JP2017017104A - 熱処理装置及び温度制御方法 - Google Patents

熱処理装置及び温度制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2017017104A
JP2017017104A JP2015130165A JP2015130165A JP2017017104A JP 2017017104 A JP2017017104 A JP 2017017104A JP 2015130165 A JP2015130165 A JP 2015130165A JP 2015130165 A JP2015130165 A JP 2015130165A JP 2017017104 A JP2017017104 A JP 2017017104A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
rotary table
substrate
treatment apparatus
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015130165A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6552299B2 (ja
Inventor
一輝 小原
Kazuteru Obara
一輝 小原
弘治 吉井
Koji Yoshii
弘治 吉井
祐輝 和田
Yuki Wada
祐輝 和田
菊池　仁
Hitoshi Kikuchi
仁 菊池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2015130165A priority Critical patent/JP6552299B2/ja
Priority to KR1020160076592A priority patent/KR102096687B1/ko
Priority to US15/191,599 priority patent/US10533896B2/en
Priority to TW105120116A priority patent/TWI660443B/zh
Priority to CN201610499994.5A priority patent/CN106298590B/zh
Publication of JP2017017104A publication Critical patent/JP2017017104A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6552299B2 publication Critical patent/JP6552299B2/ja
Priority to US16/685,047 priority patent/US11656126B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0003—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiant heat transfer of samples, e.g. emittance meter
    • G01J5/0007—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiant heat transfer of samples, e.g. emittance meter of wafers or semiconductor substrates, e.g. using Rapid Thermal Processing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/401—Oxides containing silicon
    • C23C16/402—Silicon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C23C16/45548—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction
    • C23C16/45551—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction for relative movement of the substrate and the gas injectors or half-reaction reactor compartments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/07—Arrangements for adjusting the solid angle of collected radiation, e.g. adjusting or orienting field of view, tracking position or encoding angular position
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1927—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
    • G05D23/193—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
    • G05D23/1931—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of one space
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02164—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon oxide, e.g. SiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68771—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by supporting more than one semiconductor substrate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

