JP2002296122A - 熱処理装置および熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理体の温度検出を高い精度で行うことが
でき、従って、被処理体について、所望の熱処理を急速
的に行うことができる熱処理装置および熱処理方法を提
供することにある。 【解決手段】 熱処理装置は、処理容器内に配置された
被処理体を加熱手段によって加熱することにより所定の
熱処理を行う熱処理装置において、加熱手段を制御する
ための温度データを検出する温度検出器を処理容器内に
備えてなり、温度検出器は、保護管と、この保護管内に
配設された熱電対を備えた温度検出体とにより構成され
ており、前記温度検出体は、熱電対を構成する金属素線
の結合部が板状の受熱体に接続されてなるものである。
熱処理方法は、上記の熱処理装置を用いる熱処理方法で
あって、板状の受熱体が、被処理体と同一の材料よりな
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱処理装置および
熱処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造プロセスにおいて
は、例えば半導体ウエハよりなる被処理体に対して、酸
化、拡散、成膜などの処理を行うために、各種の熱処理
装置が用いられており、例えば複数の被処理体の熱処理
を一度に行うことができるバッチ式の縦型熱処理装置が
知られている。

【０００３】このような縦型熱処理装置においては、多
数枚の被処理体を上下方向に所定間隔で保持させた被処
理体保持具を処理容器内に収容し、この処理容器の周囲
に設けられた筒状ヒータによって、処理容器内に設けら
れた温度検出器により検出された温度データに基づいて
制御された発熱量で被処理体を加熱することにより、被
処理体について所定の熱処理が行われる。

【０００４】半導体ウエハに対する熱処理においては、
均一な膜質及び特性の良好な成膜等を達成するために、
各半導体ウエハの面内の温度の均一性が高いことに加
え、上下方向の異なる位置に設置されている半導体ウエ
ハ間での温度の均一性が高いことが要求されており、こ
のような要求に対して、処理容器内を上下方向に複数の
加熱領域（ゾーン）に区分し、各々の加熱領域に応じた
発熱量分布で加熱することにより、被処理体の熱処理が
なされている。

【０００５】上記のような熱処理装置においては、温度
検出器は、例えば石英ガラスよりなり、処理容器内を上
方向に伸びる直管状の保護管と、この保護管内において
処理容器の加熱領域の各々に対応する位置に配置された
熱電対とにより構成されており、これにより、処理容器
内の各々の加熱領域に対応した位置の温度が検出され、
検出された温度データに基づいて加熱手段の発熱量分布
が調整される。図６に示すように、熱電対６０は、例え
ば、白金よりなる金属素線６１Ａと、白金ロジウム合金
よりなる金属素線６１Ｂとが組み合わされてなり、各々
の金属素線６１Ａ、６１Ｂには、例えばアルミナセラミ
ックスよりなるスリーブ状の絶縁部材６２Ａ、６２Ｂ
が、金属素線６１Ａ、６１Ｂが挿通された状態で設けら
れている。そして、金属素線６１Ａ、６１Ｂは、リード
線として保護管６５内を伸びて外部に導かれ、制御装置
に接続されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】而して、上記の縦型熱
処理装置においては、温度検出器における熱電対６０の
昇温特性が被処理体である半導体ウエハの昇温特性と異
なり、熱電対６０の温度の立ち上がり特性が半導体ウエ
ハより緩慢であるため、加熱時において、実際に温度検
出器により検出される温度と半導体ウエハの温度との間
には誤差が不可避的に生じ、その結果、被処理体の温度
に基づいて、加熱手段の温度制御を高い精度で行うこと
が困難であり、結局、被処理体について所望の熱処理を
急速的に行うことができない、という問題がある。

【０００７】本発明は以上のような事情に基づいてなさ
れたものであって、その目的は、被処理体の温度検出を
高い精度で行うことができ、従って、被処理体につい
て、所望の熱処理を急速的に行うことができる熱処理装
置を提供することにある。本発明の他の目的は、被処理
体の温度検出を高い精度で行うことができ、従って、被
処理体について、所望の熱処理を急速的に行うことがで
きる熱処理方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の熱処理装置は、
処理容器内に配置された被処理体を加熱手段によって加
熱することにより所定の熱処理を行う熱処理装置におい
て、前記加熱手段を制御するための温度データを検出す
る温度検出器を処理容器内に備えてなり、温度検出器
は、保護管と、この保護管内に配設された熱電対を備え
た温度検出体とにより構成されており、前記温度検出体
は、熱電対を構成する金属素線の結合部が板状の受熱体
に接続されてなるものであることを特徴とする。

