KR100839678B1 - 열 처리 방법 및 열 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공 흡인 가능한 처리 용기 내에 설치된 탑재대에 피처리체를 탑재하는 탑재 공정과, 상기 피처리체를 소정의 온도까지 온도를 높이는 승온 공정을 구비한 열 처리 방법에 관한 것이다. 상기 승온 공정의 적어도 일부에서, 상기 피처리체는 상기 피처리체의 중앙부의 온도가 높고 주연부의 온도가 낮은 온도 분포가 유지된 상태로 승온되도록 이루어져 있다.

Description

열 처리 방법 및 열 처리 장치{SHEET-TYPE TREATING DEVICE}
본 발명은 반도체 웨이퍼 등에 대해 1장씩, 성막 또는 어닐링 등의 열 처리를 실시할 수 있는 열 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 소망의 반도체 집적 회로를 제조하기 위해서는, 반도체 웨이퍼 등의 기판에 성막 처리, 에칭 처리, 산화 확산 처리, 어닐링 개질 처리 등의 각종 열 처리가 반복해서 실시된다.
이러한 열 처리를 실시하기 위한 낱장식 열 처리 장치의 일례를 설명한다. 도 11은 종래의 열 처리 장치의 일례를 나타내는 개략 구성도, 도 12는 탑재대상에서 반도체 웨이퍼가 휘어진 상태를 나타내는 모식도이다.
도 11에 도시된 열 처리 장치는 진공 흡인 가능하게 이루어진 처리 용기(2)를 갖고 있다. 처리 용기(2)의 내부에 반도체 웨이퍼(W)를 탑재하기 위한 탑재대(4)가 설치되어 있다. 처리 용기(2)의 천정부에는 처리 가스를 도입하기 위한 샤워 헤드(6)가 설치되어 있다. 그리고 처리 용기(2)의 바닥부의 하방에는 가열 수단으로서의 복수의 가열 램프(8)가 설치되어 있다. 이 가열 램프(8)로부터 방사되는 열선이 처리 용기(2)의 바닥부에 설치된 예컨대 석영제의 투과창(10)을 통해 탑재대(4)에 조사된다. 이에 따라 웨이퍼(W)가 가열 승온되고, 소정의 온도에서 원하는 열 처리가 실시된다.
발명의 요약
그런데 반도체 웨이퍼 처리에서는 생산성, 즉 스루풋(throughput)을 향상시키기 위해서 웨이퍼 온도를 소정의 프로세스 온도까지 될 수 있는 한 고속으로 온도를 상승시키도록 이루어져 있다. 직경이 비교적 작은, 예컨대 6인치 사이즈의 웨이퍼의 경우에는 급속 승온을 실시해도 그다지 문제가 발생하지 않았다. 그러나 웨이퍼 사이즈가 8인치, 12인치로 커짐에 따라 도 12에 도시한 바와 같이 승온시에 반도체 웨이퍼(W) 자체의 주연부가 상방으로 휘어져 변형되어 버린다는 문제가 있었다. 이 휘어짐은 탑재대(4)와 접촉하는 웨이퍼 이면측의 열 팽창량이 웨이퍼 표면측의 열 팽창량보다도 커지는 것에 기인한다. 이러한 웨이퍼의 휘어짐 현상은 12인치(30㎝)의 웨이퍼의 경우에는 특히 크고, 프로세스 온도에도 좌우되지만 주연부의 휘어짐 높이(H)가 3mm 정도까지 이르는 경우도 있었다.
이와 같이 승온시에 웨이퍼가 휘어지는 이유는, 도 16의 Si 웨이퍼의 열 팽창률의 그래프에 도시한 바와 같이, 실온으로부터 예컨대 327℃ 정도까지의 열 팽창률이 그 이상의 온도 영역에서의 열 팽창률보다도 상당히 크기 때문이다.
웨이퍼의 휘어짐이 발생하면 웨이퍼의 반송시에 반송 에러가 발생할 수 있다. 또는 이러한 상태로 박막을 퇴적시키면, 막 응력이 커져 막의 박리가 발생하기 쉬워진다.
본 발명은 이상과 같은 문제점에 착안하여 이것을 효과적으로 해결하도록 창안된 것이다. 본 발명의 목적은 스루풋의 저하를 초래하지 않으면서 피처리체의 승온시에 피처리체의 휘어짐 변형이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능한 열 처리 방법 및 열 처리 장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 진공 흡인 가능한 처리 용기 내에 설치된 탑재대에 피처리체를 탑재하는 탑재 공정과, 상기 피처리체를 소정의 온도까지 승온하는 승온 공정을 구비한 열 처리 방법으로, 상기 승온 공정의 적어도 일부에서 상기 피처리체는 상기 피처리체의 중앙부의 온도가 높고, 주연부의 온도가 낮은 온도 분포가 유지된 상태로 승온되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 열 처리 방법이다.
본 발명에 따르면, 피처리체의 중앙부의 온도가 높고 주연부의 온도가 낮은 온도 분포가 유지된 상태로 피처리체가 승온되기 때문에 피처리체에 휘어짐 변형이 발생하는 것이 방지될 수 있다. 따라서 박막의 박리나 피처리체의 반송 실패의 발생을 방지하는 것이 가능해진다.
바람직하게는, 상기 승온 공정의 적어도 일부에서, 상기 피처리체는 상기 피처리체의 중앙부로부터 주연부로의 열 이동 속도보다도 느린 승온 속도로 승온되도록 이루어져 있다.
또한 바람직하게는, 상기 소정의 온도는 상기 피처리체의 열 팽창률이 충분히 낮아져서 상기 피처리체의 휘어짐이 발생하기 어려운 휘어짐 안전 온도이다.
또한, 본 발명은 진공 흡인 가능한 처리 용기 내에 설치된 탑재대에 피처리체를 탑재하는 탑재 공정과, 상기 피처리체를 소정의 온도까지 온도를 높이는 승온 공정을 구비한 열 처리 방법에 있어서, 상기 승온 공정의 적어도 일부에서 상기 처리 용기 내의 압력은 점성류 이하의 압력으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 열 처리 방법이다.
본 발명에 의하면, 승온시에 처리 용기 내의 압력이 점성류 이하의 압력으로 설정되기 때문에, 복사가 열전달의 주체가 되고, 탑재대로부터 피처리체로의 열이동 속도를 느리게 할 수 있다. 이 때문에 피처리체에 휘어짐 변형이 발생되는 것이 방지될 수 있다. 따라서 박막의 박리나 피처리체의 반송 실패의 발생을 방지하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 상기 점성류 이하의 압력은 133Pa(1Torr)이하의 압력이다.
또한 바람직하게는, 상기 소정의 온도는 상기 피처리체의 열 팽창률이 충분히 낮아져서 상기 피처리체의 휘어짐이 발생하기 어려운 휘어짐 안전 온도이다.
