TWI328829B - - Google Patents

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1328829 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於熱處理半導體晶圓等被處理體之熱處理裝 置之校正方法，特別係關於利用熱模型預測收容中之被處 理體之溫度，並校正依據預測結果執行控制之熱處理裝置 之熱模型之方法。 【先前技術】 在對多數半導體晶圓整批地執行成膜處理、氧化處理或 擴散處理等熱處理之整批式熱處理裝置t,依照預備成膜 之薄膜種類及膜厚等，決定處理溫度、處理壓力及氣體流 量等處理條件，並準備寫入此等處理條件之處方。當各操 作員選擇對應於薄膜種類及膜厚之處方時，即可依據預定 之處理條件運轉熱處理裝置。 熱處理裝置一面控制處理溫度、處理壓力及氣體流量等 處理條件使其與處方所定之目標值一致，一面施行處理。 為了適切地執行此等之處理，有必要測定晶圓溫度、加熱 爐内之壓力及氣體流量等。 加熱爐内之壓力可利用壓力計，氣體流量可利用包含配 置於供應管之流量計之質量流控制器等較正確地加以測 定但，晶圓溫度則難以測定。例如雖也有人考慮採用將 度感測器裝疋於晶圓而收容於加熱爐内之方法，但卻有 溫度感測器裝定處不能形成半導體元件，甚至於有來自溫 度感測器之雜質可能污染整個加熱爐，降低半導體裝置之 良率之虞。 93533.doc 1328829 日本國發明專利公報JP2002_25997A及美國發明專利 US5,517,594專利說明書中曾揭示解決此等問題之技術。此 技術係在加熱爐内配置多數溫度感測器，依據此溫度感測 益之輸出與對加熱器之供應電力等，利用熱模型（數字模型） 時¥刻刻地預測晶圓溫度，利用預測值控制加熱器電力之 技術。依據此技術，可以較正確而非接觸地預測晶圓溫度， 控制熱處理裝置。 上述裝置之熱模型係利用以下方式設定：首先，就作為 基本之裝置（基本裝置）產生熱模型（基準熱模型）。將產生之 基準熱模型適用於同一構造之裝置。其次，為了吸收基本 裝置與各個裝置之微妙之機差（個體差），執行設定作業。此 作業係在各個裝置執行設定用之成膜作業，從成膜後之膜 厚與目的之膜厚之差異中修正熱模型，故可形成不受機差 之影響，而可形成均勻之膜，即可在裝置間形成同一厚度 之膜。 基本裝置與各個裝置之差異不僅與熱有關，也存在於氣 體之流ί及氣體之壓力等。換言之，在裝置間有壓力計及 流量計之測定值之誤差。 但’在以往之設定方法中’此種熱以外之要因所引起之 機差也全部被熱模型吸收，可在表觀上消除裝置間之個體 差，在裝置間形成同一膜。此種設定方法不需詳細分析存 再於裝置間之差異點，即可實質地獲得均勻之規格，屬於 非常有效之設定方法。 但，在以往之設定方法中，有時裝置之熱的狀況反而難 93533.doc 1328829 以掌握。例如，在不能以熱模型吸收機差之情形，會有無 法瞭解處理結果之誤差（例如成膜處理之膜厚之誤差）之原 因在裝置之哪-部分之問題。換言之，無法正確瞭解各個 裝置之熱特性。 【發明内容】 本發明係在此種情況下研發而成，以在使用熱模型預測 被處理體之溫度，依據預測之溫度執行熱處理之熱處理裝 置中，可執行更正確之溫度預測為其目的。 、 又，本發明係以在使用熱模型預測被處理體之溫度，依 據預測之溫度執行熱處理之熱處理裝置中，可執行更正 之溫度特性之掌握為其另一目的。 為了達成上述目的，本發明之第1觀點之熱處理裝置之校 正方法之特徵在於： 之i交^處理裝置，而該熱處理裝置係包含收容被處理體 …多數加熱器及多數溫度感測 溫度感測器之輸出推宏1由别述 田々也 疋别述處理容器内之被處理體之溫卢

