JPH1097999A

JPH1097999A - 加熱装置、処理装置、加熱方法及び処理方法

Info

Publication number: JPH1097999A
Application number: JP27149796A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Nomura; 正道野村
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1996-09-21
Filing date: 1996-09-21
Publication date: 1998-04-14

Abstract

(57)【要約】【課題】被加熱体及び被処理体の温度を円周方向に関
しても均一に保持し、被加熱体及び被処理体の全面にお
ける温度の均一性を保持することが可能な加熱装置を提
供する。【解決手段】加熱手段１２６と、前記加熱手段による
加熱位置に被加熱体Ｗが配置されるように被加熱体を支
持する支持手段１１１と、前記加熱手段及び前記被加熱
体を相対的に回動する回動手段１４５とを備えた加熱装
置において、前記加熱手段は、前記被加熱体の円周方向
に生じた温度ムラを補償する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱装置、処理装
置、加熱方法及び処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程においては、被処理体、
例えば半導体ウエハに集積回路を形成するために、ＣＶ
Ｄ装置やスパッタ装置等の処理装置を用いて、半導体ウ
エハ上に薄膜を形成する工程が行われる。この成膜処理
工程において生じる膜厚のムラは、製品である集積回路
素子の歩留りを低下させる原因となっている。前述した
膜厚のムラは、被処理体である半導体ウエハが加熱され
る際に、半導体ウエハの面内に生じる温度ムラに起因し
ている。このため、成膜処理工程においては、半導体ウ
エハの温度の面内均一性を保持することが重要な技術課
題である。

【０００３】従来のエネルギー線加熱式処理装置を図６
及び図７を用いて説明する。図６に示すように、処理室
３０１には、被処理体、例えば半導体ウエハ（以下ウエ
ハという）Ｗが載置手段３１１に載置される。処理ガス
が、処理ガス供給口３１２、多孔板３１３を介して図示
しないガス供給手段により前記ウエハＷの表面上に供給
される。また、前記処理室３０１内が、図示しない排気
手段により、排気口３１４を介して、所定の真空度に減
圧される。

【０００４】さらに、前記処理室３０１の下方に加熱手
段室３０２が設けられている。この加熱手段室３０２内
に、加熱手段３２１が設置されている。この加熱手段３
２１は、加熱ランプ、例えばハロゲンランプ３２２と、
反射鏡３２３とから構成され、回動テーブル３２４上に
設けられている。

【０００５】前記処理室３０１の底部には、エネルギー
線透過材料、例えばサファイヤあるいは石英ガラスから
成る透過窓３１５が設けられている。この透過窓３１５
を介して、前記加熱手段３２１からの照射光が前記半導
体ウエハＷに照射される。

【０００６】この加熱手段３２１は複数の組に組み分け
されている。図７に示すように、前記回動テーブル３２
４を回動させることにより、前記加熱手段３２１の各組
がその組ごとに前記ウエハＷに対して別個の輪状の照射
領域３３１、３３２、３３３を形成する。各々の輪状照
射領域３３１、３３２、３３３に照射されるエネルギー
は個別に調節される。

【０００７】また、前記加熱手段室３０２内には、図示
しない冷却エア供給手段により、冷却エア導入口３２５
から冷却エアが導入される。この冷却エアにより、前記
加熱手段室３０２内、前記透過窓３１５及び前記加熱手
段３２１の過熱が防止される。

【０００８】前記のような装置においては、各輪状照射
領域に照射されるエネルギーを個別に調節することによ
り、被処理体の半径方向の温度均一性を向上させること
は可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような装置では、前記載置手段３１１と前記半導体ウエ
ハＷとの接触、前記加熱手段室３０２内に導入される冷
却エア、前記処理室３０１の形状及び材質の非対称性等
の影響により、前記ウエハＷの吸熱及び放熱条件がウエ
ハ面内で一定にならないことに起因して、前記ウエハＷ
の円周方向に温度ムラが生じ、処理中のウエハＷの温度
をウエハ全面において均一に保持することは困難であっ
た。

