JP2014078666A - Heater abnormality discrimination system and heater abnormality discrimination method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒータ異常判別システム、及び、ヒータ異常判別方法に関する。 The present invention relates to a heater abnormality determination system and a heater abnormality determination method.
半導体装置の製造工程では、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等の熱処理により、被処理体、例えば、半導体ウエハにシリコン酸化膜等の薄膜を形成する薄膜形成処理が行われている。このような薄膜形成処理では、高温で成膜することがあり、例えば、特許文献１には、半導体ウエハを収容する反応管内の温度を８００℃付近の高温としてＣＶＤによりシリコン酸化膜を形成することが記載されている。 In the manufacturing process of a semiconductor device, a thin film forming process for forming a thin film such as a silicon oxide film on an object to be processed, for example, a semiconductor wafer, is performed by a heat treatment such as CVD (Chemical Vapor Deposition). In such a thin film forming process, a film may be formed at a high temperature. For example, in Patent Document 1, a silicon oxide film is formed by CVD with a temperature in a reaction tube containing a semiconductor wafer set at a high temperature around 800 ° C. Is described.
ところで、熱処理中にヒータ、例えば、ヒータを構成するヒータエレメントが劣化し断線してしまうと、反応管内の半導体ウエハが不良品（ロットアウト）となってしまう可能性が高い。ヒータ（ヒータエレメント）の状態を調べる方法としては、一般に、目視によりヒータ（ヒータエレメント）の劣化を確認している。 By the way, if a heater, for example, a heater element constituting the heater is deteriorated and disconnected during the heat treatment, there is a high possibility that the semiconductor wafer in the reaction tube becomes a defective product (lotout). As a method for examining the state of the heater (heater element), the deterioration of the heater (heater element) is generally confirmed visually.
しかし、通常、ヒータ（ヒータエレメント）は、反応管を交換するとき以外は高温に保持されており、さらに、反応管の表面が荒れると透明度が低下してしまうため、目視によりヒータ（ヒータエレメント）の劣化を確認することが困難であるという問題がある。このため、ヒータ（ヒータエレメント）の状態を容易に確認することができるヒータ異常判別システム、及び、ヒータ異常判別方法が求められている。また、反応管の透明度が低下している状態であっても、ヒータ（ヒータエレメント）の状態を容易に確認することができるヒータ異常判別システム、及び、ヒータ異常判別方法が求められている。 However, the heater (heater element) is usually kept at a high temperature except when the reaction tube is replaced, and the transparency of the reaction tube decreases when the surface of the reaction tube becomes rough. There is a problem that it is difficult to confirm the deterioration of the material. Therefore, there is a need for a heater abnormality determination system and a heater abnormality determination method that can easily check the state of the heater (heater element). There is also a need for a heater abnormality determination system and a heater abnormality determination method that can easily check the state of the heater (heater element) even when the transparency of the reaction tube is lowered.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ヒータ（ヒータエレメント）の状態を容易に確認することができるヒータ異常判別システム、及び、ヒータ異常判別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 an object thereof is to provide a heater abnormality determination system and a heater abnormality determination method that can easily check the state of a heater (heater element).
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点にかかるヒータ異常判別システムは、
被処理体を覆うように収容する反応室内を所定の温度に加熱するヒータエレメントから構成されたヒータの異常を判別するヒータ異常判別システムであって、
前記反応室内に移動可能に構成され、前記反応室内に移動した状態で、前記ヒータからの光を前記反応室外に反射させる第１のミラーと、
前記反応室外に配置され、前記第１のミラーから反射された光を、ヒータエレメント画像として取得するヒータエレメント画像取得部と、
前記ヒータに異常が生じていないヒータエレメント画像を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されたヒータエレメント画像と、前記ヒータエレメント画像取得部により取得したヒータエレメント画像とに基づいて、当該ヒータの異常を判別する判別部と、
を備える、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a heater abnormality determination system according to the first aspect of the present invention includes:
A heater abnormality determination system for determining abnormality of a heater composed of a heater element that heats a reaction chamber accommodated to cover an object to be processed to a predetermined temperature,
A first mirror configured to be movable in the reaction chamber and reflecting the light from the heater to the outside of the reaction chamber in a state of being moved into the reaction chamber;
A heater element image acquisition unit that is disposed outside the reaction chamber and acquires light reflected from the first mirror as a heater element image;
A storage unit for storing a heater element image in which no abnormality has occurred in the heater;
A determination unit for determining abnormality of the heater based on the heater element image stored in the storage unit and the heater element image acquired by the heater element image acquisition unit;
It is characterized by comprising.
例えば、反応室（反応管）の透明度が低下している場合には、前記光は、赤外線であることが好ましい。 For example, when the transparency of the reaction chamber (reaction tube) is lowered, the light is preferably infrared.
前記ヒータエレメント画像取得部は、
前記反応室外に配置され、前記第１のミラーから反射された光を反射させる第２のミラーと、
前記第２のミラーから反射された光を、ヒータエレメント画像として取得する画像取得部と、を備えていてもよい。
The heater element image acquisition unit
A second mirror disposed outside the reaction chamber and reflecting light reflected from the first mirror;
The image acquisition part which acquires the light reflected from the said 2nd mirror as a heater element image may be provided.
本発明の第２の観点にかかるヒータ異常判別方法は、
被処理体を覆うように収容する反応室内を所定の温度に加熱するヒータエレメントから構成されたヒータの異常を判別するヒータ異常判別方法であって、
前記反応室内に第１のミラーを移動し、前記ヒータからの光を前記反応室外に反射させる第１反射工程と、
前記第１反射工程で前記反応室外に反射された光を、ヒータエレメント画像として取得するヒータエレメント画像取得工程と、
前記ヒータに異常が生じていないヒータエレメント画像を記憶する記憶工程と、
前記記憶工程で記憶されたヒータエレメント画像と、前記ヒータエレメント画像取得工程で取得したヒータエレメント画像とに基づいて、当該ヒータの異常を判別する判別工程と、
を備える、ことを特徴とする。
The heater abnormality determination method according to the second aspect of the present invention is as follows.
