KR20090026059A - 반도체 제조 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

반도체 제조 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090026059A
KR20090026059A KR1020080085238A KR20080085238A KR20090026059A KR 20090026059 A KR20090026059 A KR 20090026059A KR 1020080085238 A KR1020080085238 A KR 1020080085238A KR 20080085238 A KR20080085238 A KR 20080085238A KR 20090026059 A KR20090026059 A KR 20090026059A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
value
pressure
substrate
wafer
Prior art date
Application number
KR1020080085238A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101002258B1 (ko
Inventor
마사시 스기시타
마사아키 우에노
아키라 하야시다
Original Assignee
가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 filed Critical 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
Publication of KR20090026059A publication Critical patent/KR20090026059A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101002258B1 publication Critical patent/KR101002258B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B17/00—Furnaces of a kind not covered by any preceding group
    • F27B17/0016—Chamber type furnaces
    • F27B17/0025—Especially adapted for treating semiconductor wafers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

본 발명은, 기판의 원주 방향 온도차를 경감할 수 있고, 또한, 온도 센서에 불량이 발생하더라도 계속하여 기판을 처리할 수 있는 반도체 제조 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.
반도체 제조 장치(1010)는, 웨이퍼(1400)를 처리하는 반응관(1014)과, 반응관을 가열하는 히터(1052)와, 배기관(1082)과, 배기관(1082)에 냉각 가스를 흘릴 때, 배기관(1082) 내의 압력치를 검출하는 압력 센서(1092)와 히터(1052) 및 냉각 가스 배기 장치(1084)를 제어하여 웨이퍼(1400)를 처리하는 제어부(1200)를 가지며, 제어부(1200)는, 웨이퍼(1400) 주연부 상태를 검출하는 복수의 제2 온도 검출부(1064)의 평균치와, 기판 중심부의 상태를 검출하는 제1 열전대(1062)의 측정치를 미리 취득하여, 취득한 측정치를 토대로 히터(1052) 및 냉각 가스 배기 장치(1084)를 제어한다.
Figure P1020080085238
색인어 냉각 가스 배기 장치, 냉각 가스 유로