또한, 본 발명은 진공 흡인 가능한 처리 용기, 상기 처리 용기 내에 설치되고 피처리체가 탑재될 수 있는 탑재대, 상기 피처리체를 동심원 형상으로 구분한 각 구역을 개별적으로 가열하는 복수의 구역 가열부, 각 구역 가열부에 전력을 공급하는 전력 공급 수단, 및 상기 피처리체의 각 구역의 하나 이상에 대응하여 설치된 온도 측정 수단, 상기 온도 측정 수단의 검출 값에 따라 상기 피처리체의 중앙부의 온도가 높고 주연부의 온도가 낮은 온도 분포를 유지한 상태로 상기 피처리체를 소정의 온도까지 승온하도록 상기 전력 공급 수단을 제어하는 전력 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 열 처리 장치이다.
또한, 본 발명은 진공 흡인 가능한 처리 용기, 상기 처리 용기 내에 설치되고 피처리체가 탑재될 수 있는 탑재대, 상기 피처리체를 소정의 온도 분포가 형성되도록 가열하는 가열부, 상기 가열부에 전력을 공급하는 전력 공급 수단, 및 상기 피처리체의 중앙부의 온도가 높고 주연부의 온도가 낮은 온도 분포를 유지한 상태로 상기 피처리체를 소정의 온도까지 승온하도록 상기 전력 공급 수단을 제어하는 전력 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 열 처리 장치이다.
또는, 본 발명은 진공 흡인 가능한 처리 용기, 상기 처리 용기 내에 설치되고 피처리체가 탑재될 수 있는 탑재대, 상기 피처리체를 동심원 형상의 온도 분포가 형성되도록 가열하는 가열부, 상기 가열부에 전력을 공급하는 전력 공급 수단, 상기 피처리체의 1개소 이상에 대응하여 설치된 온도 측정 수단, 및 상기 온도 측정 수단의 검출 값에 따라 상기 피처리체의 중앙부의 온도가 높고 주연부의 온도가 낮은 온도 분포를 유지한 상태로 상기 피처리체를 소정의 온도까지 승온하도록 상기 전력 공급 수단을 제어하는 전력 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 열 처리 장치이다.
또는, 본 발명은 진공 흡인 가능한 처리 용기, 상기 처리 용기 내에 설치되고 피처리체가 탑재될 수 있는 탑재대, 상기 피처리체를 동심원 형상으로 구분한 각 구역을 개별로 가열하는 복수의 구역 가열부, 각 구역 가열부에 전력을 공급하는 전력 공급 수단, 상기 전력 공급 수단에 의한 각 구역 가열부로 공급되는 파워, 또는 각 구역 가열부에서 방출되는 파워를 검출하는 파워 검출 수단과, 및 상기 파워 검출 수단의 검출 값에 따라 상기 피처리체의 중앙부의 온도가 높고 주연부의 온도가 낮은 온도 분포를 유지한 상태로 상기 피처리체를 소정의 온도까지 승온하도록 상기 전력 공급 수단을 제어하는 전력 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 열 처리 장치이다.
또는, 본 발명은 진공 흡인 가능한 처리 용기, 상기 처리 용기 내에 설치되고 피처리체가 탑재될 수 있는 탑재대, 상기 피처리체를 동심원 형상의 온도 분포가 형성되도록 가열하는 가열부, 상기 가열부에 전력을 공급하는 전력 공급 수단, 상기 전력 공급 수단에 의한 상기 가열부로 공급되는 파워, 또는 상기 가열부에서 방출되는 파워를 검출하는 파워 검출 수단, 및 상기 파워 검출 수단의 검출 값에 따라 상기 피처리체의 중앙부의 온도가 높고 주연부의 온도가 낮은 온도 분포를 유지한 상태로 상기 피처리체를 소정의 온도까지 승온하도록 상기 전력 공급 수단을 제어하는 전력 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 열 처리 장치이다.
바람직하게는 상기 파워 검출 수단은 전류 검출기, 전압 검출기 및 광량 검출기 중의 어느 한가지 이상을 포함한다.
또한 바람직하게는 상기 소정의 온도는 상기 피처리체의 열 팽창률이 충분히 낮아져서 상기 피처리체의 휘어짐이 발생하기 어려운 휘어짐 안전 온도이다. 특히 바람직하게는 상기 소정의 온도는 300℃ 이상의 온도이다.
또한 바람직하게는 상기 전력 제어 수단은 상기 피처리체가 상기 피처리체의 중앙부로부터 주연부로의 열 이동 속도보다도 느린 승온 속도로 승온되도록 상기 전력 공급 수단을 제어 가능하게 이루어져 있다.
또한 바람직하게는 상기 전력 제어 수단은 조작량을 제한하기 위한 리미터부를 포함하고 있다.
이 경우, 더욱 바람직하게는 상기 리미터부는 상기 피처리체의 승온시에 조작량이 포화되지 않도록, 고정적인 리미터 정수이고, 상기 조작량으로 리미터 처리를 실시하도록 이루어져 있다. 또는, 상기 리미터부는 상기 피처리체의 승온시에 조작량이 포화되지 않도록 가변적인 리미터 값으로 상기 조작량으로 리미터 처리를 실시하도록 이루어져 있다.
또한 바람직하게는 상기 전력 제어 수단은 각 구역 가열부로의 조작량을 제한하기 위한 복수의 리미터부를 포함하고 있고, 각 리미터부는 어느 한편의 구역 가열부로의 조작량이 포화되었을 때, 다른 구역 가열부로의 조작량으로 리미터 처리를 실시하도록 이루어져 있다. 이 경우, 더욱 바람직하게는 상기 리미터 처리에서 사용되는 리미터 값은 포화된 구역 가열부에 대한 조작량과 상기 구역 가열부의 포화 조작량의 비에 따라서 결정되도록 이루어져 있다.
도 1은 본 발명에 따른 처리 장치의 일 실시예를 나타내는 단면도,
도 2는 탑재대를 가열하는 가열 수단의 제어계를 나타내는 구성도,
도 3은 피처리체의 승온시의 온도 분포의 변이의 일례를 나타내는 모식도,
도 4는 본 발명에 따른 처리 장치의 변형예의 전력 제어 수단의 제어계의 일례를 나타내는 블록도,
도 5는 본 발명에 따른 처리 장치의 다른 변형예의 전력 제어 수단의 제어계의 일례를 나타내는 블록도,
도 6은 파워 검출 수단으로서 각 전력 공급부로부터의 출력 전류를 검출하는 전류 검출기를 설치한 상태를 나타내는 도면,
도 7은 파워 검출 수단으로서 각 전력 공급부로부터의 출력 전압을 검출하는 전압 검출기를 설치한 상태를 나타내는 도면,
도 8은 파워 검출 수단으로서 각 구역에 대응시켜 광량 검출기를 설치하여 각 가열 램프로부터의 열선의 광량을 검출하도록 한 상태를 나타내는 도면,
도 9는 종래 방법과 본 발명 방법에 의한 피처리체의 승온시의 열이동의 상태를 나타내는 도면,
도 10은 가열 수단의 변형예의 가열 램프를 나타내는 평면도,
도 11은 종래의 열 처리 장치의 일례를 나타내는 개략 구성도,
도 12는 탑재대상에서의 반도체 웨이퍼의 휘어짐 상태를 나타내는 모식도,
도 13은 본 발명에 따른 처리 장치의 다른 변형예의 전력 제어 수단의 제어계의 일례를 나타내는 블록도,
도 14는 본 발명에 따른 처리 장치의 다른 변형예의 전력 제어 수단의 제어계의 일례를 나타내는 블록도,
도 15는 본 발명에 따른 처리 장치의 다른 변형예의 전력 제어 수단의 제어계의 일례를 나타내는 블록도,
도 16은 실리콘의 열 팽창률과 온도의 관계를 나타내는 그래프,
도 17은 파워 검출 수단으로서 각 구역에 대응시켜 광량 검출기를 설치하고 반사광량 등을 검출하도록 한 상태를 나타내는 도면,
도 18은 도 10의 가열 램프의 변형예를 개시하는 평면도.
