TW554067B

TW554067B - Temperature control method, heat treatment device, and manufacturing method for semiconductor device

Info

Publication number: TW554067B
Application number: TW090122779A
Authority: TW
Inventors: Kazuo Tanaka; Minoru Nakano; Masaaki Ueno; Hideto Yamaguchi
Original assignee: Hitachi Int Electric Inc
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2003-09-21
Also published as: JP2002175123A; KR20020025789A; JP3834216B2; KR100956535B1; KR100726748B1; KR20070077509A; US6746908B2; KR20090037876A; KR20070009510A; US20020055080A1; KR100762157B1

Description

554067 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（} (發明所屬之技術領域）本發明係關於一種半導體製造裝置之溫度控制方法、熱處理裝置、及半導體裝置之製造方法，尤其是關於一種爲了熱處理被處理體，將熱處理裝置分割成複數加熱帶，而有關於該複數加熱帶，實際設定目標溫度來進行溫度控制’藉由比上述複數之加熱帶較多數之被處理體領域的檢測溫度，來補正上述目標溫度的溫度控制方法、熱處理裝置及半導體裝置之製造方法。 (習知技術）在習知之熱處理裝置中，例如將半導體晶圓（基板）作爲被處理體施以熱處理，進行成膜等時，被要求對應於該處理成果物之成膜等之種別及該製造過程之各種處理溫度。因此，進行熱處理時之被處理體之溫度，係以儘量一致於該處理溫度之方法（均熱調整方法）被溫度控制。第 6圖係表示此種熱處理裝置中之一種典型式的縱型擴散爐之構造的圖式。表示於第6圖之縱型擴散爐係由：覆蓋於外壁1 1之均熱管1 1 2與反應管1 1 3，及用以加熱反應管1 1 3中的加熱管1 1 4，及檢出加熱器1 1 4之溫度的加熱器熱偶1 1 5、及檢出均熱管1 1 2與反應管 1 1 3之間的溫度的梯級熱偶1 1 6、及裝載用以熱處理之晶圓的晶舟1 1 7，及依據加熱器熱偶1 1 5與梯級熱偶1 1 6所檢測之檢出溫度及所指示之目標溫度Y，控制對於加熱器1 1 4之操作量Z (電力値）的溫度控制器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^^1. *11 線本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4 - 554067 A7 B7 五、發明説明（j 1 1 9所構成。加熱器1 1 4係爲了更高精度地控制爐內溫度（反應管1 1 3之溫度）而被分割成複數加熱帶’例如第6圖所示，在對於四個加熱帶之分割時’由上部依順地稱爲U、 C U、C L、L帶（以下，使用此等名稱），對應於各該加熱帶，設有加熱器熱偶1 1 5與梯級熱偶1 1 6。溫度控制器1 1 9係能將梯級熱偶1 1 6之檢出溫度成爲與目標溫度Y —致，邊檢出加熱器熱偶1 1 5之溫度，依照事先給與之算法（P I D演算等）算出對於加熱器1 1 4之操作量Z，俾調整對於加熱器1 1 4之電力値。如此地，習知係進行溫度控制能將梯級熱偶1 1 6之檢出溫度一致於晶圓處理之目標溫度，惟在實際上進行熱處理的晶圓之位置的溫度，與對應於此的梯級熱偶之檢出溫度之間，有稍微之誤差，該誤差成爲降低熱處理之品質的要因。因此必須將更接近於晶圓之領域的溫度，或晶圓本體之溫度控制成爲晶圓處理之目標溫度，來提高熱處理之品質。爲此，成爲需要檢出更接近於晶圓之領域的溫度，或晶圓本體的檢出手段。作爲檢出手段，有在反應管中插入熱偶，來測定晶圓近旁之溫度的方法，或是使用數學模型來推測晶圓溫度之方法等各種方法，惟在此作爲此等之一例子，說明使用將熱電偶直接裝設於晶圓的溫度測定用晶圓（具熱偶之晶圓）的方法。第7圖係表示使用上述之具熱偶之晶圓的例子。此時具熱偶之晶圓1 1 8係分別對應配置四個加熱帶之U、本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、\一一口線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 554067 A7 B7 五、發明説明（$ C U、c L、L帶。又，加熱器熱偶1 1 5及梯級熱偶 1 1 6也分別對應設置於此等U、C U、C L、L帶之位置。在具熱偶之晶圓1 1 8所檢出的溫度，係與加熱器熱偶1 1 5及梯級熱偶1 1 6同樣地，被存取在溫度控制器 1 1 9。附帶地說明，在具熱偶之晶圓中，裝設熱偶之部位或數，係藉由使用方法有所不同之情形，惟在此之例子的具熱偶之晶圓1 1 8係作成僅將一個熱偶裝設於晶圓之中央。在如此第7圖之構成，將進行溫度控制成能將梯級熱偶1 1 6之檢出溫度一致於晶圓處理之目標溫度時的梯級熱偶1 1 6與具熱偶之晶圓1 1 8之檢出溫度的關係之一例子表示於第9圖。此時，梯級熱偶1 1 6之檢出溫度（〇)係一致於目標溫度，惟具熱偶之晶圓1 1 8之檢出溫度（△)係在與目標溫度之間產生誤差。又，由於誤差之大小等也依每一加熱帶有所不同，因此成爲降低熱處理之品質的要因。此時，將具熱偶之晶圓1 1 8之檢出溫度與對於梯級熱偶1 1 6之目標溫度之間的誤差，使用作爲對於梯級熱偶之目標溫度的補正値之方法。例如在第9圖中 ’ U帶之具熱偶之晶圓的檢出溫度，對於目標溫度低5艺時’將該5 t作爲補正値增加在對於U帶之梯級熱偶的目標溫度。藉由上述之補正，U帶的梯級熱偶1 1 6之檢出溫度 ’係成爲比本來之目標溫度高5 °C，惟可將U帶的具熱偶之晶圓之檢出溫度一致於本來之目標溫度。同樣地，對於本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -6 - 554067 A7 B7 五、發明説明（4 所有加熱帶，將進行補正時的梯級熱偶與具熱隅之晶圓之檢出溫度的關係之一例子表示於第1 〇圖。此時，梯級熱偶1 1 6之檢出溫度（〇）係成爲不一致於本來之目標溫度’惟具熱偶之晶圓1 1 8之檢出溫度（△)係與目標溫度一致。實際上施以熱處理的晶圓之溫度與目標溫度一致，即可提高熱處理之品質。但是，在上述例子中，爲了將具熱偶之晶圓1 1 8之檢出溫度提高5 °C，作爲補正値增加5 °C於對於梯級熱偶之目標溫度，具熱偶之晶圓之檢出溫度也大都實際上不會高5 °C之情形，成爲必須重複數次調整作業。又’在弟7圖之構成中’具熱偶之晶圓1 1 8係分別配置於對應在設於每一加熱帶之具加熱器熱偶1 1 5與梯級熱偶1 1 6之位置，惟爲了測定此以外的晶圓溫度，如第8圖示，增加配置複數枚具熱偶之晶圓，將藉由此等所檢出之溫度同樣地存取於溫度控制器1 1 3時的梯級熱偶與具熱偶之晶圓的檢出溫度之關係之一例子考量如表示於第1 1圖。此時，配置於代表各加熱帶之位置的具熱偶之晶圓1 1 8之檢出溫度（△)係與目標溫度一致，惟配置於此以外之位置的具熱偶之晶圓之檢出溫度（▲)係對於目標溫度產生誤差。對於此會在熱處理之品質上產生不同 ’而成爲作爲成品降低可保證一定水準以上之品質的成果物之製造比率的原因。作爲該對策，有儘量避免晶圓領域之溫度差，成爲均勻地更補正對於梯級熱偶1 1 6之目標溫度的補正方法。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 554067 A7 B7 經濟部智慧財產局W工消費合作社印製五、發明説明（I 例如第1 1圖所示地，設於C L帶與L帶之間的具熱偶之晶圓之檢出溫度，係對於目標溫度高3 °c時，從C L 帶與L帶對於梯級熱偶之目標作爲補正減去1它左右。此時，將補正値不作爲3 °C而是作爲1 t左右，乃與上述一樣地’若將誤差之3 °C，使用作爲對於梯級熱偶的目標溫度之補正値時，則這次係對應於加熱帶的具熱偶之晶圓之檢出溫度，對於目標溫度使誤差變大，結果，無法達成避免晶圓領域之溫度差的目的。又，將補正値作爲1 °C左右，爲設於C L帶與L帶之間的具熱偶之晶圓之檢出溫度係爲了受到對於各C L帶與L帶之補正的影響，若加熱帶間之干擾程度等之資訊不明確時，由於必須調整補正値好幾次，因此可將其初期値成爲1 °c左右的意思。如弟8圖所述地構成時’將所有具熱電偶之晶圓的檢出溫度，調整成對於目標溫度之誤差更小（例如，藉由熟練作業人員來調整）時的梯級熱偶與具熱偶之晶圓的檢出溫度之關係的一例子表示於第1 2圖。此時，對應於加熱帶的具熱偶之晶圓之檢出溫度（△)係成爲與目標溫度稍微不一致，惟所有具熱偶之晶圓（△，▲)的目標溫度之誤差，係與第1 1圖相比較整體上會減少（以箭號表示之偏差之寬度變小）。由此，可增加作爲成品質可保證一定水準及上之品質的成果物之數目。但是，如第1 2圖所示，將與具熱偶之晶圓之目標溫度之誤差整體上變小，實際上須要熟練之作業人員之存在，又在熟練作業人貝也需重複調整好幾次，而需要較多調整時間。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8 - 554067 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（）|〇複數之檢出溫度與目標溫度之相差的平均値成爲最小地進行溫度控制之情形的形態。實施形態1 第1圖係表示本發明之溫度控制方法所適用的熱處理裝置之實施形態之縱型擴散爐的構成圖；第2圖係表示第 1圖之縱型擴散爐之外壁內部的擴大圖。表示於第1圖及第2圖的縱型擴散爐1 0係由：配置於外壁1 1中之均熱管1 2與反應管1 3，及用以加熱爐內的加熱器1 4，及檢出加熱器1 4之溫度的加熱器熱偶1 5 a、1 5 b、1 5 c、1 5 d，及檢出均熱管1 2與反應管1 3之間的溫度的梯級熱偶1 6 a、1 6 b、1 6 c、1 6 d，及裝載包含用以檢出晶圓溫度（晶圓及晶圓之配置之領域的溫度 )的具熱偶之晶圓18a 、18a > 、18b 、18b>、1 8 b 〃、1 8 c 、1 8 c > 、1 8 d之複數晶圓的晶舟17，及由加熱器熱偶15a、15b、15c、15 cl及梯級熱偶1 6 a、1 6 b、1 6 c、1 6 cl之檢出溫度與目標溫度Y求出對於加熱器1 4之操作量z (電力値 )的溫度控制器1 9所構成。又，在上述構成中，梯級熱偶1 6 a、1 6 b、1 6 c、1 6 d係構成本發明之第一溫度檢出器；具有熱偶之晶圓1 8 a、1 8 a >、1 8 b、18b/、18b" 、18c、18c/、18d的熱偶，係構成本發明之第二溫度檢出器。在上述之例子中，爲了高精度地控制爐內之晶圓領域 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -^^1.

