JPH076955A - 高速熱処理炉の温度制御方法及びその装置 - Google Patents
高速熱処理炉の温度制御方法及びその装置Info
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- JPH076955A JPH076955A JP16861593A JP16861593A JPH076955A JP H076955 A JPH076955 A JP H076955A JP 16861593 A JP16861593 A JP 16861593A JP 16861593 A JP16861593 A JP 16861593A JP H076955 A JPH076955 A JP H076955A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被処理体を均一な温度下で降温制御して、ス
ループットの向上及び歩留まりの向上を図る。 【構成】 複数の半導体ウエハＷを配列収容するプロセ
スチューブ１と、このプロセスチューブ１との間に隙間
２をおいて配置される炉本体４とを有する高速熱処理炉
において、炉本体４の内壁に設けられる加熱手段を、半
導体ウエハＷの配列方向に沿って分割配置される複数の
ヒータ３ａ〜３ｃにて形成する。半導体ウエハＷの近傍
の複数箇所に複数の温度検出用の内部熱電対１８ａ〜１
８ｃを配置し、これら内部熱電対１８ａ〜１８ｃからの
検出温度信号を受ける温度コントローラ２０によって各
ヒータ３ａ〜３ｃを制御可能に形成する。これにより、
半導体ウエハＷを所定の温度に保持することができると
共に、均一な温度に保持することができる。
ループットの向上及び歩留まりの向上を図る。 【構成】 複数の半導体ウエハＷを配列収容するプロセ
スチューブ１と、このプロセスチューブ１との間に隙間
２をおいて配置される炉本体４とを有する高速熱処理炉
において、炉本体４の内壁に設けられる加熱手段を、半
導体ウエハＷの配列方向に沿って分割配置される複数の
ヒータ３ａ〜３ｃにて形成する。半導体ウエハＷの近傍
の複数箇所に複数の温度検出用の内部熱電対１８ａ〜１
８ｃを配置し、これら内部熱電対１８ａ〜１８ｃからの
検出温度信号を受ける温度コントローラ２０によって各
ヒータ３ａ〜３ｃを制御可能に形成する。これにより、
半導体ウエハＷを所定の温度に保持することができると
共に、均一な温度に保持することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高速炉の温度制御方
法及びその装置に関するものである。
法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体製造工程においては、被処
理体である半導体ウエハ（以下にウエハという）の表面
に薄膜や酸化膜を積層したり、あるいは不純物の拡散等
を行うために、ＣＶＤ装置、酸化膜形成装置、あるいは
拡散装置等が用いられている。そして、この種の装置の
１つとして、複数枚のウエハを垂直方向に配列保持し
て、高温加熱した反応容器等のプロセスチューブ（処理
室）内に収容すると共に、処理室内に導入される反応ガ
スによって処理する縦型の熱処理炉が使用されている。
理体である半導体ウエハ（以下にウエハという）の表面
に薄膜や酸化膜を積層したり、あるいは不純物の拡散等
を行うために、ＣＶＤ装置、酸化膜形成装置、あるいは
拡散装置等が用いられている。そして、この種の装置の
１つとして、複数枚のウエハを垂直方向に配列保持し
て、高温加熱した反応容器等のプロセスチューブ（処理
室）内に収容すると共に、処理室内に導入される反応ガ
スによって処理する縦型の熱処理炉が使用されている。
【０００３】上記縦型熱処理炉は、図４に示すように、
石英ガラス等からなる有底筒状のプロセスチューブ１
と、底部を上面にして直立されたこのプロセスチューブ
１との間に隙間２をおいて包囲すると共に、その内壁面
に加熱手段としてのヒータ３を有する断熱性の炉本体４
と、複数のウエハＷを垂直方向に配列保持する石英製の
ウエハボート５と、このウエハボート５を昇降する昇降
機構６とで主要部が構成されている。この場合、隙間２
には供給口７と排気口８が開設され、プロセスチューブ
１内には反応ガス導入管９が挿入されると共に、排気管
１０が接続されている。また、ウエハボート５は、ウエ
ハＷを多段状に保持する保持部５ａの下に保温筒１１を
介して蓋体１２を設けており、この蓋体１２がプロセス
チューブ１の開口を塞ぐことによってプロセスチューブ
１内が密封されるように構成されている。これにより、
プロセスチューブ１を排気管１０を用いて真空引きし、
更に排気管１０からの排気を行いつつ反応ガス導入管９
から所定の反応ガスをプロセスチューブ１内に供給する
ことができる。
石英ガラス等からなる有底筒状のプロセスチューブ１
と、底部を上面にして直立されたこのプロセスチューブ
１との間に隙間２をおいて包囲すると共に、その内壁面
に加熱手段としてのヒータ３を有する断熱性の炉本体４
と、複数のウエハＷを垂直方向に配列保持する石英製の
ウエハボート５と、このウエハボート５を昇降する昇降
機構６とで主要部が構成されている。この場合、隙間２
には供給口７と排気口８が開設され、プロセスチューブ
１内には反応ガス導入管９が挿入されると共に、排気管
１０が接続されている。また、ウエハボート５は、ウエ
ハＷを多段状に保持する保持部５ａの下に保温筒１１を
介して蓋体１２を設けており、この蓋体１２がプロセス
