TW201007846A

TW201007846A - Thermal processing apparatus and thermal processing method for object to be processed

Info

Publication number: TW201007846A
Application number: TW098119383A
Authority: TW
Inventors: Kenichi Yamaga; Wen-Ling Wang
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2009-06-10
Publication date: 2010-02-16
Also published as: KR20090129354A; JP2009302213A; US8080767B2; CN101604623B; KR101230723B1; CN101604623A; TWI462182B; JP5217663B2; US20090311807A1

Description

201007846 六、發明說明：【發明所屬之技術領域】裝置導如圓之被處理體的熱處理【先前技術】曰圓當ϊίΐ導:積體電路如1〇時，由矽基板等所形成的半導體曰曰0通〶重禝地經受各種不同的處理，諸如薄膜、)7芦卢理、盈刻處理、氧化及擴散處理、以及退火處理。當對半:二 ❿ 處理為代表之熱處理時，對晶圓管5 : 泣革使為達關於薄膜厚度之薄膜間均句度及平面内均勻度，:而要以南精確度來調節(控制)晶圓之溫度。 -- 將以類似Ρ方h 裝置用作熱處理裝置之情況。首先， =層s方式加以支持之半_ =置的加熱料』=丄 ❹ 執行薄膜沉積處理，於後2薄膜沉積氣體流動’藉以部及/或外部，f吏得基力’以維持晶圓的溫度在」預設:度而，加熱部之電當處理^器呈有曰^公報第細福6號）。度，為了在處理容器中達=晶圓在其中之垂直長式是垂直劃分該處理容器的溫度控制’較佳的方地控制每-加無域之# 為多數個加熱_，並獨立測試晶圓本身上，由此敎^=’若將一熱電偶配置在實驗性由另-配置在該處理容哭内斤，到的測試晶圓之實際溫度與之間的關聯性，可以麫由每外部之熱電偶所偵測到之溫度理產品晶圓時，#由夹事先得到。於此情況中，當熱處猎由荼考該關聯性，可以實現對於產品晶圓之適 201007846 當溫度控制。岀下^卜術t日了德®爾分佈，已提有表面彈性波(音波）元件之^ 1 G()7_171()47#u)° $即，各具晶圓表面上。射頻信號由皮分散地配置在度感測器。為回應射頻信ί，卜：：=獨=線發射至個別的之溫感測器之個別溫度的第-=又感測為7刀別地送回取決於溫度二則信號，ϊ 兮接收及分析該(第 2007-171047號）。现又刀佈（日本公開專利公報第度與熱電偶所量測到之數值二:圓^ 定。尤其，存在一可能柹.A# ，關％ 11在母一妗刻並不固偏離先前對於測試晶Ξ;:⑶ 晶圓的溫度。例如，此偏雜 \守、可此無法適當地控制著在處理容器之内壁表面之積處理而附理版改變、以及峨的變^^寺、由氣體流速及/或處制晶圓溫度之需求使二升及下降時，亦存在對於控求’因為當晶圓的溫度上升及下法難以符合此需量測至^之數值之間的差異，傾向變得更度與熱電偶 2了解決此問題’可以考慮熱電偶難簡該純峨。料，熱傳送時，如在曰本公開專利公報此引起金屬污染。晶圓型式之處職置中，可露者，在單-—取決於晶圓溫度之電磁健而石央振盪器，以藉由接收最多約為3〇〇。(：。因此，^ 溫度。然而，石英之熱阻處理裝置中。不此將此法朗於執行“溫度處理之敎 201007846 t ^ 2004-140167 此，可能對於半導體晶圓產生金屬ίί必需配置在一腔室内。因【發明内容】發明’ 3,本發_有效地解決相同問題。本且即時之方式，高度精確地=處=产其攸而同度精確地執行被處理體之溫度 = 的獨立天線，且不會引起任何金屬=科㈣置任何另外現以iii?人已就半導體晶圓之温度制作了廣泛的研究，發由传用一插道+从叫王干分版日日W之/皿度1測、及藉材科电阻加熱器作為天線，而創作出本發明。哭處理裝置，其包含：一能夠被排空‘理容夠谷^數個被處理體之外，其亦能狗容納設有—彈，波7G件的-溫度量_物體；i持部，在其雜物體時，該固持部用猶載進入該處理 ΐίϊΐΓI部，其用以加熱被容納在該處理容器中之該夕數個被處理體及該溫度量湖物體；_第—導電構件，: 作用為經由一射頻線路連接至一發射哭之一 ^ ，處理容器中之該彈性波;件，“:量測用電【以 π弟件’設置以作用為經由—射頻線路而連接至-接收為之-接收$天線’其肋接收取決於該雜波元件之、 2被容納在該處理容器中之轉性波桃發射之—電波度^部’其用以基於由該接收器天線所接收的該電波 = 加熱部;其中:該第-導電構件被配置以作為在該處; 201007846 的:Γ分;以及該第二導電構件被配置以作為在該處理奋益中之一熱處理部的一部分。 π八’H由於分別為在該熱處理裝置中之該熱處理部的-發二及’導電構件，被使得作用為(亦被使用為) LTGA基板71件製成之彈性波元件，藉由利用無線且實質上卜裝因此，其能夠的溫度(此溫度可以触精確地侦測溫度量測用物體寺。因此可以執行高度精確的溫度控制。日產生金屬㈣度上“下C種法’例如，皮處理體的溫仍可=確地得到被處在處理容器之内壁表面上，射頻二波器部，其傳輸- 饋1路連接至該加熱電力源的二熱電力源及經由一於此情況，較佳的方十日阻加熱态。可控制式地被供應電力電阻加熱賴分射個別地、 =内部空間分隔為多數個加=加熱器’簡該處理容器之 :個區域加熱器係在於此情況，例如，每相鄰的 2熱器的每—個。或者，每’且-饋電線路_至該區、、'巴緣狀態，且一饋電線路1 ^個區域加熱器係在一電性此外，較佳的方式是，琴^5亥£域加熱器的每一個。電阻加熱器。 “ ~導電構件及/或該第二導電構件傳輪〜式是，該饋電線路設有一電力、。力成分包是截 β Ε力遽波器部，其於此情況，較佳的方式。 V該>皿度控制部用以傳 201007846 二=電波之電力’該加熱電力被該該置測两電波之電力係以_性分割方式而由該發益，件及二，.該固持部由—導電材料製成，^該^二導兩槿 ;電材料製成，而該第-導電構件及/:第=電:== 導電構件由:ΐί體式:如該及/或該第二石夕、單晶石夕、碳化石夕(Sic)、錯化石夕(、氣從由多晶 (ZnO)、氮倾(A1N) ^味((蝴、氧化鋅 -材料。及f化録（GaA物成的群叛中所選出的或者，本發明係一種熱處理裝置，並包含· __A 處理容器，除了多數個被處理體之外，夠破排空之則用物體;-固持部:在ΐ固ίΐίΐ:ΐ? 