JP2003133248A - Method for heat-treating substrate - Google Patents

Method for heat-treating substrate

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JP2003133248A
JP2003133248A JP2001328682A JP2001328682A JP2003133248A JP 2003133248 A JP2003133248 A JP 2003133248A JP 2001328682 A JP2001328682 A JP 2001328682A JP 2001328682 A JP2001328682 A JP 2001328682A JP 2003133248 A JP2003133248 A JP 2003133248A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method that does not need thermocouples or the like, by which a substrate can be heated in an ordinary or cold region without causing any problem and temperature control can be accurately performed based on detected a value of a radiation thermometer. SOLUTION: This method comprises a constant power heating step for heating the substrate by supplying constant power to a light source for heating and a control heating step for heating the substrate by controlling a power supply to the light source for heating based on the detected value of the radiation thermometer, and when the detected value of the radiation thermometer reaches a preset control starting temperature, the constant power heating step is shifted to the control heating step.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、熱処理炉内へ半
導体ウエハ、液体表示装置用ガラス基板、フォトマスク
用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板を1枚ずつ搬
入し光照射により基板を加熱して熱処理する基板の熱処
理方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid display device, a glass substrate for a photomask, a substrate for an optical disk, etc., which are brought into a heat treatment furnace one by one and heated by light irradiation. The present invention relates to a heat treatment method for a substrate to be heat treated.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程においては、
ランプアニール装置やCVDなどのように、熱処理炉内
へ基板、例えばシリコンウエハを1枚ずつ搬入し基板に
光を照射するなどしてウエハを加熱することにより、ウ
エハ表面に熱酸化膜を形成したり、不純物原子を熱的に
拡散させてpn接合を形成したり、各種のアニール処理
を行ったりする枚葉式の熱処理装置が、各種の工程で広
く使用されている。図5に、熱処理装置の1つであるラ
ンプアニール装置の構成の1例を示す。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device manufacturing process,
A thermal oxide film is formed on the surface of a wafer by heating the wafer by radiating the substrates, for example, silicon wafers into a heat treatment furnace one by one and irradiating the substrates with light, as in a lamp annealing device or CVD. 2. Description of the Related Art A single-wafer type heat treatment apparatus that performs thermal diffusion of impurity atoms to form a pn junction and various annealing treatments is widely used in various processes. FIG. 5 shows an example of the configuration of a lamp annealing device which is one of the heat treatment devices.

【0003】図5に概略側断面図を示したランプアニー
ル装置は、シリコンウエハWの搬入および搬出を行なう
ための開口12を有する熱処理炉10を備えている。熱
処理炉10の上部炉壁は、赤外線透過性を有する材料、
例えば石英ガラスによって形成され、光入射窓14とな
っている。熱処理炉10の開口12は、ゲートバルブ1
6によって開閉自在に閉塞される。また、図示していな
いが、熱処理炉10の開口12と対向する面側には、支
持アームによりウエハWを水平姿勢で支持して熱処理前
のウエハWを熱処理炉10内へ搬入し熱処理後のウエハ
Wを熱処理炉10内から搬出するウエハ搬出入装置が配
設されている。
The lamp annealing apparatus whose schematic side sectional view is shown in FIG. 5 includes a heat treatment furnace 10 having an opening 12 for loading and unloading a silicon wafer W. The upper furnace wall of the heat treatment furnace 10 is made of a material having infrared transparency,
The light incident window 14 is formed of, for example, quartz glass. The opening 12 of the heat treatment furnace 10 has a gate valve 1
It is closed by 6 for opening and closing. Although not shown, on the side of the surface of the heat treatment furnace 10 that faces the opening 12, the wafer W is horizontally supported by a support arm, and the wafer W before heat treatment is loaded into the heat treatment furnace 10 and subjected to the heat treatment. A wafer loading / unloading device for unloading the wafer W from the heat treatment furnace 10 is provided.

【0004】熱処理炉10の内部には、SiCなどによ
って形成されたウエハ支持リング18が配設され、ウエ
ハ支持リング18は、ウエハ保持・回転機構20によ
り、水平姿勢で回動可能に保持されている。ウエハW
は、ウエハ支持リング18上に水平姿勢で支持される。
また、ウエハWの下面に当接してウエハWを支持する複
数本、例えば3本の支持ピン22を有し上下方向へ往復
移動するウエハ移載機構24が設けられている。
A wafer support ring 18 made of SiC or the like is disposed inside the heat treatment furnace 10, and the wafer support ring 18 is rotatably held in a horizontal posture by a wafer holding / rotating mechanism 20. There is. Wafer W
Are horizontally supported on the wafer support ring 18.
Further, there is provided a wafer transfer mechanism 24 that has a plurality of, for example, three support pins 22 that abut the lower surface of the wafer W to support the wafer W and that reciprocates in the vertical direction.

【0005】熱処理炉10の上方には、光入射窓14に
対向してランプハウス26が設けられている。ランプハ
ウス26には、同一平面内にハロゲンランプ、アークラ
ンプ等の複数のランプ28が列設されるとともに、各ラ
ンプ28ごとにリフレクタ30がそれぞれ配設されてい
る。そして、各ランプ28から放射された赤外光は、そ
れぞれリフレクタ30によって効率良く集光され、光照
射窓14を透過して熱処理炉10内へ照射される。熱処
理炉10内へ照射されたた赤外光は、ウエハWの表面で
吸収され、このエネルギーによってウエハWの加熱が行
われる。
A lamp house 26 is provided above the heat treatment furnace 10 so as to face the light incident window 14. In the lamp house 26, a plurality of lamps 28 such as halogen lamps and arc lamps are arranged in a line on the same plane, and a reflector 30 is arranged for each lamp 28. The infrared light emitted from each lamp 28 is efficiently condensed by the reflector 30, passes through the light irradiation window 14, and is irradiated into the heat treatment furnace 10. The infrared light with which the heat treatment furnace 10 is irradiated is absorbed by the surface of the wafer W, and the wafer W is heated by this energy.

【0006】また、熱処理炉10の内部には、ウエハ支
持リング18上に支持されたウエハWの上面に対向し
て、赤外線透過性を有する材料、例えば石英ガラスによ
って形成され複数個のガス吹出し孔34が穿設されたガ
ス流分配板32が配設されている。このガス流分配板3
2と光入射窓14との間は、窒素等の処理ガスが導入さ
れるガス導入室36となっており、ガス導入室36は、
図示しないガス導入路を通して処理ガス供給源に流路接
続されている。一方、ウエハ保持・回転機構20と熱処
理炉10の内周壁面との間に環状のガス排気路38が形
成されており、ガス排気路38は、図示しない排気口に
連通接続されている。また、熱処理炉10の内部の気密
性を高く保つために、ゲートバルブ16との当接部およ
び光入射窓14との接合部にO−リング40がそれぞれ
取り付けられている。
Inside the heat treatment furnace 10, facing the upper surface of the wafer W supported on the wafer support ring 18, a plurality of gas blowing holes formed of a material having infrared transparency, for example, quartz glass. A gas flow distribution plate 32 having holes 34 formed therein is disposed. This gas flow distribution plate 3
A gas introducing chamber 36 into which a processing gas such as nitrogen is introduced is provided between the light incident window 2 and the light incident window 14, and the gas introducing chamber 36 is
It is connected to the processing gas supply source through a gas introduction path (not shown). On the other hand, an annular gas exhaust passage 38 is formed between the wafer holding / rotating mechanism 20 and the inner peripheral wall surface of the heat treatment furnace 10, and the gas exhaust passage 38 is connected to an exhaust port (not shown) for communication. Further, in order to keep the airtightness inside the heat treatment furnace 10 high, O-rings 40 are attached to the contact portion with the gate valve 16 and the joint portion with the light incident window 14, respectively.

