JPH03225819A - 基板用熱処理炉の温度測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、半導体基板やセラミックス基板といった各種
の基板に対して、酸化、アニーリング、ＣＶＤ　（化学
気相成長）、あるいは、拡散などの各種の熱処理を行う
基板用熱処理炉において、その炉芯管内の温度分布を測
定する温度測定方法およびそれに用いる基板ボートに関
し、特に、そのような基板用熱処理炉において、後述す
るプロファイルデータを取る際の温度測定方法およびそ
れに用いる基板ボートに関する。

〈従来の技術〉 基板用熱処理炉では、その炉内に挿入される基板群の全
体を均一に加熱する必要があり、炉芯管の周囲に設置し
た加熱手段は、炉芯管長手方向に区画された幾つかの部
位ごとに調節して制御される。

ところで、加熱している基板の温度を直接に測ることか
困難なため、例えば、炉芯管内で基板の炉芯管の内周面
と基板との間に、炉芯管の長手方向における熱分布を測
定する温度センサ（以下、サイド用温度センサと称する
）を挿入しておいて、基板群の近傍の温度を測る等のよ
うに、加熱状況を測定できるようにしておいて、基板群
を熱処理する際に、測定される加熱状況が、基板群の全
体を均一に加熱するのに適切な加熱条件に合致するよう
に、加熱手段を制御することが行われている。

例えば、基板群の全体を均一に加熱するような加熱状況
では、サイド用温度センサが測定する熱分布が、どのよ
うな熱分布であるのかを、予め、割り出しておいて、基
板を熱処理する際に、サイド用温度センサによって測定
される熱分布が、その予め割り出しておいた熱分布に合
致するように、加熱手段を制御する手法が知られている
。なお、この手法において、前記基板群の全体を均一に
加熱するのに適切な加熱条件に相当するのは、予め割り
出しておいた均一加熱の状況でのサイド用温度センサで
測定される温度分布のことである。

ところで、基板群の全体を均一に加熱する加熱条件は、
次のようにして割り出される。

基板を熱処理する前準備として、基板ボートを炉芯管に
挿入しない、いわゆる空炉状態または、加熱処理する基
板と同種の基板を収容した基板ボートを炉芯管に挿入し
た状態で、炉芯管の周囲に設置した加熱手段を駆動する
駆動設定値（炉芯管長手方向におけるどの位置では加熱
手段をどのような出力で駆動するか等の値）を試行錯誤
的に変えて、プロファイルデータ、すなわち、様々に変
えた駆動設定値ごとに対応して得られる加熱状況のデー
タ（例えば、サイド用温度センサで測定される温度分布
のデータや、その駆動設定値で熱処理された基板の表面
に形成した膜の厚さや拡散深さ等のような熱処理の仕上
がり具合いのデータ）を取る。

そして、プロファイルデータを分析して、基板群の全体
を均一に加熱するのに適切な加熱条件を割り出すのであ
る。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、従来のプロファイルデータを取る際の温
度測定方法では、それで得たプロファイルデータ中に基
板群の温度分布を示すデータが無く、プロセスガスや炉
端で冷却されたガス流の影響を受けるので、プロファイ
ルデータを分析しても、基板群の全体を均一に加熱する
のに適切な加熱条件を割り出すことが困難である。あく
まで、均一に加熱すると思われる適切な加熱条件を推測
するにとどまる。

このため、基板の熱処理時に、プロファイルブタから割
り出した適切な加熱条件に一致するように加熱条件を制
御しても、必ずしも、基板群の全体を均一に加熱するこ
とが期待できなかった。

したがって、基板を熱処理する工程を立ち上げた後にお
いても、試験的な熱処理を幾度も行い、熱処理の仕上が
り具合いに基づいて、加熱手段の制御をたびたび修正す
るといった面倒なことがなされている。