A heater abnormality determination method for determining abnormality of a heater composed of a heater element that heats a reaction chamber accommodated to cover an object to be processed to a predetermined temperature,
A first reflection step of moving the first mirror into the reaction chamber and reflecting the light from the heater to the outside of the reaction chamber;
A heater element image acquisition step of acquiring the light reflected outside the reaction chamber in the first reflection step as a heater element image;
A storage step of storing a heater element image in which no abnormality has occurred in the heater;
A determination step of determining abnormality of the heater based on the heater element image stored in the storage step and the heater element image acquired in the heater element image acquisition step;
It is characterized by comprising.
例えば、反応室（反応管）の透明度が低下している場合には、前記光に赤外線を用いることが好ましい。 For example, when the transparency of the reaction chamber (reaction tube) is lowered, it is preferable to use infrared light for the light.
前記ヒータエレメント画像取得工程では、例えば、
前記第１反射工程で前記反応室外に反射された光を第２のミラーによりさらに反射させる第２反射工程と、
前記第２反射工程で前記第２のミラーから反射された光を、ヒータエレメント画像として取得する画像取得工程と、を備えている。
In the heater element image acquisition step, for example,
A second reflection step of further reflecting the light reflected outside the reaction chamber in the first reflection step by a second mirror;
An image acquisition step of acquiring the light reflected from the second mirror in the second reflection step as a heater element image.
本発明によれば、ヒータ（ヒータエレメント）の状態を確認することができる。 According to the present invention, the state of the heater (heater element) can be confirmed.
以下、本発明のヒータ異常判別システム、及び、ヒータ異常判別方法について説明する。本実施の形態では、ヒータ異常判別システムとして、図１及び図２に示すバッチ式の縦型の熱処理装置１を用いた場合を例に説明する。なお、図１は、熱処理装置１のヒータの異常を判別する状態を示す図であり、図２は、熱処理装置１を用いて被処理体に所定の熱処理を行う状態を示す図である。 Hereinafter, the heater abnormality determination system and the heater abnormality determination method of the present invention will be described. In the present embodiment, a case where the batch type vertical heat treatment apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 is used as the heater abnormality determination system will be described as an example. 1 is a diagram illustrating a state in which an abnormality of the heater of the heat treatment apparatus 1 is determined, and FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a predetermined heat treatment is performed on the object to be processed using the heat treatment apparatus 1.
図１及び図２に示すように、熱処理装置１は、長手方向が垂直方向に向けられた略円筒状の反応管２を備えている。反応管２は、内管３と、内管３を覆うとともに内管３と一定の間隔を有するように形成された有天井の外管４とから構成された二重管構造を有する。内管３及び外管４は、耐熱及び耐腐食性に優れた材料、例えば、石英により形成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the heat treatment apparatus 1 includes a substantially cylindrical reaction tube 2 whose longitudinal direction is directed in the vertical direction. The reaction tube 2 has a double tube structure including an inner tube 3 and an outer tube 4 with a ceiling that is formed so as to cover the inner tube 3 and have a certain distance from the inner tube 3. The inner tube 3 and the outer tube 4 are made of a material excellent in heat resistance and corrosion resistance, for example, quartz.
反応管２の周囲には、反応管２を取り囲むように断熱体５が設けられている。断熱体５の内壁面には、ヒータエレメントからなるヒータ６が設けられている。このヒータ６により反応管２の内部が所定の温度に加熱される。 A heat insulator 5 is provided around the reaction tube 2 so as to surround the reaction tube 2. A heater 6 made of a heater element is provided on the inner wall surface of the heat insulator 5. The inside of the reaction tube 2 is heated to a predetermined temperature by the heater 6.
外管４の下方には、筒状に形成されたステンレス鋼（ＳＵＳ）からなるマニホールド７が配置されている。マニホールド７は、外管４の下端と気密に接続されている。また、内管３は、マニホールド７の内壁から突出するとともに、マニホールド７に固定された支持リング８に支持されている。 A manifold 7 made of stainless steel (SUS) formed in a cylindrical shape is disposed below the outer tube 4. The manifold 7 is airtightly connected to the lower end of the outer tube 4. The inner tube 3 protrudes from the inner wall of the manifold 7 and is supported by a support ring 8 fixed to the manifold 7.
マニホールド７の下方には蓋体９が配置され、ボートエレベータ１０により蓋体９は上下動可能に構成されている。そして、ボートエレベータ１０により蓋体９が上昇すると、マニホールド７の下方側（炉口部分）が閉鎖され、ボートエレベータ１０により蓋体９が下降すると、マニホールド７の下方側（炉口部分）が開口される。 A lid body 9 is disposed below the manifold 7, and the lid body 9 is configured to be movable up and down by a boat elevator 10. When the lid 9 is raised by the boat elevator 10, the lower side (furnace port portion) of the manifold 7 is closed, and when the lid 9 is lowered by the boat elevator 10, the lower side (furnace port portion) of the manifold 7 is opened. Is done.
蓋体９上には、回転台１１が設けられている。回転台１１の下部には、回転台１１を回転させる回転機構１２が設けられている。回転機構１２は、例えば、図示しないモータと回転軸とから主に構成され、モータの回転力を回転軸を介して回転台１１に伝える。このため、回転機構１２のモータにより回転軸が回転することにより回転台１１が回転する。 A turntable 11 is provided on the lid body 9. A rotation mechanism 12 that rotates the turntable 11 is provided below the turntable 11. The rotation mechanism 12 is mainly composed of, for example, a motor (not shown) and a rotation shaft, and transmits the rotational force of the motor to the turntable 11 via the rotation shaft. For this reason, the rotating base 11 is rotated by rotating the rotating shaft by the motor of the rotating mechanism 12.
