JP3437118B2 - ウエーハ加熱装置及びその制御方法 - Google Patents

ウエーハ加熱装置及びその制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
組み込まれて使用されるウエーハ加熱装置及びその制御
方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】図４に、従来のエピタキシャル成長装置
の概要を示す。この装置は、ウエーハの表面にシリコン
薄膜を堆積する際に使用される。
【０００３】反応室１１の内部には、リング状のサセプ
タ１２が配置され、ウエーハ１０は、その周縁部でサセ
プタ１２の上に支持される。サセプタ１２は、その周縁
部で円筒形のドラム１３によって支持され、ドラム１３
を介して回転駆動機構（図示せず）に取り付けられてい
る。サセプタ１２の回転に伴い、その上に保持されてい
るウエーハ１０が回転する。
【０００４】ドラム１３の内部には、ウエーハ１０の下
面に対向する位置に第一ヒータ２１が配置されている。
第一ヒータ２１は、図５に示す様に、ヒータを渦巻き状
（または、ジグザク状、複数の短冊状など）に配置し、
全体として形状が概ね円板状となるようにしたものであ
る。更に、第一ヒータ２１の周囲を取り囲む様にリング
状の第二ヒータ２２が配置されている。第一ヒータ２１
は、ウエーハ１０の加熱用に使用され、第二ヒータ２２
は、主としてサセプタ１２の加熱用に使用される。な
お、第一ヒータ２１及び第二ヒータ２２は回転しない。
【０００５】反応室１１の天井部には、反応ガスの吹き
出し口１５が設けられており、ここからシリコン化合物
を含んだ反応ガスを吹き出すことによって、加熱された
ウエーハ１０の上でシリコン薄膜の堆積が行われる。ウ
エーハ１０が回転することによって、シリコン薄膜の成
長が促進される。また、形成されるシリコン薄膜の厚さ
の均一性も高まる。
【０００６】反応室１１の天井部には、更に、放射温度
計３１及び放射温度計３３が取り付けられている。これ
らの放射温度計３１、３３を用いて、ウエーハ１０及び
サセプタ１２の表面温度を測定することによって、第一
ヒータ２１及び第二ヒータ２２の出力のフィードバック
制御が行われる。
【０００７】図５に、第一ヒータ２１及び第二ヒータ２
２の部分を上方から見た図を示す。図中、２１はウエー
ハの加熱用の第一ヒータ、２２は主としてサセプタ１２
の加熱用の第二ヒータである。破線２３は、ウエーハの
外周を表す。
【０００８】ところで、上記の様な制御方式の場合、温
度制御が正確に行われているのはウエーハ１０表面の測
定点の近傍のみであって、ウエーハ１０表面の他の位置
の温度については正確には制御されず、ウエーハ１０の
面内において不均一な温度分布が生じている。形成され
るシリコン薄膜の厚さを均一にするためには、ウエーハ
１０の面内で温度差が生じない様にウエーハ１０を加熱
する必要がある。形成されたシリコン薄膜の厚さの不均
一性が大きい場合には、そのウエーハ１０を用いて製造
される半導体素子の品質及び歩留まりに悪い影響を与え
る。
【０００９】近年、ウエーハの単位面積当たりの半導体
素子の収率を改善するため、ウエーハの直径が、１２５
ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍと、次第に大口径化しつ
つある。大口径のウエーハではウエーハを面内で均一に
加熱することが、ますます困難になっている。
【００１０】ウエーハの均一な加熱を妨げている要因の
一つに、ウエーハの周縁部を支えているサセプタを介し
てウエーハの熱が奪われ、ウエーハの周縁部の温度が低
下する現象がある。サセプタは、厚さが薄いウエーハと
比べて熱容量が大きいので、ウエーハからサセプタに奪
われる熱量が大きく、ウエーハの周縁部の温度が大きく
低下する。この様なウエーハの周縁部の温度低下を防止
するため、前述したサセプタ加熱用の第二ヒータ２２が
設けられている。
【００１１】図６に、上記の従来の半導体製造装置にお