【００１０】前記のような従来技術の有する問題点に鑑
み、本発明の目的とするところは、被加熱体及び被処理
体の温度を円周方向に関しても均一に保持し、被加熱体
及び被処理体の全面における温度の均一性を保持するこ
とが可能な加熱装置及び処理装置及び加熱方法及び処理
方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、加熱手段と、前記加熱手段による加熱位置に被加熱
体が配置されるように被加熱体を支持する支持手段と、
前記加熱手段及び前記被加熱体を相対的に回動する回動
手段とを備え、前記加熱手段は、前記被加熱体の円周方
向に生じた温度ムラを補償することを特徴とする。

【００１２】請求項２に記載の発明は、加熱手段と、前
記加熱手段による加熱位置に被加熱体が配置されるよう
に被加熱体を支持する支持手段と、前記加熱手段及び前
記被加熱体を相対的に回動する回動手段とを備え、前記
加熱手段のうちの少なくとも一つは、前記加熱手段及び
前記被加熱体の相対的な回動動作において、被加熱体の
第一の領域と第二の領域に対し、それぞれ異なる出力で
加熱することを特徴とする。

【００１３】請求項３に記載の発明は、処理室と、この
処理室内の処理位置に被処理体を支持する支持手段と、
前記処理位置に処理ガスを供給する処理ガス供給手段
と、前記被処理体の加熱位置に設けられた加熱手段と、
前記被処理体及び前記加熱手段を相対的に回動する回動
手段とを備え、前記加熱手段のうちの少なくとも一つ
は、前記加熱手段及び前記被処理体の相対的な回動動作
において、被処理体の第一の領域と第二の領域に対し、
それぞれ異なる出力で加熱することを特徴とする。

【００１４】請求項４に記載の発明は、被加熱体を加熱
する工程と、前記被加熱体及び加熱手段を所定の速度で
相対的に回動する工程と、前記被加熱体の円周方向に生
じた温度ムラを補償する工程とを具備してなることを特
徴とする。

【００１５】請求項５に記載の発明は、加熱手段及び被
加熱体を相対的に回動させつつ被加熱体を加熱するにあ
たり、前記加熱手段のうちの少なくとも一つが前記被加
熱体中の第一の領域の加熱位置に在る際に、前期加熱手
段のうちの少なくとも一つの出力を所定の値として加熱
する工程と、前記加熱手段のうちの少なくとも一つが前
記被加熱体中の第二の領域の加熱位置に在る際に前記加
熱手段のうちの少なくとも一つの出力を前記所定の値と
は異なる値として加熱する工程とを含むことを特徴とす
る。

【００１６】請求項６に記載の発明は、加熱手段及び被
処理体を相対的に回動させつつ被処理体に所定の処理を
施すにあたり、前記加熱手段のうちの少なくとも一つが
前記被処理体中の第一の領域の加熱位置に在る際に前記
加熱手段のうちの少なくとも一つの出力を所定の値とし
て加熱する工程と、前記加熱手段のうちの少なくとも一
つが前記被処理体中の第二の領域の加熱位置に在る際に
前記加熱手段のうちの少なくとも一つの出力を前記所定
の値とは異なる値として加熱する工程とを含むことを特
徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明をランプ加熱式枚葉
型ＣＶＤ装置に適用した一実施の形態を図１〜図５を参
照しながら説明する。なおこれらの図において同一の機
能を有する構成部材には同一の番号を付して説明する。

【００１８】前記ＣＶＤ装置は、図１に示すように、処
理部１Ａ、１Ｂ、１Ｃと搬送部２より構成されている。
図１においては、矢印Ｘの向きを前方から後方とする。
前記処理部１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおいては、被処理体、或
いは被加熱体としての例えば半導体ウエハ（以下ウエハ
という）Ｗに対してＣＶＤ処理が行われる。また、搬送
部２により、処理部１Ａ、１Ｂ、１Ｃと後述するカセッ
ト室との間でウエハＷの搬送が行われる。