【0007】熱処理炉10の底部には、ウエハ支持リン
グ18上に支持されたウエハWの下面およびウエハ支持
リング18の下面側に対向して、複数個の温度検出器、
例えば放射温度計42a、42b、42c、42dが設
置されている。これらの放射温度計42a、42b、4
2c、42dにより、ウエハWの裏面から放射される赤
外線を入射させて、熱処理中におけるウエハWの複数位
置の温度およびウエハ支持リング18の温度がそれぞれ
非接触で計測される。また、熱処理炉10の内部には、
ウエハWの熱処理中に放射温度計42a、42b、42
c、42dにランプ28からの赤外光が回り込まないよ
うにランプ28の迷光を遮断する遮光リング44が配設
されている。この遮光リング44は、SiC等で環状に
形成されている。
A plurality of temperature detectors are provided at the bottom of the heat treatment furnace 10 so as to face the lower surface of the wafer W supported on the wafer support ring 18 and the lower surface side of the wafer support ring 18.
For example, radiation thermometers 42a, 42b, 42c, 42d are installed. These radiation thermometers 42a, 42b, 4
Infrared rays radiated from the back surface of the wafer W are made incident by 2c and 42d, and the temperature of the wafer W at a plurality of positions and the temperature of the wafer support ring 18 are measured in a non-contact manner during the heat treatment. In addition, inside the heat treatment furnace 10,
During the heat treatment of the wafer W, the radiation thermometers 42a, 42b, 42
A light blocking ring 44 for blocking stray light of the lamp 28 is provided so that infrared light from the lamp 28 does not enter the c and 42d. The light shield ring 44 is formed of SiC or the like in a ring shape.

【0008】図6は、ランプアニール装置の温度制御系
の概略構成を示すブロック図である。ランプ28から放
射される赤外光によりウエハWが加熱されると、そのウ
エハWの温度が放射温度計42によって検出される。放
射温度計42の検出信号は、制御装置46へ送られ、制
御装置46では、検出されたウエハWの温度と目標温度
とが比較され、その偏差に基づいてランプ28へ供給す
る電力を算出する。そして、制御装置46から電力ユニ
ット48へ指示を出し、その指示に従って電力ユニット
48からランプ28へ電力が供給され、ランプ28の光
量が調節される、といったフィードバック制御が行われ
る。
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic structure of a temperature control system of the lamp annealing apparatus. When the wafer W is heated by the infrared light emitted from the lamp 28, the temperature of the wafer W is detected by the radiation thermometer 42. The detection signal of the radiation thermometer 42 is sent to the control device 46, and the control device 46 compares the detected temperature of the wafer W with the target temperature, and calculates the electric power supplied to the lamp 28 based on the deviation. . Then, feedback control is performed such that the controller 46 issues an instruction to the power unit 48, power is supplied from the power unit 48 to the lamp 28 according to the instruction, and the light amount of the lamp 28 is adjusted.

【0009】上記した放射温度計42によるウエハWの
温度計測に関し、図7に基づいて説明する。図7は、ラ
ンプ28へ一定電力を供給してウエハWの加熱を行った
ときの、ウエハWの実際の温度(実温度)と放射温度計
42によって検出された温度(検出温度)との関係を示
す応答波形図である。この図において、実線で示した曲
線aが検出温度の変化を表し、破線で示した曲線bが実
温度の変化を表している。
The temperature measurement of the wafer W by the radiation thermometer 42 will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the relationship between the actual temperature of the wafer W (actual temperature) and the temperature detected by the radiation thermometer 42 (detected temperature) when the wafer W is heated by supplying constant power to the lamp 28. FIG. 6 is a response waveform diagram showing In this figure, a curve a shown by a solid line represents a change in the detected temperature, and a curve b shown by a broken line represents a change in the actual temperature.

【0010】ランプ28を点灯させてウエハWの加熱を
開始した直後から、検出温度は高い値を示し、実温度と
大きくかけ離れている。これは、ランプ28からの光が
シリコンウエハWを透過することが原因である。すなわ
ち、シリコンウエハは、低温領域において光を透過させ
る特性を持っており、ウエハWが冷えた状態でランプ2
8を点灯させると、その瞬間にウエハWの透過光が放射
温度計42に入射する。この結果、その光エネルギーが
温度に換算されて検出温度が高く見積もられるからであ
る。その後、検出温度はピークpを示すが(ピークp
は、ウエハWの透過光が最大となった状態を示す)、ウ
エハWの実温度が上昇するのに伴ってウエハWの光透過
率が低下するので、検出温度は一旦下降する。そして、
次第に検出温度と実温度とが近付いてきて、検出温度が
再び上昇に転じると、やがて検出温度と実温度とが一致
する。図中のsは、検出温度と実温度とが一致した状態
を示し、この時点から正確な温度制御が可能になる。以
上が、放射温度計42の一般的な応答特性についての説
明である。なお、図7中に細破線で示したラインlは、
放射温度計42の出力下限温度を示す。
Immediately after the lamp 28 is turned on and heating of the wafer W is started, the detected temperature shows a high value, which is far from the actual temperature. This is because the light from the lamp 28 passes through the silicon wafer W. That is, the silicon wafer has a property of transmitting light in a low temperature region, and the lamp 2 is cooled when the wafer W is cold.
When 8 is turned on, the transmitted light of the wafer W is incident on the radiation thermometer 42 at that moment. As a result, the light energy is converted into temperature and the detected temperature is estimated to be high. After that, the detected temperature shows peak p (peak p
Indicates that the transmitted light of the wafer W is maximized.) Since the light transmittance of the wafer W decreases as the actual temperature of the wafer W increases, the detected temperature temporarily decreases. And
When the detected temperature and the actual temperature gradually approach each other and the detected temperature starts to rise again, the detected temperature and the actual temperature eventually match. S in the figure indicates a state in which the detected temperature and the actual temperature match, and accurate temperature control is possible from this point. The above is a description of the general response characteristics of the radiation thermometer 42. The line 1 shown by the thin broken line in FIG.
The output lower limit temperature of the radiation thermometer 42 is shown.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ランプアニール装置で
は、ウエハの加熱は常温の状態から始められる。しかし
ながら、上記したように、常温ないし低温領域では、放
射温度計によってウエハの温度を正確に計測することが
できない。このため、ウエハの加熱開始時からフィード
バック制御を行おうとすると、常温ないし低温領域で
は、ウエハの実温度より高い検出温度に基づいて制御が
行われるため、ウエハの実温度と検出温度とが一致して
正確な温度制御を行うことができるようになるまでに多
くの時間がかかることになる。そこで、ウエハの加熱開
始時から正確な温度制御を行おうとすると、放射温度計
の他に熱電対などを併設して低温領域における温度計測
を行う必要がある。しかしながら、熱電対などを併設す
ると、装置構成や制御系などが複雑になる、といった問
題点がある。
In the lamp annealing apparatus, the heating of the wafer is started at a room temperature. However, as described above, the temperature of the wafer cannot be accurately measured by the radiation thermometer in the normal temperature to low temperature region. For this reason, if feedback control is attempted from the start of heating the wafer, the control is performed based on the detected temperature higher than the actual temperature of the wafer in the normal temperature or low temperature region, so that the actual temperature of the wafer and the detected temperature match. It will take a long time before accurate temperature control can be performed. Therefore, in order to perform accurate temperature control from the start of heating the wafer, it is necessary to install a thermocouple in addition to the radiation thermometer to measure the temperature in the low temperature region. However, when a thermocouple or the like is provided side by side, there is a problem that the device configuration, the control system, etc. become complicated.

