JP2024067883A - Apparatus for processing a substrate and method for processing a substrate - Google Patents

Apparatus for processing a substrate and method for processing a substrate Download PDF

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Abstract

【課題】加熱が開始されていない基板を載置することに伴う温度変化の影響を低減して、より短い時間で基板の処理を開始する技術を提供する。【解決手段】基板を処理する装置は、前記基板の載置面を備えた載置台と、前記載置面の異なる領域を加熱するための複数の加熱部と、前記複数の加熱部に対して電力の供給を行う複数の給電部と、一の加熱部が設けられている領域の温度を検出するための温度検出部と、前記一の加熱部に対しては、検出温度が予め設定された目標温度に近づくように、前記一の加熱部に電力を供給し、他の加熱部に対しては、前記一の加熱部に供給される電力に対して給電比率を乗じた電力を供給するように給電制御を行う給電制御部と、を備える。そして、載置台に載置された前記基板の温度を安定させるための初期加熱期間と、前記基板の処理を実施する期間を含む主加熱期間とで、前記給電比率を変更する。【選択図】図３[Problem] To provide a technology for starting substrate processing in a shorter time by reducing the effect of temperature changes caused by placing a substrate that has not yet been heated. [Solution] An apparatus for processing a substrate includes a placement table having a placement surface for the substrate, a plurality of heating units for heating different areas of the placement surface, a plurality of power supply units for supplying power to the plurality of heating units, a temperature detection unit for detecting the temperature of an area in which one heating unit is provided, and a power supply control unit for controlling power supply to the one heating unit so that power is supplied to the one heating unit so that the detected temperature approaches a preset target temperature, and to the other heating units, power obtained by multiplying the power supplied to the one heating unit by a power supply ratio. The power supply ratio is changed between an initial heating period for stabilizing the temperature of the substrate placed on the placement table and a main heating period including a period in which the substrate is processed. [Selected Figure] Figure 3

Description

本開示は、基板を処理する装置、及び基板を処理する方法に関する。 The present disclosure relates to an apparatus for processing a substrate and a method for processing a substrate.

半導体デバイスの製造工程においては、処理対象の基板である半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）の加熱を行いながら成膜などの処理を実施する場合がある。 In the manufacturing process of semiconductor devices, processes such as film formation may be performed while heating the semiconductor wafer (hereafter referred to as "wafer"), which is the substrate to be processed.

例えば特許文献１は、載置台に埋設されたヒーターにより、載置台上のウエハを所定の温度に加熱し、当該ウエハの表面にＳｉＯ２膜を形成する技術が記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a technique in which a wafer placed on a mounting table is heated to a predetermined temperature by a heater embedded in the mounting table, and a SiO 2 film is formed on the surface of the wafer.

特開２０１８－６４０５８号公報JP 2018-64058 A

本開示は、加熱が開始されていない基板を載置台に載置することに伴う温度変化の影響を低減して基板の処理を開始する技術を提供する。 This disclosure provides a technology that reduces the effect of temperature changes that occur when a substrate that has not yet been heated is placed on a mounting table, and starts processing the substrate.

本開示は、基板を処理する装置であって、
処理容器内に設けられ、前記基板が載置される載置面を備えた載置台と、
前記載置面の異なる領域を加熱するために、前記載置台に設けられた複数の加熱部と、
前記複数の加熱部に対して、各々、電力の供給を行う複数の給電部と、
前記複数の加熱部のうちの一の加熱部が設けられている領域の温度を検出するための温度検出部と、
前記温度検出部の検出温度に基づき、前記一の加熱部に対しては、前記検出温度が予め設定された目標温度に近づくように、前記一の加熱部に電力を供給し、他の加熱部に対しては、前記一の加熱部に供給される電力に対して、予め設定された給電比率を乗じた電力を供給するように、前記複数の給電部の給電制御を行う給電制御部と、を備え、
前記給電制御部は、前記載置台に基板が載置された後、前記基板の温度を安定させるための初期加熱期間と、前記初期加熱期間経過後に前記基板の処理を実施する期間を含む主加熱期間とで、前記給電比率を変更する、装置である。 The present disclosure provides an apparatus for processing a substrate, comprising:
a mounting table provided in a processing chamber and having a mounting surface on which the substrate is placed;
a plurality of heating units provided on the mounting table for heating different regions of the mounting surface;
A plurality of power supply units each supplying power to the plurality of heating units;
a temperature detection unit for detecting a temperature of an area where one of the plurality of heating units is provided;
a power supply control unit that controls power supply to the plurality of power supply units so that, based on a temperature detected by the temperature detection unit, power is supplied to the one heating unit so that the detected temperature approaches a preset target temperature, and power obtained by multiplying the power supplied to the one heating unit by a preset power supply ratio is supplied to the other heating units,
The power supply control unit is an apparatus that changes the power supply ratio between an initial heating period for stabilizing the temperature of the substrate after the substrate is placed on the mounting table, and a main heating period that includes a period for processing the substrate after the initial heating period has elapsed.

本開示によれば、加熱が開始されていない基板を載置台に載置することに伴う温度変化の影響を低減して基板の処理を開始することができる。 According to the present disclosure, it is possible to start processing of a substrate by reducing the effect of temperature changes that occur when a substrate that has not yet been heated is placed on a mounting table.

本開示に係る成膜装置の縦断側面図である。1 is a vertical sectional side view of a film forming apparatus according to the present disclosure. 載置台内の複数のヒーターの配置例を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing an example of an arrangement of a plurality of heaters in the mounting table. 複数のヒーターへの給電機構の例を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing an example of a mechanism for supplying power to a plurality of heaters. 比較形態におけるヒーターへの給電比率の設定例を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of setting a power supply ratio to a heater in a comparative example. 比較形態における給電制御動作の経時変化を示すグラフである。13 is a graph showing changes over time in power supply control operation in a comparative example. 比較形態に係る給電制御下で形成された膜の膜厚分布を示すグラフである。13 is a graph showing the thickness distribution of a film formed under power supply control according to a comparative example. 第１の実施形態における初期加熱期間中のヒーターへの給電比率の設定例を示す説明図である。6 is an explanatory diagram showing an example of setting a power supply ratio to a heater during an initial heating period in the first embodiment. FIG. 第１の実施形態における主加熱期間中のヒーターへの給電比率の設定例を示す説明図である。6 is an explanatory diagram showing an example of setting a power supply ratio to a heater during a main heating period in the first embodiment. FIG. 第１の実施形態における給電制御動作の経時変化を示すグラフである。5 is a graph showing changes over time in power supply control operation in the first embodiment. 第１の実施形態及び比較形態におけるヒーターへの供給電力の経時変化を対比したグラフである。10 is a graph comparing changes over time in power supplied to a heater in the first embodiment and a comparative example. 第１の実施形態及び比較形態における温度検出値の経時変化を対比したグラフである。6 is a graph comparing changes over time in temperature detection values in the first embodiment and a comparative example. 第１の実施形態に係る給電制御下で形成された膜の膜厚分布を示すグラフである。4 is a graph showing a film thickness distribution of a film formed under power supply control according to the first embodiment. 第２の実施形態における初期加熱期間及び主加熱期間中のヒーターへの給電比率の設定例を示す説明図である。13A and 13B are explanatory diagrams showing an example of setting the power supply ratio to the heater during an initial heating period and a main heating period in the second embodiment. 第２の実施形態における初期加熱期間中のヒーターへの給電比率の設定例を示す第１の説明図である。FIG. 11 is a first explanatory diagram showing an example of setting a power supply ratio to a heater during an initial heating period in the second embodiment. 第２の実施形態における初期加熱期間中のヒーターへの給電比率の設定例を示す第２の説明図である。FIG. 11 is a second explanatory diagram showing an example of setting the power supply ratio to the heater during the initial heating period in the second embodiment. 第２の実施形態における給電制御動作の経時変化を示すグラフである。10 is a graph showing changes over time in power supply control operation in the second embodiment. 第１、第２の実施形態及び比較形態におけるヒーターへの供給電力の経時変化を対比したグラフである。11 is a graph comparing changes over time in power supplied to a heater in the first and second embodiments and a comparative example. 第１、第２の実施形態及び比較形態における温度検出値の経時変化を対比したグラフである。11 is a graph comparing changes over time in temperature detection values in the first and second embodiments and a comparative example. 第２の実施形態に係る給電制御下で形成された膜の膜厚分布を示すグラフである。10 is a graph showing a film thickness distribution of a film formed under power supply control according to the second embodiment.

＜成膜装置＞
基板に対して成膜を行う装置（以下「成膜装置」と称する）の一実施形態について、図１、図２を参照しながら説明する。成膜する膜の種類に特段の限定はないが、以下の実施形態においては、アモルファスシリコン膜（ａ‐Ｓｉ膜）を形成する場合を例に挙げて説明する。 <Film forming equipment>
An embodiment of an apparatus for forming a film on a substrate (hereinafter referred to as a "film forming apparatus") will be described with reference to Figures 1 and 2. There is no particular limitation on the type of film to be formed, but in the following embodiment, an example of forming an amorphous silicon film (a-Si film) will be described.

成膜装置１は、基板である半導体ウエハ（以下、「ウエハ」と称する）Ｗを収容する処理容器１０を備える。処理容器１０の側壁にはウエハＷを搬入又は搬出するための搬入出口１１が形成され、この搬入出口１１はゲートバルブ１２により開閉自在となっている。また処理容器１０の側壁の上部には、例えば円環状の排気ダクト１３が配置されている。さらにこの排気ダクト１３の上面には、処理容器１０の上部開口を塞ぐように天壁１４が設けられている。処理容器１０は、排気ダクト１３の排気口１３１を介して、真空排気路１６により、例えば真空ポンプよりなる真空排気部１７に接続される。 The film forming apparatus 1 includes a processing vessel 10 that contains a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a "wafer") W, which is a substrate. A loading/unloading port 11 for loading and unloading the wafer W is formed in the side wall of the processing vessel 10, and the loading/unloading port 11 can be opened and closed by a gate valve 12. An exhaust duct 13, for example, having a circular shape, is disposed in the upper part of the side wall of the processing vessel 10. Furthermore, a ceiling wall 14 is provided on the upper surface of the exhaust duct 13 so as to close the upper opening of the processing vessel 10. The processing vessel 10 is connected to a vacuum exhaust section 17, for example, a vacuum pump, by a vacuum exhaust path 16 via an exhaust port 131 of the exhaust duct 13.

真空排気路１６には、圧力調節部をなすＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ１８が介設されている。ＡＰＣバルブ１８は、例えばバタフライバルブよりなり、真空排気路１６を開閉自在に設けられている。そしてＡＰＣバルブ１８の開度の調節により真空排気路１６のコンダクタンスを増減することによって、処理容器１０内の圧力を調節することが可能となっている。 An APC (Auto Pressure Controller) valve 18 that serves as a pressure adjustment unit is provided in the vacuum exhaust path 16. The APC valve 18 is, for example, a butterfly valve, and is provided so that the vacuum exhaust path 16 can be opened and closed freely. The pressure inside the processing vessel 10 can be adjusted by increasing or decreasing the conductance of the vacuum exhaust path 16 by adjusting the opening degree of the APC valve 18.

