JPH04183862A - 基板加熱装置 - Google Patents
基板加熱装置Info
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- JPH04183862A JPH04183862A JP31225790A JP31225790A JPH04183862A JP H04183862 A JPH04183862 A JP H04183862A JP 31225790 A JP31225790 A JP 31225790A JP 31225790 A JP31225790 A JP 31225790A JP H04183862 A JPH04183862 A JP H04183862A
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- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 22
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
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。
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、スパッタ、ＣＶＤ、ランプアニール等の半導
体製造装置の基板加熱装置において、半導体製造装置に
用いられる基板加熱装置に関するものである。
体製造装置の基板加熱装置において、半導体製造装置に
用いられる基板加熱装置に関するものである。
（従来の技術）
従来、このような分野の技術としては、例えば以下に示
すようなものがあった。
すようなものがあった。
第３図はかかる従来の基板加熱装置の構成図である。こ
こではスパッタ装置に使用した例を挙げて説明する。
こではスパッタ装置に使用した例を挙げて説明する。
図中、１は基板、２は石英サセプタ、３はランプヒータ
、４は熱電対、５はターゲット、６は真空チャンバ、７
は測温回路、８はランプコントローラ、Ｔは測定温度、
Ｔｏは設定温度、Ｐはランプの電流値である。
、４は熱電対、５はターゲット、６は真空チャンバ、７
は測温回路、８はランプコントローラ、Ｔは測定温度、
Ｔｏは設定温度、Ｐはランプの電流値である。
この図に示すように、真空チャンバ６に対し、高真空排
気しながらＡｒガスを流しておく。そして、基板１を石
英サセプタ２に保持する。次に、熱電対４で雰囲気温度
を検出し、測温回路７で雰囲気温度を測定し、ランプコ
ントローラ８でその測定された温度と設定温度とを比較
して、その差、つまりＴ。−Ｔに基づいてランプヒータ
３の電流Ｐを制御し、熱電対４で測温した雰囲気温度を
設定温度に近づけるようにしている。
気しながらＡｒガスを流しておく。そして、基板１を石
英サセプタ２に保持する。次に、熱電対４で雰囲気温度
を検出し、測温回路７で雰囲気温度を測定し、ランプコ
ントローラ８でその測定された温度と設定温度とを比較
して、その差、つまりＴ。−Ｔに基づいてランプヒータ
３の電流Ｐを制御し、熱電対４で測温した雰囲気温度を
設定温度に近づけるようにしている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、以上述べた従来の制御方法では、熱電対
４は基板１の周辺の雰囲気温度を測定しているので、基
板１の温度とは異なる可能性がある。
４は基板１の周辺の雰囲気温度を測定しているので、基
板１の温度とは異なる可能性がある。
即ち、例えば、５０枚の基板を連続して処理する場合、
雰囲気温度が同一でも、石英サセプタ２等の周辺治具の
熱容量があるため、１枚目の実際の基板温度は、５０枚
目に比べて低くなってしまう。
雰囲気温度が同一でも、石英サセプタ２等の周辺治具の
熱容量があるため、１枚目の実際の基板温度は、５０枚
目に比べて低くなってしまう。
また、スパッタ装置に利用した場合、スパッタの輻射熱
で基板１の温度は上昇する。従って、スパッタ中の温度
は、基板温度＝基板加熱士輻射熱による昇温によって、
設定された温度以上となる問題点がある。
で基板１の温度は上昇する。従って、スパッタ中の温度
は、基板温度＝基板加熱士輻射熱による昇温によって、
設定された温度以上となる問題点がある。
本発明は、以上述べた基板加熱装置において、基板温度
を正確に測定できないという問題点を除去するため、赤
外放射温度計を使用して測定し、かつ、その放射温度が
いつも基板温度と一致するように、予め基板の放射率を
測定することによって、温度制御性の優れた基板加熱装
置を提供することを目的とする。
を正確に測定できないという問題点を除去するため、赤
外放射温度計を使用して測定し、かつ、その放射温度が
いつも基板温度と一致するように、予め基板の放射率を
測定することによって、温度制御性の優れた基板加熱装