【課題】処理容器内に基板が載置されると共に回転する回転テーブルを備えた熱処理装置において、基板の温度を正確に制御することができる熱処理装置を提供すること。【解決手段】本実施形態の熱処理装置は、処理容器内に設けられた回転テーブルの表面に基板を載置し、回転テーブルを回転させながら加熱手段により基板を加熱して所定の成膜処理を行う熱処理装置であって、前記加熱手段の温度を測定する接触型の第１の温度測定手段と、前記回転テーブルが回転している状態で、前記回転テーブルに載置された基板の温度を測定する非接触型の第２の温度測定手段と、前記第１の温度測定手段により測定される第１の測定値と前記第２の温度測定手段により測定される第２の測定値とに基づいて、前記加熱手段を制御する温度制御手段とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、熱処理装置及び温度制御方法に関する。
従来、処理容器内に設けられた回転テーブルの回転方向に複数の基板である半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という。）が載置される熱処理装置が知られている。この熱処理装置は、回転テーブルの径方向に沿って設けられ、処理ガスを供給するガス供給部と、回転テーブルの下部に設けられ、ウエハを加熱するヒータとを備える。そして、ガス供給部によるガスの吐出及びヒータによるウエハの加熱を行いながら、回転テーブルを回転させることでウエハに成膜処理が行われる。
この熱処理装置では、例えば従来、ヒータの近傍に設けられた熱電対（ヒータ制御用Ｔ／Ｃ）により測定される温度をウエハ温度として温度制御が行われている（例えば、特許文献１参照）。
また、成膜時にウエハが載置されたサセプタの温度を放射温度計で測定し、この測定結果に基づいてヒータの出力を制御しウエハに成膜処理を行う半導体製造装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０１０−０５９４９６号公報 特開２００３−２５７８７３号公報
しかしながら、上記の装置では、回転テーブルを回転させた状態で行われる成膜処理の際のウエハの温度を正確に測定することができないため、ウエハを適切な温度に制御して成膜処理を行うことが困難であるという課題があった。
そこで、上記課題に鑑み、処理容器内に基板が載置されると共に回転する回転テーブルを備えた熱処理装置において、基板の温度を正確に制御することができる熱処理装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、一実施形態において、熱処理装置は、
処理容器内に設けられた回転テーブルの表面に基板を載置し、回転テーブルを回転させながら加熱手段により基板を加熱して所定の成膜処理を行う熱処理装置であって、
前記加熱手段の温度を測定する接触型の第１の温度測定手段と、
前記回転テーブルが回転している状態で、前記回転テーブルに載置された基板の温度を測定する非接触型の第２の温度測定手段と、
前記第１の温度測定手段により測定される第１の測定値と前記第２の温度測定手段により測定される第２の測定値とに基づいて、前記加熱手段を制御する温度制御手段と
を備える。
本実施形態によれば、処理容器内に基板が載置されると共に回転する回転テーブルを備えた熱処理装置において、基板の温度を正確に制御することができる熱処理装置を提供することができる。
本実施形態に係る熱処理装置の概略縦断面図である。 本実施形態に係る熱処理装置の概略斜視図である。 本実施形態に係る熱処理装置の概略平面図である。 本実施形態に係る熱処理装置における温度測定部を説明する一部断面図である。 放射温度測定手段の動作を説明する図である。 回転テーブルと温度測定領域との関係を説明する図である。 ヒータ用熱電対と放射温度測定手段との相関関係を示すテーブルである。 回転テーブルを回転させている状態と回転させていない状態とにおけるウエハの温度分布を説明する図である。 回転テーブルに載置されたウエハの位置について説明する図である。 本実施形態の熱処理装置による効果を説明する図である。
以下、本実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
（熱処理装置の構成）
本実施形態の熱処理装置の一例について説明する。図１は、本実施形態に係る熱処理装置の概略縦断面図である。図２は、本実施形態に係る熱処理装置の概略斜視図である。図３は、本実施形態に係る熱処理装置の概略平面図である。
本実施形態の熱処理装置１は、概ね円形状の扁平な処理容器１１と、処理容器１１内に水平に設けられた円板状の回転テーブル１２とを備えている。処理容器１１は大気雰囲気に設けられ、天板１３と、処理容器１１の側壁１４ａ及び底部１４ｂをなす容器本体１４とにより構成されている。図１中１１ａは、処理容器１１内を気密に保つためのシール部材であり、１４ａは容器本体１４の中央部を塞ぐカバーである。図１中１２ａは回転駆動機構であり、回転テーブル１２を周方向に回転させる。また、回転駆動機構１２ａは、回転テーブル１２の回転位置、回転速度に関する信号を後述する温度制御手段５に入力する。
回転テーブル１２の表面には、回転テーブル１２の回転方向に沿って５つの凹部１６が形成されている。図中１７は搬送口である。図３中１８は搬送口１７を開閉自在なシャッタである（図２では省略している）。搬送口１７から搬送機構２ＡがウエハＷを保持した状態で処理容器１１内に進入すると、搬送口１７に臨む位置における凹部１６の孔１６ａから回転テーブル１２上に不図示の昇降ピンが突出してウエハＷを突き上げ、凹部１６と搬送機構２Ａとの間でウエハＷが受け渡される。