回転台１１上には、熱処理装置１の状況に応じた各種の部材が載置される。例えば、被処理体に所定の処理を行う状態では、図２に示すように、回転台１１上には、被処理体、例えば、半導体ウエハＷが垂直方向に所定の間隔をおいて複数枚収容されたウエハボート２１が載置されている。ウエハボート２１は、耐熱及び耐腐食性に優れた材料、例えば、石英により形成されている。 Various members according to the state of the heat treatment apparatus 1 are placed on the turntable 11. For example, in a state where predetermined processing is performed on the target object, a plurality of target objects, for example, semiconductor wafers W are accommodated on the turntable 11 at predetermined intervals in the vertical direction, as shown in FIG. The wafer boat 21 thus mounted is placed. The wafer boat 21 is made of a material excellent in heat resistance and corrosion resistance, for example, quartz.
また、熱処理装置１のヒータ６の異常を判別している状態では、図１に示すように、回転台１１上には、上部ミラー１３を保持する上部ミラー保持部１４が載置されている。このため、上部ミラー１３が上部ミラー保持部１４に保持された状態で、回転台１１を回転させることにより、上部ミラー１３は回転する。また、上部ミラー１３が上部ミラー保持部１４に保持された状態で、ボートエレベータ１０を上昇させることにより、上部ミラー１３は反応管２内に収容される。 In the state where the abnormality of the heater 6 of the heat treatment apparatus 1 is determined, as shown in FIG. 1, the upper mirror holding portion 14 that holds the upper mirror 13 is placed on the turntable 11. For this reason, the upper mirror 13 is rotated by rotating the turntable 11 while the upper mirror 13 is held by the upper mirror holding unit 14. Further, the upper mirror 13 is accommodated in the reaction tube 2 by raising the boat elevator 10 while the upper mirror 13 is held by the upper mirror holding portion 14.
上部ミラー１３は、ヒータ６から放出（発生）される赤外線、可視光等の光を反射し、反射した光を下部ミラー１５に導く機能を有する。上部ミラー１３は、ヒータ６から放出される光を反射可能な材料から形成されていればよく、例えば、バフ研磨したアルミ、チタン、鏡面ミラー等が用いられる。また、上部ミラー１３の形状は、ヒータ６からの光を下部ミラー１５に導くことが可能な形状であればよく、例えば、板状、半球状、円錐状などが挙げられる。本実施の形態では、図１に示すように、上部ミラー１３の形状は、板状に形成されている。 The upper mirror 13 has a function of reflecting light such as infrared rays and visible light emitted (generated) from the heater 6 and guiding the reflected light to the lower mirror 15. The upper mirror 13 may be made of a material that can reflect the light emitted from the heater 6. For example, buffed aluminum, titanium, a mirror mirror, or the like is used. Moreover, the shape of the upper mirror 13 should just be a shape which can guide | emit the light from the heater 6 to the lower mirror 15, for example, plate shape, hemispherical shape, cone shape, etc. are mentioned. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the shape of the upper mirror 13 is formed in a plate shape.
上部ミラー保持部１４は、上部ミラー１３で反射した光を反応菅２外に配置した下部ミラー１５に導くように、上部ミラー１３を保持する。上部ミラー保持部１４は、上部ミラー１３からの光を下部ミラー１５に導いた状態で、上部ミラー１３を回転可能に保持できるものであればよく、その形状、構成は問わない。 The upper mirror holding unit 14 holds the upper mirror 13 so that the light reflected by the upper mirror 13 is guided to the lower mirror 15 disposed outside the reaction chamber 2. The upper mirror holding part 14 is not particularly limited in shape and configuration as long as it can hold the upper mirror 13 rotatably while the light from the upper mirror 13 is guided to the lower mirror 15.
下部ミラー１５は、上部ミラー１３からの光を反射し、反射した光をカメラ１７に導く機能を有する。下部ミラー１５は、上部ミラー１３からの光を反射可能な材料から形成されていればよく、例えば、バフ研磨したアルミ、チタン、鏡面ミラー等が用いられる。下部ミラー１５は、下部ミラー・カメラ保持部１６に保持されている。 The lower mirror 15 has a function of reflecting light from the upper mirror 13 and guiding the reflected light to the camera 17. The lower mirror 15 only needs to be made of a material that can reflect the light from the upper mirror 13, and for example, buffed aluminum, titanium, a mirror mirror, or the like is used. The lower mirror 15 is held by the lower mirror / camera holding unit 16.
下部ミラー・カメラ保持部１６は、下部ミラー１５で反射した光をカメラ１７に導くように、下部ミラー１５及びカメラ１７を保持する。なお、下部ミラー１５の代わりにカメラ１７を配置し、上部ミラー１３からの光を直接カメラ１７が受け取る構成としてもよい。 The lower mirror / camera holding unit 16 holds the lower mirror 15 and the camera 17 so that the light reflected by the lower mirror 15 is guided to the camera 17. Note that a camera 17 may be disposed instead of the lower mirror 15 so that the camera 17 directly receives light from the upper mirror 13.
カメラ１７は、ヒータ６が発生する光を利用して、ヒータ６の状態を画像として取得するヒータエレメント画像取得部として機構する。例えば、回転機構１２により上部ミラー１３を回転させた状態で、ボートエレベータ１０を上昇させ、ヒータ６からの光をカメラ１７に導くことにより、ヒータ６の素線（ヒータエレメント）画像を取得することができる。この取得したヒータエレメント画像がヒータ６のどの位置のヒータエレメント画像であるかは、ボートエレベータ１０と回転機構１２の位置から把握することができる。 The camera 17 functions as a heater element image acquisition unit that acquires the state of the heater 6 as an image using light generated by the heater 6. For example, in a state where the upper mirror 13 is rotated by the rotation mechanism 12, the boat elevator 10 is lifted and the light from the heater 6 is guided to the camera 17, thereby acquiring an element wire (heater element) image of the heater 6. Can do. It can be grasped from the positions of the boat elevator 10 and the rotating mechanism 12 which position of the heater 6 the acquired heater element image is.
