JPH0727634A - 基板温度測定方法及び基板処理装置 - Google Patents
基板温度測定方法及び基板処理装置Info
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- JPH0727634A JPH0727634A JP17511093A JP17511093A JPH0727634A JP H0727634 A JPH0727634 A JP H0727634A JP 17511093 A JP17511093 A JP 17511093A JP 17511093 A JP17511093 A JP 17511093A JP H0727634 A JPH0727634 A JP H0727634A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】基板１の中心において点対称の位置に設置され
た変位可能な複数の支持部材２で、基板１の周辺を接触
支持し、非接触式の変位センサ４を対向させて設置す
る。支持部材２に回転を与え、回転角度検出器１１から
の信号を受けて、所定の角度位置において複数方向の熱
膨張量を支持部材２の変位量として変位センサ４によっ
て測定する。各変位量は変位演算器５で平均化処理さ
れ、温度換算器６によって校正データ７と比較して温度
に換算する。さらに、この温度データにより基板１の温
度を制御して、各種の基板処理を行う。 【効果】基板表面の状態変化に影響されず、かつ非接触
で基板温度及び分布状態を高精度に測定できるため、酸
化，拡散，アニール，ＣＶＤなどの基板加熱処理を伴う
枚葉処理装置への応用に対し最適な基板温度測定方法と
なる。
た変位可能な複数の支持部材２で、基板１の周辺を接触
支持し、非接触式の変位センサ４を対向させて設置す
る。支持部材２に回転を与え、回転角度検出器１１から
の信号を受けて、所定の角度位置において複数方向の熱
膨張量を支持部材２の変位量として変位センサ４によっ
て測定する。各変位量は変位演算器５で平均化処理さ
れ、温度換算器６によって校正データ７と比較して温度
に換算する。さらに、この温度データにより基板１の温
度を制御して、各種の基板処理を行う。 【効果】基板表面の状態変化に影響されず、かつ非接触
で基板温度及び分布状態を高精度に測定できるため、酸
化，拡散，アニール，ＣＶＤなどの基板加熱処理を伴う
枚葉処理装置への応用に対し最適な基板温度測定方法と
なる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は主に基板の温度制御を必
要とする、酸化，拡散，アニール，ＣＶＤ，スパッタな
どの半導体プロセスにおける基板温度測定方法及びそれ
を用いた装置に関する。
要とする、酸化，拡散，アニール，ＣＶＤ，スパッタな
どの半導体プロセスにおける基板温度測定方法及びそれ
を用いた装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体プロセスにおける基板温度の測定
方法は、基板汚染を防止するために、プロセスチャンバ
の外部に設置された放射温度計を用いた非接触式の温度
測定方法が採用されている。しかし基板が特定の波長の
赤外線を透過したり、基板の放射率が薄膜の材質や膜
厚，不純物濃度，パターンの有無によって大きく異なる
ばかりでなく、プロセスチャンバ内の様々な外乱光によ
って、放射温度計による高精度、かつ、汎用性のある温
度測定が出来ていない。そのため、プロセスの進行に伴
うこのような不安定要因に係わりのない物理量を検出し
て、基板温度の測定を行う必要がある。
方法は、基板汚染を防止するために、プロセスチャンバ
の外部に設置された放射温度計を用いた非接触式の温度
測定方法が採用されている。しかし基板が特定の波長の
赤外線を透過したり、基板の放射率が薄膜の材質や膜
厚，不純物濃度，パターンの有無によって大きく異なる
ばかりでなく、プロセスチャンバ内の様々な外乱光によ
って、放射温度計による高精度、かつ、汎用性のある温
