TWI618171B - 磁性退火裝置及磁性退火方法 - Google Patents

磁性退火裝置及磁性退火方法 Download PDF

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Abstract

本發明係關於磁性退火裝置及磁性退火方法，該磁性退火裝置，將複數基板W於磁場中退火，包含：橫長筒狀之處理容器，用於將該複數基板磁性退火處理；基板保持具，於該處理容器內，令該複數基板略成水平而以沿著鉛直方向堆疊的方式加以保持；分割加熱器，將沿著該處理容器之長邊方向的既定區域之外周面的約略全周面以複數片覆蓋；以及控制機構，回饋控制該分割加熱器中之既定控制對象加熱器的溫度，並對該既定控制對象加熱器以外的該分割加熱器，將對於該既定控制對象加熱器之控制輸出乘以既定比率的値作為控制輸出而施行溫度控制。

Description

磁性退火裝置及磁性退火方法
本發明係關於一種磁性退火裝置及磁性退火方法。
近年，作為新一代的半導體記憶體裝置，係非揮發性記憶體之一種的MRAM（Magnetic Random Access Memory, 磁性隨機存取記憶體）受到注目。MRAM，例如以如下方式製造：將形成在係半導體晶圓（下稱晶圓）之被處理體上的磁性物質膜於強磁場中熱處理（磁性退火），展現其磁特性。
例如日本特開2004－263206號中，作為用於磁性退火之磁場產生機構，揭露一種使用螺線管型磁石之設置面積較小的磁性退火裝置。
本發明之一實施形態的磁性退火裝置，將複數基板於磁場中退火，包含：橫長筒狀之處理容器，用於在收納該複數基板之狀態下將該基板施以磁性退火處理；基板保持具，於該處理容器內，令該複數基板略成水平而以沿著鉛直方向堆疊的方式加以保持；分割加熱器，將沿著該處理容器之長邊方向的既定區域之外周面的約略全周面以複數片覆蓋；控制機構，回饋控制該分割加熱器中之既定控制對象加熱器的溫度，並對該既定控制對象加熱器以外的該分割加熱器，將對於該既定控制對象加熱器之控制輸出乘以既定比率的値作為控制輸出而施行該分割加熱器的溫度控制。
上述概略內容僅用於說明，其任一方式皆無限制之用意。除了上述說明之態樣、實施例及特徵以外，應可藉由參考附圖及以下詳細說明而使追加之態樣、實施例及特徵明確化。
以下詳細說明中，參考形成說明書之部分的附圖。詳細的說明、附圖及請求項所記載之說明的實施例並非用於限制本發明。若未脫離此處所示之本發明的思想或範圍，可使用其他實施例，或施行其他變形。
日本特開2004－263206號等磁性退火裝置，係HDD（硬碟）取向或MRAM之研究開發取向的小規模裝置，並非為了追求量產化。考慮到今後預想的MRAM之市場規模，要求可將多數片，例如100片晶圓（半）連續處理之磁性退火裝置的開發。MRAM，須使磁性方向精密地對齊，故在產生磁性的磁場中之適用空間非常狹小，要求磁性退火裝置之加熱部非常緊密，進一步在溫度控制中亦要求盡可能簡單地構成。另一方面，為了將多數片晶圓均一地加熱，須無關晶圓之載置處而將全部晶圓以均一的溫度梯度升溫，並於初期使溫度穩定而持續均一的加熱。
因而，本發明之目的在於提供一種，具有簡單的溫度控制構成，且可將自加熱開始起至溫度穩定為止之收斂期間縮為非常短的磁性退火裝置及磁性退火方法。
為了達成上述目的，本發明之一實施形態的磁性退火裝置，將複數基板於磁場中退火，其包含：橫長筒狀之處理容器，用於在收納該複數基板之狀態下將該基板施以磁性退火處理；基板保持具，於該處理容器內，令該複數基板略成水平而以沿著鉛直方向堆疊的方式加以保持；分割加熱器，成複數片覆蓋住沿著該處理容器之長邊方向的既定區域之外周面的約略全周面；控制機構，回饋控制該分割加熱器中之既定控制對象加熱器的溫度，並對該既定控制對象加熱器以外的該分割加熱器，將對於該既定控制對象加熱器之控制輸出乘以既定比率的値作為控制輸出而施行該分割加熱器的溫度控制。