Description

반도체 제조 장치 및 기판 처리 방법{SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 기판을 처리하는 기판 처리 방법 및 반도체 제조 장치에 관한 것으로서, 특히, 열처리 장치에 구비되는 기판 근방의 온도를 측정하는 열전대에 있어서, 복수의 열전대를 기판의 원주 방향으로 설치하고, 복수의 열전대가 검출한 값을 토대로 제어함으로써 기판 원주 방향의 온도차를 개선하는 기판 처리 장치 및 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
　또한 복수의 열전대에 대하여 보정치를 적용함으로써, 복수의 열전대 중 하나에 불량이 발생하더라도, 불량이 발생한 열전대의 보정치로부터, 그 열전대가 검출할 수 있었던 온도를 예측하여, 제어를 계속하는 기판 처리 장치 및 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
예를 들면, 특허 문헌 1은, 기판의 가열 온도를 소정 시간 내에 변화시켰을 때 발생하는 기판 단부(端部)의 온도와 중심부의 온도와의 편차와, 기판 단부(端部)의 온도와 중심부의 온도와의 정상 편차를 사용하여, 원하는 평균 온도 편차 M을 실현하기 위한 변화 온도량 N을 구하고, 기판에 대한 가열 온도를 제어하여, 기 판에 형성되는 막 두께를 균일하게 하는 기판 처리 장치를 개시한다.
　그러나, 원하는 평균 온도 편차 M을 실현하더라도, 기판에 형성되는 막 두께의 균일성에 한계가 있었다.
또한, 반도체 제조 장치에서, 노(爐) 내의 온도를 검출하기 위하여, 복수의 온도 센서(온도 검출부, 열전대)를, 예를 들면 석영으로 이루어지고 예를 들면 긴 원통 형상인 노 내에 설치하여, 노 내의 온도를 검출하고, 검출된 온도를 토대로 온도 제어 장치를 사용하여, 예를 들면 노 내가 상위 컨트롤러로부터 지시된 설정 온도가 되도록 제어하는 기술이 알려져 있다.
또한, 반도체 제조 장치에서는, 예를 들면 히터의 설치 오차에 의한 히터 소선과 노와의 거리, 반도체 제조 장치가 갖는 소위 이너 튜브(inner tube), 아우터 튜브(outer tube) 등의 석영으로 이루어지는 부재의 설치 오차, 소위 보트(boat)의 지주(支柱)에 의한 온도 특성의 변화 등을 원인으로 하여, 노 내의 기판에 원주 방향으로 온도차가 발생하는 경우가 있고, 이러한 온도차를 경감시키기 위하여 보트를 회전시키는 기구를 갖는 기술이 알려져 있다.
그러나, 그러한 반도체 제조 장치에서는, 기판 원주 방향의 일부밖에 온도를 검출하지 못하므로, 기판의 원주 방향의 온도차를 개선하지 못하는 경우가 있었다.
또한, 종래의 반도체 제조 장치에서는, 복수의 온도 센서 중 하나라도 불량이 발생하면, 기판의 온도 제어를 수행하기 어렵고, 기판 막질(膜質)이 불량이 될 가능성이 높고, 또한, 장치 가동률이 악화되기 때문에, 기판 처리를 계속하지 못하는 경우가 있다는 문제점이 있었다.
<특허 문헌 1> 국제 공개 제2005/008755호 팸플릿
본 발명은 기판의 원주 방향 온도차를 경감할 수 있고, 또한, 온도 센서에 불량이 발생하더라도 계속해서 기판을 처리할 수 있는 반도체 제조 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 특징은, 기판을 처리하는 처리실과, 상기 처리실을 가열하는 가열 장치와, 상기 처리실과 상기 가열 장치와 사이에 설치된 냉각 가스 유로와, 상기 냉각 가스 유로 내에 냉각 장치에 의해 냉각 가스를 흘릴 때, 상기 냉각 가스 유로의 하류측에서 상기 냉각 가스 유로와 연통(連通)하는 냉각 가스 배기로 내의 압력치를 검출하는 압력 검출기와, 상기 가열 장치 및 상기 냉각 장치를 제어하여 기판을 처리하는 제어부를 가지며, 상기 제어부는 기판 중심부의 상태를 검출하는 제1 온도 검출부의 측정치와, 기판 주연부(周緣部)의 상태를 검출하는 동일한 높이에 위치하는 복수의 제2 온도 검출부의 측정치의 평균치를 미리 취득하고, 상기 취득한 측정치를 토대로, 상기 가열 장치 및 상기 냉각 장치를 제어하는 반도체 제조 장치에 있다.
또한, 본 발명의 제2 특징은, 기판을 처리하는 처리실과, 상기 처리실을 가열하는 가열 장치와, 상기 처리실과 상기 가열 장치와의 사이에 설치된 냉각 가스 유로와, 상기 냉각 가스 유로에 있어서 압력치를 측정하는 압력 검출기와, 기판의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 상기 가열 장치 및 상기 냉각 장치를 제어하여 기판을 처리하는 제어부를 가지며, 상기 제어부는 기판 중심부의 온도를 검출하는 제1 온도 검출점의 측정치와, 기판 주연부의 온도를 검출하는 제2 온도 검출부의 기판 원주 방향의 복수의 검출점의 측정치의 평균치를 미리 취득하고, 상기 취득한 측정치를 토대로, 상기 가열 장치 및 상기 냉각 장치를 제어하는 반도체 제조 장치에 있다.
또한, 본 발명의 제3 특징은, 기판을 처리하는 처리실을 가열 장치로 가열하면서, 상기 처리실과 상기 가열 장치와의 사이에 설치된 냉각 가스 유로 내에 냉각 장치에 의해 냉각 가스를 흘릴 때에, 상기 냉각 가스 유로에 있어서 압력치를 토대로, 제어부에 의해 상기 가열 장치 및 상기 냉각 장치를 제어하여 기판을 처리하는 공정과, 미리 측정된 기판 주연부의 상태를 검출하는 동일한 높이에 위치하는 복수의 제2 검출부의 측정치의 평균치와, 기판 중심부의 상태를 검출하는 제1 검출부의 측정치를 미리 취득하고, 상기 제2 검출부의 평균치와 상기 제1 검출부의 측정치와의 편차를 구하여, 상기 기판 처리 공정을 수행하기 전에 미리 기억된 상기 편차와 상기 기판 처리 공정을 수행할 때에 구한 편차를 비교하고, 상기 2개의 편차가 다른 경우에는, 구한 편차를 토대로 상기 냉각 가스 유로에 있어서 압력 보정치를 산출하고, 이 압력 보정치에 의해 상기 압력치를 보정하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법에 있다.
또한, 본 발명의 제4 특징은, 기판 중심부의 온도를 검출하는 제1 온도 검출점의 측정치와, 기판 주연부의 온도를 검출하는 제2 온도 검출부의 기판 원주 방향 의 복수의 검출점의 측정치의 평균치를 미리 취득하고, 상기 취득한 측정치를 토대로, 기판을 처리하는 처리실과 가열 장치와의 사이에 설치된 냉각 가스 유로에 있어서 압력치의 압력 보정치를 산출하고, 이 압력 보정치에 의해 상기 압력치를 보정하는 공정과, 상기 처리실을 상기 가열 장치로 가열하면서, 상기 냉각 가스 유로 내에 냉각 장치에 의해 냉각 가스를 흘리고, 상기 보정 후의 압력치를 토대로, 제어부에 의해 상기 가열 장치 및 상기 냉각 장치를 제어하여 기판을 처리하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법에 있다.
또한, 본 발명의 제5 특징은, 기판을 처리하는 처리실과, 상기 처리실을 가열하는 가열 장치와, 상기 처리실과 상기 가열 장치와의 사이에 설치된 냉각 가스 유로와, 상기 냉각 가스 유로 내에 냉각 장치에 의해 냉각 가스를 흘릴 때, 상기 냉각 가스 유로의 하류측에서 상기 냉각 가스 유로와 연통하는 냉각 가스 배기로 내의 압력치를 검출하는 압력 검출기와, 상기 가열 장치 및 상기 냉각 장치를 제어하여 기판을 처리하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 기판 중심부의 상태를 검출하는 제1 온도 검출부의 측정치와, 기판 주연부 상태를 검출하는 동일한 높이에 위치하는 복수의 제2 온도 검출부의 측정치의 평균치를 미리 취득하고, 상기 제1 온도 검출부의 측정치와 상기 제2 온도 검출부의 평균치의 편차를 구하고, 상기 기판 처리 공정을 수행하기 전에 미리 기억된 상기 편차와 상기 기판 처리 공정을 수행할 때에 구한 편차를 비교하여, 상기 2개의 편차가 다른 경우에는, 구한 편차를 토대로 상기 냉각 가스 유로에 있어서 압력 보정치를 산출하여, 이 압력 보정치에 의해 상기 압력치를 보정하는 반도체 제조 장치에 있다.
바람직하게는, 상기 제2 온도 검출부는 기판 주연부 근방에 배치된 복수의 온도 검출부이고, 상기 제1 검출부는 기판을 지지하는 기판 보지구(保持具) 사이에 배치되거나 또는 상기 기판 보지구보다 상방에 배치되거나 또는 상기 기판 보지구보다 하방에 배치되는 온도 검출부이다.
또한, 바람직하게는, 상기 복수의 제2 온도 검출부의 측정치와 설정치의 편차를 미리 구하여 기억하고, 적어도 상기 제2 온도 검출부 중 1개의 검출체가 이상(異常) 상태가 되었을 경우에는, 상기 이상 상태가 된 제2 온도 검출부에서 미리 구한 상기 편차를 토대로, 상기 평균치를 산출하여, 이 평균치에 의해 온도 제어를 수행한다.
또한, 본 발명의 제6 특징은, 기판의 막(膜) 균일성을 제어하는 제어 시스템을 포함하며, 상기 제어 시스템은, 기판을 처리하는 처리실을 가열 장치로 가열하면서, 상기 처리실과 상기 가열 장치와의 사이에 설치된 냉각 가스 유로 내에 냉각 장치에 의해 냉각 가스를 흘릴 때, 상기 냉각 가스 유로에 있어서 압력치를 토대로, 제어부에 의해 상기 가열 장치 및 상기 냉각 장치를 제어하여 기판을 처리하는 공정과, 기판 중심부의 상태를 검출하는 제1 검출부의 측정치와, 미리 측정된 기판 주연부 상태를 검출하는 동일한 높이에 위치하는 복수의 제2 검출부의 측정치의 평균치를 미리 취득하고, 상기 제1 검출부의 측정치와 상기 제2 검출부의 평균치의 편차를 구하여, 상기 기판 처리 공정을 수행하기 전에 미리 기억된 상기 편차와 상기 기판 처리 공정을 수행할 때에 구한 편차를 비교하여, 상기 2개의 편차가 다른 경우에는, 구한 편차를 토대로 상기 냉각 가스 유로에 있어서 압력 보정치를 산출 하고, 이 압력 보정치에 의해 상기 압력치를 보정하는 공정을 포함하는 제어를 수행하는 기판 처리 장치에 있다.
바람직하게는, 상기 제어 시스템은 상기 복수의 제2 온도 검출부의 측정치와 설정치의 편차를 미리 구하여 기억하고, 적어도 상기 제2 온도 검출부 중 1개의 검출체가 이상 상태가 되었을 경우에는, 상기 이상 상태가 된 제2 온도 검출부에서 미리 구한 상기 편차를 토대로, 상기 평균치를 산출하고, 이 평균치에 의해 온도를 제어를 수행한다.
또한, 본 발명의 제7 특징은, 웨이퍼 근방의 온도를 검출하는 복수의 열전대를 포함하며, 상기 복수의 열전대는 웨이퍼에 대하여 원주 방향으로 설치되고, 웨이퍼 원주부의 온도차를 개선하는 열처리 장치에 있다.
바람직하게는, 웨이퍼 면내 온도 분포를 일정화하는 방법을 프로그램화하여 계산기 상에 실장한 실장부를 더 갖는다.
또한, 본 발명의 제8 특징은, 웨이퍼 근방의 온도를 검출하고, 웨이퍼 근방에 설치된 복수의 열전대와, 상기 복수의 열전대의 보정치를 취득하고, 상기 복수의 열전대 중의 어느 하나의 열전대에 불량이 발생했을 때, 상기 복수의 열전대로부터 취득한 보정치를 토대로, 상기 복수의 열전대 중 불량이 발생한 열전대의 출력을 예측하고, 이 예측을 토대로 제어를 수행하는 제어부(제어 장치)를 포함하는 열처리 장치에 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 제어부(제어 장치)는 상기 복수의 열전대 중 불량이 발생한 열전대의 출력을 예측하는 방향을 프로그램화하여 계산기 상에 실장한 실장부를 갖는다.
본 발명에 의하면, 기판의 원주 방향 온도차를 경감할 수 있고, 또한, 온도 센서에 불량이 발생하더라도 계속해서 기판 처리를 수행할 수 있는 반도체 제조 장치 및 기판 처리 방법을 제공할 수 있다.
다음에 본 발명의 실시 형태를 도면을 따라서 설명한다.
도 1 내지 도 7에는, 본 발명이 적용되는 제1 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)가 나타나 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 반도체 제조 장치(1010)는 균열관(均熱管, 1012)을 가지며 균열관(1012)은 예를 들면 SiC 등의 내열성 재료로 이루어지고, 상단이 폐색되고 하단에 개구를 갖는 원통상의 형상을 하고 있다. 균열관(1012)의 내측에는, 반응 용기로서 사용되는 반응관(1014)이 설치된다. 반응관(1014)은, 예를 들면 석영(SiO2) 등의 내열성 재료로 이루어지고 하단에 개구를 갖는 원통상의 형상을 가지며, 균열관(1012) 내에 동심원 형상으로 배치되어 있다.
반응관(1014)의 하부에는, 예를 들면 석영으로 이루어지는 가스의 공급관(1016)과 배기관(1018)이 연결된다. 공급관(1016)에는 가스를 도입하는 도입구가 형성된 도입 부재(1020)가 설치되고, 공급관(1016) 및 도입 부재(1020)는, 반응관(1014) 하부로부터, 반응관(1014) 측부를 따라, 예를 들면 세관(細管) 형상으로 돌출되고, 반응관(1014)의 천정부에서 반응관(1014) 내부에 도달하게 된다.
또한, 배기관(1018)은 반응관(1014)에 형성된 배기구(1022)에 접속된다.
공급관(1016)은 반응관(1014)의 천정부로부터 반응관(1014)의 내부에 가스를 흘리고, 반응관(1014) 하부에 접속된 배기관(1018)은, 반응관(1014) 하부로부터의 배기에 사용된다. 반응관(1014)에는, 도입 부재(1020), 공급관(1016)을 개재하여 반응관(1014)에서 사용되는 처리용 가스가 공급되게 된다. 또한, 가스의 공급관(1016)에는, 가스의 유량을 제어하는 유량 제어 수단으로서 사용되는 MFC(Mass Flow Controller)(1024), 또는 도시를 생략하는 수분 발생기가 접속되어 있다. MFC(1024)는, 제어부(1200)(제어 장치)가 구비하는 가스 유량 제어부(1202)(가스 유량 제어 장치)에 접속되어 있고, 가스 유량 제어부(1202)에 의해, 공급하는 가스나 수증기(H2O)의 유량이, 예를 들면, 미리 정해진 소정의 양으로 제어된다.
제어부(1200)는, 앞에 설명한 가스 유량 제어부(1202)와 함께, 온도 제어부(1204)(온도 제어 장치), 압력 제어부(1206)(압력 제어 장치) 및 구동 제어부(1208)(구동 제어 장치)를 포함한다. 또한, 제어부(1200)는 상위 컨트롤러(1300)에 접속되고 있어 상위 컨트롤러(1300)에 의해 제어된다.
배기관(1018)에는 압력 조정기로서 사용되는 APC(1030)와 압력 검출 수단으로서 사용되는 압력 센서(1032)가 부착된다. APC(1030)는 압력 센서(1032)에 의해 검출된 압력를 토대로, 반응관(1014) 내로부터 유출하는 가스의 양을 제어하고, 반응관(1014) 내를 예를 들면 일정한 압력이 되도록 제어한다.
또한, 반응관(1014)의 하단에 형성된 개구부에는, 예를 들면 석영으로 이루어지고, 예를 들면 원판 형상을 가지며, 보지체로서 사용되는 베이스(1034)가, O링(1036)을 개재하여 부착된다. 베이스(1034)는 반응관(1014)에 대하여 착탈할 수 있고, 반응관(1014)에 장착된 상태에서, 반응관(1014)을 기밀하게 씰(seal)한다. 베이스(1034)는, 예를 들면 대략 원판 형상으로 이루어지는 씰 캡(seal cap)(1038)의 중력 방향 상향 면에 부착된다.
씰 캡(1038)에는 회전 수단으로서 사용되는 회전축(1040)이 연결된다. 회전축(1040)은 도시를 생략한 구동원으로부터의 구동 전달을 받아 회전하고, 보지체로서 사용되는 석영 캡(1042), 기판 보지 부재로서 사용되는 보트(1044) 및 보트(1044)에 보지되고 기판에 해당하는 웨이퍼(1400)를 회전시킨다. 회전축(1040)이 회전하는 속도는, 앞에 설명한 제어부(1200)에 의해 제어가 이루어진다.
또한, 반도체 제조 장치(1010)는 보트(1044)를 상하 방향으로 이동시키기 위하여 사용되는 보트 엘리베이터(1050)를 가지고 있으며, 앞에 설명한 바와 같이 제어부(1200)에 의해 제어가 이루어진다.
반응관(1014)의 외주에는, 가열 수단으로서 사용되는 히터(1052)가 동심원 형상으로 배치되어 있다. 히터(1052)는 반응관(1014) 내의 온도를 상위 컨트롤러(1300)에서 설정된 처리 온도로 하도록, 제1 열전대(1062), 제2 열전대(1064), 제3 열전대(1066)에 있는 온도 검출부(1060)(온도 검출 장치)에서 검출된 온도를 토대로, 온도 제어부(1204)에 의해 제어된다.
제1 열전대(1062)는 히터(1052)의 온도를 검출하기 위하여 사용되고, 제2 열 전대(1064)는 균열관(1012)과 반응관(1014) 사이의 온도를 검출하기 위하여 사용된다. 여기에서, 제2 열전대(1064)는 반응관(1014)과 보트(1044)와의 사이에 설치하고, 반응관(1014) 내의 온도를 검출할 수도 있도록 해도 무방하다.
제3 열전대(1066)는 반응관(1014)과 보트(1044) 사이에 설치되고, 제2 열전대(1064)보다 보트(1044)에 가까운 위치에 설치되어 보트(1044)에 가까운 위치의 온도를 검출한다. 또한, 제3 열전대(1066)는 온도 안정기에는 반응관(1014) 내의 온도의 균일성을 측정하는 용도로 사용된다.
도 2에는 반응관(1014) 주변의 구성이 모식적으로 나타나 있다.
반도체 제조 장치(1010)는, 앞에 설명한 바와 같이 온도 검출부(1060)를 가지며, 온도 검출부(1060)는, 제1 열전대(1062), 제2 열전대(1064) 및 제3 열전대(1066)을 구비한다. 이들에 더하여, 도 2에 나타내는 바와 같이, 온도 검출부(1060)는 웨이퍼(1400)의 실질적으로 중심부 위치의 온도를 검출하는 중심부 열전대(1068)와, 보트(1044)의 천정부 부근의 온도를 검출하는 천정부 열전대(1070)를 포함한다. 또한, 반도체 제조 장치(1010)에, 후술하는 하부 열전대(1072)(도 5 참조)를 설치해도 무방하다.
도 3에는 중심부 열전대(1068)의 상세한 구성의 일례가 나타나 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 중심부 열전대(1068)는 제3 열전대(1066)와 실질적으로 동일한 높이의 웨이퍼(1400)의 중심부 근방의 온도를 측정하기 위하여, 예를 들면 복수 개소가 L자 모양으로 형성된 열전대로서, 온도 측정치를 출력한다. 또한, 중심부 열전대(1068)는 반도체 제조 장치(1010)가 웨이퍼(1400)의 처리를 개 시하기 이전에, 웨이퍼(1400)의 중심부 근방의 온도를 복수 개소에서 측정하고, 반도체 제조 장치(1010)가 웨이퍼(1400)를 처리하는 경우에는 떼어낼 수 있도록 되어 있다.
중심부 열전대(1068)가, 반응관(1014)으로부터 떼어낼 수 있도록 구성되어 있기 때문에, 보트(1044)를 회전시키는 경우나, 웨이퍼(1400)를 보트(1044)에 이재(移載)하는 경우에, 중심부 열전대(1068)를 떼어냄으로써, 중심부 열전대(1068)가 다른 부재에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 중심부 열전대(1068)는 씰 캡(1038)에 이음수를 개재하여 기밀하게 씰되도록 되어 있다.
도 4에는 천정부 열전대(1070)의 상세한 구성의 일례가 나타나 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 천정부 열전대(1070)는 소위 L자형 모양을 갖고, 보트(1044)의 천판 상부에 설치되어 보트(1044)의 천정부 부근의 온도를 측정하기 위해 사용되고, 온도 측정치를 출력한다. 천정부 열전대(1070)는 중심부 열전대(1068)와는 달리, 보트(1044) 천판보다 상부에 설치된다. 이 때문에, 보트(1044)의 로드(load) 또는 언로드(unload), 그리고, 보트(1044)의 회전이 가능하기 때문에, 반도체 제조 장치(1010)가 웨이퍼(1400)를 처리할 경우에도, 설치한 상태에서 보트(1044)의 천정부 부근의 온도를 측정할 수 있다. 한편, 천정부 열전대(1070)는 중심부 열전대(1068)와 마찬가지로 씰 캡(1038)에 이음수를 개재하여 기밀하게 씰되도록 되어 있다.
도 5에는 하부 열전대(1072)의 상세한 구성의 일례가 나타나 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 하부 열전대(1072)는 소위 L자형 모양을 갖고, 보트(1044) 하부의 단열판 사이에 설치되며, 보트(1044)의 하부 부근의 온도를 측정하기 위해 사용되어 온도 측정치를 출력한다. 하부 열전대(1072)는 보트(1044) 하방에 복수 설치된 단열판 중, 서로 상하 방향으로 인접하는 단열판 사이의 위치에 설치하는 대신에, 복수의 단열판 중 가장 상방에 위치하는 단열판의 상방의 위치나, 복수의 단열판 중 가장 하방에 위치하는 단열판의 하방 위치에 설치해도 된다.
하부 열전대(1072)는 보트(1044)와 마찬가지로 로드 또는 언로드하기 때문에, 반도체 제조 장치(1010)가 웨이퍼(1400)를 처리하는 경우에도 설치한 상태 그대로 보트(1044) 하부 부근의 온도를 측정할 수 있다. 한편, 하부 열전대(1072)는 씰 캡(1038)에 이음수를 개재하여 기밀하게 씰되도록 되어 있다.
이상과 같이 구성된 반도체 제조 장치(1010)에 있어서, 반응관(1014) 내에서 웨이퍼(1400)의 산화, 확산 처리가 이루어지는 경우의 동작의 일례를 설명한다(도 1 참조).
먼저, 보트 엘리베이터(1050)에 의해 보트(1044)를 하강시킨다. 다음에, 보트(1044)에 복수 매의 웨이퍼(1400)를 보지한다. 이어서, 히터(1052)에 의해 가열하고, 반응관(1014) 내의 온도를 미리 정해진 소정의 처리 온도로 한다.
그리고, 가스 공급관(1016)에 접속된 MFC(1024)에 의해, 미리 반응관(1014) 내를 불활성 가스로 충전해 두고, 보트 엘리베이터(1050)에 의해, 보트(1044)를 상승시켜 반응관(1014) 내로 옮겨, 반응관(1014)의 내부 온도를 소정의 처리 온도로 유지한다. 반응관(1014) 내를 소정의 압력으로 유지한 후, 회전축(1040)에 의해 보 트(1044) 및 보트(1044)에 보지되어 있는 웨이퍼(1400)를 회전시킨다. 동시에, 가스 공급관(1016)으로부터 처리용의 가스를 공급하거나 또는 수분 발생기(도시하지 않음)로부터 수증기를 공급한다. 공급된 가스는 반응관(1014)을 하강하여, 웨이퍼(1400)에 대하여 균등하게 공급된다.
산화ㆍ확산 처리 중의 반응관(1014) 내에 있어서는, 배기관(1018)을 개재하여 배기되고, 소정의 압력이 되도록 APC(1030)에 의해 압력이 제어되고, 소정 시간동안 웨이퍼(1400)의 산화ㆍ확산 처리가 이루어진다. 산화ㆍ확산 처리가 종료되면, 연속하여 처리가 이루어지는 웨이퍼(1400) 중, 다음 처리가 이루어지는 웨이퍼(1400)의 산화, 확산 처리로 이행하도록, 반응관(1014) 내의 가스를 불활성 가스로 치환함과 동시에, 압력을 상압으로 하고, 그 후, 보트 엘리베이터(1050)에 의해 보트(1044)를 하강시켜, 보트(1044) 및 처리 완료된 웨이퍼(1400)를 반응관(1014)으로부터 취출(取出)한다.
반응관(1014)으로부터 취출된 보트(1044) 상의 처리 완료된 웨이퍼(1400)는, 미(未)처리된 웨이퍼(1400)와 교환되며, 다시 반응관(1014) 내로 상승되어 웨이퍼(1400)에 산화ㆍ확산 처리가 이루어진다.
도 6에는 도 1 내지 도 5에 나타나는 구성에 더하여, 본 발명이 적용되는 제1 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)가 구비하는 구성이 모식적으로 나타나 있다. 이들 구성에 따라, 처리되는 웨이퍼(1400)에 형성되는 박막의 막 두께의 불균일성을 억제하고, 형성되는 박막의 막 두께를 균일하게 할 수 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 반도체 제조 장치(1010)는 배기관(1082)을 구비 하고, 냉각 가스를 배기하는 배기부(1080)(배기 장치)를 갖는다. 배기관(1082)은 냉각 가스 배기로로서 사용되고, 기단(基端)측이 반응관(1014)의 예를 들면 상부에 접속되고, 선단측이 반도체 제조 장치(1010)가 설치되는 공장 등 배기 시설에 접속되고, 배기관(1082)을 개재하여 냉각 가스의 배기가 이루어진다.
