合にはその所定温度を上記第1およ
び第2の実施の形態の方法により予測し、その温度への
到達時間の経過もしくは温度到達をもって次の処理を実
行することもこの発明の技術的範囲に含まれる。
In the first and second embodiments, the gas in the processing chamber 10 is replaced when the arrival time elapses or the unloading temperature has been reached, and the substrate W is unloaded. The gas may be replaced during the cooling in the chamber 10 and the substrate W may be immediately carried out of the processing chamber 10 as the arrival time elapses or the carry-out temperature is reached. Further, for example, when there is another process to be performed at a temperature equal to or lower than the temperature in the predetermined cooling state, the predetermined temperature is predicted by the method of the first and second embodiments, and the lapse of time to reach that temperature or Executing the following processing upon reaching the temperature is also included in the technical scope of the present invention.

【0082】また、上記第1および第2の実施の形態で
は、熱源としてランプを含む照射ユニット11a〜11
cを備え、それらの発する放射光により基板Wを加熱す
るものとしたが、電熱線ヒータ等を熱源として用いても
よい。
In the first and second embodiments, the irradiation units 11a to 11a including lamps as heat sources are used.
c, and the substrate W is heated by the emitted light, but a heating wire heater or the like may be used as a heat source.

【0083】さらに、上記第1の実施の形態では、基板
冷却曲線から求めた到達時間の経過をもって基板Wを処
理室10外に搬出するものとしたが、求めた基板冷却曲
線により常時基板Wの温度を求め、その温度と搬出温度
とを比較して搬出温度より基板Wの温度が低くなった時
に基板Wを処理室10外へ搬出するものとしてもよい。
Further, in the first embodiment, the substrate W is carried out of the processing chamber 10 with the lapse of the arrival time obtained from the substrate cooling curve. The temperature may be obtained, the temperature may be compared with the unloading temperature, and the substrate W may be unloaded out of the processing chamber 10 when the temperature of the substrate W becomes lower than the unloading temperature.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし請
求項8の発明によれば、温度測定手段によって測定され
た高温域における基板の温度をもとに、温度測定手段に
よる温度測定精度が許容精度以下となる低温域における
基板の温度を外挿して求めるため、他の温度測定手段を
用いないで低温域における基板の温度を求めることによ
り、コストを増大させることなく上記低温域における基
板の温度を求めることができる。
As described above, according to the first to eighth aspects of the present invention, the temperature measurement accuracy of the temperature measuring means is improved based on the temperature of the substrate in the high temperature range measured by the temperature measuring means. In order to extrapolate and determine the temperature of the substrate in the low temperature range below the permissible accuracy, the temperature of the substrate in the low temperature range is obtained without using other temperature measuring means. The temperature can be determined.

【0085】また、特に請求項2および請求項5の発明
によれば、測定された高温域における基板の温度をもと
に、所定の非線形関数を用いて低温域における基板の温
度の外挿を行うため、線形関数を用いる場合に比べてよ
り正確な外挿を行うことができる。
According to the second and fifth aspects of the present invention, extrapolation of the temperature of the substrate in the low temperature range is performed using a predetermined nonlinear function based on the measured temperature of the substrate in the high temperature range. Therefore, extrapolation can be performed more accurately than when a linear function is used.

【0086】また、特に請求項3および請求項6の発明
によれば、基板に対向する部材の低温域を含む温度域に
おける温度を考慮して低温域における基板の温度を外挿
するため、低温域における基板の温度を精度良く求める
ことができる。
According to the third and sixth aspects of the present invention, the temperature of the substrate in the low temperature range is extrapolated in consideration of the temperature in the temperature range including the low temperature range of the member facing the substrate. The temperature of the substrate in the region can be accurately determined.

