JP2009218609A - Heat treatment apparatus, heater unit, and semiconductor manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体製造技術、特に、基板を処理室に収容してヒータによって加熱した状態で処理を施す熱処理技術に関し、例えば、半導体集積回路装置(以下、ICという。)が作り込まれる半導体ウエハ(以下、ウエハという。)に酸化処理や拡散処理、イオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフローやアニールおよび熱CVD反応による成膜処理等の熱処理(thermal treatment )に使用される熱処理装置に利用して有効なものに関する。 The present invention relates to a semiconductor manufacturing technique, and more particularly to a heat treatment technique in which a substrate is accommodated in a processing chamber and processed while being heated by a heater. For example, a semiconductor wafer in which a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as an IC) is fabricated. (Hereinafter referred to as wafer) Heat treatment used for thermal treatment such as oxidation treatment, diffusion treatment, carrier activation after ion implantation and reflow for annealing and planarization, annealing and film formation treatment by thermal CVD reaction It relates to what is effective when used in the device.
ICの製造方法におけるウエハの熱処理には、バッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置(furnace )が、広く使用されている。
バッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置(以下、バッチ式熱処理装置という)は、ウエハが搬入される処理室を形成するインナチューブおよびこのインナチューブを取り囲むアウタチューブから構成され縦形に設置されたプロセスチューブと、プロセスチューブの外部に敷設されてプロセスチューブ内を加熱するヒータユニットとを備えており、複数枚のウエハがボートによって長く整列されて保持された状態でインナチューブ内に下端の炉口から搬入(ボートローディング)され、ヒータユニットによって処理室内が加熱されることにより、ウエハに熱処理が施されるように構成されている。
A batch type vertical hot wall heat treatment apparatus (furnace) is widely used for heat treatment of wafers in the IC manufacturing method.
A batch type vertical hot wall type heat treatment apparatus (hereinafter referred to as a batch type heat treatment apparatus) is composed of an inner tube that forms a processing chamber into which a wafer is carried and an outer tube that surrounds the inner tube. A heater unit that is laid outside the process tube and heats the inside of the process tube, and is loaded into the inner tube from the furnace port at the lower end in a state where a plurality of wafers are long aligned and held by the boat ( The wafer is loaded, and the processing chamber is heated by the heater unit, so that the wafer is heat-treated.
従来のこの種のバッチ式熱処理装置においては、複数の加熱ゾーンをヒータユニットの長さ方向に設定するとともに、各加熱ゾーンの温度を各熱電対によってそれぞれ測定することにより、ボートによって長く整列されて保持されたウエハ群の全長にわたって所望の温度分布に制御することが実施されている(例えば、特許文献1参照)。 In this type of conventional batch type heat treatment apparatus, a plurality of heating zones are set in the length direction of the heater unit, and the temperature of each heating zone is measured by each thermocouple, so that they are arranged long by a boat. Control of a desired temperature distribution over the entire length of the held wafer group is performed (see, for example, Patent Document 1).
また、従来のこの種のバッチ式熱処理装置においては、ヒータユニットのヒータ素線が発熱する実際の温度を測定するための熱電対の測温接点は、ヒータユニットの断熱槽とプロセスチューブとの間の隙間に配置されており、熱電対はアルミナ製の保護管によって被覆されている(例えば、特許文献2参照)。 Further, in this type of conventional batch type heat treatment apparatus, the temperature measuring contact of the thermocouple for measuring the actual temperature at which the heater wire of the heater unit generates heat is provided between the heat insulation tank of the heater unit and the process tube. The thermocouple is covered with a protective tube made of alumina (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、複数の熱電対が複数の加熱ゾーンをそれぞれ測温するように構成されたヒータユニットにおいては、熱電対の測温が他の加熱ゾーンの輻射熱の影響を受けるという温度干渉の問題点がある。 However, in a heater unit configured such that a plurality of thermocouples measure the temperature of each of the plurality of heating zones, there is a problem of temperature interference that the temperature measurement of the thermocouple is affected by the radiant heat of the other heating zones. .
また、熱電対の測温接点が断熱槽とプロセスチューブとの間の隙間に配置されていると、熱電対が発熱部から輻射熱により加熱される一方断熱部への放熱により、測温の応答性が低下するという問題点がある。 In addition, if the thermocouple temperature measuring contact is placed in the gap between the heat insulation tank and the process tube, the thermocouple is heated by the radiant heat from the heat generating part, while the heat radiating to the heat insulating part makes the temperature measuring responsive. There is a problem that it decreases.
本発明の目的は、熱電対の測温の温度干渉の問題点を解決し、さらに、測温の応答性の問題点を解決することができる半導体製造技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing technique capable of solving the problem of temperature interference in temperature measurement of a thermocouple and further solving the problem of temperature response.
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
(1)基板を処理する処理室を形成した処理容器と、
該処理容器の外部に設置され、前記処理室を加熱するヒータ素線および該ヒータ素線の外側に設けられた断熱槽を有し、前記断熱槽に開設された貫通孔を有するヒータユニットと、
前記貫通孔の内部に設けられ、前記ヒータ素線と平行になる平行部を有するエルボ形状に屈曲された保護管と、
前記保護管に挿入され、前記平行部に測温接点が位置する熱電対と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。
(2)基板を処理する処理室を形成した処理容器の外部に設置されるヒータユニットであって、
前記処理室を加熱するヒータ素線と、
該ヒータ素線の外側に設けられた断熱槽と、
前記断熱槽に開設された貫通孔と、
前記ヒータ素線と平行になる平行部に測温接点が位置する熱電対を内部に挿入されたエルボ形状に屈曲された保護管を保持した状態で前記貫通孔に着脱可能に構成される断熱ブロックと、
を備えることを特徴とするヒータユニット。
(3)ヒータ素線および該ヒータ素線の外側に設けられた断熱槽を有し、前記断熱槽に開設された貫通孔を有するヒータユニットの内部に設けられた処理室に基板が搬入される工程と、
前記ヒータ素線と平行になる平行部を有するエルボ形状に屈曲された保護管が、前記貫通孔の内部で、断熱ブロックに保持されており、前記保護管に挿入され、前記平行部に測温接点が位置する熱電対によって、前記ヒータ素線の温度が測定され、その測温データに基づいて設定温度に安定させる制御が実行される工程と、
前記処理室に処理ガスが流されて前記基板が処理される工程と、
前記処理室から前記基板を搬出する工程と、
を備えている半導体製造方法。
Typical means for solving the above-described problems are as follows.