이하에, 본 발명에 따른 처리 장치의 일 실시예를 첨부 도면에 기초하여 상세히 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 처리 장치를 나타내는 단면 구성도, 도 2는 탑재대를 가열하는 가열 수단의 제어계를 나타내는 구성도, 도 3은 피처리체의 승온시의 온도 분포의 변이의 일례를 나타내는 모식도이다. 여기에서는, 처리 장치로서 낱장식의 성막 장치를 예로 들어 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 성막 장치(12)는 예컨대 대략 원통 형상의 알루미늄제의 처리 용기(14)를 갖고 있다. 이 처리 용기(14)내의 천정부에는 샤워 헤드부(16)가 O링 등의 시일(seal) 부재(17)를 통해 설치되어 있다. 샤워 헤드부(16)의 하면에는 다수의 가스 분사구(18)가 설치되어 있다. 이에 따라, 유량 제어된 처리 가스, 예컨대 각종 성막 가스가 다수의 가스 분사구(18)로부터 처리 공간(S)을 향하여 분사되도록 이루어져 있다.
처리 용기(14)내에는 처리 용기 바닥부로부터 기립하는 원통 형상의 리플랙터(20)가 설치되어 있다. 상기 리플랙터(20)상에, 예컨대 "L"자 형상의 3개의 유지 부재(22)(도 1에서는 2개만 도시됨)를 통해, 피처리체로서의 반도체 웨이퍼(W)를 탑재하기 위한 탑재대(24)가 설치되어 있다. 리플랙터(20)는 알루미늄으로 구성되어 있다. 유지 부재(22)는 열선 투과성 재료, 예컨대 석영에 의해 구성되어 있다. 또한, 탑재대(24)는 두께 1mm 정도로, 예컨대 카본 소재 또는 AlN 등의 세라믹 등에 의해 구성되어 있다.
탑재대(24)의 하방으로는 복수 개, 예컨대 3개의 L자 형상의 리프터 핀(26)(도시된 예에서는 2개만 도시됨)이 상방으로 기립하도록 설치되어 있다. 각 리프터 핀(26)의 기부는 리플랙터(20)를 외측으로 상하 이동 가능하게 관통하여, 링 부재(28)에 공통으로 접속되어 있다. 링 부재(28)는 처리 용기 바닥부를 관통하는 밀어 올림 봉(30)에 의해 상하 동작 가능하게 되어 있다. 이에 따라, 상기 리프터 핀(26)의 첨단이 탑재대(24)에 설치된 관통 리프터 핀 구멍(32)에 끼워져, 웨이퍼(W)를 들어 올리도록 이루어져 있다.
밀어 올림 봉(30)의 하방부와 용기 바닥부의 하면 사이에는, 처리 용기(14) 내부의 기밀 상태를 유지하기 위해서, 신축 가능한 벨로우즈(34)가 설치되어 있다. 밀어 올림 봉(30)의 하단은 액츄에이터(36)에 접속되어 있다.
처리 용기(14)의 바닥부의 주연부에는 배기구(38)가 설치되어 있다. 이 배기구(38)에는 도시하지 않은 진공 펌프에 접속된 배기 통로(40)가 접속되어 있다. 이에 따라, 처리 용기(14) 내부가 소정의 진공도로 유지될 수 있도록 이루어져 있다. 또한 처리 용기(14)의 측벽에는 웨이퍼를 반출 반입할 때에 개폐되는 게이트 밸브(42)가 설치되어 있다.
탑재대(24)의 바로 아래의 처리 용기 바닥부에는 석영 등의 열선 투과 재료로 이루어지는 투과창(44)이 O링 등의 시일 부재(46)를 통해 기밀하게 설치되어 있다. 투과창의 하방으로는 상기 투과창(44)을 둘러싸도록, 상자 형태의 가열실(48)이 설치되어 있다. 이 가열실(48)내에서는 예컨대 복수의 가열 램프로 이루어지는 가열 수단(50)이 반사경도 겸하는 회전대(52)에 부착되어 있다. 이 회전대(52)는 회전축을 통해, 가열실(48)의 바닥부에 설치된 회전 모터(54)에 의해 회전된다. 이 가열 수단(50)으로부터 방출된 열선은 투과창(44)을 투과하여 탑재대(24)의 하면을 조사한다. 이에 따라, 탑재대(24)가 가열될 수 있도록 이루어져 있다.
그리고 상기 가열 수단(50)은 이것에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 수단(56)에 접속되어 있다. 이 전력 공급 수단(56)은 예컨대 마이크로 컴퓨터 등으로 이루어지는 전력 제어 수단(58)에 의해 제어된다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 탑재대(24)의 이면측에는 이 부분의 온도를 측정하는 온도 측정 수단(60)이 설치되어 있다. 온도 측정 수단(60)은 예컨대 열전쌍으로 이루어진다. 온도 측정 수단(60)의 측정치는 상기 전력 제어 수단(58)으로 공급되도록 이루어져 있다.
여기에서, 탑재대(24)는 동심원 형상으로 복수개, 예컨대 3개의 구역(24A, 24B, 24C)으로 구분되어 있다. 그리고 상기 각 구역(24A 내지 24C)에 대응시켜, 온도 측정 수단(60)으로서의 열전쌍(60A, 60B, 60C)이 각각 설치되어 있다.
또한, 탑재대(24)의 각 구역(24A 내지 24C)에 대응시켜, 가열 수단(50)을 형성하는 복수의 가열 램프가 3개의 가열 램프 그룹(구역 가열부)(50A, 50B, 50C)으로 구분되어 있다. 따라서, 내측 원주의 가열 램프(50A)는 내측 원주의 구역(24A)을, 중간 원주의 가열 램프(50B)는 중간 원주의 구역(24B)을, 외주의 가열 램프(50C)는 외주의 구역(24C)을, 각각 주로 조사하도록 이루어져 있다. 그리고 전력 공급 수단(56)은 상기 3개의 각 램프 그룹(50A 내지 50C)에 접속되는 3개의 전력 공급부(56A, 56B, 56C)를 갖고 있다. 이에 따라, 공급 전력이 각 램프 그룹(50A 내지 50C)마다 개별적으로 제어될 수 있도록 이루어져 있다. 그리고 본 발명의 특징으로서 반도체 웨이퍼(W)의 승온시에는 전력 제어 수단(58)에 의해서, 웨이퍼(W)의 중앙부의 온도가 높고 주연부의 온도가 낮은 온도 분포를 갖게 한 상태로 웨이퍼(W)를 소정의 온도까지 승온할 수 있도록 이루어져 있다.