【００１９】まず、搬送部２について説明する。図中２
０１はロードロック型の移載室である。この移載室２０
１内には、例えば多関節アームよりなる移載手段２１１
と、回動ステージ２１２が設けられている。回動ステー
ジ２１２は、移載手段２１１の前方に設けられている。
移載手段２１１を構成するアームの先端部の両側には、
吸引孔２１１ａが形成されている。この吸引孔２１１ａ
は図示しない吸引路を介して図示しない排気手段に接続
されている。移載手段２１１は、真空吸着によりウエハ
Ｗをアームの先端部に保持し、後述する第１のカセット
室２０２Ａ及び第２のカセット室２０２Ｂと処理部１Ａ
及び処理部１Ｂとの間で、ウエハＷを搬送することが可
能であるように構成されている。また、回転ステージ２
１２は、図示しない発受光部と共に位置合わせ手段を構
成する。この位置合わせ手段は、回動ステージ２１２に
よりウエハＷを回動させることにより、ウエハＷの中心
位置とオリフラ（オリエンテーションフラット）の向き
が検出されるように構成されている。

【００２０】移載室２０１の左右側には、ゲートバルブ
Ｇ１を介して第１のカセット室２０２Ａが、ゲートバル
ブＧ２を介して第２のカセット室２０２Ｂが、配設され
ている。これらのカセット室２０２Ａ及び２０２Ｂは昇
降自在なカセットステージ２２１を備えている。このカ
セットステージ２２１には、ウエハカセット２２２が載
置される。このウエハカセット２２２は、予め定められ
た方向にウエハＷの取り出し部を向けて、載置される。
さらに、第１のカセット室２０２Ａ内のウエハカセット
２２２には処理前のウエハＷが、第２のカセット室２０
２Ｂ内のウエハカセット２２２には処理後のウエハＷが
各々収容される。この移載室２０１には、各々ゲートバ
ルブＧ５、Ｇ６、Ｇ７を介して左右及び後方の三方に３
つの真空処理部１Ａ、１Ｂ、１Ｃが配設されている。

【００２１】次に、真空処理部１Ａ、１Ｂ、１Ｃについ
て、図２を参照しながら説明する。図中１０１は処理
室、例えばアルミニウム製、円筒状のチャンバである。
チャンバ１０１の内部には、支持手段、例えば円盤状の
サセプタ１１１が設けられている。このサセプタ１１１
は、上面に、被処理体を収容するための形状、例えば円
盤状の溝部を有し、この溝部にウエハＷが嵌入支持され
る構造になっている。また、このサセプタ１１１は、後
述する加熱手段により加熱され、このサセプタ１１１か
らの熱伝達により、ウエハＷが加熱されることが可能で
あるように、設けられている。

【００２２】また、チャンバ１０１の底部には、透過窓
１１２が設けられている。この透過窓１１２はエネルギ
ー線透過材料、例えば石英ガラスより成る。この透過窓
１１２は、この透過窓１１２を介して後述する加熱手段
１２６からのエネルギーをサセプタ１１１に照射するよ
うに、設けられている。また、この透過窓１１２とチャ
ンバ１０１の下壁との接触部は、シール手段、例えばＯ
リングにより、シールされている。また、チャンバ１０
１の側部を貫通し、チャンバ１０１の中心に向けて、温
度センサ、例えば熱電対１１３が設けられている。この
熱電対１１３はサセプタ１１１の温度を測定することが
可能であるように、設けられている。この熱電対１１３
からの出力信号は、制御手段、例えばコンピュータに送
られる。

【００２３】また、チャンバ１０１の頂部には、ガス供
給部１１４が設けられている。このガス供給部１１４
は、処理ガス供給口１１５と、クリーニングガス供給口
１１６と、３枚の多孔板１１７Ａ、１１７Ｂ、１１７Ｃ
から構成されている。ガス供給部１１４は、図示しない
ガス供給手段により、処理ガスまたはクリーニングガス
が、処理ガス供給口１１５またはクリーニングガス供給
口１１６から導入され、３枚の前記多孔板１１７Ａ、１
１７Ｂ、１１７Ｃを順次通過することにより、ウエハＷ
の処理面に、シャワー状に均一に供給されるように設け
られている。

