JP2002134491A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハの実際の温度を計測して熱処理温度を
適正に制御する。 【解決手段】 バッチ式縦形ホットウォール形熱処理装
置１０において、プロセスチューブ１１を封止するキャ
ップ２０の中心線に放射温度計５０を挿入して断熱キャ
ップ部２６を貫通させ、ボート２１に保持された最下段
のウエハ１の下面にその上端面を対向させる。放射温度
計５０は温度コントローラ３３に接続し、温度コントロ
ーラ３３は放射温度計５０からの計測温度でヒータ３２
をフィードバック制御するように構成する。 【効果】 放射温度計でウエハの中心部の現在の実際の
温度を計測しヒータをフィードバック制御することで、
熱処理中や昇降温時のウエハの中心部と周辺部の温度差
を解消できるため、ウエハ面内の処理状態分布の均一性
を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱処理装置（furn
ace ）に関し、例えば、半導体集積回路装置（以下、Ｉ
Ｃという。）が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエ
ハという。）に酸化処理や拡散処理および拡散だけでな
く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等の熱処理に使用される熱処理装置
に利用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣの製造方法における酸化処理や拡散
処理等の熱処理には、バッチ式縦形ホットウォール形熱
処理装置（以下、ホットウォール形熱処理装置とい
う。）が、広く使用されている。ホットウォール形熱処
理装置は、ウエハが搬入される処理室を形成するインナ
チューブおよびこのインナチューブを取り囲むアウタチ
ューブから構成され縦形に設置されたプロセスチューブ
と、プロセスチューブの外部に敷設されてプロセスチュ
ーブ内を加熱するヒータとを備えており、複数枚のウエ
ハがボートによって長く整列されて保持された状態でイ
ンナチューブ内に下端の炉口から搬入され、ヒータによ
って処理室内が加熱されることにより、ウエハに熱処理
が施されるように構成されている。

【０００３】このようなホットウォール形熱処理装置に
おいては、インナチューブとアウタチューブとの間に熱
電対を配置して処理室内の温度を計測し、この計測結果
に基づいてヒータをフィードバック制御することによ
り、熱処理を適正に制御することが行われている。この
制御方法の根拠は、プロセスチューブの外部に敷設され
たヒータによってプロセスチューブの処理室内のウエハ
を加熱するホットウォール形熱処理装置においては処理
室内の雰囲気全体が均一な温度となるため、インナチュ
ーブとアウタチューブとの間に配置された熱電対であっ
てもウエハの実際の温度を計測することができ、その熱
電対の計測結果によってヒータをフィードバック制御す
ることにより、ウエハに対する熱処理を適正に制御する
ことができるというものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなホットウォール形熱処理装置においては、ウエハが
大径化した場合（例えば、直径が三百ｍｍのウエハの場
合）には、次のような問題点が発生する。すなわち、ウ
エハの側方から加熱するホットウォール形熱処理装置に
おいては、大径のウエハの場合にはヒータとの遠近差が
顕著になることにより、ウエハの中心部と周辺部との温
度差が顕著になるため、インナチューブとアウタチュー
ブとの間に配置された熱電対による温度計測によって
は、ウエハの中心部における実際の温度を計測したこと
にならない。つまり、熱電対による温度計測結果に基づ
いてヒータをフィードバック制御したのでは、ウエハに
対する熱処理を適正に制御したことにはならない。

【０００５】また、ホットウォール形熱処理装置におい
ては温度の上昇および降下の時間を短縮することが要求
されているが、ホットウォール形熱処理装置におけるウ
エハの周辺部の温度上昇および降下は中心部よりも速い
ため、温度の上昇および降下を短時間で実施すると、ウ
エハの中心部と周辺部との温度差が広がってしまう。こ
のウエハの中心部と周辺部との温度差はウエハが大径に
なるほど顕著になる。そのため、インナチューブとアウ
タチューブとの間に配置された熱電対による温度計測結
果に基づいてヒータをフィードバック制御するホットウ
ォール形熱処理装置においては、ウエハの中心部と周辺
部との温度差を吸収するためにマージン（余裕）を設定
する必要があるので、温度の上昇および降下時間の短縮
に限界がある。