処理容器１０の内部には、ウエハＷを水平に支持する載置台２が設けられている。また載置台２の内部には、ウエハＷを加熱するための加熱部であるヒーター２１が埋設されている。図２の平面図に示すように、円板状に形成された載置台２の内部には、ウエハＷが載置される載置面２０内の領域を分割するように、複数、本例では６つのヒーター２１が設けられている。以下、個別のヒーター２１に言及する際には、第１ヒーター２１Ａ～第６ヒーター２１Ｆの呼称を用いる。 A mounting table 2 that horizontally supports a wafer W is provided inside the processing vessel 10. A heater 21, which is a heating unit for heating the wafer W, is also embedded inside the mounting table 2. As shown in the plan view of FIG. 2, multiple heaters 21, six in this example, are provided inside the disk-shaped mounting table 2 so as to divide the area within the mounting surface 20 on which the wafer W is placed. Hereinafter, when referring to the individual heaters 21, the names first heater 21A to sixth heater 21F are used.

第１ヒーター２１Ａは、平面視円形に形成され、載置面２０の中心領域（中央）に設けられている。第２ヒーター２１Ｂは平面視、円環状に形成され、第１ヒーター２１Ａの外周側に配置されている。第２ヒーター２１Ｂのさらに外周側には、平面視したとき円弧形状に形成された４つの第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆが配置されている。これらの第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆは、第２ヒーター２１Ｂの周囲を囲む円環を構成するように配置されている。 The first heater 21A is formed in a circular shape in a plan view and is provided in the central region (center) of the mounting surface 20. The second heater 21B is formed in an annular shape in a plan view and is arranged on the outer periphery of the first heater 21A. Further outboard of the second heater 21B are arranged the third heater 21C to the sixth heater 21F, which are formed in an arc shape in a plan view. These third heater 21C to the sixth heater 21F are arranged to form a ring that surrounds the periphery of the second heater 21B.

図１の説明に戻ると、載置台２の下面側中央部には、上下方向に向けて延在するように配置された支柱部２９の上端部が接続されている。支柱部２９の下端部には、昇降機構２４が設けられ、昇降機構２４により支柱部２９を上下移動させることにより、載置台２を昇降させることができる。図１には、ウエハＷの受け渡し位置にある載置台２を一点鎖線にて示してある。 Returning to the explanation of FIG. 1, the upper end of a support column 29 arranged to extend in the vertical direction is connected to the center of the underside of the mounting table 2. A lifting mechanism 24 is provided at the lower end of the support column 29, and the mounting table 2 can be raised and lowered by moving the support column 29 up and down using the lifting mechanism 24. In FIG. 1, the mounting table 2 at the wafer W transfer position is shown by a dashed line.

また図１において、符号２５は、ウエハＷの受け渡し用の支持ピンを指し、昇降機構２６により昇降自在に構成される。符号２２は、支持ピン２５用の貫通孔、符号２７及び２８は、載置台２、支持ピン２５の昇降動作に伴って伸縮するベローズを夫々指す。 In FIG. 1, reference numeral 25 denotes a support pin for transferring the wafer W, which can be raised and lowered by a lifting mechanism 26. Reference numeral 22 denotes a through hole for the support pin 25, and reference numerals 27 and 28 denote bellows that expand and contract in response to the raising and lowering movement of the mounting table 2 and the support pin 25, respectively.

処理容器１０には、載置台２と対向するように、処理容器１０内に処理ガスを供給するためのシャワーヘッド３が設けられている。シャワーヘッド３は、その内部にガス拡散空間３１が形成されると共に、その下面は、多数のガス吐出孔３３が形成されたシャワープレート３２として構成される。ガス拡散空間３１にはガス導入孔３４を介して、ガス供給系４が接続されている。 The processing vessel 10 is provided with a shower head 3 facing the mounting table 2 to supply processing gas into the processing vessel 10. The shower head 3 has a gas diffusion space 31 formed therein, and its lower surface is configured as a shower plate 32 with a large number of gas discharge holes 33 formed therein. The gas diffusion space 31 is connected to a gas supply system 4 via a gas introduction hole 34.

ガス供給系４は、処理容器１０に、成膜ガスを供給するための成膜ガス供給部４Ａと、成膜ガスが熱分解して形成された活性種がガス拡散空間３１内へ逆流することを防止するカウンターガスの供給を行うためのカウンターガス供給部４Ｂと、を備えている。本例では、成膜ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ４）ガスを用い、カウンターガスとしてアルゴン（Ａｒ）ガスを用いる場合について説明する。 The gas supply system 4 includes a film formation gas supply unit 4A for supplying a film formation gas to the processing vessel 10, and a counter gas supply unit 4B for supplying a counter gas that prevents active species formed by thermal decomposition of the film formation gas from flowing back into the gas diffusion space 31. In this example, a case will be described in which monosilane (SiH 4 ) gas is used as the film formation gas and argon (Ar) gas is used as the counter gas.

成膜ガス供給部４Ａは、ＳｉＨ４ガスの供給源４１及びガス供給路４１１を含むものであり、例えばガス供給路４１１には、上流側から流量調整部４１２及びバルブＶ１が介設される。また、カウンターガス供給部４Ｂは、Ａｒガスの供給源４２及びガス供給路４２１を含むものであり、例えばガス供給路４２１には、上流側から流量調整部４２２及びバルブＶ２が介設される。 The deposition gas supply unit 4A includes a SiH4 gas supply source 41 and a gas supply path 411, and for example, a flow rate adjustment unit 412 and a valve V1 are provided from the upstream side in the gas supply path 411. The counter gas supply unit 4B includes an Ar gas supply source 42 and a gas supply path 421, and for example, a flow rate adjustment unit 422 and a valve V2 are provided from the upstream side in the gas supply path 421.

成膜装置１は制御部１００を備えており、この制御部１００は、例えばコンピュータよりなり、プログラム、メモリ、ＣＰＵを含むデータ処理部を有している。プログラムは、制御部１００から成膜装置１の各部に制御信号を送り、後述のａ‐Ｓｉ膜を成膜する工程を進行させるように命令（各ステップ）が組み込まれる。プログラムは、コンピュータ記憶媒体、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）、不揮発メモリ等の記憶部に格納されて制御部１００にインストールされる。 The deposition apparatus 1 is equipped with a control unit 100, which is, for example, a computer and has a data processing unit including a program, memory, and a CPU. The program includes commands (each step) for sending control signals from the control unit 100 to each part of the deposition apparatus 1 and for progressing the process of depositing an a-Si film, which will be described later. The program is stored in a storage unit of a computer storage medium, such as a flexible disk, compact disk, hard disk, MO (magneto-optical disk), non-volatile memory, etc., and installed in the control unit 100.

＜成膜処理の概要＞
上述の構成を備えた成膜装置１によるａ‐Ｓｉ膜の成膜動作の概要を説明しておく。
外部の真空搬送室に処理対象のウエハＷが搬送されてきたら、ゲートバルブ１２を開き、搬入出口１１を介して、ウエハＷを保持した搬送機構（不図示）を処理容器１０内に進入させる。そして、受け渡し位置にて待機している載置台２に対し、支持ピン２５を用いてウエハＷの受け渡しを行う。 <Overview of film formation process>
An outline of the film forming operation of the a-Si film using the film forming apparatus 1 having the above-mentioned configuration will now be described.
When the wafer W to be processed is transferred to the external vacuum transfer chamber, the gate valve 12 is opened, and a transfer mechanism (not shown) holding the wafer W is advanced into the processing vessel 10 through the load/unload port 11. Then, the wafer W is transferred by using the support pins 25 to the mounting table 2 waiting at the transfer position.

しかる後、処理容器１０から搬送機構を退出させ、ゲートバルブ１２を閉じると共に、搬入出口１１内の圧力調節、ヒーター２１を用いたウエハＷの温度調節を行う。次いで、成膜ガス供給部４Ａ、カウンターガス供給部４Ｂから、シャワーヘッド３を介して、予め設定された流量のＳｉＨ４ガス及びＡｒガスを載置台２上のウエハＷに向けて連続的に供給する。この結果、ヒーター２１により加熱されたウエハＷの表面にてＳｉＨ４が熱分解し、ａ‐Ｓｉ膜が成膜される。なおａ‐Ｓｉ膜の成膜に先行して、例えばジイソプロピルアミノシラン（ＤＩＰＡＳ）により、アミノシランのシード層を形成し、その後、上述の処理によりａ‐Ｓｉ膜の成膜を行ってもよい。 Thereafter, the transfer mechanism is removed from the processing vessel 10, the gate valve 12 is closed, and the pressure in the loading/unloading port 11 is adjusted, and the temperature of the wafer W is adjusted using the heater 21. Next, SiH 4 gas and Ar gas are continuously supplied at preset flow rates from the film-forming gas supply unit 4A and the counter gas supply unit 4B through the shower head 3 toward the wafer W on the mounting table 2. As a result, SiH 4 is thermally decomposed on the surface of the wafer W heated by the heater 21, and an a-Si film is formed. Note that prior to the formation of the a-Si film, an aminosilane seed layer may be formed using, for example, diisopropylaminosilane (DIPAS), and then the a-Si film may be formed by the above-mentioned process.

そして、予め設定された期間、ａ‐Ｓｉ膜の成膜を行ったら、成膜ガスの供給、ウエハＷの加熱を停止する。このとき、カウンターガスの供給は継続し、処理容器１０からのＳｉＨ４ガスの排出を促進するパージガスとして利用してもよい。しかる後、搬入時とは反対の手順にて、成膜が行われたウエハＷを処理容器１０から搬出する。 Then, after the a-Si film is formed for a preset period, the supply of the film forming gas and the heating of the wafer W are stopped. At this time, the supply of the counter gas is continued and may be used as a purge gas to promote the exhaust of the SiH4 gas from the processing vessel 10. Thereafter, the wafer W on which the film has been formed is unloaded from the processing vessel 10 in the reverse order to that of the loading.

＜ヒーター２１の給電制御機構＞
上述の成膜処理を実行する成膜装置１において、既述のように載置台２には、複数、例えば６つのヒーター２１（第１ヒーター２１Ａ～第６ヒーター２１Ｆ）が設けられている。この場合に、各ヒーター２１が設けられた領域の全てに熱電対などの温度検出部を設けることが可能であれば、それぞれの温度検出結果に基づき、各領域の温度を予め設定された目標温度に近づける制御を実施することができる。 <Power Supply Control Mechanism for Heater 21>
In the film forming apparatus 1 that performs the above-mentioned film forming process, as described above, a plurality of heaters 21, for example, six heaters 21 (first heater 21A to sixth heater 21F) are provided on the mounting table 2. In this case, if it is possible to provide a temperature detection unit such as a thermocouple in each of the regions where the heaters 21 are provided, it is possible to control the temperature of each region to approach a preset target temperature based on the respective temperature detection results.

しかしながら、ヒーター２１本体や支柱部２９内における配線制約などの理由から、全てのヒーター２１に対して温度検出部を設けることが困難な場合がある。そこで本例の成膜装置１は、１つのヒーター２１（例えば第１ヒーター２１Ａ）に対応する領域に温度検出部２３を設け、この温度検出部２３による温度検出結果に基づいて、複数のヒーター２１（第１ヒーター２１Ａ、及び第２ヒーター２１Ｂ～第６ヒーター２１Ｆ）に対する供給電力を調節する構成となっている。 However, due to wiring constraints within the heater 21 body and the support 29, it may be difficult to provide a temperature detection unit for all heaters 21. Therefore, the film forming apparatus 1 of this example is configured to provide a temperature detection unit 23 in an area corresponding to one heater 21 (for example, the first heater 21A), and adjust the power supply to the multiple heaters 21 (the first heater 21A and the second heater 21B to the sixth heater 21F) based on the temperature detection result by this temperature detection unit 23.