【００２４】また、チャンバ１０１の側部には、排気口
１１８が設けられている。この排気口１１８は、図示し
ない排気手段により、チャンバ内のガスを、この排気口
１１８を介して排気することが可能であるように設けら
れている。また、チャンバ１０１の側部には、不活性ガ
ス供給口１１９が設けられている。この不活性ガス供給
口１１９は、図示しない不活性ガス供給手段により、こ
の不活性ガス供給口１１９を介して導入された不活性ガ
ス、例えば窒素ガスが、サセプタ１１１と透過窓１１２
により囲まれた空間に供給されるように、設けられてい
る。また、サセプタ１１１と透過窓１１２により囲まれ
た部分に、バッファプレート１２０が設けられている。
このバッファプレート１２０は、ガス流量が面内均一と
なるように、例えば井桁状或いは同心円状に配置された
ガス孔を有し、不活性ガス供給口１１９から導入される
不活性ガスがこのバッファプレート１２０を介してサセ
プタ１１１の下面近傍に均一に供給されるように、設け
られている。

【００２５】チャンバ１０１の下方には、透過窓１１２
を介して加熱手段室１０２が連設されている。この加熱
手段室１０２内には、回動部１２１が設けられている。
この回動部１２１は、回動テーブル１２２と、シャフト
１２３と、スリップリング１２４とから構成されてい
る。シャフトには、第１のプーリ１４２Ａが設けられて
いる。この第１のプーリ１４２Ａは後述するように、駆
動源、第２のプーリ、ベルトとともに回動部１２１の駆
動手段を構成する。スリップリング１２４は、電力供給
手段により、電力供給端子１２４ａを介して、加熱源１
２７に電力を供給することが可能であるように設けられ
ている。また、スリップリング１２４の下部には、位置
センサ、例えばエンコーダ１２５が設けられている。エ
ンコーダ１２５は、回動テーブル１２２の回動位置を検
出することが可能であるように設けられている。このエ
ンコーダ１２５からの出力は、制御手段、例えばコンピ
ュータに送られる。また、回動部１２１は、後述する駆
動手段により、加熱手段室１０２に対して回動すること
が可能であるように設けられている。シャフト１２３と
加熱手段室１０２の内壁との接触部にはベアリング１０
６が設けられている。このベアリング１０６により、回
動部１２１の加熱手段室１０２に対する回動が円滑に行
われる。

【００２６】また、回動テーブル１２２の所定の位置
に、加熱手段１２６が設けられている。この加熱手段１
２６は複数の加熱源１２７より成る。この加熱源１２７
は、加熱ランプ、例えばハロゲンランプ１２８及び反射
鏡１２９を有している。加熱手段１２６は、複数の加熱
源１２７からのエネルギーが、透過窓１１２を介して、
それぞれ所定の方向に照射されるように設けられてい
る。加熱源１２７は、図３に示すように、回動テーブル
１２２上において、複数の円周、例えば３個の同心円周
Ａ、Ｂ、Ｃ上に配設され、第１の加熱源群１２７Ａと、
第２の加熱源群１２７Ｂと、第３の加熱源群１２７Ｃを
構成する。但し、前記各円周の半径は、Ａ＞Ｂ＞Ｃであ
る。第１の加熱源１２７Ａは、１５個の加熱源から構成
される。また、第２の加熱源群１２７Ｂは、６個の加熱
源から構成される。また、第３の加熱源群１２７Ｃは、
２個の加熱源から構成される。前記各加熱源群は、回動
テーブル１２２を回動させることにより、各加熱源群毎
に、別個の輪状加熱領域を形成するように設けられてい
る。

【００２７】加熱源１２７は各々の属する加熱源群のな
かで２個づつに組み合わされ、加熱源対１３０を構成す
る。各加熱源対は、その出力を、各加熱源対毎に、独立
して制御することが可能であるように、設けられてい
る。加熱源群１２７Ａにおいては、１４個の加熱源が７
個の加熱源対を構成する。この加熱源群１２７Ａに属す
る残りの１個の加熱源は、補助加熱源１２７Ｘとして用
いられるように設けられている。また、加熱手段室１０
２の側部に、冷却エア導入口１３１および冷却エア排気
口１３２が設けられている。冷却エア導入口１３１およ
び冷却エア排気口１３２は、図示しない冷却エア供給手
段により、加熱源冷却ガス、例えば窒素ガスが、冷却エ
ア導入口１３１を介して、加熱源近傍に供給され、加熱
源を冷却した後に冷却エア排気口１３２を介して排気さ
れるように、設けられている。