以上のような不都合が生しるのは、そもそも、従来のプ
ロファイルデータを取る際の温度測定方法では、測定し
て得たプロファイルデータ中に基板群の温度分布のデー
タが無いので、そのようなプロファイルデータの中から
、基板群の全体を均一に加熱するのに適切な加熱条件を
正確に割り出すことが困難であったからに他ならない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、プロファイルデータを取る際に、基板群の温度分布
に相当する温度分布のデータを入手することができる温
度測定方法を提供することを目的とし、また、その測定
精度をより一層向上できる基板ボートを提供できるよう
にすることを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明の基板用熱処理炉のプロファイルデータを取る際
の温度測定方法は、上述のような目的を達成するために
、基板ボートを、それに基板を支持しない状態で炉芯管
内へ挿入し、炉芯管長手方向に複数箇所の温度を測る棒
状の温度センサを、基板ボートに基板を支持する際に基
板中央が位置する箇所に挿入して、炉芯管内の炉芯管長
手方向の温度分布を測定することを特徴としている。

また、本発明の基板用熱処理炉のプロファイルデータを
取る際の温度測定方法に用いる基板ボートは、上述のよ
うな目的を達成するために、支持する基板群の炉芯管長
手方向両端それぞれに、輻射熱を遮蔽する板体を備え、
炉芯管内へ温度センサが挿入される側の板体には、基板
を基板ボートに支持する際に基板中央が位置する箇所に
、温度センサを挿通する開口を形成して構成する。

〈作用〉 本発明の基板用熱処理炉のプロファイルデータを取る際
の温度測定方法によれば、基板ボートに基板群を支持し
て熱処理するときの基板群それぞれの中央に相当する箇
所の温度を測定して炉芯管内の温度分布を測定するので
、プロセスガスや炉端で冷却されたガス流の影響を受け
ないため、その測定された温度分布が炉芯管の管軸芯方
向で均一になる加熱温度条件を求めることができる。

また、本発明の温度測定方法に用いる基板ボートの構成
によれば、次のような機能を発揮する。

熱処理をするとき、基板ボートに支持する基板群におい
て、各基板は、近くの基板との間で互いに輻射熱による
影響を及ぼし合っている。このため、基板群の、炉芯管
長手方向中程に位置する基板は、基板相互間で輻射熱が
平衡した関係にある。

しかし、炉芯管長手方向の端の方に位置する基板は、他
の基板から受ける輻射熱よりも放出する輻射熱の方が多
いので、熱平衡が成り立っていない。

これらの両端の方に位置する温度が下がった基板は、通
常ダミー基板と称され、中程にある基板からすれば、輻
射熱を遮る遮蔽板の機能を有する。

このため、基板ボートに基板を支持しない状態で測定し
たプロファイルデータに基づいて、熱処理時の温度制御
をすると、熱処理時の温度分布は、温度が基板群の端の
方では中程よりも下がった熱分布となる。

ところで、本発明に係る基板用熱処理炉のプロファイル
データを取る際の温度測定方法は、基板中央の位置に温
度センサを挿入するため、かかる挿入を邪魔しないよう
に、基板ボートに基板を支持しない状態で温度測定する
ものである。そのため、本発明の温度測定方法で取った
プロファイルデータに基づいて、熱処理時の温度制御を
すると、上記理由から、基板群の端の位置で温度が下が
った分布となる可能性がある。

しかし、特許請求の範囲の第（２）項に記載の基板ボー
トを用いれば、そのような可能性を解消できる。かかる
基板ボートは、基板群の炉芯管長手方向両端それぞれに
、輻射熱を遮蔽する板体を備えている。このため、基板
ボートに基板群を支持する熱処理時においても、端の方
に位置する基板は、熱平衡がとれているから、基板ボー
トに基板群を支持させない状態で取ったプロファイルデ
ータに基づいて、基板を熱処理する際の温度制御をして
も、基板群の端の位１で温度が下がった分布となる可能
性を解消できる。

したがって、本発明の基板用熱処理炉のプロファイルデ
ータを取る際の温度測定方法において、特許請求の範囲
の第（２）項に記載の基板ボートを用いれば、基板群の
温度分布は均一になる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

縦型の基板用熱処理炉Ａの概略構成について説明すれば
、第１図の（ａ）の概略縦断面図に示すように、石英材
料によって透明に形成された炉芯管１の周囲に、管軸芯
方向に短い第１のヒータ２ａと長い第２のヒータ２ｂと
短い第３のヒータ２Ｃとから成る加熱手段２が備えられ
ている。

炉芯管１の上端には、反応ガスを導入するガス導入管部
１ａが一体的に形成され、一方、下方の炉口側には、排
気筒３がバッキング４を介してシールした状態で取り付
けられている。排気筒３には排気管（図示せず）に連通
接続する排気口５が形成されている。