다음으로 이상과 같이 구성된 장치를 사용하여 수행되는 본 발명의 방법에 관해서 설명한다.
우선, 처리 용기(14)의 측벽에 설치된 게이트 밸브(42)가 개방되어, 도시하지 않은 반송 아암에 의해 처리 용기(14)내로 웨이퍼(W)가 반입된다. 한편, 리프터 핀(26)이 밀어 올림 봉(30)을 통해 밀어 올려지고, 탑재대(24)로부터 돌출된다. 웨이퍼(W)는 돌출되어 있는 리프터 핀(26)상에 건네진다. 그리고 리프터 핀(26)이 강하함으로써, 웨이퍼(W)가 탑재대(24)상에 설치된다.
다음으로, 도시하지 않은 처리 가스원으로부터 처리 가스로서의 소정의 성막 가스가 샤워 헤드부(16)로 소정량씩 공급된다. 성막 가스는 가스 분사구(18)로부터 처리 용기(14)내로 대략 균등하게 공급된다. 이와 동시에, 배기구(38)로부터 내부 분위기가 흡인 배기되어, 처리 용기(14) 내부가 소정의 진공도, 예컨대 600Pa 정도로 설정된다. 또한, 탑재대(24)의 하방으로 위치하는 가열 수단(50)의 각 가열 램프 그룹(50A 내지 50C)이 회전 모터(54)에 의해서 회전되면서 구동하여 열 에너지를 방사한다.
방사된 열선은 투과창(44)을 투과한 후, 탑재대(24)의 이면을 조사하여 이것을 가열한다. 이 탑재대(24)는 상술한 바와 같이 1mm 정도로 대단히 얇기 때문에 신속히 가열된다. 따라서, 이 위에 탑재되어 있는 웨이퍼(W)도, 신속하게 소정 온도, 예컨대 550℃ 정도까지 가열될 수 있다. 공급된 성막 가스는 소정의 화학 반응을 발생시키고, 박막이 웨이퍼 표면의 전면에 퇴적하여 형성되게 된다.
여기에서, 종래의 방법에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 온도를 상승시킬 때에는 웨이퍼 전면이 균일한 온도로 승온된다. 이 때문에, 도 9a에서 도시한 바와 같이 열이 웨이퍼 이면으로부터 표면으로 이동하여 웨이퍼 표리면간의 온도차가 커져 버린다.
한편, 본 발명의 방법에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 온도를 상승시킬 때에는, 웨이퍼의 중앙부가 높아지고 주연부에서 낮아지는 온도 분포로 웨이퍼가 승온된다. 이 때문에, 도 9b에 도시한 바와 같이, 열의 이동에 관해서 웨이퍼 이면으로부터 표면으로 향하는 성분과, 웨이퍼 중심으로부터 주변 테두리로 향하는 성분이 발생하고, 결과적으로 웨이퍼 표면과 이면 사이의 온도차가 작아진다.
또한, 구체적으로는 본 발명의 방법에 있어서는, 도 3에 나타낸 바와 같은 온도 분포로 웨이퍼(W)를 소정의 온도까지 승온하는 것이 바람직하다.
즉, 탑재대(24)의 각 구역(24A 내지 24C)마다 설치된 각 열전쌍(60A 내지 60C)의 검출 값이 전력 제어 수단(58)으로 입력된다. 이러한 검출 값에 기초하여 전력 공급 수단(56)의 각 전력 공급부(56A 내지 56C)가 제어된다. 이에 따라, 각 구역별 가열 램프 그룹(50A 내지 50C)의 전력 공급량이 결정된다. 이 때, 도 3에 나타낸 바와 같은 탑재대(24)의 온도 분포가 유지되도록, 각 가열 램프 그룹(50A 내지 50C)으로의 전력 공급량은 당연히 피드백 제어되고 있다.
도 3에 있어서, 시간의 경과는 그래프에서 하방으로부터 상방을 향하여 표시되었다. 도 3에는 소정의 시간 간격마다의 온도 분포의 추이를 나타냈다. 도 3에 도시한 바와 같이 탑재대(24)의 중앙부와 주연부 사이의 온도차는 대략 Δt℃로 되어 있고, 중앙부의 온도가 높은 볼록한 형태의 온도 분포가 형성되어 있다. 이 온도 분포 상태가 유지된 채로, 웨이퍼 전체의 온도가 상승해 간다. 그리고 웨이퍼 중앙부의 온도가 설정치인 550℃에 대략 도달하면, 주연부의 온도만을 상승시키는 조작이 어느 정도의 시간만큼 추가로 속행된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 전체의 온도가 설정치인 550℃로 설정된다.
이 경우, 상기 온도차 Δt℃는 웨이퍼(W)의 직경이나 목표 온도의 설정치에도 좌우되지만, 웨이퍼(W)가 300mm(12인치) 사이즈일 때에는 예컨대 10℃ 내지 30℃ 정도이다.
또한, 상기 승온 과정에 있어서, 웨이퍼 중앙부의 온도가 휘어짐 안전 온도, 예컨대 300℃ 내지 350℃에 도달했으면, 그 후에는 균일한 온도 분포(볼록 형상이 아닌 평평한 온도 분포)로 온도를 상승시킬 수도 있다. 이 이유는 이 휘어짐 안전 온도 이상의 온도 영역에서는 실온 정도의 온도 영역에 비해, 웨이퍼의 구성재료의 열 팽창률이 작고, 그 때문에 휘어짐 변형의 응력이 휘어짐 안전 온도 이상의 영역에서는 완화되기 때문이다. 이 경우에는 웨이퍼의 승온 속도를 조금 높일 수 있다. 여기에서, 휘어짐 안전 온도란 평평한 온도 분포로 온도를 상승시켜도 웨이퍼(W)에 휘어짐 변형이 발생되지 않는 온도 대역을 말한다.
또한, 여기에서 중요한 점은 도 3에 나타낸 바와 같이, 반도체 웨이퍼(W)의 승온 속도(V1)를 웨이퍼의 중앙부로부터 주연부로의 열의 열 이동 속도(V2)보다도 느리게 설정하고 있는 점이다. 승온 속도(V1)가 열 이동 속도(V2)보다도 너무 빠르면, 웨이퍼(W)의 이면으로부터 표면으로 향하는 열의 이동 성분이 증가한다. 따라서, 웨이퍼(W)의 표면과 이면 사이의 열 팽창차가 커져, 웨이퍼에 휘어짐 변형이 발생할 수 있다. 그러나, 본 실시예와 같이 웨이퍼(W)의 중앙부와 주연부 사이의 온도차를 Δt℃ 정도로 유지한 채로 승온하고, 승온 속도(V1)를 열 이동 속도(V2)보다도 시간이 늦도록 설정하면, 웨이퍼에 휘어짐 변형이 발생하지 않으면서 또한 스루풋을 저하시키지 않고, 이들 온도를 상승시키는 것이 가능하다.