ける、第一ヒータ２１及び第二ヒータ２２の出力の制御
ブロック図を示す。図６に示す様に、第一ヒータ２１及
び第二ヒータ２２の出力は、それぞれ、個別のＰＩＤ方
式のフィードバック制御ループにより制御される。第一
ヒータ２１の出力は、ウエーハ１０の温度をフィードバ
ック制御信号として制御され、第二ヒータ２２の出力
は、サセプタ１２の温度をフィードバック制御信号とし
て制御される。なお、第一ヒータ２１は、サセプタ上に
ウエーハ１０がないときには、予め設定された出力で制
御される。
【００１２】次に、図４から図６に示した半導体製造装
置の運転方法について説明する。
【００１３】図４に示したエピタキシャル成長装置は枚
様式の装置であって、ウエーハ１０の処理は下記の様に
一枚づつ行われる。ウエーハ１０は、搬送ロボット（図
示せず）によって反応室１１内に搬入される。次いで、
反応室１１内でウエーハ１０の表面へのシリコン薄膜の
堆積が行われる。シリコン薄膜の堆積が終了した後、処
理済のウエーハ１０は、搬送ロボットによって反応室１
１内から搬出される。次いで、新しいウエーハが反応室
１１内に搬入され、再び、薄膜の堆積が行われる。
【００１４】一枚のウエーハを処理する工程の中で、ウ
エーハの設定温度は、例えば、図７に示す様なパターン
に従ってプログラム制御される。この例では、最初、ウ
エーハの設定温度は８００℃に設定され、１分間、この
温度を保つ。但し、ウエーハの交換時にはウエーハの表
面温度が得られていないので、この間は、ヒータの出力
は、予め設定された値（ウエーハが８００℃程度で安定
すると見込まれる値）に固定されている。この間に、ウ
エーハ１０が、反応室１１の周壁に設けられたゲート
（図示せず）を通って、搬送ロボット（図示せず）によ
って反応室１１内に搬入される。
【００１５】図８に、サセプタ１２の上にウエーハ１０
を置く際の装置の動きを示す。図８に示す様に、ウエー
ハ１０の下方から突き上げピン１７が上昇して、搬送ロ
ボットからウエーハ１０を受け取る。搬送ロボットは、
反応室１１の外に後退し、次いでゲートが閉じられる。
ウエーハ１０は、突き上げピン１７の上に置かれた状態
のまま、８００℃近くの温度まで加熱される。
【００１６】ウエーハ１０の温度が８００℃近くまで上
昇したところで、突き上げピン１７が下降し、ウエーハ
１０をサセプタ１２の上に移す。次いで、サセプタ１２
の回転を開始する。ウエーハ１０の温度は、図７に示し
た様に、フィードバック制御により１分間、８００℃の
まま保持される。次に、温度設定値を、３分間で１００
０℃まで直線的に上昇させる。なお、ウエーハ１０を急
激に加熱すると、熱応力が増大し、堆積されるシリコン
薄膜の品質の低下を招くので、この様に徐々に加熱が行
われる。
【００１７】温度設定値が１０００℃まで到達した後、
この温度を４分間保持し、その間にシリコン化合物を含
む反応ガスをウエーハ１０の表面に吹き付けることによ
って、ウエーハ１０の上にシリコン薄膜を堆積する。
【００１８】次に、反応ガスの供給を停止し、温度設定
値を１分間で８００℃まで直線的に降下させる。設定温
度が８００℃まで下がった後、反応室１１のゲートを開
き、搬送ロボットを前進させるとともに、突き上げピン
１７を上昇させて、ウエーハを搬送ロボットに移す。
【００１９】（従来のヒータ制御方法の問題点）図４か
ら図７に示した従来の装置及びその温度制御方式におい
て、ウエーハの設定温度は、製造される半導体素子の仕
様に応じて定められる。これに対して、サセプタの温度
を最適な値に設定することは必ずしも容易ではない。通
常、サセプタの設定温度をウエーハの設定温度と同一に
することが多い。しかし、その場合、サセプタの熱容量
がウエーハと比べて大きいので、サセプタの温度上昇に
遅れが生じ、それによって、ウエーハからサセプタ側に
熱が奪われ、ウエーハの周縁部の温度が低下してしま
う。ウエーハの周縁部の温度低下を防止するため、サセ
プタの設定温度をウエーハよりも数１０℃高めに設定す
ることも行われている。この様な方法を用いる場合に