'”、挺型’由前述溫度感測器之輸 J 測前述處理容器内之被處理體之、、 」用（熱㈣ 制前述加埶$，拉 ^皿度’依據預測之溫度控 含：…藉以對前述被處理體施以熱處理者；且包 °動則述加熱态以加熱前述處理容器内之工序· 測定前述處理容器内之前、t.姑_ 之序， 比較所到… “被處理體之溫度之工序；及 字乂所測疋之前述處理容 型所預，||I 。 ’見又、與利用前述敌模 尘所預測之前述被處 』k…棂 體之，皿度，以校正前述熱模型而使 93533.doc 1328829 實泪彳值奏預測值實質上一致之工序者。 依據上述之方法，可將熱模型校正成適於其熱處理裝置 之狀態，可適切地預測溫度。因此，可適切地執行熱處理 之處理。尤其可修正以熱處理裝置之熱特性為依據之預測 溫度與實際溫度之偏差。其結果，處理結果異於期待值， 處理中之溫度變化與預期之變化一致時，即可容易判別其 原因在熱以外之點上。 在一實施形態中，前述處理容器係可收容多數被處理 體，前述溫度測定工序係包含配置鄰接於前述被處理體之 溫度感測器之工序、與利用所配置之溫度感測器測定前述 被處理體之溫度之工序。 在一實施形態中，前述校正工序係依據測定之溫度與預 測之溫度，求前述預測值之修正值，以利用前述修正值修 正預測值之方式校正前述熱模型。 在一實施形態中，前述加熱工序係驅動前述加熱器而將 前述處理容器内逐次設定於多數之設定溫度，前述溫度測 定工序係測定在各設定溫度之前述處理容器内之溫度，前 述溫度預測工序係預測在各設定溫度之前述處理容器内之 溫度，前述校正工序係依據測定之多數溫度與預測之多數 溫度，求前述預測值之修正值，以利用前述修正值修正前 述熱模型之預測值之方式校正前述熱模型。 在一實施形態中，前述熱模型係包含預測前述加熱器之 溫度與各溫度感測器之溫度之機能，前述校正工序係依據 前述加熱器之溫度變化量與前述溫度感測器之測定溫度變 93533.doc •10- 1328829 化章之關係、及最接近於前述加熱器之溫度感測器之熱模 型之預測溫度與該溫度感測器之實測溫度之差求出修正 值，以依據修正值修正預測值之方式校正前述熱模型。 在-實施形態中’也可在前述處理容器内配置内部加熱 器心述熱模型係包含預測前述内部力口熱器之溫度之機 能，則述校正工序係依據前述内部加熱器之溫度變化量與 前述溫度感測器之測定溫度變化量之關係、、及最接近於前 述内部加熱器之溫度感測器之熱模^之預測溫度與該溫度 感測器之實測溫度之差求出修正值，以依據修正值修正預 測值之方式校正前述熱模型。 在一實施形態中，也可在收容於前述處理容器内之被處 理體之上部與下部分別配置第丨與第2加熱器，前述熱模型 係包含預測前述第1與第2加熱器之溫度之機能，前述校正 工序係依據前述第1加熱器之溫度變化量與前述溫度感測 裔之測定溫度變化量之關係、及最接近於前述第丨加熱器之 溫度感測器之熱模型之預測溫度與該溫度感測器之實測溫 度之差求出第1修正值，依據前述第2加熱器之溫度變化量 與如述溫度感測器之測定溫度變化量之關係、及最接近於 前述第2加熱器之溫度感測器之熱模型之預測溫度與該溫 度感測β之實測溫度之差求出第2修正值，以依據第丨與第2 修正值修正前述熱模型之預測值之方式校正前述熱模型。 也可使用上述構成之校正方法所校正之熱模型預測處理 容器内之溫度，依據預測之溫度，對熱處理體施以熱處理。 為了達成上述目的，本發明之第2觀點之熱處理裝置之特 93533.doc -11- 1328829 徵4於‘： 包含收容被處理體之處理容器、多數加熱器及多數溫度 感測器，記憶由前述溫度感測器之輸出推定前述處理容器 内之被處理體之溫度用之熱模型，由前述溫度感測器之輸 出，利用該熱模型預測前述處理容器内之被處理體之溫 度，依據預測之溫度控制前述加熱器，藉以對前述被處理 體施以熱處理者；且包含： 驅動前述加熱器以加熱前述處理容器内之手段； 測定前述處理容^内之前述被處龍之溫度之手段；及 比較所測定之前述處理容器内之溫度、與利用前述献模 型所預測之前述被處理體之溫度，以校正前述熱模型而使 實測值與預測值實質上一致之手段者。 依據本發明，可依照各健處理裝置之熱特性訂製執模 型’產生適合於該裝置之熱模型。 【實施方式】 ^明有關本發明之整批式熱處理裝置適用於縱型熱處 理羞置之實施形態。 :發明之縱型熱處理裝们如圖i所示，具有處理容器(反 應:m。處理容器u係供收容構成被處理體之晶_以施 2定之熱處理’例如CVD處理之用，由具有耐熱性及耐 之材料例如石英玻璃所形成。處理容器 下端開放之單管構造，上媸絃| ..^ 冓 知縮小成細徑而形成排氣部12。 排乳部12經由未圖示之排氣管等連接至真空栗等。 在處理容器11之下部，配置將處 蜒理轧體及不活性氣體導 93533.doc 12 1328829 入4‘理’容器广内之氣體導入部(導入舟)13。在氣體導入部 插通著通至氣體源之一或多數氣體供應系統之配管 由氣體導入部13導入之處理氣體在處理容器u内上升 、供曰曰圓w之特定熱處理之用，然後由排氣部I〗被排氣。 處理谷器11之形成凸緣狀之下端部15係藉不銹鋼等耐熱 性及耐飯性之材料形成之蓋體21而開或閉。蓋體21係藉未 圖=升降機而升降，在上升之位置，密閉處理容器η之 下端部15，在下降位置，開放處理容器11之下端部15。在 处谷器11之下知部15與蓋體21之間，配置確保氣密用之〇 形環22 » 在蓋體21之中央部’可旋轉地立設旋轉支柱23，在旋轉 支柱23上端固定著旋轉台24。在蓋體21之下部，設有旋轉 驅動旋轉支柱23之驅動部25。 在旋轉台24上’例如載置有可在高度方向以特定間隔搭 載片半導體晶圓W之石英玻璃製之晶舟(晶圓舟)26。晶舟 26在蓋體21下降之狀態被載置於旋轉台24上，在蓋體21上 升而在閉處理谷器11之下端部15時，完成對處理容器11内 之裝载，在處理完畢後，蓋體21下降時被卸載。又，在處 理中，可藉驅動部25之旋轉台24之旋轉而旋轉，對晶圓w 施行均勻之熱處理。 在處理容器11之周圍，配置有將收容於處理容器U内之 晶圓W由周緣部加熱升溫用之周面加熱器31。周面加熱器 31例如係由棒狀之電阻發熱體所構成，以在垂直狀態包圍 處谷器η之周圍方式被配設成筒狀。周面加熱器31係由 93533.doc -13- 1328829 加熱處理谷器11之周圍整體之主加熱器3ia'加熱處理容器 11之上知側及下Μ侧之周圍之上端副加熱器3 1 b與下端副 加熱器31c所構成。主加熱器31a與上端副加熱器31b、3ic 係交互地被配置於處理容器11之周方向。 處理容器11之上下設有上面加熱器32與下面加熱器33。 上面加熱器32係用於防止因處理容器丨丨之排氣側之放熱 而降低晶圓溫度，在排氣部12周圍形成圈狀，被支持構件 34固定於支持體35。 