专利名称：快速升温处理设备、其制造方法及温度调节方法
技术领域：
本发明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。
背景技术：
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。
发明内容
-发明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。
本发明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快速升温处理设备、其制造方法及温度调节方法，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，本发明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。
根据本发明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，在本发明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，在本发明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，在本发明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。这样就不会产生新的副作用，还能解决问题。
本发明所涉及的快速升温处理设备的制造方法，为一通过氮化、氧化或者氮氧化而让衬底支承部件具有抗氧化性的情况下的本发明的快速升温处理设备的制造方法。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衬底支承部件的构成部件的氮化、氧化或者氮氧化。
根据本发明的快速升温处理设备的制造方法，因为使用本发明的快速升温处理设备或者其它快速升温处理设备对衬底支承部件的构成部件进行氮化、氧化或者氮氧化，所以能够仅让衬底支承部件的被预测到的在快速升温处理时暴露在环境中的部分(换句话说，能够引起衬底温度随时间变化的部分)具有抗氧化性。结果是，在只有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的情况下，能收到上述各个效果。
本发明所涉及的温度调节方法，为一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衬底的温度的温度调节方法。快速升温处理设备包括支承衬底的衬底支承部件、和多个测量快速升温处理中的衬底的温度的光学的高温测量器。多个光学的高温测量器，设置在至少衬底的中央部分及端部的位置，却不与衬底直接接触。包括通过快速升温处理衬底而获取依赖于温度的量的步骤，和根据获取的依赖于温度的量，各自独立地修正多个光学的高温测量器中的每一个的温度偏移量的步骤。
根据本发明的温度调节方法，对衬底进行快速升温处理而获取依赖于温度的量之后，再根据该依赖于温度的量，各自独立地修正各个光学的高温测量器中的温度偏移量。也就是说，能够利用衬底面内的依赖于温度的量的差相当于温度偏移量这一点，来修正各个光学的高温测量器的测量温度，以便使依赖于温度的量成为与所希望的温度相吻合的值。这样，便能高精度地将衬底面内的由于快速升温处理而产生的温度偏移量均匀化。就这样，因为衬底的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。
在本发明的温度调节方法中，若依赖于温度的量为衬底的滑移量，便确实能收到上述效果。
在本发明的温度调节方法中，若依赖于温度的量为对衬底进行快速升温处理而形成的膜的厚度，则确实能收到上述效果。在这一情况下，修正温度偏移量的步骤，可以包括修正温度偏移量而满足0.4×B＜A＜B(A为在其幅度为衬底的半径的10％的衬底的外周区域的多个地方测得的膜的厚度的平均值，B为在衬底中比外周区域还靠近内侧的区域的多个地方测得的膜的厚度的平均值)的步骤。
最好是，在本发明的温度调节方法中，获取依赖于温度的量的步骤，包括在减压状态下对衬底进行快速升温处理的步骤。