處理體、及該溫度量_物體二苐'之該多參波；-第二導電I置^亥雨彈^波元件，發射一量测用電 J收器之-接收器天線，其用而連接至― -溫度分析部，其用以基於由n生，件發射之-電波；得到該溫度量測用物體的-溫度該電波，而熱部上；其中··該第1^==，_容器中及/或在該加部分；以及該第二導電構件 7以作為—溫度量測部的- 以此方式，由於分量卿的—部分。部分之第—導電構件 =理裝置中之該熱處理部的— 及弟一¥电構件，被使得作用為(亦被使用為） 201007846 #ί要制溫度時，勤使用以蘭克波元件發射之雷、古】板70件衣成之彈性波元件，接收自該彈性溫度(此溫度可以視為ii理用物體的因此可以執行高度精確的^度妝控t )不會產生金屬污染等。度上卜下^種3的溫度量測方法’例如，當被如體的溫 ❹ 仍適在處射頻饋電=連=ί=ί力;熱電力源及經由- 地、;;多;為可以個別，之:内部空間分隔為多數個㊁=;況：處，郴的—個區域加熱器係在一電性能，、母相 ❹ 將-個於或者，每相“二個區Ξίίΐΐ: 緣=，且將一饋電線路連接至的每::在 -導電丄二電含-熱電傅’而該第於此情況，較佳的方式是車設有-直流濾波器部，其傳輪直一熱電偶線路或者，較佳的方式是，該、严声旦::斷射頻成分。成的保護管’用以容納該熱電偶=二=由-導電3料所製構件及/或該第二導電構件為該痩該熱電偶’而該第-導電 10 201007846 於這些情況中，較佳的方式導電構件由-半導體材料製成。¥氣構件及/或該第. 例如，該半導體材料係從由多晶石曰 Λ 鍺化矽(SiGe)、氮化鎵(〇_、氧化日日、石反化矽(SlC) 砷化鉉(OaA—心上,」辞(Zn〇)、氮化銘(細)、以及砷化鎵（GaAs)組成的群組中所選出的一材料。波元件酉上較佳的方式是’將多數個彈性設定為彼此不同。』物體上，以及該波元件的頻帶被於此情況，例如，將該彈性浊 ⑩的至少—中央部及至少—周圍部件·置在该溫度量測用物體 —件與該第卜二佳的方式是’該第一導電構 φ接收線為功能與該 -電聚產生部，二:d口式處理容器設有處理體之-埶處理，以聽力而產生—概，以協助對被該射頻電力的-頻率。置測用電波的一頻帶設定為不同於，-電it ίΡ上ϊ個ϊ之發明中’紐的方式是該處理容器設有 .處理體之-i處理電力而產生—電裝，以協助對被量測用電波時，暫時地中止電漿的產生。性波元t 彈性波元件、一整體彈例如轉性波凡件細料顺酸雜(UGA,丨⑽thanum 11 201007846 181血1^6(^滿函&1酿如函）、石英(^〇2)、氧化鋅闷〇)、羅雪鹽（Rochelle salt)(酒石酸鉀鈉、锆酸鈦酸鉛 (PZT : Pb(Zr，Ti)03)、銳酸鐘（LiNb03)、组酸鐘（LiTa〇3)、四硼酸鋰(Li2B407)、蘭克赛(Langasite, La3Ga5Si〇ij、氮化鋁、電氣石、以及聚偏一氟乙烯(PVDF)組成的群組中所選出的一姑料製成的一基板元件。 ' 此外，較佳的方式是，該温度控制部，基於來自該溫度分析部的一輸出、來自該溫度量測部的一輸出、以及來自一的熱模型其中一者或其組合，而控制該加熱部。 _ 此外，較佳的方式是該熱處理裝置更包含一儲存並 ΪΪί勺自分一輸出。此外，較佳的方式是該熱處理裝置更包含-顯不部’其用以顯示來自該溫度分析部的一輸出。或者，本發明係一種被處理體之熱處理方法，其中，固有-彈性波元件之-溫度量_物體及固持多數個&處之^ 固持部被載人-處理容器中，該被處理體藉由—加，而加便進行熱處理，該熱處理方法包含：自配置在贿理”上 Ϊ射ΪΪίi發射—量測用電波至該溫度量測用物體；ΐ該彈性波讀已接收該量_電波之後，藉由配置在該處理容 = 天ί於體的該彈性波元件;發射之用物體的-溫度；以及基於該得到的溫度，控制該于加度里測、較佳的方式是，該處理容器之一内部空間劃分 =，ΐ溫ΐ量測用物體包含對應於個別的該加熱區域而排^ 件的頻帶ί定‘彼此不同 Ο " · ’較佳的方式是，—溫度量酬熱電偶配置在兮處理六的-溫度值，而該控制加熱部。田“、包偶所置測到此外，較佳的方式是，該熱處理方法更包含，叫―射頻電 12 201007846 Ιίίτίί來處?該被處理體，俾能協助針對該被處― 電;的— 頻r將該痛電波的—頻帶被設定為不執行ίί電=係她，其用以儲存-可在1腦上之該熱處理_腦程式包含用以執行具有上述特徵【實施方式】參 ❹ 一種，，ίί=^ ί?ίχίίί^之用於—被處理體之弟一貧施例裝置。圖2a1 面AS明實，之熱處理據設狀Λ &例係發射器天線與接 ^兄林之U外，抑發器天線之處理置2包含：雙管構造狀石英外势^目士、有狀内官4及管狀石英外管6,其中管側。處理^ 8被配置擔狀石翻管4之外因此’容納在處Ϊ容ϊ ί Ϊί Ϊ ί器1〇之加熱部12覆蓋。含其内部)及加熱ir2 =5=可峨加熱。處理容器狀側表f圓柱形狀’並配置以實質上圍繞處理容器8之固定在隔二ft 有概ΐ狀·面。加熱㈣電阻加^ 1()亦1右二^且加熱③1Q *導電構件所形成。將在町說明具有發·天線之功能及接收器、天線之功能，其處理容器8之加熱區域在高度方向上被劃分為多數個，例如5 13 201007846 個加熱區域16a、16b、l6c、16d、以及16e。對庫於 =偷至16e，加熱部12之電阻加熱器1〇 “ 控制的區域加熱器10a、勘，c、、以及⑽。: 二ΪίΪΓί，電性連接各相鄰的二加熱區域例中之&域加熱态l〇a至1〇e在導電狀態。又只犯饋電線路19延伸至個別的區域加埶^^ ^ 源21a、21b、21c、21d、以m击垃二加熱電力 ❹ 熱器l〇a至l〇e、饋電線路1()、、〜接至個別的饋電線路19。加熱部12。加敎電力源2’丨至2、^加熱電力源21a至21e組成加個別的力姻源2;a至21 ^:二元:如严體等。因此，越控制而分別地被控制。為：出以根據相位控制或零交熱電偶17a至17e。，皿度里測部17之加熱器 IS, 持。岐管ι8可以石之_支持環2〇而支此外，設有石itj或可與處理容器8—體形成。體如半導體晶W放置日1 2 為固持部’可將多數個被處理方裝載進入垂直岐管H中=舟i2可以垂直地移動，以從下晶圓作為半導體晶圓w 4 18卸載。例如使用300mm 將晶舟22經由石英保埶特別限制晶圓的尺寸。被支持在穿越套蓋部2^旋^，置在旋賴26上。旋轉檯26 及關閉岐管18 之下開〇。套ϋ0^：1·端上，該套蓋部28打開有磁性流體軸封32。因此，;f 28被旋轉軸3〇穿越之部分設旋轉軸30可以旋轉。此配H該容器8的密封狀態之同時， 18之下端之間為例如以〇套蓋部28之周圍部分與岐管確保該容器之密封特性。衣叻形成之密封構件34。因此，可以

