JP6625005B2 - Temperature measurement method - Google Patents

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Description

本発明は、温度測定方法に関する。 The present invention relates to a temperature measuring how.

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。   2. Description of the Related Art Conventionally, a heat treatment apparatus on which a plurality of semiconductor wafers (hereinafter, referred to as “wafers”) as substrates are mounted in a rotation direction of a turntable provided in a processing container is known. The heat treatment apparatus includes a gas supply unit that is provided along a radial direction of a turntable and supplies a processing gas, and a heater that is provided below the turntable and heats a wafer. Then, the film is formed on the wafer by rotating the rotary table while discharging the gas by the gas supply unit and heating the wafer by the heater.

この熱処理装置では、ウエハが適切な温度に加熱されているかを確認するための温度測定が行われる。温度測定の方法としては、熱電対を備えた温度測定用ウエハを回転テーブルに載置した後、ヒータの温度を上昇させて、温度測定用ウエハの温度を熱電対により測定する。この方法では、温度測定用ウエハに熱電対が接続されているため、回転テーブルを回転させた状態で温度測定を行うことができない。   In this heat treatment apparatus, temperature measurement is performed to confirm whether the wafer is heated to an appropriate temperature. As a method of temperature measurement, a temperature measurement wafer provided with a thermocouple is placed on a rotary table, and then the temperature of the heater is increased, and the temperature of the temperature measurement wafer is measured by the thermocouple. In this method, since the thermocouple is connected to the temperature measurement wafer, the temperature cannot be measured while the rotary table is rotated.

そこで、処理容器内に設けられた回転テーブルが回転している状態で回転テーブルの一面側を、径方向に沿って繰り返し走査して複数のスポット領域の温度を測定する放射温度測定部を備えた温度測定装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この温度測定装置では、回転テーブルにSiC(炭化シリコン)により構成されたウエハ(以下、「SiCウエハ」という。)を載置し、SiCウエハの表面から放射される赤外線を検出することで、温度測定が行われる。   Therefore, a radiation temperature measuring unit is provided which measures the temperature of a plurality of spot areas by repeatedly scanning one surface side of the rotary table in the radial direction while the rotary table provided in the processing container is rotating. A temperature measuring device is disclosed (for example, see Patent Document 1). In this temperature measuring device, a wafer made of SiC (silicon carbide) (hereinafter, referred to as “SiC wafer”) is placed on a rotary table, and infrared rays radiated from the surface of the SiC wafer are detected. A measurement is taken.

また、従来、放射温度測定部により温度を測定する際のターゲットとしては、SiC以外にも、シリコン、石英等が用いられている。   Conventionally, silicon, quartz, and the like have been used as targets for measuring the temperature by the radiation temperature measurement unit, in addition to SiC.

特開2012−248634号公報JP 2012-248634 A

しかしながら、上記の装置では、処理容器内の温度が安定した状態で、回転テーブルに載置された複数のSiCウエハの温度を測定した場合であっても、複数のSiCウエハの各々が異なる温度を示し、正確な温度測定が困難であるという課題があった。これは、複数のSiCウエハの各々が異なるインゴットから製造されている等、ウエハの製造履歴が異なる場合、ウエハ毎の放射率にバラツキが生じるためであると考えられる。   However, in the above apparatus, even when the temperature of the plurality of SiC wafers placed on the turntable is measured in a state where the temperature in the processing chamber is stable, each of the plurality of SiC wafers has a different temperature. As shown, there was a problem that accurate temperature measurement was difficult. This is considered to be because the emissivity of each wafer varies when the manufacturing histories of the wafers are different, such as when a plurality of SiC wafers are manufactured from different ingots.

また、放射温度測定部により温度を測定する際のターゲットとしてシリコンを用いる場合、低温領域(例えば、200℃〜400℃の範囲)における詳細な温度測定が困難である。これは、低温領域においてシリコンが赤外線を透過するためである。また、SiC及び石英は、シリコンとは熱容量や熱挙動が異なるため、シリコンに代えてSiC及び石英を用いてシリコンの温度を推定することは困難であった。   In addition, when silicon is used as a target when measuring the temperature by the radiation temperature measurement unit, it is difficult to perform a detailed temperature measurement in a low temperature region (for example, in a range of 200 ° C to 400 ° C). This is because silicon transmits infrared rays in a low temperature region. Further, since SiC and quartz have different heat capacity and thermal behavior from silicon, it has been difficult to estimate the temperature of silicon using SiC and quartz instead of silicon.

そこで、上記課題に鑑み、製造履歴が異なるウエハを用いる場合であっても、高い精度でウエハの温度を測定することが可能な温度測定方法を提供することを目的とする。   In view of the above problem, an object of the present invention is to provide a temperature measurement method capable of measuring a wafer temperature with high accuracy even when using wafers having different manufacturing histories.

上記目的を達成するため、一実施形態において、温度測定方法は、処理容器内に設けられた回転テーブルの表面に複数の基板を載置し、回転テーブルを回転させながら複数の基板に熱処理を行う熱処理装置における温度測定方法であって、前記回転テーブルの表面に室温(20℃)における抵抗率が0.02Ω・cm以下である製造履歴が異なる複数の低抵抗シリコンウエハを載置する載置ステップと、前記複数の低抵抗シリコンウエハが載置された前記回転テーブルを回転させる回転ステップと、前記回転テーブルが回転している状態で、前記複数の低抵抗シリコンウエハの各々の表面から放射される赤外線を検出することで前記低抵抗シリコンウエハの温度を測定する測定ステップとを含み、前記複数の低抵抗シリコンウエハの抵抗率は同じである
In order to achieve the above object, in one embodiment, in a temperature measurement method, a plurality of substrates are placed on a surface of a turntable provided in a processing container, and heat treatment is performed on the plurality of substrates while rotating the turntable. A method for measuring temperature in a heat treatment apparatus, comprising: mounting a plurality of low-resistance silicon wafers having different manufacturing histories having a resistivity at room temperature (20 ° C.) of 0.02 Ω · cm or less on a surface of the rotary table. And a rotating step of rotating the rotary table on which the plurality of low-resistance silicon wafers are mounted; and while the rotary table is rotating, radiation is emitted from each surface of the plurality of low-resistance silicon wafers. look including a measuring step of measuring the temperature of the low-resistance silicon wafer by detecting infrared rays, the resistivity of the plurality of low-resistance silicon wafer Flip it.

本実施形態によれば、高い精度でウエハの温度を測定することが可能な温度測定方法を提供することができる。   According to the present embodiment, it is possible to provide a temperature measuring method capable of measuring the temperature of a wafer with high accuracy.

第1実施形態に係る熱処理装置の概略縦断面図である。FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of the heat treatment apparatus according to the first embodiment. 第1実施形態に係る熱処理装置の概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view of the heat treatment apparatus according to the first embodiment. 第1実施形態に係る熱処理装置の概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of the heat treatment apparatus according to the first embodiment. 第1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。FIG. 3 is a partial cross-sectional view illustrating a temperature measuring unit in the heat treatment apparatus according to the first embodiment. 放射温度測定部の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation of a radiation temperature measurement part. 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。FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a turntable and a temperature measurement region. 第2実施形態に係る熱処理装置の概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal section of the heat processing apparatus concerning a 2nd embodiment. 第3実施形態に係る熱処理装置の一例を示す概略縦断面図である。It is an outline longitudinal section showing an example of the heat treatment device concerning a 3rd embodiment. 第3実施形態に係る熱処理装置の他の例を示す概略縦断面図である。It is an outline longitudinal section showing other examples of the heat treatment equipment concerning a 3rd embodiment. 第4実施形態に係る熱処理装置の概略縦断面図である。It is an outline longitudinal section of a heat treatment device concerning a 4th embodiment. 第5実施形態に係る熱処理装置の概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal section of the heat processing apparatus concerning a 5th embodiment. 実施例1における回転テーブルの径方向の位置と温度との関係を示すグラフである。4 is a graph illustrating a relationship between a radial position of the rotary table and a temperature in the first embodiment. 実施例2における回転テーブルの径方向の位置と温度との関係を示すグラフである。9 is a graph showing a relationship between a radial position of a rotary table and a temperature in Embodiment 2. 実施例3における回転テーブルの径方向の位置と温度との関係を示すグラフである。14 is a graph showing a relationship between a radial position of a rotary table and a temperature in the third embodiment. 実施例4における回転テーブルの径方向の位置と温度との関係を示すグラフである。14 is a graph showing a relationship between a radial position of a rotary table and a temperature in Embodiment 4. 比較例1における回転テーブルの径方向の位置と温度との関係を示すグラフである。9 is a graph showing a relationship between a radial position of a rotary table and a temperature in Comparative Example 1. 比較例2における回転テーブルの径方向の位置と温度との関係を示すグラフである。9 is a graph showing a relationship between a radial position of a rotary table and a temperature in Comparative Example 2.

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。   Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. In the specification and the drawings, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本実施形態の温度測定方法は、対象物から放射される赤外線を検出して温度を測定する放射温度測定部により、半導体製造装置における処理容器内の温度を測定する温度測定方法であって、放射温度測定部により温度を測定する対象物として、室温(20℃)における抵抗率が0.02Ω・cm以下である低抵抗シリコンウエハを使用するものである。これにより、低温領域(例えば、200℃〜400℃の範囲)においても高い精度で処理容器内の温度を測定することができる。また、低抵抗シリコンウエハでは、ウエハ毎の放射率のバラツキが小さいため、ウエハの製造履歴が異なる場合であっても、高い精度で処理容器内の温度を測定することができる。   The temperature measuring method of the present embodiment is a temperature measuring method of measuring the temperature in a processing container in a semiconductor manufacturing apparatus by a radiation temperature measuring unit that detects infrared rays emitted from an object and measures the temperature. A low-resistance silicon wafer having a resistivity of 0.02 Ω · cm or less at room temperature (20 ° C.) is used as an object whose temperature is to be measured by the temperature measurement unit. Thus, the temperature inside the processing container can be measured with high accuracy even in a low temperature region (for example, in the range of 200 ° C. to 400 ° C.). Further, in the low-resistance silicon wafer, since the variation in the emissivity among the wafers is small, the temperature in the processing chamber can be measured with high accuracy even when the manufacturing histories of the wafers are different.

