JP2002299335A - 熱処理装置 - Google Patents
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Classifications
-
- G—PHYSICS
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- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
-
- G—PHYSICS
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- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
- G01K1/20—Compensating for effects of temperature changes other than those to be measured, e.g. changes in ambient temperature
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被処理体の温度を高い忠実度で検出すること
ができ、被処理体について、所望の熱処理を急速的に行
うことができる熱処理装置を提供すること。 【解決手段】 熱処理装置は、処理容器内に配置された
被処理体を加熱手段によって加熱することにより所定の
熱処理を行う熱処理装置において、前記加熱手段を制御
するための温度データを検出する温度検出器を処理容器
内に備えてなり、温度検出器は、保護管と、この保護管
内に配設された熱電対とにより構成されており、少なく
とも当該熱電対を構成する金属素線の結合部の表面に、
反射防止機能を有する膜が形成されていることを特徴と
する。
ができ、被処理体について、所望の熱処理を急速的に行
うことができる熱処理装置を提供すること。 【解決手段】 熱処理装置は、処理容器内に配置された
被処理体を加熱手段によって加熱することにより所定の
熱処理を行う熱処理装置において、前記加熱手段を制御
するための温度データを検出する温度検出器を処理容器
内に備えてなり、温度検出器は、保護管と、この保護管
内に配設された熱電対とにより構成されており、少なく
とも当該熱電対を構成する金属素線の結合部の表面に、
反射防止機能を有する膜が形成されていることを特徴と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱処理装置に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば、半導体デバイスの製造プロセス
においては、被処理体としての半導体ウエハに対して、
酸化、拡散、成膜などの処理を行うために、各種の熱処
理装置が用いられており、例えば複数の被処理体の熱処
理を一度に行うことができるバッチ式の縦型熱処理装置
が知られている。
においては、被処理体としての半導体ウエハに対して、
酸化、拡散、成膜などの処理を行うために、各種の熱処
理装置が用いられており、例えば複数の被処理体の熱処
理を一度に行うことができるバッチ式の縦型熱処理装置
が知られている。
【０００３】このような縦型熱処理装置においては、複
数の被処理体が上下方向に所定間隔で多段に載置された
被処理体保持具を処理容器内に収容し、この処理容器の
周囲に設けられた筒状ヒータによって、処理容器内に設
けられた温度検出器により検出された温度データに基づ
いて制御された発熱量で加熱することにより、被処理体
について所定の熱処理が行われる。
数の被処理体が上下方向に所定間隔で多段に載置された
被処理体保持具を処理容器内に収容し、この処理容器の
周囲に設けられた筒状ヒータによって、処理容器内に設
けられた温度検出器により検出された温度データに基づ
いて制御された発熱量で加熱することにより、被処理体
について所定の熱処理が行われる。
【０００４】半導体ウエハに対して熱処理を行うに際し
ては、均一な膜質及び特性の良好な成膜等を達成するた
めに、各半導体ウエハの面内の温度の均一性が高いこと
に加え、互いに異なる高さ位置に載置されている半導体
ウエハ間での温度の均一性が高いことが要求されてお
り、このような要求に対して、処理容器内を上下方向に
複数の加熱領域（ゾーン）に区分し、各々の加熱領域に
応じた発熱量で加熱することにより、被処理体の熱処理
がなされている。
ては、均一な膜質及び特性の良好な成膜等を達成するた
めに、各半導体ウエハの面内の温度の均一性が高いこと
に加え、互いに異なる高さ位置に載置されている半導体
ウエハ間での温度の均一性が高いことが要求されてお
り、このような要求に対して、処理容器内を上下方向に
複数の加熱領域（ゾーン）に区分し、各々の加熱領域に
応じた発熱量で加熱することにより、被処理体の熱処理
がなされている。
【０００５】上記のような熱処理装置においては、温度
検出器は、例えば石英ガラスよりなり、処理容器内を上
方に伸びる直管状の保護管と、この保護管内において処
理容器の各々の加熱領域に対応する位置に配設された熱
電対とにより構成されており、これにより、処理容器内
の各々の加熱領域に対応した位置の温度が検出され、検
出された温度データに基づいて加熱手段の発熱量が調整
される。図６に示すように、熱電対６０は、例えば、白
金よりなる金属素線６１Ａと、白金ロジウム合金よりな
る金属素線６１Ｂとが組み合わされてなり、各々の金属
素線６１Ａ、６１Ｂには、例えばアルミナセラミックス
よりなるスリーブ状の絶縁部材６２Ａ、６２Ｂが、金属
素線６１Ａ、６１Ｂが挿通された状態で設けられてい
る。そして、金属素線６１Ａ、６１Ｂは、リード線とし
て保護管６５内を伸びて外部に導かれ、制御装置に接続
されている。
検出器は、例えば石英ガラスよりなり、処理容器内を上
方に伸びる直管状の保護管と、この保護管内において処
理容器の各々の加熱領域に対応する位置に配設された熱
電対とにより構成されており、これにより、処理容器内
の各々の加熱領域に対応した位置の温度が検出され、検
出された温度データに基づいて加熱手段の発熱量が調整
される。図６に示すように、熱電対６０は、例えば、白
金よりなる金属素線６１Ａと、白金ロジウム合金よりな
る金属素線６１Ｂとが組み合わされてなり、各々の金属
素線６１Ａ、６１Ｂには、例えばアルミナセラミックス
よりなるスリーブ状の絶縁部材６２Ａ、６２Ｂが、金属
素線６１Ａ、６１Ｂが挿通された状態で設けられてい
る。そして、金属素線６１Ａ、６１Ｂは、リード線とし
て保護管６５内を伸びて外部に導かれ、制御装置に接続
されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】而して、上記の縦型熱
処理装置においては、被処理体である半導体ウエハと温
度検出器における熱電対６０との昇温特性とが互いに異
なり、熱電対６０の温度の立ち上がり特性が半導体ウエ
ハより緩慢であるため、実際に温度検出器により検出さ
れる温度と半導体ウエハの温度との間には不可避的に誤
差が生じ、その結果、加熱手段の温度制御を高い精度で
行うことが困難であり、結局、被処理体について所望の
熱処理を急速に行うことができない、という問題があ
る。
処理装置においては、被処理体である半導体ウエハと温
度検出器における熱電対６０との昇温特性とが互いに異
なり、熱電対６０の温度の立ち上がり特性が半導体ウエ
ハより緩慢であるため、実際に温度検出器により検出さ
れる温度と半導体ウエハの温度との間には不可避的に誤
差が生じ、その結果、加熱手段の温度制御を高い精度で
