(57)【要約】【課題】抵抗加熱ヒータにより加熱を行う半導体装置の製造方法において、前記抵抗加熱ヒータの急激な温度変化を抑制する。【解決手段】被処理物を処理室に搬入する工程と、前記処理室を減圧するとともに加熱した後、被処理物を被処理室の減圧加熱雰囲気下で処理する処理工程と、前記処理工程の終了後、前記被処理物を前記処理室から搬出する搬出工程と、を含む半導体装置の製造方法であって、前記処理室の被処理物の昇温に抵抗加熱ヒータを用い、前記処理工程における前記被処理物の昇降温の際に、前記抵抗加熱ヒータの温度を初期温度から最終目標温度まで段階的に変化させる。【選択図】図４
2008218490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を処理室に搬入する工程と、
前記処理室を減圧するとともに加熱した後、被処理物を被処理室の減圧加熱雰囲気下で処理する処理工程と、
前記処理工程の終了後、前記被処理物を前記処理室から搬出する搬出工程と、
を含む半導体装置の製造方法であって、
前記処理室の被処理物の昇温に抵抗加熱ヒータを用い、前記処理工程における前記被処理物の昇降温の際に、前記抵抗加熱ヒータの温度を初期温度から最終目標温度まで段階的に変化させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造方法に関するものであり、特に、抵抗加熱ヒータにより被処理物を処理温度に調節する半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を製造する際は、縦型、横型、枚葉式の基板処理装置が使用されている。この種、基板処理装置には、半導体装置としての被処理基板（ウエハ）を減圧加熱雰囲気下で処理するための処理室と、減圧排気装置としての排気ユニット及び圧力を保持するための圧力コントロールバルブ（ＡＰＣ：Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒバルブ）と、温度コントローラの制御によって被処理基板ないし処理室内を加熱するためのヒータと、前記処理室に処理ガスを供給するためのガスユニットとが設けられ、ヒータとしてセラミックヒータや石英ヒータ等の抵抗加熱ヒータ（以下、ヒータという）が用いられている。
ヒータの温度を制御するための温度コントローラは、電源からヒータへの供給電力を調節するためのヒータ用電力調節器と、ヒータ用電力調節器に対してヒータ制御出力比を調節することで電源からヒータへの電力供給量を制御するヒータ制御出力比率調節器と、ヒータのランプレートに基づいてヒータのランピング設定温度を算出するとともに、ランピング設定温度毎にヒータ制御出力比率調節器のヒータ制御出力比を算出し、このヒータ制御出力比をヒータ制御出力比率調節器に出力することで抵抗加熱ヒータの温度を各ランピング設定温度に制御する温度調節器で構成されている。
また、温度コントローラとしては、前記ヒータ制御出力比率調節器は複数設け、ヒータの温度を加熱ゾーン別に制御することで被処理基板の面内温度分布を均一にする温度コントローラも使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、半導体装置を製造する際は、被処理基板を処理室に搬入する工程と、処理室を密閉した状態で処理室を所定圧力に減圧するとともに前記コントローラにより被処理基板を所定温度に昇温した後、処理室に処理ガスを導入することで被処理基板を処理する処理工程と、前記処理室から処理後の被処理基板を搬出する工程を含む、半導体装置の製造工程が実施されている。
処理工程には、酸化処理、成膜処理、拡散処理がある。ここで、酸化処理は処理ガスとしてガスユニットから処理室に酸化ガスを導入し、熱化学反応により被処理基板の酸化面に酸化膜を形成する処理であり、成膜工程は、処理室の雰囲気温度が、例えば、７００℃〜８５０℃の温度（最終目標温度）程度に昇温した後、原料ガスとして成膜ガスを導入し、被処理基板の成膜面に熱化学反応による成膜を形成する工程である。また、拡散工程は、所定処理ガスを供給せず処理室が所定時間、所定温度、所定圧力に保持することにより成膜や酸化膜中のドーパントの拡散や結晶格子の歪を緩和するための処理である。半導体装置は、これらの酸化、拡散、成膜処理単独又は組み合わせ処理により製造される。