여기에서, 탑재대의 열응력에 따른 파손 방지 및 웨이퍼의 휘어짐 변형 방지라는 견지로부터, Δt℃는 10℃ 내지 30℃ 정도의 범위인 것이 바람직하다.
이 경우, 웨이퍼(W)의 승온 속도(V1)는 웨이퍼에 휘어짐 변형을 발생시키지 않으면서도 스루풋을 저하시키지 않는 속도로, 예컨대 10℃/sec 정도로 설정될 수 있다.
또한, 웨이퍼 승온시의 처리 용기(14)내의 압력은 웨이퍼(W)와 탑재대(24) 사이의 열전도성을 비교적 양호하게 유지하기 때문에, 상술한 바와 같이 처리 압력보다도 높은 600Pa 정도로 설정되어 있지만, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 실시예에서는, 탑재대(24)의 각 구역마다 개별적으로 가열 램프 그룹이 설치되어 있지만, 이에 한정되지 않는다. 원하는 온도 분포가 얻어지면, 구역마다 가열 램프를 설치할 필요는 없고, 설치되는 가열 램프의 수는 구역 수보다 적을 수도 있다. 예컨대 1개의 가열 램프만이 설치될 수도 있다.
또한, 상기 실시예에서는 탑재대(24)의 각 구역(24A 내지 24C)마다 열전쌍(60A 내지 60C)이 설치되어 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 온도 분포를 검출하기 위해서, 2개의 열전쌍만이 설치될 수 있다. 예컨대 내측 원주 구역(24A)과 외측 원주 구역(24C)에, 각각 열전쌍(60A, 60C)이 설치될 수 있다. 이 경우, 온도 제어에 사용하기 위한 중간 원주 구역(24B)의 온도로서, 상기 2개의 열전쌍(60A, 60C)에 의한 각 검출 값의, 예컨대 중간치가 이용될 수 있다.
또한, 어떤 구역에 열전쌍이 하나만 설치되는 경우, 다른 구역에 관해서는 도 3에 나타낸 바와 같은 온도 분포가 발생되도록, 미리 정한 비율로 각 구역에 전력이 투입될 수 있다. 도 4는 이러한 방법에 따라서 제어되는 전력 제어 수단(58)의 제어계의 일례를 나타내는 블록도이다. 이 경우, 예컨대 내측 원주 구역(24A)에만 열전쌍(60A)이 설치되고, 다른 구역(24B, 24C)에는 열전쌍이 설치되지 않는다.
도 4에 있어서, 비교부(62)가 설정 온도의 값과 열전쌍(60A)으로부터의 계측치를 비교하여 편차를 출력한다. 제어부(64)가 상기 비교부(62)로부터의 편차에 따라 제어량을 결정한다. 그리고 제어부(64)로부터 출력된 하나의 조작량에 대해 각 구역마다 대응하여 가변의 게인 정수(K1, K2, K3)가 승산(乘算)된다. 승산의 각 결과가 각 전력 공급부(56A 내지 56C)로 각각 출력된다. 여기에서, 예컨대 내측 원주 구역(24A)에 대응하는 게인(K1)이 "1"로 설정되면, 다른 게인 정수(K2, K3)는 상술한 도 3에 나타낸 바와 같은 온도 분포를 형성하도록, 각각 "1" 이하의 수치로 미리 설정된다. 그리고 열전쌍(60A)의 검출 값이 목표치인 설정 온도에 도달했으면, 다른 게인 정수(K2, K3)도 순차적으로 "1"을 향하여 변화되어 간다. 이에 따라, 최종적으로 웨이퍼 전면의 온도가 설정 온도로 유지될 수 있다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 각 게인 정수(K1, K2, K3)에 따른 승산 결과의 출력 조작량에 대해, "1"보다 작은 정수, 예컨대 "0.7" 등의 리미터 정수(LC)를 공통으로 승산하고(고정적), 웨이퍼 승온시에 조작량이 포화되지 않도록 설정할 수도 있다. 이것은 전력 공급부(56A 내지 56C)의 증폭기의 출력이 포화되는 것을 방지하기 때문에 효과적이다. 또는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 게인 정수(K1)의 입력 조작량(U1)에 대하여 이 출력 조작량이 U1sus로 포화되었으면, 포화율 K1= U1sus/U1을 구하고, 이 포화율 K1을 리미터 값 LC(가변적)로 하여 다른 가열 램프(50B, 50C)에 대한 조작량에 곱할 수도 있다.
또한, 도 2에 나타낸 장치의 경우, 각 구역(24A 내지 24C)의 온도가 직접적으로 측정되지만, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 각 구역(24A 내지 24C)에 대응하는 각 구역 가열부(가열 램프)(50A 내지 50C)에 투입되는 파워 및 각 구역(24A 내지 24C)에서 방출되는 파워를 검출하는 파워 검출 수단을 설치하고, 이 파워 검출 수단의 각 검출 값에 근거하여, 전력을 제어하도록 할 수도 있다.
도 6은 파워 검출 수단으로서, 각 전력 공급부(56A 내지 56C)로부터의 출력 전류를 검출하는 전류 검출기(66A, 66B, 66C)가 설치된 경우를 나타내고 있다. 도 7은 파워 검출 수단으로서 각 전력 공급부(56A 내지 56C)에서의 출력 전압을 검출하는 전압 검출기(68A, 68B, 68C)가 설치된 경우를 나타내고 있다.
그리고 검출된 출력 전류 또는 출력 전압에 근거하여 전력 제어 수단(58)은 각 가열 램프(50A 내지 50C)로의 공급 전력을 제어하게 된다.
또한, 도 8에 나타낸 바와 같이 파워 검출 수단으로서, 각 구역(24A 내지 24C)에 대응시켜 탑재대까지 연장되는 광섬유 등을 갖는 광량 검출기(70A, 70B, 70C)가 설치되는 경우에는, 각 가열 램프(50A 내지 50C)로부터의 열선의 광량이 검출될 수 있다. 또는, 광량 검출기(70A 내지 70C)는 도 17에 나타낸 바와 같이, 각 구역(24A 내지 24C)에서의 반사광량을 검출하거나 각 구역(24A 내지 24C)에서 방사되는 적외선 광 등을 검출하도록 이루어질 수도 있다. 이러한 경우, 광량 검출기(70A 내지 70C)의 검출 값에 근거하여, 전력 제어 수단(58)은 각 가열 램프(50A 내지 50C)로의 공급 전력을 제어하게 된다.
따라서, 도 6 내지 도 8에 나타낸 각 장치의 경우에도 웨이퍼(W)의 중앙부와 주연부 사이의 온도차를 Δt℃ 정도로 유지한 채로 웨이퍼의 온도를 상승시킴으로써, 웨이퍼에 휘어짐 변형이 발생되지 않으면서도, 스루풋을 저하시키지 않고, 이들 온도를 상승시키는 것이 가능해진다.
또한, 탑재대(24)의 온도를 직접적으로 측정하기 위해서, 하나 이상의 열전쌍이 설치되어 있는 것이 바람직하다. 도 6 내지 도 8에 있어서는 내측 원주 구역(24A)에 대응한 열전쌍(60A)이 설치되어 있다.
