JPH09246261A - 熱処理装置とその温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理体の温度を正確に測定してこの温度を
精度良く制御することができる熱処理装置を提供する。 【解決手段】 複数の被処理体Ｗを所定のピッチで載置
する載置台１０を円筒体状の処理容器８内に収容し、こ
の処理容器の外周に配置した加熱手段２８により前記被
処理体を加熱して所定の熱処理を施す熱処理装置におい
て、前記処理容器の上方或いは下方に前記被処理体の表
面を臨むように非接触型の温度測定手段５４を設け、前
記加熱手段にこの温度を測定するための接触型の温度測
定手段３４を設け、前記非接触型と接触型の温度測定手
段の測定値に基づいて前記加熱手段の発熱量を制御する
温度制御手段４４とを備えるように構成したものであ
る。これにより、被処理体の温度を正確に測定すること
ができるので、この測定値に基づいて精度の高い温度制
御を行なうことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハの被処理体に熱処理を施すための熱処理装置とその温
度制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体デバイスの高密度化及び
高集積化に伴って、デバイスの各層の薄膜化が推進され
る一方、半導体ウエハのサイズについても６インチから
８インチへと大口径化が進められており、これに伴って
各ウエハ処理工程において処理温度や処理ガス等の各パ
ラメータのより精度の高い制御が求められている。例え
ば、成膜処理に例をとれば、キャパシタ絶縁膜の酸化膜
やゲート酸化膜の膜質や膜厚等の均一化及び特性の向上
を図るためには成膜中の温度制御を精度良く行なわなけ
ればならない。

【０００３】ここで、量産性が優れていることから一般
的に用いられているバッチ式の従来の縦型熱処理装置に
ついて図８を参照して説明する。この縦型処理装置２
は、例えば高純度の石英により形成された円筒体状の内
筒４とその外周に所定の間隙を隔てて同心状に配置され
た外筒６とよりなる処理容器８を有しており、この中に
半導体ウエハＷを所定のピッチで保持する例えば石英製
の載置台としてのウエハボート１０が収容されている。
このウエハボート１０は、保温筒台１２上に設けた石英
製の保温筒１４の上部に載置され、この保温筒台１２
は、回転軸１６を介してボートエレベータ１８に回転可
能に支持されている。また、この回転軸１６は、内筒４
の下端のマニホールド部２０の開口部を気密に閉じるキ
ャップ部２２を、保持具２４を介して貫通しており、こ
の保持具２４は、気密性を保持しつつ回転軸１６の回転
を許容する例えば磁性流体シールを内部に保有する。上
記ボートエレベータ１８は、昇降機構２６に支持されて
おり、キャップ部２２やウエハボート１０全体を昇降さ
せて、必要に応じてボート１０を処理容器８内に挿脱し
得るようになっている。

【０００４】一方、処理容器８の外側には、この全体を
覆うようにウエハＷを加熱するための加熱ヒータ２８が
設けられており、この加熱ヒータ２８は断熱材３０を介
してステンレススチールのような外側シェル３２により
覆われている。この加熱ヒータ２８は、ボート１０の高
さ方向において熱的条件が異なることからウエハ温度を
精度良く制御するために上下方向において複数に、図示
例においては５つのゾーンに区分されており、ゾーン毎
に加熱ヒータ２８の近傍に主熱電対３４を設けて個々に
その温度制御を行ない得るようになっている。このよう
な構成において、処理ガスは、マニホールド部２０に設
けたガス導入ノズル３５から内部に導入された処理ガス
は内筒４内を上昇しつつウエハＷと接触して、例えばこ
れに成膜を施し、処理済みのガスは内筒４と外筒６との
間隙を降下して排気口３６から系外へ排出されることに
なる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
にウエハに対して熱処理を行なう時には、均一な膜質及
び特性の良好な成膜等を行なうためには、各ウエハ面内
の温度の均一性が高いことは勿論のこと、上下方向の異
なる位置に設置されているウエハ間、すなわち、ウエハ
面間の温度も高い均一性が要求される。ウエハボート１
０の上下の熱的条件は、例えばウエハボートの上部及び
下部は放熱量が多いのに対して中央部は放熱量が少ない
と言うように場所により異なり、また、ウエハＷと主熱
電対３４との間も一定の距離があり、そのため各熱電対
３４も当然のこととしてウエハの正確な温度を反映して
いるものではない。