次に、上述基板用熱処理炉Ａを運転するに際しての温度
条件を求める上で必要な温度測定方法について説明する
。

第１図の（ｂ）に示すように、炉芯管ｌ内に、炉口から
、後述する基板ボート９を挿入し、基板ボート９に一体
的に取り付けた炉口キャップ１゜によって炉口を閉塞す
る。この際、基板ボート９には基板を支持しない、なお
、炉芯管Ｉおよび加熱手段２は、基台（図示せず）に組
み付けられて固定され、炉口キャップ１０は、取り外し
可能に炉口を閉塞する位置にロックされている。

次いで、第１図の（ｃ）に示すように、昇降可能な昇降
支持アーム１）に、炉芯管１内の中心軸芯相当箇所と炉
芯管１の内周面に近い箇所それぞれに位置させて、セン
ター用温度センサ１２とサイド用温度センサ１３とを保
持させ、昇降支持アーム１）を昇降することにより、炉
口キャップｌＯ１後述する断熱板７・・・、および、基
板ボート９の下方側の後述する板体９ａそれぞれの中心
箇所に形成した開口を通してセンター用温度センサ１２
を挿入するとともに、炉口キャップ１ｏの周部近くに形
成した開口を通じてサイド用温度センサ１３を挿入する
。

センター用温度センサ１２およびサイド用温度センサ１
３それぞれは、図示しないが、石英製の透明保護管内に
、長さの異なる３本の熱電対（センター用温度センサ１
２による温度検知部を上から順にＡＩ、Ａ２．Ａ３で示
し、サイド用温度センサ１３による温度検知部を上から
順にＭｌ、　Ｍ２、Ｍ３で示す）を挿入して構成されて
いて、基板ボート９の長手方向両端と中央箇所の３箇所
の温度、すなわち、炉芯管１内の温度分布を測定するよ
うになっている。

前記第１ないし第３のヒータ２ａ、２ｂ、２ｃそれぞれ
に、熱電対などの温調用湿炭センサＣｌＣ２，Ｃ３が付
設されている。

センター用温度センサ１２、サイド用温度センサ１３お
よび温調用温度センサＣ１，Ｃ２，Ｃ３それぞれは、温
度制御部１４に接続され、その温度制御部１４に、第１
ないし第３のヒータ２ａ２ｂ、２ｃそれぞれの電源１５
ａ、１５ｂ、１５Ｃとメモリ１６とが接続されている。

上記構成のもとで、温度制御部１４において、各プロセ
ス条件（温度、反応ガスの種類、定常状態（一定の加熱
温度を維持する状態）、非定常状態（温度上昇状態、温
度下降状態）など）ごとに、センター用温度センサ１２
による各温度検知部Ａ１、Ａ２．Ａ３での検出温度Ｔ　
ｓ　＋　、　Ｔ　ｓ　ｚ　、　　Ｔ　ｓ　ｓのいずれも
が所定の目標温度Ｔｗになるように、第１ないし第３の
ヒータ２ａ、２ｂ、２ｃそれぞれの電源１５ａ、１５ｂ
、１５ｃに供給する電力を調整する。

その調整の結果、Ｔ　ａ　＋　−Ｔ　ｓ　ｚ　＝　Ｔ　
ａ　ｓ　＝　Ｔ　ｗになったときに、サイド用温度セン
サ１３による検出温度Ｔ　１）１　、　　Ｔ　ｓ　ｔ　
、　　Ｔ　Ｎ　ｓと温調用温度センサＣ１゜Ｃ２，Ｃ３
による検出温度Ｔ　ｃ　＋　、　Ｔ　Ｃ！　ｌ　Ｔ　ｃ
　３とを、目標温度Ｔ１とその他のプロセス条件とのデ
ータに関連づけてメモリ１６に記憶させる。なお、この
Ｔ　ａ　＋　＝　Ｔ　Ａ　！　＝　Ｔ　ａ　１＝　Ｔ−
の状況下におけるＴ、、。

”ｒｘｘ、　ＴＭ３が、基板群の全体を均一に加熱する
のに適切な加熱条件である。

各種のプロセス条件についての測定されたデータをすべ
てメモリ１６に記憶させた後、センター用温度センサ１
２とサイド用温度センサ１３を炉芯管１から抜き出すと
ともに、基板ボート９を抜き出し、実際の熱処理に移行
する。