【０００９】本発明の熱処理装置は、複数の被処理体を
高さ方向に所定間隔で保持する被処理体保持具を処理容
器内に収容し、この処理容器において上下方向に区分さ
れた複数の加熱領域の各々について温度制御が可能とさ
れた加熱手段によって被処理体を加熱することにより、
所定の熱処理を行う熱処理装置において、前記加熱手段
を制御するための温度データを検出する温度検出器を処
理容器内に備えてなり、温度検出器は、処理容器内にお
いて上方に伸びるよう配置された保護管と、この保護管
内において、前記加熱領域の各々に対応する位置に配置
された、熱電対を備えた複数の温度検出体とにより構成
されており、前記温度検出体の各々は、熱電対を構成す
る金属素線の結合部が板状の受熱体に接続されてなるも
のであることを特徴とする。

【００１０】本発明の熱処理装置においては、板状の受
熱体は、その厚みが０．５〜１ｍｍであると共に、保護
管の内径に適合する寸法を有するものであることが好ま
しい。

【００１１】本発明の熱処理装置においては、温度検出
体において、加熱手段から放射されるエネルギーのう
ち、熱電対に入射されるエネルギーを示す形態係数が、
受熱体を備えていない熱電対に比して高くなる。

【００１２】本発明の熱処理方法は、上記の熱処理装置
を用いる熱処理方法であって、板状の受熱体が、被処理
体と同一の材料よりなるものであることを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明の熱処理装置によれば、温度検出器を構
成する温度検出体は、板状の受熱体を有し、この受熱体
に接触した状態の熱電対により温度を検出するものであ
って、いわば受熱を行うための専用の部材として受熱体
が設けられており、当該受熱体が被処理体の昇温特性に
近似または略一致した昇温特性を得ることができるた
め、温度検出体によって被処理体の温度を高い忠実度で
検出することができ、従って、加熱手段の制御を正確に
行うことができる。

【００１４】本発明の熱処理装置によれば、温度検出器
を構成する温度検出体の各々によって、複数に区分され
た処理容器内の加熱領域の各々において正確な温度検出
を行うことができ、従って、検出された温度データに基
づいて、加熱手段が制御された発熱量分布で作動される
ことにより、互いに上下方向の異なる位置に配置されて
いる被処理体間において、実質的に均一な温度状態を達
成することができる。

【００１５】本発明の熱処理方法によれば、用いる熱処
理装置の温度検出器を構成する温度検出体において、受
熱体が被処理体と同一の材料よりなるものであるため、
当該受熱体の昇温特性が被処理体の昇温特性に一致した
ものとなり、結局、被処理体の温度を高い忠実度で検出
することができ、従って、加熱手段の制御を正確に行う
ことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、図面を参
照しながら、ＣＶＤ法により被処理体に対して成膜処理
を行うための縦型熱処理装置を例に挙げて説明する。図
１は、本発明の縦型熱処理装置の一例における構成の概
略を示す説明用断面図である。この縦型熱処理装置にお
いては、高さ方向（図１において、上下方向）に伸びる
よう配置された、上端が開放されている直管状の内管１
１Ａと、その周囲に所定の間隔を隔てて同心状に配置さ
れた、上端が閉塞されている外管１１Ｂとよりなる二重
管構造を有する処理容器（プロセスチューブ）１１を備
えており、処理容器１１の下方空間は、後述する被処理
体保持具としてのボートに対して、被処理体である半導
体ウエハの移載等が行われるローディングエリアＬとさ
れている。そして、内管１１Ａおよび外管１１Ｂは、い
ずれも耐熱性および耐食性に優れた材料、例えば高純度
の石英ガラスにより形成されている。

【００１７】この処理容器１１における外管１１Ｂの下
端部には、上端にフランジ部分１２Ａを有する短円筒状
のマニホールド１２が設けられており、当該フランジ部
分１２Ａには、例えばＯリングなどのシール手段（図示
せず）を介して外管１１Ｂの下端部に設けられた下端フ
ランジ部分１１１がフランジ押え１３によって接合され
て、処理容器１１の外管１１Ｂが固定された状態とされ
ている。処理容器１１における内管１１Ａは、外管１１
Ｂの下端面より下方に延出して、マニホールド１２内に
挿入された状態で、このマニホールド１２の内面に設け
られた環状の内管支持部１４により支持されている。

