JP2002175123A - 温度制御方法、熱処理装置、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

温度制御方法、熱処理装置、及び半導体装置の製造方法

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JP2002175123A JP2001272218A JP2001272218A JP2002175123A JP 2002175123 A JP2002175123 A JP 2002175123A JP 2001272218 A JP2001272218 A JP 2001272218A JP 2001272218 A JP2001272218 A JP 2001272218A JP 2002175123 A JP2002175123 A JP 2002175123A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熟練作業者がいなくても、目標温度で熱処理
すべきウェーハ領域の全領域に渡って、短時間かつ正確
に誤差の少ない均熱調整を行うことができ、コンピュー
タシステムにより自動化も可能な温度制御方法を提供す
る。 【解決手段】 ウェーハ位置での検出温度をその目標温
度とするよう、少なくとも２つの加熱ゾーンを有する加
熱装置を制御する温度制御方法であって、前記加熱ゾー
ンの数よりも多く、且つ各加熱ゾーンにおける少なくと
も１つのウェーハ位置での温度を検出し、検出された複
数の検出温度の最大値と最小値の間に前記目標温度が含
まれるように前記加熱装置を制御することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体製造装置
等における温度制御方法、熱処理装置、及び半導体装置
の製造方法に関し、特に、被処理体を熱処理するため
に、熱処理装置を複数の加熱ゾーンに分割し、該複数の
加熱ゾーンに関して、実際に目標温度を設定して温度制
御を行い、前記複数の加熱ゾーンよりも多数の被処理体
領域における検出温度により、前記目標温度を補正する
ようにした温度制御方法、熱処理装置及び半導体装置の
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の熱処理装置において、例えば、半
導体ウェーハ（基板）を被処理体として熱処理し、成膜
等を行う場合、その処理成果物である成膜等の種別およ
びその製造過程に対応した様々な処理温度が要求され
る。したがって、熱処理を行うときの被処理体の温度
は、この処理温度に可能な限り一致するような方法（均
熱調整方法）で温度制御される。図６は、このような熱
処理装置の中の典型的な一つである縦型拡散炉の構造を
示す図である。図６に示した縦型拡散炉は、外壁１１１
に覆われた均熱管１１２および反応管１１３と、反応管
１１３の中を加熱するためのヒータ１１４と、ヒータ１
１４の温度を検出するヒータ熱電対１１５と、均熱管１
１２と反応管１１３との間の温度を検出するカスケード
熱電対１１６と、熱処理するためのウェーハを搭載した
ボート１１７と、ヒータ熱電対１１５およびカスケード
熱電対１１６が検出する検出温度および指示される目標
温度Ｙに基づき、ヒータ１１４への操作量Ｚ（電力値）
を制御する温度コントローラ１１９とから構成されてい
る。
【０００３】ヒータ１１４は、炉内温度（反応管１１３
の温度）をより高精度に制御するために複数の加熱ゾー
ンに分割されており、例えば、図６のように、４つの加
熱ゾーンへの分割の場合には、上部から順にＵ，ＣＵ，
ＣＬ，Ｌゾーンと呼ばれる（以降、これらの名称を使用
する）、それぞれの加熱ゾーンに対応して、ヒータ熱電
対１１５とカスケード熱電対１１６とが設置されてい
る。温度コントローラ１１９は、カスケード熱電対１１
６の検出温度を目標温度Ｙと一致するように、ヒータ熱
電対１１５の温度を検出しながら、ヒータ１１４への操
作量Ｚを予め与えられたアルゴリズム（ＰＩＤ演算等）
に従って算出し、ヒータ１１４への電力値を調整してい
る。
【０００４】このように、従来は、カスケード熱電対１
１６での検出温度を、ウェーハ処理の目標温度に一致す
るように温度制御を行っていたが、実際に熱処理を行う
ウェーハの位置での温度と、それに対応するカスケード
熱電対の検出温度との間には、少なからず誤差があり、
この誤差が熱処理の品質を低下させる要因となることが
ある。このため、ウェーハにより近い領域の温度、また
はウェーハそのものの温度をウェーハ処理の目標温度に
なるように制御し、熱処理の品質を向上させることが必
要である。そのためには、ウェーハにより近い領域の温
度、またはウェーハそのものの温度を検出する手段が必
要となる。検出手段としては、反応管の中に熱電対を挿
入し、ウェーハ近傍の温度を測定する方法や、数学モデ
ルを使用してウェーハ温度を推定する方法等各種のもの
があるが、ここではそれらの１例として、熱電対を直接
的にウェーハに装着した温度測定用ウェーハ（熱電対付
きウェーハ）を使用する方法について説明する。
【０００５】図７は上述の熱電対付きウェーハを使用し
た例を示す。この場合、熱電対付きウェーハ１１８は、
４つの加熱ゾーンであるＵ，ＣＵ，ＣＬ，Ｌゾーンのそ
れぞれに対応して配置されている。また、ヒータ熱電対
１１５およびカスケード熱電対１１６もこれらのＵ，Ｃ
Ｕ，ＣＬ，Ｌゾーンのそれぞれに対応する位置に設置さ
れている。熱電対付きウェーハ１１８で検出された温度
は、ヒータ熱電対１１５およびカスケード熱電対１１６
と同様に、温度コントローラ１１９に取り込まれる。ち
なみに、熱電対付きウェーハにおいて、熱電対を装着す
る場所や数は、使用方法によって異なる場合があるが、
ここで述べる例における熱電対付きウェーハ１１８は、
ウェーハの中央に熱電対を１個だけ装着しているものと
する。
【０００６】図７のような構成で、カスケード熱電対１
１６の検出温度をウェーハ処理の目標温度に一致するよ
うに温度制御を行った場合の、カスケード熱電対１１６
と熱電対付きウェーハ１１８の検出温度の関係の１例を
図９に示す。この場合、カスケード熱電対１１６の検出
温度（○）は、目標温度に一致するが、熱電対付きウェ
ーハ１１８の検出温度（Δ）は、目標温度との間に誤差
が生じている。また、誤差の大小等も加熱ゾーン毎に異
なっているため、熱処理の品質を低下させる要因とな
