(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内に設けられた回転テーブル上の一面側に基板を載置し、この回転テーブルを回転させることにより基板を公転させながら基板に対して熱処理を行う熱処理装置に用いられる温度測定装置において、
前記回転テーブルの回転時にその上方から前記一面側を、当該回転テーブルの径方向に沿って繰り返し走査し、走査中に複数のスポット領域の温度を測定する放射温度測定部と、
前記回転テーブル上における放射温度測定部が走査したスポット領域に割り当てられたアドレスと放射温度測定部の温度測定値とを対応付けた温度データを記憶するための記憶部と、
前記走査の周期及び回転テーブルの回転数に基づいて特定された各スポット領域のアドレスに、スポット領域に対応する温度測定値を書き込むためのデータ作成部と、
前記記憶部に書き込まれた温度データに基づいて、回転テーブルの一面側の温度分布を表示する処理を行うデータ処理部と、
回転テーブルを静止させて回転テーブルの温度が安定した後、回転テーブルを回転させる間に放射温度測定部により繰り返し回転テーブルの一面側を走査し、回転テーブルの静止時における処理容器内の温度分布を推測するために、回転テーブルの一面側の温度分布をデータ処理部により表示する制御部と、
を備えたことを特徴とする温度測定装置。
【請求項２】
前記制御部は、回転テーブルの一面側の温度分布を表示するために、回転テーブルを少なくとも１回転させる間に放射温度測定部により繰り返して回転テーブルの一面側を走査するように制御信号を出力することを特徴とする請求項１記載の温度測定装置。
【請求項３】
前記記憶部に書き込まれた温度データに基づいて、回転テーブルの一面側の温度分布の表示態様を指定する表示指定部を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の温度測定装置。
【請求項４】
前記放射温度測定部は、回転テーブルが１回転する間に径方向に沿って１０回以上走査することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の温度測定装置。
【請求項５】
処理容器内に設けられた回転テーブル上の一面側に基板を載置し、この回転テーブルを回転させることにより基板を公転させながら基板に対して熱処理を行う熱処理装置において、
回転テーブルを静止させて回転テーブルの温度を安定させる工程と、
回転テーブルの温度が安定した後、回転テーブルを回転させる間に放射温度測定部により前記一面側を、上方から当該回転テーブルの径方向に沿って繰り返し走査し、走査中に複数のスポット領域の温度を測定する工程と、
前記回転テーブル上における放射温度測定部が走査したスポット領域に割り当てられたアドレスと放射温度測定部の温度測定値とを対応付けた温度データを記憶部に記憶する工程と、
前記走査の周期及び回転テーブルの回転数に基づいて、各スポット領域のアドレスを特定し、そのアドレスにスポット領域に対応する温度測定値を書き込む工程と、
前記記憶部に書き込まれた温度データに基づいて、回転テーブルの静止時における処理容器内の温度分布を推測するために、回転テーブルの一面側の温度分布をデータ処理部により表示する工程と、
を備えたことを特徴とする温度測定方法。
【請求項６】
放射温度測定部により走査中に複数のスポット領域の温度を測定する工程は、
回転テーブルを少なくとも１回転させる間に放射温度測定部により繰り返して回転テーブルの一面側を走査する工程を含むことを特徴とする請求項５記載の温度測定方法。
【請求項７】
処理容器内に設けられた回転テーブル上の一面側に基板を載置し、この回転テーブルを回転させることにより基板を公転させながら基板に対して熱処理を行う熱処理装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項５または６のいずれか一項に記載の温度測定方法を実行するようにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
【請求項８】
処理容器と、この処理容器内に設けられる回転テーブルとを備え、この回転テーブル上の一面側に基板を載置し、この回転テーブルを回転させることにより基板を公転させながら基板に対して熱処理を行う熱処理装置において、
前記回転テーブルの回転時にその上方から前記一面側を、当該回転テーブルの径方向に沿って繰り返し走査し、走査中に複数のスポット領域の温度を測定する放射温度測定部と、
前記回転テーブル上における放射温度測定部が走査したスポット領域に割り当てられたアドレスと放射温度測定部の温度測定値とを対応付けた温度データを記憶するための記憶部と、
前記走査の周期及び回転テーブルの回転数に基づいて特定された各スポット領域のアドレスに、スポット領域に対応する温度測定値を書き込むためのデータ作成部と、
前記記憶部に書き込まれた温度データに基づいて、回転テーブルの一面側の温度分布を表示する処理を行うデータ処理部と、