行うことが困難であり、結局、被処理体について所望の
熱処理を急速に行うことができない、という問題があ
る。
【０００７】以上の原因を究明したところ、熱電対６０
における白金素線６１Ａおよび白金ロジウム合金素線６
１Ｂはその表面が金属光沢を有しており、被処理体から
放射される放射光に対する反射率が高くて熱放射率が小
さく、しかも各々の金属素線６１Ａ、６１Ｂに設けられ
た絶縁部材６２Ａ、６２Ｂにより熱電対６０自体の熱容
量が大きくなるため、温度の立ち上がり特性が被処理体
のものに比して緩慢になり、応答性が遅くなることが判
明した。
における白金素線６１Ａおよび白金ロジウム合金素線６
１Ｂはその表面が金属光沢を有しており、被処理体から
放射される放射光に対する反射率が高くて熱放射率が小
さく、しかも各々の金属素線６１Ａ、６１Ｂに設けられ
た絶縁部材６２Ａ、６２Ｂにより熱電対６０自体の熱容
量が大きくなるため、温度の立ち上がり特性が被処理体
のものに比して緩慢になり、応答性が遅くなることが判
明した。
【０００８】そこで、熱電対自体の反射率（熱放射率）
を改善することにより、被処理体よりの放射光に対する
応答性が改善されることを見出し、本発明の完成に至っ
たものであり、その目的は、被処理体の温度を高い忠実
度で検出することができ、従って、被処理体について、
所望の熱処理を急速的に行うことができる熱処理装置を
提供することにある。
を改善することにより、被処理体よりの放射光に対する
応答性が改善されることを見出し、本発明の完成に至っ
たものであり、その目的は、被処理体の温度を高い忠実
度で検出することができ、従って、被処理体について、
所望の熱処理を急速的に行うことができる熱処理装置を
提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の熱処理装置は、
処理容器内に配置された被処理体を加熱手段によって加
熱することにより所定の熱処理を行う熱処理装置におい
て、前記加熱手段を制御するための温度データを検出す
る温度検出器を処理容器内に備えてなり、温度検出器
は、保護管と、この保護管内に配設された熱電対とによ
り構成されており、少なくとも当該熱電対を構成する金
属素線の結合部の表面に、反射防止機能を有する膜が形
成されていることを特徴とする。
処理容器内に配置された被処理体を加熱手段によって加
熱することにより所定の熱処理を行う熱処理装置におい
て、前記加熱手段を制御するための温度データを検出す
る温度検出器を処理容器内に備えてなり、温度検出器
は、保護管と、この保護管内に配設された熱電対とによ
り構成されており、少なくとも当該熱電対を構成する金
属素線の結合部の表面に、反射防止機能を有する膜が形
成されていることを特徴とする。
【００１０】本発明の熱処理装置は、複数の被処理体が
高さ方向に所定間隔で載置された被処理体保持具を処理
容器内に収容し、この処理容器において上下方向に区分
された複数の加熱領域の各々について温度制御が可能と
された加熱手段によって被処理体を加熱することによ
り、所定の熱処理を行う熱処理装置において、前記加熱
手段を制御するための温度データを検出する温度検出器
を処理容器内に備えてなり、温度検出器は、処理容器内
において上方に伸びるよう配置された保護管と、この保
護管内において、前記加熱領域の各々に対応する位置に
配設された複数の熱電対とにより構成され、少なくとも
当該熱電対を構成する金属素線の結合部の表面に、反射
防止機能を有する膜が形成されていることを特徴とす
る。
高さ方向に所定間隔で載置された被処理体保持具を処理
容器内に収容し、この処理容器において上下方向に区分
された複数の加熱領域の各々について温度制御が可能と
された加熱手段によって被処理体を加熱することによ
り、所定の熱処理を行う熱処理装置において、前記加熱
手段を制御するための温度データを検出する温度検出器
を処理容器内に備えてなり、温度検出器は、処理容器内
において上方に伸びるよう配置された保護管と、この保
護管内において、前記加熱領域の各々に対応する位置に
配設された複数の熱電対とにより構成され、少なくとも
当該熱電対を構成する金属素線の結合部の表面に、反射
防止機能を有する膜が形成されていることを特徴とす
る。
【００１１】本発明の熱処理装置においては、反射防止
機能を有する膜は多層膜よりなり、少なくともその厚み
方向において最上部に位置される構成層が絶縁性を有す
るものであることが好ましく、さらに、熱電対の金属素
線と接触する構成層が、当該金属素線に対して不活性な
材質により形成されていることが好ましい。また、本発
明の熱処理装置においては、熱電対の金属素線は、白金
と白金ロジウム合金とよりなり、反射防止機能を有する
膜は、その厚み方向に対してシリコンナイトライド層と
シリコン層とがこの順序で交互に積層された構成とする
ことができ、シリコン層は、リンがドープされたもので
あってもよい。さらに、本発明の熱処理装置において
は、表面に膜が形成された部分における、０．５〜５μ
ｍの波長領域のすべての光線に対する反射率が８０％以
下であることが好ましい。
機能を有する膜は多層膜よりなり、少なくともその厚み
方向において最上部に位置される構成層が絶縁性を有す
るものであることが好ましく、さらに、熱電対の金属素
線と接触する構成層が、当該金属素線に対して不活性な
材質により形成されていることが好ましい。また、本発
明の熱処理装置においては、熱電対の金属素線は、白金
と白金ロジウム合金とよりなり、反射防止機能を有する
膜は、その厚み方向に対してシリコンナイトライド層と
シリコン層とがこの順序で交互に積層された構成とする
ことができ、シリコン層は、リンがドープされたもので
あってもよい。さらに、本発明の熱処理装置において
は、表面に膜が形成された部分における、０．５〜５μ
ｍの波長領域のすべての光線に対する反射率が８０％以
下であることが好ましい。
【００１２】
【作用】本発明の熱処理装置によれば、温度検出器にお
ける熱電対を、その受熱部が被処理体よりの放射光に対
する反射率が小さくて熱放射率が高く、しかもそれ自体
の熱容量を小さいものとすることができるので、当該熱
電対の応答性を高くすることができ、その結果、被処理
体の温度を高い忠実度で検出することができ、従って、
加熱手段の制御を急速に行うことができる。
ける熱電対を、その受熱部が被処理体よりの放射光に対
する反射率が小さくて熱放射率が高く、しかもそれ自体
の熱容量を小さいものとすることができるので、当該熱
電対の応答性を高くすることができ、その結果、被処理
体の温度を高い忠実度で検出することができ、従って、
加熱手段の制御を急速に行うことができる。
【００１３】本発明の熱処理装置によれば、温度検出器
における各々の熱電対によって、複数に区分された処理
容器内の加熱領域の各々に対応した位置に載置された被
処理体ついて、高い忠実度で温度検出を行うことがで
き、従って、処理容器内の各々の加熱領域に対する加熱
手段の発熱量分布を正確に制御することができ、その結
果、、各々の被処理体の平面内だけでなく、互いに異な
る高さ位置に載置された被処理体間に対しても、実質的
に均一に、しかも所期の温度状態において、熱処理を行
うことができる。
における各々の熱電対によって、複数に区分された処理
容器内の加熱領域の各々に対応した位置に載置された被
処理体ついて、高い忠実度で温度検出を行うことがで
き、従って、処理容器内の各々の加熱領域に対する加熱
手段の発熱量分布を正確に制御することができ、その結
果、、各々の被処理体の平面内だけでなく、互いに異な
る高さ位置に載置された被処理体間に対しても、実質的
に均一に、しかも所期の温度状態において、熱処理を行
うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明について、図面を参
照しながら、ＣＶＤ法により被処理体に対して成膜処理
を行うための縦型熱処理装置を例に挙げて説明する。図
１は、本発明の縦型熱処理装置の一例における構成の概
略を示す説明用断面図である。この縦型熱処理装置にお
いては、高さ方向（図１において、上下方向）に伸びる
よう配置された、上端が開放されている直管状の内管１
１Ａと、その周囲に所定の間隔を隔てて同心状に配置さ
れた、上端が閉塞されている外管１１Ｂとからなる二重
管構造を有する処理容器（プロセスチューブ）１１を備
えており、処理容器１１の下方空間は、後述する被処理
体保持具としてのウエハボート１７に対して、被処理体
である半導体ウエハの移載等が行われるローディングエ
リアＬとされている。そして、内管１１Ａおよび外管１
１Ｂは、いずれも耐熱性および耐食性に優れた材料、例
えば高純度の石英ガラスにより形成されている。
照しながら、ＣＶＤ法により被処理体に対して成膜処理
を行うための縦型熱処理装置を例に挙げて説明する。図
１は、本発明の縦型熱処理装置の一例における構成の概
略を示す説明用断面図である。この縦型熱処理装置にお
いては、高さ方向（図１において、上下方向）に伸びる
よう配置された、上端が開放されている直管状の内管１
１Ａと、その周囲に所定の間隔を隔てて同心状に配置さ
れた、上端が閉塞されている外管１１Ｂとからなる二重
管構造を有する処理容器（プロセスチューブ）１１を備
えており、処理容器１１の下方空間は、後述する被処理
体保持具としてのウエハボート１７に対して、被処理体
である半導体ウエハの移載等が行われるローディングエ
リアＬとされている。そして、内管１１Ａおよび外管１
１Ｂは、いずれも耐熱性および耐食性に優れた材料、例
えば高純度の石英ガラスにより形成されている。
【００１５】この処理容器１１における外管１１Ｂの下
端部には、上端にフランジ部分１２Ａを有する短円筒状
のマニホールド１２が設けられており、当該フランジ部
分１２Ａには、例えばＯリングなどのシール手段（図示
せず）を介して外管１１Ｂの下端部に設けられた下端フ
ランジ部分１１１がフランジ押え１３によって接合され
て、処理容器１１の外管１１Ｂが固定された状態とされ
ている。処理容器１１における内管１１Ａは、外管１１
Ｂの下端面より下方に延出して、マニホールド１２内に
挿入された状態で、このマニホールド１２の内面に設け
られた環状の内管支持部１４により支持されている。
端部には、上端にフランジ部分１２Ａを有する短円筒状
のマニホールド１２が設けられており、当該フランジ部
分１２Ａには、例えばＯリングなどのシール手段（図示
せず）を介して外管１１Ｂの下端部に設けられた下端フ
ランジ部分１１１がフランジ押え１３によって接合され
て、処理容器１１の外管１１Ｂが固定された状態とされ
ている。処理容器１１における内管１１Ａは、外管１１
Ｂの下端面より下方に延出して、マニホールド１２内に
挿入された状態で、このマニホールド１２の内面に設け
られた環状の内管支持部１４により支持されている。
【００１６】この縦型熱処理装置の処理容器１１の縦断
面において、マニホールド１２の一方の側壁には、処理
容器１１内に処理ガスや不活性ガスを導入するためのガ
ス供給配管１５が、当該マニホールド１２の側壁を気密
に貫通して、内管１１Ａ内を上方に伸びるよう設けられ
ており、このガス供給配管１５には、図示しないガス供
給源が接続されている。また、マニホールド１２の他方
の側壁には、処理容器１１内を排気する排気部１６が設
けられており、この排気部１６には、例えば真空ポンプ
および圧力制御機構を有する排気機構（図示せず）が接
続され、これにより、処理容器１１内が所定の圧力に制
御される。
面において、マニホールド１２の一方の側壁には、処理
容器１１内に処理ガスや不活性ガスを導入するためのガ
ス供給配管１５が、当該マニホールド１２の側壁を気密
に貫通して、内管１１Ａ内を上方に伸びるよう設けられ
ており、このガス供給配管１５には、図示しないガス供
給源が接続されている。また、マニホールド１２の他方
の側壁には、処理容器１１内を排気する排気部１６が設
けられており、この排気部１６には、例えば真空ポンプ
および圧力制御機構を有する排気機構（図示せず）が接
続され、これにより、処理容器１１内が所定の圧力に制
御される。
【００１７】処理容器１１の下方には、上下方向に駆動
されて被処理体保持具であるウエハボート１７を処理容
器１１内に搬入、搬出する昇降機構２１が設けられてお
り、この昇降機構２１は、処理容器１１の下端開口１１
Ｃを開閉する円板状の蓋体２０を備えている。ウエハボ
ート１７は、例えば高純度の石英ガラスよりなり、複数
枚例えば１００〜１５０枚程度の半導体ウエハが上下に
所定間隔（ピッチ）、例えば５．２〜２０．８ｍｍで多
段に載置される。
されて被処理体保持具であるウエハボート１７を処理容
器１１内に搬入、搬出する昇降機構２１が設けられてお
り、この昇降機構２１は、処理容器１１の下端開口１１
Ｃを開閉する円板状の蓋体２０を備えている。ウエハボ
ート１７は、例えば高純度の石英ガラスよりなり、複数
枚例えば１００〜１５０枚程度の半導体ウエハが上下に
所定間隔（ピッチ）、例えば５．２〜２０．８ｍｍで多
段に載置される。
【００１８】昇降機構２１における蓋体２０には、処理
容器１１と平行に上方に伸びる柱状の支持部材２２が蓋
体２０を貫通する状態で設けられており、この支持部材
２２には、その上部にウエハボート１７が載置される円
板状のボートサポート２２Ａが一体に設けられていると
共に、蓋体２０の下部に設けられた回転駆動手段２３に
接続されている。また、蓋体２０の上部には、例えば石
英よりなる保温筒２４が、支持部材２２が挿通された状
態で設けられている。
容器１１と平行に上方に伸びる柱状の支持部材２２が蓋
体２０を貫通する状態で設けられており、この支持部材
２２には、その上部にウエハボート１７が載置される円
板状のボートサポート２２Ａが一体に設けられていると
共に、蓋体２０の下部に設けられた回転駆動手段２３に
接続されている。また、蓋体２０の上部には、例えば石
英よりなる保温筒２４が、支持部材２２が挿通された状
態で設けられている。
【００１９】処理容器１１の外側には、処理容器１１内
に収容された半導体ウエハを所定の処理温度に加熱する
ための加熱手段としての筒状ヒータ３０が処理容器１１
の周囲を取り囲む状態で設置されている。筒状ヒータ３
０には、線状の抵抗発熱体が内面に螺旋状または蛇行状
に配設された円筒状の断熱材（図示せず）が設けられて
おり、この抵抗発熱体は、後述する温度検出器４０によ
り検出された半導体ウエハの温度データに基づいて、当
該半導体ウエハが予め設定された温度状態となるよう供
給すべき電力の大きさを制御する制御部３１に接続され
ている。
に収容された半導体ウエハを所定の処理温度に加熱する
ための加熱手段としての筒状ヒータ３０が処理容器１１
の周囲を取り囲む状態で設置されている。筒状ヒータ３
０には、線状の抵抗発熱体が内面に螺旋状または蛇行状
に配設された円筒状の断熱材（図示せず）が設けられて
おり、この抵抗発熱体は、後述する温度検出器４０によ
り検出された半導体ウエハの温度データに基づいて、当
該半導体ウエハが予め設定された温度状態となるよう供
給すべき電力の大きさを制御する制御部３１に接続され
ている。
【００２０】この筒状ヒータ３０は、処理容器１１内を
高さ方向に複数、図示の例では４つの加熱領域（ゾー
ン）Ｚ１〜Ｚ４に分けて、各々の加熱領域について独立