(1) a processing container in which a processing chamber for processing a substrate is formed;
A heater unit installed outside the processing vessel and having a heater wire for heating the processing chamber and a heat insulating tank provided outside the heater wire, and having a through hole established in the heat insulating tank;
A protective tube bent in an elbow shape having a parallel portion provided in the through hole and parallel to the heater wire;
A thermocouple inserted into the protective tube and having a temperature measuring contact located in the parallel portion;
A heat treatment apparatus comprising:
(2) A heater unit installed outside a processing container in which a processing chamber for processing a substrate is formed,
A heater wire for heating the processing chamber;
A heat insulating tank provided outside the heater wire;
A through hole established in the heat insulation tank;
A heat insulating block configured to be attachable to and detachable from the through-hole while holding a protective tube bent into an elbow shape in which a thermocouple having a temperature measuring contact located in a parallel portion parallel to the heater element wire is held. When,
A heater unit comprising:
(3) A substrate is carried into a processing chamber provided in a heater unit having a heater wire and a heat insulating tank provided outside the heater wire, and having a through hole provided in the heat insulating tank. Process,
A protective tube bent in an elbow shape having a parallel portion parallel to the heater element wire is held in the heat insulating block inside the through hole, inserted into the protective tube, and temperature-measured in the parallel portion. A step in which the temperature of the heater wire is measured by a thermocouple in which the contact is located, and control is performed to stabilize the temperature at a set temperature based on the temperature measurement data;
A process gas is flowed into the processing chamber to process the substrate;
Unloading the substrate from the processing chamber;
A semiconductor manufacturing method comprising:
前記手段によれば、熱電対の測温に対する他の加熱ゾーンの温度干渉を防止し、さらに、測温の応答性の低下を防止することができる。 According to the said means, the temperature interference of the other heating zone with respect to the temperature measurement of a thermocouple can be prevented, and also the fall of the responsiveness of temperature measurement can be prevented.
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図4は本発明の第一実施形態を示している。
本実施の形態において、図1に示されているように、本発明に係る半導体製造装置は、ICの製造方法における熱処理工程を実施するバッチ式熱処理装置(バッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置)10として構成されている。
1 to 4 show a first embodiment of the present invention.
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention is a batch type heat treatment apparatus (batch type vertical hot wall heat treatment apparatus) 10 for performing a heat treatment process in an IC manufacturing method. It is configured as.
図1に示されているバッチ式熱処理装置10は、処理室を形成する処理容器としてのプロセスチューブ11を備えており、プロセスチューブ11は中心線が垂直になるように縦に配されて固定的に支持されている。プロセスチューブ11はインナチューブ12とアウタチューブ13とから構成されており、インナチューブ12は石英ガラスまたは炭化シリコン(SiC)が使用されて円筒形状に一体成形され、アウタチューブ13は石英ガラスが使用されて円筒形状に一体成形されている。インナチューブ12は上下両端が開口した円筒形状に形成されており、インナチューブ12の筒中空部はボートによって長く整列した状態に保持された複数枚のウエハ(基板)1が搬入される処理室14を形成している。インナチューブ12の下端開口はウエハ1を出し入れするための炉口15を構成している。したがって、インナチューブ12の内径は取り扱うウエハ1の最大外径(例えば、三百mm)よりも大きくなるように設定されている。
A batch type
アウタチューブ13は内径がインナチューブ12の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されており、インナチューブ12にその外側を取り囲むように同心円に被せられている。インナチューブ12とアウタチューブ13との間の下端部は多段の円筒形状に構築されたマニホールド16によって気密封止されており、マニホールド16はインナチューブ12およびアウタチューブ13の交換等のために、インナチューブ12およびアウタチューブ13にそれぞれ着脱自在に取り付けられている。マニホールド16がバッチ式熱処理装置の筐体2に支持されることにより、プロセスチューブ11は垂直に据え付けられた状態になっている。
The
マニホールド16の側壁の上部には排気管17が接続されており、排気管17は排気装置(図示せず)に接続されてプロセスチューブ11の内部を排気し得るようになっている。排気管17はインナチューブ12とアウタチューブ13との間に形成された隙間に連通した状態になっており、インナチューブ12とアウタチューブ13との隙間によって排気路18が、横断面形状が一定幅の円形リング形状に構成されている。排気管17がマニホールド16に接続されているため、排気管17は円筒形状の中空体を形成されて垂直に延在した排気路18の最下端部に配置された状態になっている。
An exhaust pipe 17 is connected to an upper portion of the side wall of the manifold 16, and the exhaust pipe 17 is connected to an exhaust device (not shown) so that the inside of the process tube 11 can be exhausted. The exhaust pipe 17 is in a state of communicating with a gap formed between the
また、マニホールド16の側壁の下部にはガス導入管19がインナチューブ12の炉口15に連通するように接続されており、ガス導入管19には原料ガス供給装置やキャリアガス供給装置およびパージガス供給装置(いずれも図示せず)が接続されている。ガス導入管19によって炉口15に導入されたガスはインナチューブ12の処理室14を流通して排気路18を通って排気管17によって外部へ排気される。
