(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の温度が不正確な加熱処理を抑制できる加熱装置及び加熱方法を提供する。【解決手段】チャンバー１０と、チャンバー１０に格納された基板１００を加熱する加熱器と、チャンバー１０に格納された基板１００の温度を測定する温度測定器３０と、温度測定器３０によって測定される基板１００の測定基板温度Ｈが設定温度に到達するまで基板１００を加熱するために加熱器２０に供給された加熱エネルギーＱを算出する算出装置５１と、算出された加熱エネルギーＱが、基板１００の温度を設定温度に到達させる基準エネルギーに基づいて設定された判定条件を満たすか否かを判定する判定装置５２を備える。【選択図】図１
2018113115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバーと、
前記チャンバーに格納された基板を加熱する加熱器と、
前記チャンバーに格納された前記基板の温度を測定する温度測定器と、
前記温度測定器によって測定される前記基板の測定基板温度が設定温度に到達するまで前記基板を加熱するために前記加熱器に供給された加熱エネルギーを算出する算出装置と、
算出された前記加熱エネルギーが、前記基板の温度を前記設定温度に到達させる基準エネルギーに基づいて設定された判定条件を満たすか否かを判定する判定装置と
を備えることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記算出装置が、前記加熱器を駆動するための電気的量と前記電気的量が前記加熱器に供給された印加時間とを用いて、前記加熱エネルギーを算出することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記算出装置が、前記加熱器を駆動する駆動電流の前記印加時間における平均値と前記印加時間の積を前記加熱エネルギーとして算出することを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記算出装置が、前記加熱器による前記基板の加熱を開始してから前記測定基板温度が前記設定温度に到達するまでの期間について、前記加熱エネルギーを算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記算出装置が、前記加熱器による前記基板の加熱を開始した後に前記測定基板温度が所定の測定開始温度から前記設定温度に到達するまでの期間について、前記加熱エネルギーを算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記判定装置が、算出された前記加熱エネルギーが前記判定条件を満たさない場合にアラームを発することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項７】
温度測定器によって測定される基板の測定基板温度が設定温度に到達するまで、チャンバーに格納された前記基板を加熱器で加熱するステップと、
前記測定基板温度が前記設定温度に到達するまで前記基板を加熱するために前記加熱器に供給された加熱エネルギーを算出するステップと、
算出された前記加熱エネルギーが、前記基板の温度を前記設定温度に到達させる基準エネルギーに基づいて設定された判定条件を満たすか否かを判定するステップと
を含むことを特徴とする加熱方法。
【請求項８】
前記加熱器を駆動するための電気的量と前記電気的量が前記加熱器に供給された印加時間とを用いて、前記加熱エネルギーを算出することを特徴とする請求項７に記載の加熱方法。
【請求項９】
前記加熱器を駆動する駆動電流の前記印加時間における平均値と前記印加時間の積を前記加熱エネルギーとして算出することを特徴とする請求項８に記載の加熱方法。
【請求項１０】
前記加熱器による前記基板の加熱を開始してから前記測定基板温度が前記設定温度に到達するまでの期間について、前記加熱エネルギーを算出することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の加熱方法。
【請求項１１】
前記加熱器による前記基板の加熱を開始した後に前記測定基板温度が所定の測定開始温度から前記設定温度に到達するまでの期間について、前記加熱エネルギーを算出することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の加熱方法。