上述磁性退火裝置中，該分割加熱器，於該長邊方向中設置複數個；於複數沿著該長邊方向之各該既定區域選擇該既定控制對象加熱器。
上述磁性退火裝置中，該既定控制對象加熱器及該既定控制對象加熱器以外的該分割加熱器，在垂直於該長邊方向的方向中，呈對該基板之中心對稱的配置。
上述磁性退火裝置中，該既定控制對象加熱器的溫度，係依據設置於該處理容器內之溫度檢測器的溫度檢測結果而予以回饋控制。
上述磁性退火裝置中，溫度檢測器，設置於與該既定控制對象加熱器中之至少一個最為接近的位置。
上述磁性退火裝置中，該控制輸出，係控制該分割加熱器之加熱器電力的輸出。
上述磁性退火裝置中，該控制機構，包含：溫度控制機構，藉由回饋控制而控制該既定控制對象加熱器之加熱器電力；以及輸出轉換機構，將該既定控制對象加熱器之加熱器電力乘以該既定比率而施行輸出轉換。
上述磁性退火裝置中，於該分割加熱器之該長邊方向的兩外側，更具備環繞覆蓋該處理容器之全周的環繞加熱器；該控制機構，回饋控制該環繞加熱器的溫度。
上述磁性退火裝置中，該分割加熱器，包含覆蓋該處理容器之頂面、底面、右側側面及左側側面的4片分割加熱器；覆蓋該右側側面及左側側面之分割加熱器係該既定控制對象加熱器。
上述磁性退火裝置中，更包含隔熱板，配置為覆蓋該基板保持具的頂面及底面，隔開來自覆蓋該處理容器的頂面之分割加熱器與覆蓋該處理容器的底面之分割加熱器的熱；該控制機構，在該磁性退火處理開始時，將覆蓋該處理容器的頂面之該分割加熱器與覆蓋該處理容器的底面之該分割加熱器的該既定比率設定為較1更大的値。
上述磁性退火裝置中，該控制機構，在經過既定時間後將該既定比率設定為1。
本發明之其他實施形態的磁性退火方法，在磁場中將約略水平地載置而沿鉛直方向堆疊的複數基板退火，其包含如下步驟：基板搬入步驟，利用頂面及底面以隔熱的隔熱板覆蓋的基板保持具，在該複數基板成約略水平地沿鉛直方向堆疊的狀態下保持該複數基板，將該複數基板搬入至以分割為包含上方、下方及左右兩側方之至少4個區域的分割加熱器自外側包圍之處理容器內；加熱開始步驟，將該上方及該下方之該分割加熱器，以較該左右兩側方之該分割加熱器更高的高輸出加熱；以及穩定化步驟，使該上方及該下方之該分割加熱器的輸出，降低為與該左右兩側方之該分割加熱器同程度。
上述磁性退火方法中，該左右兩側方之該分割加熱器，係藉由回饋控制控制輸出；該上方及該下方之該分割加熱器，將該左右兩側方之該分割加熱器的輸出乘以既定比率而控制輸出。
上述磁性退火方法中，該既定比率可變，該加熱開始步驟將該既定比率設定為較1更大的値，該穩定化步驟將該既定比率設定為近似1的値。
若依本發明，則可追求自加熱開始起至溫度穩定化為止的加快收斂。
以下，參考附圖，進行用於實施本發明之形態的說明。
首先，對於包含晶舟之磁性退火裝置230的構成加以說明。
圖1係顯示磁性退火裝置230之全體構成的剖面圖。磁性退火裝置230，具備退火爐180及磁石190。磁石190，例如如圖1所示，以覆蓋於退火爐180之長邊方向延伸的面之外周的方式設置。磁石190，若為可在退火爐180之保持晶圓W的區域產生既定方向（例如前後方向）之均一磁場的機構，則可使用各種磁石190，但亦可如同上述地，使用例如螺線管型磁石。
退火爐180，具備：處理容器100、加熱器110、加熱器支持金屬板120、絕熱材130、水冷套140、凸緣部150、O型環160、熱電偶170、及石英玻璃管175。此外，退火爐180，構成為可將罩蓋60、晶舟支持部61、及晶舟70收納於處理容器100內。另，晶舟70，構成為可保持晶圓W。
處理容器100，係用於收納晶舟70，施行磁性退火處理的容器。處理容器100，具有橫長筒狀之形狀。處理容器100，若為橫長筒狀，則可具有各種形狀，但可構成為例如圓筒形。處理容器100，亦可構成為例如由石英形成的石英管。
