JP2002367914A - Heat treatment device - Google Patents

Heat treatment device

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JP2002367914A
JP2002367914A JP2001175354A JP2001175354A JP2002367914A JP 2002367914 A JP2002367914 A JP 2002367914A JP 2001175354 A JP2001175354 A JP 2001175354A JP 2001175354 A JP2001175354 A JP 2001175354A JP 2002367914 A JP2002367914 A JP 2002367914A
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JP
Japan
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temperature
zone
heat treatment
power
unit
Prior art date
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Application number
JP2001175354A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Kasai
河西  繁
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to US10/467,918 priority patent/US20040069234A1/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat treatment device which can prevent the warp deformation of a workpiece from occurring on temperature rise of the workpiece, without causing the drop of throughput. SOLUTION: This heat treatment device is placed has a treatment container 14 capable of being vacuumized, a stage 24 on which the workpiece to be treated at a specified temperature provided within the treatment container, a heating means 50 having a plurality of zone heaters for heating the workpiece on the stage separately for each zone divided concentrically, and a power supply means 56 for supplying each zone heater of the heating means with power. Further, the device has a temperature measuring means 60 which is provided to correspond to at least one zone among the concentric zones, and a power control means 58 which controls the power supply means so that it may heat the workpiece to a warp safe temperature at least lower than the specified temperature, in condition that the workpiece bears such temperature distribution that the temperature at the center of the workpiece becomes high, and that the temperature of the periphery becomes lower, based on the detection value of the temperature measuring means at temperature rise of the workpiece. The power controller includes a limiter for limiting the quantity of operation.

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】本発明は、半導体ウエハ等に
対して1枚ずつ成膜やアニール等の熱処理を施す熱処理
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat treatment apparatus for performing heat treatment such as film formation or annealing on a semiconductor wafer or the like one by one.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、半導体集積回路を製造するに
は、半導体ウエハ等の基板に、成膜処理、エッチング処
理、酸化拡散処理、アニール改質処理等の各種の熱処理
を繰り返し行って、所望する集積回路を形成するように
なっている。このような熱処理を行う枚葉式の熱処理装
置の一例を説明する。図12は従来の熱処理装置の一例
を示す概略構成図、図13は載置台上における半導体ウ
エハの反り返り状態を示す模式図である。この熱処理装
置は、真空引き可能になされた処理容器2を有してお
り、この内部に、半導体ウエハWを載置する載置台4を
設けていると共に、処理容器2の天井部に処理ガスを導
入するためのシャワーヘッド6を設けている。そして、
処理容器2の底部の下方に加熱手段としての複数の加熱
ランプ8を設け、この加熱ランプ8から放射される熱線
を、底部に設けた例えば石英製の透過窓10を介して載
置台4に照射することにより、ウエハWを加熱昇温さ
せ、所定の温度にて所望の熱処理を行うようになってい
る。
2. Description of the Related Art Generally, in order to manufacture a semiconductor integrated circuit, a substrate such as a semiconductor wafer is repeatedly subjected to various heat treatments such as a film forming process, an etching process, an oxidative diffusion process, an annealing reforming process, and the like. An integrated circuit is formed. An example of a single-wafer heat treatment apparatus for performing such heat treatment will be described. FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional heat treatment apparatus, and FIG. 13 is a schematic diagram showing a warped state of a semiconductor wafer on a mounting table. This heat treatment apparatus has a processing container 2 which can be evacuated, and a mounting table 4 on which a semiconductor wafer W is mounted is provided therein, and a processing gas is supplied to a ceiling portion of the processing container 2. A shower head 6 for introduction is provided. And
A plurality of heating lamps 8 as heating means are provided below the bottom of the processing vessel 2, and the mounting table 4 is irradiated with heat rays radiated from the heating lamp 8 through a transmission window 10 made of, for example, quartz provided at the bottom. As a result, the temperature of the wafer W is increased and a desired heat treatment is performed at a predetermined temperature.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体ウエ
ハの処理工程にあっては、生産性、すなわちスループッ
トを向上させる必要から、ウエハ温度をできるだけ高速
で所定のプロセス温度まで昇温させるようになってい
る。この場合、急速昇温を行っても直径が比較的小さな
例えば6インチサイズのウエハの場合にはそれ程問題は
生じなかったが、ウエハサイズが8インチ、12インチ
へと大きくなるに従って、図13に示すように、昇温時
に半導体ウエハW自体の周縁部が上方へ反り返って変形
してしまう、といった問題があった。この反り返りの問
題の原因は、載置台4側に接するウエハ裏面側の熱膨張
量がウエハ表面側のそれよりも大きくなることに起因し
ている。このようなウエハの反り返りの現象は、12イ
ンチ(30cm)のウエハの場合には特に大きく、プロ
セス温度にもよるが周縁部の反り返り高さHが3mm程
度まで達する場合もあった。このように昇温時にウエハ
が反り返る理由は、図14に示すSiウエハの熱膨張率
のグラフを示すように室温から例えば327℃程度まで
の熱膨張率は、それ以上の温度領域における熱膨張率よ
りもかなり大きいことによる。
In the process of processing semiconductor wafers, it is necessary to increase productivity, that is, throughput, so that the wafer temperature is raised to a predetermined process temperature as quickly as possible. I have. In this case, even if the temperature was rapidly increased, no serious problem occurred in the case of a wafer having a relatively small diameter, for example, a 6-inch wafer. However, as the wafer size increased to 8 inches and 12 inches, FIG. As shown in the figure, there has been a problem that the peripheral portion of the semiconductor wafer W itself warps upward and deforms when the temperature rises. The cause of the warpage is that the amount of thermal expansion on the back surface of the wafer in contact with the mounting table 4 is larger than that on the front surface of the wafer. Such a warping phenomenon of the wafer is particularly large in the case of a 12-inch (30 cm) wafer, and depending on the process temperature, the warping height H of the peripheral portion may reach up to about 3 mm. The reason why the wafer warps at the time of temperature rise is that the thermal expansion coefficient from room temperature to, for example, about 327 ° C. as shown in the graph of the thermal expansion coefficient of the Si wafer shown in FIG. Due to being much larger than that.

【0004】このように、反り返りが生じると、ウエハ
の搬送時に搬送エラーが生じたり、或いは、この状態で
薄膜を堆積させると膜ストレスが大きくなって膜剥がれ
が生じ易くなる、といった問題があった。本発明は、以
上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創
案されたものである。本発明の目的は、スループットの
低下を生ずることなく、被処理体の昇温時に被処理体の
反り返り変形が発生することを防止することが可能な熱
処理装置を提供することにある。尚、本件は、本出願人
の先の出願(特願2001−40570号)で開示した
発明の改良発明である。
As described above, if warpage occurs, there is a problem that a transfer error occurs during transfer of the wafer, or if a thin film is deposited in this state, the film stress increases and the film is liable to peel off. . The present invention has been devised in view of the above problems and effectively solving them. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus capable of preventing the object from being warped and deformed when the temperature of the object is raised without lowering the throughput. This case is an improvement of the invention disclosed in the earlier application filed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 2001-40570).

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に規定する発明
は、真空引き可能になされた処理容器と、その処理容器
内に設けられて所定の温度にて処理すべき被処理体をそ
の上に載置する載置台と、前記載置台の被処理体をゾー
ン状に加熱するゾーン加熱部を有する加熱手段と、前記
加熱手段への電力を供給する電力供給手段とを有する熱
処理装置において、前記被処理体の中央部の温度が高く
て周縁部の温度が低くなるような温度分布を持たせた状
態で前記被処理体を昇温させるように前記電力供給手段
を制御する電力制御手段を有し、前記電力制御手段は操
作量を制限するためのリミッタ部を含んでいることを特
徴とする熱処理装置である。請求項2に規定する発明
は、真空引き可能になされた処理容器と、この処理容器
内に設けられて所定の温度にて処理すべき被処理体をそ
の上に載置する載置台と、前記載置台の被処理体を同心
円状に区分されたゾーン毎に個別に加熱する複数のゾー
ン加熱部を有する加熱手段と、前記加熱手段の各ゾーン
加熱部への電力を供給する電力供給手段とを有する熱処
理装置において、前記同心円状のゾーンの内の少なくと
も1つのゾーンに対応させて設けた温度測定手段と、前
記被処理体の昇温時に前記温度測定手段の検出値に基づ
いて前記被処理体に、前記被処理体の中央部の温度が高
くて周縁部の温度が低くなるような温度分布を持たせた
状態で前記被処理体を、少なくとも前記所定の温度より
も低い反り安全温度まで昇温させるように前記電力供給
手段を制御する電力制御手段とを有し、前記電力制御手
段は前記操作量を制限するためのリミッタ部を含んでい
ることを特徴とする熱処理装置である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a processing container which is capable of being evacuated and an object to be processed which is provided in the processing container and which is to be processed at a predetermined temperature. The mounting table to be mounted on, the heating means having a zone heating unit for heating the object to be processed of the mounting table in a zone shape, and a heat treatment apparatus having a power supply means for supplying power to the heating means, Power control means for controlling the power supply means so as to raise the temperature of the object to be processed in a state where a temperature distribution is provided such that the temperature of the central portion of the object to be processed is high and the temperature of the peripheral portion is low. The power control means includes a limiter unit for limiting an operation amount. The invention as defined in claim 2 is characterized in that a processing container which is made evacuable, a mounting table which is provided in the processing container and on which an object to be processed at a predetermined temperature is mounted, A heating unit having a plurality of zone heating units that individually heat the object to be processed of the mounting table for each zone concentrically divided, and a power supply unit that supplies electric power to each zone heating unit of the heating unit. A temperature measuring unit provided corresponding to at least one of the concentric zones; and the processing object based on a detection value of the temperature measurement unit when the temperature of the processing object is raised. In a state where the temperature distribution is such that the temperature of the central part of the object is high and the temperature of the peripheral part is low, the object is raised to a warp safe temperature at least lower than the predetermined temperature. So that the And a power control means for controlling the supply means, said power control means is a heat treatment apparatus which is characterized in that it contains a limiter portion for limiting the manipulated variable.