る。この場合、熱電対付きウェーハ１１８の検出温度と
カスケード熱電対１１６に対する目標温度との間の誤差
を、カスケード熱電対の目標温度に対する補正値として
使用する方法がある。例えば、図９において、Ｕゾーン
の熱電対付きウェーハの検出温度が、目標温度に対して
５℃低い場合には、この５℃を、Ｕゾーンのカスケード
熱電対に対する目標温度に補正値として加える。
【０００７】上述の補正により、Ｕゾーンのカスケード
熱電対１１６の検出温度は、本来の目標温度よりも５℃
高くなるが、Ｕゾーンの熱電対付きウェーハの検出温度
を、本来の目標温度に一致させることができる。同様
に、全ての加熱ゾーンに対して、補正を行った場合のカ
スケード熱電対と熱電対付きウェーハの検出温度の関係
の１例を図１０に示す。この場合、カスケード熱電対１
１６の検出温度（○）は、本来の目標温度に一致しなく
なったが、熱電対付きウェーハ１１８の検出温度（Δ）
は、目標温度と一致している。実際に熱処理するウェー
ハの温度が目標温度と一致したことで、熱処理の品質を
向上させることができる。ただし、上記の例において、
熱電対付きウェーハ１１８の検出温度を５℃高くするた
めに、カスケード熱電対に対する目標温度に５℃を補正
値として加えても、熱電対付きウェーハの検出温度が、
実際に５℃高くならない場合が多く、数回の調整作業の
繰り返しが必要となる。
【０００８】さらに、図７の構成において、熱電対付き
ウェーハ１１８は、加熱ゾーン毎に設置されたヒータ熱
電対１１５およびカスケード熱電対１１６に対応する位
置にそれぞれ配置されていたが、それ以外のウェーハの
温度を測定するために、図８のように、熱電対付きウェ
ーハを複数枚増加して配置し、それらによって検出され
た温度を同様に、温度コントローラ１１９に取り込んだ
場合の、カスケード熱電対と熱電対付きウェーハの検出
温度の関係の１例が図１１に示すように考えられる。こ
の場合、各加熱ゾーンを代表する位置に配置された熱電
対付きウェーハ１１８の検出温度（Δ）は、目標温度と
一致しているが、それ以外の位置に配置された熱電対付
きウェーハの検出温度（▲）は、目標温度に対し誤差を
生じている。これでは、熱処理の品質に違いが出てしま
い、製品として一定レベル以上の品質を保証できる成果
物の製造割合が低下する原因となる。この対策として、
ウェーハ領域の温度差をなるべく無くし、均一にするよ
うに、カスケード熱電対１１６に対する目標温度をさら
に補正する方法がある。
【０００９】例えば、図１１におけるように、ＣＬゾー
ンとＬゾーンとの間に設置した熱電対付きウェーハの検
出温度が、目標温度に対して３℃高い場合、１℃程度、
ＣＬゾーンとＬゾーンとのカスケード熱電対に対する目
標温度から、補正値として減ずる。この場合、補正値を
３℃とせずに１℃程度としたのは、先程と同じように誤
差の３℃を、カスケード熱電対に対する目標温度の補正
値として使用すると、こんどは、加熱ゾーンに対応した
熱電対付きウェーハの検出温度が、目標温度に対して誤
差が大きくなってしまい、結果的に、ウェーハ領域の温
度差を無くすという目的が達成できないからである。さ
らに、補正値を１℃程度としたのは、ＣＬゾーンとＬゾ
ーンとの間に設置した熱電対付きウェーハの検出温度
は、ＣＬゾーンとＬゾーンのそれぞれへの補正の影響を
受けるために、加熱ゾーン間の干渉の度合い等の情報が
不明確な場合には、何度か補正値を調整する必要がある
ので、先ず、その初期値を１℃程度とする意味である。
【００１０】図８に示されるように構成した場合、全て
の熱電対付きウェーハの検出温度が、目標温度に対する
誤差を小さくするように調整（例えば、熟練作業者によ
って調整）された場合における、カスケード熱電対と熱
電対付きウェーハとの検出温度の関係の１例を図１２に
示す。この場合、加熱ゾーンに対応した熱電対付きウェ
ーハの検出温度（Δ）は、目標温度に若干一致しなくな
ったが、全ての熱電対付きウェーハ（△，▲）における
目標温度との誤差が、図１１の場合に比べて全体として
減少している（矢印で示されるばらつきの幅が小さ
い）。これにより、製品として一定レベル以上の品質を
保証できる成果物の数を増加させることができる。しか
し、図１２のように、熱電対付きウェーハにおける目標
温度との誤差を全体的に小さくするには、熟練した作業
者の存在が必要であり、また熟練作業者でも何度も繰り
返し調整をするために、多くの調整時間を必要としてい
るのが現状である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の熱処理装
置用均熱調整方法は、熱処理装置のウェーハ領域を複数
の加熱ゾーンに分割し、全加熱ゾーンに関して、実際に
目標温度を設定して温度制御を行う領域の温度を炉周辺
のカスケード熱電対等の温度検出装置により検出し、検
出した温度により、炉内に配置された被処理体が目標温
度で処理されるように加熱制御しようとしているが、温
度検出装置に対する設定温度の決定は、熟練作業者の経
験や試行に依存しているため、該当する能力のある人員
に制限があり、設定時間も多大に必要となるという問題
がある。
【００１２】この発明は、上記の問題を解決すべくなさ
れたものであって、熟練作業者がいなくても、被処理物
の全領域に渡って、簡単に短時間で、かつ誤差を小さく
して目標温度に調整（均熱調整）することができ、コン
ピュータシステムにより自動化も容易に行い得る温度制
御方法、熱処理装置及び半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係る温度制御方法は、所定位置での検出
温度をその目標温度とするよう、少なくとも２つの加熱
ゾーンを有する加熱装置を制御する温度制御方法であっ
て、前記加熱ゾーンの数よりも多く、且つ各加熱ゾーン
において少なくとも１つの所定位置での温度を検出し、
検出された複数の所定位置における検出温度の最大値と
最小値の間に前記目標温度が含まれるように前記加熱装
置を制御することを特徴とするものである。
【００１４】このような構成によれば、熟練作業者がい
なくても、被処理物の全領域に渡って、簡単に短時間
で、かつ誤差を小さくして目標温度に調整（均熱調整）
することができる。本発明は、例えば、複数の加熱ゾー
ンを有し、また、複数の熱電対付きウェーハ位置での温
度が検出され得る縦型ＣＶＤ装置や枚葉装置等に容易に
適用できる。
