JP2008053604A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理炉の加熱温度誤検知を防止し、ウェーハの熱処理不良を防止し、歩留りの向上、熱処理の信頼性を向上させる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板を収納し、処理する処理室と、収納された基板を加熱する加熱手段３と、該加熱手段３の温度を熱電対１５，１６，１７，１８の検出電圧に基づき検出し、該熱電対１５，１６，１７，１８により検出された温度に基づき前記加熱手段３を制御する制御手段２３を具備した基板処理装置に於いて、前記熱電対１５，１６，１７，１８と前記制御手段２３とは複数系列の補償導線８７，８８により接続され、前記加熱手段３の温度は前記複数系列の補償導線８７，８８を切換える切換手段８９、９０を備える構成とする。
【選択図】図４

Description

本発明は半導体装置を製造する１工程であり、シリコンウェーハ、ガラス基板等の基板に薄膜の生成、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の基板処理を行う基板処理装置に関するものである。

半導体装置の製造の１工程を実行する基板処理装置は、所定枚数の基板を一度に処理するバッチ式の基板処理装置と、１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置とがあり、いずれの形式の基板処理装置に於いても、処理炉を具備し、処理炉内の処理室に収納された基板を処理温度に加熱し、又処理室に基板の処理内容に対応した処理ガスを導入しつつ排気して、基板処理を行っている。

例えば、バッチ式基板処理装置の１つである縦型基板処理装置では、直立した円筒状の処理室を有し、該処理室に水平多段に保持された基板（以下ウェーハ）を収納し、処理室の周囲を覆う加熱手段であるヒータによって処理室、ウェーハを加熱している。

又、バッチ処理に於ける基板間の処理の均一性を保証する為、前記ヒータは上下方向に複数のゾーンに分割され、各ゾーン毎に独立して加熱が制御されている。

前記ヒータのゾーンを独立して制御する為、各ゾーンにはヒータの加熱温度を検出する為の温度センサである熱電対が設けられ、該熱電対が検出する温度に基づき各ゾーンの加熱制御が行われている。

図５は、従来のヒータ制御系統図であり、図５により従来のゾーン加熱制御について説明する。

図５中、１は処理室２を画成する反応管であり、前記処理室２の周囲にはヒータユニット３が設けられ、該ヒータユニット３は加熱ゾーン４，５，６，７（図中では４ゾーンの場合を示している）、それぞれに対応したヒータ８，９，１０，１１を有し、該ヒータ８，９，１０，１１はそれぞれ電力ケーブル１２、電力調節器１３を介してヒータ電源１４に接続されている。

又、前記ヒータ８，９，１０，１１の加熱温度を検出する熱電対１５，１６，１７，１８が前記ヒータ８，９，１０，１１に対応してそれぞれ設けられている。

各熱電対１５，１６，１７，１８の温度検出部は前記ヒータ８，９，１０，１１の近傍に配置され、前記熱電対１５，１６，１７，１８のリード線はそれぞれ補償導線１９に個別に接続され、該補償導線１９はモニタ回路２１に接続される。前記補償導線１９は、一般的には前記ヒータ８，９，１０，１１からの加熱の影響を受けない温度の低い部分に配線されている。

前記モニタ回路２１は前記補償導線１９を介して前記熱電対１５，１６，１７，１８が出力する電位を検出し、検出温度信号に変換して制御回路２２にフィードバックしている。尚、前記モニタ回路２１と前記制御回路２２は制御手段である温度調整器２３を構成している。

前記制御回路２２には上位コントローラ２４から設定温度が設定されており、該設定温度となる様に前記電力調節器１３を制御して各加熱ゾーン４，５，６，７への供給電力を調節し、更に前記熱電対１５，１６，１７，１８によって検出される加熱温度が設定温度に対して偏差があれば、偏差分を修正する様に電力の供給をしていた。

上記した熱電対は異種金線を溶着した温度検出部を有し、該温度検出部が加熱された場合に生じる異種金属間の起電力を検出することで温度を検出する様になっている。

前記補償導線１９は、熱電対の素線と同様の効果を持ち、配線した時に素線内の温度変化の影響を補償するものであり、相互に絶縁されたプラスリード線、マイナスリード線のペア線であり、それぞれ熱電対の異種金属線に接続されている。