【0012】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、熱電対などを併設することなく、常
温ないし低温領域での基板の加熱を支障無く行うことが
でき、放射温度計による検出値に基づいて正確な温度制
御を行うことができる基板の熱処理方法を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can heat a substrate in a normal temperature to a low temperature region without any trouble without providing a thermocouple or the like, and a radiation thermometer. It is an object of the present invention to provide a substrate heat treatment method capable of performing accurate temperature control based on a detection value obtained by.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
加熱用光源から基板へ光を照射して基板を加熱するとと
もに、基板の温度を放射温度計によって検出し、放射温
度計による検出値に基づいて加熱用光源への供給電力を
制御して、基板を常温から所定のシーケンスに従って昇
温させる基板の熱処理方法において、前記加熱用光源へ
一定電力を供給して基板の加熱を行う定電力加熱工程
と、前記放射温度計による検出値に基づいて前記加熱用
光源への供給電力を制御して基板の加熱を行う制御加熱
工程とを含み、前記放射温度計による検出値が予め設定
された制御開始温度に到達した時点で前記定電力加熱工
程から前記制御加熱工程へ移行させることを特徴とす
る。
The invention according to claim 1 is
The substrate is heated by irradiating the substrate with light from the heating light source, the temperature of the substrate is detected by the radiation thermometer, and the power supplied to the heating light source is controlled based on the detection value of the radiation thermometer. In a heat treatment method for heating a substrate from room temperature according to a predetermined sequence, a constant power heating step of heating the substrate by supplying constant power to the heating light source, and the heating based on a detection value by the radiation thermometer. Control heating step of heating the substrate by controlling the power supplied to the light source for use, the control from the constant power heating step when the detection value by the radiation thermometer reaches a preset control start temperature It is characterized by shifting to a heating process.

【0014】請求項2に係る発明は、請求項1記載の熱
処理方法において、前記定電力加熱工程が、基板の加熱
を開始した時点から予め設定された時間が経過する時点
まで前記加熱用光源へ一定電力を供給して基板の加熱を
行う時限加熱期間と、前記放射温度計による検出値が前
記制御開始温度に到達する時点まで前記加熱用光源へ一
定電力を供給して基板の加熱を行う温度検出加熱期間と
からなることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the heat treatment method according to the first aspect, the constant power heating step is performed on the heating light source from the time when the heating of the substrate is started to the time when a preset time elapses. A timed heating period in which a constant power is supplied to heat the substrate, and a temperature at which a constant power is supplied to the heating light source to heat the substrate until the detection value of the radiation thermometer reaches the control start temperature. And a heating period for detection.

【0015】請求項3に係る発明は、請求項1記載の熱
処理方法において、前記定電力加熱工程が、基板の加熱
を開始した時点から予め設定された時間が経過する時点
まで前記加熱用光源へ一定電力を供給して基板の加熱を
行う前段加熱期間と、前記放射温度計による検出値が、
前記制御開始温度より低い温度であって予め設定された
移行温度を下回る時点まで前記加熱用光源へ一定電力を
供給して基板の加熱を行う中間加熱期間と、前記放射温
度計による検出値が前記制御開始温度に到達する時点ま
で前記加熱用光源へ一定電力を供給して基板の加熱を行
う後段加熱期間とからなることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the heat treatment method according to the first aspect, the constant power heating step is performed on the heating light source from the time when the heating of the substrate is started to the time when a preset time elapses. The previous heating period in which a constant power is supplied to heat the substrate, and the detection value by the radiation thermometer,
An intermediate heating period in which a constant power is supplied to the heating light source to heat the substrate until the temperature is lower than the preset transition temperature which is a temperature lower than the control start temperature, and the detection value by the radiation thermometer is the It is characterized by comprising a second-stage heating period in which a constant power is supplied to the heating light source to heat the substrate until the control start temperature is reached.

【0016】請求項4に係る発明は、請求項1記載の熱
処理方法において、前記定電力加熱工程が、基板の加熱
を開始した時点から、前記放射温度計による検出値が予
め設定された第1の移行温度に到達する時点まで前記加
熱用光源へ一定電力を供給して基板の加熱を行う前段加
熱期間と、前記放射温度計による検出値が、前記制御開
始温度および前記第1の移行温度よりそれぞれ低い温度
であって予め設定された第2の移行温度を下回る時点ま
で前記加熱用光源へ一定電力を供給して基板の加熱を行
う中間加熱期間と、前記放射温度計による検出値が前記
制御開始温度に到達する時点まで前記加熱用光源へ一定
電力を供給して基板の加熱を行う後段加熱期間とからな
ることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the heat treatment method according to the first aspect, the constant power heating step is a first step in which the detection value by the radiation thermometer is preset from the time when the heating of the substrate is started. The heating temperature of the substrate by supplying constant power to the heating light source until the temperature reaches the transition temperature, and the detected value by the radiation thermometer is higher than the control start temperature and the first transition temperature. An intermediate heating period in which a constant power is supplied to the heating light source to heat the substrate until the temperature is lower than the preset second transition temperature, and the detection value by the radiation thermometer is controlled by the control. It is characterized by comprising a post-heating period in which a constant power is supplied to the heating light source to heat the substrate until the start temperature is reached.

【0017】請求項1に係る発明の基板の熱処理方法に
よると、定電力加熱工程において、加熱用光源へ一定電
力が供給されて基板が加熱される。したがって、基板の
加熱を常温で開始した以後の低温領域では、温度制御が
行われないので、放射温度計による検出値と基板の実温
度との乖離による影響は現れない。そして、放射温度計
による検出値が予め設定された制御開始温度に到達する
と、定電力加熱工程から制御加熱工程へ移行し、放射温
度計による検出値に基づいて加熱用光源への供給電力が
制御されて基板の加熱が行われる。この移行時点では、
基板の実温度と検出温度とが一致しているので、正確な
温度制御が行われる。
According to the substrate heat treatment method of the first aspect of the present invention, in the constant power heating step, constant power is supplied to the heating light source to heat the substrate. Therefore, since the temperature control is not performed in the low temperature region after the heating of the substrate is started at room temperature, the influence of the difference between the detection value of the radiation thermometer and the actual temperature of the substrate does not appear. When the detection value of the radiation thermometer reaches the preset control start temperature, the constant power heating process shifts to the control heating process, and the power supplied to the heating light source is controlled based on the detection value of the radiation thermometer. Then, the substrate is heated. At the time of this transition,
Since the actual temperature of the substrate and the detected temperature match, accurate temperature control is performed.