【００１５】また、本発明の温度制御方法において、各
ゾーンに対応する第１の所定位置に第１の温度検出器を
備え、前記第１の温度検出器による検出温度を第１の目
標温度とするように前記加熱装置を制御する温度制御方
法に用いられ、第１の所定位置よりも被処理物に近い第
２の所定位置に第２の温度検出器を備え、前記第１の温
度検出器における前記第１の目標温度を変化させた場合
に、前記第２の温度検出器の検出温度が変化する度合い
を示す係数の行列である干渉行列Ｍ、及び前記第２の温
度検出器における第２の目標温度と前記第２の温度検出
器による検出温度との差Ｐ0を取得し、これら干渉行列
Ｍと誤差Ｐ0とに基づいて、前記第１の目標温度を補正
することを特徴とするものである。
【００１６】このような構成によれば、熟練作業者がい
なくても、被処理物の全領域に渡って、簡単に短時間
で、かつ誤差を小さくして目標温度に調整（均熱調整）
することができ、コンピュータシステムにより自動化も
容易に行い得る。なお、実施の形態において第１の温度
検出器にはカスケード熱電対が相当し、第２の温度検出
器には、ウェーハ（熱電対付きウェーハ）に付けられた
熱電対が相当する。そして、この構成によれば、一度取
得した干渉行列Ｍと誤差Ｐ0に基づいて、カスケード熱
電対の目標温度が補正されつつ温度制御がなされる。
【００１７】また、本発明の温度制御方法は、前記補正
された第１の目標温度を用いて温度制御を行うことで、
新たな誤差Ｐ0′を求め、この誤差Ｐ0′と前記干渉行列
Ｍを用いて、前記補正された前記第１の目標温度をさら
に補正することを特徴とするものである。
【００１８】このような構成によれば、より精度良く温
度制御を行え、被処理物をより精度良く所望温度に加熱
することができる。
【００１９】また、本発明の温度制御方法は、処理室
と、少なくとも１つの加熱ゾーンを有し、前記処理室内
に設けられた被処理物を加熱する加熱装置と、前記加熱
装置による加熱温度を第１の所定位置にて検出するた
め、各ゾーンに少なくとも１つ設けた第１の温度検出器
とを備え、前記第１の温度検出器により検出された第１
の検出温度と、該第１の検出温度についての第１の目標
温度とに基づいて前記加熱装置を制御する温度制御方法
において、前記加熱ゾーンの数よりも多く、第１の所定
位置よりも被処理物に近い第２の所定位置において前記
加熱装置による加熱温度を検出する複数の第２の温度検
出器を備え、前記第２の温度検出器により検出される第
２の検出温度と該第２の検出温度についての第２の目標
温度とを比較して前記第１の目標温度の補正値を取得
し、前記補正値により前記第１の目標温度を補正して温
度制御を行うことを特徴とするものである。
【００２０】また、本発明の温度制御方法において、前
記補正値の取得は、実際に被処理基板を処理する実プロ
セス前に行われることを特徴とするものである。
【００２１】このような構成によれば、実プロセス中に
おいては、第２の温度検出器を設ける必要が無く、温度
検出器を設けることによる被処理物への悪影響をなくす
ことができる。
【００２２】また、本発明に係る熱処理装置は、処理室
と、所定位置での検出温度をその目標温度とするよう温
度制御される、少なくとも２つの加熱ゾーンを有する加
熱装置と、前記加熱ゾーンの数よりも多く、且つ各加熱
ゾーンにおける少なくとも１つの所定位置における温度
を検出する複数の温度検出器と、前記複数の温度検出器
による複数の検出温度の最大値と最小値の間に前記目標
温度が含まれるように、前記加熱装置を制御する制御装
置とを備えてなるものである。
【００２３】このような構成によれば、熟練作業者がい
なくても、被処理物の全領域に渡って、簡単に短時間
で、かつ誤差を小さくして目標温度に調整（均熱調整）
することができる熱処理装置が提供できる。
【００２４】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、所定位置での検出温度をその目標温度とするよう、
少なくとも２つの加熱ゾーンを有する加熱装置を制御
し、被処理基板に加熱処理を施す半導体装置の製造方法
であって、前記加熱ゾーンの数よりも多く、且つ各加熱
ゾーンにおける少なくとも１つの所定位置における温度
を検出し、検出された複数の所定位置における検出温度
の最大値と最小値との間に前記目標温度が含まれるよう
に前記加熱装置を制御することを特徴とするものであ
る。
【００２５】このような構成によれば、熟練作業者がい
なくても、被処理物の全領域に渡って、簡単に短時間
で、かつ誤差を小さくして目標温度に調整（均熱調整）
することができる半導体装置の製造方法を提供できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて添付図面に基づいて説明する。本発明の最も基本的
な形態は、所定位置での検出温度をその目標温度とする
よう、少なくとも１つの加熱ゾーンを有する加熱装置を
制御する温度制御方法において、前記加熱ゾーンの数よ
りも多い複数の所定位置での温度を検出し、検出された
複数の検出温度の最大値と最小値の間に前記目標温度が
含まれるように前記加熱装置を制御するようにすること
であるが、以下に説明する実施の形態においては、これ
を基本構成として、更に複数の検出温度と目標温度との
差の平均値が最小となるように温度制御を行う場合の形
態について説明する。
【００２７】実施の形態１．図１は、この発明の温度制
御方法が適用された熱処理装置の実施の形態である縦型
拡散炉を示す構成図、図２は、図１の縦型拡散炉の外壁
の内部を示す拡大図である。図１および図２に示した縦
型拡散炉１０は、外壁１１の中に配置された均熱管１２
と反応管１３と、炉内を加熱するためのヒータ１４と、
ヒータ１４の温度を検出するヒータ熱電対１５ａ，１５
ｂ，１５ｃ，１５ｄと、均熱管１２と反応管１３との間
の温度を検出するカスケード熱電対１６ａ，１６ｂ，１
６ｃ，１６ｄと、ウェーハ温度（ウェーハおよびウェー
ハの配置された領域の温度）を検出するための熱電対付
きウェーハ１８ａ，１８ａ’，１８ｂ，１８ｂ’，１８
ｂ”，１８ｃ，１８ｃ’，１８ｄを含む複数のウェーハ
を搭載したボート１７と、ヒータ熱電対１５ａ，１５
ｂ，１５ｃ，１５ｄおよびカスケード熱電対１６ａ，１
６ｂ，１６ｃ，１６ｄの検出温度と目標温度Ｙとからヒ
ータ１４への操作量Ｚ（電力値）を求める温度コントロ