チューブ１の開口を塞ぐことによってプロセスチューブ
１内が密封されるように構成されている。これにより、
プロセスチューブ１を排気管１０を用いて真空引きし、
更に排気管１０からの排気を行いつつ反応ガス導入管９
から所定の反応ガスをプロセスチューブ１内に供給する
ことができる。
【０００４】上記のように構成される縦型熱処理炉を用
いてウエハＷ表面の不純物拡散処理を行うには、まず、
供給口７及び排気口８のシャッタ１３ａ，１３ｂを閉じ
た状態にして、ウエハボート５を上昇させてウエハＷを
プロセスチューブ１内に収容する。次に、ヒータ３によ
ってプロセスチューブ１内を所定温度に加熱した後、反
応ガス導入管９から反応ガスをプロセスチューブ１内に
供給してウエハＷ表面の不純物拡散処理を行うことがで
きる。
いてウエハＷ表面の不純物拡散処理を行うには、まず、
供給口７及び排気口８のシャッタ１３ａ，１３ｂを閉じ
た状態にして、ウエハボート５を上昇させてウエハＷを
プロセスチューブ１内に収容する。次に、ヒータ３によ
ってプロセスチューブ１内を所定温度に加熱した後、反
応ガス導入管９から反応ガスをプロセスチューブ１内に
供給してウエハＷ表面の不純物拡散処理を行うことがで
きる。
【０００５】ところで、集積回路の高速化、高集積化等
に伴ってウエハＷ表面の拡散深さを浅くする傾向が高ま
っている。浅い拡散深さを制御するためには、被処理体
であるウエハＷを短時間で所定温度以上（例えば１００
０℃）まで上昇させると共に、強制冷却によって所定の
温度勾配すなわち所定温度（例えば５００℃）の保持時
間及び温度降下時間を制御する必要がある。そのため、
従来では、供給口７や排気口８にファン１４を接続させ
て強制的に隙間２内に冷却空気を導入する方法が考えら
れている。
に伴ってウエハＷ表面の拡散深さを浅くする傾向が高ま
っている。浅い拡散深さを制御するためには、被処理体
であるウエハＷを短時間で所定温度以上（例えば１００
０℃）まで上昇させると共に、強制冷却によって所定の
温度勾配すなわち所定温度（例えば５００℃）の保持時
間及び温度降下時間を制御する必要がある。そのため、
従来では、供給口７や排気口８にファン１４を接続させ
て強制的に隙間２内に冷却空気を導入する方法が考えら
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ファン
１４を用いて強制的に冷却すると、図５に示すように、
ウエハＷの温度とヒータ３の温度（具体的にはヒータ部
に設けた熱電対の温度）との温度差が著しく、ウエハＷ
とヒータ３が同温度（２５℃）になるまで長時間（２０
分）もかかる。したがって、ウエハＷの温度を所定温度
（５００℃）に維持するには、図６に示すように、ファ
ン１４によって強制空冷して５００℃に冷却した後、フ
ァン１４のＯＮ、ＯＦＦ動作を繰り返して所定温度時間
の保持及び温度降下時間の制御（降温制御）を行う必要
がある。そのため、ファンのＯＮ、ＯＦＦ操作を頻繁に
行う必要があると共に、降温制御に多くの時間を要し、
生産能率が低下するという問題があった。
１４を用いて強制的に冷却すると、図５に示すように、
ウエハＷの温度とヒータ３の温度（具体的にはヒータ部
に設けた熱電対の温度）との温度差が著しく、ウエハＷ
とヒータ３が同温度（２５℃）になるまで長時間（２０
分）もかかる。したがって、ウエハＷの温度を所定温度
（５００℃）に維持するには、図６に示すように、ファ
ン１４によって強制空冷して５００℃に冷却した後、フ
ァン１４のＯＮ、ＯＦＦ動作を繰り返して所定温度時間
の保持及び温度降下時間の制御（降温制御）を行う必要
がある。そのため、ファンのＯＮ、ＯＦＦ操作を頻繁に
行う必要があると共に、降温制御に多くの時間を要し、
生産能率が低下するという問題があった。
【０００７】また、この種の縦型熱処理炉においては、
同時に多数枚のウエハを処理するため、上部、中間、下
部に位置するウエハ同士に温度差が生じてしまい、均一
な温度下で処理が行えず、歩留まりの低下を招くという
問題もあった。
同時に多数枚のウエハを処理するため、上部、中間、下
部に位置するウエハ同士に温度差が生じてしまい、均一
な温度下で処理が行えず、歩留まりの低下を招くという
問題もあった。
【０００８】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、被処理体を均一な温度下で降温制御して、スループ
ットの向上及び歩留まりの向上を図れるようにした高速
熱処理炉の温度制御方法及びその装置を提供することを
目的とするものである。
で、被処理体を均一な温度下で降温制御して、スループ
ットの向上及び歩留まりの向上を図れるようにした高速
熱処理炉の温度制御方法及びその装置を提供することを
目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の高速炉の温度制御方法は、複数の被
処理体を配列収容する処理室を所定温度より高温に加熱
した後、強制冷却と加熱によって所定の温度に冷却する
に当って、上記加熱を複数に分割された加熱手段にて行
い、上記被処理体の近傍の複数箇所に配置される温度検
出手段による検出温度に基いて上記加熱手段を制御し
て、上記被処理体の冷却温度を均一にすることを特徴と
するものである。
に、請求項１記載の高速炉の温度制御方法は、複数の被
処理体を配列収容する処理室を所定温度より高温に加熱
した後、強制冷却と加熱によって所定の温度に冷却する
に当って、上記加熱を複数に分割された加熱手段にて行