図３は、複数のヒーター２１に対する給電機構を示すブロック図である。同図に示すように、載置台２に設けられた複数のヒーター２１（第１ヒーター２１Ａ～２１Ｆ）には、各々、給電部５Ａ～給電部５Ｆが接続されている。なお、図３に示す載置台２は、図２中に破線で示すＡ‐Ａ’の位置における縦断側面図であるので、同図中には第４ヒーター２１Ｄ及び第６ヒーター２１Ｆは示されていない。図示されていない第４ヒーター２１Ｄは給電部５Ｄと接続され、第６ヒーター２１Ｆは、給電部５Ｆと接続されている。これらの給電部５Ａ～５Ｆは、各々が電源として構成されていてもよいし、不図示の共通電源から供給される電力を分配する分配器により構成されていてもよい。 Figure 3 is a block diagram showing a power supply mechanism for the multiple heaters 21. As shown in the figure, the multiple heaters 21 (first heaters 21A to 21F) provided on the mounting table 2 are connected to power supply units 5A to 5F, respectively. Note that since the mounting table 2 shown in Figure 3 is a vertical side view at the position A-A' shown by the dashed line in Figure 2, the fourth heater 21D and the sixth heater 21F are not shown in the figure. The fourth heater 21D, which is not shown, is connected to the power supply unit 5D, and the sixth heater 21F is connected to the power supply unit 5F. These power supply units 5A to 5F may each be configured as a power source, or may be configured as a distributor that distributes power supplied from a common power source (not shown).

そして本例の載置台２には、載置面２０の中心領域に設けられた第１ヒーター２１Ａに対応して、温度検出部２３が１つ設けられている（図２、図３）。温度検出部２３は例えば熱電対により構成される。本体部２３１は、温度検出部２３にて生じた電位差を検出温度に換算し、当該検出温度を示す情報を給電制御部１０１へと出力する。 In this embodiment, the mounting table 2 is provided with one temperature detection unit 23 corresponding to the first heater 21A provided in the central region of the mounting surface 20 (FIGS. 2 and 3). The temperature detection unit 23 is formed, for example, of a thermocouple. The main body 231 converts the potential difference generated in the temperature detection unit 23 into a detected temperature, and outputs information indicating the detected temperature to the power supply control unit 101.

給電制御部１０１は、本体部２３１から取得した温度検出値に基づき、給電部５Ａ～５Ｆから第１ヒーター２１Ａ～第６ヒーター２１Ｆに供給される電力を増減する給電制御を行う。ここで、給電制御部１０１は、温度検出部２３が設けられている領域に配置された第１ヒーター２１Ａと、それ以外の第２ヒーター２１Ｂ～第６ヒーター２１Ｆとに対して、互いに異なる給電制御を行う。 The power supply control unit 101 performs power supply control to increase or decrease the power supplied from the power supply units 5A to 5F to the first heater 21A to the sixth heater 21F based on the temperature detection value obtained from the main body unit 231. Here, the power supply control unit 101 performs different power supply controls for the first heater 21A arranged in the area where the temperature detection unit 23 is provided and the other second heaters 21B to the sixth heaters 21F.

即ち、温度検出部２３が設けられている第１ヒーター２１Ａに対して、給電制御部１０１は、予め設定された目標温度よりも、温度検出部２３の温度検出値が高い場合には、給電部５Ａから第１ヒーター２１Ａに供給する電力を減少させる。一方、前記目標温度よりも、温度検出部２３の温度検出値が低い場合には、給電制御部１０１は、給電部５Ａから第１ヒーター２１Ａに供給する電力を増加させる。こうして給電制御部１０１は、第１ヒーター２１Ａへの供給電力を増減することにより、温度検出部２３の検出温度を目標温度に近づける通常のフィードバック制御を行う。この観点で第１ヒーター２１Ａは、本実施の形態の「一の加熱部」に相当している。 That is, for the first heater 21A provided with the temperature detection unit 23, when the temperature detection value of the temperature detection unit 23 is higher than a preset target temperature, the power supply control unit 101 reduces the power supplied from the power supply unit 5A to the first heater 21A. On the other hand, when the temperature detection value of the temperature detection unit 23 is lower than the target temperature, the power supply control unit 101 increases the power supplied from the power supply unit 5A to the first heater 21A. In this way, the power supply control unit 101 increases or decreases the power supplied to the first heater 21A, thereby performing normal feedback control to bring the temperature detected by the temperature detection unit 23 closer to the target temperature. From this perspective, the first heater 21A corresponds to the "first heating unit" in this embodiment.

一方、残りの第２ヒーター２１Ｂ～第６ヒーター２１Ｆが配置されている領域には、上記のフィードバック制御を実施するための温度検出部２３が設けられていない。そこで、これら第２ヒーター２１Ｂ～第６ヒーター２１Ｆに対して給電制御部１０１は、第１ヒーター２１Ａに供給される電力に対して、予め設定された給電比率を乗じた電力を供給するように各給電部５Ｂ～５Ｆからの供給電力を制御する。この観点で、第２ヒーター２１Ｂ～第６ヒーター２１Ｆは、本実施の形態の「他の加熱部」に相当している。 Meanwhile, the area in which the remaining second heater 21B to sixth heater 21F are located does not have a temperature detection unit 23 for implementing the above-mentioned feedback control. Therefore, the power supply control unit 101 controls the power supplied from each of the power supply units 5B to 5F to the second heater 21B to sixth heater 21F so that the power supplied to the first heater 21A is multiplied by a preset power supply ratio. From this perspective, the second heater 21B to sixth heater 21F correspond to the "other heating units" in this embodiment.

温度検出部２３の検出温度と対比される目標温度や、給電部５Ｂ～５Ｆからの供給電力を制御するための給電比率は、制御部１００から給電制御部１０１に対してこれらの値（目標温度、給電比率）を示す情報が入力される。なお、図３においては、例えば成膜装置１全体の制御を行う制御部１００と、給電制御用の給電制御部１０１を別々に構成した例を示しているが、制御部１００に給電制御部１０１の機能を持たせてもよい。 The target temperature to be compared with the temperature detected by the temperature detection unit 23 and the power supply ratio for controlling the power supply from the power supply units 5B to 5F are input from the control unit 100 to the power supply control unit 101 as information indicating these values (target temperature, power supply ratio). Note that, while FIG. 3 shows an example in which the control unit 100 that controls the entire film forming apparatus 1 and the power supply control unit 101 for power supply control are configured separately, the control unit 100 may also have the functions of the power supply control unit 101.

＜比較形態＞
上述の給電制御を行うように構成された成膜装置１について、当初、発明者らは、ウエハＷに形成されるａ‐Ｓｉ膜について、ウエハＷの面内で均一な膜厚分布を得ることを目的として、図４（ａ）、（ｂ）に示す給電比率の設定を行った。この給電比率は、ウエハＷの面内で成膜量がより均一になるように設定が行われる。一例として、第１ヒーター２１Ａ～第６ヒーター２１Ｆの面積比に基づき、単位面積あたりの発熱量がより均一になるように設定が行われる。図５、図６を用いて後述するように、実際の成膜結果においては、ａ‐Ｓｉ膜の膜厚の面内分布に改善の余地があったことから、以下、本例を「比較形態」と呼ぶ。 <Comparative form>
Regarding the film forming apparatus 1 configured to perform the above-mentioned power supply control, the inventors initially set the power supply ratios shown in Figs. 4(a) and 4(b) in order to obtain a uniform film thickness distribution within the surface of the wafer W for the a-Si film formed on the wafer W. The power supply ratios are set so that the film formation amount becomes more uniform within the surface of the wafer W. As an example, the power supply ratios are set so that the heat generation amount per unit area becomes more uniform based on the area ratio of the first heater 21A to the sixth heater 21F. As will be described later with reference to Figs. 5 and 6, in the actual film formation results, there was room for improvement in the in-surface distribution of the film thickness of the a-Si film, and therefore, hereinafter, this example will be referred to as a "comparative embodiment."

図４（ａ）の（１）～（６）は、第２ヒーター２１Ｂを基準とした場合の第１ヒーター２１Ａ～第６ヒーター２１Ｆへの給電比率の値を示している。また図４（ｂ）は、図４（ａ）中に示す破線に沿った位置で対比した給電比率の変位を示している。なお、図が煩雑になることを避けるため、図４（ａ）においては符号の記載を省略してあるが、各ヒーター２１Ａ～２１Ｆの配置は、図２に示した例と同様である。また、後述の図７Ａ、図７Ｂ、図１２Ａ～図１２Ｃについても、図４（ａ）、（ｂ）と同様の要領にて、各ヒーター２１Ａ～２１Ｆの給電比率を示してある。 (1) to (6) in FIG. 4(a) show the values of the power supply ratio to the first heater 21A to the sixth heater 21F when the second heater 21B is used as a reference. FIG. 4(b) shows the change in the power supply ratio compared at positions along the dashed line shown in FIG. 4(a). Note that, to avoid complicating the drawing, reference numerals have been omitted in FIG. 4(a), but the arrangement of each of the heaters 21A to 21F is the same as the example shown in FIG. 2. Also, in FIGS. 7A, 7B, and 12A to 12C described below, the power supply ratios of each of the heaters 21A to 21F are shown in the same manner as in FIGS. 4(a) and (b).

図４（ａ）、（ｂ）によれば、ウエハＷの載置面は、第１ヒーター２１Ａが設けられている中心領域、第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆが設けられた周縁領域、中心領域と周縁領域との間に配置され、第２ヒーター２１Ｂが設けられた中間領域とに分割されている。第１ヒーター２１Ａは、本実施形態の「中心領域加熱部」を構成し、第２ヒーター２１Ｂは「中間領域加熱部」を構成している。また、第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆは、「周縁領域加熱部」を構成している。 According to FIGS. 4(a) and (b), the mounting surface of the wafer W is divided into a central region where the first heater 21A is provided, a peripheral region where the third heater 21C to sixth heater 21F are provided, and an intermediate region between the central and peripheral regions where the second heater 21B is provided. The first heater 21A constitutes the "central region heating section" of this embodiment, and the second heater 21B constitutes the "intermediate region heating section." Additionally, the third heater 21C to sixth heater 21F constitute the "peripheral region heating section."

図４（ａ）、（ｂ）に示す給電比率の設定によれば、中間領域に配置されている第２ヒーター２１Ｂに供給される電力が最大となる。一方、中心領域に配置されている第１ヒーター２１Ａに供給される電力は、第２ヒーター２１Ｂの約０．６倍の大きさである。言い換えると、温度検出部２３の温度検出値に基づき、当該検出温度が予め設定された目標温度に近づくように、第１ヒーター２１Ａに供給される電力を増減するフィードバック制御が行われるとき、第２ヒーター２１Ｂに対しては、その約１．６倍の電力が供給される。 According to the power supply ratio settings shown in Figs. 4(a) and (b), the power supplied to the second heater 21B arranged in the middle region is the maximum. On the other hand, the power supplied to the first heater 21A arranged in the center region is about 0.6 times that of the second heater 21B. In other words, when feedback control is performed to increase or decrease the power supplied to the first heater 21A based on the temperature detection value of the temperature detection unit 23 so that the detected temperature approaches a preset target temperature, about 1.6 times the power is supplied to the second heater 21B.

