JPH08162463A - 熱処理方法およびその処理装置 - Google Patents
熱処理方法およびその処理装置Info
- Publication number
- JPH08162463A JPH08162463A JP30588394A JP30588394A JPH08162463A JP H08162463 A JPH08162463 A JP H08162463A JP 30588394 A JP30588394 A JP 30588394A JP 30588394 A JP30588394 A JP 30588394A JP H08162463 A JPH08162463 A JP H08162463A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- wafer
- radiation thermometer
- measured
- control
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【構成】ランプ４により加熱されるウエハ３の裏面側に
は、放射温度計６が設置され、この測定値は温度調節器
８と制御開始信号出力器１１に入力される。加熱開始時
は定電流源１０の信号により、所定の電力が供給される
が、放射温度計６の測定値が予め設定した制御開始温度
を２回越えた時点で制御開始信号出力器１１が働き、リ
レー９が切り替わり、温度調節器８の信号によりランプ
４の出力が制御される。 【効果】制御開始タイミングを、放射温度計の測定値が
制御開始温度を２回越えた時とするため、正確な制御開
始タイミングを把握することができる。また、急速加熱
時にもむだ時間のない直線的な加熱が可能となる。
は、放射温度計６が設置され、この測定値は温度調節器
８と制御開始信号出力器１１に入力される。加熱開始時
は定電流源１０の信号により、所定の電力が供給される
が、放射温度計６の測定値が予め設定した制御開始温度
を２回越えた時点で制御開始信号出力器１１が働き、リ
レー９が切り替わり、温度調節器８の信号によりランプ
４の出力が制御される。 【効果】制御開始タイミングを、放射温度計の測定値が
制御開始温度を２回越えた時とするため、正確な制御開
始タイミングを把握することができる。また、急速加熱
時にもむだ時間のない直線的な加熱が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置におけ
るウエハの加熱処理に係り、特に、急速加熱時の正確な
温度制御方法およびその半導体製造装置に関する。
るウエハの加熱処理に係り、特に、急速加熱時の正確な
温度制御方法およびその半導体製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造装置におけるウエハの温度計
測方法の一つに、測定対象の放射エネルギを測定するこ
とでその温度を知る放射温度計がある。放射温度計は使
用する測定波長により、温度測定範囲が限られている。
特に室温から測定を行う場合は５μｍ以上の長い波長を
用いる必要があり、応答速度や測定精度を犠牲にするこ
とになる。しかし、実際には室温から温度制御をする必
要はなく、プロセスを行う温度、例えば５００℃から制
御ができれば良いため、短波長の温度計を用いることも
多い。したがって、測定不可能な低温度領域では制御方
法の工夫が必要になる。例えば、従来の温度制御方法と
して、特開昭62−98722 号公報に記載されるように、温
度測定値が所定の制御開始温度に達するまでは一定出力
の加熱を行い、それ以降は目標温度に従い制御する方法
がある。
測方法の一つに、測定対象の放射エネルギを測定するこ
とでその温度を知る放射温度計がある。放射温度計は使
用する測定波長により、温度測定範囲が限られている。
特に室温から測定を行う場合は５μｍ以上の長い波長を
用いる必要があり、応答速度や測定精度を犠牲にするこ
とになる。しかし、実際には室温から温度制御をする必
要はなく、プロセスを行う温度、例えば５００℃から制
御ができれば良いため、短波長の温度計を用いることも
多い。したがって、測定不可能な低温度領域では制御方
法の工夫が必要になる。例えば、従来の温度制御方法と
して、特開昭62−98722 号公報に記載されるように、温
度測定値が所定の制御開始温度に達するまでは一定出力
の加熱を行い、それ以降は目標温度に従い制御する方法
がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、１μｍ以上の
波長領域においては測定対象であるウエハの透過率は、
そのウエハが持つ温度によって大きく変動をする。その
ため、ランプなどの加熱源を用いた構成でウエハの温度
を測定した場合、加熱開始直後は加熱源の放射光、ある
いはチャンバ壁面による反射光がウエハを透過してしま
い、図３に示すように実温度１４と放射温度計の測定値
１５の間で、測定誤差を生じる。
波長領域においては測定対象であるウエハの透過率は、
そのウエハが持つ温度によって大きく変動をする。その
ため、ランプなどの加熱源を用いた構成でウエハの温度
を測定した場合、加熱開始直後は加熱源の放射光、ある
いはチャンバ壁面による反射光がウエハを透過してしま
い、図３に示すように実温度１４と放射温度計の測定値
１５の間で、測定誤差を生じる。
【０００４】したがって、ａ点で制御開始を行うべきな
のに、従来の制御方法ではｂ点で制御開始温度１６を越
えることにより、制御開始のタイミングが異なってしま
う。そのため、正確な温度制御が行えないという問題が
生じる。また、加熱開始タイミングを時間で設定する
と、ａ点を越えていまい、ムダ時間を生じることにな
り、急速加熱には不向となってしまう。
のに、従来の制御方法ではｂ点で制御開始温度１６を越
えることにより、制御開始のタイミングが異なってしま
う。そのため、正確な温度制御が行えないという問題が
生じる。また、加熱開始タイミングを時間で設定する