度測定が出来ていない。そのため、プロセスの進行に伴
うこのような不安定要因に係わりのない物理量を検出し
て、基板温度の測定を行う必要がある。
【０００３】Ｓｉ基板の熱膨張は基板温度に比較的リニ
アな比例関係にあり、結晶方位依存性が小さい。また、
熱膨張量は上記のような不安定要因に係わりないうえ
に、基板の形状は規格化されているので検出範囲のばら
つきが少ない。さらに、基板の直径が大きいほど熱膨張
量が大きくなるため、相対的に検出精度が向上するとい
う特徴がある。これらの特徴により、基板の熱膨張量か
ら温度を求める方法は、多品種少量生産への移行、また
基板の大口径化の傾向にある半導体プロセスにおいて好
適な測定方法である。
アな比例関係にあり、結晶方位依存性が小さい。また、
熱膨張量は上記のような不安定要因に係わりないうえ
に、基板の形状は規格化されているので検出範囲のばら
つきが少ない。さらに、基板の直径が大きいほど熱膨張
量が大きくなるため、相対的に検出精度が向上するとい
う特徴がある。これらの特徴により、基板の熱膨張量か
ら温度を求める方法は、多品種少量生産への移行、また
基板の大口径化の傾向にある半導体プロセスにおいて好
適な測定方法である。
【０００４】この基板の熱膨張量を検出して温度の測定
に換える方法には、図４に示すような、「電子材料」第
３２巻，第３号，第７５〜７９ページ（１９９３）に記
載の基板温度測定方法がある。図４において、ランプで
加熱された基板はその温度に対応した熱膨張をする。基
板の熱膨張量は、基板の外周端部に接触し、プロセスチ
ャンバを貫通するように設置された石英ピンの移動量を
検出して測定する。また石英ピンの移動量の検出は、石
英ピン端面を検出用焦点面として、サーボコントローラ
によって自動焦点制御された光学式マイクロメータを用
いて行う。検出された石英ピンの移動量、すなわち、基
板の膨張量は温度に換算され、さらにプロセスレシピー
の温度と比較演算してランプ入力を制御する。
に換える方法には、図４に示すような、「電子材料」第
３２巻，第３号，第７５〜７９ページ（１９９３）に記
載の基板温度測定方法がある。図４において、ランプで
加熱された基板はその温度に対応した熱膨張をする。基
板の熱膨張量は、基板の外周端部に接触し、プロセスチ
ャンバを貫通するように設置された石英ピンの移動量を
検出して測定する。また石英ピンの移動量の検出は、石
英ピン端面を検出用焦点面として、サーボコントローラ
によって自動焦点制御された光学式マイクロメータを用
いて行う。検出された石英ピンの移動量、すなわち、基
板の膨張量は温度に換算され、さらにプロセスレシピー
の温度と比較演算してランプ入力を制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図４に示した
従来技術には次のような問題点がある。 (1）基板の温度の均一化や、プロセスガスの均一供給の
ためには、基板に回転を与えることが極めて有効な手段
となる。しかし、基板の熱膨張量をプロセスチャンバ外
部に引き出すための手段として、基板の外周端部に接触
させた石英ピンを用いているため、基板を回転させるこ
とが出来ない。 (2）温度が上昇している基板に石英ピンが接触している
ことと、石英ピンも加熱ランプによって加熱されること
が避けられないため、石英ピン自体の熱膨張が起こり、
原理的に測定精度を向上させることが出来ない。 (3）石英ピンから検出される基板の熱膨張量は、支持ピ
ンから石英ピンを結ぶ直線上における熱膨張量の積分値
であり、かつ一方向の情報である。このように検出方向
の一端を固定し、他端を自由にして熱膨張量を検出する
方式では、任意の角度で、かつ複数の円周方向において
熱膨張量を検出することは原理的に不可能である。従っ
て、基板の温度分布状態を測定することが出来ない。
従来技術には次のような問題点がある。 (1）基板の温度の均一化や、プロセスガスの均一供給の
ためには、基板に回転を与えることが極めて有効な手段
となる。しかし、基板の熱膨張量をプロセスチャンバ外
部に引き出すための手段として、基板の外周端部に接触