このような搬送機構２Ａ、昇降ピン及び回転テーブル１２による一連の動作が繰り返されて、各凹部１６にウエハＷが受け渡される。処理容器１１からウエハＷが搬出される時には、昇降ピンが凹部１６内のウエハＷを突き上げ、搬送機構２Ａが突き上げられたウエハＷを受け取り、処理容器１１の外に搬出する。
回転テーブル１２上には、各々、回転テーブル１２の外周から中心へ向かって伸びる棒状の第１の反応ガスノズル２１、分離ガスノズル２２、第２の反応ガスノズル２３及び分離ガスノズル２４が、この順で周方向に配設されている。これらのガスノズル２１〜２４は下方に開口部を備え、回転テーブル１２の径に沿って各々ガスを供給する。第１の反応ガスノズル２１はＢＴＢＡＳ（ビスターシャルブチルアミノシラン）ガスを、第２の反応ガスノズル２３はＯ３（オゾン）ガスを各々吐出する。分離ガスノズル２２、２４はＮ２（窒素）ガスを吐出する。
処理容器１１の天板１３は、下方に突出する扇状の２つの突状部２５を備え、突状部２５は周方向に間隔をおいて形成されている。分離ガスノズル２２、２４は、各々、突状部２５にめり込むと共に、突状部２５を周方向に分割するように設けられている。第１の反応ガスノズル２１及び第２の反応ガスノズル２３は、各突状部２５から離れて設けられている。
回転テーブル１２の下方には、ヒータ２０が設けられている。ヒータ２０は、回転テーブル１２に載置されるウエハＷを加熱する加熱手段の一例である。具体的には、ヒータ２０は、回転テーブル１２の回転中心Ｐを中心として同心円状に配置されている。ヒータ２０としては、金属線ヒータ、モリブデンヒータ、カーボンワイヤヒータ等の抵抗加熱ヒータや誘導加熱ヒータ等を用いることができる。
処理容器１１の加熱領域は、回転テーブル１２の径方向において温度制御をするために複数、図１では３つのゾーンＺａ、Ｚｂ、Ｚｃに区画されている。そして、この各ゾーンＺａ、Ｚｂ、Ｚｃに対応させて、ヒータ２０は３つのゾーン加熱ヒータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃに区分されて、各々が個別に制御可能になっている。なお、このゾーン数については特に限定されず、１つのゾーンであってもよく、２つのゾーンであってもよく、４つ以上のゾーンであってもよい。
各ゾーン加熱ヒータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの近傍には、この温度を測定するための３つのヒータ用熱電対３ａ、３ｂ、３ｃが設けられている。以下、３つのヒータ用熱電対３ａ、３ｂ、３ｃを単にヒータ用熱電対３ともいう。
ヒータ用熱電対３は、ヒータ２０の温度を測定する接触型の第１の温度測定手段の一例である。具体的には、各ヒータ用熱電対３ａ、３ｂ、３ｃの一端は、容器本体１４の下方から容器本体１４の底部１４ｂを気密に貫通して回転テーブル１２の下方に挿入されている。一方、各ヒータ用熱電対３ａ、３ｂ、３ｃの他端は、後述する温度制御手段５に接続されており、各ヒータ用熱電対３ａ、３ｂ、３ｃの測定値（第１の測定値）は、例えばマイクロコンピュータ等からなる温度制御手段５へ入力されている。そして、この測定値に基づいて、加熱手段が制御され、回転テーブル１２に載置されたウエハＷが加熱される。
各凹部１６にウエハＷが載置されると、容器本体１４の底面において突状部２５の下方の分離領域Ｄ１と分離領域Ｄ２との間の領域から回転テーブル１２の径方向外側へ向かった位置に開口した排気口２６から排気されて、処理容器１１内が真空雰囲気になる。そして、回転テーブル１２が回転すると共に、回転テーブル１２の下方に設けられるヒータ２０により回転テーブル１２を介してウエハＷが所定の温度に加熱される。図３中の矢印２７は回転テーブル１２の回転方向を示している。
続いて、各ガスノズル２１〜２４からガスが供給され、ウエハＷは第１の反応ガスノズル２１の下方の第１の処理領域Ｐ１と第２の反応ガスノズル２３の下方の第２の処理領域Ｐ２とを交互に通過する。これにより、ウエハＷにＢＴＢＡＳガスが吸着し、次いでＯ３ガスが吸着してＢＴＢＡＳ分子が酸化されて酸化シリコンの分子層が１層あるいは複数層形成される。こうして酸化シリコンの分子層が順次積層されて所定膜厚のシリコン酸化膜が成膜される。
この成膜処理の際に分離ガスノズル２２、２４から分離領域Ｄ１、Ｄ２に供給されたＮ２ガスが、分離領域Ｄ１、Ｄ２を周方向に広がり、回転テーブル１２上でＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとが混合されることを抑制する。また、余剰のＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスを、排気口２６へ押し流す。また、この成膜処理の際には、回転テーブル１２の中心部領域上の空間２８にＮ２ガスが供給される。天板１３において、リング状に下方に突出した突出部２９の下方を介して、このＮ２ガスが回転テーブル１２の径方向外側に供給され、中心部領域ＣでのＢＴＢＡＳガスとＯ３ガスとの混合が防がれる。図３では矢印により成膜処理の際の各ガスの流れを示している。また、図示は省略しているが、カバー１４ｃ内及び回転テーブル１２の裏面側にもＮ２ガスが供給され、反応ガスがパージされるようになっている。