【０００６】本発明の目的は、従来の技術のこれらの問
題点を解決し、現在の実際の温度を適正に計測すること
によって熱処理を適正に実行することができる熱処理装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る熱処理装置
は、プロセスチューブの処理室内の基板の温度を放射温
度計によって計測し、前記プロセスチューブの外部に敷
設されて前記処理室を加熱するヒータを前記放射温度計
の計測結果によってフィードバック制御することを特徴
とする。

【０００８】前記した手段によれば、プロセスチューブ
の処理室内の基板の温度が放射温度計によって計測され
るため、プロセスチューブの外部に敷設されて処理室を
加熱するヒータを基板の現在の実際の温度に即してフィ
ードバック制御することができ、その結果、基板に対す
る熱処理を適正に制御することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に即して説明する。

【００１０】本実施の形態において、図１に示されてい
るように、本発明に係る熱処理装置はＩＣの製造方法に
おける熱処理工程を実施するホットウォール形熱処理装
置（バッチ式縦形ホットウォール形熱処理装置）１０と
して構成されている。

【００１１】図１に示されているホットウォール形熱処
理装置１０は、中心線が垂直になるように縦に配されて
固定的に支持された縦形のプロセスチューブ１１を備え
ている。プロセスチューブ１１はインナチューブ１２と
アウタチューブ１３とから構成されており、インナチュ
ーブ１２は石英ガラスまたは炭化シリコン（ＳｉＣ）が
使用されて円筒形状に一体成形され、アウタチューブ１
３は石英ガラスが使用されて円筒形状に一体成形されて
いる。インナチューブ１２は上下両端が開口した円筒形
状に形成されており、インナチューブ１２の筒中空部は
ボートによって長く整列した状態に保持された複数枚の
ウエハが搬入される処理室１４を実質的に形成してい
る。インナチューブ１２の下端開口はウエハを出し入れ
するための炉口１５を実質的に構成している。したがっ
て、インナチューブ１２の内径は取り扱うウエハの最大
外径（例えば、三百ｍｍ）よりも大きくなるように設定
されている。

【００１２】アウタチューブ１３は内径がインナチュー
ブ１２の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口した
円筒形状に形成されており、インナチューブ１２にその
外側を取り囲むように同心円に被せられている。インナ
チューブ１２とアウタチューブ１３との間の下端部は多
段の円筒形状に構築されたマニホールド１６によって気
密封止されており、マニホールド１６はインナチューブ
１２およびアウタチューブ１３の交換等のためにインナ
チューブ１２およびアウタチューブ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がホット
ウォール形熱処理装置の機枠３０に支持されることによ
り、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。

【００１３】図２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１７が接続されており、排
気管１７は排気装置（図示せず）に接続されて処理室１
４を排気し得るようになっている。排気管１７はインナ
チューブ１２とアウタチューブ１３との間に形成された
隙間に連通した状態になっており、インナチューブ１２
とアウタチューブ１３との隙間によって排気路１８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。排気管１７がマニホールド１６に接続されているた
め、排気管１７は円筒形状の中空体を形成されて垂直に
延在した排気路１８の最下端部に配置された状態になっ
ている。

【００１４】また、マニホールド１６の側壁の下部には
ガス導入管１９がインナチューブ１２の炉口１５に連通
するように接続されており、ガス導入管１９には原料ガ
ス供給装置およびキャリアガス供給装置（いずれも図示
せず）に接続されている。ガス導入管１９によって炉口
１５に導入されたガスは、インナチューブ１２の処理室
１４内を流通して排気路１８を通って排気管１７によっ
て排気される。

【００１５】マニホールド１６には下端開口を閉塞する
キャップ２０が垂直方向下側から当接されるようになっ
ている。キャップ２０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、プロセスチューブ１１
の外部に垂直に設備されたエレベータ（図示せず）によ
って垂直方向に昇降されるように構成されている。キャ
ップ２０の中心線上にはボート２１が垂直に立脚されて
支持されるようになっている。