【0006】請求項3に規定する発明は、真空引き可能
になされた処理容器と、この処理容器内に設けられて所
定の温度にて処理すべき被処理体をその上に載置する載
置台と、前記載置台の被処理体を同心円状に区分された
ゾーン毎に個別に加熱する複数のゾーン加熱部を有する
加熱手段と、前記加熱手段の各ゾーン加熱部への電力を
供給する電力供給手段とを有する熱処理装置において、
前記電力供給手段の前記各ゾーン加熱部毎に投入され
る、或いは各ゾーン加熱部から放出されるパワーを測定
するパワー検出手段と、前記被処理体の昇温時に、前記
パワー検出手段の検出値に基づいて前記被処理体に、前
記被処理体の中央部の温度が高くて周縁部の温度が低く
なるような温度分布を持たせた状態で前記被処理体を、
少なくとも前記所定の温度よりも低い反り安全温度まで
昇温させるように前記電力供給手段を制御する電力制御
手段とを有し、前記電力制御手段は前記操作量を制限す
るためのリミッタ部を含んでいることを特徴とする熱処
理装置である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a processing container capable of being evacuated, and a mounting table provided in the processing container for mounting an object to be processed at a predetermined temperature on the processing container. A heating unit having a plurality of zone heating units for individually heating the object to be processed of the mounting table in each of the concentrically divided zones; and a power supply for supplying power to each zone heating unit of the heating unit. And a heat treatment apparatus having
Power detection means for measuring power supplied to each of the zone heating units of the power supply means or emitted from each of the zone heating units, and a detection value of the power detection means when the temperature of the object to be processed is raised. The object to be processed in a state where the object to be processed is provided with a temperature distribution such that the temperature of the central part of the object is high and the temperature of the peripheral part is low based on
Power control means for controlling the power supply means so as to raise the temperature to a warp safe temperature lower than at least the predetermined temperature, the power control means including a limiter unit for limiting the operation amount. A heat treatment apparatus.

【0007】請求項4に規定する発明は、真空引き可能
になされた処理容器と、この処理容器内に設けられて所
定の温度にて処理すべき被処理体をその上に載置する載
置台と、前記載置台の被処理体を同心円状に区分された
ゾーン状に加熱するゾーン加熱部を有する加熱手段と、
前記加熱手段への電力を供給する電力供給手段とを有す
る熱処理装置において、前記同心円状のゾーンの内の少
なくとも1つのゾーンに対応させて設けた温度測定手段
と、前記被処理体の昇温時に前記温度測定手段の検出値
に基づいて前記被処理体に、前記被処理体の中央部の温
度が高くて周縁部の温度が低くなるような温度分布を持
たせた状態で前記被処理体を、少なくとも前記所定の温
度よりも低い反り安全温度まで昇温させるように前記電
力供給手段を制御する電力制御手段とを有し、前記電力
制御手段は前記操作量を制限するためのリミッタ部を含
んでいることを特徴とする熱処理装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a processing container capable of being evacuated, and a mounting table provided in the processing container for mounting an object to be processed at a predetermined temperature on the processing container. Heating means having a zone heating unit for heating the object to be processed of the mounting table in a concentrically divided zone shape,
In a heat treatment apparatus having power supply means for supplying power to the heating means, a temperature measurement means provided corresponding to at least one of the concentric zones, and Based on the detection value of the temperature measuring means, the object to be processed in a state where the temperature of the object to be processed is given a temperature distribution such that the temperature of the central part of the object is high and the temperature of the peripheral part is low. Power control means for controlling the power supply means so as to raise the temperature to a warp safety temperature lower than at least the predetermined temperature, wherein the power control means includes a limiter unit for limiting the operation amount. A heat treatment apparatus characterized in that:

【0008】請求項5に規定する発明は、真空引き可能
になされた処理容器と、この処理容器内に設けられて所
定の温度にて処理すべき被処理体をその上に載置する載
置台と、前記載置台の被処理体を同心円状に区分された
ゾーン状に加熱するゾーン加熱部を有する加熱手段と、
前記加熱手段への電力を供給する電力供給手段とを有す
る熱処理装置において、前記電力供給手段の前記各ゾー
ン加熱部から放出されるパワーを測定するパワー検出手
段と、前記被処理体の昇温時に、前記パワー検出手段の
検出値に基づいて前記被処理体に、前記被処理体の中央
部の温度が高くて周縁部の温度が低くなるような温度分
布を持たせた状態で前記被処理体を、少なくとも前記所
定の温度よりも低い反り安全温度まで昇温させるように
前記電力供給手段を制御する電力制御手段とを有し、前
記電力制御手段は前記操作量を制限するためのリミッタ
部を含んでいることを特徴とする熱処理装置である。こ
のように、被処理体の中央部の温度が高くて、周縁部の
温度が低くなるような温度分布を持たせた状態で昇温す
るようにしたので、被処理体に反り返り変形が発生する
ことを防止することができ、従って、薄膜の剥離や被処
理体の搬送ミスの発生も防止することが可能となる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a processing container which can be evacuated, and a mounting table which is provided in the processing container and which mounts an object to be processed at a predetermined temperature on the processing container. Heating means having a zone heating unit for heating the object to be processed of the mounting table in a concentrically divided zone shape,
In a heat treatment apparatus having a power supply unit that supplies power to the heating unit, a power detection unit that measures power released from each of the zone heating units of the power supply unit, and when the temperature of the object to be processed is increased. The object to be processed in a state where the object to be processed has a temperature distribution such that the temperature of the center of the object is high and the temperature of the peripheral part is low based on the detection value of the power detection means. Power control means for controlling the power supply means so as to raise the temperature to at least the warp safe temperature lower than the predetermined temperature, the power control means has a limiter unit for limiting the operation amount It is a heat treatment apparatus characterized by including. As described above, since the temperature is increased in a state where the temperature of the central portion of the processing target is high and the temperature of the peripheral portion is low, the processing target is warped and deformed. Therefore, it is possible to prevent peeling of the thin film and occurrence of an error in transporting the object to be processed.

【0009】この場合、例えば請求項6に規定するよう
に、前記リミッタ部は、前記被処理体の昇温時に操作量
が飽和しないように前記操作量に固定的なリミッタ定数
をかけるようにしている。これにより、操作量が飽和し
ないように操作量に固定的なリミッタ定数がかけられる
ので、昇温過程において温度分布が崩れることを防止す
ることができる。また、例えば請求項7に規定するよう
に、前記リミッタ部は、前記被処理体の昇温時に1のゾ
ーンに対応する操作量が飽和した時に、それに対応させ
て他のゾーンの操作量に可変的な出力制限値をかけるよ
うにしている。これにより、あるゾーンの操作量が飽和
状態になっても、この結果を他のゾーンの操作量にも反
映させることができ、結果的に被処理体の温度分布を崩
すことなくこの昇温を行うことが可能となる。
In this case, for example, the limiter section may apply a fixed limiter constant to the operation amount so that the operation amount does not saturate when the temperature of the workpiece is raised. I have. Thus, a fixed limiter constant is applied to the operation amount so that the operation amount does not saturate, so that it is possible to prevent the temperature distribution from being disrupted in the temperature increasing process. In addition, for example, when the operation amount corresponding to one zone is saturated when the temperature of the object to be processed is saturated, the limiter unit can be changed to the operation amount of another zone in accordance with the saturation. To apply a typical output limit value. As a result, even if the operation amount of a certain zone becomes saturated, this result can be reflected in the operation amount of another zone, and as a result, this temperature increase can be performed without disturbing the temperature distribution of the object to be processed. It is possible to do.

【0010】この場合、例えば請求項8に規定するよう
に、前記出力制限値は、前記操作量が飽和したゾーンの
操作量と飽和操作量との比である。また、例えば請求項
9に規定するように、前記演算処理には、予め設定され
た平均化定数が加味される。また、例えば請求項10に
規定するように、前記反り安全温度は、300℃以上の
範囲内である。
In this case, for example, the output limit value is a ratio between the operation amount of the zone where the operation amount is saturated and the saturation operation amount. In addition, for example, a predetermined averaging constant is added to the arithmetic processing as defined in claim 9. Further, for example, as defined in claim 10, the safe warp temperature is in a range of 300 ° C or higher.

【0011】また、例えば請求項11に規定するよう
に、前記パワー検出部は、電流検出器、電圧検出器、光
量検出器の内のいずれか1つである。また、例えば請求
項12に規定するように、前記電力制御手段は、前記被
処理体の昇温速度が前記被処理体の中央部から周縁部へ
の熱移動速度よりも遅くなるように前記電力供給手段を
制御する。
Further, for example, the power detector is any one of a current detector, a voltage detector, and a light amount detector. Further, for example, as defined in claim 12, the power control means is configured to control the power so that a temperature rising rate of the object to be processed is lower than a heat transfer rate from a central portion to a peripheral portion of the object to be processed. Control the supply means.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る処理装置の
一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図1は本発明
に係る処理装置を示す断面構成図、図2は載置台を加熱
する加熱手段の制御系を示す構成図、図3は被処理体の
昇温時の温度分布の変移の一例を示す模式図である。こ
こでは処理装置として枚葉式の成膜装置を例にとって説
明する。図示するようにこの成膜装置12は、例えば断
面が略円筒形状のアルミニウム製の処理容器14を有し
ている。この処理容器14内の天井部には流量制御され
た処理ガスとして例えば各種の成膜ガスを導入するため
のシャワーヘッド部16がOリング等のシール部材17
を介して設けられており、この下面に設けた多数のガス
噴射口18から処理空間Sに向けて成膜ガスを噴射する
ようになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the processing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing a processing apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram showing a control system of a heating unit for heating a mounting table, and FIG. 3 is an example of a change in a temperature distribution when a temperature of a workpiece is raised. FIG. Here, a single wafer type film forming apparatus will be described as an example of the processing apparatus. As shown in the figure, the film forming apparatus 12 has a processing container 14 made of aluminum having a substantially cylindrical cross section, for example. A shower head 16 for introducing, for example, various film-forming gases as a process gas whose flow rate is controlled, is provided on a ceiling portion of the processing chamber 14 with a sealing member 17 such as an O-ring.
The film forming gas is injected toward the processing space S from a number of gas injection ports 18 provided on the lower surface.