또한, 배기부(1080)는 예를 들면 블로우어(blower) 등으로 이루어지는 냉각 가스 배기 장치(1084)와, 라디에이터(1086)를 갖는다. 냉각 가스 배기 장치(1084)는 배기관(1082)의 선단측에 장착되고, 라디에이터(1086)는 배기관(1082)의 기단부와 냉각 가스 배기 장치(1084)와의 사이의 위치에 장착된다. 냉각 가스 배기 장치(1084)에는 인버터(1078)가 접속되고 있어, 예를 들면 블로우어의 회전수를 제어하는 등의 방법으로, 인버터(1078)는 냉각 가스 배기 장치(1084)가 배기하는 가스의 유량을 제어한다.
배기관(1082)의 라디에이터(1086)의 냉각 가스가 흐르는 방향에 있어서 상류측과 하류측에는, 각각 셔터(1090, 1090)가 설치된다. 셔터(1090, 1090)는 도시를 생략하는 셔터 제어부(셔터 제어 장치)에 의해 제어되어 개폐한다.
배기관(1082)의, 라디에이터(1086)와 냉각 가스 배기 장치(1084)와의 사이의 위치에는, 배기관(1082) 내의 압력을 검출하는 검출부(검출 장치)로서 사용되는 압력 센서(1092)가 설치된다. 여기에서, 압력 센서(1092)가 설치되는 위치로서는, 냉각 가스 배기 장치(1084)와 라디에이터(1086)를 연결하는 배기관(1082) 중에서도, 라디에이터(1086)에 가능한 한 가까운 위치에 설치하는 것이 바람직하다.
제어부(1200)(제어 장치)는, 앞에 설명한 바와 같이, 가스 유량 제어 부(1202)(가스 유량 제어 장치), 온도 제어부(1204)(온도 제어 장치), 압력 제어부(1206)(압력 제어 장치) 및 구동 제어부(1208)(구동 제어 장치)를 가지며(도 1 참조), 아울러, 도 6에 나타내는 바와 같이 냉각 가스 유량 제어부(1220)(냉각 가스 제어 장치)를 갖는다.
냉각 가스 유량 제어부(1220)는, 감산기(1222)와, PID 연산기(1224)와, 주파수 변환기(1226)와, 주파수 지시기(1228)로 구성된다.
감산기(1222)에는 상위 컨트롤러(1300)로부터 압력 목표치 S가 입력된다. 또한, 감산기(1222)에는 압력 목표치 S에 더하여, 압력 센서(1092)에 의해 계측된 압력치 A가 입력되고, 감산기(1222)에서, 압력 목표치 S로부터 압력치 A를 감산한 편차 D가 출력된다.
편차 D는 PID 연산기(1224)에 입력된다. PID 연산기(1224)에서는, 입력된 편차 D를 토대로 PID 연산이 이루어져 조작량 X가 산출된다. 산출된 조작량 X는 주파수 변환기(1226)에 입력되고, 주파수 변환기(1226)에서 주파수 W로 변환되어 출력된다. 출력된 주파수 W는 인버터(1078)에 입력되고, 냉각 가스 배기 장치(1084)의 주파수 변경된다.
압력 센서(1092)로부터의 압력치 A는, 상시 또는 소정 시간 간격으로 감산기(1222)에 입력되고, 이 압력치 A를 토대로 압력 목표치 S와 압력치 A와의 편차 D가 0이 되도록, 냉각 가스 배기 장치(1084)의 주파수의 제어가 계속된다.
PID 연산기(1224)로 주파수 W를 연산하는 대신에, 상위 컨트롤러(1300)로부터 주파수 지시기(1228)에 주파수 설정치 T를 입력하여, 주파수 지시기(1228)로부 터 주파수 W를 인버터(1078)에 입력함으로써, 냉각 가스 배기 장치(1084)의 주파수를 변경해도 무방하다.
이상과 같이, 반도체 제조 장치(1010)에서는, 냉각 가스 배기 장치(1084)를 사용하여, 히터(1052)의 내측과 반응관(1014)과의 사이에 냉각 매체로서 사용되는 공기를 흘림으로써 냉각을 수행하는 기구를 사용하고, 히터(1052)를 구성하는 소선(素線)이나, 반응관(1014)을 냉각하여, 온도 제어가 이루어진다. 이 때문에, 반응관(1014) 내에 보지되는 웨이퍼(1400)의 온도 제어성이 양호하다.
즉, 전열(傳熱)에는 복사(輻射)에 의한 전열과 전달에 의한 전열이 있는데, 반도체 제조 장치(1010)에서는, 복사에 의한 전열만이 웨이퍼(1400)에 전달되어 웨이퍼(1400)의 온도 상승에 영향을 미치고, 전달에 의한 전열은, 대부분이 히터(1052) 내측과 반응관(1014)과의 사이에 흐르는 공기에 의해 공냉(空冷)되어 방열된다. 이 때문에, 히터(1052)의 소선 부근에서, 공기의 냉각에 의해 방출하는 열량을 보충하기 위하여, 히터(1052) 출력을 증가시킨다. 그리고 히터(1052) 출력의 증가에 의해, 히터(1052)의 소선 온도는 보다 높아지고, 복사열이 증대한다. 따라서, 복사에 의한 전열은 전달에 의한 전열에 비하여 훨씬 전파(傳播) 속도가 빠르다. 이 때문에, 복사열에 의해 반응관(1014) 내의 웨이퍼에 가열이 이루어지는 반도체 제조 장치(1010)는 온도 제어성이 양호하다.
또한, 반응관(1014)의 온도도, 공기에 의한 냉각으로 저하한다. 그리고, 반응관(1014)의 온도가 저하하면, 웨이퍼(1400)의 엣지(edge)부로부터 반응관(1014)에 대한 열전달이 이루어진다. 이 결과, 웨이퍼(1400)의 온도 분포는 중앙부보다 엣지부 쪽이 낮아져, 엣지부의 온도가 중앙부의 온도보다 높은 소위 요형(凹型)의 온도 분포로부터, 엣지부의 온도가 중앙부의 온도보다 낮은 소위 철형(凸型)의 온도 분포로 된다.
웨이퍼(1400)에 형성되는 박막의 막 두께는, 가령 웨이퍼(1400)의 온도 분포가 균일한 경우, 엣지부의 막 두께가 중앙부의 막 두께보다 두꺼운 요형이 된다. 이에 대하여, 상술한 바와 같이 온도를 제어함으로써, 웨이퍼(1400)의 온도 분포를 철형으로 하면, 웨이퍼(1400) 막 두께의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 반도체 제조 장치(1010)에서는, 앞에 설명한 바와 같이, 배기관(1082)의 선단측이 반도체 제조 장치(1010)가 설치되는 공장 등의 배기 시설에 접속되어 있어, 배기관(1082)을 개재하여 반응관(1014)으로부터 냉각 가스의 배기가 이루어지기 때문에, 냉각 가스 배기 장치(1084)에 의한 냉각의 효과는, 공장 등의 배기 시설 배기 압력에 의해 크게 변동할 가능성이 있다. 그리고, 냉각 가스 배기 장치(1084)에 의한 냉각 효과가 변동하면, 웨이퍼(1400) 표면에서의 온도 분포에도 영향을 주기 때문에, 배기관(1082)으로부터의 배기압이 일정하게 되도록, 냉각 가스 배기 장치(1084)의 주파수를 제어한다.
또한, 반도체 제조 장치(1010)에서는, 예를 들면, 제1 열전대(1062) 등의 열전대를 교환하는 등의 유지보수(maintenance)를 했을 때, 제1 열전대(1062)를 부착하는 위치에 오차가 생겨, 유지보수 전에 처리한 웨이퍼(1400)와 유지보수 후에 처리한 웨이퍼(1400)로 형성되는 박막의 막 두께에 차이가 생길 우려가 있다. 또한, 동일 사양의 반도체 제조 장치(1010)가 복수개 있는 경우, 각각의 반도체 제조 장 치(1010)에서 형성되는 박막의 막 두께에 차이가 생길 우려가 있다.
그래서, 반도체 제조 장치(1010)에서는, 예를 들면 유지보수의 전후나, 동일 사양의 복수의 반도체 제조 장치(1010)의 사이에서 형성되는 박막의 균일성을 향상시키기 위하여, 가일층 연구를 하고 있다.
즉, 반도체 제조 장치(1010)에서는, 제2 열전대(1064)로부터의 출력을 토대로, 웨이퍼(1400)가 미리 정해진 온도가 되도록 제어되고 있을 때의 중심부 열전대(1068)로부터의 값인 웨이퍼(1400)의 중심부 온도와, 천정부 열전대(1070)로부터의 값인 보트(1044)의 천정부의 온도를 취득해 두고, 예를 들면 유지보수를 수행한 후에, 이들 취득해 둔 데이터로부터 압력 설정치에 대한 보정치를 산출하게 된다. 이하, 구체적으로 설명한다.
도 7은 웨이퍼(1400)의 중심부 온도 보정치를 사용하여 설정 온도를 보정하는 구성ㆍ방법에 대하여 설명하는 설명도이다. 앞에 설명한 바와 같이 제어부(1200)는 웨이퍼 중심부 온도 보정 연산부(1240)(웨이퍼 중심부 온도 보정 연산 장치)를 포함한다.
여기에서는, 제2 열전대(1064)를 600으로 하는 경우를 예로 들어 설명한다. 웨이퍼 중심부 온도 보정 연산부(1240)는 제2 열전대(1064)로 제어했을 때의 중심부 열전대(1068)의 출력치(웨이퍼 중심부 온도)와, 천정부 열전대(1070)의 출력치(천정부 온도)를 취득하고, 각각 제2 열전대(1064)의 출력치(내부 온도)와의 편차를 기억한다.
이 때,
내부 온도 - 웨이퍼 중심부 온도 ＝ 웨이퍼 중심부 온도 편차
또는,
내부 온도 - 천정부 온도 ＝ 천정부 온도 편차
로 하여 기억한다. 또한, 그 때의 압력 설정치(대기압과의 차압)도 동시에 기억한다. 설정 온도는 일정하며, 압력 설정치를 변경하고, 복수개의 조건으로 상기 데이터를 취득하여 둔다.
예를 들면, 설정 온도가 600, 내부 온도가 600, 웨이퍼 중심부 온도가 607의 경우를 예를 들면, 내부 온도를 웨이퍼(1400)의 엣지부의 온도라고 보면, 설정 온도는 600이지만, 웨이퍼 중심부 온도는 607로서 편차가 발생하게 된다.
그래서,
웨이퍼 중심부 온도 편차 600 － 607 = － 7을 상위 컨트롤러(1300)로 출력하고, 설정치에 대하여 보정함으로써, 상위 컨트롤러(1300)를 사용하여 웨이퍼(1400)의 중심부를 600으로 변화시킬 수 있다.
취득된 복수 데이터의 일례를 도 8에 나타낸다.
이어서, 압력 보정치의 산출에 대하여 설명한다.
예를 들면, 현재의 보트 천정부 온도 편차를 t1, 현재의 압력 설정치를 p1, p1에 대응한 보트 천정부 온도 보정치를 b1, 취득된 데이터에 있어서 플러스측의 압력 측정치를 pp, 플러스측의 보트 천정부 온도 보정치를 tp, 취득된 데이터에 있어서 마이너스측의 압력 측정치를 pm, 마이너스측의 보트 천정부 온도 보정치를 tm으로 하면, 압력 보정량 px는, t1과 b1의 대소에 따라 이하에 나타내는 수학식 1, 수학식 2로 구할 수 있다.
즉,
t1<b1의 경우는,
px＝(b1－t1)*｛(p1－pm)/(b1－tm)｝
t1>b1의 경우는,
px＝(b1－t1)*｛(pp－p1)/(tp－b1)}
으로 구할 수 있다.
이하, t1<b1의 경우와 t1>b1의 경우의 각각에 대하여, 구체적인 예를 들어 설명한다.
도 9는 t1<b1인 경우의 압력 보정량 px의 산출에 대하여 설명하는 설명도이다.
먼저, b1－t1로써, 미리 취득한 보트 천정부 온도 편차 b1과 현재의 보트 천정부 온도 편차 t1의 온도 편차를 구한다.
다음에, (p1－pm)/(b1－tm)로써, 미리 취득한 데이터로부터 「현재의 압력 설정치 p1과 그에 대응한 보트 천정부 온도 편차 b1」와 「마이너스측의 압력치 pm과 그에 대응한 보트 천정부 온도 편차 tm」와의 관계로부터, 보트 천정부 온도 편차를 ＋1로 하기 위한 압력 보정량을 구한다.
도 9에 나타내는 예에서는, 300 Pa에 대응한 보트 천정부 온도 보정치는 -4 이고, 마이너스측으로서 도 8에 있어서 No. 4의 -6이 추출된다.
또한, 미리 취득한 데이터로부터, 압력 설정치 p1이 300 pa이고, 보트 천정부 온도 편차 b1는, －4가 된다.
또한, 압력 설정치 pm가 500 pa이고, 보트 천정부 온도 편차 tm을, －6으로부터 -4로 ＋2 변화시키기 위해서는,
300 Pa(p1)－500 Pa(pm) ＝－200Pa
의 압력 보정량이 필요하다.
현재의 압력 측정치가 300 Pa, 측정 결과로부터 얻어지는 현재의 보트 천정부 온도 편차가 -5인 경우를 예로 한다.
이 경우, 우선, 현재 사용하고 있는 압력 설정치에 대응한 보트 천정부 온도 보정치를 검색 키로 하여, 검색 키로부터 플러스측과 마이너스측에서, 각각 가장 가까운 보트 천정부 보정치를 도 8에 나타낸 취득된 복수의 데이터로부터 선택하고, 선택된 데이터로부터 산출을 수행한다.
이상으로부터,
＋1 분의 압력 보정량＝－200Pa/+2＝－100Pa/
가 구해진다.
즉, (b1－t1)를 ＋1만큼 보정하고 싶기 때문에,
＋1*(－100Pa/)＝－100Pa
의 압력 보정량이 산출된다.
도 10은 t1>b1인 경우의 압력 보정량 px의 산출에 대하여 설명하는 설명도이 다.
먼저, 미리 취득한 보트 천정부 온도 편차 b1과 현재의 보트 천정부 온도 편차 t1과의 온도 편차를 구한다.
다음에, (pp－p1)/(tp－b1)로써, 미리 취득한 데이터로부터, 「현재의 압력 설정치 p1과 이에 대응한 보트 천정부 온도 편차 b1」과 「취득된 데이터에 있어서 플러스측의 압력치 pp와 이에 대응한 보트 천정부 온도 편차 tp」와의 관계로부터, 보트 천정부 온도 편차를 -1로 하기 위한 압력 보정량을 구한다.
여기에서는, 현재의 압력 측정치가 300 Pa, 측정 결과로부터 얻어진 현재 보트 천정부 온도 편차가 -3인 경우를 예로 들면, 도 8에 나타낸 미리 취득한 데이터에 의하면 압력 설정치 pp가 300 Pa이고 보트 천정부 온도편b1은 -4가 된다.
또한, 압력 설정치 p1이 200 Pa이고, 보트 천정부 온도 편차 tp는 -2가 된다.
이 때문에, 미리 취득한 데이터로부터, 보트 천정부 온도 편차 tp인 -2로부터 b1인 -4로 －2만큼 온도를 변화시키기 위해서는,
300 Pa(pp)－200 Pa(p1)＝＋100Pa
의 압력 보정량이 필요하게 된다.
즉, 300 Pa에 대응한 보트 천정부 온도 보정치는 -4이고, 플러스측으로서, 도 8에 있어서 No. 2인 -2가 검출된다.
이상으로부터,
＋1 분의 압력 보정량＝－100Pa/2＝－50Pa/가 구해진다.
이 예에서는, (b1－t1)＝－1만큼 보정하고 싶기 때문에,
－1*(－50Pa/)＝＋50 Pa의 압력 보정량이 산출된다.
이상에서, 보트 천정부 온도 편차 t1 및 보트 천정부 온도 보정치 b1 중 어느 한쪽이 다른 쪽보다 큰 경우에 있어서 압력 보정량 px에 대하여 설명을 했는데, t1과 b1이 동일한 값인 경우는 보정할 필요는 없다.
또한, 이상에서 설명한 압력 보정치의 산출에서, 검출한 플러스측 또는 마이너스측의 압력치와, 그에 대응한 보트 천정부 온도 편차와, 현재의 압력 설정치 p1 및 그에 대응한 보트 천정부 온도 편차 b1의 관계로부터 보트 천정부 온도 편차를 1 상승시키기 위한 압력 보정량을 구하고 있는 것은, 보트 천정부 온도에 의해 압력 보정량이 변화할 것으로 생각되기 때문이다.
예를 들면, 보트 천정부 온도 보정치를 -6으로부터 -4로 ＋2 변화하기 위한 압력 보정량과, －4로부터 -2로 ＋2 변화하기 위한 압력 보정량은, 히터(1052)의 소선으로부터의 복사열의 변화, 웨이퍼(1400)의 엣지부로부터 반응관(1014)에 대한 열 전달, 웨이퍼(1400)의 중앙부와 웨이퍼(1400)의 엣지부의 열 전달의 관계가 변화함으로써, 반드시 일치한다고는 할 수 없다.
그래서, 이 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)에서는, 보다 가까운 보트 천정부 온도 보정치의 편차 변화 상황으로부터 압력 보정량을 산출하기 위하여, 현재의 압력 설정치에 대응한 보트 천정부 온도 편차보다 현재의 보트 천정부 온도 편차가 낮은 경우는, 마이너스측의 보트 천정부 온도 편차 및 압력 설정치를 사용하여 압력 보정량을 산출하고, 현재의 압력 설정치에 대응한 보트 천정부 온도 편차보다 현재의 보트 천정부 온도 편차가 높은 경우는, 플러스측의 보트 천정부 온도 편차 및 압력 설정치를 사용하여 압력 보정량을 산출하고 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명이 적용되는 제1 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)에서는, 웨이퍼(1400)에 형성되는 막 두께의 불균형을 억제하도록 연구가 이루어지고 있는데, 그럼에도 불구하고 웨이퍼(1400)에 형성되는 박막에 불균일이 발생한다는 문제점이 있었다.
또한, 이상과 같이 구성된 본 발명이 적용되는 제1 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)에서는, 웨이퍼(1400) 원주 방향의 일부밖에 온도를 검출하지 않는 것이 원인이 되어, 웨이퍼(1400)의 원주 방향의 온도차를 개선할 수 없는 경우가 있다는 문제점이 있었다.
또한, 이상과 같이 구성된 본 발명이 적용되는 제1 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)에서는, 복수의 온도 센서 중 하나라도 불량이 발생하면, 웨이퍼(1400)의 온도를 제어하는 것이 곤란하며, 웨이퍼(1400)의 처리를 계속할 수 없다는 문제점이 발생하는 경우가 있었다.
따라서, 후술하는 본 발명의 제1 및 제2 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)에서는, 더욱 독자적인 연구를 함으로써, 상술한 문제점을 해소하고 있다. 이하, 본 발명의 실시 형태에 따른 제1 및 제2 실시 형태를 설명한다.
도 11에는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)의 주요부가 나타나 있다.
본 발명의 제1 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)는 앞에 설명한 본 발명이 적용되는 제1 형태와 마찬가지로, 반응관(1014)의 외측에는, 히터(1052)가 동심원 형상으로 배치되고, 제1 열전대(1062), 제2 열전대(1064), 제3 열전대(1066)를 갖는다(도 1 참조).
앞에 설명한 본 발명이 적용되는 제1 형태에 있어서는, 제2 열전대(1064)는 웨이퍼(1400)의 원주 방향에 있어서 하나만 설치되어 있었다. 이에 대하여, 제1 실시 형태에서는 제2 열전대(1064)가 복수개 설치된다.
즉, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제1 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)는, 메인인 제2 열전대(1064a)[이하, 내부 메인 열전대(1064a)라고 함], 서브인 제2 열전대(1064b)[이하, 내부 서브 열전대(1064b)라고 함], 웨이퍼(1400)의 원주 방향에 있어서, 내부 메인 열전대(1064a)와 내부 서브 열전대(1064b)와의 사이의 위치에 설치된 2개의 제2 열전대[이하, 내부 사이드 열전대(1064c), 내부 사이드 열전대(1064d)라고 함]를 갖는다. 한편, 제2 열전대(1064)와 천정부 열전대가 일체 형성되어도 무방하다.
여기에서, 내부 메인 열전대(1064a), 내부 서브 열전대(1064b), 내부 사이드 열전대(1064c), 내부 사이드 열전대(1064d)는, 예를 들면, 반응관(1014)과 보트(1044)(도 1 참조) 사이에 설치되고, 반응관(1014) 내의 온도를 검출하기 위해서도 사용된다. 또한, 내부 메인 열전대(1064a), 내부 서브 열전대(1064b), 내부 사이드 열전대(1064c), 내부 사이드 열전대(1064d)는 도 11에 검은 동그라미로 나타내는 바와 같이, 예를 들면 4개 등, 상하 방향으로 복수개의 온도 검출점을 각각 갖고 있어, 복수의 온도 검출점에 대하여 각각 온도를 검출한다.
또한, 내부 메인 열전대(1064a), 내부 서브 열전대(1064b), 내부 사이드 열전대(1064c), 내부 사이드 열전대(1064d)는, 각각이 복수의 온도 검출점을 동일한 수만큼 갖는 것이 바람직하며, 이 제1 실시 형태에서는, 각각이 4개의 온도 검출점을 가진다. 또한, 내부 메인 열전대(1064a), 내부 서브 열전대(1064b), 내부 사이드 열전대(1064c), 내부 사이드 열전대(1064d)가 각각 갖는 복수의 온도 검출점은, 중력 방향에 있어서 동일한 위치(동일한 높이)에 있는 것이 바람직하고, 중력 방향으로 동일한 높이에 있음으로써, 후술하는 온도 제어의 정확성을 증가시킬 수 있다. 즉, 동일한 높이에 있는 각 열전대(1064)의 온도 검출점의 온도 평균치를 산출하여 히터의 온도 제어를 수행한다.
제3 열전대(1066)는, 반응관(1014)과 보트(1044)와의 사이에 설치되고, 내부 메인 열전대(1064a), 내부 서브 열전대(1064b), 내부 사이드 열전대(1064c), 내부 사이드 열전대(1064d)보다 보트(1044)에 가까운 위치에 설치되어, 보다 보트(1044)에 가까운 위치의 온도를 검출하기 위하여 사용된다.
도 12에는, 제2 열전대(1064)의 평면에 있어서 배치되는 위치가 모식적으로 나타나 있다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 내부 메인 열전대(1064a), 내부 서브 열전대(1064b), 내부 사이드 열전대(1064c), 내부 사이드 열전대(1064d)는, 웨이퍼(1400)의 면과 평행한 면에 있어서, 웨이퍼(1400)의 원주 방향에 있어서 등(等)간격으로 배치되어 있다. 즉, 내부 메인 열전대(1064a), 내부 서브 열전대(1064b), 내부 사이드 열전대(1064c), 내부 사이드 열전대(1064d)가 동일 원주 상에 배치되고, 서로 인접하는 제2 열전대와 원의 중심과의 이루는 각도가, 모두 실질적으로 90도가 된다. 이와 같이, 내부 메인 열전대(1064a), 내부 서브 열전대(1064b), 내부 사이드 열전대(1064c), 내부 사이드 열전대(1064d)를 웨이퍼(1400)의 원주 방향에 있어서 등간격으로 배치함으로써, 웨이퍼(1400)의 주연부에 있어서 평균적인 온도를 측정할 수 있게 된다.
도 13에는, 반도체 제조 장치(1010)에 있어서 제어 방법 및 제어를 하기 위한 구성이 설명되어 있다. 앞에 설명한 본 발명이 적용되는 제1 형태에 있어서는, 반도체 제조 장치(1010)는, 제2 열전대(1064)를 1개 갖고, 이 1개의 열전대를 사용하여 제어를 수행한다. 이에 반하여, 제1 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)에서는, 복수의 제2 열전대(1064)의 온도를 평균화한 값이 제어에 사용된다.
구체적으로는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 내부 메인 열전대(1064a), 내부 서브 열전대(1064b), 내부 사이드 열전대(1064c) 및 내부 사이드 열전대(1064d)로부터의 출력이, 제어부(1200)가 갖는 평균 온도 산출부(1230)로 입력되고, 평균 온도 산출부(1230)에 있어서, 이들 평균치가 산출되며, 그 평균치가 온도 제어부(1204)에 있어서 PID 연산부(1242)로 출력되고, PID 연산부의 출력이, 예를 들면 히터(1052) 제어 등의 제어에 사용된다.
즉, 예를 들면 4개 등의 복수의 제2 열전대(1064)가 검출한 동일한 높이의 온도 검출점에 의한 온도의 평균화가 이루어져, 미리 설정된 온도 설정치의 편차가 영(zero)이 되도록 PID 제어함으로써, 예를 들면, 웨이퍼(1400) 원주부의 온도 제어가 이루어진다.