回転テーブルを静止させて回転テーブルの温度が安定した後、回転テーブルを回転させる間に放射温度測定部により繰り返し回転テーブルの一面側を走査し、回転テーブルの静止時における処理容器内の温度分布を推測するために、回転テーブルの一面側の温度分布をデータ処理部により表示する制御部と、
を備えたことを特徴とする熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転テーブルを回転させることにより基板を公転させながら基板に対して熱処理を行う熱処理装置に用いられる温度測定装置、温度測定方法、記憶媒体及び熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱処理装置として、例えば処理容器内に設けられた回転テーブルの回転方向に複数の基板である半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）が載置される装置が知られている。この熱処理装置では、回転する当該回転テーブルの径方向に沿って処理ガスを供給するガス供給部が設けられている。また、ウエハを加熱するヒータが設けられており、ガス供給部からのガスの吐出及びヒータによるウエハの加熱が行われながら、回転テーブルを回転させることでウエハに成膜処理が行われる。
【０００３】
例えばこの熱処理装置の開発段階で、処理容器内の全体の温度分布を把握するための検査が行われている。この検査では処理容器内の各部に熱電対を取り付け、ヒータの温度を上昇させて熱電対によりその周囲の温度を測定する。ここで、各部の熱電対はその周辺近傍の温度しか測定できないため、各熱電対の測定結果から処理容器内の全体の温度分布を想定していた。
【０００４】
しかし、この検査を行う際には処理容器を大気開放して、熱電対を取り付ける必要があり、このような検査の事前準備に多くの作業時間が取られてしまっていた。また、上記のように処理容器内の全体の温度はピンポイントで測定された複数の温度から想定したものであるため、実際の温度とずれている懸念があった。
【０００５】
特許文献１には、基板が載置された回転テーブルの温度を検出する温度測定手法について記載されている。しかし、この特許文献１には、処理容器内の温度を検出する手法については記載されておらず、また、検出された温度データをどのように回転テーブルの各部と対応付けてメモリに記憶させ、画面に出力しているか不明確である。従って上記の問題を解決するには不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１０６２８９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の事情の下になされたものであり、その目的は、処理容器内にて基板が載置されると共に回転する回転テーブルを備えた熱処理装置において、処理容器内の温度分布を容易に且つ詳細に推測する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の温度測定装置は、処理容器内に設けられた回転テーブル上の一面側に基板を載置し、この回転テーブルを回転させることにより基板を公転させながら基板に対して熱処理を行う熱処理装置に用いられる温度測定装置において、
前記回転テーブルの回転時にその上方から前記一面側を、当該回転テーブルの径方向に沿って繰り返し走査し、走査中に複数のスポット領域の温度を測定する放射温度測定部と、
前記回転テーブル上における放射温度測定部が走査したスポット領域に割り当てられたアドレスと放射温度測定部の温度測定値とを対応付けた温度データを記憶するための記憶部と、
前記走査の周期及び回転テーブルの回転数に基づいて特定された各スポット領域のアドレスに、スポット領域に対応する温度測定値を書き込むためのデータ作成部と、
前記記憶部に書き込まれた温度データに基づいて、回転テーブルの一面側の温度分布を表示する処理を行うデータ処理部と、
回転テーブルを静止させて回転テーブルの温度が安定した後、回転テーブルを回転させる間に放射温度測定部により繰り返し回転テーブルの一面側を走査し、回転テーブルの静止時における処理容器内の温度分布を推測するために、回転テーブルの一面側の温度分布をデータ処理部により表示する制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の温度測定装置の具体的な態様は、例えば下記の通りである。
（１）前記制御部は、回転テーブルの一面側の温度分布を表示するために、回転テーブルを少なくとも１回転させる間に放射温度測定部により繰り返して回転テーブルの一面側を走査するように制御信号を出力する。
（２）前記記憶部に書き込まれた温度データに基づいて、回転テーブルの一面側の温度分布の表示態様を指定する表示指定部を備える。
（３）前記放射温度測定部は、回転テーブルが１回転する間に径方向に沿って１０回以上走査する。