旋轉軸30固定在曰A 橫捍38的末端，俾使旋"°= ^升降機之上升機構36而支持之蓋部28。吓以—起升高及降下晶舟22與套 14 201007846 通氣部40配置在岐管18之側邊部 40包含穿越歧管之氣體喷嘴42，控制:通氣部以供應需要的氣體。氣體噴嘴42以例如石^而^=同％ ’可向’=倾容器8之高度方向，崎蓋轉全is於縱 J如，氣體噴嘴42設有以相等節距相ρ ;又 42a ’俾使氣體可以從這些氣體孔润42 1右氧體孔洞氣體喷嘴42來代表說明，择^卜，脸4城在此，雖然只以一多數個氣體喷嘴。出口璋G成於岐而配置 ❹ 至出口埠44者為一直空 H工，而由此排出。連接及堡力調節閥(未顯示、)。〜、、、（未不）’其包含例如真空泵以配置3L4^ii22至之4r對應^區域加熱器收至版，熱電偶46a至46e 為弟二溫度量測部46。内部護管㈣紅軸辭仙中。保由個別的熱電偶17a至17d及4知號），輸入以例如電腦構成n刺的數值(信 ===，=二所二= 通常以導電材料諸如鉻-鐵-銘的合金^ 2,冑阻加熱器10 成。藉由供應射頻電流至此電、以及碳鋼絲而製此，電阻加熱器10可以使用為收發^ 了以放射-電波。因在此實施例中，除了固牲你 °°欢52。外’晶舟22亦固持測試晶圓半導體晶圓w之波元件為本發明之特徵件的溫度量測用物體，而該彈性元件作為彈性波元件。呈雕+用表面彈性波元件或整體彈性波至l〇e，而固持5個溫^應於個別的區域加熱器10a - 度里測用晶圓撕、5813、撕、58(1、以及 15 201007846 fL。。個fr!的 =量測用晶圓*至撕被固持在最適合控制區域加…态^0a至10e之位置。吾人設定：來自亦作為電阻加熱器1〇之收發器天線52之電波，可以到達溫度量測用晶圓撕至、5二产旦j〇b、心、刪、以及咖分別地配置在溫 (見®2A及2B)。當電波由收發器天線用Γ i 60a至60e時，雜波元件6〇a至論用义送回取決於其溫度之(第二)電波至收發器天 ❹ 糾至”別地並不特，限做人方法。亦即，稭由在二個非常薄的晶圓構件之間被包夾而嵌人。或者， :將=入的孔洞形成在溫度量測用晶圓的表性波70件可以容納在該孔洞中以被喪入。 X賴表面赛基^’使用蘭克赛(U3Ga5Si〇14)之蘭克後ί稱為”LTGA^T為ί面彈性波元件。或者’雜旦酸蘇紹(此 ;件-至-物麵糊 ❿ 度控ΞίΓ ’^述3電=^ 為收發肢線52之溫線㈣自其連接點、= 接^;狀 =串聯之方式），且饋電力源21a i 21e遠桩上及取低的點而引岀。加熱電加熱電力(純哭用連^相叮鄰:電線路19之間的位置。因此，區域16a至16e& R^)=個別地、可控制地供應至對應加執圖”之區域加熱器1〇a至10e。 6“以Ϊ力射;及接收器而形成之收發器64，經由射頻線路接至最低的饋電線°路==$9 部t(在圖3中，連如上所逑，電阻加熱器10整體上 16 201007846 可以作用為收發器天線52。線^射 = 度用電波自收發器天在溫度量測用晶圓58a至58e上之彈性、=元^弟二)電波自配置由收發器天、線52接收。之雅叙件咖至6〇e送回，並但收ί JS'SV:二合/射射器天及魂接收器以咖況，㈣㈣被劃及接收器天線。於此情發射=ma量至：m響應5此不同的頻率*因此’ :定的鮮，《«财是截斷低頻成分及直慮66 ’其^輸射頻成分但加熱電力進入收發器64。射頻來自力口5電力源仏之 50" 卜在饋％線路19的每一個中，配置兩 % 收發器64連接至，：^“部68以例如線圈而形成。收的電波，溫度基於由收發器天線52而接至58e的溫度，個別的溫度量測用晶圓58a 部70而得到之個的12於藉由溫度分析至騎以個別地、獨❿，而猎此區域加熱器衞㈣偶^至^及内部熱電偶46a至他，被由埶+ 至17e可以被省略‘、、、電偶伽至46…或加熱器熱電偶17a 17 201007846 回到圖i，藉由以例如上之熱處理裝置2的整體并补_而形成之控制部80來控制構造如其顯示諸如 # S〇具體言之，基於來自控;/部8m閃記憶體之儲存媒體82中。開始及停止、氣體的流速個別的氣體供應之媒㈣可以儲存來自溫度分之^里^等。此外，錯存接著，將參考圖4n:m :輸出“度)。 ❹ 熱處理方法。圖4係流構造如上之熱處理裝置而執行之施例。 ,、顯示根據本發明之熱處理方法之實薄=並得到在溫 6〇a ^6〇e ❹