ーラ１９とから構成されている。なお、上記構成におい
て、カスケード熱電対１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ
は、本発明の第１の温度検出器を構成し、熱電対付きウ
ェーハ１８ａ，１８ａ’，１８ｂ，１８ｂ’，１８
ｂ”，１８ｃ，１８ｃ’，１８ｄにおける熱電対は、本
発明の第２の温度検出器を構成している。
【００２８】上述の例においては、炉内のウェーハ領域
の温度を高精度に制御するために、炉内は、４つの加熱
ゾーン、すなわち、上部から順にＵ，ＣＵ，ＣＬ，Ｌゾ
ーンに分割されている。各ゾーンにおいては、図示しな
いそれらのヒータ端子間に高周波電力が印加可能とされ
ており、各ゾーン毎に高周波電力量を変えて印可するこ
とができる。これにより各ゾーン毎に温度制御が可能で
あり、全ゾーンに亘って均一に、または所望する温度勾
配を付けて温度調整することが可能である。そして、こ
れらのＵ，ＣＵ，ＣＬ，Ｌゾーンのそれぞれに対応し
て、ヒータ熱電対１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄとカ
スケード熱電対１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄとがそ
れぞれ設置されている。また、ボート１７に搭載された
ウェーハのうち、これらのＵ，ＣＵ，ＣＬ，Ｌゾーンを
代表する位置に、熱電対付きウェーハが１枚ずつ（１８
ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ）、Ｕ，ＣＵゾーン間およ
びＣＬ，Ｌゾーン間にはそれぞれ１枚ずつ、ＣＵ，ＣＬ
ゾーン間には２枚の合計８枚が配置されている。
【００２９】この縦型拡散炉１０におけるウェーハ領域
の均熱調整方法においては、まず、実際に製品（半導体
装置）を製造する前準備として、製品製造に際して行わ
れる温度制御における目標温度の補正値を取得すること
から行われる。この目標温度の補正値は、ウェーハ領域
の温度を均熱にするためにカスケード熱電対の検出温度
の目標温度に対して用いられる。すなわち、実際の製品
製造に際して行われる温度制御においては、熱電対付き
ウェーハの位置には通常の製品用のウェーハが配置さ
れ、ウェーハそのものの温度検出はできない。そこで、
温度コントローラ１９は、常時配置されているカスケー
ド熱電対１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの検出温度の
目標温度に対して、上記補正値を適用した温度制御を行
うことにより、ウェーハ領域の温度を均熱にする温度制
御を行うことができる。もちろん、何らかの方法でウェ
ーハ領域の温度を常時測定できる構成であれば、それを
カスケード熱電対の代わりに制御することで制御性能を
向上させることができることはいうまでもない。
【００３０】次に、縦型拡散炉１０のウェーハ領域に対
する均熱調整方法の原理について順番に説明する。先
ず、制御に使用するカスケード熱電対１６ａ，１６ｂ，
１６ｃ，１６ｄの検出温度と、均熱調整の目的であるウ
ェーハ領域の温度を検出するために配置された熱電対付
きウェーハ１８ａ，１８ａ’，１８ｂ，１８ｂ’，１８
ｂ”，１８ｃ，１８ｃ’，１８ｄの検出温度との関係を
把握することが必要である。上述の縦型拡散炉１０にお
いて、８枚の熱電対付きウェーハの検出温度は、４つの
加熱ゾーンであるＵ，ＣＵ，ＣＬ，Ｌゾーンに対応する
ヒータ熱電対１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに温度検
出されるヒータ１４からの影響を受ける。その影響の度
合いを、以下に述べるような方法で数値化する。
【００３１】先ず、４つの加熱ゾーンであるＵ，ＣＵ，
ＣＬ，Ｌゾーンに対応するカスケード熱電対１６ａ，１
６ｂ，１６ｃ，１６ｄの検出温度をウェーハ処理の目標
温度と一致するように制御する。このとき、厳密に目標
温度と同じである必要はないが、温度変化は、通常、制
御を行う温度帯によって異なる特性を示すために、該当
する目標温度から大きく離れない温度帯で影響度合いを
数値化する必要がある。全てのゾーンの温度が安定した
後に、１つのゾーン、例えば、Ｕゾーンのカスケード熱
電対に対する目標温度に数℃（例えば、１０℃）を加え
る。その後、十分に時間が経過し、温度が安定したとき
の８枚の熱電対付きウェーハの検出温度の変化量（温度
が上昇した場合には正、下降した場合には負の数として
扱う）を記録する。この結果から、Ｕゾーンのカスケー
ド熱電対に対する目標温度に加えた変化量をΔＴUと
し、そのときの８枚の熱電対付きウェーハの検出温度の
変化量を、上部から順にΔＰU1〜ΔＰU8とすると、以下
のように表すことができる。すなわち、
【００３２】ΔＰU1＝αU1×ΔＴU ΔＰU2＝αU2×ΔＴU ・・・＝・・・・ ・・・＝・・・・ ΔＰU8＝αU8×ΔＴU
【００３３】上述の場合、αU1〜αU8は、Ｕゾーンのカ
スケード熱電対に対する目標温度の変化が、８枚の熱電
対付きウェーハの検出温度に与える影響の度合いを示す
係数であり、数値が大きいほど影響が大きいことを表
す。同様に、ＣＵゾーンのカスケード熱電対に対する目
標温度に加えた変化量をΔＴCUとし、そのときの８枚の
熱電対付きウェーハ１８の検出温度の変化量を、上部か
ら順にΔＰCU1〜ΔＰCU8とすると、以下のように表すこ
とができる。すなわち、
【００３４】ΔＰCU1＝αCU1×ΔＴCU ΔＰCU2＝αCU2×ΔＴCU ・・・＝・・・・ ・・・ ＝・・・・ ΔＰCU8＝αCU8×ΔＴCU
【００３５】また、ＣＬゾーンについては、 ΔＰCL1＝αCL1×ΔＴCL ΔＰCL2＝αCL2×ΔＴCL ・・・＝・・・・ ・・・ ＝・・・・ ΔＰCL8＝αCL8×ΔＴCL
【００３６】さらに、Ｌゾーンについては、 ΔＰL1＝αL1×ΔＴL ΔＰL2＝αL2×ΔＴL ・・・＝・・・・ ・・・＝・・・・ ΔＰL8＝αL8×ΔＴL と表すことができる。
【００３７】上述の結果から、８枚の熱電対付きウェー
ハの検出温度の変化量をΔＰ1〜ΔＰ8とすると、
【００３８】
【数１】
【００３９】となり、８枚の熱電対付きウェーハの検出
温度の変化量は、各ゾーンのカスケード熱電対に対する
目標温度の変化を係数倍したものの和で表すことができ
る。したがって、８枚の熱電対付きウェーハの検出温度