次に、天板１３及び回転テーブル１２の縦断側面を拡大して示す図４も参照しながら説明する。図４は、本実施形態に係る熱処理装置における放射温度測定手段を説明する一部断面図である。具体的には、図４は、第１の反応ガスノズル２１が設けられる処理領域Ｐ１と、処理領域Ｐ１の回転方向上流側に隣り合う分離領域Ｄ２との間の断面を示している。
天板１３には、図３に鎖線で示す位置に、回転テーブル１２の径方向に伸びたスリット４１が開口しており、このスリット４１の上下を覆うように下側窓４２、上側窓４３が設けられている。これら下側窓４２、上側窓４３は回転テーブル１２の表面側から放射される赤外線を透過させて、後述の放射温度測定手段４による温度の測定ができるように例えばサファイアにより構成されている。なお、回転テーブル１２の表面側とはウエハＷの表面側も含む。
スリット４１の上方には、放射温度測定手段４が設けられている。放射温度測定手段４は、回転テーブル１２が回転している状態で、回転テーブル１２に載置されたウエハＷの温度を測定する非接触型の第２の温度測定手段の一例である。
図４中の回転テーブル１２の表面から放射温度測定手段４の下端までの高さＨは、例えば５００ｍｍである。この放射温度測定手段４は、回転テーブル１２の温度測定領域から放射される赤外線を後述の検出部４０１に導き、検出部４０１がその赤外線の量に応じた測定値（第２の測定値）を取得する。従って、この測定値は取得された箇所の温度により異なり、取得された測定値は、順次後述の温度制御手段５に送信される。
次に、放射温度測定手段４の動作について、図５を参照しながら説明する。図５は、放射温度測定手段の動作を説明する図である。
図５に示すように、放射温度測定手段４は、５０Ｈｚで回転するサーボモータからなる回転体４０２を備えている。この回転体４０２は平面視において三角形状に構成され、回転体４０２の３つの各側面は反射面４０３〜４０５として構成されている。図５に示すように、回転体４０２が回転軸４０６の周りに回転することで、ウエハＷを含む回転テーブル１２における温度測定領域４１０の赤外線を、図中矢印で示すように反射面４０３〜４０５のいずれかで反射させて検出部４０１に導くと共に温度測定領域４１０の位置を回転テーブル１２の径方向に移動させてスキャン（走査）する。
検出部４０１は１つの反射面から連続して所定回数（例えば１２８回）赤外線を取り込むことにより、回転テーブル１２の径方向の所定箇所（例えば１２８箇所）の温度を検出できるように構成されている。そして、回転体４０２の回転により反射面４０３〜４０５が順次赤外線の光路上に位置することによりスキャンは回転テーブル１２の内側から外側方向へ向けて繰り返し行うことができ、このスキャン速度は１５０Ｈｚである。すなわち、放射温度測定手段４は、１秒間に１５０回のスキャンを行うことができる。また、温度測定領域４１０はその径が５ｍｍのスポットである。スキャンは、回転テーブル１２においてウエハＷが載置される凹部１６よりも更に内側の位置から、回転テーブル１２の外周端に至る範囲で行われる。なお、図４中の鎖線４４、４５は回転テーブル１２の最も内周側、最も外周側に各々移動した温度測定領域４１０から放射温度測定手段４に向かう赤外線を示している。
放射温度測定手段４によるスキャンは、回転テーブル１２が回転している状態で行われる。回転テーブル１２の回転速度は、この例では２４０回転／分である。図６は、回転テーブル１２と温度測定領域４１０との関係を示した平面図である。なお、図中４１１は、回転テーブル１２が回転している状態で、回転テーブル１２の内側から外側へ向かってｎ回目（ｎは整数）にスキャンを行ったときの温度測定領域４１０の列（スキャンライン）を示している。図中４１２はｎ＋１回目（ｎは整数）にスキャンを行ったときのスキャンラインを示している。回転テーブル１２の回転により、回転テーブル１２の回転中心Ｐを中心として、スキャンライン４１１、４１２は回転テーブル１２の回転速度に応じた角度θ１だけ中心角が互いにずれる。このように回転テーブル１２を回転させながらスキャンを繰り返すことで、回転テーブル１２の多数の位置の測定値を順次取得する。
温度制御手段５は、ヒータ用熱電対３により測定される測定値と放射温度測定手段４により測定される測定値とに基づいて、ヒータ駆動手段６を制御して、ウエハＷの温度を制御する。また、温度制御手段５には、回転テーブル１２の回転位置、回転速度に関する信号が回転駆動機構１２ａから入力される。
なお、図１において、記憶手段７は、後述するテーブル等を記憶するメモリである。
（温度制御方法）
次に、前述した本実施形態の熱処理装置１を用いて行われる温度制御方法の一例について説明する。
まず、熱処理装置１を用いて行われる製品ウエハに対する成膜処理について説明する。
搬送口１７に設けられたシャッタ１８を開き、処理容器１１の外部から搬送機構２Ａにより搬送口１７を介して製品ウエハを回転テーブル１２の凹部１６内に受け渡す。この受け渡しは、凹部１６が搬送口１７に臨む位置に停止したときに凹部１６の底面の貫通孔を介して処理容器１１の底部側から不図示の昇降ピンが昇降することにより行われる。このような製品ウエハの受け渡しを、回転テーブル１２を間欠的に回転させて行い、回転テーブル１２の５つの凹部１６内に各々製品ウエハを載置する。
次いで、シャッタ１８を閉じ、排気口２６に接続された不図示の真空ポンプにより処理容器１１内を引き切りの状態にする。分離ガスノズル２２、２４から分離ガスであるＮ２ガスを所定流量で吐出し、回転テーブル１２の中心部領域上の空間２８にＮ２ガスを所定流量で供給する。これに伴い、排気口２６に接続された不図示の圧力調整手段により処理容器１１内を予め設定した圧力に調整する。
