快速升温处理设备、其制造方法及温度调节方法技术

本发明专利技术公开了一种快速升温处理设备、其制造方法及温度调节方法。对衬底（１００）进行快速升温处理的快速升温处理设备，包括：支承衬底（１００）的衬底支承部件（１０２）、和测量快速升温处理中的衬底（１００）的温度的多个光学的高温测量器（１０５）。多个光学的高温测量器（１０５），至少设置在衬底（１００）的中央部分和端部，却不直接与衬底（１００）接触。利用快速升温处理衬底（１００），获取衬底（１００）中的滑移量或者氧化膜厚等依赖于温度的量之后，再根据该依赖于温度的量，分别独立地修正每一个光学的高温测量器（１０５）的温度偏移量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对衬底进行快速升温处理的快速升温处理设备、其制造方法及快速升温处理设备中的衬底的温度调节方法。
技术介绍
近年来，半导体元件的微细化及高集成化在急速地发展，衬底(晶片)的大口径化也在发展。伴随于此，已从同时处理多个衬底的现有的批量处理方式朝着单一晶片处理方式转化。另一方面，在衬底的热处理工序中，适应减少热履历(thermalbudgets)、形成浅接合的要求，快速升温处理(Rapid Thermal ProcessingRTP)得以普及。图21为显示现有的单一晶片方式的快速升温处理设备的概略结构的图(参考特开平10-173032(第6页、第3图))。在图21中所示的快速升温处理设备的处理容器1中，衬底10的端部(边)由环状的衬底支承部件2支承着。衬底支承部件2通过旋转机构3设置在处理容器1的底部。在处理容器1的上部设置了加热机构4，同时在处理容器1中的衬底10的下侧设置了光学的高温测量器5，却让它不与衬底10直接接触。加热机构4及光学的高温测量器5由设置在处理容器1外侧的控制系统6控制。需提一下，为提高由光学的高温测量器5进行的温度测量精度，在处理容器1内的衬底10的下侧设置了反射板7。在进行单一晶片方式的快速升温处理中，因为通常仅有衬底是以几十度/秒～几百度/秒的高升温率被加热的，所以处理时间就在几秒～几百秒左右，和现有的使用电炉等的热处理相比，短了很多。于是，在温度控制不充分的情况下，因为热处理时衬底10面内的温度差变大，所以衬底10发生弯曲，或者如图22所示，在衬底10的周缘部出现滑移11。结果是，有时候，会因为出现衬底断裂等问题，而使产品的合格率显著下降。而且，这样的倾向，随着衬底的大口径化而越来越明显。然而，如上所述，在快速升温处理设备中，为测量温度而广泛地使用光学的高温测量器(高温计)。光学的高温测量器，为一种利用了“在一定的温度状态下的物体，发射具有特定的光谱和强度的辐射”这一性质的温度测量器，通过测量从物体放射出来的辐射来决定(推测)物体的温度。这里，从利用辐射这一点很容易想像得出，因为光学的高温测量器受物体的放射率的影响很大，所以物体的放射率随着快速升温处理而变化这一现象，是利用光学的高温测量器测量温度时所测得的温度出现偏移量的一大原因。相对于此，有人提出了这样的一种快速升温处理设备，即利用多个光学的高温测量器在多个点一个一个地测量衬底面内的温度，同时独立地进行在热处理机构的对应于各个光学的高温测量器(亦即测量对象的衬底各个部分)的各个热处理系统(副系统)的温度控制。
技术实现思路
-专利技术所要解决的技术问题-然而，在现有的快速升温处理设备中，在设置了支承衬底边缘缘的衬底支承部件，且设置了用以测量衬底边缘缘附近的温度的光学的高温测量器的情况下，如图23所示，该光学的高温测量器，不仅受来自衬底10的热放射的影响，还受来自衬底支承部件2的热放射的影响。换句话说，不仅会在衬底10的面内产生温度差，还会在衬底10的边和衬底支承部件2之间产生温度差。结果是，光学的高温测量器不能正确地测量衬底温度，而且不正确的测量温度传达给了热处理机构。在每重复一次热处理衬底支承部件的放射率就变动等的情况下，由于来自衬底支承部件的影响，由光学的高温测量器测得的测量结果是，衬底温度在每一次热处理时逐渐地变化，所以有时候随时间变化的温度信息被提供给了包括热处理机构的温度控制系统。另一方面，为抑制出现使产品的合格率明显下降的滑移等，非常重要的是，在衬底边缘进行高精度的温度控制。但是，在如上所述，由于来自衬底支承部件的影响等而不能进行正确的温度测量的情况下，在衬底边缘进行高精度的温度控制就成为非常困难的事情了。本专利技术正是为解决上述问题而研究开发出来的。其目的在于提供一种，该快速升温处理设备，为能够通过改善快速升温处理设备的温度控制性，而让器件的合格率明显提高的优良快速升温处理设备。为达到上述目的，本专利技术所涉及的快速升温处理设备为一种对衬底进行快速升温处理的快速升温处理设备，包括支承衬底的衬底支承部件，衬底支承部件具有抗氧化性。根据本专利技术的快速升温处理设备，因为衬底支承部件具有抗氧化性，所以在较高的温度下的处理、氧化力或氮氧化力较强的环境下的处理中，衬底支承部件也难以被氧化或者氮氧化。故可抑制衬底支承部件的放射率在所述各个处理中发生变化。结果是，能够避免以下情况发生，即在设置在衬底边缘的光学高温测量器中测量到衬底温度受衬底支承部件的影响而随时间变化这样的情况。换句话说，能够将衬底边缘附近的温度正确地传达给包括热处理机构的温度控制系统。结果是，因为衬底边缘附近的温度控制性也提高了，所以能够抑制衬底的滑移(slip)等，而能够使器件的合格率有飞跃的提高。可以是这样的，在本专利技术的快速升温处理设备中，衬底支承部件含有构成衬底的元素，例如硅元素。最好是，在本专利技术的快速升温处理设备中，衬底支承部件，是通过氮化、氧化或者氮氧化其构成部件而具有抗氧化性的。这样一来，就确实能让衬底支承部件具有抗氧化性。最好是，在本专利技术的快速升温处理设备中，只有所述衬底支承部件的在进行快速升温处理时暴露在气体环境中的部分被处理而具有抗氧化性。这样一来，因为确实能抑制衬底支承部件的放射率由于快速升温处理而变化，所以衬底边缘附近的温度就不随时间变化，而能够正确地将它测量出来。结果是，对衬底边缘附近的热处理不会随时间变化。因为衬底支承部件的在快速升温处理时不暴露在环境中的部分具有衬底支承部件的本来的材质的特性，所以在将抗氧化性加给衬底支承部件之前、之后，衬底支承部件的热放射特性几乎不变化。于是，在例如将抗氧化性加给衬底支承部件之前利用该衬底支承部件调节快速升温处理设备的温度状态(设定条件等)的情况下，也是几乎不用修正那一调节的温度状态，就能活用那一调节的温度状态。热在衬底支承部件和支承衬底支承部件的机构(具体而言旋转机构)的连接部分的逸散特性，也是在将抗氧化性加给衬底支承部件之前、之后几乎不变，所以快速升温处理设备的冷却效率得以保持在本来的状态。仅有衬底支承部件的在快速升温处理时暴露在环境中的部分被加上了抗氧化性以后，便能收到以下效果。例如，支撑衬底支承部件的机构为旋转机构，在衬底支承部件和旋转机构连动的情况下，有必要在衬底支承部件和旋转机构相连的部分保持一个合适的摩擦系数。也就是说，当在该部分的摩擦系数不够大的情况下，即使旋转机构旋转，衬底支承部件也只会在其上打滑，而不能实现衬底支承部件亦即衬底的正常旋转。除此以外，在衬底支承部件和旋转机构的切点(切线)产生由于滑移造成的机械研磨状态(摩擦)，结果该切点(切线)就有可能成为微粒等的产生源。这样一来，衬底支承部件与旋转机构(支撑衬底支承部件的机构)相切的部分的摩擦系数，就必须大到能够忍耐旋转的惯性(离心力)那么大。通常本来的衬底支承部件(没加上抗氧化性的衬底支承部件)被设计得合乎该要求。另一方面，若由于将抗氧化性加给该连接部分，该部分的摩擦系数就发生变化的话，则即使解决了这一问题，也有可能产生新的副作用(产生微粒等)。然而，未将抗氧化性加给衬底支承部件中的、包括它与支撑它的机构(旋转机构)的切点(切线)的、在快速升温处理时未暴露在环境中的区域，让它保持着本来的衬底支承部件的表面状态。这样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速升温处理设备，其对衬底进行快速升温处理，其特征在于：包括：支承所述衬底的衬底支承部件；所述衬底支承部件具有抗氧化性。