【００１６】ボート２１は上下で一対の端板２２、２３
と、両端板２２と２３との間に架設されて垂直に配設さ
れた三本の保持部材２４とを備えており、三本の保持部
材２４には多数の保持溝２５が長手方向に等間隔に配さ
れて互いに対向して開口するように刻設されている。ボ
ート２１は三本の保持部材２４の保持溝２５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２１とキャップ２０との間には内
部に断熱材２７が封入された断熱キャップ部２６が配置
されており、断熱キャップ部２６はボート２１をキャッ
プ２０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２１の下端を炉口１５の位置から適当な距離
だけ離間させるように構成されている。

【００１７】図１に示されているように、プロセスチュ
ーブ１１の外側は断熱カバー３１によって全体的に被覆
されており、断熱カバー３１の内側にはプロセスチュー
ブ１１の内部を加熱するヒータ３２がアウタチューブ１
３の周囲を包囲するように同心円に設備されている。断
熱カバー３１およびヒータ３２はホットウォール形熱処
理装置の機枠３０に支持されることによって垂直に据え
付けられている。ヒータ３２は上側から順に、第一ヒー
タ部３２ａ、第二ヒータ部３２ｂ、第三ヒータ部３２
ｃ、第四ヒータ部３２ｄおよび第五ヒータ部３２ｅに五
分割されており、これらヒータ部３２ａ〜３２ｅは温度
コントローラ３３によって互いに連携および独立してシ
ーケンス制御されるように構成されている。

【００１８】また、各ヒータ部３２ａ〜３２ｅには各ヒ
ータ熱電対３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄおよび３４
ｅがそれぞれ設置されており、各ヒータ熱電対３４ａ〜
３４ｅは計測結果を温度コントローラ３３にそれぞれ送
信するようになっている。そして、温度コントローラ３
３は各ヒータ熱電対３４ａ〜３４ｅからの計測温度によ
って各ヒータ部３２ａ〜３２ｅをフィードバック制御す
るようになっている。すなわち、温度コントローラ３３
は各ヒータ部３２ａ〜３２ｅの目標温度と各ヒータ熱電
対３４ａ〜３４ｅの計測温度との誤差を求めて、誤差が
ある場合には誤差を解消させるフィードバック制御を実
行するようになっている。

【００１９】さらに、キャップ２０にはカスケード熱電
対３５が上下方向に貫通されて支持されており、カスケ
ード熱電対３５の挿入端部はインナチューブ１２の内周
付近に敷設された状態になっている。カスケード熱電対
３５には五個の熱電対部３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５
ｄおよび３５ｅが設定されており、各熱電対部３５ａ〜
３５ｅはインナチューブ１２の内部において各ヒータ部
３２ａ〜３２ｅにそれぞれ対向するように配置されてい
る。各熱電対部３５ａ〜３５ｅは計測結果を温度コント
ローラ３３にそれぞれ送信するようになっており、温度
コントローラ３３は各熱電対部３５ａ〜３５ｅからの計
測温度によって各ヒータ部３２ａ〜３２ｅをフィードバ
ック制御するようになっている。すなわち、温度コント
ローラ３３は各ヒータ部３２ａ〜３２ｅの目標温度と各
熱電対部３５ａ〜３５ｅの計測温度との誤差を求めて、
誤差がある場合には誤差を解消させるフィードバック制
御を実行するようになっている。

【００２０】図１に示されているように、断熱カバー３
１とプロセスチューブ１１との間には冷却エア４０を流
通させるための冷却エア通路４１が、プロセスチューブ
１１を全体的に包囲するように形成されている。断熱カ
バー３１の下端部には冷却エア４０を冷却エア通路４１
に供給する給気管４２が接続されており、給気管４２に
供給された冷却エア４０は冷却エア通路４１の全周に拡
散するようになっている。断熱カバー３１の天井壁の中
央部には冷却エア４０を冷却エア通路４１から排出する
排気口４３が開設されており、排気口４３には排気路４
４が接続されている。排気路４４には第一ダンパ４５、
水冷ラジエータ４６、第二ダンパ４７およびブロア４８
が介設されている。