【0013】この処理容器14内には、処理容器底部よ
り起立させた円筒状のリフレクタ20上に、例えばL字
状の3本の保持部材22(図1では2本のみ記す)を介
して被処理体としての半導体ウエハWを載置するための
載置台24が設けられている。このリフレクタ20はア
ルミニウムで構成されており、保持部材22は、熱線透
過性の材料、例えば石英により構成されており、また、
載置台24は、厚さ1mm程度の例えばカーボン素材、
AlNなどのセラミック等により構成されている。この
載置台24の下方には、複数本、例えば3本のL字状の
リフタピン26(図示例では2本のみ記す)が上方へ起
立させて設けられており、このリフタピン26の基部
は、リング部材28に共通に接続されている。そして、
このリング部材28を処理容器底部に貫通して設けられ
た押し上げ棒30により上下動させることにより、上記
リフタピン26を載置台24に貫通させて設けたリフタ
ピン穴32に挿通させてウエハWを持ち上げ得るように
なっている。
The processing vessel 14 is covered on a cylindrical reflector 20 raised from the bottom of the processing vessel via, for example, three L-shaped holding members 22 (only two are shown in FIG. 1). A mounting table 24 for mounting a semiconductor wafer W as a processing body is provided. The reflector 20 is made of aluminum, and the holding member 22 is made of a heat-permeable material, for example, quartz.
The mounting table 24 is, for example, a carbon material having a thickness of about 1 mm,
It is made of a ceramic such as AlN. Below the mounting table 24, a plurality of, for example, three L-shaped lifter pins 26 (only two are shown in the illustrated example) are provided so as to stand upward, and the base of the lifter pin 26 is a ring. Commonly connected to the member 28. And
By moving the ring member 28 up and down by a push-up bar 30 provided through the bottom of the processing container, the lifter pins 26 can be inserted into lifter pin holes 32 provided through the mounting table 24 to lift the wafer W. It has become.

【0014】上記押し上げ棒30の容器底部の貫通部に
は、処理容器14において内部の気密状態を保持するた
めに伸縮可能なベローズ34が介設され、この押し上げ
棒30の下端はアクチュエータ36に接続されている。
また、処理容器14の底部の周縁部には、排気口38が
設けられ、この排気口38には図示しない真空ポンプに
接続された排気通路40が接続されており、処理容器1
4内を所定の真空度に維持し得るようになっている。ま
た、処理容器14の側壁には、ウエハを搬出入する際に
開閉されるゲートバルブ42が設けられる。
An extensible bellows 34 is interposed in the penetrating portion of the push-up bar 30 at the bottom of the container in order to keep the inside of the processing vessel 14 airtight. The lower end of the push-up bar 30 is connected to the actuator 36. Have been.
Further, an exhaust port 38 is provided at a peripheral edge of the bottom of the processing container 14, and an exhaust passage 40 connected to a vacuum pump (not shown) is connected to the exhaust port 38.
4 can be maintained at a predetermined degree of vacuum. A gate valve 42 that is opened and closed when a wafer is loaded and unloaded is provided on a side wall of the processing container 14.

【0015】また、載置台24の直下の処理容器底部に
は、石英等の熱線透過材料よりなる透過窓44がOリン
グ等のシール部材46を介して気密に設けられており、
この下方には、透過窓44を囲むように箱状の加熱室4
8が設けられている。この加熱室48内には例えば複数
の加熱ランプよりなる加熱手段50が反射鏡も兼ねる回
転台52に取り付けられており、この回転台52は、回
転軸を介して加熱室48の底部に設けた回転モータ54
により回転される。従って、この加熱手段50より放出
された熱線は、透過窓44を透過して載置台24の下面
を照射してこれを加熱し得るようになっている。そし
て、上記加熱手段50は、これに電力を供給するための
電力供給手段56に接続され、この電力供給手段56
は、例えばマイクロコンピュータ等よりなる電力制御手
段58により制御される。
A transmission window 44 made of a heat ray permeable material such as quartz is provided airtightly at the bottom of the processing container immediately below the mounting table 24 via a sealing member 46 such as an O-ring.
Below this, a box-shaped heating chamber 4 surrounding the transmission window 44 is provided.
8 are provided. In the heating chamber 48, a heating means 50 composed of, for example, a plurality of heating lamps is attached to a turntable 52 also serving as a reflecting mirror, and the turntable 52 is provided at the bottom of the heating chamber 48 via a rotation shaft. Rotary motor 54
Is rotated by Therefore, the heat rays emitted from the heating means 50 can pass through the transmission window 44 and irradiate the lower surface of the mounting table 24 to heat it. The heating means 50 is connected to a power supply means 56 for supplying power to the heating means 50.
Is controlled by power control means 58 composed of, for example, a microcomputer.

【0016】一方、図2にも示すように上記載置台24
の裏面側には、この部分の温度を測定するために例えば
熱電対よりなる温度測定手段60が設けられており、こ
の測定値を上記電力制御手段58へ供給するようになっ
ている。具体的には、ここでは載置台24は、同心円状
に複数、例えば3つのゾーン24A、24B、24Cに
加熱領域が区分されている。そして、上記各ゾーン24
A〜24Cに対応させて上記温度測定手段60としてそ
れぞれに熱電対60A、60B、60Cを設置してい
る。また、上記載置台24の各ゾーン24A〜24Cに
対応させて上記加熱手段50を形成する複数の加熱ラン
プは、3つの群、すなわち加熱ランプ(ゾーン加熱部)
50A、50B、50Cに区分されている。従って、内
周の加熱ランプ50Aは内周のゾーン24Aを、中周の
加熱ランプ50Bは中周のゾーン24Bを、外周の加熱
ランプ50Cは外周のゾーン24Cを、それぞれ主とし
て照射するようになっている。そして、上記電力供給手
段56も、上記3つの各ランプ群50A〜50Cに対応
させて接続される3つの電力供給部56A、56B、5
6Cを有しており、各ランプ50A〜50C毎に個別に
制御し得るようになっている。そして、本発明では、上
記電力制御手段58により、半導体ウエハWの昇温時に
は、このウエハWの中央部の温度が高くて周縁部の温度
が低くなるような温度分布を持たせた状態でウエハWを
所定の温度まで昇温し得るようになっている。また、こ
こでは、上記電力制御手段58においては操作量を常
時、或いは必要時に制限するための後述するリミッタ部
を設けており、ウエハ昇温時におけるウエハ面内の温度
分布の崩れを防止するようになっている。
On the other hand, as shown in FIG.
A temperature measuring means 60, for example, composed of a thermocouple, is provided on the back side of the device for measuring the temperature of this portion. The measured value is supplied to the power control means 58. Specifically, here, the mounting table 24 is concentrically divided into a plurality of, for example, three zones 24A, 24B, and 24C. And each of the above zones 24
Thermocouples 60A, 60B, and 60C are respectively provided as the temperature measuring means 60 corresponding to A to 24C. The plurality of heating lamps forming the heating means 50 corresponding to each of the zones 24A to 24C of the mounting table 24 are three groups, that is, heating lamps (zone heating units).
It is divided into 50A, 50B and 50C. Accordingly, the inner heating lamp 50A mainly irradiates the inner zone 24A, the middle heating lamp 50B irradiates the middle zone 24B, and the outer heating lamp 50C mainly irradiates the outer zone 24C. I have. The power supply means 56 also includes three power supply units 56A, 56B, and 5 connected in correspondence with the three lamp groups 50A to 50C.
6C, and can be individually controlled for each of the lamps 50A to 50C. According to the present invention, when the temperature of the semiconductor wafer W is increased by the power control means 58, the temperature distribution is set so that the temperature of the central portion of the wafer W is high and the temperature of the peripheral portion is low. W can be heated to a predetermined temperature. Further, here, the power control means 58 is provided with a limiter section described later for always limiting the operation amount or when necessary, so as to prevent collapse of the temperature distribution in the wafer surface when the temperature of the wafer is raised. It has become.

【0017】次に、以上のように構成された装置を用い
て行われる制御方法について説明する。まず、処理容器
14の側壁に設けたゲートバルブ42を開いて図示しな
い搬送アームにより処理容器14内にウエハWを搬入
し、リフタピン26を押し上げることによりウエハWを
リフタピン26側に受け渡す。そして、リフタピン26
を、押し上げ棒30を下げることによって降下させ、ウ
エハWを載置台24上に載置する。
Next, a description will be given of a control method performed by using the apparatus configured as described above. First, the gate valve 42 provided on the side wall of the processing container 14 is opened, the wafer W is loaded into the processing container 14 by a transfer arm (not shown), and the lifter pins 26 are pushed up to transfer the wafer W to the lifter pins 26. And the lifter pin 26
Is lowered by lowering the push-up bar 30, and the wafer W is mounted on the mounting table 24.