이상과 같이 웨이퍼(1400)에 원주 방향으로 배치된 복수의 제2 열전대(1064)가 검출한 동일한 높이의 온도 검출점에 의한 온도를 평균화하고 온도를 제어함에 따라, 보트(1044)가 회전할 때의 웨이퍼(1400)에 엣지부(외주부) 근방의 온도를 예측할 수 있게 되고, 웨이퍼(1400)의 엣지부를 보다 적절한 값으로 제어할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 제1 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)에서는, 복수의 제2 열전대(1064)와 동일한 높이의 온도 검출점으로부터의 평균치를 제어에 사용하고 있기 때문에, 복수 제2 열전대(1064)의 동일한 높이의 온도 검출점에 하나 이상의 불량이 발생하면, 나머지 정상적인 제2 열전대(1064)의 동일한 높이의 온도 검출점으로부터의 출력을 평균하여 제어를 계속하게 된다. 이 경우, 웨이퍼(1400)의 원주 방향에 온도차가 발생하기 때문에, 웨이퍼(1400)의 엣지부를 적절한 온도로 제어할 수 없는 우려가 있다.
그래서, 후술하는 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서는, 독자적인 연구를 함으로써, 비록 제2 열전대(1064)의 어느 하나에 불량이 발생하더라도 제어를 계속할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)에 있어서, 이상에서 특별히 설명한 구성 이외의 구성은, 앞에 설명한 본 발명이 적용되는 제1 형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)에 대하여 설명한다.
도 14에는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)에 있어서 제어 방법 및 제어를 수행하기 위한 구성이 설명되어 있다. 제2 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)에 있어서, 앞에 설명한 제1 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)와 동일한 부분에 대하여는 설명을 생략한다.
제2 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)는, 미리 복수의 제2 열전대(1064)의 복수의 온도 검출점인 설정치와의 보정치를 산출해 두고, 제2 열전대(1064)의 복수의 온도 검출점 중 어느 하나에 불량이 발생했을 때, 산출해 둔 보정치를 사용하여 불량이 발생한 제2 열전대(1064)의 복수의 검출점이 검출하는 온도를 예측하여, 회복(recovery)하는 기능을 갖고 있다.
즉, 제2 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)에서는, 어느 일정한 설정 온도에서 제어하고 있을 때의 복수의 제2 열전대(1064)의 복수의 온도 검출점 출력의 평균치와, 그 평균치와 각 제2 열전대(1064)의 복수의 온도 검출점의 출력과의 편차(보정치)를 각각 취득해 둔다.
그리고, 불량이 발생한 제2 열전대(1064)의 복수의 온도 검출점에 있어서, 설정 온도와의 보정치로부터, 불량이 발생한 제2 열전대(1064)의 복수의 온도 검출점이, 불량이 발생하지 않았으면 검출했었을 온도를 예측하고, 그 예측한 값을 사용함으로써, 웨이퍼(1400) 엣지부를 적절한 온도로 제어하는 것을 계속할 수 있도록 하고, 형성되는 박막의 막 두께, 막질의 재현성을 향상시키고 있다.
도 14를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
여기에서는, 내부 메인 열전대(1064a), 내부 서브 열전대(1064b), 내부 사이 드 열전대(1064c), 내부 사이드 열전대(1064d)의 복수의 온도 검출점이 검출한 온도를 평균화하여 산출한 온도를 600으로 제어하고 있는 경우를 예로 든다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 내부 메인 열전대(1064a), 내부 서브 열전대(1064b), 내부 사이드 열전대(1064c), 내부 사이드 열전대(1064d)로부터의 출력이, 제어부(1200)가 갖는 연산 기억부(1250)에 각각 입력된다. 연산 기억부(1250)에는 상위 컨트롤러(1300)로부터 설정 온도가 입력된다. 또한, 기억 연산부(1250)에서 산출된 평균치가, PID 연산부(1242)로 출력되고, PID 연산부(1242)로부터의 출력이, 예를 들면 히터(1052) 제어 등 제어에 사용된다.
이 예에서는, 온도를 평균화하여 산출한 온도를 600으로 하여 제어가 이루어지므로, 상위 컨트롤러(1300)로부터 연산 기억부(1250)에 설정 온도로서 600이라는 값이 입력된다. 한편, 이하의 설명에서는, 내부 메인 열전대(1064a)로부터의 출력치를 「메인 출력치」, 내부 서브 열전대(1064b)로부터의 출력치를 「서브 출력치」, 내부 사이드 열전대(1064c)로부터의 출력치를 「사이드 출력치 1」, 내부 사이드 열전대(1064d)를 「사이드 출력치 2」로 한다. 한편, 각 열전대(1064)의 온도 검출부의 높이는 실질적으로 동일하게 한다.
또한, 메인 출력치는 600.0, 서브 출력치는 599.5, 사이드 출력치 1은 602.0, 사이드 출력치 2는 598.5로 하여 설명한다.
연산 기억부(1250)에서는, 내부 메인 열전대(1064a), 내부 서브 열전대(1064b), 내부 사이드 열전대(1064c), 내부 사이드 열전대(1064d)로부터 각각 입력된 값과, 상위 컨트롤러(1300)로부터 입력된 값을 토대로, 설정치와 각각의 제2 열전대(1064)로부터의 출력치의 편차(보정치)의 연산이 이루어진다.
즉, 내부 메인 열전대(1064a)의 보정치(이하, 「메인 보정치」라고 함), 내부 서브 열전대(1064b)의 보정치(이하, 「서브 보정치」라고 함), 내부 사이드 열전대(1064c)의 보정치(이하, 「사이드 보정치 1」이라고 함) 및 내부 사이드 열전대(1064d)의 보정치(이하, 「사이드 보정치 2」라고 함)가 이하와 같이 산출된다.
메인 보정치＝메인 출력치－평균치
서브 보정치＝서브 출력치－평균치
사이드 보정치 1＝사이드 출력치 1－평균치
사이드 보정치 2＝사이드 출력치 2－평균치
보다 구체적으로는,
메인 보정치＝600.0－600＝0.00
서브 보정치＝599.5－600.0＝－0.50
사이드 보정치 1＝602.0－600＝2.00
사이드 보정치 2＝598.5－600＝－1.50
으로 연산이 이루어진다.
그리고, 이상과 같이 연산된 내용이 연산 기억부(1250)에 기억된다.
다음에, 내부 메인 열전대(1064a), 내부 서브 열전대(1064b), 내부 사이드 열전대(1064c), 내부 사이드 열전대(1064d) 중 어느 하나에 불량이 발생했을 경우에 대하여 설명한다. 여기에서는, 내부 사이드 열전대(1064d)에 불량이 발생한 경우를 예로 든다.
내부 사이드 열전대(1064d)에 불량이 발생하면, 내부 사이드 열전대(1064d)에 의한 주변 온도의 검출을 할 수 없게 되고, 4개의 제2 열전대(1064)로부터의 평균치를 산출할 수 없게 되기 때문에, 앞에 설명한 제1 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)에 있어서는, 평균치를 토대로 제어를 할 수 없게 된다.
그래서, 제2 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치(1010)에서는, 미리 연산 기억부(1250)에 기억되어 있는 사이드 보정치 2를 사용하여, 내부 사이드 열전대(1064d)에 불량이 발생하지 않으면 출력되었을 출력치를 예상하여, 4개의 제2 열전대(1064)의 동일 높이의 온도 검출부의 평균치를 연산한다.
즉,
사이드 출력치 2의 예상치＝설정치＋사이드 보정치 2
로 산출되는 사이드 출력치 2의 예상치, 보다 구체적으로는,
사이드 출력치 2의 예상치＝600.0＋(－1.50)＝598.5
를 사용하여 4개의 제2 열전대(1064)의 동일 높이의 온도 검출부의 평균치를 연산한다.
여기에서, 내부 사이드 열전대(1064d)에 불량이 발생했을 경우 4개의 제2 열전대(1064)의 동일한 높이의 온도 검출부의 평균치는,
평균치＝(메인 출력치＋서브 출력치＋사이드 출력치 1＋사이드 출력치 2 의 예상치)/4
로서 산출된다.
이상의 설명에서는, 4개의 제2 열전대(1064)의 동일한 높이의 온도 검출부 중 1개에 불량이 발생한 경우를 예로서 설명을 했는데, 4개의 제2 열전대(1064)의 동일한 높이의 온도 검출부 중 2개 이상에 불량이 발생한 경우도, 상술한 설명과 마찬가지로 평균치의 산출이 이루어진다. 예를 들면, 내부 사이드 열전대(1064d)에 더하여 내부 서브 열전대(1064b)에도 불량이 발생한 경우는, 서브 출력치에 대하여도, 예상치를 사용하여 4개의 제2 열전대(1064)의 동일한 높이의 온도 검출부의 평균치를 연산한다.
즉,
서브 출력치의 예상치＝설정치＋서브 보정치
로서 서브 출력치를 예상하여,
(메인 출력치＋서브 출력치의 예상치＋사이드 출력치 1＋사이드 출력치 2의 예상치)/4
로 평균치가 산출된다.
다음에 본 발명이 적용되는 제2 형태에 따른 반도체 제조 장치(1)에 대하여 설명한다.
<반도체 처리 장치(1)>
도 15는 본 발명이 적용되는 제2 형태에 따른 반도체 처리 장치(1)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 16은 도 15에 나타낸 보트(14) 및 웨이퍼(12)를 수용한 상태의 처리실(3)을 예시하는 도면이다.
도 17은 도 15, 도 16에 나타낸 처리실(3) 주변의 구성 부분 및 처리실(3)에 대한 제어를 수행하는 제1 제어 프로그램(40)의 구성을 나타내는 도면이다.
반도체 처리 장치(1)는 반도체 제조 장치로서 사용되고, 예를 들면 반도체 등의 기판을 처리하는 소위 감압 CVD 장치이다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 반도체 처리 장치(1)는, 카세트 수수(授受) 유닛(100), 카세트 수수 유닛(100)의 배면측에 설치된 카세트 스토커(102), 카세트 스토커(102)의 상방에 설치된 버퍼 카세트 스토커(104), 카세트 스토커(102)의 배면측에 설치된 웨이퍼 이동기(106), 웨이퍼 이동기(106)의 배면측에 설치되고, 웨이퍼(12)가 세트된 보트(14)를 반송하는 보트 엘리베이터(108), 웨이퍼 이동기(106) 상방에 설치된 처리실(3) 및 제어부(2)(제어 장치)로 구성된다.
<처리실(3)>
도 16에 나타내는 바와 같이, 도 15에 나타낸 처리실(3)은 가열 수단으로서 사용되는 중공(中空)의 히터(32), 외관(外管, 아우터 튜브)(360), 내관(內管, 이너 튜브)(362), 가스 도입 노즐(340), 노구 덮개(344), 배기관(346), 회전축(348), 예를 들면 스테인리스로 이루어지는 매니폴드(350), O링(351), 냉각 가스 유로(352), 배기로(354), 배기부(355)(배기 장치) 및 처리 가스 유량 제어 장치 등 기타의 구성 부분(도 17을 참조하여 후술함)으로 구성되고, 측부(側部)가 단열재(300-1)에 의해 덮이고, 상부가 단열재(300-2)에 의해 덮여 있다.
또한, 보트(14)의 하부에는 복수의 단열판(140)이 설치된다.
아우터 튜브(360)는 광을 투과시키는 예를 들면 석영으로 이루어지고, 하부에 개구를 가지는 원통 형상의 형태로 형성된다.
이너 튜브(362)는 광을 투과시키는 예를 들면 석영으로부터 이루어지고, 원통 형상의 형태로 형성되며, 아우터 튜브(360)의 내측에, 동심원 상에 배설(配設)된다.
따라서, 아우터 튜브(360)와 이너 튜브(362)와의 사이에는 원통 형상의 공간이 형성된다.
히터(32)는 각각에 대한 온도의 설정 및 조정이 가능한 4개의 온도 조정 부분(U, CU, CL, L)(320－1~320－4)과 아우터 튜브(360)와의 사이에 배설되는 열전대 등의 외부 온도 센서(322－1~322－4) 및 온도 조정 부분(320－1~320－4)에 대응하여 아우터 튜브(360) 내에 배설되는 열전대 등의 내부 온도 센서(노내 TC)(324－1~324－4)를 포함한다.
내부 온도 센서(324－1~324－4)는, 이너 튜브(362) 내측에 설치되어도 무방하고, 이너 튜브(362)와 아우터 튜브(360)와의 사이에 설치되어도 되며, 온도 조정 부분(320－1~320－4)마다 각각 절곡(折曲)되어, 웨이퍼(12)와 웨이퍼(12) 사이에 웨이퍼 중심부의 온도를 검출하도록 설치되어도 무방하다.
히터(32)의 온도 조정 부분(320－1~320－4) 각각은, 예를 들면 웨이퍼(12)를 광 가열하기 위한 광을 아우터 튜브(360)의 주위로부터 방사(放射)하고, 아우터 튜브(360)를 투과하여 웨이퍼(12)에 흡수되는 광에 의해 웨이퍼(12)를 승온(가열)한다.
냉각 가스 유로(352)는 냉각 가스 등의 유체를 통과시키도록 단열재(300-1)와 아우터 튜브(360)와의 사이에 형성되고, 단열재(300-1) 하단부에 설치된 흡기 구(353)로부터 공급되는 냉각 가스를 아우터 튜브(360)의 상방을 향하여 통과시킨다.
냉각 가스는, 예를 들면 공기 또는 질소(N2) 등이다.
또한, 냉각 가스 유로(352)는 온도 조정 부분(320－1~320－4) 각각의 사이로부터 아우터 튜브(360)를 향하여 냉각 가스가 내뿜게 된다.
냉각 가스는 아우터 튜브(360)를 냉각하고, 냉각된 아우터 튜브(360)는 보트(14)에 세트된 웨이퍼(12)를 둘레방향(외주측)으로부터 냉각한다.
즉, 냉각 가스 유로(352)를 통과하는 냉각 가스에 의해, 아우터 튜브(360) 및 보트(14)에 세트된 웨이퍼(12)가 둘레방향(외주측)으로부터 냉각되게 된다.
냉각 가스 유로(352)의 상방에는, 냉각 가스 배기로로서 사용되는 배기로(354)가 설치된다. 배기로(354)는 흡기구(353)로부터 공급되고 냉각 가스 유로(352)를 상방을 향하여 통과한 냉각 가스를 단열재(300-2)의 외측으로 유도한다.
또한, 배기로(354)에는 냉각 가스를 배기하는 배기부(355)(배기 장치)가 설치된다.
배기부(355)는 냉각 장치로서 사용되고, 블로우어 등으로 이루어지는 냉각 가스 배기 장치(356) 및 라디에이터(357)를 가지며, 배기로(354)에 의해 단열재(300-2)의 외측으로 유도된 냉각 가스를 배기구(358)로부터 배기한다.
라디에이터(357)는 처리실(3) 내에서 아우터 튜브(360) 및 웨이퍼(12) 등을 냉각함으로써 승온(昇溫)한 냉각 가스를 냉각수 등에 의해 냉각한다.
한편, 흡기구(353) 및 라디에이터(357)의 근방에는, 각각 셔터(359)가 설치되고, 도시하지 않은 셔터 제어부(셔터 제어 장치)에 의해 냉각 가스 유로(352) 및 배기로(354)의 개폐가 제어된다.
또한, 도 17에 나타내는 바와 같이, 처리실(3)에는 온도 제어 장치(370), 온도 측정 장치(372), 처리 가스 유량 제어 장치(매스 플로우 컨트롤러；MFC)(374), 보트 엘리베이터 제어 장치(엘리베이터 컨트롤러；EC)(376), 압력 센서(PS)(378), 압력 조정 장치[APC; Auto Pressure Control (valve)](380), 처리 가스 배기 장치(EP)(382) 및 인버터(384)가 부가된다.
온도 제어 장치(370)는 제어부(2)(제어 장치)로부터의 제어에 따라서 온도 조정 부분(320－1~320－4) 각각을 구동한다.
온도 측정 장치(372)는 온도 센서(322－1~322－4), (324－1~324－4) 각각의 온도를 검출하고, 온도 측정치로서 제어부(2)에 대하여 출력한다.
보트 엘리베이터 제어 장치(EC)(376)는 제어부(2)로부터의 제어에 따라 보트 엘리베이터(108)를 구동한다.
압력 조정 장치(이하, APC)(380)로서는, 예를 들면, APC, N2 밸러스트(ballast) 제어기 등이 사용된다.
또한, EP(382)로서는, 예를 들면 진공 펌프 등이 사용된다.
인버터(384)는 냉각 가스 배기 장치(356)의 블로우어로서의 회전수를 제어한다.
<제어부(2)>
도 18은 도 15에 나타낸 제어부(2)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 18에 나타내는 바와 같이, 제어부(2)는, CPU(200), 메모리(204), 표시장치, 터치 패널 및 키보드, 마우스 등을 포함한 표시ㆍ입력부(22)(입력장치) 및 HD, CD 등의 기록부(24)(기록 장치)로 구성된다.
즉, 제어부(2)는 반도체 처리 장치(1)를 제어할 수 있는 일반적인 컴퓨터로서의 구성 부분을 포함한다.
제어부(2)는 이러한 구성 부분에 의해, 감압 CVD 처리용 제어 프로그램[예를 들면, 도 17에 나타낸 제어 프로그램(40)]을 실행하고, 반도체 처리 장치(1)의 각 구성 부분을 제어하여, 웨이퍼(12)에 대하여 이하에 기술하는 감압 CVD 처리를 실행시킨다.
<제1 제어 프로그램(40)>
다시 도 17을 참조한다.
도 17에 나타내는 바와 같이, 제어 프로그램(40)은 프로세스 제어부(400)(프로세스 제어 장치), 온도 제어부(410)(온도 제어 장치), 처리 가스 유량 제어부(412)(처리 가스 유량 제어 장치), 구동 제어부(414)(구동 제어 장치), 압력 제어부(416)(압력 제어 장치), 처리 가스 배기 장치 제어부(418)(처리 가스 제어 장치), 온도 측정부(420)(온도 측정 장치), 냉각 가스 유량 제어부(422)(냉각 가스 제어 장치) 및 온도 설정치 기억부(424)(온도 설정치 기억 장치)로 구성된다.
제어 프로그램(40)은, 예를 들면 기록 매체(240)(도 18)를 개재하여 제어 부(2)에 공급되고, 메모리(204)에 로드되어 실행된다.
온도 설정치 기억부(424)는 웨이퍼(12)에 대한 처리 레시피(recipe)의 온도 설정치를 기억하고, 프로세스 제어부(400)에 대하여 출력한다.
프로세스 제어부(400)는, 제어부(2)의 표시ㆍ입력부(22)(도 18)에 대한 유저의 조작, 또는, 기록부(24)에 기록된 처리의 순서(처리 레시피) 등에 따라서, 제어 프로그램(40)의 각 구성 부분을 제어하며, 후술하는 바와 같이, 웨이퍼(12)에 대한 감압 CVD 처리를 실행한다.
온도 측정부(420)는 온도 측정 장치(372)를 개재하여 온도 센서(322, 324)의 온도 측정치를 받아, 프로세스 제어부(400)에 대하여 출력한다.
온도 제어부(410)는 프로세스 제어부(400)로부터 온도 설정치 및 온도 센서(322, 324)의 온도 측정치를 받아, 온도 조정 부분(320)에 대하여 공급하는 전력을 피드백 제어하며, 아우터 튜브(360) 내부를 가열하여, 웨이퍼(12)를 원하는 온도로 한다.
처리 가스 유량 제어부(412)는, MFC(374)를 제어하여 아우터 튜브(360) 내부에 공급하는 처리 가스 또는 불활성 가스의 유량을 조정한다.
구동 제어부(414)는 보트 엘리베이터(108)를 제어하여 보트(14) 및 이에 보지된 웨이퍼(12)의 승강(乘降)을 수행한다.
또한, 구동 제어부(414)는 보트 엘리베이터(108)를 제어하고 회전축(348)을 개재하여 보트(14) 및 이에 보지된 웨이퍼(12)를 회전시킨다.
압력 제어부(416)는 PS(378)에 의한 아우터 튜브(360) 내의 처리 가스 압력 측정치를 받아, APC(380)에 대한 제어를 수행하고, 아우터 튜브(360) 내부의 처리 가스를 원하는 압력으로 한다.
처리 가스 배기 장치 제어부(418)는, EP(382)를 제어하여, 아우터 튜브(360) 내부의 처리 가스 또는 불활성 가스를 배기시킨다.
냉각 가스 유량 제어부(422)는, 인버터(384)를 개재하여 냉각 가스 배기 장치(356)가 배기하는 냉각 가스 유량을 제어한다.
한편, 이하의 설명에 있어서는, 온도 조정 부분(320－1~320－4) 등, 복수개 있는 구성 부분 중 어느 하나를 특정하지 않고 나타내는 경우에는, 단지, 온도 조정 부분(320)이라고 간략하게 표기하는 경우가 있다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 온도 조정 부분(320－1~320－4) 등, 구성 부분의 개수를 나타내는 경우가 있는데, 구성 부분의 개수는 설명의 구체화ㆍ명확화를 위하여 예시된 것으로서, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것을 의도하여 거론하고 있는 것은 아니다.
아우터 튜브(360)의 하단과 매니폴드(350)의 상부 개구부와의 사이 및 노구 덮개(344)와 매니폴드(350)의 하부 개구부와의 사이에는, O링(351)이 배설되고, 아우터 튜브(360)와 매니폴드(350)와의 사이는 기밀하게 씰된다.
아우터 튜브(360)의 하방에 위치하는 가스 도입 노즐(340)을 개재하여, 불활성 가스 또는 처리 가스가 아우터 튜브(360) 내에 도입된다.
　매니폴드(350) 상부에는, PS(378), APC(380) 및 EP(382)에 연결된 배기관(346)(도 16)이 부착된다.
아우터 튜브(360)와 이너 튜브(362)와의 사이를 흐르는 처리 가스는, 배기관(346), APC(380) 및 EP(382)를 개재하여 외부로 배출된다.
APC(380)는 PS(378)에 의한 아우터 튜브(360) 내의 압력 측정치를 토대로 제어함에 따라, 아우터 튜브(360) 내부가, 미리 설정된 원하는 압력이 되도록, 압력 제어부(416)의 지시에 따라 조정한다.
즉, APC(380)는 아우터 튜브(360) 내를 상압으로 하도록 불활성 가스가 도입되어야 할 때에는, 아우터 튜브(360) 내가 상압이 되도록, 압력 제어부(416)의 지시에 따라 조정하고, 또는, 아우터 튜브(360) 내를 저압으로 하여, 웨이퍼(12)를 처리하도록 처리 가스가 도입되어야 할 때에는, 아우터 튜브(360) 내가 원하는 낮은 압력이 되도록, 압력 제어부(416)의 지시에 따라 조정한다.
다수의 반도체 기판(웨이퍼)(12)을 보지하는 보트(14)에는, 보트(14)의 하부 회전축(348)이 연결된다.
또한, 회전축(348)은 보트 엘리베이터(108)(도 15)에 연결되고, 보트 엘리베이터(108)는 EC(376)를 개재한 제어에 따라, 소정의 스피드로 보트(14)를 승강시킨다.
또한, 보트 엘리베이터(108)는 회전축(348)을 개재하여, 웨이퍼(12) 및 보트(14)를 소정의 스피드로 회전시킨다.
피처리물로서 사용되고, 기판으로서 사용되는 웨이퍼(12)는 웨이퍼 카세트(490)(도 15)에 장전된 상태에서 반송되고, 카세트 수수 유닛(100)에 수재(授載)된다.
카세트 수수 유닛(100)은, 그 웨이퍼(12)를, 카세트 스토커(102) 또는 버퍼 카세트 스토커(104)에 이재한다.
웨이퍼 이동기(106)는 카세트 스토커(102)로부터 웨이퍼(12)를 취출하고, 보트(14)에 수평인 상태에서 다단으로 장전한다.
보트 엘리베이터(108)는 웨이퍼(12)가 장전된 보트(14)를 상승시켜 처리실(3) 내로 유도한다.
또한, 보트 엘리베이터(108)는 처리가 완료된 웨이퍼(12)가 장전된 보트(14)를 하강시켜 처리실(3) 내로부터 취출한다.
<웨이퍼(12)의 온도와 막 두께>
도 19는 반도체 처리 장치(1)(도 15)에 있어서 처리의 대상이 되는 웨이퍼(12)의 형상을 예시하는 도면이다.
웨이퍼(12)의 면[이하, 웨이퍼(12)의 면을, 단순히 웨이퍼(12)라고도 함]은, 도 19에 나타내는 바와 같은 형상을 하고 있으며, 보트(14)에 대하여 수평으로 보지된다.
또한, 웨이퍼(12)는 온도 조정 부분(320－1~320－4)이 방사하여 아우터 튜브(360)를 투과한 광에 의해, 아우터 튜브(360)의 주위로부터 가열된다.
따라서, 웨이퍼(12)는 단부(端部)가 많은 광을 흡수하고, 냉각 가스 유로(352)에 냉각 가스가 흐르도록 하지 않는 경우에는, 웨이퍼(12) 면의 단부의 온도가 중심부의 온도에 비하여 높아진다.
즉, 온도 조정 부분(320－1~320－4)에 의해, 웨이퍼(12)의 외주에 가까우면 가까울수록 온도가 높고, 중심부에 가까우면 가까울수록 온도가 낮아, 웨이퍼(12)의 단부로부터 중심부에 걸쳐 사발 모양의 온도 편차가 웨이퍼(12)에 생기게 된다.
또한, 반응 가스 등의 처리 가스도, 웨이퍼(12)의 외주측으로부터 공급되기 때문에, 웨이퍼(12)에 형성되는 막의 종류에 따라서는, 웨이퍼(12)의 단부와 중심부에서 반응 속도가 다른 경우가 있다.