【００２８】また、加熱手段室１０２に駆動手段室１０
４が連設されている。駆動手段室１０４内には駆動源、
例えば可変速ＡＣモータ１４１が設けられている。駆動
手段室１０４は、可変速ＡＣモータ１４１を駆動源とし
て、回動部１２１を回動することが可能であるように設
けられている。また、可変速ＡＣモータ１４１の回動軸
に第２のプーリ１４２Ｂが設けられ、さらに、前記第１
のプーリ１４２Ａと第２のプーリ１４２Ｂとを連動する
ベルト１４３が設けられている。可変速ＡＣモータ１４
１と第１のプーリ１４２Ａ及び第２のプーリ１４２Ｂと
ベルト１４３により、回動部１２１を駆動する駆動手段
１４４が構成されている。また、この駆動手段１４４と
回動部１２１とで、加熱手段１２６を回動する回動手段
１４５が構成されている。

【００２９】次に、以上のように構成されたランプ加熱
式ＣＶＤ装置の動作について、説明する。次に示す動作
は、予め記憶されたプログラムに従い、自動的に実行す
る。先ず、ゲートバルブＧ１を開放する。次いで、移載
手段２１１により、カセット２２２内のウエハＷを、移
載手段２１１のアーム上に真空吸着し、予め大気圧の不
活性ガス雰囲気にされた移載室２０１内に搬入し、回転
ステージ２１２上に前記真空吸着を解除して受け渡す。
次いで、ゲートバルブＧ１を閉鎖する。回転ステージ２
１２を回動し、オリフラ（オリエンテーションフラッ
ト）合わせ及び中心の位置合わせを行う。次いで、移載
手段２１１により、ウエハＷを、再び移載手段２１１の
アーム上に真空吸着する。次いで、図示しない排気手段
により、移載室２０１内を所定の真空度に減圧する。

【００３０】次に、ゲートバルブＧ５を開放する。次い
で、移載手段２１１により、ウエハＷを、図示しない排
気手段により予め所定の真空度に減圧された真空処理部
１Ａのチャンバ１０１内に、搬入し、サセプタ１１１の
ウエハ保持用溝部に載置する。次いで、ゲートバルブＧ
５を閉鎖する。次に、駆動手段１４４により、回動部１
２１を、被処理体に温度ムラを生じにくい回動速度、例
えば５〜１０ｒｐｍで回動する。また、電力供給手段に
より、電力供給端子１２４ａ及びスリップリング１２４
を介して、加熱源１２７に所定の値、例えば補助加熱源
１２７Ｘには０．５〜１ｋＷを最大値として、他の加熱
源には１０〜２５ｋＷを最大値として、電力を供給す
る。回動する加熱手段１２６からのエネルギーを、透過
窓１１２を介して、サセプタ１１１に照射することによ
り、このサセプタ１１１を昇温する。このサセプタ１１
１からウエハＷへの伝熱により、ウエハＷを処理温度、
例えば５００〜７００℃まで、ウエハ面内において均一
に、昇温する。加熱手段１２６の動作の詳細について
は、後述する。

【００３１】次に、図示しないガス供給手段により、処
理ガスを、処理ガス供給口１１５から導入する。この処
理ガスに、３枚の多孔板１１７Ａ、１１７Ｂ、１１７Ｃ
を通過させることにより、ウエハＷの処理面近傍にシャ
ワー状に供給する。この処理ガスを原料として、ウエハ
Ｗの処理面上において、ＣＶＤ法による成膜を行う。こ
の成膜処理工程においては、チャンバ１０１内の圧力を
所定の値、例えば５〜２０Ｔｏｒｒに保持する。また、
ウエハＷを処理温度に保持するため、制御手段、例えば
コンピュータにより、加熱手段１２５に対して、熱電対
１１３からの出力に基づいて、フィードバック制御を行
う。