A
マニホールド16には下端開口を閉塞するシールキャップ20が垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ20はマニホールド16の内径よりも若干大きめの円盤形状に構築されており、プロセスチューブ11の外部に垂直に設備されたボートエレベータ(図示せず)によって垂直方向に昇降されるように構成されている。シールキャップ20の中心線上にはボート21が垂直に立脚されて支持されるようになっている。
A
ボート21は上下で一対の端板22、23と、両端板22と23との間に架設されて垂直に配設された三本の保持部材24とを備えており、三本の保持部材24には多数条の保持溝25が長手方向に等間隔に配されて互いに対向して開口するように刻設されている。ボート21は三本の保持部材24の保持溝25間にウエハ1の周辺部をそれぞれ挿入されることにより、複数枚のウエハ1を水平にかつ互いに中心を揃えた状態に整列させて保持するようになっている。
ボート21とシールキャップ20との間には内部に断熱材(図示せず)が封入された断熱キャップ部26が配置されており、断熱キャップ部26はボート21をシールキャップ20の上面から持ち上げた状態に支持することにより、ボート21の下端を炉口15の位置から適当な距離だけ離間させるように構成されている。
The boat 21 includes a pair of
Between the boat 21 and the
図1に示されているように、プロセスチューブ11の外側には断熱槽31と、複数段のヒータ素線32と、温度コントローラ33とを備えたヒータユニット30が設置されている。すなわち、プロセスチューブ11の外側は断熱槽31によって全体的に被覆されており、断熱槽31の内側にはプロセスチューブ11の内部を加熱するヒータ素線32が複数、アウタチューブ13の周囲を包囲するように同心円に設備されている。
断熱槽31はステンレス鋼等の薄板から円筒形状に形成されたカバーの内部に、繊維状または球状のアルミナやシリカ等の断熱材が使用されてバキュームファーム法の成形型によってプロセスチューブ11の外径よりも大径で長さが同程度の円筒形状に形成されており、バッチ式熱処理装置の筐体2に支持されることによって垂直に据え付けられている。ヒータ素線32は鉄−クロム−アルミニウム合金やモリブデンシリサイド(MoSi2 )等の電気抵抗発熱体が使用されて、発熱面積が大きくなるように波形形状に形成されて短尺の円筒形状に丸められおり、断熱槽31の内周面に垂直方向に互いに平行に配列されて取付具(図示せず)によってそれぞれ吊持されている。
垂直方向に並んだ複数段のヒータ素線32群は上側から順に、第一加熱ゾーン32a、第二加熱ゾーン32b、第三加熱ゾーン32cおよび第四加熱ゾーン32dを構成しており、これら加熱ゾーン32a〜32dは温度コントローラ33によって互いに連携および独立してシーケンス制御されるように構成されている。
As shown in FIG. 1, a
The
A plurality of
図1に示されているように、断熱槽31における第一加熱ゾーン32a、第二加熱ゾーン32b、第三加熱ゾーン32cおよび第四加熱ゾーン32dの中央部に対応する部位には、各貫通孔34がそれぞれ径方向に水平に開設されており、各貫通孔34は各加熱ゾーン32a〜32dにおけるヒータ素線32の幅内でかつ外周側である真裏に対向するように配置されている。
各貫通孔34には第一加熱ゾーン32a、第二加熱ゾーン32b、第三加熱ゾーン32cおよび第四加熱ゾーン32dにおけるヒータ素線32の温度をそれぞれ測定する第一熱電対35a、第二熱電対35b、第三熱電対35cおよび第四熱電対35dがそれぞれ挿入されている。以下、区別する必要がない場合には、熱電対35とする。
図2に示されているように、熱電対35は保護管36に挿入されて固定ブロック37によって水平に固定されている。保護管36はアルミナが使用されて貫通孔34よりも若干小径の円筒形状に形成されており、断熱槽31の外部から貫通孔34に挿入されて断熱槽31の外面で据え付けられている。熱電対35は温度コントローラ33に電気的に接続されて、温度計測結果を温度コントローラ33に送信するようになっている。
温度コントローラ33は第一熱電対35a、第二熱電対35b、第三熱電対35cおよび第四熱電対35dからの計測温度に基づいて、第一加熱ゾーン32a、第二加熱ゾーン32b、第三加熱ゾーン32cおよび第四加熱ゾーン32dの各ヒータ素線32をそれぞれフィードバック制御するようになっている。すなわち、温度コントローラ33は各加熱ゾーン32a〜32dの目標温度と各熱電対35a〜35dの計測温度との誤差をそれぞれ求めて、誤差がある場合には誤差を解消させるフィードバック制御をそれぞれ実行するようになっている。
As shown in FIG. 1, each through-hole is formed in a portion corresponding to the central portion of the
Each through
As shown in FIG. 2, the
Based on the measured temperatures from the first thermocouple 35a, the
図2に示されているように、熱電対35の測温接点である熱接点38にはヒータ素線32の幅内の大きさの被測温部材40が固定されている。被測温部材40はシリコンでもよいし、放射率に温度依存性を持つシリコン(Si)よりも温度依存性の少ない炭化シリコン(SiC)やアルミナを使用して形成してもよい。また、ヒータ素線32と同じ温度依存性を持つもので形成してもよい。被測温部材40は表面積が大で体積(熱容量)が小の直方体形状に形成されており、輻射熱線を面に対して直角に受けるように配置されている。熱電対35の熱電対素線としては白金線と白金・ロジウム線とが使用されている。
なお、被測温部材が、シリコン(Si)を含む材料で形成される場合には、その表面に酸化被膜を生成することで、白金線との反応による低融点化合物を形成し、起電力や機械的強度の低下を抑制することができる。
熱接点38は被測温部材40の一主面に当接されて、アルミナ(セラミック)接着材等の耐熱性を有する接着材からなる接着材層39によって固定されている。熱電対35の熱接点38に固定された被測温部材40は貫通孔34の内部におけるヒータ素線32の真裏に近接する位置に配置されており、被測温部材40は保護管36に被覆されずにヒータ素線32の裏面に直接的に臨んでいる。断熱槽31の貫通孔34に対向する位置にはヒータ素線32の貫通孔34に対向した部分を被覆するカバー41が設置されている。
なお、熱電対の熱接点と被測温部材との固定手段としては、接着法を使用するに限らず、溶接法や圧接法等を使用してもよい。
As shown in FIG. 2, a
When the member to be measured is formed of a material containing silicon (Si), an oxide film is formed on the surface thereof to form a low melting point compound by reaction with the platinum wire, and the electromotive force or A decrease in mechanical strength can be suppressed.
The
In addition, as a fixing means of the hot junction of the thermocouple and the temperature-measuring member, not only an adhesion method but also a welding method or a pressure welding method may be used.
図1に示されているように、マニホールド16の筒壁の一箇所には細長い保護管42がボート21に干渉しないように水平に挿入されて固定されL字形状に立ち上がり上下方向に長く敷設されており、細長い保護管42はインナチューブ12の内周面とボート21の外周面との間に位置する状態になっている。
細長い保護管42には四本の熱電対43a、43b、43c、43dが纏めて封入されており、四本の熱電対43a〜43dの測温接点である熱接点44a〜44dの高さは四箇所の加熱ゾーン32a〜32dの高さにそれぞれ対応するように設定されている。四本の熱電対43a、43b、43cおよび43dは温度コントローラ33にそれぞれ接続されており、各熱電対43a〜43dは温度計測結果を温度コントローラ33にそれぞれ送信するようになっている。
温度コントローラ33は各熱電対43a〜43dからの計測温度に基づいて各加熱ゾーン32a〜32dをフィードバック制御するようになっている。すなわち、温度コントローラ33は各加熱ゾーン32a〜32dの目標温度と各熱電対43a〜43dの計測温度との誤差を求めて、誤差がある場合には誤差を解消させるフィードバック制御を実行するようになっている。
As shown in FIG. 1, an elongated
Four
The
次に、前記構成に係るバッチ式熱処理装置を使用した場合の本発明の一実施の形態であるICの製造方法の熱処理工程を説明する。 Next, the heat treatment process of the IC manufacturing method according to an embodiment of the present invention when the batch heat treatment apparatus according to the above configuration is used will be described.