以下では、本実施形態の温度測定方法を半導体製造装置の一例である熱処理装置に適用する場合を例に挙げて説明するが、これに限定されず、他の各種の半導体製造装置に適用可能である。   Hereinafter, a case where the temperature measurement method of the present embodiment is applied to a heat treatment apparatus which is an example of a semiconductor manufacturing apparatus will be described as an example. However, the present invention is not limited to this and is applicable to various other semiconductor manufacturing apparatuses. is there.

〔第1実施形態〕
第1実施形態では、処理容器内に設けられた回転テーブルの回転方向に沿って載置される複数のウエハに対し、互いに反応する複数の反応ガスを供給することにより、ウエハに成膜処理を行うセミバッチ式の熱処理装置における温度測定方法について説明する。
[First Embodiment]
In the first embodiment, a film forming process is performed on a wafer by supplying a plurality of reaction gases that react with each other to a plurality of wafers placed along a rotation direction of a turntable provided in a processing container. A temperature measurement method in a semi-batch type heat treatment apparatus to be performed will be described.

(熱処理装置の構成)   (Configuration of heat treatment device)

図1は、第1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、第1実施形態に係る熱処理装置の概略斜視図である。図3は、第1実施形態に係る熱処理装置の概略平面図である。   FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of the heat treatment apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic perspective view of the heat treatment apparatus according to the first embodiment. FIG. 3 is a schematic plan view of the heat treatment apparatus according to the first embodiment.

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の側壁及び底部をなす容器本体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。   The heat treatment apparatus 1 of the present embodiment includes a substantially circular flat processing container 11 and a disk-shaped rotary table 12 provided horizontally in the processing container 11. The processing container 11 is provided in the atmosphere, and includes a top plate 13 and a container main body 14 that forms a side wall and a bottom of the processing container 11. In FIG. 1, reference numeral 11a denotes a seal member for keeping the inside of the processing container 11 airtight, and reference numeral 14a denotes a cover for closing a central portion of the container main body 14. In FIG. 1, reference numeral 12a denotes a rotary drive mechanism for rotating the rotary table 12 in the circumferential direction.

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。   Five recesses 16 are formed on the surface of the turntable 12 along the rotation direction of the turntable 12. In the figure, reference numeral 17 denotes a transfer port. Reference numeral 18 in FIG. 3 denotes a shutter that can open and close the transfer port 17 (omitted in FIG. 2). When the transfer mechanism 2A enters the processing container 11 from the transfer port 17 while holding the wafer W, the lift pins (not shown) project onto the rotary table 12 from the holes 16a of the concave portions 16 at positions facing the transfer port 17 so that the wafer W W is pushed up, and the wafer W is transferred between the concave portion 16 and the transfer mechanism 2A.

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。   A series of operations by the transfer mechanism 2 </ b> A, the lifting pins, and the rotary table 12 are repeated, and the wafer W is transferred to each recess 16. When the wafer W is unloaded from the processing container 11, the elevating pins push up the wafer W in the recess 16, and the transfer mechanism 2 </ b> A receives the pushed wafer W and unloads the wafer W out of the processing container 11.

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O(オゾン)ガスを各々吐出する。分離ガスノズル22、24はN(窒素)ガスを吐出する。 A first reaction gas nozzle 21, a separation gas nozzle 22, a second reaction gas nozzle 23, and a separation gas nozzle 24 each having a rod shape extending from the outer periphery of the rotation table 12 toward the center are provided on the turntable 12 in the circumferential direction in this order. It is arranged. Each of the gas nozzles 21 to 24 has an opening below, and supplies a gas along the diameter of the turntable 12. The first reaction gas nozzle 21 discharges BTBAS (Bicester butylaminosilane) gas, and the second reaction gas nozzle 23 discharges O 3 (ozone) gas. The separation gas nozzles 22 and 24 discharge N 2 (nitrogen) gas.

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。   The top plate 13 of the processing container 11 includes two fan-shaped protrusions 25 projecting downward, and the protrusions 25 are formed at intervals in the circumferential direction. The separation gas nozzles 22 and 24 are provided so as to sink into the projection 25 and divide the projection 25 in the circumferential direction. The first reactant gas nozzle 21 and the second reactant gas nozzle 23 are provided separately from the protruding portions 25.

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が例えば760℃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。   When the wafer W is placed in each of the concave portions 16, a position on the bottom surface of the container body 14, which is located radially outward of the rotary table 12 from a region between the separation regions D <b> 1 and D <b> 2 below the protrusion 25. The inside of the processing container 11 is evacuated from the exhaust port 26 opened to the vacuum atmosphere. Then, as the turntable 12 rotates, the wafer W is heated to, for example, 760 ° C. via the turntable 12 by the heater 20 provided below the turntable 12. An arrow 27 in FIG. 3 indicates a rotation direction of the turntable 12.

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O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。 Subsequently, gas is supplied from each of the gas nozzles 21 to 24, and the wafer W is connected to the first processing region P <b> 1 below the first reaction gas nozzle 21 and the second processing region P <b> 2 below the second reaction gas nozzle 23. Pass alternately. Accordingly, BTBAS gas is adsorbed on the wafer W, then the O 3 gas is then BTBAS molecules are oxidized adsorbed molecular layer of silicon oxide is formed one layer or plural layers. In this manner, the molecular layers of silicon oxide are sequentially stacked to form a silicon oxide film having a predetermined thickness.

この成膜処理時に分離ガスノズル22、24から分離領域D1、D2に供給されたN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O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Oガスを、排気口26へ押し流す。また、この成膜処理時には、回転テーブル12の中心部領域上の空間28にN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N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Oガスとの混合が防がれる。図3では矢印により成膜処理時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14a内及び回転テーブル12の裏面側にもN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。 The N 2 gas supplied to the separation regions D 1 and D 2 from the separation gas nozzles 22 and 24 during the film forming process spreads in the separation regions D 1 and D 2 in the circumferential direction, and the BTBAS gas and the O 3 gas are mixed on the rotary table 12. To be done. Further, excess BTBAS gas and O 3 gas are flushed to the exhaust port 26. During the film forming process, the N 2 gas is supplied to the space 28 above the central area of the turntable 12. The N 2 gas is supplied to the outside of the turntable 12 in the radial direction outside of the turntable 12 through the top of the top plate 13 below the projecting portion 29 projecting downward in a ring shape, and the BTBAS gas and the O 3 gas in the central region C are Is prevented from mixing. In FIG. 3, the arrows indicate the flow of each gas during the film forming process. Further, although not shown, N 2 gas is supplied to the cover 14a and the rear surface side of the rotary table 12, the reaction gas is adapted to be purged.

続いて、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、第1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。具体的には、図4は、第1の反応ガスノズル21が設けられる第1の処理領域P1と、第1の処理領域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。   Subsequently, a description will be given also with reference to FIG. 4 showing an enlarged longitudinal side surface of the top plate 13 and the turntable 12. FIG. 4 is a partial cross-sectional view illustrating a temperature measurement unit in the heat treatment apparatus according to the first embodiment. Specifically, FIG. 4 shows a cross section between a first processing region P1 in which the first reaction gas nozzle 21 is provided and a separation region D2 adjacent to the first processing region P1 on the upstream side in the rotation direction. ing.

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31が開口しており、このスリット31の上下を覆うように下側窓32、上側窓33が設けられている。これら下側窓32、上側窓33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部3による温度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。   A slit 31 extending in the radial direction of the turntable 12 is opened in the top plate 13 at a position indicated by a chain line in FIG. 3. A lower window 32 and an upper window 33 cover the slit 31 up and down. Is provided. The lower window 32 and the upper window 33 are made of, for example, sapphire so as to transmit infrared rays radiated from the surface side of the turntable 12 and measure the temperature by a radiation temperature measuring unit 3 described later. The surface side of the turntable 12 also includes the surface side of the wafer W.

スリット31の上方には非接触温度計の一例である放射温度測定部3が設けられている。図4中の回転テーブル12の表面から放射温度測定部3の下端までの高さHは、例えば500mmである。この放射温度測定部3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301に導き、検出部301がその赤外線の量に応じた温度測定値を取得する。従って、この温度測定値は取得された箇所の温度により異なり、取得された温度測定値は、順次後述の制御部5に送信される。   Above the slit 31, a radiation temperature measuring unit 3, which is an example of a non-contact thermometer, is provided. The height H from the surface of the turntable 12 in FIG. 4 to the lower end of the radiation temperature measuring unit 3 is, for example, 500 mm. The radiation temperature measuring section 3 guides infrared rays radiated from a temperature measuring area of the turntable 12 to a detecting section 301 described later, and the detecting section 301 acquires a temperature measurement value according to the amount of the infrared rays. Therefore, this temperature measurement value differs depending on the temperature of the acquired location, and the acquired temperature measurement value is sequentially transmitted to the control unit 5 described later.

次に、放射温度測定部3について、図5を参照しながら説明する。図5は、放射温度測定部の動作を説明する図である。   Next, the radiation temperature measuring section 3 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of the radiation temperature measurement unit.

図5に示すように、放射温度測定部3は、50Hzで回転するサーボモータからなる回転体302を備えている。この回転体302は平面視において三角形状に構成され、回転体302の3つの各側面は反射面303〜305として構成されている。図5に示すように、回転体302が回転軸306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40の赤外線を、図中矢印で示すように反射面303〜305のいずれかで反射させて検出部301に導くと共に温度測定領域40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。   As shown in FIG. 5, the radiation temperature measuring section 3 includes a rotating body 302 composed of a servomotor rotating at 50 Hz. The rotating body 302 is formed in a triangular shape in plan view, and three side surfaces of the rotating body 302 are formed as reflection surfaces 303 to 305. As shown in FIG. 5, when the rotating body 302 rotates around the rotation axis 306, the infrared rays in the temperature measurement area 40 of the turntable 12 including the wafer W are reflected on the reflection surfaces 303 to 305 as indicated by arrows in the drawing. The scanning is performed by moving the position of the temperature measurement area 40 in the radial direction of the turntable 12 while guiding the light to the detection unit 301.

