(57)【要約】  【課題】ヒータによるウエハの実際の温度を適正に計測して温度制御する。  【解決手段】ウエハ１を処理する処理室１４と、処理室１４外に敷設されて処理室１４を加熱するヒータ３２と、処理室１４の温度を測定する熱電対３５と、熱電対３５の測温に基づきヒータ３２をフィードバック制御するコントローラ３３とを備えており、熱電対３５の熱接点３６が熱特性がウエハ１と同等または近似し外寸がウエハ１よりも小さい被測温部材４０に固定されたホットウオール形熱処理装置において、熱接点３６を被測温部材４０に没設された溝部４１に配置して接着材層４２で接着する。接着材の塗布範囲および塗布量を制御できるので、被測温部材の表面積を維持しつつ熱容量を低減でき、もって、熱電対の温度測定特性を向上でき、熱電対間の個体差を抑制できる。  【選択図】図２
2006173531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、前記処理室を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御するための温度を検出する熱接点に被測温部材が備えられた温度検出器とを有する基板処理装置であって、
前記被測温部材には溝部が形成されており、前記溝部に前記熱接点が固定されていることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、特に、被処理物を処理室に収容してヒータによって加熱した状態で処理を施す熱処理技術に関し、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法において、半導体素子を含む集積回路が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に酸化処理や拡散処理、イオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフローやアニールおよび熱ＣＶＤ反応による成膜処理等々（以下、熱処理という。）に使用される熱処理装置（furnace ）のような基板処理装置に利用して有効なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣの製造方法におけるウエハの熱処理には、バッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置（以下、ホットウオール形熱処理装置という。）が、広く使用されている。
ホットウオール形熱処理装置は、ウエハが搬入される処理室を形成するインナチューブおよびこのインナチューブを取り囲むアウタチューブから構成され縦形に設置されたプロセスチューブと、プロセスチューブの外部に敷設されてプロセスチューブ内を加熱するヒータとを備えており、複数枚のウエハがボートによって長く整列されて保持された状態でインナチューブ内に下端の炉口から搬入（ボートローディング）され、ヒータによって処理室内が加熱されることにより、ウエハに熱処理が施されるように構成されている。
このようなホットウオール形熱処理装置においては、プロセスチューブとボートとの間にプロファイル熱電対やカスケード熱電対（以下、熱電対という。）を配置してウエハ近傍の温度を計測し、この計測結果に基づいてヒータをフィードバック制御することにより、熱処理を適正に制御することが行われている。
【０００３】
この熱電対による温度制御の方法においては、ウエハ近傍の温度を測定しているため、熱電対の測定温度にはウエハの実際の温度と差が発生するという問題点があり、また、ヒータの高速の昇温および降温時には熱電対の測温の応答性の悪さから、コントローラの複雑な補正や温度追従性の遅延が問題となる。
そこで、このようなウエハの実際の温度と熱電対の測定温度との差を解消する方法として、熱特性がウエハと同等または近似し外寸がウエハよりも小さい被測温部材の主面に熱電対の測温部（熱接点）を接着材によって接着し、この被測温部材をボートの近傍に配置することにより、ボートに装填されたウエハの実際の温度を測定する方法が、提案されている。例えば、特許文献１参照。
【特許文献１】特開２００４−６７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、熱電対の熱接点を被測温部材の主面に接着する測温方法においては、被測温部材の主面が平坦形状であるために、次のような問題点があることが、本発明者によって明らかにされた。