【００２１】図１に示されているように、キャップ２０
の中心線上には図３に示されている放射温度計５０が下
から挿入されて固定されており、放射温度計５０の上端
は断熱キャップ部２６を貫通してボート２１に保持され
た最下段のウエハ１の下面に近接するようになってい
る。そして、放射温度計５０は計測結果を温度コントロ
ーラ３３に送信するようになっており、温度コントロー
ラ３３は放射温度計５０からの計測温度によってヒータ
３２をフィードバック制御するようになっている。すな
わち、ヒータ３２の目標温度と放射温度計５０の計測温
度との誤差を求めて、誤差がある場合には誤差を解消さ
せるフィードバック制御を実行するようになっている。

【００２２】図３に示されているように、放射温度計５
０は円盤形状に形成されたベース５１を備えており、ベ
ース５１の一端面（以下、上面とする。）には上側端面
が閉塞した円筒形状のホルダ５２が同心円に配置されて
固着されている。ホルダ５２の閉塞壁の中心線上には保
護パイプ５３が上下方向に配置されて、下端部において
固定されている。保護パイプ５３は炭化シリコン（Ｓｉ
Ｃ）が使用されて上方に行くに従って若干細くなるテー
パを有する円筒形のパイプ形状に形成されており、保護
パイプ５３の中空部内には被測温体であるウエハ１から
の放射線（熱線）を導くための導波棒５４が同心円に挿
通されている。導波棒５４はサファイアまたは石英ガラ
スが使用されて、保護パイプ５３の内形よりも細く、か
つ、テーパを有する丸棒形状に形成されており、保護パ
イプ５３の内周と導波棒５４の外周との間には極僅かな
（例えば、０．２〜０．３ｍｍ程度）の隙間５５が形成
されている。

【００２３】導波棒５４の下端部はベース５１の中心線
上に挿通された保持パイプ５６の上端部にホルダ５２の
内部において挿入されて保持されている。保持パイプ５
６は石英ガラスが使用されて導波棒５４の下端部と同径
の円形パイプ形状に形成されており、その中空部内には
複数本の光ファイバが束ねられた光ファイバ束５７が挿
通されている。導波棒５４と光ファイバ束５７との突合
部は継手部５８によって機械的かつ光学的に結合されて
いる。光ファイバ束５７の導波棒５４と反対側端は熱電
対や抵抗素子等の測温素子（図示せず）に光学的に対向
されており、測温素子の熱起電力に基づく出力が放射温
度計５０の計測温度として温度コントローラ３３に送信
されるようになっている。

【００２４】ベース５１には窒素ガス５９を供給するた
めの窒素ガス供給管６０がホルダ５２に連通するように
接続されている。窒素ガス供給管６０からホルダ５２に
供給された窒素ガス５９は保護パイプ５３と導波棒５４
との間に形成された隙間５５に流入して、隙間５５を流
通して保護パイプ５３の上端から外部に排出するように
なっている。

【００２５】次に、前記構成に係るホットウォール形熱
処理装置の作用を温度制御を主体にして説明する。

【００２６】図１に示されているように、複数枚のウエ
ハ１を整列保持したボート２１はキャップ２０の上にウ
エハ１群が並んだ方向が垂直になる状態で載置され、エ
レベータによって差し上げられてインナチューブ１２の
炉口１５から処理室１４に搬入されて行き、キャップ２
０に支持されたままの状態で処理室１４に存置される。
この状態で、放射温度計５０の上端はボート２１の最下
段に保持されたウエハ１の下面の中心部に近接して対向
した状態になる。

【００２７】プロセスチューブ１１の内部が排気管１７
によって排気されるとともに、プロセスチューブ１１の
内部がヒータ３２の各ヒータ部３２ａ〜３２ｅによって
温度コントローラ３３のシーケンス制御の目標温度（例
えば、６００〜１２００℃）に加熱される。この際、ヒ
ータ３２の各ヒータ部３２ａ〜３２ｅの実際の加熱温度
（出力）とシーケンス制御の目標温度との誤差は各ヒー
タ熱電対３４ａ〜３４ｄ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。