させた石英ピンを用いているため、基板を回転させるこ
とが出来ない。 (2）温度が上昇している基板に石英ピンが接触している
ことと、石英ピンも加熱ランプによって加熱されること
が避けられないため、石英ピン自体の熱膨張が起こり、
原理的に測定精度を向上させることが出来ない。 (3）石英ピンから検出される基板の熱膨張量は、支持ピ
ンから石英ピンを結ぶ直線上における熱膨張量の積分値
であり、かつ一方向の情報である。このように検出方向
の一端を固定し、他端を自由にして熱膨張量を検出する
方式では、任意の角度で、かつ複数の円周方向において
熱膨張量を検出することは原理的に不可能である。従っ
て、基板の温度分布状態を測定することが出来ない。
【０００６】(1）(2）の問題点は基板の熱膨張量を接触
式で検出することに起因しており、(3）の問題点は基板
周辺に固定端を有することに起因している。
式で検出することに起因しており、(3）の問題点は基板
周辺に固定端を有することに起因している。
【０００７】本発明の、第一の目的は、非接触かつ、基
板周辺に固定端を有しない基板の熱膨張量の測定方法を
提供すること、第二の目的は、それを用いた基板処理装
置を提供することにある。
板周辺に固定端を有しない基板の熱膨張量の測定方法を
提供すること、第二の目的は、それを用いた基板処理装
置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は前記の問題点を
解決するために、次のような手段を講じた。 (1）基板の支持構造を、基板中心において点対称の位置
に設置された一対または複数対の変位可能な支持部材に
よって基板周辺を接触支持する支持構造とし、かつ、基
板中心において点対称の位置に一対または複数対の非接
触式の変位センサを設置し、支持部材の一部に前記変位
センサの検知可能材料を固定し、基板の熱膨張による支
持部材の変位量を検出する。 (2）第一の手段の支持構造に回転運動を加え、一対の変
位センサによって複数対の支持部材の変位量を、それぞ
れ一定の角度位置において検出する。 (3）第一の手段の一対の変位センサによって検出された
変位量を加算し、さらに変位量対温度の校正データをも
とに温度に換算し、設定温度データとの比較演算を行
い、加熱ランプの入力を制御することにより基板温度の
制御を行う。
解決するために、次のような手段を講じた。 (1）基板の支持構造を、基板中心において点対称の位置
に設置された一対または複数対の変位可能な支持部材に
よって基板周辺を接触支持する支持構造とし、かつ、基
板中心において点対称の位置に一対または複数対の非接
触式の変位センサを設置し、支持部材の一部に前記変位
センサの検知可能材料を固定し、基板の熱膨張による支
持部材の変位量を検出する。 (2）第一の手段の支持構造に回転運動を加え、一対の変
位センサによって複数対の支持部材の変位量を、それぞ
れ一定の角度位置において検出する。 (3）第一の手段の一対の変位センサによって検出された
変位量を加算し、さらに変位量対温度の校正データをも
とに温度に換算し、設定温度データとの比較演算を行
い、加熱ランプの入力を制御することにより基板温度の
制御を行う。
【０００９】また、本発明の基板処理装置は、前記の方
法を実施するための装置であって、前記支持構造，前記
変位センサ，前記加熱ランプと前記第三の手段を実行す
る制御回路を備えることを特徴とする。
法を実施するための装置であって、前記支持構造，前記
変位センサ，前記加熱ランプと前記第三の手段を実行す
る制御回路を備えることを特徴とする。
【００１０】
【作用】前記の手段によって、基板の熱膨張量が精度よ
く非接触で行えるため、基板の回転が可能となり、基板
の温度分布とプロセスガス供給の均一性が高められ、基
板固定式のプロセスに比べて極めて均一な基板処理が可
能となる。
く非接触で行えるため、基板の回転が可能となり、基板
の温度分布とプロセスガス供給の均一性が高められ、基
板固定式のプロセスに比べて極めて均一な基板処理が可