して温度制御が可能な状態、すなわちゾーン制御が可能
な状態とされている。
高さ方向に複数、図示の例では４つの加熱領域（ゾー
ン）Ｚ１〜Ｚ４に分けて、各々の加熱領域について独立
して温度制御が可能な状態、すなわちゾーン制御が可能
な状態とされている。
【００２１】処理容器１１の上方には、処理容器１１内
におけるウエハボート１７と対向する状態で筒状ヒータ
３０の上端面と平行に配置された面状ヒータ３２が設け
られており、これにより、処理容器１１の上方からの放
熱が有効に防止され、半導体ウエハをその面内において
高い均一性で加熱処理することができる。面状ヒータ３
２は、例えば線状の抵抗発熱体が板状の基材上に配線さ
れてなり、この抵抗発熱体は、制御部３１に接続されて
いる。
におけるウエハボート１７と対向する状態で筒状ヒータ
３０の上端面と平行に配置された面状ヒータ３２が設け
られており、これにより、処理容器１１の上方からの放
熱が有効に防止され、半導体ウエハをその面内において
高い均一性で加熱処理することができる。面状ヒータ３
２は、例えば線状の抵抗発熱体が板状の基材上に配線さ
れてなり、この抵抗発熱体は、制御部３１に接続されて
いる。
【００２２】この縦型熱処理装置の処理容器１１内にお
いては、温度検出器４０が配置されており、この温度検
出器４０により検出された温度データに基づいて筒状ヒ
ータ３０および面状ヒータ３２の発熱量の大きさが制御
される。具体的には、温度検出器４０は、マニホールド
１２の他方の壁面を気密に貫通する状態で、処理容器１
１内における所定の位置に収容されたウエハボート１７
と内管１１Ｂとの間に形成される略環状の空間内を、内
管１１Ｂと平行に高さ方向に伸びるよう配置されてお
り、内管１１Ｂの上端面から延出する先端部分が、処理
容器１１の中心位置に向かってウエハボート１７に保持
された半導体ウエハと平行に伸びる状態とされている。
いては、温度検出器４０が配置されており、この温度検
出器４０により検出された温度データに基づいて筒状ヒ
ータ３０および面状ヒータ３２の発熱量の大きさが制御
される。具体的には、温度検出器４０は、マニホールド
１２の他方の壁面を気密に貫通する状態で、処理容器１
１内における所定の位置に収容されたウエハボート１７
と内管１１Ｂとの間に形成される略環状の空間内を、内
管１１Ｂと平行に高さ方向に伸びるよう配置されてお
り、内管１１Ｂの上端面から延出する先端部分が、処理
容器１１の中心位置に向かってウエハボート１７に保持
された半導体ウエハと平行に伸びる状態とされている。
【００２３】この温度検出器４０は、図２にも示すよう
に、例えば透明石英ガラスよりなる保護管４１と、この
保護管４１内において、面状ヒータ３２による加熱領域
に対応する位置（例えば面状ヒータ３２の中心位置に相
当する位置）および筒状ヒータ３１による各々の加熱領
域Ｚ１〜Ｚ４に対応する位置に配設された複数（この実
施例においては合計５つ）の熱電対４２とにより構成さ
れている。
に、例えば透明石英ガラスよりなる保護管４１と、この
保護管４１内において、面状ヒータ３２による加熱領域
に対応する位置（例えば面状ヒータ３２の中心位置に相
当する位置）および筒状ヒータ３１による各々の加熱領
域Ｚ１〜Ｚ４に対応する位置に配設された複数（この実
施例においては合計５つ）の熱電対４２とにより構成さ
れている。
【００２４】保護管４１は、全体が略Ｌ字状であって、
上方に伸びる直管状の第１の温度検知部４１Ａと、この
第１の温度検知部４１Ａの上端に連続して当該第１の温
度検知部４１Ａの管軸に直交する水平方向（図２におい
て右方向）に伸びる第２の温度検知部４１Ｂとからな
り、第１の温度検知部４１Ａの下端に連続して水平方向
に伸びる基端側部分４１Ｃは、処理容器１１内に配置さ
れるときに、マニホールド１２の他方の側壁を気密に貫
通して処理容器１１の外部に突出するよう、第２の温度
検知部４１Ｂが伸びる方向とは逆方向（図２において左
方）に伸びる状態とされている。
上方に伸びる直管状の第１の温度検知部４１Ａと、この
第１の温度検知部４１Ａの上端に連続して当該第１の温
度検知部４１Ａの管軸に直交する水平方向（図２におい
て右方向）に伸びる第２の温度検知部４１Ｂとからな
り、第１の温度検知部４１Ａの下端に連続して水平方向
に伸びる基端側部分４１Ｃは、処理容器１１内に配置さ
れるときに、マニホールド１２の他方の側壁を気密に貫
通して処理容器１１の外部に突出するよう、第２の温度
検知部４１Ｂが伸びる方向とは逆方向（図２において左
方）に伸びる状態とされている。
【００２５】保護管４１は、その先端部分、すなわち第
２の温度検知部４１Ｂの先端部分が閉じた状態とされて
いると共に、その基端側部分４１Ｃが例えば接着剤など
の封止材４５により封止されており、この封止部を介し
て、熱電対４２の金属素線４３が外部に引き出されてい
る。そして、熱電対４２の金属素線４３は、補償導線を
介して制御部３１の入力端子に接続されている。保護管
４１の基端側部分４１Ｃは、気密に封止されていてもよ
く、また、保護管４１内には、熱電対４２の酸化を防止
するために、例えば窒素ガス（Ｎ2 ガス）などの不活性
ガスが充填された構成とすることができる。
２の温度検知部４１Ｂの先端部分が閉じた状態とされて
いると共に、その基端側部分４１Ｃが例えば接着剤など
の封止材４５により封止されており、この封止部を介し
て、熱電対４２の金属素線４３が外部に引き出されてい
る。そして、熱電対４２の金属素線４３は、補償導線を
介して制御部３１の入力端子に接続されている。保護管
４１の基端側部分４１Ｃは、気密に封止されていてもよ
く、また、保護管４１内には、熱電対４２の酸化を防止
するために、例えば窒素ガス（Ｎ2 ガス）などの不活性
ガスが充填された構成とすることができる。
【００２６】熱電対４２の金属素線４３は、その素線径
が例えば０．３ｍｍである、例えば白金（Ｐｔ）素線４
３Ａと白金ロジウム合金（Ｐｔ／Ｒｈ）素線４３Ｂとよ
りなり、図３および図４に示すように、各々の金属素線
４３Ａ、４３Ｂおよびこれらの金属素線４３Ａ、４３Ｂ
の結合部４４の表面には、膜５０が形成されている。具
体的には、この膜５０は、それが形成された部分におけ
る、０．５〜５μｍの波長領域のすべての光線に対する
反射率が、各々の金属素線４３Ａ、４３Ｂ自体および結
合部４４自体の表面における反射率より小さくなるもの
であり、特定の波長領域のすべての光線に対して反射防
止機能を有する。
が例えば０．３ｍｍである、例えば白金（Ｐｔ）素線４
３Ａと白金ロジウム合金（Ｐｔ／Ｒｈ）素線４３Ｂとよ
りなり、図３および図４に示すように、各々の金属素線
４３Ａ、４３Ｂおよびこれらの金属素線４３Ａ、４３Ｂ
の結合部４４の表面には、膜５０が形成されている。具
体的には、この膜５０は、それが形成された部分におけ
る、０．５〜５μｍの波長領域のすべての光線に対する
反射率が、各々の金属素線４３Ａ、４３Ｂ自体および結
合部４４自体の表面における反射率より小さくなるもの
であり、特定の波長領域のすべての光線に対して反射防
止機能を有する。
【００２７】この膜５０は、例えば無機物質からなる層
の複数が、形成されるべき膜の厚み方向に積層されてな
る多層膜により構成することができる。この膜５０にお
いて、その厚み方向に対して最上部に位置する構成層５
０Ａは、絶縁性を有するものであることが好ましく、金
属素線４３Ａ、４３Ｂおよび結合部４４と接触する最下
部に位置される構成層５０Ｃは、金属素線４３Ａ、４３
Ｂに対して不活性な材質により形成されていることが好
ましい。
の複数が、形成されるべき膜の厚み方向に積層されてな