【技术特征摘要】
JP 2003-12-8 2003-4087691.一种快速升温处理设备，其对衬底进行快速升温处理，其特征在于包括支承所述衬底的衬底支承部件；所述衬底支承部件具有抗氧化性。2.根据权利要求1所述的快速升温处理设备，其特征在于所述衬底支承部件，含有构成所述衬底的元素。3.根据权利要求1所述的快速升温处理设备，其特征在于构成所述衬底的元素为硅元素。4.根据权利要求1所述的快速升温处理设备，其特征在于所述衬底支承部件，是通过氮化、氧化或者氮氧化其构成部件而具有所述抗氧化性的。5.根据权利要求1所述的快速升温处理设备，其特征在于只有所述衬底支承部件的在进行快速升温处理时暴露在气体环境中的部分，被处理而具有所述抗氧化性。6.一种快速升温处理设备的制造方法，所述快速升温处理设备为权利要求4所述的快速升温处理设备，其特征在于所述衬底支承部件的构成部件的氮化、氧化或者氮氧化，是利用所述快速升温处理设备或者其它快速升温处理设备进行的。7.一种温度调节方法，在对衬底进行快速升温处理的快速升温处理设备中用以调节所述衬底的温度，其特征在于所述快速升温处理设备，包括支承所述衬底的衬底支承部件、和多个测量快速升温处理中的所述衬底的温度的光学的高温测量器；所述多个光学...

【专利技术属性】
技术研发人员：久保裕子，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]