【０００６】そこで、この欠点を補うために一般的に
は、次のような操作が行なわれる。すなわち実際にウエ
ハＷに対して熱処理を施す前に、内筒４内に各ゾーンに
対応させた位置に副熱電対３８を配置した検査用熱電対
管４０を挿入し、この状態でプロセス時と同様な温度
に、例えばダミーウエハを加熱して成膜処理を行ない、
その時の、各ゾーン毎の副熱電対３８の検出値と主熱電
対３４の検出値を測定し、両者の相関をとっておく。そ
して、実際のウエハの処理は上記検査用の熱電対管４０
を取り除いた状態で行ない、この時、上記した相関関係
を参照しながら主熱電対３４の測定値が所定の値を維持
するようにヒータへの供給電力を制御する。

【０００７】しかしながら、上記した副熱電対３８を用
いた相関関係の取得操作は、例えば処理容器や検査用熱
電対管等に付着した成膜を除去するクリーニング処理を
行なう毎に実施されるが、処理容器や熱電対管に付着し
た成膜のクリーニングが十分でなかったり、或いは過度
に行ない過ぎて容器や熱電対管４０の構成材料である石
英を削ってしまう場合もある。また、熱電対管４０にマ
イクロクラック等が生ずる場合もあり、この結果、全体
として容器や熱電対管４０の光透過率が僅かではあるが
変動し、熱電対の相関が狂ってしまい、ウエハ温度を高
い精度で正確に制御し得ない場合が生じた。

【０００８】また、相関関係取得時には検査用熱電対管
４０をウエハ近傍に設けてウエハ温度を計測することと
しているが、この場合でも、熱電対をウエハＷに直接接
触させている訳ではないので、副熱電対３８の検出値が
実際のウエハ温度を反映しているのではなく、両者間に
は僅かなずれが生ずることは避けることができない。本
発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解
決すべく創案されたものである。本発明の目的は、被処
理体の温度を正確に測定してこの温度を良く制御するこ
とができる熱処理装置とその温度制御方法を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
問題点を解決するために、処理容器内に載置した被処理
体を加熱手段により加熱して所定の熱処理を施すように
した熱処理装置において、前記被処理体の温度を測定す
るために非接触型の温度測定手段を設けるように構成し
たものである。請求項２の発明は、複数の被処理体を所
定のピッチで載置する載置台を円筒体状の処理容器内に
収容し、この処理容器の外周に配置した加熱手段により
前記被処理体を加熱して所定の熱処理を施す熱処理装置
において、前記処理容器の上方或いは下方に前記被処理
体の表面を臨むように非接触型の温度測定手段を設け、
前記加熱手段にこの温度を測定するための接触型の温度
測定手段を設け、前記非接触型と接触型の温度測定手段
の測定値に基づいて前記加熱手段の発熱量を制御する温
度制御手段とを備えるように構成したものである。

【００１０】請求項１の発明によれば、被処理体の温度
を、非接触型の温度測定手段により検出するようにして
いるので、被処理体の温度を精度良く検出することがで
き、これに基づいて加熱手段の発熱量を制御することに
より被処理体の温度を正確に制御することが可能とな
る。

【００１１】請求項２の発明によれば、この場合には処
理容器としてバッチ式の縦型の処理容器が用いられてお
り、非接触型の温度測定手段で被処理体の表面温度を精
度良く検出し、また、接触型の温度測定手段により加熱
手段の温度を測定する。そして、両温度測定手段の測定
値に基づいて温度制御手段は加熱手段の発熱量を制御
し、被処理体の温度を正確に制御する。上記非接触型の
温度測定手段としては、例えば被処理体からの放射光を
検出してその温度を求める放射温度計を用い、また、接
触型の温度測定手段としては、例えば熱電対を用いるこ
とができる。