る多層膜により構成することができる。この膜５０にお
いて、その厚み方向に対して最上部に位置する構成層５
０Ａは、絶縁性を有するものであることが好ましく、金
属素線４３Ａ、４３Ｂおよび結合部４４と接触する最下
部に位置される構成層５０Ｃは、金属素線４３Ａ、４３
Ｂに対して不活性な材質により形成されていることが好
ましい。
【００２８】膜５０を構成する個々の構成層５０Ａ〜５
０Ｃの材質、積層数、厚み、その他の条件を考慮して、
互いに異なる屈折率を有する物質を選択して積層させる
ことにより所期の機能を有する膜を確実に得ることがで
きる。例えば、形成されるべき膜の厚み方向に対して、
例えばシリコンナイトライド層とシリコン層とがこの順
序で交互に積層されてなる多層膜とすることができる。
図４の例においては、この膜５０は、シリコンナイトラ
イド層５０Ａと、シリコン層５０Ｂと、シリコンナイト
ライド層５０Ｃとの三層積層体によって構成されてい
る。この場合において、シリコンナイトライド層５０
Ａ、５０Ｃの厚みは０．１〜０．３μｍであることが好
ましく、シリコン層５０Ｂの厚みは１〜３μｍであるこ
とが好ましく、膜５０全体の厚みが１．２〜３．６μｍ
であることが好ましい。
０Ｃの材質、積層数、厚み、その他の条件を考慮して、
互いに異なる屈折率を有する物質を選択して積層させる
ことにより所期の機能を有する膜を確実に得ることがで
きる。例えば、形成されるべき膜の厚み方向に対して、
例えばシリコンナイトライド層とシリコン層とがこの順
序で交互に積層されてなる多層膜とすることができる。
図４の例においては、この膜５０は、シリコンナイトラ
イド層５０Ａと、シリコン層５０Ｂと、シリコンナイト
ライド層５０Ｃとの三層積層体によって構成されてい
る。この場合において、シリコンナイトライド層５０
Ａ、５０Ｃの厚みは０．１〜０．３μｍであることが好
ましく、シリコン層５０Ｂの厚みは１〜３μｍであるこ
とが好ましく、膜５０全体の厚みが１．２〜３．６μｍ
であることが好ましい。
【００２９】また、シリコン層５０Ｂは、例えばリン
（Ｐ）がドープされたものとすることもできる。この場
合には、リン（Ｐ）がドープされていないシリコン層を
有する膜５０に比して、０．５〜５μｍの波長領域のす
べての光線に対する反射率を２０％程度低下させること
ができ、優れた反射防止効果が発揮される。
（Ｐ）がドープされたものとすることもできる。この場
合には、リン（Ｐ）がドープされていないシリコン層を
有する膜５０に比して、０．５〜５μｍの波長領域のす
べての光線に対する反射率を２０％程度低下させること
ができ、優れた反射防止効果が発揮される。
【００３０】以上において、本発明に係る温度検出器４
０の熱電対４２においては、表面に膜５０が形成された
部分における、０．５〜５μｍの波長領域のすべての光
線に対する反射率が８０％以下とされており、より好ま
しくは５０％以下とされる。これにより、確実に所期の
熱電対の応答性が得られる。
０の熱電対４２においては、表面に膜５０が形成された
部分における、０．５〜５μｍの波長領域のすべての光
線に対する反射率が８０％以下とされており、より好ま
しくは５０％以下とされる。これにより、確実に所期の
熱電対の応答性が得られる。
【００３１】次に、以上の構成からなる縦型熱処理装置
において実施される被処理体（半導体ウエハ）に対する
熱処理について説明する。先ず、ローディングエリアＬ
において、半導体ウエハの移載が行われて半導体ウエハ
が保持された状態のウエハボート１７が、蓋体２０が最
下位置にあるときのボートサポート２２Ａ上に載置され
た後、昇降機構２１により蓋体２０が上方向に駆動され
てウエハボート１７が下端開口１１Ｃから処理容器１１
内に搬入されると共に、蓋体２０により処理容器１１の
下端開口１１Ｃが気密に閉塞される。ここに、例えばウ
エハボート１７における最上部および最下部の載置部に
は、模擬的な半導体ウエハ（ダミーウエハ）が載置され
た状態とされている。
において実施される被処理体（半導体ウエハ）に対する
熱処理について説明する。先ず、ローディングエリアＬ
において、半導体ウエハの移載が行われて半導体ウエハ
が保持された状態のウエハボート１７が、蓋体２０が最
下位置にあるときのボートサポート２２Ａ上に載置され
た後、昇降機構２１により蓋体２０が上方向に駆動され
てウエハボート１７が下端開口１１Ｃから処理容器１１
内に搬入されると共に、蓋体２０により処理容器１１の
下端開口１１Ｃが気密に閉塞される。ここに、例えばウ
エハボート１７における最上部および最下部の載置部に
は、模擬的な半導体ウエハ（ダミーウエハ）が載置され
た状態とされている。
【００３２】そして、排気手段が作動されて処理容器１
１内が所定の圧力、例えば６×１０ -4Ｐａ程度に減圧さ
れると共に、筒状ヒータ３０および面状ヒータ３２によ
り処理容器１１内の温度が所定の温度となるよう制御さ
れた状態において、回転駆動手段２３によりウエハボー
ト１７が回転された状態で、ガス供給配管１５より処理
容器１１内に適宜の処理ガスが導入されて、半導体ウエ
ハに対して成膜処理が行われる。
１内が所定の圧力、例えば６×１０ -4Ｐａ程度に減圧さ
れると共に、筒状ヒータ３０および面状ヒータ３２によ
り処理容器１１内の温度が所定の温度となるよう制御さ
れた状態において、回転駆動手段２３によりウエハボー
ト１７が回転された状態で、ガス供給配管１５より処理
容器１１内に適宜の処理ガスが導入されて、半導体ウエ
ハに対して成膜処理が行われる。
【００３３】而して、上記の縦型熱処理装置によれば、
温度検出器４０により、半導体ウエハの温度を高い忠実
度で検出することができ、その結果、検出された温度デ
ータに基づいて筒状ヒータ３０および面状ヒータ３２の
発熱量を制御することにより、所期の熱処理を急速的に
行うことができる。
温度検出器４０により、半導体ウエハの温度を高い忠実
度で検出することができ、その結果、検出された温度デ
ータに基づいて筒状ヒータ３０および面状ヒータ３２の
発熱量を制御することにより、所期の熱処理を急速的に
行うことができる。
【００３４】具体的には、温度検出器４０における熱電
対４２は、各々の金属素線４３Ａ、４３Ｂおよびこれら
の結合部４４の表面に特定の膜５０が形成されているこ
とにより、その受熱部（結合部４４）が半導体ウエハよ
りの放射光に対する反射率が小さいもの（熱放射率が高
いもの）となると共に、しかも各々の金属素線４３Ａ、
４３Ｂが互いに接触することが禁止された状態とされお
り、従って、従来の熱電対であれば各々の金属素線を絶
縁するために必要とされる絶縁部材が不要となるので、
熱電対４２全体の熱容量が小さいものとなる。
対４２は、各々の金属素線４３Ａ、４３Ｂおよびこれら
の結合部４４の表面に特定の膜５０が形成されているこ
とにより、その受熱部（結合部４４）が半導体ウエハよ
りの放射光に対する反射率が小さいもの（熱放射率が高
いもの）となると共に、しかも各々の金属素線４３Ａ、
４３Ｂが互いに接触することが禁止された状態とされお
り、従って、従来の熱電対であれば各々の金属素線を絶
縁するために必要とされる絶縁部材が不要となるので、
熱電対４２全体の熱容量が小さいものとなる。
【００３５】その結果、半導体ウエハよりの放射光に対
する応答性が速くなって、昇温時において急峻な温度の
立ち上がり特性を示すようになり、熱電対４２の温度特
性を半導体ウエハの温度特性に対して高い追従性で、換
言すれば熱電対４２の温度特性を半導体ウエハの温度特
性に対して高い忠実度で一致させることができその結
果、半導体ウエハの温度を高い忠実度で検出することが
できる。従って、検出された温度データに基づいて筒状