次いで、回転テーブル１２を時計回りに回転させながらヒータ２０により製品ウエハを例えば４００℃に加熱し、第１の反応ガスノズル２１からはＢＴＢＡＳガスを供給し、第２の反応ガスノズル２３からはＯ３ガスを供給する。
そして、製品ウエハが第１の処理領域Ｐ１を通過したときに、原料ガスであるＢＴＢＡＳガスが第１の反応ガスノズル２１から供給されて製品ウエハの表面に吸着する。表面にＢＴＢＡＳガスが吸着した製品ウエハは、回転テーブル１２の回転により分離ガスノズル２２を有する分離領域Ｄ１を通過してパージされた後、第２の処理領域Ｐ２に入る。
第２の処理領域Ｐ２では、第２の反応ガスノズル２３からＯ３ガスが供給され、ＢＴＢＡＳガスに含まれるＳｉ成分がＯ３ガスにより酸化され、反応生成物であるＳｉＯ２が製品ウエハの表面に堆積する。第２の処理領域Ｐ２を通過した製品ウエハは、分離ガスノズル２４を有する分離領域Ｄ２を通過してパージされた後、再び第１の処理領域Ｐ１に入る。
そして、第１の反応ガスノズル２１からＢＴＢＡＳガスが供給され、ＢＴＢＡＳガスが製品ウエハの表面に吸着する。
以上、回転テーブル１２を複数回連続的に回転させることにより、ＢＴＢＡＳガス及びＯ３ガスを処理容器１１内に供給する。これにより、製品ウエハの表面に反応生成物であるＳｉＯ２が堆積し、ＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）が成膜される。
ここで、製品ウエハに対する成膜処理中には、ゾーンＺａ、Ｚｂ、Ｚｃに対応したヒータ用熱電対３ａ、３ｂ、３ｃによりゾーン加熱ヒータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの温度が測定されて、測定値が温度制御手段５へ入力される。そして、温度制御手段５は、測定された測定値及び後述する記憶手段７に記憶されたテーブルに基づいてヒータ駆動手段６を駆動し、各ゾーン加熱ヒータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃを制御する。
製品ウエハに対する成膜処理は、前述のように行われるが、本実施形態においては、前述した製品ウエハに対する成膜処理に先立って、ダミーウエハ（例えば、ＳｉＣウエハ）を用いてヒータ用熱電対３により測定される測定値と放射温度測定手段４により測定される測定値との間の相関関係をテーブル化しておき、製品ウエハの成膜処理の際にはこのテーブルを参照して温度制御を行う。
まず、製品ウエハに対する成膜処理と同様の方法により、回転テーブル１２の５つの凹部１６内に各々ダミーウエハを載置した後、処理容器１１内をあらかじめ設定した圧力に調整する。次いで、回転テーブル１２を時計回りに回転させながらヒータ２０によりダミーウエハを例えば４００℃に加熱する。
次いで、各ヒータ用熱電対３ａ、３ｂ、３ｃにより各ゾーン加熱ヒータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの温度を測定すると共に、放射温度測定手段４によりダミーウエハの温度を測定する。そして、温度制御手段５により、ヒータ用熱電対３ａ、３ｂ、３ｃにより測定される測定値と放射温度測定手段４により測定される測定値と用いて、両者の相関関係をテーブル化する。このとき、放射温度測定手段４の測定値が、成膜処理の際に用いられる温度になったときの各ヒータ用熱電対３ａ、３ｂ、３ｃの温度を図７に示すようにテーブル化しておくことが好ましい。なお、図７は、ヒータ用熱電対と放射温度測定手段との相関関係を示すテーブルである。
テーブルを作成するときの処理条件は、製品ウエハの成膜処理の際の処理条件と同等に設定することが好ましい。また、製品ウエハの成膜処理の際の温度条件が複数存在する場合には、放射温度測定手段４により測定される温度を製品ウエハの成膜処理の際の複数の温度条件に対応させて変更し、複数のテーブルを予め設けておくことが好ましい。これにより、製品ウエハの成膜処理の際の温度条件が複数存在する場合であっても、製品ウエハの成膜処理の際の温度条件に対応したテーブルを参照して、加熱手段を制御することができ、特に正確に基板の温度を制御することができる。
また、製品ウエハの成膜処理の際の温度条件が決まっていない場合や変更となる可能性がある場合においても、正確に基板の温度を制御することができるように、所定の温度（例えば１０℃）間隔の複数のテーブルを予め設けておくことが好ましい。これにより、製品ウエハの成膜処理の際の温度条件が決まっていない場合や変更となった場合であっても、製品ウエハの成膜処理の際の温度条件、又は製品ウエハの成膜処理の際の温度条件に近いテーブルを参照して、加熱手段を制御することができる。このため、特に正確に基板の温度を制御することができる。
ところで、放射温度測定手段４による温度の測定は、回転テーブル１２を回転させた状態で行われるため、測定値がダミーウエハの温度以外の温度（例えば回転テーブル１２の温度）を含む場合がある。
そこで、放射温度測定手段４により測定され、温度制御手段５へ入力された測定値がダミーウエハの温度であるか否かを温度制御手段５により判定することが好ましい。
温度制御手段５による判定方法は、特に限定されない。例えば、温度制御手段５は、回転駆動機構１２ａから入力される回転テーブル１２の回転位置、回転速度に関する信号に基づいて、放射温度測定手段４から入力される測定値がダミーウエハの温度であるか否かを判定する。具体的には、予め設定した回転テーブル１２の５つの凹部１６の回転位置の情報と、回転駆動１２ａから入力される回転テーブル１２の回転位置、回転速度の情報とを比較することにより判定を行っている。