【００１８】この縦型熱処理装置の処理容器１１の縦断
面において、マニホールド１２の一方の側壁には、処理
容器１１内に処理ガスや不活性ガスを導入するガス導入
用開口１５が設けられており、このガス導入用開口１５
には、ガス供給源（図示せず）に接続されたガス供給配
管１５Ａが内管１１Ａ内を上方に伸びるよう設けられて
いる。また、マニホールド１２の他方の側壁には、処理
容器１１内を排気する排気部１６が設けられており、こ
の排気部１６には、例えば真空ポンプおよび圧力制御機
構を有する排気機構（図示せず）が接続され、これによ
り、処理容器１１内が所定の圧力に制御される。

【００１９】処理容器１１の下方には、上下方向に駆動
されて被処理体保持具であるウエハボート１７を処理容
器１１内に搬入、搬出する昇降機構２１が設けられてお
り、この昇降機構２１は、処理容器１１の下端開口１１
Ｃを開閉する円板状の蓋体２０を備えている。ウエハボ
ート１７は、例えば高純度の石英ガラスよりなり、多数
枚、例えば１００〜１５０枚程度の半導体ウエハを上下
に所定間隔（ピッチ）、例えば５．２〜２０．８ｍｍで
多段に保持する構成とされている。

【００２０】昇降機構２１における蓋体２０には、処理
容器１１と平行に上方に伸びる柱状の支持部材２２が蓋
体２０を貫通する状態で設けられており、この支持部材
２２には、その上部にウエハボート１７が載置される円
板状のボートサポート２２Ａが一体に設けられていると
共に、蓋体２０の下部に設けられた回転駆動手段２３に
接続されている。また、蓋体２０の上部には、例えば石
英よりなる保温筒２４が、支持部材２２が挿通された状
態で設けられている。

【００２１】処理容器１１の外側には、処理容器１１内
に収容された半導体ウエハを所定の処理温度に加熱する
ための加熱手段としての筒状ヒータ３０が処理容器１１
の周囲を取り囲む状態で設置されている。筒状ヒータ３
０には、線状の抵抗発熱体が内面に螺旋状または蛇行状
に配設された円筒状の断熱材（図示せず）が設けられて
おり、この抵抗発熱体は、後述する温度検出器４０によ
り検出された処理容器１１の温度データに基づいて、処
理容器１１内が予め設定された温度状態となるよう供給
すべき電力の大きさを制御する制御部３１に接続されて
いる。

【００２２】この筒状ヒータ３０は、処理容器１１内を
高さ方向に複数の加熱領域Ｚ１〜Ｚ４に分けて、加熱領
域の各々について独立して温度制御が可能な状態、すな
わちゾーン制御が可能な状態とされている。なお、加熱
領域数は、適宜に設定することができる。

【００２３】処理容器１１の上方には、処理容器１１内
におけるウエハボート１７と対向する状態で筒状ヒータ
３０の上端面と平行に配置された面状ヒータ３２が設け
られており、これにより、処理容器１１の上方からの放
熱が有効に防止され、半導体ウエハをその面内において
高い均一性で加熱処理することができる。面状ヒータ３
２は、例えば線状の抵抗発熱体が板状の基材上に配線さ
れてなり、この抵抗発熱体は、制御部３１に接続されて
いる。

【００２４】この縦型熱処理装置においては、処理容器
１１内に温度検出器４０が配置されており、この温度検
出器４０により検出された温度データに基づいて筒状ヒ
ータ３０および面状ヒータ３２の発熱量の大きさが制御
される。具体的には、温度検出器４０は、マニホールド
１２の他方の壁面を気密に貫通する状態で処理容器１１
内に導入されて、処理容器１１内における所定の位置に
収容されたウエハボート１７と内管１１Ｂとの間に形成
される略環状の空間内を、内管１１Ｂと平行に高さ方向
に伸びるよう配置されており、内管１１Ｂの上端面から
延出する先端部分が、処理容器１１の中心位置に向かっ
てウエハボート１７の上面と平行に伸びる状態とされて
いる。