又，下面加熱器33係用於防止因經由蓋體21等之放熱而 降低晶圓溫度，位於處理容器丨1内之旋轉台24之下被支持 構件34固定於蓋體21上。下面加熱器33係以旋轉支柱23貫 通其中央部方式形成圈狀。 處理容器11之外周面在垂直方向成一排地配置3個溫度 感測器S1〜S3。溫度感測器S1配置於對應於晶舟26上部之位 置，溫度感測器S2配置於對應於晶舟26中央部之位置，溫 度感測器S3配置於對應於晶舟26下部之位置。 又，溫度感測器S4配置於處理容器丨丨内之上面加熱器32 與晶舟26上端部間之位置，溫度感測器“配置於配置於處 理容器11内之下面加熱器33與旋轉台24間之位置。溫度感 測益S4與S5為了防止金屬污染，例如被收容於石英管中。 溫度感測器S1〜S5之輸出（檢出溫度）如後所述，係使用於 預測（推定；預料）配置於晶舟26之晶圓w與上面加熱器32 及下面加熱器33之表面溫度。 熱處理裝置1具有施行裝置整體之控制之控制部_。 93533.doc -14· x^8829 如圖2所示’控制部i〇〇連接著溫度感測器S1〜S5、操作面 板121、壓力計（群）122、加熱器控制器123、質量流控制器 124、閥開關控制部丨25、真空泵126等。 溫度感測器S 1〜S5如前所述’係測定處理容器11外壁面之 溫度與上面加熱器32及下面加熱器33附近之溫度，並將其 通知控制部1〇〇。 操作面板121具有顯示晝面與操作紐，將操作員之操作指 示傳達至控制部丨00，且將來自控制部1〇〇之各種資訊顯示 於顯不書面。 壓力計（群）122係測定處理容器11内及排氣部12内之各壓 力’將測定值通知控制部1 〇〇。 加熱器控制器123係用於個別地控制加熱器31a、31b ' 3lc、32、33 ’並響應來自控制部1〇〇之指示，通電至加熱 口口 3 1 a、3 1 b ' 3 1 c、3 2、3 3，將此等加熱，且個別地測定加 熱器31a、31b、31c、32、33之耗電力，並通知控制部1〇〇。 質量流控制器124係測定配置於各配管，將流過各配管之 氣體流量控制於控制器100所指示之量，並測定實際流過之 氣體流量，通知控制部1 〇 〇。 閥開關控制部125係配置於各配管，將配置於各配管之閥 之開度控制於控制器100所指示之值。真空泵126係經由排 氣管等連接至處理容器U之排氣部12，用於將處理容器U 内排氣。 控制部100如圖2所示，係由熱模型記憶部i丨丨、處方記憶 部 112、ROM113、RAM114 ' I/O琿 115、CPU116、及將此 93533.doc 15 1328829 等相互連接之匯流排1丨7所構成。 熱模型s己憶部111，如圖3 (a)所示，係記憶著利用與此熱 處理裝置1同一規格之基準裝置所作成之基準熱模型Mi、 將基準熱模型Ml校正（訂製）成此熱處理裝置1用所產生之 校正熱模型M2。在此熱處理裝置1之製造當初.，僅將基準 熱模型Ml記憶於熱模型記憶部m，藉由熱處理裝置丨之設 定處理而儲存校正熱模型M2。 基準熱模型Ml與校正熱模型M2均係由溫度感測器 S1〜S5之輸出信號（測定溫度）及對加熱器31卜33之供應電 力（表示連接於加熱器31a〜33之加熱器控制器123之指示值） 等預測處理容器11内之溫度用之模型（數學模型；高維•多 維行列）。但，基準熱模型河丨係利用基準裝置所產生，共通 於同一規格之多數熱處理裝置1。另一方面，校正熱模型 M2係在各熱處理裝置〗之設定時，以正確反映各裝置之熱 特性方式校正基準熱模型Ml而產生，供實際之運用（製程處 理）使用。 更詳言之，基準熱模型Ml係由溫度感測器si〜S5之輸出 信號（測定溫度）及對加熱器31a〜33之供應電力等，預測載置 於晶舟26上部之晶圓（晶舟上部晶圓）w之中心部ρι及周緣 部P2之溫度、載置於晶舟26中央部之晶圓（晶舟中央部晶 圓）W之中心部P3之溫度、載置於晶舟26下部之晶圓（晶舟下 部晶圓）W之中心部P4及周緣部P5之溫度（共5處之溫度）、上 面加熱器32及下面加熱器33之表面溫度、及溫度感測器S4 與S5之溫度。又，對晶舟中央部晶圓w，不測定周緣部之 93533.doc -16- 1^28829 溫度係由於晶舟26中央部為熱性最穩定之區域，幾乎不發 生晶圓W之中心部P3與周緣部之溫度I，故可由中心部P3 之溫度代表晶舟中央部晶圓w整體之溫度之故。 又，基準熱模型Ml由預測之各晶圓溫度，求出預備供應 至各加熱器31a〜33使各晶圓溫度成為處方所規定之溫度 (目標值）之電力。又，產生此熱模型之方法本身例如可使用 美國發明專利US5,517,594專利說明書所揭示之方法。 又，校正熱模型M2除了可訂製成依照此熱處理裝置j固 有之熱特性正確地推定各部之溫度之點以外，構造與基準 熱模型Μ1相同。 處方記憶部112如圖3(b)所示，記憶著設定處方以與1或 多數之處理處方R2。 在此熱處理裝置1之製造當初，僅儲存設定處方R1。設定 處方R1係在校正熱處理裝置1之基準熱模型Ml之際執行， 如圖4所示，規定對時間將上述5處P1〜P 5之溫度階梯狀升 溫。 另一方面，處理處方R2係供每當使用者執行熱處理（處理） 時所準備之處方。 圖2所示之r〇M113係由EEPR0M(電可消除型R〇M)、快 閃記憶體、硬碟等所構成，係記憶CPU116之動作程式等之 記錄媒體。RAM114具有作為CPU116之工作區域等之機能。 1/0埠115係連接於前述溫度感測器S1〜S5、操作面板 121、壓力計122 '加熱器控制器123、質量流控制器124、 閥開關控制部125 ’控制資料及信號之輸出入。 93533.doc 1328829 匯流排117係在各部之間傳達資訊。 CPU(Central pr0cessing Unit :中央處理單元）116係構成 控制部100之中柩，執行R0M113所記憶之控制程式，依照 來自操作面板121之指示’沿著處方記憶部112所記憶之處 方控制熱處理裝置1之動作。 其次，說明在熱處理裝置丨之設定動作所使用之溫度測定 裝置51。 此溫度測定裝置51如圖5所示，具有支柱52、由支柱52 向水平方向延伸之第i、第2及第3臂53、54、55。第丨〜第3 筹53 54 55如圖6所示，係被配置於可由側方插入晶舟％ 之上部槽、中央部槽、下部槽之位置。另外，在第1〜第3 臂53〜55配置熱電偶（溫度感測器）TC1〜TC5。 在第1 # 53，在被插入晶舟26之際，可將熱電偶丁以與丁^ 配置於分別朝向晶舟26之上部槽之晶圓w之中央部ρι與邊 緣部P2之位置。 在第2臂54，在被插入晶舟26之際，可將熱電偶tc3配置 於朝向晶舟26之中央部槽之晶圓w之中央部”之位置。