【請求項１２】
算出された前記加熱エネルギーが前記判定条件を満たさない場合にアラームを発することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の加熱処理に使用される加熱装置及び加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや太陽電池などの半導体装置の製造には、基板を所定のプロセス温度に設定した状態で処理する工程が含まれる。このため、処理工程の前の予備加熱や処理工程でのアニール処理などによって、基板の温度をプロセス温度に設定する。
【０００３】
例えば、プラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）による成膜処理では、基板を所定の成膜温度に上昇させるために、成膜処理室の前に設けた加熱室において基板を加熱する（例えば特許文献１参照。）。加熱処理では、温度測定器によって測定した基板の温度が所定のプロセス温度に到達したことを確認して、基板の加熱を終了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５９４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、温度測定器の故障や測定環境の劣化によって、基板の温度が温度測定器によって正確に測定されない場合がある。例えば、基板が格納されるチャンバーの外部に配置した放射温度計で基板の温度を測定する場合に、チャンバーに設置された温度モニタ用の窓に異物が付着すると、基板の温度を正確に測定できない。加熱処理での基板の温度測定が不正確であると、基板の温度が所定のプロセス温度に設定されず、所望の特性の半導体装置が得られないという問題があった。
【０００６】
上記問題点に鑑み、本発明は、基板の温度が不正確な加熱処理を抑制できる加熱装置及び加熱方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、チャンバーと、チャンバーに格納された基板を加熱する加熱器と、チャンバーに格納された基板の温度を測定する温度測定器と、温度測定器によって測定される基板の測定基板温度が設定温度に到達するまで基板を加熱するために加熱器に供給された加熱エネルギーを算出する算出装置と、算出された加熱エネルギーが、基板の温度を設定温度に到達させる基準エネルギーに基づいて設定された判定条件を満たすか否かを判定する判定装置を備える加熱装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、温度測定器によって測定される基板の測定基板温度が設定温度に到達するまで、チャンバーに格納された基板を加熱器で加熱するステップと、測定基板温度が設定温度に到達するまで基板を加熱するために加熱器に供給された加熱エネルギーを算出するステップと、算出された加熱エネルギーが、基板の温度を設定温度に到達させる基準エネルギーに基づいて設定された判定条件を満たすか否かを判定するステップを含む加熱方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基板の温度が不正確な加熱処理を抑制できる加熱装置及び加熱方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る加熱装置の構成を示す模式図である。
【図２】印加時間と測定基板温度の関係を示すグラフである。
【図３】印加時間と加熱器に供給される電気的量との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態に係る加熱方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係る加熱装置をインライン式のプロセス処理システムの一部に使用した例を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例に係る加熱方法を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。また、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１２】