検出部301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302の回転により反射面303〜305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、放射温度測定部3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40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34、35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40から放射温度測定部3に向かう赤外線を示している。   The detection unit 301 is configured to be able to detect the temperature at a predetermined location (for example, 128 locations) in the radial direction of the turntable 12 by continuously receiving infrared rays a predetermined number of times (for example, 128 times) from one reflection surface. . Scanning can be repeatedly performed from the inside to the outside of the rotary table 12 by the reflection surfaces 303 to 305 being sequentially positioned on the optical path of the infrared ray by the rotation of the rotating body 302, and the scanning speed is 150 Hz. . That is, the radiation temperature measurement unit 3 can perform 150 scans per second. The temperature measurement area 40 is a spot having a diameter of 5 mm. The scanning is performed in a range from a position further inside the concave portion 16 where the wafer W is placed on the rotary table 12 to the outer peripheral end of the rotary table 12. In addition, chain lines 34 and 35 in FIG. 4 indicate infrared rays traveling from the temperature measurement region 40 moved to the innermost side and the outermost side of the turntable 12 toward the radiation temperature measurement unit 3.

放射温度測定部3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40との関係を示した平面図である。なお、図中41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40の列(スキャンライン)を示している。図中42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41、42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の多数の位置の温度測定値を順次取得する。   The scan by the radiation temperature measuring unit 3 is performed while the turntable 12 is rotating. The rotation speed of the turntable 12 is 240 rotations / minute in this example. FIG. 6 is a plan view showing the relationship between the turntable 12 and the temperature measurement area 40. In the drawing, reference numeral 41 denotes a row (scan) of the temperature measurement area 40 when the n-th (n is an integer) scan is performed from the inside to the outside of the turntable 12 while the turntable 12 is rotating. Line). In the figure, reference numeral 42 denotes a scan line when scanning is performed n + 1 times (n is an integer). Due to the rotation of the turntable 12, the scan lines 41 and 42 are shifted from each other by an angle θ1 corresponding to the rotation speed of the turntable 12 about the rotation center P of the turntable 12. By repeating the scan while rotating the turntable 12 in this manner, temperature measurement values at many positions on the turntable 12 are sequentially acquired.

また、熱処理装置1には、装置全体の動作のコントロールを行うためのコンピュータからなる制御部5が設けられている。この制御部5のメモリ内には、後述の温度測定を行うためのプログラムが格納されている。このプログラムは、装置の各種動作を実行するようにステップ群が組まれており、ハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスク等の記憶媒体から制御部5内にインストールされる。   Further, the heat treatment apparatus 1 is provided with a control unit 5 composed of a computer for controlling the operation of the entire apparatus. In the memory of the control unit 5, a program for performing a temperature measurement described later is stored. The program has a group of steps for executing various operations of the apparatus, and is installed in the control unit 5 from a storage medium such as a hard disk, a compact disk, a magneto-optical disk, a memory card, and a flexible disk.

(温度測定方法)
本実施形態の熱処理装置1における温度測定方法の一例について説明する。
(Temperature measurement method)
An example of a temperature measuring method in the heat treatment apparatus 1 of the present embodiment will be described.

本実施形態の温度測定方法は、前述した熱処理装置における温度測定方法であって、回転テーブルの表面に室温(20℃)における抵抗率が0.02Ω・cm以下である複数の低抵抗シリコンウエハを載置する載置ステップと、複数の低抵抗シリコンウエハが載置された回転テーブルを回転させる回転ステップと、回転テーブルが回転している状態で、複数の低抵抗シリコンウエハの各々の表面から放射される赤外線を検出することで低抵抗シリコンウエハの温度を測定する測定ステップとを含む。   The temperature measuring method according to the present embodiment is a method for measuring a temperature in the above-described heat treatment apparatus. A mounting step of mounting, a rotating step of rotating a rotary table on which the plurality of low-resistance silicon wafers are mounted, and radiation from each surface of the plurality of low-resistance silicon wafers while the rotating table is rotating. Measuring the temperature of the low-resistance silicon wafer by detecting the infrared rays to be emitted.

以下、各々のステップについて説明する。   Hereinafter, each step will be described.

載置ステップは、回転テーブル12の表面に室温における抵抗率が0.02Ω・cm以下である複数の低抵抗シリコンウエハを載置するステップである。   The placing step is a step of placing a plurality of low-resistance silicon wafers having a resistivity at room temperature of 0.02 Ω · cm or less on the surface of the turntable 12.

具体的には、まず、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を介して低抵抗シリコン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。このような低抵抗シリコン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内に各々低抵抗シリコンウエハを載置する。   Specifically, first, the shutter 18 provided in the transfer port 17 is opened, and the low-resistance silicon wafer is transferred from the outside of the processing chamber 11 into the recess 16 of the turntable 12 via the transfer port 17 by the transfer mechanism 2A. . This delivery is performed by raising and lowering a lift pin (not shown) from the bottom side of the processing container 11 through the through hole in the bottom surface of the concave portion 16 when the concave portion 16 stops at a position facing the transfer port 17. The transfer of the low-resistance silicon wafer is performed by intermittently rotating the turntable 12, and the low-resistance silicon wafer is placed in each of the five recesses 16 of the turntable 12.

回転ステップは、複数の低抵抗シリコンウエハが載置された回転テーブル12を回転させるステップである。   The rotation step is a step of rotating the rotation table 12 on which a plurality of low-resistance silicon wafers are mounted.

具体的には、回転テーブル12の5つの凹部16内に各々低抵抗シリコンウエハが載置された後、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。次いで、分離ガスノズル22、24から分離ガスであるN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N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(例えば、ウエハWに熱処理を行うときと同様の圧力)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により低抵抗シリコンウエハを例えば所定温度(例えば760℃)に加熱する。 Specifically, after the low-resistance silicon wafer is placed in each of the five recesses 16 of the rotary table 12, the shutter 18 is closed, and the inside of the processing chamber 11 is opened by a vacuum pump (not shown) connected to the exhaust port 26. Make a state of withdrawal. Then, ejecting N 2 gas is separated gases from the separation gas nozzles 22, 24 at a predetermined flow rate, supplying the N 2 gas at a predetermined flow rate in the center space 28 on the region of the rotary table 12. Accordingly, the pressure inside the processing chamber 11 is adjusted to a preset pressure (for example, the same pressure as when a heat treatment is performed on the wafer W) by a pressure adjusting unit (not shown) connected to the exhaust port 26. Next, the heater 20 heats the low-resistance silicon wafer to a predetermined temperature (for example, 760 ° C.) while rotating the turntable 12 clockwise.

測定ステップは、回転テーブル12が回転している状態で、複数の低抵抗シリコンウエハの各々の表面から放射される赤外線を検出することで低抵抗シリコンウエハの温度を測定するステップである。   The measuring step is a step of measuring the temperature of the low-resistance silicon wafer by detecting infrared rays radiated from the surfaces of the plurality of low-resistance silicon wafers while the turntable 12 is rotating.

具体的には、回転テーブル12が回転している状態で、放射温度測定部3の回転体302を回転軸306の周りに回転することで、低抵抗シリコンウエハを含む回転テーブル12における温度測定領域40の赤外線を、反射面303〜305のいずれかで反射させて検出部301に導くと共に温度測定領域40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する。このとき、検出部301により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)の温度を検出する。このように、回転テーブル12を回転させながら放射温度測定部3によるスキャンを繰り返すことで、回転テーブル12に載置された複数の低抵抗シリコンウエハの各々の表面から放射される赤外線を検出し、複数の低抵抗シリコンウエハの温度を順次測定する。   Specifically, by rotating the rotating body 302 of the radiation temperature measuring unit 3 around the rotating shaft 306 while the rotating table 12 is rotating, the temperature measurement area on the rotating table 12 including the low-resistance silicon wafer is rotated. The infrared ray 40 is reflected by one of the reflecting surfaces 303 to 305 and guided to the detection unit 301, and the position of the temperature measurement area 40 is moved in the radial direction of the turntable 12 for scanning. At this time, the detection unit 301 continuously receives infrared light a predetermined number of times (for example, 128 times) from one reflection surface, thereby detecting a temperature at a predetermined position (for example, 128 positions) in the radial direction of the turntable 12. In this manner, by repeating the scan by the radiation temperature measuring unit 3 while rotating the rotary table 12, infrared rays emitted from each surface of the plurality of low-resistance silicon wafers placed on the rotary table 12 are detected, The temperatures of a plurality of low-resistance silicon wafers are sequentially measured.

なお、第1実施形態では、放射温度測定部3が温度測定領域40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することで温度を測定する形態について説明したが、これに限定されない。例えば、放射温度測定部3が温度測定領域40の位置を回転テーブル12の径方向に移動させることなく、回転テーブル12の径方向の任意の1点の温度を測定する形態であってもよい。また、放射温度測定部3としては、公知の赤外線放射温度計、熱画像計測装置(サーモグラフィ)を用いてもよい。   In the first embodiment, the radiation temperature measurement unit 3 moves the position of the temperature measurement region 40 in the radial direction of the turntable 12 and scans the temperature to measure the temperature. However, the embodiment is not limited to this. For example, the radiation temperature measurement unit 3 may measure the temperature at any one point in the radial direction of the rotary table 12 without moving the position of the temperature measurement area 40 in the radial direction of the rotary table 12. Further, as the radiation temperature measuring unit 3, a known infrared radiation thermometer or a thermal image measuring device (thermography) may be used.

〔第2実施形態〕
第2実施形態では、ウエハボートに載置された多数枚のウエハにより1つのバッチを構成し、バッチ単位で処理容器内において成膜処理を行うバッチ式の熱処理装置における温度測定方法について説明する。
[Second embodiment]
In the second embodiment, a description will be given of a temperature measuring method in a batch-type heat treatment apparatus in which one batch is constituted by a large number of wafers placed on a wafer boat and a film formation process is performed in a processing container in batches.

(熱処理装置の構成)
図7は、第2実施形態に係る熱処理装置の概略縦断面図である。
(Configuration of heat treatment device)
FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view of the heat treatment apparatus according to the second embodiment.

図7に示すように、第2実施形態の熱処理装置は、長手方向が鉛直方向である略円筒形の処理容器104を有する。処理容器104は、円筒体の内筒106と、内筒106の外側に同心的に配置された天井を有する外筒108とを備える2重管構造を有する。内筒106及び外筒108は、例えば石英等の耐熱性材料により形成されている。   As shown in FIG. 7, the heat treatment apparatus of the second embodiment has a substantially cylindrical processing container 104 whose longitudinal direction is a vertical direction. The processing container 104 has a double-pipe structure including a cylindrical inner cylinder 106 and an outer cylinder 108 having a ceiling concentrically arranged outside the inner cylinder 106. The inner tube 106 and the outer tube 108 are formed of a heat-resistant material such as quartz.