【００２８】また、各ヒータ部３２ａ〜３２ｅの加熱に
よるプロセスチューブ１１の内部の実際の上昇温度と各
ヒータ部３２ａ〜３２ｅのシーケンス制御の目標温度と
の誤差は、カスケード熱電対３５の各熱電対部３５ａ〜
３５ｅ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。

【００２９】ところで、ボート２１に保持されたウエハ
１の直径が三百ｍｍである場合には、カスケード熱電対
３５による温度計測によってはウエハ１の中心部におけ
る実際の温度を計測したことにならないため、カスケー
ド熱電対３５による温度計測結果に基づいてヒータ３２
をフィードバック制御しただけでは、ウエハ１に対する
熱処理を適正に制御することができない。

【００３０】そこで、本実施の形態においては、ウエハ
１の中心部における現在の実際の温度を放射温度計５０
によって計測し、この計測結果に基づいてヒータ３２を
フィードバック制御することにより、ウエハ１に対する
熱処理を適正に制御するものとしている。

【００３１】すなわち、放射温度計５０の上端はキャッ
プ２０およびボート２１の中心線を貫通してウエハ１の
中心部に対向されているため、図３に示されているよう
に、高温に加熱されたウエハ１の中心部からの放射線
（熱線）６１は放射温度計５０の導波棒５４に入射す
る。導波棒５４に入射した放射線６１は導波棒５４の界
面で全反射を繰り返すことにより伝播して継手部５８を
介して光ファイバ束５７に入射する。図示しないが、光
ファイバ束５７に入射した放射線６１は同様にして伝播
して測温素子に照射する。放射温度計５０は測温素子に
照射した放射線６１に対応した測温値を温度コントロー
ラ３３に送信する。

【００３２】放射温度計５０から送信されて来たウエハ
１の中心部の計測温度とカスケード熱電対３５から送信
されて来たウエハ１の周辺部の計測温度との間に差があ
る場合には、温度コントローラ３３は放射温度計５０か
らの計測温度とヒータ３２のシーケンス制御の目標温度
との誤差を求め、その誤差を解消させるフィードバック
制御を実行する。なお、放射温度計５０の計測温度に基
づくフィードバック制御を実行すべきカスケード熱電対
３５の計測温度と放射温度計５０の計測温度との差値の
大きさには範囲を持たせることができる。例えば、カス
ケード熱電対３５の計測温度と放射温度計５０の計測温
度との差値が１℃以下である場合には、放射温度計５０
の計測温度に基づくフィードバック制御を実行しないよ
うに設定することができる。

【００３３】ちなみに、本実施の形態においては、放射
温度計５０はボート２１の最下段に保持されたウエハ１
だけを測温することにより、ウエハ１の中心部と周辺部
との温度差を解消させる温度制御を実行していることに
なる。しかし、プロセスチューブ１１の内部の温度は均
一に保たれていることにより、ボート２１の上段領域に
保持されたウエハ１の温度と下段領域に保持されたウエ
ハ１の温度との間には差が無いため、最下段に保持され
たウエハ１の中心部だけの測温データだけであっても、
ウエハ１の中心部と周辺部との温度差を解消させる温度
制御は充分に適正に実行することができる。

【００３４】ところで、直径が三百ｍｍのウエハ１にお
いては、ヒータ３２に対するウエハ１の中心部と周辺部
とでは、遠近差によって温度差や温度上昇速度差が発生
する。これらの差があるままの状態で熱処理を実行する
と、ウエハ１の熱処理状態の分布（例えば、酸化膜の膜
厚分布や不純物の拡散分布）が中心部と周辺部との間で
不均一になってしまう。そこで、直径が三百ｍｍのウエ
ハ１の場合の温度差や温度上昇速度差を吸収するため
に、従来例においてはヒータ３２の加熱によるプロセス
チューブ１１の内部の温度上昇速度を低く抑制するシー
ケンス制御が実行されている。