を、目標温度に近付けるように変化させるためには、上
記の関係式を利用し、各ゾーンのカスケード熱電対に対
する目標温度への補正値を決定する必要がある。上記の
関係式を行列式によって表せば、次式（１）のようにな
る。
【００４０】
【数２】
【００４１】上記の式（１）において、右辺の第１項の
行列を干渉行列（カスケード熱電対に対する目標温度の
変化が、熱電対付きウェーハの検出温度に与える影響の
度合いを示す係数の行列）と呼び、Ｍとし、右辺の第２
項の列ベクトル（カスケード熱電対に対する目標温度の
変化量）をΔＣとし、左辺の列ベクトル（熱電対付きウ
ェーハの検出温度の変化量）をΔＰと表すと、上記の式
（１）は、
【００４２】ΔＰ＝Ｍ×ΔＣ ・・・・ （２）
【００４３】となる。このようにして、制御に使用する
カスケード熱電対と、目的である熱電対付きウェーハの
検出温度の関係について、数値化することができる。た
だし、この数値は、様々な要因により誤差を含んでいる
場合があるので、より精度を高める必要がある場合や、
調整時間に余裕がある場合には、上記の干渉行列の作成
を数回実行してその平均値を使用してもよいことはいう
までもない。
【００４４】次に、実際に調整を行う前に、カスケード
熱電対の検出温度を、ウェーハ処理の目標温度と一致す
るように制御した場合の、各熱電対付きウェーハの検出
温度と、目標温度との誤差を取得する。このとき、各熱
電対付きウェーハの検出温度が、目標温度よりも高い場
合には、誤差を正の数とし、目標温度よりも低い場合に
は、誤差を負の数として扱う。８枚の熱電対付きウェー
ハの検出温度と、目標温度との誤差を、上部の加熱ゾー
ンから順にＥ1〜Ｅ8とし、下記の式（３）のような列ベ
クトルＰ0として表すことができる。
【００４５】
【数３】
【００４６】次に、実際に８枚の熱電対付きウェーハ１
８ａ，１８ａ’，１８ｂ，１８ｂ’，１８ｂ”，１８
ｃ，１８ｃ’，１８ｄによる検出温度を、目標温度に近
付けるための調整を行う。調整を行う際に、目的である
８枚の熱電対付きウェーハの検出温度が、どれだけ目標
温度に近付いたかを評価するための評価基準が必要とな
る。そこで、製品として一定レベル以上の品質を保証で
きる成果物の数を増加させることを目的として、８枚の
熱電対付きウェーハの全てにおいて、目標温度に対する
誤差が最小になるように、各熱電対付きウェーハの検出
温度と、目標温度との誤差の２乗の和を評価式とし、こ
れが最小となるように調整する。他の評価基準、例え
ば、誤差の絶対値の和を最小にするように調整する場合
にも、これから記述する方法を応用することができる。
上述した評価式を示すと、
【００４７】Ｊ＝｜Ｐ0＋ΔＰ｜2 ・・・・（４）
【００４８】となる。この評価式Ｊにおける右辺の内容
は、調整前の８枚の熱電対付きウェーハの検出温度と目
標温度との誤差であるＰ0と、調整によって変化する８
枚の熱電対付きウェーハの検出温度の変化量であるΔＰ
の和を表し、調整後の８枚の熱電対付きウェーハの検出
温度と、目標温度との誤差を表している。上記の評価式
Ｊ（式（４））に先述の式（２）を適用すると、
【００４９】 Ｊ＝｜Ｐ0＋［Ｍ×ΔＣ］｜2 ・・・・（５）
【００５０】となり、行列の転置を用いると、
【００５１】 Ｊ＝［Ｐ0＋［Ｍ×ΔＣ］］T×［Ｐ0＋［Ｍ×ΔＣ］］ ・・・・（６）
【００５２】となる（「T」は、行列の転置を表す）。
さらに、先述の式（１）および式（３）を用いると、下
記の式（７）のようになる。
【００５３】
【数４】
【００５４】次に、評価式Ｊを最小にすべくΔＣの各要
素ΔＴU，ΔＴCU，ΔＴCL，ΔＴLを求めるために、評価
式Ｊを、ΔＣの各要素ΔＴU，ΔＴCU，ΔＴCL，ΔＴLに
ついて偏微分する。先ず、評価式ＪをΔＴUについて偏
微分すると、次式（８）となる。
【００５５】
【数５】
【００５６】上記と同様に、評価式ＪをΔＴCU，Δ
ＴCL，ΔＴLについてそれぞれ偏微分すると、次式
（９）、（１０）、（１１）が得られる。
【００５７】
【数６】
【００５８】このように、評価式Ｊを、ΔTの各要素Δ
ＴU，ΔＴCU，ΔＴCL，ΔＴLについて偏微分した結果に
基づき、
【００５９】∂Ｊ／∂ΔＴU＝０ ∂Ｊ／∂ΔＴCU＝０ ∂Ｊ／∂ΔＴCL＝０ ∂Ｊ／∂ΔＴL＝０
【００６０】とした式は、ΔＣの各要素ΔＴU，Δ
ＴCU，ΔＴCL，ΔＴLを変数とする４元１次の方程式と
なり、この４式を連立方程式として解いた解、ΔＴU，
ΔＴCU，ΔＴCL，ΔＴLは、評価式Ｊを最小にする、つ
まり、各熱電対付きウェーハの検出温度と、目標温度と
の誤差の２乗の和を最小にする、カスケード熱電対に対
する目標温度の補正値である。
【００６１】次に、上述の４元１次の連立方程式の解法
を示す。先ず、∂Ｊ／∂ΔＴU＝０とした式は、次式
（１２）と表すことができる。
【００６２】
【数７】
【００６３】同様に、∂Ｊ／∂ΔＴCU＝０，∂Ｊ／∂Δ
ＴCL＝０，∂Ｊ／∂ΔＴL＝０とした式は、次式（１
３）、（１４）、（１５）として表すことができる。
【００６４】
【数８】
【００６５】上記の４つの式は、行列を用いて、（１
６）式と表すことができる。
【００６６】
【数９】
【００６７】上記の式（１６）において、左辺の第１項
の行列は、式（２）における干渉行列Ｍを使用して、
（１７）式と表すことができる。
【００６８】
【数１０】
【００６９】また、右辺の列ベクトルは、式（２）にお
ける干渉行列Ｍおよび式（３）における調整前の８枚の
熱電対付きウェーハの検出温度と目標温度との誤差Ｐ0
を使用して、（１８）式と表すことができる。
【００７０】
【数１１】
【００７１】したがって、式（１６）の連立方程式は、
（１９）式と表すことができ、
【００７２】
【数１２】
【００７３】両辺の左から逆行列［ＭT×Ｍ］-1を掛け
ると、（２０）式となる。
【００７４】
【数１３】
【００７５】式（２０）の右辺におけるＭおよびＰ
0は、干渉行列および調整前の８枚の熱電対付きウェー
ハの検出温度と目標温度との誤差として既に取得した数
値であるので、その値を式（２０）に代入することによ
り、ΔＴU，ΔＴCU，ΔＴCL，ΔＴLが求められる。
【００７６】このように算出したΔＴU，ΔＴCU，ΔＴ
CL，ΔＴLが、製品として一定レベル以上の品質を保証
できる成果物の数を増加させることを目的とした評価式
Ｊを、最小にするための、カスケード熱電対に対する目
標温度の補正値である。上述の例においては、評価式Ｊ