は、サセプタの設定温度を決定するまでに何回かの試行
錯誤が必要となる。
【００２０】更に、反応室内の温度分布も装置の稼動時
間の経過に伴い変化する。即ち、装置の稼動開始の直後
では装置全体が暖まっていないので、サセプタを介して
ウエーハから奪われる熱流が大きく、従って、ウエーハ
の周縁部での温度低下が大きい。稼動開始から数時間経
過した後ではサセプタも十分暖まり、サセプタ側へ流れ
る熱流が少なくなる。そのため、サセプタの設定温度を
稼動開始時点のまま固定しておくと、ウエーハの周縁部
の温度が逆にウエーハの中央部の温度（従って、設定温
度）よりも高くなってしまうこともある。
【００２１】以上の様な背景から、ウエーハ上に形成さ
れるシリコン薄膜の品質を長時間に渡って安定した状態
で維持することは容易ではない。
【００２２】図９に、温度測定結果の一例を示す。これ
は、ウエーハ（直径：３００ｍｍ）の温度を８００℃か
ら１１００℃まで上げ、１１００℃で１８０秒間維持し
た時の、ウエーハの各部及びサセプタの温度（左側のス
ケールで読む）の変化の様子を示したものである。な
お、この例では、サセプタの設定温度は、ウエーハの設
定温度よりも３０℃高めに設定されている。
【００２３】図中、ａはウエーハの中心から５０ｍｍの
部分、ｂはウエーハの中心から１２０ｍｍの部分、ｃは
ウエーハの中心から１３０ｍｍの部分、ｄはウエーハの
中心から１４５ｍｍの部分（周縁部）の各温度を表す。
また、ｅはサセプタの温度を表す。図中、ｆは、ウエー
ハ内の温度差、具体的には、ａ〜ｄの部分の温度の最大
値と最小値の差（右側のスケールで読む）である。な
お、中央の円板状の第一ヒータ２１（図４）の出力は、
ｃの部分の温度の測定値を用いてフィードバック制御さ
れている。一方、周囲のリング状の第二ヒータ２２（図
４）の出力は、ｅの部分の温度の測定値を用いてフィー
ドバック制御されている。
【００２４】図９に示す様に、フィードバック制御され
ている部分（ｃ）の温度は一定になっているが、ウエー
ハの中央部付近（ａ）と周縁部（ｄ）との間では、時間
が経つにつれて温度差が大きくなり、１０度以上の温度
差が生じてくる。
【００２５】ウエーハ一枚当たりの処理時間を短くし、
単位時間当たりの処理枚数を多くするため、ウエーハを
交換している際にも、反応室内はある程度高い温度のま
ま保たれている。ウエーハを反応室内に搬入し、サセプ
タ上に置く時、ウエーハとサセプタとの間の温度差が大
きいとウエーハに変形が生ずる。この様な変形は、結晶
欠陥を増加させる要因となり、結果的に、そのウエーハ
を用いて製造される半導体素子の品質を低下させるとと
もに歩留まりの低下を招く。そのため、サセプタの温度
を適切な状態に管理をする必要がある。
【００２６】なお、上記の様な温度制御方法の代わり
に、ウエーハの周縁部の温度を用いて、外側に配置され
たリング状の第二ヒータ２２（図４）のフィードバック
制御を行うこともできる。しかし、ウエーハがサセプタ
上にない時には、この方法で制御をすることはできな
い。
【００２７】また、ウエーハの中央部近傍、周縁部、及
びサセプタに対応して、それぞれヒータを設け、それぞ
れを個別に制御する方法もある。しかし、この方法は、
装置構成を複雑にして製作コストの増大を招く上に、周
縁部とサセプタとが互いに隣接しているので、制御的に
干渉が起こり、両者に対応するヒータを独立に制御する
ことは必ずしも容易ではない。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
従来のウエーハ加熱装置の制御方法の問題点に鑑み成さ
れたもので、本発明の目的は、比較的簡単な構成で且つ
装置の生産性を犠牲にせずに、ウエーハの面内での温度
分布の均一性を高めることができるウエーハ加熱装置及
びその制御方法を提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】本発明のウエーハ加熱装
置は、ウエーハをその周縁部で支持するリング状のサセ