以上のようにしてテーブルの作成が完了した後、前述したような製品ウエハの成膜処理が行われ、このような製品ウエハの成膜処理は、例えば熱処理装置１の部品交換等のメンテナンス時期まで繰り返し行われる。そして、熱処理装置１のメンテナンスが行われた後、再度、テーブルの作成が行われる。なお、テーブルの作成が行われるタイミングは、熱処理装置のメンテナンス後に限定されず、例えばクリーニング処理が行われた後等、他のタイミングで行ってもよい。
次に、回転テーブル１２に載置されたウエハＷの温度について説明する。
まず、回転テーブル１２を回転させている状態と回転させていない状態とにおけるウエハＷ（回転テーブル１２）の温度分布の一例について説明する。図８は、回転テーブル１２を回転させている状態と回転させていない状態とにおけるウエハの温度分布を説明する図である。具体的には、図８（Ａ）は回転テーブル１２を回転させている状態でウエハＷの温度が７６０℃になるようにヒータ２０を制御したときのウエハＷ（回転テーブル１２）の温度分布を表す。また、図８（Ｂ）は、回転テーブル１２を回転させていない状態でウエハＷの温度が７６０℃になるようにヒータ２０を制御したときのウエハＷ（回転テーブル１２）の温度分布を表す。
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、回転テーブル１２を回転させた状態におけるウエハＷ（回転テーブル１２）の温度分布は、回転テーブル１２を回転させている状態と大きく異なることが確認できる。このことから、回転テーブル１２を回転させた状態で行われる成膜処理の際のウエハの温度を正確に測定することが重要であることが分かる。
次に、前述した温度制御方法によってヒータ２０を制御したときのウエハＷの温度について説明する。
図９は、回転テーブル１２に載置されたウエハＷの位置について説明する図である。図１０は、本実施形態の熱処理装置による効果を説明する図である。
具体的には、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、図９の矢印Ａに沿って回転テーブル１２を時計回りに３６０°回転させたときのウエハＷ（回転テーブル１２）の温度を放射温度測定手段４により測定した結果を示すグラフである。図１０（Ａ）は、前述した温度制御方法によりヒータ２０を制御したときのグラフであり、図１０（Ｂ）は、前述した温度制御方法による制御を行わなかったときのグラフである。なお、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）において、横軸は位置を表し、縦軸は温度を表す。
図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）において、実線、破線及び点線は、各々、図９の矢印Ａに沿って回転テーブル１２を回転させたときのゾーンＺａ（矢印Ａａ）、ゾーンＺｂ（矢印Ａｂ）、ゾーンＺｃ（矢印Ａｃ）におけるウエハＷ（回転テーブル１２）の温度である。なお、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、各ゾーンＺａ、Ｚｂ、Ｚｃにおける温度が波打っているが、これは、ウエハＷと回転テーブル１２とを交互に測定しているためである。
図１０（Ａ）に示すように、前述した温度制御方法によってヒータ２０を制御した場合、すべてのゾーンＺａ、Ｚｂ、ＺｃにおいてウエハＷの温度が目標温度（成膜処理の際の温度）と同等の温度になっていることが確認できた。
これに対して、図１０（Ｂ）に示すように、前述した温度制御方法によらずに（前述したテーブルを用いずに）ヒータ２０を制御した場合、すべてのゾーンＺａ、Ｚｂ、ＺｃにおいてウエハＷの温度が目標温度に対して大きく乖離していることが確認できた。具体的には、ゾーンＺａ、ＺｃにおけるウエハＷの温度は目標温度よりも高く、ゾーンＺｂにおけるウエハＷの温度は目標温度よりも低く、回転テーブル１２の径方向における温度ばらつきが大きくなっていることが確認できた。
以上に説明したように、本実施形態に係る熱処理装置及び温度制御方法によれば、ウエハＷの温度を放射温度測定手段４により測定する。このため、ウエハＷの温度を精度良く測定することができる。また、ヒータ用熱電対３によりヒータ２０の温度を測定し、ヒータ用熱電対３により測定される温度と放射温度測定手段４により測定される温度とに基づいて、温度制御手段５がヒータ２０を制御することで、ウエハＷの温度を制御する。このため、ウエハＷの温度を正確に制御することができる。
以上、熱処理装置及び温度制御方法を実施形態によって説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
前述の実施形態では、第２の温度測定手段が放射温度測定手段４である形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。第２の温度測定手段としては、非接触型の温度測定手段であればよく、例えば放射温度計、表面弾性波を用いた無線温度センサを用いてもよい。
１ 熱処理装置
１１ 処理容器
１２ 回転テーブル
２０ ヒータ
３ ヒータ用熱電対
４ 放射温度測定手段
５ 温度制御手段
６ ヒータ駆動手段
７ 記憶手段
Ｗ ウエハ

