(57)【要約】本発明は、熱処理システム内で基板を熱処理する方法に関する。この方法では、基板の目標温度を用意し、熱処理システム内で基板の移動プロファイルを生じさせる。第一位置で基板に熱量を加え、この第一位置で基板上の一つ又は複数の位置に関係する一つ又は複数の温度を測定し、これら一つ又は複数の測定された温度、基板の位置、及び熱処理システムと基板の熱モデルに基づいて、基盤の理論的な位置を生じさせる。また、基板の移動プロファイルに従って、基板の予測された温度プロファイルを生じさせるが、この予測された温度プロファイルは、一つ又は複数の測定された温度と、基板の理論的な位置と、予測された温度プロファイルに基づいて決定された予測された最大の温度に基づく。さらに、予測された最大の温度が目標の基板の温度と等しくなるか、大きくなる時、移動プロファイルに従って、基板を第二位置に移動させる。さらに、理論的な位置のエラーを修正するため、オフセットを用いる。
2007521663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を熱処理するための方法であって、
意図された基板の温度プロファイルを用意し、
熱処理システム内で前記基板に熱量を加え、
前記基板上の一つ又は複数の位置で関連する一つ又は複数の温度を測定し、
基板の予測された温度が、加えられた熱量と一つ又は複数の測定された温度に基づくように、予測された温度プロファイルを生じさせ、
前記意図された基板の温度プロファイルに従って前記基板を熱処理するように、前記予測された温度プロファイルに基づいて前記基板に加えられる熱量を調節する、各ステップを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記意図された基板の温度プロファイルは、ピーク目標温度を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記予測された温度が前記ピーク目標温度と等しいか、大きくなる時、前記基板に加えられる熱量を減少させることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記熱処理システムは、熱処理用の炉を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記基板に加えられる熱量は、前記炉内で前記基板の位置を制御することで調節されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
さらに、前記基板の移動プロファイルを用意し、
前記熱処理システムと関係した予め定められた処理方法により、前記移動プロファイルを定め、
前記炉内の前記基板の将来の位置を、前記移動プロファイルと関係させ、
さらに、前記移動プロファイルと関係した前記基板の将来の位置に、前記基板の予測された温度を基づかせたことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記予測された温度が前記ピーク目標温度と等しいか、大きくなる時、前記基板を前記将来の位置に移動させることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記処理方法には、前記炉内の前記基板の開始位置、終端位置、最大速度及び最大加速度の一つ又は複数が含まれることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記目標温度は、前記処理方法によって定められることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記基板に加えられる熱量は、前記基板を前記炉から取り出すことで調節されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１１】
前記熱処理システムは、一つ又は複数の熱用のランプの列を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項１２】
前記基板に加えられる熱量は、前記ランプの列を作動させたり、非作動にさせることで調節されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記一つ又は複数の位置の少なくとも一つは、前記基板の中心か、この近くにあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
熱処理システム内で基板を熱処理するための方法であって、
前記基板を熱処理するために予め定められた処理方法を用意し、
少なくとも部分的に、前記処理方法に基づいて、意図された処理プロファイルを決定し、
少なくとも部分的に、入射熱エネルギーの量が前記処理方法に基づくように、前記基板に前記入射熱エネルギーを加え、
前記基板上の一つ又は複数の位置で関連する一つ又は複数の温度を測定し、
前記一つ又は複数の測定された温度と前記入射熱エネルギーの加えられた量に基づいた熱モデルを用いて、前記基板に加えられる前記入射熱エネルギーの理論的な量を決定し、
予測された温度プロファイルが、少なくとも部分的に、前記意図された処理方法、前記入射熱エネルギーの理論的な量、及び前記一つ又は複数の測定された温度に基づくように、前記基板の温度プロファイルを予測し、
少なくとも部分的に、前記予測された温度プロファイルと所望の温度プロファイルの比較に基づいて調節するように、前記入射熱エネルギーの量を調節する、各ステップを有することを特徴とする方法。
【請求項１５】
熱処理システム内で基板を熱処理するための方法であって、
前記基板の目標温度を用意し、
前記熱処理システム内の第一位置と第二位置との間で、前記基板の移動プロファイルを生じさせ、
前記第一位置で前記基板に熱量を加え、
前記第一位置で前記基板上の一つ又は複数の位置で、関連する一つ又は複数の温度を測定し、
前記一つ又は複数の測定された温度、前記熱処理システム内の前記基板の位置、前記熱処理システムと前記基板の一つ又は複数の熱モデルに理論的な位置が基づくように、前記基板の理論的な位置を生じさせ、
前記一つ又は複数の測定された温度と前記基板の理論的な位置に予測された温度プロファイルが基づくように、前記基板の移動プロファイルに従って、前記基板の予測された温度プロファイルを生じさせ、
前記予測された温度プロファイルに基づいて、予測された最大の温度を決定し、