예를 들면, 반응 가스 등의 처리 가스는, 웨이퍼(12)의 단부에서 소비되고, 그 후, 웨이퍼(12)의 중심부에 도달하기 때문에, 웨이퍼(12)의 중심부에서는, 웨이퍼(12)의 단부에 비하여 처리 가스의 농도가 낮아진다.
따라서, 가령, 웨이퍼(12)의 단부와 중심부와의 사이에 온도 편차가 발생하지 않다고 하더라도, 반응 가스의 웨이퍼(12)의 외주측으로부터의 공급에 기인하여, 웨이퍼(12)에 형성되는 막의 두께가 단부와 중심부에서 불균일하게 되는 경우가 있다.
한편, 냉각 가스가 냉각 가스 유로(352)를 통과하면, 상술한 바와 같이, 아우터 튜브(360) 및 보트(14)에 세트된 웨이퍼(12)가 둘레방향(외주측)으로부터 냉각된다. 즉, 처리실(3)은 온도 조정 부분(320)에 의해 웨이퍼(12)의 중심부의 온도를 소정의 설정 온도(처리 온도)까지 가열하고, 필요에 따라서 냉각 가스 유로(352)에 냉각 가스를 통과시켜 웨이퍼(12)의 외주측을 냉각함으로써, 웨이퍼(12)의 중심부 및 단부 각각에 대하여 다른 온도를 설정할 수 있다.
이와 같이, 웨이퍼(12)에 균일한 막을 형성하기 위하여, 웨이퍼(12) 상에 막을 형성하는 반응속도 등에 대응하여, 막 두께를 조정하기 위한 가열 제어(가열과 냉각을 포함하는 제어 등)가 이루어진다. 가열 제어는, 제어부(2)가, 내부 온도 센서(324)의 측정치를 이용하여, 히터(32)의 온도 조정 부분(320)을 제어하거나, 제어부(2)가 냉각 가스 유량 제어부(422) 및 인버터(384)를 개재하여 냉각 가스 배기 장치(356)를 제어하거나 하는 것 중의 적어도 어느 한쪽에 의해 이루어진다.
<반도체 처리 장치(1)에 의한 감압 CVD 처리의 개요>
반도체 처리 장치(1)는 제어부(2)(도 15, 도 18) 상에서 실행되는 제어 프로그램(40)(도 17)의 제어에 의해 처리실(3) 내에 소정의 간격으로 정렬된 반도체 웨이퍼(12)에 대하여, CVD에 의해 Si3N4 막, SiO2 막 및 폴리 실리콘(Poly－Si) 막 등을 형성한다.
처리실(3)을 이용한 막 형성을 더 설명한다.
먼저, 보트 엘리베이터(108)는 보트(14)를 하강시킨다.
하강한 보트(14)에는, 처리의 대상이 되는 웨이퍼(12)가 원하는 매수로 세트되고, 보트(14)는 세트된 웨이퍼(12)를 보지한다.
다음에, 히터(32)의 4개의 온도 조정 부분(320－1~320－4) 각각은, 설정에 따라, 아우터 튜브(360)의 내부를 가열하고, 웨이퍼(12)의 중심부가 미리 설정된 일정한 온도가 되도록 가열한다.
한편, 냉각 가스 유로(352)에는 설정에 따라 냉각 가스가 흐르고, 아우터 튜브(360) 및 보트(14)에 세트된 웨이퍼(12)가 둘레방향(외주측)으로부터 냉각된다.
다음에, 가스 도입 노즐(340)(도 16)을 개재하여 MFC(374)는, 도입하는 가스 의 유량을 조정하고, 아우터 튜브(360) 내에 불활성 가스를 도입하여 충전한다.
보트 엘리베이터(108)는 보트(14)를 상승시켜, 원하는 처리 온도의 불활성 가스가 충전된 상태의 아우터 튜브(360) 내에 이동시킨다.
다음에, 아우터 튜브(360) 내의 불활성 가스는 EP(382)에 의해 배기되어 아우터 튜브(360)의 내부는 진공 상태가 되고, 보트(14) 및 이에 보지되어 있는 웨이퍼(12)는 회전축(348)을 개재하여 회전된다.
이 상태에서 가스 도입 노즐(340)을 개재하여 처리 가스가 아우터 튜브(360) 내에 도입되면, 도입된 처리 가스는 아우터 튜브(360) 내를 상승하고, 웨이퍼(12)에 대하여 균등하게 공급된다.
EP(382)는 감압 CVD 처리 중의 아우터 튜브(360) 내로부터, 배기관(346)을 개재하여 처리 가스를 배기하고, APC(380)는 아우터 튜브(360) 내의 처리 가스를 원하는 압력으로 한다.
이상과 같이, 웨이퍼(12)에 대하여, 감압 CVD 처리가 소정 시간동안 실행된다.
감압 CVD 처리가 종료하면, 다음의 웨이퍼(12)에 대한 처리로 이행하게 되도록, 아우터 튜브(360)의 내부의 처리 가스가 불활성 가스에 의해 치환되고, 나아가 상압으로 된다.
또한, 냉각 가스 유로(352)에 냉각 가스가 흘러, 아우터 튜브(360) 내가 소정의 온도까지 냉각된다.
이 상태에서, 보트(14) 및 이에 보지된 처리 완료된 웨이퍼(12)는, 보트 엘 리베이터(108)에 의해 하강되어, 아우터 튜브(360)로부터 취출된다.
보트 엘리베이터(108)는, 다음의 감압 CVD 처리 대상이 되는 웨이퍼(12)가 보지된 보트(14)를 상승시켜, 아우터 튜브(360) 내에 세트한다.
이와 같이 세트된 웨이퍼(12)에 대하여, 다음의 감압 CVD 처리가 실행된다.
한편, 냉각 가스는 웨이퍼(12)의 처리 전부터 처리 종료까지 흘리면 막 두께를 제어할 수 있는데, 웨이퍼(12)를 세트한 보트(14)를 아우터 튜브(360) 내에 이동시키는 경우 및 아우터 튜브(360) 내로부터 보트(14)를 취출하는 경우에도 흘리는 것이 바람직하다.
이에 따라, 처리실(3)의 열용량에 의해, 처리실(3) 내에 열이 체류하여 온도가 변동하는 것을 방지할 수 있음과 동시에, 스루풋(throughput)을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 막 형성 처리에 있어서, 히터(32)는 설정 온도대로 웨이퍼(12)의 중심부 온도를 일정 온도로 유지하도록 제어하면서, 냉각 가스에 의해 웨이퍼(12)의 단부(주연) 온도와 중심부 온도에 온도차를 두도록 온도 제어하면, 막질을 변화시키지 않고, 웨이퍼(12)의 면 내 막 두께 균일성, 나아가서는, 면 사이의 막 두께 균일성을 향상시킬 수 있다.
예를 들면, Si3N4 막 등 CVD 막을 성막하는 경우, 처리 온도를 변동시키면서 성막 처리하면, 막의 굴절률이 처리 온도에 대응하여 변동하거나, 처리 온도를 고온에서 저온으로 강하시키면서 성막 처리하면, 에칭 레이트가 낮은 막으로부터 높 은 막으로 처리 온도에 대응하여 변화한다.
또한, Si3N4 막의 생성에 있어서는, 처리 온도를 고온에서 저온으로 강하시키면서 성막 처리하면, 스트레스(stress) 값이 높은 막에서 낮은 막으로 처리 온도에 대응하여 변화한다.
그래서, 반도체 처리 장치(1)에서는, 제어부(2)가 온도 조정 부분(320)의 온도 및 냉각 가스 유로(352)를 통과하는 냉각 가스 유량을 제어함으로써, 아우터 튜브(360)의 온도를 제어하여, 웨이퍼(12) 등의 기판의 면 내 온도를 제어하면, 막질이 변화하는 것을 방지하면서, 기판에 형성하는 막 두께의 균일성을 제어할 수 있게 된다.
<배기 압력과 막 두께>
상술한 바와 같이, 반도체 처리 장치(1)에서 웨이퍼(12)에 막 형성이 이루어질 때에는, 제어부(2)가, 내부 온도 센서(324)의 측정치를 이용하여, 히터(32)의 온도 조정 부분(320)을 제어하거나, 제어부(2)가 냉각 가스 유량 제어부(422) 및 인버터(384)를 개재하여, 냉각 가스 배기 장치(356)를 제어하거나 하는 것 중의 적어도 한쪽에 의해 가열 제어가 이루어진다. 그리고, 냉각 가스 유로(352)에 냉각 가스를 흘릴 때에는, 냉각 가스는 냉각 가스 유로(352), 배기로(354)를 통하여, 배기부(355)에 의해 배기구(358)로부터 배기된다. 배기구(358)는 도시를 생략하는 공장 등의 배기 시설에 접속된다. 이 배기 시설이 시설(施設) 배기 압력으로 배기로(354)로부터 냉각 가스를 흡인함으로써, 배기로(354)로부터 배기가 이루어진다.
시설 배기 압력은 배기 시설로부터 배기구(358)까지의 배관 거리, 배관의 형상, 배관의 경로 등에 기인하는 컨덕턴스(conductance)의 영향, 또는 공장 등의 배기 시설에 접속되는 장치의 수 등에 의한 영향을 받기 때문에, 배기 시설마다 차이가 있고, 같은 배기 시설이라도 변동하는 경우가 있다.
시설 압력이 변화한 경우, 동일한 양의 냉각 가스를 공급했다고 하더라도, 냉각 가스 유로(352)를 흐르는 가스의 양이 변화한다.
예를 들면, 시설 배기 압력이, 200 Pa에서 150 Pa로 변화했다고 하면, 시설 배기 압력이 변동한 영향에 따라 냉각 가스 유로(352)를 흐르는 냉각 가스의 유량은 적게 된다.
한편, 시설 배기 압력이, 150 Pa에서 200 Pa으로 변화했다고 하면, 시설 배기 압력이 변동한 영향에 따라 냉각 가스 유로(352)를 흐르는 냉각 가스의 유량은 많아진다.
이와 같이 시설 압력의 변화에 의해 냉각 가스 유로(352)를 흐르는 냉각 가스의 유량이 변화하면, 냉각 가스를 흘리는데 따라 냉각 능력에 영향을 주어, 예를 들면, 미리 웨이퍼(12)의 중심부는 소정의 설정 온도(처리 온도)가 되고 웨이퍼(12)의 단부는 처리 온도보다 낮아지도록 내부 온도 센서(324)에 의해 측정치를 토대로 온도 제어 및 냉각 가스 유량 제어를 수행했다고 하더라도, 아우터 튜브(360) 및 보트(14)에 세트된 웨이퍼(12)에 대한 둘레방향으로부터의 냉각 성능이 변화한다.
그리고, 둘레방향으로부터의 냉각 성능이 변화한 경우에, 예를 들면 웨이 퍼(12)의 단부가 처리 온도보다 높게 되어, 웨이퍼(12) 면 내의 막 두께의 재현성을 취할 수 없다는 문제가 발생할 우려가 있었다.
이와 같이 본 발명이 적응되는 제2 형태에 따른 반도체 처리 장치(1)에서는, 시설 배기 압력이 일정하게 유지되고 있는 경우는 웨이퍼(12)의 막 두께의 재현성이 양호하지만, 시설 배기압이 일정하지 않으면 웨이퍼(12)의 막 두께의 재현성을 취할 수 없어 막 두께를 균일하게 할 수 없는 경우가 있었다.
그래서, 이하에서 설명하는 본 발명이 적용되는 제3 형태에 따른 반도체 처리 장치(1)에서는 시설 배기 압력에 불균일이나 변화가 있다고 하더라도 웨이퍼(12)의 막 두께를 균일하게 할 수 있도록 독자적인 연구를 하고 있다.
도 20은 본 발명이 적용되는 제3 형태에 따른 반도체 처리 장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다.
본 발명이 적용되는 제3 형태에 따른 반도체 처리 장치(1)는, 앞에 설명한 도 15 내지 도 18에 나타내는 본 발명이 적응되는 제2 형태에 따른 반도체 처리 장치(1)가 구비하는 구성에 더하여, 설비 배기 압력에 불균일이나 변화가 있다고 하더라도, 웨이퍼(12) 막 두께를 균일하게 하기 위한 독자적인 구성을 가지고 있다.
도 20에 나타내는 바와 같이, 반도체 처리 장치(1)는 배기부(355)의 배관의 냉각 가스 배기 장치(356)와 라디에이터(357)와의 사이를 연결하는 배관에, 배관 내의 압력을 검출하는 압력 센서(31)가 설치된다. 압력 센서(31)가 설치되는 위치로서는, 냉각 가스 배기 장치(356)와 라디에이터(357)를 연결하는 배관 중에서도, 라디에이터(357)에 가능한 한 가까운 위치에 설치하는 것이 바람직하다. 압력 센 서(31)를 라디에이터(357)에 가까운 위치에 설치함으로써, 라디에이터(357)로부터 압력 센서(31)에 도달하는 동안에, 배관의 길이, 배관의 경로, 배관의 형상 등의 영향을 받아 냉각 가스에 압력 손실이 발생하는 것을 막을 수 있기 때문이다.
제어 프로그램(40)은 앞에 설명한 본 발명의 전제가 되는 반도체 처리 장치(1)와 마찬가지로, 프로세스 제어부(400)(프로세스 제어 장치), 온도 제어부(410)(온도 제어 장치), 처리 가스 유량 제어부(412)(처리 가스 유량 제어 장치), 구동 제어부(414)(구동 제어 장치), 압력 제어부(416)(압력 제어 장치), 처리 가스 배기 장치 제어부(418)(처리 가스 배기 제어 장치), 온도 측정부(420)(온도 제어 장치), 냉각 가스 유량 제어부(422)(냉각 가스 제어 장치) 및 온도 설정치 기억부(424)(온도 제어 장치)로 구성된다.
도 20에는, 프로세스 제어부(400)와 냉각 가스 유량 제어부(422)를 나타내고, 온도 제어부(410), 처리 가스 유량 제어부(412), 구동 제어부(414), 압력 제어부(416), 처리 가스 배기 장치 제어부(418), 온도 측정부(420) 및 온도 설정치 기억부(424)는 도시를 생략한다.
제어 프로그램은 앞에 설명한 본 발명의 전제가 되는 반도체 처리 장치(1)와 마찬가지로, 예를 들면 기록 매체(240)(도 20)를 개재하여 제어부(2)에 공급되고, 메모리(204)에 로드되어 실행된다.
냉각 가스 유량 제어부(422)는, 감산기(4220)와, PID 연산기(4222)와, 주파수 변환기(4224)와, 주파수 지시기(4226)로 구성된다.
감산기(4220)에는 프로세스 제어부(400)로부터 압력 목표치 S가 입력된다.
여기에서, 압력 목표치 S는 웨이퍼(12)의 중심부가 소정의 설정 온도(처리 온도)로 되고, 웨이퍼(12)의 단부가 처리 온도보다 낮아지도록 미리 구해져 있어, 예를 들면 온도 설정치 기억부(424) 내에 기억된 내부 온도 센서(324)의 온도 보정치와, 이 온도 보정치에 대응한 압력치를 사용할 수 있다.
감산기(4220)에는 압력 목표치 S에 더하여, 압력 센서(31)에 의해 계측된 압력치 A가 입력되고, 감산기(4220)에서, 압력 목표치 S로부터 압력치 A를 감산한 편차 D가 출력된다.
편차 D는, PID 연산기(4222)에 입력된다. PID 연산기(4222)에서는, 입력된 편차 D를 토대로 PID 연산이 이루어지고 조작량 X가 산출된다. 산출된 조작량 X는, 주파수 변환기(4224)에 입력되고 주파수 변환기(4224)에서 주파수 W로 변환되어 출력된다.
출력된 주파수 W는 인버터(384)로 입력되고 냉각 가스 배기 장치(356)의 주파수가 변경된다.
압력 센서(31)로부터의 압력치 A는, 상시(常時) 또는 소정 시간 간격으로 감산기(4220)에 입력되고, 이 압력치 A를 토대로, 압력 목표치 S와 압력치 A와의 편차 D가 0이 되도록, 냉각 가스 배기 장치(356)의 주파수 제어가 계속된다.
이상과 같이, 압력 센서(31)에 의해 계측된 압력치 A와 미리 정해진 압력 목표치 S와의 편차 D가 없어지도록, 냉각 가스 배기 장치(356)의 주파수 인버터(384)를 개재하여 제어된다. 즉, 편차 D가 없어지도록 제어된 주파수를 편차가 0인 경우의 주파수로 피드백 제어하고, 피드백 후의 값을 토대로 냉각 가스 유량 제어 부(422)가 냉각 가스의 유량을 제어한다.
PID 연산기(4222)로 주파수 W를 연산하는 대신에, 프로세스 제어부(400)로부터 주파수 지시기(4226)에 주파수 설정치 T를 입력하고, 주파수 지시기(4226)로부터 주파수 W를 인버터(384)에 입력함으로써, 냉각 가스 배기 장치(356)의 주파수를 변경해도 무방하다.
이상의 제어에 의해, 배기구(358)에 접속되는 설비 배기 압력에 불균일이나 변화가 있더라도, 냉각 가스 유로(352)를 흐르는 냉각 매체의 유량이 변화하는 것이 원인이 되어, 웨이퍼(12)에 형성되는 막 두께가 불균일하게 되는 것을 방지할 수 있다.
도 21은 본 발명이 적용되는 제4 형태에 따른 반도체 제조 장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다.
앞에 설명한 본 발명이 적용되는 제3 형태에 따른 반도체 처리 장치(1)는, 압력 검출기로서 사용되는 압력 센서(31)가 검출한 압력치를 토대로, 제어부(2)가 냉각 가스 배기 장치(356)를 제어하고 있었다. 이에 반하여, 본 발명이 적용되는 제4 형태에 따른 반도체 제조 장치(1)는, 압력 센서(31)가 검출한 압력치를 토대로, 제어부(2)가, 냉각 가스 배기 장치(356)와, 가열 장치로서 사용되는 히터(32)를 제어한다.
본 발명이 적용되는 제4 형태에 사용되는 제어 프로그램(40)(제어 장치)은, 프로세스 제어부(400)(프로세스 제어 장치), 온도 제어부(410)(온도 제어 장치), 처리 가스 유량 제어부(412)(처리 가스 유량 제어 장치), 구동 제어부(414)(구동 제어 장치), 압력 제어부(416)(압력 제어 장치), 처리 가스 배기 장치 제어부(418)(처리 가스 배기 장치 제어 장치), 온도 측정부(420)(온도 측정 장치), 냉각 가스 유량 제어부(422)(냉각 가스 유량 제어 장치) 및 온도 설정치 기억부(424)(온도 설정 기억 장치)로 구성된다.
도 21에는 프로세스 제어부(400), 온도 제어부(410), 냉각 가스 유량 제어부(422) 및 온도 설정치 기억부(424)를 나타내고, 처리 가스 유량 제어부(412), 구동 제어부(414), 압력 제어부(416), 처리 가스 배기 장치 제어부(418) 및 온도 측정부(420)는 도시를 생략한다. 제어 프로그램은 앞에 설명한 본 발명이 적용되는 제3 형태에 따른 반도체 처리 장치(1)와 마찬가지로, 예를 들면 기록 매체(240)(도 18 참조)를 개재하여 제어부(2)에 공급되고, 메모리(204)에 로드되어 실행된다.
온도 제어부(410)는 압력 설정치 조정부(4102)(압력 설정 조정 장치)를 갖는다. 압력 설정치 조정부(4102)는 미리 온도 설정치 기억부(424)에 등록되어 있는 막 두께와 온도 분포와의 상관 관계 테이블 등을 이용하여, 웨이퍼(12)의 원하는 온도 분포를 연산하고 설정한다.
압력 설정치 조정부(4102)는, 온도 측정 장치(372)에 의해 측정된 온도와 온도 설정치 기억부(424)에 등록된 온도 분포를 비교하여, 웨이퍼(12)의 온도 분포를 설정된 분포로 하기 위한 냉각 가스 배기 장치(356) 상류 위치의 압력 설정치를 연산한다. 그리고, 프로세스 제어부(400)를 개재하여 냉각 가스 유량 제어부(422)에 압력 설정치를 지시한다. 여기에서, 압력 설정치 조정부(4102)로부터 프로세스 제어부(400)를 개재하여 냉각 가스 유량 제어부(422)에 압력치를 지시하는 대신에, 압력 설정치 조정부(4102)로부터 직접 냉각 가스 유량 제어부(422)에 압력 설정치를 지시해도 무방하다.
압력 설정치 조정부(4102)로부터의 지시에 의한 냉각 가스 배기 장치(356)의 제어는, 온도 분포가 설정치가 될 때까지 이루어지고, 예를 들면 앞에 설명한 제1 실시 형태와 마찬가지로 PID 연산이 사용되고, PID 정수(定數)의 설정에 의해, 과도한 온도 변동을 억제하면서, 신속하고 안정된 온도 제어가 실현된다.
또한, 압력 설정치 조정부(4102)를 포함하는 온도 제어부(410)는, 냉각 가스 배기 장치(356)에 압력 설정치를 지시함으로써 냉각 가스 배기 장치(356) 상류 위치의 압력을 제어함과 동시에, 온도 측정 장치(372)에 의해 측정된 온도와, 압력 설정치 조정부(4102)에 의해 설정된 온도 분포를 토대로, 온도 제어 장치(370)를 개재하여 히터(32)를 제어한다.
도 22에는 압력 설정치 조정부(4102)에 의한 압력 설정치의 연산의 일례가 설명되어 있다.
연산에 앞서, 미리 웨이퍼(12)의 각 온도 분포에 대응하는 압력 설정치를, 예를 들면 온도 설정치 기억부(424)에 등록해 두고, 압력 설정치와 온도 분포치와의 상관 테이블 데이터를 취득하고 입력해 둔다. 입력은 막 두께와 온도 분포와의 상관 테이블 데이터를 취득할 때에 동시에 취득해도 무방하다.
연산에서는 냉각 가스 배기 장치(356)에 소정의 압력 설정치를 지시하고, 그 때 웨이퍼(12)의 온도 분포치에 미리 등록되어 있는 온도 분포 등록치와의 편차가 있는 경우, 압력 설정치와 온도 분포 등록치와의 상관 테이블 데이터를 토대로, 압 력 설정치에 대하여 보정량을 연산하고, 그 결과를 냉각 가스 유량 제어부(422)에 지시한다.
구체적으로는, 도 22에 나타내는 바와 같이, T1<T2<T3의 관계에 있는 온도 분포 등록치에 대하여, 온도 분포 등록치가 T1일 때의 압력 등록치 P1, 온도 분포 등록치가 T2일 때의 압력 등록치 P2, 온도 분포 등록치가 T3일 때의 압력 설정치 P3가 등록되어 있는 것으로 하여, 현재 지시한 압력 설정치를 Ps, 그 때의 웨이퍼(12)의 온도 분포를 t0로 하면, 압력 보정치에 대한 보정량 Pc는, t0가 이하에 나타내는 수학식 3에 나타나는 범위에 있는 경우, 이하에 나타내는 수학식 4로 구할 수 있다.
T1<t0<T2
Pc＝{(P2－P1)/(T2－T1)}*(t0－T1)
또한, 보정량 Pc는 t0가 이하에 나타내는 수학식 5에 나타나는 범위에 있는 경우, 이하에 나타내는 수학식 6으로, t0가 이하에 나타내는 수학식 7에 나타나는 범위에 있는 경우, 이하에 나타내는 수학식 8로, t0가 이하에 나타내는 수학식 9에 나타나는 범위에 있는 경우, 이하에 나타내는 수학식 10으로 구할 수 있다.
t0<T1
Pc＝{(P2－P1)/(T2－T1)}*(T1－t0)
T3<t0
Pc＝{(P3－P2)/(T3－T2)}*(t0－T3)
T2<t0<T3
Pc＝{(P3－P2)/(T3－T2)}*(t0－T2)
이상과 같이, 본 발명이 적용되는 제4 형태에 따른 반도체 처리 장치(1)에서는, 압력 센서(31)가 검출한 압력치를 토대로, 냉각 가스 배기 장치(356)뿐 아니라 히터(32)의 제어가 이루어진다. 한편, 본 발명이 적용되는 제3 형태에 따른 반도체 처리 장치(1)와의 동일 부분에 대해서는, 도 20에 동일 번호를 붙여 설명을 생략한다.
이상에서 설명한 본 발명이 적용되는 제2 형태, 제3 형태 및 제4 형태에 있어서는, 앞에 설명한 본 발명이 적용되는 제1 형태와 마찬가지로, 제2 열전대(1064)가 웨이퍼(1400)의 원주 방향에 있어서 하나만 설치되어 있는 것과 마찬가지로, 내부 온도 센서(324)가, 웨이퍼(12)의 원주 방향에 있어서 하나만 설치된다. 이 때문에, 앞에 설명한 본 발명이 적용되는 제1 형태와 마찬가지로, 내부 온도 센서(324)가 웨이퍼(12)의 원주 방향의 일부밖에 온도를 검출하지 않는 것이 원인이 되어, 웨이퍼(12)의 원주 방향의 온도차를 개선할 수 없다는 문제점이 있었다. 그래서, 본 발명의 제3 내지 제5 실시 형태에 있어서는, 제2 형태, 제3 형태 및 제4 형태에 대하여 본 발명이 적용된다.
즉, 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서는, 앞에 설명한 본 발명이 적용되는 제2 형태에 있어서, 앞에 설명한 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 열전대(1064)와 마찬가지로, 내부 온도 센서(324)가, 웨이퍼(12)의 둘레방향으로 예를 들면 4개 등 복수개가 설치되고, 이들 복수의 내부 온도 센서(324) 내에 있는 동일한 높이의 온도 검출점의 출력의 평균치가 산출되어, 이 평균치가 제어에 사용된다.
또한, 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서는, 앞에 설명한 본 발명이 적용되는 제3 형태에 있어서, 앞에 설명한 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 열전대(1064)와 마찬가지로, 내부 온도 센서(324)가, 웨이퍼(12)의 둘레방향으로 예를 들면 4개 등 복수개가 설치되고, 이들 복수의 내부 온도 센서(324) 내에 있는 동일한 높이의 온도 검출점 출력의 평균치가 산출되어, 이 평균치가 제어에 사용된다.
또한, 본 발명의 제5 실시 형태에 있어서는, 앞에 설명한 본 발명이 적용되는 제4 형태에 있어서, 앞에 설명한 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 열전대(1064)와 마찬가지로, 내부 온도 센서(324)가, 웨이퍼(12)의 둘레방향으로 예를 들면 4개 등 복수개가 설치되고, 이들 복수의 내부 온도 센서(324) 내에 있는 동일한 높이의 온도 검출점 출력의 평균치가 산출되어, 이 평균치가 제어에 사용된다.