を最小にするΔＣの各要素、ΔＴU，ΔＴCU，ΔＴCL，
ΔＴLを求めるために、偏微分によって作成した連立方
程式を解く方法を順に説明したが、実際の作業では、連
立方程式を解く必要はなく、干渉行列Ｍおよび調整前の
８枚の熱電対付きウェーハの検出温度と目標温度との誤
差Ｐ0を取得し、その値を上記の式（２０）に代入する
ことによって、カスケード熱電対に対する目標温度の補
正値を求めることができる。最後に、求められた補正値
を使用して制御を行い、調整の結果を確認する。
【００７７】図１および図２に示される構成において、
各加熱ゾーン（Ｕ，ＣＵ，ＣＬ，Ｌゾーン）のカスケー
ド熱電対に対する目標温度に、それぞれ上記で算出した
補正値、ΔＴU，ΔＴCU，ΔＴCL，ΔＴLを加える。そし
て、この目標温度と、カスケード熱電対の検出温度が一
致するように制御する。十分に時間が経過し、温度が安
定したところで、８枚の熱電対付きウェーハの検出温度
と、本来の目標温度との誤差を確認する。それぞれの誤
差が許容範囲内であれば、調整は終了する。もしも、誤
差が許容範囲を超えていた場合には、追加の調整を行
う。追加の調整の手順は、上記の場合と同じであるが、
その際、１回目の調整では、調整前の８枚の熱電対付き
ウェーハの検出温度と、目標温度との誤差を取得し、Ｐ
0としていた（式（３））が、追加の調整では、１回目
の調整結果の確認における、８枚の熱電対付きウェーハ
の検出温度と、本来の目標温度との誤差をそれぞれ取得
し、Ｐ0として使用する。後は、上記と同様に、式（２
０）に代入して、ΔＴU，ΔＴ CU，ΔＴCL，ΔＴLを求
め、このΔＴU，ΔＴCU，ΔＴCL，ΔＴLを、１回目の調
整で補正した各加熱ゾーンのカスケード熱電対に対する
目標温度にさらに加える。そして、この目標温度と、カ
スケード熱電対の検出温度が一致するように制御し、再
調整の結果を確認する。通常は、１〜２回、多くても３
回以内の調整で良好な結果を得ることができるが、それ
でも許容範囲を超える場合には、干渉行列の取得から再
実行するのが好ましい。
【００７８】以上に説明した温度制御方法、熱処理装置
は、半導体製造装置における半導体製造方法として用い
られる。例えば、拡散装置に適用された場合の拡散プロ
セスについては、以下のようなものがある。 パイロジェニック酸化 水素ガスを酸素ガスにより燃焼させて水蒸気を生成し、
その水蒸気を反応室に導入して、ウェーハまたはウェー
ハ上に堆積されている膜を酸化する。処理温度は７００
〜１０００℃であり、圧力は常圧で処理される。酸化速
度を考慮すると、好適な処理温度としては８００〜１０
００℃である。 ドライ酸化 酸素ガスを反応室内に導入して、ウェーハまたはウェー
ハ上に堆積されている膜を酸化する。処理温度は７００
〜１０００℃で常圧で処理される。酸化速度を考慮する
と、好適な処理温度としては８００〜１０００℃であ
る。 燐拡散 三塩化燐（ＰＯＣｌ3）、酸素ガス、及び窒素ガスをキ
ャリアガスとして、反応室内に導入する。処理温度は８
００〜１０００℃で常圧で処理される。 アニール処理 窒素ガスなどの不活性ガスを反応室内に導入し、処理温
度は８００〜１１００℃、圧力は常圧で処理される。
【００７９】半導体装置において、上記プロセス、
は、素子間の絶縁分離、電極あるいは配線の層間分離、
ＭＯＳＦＥＴのゲート酸化膜、ＤＲＡＭのメモリセル蓄
電容量部、不純物拡散及びイオン注入のマスク、表面不
活性化と保護などに広く用いられる。また上記プロセス
では、ゲート電極、配線のポリシリコン膜へのドーピ
ング、抵抗体やコンタクト部へのドーピングなどに用い
られる。また、上記プロセスでは、不純物層への不純
物を結晶内部に移動させるのに用いられる。
【００８０】実施の形態２．実施の形態１では、実プロ
セス前に補正値を求める場合について説明したが、実プ
ロセス中に直接補正値を求めるようにしても良い。実施
の形態２は、実プロセス前に干渉行列Ｍだけを求め、実
プロセスである基板処理中に８枚の熱電対付きウェーハ
の検出温度と目標温度との誤差Ｐ0を取得し、式（２
０）に代入することによって、カスケード熱電対に対す
る目標温度の補正値を求めて、この求められた補正値を
目標温度に加えて温度制御することができる。
【００８１】実施の形態３．実施の形態２では、熱電対
付きウェーハにおいては、熱電対が基板処理中に露出す
ることになるので、金属汚染が生じる虞がある。そこ
で、熱電対付きウェーハに替えて、炉内にプロファイル
熱電対を挿入するようにしても良い。プロファイル熱電
対２００は、例えば図３に示されるように、石英管また
はＳｉＣ等のセラミック管２０１で熱電対を覆っている
構造を有するので、熱電対２０４による金属汚染を低減
することができる。セラミック管２０１の中には、複数
（８本）の熱電対２０４が熱電対封入部２０２により封
入され、その温度検出信号が配線２０３を介して得られ
る。各熱電対は実施の形態１に示した熱電対付きウェー
ハそれぞれに対応する位置（高さ位置）に設けられてい
る。このプロファイル熱電対は、単管で構成され、比較
的空間の狭い反応室内に挿入するのに適している。な
お、更にこれを複数設けることにより、より多数の位置
での温度検出も可能となる。
【００８２】実施の形態４．また、実プロセスで検出温
度と目標温度との誤差を検出する場合に、図４に示すよ
うな、ヒータ熱電対（ヒータ制御用熱電対）３００とし
て、カスケード熱電対３０４を８本設け、このカスケー
ド熱電対の検出温度とその目標温度との差を誤差Ｐ0と
して取得し、式（２０）に代入することにより、目標温
度の補正値を求め、この求められた補正値を目標温度に
加えて温度制御するようにしても良い。なお、図４に示
すヒータ制御用熱電対３００は、カスケード熱電対３０
４が封入された石英またはＳｉＣのセラミック管３０１
を熱電対封入部３０５に８本並設し、これを均熱管（図
１の１２）と反応管（図１の１３）との間に湾曲させて
挿入できるようにしたものである。このようなカスケー
ド熱電対３０４は、別々にセラミック管３０１に封入さ
れているので、カスケード熱電対３０４相互間の干渉を
防止し得る。なお、このような干渉の恐れが無い場合
は、一つのセラミック管に複数の熱電対を挿入するよう
にしても良い。
【００８３】実施の形態５．以上に説明した実施の形態
は、いずれも実プロセス前に干渉行列Ｍを求めるように
したものであるが、基板処理時間が長く、また、干渉行