上記した様に、前記補償導線１９は、熱電対の素線と同様の効果を有するので、前記補償導線１９が、熱変形等、何らかの原因で短絡した場合は、短絡箇所は温度検出部として機能し、短絡した箇所が温度に対応した熱起電力を発生する様になる。

例えば、前記ヒータ９に対応する前記熱電対１６の補償導線１９が短絡した場合、前記モニタ回路２１には、前記熱電対１６からの熱起電力ではなく、前記補償導線１９の短絡部分の熱起電力が入力され、前記モニタ回路２１は実際のヒータ温度ではなく、ヒータ温度に比べ著しく低い短絡部分の温度を認知する。従って、前記ヒータ９に過度に電力を供給し異常加熱させる虞れがあり、ウェーハの熱処理にも大きな影響を与える虞れがある。

従って、補償導線１９の短絡検出を行う必要があり、従来では隣接する熱電対の検出温度差を監視し、一方の熱電対の温度差を検出し、温度差が所定温度以上となった場合、例えば２００℃以上となった場合は、短絡していると判断していた。

斯かる従来の方法であると、前記ヒータ８，９，１０，１１を急速に昇温、又は急速に降温した場合に、隣接するヒータ８，９，１０，１１の温度差が大きくなることもあり、誤検知の虞れがあった。

本発明は斯かる実情に鑑み、基板処理装置に於ける処理炉の加熱温度誤検知を防止し、ウェーハの熱処理不良を防止し、歩留りの向上、熱処理の信頼性を向上させるものである。

本発明は、基板を収納し、処理する処理室と、収納された基板を加熱する加熱手段と、該加熱手段の温度を熱電対の検出電圧に基づき検出し、該熱電対により検出された温度に基づき前記加熱手段を制御する制御手段を具備した基板処理装置に於いて、前記熱電対と前記制御手段とは複数系列の補償導線により接続され、前記加熱手段の温度は前記複数系列の補償導線を切換えながら検出する様構成した基板処理装置に係るものである。

本発明によれば、基板を収納し、処理する処理室と、収納された基板を加熱する加熱手段と、該加熱手段の温度を熱電対の検出電圧に基づき検出し、該熱電対により検出された温度に基づき前記加熱手段を制御する制御手段を具備した基板処理装置に於いて、前記熱電対と前記制御手段とは複数系列の補償導線により接続され、前記加熱手段の温度は前記複数系列の補償導線を切換えながら検出する様構成したので、補償導線のいずれか１つに異常があると検出温度に差を生じ、補償導線の短絡等の異常を検出することができ、加熱異常を防止でき、熱処理不良の防止、歩留りの向上、熱処理の信頼性の向上が図れる等の優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

先ず、本発明が実施される基板処理装置について説明する。図１、図２は基板処理装置の一例として縦型の基板処理装置を示している。尚、該基板処理装置に於いて処理される基板は、一例としてシリコン等から成るウェーハが示されている。

図１及び図２に示されている様に、基板処理装置２６は筐体２７を備えている。該筐体２７の正面壁２８の正面前方部にはメンテナンス可能な様に設けられた開口部としての正面メンテナンス口２９が開設され、該正面メンテナンス口２９は正面メンテナンス扉３１によって開閉される。

前記筐体２７の前記正面壁２８にはポッド搬入搬出口３２が前記筐体２７の内外を連通する様に開設されており、前記ポッド搬入搬出口３２はフロントシャッタ（搬入搬出口開閉機構）３３によって開閉され、前記ポッド搬入搬出口３２の正面前方側にはロードポート（基板搬送容器受渡し台）３４が設置されており、該ロードポート３４は載置されたポッド３５を位置合せする様に構成されている。

該ポッド３５は、密閉式の基板搬送容器であり、図示しない工程内搬送装置によって前記ロードポート３４上に搬入され、又、該ロードポート３４上から搬出される様になっている。

前記筐体２７内の前後方向の略中央部に於ける上部には、回転式ポッド棚（基板搬送容器格納棚）３６が設置されており、該回転式ポッド棚３６は複数個のポッド３５を格納する様に構成されている。

前記回転式ポッド棚３６は垂直に立設されて間欠回転される支柱３７と、該支柱３７に上中下段の各位置に於いて放射状に支持された複数段の棚板（基板搬送容器載置棚）３８とを備えており、該棚板３８はポッド３５を複数個宛それぞれ載置した状態で格納する様に構成されている。