【００１０】
本発明の温度測定方法は、処理容器内に設けられた回転テーブル上の一面側に基板を載置し、この回転テーブルを回転させることにより基板を公転させながら基板に対して熱処理を行う熱処理装置において、
回転テーブルを静止させて回転テーブルの温度を安定させる工程と、
回転テーブルの温度が安定した後、回転テーブルを回転させる間に放射温度測定部により前記一面側を、上方から当該回転テーブルの径方向に沿って繰り返し走査し、走査中に複数のスポット領域の温度を測定する工程と、
前記回転テーブル上における放射温度測定部が走査したスポット領域に割り当てられたアドレスと放射温度測定部の温度測定値とを対応付けた温度データを記憶部に記憶する工程と、
前記走査の周期及び回転テーブルの回転数に基づいて、各スポット領域のアドレスを特定し、そのアドレスにスポット領域に対応する温度測定値を書き込む工程と、
前記記憶部に書き込まれた温度データに基づいて、回転テーブルの静止時における処理容器内の温度分布を推測するために、回転テーブルの一面側の温度分布をデータ処理部により表示する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の記憶媒体は、処理容器内に設けられた回転テーブル上の一面側に基板を載置し、この回転テーブルを回転させることにより基板を公転させながら基板に対して熱処理を行う熱処理装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上記の温度測定方法を実行するようにステップが組まれていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の熱処理装置は、処理容器と、この処理容器内に設けられる回転テーブルとを備え、この回転テーブル上の一面側に基板を載置し、この回転テーブルを回転させることにより基板を公転させながら基板に対して熱処理を行う熱処理装置において、
前記回転テーブルの回転時にその上方から前記一面側を、当該回転テーブルの径方向に沿って繰り返し走査し、走査中に複数のスポット領域の温度を測定する放射温度測定部と、
前記回転テーブル上における放射温度測定部が走査したスポット領域に割り当てられたアドレスと放射温度測定部の温度測定値とを対応付けた温度データを記憶するための記憶部と、
前記走査の周期及び回転テーブルの回転数に基づいて特定された各スポット領域のアドレスに、スポット領域に対応する温度測定値を書き込むためのデータ作成部と、
前記記憶部に書き込まれた温度データに基づいて、回転テーブルの一面側の温度分布を表示する処理を行うデータ処理部と、
回転テーブルを静止させて回転テーブルの温度が安定した後、回転テーブルを回転させる間に放射温度測定部により繰り返し回転テーブルの一面側を走査し、回転テーブルの静止時における処理容器内の温度分布を推測するために、回転テーブルの一面側の温度分布をデータ処理部により表示する制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の温度測定装置は、回転テーブルを静止させて回転テーブルの温度が安定した後、回転テーブルを回転させる間に、当該回転テーブルの径方向に沿って繰り返し走査し、走査中に複数のスポット領域の温度を測定する放射温度測定部と、回転テーブルの一面側の温度分布を表示するデータ処理部とが設けられている。従って、回転テーブルの温度分布から、処理容器内の温度分布を容易に且つ詳細に推測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の熱処理装置の実施の形態に係る成膜装置の縦断側面図である。
【図２】上記の成膜装置の内部の概略構成を示す斜視図である。
【図３】前記成膜装置の真空容器の底部の縦断面図である。
【図４】温度測定部の温度測定領域を示す説明図である。
【図５】温度測定部の概略図である。
【図６】温度測定部の概略図である。
【図７】温度測定部の概略図である。
【図８】スキャンされるポイントを示した模式図である。
【図９】前記成膜装置に設けられる制御部のブロック図である。
【図１０】スキャンされるポイントと前記制御部のテーブルとの関係を示す模式図である。
【図１１】前記テーブルの構成を示す説明図である。
【図１２】移動する温度測定領域の位置を示す平面図である。
【図１３】前記制御部を構成する表示部に表示される回転テーブルの温度分布を示した模式図である。
【図１４】前記制御部を構成する表示部に表示される回転テーブルの温度分布を示した模式図である。
【図１５】回転テーブルの径方向の位置と温度との関係を示すグラフ図である。
【図１６】回転テーブルの径方向の位置と温度との関係を示すグラフ図である。
【図１７】回転テーブルの径方向の位置と温度との関係を示すグラフ図である。