列を求める際の多少の温度昇降をしても支障が生じない
半導体装置等の加熱処理をする場合は、実プロセスであ
る基板処理中に干渉行列を求め、更に誤差と補正値を求
めて目標温度を補正するようにしても良い。
【００８４】実施の形態６．以上に述べた実施の形態は
加熱ゾーンが縦方向に分割される縦型装置について説明
したが、一枚から数枚までのウェーハを処理し、加熱ゾ
ーンがウェーハ面内方向に分割される枚葉装置にも本発
明は適用できる。図５はこの枚葉装置を示すものであ
り、（ａ）は側面図、（ｂ）は複数のゾーンを示す平面
図である。この場合、熱電対付きウェーハによる温度検
出に替えて放射温度計を用いると非接触で測定でき、金
属汚染を防止することが容易となる。図５に示す枚葉装
置は、処理室である反応管１ａを有する加熱炉１にウェ
ーハ（基板２）を載置するサセプタ４が設けられ、加熱
炉１内を所定の温度に加熱しつつ反応ガスを供給して基
板２上に薄膜を形成する。加熱源であるヒータ３は加熱
ゾーンとして、、の３ゾーンを有し、各ゾーンか
らの熱は、主として熱容量のある基板２を支持するサセ
プタ４及び基板２、そしてガス管５より流入される反応
ガスに吸収される。
【００８５】制御用のセンサとしては、各加熱ゾーン
（）毎に２個の放射温度計（赤外線放射温度計：
第２の温度検出器）６Ａ〜６Ｆ及びヒータモニタ用又は
ヒータ制御用として使用され、縦型装置のカスケード温
度計に対応するヒータ熱電対７Ａ〜７Ｃが設けられてい
る。温度調節器ＡＤ変換部８では、熱電対信号をＡＤ変
換し、温度調節器制御部９に温度デジタルデータを送信
する。放射温度計６Ａ〜６Ｆも同様に、センサ信号をＡ
Ｄ変換し、温度調節器制御部９に温度デジタルデータを
送信する。温度調節器制御部９は、受け取った温度デジ
タルデータを用い、制御（ＰＩＤなど）演算を行い、ヒ
ータパワー値（０〜１００％）を決定する。このＰＩＤ
制御において用いられる目標温度が既述の補正値により
補正される構成となっている。なお、サイリスタ制御器
４１０は、温度調節器制御部９からの電気信号（０〜１
００％）を受け取り、サイリスタ点弧により、ヒータを
加熱する。なお、温度調節器制御部９には、交流電源４
１１を介してメインコントローラ４１２が接続されると
共に温度調節器表示操作部４１３が接続されている。ま
た、交流電源４１４が放射温度計６及び温度調節器制御
部９に接続されている。
【００８６】本実施の形態における放射温度計６Ａ〜６
Ｆは、被測定物としてのサセプタ４の温度を正確に測定
し、サセプタ４の温度を制御するために、反応管１ａ内
に設置される。温度センサとして放射温度計が使われる
のは、非接触で測定でき、且つ応答性が良いためであ
る。また、放射温度計を熱電対とすると、その測定原理
から該熱電対をサセプタに取付ける必要があり、従って
この場合には、サセプタ４を回転させることができなく
なるからである。このように、枚葉装置は縦型装置とゾ
ーン数が異なり、対応するヒータ熱電対（第１の温度検
出器）及び放射温度計（第２の温度検出器）の数も適宜
変更される。このような枚葉装置においても、本発明を
適用することにより、ウェーハの面内方向への温度均一
性を向上させることができる。なお、縦型装置において
説明した熱電対付きウェーハにおいて、更に同一ウェー
ハ面内に複数の熱電対を設けることにより、縦型装置に
おいても、面内方向への温度均一性を向上させることも
可能である。
【００８７】以上において、本発明による、被処理体の
領域における温度制御方法の実施の形態について説明し
たが、これらの手順を実行することによって、熟練した
作業者でなくとも、早く確実に、被処理体の領域におけ
る均熱調整を行うことができるものである。また、以上
の手順をコンピュータによりプログラム化し、温度コン
トローラ等にソフトウェアとして組み込むことによっ
て、熟練作業者の介入を必要としない、被処理体の領域
における自動均熱調整を行うことができる。例えば、上
述のコンピュータ化により、図９で示したような結果を
もたらすカスケード熱電対に対する目標温度の設定が自
動的に可能となる。なお、上記の例では、８枚の熱電対
付きウェーハを使用したが、もっと多くの熱電対付きウ
ェーハを使用する方法、また最上部ウェーハから最下部
ウェーハの横を上下に移動する機構をもつ熱電対を用い
て、同様の手段を用いることにより、より広い領域をよ
り細かい単位で、均一な温度範囲に調整することもでき
る。また、以上の例では、カスケード熱電対を制御に使
用した場合を説明したが、カスケード熱電対を常時設置
できない構造の場合には、ヒータ熱電対を代わりに使用
して、同様に調整を行うこともできる。また、熱電対付
きウェーハに代わり、放射温度計を用いることも可能で
ある。
【００８８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
実際に温度制御を行う複数の領域に対する補正した目標
温度をコンピュータを利用して自動的に設定することが
可能であり、熟練した作業者がいなくとも、短時間かつ
正確に最適の熱処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の熱処理装置用均熱調整方法が適用さ
れた縦型拡散炉の実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１によって示される縦型拡散炉の外壁の内部
を示す拡大図である。
【図３】プロファイル熱電対の一例を示す図である。
【図４】カスケード熱電対の一例を示す図である。
【図５】枚葉装置を示す図であり、（ａ）は側面図、
（ｂ）は加熱ゾーンを示す平面図である。
【図６】熱処理装置の中の典型的な従来例の一つである
縦型拡散炉を示す構成図である。
【図７】図６の縦型拡散炉に収納されたウェーハの加熱
ゾーンに対応して熱電対付きウェーハを配置したところ
を示す図である。
【図８】図６の縦型拡散炉に収納されたウェーハの加熱
ゾーンおよびその間のゾーンに対応して熱電対付きウェ
ーハを配置したところを示す図である。
【図９】図７のように設定された熱処理装置において、
カスケード熱電対の検出温度をウェーハ処理の目標温度
に一致するように温度制御を行った場合の、カスケード
熱電対と熱電対付きウェーハとの検出温度の関係を示す
図である。
【図１０】図９で示される状態を改良すべく、カスケー
ド熱電対の検出温度が補正された目標温度に一致するよ