在第3臂55 ’在被插入晶舟26之際，可將熱電偶似與D 配置於分別朝向晶舟26之下部槽之晶圓评之中央部以與邊 緣部P5之位置。 熱電偶TC1〜TC5係以非接觸地接近於各溫度監視器晶圓 (晶舟上部槽晶圓、晶舟中央部槽晶圓 '晶舟下部槽晶圓， 被配置’可大致正確地測定溫度敎對象晶靠之區域 P1〜P5之表面溫度。此等熱電偶Tc之輸出信號線在設定 -IS- 93533.doc 1328829 時’被連接至控制部100之I/O埠115。 其次’參照圖7與圖8之流程說明熱處理裝置1之設定動 作。此設定動作係求出依據各個熱處理裝置1與基準裝置之 微妙之差異之熱特性差，而將記憶於熱模型記憶部1丨丨之基 準熱模型M1校正成為此熱處理裝置1固有之校正熱模型M2 之作業。 首先，操作員使蓋體21下降，將搭載假晶圓W之晶舟26 配置於旋轉台24上。將溫度測定裝置5〗由側方插入晶舟 26。其次’使蓋體21上升而將晶舟26裝載於處理容器丨丨内。 接著’操作員由操作面板121指示開始執行基準熱模型 Μ1之校正處理。 響應此指示’控制部100(之CPU116)依照ROM113所記憶 之校正處理程式開始執行動作。 首先’控制部1〇〇控制閥開關控制部125、真空泵126等， 監視壓力計122之輸出，將處理容器u内減壓至特定壓力 (步驟S11)。 接著，將處理容器11内之晶圓w之區域Ρ1〜Ρ5溫度’依照 設定處方R1設定於第1溫度（例如4〇〇。〇)(步驟S12)。 在晶圓W溫度穩定之時點，以熱電偶TC1〜TC5實測各溫 度監視器晶圓W之中央及周緣部之位置？1〜P5之溫度（步驟 S 1 3)。另一方面，利用基準熱模型M1，預測溫度監視器晶 圓W之中央及周緣部之位置pi〜p5之溫度（步驟si4)。 其次’將實測值與預測值相對應地記憶於RAM114(步驟 S15)。 93533.doc -19- 其次，判斷設定處方幻所設定之所有溫度之處理是否結 束（步驟S16)。未結束，即有未設定之溫度存在時（步驟si6; )返回步驟S12 ’對其次之設定溫度重複執行同樣之處 理。 另一方面，設定處方R1所設定之所有溫度之處理已結束 時（步驟S16; Yes)，在RAMU4上完成圖9所示之實測溫度 與預測溫度之對應表，處理進入步驟s 18。 在步驟S18，依據形成在RAMU4上之對應表，分別比較 熱電偶TC1〜TC5㈣測之溫度TR卜加、與基準熱模型⑷ 所預測之溫度TP1〜TP5，求出晶圓w之溫度之修正值。 农出修正值之方法本身可任意選擇，例如，可依據下列 數式1求出修正值。 [數1] 修正值i=基準熱模型Μ1之預測值TPi_實測值TRi 1 .表不溫度之預測區域（P1〜P5)之丨〜5之值 又，修正值i可為固定值或成為函數之形式。例如，預測 值TPi-實測值TRi如圖9所示有差異時，例如也可使用最小 一-人方法，求出代表此等值之一次函數f(T)(T為基準熱模型 M1之預測溫度）’以此作為修正值。 其次，校正基準熱模型Ml(步驟S19) ^即，以數式2所示 之值作為預測值之方式修正基準熱模型Ml。 [數2] 預測溫度1 =基準熱模型Μ1之預測溫度丨_修正值i 例如，修正值以圖10所示之函數f(T)表示，基準熱模型 93533.doc -20· 1328829