【図１８】回転テーブルの径方向の位置と温度との関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の温度測定装置が組み込まれた熱処理装置の一実施形態であり、基板である半導体ウエハ（以下ウエハと記載する）ＷにＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）及びＭＬＤ（Molecular Layer Deposition）を行う成膜装置１について説明する。図１、図２、図３は夫々成膜装置１の縦断側面図、概略斜視図、横断平面図である。成膜装置１は、概ね円形状の扁平な真空容器１１と、真空容器１１内に水平に設けられた円板状の回転テーブル１２と、を備えている。真空容器１１は大気雰囲気に設けられ、天板１３と、真空容器１１の側壁及び底部をなす容器本体１４とにより構成されている。図１中１１ａは、真空容器１１内を気密に保つためのシール部材であり、１４ａは容器本体１４の中央部を塞ぐカバーである。図中１２ａは回転駆動機構であり、回転テーブル１２を周方向に回転させる。
【００１６】
回転テーブル１２の表面には、当該回転テーブル１２の回転方向に沿って５つの凹部１６が形成されている。図中１７は搬送口である。図３中１８は搬送口１７を開閉自在なシャッタである（図２では省略している）。搬送口１７から搬送機構２ＡがウエハＷを保持した状態で真空容器１１内に進入すると、搬送口１７に臨む位置における凹部１６の孔１６ａから回転テーブル１２上に不図示の昇降ピンが突出してウエハＷを突き上げ、凹部１６と搬送機構２Ａとの間でウエハＷが受け渡される。
【００１７】
このような搬送機構、昇降ピン及び回転テーブル１２による一連の動作が繰り返されて、各凹部１６にウエハＷが受け渡される。真空容器１１からウエハＷが搬出される時には、昇降ピンが凹部１６内のウエハＷを突き上げ、前記搬送機構が突き上げられたウエハＷを受け取り、真空容器１１の外に搬出する。
【００１８】
回転テーブル１２上には、夫々回転テーブル１２の外周から中心へ向かって伸びる棒状の第１の反応ガスノズル２１、分離ガスノズル２２、第２の反応ガスノズル２３及び分離ガスノズル２４が、この順で周方向に配設されている。これらのガスノズル２１〜２４は下方に開口部を備え、回転テーブル１２の径に沿って夫々ガスを供給する。第１の反応ガスノズル２１はＢＴＢＡＳ（ビスターシャルブチルアミノシラン）ガスを、第２の反応ガスノズル２３はＯ3（オゾン）ガスを夫々吐出する。分離ガスノズル２２、２４はＮ2（窒素）ガスを吐出する。
【００１９】
真空容器１１の天板１３は、下方に突出する扇状の２つの突状部２５を備え、突状部２５は周方向に間隔をおいて形成されている。前記分離ガスノズル２２、２４は、夫々突状部２５にめり込むと共に、当該突状部２５を周方向に分割するように設けられている。前記第１の反応ガスノズル２１及び第２の反応ガスノズル２３は、各突状部２５から離れて設けられている。
【００２０】
各凹部１６にウエハＷが載置されると、容器本体１４の底面において各突状部２５、２５の下方の分離領域Ｄ、Ｄ間から回転テーブル１２の径方向外側へ向かった位置に開口した排気口２６、２６から排気されて、真空容器１１内が真空雰囲気になる。そして、回転テーブル１２が回転すると共に、回転テーブル１２の下方に設けられるヒータ２０により回転テーブル１２を介してウエハＷが例えば３５０℃に加熱される。図３中の矢印２７は回転テーブル１２の回転方向を示している。
【００２１】
続いて、各ガスノズル２１〜２４からガスが供給され、ウエハＷは第１の反応ガスノズル２１の下方の第１の処理領域Ｐ１と第２の反応ガスノズル２３の下方の第２の処理領域Ｐ２とを交互に通過し、ウエハＷにＢＴＢＡＳガスが吸着し、次いでＯ３ガスが吸着してＢＴＢＡＳ分子が酸化されて酸化シリコンの分子層が１層あるいは複数層形成される。こうして酸化シリコンの分子層が順次積層されて所定の膜厚のシリコン酸化膜が成膜される。
【００２２】
この成膜処理時に分離ガスノズル２２、２４から前記分離領域Ｄに供給されたＮ2ガスが、当該分離領域Ｄを周方向に広がり、回転テーブル１２上でＢＴＢＡＳガスとＯ3ガスとが混合されることを防ぎ、余剰のＢＴＢＡＳガス及びＯ3ガスを、前記排気口２６へ押し流す。また、この成膜処理時には、回転テーブル１２の中心部領域上の空間２８にＮ2ガスが供給される。天板１３において、リング状に下方に突出した突出部２９の下方を介して、このＮ2ガスが回転テーブル１２の径方向外側に供給され、前記中心部領域ＣでのＢＴＢＡＳガスとＯ3ガスとの混合が防がれる。図３では矢印により成膜処理時の各ガスの流れを示している。また、図示は省略しているが、カバー１４ａ内及び回転テーブル１２の裏面側にもＮ2ガスが供給され、反応ガスがパージされるようになっている。
【００２３】