【００２５】この温度検出器４０は、図２にも示すよう
に、例えば透明石英ガラスよりなる保護管４１と、この
保護管４１内において、面状ヒータ３２による加熱領域
に対応する位置（例えば面状ヒータ３２の中心位置に相
当する位置）および筒状ヒータ３１による各々の加熱領
域Ｚ１〜Ｚ４に対応する位置に配設された、複数（この
実施例においては合計５つ）の熱電対４２を備えた温度
検出体４９とにより構成されている。

【００２６】保護管４１は、全体が略Ｌ字状であって、
上下方向に伸びる直管状の第１の温度検知部４１Ａと、
この第１の温度検知部４１Ａの上端に連続して当該第１
の温度検知部４１Ａの管軸に直交する水平方向（図２に
おいて右方向）に伸びる第２の温度検知部４１Ｂとから
なり、第１の温度検知部４１Ａの下端に連続して水平方
向に伸びる基端側部分４１Ｃは、処理容器１１内に配置
されるときに、マニホールド１２の他方の側壁を気密に
貫通して処理容器１１の外部に突出するよう、第２の温
度検知部４１Ｂが伸びる方向とは逆方向（図２において
左方）に伸びる状態でとされている。

【００２７】保護管４１は、その先端部分、すなわち第
２の温度検知部４１Ｂの先端部分が閉じた状態とされて
いると共に、その基端側部分４１Ｃが例えば接着剤など
の封止材４５により気密に封止されいる構成のものであ
ってもよく、この封止部を介して、温度検出体４９に備
えられた熱電対４２の金属素線４３が外部に引き出され
ている。また、保護管４１内には、熱電対４２の酸化を
防止するために、例えば窒素ガス（Ｎ₂ ガス）などの不
活性ガスが充填されていてもよい。そして、熱電対４２
の金属素線４３は、補償導線を介して制御部３１の入力
端子に接続されている。

【００２８】図３に示すように、温度検出体４９は、熱
電対４２を構成する金属素線４３Ａ、４３Ｂの結合部４
４が、例えば耐熱性を有する接着剤などによって板状の
受熱体４８に固着された状態に接続されてなるものであ
る。この例においては、熱電対４２の結合部４４が受熱
体４８の表面の中心位置に配置されるよう接続されてい
る。

【００２９】受熱体４８は、耐熱性無機物質、例えば酸
化物、窒化物、炭化物、その他よりなり、具体的には、
例えば石英、ケイ素、炭化ケイ素、カーボンなどが挙げ
られる。この受熱体４８は、特に被処理体と同一の材料
よりなるものであることが好ましい。これにより、受熱
体４８は、その昇温特性が被処理体の昇温特性に一致し
たものとなるため、温度検出器４０によって被処理体の
温度を極めて高い忠実度で検出することができるように
なる。

【００３０】受熱体４８は、その厚みが０．５〜１ｍ
ｍ、特に０．７２５〜０．７７５ｍｍであることが好ま
しく、この範囲を外れると、機械的強度が小さくて実用
上の問題があり、あるいは熱容量が大きくなり過ぎるた
めに好適な昇温特性が得られないものとなる。また、受
熱体４８は、保護管４１の内径に適合する寸法を有する
ものとされ、例えば、表面積が２ｍｍ² 以上であること
が好ましい。この例においては、受熱体４８は、熱電対
４２に係る結合部４４より大きい表面積を有するものと
されている。

【００３１】このような温度検出体４９においては、加
熱手段から放射されるエネルギーのうち、熱電対に入射
されるエネルギーを示す形態係数が、受熱体を備えてい
ない熱電対に比して高くなる。

【００３２】熱電対４２の金属素線４３は、その素線径
が例えば０．３ｍｍである、例えば白金（Ｐｔ）素線４
３Ａと白金ロジウム合金（Ｐｔ／Ｒｈ）素線４３Ｂとよ
りなるものである。そして、熱電対４２の金属素線４３
Ａ、４３Ｂの各々には、例えばアルミナセラミックスよ
りなる絶縁部材４７Ａ、４７Ｂが、金属素線４３Ａ、４
３Ｂが挿通された状態で設けられており、この絶縁部材
４７Ａ、４７Ｂは、長さが例えば３ｍｍ程度のスリーブ
状のビーズの複数がその長さ方向に連なる状態で構成さ
れている。なお、図２においては、便宜上、一の絶縁部
材のみが示されている。