すなわち、基板ボート９に、熱処理しようとする実際の
基板群を装填し、その基板ボート９を炉芯管１内に挿入
するとともに、監視用としてサイド用温度センサ１３を
炉芯管Ｉ内に挿入する。そして、処理しようとするプロ
セス条件を温度制御部１４に入力して熱処理を開始する
ことにより、そのプロセス条件に対応するデータをメモ
リ１６から読み出し、温調用温度センサＣｌＣ２，Ｃ３
による検出温度Ｔｃｒｒ　Ｔｃｚｒ　Ｔｅ３それぞれが
、読み出されたデータ中の設定温度になるように第１な
いし第３のヒータ２ａ、２ｂ、２ｃそれぞれの電源１５
ａ、１５ｂ、１５ｃに供給する電力を制御する。このと
き、サイド用温度センサ１３による検出温度Ｔ。Ｉ＋　
Ｔ□、Ｔ、３と、それに対応する設定温度とを比較し、
それらの相違に基づいて、センター用温度センサ１２、
サイド用温度センサ１３および温調用温度センサＣ１，
Ｃ２，Ｃ３、あるいは、第１ないし第３のヒータ２ａ、
２ｂ。

２Ｃなどの劣化に伴う動作不良を検出し、不測に不良品
が発生することを早期に発見できるようになっている。

本発明の基板用熱処理炉のプロファイルデータを取る際
の温度測定方法による場合には、上記サイド用温度セン
サ１３による測定を行わないものをも含む。

次に、上記温度測定方法に用いる基板ボート９について
説明する。

基板ボート９は、第２図の斜視図および第３図の断面図
それぞれに示すように、周方向に間隔を隔てて設けた基
板支持用の石英製で透明の３本の支柱９ｃ・・・の長手
方向両端それぞれに石英製の板体９ａ、９ｂを一体的に
設けて構成されている。

支柱９Ｃ・・・それぞれには、長手方向に微小ピッチで
基板挿入溝１７・・・が形成され、基板Ｗの手内部分を
挿入して三点で支持できるように構成されている。

画板体９ａ、９ｂそれぞれの内部には、輻射熱を遮蔽す
る遮蔽部材１８が埋設され、輻射熱が炉芯管１の長手方
向両端から逃げることを防止できるように構成されてい
る。遮蔽部材１８としては、１０００〜１２００°Ｃの
輻射熱の中心波長の光に対して遮蔽性能を有するもので
あれば良く、例えば、炭化硅素ＳｒＣ，アルミナＡｊ！
ｇｏｓ、窒化ホウ素ＢＮ、セラミックスなどが用いられ
る。なお、遮蔽部材１８が、本発明に係る基板用熱処理
炉のプロファイルデータを取る際の温度測定方法に用い
る基板ボートの構成における「輻射熱を遮蔽する板体」
に相当する。

一方の板体９ａには、断熱支持部材８側に突出する脚１
９・・・が設けられ、その板体９ａにおいて、基板ボー
トに基板Ｗを支持する際に基板の中央が位置する箇所、
すなわち、板体９ａの中心箇所に、センター用温度セン
サ１２を挿入する開口２０が形成されている。また、基
板ボート９において、炉口キャップ１０の近傍には、第
１）ｆｆｌ　（ｂ）に示す如く、断熱板７が付設されて
いる。

なお、本発明の特許請求の範囲における請求項第（１）
項に記載の発明は、同請求項第（２）項に記載の基板ボ
ートを用いる場合に限定されるものでは無く、同請求項
第（２）項に記載の基板ボートに該当しない基板ボート
を使用してもよい。例えば、前記板体９ａ、９ｂに前記
遮蔽部材１８を埋設せず、内部まで石英製に変更したも
のが、同請求項第（２）項に記載の基板ボートに該当し
ない基板ボートの実施例である。