Claims (7)

  1. 処理容器内に設けられた回転テーブルの表面に基板を載置し、回転テーブルを回転させながら加熱手段により基板を加熱して所定の成膜処理を行う熱処理装置であって、
    前記加熱手段の温度を測定する接触型の第１の温度測定手段と、
    前記回転テーブルが回転している状態で、前記回転テーブルに載置された基板の温度を測定する非接触型の第２の温度測定手段と、
    前記第１の温度測定手段により測定される第１の測定値と前記第２の温度測定手段により測定される第２の測定値とに基づいて、前記加熱手段を制御する温度制御手段と
    を備える、
    熱処理装置。
  2. 前記温度制御手段は、前記第１の測定値と前記第２の測定値との間の相関関係を記憶手段に記憶し、前記記憶手段に記憶された相関関係に基づいて、前記加熱手段を制御する、
    請求項１に記載の熱処理装置。
  3. 前記温度制御手段は、前記第２の温度測定手段により測定される温度を前記所定の成膜処理を行うときの温度条件になるように前記加熱手段を制御した後、前記第１の測定値と前記第２の測定値との間の相関関係を前記記憶手段に記憶する、
    請求項２に記載の熱処理装置。
  4. 前記温度制御手段は、前記第２の温度測定手段により測定される温度を前記所定の成膜処理を行うときの複数の温度条件に対応させて変更し、前記複数の温度条件の各々における前記第１の測定値と前記第２の測定値との間の相関関係を前記記憶手段に記憶する、
    請求項２に記載の熱処理装置。
  5. 前記第２の温度測定手段は、前記基板の表面から放射される赤外線を検出することで前記基板の温度を測定する、
    請求項１乃至４のいずれか一項に記載の熱処理装置。
  6. 前記第２の温度測定手段は、前記回転テーブルの径方向に沿った方向の複数の領域における温度を測定する、
    請求項１乃至５のいずれか一項に記載の熱処理装置。
  7. 処理容器内に設けられた回転テーブルの表面に基板を載置し、回転テーブルを回転させながら加熱手段により基板を加熱して所定の成膜処理を行う熱処理装置に用いられる温度制御方法であって、
    前記回転テーブルに基板を載置する載置ステップと、
    前記加熱手段の温度を接触型の第１の温度測定手段により測定する第１の温度測定ステップと、
    前記回転テーブルが回転している状態で、前記回転テーブルに載置された基板の温度を非接触型の第２の温度測定手段により測定する第２の温度測定ステップと、
    前記第１の温度測定ステップで測定された第１の測定値と前記第２の温度測定ステップで測定された第２の測定値とに基づいて、前記加熱手段を制御する温度制御ステップと
    を含む、
    温度制御方法。
JP2015130165A 2015-06-29 2015-06-29 熱処理装置及び温度制御方法 Active JP6552299B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015130165A JP6552299B2 (ja) 2015-06-29 2015-06-29 熱処理装置及び温度制御方法
KR1020160076592A KR102096687B1 (ko) 2015-06-29 2016-06-20 열처리 장치 및 온도 제어 방법
US15/191,599 US10533896B2 (en) 2015-06-29 2016-06-24 Heat treatment apparatus and temperature control method
TW105120116A TWI660443B (zh) 2015-06-29 2016-06-27 熱處理裝置及溫度控制方法
CN201610499994.5A CN106298590B (zh) 2015-06-29 2016-06-29 热处理装置和温度控制方法
US16/685,047 US11656126B2 (en) 2015-06-29 2019-11-15 Heat treatment apparatus and temperature control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015130165A JP6552299B2 (ja) 2015-06-29 2015-06-29 熱処理装置及び温度制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017017104A true JP2017017104A (ja) 2017-01-19
JP6552299B2 JP6552299B2 (ja) 2019-07-31