ヒータ３０および面状ヒータ３２の発熱量が制御される
ことにより、半導体ウエハに対して所定の熱処理を急速
的に行うことができる。
する応答性が速くなって、昇温時において急峻な温度の
立ち上がり特性を示すようになり、熱電対４２の温度特
性を半導体ウエハの温度特性に対して高い追従性で、換
言すれば熱電対４２の温度特性を半導体ウエハの温度特
性に対して高い忠実度で一致させることができその結
果、半導体ウエハの温度を高い忠実度で検出することが
できる。従って、検出された温度データに基づいて筒状
ヒータ３０および面状ヒータ３２の発熱量が制御される
ことにより、半導体ウエハに対して所定の熱処理を急速
的に行うことができる。
【００３６】また、すべての熱電対４２において、半導
体ウエハの温度が高い忠実度で検出されるので、各々の
熱電対４２に対応した筒状ヒータ３０の各加熱領域に対
する発熱量を独立して調整して、制御された発熱量分布
で処理容器１１の高さ方向に対してゾーン制御が行うこ
とができ、従って、処理容器１１内において、各半導体
ウエハの面内だけでなく、互いに異なる高さ位置に載置
された半導体ウエハ間に対しても、実質的に均一に、し
かも所期の温度状態に制御された状態において熱処理を
行うことができる。
体ウエハの温度が高い忠実度で検出されるので、各々の
熱電対４２に対応した筒状ヒータ３０の各加熱領域に対
する発熱量を独立して調整して、制御された発熱量分布
で処理容器１１の高さ方向に対してゾーン制御が行うこ
とができ、従って、処理容器１１内において、各半導体
ウエハの面内だけでなく、互いに異なる高さ位置に載置
された半導体ウエハ間に対しても、実質的に均一に、し
かも所期の温度状態に制御された状態において熱処理を
行うことができる。
【００３７】熱電対４２における特定の膜５０が多層膜
よりなり、その厚み方向に対して最上部に位置される構
成層が絶縁性を有するものであることにより、各々の金
属素線４３Ａ、４３Ｂが互いに電気的に絶縁されるの
で、従来のものであれば互いの金属素線を絶縁するため
に必要とされる絶縁部材が不要となり、熱電対４２自体
の熱容量を小さくすることができ、従って、半導体ウエ
ハよりの放射光に対する応答性を速くすることができ
る。また、金属素線４３Ａ、４３Ｂと接触する構成層
が、当該金属素線４３Ａ、４３Ｂに対して不活性な材質
のものであることにより、金属素線４３Ａ、４３Ｂと構
成層の物質との間に合金が形成されて膜５０が切れるな
どの弊害を生じることが確実に防止され、膜５０の所期
の機能を安定的に発揮させることができる。
よりなり、その厚み方向に対して最上部に位置される構
成層が絶縁性を有するものであることにより、各々の金
属素線４３Ａ、４３Ｂが互いに電気的に絶縁されるの
で、従来のものであれば互いの金属素線を絶縁するため
に必要とされる絶縁部材が不要となり、熱電対４２自体
の熱容量を小さくすることができ、従って、半導体ウエ
ハよりの放射光に対する応答性を速くすることができ
る。また、金属素線４３Ａ、４３Ｂと接触する構成層
が、当該金属素線４３Ａ、４３Ｂに対して不活性な材質
のものであることにより、金属素線４３Ａ、４３Ｂと構
成層の物質との間に合金が形成されて膜５０が切れるな
どの弊害を生じることが確実に防止され、膜５０の所期
の機能を安定的に発揮させることができる。
【００３８】＜実験例＞以下、図１に示す構成の熱処理
装置による実験例について説明する。 （熱電対Ａ）それぞれ素線径が０．３ｍｍの白金素線
（４３Ａ）と白金ロジウム合金素線（４３Ｂ）とにより
構成され、金属素線の各々（４３Ａ、４３Ｂ）およびこ
れらの金属素線の結合部（４４）の表面に、下記表１に
示す構成の膜（５０）が形成されてなる熱電対（これを
「熱電対Ａ」とする。）を作製した。そして、この熱電
対（４２）において、膜（５０）が形成されている部分
における、０．５〜５μｍの波長領域のすべての光線に
対する反射率は８０％以下であった。
装置による実験例について説明する。 （熱電対Ａ）それぞれ素線径が０．３ｍｍの白金素線
（４３Ａ）と白金ロジウム合金素線（４３Ｂ）とにより
構成され、金属素線の各々（４３Ａ、４３Ｂ）およびこ
れらの金属素線の結合部（４４）の表面に、下記表１に
示す構成の膜（５０）が形成されてなる熱電対（これを
「熱電対Ａ」とする。）を作製した。そして、この熱電
対（４２）において、膜（５０）が形成されている部分
における、０．５〜５μｍの波長領域のすべての光線に
対する反射率は８０％以下であった。
【００３９】
【表１】
【００４０】（熱電対Ｂ）各々の金属素線に、アルミナ
セラミックスよりなる筒状の絶縁部材を金属素線が挿通
された状態で設けたことの他は熱電対Ａと同様の構成を
有する熱電対（これを「熱電対Ｂ」とする。）を作製し
た。
セラミックスよりなる筒状の絶縁部材を金属素線が挿通
された状態で設けたことの他は熱電対Ａと同様の構成を
有する熱電対（これを「熱電対Ｂ」とする。）を作製し
た。
【００４１】（熱電対Ｃ）金属素線の各々およびこれら
の結合部の表面に膜を形成しなかったことの他は熱電対
Ａと同様の構成を有する比較用の熱電対（これを「熱電
対Ｃ」とする。）を作製した。
の結合部の表面に膜を形成しなかったことの他は熱電対
Ａと同様の構成を有する比較用の熱電対（これを「熱電
対Ｃ」とする。）を作製した。
【００４２】（熱電対Ｄ）金属素線の各々およびこれら
の結合部の表面に膜を形成しなかったことの他は熱電対
Ｂと同様の構成を有する比較用の熱電対（これを「熱電
対Ｄ」とする。）を作製した。
の結合部の表面に膜を形成しなかったことの他は熱電対
Ｂと同様の構成を有する比較用の熱電対（これを「熱電
対Ｄ」とする。）を作製した。
【００４３】上記の４つの熱電対Ａ〜Ｄが高さ方向にお
ける中央位置にそれぞれ設置された、被処理体が載置さ
れていない空の状態のウエハボート（１７）を処理容器
（１１）内に導入して、筒状ヒータ（３０）および面状
ヒータ（３２）を出力が最大となる状態で４．５分間作
動させ、各々の熱電対について、昇温時における温度の
立ち上がり特性について調べたところ、図５に示す結果
が得られた。
ける中央位置にそれぞれ設置された、被処理体が載置さ
れていない空の状態のウエハボート（１７）を処理容器
（１１）内に導入して、筒状ヒータ（３０）および面状
ヒータ（３２）を出力が最大となる状態で４．５分間作
動させ、各々の熱電対について、昇温時における温度の
立ち上がり特性について調べたところ、図５に示す結果
が得られた。
【００４４】以上の結果から明らかなように、本発明に
係る熱電対Ａおよび熱電対Ｂの温度の立ち上がり特性
は、比較用の熱電対Ｃおよび熱電対Ｄの温度の立ち上が
り特性より急峻なものとなっており、金属素線の各々お
よびこれらの結合部の表面に所定の膜を形成することに
より、熱電対の応答性が高くなることが確認された。
係る熱電対Ａおよび熱電対Ｂの温度の立ち上がり特性
は、比較用の熱電対Ｃおよび熱電対Ｄの温度の立ち上が
り特性より急峻なものとなっており、金属素線の各々お
よびこれらの結合部の表面に所定の膜を形成することに
より、熱電対の応答性が高くなることが確認された。
【００４５】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、
種々の変更を加えることができる。例えば、熱電対の表
面に形成される膜を構成する物質としては、上記のもの
の他に、熱伝導性に優れたもの、例えば炭化ケイ素（Ｓ
ｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などを用いること
ができ、反射率を低減させる効果が確実に得られること