Ml預測之溫度為TO時，以預測溫度為TO-f(T)方式修正基準 熱模型Ml。 其次，修正基準熱模型Ml (步驟S20)，以便可正確預測處 理容器11内之上面加熱器32與下面加熱器33之表面溫度。 茲參照圖8說明此修正動作。 首先，控制處理容器11内之溫度，使其維持特定之一定 值Tcons，等待系統處於穩定狀態。其次，利用更新前之基 準熱模型Ml預測溫度感測器S4與S5之溫度。又，求出溫度 感測器S4與S5之測定值（步驟S21)。 其次，比較溫度感測器S4與S5之溫度之預測值與實測 值，與數式1同樣地求出修正值（步驟S22)。 其次，就上面加熱器32，利用含加熱器控制器123之系統 模型，求出上面加熱器32之表面溫度之變化量ATt與溫度 感測器S1~S5之溫度之變化量ATsl〜Ts5之相關關係（步驟 S23)。 即，求使數式4成立之行列Kt(數式3)。 [數3]

Kt=[Ktl Kt2 Kt3 Kt4 Kt5] [數4] / \ ATsl ATs2 ATt = [Ktl Kt2 Kt3 Kt4 Kt5] · ATs3 ATs4 △Ts5 \_____：/ 93533.doc -21 - 1328829 其次，就下面加熱器33，利用含加熱器控制器123之系統 模型，求出下面加熱器33之表面溫度之變化量ATb與溫度 感測器S1〜S5之溫度之變化量ATsl〜Ts5之相關關係（步驟 S23)。 即，求使數式6成立之行列Kb(數式5)。 [數5]