ところで、この成膜処理時における処理容器である真空容器１１の温度分布を測定する概要について説明する。回転テーブル１２は例えば石英により構成されており、真空容器１１内がヒータ２０により加熱されて温度分布が形成されると、回転テーブル１２においても同様の温度分布が形成される。そして、回転テーブル１２の熱容量によりこの温度分布が形成されているうちに、当該回転テーブル１２の表面の温度をスキャンし、当該温度分布を測定する。つまり、真空容器１１の温度分布が回転テーブル１２の温度分布に一致するものと見て、回転テーブル１２の温度分布を測定する。
【００２４】
続いて天板１３及び回転テーブル１２の縦断側面を拡大して示す図４も参照しながら説明する。この図４の天板１３は、ガスノズル２１が設けられる領域と、処理領域Ｐ１の回転方向上流側に隣り合う分離領域Ｄとの間の断面を示している。天板１３には、図３に鎖線で示す位置に、回転テーブル１２の径方向に伸びたスリット３１が開口しており、このスリット３１の上下を覆うように下側窓３２、上側窓３３が設けられている。これら下側窓３２、上側窓３３は回転テーブル１２の表面側から放射される赤外線を透過させて、後述の放射温度測定部３による温度測定ができるように例えばサファイアにより構成されている。なお、回転テーブル１２の表面側とはウエハＷも含む。
【００２５】
スリット３１の上方には非接触温度計である放射温度測定部３が設けられている。図４中の回転テーブル１２の表面から放射温度測定部３の下端までの高さＨは５００ｍｍである。この放射温度測定部３は、回転テーブル１２の温度測定領域から放射される赤外線を後述の検出部３０１に導き、検出部３０１がその赤外線量に応じた温度測定値を取得する。従って、この温度測定値は取得された箇所の温度により異なり、取得された温度測定値は、順次後述の制御部５に送信される。
【００２６】
図５〜図７はこの放射温度測定部３の概略構成と、動作の概略とを示している。放射温度測定部３は、５０Ｈｚで回転するサーボモータからなる回転体３０２を備えている。この回転体３０２は平面視３角形状に構成され、回転体３０２の３つの各側面は反射面３０３〜３０５として構成されている。図５〜図７に示すように回転体３０２が回転軸３０６の周りに回転することで、ウエハＷを含む回転テーブル１２における温度測定領域４０の赤外線を、図中矢印で示すように反射面３０３〜３０５のいずれかで反射させて検出部３０１に導くと共に前記温度測定領域４０の位置を回転テーブル１２の径方向に移動させてスキャン（走査）する。
【００２７】
検出部３０１は１つの反射面から連続して１２８回赤外線を取り込むことにより、前記径方向の１２８箇所の温度を検出できるように構成されている。そして、回転体３０２の回転により反射面３０３〜３０５が順次赤外線の光路上に位置することによりスキャンは回転テーブル１２の内側から外側方向へ向けて繰り返し行うことができ、このスキャン速度は１５０Ｈｚである。つまり放射温度測定部３は、１秒間に１５０回スキャンを行うことができる。また、前記温度測定領域（スポット領域）４０はその径が５ｍｍのスポットである。前記スキャンは、回転テーブル１２においてウエハＷが載置される凹部１６よりもさらに内側よりの位置から、回転テーブルの外周端に至る範囲で行われ、図４中の鎖線３４、３５は回転テーブル１２の最も内周側、最も外周側に夫々移動した温度測定領域４０から放射温度測定部３に向かう赤外線を示している。
【００２８】
放射温度測定部３によるスキャンは、回転テーブル１２の回転中に行われる。回転テーブル１２の回転速度は、この例では１２回転／分である。図８は、回転テーブル１２と温度測定領域４０との関係を示した平面図であり、図中４１は、前記回転テーブル１２の回転中に、回転テーブル１２の内側から外側へ向かってｎ回目（ｎは整数）にスキャンを行ったときの当該温度測定領域４０の列（スキャンライン）を示している。図中４２はｎ＋１回目（ｎは整数）にスキャンを行ったときのスキャンラインを示している。回転テーブル１２の回転により、当該回転テーブル１２の回転中心Ｐを中心として、スキャンライン４１、４２は回転テーブル１２の回転速度に応じた角度だけ中心角が互いにずれる。このように回転テーブル１２を回転させながらスキャンを繰り返すことで、回転テーブル１２の多数の位置の温度測定値を順次取得する。
【００２９】
続いて、成膜装置１に設けられるコンピュータである制御部５の構成について、図９のブロック図を用いて説明する。図中５１はバスであり、このバス５１には、上記の放射温度測定部３、ＣＰＵ５２、温度マップ記憶部５３、表示部５４及び入力操作部５５が接続されている。温度マップ記憶部５３は、後述するように回転テーブル１２の各アドレスと温度測定値とを対応付けた温度マップデータ（温度データ）を記憶するメモリである。表示部５４は、回転テーブル１２の温度分布を示す画像データや、回転テーブル１２の径方向と温度との関係を示すグラフデータや、前記径方向の温度の平均値と時間との関係を示すグラフデータなどを表示する。入力操作部５５は、温度分布に関するデータの表示態様を指定する表示指定部を兼用し、ユーザが所定の操作を行う部位である。
【００３０】