内筒106及び外筒108は、ステンレス鋼等により形成されるマニホールド110によって、その下端部が保持されている。マニホールド110は、例えば図示しないベースプレートに固定されている。なお、マニホールド110は、内筒106及び外筒108と共に略円筒形の内部空間を形成しているため、処理容器104の一部を形成しているものとする。即ち、処理容器104は、例えば石英等の耐熱性材料により形成される内筒106及び外筒108と、ステンレス鋼等により形成されるマニホールド110とを備え、マニホールド110は、内筒106及び外筒108を下方から保持するように処理容器104の側面下部に設けられている。   The lower ends of the inner cylinder 106 and the outer cylinder 108 are held by a manifold 110 formed of stainless steel or the like. The manifold 110 is fixed to, for example, a base plate (not shown). Since the manifold 110 forms a substantially cylindrical internal space together with the inner cylinder 106 and the outer cylinder 108, it is assumed that the manifold 110 forms a part of the processing container 104. That is, the processing container 104 includes an inner cylinder 106 and an outer cylinder 108 formed of a heat-resistant material such as quartz, and a manifold 110 formed of stainless steel or the like. It is provided at the lower part of the side surface of the processing vessel 104 so as to hold 108 from below.

マニホールド110は、処理容器104内に、成膜処理に用いられる成膜ガス、添加ガス等の処理ガス、パージ処理に用いられるパージガス等の各種ガスを導入するガス導入部120を有する。図7では、ガス導入部120が1つ設けられる形態を示しているが、これに限定されず、使用するガスの種類等に応じて、ガス導入部120が複数設けられていてもよい。   The manifold 110 has, in the processing container 104, a gas introduction unit 120 that introduces various gases such as a processing gas such as a film forming gas and an additional gas used for a film forming process and a purge gas used for a purging process. FIG. 7 shows a mode in which one gas introduction unit 120 is provided. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of gas introduction units 120 may be provided according to the type of gas used and the like.

処理ガスの種類としては、特に限定されず、成膜する膜の種類等に応じて適宜選択することができる。パージガスの種類としては特に限定されず、例えば窒素(N)ガス等の不活性ガスを用いることができる。 The type of the processing gas is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the type of the film to be formed. The type of the purge gas is not particularly limited, and for example, an inert gas such as a nitrogen (N 2 ) gas can be used.

ガス導入部120には、各種ガスを処理容器104内に導入するための導入配管122が接続される。なお、導入配管122には、ガス流量を調整するためのマスフローコントローラ等の流量調整部124や図示しないバルブ等が介設されている。   An introduction pipe 122 for introducing various gases into the processing container 104 is connected to the gas introduction unit 120. The introduction pipe 122 is provided with a flow rate adjusting unit 124 such as a mass flow controller for adjusting a gas flow rate, a valve (not shown), and the like.

また、マニホールド110は、処理容器104内を排気するガス排気部130を有する。ガス排気部130には、処理容器104内を減圧制御可能な真空ポンプ132、開度可変弁134等を含む排気配管136が接続されている。   Further, the manifold 110 has a gas exhaust unit 130 that exhausts the inside of the processing container 104. The gas exhaust unit 130 is connected to an exhaust pipe 136 including a vacuum pump 132 capable of controlling the pressure in the processing container 104 and a variable opening degree valve 134.

マニホールド110の下端部には、炉口140が形成されており、炉口140には、例えばステンレス鋼等により形成される円盤状の蓋体142が設けられている。蓋体142は、例えばボートエレベータとして機能する昇降機構144により昇降可能に設けられており、炉口140を気密に封止可能に構成されている。   At the lower end of the manifold 110, a furnace port 140 is formed. The furnace port 140 is provided with a disk-shaped lid 142 formed of, for example, stainless steel. The lid 142 is provided so as to be able to move up and down by, for example, an elevating mechanism 144 functioning as a boat elevator, and is configured to hermetically seal the furnace port 140.

蓋体142の上には、例えば石英製の保温筒146が設置されている。保温筒146の上には、例えば50枚から175枚程度のウエハWを水平状態で所定の間隔で多段に保持する、例えば石英製のウエハボート148が載置されている。ウエハボート148は、蓋体142に設けられている図示しない回転機構により保温筒146を介して回転可能に構成されている。   On the lid 142, a thermal insulation tube 146 made of, for example, quartz is installed. A wafer boat 148 made of, for example, quartz and holding, for example, about 50 to 175 wafers W at predetermined intervals in a horizontal state is placed on the heat retaining cylinder 146. The wafer boat 148 is configured to be rotatable via a heat retaining cylinder 146 by a rotating mechanism (not shown) provided on the lid 142.

ウエハボート148は、昇降機構144を用いて蓋体142を上昇させることで処理容器104内へと搬入され、ウエハボート148内に保持されたウエハWに対して各種の成膜処理が行われる。各種の成膜処理が行われた後には、昇降機構144を用いて蓋体142を下降させることで、ウエハボート148は処理容器104内から下方のローディングエリアへと搬出される。ウエハボート148に載置された多数枚のウエハWは1つのバッチを構成し、バッチ単位で各種の成膜処理が行われる。   The wafer boat 148 is carried into the processing container 104 by raising the lid 142 using the lifting mechanism 144, and various film forming processes are performed on the wafers W held in the wafer boat 148. After the various film forming processes are performed, the lid 142 is lowered using the elevating mechanism 144, so that the wafer boat 148 is unloaded from the inside of the processing container 104 to the lower loading area. A large number of wafers W mounted on the wafer boat 148 constitute one batch, and various film forming processes are performed in batch units.

処理容器104の外周側には、処理容器104を所定の温度に加熱制御可能な、例えば円筒形状のヒータ160が設けられている。ヒータ160は、7つのゾーンに分割されており、鉛直方向の上側から下側に向かって、ヒータ160a〜160gが設けられている。ヒータ160a〜160gは、それぞれ電力制御機162a〜162gによって独立して発熱量を制御できるように構成される。また、内筒106の内壁及び/又は外筒108の外壁には、ヒータ160a〜160gに対応して、図示しない温度センサが設置されている。なお、図7では、ヒータ160が7つのゾーンに分割されている場合を示しているが、ヒータ160のゾーンの分割数はこれに限定されず、例えば6つ以下であってもよく、8つ以上であってもよい。また、ヒータ160は、複数のゾーンに分割されていなくてもよい。   On the outer peripheral side of the processing container 104, for example, a cylindrical heater 160 that can control heating of the processing container 104 to a predetermined temperature is provided. The heater 160 is divided into seven zones, and heaters 160a to 160g are provided from the upper side to the lower side in the vertical direction. The heaters 160a to 160g are configured such that the heat generation amounts can be independently controlled by the power controllers 162a to 162g, respectively. Further, on the inner wall of the inner cylinder 106 and / or the outer wall of the outer cylinder 108, temperature sensors (not shown) are provided corresponding to the heaters 160a to 160g. Although FIG. 7 shows a case where the heater 160 is divided into seven zones, the number of zones of the heater 160 is not limited to this, and may be, for example, six or less, and eight. It may be the above. Further, heater 160 may not be divided into a plurality of zones.

処理容器104の上方には非接触温度計の一例である放射温度測定部3Aが設けられている。放射温度測定部3Aは、ウエハボート148内に保持される低抵抗シリコンウエハから放射される赤外線を検出することにより、低抵抗シリコンウエハの温度を測定する。放射温度測定部3Aとしては、例えば第1実施形態で説明した放射温度測定部3と同様の構成であってもよく、公知の赤外線放射温度計、サーモグラフィであってもよい。   Above the processing container 104, a radiation temperature measuring unit 3A, which is an example of a non-contact thermometer, is provided. The radiation temperature measuring unit 3A measures the temperature of the low-resistance silicon wafer by detecting infrared rays radiated from the low-resistance silicon wafer held in the wafer boat 148. The radiation temperature measurement unit 3A may have the same configuration as the radiation temperature measurement unit 3 described in the first embodiment, for example, or may be a known infrared radiation thermometer or thermography.

熱処理装置には、装置全体の動作のコントロールを行うためのコンピュータからなる制御部190が設けられている。制御部190のメモリ内には、温度測定を行うためのプログラムが格納されている。プログラムは、装置の各種動作を実行するようにステップ群が組まれており、ハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスク等の記憶媒体から制御部190内にインストールされる。   The heat treatment apparatus is provided with a control unit 190 composed of a computer for controlling the operation of the entire apparatus. A program for performing temperature measurement is stored in the memory of the control unit 190. The program has a group of steps for executing various operations of the apparatus, and is installed in the control unit 190 from a storage medium such as a hard disk, a compact disk, a magneto-optical disk, a memory card, and a flexible disk.

また、制御部190は、放射温度測定部3Aにより測定された低抵抗シリコンウエハの温度に基づいて、ヒータ160をフィードバック制御してもよい。なお、低抵抗シリコンウエハが設けられる位置の温度と、処理容器104内の温度との差が大きい場合には、低抵抗シリコンウエハの温度を補正し、補正された温度に基づいて、ヒータ160をフィードバック制御してもよい。   The control unit 190 may perform feedback control of the heater 160 based on the temperature of the low-resistance silicon wafer measured by the radiation temperature measurement unit 3A. If the difference between the temperature at the position where the low-resistance silicon wafer is provided and the temperature in the processing chamber 104 is large, the temperature of the low-resistance silicon wafer is corrected, and the heater 160 is turned on based on the corrected temperature. Feedback control may be performed.

(温度測定方法)
第2実施形態の熱処理装置における温度測定方法の一例について説明する。
(Temperature measurement method)
An example of a temperature measuring method in the heat treatment apparatus according to the second embodiment will be described.

第2実施形態の温度測定方法は、前述した熱処理装置における温度測定方法であって、載置ステップと、搬入ステップと、回転ステップと、測定ステップとを含む。   The temperature measuring method according to the second embodiment is the temperature measuring method in the heat treatment apparatus described above, and includes a placing step, a loading step, a rotating step, and a measuring step.

以下、各々のステップについて説明する。   Hereinafter, each step will be described.