【0087】また、請求項7および請求項8の発明によ
れば、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の基板
温度検知装置を含む基板温度検知手段により外挿された
前記低温域における基板の温度をもとに処理手段による
処理を制御するため、他の温度測定手段を用いないこと
により、装置の製造コストを増大させることなく、求め
られた低温域における基板の温度をもとに処理を制御す
ることができる。
According to the seventh and eighth aspects of the present invention, the low-temperature region extrapolated by the substrate temperature detecting means including the substrate temperature detecting device according to any one of the first to sixth aspects is provided. Since the processing by the processing means is controlled based on the temperature of the substrate, no other temperature measuring means is used. Processing can be controlled.

【0088】また、特に請求項8の発明によれば、基板
温度検知手段により外挿された低温域における基板の温
度をもとに、基板の温度の所定温度への到達または基板
の温度により求められる基板が所定温度に達すると予想
される時間の経過をもって次工程の動作を開始するた
め、正確なタイミングで次工程の処理が開始でき、高品
質な処理を行うことができる。
Further, according to the invention of claim 8, based on the temperature of the substrate in the low temperature region extrapolated by the substrate temperature detecting means, the temperature of the substrate reaches a predetermined temperature or is determined by the temperature of the substrate. Since the operation of the next step is started after a lapse of time expected that the substrate to be heated reaches a predetermined temperature, the processing of the next step can be started at an accurate timing, and high-quality processing can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施の形態である基板処理装
置の縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施の形態における基板処理を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating substrate processing according to the first embodiment.

【図3】この発明の第2の実施の形態である基板処理装
置の縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図4】第2の実施の形態における基板処理を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating substrate processing according to a second embodiment.

【符号の説明】 1 基板処理装置 14 石英板 30a〜30c 放射温度計(温度測定手段) 40 温度検知部(基板温度検地装置、基板温度検知手
段) 41 近似部(外挿手段) 42 石英板温度算出部(部材温度検知手段) 50 制御部 RO 置換ガス供給部(処理手段) W 基板
[Description of Signs] 1 Substrate processing apparatus 14 Quartz plate 30a to 30c Radiation thermometer (Temperature measuring unit) 40 Temperature detecting unit (Substrate temperature detecting device, Substrate temperature detecting unit) 41 Approximating unit (Extrapolating unit) 42 Quartz plate temperature Calculation unit (member temperature detection unit) 50 Control unit RO Replacement gas supply unit (processing unit) W substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 光和 京都市上京区堀川通寺之内上る4丁目天神 北町1番地の1 大日本スクリーン製造株 式会社内 (72)発明者 佐々木 清裕 京都市上京区堀川通寺之内上る4丁目天神 北町1番地の1 大日本スクリーン製造株 式会社内 Fターム(参考) 2F056 EM00 2G066 AC01 AC16 BA01 BA41 BC15 CA14  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Mitsukazu Takahashi 4-chome Tenjin Kitamachi 1-chome, Kamimachi-ku, Kyoto, Japan 1 Dainippon Screen Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor Kiyohiro Sasaki Kyoto 4-chome Tenjin, Kitamachi, Horikawa-dori-Teranouchi, Kamigyo-ku 1 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. F-term (reference) 2F056 EM00 2G066 AC01 AC16 BA01 BA41 BC15 CA14

