本发明专利技术提供一种被处理体的热处理装置和热处理方法，热处理装置包括：除收容多个被处理体以外还收容具有弹性波元件的测温用被处理体的可排气的处理容器、在保持有多个被处理体和测温用被处理体的状态下向处理容器内装载和卸载的保持单元、向处理容器内导入气体的气体导入单元、进行加热的加热单元、向收容在处理容器内的弹性波元件发送测定用电波的第一导电性部件、接收从收容在处理容器内的弹性波元件发射的对应于温度的电波的第二导电性部件、求出测温用被处理体的温度的温度分析部、和控制加热单元的温度控制部，第一导电性部件作为处理容器内的热处理部的一部分设置，第二导电性部件也作为处理容器内的热处理部的一部分设置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于对半导体晶片等被处理体实施热处理的热处理装置 和热处理方法。
技术介绍
通常，为了形成ic等半导体集成电路，而对由硅基板构成的半导体晶片重复进行成膜处理、蚀刻处理，氧化扩散处理、退火处理等各种处理。 在对半导体实施以成膜处理为代表的热处理时，对晶片的温度管理成为重 要的要素之一。即，为了既增大形成于晶片表面的薄膜的成膜速度，又较 高地维持该膜厚的表面和面内均匀性，要求以高精度管理晶片的温度。作为热处理装置，以一次能够对多枚晶片实施处理的立式热处理装置 为例进行说明。向立式的处理容器内装载(搬入)被多级(多段)支撑的 半导体晶片，由设置于该处理容器的外周的加热单元加热晶片进行升温， 在使其温度稳定化后，通入成膜气体，实施成膜。在这种情况下，在处理 容器内和处理容器的外侧设有热电偶，基于由该热电偶得到的温度来控制加热单元的电力，将晶片维持在规定的温度(例如，日本特开平10_25577 号公报、日本特开2000 — 77346号公报)。在处理容器自身非常长且可收容例如50 150枚程度的晶片的情况 下，为了以细致的精度进行处理容器内的温度控制，优选将处理容器内在 上下方向上分隔为多个加热区段，对每个加热区段单独地进行温度控制。 在这种情况下，只要在实验用的仿真晶片(虚拟晶片)本身上设置热电偶 并预先通过实验来研究该热电偶获得的仿真晶片的实际温度和设于处理 容器的内外的热电偶的温度之相关关系，就可以通过参照该相关关系来实 现对成品晶片本身的热处理时的恰当的温度控制。另外，也提案有如下技术为了测定热处理中的半导体晶片的温度分 布，将具有表面弹性波元件的多个温度传感器分散配置在晶片表面，从另外配置的天线向该温度传感器发送高频信号，响应该高频信号接收从该温 度传感器回送过来的依存温度的高频信号，从而求出温度分布(日本特开2007—171045号公报)。但是，在日本特开平10—25577号公报以及日本特开2000 — 77346号 公报中所开示的那种热处理装置的温度控制方法中，由于温度测定对象物 即晶片和热电偶直接接触，因此成品晶片的实际温度和热电偶获得的测定 值之相关关系不持续稳定。尤其是，当重复迸行成膜处理而在处理容器的 内壁面等附着不需要的附着物、或气体流量和处理压力等变更、或产生电 压波动等时，致使上述相关关系的差距过大，有可能不能适当地控制晶片温度。另一方面，在对晶片进行升降温度时，希望进行晶片的温度控制。但 是，上述那种用热电偶的方法中，在晶片的升降温度时，实际的晶片温度 和热电偶的测定值之差会进一步增大，难以应对该请求。为了解决上述的问题点，也考虑到在晶片自身设置热电偶。但是，需 要有线的接线，难以追随晶片的旋转和移动。另外，也具有因为热电偶而 引起的金属污染等问题。另外，关于单张式的处理装置，如日本特开2004—140167号公报等所示，也考虑到用水晶振子接收相应温度的电磁波来求出温度。但是，水 晶的耐热性充其量为300。C程度，因此不能应用于成为其温度以上的热处 理装置。另外，在日本特开2004 — 140167号公报所公开的技术中，必须另设 天线自身。另外，需要将该天线设置在室内。因此，势必产生对半导体晶 片的金属污染。
技术实现思路
本专利技术着眼于以上的问题点，为了有效地解决该问题点而开发的。本专利技术的目的在于提供一种，其不需 要另设天线，不会产生金属污染等，能够在无线且实时状态下精度良好并 且正确地检测被处理体的温度，由此，能够高精度地对被处理体的温度进 行控制。本专利技术人等对半导体晶片的温度测定仔细研究的结果是根据使用硅 酸镓镧、镧钽酸镓铝等的弹性波元件，基于通过电刺激而发生的弹性波产 生信号发送，发生依存于温度的电波的实际知识，将该实际知识应用于晶 片温度的测定，并且兼用电阻加热器等导电部件作为天线，由此实现本发 明。