【００３５】しかし、本実施の形態においては、放射温
度計５０の測温結果に基づくフィーダバック制御によっ
てウエハ１の中心部と周辺部との温度差が解消されるた
め、ヒータ３２の加熱によるプロセスチューブ１１の内
部の温度上昇速度を従来例に比べて速く設定することが
できる。

【００３６】以上の温度制御による熱処理が実施されて
予め設定された熱処理時間が経過すると、ヒータ３２の
加熱が温度コントローラ３３のシーケンス制御によって
停止されるとともに、冷却エア４０が冷却エア通路４１
を流通される。すなわち、冷却エア４０は給気管４２か
ら供給されるとともに、排気口４３から排気路４４によ
る排気力によって排気される。冷却エア４０は冷却エア
通路４１を流通する間にプロセスチューブ１１のアウタ
チューブ１３に接触して熱を奪うことにより、プロセス
チューブ１１の内部を強制的に冷却する。この冷却エア
４０による強制冷却によってプロセスチューブ１１の内
部の温度は自然冷却の場合に比べて急速に降下して行
く。

【００３７】ところで、この冷却エア４０による強制冷
却もプロセスチューブ１１の外側からの冷却であるた
め、直径が三百ｍｍのウエハ１においてはウエハ１の中
心部と周辺部とでは遠近差による温度差や温度降下速度
差が発生する。これらの差があるままの状態で強制冷却
を継続すると、ウエハ面内の温度分布が不均一になるた
め、ウエハ１に反りが発生してしまう。そこで、直径が
三百ｍｍのウエハ１の場合の温度差や温度降下速度差を
吸収するために、従来例においては強制冷却による温度
下降速度は低く設定されている。

【００３８】しかし、本実施の形態においては、放射温
度計５０の測温結果に基づくフィードバック制御によっ
てウエハ１の中心部と周辺部との温度差を解消させるこ
とができるため、強制冷却によるプロセスチューブ１１
の内部の温度下降速度を従来例に比べて速く設定するこ
とができる。すなわち、放射温度計５０から送信されて
来たウエハ１の中心部の計測温度とカスケード熱電対３
５から送信されて来たウエハ１の周辺部の計測温度との
間に差が所定の範囲内にある場合には、温度コントロー
ラ３３は冷却エア４０の冷却エア通路４１での流通速度
を増速させて行き、所定の範囲外の場合には流通速度の
増速を中止する。所定の温度差の範囲とは、ウエハ１に
反りまたはスリップが発生するのを防止可能な範囲であ
る。

【００３９】以上のようにしてプロセスチューブ１１の
内部の温度が降下されて行き予め設定された降下時間が
経過すると、キャップ２０が下降されて炉口１５が開口
されるとともに、ボート２１に保持された状態でウエハ
１群が炉口１５からプロセスチューブ１１の外部に搬出
される。

【００４０】前記実施の形態によれば、次の効果が得ら
れる。

【００４１】1) キャップの中心線に沿って放射温度計
を挿入してボートに保持されたウエハの温度を処理中に
計測することにより、インシチュー（In−situ）でウエ
ハの現在の実際の温度を直接計測することができるた
め、プロセスチューブを加熱するヒータを放射温度計の
計測結果によってリアルタイムでフィードバック制御す
ることができ、ホットウォール形熱処理装置の性能およ
び信頼性を高めることができる。

【００４２】2) キャップの中心線に沿って挿入した放
射温度計によってウエハの中心部の温度を直接計測する
ことにより、この計測結果によってヒータをフィードバ
ック制御することができるため、熱処理中や昇温時およ
び降温時におけるウエハの中心部と周辺部との温度差を
解消することができる。

【００４３】3) 前記1)および2)により、ウエハ面内の
温度分布の均一性を大幅に向上させることができるた
め、熱処理後のウエハにおける処理状態の面内分布の均
一性を大幅に向上させることができるとともに、ウエハ
の反りの発生を防止することができ、ひいてはＩＣの品
質および信頼性を高めることができる。