【0018】請求項2に係る発明の熱処理方法では、定
電力加熱工程において、基板の加熱を開始した時点から
予め設定された時間が経過する時点まで(時限加熱期
間)、加熱用光源へ一定電力が供給されて基板の加熱が
行われる。この期間には、放射温度計による検出値が制
御開始温度に到達したかどうかの検出は行われないの
で、時限加熱期間を適切に設定しておくことにより、基
板の実温度と検出温度とが一致する以前に放射温度計に
よる検出値が制御開始温度に一旦到達することがあって
も、その時点では、定電力加熱工程から制御加熱工程へ
の移行は行われない。そして、時限加熱期間を過ぎて温
度検出加熱期間に入ると、放射温度計による検出値が制
御開始温度に到達したかどうかの検出が行われ、検出値
が制御開始温度に到達すると、定電力加熱工程から制御
加熱工程へ移行する。
In the heat treatment method of the invention according to claim 2, in the constant power heating step, a constant power is applied to the heating light source from the time when the heating of the substrate is started to the time when a preset time elapses (timed heating period). Is supplied to heat the substrate. During this period, it is not detected whether the detected value by the radiation thermometer has reached the control start temperature.Therefore, by setting the timed heating period appropriately, the actual temperature of the substrate and the detected temperature can be Even if the detection value of the radiation thermometer reaches the control start temperature before the coincidence, the constant power heating process is not shifted to the control heating process at that time. Then, when the temperature detection heating period is entered after the timed heating period, it is detected whether or not the detection value by the radiation thermometer has reached the control start temperature, and when the detected value reaches the control start temperature, constant power heating is performed. The process shifts to the controlled heating process.

【0019】請求項3に係る発明の熱処理方法では、定
電力加熱工程において、基板の加熱を開始した時点から
予め設定された時間が経過する時点まで(前段加熱期
間)、加熱用光源へ一定電力が供給されて基板の加熱が
行われる。この期間には、放射温度計による検出値が制
御開始温度に到達したかどうかの検出は行われないの
で、前段加熱期間を適切に設定しておくことにより、基
板の実温度と検出温度とが一致する以前に放射温度計に
よる検出値が制御開始温度に一旦到達することがあって
も、その時点では、定電力加熱工程から制御加熱工程へ
の移行は行われない。前段加熱期間を過ぎると、放射温
度計による検出値が、制御開始温度より低い温度であっ
て予め設定された移行温度を下回る時点まで(中間加熱
期間)、加熱用光源へ一定電力が供給されて基板の加熱
が行われるので、放射温度計による検出値が下降する過
程における前段加熱期間の経過時点で、基板の実温度と
検出温度とが一致していない状態で放射温度計による検
出値が制御開始温度を上回っていても、その時点では、
定電力加熱工程から制御加熱工程への移行は行われな
い。そして、放射温度計による検出値が移行温度を下回
って後段加熱期間へ入ると、放射温度計による検出値が
制御開始温度に到達したかどうかの検出が行われ、検出
値が制御開始温度に到達すると、定電力加熱工程から制
御加熱工程へ移行する。
In the heat treatment method of the invention according to claim 3, in the constant power heating step, a constant power is supplied to the heating light source from the time when the heating of the substrate is started to the time when a preset time elapses (pre-stage heating period). Is supplied to heat the substrate. During this period, it is not detected whether the detected value by the radiation thermometer has reached the control start temperature.Therefore, by setting the previous heating period appropriately, the actual temperature of the substrate and the detected temperature can be Even if the detection value of the radiation thermometer reaches the control start temperature before the coincidence, the constant power heating process is not shifted to the control heating process at that time. After the previous heating period, constant power is supplied to the heating light source until the value detected by the radiation thermometer is lower than the control start temperature and lower than the preset transition temperature (intermediate heating period). Since the substrate is heated, the detected value by the radiation thermometer is controlled when the actual temperature of the substrate and the detected temperature do not match at the time when the previous heating period in the process of the detected value by the radiation thermometer decreasing. Even above the starting temperature, at that point,
There is no transition from the constant power heating process to the controlled heating process. Then, when the detection value of the radiation thermometer falls below the transition temperature and enters the second heating period, it is detected whether the detection value of the radiation thermometer reaches the control start temperature, and the detection value reaches the control start temperature. Then, the constant power heating step shifts to the controlled heating step.

【0020】請求項4に係る発明の熱処理方法では、定
電力加熱工程において、基板の加熱を開始した時点から
放射温度計による検出値が第1の移行温度に到達する時
点まで(前段加熱期間)、加熱用光源へ一定電力が供給
されて基板の加熱が行われる。この期間には、放射温度
計による検出値が第1の移行温度に到達したかどうかの
検出が行われ、検出値が第1の移行温度に到達した時点
で中間加熱工程に入る。したがって、前段加熱期間内に
おいて放射温度計による検出値が制御開始温度に到達す
ることがあっても、その時点では、定電力加熱工程から
制御加熱工程への移行は行われない。中間加熱工程に入
ると、放射温度計による検出値が、制御開始温度および
第1の移行温度よりそれぞれ低い温度であって予め設定
された第2の移行温度を下回る時点まで(中間加熱期
間)、加熱用光源へ一定電力が供給されて基板の加熱が
行われる。したがって、放射温度計による検出値が下降
する過程における前段加熱期間の経過時点で、基板の実
温度と検出温度とが一致していない状態で放射温度計に
よる検出値が制御開始温度を上回っていても、その時点
では、定電力加熱工程から制御加熱工程への移行は行わ
れない。そして、放射温度計による検出値が第2の移行
温度を下回って後段加熱期間へ入ると、放射温度計によ
る検出値が制御開始温度に到達したかどうかの検出が行
われ、検出値が制御開始温度に到達すると、定電力加熱
工程から制御加熱工程へ移行する。
In the heat treatment method of the invention according to claim 4, in the constant power heating step, from the time when the heating of the substrate is started to the time when the value detected by the radiation thermometer reaches the first transition temperature (previous heating period). A constant power is supplied to the heating light source to heat the substrate. During this period, it is detected whether the detected value by the radiation thermometer has reached the first transition temperature, and when the detected value reaches the first transition temperature, the intermediate heating step is started. Therefore, even if the detection value by the radiation thermometer reaches the control start temperature during the previous heating period, the constant power heating process is not switched to the control heating process at that time. When entering the intermediate heating step, until the values detected by the radiation thermometer are lower than the control start temperature and the first transition temperature and lower than the preset second transition temperature (intermediate heating period), A constant power is supplied to the heating light source to heat the substrate. Therefore, when the previous heating period elapses in the process of decreasing the radiation thermometer detection value, the radiation thermometer detection value exceeds the control start temperature when the actual temperature of the substrate does not match the detection temperature. However, at that time, the transition from the constant power heating step to the controlled heating step is not performed. Then, when the detection value by the radiation thermometer falls below the second transition temperature and enters the second heating period, it is detected whether or not the detection value by the radiation thermometer has reached the control start temperature, and the detection value starts control. When the temperature is reached, the constant power heating process shifts to the controlled heating process.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
について図面を参照しながら説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】この発明に係る基板の熱処理方法は、例え
ば図5および図6に示したようなランプアニール装置を
使用して実施される。ランプアニール装置の装置構成お
よび制御系については、上述したので、ここでは説明を
省略する。
The substrate heat treatment method according to the present invention is carried out using a lamp annealing apparatus as shown in FIGS. 5 and 6, for example. The device configuration and the control system of the lamp annealing device have been described above, and thus the description thereof is omitted here.