また、周縁領域に配置されている第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆに供給される電力は、第２ヒーター２１Ｂの約０．５倍の大きさである。言い換えると、第１ヒーター２１Ａにて上述のフィードバック制御が行われるとき、第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆに対しては、各々、その約０．８４倍の電力が供給される。 The power supplied to the third heater 21C to the sixth heater 21F, which are arranged in the peripheral region, is approximately 0.5 times that of the second heater 21B. In other words, when the above-mentioned feedback control is performed in the first heater 21A, approximately 0.84 times the power is supplied to the third heater 21C to the sixth heater 21F.

図５は、図４（ａ）、（ｂ）を用いて説明した給電比率のもと、第１ヒーター２１Ａの目標温度を５６０℃に設定して、ウエハＷの成膜処理を行った際の温度検出部２３の温度検出値の経時変化を示している。さらに図５には第１ヒーター２１Ａに供給される電力（供給電力）の経時変化も併記してある。図５の横軸は、載置台２にウエハＷを載置してからの経過時間を示している。また図５の左側の縦軸は、温度検出部２３の温度検出値、右側の縦軸は、第１ヒーター２１Ａへの供給電力（最大供給電力を１００％としたときのパーセント表示値。後述の図８、図９、図１３、図１４において同じ）を示している。 Figure 5 shows the change over time in the temperature detection value of the temperature detection unit 23 when a film formation process is performed on a wafer W with the target temperature of the first heater 21A set to 560°C based on the power supply ratio described using Figures 4(a) and (b). Figure 5 also shows the change over time in the power (supplied power) supplied to the first heater 21A. The horizontal axis of Figure 5 indicates the elapsed time since the wafer W was placed on the mounting table 2. The vertical axis on the left side of Figure 5 indicates the temperature detection value of the temperature detection unit 23, and the vertical axis on the right side indicates the supplied power to the first heater 21A (a percentage value when the maximum supplied power is 100%. The same applies to Figures 8, 9, 13, and 14 described below).

図５に示す結果によれば、載置台２にウエハＷを載置した後に、温度検出部２３の温度検出値が低下し、これを補うように第１ヒーター２１Ａへの供給電力が増大している。これは、室温のウエハＷを載置したことに伴う、温度変化の影響であると考えられる。そして、第１ヒーター２１Ａへの供給電力は、微小量の増減（ハンチング）を繰り返しながら徐々に低下し、その後、一定値の付近を増減する状態に収束している。この供給電力の変化に伴って温度検出部２３の温度検出値は、ウエハＷの載置後、約６０秒後から５６０℃付近で僅かな上下を繰り返している。そして、約１７０秒以降は、ほぼ一定値（５６０℃）に収束している。 According to the results shown in FIG. 5, after the wafer W is placed on the mounting table 2, the temperature detection value of the temperature detection unit 23 drops, and the power supplied to the first heater 21A increases to compensate for this. This is thought to be the effect of the temperature change that occurs when the wafer W is placed at room temperature. The power supplied to the first heater 21A gradually drops while repeating small increases and decreases (hunting), and then converges to a state in which it increases and decreases near a constant value. In response to this change in the power supply, the temperature detection value of the temperature detection unit 23 fluctuates slightly up and down around 560°C from about 60 seconds after the wafer W is placed. Then, after about 170 seconds, it converges to an almost constant value (560°C).

図６は、上述の条件下にて、載置台２へのウエハＷの載置後、３８．５秒経過した後に成膜ガスの供給を開始して成膜されたａ‐Ｓｉ膜の膜厚分布を示している。
図６の横軸は、ウエハＷの中心点をゼロとした径方向の位置を示し、縦軸は、平均膜厚を基準値とする規格化厚さを示している。そして、成膜ガスの供給開始の時点をゼロ秒として０－１２０秒の期間中に成膜されたａ‐Ｓｉ膜の膜厚分布を丸のプロット（〇）で示してある。同様に、１２０－１８０秒の期間中の膜厚分布を三角のプロット（△）で示し、１８０－２４０秒の期間中の膜厚分布をバツのプロット（×）で示し、２４０－３００秒の期間中の膜厚分布を四角のプロット（□）のプロットで示してある。 FIG. 6 shows the thickness distribution of the a-Si film formed under the above-mentioned conditions by starting the supply of the film forming gas 38.5 seconds after the wafer W was placed on the mounting table 2 .
6, the horizontal axis indicates the radial position with the center point of the wafer W set at zero, and the vertical axis indicates the normalized thickness with the average film thickness as the reference value. The film thickness distribution of the a-Si film formed during the period 0-120 seconds, with the start of the supply of the film formation gas set at zero seconds, is shown by circle plots (◯). Similarly, the film thickness distribution during the period 120-180 seconds is shown by triangle plots (△), the film thickness distribution during the period 180-240 seconds is shown by cross plots (×), and the film thickness distribution during the period 240-300 seconds is shown by square plots (□).

図６によれば、特に、０－１２０秒の成膜の初期段階において、ａ‐Ｓｉ膜は、ウエハＷの中心領域で薄く、周縁領域で厚い、凹状の膜厚分布が形成されている。その後、時間の経過と共にウエハＷの中心領域の膜厚が厚くなっていく一方、周縁領域の膜厚は薄くなり、全体として均一な膜厚分布に近づいている。 According to FIG. 6, particularly in the initial stage of film formation from 0 to 120 seconds, the a-Si film has a concave film thickness distribution, being thin in the central region of the wafer W and thick in the peripheral region. Thereafter, as time passes, the film thickness in the central region of the wafer W becomes thicker, while the film thickness in the peripheral region becomes thinner, approaching a uniform film thickness distribution overall.

上記の成膜結果によれば、０－３００秒までの総成膜期間で見たとき、ウエハＷに成膜されたａ‐Ｓｉ膜は、初期段階（０－１２０秒）に形成された膜厚分布の影響を受けて凹状の膜厚分布が形成されてしまう。このように、図４（ａ）、（ｂ）に示した比較形態に係る給電比率は、成膜されるａ‐Ｓｉ膜の面内均一性においてさらなる向上の余地がある。 According to the above deposition results, when viewed over the total deposition period from 0 to 300 seconds, the a-Si film deposited on the wafer W has a concave film thickness distribution due to the influence of the film thickness distribution formed in the initial stage (0 to 120 seconds). Thus, the power supply ratios for the comparative configurations shown in Figures 4(a) and (b) leave room for further improvement in the in-plane uniformity of the deposited a-Si film.

成膜の初期段階に凹状の膜厚分布が形成されてしまう理由としては、以下のメカニズムが想定される。図５にて説明したように、載置台２へウエハＷを載置すると、温度検出部２３の温度検出値の低下が検出され、これを補償するように第１ヒーター２１Ａへの供給電力が増大する。これにより、温度検出部２３の温度検出値も次第に上昇し、単位時間あたりの成膜量が増大していく。 The following mechanism is assumed to be the reason why a concave film thickness distribution is formed in the early stages of film formation. As explained in FIG. 5, when the wafer W is placed on the mounting table 2, a decrease in the temperature detection value of the temperature detection unit 23 is detected, and the power supplied to the first heater 21A is increased to compensate for this. As a result, the temperature detection value of the temperature detection unit 23 also gradually increases, and the amount of film formed per unit time increases.

一方、周縁領域に配置されている第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆについて見ると、上述の供給電力制御に伴いこれらのヒーター２１Ｃ～２１Ｆに対する供給電力も増大する。既述のように、第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆに対する給電比率は０．５１に設定されているが、この給電比率においても供給電力が過大であり、中心領域よりも周縁領域の温度が高くなってしまっているものと考えられる。このため、０－１２０秒の期間は、中心領域よりも周縁領域における単位時間あたりの成膜量が大きくなり、凹状の膜厚分布が形成されてしまうものと考えられる。 On the other hand, when we look at the third heater 21C to the sixth heater 21F, which are arranged in the peripheral region, the power supplied to these heaters 21C to 21F also increases in accordance with the above-mentioned power supply control. As mentioned above, the power supply ratio for the third heater 21C to the sixth heater 21F is set to 0.51, but even at this power supply ratio, the power supply is excessive, and it is believed that the temperature in the peripheral region is higher than that in the central region. For this reason, it is believed that during the period from 0 to 120 seconds, the amount of film formed per unit time is greater in the peripheral region than in the central region, resulting in the formation of a concave film thickness distribution.

＜第１の実施形態＞
上述の比較形態における膜厚分布の形成を踏まえ、本実施形態の成膜装置１においては、ウエハＷの加熱を行う期間を、初期加熱期間と主加熱期間とに分け、これらの期間で第２ヒーター２１Ｂ～第６ヒーター２１Ｆへの給電比率を変更する。初期加熱期間は、載置台２にウエハＷが載置された後、ウエハＷの温度を安定させるための期間である。また、主加熱期間は、初期加熱期間が経過した後の期間であって、ウエハＷの処理を実施する期間を含む期間である。 First Embodiment
Considering the formation of the film thickness distribution in the comparative embodiment described above, in the film forming apparatus 1 of this embodiment, the period during which the wafer W is heated is divided into an initial heating period and a main heating period, and the power supply ratios to the second heater 21B to the sixth heater 21F are changed during these periods. The initial heating period is a period for stabilizing the temperature of the wafer W after the wafer W is placed on the mounting table 2. The main heating period is a period after the initial heating period has elapsed, and includes a period during which the wafer W is processed.

図７Ａ（ａ）、（ｂ）は、初期加熱期間における給電比率の設定例を示している。図４（ａ）、（ｂ）に示す比較形態に係る給電比率の設定と比べて、初期段階にて膜厚が相対的に薄くなっていた中心領域に配置されている第１ヒーター２１Ａに供給する電力を増大させている。本例において初期加熱期間は、図５に示す比較形態における温度検出部２３の温度検出値の大きな変動が復帰するまでの期間に対応させて、例えば６０秒に設定している。 Figures 7A (a) and (b) show an example of the power supply ratio setting during the initial heating period. Compared to the power supply ratio setting for the comparative embodiment shown in Figures 4 (a) and (b), the power supplied to the first heater 21A disposed in the central region where the film thickness was relatively thin in the initial stage is increased. In this example, the initial heating period is set to, for example, 60 seconds, which corresponds to the period until the temperature detection value of the temperature detection unit 23 in the comparative embodiment shown in Figure 5 returns to normal after a large fluctuation.

図６に示す初期段階（０－１２０秒）の凹状の膜厚分布を解消するだけであれば、周縁領域の第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆに対する給電比率をさらに小さくする手法も考えられる。しかしながらこの場合は、ウエハＷの面内平均の成膜速度が低下してしまうので、第１ヒーター２１Ａに供給する電力を増大させる設定を採用している。 If the only goal was to eliminate the concave film thickness distribution in the initial stage (0-120 seconds) shown in Figure 6, it would be possible to further reduce the power supply ratio to the third heater 21C to the sixth heater 21F in the peripheral region. However, in this case, the average film formation rate within the surface of the wafer W would decrease, so a setting that increases the power supplied to the first heater 21A is adopted.