次に、比較実験結果について説明する。

〈比較実験例１〉 上記実施例における板体９ａ、９ｂを石英材料のみによ
って形成して基板ボー）Ｈｌを構成し、その基板ボー）
Ｈｌに基板Ｗ・・・を収容し、その基板ボートＨ１を炉
芯管ｌ内に挿入するとともに、炉芯管１の内周面に近い
箇所にサイド用温度センサ１３を挿入した。後述する特
殊な手法によって、予め求められている、実際の加熱処
理時に基板Ｗを炉芯管ｌの長手方向に関して均一な温度
分布で加熱するための電力を、第１、第２および第３の
ヒータ２ａ、２ｂ、２ｃの電ｆｉ１５ａ、１５ｂ。

１５ｃそれぞれに温度制御部１４を通じて供給し、その
状態（以下、理想加熱状態と称する）での温度分布を、
前記サイド用温度センサ１３で測定した。

その結果、第４図の（ｄ）のグラフにおいて示すＤｓの
温度分布状態を得た。

〈実施例その１による実験例〉 前記基板ボー）Ｈｌを、それに基板Ｗを収容しないで炉
芯管１内に挿入するとともに、基板ボー）Ｈｌに基板Ｗ
を支持する際に基板中央が位置する箇所にセンター用温
度センサ１２を、炉芯管１の内周面に近い箇所にサイド
用温度センサ１３をそれぞれ挿入して、理想加熱状態で
温度分布を測定した。

その結果、第４図の（Ｃ）のグラフにおいて、センター
用温度センサ１２の温度分布をＣｃで示し、サイド用温
度センサ１３の温度分布をＣｓで示す。

（比較実験例１と、実施例その１による実験例とに対す
る考察） 比較実験例１は、先に従来技術として記載した温度測定
方法での実験例であり、理想加熱状態にて測定されるの
は、サイド用温度センサ１３のデータだけである。その
ため、どのように第１．第２および第３のヒータ２ａ、
２ｂ、２ｃを制御すれば理想加熱状態にできるのかが未
知の状況下では、サイド用温度センサ１３のデータがど
のような温度分布であるならば、基板群の全体が均一に
加熱できるのかを、割り出すことは困難である。

つまり、基板群の全体を均一に加熱するのに適切な加熱
条件を割り出すことが困難である。

実施例その１による実験例は、本発明の特許請求の範囲
における請求項第（１）項に記載の発明に係る方法を、
同請求項第（２）項に記載の基板ボートに該当しない基
板ボートを使用した実施例での実験例であり、どのよう
に第１．第２および第３のヒータ２ａ、２ｂ、２ｃを制
御すれば理想加熱状態にできるのかが未知の状況下であ
っても、センター用温度センサ１２の測定結果が均一な
分布である状態が理想加熱状態であると判断できるので
、センター用温度センサ１２の測定結果が均一な分布で
ある状態におけるサイド用温度センサ１３のデータを、
基板群の全体を均一に加熱するのに適切な加熱条件と採
用して支障無い。実際の加熱処理時には、前述のように
、サイド用温度センサ１３の検出値が、かかるプロファ
イルデータにおけるサイド用温度センサ１３のデータと
一致するように、第１．第２および第３のヒータ２ａ、
２ｂ。

２ｃを制御すれば、基板を理想加熱状態にできる。

〈比較実験例２〉 上記基板ボート９、すなわち、基板ボート９における板
体９ａ、９ｂに前記遮蔽部材１８を埋設した基板ボート
９を用い、その基板ボート９に基板Ｗ・・・を収容し、
その基板ボート９を炉芯管１内に挿入するとともに、炉
芯管１の内周面に近い箇所にサイド用温度センサ１３を
挿入し、理想加熱状態での温度分布を、前記サイド用温
度センサ１３で測定した。

その結果、第４図の（ｂ）のグラフにおいて示すＢｓの
温度分布状態を得た。

〈実施例２による実験例〉 基板ボート９における板体９ａ、９ｂに前記遮蔽部材１
８を埋設した基板ボート９を用い、その基板ボート９に
、基板Ｗを収容しないで炉芯管１内に挿入するとともに
、基板ボートに基板を支持する際に基板中央が位置する
箇所にセンター用温度センサ１２を、炉芯管１の内周面
に近い箇所にサイド用温度センサＩ３をそれぞれ挿入し
て、理ぜ加熱状態で温度分布を測定した。

その結果、第４図の（ａ）のグラフに示す温度分布状態
を得た。Ａｃはセンター用温度センサ１２によって測定
された温度分布を示し、Ａｓはサイド用温度センサ１３
によって測定された温度分布を示す。