【００１２】また、被処理体の熱処理時には、載置台の
上部及び下部に一般的にはモニタ用のダミー被処理体を
載置する場合があるが、この場合にはこのダミー被処理
体に光通過孔を形成して被処理体から非接触型の温度測
定手段に通じる光路を作り、被処理体からの温度を計測
できるようにしておく。更に、この非接触型の温度測定
手段には焦点調整用光学系を設けておき、載置台の高さ
方向へ異なる位置に保持された任意の被処理体に対して
その焦点を合わせ得るようにしておく。そして、例えば
ダミー被処理体を用いて載置台の高さ方向に異なる位置
でその温度を非接触型の温度測定手段により測定すると
同時に接触型の温度測定手段でもその時の加熱手段の温
度を測定して両者の相関関係をとっておく。そして、被
処理体を実際に処理する時には、上記相関関係を参照し
つつ加熱手段の発熱量制御する。これにより、被処理体
の温度を精度良く制御することが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る熱処理装置
とその温度制御方法の一実施例を添付図面に基づいて詳
述する。図１は本発明に係る熱処理装置の一例を示す構
成図、図２は本発明の主要部である非接触型の温度測定
手段の取り付け状態を示す拡大断面図、図３は本発明の
熱処理装置の温度制御系を示すブロック図である。図８
に示す装置と同一部分については同一符号を付す。尚、
本実施例では熱処理装置としてＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により膜付け
を行なう成膜処理装置を例にとって説明する。

【００１４】図示するように縦型の熱処理装置である成
膜処理装置２は、例えば高純度の石英により形成された
円筒体状の内筒４とその外周に所定の間隔を隔てて同心
状に配置された同じく高純度石英製の外筒６とよりなる
処理容器８を有しており、上記外筒６の下端はベース４
２に支持されると共にこの処理容器８の下端開口部に
は、例えばステンレススチール製のマニホールド部２０
が接続される。この処理容器８内に、被処理体としての
半導体ウエハＷを所定のピッチで多数枚、例えば１２０
枚程度保持する載置台としてのウエハボート１０が収容
される。このウエハボート１０も例えば耐熱性の高純度
石英により形成される。上記処理容器８の外側には、こ
の全体を覆うようにウエハＷを加熱するための加熱手段
としての抵抗加熱ヒータ２８が設けられており、この抵
抗加熱ヒータ２８は断熱材３０を介して例えばステンレ
ススチール製の外側シェル３２に覆われている。

【００１５】この抵抗加熱ヒータ２８は、ボード１０の
高さ方向において熱的条件が異なることから上下方向に
おいて複数に、図示例では５つのゾーンに区分されてお
り、各ゾーン毎に独立して温度制御を行ない得るように
なっている。各ゾーンの抵抗加熱ヒータ２８の近傍には
接触型の温度測定手段、例えば主熱電対３４が設けらて
れおり、この測定値は、例えばマイクロコンピュータ等
よりなる温度制御手段４４へ入力されており、個々にそ
の温度を制御し得るようになっている。

【００１６】一方、上記ウエハボート１０は、保温筒台
１２上に設けた石英製の保温筒１４の上部に載置され、
この保温筒台１２は回転軸１６を介してボートエレベー
タ１８に支持されている。また、マニホールド部２０の
下端開口部は、例えばＯリング等のシール部材４６を介
して開閉可能になされたキャップ部２２により気密に閉
じられている。図２にも示すように上記回転軸１６は、
上記キャップ部２２を貫通してボートエレベータ１８に
固定された保持具２４内に挿通されて回転軸受４８及び
磁性流体シール５０を介して気密性を保持しつつ回転可
能に支持される。また、キャップ部２２は、止め具５２
により上記保持具２４に固定されており、両者は一体的
に結合されている。図示されていないが、この回転軸１
６は、これに間接的に掛け渡される駆動ベルトによりウ
エハ処理時に回転される。