然後，在實際的熱處理如針對半導 :产圓在被卸载的狀態中及熱 J 後，置放在晶舟^中4///常度下。然 S;=?器 8r _28 關二：下

固持位於對應:加::域TJ T 58a至58e。、L&伽幻知之位置、且溫度量測用晶圓後，藉由個二預定的處理壓力。然 I、包偶17a至17e及46a至46e，偵測加熱器溫度 18 201007846 j内部溫度。此外，藉由從彈性波元件6〇a至6〇偵測晶圓溫度。織，藉由鋪圖ϋ的电波’ ，至區域加熱器敝至*之電力增加，俾使·;圓控的 =^將 ^圓=穩定，持在一處理溫度之後，從通氣部初皿之又氣上體升二引‘用以沉積薄膜之預定的處理氣體。 ”脰貝理气斤從ΐ體嘴嘴42之個別的氣體孔洞仏，引導處 ❹ 觸，以引起薄膜沉積反應。_後的曰曰圓灰接 r管4與外管6之間的空間1氣並:;J動由於藉由彈性波元件6Ga至.所送回的電I =出日^^外部。到個別加熱ϋ域的晶15溫度，在卩:的方式仔比例積分與微分_)控辦喊間^度控制可以藉由應至個綱_加‘ It控繼控制供預定的目標溫度。电力，使侍晶圓溫度達到(遵照）參考圖5A及诏，說明該彈性、、古之操作原理之視圖。弹眭波凡件的另一彈性波元件公報第2〇〇3-298383號、日太八f 〇〇_114920號、日本公開專利揭露者。該蘭克賽基;元件具 2_^_號中所克赛基板84。蘭克賽基板84的尺寸且有壓電功能的蘭 mm，各具有梳齒形狀的一为為10mmx ISmmxO.s 84的表面上，且-對天線哪i 88b 3 ^，形成於蘭克賽基板上。 S8b配置在個別的電極86a及86b 當從收發器90發射一預定从α、μ 頻率的射頻波以作為發射則β±、，^應蘭克賽基板84之自然形狀的電極86a及86b之間。因年广、頻包壓施加在各具有梳齒能’激發(產生)-表面彈性波克賽基板％的壓電功 ^闌克赛基板84的尺寸依據 19 201007846 蘭克赛基板84的温度而改變。因此， m 克賽基板it件上，但在經過—段對鹿面彈性波傳播在該蘭後，表面彈性波從天線88a及88b^ 土板84溫度的時間之然後，收發器90接收該輸出電波^固1作為電波而輪出。析在該接收器信號與該發射器信 &、接收器信號。藉由分赛基板84的溫度。也就是說，△，可以得到蘭克的溫度摘測元件。此一原則可以庫至^ 84可以被使用為無線 60e。應用到個別的彈性波元件60a至如圖5B所示，在以LTGA元株盔々生土