Family

ID=57601119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015130165A Active JP6552299B2 (ja) 2015-06-29 2015-06-29 熱処理装置及び温度制御方法

Country Status (5)

Country Link
US (2) US10533896B2 (ja)
JP (1) JP6552299B2 (ja)
KR (1) KR102096687B1 (ja)
CN (1) CN106298590B (ja)
TW (1) TWI660443B (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102030068B1 (ko) * 2017-10-12 2019-10-08 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP2021015942A (ja) * 2019-07-16 2021-02-12 東京エレクトロン株式会社 基板を熱処理する装置及び方法
KR20210095447A (ko) * 2020-01-23 2021-08-02 주성엔지니어링(주) 기판처리장치 및 기판처리장치의 분사모듈

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04713A (ja) * 1989-12-26 1992-01-06 Sumitomo Metal Ind Ltd 基板の加熱装置
JPH05190462A (ja) * 1992-01-10 1993-07-30 Toshiba Corp プラズマｃｖｄ装置
JPH09246261A (ja) * 1996-03-08 1997-09-19 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置とその温度制御方法
JP2003131745A (ja) * 2001-08-07 2003-05-09 Hitachi Kokusai Electric Inc 温度制御方法及び半導体装置の製造方法
JP2003257873A (ja) * 2002-03-04 2003-09-12 Hitachi Ltd 半導体製造方法および半導体製造装置
JP2010059494A (ja) * 2008-09-04 2010-03-18 Tokyo Electron Ltd 成膜装置、成膜方法、並びにこの成膜方法を成膜装置に実施させるプログラム及びこれを記憶するコンピュータ可読記憶媒体
JP2012248634A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Tokyo Electron Ltd 温度測定装置、温度測定方法、記憶媒体及び熱処理装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6191399B1 (en) * 2000-02-01 2001-02-20 Asm America, Inc. System of controlling the temperature of a processing chamber
US7734439B2 (en) * 2002-06-24 2010-06-08 Mattson Technology, Inc. System and process for calibrating pyrometers in thermal processing chambers
US7577493B2 (en) * 2004-12-27 2009-08-18 Hitachi Kokusai Electric Inc. Temperature regulating method, thermal processing system and semiconductor device manufacturing method
US7557328B2 (en) * 2006-09-25 2009-07-07 Tokyo Electron Limited High rate method for stable temperature control of a substrate
JP5173685B2 (ja) 2008-09-04 2013-04-03 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、成膜方法、並びにこの成膜方法を成膜装置に実施させるプログラムおよびこれを記憶するコンピュータ可読記憶媒体
US8961691B2 (en) * 2008-09-04 2015-02-24 Tokyo Electron Limited Film deposition apparatus, film deposition method, computer readable storage medium for storing a program causing the apparatus to perform the method
US9758871B2 (en) * 2008-12-10 2017-09-12 Sumco Techxiv Corporation Method and apparatus for manufacturing epitaxial silicon wafer
US20120227665A1 (en) * 2011-03-11 2012-09-13 Applied Materials, Inc. Apparatus for monitoring and controlling substrate temperature
JP2014110378A (ja) * 2012-12-04 2014-06-12 Tokyo Electron Ltd 成膜装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04713A (ja) * 1989-12-26 1992-01-06 Sumitomo Metal Ind Ltd 基板の加熱装置
JPH05190462A (ja) * 1992-01-10 1993-07-30 Toshiba Corp プラズマｃｖｄ装置
JPH09246261A (ja) * 1996-03-08 1997-09-19 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置とその温度制御方法
JP2003131745A (ja) * 2001-08-07 2003-05-09 Hitachi Kokusai Electric Inc 温度制御方法及び半導体装置の製造方法
JP2003257873A (ja) * 2002-03-04 2003-09-12 Hitachi Ltd 半導体製造方法および半導体製造装置
JP2010059494A (ja) * 2008-09-04 2010-03-18 Tokyo Electron Ltd 成膜装置、成膜方法、並びにこの成膜方法を成膜装置に実施させるプログラム及びこれを記憶するコンピュータ可読記憶媒体
JP2012248634A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Tokyo Electron Ltd 温度測定装置、温度測定方法、記憶媒体及び熱処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
US11656126B2 (en) 2023-05-23
KR102096687B1 (ko) 2020-04-02
JP6552299B2 (ja) 2019-07-31
US10533896B2 (en) 2020-01-14
TWI660443B (zh) 2019-05-21
US20160379897A1 (en) 2016-12-29
CN106298590B (zh) 2020-07-07
CN106298590A (zh) 2017-01-04
US20200080895A1 (en) 2020-03-12
KR20170002293A (ko) 2017-01-06
TW201712779A (zh) 2017-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101489556B1 (ko) 온도 측정 장치, 온도 측정 방법, 기억 매체 및 열처리 장치
KR101542289B1 (ko) 온도 측정 장치, 온도 측정 방법, 기억 매체 및 열처리 장치
US11656126B2 (en) Heat treatment apparatus and temperature control method
US11390948B2 (en) Film forming apparatus
KR20170093719A (ko) 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체
KR102072263B1 (ko) 온도 측정 방법 및 열처리 장치
TWI652373B (zh) 成膜處理方法、成膜處理裝置以及記憶媒體
TWI640754B (zh) 溫度測定方法及熱處理裝置
CN116601753A (zh) 具有热处理系统的工件处理装置
JPH09246261A (ja) 熱処理装置とその温度制御方法
JP2002246318A (ja) 熱処理方法及び熱処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171027

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180806

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180911

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181015

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190305

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190418

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190604

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190702

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6552299

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250