載置ステップでは、ウエハボート148内に室温(20℃)における抵抗率が0.02Ω・cm以下である低抵抗シリコンウエハを載置する。ウエハボート148内における低抵抗シリコンウエハを載置する位置は、ウエハボート148の最上段の位置(図7の位置A1)であることが好ましい。これにより、ウエハボート148内の他の位置に製品ウエハ、ダミーウエハ等を保持した状態であっても、放射温度測定部3Aにより低抵抗シリコンウエハから放射される赤外線を検出できる。なお、低抵抗シリコンウエハを載置する位置については、放射温度測定部3Aが低抵抗シリコンウエハから放射される赤外線を検出可能な位置であれば、他の位置であってもよい。   In the placing step, a low-resistance silicon wafer having a resistivity at room temperature (20 ° C.) of 0.02 Ω · cm or less is placed in the wafer boat 148. The position where the low-resistance silicon wafer is placed in the wafer boat 148 is preferably the uppermost position of the wafer boat 148 (position A1 in FIG. 7). Accordingly, even when the product wafer, the dummy wafer, and the like are held at other positions in the wafer boat 148, the radiation temperature measuring unit 3A can detect the infrared radiation radiated from the low-resistance silicon wafer. The position where the low-resistance silicon wafer is placed may be any other position as long as the radiation temperature measuring unit 3A can detect infrared rays emitted from the low-resistance silicon wafer.

搬入ステップでは、低抵抗シリコンウエハが載置されたウエハボート148を処理容器104内に搬入する。   In the loading step, the wafer boat 148 on which the low-resistance silicon wafer is placed is loaded into the processing container 104.

回転ステップでは、回転機構により処理容器104内に搬入されたウエハボート148を回転させ、ヒータ160により低抵抗シリコンウエハを所定温度に加熱する。   In the rotation step, the wafer boat 148 carried into the processing container 104 is rotated by the rotation mechanism, and the low-resistance silicon wafer is heated to a predetermined temperature by the heater 160.

測定ステップでは、ウエハボート148が回転している状態で、放射温度測定部3Aにより低抵抗シリコンウエハの表面から放射される赤外線を検出することで低抵抗シリコンウエハの温度を測定する。   In the measurement step, while the wafer boat 148 is rotating, the temperature of the low-resistance silicon wafer is measured by detecting infrared rays radiated from the surface of the low-resistance silicon wafer by the radiation temperature measuring unit 3A.

〔第3実施形態〕
第3実施形態では、ウエハボートに載置された多数枚のウエハによりに1つのバッチを構成し、バッチ単位で処理容器内において成膜処理を行うバッチ式の熱処理装置における処理容器内の温度を測定する温度測定方法の他の例について説明する。
[Third embodiment]
In the third embodiment, one batch is composed of a large number of wafers placed on a wafer boat, and the temperature in the processing vessel in a batch-type heat treatment apparatus that performs a film forming process in the processing vessel in batches is controlled. Another example of the temperature measurement method to be measured will be described.

第3実施形態の熱処理装置は、放射温度測定部が処理容器の下方に設けられている点で、第2実施形態の熱処理装置と異なる。なお、その他の構成については、第2実施形態の熱処理装置と同様とすることができる。   The heat treatment apparatus according to the third embodiment is different from the heat treatment apparatus according to the second embodiment in that a radiation temperature measuring unit is provided below a processing container. Other configurations can be the same as those of the heat treatment apparatus of the second embodiment.

図8は、第3実施形態に係る熱処理装置の一例を示す概略縦断面図である。   FIG. 8 is a schematic vertical sectional view showing an example of the heat treatment apparatus according to the third embodiment.

図8に示すように、放射温度測定部3Bは、処理容器104の下方、例えば昇降機構144の上面に取り付けられている。蓋体142には、放射温度測定部3Bが設けられている位置と対応する位置に、スリット150が開口しており、スリット150の上下を覆うように下側窓152、上側窓154が設けられている。下側窓152、上側窓154は低抵抗シリコンウエハの表面から放射される赤外線を透過させて、放射温度測定部3Bによる温度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。   As shown in FIG. 8, the radiation temperature measuring unit 3B is attached below the processing container 104, for example, on the upper surface of the elevating mechanism 144. The cover 142 has a slit 150 opened at a position corresponding to the position where the radiation temperature measuring unit 3B is provided, and a lower window 152 and an upper window 154 are provided so as to cover the upper and lower portions of the slit 150. ing. The lower window 152 and the upper window 154 are made of, for example, sapphire so that infrared radiation emitted from the surface of the low-resistance silicon wafer can be transmitted and the temperature can be measured by the radiation temperature measuring unit 3B.

本実施形態のように放射温度測定部3Bが処理容器104の下方に設けられている場合、低抵抗シリコンウエハを載置する位置は、ウエハボート148の最下段の位置(図8の位置A2)であることが好ましい。これにより、ウエハボート148内の他の位置に製品ウエハ、ダミーウエハ等を保持した状態であっても、放射温度測定部3Bにより低抵抗シリコンウエハから放射される赤外線を検出できる。なお、低抵抗シリコンウエハを載置する位置については、放射温度測定部3Bが低抵抗シリコンウエハから放射される赤外線を検出可能な位置であれば、他の位置であってもよい。   When the radiation temperature measuring unit 3B is provided below the processing container 104 as in the present embodiment, the position where the low-resistance silicon wafer is placed is the lowest position of the wafer boat 148 (position A2 in FIG. 8). It is preferable that Thus, even when the product wafer, the dummy wafer, and the like are held at other positions in the wafer boat 148, the infrared radiation emitted from the low-resistance silicon wafer can be detected by the radiation temperature measuring unit 3B. The position where the low-resistance silicon wafer is placed may be any other position as long as the radiation temperature measuring unit 3B can detect infrared rays emitted from the low-resistance silicon wafer.

図9は、第3実施形態に係る熱処理装置の他の例を示す概略縦断面図である。   FIG. 9 is a schematic longitudinal sectional view showing another example of the heat treatment apparatus according to the third embodiment.

図9に示すように、放射温度測定部3Cは、処理容器104の下方、例えば昇降機構144の上面に取り付けられている。放射温度測定部3Cの上方には、蓋体142の下方から蓋体142を貫通して処理容器104の内部に差し込まれ、その先端部がウエハボート148の外周側に配置された管状部材156が設けられている。管状部材156は、赤外線を伝送する伝送路として機能するものである。   As shown in FIG. 9, the radiation temperature measuring unit 3 </ b> C is attached below the processing container 104, for example, on the upper surface of the elevating mechanism 144. Above the radiation temperature measuring unit 3C, there is provided a tubular member 156 that is inserted into the processing vessel 104 from below the lid 142 through the lid 142, and the tip of which is disposed on the outer peripheral side of the wafer boat 148. Is provided. The tubular member 156 functions as a transmission path for transmitting infrared light.

本実施形態のように放射温度測定部3Cが処理容器104の下方に設けられ、管状部材156が設けられている場合、低抵抗シリコンウエハを載置する位置は、管状部材156の内部における先端部の近傍(図9の位置A3)であることが好ましい。このとき、低抵抗シリコンウエハは、管状部材156の内部に収容可能な大きさに加工されて管状部材156の内部における先端部に取り付けられている。なお、管状部材156を複数設け、複数の管状部材156の各々に対応して放射温度測定部3Cを複数設けてもよい。この場合、管状部材156の先端部の位置が鉛直方向において異なるように設けられることが好ましい。これにより、鉛直方向の異なる位置における温度を測定できる。   When the radiation temperature measuring unit 3C is provided below the processing container 104 and the tubular member 156 is provided as in the present embodiment, the position where the low-resistance silicon wafer is placed is at the tip end inside the tubular member 156. (Position A3 in FIG. 9). At this time, the low-resistance silicon wafer is processed into a size that can be accommodated inside the tubular member 156, and is attached to a tip end inside the tubular member 156. Note that a plurality of tubular members 156 may be provided, and a plurality of radiation temperature measuring units 3C may be provided for each of the plurality of tubular members 156. In this case, it is preferable that the position of the distal end of the tubular member 156 be provided so as to be different in the vertical direction. Thereby, the temperature at different positions in the vertical direction can be measured.

〔第4実施形態〕
第4実施形態では、ウエハボートに載置された多数枚のウエハによりに1つのバッチを構成し、バッチ単位で処理容器内において成膜処理を行うバッチ式の熱処理装置における処理容器内の温度を測定する温度測定方法の他の例について説明する。
[Fourth embodiment]
In the fourth embodiment, one batch is composed of a large number of wafers placed on a wafer boat, and the temperature in the processing vessel in a batch-type heat treatment apparatus that performs a film forming process in the processing vessel in batches is controlled. Another example of the temperature measurement method to be measured will be described.

第4実施形態の熱処理装置は、放射温度測定部が処理容器の側方に設けられている点で、第2実施形態の熱処理装置と異なる。なお、その他の構成については、第2実施形態の熱処理装置と同様とすることができる。   The heat treatment apparatus according to the fourth embodiment is different from the heat treatment apparatus according to the second embodiment in that a radiation temperature measuring unit is provided on a side of a processing container. Other configurations can be the same as those of the heat treatment apparatus of the second embodiment.

図10は、第4実施形態に係る熱処理装置の概略縦断面図である。   FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional view of the heat treatment apparatus according to the fourth embodiment.

図10に示すように、放射温度測定部3Dは、処理容器104の側方に設けられている。具体的には、複数の放射温度測定部3D−a〜3D−gが、それぞれヒータ160a〜160gの外部からヒータ160a〜160gを貫通するように処理容器104に向かって差し込まれ、その先端部(温度検知部)が外筒108の外壁の近傍に配置されている。なお、放射温度測定部3Dは1つであってもよい。   As shown in FIG. 10, the radiation temperature measuring unit 3D is provided on the side of the processing container 104. Specifically, a plurality of radiation temperature measuring units 3D-a to 3D-g are inserted from outside of the heaters 160a to 160g toward the processing container 104 so as to penetrate the heaters 160a to 160g, respectively. A temperature detection unit) is arranged near the outer wall of the outer cylinder 108. Note that the number of the radiation temperature measuring unit 3D may be one.