プタと、ウエーハの下面に対向して配置された第一のヒ
ータと、第一のヒータの外周に沿って配置されたリング
状の第二のヒータと、これらのヒータの出力を制御する
温度制御ユニットと、を備えたウエーハ加熱装置におい
て、ウエーハの中央部近傍の温度を測定する第一の放射
温度計と、ウエーハの周縁部の温度を測定する第二の放
射温度計と、サセプタの温度を測定する第三の放射温度
計とを備え、前記温度制御ユニットは、前記サセプタ上
にウエーハが置かれている時には、前記第一の放射温度
計の出力を制御信号として前記第一のヒータをフィード
バック制御するとともに、前記第二の放射温度計の出力
を制御信号として前記第二のヒータをフィードバック制
御し、前記サセプタ上にウエーハが置かれていない時に
は、予め設定された指令値に従って前記第一のヒータの
出力を制御するとともに、前記第三の放射温度計の出力
を制御信号として前記第二のヒータをフィードバック制
御することを特徴とする。
【００３０】好ましくは、前記サセプタ上にウエーハを
置く際、その前に、前記第三の放射温度計により測定さ
れる前記サセプタの温度と、前記第一の放射温度計によ
り測定されるウエーハの中央部近傍の温度との差が５０
℃以内に収まっている様に、前記第二のヒータの出力を
制御する。
【００３１】本発明のウエーハ加熱装置によれば、前記
第二のヒータは、サセプタ上にウエーハが置かれている
時には、ウエーハの周縁部の温度の測定値を制御信号に
用いてフィードバック制御されるので、ウエーハの面内
の温度の均一性を高めることができる。一方、サセプタ
上にウエーハが置かれていない時には、前記第二のヒー
タは、サセプタの温度の測定値を制御信号に用いてフィ
ードバック制御される。従って、ウエーハをサセプタ上
に降ろす際に、予め、サセプタの温度をウエーハの設定
温度に近付けておけば、ウエーハとサセプタの間の温度
差に起因するウエーハの変形を防止することができる。
【００３２】なお、前記第一のヒータは、サセプタ上に
ウエーハが置かれている時には、ウエーハの中央部近傍
の温度の測定値を制御信号としてフィードバック制御さ
れ、サセプタ上にウエーハが置かれていない時には、出
力０あるいは予め設定された出力値で制御される。
【００３３】この様に、ウエーハを加熱する前記第一の
ヒータの周囲に設けられ、ウエーハの周縁部及びサセプ
タを加熱するための前記第二のヒータについて、そのフ
ィードバック制御に使用される制御用の入力信号を、サ
セプタ上にウエーハがあるかないかによって切り替える
ことにより、比較簡単な構成で且つ装置の生産性を犠牲
にすることなく、ウエーハの面内の温度分布の均一性を
高めることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】図１に、本発明に基づくウエーハ
加熱装置を組み込んだエピタキシャル成長装置の一例を
示す。図中、１０はウエーハ、１２はサセプタ、２１は
第一ヒータ（第一のヒータ）、２２は第二ヒータ（第二
のヒータ）、３１は放射温度計（第一の放射温度計）、
３２は放射温度計（第二の放射温度計）、３３は放射温
度計（第三の放射温度計）を表す。
【００３５】反応室１１の内部には、リング状のサセプ
タ１２が配置され、ウエーハ１０は、その周縁部でサセ
プタ１２の上に支持される。サセプタ１２は、その周縁
部で円筒形のドラム１３によって支持され、ドラム１３
を介して回転駆動機構（図示せず）に取り付けられてい
る。
【００３６】ドラム１３の内部には、ウエーハ１０の下
面に対向する位置に概ね円板状の第一ヒータ２１が配置
されている。更に、第一ヒータ２１の周囲を取り囲む様
に、リング状の第二ヒータ２２が配置されている。第一
ヒータ２１は、ウエーハ１０の加熱用に使用され、第二
ヒータ２２は、ウエーハ１０の周縁部及びサセプタ１２
の加熱用に使用される。なお、第一ヒータ２１及び第二
ヒータ２２は回転しない。
【００３７】反応室１１の天井部には、反応ガスの吹き
出し口１５が設けられている。反応室１１の天井部に
は、更に、放射温度計３１、放射温度計３２及び放射温