上記の給電比率の設定によれば、中心領域の第１ヒーター２１Ａと、中間領域の第２ヒーター２１Ｂとに供給される給電比率が等しくなる。この結果、これらの領域（中心領域と中間領域）の第１ヒーター２１Ａ、第２ヒーター２１Ｂが一体となっているかのように給電制御が行われる中央側の領域が形成される。この観点で、初期加熱期間における第１ヒーター２１Ａ、第２ヒーター２１Ｂは、本実施形態の「中央側加熱部」を構成している。また、「中央側加熱部」との対比として、載置面２０の外周側の領域に配置された第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆは、本実施形態の「外周側加熱部」を構成している。 By setting the power supply ratio as described above, the power supply ratio supplied to the first heater 21A in the central region and the second heater 21B in the intermediate region is equal. As a result, a central region is formed in which power supply control is performed as if the first heater 21A and the second heater 21B in these regions (central region and intermediate region) were integrated. From this perspective, the first heater 21A and the second heater 21B in the initial heating period constitute the "central heating section" of this embodiment. In contrast to the "central heating section," the third heater 21C to the sixth heater 21F arranged in the outer peripheral region of the mounting surface 20 constitute the "outer peripheral heating section" of this embodiment.

図７Ａ（ａ）、（ｂ）に示す給電比率の設定によれば、既述のように中央領域に配置されている第１ヒーター２１Ａ、第２ヒーター２１Ｂに供給される電力が等しくなる。即ち、温度検出部２３の温度検出値に基づき、当該検出温度が予め設定された目標温度に近づくように、第１ヒーター２１Ａに供給される電力を増減するフィードバック制御が行われるとき、第２ヒーター２１Ｂに対しては、第１ヒーター２１Ａに等しい電力が供給される。 When the power supply ratios shown in Figures 7A (a) and (b) are set, the power supplied to the first heater 21A and the second heater 21B, which are located in the central region as described above, is equal. That is, when feedback control is performed to increase or decrease the power supplied to the first heater 21A based on the temperature detection value of the temperature detection unit 23 so that the detected temperature approaches a preset target temperature, the second heater 21B is supplied with power equal to that of the first heater 21A.

また、外周領域に配置されている第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆに供給される電力は、第２ヒーター２１Ｂの約０．５倍の大きさである。言い換えると、第１ヒーター２１Ａにて上述のフィードバック制御が行われるとき、第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆに対しては、各々、その約０．５倍の電力が供給される。 The power supplied to the third heater 21C to the sixth heater 21F arranged in the outer peripheral region is approximately 0.5 times that of the second heater 21B. In other words, when the above-mentioned feedback control is performed in the first heater 21A, approximately 0.5 times the power is supplied to the third heater 21C to the sixth heater 21F.

このように、初期加熱期間は、複数のヒーター２１（第１ヒーター２１Ａ～第６ヒーター２１Ｆ）を載置面２０の中央側の領域を加熱する第１ヒーター２１Ａ、第２ヒーター２１Ｂと、外周側の領域を加熱する第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆとに分けている。そして、中央側加熱部（第１ヒーター２１Ａ、第２ヒーター２１Ｂ）に供給される電力が、外周側加熱部（第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆ）に供給される電力よりも大きくなるように給電制御を行う。 In this way, during the initial heating period, the multiple heaters 21 (first heater 21A to sixth heater 21F) are divided into the first heater 21A and second heater 21B that heat the central area of the mounting surface 20, and the third heater 21C to sixth heater 21F that heat the outer peripheral area. Then, power supply control is performed so that the power supplied to the central heating section (first heater 21A, second heater 21B) is greater than the power supplied to the outer peripheral heating section (third heater 21C to sixth heater 21F).

中央側加熱部（第１ヒーター２１Ａ、第２ヒーター２１Ｂ）に供給される電力に対する外周側加熱部（第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆ）に供給される電力の比は、０．４～０．８の範囲内に調節する場合を例示できる。従って、中央側加熱部に供給される電力に対する外周側加熱部に供給される電力の比が上記の範囲を満たしていれば、中央側加熱部を構成する第１ヒーター２１Ａと第２ヒーター２１Ｂとの給電比率が等しくなっていることは、必須の要件ではない。例えば第２ヒーター２１Ｂに供給される電力に対して、第１ヒーター２１Ａの給電比率が１．０以下の値に設定されていてもよい。 The ratio of the power supplied to the outer periphery heating parts (third heater 21C to sixth heater 21F) to the power supplied to the central heating parts (first heater 21A, second heater 21B) can be adjusted to a range of 0.4 to 0.8. Therefore, as long as the ratio of the power supplied to the outer periphery heating parts to the power supplied to the central heating parts satisfies the above range, it is not essential that the power supply ratio of the first heater 21A and the second heater 21B constituting the central heating part is equal. For example, the power supply ratio of the first heater 21A to the power supplied to the second heater 21B may be set to a value of 1.0 or less.

次いで図７Ｂ（ａ）、（ｂ）は、主加熱期間における給電比率の設定例を示している。当該期間中の給電比率は、図４（ａ）、（ｂ）を用いて説明した比較形態に係る給電比率の設定とほぼ同様に設定されている。即ち、中間領域に配置されている第２ヒーター２１Ｂに供給される電力が最大に設定され、中心領域に配置されている第１ヒーター２１Ａには、第２ヒーター２１Ｂの約０．６倍の大きさの電力が供給されるように給電比率が設定されている。また、周縁領域に配置されている第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆには、第２ヒーター２１Ｂの約０．５倍の大きさの電力が供給されるように給電比率が設定されている。 Next, Fig. 7B (a) and (b) show an example of the power supply ratio setting during the main heating period. The power supply ratio during this period is set in a manner similar to the setting of the power supply ratio in the comparative embodiment described with reference to Figs. 4 (a) and (b). That is, the power supplied to the second heater 21B arranged in the middle region is set to the maximum, and the power supply ratio is set so that the power supplied to the first heater 21A arranged in the central region is approximately 0.6 times that of the second heater 21B. In addition, the power supply ratio is set so that the power supplied to the third heater 21C to the sixth heater 21F arranged in the peripheral region is approximately 0.5 times that of the second heater 21B.

ここで、図４（ａ）と比較して、図７Ｂ（ａ）においては、周縁領域に配置されている第３ヒーター２１Ｃ（０．５０）と、第４ヒーター２１Ｄ～第６ヒーター２１Ｆ（０．５２）とで給電比率を相違させている。例えば処理容器１０内の成膜ガスの流れの影響などを受け、ａ‐Ｓｉ膜の周縁領域の膜厚分布が載置面２０の周方向に沿って変化する場合がある。この場合には、周縁領域の周方向に沿って複数に分割された第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆに設定される給電比率を相違させることにより、前記周方向に沿った膜厚分布の変化を相殺し、より均一な膜を成膜することができる。この観点で第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆは、本実施の形態の「分割加熱部」を構成している。 Compared to FIG. 4(a), in FIG. 7B(a), the power supply ratio is different between the third heater 21C (0.50) arranged in the peripheral region and the fourth heater 21D to the sixth heater 21F (0.52). For example, due to the influence of the flow of the film-forming gas in the processing vessel 10, the film thickness distribution in the peripheral region of the a-Si film may change along the circumferential direction of the mounting surface 20. In this case, by setting different power supply ratios to the third heater 21C to the sixth heater 21F, which are divided into multiple parts along the circumferential direction of the peripheral region, the change in the film thickness distribution along the circumferential direction can be offset, and a more uniform film can be formed. From this perspective, the third heater 21C to the sixth heater 21F constitute the "divided heating section" of this embodiment.

なお、分割加熱部である第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆの給電比率を相違させる設定は、主加熱期間に実施する場合に限定されない。図７Ａ（ａ）、（ｂ）を用いて説明した初期加熱期間においても、外周側加熱部を構成する第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆにて、必要に応じ互いに給電比率を相違させてもよい。 The setting of different power supply ratios for the divided heating sections, the third heater 21C to the sixth heater 21F, is not limited to being performed during the main heating period. Even during the initial heating period described using Figures 7A (a) and (b), the third heater 21C to the sixth heater 21F, which constitute the outer periphery heating section, may have different power supply ratios as necessary.

図８は、図７Ａ（ａ）、（ｂ）、図７Ｂ（ａ）、（ｂ）を用いて説明した給電比率のもと、第１ヒーター２１Ａの目標温度を５６０℃に設定して、ウエハＷの成膜処理を行った際の第１ヒーター２１Ａに供給される電力（供給電力）の経時変化を示している。さらに図８には、第２ヒーター２１Ｂ／第１ヒーター２１Ａ、第３ヒーター２１Ｃ／第１ヒーター２１Ａの給電比率の経時変化を併記してある。図８の横軸は、載置台２にウエハＷを載置してからの経過時間を示している。、また図８の左側の縦軸は第１ヒーター２１Ａの供給電力、右側の縦軸は給電比率を示している。
図８によれば、０－６０秒までの初期加熱期間中、第１ヒーター２１Ａへの供給電力は、約１０～３０％の範囲内で、増減を繰り返した。 8 shows the change over time in the power (supply power) supplied to the first heater 21A when a film formation process is performed on a wafer W with the target temperature of the first heater 21A set to 560° C. based on the power supply ratios described with reference to FIGS. 7A(a), (b), and 7B(a), (b). FIG. 8 also shows the change over time in the power supply ratios of the second heater 21B/first heater 21A and the third heater 21C/first heater 21A. The horizontal axis of FIG. 8 indicates the elapsed time since the wafer W was placed on the mounting table 2. The vertical axis on the left side of FIG. 8 indicates the supply power of the first heater 21A, and the vertical axis on the right side indicates the power supply ratio.
According to FIG. 8, during the initial heating period from 0 to 60 seconds, the power supplied to the first heater 21A repeatedly increased and decreased within a range of about 10 to 30%.

また図９は、既述の比較形態と、本例（第１の実施形態）とにおける第２ヒーター２１Ｂへの供給電力の経時変化を比較したグラフである。図７Ａ（ｂ）を用いて説明したように、第１ヒーター２１Ａと中間領域の第２ヒーター２１Ｂとの給電比率がほぼ等しくなっていることにより、第２ヒーター２１Ｂへの過大な電力の供給が抑制され、比較形態と比べて供給電力の増大幅が抑えられていることが分かる。 Figure 9 is a graph comparing the change over time in the power supply to the second heater 21B in the comparative embodiment described above with this example (first embodiment). As explained with reference to Figure 7A (b), the power supply ratio between the first heater 21A and the second heater 21B in the middle region is approximately equal, which prevents excessive power from being supplied to the second heater 21B, and it can be seen that the increase in power supply is smaller than in the comparative embodiment.

図１０は、既述の比較形態と、本例（第１の実施形態）とにおける温度検出部２３の温度検出値の経時変化を比較したグラフである。細線で示す比較形態に比べると、本例では、載置台２にウエハＷが載置された後の温度低下が０．５℃抑制されている。さらに、温度検出部２３の温度検出値がほぼ一定値（５６０℃）に収束するまでの期間は、比較形態よりも本例の方が約２０秒短くなっている。 Figure 10 is a graph comparing the change over time in the temperature detection value of the temperature detection unit 23 in the comparative embodiment described above and this example (first embodiment). Compared to the comparative embodiment shown by the thin line, in this example, the temperature drop after the wafer W is placed on the mounting table 2 is suppressed by 0.5°C. Furthermore, the period until the temperature detection value of the temperature detection unit 23 converges to a substantially constant value (560°C) is approximately 20 seconds shorter in this example than in the comparative embodiment.