【０００４】
図５は本発明と同時に検討され本発明の基礎となった半導体装置の処理工程におけるヒータの温度制御方法を示す（従来技術ではない）。
【０００５】
ヒータの温度制御方法では、まず、ヒータ昇降温制御指定判定分岐処理Ｓ２０において、ヒータの昇降温指令の有無、すなわち、前記ヒータが動作するかどうかが判定される。
【０００６】
ヒータ昇降温制御指定判定分岐処理Ｓ２０において、判定がＹＥＳの場合は、設定デー
タ変更判定分岐処理Ｓ２１に進み、ＮＯの場合は、ヒータ制御停止処理Ｓ２８に進む。
【０００７】
設定データ変更判定分岐処理Ｓ２１では、ヒータのランプレート及びランピング設定温度（分割温度）の設定状態を監視し、それぞれ新規設定時かどうか及び変更時かどうかを判定する。
ここで、ランピング設定温度とは、ヒータのランプレートから一義的に定まる所定時間当たりの設定温度（℃／ｍｉｎ）をいう。
【０００８】
設定データ変更判定分岐処理Ｓ２１において、判定がＹＥＳの場合は、ヒータ制御ステータスセット処理（昇降温中）Ｓ２２に進み、ＮＯの場合は、最終目標温度到達分岐処理Ｓ２６に進む。
【０００９】
ヒータ制御ステータスセット処理Ｓ２２では、「昇降温中」を示す表示を、現在の基板処理装置の制御ステータスとしてモニタ等の表示手段の操作画面等に表示させる。
ユーザは、この表示によって、現在の制御ステータスが「昇温中」であることを認識する。
【００１０】
ヒータ制御ステータスセット処理Ｓ２２が終了すると、次に、ランプ温度転送処理（分割温度転送処理）Ｓ２３を実行し、続いて、ランプ温度転送処理Ｓ２４を実行する。
【００１１】
ランプ温度転送処理Ｓ２３ではランピング設定温度が前記温度調節器に転送され、ランプ温度転送処理Ｓ２４では前記温度調節器にヒータのランプレートが転送される。
【００１２】
ランプ温度転送処理Ｓ２４を終了すると温度制御処理Ｓ２５に進む。
温度制御処理Ｓ２５では、温度調節器がヒータのランプレートとランピング設定温度とに基づいてヒータ制御出力比率調節器の操作制御量、すなわち、ヒータ制御出力比を算出し、ヒータ制御出力比率調節器をこのヒータ制御出力比に制御する。
これにより、電源からヒータへの電力供給量がランピング設定温度に基づいて調節され、結果的に、ヒータの温度がランプレートに基づいて制御される。
ここで、ヒータ制御出力比率調節器が複数の場合は、各ヒータ制御出力比率調節器の操作制御量がそれぞれ温度調節器により決定され、ヒータの電力供給量が加熱ゾーン毎に制御される。
【００１３】
温度制御処理Ｓ２５を終了すると、最終目標温度到達分岐処理Ｓ２６に進む。
最終目標温度到達分岐処理Ｓ２６では、モニタ温度が半導体製造装置を製造する際の最終目標温度に到達したかどうかを判定する。
ここで、最終目標温度とは、成膜温度、酸化膜形成温度、拡散処理温度等の半導体装置の製造の際の各処理工程における最終の目標温度をいう。
最終目標温度は、基板処理装置に搭載されている装置コントローラから温度調節器に送信される制御値である。前記装置コントローラは、プロセスレシピを参照して最終目標温度やランプレートを取得する。
【００１４】
最終目標温度到達分岐処理Ｓ２６ではヒータの温度が最終目標温度に到達したかどうかを判定する。
最終目標温度到達分岐処理Ｓ２６において、判定がＹＥＳの場合、すなわち、最終目標温度に到達した場合は、ヒータによる昇降温制御が完了したものとみなす。
この場合は、ヒータ制御ステータスセット処理（昇降温完了）Ｓ２７に進み、ＮＯの場合は、ヒータによる被処理基板の加熱が完了していないものとみなされ、設定データ変更判定分岐処理Ｓ２１に戻る。
【００１５】
ヒータ制御ステータスセット処理（昇降温完了）Ｓ２７では、「昇降温完了」を示す表示を、現在の制御ステータスとしてモニタ等の表示手段の操作画面等に送信する。
ユーザはこの「昇降温完了」を示す表示により、現在の制御ステータスが「昇降温完了」の状態であることを認識する。
【００１６】
設定データ変更判定分岐処理Ｓ２１の判定結果がＮＯの場合、例えば、異常時等、他の停止命令が優先的に実行されているものとしてヒータ制御停止処理２８を実行し、温度調節器に停止指令を送信した後、ヒータステータスセット処理（停止）Ｓ２９を実行して、現在のステータスを示す「昇降温停止」の表示を、モニタ等の表示手段の操作画面等に表示させ、ヒータによる被処理基板の加熱処理を終了（ＥＮＤ）する。