【0018】次に、図示しない処理ガス源から処理ガス
として所定の成膜ガス等をシャワーヘッド部16へ所定
量ずつ供給して、これを下面のガス噴射口18から処理
容器14内へ略均等に供給する。これと同時に、排気口
38から内部雰囲気を吸引排気することにより処理容器
14内を所定の真空度、例えば600Pa程度に設定
し、且つ載置台24の下方に位置する加熱手段50の各
加熱ランプ50A〜50Cを回転させながら駆動し、熱
エネルギを放射する。放射された熱線は、透過窓44を
透過した後、載置台24の裏面を照射してこれを加熱す
る。この載置台24は、前述のように1mm程度と非常
に薄いことから迅速に加熱され、従って、この上に載置
してあるウエハWを迅速に所定の温度、例えば550℃
程度まで加熱することができる。供給された成膜ガスは
所定の化学反応を生じ、薄膜がウエハ表面の全面に堆積
して形成されることになる。
Next, a predetermined film-forming gas or the like is supplied as a processing gas from a processing gas source (not shown) to the shower head section 16 by a predetermined amount, and the gas is supplied substantially uniformly into the processing container 14 from the gas injection port 18 on the lower surface. To supply. At the same time, the inside of the processing container 14 is set to a predetermined degree of vacuum, for example, about 600 Pa by sucking and exhausting the internal atmosphere from the exhaust port 38, and each heating lamp 50 </ b> A of the heating means 50 located below the mounting table 24. Drive while rotating ~ 50C to radiate heat energy. The radiated heat rays pass through the transmission window 44 and then irradiate the back surface of the mounting table 24 to heat it. Since the mounting table 24 is very thin, about 1 mm as described above, it is quickly heated. Therefore, the wafer W mounted thereon is quickly heated to a predetermined temperature, for example, 550 ° C.
Can be heated to a degree. The supplied film-forming gas causes a predetermined chemical reaction, and a thin film is deposited and formed on the entire surface of the wafer.

【0019】ここで従来方法により半導体ウエハWを昇
温する時には、図4(A)で示すように、ウエハ全面を
均一な温度で昇温するので、熱の移動がウエハ裏面から
表面へと向かい、ウエハ表裏面間の温度差が大きくなっ
てしまっていた。一方、本発明方法においては、半導体
ウエハWを昇温する時には、ウエハの中央部が高くなっ
て周縁部で低くなるような温度分布でウエハを昇温する
ため、図4(B)にて示すように、熱の移動がウエハ裏
面から表面に向かう成分と、ウエハ中心から側面に向か
う成分とができ、結果としてウエハ表裏面間の温度差は
小さくなる。さらに詳しくは、本発明方法においては、
図3に示すような温度分布で、ウエハWを所定の温度ま
で昇温するようになっている。すなわち、載置台24の
各ゾーン24A〜24C毎に設けた温度測定手段60の
各熱電対60A〜60Cの検出値は、電力制御手段58
へ入力され、これらの検出値に基づいて電力供給手段5
6の各電力供給部56A〜56Cを制御して、各ゾーン
毎の加熱ランプ50A〜50Cの電力供給量が定まって
いる。この時、図3に示すような載置台24の温度分布
を維持するように、各加熱ランプ50A〜50Cへの電
力供給量は当然のこととしてフィードバック制御されて
いる。
Here, when the temperature of the semiconductor wafer W is raised by the conventional method, as shown in FIG. 4A, the entire surface of the wafer is heated at a uniform temperature, so that the heat moves from the back surface of the wafer to the front surface. As a result, the temperature difference between the front and back surfaces of the wafer has increased. On the other hand, in the method of the present invention, when the temperature of the semiconductor wafer W is raised, the temperature is raised in such a temperature distribution that the central portion of the wafer becomes higher and the peripheral portion thereof becomes lower. As described above, a component in which heat moves from the back surface of the wafer to the front surface and a component that moves from the center of the wafer to the side surface are formed. As a result, the temperature difference between the front and back surfaces of the wafer is reduced. More specifically, in the method of the present invention,
With the temperature distribution shown in FIG. 3, the temperature of the wafer W is raised to a predetermined temperature. That is, the detected values of the thermocouples 60A to 60C of the temperature measuring means 60 provided for each of the zones 24A to 24C of the mounting table 24 are determined by the power control means 58.
To the power supply means 5 based on these detected values.
By controlling the power supply units 56A to 56C of No. 6, the power supply amounts of the heating lamps 50A to 50C for each zone are determined. At this time, the amount of power supplied to each of the heating lamps 50A to 50C is naturally feedback-controlled so as to maintain the temperature distribution of the mounting table 24 as shown in FIG.

【0020】図3においては、時間の経過はグラフ中の
下方より上方へ向かって流れており、所定の間隔毎の温
度分布の推移を示している。すなわち、載置台24の中
央部と周縁部との間の温度差は略Δt℃となって中央部
の温度が高い凸状の温度分布となっており、この温度分
布状態を維持したままウエハ全体の温度が上昇して行
く。そして、ウエハ中央部の温度が設定値である550
℃に略到達したならば、周縁部のみの昇温操作をある程
度の時間だけ更に続行してウエハWの全体の温度を設定
値である550℃に設定する。この場合、上記温度差Δ
t℃は、ウエハWの直径や目標温度の設定値にもよる
が、ウエハWが300mm(12インチ)サイズの時は
例えば10〜30℃程度である。
In FIG. 3, the passage of time flows upward from below in the graph, and shows the transition of the temperature distribution at predetermined intervals. That is, the temperature difference between the central portion and the peripheral portion of the mounting table 24 is approximately Δt ° C., and the central portion has a high temperature distribution, and the entire wafer is maintained while maintaining this temperature distribution state. Temperature goes up. Then, the temperature at the center of the wafer is set to 550, which is the set value.
When the temperature substantially reaches ° C, the temperature raising operation of only the peripheral portion is further continued for a certain period of time to set the entire temperature of the wafer W to the set value of 550 ° C. In this case, the temperature difference Δ
Although it depends on the diameter of the wafer W and the set value of the target temperature, t ° C. is, for example, about 10 to 30 ° C. when the wafer W is 300 mm (12 inches) in size.

【0021】また、上記昇温過程において、ウエハ中央
部の温度が反り安全温度、例えば300〜350℃に達
したならば、その後は均一な温度分布(凸状でなくフラ
ットな温度分布)で、昇温して行っても良い。この理由
は、この反り安全温度以上の温度領域では、室温程度の
温度領域と比較してウエハの構成材料の熱膨張率が小さ
くなっており、そのために、反り返り変形の応力がこの
反り安全温度以上の領域では緩和するからである。この
場合には、ウエハの昇温速度を少し高めることができ
る。尚、ここで反り安全温度とは、フラットな温度分布
で昇温してもウエハAWに反り返り変形が生じない温度
帯域をいう。
If the temperature at the central portion of the wafer reaches a safe warp temperature, for example, 300 to 350 ° C., in the above-mentioned temperature raising process, the temperature is thereafter uniform and flat (not convex but flat). The temperature may be raised. The reason is that the thermal expansion coefficient of the constituent material of the wafer is lower in the temperature range above the safe warp temperature than in the temperature range around room temperature, so that the warping deformation stress is higher than the warp safe temperature. This is because the relaxation is achieved in the region of FIG. In this case, the rate of temperature rise of the wafer can be slightly increased. Here, the warp safe temperature refers to a temperature range in which the wafer AW does not undergo warp deformation even when the temperature is raised with a flat temperature distribution.

【0022】また、ここで重要な点は、図3に示すよう
に半導体ウエハWの昇温速度V1をウエハの中央部から
周縁部へ熱が移動する時の熱移動速度V2よりも遅く設
定している点である。すなわち、昇温速度V1が熱移動
速度V2よりも早過ぎると、ウエハWの裏面から表面へ
向かう熱の移動成分が増加するのでウエハWの表面と裏
面との間の熱膨張差が大きくなってウエハに反り返りの
変形が発生してしまうが、本実施例のように、ウエハW
の中央部と周縁部との間の温度差をΔt℃程度に維持し
たまま昇温し、昇温速度V1が熱移動速度V2よりも遅
くなるように設定することにより、ウエハに反り返り変
形を生ずることなく、しかもスループットを低下させる
こともなく、これを昇温することが可能となる。ここ
で、このΔt℃は10℃〜30℃程度の範囲であること
が、サセプタの熱応力による破損防止、ウエハの反り返
り変形防止という見地から望ましい。この場合、ウエハ
Wの昇温速度V1は、ウエハに反り返り変形が生ぜず、
しかもそれ程スループットを低下させない速度範囲、例
えば10℃/sec程度に設定するのがよい。
An important point here is that, as shown in FIG. 3, the temperature rising speed V1 of the semiconductor wafer W is set to be lower than the heat transfer speed V2 when heat is transferred from the center to the peripheral portion of the wafer. That is the point. That is, if the temperature rising speed V1 is too fast than the heat transfer speed V2, the heat transfer component from the back surface to the front surface of the wafer W increases, so that the difference in thermal expansion between the front surface and the back surface of the wafer W increases. Although warping deformation occurs in the wafer, as in the present embodiment, the wafer W
The temperature is raised while maintaining the temperature difference between the central portion and the peripheral portion of the wafer at about Δt ° C., and the wafer is warped by setting the temperature rising speed V1 to be lower than the heat transfer speed V2. It is possible to raise the temperature without lowering the throughput without lowering the throughput. Here, Δt ° C. is preferably in the range of about 10 ° C. to 30 ° C. from the viewpoint of preventing damage to the susceptor due to thermal stress and preventing warpage of the wafer. In this case, the temperature rise rate V1 of the wafer W is such that the wafer is not warped and deformed.
Moreover, it is preferable to set the speed in a speed range where the throughput is not significantly reduced, for example, about 10 ° C./sec.