또한, 본 발명의 제3 내지 제5 실시 형태에 있어서는, 복수인 내부 온도 센서(324)의 하나에 불량이 발생하면, 복수의 내부 온도 센서(324)의 평균치를 나머 지의 정상적인 내부 온도 센서(324)의 출력의 평균치를 이용하여 제어를 수행하게 되고, 양호한 제어를 할 수 없는 경우도 있을 수 있다. 그래서, 본 발명의 제3 내지 제5 실시 형태에 있어서는, 앞에 설명한 제2 실시 형태와 마찬가지로, 복수의 내부 온도 센서(324)의 출력의 평균치와, 그 평균치와 각 내부 온도 센서(324)의 출력과의 편차(보정치)를 취득해 둔다. 그리고, 미리 취득하여 둔 불량이 발생한 내부 온도 센서(324)에 있어서, 설정 온도와의 보정치로부터 불량이 발생한 내부 온도 센서(324)가, 불량이 발생하지 않으면 검출했을 온도를 예측하고, 그 예측한 값을 사용함으로써 제어를 수행한다.
또한, 본 발명의 제6 실시 형태에 있어서는, 상술한 제2 실시 형태와 마찬가지로, 복수의 내부 온도 센서(324－1~4)의 출력의 평균치와 각 내부 온도 센서(324－1~4) 출력과의 편차(보정치)를 취득해 둔다. 복수의 내부 온도 센서(324－1~4) 중 하나에 불량이 발생했을 경우, 현재의 설정치와 미리 취득한 보정치로부터 불량이 발생한 내부 온도 센서(324)가, 불량이 발생하지 않으면 검출했어야 할 온도를 예측하고, 그 예측한 온도를 사용하여, 불량이 발생하지 않은 내부 온도 센서(324)와 평균치를 산출하여 제어를 수행함으로써, 내부 온도 센서(324)에 불량이 발생하지 않은 경우의 재현성을 확보하는 것이 기대된다. 여기에서, 현재의 설정치란 도 24에 나타내는 바와 같은 설정된 램프 레이트에 따라 시시각각 변화하는 설정치의 경우이다. 현재의 설정치는 램프 레이트에 따라 변화하기 때문에, 이 방식은 온도 과도기에 있어서 효과가 기대된다.
제6 실시 형태에 대하여 구체적인 예를 사용하여 설명한다. 예를 들면 복수 의 내부 온도 센서(324)로서 324－1, 324－2, 324－3, 324－4의 4개의 내부 온도 센서를 갖는 것으로 하고, 노내 설정 온도를 600℃으로 했을 때의 각 내부 온도 센서의 출력치를 이하와 같이 한다. 설정 온도：600℃이며, 내부 온도 센서(324－1)의 출력치는 601℃, 내부 온도 센서(324－2)의 출력치는 598℃, 내부 온도 센서(324－3)의 출력치는 599℃, 내부 온도 센서(324－4)의 출력치는 602℃였다. 이 때, 각 내부 온도 센서(324－1~4)의 보정치는 다음과 같이 된다. 내부 온도 센서(324－1)의 보정치＝내부 온도 센서(324－1)의 출력치-평균치＝601℃－600℃＝＋1.0℃가 된다. 여기에서 평균치란 내부 온도 센서(324－1~324－4)의 평균치인데, 이 평균치가 설정치가 되도록 온도 제어하고 있기 때문에, 평균치는 설정치와 동일한 600℃가 된다. 마찬가지로, 내부 온도 센서(324－2)의 보정치＝내부 온도 센서(324－2)의 출력치-평균치＝598℃－600℃＝－2.0℃가 된다. 내부 온도 센서(324－3)의 보정치＝내부 온도 센서(324－3)의 출력치-평균치＝599℃－600℃＝－1.0℃가 된다. 내부 온도 센서(324－4)의 보정치＝내부 온도 센서(324－4)의 출력치-평균치＝602－600＝＋2.0℃로 산출한다.
여기에서, 내부 온도 센서(324－1)에 이상이 발생했다고 한다면 온도 과도기(온도 안정 전), 여기에서는 설정치가 400℃에서 600℃로 승온 레이트 10℃／min로 승온을 개시하고나서 Xmin 후의 내부 온도 센서(324－1)의 예상치는 다음과 같이 된다. 400℃에서 600℃로 승온 레이트 10℃／min로 승온 중이기 때문에, Xmin 후의 현재의 설정치는, 현재의 설정치＝400℃＋Xmin×10℃／min, 단(0＜＝X＜＝20)이 된다.
내부 온도 센서(324－1)의 예상치는 다음식으로 구해진다. 내부 온도 센서(324－1)의 예상치＝현재의 설정치＋내부 온도 센서(324－1)의 보정치＝400℃＋Xmin×10℃／min＋1.0℃ 단(0＜＝X＜＝20)가 된다. 상기 내부 온도 센서(324－1)의 예상치는 온도 과도기에 있어서 도 25에 나타내는 바와 같이 승온 레이트에 따라 현재의 설정치와 마찬가지로 시시각각 변화한다. 예를 들면, 승온 개시 후 5 min의 내부 온도 센서 평균치는, 내부 온도 센서(324－2)의 출력치＝448.5℃, 내부 온도 센서(324－3)의 출력치＝449.5℃, 내부 온도 센서(324－4)의 출력치＝452.0℃로 하면, 내부 온도 센서(324－1)의 예상치＝현재의 설정치＋내부 온도 센서(324－1)의 보정치＝400℃＋5min×10℃／min＋1.0℃＝451.0℃이며, 내부 온도 센서 평균치(승온 개시 5 min 후) ＝{(내부 온도 센서(324－1)의 예상치＋내부 온도 센서(324－2)의 출력치＋내부 온도 센서(324－3)의 출력치＋내부 온도 센서(324－4)의 출력치}/4＝(451.0℃＋448.5℃＋449.5℃＋452.0℃)/4＝450.25℃로 산출된다.
여기에서, 내부 온도 센서(324－1)가 정상인 경우, 각 내부 센서 보정치의 관계로부터 내부 온도 센서(324－4)에 가까운 값이 출력된다고 생각하여 내부 온도 센서(324－1)＝324－4라고 가정하면, 내부 온도 센서(324)의 평균치는, 내부 온도 센서 평균치＝(452.0℃＋448.5℃＋449.5℃＋452.0℃)/4＝450.5℃가 된다.
한편, 본 발명의 제3 내지 제5 실시 형태에 의하면, 내부 온도 센서(324－1) 예상치는 다음식이 된다. 내부 온도 센서(324－1)의 예상치＝설정치＋내부 온도 센서(324－1)의 보정치＝600℃＋1.0℃＝601.0℃이며, 이 경우, 내부 온도 센서(324)의 평균치는, 내부 온도 센서(324)의 평균치＝{내부 온도 센서(324－1)의 예상치＋ 내부 온도 센서(324－2)＋내부 온도 센서(324－3)＋내부 온도 센서(324－4)}/4＝(601.0℃＋448.5℃＋449.5℃＋452.0℃)/4＝487.75℃로 산출된다.
여기에서 본 발명의 제3 내지 제5 실시 형태에 의한 내부 온도 센서(324)의 평균치는 내부 온도 센서(324－1)의 예상치가 온도 과도기임에도 불구하고, 온도 안정기와 동일한 예상치로 하고 있기 때문에, 온도 과도기에 있어서는, 도 26에 나타내는 바와 같이 내부 온도 센서(324－1)의 정상시에 비하여 높게 산출된다.
본 발명의 제6 실시 형태에 의한 내부 온도 센서(324－1)의 예상치를 사용한 내부 온도 센서(324) 평균치는, 내부 온도 센서(324－1)의 정상시와 비교하더라도 큰 차이는 없고 재현성을 확보할 수 있다. 이로부터, 온도 과도기에 있어서 문제점을 본 발명의 제6 실시 형태에 의해 해결할 수 있다.
본 발명의 제7 실시 형태에 있어서는, 도 27에 나타내는 바와 같은 복수의 내부 온도 센서(324)의 출력에 있어서, 어느 하나의 온도 센서(324)와 그 이외의 온도 센서(324) 평균치의 차이(보정치)를 취득하여 둔다. 복수인 내부 온도 센서(324) 중 하나에 불량이 발생했을 경우, 불량이 발생하지 않은 온도 센서(324)의 평균치와 미리 취득한 보정치로부터 불량이 발생한 내부 온도 센서에 있어서 불량이 발생하지 않으면 검출했을 온도를 예측하고, 그 예측한 온도를 사용하여, 불량이 발생하지 않은 내부 온도 센서(324)와 평균치를 산출하여 제어를 수행함으로써, 내부 온도 센서(324)를 예측하기 때문에, 온도 과도기에 더하여, 압력, 가스 유량 등의 상황 변화에 의한 온도 변화에도 효과를 기대된다.
예를 들면 내부 온도 센서(324)가 324－1, 324－2, 324－3, 324－4로 복수의 내부 온도 센서를 갖는 것으로 하고, 노내 설정 온도를 600℃로 했을 때의 각 내부 온도 센서의 출력치를 이하와 같이 한다.
설정 온도：600℃, 내부 온도 센서(324－1)의 출력치：601℃, 내부 온도 센서(324－2)의 출력치：598℃, 내부 온도 센서(324－3)의 출력치：599℃, 내부 온도 센서(324－4)의 출력치：602℃로 한다. 이 때, 각 내부 온도 센서의 보정치는 이하와 같이 된다.
내부 온도 센서(324－1)의 보정치＝내부 온도 센서(324－1)의 출력치-{내부 온도 센서(324－2)의 출력치＋내부 온도 센서(324－3)의 출력치＋내부 온도 센서(324－4)의 출력치}/3＝601℃－599.7℃＝＋1.3℃이다.
마찬가지로, 내부 온도 센서(324－2)의 보정치＝내부 온도 센서(324－2)의 출력치-{내부 온도 센서(324－1)의 출력치＋내부 온도 센서(324－3)의 출력치＋내부 온도 센서(324－4)의 출력치}/3＝598℃－600.7℃＝－2.7℃이다.
마찬가지로, 내부 온도 센서(324－3)의 보정치＝내부 온도 센서(324－3)의 출력치-{내부 온도 센서(324－1)의 출력치＋내부 온도 센서(324－2)의 출력치＋내부 온도 센서(324－4)의 출력치}/3＝599℃－600.3℃＝－1.3℃이다.
마찬가지로, 내부 온도 센서(324－4)의 보정치＝내부 온도 센서(324－4)의 출력치-{내부 온도 센서(324－1)의 출력치＋내부 온도 센서(324－2)의 출력치＋내부 온도 센서(324－3)의 출력치}/3＝602℃－599.3℃＝＋2.7℃로 산출한다.
내부 온도 센서(324－1)에 이상이 발생했다고 하면 내부 온도 센서(324－1)의 예상치는 다음식으로 구할 수 있다. 내부 온도 센서(324－1)의 예상치＝{내부 온도 센서(324－2)의 출력치＋내부 온도 센서(324－3)의 출력치＋내부 온도 센서(324－4)의 출력치}/3＋내부 온도 센서(324－1)의 보정치
여기에서 예를 들면, 승온 개시 후 5 min에 각 내부 온도 센서 출력치를, 내부 온도 센서(324－1)：이상(異常) 발생, 내부 온도 센서(324－2) 출력치＝448.5℃, 내부 온도 센서(324－3) 출력치＝449.5℃, 내부 온도 센서(324－4) 출력치＝452.0℃로 하면, 내부 온도 센서(324－1) 예상치는, 내부 온도 센서(324－1) 예상치＝(448.5℃＋449.5℃＋452.0℃)/3＋1.3℃＝451.3℃이며, 내부 온도 센서(324－1) 예상치를 사용한 내부 온도 센서 평균치는, 내부 온도 센서(324) 평균치＝{내부 온도 센서(324－1) 예상치＋내부 온도 센서(324－2)＋내부 온도 센서(324－3)＋내부 온도 센서(324－4)}/4＝(451.3℃＋448.5℃＋449.5℃＋452.0℃)/4＝450.32℃로 산출할 수 있다.
한편 본 발명의 제3 내지 제5 실시 형태에 의하면, 내부 온도 센서(324－1) 예상치는 다음식이 된다. 내부 온도 센서(324－1) 예상치＝설정치＋내부 온도 센서(324－1) 보정치＝600℃＋1.0℃＝601.0℃가 된다. 이 경우, 내부 온도 센서(324)의 평균치는, 내부 온도 센서(324) 평균치＝{내부 온도 센서(324－1) 예상치＋내부 온도 센서(324－2)＋내부 온도 센서(324－3)＋내부 온도 센서(324－4)}/4＝(601.0℃＋448.5℃＋449.5℃＋452.0℃)/4＝487.75℃로 산출된다.
여기에서 본 발명의 제3 내지 제5 실시 형태에 의한 내부 온도 센서(324)의 평균치는 내부 온도 센서(324－1) 예상치가 온도 과도기임에도 불구하고, 온도 안정기와 동일한 예상치로 하고 있기 때문에, 온도 과도기에 있어 도 26에 나타내는 바와 같이 내부 온도 센서(324－1) 정상시에 비하여 높게 산출된다. 본 발명의 제7 실시 형태에 의한 내부 온도 센서(324－1) 예상치를 사용한 내부 온도 센서(324) 평균치는, 내부 온도 센서(324－1) 정상시와 비교하더라도 큰 차이는 없고 재현성을 확보할 수 있다. 이로부터, 온도 과도기에 있어서 문제점을 본 실시 형태에 의하면 해결할 수 있다.
또한, 예를 들면, 가스 유량, 압력치 등 변화에 의해, 각 내부 온도 센서의 보정치 취득시와 비교하여 크게 온도 분포가 변화한 경우의 승온 개시 후 5 min의 각 내부 온도 센서 출력치를 다음과 같이 한다. 내부 온도 센서(324－1)：이상(異常) 발생, 내부 온도 센서(324－2) 출력치＝420.5℃, 내부 온도 센서(324－3) 출력치＝439.5℃, 내부 온도 센서(324－4) 출력치＝410.0℃로 하면, 본 실시 형태에 의한 내부 온도 센서(324－1) 예상치는, 내부 온도 센서(324－1) 예상치＝{내부 온도 센서(324－2)＋내부 온도 센서(324－3)＋내부 온도 센서(324－4)}/3＋내부 온도 센서(324－1) 보정치＝(420.5℃＋439.5℃＋410.0℃)/3＋1.3℃＝424.6℃
이 경우, 내부 온도 센서(324) 평균치는, 내부 온도 센서(324) 평균치＝{내부 온도 센서(324－1) 예상치＋내부 온도 센서(324－2) 출력치＋내부 온도 센서(324－3) 출력치＋내부 온도 센서(324－4) 출력치}/4＝(424.6℃＋420.5℃＋439.5℃＋410.0℃)/4＝423.65℃로 산출할 수 있다.
한편 본 발명의 제3 내지 제5 실시 형태에 의하면, 내부 온도 센서(324－1) 예상치는 다음식으로 된다. 내부 온도 센서(324－1) 예상치＝현재의 설정치＋내부 온도 센서(324－1) 보정치＝400℃＋5min×10℃／min＋1.0℃＝451.0℃가 된다.
이 경우, 내부 온도 센서(324) 평균치는, 내부 온도 센서(324) 평균치＝{내부 온도 센서(324－1) 예상치＋내부 온도 센서(324－2) 출력치＋내부 온도 센서(324－3) 출력치＋내부 온도 센서(324-4) 출력치}/4＝(451.0℃＋420.5℃＋439.5℃＋410.0℃)/4＝430.25℃로 산출할 수 있다.
내부 온도 센서(324－1)가 정상적인 경우를 각 내부 센서 보정치의 관계로부터 내부 온도 센서(324－4)에 가까운 값이 출력된다고 생각하여 내부 온도 센서(324－1)＝(324－4)로 가정하면, 내부 온도 센서(324) 평균치는, 내부 온도 센서 평균치(가령 정상)＝(410.0℃＋420.5℃＋439.5℃＋410.0℃)/4＝420.0℃가 된다.
여기에서 본 발명의 제6 실시 형태에 의한 내부 온도 센서(324) 평균치는, 내부 온도 센서(324－1) 예상치가 내부 온도 센서 보정치를 취득한 상황으로부터 산출하고 있어, 외란(外亂)에 의해 내부 온도 상황이 변화한 경우에는 정상시와 차이가 발생한다.
본 발명의 제7 실시 형태에 의하면, 보정치 취득시는 그 시점에서의 상황으로 산출하고 있는데, 예상치 산출시에 현재의 이상 미발생 내부 온도 센서의 평균치를 사용하고 있어, 외란에 의한 상황 변화시의 문제점을 해결할 수 있다.
이상에 있어서, 내부 온도 센서(324)는 바람직하게는 더미(dummy) 웨이퍼 영역이 아니고, 프로덕트 웨이퍼 영역의 높이에 설치하여 프로덕트 웨이퍼의 엣지부 부근의 온도를 검출하는 것이 바람직하다. 여기에서, 프로덕트 웨이퍼란, 실제로 IC 등의 반도체 소자가 제작되는 웨이퍼이며, 더미 웨이퍼란, 프로덕트 웨이퍼를 가운데 삽입하도록 보트 양단에 배치되고 프로덕트 웨이퍼 영역의 열이 빠져나가지 않도록 하고, 또한 반응로 상하로부터 날아 들어오는 미립자나 오염 물질이 프로덕트 웨이퍼에 부착하지 않도록 한다.
또한, 예를 들면, 바람직하게는, 온도 과도기에는 제7 실시 형태를 이용하고, 온도 안정기에는 제3 내지 제5 실시 형태를 이용하여 제어하는 것이 좋다. 제7 실시 형태와 제3 내지 제5 실시 형태의 절체(切替) 타이밍은 승온 완료시(400~600℃ 승온 레이트 10℃／min의 경우, 20 min)이라도 무방하지만, 승온 완료 후, 내부 온도 센서의 평균치를 보고, 설정치와 내부 온도 센서의 평균치의 온도 편차가 소정 온도 범위 내에 들어간 후에 수행한다.
이와 같이, 온도 과도기에 있어서, 제7 실시 형태의 보정 방식을 수행함으로써 온도 과도기의 재현성, 또한 외란에 대한 대응이 가능하게 된다. 또한 온도 안정시에 제3 내지 제5 실시 형태의 보정 방식을 수행함으로써, 온도 안정시에 있어서, 외란에 영향 받지 아니하고 정상시의 재현성을 확보할 수 있다.
제7 실시 형태에 있어서, 예를 들면 내부 온도 센서에 기준이 되는 센서(324－1)를 설정하고, 다른 센서(324－2, 324－3, 324－4)와 평균치 편차를 소정의 값으로 함으로써 웨이퍼 원주 방향의 온도 편차를 일정한 범위로 제어할 수 있다.　
종래는, 온도 센서(324－1~4)의 평균치를 설정치로 제어함으로써 웨이퍼의 둘레방향 온도차를 개선했는데, 제7 실시 형태를 응용함으로써, 기준의 온도 센서(324－1)를 설정치로 제어한다. 다른 온도 센서(324－2~4)의 평균치와의 온도 편차를 감시하면서 소정 범위에 들어가지 않으면 배기 압력을 조정할 수 있게 되고, 웨이퍼의 둘레방향의 온도차를 어느 일정한 범위로 제어할 수 있다.
발명에 의하면, 기판의 원주 방향 온도차를 경감할 수 있고, 또한, 온도 센서에 불량이 발생하더라도 계속해서 기판 처리를 수행할 수 있는 반도체 제조 장치 및 기판 처리 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 제1 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명이 적용되는 제1 형태에 따른 기판 처리 장치가 가지는 반응관의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 3은 본 발명이 적용되는 제1 형태에 따른 기판 처리 장치가 가지는 중심부 열전대의 상세한 구성의 일례를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명이 적용되는 제1 형태에 따른 기판 처리 장치가 가지는 천정부 열전대의 상세한 구성의 일례를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명이 적용되는 제1 형태에 따른 기판 처리 장치가 가지는 하부 열전대의 상세한 구성의 일례를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명이 적용되는 제1 형태에 따른 반도체 제조 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 7은 본 발명이 적용되는 제1 형태에 따른 반도체 제조 장치로서, 웨이퍼의 중심부 온도 보정치를 사용하여 설정 온도를 보정하는 구성 및 방법에 대하여 설명하는 설명도.
도 8은 본 발명이 적용되는 제1 형태에 따른 반도체 제조 장치로 취득된 중 심부 온도 편차 및 천정부 온도 편차의 데이터를 나타내는 도표.
도 9는 본 발명이 적용되는 제1 형태에 따른 반도체 제조 장치의 압력 보정량의 산출에 대하여 설명하는 제1의 도면.
도 10은 본 발명이 적용되는 제1 형태에 따른 반도체 제조 장치의 압력 보정량의 산출에 대하여 설명하는 제2의 도면.
도 11은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치의 주요부를 나타내는 사시도.
도 12는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치가 가지는 열전대의 평면에 있어서 배치를 모식적으로 나타내는 모식도.
도 13은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치의 제어 방법 및 제어를 하기 위한 구성을 설명하는 설명도.
도 14는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 반도체 제조 장치의 제어 방법 및 제어를 하기 위한 구성을 설명하는 설명도.
도 15는 본 발명이 적용되는 제2 형태에 따른 반도체 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 도면.
도 16은 도 15에 나타낸 보트 및 웨이퍼를 수용한 상태의 처리실을 예시하는 도면.
도 17은 도 15, 도 16에 나타낸 처리실의 주변의 구성 부분 및 처리실에 대한 제어를 실시하는 제1 제어 프로그램의 구성을 나타내는 도면.
도 18은 도 15에 나타낸 제어부의 구성을 나타내는 도면.
도 19는 본 발명이 적용되는 제2 형태에 따른 반도체 처리 장치에 있어서 처리 대상이 되는 웨이퍼의 형상을 예시하는 도면.
도 20은 본 발명이 적용되는 제3 형태에 따른 반도체 처리 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 21은 본 발명이 적용되는 제4 형태에 따른 반도체 처리 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 22는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 반도체 처리 장치의 압력 설정치의 연산의 일례를 설명하는 도면.
도 23은 현재의 설정 온도와 예측 온도와의 관계를 나타내는 도면.
도 24는 현재의 설정 온도와 예측 온도와의 관계를 나타내는 도면.
도 25는 현재의 설정 온도와 각 실시 형태에 의한 내부 온도 센서 예측 온도와의 관계를 나타내는 도면.
도 26은 현재의 설정 온도와 각 실시 형태에 의한 내부 온도 센서의 평균치의 관계를 나타내는 도면.
도 27은 시간과 설정 온도와 보정치의 관계를 나타내는 도면.
<도면의 주요 부호의 설명>
1:반도체 처리 장치 　12:웨이퍼
14:보트 100:카세트 수수 유닛
102:카세트 스토커 104:버퍼 카세트 스토커
106:웨이퍼 이동기 108:보트 엘리베이터
490:웨이퍼 카세트 2:제어부(제어 장치)
22:표시, 입력부(표시, 입력 장치) 200:CPU 웨이퍼
24:기록부(기록 장치) 240:기록 매체
40:제어 프로그램
400:프로세스 제어부(프로세스 제어 장치)
410:온도 제어부(온도 제어 장치)
4102:압력 설정치 조정부(압력 설정치 조정 장치)
412:처리 가스 유량 제어부(처리 가스 유량 제어 장치)
414:구동 제어부(구동 제어 장치)
416:압력 제어부(압력 제어 장치)
418:처리 가스 배기 장치 제어부(처리 가스 배기 장치 제어 장치)
420:온도 측정부(온도 측정 장치)
422:냉각 가스 유량 제어부(냉각 가스 유량 제어 장치)
4220:감산기 　4222:PID 연산기
4224:주파수 변환기 4226:주파수 지시기
424:온도 설정치 기억부(온도 설정치 기억 장치)
3:처리실 300:단열재(140:단열판)
31:압력 센서 32:히터
320:온도 조정 부분 322, 324:온도 센서
340:가스 도입 노즐 344:노구 덮개
346:배기관 348:회전축
350:매니폴드 351:O링
352:냉각 가스 유로 353:흡기구
354:배기로 355:배기부
356:냉각 가스 배기 장치 357:라디에이터
358:배기공 359:셔터
360:아우터 튜브 362:이너 튜브
370:온도 제어 장치 372:온도 측정 장치
374:MFC 376:EC
378:PS 380:APC
382:EP 384:인버터
1010:반도체 제조 장치 1012:균열관
1014:반응관 1016:공급관
1018:배기관 1020:도입 부재
1022:배기구 1024:MFC
1030:APC 1032:압력 센서
1034:베이스 1036:링
1038:씰 캡 1040:회전축
1042:석영 캡 1044:보트
1050:보트 엘리베이터 1052:히터
1060:온도 검출부(온도 검출 장치) 1062:제1 열전대
1064:제2 열전대 1064a:내부 메인 열전대
1064b:내부 서브 열전대 1064c:내부 사이드 열전대
1064d:내부 사이드 열전대 1066:제3 열전대
1068:중심부 열전대 1070:천정부 열전대
1072:하부 열전대 1078:인버터
1080:배기부 1082:배기관
1084:냉각 가스 배기 장치 1086:라디에이터
1090:셔터 1092:압력 센서
1200:제어부(제어 장치)
1202:가스 유량 제어부(가스 유량 제어 장치)
1204:온도 제어부(온도 제어 장치)
1206:압력 제어부(압력 제어 장치)
1208:구동 제어부(구동 제어 장치)
1220:냉각 가스 유량 제어부(냉각 가스 유량 제어 장치)
1222:감산기 1224:PID 연산기
1226:주파수 변환기 1228:주파수 지시기
1230:평균 온도 산출부 1242:PID 연산부
1240:웨이퍼 중심부 온도 보정 연산부(웨이퍼 중심부 온도 보정 연산 장치)
1250:연산 기억부 1300:상위 컨트롤러
1400:웨이퍼