から、黒色系のものを用いることが特に好ましい。ま
た、多層膜よりなる場合には、構成層の積層数、個々の
構成層の厚みおよびその他の条件は、特に制限されるも
のではない。
たが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、
種々の変更を加えることができる。例えば、熱電対の表
面に形成される膜を構成する物質としては、上記のもの
の他に、熱伝導性に優れたもの、例えば炭化ケイ素（Ｓ
ｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などを用いること
ができ、反射率を低減させる効果が確実に得られること
から、黒色系のものを用いることが特に好ましい。ま
た、多層膜よりなる場合には、構成層の積層数、個々の
構成層の厚みおよびその他の条件は、特に制限されるも
のではない。
【００４６】温度検出器は、その保護管内を減圧状態と
して、基端側部分において、気密に封止された構成のも
のを用いることができる。この場合には、処理容器１１
内が減圧状態とされた際に、何らかの原因によって保護
管が破裂してその破片が処理容器内に飛散することを確
実に防止することができる。また、保護管の基端側部分
に、その全周にわたって環状の溝が形成されていてもよ
く、当該温度検出器を処理容器内に配置するに際して
は、この環状溝にマニホールドの側壁を嵌合させた状態
で配置されてストッパとして機能することにより、処理
容器内が減圧状態とされた際に、温度検出器が処理容器
内に引き込まれることを防止することができる。
して、基端側部分において、気密に封止された構成のも
のを用いることができる。この場合には、処理容器１１
内が減圧状態とされた際に、何らかの原因によって保護
管が破裂してその破片が処理容器内に飛散することを確
実に防止することができる。また、保護管の基端側部分
に、その全周にわたって環状の溝が形成されていてもよ
く、当該温度検出器を処理容器内に配置するに際して
は、この環状溝にマニホールドの側壁を嵌合させた状態
で配置されてストッパとして機能することにより、処理
容器内が減圧状態とされた際に、温度検出器が処理容器
内に引き込まれることを防止することができる。
【００４７】上記においては、本発明をＣＶＤ法による
成膜処理を行う縦型熱処理装置に適用した場合について
説明したが、成膜処理に限らず、例えば酸化処理、拡散
処理、アニール処理等を行う熱処理装置に適用すること
もできる。また、被処理体が高さ方向に多段に保持され
た状態で処理容器内に収容されて所定の処理が行われ
る、いわゆる縦型熱処理装置に限定されるものではな
い。
成膜処理を行う縦型熱処理装置に適用した場合について
説明したが、成膜処理に限らず、例えば酸化処理、拡散
処理、アニール処理等を行う熱処理装置に適用すること
もできる。また、被処理体が高さ方向に多段に保持され
た状態で処理容器内に収容されて所定の処理が行われ
る、いわゆる縦型熱処理装置に限定されるものではな
い。
【００４８】
【発明の効果】本発明の熱処理装置によれば、温度検出
器における熱電対を、その受熱部が被処理体より放射さ
れる放射光に対する反射率が小さく、しかもそれ自体の
熱容量を小さいものとすることができるので、当該熱電
対の応答性が高くなり、その温度特性が被処理体の温度
特性に実質的に一致するよう調整された状態において、
被処理体の温度を高い忠実度で検出することができ、従
って、所望の熱処理を急速的に行うことができる。
器における熱電対を、その受熱部が被処理体より放射さ
れる放射光に対する反射率が小さく、しかもそれ自体の
熱容量を小さいものとすることができるので、当該熱電
対の応答性が高くなり、その温度特性が被処理体の温度
特性に実質的に一致するよう調整された状態において、
被処理体の温度を高い忠実度で検出することができ、従
って、所望の熱処理を急速的に行うことができる。
【００４９】本発明の熱処理装置によれば、温度検出器
を構成する各々の熱電対によって、複数に区分された処
理容器内の加熱領域の各々について、正確な温度検出を
行うことができ、検出された温度データに基づいて、加
熱手段が制御された発熱量で作動されることにより、各
々の被処理体の平面内だけでなく、互いに異なる高さ位
置に載置された被処理体間に対しても、実質的に均一
に、しかも所期の温度状態において、熱処理を行うこと
ができる。
を構成する各々の熱電対によって、複数に区分された処
理容器内の加熱領域の各々について、正確な温度検出を
行うことができ、検出された温度データに基づいて、加
熱手段が制御された発熱量で作動されることにより、各
々の被処理体の平面内だけでなく、互いに異なる高さ位
置に載置された被処理体間に対しても、実質的に均一
に、しかも所期の温度状態において、熱処理を行うこと
ができる。
【図１】本発明の縦型熱処理装置の一例における構成の
概略を示す説明用断面図である。
概略を示す説明用断面図である。
【図２】温度検出器の構成の一例を示す説明用断面図で
ある。
ある。
【図３】温度検出器における熱電対の構成の一例を示す
説明用断面図である。
説明用断面図である。
【図４】熱電対における金属素線およびその結合部の表
面に多層膜が形成された状態を示す説明用断面図であ
る。
面に多層膜が形成された状態を示す説明用断面図であ
る。
【図５】昇温時における熱電対の立ち上がり特性を示す
図である。
図である。
【図６】従来における熱電対の一例における構成の概略
を示す説明用断面図である。
を示す説明用断面図である。
１１ 処理容器（プロセスチューブ） １１Ａ 内管 １１Ｂ 外管 １１Ｃ 下端開口 １１１ 下端フランジ部分 １２ マニホールド １２Ａ フランジ部分 １３ フランジ押え １４ 内管支持部 １５ ガス供給配管 １６ 排気部 １７ ウエハボート ２０ 蓋体 ２１ 昇降機構 ２２ 支持部材 ２２Ａ ボートサポート ２３ 回転駆動手段 ２４ 保温筒 ３０ 筒状ヒータ ３１ 制御部 ３２ 面状ヒータ ４０ 温度検出器 ４１ 保護管 ４１Ａ 保護管本体部 ４１Ｂ 分岐管部 ４１Ｃ 基端側部分 ４２ 熱電対 ４３ 金属素線 ４３Ａ 白金（Ｐｔ）素線 ４３Ｂ 白金ロジウム合金（Ｐｔ／Ｒｈ）素線 ４４ 結合部 ４５ 封止材 ５０ 膜 ５０Ａ 構成層（シリコンナイトライド層） ５０Ｂ 構成層（シリコン層） ５０Ｃ 構成層（シリコンナイトライド層） ６０ 熱電対 ６１Ａ 白金（Ｐｔ）素線 ６１Ｂ 白金ロジウム合金（Ｐｔ／Ｒｈ）素線 ６２Ａ、６２Ｂ 絶縁部材 ６５ 保護管 Ｌ ローディングエリア Ｚ１〜Ｚ４ 加熱領域
フロントページの続き (72)発明者 アイクマン 香留樹 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 Ｆターム(参考） 2F056 KA03 KA16 4K030 CA04 CA12 GA02 HA17 KA23 KA39 KA47 LA15 5F045 AA20 BB01 DP19 EC02 GB05
Claims (7)
- 【請求項１】 処理容器内に配置された被処理体を加熱
手段によって加熱することにより所定の熱処理を行う熱
処理装置において、 前記加熱手段を制御するための温度データを検出する温
度検出器を処理容器内に備えてなり、 温度検出器は、保護管と、この保護管内に配設された熱
電対とにより構成されており、少なくとも当該熱電対を
構成する金属素線の結合部の表面に、反射防止機能を有
する膜が形成されていることを特徴とする熱処理装置。 - 【請求項２】 複数の被処理体が高さ方向に所定間隔で
載置された被処理体保持具を処理容器内に収容し、この