、1T 線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -13- 554067 A7 B7

五、發明説明（L 之溫度，爐內係被分割成四個帶，亦即從上部依順地被分割成U、CU、CL、L帶。在各帶中，高頻電力可施力口於未圖示之此等加熱器端子間，可變更高頻電力量施加於每一各帶。由此，在每一各帶可進行溫度控制，而均勻地又具有所期望之溫度坡度能溫度調整在所有全帶。又，對應於各該此等U、C U、C L、L帶，分別設有加熱器熱偶 15a、15b、15c、15d 與梯級熱偶 16a、 16b、16c 、16d。又，裝載於晶舟17之晶圓中，在代表此等之U、CU、CL、L帶之位置，配置有具熱偶之晶圓各一枚（18a、18b、18c 、18d) ，在U、C U帶間及C L、L帶間分別配置有各一枚，而在C U、C L帶間配置爲兩枚之合計八枚。在該縱型擴散爐1 9之晶圓領域的均熱調整方法中，首先，作爲實際上製造成品（半導體裝置）之事前準備，由取得成品製造時所進行之溫度控制的目標溫度之補正値開始進行。該目標溫度之補正値係爲了均熱晶圓領域之溫度，使用在對於梯級熱偶之檢出溫度之目標溫度。亦即，在實際之成品製造時所進行之溫度控制，通常之成品用晶圓配置在具熱偶之晶圓之位置，無法檢出晶圓本身之溫度。如此，溫度控制器1 9 ，係對經常配置之梯級熱偶1 6 a、1 6 b、1 6 c、1 6 d之檢出溫度之目標溫度，藉進行適用上述補正値之溫度控制，可進行均熱晶圓領域之溫度的溫度控制。當然，若以某種方法可經常測定晶圓領域之溫度之構成，則將此代替梯級熱偶加以控制，即可提本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14- 554067 A7 B7 五、發明説明（）|2 高控制性能。以下，依順地說明對於縱型擴散爐1 0之晶圓領域的均熱調整方法之原理。首先，必須把握使用於控制的梯級熱偶16a、16b、16c、16d之檢出溫度，及爲了檢出均熱調整之目的之晶圓領域之溫度所配置的具熱偶之晶圓 18a 、18a' 、18b、18b> 、18b" 、18c 、18c /、18d之檢出溫度的關係。在上述之縱型擴散爐1 0中，八枚具熱偶之晶圓的檢出溫度，係受到來自溫度檢出在對應於四個加熱帶U、C U、C L、 L帶的加熱器熱偶1 5 a 、1 5 b、1 5 c 、1 5 d的力口熱器1 4之影響。以如下所述之方法數値化其影響之程度〇首先，對應於四個加熱帶之U、C U、C L、L帶的梯級熱偶1 6 a 、1 6 b、1 6 c、1 6 d之檢出溫度控制成與晶圓處理之目標溫度一致。此時，雖不需與目標溫度嚴密地相同，惟通常溫度變化係爲了藉由進行控制之溫度帶表示不同之特性，必須在從相當之目標濫度不太遠離之溫度帶數値化影響程度。在所有帶之溫度安定之後，在一個帶，例如在U帶對於梯級熱偶之目標溫度增加數。C ( 例如1 0 °c )。然後，充分地經過時間之後，記錄溫度安定時之八枚具熱偶之晶圓的檢出溫度之變化C溫度上昇時處理作爲正數，而下降時處理作爲負數）。由該結果，將增加於U帶對於梯級熱偶的目標溫度之變化量作爲△ T U，而將此時之八枚具熱偶之晶圓的檢出溫度之變化量從上音β 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15- 554067 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（）(3 依順地作爲△ P u i〜△ p U 8時，則可如下地表示。亦即 ΔΡυι=αυιΧΔΤυ ΔΡυ2=αυ2χΔΤυ ΔΡυ8=αυ8χΔΤυ 上述之情形，a u i〜α υ 8係表示U帶對於梯級熱偶的目標溫度之變化，給與八枚具熱偶之晶圓的檢出溫度之影響程度之係數’數値愈大表示影響愈大。同樣地將增加方令 c U帶對於梯級熱偶的目標溫度之變化量作爲△ τ e U，而將此時之八枚具熱偶之晶圓1 8的檢出溫度之變化量從上部依順地作爲△ P C U i〜△ P c U 8時，則可如下地表示。亦即， △ Pcui = acuiXZ\Tcu APcu2=6Kcu2XATcu