前記予測された最大の温度が前記基板の目標温度と等しくなるか、大きくなる時、前記移動プロファイルに従って前記基板を前記第二位置に移動させる、各ステップを有することを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記予測された温度プロファイルを生じさせることは、前記基板の温度変化の予測された割合を決定することを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記基板の理論的な位置を生じさせることは、前記基板の前記第一位置から前記基板の理論的な位置に対するオフセットを決定することを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記移動プロファイルは、前記オフセットに従って調節されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記移動プロファイルは、前記熱処理システムに関連する処理方法に基づいて生じることを特徴とする制球項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記処理方法には、前記熱処理システム内の前記基板の、前記第一位置に関連する開始位置、前記第二位置に関連する終端位置、最大速度及び最大加速度の一つ又は複数が含まれることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記予測された最大の温度は、前記予測された温度プロファイルの補間に基づいて決定されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記一つ又は複数の位置の少なくとも一つは、前記基板の中心か、この近くにあることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
前記熱処理システムは、垂直の熱処理用の炉を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
前記第一位置で前記基板に熱量を加えることに先立って、さらに第三位置から前記第一位置まで前記基板を移動させることを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に半導体の処理システムに関し、より特徴的には、基板の熱処理を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱処理システムは広く知られており、アンニーリング、拡散、酸化加工及び化学蒸着法（ＣＶＤ）を含む様々な半導体の製造工程で、長い間実施されている。この結果、これら処理はよく理解されており、特に、最終的に得られる製造物の品質や均一性に対して、処理の変数が及ぼす影響についてよく理解されている。熱処理用の炉は、通常、水平型の炉か、若しくは垂直型の炉が用いられている。幾つかの分野では、垂直型の炉が好まれているが、これは、使用時に粉塵の発生がより少ないため、混入やワークピースの汚染が低下するためであり、また、自動化が容易であり、さらに、通常、設置面積が比較的に小さいため、必要とされる占有スペースがより小さいためである。
【０００３】
一般的な炉は、通常、所望な深さまで添加されたドーパントの拡散を促進させるか、他の一般的な処理技術、例えば、酸化層をウエハ上に形成したり、化学反応によって蒸気層をウエハ上に形成するように、所望な温度で半導体ウエハを加熱するように構成されている。ウエハに関する加熱の要求は、一般に重要であって、特にスパイクアニール処理のような処理を行う時、通常、詳しく監視される。
【０００４】
一般に、スパイクアニール処理では、比較的に低い温度から、所定のピーク温度つまり目標温度まで、基板の温度を急に上げており、そして、できる限り早くウエハを冷却させて、ウエハに関する熱量を最小にさせている。この熱量は、例えば、与えられた温度のしきい値よりもウエハの温度が大きな間の時間の長さとして、一般に定められている。例えば、典型的な熱量の温度のしきい値は、目標温度よりも約５０℃低く定められることがある。
【０００５】
スパイクアニール処理用に、所望の低い温度の量を得るため、例えば、ホットウォール熱処理法が用いられることがある。ホットウォール熱処理法では、一般に、ウエハを上方移動させた後、ベルジャー（bell jar）の炉に向って下方移動させており、このベルジャー内でウエハに温度勾配を生じさせている。しかし、一定のスパイクピーク温度と、最小の熱量を達成するように、ウエハの位置を制御することは、通常、課題とされていた。
【０００６】
従来、様々な温度の軌跡又はプロファイルが一般に定められているが（双方とも簡単でかつ時間を最適化されている）、スパイクアニール型の熱処理では、全閉ループの温度制御が用いられており、幾つかの成功が収められている。温度プロファイルは、一般に、信頼性があるように定められて、使用することができ、時間−温度の曲線を、一般に、非アグレッシブなスパイクプロファイル（例えば、熱の配分量が１．８か、これよりも高い）に定めて、平均的な温度のランプ速度を、一般に、準最適化させている。
【０００７】
一方、ムーブ−ウェイト−ムーブ（移動−待機−移動）法も用いられており、幾つかの成功を収めている。このムーブ−ウェイト−ムーブ法では、温度プロファイルではなく、所定の位置プロファイルを用いた閉ループの位置制御下で、ウエハをベルジャーに向って上方移動させている（例えば、より高い温度環境に向って移動させている）。ウエハは、例えば、所定のトリガ温度に達するまで、上方位置（例えば、“ウェイト”位置）で保たれている。そして、トリガ温度に達すると、ウエハは下方移動されて（例えば、より低い温度環境に向って移動される）、再度、閉ループの位置制御下で、所定の位置プロファイルに従う。トリガポイントが適切に選ばれているならば、所望のピークスパイク温度を得ることができる。ムーブ−ウェイト−ムーブ処理では、トリガ温度が適切に調節されている時には、ウエハ用に良好に繰返せるように、かなりアグレッシブな熱の配分量を生じさせることができる。ムーブ−ウェイト−ムーブ処理は、全閉ループ処理に対して、幾つかの利点がある。例えば、移動させる場合と反対に、エレベーターを停止している間に、臨界（critical）温度の測定が行われて、動的な迷光（stray light）の補償によって形成される人工物を低減することができる。さらに、最終的なスパイクプロファイルを形成する移動は、簡単な、ポイント・トゥー・ポイント（点から点の）移動を用いて行われるため、与えられた速度と加速度の限界での振動を一般に最小にできる。しかし、さらに、移動プロファイルと、予浸高さ、予浸トリガ温度及びスパイクランプ高さの間の関係は、調節時にクリティカルとして現れ、ウエハからウエハに径方向に均一に繰返される。この結果、全閉ループ処理に用いられる実際の移動プロファイルの変化は、径方向の非均一さの全範囲と最大値を有害なように向上させる。
【０００８】
しかしながら、全閉ループの温度制御に対する利点はあっても、（固定された所定のトリガ温度を有する）ムーブ−ウェイト−ムーブ処理は、ウエハの変化に対して動的に補正することができないため、特性を変化させるウエハに用いるのに効果的に最適化することができなかった。ウエハの変化を動的に補正する何らかの形態を持たずに、ピークスパイク温度の繰り返しを一般に妥協させていた。
【０００９】