ユーザは、この表示によって、現在の制御ステータスが「昇降温停止」であることを認識する。
【００１７】
このように、前記のヒータの温度制御では、ランプレートに基づくランピング設定温度を設定しており、ヒータの温度を時分割で制御することにより、ヒータや被処基板における熱ストレスの発生を極力、抑制することができる。
【００１８】
しかし、ランピング設定温度と、温度センサによる現在のモニタ温度との間に差が生じてしまうと、前後のランピング設定温度間でのヒータの電力制御による出力の変化が大きくなり、ヒータに急激な温度上昇が発生してしまう虞があり、ヒータ温度の急激な変化によるストレスによってヒータに損傷が発生してしまう虞がある。
特に、セラミック中や石英中に抵抗加熱式ヒータを封入したセラミックヒータや石英ヒータではこのような問題が発生する虞がある。
このため、ヒータのランプレートを最小とし、ランピング設定温度とヒータのモニタ温度との差が極力小さくすることでヒータの損傷を抑制する方法も想定したが、この方法はヒータの温度が最終目標温度に到達するまでに時間がかかり、ヒータの使い勝手が悪くなるので、採用が難しい。
【００１９】
そこで、前記ヒータにより加熱を行う半導体装置の製造方法において、ヒータの昇降温制御の際の急激な温度の変化を抑制するために解決すべき課題が生じるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は前記目的を達成するために、被処理物を処理室に搬入する工程と、前記処理室を減圧するとともに加熱した後、被処理物を被処理室の減圧加熱雰囲気下で処理する処理工程と、前記処理工程の終了後、前記被処理物を前記処理室から搬出する搬出工程と、を含む半導体装置の製造方法であって、前記処理室の被処理物の昇温に抵抗加熱ヒータを用い、前記処理工程における前記被処理物の昇降温の際に、前記抵抗加熱ヒータの温度を初期温度から最終目標温度まで段階的に変化させる半導体装置の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、抵抗加熱ヒータの急激な温度変化を抑制することができるので、ヒータの損傷を防止することができる。また、ヒータにやさしく使い勝手が大幅に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は本発明に係る半導体装置の製造装置の一例としての枚葉式基板処理装置の解説断面図、図２は被処理基板の温度を制御するためのヒータの温度制御装置の解説図である。
【００２３】
図１に示すように、枚様式の基板処理装置の処理炉２０２は、下側容器２１１と、下側
容器２１１の上に被せられるドーム型の上側容器２１０とで構成される。
上側容器２１０は酸化アルミニウム又は石英で形成されており、下側容器２１１はアルミニウムで形成されている。
処理炉２０２内にはシャワーヘッド２３６が設けられ、ウエハ等の被処理基板２００を支持するためのサセプタ（基板載置台）２１７がシャワーヘッド２３６の下方に設置されている。
サセプタ２１７は、例えば、窒化アルミニウム、セラミックス又は石英で形成されており、サセプタ２１７の内部には、被処理基板２００を、酸化、拡散、又は成膜温度、すなわち、各処理工程の最終目的温度に制御するための加熱手段として抵抗加熱ヒータ（以下、ヒータという）２１８が内蔵されている。
【００２４】
前記シャワーヘッド２３６内にはガス分散空間であるバッファ室２３７が区画されている。
ガス導入用の導入口であるガス導入口２３４はシャワーヘッド２３６の上壁に設けられていて前記バッファ室２３７に連通している。
また、ガスを噴出させるための噴出孔としての複数のガス噴出孔２３４ａがシャワーヘッド２３６の下壁に設けられている。
処理室２０１内の雰囲気を排出するためのガス排出口２３５は下側容器２１１の側壁に設けられており、排気ユニット３によって排気するように構成されている。