ΔΡ cus = a c u 8 X A Ύ cu 又，對於c L帶可如下地表示， ΔΡ CL1= acLlXAT CL △ PcL2 = (ICLSXAT CL 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 線 -16- 554067 A7 B7 五、發明説明（“

△ PcL8=acL8x/\TcL (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又，對於L帶可如下地表示， APli-^liXATl

△ PL2=aL2X/\TL ΑΡΐ8=αΐ8Χ/\Τι 由上述之結果，將八枚具八枚具熱偶之晶圓的檢出溫度之變化量作爲△ P i〜△ Ρ 8時，則成爲 ΔΡ；麵（％ χΛΐ^ )+(0^ xATcc/)+(aai xATcJ+h χΔΓ」 ΔΡβ - (ctvs X ΑΤυ ) + (cicC/B χ ^cu) + (α<Χ8 Χ ^CL ) + (at8 χ ^Tl ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製八枚具熱偶之晶圓的檢出溫度之變化量，係可用將各帶對於梯級熱偶的目標溫度之變化成爲係數倍者之總和來表示。因此，欲將八枚具熱偶之晶圓的檢出溫度變化成接近於目標溫度，則利用上述之關係，必須決定各帶對於梯級熱偶的對目標溫度之補正値。藉由行列式表示上述關係式，則成爲如下式（1 )。本紙張尺度適用中國國家標準（CNs ) A4規格（210X297公釐） -17- 554067 Α7 Β7 五、發明説明（h 网 δρ2 δρ3 δρ4 ΔΡ5 δρ7 δ?3 αυ\ acui ^U2 ^CU2 <^U3 aCU3 ^U4 aCU4 U 5 aCU5 ^US aCU6 Ο-υη acvi ^us acus

aai aLi aCL2 aL2 aCL3 aL3 aCL4 aL4 aCL5 aL5 acie aL6 aan an aCL8 aLS ^Γυ

X (1 ) 在上述之式（1 )中’將右邊第1項之行列稱爲干涉行列（對於梯級熱偶的目標溫度之變化’表示給與具熱偶之晶圓的檢出溫度之影響程度的係數行列）’表示作爲Μ ，而將右邊第2項之列向量（對於梯級熱偶的目標溫度之變化量）表示作爲△ C，又將左邊之列向量（對於具熱偶之晶圓的檢出溫度之變化量）表示作爲△ Ρ時，則述之式 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ (2 )

)係成爲 △ Ρ = Μ X △ C 如此，對於使用於控制的梯級熱偶，及成爲目的的具熱偶之晶圓的檢出溫度之關係，可作爲數値化。但是，該數値係藉各種要因而有包含誤差之情形之故，在需要更高精度之情形，或還有剩餘調整時間之情形，當然實行數次上述干涉行列之製作後使用其平均値也可以。之後，在實際進行調整之前，取得將梯級熱偶之檢出溫度控制成與晶圓處理的目標溫度一致時的各具熱偶之晶圓的檢出溫度及目標溫度之誤差。此時，在各具熱偶之晶圓的檢出溫度比目標溫度更高時，將誤差處理作爲正數，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18- 554067 A7 B7 五、發明説明（）|6 而比目標溫度低時，則將誤差處理作爲負數，將八枚具熱偶之晶圓的檢出溫度，與目標溫度之誤差，由上部之加熱帶依順地作爲E i〜E 8，則可表示作爲如下述之式（3 ) 之列向量P。。

1 2 3 4 5 6 7 8 EEEEEEEE 3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製之後，將藉八枚具熱偶之晶圓1 8 a、1 8 18b、18b/、18b"、18c、18c 1 8 d的檢出溫度，實際進行用以接近於目標。在進行調整時，用以評價成爲目的的八枚具檢出溫度，接近多少目標溫度的評價基準成爲 ’將增加作爲成品能保證一定水準以上之品質數作爲目的，而在所有八枚具熱偶之晶圓中，標溫度之誤差成爲最小地，將各具熱偶之晶圓與目標溫度之誤差之平方的總和作爲評價式，價式成爲最小。在其他之評價基準，例如將誤之總和調整成最小時，也可應用以下所說明之上述之評價式成爲 J=|P〇+APl2 ...... (4) 溫度之調整熱偶之晶圓必需。如此的成果物之調整對於目之檢出溫度而調整該評差之絕對値方法。表示本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-19- 554067 A7 B7 五、發明説明（之化偶變熱而具整枚調八經之與么；=7 ，丄on 整周二 11 口示表誤係之容度內溫邊j 右目的與 J 度式溫價出評檢該的圓晶 P 的差，之和度總溫之標 P 目 △ 與的度量溫化出變檢之的度圓溫晶出之檢偶的熱圓具晶枚之八偶之熱後具整枚調 < 示之表上爲— 在成 II 。則 J 差，誤時式價評述式 4 2 式之述上用適 CΔ X Μ \ly 5 爲成則時置轉之列行用使而轉之列行示表係 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 置 CΔ X Μ + ο Ρ X Τ CΔ X Μ

