JPS62105419A

JPS62105419A - 拡散装置温度制御方法

Info

Publication number: JPS62105419A
Application number: JP24395285A
Authority: JP
Inventors: Tomoji Watanabe; 智司渡辺; Takuji Torii; 鳥居　卓爾; Tetsuya Takagaki; 哲也高垣
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-11-01
Filing date: 1985-11-01
Publication date: 1987-05-15

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】〔発明の利用分野〕本発明は、半導体製造用拡散装置の温度制御方法に係り
、特に処理室内に置かれたウェハの温度を検知するため
に処理室外の輻射温度計に、ウェハの幅射光髪導びくの
に好適な光ガイドに関する。

〔発明の背景〕

第４図に示した従来の拡散装置では、処理室１内に置か
れたウェハ２温度を制御するのに、処理室外部に設置し
た熱電対９の出力を検知して、これを基に拡散装置制御
部８でヒータ５の発熱量を決定する方式をとっている。

これは、熱電対がウェハを汚染するため、処理室内に入
れられないからである。

それに対し、輻射温度計は非接触で温度を測定できるが
、拡散装置処理室のウェハは、外部から直視できないの
で、なんらかの光学的手段を用いてウェハの輻射光を処
理室外に導く必要がある。

１つの手段として、光ファイバを用いる方法が考えられ
るが、光フアイバ被覆材の耐熱性が約２００℃であるこ
と、芯線にドープされているゲルマニウムあるいはフッ
素等がウェハを汚染するなどの問題点がある。また、石
英ロッドを光ファイバの代りに導光体として使用すれば
、ｆＩＩ熱１１は１０００で以上あり、しかも光ファイ
バと同等の効果が得られるが、石英ロッドの側面に傷等
が有ると、処理室内壁面等から放射される輻射光が石莢
捧中を伝わるウェハ幅射光に混入する。すなオ〕ち、石
英ロンド側面が平滑であれば、いかなる角度で側面に入
射する光も全て透過するが、傷等により散乱すると側面
に入射した光の一部が石英ロンド中にとらえられ、温度
を検知する場合に精度を低下させる一因となる。

なお、この種の装置として関連するものには。

例えば特開昭５５−１０５７ｆｉ　、特開昭５５−り６
４３１　、特開昭５８−１０２０１１６　、特開昭！ｉ
ｎ　−５８：１２６　、特開昭５１１−２３１４２９等
が挙げられる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる問題点差改善し、処理室内に置
かれたウェハの温度を検知することが■ｒ能で、処理室
内に入れてもウェハを汚染することが無く、しかもプリ
ズ１１のみを用いているため前述の原因による温度検知
精度の低下なもたらさない構造のソロガイドを備えた輻
射温度計を拡散装置に適用することによって、ウェハの
処理温度を検知し高精度に制御できる方法を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

本発明の要点は、温度を検知するウェハの輻射光を、石
英製のプリズムを有する光ガイドで処理室外の輻射温度
計に導くことにより、ウェハを汚染することなしにウェ
ハ温度の検知が可能で、したがって処理温度を高精度に
制御できる点にある。

さらに、光ガイドはプリズムおよびその保持材のみから
構成されるため、石英ロンド等の導光体登用いた光ガイ
ドで問題となる導光体の傷、欠陥等における光の散乱に
よる湿度検知の精度低下が起こらない。ウェハからの輻
射光は、第１のプリズム１４ａで光路を９０°曲げウェ
ハの外周部に導きさらに第２のプリズムＬ　４．　ｂで
９０’曲げて。

処理室外部に取り出す。処理室外部に導いた光は、レン
ズ１６で集光し、レンズの焦点位ｔ７にｉｔＱ　ＩＮｔ
ｌ、／た絞り１７で視野髪絞った後、ｆｌｆびＩメンズ
１Ｂで、光フアイバ１２先端に集光し、光フアイバ内を
伝送して輻射ｒｔＡｊ「ｌｉ］１７目−導く。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は、本発明を適用した拡散装置の概略図である。