い、上記被処理体の近傍の複数箇所に配置される温度検
出手段による検出温度に基いて上記加熱手段を制御し
て、上記被処理体の冷却温度を均一にすることを特徴と
するものである。
【００１０】また、請求項２記載の高速熱処理炉の温度
制御方法は、複数の被処理体を配列収容する処理室を所
定温度より高温に加熱した後、強制冷却と加熱によって
所定の温度に冷却するに当って、上記加熱を複数に分割
された加熱手段にて行い、かつ、上記強制冷却を送風手
段による強制送風により行い、上記被処理体の近傍の複
数箇所に配置される温度検出手段による検出温度に基い
て上記加熱手段を制御すると共に、上記送風手段の送風
容量を制御して、上記被処理体の冷却温度を均一にする
ことを特徴とするものである。
制御方法は、複数の被処理体を配列収容する処理室を所
定温度より高温に加熱した後、強制冷却と加熱によって
所定の温度に冷却するに当って、上記加熱を複数に分割
された加熱手段にて行い、かつ、上記強制冷却を送風手
段による強制送風により行い、上記被処理体の近傍の複
数箇所に配置される温度検出手段による検出温度に基い
て上記加熱手段を制御すると共に、上記送風手段の送風
容量を制御して、上記被処理体の冷却温度を均一にする
ことを特徴とするものである。
【００１１】また、請求項３記載の高速熱処理炉の温度
制御装置は、複数の被処理体を配列収容する処理室を所
定温度より高温に加熱した後、強制冷却と加熱によって
所定の温度に冷却する高速熱処理炉において、上記被処
理体の配列方向に沿って分割配置される複数の加熱手段
と、上記被処理体の近傍の複数箇所に配置される複数の
温度検出手段と、上記温度検出手段からの検出温度信号
を受けて上記加熱手段の制御を行う制御手段とを具備す
ることを特徴とするものである。
制御装置は、複数の被処理体を配列収容する処理室を所
定温度より高温に加熱した後、強制冷却と加熱によって
所定の温度に冷却する高速熱処理炉において、上記被処
理体の配列方向に沿って分割配置される複数の加熱手段
と、上記被処理体の近傍の複数箇所に配置される複数の
温度検出手段と、上記温度検出手段からの検出温度信号
を受けて上記加熱手段の制御を行う制御手段とを具備す
ることを特徴とするものである。
【００１２】また、請求項４記載の高速熱処理炉の温度
制御装置は、複数の被処理体を配列収容する処理室を所
定温度より高温に加熱した後、強制冷却と加熱によって
所定の温度に冷却する高速熱処理炉において、上記被処
理体の配列方向に沿って分割配置される複数の加熱手段
と、上記強制冷却を司る送風手段及びこの送風手段の送
風容量を変換する風量変換手段と、上記被処理体の近傍
の複数箇所に配置される複数の温度検出手段と、上記温
度検出手段からの検出温度信号を受けて上記加熱手段の
制御及び上記風量変換手段の制御を行う制御手段とを具
備することを特徴とするものである。
制御装置は、複数の被処理体を配列収容する処理室を所
定温度より高温に加熱した後、強制冷却と加熱によって
所定の温度に冷却する高速熱処理炉において、上記被処
理体の配列方向に沿って分割配置される複数の加熱手段
と、上記強制冷却を司る送風手段及びこの送風手段の送
風容量を変換する風量変換手段と、上記被処理体の近傍
の複数箇所に配置される複数の温度検出手段と、上記温
度検出手段からの検出温度信号を受けて上記加熱手段の
制御及び上記風量変換手段の制御を行う制御手段とを具
備することを特徴とするものである。
【００１３】
【作用】この発明によれば、複数に分割された加熱手段
によって被処理体を所定温度より高い温度まで加熱した
後、送風手段等によって強制的に所定温度まで冷却する
際、被処理体の近傍の複数箇所に配置される温度検出手
段による検出温度に基いて加熱手段を制御することによ
り、被処理体の冷却温度を均一にすることができる。
によって被処理体を所定温度より高い温度まで加熱した
後、送風手段等によって強制的に所定温度まで冷却する
際、被処理体の近傍の複数箇所に配置される温度検出手
段による検出温度に基いて加熱手段を制御することによ
り、被処理体の冷却温度を均一にすることができる。
【００１４】また、複数に分割された加熱手段によって
被処理体を所定温度より高い温度まで加熱した後、送風
手段等によって強制的に所定温度まで冷却する際、被処
理体の近傍の複数箇所に配置される温度検出手段による
検出温度に基いて加熱手段を制御すると共に、送風手段
の送風容量を制御することにより、被処理体の冷却温度
を均一にすることができる。
被処理体を所定温度より高い温度まで加熱した後、送風
手段等によって強制的に所定温度まで冷却する際、被処
理体の近傍の複数箇所に配置される温度検出手段による
検出温度に基いて加熱手段を制御すると共に、送風手段
の送風容量を制御することにより、被処理体の冷却温度
を均一にすることができる。
【００１５】
【実施例】以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細
に説明する。ここでは、この発明の温度制御装置を半導
体ウエハの縦型高速熱処理炉に適用した場合について説
明する。なお、図４に示した従来の熱処理炉と同じ部分
には同一符号を付して説明する。
に説明する。ここでは、この発明の温度制御装置を半導
体ウエハの縦型高速熱処理炉に適用した場合について説
明する。なお、図４に示した従来の熱処理炉と同じ部分
には同一符号を付して説明する。
【００１６】◎第一実施例 図１はこの発明の第一実施例の温度制御装置を具備する
縦型高速熱処理炉の断面図が示されている。