\)/ 6 /V 式之述上用使又下如爲成則時 \ly 3 /IV 式及訂 7 κ^V 式之經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） -20- 554067 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（）|8 ]EX] «tn aCl/l aai Γ 尽· •atn aCC/l aCL\ an' Ει «t/2 aCU2 aCL2 ^12 aU2 «0/2 aCL2 an al/3 aa/3 aa3 aL3 :W e3 aU3 aa/3 aCL3 «13 •AV e4 » aCU4 «d4 «14 χ ^cu X ea + ^UA aCU4 aCL4 aL4 ^cu Es 十〇us acus aCL5 ^15 CL Es aus aCU5 aCLS aLS ATa E, aU6 aCU6 aCL6 «16 .ΔΤ, Ee aU6 ^0/6 aCL6 aL6 .ΔΓ, ΕΊ atn aCUl aa7 «17 Ei aU7 aa/7 aCLl ^17 E, l «Ε/8 ^ct/e acu au £· _ k αυ$ aan ^CL8 ttI8 . Εχ + αϋχ χ ATV + acul x tJcu + ααι x ΔΓα + aLl x ATL £2 + aU2 xATa + aCU2 x Mcu + ^cn x ΔΓα + aL2 x Εζ^αυζχ6Τυ +α〇/3χΔΪ，α/ +αα3χ^Γα +αΐ3χΔ7ι £4 + 〇^4 χ ATy + acc/4 χ ATcl/ + χ ΔΙ^ + χ ΔΙ^ £5 + «仍 χ ΔΤ^ + 〇fC£/5 χ ΔΓα； + αα5 χ ΔΓα + ai5 x ATr ^6+α£/6ΧΔΓ1/ +aCC/6X^CC/ +^α6χΔΪ〇. +aL6xAIi. Εη ^αυΊχάΤυ +act/7 xATcu +aa7 χΔΓα +aL7 xATL五8 + χ ΔΓυ + 口咖 x ΔΓα； + aa8 x ΔΓα + aL8 χ Δϊ^五ι + χ Δ7^ + 〇^仍 χ ΔΤ^ + (2山 χ χ ΔΤ^ 五2 +。{/2 X + 〇^[/2 X ΔΤ^ + 0^2 X △TcL + 五3 + α^/3 χ ATj； + οτ〇^3 χ ΔΤ^" + ο^3 χ ΔΤ^ + β£3 χ ΔΤ^ +ai4xA^ JS5 + χ ΔΤ" + χ ΔΤ^ + oc〇j χ ΔΤ^ + c^5 χ ΔΤ^ 五6 + X ΔΓ^； + CXci；6 X ΔΓ+ Q?CL5 ^ ^t6 X 五7 + a^/7 x + χ + oc江7 x ΔΤ^ + o^7 x Δ7^ 五8 + χ ΔΤ(/ + aCi/8 χ Δ7^ + c2〇^ χ ΔΤ^ι + 〇^s χ (Εχ + ααι χ Μν + aCt/i χ A7ct; + aci\ χ Δ2α. + aLi χ ) (£2 + αυ2 χ ΔΓ^ + acl/2 χ ^Tcu + α^2 χ M〇l + aii χ ^ ^ + (^3 + aC/3 Χ ^Τυ + aCC/3 Χ ΔΤ〇/ + aCL3 Χ ΔΤα + aL3 Χ ATL f + (β4 + χ Δϊ^ + acc/4 χ ΔΓ〇； + αα4 χ ΔΓα + aL4 χ ΔΙ^ )2 + (£5 + α"5 χ ΔΓ^； + aC[/5 χ ATci； + αα5 χ ΔΓα + aL5 χ ATt )2 + (Ε6 + Ο-υβ Χ ^Τυ + aCC/6 Χ ^CC/ + aCLt Χ ΔΪ，〇Ι + aL6 Χ Δ7Ι ^ + +act,7xATC(/ +αα7χΔΤα ^aL1xtJ：LJ + (五8+%8></^+〇?咖 χΔΤ^+α^χΔΓα+ο^χΔ^)2 + 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇x297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -線一 -21 - 554067 kl B7 五、發明説明（& 又，爲了求得將評價式J成爲最小的△ C之各要素△ Tu、ATcu、ATcl、ΛΤρ而對於△(：之各要素△ 1^、/\丁。^、八丁。^、/\1^偏微分評價式；。首先，對於△ Τ υ偏微分評價式J，則成爲下式（8 )。 dJ « ((2x am)x (Ex + (aux x ΔΓ^)+(α〇ί/ι x ^cu)+ (ααι x )+ (an x ))) 4((2xασ2)x(£2 + {aU2 xΔΤσ)+(a〇；2 xΔΓ^)+ (aa2 xΔΓα)+ {aL2 χΔΓ,)))+ ((2^aU3)x{E2 + (a^ x AlJ+(acc/3 x ATct;) + (aa3 x ΔΤα) + (a,3 xΔΓ,))) + ((2xat/4)x(^ +(«£/4 + xATcc/) + (aa4 χΔΓα)+(αΙ4 ><ATj)) + ((2xai/5)x(£5 + («c/5 x ^1; )^^0/5 χΔ2〇ϋ)+(aci5 x^Ta)+(aL5 xArL)))+ ((2 x )x (E6 + A ) + (aCI/6 x ΔΓπ K (αα6 >c ΔΓα)+ (aL6 x AlJ)) + ((2x0^7)x{E7 + (a^ x ΔΓ^)+(«〇；, χ ΔΓ^) + (αα7 χ ΔΓα)+ (αΙ7 χ ATL))) + ((2χασ8)x (δ8 + (〜χ Δϊ^)+(aW8 χΔΓα/)+ (aaa χΔΓα )+ (atg χΔΓ£)))-2 χ { ^υι + α£/22 + αυζ + at/A2 + αυ$ + αυβ + ασ7 + αυζ )χ + ((〜X a) + (ο^2 X α〇；2) + (αϋ3 X Ofc£/3) + (%4 χ aC£/4) + {cius x〇fW5)+(a^6 xacc/6)+(α^7 xa〇/7)+(a{/8 xacuB))x^cu+ (k x ) + (如 x aa2)+(〜3 x «a3) + (a?4 x aa J + (ai/5 XaCt5).(aW XaCU)+(a£/7 XaCL7)+(atra XaCL8))X^CL+ ((«c/l X ) + (^t/2 X ^12 )+ (aC；3 X y) + (a^4 X y ) + (aC/5 xaL5)+(ai/6 XaL6/+\aC^7 XCZL7/+\aC/8 XCXLs))X .(K, x^2) + (a,3 X-3K(-CM -Sj+ (%5 X £5 ) + (%6 X 五6 )十(〜7 X 五7 ) + (〜8 X 五8)) / • · · · (8) !—：.丨丨m—