度計３３が取り付けられている。この内、放射温度計３
１はウエーハ１０の中央部近傍の温度を、放射温度計３
２はウエーハ１０の周縁部の温度を、放射温度計３３は
サセプタ１２の表面温度を、それぞれ測定する。
【００３８】図２に、上記のウエーハ加熱装置における
第一ヒータ２１及び第二ヒータ２２の出力の制御ブロッ
ク図を示す。図２に示す様に、第一ヒータ２１及び第二
ヒータ２２は、それぞれ、個別のＰＩＤ方式のフィード
バック制御ループによって制御される。第一ヒータ２１
は、ウエーハ１０の中央部近傍の温度を制御信号として
制御される。第二ヒータ２２は、装置内で行われている
処理の段階に応じて、制御信号をウエーハ１０の周縁部
の温度とサセプタ１２の温度との間で切り替えてフィー
ドバック制御される。
【００３９】次に、図１及び図２に示したウエーハ加熱
装置の運転方法について説明する。なお、以下の説明中
の温度及び時間などの数値は、単に例として挙げたもの
に過ぎない。
【００４０】最初、反応室１１内にウエーハ１０が搬入
される前の段階では、第一ヒータ２１についてはオープ
ンループで出力制御を行い、反応室１１内をある程度暖
めておく。一方、第二ヒータ２２の出力については、放
射温度計３３の出力（サセプタ１２の温度）をフィード
バック制御信号として用いて、目標温度を８００℃に設
定して制御する。
【００４１】次に、反応室１１のゲート（図示せず）を
開き、搬送ロボット（図示せず）を用いてウエーハ１０
を反応室１１内に搬入する。搬送ロボットは、突き上げ
ピン１７（図８参照）の上にウエーハ１０を移した後、
反応室１１の外部に後退し、次いで、ゲートが閉じられ
る。
【００４２】次に、第一ヒータ２１の制御系統を切り替
え、第一ヒータ２１の出力を、放射温度計３１の出力
（即ち、ウエーハ１０の中央部近傍の温度）をフィード
バック制御信号として用い、その設定温度を８００℃に
して制御する。これによって、ウエーハ１０は、突き上
げピン１７（図８参照）の上に置かれた状態のまま、８
００℃まで加熱される。
【００４３】放射温度計３１の出力（即ち、ウエーハ１
０の中央部近傍の温度）が８００℃に到達したところ
で、突き上げピン１７を下降させてウエーハ１０をサセ
プタ１２の上に移す。このとき、ウエーハ１０の温度が
既にサセプタ１２の温度と同一になっているので、ウエ
ーハ１０が熱歪によって変形するおそれがない。
【００４４】次に、第二ヒータ２２の制御系統を切り替
え、第二ヒータ２２の出力を、放射温度計３２の出力
（即ち、ウエーハ１０の周縁部の温度）をフィードバッ
ク制御信号として用いて制御する。これと同時に、サセ
プタ１２の回転を開始する。次いで、ウエーハ１０の中
央部近傍の温度及び周縁部の温度の設定値を１０００℃
まで直線的に上昇させる。
【００４５】放射温度計３１の出力及び放射温度計３２
の出力が１０００℃に到達した後、この温度を保持す
る。その間に、シリコン化合物を含む反応ガスをウエー
ハ１０の表面に吹き付けることによって、ウエーハ１０
の上にシリコン薄膜を堆積する。
【００４６】次に、反応ガスの供給を停止し、温度設定
値を８００℃まで直線的に降下させる。設定温度が８０
０℃まで下がった後、反応室１１のゲートを開き、搬送
ロボットを前進させるとともに突き上げピン１７を上昇
させて、ウエーハを搬送ロボットに移す。
【００４７】この様に、ウエーハ１０の中央部近傍及び
周縁部に、それぞれ温度の制御ポイントを設け、中央部
近傍の温度（即ち、放射温度計３１の出力）を制御信号
として第一ヒータ２１のフィードバック制御を行い、周
縁部の温度（即ち、放射温度計３２の出力）を制御信号
として第二ヒータ２２のフィードバック制御を行うこと
によって、従来の場合と比較してウエーハ１０の面内の
温度分布の均一性を改善することができる。
【００４８】図３に、上記のウエーハ加熱装置を用いて
ウエーハ（直径：３００ｍｍ）の処理を行った時の、ウ
エーハの各部の温度測定の結果（左側のスケールで読
む）を示す。なお、ここでは、ウエーハの設定温度を８