【００３３】次に、以上の構成からなる縦型熱処理装置
において実施される被処理体（半導体ウエハ）に対する
熱処理について説明する。先ず、ローディングエリアＬ
において、半導体ウエハの移載が行われて半導体ウエハ
を保持した状態のウエハボート１７が、蓋体２０が最下
位置にあるときのボートサポート２２Ａ上に載置された
後、昇降機構２１により蓋体２０が上方向に駆動されて
ウエハボート１７が下端開口１１Ｃから処理容器１１内
に搬入されると共に、蓋体２０により処理容器１１の下
端開口１１Ｃが気密に閉塞される。そして、排気手段が
作動されて処理容器１１内が所定の圧力、例えば６×１
０ ^-4Ｐａ程度に減圧されると共に、筒状ヒータ３０およ
び面状ヒータ３２により処理容器１１内の温度が所定の
温度となるよう制御された状態において、回転駆動手段
２３によりウエハボート１７が回転されながら、処理容
器１１内に処理ガスが導入されて、半導体ウエハに対し
て成膜処理が行われる。

【００３４】而して、上記の縦型熱処理装置によれば、
温度検出器４０により、半導体ウエハの温度を高い忠実
度で検出することができ、その結果、検出された温度デ
ータに基づいて筒状ヒータ３０および面状ヒータ３２の
発熱量を制御することにより、所望の熱処理を急速的に
行うことができる。

【００３５】具体的には、温度検出器４０における温度
検出体４９は、熱電対４２を構成する各々の金属素線４
３Ａ、４３Ｂの結合部４４が、板状の受熱体４８に固着
された状態に接続された構成を有し、当該受熱体４８に
接触した状態の熱電対４２により温度を検出するもので
あって、いわば、この受熱体４８が受熱を行うための専
用の部材として設けられているため、当該受熱体４８の
作用により、温度検出体４９の昇温特性を半導体ウエハ
の昇温特性に近似または略一致したものとすることが容
易であり、これにより、半導体ウエハの温度を高い忠実
度で検出することができる。その結果、温度検出体４９
の昇温特性を半導体ウエハの昇温特性に対して高い忠実
度で一致させることができその結果、半導体ウエハの温
度を高い忠実度で検出することができる。従って、検出
された温度データに基づいて筒状ヒータ３０および面状
ヒータ３２の発熱量が制御されることにより、半導体ウ
エハに対して所定の熱処理を急速的に行うことができ
る。

【００３６】また、受熱体４８として被処理体である半
導体ウエハと同一の材料よりなる板体を選択的に用いた
場合には、当該受熱体４８の昇温特性が被処理体の昇温
特性に一致したものとなるため、温度検出器４０によっ
て検出される被処理体の温度は極めて高い忠実度が得ら
れる。

【００３７】さらに、処理容器１１の高さ方向に対して
ゾーン制御が行われるので、処理容器１１内に配置され
た各半導体ウエハの面内だけでなく、互いに上下方向の
異なる位置に配置された半導体ウエハ間に対しても、均
一な温度状態に制御された状態において所定の熱処理を
行うことができる。

【００３８】＜実験例＞以下、図１に示す構成の熱処理
装置による実験例について説明する。 ＜実験例１＞温度検出器における温度検出体としては、
厚み０．７２５ｍｍ、縦５ｍｍ、横５ｍｍの石英板より
なる受熱体の表面の中心位置に、それぞれ素線径が０．
３ｍｍの白金素線と白金ロジウム合金素線とにより構成
される熱電対の結合部が接着剤「スミセム」（住友スリ
ーエム（株）製）によって接続されてなる構成のものを
用いた。

【００３９】３２枚の直径２００ｍｍの半導体ウエハを
１５．６ｍｍのピッチで上下方向に多段に保持するウエ
ハボートを処理容器内に導入し、所定の発熱量で筒状ヒ
ータ（３０）および面状ヒータ（３２）を作動させて５
分間の熱処理を行い、この熱処理中における、温度検出
体の温度変化と共に、２０枚目の位置に配置された半導
体ウエハの温度変化を、この半導体ウエハの中心位置に
接触させた熱電対を用いて調べたところ、図４に示すよ
うに、温度検出体に係る温度変化曲線Ａおよび半導体ウ
エハの温度変化曲線Ｂによって表される結果が得られ
た。