うに温度制御をした場合のカスケード熱電対と熱電対付
きウェーハとの検出温度の関係を示す図である。
【図１１】図１０で示された状態において、ウェーハの
加熱ゾーンに対応した位置以外の位置に熱電対付きウェ
ーハを増加配置した場合の、カスケード熱電対と熱電対
付きウェーハとの検出温度の関係を示す図である。
【図１２】図１１で示される状態を改良すべく、カスケ
ード熱電対の検出温度を熟練作業者が選択した目標温度
に一致するように温度制御をした場合のカスケード熱電
対と熱電対付きウェーハとの検出温度の関係を示す図で
ある。
【符号の説明】
６Ａ〜６Ｆ 放射温度計、１０ 縦型拡散炉、１１ 外
壁、１２ 均熱管、１３ 反応管、１４ ヒータ、７Ａ
〜７Ｃ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ ヒータ熱電
対、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ、３０４ カスケ
ード熱電対、１７ ボート、１８ａ，１８ａ’，１８
ｂ，１８ｂ’，１８ｂ”，１８ｃ，１８ｃ’，１８ｄ
熱電対付きウェーハ、１９ 温度コントローラ、２００
プロファイル熱電対、２０１ セラミック管、３００
ヒータ制御用熱電対（ヒータ熱電対）。
フロントページの続き (72)発明者 中野 稔 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内 (72)発明者 山口 英人 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内 Ｆターム(参考） 5H323 AA05 CA06 CB02 CB42 DB03 FF01 FF03 GG02 KK05 NN03 PP01

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定位置での検出温度をその目標温度と
    するよう、少なくとも２つの加熱ゾーンを有する加熱装
    置を制御する温度制御方法であって、 前記加熱ゾーンの数よりも多く、且つ各加熱ゾーンにお
    いて少なくとも一つの所定位置での温度を検出し、 検出された複数の所定位置における検出温度の最大値と
    最小値の間に前記目標温度が含まれるように前記加熱装
    置を制御することを特徴とする温度制御方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の温度制御方法におい
    て、 各ゾーンに対応する第１の所定位置に第１の温度検出器
    を備え、前記第１の温度検出器による検出温度を第１の
    目標温度とするように前記加熱装置を制御する温度制御
    方法に用いられ、 第１の所定位置よりも被処理物に近い第２の所定位置に
    第２の温度検出器を備え、前記第１の温度検出器におけ
    る前記第１の目標温度を変化させた場合に、前記第２の
    温度検出器の検出温度が変化する度合いを示す係数の行
    列である干渉行列Ｍ、及び前記第２の温度検出器におけ
    る第２の目標温度と前記第２の温度検出器による検出温
    度との差Ｐ0を取得し、 これら干渉行列Ｍと誤差Ｐ0とに基づいて、前記第１の
    目標温度を補正することを特徴とする温度制御方法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の温度制御方法におい
    て、 前記補正された第１の目標温度を用いて温度制御を行う
    ことで、新たな誤差Ｐ 0′を求め、この誤差Ｐ0′と前記
    干渉行列Ｍを用いて、前記補正された前記第１の目標温
    度をさらに補正することを特徴とする温度制御方法。
  4. 【請求項４】 処理室と、 少なくとも１つの加熱ゾーンを有し、前記処理室内に設
    けられた被処理物を加熱する加熱装置と、 前記加熱装置による加熱温度を第１の所定位置にて検出
    するため、各ゾーンに少なくとも１つ設けた第１の温度
    検出器とを備え、 前記第１の温度検出器により検出された第１の検出温度
    と、該第１の検出温度についての第１の目標温度とに基
    づいて前記加熱装置を制御する温度制御方法において、 前記加熱ゾーンの数よりも多く、第１の所定位置よりも
    前記被処理物に近い第２の所定位置において前記加熱装
    置による加熱温度を検出する複数の第２の温度検出器を
    備え、 前記第２の温度検出器により検出される第２の検出温度
    と該第２の検出温度についての第２の目標温度とを比較
    して前記第１の目標温度の補正値を取得し、前記補正値
    により前記第１の目標温度を補正して温度制御を行うこ
    とを特徴とする温度制御方法。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の温度制御方法におい
    て、 前記補正値の取得は、実際に被処理基板を処理する実プ
    ロセス前に行われることを特徴とする温度制御方法。
  6. 【請求項６】 処理室と、 所定位置での検出温度をその目標温度とするよう温度制
    御される、少なくとも２つの加熱ゾーンを有する加熱装
    置と、 前記加熱ゾーンの数よりも多く、且つ各加熱ゾーンにお
    ける少なくとも１つの所定位置における温度を検出する
    複数の温度検出器と、 前記複数の温度検出器による複数の検出温度の最大値と
    最小値の間に前記目標温度が含まれるように、前記加熱
    装置を制御する制御装置とを備えてなる熱処理装置。
  7. 【請求項７】 所定位置での検出温度をその目標温度と
    するよう、少なくとも２つの加熱ゾーンを有する加熱装
    置を制御し、被処理基板に加熱処理を施す半導体装置の
    製造方法であって、前記加熱ゾーンの数よりも多く、且
    つ各加熱ゾーンにおける少なくとも１つの所定位置にお
    ける温度を検出し、検出された複数の所定位置における
    検出温度の最大値と最小値との間に前記目標温度が含ま
    れるように前記加熱装置を制御することを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
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