이상 설명한 본 실시예에서는, 탑재대(24)에 도 3에 나타낸 바와 같은 온도 분포를 실현하기 위해서, 각 구역(24A 내지 24C) 마다 투입하는 전력이 제어되어 있다. 이 사용 방법에 부가하여, 또는 이 사용 방법을 실시하지 않고 웨이퍼 승온시에 처리 용기(14) 내의 압력을 점성류 이하의 압력까지 저하시키도록 할 수도 있다. 실제로는 점성류 이하의 압력이란, 133Pa(1Torr)이하의 압력을 가리키고, 분자류의 영역의 압력이다.
이에 따라, 탑재대(24)와 웨이퍼(W) 사이의 열 이동은 전도와 복사에 의한 것이 지배적이고, 대류에 의한 열이동은 거의 없게 된다. 이 때문에, 양자의 열전달이 다소 억제되게 된다. 그 결과, 웨이퍼의 승온 속도 자체가 억제되어 느려지는 동시에, 웨이퍼 중심에서 주연부로 향하는 열의 이동성분이 증가하기 때문에, 그 만큼 웨이퍼의 표면과 이면과의 사이의 온도차가 적어진다. 따라서 웨이퍼 자체에 휘어짐에 따른 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는 가열 수단으로서, 점광원으로 이루어지는 가열 램프가 사용되고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 필라멘트 등을 코일 형상으로 권취하여 이루어지는 선 광원 램프가 사용될 수 있다. 이 경우, 예컨대 도 10에 도시한 바와 같이 필라멘트(90)를 코일 형상으로 감은 복수 개, 예컨대 4개의 선상 가열 램프(92)가 방사상으로 배치될 수 있다. 여기서, 필라멘트(90)는 고밀도 부분(92A), 중밀도 부분(92B) 및 저밀도 부분(92C)을 순차적으로 형성하도록 감겨져 있다. 그리고, 각 선상 가열 램프(92)를 그 고밀도 부분(92A)이 회전대(52)의 중심측에 위치하도록 배치하면, 도 3에 나타낸 바와 같은 구역 형상의 온도 분포를 얻을 수 있다.
또한, 예컨대 도 18에 도시한 바와 같이 필라멘트(90)를 코일 형상으로 감은 복수 개, 예컨대 4개의 선상 가열 램프(92, 93)가 방사상으로 배치될 수 있다. 그리고, 각 선상 가열 램프(92)를 그 고밀도 부분(92A)이 회전대(52)의 중심측에 위치하도록 배치하는 한편, 각 선상 가열 램프(93)를, 그 저밀도 부분(92C)이 회전대(52)의 중심측에 위치하도록 배치한다. 이에 따르면, 선상 가열 램프(92)의 점등에 의해 도 3에 나타낸 바와 같은 구역 형상의 온도 분포에서의 승온이 가능하다. 그리고, 소정의 온도에 도달한 후, 선상 가열 램프(93)도 점등함으로써 균일한 온도 분포에서의 승온이 가능하다.
또한, 상기 실시예에서는 탑재대(24)가 3개의 구역으로 구분되어 있지만, 구분 수는 2이상의 임의의 수일 수 있다. 또한, 상기 실시예에서는 탑재대(24)가 동심원 형태의 구역으로 구분되어 있지만, 이에 한정되지 않는다. 탑재대는 예컨대, 복수의 원형 스폿 형태의 구역으로 구분될 수 있다. 또한, 가열 수단은 가열 램프로 한정되지 않고, 탑재대에 매립하여 설치될 수 있는 저항 가열 히터일 수도 있다.
또한, 본 발명은 성막 장치 뿐만 아니라, 에칭 처리, 산화 확산 처리, 어닐링 개질 처리 등에도 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는 피처리체로서 반도체 웨이퍼를 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되지 않고, LCD 기판, 유리 기판 등에도 적용할 수 있다.
다음으로, 도 13을 사용하여, 본 발명의 다른 실시예에 관해서 설명한다. 도 13은 본 실시예의 전력 제어 수단(58)의 제어계의 일례를 나타내는 블록도이다. 도 13에 도시된 전력 제어 수단(58)에는 각 구역의 조작량을 제한하기 위해서, 리미터부(LIM1, LIM2, LIM3)가 설치되어 있다.
이하, 본 실시예에 관해서, 상기한 실시예와 다른 부분만이 설명되고, 동일한 부분의 설명은 생략된다.
도 13에 있어서, 각 구역에 대응한 비교부(62A, 62B, 62C)가, 각 구역의 설정 온도의 값과 각 열전쌍(60A 내지 60C)으로부터의 계측치를 각각 비교하고, 편차를 출력한다. 제어부(64)가 상기 비교부(62A 내지 62C)로부터의 편차에 따라 제어 계산을 실시하고, 각 조작량(U1, U2, U3)을 구한다. 그리고, 제어부(64)로부터 출력된 각 조작량(U1 내지 U3)에 대해, 각 구역마다 대응하여 가변의 게인 정수(K1, K2, K3)가 승산된다. 그리고, 게인 승산 후의 출력에, 각 리미터부(LIM1 내지 LIM3)에서 미리 정해진 각 리미터 정수(LC1 내지 LC3)에 의해 리미터를 걸고, 그 출력이 각 전력 공급부(56A 내지 56C)로 출력되도록 이루어져 있다. 즉, 각 리미터부(LIM1 내지 LIM3)는 고정 리미터로서 동작한다. 여기에서, 예컨대 내측 원주 구역(24A)에 대응하는 게인(K1)이 "1"로 설정되면, 다른 게인 정수(K2, K3)는 상술한 도 3에 나타낸 바와 같은 온도 분포를 형성하도록, 각각 "1" 이하의 수치로 미리 설정된다. 그리고 내측 원주 구역의 열전쌍(60A)의 검출 값이 목표치인 설정 온도에 도달했으면, 다른 게인 정수(K2, K3)도 순차 "1"로 향하여 변화되어 간다. 이에 따라, 최종적으로, 웨이퍼 전면의 온도가 설정 온도로 유지될 수 있다.
또한, 각 리미터부(LIM1 내지 LIM3)에는 "1" 이하의 정수의 리미터 정수(LC1 내지 LC3)가 각각 설정되어 있다. 이 값은 예컨대 LC1= 0.9, LC2= C2·LC1, LC3= C3·LC1로서 설정될 수 있다. 여기서 C2 및 C3는 가열부 전체에서의 전력 파워의 밸런스가 동일해지도록 미리 정해진 평균화 정수이다. 즉, Cj(j는 양의 정수)는 각 채널의 조작량이 포화된 경우라도, 도 3에 나타내는 것 같은 온도 분포를 유지할 수 있도록, 각 채널의 조작량의 비율을 미리 채널마다 정한 정수(평균화 정수)이다.