縦型高速熱処理炉の断面図が示されている。
【００１７】上記高速熱処理炉は、石英ガラス等からな
る有底筒状のプロセスチューブ１と、底部を上面にして
直立されたこのプロセスチューブ１との間に隙間２をお
いて包囲すると共に、その内壁面に加熱手段としてのヒ
ータ３を有する断熱性の炉本体４と、複数のウエハＷを
垂直方向に配列保持する石英製のウエハボート５と、こ
のウエハボート５を昇降する昇降機構６とで主要部が構
成されている。そして、上記隙間２に連通する供給口７
と排気口８に、それぞれ冷却空気の供給ファン１５と排
気ファン１６を接続して、隙間２内に強制的に冷却空気
を供給し得るように構成されている。更に、高速熱処理
炉には、ウエハＷの処理中の降温制御を行うこの発明の
温度制御装置が具備されている。
る有底筒状のプロセスチューブ１と、底部を上面にして
直立されたこのプロセスチューブ１との間に隙間２をお
いて包囲すると共に、その内壁面に加熱手段としてのヒ
ータ３を有する断熱性の炉本体４と、複数のウエハＷを
垂直方向に配列保持する石英製のウエハボート５と、こ
のウエハボート５を昇降する昇降機構６とで主要部が構
成されている。そして、上記隙間２に連通する供給口７
と排気口８に、それぞれ冷却空気の供給ファン１５と排
気ファン１６を接続して、隙間２内に強制的に冷却空気
を供給し得るように構成されている。更に、高速熱処理
炉には、ウエハＷの処理中の降温制御を行うこの発明の
温度制御装置が具備されている。
【００１８】この発明の温度制御装置は、ウエハＷの配
列方向に沿って複数（上部、中央部及び下部）に分割配
置される加熱手段としての上部ヒータ３ａ，中央部ヒー
タ３ｂ及び下部ヒータ３ｃと、プロセスチューブ１内に
垂直に配置される石英管１７内に挿入されてのウエハボ
ート５にて保持されるウエハＷの近傍の複数箇所（上
部、中央部及び下部）に配置される温度検出手段である
内部上方熱電対１８ａ，内部中央部熱電対１８ｂ及び内
部下方熱電対１８ｃと、これら内部熱電対１８ａ〜１８
ｃからの検出温度信号を受けて上記ヒータ３ａ〜３ｃを
制御する制御手段である温度コントローラ２０とで構成
されている。この場合、各ヒータ３ａ〜３ｃの温度は各
ヒータ３ａ〜３ｃの近傍位置に配置されるヒータ部熱電
対１９ａ〜１９ｃによって検出され、その検出温度信号
は温度コントローラ２０に入力されるようになってい
る。この温度コントローラ２０は、内部に図示しないマ
イクロコンピュータが内蔵され、プログラムによって予
め実験によって収集した上部、中央部及び下部のウエハ
の温度と、上記ヒータ部熱電対１９ａ〜１９ｃの温度及
び内部熱電対１８ａ〜１８ｃの温度を収集した温度デー
タをメモリ２１に記憶し、各熱電対１８ａ〜１８ｃ，１
９ａ〜１９ｃから得られた温度データを基にヒータ電源
２２を制御するように構成されている。
列方向に沿って複数（上部、中央部及び下部）に分割配
置される加熱手段としての上部ヒータ３ａ，中央部ヒー
タ３ｂ及び下部ヒータ３ｃと、プロセスチューブ１内に
垂直に配置される石英管１７内に挿入されてのウエハボ
ート５にて保持されるウエハＷの近傍の複数箇所（上
部、中央部及び下部）に配置される温度検出手段である
内部上方熱電対１８ａ，内部中央部熱電対１８ｂ及び内
部下方熱電対１８ｃと、これら内部熱電対１８ａ〜１８
ｃからの検出温度信号を受けて上記ヒータ３ａ〜３ｃを
制御する制御手段である温度コントローラ２０とで構成
されている。この場合、各ヒータ３ａ〜３ｃの温度は各
ヒータ３ａ〜３ｃの近傍位置に配置されるヒータ部熱電
対１９ａ〜１９ｃによって検出され、その検出温度信号
は温度コントローラ２０に入力されるようになってい
る。この温度コントローラ２０は、内部に図示しないマ
イクロコンピュータが内蔵され、プログラムによって予
め実験によって収集した上部、中央部及び下部のウエハ
の温度と、上記ヒータ部熱電対１９ａ〜１９ｃの温度及
び内部熱電対１８ａ〜１８ｃの温度を収集した温度デー
タをメモリ２１に記憶し、各熱電対１８ａ〜１８ｃ，１
９ａ〜１９ｃから得られた温度データを基にヒータ電源
２２を制御するように構成されている。
【００１９】一方、上記プロセスチューブ１と炉本体４
との間に設けられる隙間２に連通する供給口７は、炉本
体４の下部に設けられた環状空間２３の周方向に等間隔
に設けられる複数、例えば８個設けられており、そし
て、これら供給口７には隙間２内に突入するノズル２４
が接続されて、供給ファン１５から供給される冷却空気
が均一に隙間２内に流れるようになっている。また、排
気口８はシャッタ１３ｂ及びダクト２５を介して工場等
に設備される排気ダクト２６に接続されている。なお、
ダクト２５には、冷却に供されて高温度になった排気空
気を室温まで冷却する熱交換器２７と、排気空気を円滑
に排気ダクト２６に吸引する排気ファン１６が介設され
ている。
との間に設けられる隙間２に連通する供給口７は、炉本
体４の下部に設けられた環状空間２３の周方向に等間隔
に設けられる複数、例えば８個設けられており、そし
て、これら供給口７には隙間２内に突入するノズル２４
が接続されて、供給ファン１５から供給される冷却空気
が均一に隙間２内に流れるようになっている。また、排
気口８はシャッタ１３ｂ及びダクト２５を介して工場等
に設備される排気ダクト２６に接続されている。なお、
ダクト２５には、冷却に供されて高温度になった排気空
気を室温まで冷却する熱交換器２７と、排気空気を円滑
に排気ダクト２６に吸引する排気ファン１６が介設され
ている。