図1に示されているように、複数枚のウエハ1を整列保持したボート21はシールキャップ20の上にウエハ1群が並んだ方向が垂直になる状態で載置され、ボートエレベータによって差し上げられてインナチューブ12の炉口15から処理室14に搬入(ボートローディング)されて行き、シールキャップ20に支持されたままの状態で処理室14に存置される。
As shown in FIG. 1, a boat 21 in which a plurality of wafers 1 are aligned and held is placed on a
プロセスチューブ11の内部が排気管17によって排気されるとともに、プロセスチューブ11の内部がヒータ素線32の各加熱ゾーン32a〜32dによって温度コントローラ33のシーケンス制御の目標温度(例えば、600℃〜1200℃)に加熱される。
この際、ヒータ素線32の各加熱ゾーン32a〜32dにおける加熱(出力)による実際の上昇温度と、各加熱ゾーン32a〜32dのシーケンス制御の目標温度(入力)との誤差は、各熱電対(以下、外部熱電対という。)35a〜35dの測温結果に基づくフィードバック制御によってそれぞれ補正される。また、ヒータ素線32の各加熱ゾーン32a〜32dの加熱によるプロセスチューブ11の内部の実際の上昇温度と、各加熱ゾーン32a〜32dのシーケンス制御の目標温度との誤差は、各熱電対(以下、内部熱電対という。)43a〜43dの測温結果に基づくフィードバック制御によってそれぞれ補正される。
The inside of the process tube 11 is evacuated by the exhaust pipe 17, and the inside of the process tube 11 is subjected to the sequence control target temperature (for example, 600 ° C. to 1200 ° C.) of the
At this time, the error between the actual temperature rise due to heating (output) in each
以上の温度制御によって処理室14の全体が予め設定された処理温度に安定すると、処理ガスが処理室14へガス導入管19から導入される。処理室14に導入された処理ガスは処理室14を上昇した後にインナチューブ12の上端開口から排気路18へ流れ込み、排気路18を通じて排気管17から排気される。処理ガスは処理室14を流れる際に、ウエハ1群に接触することによりウエハ1の表面に熱処理を施す。
When the
熱処理がウエハ1群に実施されて予め設定された熱処理時間が経過すると、加熱ゾーン32a〜32dの加熱作用が温度コントローラ33のシーケンス制御によって停止されて、プロセスチューブ11の内部の温度が予め設定されたスタンバイ温度(例えば、処理温度よりも150℃〜200℃低い温度)に降下されて行く。
この際においても、ヒータ素線32の各加熱ゾーン32a〜32dによるプロセスチューブ11の内部の実際の下降温度と、各加熱ゾーン32a〜32dのシーケンス制御の目標温度との誤差は、各外部熱電対35a〜35dおよび各内部熱電対43a〜43dの測温結果に基づくフィードバック制御によってそれぞれ補正される。
When the heat treatment is performed on the wafer group 1 and a preset heat treatment time elapses, the heating action of the
Also in this case, the error between the actual lowering temperature inside the process tube 11 due to the
そして、予め設定されたスタンバイ温度になるか、または、予め設定された降温時間が経過すると、シールキャップ20が下降されて炉口15が開口されるとともに、ボート21に保持された状態でウエハ1群が炉口15からプロセスチューブ11の外部に搬出(ボートアンローディング)される。
When a preset standby temperature is reached or when a preset temperature drop time has elapsed, the
以上の作用が繰り返されることにより、バッチ式熱処理装置による熱処理がウエハ1にバッチ処理されて行く。 By repeating the above operation, the heat treatment by the batch heat treatment apparatus is batch-processed on the wafer 1.
ところで、図3に示されている外部熱電対35’のように、熱接点38’の部分が貫通孔34から突出している場合においては、他の加熱ゾーンの輻射熱線45やプロセスチューブ11での反射熱線46およびプロセスチューブ11からの輻射熱線47等が外部熱電対35’の測温接点である熱接点38’に照射するために、外部熱電対35’の測温が他の加熱ゾーンやプロセスチューブ11の輻射熱の影響を受けるという問題点がある。すなわち、外部熱電対は他の加熱ゾーンの加熱の影響を受けることにより、自分の加熱ゾーンの温度を誤って測定してしまう。
By the way, in the case where the portion of the
しかし、本実施の形態においては、図2に示されているように、外部熱電対35の測温接点である熱接点38の部分は貫通孔34の内部に配置されていることにより、他の加熱ゾーンの輻射熱線45やプロセスチューブ11での反射熱線46およびプロセスチューブ11からの輻射熱線47等が熱接点38に照射するのを防止することができるので、外部熱電対35の測温が他の加熱ゾーンの輻射熱の影響を受けるのを防止することができる。すなわち、外部熱電対は他の加熱ゾーンの影響を受けないために、自分の加熱ゾーンの温度だけを正確に測定することができる。
However, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the portion of the
しかも、本実施の形態においては、図2に示されているように、断熱槽31の貫通孔34に対向する位置にはヒータ素線32の貫通孔34に対向した部分を被覆するカバー41が設置されていることにより、カバー41が他のゾーンの輻射熱線45やプロセスチューブ11での反射熱線46およびプロセスチューブ11からの輻射熱線47等を遮蔽して熱接点38に照射するのを防止するので、外部熱電対35の測温が他の加熱ゾーンの輻射熱の影響を受けるのを確実に防止することができる。
なお、カバー41は充分な熱容量を有し、カバー41自体が他の加熱ゾーンからの熱輻射によって温度が容易に変化しないか、たとえ変化があっても断熱槽31の温度と同等となるように熱伝導が妨げられない構造に構成することが望ましい。また、カバー41の表面に熱線を反射する反射膜を形成することも好ましい。
Moreover, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, a
Note that the
ちなみに、外部熱電対35の測温接点である熱接点38の部分は貫通孔34の内部に配置されていることにより、他の加熱ゾーンの干渉を防止することができるので、カバー41は省略することもできる。
Incidentally, since the portion of the
ところで、図3に示されているように、外部熱電対35’の熱接点38’がアルミナが使用されて形成された保護管36’の頭部によって被覆されている場合ににおいては、熱接点38’は保護管36’の頭部が加熱され始めた温度変化を測定することになるために、外部熱電対35’の測温の応答性が低下するという問題点がある。 By the way, as shown in FIG. 3, in the case where the thermal contact 38 'of the external thermocouple 35' is covered with the head of the protective tube 36 'formed using alumina, the thermal contact 38 'measures the temperature change at which the head of the protective tube 36' starts to be heated, so that there is a problem that the temperature measurement responsiveness of the external thermocouple 35 'is lowered.