本発明の実施形態に係る加熱装置１は、図１に示すように、チャンバー１０と、チャンバー１０に格納された基板１００を加熱する加熱器２０と、チャンバー１０に格納された基板１００の温度を測定する温度測定器３０と、温度測定器３０によって測定される基板１００の測定基板温度Ｈが設定温度Ｈｓに到達するまで基板１００を加熱するために加熱器２０に供給された加熱エネルギーＱを算出する算出装置５１と、算出された加熱エネルギーＱが判定条件を満たすか否かを判定する判定装置５２を備える。
【００１３】
後述するように、加熱エネルギーＱに対する判定条件は、加熱器２０の加熱によって基板１００の実際の温度を設定温度Ｈｓに到達させる基準エネルギーに基づいて設定される。また、設定温度は、加熱装置１による加熱処理によって実現したい基板１００の温度の目標温度である。設定温度は、加熱処理の後に行われるプロセス処理に必要なプロセス温度などに対応して設定される。
【００１４】
チャンバー１０に格納される加熱処理対象の基板１００は、例えば半導体デバイスや太陽電池などに使用される半導体基板や樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板などである。基板１００は、基板トレイ１１０に搭載されてチャンバー１０に格納される。基板トレイ１１０には、水平な板に基板１００を配置するカートタイプや、基板１００を垂直に配置するボートタイプなど、任意の基板トレイを使用可能である。
【００１５】
温度測定器３０には、基板１００に検知部を接触させた接触式の温度測定器や、放射温度計などの非接触式の温度測定器などが使用される。図１に示した加熱装置１では、チャンバー１０の外部に配置された非接触式の放射温度計によって、基板１００の温度が測定される。即ち、基板１００から放射される赤外線や可視光線などが、チャンバー１０に設置された温度モニタ用の窓１１を介して温度測定器３０によって受信される。温度測定器３０によって放射線の強度が測定され、測定基板温度Ｈが得られる。
【００１６】
加熱器２０は、どのような加熱方法を使用したものであってもよい。例えば、ランプヒータ、シースヒータなどを加熱器２０に使用可能である。加熱器２０は、チャンバー１０の内部で基板トレイ１１０が搭載されるステージ（図示略）の内部や、チャンバー１０の内壁に沿って基板１００や基板トレイ１１０の周囲に配置される。
【００１７】
基板１００を加熱するための電気的量は、駆動電源４０から加熱器２０に供給される。加熱器２０に供給される電気的量の内容は、加熱器２０の構造に応じて様々である。例えば、一定の電源電圧で作動する加熱器２０の場合は、駆動電源４０が駆動電流を供給して加熱器２０を駆動する。
【００１８】
駆動電源４０の動作は、電源コントローラ５３に制御される。つまり、加熱器２０による基板１００の加熱は、電源コントローラ５３によって以下のように制御される。
【００１９】
電源コントローラ５３に制御されて駆動電源４０が加熱器２０を駆動することにより、基板１００の加熱が開始される。その後、電源コントローラ５３は、温度測定器３０によって継続的に測定される測定基板温度Ｈをモニタし、測定基板温度Ｈが設定温度に到達するタイミングに対応させて、駆動電源４０を制御して加熱器２０による基板１００の加熱を停止させる。
【００２０】
なお、駆動電源４０から加熱器２０に供給する電気的量の大きさを電源コントローラ５３が制御することにより、基板１００の温度の変化量を調整できる。例えば、測定基板温度Ｈが設定温度に近づくにつれて、加熱器２０に供給される電気的量を小さくする。これにより、基板１００の温度の上昇率が減少し、基板１００の加熱を停止させるタイミングで基板１００の温度を設定温度に安定させることができる。
【００２１】
図１に示した加熱装置１では、加熱パラメータ測定装置５４が、加熱器２０を駆動するために駆動電源４０から加熱器２０に供給される電気的量を測定する。更に、加熱パラメータ測定装置５４は、基板１００を加熱するための電気的量が加熱器２０に供給された時間（以下において、「印加時間」という。）を測定する。例えば、駆動電源４０の動作状態をモニタすることにより、印加時間を測定できる。或いは、電源コントローラ５３の動作状態をモニタしてもよい。測定された電気的量と印加時間は、電気的量データＥと印加時間データＴとして算出装置５１に送信される。算出装置５１は、後述するように、電気的量データＥと印加時間データＴを用いて、加熱器２０に供給された加熱エネルギーＱを算出する。
【００２２】