従って、ウエハの温度の動的な測定に変化を基づかせて、ムーブ−ウェイト−ムーブのスパイク法の“ウェイト”時に、用いられるトリガ温度のしきい値を自動的に変化させる方法が求められてきた。このような方法は、特性を変化させるウエハに用いられる時に、ピーク温度の繰返しを向上させ、かつ、熱量を最適化させることが期待されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、動的な予測モデルを用いて、ウエハの温度の最初の導関数と、一定のピーク温度を得るために必要なトリガ温度の変化との間の関係を確立させ、さらに、全閉ループの位置制御の可能なアグレッシブな熱量を保つことで、従来技術の問題点を克服する。以下、本発明の幾つかの特徴の基本的な理解が得られるように、本発明の簡単な要約を提供する。尚、この要約は、本発明の完全な概要ではない。また、この要約は、本発明のキーつまり重要な要素について定めたり、本発明の範囲を詳細に示すものでもない。この目的は、後述するより詳細な説明の導入部として、簡略化された形で本発明の幾つかの概念を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、一般に、熱処理中のエラーの量をほぼ最小にするように、熱処理システム内で基板を熱処理する方法に関する。ウエハの処理方法は、動的な予測モデルを用いて、予測された温度プロファイルを生じさせるが、この予測された温度プロファイルは、予め定められた処理方法と、基板の測定温度と、熱処理システム内の基板の熱モデルに基づき、少なくとも部分的に、この予測された温度プロファイルに基づいて、基板の加熱を制御する。この制御は、さらに、意図された温度プロファイルや目標温度を達成する。
【００１２】
さらに、この方法は、予測された温度が基板の所定の目標温度と等しくなるか、大きくなる時、所定の作用を行って、熱処理システム内の基板の温度を制御することを含む。例えば、予測された温度が所定の最大のスパイクアニール温度と等しくなるか、大きくなる時、所定の移動プロファイルに従って、垂直な熱処理の炉内で基板を移動させるように応じる。予測された温度は、例えば、基板の予測された最大の温度でもよく、また、予測された温度はさらに、予測された温度プロファイルの補間（interpolation）によって定められてもよい。本発明に関する他の例示的な特徴によると、所定の移動プロファイルに対するオフセットを正確にするが、このオフセットはさらに、所定の移動プロファイルに従う移動時の基板の温度を予測するのに用いられる。例えば、熱処理システム内の基板の測定温度と実際の位置は、オフセットを定めるために熱モデルに用いられ、このオフセットはさらに、基板の温度を予測するために用いられる。従って、本発明は、少なくとも部分的に、実際の測定温度に基づいて、基板の加熱の処理と制御を行う際、基板の温度を予測する、適応処理の方法である。
【００１３】
上記目的と、関連する目的を解決するため、本発明は、以下の明細書に記載され、特に特許請求の範囲に記載された特徴を備える。以下の説明と、添付した図は、本発明の例示的な実施形態について、詳細に示している。しかしながら、これら実施形態は、本発明の特徴を用いることができる様々な方法のうちの幾つかを示しているに過ぎない。本発明の他の目的と、長所並びに新規な特徴は、図と合せて、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、一般に、基板を熱処理する方法に関する。特に、経時的に基板の温度プロファイルを予測して、この予測を目標値又は目標プロファイルと比較することにより、基板に加える熱量を制御する。以下、添付した図を参照して、本発明について説明するが、同様の部品については、全般的に同様の参照番号を用いて参照する。尚、本発明の特徴についての記載は、例示的に示されたものに過ぎず、これらは、限定的な意味で用いられたものではない。また、以下の説明において、本発明の全体的な理解が得られるように、説明上、多くの詳細について記載される。しかしながら、当該技術分野において通常の知識を有する者ならば、これら詳細を備えることなく、本発明を実施することは可能であることを理解するであろう。
【００１５】
本発明の一つの特徴として、熱処理システム内で基板を熱処理する方法を提供するが、この熱処理の制御は、動的に予測する熱モデルを用いる。この処理方法は、与えられた処理方法と、基板の測定温度に基づいて、予測された温度プロファイルを生じさせて、そして、基板の加熱を制御して、意図された温度プロファイルが得られるようにする。この方法はさらに、予測された温度が、基板の所定の目標温度と等しくなるか、大きくなる時、所定の作用を行って、熱処理システム内で基板の温度を制御する。例えば、予測された温度が、所定の最大のスパイクアニール温度と等しくなるか、大きくなる時、測定されたウエハの温度に応じて、垂直の処理用の炉内で基板を移動させる。従って、本発明は、処理中に、基板の温度を予測する適応処理方法であり、この予測は、熱処理システムと基板の熱のモデルに基づいており、そしてこの方法は、少なくとも部分的に、実際の測定温度に基づいて、基板の加熱を制御する。
【００１６】
添付した図を参照すると、図１には、本発明の一つの例示的な特徴に従って、基板（例えば、シリコンウエハ）を熱処理する熱処理システム１０が例示されている。一例によると、この熱処理システム１０はウエハの搬送（ハンドリング）システム１２を有するが、これは、熱処理用の炉１４内にウエハＷを移動させるとともに、この反対方向にウエハを取り出すのに適するようにされている。例えば、熱処理用の炉１４は、閉鎖端部１８Ａと反対側の開放端部１８Ｂを有する円筒形状の処理用の管１８を備えた垂直の炉を囲むように、主要な外側のハウジング１６を有する。円筒形状の管１８は、一般に、加熱又は処理用チャンバ２０を定めている。この円筒形状の管１８は、例えば、一定又は連続的な熱源として用いることができる。本明細書で用いられる用語の“連続的”は、温度と加熱表面領域の双方について連続であることを含む。例えば、円筒形状の管１８は、高温に適する任意の材料、例えば、アルミナ、炭化珪素、あるいは他の適当なセラミック材料を用いて形成することができる。
【００１７】
