JP2018113115A - Heating device and heating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板の加熱処理に使用される加熱装置及び加熱方法に関する。 The present invention relates to a heating apparatus and a heating method used for heat treatment of a substrate.
半導体デバイスや太陽電池などの半導体装置の製造には、基板を所定のプロセス温度に設定した状態で処理する工程が含まれる。このため、処理工程の前の予備加熱や処理工程でのアニール処理などによって、基板の温度をプロセス温度に設定する。 Manufacturing a semiconductor device such as a semiconductor device or a solar cell includes a process of processing the substrate at a predetermined process temperature. For this reason, the substrate temperature is set to the process temperature by preheating before the processing step, annealing treatment in the processing step, or the like.
例えば、プラズマ化学気相成長(CVD)による成膜処理では、基板を所定の成膜温度に上昇させるために、成膜処理室の前に設けた加熱室において基板を加熱する(例えば特許文献1参照。)。加熱処理では、温度測定器によって測定した基板の温度が所定のプロセス温度に到達したことを確認して、基板の加熱を終了する。 For example, in a film formation process by plasma enhanced chemical vapor deposition (CVD), in order to raise the substrate to a predetermined film formation temperature, the substrate is heated in a heating chamber provided in front of the film formation process chamber (for example, Patent Document 1). reference.). In the heat treatment, it is confirmed that the temperature of the substrate measured by the temperature measuring device has reached a predetermined process temperature, and the heating of the substrate is finished.
しかしながら、温度測定器の故障や測定環境の劣化によって、基板の温度が温度測定器によって正確に測定されない場合がある。例えば、基板が格納されるチャンバーの外部に配置した放射温度計で基板の温度を測定する場合に、チャンバーに設置された温度モニタ用の窓に異物が付着すると、基板の温度を正確に測定できない。加熱処理での基板の温度測定が不正確であると、基板の温度が所定のプロセス温度に設定されず、所望の特性の半導体装置が得られないという問題があった。 However, the temperature of the substrate may not be accurately measured by the temperature measuring device due to failure of the temperature measuring device or deterioration of the measurement environment. For example, when measuring the temperature of a substrate with a radiation thermometer placed outside the chamber in which the substrate is stored, the temperature of the substrate cannot be measured accurately if foreign matter adheres to the temperature monitoring window installed in the chamber. . If the temperature measurement of the substrate in the heat treatment is inaccurate, there is a problem that the temperature of the substrate is not set to a predetermined process temperature and a semiconductor device having desired characteristics cannot be obtained.
上記問題点に鑑み、本発明は、基板の温度が不正確な加熱処理を抑制できる加熱装置及び加熱方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a heating apparatus and a heating method that can suppress heat treatment in which the temperature of the substrate is inaccurate.
本発明の一態様によれば、チャンバーと、チャンバーに格納された基板を加熱する加熱器と、チャンバーに格納された基板の温度を測定する温度測定器と、温度測定器によって測定される基板の測定基板温度が設定温度に到達するまで基板を加熱するために加熱器に供給された加熱エネルギーを算出する算出装置と、算出された加熱エネルギーが、基板の温度を設定温度に到達させる基準エネルギーに基づいて設定された判定条件を満たすか否かを判定する判定装置を備える加熱装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a chamber, a heater for heating a substrate stored in the chamber, a temperature measuring device for measuring the temperature of the substrate stored in the chamber, and a substrate measured by the temperature measuring device A calculation device that calculates the heating energy supplied to the heater to heat the substrate until the measurement substrate temperature reaches the set temperature, and the calculated heating energy becomes the reference energy that causes the substrate temperature to reach the set temperature. There is provided a heating device including a determination device that determines whether or not a determination condition set based on the determination criterion is satisfied.