1)  熱電対の熱接点を被測温部材に接着する際に、熱電対の熱接点の位置決めが正確に行えないために、熱電対の応答性等の性能について個体差が発生する。
2)  熱電対の熱接点を被測温部材に接着する際に、接着材の塗布範囲および塗布量に個体差が発生するために、熱電対の応答性等の性能について個体差が発生する。
3)  熱電対の熱接点を被測温部材に強固に接着する必要上、接着材を被測温部材の主面に広範囲に塗布すると、熱電対の熱接点の熱容量が増加するために、熱電対の応答性が低下する。
【０００５】
本発明の目的は、従来の技術のこれらの問題点を解決し、熱容量が小さくて応答性が良好であり、かつ、性能の個体差が小さく、被処理物の現在の実際の温度を応答性よく計測することによって熱処理を適正に実行することができる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）基板を処理する処理室と、前記処理室を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御するための温度を検出する熱接点に被測温部材が備えられた温度検出器とを有する基板処理装置であって、
前記被測温部材には溝部が形成されており、前記溝部に前記熱接点が固定されていることを特徴とする基板処理装置。
（２）前記熱接点および前記被測温部材が石英製の保護管によって囲まれており、前記熱接点と前記被測温部材の溝部とは少なくとも一部が接触するように設置されており、さらに、前記溝部には接着材が充填されていることを特徴とする前記（１）に記載の基板処理装置。
【発明の効果】
【０００７】
前記（１）によれば、被測温部材の表面積を維持しつつ、熱容量を低減することができるので、温度検出器の温度測定特性を向上させることができるとともに、個体差（品質や信頼性のばらつき）を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【０００９】
本実施の形態において、図１に示されているように、本発明に係る基板処理装置は、ＩＣの製造方法における熱処理工程を実施するホットウオール形熱処理装置（バッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置）１０として構成されている。
【００１０】
図１に示されているホットウオール形熱処理装置１０は、中心線が垂直になるように縦に配されて固定的に支持された縦形のプロセスチューブ１１を備えている。プロセスチューブ１１はインナチューブ１２とアウタチューブ１３とから構成されており、インナチューブ１２は石英ガラスまたは炭化シリコン（ＳｉＣ）が使用されて円筒形状に一体成形され、アウタチューブ１３は石英ガラスが使用されて円筒形状に一体成形されている。
インナチューブ１２は上下両端が開口した円筒形状に形成されており、インナチューブ１２の筒中空部はボートによって長く整列した状態に保持された複数枚のウエハが搬入される処理室１４を形成している。インナチューブ１２の下端開口はウエハを出し入れするための炉口１５を構成している。したがって、インナチューブ１２の内径は取り扱うウエハの最大外径（例えば、三百ｍｍ）よりも大きくなるように設定されている。
【００１１】
アウタチューブ１３は内径がインナチューブ１２の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されており、インナチューブ１２にその外側を取り囲むように同心円に被せられている。
インナチューブ１２とアウタチューブ１３との間の下端部は、多段の円筒形状に構築されたマニホールド１６によって気密封止されている。インナチューブ１２およびアウタチューブ１３の交換等のために、マニホールド１６はインナチューブ１２およびアウタチューブ１３にそれぞれ着脱自在に取り付けられている。マニホールド１６がホットウオール形熱処理装置の筐体２に支持されることにより、プロセスチューブ１１は垂直に据え付けられた状態になっている。
【００１２】
マニホールド１６の側壁の上部には排気管１７が接続されており、排気管１７は排気装置（図示せず）に接続されてプロセスチューブ１１の内部を排気し得るように構成されている。排気管１７はインナチューブ１２とアウタチューブ１３との間に形成された隙間に連通した状態になっており、インナチューブ１２とアウタチューブ１３との隙間によって排気路１８が、横断面形状が一定幅の円形リング形状に構成されている。排気管１７がマニホールド１６に接続されているため、排気管１７は円筒形状の中空体を形成されて垂直に延在した排気路１８の最下端部に配置された状態になっている。