置を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明は、上記目的を達成するために、基板加熱装置に
おいて、赤外放射温度計を用いて室温での基板の赤外放
射率を求める手段と、赤外放射温度計を用いて基板加熱
中の第１の基板温度を求める手段と、請求められた基板
加熱中の第１の基板温度を前記室温での基板の赤外放射
率に基づいて基板加熱中の第２の基板温度を求める手段
と、該第２の基板温度と設定温度に基づいて基板加熱中
のヒータを制御し、基ｉ温度を設定値に保つようにした
ものである。
おいて、赤外放射温度計を用いて室温での基板の赤外放
射率を求める手段と、赤外放射温度計を用いて基板加熱
中の第１の基板温度を求める手段と、請求められた基板
加熱中の第１の基板温度を前記室温での基板の赤外放射
率に基づいて基板加熱中の第２の基板温度を求める手段
と、該第２の基板温度と設定温度に基づいて基板加熱中
のヒータを制御し、基ｉ温度を設定値に保つようにした
ものである。
また、赤外放射温度計を用いて基板加熱中の設定温度に
即した基板の赤外放射率を求める手段と、赤外放射温度
計を用いて基板加熱中の第１の基板温度を求める手段と
、請求められた基板加熱中の第１の基板温度を前記基板
の赤外放射率に基づいて基板加熱中の第２の基板温度を
求める手段と、該第２の基板温度と設定温度に基づいて
基板加熱中のヒータを制御し、基板温度を設定値に保つ
ようにしたものである。
即した基板の赤外放射率を求める手段と、赤外放射温度
計を用いて基板加熱中の第１の基板温度を求める手段と
、請求められた基板加熱中の第１の基板温度を前記基板
の赤外放射率に基づいて基板加熱中の第２の基板温度を
求める手段と、該第２の基板温度と設定温度に基づいて
基板加熱中のヒータを制御し、基板温度を設定値に保つ
ようにしたものである。
（作用）
本発明によれば、スパッタ、ＣＶＤ、ランプアニール等
の半導体製造装置の基板加熱装置において、室温または
設定温度に即した特定の温度で基板の赤外放射率を検出
し、そこで求めた赤外放射率と基板の測定温度とにより
、正確な加熱中の基板温度を測定することができる。そ
こで、その基板温度と処理室の設定温度との差を求め、
その温度差に基づいてヒータを制御することにより、基
板温度を設定値に保つようにする。
の半導体製造装置の基板加熱装置において、室温または
設定温度に即した特定の温度で基板の赤外放射率を検出
し、そこで求めた赤外放射率と基板の測定温度とにより
、正確な加熱中の基板温度を測定することができる。そ
こで、その基板温度と処理室の設定温度との差を求め、
その温度差に基づいてヒータを制御することにより、基
板温度を設定値に保つようにする。
（実施例）
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は本発明の実施例を示す基板加熱装置の構成図で
ある。ここではスパッタ装置に適用した例を挙げて説明
する。なお、ここでは、従来装置と同じ部分については
、同じ番号を付し、その部分についての説明は省略する
。
ある。ここではスパッタ装置に適用した例を挙げて説明
する。なお、ここでは、従来装置と同じ部分については
、同じ番号を付し、その部分についての説明は省略する
。
図中、９は赤外放射温度計、１０は測温回路、１１は基
板、１２はウェハクランプ、１３は放射率検出回路、１
４は熱電対、１５は赤外放射温度計、Ａはロードロツタ
室、εは赤外放射率、Ｔ１は第１の基板温度、Ｔ２は第
２の基板温度である。
板、１２はウェハクランプ、１３は放射率検出回路、１
４は熱電対、１５は赤外放射温度計、Ａはロードロツタ
室、εは赤外放射率、Ｔ１は第１の基板温度、Ｔ２は第
２の基板温度である。
この図に示すように、ロードブロック室Ａは室温であり
、基板１１をウェハクランプ１２で保持し、次いで、基
板１１の赤外放射温度を赤外放射温度計１５で求め、室
温を熱電対Ｉ４で求め、放射率検出回路１３によって放
射率εを決定する。この放射率εを測温回路１０に入力
する。
、基板１１をウェハクランプ１２で保持し、次いで、基
板１１の赤外放射温度を赤外放射温度計１５で求め、室
温を熱電対Ｉ４で求め、放射率検出回路１３によって放
射率εを決定する。この放射率εを測温回路１０に入力
する。
次に、基板１１を真空中でスパッタ室Ｂに搬送する。ス
パッタ室Ｂの真空チャンバ６は高真空で排気されており
基板１１を石英サセプタ２に固定する。
パッタ室Ｂの真空チャンバ６は高真空で排気されており
基板１１を石英サセプタ２に固定する。
次いで、赤外放射温度計９から得られた第１の基板温度
Ｔ１と放射率検出回路１３から入力された赤外放射率ε
とを測温回路１０に入力し、基板の放射率に対応した真
の基板温度、つまり第２の基板温度Ｔ２を求める。その
基板１１の温度Ｔ２をランプコントローラ８に入力する
。
Ｔ１と放射率検出回路１３から入力された赤外放射率ε
とを測温回路１０に入力し、基板の放射率に対応した真
の基板温度、つまり第２の基板温度Ｔ２を求める。その