００℃から１１００℃まで直線的に上げ、１１００℃で
１８０秒間保持している。図中、ａはウエーハの中心か
ら５０ｍｍの部分（中央部近傍）、ｂはウエーハの中心
から１２０ｍｍの部分、ｃはウエーハの中心から１３０
ｍｍの部分、ｄはウエーハの中心から１４５ｍｍの部分
（周縁部）の各温度を表す。また、ｅはサセプタ１２の
温度を表す。ｆは、ウエーハ内の温度差、具体的には、
ａ〜ｄの部分の最大値と最小値の差（右側のスケールで
読む）である。
【００４９】図３に示す様に、ウエーハの面内の温度差
ｆは、従来の場合（図９）と比べて縮まっている。
【００５０】なお、上記の例では、ウエーハの周縁部の
温度を測定する放射温度計３２と、サセプタの温度を測
定する放射温度計３３とを別個に設け、それらの出力を
交互に切り替えて第二ヒータのフィードバック制御信号
として使用しているが、これらの放射温度計を、一台の
放射温度計で兼用することもできる。その場合には、当
該放射温度計を首振り機構を介して反応室の天井部に取
り付け、反応室内で行われている処理の段階に応じて、
当該放射温度計の向きを自動的に切り替える様に構成す
る。
【００５１】
【発明の効果】本発明のウエーハ加熱装置によれば、ウ
エーハの中央部近傍及び周縁部に、それぞれ温度の制御
ポイントを設け、中央部近傍の温度を制御信号として第
一のヒータのフィードバック制御を行い、周縁部の温度
を制御信号として第二のヒータのフィードバック制御を
行うことによって、ウエーハの面内の温度分布の均一性
を従来の場合と比較して改善することができる。
【００５２】また、第二のヒータは、サセプタ上にウエ
ーハが置かれていない時には、サセプタの温度の測定値
を制御信号に用いてフィードバック制御される。従っ
て、ウエーハをサセプタ上に降ろす際、それに先立っ
て、サセプタの温度をウエーハの温度に近付けておけ
ば、ウエーハとサセプタの間の温度差に起因するウエー
ハの変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づくウエーハ加熱装置が組み込まれ
たエピタキシャル成長装置の概要を示す図。
【図２】本発明に基づくウエーハ加熱装置の制御ブロッ
ク図。
【図３】本発明に基づくウエーハ加熱装置を用いてウエ
ーハの処理を行ったときのウエーハ各部の温度測定結果
の一例を示す図。
【図４】従来のウエーハ加熱装置が組み込まれたエピタ
キシャル成長装置の概要を示す図。
【図５】図４に示したウエーハ加熱装置のヒータ部分の
上面図。
【図６】従来のウエーハ加熱装置の制御ブロック図。
【図７】枚葉式の半導体製造装置を用いてウエーハの処
理を行う際のウエーハの設定温度パターンの一例を示す
図。
【図８】図４に示したウエーハ加熱装置にウエーハをセ
ットする際の装置の動作について説明する図。
【図９】従来のウエーハ加熱装置を用いてウエーハの処
理を行ったときのウエーハ各部の温度測定結果の一例を
示す図。
【符号の説明】
１０・・・ウエーハ、 １１・・・反応室、 １２・・・サセプタ、 １３・・・ドラム、 １５・・・反応ガス吹き出し口、 １７・・・突き上げピン、 ２１・・・第一ヒータ（第一のヒータ）、 ２２・・・第二ヒータ（第二のヒータ）、 ２３・・・ウエーハの外周、 ３１・・・放射温度計（第一の放射温度計）、 ３２・・・放射温度計（第二の放射温度計）、 ３３・・・放射温度計（第三の放射温度計）。
フロントページの続き (72)発明者 高橋 英則 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株 式会社沼津事業所内 (72)発明者 大橋 忠 神奈川県秦野市曽屋30番地 東芝セラミ ックス株式会社開発研究所内 (72)発明者 鳥觜 修治 神奈川県秦野市曽屋30番地 東芝セラミ ックス株式会社開発研究所内 (72)発明者 岩田 勝行 神奈川県秦野市曽屋30番地 東芝セラミ ックス株式会社開発研究所内 (56)参考文献 特開 