本発明の他の態様によれば、温度測定器によって測定される基板の測定基板温度が設定温度に到達するまで、チャンバーに格納された基板を加熱器で加熱するステップと、測定基板温度が設定温度に到達するまで基板を加熱するために加熱器に供給された加熱エネルギーを算出するステップと、算出された加熱エネルギーが、基板の温度を設定温度に到達させる基準エネルギーに基づいて設定された判定条件を満たすか否かを判定するステップを含む加熱方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, the step of heating the substrate stored in the chamber with a heater until the measurement substrate temperature of the substrate measured by the temperature measurement device reaches the set temperature, and the measurement substrate temperature is set. Calculating the heating energy supplied to the heater to heat the substrate until the temperature is reached, and a determination that the calculated heating energy is set based on a reference energy that causes the substrate temperature to reach a set temperature A heating method is provided that includes determining whether a condition is met.
本発明によれば、基板の温度が不正確な加熱処理を抑制できる加熱装置及び加熱方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heating apparatus and heating method which can suppress the heat processing in which the temperature of a board | substrate is inaccurate can be provided.
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。また、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic. Further, the embodiment described below exemplifies an apparatus and a method for embodying the technical idea of the present invention, and the embodiment of the present invention has the following structure and arrangement of components. It is not something specific. The embodiment of the present invention can be variously modified within the scope of the claims.
本発明の実施形態に係る加熱装置1は、図1に示すように、チャンバー10と、チャンバー10に格納された基板100を加熱する加熱器20と、チャンバー10に格納された基板100の温度を測定する温度測定器30と、温度測定器30によって測定される基板100の測定基板温度Hが設定温度Hsに到達するまで基板100を加熱するために加熱器20に供給された加熱エネルギーQを算出する算出装置51と、算出された加熱エネルギーQが判定条件を満たすか否かを判定する判定装置52を備える。
As shown in FIG. 1, the
後述するように、加熱エネルギーQに対する判定条件は、加熱器20の加熱によって基板100の実際の温度を設定温度Hsに到達させる基準エネルギーに基づいて設定される。また、設定温度は、加熱装置1による加熱処理によって実現したい基板100の温度の目標温度である。設定温度は、加熱処理の後に行われるプロセス処理に必要なプロセス温度などに対応して設定される。
As will be described later, the determination condition for the heating energy Q is set based on the reference energy that causes the actual temperature of the
チャンバー10に格納される加熱処理対象の基板100は、例えば半導体デバイスや太陽電池などに使用される半導体基板や樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板などである。基板100は、基板トレイ110に搭載されてチャンバー10に格納される。基板トレイ110には、水平な板に基板100を配置するカートタイプや、基板100を垂直に配置するボートタイプなど、任意の基板トレイを使用可能である。
The
温度測定器30には、基板100に検知部を接触させた接触式の温度測定器や、放射温度計などの非接触式の温度測定器などが使用される。図1に示した加熱装置1では、チャンバー10の外部に配置された非接触式の放射温度計によって、基板100の温度が測定される。即ち、基板100から放射される赤外線や可視光線などが、チャンバー10に設置された温度モニタ用の窓11を介して温度測定器30によって受信される。温度測定器30によって放射線の強度が測定され、測定基板温度Hが得られる。