【0023】また、ウエハ昇温時の処理容器14内の圧
力は、ウエハWと載置台24との間の熱伝導性を比較的
良好に維持するために前述のようにプロセス圧力よりも
高い600Pa程度に設定しているが、昇温時の圧力は
これに限定されない。また、上記実施例では載置台24
の各ゾーン毎に個別に加熱ランプを設けたが、これに限
定されず、所望の温度分布が得られれば、ゾーン毎に加
熱ランプを設ける必要がなくてこのゾーン数より少ない
加熱ランプでも良く、例えば1ゾーンの加熱ランプであ
っても良い。また、本実施例では、電力制御手段58に
おいては各ゾーンの操作量を制限するためのリミッタ部
LIM1、LIM2、LIM3(図5参照)を設けてお
り、ここでは各操作量を一定の割合だけ常時制限して、
操作量が飽和することを防止するようになっている。
The pressure in the processing chamber 14 at the time of raising the temperature of the wafer is set to 600 Pa, which is higher than the process pressure as described above in order to maintain relatively good thermal conductivity between the wafer W and the mounting table 24. Although the pressure is set to a degree, the pressure at the time of temperature rise is not limited to this. In the above embodiment, the mounting table 24
Although the heating lamps are individually provided for each of the zones, the present invention is not limited to this.If a desired temperature distribution is obtained, it is not necessary to provide a heating lamp for each zone, and a heating lamp smaller than the number of zones may be used. For example, a one-zone heating lamp may be used. Further, in the present embodiment, the power control means 58 is provided with limiters LIM1, LIM2, and LIM3 (see FIG. 5) for limiting the operation amounts of the respective zones. Always limit,
The operation amount is prevented from being saturated.

【0024】図5はこのような方法に基づいて制御が行
われる電力制御手段58の制御系の一例を示すブロック
図である。図5において、62A、62B、62Cは各
ゾーンに対応した比較部であり、各ゾーンの設定温度の
値と各熱電対60A〜60Cからの計測値をそれぞれ比
較して偏差を出力する。64は制御部であり、上記比較
部62A〜62Cからの偏差に基づいて制御計算を行っ
て、各操作量U1、U2、U3を求める。そして、上記
制御部64から出力された各操作量U1〜U3に対し
て、各ゾーン毎に対応して可変になされたゲイン定数K
1、K2、K3が乗算される。そして、ゲイン乗算後の
出力に、各リミッタ部LIM1〜LIM3にて予め定め
られたリミッタ定数LC1〜LC3によりリミッタをか
け、その出力を各電力供給部56A〜56Cへ出力する
ようになっている。すなわち、各リミッタ部LIM1〜
LIM3は固定リミッタとして動作する。ここで、例え
ば内周ゾーン24Aに対応するゲインK1を”1”とす
ると、他のゲイン定数K2、K3は、前述した図3に示
すような温度分布を生ずるようにそれぞれ”1”以下の
数値に予め設定されている。尚、内周ゾーンの熱電対6
0Aの検出値が目標値である設定温度に達したならば、
他のゲイン定数K2、K3も順次”1”に向かって変化
して行き、最終的に、ウエハ全面の温度が設定温度に維
持されることになる。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a control system of the power control means 58 in which control is performed based on such a method. In FIG. 5, reference numerals 62A, 62B, and 62C denote comparison units corresponding to the respective zones, which compare the set temperature values of the respective zones with the measured values from the thermocouples 60A to 60C, and output deviations. Reference numeral 64 denotes a control unit that performs control calculations based on deviations from the comparison units 62A to 62C to obtain the respective operation amounts U1, U2, and U3. Then, for each of the operation amounts U1 to U3 output from the control unit 64, a gain constant K that is variably set corresponding to each zone.
1, K2 and K3 are multiplied. Then, the output after the gain multiplication is limited by a limiter constant LC1 to LC3 predetermined in each of the limiters LIM1 to LIM3, and the output is output to each of the power supply units 56A to 56C. That is, each limiter unit LIM1
LIM3 operates as a fixed limiter. Here, for example, if the gain K1 corresponding to the inner peripheral zone 24A is "1", the other gain constants K2 and K3 are numerical values less than "1" so as to generate the temperature distribution as shown in FIG. Is set in advance. The thermocouple 6 in the inner zone
If the detected value of 0A reaches the set temperature which is the target value,
The other gain constants K2 and K3 also sequentially change toward "1", and finally the temperature over the entire surface of the wafer is maintained at the set temperature.

【0025】また、ここでは各リミッタ部LIM1〜L
IM3にて、各操作量に”1”より小さい正数のリミッ
タ定数を設定しておく。この値は、例えばLC1=0.
9、LC2=C2・LC1、LC3=C3・LC1のよ
うになり、ここでC2、C3は各チャネルの電力パワー
が平均化するように予め定められた平均化定数である。
すなわち、Cj(jは正の整数)は、各チャネルの操作
量が飽和した場合であっても、図3に示すような温度分
布を維持できるように各チャネルの操作量の比率を予め
チャネル毎に定めた定数(平均化定数)である。また、
LC1=0.9の意味するところは、例えば次のような
ものである。すなわち、電力供給部56Aの入力操作量
W1がある値以上になると、出力が飽和することになる
が、この時のある値をW1SUS とする。そして、リミッ
タ部LIM1の入力操作量をV1、出力操作量をW1と
すると、V1<0.9・W1SUSの場合にはリミッタ部
出力はW1であり、V1≧0.9・W1SUS の場合には
リミッタ部出力は0.9・W1SUS となる。このような
関係は、他の各リミッタ部LIM2、LIM3において
も同様に行われ、各入力操作量はそれぞれV2、V3と
なり、また、出力操作量はそれぞれW2、W3となる。
これにより、もし一部のゾーンの操作量に飽和が生ずる
と、これに起因して供給熱量のバランスが崩れて昇温時
の温度分布(図3参照)が維持できなくて崩れてしまう
が、このようにリミッタをかけることにより、昇温速度
は僅かに低下するが図3に示すような温度分布を維持し
たままウエハを確実に昇温することができる。このよう
に、固定的なリミッタ定数LC1〜LC3を各操作量に
かけることにより、操作量の飽和が発生することを防止
し、温度分布の崩れを生ずることなくウエハを可及的に
速やかに昇温することができる。
In this case, the limiters LIM1 to LIM1
In IM3, a positive limiter constant smaller than "1" is set for each operation amount. This value is, for example, LC1 = 0.
9, LC2 = C2 · LC1, LC3 = C3 · LC1, where C2 and C3 are averaging constants that are predetermined so that the power of each channel is averaged.
That is, Cj (j is a positive integer) sets the ratio of the operation amount of each channel in advance so that the temperature distribution shown in FIG. 3 can be maintained even when the operation amount of each channel is saturated. (Averaging constant). Also,
The meaning of LC1 = 0.9 is, for example, as follows. That is, when the input operation amount W1 of the power supply unit 56A exceeds a certain value, the output is saturated, but a certain value at this time is defined as W1 SUS . When the input operation amount of the limiter unit LIM1 is V1 and the output operation amount is W1, the output of the limiter unit is W1 in the case of V1 <0.9 · W1 SUS , and the case of V1 ≧ 0.9 · W1 SUS . , The output of the limiter is 0.9 · W1 SUS . Such a relationship is similarly performed in the other limiters LIM2 and LIM3. The input operation amounts are V2 and V3, respectively, and the output operation amounts are W2 and W3, respectively.
As a result, if the operation amount of some zones becomes saturated, the balance of the supplied heat amount is lost due to the saturation, and the temperature distribution at the time of temperature rise (see FIG. 3) cannot be maintained. By applying the limiter in this manner, the temperature rise rate is slightly reduced, but the temperature of the wafer can be surely raised while maintaining the temperature distribution as shown in FIG. As described above, by applying the fixed limiter constants LC1 to LC3 to the respective manipulated variables, the saturation of the manipulated variables is prevented, and the wafer is raised as quickly as possible without causing the temperature distribution to collapse. Can be warmed.

【0026】また、上記実施例では、載置台24の各ゾ
ーン24A〜24C毎に熱電対60A〜60Cを設けた
が、これに限定されず、例えば温度分布を検出するには
最低2つの熱電対を設ければよい。例えば内周ゾーン2
4Aと外周ゾーン24Cとにそれぞれ熱電対60A、6
0Cを設け、中周ゾーン24Bの温度は、上記2つの熱
電対60A、60Cの各検出値の例えば中間値を取るこ
とによって、温度制御を行うようにしてもよい。また、
上記考え方を更に押し進めて、熱電対を1つだけ設け
て、他のゾーンに関しては、図3に示したような温度分
布を生ずるように予め定めた比率で電力を投入するよう
にしてもよい。図6はこのような制御を行う時のブロッ
ク図を示しており、内周ゾーン24Aのみに熱電対60
Aを設けた場合を示している。この制御部64では、熱
電対60Aの検出値と予め定められた電力比率とに基づ
いて、他の中周ゾーン及び外周ゾーンの各操作量U2、
U3も演算して求めている。
In the above embodiment, the thermocouples 60A to 60C are provided for each of the zones 24A to 24C of the mounting table 24. However, the present invention is not limited to this. For example, at least two thermocouples are required to detect a temperature distribution. May be provided. For example, inner zone 2
4A and the outer peripheral zone 24C are thermocouples 60A and 6C, respectively.
0C may be provided, and the temperature of the middle zone 24B may be controlled by taking, for example, an intermediate value between the detected values of the two thermocouples 60A and 60C. Also,
By further pushing the above idea, only one thermocouple may be provided, and power may be supplied to the other zones at a predetermined ratio so as to generate a temperature distribution as shown in FIG. FIG. 6 is a block diagram when such control is performed, and the thermocouple 60 is provided only in the inner peripheral zone 24A.
The case where A is provided is shown. In the control unit 64, based on the detected value of the thermocouple 60A and a predetermined power ratio, each of the operation amounts U2 of the other middle zone and the outer zone,
U3 is also calculated and obtained.