前記回転式ポッド棚３６の下方には、ポッドオープナ（基板搬送容器蓋体開閉機構）４０が設けられ、該ポッドオープナ４０は前記ポッド３５を載置し、又該ポッド３５の蓋を開閉可能な構成を有している。

前記ロードポート３４と前記回転式ポッド棚３６、前記ポッドオープナ４０との間には、ポッド搬送装置（容器搬送装置）４１が設置されており、該ポッド搬送装置４１は、前記ポッド３５を保持して昇降可能、水平方向に進退可能となっており、前記ロードポート３４、前記回転式ポッド棚３６、前記ポッドオープナ４０との間で前記ポッド３５を搬送する様に構成されている。

前記筐体２７内の前後方向の略中央部に於ける下部には、サブ筐体４２が後端に亘って設けられている。該サブ筐体４２の正面壁４３にはウェーハ（基板）４９を前記サブ筐体４２内に対して搬入搬出する為のウェーハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）４４が一対、垂直方向に上下２段に並べられて開設されており、上下段のウェーハ搬入搬出口４４，４４に対して前記ポッドオープナ４０がそれぞれ設けられている。

該ポッドオープナ４０は前記ポッド３５を載置する載置台４５と、前記ポッド３５の蓋を開閉する開閉機構４６とを備えている。前記ポッドオープナ４０は前記載置台４５に載置された前記ポッド３５の蓋を前記開閉機構４６によって開閉することにより、前記ポッド３５のウェーハ出入れ口を開閉する様に構成されている。

前記サブ筐体４２は前記ポッド搬送装置４１や前記回転式ポッド棚３６が配設されている空間（ポッド搬送空間）から気密となっている移載室４７を構成している。該移載室４７の前側領域にはウェーハ移載機構（基板移載機構）４８が設置されており、該ウェーハ移載機構４８は、ウェーハを載置する所要枚数（図示では５枚）のウェーハ載置プレート５０を具備し、該ウェーハ載置プレート５０は水平方向に直動可能、水平方向に回転可能、又昇降可能となっている。前記ウェーハ移載機構４８はボート（基板保持具）５１に対してウェーハ４９を装填及び払出しする様に構成されている。

前記移載室４７の後側領域には、前記ボート５１を収容して待機させる待機部５２が構成され、該待機部５２の上方には縦型の処理炉５３が設けられている。該処理炉５３の下端部は、炉口部となっており、該炉口部は炉口シャッタ（炉口開閉機構）５４により開閉される様になっている。

前記筐体２７の右側端部と前記サブ筐体４２の前記待機部５２の右側端部との間には前記ボート５１を昇降させる為のボートエレベータ（基板保持具昇降機構）５５が設置されている。該ボートエレベータ５５の昇降台に連結されたアーム５６には蓋体としてのシールキャップ５７が水平に取付けられており、該シールキャップ５７は前記ボート５１を垂直に支持し、前記処理炉５３の下端部を気密に閉塞可能となっている。

前記ボート５１は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１２５枚程度）のウェーハ４９を、その中心を揃えて水平姿勢で多段に保持する様に構成されている。

前記ボートエレベータ５５側と対向した位置にはクリーンユニット５８が配設され、該クリーンユニット５８は、清浄化した雰囲気若しくは不活性ガスであるクリーンエア５９を供給する様供給ファン及び防塵フィルタで構成されている。前記ウェーハ移載機構４８と前記クリーンユニット５８との間には、ウェーハの円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合せ装置（図示せず）が設置されている。

前記クリーンユニット５８から吹出されたクリーンエア５９は、ノッチ合せ装置（図示せず）及び前記ウェーハ移載機構４８、前記ボート５１に流通された後に、図示しないダクトにより吸込まれて、前記筐体２７の外部に排気がなされるか、若しくは前記クリーンユニット５８の吸込み側である一次側（供給側）に迄循環され、再び該クリーンユニット５８によって、前記移載室４７内に吹出される様に構成されている。