算出装置５１、判定装置５２、電源コントローラ５３及び加熱パラメータ測定装置５４は、図１に示すように制御装置５０に含まれる。制御装置５０は、例えばプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）などとして構成される。
【００２３】
様々な原因によって、温度測定器３０によって測定された測定基板温度Ｈが不正確な場合がある。例えば、温度測定器３０が故障していると、基板１００の温度が正確に測定されない。
【００２４】
また、搬送中に割れや欠けが発生した基板１００の破片や、成膜処理に使用された基板トレイ１１０に付着した生成物粉がチャンバー１０の内部に落下したり飛散したりすることがある。この場合、基板１００の破片や基板トレイ１１０から落下した生成物粉などの異物がチャンバー１０の温度モニタ用の窓１１に付着すると、基板１００の温度が正確に測定されない。チャンバー１０の窓１１に異物が付着した場合、基板１００の温度が実際よりも低めに測定されることが多く、必要以上に基板１００の加熱が継続されることになる。
【００２５】
図２に、印加時間と測定基板温度Ｈの関係の例を示す。図２において、特性Ｈ１は温度測定器３０によって正確に基板１００の温度が測定された場合の測定基板温度Ｈを示し、特性Ｈ２は温度測定器３０によって測定された基板１００の温度が不正確な場合の測定基板温度Ｈを示す。特性Ｈ２は、基板１００の温度が実際よりも低く測定された場合を示している。
【００２６】
図２に示したように、特性Ｈ１に示す正確な測定基板温度Ｈが設定温度Ｈｓに到達する時刻ｔ１において、特性Ｈ２に示す測定基板温度Ｈは設定温度Ｈｓに到達していない。このため、特性Ｈ２をモニタしながらの加熱処理では、測定基板温度Ｈが設定温度Ｈｓに到達するまで加熱器２０によって基板１００を加熱する印加時間が長い。
【００２７】
この場合の、印加時間と加熱器２０に供給される電気的量との関係を図３に示す。図３において、特性Ｈ１で示される測定基板温度Ｈが設定温度Ｈｓに到達する時刻ｔ１から特性Ｈ２で示される測定基板温度Ｈが設定温度Ｈｓに到達する時刻ｔ２までの、加熱器２０に供給される電気的量ΔＥをハッチングで示した。このように、基板１００の温度が実際よりも低く測定される場合には、基板１００の実際の温度が設定温度Ｈｓに到達するために必要な電気的量よりも過剰に電気的量が加熱器２０に供給される。一方、基板１００の温度が実際よりも高く測定される場合には、基板１００の実際の温度が設定温度Ｈｓに到達するには電気的量が不足する。
【００２８】
したがって、測定基板温度Ｈが基板１００の実際の温度よりも低い場合には、加熱器２０に供給される電気的量が過剰になって、基板１００の温度は設定温度Ｈｓを超えてしまう。一方、測定基板温度Ｈが基板１００の実際の温度よりも高い場合には、加熱器２０に供給される電気的量が不足して、基板１００の温度は設定温度Ｈｓに到達しない。つまり、測定基板温度Ｈが不正確な場合には、加熱処理の後の基板１００の温度が所定のプロセス温度を超えていたり、プロセス温度に到達していなかったりする。
【００２９】
その結果、基板１００がプロセス温度とは異なる温度でプロセス処理が行われ、所望の特性が得られない。このため、基板１００の廃棄や基板１００を洗浄しての再利用をする必要が生じ、歩留まりの低下や製造コストの上昇を招く。また、印加時間が長くなることで、温度測定器３０の寿命が縮まり、装置の保守費用が増大する。
【００３０】
上記のように、測定基板温度Ｈが不正確な場合において加熱器２０に供給される電気的量は、基板１００の実際の温度が設定温度Ｈｓに到達するための電気的量と異なる。図１に示した加熱装置１は、測定基板温度Ｈが設定温度Ｈｓに到達するまでの電気的量を算出することにより、測定基板温度Ｈが不正確な加熱処理を抑制する。
【００３１】
以下に、図４に示したフローチャートを参照して、加熱装置１による加熱方法の例を説明する。なお、以下では、駆動電源４０が加熱器２０に駆動電流を供給することにより、基板１００を加熱する場合を例示的に説明する。即ち、加熱パラメータ測定装置５４は、加熱器２０に電力を供給するための駆動電流を電気的量として測定する。
【００３２】
図４のステップＳ１において、チャンバー１０に処理対象の基板１００を格納する。基板１００は基板トレイ１１０に搭載されるなどして、チャンバー１０の内部の所定の位置に配置される。
【００３３】