図１１は、上述の条件下で、載置台２へのウエハＷの載置後、７０秒経過した後に成膜ガスの供給を開始して成膜されたａ‐Ｓｉ膜の膜厚分布を示している。
図１１の横軸及び縦軸は、図６の場合と同様である。また成膜ガスの供給開始の時点をゼロ秒として０－１８０秒の期間中に成膜されたａ‐Ｓｉ膜の膜厚分布を丸のプロット（〇）で示してある。同様に、１８０－３００秒の期間中の膜厚分布を三角のプロット（△）で示し、３００－６００秒の期間中の膜厚分布をバツのプロット（×）で示してある。 FIG. 11 shows the film thickness distribution of the a-Si film formed by starting the supply of the film forming gas 70 seconds after the wafer W was placed on the mounting table 2 under the above-mentioned conditions.
The horizontal and vertical axes in Fig. 11 are the same as those in Fig. 6. The film thickness distribution of the a-Si film formed during the period from 0 to 180 seconds, with the start of the supply of the film formation gas being set at zero seconds, is shown by circle plots (◯). Similarly, the film thickness distribution during the period from 180 to 300 seconds is shown by triangle plots (△), and the film thickness distribution during the period from 300 to 600 seconds is shown by cross plots (×).

図１１によれば、０－１８０秒の期間中において、比較形態にて形成された凹状の膜厚分布は確認されなかった。また、０－１８０秒の期間中は、中心からの位置が－１００ｍｍの位置において、膜厚が薄くなっている領域が確認された。この点を除くと、図６に示す比較形態と比べて、初期段階（０－１８０秒）とその後の段階（１８０－３００秒、３００－６００秒）との間で膜厚分布に極端な傾向の違いは見られなかった。従って、０－６００秒までの総成膜期間で見たとき、第１の実施形態に係る手法を用いて成膜されたａ‐Ｓｉ膜は、比較形態に係るａ‐Ｓｉ膜よりも高い面内均一性を有していると言える。 According to FIG. 11, the concave film thickness distribution formed in the comparative embodiment was not observed during the period of 0-180 seconds. In addition, during the period of 0-180 seconds, an area where the film thickness was thin was observed at a position -100 mm from the center. Apart from this, no extreme difference in the film thickness distribution was observed between the initial stage (0-180 seconds) and the subsequent stages (180-300 seconds, 300-600 seconds) compared to the comparative embodiment shown in FIG. 6. Therefore, when viewed over the total film formation period from 0 to 600 seconds, it can be said that the a-Si film formed using the method according to the first embodiment has higher in-plane uniformity than the a-Si film of the comparative embodiment.

本実施の形態に係る成膜装置１によれば以下の効果がある。載置台２にウエハＷが載置された後、ウエハＷの温度を安定させるための初期加熱期間と、初期加熱期間経過後にウエハＷの処理を実施する期間を含む主加熱期間とで、複数のヒーター２１に対する給電比率を変更している。このため、給電比率の変更を行わずに載置面２０の全面の温度が安定するのを待ってから成膜を行う場合と比較して、加熱されていないウエハＷを載置することに伴う温度変化の影響を低減することができる。この結果、より短い時間でウエハＷの処理を開始することができる。 The film forming apparatus 1 according to this embodiment has the following advantages. After the wafer W is placed on the mounting table 2, the power supply ratio to the multiple heaters 21 is changed during an initial heating period for stabilizing the temperature of the wafer W, and during a main heating period that includes a period during which the wafer W is processed after the initial heating period has elapsed. This reduces the effect of temperature changes that accompany placing an unheated wafer W, compared to a case in which film formation is performed after the temperature of the entire mounting surface 20 has stabilized without changing the power supply ratio. As a result, processing of the wafer W can be started in a shorter time.

＜第２の実施形態＞
図１２Ａ～図１２Ｃに示す第２の実施形態においては、ウエハＷの温度を安定させるための初期加熱期間を、さらに複数の期間に分けている。
先に実施する第１の期間においては、第１の実施形態の図７Ｂ（ａ）、（ｂ）を用いて説明した例と同様に、複数のヒーター２１Ａ～２１Ｆを、中心領域加熱部（第１ヒーター２１Ａ）、中間領域加熱部（第３ヒーター２１Ｃ）、周縁領域加熱部（第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆ）に分けている。そして、中間領域加熱部（第３ヒーター２１Ｃ）に供給される電力が、中心領域加熱部（第１ヒーター２１Ａ）及び前記周縁領域加熱部（第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆ）に供給される電力よりも大きくなるように給電制御を行う（図１２Ａ、図１２Ｂ）。第１の期間は、本実施の形態の「他の期間」に相当する。 Second Embodiment
In the second embodiment shown in FIGS. 12A to 12C, the initial heating period for stabilizing the temperature of the wafer W is further divided into a plurality of periods.
In the first period, similar to the example described using Figures 7B (a) and (b) of the first embodiment, the heaters 21A to 21F are divided into a central region heating section (first heater 21A), an intermediate region heating section (third heater 21C), and a peripheral region heating section (third heater 21C to sixth heater 21F). Then, power supply control is performed so that the power supplied to the intermediate region heating section (third heater 21C) is greater than the power supplied to the central region heating section (first heater 21A) and the peripheral region heating section (third heater 21C to sixth heater 21F) (Figures 12A and 12B). The first period corresponds to the "other period" of this embodiment.

一方、続いて実施する第２の期間においては、第１の実施形態の図７Ａ（ａ）、（ｂ）を用いて説明した例と同様に第１ヒーター２１Ａ、第２ヒーター２１Ｂが中央側加熱部を構成し、第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆが外周側加熱部を構成している。そして、中央側加熱部（第１ヒーター２１Ａ、第２ヒーター２１Ｂ）に供給される電力が、外周側加熱部（第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆ）に供給される電力よりも大きくなるように給電制御を行う（図１２Ｃ）。第２の期間は、本実施の形態の「一の期間」に相当する。 Meanwhile, in the second period that follows, the first heater 21A and the second heater 21B form the central heating section, and the third heater 21C to the sixth heater 21F form the outer periphery heating section, as in the example described using Figures 7A (a) and (b) of the first embodiment. Then, power supply control is performed so that the power supplied to the central heating section (first heater 21A, second heater 21B) is greater than the power supplied to the outer periphery heating section (third heater 21C to sixth heater 21F) (Figure 12C). The second period corresponds to the "first period" of this embodiment.

ここで図１３は、第１ヒーター２１Ａの目標温度を５６０℃に設定して、ウエハＷの成膜処理を行った際の第１ヒーター２１Ａに供給される電力（供給電力）の経時変化を示している。さらに図１３には、第２ヒーター２１Ｂ／第１ヒーター２１Ａ、第３ヒーター２１Ｃ／第１ヒーター２１Ａの給電比率の経時変化を併記してある。図１３の横軸及び縦軸は、図８の場合と同様である。 Here, FIG. 13 shows the change over time in the power (supply power) supplied to the first heater 21A when a film formation process is performed on a wafer W with the target temperature of the first heater 21A set to 560°C. FIG. 13 also shows the change over time in the power supply ratio of the second heater 21B/first heater 21A and the third heater 21C/first heater 21A. The horizontal and vertical axes in FIG. 13 are the same as those in FIG. 8.

図１３中に細い実線、及び一点鎖線で示す給電比率から分かるように、第２の実施形態では、まず第１の期間の給電制御を先に実施する。即ち、図１２Ａ（ａ）、（ｂ）に示す給電比率の設定のもと、載置台２へのウエハＷの載置を行った後、例えば１０秒経過後に、給電比率を図１２Ｂ（ａ）、（ｂ）の設定に変更する。これらの期間は、いずれも第１の期間に相当している。この第１の期間中に、中間領域加熱部（第２ヒーター２１Ｂ）に供給される電力に対し、中心領域加熱部（第１ヒーター２１Ａ）に供給される電力の比を段階的に大きくしている（図１２Ａ（ｂ）→図１２Ｂ（ｂ））。 As can be seen from the power supply ratios shown by the thin solid line and dashed line in FIG. 13, in the second embodiment, power supply control for the first period is performed first. That is, after the wafer W is placed on the mounting table 2 with the power supply ratios set as shown in FIG. 12A(a) and (b), for example, after 10 seconds have elapsed, the power supply ratios are changed to the settings in FIG. 12B(a) and (b). Both of these periods correspond to the first period. During this first period, the ratio of the power supplied to the central region heating unit (first heater 21A) to the power supplied to the intermediate region heating unit (second heater 21B) is gradually increased (FIG. 12A(b) → FIG. 12B(b)).

そして、図１２Ｂ（ａ）、（ｂ）に示す給電比率にて、例えば２０秒給電を行った後、給電比率を図１２Ｃ（ａ）、（ｂ）の設定に変更する。この設定変更により、第２の期間の給電制御を実施する。そして、本例（第２の実施形態）では、図１２Ｃ（ａ）、（ｂ）に示す給電比率にて、例えば３０秒給電を行った後、再度、図１２Ｂ（ａ）、（ｂ）に示す給電比率にて例えば１０秒給電を行う。しかる後、図１２Ａ（ａ）、（ｂ）に示す給電比率に変更し、この状態で成膜ガスの供給を開始する（主加熱期間）。 After power is supplied for, for example, 20 seconds at the power supply ratio shown in FIG. 12B(a) and (b), the power supply ratio is changed to the setting shown in FIG. 12C(a) and (b). This setting change executes power supply control for the second period. In this example (second embodiment), power is supplied for, for example, 30 seconds at the power supply ratio shown in FIG. 12C(a) and (b), and then power is supplied again for, for example, 10 seconds at the power supply ratio shown in FIG. 12B(a) and (b). Thereafter, the power supply ratio is changed to that shown in FIG. 12A(a) and (b), and the supply of film formation gas is started in this state (main heating period).

図１４は、既述の比較形態（破線）及び第１の実施形態（細線）と、本例の第２の実施形態（太線）とにおける第２ヒーター２１Ｂへの供給電力の経時変化を比較したグラフである。第１の実施形態と同様に、第１期間において、第２ヒーター２１Ｂへの過大な電力の供給が抑制されることにより、比較形態と比べて供給電力の増大幅が抑えられている。 Figure 14 is a graph comparing the change over time in the power supplied to the second heater 21B in the comparative embodiment (dashed line) and the first embodiment (thin line) described above with the second embodiment of this example (thick line). As with the first embodiment, the supply of excessive power to the second heater 21B is suppressed during the first period, thereby suppressing the increase in power supply compared to the comparative embodiment.

また、既述のように、本例（第２の実施形態）では、第１の期間において、中間領域加熱部（第２ヒーター２１Ｂ）に供給される電力に対する中心領域加熱部（第１ヒーター２１Ａ）に供給される電力の比を段階的に大きくしている。この調節により、第１の実施形態と比較して、供給電力の変動幅が小さくなっている（図１４）。 As described above, in this example (second embodiment), during the first period, the ratio of the power supplied to the central region heating section (first heater 21A) to the power supplied to the intermediate region heating section (second heater 21B) is gradually increased. This adjustment reduces the fluctuation range of the supplied power compared to the first embodiment (Figure 14).