前記基板処理装置２６の作動について説明する。

前記ポッド３５が前記ロードポート３４に供給されると、前記ポッド搬入搬出口３２が前記フロントシャッタ３３によって開放される。前記ロードポート３４上の前記ポッド３５は前記ポッド搬送装置４１によって前記筐体２７の内部へ前記ポッド搬入搬出口３２を通して搬入され、前記回転式ポッド棚３６の指定された前記棚板３８へ載置される。前記ポッド３５は前記回転式ポッド棚３６で一時的に保管された後、前記ポッド搬送装置４１により前記棚板３８からいずれか一方のポッドオープナ４０に搬送されて前記載置台４５に移載されるか、若しくは前記ロードポート３４から直接前記載置台４５に移載される。

この際、前記ウェーハ搬入搬出口４４は前記開閉機構４６によって閉じられており、前記移載室４７には前記クリーンエア５９が流通され、充満している。例えば、前記移載室４７にはクリーンエア５９として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下と、前記筐体２７の内部（大気雰囲気）の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。

前記載置台４５に載置された前記ポッド３５はその開口側端面が前記サブ筐体４２の前記正面壁４３に於ける前記ウェーハ搬入搬出口４４の開口縁辺部に押付けられると共に、蓋が前記開閉機構４６によって取外され、ウェーハ出入れ口が開放される。

前記ポッド３５が前記ポッドオープナ４０によって開放されると、ウェーハ４９は前記ポッド３５から前記ウェーハ移載機構４８によって取出され、ノッチ合せ装置（図示せず）に移送され、該ノッチ合せ装置にてウェーハ４９を整合した後、前記ウェーハ移載機構４８はウェーハ４９を前記移載室４７の後方にある前記待機部５２へ搬入し、前記ボート５１に装填（チャージング）する。

該ボート５１にウェーハ４９を受渡した前記ウェーハ移載機構４８はポッド３５に戻り、次のウェーハ４９を前記ボート５１に装填する。

一方（上段又は下段）のポッドオープナ４０に於ける前記ウェーハ移載機構４８によるウェーハ４９の前記ボート５１への装填作業中に、他方（下段又は上段）のポッドオープナ４０には前記回転式ポッド棚３６から別のポッド３５が前記ポッド搬送装置４１によって搬送されて移載され、前記他方のポッドオープナ４０によるポッド３５の開放作業が同時進行される。

予め指定された枚数のウェーハ４９が前記ボート５１に装填されると、前記炉口シャッタ５４によって閉じられていた前記処理炉５３の炉口部が、前記炉口シャッタ５４によって開放される。続いて、前記ボート５１は前記ボートエレベータ５５によって上昇され、前記処理炉５３内へ搬入（ローディング）される。

ローディング後は、前記シールキャップ５７によって炉口部が気密に閉塞され、前記処理炉５３にてウェーハ４９に所要の処理が実行される。

処理後は、ノッチ合せ装置（図示せず）でのウェーハ４９の整合工程を除き、上記と逆の手順で、ウェーハ４９及びポッド３５は前記筐体２７の外部へ払出される。

次に、前記処理炉５３について図３、図４により説明する。尚、図３、図４中、図５中で示したものと同等のもには同符号を付してある。

該処理炉５３は加熱手段としてのヒータユニット３を有する。該ヒータユニット３は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース６０に支持されることにより垂直に設置されている。又、前記ヒータユニット３は垂直方向に複数の加熱ゾーン４，５，６，７に分割（図示では４分割）され、各加熱ゾーン４，５，６，７に対応してヒータ８，９，１０，１１が設けられ、該ヒータ８，９，１０，１１は独立して制御可能となっている。

前記ヒータユニット３の内側には、該ヒータユニット３と同心円状に反応管１が配設されている。該反応管１は内部反応管６１と、その外側に同心に設けられた外部反応管６２とから構成されている。

前記内部反応管６１は、例えば石英（ＳｉＯ2 ）又は炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端及び下端が開口した円筒形状であり、前記外部反応管６２は、例えば石英又は炭化シリコン等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状となっている。

前記内部反応管６１の内部には処理室２が画成され、該処理室２にはウェーハ４９が前記ボート５１によって保持され、収納可能となっている。該ボート５１は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、所定枚数のウェーハ４９を水平姿勢で且つ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持する様に構成されている。尚、前記ボート５１の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板６３が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、前記ヒータユニット３からの熱が炉口側に伝わり難くなる様構成されている。