【0023】図1は、この発明の第1の実施形態を示
し、ランプ28へ電力を供給してウエハWの加熱を行っ
たときの、ウエハWの実温度と放射温度計42による検
出値との関係を示す応答波形図である。この図におい
て、実線で示した曲線A1が検出温度の変化を表し、破
線で示した曲線Bが実温度の変化を表している。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, in which the actual temperature of the wafer W and the detected value by the radiation thermometer 42 when the electric power is supplied to the lamp 28 to heat the wafer W. It is a response waveform diagram showing the relationship of. In this figure, the curve A1 shown by the solid line represents the change in the detected temperature, and the curve B shown by the broken line represents the change in the actual temperature.

【0024】第1の実施形態に係る方法では、ウエハW
の加熱を常温から始めて、放射温度計42による検出値
が予め設定された制御開始温度tに到達する時点まで
(定電力加熱工程)、ランプ28へ一定電力を供給して
ウエハWの加熱を行う。そして、検出温度が制御開始温
度tに到達し検出温度とウエハWの実温度とが一致す
ると(S点)、定電力加熱工程から制御加熱工程へ移行
させる。それ以後は、上述したように、放射温度計42
による検出値に基づいてランプ28への供給電力をフィ
ードバック制御してウエハWの加熱を行う。
In the method according to the first embodiment, the wafer W
Started heating from room temperature, up to the point where the detected value by the radiation thermometer 42 reaches a preset control start temperature t u (constant power heating step), the heating of the wafer W by supplying a constant power to the lamp 28 To do. Then, when the detected temperature reaches the control start temperature tu and the detected temperature and the actual temperature of the wafer W match (point S), the constant power heating step is shifted to the control heating step. After that, as described above, the radiation thermometer 42
The wafer W is heated by feedback-controlling the electric power supplied to the lamp 28 based on the detection value obtained by.

【0025】このような熱処理方法によると、常温ない
し低温領域では、放射温度計42による検出値に基づい
たウエハWの温度制御が行われないので、従来のよう
に、放射温度計42による検出値とウエハWの実温度と
の乖離による影響が現れることはない。そして、定電力
加熱工程から制御加熱工程への移行時点では、ウエハW
の実温度と検出温度とが一致しているので、正確な温度
制御が行われることになる。
According to such a heat treatment method, the temperature of the wafer W is not controlled based on the value detected by the radiation thermometer 42 in the normal temperature or low temperature region. And the actual temperature of the wafer W is not affected. At the time of transition from the constant power heating process to the controlled heating process, the wafer W
Since the actual temperature of 1 and the detected temperature match, accurate temperature control is performed.

【0026】次に、図2は、この発明の第2の実施形態
を示し、図1と同様の応答波形図である。この図におい
て、実線で示した曲線A2が検出温度の変化を表し、破
線で示した曲線Bが実温度の変化を表している。
Next, FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention and is a response waveform diagram similar to that of FIG. In this figure, a curve A2 shown by a solid line represents a change in the detected temperature, and a curve B shown by a broken line represents a change in the actual temperature.

【0027】上記した第1の実施形態に係る方法におい
ては、ウエハWの透過光のピーク値が十分に大きい場合
などに、図1に二点鎖線で検出温度の変化を表す曲線A
2を示したように、定電力加熱工程において放射温度計
42による検出値が制御開始温度tに一旦到達してし
まうと(Q点)、その時点では未だ検出温度とウエハW
の実温度とが一致していないにも拘わらず、定電力加熱
工程から制御加熱工程へ移行する、といったことが起こ
る。しかしながら、この時点では、検出温度と実温度と
が一致していないため、正確な温度制御を行うことがで
きない、といった問題点を生じることになる。第2の実
施形態に係る方法は、このような問題点を解決するため
のものである。
In the method according to the first embodiment described above, when the peak value of the transmitted light of the wafer W is sufficiently large, etc., the curve A representing the change in the detected temperature is shown by the chain double-dashed line in FIG.
As indicated 2, the values detected by the radiation thermometers 42 in the constant power heating step would once reached the control start temperature t u (Q point), yet the detected temperature and the wafer W at that time
Despite the fact that the actual temperature does not match, the constant power heating process shifts to the controlled heating process. However, at this point in time, the detected temperature and the actual temperature do not match, which causes a problem that accurate temperature control cannot be performed. The method according to the second embodiment is for solving such a problem.

【0028】第2の実施形態に係る方法では、定電力加
熱工程を時限加熱期間と温度検出加熱期間との2つの期
間に分けるようにする。そして、時限加熱期間では、ウ
エハWの加熱を開始した時点から予め設定された時間が
経過する時点までランプ28へ一定電力を供給してウエ
ハWの加熱を行う。時限加熱期間を過ぎると温度検出加
熱期間に入り、温度検出加熱期間では、放射温度計によ
る検出値が制御開始温度tに到達する時点までランプ
28へ一定電力を供給してウエハWの加熱を行う。時限
加熱期間は、放射温度計42による検出値の波形がピー
クを示した後に下降して制御開始温度tより低くなる
時点を、各種の条件の下で実験などにより求めておき、
それに基づいて適切に決定するようにする。
In the method according to the second embodiment, the constant power heating step is divided into two periods, a timed heating period and a temperature detection heating period. Then, in the timed heating period, constant power is supplied to the lamp 28 to heat the wafer W from the time when the heating of the wafer W is started to the time when a preset time elapses. Beyond timed heating period enters the temperature sensing heating period, the temperature detecting heating period, the heating of the wafer W by supplying a constant power to the lamp 28 to the point where the detected value with a radiation thermometer reaches the control start temperature t u To do. In the timed heating period, the time when the waveform of the detection value by the radiation thermometer 42 shows a peak and then falls and becomes lower than the control start temperature tu is obtained by experiments under various conditions,
Make an appropriate decision based on it.

【0029】このような熱処理方法によると、定電力加
熱工程における時限加熱期間においては、放射温度計4
2による検出値が制御開始温度tに到達したかどうか
の検出が行われない。したがって、ウエハWの実温度と
検出温度とが一致する以前に放射温度計42による検出
値が制御開始温度tに一旦到達することがあっても、
その時点では、定電力加熱工程から制御加熱工程への移
行が行われない。そして、時限加熱期間を過ぎて温度検
出加熱期間に入ると、放射温度計42による検出値が制
御開始温度tに到達したかどうかの検出が行われ、検
出温度が制御開始温度tに到達した時点で、定電力加
熱工程から制御加熱工程へ移行する。
According to such a heat treatment method, the radiation thermometer 4 is used during the timed heating period in the constant power heating step.
Whether the detection value by 2 reaches the control start temperature t u detection is not performed. Therefore, even if the value detected by the previously radiation thermometer 42 and the actual temperature and the detected temperature of the wafer W coincide with once reached the control start temperature t u,
At that point, the transition from the constant power heating step to the controlled heating step is not performed. Then, when the temperature detection heating period is entered after the timed heating period, it is detected whether the detection value by the radiation thermometer 42 has reached the control start temperature tu , and the detected temperature reaches the control start temperature tu . At that time, the constant power heating step is shifted to the controlled heating step.

【0030】次に、図3は、この発明の第3の実施形態
を示し、図1および図2と同様の応答波形図である。こ
の図において、実線で示した曲線A3が検出温度の変化
を表し、破線で示した曲線Bが実温度の変化を表してい
る。
Next, FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention and is a response waveform diagram similar to FIGS. 1 and 2. In this figure, the curve A3 shown by the solid line represents the change in the detected temperature, and the curve B shown by the broken line represents the change in the actual temperature.