前記排気ユニット３は、前記ガス排出口２３５を通じて処理室２０１内の雰囲気を排気するための減圧排気装置としての真空ポンプ２４６と、真空ポンプ２４６の吸入口と前記ガス排出口２３５とを連通して接続するガス排出管２３１と、ガス排出管２３１の下流側に介設されたバルブ２４３ｂと、その上流側に介設された圧力調整器とで構成されている。
前記バルブ２４３ｂは開閉弁で構成されており、また、前記圧力調整器はＡＰＣバルブ（自動圧力コントロールバルブ）４で構成されている。
【００２５】
減圧排気装置としての真空ポンプ２４６を起動し、ガス排出管２３１のバルブ２４３ｂを開放すると、真空ポンプ２４６の吸込口とガス排出口２３５とが連通し、外部に処理室２０１内の雰囲気が排気される。
このとき、ＡＰＣバルブ４は、処理室２０１内の圧力を半導体装置の製造、具体的には、酸化、拡散、成膜処理に適した圧力に保持する。
【００２６】
ガスユニット２は、ガス供給管２３２と、開閉弁からなるバルブ２４３ａと、流量制御手段としてのマスフローコントローラ２４１と、処理ガス２３０のガスボンベ（図示せず）とを備えて構成されており、ガス供給管２３２は前記ガス導入口２３４に接続されている。この場合、前記マスフローコントローラ２４１、前記バルブ２４３ａは、ガス供給管２３２に上流側から下流側に臨んでこの順に介設される。
ガス供給管２３２のバルブ２４３ａが開放されると、ガス導入口２３４とガスボンベとが連通し、ガスボンベのボンベ圧により処理ガス、例えば、成膜ガス（反応ガスともいう）がガス供給管２３２に排出される。
このとき、処理ガスの流量はマスフローコントローラ２４１により制御される。
【００２７】
前記ヒータ２１８はセラミックヒータ又は石英ヒータで構成される。
このヒータ２１８は、半導体装置としての被処理基板２００を均一加熱するために複数の加熱ゾーンに区分されていて加熱ゾーン毎に温度コントローラ１２３により温度が制御される。ここで、ヒータ２１８を複数のゾーンに区分するとは、同じヒータで複数の加熱ゾーンを構成することをいう。
なお、図示例ではヒータ２１８は、二つの加熱ゾーンに区分され、それぞれ温度センサとしての複数の熱電対３１１により温度が検出される。
【００２８】
前記温度コントローラ１２３は、前記ヒータ２１８に電力を供給するための電源（図示せず）と前記ヒータ２１８との間に設けられ、電源（図示せず）からヒータ２１８の各加熱ゾーンへの供給電力をそれぞれ調節する複数のヒータ用電力調節器９，１０と、各ヒータ用電力調節器９，１０へのヒータ制御出力比率を調節することで前記電源からヒータ２１８の各加熱ゾーンへの電力供給量を制御するヒータ制御出力比率調節器８と、このヒータ制御出力比率調節器８のヒータ制御出力比（制御操作量）を制御する温度調節器７と、を備えている。
この場合、ヒータ制御出力比率調節器８は、温度調節器７からの基準操作出力値に、ヒータ２１８の各ゾーンに応じた制御比率係数を掛けた値をヒータ制御出力比としており、温度調節器７は、前記装置コントローラ１２１内の制御部（図示せず）に接続されていて、この装置コントローラ１２１により統括制御される。
【００２９】
前記基板処理装置を用いた半導体装置の製造では、半導体装置としての被処理基板２００を処理室２０１に搬入する搬入工程と、前記ガスユニット２により処理室２０１が半導体装置の製造に適した圧力に保持される排気工程と、前記ヒータ２１８の温度制御により前記被処理基板２００を処理温度に調節し、この温度、圧力にて前記被処理基板２００を処理する処理工程と、前記処理工程の終了後に、前記被処理基板２００を前記処理室２０１から搬出する搬出工程と、を含む半導体装置の製造が実施される。
【００３０】
図３は本実施の形態に係る前記処理工程におけるヒータ２１８の温度制御方法の一例を示すフローチャート図である。
【００３１】
以下、図３を参照して本実施の形態に係るヒータ２１８の温度制御方法を説明する。本実施の形態では、ヒータ２１８のゾーン加熱を採用するため、複数の温度センサ、例えば、熱電対３１１によりヒータ２１８の温度をゾーン別にモニタし、ヒータ２１８の温度をゾーン毎に制御することにより、半導体装置としての被処理基板２００の面内温度分布を均一化するが、以下の説明では理解を容易にするため、各ゾーンの温度が同じであるものとして一つのゾーンについての加熱方法を説明し、他のゾーンについての説明を省略する。また、図４のフローチャートにおいて、「分割」の用語は、ランプレートに対応した時分割という意味で使用する。
