技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種溫度測(cè)量方法和熱處理裝置。

背景技術(shù)：

以往，已知在設(shè)置在處理容器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向上載置多個(gè)作為基板的半導(dǎo)體晶圓(以下稱作“晶圓”)的熱處理裝置。該熱處理裝置具備：氣體供給部，其沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向設(shè)置，對(duì)處理氣體進(jìn)行供給；以及加熱器，其設(shè)置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)的下部，對(duì)晶圓進(jìn)行加熱。而且，一邊利用氣體供給部進(jìn)行氣體的噴出以及利用加熱器進(jìn)行晶圓的加熱，一邊使旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，由此對(duì)晶圓進(jìn)行成膜處理。

在該熱處理裝置中，進(jìn)行用于確認(rèn)晶圓是否被加熱至適當(dāng)?shù)臏囟鹊臏囟葴y(cè)量。作為溫度測(cè)量的方法，在將具備熱電偶的溫度測(cè)量用晶圓載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)后，使加熱器的溫度上升并利用熱電偶對(duì)溫度測(cè)量用晶圓的溫度進(jìn)行測(cè)量。在該方法中，由于將熱電偶連接于溫度測(cè)量用晶圓，因此無(wú)法在旋轉(zhuǎn)臺(tái)正在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行溫度測(cè)量。

因此，公開(kāi)了一種具備放射溫度測(cè)量部的溫度測(cè)量裝置，該放射溫度測(cè)量部在設(shè)置在處理容器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)正在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的一面?zhèn)妊貜较蛑貜?fù)進(jìn)行掃描，來(lái)測(cè)量多個(gè)點(diǎn)區(qū)域的溫度(例如參照專利文獻(xiàn)1)。在該溫度測(cè)量裝置中，將由SiC(碳化硅)構(gòu)成的晶圓(以下稱作“SiC晶圓”)載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)，對(duì)從SiC晶圓的表面放射的紅外線進(jìn)行檢測(cè)，由此進(jìn)行溫度測(cè)量。

另外，以往，作為由放射溫度測(cè)量部測(cè)量溫度時(shí)的目標(biāo)，除了SiC以外，還使用硅、石英等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

然而，在上述的裝置中，存在如下問(wèn)題：即使在處理容器內(nèi)的溫度已穩(wěn)定的狀態(tài)下對(duì)載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)的多個(gè)SiC晶圓的溫度進(jìn)行測(cè)量的情況下，多個(gè)SiC晶圓各自示出的溫度也互不相同，從而難以進(jìn)行準(zhǔn)確的溫度測(cè)量。可以認(rèn)為這是由于在多個(gè)SiC晶圓分別由互不相同的鑄錠制造而成等、晶圓的制造歷程互不相同的情況下，各個(gè)晶圓的放射率存在偏差。

另外，在使用硅來(lái)作為由放射溫度測(cè)量部測(cè)量溫度時(shí)的目標(biāo)的情況下，難以在低溫區(qū)域(例如200℃～400℃的范圍)進(jìn)行詳細(xì)的溫度測(cè)量。這是由于在低溫區(qū)域內(nèi)硅使紅外線透過(guò)。另外，SiC及石英與硅的熱容量、熱行為是不同的，因此難以代替硅而使用SiC和石英來(lái)估計(jì)硅的溫度。

本發(fā)明提供一種即使在使用制造歷程互不相同的晶圓的情況下也能夠以高精度測(cè)量晶圓的溫度的溫度測(cè)量方法。

用于解決問(wèn)題的方案

在一個(gè)實(shí)施方式中，在溫度測(cè)量方法中，利用放射溫度測(cè)量部來(lái)測(cè)量半導(dǎo)體制造裝置中的處理容器內(nèi)的溫度，該放射溫度測(cè)量部通過(guò)檢測(cè)從對(duì)象物放射的紅外線來(lái)測(cè)量溫度，其中，利用所述放射溫度測(cè)量部來(lái)檢測(cè)從室溫(20℃)下的電阻率為0.02Ω·cm以下的低電阻硅晶圓放射的紅外線。

在一個(gè)其它實(shí)施方式中，溫度測(cè)量方法使用于熱處理裝置，該熱處理裝置將多個(gè)基板載置于設(shè)置在處理容器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的表面，一邊使旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)一邊對(duì)多個(gè)基板進(jìn)行熱處理，該溫度測(cè)量方法包括：載置步驟，將室溫(20℃)下的電阻率為0.02Ω·cm以下的多個(gè)低電阻硅晶圓載置于所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的表面；旋轉(zhuǎn)步驟，使載置有所述多個(gè)低電阻硅晶圓的所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)；以及測(cè)量步驟，在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)正在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，檢測(cè)從所述多個(gè)低電阻硅晶圓中的每個(gè)低電阻硅晶圓的表面放射的紅外線，由此測(cè)量所述低電阻硅晶圓的溫度。

在一個(gè)其它實(shí)施方式中，在熱處理裝置中，將多個(gè)基板載置于設(shè)置在處理容器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的表面，一邊使旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)一邊對(duì)多個(gè)基板進(jìn)行熱處理，該熱處理裝置具備控制部，該控制部按順序執(zhí)行以下的步驟：載置步驟，將室溫(20℃)下的電阻率為0.02Ω·cm以下的多個(gè)低電阻硅晶圓載置于所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的表面；旋轉(zhuǎn)步驟，使載置有所述多個(gè)低電阻硅晶圓的所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)；以及測(cè)量步驟，在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)正在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，檢測(cè)從所述多個(gè)低電阻硅晶圓中的每個(gè)低電阻硅晶圓的表面放射的紅外線，由此測(cè)量所述低電阻硅晶圓的溫度。

附圖說(shuō)明

添加的附圖作為本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)的一部分而被引入，用于表示本發(fā)明的實(shí)施方式，并與上述的一般的說(shuō)明和后述的實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明一同說(shuō)明本發(fā)明的概念。

圖1是第一實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的縱向概要截面圖。

圖2是第一實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的概要立體圖。

圖3是第一實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的概要俯視圖。

圖4是說(shuō)明第一實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置中的溫度測(cè)量部的局部截面圖。

圖5是說(shuō)明放射溫度測(cè)量部的動(dòng)作的圖。

圖6是說(shuō)明旋轉(zhuǎn)臺(tái)與溫度測(cè)量區(qū)域之間的關(guān)系的圖。

圖7是第二實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的縱向概要截面圖。

圖8是表示第三實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的一例的縱向概要截面圖。

圖9是表示第三實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的其它例的縱向概要截面圖。

圖10是第四實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的縱向概要截面圖。

圖11是第五實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的縱向概要截面圖。

圖12是表示實(shí)施例1中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向上的位置與溫度之間的關(guān)系的曲線圖。

圖13是表示實(shí)施例2中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向上的位置與溫度之間的關(guān)系的曲線圖。

圖14是表示實(shí)施例3中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向上的位置與溫度之間的關(guān)系的曲線圖。

圖15是表示實(shí)施例4中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向上的位置與溫度之間的關(guān)系的曲線圖。