这样一来，便能收到以下效果。因为和常压下的处理相比，减压状态下的处理，快速升温处理后的冷却效率不好，所以衬底及衬底支承部件的散热效率显著下降。于是，衬底支承部件在没有被充分冷却的情况下，又被用来处理下一个衬底，所以衬底支承部件和衬底的边之间的温度差容易变大。结果是，出现了容易出现滑移的问题。针对于此，在该实施例中，在和实际处理一样的减压状态下，取得用以修正温度偏移量的依赖于温度的量(衬底的滑移量)，就能使温度修正的精度明显的提高，从而可防止所述问题亦即可防止出现滑移。
最好是，在本发明的温度调节方法中，在依赖于温度的量为对衬底进行快速升温处理而形成的膜的厚度的情况下，该膜为氧化膜，获取依赖于温度的量的步骤，包括在减压状态下对衬底进行快速升温处理的步骤。
这样一来，能收到以下效果。也就是说，因为和常压下的处理相比，减压状态下的处理，快速升温处理后的冷却效率不好，所以衬底及衬底支承部件的散热效率显著下降。于是，衬底支承部件在没有被充分冷却的情况下，又被用来处理下一个衬底，所以衬底支承部件和衬底的边之间的温度差容易变大。结果是，出现了容易出现滑移的问题。针对于此，在该实施例中，在和实际处理一样的减压状态下，取得用以修正温度偏移量的依赖于温度的量(氧化膜厚)，就能使温度修正的精度明显的提高，从而可防止所述问题亦即可防止出现滑移。
可以是这样的，在本发明的温度调节方法中，快速升温处理设备为本发明的快速升温处理设备，衬底支承部件具有抗氧化性。
-发明的效果-根据本发明，因为快速升温处理设备中的衬底支承部件具有抗氧化性，所以即使在较高温度的处理中、或者氧化力、氮氧化力较强的环境下的处理中，衬底支承部件都不容易氧化或者氮氧化。结果是，能够抑制衬底支承部件的放射率在所述各个处理中发生变化。这样一来，便能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，衬底边缘附近的温度控制性就提高了。从而能够抑制衬底的滑移等，由此而能够让器件的合格率明显地提高。
根据本发明，利用快速升温处理衬底而获取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快速升温处理设备中的各个光学的高温测量器的温度偏移量。因为这样一来便能够修正各个光学的高温测量器的测量温度而使依赖于温度的量成为与所希望的温度相吻合的值，所以能够高精度地使衬底面内由于快速升温处理造成的温度偏移量均匀化。结果是，因在衬底边缘附近温度控制性也提高了，所以能够抑制衬底的滑移等，因而能够使器件的合格率有一个飞跃的提高。
图1(a)为显示本发明的第一个实施例所涉及的快速升温处理设备的大致结构的图；图1(b)为显示本发明的第一个实施例所涉及的快速升温处理设备中的衬底支承部件的剖面结构的图。
图2(a)到图2(d)为显示在本发明的第一到第四个实施例所涉及的快速升温处理设备的衬底支承部件带架子的情况下的各种平面形状的图。
图3(a)到图3(c)为显示在本发明的第一到第四个实施例所涉及的快速升温处理设备的衬底支承部件带架子的情况下的各种平面形状的图。
图4为显示沿着图2(a)到图2(d)、图3(a)到图3(c)中的A-A线剖开后所得到的剖面的概略结构的图。
图5为显示本发明的第二个实施例所涉及的快速升温处理设备中的衬底支承部件的剖面结构的图。
图6为显示本发明的第三个实施例所涉及的快速升温处理设备中的衬底支承部件的剖面结构的图。
图7为显示本发明的第四个实施例所涉及的快速升温处理设备中的衬底支承部件的剖面结构的图。
图8(a)和图8(b)为用以说明本发明的第五个实施例所涉及的温度调节方法的特征的图。
图9为本发明的第五个实施例所涉及的温度调节方法的流程图。
图10为显示在本发明的第六个实施例所涉及的温度调节方法中，让温度补正量ΔT变化时滑移量怎样变化的图。
图11为本发明的第六个实施例所涉及的温度调节方法的流程图。
图12(a)和图12(b)为用以说明本发明的第七个实施例所涉及的温度调节方法的特征的图。
图13为本发明的第七个实施例所涉及的温度调节方法的流程图。
图14(a)和图14(b)为用以说明本发明的第八个实施例所涉及的温度调节方法的特征的图。
图15(a)到图15(c)为用以说明本发明的第八个实施例所涉及的温度调节方法的特征的图。
图16为本发明的第八个实施例所涉及的温度调节方法的流程图。
图17为显示在本发明的第九个实施例所涉及的温度调节方法中，让温度补正量ΔT变化时滑移量怎样变化的图。
图18为本发明的第九个实施例所涉及的温度调节方法的流程图。
图19(a)和图19(b)为用以说明本发明的第十个实施例所涉及的温度调节方法的特征的图。
图20为本发明的第十个实施例所涉及的温度调节方法的流程图。
图21为显示现有的单晶片方式的快速升温处理设备的概略结构的图。