【００４０】＜比較実験例１＞上記の実験例において、
受熱体を備えていない熱電対により温度を検出する構成
の温度検出器を用いたこと以外は、実験例１と同様にし
て熱処理を行うことにより半導体ウエハおよび熱電対の
温度変化を調べた結果を温度変化曲線Ｃとして図４に併
せて示す。

【００４１】以上の結果から明らかなように、受熱体を
有する温度検出体の温度変化を示す温度変化曲線Ａは、
半導体ウエハの温度変化を示す温度変化曲線Ｂと近似し
ている。これに対し、温度変化曲線Ｃは、温度変化曲線
Ｂと異なるものである。これにより、熱電対に接続した
受熱体を有する温度検出体は、被処理体の温度を高い忠
実度で検出できることが確認された。

【００４２】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、
種々の変更を加えることができる。例えば、熱電対４２
は、図５に示すように、各々金属素線４３Ａ、４３Ｂお
よびこれらの金属素線４３Ａ、４３Ｂの結合部４４の表
面に、例えばシリコンよりなる反射防止性能を有する膜
５０が形成されているものであってもよい。この場合に
は、金属素線４３Ａ、４３Ｂを絶縁するために必要とさ
れる絶縁部材が不要となるので、熱電対４２全体の熱容
量が小さいものとなると共に、結合部４４が半導体ウエ
ハよりの放射光に対する反射率が小さいもの（熱放射率
が高いもの）となるため、熱電対４２自体の応答性が速
くなり、被処理体である半導体ウエハの温度を極めて高
い忠実度で検出することができる。

【００４３】温度検出器は、その保護管内を減圧状態と
して、基端側部分において、気密に封止された構成のも
のを用いることができる。この場合には、処理容器内が
減圧状態とされた際に、何らかの原因によって保護管が
破裂してその破片が処理容器内に飛散することを確実に
防止することができる。また、保護管の基端側部分に、
その全周にわたって環状の溝が形成されていてもよく、
当該温度検出器を処理容器内に配置するに際しては、こ
の環状溝にマニホールドの側壁を嵌合させた状態で配置
されてストッパとして機能することにより、処理容器内
が減圧状態とされた際に、温度検出器が処理容器内に引
き込まれることを防止することができる。

【００４４】上記においては、本発明をＣＶＤ法による
成膜処理を行う縦型熱処理装置に適用した場合について
説明したが、成膜処理に限らず、例えば酸化処理、拡散
処理、アニール処理等を行う熱処理装置に適用すること
もできる。また、被処理体が高さ方向に多段に保持され
た状態で処理容器内に収容されて所定の処理が行われ
る、いわゆる縦型熱処理装置に限定されるものではな
い。

【００４５】

【発明の効果】本発明の熱処理装置によれば、温度検出
器を構成する温度検出体は、板状の受熱体を有し、この
受熱体に接触した状態の熱電対により温度を検出するも
のであって、いわば受熱を行うための専用の部材として
受熱体が設けられており、当該受熱体が被処理体の昇温
特性に近似または略一致した昇温特性を得ることができ
るため、温度検出体によって被処理体の温度を高い忠実
度で検出することができ、従って、加熱手段の制御を正
確に行うことができるため、被処理体について所望の熱
処理を急速的に行うことができる。

【００４６】本発明の熱処理装置によれば、温度検出器
を構成する温度検出体の各々によって、複数に区分され
た処理容器内の加熱領域の各々において正確な温度検出
を行うことができ、従って、検出された温度データに基
づいて、加熱手段が制御された発熱量分布で作動される
ことにより、互いに上下方向の異なる位置に配置されて
いる被処理体間において、実質的に均一な温度状態を達
成することができる。

【００４７】本発明の熱処理方法によれば、用いる熱処
理装置の温度検出器を構成する温度検出体において、受
熱体が被処理体と同一の材料よりなるものであるため、
当該受熱体の昇温特性が被処理体の昇温特性に一致した
ものとなり、結局、被処理体の温度を高い忠実度で検出
することができ、従って、加熱手段の制御を正確に行う
ことができ、その結果、被処理体について所望の熱処理
を急速的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の縦型熱処理装置の一例における構成の
概略を示す説明用断面図である。