【００３２】また、前述したランプ加熱においては、図
示しない冷却エア供給手段により、冷却エア導入口１３
１を介して、冷却エア、例えば窒素ガスを加熱手段室１
０２内に導入する。この冷却エアにより、加熱手段１２
６及び透過窓１１２の過熱を防止する。また、前述した
成膜工程においては、図示しない不活性ガス供給手段に
より、不活性ガス供給口１１９を介して、不活性ガス、
例えば窒素ガスをサセプタ１１１と透過窓１１２とによ
り囲まれた空間に供給する。この窒素ガスは、バッファ
プレート１２０のガス孔を通過し、サセプタ１１１の下
面近傍に均一に供給され、サセプタ１１１の隙間を通過
し、処理空間に流入する。この窒素ガスにより、サセプ
タ１１１の隙間からサセプタの下面側に処理ガスが流入
することを防止し、透過窓１１２の上面近傍に処理ガス
が供給されて、透過窓１１２上において成膜が起こるこ
とを防止する。バッファプレート１２０によって、窒素
ガスが、サセプタ１１１の下面近傍に均一に供給される
ことにより、前述した処理ガスの流入を防止する効果
が、サセプタの隙間全体にわたり均一に及ぶ。また、サ
セプタ１１１と窒素ガスとの伝熱が均一に行なわれるの
で、窒素ガスがウエハＷの温度の面内均一性を損なわな
い。

【００３３】前述した成膜を、所定時間行った後、処理
ガスの供給と、加熱手段１２６への電力供給を停止す
る。チャンバ１０１内の残留処理ガスを排気し、チャン
バ内の圧力を移載室２０１内よりも、やや負圧にする。
この圧力の選択により、チャンバ１０１内に反応生成物
や残留処理ガスが浮遊している場合においても、それら
の移載室への飛散を防止し、移載室内の汚染を防止する
ことができる。次いで、再びゲートバルブＧ５を開放す
る。次いで、移載手段２１１が、成膜処理が終了したウ
エハＷを、予め所定の真空度に減圧された移載室２０１
内に搬出する。次いで、ゲートバルブＧ５を閉鎖する。
次いで、図示しない不活性ガス供給手段により、移載室
２０１内に不活性ガスを導入し、この中を、大気圧の不
活性ガス雰囲気にする。

【００３４】次に、ゲートバルブＧ２を開放する。そし
て、移載手段２１１により、ウエハＷを、予め大気圧の
不活性ガス雰囲気にされた第２のカセット室２０２Ｂ内
に搬入する。

【００３５】次に、以上のように動作するランプ加熱式
ＣＶＤ装置の加熱手段１２６の動作の詳細について、説
明する。加熱手段１２６は、前述したように、加熱源群
１２７Ａ、１２７Ｂ、１２７Ｃより成る。加熱源群１２
７Ａのうちの一つの加熱源が、補助加熱源１２７Ｘであ
る。先ず、加熱源群１２７Ａ、１２７Ｂ、１２７Ｃの動
作について説明する。ランプ加熱においては、各々同一
円周上に配設された各加熱源群１２７Ａ、１２７Ｂ、１
２７Ｃにより、図４に示すように、輪状加熱領域Ｉ、Ｉ
Ｉ、ＩＩＩをそれぞれ形成する。加熱源群１２７Ａ、１
２７Ｂ、１２７Ｃの出力を独立に制御することにより、
ウエハＷにおける加熱領域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩに対する加
熱量を調節する。加熱源群１２７Ａ、１２７Ｂ、１２７
Ｃの出力比は、処理条件に応じて、サンプルウエハを用
いて予め求めた最適な出力比を選択する。その結果、各
加熱領域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ間においての温度均一性、即
ちウエハＷの半径方向の温度均一性が向上する。

【００３６】しかしながら、ウエハＷとサセプタ１１１
との接触、エネルギー線発生室１０２内に導入される冷
却エア、処理室３０１の形状及び材質の非対称性等の影
響により、前記ウエハＷの吸熱及び放熱条件が一定にな
らないことに起因して、加熱領域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ内に
おいて、即ちウエハＷの円周方向に温度ムラが生じる場
合がある。