圖16是表示比較例1中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向上的位置與溫度之間的關(guān)系的曲線圖。

圖17是表示比較例2中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向上的位置與溫度之間的關(guān)系的曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照添加的附圖來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式。此外，在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)和附圖中，通過(guò)對(duì)實(shí)質(zhì)上具有相同的功能結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要素附加相同的標(biāo)記來(lái)省略重復(fù)的說(shuō)明。在下述的詳細(xì)的說(shuō)明中，為了能夠充分地理解本發(fā)明而給出大量的具體的詳細(xì)說(shuō)明。然而，顯而易見(jiàn)的是，即使沒(méi)有這樣的詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員也能夠完成本發(fā)明。在其它例中，未詳細(xì)地示出公知的方法、過(guò)程、系統(tǒng)以及結(jié)構(gòu)要素，以避免難以理解各種各樣的實(shí)施方式。

本實(shí)施方式的溫度測(cè)量方法利用檢測(cè)從對(duì)象物放射的紅外線來(lái)測(cè)量溫度的放射溫度測(cè)量部，來(lái)對(duì)半導(dǎo)體制造裝置中的處理容器內(nèi)的溫度進(jìn)行測(cè)量，在該溫度測(cè)量方法中，作為由放射溫度測(cè)量部測(cè)量溫度的對(duì)象物，使用室溫(20℃)下的電阻率為0.02Ω·cm以下的低電阻硅晶圓。由此，即使在低溫區(qū)域(例如200℃至400℃的范圍)，也能夠以高精度測(cè)量處理容器內(nèi)的溫度。另外，關(guān)于低電阻硅晶圓，各個(gè)晶圓的放射率的偏差小，因此即使在晶圓的制造歷程互不相同的情況下，也能夠以高精度測(cè)量處理容器內(nèi)的溫度。

下面，以將本實(shí)施方式的溫度測(cè)量方法應(yīng)用于作為半導(dǎo)體制造裝置的一例的熱處理裝置的情況為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，但是不限定于此，還能夠應(yīng)用于其它各種半導(dǎo)體制造裝置。

〔第一實(shí)施方式〕

在第一實(shí)施方式中，對(duì)半批量式的熱處理裝置的溫度測(cè)量方法進(jìn)行說(shuō)明，該半批量式的熱處理裝置通過(guò)對(duì)在設(shè)置在處理容器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向上載置的多個(gè)晶圓供給相互反應(yīng)的多種反應(yīng)氣體，來(lái)對(duì)晶圓進(jìn)行成膜處理。

(熱處理裝置的結(jié)構(gòu))

圖1是第一實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的縱向概要截面圖。圖2是第一實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的概要立體圖。圖3是第一實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的概要俯視圖。

本實(shí)施方式的熱處理裝置1具備：大致圓形的扁平的處理容器11；以及水平地設(shè)置在處理容器11內(nèi)的圓板狀的旋轉(zhuǎn)臺(tái)12。處理容器11被設(shè)置在大氣環(huán)境中，由頂板13和處理容器11的容器主體14構(gòu)成，該容器主體14包括側(cè)壁和底部。圖1中的11a為用于將處理容器11內(nèi)保持氣密性的密封構(gòu)件，14a為堵住容器主體14的中央部的罩體。圖1中的12a為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)12沿周向旋轉(zhuǎn)。

在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的表面上，沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)方向形成有五個(gè)凹部16。圖中的17為輸送口。圖3中的18為自如地開(kāi)閉輸送口17的閘板(在圖2中省略)。當(dāng)輸送機(jī)構(gòu)2A以保持著晶圓W的狀態(tài)從輸送口17進(jìn)入處理容器11內(nèi)時(shí)，未圖示的升降銷從面對(duì)輸送口17的位置處的凹部16的孔16a突出到旋轉(zhuǎn)臺(tái)12之上來(lái)將晶圓W頂起，來(lái)在凹部16與輸送機(jī)構(gòu)2A之間交接晶圓W。

重復(fù)進(jìn)行這樣的由輸送機(jī)構(gòu)2A、升降銷以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)12進(jìn)行的一系列的動(dòng)作，來(lái)將晶圓W交接到各凹部16。在從處理容器11搬出晶圓W時(shí)，升降銷將凹部16內(nèi)的晶圓W頂起，輸送機(jī)構(gòu)2A接受被頂起的晶圓W，并將該晶圓W搬出到處理容器11外。

在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12上，分別從旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的外周朝向中心延伸的棒狀的第一反應(yīng)氣體噴嘴21、分離氣體噴嘴22、第二反應(yīng)氣體噴嘴23以及分離氣體噴嘴24按該順序沿周向配設(shè)。這些氣體噴嘴21～24在下方具備開(kāi)口部，沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的直徑供給各氣體。第一反應(yīng)氣體噴嘴21噴出BTBAS(雙(叔丁基氨基)硅烷)氣體，第二反應(yīng)氣體噴嘴23噴出O₃(臭氧)氣體。分離氣體噴嘴22、24噴出N₂(氮?dú)?氣體。

處理容器11的頂板13具備兩個(gè)向下方突出的扇形的突狀部25，突狀部25在周向上隔開(kāi)間隔地形成。分離氣體噴嘴22、24均設(shè)置為嵌入突狀部25并且將突狀部25在周向上分割。第一反應(yīng)氣體噴嘴21和第二反應(yīng)氣體噴嘴23設(shè)置為遠(yuǎn)離各突狀部25。

當(dāng)將晶圓W載置于各凹部16時(shí)，從排氣口26進(jìn)行排氣來(lái)使處理容器11內(nèi)變?yōu)檎婵窄h(huán)境，該排氣口26在容器主體14的底面且從突狀部25的下方的分離區(qū)域D1與分離區(qū)域D2之間的區(qū)域趨向旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向外側(cè)的位置處開(kāi)口。而且，旋轉(zhuǎn)臺(tái)12旋轉(zhuǎn)，并且由設(shè)置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的下方的加熱器20經(jīng)由旋轉(zhuǎn)臺(tái)12將晶圓W加熱至例如760℃。圖3中的箭頭27表示旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)方向。

接著，從各氣體噴嘴21～24供給氣體，晶圓W交替地通過(guò)第一反應(yīng)氣體噴嘴21的下方的第一處理區(qū)域P1和第二反應(yīng)氣體噴嘴23的下方的第二處理區(qū)域P2。由此，BTBAS氣體吸附于晶圓W，接著O₃氣體吸附于晶圓W而使BTBAS分子氧化，從而形成一層或者多層的氧化硅的分子層。這樣，氧化硅的分子層依次層疊而形成規(guī)定膜厚的氧化硅膜。