一例によると、円筒形状の管１８は、３つの適当な加熱素子２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃを含む、３つの領域の耐熱モジュールによって覆われている。これら加熱素子２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃは、例えば、所要な熱源として、抵抗性の加熱素子、つまりＲＦ加熱ブラックボデーキャビティのサスペクタ（suspectors）を含む。この特定のタイプの熱源は、埋め込みが一般に簡単であって、良好な特性を備え、炉の温度制御を安定して、均一に行うのに信頼性のある技術として広く用いられている。本発明の一つの例示的な特徴によると、加熱素子２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃは、垂直に配向された、３つの領域の耐熱モジュール２３の一部を形成する。これら加熱素子２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃは、例えば、小さな質量で、高温の金属製ワイヤ（図示せず）を用いて構成することができる。また、各加熱素子２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃを囲む絶縁体（図示せず）は、高い絶縁値と低い熱量を有するセラミックファイバーを用いて構成することができる。さらに、加熱素子２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃは、例えば、温度変化に対して早く応答するように構成されていてもよい。また、加熱モジュール２３は、例えば、処理用チャンバ２０の冷却を助けるため、空冷システム（図示せず）を備えていてもよい。処理用の管１８の直径と、垂直の炉１４の大きさは、様々な大きさのウエハに合せて、簡単に変更することができる。
【００１８】
本発明の他の例示的な特徴によると、熱処理システム１０は、選択された温度でシリコンウエハを熱処理するのに適した、任意の適応的な熱処理装置を含む。本発明の好適な実施形態では、図示された熱処理システム１０は、アメリカ合衆国のアクセリステクノロジー社（Axcelis Technologies）によって、サミットＸＴ（Summit XT）の商品名で販売されている、速い熱処理用の炉１４を用いる。このサミットＸＴの構成のシステムは、単一のウエハ用の炉として用いられる時に、特に利点があり、比較的に低めのメンテナンス費で、高度の繰返しと均一な結果を得ることができる。熱処理用の炉１４は、例えば、複数のランプ・バンクとは反対に、単一のウエハを処理するため、“ホットウォール”の垂直な処理用チャンバ２０を用いて、温度勾配を形成するように操作できる。このようなホットウォールのチャンバ２０は、チャンバ２０（例えば、ベルジャー）の頂部（例えば、閉鎖端部１８Ａ）に加熱モジュール２２を設けるとともに、チャンバ２０の底部（例えば、開放端部１８Ｂ）に冷却システム２３を設けることで、処理用チャンバの頂部から底部に向って滑らかな温度勾配を生じさせることができ、そして、チャンバの頂部をブラックボデーのラディエーターにほぼ近付けている。
【００１９】
熱処理用チャンバ２０の温度プロファイルを一般に固定させながら、所望の温度を得ることができ、例えば、処理用チャンバ内でウエハＷの位置Ｚを単に調節する。ウエハに関する温度勾配の上昇と下降は、スパイクアニール処理に関係する最大の目標温度とともに、例えば、チャンバ２０内の温度勾配を通って垂直移動されるウエハの速度によって制御できる。また、例示したシステム１０に一つ又は複数のさらなる加熱又は冷却ステージ（図示せず）を加えることは可能である。選択されたランプ速度、速度、及び／又は最大の目標温度は、例えば、処理方法によって一般に決定され、ウエハの全体的な加熱率及び冷却率を一般に決定する。
【００２０】
一例によると、例示した熱処理システム１０は一連の熱電対を用いており、例えば、熱電対２４Ａ−２４Ｅを炉１４に配置して、炉の温度を測定させている。これら熱電対は、制御器２６による後の使用のため、選択された位置で温度を測定する。制御器２６は、例えば、処理用の管１８に沿って選択された熱の傾斜を形成して、そして、熱電対２４Ａ−２４Ｅによって生じたスパイク熱電対温度設定のような出力信号（図示せず）を、所望の温度勾配が保たれることを保証するために標本できる。熱電対２４Ａ−２４Ｅからの温度測定は、さらに、各ウエハＷを処理する前に、システム１０が選択された炉の設定位置を決定することを助けるために用いることができる。例えば、ウエハＷを処理する前に、所望の熱電対の設定点に達するまで、加熱素子２２Ａ−２２Ｃを調節して、処理用の管１８に沿った温度勾配を形成する。通常、２００℃のような、所望のウエハの処理温度よりも高い温度に処理用チャンバ２０の頂部１８Ａを置くように、熱電対の設定点を調節する。加熱素子２２Ａ−２２Ｃは、例えば、安定した熱環境を保つため、ウエハの処理中、熱電対の測定を通じて、連続的かつ活発に制御される。
【００２１】
他の例では、処理用のチャンバ２０を所定の温度に加熱するため、加熱素子２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃを処理用の管１８に設けるが、例えば、化学蒸着法の場合には、４００℃と１３００℃の間で、また、酸化加工や拡散の場合には、８００℃と１３００℃の間で加熱する。加熱素子２２Ａ−２２Ｃは、例えば、処理用チャンバ２０内に等温の加熱領域（図示せず）をさらに形成する。制御器２６は、例えば、処理方法の緊急事態では、処理用の管１８の温度を調節するように、さらに用いることができる。一例を挙げると、光高温計のような、温度センサ（図示せず）を制御器２６につなげて、チャンバの温度を感知させて、ウエハの温度と関係する信号を提供させてもよい。
【００２２】
ウエハの搬送システム１２は、例えば、エレベーターサブシステム２８に向って、又は離れて、ウエハＷの積荷と積降を行うように、任意の適当なウエハの搬送アセンブリを有する。このウエハの搬送システムの一例は、米国特許第５,８２０,３６６号明細書に開示されているが、この開示内容は、本明細書に参考として包含される。エレベーターサブシステム２８は、例えば、ウエハのエレベーターチューブ３２に取付けられたクオーツのウエハ用ホルダー３０を含む。エレベーターチューブ３２は、例えば、さらに案内ロッド３４とスライド状に係合する。他の例では、エレベーターサブシステム２８は、さらに案内ロッド３４かエレベーターチューブ３２に接続される適当なサーボモーター（図示せず）を備えて、処理用チャンバ２０に向って、又は離れるように、案内ロッドに沿って垂直にエレベーターを選択的に移動させて、処理用チャンバ内でウエハＷの位置Ｚを制御する。このサーボモーター（図示せず）は、例えば、制御器２６によってさらに制御され、この制御器又はエレベーターサブシステム２８は、さらに移動制御器（図示せず）かエンコーダーを備えて、チャンバ２０内でのウエハＷの位置Ｚの決定を操作できるようにする。時間ｔに関するウエハＷの制御された位置Ｚは、例えば、ウエハの移動プロファイルＺ（ｉ）に保存することができ、この際、ｉは、時間０、１、２...Ｎ−１の離散点と関係し、このＮは、移動プロファイル内の離散点の総数を示す。制御器２６はさらに、エレベーターサブシステム２８を作動させるように操作可能であり、これは次に、処理用チャンバ２０内でウエハＷを移動させて、この結果、一般に、意図された移動プロファイルＺ（ｉ）とできる限り近付くようにするか、達成するか、追跡するか、合せるようにする。エレベーターサブシステム２８は、処理用チャンバ２０内でウエハＷを所定の仕方で移動させるように操作可能であり、選択されたやり方でウエハを加熱又は冷却させる。移動プロファイルＺ（ｉ）は、例えば、処理方法から制御器によって一般に定められ、この処理方法は、多くの処理用パラメーターのうち、ウエハＷの所定の最大速度Ｖmax、最大加速度Ａmax、最大位置Ｚmax、最小位置Ｚminを含み、そして、最大位置Ｚmaxを所望の目標温度Ｔtargetか、スパイクアニール温度と関連させる。一例によると、所望の目標温度Ｔtargetは約１０５０℃である。