制御部５にはデータ作成部をなす温度マップ作成プログラム５６と、データ処理部をなす温度データ編集プログラム５７とが設けられている。温度マップ作成プログラム５６は、放射温度測定部３から取り込んだ既述の温度測定値から前記温度マップを作成するプログラムである。温度データ編集プログラム５７は、この例では入力操作部５５により指定された表示態様に基づいて、温度マップデータから回転テーブル５５の一面側におけるスキャン領域全体の温度分布をカラー画像で識別して表示部５４に表示するためのプログラムである。これら温度マップ作成プログラム５６及び温度データ編集プログラム５７には、夫々温度マップの作成、表示部５４への各データの表示を行えるように命令（各ステップ）が組み込まれ、装置の各部に制御信号を出力する。このプログラム（処理パラメータの入力操作や表示に関するプログラムも含む）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）メモリーカードなどの記憶媒体に格納されて制御部５にインストールされる。
【００３１】
前記温度マップデータを作成するために、回転テーブル１２の表面に割り振られるアドレスについて説明する。このアドレスは、回転テーブル１２の径方向の位置を特定する座標ｒと回転テーブル１２の周方向の位置を特定するθとにより、極座標で割り振られている。温度マップ作成プログラム５６は、放射温度測定部３により取得された各温度測定領域４０の温度測定値を、当該温度測定領域４０に対応するアドレスに割り振って温度マップデータを作成する。上記のように放射温度測定部３は１回のスキャンで前記径方向の１２８箇所の温度を検出するため、ｒ座標は回転テーブル１２の走査ポイント（スポット領域）から順に各走査ポイントに対応させて１〜１２８までの番地が割り当てられる。ｒ座標の値が小さいほど回転テーブル１２の内側よりの領域となる。θ座標は回転テーブル１２の前記回転中心Ｐを基準とした０．５°刻みの角度で設定され、０〜３５５．５のうちの０．５刻みの番地が割り当てられる。なお、この刻み角度は一例を挙げたに過ぎず、この値に限られるものではない。回転テーブル１２の回転方向上流側に向かうほどθの値が大きくなる。そして、θ＝０のアドレスの回転方向下流側の隣の領域はθ＝３５５．５のアドレスとして設定している。
【００３２】
図１０には、ｒが１〜１２８且つθが１、１．５であるアドレスの分布の一例を示している。この図１１に示すように回転中心Ｐに近づくほど、回転テーブル１２の周方向の長さは短くなるため、ｒが６５〜１２８の範囲では温度測定データをθ＝１、１．５のアドレスに夫々割り振るが、ｒが１〜６４の範囲では温度測定データをθ＝１として取り扱う。他のθ＝０．５〜１の以外の範囲においても、ｒが１〜６４の範囲ではθ＝ｍ＋０．５（ｍは整数）をｍとして取り扱う。なお、図中にＡで示す回転中心Ｐから見て、θ＝１、１．５であるアドレスの概形線と、回転中心Ｐとのなす角は実際には１°であるが、各アドレスの表示が小さくなって見え難くなることを防ぐために１°よりも大きく描いている。
【００３３】
図１１は、温度マップ記憶部５３に記憶される温度マップデータのイメージを表として示している。この温度マップにおいて、放射温度測定部３により検出された温度測定値は、その温度測定値を取得した温度測定領域４０に相当するアドレス（ｒ、θ）に対応する領域に書き込まれる。この温度測定領域４０とアドレス（ｒ、θ）との対応付けについて説明すると、制御部５は、放射温度測定部３から送信される温度測定値が検出開始から何番目に送られた温度測定値かカウントして前記ｒの値を特定する。つまり、１番目に送られた温度測定値であればｒ＝１、１２５番目に送られた温度測定値であればｒ＝１２５、２２５番目に送られた温度測定値であればｒ＝２２５−１２８＝９７である。
【００３４】
温度マップ作成プログラム５６は、温度測定を開始して放射温度測定部３が１回目に行ったスキャンで得られた温度測定値をθ＝０の温度測定値として取り扱う。そして、以降に行われる放射温度測定部３のスキャンにより得られた温度測定値については、制御部５のクロックと回転テーブル１２の回転速度とに基づいて制御部５が演算を行い、θを特定する。即ち、温度マップデータの作成を１分間行ったとすると、回転テーブル１２の回転速度が２４０回転／分であれば０〜３６０°分の温度マップデータ群が２４０個連続して取得され、従って測定開始から経過時間に応じた温度マップデータを取り出すことができる。なお、後述するようにこの例では回転テーブル１２の回転速度に比べて、放射温度測定部３のスキャン速度が十分速いことから、温度測定値のグラフを表示する際には例えば１回のスキャンにより得られた温度測定値は、同じ時間に得られた温度測定値であるものとして取り扱っている。
【００３５】