と、ａ点を越えていまい、ムダ時間を生じることにな
り、急速加熱には不向となってしまう。
【０００５】本発明の目的は急速加熱時にもウエハ温度
を正確に管理することができる半導体製造装置を提供す
ることにある。
を正確に管理することができる半導体製造装置を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は従来のウエハ温度制御方法にかわって、図
３のａ点で制御開始を行うため、加熱開始時は一定もし
くは所定の出力で加熱を行い、放射温度計の測定値があ
らかじめ設定した制御開始温度を２回越えた時点で制御
を開始する。
め、本発明は従来のウエハ温度制御方法にかわって、図
３のａ点で制御開始を行うため、加熱開始時は一定もし
くは所定の出力で加熱を行い、放射温度計の測定値があ
らかじめ設定した制御開始温度を２回越えた時点で制御
を開始する。
【０００７】
【作用】本発明によれば制御開始のタイミングを正確に
把握できるため、直線的な温度上昇が可能となる。ま
た、比較器などの簡単な回路構成からなる制御開始信号
出力器を作ることにより、市販の温度調節器とリレーな
どを用いて制御が行える。また、様々な種類の薄膜が形
成されたウエハを処理する際にも、ウエハ毎に異なる透
過率の影響は、制御性に関しては問題ない。
把握できるため、直線的な温度上昇が可能となる。ま
た、比較器などの簡単な回路構成からなる制御開始信号
出力器を作ることにより、市販の温度調節器とリレーな
どを用いて制御が行える。また、様々な種類の薄膜が形
成されたウエハを処理する際にも、ウエハ毎に異なる透
過率の影響は、制御性に関しては問題ない。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の実施例を示す不純物拡散装置
の説明図である。図において、石英ガラスで構成された
プロセスチャンバ１内には、石英ガラス製のサセプタ２
によりウエハ３が支持され、プロセスチャンバ１の外か
らハロゲンランプ４により加熱される。ウエハ３の裏面
側に温度測定用の石英ガラス窓５を設けておき、この窓
を通してプロセスチャンバ１の外から放射温度計６でウ
エハ３の温度を測定する。放射温度計６の測定波長は
０.９μｍ にピークを持つもので、最低測定温度は５０
０℃である。測定されたウエハ３の温度測定値はパソコ
ン７に取り込まれる。パソコン７では、ウエハ３の温度
が目標値に追従するようサイリスタ１３を駆動し、ラン
プ４に電力を供給する。
の説明図である。図において、石英ガラスで構成された
プロセスチャンバ１内には、石英ガラス製のサセプタ２
によりウエハ３が支持され、プロセスチャンバ１の外か
らハロゲンランプ４により加熱される。ウエハ３の裏面
側に温度測定用の石英ガラス窓５を設けておき、この窓
を通してプロセスチャンバ１の外から放射温度計６でウ
エハ３の温度を測定する。放射温度計６の測定波長は
０.９μｍ にピークを持つもので、最低測定温度は５０
０℃である。測定されたウエハ３の温度測定値はパソコ
ン７に取り込まれる。パソコン７では、ウエハ３の温度
が目標値に追従するようサイリスタ１３を駆動し、ラン
プ４に電力を供給する。
【０００９】不純物拡散時には、材料ガスおよびキャリ
アガスをプロセスチャンバ１内に導入しておき、室温状
態のウエハ３を処理温度である１０００℃まで一気に加
熱を行う。加熱開始時は一定の出力でウエハ３の加熱を
行うが、室温のウエハ３は放射温度計６の測定波長に対
して透明であるため、ランプ４の放射光が透過すること
により温度測定値は８００℃以上を示す。加熱開始後、
ウエハ３の実温度が３５０℃を越えると不透明になるた
め、放射温度計６の測定値は最低測定温度の５００℃ま
で下がる。そして、ウエハ３の実温度が５００℃を越え
ると放射温度計６の測定値と一致する。したがって、制
御開始温度を５０５℃に設定し、放射温度計６の測定値
がこの設定値を２回越えるときをパソコン７で検出する
ことにより、制御開始タイミングを把握することができ
る。本方法により、急速加熱時にも、むだ時間のない高
精度な温度制御が可能となった。
アガスをプロセスチャンバ１内に導入しておき、室温状
態のウエハ３を処理温度である１０００℃まで一気に加
熱を行う。加熱開始時は一定の出力でウエハ３の加熱を
行うが、室温のウエハ３は放射温度計６の測定波長に対
して透明であるため、ランプ４の放射光が透過すること
により温度測定値は８００℃以上を示す。加熱開始後、
ウエハ３の実温度が３５０℃を越えると不透明になるた
め、放射温度計６の測定値は最低測定温度の５００℃ま
で下がる。そして、ウエハ３の実温度が５００℃を越え
ると放射温度計６の測定値と一致する。したがって、制
御開始温度を５０５℃に設定し、放射温度計６の測定値
がこの設定値を２回越えるときをパソコン７で検出する
ことにより、制御開始タイミングを把握することができ
る。本方法により、急速加熱時にも、むだ時間のない高
精度な温度制御が可能となった。
【００１０】図２は本発明の他の実施例を示す温度制御
システムの説明図である。これは図１のパソコン７の代
わりに、市販の温度調節器８，リレー９，定電流源１０
を用いて構成したものである。図において、制御開始信
号出力器１１には、制御開始温度の設定用ボリューム１
２が具備されており、この設定値と放射温度計６の測定
値を比較し、実施例１と同様な条件で制御開始信号を出
力する機能を有している。この制御開始信号によりリレ
ー９が働き、サイリスタ１３の駆動は温度調節器８から
の制御信号で行われる。また、この制御開始信号出力器
１１は複数個の入力端子を有しており、多チャンネルの
温度制御にも使用することができる。
システムの説明図である。これは図１のパソコン７の代
わりに、市販の温度調節器８，リレー９，定電流源１０
を用いて構成したものである。図において、制御開始信
号出力器１１には、制御開始温度の設定用ボリューム１
２が具備されており、この設定値と放射温度計６の測定
値を比較し、実施例１と同様な条件で制御開始信号を出