加熱器110，係將晶圓W加熱之機構，設置於處理容器100之外側，具有較晶舟70更長的長度，以在處理容器100之長邊方向中覆蓋晶舟70。加熱器110，以覆蓋處理容器100之於長邊方向延伸的面之方式，沿著長邊方向設置。另，在覆蓋圓筒形之處理容器100的兩端側面處，自確保晶舟70之搬出入路徑與真空排氣路徑的觀點來看，並未設置加熱器110。
加熱器支持金屬板120，係用於支持加熱器110之金屬板，安裝有加熱器110。絕熱材130，係用於將加熱器110放射的熱封閉於內部，防止其散出至位有磁石190的外側之構件，以覆蓋加熱器支持金屬板120之外周面的方式設置。水冷套140，係用於防止退火爐180的溫度過度上升而設置，設置為覆蓋絕熱材130之外周面。水冷套140，具備內側雙重管141及外側雙重管143，使冷媒142流通於內側雙重管141與外側雙重管143之間。冷媒142，例如可為冷水，亦可為其他種類的冷媒142。藉由此一構成，可降低往磁石190側之熱的放射。
凸緣部150，係用於將處理容器100適切地固定而設置的構造，隔著O型環160保持處理容器100。為了密閉固定其他處，亦可因應必要而於其他處設置O型環160。
熱電偶170，係用於測定處理容器100內之晶圓W周邊的溫度之溫度檢測機構，用於施行溫度控制而設置。細節將於之後詳述，而本實施形態的磁性退火裝置230及磁性退火方法，係對加熱器110之一部分，藉由回饋控制而施行溫度控制。加熱器110的溫度之回饋控制，係依據以熱電偶170檢測的溫度而施行。另，如圖1所示，熱電偶170，例如可設置為保持於石英管175。此外，熱電偶170，例如可使用耐磁場之N型熱電偶。
另，圖1中，雖列舉使用熱電偶170作為溫度檢測器之例子，但若可檢測處理容器100內之晶圓W周邊的溫度，可使用各種溫度檢測器。
晶舟70之前端側（罩蓋60之相反側）的處理容器100深部具有開口，通過開口施行真空排氣。磁性退火處理，係在高真空下施行，故處理容器100內，藉由渦輪分子泵等真空排氣，保持為例如5×10－ 7 Torr程度的高真空。
圖2係顯示本發明之實施形態的磁性退火裝置230之晶舟搭載部90的一例之構成的圖。圖2（a）為顯示晶舟搭載部90之全體構成的立體圖，圖2（b）為顯示隔熱板之構成的放大圖。
圖2（a）中，晶舟搭載部90，具備：罩蓋60、晶舟支持部61、晶舟70、及隔熱板80～83。隔熱板80～83，係以磁性退火裝置230施行磁性退火處理時，防止加熱器110所產生之熱的散熱，防止集中於既定處之熱的放射所產生的溫度不均之發生，而用以追求往晶圓W放射之熱的均一化之機構。隔熱板80～83，以覆蓋晶舟70之周圍的方式設置。具體而言，隔熱板80、81，以覆蓋晶舟70的長邊方向之兩端面的方式設置，隔熱板82、83，以分別覆蓋晶舟70之頂面與底面的方式設置。
如同圖1所說明，加熱器110，以覆蓋處理容器100之於長邊方向延伸的面之方式設置，並未設置於處理容器100的兩端側面，故設置於晶舟70之長邊方向的兩端側面之隔熱板80、81，扮演防止散熱的角色。另一方面，圖2中，晶圓W水平地配置，堆疊於鉛直方向，故位於堆疊體最頂面之晶圓W及位於最底面之晶圓W，直接接收來自加熱器110的散熱，與位於堆疊體中段之晶圓W的溫度差變大。因而，構成為在將晶圓W水平地沿鉛直方向堆疊之情況，於晶舟70之頂面與底面以覆蓋晶圓W的方式設置隔熱板82、83，隔開來自加熱器110的熱，將其反射。藉此，可追求所堆疊之晶圓W的均熱化，可將晶圓W均一地加熱。
另，在晶圓W垂直豎起的狀態下，於橫向具有既定間隔而如同書架上的書般地保持晶舟70之情況，來自加熱器110的熱，以對於全部晶圓W自外周側全體起朝向中心之方向加熱，故其如同水平保持晶圓W之情況地熱往既定處（最頂面及最底面）集中之疑慮少。因而，在此等情況，不必非得設置晶舟70的頂面及底面之隔熱板82、83，僅於晶舟70之兩端側面設置保溫用的隔熱板80、81已足夠。然而，本實施形態的磁性退火裝置230及磁性退火方法，係應用於面內磁化方式，故在因加熱器110的散熱而於晶圓W之上段、中段、下段產生溫度差的情況，宜於晶舟70的頂面及底面亦設置隔熱板82、83。