【００１３】
また、マニホールド１６の側壁の下部にはガス導入管１９がインナチューブ１２の炉口１５に連通するように接続されており、ガス導入管１９には原料ガス供給装置やキャリアガス供給装置およびパージガス供給装置（いずれも図示せず）が接続されている。ガス導入管１９によって炉口１５に導入されたガスは、インナチューブ１２の処理室１４を流通して排気路１８を通って排気管１７によって外部へ排気されるようになっている。
【００１４】
マニホールド１６には下端開口を閉塞するシールキャップ２０が、垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２０はマニホールド１６の外径と略等しい円盤形状に構築されており、プロセスチューブ１１の外部に垂直に設備されたボートエレベータ（図示せず）によって垂直方向に昇降されるように構成されている。シールキャップ２０の中心線上にはボート２１が垂直に立脚されて支持されるようになっている。
【００１５】
ボート２１は上下で一対の端板２２、２３と、両端板２２と２３との間に架設されて垂直に配設された三本の保持部材２４とを備えており、三本の保持部材２４には多数条の保持溝２５が長手方向に等間隔に配されて互いに対向して開口するように刻設されている。ボート２１は三本の保持部材２４の保持溝２５間にウエハ１の周辺部をそれぞれ挿入されることにより、複数枚のウエハ１を水平にかつ互いに中心を揃えた状態に整列させて保持するようになっている。
ボート２１とシールキャップ２０との間には内部に断熱材（図示せず）が封入された断熱キャップ部２６が配置されている。断熱キャップ部２６はボート２１をシールキャップ２０の上面から持ち上げた状態に支持することにより、ボート２１の下端を炉口１５の位置から適当な距離だけ離間させるように構成されている。
【００１６】
図１に示されているように、プロセスチューブ１１の外側は断熱槽３１によって全体的に被覆されており、断熱槽３１の内側にはプロセスチューブ１１の内部を加熱する加熱手段としてのヒータ３２が、アウタチューブ１３の周囲を包囲するように同心円に設備されている。断熱槽３１はステンレス鋼等の薄板から円筒形状に形成されたカバーの内部にガラスウール等の断熱材が封入されて、プロセスチューブ１１の外径よりも大径で長さが同程度の円筒形状に形成されており、ホットウオール形熱処理装置の筐体２に支持されることによって垂直に据え付けられている。
ヒータ３２はニクロム線等の線形の電気抵抗体によって形成されて、断熱槽３１の内周面に螺旋状に巻装されている。ヒータ３２は上側から順に、第一ヒータ部３２ａ、第二ヒータ部３２ｂ、第三ヒータ部３２ｃ、第四ヒータ部３２ｄおよび第五ヒータ部３２ｅに五分割されており、これらヒータ部３２ａ〜３２ｅは温度コントローラ３３によって互いに連携および独立してシーケンス制御されるように構成されている。
【００１７】
図１に示されているように、シールキャップ２０の外周辺部の一箇所には保護管３４がボート２１に干渉しないように上下方向に貫通されて垂直に固定されている。ボート２１の処理室１４への搬入時には、保護管３４はインナチューブ１２の内周面とボート２１の外周面との間に位置する状態になっている。
保護管３４には五本の温度検出器としての熱電対３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄおよび３５ｅが纏められて封入されている。五本の熱電対３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄおよび３５ｅは温度コントローラ３３にそれぞれ接続されており、各熱電対３５ａ〜３５ｅは温度計測結果を温度コントローラ３３にそれぞれ送信するようになっている。
温度コントローラ３３は各熱電対３５ａ〜３５ｅからの計測温度に基づいて各ヒータ部３２ａ〜３２ｅをフィードバック制御するようになっている。すなわち、温度コントローラ３３は各ヒータ部３２ａ〜３２ｅの目標温度と各熱電対３５ａ〜３５ｅの計測温度との誤差を求めて、誤差がある場合には誤差を解消させるフィードバック制御を実行するようになっている。
【００１８】