【図２】温度検出器の構成の一例を示す説明用断面図で
ある。

【図３】温度検出器における温度検出体の構成の一例を
示す説明用断面図である。

【図４】温度検出体および半導体ウエハ、並びに熱電対
自体の温度と時間との関係を、各々の温度変化曲線とし
て示す図である。

【図５】温度検出器における温度検出体の構成の他の例
を示す説明用断面図である。

【図６】従来における熱電対の一例における構成の概略
を示す説明用断面図である。

【符号の説明】

１１ 処理容器（プロセスチューブ） １１Ａ 内管 １１Ｂ 外管 １１Ｃ 下端開口 １１１ 下端フランジ部分 １２ マニホールド １２Ａ フランジ部分 １３ フランジ押え １４ 内管支持部 １５ ガス導入用開口 １５Ａ ガス供給配管 １６ 排気部 １７ ウエハボート ２０ 蓋体 ２１ 昇降機構 ２２ 支持部材 ２２Ａ ボートサポート ２３ 回転駆動手段 ２４ 保温筒 ３０ 筒状ヒータ ３１ 制御部 ３２ 面状ヒータ ４０ 温度検出器 ４１ 保護管 ４１Ａ 第１の温度検知部 ４１Ｂ 第２の温度検知部 ４１Ｃ 基端側部分 ４２ 熱電対 ４３ 金属素線 ４３Ａ 白金（Ｐｔ）素線 ４３Ｂ 白金ロジウム合金（Ｐｔ／Ｒｈ）素線 ４４ 結合部 ４５ 封止材 ４７Ａ、４７Ｂ 絶縁部材 ４８ 受熱体 ４９ 温度検出体 ５０ 膜 Ｌ ローディングエリア ６０ 熱電対 ６１Ａ 白金（Ｐｔ）素線 ６１Ｂ 白金ロジウム合金（Ｐｔ／Ｒｈ）素線 ６２Ａ、６２Ｂ 絶縁部材 ６５ 保護管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/22 ５０１ Ｈ０１Ｌ 21/22 ５０１Ｎ ５１１ ５１１Ｑ (72)発明者 滝澤 剛 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者 アイクマン 香留樹 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 Ｆターム(参考） 2F056 KA03 KA12 KA14 KC03 KC06 KC07 KC08 KC12 KC14 KC19 4K038 BA01 CA01 DA01 EA02 FA01 4K056 AA09 BA01 CA18 FA03 FA13

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理容器内に配置された被処理体を加熱
   手段によって加熱することにより所定の熱処理を行う熱
   処理装置において、 前記加熱手段を制御するための温度データを検出する温
   度検出器を処理容器内に備えてなり、 温度検出器は、保護管と、この保護管内に配設された熱
   電対を備えた温度検出体とにより構成されており、 前記温度検出体は、熱電対を構成する金属素線の結合部
   が板状の受熱体に接続されてなるものであることを特徴
   とする熱処理装置。
2. 【請求項２】 複数の被処理体を高さ方向に所定間隔で
   保持する被処理体保持具を処理容器内に収容し、この処
   理容器において上下方向に区分された複数の加熱領域の
   各々について温度制御が可能とされた加熱手段によって
   被処理体を加熱することにより、所定の熱処理を行う熱
   処理装置において、 前記加熱手段を制御するための温度データを検出する温
   度検出器を処理容器内に備えてなり、 温度検出器は、処理容器内において上方に伸びるよう配
   置された保護管と、この保護管内において、前記加熱領
   域の各々に対応する位置に配置された、熱電対を備えた
   複数の温度検出体とにより構成されており、 前記温度検出体の各々は、熱電対を構成する金属素線の
   結合部が板状の受熱体に接続されてなるものであること
   を特徴とする熱処理装置。
3. 【請求項３】 板状の受熱体は、その厚みが０．５〜１
   ｍｍであると共に、保護管の内径に適合する寸法を有す
   るものであることを特徴とする請求項１または請求項２
   に記載の熱処理装置。
4. 【請求項４】 温度検出体において、加熱手段から放射
   されるエネルギーのうち、熱電対に入射されるエネルギ
   ーを示す形態係数が、受熱体を備えていない熱電対に比
   して高いことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれ
   かに記載の熱処理装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の
   熱処理装置を用いる熱処理方法であって、 板状の受熱体が、被処理体と同一の材料よりなるもので
   あることを特徴とする熱処理方法。