在進(jìn)行該成膜處理時(shí)，從分離氣體噴嘴22、24被供給到分離區(qū)域D1、D2的N₂氣體在分離區(qū)域D1、D2沿周向擴(kuò)散，來(lái)抑制BTBAS氣體與O₃氣體在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12上混合。另外，將剩余的BTBAS氣體和O₃氣體沖向排氣口26。另外，在進(jìn)行該成膜處理時(shí)，向旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的中心部區(qū)域處的空間28供給N₂氣體。該N₂氣體經(jīng)由在頂板13處以環(huán)狀向下方突出的突出部29的下方來(lái)向旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向外側(cè)供給，由此防止BTBAS氣體與O₃氣體在中心部區(qū)域C混合。在圖3中，通過(guò)箭頭示出進(jìn)行成膜處理時(shí)的各氣體的流動(dòng)。另外，雖然省略了圖示，但是對(duì)罩體14a內(nèi)和旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的背面?zhèn)纫补┙oN₂氣體來(lái)對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行吹掃。

接著，還參照將頂板13和旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的縱向截面放大地表示的圖4來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。圖4是說(shuō)明第一實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置中的溫度測(cè)量部的局部截面圖。具體地說(shuō)，圖4表示設(shè)置有第一反應(yīng)氣體噴嘴21的第一處理區(qū)域P1與在第一處理區(qū)域P1的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)與該第一處理區(qū)域P1相鄰的分離區(qū)域D2之間的截面。

在頂板13上在圖3中用點(diǎn)劃線表示的位置處開(kāi)口有沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向延伸的狹縫31，以覆蓋該狹縫31的上下的方式設(shè)置有下側(cè)窗32、上側(cè)窗33。該下側(cè)窗32、上側(cè)窗33使從旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的表面?zhèn)确派涞募t外線透過(guò)，例如由藍(lán)寶石構(gòu)成以使后述的放射溫度測(cè)量部3能夠進(jìn)行溫度測(cè)量。此外，旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的表面?zhèn)纫舶ňAW的表面?zhèn)取?/p>

在狹縫31的上方設(shè)置有作為非接觸式溫度計(jì)的一例的放射溫度測(cè)量部3。圖4中的從旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的表面至放射溫度測(cè)量部3的下端為止的高度H例如為500mm。關(guān)于該放射溫度測(cè)量部3，將從旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的溫度測(cè)量區(qū)域放射的紅外線引導(dǎo)到后述的檢測(cè)部301，檢測(cè)部301獲取與該紅外線的量相應(yīng)的溫度測(cè)量值。因而，該溫度測(cè)量值由于獲取到紅外線的位置的溫度的不同而不同，獲取到的溫度測(cè)量值依次被發(fā)送到后述的控制部5。

接著，參照?qǐng)D5來(lái)說(shuō)明放射溫度測(cè)量部3。圖5是說(shuō)明放射溫度測(cè)量部的動(dòng)作的圖。

如圖5所示，放射溫度測(cè)量部3具備旋轉(zhuǎn)體302，該旋轉(zhuǎn)體302包括以50Hz進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的伺服電動(dòng)機(jī)。該旋轉(zhuǎn)體302在俯視觀察時(shí)構(gòu)成為三角形狀，旋轉(zhuǎn)體302的三個(gè)側(cè)面分別構(gòu)成為反射面303～305。如圖5所示，旋轉(zhuǎn)體302繞旋轉(zhuǎn)軸306進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，由此如圖中用箭頭表示的那樣通過(guò)反射面303～305中的任一個(gè)反射面對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)12上的包括晶圓W的溫度測(cè)量區(qū)域40的紅外線進(jìn)行反射來(lái)將該紅外線引導(dǎo)到檢測(cè)部301，并且使溫度測(cè)量區(qū)域40的位置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上移動(dòng)來(lái)進(jìn)行掃描(scan)。

檢測(cè)部301構(gòu)成為通過(guò)從一個(gè)反射面連續(xù)規(guī)定次數(shù)(例如128次)地取入紅外線，能夠?qū)πD(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上的規(guī)定位置(例如128個(gè)位置)處的溫度進(jìn)行檢測(cè)。而且，通過(guò)旋轉(zhuǎn)體302的旋轉(zhuǎn)使反射面303～305依次位于紅外線的光路上，由此能夠從旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)方向重復(fù)地進(jìn)行掃描，該掃描的速度為150Hz。即，放射溫度測(cè)量部3能夠在1秒內(nèi)進(jìn)行150次掃描。另外，溫度測(cè)量區(qū)域40是其直徑為5mm的斑點(diǎn)。掃描是在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12上且從比用于載置晶圓W的凹部16靠?jī)?nèi)側(cè)的位置起至旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的外周端的范圍內(nèi)進(jìn)行的。此外，圖4中的點(diǎn)劃線34、35表示從分別移動(dòng)到旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的最內(nèi)周側(cè)、最外周側(cè)的溫度測(cè)量區(qū)域40朝向放射溫度測(cè)量部3的紅外線。

由放射溫度測(cè)量部3進(jìn)行的掃描是在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12正在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行的。旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)速度在該例中為240轉(zhuǎn)/分。圖6是表示旋轉(zhuǎn)臺(tái)12與溫度測(cè)量區(qū)域40之間的關(guān)系的俯視圖。此外，圖中的41表示在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12正在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下從旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)進(jìn)行第n次(n為整數(shù))掃描時(shí)的溫度測(cè)量區(qū)域40的列(掃描線)。圖中的42表示進(jìn)行第n+1次(n為整數(shù))掃描時(shí)的掃描線。由于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)，以旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P為中心，掃描線41、42相互錯(cuò)開(kāi)與旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)速度相應(yīng)的角度為θ1的中心角。通過(guò)像這樣一邊使旋轉(zhuǎn)臺(tái)12旋轉(zhuǎn)一邊重復(fù)進(jìn)行掃描，來(lái)依次獲取旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的多個(gè)位置的溫度測(cè)量值。

另外，熱處理裝置1中設(shè)置有包括用于對(duì)裝置整體的動(dòng)作進(jìn)行控制的計(jì)算機(jī)的控制部5。在該控制部5的存儲(chǔ)器內(nèi)保存有用于進(jìn)行后述的溫度測(cè)量的程序。關(guān)于該程序，編入步驟群以執(zhí)行裝置的各種動(dòng)作，從硬盤、壓縮磁盤、磁光盤、存儲(chǔ)卡、軟盤等存儲(chǔ)介質(zhì)安裝到控制部5內(nèi)。

(溫度測(cè)量方法)

說(shuō)明本實(shí)施方式的熱處理裝置1的溫度測(cè)量方法的一例。

本實(shí)施方式的溫度測(cè)量方法使用于前述的熱處理裝置，該溫度測(cè)量方法包括：載置步驟，將室溫(20℃)下的電阻率為0.02Ω·cm以下的多個(gè)低電阻硅晶圓載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)的表面；旋轉(zhuǎn)步驟，使載置有多個(gè)低電阻硅晶圓的旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)；以及測(cè)量步驟，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)正在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，檢測(cè)從多個(gè)低電阻硅晶圓中的每個(gè)低電阻硅晶圓的表面放射的紅外線，由此測(cè)量低電阻硅晶圓的溫度。

下面，對(duì)各個(gè)步驟進(jìn)行說(shuō)明。

載置步驟是將室溫下的電阻率為0.02Ω·cm以下的多個(gè)低電阻硅晶圓載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的表面的步驟。