五本の熱電対３５ａ〜３５ｅの測温点である熱接点３６ａ〜３６ｅの高さは、五箇所のヒータ部３２ａ〜３２ｅの高さにそれぞれ対応するように設定されている。五つの熱接点３６ａ〜３６ｅには、五つの被測温部材４０ａ〜４０ｅがそれぞれ固定されている。五つの被測温部材４０ａ〜４０ｅは半導体または不導体（絶縁体）の一例であってウエハと熱特性が同等または近似する材料であるシリコンが使用されて、縦横厚さが３ｍｍ×６ｍｍ×０．３５ｍｍに形成されている。
ところで、被測温部材は薄い方が受熱面積が大きく熱容量を小さく設定することができるので、被測温部材の厚さは可及的に薄く設定することが望ましい。
しかし、被測温部材の厚さを過度に薄く設定すると、後述する熱接点の接着時や被測温部材の保護管への挿入時に被測温部材が破損したりする危惧があるために、被測温部材の厚さはあまり薄く設定することができない。
そこで、本実施の形態においては、大きな受熱面積で小さい熱容量を確保しつつ、破損の危惧を回避可能な機械的強度を確保するために、各被測温部材４０ａ〜４０ｅの厚さｔ（図３参照）は、ウエハの厚さ（例えば、０．７２５ｍｍ）よりも充分に薄い、０．３５ｍｍに設定されている。
【００１９】
ここで、熱電対と被測温部材との関係や固定構造を、最上段のヒータ部３２ａに対応した熱電対３５ａを代表にして、図２および図３を主に使用して説明する。
図１に示されているように、熱電対３５ａの受信器３７ａは保護管３４の外部に配置されており、受信器３７ａには熱電対３５ａの測温結果を温度コントローラ３３に送信する電気配線３８ａが接続されている。
図１および図２に示されているように、保護管３４の内部におけるヒータ部３２ａに対向する位置には、熱電対３５ａの熱接点３６ａに固定された被測温部材４０ａが配置されている。
本実施の形態においては、熱電対３５ａの熱電対素線としては白金線と白金・ロジウム線とが使用されている。図２に示されているように、熱電対３５ａの一対の熱電対素線は複数個（図２においては、三個だけが図示されている。）の碍子３９によって、互いに短絡を防止された状態に敷設されている。ちなみに、碍子３９はアルミナ等の耐熱性を有する絶縁材料によって形成されている。
ところで、低温（約３００℃以下）での熱処理を実施する場合には、シリコン製のウエハは放射率が低く、輻射熱が吸収され難い。これに対し、アルミナは放射率がシリコンに比べ高く、輻射熱を吸収し易い。そこで、低温プロセス（約３００℃以下）の場合には、ウエハの熱特性に合わせるために、碍子３９をシリコンを主成分とする材質にするのが好ましい。それにより、碍子３９からの熱影響によっても熱電対の測定する温度をウエハの温度特性により一層近づけるように測定することができる。
【００２０】
図２に示されているように、保護管３４内のヒータ部３２ａに対向する位置に配置された被測温部材４０ａのヒータ部３２ａに対向する側の面とは反対側であるボート２１側の面における中央部には、深さｄ（図３参照）が０．１５ｍｍである溝部４１ａが没設されている。
図３（ａ）に示されているように、溝部４１ａは上側半分が円形で下側半分が長方形の略鍵穴形状に形成されている。図３（ｂ）に示されているように、溝部４１ａの円形穴部には熱電対３５ａの熱接点３６ａが被測温部材４０ａに一部を接触されて配置されており、長方形穴部には一対の熱電対素線の上端部が配線されている。溝部４１ａの内部にはアルミナ等の耐熱性を有するセラミックを主成分とした接着材が充填されて接着材層４２ａが形成されており、熱電対３５ａの熱接点３６ａおよび一対の熱電対素線の上端部は溝部４１ａの底面に接着材層４２ａによって接着されて、被測温部材４０ａに固定されている。
ところで、低温（約３００℃以下）での熱処理を実施する場合には、シリコン製のウエハは放射率が低く、輻射熱が吸収され難い。これに対し、アルミナは放射率がシリコンに比べ高く、輻射熱を吸収し易い。そこで、低温プロセス（約３００℃以下）の場合には、ウエハの熱特性に合わせるために、接着材をシリコンを主成分とする材質にするのが好ましい。それにより、接着材層４２ａからの熱影響によっても熱電対の測定する温度をウエハの温度特性により一層近づけるように測定することができる。さらに、高温（約３５０℃以上）であれば、シリコンを主成分とする材質の接着材は接着力が弱まり、剥がれてしまうが、低温であれば、シリコンを主成分とする材質の接着材でも接着力が変化させることなく保持することができる。
【００２１】
次に、前記構成に係るホットウオール形熱処理装置を使用した場合のＩＣの製造方法の熱処理工程を説明する。
【００２２】