【００１７】そして、このボートエレベータ１８は、例
えばリニアボールネジ等よりなる昇降機構２６（図１参
照）に支持されており、キャップ部２２やウエハボート
１０の全体を一体的に昇降させて、必要に応じてボート
１０を処理容器８内に挿脱し得るようになっている。そ
して、このように構成された装置例のボートエレベータ
１８に、本発明の特徴とする非接触型の温度測定手段、
例えば放射温度計５４が設けられる。この放射温度計５
４は、被測定体、ここでは被処理体から放出される放射
光を検出して非接触でその温度を測定する計測器であ
り、そのために上記保温筒１４、保温筒台１２及び回転
軸１６を上下に貫通させて形成した光路５６が設けられ
ており、ウエハＷからの放射光をこの光路５６内を通過
させ得るようになっている。

【００１８】上記放射温度計５４は、上記光路５６の延
長線上に位置するところに取付部材５８及びボルト６０
を介して取り付け固定されており、その光路５６側に
は、その焦点位置を自由に調整することができる焦点調
整用光学系６２が設けられており、ボート１０上の任意
の高さ位置のウエハＷに対して合焦し得るようになって
いる。上記放射温度計５４に対向する上記回転軸１６の
下端はその径が拡大されて段部状に開口されており、こ
の部分にＯリング等よりなるシール部材６４を介して例
えば石英製の光透過窓６６が、リング状の押さえリング
６８及びボルト７０により取り付け固定されている。
尚、光透過窓６６の取り付け構造はこれに限定されず、
容器内部側の気密性を保持しつつ放射温度計５４に対し
てウエハからの投射光を直接投入し得る構造ならばどの
ような構造でもよい。

【００１９】この放射温度計５４にて得られた測定値
は、図３に示すように前記温度制御手段４４へ伝送さ
れ、この測定値や上記各主熱電対３４からの測定値等に
基づいて上記温度制御手段４４はヒータ駆動部７２を制
御して、ウエハの温度コントロールを行なう。尚、図３
中において、記憶部７６は、後述するテーブル等を記憶
するメモリである。そして、マニホールド部２０には、
処理容器８内へ処理ガス等を導入するガス導入ノズル３
５が設けられ、処理容器８の外筒６の下部側壁には図示
しない真空排気系に接続される排気口３６が設けられて
いる。

【００２０】次に、以上のように構成された装置を用い
て行なわれる本発明の温度制御方法について説明する。
まず、成膜処理の流れについて説明する。未処理のウエ
ハは、ウエハボート１０を処理容器８からアンロードし
た状態でウエハボート１０に多数枚保持され、この時、
一般的にはウエハボート１０の上部及び下部には製品ウ
エハの特性等を評価する目的で、或いは製品ウエハ同士
の熱的条件をより均一化させる目的でモニタ用のダミー
被処理体、すなわちダミーウエハが適当枚数ずつ保持さ
れる。製品ウエハ及びダミーウエハのボートへの移載が
完了したならば、昇降機構２６によりボートエレベータ
１８を上昇させてウエハボート１０を予め予熱されてい
る処理容器８内へロードし、マニホールド部２０の下端
開口部をキャップ部２２で密閉して処理容器８内を気密
状態にする。

【００２１】そして、処理容器８内を所定のプロセス圧
力、例えば０．１〜１．０Ｔｏｒｒまで真空引きしつつ
各抵抗加熱ヒータ２８への給電力を増大させて処理容器
８内の温度をプロセス温度、例えば５５０℃〜９００℃
程度まで加熱昇温し、これと同時にガス導入ノズル３５
から処理容器８内に処理ガス、例えばシランと酸素を供
給し、熱処理、例えば成膜処理を行なう。ここで、成膜
処理中はヒータゾーンに対応した各主熱電対３４からは
ゾーン毎にヒータ２８の温度が測定されて測定値が温度
制御手段４４へ入力される。また、ボート下部に保持し
た製品ウエハからその下方へ向かう放射光は、保温筒１
４や回転軸１６等を貫通させて設けた光路５６を通って
放射温度計５４へ入射し、そのウエハ温度が測定され、
その測定値は同じく温度制御手段４４へ入力される。そ
して、温度制御手段４４は、これらの各測定値や記憶部
７２に記憶されるテーブル（後述される）を参照してヒ
ータ駆動部７２を駆動し、各ヒータの発熱量を制御す
る。