【００２３】
本発明の他の例示的な特徴では、熱処理システム１０は、熱処理チャンバ２０内で、ウエハＷの一つ又は複数の実際の温度Ｔを検出、測定及び／又は決定するために、温度測定システム３６を備える。温度測定システム３６は、例えば、一つ又は複数のウエハの位置で、一つ又は複数のウエハＷのパラメーター、例えば温度Ｔを検出するため、一つ又は複数の高温計（図示せず）を備える。例えば、ウエハＷから放出、反射された光の量を検出して、制御器２６に送信されるように、一つ又は複数の対応する信号を発信させる操作が可能となるように、一つ又は複数の高温計（図示せず）を備える。制御器２６は、一つ又は複数の高温計から送られる一つ又は複数の信号に基いて、例えば、さらに、ウエハＷの一つ又は複数の放射率と温度Ｔを決定するように操作できる。適当な温度測定システム３６の例は、米国特許第６,３７５,３４８号、米国特許第６,４６１,０３６号及び米国特許第６,１８３,１３７号明細書に開示されているが、これら開示内容は、本明細書に参考として包含される。さらに、一つ又は複数の高温計（図示せず）によって、例えば、ウエハの中心（図示せず）又はこの近くの温度のような、ウエハＷの一つ又は複数の位置に関係する、実際のウエハの温度Ｔを、直接的又は不可侵的（非接触）に測定してもよい。
【００２４】
制御器２６は、例えば、熱処理システム１０と関連する選択された処理データを蓄積するように操作可能であり、さらに、ユーザインタフェイス（図示せず）を備えて、選択された情報をシステム１０に入力できるようにしたり、又はシステムとユーザーの間で情報を交換できるようにしてもよい。ユーザインタフェイスは、任意の適当な入力装置でもよく、例えば、キーボード、モニタ、マウス及びタッチスクリーンの一つ又は複数でもよい。制御器２６は、さらに、図１の処理用チャンバ２０内の温度勾配を一般に調節するように操作でき、また、熱電対２４Ａ−２４Ｅを用いて、適当な温度勾配が保たれることを保証できるようにする。
【００２５】
図２を参照すると、本発明の特徴の一例を概略的に示した、熱処理システム１０の機能及びブロックダイアグラムの組合せが示されている。図２から理解できるように、制御器２６は、任意の適当なコンピュータ装置、例えば、適当なストレージとプロセッシング素子を有するコンピュータやデータプロセッサを含む。好ましくは、制御器２６は、熱処理システム１０の操作を制御する適当な温度制御プログラムを備えて、意図されたウエハの温度プロファイル、軌跡、又はウエハの目標温度に従って、ウエハＷを加熱する。制御プログラムは、例えば、温度測定システム３６から提供される実際のウエハの温度Ｔの信号、エレベーターサブシステム２８から提供される実際のウエハの位置Ｚactual、熱処理システムと基板の熱モデル４０から提供されるモデル化されたウエハの位置のオフセットＺmodelOffset、そして、処理用チャンバ２０内で様々な位置ＺのウエハＷの温度プロファイルＴ（Ｚ（ｉ））を予測するための、処理方法のパラメーターから制御器２６によって生じた移動プロファイルＺ（ｉ）を用いるが、これらは上述されている。熱モデル４０は、例えば、米国特許第６,６１０,９６８号明細書に開示されている熱モデルであって、この開示内容は、本明細書に参考として包含される。尚、この‘９６８号明細書に開示されている熱モデルは、例示的な熱処理システムの熱モデル４０の一例に過ぎず、様々な他の熱処理システムに用いられる他の熱モデルも本発明に用いることができ、このような全ての熱モデルと熱処理システムは、本発明の範囲内に含まれることを理解されたい。
【００２６】
本発明の特徴の一例によると、図１に示した処理用チャンバ２０内のウエハＷの入射パワー（incident power）Ｗincidentの総量は、関数Ｗincident（Ｚwafer）により、ウエハの位置Ｚwaferの関数として表現できる。この例では、ウエハＷの入射パワーＷincidentは、‘９６８号明細書に開示されている熱モデルによってモデル化でき、本発明の全入射パワーＷincidentは、参照された‘９６８号明細書に開示された式（１１）及び（１２）の熱源に関するｑt（ｚ）とｑb（ｚ）の和である。従って、ウエハＷによって吸収される入射パワー[ワット]の部分は、次の式で示すことができる。
Ｗabsorbed＝ε（Ｔ）Ｗincident（Ｚwafer）：式（１）
上式において、ε（Ｔ）は、与えられた温度Ｔ[°Ｋ]でのウエハＷの放射率である。温度ＴでウエハＷから放射されるパワーは、ステファン−ボルツマンの法則によって定められる。
Ｗemitted＝２ε（Ｔ）σＡwaferＴ4：式（２）
上式において、σは、ステファン−ボルツマンの定数[ワット/ｍ2・°Ｋ4]であり、Ａwaferは、ウエハＷの一方の側の表面[ｍ2]である。
従って、任意の時間でのウエハに入る又は出るネットパワーは、
Ｗnet＝Ｗabsorbed−Ｗemitted：式（３）
となる。
【００２７】
従って、ネットパワーＷnetは、ウエハＷに関係する温度Ｔで変化を生じさせる。本発明の一つの特徴によると、温度変化ＴdotModelのモデル化された割合を用いて、温度プロファイルＴ（Ｚ（ｉ））を発生又は予測することができる。ＴdotModelはさらに、次式に示すように、ウエハＷの熱量によってネットパワーＷnetに関係する。
ＴdotModel＝Ｗnet/Ｍthermal[°Ｋ/秒]：式（４）
上式において、
Ｍthermal＝ＭwaferＣｐ（Ｔ）[ワット秒/°Ｋ]：式（５）
であり、Ｍwaferは、ウエハＷの質量[ｋｇ]であり、Ｃｐは、温度ＴでのウエハＷの比熱[ワット秒/°Ｋ・Ｋｇ]である。故に、式（１）と（２）を式（３）に入れて、式（３）と（５）を式（４）に入れることで、次式が得られる。
ＴdotModel（Ｔ,Ｚ）＝[ε（Ｔ）Ｗincident（Ｚwafer）−２ε（Ｔ）σＡwaferＴ4]／[ＭwaferＣｐ（Ｔ）]：式（６）
上式において、温度変化ＴdotModelのモデル化された割合は、測定された温度Ｔとウエハの位置Ｚの関数として記されている。
【００２８】
本発明は、他の例示的な特徴によると、さらに、処理用チャンバの温度勾配（例えば、ベルジャー）とウエハの双方の熱モデルを用いて、ウエハに向って入射する熱パワーの量（例えば、Ｗincident（Ｚwafer））と、入射パワーの結果として、ウエハの温度ＴdotModelの変化の瞬間的な割合を推定する。さらに、時間ｉでの温度の時間微分のモデル化された推定をＴdotModel（ｉ）として定めることができる。ＴdotModel（ｉ）は、例えば、ウエハの温度Ｔ（ｉ）と調節されたウエハの位置Ｚadjusted（ｉ）の関数として推定することができ、この際、ウエハの位置は、上述したように、モデルのオフセット用に調節される。即ち、