【００２０】また、上記プロセスチューブ１内には反応
ガス導入管９が挿入されており、この反応ガス導入管９
の垂直方向に適宜間隔をおいて設けられたガス導入孔９
ａからプロセスチューブ１内に均一に反応ガスが供給さ
れるように構成されている。また、プロセスチューブ１
内には排気管１０が接続されており、この排気管１０に
接続する図示しない真空ポンプ等の吸引手段によってプ
ロセスチューブ１内が真空引きされると共に、反応ガス
の排気を行えるように構成されている。
ガス導入管９が挿入されており、この反応ガス導入管９
の垂直方向に適宜間隔をおいて設けられたガス導入孔９
ａからプロセスチューブ１内に均一に反応ガスが供給さ
れるように構成されている。また、プロセスチューブ１
内には排気管１０が接続されており、この排気管１０に
接続する図示しない真空ポンプ等の吸引手段によってプ
ロセスチューブ１内が真空引きされると共に、反応ガス
の排気を行えるように構成されている。
【００２１】一方、上記ウエハボート５は、ウエハＷを
多段状に保持する保持部５ａの下に保温筒１１を介して
石英製の蓋体１２を設けており、この蓋体１２がプロセ
スチューブ１の開口を塞ぐことによって蓋体１２に周設
されたＯリング１２ａによってプロセスチューブ１内が
密封されるように構成されている。したがって、プロセ
スチューブ１内を排気管１０を用いて真空引きし、更に
排気管１０からの排気を行いつつ反応ガス導入管９から
所定の反応ガスをプロセスチューブ１内に供給すること
ができる。
多段状に保持する保持部５ａの下に保温筒１１を介して
石英製の蓋体１２を設けており、この蓋体１２がプロセ
スチューブ１の開口を塞ぐことによって蓋体１２に周設
されたＯリング１２ａによってプロセスチューブ１内が
密封されるように構成されている。したがって、プロセ
スチューブ１内を排気管１０を用いて真空引きし、更に
排気管１０からの排気を行いつつ反応ガス導入管９から
所定の反応ガスをプロセスチューブ１内に供給すること
ができる。
【００２２】次に、高速熱処理炉とこの発明の温度制御
装置の動作態様について説明する。
装置の動作態様について説明する。
【００２３】まず、供給口７及び排気口８のシャッタ１
３ａ，１３ｂを閉じて供給口７と排気口８を塞ぐ。そし
て、昇降機構６の駆動によってウエハボート５を上昇さ
せてウエハボート５をプロセスチューブ１内に挿入す
る。次に、ヒータ電源２２をＯＮにしてヒータ３ａ〜３
ｃによりプロセスチューブ１内を所定温度（５００℃）
より高い温度（例えば１０００℃）に加熱した後、シャ
ッタ１３ａ，１３ｂを開いて供給口７と排気口８を開放
すると共に、供給ファン１５と排気ファン１６を駆動さ
せて隙間２内に外気を導入してプロセスチューブ１及び
ウエハＷを強制的に冷却する。この際、ウエハＷの温度
が内部上方熱電対１８ａ，内部中央熱電対１８ｂ及び内
部下方熱電対１８ｃによって検出され、その検出温度信
号が温度コントローラ２０に伝達され、この検出温度情
報に基いてヒータ電源２２が制御されて上部ヒータ３
ａ，中央部ヒータ３ｂ，下部ヒータ３ｃが温度制御され
る（図２参照）。すなわち、ウエハＷの温度は、図２に
示すように、中央部が一番高く、次に下方部、上方部の
順となるので、これら各部の温度を内部熱電対１８ａ〜
１８ｃによって検出し、その検出温度に基いてヒータ３
ａ〜３ｃの加熱温度を制御することによって各部のウエ
ハＷの温度を均一にすることができる。
３ａ，１３ｂを閉じて供給口７と排気口８を塞ぐ。そし
て、昇降機構６の駆動によってウエハボート５を上昇さ
せてウエハボート５をプロセスチューブ１内に挿入す
る。次に、ヒータ電源２２をＯＮにしてヒータ３ａ〜３
ｃによりプロセスチューブ１内を所定温度（５００℃）
より高い温度（例えば１０００℃）に加熱した後、シャ
ッタ１３ａ，１３ｂを開いて供給口７と排気口８を開放
すると共に、供給ファン１５と排気ファン１６を駆動さ
せて隙間２内に外気を導入してプロセスチューブ１及び
ウエハＷを強制的に冷却する。この際、ウエハＷの温度
が内部上方熱電対１８ａ，内部中央熱電対１８ｂ及び内
部下方熱電対１８ｃによって検出され、その検出温度信
号が温度コントローラ２０に伝達され、この検出温度情
報に基いてヒータ電源２２が制御されて上部ヒータ３
ａ，中央部ヒータ３ｂ，下部ヒータ３ｃが温度制御され
る（図２参照）。すなわち、ウエハＷの温度は、図２に
示すように、中央部が一番高く、次に下方部、上方部の
順となるので、これら各部の温度を内部熱電対１８ａ〜
１８ｃによって検出し、その検出温度に基いてヒータ３
ａ〜３ｃの加熱温度を制御することによって各部のウエ
ハＷの温度を均一にすることができる。
【００２４】このようにして、ウエハの温度を所定温度
に保持した状態で、反応ガス導入管９から反応ガスをプ
ロセスチューブ１内に供給してウエハ表面に不純物の拡
散処理を行う。この拡散処理が終了した後、ヒータ電源
２２をＯＦＦにして、プロセスチューブ１内に例えば窒
素（Ｎ2 ）パージガスを導入してパージを行う。そし
て、プロセスチューブ１内の温度が所定温度（２５℃）
まで低下した後、昇降機構６を駆動させてウエハボート
５を下降させてウエハＷを取り出して処理作業は終了す
る。
に保持した状態で、反応ガス導入管９から反応ガスをプ
ロセスチューブ１内に供給してウエハ表面に不純物の拡
散処理を行う。この拡散処理が終了した後、ヒータ電源
２２をＯＦＦにして、プロセスチューブ１内に例えば窒
素（Ｎ2 ）パージガスを導入してパージを行う。そし