隔熱板80～83，係非磁性體，若為隔熱效果高的材料，則可使用各種材料，例如可使用非磁性體之金屬材料。例如不鏽鋼、鈦等，可適宜使用於隔熱板80～83。
如圖2（b）所示，隔熱板80，可堆疊複數片薄板而構成。圖2（b）中，例如堆疊4片非磁性體之薄金屬板而構成1片隔熱板80。另，堆疊薄金屬板的情況，可夾設間隔件等，亦可以具有既定間隔的方式堆疊複數片薄金屬板。此外，亦可如圖2（b）所例示，於頂面之隔熱板82，因應必要形成與晶舟70之突起等卡合的卡合孔等。 ［加熱器構成］
圖3係顯示本發明之實施形態的磁性退火裝置230之加熱器110與處理容器100的關係之圖。圖3（a）為本實施形態的磁性退火裝置之較加熱器更內側部分的前視圖，圖3（b）為本實施形態的退火裝置之加熱器的側視圖。圖3（c）為本實施形態的退火裝置之較加熱器更內側部分的立體圖。更詳細而言，圖3（a）為自A－A剖面起往箭頭方向觀察的磁性退火裝置230之較加熱器112更內側部分的前視圖。
如圖3（b）、（c）所示，本實施形態的退火裝置之加熱器110，沿著長邊方向，具有覆蓋4個區域之4個加熱器111、112、113、114。此外，前側之加熱器111與後側之加熱器114，各自以1個加熱器111、114覆蓋處理容器100之全周，而如圖3（a）～（c）所示，中央區域之加熱器112、113，構成為以分割為頂面、底面、右側面、左側面之4個區域的分割加熱器112a～112d、113a～113d，覆蓋處理容器100之全周。亦即，以4片加熱器111～114覆蓋沿著處理容器100之長邊方向的4個既定區域，並對中央區域，以4片分割加熱器112a～112d覆蓋加熱器112之區域的周面全體，同樣地以4片分割加熱器113a～113d覆蓋加熱器113之區域的周面全體。因而，以合計10個加熱器111、112a～112d、113a～113d、114覆蓋加熱區域。
此外，作為溫度檢測器運作之熱電偶170，與長邊方向之4個加熱器111～114對應，而具備4個熱電偶171～174。亦即，構成為可在長邊方向之加熱器111～114覆蓋的各區域，進行回饋控制所產生之溫度控制。
兩端部之加熱器111、114，以1個加熱器111、114覆蓋處理容器100之全周，熱電偶171、174與各加熱器111、114係各自1對1的關係，故在各個加熱器111、114個別施行回饋控制所產生之溫度控制。
另一方面，中央區域之加熱器112、113，分別以4片分割加熱器112a～112d、113a～113d覆蓋處理容器100的頂面、右側面、底面、左側面，故成為可藉由周面之區域進行不同控制的構成。但並未採用如與加熱器112、113對應之熱電偶172、173分別為各1個，而於各區域施行個別的回饋控制之構成。
如圖3（a）所示，本實施形態的磁性退火裝置230之加熱器112，對於4片分割加熱器112a～112d中的與熱電偶172設置為最接近之處理容器100的右側面之加熱器112c、及與其對晶圓W之中心呈對稱的左側面之分割加熱器112d施行回饋控制。另一方面，對於設置於處理容器100的頂面及底面之分割加熱器112a、112b施行比率(Ratio)控制，比率控制係將回饋控制的控制輸出乘以既定比率之値作為控制輸出而輸出。施行此等控制，係因以實驗確認以下現象之故：將在鉛直方向堆疊於晶舟70上的晶圓W磁性退火處理之際，在緊接著開始加熱後的升溫時，若未將頂面與底面之分割加熱器112a、112b的輸出增高，則堆疊的晶圓W之上段、中段、下段的溫度難以均一地上升。另一方面，吾人認為若將頂面之分割加熱器112a與底面之分割加熱器112b的輸出增高，則可能發生堆疊體的最頂面及最底面之晶圓W的溫度過度上升之現象，故在晶舟70的頂面及底面設置隔熱板82、83以覆蓋最頂面及最底面之晶圓W，防止自加熱器110直接照射熱。因而，即便增高頂面及底面之分割加熱器112a、112b的輸出，仍可防止往最頂面及最底面之晶圓W的直接放射，並可使給予上部區域及下部區域全體的熱較中段區域相對地增高，可使晶圓W全體的溫度上升均一。