（比較実験例２と、実施例その２による実験例とに対す
る考察） 比較実験例２は、本発明の特許請求の範囲における請求
項第（２）項に記載の基板ボートに該当する基板ボート
を使用するが、しかし、先に従来技術として記載した温
度測定方法での実験例であり、先の比較実験例１と同様
に、理想加熱状態にて測定されるのは、サイド用温度セ
ンサＩ３のデータだけである。そのため、どのように第
１．第２および第３のヒータ２ａ、２ｂ、２ｃを制御す
れば理想加熱状態にできるのかが未知の状況下では、サ
イド用温度センサ１３のデータがどのような温度分布で
あるならば、基板群の全体が均一に加熱できるのかを、
割り出すことは困難である。つまり、基板群の全体を均
一に加熱するのに適切な加熱条件を割り出すことが困難
である。

実施例その２による実験例は、本発明の特許請求の範囲
における請求項第（１）項に記載の発明に係る方法を、
同請求項第（２）項に記載の基板ボートに該当する基板
ボートを使用した実施例、つまり、最良の実施の態様に
該当する実施例での実験例であり、どのように第１．第
２および第３のヒータ２ａ、２ｂ、２ｃを制御すれば理
想加熱状態にできるのかが未知の状況下であっても、セ
ンター用温度センサ１２の測定結果が均一な分布である
状態が理想加熱状態であると判断できるので、センター
用温度センサＩ２の測定結果が均一な分布である状態に
おけるサイド用温度センサ１３のデー夕を、基板群の全
体を均一に加熱するのに適切な加熱条件と採用して支障
無い、実際の加熱処理時には、前述のように、サイド用
温度センサ１３の検出値が、かかるプロファイルデータ
におけるサイド用温度センサ１３のデータと一致するよ
うに、第１．第２および第３のヒータ２ａ、２ｂ、２ｃ
を制御すれば、基板を理想加熱状態にできる。

（実施例その１による実験例と、実施例その２による実
験例とに対する考察） 実施例その２による実験例は、基板ボート９における板
体９ａ、９ｂに前記遮蔽部材１Ｂを埋設した基板ボート
９を用いているので、基板ボートに基板群を支持する熱
処理時においても、端の方に位置する基板も、熱平衡が
とれている。

したがって、かかる基板ボート９を用いて取ったプロフ
ァイルデータに基づいて、熱処理時の温度制御をすると
、基板群の端の位置でも、プロファイルデータを取った
際の熱分布、すなわち、理想加熱状態での熱分布にでき
る。

実施例そのｌによる実験例は、基板ボートＨ１における
板体９ａ、９ｂを石英材料のみによって形成した構成し
たので、その基板ボートに基板群を支持する熱処理時に
は、端の方に位置する基板は、中程に位置する基板のよ
うに、近くの基板との間で互いに輻射熱を及ぼし合って
基板相互間で輻射熱が平衡した関係にあるのと違って、
他の基板から受ける輻射熱よりも放出する輻射熱の方が
多いので、熱平衡が成り立っていない。

このため、基板ボートＨ１に基板を支持しない状態で測
定したプロファイルデータに基づいて、熱処理時の温度
制御をすると、熱処理時の温度分布は、基板群の中程の
位置では、プロファイルデータを取った際の熱分布を再
現できる。すなわち、理想加熱状態の温度分布にできる
が、しかし、基板群の端の方で温度が下がった熱分布と
なる。

なお、理想加熱状態を実現するには、次のようにした。

比較実験例１と実施例その１による実験例では、前記基
板ボートＨ１に、また、比較実験例２と実施例その２に
よる実験例では、前記基板ボート９に、中央に孔を形成
した孔空き基板Ｗ°・・・を収容し、その基板ボートＨ
１ないし基板ボート９を炉芯管１内に挿入するとともに
、孔空き基板Ｗ°の中央に形成された孔を通してセンタ
ー用温度センサ１２を挿入し、センター用温度センサ１
２で測定される炉芯管長手方向の温度分布が均一になる
ように、第１．第２および第３のヒータ２ａ、２ｂ、２
ｃの駆動を制御した 上記実施例では、縦型の基板用熱処理炉に使用する縦型
用基板ボートについて説明したが、横型の基板用熱処理
炉に隼用する横型用基板ボートにも適用でき、その横型
用基板ボートの場合には、画板体９ａ、９ｂそれぞれの
中間の支柱９Ｃを挟んだ両側それぞれに、炉内で立役支
持するための支持脚を連接して構成される。