能となる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明による基板温度測定方法の一実
施例を示した図である。図１において、基板１は基板１
の中心において点対称の位置に設置された三対の基板支
持部材２ａ1と２ａ2，２ｂ1と２ｂ2，２ｃ1と２ｃ2によ
って支持されている。基板支持部材２はそれぞれ基板の
熱膨張を阻害しない程度の接触力で基板の外周に接触し
ており、その接触力は１０ｇ程度が望ましい。また、基
板支持部材２ａ1 と２ａ2，２ｂ1と２ｂ2，２ｃ1と２ｃ
2 のそれぞれに、１mm程度の厚さを持つ磁性材からなる
センサ検知材３ａ1と３ａ2，３ｂ1と３ｂ2，３ｃ1と３
ｃ2を固定する。一方、基板１の中心において点対称の
位置に高周波磁場発信形の変位センサ４ａ，４ｂを、セ
ンサ検知材３からそれぞれ一定の間隙Ｓ1，Ｓ2をもって
設置する。但し、変位センサ４ａ，４ｂとセンサ検知材
３の間隙Ｓ1，Ｓ2は、基板１の設置時点で同じである必
要はない。また変位センサ４ａ，４ｂによるサンプリン
グ方法は、ロータリーエンコーダ等の回転角度検出器１
１からの信号をもって一定位置の測定とする。また、他
の方法として、基板１を回転しないで変位センサを基板
支持部材の数だけ設置して、基板を静止状態のままで複
数方向の測定を行うことも可能である。
施例を示した図である。図１において、基板１は基板１
の中心において点対称の位置に設置された三対の基板支
持部材２ａ1と２ａ2，２ｂ1と２ｂ2，２ｃ1と２ｃ2によ
って支持されている。基板支持部材２はそれぞれ基板の
熱膨張を阻害しない程度の接触力で基板の外周に接触し
ており、その接触力は１０ｇ程度が望ましい。また、基
板支持部材２ａ1 と２ａ2，２ｂ1と２ｂ2，２ｃ1と２ｃ
2 のそれぞれに、１mm程度の厚さを持つ磁性材からなる
センサ検知材３ａ1と３ａ2，３ｂ1と３ｂ2，３ｃ1と３
ｃ2を固定する。一方、基板１の中心において点対称の
位置に高周波磁場発信形の変位センサ４ａ，４ｂを、セ
ンサ検知材３からそれぞれ一定の間隙Ｓ1，Ｓ2をもって
設置する。但し、変位センサ４ａ，４ｂとセンサ検知材
３の間隙Ｓ1，Ｓ2は、基板１の設置時点で同じである必
要はない。また変位センサ４ａ，４ｂによるサンプリン
グ方法は、ロータリーエンコーダ等の回転角度検出器１
１からの信号をもって一定位置の測定とする。また、他
の方法として、基板１を回転しないで変位センサを基板
支持部材の数だけ設置して、基板を静止状態のままで複
数方向の測定を行うことも可能である。
【００１２】以下、基板温度の測定及び制御方法を順を
追って説明する。
追って説明する。
【００１３】基板１を基板支持部材２に設置して回転を
与える。基板１の回転はプロセスが完了するまで定常的
に行う。変位センサ４ａ，４ｂによりセンサ検知材３ａ
1 と３ａ2 ，３ｂ1と３ｂ2，３ｃ1と３ｃ2との間隙Ｓ1
ａとＳ2ａ，Ｓ1ｂとＳ2ｂ，Ｓ1ｃとＳ2ｃを、回転角度
検出器１１からの信号を基準にしてＡ1とＡ2，Ｂ1 とＢ
2，Ｃ1とＣ2のそれぞれの角度位置において測定し、初
期データとして変位演算器５に記憶する。但し、この際
の基板１の温度は室温程度に一定に保たなければならな
い。
与える。基板１の回転はプロセスが完了するまで定常的
に行う。変位センサ４ａ，４ｂによりセンサ検知材３ａ
1 と３ａ2 ，３ｂ1と３ｂ2，３ｃ1と３ｃ2との間隙Ｓ1
ａとＳ2ａ，Ｓ1ｂとＳ2ｂ，Ｓ1ｃとＳ2ｃを、回転角度
検出器１１からの信号を基準にしてＡ1とＡ2，Ｂ1 とＢ
2，Ｃ1とＣ2のそれぞれの角度位置において測定し、初
期データとして変位演算器５に記憶する。但し、この際
の基板１の温度は室温程度に一定に保たなければならな
い。
【００１４】初期状態の測定が終了後、加熱ランプ１０
を点灯し加熱を開始する。基板１は温度上昇にともない
熱膨張し、基板支持部材２を変位させるため、変位セン
サ４とセンサ検知材３の間隙Ｓがそれぞれ変化する。変
位演算器５がそれぞれの初期データと変化した間隙Ｓを
比較して、間隙変化量δをそれぞれδ1ａとδ2ａ，δ1
ｂ とδ2ｂ，δ1ｃとδ2ｃと算出し、δ1ａとδ2ａ，δ