、1T 線經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -22- 554067 A7 B7 五、發明説明（$〇與上述同樣，對於△ T c U、△ T c L、△ T L分別偏微分評價式J ;則得到下式（9 ) 、（ 1 0 ) 、（ 1 1 )。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2χ{ ((α^χα^〇+(α^χα^^+(αα3χαα；3)+Κ4><α^4) ^cu + χαα/5)+(°^6 χαα/6)+(α£/7 ΧΟία/7)+(αί/8 χαα/8))χΑΤί/ + (αα/Ι +aCU2 ^aCUZ +aCC/4 +aC£/5 ^aCU6 +aC^7 +aa/8 )x^TCi/+ ((aan xaca )+(aa/2 xaa2 )+(aa；3 xacu )+(a〇M xacu ) + (aa/5 xacx5)+ (σα/6 xaci6)+(aa/7 xaa7)+ (aa/8 χαα^))χ^^ι + ((aa/i XaLi)+(aCt/2 XaL2)+(a〇/3 XaL3)+(a〇M XaL4) + (a〇/5 XaL5)+(a〇/6 XaL6)+(aan Xax/7)+(a〇/8 Xai<8))X 厶K + ((βαη x 五l)+ (a〇/2 x 五2)+ (aa/3 x 五3) + (aa/4 x 五4 )+ (α〇/5 X 五5 ) + (act/6 X 五6 ) + (a〇/7 X 五7 ) + (a〇/8 X 五8 )) }• · · · (9) 2 x {((〇£/】x aai) + (ai/2X aCL2 )+(ai/3xaa3) + (a"4x acu ) + (αι/5 χα〇·5)+ (at/6 xacx6)+ (atn xaa7 )+ (ac/e xacxa))x + ((aan xaa*i)+(aa/2 ^^012)+(^0/3^^0^)+60/4 xact4) + (σα/5 xaa5)+(aa/6 xaa6)+(acc/7 xacL7)+(acc/8 xacL8))x Α^α/ + (aai2 +acn2 +aCL32 +aCM2 +aa52 +aCL62 +aa72 +<W )χΔ!Γα + ((aCU XaLi)+(aCL2 XaL2)+(aCU XaL3)+(aC“ xa“） + (aCL5 Xat5)+(aCL6 Xai6)+(aCJL7 Xai/7)+(aa8 XaL8))X + ((ααικ 五i)+(aCL2 X 五2)+(aCL3 X 五3)+(aCU X 五4) + X 五5 ) + (。咖、五6 ) + (。〇：7 X 五7 )+ (P^CLe X 五8 )) } • · · · (10) 2x { ((a^ x aL1)+ {aU2 xaL2)+ (ay3 xaL3)+ {aUA x aL4) + («ί/5 x aL5) + x aL6) + (aU7 x aL7) + (a^j x aL8 ))x LTV ^ ((aCT/l Xatl)+ (aCU2 XaL2 )+ (a〇/3 XOfI3 )+ (aCU4 X«I4 ) + (aCi/5 (aCI/6 Χαΐό)+(α〇Α7 + ((aai xail)+ (aa2 XaL2)+ (aCL3 xaw)+ (aCL4Xau) + («CX5 xat5)+ (aa.6 xai6)+ (aa7 xaL7 )+ (aas XaLS))x + (〇u + ccL22 + aL32 + aL42 + a,52 + aL62 + aL72 + aia2 )x tsIL + ((aL1 x )+(a12 x £2)+ (aL3 x £3)+ (aL4 x £4) + (cx15xE5)+(ai6x£6)+(〇^7 x£^)+(a以 x£8)) }

3J 3J 3ΔΤ7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) '^^1. 訂線 •23- 554067 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 —_五、發明説明（心如此地，依據對於△ T之各要素△ T li、△ T e U、 △ T c: ι、△ T d扁微分評價式J之結果，作爲 5 J / 5Δ T u - 0 d ] / 5Δ T c u = 〇 a j / δΔ τ c υ = 〇 a J / 5Δ τ l = o 之式，係將AC之各要素ATu、ATCU、ΛΤο、 △ T L成爲變數的4元1次之方程式，將該4式解成作爲連立方式之解答，△ T u、△ T c u、△ T c L、△ T L係將評價式J作爲最小，亦即，各具熱偶之晶圓的檢出溫度’與具熱偶之晶圓的誤差之平方的總和成爲最小的對於梯級熱偶的目標溫度之補正値。以下，表示上述之4元1次連立方程式之解法。首先，作爲之式，可表示下式（12)。 αϋ\ + — +αί/82 (αιη χ α〇η) + …+ (W x aCCf8) (0^ X ) + …+ (〇^8 X O^g ) .(αιη ^) + - + (0^0^) 同樣地，作爲/ / 3Ατ“ 二〇，3J/3Z\TL=0之式，係可表示作爲下式（13)、（ 1 4 ) 、（ 1 5 )。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ ▲ X ATC" ΔΓα .ΔΓ^ -線一本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（ΠΟΧ297公釐~' 一 -24- 554067 ^cu ΔΓα ΑΓ, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（h iai/l XCCCUl )+ ^ iaUB XCCCUS ) T .△V 2 2 acu\ +*,, + aa/8 虹cv (acm χα〇Λ) + …+ (acus xaciB) X x ) + ^TL x)+"· + 卜仍 χααβ) T _AV (ttet/l X ) + …+ (acre X Cctg ) X ΔΓ^ aCLl +**，+aCL82 ΔΓα (〇〇^〇^)+〜+ (0^卜0^8) ΔΓ, 《-l)x((acc/1 X 尽)+…+ (aCi/8 x£；J) • · · · ( 1 3) • (-1) X (bm x 孕）+…+ (aCL8 x 五β》 • · · · (14) (α^ιχαη) + ,,· + (αα/8χα^) (acaxatJf + (actB><〜) 上述之四式，係使用行列，可表示在（1 6 )式。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-25- 554067 A7B7 五、發明説明（b 3乏 gaa)十…+(17登 3b) (DX ΰ) + ·:+一 3a3xi{*dex saT· ·+1βχ SG) (SC/IQ)十…+(2"ϋϋ) s z 3 «+·: + 17 r>

θνι alv 3iv "ΐζν J (9 1)

JD + ί 十 SOQ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^SQ + :'+ Nsww Ίϋ/?α) + …+( + f §χ}χ so) 3α) + ·:+(π5 3ΰ) (sox SJ:十：+(173 1SG) (sox SGT·. .+(17 JQX lJ (3χ>χ *δα)十· ·· +(3ex ιδο) (δχ>χ SQ) + . · · + ( ITDGX SQ) ((krK3e)t:+15K)x〒)(Γΐ t+ix S1) έ I) §丄 + : ·+(〆 n)x(xl) ~?xi.+·· ·+(/¾^) έι) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂線本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -26- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 554067 A7 B7 五、發明説明（么4 在上述之式（2 )中，左邊之第1項行列係使用式（ 2 )之干涉行列，可表示在（1 7 )式。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-27- 554067 A7 B7 五、發明説明（^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