【0027】また、上記各実施例では、各リミッタ部L
IM1〜LIM3においては、操作量に対しては常時固
定的なリミッタ定数LIM1〜LIM3によりリミッタ
をかけるようにしているが、これに限定されず、ウエハ
の昇温時にいずれか1ゾーンに対応する操作量が飽和し
た時に、それに対応させて他のゾーンの操作量に可変的
な出力制御値を乗算して最終的な出力操作量を制限する
ようにしてもよい。すなわち、ここでは固定リミッタで
はなく、可変リミッタとして動作させる。これにより、
操作量が飽和しても図3に示すような温度分布を維持し
たままウエハを昇温することができる。図7はこのよう
な制御を行うブロック図を示している。図中の制御部6
4は、各ゾーンに対応した3つのチャネルの操作量を演
算しているが、この時、操作量が飽和を起こしたチャネ
ルを、仮に”i”チャネルとし、制御計算に基づくLI
Miの入力操作量をVi、電力供給部56iが飽和を起
こすときの入力操作量をWisus とする。そして、上記
両操作量の比Liを以下の式のように定義する。 Li=Vi/Wisus
In each of the above embodiments, each limiter unit L
In IM1 to LIM3, the operation amount is always limited by a fixed limiter constant LIM1 to LIM3. However, the operation amount is not limited to this, and the operation corresponding to any one zone when the temperature of the wafer is increased is performed. When the amount is saturated, the final output operation amount may be limited by multiplying the operation amount of another zone by a variable output control value correspondingly. That is, here, it operates not as a fixed limiter but as a variable limiter. This allows
Even when the operation amount is saturated, the temperature of the wafer can be raised while maintaining the temperature distribution as shown in FIG. FIG. 7 shows a block diagram for performing such control. Control unit 6 in the figure
4 calculates the manipulated variables of the three channels corresponding to each zone. At this time, the channel in which the manipulated variable is saturated is tentatively set as the “i” channel, and the LI based on the control calculation is used.
An input operation of Mi Vi, the input operation amount when the power supply unit 56i causes saturation and Wi sus. Then, the ratio Li of the two manipulated variables is defined as in the following equation. Li = Vi / Wi sus

【0028】そして、上記比Liに基づいて、飽和を起
こしていない他のチャネルのリミッタ定数LCjを以下
の式のように求め、これを飽和しているチャネル以外の
他のチャネルのリミッタ部へリミッタ定数として送出す
ることになる。 LCj=(Cj/Li)×(Vj/Wjsus ) ここでCjは前述したように各チャネルの電力パワーが
平均化するように予め定められた平均化定数である。上
記制御演算によれば、例えば内周ゾーンのチャネルの操
作量が飽和した場合には以下に示す表のようになる。 L1=V1/W1sus
Then, based on the ratio Li, the limiter constant LCj of the other channel not causing saturation is calculated as in the following equation, and this is set to the limiter section of the other channel other than the saturated channel. It will be sent out as a constant. LCj = (Cj / Li) × (Vj / Wj sus ) Here, Cj is an averaging constant predetermined so that the power of each channel is averaged as described above. According to the above control calculation, for example, when the operation amount of the channel in the inner peripheral zone is saturated, the following table is obtained. L1 = V1 / W1 sus

【0029】このように、いずれかのゾーンに対応する
操作量が操作量飽和を起こした場合には、操作量飽和を
起こしていないチャネルの操作量に対して、操作量飽和
を起こしたチャネルからの情報に基づいて動的に操作量
制限がかかることになる。従って、いずれかのゾーンに
対応する操作量が飽和を起こしても、各チャネルの出力
操作量が適切に保たれることになり、これにより図3に
示すような温度分布をより正確に維持しつつウエハを昇
温させることができ、もってウエハに反りが発生するこ
とを確実に防止することが可能となる。また、上記説明
においてリミッタの概念として操作量Wjをクランプす
るような概念で説明したが、本願思想はこれにとらわれ
ない。例えば固定リミッタの場合では全てのゾーンに一
定のリミッタ定数をもち、入力操作量Vjに対し、出力
が飽和しないようにこのリミッタ定数を常に乗算するこ
とも可能である。更に、可変リミッタの場合でも、いず
れかのゾーンで操作量が飽和を起こした時、他のゾーン
では操作量がクランプされるのを待つことなく、すぐに
操作量を制限することも可能である。尚、上記各実施例
にあっては、図2に示すように各ゾーン24A〜24C
に対応させて、これらのゾーンの温度を直接的に測定す
るようにしているが、これに限定されず、上記各ゾーン
24A〜24Cに対応するゾーン加熱部(加熱ランプ)
50A〜50Cへ投入されるパワーや各ゾーン24A〜
24Cに投入されるパワーを検出するパワー検出手段を
設け、このパワー検出手段の各検出値に基づいて、電力
を制御するようにしてもよい。
As described above, when the manipulated variable corresponding to any one of the zones has a manipulated variable saturation, the manipulated variable of a channel not subject to the manipulated variable saturation is changed from the manipulated variable of a channel not subject to the manipulated variable saturation. The operation amount is dynamically restricted on the basis of the information. Therefore, even if the manipulated variable corresponding to any of the zones is saturated, the output manipulated variable of each channel is appropriately maintained, thereby maintaining the temperature distribution as shown in FIG. 3 more accurately. The temperature of the wafer can be increased while the wafer is being warped, so that it is possible to reliably prevent the wafer from being warped. Further, in the above description, the concept of clamping the operation amount Wj has been described as the concept of the limiter, but the idea of the present application is not limited to this. For example, in the case of a fixed limiter, it is possible to have a constant limiter constant in all zones and always multiply the input manipulated variable Vj by this limiter constant so that the output is not saturated. Further, even in the case of the variable limiter, when the operation amount is saturated in any zone, the operation amount can be limited immediately without waiting for the operation amount to be clamped in other zones. . Note that, in each of the above embodiments, as shown in FIG.
Although the temperature of these zones is directly measured in accordance with the above, the present invention is not limited to this, and zone heating units (heating lamps) corresponding to the above zones 24A to 24C are provided.
Power input to 50A-50C and each zone 24A-
Power detection means for detecting the power supplied to the 24C may be provided, and the power may be controlled based on each detection value of the power detection means.

【0030】図8は、パワー検出手段として各電力供給
部56A〜56Cからの出力電流を検出する電流検出器
66A、66B、66Cを設けた図を示しており、図9
はパワー検出手段として各電力供給部56A〜56Cか
らの出力電圧を検出する電圧検出器68A、68B、6
8Cを設けた図を示している。そして、上記計測された
出力電流或いは出力電圧に基づいて、電力制御手段58
は、各加熱ランプ50A〜50Cへの供給電力を制御す
ることになる。また、更に、図10に示すようにパワー
検出手段として各ゾーン24A〜24Cに対応させて、
例えば光ファイバ等を接近させて設けて光量を検出する
光量検出器70A、70B、70Cを設けて各加熱ラン
プ50A〜50Cからの熱線の光量を検出するようにし
てもよい。そして、この光量検出器70A〜70Cの検
出値に基づいて電力制御手段58は、各加熱ランプ50
A〜50Cへの供給電力を制御することになる。
FIG. 8 is a diagram in which current detectors 66A, 66B and 66C for detecting output currents from the power supply units 56A to 56C are provided as power detection means.
Are voltage detectors 68A, 68B, 6 for detecting output voltages from the respective power supply units 56A to 56C as power detection means.
8C shows a diagram provided with 8C. Then, based on the measured output current or output voltage, the power control means 58
Controls the power supplied to each of the heating lamps 50A to 50C. Further, as shown in FIG.
For example, the light amount detectors 70A, 70B, and 70C that detect the light amount by providing optical fibers and the like close to each other may be provided to detect the light amount of the heat rays from each of the heating lamps 50A to 50C. Then, based on the detection values of the light amount detectors 70A to 70C, the power control unit 58
The power supply to A to 50C will be controlled.

【0031】従って、図8〜図10に示す装置例の場合
にも、ウエハWの中央部と周縁部との間の温度差をΔt
℃程度に維持したまま昇温することにより、ウエハに反
り返り変形を生ずることなく、しかもスループットを低
下させることもなく、これを昇温することが可能とな
る。尚、図8〜図10に示す装置例の場合には、載置台
24の温度を直接的に測定するために、少なくとも1つ
の熱電対を設けておく。図8〜図10においては内周ゾ
ーン24Aに対応した熱電対60Aを設けている場合を
示している。
Accordingly, also in the case of the apparatus shown in FIGS. 8 to 10, the temperature difference between the central portion and the peripheral portion of the wafer W is Δt.
By raising the temperature while maintaining the temperature at about ° C., it becomes possible to raise the temperature without causing the wafer to be warped and without lowering the throughput. 8 to 10, at least one thermocouple is provided in order to directly measure the temperature of the mounting table 24. 8 to 10 show a case where a thermocouple 60A corresponding to the inner peripheral zone 24A is provided.

【0032】また、以上説明した実施例では、載置台2
4に図3に示すような温度分布を実現するために各ゾー
ン毎24A〜24Cに投入する電力を制御する場合を例
にとって説明したが、この操作方法に加えて、或いはこ
の操作方法を行なわないで、ウエハ昇温時に処理容器1
4内の圧力を粘性流以下の圧力まで低下させるようにし
てもよい。実際には、この粘性流以下の圧力とは、13
3Pa(1Torr)以下の圧力を指し、分子流の領域
の圧力である。これにより、載置台24とウエハWとの
間の熱移動は伝導と輻射が支配的なって対流による熱移
動がほとんどなくなるので、両者の熱伝達が少し抑制さ
れることになる。この結果、ウエハ自体の昇温速度自体
が抑制されて遅くなると共に、熱の移動がウエハ中心か
ら側面に向かう成分が増加するので、その分、ウエハの
表面と裏面との間の温度差が少なくなってウエハ自体に
反り返りによる変形が発生することを防止することがで
きる。
In the embodiment described above, the mounting table 2
FIG. 4 illustrates an example in which the power supplied to each of the zones 24A to 24C is controlled in order to realize the temperature distribution as shown in FIG. 3, but this operation method is not performed in addition to or without this operation method. Then, when the temperature of the wafer is raised, the processing container 1
The pressure in 4 may be reduced to a pressure below the viscous flow. In practice, the pressure below this viscous flow is 13
It refers to a pressure of 3 Pa (1 Torr) or less, and is a pressure in the region of molecular flow. Thereby, heat transfer between the mounting table 24 and the wafer W is dominated by conduction and radiation, and there is almost no heat transfer due to convection. Therefore, heat transfer between the two is slightly suppressed. As a result, the temperature rise rate of the wafer itself is suppressed and slowed down, and the component of heat transfer from the center of the wafer to the side surface increases, so that the temperature difference between the front surface and the back surface of the wafer is reduced accordingly. As a result, it is possible to prevent the wafer itself from being deformed by warpage.