1ｂとδ2ｂ，δ1ｃとδ2ｃ を加算してそれぞれの方向
でのトータルの間隙変化量δａ，δｂ，δｃを求める。
を点灯し加熱を開始する。基板１は温度上昇にともない
熱膨張し、基板支持部材２を変位させるため、変位セン
サ４とセンサ検知材３の間隙Ｓがそれぞれ変化する。変
位演算器５がそれぞれの初期データと変化した間隙Ｓを
比較して、間隙変化量δをそれぞれδ1ａとδ2ａ，δ1
ｂ とδ2ｂ，δ1ｃとδ2ｃと算出し、δ1ａとδ2ａ，δ
1ｂとδ2ｂ，δ1ｃとδ2ｃ を加算してそれぞれの方向
でのトータルの間隙変化量δａ，δｂ，δｃを求める。
【００１５】間隙変化量δａ，δｂ，δｃ、すなわち、
各方向での熱膨張量のデータは温度換算器６に送られ、
あらかじめ基板温度Ｔと熱膨張量δの対応を取った校正
データ７から各方向での基板温度Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃを換
算した後、平均温度Ｔを求める。
各方向での熱膨張量のデータは温度換算器６に送られ、
あらかじめ基板温度Ｔと熱膨張量δの対応を取った校正
データ７から各方向での基板温度Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃを換
算した後、平均温度Ｔを求める。
【００１６】温度換算器６からの平均温度Ｔと、該当す
る時間における設定温度データ８からのＴ0 の信号をラ
ンプパワー制御器９に送り、偏差を求めて加熱ランプ１
０の入力を制御し、基板温度を制御する。
る時間における設定温度データ８からのＴ0 の信号をラ
ンプパワー制御器９に送り、偏差を求めて加熱ランプ１
０の入力を制御し、基板温度を制御する。
【００１７】また、本発明において、変位センサ４には
静電容量式の変位センサや、光ファイバーを用いた拡散
反射形の光学式の変位センサを用いても同様の効果を得
ることが出来る。
静電容量式の変位センサや、光ファイバーを用いた拡散
反射形の光学式の変位センサを用いても同様の効果を得
ることが出来る。
【００１８】図２は各種のサイズのＳｉ基板における基
板温度Ｔと基板の熱膨張量δとの関係を表した図であ
り、校正データ７に相当する。また表１は各種のサイズ
のＳｉ基板における単位温度当りの熱膨張量の平均的な
値を示したものである。
板温度Ｔと基板の熱膨張量δとの関係を表した図であ
り、校正データ７に相当する。また表１は各種のサイズ
のＳｉ基板における単位温度当りの熱膨張量の平均的な
値を示したものである。
【００１９】
【表１】
【００２０】図２と表１は熱膨張量の測定範囲と測定精
度がどの程度必要かを知る上で重要なデータとなる。す
なわち、現在の半導体プロセスで主流となっている基板
サイズである８ｉｎ(２０３.２mm）の基板では、２０℃
〜１２００℃の温度範囲で温度制御が必要となる場合、
熱膨張量の測定範囲は０〜１０００μｍであり、また、
温度分解能を１℃以上にするには、熱膨張量の測定精度
は０.７μｍ 以上必要となることが分かる。これに対し
現在のセンサ技術の水準は、高周波磁場発信形の変位セ
ンサ（発信周波数７００ｋＨｚ〜８５０ｋＨｚ）におい
て、測定範囲２mmで分解能１μｍが得られており、８ｉ
ｎ(２０３.２mm）以上のサイズの基板に対して本発明の
温度測定方法を実施するに当り、ほぼ満足できる性能で
ある。また、応答周波数は３ｋＨｚ以上で設定可能のた
め、実施例のように１回転当り３回のサンプリングを行
う場合、理論的には基板の回転数が６００００rpm(1000
rps)程度の高速回転をするとしても実施可能である。
度がどの程度必要かを知る上で重要なデータとなる。す
なわち、現在の半導体プロセスで主流となっている基板
サイズである８ｉｎ(２０３.２mm）の基板では、２０℃
〜１２００℃の温度範囲で温度制御が必要となる場合、
熱膨張量の測定範囲は０〜１０００μｍであり、また、
温度分解能を１℃以上にするには、熱膨張量の測定精度
は０.７μｍ 以上必要となることが分かる。これに対し
現在のセンサ技術の水準は、高周波磁場発信形の変位セ