Kb = [Kbl Kb2 Kb3 Kb4 Kb5] [數6] / \ △Tsl △Ts2 △Tb = [Kbl Kb2 Kb3 Kb4 Kb5] · ATs3 ATs4 △Ts5 v_/ 其次，將此相關關係適用於預測基準熱模型Ml之上面加 熱器32之溫度與預測下面加熱器33之溫度之部分，如數式7 與數式8所式校正基準熱模型Ml(步驟S24)。 [數7] 上面加熱器32之溫度=基準熱模型Ml所預測之溫度+ / v 0 0 [Ktl Kt2 Kt3 Kt4 Kt5] · 0 温度感測器S4之預測溫度—溫度感測器S4之測定溫度

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J 93533.doc -22· 1328829 [數8] 下面加熱器3 3之溫度=基準熱模型μ 1所預測之溫产+ • ~^ [Kbl Kb2 KbS Kb4 Kb5] · ° 溫度感測器S5之預測溫度—溫度感測器S5之測定溫度 〇 --------/ 以上，將基準熱模型Ml校正（訂製）成此裝置用之處理已 告結束。被裝載之晶舟26等被卸载。 所訂製之基準熱模型Μ1，即校正熱模型M 2被記憶於熱模 型§己憶部111(步驟S25)，以供其後之晶圓w之位置pi〜p5i 溫度及上面加熱器32與下面加熱器33之表面溫度之預測使 用。 利用訂製之熱處理裝置1執行處理時，將對應於預執行之 處理之處理處方R2儲存於處方記憶部112。接著，利用校正 熱模型M2 ’ -面預測晶圓w及上面•下面加熱器32、之 ’見度，一面進仃處理。此時，由於校正熱模型M2係被校正 乍為此熱處理裝置1之用’故可正確預測晶圓w及加熱器 32、33之溫度。又，處理之結果在容許範圍以下之位準時， 可谷易識別其原因為熱所引起或其他要因所引起。 又，本發明並不限定於上述實施形態，可作種種變形及 應用°例如’也可使用放射溫度計等測定上面加熱器32及 下面加熱$ 33之溫度’依據基準熱模型⑷之預測值與放射 溫度計等之㈣值，求出修正值，由此修正值修正預測溫 度。 93533.doc -23- 1328829 另外’溫度預測用之溫度感測器之數及配置位置可適當 地加以變更，其數並不限定於5個，配置位置也可配置於處 理容器11内壁等。 又’適用本發明之熱處理裝置1也不限定於上述實施形 態’可任意加以變更，例如，處理容器丨丨例如可使用雙重 管構造’可收容於晶舟26之半導體晶圓w之數也可使用更 大容量（例如100片至150片），甚至於也可使用更小容量（例 如15至30片）。 又，在上述實施形態中，係以CVD裝置為例說明本發明， 但處理之種類可任意選擇，本發明並不限定於CVD裝置， 也可適用於氧化裝置、蝕刻裝置等各種整批式熱處理裝置。 又’機器構成及動作也不限定於上述實施形態。例如， 在上述實施形態中，側面加熱器數為3個，内部加熱器數為 2個，但加熱器數及配置可任意選擇。且加熱器並不限定於 電阻型加熱器，也可使用燈等。又，測定晶圓等之溫度用 之構成也不限定於熱電偶，可適用任意之溫度感測器。 又，熱模型及其設計方法也不限定於美國發明專利 US5,517,594號公報所揭示之熱模型及其設計方法，可採用 任意之熱模型及任意之設計方法。 再者，也可將執行上述校正處理用之電腦程式之至少一 部分儲存於CD-ROM或DVD-ROM等電腦可讀取之記錄媒 體加以散發’經由1/〇埠115轉送至1^]^114，利用（：：1>1；116 執行所轉送之程式，以執行上述校正處理。又，也可經由 網路將程式轉送至I/O埠11 5。 93533.doc -24- 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之實施形態之熱處理裝置之構成圖。 圖2係表示圖1所示之控制部之構成圖。 圖3(a)、3{b)係表示圖2所示之熱模型記憶部與處方記憶 部所記憶之資料之例之圖。 圖4係表示設定處方之例之圖。 圖5係表示溫度測定裝置之構成圖。 圖6係表示將溫度測定裝置之臂部插入晶舟之狀態之圖。 圖7係說明校正基準熱模型而產生校正熱模型之步驟用 之流程圖。 圖8係說明校正基準熱模型而產生校正熱模型之步驟用 之流程圖。 圖9係使設定處方之各設定溫度中之基準熱模型之預測 溫度與實測溫度相對應而記憶之情形之圖。 圖10係修正基準熱模型之方法之說明圖。 【主要元件符號說明】 1 熱處理裝置 11 處理容器 15 下端部 21 蓋體 24 旋轉台 26 晶舟 31 周面加熱器 31a 主加熱器 93533.doc 1328829 31b 上端副加熱器 31c 下端副加熱器 32 上面加熱器 33 下面加熱器 100 控制部 SI 〜S5 溫度感測器 TCI〜TC5 熱電偶（溫度感測器）