【００３７】次に、補助加熱源１２７Ｘの動作につい
て、説明する。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すよう
に、加熱領域Ｉ内において、部分的に、温度ムラ領域以
外の領域Ｉ”と温度の異なる温度ムラ領域Ｉ’が存在
し、加熱領域Ｉ内に温度ムラが生じている場合に、補助
加熱源１２７Ｘは、その回動動作において、温度ムラ領
域Ｉ’と温度ムラ領域以外の領域Ｉ”の温度差に応じ
た、温度ムラ領域以外の領域Ｉ”に対する出力とは異な
る出力で、温度ムラ領域Ｉ’を加熱することにより、加
熱領域Ｉ内の温度均一性を向上させ、ウエハＷの温度均
一性を向上させる。例えば、図５（ｃ）のように、温度
ムラ領域Ｉ’が温度ムラ領域以外の領域Ｉ”に比して低
温である場合は、図５（ｄ）に示すようなパターンで、
補助加熱源１２７Ｘの出力を制御し、温度ムラ領域以外
の領域Ｉ”に対する出力に比して大なる出力で、温度ム
ラ領域Ｉ’に対して加熱を行う。また、温度ムラ領域
Ｉ’が温度ムラ領域以外の領域Ｉ”に比して高温である
場合は、補助加熱源１２７Ｘにより、温度ムラ領域以外
の領域Ｉ”に対する出力に比して小なる出力で、温度ム
ラ領域Ｉ’に対して加熱を行う。

【００３８】補助加熱源１２７Ｘの出力制御は、制御手
段、例えばコンピュータにより、以下のように行う。エ
ンコーダ１２５からの出力により、補助加熱源１２７Ｘ
の回動軌道における位置を検出する。この補助加熱源１
２７Ｘの位置検出と、サンプルウエハを用いて予め求め
ておいた温度ムラ領域Ｉ’の位置に基づいて、補助加熱
源１２７Ｘが、回動軌道において、温度ムラ領域Ｉ’の
加熱位置を通過する期間を検出する。この期間におい
て、温度ムラ領域Ｉ’と温度ムラ領域以外の領域Ｉ”の
温度差に応じた、温度ムラ領域以外の領域Ｉ”に対する
出力とは異なる出力となるように、補助加熱源１２７Ｘ
の出力を制御する。制御に当たっては、制御手段からの
制御信号に対するランプ出力の応答の遅れを考慮し、制
御信号を送信するタイミングを、補助加熱源１２７Ｘが
回動軌道において温度ムラ領域Ｉ’の加熱位置を通過す
るタイミングに対してシフトさせる。このシフト量は、
サンプルウエハを用いて、ウエハＷの温度均一性を達成
するのに最適な値を予め求めておき、その値に設定す
る。補助加熱源１２７Ｘの出力制御のパターンは、サン
プルウエハを用いて、温度均一性を達成するのに最適な
パターンを予め求めておき、そのパターンに設定する。

【００３９】以上のように、本発明の一実施の形態であ
るランプ加熱式ＣＶＤ装置においては、各加熱源群１２
７Ａ、１２７Ｂ、１２７Ｃの出力を独立に制御すること
により、加熱領域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩに対する加熱量が調
節され、ウエハＷの半径方向の温度均一性が向上する。
また、前述した補助加熱源１２７Ｘによる加熱を行うこ
とにより、ウエハＷの円周方向の温度均一性が向上す
る。その結果、ウエハＷの全面における温度均一性が向
上する。

【００４０】本実施の形態においては、補助加熱源とし
て１個のランプを用いたが、ランプの数はこれに限定さ
れるものではなく、複数個のランプを補助加熱源として
用いてもよい。また、本実施の形態においては、加熱手
段１２６が、補助加熱源１２７Ｘとその他の加熱源から
構成されているが、加熱手段１２６が、補助加熱源１２
７Ｘのみから構成されていてもよい。また、本実施の形
態においては、サンプルウエハを用いて、温度ムラ領域
の位置を処理前に予め設定しているが、複数の温度セン
サを用いたウエハ温度の多点測定あるいはサーモビュワ
ーを用いたウエハ面内の温度分布測定により、処理中に
温度ムラ領域を設定するように装置を構成してもよい。

【００４１】また、本実施の形態においては、被処理体
すなわちウエハＷを固定し、加熱手段１２６を回動手段
３により回動させているが、本発明はこれに限定される
ものではなく、加熱手段を固定し、被処理体を回動手段
により回動させるようにしてもよい。あるいは、加熱手
段、被処理体の双方を回動手段により相対的に回動させ
ても良い。また、本実施の形態においては、支持手段と
して、ウエハ全面を支持する方式の円盤状のサセプタを
用いているが、支持手段の種類はこれに限られるもので
はなく、ウエハの周縁部のみを支持する方式の支持手段
であっても良い。また、本発明は、ランプ加熱式ＣＶＤ
装置に限定されるものではなく、半導体ウエハやＬＣＤ
基板等の被処理体を加熱する装置であれば、スパッタ装
置、レーザアニール装置等にも適用することが可能であ
る。