的情形中，藉由在連接至線圈92之二體彈性波元件60B ❿ 整體Ϊ件ί〇Β而使用該整體彈性^元件之間包爽衣此丨^兄，當周圍的頻率範圍亦被从發^-預定的、且對應整體彈性波元件收發器90 以作為-發射H信號。然後自=鮮的射頻波整體彈性波元件舰的溫度之輸出對應於 9〇接收。藉由分析該輸出信號(接收===遽，並由收發器 7整體彈性波元件_之溫度。此貞測到傅波元件60a至60e。 J以應用到個別的彈性藉由改變電極S6a及86b之間的節距、产一 „口曰丄 ΪΪίΪΠΓ度，可以改變每—元_^在在=被，彼，具以 6〇b ^ 1〇 MHz)為令心之相诚嫌_ 弟—頻率£2(例如20 赃:，言，第三頻㈣(例如30 ίζ)為_心之射销'植、:^ 5又疋在以第四頻率f4(例如40 <ηΛ/η. 之射頻頻0，以及元件60e設定在以第；嘴、玄，丨l 5〇 MHz)為中心之射頻頻帶。 &在以乐五頻率β(例如元件除了整m性波元件之外，亦可以應用本發明至邊界彈性波在實際的温度控制中，由收發器64供應—發射器電力至由電 20 201007846 發射對應於蘭克i基板盗天線52。因此，從收發器天線52，使用整體彈性波元&的面彈性波元件)、或LTGA基板(當況，溫度量測用電^之頻:頁/_^溫度量測用電波(S1)。於此情足狗覆蓋過此頻帶，以量測用電波之個別的溫度量乍曰為對=反^ ’在已經接收溫度 ❹ e 共振，並放㈣ί約^^度1_晶圓58a至58e的溫度之已參考圖5/i 。在此時產生及輸出該電波的原則㈣在鱗播至收發器64 5%的溫度(亦即在個別的加波，$度量測用晶圓*至可以即時的方式被直=質、問f觸控作，直到經過—段預定的處理時二70°“ 中十，較佳的方式是：溫度控制部5〇基於溫度分 ^ 70的一輸出、來自溫度量測部17或46的一輸出、及 =儲存的熱模型的-輸出(儲存在例如儲存媒體82中）、或這出之任何組合的其中之一，而控制加熱部12。 —，吉皇if方ί ’ ^要得到晶圓58&至58e的_時’使用以蘭赛土板兀件、或LTGA基板元件而形成的彈性波元件6〇a至 60卜藉由接收從彈性波元件咖至咖送回之(第二)電波，由於，，為熱處理裝置2的構造構件之—的電阻加熱器i。作料(亦使為）收發态天線52，故不需另外地裝設獨立的收發器天線。 ^ ’可糊無線且貫質上即時的方式’高度精確地侧到溫測用晶圓58a S 58e的溫度(這些溫度可以視為被處理體(例如半導 21 201007846 眩晶圓）w的溫度），而不產生金屬精確的溫度控制。一寺口此，可以執行高度度量3^?體〜之溫度上升及下降時，藉由此種直接的温富薄膜附著在處理容器8之内壁表面的制2外，即使得到被處理體w之溫度。刀蚪仍可以準確地由於電阻加熱器10亦被使用為收發哭天射頻電流可能會進入個別的加熱電力源21:至二= ❿ 電力細部= 除至的的，由於射頻線路62連接至饋電線路19，故可铲备掐、 1力，21a的加熱電力可能會流人收發㈣二二 Γ:=ί置在射頻線路62之射頻渡波器部66 力，因祕it 低)鮮及直流成分之加熱電 ❹ 溫度控制中’為了執行更精確的控制，較佳的方弋疋错由不僅参照由溫度分析部7〇所得到的溫声，亦早器熱電偶17a至ne所|制ξ丨丨的赵枯又亦參‘和、由加熱 •所量測到的數二值、及/或由内部熱—^ *由故=當=二=='、及_部熱電偶他至而蚀8在閒置的麟中，亦即從此處卸載晶圚 =一系為空的’處理容器8仍可以適當地^ 弟二實施例係顯::據本之熱處理農置。以系統圖。在此，處理裝置之溫度控制系統之 /、Ώ 1至5中所不之構造構件相同的構造構件， 22 201007846 係編並省略其詳細描述。由其間之電性連接部12之電阻加熱器10,藉然而，如圖6中所亍熱斋伽至收係在導電狀態。此分開，使得對個別的’區，加熱器10a至10e彼 l〇e係在電性絕緣。，相郇的區域加熱器i〇a至至10e之相對端部卜將個別的區域加熱器10a 至2le。 ‘由19 ’連接至對應的加熱電力源 ❹ 別的路62劃分樹線路，且將個之饋電線路19。因此「祕、^別的區域加熱器10a至收連接收發器天線中。由於射頻濾波^邱H己置在射頻線路62之分支線路但可以截斷加4力f可以^量測用電波的射頻電力，此外，電力濾波器部68被配σ置;。由於電力滤、、古哭却; 置长饋屯、、泉路19的母一個中。雷、、、波。〇邛邰，故可以傳輪加熱電力，作可以防,!· 3、目丨田電波:射頻，力進入個別的電力源叫至Α。仁了以防止置測用收發器電阻加熱器1〇作用為(亦被使用為）線㈣電力，經由個別的射頻分支從區域加熱個別的區域加熱器l〇a至l〇e時，將應的彈性^元件6〇加熱益1〇)發射量測用電波，且從對溫度的（第皮=60^601 放身i (送回)取決於晶圓他至撕之效果。^一）=皮。因此，弟二貫施例可以發揮如同第-實施例之 60a"6〇e 到溫度量測用晶圓58a至58e的= 被處理體W的溫度），而不產生金屬污毕等。又(二/皿度可以視為精確的溫度控制。科·，可以執行高度第三實施例至第六實施例 23 201007846 接著，將說明根據本發明之第三至第六實施例之熱處理裝三雖然係為熱處理裝置的構造構件之的電阻加熱器，一二第^關中被使用為收發器天線52，本發^稀於此種方，熱處雜置^謂造構件亦被使測邻17及46(弟五貫施例及第六實施例）。，7侧示滅本發明之第三實施例之熱處理裝置之視圖，錢為)收發器天線，係顯示根據本 1:明之弟四貫施例之熱處理裝置之視圖’在其中 © 皮收發器天線。圖9係顯示根據本發明之第〜Λ例熱處理裝置之視圖，在其中使熱電偶之保護管作用為吏用為)收發器天線。圖1〇係顯示根據本發明^第六實施例天^理裝置之視圖，在其中使熱電偶作用為(亦被使用為)收發器在此與圖1至5中所示之構造構件相同的错、土娘此总t、，相同的參考編號顯示，並省略其詳細描述。、構么構件’係以 ❿ 如圖7所示，在第三實施例中，係為固 ^天線52。雖然晶舟通常以係為絕緣材y的;舟:用J =施例中晶舟22以導電材料製成，俾能 W在較佳的方式是使財導體材料作為 *料㈣，W。材料係從由多晶石夕、單晶石夕、石炭化。例如，該半導體 (^) ^ ft^^(ZnO) . a.US(A1N) 群組中所選出的一材料。申化鎵（GaAs)組成的於此情況，保熱管24及旋轉檯26介+ 化石麻）。配置在魏發器64===^材料製成’如石炭環100 ’電性連接至以導電材料鋼^ 62的末端之集電而，量測用電波的射頻電力被供應至3,3旋_ 30。因可以作用為收發器天線52。〜3曰、’使得晶舟22整體上第三實施例可以發揮如同第—實施例之效果。㈣，當需要 24