【0031】上記した第2の実施形態に係る方法におい
ては、図2に二点鎖線で検出温度の変化を表す曲線A3
を示したように、放射温度計42による検出値が下降す
る過程において時限加熱期間が経過した時に、検出温度
が制御開始温度tと等しいかそれよりも高いと(点
R)、その時点では未だ検出温度とウエハWの実温度と
が一致していないにも拘わらず、定電力加熱工程から制
御加熱工程へ移行することになる。しかしながら、この
時点では、検出温度と実温度とが一致していないため、
正確な温度制御を行うことができない、といった問題点
を生じることになる。また、最適な時限加熱期間は、ウ
エハの種類や熱処理炉の温まり具合などによって変化す
るため、頻繁に時限加熱期間を再調整する必要があり、
非常に面倒である。一方、時限加熱期間の再調整を怠っ
た場合には、時限加熱期間が短すぎて、上記した第1の
実施形態に係る方法と同様の問題が発生したり、時限加
熱期間が長すぎて、温度制御を開始するタイミングが遅
れてしまったりすることになる。第3の実施形態に係る
方法は、以上のような問題点を解決するためのものであ
る。
In the method according to the second embodiment described above, the curve A3 representing the change in the detected temperature is shown by the chain double-dashed line in FIG.
As showed, when the timed heating period has elapsed in the course of the detection value by the radiation thermometer 42 is lowered, if the detected temperature is equal to the control starting temperature t u it from higher (point R), at which point the Even though the detected temperature and the actual temperature of the wafer W do not match yet, the constant power heating step is shifted to the control heating step. However, since the detected temperature and the actual temperature do not match at this point,
This causes a problem that accurate temperature control cannot be performed. Also, since the optimum timed heating period changes depending on the type of wafer and the heat condition of the heat treatment furnace, it is necessary to frequently readjust the timed heating period.
It's very troublesome. On the other hand, when the readjustment of the timed heating period is neglected, the timed heating period is too short and the same problem as the method according to the first embodiment described above occurs, or the timed heating period is too long, The timing to start the temperature control may be delayed. The method according to the third embodiment is for solving the above problems.

【0032】第3の実施形態に係る方法では、定電力加
熱工程を前段加熱期間と中間加熱期間と後段加熱期間と
の3つの期間に分けるようにする。そして、前段加熱期
間では、ウエハWの加熱を開始した時点から予め設定さ
れた時間が経過する時点までランプ28へ一定電力を供
給してウエハWの加熱を行う。放射温度計42による検
出値にウエハWの透過光による波形のピークが現れ、前
段加熱期間を過ぎると、中間加熱期間に入る。前段加熱
期間は、検出温度にウエハWの透過光による波形のピー
クが現れる時点を終点とするように決定する。ウエハW
の加熱を開始してから検出温度に透過光による波形のピ
ークが現れるまでの時間は、状況の如何によらずほぼ一
定であるので、一度、前段加熱期間の調整を行えば、再
調整の必要は特にない。
In the method according to the third embodiment, the constant power heating step is divided into three periods of a pre-heating period, an intermediate heating period and a post-heating period. Then, in the pre-stage heating period, constant power is supplied to the lamp 28 to heat the wafer W from the time when the heating of the wafer W is started to the time when a preset time elapses. A peak of the waveform due to the transmitted light of the wafer W appears in the value detected by the radiation thermometer 42, and after the previous heating period, the intermediate heating period starts. The pre-heating period is determined so that the time point at which the peak of the waveform due to the transmitted light of the wafer W appears at the detected temperature is the end point. Wafer W
Since the time from the start of heating the temperature until the peak of the waveform due to the transmitted light appears at the detected temperature is almost constant regardless of the situation, once the previous heating period is adjusted, it is necessary to readjust it. There is no particular.

【0033】中間加熱期間では、放射温度計42による
検出値が、制御開始温度tより低い温度であって予め
設定された移行温度t(t<t)を下回る(点
R)時点まで、引き続きランプ28へ一定電力を供給し
てウエハWの加熱を行う。ウエハWの実温度が上昇する
のに連れてウエハWの透過光が少なくなるので、検出温
度は下がっていき、検出温度が移行温度tを下回ると
後段加熱期間に入る。後段加熱期間では、放射温度計に
よる検出値が制御開始温度tに到達する時点まで、引
き続きランプ28へ一定電力を供給してウエハWの加熱
を行う。なお、移行温度tは、制御開始温度tより
必ず低い温度に設定する必要がある。もしも移行温度t
が制御開始温度tより高く設定された場合には、中
間加熱期間から後段加熱期間へ移った瞬間に、定電力加
熱工程の後段加熱期間から制御加熱工程への移行条件
(検出温度≧制御開始温度t)を満たしてしまうこと
になり、直ちに温度制御が開始される。この結果、検出
温度とウエハWの実温度とが一致しないまま、温度制御
が始まることになる。
In the intermediate heating period, when the value detected by the radiation thermometer 42 is lower than the control start temperature t u and lower than the preset transition temperature t d (t d <t u ) (point R). Until then, a constant electric power is supplied to the lamp 28 to heat the wafer W. Since the transmitted light of the wafer W decreases as the actual temperature of the wafer W increases, the detected temperature decreases, and when the detected temperature falls below the transition temperature t d , the latter heating period starts. The subsequent heating period, to the point where the detected value with a radiation thermometer reaches the control start temperature t u, for heating the wafer W by supplying a constant power continues to lamp 28. Incidentally, transition temperature t d needs to be set to always lower temperature than the control start temperature t u. If transition temperature t
when d is set higher than the control start temperature t u is the moment when moved from the intermediate heating period to a subsequent heating period, the transition condition (detected temperature ≧ control to control the heating process from the subsequent heating period of constant power heating step The starting temperature t u ) is satisfied, and the temperature control is immediately started. As a result, the temperature control starts while the detected temperature and the actual temperature of the wafer W do not match.

【0034】後段加熱期間において、ウエハWが加熱さ
れてウエハWの実温度がさらに上昇すると、検出温度が
実温度に近い値を示し始め、検出温度も上昇に転じる。
そして、検出温度が実温度にさらに接近し、検出温度が
制御開始温度tに到達し検出温度とウエハWの実温度
とが一致すると(S点)、定電力加熱工程から制御加熱
工程へ移行する。制御加熱工程では、放射温度計42に
よる検出値に基づいてランプ28への供給電力がフィー
ドバック制御されて、ウエハWの加熱が行われる。
When the wafer W is heated and the actual temperature of the wafer W further rises in the latter heating period, the detected temperature starts to show a value close to the actual temperature, and the detected temperature also starts to rise.
Then, when the detected temperature further approaches the actual temperature, the detected temperature reaches the control start temperature tu , and the detected temperature and the actual temperature of the wafer W match (point S), the constant power heating process shifts to the control heating process. To do. In the controlled heating step, the power supplied to the lamp 28 is feedback-controlled on the basis of the value detected by the radiation thermometer 42 to heat the wafer W.