【００４４】4) 昇温時および降温時におけるウエハの
中心部と周辺部との温度差を解消することにより、シー
ケンス制御の温度昇降速度を速く設定することができる
とともに、シーケンス制御の目標温度への到達時間およ
び安定時間を大幅に短縮することができるため、ホット
ウォール形熱処理装置の昇温および降温性能を大幅に高
めることができる。

【００４５】5) 放射温度計の導波棒をキャップの中心
線に沿ってプロセスチューブの内部に挿入して、放射温
度計の測温子である導波棒の先端面をウエハの下面の中
心部に近接して対向させることにより、ウエハの中心部
の放射線を導波棒に適正に入射させることができるた
め、ウエハの中心部の現在の実際の温度を放射温度計に
よって正確に計測することができる。

【００４６】6) 放射温度計の導波棒を保護パイプに挿
入することにより、導波棒の外周面を保護することがで
きるため、断熱材が封入された断熱キャップ部であって
も放射温度計の導波棒を挿入することができる。

【００４７】7) 放射温度計の導波棒を保護パイプに挿
入し、導波棒と保護パイプとの隙間を窒素ガスによって
パージすることにより、導波棒の経時劣化を防止するこ
とができるため、導波棒の耐久性を高めることができ
る。

【００４８】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変
更が可能であることはいうまでもない。

【００４９】例えば、カスケード熱電対を省略して、ウ
エハの現在の実際の温度を計測する放射温度計によって
ヒータをフィードバック制御するように構成してもよ
い。

【００５０】放射温度計としては前記実施の形態の構成
のものを使用するに限らず、光ファイバや他の光学系を
使用したものを使用してもよい。また、窒素ガスによる
パージ構造は省略することができる。

【００５１】熱処理は酸化処理や拡散処理および拡散だ
けでなくイオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化の
ためのリフローおよびアニール処理等に限らず、成膜処
理等の熱処理であってもよい。

【００５２】被処理基板はウエハに限らず、ホトマスク
やプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスク
および磁気ディスク等であってもよい。

【００５３】本発明は、バッチ式縦形ホットウォール形
熱処理装置に限らず、バッチ式横形ホットウオール形熱
処理装置や縦形および横形ホットウォール形減圧ＣＶＤ
装置等の熱処理装置全般に適用することができる。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、現在の実際の温度を適
正に計測することによって熱処理を適正に実行すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるホットウォール形
熱処理装置を示す正面断面図である。

【図２】その要部を示す拡大断面図である。

【図３】放射温度計を示しており、（ａ）は正面断面
図、（ｂ）は要部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１…ウエハ（基板）、１０…ホットウォール形熱処理装
置（バッチ式縦形ホットウォール形熱処理装置）、１１
…プロセスチューブ、１２…インナチューブ、１３…ア
ウタチューブ、１４…処理室、１５…炉口、１６…マニ
ホールド、１７…排気管、１８…排気路、１９…ガス導
入管、２０…キャップ、２１…ボート、２２、２３…端
板、２４…保持部材、２５…保持溝、２６…断熱キャッ
プ部、２７…断熱材、３０…機枠、３１…断熱カバー、
３２…ヒータ、３２ａ〜３２ｅ…ヒータ部、３３…温度
コントローラ、３４ａ〜３４ｅ…ヒータ熱電対、３５…
カスケード熱電対、３５ａ〜３５ｅ…熱電対部、４０…
冷却エア、４１…冷却エア通路、４２…給気管、４３…
排気口、４４…排気路、４５…第一ダンパ、４６…水冷
ラジエータ、４７…第二ダンパ、４８…ブロア、５０…
放射温度計、５１…ベース、５２…ホルダ、５３…保護
パイプ、５４…導波棒、５５…隙間、５６…保持パイ
プ、５７…光ファイバ束、５８…継手部、５９…窒素ガ
ス、６０…窒素ガス供給管、６１…放射線（熱線）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロセスチューブの処理室内の基板の温
   度を放射温度計によって計測し、前記プロセスチューブ
   の外部に敷設されて前記処理室を加熱するヒータを前記
   放射温度計の計測結果によってフィードバック制御する
   ことを特徴とする熱処理装置。