立、如圖9所示，在第五實施例中，係為第二溫度量測部妬之一部分的保護管48,作用為收發器天、線52。雖然用以容納熱電偶4如 ^ +之保護管通常以係為絕緣材料之石英而製成，在此實施例中保，管48以導電材料製成，俾能不污染半導體晶圓w。較佳的 =式疋使用半導體材料作為此導電材料。例如，該半導體材料係，由多晶石夕、單晶石夕、碳化石夕(SiC)、錄化石夕(siGe)、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO)、氮化叙(A1N)、以及砷化鎵（GaAs；^成的群组中所選出的一材料。 201007846 S3，波元件6Ga至6Ge，而得到晶圓撕至*之溫心士， :而另外地裝設收發器天線。因此，可以言又寸式，準確地偵測到溫度量測用二ia至ΐ二材料的甚，收發1^天線52。雖錢體喷嘴通常以係為絕緣 #^.4ΐ;ί 5 導電材料是使用半導體材料作為此 ΜΓΛ心私導體材枓係從由多晶$、單晶♦'碳化矽 ' a'b^(GaN)' ^^^(Zn〇) ^ i.^b^(AIN) > 申化叙（GaAs)組成的群組中所選出的一材料。施例中，從收發器64延伸之射頻祕& =2，料製成之氣體喷嘴42喊接近端。因而，量測用Ϊ 作用氣體喷嘴42’使得氣體喷嘴42整體上可以 —第四實施例可以發揮如同第一實施例之效果。亦即， ^ =用彈性波元件60a至6〇e，而得到晶圓58a至撕之溫度時，裝&收發器天線。因此’可以高精確度，用無線且二二丄p枯的方式，準確地偵測到溫度量測用晶圓58a至58e的 k度(這些溫度可以視為被處理體w的等。因此，可以執行高度精讀的溫度控制/不產生金心木. 25 201007846 從收發$ 64延伸之射頻線路a,在電衣成之保護管48的最接近端m 導電村料弟五錢例可以發揮如同第―實 ^天線52。藉由使用彈性波元件60aJL6〇e，而得到曰曰果。亦即，當需要 $需另外地裝設收發器天線。因此，Se之溫度時， 1上即時的方式，準確地侧到溫 f月ς ’用無線且等。因此，可以執行高度精確的溫度控制。）*產生孟屬污染如圖10所示，在第六實施例中㈤ e 部分之熱電偶46a至46e，作用為收發^^1 ^部46的至fe通常以導電材料製成，熱電偶46a至46e可以作用f f恤天線52而不需任何特別的條件。了^作用為收發器從收發器64延伸之射頻線路62,在電^ ^ 74。此外，在射頻線路62 _配置射輸接=電偶線路傳輪射頻成分但是截止低頻成分及 ^ 電偶 ======== ❹ /準触細到溫度量測用晶®撕至58ί的 ί w 5 ' 、此可以執行尚度精確的溫度控制。 ’、取代熱電偶46a至46e，可以使第—溫度量測部π之 …毛偶17a至17e作用為收發器天線52。之藉由電i=二可η有尸產生部，其用以蚕w、+ 座生協助對晶圓之熱處理(例如見日本公龆專利公報第·6-27祕號）。於此情況，為了防止雜訊的^開 26 201007846 電 $佳?方式是將溫度量測用電波的力的頻率(如13.5崎及以產^ ^ -^生、或雜訊可能根據用於加埶電訊可能由電聚可能性。為了防止溫度量;^ ^之電力控制而 j制電力的絲贿彳報魅純^的方式二S期：=發器(發射器)64輪出之溫度量 % 電：用以產生電聚之 =力執行週雛分割的控制二=二包圖：示= 控制控制部50及收發哭64 \此週期性分割的控制，藉由依上r、i Λ 兩者之控制部叫見㈣而實現。寬度。由於該週期性分割的控制，可以 =T2的鲁收發i天it貫方m’雖然熱處理裝置之一構造構件被使用為之？二，；r卩，似構造構ί 此外复嘴可以被使用為接收器天線。的每一個Lf 中’雖然溫度量測用晶圓58a至58e 度牛’本發明並不受限於此。例如，一溫又里成1用日日Η上可以設有多數個彈性波元件。且姊fj2A^12JB係顯示溫度量_晶圓的修改型式之視圖。更改第—修峨之—-係ί 垂言ίϋ2ί中顯示的第一修改型式令，溫度量測用晶圓伽被圓之中ίΓβ t。在二彈性波元件60χ及6办已經被嵌入在該晶、中央刀及周圍部分之中之後，被劃分的晶圓彼此結合。 27 201007846 58X中，所以可以完全地防彳止I及yy被嵌入在溫度量測用晶圓污染的產生。此外，者由彈性波元件6〇x及60y引起之量測用晶圓58x中，的方^件6〇X及6〇y被篏入在一溫度被設2彼此不同，以防\電^^^。_及_的頻帶體言之，型式中，多數個，具於此配置，而可以詈卿而個中央部分及四個周圍部分。由較佳的方式是晶目溫度的分佈。於此情況，帶被=;此柯，止^==、叹⑽的頻可以I#;;::圓SC、从⑽ ^斜以及又i t圓的平面中。於此情況，當彈性波元件6〇f至準確舰溫度岐得適當的及〇為、、^^方式是，在該裝置中事先準備作為温度量測用晶圓(其二=里測用晶圓58a至58e及58x的備用晶圓），使得晶圓可^ ^動地被職性地更換、或是根據需要(例如#晶圓已劣化以更士上述的實施例中，雖然包含内管4及外管6之雙管 j i^施例的方式被_ ’ #本發明並不受限於此。本發應駐單管構造的處理m外，處理容器8 於垂直型摘處理容ϋ。本發明可以翻至水平型式的處理容哭。、，此外，雖然薄膜沉積處理被作為熱處理的實施例，但^ ^不文限於此。本發明可以翻至氧化及擴散處理、退 ^、 _處理、改質處理，以及使用賴之電漿處理。當使用電聚時， 28 201007846 為了防止雜訊的產生，較佳的方式是㈣產生賴之射頻電頻率與溫度量測用電波的頻帶係為彼此不同。此外，作為彈性波元件，其可以使用從由鋼鈕酸鎵鋁(咖八 lanthanumjantalic acid gallium aluminium)、石英(Si〇2)、氧化鋅 (f10)/羅雪鹽（R〇chelIesalt)(酒石酸納卸鹽(kn^ea))、鈦酸鍅^鉛(pzt : pb(zi·，Ti)o3)、細_Li勵3)、純雖汀、 ^m^M(Li2B4〇7) . M^#(Langasite, La3Ga5Si014) > ^ ί二氟乙烯(PVDF)組成的群組中所選出的-材料： ❿