As the temperature measuring
加熱器20は、どのような加熱方法を使用したものであってもよい。例えば、ランプヒータ、シースヒータなどを加熱器20に使用可能である。加熱器20は、チャンバー10の内部で基板トレイ110が搭載されるステージ(図示略)の内部や、チャンバー10の内壁に沿って基板100や基板トレイ110の周囲に配置される。
The heater 20 may use any heating method. For example, a lamp heater, a sheath heater, or the like can be used for the heater 20. The heater 20 is disposed inside a stage (not shown) on which the
基板100を加熱するための電気的量は、駆動電源40から加熱器20に供給される。加熱器20に供給される電気的量の内容は、加熱器20の構造に応じて様々である。例えば、一定の電源電圧で作動する加熱器20の場合は、駆動電源40が駆動電流を供給して加熱器20を駆動する。
An electrical quantity for heating the
駆動電源40の動作は、電源コントローラ53に制御される。つまり、加熱器20による基板100の加熱は、電源コントローラ53によって以下のように制御される。
The operation of the
電源コントローラ53に制御されて駆動電源40が加熱器20を駆動することにより、基板100の加熱が開始される。その後、電源コントローラ53は、温度測定器30によって継続的に測定される測定基板温度Hをモニタし、測定基板温度Hが設定温度に到達するタイミングに対応させて、駆動電源40を制御して加熱器20による基板100の加熱を停止させる。
When the
なお、駆動電源40から加熱器20に供給する電気的量の大きさを電源コントローラ53が制御することにより、基板100の温度の変化量を調整できる。例えば、測定基板温度Hが設定温度に近づくにつれて、加熱器20に供給される電気的量を小さくする。これにより、基板100の温度の上昇率が減少し、基板100の加熱を停止させるタイミングで基板100の温度を設定温度に安定させることができる。
Note that the amount of change in the temperature of the
図1に示した加熱装置1では、加熱パラメータ測定装置54が、加熱器20を駆動するために駆動電源40から加熱器20に供給される電気的量を測定する。更に、加熱パラメータ測定装置54は、基板100を加熱するための電気的量が加熱器20に供給された時間(以下において、「印加時間」という。)を測定する。例えば、駆動電源40の動作状態をモニタすることにより、印加時間を測定できる。或いは、電源コントローラ53の動作状態をモニタしてもよい。測定された電気的量と印加時間は、電気的量データEと印加時間データTとして算出装置51に送信される。算出装置51は、後述するように、電気的量データEと印加時間データTを用いて、加熱器20に供給された加熱エネルギーQを算出する。
In the
算出装置51、判定装置52、電源コントローラ53及び加熱パラメータ測定装置54は、図1に示すように制御装置50に含まれる。制御装置50は、例えばプログラマブルロジックコントローラ(PLC)などとして構成される。
The
様々な原因によって、温度測定器30によって測定された測定基板温度Hが不正確な場合がある。例えば、温度測定器30が故障していると、基板100の温度が正確に測定されない。
Due to various causes, the measurement substrate temperature H measured by the
また、搬送中に割れや欠けが発生した基板100の破片や、成膜処理に使用された基板トレイ110に付着した生成物粉がチャンバー10の内部に落下したり飛散したりすることがある。この場合、基板100の破片や基板トレイ110から落下した生成物粉などの異物がチャンバー10の温度モニタ用の窓11に付着すると、基板100の温度が正確に測定されない。チャンバー10の窓11に異物が付着した場合、基板100の温度が実際よりも低めに測定されることが多く、必要以上に基板100の加熱が継続されることになる。
In addition, fragments of the
図2に、印加時間と測定基板温度Hの関係の例を示す。図2において、特性H1は温度測定器30によって正確に基板100の温度が測定された場合の測定基板温度Hを示し、特性H2は温度測定器30によって測定された基板100の温度が不正確な場合の測定基板温度Hを示す。特性H2は、基板100の温度が実際よりも低く測定された場合を示している。
FIG. 2 shows an example of the relationship between the application time and the measurement substrate temperature H. In FIG. 2, a characteristic H1 indicates a measurement substrate temperature H when the temperature of the
図2に示したように、特性H1に示す正確な測定基板温度Hが設定温度Hsに到達する時刻t1において、特性H2に示す測定基板温度Hは設定温度Hsに到達していない。このため、特性H2をモニタしながらの加熱処理では、測定基板温度Hが設定温度Hsに到達するまで加熱器20によって基板100を加熱する印加時間が長い。