ここで、回転テーブル１２が回転しながら放射温度測定部３によるスキャンが行われるため、図１２に示すように実際には温度測定領域４０が回転テーブル１２の内側から外側へ向けて移動する間に回転テーブル１２から見ると、温度測定領域４０は、１回のスキャン中に当該回転テーブル１２の回転方向上流側に向かってカーブするように移動する。しかし、この例ではカーブの曲がりの程度が小さいため、図４に示したように１回のスキャンにより、回転テーブル１２の径方向の直線に沿って温度測定領域が移動したものとして取り扱うこととする。つまり、１回のスキャンにおいて得られる温度測定値のｒ＝２〜１２８のθの値は、ｒ＝１のθの値と同じ値であるものとして取り扱われて温度マップデータが作成される。
【００３６】
ところで、温度測定を行うときの回転テーブル１２の回転速度はこの例ではα回転／分であるため、図８中にθ１で示す連続して行われるスキャンのライン４１、４２のなす角は、下記の式１よりθ１はβ°である。
θ１＝１秒間の回転テーブル１２の回転速度（回転／秒）×３６０°÷スキャン速度（Ｈｚ）＝（１２／６０）×３６０×１／１５０＝０．４８°・・・（式１）  
つまり、１回スキャンを行ったら、次のスキャンでは前回のスキャンに対して０．４８°だけθがずれたものとして、温度マップデータに温度測定値を書き込む。上記のようにθは０．５°刻みで設定されているため、例えば演算されたθが０．５で割り切れない数値の場合、制御部５はθの値をより近い０．５で割り切れる数値に近似し、その近似された数値で温度マップデータに書き込まれる。
また、このようにθを近似することで、ｎ回目のスキャンとｎ＋１回目のスキャンとで同じアドレスの温度マップデータを取得することになる場合があるが、その場合は例えばｎ＋１回目のスキャンの取得データは無効になる。
【００３７】
この成膜装置１による真空容器１１内の温度分布を測定する手順について説明する。例えば成膜処理時と同様に５枚のウエハＷが凹部１６に載置された状態でユーザが入力操作部５５より所定の操作を行い、回転テーブル１２が静止した状態でヒータ２０の温度が上昇する。その後、ヒータ２０の出力が一定に維持され、回転テーブル１２の温度が安定し、それによって、真空容器１１内の温度分布に従って回転テーブル１２の表面に温度分布が形成される。その後、ユーザが入力操作部５５より所定の操作を行うと、回転テーブル１２が、例えば１２回転／分で回転すると共に放射温度測定部３により回転テーブル１２の内側から外側へ向けて繰り返しスキャンが行われる。このとき回転テーブル１２の熱容量により回転テーブル１２表面の温度分布は維持されており、スキャンされた温度測定領域４０に対応するアドレスに、測定温度値が書き込まれ、制御部５の記憶部５３に温度マップデータが作成されていく。
【００３８】
回転テーブル１２が３６０°回転すると、温度マップ作成プログラム５６は回転テーブル１２の回転、放射温度測定部３のスキャン及び温度マップの作成を終了する。以上の一連の動作は温度マップ作成プログラム５６により行われる。ユーザが入力操作部５５から所定の指示を行うと、回転テーブル１２の温度分布、即ち平面で見た真空容器１１の温度分布がカラー画像として表示される。ヒータ２０の出力を各々変えて、実際に温度分布測定を行って得られたカラー画像について、若干簡略化した模式図を図１３、図１４として夫々示している。これらのカラー画像は、実際には温度勾配に応じたカラーのグラデーションが掛けられた状態で示されるが、図１３、図１４では図示の便宜上、温度差が形成されている領域間を等高線で区画して示しており、濃いグレーで示した領域＞淡いグレーで示した領域＞斜線を付した領域の順で温度が高いことを示す。
【００３９】
前記カラー画像は、温度データ編集プログラム５７により描かれる。温度データ編集プログラム５７は、温度マップデータを参照して表示部５４の各アドレスに対応する位置に温度測定値を、当該温度測定値に応じたカラーのスポットとして表示部５４に表示し、このカラースポットの集合により上記のように回転テーブル１２のカラー画像が描き出される。
【００４０】
ところで、同じ値のθを持つアドレスの温度測定値において、ｒの値が大きいものほど回転テーブル１２の周縁部側のカラースポットとして出力されるが、図１２で説明したように回転テーブル１２の回転により、回転テーブル１２の径方向外側に向かうほど、実際に温度を測定した位置が、割り当てられたθの位置よりも回転方向上流側にずれている。そこで温度データ編集プログラム５７は、同じ値のθを持つ温度測定値について、回転テーブル１２の径に沿って直線上に配列されたカラーとして出力するのではなく、回転テーブル１２の周縁側に向かうほど回転方向上流側に向かってカーブする曲線上に配列されたカラースポットとして出力する。それによって、真空容器１１内の実際の温度分布を精度高く表示部５４に表示することができる。このカラースポットのカーブの度合は、測定を行うときの回転テーブル１２の回転速度に応じて、温度測定値の取得位置と、当該温度測定値によるカラースポットの出力位置とが概ね一致するように設定される。
【００４１】