(3JOX 3α) +…+(175 3¾) (3J3X Βδο)十…+(17J3X ιδα) ( 3Ρ χ so) + …+.0 X so)(3S J) + :·+(3χ>χ j Ν3ϊ·:+δχ> (3〜x B δΰτ:+(ιί X lj (3SJ.+… (3exsji +…十：(38X 8δο)+ …+(ssx §ϋ) 、3ΰ +…+ Νιδΰ (-8JOX saj + :.+~§ax SG) 3d^.+.:+(l7d。) (eadQ) + :.+(Jxj (Βιϋ) + ·: + (ιιχ lJ 007a+:.+«sie U L) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T -ΰ ΖΊ d ητ ΰ 卜7 3 ΰ 5, δ Ό zd ΰ 3 ΰ 5 ΰ

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SQ SV 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 9d ο

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S 28- 554067 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明説明（么6又，右邊之列向量係使用式（2 )之干涉行政Μ及式 C 3 )之調整前之八枚具熱偶之晶圓之檢出溫度與目標溫度之誤差Ρ。，可表示在（18)式。 Χ^ΐ) + **· + (^(/8 Χ^β)) * (-1)χ((«α/ι x^i) + - + («o/8 x^s))H)x((acu Χ 孕)+…+ (aCL8 Χ 五8》 (-l)x((0fL1 χ£」+…+ x£：J) (-1) α〇π «CLl 1 •尽· aCU2 aCL2 E2 aU2 aCU2 aCL3 尽 a〇74 aCL4 <^L4 X E4 aU5 aCU5 aas °L5 尽 aU6 aCU6 aCL6 aL6 Es αυη a an aCL7 ΕΊ «1/8 aa；8 «CL8 aLSm E, (18: 因此，式（1 6)之連立方程式係可表示在 9 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂式 \^Γα αία ΔΓ, -線 (-ΐ)χΛ/τ χΡ〇 (19) 由兩邊之左邊乘以逆行列〔Μ τ X Μ〕— 1，則成爲 2〇）式。 Μυ 1 ΔΓ〇； ΔΓα ΔΓ, [ΜΓχΛ/ J1 χ {-^ΜτχΡ0 (2 0) ι ι 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） -29- 554067 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（\7 式（2 0 )之右邊的Μ與P。，作爲干涉行列與調整前之八枚具熱偶之晶圓的檢出溫度與目標溫度之誤差而已經所取得之數値之故，藉由將該値代入在式（2 0 )，求得 A Τ υ Λ Δ T c u、Z\Tcl、Z\Tl。如此所算出之ΛΤυ、ΛΤ"、ATcl、ΛΤι，係將增加作爲成品可保證一定水準以上之品質的成果物之數作爲目的的評價式J成爲最小的對於梯級熱偶的目標溫度之補正値。在上述之例子中，爲了求出將評價式J成爲最小的△(：之各要素ΛΤυ、ATcii、ATu、ΛΤι，依順地說明解答藉由偏微分所製作的連立方程式之方法’惟在實際之作業上，並不需解答連立方程式，而取得干涉行列Μ與調整前之八枚具熱偶之晶圓的檢出溫度與目標溫度之誤差Ρ。，藉將該値代入在上述之式（20)，即可求出對於梯級熱偶之目標溫度的補正値。最後，使用所求得之補正値來進行控制，確認調整之結果。在表不於第1圖及第2圖之構成中，將在分別以上述所算出之補正値，△ T li、△ T C II、△ T C L、△ T L加在各加熱帶（U、C U、C L、L帶）對於梯級熱偶的目標溫度。之後，控制成使得該目標溫度與梯級熱偶之檢出溫度成爲一致。充分地經過時間，當溫度安定之後，確認八枚具熱偶之晶圓的檢出溫度與本來的目標溫度之誤差。若各該誤差爲容許範圍，則結束調整。若誤差超過容許範圍時，則進行追加調整。追加調整之順序係與上述情形相同，惟此時，第一次之調整，取得調整前之八枚具熱偶之晶 ^氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -30- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 554067 A7 B7 ____ 五、發明説明（^ 圓的檢出溫度與目標溫度之誤差，作爲P。之〔式（3 )〕 ’在追加調整中，分別取得第一次之調整結果之確認的)\ 枚具熱偶之晶圓的檢出溫度與本來的目標溫度之誤差，使用作爲P〇。之後，與上述同樣地，代入在式（20)，求出 ΛΤυ、△!："、、ΔΤι，而將該ΔΤυ、 △ Tcu、ATcl、ΛΤι，再加在第1次之調整所補正之各加熱帶對於梯級熱偶的目標溫度。之後，控制成使該目標溫度與梯級熱偶之檢出溫度一致，確認再調整之結果。通常’可以用一至兩次，最多也在三次以內之調整即可得到良好之結果，惟在此若超過容許範圍時，取得干涉行列之後再實行較理想。以上所g兌明的溫度控制方法、熱處理裝置，係使用作爲半導體製造裝置之半導體製造方法。例如對於適用於擴散裝置時之擴散製程，有如以下者 ①高溫氧化藉氧氣燃燒氫氣來產生水蒸汽，將該水蒸汽導進反應室’氧化晶圓或被推積在晶圓上的膜。處理溫度係7 0 0至1 0 〇〇它，壓力係以常壓來處理。考慮氧化速度時，作爲適當之處理溫度係8 〇〇至 1〇〇〇ΐ：。本紙張尺度賴中國國家縣（CNS ) Α4規格( 210X297公釐)' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-31 - 554067 A7 ____B7_ 五、發明説明（么9 ② 乾式氧化將氧氣導進反應室內，氧化晶圓或被堆積在晶圓上的膜。處理溫度係以7 0 0至1 〇〇〇 °C而以常壓被處理。考慮氧化速度時，則作爲適當之處理溫度係8 0 0至 1 0〇〇°c 。 ③ 磷擴散將三氯化磷（P〇C13)，氧氣及氮氣作爲運載氣體 ’導進反應室內。處理溫度係以8 0 0至1 0 0 0 °C又以常壓被處理。 ④ 退火處理將氮氣等之惰氣氣體導進反應室內，處理溫度係 8 0 0至1 1 0 0 °C，壓力係以常壓被處理。在半導體裝置中，上述製程①、@係廣泛地使用在元件間之絕緣分離、電極或配線之層間分離、Μ〇S F E T 之閘極氧化膜、D R A Μ之記憶格蓄電電容部，不純物擴散及離子注入之罩幕、表面惰性化與保護等。又，上述製程③係使用於閘極，配線對於聚矽膜之摻雜，對於電阻體或接觸部之摻雜等。又，上述製程④係使用將對於雜質層之雜質移動於結晶內部。實施形態2 在實施形態1係說明在實製程前求出補正値之情形，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 % 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -32- 554067 A7 B7 五、發明説明（各〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 惟在實製程中直接求出補正値也可以。實施形態2係在實製程前僅求出干涉行列Μ ’而在實製程之基板處理中取出八枚具熱偶之晶圓的檢出溫度與目標溫度之誤差Ρ ◦，藉由代入式（2 0 )內，求出對於梯級熱偶的目標溫度之補正値，將該求出出補正値加在目標溫度而可溫度控制。實施形態3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在實施形態2係在具熱偶之晶圓中，熱偶成爲露出於基板處理中之故，有產生金屬污染之虞。因而，代替具熱偶之晶圓，在爐內插入輪廓熱偶也可以。如第3圖所示，輪廓熱偶2 0 0係具有以石英管式S i C等之陶瓷管 2 0 1覆蓋熱偶之構造之故，可減低藉熱偶2 〇 4之金屬污染。在陶瓷管2 0 1中，複數（8支）之熱偶2 0 4藉熱偶封入部2 0 2被封入。經由配線2 0 3得到其溫度檢出信號。各熱偶係設於分別對應於表示在實施形態1的具熱偶之晶圓之位置（高度位置）。該輪廓熱偶係以單管所構成，適用於插入在較窄空間的反應室內。又，藉再設置複數此等，也可檢出更多數之位置的溫度。實施形態4 又，在實製程檢出檢出溫度與目標溫度之誤差時，如第4圖所示，作爲加熱器熱偶（加熱器制用熱偶）3 0〇，設置八支梯級熱偶3 0 4，取得該梯級熱偶之檢出溫度，與其目標溫度之相差作爲誤差P。