本专利技术提供一种被处理体的热处理装置，其特征在于，包括除收容 多个被处理体以外还能够收容具有弹性波元件的测温用被处理体的能够 排气的处理容器；在保持有上述多个被处理体和上述测温用被处理体的状 态下向上述处理容器内装载以及卸载的保持单元；向上述处理容器内导入 气体的气体导入单元；对收容在上述处理容器内的上述多个被处理体和上 述测温用被处理体进行加热的加热单元；为了向收容在上述处理容器内的 上述弹性波元件发送测定用电波而经由高频线路与发送器连接的作为发 送用天线发挥功能的第一导电性部件；为了接收从收容在上述处理容器内 的上述弹性波元件发射的对应于温度的电波而经由高频线路与接收器连 接的作为接收用天线发挥功能的第二导电性部件；基于由上述接收用天线 接收的电波求出上述测温用被处理体的温度的温度分析部；和控制上述加 热单元的温度控制部，其中，上述第一导电性部件作为上述处理容器内的 热处理部的一部分设置，上述第二导电性部件也作为上述处理容器内的热 处理部的一部分设置。这样，通过将处理容器内的热处理部的一部分即第一导电性部件和第 二导电性部件作为发送用天线和接收用天线发挥功能(兼用)，在使用由 例如硅酸镓镧基板元件、LTGA基板元件等构成的弹性波元件接收从该弹 性波元件发送的电波并基于此求温度时，不需要另设接收发送信号用天 线。因此，不会产生金属污染等，能够在无线且基本上实时的状态下精度 良好且正确地检测出测温用被处理体的温度(可视同被处理体的温度)。 由此，能够进行高精度的期望的温度控制。另外，在对被处理体进行升降温的情况下，根据这种直接的温度测定， 也可以正确地控制例如升温速度和降温速度。即，能够适当地进行升降温 控制。另外，即使在处理容器的内壁面附着有膜，也能够正确地求出被处 理体的温度。优选在上述高频线路上插装有高频成分通过但截止低频成分和直流 成分的高频滤波部。另外，优选上述加热单元具有加热电源和经由供电线路连接在该加热 电源上的电阻加热器。在该情况下，优选的是为了将上述处理容器内分隔为温度控制用的 多个加热区段，而将上述电阻加热器区分为能够分别单独地进行供给电力 的控制的多个区段加热器。在这种情况下，例如，相邻的区段加热器间呈 电导通状态，另一方面，在每个区段加热器上设有供电线路。或者，例如， 相邻的区段加热器间呈电绝缘状态，另一方面，在每个区段加热器上设有 供电线路。另外，优选上述第一导电性部件及/或上述第二导电性部件为上述电阻 加热器。另外，优选在上述供电线路上插装有加热电力通过但截止高频成分的 电力滤波部。在该情况下，优选上述温度控制部分时地送出应供给上述电阻加热器 的加热电力和应从上述发送器送出的测定用电波的电力。另外，例如，上述保持单元由导电性材料构成，上述第一导电性部件 及/或上述第二导电性部件为上述保持单元。或者，例如，上述气体导入单 元由导电性材料构成，上述第一导电性部件及/或上述第二导电性部件为上 述气体导入单元。在该情况下，优选上述第一导电性部件及/或上述第二导电性部件由半导体构成。例如，上述半导体由选自多晶硅、单晶硅、SiC、 SiGe、 GaN、 ZnO、 A1N和GaAs中的一种材料构成。或者，本专利技术提供一种被处理体的热处理装置，其特征在于，包括除收容多个被处理体外还能够收容具有弹性波元件的测温用被处理体的能够排气的处理容器；在保持有本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种被处理体的热处理装置，其特征在于，包括： 除收容多个被处理体以外还能够收容具有弹性波元件的测温用被处理体的能够进行排气的处理容器； 在保持有所述多个被处理体和所述测温用被处理体的状态下向所述处理容器内装载以及卸载的保持单元； 向所述处理容器内导入气体的气体导入单元； 对收容在所述处理容器内的所述多个被处理体以及所述测温用被处理体进行加热的加热单元； 为了向收容在所述处理容器内的所述弹性波元件发送测定用电波而经由高频线路与发送器连接的作为发送用 天线发挥功能的第一导电性部件； 为了接收从收容在所述处理容器内的所述弹性波元件发射的对应于温度的电波而经由高频线路与接收器连接的作为接收用天线发挥功能的第二导电性部件； 基于由所述接收用天线接收的电波求出所述测温用被处理体的温度 的温度分析部；和 控制所述加热单元的温度控制部， 所述第一导电性部件作为所述处理容器内的热处理部的一部分设置， 所述第二导电性部件也作为所述处理容器内的热处理部的一部分设置。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山贺健一，王文凌，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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