基板１１の温度Ｔ２をランプコントローラ８に入力する
。
次に、ランプコントローラ８において、予め設定されて
いる基板１１の設定温度Ｔ０と第２の基板温度Ｔ２との
差を求め、Ｔ、とＴ２の温度差が小さくなるように、ラ
ンプヒータ３にランプコントローラ８から電流Ｐを流す
（ＰαＴ、−Ｔ）。
いる基板１１の設定温度Ｔ０と第２の基板温度Ｔ２との
差を求め、Ｔ、とＴ２の温度差が小さくなるように、ラ
ンプヒータ３にランプコントローラ８から電流Ｐを流す
（ＰαＴ、−Ｔ）。
このフィードバック制御により、基板１１の温度を設定
温度Ｔ、に保つことができる。
温度Ｔ、に保つことができる。
次に、真空チャンバ６の圧力が１〜２０ｍＴｏｒｒとな
るように、Ａｒ（アルゴン）ガスを流し、ターゲット５
に負の電圧を加えることにより、スパッタリングを開始
する。この時、プラズマ輻射熱によって、基板１１の温
度は設定温度Ｔ０より増加し始めるが、放射温度計９に
よりその増加を測温し、ランプコントローラ８によりラ
ンプヒータ３に流れる電流（Ｐ）を減少させるので、常
に基板１１の温度は設定温度Ｔ０に保たれる。
るように、Ａｒ（アルゴン）ガスを流し、ターゲット５
に負の電圧を加えることにより、スパッタリングを開始
する。この時、プラズマ輻射熱によって、基板１１の温
度は設定温度Ｔ０より増加し始めるが、放射温度計９に
よりその増加を測温し、ランプコントローラ８によりラ
ンプヒータ３に流れる電流（Ｐ）を減少させるので、常
に基板１１の温度は設定温度Ｔ０に保たれる。
また、この実施例においては、第２図に示すように、基
板の赤外放射率εをより正確に求めるために、設定温度
Ｔ０に近い温度で測定できるように構成されている。即
ち、 この図に示すように、真空中で脱ガスさせることを目的
としたプレヒート室Ｃにおいて、ヒータ２４、熱電対２
６、ヒータコントローラ２８によって、温度Ｔ３に保た
れているヒータブロック２２に基板２１を載せる。基板
２１はヒータブロック２２に比べ熱容量が充分に小さい
ので、すぐに温度Ｔ、に到達する。そこで、赤外放射温
度計２３、熱電対２５、放射率検出回路２７によって放
射率εを求め、前述の第１図の測温回路１０に入力する
。
板の赤外放射率εをより正確に求めるために、設定温度
Ｔ０に近い温度で測定できるように構成されている。即
ち、 この図に示すように、真空中で脱ガスさせることを目的
としたプレヒート室Ｃにおいて、ヒータ２４、熱電対２
６、ヒータコントローラ２８によって、温度Ｔ３に保た
れているヒータブロック２２に基板２１を載せる。基板
２１はヒータブロック２２に比べ熱容量が充分に小さい
ので、すぐに温度Ｔ、に到達する。そこで、赤外放射温
度計２３、熱電対２５、放射率検出回路２７によって放
射率εを求め、前述の第１図の測温回路１０に入力する
。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
（発明の効果）
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、次のよ
うな効果を奏することができる。
うな効果を奏することができる。
（１）放射温度計番こよる測定によって、室番こ基板温
度を測定し、その基板温度に暴づいて、ヒータのフィー
ドバック制御を行い、基板温度を設定温度に保つことが
できる。
度を測定し、その基板温度に暴づいて、ヒータのフィー
ドバック制御を行い、基板温度を設定温度に保つことが
できる。
（２）スパッタによる昇温や石英ホルダ等の治具温度に
関係なく、基板温度を設定温度に保つことができる。
関係なく、基板温度を設定温度に保つことができる。
（３）基板の裏面の酸化膜の厚さや多結晶シリコン（Ｐ
ｏｌｙ−５ｉ ）の付着状態により、基板の放射率εが
変動するが、このように基板によって異なる放射率を有
する場合にも、１枚毎に正確な測定が可能である。
ｏｌｙ−５ｉ ）の付着状態により、基板の放射率εが
変動するが、このように基板によって異なる放射率を有
する場合にも、１枚毎に正確な測定が可能である。
（４）基板の設定温度と同じ、またはその近傍での放射
率を測定しく第２図参照）、その放射率を用いることに
より、゛より正確な基板の温度制御を行うことができる
。
率を測定しく第２図参照）、その放射率を用いることに
より、゛より正確な基板の温度制御を行うことができる
。
第１図は本発明の実施例を示す基板加熱装置の構成図、
第２図は本発明の基板の放射率の精度を向上させる例を
示す回路図、第３回は従来の基板加熱装置の構成図であ
る。 Ａ・・・ロードロツタ室、Ｂ・・・スパッタ室、Ｃ・・
・プレヒート室、１．１１．２１・・・基板、２・・・
石英サセプタ、３・・・ランプヒータ、訃・・ターゲッ
ト、６・・・真空チャンバ、８・・・ランプコントロー
ラ、９．１５゜２３・・・赤外放射温度計、１０・・・
測温回路、１２・・・ウェハクランプ、１３．２７・・
・放射率検出回路、１４．２５．２６・・・熱電対、２
２・・・ヒータブロック、２４・・・ヒータ、２８・・