图22为显示在进行现有的单晶片方式快速升温处理中，在衬底周缘部分出现滑移的情况的图。
图23为用以说明现有的单晶片方式快速升温处理设备中的问题点的图。
具体实施例方式
(第一个实施例)下面，参考附图，说明本发明的第一个实施例所涉及的快速升温处理设备。
图1(a)为显示第一个实施例所涉及的快速升温处理设备的大致结构的图；图1(b)为显示第一个实施例所涉及的快速升温处理设备中的衬底支承部件的剖面结构的图。
在图1(a)所示的快速升温处理设备的处理容器101中，为处理对象的衬底100的端部(边)由环状的衬底支承部件102支承着。衬底支承部件102通过旋转机构103设置在处理容器101的底部。在处理容器101的上部设置了加热机构104，同时在处理容器101中的衬底100的下侧设置了多个光学的高温测量器105，却让它不与衬底100直接接触。加热机构104及光学的高温测量器105由设置在处理容器101外侧的控制系统106控制。需提一下，为提高由光学的高温测量器105进行的温度测量的精度，在处理容器101内的衬底100的下侧设置了反射板107。
在该实施例中，多个光学的高温测量器105中至少有一个被设置在衬底100的边缘附近。每一个光学的高温测量器105与衬底100中的与其对应的部分(亦即面对面的部分)的温度控制有关。
然而，在利用图21所示的现有的快速升温处理设备进行快速升温处理的时候，衬底10及衬底支承部件2边接收来自处理环境(处理容器内的环境)及加热机构4的热，边被处理。换句话说，在利用热处理对衬底10进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，同时也就对衬底支承部件2进行了氧化处理或者氮氧化处理。此时，在700℃～900℃左右较低的温度下进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较弱的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2由于这样的处理引起的变化很小，特别是衬底支承部件2的放射率的变化很小。但是，在在950℃左右以上的较高的温度下进行氧化或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较强的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2会由于这些处理而被氧化或者氮氧化，由此会引起衬底支承部件2的特性特别是放射率变化。这样一来，设置在衬底10的边缘附近的光学的高温测量器5就将衬底支承部件2的放射率的变化误认为是温度的变化。结果是，光学的高温测量器5测量到的是衬底10的边缘附近的温度随时间变化，该测量温度又传达给了控制系统6。因此尽管衬底10的实际温度没发生变化，对衬底10的边缘附近的热处理也随着时间而变化。
相对于此，该实施例的特征在于在图1(a)所示的快速升温处理设备中，衬底支承部件102具有抗氧化性(不被氧化或者难以被氧化的性质)。具体而言，如图1(b)所示，衬底支承部件102的整个表面被带抗氧化性的部分108覆盖起来。于是，在在950℃左右以上的较高的温度下进行氧化或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较强的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件102都很难由于这些处理而被氧化或者被氮氧化。所以和现有的衬底支承部件2不同，衬底支承部件102的特性变化，尤其是放射率的变化小到可以忽略不计的程度。结果是，在设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105中测量不出衬底支承部件102的温度随时间变化，不随时间变化的正确的测量温度就传达给了控制系统106，所以能够防止衬底100的边缘附近的热处理随时间变化。换句话说，因为衬底100的边缘附近的温度控制性也提高了，所以能够抑制衬底100的滑移(滑移)等。结果是能够使器件的合格率有飞跃的提高。