図において、Ｉけ石英処理室で、その内部に複数枚（例
えば５０〜１５０枚）のウェハ２がボート３に載せられ
ている。ボート３はフォーク４により石英処理室１内に
出し入れする。処理室１内のウェハ２は、処理室夕１に
設置されたヒータ５で加熱する。ヒータと処理室との間
には、均一加熱に好適になるように、壁温分布有一様に
する均熱管６がある（均熱管の無い拡散装置もある）。

処理管内のウェハを酸化、拡散処理する場合には処理ガ
ス人ロアから処理ガスを処理室内に入れる。

１０は本発明による光ガイドでボー１−に固定されてお
り、処理室外に出された一端に、Ｉノンズと絞りを含む
コネクタ１１を介して光ファイバ１２に接続する。光フ
ァイバの他端は、輻射温度計１３に接続されており、ウ
ェハの輻射光は、光ガイドおよび光ファイバを経由して
、輻射温度計に伝λられる（詳細は後で説明する）。輻
射温度計の温度信号は、拡散装置制御部８内で処理され
、ヒータの発熱敏殻決定し、ウェハの温度を制御する。

以−１−の説明では、ボートとウェハが処理室内にある
場合を想定したが、実際には、処理室内にある場合があ
る。この場合には、均熱管壁あるいはその近傍に設置し
た熱電対９の指示値を用いて温度制御を行う（均熱管壁
あるいはその近傍に熱電対を設けることは公知である）
。なお、熱電対の代りに輻射温度計を用いてもよい。

第２図は光ガイドの断面図であり、２個の石英プリズム
１４および２本の中空保持管１５から構成されている。

石英プリズム１４　ｂは、第１の保持管１５ａと第２の
保持管１−５　ｂが９０″になるように保持管の端に固
定する。

第３図は、光ガイドとウェハの位置関係を示す概略図で
ある。光ガイドの第２の保持管＋５ｂは、複数枚並べら
れたウェハに沿ってボート３に固定され、第１の保持管
１５　ａが隣接するウェハのすき量大るように設置する
。第１の保持管の先端に付けられた第１のプリズム１４
ａは、温度を検知するウェハに対面させる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、処理中のウェハの温度を直接検知し、
その信号を拡散装置制御部にフィードバックすることに
より、ヒータの発熱量製決定するので、ウェハの処理温
度を高精度に制御することが可能になる。さらに、前記
の石英プリズムを用いた光ガイドは、処理室内に入れて
もウェハを汚染することがなく、しかも、光に伝えるの
に石英ロンド等の全反射を利用した導光体を用いていな
いため、導光体の表面の錫や内部欠陥における光の散乱
がないので、処理室内壁からの輻射光がウェハからの信
号光に混入することがなく、ウェハの処理温度を検知す
る場合の精度が向−１ニする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用した拡散装置の概略図、第２図
は、光ガイドの断面図、第３図は、光ガイドのウェハの
位置関係を示す概略図である。なお第４図は、従来の拡
散装置の温度制御方法を示す概略図である。１・・・石英処理室、２・・・ウェハ、３・・・ボート
、４・・・フォーク、５・・・ヒータ、６・・・均熱管
、７・・・処理ガス人「１．８・・・拡散装置制御部、
９・・・熱電対、１０・・・光ガイド、１１・・・コネ
クタ、１２・・・光ファイバ、１３・・・輻射温度計、
１４・・・石英プリズム、１５・・・保持管、１６・・
・レンズ、１７・・・絞り、１８・・・レンズ。

Claims

【特許請求の範囲】１、石英処理管と、石英処理管内に設置した複数枚のウ
ェハを石英処理管外から加熱するヒータを有する拡散装
置において、光を屈曲するためのプリズムおよびその保
持材から成る光ガイドと、前記光ガイドの一端に設置さ
れた複数個のレンズおよび絞りと、このレンズ、絞りに
続けて設置された光ファイバと、光ファイバー端に接続
した輻射温度計を備え、ウェハの輻射光を前記光ガイド
を用いて屈曲させて、処理室外へ導き、レンズと絞りを
用いて光ファイバに入射させ、輻射温度計に伝えること
により、ウェハ温度を検知して、その温度指示値を基に
、前記ヒータの発熱量を決定することを特徴とする拡散
装置温度制御方法。２、前記光ガイドのプリズムを石英で製作した事を特徴
とする請求範囲第一項記載の拡散装置温度制御方法。