ＴdotModel（ｉ）＝ｆ（Ｔ（ｉ）,Ｚadjusted（ｉ））：式（７）
と記載できる。
【００２９】
最初の温度測定をＴ（０）とすると、温度変化の割合を用いて、将来の時間での温度を推定できる。例えば、３回繰返して推定する方法（three iteration estimation method）を用いることができ、この際、次のプロファイルポイントをｉ＋１とすると、最初の温度の推定は、次式のようになる。
ＴEst1（ｉ＋１）＝Ｔ（ｉ）＋（ｄｔ）（ＴdotModel（ｉ））：式（８）
上式において、ｄｔは、プロファイルポイントｉとｉ＋１の間の時間の間隔[秒]である。プロファイルポイントｉ＋１での、温度のモデル化された時間微分の最初の推定は、次式のようになる。
ＴdotModelEst1（ｉ＋１）＝ｆ（ＴEst1（ｉ＋１）,Ｚadjusted（ｉ＋１））：式（９）
次に、プロファイルポイントｉ＋１での、温度の第二の推定は、次式のようになる。
ＴEst2（ｉ＋１）＝Ｔ（ｉ）＋（ｄｔ）（ＴdotModel（ｉ）＋ＴdotModelEst1（ｉ＋１））/２：式（１０）
そして、プロファイルポイントｉ＋１での、温度のモデル化された時間微分の第二の推定は、次式のようになる。
ＴdotModelEst2（ｉ＋１）＝ｆ（ＴEst2（ｉ＋１）,Ｚadjusted（ｉ＋１））：式（１１）
Ｔ（ｉ＋１）は、次のプロファイルポイントｉ＋１での温度の最終値として考えることができる。従って、プロファイルポイントｉ＋１での次の温度は、次式のようになる。
Ｔ（ｉ＋１）＝Ｔ（ｉ）＋（ｄｔ）（ＴdotModel（ｉ）＋ＴdotModelEst2（ｉ＋１））/２：式（１２）
【００３０】
この結果、Ｔ（ｉ＋１）とＺadjusted（ｉ＋１）を用いて、Ｚadjusted（ｉ）の移動プロファイルに沿って、夫々次の温度Ｔ（ｉ）を見つけることができる。上で例示した予測方法は、一般に、推測された温度プロファイルＴ（Ｚ（ｉ））の精度を向上させる。しかしながら、様々な他の予測方法を用いることは可能であり、このような方法は全て、本発明の範囲内に含まれることを理解されたい。
【００３１】
本発明のさらに他の例示的な特徴によると、推測された温度プロファイルＴ（Ｚ（ｉ））を得るために用いられた移動プロファイルＺ（ｉ）は予め定められており、ウエハからウエハに変化しない。例えば、移動プロファイルＺ（ｉ）は同じ移動プロファイルであって、移動制御器は、所望のピーク温度（例えば、目標温度Ｔtarget）が推定された後に、ウエハＷを移動させるため、処理されたウエハＷの全てに対して用いられる。他の例では、移動プロファイルＺ（ｉ）に従うウエハＷの実際の移動は、高温のランプ速度を得るために最も有益な、急で単調な移動を除き、特に重要ではない。例えば、このような移動プロファイルＺ（ｉ）は、先立って計算されてもよい。
【００３２】
本発明のさらに他の例示的な特徴によると、図２の熱モデル４０を用いて、各高温計と移動制御器のアップデートの夫々からの測定温度Ｔと実際の位置Ｚactualから、理論的又はモデル化された位置Ｚmodelを計算する。さらに、熱力の関数Ｗincident（Ｚwafer）を用いて、入射力Ｗincident対ウエハの位置Ｚwaferのマッピング又はルックアップテーブル（図示せず）を形成する。ルックアップテーブルは、例えば、与えられたＷincident用にウエハの位置Ｚwaferを見つけるように、逆に用いることもできる。この逆のマッピング関数は、次式のように定めることができる。
Ｚwafer＝ｆ（Ｗincident）：式（１３）
上述した、入射、吸収及び放射出力に関する同じものを用いて、次式のように記載することができる。
Ｗincident＝[２ε（Ｔ）σＡwaferＴ4＋ＴdotModelＭwaferＣｐ（Ｔ）]/ε（Ｔ）：式（１４）
従って、式（１４）を（１３）に用いて、モデル化されたウエハの位置を得ることができる。
Ｚmodel＝ｆ（[２ε（Ｔ）σＡwaferＴ4＋ＴdotModelＭwaferＣｐ（Ｔ）]/ε（Ｔ））：式（１５）
【００３３】
さらに、他の例示的な特徴によると、上の値は、繰返して、例えば、サンプル時間ｎ、ｎ＋１、ｎ＋２ごとに計算される。例えば、温度を得るため、制御器２６によって、約３００Ｈｚよりも大きいサンプリング周波数が用いられて、モデルの高い精度を提供できるようにする。従って、温度変化のモデル化された時間微分は、離散時間の関数として表現できる。
ＴdotModel（ｎ）＝ＴdotModel（Ｔmodel（ｎ−１）,Ｚ（ｎ））：式（１６）
上式において、Ｔmodel（ｎ−１）は、サンプルｎ−１から得られたモデル化された温度であり、Ｚ（ｎ）は、現在のサンプル時間ｎでのウエハＷの実際の位置（Ｚactual）である。従って、式（１５）のモデル化されたウエハの位置は、離散時間の関数として表現できる。
Ｚmodel（ｎ）＝ｆ（[２ε（Ｔ（ｎ））σＡwaferＴ（ｎ）4＋ＴdotModel（ｎ）ＭwaferＣｐ（Ｔ（ｎ））]/ε（Ｔ（ｎ）））：式（１７）
上式において、Ｔ（ｎ）は、現在のサンプル時間ｎでの測定されたウエハの温度である。
【００３４】
さらに、本発明の他の例示的な特徴によると、式（１６）のＴdotModel（ｎ）を調節して、最終的な精度を向上できる。この調節は、離散時間の関数として表現できる。
ＴdotModelAjusted（ｎ）＝ＴdotModel（Ｔmodel（ｎ−１）,Ｚ（ｎ））＋ＭＴＧ*（Ｔ（ｎ−１）−Ｔmodel（ｎ−１））：式（１８）
上式において、ＭＴＧは、モデル追跡ゲインの略であり、徐々に式（１６）のＴdotModel（ｎ）を積極的に調節するのに使われる。モデル追跡ゲイン、ＭＴＧは、例えば、所定の値や関数でもよく、又はＭＴＧは、徐々にモデルを調節するように、制御器２６によって積極的に計算されてもよい。従って、予測されたモデル化された温度Ｔmodel（ｎ）は、時間ｎに対して、ＴdotModelAjusted（ｎ）を積分することで得ることができる。
Ｔmodel（ｎ）＝Ｔmodel（ｎ−１）＋ＴdotModelAjusted（ｎ）Δｔ：式（１９）
上式において、Δｔは、連続するサンプル間のサンプリング期間[秒]である。従って、時間ｔ−１でのＴmodelは次のように表現できる。
Ｔmodel（ｎ−１）＝Ｔmodel（ｎ−２）＋ＴdotModelAjusted（ｎ−１）Δｔ：式（２０）
従って、式（１７）のＴdotModel（ｎ）に温度変化ＴdotModelAjusted（ｎ）の調節されモデル化された時間微分を用いることで、モデルの有効な調節を実行することができ、モデル化されたウエハの位置Ｚmodel（ｎ）は、この結果、次のように表現できる。