しかし、本実施の形態においては、図2に示されているように、保護管36の頭部が切除されて、外部熱電対35の測温接点である被測温部材40が露出されていることにより、被測温部材40にはヒータ素線32の熱輻射が直接照射するので、外部熱電対35はヒータ素線32の温度を応答性よく測定することができる。
ここで、被測温部材40の熱特性はヒータ素線32のそれと同等または近似していることにより、被測温部材40の温度はヒータ素線32の温度変化に良好な応答性をもって追従する。他方、被測温部材40には外部熱電対35の熱接点38が固定されているため、外部熱電対35は被測温部材40の温度変化に良好な応答性をもって追従する。したがって、外部熱電対35は被測温部材40の温度変化を良好な応答性をもって追従することにより、ヒータ素線32の温度変化を良好な応答性をもって追従して計測することになる。つまり、外部熱電対35の測温結果に基づいて各加熱ゾーン32a〜32dをフィードバック制御する温度コントローラ33は、各加熱ゾーン32a〜32dを良好な応答性をもってフィードバック制御することになる。
なお、被測温部材40の熱特性はシリコンや炭化シリコンのそれと同等または近似させてもよい。
However, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the head of the
Here, since the thermal characteristics of the member to be measured 40 are equal to or approximate to those of the
Note that the thermal characteristics of the member to be measured 40 may be equal to or approximate to those of silicon or silicon carbide.
しかも、外部熱電対35は被測温部材40の近傍に配置した固定ブロック37によって固定されていることにより、被測温部材40の位置ずれを防止することができるので、位置ずれによる測定誤差の発生を防止することができる。
In addition, since the
なお、図4に示されているように、石英(SiO2 )によって頭部を有する円筒形状に形成された保護管36Aにより、外部熱電対35の測温接点である被測温部材40を被覆した実施の形態においても、外部熱電対35はヒータ素線32の温度を応答性よく測定することができる。すなわち、被測温部材40を被覆した石英はヒータ素線32の発光(熱線)の波長を透過するので、被測温部材40にはヒータ素線32の熱輻射が直接照射することになり、外部熱電対35はヒータ素線32の温度を応答性よく測定することができる。ちなみに、保護管36、36Aからの熱の逃げによる外部熱電対35の測温精度の低下を防止するために、保護管36、36Aの直径や肉厚等は極力小さく設定したり、不透明石英などの熱伝導を抑制する部材を使用したり、することが望ましい。
As shown in FIG. 4, a temperature-measuring
図5は本発明の第二の実施の形態である枚葉式熱処理装置を示す正面断面図、図6はその平面図、図7は図5のVII部の詳細を示す拡大断面図である。 FIG. 5 is a front sectional view showing a single wafer heat treatment apparatus according to the second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a plan view thereof, and FIG. 7 is an enlarged sectional view showing details of a VII portion in FIG.
本実施の形態においては、本発明に係る半導体製造装置は、ICの製造方法における熱処理工程を実施する枚葉式熱処理装置として構成されている。 In the present embodiment, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention is configured as a single wafer heat treatment apparatus for performing a heat treatment step in an IC manufacturing method.
図5および図6に示されているように、枚葉式熱処理装置50はウエハ1を収容可能な平面視が長方形の処理室52を構成したプロセスチューブ51を備えており、プロセスチューブ51は石英ガラスまたは炭化シリコンが使用されて高さの低い直方体形状に形成されて、筐体(図示せず)に水平に支持されている。プロセスチューブ51の四枚の側壁のうち互いに正対する一対の側壁は開口されており、両開口には炉口フランジ53と炉端フランジ54とがそれぞれ固定されている。炉口フランジ53にはウエハ1を処理室52に搬入搬出するための炉口55が開設されており、炉口55はゲートバルブ56によって開閉されるようになっている。炉口フランジ53には処理ガスを導入するためのガス導入管57が炉口55に連通するように接続されており、炉端フランジ54には処理室52を排気するための排気管58が接続されている。炉端フランジ54はキャップ54aによって閉塞されている。そして、ガス導入管57から供給された処理ガスは処理室52を流れて、排気管58によって排気されるようになっている。処理室52の底面にはウエハ置き台59が載置されており、ウエハ置き台59はウエハ1を一枚ずつ水平に保持するように構成されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the single-wafer type
図5および図6に示されているように、プロセスチューブ51の外側には断熱槽61と、複数のヒータ素線62と、温度コントローラ63とを備えたヒータユニット60が設置されている。すなわち、プロセスチューブ51は断熱槽61によって全体的に被覆されており、断熱槽61の内側にはプロセスチューブ51の内部を加熱するヒータ素線62が複数、プロセスチューブ51の周囲を包囲するように設備されている。
断熱槽61はステンレス鋼等の薄板から円筒形状に形成されたカバーの内部に、繊維状または球状のアルミナやシリカ等の断熱材が使用されてバキュームファーム法の成形型によってプロセスチューブ51の外径よりも大径で長さが同程度の角筒形状に形成されている。ヒータ素線62は鉄−クロム−アルミニウム合金やモリブデンシリサイド(MoSi2 )等の電気抵抗発熱体が使用されて、発熱面積が大きくなるように波形形状に形成されて短尺の角筒形状に成形されており、断熱槽61の内周面に敷設されている。
複数のヒータ素線62群は内側から順に、中央加熱ゾーン62a、中間加熱ゾーン62bおよび周辺加熱ゾーン62cを構成しており、これら加熱ゾーン62a〜62cは温度コントローラ63によって互いに連携および独立してシーケンス制御されるように構成されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, a
The
The plurality of heater strands 62 constitute a central heating zone 62a, an
図5に示されているように、断熱槽61における中央加熱ゾーン62a、中間加熱ゾーン62bおよび周辺加熱ゾーン62cの中央部に対応する部位には、各貫通孔64がそれぞれ垂直に開設されており、各貫通孔64は各加熱ゾーン62a〜62cにおけるヒータ素線62の幅内でかつ外周側である真裏に対向するように配置されている。各貫通孔64には中央加熱ゾーン62a、中間加熱ゾーン62bおよび周辺加熱ゾーン62cにおけるヒータ素線62の温度をそれぞれ測定する中央熱電対65a、中間熱電対65bおよび周辺熱電対65cがそれぞれ挿入されている。
以下、区別する必要がない場合には、熱電対65とする。
As shown in FIG. 5, each through
Hereinafter, when it is not necessary to distinguish, it is set as the
図7に示されているように、熱電対65は保護管66に挿入されて固定ブロック67によって平行に固定されている。保護管66はアルミナが使用されて貫通孔64よりも若干小径の円筒形状に形成されており、断熱槽61の外部から貫通孔64に挿入されて断熱槽61の外面に据え付けられている。熱電対65は温度コントローラ63に電気的に接続されて、温度計測の結果を温度コントローラ63に送信するようになっている。
温度コントローラ63は中央熱電対65a、中間熱電対65bおよび周辺熱電対65cからの計測温度に基づいて中央加熱ゾーン62a、中間加熱ゾーン62bおよび周辺加熱ゾーン62cの各ヒータ素線62をフィードバック制御するようになっている。すなわち、温度コントローラ63は各加熱ゾーン62a〜62cの目標温度と各熱電対65a〜65cの計測温度との誤差をそれぞれ求めて、誤差がある場合には誤差を解消させるフィードバック制御をそれぞれ実行するようになっている。