另，晶圓W的溫度變得不均一僅為升溫時之現象，故僅於升溫時施行將頂面與底面之分割加熱器112a、112b的輸出增高之比率控制，溫度一穩定則解除比率控制，使頂面及底面之分割加熱器112a、112b亦可返回與左右側面之分割加熱器112c、112d同樣的回饋控制。亦即，可因應必要實行比率控制，若不需要，則停止比率控制。
另，在比率控制時回饋控制的控制輸出所乘之既定比率，可預先藉由配方等決定，亦可因應製程任意地變更。例如，若將比率設定為1.5，則頂面及底面之分割加熱器112a、112d，以左右兩側面之分割加熱器112c、112d的1.5倍之輸出施行加熱。既定比率，例如可為1.2～1.8，或1.4～1.6之範圍內的適當值。
對加熱器110供給的控制輸出，例如可為對分割加熱器112a～112d供給的電力。亦即，可因應供給電力的大小，控制分割加熱器112a～112d的加熱溫度。另，控制輸出不限於電力，亦可因應用途，選擇容易施行分割加熱器112a～112d的溫度控制之適當輸出値。
此外，比率控制，中央區域之加熱器113亦可同樣地施行。具體而言，依據以設置於處理容器100的右側面附近之熱電偶173檢測出的溫度，對右側面之分割加熱器113c及左側面之分割加熱器113d施行回饋控制，對頂面之分割加熱器113a及底面之分割加熱器113b，將對左右兩側面之分割加熱器113c、113d的控制輸出乘以既定比率之値作為控制輸出供給即可。
另，一般而言，雖宜使加熱器112與加熱器113的既定比率為同一比率，但在加熱器112、113間發現特殊溫度特性之相異等的情況，亦可施行考慮其等相異之個別的比率設定。
之後，為了明確區別中央區域之分割的加熱器112、113，及兩端部之未分割的加熱器111、114，亦可將加熱器112、113稱作分割加熱器112、113，將加熱器111、114稱作環繞加熱器111、114。
此外，圖3中，僅將中央區域之加熱器112、113構成為分割加熱器112a～112d、113a～113d，未將兩端之加熱器111、114構成為分割加熱器，係因晶圓W配置於中央區域之加熱器112、113的正下方，中央區域之加熱器112、113相較於兩端之加熱器111、114對晶圓W給予的影響更大，故構成為可施行更為精密的控制之故。然則，因應必要，亦可將兩端之加熱器111、114以可進行比率控制的方式構成為分割加熱器，相反地在中央區域全體設置1個大分割加熱器已足夠的情況，亦可整合加熱器112、113而構成1個分割加熱器。施行比率控制之分割加熱器112、113及施行個別控制之環繞加熱器111、114的組合，可因應用途而使其為各種組合。 ［加熱器控制構成］
圖4係顯示本發明之實施形態的磁性退火裝置230在內之加熱器控制構成的一例之圖。磁性退火裝置230，具備施行加熱器110的溫度控制之加熱器控制部220。
加熱器控制部220，係施行包含加熱器110的溫度控制之加熱器110的全體控制之機構。加熱器控制部220，包含主控制器221、溫度控制基板222、轉換基板223、集線器224、電力控制器225。
主控制器221，係決定為了施行比率控制所必須之比率的控制機構。