ンサ（発信周波数７００ｋＨｚ〜８５０ｋＨｚ）におい
て、測定範囲２mmで分解能１μｍが得られており、８ｉ
ｎ(２０３.２mm）以上のサイズの基板に対して本発明の
温度測定方法を実施するに当り、ほぼ満足できる性能で
ある。また、応答周波数は３ｋＨｚ以上で設定可能のた
め、実施例のように１回転当り３回のサンプリングを行
う場合、理論的には基板の回転数が６００００rpm(1000
rps)程度の高速回転をするとしても実施可能である。
【００２１】次に本発明による基板温度測定方法を実施
する装置について説明する。
する装置について説明する。
【００２２】図３（ａ）は本発明による基板温度測定方
法を実施する装置の平面方向の断面図であり、図３
（ｂ）は垂直方向の断面図である。図３（ａ）の構成要
素は図１に示した構成要素と同じものである。
法を実施する装置の平面方向の断面図であり、図３
（ｂ）は垂直方向の断面図である。図３（ａ）の構成要
素は図１に示した構成要素と同じものである。
【００２３】図３（ａ）において、変位センサ４ａ，４
ｂはそれぞれ水冷ジャケット１２ａ，１２ｂの内部に設
置され、加熱ランプ１０による温度上昇を防止してい
る。また変位センサ４ａ，４ｂの先端部には非金属材料
のキャップ１３ａ，１３ｂによりプロセスチャンバ１４
の内部の雰囲気から遮断する。
ｂはそれぞれ水冷ジャケット１２ａ，１２ｂの内部に設
置され、加熱ランプ１０による温度上昇を防止してい
る。また変位センサ４ａ，４ｂの先端部には非金属材料
のキャップ１３ａ，１３ｂによりプロセスチャンバ１４
の内部の雰囲気から遮断する。
【００２４】図３（ｂ）において基板支持部材２ａ1と
２ａ2，２ｂ1と２ｂ2，２ｃ1と２ｃ2は弾性板１５を介
してベース１６に接続されており、弾性板の弾性力によ
り基板支持部材２ａ1と２ａ2，２ｂ1と２ｂ2，２ｃ1と
２ｃ2をそれぞれ基板１の熱膨張を阻害しない程度の接
触力で基板１の外周に接触させている。また、ベース１
６の材質は窒化珪素等の熱膨張が小さいものが望まし
い。
２ａ2，２ｂ1と２ｂ2，２ｃ1と２ｃ2は弾性板１５を介
してベース１６に接続されており、弾性板の弾性力によ
り基板支持部材２ａ1と２ａ2，２ｂ1と２ｂ2，２ｃ1と
２ｃ2をそれぞれ基板１の熱膨張を阻害しない程度の接
触力で基板１の外周に接触させている。また、ベース１
６の材質は窒化珪素等の熱膨張が小さいものが望まし
い。
【００２５】さらに、基板１を通過する波長の加熱光を
受けて熱膨張しないための配慮で、ベース１６には複数
枚の反射板１７を設置することが望ましい。ベース１６
は真空シールされた回転軸１８によって支持されてお
り、回転軸１８はロータリーエンコーダ付きのモータ１
９によって回転運動を与えられる。プロセスチャンバ１
４の上部には水冷反射鏡２０と加熱ランプを設置し、真
空シールされた石英窓２１を通して加熱光を基板１に照
射する。プロセスチャンバ１４の表面には水冷パイプ２
２が巻かれており、熱膨張を防止する。プロセスチャン
バ１４の材質はステンレス鋼，アルミウムなど熱伝導率
の大きな金属材料が望ましい。
受けて熱膨張しないための配慮で、ベース１６には複数
枚の反射板１７を設置することが望ましい。ベース１６
は真空シールされた回転軸１８によって支持されてお
り、回転軸１８はロータリーエンコーダ付きのモータ１
９によって回転運動を与えられる。プロセスチャンバ１
４の上部には水冷反射鏡２０と加熱ランプを設置し、真
空シールされた石英窓２１を通して加熱光を基板１に照
射する。プロセスチャンバ１４の表面には水冷パイプ２
２が巻かれており、熱膨張を防止する。プロセスチャン
バ１４の材質はステンレス鋼，アルミウムなど熱伝導率
の大きな金属材料が望ましい。
【００２６】また、本実施例による装置は、酸化，拡
散，アニール，ＣＶＤ，スパッタなどあらゆる基板加熱
処理を伴う枚葉処理装置への適応を目的としているた
め、プロセスチャンバには真空排気ポンプ２３とプロセ
スガス供給口２４を備えている。以上のような構成の装
置部と、図１に示した機能を有する制御装置により、本