・ヒータコントローラ。 特許出願人 宮城沖電気株式会社 （外１名）
第２図は本発明の基板の放射率の精度を向上させる例を
示す回路図、第３回は従来の基板加熱装置の構成図であ
る。 Ａ・・・ロードロツタ室、Ｂ・・・スパッタ室、Ｃ・・
・プレヒート室、１．１１．２１・・・基板、２・・・
石英サセプタ、３・・・ランプヒータ、訃・・ターゲッ
ト、６・・・真空チャンバ、８・・・ランプコントロー
ラ、９．１５゜２３・・・赤外放射温度計、１０・・・
測温回路、１２・・・ウェハクランプ、１３．２７・・
・放射率検出回路、１４．２５．２６・・・熱電対、２
２・・・ヒータブロック、２４・・・ヒータ、２８・・
・ヒータコントローラ。 特許出願人 宮城沖電気株式会社 （外１名）
Claims (2)
- （１） （ａ）赤外放射温度計を用いて室温での基板の赤外放射
率を求める手段と、 （ｂ）赤外放射温度計を用いて基板加熱中の第１の基板
温度を求める手段と、 （ｃ）該求められた基板加熱中の第１の基板温度を前記
室温での基板の赤外放射率に基づいて基板加熱中の第２
の基板温度を求める手段と、 （ｄ）該第２の基板温度と設定温度に基づいて基板加熱
中のヒータを制御し、基板温度を設定値に保つことを特
徴とする基板加熱装置。 - （２） （ａ）赤外放射温度計を用いて基板加熱中の設定温度に
即した基板の赤外放射率を求める手段と、 （ｂ）赤外放射温度計を用いて基板加熱中の第１の基板
温度を求める手段と、 （ｃ）該求められた基板加熱中の第１の基板温度を前記
基板の赤外放射率に基づいて基板加熱中の第２の基板温
度を求める手段と、 （ｄ）該第２の基板温度と設定温度に基づいて基板加熱
中のヒータを制御し、基板温度を設定値に保つことを特
徴とする基板加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31225790A JPH04183862A (ja) | 1990-11-17 | 1990-11-17 | 基板加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31225790A JPH04183862A (ja) | 1990-11-17 | 1990-11-17 | 基板加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04183862A true JPH04183862A (ja) | 1992-06-30 |
Family
ID=18027063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31225790A Pending JPH04183862A (ja) | 1990-11-17 | 1990-11-17 | 基板加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04183862A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04297054A (ja) * | 1990-04-09 | 1992-10-21 | Anelva Corp | 半導体ウエハーの処理方法および装置 |
| WO2006009278A3 (ja) * | 2004-07-23 | 2006-03-09 | Intellectual Property Bank | シリコンウエハ基板係止ステージ、シリコンウエハ基板温度測定法 |
| CN102026428A (zh) * | 2009-09-22 | 2011-04-20 | 三星Sdi株式会社 | 灯加热器和包括该灯加热器的干燥装置 |
-
1990
- 1990-11-17 JP JP31225790A patent/JPH04183862A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04297054A (ja) * | 1990-04-09 | 1992-10-21 | Anelva Corp | 半導体ウエハーの処理方法および装置 |
| WO2006009278A3 (ja) * | 2004-07-23 | 2006-03-09 | Intellectual Property Bank | シリコンウエハ基板係止ステージ、シリコンウエハ基板温度測定法 |
| CN102026428A (zh) * | 2009-09-22 | 2011-04-20 | 三星Sdi株式会社 | 灯加热器和包括该灯加热器的干燥装置 |
| US8893401B2 (en) | 2009-09-22 | 2014-11-25 | Samsund Sdi Co., Ltd. | Lamp heater and drying apparatus including the same |
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