As shown in FIG. 7, the
The
図7に示されているように、熱電対65の測温接点である熱接点68にはヒータ素線62の幅内の大きさの被測温部材70が固定されている。被測温部材70はシリコンで形成してもよいし、放射率に温度依存性を持つシリコン(Si)よりも温度依存性の少ない炭化シリコン(SiC)やアルミナを使用して形成してもよい。また、ヒータ素線62と同じ温度依存性を持つもので形成してもよい。被測温部材40は表面積が大で体積(熱容量)が小の直方体形状に形成されており、輻射熱線を面に対して直角に受けるように配置されている。
熱電対65の熱電対素線としては白金線と白金・ロジウム線とが使用されている。熱接点68は被測温部材70の一主面に当接されて、アルミナ(セラミック)接着材等の耐熱性を有する接着材からなる接着材層69によって固定されている。熱電対65の熱接点68に固定された被測温部材70は貫通孔64の内部におけるヒータ素線62の真裏に対向する位置には配置されており、被測温部材70は保護管66に被覆されずにヒータ素線62の裏面に直接的に臨んでいる。断熱槽61の貫通孔64に対向する位置にはヒータ素線62の貫通孔64に対向した部分を被覆するカバー71が設置されている。
As shown in FIG. 7, a
As the thermocouple wire of the
図6に示されているように、炉端フランジ54のキャップ54aには三本の保護管72a、72b、72cが水平面で隣合うように並べられてそれぞれ水平方向に挿入されて固定されており、三本の保護管72a、72b、72cの挿入側先端部はウエハ置き台59に保持されたウエハ1の真下において、ウエハ1の周辺部の三箇所にそれぞれ位置するようになっている。
両端の保護管72a、72bには二本の熱電対73a、73bが一本宛それぞれ封入されており、中央の保護管72cには三本の熱電対73c、73d、73eが纏めて封入されている。五本の熱電対73a、73b、73c、73d、73eは温度コントローラ63にそれぞれ接続されており、各熱電対73a、73b、73c、73d、73eは温度計測結果を温度コントローラ63にそれぞれ送信するようになっている。
温度コントローラ63は各熱電対73a、73b、73c、73d、73eからの計測温度に基づいてヒータユニット60をフィードバック制御するようになっている。すなわち、温度コントローラ63はヒータ素線62の目標温度と各熱電対73a、73b、73c、73d、73eの計測温度との誤差を求めて、誤差がある場合には誤差を解消させるフィードバック制御を実行するようになっている。
As shown in FIG. 6, three
Two
The
次に、前記構成に係る枚葉式熱処理装置を使用した場合の本発明の一実施の形態であるICの製造方法の熱処理工程を説明する。 Next, the heat treatment process of the IC manufacturing method according to an embodiment of the present invention when the single wafer heat treatment apparatus according to the above configuration is used will be described.
被処理基板であるウエハ1はウエハ移載装置(図示せず)によってハンドリングされて処理室52へ炉口55から搬入され、図5および図6に示されているように、ウエハ置き台59の上に載置される。
The wafer 1 which is the substrate to be processed is handled by a wafer transfer device (not shown) and is carried into the
炉口55がゲートバルブ56によって閉じられた後に、処理室52が排気管58によって排気されるとともに、温度コントローラ63のシーケンス制御の目標温度(例えば、600℃〜1200℃)にヒータユニット60によって加熱される。
この際、温度コントローラ63の目標温度とヒータ素線62の実際の上昇温度との誤差は、断熱槽61に配置された熱電対(以下、外部熱電対という。)65a〜65cの測温結果に基づくフィードバック制御によって補正される。また、ヒータユニット60の加熱による処理室52の内部の実際の上昇温度とヒータユニット60のシーケンス制御の目標温度との誤差は、処理室52に挿入された熱電対(以下、内部熱電対という。)73a、73b、73c、73d、73eの測温結果に基づくフィードバック制御によってそれぞれ補正される。
After the
At this time, the error between the target temperature of the
処理室52が予め設定された処理温度に安定すると、処理ガスが処理室52へガス導入管57から導入される。処理室52に導入された処理ガスは処理室52を流下した後に排気管58から排気される。処理ガスは処理室52を流れる際に、ウエハ1群に接触することによりウエハ1の表面に熱処理を施す。
When the
熱処理がウエハ1群に実施されて予め設定された熱処理時間が経過すると、ヒータユニット60の加熱作用が温度コントローラ63のシーケンス制御によって停止されて、処理室52の温度が予め設定されたスタンバイ温度(例えば、処理温度よりも150℃〜200℃低い温度)に降温されて行く。
When the heat treatment is performed on the group of wafers and a preset heat treatment time elapses, the heating action of the
そして、予め設定されたスタンバイ温度になるか、または、予め設定された降温時間が経過すると、炉口55がゲートバルブ56によって開口され、ウエハ1がウエハ置き台59からウエハ移載装置によってピックアップされ処理室52の外部に搬出される。
When the preset standby temperature is reached or when the preset temperature drop time elapses, the
以上の作用が繰り返されることにより、枚葉式熱処理装置50による熱処理がウエハ1に枚葉処理されて行く。本実施の形態における効果は、前記実施の形態と同様である。
By repeating the above operation, the wafer 1 is heat-treated by the single-wafer
本実施の形態においても、図7に示されているように、外部熱電対65の測温接点である熱接点68の部分は貫通孔64の内部に配置されていることにより、他の加熱ゾーンの輻射熱線45やプロセスチューブ51での反射熱線46およびプロセスチューブ51からの輻射熱線47等が熱接点68に照射するのを防止することができるので、外部熱電対65の測温が他の加熱ゾーンの輻射熱の影響を受けるのを防止することができる。すなわち、外部熱電対は他の加熱ゾーンの影響を受けないために、自分の加熱ゾーンの温度だけを正確に測定することができる。
Also in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the portion of the
しかも、本実施の形態においても、図7に示されているように、断熱槽61の貫通孔64に対向する位置にはヒータ素線62の貫通孔64に対向した部分を被覆するカバー71が設置されていることにより、他のゾーンの輻射熱線45やプロセスチューブ51での反射熱線46およびプロセスチューブ51からの輻射熱線47等がヒータ素線62の貫通孔64に対向した部分を被覆するカバー71に遮蔽されることにより、熱接点68に照射するのを防止することができるので、外部熱電対65の測温が他の加熱ゾーンの輻射熱の影響を受けるのを確実に防止することができる。
Moreover, also in the present embodiment, as shown in FIG. 7, a
また、本実施の形態においても、図7に示されているように、保護管66の頭部が切除されて、外部熱電対65の測温接点である被測温部材70が露出されていることにより、被測温部材70にはヒータ素線62の熱輻射が直接照射するので、外部熱電対65はヒータ素線62の温度を応答性よく測定することができる。
ここで、被測温部材70の熱特性はヒータ素線62のそれと同等または近似していることにより、被測温部材70の温度はヒータ素線62の温度変化に良好な応答性をもって追従する。他方、被測温部材70には外部熱電対65の熱接点68が固定されているため、外部熱電対65は被測温部材70の温度変化に良好な応答性をもって追従する。したがって、外部熱電対65は被測温部材70の温度変化を良好な応答性をもって追従することにより、ヒータ素線62の温度変化を良好な応答性をもって追従して計測することになる。つまり、外部熱電対65の測温結果に基づいて各加熱ゾーン62a〜62cをフィードバック制御する温度コントローラ63は、各加熱ゾーン62a〜62cを良好な応答性をもってフィードバック制御することになる。外部熱電対65は被測温部材70の近傍に配置した固定ブロック67によって固定されていることにより、被測温部材70の位置ずれを防止することができるので、位置ずれによる測定誤差の発生を防止することができる。