溫度控制基板222，係用於接收來自熱電偶170的溫度檢測訊號，依據此溫度檢測訊號施行加熱器110之回饋控制所產生的溫度控制之控制機構。因而，於溫度控制基板222，電性連接熱電偶170。成為回饋控制之對象的回饋控制對象加熱器，例如為圖4所說明的中央區域之分割加熱器112、113中的，覆蓋處理容器100的右側面而設置之分割加熱器112c、113c，及覆蓋左側面而設置之分割加熱器112d、113d。
轉換基板223，係用於將自溫度控制基板222輸出之乙太網控制自動化技術（EtherCAT）的輸出，轉換為乙太網路（EtherNet）（註冊商標）之基板。亦即，將自溫度控制基板222輸出之EtherCAT的控制輸出轉換為EtherNet。另，溫度控制基板222與轉換基板223，例如亦可藉由EtherCAT連接。
集線器224，係用於集結自轉換基板223供給之控制輸出，分配供給至與包含比例對象控制加熱器在內之各加熱器111、112a～112d、113a～113d、114對應的電力控制器225之電力分配機構。另，比例對象控制加熱器，係分割加熱器112、113的回饋控制對象加熱器以外之加熱器，具體為覆蓋處理容器100的頂面而設置之分割加熱器112a、113a，及覆蓋底面而設置之分割加熱器112b、113b。此外，轉換基板223與集線器224，亦可藉由例如EtherNet連接。
電力控制器225，係用於將自集線器224供給的電力，供給至各加熱器111、112a～112d、113a～113d、114之電力控制機構。另，自集線器224以交流電力供給電力的情況，電力控制器225，可構成為將交流電力轉換為直流電力之AC／DC轉換器。另，AC／DC轉換器，例如可適當利用市售之轉換器。此外，集線器224與電力控制器225，可藉由例如EtherNet連接。
圖5係供對本發明之實施形態的磁性退火裝置230之加熱器控制的細節說明所用之圖。圖5中，顯示圖4所示之加熱器控制部220的構成、及圖3所示之加熱器110的構成。亦即，圖5中，對於圖4所示之加熱器控制部220如何施行圖3所示之加熱器110的溫度控制，更具體地加以說明。
首先，自電力控制器225供給電力之加熱器110，為兩端部之環繞加熱器111、114，與中央區域之分割加熱器112、113，由於分割加熱器112、113分別分割為4片分割加熱器112a～112d、113a～113d，故成為合計10個加熱器111、112a～112d、113a～113d、114。此點，與圖5中，設置10個電力控制器225，自各電力控制器起分別與上述10個加熱器111、112a～112d、113a～113d、114逐一對應以供給電力的圖一致。
其中，設置於中央區域之覆蓋處理容器100的左右側面之分割加熱器112c、112d彼此，及分割加熱器113c、113d彼此，成為共通的功率命令，故自溫度控制基板222起輸出至轉換基板223的功率命令，成為8個。此點，與在圖5中，自轉換基板223起朝向集線器224之箭頭其左側為8個的點一致。
此外，溫度控制基板222，僅控制沿著長邊方向之4個區域。此點，與在圖5中，自溫度控制基板222起朝向轉換基板223之箭頭為4個的點一致。亦即，輸入至轉換基板223之8點中的4點，係自溫度控制基板222直接接收功率命令。此一功率命令，係依據熱電偶170之回饋控制所產生的功率命令。
另一方面，輸入轉換基板223之8點中的剩餘4點，對應設置於中央區域之上方及下方的分割加熱器112a、112b、113a、113b，此係以相對於在長邊方向設置於係相同區域之左右側方的分割加熱器112c、112d、113c、113d之比率施行控制。亦即，對上述回饋控制所產生之功率命令乘以既定比率，而算出功率命令。既定比率，例如可自配方設定。
如此地，本實施形態的磁性退火裝置230，首先，依據來自熱電偶170的溫度檢測値，使溫度控制基板222回饋控制加熱器110之電力進行藉以控制加熱器溫度。此時，未控制加熱器110，而僅縮小控制之加熱器110的選擇範圍，使剩餘加熱器110將基本的加熱器控制値乘以比率藉以減少控制個數，而實現簡單的溫度控制。