具體地說(shuō)，首先，打開(kāi)設(shè)置于輸送口17的閘板18，通過(guò)輸送機(jī)構(gòu)2A將低電阻硅晶圓從處理容器11的外部經(jīng)由輸送口17交接到旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的凹部16內(nèi)。該交接是通過(guò)在凹部16停止于面對(duì)輸送口17的位置處時(shí)、未圖示的升降銷經(jīng)由凹部16的底面的貫通孔從處理容器11的底部側(cè)進(jìn)行升降來(lái)進(jìn)行的。使旋轉(zhuǎn)臺(tái)12間歇性地旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行這樣的低電阻硅晶圓的交接，將低電阻硅晶圓分別載置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的五個(gè)凹部16內(nèi)。

旋轉(zhuǎn)步驟是使載置有多個(gè)低電阻硅晶圓的旋轉(zhuǎn)臺(tái)12旋轉(zhuǎn)的步驟。

具體地說(shuō)，在將低電阻硅晶圓分別載置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的五個(gè)凹部16內(nèi)之后，關(guān)閉閘板18，通過(guò)與排氣口26連接的未圖示的真空泵將處理容器11內(nèi)抽吸為真空(日語(yǔ)：引き切り)的狀態(tài)。接著，從分離氣體噴嘴22、24將作為分離氣體的N₂氣體以規(guī)定流量噴出，將N₂氣體以規(guī)定流量供給到旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的中心部區(qū)域處的空間28。伴隨于此，通過(guò)與排氣口26連接的未圖示的壓力調(diào)整單元將處理容器11內(nèi)調(diào)整為預(yù)先設(shè)定的壓力(例如，與對(duì)晶圓W進(jìn)行熱處理時(shí)的壓力同樣的壓力)。接著，一邊使旋轉(zhuǎn)臺(tái)12順時(shí)針地旋轉(zhuǎn)一邊利用加熱器20將低電阻硅晶圓加熱至例如規(guī)定溫度(例如760℃)。

測(cè)量步驟是在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12正在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下檢測(cè)從多個(gè)低電阻硅晶圓中的每個(gè)低電阻硅晶圓的表面放射的紅外線、由此測(cè)量低電阻硅晶圓的溫度的步驟。

具體地說(shuō)，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12正在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，使放射溫度測(cè)量部3的旋轉(zhuǎn)體302繞旋轉(zhuǎn)軸306進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，由此通過(guò)反射面303～305中的任一個(gè)反射面對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)12上的包括低電阻硅晶圓的溫度測(cè)量區(qū)域40的紅外線進(jìn)行反射來(lái)將該紅外線引導(dǎo)到檢測(cè)部301，并使溫度測(cè)量區(qū)域40的位置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上移動(dòng)來(lái)進(jìn)行掃描。此時(shí)，利用檢測(cè)部301從一個(gè)反射面連續(xù)規(guī)定次數(shù)(例如128次)地取入紅外線，由此來(lái)對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上的規(guī)定位置(例如128個(gè)位置)處的溫度進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)像這樣一邊使旋轉(zhuǎn)臺(tái)12旋轉(zhuǎn)一邊利用放射溫度測(cè)量部3重復(fù)進(jìn)行掃描，來(lái)對(duì)從載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的多個(gè)低電阻硅晶圓中的每個(gè)低電阻硅晶圓的表面放射的紅外線進(jìn)行檢測(cè)，由此對(duì)多個(gè)低電阻硅晶圓的溫度依次進(jìn)行測(cè)量。

此外，在第一實(shí)施方式中，對(duì)放射溫度測(cè)量部3使溫度測(cè)量區(qū)域40的位置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上移動(dòng)來(lái)進(jìn)行掃描、由此測(cè)量溫度的方式進(jìn)行了說(shuō)明，但是不限定于此。例如，也可以是如下方式：放射溫度測(cè)量部3不使溫度測(cè)量區(qū)域40的位置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上移動(dòng)，而是放射溫度測(cè)量部3對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上的任意一點(diǎn)的溫度進(jìn)行測(cè)量。另外，作為放射溫度測(cè)量部3，也可以使用公知的紅外線放射溫度計(jì)、熱像計(jì)測(cè)裝置(熱像儀)。

〔第二實(shí)施方式〕

在第二實(shí)施方式中，對(duì)批量式的熱處理裝置的溫度測(cè)量方法進(jìn)行說(shuō)明，在該批量式的熱處理裝置中，由載置于晶圓舟的多個(gè)晶圓構(gòu)成一個(gè)批量，在處理容器內(nèi)以批量單位進(jìn)行成膜處理。

(熱處理裝置的結(jié)構(gòu))

圖7是第二實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的縱向概要截面圖。

如圖7所示，第二實(shí)施方式的熱處理裝置具有長(zhǎng)度方向?yàn)殂U垂方向的大致圓筒形的處理容器104。處理容器104具有作為圓筒體的內(nèi)筒106和在內(nèi)筒106的外側(cè)與內(nèi)筒106同心狀地配置的、具有頂板的外筒108的二重管構(gòu)造。內(nèi)筒106和外筒108例如由石英等耐熱性材料形成。

內(nèi)筒106和外筒108的下端部被由不銹鋼等形成的歧管110保持。歧管110例如固定于未圖示的底板。此外，歧管110與內(nèi)筒106、外筒108一同形成大致圓筒形的內(nèi)部空間，因此歧管110形成處理容器104的一部分。即，處理容器104具備例如由石英等耐熱性材料形成的內(nèi)筒106和外筒108、以及由不銹鋼等形成的歧管110，歧管110設(shè)置于處理容器104的側(cè)面下部，以從下方保持內(nèi)筒106和外筒108。

歧管110具有氣體導(dǎo)入部120，該氣體導(dǎo)入部120將成膜處理中使用的成膜氣體、摻入氣體等處理氣體、吹掃處理中使用的吹掃氣體等各種氣體導(dǎo)入到處理容器104內(nèi)。在圖7中，示出了設(shè)置有一個(gè)氣體導(dǎo)入部120的方式，但是不限定于此，也可以根據(jù)所使用的氣體的種類等設(shè)置多個(gè)氣體導(dǎo)入部120。

作為處理氣體的種類，不特別地進(jìn)行限定，能夠根據(jù)形成的膜的種類等適當(dāng)?shù)剡x擇。作為吹掃氣體的種類，不特別地進(jìn)行限定，例如能夠使用氮?dú)?N₂)等非活性氣體。

在氣體導(dǎo)入部120上連接有用于將各種氣體導(dǎo)入到處理容器104內(nèi)的導(dǎo)入配管122。此外，在導(dǎo)入配管122處插入設(shè)置有用于調(diào)整氣體流量的質(zhì)量流量控制器等流量調(diào)整部124、未圖示的閥等。

另外，歧管110具有對(duì)處理容器104內(nèi)進(jìn)行排氣的氣體排出部130。在氣體排出部130上連接有包括能夠?qū)μ幚砣萜?04內(nèi)進(jìn)行減壓控制的真空泵132、開(kāi)度可變閥134等的排氣配管136。