在该实施例中，是通过事先将由例如硅制成的衬底支承部件102的表面部氧化或者氮氧化得很厚，而让衬底支承部件102具有抗氧化性的。或者是，也可以通过在衬底支承部件102的表面沉积将成为带抗氧化性的部分108的厚氧化膜(例如氧化硅膜)或者氮氧化膜(例如氮氧化硅膜)而让衬底支承部件102具有抗氧化性。厚氧化膜或者氮氧化膜能够让衬底支承部件102带抗氧化性的理由如下。换句话说，因为借助快速升温处理进行的氧化或者氮氧化，几乎不会使厚氧化膜或者厚氮氧化膜发生变化，所以由厚氧化膜或者厚氮氧化膜覆盖起来的衬底支承部件在快速升温处理中的反射率的变化便小到可以忽视的程度。
在该实施例中，由带抗氧化性的部分108(例如厚氧化膜)将衬底支承部件102的整个表面覆盖起来了。还可代替这一做法，仅仅是衬底支承部件102的表面由带抗氧化性的部分108来覆盖。正确地说，仅仅是衬底支承部件的在快速升温处理时暴露在环境中的部分由带抗氧化性的部分108来覆盖，换句话说，衬底支承部件102的背面的部分，正确地说，面向衬底支承部件102的由衬底100、衬底支承部件102及旋转机构103包围起来的空间的部分不被带抗氧化性的部分108覆盖。
另外，在该实施例中，在通过事先将衬底支承部件102的表面部分氧化得很厚或者氮氧化得很厚而让衬底支承部件102具有抗氧化性的情况下，可以利用例如快速升温处理设备(也可用图1(a)所示的快速升温处理设备)在含有氢和氧的环境(例如氢和氧的混合环境或者氢、氧和氮的混合环境)下让衬底支承部件102的表面部分氧化或者氮氧化。此时，可在1300Pa左右的减压下进行氧化或者氮氧化。
在该实施例中，对衬底100的形状并没有特别的限制，例如可为圆盘形状。
利用该实施例的快速升温处理设备进行的快速升温处理，例如可为在氧环境或者氮环境中的处理，也可为在至少含有氢、氧的环境(例如氢和氧的混合环境或者氢、氧和氮的混合环境)中的氧化处理，还可为在含有氮的氧化性环境(例如含NO或者N2O等的环境)中的处理。此时，可在1300Pa左右的减压状态下进行快速升温处理。
该实施例的快速升温处理设备的加热机构104可为利用灯加热方式的加热机构。此时，可为仅从它的上面加热衬底100的单面加热方式，也可为从它的两面加热衬底100的两面加热方式。另外，可使用将多个卤化灯组合起来的灯作加热灯。具体而言，可以是这样的，多个卤化灯分别被布置在衬底100的上侧(及衬底100的下侧)的多个区域(zone)，同时在每一个区域又设置对应于卤化灯的光学的高温测量器105，根据所对应的光学的高温测量器105的测量温度来控制该卤化灯。例如，设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的边缘附近的区域的加热灯的功率设定中。布置在衬底100的中央部分的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的中央附近的区域的加热灯的功率设定中。
在该实施例的快速升温处理设备的加热机构104采用灯加热方式的情况下，可在衬底100和加热灯之间设置让来自灯的光等透过的一个或者多个隔离板，此时，隔离板可由石英或者含石英的材料构成。
在该实施例中，对衬底支承部件102的平面形状没有什么特别的限制，例如可为圆环状。衬底支承部件102可包括用以支承衬底100的架子(shelf)。图2(a)到图2(d)、图3(a)到图3(c)分别显示带架子102a的衬底支承部件102的各种平面形状。图4显示沿着图2(a)到图2(d)、图3(a)到图3(c)中的A-A线剖开后的剖面的概略结构。
在该实施例中，将衬底支承部件102设置在旋转机构103上，还可以代替上述做法，将衬底支承部件102设置在其它驱动机构上。
在该实施例中，可将光学的高温测量器105设置在处理容器101的衬底100的下侧，以便不直接与衬底100接触；在不让衬底100亦即晶片旋转而进行热处理的情况下，可将光学的高温测量器设置成与衬底100相接触的样子；在将光学的高温测量器105设置在例如衬底100的边缘附近的情况下，可将该光学的高温测量器105设置在例如衬底100中的从边开始往里5mm左右的位置上。具体而言，在衬底100为半径100mm的晶片的情况下，可将光学的高温测量器105布置在该晶片的离中心95mm左右的位置上。
(第二个实施例)下面，参考附图，说明本发明的第二个实施例所涉及的快速升温处理设备。
第二个实施例所涉及的快速升温处理设备的整体结构和图1(a)所示的第一个实施例的一样。也就是说，在图1(a)所示的快速升温处理设备的处理容器101中，为处理对象的衬底100的端部(边)由环状的衬底支承部件102支承着。衬底支承部件102通过旋转机构103设置在处理容器101的底部。在处理容器101的上部设置了加热机构104，同时在处理容器101中的衬底100的下侧设置了多个光学的高温测量器105，却让它不与衬底100直接接触。加热机构104及光学的高温测量器105由设置在处理容器101外侧的控制系统106控制。需提一下，为提高由光学的高温测量器105进行的温度测量的精度，在处理容器101内的衬底100的下侧设置了反射板107。