【００３２】
本実施の形態に係るヒータ２１８の温度制御は温度コントローラによって実行される。
まず、温度コントローラ１２３の温度調節器７が装置コントローラ１２１のプロセスレシピの設定条件を参照し、ヒータ昇降温制御指定判定分岐処理Ｓ２０を実行する。
ヒータ昇降温制御指定判定分岐処理Ｓ２０では、ヒータ２１８の昇降温指令の有無を判定する。
【００３３】
ヒータ昇降温制御指定判定分岐処理Ｓ２０の判定結果がＹＥＳの場合、設定データ変更判定分岐処理Ｓ２１に進む。
設定データ変更判定分岐処理Ｓ２１では、前記処理工程の最終目標温度、ヒータ２１８のランプレートの設定状態を監視し、新規設定時かどうか及び変更時かどうかを判定する。
設定データ変更判定分岐処理Ｓ２１において、判定がＹＥＳの場合、モニタ温度取得処理Ｓ５０に進み、ＮＯの場合は、後述する分割温度更新判定分岐処理Ｓ５５に進む。
モニタ温度取得処理Ｓ５０ではヒータ２１８の温度を検出する熱電対３１１の現在のモニタ温度（ＤＡＴＡ）を初期の目標設定温度ＳＶとし、これをメモリに記憶して分割温度生成処理Ｓ５１に進む。
分割温度生成処理Ｓ５１では、ヒータ２１８に急減な温度の変化を発生させることのない時分割における目標設定温度ＳＶ１を式（１）に基づいて算出する。
【００３４】
ＳＶ＋α＝ＳＶ１…（１）
但し、
ＳＶ：モニタ温度取得処理（Ｓ５０）で取得した取得データ（モニタ温度）又はヒータ２１８のランプレートに基づくランピング設定温度
α：補正温度（目標温度（分割温度）更新後の目標温度（分割温度）のＵＰ温度又はランプレートに基づくランピング設定温度）で、例えば、１０℃（但し、任意に設定可能）
なお、αはハードで保障されるランプレート量を目安に定められる値である。このため、本実施の形態において、αは、ハードである石英製のヒータの昇温レートの仕様１０℃／ｍｉｎ以下としている。
【００３５】
分割温度生成処理Ｓ５１後は分割温度上限判定分岐処理Ｓ５２に進む。
分割温度上限判定分岐処理Ｓ５２では、分割温度生成処理Ｓ５１で求めた目標設定温度ＳＶ１と最終目標温度ＴＶとを比較し、ＳＶ１≧ＴＶかどうかを判定する。
判定がＹＥＳとなると分割温度上限値設定処理Ｓ５３に進み、ＮＯとなると分割温度転送処理Ｓ５４に進む。
分割温度上限値設定処理Ｓ５３において、算出されたＳＶ１が最終目標温度以上となったときに、ＳＶ１にＴＶ値をセットし、分割温度転送処理Ｓ５４に進む。
【００３６】
分割温度転送処理Ｓ５４では目標設定温度ＳＶ１を温度調節器７に転送する。
【００３７】
分割温度転送処理Ｓ５４を終了すると、ヒータ２１８の温度を目標設定温度ＳＶ１に制御するため、まず、ヒータ制御ステータスセット処理Ｓ２２を実行して、「昇降温中」を示す表示を、現在の制御ステータスとしてモニタ等に送信し、操作画面等に表示させる。
ユーザは、この「昇降温中」の表示により、現在の制御ステータスが「昇降温中」であることを認識する。
【００３８】
分割温度転送処理Ｓ５４の終了後は、ランプ温度転送処理Ｓ２４、温度制御処理Ｓ２５を順次、実行する。
ランプ温度転送処理Ｓ２４では装置コントローラ１２１からランプレートが温度調節器７に転送される。
温度制御処理Ｓ２５では、温度調節器７が目標設定温度ＳＶ１とヒータ２１８のランプレートとに基づいてヒータ２１８の加熱を実行する。
この場合、目標設定温度ＳＶ１に対応するヒータ制御出力比率調節器８への操作制御量、すなわち、ヒータ出力制御比が算出されるとともに、ランピングレートに基づいてヒータ２１８の加熱時間が算出され、ヒータ制御出力比が、ヒータ制御出力比率調節器８に出力される。
この結果、電源からヒータ２１８の加熱ゾーンに供給する電力供給量がヒータ用電力調節器９，１０により制御され、ヒータ２１８、具体的にはヒータ２１８の各ゾーンが加熱され、ヒータ２１８の加熱によりサセプタ２１７が昇温されることによって被処理基板２００が目標設定温度ＳＶ１に昇温される。
なお、処理工程のスタート直後は、目標設定温度ＳＶ１に初期の目標設定温度、すなわち、スタート時のモニタ温度ＤＡＴＡがセットされるので、この場合は、初期の目標設定温度ＳＶに基づいてヒータ制御出力比が設定され、ヒータ２１８が昇温される。
【００３９】
温度制御処理Ｓ２５の終了後は、分割温度更新判定分岐処理Ｓ５５を実行する。