As shown in FIG. 2, at time t1 when the accurate measurement substrate temperature H indicated by the characteristic H1 reaches the set temperature Hs, the measurement substrate temperature H indicated by the characteristic H2 does not reach the set temperature Hs. For this reason, in the heat treatment while monitoring the characteristic H2, the application time for heating the
この場合の、印加時間と加熱器20に供給される電気的量との関係を図3に示す。図3において、特性H1で示される測定基板温度Hが設定温度Hsに到達する時刻t1から特性H2で示される測定基板温度Hが設定温度Hsに到達する時刻t2までの、加熱器20に供給される電気的量ΔEをハッチングで示した。このように、基板100の温度が実際よりも低く測定される場合には、基板100の実際の温度が設定温度Hsに到達するために必要な電気的量よりも過剰に電気的量が加熱器20に供給される。一方、基板100の温度が実際よりも高く測定される場合には、基板100の実際の温度が設定温度Hsに到達するには電気的量が不足する。
FIG. 3 shows the relationship between the application time and the electrical quantity supplied to the heater 20 in this case. In FIG. 3, it is supplied to the heater 20 from the time t1 when the measurement substrate temperature H indicated by the characteristic H1 reaches the set temperature Hs to the time t2 when the measurement substrate temperature H indicated by the characteristic H2 reaches the set temperature Hs. The electrical quantity ΔE is indicated by hatching. As described above, when the temperature of the
したがって、測定基板温度Hが基板100の実際の温度よりも低い場合には、加熱器20に供給される電気的量が過剰になって、基板100の温度は設定温度Hsを超えてしまう。一方、測定基板温度Hが基板100の実際の温度よりも高い場合には、加熱器20に供給される電気的量が不足して、基板100の温度は設定温度Hsに到達しない。つまり、測定基板温度Hが不正確な場合には、加熱処理の後の基板100の温度が所定のプロセス温度を超えていたり、プロセス温度に到達していなかったりする。
Therefore, when the measurement substrate temperature H is lower than the actual temperature of the
その結果、基板100がプロセス温度とは異なる温度でプロセス処理が行われ、所望の特性が得られない。このため、基板100の廃棄や基板100を洗浄しての再利用をする必要が生じ、歩留まりの低下や製造コストの上昇を招く。また、印加時間が長くなることで、温度測定器30の寿命が縮まり、装置の保守費用が増大する。
As a result, the
上記のように、測定基板温度Hが不正確な場合において加熱器20に供給される電気的量は、基板100の実際の温度が設定温度Hsに到達するための電気的量と異なる。図1に示した加熱装置1は、測定基板温度Hが設定温度Hsに到達するまでの電気的量を算出することにより、測定基板温度Hが不正確な加熱処理を抑制する。
As described above, when the measurement substrate temperature H is inaccurate, the electrical amount supplied to the heater 20 is different from the electrical amount for the actual temperature of the
以下に、図4に示したフローチャートを参照して、加熱装置1による加熱方法の例を説明する。なお、以下では、駆動電源40が加熱器20に駆動電流を供給することにより、基板100を加熱する場合を例示的に説明する。即ち、加熱パラメータ測定装置54は、加熱器20に電力を供給するための駆動電流を電気的量として測定する。
Below, with reference to the flowchart shown in FIG. 4, the example of the heating method by the
図4のステップS1において、チャンバー10に処理対象の基板100を格納する。基板100は基板トレイ110に搭載されるなどして、チャンバー10の内部の所定の位置に配置される。
In step S <b> 1 of FIG. 4, the
ステップS2において、温度測定器30によって測定される基板100の測定基板温度Hが設定温度Hsに到達するまで、チャンバー10に格納された基板100を加熱器20で加熱する。加熱器20によって基板100を加熱する期間は、電源コントローラ53によって測定基板温度Hが継続的にモニタされる。また、駆動電源40から加熱器20に供給される電気的量と印加時間が、加熱パラメータ測定装置54によって測定される。
In step S <b> 2, the