또한 LC1= 0.9가 의미하는 것은 상술한 고정적 리미터와는 달리, 예컨대 다음과 같은 것이다. 즉, 전력 공급부(56A)의 입력 조작량(W1)이 특정 하한값 이상이 되면 출력이 포화된다. 이 때 특정 하한값을 W1sus라 한다. 그리고 리미터부(LIM1)의 입력 조작량을 V1, 출력 조작량을 W1으로 하면, V1<0.9·W1sus의 경우에는 리미터부 출력은 W1= V1이지만, V1≥ 0.9·W1sus의 경우에는 리미터부 출력은 V1과는 무관하게 0.9·W1sus가 된다. 즉, 여기에서 말하는 리미터부는 그 출력 조작량을 (리미터 정수)× Wisus의 값에 클램프하는 기능을 갖고 있다. 이러한 리미터 처리는 다른 각 리미터부(LIM2, LIM3)에 있어서도 동일하게 실시된다.
만약 일부 구역의 조작량이 포화되면, 공급 열량의 밸런스가 무너져 승온시의 온도 분포(도 3 참조)를 유지할 수 없어서 무너져 버릴 수 있다. 그러나, 이와 같이 리미터를 걸어 둠으로써, 승온 속도는 다소 저하되지만, 도 3에 나타낸 바와 같은 온도 분포를 유지한 채로 웨이퍼의 온도를 확실히 상승시킬 수 있다.
이와 같이 고정적인 리미터 정수(LC1 내지 LC3)를 각 조작량으로 걸어 둠으 로써, 조작량의 포화가 발생하는 것을 방지하고, 온도 분포의 붕괴가 발생하지 않고 웨이퍼의 온도를 가급적 빠르게 상승시킬 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는 탑재대(24)의 각 구역(24A 내지 24C)마다 열전쌍(60A 내지 60C)이 설치되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 온도 분포를 검출하기 위해서, 2개의 열전쌍만이 설치될 수 있다. 예컨대 내측 원주 구역(24A)과 외측 원주 구역(24C)에, 각각 열전쌍(60A, 60C)이 설치될 수 있다. 이 경우, 온도 제어에 사용하기 위한 중간 원주 구역(24B)의 온도로서, 상기 2개의 열전쌍(60A, 60C)에 의한 각 검출 값의 예컨대 중간치가 이용될 수 있다.
또한, 어떤 구역에 열전쌍이 하나만 설치되는 경우, 다른 구역에 관해서는 도 3에 나타낸 바와 같은 온도 분포를 발생시키도록, 미리 정한 비율로 각 구역에 전력이 투입될 수 있다. 도 14는 이러한 제어를 실시할 때의 블록도를 나타내고 있고, 내측 원주 구역(24A)에만 열전쌍(60A)을 설치한 경우를 나타내고 있다. 이 제어부(64)는 열전쌍(60A)의 검출 값과 미리 정해진 전력 비율에 근거하여, 중간 원주 구역 및 외측 원주 구역의 각 조작량(U2, U3)도 연산에 의해 결정된다.
또한 상기 실시예에서는 각 리미터부(LIM1 내지 LIM3)에 있어서, 조작량에 대해 상시 고정적인 리미터 정수(LC1 내지 LC3)에 의해 리미터를 걸도록 하고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 웨이퍼의 승온시에 어느 하나의 구역에 대응하는 조작량이 포화되었을 때, 또한 그에 대응시켜 가변적인 제어치를 다른 구역의 리미터 값에 승산하여 최종적인 출력 조작량을 제한하도록 할 수도 있다. 즉, 리미터부는 고정 리미터가 아니라, 가변 리미터로서 동작할 수도 있다. 이에 따라, 조작량이 포화되어도, 도 3에 나타낸 바와 같은 온도 분포를 유지한 채로 웨이퍼의 온도를 상승시킬 수 있다.
도 15는 이러한 제어를 실시하기 위한 전력 제어 수단(58)의 제어계의 일례를 나타내는 블록도이다.
도면 중의 제어부(64)는 각 구역에 대응한 3개의 채널의 조작량을 연산하고 있다. 이 때, 조작량이 포화를 일으킨 채널을, 가령 "i"채널이라고 하고, 제어 계산에 근거하는 LIMi의 입력 조작량을 Vi, 전력 공급부(56i)가 포화를 일으킬 때의 입력 조작량을 Wisus라 한다. 그리고 상기 두가지 조작량의 비 Li를 이하의 식과 같이 정의한다.
Li = Vi/Wisus
그리고 상기 비 Li에 근거하여 포화를 일으키지 않는 다른 채널의 리미터 값 LCj가 이하의 식과 같이 요구되고, 이것이 포화되어 있는 채널 이외의 다른 채널의 리미터부로 리미터값으로서 송출된다.
LCj = (Cj/Li) ×(Vj/Wjsus)
여기서 Cj는 상술한 바와 같이 각 채널의 전력 파워가 평균화되도록 미리 정해진 평균화 정수이다.
상기 제어 연산에 의하면, 예컨대 내측 원주 구역의 채널의 조작량이 포화된 경우, 각 리미터 값은 이하에 나타낸 표와 같이 된다.
또한 여기에서, LC1 = 1로 하고, 각 구역에 있어서의 클램프된 출력 조작량 은 (LCj ×Wjsus)로 주어진다.
리미터 값 LCj 리미터 출력
클램프 온(on) 클램프 오프(off)
내측 원주 구역 1 W1SUS V1
중간 원주 구역 (C2/L1)×(V2/W2SUS) V2×C2/L1 V2
외측 원주 구역 (C3/L1)×(V3/W3SUS) V3×C3/L1 V3

즉, 어느 한가지 구역에 대응하는 조작량이 조작량 포화를 일으킨 경우에는 조작량 포화를 일으키지 않은 채널의 조작량에 대해, 조작량 포화를 일으킨 채널로부터의 정보에 따라서 동적으로 조작량 제한이 걸린다. 따라서, 어느 한가지 구역에 대응하는 조작량이 포화를 일으키더라도, 각 채널의 출력 조작량이 적절히 유지된다. 이에 따라, 도 3에 나타낸 바와 같은 온도 분포를 보다 정확하게 유지하면서, 웨이퍼를 승온할 수 있고, 이로써 웨이퍼에 휘어짐이 발생하는 것을 확실히 방지할 수 있다.
또한, 상기 설명에서 리미터의 개념으로서, 조작량 Wj를 클램프하는 개념으로 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 고정 리미터의 경우, 모든 구역에 일정한 리미터 정수를 가지고, 입력 조작량 Vj에 대하여 출력이 포화되지 않도록 이 리미터 정수를 항상 승산하는 것도 가능하다.
또한, 가변 리미터의 경우, 어느 한가지 구역에서 조작량이 포화를 일으켰을 때, 다른 구역에서는 조작량이 클램프되는 것을 기다리지 않고 곧 조작량을 제한하는 것도 가능하다.