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Claims (1)

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第093119645號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(99年5月） 十、申請專利範圍： 1. 一種熱處理裝置之校正方法，其特徵在於： 該熱處理裝置係包含收容被處理體之處理容器、多數 加熱器及多數溫度感測器，記憶由前述溫度感測器之輸 出推定前述處理容器内之被處理體之溫度用之熱模型， 由前述溫度感測器之輸出，利用該熱模型預測前述處理 容器内之被處理體之溫度，依據預測之溫度控制前述加 熱器，藉以對前述被處理體施以熱處理者；其校正方法 包含： 驅動前述加熱器以加熱前述處理容器内之步驟； 測定前述處理容器内之前述被處理體之溫度之步驟；及 比較所測定之前述處理容器内之溫度與利用前述熱模 型所預測之前述被處理體之溫度，校正前述熱模型，以 便預測值實質上與實測值一致之步驟； 在前述處理容器内配置内部加熱器； 前述熱模型係具備預測前述内部加熱器之溫度之機 能； 前述校正步驟係依據前述内部加熱器之溫度變化量與 前述溫度感測器之測定溫度變化量之關係及最接近前述 内部加熱器之温度感測器之熱模型之預測溫度與該溫度 感測器之實測溫度之差求出修正值，以依據修正值修正 預測值之方式校正前述熱模型者。 2. 如請求項1之熱處理裝置之校正方法，其中前述處理容器 係可收容多數被處理體； 93533-990520.doc 前述溫度測定步驟係包含配置鄰接於前述被處理體之 溫度感測器之步驟；及 利用所配置之溫度感測器測定前述被處理體之溫度之 步驟者。 3. 如請求項1或2之熱處理裝置之校正方法，其中前述校正 步驟係依據測定之溫度與預測之溫度，求出前述預測值 之修正值，以利用前述修正值修正預測值之方式校正前 述熱模型者。 4. 如請求項1或2之熱處理裝置之校正方法，其中前述加熱 步驟係驅動前述加熱器而將前述處理容器内逐次設定於 多數之設定溫度； 前述溫度測定步驟係測定在各設定溫度之前述處理容 器内之溫度； 預測被處理體之溫度之步驟係預測在各設定溫度之前 述處理容器内之溫度； 前述校正步驟係依據測定之多數溫度與預測之多數溫 度，求出前述預測值之修正值，以利用前述修正值修正 前述熱模型之預測值之方式校正前述熱模型者。 5. 如請求項1之熱處理裝置之校正方法，其中前述熱模型係 具備預測前述加熱器之溫度與各溫度感測器之溫度之機 能； 前述校正步驟係依據前述加熱器之溫度變化量與前述 溫度感測器之測定溫度變化量之關係及最接近前述加熱 器之溫度感測器之熱模型之預測溫度與該溫度感測器之 93533-990520.doc 1328829

實測溫度之差求出修正值，以依據修正值修正預測值之 方式校正前述熱模型者。 6. 如請求項1之熱處理裝置之校正方法，其中在收容於前述 處理容器内之被處理體之上部與下部分別配置第1與第2 加熱器； 前述熱模型係具備預測前述第1與第2加熱器之溫度之 機能；