ステップＳ２において、温度測定器３０によって測定される基板１００の測定基板温度Ｈが設定温度Ｈｓに到達するまで、チャンバー１０に格納された基板１００を加熱器２０で加熱する。加熱器２０によって基板１００を加熱する期間は、電源コントローラ５３によって測定基板温度Ｈが継続的にモニタされる。また、駆動電源４０から加熱器２０に供給される電気的量と印加時間が、加熱パラメータ測定装置５４によって測定される。
【００３４】
温度測定器３０によって測定される測定基板温度Ｈが設定温度Ｈｓに到達すると、ステップＳ３において、電源コントローラ５３が駆動電源４０を制御して、加熱器２０による基板１００の加熱を終了する。
【００３５】
そして、ステップＳ４において、測定基板温度Ｈが設定温度Ｈｓに到達するまで基板１００を加熱するために加熱器２０に供給された加熱エネルギーＱを、算出装置５１が電気的量と印加時間を用いて算出する。
【００３６】
例えば、算出装置５１は、加熱パラメータ測定装置５４から送信された単位時間あたりの駆動電流を用いて、印加時間における駆動電流の平均値を算出する。そして、駆動電流の平均値と印加時間との積を加熱エネルギーＱとして算出装置５１が算出する。例えば、算出装置５１は、加熱器２０による基板１００の加熱を開始してから測定基板温度Ｈが設定温度Ｈｓに到達するまでの期間について、加熱エネルギーを算出する。算出された加熱エネルギーＱは、判定装置５２に送信される。
【００３７】
ステップＳ５において、判定装置５２が、算出装置５１により算出された加熱エネルギーＱが判定条件を満たすか否かを判定する。判定条件は、基板１００の実際の温度を設定温度Ｈｓに到達させるために必要な、正常時の加熱エネルギーＱである基準エネルギーに基づいて設定される。「正常時」については後述する。
【００３８】
ステップＳ６において、加熱エネルギーＱが判定条件を満たさない場合には、判定装置５２はアラームを発する。例えば、表示装置の画面に警告メッセージを表示したり、アラーム音を鳴らしたりして、作業者に注意を促す。
【００３９】
アラームが発せられた場合は、作業者が、算出された加熱エネルギーＱが判定条件を満たさなかった原因を検討し、対処する。例えば、チャンバー１０に設置された温度モニタ用の窓１１に付着した異物を除去するなどのチャンバー１０のクリーニングや、故障している温度測定器３０の交換などを行う。なお、アラームが発せられた加熱処理が行われた基板１００については、廃棄や再生処理が行われる。
【００４０】
一方、加熱エネルギーＱが判定条件を満たす場合には、判定装置５２がアラームを発しない。この場合、基板１００の実際の温度が設定温度Ｈｓであるため、加熱装置１で加熱処理された基板１００を次の工程に進める（ステップＳ７）。
【００４１】
上記で説明した加熱エネルギーＱの判定条件を設定する場合の「正常時」とは、温度測定器３０により測定される測定基板温度Ｈが基板１００の実際の温度と一致している場合である。即ち、正常時では、温度測定器３０が正確に基板１００の温度を測定し、加熱装置１によって加熱処理された基板１００は所定のプロセス温度である。
【００４２】
したがって、加熱器２０に正常時の加熱エネルギーＱが供給された加熱処理の後では、基板１００について実施されたプロセス処理において所望の結果が得られる。例えば、正常時には、加熱装置１によって加熱処理された基板１００について成膜処理した場合に、所定の厚みの膜が基板１００に均等に成膜されるなど、所望の特性が得られる。
【００４３】
このため、加熱エネルギーＱの判定条件は、基板１００の温度が正確に所定のプロセス温度に加熱される正常時の加熱エネルギーＱを基準エネルギーとして、基準エネルギーから一定の範囲に設定される。なお、判定条件の範囲は、所望の特性が得られるプロセス温度の範囲などに応じて任意に設定できる。例えば、基準エネルギーの０．８倍から１．２倍の範囲を判定条件とする。より好ましくは、基準エネルギーの０．９倍から１．１倍を判定条件の範囲とする。
【００４４】
図４を参照して説明した加熱方法では、温度測定器３０によって測定される基板１００の測定基板温度Ｈが不正確な場合には、加熱エネルギーＱが判定条件を満たさない。即ち、測定基板温度Ｈが基板１００の実際の温度よりも低い場合には、基板１００の加熱に実際に必要な時間よりも印加時間が長くなる。このため、算出された加熱エネルギーＱは正常時の加熱エネルギーよりも大きい。一方、測定基板温度Ｈが基板１００の実際の温度よりも高い場合には、基板１００の加熱に実際に必要な時間よりも印加時間が短くなる。このため、加熱エネルギーＱは、正常時の加熱エネルギーよりも小さい。
【００４５】