て、プロセスチューブ１内の温度が所定温度（２５℃）
まで低下した後、昇降機構６を駆動させてウエハボート
５を下降させてウエハＷを取り出して処理作業は終了す
る。
【００２５】◎第二実施例 図３はこの発明の第二実施例の温度制御装置を具備する
縦型高速熱処理炉の断面図が示されている。
縦型高速熱処理炉の断面図が示されている。
【００２６】第二実施例における温度制御装置は、上記
第一実施例と同様なヒータ部の温度制御と同時に、冷却
空気の送風容量を制御するようにした場合である。すな
わち、上記第一実施例と同様に、複数に分割されたヒー
タ３ａ〜３ｃと、温度検出手段としての内部熱電対１８
ａ〜１８ｃとを温度コントローラ２０を介して接続する
他、供給ファン１５と排気ファン１６に風量変換手段と
してのインバータ２８，２９を取り付け、これらインバ
ータ２８，２９を温度コントローラ２０によって制御可
能にした場合である。
第一実施例と同様なヒータ部の温度制御と同時に、冷却
空気の送風容量を制御するようにした場合である。すな
わち、上記第一実施例と同様に、複数に分割されたヒー
タ３ａ〜３ｃと、温度検出手段としての内部熱電対１８
ａ〜１８ｃとを温度コントローラ２０を介して接続する
他、供給ファン１５と排気ファン１６に風量変換手段と
してのインバータ２８，２９を取り付け、これらインバ
ータ２８，２９を温度コントローラ２０によって制御可
能にした場合である。
【００２７】上記のように構成される温度制御装置によ
れば、内部上方熱電対１８ａ，内部中央熱電対１８ｂ及
び内部下方熱電対１８ｃによって検出された温度信号を
温度コントローラ２０に伝達し、この検出温度情報に基
いてヒータ電源２２を制御して上部ヒータ３ａ，中央部
ヒータ３ｂ，下部ヒータ３ｃを温度制御すると共に、イ
ンバータ２８，２９を周波数制御、すなわち供給ファン
１５及び排気ファン１６の回転数を変化して冷却空気の
供給量を制御することができる。したがって、ウエハＷ
の降温制御をより一層正確に行うことができる。
れば、内部上方熱電対１８ａ，内部中央熱電対１８ｂ及
び内部下方熱電対１８ｃによって検出された温度信号を
温度コントローラ２０に伝達し、この検出温度情報に基
いてヒータ電源２２を制御して上部ヒータ３ａ，中央部
ヒータ３ｂ，下部ヒータ３ｃを温度制御すると共に、イ
ンバータ２８，２９を周波数制御、すなわち供給ファン
１５及び排気ファン１６の回転数を変化して冷却空気の
供給量を制御することができる。したがって、ウエハＷ
の降温制御をより一層正確に行うことができる。
【００２８】なお、第二実施例において、その他の部分
は上記第一実施例と同じであるので、同一部分には同一
符号を付して、その説明は省略する。
は上記第一実施例と同じであるので、同一部分には同一
符号を付して、その説明は省略する。
【００２９】上記実施例では、加熱手段及び温度検出手
段を３分割されたヒータ３ａ〜３ｃ及び内部熱電対１８
ａ〜１８ｃにて形成する場合について説明したが、加熱
手段と温度検出手段は必ずしも３分割である必要はな
く、複数に分割されるものであれば２分割、あるいは４
分割以上であってもよい。また、上記実施例では、この
発明の温度制御装置を半導体ウエハの熱処理装置に適用
した場合について説明したが、半導体ウエハ以外の例え
ばガラス基板、ＬＣＤ基板等の被処理体の熱処理装置に
も適用できることは勿論である。
段を３分割されたヒータ３ａ〜３ｃ及び内部熱電対１８
ａ〜１８ｃにて形成する場合について説明したが、加熱
手段と温度検出手段は必ずしも３分割である必要はな
く、複数に分割されるものであれば２分割、あるいは４
分割以上であってもよい。また、上記実施例では、この
発明の温度制御装置を半導体ウエハの熱処理装置に適用
した場合について説明したが、半導体ウエハ以外の例え
ばガラス基板、ＬＣＤ基板等の被処理体の熱処理装置に
も適用できることは勿論である。
【００３０】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明の処理
装置によれば、上記のように構成されているので、以下
のような効果が得られる。
装置によれば、上記のように構成されているので、以下
のような効果が得られる。
【００３１】１）請求項１及び３記載の温度制御方法及
び温度制御装置によれば、複数に分割された加熱手段に
よって被処理体を所定温度より高い温度まで加熱した
後、送風手段等によって強制的に所定温度まで冷却する
際、被処理体の近傍の複数箇所に配置される温度検出手
段による検出温度に基いて加熱手段を制御するので、急
速冷却下における被処理体の温度を均一にすることがで
きる。したがって、スループットの向上及び歩留まりの
向上を図ることができる。
び温度制御装置によれば、複数に分割された加熱手段に
よって被処理体を所定温度より高い温度まで加熱した
後、送風手段等によって強制的に所定温度まで冷却する
際、被処理体の近傍の複数箇所に配置される温度検出手
段による検出温度に基いて加熱手段を制御するので、急
速冷却下における被処理体の温度を均一にすることがで
きる。したがって、スループットの向上及び歩留まりの
向上を図ることができる。
【００３２】２）請求項２及び４記載の温度制御方法及
び温度制御装置によれば、複数に分割された加熱手段に
よって被処理体を所定温度より高い温度まで加熱した
後、送風手段等によって強制的に所定温度まで冷却する
際、被処理体の近傍の複数箇所に配置される温度検出手
段による検出温度に基いて加熱手段を制御すると共に、
送風手段の送風容量を制御するので、被処理体の急速冷
