[发明专利]热处理装置以及热处理方法

说明书

本专利申请主张于2011年4月5日提出的日本专利申请2011-083637号的优先权。引用之前的申请的全部公开内容作为本说明书的一部分。

技术领域

本发明涉及对被处理体进行热处理的热处理装置以及热处理方法。

背景技术

在半导体器设备的制造中，为了对被处理体例如半导体晶片实施氧化、扩散、CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气象沉积)、退火等热处理而使用各种热处理装置。使用能够一次对多个半导体晶片(以下称为晶片)进行热处理的批量处理式装置作为上述热处理装置，其中公知有立式热处理装置。该立式热处理装置具备热处理炉，该热处理炉用于将载置有多张晶片的保持部从下方搬入(装载)到下部开口的处理容器内，并利用设置在处理容器周围的加热部(加热器)对处理容器内部的晶片进行加热处理。这样的热处理装置具备检测加热器的温度的温度传感器、和检测处理容器内的温度的温度传感器，并基于来自各温度传感器的信号对加热器的输出进行控制，以使晶片或者处理容器内形成设定温度。作为其中一个方法，如专利文献2所示那样，存在利用混合比例调整部按照各个比例对来自温度传感器的检测值与设定值进行插补来控制追随温度的方法。另外，公开了为了测量晶片的温度而在尽量靠近晶片且与芯片同样活动的部分设置温度传感器的情况(专利文献1)。

专利文献1：日本特开平7-273057号公报

专利文献2：日本特开2002-353153号公报

近年来，伴随着半导体的微型化的要求，处理温度的低温度化(100℃～400℃)的要求增多，半导体晶片的温度控制变得更加困难。

在半导体晶片中存在如下问题，在处理容器装载保持件并稳定达到设定温度之前的温度由于半导体晶片的吸收波长的影响，特别是在100～400℃的温度带上述的温度传感器与半导体晶片的温度差变得很大，并且升温以及到达设定温度需要很多时间。

发明内容

本发明是考虑以上方面而完成的，其目的在于提供一种热处理装置以及热处理方法。该热处理装置以及热处理方法能够在装载半导体晶片时迅速且高精度地使被处理体跟随变化为设定温度。

本实施方式是一种热处理装置，其具备：对被处理体进行处理的处理容器；设置于处理容器的外侧并从外侧加热该处理容器的加热部；载置保持被处理体并且搬入到处理容器内或从处理容器内搬出的保持部；用于将保持部搬入到处理容器或从处理容器搬出的保持部搬送部；设置于加热部与处理容器之间并检测加热部的温度的第一温度传感器；固定于处理容器内并检测处理容器内的温度的第二温度传感器；与保持部一起被被搬入到处理容器内或从处理容器内搬出的第三温度传感器；控制向加热部的输出的控制部；以及选择第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器中的任意两个温度传感器并基于来自这两个温度传感器的检测温度预测被处理体温度T的温度预测部。

在上述热处理装置中，温度预测部根据以下公式求出被处理体温度T，

T＝T₁×(1-α)+T₂×α

α＞1

T₁：第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器中任意一个温度传感器的检测温度

T₂：第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器中T₁以外的任意一个温度传感器的检测温度

α：混合比例。

本实施方式是一种使用了上述记载的热处理装置处理方法，其具备：将被处理体保持在保持部的工序；利用保持部将被处理体搬入到处理容器内的工序；在温度预测部中选择第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器中的任意两个温度传感器，并基于来自这两个温度传感器的检测信号预测被处理体温度的工序；以及基于由温度预测部预测出的被处理体的温度控制加热部的输出的工序。

在上述热处理方法中，温度预测部根据以下公式求出被处理体的温度T，

T＝T₁×(1-α)+T₂×α

α＞1

T₁：第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器中任意一个温度传感器的检测温度

T₂：第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器中T₁以外的任意一个温度传感器的检测温度

α：混合比例。