ここで、カメラ１７は、赤外線カメラ、特に、中赤外線カメラ（中赤外域（波長：２．５〜４μｍ）に感度を持つカメラ）を用いることが好ましい。ヒータ６から放出される光からヒータ６の状態を画像として取得した場合、ヒータ６から放出される赤外線からヒータ６の状態を画像として取得することにより、ヒータ６の素線の目視確認が容易となるためである。また、赤外線の波長（測定波長）は、２．５〜５μｍであることが好ましく、３〜４μｍであることがさらに好ましい。かかる波長の赤外線は、失透した石英（反応管２）を透過することができ、ヒータエレメントの素線の目視確認が容易となるためである。 Here, the camera 17 is preferably an infrared camera, particularly a mid-infrared camera (a camera having sensitivity in the mid-infrared region (wavelength: 2.5 to 4 μm)). When the state of the heater 6 is acquired as an image from the light emitted from the heater 6, the state of the heater 6 is acquired as an image from the infrared rays emitted from the heater 6, thereby making it easy to visually check the strands of the heater 6. It is to become. The infrared wavelength (measurement wavelength) is preferably 2.5 to 5 μm, and more preferably 3 to 4 μm. This is because infrared rays having such a wavelength can pass through the devitrified quartz (reaction tube 2), and visual confirmation of the element wire of the heater element becomes easy.
例えば、使用前等の初期のヒータエレメント画像を予め取得しておき、ヒータ異常判別により得られたヒータエレメント画像と比較することにより、ヒータ６の劣化を簡単に判別することができる。これは、ヒータ６の断線モードは変形によるショートが多く、ヒータエレメント画像がヒータ６の変形を判別することが可能だからである。このように、ヒータ６の断線の可能性（ヒータ６の状態）を判別することにより、必要に応じてヒータ６を交換することができる。この結果、ヒータ６の断線によるロットアウトすることを防止することができる。 For example, the deterioration of the heater 6 can be easily determined by acquiring an initial heater element image before use or the like in advance and comparing it with the heater element image obtained by the heater abnormality determination. This is because the disconnection mode of the heater 6 has many shorts due to deformation, and the heater element image can determine the deformation of the heater 6. Thus, by determining the possibility of disconnection of the heater 6 (the state of the heater 6), the heater 6 can be replaced as necessary. As a result, it is possible to prevent a lot-out due to the disconnection of the heater 6.
なお、マニホールド７の側面には、図示しない複数の処理ガス導入管が挿通されている。処理ガス導入管には、図示しないマスフローコントローラ等を介して、図示しない処理ガス供給源が接続されており、処理ガス供給源から処理ガス導入管を介して所望量の処理ガスが反応管２内に供給される。 A plurality of process gas introduction pipes (not shown) are inserted through the side surface of the manifold 7. A processing gas supply source (not shown) is connected to the processing gas introduction pipe via a mass flow controller (not shown), and a desired amount of processing gas flows from the processing gas supply source through the processing gas introduction pipe into the reaction tube 2. To be supplied.
また、マニホールド７の支持リング８より上方の側面には反応管２内のガスを排気するための排気口が設けられており、内管３で発生した排ガス等が内管３と外管４との間の空間を通って排気口に排気される。この排気口には排気管が気密に接続されており、反応管２から排気された排ガスを熱処理装置１外に排気するように構成されている。 In addition, an exhaust port for exhausting the gas in the reaction tube 2 is provided on the side surface above the support ring 8 of the manifold 7, and exhaust gas generated in the inner tube 3 is connected to the inner tube 3 and the outer tube 4. It is exhausted to the exhaust port through the space between. An exhaust pipe is connected to the exhaust port in an airtight manner, and the exhaust gas exhausted from the reaction tube 2 is exhausted to the outside of the heat treatment apparatus 1.
また、熱処理装置１は、その装置各部を制御する制御部１００に接続されている。図３に制御部１００の構成を示す。図３に示すように、制御部１００は、操作パネル１２１などが接続されている。 Moreover, the heat processing apparatus 1 is connected to the control part 100 which controls each part of the apparatus. FIG. 3 shows the configuration of the control unit 100. As shown in FIG. 3, the control unit 100 is connected to an operation panel 121 and the like.
操作パネル１２１は、表示部（表示画面）と操作ボタンとを備え、オペレータの操作指示を制御部１００に伝え、また、制御部１００からの様々な情報を表示画面に表示する。 The operation panel 121 includes a display unit (display screen) and operation buttons, transmits operator operation instructions to the control unit 100, and displays various information from the control unit 100 on the display screen.
また、図３に示すように、制御部１００は、レシピ記憶部１０１と、初期画像記憶部１０２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４と、Ｉ／Ｏ（Input/Output）ポート１０５と、ＣＰＵ（Central Processing Unit)１０６と、これらを相互に接続するバス１０７と、から構成されている。 As shown in FIG. 3, the control unit 100 includes a recipe storage unit 101, an initial image storage unit 102, a ROM (Read Only Memory) 103, a RAM (Random Access Memory) 104, and an I / O (Input). / Output) port 105, a CPU (Central Processing Unit) 106, and a bus 107 for connecting them to each other.
レシピ記憶部１０１には、この熱処理装置１で実行される処理の種類に応じて、制御手順を定めるプロセス用レシピが記憶されている。プロセス用レシピは、ユーザが実際に行う処理（プロセス）毎に用意されるレシピである。このレシピには、装置各部の所定の動作プログラムが含まれている。 The recipe storage unit 101 stores a process recipe for determining a control procedure according to the type of processing executed in the heat treatment apparatus 1. The process recipe is a recipe prepared for each process (process) actually performed by the user. This recipe includes a predetermined operation program for each part of the apparatus.
初期画像記憶部１０２には、使用前等の初期のヒータエレメント画像が記憶されている。ＣＰＵ１０６は、初期画像記憶部１０２に記憶された初期のヒータエレメント画像と、ヒータ異常判別により得られたヒータエレメント画像と比較することにより、ヒータ６の劣化を判別する。 The initial image storage unit 102 stores an initial heater element image before use. The CPU 106 determines deterioration of the heater 6 by comparing the initial heater element image stored in the initial image storage unit 102 with the heater element image obtained by the heater abnormality determination.