在该实施例中，多个光学的高温测量器105中至少有一个被设置在衬底100的边缘附近。每一个光学的高温测量器105与衬底100中的与其对应的部分(亦即面对面的部分)的温度控制有关。
然而，在利用图21所示的现有的快速升温处理设备进行快速升温处理的时候，衬底10及衬底支承部件2边接收来自处理环境(处理容器内的环境)及加热机构4的热，边被处理。换句话说，在利用热处理对衬底10进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，同时也就对衬底支承部件2进行了氧化处理或者氮氧化处理。此时，在700℃～900℃左右较低的温度下进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较弱的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2由于这样的处理引起的变化很小，特别是衬底支承部件2的放射率的变化很小。但是，在在950℃左右以上的较高的温度下进行氧化或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较强的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2会由于这些处理而被氧化或者氮氧化，由此会引起衬底支承部件2的特性特别是放射率变化。这样一来，设置在衬底10的边缘附近的光学的高温测量器5就将衬底支承部件2的放射率的变化误认为是温度的变化。结果是，光学的高温测量器5测量到的是衬底10的边缘附近的温度随时间变化，该测量温度又传达给了控制系统6。因此尽管衬底10的实际温度没发生变化，对衬底10的边缘附近的热处理也随着时间而变化。
相对于此，该实施例的特征在于在图1(a)所示的快速升温处理设备中，衬底支承部件102具有抗氧化性。
图5为显示第二个实施例所涉及的快速升温处理设备中的衬底支承部件的剖面结构的图。
具体而言，该实施例的衬底支承部件102以例如硅为主要成份，将该衬底支承部件102的表面部分的硅氮化而形成牢固的Si-N键，这样一来，如图5所示，衬底支承部件102的整个面由带抗氧化性的部分(氮化部分)109覆盖起来。
于是，在在950℃左右以上的较高的温度下进行氧化或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较强的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件102都很难由于这些处理而被氧化或者被氮氧化。所以衬底支承部件102的特性变化，尤其是放射率的变化小到可以忽略不计的程度。结果是，在设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105中测量不出衬底支承部件102的温度随时间变化，不随时间变化的正确的测量温度就传达给了控制系统106，所以能够防止衬底100的边缘附近的热处理随时间变化。换句话说，因为衬底100的边缘附近的温度控制性也提高了，所以能够抑制衬底100的滑移(slip)等。结果是能够使器件的合格率有飞跃的提高。
在该实施例中，由氮化部分109将衬底支承部件102的整个表面覆盖起来了。还可代替这一做法，仅仅是衬底支承部件102的表面，正确地说，仅仅是衬底支承部件中的在快速升温处理中暴露在环境中的部分由氮化部分109覆盖。换句话说，衬底支承部件102的背面一侧，正确地说，面对衬底支承部件102的由衬底100、衬底支承部件102及旋转机构103包围起来的空间的部分不被氮化部分109覆盖。
在该实施例中，对衬底100的形状并没有特别的限制，例如可为圆盘形状。
利用该实施例的快速升温处理设备进行的快速升温处理，例如可为在氧环境或者氮环境中的处理，也可为在至少含有氢、氧的环境(例如氢和氧的混合环境或者氢、氧和氮的混合环境)中的氧化处理，还可为在含有氮的氧化性环境(例如含NO或者N2O等的环境)中的处理。此时，可在1300Pa左右的减压状态下进行快速升温处理。