，藉代入在式（2 0 ) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -33- 554067 Μ Β7 五、發明説明（心 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，求出目標溫度之補正値，將該求出之補正値加在目標溫度俾成爲溫度控制也可以。又，·表示於第4圖之加熱器控制用熱偶3 0 0，係將封入有梯級熱偶3 0 4之石英或 S i C之陶瓷管3 0 1排設八支於熱偶封入部3 0 5，並將此能彎曲插入在均熱管（第1圖之1 2 )與反應管（第 1圖之1 3 )之間者。此等梯級熱偶3 0 4，係分別封入在陶瓷管3 0 1之故，可防止梯級熱偶3 0 4互相間之千涉。又，若無此等干涉之慮時，則作成在一個陶瓷管插入複數熱偶也可以。實施形態5 以上所說明之實施形態係均在實製程前能求出干涉行列Μ者，惟基板處理時間較長，或進行即使求出干涉行列時之多少溫度昇降也不會產生妨礙的半導體裝置等之加熱處理時，則在實製程之基板處理中求出干涉行列，又求出誤差與補正値來補正目標溫度也可以。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製實施形態6 以上所述之實施形態係說明加熱帶朝縱方向被分割的縱型裝置，惟在處理一枚至數枚之晶圓，加熱帶朝晶圓面內方向被分割的單張裝置，本發明也可適用。第5圖係表示該單張裝置者；C a )係側視圖；（b )係表示複數帶之俯視圖。此時，代替依具熱偶之晶圓之溫度檢出，若使用放射溫度計，則以非接觸可測定，成爲本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -34- 554067 A7 B7 五、發明説明（一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 谷易防止金屬污染’表不於第5圖之單張裝置，係在具有處理室之反應管1 a的加熱爐1設有載置晶圓（基板2 ) 之基座4 ’將加熱爐1內加熱成所定溫度下供給反應氣體俾在基板2上形成薄膜。加熱源的加熱器3係作爲加熱帶具有①、②、③之二帶，來自各帶之熱，係主要被吸收在支持熱容量之基板2的基座4及基板2，以及由氣體管5 所流入之反應氣體。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製作爲控制用感測器，係在每一各加熱帶（①、0、③ )設有兩個放射溫度計（紅外放射溫度計：第二溫度檢出器）6 A〜6 F及使用作爲加熱器監測用或加熱器控制用 ’設有於縱型裝置之梯級溫度計的加熱器熱偶7 A〜7 C 。在溫度調節器A D變換部8，係A D變換熱偶信號，並將溫度數位資料發送至溫度調節器控制部9。放射溫度計 6 A〜6 F也同樣地，A D變換感測器信號，並將溫度數位資料發送至溫度調節器控制部9。溫度調節控制部9係使用接收之溫度數位資料，進行控制（P I D等）演算，來決定加熱器功率値（0〜1 0 0 % )。在該P I D控制中所使用之目標溫度成爲藉既述之補正値被補正之構成。又，閘流控制4 1 0係接收來自溫度調節器控制部9之電氣信號（0〜1 0 0 % )，藉由閘流點弧，將加熱器予以加熱。又，在溫度調節控制部9，經由交流電源4 1 1連接有主控制器4 1 2，而且連接有溫度調節器顯示操作部 4 1 3。又，交流電源4 1 4連接於射溫度計6及溫度節調器控制部9。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -35- 554067 A7 B7 五、發明説明（$3 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本實施形態之放射溫度計6 A〜6 F，係正確地測定作爲被測定物之基座4之溫度，爲了控制基座4之溫度，設於反應管1 a內。作爲溫度感測器使用放射溫度計，係由於以非接觸可測定，且應管性優異。又若將放射溫度作爲熱偶時，由其測定原理必須將該熱偶安裝於基座，因此在該時，無法旋轉基座4。如此地，單張裝置係與縱型裝置，帶數不相同，又對應之加熱器熱偶（第一溫度檢出器 )及放射溫度計（第二溫度檢出器）之數也適當地被變更〇又，在縱型裝置中所說明之具熱偶之晶圓，藉由在同一晶圓面內又設置複數熱偶，則在縱型裝置，也可能提高對於面內方向的溫度均勻性。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在以上，說明被處理體之領域的溫度控制方法之實施形態，惟藉由實行此等順序，即使無熟練之作業人員，迅速確實地，可進行被處理體之領域的均熱調整者。又，利用電腦程式化以上之順序，並藉由作爲軟體組裝於溫度控制器等，可進行不必熟練作業人員之介入的被處理體之領域的自動均熱調整。例如，利用上述之電腦化，成爲可自動地設定對於具如第9圖所示之結果的梯級熱偶之目標溫度。又，在上述例子中，使用八枚具熱偶之晶圓，惟使用更多具熱偶之晶圓之方法，或使用具有上下地移動從最上部晶圓至最下部晶圓之側面之機構的熱偶，藉使用同樣之手段，可將更廣領域以更細單位，也可調整成均勻之溫度範圍。又，在以上之例子，說明使用於控制梯級熱偶之情本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -36- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 554067 A7 B7 五、發明説明（形，惟在無法經常設置梯級熱偶之構造之情形，代替使用加熱器熱偶，也可同樣地進行調整。又，代替具熱偶之晶圓，也可使用放射溫度計。 (發明之效果）如以上說明，依照本發明，利用電腦能自動地設定對於實際上進行溫度控制的複數領域所補正的目標溫度，雖無熟練之作業人員，也可短時間且正確地進行最適當之熱處理。 (圖式之簡單說明）第1圖係表示本發明之熱處理裝置用均熱調整方法所適用的縱型擴散爐之實施形態的構成圖。第2圖係表示藉由第1圖所圖示的縱型擴散爐之外壁內部的放大圖。第3圖係表示輪廓熱偶之一例子的圖式。第4圖係表示梯級熱偶之一例子的圖式。第5圖係表示單張裝置；（a )係表示側視圖；（b )係表示加熱帶之俯視圖。第6圖係表示熱處理裝置中典型之一習知例之縱型擴散爐的構成圖。第7圖係表示對應於收納在第6圖之縱型擴散爐的晶圓之加熱帶置具熱偶之晶圓之情形的圖式。第8圖係表示對應於收納在第6圖之縱型擴散爐的晶本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-37- 554067 A7 B7 五、發明説明（^ 圓之加熱帶及其中間之帶配置具熱偶之晶圓之情形的圖式〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第9圖係表示在設定成如第7圖的熱處理裝置中，進行溫度控制成將梯級熱偶之檢出溫度一致於晶圓處理之目標溫度時的梯級熱偶與具熱偶之晶圓之檢出溫度之關係的圖式。第1 0圖係表示溫度控制成須改良在第9圖所表示之狀態的梯級熱偶之檢出溫度一致於經補正之目標溫度時的梯級熱偶與具熱偶之晶圓之檢出溫度之關係的圖式。第1 1圖係表示在第1 0圖所表示之狀態中，在對應於晶圓之加熱帶之位置以外的位置增加配置具熱偶之晶圓時的梯級熱偶與具熱偶之晶圓之檢出溫度之關係的圖式。第1 2圖係表示溫度控制成須改良在第1 1圖所表示之狀態的梯級熱偶之檢出溫度一致於熟練作業人員所選擇之目標溫度時的梯級熱偶與具熱偶之晶圓之檢出溫度之關圖式。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (記號之說明） 6 A〜6 F 放射溫度計 10 縱型擴散爐 11 外壁 12 均熱管 13 反應管 14 加熱器本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -38- 554067 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（ 7 A〜7 C，1 5 a， 15 b ，1 5 c ， 15 d 加熱器熱偶 1 6 a ， 1 6 b，1 6 ( ：1 6 d，3 〇 4 梯級熱偶 1 7 晶舟 1 8 a ， 1 8 a /，1 8 b ，1 8 b /， 18 b "， 18c ，18 c /，1 8 d 具熱偶之晶圓 1 9 溫度控制器 2 〇輪廓熱偶 2 〇1 陶瓷管 3 0 0 加熱器控制用熱偶 (加熱器熱偶） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -39-