外’亦可以應用至本發明至以上述材料“ 的材料組合而製成之邊界彈性波元件。 T 此外’雖然半導體晶圓被作為被處並不受限於此。被處理體可能為玻璃基板、LCD^ 明以及光伏打基板。土低Π充丞板、【圖式簡單說明】裝置圖1係剖面構造圖’顯示根據本發明之第一實施例之熱處理設有餐肋朗咖細《，其每一物體 φ 目：’ f不該熱處理裝置之溫度控制系統；之=月之熱處理方法之實施例；原理； _原理之視圖’用以說明彈性波元件之操作 -溫度控制系根據本發明之第二實施例之熱處理裝如在例之熱處理裝置在豆本翻之第四實酬讀處理裝置，繊)_ 天線；在其中使熱電偶之保裝置 29 201007846 圖ίο係視圖，顯示根據本發明之第六實施例之熱處理裝置，在其中使熱電偶作用為(亦被使用為)收發器天線；圖11係視圖，顯示供應至加熱部之電力（包含用於形成電漿之電力)及量測用電波之電力的時序圖的實施例；以及圖12A及12B係視圖，顯示溫度量測用晶圓的修改型式。【主要元件符號說明】 2 熱處理裝置 4 内管 6 外管 8 處理容器 9 熱處理部 10 電阻加熱器 10a' -lOe 區域加熱器 12 加熱部 14 隔熱構件 16a' 〜16e 加熱區域 17a, -17e 加熱器熱電偶 18 岐管 19 饋電線路 20 支持環 17 第一溫度量測部 21a 〜21e 加熱電力源 22 晶舟 24 保熱管 26 旋轉檯 28 套蓋部 30 旋轉轴 32 磁流體轴封 34 密封構件 36 上升機構 201007846

38 橫桿 40 通氣部 42 氣體喷嘴 42a 氣體孔洞 44 出口埠 46 第二溫度量測部 46a〜 46e 内部熱電偶 48 保護管 50 溫度控制部 52 收發器天線 58a〜 58e 溫度1測用晶圓 58x 溫度f測用晶圓 60A 表面彈性波元件 60B 整體彈性波元件 60a〜 60e 彈性波元件 60f〜 60j 彈性波元件 6 Ox 彈性波元件 60y 彈性波元件 62 射頻線路 64 收發器 66 射頻濾波器部 68 電力濾波器部 70 溫度分析部 72 熱電偶線路 74 熱電偶線路 80 控制部 82 儲存媒體 83 顯示部 84 蘭克賽基板 86a 電極 201007846

86b 88a 88b 90 92 94a 94b 100 fl 〜f5 51 52 53 54 55 56 T1 T2 W 電極天線天線收發器線圈電極電極集電環頻率同時在-定的頻帶内掃過其頻率振信號喻，由基於接收到的電波而分析頻率以得到溫产基於得觸温度吨制加_ 又處理期間是否過了？時段時段半導體晶圓 ❹ 32