発明による基板温度測定及び基板温度制御とそれに伴う
基板処理を行うものとする。
散，アニール，ＣＶＤ，スパッタなどあらゆる基板加熱
処理を伴う枚葉処理装置への適応を目的としているた
め、プロセスチャンバには真空排気ポンプ２３とプロセ
スガス供給口２４を備えている。以上のような構成の装
置部と、図１に示した機能を有する制御装置により、本
発明による基板温度測定及び基板温度制御とそれに伴う
基板処理を行うものとする。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、基板表面の状態変化に
影響されず、かつ非接触で基板温度及び分布状態を高精
度に測定できるため、酸化，拡散，アニール，ＣＶＤな
どの基板加熱処理を伴う枚葉処理装置への応用に対し最
適な基板温度測定方法となる。更に、多品種少量生産へ
の移行，基板の大口径化の傾向にある半導体プロセスに
おいて、極めて好適な基板処理装置を提供することが出
来る。
影響されず、かつ非接触で基板温度及び分布状態を高精
度に測定できるため、酸化，拡散，アニール，ＣＶＤな
どの基板加熱処理を伴う枚葉処理装置への応用に対し最
適な基板温度測定方法となる。更に、多品種少量生産へ
の移行，基板の大口径化の傾向にある半導体プロセスに
おいて、極めて好適な基板処理装置を提供することが出
来る。
【図１】本発明による基板温度測定方法の一実施例を示
したブロック図。
したブロック図。
【図２】各種のサイズのＳｉ基板における基板温度Ｔと
基板の熱膨張量δとの関係を表した特性図。
基板の熱膨張量δとの関係を表した特性図。
【図３】本発明による基板温度測定方法を実施する装置
の断面図。
の断面図。
【図４】基板の熱膨張を検知して基板温度の測定を行う
従来技術の説明図。
従来技術の説明図。
１…基板、２ａ1，２ａ2，２ｂ1，２ｂ2，２ｃ1，２ｃ2
…基板支持部材、3a1,３ａ2，３ｂ1，３ｂ2，３ｃ1，３
ｃ2 …センサ検知材、４ａ，４ｂ…変位センサ、５…変
位演算器、６…温度換算器、７…マスタデータ、８…設
定温度データ、９…ランプパワー制御器、１０…加熱ラ
ンプ。
…基板支持部材、3a1,３ａ2，３ｂ1，３ｂ2，３ｃ1，３
ｃ2 …センサ検知材、４ａ，４ｂ…変位センサ、５…変
位演算器、６…温度換算器、７…マスタデータ、８…設
定温度データ、９…ランプパワー制御器、１０…加熱ラ
ンプ。
Claims (6)
- 【請求項１】基板の熱膨張量を検出して温度の測定に換
える基板温度測定方法において、前記基板の中心で点対
称の位置に設置された一対または複数対の変位可能な支
持部材で、前記基板の周辺を接触支持する支持構造と
し、前記基板を前記支持部材に設置した時点での前記支
持部材の初期位置を測定し、前記基板の複数の半径方法
の熱膨張量を前記支持部材の変位量として測定し、前記
熱膨張量を校正データと比較して温度に換算することを
特徴とする基板温度測定方法。 - 【請求項２】請求項１において、前記支持部材の変位量
を測定する手段として、磁気誘導を利用する方式、或い
は光を利用する方式、或いは静電容量を利用する方式の
何れかの非接触式の変位センサを用いる基板温度測定方
法。 - 【請求項３】請求項１において、前記変位センサを前記
基板中心において点対称の位置に一対または複数対設置
して、前記支持部材の変位量を測定する基板温度測定方
法。 - 【請求項４】請求項１，２または３において、前記支持
部材を回転して、所定の角度位置において前記支持部材
のそれぞれの変位量を測定する基板温度測定方法。 - 【請求項５】請求項１，２，３または４において、前記
基板の温度制御を行うための装置であって、前記支持構
造，前記変位センサ及び変位対温度の換算手段と、前記
換算手段からの基板温度データにより前記基板の温度を
制御する制御回路を備える基板処理装置。 - 【請求項６】請求項５において、真空ポンプ及びプロセ
スガス供給口を具備するプロセスチャンバの内部に前記
基板と前記支持構造を設置し、前記プロセスチャンバの
外部に加熱ランプを設置し、前記基板の温度を制御する