在歧管110的下端部形成有爐口140，在爐口140處設(shè)置有例如由不銹鋼等形成的圓盤狀的蓋體142。蓋體142例如設(shè)置為能夠通過(guò)作為晶圓舟升降機(jī)發(fā)揮功能的升降機(jī)構(gòu)144進(jìn)行升降，構(gòu)成為能夠?qū)t口140氣密性地密封。

在蓋體142上設(shè)置有例如由石英制成的保溫筒146。在保溫筒146上載置有例如由石英制成的晶圓舟148，該晶圓舟148例如將50個(gè)至175個(gè)左右的晶圓W以水平狀態(tài)且以規(guī)定的間隔多層地保持。晶圓舟148構(gòu)成為能夠通過(guò)設(shè)置于蓋體142的未圖示的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)借助保溫筒146進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

通過(guò)使用升降機(jī)構(gòu)144使蓋體142上升來(lái)向處理容器104內(nèi)搬入晶圓舟148，針對(duì)保持在晶圓舟148內(nèi)的晶圓W進(jìn)行各種成膜處理。在進(jìn)行各種成膜處理之后，使用升降機(jī)構(gòu)144使蓋體142下降，由此從處理容器104內(nèi)向下方的裝載區(qū)域搬出晶圓舟148。載置于晶圓舟148的多個(gè)晶圓W構(gòu)成一個(gè)批量，以批量單位進(jìn)行各種成膜處理。

在處理容器104的外周側(cè)設(shè)置有例如圓筒形狀的加熱器160，該加熱器160能夠?qū)μ幚砣萜?04進(jìn)行加熱控制使之成為規(guī)定的溫度。加熱器160被分割為七個(gè)區(qū)帶，從鉛垂方向上的上側(cè)朝向下側(cè)地設(shè)置有加熱器160a～160g。加熱器160a～160g構(gòu)成為能夠被電力控制器162a～162g分別獨(dú)立地控制發(fā)熱量。另外，在內(nèi)筒106的內(nèi)壁和/或外筒108的外壁上，與加熱器160a～160g對(duì)應(yīng)地設(shè)置有未圖示的溫度傳感器。此外，在圖7中，示出了加熱器160被分割為七個(gè)區(qū)帶的情況，但是關(guān)于加熱器160的區(qū)帶的分割數(shù)，不限定于此，例如也可以是六個(gè)以下，還可以是八個(gè)以上。另外，也可以不將加熱器160分割為多個(gè)區(qū)帶。

在處理容器104的上方設(shè)置有作為非接觸式溫度計(jì)的一例的放射溫度測(cè)量部3A。放射溫度測(cè)量部3A對(duì)從保持在晶圓舟148內(nèi)的低電阻硅晶圓放射的紅外線進(jìn)行檢測(cè)，由此測(cè)量低電阻硅晶圓的溫度。作為放射溫度測(cè)量部3A，例如可以是與在第一實(shí)施方式中說(shuō)明過(guò)的放射溫度測(cè)量部3同樣的結(jié)構(gòu)，也可以是公知的紅外線放射溫度計(jì)、熱像儀。

熱處理裝置中設(shè)置有包括用于對(duì)裝置整體的動(dòng)作進(jìn)行控制的計(jì)算機(jī)的控制部190。在控制部190的存儲(chǔ)器內(nèi)保存有用于進(jìn)行溫度測(cè)量的程序。關(guān)于程序，編入步驟群以執(zhí)行裝置的各種動(dòng)作，從硬盤、壓縮磁盤、磁光盤、存儲(chǔ)卡、軟盤等存儲(chǔ)介質(zhì)安裝到控制部190內(nèi)。

另外，控制部190也可以基于由放射溫度測(cè)量部3A測(cè)量出的低電阻硅晶圓的溫度來(lái)對(duì)加熱器160進(jìn)行反饋控制。此外，在設(shè)置有低電阻硅晶圓的位置的溫度與處理容器104內(nèi)的溫度之差大的情況下，也可以校正低電阻硅晶圓的溫度，基于校正后的溫度來(lái)對(duì)加熱器160進(jìn)行反饋控制。

(溫度測(cè)量方法)

說(shuō)明第二實(shí)施方式的熱處理裝置的溫度測(cè)量方法的一例。

第二實(shí)施方式的溫度測(cè)量方法使用于前述的熱處理裝置，該溫度測(cè)量方法包括：載置步驟、搬入步驟、旋轉(zhuǎn)步驟以及測(cè)量步驟。

下面，對(duì)各個(gè)步驟進(jìn)行說(shuō)明。

在載置步驟中，將室溫(20℃)下的電阻率為0.02Ω·cm以下的低電阻硅晶圓載置在晶圓舟148內(nèi)。優(yōu)選的是，晶圓舟148內(nèi)的載置低電阻硅晶圓的位置為晶圓舟148的最上層的位置(圖7的位置A1)。由此，即使在將產(chǎn)品晶圓、虛擬晶圓等保持于晶圓舟148內(nèi)的其它位置的狀態(tài)下，也能夠利用放射溫度測(cè)量部3A來(lái)檢測(cè)從低電阻硅晶圓放射的紅外線。此外，關(guān)于載置低電阻硅晶圓的位置，只要是放射溫度測(cè)量部3A能夠檢測(cè)從低電阻硅晶圓放射的紅外線的位置即可，也可以是其它位置。

在搬入步驟中，將載置有低電阻硅晶圓的晶圓舟148搬入到處理容器104內(nèi)。

在旋轉(zhuǎn)步驟中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使被搬入到處理容器104內(nèi)的晶圓舟148旋轉(zhuǎn)，通過(guò)加熱器160將低電阻硅晶圓加熱至規(guī)定溫度。

在測(cè)量步驟中，在晶圓舟148正在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，利用放射溫度測(cè)量部3A來(lái)檢測(cè)從低電阻硅晶圓的表面放射的紅外線，由此測(cè)量低電阻硅晶圓的溫度。

〔第三實(shí)施方式〕

在第三實(shí)施方式中，對(duì)批量式的熱處理裝置的測(cè)量處理容器內(nèi)的溫度的溫度測(cè)量方法的其它例進(jìn)行說(shuō)明，在該批量式的熱處理裝置中，由載置于晶圓舟的多個(gè)晶圓構(gòu)成一個(gè)批量，在處理容器內(nèi)以批量單位進(jìn)行成膜處理。

在第三實(shí)施方式的熱處理裝置中，放射溫度測(cè)量部設(shè)置于處理容器的下方，這一點(diǎn)與第二實(shí)施方式的熱處理裝置不同。此外，關(guān)于其它結(jié)構(gòu)，能夠設(shè)為與第二實(shí)施方式的熱處理裝置相同。