分割温度更新判定分岐処理Ｓ５５では、次の判定条件に基づいて目標設定温度ＳＶ１を更新するかどうかを判定する。
判定条件：目標設定温度ＳＶ１−モニタ温度ＰＶ≦β
但し、βは任意の温度で、例えば、３℃を用い、目標設定温度（分割温度）ＳＶ１には
更新前の目標設定温度ＳＶ１によるヒータ２１８の昇温の際のモニタ温度ＰＶを用いる。なお、βは目標設定温度ＳＶ１に対して近似とみなせる温度のうち最大の温度を用いるのが好ましい。
分割温度更新判定分岐処理Ｓ５５の判定結果がＹＥＳのとき、すなわち、目標設定温度ＳＶ１とこの目標設定温度ＳＶ１に基づくヒータ２１８の温度制御の結果であるモニタ温度ＰＶとの差がβ（例えば、３℃）以下のときは、分割温度更新処理Ｓ５６を実行し、ＮＯの場合、すなわち、目標設定温度ＳＶ１−モニタ温度ＰＶ＞βのときは、最終目標温度到達分岐処理Ｓ２６に進む。
【００４０】
分割温度更新処理Ｓ５６は、分割温度更新判定分岐処理Ｓ５５がＹＥＳのとき、現在の目標設定温度ＳＶ１をＳＶにセット（書き換え）して最終目標温度到達分岐処理Ｓ２６に進む。
【００４１】
最終目標温度到達分岐処理Ｓ２６では、ヒータ２１８の現在のモニタ温度ＳＶと最終目標温度とを比較して、現在のヒータ２１８のモニタ温度ＳＶが最終目標温度に合致したかどうかを判定する。
判定結果がＮＯの場合は分割温度生成処理Ｓ５１に戻り、ＹＥＳの場合は、ヒータ制御ステータスセット処理Ｓ２７に進んで現在の制御ステータスを示す「昇降温完了」の表示を、モニタ等の表示手段の操作画面等に表示させる。
最終目標温度到達分岐処理Ｓ２６終了後の分割温度生成処理Ｓ５１では、分割温度更新処理Ｓ５６によってＳＶに設定した更新前の目標設定温度を用いた式（１）の計算を行い、α℃温度が高い目標設定温度ＳＶ１に更新する。
【００４２】
一方、ヒータ昇降温制御指定判定分岐処理Ｓ２０の判定結果がＮＯの場合は、ヒータ制御停止処理Ｓ２８、ヒータステータスセット処理（停止）Ｓ２９を順次、実行し、本実施の形態に係るヒータ２１８の温度制御処理を終了する。
【００４３】
設定データ変更判定分岐処理Ｓ２１の判定がＮＯの場合は、分割温度更新判定分岐処理Ｓ５５に進む。
【００４４】
図４は本実施形態のヒータの温度制御によるヒータの温度制御の結果を示し、「更新」が更新された目標設定温度によるヒータの温度制御を示し、「更新せず」が前回の目標設定温度によるヒータの温度制御を示している。
このように、本実施の形態では、現在のヒータ２１８のモニタ温度ＰＶと目標設定温度ＳＶ１との差がβ（例えば、３℃）以下となるまで、目標設定温度ＳＶ１を更新せずに更新前の目標設定温度ＳＶ１によるヒータ２１８の温度制御を繰り返す。そして、ヒータ２１８の温度、具体的にはゾーン別の温度が最終目標温度、すなわち、処理温度に到達すると、処理工程におけるヒータ２１８による被処理基板２００の昇温が終了する。
［実施形態の効果］
このように本実施の半導体装置の製造方法に係るヒータ２１８の温度制御方法は、ヒータ２１８の現在のモニタ温度ＰＶが目標設定温度（分割温度）ＳＶ１の更新条件、すなわち、更新直前の目標設定温度−更新直前の目標設定温度ＳＶ１に基づくヒータ２１８の温度制御によるモニタ温度ＰＶ≦βを満足しない限り、目標設定温度ＳＶ１を更新せずに更新直前の目標設定温度ＳＶ１によりヒータ２１８の温度制御を実行するため、目標設定温度（分割温度）ＳＶ１にモニタ温度ＰＶが離れ過ぎることがない。
従って、従来のヒータ２１８の温度制御のように、半導体装置の製造方法において、ヒータ２１８出力が過大とならず、過大な熱ストレスが発生することがないので、ヒータ２１８の損傷を防止することができる。
【００４５】
さらに、ヒータ２１８の損傷を防止しながら全体として迅速に半導体装置の製造をする
ことができる。さらに、ヒータ２１８のゾーン別にこのようなヒータ２１８の温度制御を実行するので半導体装置の歩留まりが大幅に向上する。
また、従来と比較してヒータ２１８の使い勝手が大幅に向上する。
【００４６】
なお、本実施の形態では、ヒータ２１８の初期の目標設定温度ＳＶとしてスタート直後のモニタ温度ＳＶ１を用いる説明をしたが、ヒータ２１８のランプレートに基づいて算出したランピング設定温度をヒータ２１８の温度制御の初期の目標設定温度ＳＶ１としてヒータ２１８の温度制御を実施するようにしてもよい。この場合、ランプレートは、ヒータ２１８の初期温度と処理工程の最終目標温度に基づいてヒータ２１８に熱ストレスによる損傷を与えないように設定されるものとする。