図３に示したように、測定基板温度Ｈが基板１００の実際の温度よりも低い場合に加熱器２０に供給される電気的量は、正常時に比べて増大する。つまり、加熱処理が長すぎるために、正常時に比べて異常時の加熱エネルギーＱが大きい。一方、加熱処理が短すぎる場合には、正常時に比べて異常時の加熱エネルギーＱが小さい。
【００４６】
したがって、加熱処理が長すぎたり短すぎたりした場合には、加熱装置１の算出装置５１によって算出された加熱エネルギーＱが判定条件を満たさない。このように、加熱装置１は、測定基板温度Ｈを用いて算出した加熱エネルギーＱと正常の加熱エネルギーＱとを比較することにより、測定基板温度Ｈの異常を検出する。そして、判定装置５２から発せられるアラームなどによって、作業者は測定基板温度Ｈが異常であることを検知することができる。
【００４７】
上記のように、加熱装置１を用いた加熱方法では、測定基板温度Ｈが設定温度Ｈｓに到達するまでの電気的量を、基板１００の実際の温度を設定温度Ｈｓにするために必要な電気的量と比較する。これにより、温度測定器３０が正確に基板１００の温度を測定しているか否かが判定される。このため、温度測定器３０によって測定された測定基板温度Ｈの異常を早期に検知することができる。
【００４８】
そして、測定基板温度Ｈが不正確であると判定された場合には、その測定基板温度Ｈで加熱処理された基板１００が次の工程に進むことが防止されるとともに、正確な測定基板温度Ｈが得られるように加熱装置１がメンテナンスされる。つまり、加熱装置１を用いた加熱方法によれば、所定のプロセス温度ではない基板１００を次の工程に進めることや、不正確な温度測定での新たな基板１００の加熱処理が行われずにすむ。その結果、測定基板温度Ｈの異常に気づかずに特性不良の基板１００が大量に発生することが防止される。
【００４９】
以上に説明したように、本発明の実施形態に係る加熱装置１を用いた加熱方法によれば、測定基板温度Ｈが不正確な加熱処理を抑制できる。これにより、歩留まりの低下や製造コストの増大を防止できる。また、加熱器２０による不要な加熱が防止されるため、加熱器２０の寿命が短くなることを抑制できる。特に、温度測定器３０が放射温度計などの非接触式の場合は、異物によってチャンバー１０の窓１１が塞がれて基板１００の温度の正確な測定が阻害されることがあるため、加熱装置１は有効である。
【００５０】
なお、正常時の加熱エネルギーＱは、例えば温度測定器３０やチャンバー１０の内部に異常がないことを確認した状態で、基板１００の温度が設定温度Ｈｓに到達するまでの電気的量を測定することにより得られる。例えば、接触式の測定方法によって基板１００の温度をモニタしながら、放射温度計などの温度測定器３０によって測定される測定基板温度Ｈが設定温度Ｈｓに到達するまでの電気的量を測定し、加熱エネルギーＱを算出する。このように、温度測定器３０を含む複数の異なる温度測定方法によって同時に基板１００の温度を測定し、それぞれの温度測定方法による基板１００の温度が同一である場合に、温度測定器３０が正確に基板１００の温度を測定していると判定される。
【００５１】
加熱装置１は、例えば図５に示すようなインライン式のプロセス処理システムの一部として使用可能である。図５に示したプロセス処理システムは、加熱装置１、プロセス処理装置２、アンロードチャンバー３を連結した構造である。
【００５２】
図５に示したプロセス処理システムでは、加熱装置１によって基板１００が所定のプロセス温度まで予備加熱される。その後、プロセス処理装置２に搬送された基板１００にプロセス処理が行われ、アンロードチャンバー３から基板１００が取り出される。プロセス処理装置２は、成膜装置やエッチング装置、アッシング装置などである。このプロセス処理システムによって複数の基板１００を連続して処理する場合、プロセス処理装置２で基板１００のプロセス処理を行っている間に、次に処理する基板１００を加熱装置１で予備加熱することができる。このため、スループットが向上する。
【００５３】
例えば、プロセス処理装置２によって太陽電池の反射防止膜を成膜する場合などでは、基板１００の温度が所定のプロセス温度に到達するまで、加熱装置１において基板１００が予備加熱される。そして、プロセス温度に加熱された基板１００がプロセス処理装置２に搬入され、成膜処理が行われる。
【００５４】