本実施形態のように放射温度測定部3Dの先端部が外筒108の外壁の近傍に配置される場合、低抵抗シリコンウエハを載置する位置は、外筒108の外壁における放射温度測定部3Dが設けられた位置と対応する位置であることが好ましい。即ち、図10に示すように、低抵抗シリコンウエハは、放射温度測定部3D−a〜3D−gが設けられた位置と対応する位置A4−a〜A4−gに取り付けられることが好ましい。これにより、鉛直方向の異なる位置における温度を測定できる。低抵抗シリコンウエハを外筒108の外壁に取り付ける方法は特に限定されず、例えば低抵抗シリコンウエハをホルダに保持させた状態で外筒108の外壁に取り付けることができる。なお、低抵抗シリコンウエハを載置する位置は、ウエハボート148内における放射温度測定部3Dが設けられた位置と対応する位置であってもよい。   When the distal end of the radiation temperature measurement unit 3D is arranged near the outer wall of the outer cylinder 108 as in the present embodiment, the position where the low-resistance silicon wafer is mounted is determined by the radiation temperature measurement unit 3D on the outer wall of the outer cylinder 108. Is preferably a position corresponding to the position provided with. That is, as shown in FIG. 10, the low-resistance silicon wafer is preferably attached to positions A4-a to A4-g corresponding to the positions where the radiation temperature measuring units 3D-a to 3D-g are provided. Thereby, the temperature at different positions in the vertical direction can be measured. The method of attaching the low-resistance silicon wafer to the outer wall of the outer cylinder 108 is not particularly limited. For example, the low-resistance silicon wafer can be attached to the outer wall of the outer cylinder 108 while being held by the holder. The position where the low-resistance silicon wafer is placed may be a position corresponding to the position where the radiation temperature measuring unit 3D is provided in the wafer boat 148.

〔第5実施形態〕
第5実施形態では、ウエハボートに載置された多数枚のウエハによりに1つのバッチを構成し、バッチ単位で処理容器内において成膜処理を行うバッチ式の熱処理装置における処理容器内の温度を測定する温度測定方法の他の例について説明する。
[Fifth Embodiment]
In the fifth embodiment, one batch is composed of a large number of wafers placed on a wafer boat, and the temperature in the processing vessel in a batch-type heat treatment apparatus that performs a film forming process in the processing vessel in batches is controlled. Another example of the temperature measurement method to be measured will be described.

第5実施形態の熱処理装置は、放射温度測定部の先端部(温度検知部)が処理容器の内部に設けられている点で、第2実施形態の熱処理装置と異なる。なお、その他の構成については、第2実施形態の熱処理装置と同様とすることができる。   The heat treatment apparatus according to the fifth embodiment is different from the heat treatment apparatus according to the second embodiment in that the distal end (temperature detection section) of the radiation temperature measurement section is provided inside the processing container. Other configurations can be the same as those of the heat treatment apparatus of the second embodiment.

図11は、第5実施形態に係る熱処理装置の概略縦断面図である。   FIG. 11 is a schematic longitudinal sectional view of the heat treatment apparatus according to the fifth embodiment.

図11に示すように、放射温度測定部3Eは、その先端部が処理容器104の内部に設けられている。具体的には、放射温度測定部3Eは、蓋体142の下方から蓋体142を貫通して処理容器104の内部に差し込まれ、その先端部がウエハボート148の最下段の位置の近傍に配置された光ファイバ部3E1を有する。放射温度測定部3Eは、光ファイバ部3E1の先端部から入射した赤外線を検出可能に構成されている。   As shown in FIG. 11, the radiation temperature measuring unit 3 </ b> E has a distal end provided inside the processing container 104. More specifically, the radiation temperature measuring unit 3E is inserted into the processing container 104 from below the lid 142 through the lid 142, and the distal end thereof is arranged near the lowermost position of the wafer boat 148. Optical fiber portion 3E1. The radiation temperature measuring unit 3E is configured to be able to detect infrared light incident from the tip of the optical fiber unit 3E1.

本実施形態のように放射温度測定部3Eの先端部がウエハボート148の最下段の位置の近傍に配置されている場合、低抵抗シリコンウエハを載置する位置は、ウエハボート148の最下段の位置(図10の位置A5)であることが好ましい。   When the tip of the radiation temperature measuring unit 3E is located near the lowermost position of the wafer boat 148 as in the present embodiment, the position where the low-resistance silicon wafer is placed is at the lowermost position of the wafer boat 148. It is preferably at the position (position A5 in FIG. 10).

以下、実施例において本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定して解釈されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention should not be construed as being limited to these examples.

[実施例1]
実施例1では、前述した第1実施形態の温度測定方法により温度測定を行った。なお、本実施例では、回転テーブル12の回転方向に沿って6つの凹部16(Slot1、Slot2、Slot3、Slot4、Slot5、Slot6)が形成された回転テーブル12を用いた。
[Example 1]
In Example 1, the temperature was measured by the above-described temperature measuring method of the first embodiment. In this embodiment, the rotary table 12 in which six concave portions 16 (Slot1, Slot2, Slot3, Slot4, Slot5, and Slot6) are formed along the rotation direction of the rotary table 12 is used.

まず、回転テーブル12の6つの凹部16の各々に低抵抗シリコンウエハを載置した。本実施例では、低抵抗シリコンウエハとして、B(ボロン)が不純物として添加され、室温における抵抗率が0.02Ω・cm未満である6枚のP型のシリコンウエハを用いた。また、6枚のシリコンウエハは、異なるインゴットから製造されたものを用いた。   First, a low-resistance silicon wafer was placed on each of the six concave portions 16 of the turntable 12. In this embodiment, six P-type silicon wafers to which B (boron) is added as an impurity and whose resistivity at room temperature is less than 0.02 Ω · cm are used as low-resistance silicon wafers. In addition, six silicon wafers manufactured from different ingots were used.

次いで、複数の低抵抗シリコンウエハが載置された回転テーブル12を回転させながらヒータ20により低抵抗シリコンウエハを加熱した。本実施例では、回転テーブル12を20rpmの回転速度で時計回りに回転させ、ヒータ20の設定温度を760℃にして低抵抗シリコンウエハの加熱を行った。   Next, the low-resistance silicon wafer was heated by the heater 20 while rotating the rotary table 12 on which the plurality of low-resistance silicon wafers were mounted. In this embodiment, the turntable 12 is rotated clockwise at a rotation speed of 20 rpm, and the set temperature of the heater 20 is set to 760 ° C. to heat the low-resistance silicon wafer.

次いで、処理容器11内の温度が安定した状態で、6枚の低抵抗シリコンウエハの各々の表面から放射される赤外線を検出することで6枚の低抵抗シリコンウエハの温度を測定した。   Next, while the temperature in the processing chamber 11 was stable, infrared rays emitted from the respective surfaces of the six low-resistance silicon wafers were detected to measure the temperatures of the six low-resistance silicon wafers.

図12は、実施例1における回転テーブルの径方向の位置と温度との関係を示すグラフである。図12のグラフにおいて、横軸は回転テーブル12の回転中心Pからの距離(mm)であり、縦軸は温度(℃)である。また、低抵抗シリコンウエハが載置された範囲(ウエハ範囲)は、回転テーブル12の回転中心Pからの距離が160mm以上460mm以下の範囲である。   FIG. 12 is a graph illustrating the relationship between the radial position of the rotary table and the temperature in the first embodiment. In the graph of FIG. 12, the horizontal axis is the distance (mm) from the rotation center P of the turntable 12, and the vertical axis is the temperature (° C.). The range where the low-resistance silicon wafer is placed (wafer range) is a range where the distance from the rotation center P of the turntable 12 is 160 mm or more and 460 mm or less.

具体的には、図12には、回転テーブル12の6つの凹部16の各々に低抵抗シリコンウエハを載置したときの回転テーブル12の径方向における6枚の低抵抗シリコンウエハの温度分布を示している。なお、図中、実線、点線、破線、一点鎖線、長破線及び二点鎖線は、各々、Slot1、Slot2、Slot3、Slot4、Slot5及びSlot6に載置された低抵抗シリコンウエハの回転テーブル12の回転中心Pからの距離と温度との関係を示している。   Specifically, FIG. 12 shows a temperature distribution of six low-resistance silicon wafers in the radial direction of the rotary table 12 when a low-resistance silicon wafer is placed in each of the six concave portions 16 of the rotary table 12. ing. In the drawing, solid lines, dotted lines, dashed lines, dashed lines, long dashed lines, and two-dot dashed lines indicate the rotation of the rotation table 12 for the low-resistance silicon wafer placed on Slot1, Slot2, Slot3, Slot4, Slot5, and Slot6, respectively. The relationship between the distance from the center P and the temperature is shown.

図12に示すように、6枚の低抵抗シリコンウエハは、回転テーブル12の径方向におけるいずれの位置においても、ほとんど同じ温度であり、最も温度差が大きい位置(図中、約420mmの位置)でもその温度差は、1.2℃であった。   As shown in FIG. 12, the six low-resistance silicon wafers have almost the same temperature at any position in the radial direction of the turntable 12, and have the largest temperature difference (position of about 420 mm in the figure). However, the temperature difference was 1.2 ° C.

[実施例2]
実施例2では、ヒータ20の設定温度を620℃にして低抵抗シリコンウエハの加熱を行った点以外は、実施例1と同様の温度測定方法により温度測定を行った。
[Example 2]
In Example 2, the temperature was measured by the same temperature measurement method as in Example 1 except that the low-resistance silicon wafer was heated at a set temperature of the heater 20 of 620 ° C.

図13は、実施例2における回転テーブルの径方向の位置と温度との関係を示すグラフである。図13のグラフにおいて、横軸は回転テーブル12の回転中心Pからの距離(mm)であり、縦軸は温度(℃)である。また、低抵抗シリコンウエハが載置された範囲は、回転テーブル12の回転中心Pからの距離が160mm以上460mm以下の範囲である。   FIG. 13 is a graph showing the relationship between the radial position of the rotary table and the temperature in the second embodiment. In the graph of FIG. 13, the horizontal axis is the distance (mm) from the rotation center P of the turntable 12, and the vertical axis is the temperature (° C.). The range where the low-resistance silicon wafer is placed is a range where the distance from the rotation center P of the turntable 12 is 160 mm or more and 460 mm or less.

具体的には、図13には、回転テーブル12の6つの凹部16の各々に低抵抗シリコンウエハを載置したときの回転テーブル12の径方向における6枚の低抵抗シリコンウエハの温度分布を示している。なお、図中、実線、点線、破線、一点鎖線、長破線及び二点鎖線は、各々、Slot1、Slot2、Slot3、Slot4、Slot5及びSlot6に載置された低抵抗シリコンウエハの回転テーブル12の回転中心Pからの距離と温度との関係を示している。   Specifically, FIG. 13 shows a temperature distribution of six low-resistance silicon wafers in the radial direction of the rotary table 12 when a low-resistance silicon wafer is placed in each of the six concave portions 16 of the rotary table 12. ing. In the drawing, solid lines, dotted lines, dashed lines, dashed lines, long dashed lines, and two-dot dashed lines indicate the rotation of the rotation table 12 for the low-resistance silicon wafer placed on Slot1, Slot2, Slot3, Slot4, Slot5, and Slot6, respectively. The relationship between the distance from the center P and the temperature is shown.