【0035】このような熱処理方法によると、定電力加
熱工程において、前段加熱期間を過ぎると中間加熱期間
に入り、中間加熱期間で検出温度が移行温度tを下回
る時点まで一定電力でのウエハWの加熱が行われるの
で、放射温度計42による検出値が下降する過程におけ
る前段加熱期間の経過時点で、検出温度が制御開始温度
を上回っていても、その時点では、定電力加熱工程
から制御加熱工程への移行は行われない。したがって、
第2の実施形態に係る方法によった場合のように、ウエ
ハWの実温度と検出温度とが一致していない状態で、前
段加熱期間(第2の実施形態に係る方法における時限加
熱期間に相当)を経過して直ちに制御加熱工程へ移行す
る、といったことは起こらない。そして、中間加熱期間
を過ぎて後段加熱期間に入ると、放射温度計42による
検出値が制御開始温度tに到達したかどうかの検出が
行われ、検出温度が制御開始温度tに到達した時点
で、定電力加熱工程から制御加熱工程へ移行する。
According to such a heat treatment method, in the constant power heating step, the intermediate heating period starts after the previous heating period, and the wafer W is kept at a constant power until the detected temperature falls below the transition temperature t d in the intermediate heating period. since the heating is carried out, upon elapse of the preceding heating period in the process value detected by the radiation thermometer 42 is lowered, even if the detected temperature is not higher than the control start temperature t u, at that time, the constant power heating step There is no transition to the controlled heating process. Therefore,
As in the case of the method according to the second embodiment, in the state where the actual temperature of the wafer W and the detected temperature do not match, the pre-heating period (in the timed heating period in the method according to the second embodiment, It does not happen that the controlled heating process is started immediately after (equivalent). Then, after the intermediate heating period and the subsequent heating period, the radiation thermometer 42 detects whether or not the detection value has reached the control start temperature t u , and the detected temperature has reached the control start temperature t u . At this point, the constant power heating process is transferred to the controlled heating process.

【0036】図4の(a)および(b)は、第3の実施
形態に係る方法を実施したときの検出温度の変化を示す
図である。(a)は、例えば始業時における温度変化を
示し、(b)は、例えば定常運転時における温度変化を
示している。これらの図から分かるように、ウエハの吸
収率や熱処理炉の温まり具合の違いなどにより、(a)
の曲線と(b)の曲線とでは、ウエハWの加熱を開始し
てから制御開始温度t に到達して温度制御が開始され
るまでの加熱時間が大きく異なっている。このような違
いに対し、第2の実施形態に係る方法では、時限加熱期
間を調整することにより対応することになるが、第3の
実施形態に係る方法では、加熱開始時から温度制御開始
時までの加熱時間が自動的に調整され、いずれの場合に
も、適正な温度管理が行われることになる。
FIGS. 4A and 4B show the third embodiment.
3 shows changes in the detected temperature when the method according to the embodiment is performed.
It is a figure. (A) shows the temperature change at the start of work, for example.
(B) shows the temperature change during steady operation, for example.
Shows. As you can see from these figures,
(A) due to differences in yield and heat treatment furnace temperature
In the curves (1) and (b), heating of the wafer W is started.
Control start temperature t uAnd the temperature control is started
The heating time until the temperature changes greatly. Such a difference
On the other hand, in the method according to the second embodiment, the timed heating period
It will be dealt with by adjusting the interval, but the third
In the method according to the embodiment, the temperature control is started from the start of heating.
The heating time until time is automatically adjusted, and in any case
However, proper temperature control will be performed.

【0037】なお、第3の実施形態に係る方法におい
て、前段加熱期間から中間加熱期間へ移るタイミング
を、放射温度計42による検出値に透過光による波形の
ピークが現れる時点に一致させる必要は、必ずしも無い
が、前段加熱期間から中間加熱期間へ移る時点の検出温
度は、移行温度tより必ず高くなっていることが必要
である。もし、前段加熱期間から中間加熱期間へ移る時
点の検出温度が移行温度t より低いときは、前段加熱
期間から中間加熱期間へ移った後、直ちに後段加熱期間
へ移行してしまうので、第2の実施形態と同じ効果にな
ってしまう。
In the method according to the third embodiment,
The timing of shifting from the previous heating period to the intermediate heating period
To the value detected by the radiation thermometer 42 for the waveform of the transmitted light.
It is not always necessary to match the time when the peak appears
, The detected temperature at the time of shifting from the previous heating period to the intermediate heating period
Is the transition temperature tdMust be higher
Is. If moving from the previous heating period to the intermediate heating period
The detected temperature at the point is the transition temperature t dWhen lower, pre-heating
Immediately after shifting from the period to the intermediate heating period, the second heating period
Therefore, the same effect as the second embodiment is obtained.
Will end up.

【0038】上記した第3の実施形態では、ウエハWの
加熱の開始時から予め設定された時間が経過した時点で
前段加熱期間から中間加熱期間に入るようにしている
が、放射温度計42による検出値が一旦ピーク値を示す
付近の温度を第1の移行温度として予め設定しておき、
放射温度計42による検出値がその第1の移行温度に到
達した時点で前段加熱期間から中間加熱期間に入るよう
にしてもよい。中間加熱期間および後段加熱期間は、第
3の実施形態に係る方法と同様であるが、中間加熱期間
から後段加熱期間へ移る移行温度(第2の移行温度)
は、制御開始温度および第1の移行温度よりそれぞれ低
い温度に設定する。このような方法でも、上記した第3
の実施形態と同じ効果が得られる。
In the third embodiment described above, when the preset time elapses from the start of the heating of the wafer W, the intermediate heating period is entered from the preceding heating period. The temperature around the detected value once showing the peak value is preset as the first transition temperature,
The intermediate heating period may be entered from the preceding heating period when the detection value of the radiation thermometer 42 reaches the first transition temperature. The intermediate heating period and the latter heating period are the same as those in the method according to the third embodiment, but the transition temperature (second transition temperature) from the intermediate heating period to the latter heating period is changed.
Are set to temperatures lower than the control start temperature and the first transition temperature, respectively. Even in such a method, the above-mentioned third
The same effect as that of the embodiment can be obtained.

【0039】なお、上記した第1の実施形態、第2の実
施形態および第3の実施形態に係る各方法は、ウエハの
種類、熱処理の種類、温度制御のシーケンス、熱処理炉
の状態などにより、それらの方法のうちから最適なもの
を選択するようにして、適宜使い分けるようにすればよ
い。
The methods according to the first, second and third embodiments described above are different depending on the type of wafer, the type of heat treatment, the temperature control sequence, the state of the heat treatment furnace, etc. The optimum method may be selected from among these methods and used properly.

【0040】[0040]

【発明の効果】請求項1に係る発明の基板の熱処理方法
によると、熱電対などを併設することなく、常温ないし
低温領域での基板の加熱を支障無く行うことができ、放
射温度計による検出値に基づいて正確な温度制御を行う
ことができる。
According to the substrate heat treatment method of the first aspect of the present invention, it is possible to heat the substrate in a normal temperature or low temperature range without any trouble, and to detect it by a radiation thermometer without providing a thermocouple or the like. Accurate temperature control can be performed based on the value.

【0041】請求項2に係る発明の熱処理方法では、基
板の温度制御をより適切に行うことができる。
In the heat treatment method of the second aspect of the invention, the temperature of the substrate can be controlled more appropriately.

【0042】請求項3および請求項4に係る各発明の熱
処理方法では、基板の温度制御を最適に行うことができ
る。
In the heat treatment methods of the inventions according to claims 3 and 4, the temperature control of the substrate can be optimally performed.