【００４７】
さらに、ヒータ２１８のランプレートに基づいて算出したランピング設定温度を順次用いてヒータ２１８の温度を階段的に制御するようにしてもよい。この場合、前回のランピング設定温度のヒータの温度制御の結果を次回のヒータの温度制御に反映させることによって不測の熱ストレスによるヒータの損傷を防止するために、前回のランピング設定値によるヒータの温度制御の結果であるモニタ温度を参照し、前記したように、前回のランピング設定温度（目標設定温度）−このランピング設定温度に基づくヒータの温度制御によるモニタ温度≦β（例えば、β＝３℃）の判定基準を満足しないときは、次回のランピング設定温度に前回のランピング設定温度をそのまま用いてヒータの温度制御を実行し、判定条件を満足するときは、ランプレートに基づく次回のランピング設定温度に基づいてヒータの温度制御を実行するようにしてもよい。
この場合、βの値を任意（０℃、１℃、２℃、３℃…）に設定し、目標温度（分割温度）が更新されるポイントを経過するときの昇温特性が連続的となる値を評価にて求める。
【００４８】
さらに、本実施の形態では、ヒータ２１８により、被処理基板２００の温度を制御する説明をしたが、補助加熱装置としてランプヒータを設け、被処理基板２００の温度を制御するようにしてもよい。
【００４９】
また、前記したヒータ２１８の温度制御では、各ヒータ２１８の加熱ゾーン別にヒータ２１８の温度制御（昇降制御）を実行するため、ヒータ用電力調節器９，１０をゾーン数、用いているが、ヒータ２１８の温度を正確に検出でき、ヒータ２１８により被処理基板２００を温度分布にむらが生じることがなく、加熱できる場合は、ヒータ用電力調節器を単数とし、本実施形態と同様のヒータ２１８の温度制御を実施するようにしてもよい。
【００５０】
さらに、熱電対３１１及び放射温度計は、ヒータ２１８、被処理基板２００の温度分布に対応するため複数個、設けるようにしてもよい。
【００５１】
また、前記基板処理装置において、処理室２０１に供給する原料ガス等の処理ガスをプラズマ化し、反応に寄与し得るラジカルを生成するため、変形マグネトロン（ＭＭＴ）等の磁界と電界を利用したマグネトロン放電によりプラズマを生成するプラズマ生成装置を設けるようにしてもよい。
【００５２】
［付記］
以下、本発明の好ましい態様を列記する。
［付記１］
被処理物を処理室に搬入する工程と、前記処理室を減圧するとともに加熱した後、被処理物を被処理室の減圧加熱雰囲気下で処理する処理工程と、前記処理工程の終了後、前記被処理物を前記処理室から搬出する搬出工程と、を含む半導体装置の製造方法であって、前記処理室の被処理物の昇温に抵抗加熱ヒータを用い、前記処理工程における前記被処理物の昇降温の際に、前記抵抗加熱ヒータの温度を段階的に変化させるようにする。
この場合、「被処理基板を加熱する」とは、本実施の形態のようにサセプタを介して被処理基板を加熱するだけではなく、縦型、横型の基板処理装置のように、処理室内雰囲気を加熱し、結果的に被処理基板を加熱する形態が含まれるものとする。
また、「抵抗加熱ヒータの温度を段階的に変化させる」とは、抵抗加熱ヒータの温度を制御する際に、ヒータの温度が段階的に変化することを意味しているが、この場合に、前後の温度差は、熱ストレスによる抵抗加熱ヒータの損傷が発生することのないように、抵抗加熱ヒータの熱ストレスと損傷との関係で一義的に決定することが望ましい。また、同様に、ヒータの温度を段階的に持ち上げる際のヒータの加熱時間は、ヒータの初期温度、すなわち、処理工程の開始時の初期温度と処理工程の処理温度（最終目標温度）とに基づくランプレートに基づいて設定するのが好ましい。
［付記２］
被処理物を処理室に搬入する工程と、前記処理室を減圧するとともに加熱した後、被処理物を被処理室の減圧加熱雰囲気下で処理する処理工程と、前記処理工程の終了後、前記被処理物を前記処理室から搬出する搬出工程と、を含み、前記処理室の被処理物の昇温に抵抗加熱ヒータを用い、前記処理工程における前記被処理物の昇降温の際に、前記抵抗加熱ヒータの温度を目標設定温度ずつ段階的に変化させるようにした基板処理方法であって、前記目標設定温度に前記抵抗加熱ヒータのモニタ温度を近似させるため、前回の目標設定温度とこの前回の目標設定温度による抵抗加熱ヒータのモニタ温度との差に基づいて目標温度にモニタ温度が近似するように次回の目標設定温度を決定するようにした半導体装置の製造方法。