Claims (6)

  1. 기판을 처리하는 처리실과,
    상기 처리실을 가열하는 가열 장치와,
    상기 처리실과 상기 가열 장치 사이에 설치된 냉각 가스 유로와,
    상기 냉각 가스 유로에 있어서 압력치를 측정하는 압력 검출기와,
    기판의 온도를 검출하는 온도 검출부와,
    상기 가열 장치 및 냉각 장치를 제어하여 기판을 처리하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는, 기판 중심부의 온도를 검출하는 제1 온도 검출점의 측정치와, 기판 주연부의 온도를 검출하는 제2 온도 검출부의 기판 원주 방향의 복수의 검출점 측정치의 평균치를 미리 취득하고, 상기 취득한 측정치를 토대로, 상기 가열 장치 및 상기 냉각 장치를 제어하는 것인 반도체 제조 장치.
  2. 기판 중심부의 온도를 검출하는 제1 온도 검출점의 측정치와, 기판 주연부의 온도를 검출하는 제2 온도 검출부의 기판 원주 방향의 복수 검출점 측정치의 평균 치를 미리 취득하고, 상기 취득한 측정치를 토대로, 기판을 처리하는 처리실과 가열 장치와의 사이에 설치된 냉각 가스 유로에 있어서 압력치의 압력 보정치를 산출하고, 그 압력 보정치에 의해 상기 압력치를 보정하는 공정과,
    상기 처리실을 상기 가열 장치로 가열하면서, 상기 냉각 가스 유로 내에 냉각 장치에 의해 냉각 가스를 흘리고, 상기 보정 후의 압력치를 토대로, 제어부에 의해 상기 가열 장치 및 상기 냉각 장치를 제어하여 기판을 처리하는 공정
    을 포함하는 것인 기판 처리 방법.
  3. 기판을 처리하는 처리실과,
    상기 처리실을 가열하는 가열 장치와,
    상기 처리실과 상기 가열 장치와의 사이에 설치된 냉각 가스 유로와,
    상기 냉각 가스 유로에 있어서 압력치를 측정하는 압력 검출기와,
    상기 처리실 내의 온도를 검출하는 복수의 온도 검출부와,
    상기 가열 장치 및 냉각 장치를 제어하여 기판을 처리하는 제어부
    를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 처리실 내의 온도를 검출하는 복수의 온도 검출부 측정치의 평균치와,
    상기 복수의 온도 검출부 측정치의 평균치와 각 온도 검출부 측정치와의 편차를 연산하고,
    이 연산한 편차를 토대로, 상기 가열 장치 또는 상기 냉각 장치 중 적어도 하나를 제어하는 것인 반도체 제조 장치.
  4. 기판 주연부의 온도를 검출하는 온도 검출부의 기판 원주 방향의 복수 검출점의 측정치의 평균치와, 복수 검출점 중 각 검출점 측정치를 미리 취득하고,
    상기 취득한 복수의 검출점 측정치의 평균치와 상기 복수 검출점 중 각 검출점의 측정치를 토대로, 기판을 처리하는 처리실과 가열 장치 사이에 설치된 냉각 가스 유로에 있어서 압력치의 압력 보정치를 산출하고, 상기 압력 보정치에 의해 상기 압력치를 보정하는 공정과,
    상기 처리실을 상기 가열 장치로 가열하면서, 상기 냉각 가스 유로 내에 냉각 장치에 의해 냉각 가스를 흘리고, 상기 보정 후의 압력치를 토대로, 제어부에 의해 상기 가열 장치 또는 상기 냉각 장치 중 적어도 하나를 제어하여 기판을 처리하는 공정
    을 포함하는 것인 기판 처리 방법.
  5. 기판을 처리하는 처리실과,
    상기 처리실을 가열하는 가열 장치와,
    상기 처리실과 상기 가열 장치와의 사이에 설치된 냉각 가스 유로와,
    상기 냉각 가스 유로에 있어서 압력치를 측정하는 압력 검출기와,
    상기 처리실 내의 온도를 검출하는 복수의 온도 검출부와,
    상기 가열 장치 및 냉각 장치를 제어하여 기판을 처리하는 제어부
    를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 처리실 내의 온도를 검출하는 복수의 온도 검출부 중 하나의 온도 검출부의 측정치와, 다른 복수의 온도 검출부의 평균치와의 편차를 연산하고,
    상기 연산한 편차를 토대로, 상기 가열 장치 또는 상기 냉각 장치 중 적어도 하나를 제어하는 것인 반도체 제조 장치.
  6. 기판 주연부의 온도를 검출하는 온도 검출부의 기판 원주 방향의 복수의 검출점 중 하나의 검출점의 측정치와, 복수의 검출점 중 상기 검출한 하나의 검출점을 제외한 각 검출점의 측정치의 평균치를 미리 취득하고,
    상기 취득한 측정치 및 평균치를 토대로, 기판을 처리하는 처리실과 가열 장치와의 사이에 설치된 냉각 가스 유로에 있어서 압력치의 압력 보정치를 산출하고, 상기 압력 보정치에 의해 상기 압력치를 보정하는 공정과,
    상기 처리실을 상기 가열 장치로 가열하면서, 상기 냉각 가스 유로 내에 냉각 장치에 의해 냉각 가스를 흘리고, 상기 보정 후의 압력치를 토대로, 제어부에 의해 상기 가열 장치 또는 상기 냉각 장치 중 적어도 하나를 제어하여 기판을 처리하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
KR1020080085238A 2007-09-06 2008-08-29 반도체 제조 장치 및 기판 처리 방법 KR101002258B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2007-00231253 2007-09-06
JP2007231253 2007-09-06
JP2008170810A JP5510991B2 (ja) 2007-09-06 2008-06-30 半導体製造装置及び基板処理方法
JPJP-P-2008-00170810 2008-06-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090026059A true KR20090026059A (ko) 2009-03-11
KR101002258B1 KR101002258B1 (ko) 2010-12-20