図１に示されているように、複数枚のウエハ１を整列保持したボート２１はシールキャップ２０の上にウエハ１群が並んだ方向が垂直になる状態で載置され、ボートエレベータによって差し上げられて、インナチューブ１２の炉口１５から処理室１４に搬入（ボートローディング）されて行き、シールキャップ２０に支持されたままの状態で、処理室１４に存置される。
【００２３】
プロセスチューブ１１の内部が排気管１７によって排気されるとともに、プロセスチューブ１１の内部がヒータ３２の各ヒータ部３２ａ〜３２ｅによって温度コントローラ３３のシーケンス制御の目標温度（例えば、１００〜１２００℃）に加熱される。
この際、ヒータ３２の各ヒータ部３２ａ〜３２ｅの加熱によるプロセスチューブ１１の内部の実際の上昇温度と、各ヒータ部３２ａ〜３２ｅのシーケンス制御の目標温度との誤差は、各熱電対３５ａ〜３５ｅの測温結果に基づくフィードバック制御によってそれぞれ補正される。
【００２４】
ここで、本実施の形態においては、各被測温部材４０ａ〜４０ｅの熱特性がウエハ１のそれと同等または近似していることにより、被測温部材４０ａ〜４０ｅの温度はウエハ１の温度変化に良好な応答性をもって追従する。
他方、被測温部材４０ａ〜４０ｅには各熱電対３５ａ〜３５ｅの熱接点３６ａ〜３６ｅが固定されているため、各熱電対３５ａ〜３５ｅは被測温部材４０ａ〜４０ｅの温度変化に良好な応答性をもって追従する。
したがって、各熱電対３５ａ〜３５ｅは各被測温部材４０ａ〜４０ｅの温度変化を良好な応答性をもって追従することにより、ウエハ１の温度変化を良好な応答性をもって追従して計測することになる。つまり、各熱電対３５ａ〜３５ｅの測温結果に基づいて各ヒータ部３２ａ〜３２ｅをフィードバック制御する温度コントローラ３３は、ウエハ１の現在の実際の温度に基づいて各ヒータ部３２ａ〜３２ｅを良好な応答性をもってフィードバック制御することになる。
【００２５】
以上の温度制御によって処理室１４の全体が予め設定された処理温度に安定すると、処理ガスが処理室１４へガス導入管１９から導入される。処理室１４に導入された処理ガスは処理室１４を上昇した後にインナチューブ１２の上端開口から排気路１８へ流れ込み、排気路１８を通じて排気管１７から排気される。処理ガスは処理室１４を流れる際に、ウエハ１群に接触することによりウエハ１の表面に熱処理を施す。
【００２６】
熱処理がウエハ１群に実施されて予め設定された熱処理時間が経過すると、ヒータ３２の各ヒータ部３２ａ〜３２ｅの加熱作用が温度コントローラ３３のシーケンス制御によって停止されて、プロセスチューブ１１の内部の温度が予め設定されたスタンバイ温度（例えば、処理温度よりも５０℃〜３００℃低い温度）に降下されて行く。
この際においても、各ヒータ部３２ａ〜３２ｅによるプロセスチューブ１１の内部の実際の下降温度と、各ヒータ部３２ａ〜３２ｅのシーケンス制御の目標温度との誤差は、各熱電対３５ａ〜３５ｅの測温結果に基づくフィードバック制御によってそれぞれ補正される。ここでも、各熱電対３５ａ〜３５ｅはウエハ１の温度変化を良好な応答性をもって計測するために、温度コントローラ３３はウエハ１の現在の実際の温度に基づいて各ヒータ部３２ａ〜３２ｅを良好な応答性をもってフィードバック制御する。
【００２７】
そして、予め設定されたスタンバイ温度になるか、または、予め設定された降温時間が経過すると、シールキャップ２０が下降されて炉口１５が開口されるとともに、ウエハ１群がボート２１に保持された状態で、炉口１５からプロセスチューブ１１の外部に搬出（ボートアンローディング）される。
【００２８】
以上の作用が繰り返されることにより、ホットウオール形熱処理装置による熱処理がウエハ１にバッチ処理されて行く。
【００２９】
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【００３０】
1)  熱特性がウエハのそれと同等または近似した被測温部材に熱電対の熱接点を固定することにより、熱電対はウエハの温度をウエハの温度変化に良好な応答性をもって計測することができるため、熱電対の測温結果に基づいてヒータをフィードバック制御する温度コントローラはウエハの現在の実際の温度に基づいてヒータを良好な応答性をもってフィードバック制御することができ、その結果、ホットウオール形熱処理装置は熱処理を適正に実行することができる。
【００３１】
2)  被測温部材の固定面に没設した溝部に熱電対の熱接点を配置し溝部に接着材を充填して接着することにより、熱電対を正確に位置決めすることができるので、熱電対の応答性に個体差が発生するのを防止することができる。