上述した基板ボートは、温度分布の測定時のみならず、
実際に基板Ｗを加熱処理するときにも用いることができ
る。

上記実施例では、センター用温度センサ１２を炉芯管１
の中心軸芯の箇所に挿入したが、上記実施例の縦型熱処
理炉では基板ボート９に支持された基板Ｗの中央が炉芯
管ｌの中心軸芯の箇所と一致する構造であるから、その
箇所へ挿入したが、例えば、一部の横型熱処理炉にある
ように、炉芯管の内周面に基板ボートを載置する構造の
熱処理炉では、基板ボートに支持される基板の中央が炉
芯管の中心軸芯の箇所と一致しない場合があるが、その
ような場合には、センター用温度センサ１２を挿入する
箇所を、炉芯管１の中心軸芯の箇所では無く、基板ボー
トに基板を支持する際に基板の中央が位置する箇所にす
ればよい。

また、上記実施例では、サイド用温度センサ１３を、炉
芯管１の内周面と基板Ｗとの間に挿入したが、炉芯管１
と加熱手段２との間に挿入してもよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明の基板用熱処理炉のプロフ
ァイルデータを取る際の温度測定方法によれば、基板ボ
ートに基板群を支持して加熱処理するときの基板群それ
ぞれの中心に相当する箇所の温度を測定して炉芯管内の
温度分布を測定するから、基板が実際に加熱を受ける位
置の温度を測定できて、基板群の全体を均一に加熱する
ような温変分布におけるプロファイルデータを得ること
ができ、実プロセスに基づく試行錯誤的なデータの修正
といったことをせずに、適切な加熱条件を容易に割り出
すことができる。また、そのため、薄膜化が進む傾向に
ある半導体製造の各種熱処理プロセスにおいて、要求さ
れる厳しい温度管理に対応することができる。

また、本発明の基板用熱処理炉のプロファイルデータを
取る際の温度測定方法に用いる基板ボートは、基板群の
炉芯管長手方向両端それぞれに、輻射熱を遮蔽する板体
を備えているから、基板ボートに基板群を支持する熱処
理時においても、端の方に位置する基板は、熱平衡がと
れている。そのため、本発明の基板用熱処理炉のプロフ
ァイルデータを取る際の温度測定方法は、基板ボートに
基板を支持しない状態で温度を測定する方法であるにも
かかわらず、この方法で得たプロファイルデータに基づ
いて、基板を熱処理する際の加熱手段の制御を行っても
、基板ボートに支持する基板群を、端の方まで均一な温
度分布で加熱するようにできる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る基板用熱処理炉のプロファイルデ
ータを取る際の温度測定方法およびそれに用いる基板ボ
ートの実施例を示し、第１図は、温度測定方法の手順を
説明する概略縦断面図、第２図は基板ボートの斜視図、
第３図は基板ボートの断面図、第４図は、比較実験結果
を示すグラフである。 １・・・炉芯管　　　　２・・・加熱手段９・・・基板
ボート ９ａ、９ｂ・・・板体 ９ｃ・・・支柱 １２・・・センター用温度センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板ボートを、それに基板を支持しない状態で炉
   芯管内へ挿入し、 炉芯管長手方向に複数箇所の温度を測る棒状の温度セン
   サを、基板ボートに基板を支持する際に基板中央が位置
   する箇所に挿入して、炉芯管内の炉芯管長手方向の温度
   分布を測定することを特徴とする基板用熱処理炉のプロ
   ファイルデータを取る際の温度測定方法。
2. （２）請求項第（１）項に記載の基板ボートを、支持す
   る基板群の炉芯管長手方向両端それぞれに、輻射熱を遮
   蔽する板体を備え、 炉芯管内へ温度センサが挿入される側の板体には、基板
   を基板ボートに支持する際に基板中央が位置する箇所に
   、温度センサを挿通する開口を形成して構成してある基
   板用熱処理炉のプロファイルデータを取る際の温度測定
   方法に用いる基板ボート。