圖8是表示第三實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的一例的縱向概要截面圖。

如圖8所示，放射溫度測(cè)量部3B安裝于處理容器104的下方、例如升降機(jī)構(gòu)144的上表面。在蓋體142上在與設(shè)置有放射溫度測(cè)量部3B的位置對(duì)應(yīng)的位置處開(kāi)口有狹縫150，以覆蓋狹縫150上下的方式設(shè)置有下側(cè)窗152、上側(cè)窗154。下側(cè)窗152、上側(cè)窗154使從低電阻硅晶圓的表面放射的紅外線透過(guò)，例如由藍(lán)寶石構(gòu)成以使放射溫度測(cè)量部3B能夠進(jìn)行溫度測(cè)量。

在如本實(shí)施方式這樣將放射溫度測(cè)量部3B設(shè)置于處理容器104的下方的情況下，優(yōu)選的是，載置低電阻硅晶圓的位置為晶圓舟148的最下層的位置(圖8的位置A2)。由此，即使在將產(chǎn)品晶圓、虛擬晶圓等保持于晶圓舟148內(nèi)的其它位置的狀態(tài)下，也能夠利用放射溫度測(cè)量部3B來(lái)檢測(cè)從低電阻硅晶圓放射的紅外線。此外，關(guān)于載置低電阻硅晶圓的位置，只要是放射溫度測(cè)量部3B能夠檢測(cè)從低電阻硅晶圓放射的紅外線的位置即可，也可以是其它位置。

圖9是表示第三實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的其它例的縱向概要截面圖。

如圖9所示，放射溫度測(cè)量部3C安裝于處理容器104的下方、例如升降機(jī)構(gòu)144的上表面。在放射溫度測(cè)量部3C的上方設(shè)置有管狀構(gòu)件156，該管狀構(gòu)件156從蓋體142的下方貫通蓋體142并插入到處理容器104的內(nèi)部，該管狀構(gòu)件156的前端部配置于晶圓舟148的外周側(cè)。管狀構(gòu)件156作為用于傳輸紅外線的傳輸路徑發(fā)揮功能。

在如本實(shí)施方式這樣將放射溫度測(cè)量部3C設(shè)置于處理容器104的下方并且設(shè)置有管狀構(gòu)件156的情況下，優(yōu)選的是，載置低電阻硅晶圓的位置為管狀構(gòu)件156內(nèi)部的前端部的附近(圖9的位置A3)。此時(shí)，低電阻硅晶圓被加工為能夠收容于管狀構(gòu)件156內(nèi)部的大小，并被安裝于管狀構(gòu)件156的前端部的內(nèi)部。此外，也可以設(shè)置多個(gè)管狀構(gòu)件156，與多個(gè)管狀構(gòu)件156分別對(duì)應(yīng)地設(shè)置多個(gè)放射溫度測(cè)量部3C。在該情況下，優(yōu)選設(shè)置為各管狀構(gòu)件156的前端部的位置在鉛垂方向上互不相同。由此，能夠測(cè)量鉛垂方向上的互不相同的位置處的溫度。

〔第四實(shí)施方式〕

在第四實(shí)施方式中，對(duì)批量式的熱處理裝置中的測(cè)量處理容器內(nèi)的溫度的溫度測(cè)量方法的其它例進(jìn)行說(shuō)明，在該批量式的熱處理裝置中，由載置于晶圓舟的多個(gè)晶圓構(gòu)成一個(gè)批量，在處理容器內(nèi)以批量單位進(jìn)行成膜處理。

在第四實(shí)施方式的熱處理裝置中，將放射溫度測(cè)量部設(shè)置于處理容器的側(cè)方，這一點(diǎn)與第二實(shí)施方式的熱處理裝置不同。此外，關(guān)于其它結(jié)構(gòu)，能夠設(shè)為與第二實(shí)施方式的熱處理裝置相同。

圖10是第四實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的縱向概要截面圖。

如圖10所示，放射溫度測(cè)量部3D設(shè)置于處理容器104的側(cè)方。具體地說(shuō)，多個(gè)放射溫度測(cè)量部3D-a～3D-g分別以從加熱器160a～160g的外部貫通加熱器160a～160g的方式朝向處理容器104被插入，該放射溫度測(cè)量部3D-a～3D-g的前端部(溫度探測(cè)部)配置于外筒108的外壁附近。此外，放射溫度測(cè)量部3D也可以為一個(gè)。

在如本實(shí)施方式這樣將放射溫度測(cè)量部3D的前端部配置于外筒108的外壁附近的情況下，優(yōu)選的是，載置低電阻硅晶圓的位置為外筒108的外壁處的與設(shè)置有放射溫度測(cè)量部3D的位置對(duì)應(yīng)的位置。即，如圖10所示，優(yōu)選的是，低電阻硅晶圓安裝于與設(shè)置有放射溫度測(cè)量部3D-a～3D-g的位置對(duì)應(yīng)的位置A4-a～A4-g。由此，能夠測(cè)量鉛垂方向上的互不相同的位置處的溫度。關(guān)于將低電阻硅晶圓安裝于外筒108的外壁的方法，不特別地進(jìn)行限定，例如能夠?qū)⒌碗娮韫杈A以被保持于保持件的狀態(tài)安裝于外筒108的外壁。此外，載置低電阻硅晶圓的位置也可以為晶圓舟148內(nèi)的與設(shè)置放射溫度測(cè)量部3D的位置對(duì)應(yīng)的位置。

〔第五實(shí)施方式〕

在第五實(shí)施方式中，對(duì)批量式的熱處理裝置中的測(cè)量處理容器內(nèi)的溫度的溫度測(cè)量方法的其它例進(jìn)行說(shuō)明，在該批量式的熱處理裝置中，由載置于晶圓舟的多個(gè)晶圓構(gòu)成一個(gè)批量，在處理容器內(nèi)以批量單位進(jìn)行成膜處理。

在第五實(shí)施方式的熱處理裝置中，將放射溫度測(cè)量部的前端部(溫度探測(cè)部)設(shè)置于處理容器的內(nèi)部，這一點(diǎn)與第二實(shí)施方式的熱處理裝置不同。此外，關(guān)于其它結(jié)構(gòu)，能夠設(shè)為與第二實(shí)施方式的熱處理裝置相同。

圖11是第五實(shí)施方式所涉及的熱處理裝置的縱向概要截面圖。

如圖11所示，放射溫度測(cè)量部3E的前端部設(shè)置于處理容器104的內(nèi)部。具體地說(shuō)，放射溫度測(cè)量部3E具有光纖部3E1，該光纖部3E1從蓋體142的下方貫通蓋體14并被插入到處理容器104內(nèi)部，該光纖部3E1的前端部配置于晶圓舟148的最下層的位置附近。放射溫度測(cè)量部3E構(gòu)成為能夠檢測(cè)從光纖部3E1的前端部入射的紅外線。

在如本實(shí)施方式這樣將放射溫度測(cè)量部3E的前端部配置于晶圓舟148的最下層的位置附近的情況下，優(yōu)選的是，載置低電阻硅晶圓的位置為晶圓舟148的最下層的位置(圖11的位置A5)。

[實(shí)施例]

下面，在實(shí)施例中具體地說(shuō)明本發(fā)明，但是本發(fā)明并非限定于這些實(shí)施例來(lái)進(jìn)行解釋。

[實(shí)施例1]