とともに、前記プロセスチャンバの圧力及びプロセスガ
スを制御して、アニール処理，拡散処理，酸化処理，成
膜処理の何れかの単独処理、または何れかの組合せの連
続処理を行う基板処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17511093A JPH0727634A (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | 基板温度測定方法及び基板処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17511093A JPH0727634A (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | 基板温度測定方法及び基板処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727634A true JPH0727634A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15990447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17511093A Pending JPH0727634A (ja) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | 基板温度測定方法及び基板処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727634A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009212199A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Canon Anelva Corp | 基板表面温度計測方法、及び、これを用いた基板処理装置 |
| WO2014162665A1 (ja) * | 2013-04-02 | 2014-10-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 処理装置及び処理装置におけるワークの温度計測方法 |
-
1993
- 1993-07-15 JP JP17511093A patent/JPH0727634A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009212199A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Canon Anelva Corp | 基板表面温度計測方法、及び、これを用いた基板処理装置 |
| WO2014162665A1 (ja) * | 2013-04-02 | 2014-10-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 処理装置及び処理装置におけるワークの温度計測方法 |
| JP2014201769A (ja) * | 2013-04-02 | 2014-10-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 処理装置及びワークの温度計測方法 |
| CN105102672A (zh) * | 2013-04-02 | 2015-11-25 | 株式会社神户制钢所 | 处理装置以及处理装置中的工件的温度计测方法 |
| US9897489B2 (en) | 2013-04-02 | 2018-02-20 | Kobe Steel, Ltd. | Processing apparatus and method of measuring temperature of workpiece in processing apparatus |
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