このようにすると、モニタ温度と目標設定温度の差が離れ過ぎることがないので、半導体装置の製造の際にヒータ出力が過大とならず、抵抗加熱ヒータに過大なストレスが発生しないので、抵抗加熱ヒータの損傷が防止される。
［付記３］
被処理物を処理室に搬入する工程と、前記処理室を減圧するとともに加熱した後、被処理物を被処理室の減圧加熱雰囲気下で処理する処理工程と、前記処理工程の終了後、前記被処理物を前記処理室から搬出する搬出工程と、を含み、前記処理室の被処理物の昇温に抵抗加熱ヒータを用い、前記処理工程における前記被処理物の昇降温の際に、前記抵抗加熱ヒータの温度を目標設定温度ずつ段階的に変化させるようにした基板処理方法であって、前回の目標設定温度とこの前回の目標設定温度によるヒータのモニタ温度との差に基づいて目標温度にモニタ温度が近似するように次回の目標設定温度を決定する半導体装置の製造方法。
このようにすると、モニタ温度と目標設定温度の差が離れ過ぎることがない。
よって、半導体装置の製造の際にヒータ出力が過大とならず、抵抗加熱ヒータに過大なストレスが発生せず、抵抗加熱ヒータの損傷が防止される。
［付記４］
前記目標設定温度の初期値にスタート時のモニタ温度を用いる半導体装置の製造方法。
ヒータの目標設定温度の初期値をスタート時、すなわち、処理工程の開始時の温度とすると、モニタ温度と目標設定温度が同じなので、スタート時において、ヒータに熱ストレスによる損傷が発生することがない。
［付記５］前記目標設定温度の初期値にランプレートに基づくランピング設定温度の初期値を用いる半導体装置の製造方法。
処理工程のスタート時は温度が低く、目標設定温度からモニタ温度が離れ過ぎていない。
従って、このようにしてもスタート時にヒータに熱ストレスによる損傷が発生することがない。
［付記６］
前記目標設定温度と、この目標設定温度に基づく抵抗加熱ヒータのモニタ温度とを比較して｜目標設定温度−モニタ温度｜≦判定値βの更新条件を満足するときは、目標設定温度を所定温度高い温度に更新し、満足しないときは、更新前の目標設定温度をそのまま用
いて抵抗加熱ヒータを昇温させるようにした半導体装置の製造方法。
このように更新条件が満足しない限り、次回のランピング設定温度が更新されないので、モニタ温度と目標設定温度の差が離れ過ぎることがない。
よって、半導体装置の製造の際にヒータ出力が過大とならず、ヒータに過大なストレスが発生しないので、ヒータの損傷が防止される。
［付記７］前記抵抗加熱ヒータがセラミックヒータから構成された半導体装置の製造方法。
［付記８］前記抵抗加熱ヒータが石英ヒータから構成された半導体装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る基板処理装置とヒータの温度制御するためのヒータの温度制御装置を示す解説図である。
【図３】本発明に係るヒータの制御方法の一例を示すフローチャート図である。
【図４】本発明に係るヒータの制御方法の一例を示す解説図である。
【図５】本発明と同時に検討され、本発明の基礎となったヒータの温度制御方法（従来技術ではない）を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５４】
８      ヒータ制御出力比率調節器
９      ヒータ用電力調節器
２８    ヒータ制御停止処理
１２１  装置コントローラ
１２３  温度コントローラ
２００  被処理基板
２０１  処理室
２０２  処理炉
２１７  サセプタ
２１８  ヒータ（抵抗加熱ヒータ）
２４６  真空ポンプ
３１１  熱電対
【図１】
2008218490.tif 000003
【図２】
2008218490.tif 000004
【図３】
2008218490.tif 000005
【図４】
2008218490.tif 000006
【図５】
2008218490.tif 000007