【0033】また、ここでは加熱手段として、点光源よ
りなる加熱ランプを用いたが、これに限定されず、例え
ばフィラメント等を線状に巻回してなる線光源ランプを
用いてもよい。この場合には、例えば図11に示すよう
に、フィラメント90を線状に巻回した線状加熱ランプ
92を複数本、例えば4本放射状に設けて配置すればよ
い。ここで、このフィラメント90の巻回数は均一分布
ではなく、例えば高密度部分92A、中密度部分92
B、低密度部分92Cのように疎密を付けておく。そし
て、各線状加熱ランプ92を、その高密度部分92Aが
回転台52の中心側に位置するように配置すれば、図3
に示すようなゾーン状の温度分布を得ることができる。
Although a heating lamp composed of a point light source is used as the heating means here, the invention is not limited to this. For example, a linear light source lamp obtained by winding a filament or the like in a linear shape may be used. In this case, as shown in FIG. 11, for example, a plurality of, for example, four, linear heating lamps in which a filament 90 is wound in a linear manner may be provided and arranged. Here, the number of windings of the filament 90 is not uniform, and for example, the high-density portion 92A,
B, density is provided like low density portion 92C. By arranging the linear heating lamps 92 such that the high-density portion 92A is located on the center side of the turntable 52, FIG.
A zone-like temperature distribution as shown in FIG.

【0034】尚、本実施例では、載置台24を3つのゾ
ーンに区分した場合を例にとって説明したが、この区分
数に限定されず、2以上ならばどのような区分数でもよ
い。また、ここではゾーンを同心円状に区分した場合に
ついて説明したが、これに限定されず、載置台を複数の
円形状のゾーンに区分するようにしてもよい。また、加
熱手段としては、加熱ランプに限定されず、載置台に埋
め込んで設けた抵抗加熱ヒータを用いてもよい。更に、
本発明は、成膜装置のみならず、エッチング処理、酸化
拡散処理、アニール改質処理等にも適用することができ
る。また、本実施例では、被処理体として半導体ウエハ
を例にとって説明したが、これに限定されず、LCD基
板、ガラス基板等にも適用できるのは勿論である。
In this embodiment, the case where the mounting table 24 is divided into three zones has been described as an example. However, the number of divisions is not limited to this, and any number of divisions may be used as long as it is two or more. Also, here, the case where the zones are divided into concentric circles has been described. However, the present invention is not limited to this, and the mounting table may be divided into a plurality of circular zones. Further, the heating means is not limited to the heating lamp, and a resistance heater embedded in the mounting table may be used. Furthermore,
The present invention can be applied not only to a film forming apparatus but also to an etching process, an oxidation diffusion process, an annealing reforming process, and the like. Further, in this embodiment, a semiconductor wafer has been described as an example of an object to be processed, but the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the present invention can be applied to an LCD substrate, a glass substrate, and the like.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱処理装
置によれば、次のように優れた作用効果を発揮すること
ができる。請求項1〜5、8〜12に係る発明によれ
ば、被処理体の中央部の温度が高くて、周縁部の温度が
低くなるような温度分布を持たせた状態で昇温するよう
にしたので、被処理体に反り返り変形が発生することを
防止することができ、従って、薄膜の剥離や被処理体の
搬送ミスの発生も防止することができる。請求項6に係
る発明によれば、操作量が飽和しないように操作量に固
定的なリミッタ定数がかけられるので、昇温過程におい
て温度分布が崩れることを防止することができる。請求
項7に係る発明によれば、あるゾーンの操作量が飽和状
態になっても、この結果を他のゾーンの操作量にも反映
させることができ、結果的に被処理体の温度分布を崩す
ことなくこの昇温を行うことができる。
As described above, according to the heat treatment apparatus of the present invention, the following excellent functions and effects can be exhibited. According to the first to fifth and eighth to twelfth aspects of the present invention, the temperature is increased in a state where a temperature distribution is such that the temperature of the central part of the object to be processed is high and the temperature of the peripheral part is low. Therefore, it is possible to prevent the object to be warped from being deformed, thereby preventing the thin film from being peeled off and the transport error of the object to be processed from occurring. According to the sixth aspect of the present invention, a fixed limiter constant is applied to the operation amount so as not to saturate the operation amount, so that it is possible to prevent the temperature distribution from being disrupted in the temperature increasing process. According to the invention according to claim 7, even when the operation amount of a certain zone is saturated, the result can be reflected on the operation amount of another zone, and as a result, the temperature distribution of the object to be processed is reduced. This heating can be performed without breaking.

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

【図1】本発明に係る処理装置を示す断面構成図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view showing a processing apparatus according to the present invention.

【図2】載置台を加熱する加熱手段の制御系を示す構成
図である。
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a control system of a heating unit that heats a mounting table.

【図3】被処理体の昇温時の温度分布の変移の一例を示
す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a change in a temperature distribution when a temperature of a target object is raised.

【図4】従来方法と本発明方法による被処理体の昇温時
の熱移動の状態を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state of heat transfer when a temperature of a target object is raised by a conventional method and a method of the present invention.

【図5】本発明装置の電力制御手段の制御系の一例を示
すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a control system of a power control unit of the device of the present invention.

【図6】本発明装置の電力制御手段の他の変形例の制御
系の一例を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of a control system of another modification of the power control means of the device of the present invention.

【図7】本発明装置の電力制御手段の更に他の変形例の
制御系の一例を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a control system of still another modification of the power control means of the device of the present invention.

【図8】パワー検出手段として各電力供給部からの出力
電流を検出する電流検出器を設けた状態を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a state where a current detector for detecting an output current from each power supply unit is provided as power detection means.

【図9】パワー検出手段として各電力供給部からの出力
電圧を検出する電圧検出器を設けた状態を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a state in which a voltage detector for detecting an output voltage from each power supply unit is provided as power detection means.

【図10】パワー検出手段として各ゾーンに対応させて
光量検出器を設けて各加熱ランプからの熱線の光量を検
出するようにした状態を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which a light amount detector is provided as power detection means in correspondence with each zone to detect the amount of heat rays from each heating lamp.

【図11】本発明における加熱手段の変形例の加熱ラン
プを示す平面図である。
FIG. 11 is a plan view showing a heating lamp according to a modification of the heating means in the present invention.

【図12】従来の熱処理装置の一例を示す概略構成図で
ある。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional heat treatment apparatus.

【図13】載置台上における半導体ウエハの反り返り状
態を示す模式図である。
FIG. 13 is a schematic diagram showing a warped state of a semiconductor wafer on a mounting table.

【図14】シリコンの熱膨張率と温度との関係を示すグ
ラフである。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the coefficient of thermal expansion of silicon and temperature.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 成膜装置(熱処理装置) 14 処理容器 16 シャワーヘッド部 24 載置台 44 透過窓 50 加熱手段 50A〜50C 加熱ランプ(ゾーン加熱部) 56 電力供給手段 56A〜56C 電力供給部 58 電力制御手段 60 温度測定手段 60A〜60C 熱電対 62 比較部 64 制御部 66A〜66C 電流検出器 68A〜68C 電圧検出器 70A〜70C 光検出器 LIM1〜LIM3 リミッタ部 W 半導体ウエハ(被処理体) Reference Signs List 12 film forming apparatus (heat treatment apparatus) 14 processing container 16 shower head section 24 mounting table 44 transmission window 50 heating means 50A to 50C heating lamp (zone heating section) 56 power supply means 56A to 56C power supply section 58 power control means 60 temperature Measurement means 60A to 60C Thermocouple 62 Comparison unit 64 Control unit 66A to 66C Current detector 68A to 68C Voltage detector 70A to 70C Photodetector LIM1 to LIM3 Limiter unit W Semiconductor wafer (workpiece)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3K058 AA87 BA19 CA12 CA69 CB09 CB10 4K030 FA10 HA11 JA10 KA24 KA41 LA15 5F045 AA06 AF01 BB11 DP03 DQ04 EC03 EF05 EK14 EK22 EK27 EK30 EM09 EN04 GB04 GB05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3K058 AA87 BA19 CA12 CA69 CB09 CB10 4K030 FA10 HA11 JA10 KA24 KA41 LA15 5F045 AA06 AF01 BB11 DP03 DQ04 EC03 EF05 EK14 EK22 EK27 EK30 EM09 EN04 GB04 GB05