Claims

55W7么ν告本 Α8 Β8 C8 D8 月修正U辅充六、申請專利範圍附件1 ·· 第90122779號專利申請案中文申請專利範圍修正本 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 民國92年1月23日修正 1 · 一種溫度控制方法，屬於控制至少具有兩個加熱帶之加熱裝置，能將所定位置之檢出溫度作爲其目標溫度的溫度控制方法，其特徵爲：檢出比上述加熱帶之數更多，且在各加熱帶中至少一個所定位置的溫度；控制上述加熱裝置成爲上述目標溫度包含在所檢出之複數所定位置之檢出溫度之最大値與最小値之間者。 2 .如申請專利範圍第1項所述之溫度控制方法，其中，在對應於各帶之第一所定位置具備第一溫度檢出器，使用於將藉由上述第一溫度檢出器之檢出溫度來控制上述加熱裝置成第一目標溫度的溫度控制方法；經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在比第一所定位置更接近於被處理物之第二所定位眞具備第二溫度檢出器，而在變化上述第一溫度檢出器之上述第一目標溫度時，取得表示上述第二溫度檢出器之檢出溫度之變化程度之係數行列的干涉行列Μ，及上述第二溫度檢出器之第二目標溫度與藉上述第二溫度檢出器之檢出溫度之誤差Ρ。；依據此等干涉行列Μ與誤差Ρ。，補正上述第一目標溫度0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 554067 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 ·如申請專利範圍第2項所述之溫度控制方法，使 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 用上述經補正之第一目標溫度進行溫度控制，求出新誤差 P。/ ;使用該誤差P。>與上述干涉行列Μ，再補正上述經補正之上述第一目標溫度。 4 · 一種溫度控制方法，係具備：處理室，及至少具有一個加熱帶’加熱設於上述處理室內之被處理物的加熱裝置，及爲了在第一所定位置檢出藉上述加熱裝置之加熱溫度，設置至少一個於各帶的第一溫度檢出器；依據藉上述第一溫度檢出器所檢出的第一檢出溫度，及對於該第一檢出溫度之第一目標溫度來控制上述加熱裝置的溫度控制方法，其特徵爲：具備比上述加熱帶之數更多，在比第一所定位置更接近於上述被處理物之第二所定位置檢出藉上述加熱裝置之加熱溫度的複數第二溫度檢出器；經濟部智慧財產局員工消費合作社印製比較藉上述第二溫度檢出器所檢出之第二檢出溫度與對於該第二檢出溫度之第二目標溫度來取得上述第一目標溫度之補正値，藉上述補正値來補正上述第一目標溫度進行溫度控制者。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之溫度控制方法，其中，上述補正値之取得，係進行在實際上處理被處理基板之實體處理前者。 6·—種熱處理裝置，其特徵爲具備： -2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X29*7公釐） 554067 A8 B8 C8 D8 夂、申請專利範圍處理室，及將所定位置之檢出溫度溫度控制成爲其目標溫度的至少具有兩個加熱帶的加熱裝置，及比上述加熱帶之數更多，且檢出各加熱帶之至少一個所定位置之溫度的複數溫度檢出器，及控制上述加熱裝置成在藉上述複數溫度檢出器之複數檢出溫度的最大値與最小値之間包含有上述目標溫度的控制裝置所構成者。 7 . —種半導體裝置之製造方法，屬於控制至少具有兩個加熱帶之加熱裝置，能將所定位置之檢出溫度作爲其目標溫度，而在被處理基板施以加熱處理的半導體裝置之製造方法，其特徵爲：檢出比上述加熱帶之數更多，且在各加熱帶之至少一個所定位置的溫度；控制上述加熱裝置成爲上述目標溫度包含在所檢出之複數所定位置之檢出溫度之最大値與最小値之間者。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -3 -