Claims (20)

  1. 진공 흡인 가능한 처리 용기내에 설치된 탑재대에 피처리체를 탑재하는 탑재 공정과, 상기 피처리체를 소정의 온도까지 승온하는 승온 공정을 구비한 열 처리 방법에 있어서,
    상기 승온 공정의 적어도 일부에서, 상기 피처리체는 상기 피처리체의 중앙부의 온도가 높고 주연부의 온도가 낮은 온도 분포가 유지된 상태로 승온되도록 이루어진 것을 특징으로 하는
    열 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 승온 공정의 적어도 일부에서, 상기 피처리체는 상기 피처리체의 중앙부로부터 주연부로의 열 이동 속도보다도 느린 승온 속도로 승온되도록 이루어진 것을 특징으로 하는
    열 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 온도는 상기 피처리체의 열 팽창률이 충분히 낮아져 상기 피처리체의 휘어짐이 발생하기 어려운 휘어짐 안전 온도인 것을 특징으로 하는
    열 처리 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 열 처리 방법에 있어서,
    진공 흡인 가능한 처리 용기내에 설치된 탑재대에 피처리체를 탑재하는 탑재 공정과,
    상기 피처리체를 소정의 온도까지 승온하는 승온 공정과,
    상기 승온 공정의 적어도 일부에서, 상기 처리 용기 내의 압력을 점성류 이하의 압력으로 설정하는 압력 설정 공정을 구비하며,
    상기 소정의 온도는 상기 피처리체의 열 팽창률이 충분히 낮아져 상기 피처리체의 휘어짐이 발생하기 어려운 휘어짐 안전 온도인 것을 특징으로 하는
    열 처리 방법.
  7. 열 처리 장치에 있어서,
    진공 흡인 가능한 처리 용기와,
    상기 처리 용기내에 설치되고 피처리체가 탑재될 수 있는 탑재대와,
    상기 피처리체를 동심원 형상으로 구분한 각 구역을 개별적으로 가열하는 복수의 구역 가열부와,
    각 구역 가열부로 전력을 공급하는 전력 공급 수단과,
    상기 피처리체의 각 구역의 적어도 하나에 대응하여 설치된 온도 측정 수단과,
    상기 온도 측정 수단의 검출 값에 근거하여 상기 피처리체의 중앙부의 온도가 높고 주연부의 온도가 낮은 온도 분포를 유지한 상태로 상기 피처리체를 소정의 온도까지 승온하도록 상기 전력 공급 수단을 제어하는 전력 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는
    열 처리 장치.
  8. 열 처리 장치에 있어서,
    진공 흡인 가능한 처리 용기와,
    상기 처리 용기내에 설치되고 피처리체가 탑재될 수 있는 탑재대와,
    상기 피처리체를 소정의 온도 분포가 형성되도록 가열하는 가열부와,
    상기 가열부에 전력을 공급하는 전력 공급 수단과,
    상기 피처리체의 중앙부의 온도가 높고 주연부의 온도가 낮은 온도 분포를 유지한 상태로 상기 피처리체를 소정의 온도에까지 승온하도록 상기 전력 공급 수단을 제어하는 전력 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는
    열 처리 장치.
  9. 열 처리 장치에 있어서,
    진공 흡인 가능한 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 설치되고 피처리체가 탑재될 수 있는 탑재대와,
    상기 피처리체를 동심원 형상의 온도 분포가 형성되도록 가열하는 가열부와,
    상기 가열부에 전력을 공급하는 전력 공급 수단과,
    상기 피처리체의 1개소 이상에 대응하여 설치된 온도 측정 수단과,
    상기 온도 측정 수단의 검출 값에 근거하여 상기 피처리체의 중앙부의 온도가 높고 주연부의 온도가 낮은 온도 분포를 유지한 상태로 상기 피처리체를 소정의 온도까지 승온하도록 상기 전력 공급 수단을 제어하는 전력 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는
    열 처리 장치.
  10. 열 처리 장치에 있어서,
    진공 흡인 가능한 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 설치되고 피처리체가 탑재될 수 있는 탑재대와,
    상기 피처리체를 동심원 형상으로 구분한 각 구역을 개별적으로 가열하는 복수의 구역 가열부와,
    각 구역 가열부에 전력을 공급하는 전력 공급 수단과,
    상기 전력 공급 수단에 의해 각 구역 가열부에 공급되는 파워, 또는 각 구역 가열부에서 방출되는 파워를 검출하는 파워 검출 수단과,
    상기 파워 검출 수단의 검출 값에 근거하여 상기 피처리체의 중앙부의 온도가 높고 주연부의 온도가 낮은 온도 분포를 유지한 상태로 상기 피처리체를 소정의 온도까지 승온하도록 상기 전력 공급 수단을 제어하는 전력 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는
    열 처리 장치.
  11. 열 처리 장치에 있어서,
    진공 흡인 가능한 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 설치되고 피처리체가 탑재될 수 있는 탑재대와,
    상기 피처리체를 동심원 형상의 온도 분포가 형성되도록 가열하는 가열부와,
    상기 가열부에 전력을 공급하는 전력 공급 수단과,
    상기 전력 공급 수단에 의해 상기 가열부에 공급되는 파워, 또는 상기 가열부에서 방출되는 파워를 검출하는 파워 검출 수단과,
    상기 파워 검출 수단의 검출 값에 근거하여 상기 피처리체의 중앙부의 온도가 높고 주연부의 온도가 낮은 온도 분포를 유지한 상태로 상기 피처리체를 소정의 온도까지 승온하도록 상기 전력 공급 수단을 제어하는 전력 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는
    열 처리 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 파워 검출 수단은 전류 검출기, 전압 검출기 및 광량 검출기중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
    열 처리 장치.
  13. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정의 온도는 상기 피처리체의 열 팽창률이 충분히 낮아져 상기 피처리체의 휘어짐이 발생하기 어려운 휘어짐 안전 온도인 것을 특징으로 하는
    열 처리 장치.
  14. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정의 온도는 300℃ 이상의 온도인 것을 특징으로 하는
    열 처리 장치.
  15. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 제어 수단은 상기 피처리체가 상기 피처리체의 중앙부로부터 주연부로의 열 이동 속도보다도 느린 승온 속도로 승온되도록 상기 전력 공급 수단을 제어 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는
    열 처리 장치.
  16. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 제어 수단은 조작량을 제한하기 위한 리미터부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는
    열 처리 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 리미터부는 상기 피처리체의 승온시에 조작량이 포화되지 않도록, 고정적인 리미터 정수로, 상기 조작량에 리미터 처리를 실시하도록 이루어진 것을 특징으로 하는
    열 처리 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 리미터부는 상기 피처리체의 승온시에 조작량이 포화되지 않도록, 가변적인 리미터 값으로, 상기 조작량에 리미터 처리를 실시하도록 이루어진 것을 특징으로 하는
    열 처리 장치.
  19. 제 7 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 전력 제어 수단은 각 구역 가열부로의 조작량을 제한하기 위한 복수의 리미터부를 포함하고 있고,
    각 리미터부는 어느 하나의 구역 가열부로의 조작량이 포화했을 때에, 다른 구역 가열부로의 조작량에 리미터 처리를 실시하도록 이루어진 것을 특징으로 하는
    열 처리 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 리미터 처리에 있어서 사용되는 리미터 값은 포화된 구역 가열부에 대한 조작량과, 상기 구역 가열부의 포화 조작량의 비에 근거하여 결정되도록 이루어진 것을 특징으로 하는
    열 처리 장치.
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