【００３２】
3)  被測温部材の固定面に没設した溝部に熱電対の熱接点を配置し溝部に接着材を充填して接着することにより、接着材の塗布範囲および塗布量を一定とすることができるので、熱電対の応答性に性能上の個体差が発生するのを防止することができる。
例えば、溝部から表面張力等により接着材が被測温部材の厚さより厚くなる場合には、接着材の塗布した際の突出し部分の厚さを１ｍｍ以下となるように規定することにより、容易に熱電対の応答性の性能上の個体差が発生するのを防止することができる。
【００３３】
4)  被測温部材の固定面に没設した溝部に熱電対の熱接点を配置し溝部に接着材を充填して接着することにより、熱接点を接着材によって埋めるように接着することができるので、少量の接着材であっても熱電対を被測温部材に強固に接着することができるとともに、接着材の使用量を適切にでき、無駄を低減させることができる。
そして、接着材の使用量を低減させることにより、被測温部材および熱接点の部分における熱容量を低減させることができるので、熱電対の応答性を速くすることができる。
【００３４】
5)  被測温部材に溝部を形成することにより、被測温部材の表面積を維持しつつ熱容量を低減させることができるので、熱電対の応答性を速くすることができる。
【００３５】
図４は本発明の第二の実施の形態である枚葉式ホットウオール形熱処理装置を示す正面断面図、図５は平面断面図である。
【００３６】
本実施の形態においては、本発明に係る基板処理装置は、ＩＣの製造方法における熱処理工程を実施する枚葉式ホットウオール形熱処理装置として構成されている。
【００３７】
図４および図５に示されているように、枚葉式ホットウオール形熱処理装置５０はウエハ１を収容可能な平面視が長方形の処理室５２を構成したプロセスチューブ５１を備えており、プロセスチューブ５１は石英ガラスまたは炭化シリコンが使用されて高さの低い直方体形状に形成されて、筐体（図示せず）に水平に支持されている。
プロセスチューブ５１の四枚の側壁のうち互いに正対する一対の側壁は開口されており、両開口には炉口フランジ５３と炉端フランジ５４とがそれぞれ固定されている。炉口フランジ５３にはウエハ１を処理室５２に搬入搬出するための炉口５５が開設されており、炉口５５はゲートバルブ５６によって開閉されるようになっている。
炉口フランジ５３には処理ガスを導入するためのガス導入管５７が炉口５５に連通するように接続されており、炉端フランジ５４には処理室５２を排気するための排気管５８が接続されている。炉端フランジ５４はキャップ５４ａによって閉塞されている。つまり、ガス導入管５７から供給された処理ガスは処理室５２を流れて、排気管５８によって排気されるようになっている。
処理室５２の底面にはウエハ置き台５９が載置されており、ウエハ置き台５９はウエハ１を一枚ずつ水平に保持するように構成されている。
【００３８】
プロセスチューブ５１の外側にはヒータ６０が処理室５２を均一または所定の温度分布に加熱するように敷設されており、ヒータ６０は温度コントローラ６１によってシーケンス制御およびフィードバック制御されるようになっている。
【００３９】
図５に示されているように、炉端フランジ５４のキャップ５４ａには三本の保護管６２ａ、６２ｂ、６２ｃが水平面で隣合うように並べられてそれぞれ水平方向に挿入されて固定されており、三本の保護管６２ａ、６２ｂ、６２ｃの挿入側先端部はウエハ置き台５９に保持されたウエハ１の真下において、ウエハ１の周辺部の三箇所にそれぞれ位置するようになっている。両端の保護管６２ａ、６２ｂには二本の熱電対６３ａ、６３ｂが一本宛それぞれ封入されており、中央の保護管６２ｃには三本の熱電対６３ｃ、６３ｄ、６３ｅが纏めて封入されている。
【００４０】
五本の熱電対６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、６３ｅは温度コントローラ６１にそれぞれ接続されており、各熱電対６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、６３ｅは温度計測結果を温度コントローラ６１にそれぞれ送信するようになっている。