Family

ID=40655904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080085238A KR101002258B1 (ko) 2007-09-06 2008-08-29 반도체 제조 장치 및 기판 처리 방법

Country Status (2)

Country Link
JP (2) JP5510991B2 (ko)
KR (1) KR101002258B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10228291B2 (en) 2015-02-25 2019-03-12 Kokusai Electric Corporation Substrate processing apparatus, and thermocouple
KR20210066769A (ko) * 2015-02-25 2021-06-07 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 기판 처리 장치, 열전대 및 절연 부재

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5394360B2 (ja) 2010-03-10 2014-01-22 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置およびその冷却方法
JP5751549B2 (ja) * 2010-03-15 2015-07-22 株式会社日立国際電気 熱処理装置及び半導体の製造方法
WO2012118175A1 (ja) * 2011-03-02 2012-09-07 株式会社ニコン 光学用セラミック材料の熱処理装置、光学用セラミック材料の熱処理方法、合成石英ガラスの熱処理方法、光学系の製造方法、および露光装置の製造方法
JP2014112594A (ja) * 2012-12-05 2014-06-19 Denso Corp スーパージャンクション構造を有する半導体装置の製造方法
JP6262148B2 (ja) * 2012-12-07 2018-01-17 株式会社日立国際電気 基板処理装置、基板処理方法、半導体装置の製造方法および制御プログラム
JP6080797B2 (ja) * 2014-04-28 2017-02-15 三菱電機株式会社 不純物拡散装置
JP6763740B2 (ja) * 2016-10-18 2020-09-30 太平洋セメント株式会社 噴霧熱分解装置
JP6735686B2 (ja) * 2017-01-20 2020-08-05 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板の冷却方法
JP6752851B2 (ja) * 2017-09-12 2020-09-09 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ クーリングユニット、基板処理装置、および半導体装置の製造方法
KR102255315B1 (ko) * 2019-06-17 2021-05-25 에스케이하이닉스 주식회사 기판 처리장치 및 기판 처리방법
TWI712105B (zh) * 2019-10-31 2020-12-01 新唐科技股份有限公司 半導體裝置與其製造方法
JP2023141135A (ja) * 2022-03-23 2023-10-05 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3177722B2 (ja) * 1993-06-15 2001-06-18 東京エレクトロン株式会社 高速熱処理炉の温度制御装置
JP4358915B2 (ja) * 1997-03-21 2009-11-04 株式会社日立国際電気 半導体製造システム
US5937541A (en) * 1997-09-15 1999-08-17 Siemens Aktiengesellschaft Semiconductor wafer temperature measurement and control thereof using gas temperature measurement
JP4536214B2 (ja) * 2000-06-01 2010-09-01 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置，および熱処理装置の制御方法
JP2002208591A (ja) * 2001-01-09 2002-07-26 Hitachi Kokusai Electric Inc 熱処理装置
JP2002327275A (ja) * 2001-05-02 2002-11-15 Tokyo Electron Ltd 真空処理方法及び真空処理装置
US7006900B2 (en) * 2002-11-14 2006-02-28 Asm International N.V. Hybrid cascade model-based predictive control system
JPWO2005008755A1 (ja) * 2003-07-18 2006-09-07 株式会社日立国際電気 温度制御方法、基板処理装置及び半導体製造方法
WO2005010970A1 (ja) * 2003-07-28 2005-02-03 Hitachi Kokusai Electric Inc. 基板処理装置及び基板処理方法
JP4674792B2 (ja) * 2003-12-05 2011-04-20 東京エレクトロン株式会社 静電チャック
JP4516318B2 (ja) * 2004-01-05 2010-08-04 株式会社日立国際電気 基板処理装置および半導体装置の製造方法
JP4878801B2 (ja) * 2005-09-26 2012-02-15 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10228291B2 (en) 2015-02-25 2019-03-12 Kokusai Electric Corporation Substrate processing apparatus, and thermocouple
US10684174B2 (en) 2015-02-25 2020-06-16 Kokusai Electric Corporation Substrate processing apparatus, and thermocouple
KR20210066769A (ko) * 2015-02-25 2021-06-07 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 기판 처리 장치, 열전대 및 절연 부재
US11300456B2 (en) 2015-02-25 2022-04-12 Kokusai Electric Corporation Substrate processing apparatus, and thermocouple

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009081415A (ja) 2009-04-16
KR101002258B1 (ko) 2010-12-20
JP2014042042A (ja) 2014-03-06
JP5665239B2 (ja) 2015-02-04
JP5510991B2 (ja) 2014-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101002258B1 (ko) 반도체 제조 장치 및 기판 처리 방법
KR101003446B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US20090095422A1 (en) Semiconductor manufacturing apparatus and substrate processing method
US7727780B2 (en) Substrate processing method and semiconductor manufacturing apparatus
JP5647712B2 (ja) 基板処理方法、半導体装置の製造方法および半導体製造装置
KR101751624B1 (ko) 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체
KR20110103866A (ko) 열처리 장치 및 기판 처리 방법
KR100882633B1 (ko) 열처리 장치, 열처리 방법, 제어 장치 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
US20220005738A1 (en) Substrate Processing Apparatus, Method of Manufacturing Semiconductor Device and Non-transitory Computer-readable Recording Medium
TWI720520B (zh) 半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及程式
JP4783029B2 (ja) 熱処理装置及び基板の製造方法
US20240011161A1 (en) Parameter setting method and substrate processing apparatus
KR20120090343A (ko) 플라즈마 처리장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131118

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141120

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151118

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161123

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171114

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181121

Year of fee payment: 9