在實(shí)施例1中，通過(guò)前述的第一實(shí)施方式的溫度測(cè)量方法進(jìn)行溫度測(cè)量。此外，在本實(shí)施例中，使用沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)方向形成有六個(gè)凹部16(槽1、槽2、槽3、槽4、槽5、槽6)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)12。

首先，將低電阻硅晶圓載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的六個(gè)凹部16中的每個(gè)凹部16。在本實(shí)施例中，作為低電阻硅晶圓，使用六個(gè)摻入B(硼)來(lái)作為雜質(zhì)且室溫下的電阻率小于0.02Ω·cm的P型硅晶圓。另外，關(guān)于六個(gè)硅晶圓，使用由互不相同的鑄錠制造而成的硅晶圓。

接著，一邊使載置有多個(gè)低電阻硅晶圓的旋轉(zhuǎn)臺(tái)12旋轉(zhuǎn)一邊利用加熱器20對(duì)低電阻硅晶圓進(jìn)行加熱。在本實(shí)施例中，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)12以20rpm的旋轉(zhuǎn)速度順時(shí)針地旋轉(zhuǎn)，將加熱器20的設(shè)定溫度設(shè)為760℃來(lái)進(jìn)行低電阻硅晶圓的加熱。

接著，在處理容器11內(nèi)的溫度已穩(wěn)定的狀態(tài)下，檢測(cè)從六個(gè)低電阻硅晶圓中的每個(gè)低電阻硅晶的表面放射的紅外線，由此測(cè)量六個(gè)低電阻硅晶圓的溫度。

圖12是表示實(shí)施例1中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向上的位置與溫度之間的關(guān)系的曲線圖。在圖12的曲線圖中，橫軸為相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離(mm)，縱軸為溫度(℃)。另外，載置有低電阻硅晶圓的范圍(晶圓范圍)是相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離為160mm以上460mm以下的范圍。

具體地說(shuō)，在圖12中示出了將低電阻硅晶圓分別載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的六個(gè)凹部16后的六個(gè)低電阻硅晶圓在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上的溫度分布。此外，在圖中，實(shí)線、點(diǎn)線、虛線、點(diǎn)劃線、長(zhǎng)虛線以及雙點(diǎn)劃線分別表示載置于槽1、槽2、槽3、槽4、槽5以及槽6的低電阻硅晶圓的相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離與溫度之間的關(guān)系。

如圖12所示，六個(gè)低電阻硅晶圓在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上的任意位置處，均為大致相同的溫度，即使在溫度差最大的位置(圖中約420mm的位置)處，該溫度差也僅為1.2℃。

[實(shí)施例2]

在實(shí)施例2中，除了將加熱器20的設(shè)定溫度設(shè)為620℃來(lái)進(jìn)行低電阻硅晶圓的加熱這一點(diǎn)以外，通過(guò)與實(shí)施例1同樣的溫度測(cè)量方法進(jìn)行溫度測(cè)量。

圖13是表示實(shí)施例2中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向上的位置與溫度之間的關(guān)系的曲線圖。在圖13的曲線圖中，橫軸為相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離(mm)，縱軸為溫度(℃)。另外，載置有低電阻硅晶圓的范圍是相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離為160mm以上460mm以下的范圍。

具體地說(shuō)，在圖13中示出了將低電阻硅晶圓分別載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的六個(gè)凹部16后的六個(gè)低電阻硅晶圓在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上的溫度分布。此外，在圖中，實(shí)線、點(diǎn)線、虛線、點(diǎn)劃線、長(zhǎng)虛線以及雙點(diǎn)劃線分別表示載置于槽1、槽2、槽3、槽4、槽5以及槽6的低電阻硅晶圓的相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離與溫度之間的關(guān)系。

如圖13所示，六個(gè)低電阻硅晶圓在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上的任意位置處，均為大致相同的溫度，即使在溫度差最大的位置(圖中420mm的位置)處，該溫度差也僅為0.9℃。

[實(shí)施例3]

在實(shí)施例3中，除了將加熱器20的設(shè)定溫度設(shè)為155℃來(lái)進(jìn)行低電阻硅晶圓的加熱這一點(diǎn)以外，通過(guò)與實(shí)施例1同樣的溫度測(cè)量方法進(jìn)行溫度測(cè)量。

圖14是表示實(shí)施例3中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向上的位置與溫度之間的關(guān)系的曲線圖。在圖14的曲線圖中，橫軸為相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離(mm)，縱軸為溫度(℃)。另外，載置有低電阻硅晶圓的范圍是相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離為160mm以上460mm以下的范圍。

具體地說(shuō)，在圖14中示出了將低電阻硅晶圓分別載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的六個(gè)凹部16后的六個(gè)低電阻硅晶圓在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上的溫度分布。此外，在圖中，實(shí)線、點(diǎn)線、虛線、點(diǎn)劃線、長(zhǎng)虛線以及雙點(diǎn)劃線分別表示載置于槽1、槽2、槽3、槽4、槽5以及槽6的低電阻硅晶圓的相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離與溫度之間的關(guān)系。

如圖14所示，六個(gè)低電阻硅晶圓在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上的任意位置處，均為大致相同的溫度，即使在溫度差最大的位置(圖中約340mm的位置)處，該溫度差也僅為0.5℃。

[實(shí)施例4]

在實(shí)施例4中，除了將六個(gè)摻入Sb(銻)來(lái)作為雜質(zhì)且室溫下的電阻率為0.02Ω·cm的N型硅晶圓用作低電阻硅晶圓這一點(diǎn)以外，通過(guò)與實(shí)施例3同樣的溫度測(cè)量方法進(jìn)行溫度測(cè)量。此外，關(guān)于六個(gè)硅晶圓，使用了由互不相同的鑄錠制造而成的硅晶圓。

圖15是表示實(shí)施例4中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向上的位置與溫度之間的關(guān)系的曲線圖。在圖15的曲線圖中，橫軸為相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離(mm)，縱軸為溫度(℃)。另外，載置有低電阻硅晶圓的范圍是相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離為160mm以上460mm以下的范圍。

具體地說(shuō)，在圖15中示出了將低電阻硅晶圓分別載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的六個(gè)凹部16后的六個(gè)低電阻硅晶圓在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上的溫度分布。此外，在圖中，實(shí)線、點(diǎn)線、虛線、點(diǎn)劃線、長(zhǎng)虛線以及雙點(diǎn)劃線分別表示載置于槽1、槽2、槽3、槽4、槽5以及槽6的低電阻硅晶圓的相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離與溫度之間的關(guān)系。

如圖15所示，六個(gè)低電阻硅晶圓在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上的任意位置處，均為大致相同的溫度，即使在溫度差最大的位置(圖中約440mm的位置)處，該溫度差也僅為0.7℃。