進一步，本實施形態的磁性退火方法，在退火開始時進行比率控制，使用高的比率（例如，1.5等）使複數加熱器111～114以全部相同的溫度梯度上升溫度，溫度上升結束而成為一定的溫度後，使比率為近似1的値而施行定常化控制。藉由施行此等控制，可縮短自退火開始起至溫度穩定為止的時間，而實現溫度之加快收斂。
圖6係顯示自熱電偶170往溫度控制基板222發送的溫度檢測訊號之流程的一例之圖。
圖6中，熱電偶171～174於處理容器100之內周面附近，沿著長邊方向，與各加熱器111～114對應設置。將其等之檢測訊號，作為溫度檢測訊號往溫度控制基板222發送，依據此等溫度檢測訊號施行加熱器111～114的溫度控制，如同上述之說明內容。
除了此等熱電偶171～174以外，亦可設置仍與各加熱器111～114對應的補償用之熱電偶176～179，但設置於與熱電偶171～174不同的位置。其等為補償用之熱電偶176～179，藉由設置於與熱電偶171～174不同的位置，而自不同位置取得加熱器111～114之各加熱負責範圍的溫度資訊，可追求加熱器111～114之控制所必需的溫度檢測資訊之最佳化。
如此地，可因應必要，設置溫度檢測補償用之熱電偶176～179。
藉由上述內容，以說明為目的而記載本發明之各種實施例，此外，應理解能夠以不脫離本發明之範圍及思想的方式施行各種變形。因此，此處揭露之各種實施例並非用於限制下述各請求項所指定之本質範圍及思想。
60‧‧‧罩蓋
61‧‧‧晶舟支持部
70‧‧‧晶舟
80～83‧‧‧隔熱板
90‧‧‧晶舟搭載部
100‧‧‧處理容器
110～114‧‧‧加熱器
112a～112d、113a～113d‧‧‧分割加熱器
120‧‧‧加熱器支持金屬板
130‧‧‧絕熱材
140‧‧‧水冷套
141‧‧‧內側雙重管
142‧‧‧冷媒
143‧‧‧外側雙重管
150‧‧‧凸緣部
160‧‧‧O型環
170～174、176～179‧‧‧熱電偶
175‧‧‧石英玻璃管
180‧‧‧退火爐
190‧‧‧磁石
220‧‧‧加熱器控制部
221‧‧‧主控制器
222‧‧‧溫度控制基板
223‧‧‧轉換基板
224‧‧‧集線器
225‧‧‧電力控制器
230‧‧‧磁性退火裝置
W‧‧‧晶圓
圖1係磁性退火裝置之全體構成的剖面圖。
圖2係顯示晶舟搭載部的一例之構成的圖。圖2（a）為顯示晶舟搭載部之全體構成的立體圖，圖2（b）為顯示隔熱板之構成的放大圖。
圖3係顯示本發明之實施形態的磁性退火裝置230之加熱器110與處理容器100的關係之圖。圖3（a）為本實施形態的磁性退火裝置之較加熱器更內側部分的前視圖。圖3（b）為本實施形態的退火裝置之加熱器的側視圖。圖3（c）為本實施形態的退火裝置之較加熱器更內側部分的立體圖。
圖4係顯示本發明之實施形態的磁性退火裝置230之加熱器控制構成的一例之圖。
圖5係供對本發明之實施形態的磁性退火裝置230之加熱器控制的細節說明所用之圖。
圖6係自熱電偶往溫度控制基板發送的溫度檢測訊號之流程的一例之圖。
60‧‧‧罩蓋
61‧‧‧晶舟支持部
70‧‧‧晶舟
90‧‧‧晶舟搭載部
100‧‧‧處理容器
110‧‧‧加熱器
120‧‧‧加熱器支持金屬板
130‧‧‧絕熱材
140‧‧‧水冷套
141‧‧‧內側雙重管
142‧‧‧冷媒
143‧‧‧外側雙重管
150‧‧‧凸緣部
160‧‧‧O型環
170‧‧‧熱電偶
175‧‧‧石英玻璃管
180‧‧‧退火爐
190‧‧‧磁石
230‧‧‧磁性退火裝置
W‧‧‧晶圓

Claims (15)