前記外部反応管６２の下方には、該外部反応管６２と同心円状にマニホールド６４が配設されている。該マニホールド６４は、例えばステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状となっており、該マニホールド６４の上端に前記外部反応管６２が気密に立設され、前記マニホールド６４の内壁に突設された内フランジ７０に前記内部反応管６１が立設されている。前記反応管１と前記マニホールド６４により反応容器が形成され、前記マニホールド６４の下端開口は炉口部を形成する。

前記シールキャップ５７にはガス導入部としてのノズル６５が前記処理室２に連通する様に設けられ、前記ノズル６５にはガス供給管６６が接続されている。該ガス供給管６６には、ガス流量制御器６７を介して図示しない処理ガス供給源や不活性ガス供給源が接続され、更に前記ガス供給管６６にはガス給排の為の開閉弁、例えば前記ガス流量制御器６７の上流側、下流側には第１開閉弁６８、第２開閉弁６９が設けられている。

前記ガス流量制御器６７には、ガス流量制御部７１が電気的に接続されており、供給するガスの流量が所望の量となる様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。

前記マニホールド６４には、前記処理室２の雰囲気を排気する排気管７２が設けられている。該排気管７２は、前記内部反応管６１と前記外部反応管６２との間に形成される筒状空間７３の下端部に連通している。前記排気管７２には圧力センサ７４及び圧力調整装置７５を介して真空ポンプ等の真空排気装置７６が接続されており、前記処理室２の圧力が所定の圧力（真空度）となる様真空排気し得る様に構成されている。

前記圧力調整装置７５及び前記圧力センサ７４には、圧力制御部７７が電気的に接続されており、該圧力制御部７７は前記圧力センサ７４により検出された圧力に基づいて前記圧力調整装置７５により前記処理室２の圧力が所望の圧力となる様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。

前記炉口部は前記シールキャップ５７によって気密に閉塞可能である。該シールキャップ５７は例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。該シールキャップ５７の下面側には、前記ボート５１を回転させる回転機構７８が設置されている。該回転機構７８の回転軸７９は前記シールキャップ５７を貫通してボート受け台８１に連結されており、前記回転機構７８を駆動することで前記ボート５１を介してウェーハ４９を回転させる様に構成されている。前記シールキャップ５７は前記ボートエレベータ５５によって垂直方向に昇降される様に構成されており、これにより前記ボート５１を前記処理室２に対し装入引出しすることが可能となっている。前記回転機構７８及び前記ボートエレベータ５５には、駆動制御部８２が電気的に接続されており、所望の作動をする様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。

前記筒状空間７３には温度センサ８３が前記内部反応管６１の下部から上部に掛渡って立設され、前記ヒータユニット３と前記温度センサ８３には、電気的に温度制御部８４が接続されている。

前記温度センサ８３は、保護管（図示せず）内部に複数の熱電対１５，１６，１７，１８が挿入され、該熱電対１５，１６，１７，１８の温度検出部の位置は前記ヒータ８，９，１０，１１に対応する様に高さ方向の位置が異なる様に配置されており、前記温度制御部８４は、前記熱電対１５，１６，１７，１８からのそれぞれの検出温度に基づき前記ヒータ８，９，１０，１１への給電状態を独立して調整し、前記処理室２の温度が所望の温度、温度分布となる様にゾーン加熱制御可能となっている。

前記ガス流量制御部７１、前記圧力制御部７７、前記駆動制御部８２、前記温度制御部８４は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部８５に電気的に接続されている。前記ガス流量制御部７１、前記圧力制御部７７、前記駆動制御部８２、前記温度制御部８４、前記主制御部８５は制御装置８６として構成されている。

次に、上記構成に係る処理炉５３を用いて、半導体デバイスの製造工程の１工程として、ＣＶＤ法によりウェーハ４９上に薄膜を生成する方法について説明する。尚、以下の説明に於いて、基板処理装置を構成する各部の作動は前記制御装置８６により制御される。

所定枚数のウェーハ４９が前記ボート５１に装填されると、該ボート５１は、前記ボートエレベータ５５によって上昇されて前記処理室２に装入される。この状態で、前記シールキャップ５７は炉口部を気密に閉塞する。