図１５は、既述の比較形態（破線）及び第１の実施形態（細線）と、本例の第２の実施形態（太線）とにおける温度検出部２３の温度検出値の経時変化を比較したグラフである。細線で示す第１の実施形態に比べると、本例では、載置台２にウエハＷが載置された後の温度低下がさらに０．２５℃抑制されている。また、温度検出部２３の温度検出値がほぼ一定値（５６０℃）に収束するまでの期間は、比較形態よりも本例の方が約４５秒短くなっている。 Figure 15 is a graph comparing the change over time in the temperature detection value of the temperature detection unit 23 in the comparative embodiment (dashed line) and first embodiment (thin line) described above with the second embodiment of this example (thick line). Compared to the first embodiment shown by the thin line, in this example, the temperature drop after the wafer W is placed on the mounting table 2 is further suppressed by 0.25°C. Also, the period until the temperature detection value of the temperature detection unit 23 converges to an approximately constant value (560°C) is approximately 45 seconds shorter in this example than in the comparative embodiment.

図１６は、上述の条件にて、載置台２へのウエハＷの載置後、７０秒経過した後に成膜ガスの供給を開始して成膜されたａ‐Ｓｉ膜の膜厚分布を示している。
図１６の横軸及び縦軸は、既述の図６の場合と同様である。また成膜ガスの供給開始の時点をゼロ秒として０－１８０秒の期間中に成膜されたａ‐Ｓｉ膜の膜厚分布を丸のプロット（〇）で示してある。同様に、１８０－３００秒の期間中の膜厚分布を三角のプロット（△）で示してある。 FIG. 16 shows the thickness distribution of the a-Si film formed under the above-mentioned conditions by starting the supply of the film forming gas 70 seconds after the wafer W was placed on the mounting table 2 .
The horizontal and vertical axes in Fig. 16 are the same as those in Fig. 6. The film thickness distribution of the a-Si film formed during the period from 0 to 180 seconds, with the start of the supply of the film formation gas being set at zero seconds, is shown by circle plots (◯). Similarly, the film thickness distribution during the period from 180 to 300 seconds is shown by triangle plots (△).

図１６によれば、図６に示す比較形態と比べて、初期段階（０－１８０秒）とその後の段階（１８０－３００秒）との間で膜厚分布に極端な傾向の違いは見られなかった。従って、上記の成膜結果によれば、０－３００秒までの総成膜期間で見たとき、第２の実施形態に係る手法を用いて成膜されたａ‐Ｓｉ膜は、比較形態に係るａ‐Ｓｉ膜よりも高い面内均一性を有していると言える。 According to FIG. 16, no significant difference in the film thickness distribution was observed between the initial stage (0-180 seconds) and the subsequent stage (180-300 seconds) compared to the comparative embodiment shown in FIG. 6. Therefore, according to the above film formation results, when viewed over the total film formation period from 0 to 300 seconds, it can be said that the a-Si film formed using the method according to the second embodiment has higher in-plane uniformity than the a-Si film of the comparative embodiment.

＜バリエーション＞
載置台２の内部に形成される複数のヒーター２１の構成は、図２に示す例に限定されない。例えば周縁領域に配置された複数に分割された第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆに替えて、これらを連結した円環状のヒーター２１を設けてもよい。一方、円環状の第２ヒーター２１Ｂを周方向に分割してもよい。また、円形の第１ヒーター２１Ａの周囲に同心円状に２つの環状のヒーター２１（第２ヒーター２１Ｂと第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター２１Ｆ）を設ける例に限定されず、３つ以上の環状のヒーター２１を設けてもよい。 <Variations>
The configuration of the heaters 21 formed inside the mounting table 2 is not limited to the example shown in Fig. 2. For example, instead of the third heater 21C to the sixth heater 21F that are divided into a plurality of heaters arranged in the peripheral region, a ring-shaped heater 21 that connects these heaters may be provided. On the other hand, the ring-shaped second heater 21B may be divided in the circumferential direction. In addition, the configuration is not limited to the example in which two ring-shaped heaters 21 (the second heater 21B and the third heater 21C to the sixth heater 21F) are provided concentrically around the circular first heater 21A, and three or more ring-shaped heaters 21 may be provided.

ここで、図７Ａや図１２Ｃに示す例においては、第１ヒーター２１Ａと第２ヒーター２１Ｂとにより中央側加熱部を構成し、第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーターにより外周側加熱部を構成する例を示した。この例に替えて、例えば第１ヒーター２１Ａのみにより中央側加熱部を構成し、第２ヒーター２１Ｂと第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーターとにより外周側加熱部を構成することも可能である。 Here, in the examples shown in Figures 7A and 12C, the first heater 21A and the second heater 21B form the central heating section, and the third heater 21C to the sixth heater form the outer periphery heating section. Instead of this example, it is also possible to form the central heating section using only the first heater 21A, and the second heater 21B and the third heater 21C to the sixth heater form the outer periphery heating section.

初期加熱期間には、中央側加熱部（例えば第１ヒーター２１Ａと第２ヒーター２１Ｂ）に供給される電力が、外周側加熱部（例えば第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター）に供給される電力よりも大きくなるように給電制御を行うことも必須ではない。比較形態に対応する処理を行った際に形成される膜厚分布に応じて、初期加熱期間中において、例えば中央側加熱部に供給される電力が、外周側加熱部に供給される電力よりも小さくなるように給電制御を行うことも可能である。 During the initial heating period, it is not essential to control the power supply so that the power supplied to the central heating parts (e.g., the first heater 21A and the second heater 21B) is greater than the power supplied to the outer peripheral heating parts (e.g., the third heater 21C to the sixth heater). Depending on the film thickness distribution formed when performing the process corresponding to the comparative form, it is also possible to control the power supply so that, during the initial heating period, the power supplied to the central heating parts is less than the power supplied to the outer peripheral heating parts.

さらに、主加熱期間において、中間領域加熱部（例えば第２ヒーター２１Ｂ）に供給される電力が、中心領域加熱部（例えば第２ヒーター２１Ａ）及び周縁領域加熱部（例えば第３ヒーター２１Ｃ～第６ヒーター）に供給される電力よりも大きくなるように給電制御を行うことについても必須ではない。予備実験などに基づき、他の給電比率を設定した給電制御を行ってもよい。 Furthermore, it is not essential to perform power supply control so that the power supplied to the intermediate region heating section (e.g., second heater 21B) during the main heating period is greater than the power supplied to the central region heating section (e.g., second heater 21A) and the peripheral region heating section (e.g., third heater 21C to sixth heater). Power supply control may be performed with a different power supply ratio based on preliminary experiments, etc.

また、温度検出部２３による温度検出を行う領域についても、第１ヒーター２１Ａが設けられている領域に限定されない。他のヒーター２１Ｂ～２１Ｆを一の加熱部として選択し、温度検出部２３によりその配置領域の温度を検出してもよい。 The area where the temperature is detected by the temperature detection unit 23 is not limited to the area where the first heater 21A is installed. The other heaters 21B to 21F may be selected as a single heating unit, and the temperature of the area where the heater is installed may be detected by the temperature detection unit 23.

初期加熱期間と主加熱期間との切り替えや、初期加熱期間中における第１の期間、第２の期間の切り替えは、予め設定された期間の経過をもって実施する場合に限定されない。例えば、温度検出部２３による温度検出値が予め設定された目標温度に到達したタイミングや、給電部５Ａ～５Ｆから供給電力が予め設定された電力に達したタイミングにて、これらの切り替えを行ってもよい。 The switching between the initial heating period and the main heating period, and the switching between the first period and the second period during the initial heating period are not limited to being performed after a preset period has elapsed. For example, the switching may be performed when the temperature detected by the temperature detection unit 23 reaches a preset target temperature, or when the power supplied from the power supply units 5A to 5F reaches a preset power.

上述の例では、ウエハＷに対してａ‐Ｓｉ膜を形成する場合を例に挙げて説明を行った。但し、本開示の技術を適用して成膜する膜は、絶縁膜を形成するための金属酸化膜や金属窒化膜であってもよいし、金属膜であってもよい。 In the above example, an a-Si film is formed on the wafer W. However, the film formed by applying the technology disclosed herein may be a metal oxide film or metal nitride film for forming an insulating film, or may be a metal film.

また、ウエハＷに対して実施する処理は、ウエハＷに対して成膜を行う成膜処理に限定されない。ウエハＷに形成された膜にエッチングガスを供給してエッチングを行うエッチング処理や、改質ガスにより、ウエハＷ上の物質の改質を行う改質処理であってもよい。成膜処理を含む各種の処理を実施するにあたり、成膜ガス、エッチングガス、改質ガスなどの処理ガスをプラズマ化するプラズマ機構を用いてもよい。 The process performed on the wafer W is not limited to a film formation process in which a film is formed on the wafer W. It may be an etching process in which an etching gas is supplied to a film formed on the wafer W to perform etching, or a modification process in which a modifying gas is used to modify a material on the wafer W. When performing various processes including the film formation process, a plasma mechanism may be used to convert a process gas such as a film formation gas, an etching gas, or a modifying gas into plasma.

今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。 The embodiments disclosed herein should be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The above-described embodiments may be omitted, substituted, or modified in various ways without departing from the scope and spirit of the appended claims.

１ 成膜装置
２ 載置台
２１ ヒーター
２３ 温度検出部
１０１ 給電制御部
５Ａ～５Ｆ
給電部 1 Film forming apparatus 2 Mounting table 21 Heater 23 Temperature detection unit 101 Power supply control units 5A to 5F
Power supply unit

Claims (18)