另外，如圖15所示，在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離為370mm的位置(圖中)處，確認(rèn)出在圖14中沒(méi)有看到的溫度的變動(dòng)。可以認(rèn)為這是因?yàn)椋涸诘蜏叵聝H有少量紅外線透過(guò)摻入Sb來(lái)作為雜質(zhì)的低電阻硅晶圓，因此從配置于低電阻硅晶圓的下部的升降銷、加熱器20等放射的紅外線少量地透過(guò)低電阻硅晶圓并入射到放射溫度測(cè)量部3。

[比較例1]

在比較例1中，除了代替低電阻硅晶圓而使用SiC晶圓這一點(diǎn)以外，通過(guò)與實(shí)施例2同樣的溫度測(cè)量方法進(jìn)行溫度測(cè)量。此外，關(guān)于六個(gè)SiC晶圓，使用了由互不相同的鑄錠制造而成的晶圓。

圖16是表示比較例1中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向上的位置與溫度之間的關(guān)系的曲線圖。在圖16的曲線圖中，橫軸為相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離(mm)，縱軸為溫度(℃)。另外，載置有SiC晶圓的范圍是相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離為160mm以上460mm以下的范圍。

具體地說(shuō)，在圖16中示出了將SiC晶圓分別載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的六個(gè)凹部16后的六個(gè)SiC晶圓在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上的溫度分布。此外，在圖中，實(shí)線、點(diǎn)線、虛線、點(diǎn)劃線、長(zhǎng)虛線以及雙點(diǎn)劃線分別表示載置于槽1、槽2、槽3、槽4、槽5以及槽6的SiC晶圓的相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離與溫度之間的關(guān)系。

如圖16所示，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上的幾乎全部的位置處，對(duì)六個(gè)SiC晶圓測(cè)量出的溫度差大，在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離為420mm的位置處，該溫度差為12℃。該溫度差為比實(shí)施例2的0.9℃大10倍以上的值。

[比較例2]

在比較例2中，除了代替低電阻硅晶圓而使用高電阻硅晶圓這一點(diǎn)以外，通過(guò)與實(shí)施例3同樣的溫度測(cè)量方法進(jìn)行溫度測(cè)量。作為高電阻硅晶圓，使用了六個(gè)摻入有B且室溫下的電阻率為1Ω·cm以上50Ω·cm以下的P型硅晶圓。此外，關(guān)于六個(gè)高電阻硅晶圓，使用了由互不相同的鑄錠制造而成的高電阻硅晶圓。

圖17是表示比較例2中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的徑向的位置與溫度之間的關(guān)系的曲線圖。在圖17的曲線圖中，橫軸為相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離(mm)，縱軸為溫度(℃)。另外，載置有高電阻硅晶圓的范圍是相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離為160mm以上460mm以下的范圍。

具體地說(shuō)，在圖17中示出了將高電阻硅晶圓分別載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的六個(gè)凹部16后的六個(gè)高電阻硅晶圓在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上的溫度分布。此外，在圖中，實(shí)線、點(diǎn)線、虛線、點(diǎn)劃線、長(zhǎng)虛線以及雙點(diǎn)劃線分別表示載置于槽1、槽2、槽3、槽4、槽5以及槽6的高電阻硅晶圓的相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離與溫度之間的關(guān)系。

如圖17所示，能夠確認(rèn)：在使用高電阻硅晶圓的情況下，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的徑向上的幾乎全部的位置處測(cè)量出的溫度整體低于加熱器20的設(shè)定溫度(155℃)?？梢哉J(rèn)為這是因?yàn)椋焊唠娮韫杈A在低溫下不放射紅外線，因此從高電阻硅晶圓放射且入射到放射溫度測(cè)量部3的紅外線的量少。另外，如圖17所示，能夠確認(rèn)測(cè)量出的溫度根據(jù)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的旋轉(zhuǎn)中心P的距離的不同而大不相同?？梢哉J(rèn)為這是因?yàn)椋焊唠娮韫杈A在低溫下使紅外線透過(guò)，因此從配置于高電阻硅晶圓下部的升降銷、加熱器20等放射的紅外線透過(guò)高電阻硅晶圓并入射到放射溫度測(cè)量部3。

根據(jù)以上所說(shuō)明的實(shí)施例2和比較例1的結(jié)果以及實(shí)施例3、實(shí)施例4及比較例2的結(jié)果能夠確認(rèn)：通過(guò)使用具有足夠低的電阻率的低電阻硅晶圓，即使在使用了由互不相同的鑄錠制造而成的晶圓的情況下，也能夠抑制對(duì)多個(gè)晶圓分別測(cè)量出的溫度的偏差。即，即使在使用制造歷程互不相同的晶圓的情況下，也能夠以高精度測(cè)量晶圓的溫度。

另外，根據(jù)實(shí)施例1～3的結(jié)果確認(rèn)了能夠在從低溫(例如155℃)至高溫(例如760℃)的溫度范圍內(nèi)抑制對(duì)多個(gè)晶圓分別測(cè)量出的溫度的偏差。即，能夠在從低溫至高溫的溫度范圍內(nèi)以高精度測(cè)量晶圓的溫度。

如以上所說(shuō)明那樣，根據(jù)本實(shí)施方式的溫度測(cè)量方法和熱處理裝置，即使在使用制造歷程互不相同的晶圓的情況下，也能夠以高精度測(cè)量晶圓的溫度。

此外，在上述的各實(shí)施方式中，晶圓為基板的一例，晶圓舟為基板保持器具的一例。

以上，通過(guò)實(shí)施例對(duì)溫度測(cè)量方法和熱處理裝置進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明不限定于上述實(shí)施例，能夠在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形和改進(jìn)。

在上述的各實(shí)施方式中，作為低電阻硅晶圓，對(duì)摻入B來(lái)作為雜質(zhì)的P型硅晶圓、摻入Sb來(lái)作為雜質(zhì)的N型硅晶圓進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明不限定于此。作為低電阻硅晶圓，只要是摻入三價(jià)元素或者五價(jià)元素來(lái)作為雜質(zhì)的硅晶圓即可。作為三價(jià)元素，例如能夠使用Al(鋁)，作為五價(jià)元素，例如能夠使用P(磷)、As(砷)。

另外，在上述的第二實(shí)施方式至第五實(shí)施方式中，說(shuō)明了設(shè)置放射溫度測(cè)量部的位置等互不相同的情況，但是本發(fā)明不限定于第二實(shí)施方式至第五實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，也可以對(duì)這些實(shí)施方式的放射溫度測(cè)量部進(jìn)行組合。

根據(jù)本實(shí)施方式，能夠提供一種能夠以高精度測(cè)量晶圓的溫度的溫度測(cè)量方法。

本次公開(kāi)的實(shí)施方式在所有方面均為例示，不應(yīng)該認(rèn)為對(duì)發(fā)明進(jìn)行了限制。實(shí)際上，上述的實(shí)施方式能夠通過(guò)多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，上述的實(shí)施方式只要不脫離所附的權(quán)利要求書(shū)的范圍及其主旨，就能夠通過(guò)各種方式進(jìn)行省略、替換、變更。本發(fā)明的范圍包括所附的權(quán)利要求書(shū)的范圍及其同等的意思以及范圍內(nèi)的全部變更。