【００２２】図４は製品ウエハ処理時におけるウエハＷ
と放射温度計５４と主熱電対３４との位置関係を模式的
に示しており、ここでは製品ウエハＷの下部及び上部に
それぞれ２枚のダミーウエハＤＷを位置させた場合を示
している。この場合、下部の各ダミーウエハＤＷの中心
部には、最下端の製品ウエハＷ１の放射光を遮断するこ
となく放射温度計５４に届かせるために光通過孔７４が
形成されており、ダミーウエハＤＷの温度ではなく、最
下端の製品ウエハＷ１の温度を精度良く検出し得るよう
になっている。ダミーウエハＤＷの数は、処理条件等に
よって適宜変えられるが、その場合には最下端の製品ウ
エハＷ１の位置がボート高さ方向に移動するため、焦点
調整光学系６２によりその焦点位置を移動させればよ
い。尚、ダミーウエハＤＷとしては、シリコンの他に、
ＳｉＣやＳｉＯ₂等で形成することができる。

【００２３】製品ウエハの熱処理は、上述のように行な
われるのであるが、本発明においては、上記したような
製品ウエハの処理に先立って、ダミーウエハを用いて主
熱電対３４と放射温度計４４の測定値の相関関係をテー
ブル化しておき、製品ウエハＷの実際の処理時にはこの
テーブルを参照して温度制御を行なう。まず、図５に示
すようにすべてダミーウエハＤＷを用いて ボート高さ
方向における各ゾーン毎の主熱電対３４と放射温度計５
４の測定値をテーブル化する。この時、放射温度計５４
の測定値が、例えばプロセス温度になった時の主熱電対
の温度を図６（Ａ）に示すようにテーブル化しておく。
テーブル作成時の処理条件は、熱的条件を実際の製品ウ
エハのプロセス時と同等に設定するのが好ましく、従っ
て、ボートにはダミーウエハＤＷが満載されており、ま
た、測定すべきゾーンよりも下方に位置するダミーウエ
ハＤＷには全て光通過孔７４を設け、測定対象ダミーウ
エハＤＷからの放射光を放射温度計５４に届かせるよう
になっている。この時、焦点調整用光学系６２を調整し
て測定対象のダミーウエハＤＷに合焦させているのは勿
論である。

【００２４】図５（Ａ）〜図５（Ｅ）は、それぞれゾー
ン１〜ゾーン５のダミーウエハ温度の測定状態を示す。
図６（Ａ）に示すようにここでは放射温度計の測定温度
を８００℃に設定している。ここで放射温度計の測定温
度に対して各主熱電対の測定温度が高い理由は、ヒータ
熱がウエハに届くまでに熱損失が生ずるからであり、ま
た、上下端のゾーン、例えばゾーン１、５の主熱電対の
温度が中心部側のゾーン温度と比較して高い理由は、ボ
ートの上下端は中心側と比較して放熱量が多いためにそ
れを補償するために発熱量が多くなるからである。この
ようなテーブルは、放射温度計の測定値温度を種々変更
して多数のテーブルを予め設けておくのがよい。尚、こ
こで示す測定温度値は、一般的な温度傾向を示すもので
あり、実際の測定値とは異なるのは勿論である。