Ｚmodel（ｎ）＝ｆ（[２ε（Ｔ（ｎ））σＡwaferＴ（ｎ）4＋ＴdotModelAjusted（ｎ）ＭwaferＣｐ（Ｔ（ｎ））]/ε（Ｔ（ｎ）））：式（２１）
【００３５】
本発明のさらに他の例示的な特徴によると、図１及び２の制御器２６は、予測された温度プロファイルを生じさせ、この際、ピーク又は最大の予測された温度Ｔmaxは、モデル化されたウエハの位置Ｚmodelから決定される。一例を挙げると、最大の予測された温度Ｔmaxは、一般的な３点による２次補完法（quadratic interpolation）を用いて、点Ｔ（Ｚ（ｉ））の列から得られる。例えば、予測された温度の列で、Ｔ（ｉ）が最大値だとすると、点Ｔ（ｉ−１）、Ｔ（ｉ）及びＴ（ｉ＋１）を式ｙ＝ａｘ2＋ｂｘ+ｃに適用することで、最大のｙ（ｘ）を決定する。例えば、Ｔmaxを見つけるために補完法を用いることで、この利点として、Ｔ（Ｚ（ｉ））の列内の最大の温度を単に用いることよりも、より高い精度を提供できる。
【００３６】
図３Ａは、時間に関するウエハＷの移動例について、一例を挙げて示している。好ましくは、簡単な台形（trapezoidal）移動プロファイルを得ることができ、この際、移動制御器によって用いられる移動プロファイルＺ（ｉ）は、処理用チャンバ内で、最初の位置Ｚinitialから最大の位置Ｚmaxまでウエハを移動させることを含む。一例によると、ＺinitialからＺmaxまでの移動は予め定められており、実質的に開ループである。Ｚmax位置でウエハは加熱され、高温計と移動制御器の各アップデートとともに、予測された温度プロファイルＴ（Ｚ（ｉ））を生じさせる。上述したように、最大温度Ｔmaxは、点Ｔ（Ｚ（ｉ））の列から得られる。Ｔmaxが目標温度Ｔtargetと等しくなるか、大きくなると、移動プロファイルＺ（ｉ）は、再度、移動制御器によって用いられて、Ｚmaxと関連する開始位置（例えば、第１位置）Ｚstartから、処理用チャンバ内の終端位置（例えば、第２位置）Ｚendまでウエハを移動させて、実際のウエハの温度Ｔをモデル化された温度Ｔmodelに近接させる。同様に、この例では、ＺstartからＺendまでの移動（例えば、Ｚdown（ｔ）として参照する）は予め定められており、この移動は実質的に開ループである。
【００３７】
図３Ｂは、ウエハの移動の他の例について示しており、この際、移動プロファイルＺ（ｉ）は（例えば、図３Ａに示した移動プロファイルＺdown）は、一般に、ウエハの開始位置Ｚstartと終端位置Ｚendにより定められ、この開始位置Ｚstartは最大位置Ｚmaxである。図３Ｂは、さらに、加速度Ａと速度Ｖを示しているが、これらは、ウエハの移動プロファイルＺ（ｉ）に関連した最大加速度Ａmaxと最大速度Ｖmaxを有しており、これらＺmax、Ｖmax及びＡmaxは、処理方法によって一般に定められる。さらに、他の例示的な特徴によると、Ｚ（ｉ）を得るために用いられる、位置の点の数、又は離散の間隔は、さらに、適当なモデルの精度が得られるように選択される必要がある。
【００３８】
本発明のさらに他の例示的な特徴によると、図２に示した熱モデル４０は、測定されたウエハの温度Ｔとウエハの位置Ｚactualを入力として受取り、ウエハＷの理論位置Ｚmodelを決定し、制御器２６はさらに、処理用チャンバ２０内でウエハの理論位置Ｚmodelと実際に測定された位置Ｚactualとの間のオフセット位置ＺmodelOffsetを計算するように操作できる。このようなＺmodelOffsetの計算は、例えば、加算器４２を用いて行うことができる。例えば、オフセット位置ＺmodelOffsetは、与えられた温度Ｔと、温度変化ＴdotModelのモデル化された割合での、実際のウエハＺの位置とモデルの予測されたウエハＺの位置の間の差の測定である。
ＺmodelOffset＝Ｚactual−Ｚmodel：式（２２）
【００３９】
ＺmodelOffsetは、例えば、温度測定システム３６と移動制御システム２８からの夫々のアップデートを用いて計算される。ＺmodelOffsetの正の値は、実際の測定位置Ｚactualよりも低い位置Ｚで、熱のモデルが実際に測定された温度Ｔを生じさせたことを示す。換言すると、熱のモデルが、実際に測定されたＺ位置で、より高い温度Ｔを生じさせたことを示す。同様に、ＺmodelOffsetの値が負のときは、逆が成立する。
【００４０】
この結果、移動プロファイルＺ（ｉ）は、ＺmodelOffsetと釣り合う量で、予測された温度プロファイルＴ（Ｚ（ｉ））の増大又は減少を行うことができる。この効果は、予測された温度Ｔmaxを所望の方向に大方シフトすることができ、この際、正のＺmodelOffsetで、より低いトリガ温度にさせる場合には、Ｚ（ｉ）は遅くなり、同時に、負のＺmodelOffsetで、より高いトリガ温度にさせる場合には、Ｚ（ｉ）は速くなる。例えば、移動プロファイルＺ（ｉ）の開始時にＺmodelOffsetの補正の全ての値を用いることができ、この際、ＺmodelOffsetはＺendでゼロになるように比例して下降する。これは、（ＺstartActual−ＺmodelOffset）から（ＺendActual−ＺmodelOffset）よりも、（ＺstartActual−ＺmodelOffset）から（ＺendActual−０）まで移動することにほぼ等しい。Ｚadjusted（ｉ）を生じさせるためにＺmodelOffsetを用いる例は、さらに次のように表現できる。
Ｚadjusted（ｉ）＝Ｚ（ｉ）−ＺmodelOffset（１−（ｉ/Ｎ−１））：式（２３）
尚、Ｎは、Ｚ（ｉ）の列の点の総数である。移動プロファイルＺ（ｉ）の例は、図４にさらに示されている。
【００４１】
モデル化された下方移動の速度を変化させることは、例えば、熱モデル内のエラーを補正する間接的な方法である。一例を挙げると、ＺmodelOffsetに基づいて移動プロファイルＺ（ｉ）を調節するよりも、ＺmodelOffsetの関数である値によって一定に定められた熱量を用いて予測された温度プロファイルを実行することができる。さらに、ベルジャーの頂部でウエハＷが待機している間に、ＺmodelOffsetの変化ＺmodelOffsetDotの時間の割合がモデルのエラーのより良好な示唆を与えるようにしてもよい。例えば、この期間内のＺmodelOffsetDotの大きさは、実際の測定から、どれだけ速く熱のモデルが異なるかを示しており、また、一定の時間内での差をより良好に示すことが可能である。図５には、異なる値のＺmodelOffset、ＺmodelOffsetDot及びＴovershootを有する、異なるウエハＷの二つの実行例の比較について示しており、この際、Ｔovershootは、実際の温度とモデル化された温度との間のオーバーシュート（上回った）量である。ＺmodelOffsetのスロープの比は、例えば、一定の時間での差が、ＺmodelOffsetの値（例えば、０．１８）が示唆する比よりも大きくないことを示すことができる。ウエハ２の場合、ＺmodelOffsetの初期の負の値は、最終的なＺmodelOffsetの値を減らし、このため、補正を減らしている。