温度測定器30によって測定される測定基板温度Hが設定温度Hsに到達すると、ステップS3において、電源コントローラ53が駆動電源40を制御して、加熱器20による基板100の加熱を終了する。
When the measurement substrate temperature H measured by the
そして、ステップS4において、測定基板温度Hが設定温度Hsに到達するまで基板100を加熱するために加熱器20に供給された加熱エネルギーQを、算出装置51が電気的量と印加時間を用いて算出する。
In step S4, the
例えば、算出装置51は、加熱パラメータ測定装置54から送信された単位時間あたりの駆動電流を用いて、印加時間における駆動電流の平均値を算出する。そして、駆動電流の平均値と印加時間との積を加熱エネルギーQとして算出装置51が算出する。例えば、算出装置51は、加熱器20による基板100の加熱を開始してから測定基板温度Hが設定温度Hsに到達するまでの期間について、加熱エネルギーを算出する。算出された加熱エネルギーQは、判定装置52に送信される。
For example, the
ステップS5において、判定装置52が、算出装置51により算出された加熱エネルギーQが判定条件を満たすか否かを判定する。判定条件は、基板100の実際の温度を設定温度Hsに到達させるために必要な、正常時の加熱エネルギーQである基準エネルギーに基づいて設定される。「正常時」については後述する。
In step S5, the
ステップS6において、加熱エネルギーQが判定条件を満たさない場合には、判定装置52はアラームを発する。例えば、表示装置の画面に警告メッセージを表示したり、アラーム音を鳴らしたりして、作業者に注意を促す。
In step S6, when the heating energy Q does not satisfy the determination condition, the
アラームが発せられた場合は、作業者が、算出された加熱エネルギーQが判定条件を満たさなかった原因を検討し、対処する。例えば、チャンバー10に設置された温度モニタ用の窓11に付着した異物を除去するなどのチャンバー10のクリーニングや、故障している温度測定器30の交換などを行う。なお、アラームが発せられた加熱処理が行われた基板100については、廃棄や再生処理が行われる。
When an alarm is issued, the worker examines the cause of the calculated heating energy Q not satisfying the determination condition and takes measures. For example, the cleaning of the
一方、加熱エネルギーQが判定条件を満たす場合には、判定装置52がアラームを発しない。この場合、基板100の実際の温度が設定温度Hsであるため、加熱装置1で加熱処理された基板100を次の工程に進める(ステップS7)。
On the other hand, when the heating energy Q satisfies the determination condition, the
上記で説明した加熱エネルギーQの判定条件を設定する場合の「正常時」とは、温度測定器30により測定される測定基板温度Hが基板100の実際の温度と一致している場合である。即ち、正常時では、温度測定器30が正確に基板100の温度を測定し、加熱装置1によって加熱処理された基板100は所定のプロセス温度である。
“Normal” when setting the determination condition of the heating energy Q described above is when the measured substrate temperature H measured by the
したがって、加熱器20に正常時の加熱エネルギーQが供給された加熱処理の後では、基板100について実施されたプロセス処理において所望の結果が得られる。例えば、正常時には、加熱装置1によって加熱処理された基板100について成膜処理した場合に、所定の厚みの膜が基板100に均等に成膜されるなど、所望の特性が得られる。
Therefore, after the heat treatment in which the normal heating energy Q is supplied to the heater 20, a desired result can be obtained in the process treatment performed on the
このため、加熱エネルギーQの判定条件は、基板100の温度が正確に所定のプロセス温度に加熱される正常時の加熱エネルギーQを基準エネルギーとして、基準エネルギーから一定の範囲に設定される。なお、判定条件の範囲は、所望の特性が得られるプロセス温度の範囲などに応じて任意に設定できる。例えば、基準エネルギーの0.8倍から1.2倍の範囲を判定条件とする。より好ましくは、基準エネルギーの0.9倍から1.1倍を判定条件の範囲とする。
For this reason, the determination condition of the heating energy Q is set within a certain range from the reference energy with the normal heating energy Q at which the temperature of the