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

【図1】この発明の第1の実施形態を示し、この発明に
係る熱処理方法を実施したときのウエハの実温度と放射
温度計による検出値との関係を示す応答波形図である。
FIG. 1 is a response waveform diagram showing a first embodiment of the present invention and showing a relationship between an actual temperature of a wafer and a detected value by a radiation thermometer when a heat treatment method according to the present invention is carried out.

【図2】この発明の第2の実施形態を示し、この発明に
係る熱処理方法を実施したときのウエハの実温度と放射
温度計による検出値との関係を示す応答波形図である。
FIG. 2 is a response waveform diagram showing the second embodiment of the present invention and showing the relationship between the actual temperature of the wafer and the detected value by the radiation thermometer when the heat treatment method according to the present invention is carried out.

【図3】この発明の第3の実施形態を示し、この発明に
係る熱処理方法を実施したときのウエハの実温度と放射
温度計による検出値との関係を示す応答波形図である。
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention, and is a response waveform diagram showing the relationship between the actual temperature of the wafer and the detected value by the radiation thermometer when the heat treatment method according to the present invention is carried out.

【図4】この発明の第3の実施形態に係る方法を実施し
たときの検出温度の変化を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing changes in detected temperature when the method according to the third embodiment of the present invention is carried out.

【図5】ランプアニール装置の構成の1例を示す概略側
断面図である。
FIG. 5 is a schematic side sectional view showing an example of the configuration of a lamp annealing device.

【図6】図5に示したランプアニール装置の温度制御系
の1例を示すブロック図である。
6 is a block diagram showing an example of a temperature control system of the lamp annealing apparatus shown in FIG.

【図7】ランプへ一定電力を供給してウエハの加熱を行
ったときの、ウエハの実温度と放射温度計による検出値
との関係を示す応答波形図である。
FIG. 7 is a response waveform diagram showing the relationship between the actual temperature of the wafer and the detected value by the radiation thermometer when the wafer is heated by supplying constant power to the lamp.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 熱処理炉 14 光入射窓 18 ウエハ支持リング 28 ランプ 42a、42b、42c、42 放射温度計 46 制御装置 48 電力ユニット W ウエハ 10 heat treatment furnace 14 Light incident window 18 Wafer support ring 28 lamps 42a, 42b, 42c, 42 Radiation thermometer 46 Control device 48 power units W wafer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3K058 AA42 AA91 BA00 CA12 CA22 CA70 CB15 CB18 5F045 AA03 AA20 AB32 AF03 BB08 DP02 DQ10 EK12 GB05    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 3K058 AA42 AA91 BA00 CA12 CA22                       CA70 CB15 CB18                 5F045 AA03 AA20 AB32 AF03 BB08                       DP02 DQ10 EK12 GB05

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加熱用光源から基板へ光を照射して基板
を加熱するとともに、基板の温度を放射温度計によって
検出し、放射温度計による検出値に基づいて加熱用光源
への供給電力を制御して、基板を常温から所定のシーケ
ンスに従って昇温させる基板の熱処理方法において、 前記加熱用光源へ一定電力を供給して基板の加熱を行う
定電力加熱工程と、前記放射温度計による検出値に基づ
いて前記加熱用光源への供給電力を制御して基板の加熱
を行う制御加熱工程とを含み、前記放射温度計による検
出値が予め設定された制御開始温度に到達した時点で前
記定電力加熱工程から前記制御加熱工程へ移行させるこ
とを特徴とする基板の熱処理方法。
1. A substrate is heated by irradiating the substrate with light from a heating light source, the temperature of the substrate is detected by a radiation thermometer, and the power supplied to the heating light source is determined based on the detection value of the radiation thermometer. In a substrate heat treatment method of controlling and heating a substrate in a predetermined sequence from room temperature, a constant power heating step of heating the substrate by supplying constant power to the heating light source, and a detection value by the radiation thermometer. And a control heating step of heating the substrate by controlling the power supplied to the heating light source based on the constant power at the time when the detection value by the radiation thermometer reaches a preset control start temperature. A method for heat treatment of a substrate, comprising: transferring from a heating step to the controlled heating step.
【請求項2】 前記定電力加熱工程が、 基板の加熱を開始した時点から予め設定された時間が経
過する時点まで前記加熱用光源へ一定電力を供給して基
板の加熱を行う時限加熱期間と、前記放射温度計による
検出値が前記制御開始温度に到達する時点まで前記加熱
用光源へ一定電力を供給して基板の加熱を行う温度検出
加熱期間とからなる請求項1記載の基板の熱処理方法。
2. A timed heating period in which the constant power heating step supplies constant power to the heating light source to heat the substrate from the time when the heating of the substrate is started to the time when a preset time elapses. 2. The method for heat treating a substrate according to claim 1, further comprising: a temperature detection heating period in which a constant power is supplied to the heating light source to heat the substrate until a value detected by the radiation thermometer reaches the control start temperature. .
【請求項3】 前記定電力加熱工程が、 基板の加熱を開始した時点から予め設定された時間が経
過する時点まで前記加熱用光源へ一定電力を供給して基
板の加熱を行う前段加熱期間と、前記放射温度計による
検出値が、前記制御開始温度より低い温度であって予め
設定された移行温度を下回る時点まで前記加熱用光源へ
一定電力を供給して基板の加熱を行う中間加熱期間と、
前記放射温度計による検出値が前記制御開始温度に到達
する時点まで前記加熱用光源へ一定電力を供給して基板
の加熱を行う後段加熱期間とからなる請求項1記載の基
板の熱処理方法。
3. A pre-stage heating period in which the constant power heating step supplies constant power to the heating light source to heat the substrate from the time when the heating of the substrate is started to the time when a preset time elapses. A detected value by the radiation thermometer, an intermediate heating period in which a constant power is supplied to the heating light source to heat the substrate until a time point when the temperature is lower than the control start temperature and lower than a preset transition temperature, ,
2. The heat treatment method for a substrate according to claim 1, further comprising a post-heating period in which a constant power is supplied to the heating light source to heat the substrate until a value detected by the radiation thermometer reaches the control start temperature.
【請求項4】 前記定電力加熱工程が、 基板の加熱を開始した時点から、前記放射温度計による
検出値が予め設定された第1の移行温度に到達する時点
まで前記加熱用光源へ一定電力を供給して基板の加熱を
行う前段加熱期間と、前記放射温度計による検出値が、
前記制御開始温度および前記第1の移行温度よりそれぞ
れ低い温度であって予め設定された第2の移行温度を下
回る時点まで前記加熱用光源へ一定電力を供給して基板
の加熱を行う中間加熱期間と、前記放射温度計による検
出値が前記制御開始温度に到達する時点まで前記加熱用
光源へ一定電力を供給して基板の加熱を行う後段加熱期
間とからなる請求項1記載の基板の熱処理方法。
4. The constant power heating step applies constant power to the heating light source from the time when the heating of the substrate is started to the time when the detection value by the radiation thermometer reaches a preset first transition temperature. And the previous stage heating period for heating the substrate by supplying the detected value by the radiation thermometer,
Intermediate heating period in which constant power is supplied to the heating light source to heat the substrate until the temperature is lower than the control start temperature and the first transition temperature and is lower than the preset second transition temperature. 2. The method for heat treating a substrate according to claim 1, further comprising: a second heating period in which a constant power is supplied to the heating light source to heat the substrate until a value detected by the radiation thermometer reaches the control start temperature. .
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