却状況に応じた温度制御を正確に行うことができる。し
たがって、スループットの向上及び歩留まりの向上を図
ることができる。
び温度制御装置によれば、複数に分割された加熱手段に
よって被処理体を所定温度より高い温度まで加熱した
後、送風手段等によって強制的に所定温度まで冷却する
際、被処理体の近傍の複数箇所に配置される温度検出手
段による検出温度に基いて加熱手段を制御すると共に、
送風手段の送風容量を制御するので、被処理体の急速冷
却状況に応じた温度制御を正確に行うことができる。し
たがって、スループットの向上及び歩留まりの向上を図
ることができる。
【図１】この発明の第一実施例の温度制御装置を有する
高速熱処理炉を示す断面図である。
高速熱処理炉を示す断面図である。
【図２】この発明における加熱手段と温度検出手段によ
る温度制御方法を示すグラフである。
る温度制御方法を示すグラフである。
【図３】この発明の第二実施例の温度制御装置を有する
高速熱処理炉を示す断面図である。
高速熱処理炉を示す断面図である。
【図４】従来の縦型熱処理炉を示す断面図である。
【図５】従来の高速熱処理炉の冷却時における被処理体
と加熱部の温度と時間の関係を示すグラフである。
と加熱部の温度と時間の関係を示すグラフである。
【図６】従来の高速熱処理炉における温度制御方法を示
すグラフである。
すグラフである。
１ プロセスチューブ（処理室） ２ 隙間 ３ａ 上部ヒータ（加熱手段） ３ｂ 中央部ヒータ（加熱手段） ３ｃ 下部ヒータ（加熱手段） ４ 炉本体 １５ 供給ファン（送風手段） １６ 排気ファン（送風手段） １８ａ 内部上方熱電対 １８ｂ 内部中央熱電対 １８ｃ 内部下方熱電対 ２０ 温度コントローラ（制御手段） ２２ ヒータ電源 ２８，２９ インバータ（風量変換手段） Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の被処理体を配列収容する処理室を
所定温度より高温に加熱した後、強制冷却と加熱によっ
て所定の温度に冷却するに当って、 上記加熱を複数に分割された加熱手段にて行い、上記被
処理体の近傍の複数箇所に配置される温度検出手段によ
る検出温度に基いて上記加熱手段を制御して、上記被処
理体の冷却温度を均一にすることを特徴とする高速熱処
理炉の温度制御方法。 - 【請求項２】 複数の被処理体を配列収容する処理室を
所定温度より高温に加熱した後、強制冷却と加熱によっ
て所定の温度に冷却するに当って、 上記加熱を複数に分割された加熱手段にて行い、かつ、
上記強制冷却を送風手段による強制送風により行い、上
記被処理体の近傍の複数箇所に配置される温度検出手段
による検出温度に基いて上記加熱手段を制御すると共
に、上記送風手段の送風容量を制御して、上記被処理体
の冷却温度を均一にすることを特徴とする高速熱処理炉
の温度制御方法。 - 【請求項３】 複数の被処理体を配列収容する処理室を
所定温度より高温に加熱した後、強制冷却と加熱によっ
て所定の温度に冷却する高速熱処理炉において、 上記被処理体の配列方向に沿って分割配置される複数の
加熱手段と、上記被処理体の近傍の複数箇所に配置され
る複数の温度検出手段と、上記温度検出手段からの検出
温度信号を受けて上記加熱手段の制御を行う制御手段と
を具備することを特徴とする高速熱処理炉の温度制御装
置。 - 【請求項４】 複数の被処理体を配列収容する処理室を
所定温度より高温に加熱した後、強制冷却と加熱によっ
て所定の温度に冷却する高速熱処理炉において、 上記被処理体の配列方向に沿って分割配置される複数の
加熱手段と、上記強制冷却を司る送風手段及びこの送風
手段の送風容量を変換する風量変換手段と、上記被処理
体の近傍の複数箇所に配置される複数の温度検出手段
と、上記温度検出手段からの検出温度信号を受けて上記
加熱手段の制御及び上記風量変換手段の制御を行う制御
手段とを具備することを特徴とする高速熱処理炉の温度
制御装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16861593A JP3177722B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 高速熱処理炉の温度制御装置 |
| US08/259,180 US5616264A (en) | 1993-06-15 | 1994-06-13 | Method and apparatus for controlling temperature in rapid heat treatment system |
| KR1019940013531A KR100241293B1 (ko) | 1993-06-15 | 1994-06-15 | 고속열처리로의 온도제어방법 및 그 장치 |
| TW83107562A TW288156B (ja) | 1993-06-15 | 1994-08-17 | |
| TW085206395U TW354192U (en) | 1993-06-15 | 1994-08-17 | High speed heat treatment mechanism |