図4を参照して説明した加熱方法では、温度測定器30によって測定される基板100の測定基板温度Hが不正確な場合には、加熱エネルギーQが判定条件を満たさない。即ち、測定基板温度Hが基板100の実際の温度よりも低い場合には、基板100の加熱に実際に必要な時間よりも印加時間が長くなる。このため、算出された加熱エネルギーQは正常時の加熱エネルギーよりも大きい。一方、測定基板温度Hが基板100の実際の温度よりも高い場合には、基板100の加熱に実際に必要な時間よりも印加時間が短くなる。このため、加熱エネルギーQは、正常時の加熱エネルギーよりも小さい。
In the heating method described with reference to FIG. 4, when the measurement substrate temperature H of the
図3に示したように、測定基板温度Hが基板100の実際の温度よりも低い場合に加熱器20に供給される電気的量は、正常時に比べて増大する。つまり、加熱処理が長すぎるために、正常時に比べて異常時の加熱エネルギーQが大きい。一方、加熱処理が短すぎる場合には、正常時に比べて異常時の加熱エネルギーQが小さい。
As shown in FIG. 3, when the measurement substrate temperature H is lower than the actual temperature of the
したがって、加熱処理が長すぎたり短すぎたりした場合には、加熱装置1の算出装置51によって算出された加熱エネルギーQが判定条件を満たさない。このように、加熱装置1は、測定基板温度Hを用いて算出した加熱エネルギーQと正常の加熱エネルギーQとを比較することにより、測定基板温度Hの異常を検出する。そして、判定装置52から発せられるアラームなどによって、作業者は測定基板温度Hが異常であることを検知することができる。
Therefore, when the heat treatment is too long or too short, the heating energy Q calculated by the
上記のように、加熱装置1を用いた加熱方法では、測定基板温度Hが設定温度Hsに到達するまでの電気的量を、基板100の実際の温度を設定温度Hsにするために必要な電気的量と比較する。これにより、温度測定器30が正確に基板100の温度を測定しているか否かが判定される。このため、温度測定器30によって測定された測定基板温度Hの異常を早期に検知することができる。
As described above, in the heating method using the
そして、測定基板温度Hが不正確であると判定された場合には、その測定基板温度Hで加熱処理された基板100が次の工程に進むことが防止されるとともに、正確な測定基板温度Hが得られるように加熱装置1がメンテナンスされる。つまり、加熱装置1を用いた加熱方法によれば、所定のプロセス温度ではない基板100を次の工程に進めることや、不正確な温度測定での新たな基板100の加熱処理が行われずにすむ。その結果、測定基板温度Hの異常に気づかずに特性不良の基板100が大量に発生することが防止される。
When it is determined that the measurement substrate temperature H is inaccurate, the
以上に説明したように、本発明の実施形態に係る加熱装置1を用いた加熱方法によれば、測定基板温度Hが不正確な加熱処理を抑制できる。これにより、歩留まりの低下や製造コストの増大を防止できる。また、加熱器20による不要な加熱が防止されるため、加熱器20の寿命が短くなることを抑制できる。特に、温度測定器30が放射温度計などの非接触式の場合は、異物によってチャンバー10の窓11が塞がれて基板100の温度の正確な測定が阻害されることがあるため、加熱装置1は有効である。
As described above, according to the heating method using the
なお、正常時の加熱エネルギーQは、例えば温度測定器30やチャンバー10の内部に異常がないことを確認した状態で、基板100の温度が設定温度Hsに到達するまでの電気的量を測定することにより得られる。例えば、接触式の測定方法によって基板100の温度をモニタしながら、放射温度計などの温度測定器30によって測定される測定基板温度Hが設定温度Hsに到達するまでの電気的量を測定し、加熱エネルギーQを算出する。このように、温度測定器30を含む複数の異なる温度測定方法によって同時に基板100の温度を測定し、それぞれの温度測定方法による基板100の温度が同一である場合に、温度測定器30が正確に基板100の温度を測定していると判定される。
The normal heating energy Q is, for example, an electrical quantity until the temperature of the
加熱装置1は、例えば図5に示すようなインライン式のプロセス処理システムの一部として使用可能である。図5に示したプロセス処理システムは、加熱装置1、プロセス処理装置2、アンロードチャンバー3を連結した構造である。
The
図5に示したプロセス処理システムでは、加熱装置1によって基板100が所定のプロセス温度まで予備加熱される。その後、プロセス処理装置2に搬送された基板100にプロセス処理が行われ、アンロードチャンバー3から基板100が取り出される。プロセス処理装置2は、成膜装置やエッチング装置、アッシング装置などである。このプロセス処理システムによって複数の基板100を連続して処理する場合、プロセス処理装置2で基板100のプロセス処理を行っている間に、次に処理する基板100を加熱装置1で予備加熱することができる。このため、スループットが向上する。
In the process processing system shown in FIG. 5, the