ＲＯＭ１０３は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスクなどから構成され、ＣＰＵ１０６の動作プログラムなどを記憶する記録媒体である。
ＲＡＭ１０４は、ＣＰＵ１０６のワークエリアなどとして機能する。
Ｉ／Ｏポート１０５は、例えば、センサからの情報をＣＰＵ１０６に供給するとともに、ＣＰＵ１０６が出力する制御信号を装置の各部へ出力する。
The ROM 103 is composed of an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), a flash memory, a hard disk, and the like, and is a recording medium that stores an operation program of the CPU 106 and the like.
The RAM 104 functions as a work area for the CPU 106.
For example, the I / O port 105 supplies information from the sensor to the CPU 106 and outputs a control signal output from the CPU 106 to each unit of the apparatus.
ＣＰＵ１０６は、制御部１００の中枢を構成し、ＲＯＭ１０３に記憶された動作プログラムを実行する。ＣＰＵ１０６は、操作パネル１２１からの指示に従って、レシピ記憶部１０１に記憶されているプロセス用レシピに沿って、熱処理装置１の動作を制御する。
バス１０７は、各部の間で情報を伝達する。
The CPU 106 constitutes the center of the control unit 100 and executes an operation program stored in the ROM 103. The CPU 106 controls the operation of the heat treatment apparatus 1 in accordance with the process recipe stored in the recipe storage unit 101 in accordance with an instruction from the operation panel 121.
The bus 107 transmits information between the units.
次に、以上のように構成された熱処理装置１を用いたヒータ異常判別方法について説明する。本実施の形態では、ヒータ６から放出される赤外線を利用してヒータ６のヒータエレメント画像を作成し、このヒータエレメント画像に基づいてヒータ６の異常を判別するヒータ異常判別処理を例に本発明のヒータ異常判別方法を説明する。 Next, a heater abnormality determination method using the heat treatment apparatus 1 configured as described above will be described. In the present embodiment, the heater abnormality determination process for creating a heater element image of the heater 6 using infrared rays emitted from the heater 6 and determining abnormality of the heater 6 based on the heater element image is taken as an example. The heater abnormality determination method will be described.
なお、ヒータ６が交換されると、作業者が操作パネル１２１を操作して、ヒータ異常判別処理を行うヒータ６の使用期間を特定し、特定したヒータ６の使用期間になると、現在のヒータ６の状況を判別する場合を例に本発明のヒータ異常判別方法を説明する。また、以下の説明において、熱処理装置１を構成する各部の動作は、制御部１００（ＣＰＵ１０６）により制御されている。図４はヒータ異常判別処理を説明するためのフローチャートである。 When the heater 6 is replaced, the operator operates the operation panel 121 to specify the usage period of the heater 6 that performs the heater abnormality determination process. When the specified usage period of the heater 6 is reached, the current heater 6 The heater abnormality determination method of the present invention will be described by taking as an example the case of determining the above situation. In the following description, the operation of each unit constituting the heat treatment apparatus 1 is controlled by the control unit 100 (CPU 106). FIG. 4 is a flowchart for explaining the heater abnormality determination process.
まず、制御部１００（ＣＰＵ１０６）は、ボートエレベータ１０を下降させ、図１に示すように、回転台１１上に上部ミラー１３を保持した上部ミラー保持部１４を載置するとともに、下部ミラー１５及びカメラ１７を保持した下部ミラー・カメラ保持部１６を配置する。 First, the control unit 100 (CPU 106) lowers the boat elevator 10 and places the upper mirror holding unit 14 holding the upper mirror 13 on the turntable 11, as shown in FIG. A lower mirror / camera holding unit 16 holding the camera 17 is arranged.
次に、ＣＰＵ１０６は、ヒータ６により反応管２の内部を所定の温度に加熱した後、回転台１１を回転させながら、ボートエレベータ１０を上昇させ、上部ミラー１３、下部ミラー１５、カメラ１７を移動させる。この移動により、反応管２内で赤外線を反射する上部ミラー１３が回転しながら上昇し、反応管２の周囲に配置された全てのヒータからの赤外線が下部ミラー１５を介してカメラ１７に導かれる。これにより、例えば、図５に示すような、反応管２の周囲に配置された初期のヒータエレメント画像（初期ヒータエレメント画像）を取得する（ステップＳ１）。そして、ＣＰＵ１０６は、取得した初期ヒータエレメント画像を初期画像記憶部１０２に記憶する（ステップＳ２）。 Next, after heating the inside of the reaction tube 2 to a predetermined temperature by the heater 6, the CPU 106 raises the boat elevator 10 while rotating the turntable 11, and moves the upper mirror 13, the lower mirror 15, and the camera 17. Let By this movement, the upper mirror 13 that reflects infrared rays in the reaction tube 2 rises while rotating, and infrared rays from all the heaters arranged around the reaction tube 2 are guided to the camera 17 through the lower mirror 15. . Thereby, for example, an initial heater element image (initial heater element image) arranged around the reaction tube 2 as shown in FIG. 5 is acquired (step S1). Then, the CPU 106 stores the acquired initial heater element image in the initial image storage unit 102 (step S2).
ここで、カメラ１７に中赤外カメラを用いているので、初期ヒータエレメント画像の目視確認が容易となる。また、赤外線の波長（測定波長）が３〜５μｍ帯を使用しているので、失透した石英（反応管２）を透過することができ、ヒータエレメント画像の目視確認が容易となる。 Here, since a mid-infrared camera is used for the camera 17, visual confirmation of the initial heater element image is facilitated. Further, since the infrared wavelength (measurement wavelength) band of 3 to 5 μm is used, the devitrified quartz (reaction tube 2) can be transmitted, and visual confirmation of the heater element image becomes easy.