なお、被測温部材70の熱特性はシリコンや炭化シリコンのそれと同等または近似させてもよい。
Also in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the head of the
Here, since the thermal characteristics of the member to be measured 70 are equal to or approximate to those of the heater wire 62, the temperature of the member to be measured 70 follows the temperature change of the heater wire 62 with good responsiveness. . On the other hand, since the
The thermal characteristics of the temperature-measuring
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
例えば、図8に示されているように、保護管は先端部のみが透明石英部36aによって形成され、その他の部分が不透明石英部36bによって形成された不透明保護管36Bによって構成してもよい。この不透明保護管36Bによれば、貫通孔34からの熱の放出を防止することができる。さらに、不透明保護管36Bの外側にカバー41Bを設置すると、放熱をより一層防止することができる。
なお、37Bは不透明保護管36Bを固定する固定パイプである。
For example, as shown in FIG. 8, the protective tube may be constituted by an opaque
また、図9に示されているように、保護管はエルボ管形状に屈曲されたエルボ形保護管36Cによって構成してもよい。このエルボ形保護管36Cは断熱ブロック37Cによって保持した状態で断熱槽31にモジュールとして設置することができる。
なお、モジュール化することにより、着脱が容易となる。このエルボ形保護管36Cは断熱ブロック37Cによって被覆されているので、外部熱電対35の外部への熱の逃げによる温度低下はあるものの被測温部材40とは充分な距離があるので、測温に影響が及ばない。エルボ形保護管36Cのヒータ素線32と平行になる垂直部分は、ヒータ素線32に加熱されるのに充分な長さを有しているために、ヒータ素線32の温度を正確に測定することができる。また、図8に示されているように、先端部のみを透明石英によって形成し、その他の部分を不透明石英としてもよい。また、熱の放出を防止するように不透明石英部にカバーを設置してもよい。
Further, as shown in FIG. 9, the protective tube may be constituted by an elbow-shaped
In addition, attachment / detachment becomes easy by modularizing. Since this elbow-shaped
熱処理は酸化処理や拡散処理および拡散だけでなくイオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフローおよびアニール処理等に限らず、成膜処理等の熱処理であってもよい。 The heat treatment is not limited to oxidation treatment, diffusion treatment, and diffusion, but is not limited to carrier activation after ion implantation and reflow and annealing treatment for planarization, and may be heat treatment such as film formation treatment.
基板はウエハに限らず、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、光ディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。 The substrate is not limited to a wafer, but may be a photomask, a printed wiring board, a liquid crystal panel, an optical disk, a magnetic disk, or the like.
本発明は、バッチ式熱処理装置および枚葉式熱処理装置に限らず、ヒータユニットを備えた半導体製造装置全般に適用することができる。 The present invention is not limited to batch-type heat treatment apparatuses and single-wafer-type heat treatment apparatuses, and can be applied to all semiconductor manufacturing apparatuses provided with a heater unit.
本発明の好ましい態様を付記する。
(1)基板を処理する処理室を形成した処理容器と、断熱槽およびヒータ素線を有し前記処理容器の外部に設置され前記処理室を加熱するヒータユニットとを備えている半導体製造装置において、
前記断熱槽における前記ヒータ素線の幅内でかつ外周側には前記ヒータ素線の温度を測定する熱電対の測温接点が位置されていることを特徴とする半導体製造装置。
この半導体製造装置によれば、熱電対の測温接点が断熱槽におけるヒータ素線の幅内でかつ外周側に配置されているために、熱電対は他の加熱ゾーンによる輻射熱の影響を回避することができる。
(2)前記測温接点には、少なくとも前記ヒータ素線の幅内の大きさの被測温部材が固定されていることを特徴とする。
この半導体製造装置によれば、熱電対は被測温部材の温度を測定することにより、ヒータ素線の現在の実際の温度を応答性よく計測することができる。
(3)基板が処理室に搬入される工程と、断熱槽における前記ヒータ素線の幅内でかつ外周側に測温接点が位置する熱電対によって、前記ヒータ素線の温度が測定され、その測温データに基づいて設定温度に安定させる制御が実行される工程と、前記処理室に処理ガスが流されて前記基板が処理される工程と、前記処理室から前記基板を搬出する工程と、を備えている半導体製造方法。
この半導体製造方法によれば、熱電対の測温接点が断熱槽におけるヒータ素線の幅内でかつ外周側に配置されているために、熱電対の測温は他のヒータ素線による輻射熱の影響を回避することができ、かつまた、熱電対は被測温部材の温度を測定することにより、基板の現在の実際の温度を応答性よく計測することができる。したがって、熱電対の測温結果に基づいてヒータ素線をフィードバック制御するコントローラは、基板の現在の実際の温度に基づいてヒータを応答性よくフィードバック制御することができるため、熱処理を適正に実行することができる。
Preferred embodiments of the present invention will be additionally described.
(1) In a semiconductor manufacturing apparatus comprising a processing container in which a processing chamber for processing a substrate is formed, and a heater unit that has a heat insulating tank and a heater wire and is installed outside the processing container and heats the processing chamber. ,
A semiconductor manufacturing apparatus, wherein a temperature measuring contact of a thermocouple for measuring the temperature of the heater wire is located within the width of the heater wire in the heat insulating tank and on the outer peripheral side.