力する機能を有している。この制御開始信号によりリレ
ー９が働き、サイリスタ１３の駆動は温度調節器８から
の制御信号で行われる。また、この制御開始信号出力器
１１は複数個の入力端子を有しており、多チャンネルの
温度制御にも使用することができる。
【００１１】
【発明の効果】本発明の熱処理方法では、温度制御開始
タイミングを正確に把握することができるので、高精度
なウエハの温度制御が可能となる。
タイミングを正確に把握することができるので、高精度
なウエハの温度制御が可能となる。
【図１】本発明の実施例を示す不純物拡散装置の説明
図。
図。
【図２】本発明の他の実施例を示す温度制御システムの
説明図。
説明図。
【図３】従来および本発明の熱処理方法を実施したとき
の温度測定値の一例を示す測定図。
の温度測定値の一例を示す測定図。
３…ウエハ、４…ハロゲンランプ、６…放射温度計、８
…温度調節器、９…リレー、１０…定電流源、１１…制
御開始信号出力器、１２…設定用ボリューム、１３…サ
イリスタ。
…温度調節器、９…リレー、１０…定電流源、１１…制
御開始信号出力器、１２…設定用ボリューム、１３…サ
イリスタ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/26
Claims (3)
- 【請求項１】放射温度計を用いてウエハの温度を測定
し、温度調節器により前記ウエハの温度が所望の温度に
なるよう加熱手段の出力を制御する熱処理方法におい
て、加熱開始時は所定の出力で加熱を行い、前記放射温
度計の測定値が制御開始設定温度を２回以上越えた時点
で温度制御を開始することを特徴とする熱処理方法。 - 【請求項２】加熱手段と、前記加熱手段によって加熱さ
れるウエハと、前記ウエハの温度を測定する放射温度計
と、前記加熱手段の出力を調節する温度調節器とを含む
熱処理装置において、加熱開始時は所定の出力で加熱を
行い、前記放射温度計の測定値が制御開始設定温度を２
回以上越えた時点で温度制御を開始する機能を備えるこ
とを特徴とする熱処理装置。 - 【請求項３】請求項２において、前記放射温度計の測定
値が制御開始設定温度を２回以上越える時を、パソコン
を用いて検出する熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30588394A JPH08162463A (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | 熱処理方法およびその処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30588394A JPH08162463A (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | 熱処理方法およびその処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162463A true JPH08162463A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=17950468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30588394A Pending JPH08162463A (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | 熱処理方法およびその処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08162463A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999040497A1 (fr) * | 1998-02-03 | 1999-08-12 | Komatsu Ltd. | Regulateur de temperature pour appareil de chauffage a separation de zones |
| JP2001168051A (ja) * | 1999-12-06 | 2001-06-22 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 半導体基板の昇降温制御方法とその装置 |
| JP2008288598A (ja) * | 2007-05-20 | 2008-11-27 | Applied Materials Inc | 制御されたアニーリング方法 |
-
1994
- 1994-12-09 JP JP30588394A patent/JPH08162463A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999040497A1 (fr) * | 1998-02-03 | 1999-08-12 | Komatsu Ltd. | Regulateur de temperature pour appareil de chauffage a separation de zones |
| JP2001168051A (ja) * | 1999-12-06 | 2001-06-22 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 半導体基板の昇降温制御方法とその装置 |
| JP4480056B2 (ja) * | 1999-12-06 | 2010-06-16 | コバレントマテリアル株式会社 | 半導体基板の昇降温制御方法とその装置 |
| JP2008288598A (ja) * | 2007-05-20 | 2008-11-27 | Applied Materials Inc | 制御されたアニーリング方法 |
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