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加熱処理後の冷却時における基板の温度
を検知する基板温度検知方法であって、 温度測定手段によって高温域における基板の温度を測定
する測定工程と、 測定された前記高温域における基板の温度をもとに、前
記温度測定手段による温度測定精度が許容精度以下とな
る低温域における基板の温度を外挿して求める外挿工程
と、を備えることを特徴とする基板温度検知方法。
1. A substrate temperature detecting method for detecting a temperature of a substrate at the time of cooling after a heat treatment, comprising: a measuring step of measuring a temperature of the substrate in a high temperature region by a temperature measuring means; An extrapolation step of extrapolating a temperature of the substrate in a low temperature range in which the temperature measurement accuracy of the temperature measurement unit is equal to or less than an allowable accuracy based on the temperature of the substrate.
【請求項2】 請求項1に記載の基板温度検知方法であ
って、 前記外挿工程が、前記測定工程において測定された前記
高温域における基板の温度をもとに、所定の非線形関数
を用いて前記外挿を行うものであることを特徴とする基
板温度検知方法。
2. The substrate temperature detecting method according to claim 1, wherein the extrapolating step uses a predetermined nonlinear function based on the temperature of the substrate in the high temperature range measured in the measuring step. And performing the extrapolation.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の基板温
度検知方法であって、 基板に対向する部材の前記低温域を含む温度域における
温度を近似的に求める部材温度検知工程をさらに備え、 前記外挿工程が、得られた前記部材の温度を考慮して前
記外挿を行うものであることを特徴とする基板温度検知
方法。
3. The substrate temperature detecting method according to claim 1, further comprising a member temperature detecting step of approximately calculating a temperature of a member facing the substrate in a temperature range including the low temperature range. Wherein the extrapolation step performs the extrapolation in consideration of the obtained temperature of the member.
【請求項4】 加熱処理後の冷却時における基板の温度
を検知する基板温度検知装置であって、 基板の高温域における温度を測定する温度測定手段と、 測定された前記高温域における基板の温度をもとに、前
記温度測定手段による温度測定精度が許容精度以下とな
る低温域における基板の温度を外挿して求める外挿手段
とを備えることを特徴とする基板温度検知装置。
4. A substrate temperature detecting device for detecting a temperature of a substrate at the time of cooling after a heat treatment, comprising: temperature measuring means for measuring a temperature of the substrate in a high temperature region; and a measured temperature of the substrate in the high temperature region. Extrapolating means for extrapolating and calculating the temperature of the substrate in a low-temperature region in which the temperature measuring accuracy of the temperature measuring means is equal to or less than the allowable accuracy based on the above.
【請求項5】 請求項4に記載の基板温度検知装置であ
って、 前記外挿手段が、前記温度測定手段によって測定された
前記高温域における基板の温度をもとに、所定の非線形
関数を用いて前記外挿を行うものであることを特徴とす
る基板温度検知装置。
5. The substrate temperature detecting device according to claim 4, wherein said extrapolating means calculates a predetermined nonlinear function based on a temperature of the substrate in said high temperature range measured by said temperature measuring means. And performing the extrapolation by using the substrate temperature detecting device.
【請求項6】 請求項4または請求項5に記載の基板温
度検知装置であって、 基板に対向する部材の前記低温域を含む温度域における
温度を近似的に求める部材温度検知手段をさらに備え、 前記外挿手段が、得られた前記部材の温度を考慮して前
記外挿を行うものであることを特徴とする基板温度検知
装置。
6. The substrate temperature detecting device according to claim 4, further comprising member temperature detecting means for approximately calculating a temperature in a temperature range including the low temperature range of the member facing the substrate. The substrate temperature detecting device, wherein the extrapolating means performs the extrapolation in consideration of the obtained temperature of the member.
【請求項7】 請求項4ないし請求項6のいずれかに記
載の基板温度検知装置を含む基板温度検知手段と、 基板に所定の処理を施す処理手段と、 前記基板温度検知手段により外挿された前記低温域にお
ける基板の温度をもとに前記処理手段による処理を制御
する制御手段と、を備えることを特徴とする基板処理装
置。
7. A substrate temperature detecting means including the substrate temperature detecting device according to claim 4, a processing means for performing a predetermined process on the substrate, and an extrapolated by the substrate temperature detecting means. Control means for controlling processing by the processing means based on the temperature of the substrate in the low temperature range.
【請求項8】 請求項7に記載の基板処理装置であっ
て、 前記制御手段が、前記基板温度検知手段により外挿され
た前記低温域における基板の温度をもとに、前記基板の
温度の所定温度への到達または前記基板の温度により求
められる基板が所定温度に達すると予想される時間の経
過をもって次工程の動作を開始することを特徴とする基
板処理装置。
8. The substrate processing apparatus according to claim 7, wherein the control unit determines a temperature of the substrate based on a temperature of the substrate in the low temperature region extrapolated by the substrate temperature detection unit. A substrate processing apparatus, wherein the operation of the next step is started when a predetermined temperature is reached or a time required for the substrate to be obtained from the temperature of the substrate is expected to reach the predetermined temperature.
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