基板を処理する装置であって、
処理容器内に設けられ、前記基板が載置される載置面を備えた載置台と、
前記載置面の異なる領域を加熱するために、前記載置台に設けられた複数の加熱部と、
前記複数の加熱部に対して、各々、電力の供給を行う複数の給電部と、
前記複数の加熱部のうちの一の加熱部が設けられている領域の温度を検出するための温度検出部と、
前記温度検出部の検出温度に基づき、前記一の加熱部に対しては、前記検出温度が予め設定された目標温度に近づくように、前記一の加熱部に電力を供給し、他の加熱部に対しては、前記一の加熱部に供給される電力に対して、予め設定された給電比率を乗じた電力を供給するように、前記複数の給電部の給電制御を行う給電制御部と、を備え、
前記給電制御部は、前記載置台に基板が載置された後、前記基板の温度を安定させるための初期加熱期間と、前記初期加熱期間の経過後に前記基板の処理を実施する期間を含む主加熱期間とで、前記給電比率を変更する、装置。 An apparatus for processing a substrate, comprising:
a mounting table provided in a processing chamber and having a mounting surface on which the substrate is placed;
a plurality of heating units provided on the mounting table for heating different regions of the mounting surface;
A plurality of power supply units each supplying power to the plurality of heating units;
a temperature detection unit for detecting a temperature of an area where one of the plurality of heating units is provided;
a power supply control unit that controls power supply to the plurality of power supply units so that, based on a temperature detected by the temperature detection unit, power is supplied to the one heating unit so that the detected temperature approaches a preset target temperature, and power obtained by multiplying the power supplied to the one heating unit by a preset power supply ratio is supplied to the other heating units,
the power supply control unit changes the power supply ratio between an initial heating period for stabilizing a temperature of the substrate after the substrate is placed on the mounting table and a main heating period that includes a period for processing the substrate after the initial heating period has elapsed. 前記一の加熱部は、前記載置面の中央に設けられている加熱部である、請求項１に記載の装置。 The device according to claim 1, wherein the first heating section is a heating section provided in the center of the placement surface. 前記初期加熱期間には、前記複数の加熱部を、前記載置面の中央側の領域を加熱する中央側加熱部と、前記載置面の外周側の領域を加熱する外周側加熱部とに分け、前記中央側加熱部に供給される電力が、前記外周側加熱部に供給される電力よりも大きくなるように前記給電制御を行う期間を含む、請求項１に記載の装置。 The device according to claim 1, wherein the initial heating period includes a period during which the plurality of heating sections are divided into a central heating section that heats a region on the central side of the placement surface and an outer peripheral heating section that heats a region on the outer peripheral side of the placement surface, and the power supply control is performed so that the power supplied to the central heating section is greater than the power supplied to the outer peripheral heating section. 前記中央側加熱部に供給される電力に対する前記外周側加熱部に供給される電力の比が、０．４～０．８の範囲内である、請求項３に記載の装置。 The device according to claim 3, wherein the ratio of the power supplied to the outer peripheral heating section to the power supplied to the central heating section is within the range of 0.4 to 0.8. 前記外周側加熱部よりも前記中央側加熱部に供給される電力の方が大きくなるように給電制御を行う期間を一の期間としたとき、さらに前記初期加熱期間には、前記複数の加熱部を、前記載置面の中心領域を加熱する中心領域加熱部と、前記載置面の周縁領域を加熱する周縁領域加熱部と、これら中心領域と周縁領域との間の中間の領域を加熱する中間領域加熱部とに分け、前記中間領域加熱部に供給される電力が、前記中心領域加熱部及び前記周縁領域加熱部に供給される電力よりも大きくなるように前記給電制御を行う他の期間を含む、請求項３に記載の装置。 The device according to claim 3, wherein when a period during which power supply control is performed so that the power supplied to the central heating section is greater than that supplied to the outer peripheral heating section is defined as one period, the initial heating period further includes another period during which the multiple heating sections are divided into a central region heating section that heats the central region of the placement surface, a peripheral region heating section that heats the peripheral region of the placement surface, and an intermediate region heating section that heats an intermediate region between the central region and the peripheral region, and the power supply control is performed so that the power supplied to the intermediate region heating section is greater than the power supplied to the central region heating section and the peripheral region heating section. 前記給電制御部は、前記他の期間の給電制御を先に実施すると共に、当該他の期間中、前記中間領域加熱部に供給される電力に対する前記中心領域加熱部に供給される電力の比を段階的に大きくしていった後、前記一の期間の給電制御を実施する、請求項５に記載の装置。 The device according to claim 5, wherein the power supply control unit first performs power supply control for the other period, and then performs power supply control for the one period after gradually increasing the ratio of power supplied to the central region heating unit to the power supplied to the intermediate region heating unit during the other period. 前記複数の加熱部は、前記載置面の周方向に沿って配置された複数の分割加熱部を含み、前記給電制御部は、これら分割加熱部に設定される給電比率を相違させるように前記複数の給電部の給電制御を行う、請求項１に記載の装置。 The device according to claim 1, wherein the plurality of heating sections include a plurality of divided heating sections arranged along the circumferential direction of the placement surface, and the power supply control section controls the power supply of the plurality of power supply sections so as to set different power supply ratios for the divided heating sections. 前記主加熱期間において、前記給電制御部は、前記複数の加熱部を、前記載置面の中心領域を加熱する中心領域加熱部と、前記載置面の周縁領域を加熱する周縁領域加熱部と、これら中心領域と周縁領域との間の中間の領域を加熱する中間領域加熱部とに分け、前記中間領域加熱部に供給される電力が、前記中心領域加熱部及び前記周縁領域加熱部に供給される電力よりも大きくなるように、前記複数の給電部の給電制御を行う、請求項１に記載の装置。 The device according to claim 1, wherein during the main heating period, the power supply control section divides the multiple heating sections into a central area heating section that heats the central area of the placement surface, a peripheral area heating section that heats the peripheral area of the placement surface, and an intermediate area heating section that heats an intermediate area between the central area and the peripheral area, and controls the power supply of the multiple power supply sections so that the power supplied to the intermediate area heating section is greater than the power supplied to the central area heating section and the peripheral area heating section. 前記処理容器に対し、前記基板に成膜を行う処理を実施するための成膜ガスを供給する成膜ガス供給部を備える、請求項１に記載の装置。 The apparatus according to claim 1, further comprising a deposition gas supply unit for supplying a deposition gas to the processing vessel for performing a process of depositing a film on the substrate. 基板を処理する方法であって、
処理容器内に設けられ、前記基板が載置される載置面を備えた載置台と、前記載置面の異なる領域を加熱するために、前記載置台に設けられた複数の加熱部と、前記複数の加熱部に対して、各々、電力の供給を行う複数の給電部と、前記複数の加熱部のうちの一の加熱部が設けられている領域の温度を検出するための温度検出部と、を備えた基板処理装置を用い、
前記温度検出部の検出温度に基づき、前記一の加熱部に対しては、前記検出温度が予め設定された目標温度に近づくように、前記一の加熱部に電力を供給し、他の加熱部に対しては、前記一の加熱部に供給される電力に対して、予め設定された給電比率を乗じた電力を供給するように、前記複数の給電部の給電制御を行う工程と、
前記載置台に基板が載置された後、前記基板の温度を安定させるための初期加熱期間と、前記初期加熱期間の経過後に前記基板の処理を実施する期間を含む主加熱期間とで、前記給電比率を変更する工程と、を含む方法。 1. A method for processing a substrate, comprising:
a substrate processing apparatus including a mounting table provided in a processing chamber and having a mounting surface on which the substrate is placed, a plurality of heating units provided on the mounting table for heating different areas of the mounting surface, a plurality of power supply units each supplying power to the plurality of heating units, and a temperature detection unit for detecting a temperature of an area in which one of the plurality of heating units is provided,
performing power supply control of the plurality of power supply units based on the detected temperature of the temperature detection unit so that the one heating unit is supplied with power so that the detected temperature approaches a preset target temperature, and the other heating units are supplied with power obtained by multiplying the power supplied to the one heating unit by a preset power supply ratio;
and changing the power supply ratio between an initial heating period for stabilizing a temperature of the substrate after the substrate is placed on the mounting table and a main heating period which includes a period during which processing of the substrate is performed after the initial heating period has elapsed. 前記一の加熱部として、前記載置面の中央に設けられている加熱部を用いる、請求項１０に記載の方法。 The method according to claim 10, wherein the one heating unit is a heating unit provided in the center of the placement surface. 前記給電制御を行う工程において、前記初期加熱期間には、前記複数の加熱部を、前記載置面の中央側の領域を加熱する中央側加熱部と、前記載置面の外周側の領域を加熱する外周側加熱部とに分け、前記中央側加熱部に供給される電力が、前記外周側加熱部に供給される電力よりも大きくなるように、前記給電制御を行う期間を含む、請求項１０に記載の方法。 The method according to claim 10, wherein the step of controlling the power supply includes a period during the initial heating period during which the multiple heating units are divided into a central heating unit that heats a region on the central side of the placement surface and an outer peripheral heating unit that heats a region on the outer peripheral side of the placement surface, and the power supply control is performed so that the power supplied to the central heating unit is greater than the power supplied to the outer peripheral heating unit. 前記中央側加熱部に供給される電力に対する前記外周側加熱部に供給される電力の比が、０．４～０．８の範囲内である、請求項１２に記載の方法。 The method according to claim 12, wherein the ratio of the power supplied to the outer peripheral heating section to the power supplied to the central heating section is within a range of 0.4 to 0.8. 前記給電制御を行う工程において、前記外周側加熱部よりも前記中央側加熱部に供給される電力の方が大きくなるように給電制御を行う期間を一の期間としたとき、さらに前記初期加熱期間には、前記複数の加熱部を、前記載置面の中心領域を加熱する中心領域加熱部と、前記載置面の周縁領域を加熱する周縁領域加熱部と、これら中心領域と周縁領域との間の中間の領域を加熱する中間領域加熱部とに分け、前記中間領域加熱部に供給される電力が、前記中心領域加熱部及び前記周縁領域加熱部に供給される電力よりも大きくなるように前記給電制御を行う他の期間を含む、請求項１２に記載の方法。 The method according to claim 12, wherein, in the step of controlling the power supply, when a period during which the power supply control is performed so that the power supplied to the central heating section is greater than that supplied to the outer peripheral heating section is defined as one period, the initial heating period further includes another period during which the multiple heating sections are divided into a central region heating section that heats the central region of the placement surface, a peripheral region heating section that heats the peripheral region of the placement surface, and an intermediate region heating section that heats an intermediate region between the central region and the peripheral region, and the power supply control is performed so that the power supplied to the intermediate region heating section is greater than the power supplied to the central region heating section and the peripheral region heating section. 前記給電制御を行う工程では、前記他の期間の給電制御を先に実施すると共に、当該他の期間中、前記中間領域加熱部に供給される電力に対する前記中心領域加熱部に供給される電力の比を段階的に大きくしていった後、前記一の期間の給電制御を実施する、請求項１４に記載の方法。 The method according to claim 14, wherein in the step of performing the power supply control, the power supply control for the other period is performed first, and the ratio of the power supplied to the central region heating unit to the power supplied to the intermediate region heating unit is gradually increased during the other period, and then the power supply control for the one period is performed. 前記複数の加熱部は、前記載置面の周方向に沿って配置された複数の分割加熱部を含み、前記給電制御を行う工程では、これら分割加熱部に設定される給電比率を相違させるように前記複数の給電部の給電制御を行う、請求項１０に記載の方法。 The method according to claim 10, wherein the plurality of heating sections include a plurality of divided heating sections arranged along the circumferential direction of the placement surface, and in the step of controlling the power supply, the power supply control of the plurality of power supply sections is performed so as to set different power supply ratios for the divided heating sections. 前記給電制御を行う工程において、前記主加熱期間には、前記複数の加熱部を、前記載置面の中心領域を加熱する中心領域加熱部と、前記載置面の周縁領域を加熱する周縁領域加熱部と、これら中心領域と周縁領域との間の中間の領域を加熱する中間領域加熱部とに分け、前記中間領域加熱部に供給される電力が、前記中心領域加熱部及び前記周縁領域加熱部に供給される電力よりも大きくなるように、前記給電制御を行う、請求項１０に記載の方法。 The method according to claim 10, wherein in the step of controlling the power supply, during the main heating period, the multiple heating units are divided into a central area heating unit that heats the central area of the placement surface, a peripheral area heating unit that heats the peripheral area of the placement surface, and an intermediate area heating unit that heats an intermediate area between the central area and the peripheral area, and the power supply control is performed so that the power supplied to the intermediate area heating unit is greater than the power supplied to the central area heating unit and the peripheral area heating unit. 前記主加熱期間中に、前記処理容器に対し、前記基板に成膜を行う処理を実施するための成膜ガスを供給する工程を含む、請求項１０に記載の方法。 The method according to claim 10, further comprising the step of supplying a deposition gas to the processing vessel during the main heating period for performing a process of depositing a film on the substrate.
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