【００４２】

【発明の効果】本発明に基づく加熱装置及び処理装置及
び加熱方法及び処理方法によれば、被加熱体及び被処理
体の円周方向の温度均一性が向上する。その結果、製品
の歩留りの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の全体を示す平面図であ
る。

【図２】本発明の一実施形態における処理部を示す縦断
面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線における横断面図である。

【図４】本発明の一実施形態における、ウエハの加熱領
域を示す説明図である。

【図５】本発明の一実施形態における、温度ムラ領域の
加熱を示す説明図である。

【図６】従来のエネルギー線加熱式処理装置の縦断面図
である。

【図７】図６の装置における、ウエハの加熱領域を示す
説明図である。

【符号の説明】

１０１処理容器（チャンバ）１１１サセプタ（支持手段）１２６加熱手段１２７Ａ〜１２７Ｃ加熱源１２８ハロゲンランプ１４５回動手段Ｉ’ 温度ムラ領域Ｉ” 温度ムラ領域以外の領域Ｗ半導体ウエハ（被処理体、被加熱体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｂ 21/31 21/302 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱手段と、前記加熱手段による加熱位置
に被加熱体が配置されるように被加熱体を支持する支持
手段と、前記加熱手段及び前記被加熱体を相対的に回動
する回動手段とを備え、前記加熱手段は、前記被加熱体
の円周方向に生じた温度ムラを補償することを特徴とす
る加熱装置。
【請求項２】加熱手段と、前記加熱手段による加熱位置
に被加熱体が配置されるように被加熱体を支持する支持
手段と、前記加熱手段及び前記被加熱体を相対的に回動
する回動手段とを備え、前記加熱手段のうちの少なくと
も一つは、前記加熱手段及び前記被加熱体の相対的な回
動動作において、被加熱体の温度ムラ領域とその他の領
域に対し、それぞれ異なる出力で加熱することを特徴と
する加熱装置。
【請求項３】処理室と、この処理室内の処理位置に被処
理体を支持する支持手段と、前記処理位置に処理ガスを
供給する処理ガス供給手段と、前記被処理体の加熱位置
に設けられた加熱手段と、前記被処理体及び前記加熱手
段を相対的に回動する回動手段とを備え、前記加熱手段
のうちの少なくとも一つは、前記加熱手段及び前記被処
理体の相対的な回動動作において、被処理体の温度ムラ
領域とその他の領域に対し、それぞれ異なる出力で加熱
することを特徴とする処理装置。
【請求項４】被加熱体を加熱する工程と、前記被加熱体
及び加熱手段を相対的に回動する工程と、前記被加熱体
の円周方向に生じた温度ムラを補償する工程とを具備し
てなることを特徴とする加熱方法。
【請求項５】加熱手段及び被加熱体を相対的に回動させ
つつ被加熱体を加熱するにあたり、前記加熱手段のうち
の少なくとも一つが前記被加熱体中の温度ムラ領域以外
の領域の加熱位置に在る際に、前期加熱手段のうちの少
なくとも一つの出力を所定の値として加熱する工程と、
前記加熱手段のうちの少なくとも一つが前記被加熱体中
の温度ムラ領域の加熱位置に在る際に前記加熱手段のう
ちの少なくとも一つの出力を前記所定の値とは異なる値
として加熱する工程とを含むことを特徴とする加熱方
法。
【請求項６】加熱手段及び被処理体を相対的に回動させ
つつ被処理体に所定の処理を施すにあたり、前記加熱手
段のうちの少なくとも一つが前記被処理体中の温度ムラ
領域以外の領域の加熱位置に在る際に前記加熱手段のう
ちの少なくとも一つの出力を所定の値として加熱する工
程と、前記加熱手段のうちの少なくとも一つが前記被処
理体中の温度ムラ領域の加熱位置に在る際に前記加熱手
段のうちの少なくとも一つの出力を前記所定の値とは異
なる値として加熱する工程とを含むことを特徴とする処
理方法。