ＣＰＵ１０６は、初期ヒータエレメント画像を記憶すると、ボートエレベータ１０を下降させ、上部ミラー１３を保持した上部ミラー保持部１４、及び、下部ミラー１５及びカメラ１７を保持した下部ミラー・カメラ保持部１６を、回転台１１上から取り外す。続いて、ＣＰＵ１０６は、図２に示すように、回転台１１上に、半導体ウエハＷが垂直方向に所定の間隔をおいて複数枚収容されたウエハボート２１を載置し、レシピ記憶部１０１に記憶されたレシピに従い、半導体ウエハＷに所定の熱処理を実施する（ステップＳ３）。 When the CPU 106 stores the initial heater element image, the boat elevator 10 is lowered, and the upper mirror holding unit 14 holding the upper mirror 13 and the lower mirror / camera holding unit 16 holding the lower mirror 15 and the camera 17 are Remove from the turntable 11. Subsequently, as shown in FIG. 2, the CPU 106 places a wafer boat 21 in which a plurality of semiconductor wafers W are accommodated at predetermined intervals in the vertical direction on the turntable 11, and stores them in the recipe storage unit 101. In accordance with the stored recipe, a predetermined heat treatment is performed on the semiconductor wafer W (step S3).
次に、ＣＰＵ１０６は、ヒータ６の使用時間が所定の使用時間が経過したか否かを判別する（ステップＳ４）。ＣＰＵ１０６は、ヒータ６の使用時間が所定の使用時間が経過していないと判別すると（ステップＳ４：Ｎｏ）、ステップＳ３に戻る。 Next, the CPU 106 determines whether or not the usage time of the heater 6 has elapsed (step S4). When the CPU 106 determines that the predetermined usage time of the heater 6 has not elapsed (step S4: No), the CPU 106 returns to step S3.
ＣＰＵ１０６は、ヒータ６の使用時間が所定の使用時間が経過していると判別すると（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、現在のヒータエレメント画像を取得する（ステップＳ５）。具体的には、ＣＰＵ１０６は、ボートエレベータ１０を下降させ、半導体ウエハＷが複数枚収容されたウエハボート２１を、回転台１１上から取り外す。続いて、ＣＰＵ１０６は、図１に示すように、回転台１１上に上部ミラー１３を保持した上部ミラー保持部１４を載置するとともに、下部ミラー１５及びカメラ１７を保持した下部ミラー・カメラ保持部１６を配置する。そして、ＣＰＵ１０６は、回転台１１を回転させながら、ボートエレベータ１０を上昇させ、上部ミラー１３、下部ミラー１５、カメラ１７を移動させることにより、例えば、図６に示すような、反応管２の周囲に配置された現在のヒータエレメント画像を取得する（ステップＳ５）。 When the CPU 106 determines that the predetermined usage time of the heater 6 has elapsed (step S4: Yes), the CPU 106 acquires the current heater element image (step S5). Specifically, the CPU 106 lowers the boat elevator 10 and removes the wafer boat 21 containing a plurality of semiconductor wafers W from the turntable 11. Subsequently, as shown in FIG. 1, the CPU 106 places the upper mirror holding unit 14 holding the upper mirror 13 on the turntable 11, and the lower mirror / camera holding unit holding the lower mirror 15 and the camera 17. 16 is arranged. Then, the CPU 106 raises the boat elevator 10 while rotating the turntable 11 and moves the upper mirror 13, the lower mirror 15, and the camera 17, for example, around the reaction tube 2 as shown in FIG. 6. The current heater element image arranged at is acquired (step S5).
このように、現在のヒータ６の状態の確認（現在のヒータエレメント画像の取得）において、ヒータ６を室温まで冷却する必要がないので、ヒータ６が高温状態であっても、ヒータ６の状態を確認することができる。このため、ヒータの異常判別にかかる時間を短縮できるとともに、現在のヒータ６の状態の確認を容易に行うことができる。 Thus, since it is not necessary to cool the heater 6 to room temperature in the confirmation of the current state of the heater 6 (acquisition of the current heater element image), the state of the heater 6 can be changed even if the heater 6 is in a high temperature state. Can be confirmed. For this reason, it is possible to shorten the time required for heater abnormality determination, and to easily check the current state of the heater 6.
また、ヒータ６から放出される赤外線を利用してヒータ６のヒータエレメント画像を作成し、このヒータエレメント画像に基づいてヒータ６の異常を判別しているので、反応管２の透明度が低下している状態であっても、反応管２の表面の荒れの影響が小さいヒータエレメント画像を得ることができる。 Further, since the heater element image of the heater 6 is created using the infrared rays emitted from the heater 6 and the abnormality of the heater 6 is determined based on the heater element image, the transparency of the reaction tube 2 is reduced. Even in such a state, it is possible to obtain a heater element image that is less affected by surface roughness of the reaction tube 2.
次に、ＣＰＵ１０６は、初期画像記憶部１０２に記憶した初期ヒータエレメント画像（図５）と、取得した現在のヒータエレメント画像（図６）とを比較し、現在のヒータ６が断線のおそれがあるか否かを判別する（ステップＳ６）。例えば、ＣＰＵ１０６は、初期ヒータエレメント画像から、現在のヒータエレメント画像が変形しているか否かを判別する。ヒータ６の変形によるショートにより、ヒータ６が断線する場合が多いためである。ＣＰＵ１０６は、現在のヒータ６が断線のおそれがないと判別すると（ステップＳ６：Ｎｏ）、ステップＳ３に戻る。 Next, the CPU 106 compares the initial heater element image (FIG. 5) stored in the initial image storage unit 102 with the acquired current heater element image (FIG. 6), and the current heater 6 may be disconnected. Whether or not (step S6). For example, the CPU 106 determines whether the current heater element image is deformed from the initial heater element image. This is because the heater 6 is often disconnected due to a short circuit caused by the deformation of the heater 6. When determining that the current heater 6 is not likely to be disconnected (step S6: No), the CPU 106 returns to step S3.
ＣＰＵ１０６は、現在のヒータ６が断線のおそれがあると判別すると（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、断線のおそれがあるヒータエレメントがどの位置のヒータエレメントであるかを特定し（ステップＳ７）、例えば、操作パネル１２１に特定したヒータエレメントを交換する旨を表示するように、ヒータ６の交換を指示し（ステップＳ８）、この処理を終了する。このように、ヒータ６が断線のおそれがあるとき、ヒータの交換を指示するので、ヒータ６の断線によるロットアウトすることを未然に防止することができる。 When the CPU 106 determines that the current heater 6 is likely to be disconnected (step S6: Yes), the CPU 106 identifies the heater element at which the heater element that is likely to be disconnected is located (step S7). The replacement of the heater 6 is instructed so as to display on the panel 121 that the specified heater element is to be replaced (step S8), and this process is terminated. Thus, since the heater 6 is instructed to be replaced when the heater 6 is likely to be disconnected, it is possible to prevent a lot-out due to the disconnection of the heater 6 in advance.