前記処理室２が所望の圧力（真空度）となる様に前記真空排気装置７６によって真空排気される。この際、前記処理室２の圧力は、前記圧力センサ７４で検出され、検出結果に基づき前記圧力調整装置７５が、前記処理室２の圧力をフィードバック制御する。

又、前記処理室２が所望の温度分布となる様に前記温度センサ８３が検出した温度情報に基づき、前記温度制御部８４によって該処理室２が所望の温度となる様に前記ヒータユニット３によってゾーン加熱制御される。続いて、前記回転機構７８により、前記ボート５１が回転される。該ボート５１と一体にウェーハ４９が回転され、該ウェーハ４９に対する処理が均一化される。

又、前記第１開閉弁６８、前記第２開閉弁６９等、前記ガス供給管６６に設けられた開閉弁の開閉作動が行われ、処理ガス供給源（図示せず）から処理ガスの供給が開始される。前記ガス流量制御器６７にて所望の流量となる様に制御された処理ガスは、前記ガス供給管６６を流通して前記ノズル６５から前記処理室２に導入される。導入された処理ガスは該処理室２を上昇し、前記内部反応管６１の上端開口で折返し、前記筒状空間７３を流下して前記排気管７２から排気される。処理ガスは前記処理室２を通過する際にウェーハ４９の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウェーハ４９の表面上に薄膜が成膜される。

予め設定された処理時間が経過すると、不活性ガス供給源（図示せず）から不活性ガスが供給され、前記処理室２が不活性ガスに置換されると共に、該処理室２の圧力が常圧に復帰される。

前記ボートエレベータ５５により前記シールキャップ５７を介して前記ボート５１が降下される。

処理後の処理済みウェーハ４９の搬出については、上記説明と逆の手順で行われる。

次に、図４のヒータ制御系統図を参照して、上記実施の形態に於けるヒータの加熱温度検知及び補償導線の短絡検知について説明する。

前記熱電対１５，１６，１７，１８とモニタ回路２１とを２系統の主補償導線８７、及び副補償導線８８によって接続し、前記熱電対１５，１６，１７，１８と前記主補償導線８７、前記副補償導線８８とは半導体リレー等の第１切換え手段８９を介して接続し、前記主補償導線８７、前記副補償導線８８と前記モニタ回路２１とは半導体リレー等の第２切換え手段９０を介して接続する。

前記モニタ回路２１は前記第１切換え手段８９、前記第２切換え手段９０の切換えを制御し、前記第１切換え手段８９は前記熱電対１５，１６，１７，１８と前記主補償導線８７と前記副補償導線８８との接続状態を切替えるものであり、又前記第２切換え手段９０は前記主補償導線８７と前記副補償導線８８と前記モニタ回路２１との接続状態を切替えるものである。又、前記第１切換え手段８９と前記第２切換え手段９０とは同期して作動し、前記熱電対１５，１６，１７，１８と前記モニタ回路２１とが前記主補償導線８７によって接続されるか、前記副補償導線８８によって接続されるかを切替える様になっている。

前記ヒータ８，９，１０，１１の加熱温度の検出は、前記主補償導線８７により前記熱電対１５，１６，１７，１８と前記モニタ回路２１とが接続状態となっている状態で行われ、例えば０．５秒周期で前記ヒータ８，９，１０，１１の加熱温度が検出され、モニタされる。又、例えば、前記第１切換え手段８９、前記第２切換え手段９０は５秒毎に接続状態を前記副補償導線８８に切換え、前記ヒータ８，９，１０，１１の加熱温度を前記副補償導線８８を介してそれぞれ個別にモニタする。

尚、前記主補償導線８７で温度検出した場合と、前記副補償導線８８で温度検出した場合とでは、個体差による誤差を生じると考えられるが、斯かる誤差については事前に補正しておく。

前記主補償導線８７、前記副補償導線８８が短絡していない場合は、前記主補償導線８７による検出温度と、前記副補償導線８８による検出温度は同一となる。

前記主補償導線８７、前記副補償導線８８は耐熱温度が９０℃程度であるので、温度の低い部分に配線されている。例えば、前記主補償導線８７が短絡していた場合は、該主補償導線８７が検出する温度は前記副補償導線８８により検出する温度より極端に低く、経験的には１００℃以下となることが分っている。