Claims

201007846 七申請專利範圍 1. 一種熱處理裝置，包含： &二ίί，空之處理容器，除了多數個被處理H ^ 此舜谷納§又有-彈性波元件的_溫度量卿物體； /、亦拉’在其多數個被處理體及該溫度量河用你鹏 t該固持部㈣_爾理咖綱處以: 二ΐ用以將—氣體通人該處理容器； ❹ 處理芩該:度;::::被容納在該處理容器中之該多數個被一第一導電構件，設置以作用為經由一發射器之-發射器天線，翻 ^ ^，^接至- 性波元件，發射-量測用電波；谷納於該處理谷裔中之該彈接收線設射頻線路而連接至- -溫度分析部，巧射之-你波，而得到該溫度量刻用物體白=^收益天線所接收的該電度控制部，其用以控制該：ί部丫及 -部分；以^構件被配置以作為該處理容器中之-熱處理部的一部^第二導電構件被配置以作為該處理容器中之一熱處理部的 2. 如申請專利範圍第丄項之熱處理該射頻線路設有—射頻濾、波器部，复& 斷一低頻成分及一直流成分。 ”傳輪一射頻成分但疋截 3. 如申請專概圍第丨項之鱗财置，其巾 33 201007846 熱電力熱電力源及經由一饋電線路連接至該加 4·如申請專利範圍第3項之熱處理裝置，其t 夕數5ϊίΓί熱器劃分為可個別地、可控制式地被供應電力之區i ，以賴處理容器之—内部空間分隔為多數個 5·如申請專利範圍第4項之熱處理裝置，其中且一饋電線且一饋電線枚、击鄰的二個區域加熱11係在—電性導電狀態路連接至該區域加熱器的每一個。 6.如^請專利範圍第4項之熱處理製置，其中路連ί，區域加熱器係在—電性絕緣狀態路連接至该區域加熱器的每一個。 7· ^專利範圍第3項之熱處理裝置，其中弟—導件及/或鱗二導電構件_驗加熱器。 8' 圍第3項之熱處理裝置，其中是截斷有―電力濾、波器部，其傳輪—加熱電力成分仓第8項之減理裝置，其中該加熱電力予一量測用電波之電力，期性分割方式响魏之電力係以莽 10.如^i利範圍第1項之熱處理裝置，1中. 該固持部以一導電材料製成；i中. 201007846 該第導電構件及/或該第二導電構件為該固持部。 n.如申請尸專利範圍第1項之熱處理裝置，其中： . !^氣^ —導電材料製成；以及 D玄第導電構件及/或該第二導電構件為該通氣部。月專範圍第10項之熱處理裝置，其中 d亥第一導電構件及/或該第二導電構件以-半導體材料製成。 ❹13·如申請專利範圍第12項之熱處理裝置，立中：㈣該半^體材料係從由多轉、單轉' i化邦ic)、鍺化石夕 (V Δ W Ϊ匕録、氧化辞(Zn〇)、氮化銘(A1N)、以及珅化鎵 (GaAs)組成的群組中所選出的一材料。冬 Η. —種熱處理裝置，包含：能夠玄排空之處理容器’除了多數個被處理體之外，其亦此夠谷納对—波元件的—财量湘一’其用以將―氣體通入該處理容器；處理體3溫==容納於該處理容器中之該多數個被發射器之2線作用為經由一射頻線路而連接至― 性波元件，“二量測用^波=對被容納在該處理容器中之該彈線設射頻線路而連接至- -溫度性波元件發射之-電波; 基於由該接收器天線所接收的該電 201007846 波，而得到該溫度量測用物體的—产. 一溫度控制部，其用以控制“ 一溫度量測部，其配置在該處理；；、哭由及其中：社顿理合益中及/或在該加熱部上；該第一導電構件被配置以作 w 該第二導電構件被配置以作為;ίί 15.如申請專利範圍第14項之熱該射頻線路設有—射頻濾波器衣1査二中斷一低頻成分及一直流成分:八傳輪一射頻成分但是截此如申請專利範圍第ls 該加執部白人一^ 裝置，其中電力源的I電阻力3σ熱器力源及經由—饋電線路連接至該加熱如申請專利範圍第16項之熱多數=該電阻加熱賴分為可個別地:可^ t地雜庵+ 夕J個區域加熱器，以將該處理容1^式地被供應電力之加熱區域。 °之一内部空間分隔為多數個 ❹ =π專利範圍第17項之熱處理|置，，鄰的二個區域加熱器係在—電性、’'路連接至該區域加熱器的每—個。％狀悲’且將-饋電 ^明專利細第17項之熱處理I置， '練心電性絕緣狀態，且將1電 2〇專利範圍第16項之熱處理裝該讀電線路設有一電力毅器部，ί傳輪:加熱 36 201007846 是截斷一射頻成分。 2ΐ々申％專利範圍第μ項之熱處理裝置，其中：電偶；以及 h弟-導電構件及/或該第二導電構件為該熱電偶。 22·如申請專利範圍第21項之熱處理裝置，其巾於ΐΐί，電偶的一熱電偶線路設有一 ^流濾波器部，1傳輸一直流成分但是戴斷一射頻成分。丨/、得參 23.如申請專利範圍第21項之熱處理裝置，盆中：，孰：St含由一導電材料所製雜護管，用以容納 «系,、、、私偶以保護該熱電偶；以及該第-導電構件及/或該第二導電構件為該保護管。 24.如申專利範圍第23項之熱處理裝置，其中該第-導電構件及/或該第二導電構件击一半導體材料所製 ❹25‘如申請專利範圍第24項之熱處理裝置，其中咖?半，體材料係從㈣祕、單科、碳僻(SiC)、鍺化砍 y 1 e)、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(Zn〇)、氮化鋁(A_、以及砷化鎵 (GaAs)組成的群組中所選出的一材料。 26·如申請專利範圍第】項之熱處理裝置，其中：將夕數個彈性波元件配置在該溫度量測用物體上；以及該彈性波元件的頻帶被設定為彼此不同。 27.如申請專利範圍第26項之熱處理裝置，其中將該彈性波元件配置在該溫度量測用物體的至少一中央部分 37 201007846 及至少一周圍部分上 28.如申請專利顧第4項之熱處縣置，數個溫度量測用物體該服度i;朗物n包含對應糾妨 ^ 、:黑痊县、:目丨丨田π碰 j日7 Α加熟5ε域而排列之多 29.如申s月專利範圍第28項之熱處理裝置，其中熱區Ϊ溫波元件的頻帶，針對個別的該加 ❹ 帛1項讀纽裝置，其中將S/弟 V-电構件與該第二導電槿丰 J天線之-功能與該接收器天線之使得該發射線之一功能。仮此正D為一收發器天 3L如申請專〜利範圍第1項之熱處理裝置，其中：率 -電ΐ處::ΐί;ίίίί:處-射頻電力而產生將該量咖電波的-鮮奴為不同於該射頻電力的 Q 2 ·%申；第1項之熱處理裝置，其巾： -電器設有—電衆產生部，用以藉由-射頻、 =以協助對被處理體之一熱處理；以及，、电力而產生 *發射及接收該量_電波時，暫時地中止電装生。如^叫專利範圍第丨項之熱處 =彈性波元件自一表面彈性波二呈一整中及一邊界波元件中選出。70件*崎丨績元件、以 38 201007846 ^ 34.如申請專利範圍第1項之熱處理裝置，其中 I該彈{'生波元件係以從由鋼钽酸鎵銘lanthanum tantalic • acid gallmm alu—)、石英(Si〇2)、氧化辞(ZnO)、羅雪鹽(Rochelle • 邊)(，酉石酸鉀納(KNaC^Os))、鈦酸錘酸錯(pzT : Pb(Zr，Ti)03)、 • 鈮酸鋰(LiNb〇3)、鈕酸鋰(LiTa03)、四硼酸鋰(Li2B4〇7)、蘭克賽 (LangaS1te，La3Ga5Si014)、氮化銘、電氣石、以及聚偏二氣乙烯 (PVDF)組成的群組中所選出的一材料而製成的一基板元件。 35.如申請專利範圍第1項之熱處理裝置，其中： #声旦部，基於來自該溫度分析部的一輸出、來自該溫又里卩的一輸出、以及來自一先前儲存組合，而控制該加熱部。 t m，、甲者次其 36. 如申請專利範圍第丨項之熱處理裝置，更包含： -儲存部，其用_存來自該溫度分析部的3一輸出。 37. 如申請專利範圍第丨項之熱處理裝置，更包含 -顯示部，其用以顯示來自該溫度分析部的3一輸出。 ❹ 38· —種被處理體之熱處理方法，A 體藉由-加熱部而被加熱以便』熱處處至該溫度益上之—發射器天線，發射-量測用電波處理ίΐ，波Ϊ件已接收到該量測用電波之後，藉由配置在，處理谷裔上之-接收II天線，接收赫由配置在該波元件所發射之一電波； &里/則用物體的該彈性㈣天線所接收到的該電波， 39 201007846 » 基於該得到的溫度，控制該加熱部。 39·如該圍-第i8 ί之被處理體之熱處理方法，其_ : 4 2部空間_分為多數個加熱區域；數個應於個別的該加熱區域而排列之多同。將該溫度量測用物體之該彈性波元件的頻帶設定為彼此不 4〇.如申喷專利I巳圍第38項之被處理體之參將一溫度量測用埶電偶s f:尤二方法，其中. 上；用'、、、电偶配置在該處理容器内及/或在該加熱部當控制該加執部味,Μ -τ' η办 nn產體之熱處理方法，更包含對該被處理體之一熱處理，$漿來處理該被處理體’俾能協助 ❹ 頻率。將'里顧a波的—頻帶設定為不同於該射頻電力的一 42·—種儲存媒體，A 該電腦程式包含用以執電腦上執行之一電腦程式，其中步驟。仃如申鲖專利範圍第38項之熱處理方法的八、圖式： 40