温度コントローラ６１は各熱電対６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、６３ｅからの計測温度に基づいてヒータ６０をフィードバック制御するようになっている。すなわち、温度コントローラ６１はヒータ６０の目標温度と各熱電対６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、６３ｅの計測温度との誤差を求めて、誤差がある場合には誤差を解消させるフィードバック制御を実行するようになっている。
【００４１】
図５に示されているように、三本の保護管６２ａ、６２ｂ、６２ｃには五つの被測温部材６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄ、６５ｅが、ウエハ１の中心とその中心を起点にする十字形のウエハ１の周辺部における四つの交差点とにそれぞれ対向するように配置されている。五つの被測温部材６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄ、６５ｅには五本の熱電対６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、６３ｅの熱接点６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅがそれぞれ固定されている。
熱電対と被測温部材との関係や固定構造は前記実施の形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００４２】
次に、前記構成に係る枚葉式ホットウオール形熱処理装置を使用した場合の本発明の一実施の形態であるＩＣの製造方法の熱処理工程を説明する。
【００４３】
被処理物であるウエハ１はウエハ移載装置（図示せず）によってハンドリングされて処理室５２へ炉口５５から搬入され、図４および図５に示されているように、ウエハ置き台５９の上に載置される。
【００４４】
炉口５５がゲートバルブ５６によって閉じられた後に、処理室５２が排気管５８によって排気されるとともに、ヒータ６０によって温度コントローラ６１のシーケンス制御の目標温度（例えば、６００〜１２００℃）に加熱される。
この際、ヒータ６０の加熱による処理室５２の内部の実際の上昇温度とヒータ６０のシーケンス制御の目標温度との誤差は、各熱電対６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、６３ｅの測温結果に基づくフィードバック制御によってそれぞれ補正される。
【００４５】
本実施の形態においても、各被測温部材６５ａ〜６５ｅの熱特性がウエハ１のそれと同等または近似していることにより、各被測温部材６５ａ〜６５ｅの温度はウエハ１の温度変化に良好な応答性をもって追従する。
他方、各被測温部材６５ａ〜６５ｅには各熱電対６３ａ〜６３ｅの熱接点６４ａ〜６４ｅが固定されているため、各熱電対６３ａ〜６３ｅは被測温部材６５ａ〜６５ｅの温度変化に良好な応答性をもって計測する。
したがって、各熱電対６３ａ〜６３ｅは各被測温部材６５ａ〜６５ｅの温度変化を良好な応答性をもって追従することによって、ウエハ１の温度変化を良好な応答性をもって追従して計測することになる。つまり、各熱電対６３ａ〜６３ｅの測温結果に基づいてヒータ６０をフィードバック制御する温度コントローラ６１は、ウエハ１の現在の実際の温度に基づいてヒータ６０を良好な応答性をもってフィードバック制御することになる。
【００４６】
また、前記実施の形態と同様に、各熱接点６４ａ〜６４ｅの固定側の面と反対側の面が各保護管６２ａ、６２ｂ、６２ｃの内部においてヒータ６０の側に正対して取り付けられていることにより、各被測温部材６５ａ〜６５ｅはヒータ６０の輻射熱を直角に受けることができるため、ウエハ１の温度変化に良好な応答性をもって追従することができる。
【００４７】
以上の温度制御によって処理室５２の全体が予め設定された処理温度に安定すると、処理ガスが処理室５２へガス導入管５７から導入される。処理室５２に導入された処理ガスは処理室５２を流下した後に排気管５８から排気される。処理ガスは処理室５２を流れる際に、ウエハ１群に接触することによりウエハ１の表面に熱処理を施す。
【００４８】
熱処理がウエハ１群に実施されて予め設定された熱処理時間が経過すると、ヒータ６０の加熱作用が温度コントローラ６１のシーケンス制御によって停止されて、処理室５２の温度が予め設定されたスタンバイ温度（例えば、処理温度よりも１５０℃〜３００℃低い温度）に降温されて行く。
【００４９】