【００２５】次に、以上のようにしてテーブルの作成が
完了したならば、前述したような実際の製品ウエハの成
膜処理に入り、このような成膜処理は例えば次のクリー
ニング処理まで繰り返し行われる。図６（Ｂ）はその時
の温度プロフィールの一例を示すテーブルである。ここ
では、プロセス温度を８００℃に設定した時の各主熱電
対３４の目標温度を示している。すなわち、例えば処理
容器８のクリーニング直後に図６（Ａ）に示すようなテ
ーブルをとることができたとしても、その後の繰り返し
処理により処理容器内壁等には熱効率低減の原因となる
不要な膜が付着するので、図６（Ｂ）に示すような温度
設定としなければならない。放射温度計５４ではその光
路５６の途中に放射光を遮る障害物は何も存在しないの
で処理回数に関係なく、常に最下端の製品ウエハＷの温
度を精度良く検出できる。尚、光透過窓６６には、成膜
は付着しないので製品ウエハの温度は正確に測定される
ことになり、問題は生じない。また、製品ウエハのプロ
セス時には放射温度計は最下端の製品ウエハ温度しか測
定できないことに注意されたい。最下端の製品ウエハ温
度を８００℃に維持するには、ゾーン１の主熱電対に着
目すると、テーブル作成時と比較して熱損失が大きくな
っているので、２０℃だけ高い８５０℃に設定しなけれ
ばならないことになる。

【００２６】そこで、他のゾーン２〜５における主熱電
対についてもテーブル作成時の温度よりもそれぞれ＋２
０℃だけ多くなるようにヒータ温度を制御する。これに
より、全ての製品ウエハの温度をプロセス温度である８
００℃に略均一に設定維持することが可能となる。図７
は、ゾーン１における主熱電対と放射温度計の測定値の
関係を示すグラフであり、図７（Ａ）はテーブル作成時
の両測定値の変化を示し、図７（Ｂ）は一定回数の成膜
プロセスを行なった時の両測定値の変化を示す。ここで
は、理解を容易にするために、他のゾーン２〜５におけ
る主熱電対の設定温度を一律に＋２０℃増加させるよう
にしたが、これに限定されず、実際には各ゾーンの熱的
条件や経験側を加味してその上昇幅をゾーン毎に変更さ
せることになるのは勿論である。また、ここでは図６
（Ａ）に示すテーブル作成時には、各ゾーン毎にダミー
ウエハＤＷの温度を測定してより精度の高いテーブルを
作成したが、最下端のゾーン１のみのダミーウエハＤＷ
の温度を測定し、他のゾーンに関しては図８に示した従
来の検査用熱電対管を用いてゾーン間の温度の相関関係
を決定するようにしてもよい。

【００２７】更には、放射温度計５４を熱から保護する
ために、ここに冷却ジャケット等の冷却手段を併設する
ようにしてもよい。また、ここでは放射温度計５４を処
理容器８の下方に設けるようにしたが、これに替えて処
理容器８の外筒６の上端から石英筒製の光路管を上方へ
延ばすなどしてこれに放射温度計５４を設けるようにし
てもよい。また、本発明は、上記した縦型の成膜処理装
置に限定されず、他の熱処理装置、例えば酸化拡散装置
等にも適用できるのみならず、枚葉式の熱処理装置にも
適用し得るのは勿論である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱処理装
置とその温度計制御方法によれば、次のように優れた作
用効果を発揮することができる。請求項１に規定する発
明によれば、非接触型の温度測定手段を用いて被処理体
の温度を測定するようにしたもので、この温度を精度良
く測定することができる。請求項２に規定する発明によ
れば、非接触型の温度測定手段を用いて被処理体の温度
を測定するようにしたので、被処理体の温度を常に精度
良く求めることができる。従って、この測定値に基づい
て複数の被処理体の温度を制御することにより、複数の
被処理体間に亘って温度を略均一にでき、面内のみなら
ず面間温度の均一性を大幅に向上させることができる。
被処理体の温度をプロセスの回数に関係なく常に精度良
く検出することができることから、多数回のプロセスに
亘って被処理体への熱処理の均一性を向上させることが
できる。また、焦点調整用光学系を用いることにより、
高さ方向における任意の位置の被処理体に合焦させてこ
の正確な温度を測定することができる。請求項７に規定
する発明によれば、接触型の温度測定手段と非接触型の
温度測定手段の測定値の相関関係を予めとっておき、こ
の相関関係と前記各測定手段の測定値に基づいて実際の
被処理体の熱処理を行なうようにしたので、縦方向に配
列された各被処理体を略同一温度に維持することがで
き、被処理体の面内及び面間温度の均一性を大幅に向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱処理装置の一例を示す構成図で
ある。