前述校正步驟係依據前述第1加熱器之溫度變化量與 前述溫度感測器之測定溫度變化量之關係及最接近前述 第1加熱器之溫度感測器之熱模型之預測溫度與該溫度 感測器之實測溫度之差求出第1修正值，依據前述第2加 熱器之溫度變化量與前述溫度感測器之測定溫度變化量 之關係及最接近前述第2加熱器之溫度感測器之熱模型 之預測溫度與該溫度感測器之實測溫度之差求出第2修 正值； 以依據第1與第2修正值修正前述熱模型之預測值之方 式校正前述熱模型者。 7. —種熱處理方法，其特徵在於進一步具備以下步驟： 利用由請求項1至6項中任一項之熱處理裝置之校正方 法所校正之熱模型預測處理容器内之溫度，依據預測之 溫度對被處理體施以熱處理。 8. —種熱處理裝置，其特徵在於： 包含收容被處理體之處理容器、多數加熱器及多數溫 度感測器，記憶由前述溫度感測器之輸出推定前述處理 93533-990520.doc 容器内之被處理體之溫度用之熱模型，由前述溫度感測 器之輸出，利用該熱模型預測前述處理容器内之被處理 體之溫度，依據預測之溫度控制前述加熱器，藉以對前 述被處理體施以熱處理者；且包含： 驅動前述加熱器以加熱前述處理容器内之機構； 測定前述處理容器内之前述被處理體之溫度之機構；及 比較所測定之前述處理容器内之溫度與利用前述熱模 型所預測之前述被處理體之溫度，校正前述熱模型，以 便預測值實質上與實測值一致之機構； 在前述處理容器内配置内部加熱器； 前述熱模型係具備預測前述内部加熱器之溫度之機 能； 前述校正機構係依據前述内部加熱器之溫度變化量與 前述溫度感測器之測定溫度變化量之關係及最接近前述 内部加熱器之溫度感測器之熱模型之預測溫度與該溫度 感測器之實測溫度之差求出修正值，以依據修正值修正 預測值之方式校正前述熱模型者。 9. 如請求項8之熱處理裝置，其中前述處理容器係可收容多 數被處理體； 前述溫度測定機構係包含配置鄰接於前述被處理體之 溫度感測器之機構；及 利用所配置之溫度感測器測定前述被處理體之溫度之 機構者。 10. 如請求項8或9之熱處理裝置，其中前述校正機構係依據 93533-990520.doc

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測定之溫度與預測之溫度，求出前述預測值之修正值，以 利用前述修正值修正預測值之方式校正前述熱模型者。 11.如請求項8或9之熱處理裝置，其中前述加熱機構係驅動 前述加熱器而將前述處理容器内逐次設定於多數之設定 溫度； 前述溫度測定機構係測定在各設定溫度之前述處理容 器内之溫度；

預測被處理體之溫度之機構係預測在各設定溫度之前 述處理容器内之溫度； 前述校正機構係依據測定之多數溫度與預測之多數溫 度，求出前述預測值之修正值，以利用前述修正值修正 前述熱模型之預測值之方式校正前述熱模型者。 1 2.如請求項8之熱處理裝置，其中前述熱模型係具備預測前 述加熱器之溫度與各溫度感測器之溫度之機能；

前述校正機構係依據前述加熱器之溫度變化量與前述 溫度感測器之測定溫度變化量之關係及最接近前述加熱 器之溫度感測器之熱模型之預測溫度與該溫度感列器之 實測溫度之差求出修正值，以依據修正值修正預測值之 方式校正前述熱模型者。 13.如請求項8之熱處理裝置，其中在收容於前述處理容器内 之被處理體之上部與下部分別配置第1與第2加熱器； 前述熱模型係具備預測前述第1與第2加熱器之溫度之 機能； 前述校正機構係依據前述第1加熱器之溫度變化量與 93533-990520.doc :ill 1328829 前述溫度感測器之測定溫度變化量之關係及最接近前述 第1加熱器之溫度感測器之熱模型之預測溫度與該溫度 感測器之實測溫度之差求出第1修正值，依據前述第2加 熱器之溫度變化量與前述溫度感測器之測定溫度變化量 之關係及最接近前述第2加熱器之溫度感測器之熱模型 之預測溫度與該溫度感測器之實測溫度之差求出第2修 正值； 以依據第1與第2修正值修正前述熱模型之預測值之方 式校正前述熱模型者。 14. 一種熱處理裝置，其特徵在於進一步具備以下機構： 利用由請求項8至13項中任一項之熱處理裝置所校正 之熱模型預測處理容器内之溫度，依據預測之溫度對被處 理體施以熱處理。

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