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空引き可能になされた処理容器と、そ
の処理容器内に設けられて所定の温度にて処理すべき被
処理体をその上に載置する載置台と、前記載置台の被処
理体をゾーン状に加熱するゾーン加熱部を有する加熱手
段と、前記加熱手段への電力を供給する電力供給手段と
を有する熱処理装置において、 前記被処理体の中央部の温度が高くて周縁部の温度が低
くなるような温度分布を持たせた状態で前記被処理体を
昇温させるように前記電力供給手段を制御する電力制御
手段を有し、前記電力制御手段は操作量を制限するため
のリミッタ部を含んでいることを特徴とする熱処理装
置。
1. A processing container capable of being evacuated, a mounting table provided in the processing container, on which a processing target to be processed at a predetermined temperature is mounted, and a mounting table of the mounting table. In a heat treatment apparatus having a heating unit having a zone heating unit for heating a processing object in a zone shape, and a power supply unit for supplying power to the heating unit, a temperature of a central part of the processing target is high and a peripheral part is provided. Power control means for controlling the power supply means so as to raise the temperature of the object to be processed in a state where a temperature distribution is provided such that the temperature of the object becomes low. A heat treatment apparatus, comprising:
【請求項2】 真空引き可能になされた処理容器と、こ
の処理容器内に設けられて所定の温度にて処理すべき被
処理体をその上に載置する載置台と、前記載置台の被処
理体を同心円状に区分されたゾーン毎に個別に加熱する
複数のゾーン加熱部を有する加熱手段と、前記加熱手段
の各ゾーン加熱部への電力を供給する電力供給手段とを
有する熱処理装置において、 前記同心円状のゾーンの内の少なくとも1つのゾーンに
対応させて設けた温度測定手段と、前記被処理体の昇温
時に前記温度測定手段の検出値に基づいて前記被処理体
に、前記被処理体の中央部の温度が高くて周縁部の温度
が低くなるような温度分布を持たせた状態で前記被処理
体を、少なくとも前記所定の温度よりも低い反り安全温
度まで昇温させるように前記電力供給手段を制御する電
力制御手段とを有し、前記電力制御手段は前記操作量を
制限するためのリミッタ部を含んでいることを特徴とす
る熱処理装置。
2. A processing container capable of being evacuated, a mounting table provided in the processing container, on which an object to be processed at a predetermined temperature is mounted, and a processing table mounted on the mounting table. In a heat treatment apparatus having a heating unit having a plurality of zone heating units for individually heating the processing body for each of the zones divided concentrically, and a power supply unit for supplying electric power to each zone heating unit of the heating unit. A temperature measuring means provided corresponding to at least one of the concentric zones; and a temperature measuring means provided on the processing target based on a detection value of the temperature measuring means when the temperature of the processing target is raised. In a state where a temperature distribution such that the temperature of the central part of the processing body is high and the temperature of the peripheral part is low is provided, the processing target is heated to at least a warp safe temperature lower than the predetermined temperature. The power supply means Gosuru and a power control unit, the power control unit is a heat treatment apparatus, characterized in that it includes a limiter unit for limiting the manipulated variable.
【請求項3】 真空引き可能になされた処理容器と、こ
の処理容器内に設けられて所定の温度にて処理すべき被
処理体をその上に載置する載置台と、前記載置台の被処
理体を同心円状に区分されたゾーン毎に個別に加熱する
複数のゾーン加熱部を有する加熱手段と、前記加熱手段
の各ゾーン加熱部への電力を供給する電力供給手段とを
有する熱処理装置において、 前記電力供給手段の前記各ゾーン加熱部毎に投入され
る、或いは各ゾーン加熱部から放出されるパワーを測定
するパワー検出手段と、 前記被処理体の昇温時に、前記パワー検出手段の検出値
に基づいて前記被処理体に、前記被処理体の中央部の温
度が高くて周縁部の温度が低くなるような温度分布を持
たせた状態で前記被処理体を、少なくとも前記所定の温
度よりも低い反り安全温度まで昇温させるように前記電
力供給手段を制御する電力制御手段とを有し、前記電力
制御手段は前記操作量を制限するためのリミッタ部を含
んでいることを特徴とする熱処理装置。
3. A processing container capable of being evacuated, a mounting table provided in the processing container, on which a processing object to be processed at a predetermined temperature is mounted, and a processing table mounted on the mounting table. In a heat treatment apparatus having a heating unit having a plurality of zone heating units for individually heating the processing body for each of the zones divided concentrically, and a power supply unit for supplying electric power to each zone heating unit of the heating unit. Power detection means for measuring power supplied to each of the zone heating units of the power supply means or emitted from each of the zone heating units; and detecting the power detection means when the temperature of the object to be processed is increased. Based on the value, the object to be processed in a state where a temperature distribution such that the temperature of the central part of the object is high and the temperature of the peripheral part is low, at least the predetermined temperature Lower warpage safety And a power control means for controlling said power supply means so as to warm to time, the power control unit is a heat treatment apparatus, characterized in that it includes a limiter unit for limiting the manipulated variable.
【請求項4】 真空引き可能になされた処理容器と、こ
の処理容器内に設けられて所定の温度にて処理すべき被
処理体をその上に載置する載置台と、前記載置台の被処
理体を同心円状に区分されたゾーン状に加熱するゾーン
加熱部を有する加熱手段と、前記加熱手段への電力を供
給する電力供給手段とを有する熱処理装置において、 前記同心円状のゾーンの内の少なくとも1つのゾーンに
対応させて設けた温度測定手段と、前記被処理体の昇温
時に前記温度測定手段の検出値に基づいて前記被処理体
に、前記被処理体の中央部の温度が高くて周縁部の温度
が低くなるような温度分布を持たせた状態で前記被処理
体を、少なくとも前記所定の温度よりも低い反り安全温
度まで昇温させるように前記電力供給手段を制御する電
力制御手段とを有し、前記電力制御手段は前記操作量を
制限するためのリミッタ部を含んでいることを特徴とす
る熱処理装置。
4. A processing container capable of being evacuated, a mounting table provided in the processing container for mounting an object to be processed at a predetermined temperature on the processing container, A heating unit having a zone heating unit that heats the processing body in a zone shape concentrically divided, and a heat treatment apparatus having a power supply unit that supplies power to the heating unit, wherein the concentric zone A temperature measuring unit provided corresponding to at least one zone, wherein the temperature of the central portion of the processing target is higher on the processing target based on a detection value of the temperature measuring unit when the temperature of the processing target is raised. Power control for controlling the power supply means so as to raise the temperature of the object to be processed to at least a warp safe temperature lower than the predetermined temperature in a state where a temperature distribution such that the temperature of the peripheral portion is lowered is provided. Means The heat treatment apparatus is the power control means, characterized in that it includes a limiter portion for limiting the manipulated variable.
【請求項5】 真空引き可能になされた処理容器と、こ
の処理容器内に設けられて所定の温度にて処理すべき被
処理体をその上に載置する載置台と、前記載置台の被処
理体を同心円状に区分されたゾーン状に加熱するゾーン
加熱部を有する加熱手段と、前記加熱手段への電力を供
給する電力供給手段とを有する熱処理装置において、 前記電力供給手段の前記各ゾーン加熱部から放出される
パワーを測定するパワー検出手段と、 前記被処理体の昇温時に、前記パワー検出手段の検出値
に基づいて前記被処理体に、前記被処理体の中央部の温
度が高くて周縁部の温度が低くなるような温度分布を持
たせた状態で前記被処理体を、少なくとも前記所定の温
度よりも低い反り安全温度まで昇温させるように前記電
力供給手段を制御する電力制御手段とを有し、前記電力
制御手段は前記操作量を制限するためのリミッタ部を含
んでいることを特徴とする熱処理装置。
5. A processing container capable of being evacuated, a mounting table provided in the processing container, on which a processing target to be processed at a predetermined temperature is mounted, and a processing table of the mounting table. In a heat treatment apparatus, comprising: a heating unit having a zone heating unit for heating a processing body in a zone shape concentrically divided; and a power supply unit for supplying power to the heating unit, wherein each of the zones of the power supply unit is Power detection means for measuring the power emitted from the heating unit; and, when the temperature of the object to be processed is increased, the temperature of the central part of the object to be processed is determined based on a value detected by the power detection means. A power for controlling the power supply means so as to raise the temperature of the object to be processed to at least a warp safe temperature lower than the predetermined temperature in a state where the temperature distribution is high and the temperature of the peripheral portion is low. Control means and A, the power control unit is a heat treatment apparatus, characterized in that it includes a limiter unit for limiting the manipulated variable.
【請求項6】 前記リミッタ部は、前記被処理体の昇温
時に操作量が飽和しないように前記操作量に固定的なリ
ミッタ定数をかけるようにしていることを特徴とする請
求項1乃至5のいずれかに記載の熱処理装置。
6. The apparatus according to claim 1, wherein the limiter unit applies a fixed limiter constant to the operation amount so that the operation amount does not saturate when the temperature of the object is raised. The heat treatment apparatus according to any one of the above.
【請求項7】 前記リミッタ部は、前記被処理体の昇温
時に1のゾーンに対応する操作量が飽和した時に、それ
に対応させて他のゾーンの操作量に可変的な出力制限値
をかけるようにしていることを特徴とする請求項1乃至
5のいずれかに記載の熱処理装置。
7. When the operation amount corresponding to one zone is saturated when the temperature of the object to be processed is increased, the limiter unit applies a variable output limit value to the operation amount of another zone in accordance with the saturation. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項8】 前記出力制限値は、前記操作量が飽和し
たゾーンの操作量と飽和操作量との比であることを特徴
とする請求項7記載の熱処理装置。
8. The heat treatment apparatus according to claim 7, wherein the output limit value is a ratio between an operation amount of a zone where the operation amount is saturated and a saturation operation amount.
【請求項9】 前記演算処理には、予め設定された平均
化定数が加味されることを特徴とする請求項7または8
記載の熱処理装置。
9. The arithmetic processing according to claim 7, wherein a predetermined averaging constant is taken into account.
The heat treatment apparatus according to the above.
【請求項10】 前記反り安全温度は、300℃以上の
範囲内であることを特徴とする請求項2乃至9のいずれ
かに記載の熱処理装置。
10. The heat treatment apparatus according to claim 2, wherein the warpage safe temperature is in a range of 300 ° C. or higher.
【請求項11】 前記パワー検出部は、電流検出器、電
圧検出器、光量検出器の内のいずれか1つであることを
特徴とする請求項10記載の熱処理装置。
11. The heat treatment apparatus according to claim 10, wherein the power detection unit is any one of a current detector, a voltage detector, and a light amount detector.
【請求項12】 前記電力制御手段は、前記被処理体の
昇温速度が前記被処理体の中央部から周縁部への熱移動
速度よりも遅くなるように前記電力供給手段を制御する
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の
熱処理装置。
12. The power control unit controls the power supply unit such that a rate of temperature rise of the object to be processed is lower than a speed of heat transfer from a central part to a peripheral part of the object to be processed. The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein
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