又、昇温時等温度変化、例えば２００℃／分、がある場合の、モニタ間隔温度差は１７℃程度である。

従って、例えば前記熱電対１５について、前記副補償導線８８に切替えて温度検出した場合と、前記主補償導線８７が温度検出した場合の温度差が、前記副補償導線８８で検出した温度に対して所定温度、例えば３０℃以上低い場合は、前記熱電対１５に接続された前記主補償導線８７が短絡した、或は該主補償導線８７を介して検出する温度が異常と判断する。尚、前記主補償導線８７で０．５秒間隔でモニタしているので、直前の前記主補償導線８７による検出温度と前記副補償導線８８に切替えた時の温度とを比較すれば、モニタ間隔温度差は殆どなくなる。

尚、同様にして前記副補償導線８８が短絡した場合も検出することができる。

検出温度は、前記モニタ回路２１に送出され、制御回路２２で異常と判断した場合は、直ちに正常の補償導線に切替えて基板処理を続行する。上記の場合は、前記副補償導線８８を使用して温度検出が行われる。尚、前記制御回路２２は、表示部（図示せず）に短絡している旨の表示をし、或は前記制御回路２２の内部の記憶部に短絡した旨の記録をする。

而して、前記主補償導線８７、前記副補償導線８８の短絡を確実に検出することが可能となると共に、前記主補償導線８７、前記副補償導線８８のいずれか一方が短絡した場合でも、他方の補償導線を使用することで基板処理を続行することができ、処理不良の発生を防止できる。又、前記補償導線は３本以上設けて交互に切替えて検出する様にしてもよい。

尚、本発明は、縦型炉、バッチ式の基板処理装置に限らず、熱電対を使用する全ての基板処理装置に実施可能であり、更に加熱手段に限らず温度検出に熱電対を用いた場合にも実施可能であることは言う迄もない。

（付記）
尚、本発明は以下の実施の態様を含む。

（付記１）被温度検出体の温度を熱電対の検出電圧に基づき検出し、該熱電対には複数系列の補償導線が接続され、所定周期で補償導線の接続状態を切換えながら、加熱手段の温度検出を行い、検出温度に差異が生じた場合に、前記補償導線の異常と判断することを特徴とする被温度検出体の温度検出方法。

（付記２）加熱手段の温度を熱電対の検出電圧に基づき検出し、該熱電対により検出された温度に基づき前記加熱手段を制御する加熱制御方法に於いて、前記熱電対に複数系列の補償導線を接続し、所定周期で補償導線の接続状態を切換えながら、前記加熱手段の温度検出を行いつつ、検出温度に基づき前記加熱手段を制御することを特徴とする加熱手段の制御方法。

（付記３）基板を収納し、処理する処理室と、収納された基板を加熱する加熱手段と、該加熱手段の温度を熱電対の検出電圧に基づき検出し、該熱電対により検出された温度に基づき前記加熱手段を制御する制御手段を具備した基板処理装置による基板処理方法に於いて、前記熱電対と前記制御手段とは複数系列の補償導線により接続され、前記加熱手段の温度は前記複数系列の補償導線を所要周期で切換えながら検出することを特徴とする基板処理方法。

本発明の実施の形態に係る基板処理装置の斜視図である。 該基板処理装置の側断面図である。 該基板処理装置に用いられる処理炉の一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に於けるヒータ制御系統図である。 従来のヒータ制御系統図である。

符号の説明

１ 反応管
３ ヒータユニット
８ ヒータ
９ ヒータ
１０ ヒータ
１１ ヒータ
１３ 電力調節器
１５ 熱電対
１６ 熱電対
１７ 熱電対
１８ 熱電対
２１ モニタ回路
２３ 温度調整器
８７ 主補償導線
８８ 副補償導線
８９ 第１切換え手段
９０ 第２切換え手段

Claims (1)

1. 基板を収納し、処理する処理室と、収納された基板を加熱する加熱手段と、該加熱手段の温度を熱電対の検出電圧に基づき検出し、該熱電対により検出された温度に基づき前記加熱手段を制御する制御手段を具備した基板処理装置に於いて、前記熱電対と前記制御手段とは複数系列の補償導線により接続され、前記加熱手段の温度は前記複数系列の補償導線を切換えながら検出する様構成したことを特徴とする基板処理装置。

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