以上説明したように、本実施の形態によれば、ヒータ６から放出される赤外線を利用してヒータ６のヒータエレメント画像を作成し、このヒータエレメント画像に基づいてヒータ６の異常を判別しているので、ヒータ６が高温状態であったり、反応管２の透明度が低下している状態であっても、ヒータ６の状態を確認することができる。 As described above, according to the present embodiment, the heater element image of the heater 6 is created using the infrared rays emitted from the heater 6, and abnormality of the heater 6 is determined based on the heater element image. Therefore, even when the heater 6 is in a high temperature state or the transparency of the reaction tube 2 is lowered, the state of the heater 6 can be confirmed.
なお、本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な他の実施の形態について説明する。 In addition, this invention is not restricted to said embodiment, A various deformation | transformation and application are possible. Hereinafter, other embodiments applicable to the present invention will be described.
上記実施の形態では、初期画像記憶部１０２に記憶された初期ヒータエレメント画像と比較することにより、ヒータ６が断線のおそれがあるか否かを判別した場合を例に本発明を説明したが、比較するヒータエレメント画像はヒータに異常が生じていないヒータエレメント画像であればよく、初期ヒータエレメント画像に限定されるものではない。例えば、初期ヒータエレメント画像を取得することなく、所定時間使用した後のヒータエレメント画像を取得し、このヒータエレメント画像に基づいてヒータ６の劣化を判別してもよい。この場合、取得した所定時間使用した後のヒータエレメント画像は初期画像記憶部１０２に記憶される。 In the above embodiment, the present invention has been described by taking as an example the case where it is determined whether or not the heater 6 may be disconnected by comparing with the initial heater element image stored in the initial image storage unit 102. The heater element image to be compared is not limited to the initial heater element image, as long as the heater element image has no abnormality in the heater. For example, a heater element image after use for a predetermined time may be acquired without acquiring an initial heater element image, and deterioration of the heater 6 may be determined based on the heater element image. In this case, the acquired heater element image after use for a predetermined time is stored in the initial image storage unit 102.
上記実施の形態では、ヒータ６から放出される赤外線を利用してヒータ６の異常を判別した場合を例に本発明を説明したが、例えば、ヒータ６から放出される可視光を利用してヒータ６の異常を判別してもよい。この場合、上部ミラー１３に鏡面ミラー、カメラ１７に可視光カメラを用いることにより、ヒータ６の状態を確認することができる。ただ、反応管２の透明度が低下している場合には、分解能を向上させる手段をさらに設けることが好ましい。 In the above embodiment, the present invention has been described by taking as an example the case where abnormality of the heater 6 is determined using infrared rays emitted from the heater 6. For example, the heater using visible light emitted from the heater 6 is used. 6 abnormalities may be determined. In this case, the state of the heater 6 can be confirmed by using a mirror mirror as the upper mirror 13 and a visible light camera as the camera 17. However, when the transparency of the reaction tube 2 is lowered, it is preferable to further provide means for improving the resolution.
上記実施の形態では、上部ミラー１３の形状が板状に形成された場合を例に本発明を説明したが、上部ミラー１３の形状は、板状に限定されるものではなく、例えば、半球状、逆円錐状などの形状であってもよい。この場合、回転台１１を回転させることなく、ボートエレベータ１０を上昇させ、上部ミラー１３、下部ミラー１５、カメラ１７を移動させることにより、反応管２の周囲に配置された現在のヒータエレメント画像を取得することができる。また、上部ミラー１３は、石英からなる石英カバー内に収納されていてもよい。この場合、反応管２内の熱から上部ミラー１３を保護することができる。 In the above embodiment, the present invention has been described by taking the case where the shape of the upper mirror 13 is formed in a plate shape as an example. However, the shape of the upper mirror 13 is not limited to a plate shape, for example, hemispherical The shape may be an inverted conical shape. In this case, the current heater element image arranged around the reaction tube 2 can be obtained by raising the boat elevator 10 without rotating the turntable 11 and moving the upper mirror 13, the lower mirror 15, and the camera 17. Can be acquired. The upper mirror 13 may be housed in a quartz cover made of quartz. In this case, the upper mirror 13 can be protected from the heat in the reaction tube 2.
上記実施の形態では、ヒータエレメント画像取得部としてカメラ１７を用いた場合を例に本発明を説明したが、ヒータエレメント画像取得部は下部ミラー１５から反射された光をヒータエレメント画像として取得可能なものであればよく、カメラ１７に限定されるものではない。 In the above embodiment, the present invention has been described by taking the case where the camera 17 is used as a heater element image acquisition unit as an example. However, the heater element image acquisition unit can acquire light reflected from the lower mirror 15 as a heater element image. Anything may be used, and the present invention is not limited to the camera 17.
上記実施の形態では、熱処理装置１として、二重管構造のバッチ式縦型熱処理装置を用いた場合を例に本発明を説明したが、例えば、本発明を単管構造のバッチ式熱処理装置に適用することも可能である。 In the above embodiment, the present invention has been described by taking as an example the case where a batch type vertical heat treatment apparatus having a double tube structure is used as the heat treatment apparatus 1, but for example, the present invention is applied to a batch type heat treatment apparatus having a single tube structure. It is also possible to apply.
本発明の実施の形態にかかる制御部１００は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、汎用コンピュータに、上述の処理を実行するためのプログラムを格納した記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）など）から当該プログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行する制御部１００を構成することができる。 The control unit 100 according to the embodiment of the present invention can be realized using a normal computer system, not a dedicated system. For example, the above-described processing is executed by installing the program from a recording medium (such as a flexible disk or a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory)) storing the program for executing the above-described processing in a general-purpose computer. The control unit 100 can be configured.