例えば、プロセス処理装置2によって太陽電池の反射防止膜を成膜する場合などでは、基板100の温度が所定のプロセス温度に到達するまで、加熱装置1において基板100が予備加熱される。そして、プロセス温度に加熱された基板100がプロセス処理装置2に搬入され、成膜処理が行われる。
For example, when the antireflection film of the solar cell is formed by the
このとき、温度測定器30によって測定された測定基板温度Hが正確でない場合、プロセス温度に設定されていない基板100がプロセス処理装置2に搬入される。このため、基板100に所望の膜が形成されない。即ち、アンロードチャンバー3から取り出された基板100は所望の特性を満たさず、基板100の廃棄や再生処理などが必要になる。
At this time, if the measurement substrate temperature H measured by the
しかし、本発明の実施形態に係る加熱装置1によれば、測定基板温度Hの異常を早期に検知することにより、基板100の廃棄や再生処理などが抑制される。したがって、加熱装置1は、インライン式のプロセス処理システムに好適に使用される。
However, according to the
なお、半導体装置の一連の製造工程に含まれる加熱工程において、加熱装置1を単独で使用してもよいことはもちろんである。この場合、加熱エネルギーQが判定条件を満たさない加熱処理が行われた基板100については、再処理が可能であれば再加熱を行う。
Of course, the
<変形例>
チャンバー10の内部に格納された時点で基板100の温度に基板100ごとのばらつきがある場合には、算出装置51が、一定の温度範囲において加熱器20に供給された加熱エネルギーQを算出してもよい。即ち、加熱器20による基板100の加熱を開始した後に、測定基板温度Hが所定の測定開始温度から設定温度Hsに到達するまでの期間について、算出装置51によって加熱エネルギーQを算出する。
<Modification>
When the temperature of the
例えば、図6に示す所定の測定開始温度Haから設定温度Hsまで測定基板温度Hが上昇する期間について、加熱エネルギーQが算出される。なお、測定開始温度Haは、チャンバー10に格納される時点の基板100の温度として想定される最高の温度よりも高く設定される。
For example, the heating energy Q is calculated for a period in which the measurement substrate temperature H rises from the predetermined measurement start temperature Ha to the set temperature Hs shown in FIG. The measurement start temperature Ha is set to be higher than the highest temperature assumed as the temperature of the
例えば、チャンバー10に格納される時点の基板100の温度が100℃〜150℃程度の範囲でばらついている場合、測定開始温度Haを200℃に設定する。そして、加熱器20による基板100の加熱を加熱開始時刻t0で開始した後、測定基板温度Hが測定開始温度Haの200℃に到達した測定開始時刻taから測定基板温度Hが設定温度Hsに到達する加熱終了時刻tbまでの期間に加熱器20に供給された電気的量を用いて、算出装置51が加熱エネルギーQを算出する。
For example, when the temperature of the
そして、算出された加熱エネルギーQが判定条件を満たすか否かを判定装置52が判定することにより、測定基板温度Hが正確か否かを判断できる。このとき、加熱エネルギーQの判定条件を設定するための基準エネルギーは、正常時に測定開始温度Haから設定温度Hsまで基板100の温度を上昇させるために加熱器20に供給される加熱エネルギーQである。
Then, when the
上記の方法より、基板100ごとに加熱処理の開始時点の温度が一定ではない場合にも、測定基板温度Hの異常を早期に検知することができる。
From the above method, even when the temperature at the start of the heat treatment is not constant for each
(その他の実施形態)
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
As mentioned above, although this invention was described by embodiment, it should not be understood that the description and drawing which form a part of this indication limit this invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
上記では、駆動電流と印加時間を用いて加熱エネルギーQを算出する場合を例示的に説明した。しかし、駆動電流以外の電気的量を使用して、加熱エネルギーQを算出してもよい。例えば、駆動電源40が加熱器20に供給する電力量の総和から加熱エネルギーQを算出してもよい。
The case where the heating energy Q is calculated using the drive current and the application time has been described as an example. However, the heating energy Q may be calculated using an electrical quantity other than the drive current. For example, the heating energy Q may be calculated from the total amount of power supplied from the