予め設定されたスタンバイ温度になるか、または、予め設定された降温時間が経過すると、炉口５５がゲートバルブ５６によって開口され、ウエハ１がウエハ置き台５９からウエハ移載装置によってピックアップされ処理室５２の外部に搬出される。
【００５０】
以上の作用が繰り返されることにより、枚葉式ホットウオール形熱処理装置５０による熱処理がウエハ１に枚葉処理されて行く。本実施の形態における効果は、前記実施の形態と同様である。
【００５１】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【００５２】
例えば、熱電対は処理室のウエハの近傍に配置するに限らず、インナチューブとアウタチューブとの間やプロセスチューブとヒータとの間に配置してもよい。
ちなみに、インナチューブは省略することができる。
【００５３】
また、熱電対はヒータを貫通してヒータ内に挿入してもよい。
【００５４】
熱電対を敷設するための保護管は直線形状に形成するに限らず、Ｌ字形状等に形成してもよい。
【００５５】
熱電対の熱接点と被測温部材との固定手段としては、接着法を使用するに限らず、溶接法を使用してもよい。
【００５６】
熱処理は酸化処理や拡散処理および拡散だけでなくイオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフローおよびアニール処理等に限らず、成膜処理等の熱処理であってもよい。
【００５７】
被処理物はウエハに限らず、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、光ディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。
【００５８】
本発明は、バッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置および枚葉式ホットウオール形熱処理装置に限らず、バッチ式横形ホットウオール形熱処理装置や縦形および横形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置等の熱処理装置全般並びに基板処理装置全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施の形態であるバッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置を示す正面断面図である。
【図２】図１のａ部の詳細図である。
【図３】被測温部材を示しており、（ａ）は熱電対を接着前の斜視図、（ｂ）は熱電対を接着後の斜視図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態である枚葉式ホットウオール形熱処理装置を示す正面断面図である。
【図５】その平面断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…ウエハ（基板）、２…筐体、１０…ホットウオール形熱処理装置（バッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置）、１１…プロセスチューブ、１２…インナチューブ、１３…アウタチューブ、１４…処理室、１５…炉口、１６…マニホールド、１７…排気管、１８…排気路、１９…ガス導入管、２０…シールキャップ、２１…ボート、２２、２３…端板、２４…保持部材、２５…保持溝、２６…断熱キャップ部、３１…断熱槽、３２…ヒータ、３２ａ〜３２ｅ…ヒータ部、３３…温度コントローラ、３４…保護管、３５ａ〜３５ｅ…熱電対（温度検出器）、３６ａ〜３６ｅ…熱接点（測温部）、３７ａ…受信器、３８ａ…電気配線、３９…碍子、４０ａ〜４０ｅ…被測温部材、４１ａ…溝部、４２ａ…接着材層、５０…枚葉式ホットウオール形熱処理装置（熱処理装置、半導体製造）、５１…プロセスチューブ、５２…処理室、５３…炉口フランジ、５４…炉端フランジ、５４ａ…キャップ、５５…炉口、５６…ゲートバルブ、５７…ガス導入管、５８…排気管、５９…ウエハ置き台、６０…ヒータ、６１…温度コントローラ、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ…保護管、６３ａ〜６３ｅ…熱電対、６４ａ〜６４ｅ…熱接点、６５ａ〜６５ｅ…被測温部材。
【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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