  1. 一種磁性退火裝置，將複數基板於磁場中退火，包含：橫長筒狀之處理容器，用於在收納該複數基板之狀態下將該基板施以磁性退火處理；基板保持具，於該處理容器內，令該複數基板略成水平而以沿著鉛直方向堆疊的方式加以保持；分割加熱器，包含覆蓋該處理容器之頂面、底面、右側側面及左側側面的複數片分割加熱器，且以該複數片分割加熱器覆蓋住沿著該處理容器之長邊方向的既定區域之外周面的約略全周面；磁石，設置為覆蓋於該分割加熱器之外側；以及控制機構，對於該複數片分割加熱器中覆蓋該處理容器之該右側側面及該左側側面其中至少一者之第1片分割加熱器的溫度施以回饋控制；並對覆蓋該處理容器之頂面及底面其中至少一者的第2片分割加熱器，藉由將該第1片分割加熱器之控制輸出乘以既定比率，而施行該第2片分割加熱器的溫度控制。
  2. 如申請專利範圍第1項之磁性退火裝置，其中，該分割加熱器，沿該長邊方向設置複數個；且於複數之沿著該長邊方向之該既定區域中的每一個區域，選擇該第1片分割加熱器。
  3. 如申請專利範圍第1項之磁性退火裝置，其中，該第1片分割加熱器的溫度，係依據設置於該處理容器內之溫度檢測器的溫度檢測結果而予以回饋控制。
  4. 如申請專利範圍第3項之磁性退火裝置，其中，該溫度檢測器，係設置在與該第1片分割加熱器最為接近的位置。
  5. 如申請專利範圍第1項之磁性退火裝置，其中，該控制輸出，係控制該複數片分割加熱器之各者之加熱器電力的輸出。
  6. 如申請專利範圍第5項之磁性退火裝置，其中，該控制機構包含：溫度控制機構，藉由回饋控制方式控制該第1片分割加熱器之加熱器電力；以及輸出轉換機構，將該第1片分割加熱器之加熱器電力乘以該既定比率而施行輸出轉換。
  7. 如申請專利範圍第1項之磁性退火裝置，其中，於該分割加熱器之該長邊方向的兩外側，更具備環繞覆蓋該處理容器之全周的環繞加熱器；該控制機構，回饋控制該環繞加熱器的溫度。
  8. 如申請專利範圍第1項之磁性退火裝置，其中，更包含隔熱板，配置成覆蓋著該基板保持具的頂面及底面，將來自該第2片分割加熱器的熱予以隔開；該控制機構，在該磁性退火處理開始時，更將該第2片分割加熱器的該既定比率設定為較1更大的值。
  9. 如申請專利範圍第8項之磁性退火裝置，其中，該控制機構，在經過既定時間後將該既定比率設定為1。
  10. 如申請專利範圍第2項之磁性退火裝置，其中，當沿該長邊方向設置之該複數片分割加熱器之間在溫度特性上有差異時，考量該差異而決定覆蓋該處理容器之頂面及底面其中至少一者的該第2片分割加熱器之各者的比率。
  11. 如申請專利範圍第1項之磁性退火裝置，其中，將該既定比率設定為1.2至1.8之範圍內的數值。
  12. 如申請專利範圍第1項之磁性退火裝置，其中，將該既定比率設定為1.4至1.6之範圍內的數值。
  13. 如申請專利範圍第1項之磁性退火裝置，其中，將該既定比率設定為約1.5。
  14. 一種磁性退火方法，在磁場中將複數基板予以退火，包含如下步驟：基板搬入步驟，利用頂面及底面以隔熱的隔熱板覆蓋的基板保持具，在該複數基板成約略水平地沿鉛直方向堆疊的狀態下保持該複數基板，將該複數基板搬入至以分割加熱器自外側包圍之處理容器內，該分割加熱器包含覆蓋包括上方、下方及左右兩側方之區域的至少4片分割加熱器； 加熱開始步驟，將覆蓋該上方及該下方之該分割加熱器，以較覆蓋該左右兩側方之該分割加熱器更高的高輸出加熱；以及穩定化步驟，使覆蓋該上方及該下方之該分割加熱器的輸出，降低為與覆蓋該左右兩側方之該分割加熱器同程度，其中，於該加熱開始步驟，覆蓋該左右兩側方之該分割加熱器的輸出係藉由回饋控制方式加以控制，且覆蓋該上方及該下方之該分割加熱器的輸出係將覆蓋該左右兩側方之該分割加熱器的輸出乘以既定比率而加以控制。
  15. 如申請專利範圍第14項之磁性退火方法，其中，該既定比率為可變者，於該加熱開始步驟係將該既定比率設定為較1更大的值，而於該穩定化步驟係將該既定比率設定為近似1的值。
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