【００４２】
本発明のさらに他の例示的な特徴によると、図６には、図１及び２に例示した熱の処理システム１０の組込みと操作について示す例示的な方法１００の概略的なブロックダイアグラムが示されている。ここでは、一連の行為又はイベントとして、例示的な方法が示されて、説明されているが、本発明は、このような行為又はイベントの例示された順番に限定されず、幾つかのステップは、本発明に従って、示されて、説明されたものとは異なるように、異なる順番で行われたり、及び／又は、他のステップと同時に行われてもよいことを理解されたい。さらに、例示された全てのステップは、本発明に従う方法を実行する上で必要とされなくてもよい。さらに、ここで示されて、説明されたシステムと関連するだけでなく、例示されていない他のシステムと関連して、この方法を実行することは可能であることを理解されたい。
【００４３】
図６に示されるように、この方法１００は、ステップ（行為）１０５から開始するが、ここで、熱処理システムの熱の特性が決定される。このような決定は、例えば、熱処理システムの経験的なものや、理論的にモデル化されたものから得られてもよい。次に、ステップ１１０で、選択されたウエハの処理方法と目標温度を制御器に入力するが、この処理方法は、例えば、加熱用の炉内の基板の最大速度、加速度、開始及び終端位置を含む。目標温度は、例えば、さらに、処理中の様々な時間で得られる目標温度の複数を有する、目標温度プロファイルを含んでいてもよい。
【００４４】
ステップ１１５では、移動プロファイルを生じさせるが、この移動プロファイルは、熱処理システム内でのウエハの移動を指令する。この移動プロファイルは、例えば、予め定められて、ウエハからウエハへ変化しない。次に、ステップ１２０で、ウエハを予め定められた位置に移動させるが、例えば、処理方法によって指令される位置である、熱処理システム内の最大又は開始位置にウエハを移動させる。次に、ウエハは、最大位置で加熱されて、ステップ１２５で、ウエハの温度とウエハの位置が得られる。次に、ウエハの温度と位置が、処理用チャンバと基板の熱モデルと合せて用いられて、ステップ１３０で、ウエハの位置の関数として、温度プロファイルＴ（Ｚ（ｉ））を予測する。
【００４５】
次に、ステップ１３５で、例えば、予測された温度の導入によって、予測された温度プロファイルと関連した最大温度を決定して、ステップ１４０で、この最大温度を目標温度と比較する。最大の予測温度が目標温度と等しいか、大きい場合には、ステップ１４５で、移動プロファイルＺ（ｉ）が呼び出されて、所定の移動プロファイルに従って、ウエハを移動させる。これに対して、最大の予測温度が目標温度よりも小さい場合には、ステップ１２５で、他の温度測定が行われて、最大の予測温度が目標温度とほぼ等しいか、大きくなるまで、処理を続ける。
【００４６】
本発明の際立った長所として、図１及び２の制御器２６は、予測された温度プロファイルとともに測定された温度Ｔを処理して、処理用チャンバ２０内でウエハＷをいつ移動させるのか、例えば、ウエハ上でいつスパイクアニールを行うのかを決定する。特に、制御器２６は、予測された温度プロファイルを処理して、ウエハＷで目標温度Ｔtargetを得るために、処理中にエレベーターを移動させる適当な時間を定めるが、この際、目標温度を上回ったり、下回らないようにする。本発明の他の際立った長所として、制御器２６は、処理用チャンバ２０内で、ウエハＷの所定のＺ位置と速度を用いて、処理用チャンバ内での不完全なモデリングや変化等に基づいて上回ったり又は下回わるおそれを改善する。本発明で用いられる、このような適応性のあるモデルに基づく制御アルゴリズムは、ウエハの製品の様々な吸収特性に合せられる。さらに、制御器２６は、ウエハの処理を導入したり影響を与える可能性のある他のシステムの構成部の操作を制御する必要がない。
【００４７】
本発明の他の際立った長所として、エレベーター機構とは異なる他の様々な手段によってウエハに加える熱量を調節する他の処理用チャンバでも、制御系をさらに用いることができる。例えば、ランプ・ベース・システムでは、予測された温度プロファイルに基づいて一つ又は複数のランプの列に対してパワー又はパワーの付与を調節するように、制御系を修正することができ、この際、ウエハの位置を変更させるのではなく、基板の意図された温度プロファイルに従って、一つ又は複数のランプに対するパワーの量を変化させる。さらに、本発明は、例えば、非ランプ・ベース・システム（例えば、レーザー源による熱処理システム等）のような、様々な他の熱処理システムに合せるように適用でき、これら変化例の全ては、本発明の範囲内に含まれることを理解されたい。
【００４８】
以上、本発明の好適な実施形態の幾つかについて、図示して、説明したが、明細書の説明と添付した図から、当該分野における通常の知識を有する者ならば、本発明と同等な変更や修正を行うことができるのは明らかである。特に、上述した構成物（アセンブリ、装置、回路等）によって行われる様々な機能に関して、このような構成物について説明するために用いられる用語（“手段”についての参照を含む）は、特定されない限り、上述した構成物の特定の機能を行うことができる（つまり、機能的に等価である）任意の構成物を含むことができ、この構成物は、本明細書で例示したものの構造と機構的に等価でなくてもよい。さらに、幾つかの実施形態のうち、一例についてのみ本発明の特徴について説明されたものがあるが、このような特徴は、他の実施形態の一つ又は複数の他の特徴と、所望なように、又は任意の特定の応用分野で有益となるように、組合せられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の特徴に従う、熱処理システムを例示した図である。
【図２】本発明の他の特徴に従う、ウエハの処理システムの操作面の機能及びブロックダイアグラムを合せて例示した図である。
【図３Ａ】本発明の一つの特徴に従って、スパイクアニールのウエハの移動と温度プロファイルをチャート状に例示した図である。
【図３Ｂ】本発明の他の特徴に従って、ウエハの移動プロファイルをチャート状に例示した図である。
【図４】本発明の他の特徴に従って、様々なオフセットを有する、幾つかの予測されたウエハの移動プロファイルをチャート状に例示した図である。
【図５】本発明の他の特徴に従って、二つの例示的なオフセット間の比較をチャート状に例示した図である。
【図６】本発明に従って、基板に熱処理を行う方法について、フローチャート状にダイアグラムとして示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図６】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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