図13に示すように、6枚の低抵抗シリコンウエハは、回転テーブル12の径方向におけるいずれの位置においても、ほとんど同じ温度であり、最も温度差が大きい位置(図中、420mmの位置)でもその温度差は、0.9℃であった。   As shown in FIG. 13, the six low-resistance silicon wafers have almost the same temperature at any position in the radial direction of the turntable 12, and even at the position where the temperature difference is the largest (at a position of 420 mm in the figure). The temperature difference was 0.9 ° C.

[実施例3]
実施例3では、ヒータ20の設定温度を155℃にして低抵抗シリコンウエハの加熱を行った点以外は、実施例1と同様の温度測定方法により温度測定を行った。
[Example 3]
In Example 3, the temperature was measured by the same temperature measuring method as in Example 1 except that the low-resistance silicon wafer was heated at a set temperature of the heater 20 of 155 ° C.

図14は、実施例3における回転テーブルの径方向の位置と温度との関係を示すグラフである。図14のグラフにおいて、横軸は回転テーブル12の回転中心Pからの距離(mm)であり、縦軸は温度(℃)である。また、低抵抗シリコンウエハが載置された範囲は、回転テーブル12の回転中心Pからの距離が160mm以上460mm以下の範囲である。   FIG. 14 is a graph showing the relationship between the radial position of the rotary table and the temperature in the third embodiment. In the graph of FIG. 14, the horizontal axis is the distance (mm) from the rotation center P of the turntable 12, and the vertical axis is the temperature (° C.). The range where the low-resistance silicon wafer is placed is a range where the distance from the rotation center P of the turntable 12 is 160 mm or more and 460 mm or less.

具体的には、図14には、回転テーブル12の6つの凹部16の各々に低抵抗シリコンウエハを載置したときの回転テーブル12の径方向における6枚の低抵抗シリコンウエハの温度分布を示している。なお、図中、実線、点線、破線、一点鎖線、長破線及び二点鎖線は、各々、Slot1、Slot2、Slot3、Slot4、Slot5及びSlot6に載置された低抵抗シリコンウエハの回転テーブル12の回転中心Pからの距離と温度との関係を示している。   Specifically, FIG. 14 shows the temperature distribution of six low-resistance silicon wafers in the radial direction of the rotary table 12 when a low-resistance silicon wafer is placed in each of the six concave portions 16 of the rotary table 12. ing. In the drawing, solid lines, dotted lines, dashed lines, dashed lines, long dashed lines, and two-dot dashed lines indicate the rotation of the rotation table 12 for the low-resistance silicon wafer placed on Slot1, Slot2, Slot3, Slot4, Slot5, and Slot6, respectively. The relationship between the distance from the center P and the temperature is shown.

図14に示すように、6枚の低抵抗シリコンウエハは、回転テーブル12の径方向におけるいずれの位置においても、ほとんど同じ温度であり、最も温度差が大きい位置(図中、約340mmの位置)でもその温度差は、0.5℃であった。   As shown in FIG. 14, the six low-resistance silicon wafers have almost the same temperature at any position in the radial direction of the turntable 12, and have the largest temperature difference (position of about 340 mm in the figure). However, the temperature difference was 0.5 ° C.

[実施例4]
実施例4では、低抵抗シリコンウエハとして、Sb(アンチモン)が不純物として添加され、室温における抵抗率が0.02Ω・cmである6枚のN型のシリコンウエハを用いた点以外は、実施例3と同様の温度測定方法により温度測定を行った。なお、6枚のシリコンウエハは、異なるインゴットから製造されたものを用いた。
[Example 4]
Example 4 Example 4 was repeated except that Sb (antimony) was added as an impurity and six N-type silicon wafers having a resistivity at room temperature of 0.02 Ω · cm were used as the low-resistance silicon wafer. The temperature was measured by the same temperature measurement method as in Example 3. Note that six silicon wafers manufactured from different ingots were used.

図15は、実施例4における回転テーブルの径方向の位置と温度との関係を示すグラフである。図14のグラフにおいて、横軸は回転テーブル12の回転中心Pからの距離(mm)であり、縦軸は温度(℃)である。また、低抵抗シリコンウエハが載置された範囲は、回転テーブル12の回転中心Pからの距離が160mm以上460mm以下の範囲である。   FIG. 15 is a graph showing the relationship between the radial position of the rotary table and the temperature in the fourth embodiment. In the graph of FIG. 14, the horizontal axis is the distance (mm) from the rotation center P of the turntable 12, and the vertical axis is the temperature (° C.). The range where the low-resistance silicon wafer is placed is a range where the distance from the rotation center P of the turntable 12 is 160 mm or more and 460 mm or less.

具体的には、図15には、回転テーブル12の6つの凹部16の各々に低抵抗シリコンウエハを載置したときの回転テーブル12の径方向における6枚の低抵抗シリコンウエハの温度分布を示している。なお、図中、実線、点線、破線、一点鎖線、長破線及び二点鎖線は、各々、Slot1、Slot2、Slot3、Slot4、Slot5及びSlot6に載置された低抵抗シリコンウエハの回転テーブル12の回転中心Pからの距離と温度との関係を示している。   Specifically, FIG. 15 shows a temperature distribution of six low-resistance silicon wafers in the radial direction of the rotary table 12 when a low-resistance silicon wafer is placed in each of the six concave portions 16 of the rotary table 12. ing. In the drawing, solid lines, dotted lines, dashed lines, dashed lines, long dashed lines, and two-dot dashed lines indicate the rotation of the rotation table 12 for the low-resistance silicon wafer placed on Slot1, Slot2, Slot3, Slot4, Slot5, and Slot6, respectively. The relationship between the distance from the center P and the temperature is shown.

図15に示すように、6枚の低抵抗シリコンウエハは、回転テーブル12の径方向におけるいずれの位置においても、ほとんど同じ温度であり、最も温度差が大きい位置(図中、約440mmの位置)でもその温度差は、0.7℃であった。   As shown in FIG. 15, the six low-resistance silicon wafers have almost the same temperature at any position in the radial direction of the turntable 12, and have the largest temperature difference (position of about 440 mm in the figure). However, the temperature difference was 0.7 ° C.

また、図15に示すように、回転テーブル12の回転中心Pからの距離が370mmの位置(図中)において、図14では見られなかった温度の変動が確認された。これは、Sbを不純物として添加した低抵抗シリコンウエハは、低温で僅かに赤外線を透過するため、低抵抗シリコンウエハの下部に配置された昇降ピン、ヒータ20等から放射される赤外線が僅かに低抵抗シリコンウエハを透過して放射温度測定部3に入射するためと考えられる。   In addition, as shown in FIG. 15, at a position (in the drawing) where the distance from the rotation center P of the turntable 12 is 370 mm, a temperature fluctuation not seen in FIG. 14 was confirmed. This is because a low-resistance silicon wafer to which Sb is added as an impurity slightly transmits infrared rays at a low temperature, so that infrared rays radiated from elevating pins, heaters 20 and the like disposed below the low-resistance silicon wafer are slightly low. It is considered that the light is transmitted through the resistance silicon wafer and enters the radiation temperature measuring unit 3.

[比較例1]
比較例1では、低抵抗シリコンウエハの代わりに、SiCウエハを用いた点以外は実施例2と同様の温度測定方法により温度測定を行った。なお、6枚のSiCウエハは、異なるインゴットから製造されたものを用いた。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, the temperature was measured by the same temperature measuring method as in Example 2 except that a SiC wafer was used instead of the low-resistance silicon wafer. Note that six SiC wafers manufactured from different ingots were used.

図16は、比較例1における回転テーブルの径方向の位置と温度との関係を示すグラフである。図16のグラフにおいて、横軸は回転テーブル12の回転中心Pからの距離(mm)であり、縦軸は温度(℃)である。また、SiCウエハが載置された範囲は、回転テーブル12の回転中心Pからの距離が160mm以上460mm以下の範囲である。   FIG. 16 is a graph showing the relationship between the radial position of the rotary table and the temperature in Comparative Example 1. In the graph of FIG. 16, the horizontal axis is the distance (mm) from the rotation center P of the turntable 12, and the vertical axis is the temperature (° C.). The range where the SiC wafer is placed is a range where the distance from the rotation center P of the turntable 12 is 160 mm or more and 460 mm or less.

具体的には、図16には、回転テーブル12の6つの凹部16の各々にSiCウエハを載置したときの回転テーブル12の径方向における6枚のSiCウエハの温度分布を示している。なお、図中、実線、点線、破線、一点鎖線、長破線及び二点鎖線は、各々、Slot1、Slot2、Slot3、Slot4、Slot5及びSlot6に載置されたSiCウエハの回転テーブル12の回転中心Pからの距離と温度との関係を示している。   Specifically, FIG. 16 shows the temperature distribution of six SiC wafers in the radial direction of the rotary table 12 when the SiC wafer is placed in each of the six concave portions 16 of the rotary table 12. In the drawing, the solid line, the dotted line, the dashed line, the one-dot chain line, the long dashed line, and the two-dot chain line indicate the rotation center P of the rotary table 12 of the SiC wafer placed on Slot1, Slot2, Slot3, Slot4, Slot5, and Slot6, respectively. It shows the relationship between the distance from and the temperature.

図16に示すように、回転テーブル12の径方向のほとんどすべての位置において、6枚のSiCウエハにより測定された温度差が大きく、回転テーブル12の回転中心Pからの距離が420mmの位置では、その温度差は12℃であった。この温度差は、実施例2の0.9℃と比較して10倍以上大きい値であった。   As shown in FIG. 16, at almost all positions in the radial direction of the turntable 12, the temperature difference measured by the six SiC wafers is large, and at a position where the distance from the rotation center P of the turntable 12 is 420 mm, The temperature difference was 12 ° C. This temperature difference was a value that was at least 10 times greater than 0.9 ° C. in Example 2.