平７−58025（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−260426（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−90165（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−239120（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−164492（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−28376（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 C30B 25/10 C30B 25/16

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ウエーハをその周縁部で支持するリング
    状のサセプタと、 ウエーハの下面に対向して配置された第一のヒータと、 第一のヒータの外周に沿って配置されたリング状の第二
    のヒータと、 これらのヒータの出力を制御する温度制御ユニットと、 を備えたウエーハ加熱装置において、 ウエーハの中央部近傍の温度を測定する第一の放射温度
    計と、 ウエーハの周縁部の温度を測定する第二の放射温度計
    と、 サセプタの温度を測定する第三の放射温度計とを備え、 前記温度制御ユニットは、 前記サセプタ上にウエーハが置かれている時には、前記
    第一の放射温度計の出力を制御信号として前記第一のヒ
    ータをフィードバック制御するとともに、前記第二の放
    射温度計の出力を制御信号として前記第二のヒータをフ
    ィードバック制御し、 前記サセプタ上にウエーハが置かれていない時には、予
    め設定された指令値に従って前記第一のヒータの出力を
    制御するとともに、前記第三の放射温度計の出力を制御
    信号として前記第二のヒータをフィードバック制御する
    ことを特徴とするウエーハ加熱装置。
  2. 【請求項２】 前記第二及び前記第三の放射温度計が一
    台の放射温度計で兼用され、各測定対象位置の温度を検
    出すべく首振り機構を介して取り付けられていることを
    特徴とする請求項１に記載のウエーハ加熱装置。
  3. 【請求項３】 ウエーハをその周縁部で支持するリング
    状のサセプタと、 ウエーハの下面に対向して配置された第一のヒータと、 第一のヒータの外周に沿って配置されたリング状の第二
    のヒータと、 を備えたウエーハ加熱装置の制御方法であって、 ウエーハの中央部近傍の温度を測定する第一の放射温度
    計と、 ウエーハの周縁部の温度を測定する第二の放射温度計
    と、 サセプタの温度を測定する第三の放射温度計とを設け、 前記サセプタ上にウエーハが置かれている時には、前記
    第一の放射温度計の出力を制御信号として前記第一のヒ
    ータをフィードバック制御するとともに、前記第二の放
    射温度計の出力を制御信号として前記第二のヒータをフ
    ィードバック制御し、 前記サセプタ上にウエーハが置かれていない時には、予
    め設定された指令値に従って前記第一のヒータの出力を
    制御するとともに、前記第三の放射温度計の出力を制御
    信号として前記第二のヒータをフィードバック制御する
    ことを特徴とするウエーハ加熱装置の制御方法。
  4. 【請求項４】 前記サセプタ上にウエーハを置く際、そ
    の前に、前記第三の放射温度計により測定される前記サ
    セプタの温度と、前記第一の放射温度計により測定され
    るウエーハの中央部近傍の温度との差が５０℃以内に収
    まっている様に、前記第二のヒータの出力を制御するこ
    とを特徴とする請求項３に記載のウエーハ加熱装置の制
    御方法。
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