このとき、温度測定器３０によって測定された測定基板温度Ｈが正確でない場合、プロセス温度に設定されていない基板１００がプロセス処理装置２に搬入される。このため、基板１００に所望の膜が形成されない。即ち、アンロードチャンバー３から取り出された基板１００は所望の特性を満たさず、基板１００の廃棄や再生処理などが必要になる。
【００５５】
しかし、本発明の実施形態に係る加熱装置１によれば、測定基板温度Ｈの異常を早期に検知することにより、基板１００の廃棄や再生処理などが抑制される。したがって、加熱装置１は、インライン式のプロセス処理システムに好適に使用される。
【００５６】
なお、半導体装置の一連の製造工程に含まれる加熱工程において、加熱装置１を単独で使用してもよいことはもちろんである。この場合、加熱エネルギーＱが判定条件を満たさない加熱処理が行われた基板１００については、再処理が可能であれば再加熱を行う。
【００５７】
＜変形例＞
チャンバー１０の内部に格納された時点で基板１００の温度に基板１００ごとのばらつきがある場合には、算出装置５１が、一定の温度範囲において加熱器２０に供給された加熱エネルギーＱを算出してもよい。即ち、加熱器２０による基板１００の加熱を開始した後に、測定基板温度Ｈが所定の測定開始温度から設定温度Ｈｓに到達するまでの期間について、算出装置５１によって加熱エネルギーＱを算出する。
【００５８】
例えば、図６に示す所定の測定開始温度Ｈａから設定温度Ｈｓまで測定基板温度Ｈが上昇する期間について、加熱エネルギーＱが算出される。なお、測定開始温度Ｈａは、チャンバー１０に格納される時点の基板１００の温度として想定される最高の温度よりも高く設定される。
【００５９】
例えば、チャンバー１０に格納される時点の基板１００の温度が１００℃〜１５０℃程度の範囲でばらついている場合、測定開始温度Ｈａを２００℃に設定する。そして、加熱器２０による基板１００の加熱を加熱開始時刻ｔ０で開始した後、測定基板温度Ｈが測定開始温度Ｈａの２００℃に到達した測定開始時刻ｔａから測定基板温度Ｈが設定温度Ｈｓに到達する加熱終了時刻ｔｂまでの期間に加熱器２０に供給された電気的量を用いて、算出装置５１が加熱エネルギーＱを算出する。
【００６０】
そして、算出された加熱エネルギーＱが判定条件を満たすか否かを判定装置５２が判定することにより、測定基板温度Ｈが正確か否かを判断できる。このとき、加熱エネルギーＱの判定条件を設定するための基準エネルギーは、正常時に測定開始温度Ｈａから設定温度Ｈｓまで基板１００の温度を上昇させるために加熱器２０に供給される加熱エネルギーＱである。
【００６１】
上記の方法より、基板１００ごとに加熱処理の開始時点の温度が一定ではない場合にも、測定基板温度Ｈの異常を早期に検知することができる。
【００６２】
（その他の実施形態）
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００６３】
上記では、駆動電流と印加時間を用いて加熱エネルギーＱを算出する場合を例示的に説明した。しかし、駆動電流以外の電気的量を使用して、加熱エネルギーＱを算出してもよい。例えば、駆動電源４０が加熱器２０に供給する電力量の総和から加熱エネルギーＱを算出してもよい。
【００６４】
また、基板１００の加熱処理の間、算出装置５１がリアルタイムで加熱エネルギーＱを算出するようにしてもよい。そして、加熱エネルギーＱが判定条件を超えたタイミングで判定装置５２がアラームを発する。これにより、不要な加熱処理の時間を抑制できる。
【００６５】
なお、基板１００を搭載した基板トレイ１１０の温度を、基板１００の温度に相当するとして測定してもよい。例えば、基板１００の温度を直接に測定するのが難しい場合などには、基板トレイ１１０の温度を測定して、基板１００の温度を間接的に測定する。
【００６６】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことはもちろんである。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００６７】
１…加熱装置
１０…チャンバー
１１…窓
２０…加熱器
３０…温度測定器
４０…駆動電源
５０…制御装置
５１…算出装置
５２…判定装置
５３…電源コントローラ
５４…加熱パラメータ測定装置
１００…基板
１１０…基板トレイ
【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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