[比較例2]
比較例2では、低抵抗シリコンウエハの代わりに、高抵抗シリコンウエハを用いた点以外は実施例3と同様の温度測定方法により温度測定を行った。高抵抗シリコンウエハとしては、Bが添加され、室温における抵抗率が1Ω・cm以上50Ω・cm以下である6枚のP型のシリコンウエハを用いた。なお、6枚のシリコンウエハは、異なるインゴットから製造されたものを用いた。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, the temperature was measured by the same temperature measurement method as in Example 3 except that a high-resistance silicon wafer was used instead of the low-resistance silicon wafer. As the high-resistance silicon wafer, six P-type silicon wafers to which B was added and whose resistivity at room temperature was 1 Ω · cm to 50 Ω · cm were used. Note that six silicon wafers manufactured from different ingots were used.

図17は、比較例2における回転テーブルの径方向の位置と温度との関係を示すグラフである。図17のグラフにおいて、横軸は回転テーブル12の回転中心Pからの距離(mm)であり、縦軸は温度(℃)である。また、高抵抗シリコンウエハが載置された範囲は、回転テーブル12の回転中心Pからの距離が160mm以上460mm以下の範囲である。   FIG. 17 is a graph showing the relationship between the radial position of the rotary table and the temperature in Comparative Example 2. In the graph of FIG. 17, the horizontal axis is the distance (mm) from the rotation center P of the turntable 12, and the vertical axis is the temperature (° C.). The range where the high-resistance silicon wafer is placed is a range where the distance from the rotation center P of the turntable 12 is 160 mm or more and 460 mm or less.

具体的には、図17には、回転テーブル12の6つの凹部16の各々に高抵抗シリコンウエハを載置したときの回転テーブル12の径方向における6枚の高抵抗シリコンウエハの温度分布を示している。なお、図中、実線、点線、破線、一点鎖線、長破線及び二点鎖線は、各々、Slot1、Slot2、Slot3、Slot4、Slot5及びSlot6に載置された高抵抗シリコンウエハの回転テーブル12の回転中心Pからの距離と温度との関係を示している。   Specifically, FIG. 17 shows a temperature distribution of six high-resistance silicon wafers in the radial direction of the rotary table 12 when a high-resistance silicon wafer is placed in each of the six concave portions 16 of the rotary table 12. ing. In the drawing, solid lines, dotted lines, broken lines, dashed lines, long dashed lines, and two-dot dashed lines indicate the rotation of the high-resistance silicon wafer rotating table 12 placed on Slot1, Slot2, Slot3, Slot4, Slot5, and Slot6, respectively. The relationship between the distance from the center P and the temperature is shown.

図17に示すように、高抵抗シリコンウエハを用いた場合、回転テーブル12の径方向のほとんどすべての位置において、ヒータ20の設定温度(155℃)に対し、測定される温度が全体的に低くなることが確認された。これは、高抵抗シリコンウエハは、低温で赤外線を放射しないため、高抵抗シリコンウエハから放射され放射温度測定部3に入射する赤外線量が少ないためと考えられる。また、図17に示すように回転テーブル12の回転中心Pからの距離によって、測定される温度が大きく異なることが確認された。これは、高抵抗シリコンウエハは、低温では赤外線を透過するため、高抵抗シリコンウエハの下部に配置された昇降ピン、ヒータ20等から放射される赤外線が高抵抗シリコンウエハを透過して放射温度測定部3に入射するためと考えられる。   As shown in FIG. 17, when a high-resistance silicon wafer is used, the measured temperature is lower than the set temperature of the heater 20 (155 ° C.) at almost all positions in the radial direction of the turntable 12. It was confirmed that it became. It is considered that this is because the high-resistance silicon wafer does not emit infrared rays at a low temperature, and hence the amount of infrared rays emitted from the high-resistance silicon wafer and incident on the radiation temperature measuring unit 3 is small. In addition, as shown in FIG. 17, it was confirmed that the measured temperature greatly differs depending on the distance from the rotation center P of the turntable 12. This is because high-resistance silicon wafers transmit infrared rays at low temperatures, so that infrared rays radiated from elevating pins, heaters 20 and the like arranged below the high-resistance silicon wafers pass through the high-resistance silicon wafer to measure radiation temperature. It is considered that the light enters the part 3.

以上に説明した実施例2及び比較例1の結果並びに実施例3、実施例4及び比較例2の結果により、十分に低い抵抗率を有する低抵抗シリコンウエハを用いることで、異なるインゴットから製造されたウエハを用いた場合であっても、複数のウエハの各々によって測定される温度のばらつきを抑制可能であることが確認できた。すなわち、製造履歴が異なるウエハを用いる場合であっても、高い精度でウエハの温度を測定することができる。   According to the results of Example 2 and Comparative Example 1 and the results of Example 3, Example 4 and Comparative Example 2 described above, a low-resistance silicon wafer having a sufficiently low resistivity can be used to manufacture from a different ingot. It was confirmed that even when a wafer was used, the variation in the temperature measured by each of the plurality of wafers could be suppressed. That is, even when wafers having different manufacturing histories are used, the temperature of the wafer can be measured with high accuracy.

また、実施例1〜3の結果により、低温(例えば155℃)から高温(例えば760℃)に至る温度範囲において、複数のウエハの各々によって測定される温度のばらつきを抑制可能であることが確認できた。すなわち、低温から高温に至る温度範囲において、高い精度でウエハの温度を測定することができる。   Further, from the results of Examples 1 to 3, it was confirmed that in a temperature range from a low temperature (for example, 155 ° C.) to a high temperature (for example, 760 ° C.), it is possible to suppress a variation in the temperature measured for each of the plurality of wafers. did it. That is, the temperature of the wafer can be measured with high accuracy in a temperature range from a low temperature to a high temperature.

以上に説明したように、本実施形態の温度測定方法及び熱処理装置によれば、製造履歴が異なるウエハを用いる場合であっても、高い精度でウエハの温度を測定することができる。   As described above, according to the temperature measuring method and the heat treatment apparatus of the present embodiment, even when wafers having different manufacturing histories are used, the temperature of the wafer can be measured with high accuracy.

なお、上記の各実施形態において、ウエハは基板の一例であり、ウエハボートは基板保持具の一例である。   In each of the above embodiments, the wafer is an example of a substrate, and the wafer boat is an example of a substrate holder.

以上、温度測定方法及び熱処理装置を実施例によって説明したが、本発明は上記実施例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。   As described above, the temperature measuring method and the heat treatment apparatus have been described with the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention.

上記の各実施形態では、低抵抗シリコンウエハとして、Bが不純物として添加されたP型のシリコンウエハ、Sbが不純物として添加されたN型のシリコンウエハについて説明したが、本発明はこれに限定されない。低抵抗シリコンウエハとしては、不純物として三価元素又は五価元素が添加されたシリコンウエハであればよい。三価元素としては、例えばAl(アルミニウム)を用いることができ、五価元素としては、例えばP(リン)、As(ヒ素)を用いることができる。   In each of the above embodiments, a P-type silicon wafer doped with B as an impurity and an N-type silicon wafer doped with Sb as an impurity have been described as low-resistance silicon wafers, but the present invention is not limited to this. . The low-resistance silicon wafer may be any silicon wafer to which a trivalent element or a pentavalent element is added as an impurity. As the trivalent element, for example, Al (aluminum) can be used, and as the pentavalent element, for example, P (phosphorus) or As (arsenic) can be used.

また、上記の第2実施形態から第5実施形態では、放射温度測定部が設けられる位置等が異なる場合について説明したが、本発明は第2実施形態から第5実施形態の構成に限定されず、これらの実施形態の放射温度測定部を組み合わせてもよい。   In the second to fifth embodiments, the case where the position where the radiation temperature measurement unit is provided is different has been described. However, the present invention is not limited to the configurations of the second to fifth embodiments. The radiation temperature measuring units of these embodiments may be combined.

1 熱処理装置
3 放射温度測定部
5 制御部
11 処理容器
12 回転テーブル
W ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat treatment apparatus 3 Radiation temperature measurement part 5 Control part 11 Processing container 12 Rotary table W Wafer

Claims (4)

処理容器内に設けられた回転テーブルの表面に複数の基板を載置し、回転テーブルを回転させながら複数の基板に熱処理を行う熱処理装置における温度測定方法であって、
前記回転テーブルの表面に室温(20℃)における抵抗率が0.02Ω・cm以下である製造履歴が異なる複数の低抵抗シリコンウエハを載置する載置ステップと、
前記複数の低抵抗シリコンウエハが載置された前記回転テーブルを回転させる回転ステップと、
前記回転テーブルが回転している状態で、前記複数の低抵抗シリコンウエハの各々の表面から放射される赤外線を検出することで前記低抵抗シリコンウエハの温度を測定する測定ステップと
を含み、
前記複数の低抵抗シリコンウエハの抵抗率は同じである、
温度測定方法。
A temperature measurement method in a heat treatment apparatus that performs heat treatment on a plurality of substrates while rotating the rotation table by mounting a plurality of substrates on a surface of a rotation table provided in a processing container,
A mounting step of mounting a plurality of low-resistance silicon wafers having different manufacturing histories whose resistivity at room temperature (20 ° C.) is 0.02 Ω · cm or less on the surface of the rotary table;
A rotation step of rotating the rotation table on which the plurality of low-resistance silicon wafers are mounted,
Wherein in a state where the rotary table is rotating, saw including a measurement step of measuring the temperature of the low-resistance silicon wafer by detecting infrared radiation emitted from the surface of each of the plurality of low-resistivity silicon wafer,
The resistivity of the plurality of low-resistance silicon wafers is the same,
Temperature measurement method.
前記測定ステップは、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に記載の温度測定方法。
The measuring step measures temperatures in a plurality of regions in a direction along a radial direction of the rotary table,
The method for measuring temperature according to claim 1.
前記低抵抗シリコンウエハは、不純物として三価元素又は五価元素が添加されたシリコンウエハである、
請求項1又は2に記載の温度測定方法。
The low-resistance silicon wafer is a silicon wafer to which a trivalent element or a pentavalent element is added as an impurity,
The temperature measurement method according to claim 1.
前記測定ステップは、前記低抵抗シリコンウエハの温度をヒータにより加熱した状態で、前記低抵抗シリコンウエハの温度を測定する、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の温度測定方法。
The measuring step measures the temperature of the low-resistance silicon wafer in a state where the temperature of the low-resistance silicon wafer is heated by a heater,
The temperature measuring method according to claim 1.
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