処理容器において上下方向に区分された複数の加熱領域
の各々について温度制御が可能とされた加熱手段によっ
て被処理体を加熱することにより、所定の熱処理を行う
熱処理装置において、 前記加熱手段を制御するための温度データを検出する温
度検出器を処理容器内に備えてなり、 温度検出器は、処理容器内において上方に伸びるよう配
置された保護管と、この保護管内において、前記加熱領
域の各々に対応する位置に配置された複数の熱電対とに
より構成され、少なくとも当該熱電対を構成する金属素
線の結合部の表面に、反射防止機能を有する膜が形成さ
れていることを特徴とする熱処理装置。 - 【請求項３】 反射防止機能を有する膜は多層膜よりな
り、少なくともその厚み方向において最上部に位置され
る構成層が絶縁性を有するものであることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の熱処理装置。 - 【請求項４】 反射防止機能を有する膜は、熱電対の金
属素線と接触する構成層が、当該金属素線に対して不活
性な材質により形成されていることを特徴とする請求項
３に記載の熱処理装置。 - 【請求項５】 熱電対の金属素線は、白金と白金ロジウ
ム合金とよりなり、反射防止機能を有する膜は、その厚
み方向に対してシリコンナイトライド層とシリコン層と
がこの順序で交互に積層されてなるものであることを特
徴とする請求項３または請求項４に記載の熱処理装置。 - 【請求項６】 反射防止機能を有する膜におけるシリコ
ン層は、リンがドープされたものであることを特徴とす
る請求項５に記載の熱処理装置。 - 【請求項７】 表面に膜が形成された部分における、
０．５〜５μｍの波長領域のすべての光線に対する反射
率が８０％以下であることを特徴とする請求項１乃至請
求項６のいずれかに記載の熱処理装置。
Priority Applications (8)
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| EP02705408A EP1376667B1 (en) | 2001-03-30 | 2002-03-20 | Heat treating device |
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|---|---|---|---|
| JP2001100032A JP4210041B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 熱処理装置 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP2001100032A Expired - Fee Related JP4210041B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 熱処理装置 |
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| EP (1) | EP1376667B1 (ja) |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP5647502B2 (ja) * | 2010-02-23 | 2014-12-24 | 株式会社日立国際電気 | 熱処理装置、半導体装置の製造方法及び基板処理方法。 |
| JP5451793B2 (ja) * | 2012-02-10 | 2014-03-26 | 東京エレクトロン株式会社 | 温度センサ及び熱処理装置 |
| GB201303189D0 (en) * | 2013-02-22 | 2013-04-10 | Weston Aerospace Ltd | Method of producing a thermocouple having a tailored thermoelectric response |
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| DK170450B1 (da) | 1986-12-12 | 1995-09-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Termisk følesystem |
| JPH075631Y2 (ja) * | 1987-01-30 | 1995-02-08 | 国際電気株式会社 | 縦型炉 |
| US5106786A (en) * | 1989-10-23 | 1992-04-21 | At&T Bell Laboratories | Thin coatings for use in semiconductor integrated circuits and processes as antireflection coatings consisting of tungsten silicide |
| JPH0824193B2 (ja) * | 1990-10-16 | 1996-03-06 | 工業技術院長 | 平板型光弁駆動用半導体装置の製造方法 |
| JP3024661B2 (ja) * | 1990-11-09 | 2000-03-21 | セイコーエプソン株式会社 | アクティブマトリクス基板及びその製造方法 |
| JPH06229837A (ja) * | 1993-02-08 | 1994-08-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 被覆熱電対の製造方法および被覆熱電対用線材の製造方法 |
| JPH07181085A (ja) | 1993-12-24 | 1995-07-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 測温接点が絶縁被覆された熱電対及びその製造方法 |
| JP3307181B2 (ja) * | 1995-07-31 | 2002-07-24 | ソニー株式会社 | 透過型表示装置 |
| US5917563A (en) * | 1995-10-16 | 1999-06-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device having an insulation film made of organic material between an additional capacity and a bus line |
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| US5889302A (en) * | 1997-04-21 | 1999-03-30 | Advanced Micro Devices, Inc. | Multilayer floating gate field effect transistor structure for use in integrated circuit devices |
| JPH11224130A (ja) * | 1998-02-06 | 1999-08-17 | Bridgestone Corp | 温度の調節方法 |
| JP4312851B2 (ja) * | 1998-04-27 | 2009-08-12 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置およびその作製方法 |
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