【図２】本発明の主要部である非接触型の温度測定手段
の取り付け状態を示す拡大断面図である。

【図３】本発明の熱処理装置の温度制御系を示すブロッ
ク図である。

【図４】製品被処理体の処理時における被処理体と放射
温度計と熱電対との位置関係を示す模式図である。

【図５】熱電対と放射温度計の測定値の相関関係を調べ
る時の方法を説明するための説明図である。

【図６】熱電対と放射温度計の相関関係と被処理体の実
際の処理時の設定温度を示すテーブルである。

【図７】相関関係の作成時と被処理体の実際の処理時の
温度変化を示すグラフである。

【図８】従来の縦型の熱処理装置を示す図である。

【符号の説明】

２ 成膜処理装置（熱処理装置） ４ 内筒 ６ 外筒 ８ 処理容器 １０ ウエハボート（載置台） １４ 保温筒 １６ 回転軸 １８ ボートエレベータ ２８ 抵抗加熱ヒータ（加熱手段） ３４ 主熱電対（接触型の温度測定手段） ４４ 温度制御手段 ５０ 磁性流体シール ５４ 放射温度計（非接触型の温度測定手段） ５６ 光路 ６２ 焦点調整用光学系 ６６ 光透過窓 ７４ 光通過孔 ＤＷ ダミーウエハ（ダミー被処理体） Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理容器内に載置した被処理体を加熱手
   段により加熱して所定の熱処理を施すようにした熱処理
   装置において、前記被処理体の温度を測定するために非
   接触型の温度測定手段を設けるように構成したことを特
   徴とする熱処理装置。
2. 【請求項２】 複数の被処理体を所定のピッチで載置す
   る載置台を円筒体状の処理容器内に収容し、この処理容
   器の外周に配置した加熱手段により前記被処理体を加熱
   して所定の熱処理を施す熱処理装置において、前記処理
   容器の上方或いは下方に前記被処理体の表面を臨むよう
   に非接触型の温度測定手段を設け、前記加熱手段にこの
   温度を測定するための接触型の温度測定手段を設け、前
   記非接触型と接触型の温度測定手段の測定値に基づいて
   前記加熱手段の発熱量を制御する温度制御手段とを備え
   るように構成したことを特徴とする熱処理装置。
3. 【請求項３】 前記載置台に、被処理体の他にモニタ用
   のダミー被処理体を載置する場合には、このダミー被処
   理体には、前記被処理体と前記非接触型の温度測定手段
   との間の光路を形成するための光通過孔が形成されてい
   ることを特徴とする請求項２記載の熱処理装置。
4. 【請求項４】 前記非接触型の温度測定手段は、放射温
   度計であり、前記接触型の温度測定手段は熱電対である
   ことを特徴とする請求項１乃至３記載の熱処理装置。
5. 【請求項５】 前記放射温度計には、前記被処理体の表
   面にその焦点位置を合わせる焦点調整用光学系が設けら
   れていることを特徴とする請求項４記載の熱処理装置。
6. 【請求項６】 処理容器内に載置した被処理体を加熱手
   段により加熱して所定の熱処理を施す熱処理装置の温度
   制御方法において、前記被処理体の温度を非接触型の温
   度測定手段により測定し、この測定値に基づいて前記加
   熱手段の発熱量を制御するように構成したことを特徴と
   する熱処理装置の温度制御方法。
7. 【請求項７】 請求項２乃至５に規定する熱処理装置の
   温度制御方法において、前記載置台にダミー用被処理体
   を載置して高さ方向に異なる位置の温度を前記非接触型
   の温度測定手段により測定すると共にその時の前記接触
   型の温度測定手段の温度を予め測定して両測定値の相関
   関係をとる工程と、その後、前記載置台に被処理体を載
   置して、この被処理体の温度を前記非接触型の温度測定
   手段により測定しつつこの測定結果と、前記接触型の温
   度測定手段の測定結果と、前記相関関係とに基づいて前
   記加熱手段の発熱量を制御する工程とを有するように構
   成したことを特徴とする熱処理装置の温度制御方法。