上記の回転テーブル１２のカラー画像の他に、表示部５４に表示可能なデータの一例について説明する。ユーザは、上記の回転テーブル１２のカラー画像において、その径方向に沿った任意の直線領域を指定することで、温度データ編集プログラム５７が、表示部５４にその直線領域の温度分布を示すグラフを表示する。図１５、図１６は、図１３に夫々θ１、θ２で示した領域をユーザが指定して表示されたグラフの一例を示している。図１７、図１８は、図１４に夫々θ３、θ４で示した領域をユーザが指定して表示されたグラフの一例を示している。なお、θ１とθ３とは同じ領域であり、θ２とθ４とは同じ領域である。各グラフの横軸は、回転中心Ｐからの距離（単位：ｍｍ）であり、この距離はアドレスのｒの座標値に対応付けられて設定されている。縦軸は温度（単位：℃）である。
【００４２】
このようなグラフが作成される手順を説明する。ユーザが上記のように直線領域を指定する。上記のようにこの直線領域には、異なるθを持つアドレスの温度測定値が出力されているが、温度データ編集プログラム５７は、例えばその直線領域において最も径方向内側にカラースポットとして出力されている温度測定値のθの座標を検出する。そして、このθを持つアドレスのｒ＝１〜１２８の温度測定値を用いて上記のグラフが作成される。
【００４３】
上記の成膜装置１によれば、真空容器１１内の温度分布により静止した状態でその表面に温度分布が形成された回転テーブル１２を１回転させる間に、回転テーブル１２の径方向に沿って繰り返しスキャンしてその径方向の温度を測定する放射温度測定部３と、回転テーブル１２の各アドレスと取得された温度測定値とを対応付けて温度マップデータとして記憶する温度マップ記憶部５３と、温度マップデータに基づいて回転テーブル１２の温度分布を表示する表示部５４が設けられている。ユーザは表示部５４に表示される回転テーブル１２のカラー画像やグラフにより真空容器１１内の温度分布について詳細に予測することができる。また、成膜装置１によれば熱電対を真空容器１１内に取り付ける手間が無くなるし、熱電対を取り付けるために真空容器１１内を大気開放する手間も必要なくなるので容易に予測ができるという利点がある。
【００４４】
上記の温度分布の測定は、装置の開発段階で行ったり、ウエハＷの処理の合間のメンテナンス時にて、装置の動作状況を確認するために行ってもよい。また、上記の実施形態では、回転テーブル１２を比較的遅い速度で１回転させる間にスキャンを繰り返し行い、回転テーブル１２の各部の温度を測定しているが、回転テーブル１２を速い速度で繰り返し回転させる間に、スキャンを繰り返し行い、回転テーブル１２の各部の温度を測定してもよい。また、上記の温度分布の測定は回転テーブル１２にウエハＷが載置されていない状態で行ってもよい。
また、ユーザが温度分布の測定の開始を指示すると、回転テーブル１２が静止すると共にヒータが所定の温度になり、予め設定された時間が経過して回転テーブル１２の温度が安定すると、温度マップ作成プログラム５６により自動で回転テーブル１２の回転と、放射温度測定部３のスキャンとが開始されてもよい。
【００４５】
上記の実施形態では、温度マップデータから図１３、図１４の回転テーブル１２のカラー画像を表示するにあたり、上記のように同じθの温度測定値についてｒが大きくなるほど回転方向上流側にカーブするカラースポットとして表示しているが、径方向に直線状に配列されたカラースポットとして表示してもよい。
また、図１５〜図１６の回転テーブルの径方向のグラフについては、図１２で説明したように温度が実測された場所と、温度測定値が格納されるアドレスの場所とがずれていることを考慮して、ｒが大きくなるにつれて、前記θよりも回転方向上流側に向かってずれたθのアドレスの温度測定値を用いてグラフを作成してもよい。つまり、上記のカラー画像でユーザが指定した直線領域に出力されている各カラースポットに対応する各θのアドレスの温度測定値を用いてグラフを作成してもよい。
【００４６】
上記の実施形態において、径方向のデータを表示するときには、１回の走査に要する時間内では回転テーブル１２が静止しているとみなしている。このように１回の走査に要する時間内で回転テーブル１２の回転方向の位置が大きく変わらない場合には、回転テーブル１２の速度を考慮せずに各温度測定領域４０に対応するアドレスを決定するようにしてもよい。また、前記放射温度測定部３は、できるだけ多くの箇所を測定して、回転テーブル１２の温度分布を精度高く把握するために、回転テーブルが１回転する間に径方向に沿って１０回以上走査することが好ましい。
【符号の説明】
【００４７】
Ｗ      ウエハ
Ｄ      分離領域
１      成膜装置
１２    回転テーブル
１４    容器本体
２１    反応ガスノズル
３      放射温度検出部
４０    温度測定領域
５      制御部
５３    温度マップ記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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