According to this semiconductor manufacturing apparatus, since the temperature measuring contact of the thermocouple is arranged within the width of the heater wire in the heat insulating tank and on the outer peripheral side, the thermocouple avoids the influence of radiant heat from other heating zones. be able to.
(2) The temperature measuring contact is fixed with at least a temperature measuring member having a size within the width of the heater wire.
According to this semiconductor manufacturing apparatus, the thermocouple can measure the current actual temperature of the heater wire with good responsiveness by measuring the temperature of the temperature-measuring member.
(3) The temperature of the heater wire is measured by a step of carrying the substrate into the processing chamber, and by a thermocouple in which a temperature measuring contact is located on the outer peripheral side within the width of the heater wire in the heat insulating tank, A step in which control is performed to stabilize the set temperature based on temperature measurement data, a step in which a processing gas is flowed into the processing chamber to process the substrate, a step of unloading the substrate from the processing chamber, A semiconductor manufacturing method comprising:
According to this semiconductor manufacturing method, since the temperature measuring contact of the thermocouple is arranged within the width of the heater element wire in the heat insulation tank and on the outer peripheral side, the temperature measurement of the thermocouple is the radiant heat of the other heater element wire. The influence can be avoided, and the thermocouple can measure the current actual temperature of the substrate with good responsiveness by measuring the temperature of the member to be measured. Therefore, the controller that feedback-controls the heater element wire based on the temperature measurement result of the thermocouple can feedback-control the heater with responsiveness based on the current actual temperature of the substrate, so that the heat treatment is appropriately performed. be able to.
1…ウエハ(基板)、2…筐体、10…バッチ式熱処理装置(半導体製造)、11…プロセスチューブ、12…インナチューブ、13…アウタチューブ、14…処理室、15…炉口、16…マニホールド、17…排気管、18…排気路、19…ガス導入管、20…シールキャップ、21…ボート、22、23…端板、24…保持部材、25…保持溝、26…断熱キャップ部、30…ヒータユニット、31…断熱槽、32…ヒータ素線、32a〜32d…加熱ゾーン、33…温度コントローラ、34…貫通孔、35、35a〜35d…外部熱電対、36…保護管、37…固定ブロック、38a〜38d…熱接点(測温接点)、39…接着材層、40…被測温部材、41…カバー、42…細長い保護管、43a〜43d…内部熱電対、44a〜44d…熱接点、45…他の加熱ゾーンの輻射熱線、46…プロセスチューブでの反射熱線、47…プロセスチューブからの輻射熱線、50…枚葉式熱処理装置(熱処理装置、半導体製造)、51…プロセスチューブ、52…処理室、53…炉口フランジ、54…炉端フランジ、54a…キャップ、55…炉口、56…ゲートバルブ、57…ガス導入管、58…排気管、59…ウエハ置き台、60…ヒータユニット、61…断熱槽、62…ヒータ素線、62a〜62c…加熱ゾーン、63…温度コントローラ、64…貫通孔、65a〜65c…外部熱電対、66…保護管、67…固定ブロック、68…熱接点(測温接点)、69…接着材層、70…被測温部材、71…カバー、72a〜72c…保護管、73a〜73d…内部熱電対。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wafer (substrate), 2 ... Housing | casing, 10 ... Batch type heat processing apparatus (semiconductor manufacture), 11 ... Process tube, 12 ... Inner tube, 13 ... Outer tube, 14 ... Processing chamber, 15 ... Furnace port, 16 ... Manifold, 17 ... exhaust pipe, 18 ... exhaust path, 19 ... gas introduction pipe, 20 ... seal cap, 21 ... boat, 22, 23 ... end plate, 24 ... holding member, 25 ... holding groove, 26 ... heat insulating cap part, DESCRIPTION OF
Claims (3)
該処理容器の外部に設置され、前記処理室を加熱するヒータ素線および該ヒータ素線の外側に設けられた断熱槽を有し、前記断熱槽に開設された貫通孔を有するヒータユニットと、
前記貫通孔の内部に設けられ、前記ヒータ素線と平行になる平行部を有するエルボ形状に屈曲された保護管と、
前記保護管に挿入され、前記平行部に測温接点が位置する熱電対と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。 A processing container having a processing chamber for processing a substrate;
A heater unit installed outside the processing vessel and having a heater wire for heating the processing chamber and a heat insulating tank provided outside the heater wire, and having a through hole established in the heat insulating tank;
A protective tube bent in an elbow shape having a parallel portion provided in the through hole and parallel to the heater wire;
A thermocouple inserted into the protective tube and having a temperature measuring contact located in the parallel portion;
A heat treatment apparatus comprising:
前記処理室を加熱するヒータ素線と、
該ヒータ素線の外側に設けられた断熱槽と、
前記断熱槽に開設された貫通孔と、
前記ヒータ素線と平行になる平行部に測温接点が位置する熱電対を内部に挿入されたエルボ形状に屈曲された保護管を保持した状態で前記貫通孔に着脱可能に構成される断熱ブロックと、
を備えることを特徴とするヒータユニット。 A heater unit installed outside a processing container in which a processing chamber for processing a substrate is formed,
A heater wire for heating the processing chamber;
A heat insulating tank provided outside the heater wire;
A through hole established in the heat insulation tank;
A heat insulating block configured to be attachable to and detachable from the through-hole while holding a protective tube bent into an elbow shape in which a thermocouple having a temperature measuring contact located in a parallel portion parallel to the heater element wire is held. When,
A heater unit comprising:
前記ヒータ素線と平行になる平行部を有するエルボ形状に屈曲された保護管が、前記貫通孔の内部で、断熱ブロックに保持されており、前記保護管に挿入され、前記平行部に測温接点が位置する熱電対によって、前記ヒータ素線の温度が測定され、その測温データに基づいて設定温度に安定させる制御が実行される工程と、
前記処理室に処理ガスが流されて前記基板が処理される工程と、
前記処理室から前記基板を搬出する工程と、
を備えている半導体製造方法。 A step of carrying a substrate into a processing chamber provided inside a heater unit having a heater wire and a heat insulating tank provided outside the heater wire, and having a through hole provided in the heat insulating tank;
A protective tube bent in an elbow shape having a parallel portion parallel to the heater element wire is held in the heat insulating block inside the through hole, inserted into the protective tube, and temperature-measured in the parallel portion. A step in which the temperature of the heater wire is measured by a thermocouple in which the contact is located, and control is performed to stabilize the temperature at a set temperature based on the temperature measurement data;
A process gas is flowed into the processing chamber to process the substrate;
Unloading the substrate from the processing chamber;
A semiconductor manufacturing method comprising:
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