また、基板100の加熱処理の間、算出装置51がリアルタイムで加熱エネルギーQを算出するようにしてもよい。そして、加熱エネルギーQが判定条件を超えたタイミングで判定装置52がアラームを発する。これにより、不要な加熱処理の時間を抑制できる。
Further, during the heat treatment of the
なお、基板100を搭載した基板トレイ110の温度を、基板100の温度に相当するとして測定してもよい。例えば、基板100の温度を直接に測定するのが難しい場合などには、基板トレイ110の温度を測定して、基板100の温度を間接的に測定する。
Note that the temperature of the
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことはもちろんである。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
1…加熱装置
10…チャンバー
11…窓
20…加熱器
30…温度測定器
40…駆動電源
50…制御装置
51…算出装置
52…判定装置
53…電源コントローラ
54…加熱パラメータ測定装置
100…基板
110…基板トレイ
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記チャンバーに格納された基板を加熱する加熱器と、
前記チャンバーに格納された前記基板の温度を測定する温度測定器と、
前記温度測定器によって測定される前記基板の測定基板温度が設定温度に到達するまで前記基板を加熱するために前記加熱器に供給された加熱エネルギーを算出する算出装置と、
算出された前記加熱エネルギーが、前記基板の温度を前記設定温度に到達させる基準エネルギーに基づいて設定された判定条件を満たすか否かを判定する判定装置と
を備えることを特徴とする加熱装置。 A chamber;
A heater for heating the substrate stored in the chamber;
A temperature measuring device for measuring the temperature of the substrate stored in the chamber;
A calculation device for calculating heating energy supplied to the heater to heat the substrate until a measured substrate temperature of the substrate measured by the temperature measuring device reaches a set temperature;
And a determination device that determines whether or not the calculated heating energy satisfies a determination condition set based on reference energy that causes the temperature of the substrate to reach the set temperature.
前記測定基板温度が前記設定温度に到達するまで前記基板を加熱するために前記加熱器に供給された加熱エネルギーを算出するステップと、
算出された前記加熱エネルギーが、前記基板の温度を前記設定温度に到達させる基準エネルギーに基づいて設定された判定条件を満たすか否かを判定するステップと
を含むことを特徴とする加熱方法。 Heating the substrate stored in the chamber with a heater until the measurement substrate temperature of the substrate measured by the temperature measuring device reaches a set temperature;
Calculating heating energy supplied to the heater to heat the substrate until the measured substrate temperature reaches the set temperature;
A step of determining whether the calculated heating energy satisfies a determination condition set based on a reference energy for causing the temperature of the substrate to reach the set temperature.
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WO2021176887A1 (en) * | 2020-03-04 | 2021-09-10 | 株式会社Kokusai Electric | Substrate treatment device, manufacturing method of semiconductor device, substrate treatment method and program |
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