| TW84107432A TW294825B (ja) | 1993-06-15 | 1994-08-17 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16861593A JP3177722B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 高速熱処理炉の温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH076955A true JPH076955A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3177722B2 JP3177722B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=15871346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16861593A Expired - Fee Related JP3177722B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 高速熱処理炉の温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3177722B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6403927B1 (en) | 2000-08-23 | 2002-06-11 | Toda Kogyo Corporation | Heat-processing apparatus and method of semiconductor process |
| JP2002305189A (ja) * | 2001-04-05 | 2002-10-18 | Tokyo Electron Ltd | 縦型熱処理装置およびその強制空冷方法 |
| JP2008205426A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-09-04 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理方法及び半導体製造装置 |
| JP2009081415A (ja) * | 2007-09-06 | 2009-04-16 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体製造装置及び基板処理方法 |
| CN102230727A (zh) * | 2011-06-01 | 2011-11-02 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 立式炉冷却控制系统及方法 |
| JP2013062361A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理装置、温度制御システム、熱処理方法、温度制御方法及びその熱処理方法又はその温度制御方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体 |
-
1993
- 1993-06-15 JP JP16861593A patent/JP3177722B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6403927B1 (en) | 2000-08-23 | 2002-06-11 | Toda Kogyo Corporation | Heat-processing apparatus and method of semiconductor process |
| JP2002305189A (ja) * | 2001-04-05 | 2002-10-18 | Tokyo Electron Ltd | 縦型熱処理装置およびその強制空冷方法 |
| JP4610771B2 (ja) * | 2001-04-05 | 2011-01-12 | 東京エレクトロン株式会社 | 縦型熱処理装置およびその強制空冷方法 |
| JP2008205426A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-09-04 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理方法及び半導体製造装置 |
| JP2009081415A (ja) * | 2007-09-06 | 2009-04-16 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体製造装置及び基板処理方法 |
| JP2014042042A (ja) * | 2007-09-06 | 2014-03-06 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体製造装置及び基板処理方法 |
| CN102230727A (zh) * | 2011-06-01 | 2011-11-02 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 立式炉冷却控制系统及方法 |
| JP2013062361A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理装置、温度制御システム、熱処理方法、温度制御方法及びその熱処理方法又はその温度制御方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体 |
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