そして、これらのプログラムを供給するための手段は任意である。上述のように所定の記録媒体を介して供給できる他、例えば、通信回線、通信ネットワーク、通信システムなどを介して供給してもよい。この場合、例えば、通信ネットワークの掲示板（ＢＢＳ：Bulletin Board System）に当該プログラムを掲示し、これをネットワークを介して搬送波に重畳して提供してもよい。そして、このように提供されたプログラムを起動し、ＯＳ（Operating System）の制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行することができる。 The means for supplying these programs is arbitrary. In addition to being able to be supplied via a predetermined recording medium as described above, for example, it may be supplied via a communication line, a communication network, a communication system, or the like. In this case, for example, the program may be posted on a bulletin board (BBS: Bulletin Board System) of a communication network and provided by superimposing it on a carrier wave via the network. Then, the above-described processing can be executed by starting the program thus provided and executing it in the same manner as other application programs under the control of an OS (Operating System).
本発明は、ヒータ異常判別システム、及び、ヒータ異常判別方法に有用である。 The present invention is useful for a heater abnormality determination system and a heater abnormality determination method.
１ 熱処理装置
２ 反応管
３ 内管
４ 外管
５ 断熱体
６ ヒータ
７ マニホールド
８ 支持リング
９ 蓋体
１０ ボートエレベータ
１１ 回転台
１２ 回転機構
１３ 上部ミラー
１４ 上部ミラー保持部
１５ 下部ミラー
１６ 下部ミラー・カメラ保持部
１７ カメラ
２１ ウエハボート
１００ 制御部
１０１ レシピ記憶部
１０２ 初期画像記憶部
１０３ ＲＯＭ
１０４ ＲＡＭ
１０５ Ｉ／Ｏポート
１０６ ＣＰＵ
１０７ バス
１２１ 操作パネル
Ｗ 半導体ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat processing apparatus 2 Reaction tube 3 Inner tube 4 Outer tube 5 Heat insulation body 6 Heater 7 Manifold 8 Support ring 9 Cover body 10 Boat elevator 11 Turntable 12 Rotating mechanism 13 Upper mirror 14 Upper mirror holding part 15 Lower mirror 16 Lower mirror camera Holding unit 17 Camera 21 Wafer boat 100 Control unit 101 Recipe storage unit 102 Initial image storage unit 103 ROM
104 RAM
105 I / O port 106 CPU
107 bus 121 operation panel W semiconductor wafer
Claims (6)
前記反応室内に移動可能に構成され、前記反応室内に移動した状態で、前記ヒータからの光を前記反応室外に反射させる第１のミラーと、
前記反応室外に配置され、前記第１のミラーから反射された光を、ヒータエレメント画像として取得するヒータエレメント画像取得部と、
前記ヒータに異常が生じていないヒータエレメント画像を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されたヒータエレメント画像と、前記ヒータエレメント画像取得部により取得したヒータエレメント画像とに基づいて、当該ヒータの異常を判別する判別部と、
を備える、ことを特徴とするヒータ異常判別システム。 A heater abnormality determination system for determining abnormality of a heater composed of a heater element that heats a reaction chamber accommodated to cover an object to be processed to a predetermined temperature,
A first mirror configured to be movable in the reaction chamber and reflecting the light from the heater to the outside of the reaction chamber in a state of being moved into the reaction chamber;
A heater element image acquisition unit that is disposed outside the reaction chamber and acquires light reflected from the first mirror as a heater element image;
A storage unit for storing a heater element image in which no abnormality has occurred in the heater;
A determination unit for determining abnormality of the heater based on the heater element image stored in the storage unit and the heater element image acquired by the heater element image acquisition unit;
A heater abnormality determination system comprising:
前記反応室外に配置され、前記第１のミラーから反射された光を反射させる第２のミラーと、
前記第２のミラーから反射された光を、ヒータエレメント画像として取得する画像取得部と、を備える、ことを特徴とする請求項１または２に記載のヒータ異常判別システム。 The heater element image acquisition unit
A second mirror disposed outside the reaction chamber and reflecting light reflected from the first mirror;
The heater abnormality determination system according to claim 1, further comprising: an image acquisition unit that acquires light reflected from the second mirror as a heater element image.
前記反応室内に第１のミラーを移動し、前記ヒータからの光を前記反応室外に反射させる第１反射工程と、
前記第１反射工程で前記反応室外に反射された光を、ヒータエレメント画像として取得するヒータエレメント画像取得工程と、
前記ヒータに異常が生じていないヒータエレメント画像を記憶する記憶工程と、
前記記憶工程で記憶されたヒータエレメント画像と、前記ヒータエレメント画像取得工程で取得したヒータエレメント画像とに基づいて、当該ヒータの異常を判別する判別工程と、
を備える、ことを特徴とするヒータ異常判別方法。 A heater abnormality determination method for determining abnormality of a heater composed of a heater element that heats a reaction chamber accommodated to cover an object to be processed to a predetermined temperature,
A first reflection step of moving the first mirror into the reaction chamber and reflecting the light from the heater to the outside of the reaction chamber;
A heater element image acquisition step of acquiring the light reflected outside the reaction chamber in the first reflection step as a heater element image;
A storage step of storing a heater element image in which no abnormality has occurred in the heater;
A determination step of determining abnormality of the heater based on the heater element image stored in the storage step and the heater element image acquired in the heater element image acquisition step;
A heater abnormality determination method comprising:
前記第１反射工程で前記反応室外に反射された光を第２のミラーによりさらに反射させる第２反射工程と、
前記第２反射工程で前記第２のミラーから反射された光を、ヒータエレメント画像として取得する画像取得工程と、を備える、ことを特徴とする請求項４または５に記載のヒータ異常判別方法。 In the heater element image acquisition step,
A second reflection step of further reflecting the light reflected outside the reaction chamber in the first reflection step by a second mirror;
The heater abnormality determination method according to claim 4, further comprising: an image acquisition step of acquiring the light reflected from the second mirror in the second reflection step as a heater element image.
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