该实施例的快速升温处理设备的加热机构104可为利用灯加热方式的加热机构。此时，可为仅从它的上面加热衬底100的单面加热方式，也可为从它的两面加热衬底100的两面加热方式。另外，可使用将多个卤化灯组合起来的灯作加热灯。具体而言，可以是这样的，多个卤化灯分别被布置在衬底100的上侧(及衬底100的下侧)的多个区域(zone)，同时在每一个区域又设置对应于卤化灯的光学的高温测量器105，根据所对应的光学的高温测量器105的测量温度来控制该卤化灯。例如，设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的边缘附近的区域的加热灯的功率设定中。布置在衬底100的中央部分的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的中央附近的区域的加热灯的功率设定中。
在该实施例的快速升温处理设备的加热机构104采用灯加热方式的情况下，可在衬底100和加热灯之间设置让来自灯的光等透过的一个或者多个隔离板，此时，隔离板可由石英或者含石英的材料构成。
在该实施例中，对衬底支承部件102的平面形状没有什么特别的限制，例如可为圆环状。衬底支承部件102可包括用以支承衬底100的架子。
在该实施例中，将衬底支承部件102设置在旋转机构103上，还可以代替上述做法，将衬底支承部件102设置在其它驱动机构上。
在该实施例中，可将光学的高温测量器105设置在处理容器101的衬底100的下侧，以便不直接与衬底100接触；在不让衬底100亦即晶片旋转而进行热处理的情况下，可将光学的高温测量器设置成与衬底100相接触的样子；在将光学的高温测量器105设置在例如衬底100的边缘附近的情况下，可将该光学的高温测量器105设置在例如衬底100中的从边开始往里5mm左右的位置上。具体而言，在衬底100为半径100mm的晶片的情况下，可将光学的高温测量器105布置在该晶片的离中心95mm左右的位置上。
(第三个实施例)下面，参考附图，说明本发明的第三个实施例所涉及的快速升温处理设备。
第三个实施例所涉及的快速升温处理设备的整体结构和图1(a)所示的第一个实施例的一样。也就是说，在图1(a)所示的快速升温处理设备的处理容器101中，为处理对象的衬底100的端部(边)由环状的衬底支承部件102支承着。衬底支承部件102通过旋转机构103设置在处理容器101的底部。在处理容器101的上部设置了加热机构104，同时在处理容器101中的衬底100的下侧设置了多个光学的高温测量器105，却让它不与衬底100直接接触。加热机构104及光学的高温测量器105由设置在处理容器101外侧的控制系统106控制。需提一下，为提高由光学的高温测量器105进行的温度测量的精度，在处理容器101内的衬底100的下侧设置了反射板107。
在该实施例中，多个光学的高温测量器105中至少有一个被设置在衬底100的边缘附近。每一个光学的高温测量器105与衬底100中的与其对应的部分(亦即面对面的部分)的温度控制有关。
然而，在利用图21所示的现有的快速升温处理设备进行快速升温处理的时候，衬底10及衬底支承部件2边接收来自处理环境(处理容器内的环境)及加热机构4的热，边被处理。换句话说，在利用热处理对衬底10进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，同时也就对衬底支承部件2进行了氧化处理或者氮氧化处理。此时，在700℃～900℃左右较低的温度下进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较弱的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2由于这样的处理引起的变化很小，特别是衬底支承部件2的放射率的变化很小。但是，在在950℃左右以上的较高的温度下进行氧化或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较强的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2会由于这些处理而被氧化或者氮氧化，由此会引起衬底支承部件2的特性特别是放射率变化。这样一来，设置在衬底10的边缘附近的光学的高温测量器5就将衬底支承部件2的放射率的变化误认为是温度的变化。结果是，光学的高温测量器5测量到的是衬底10的边缘附近的温度随时间变化，该测量温度又传达给了控制系统6。因此尽管衬底10的实际温度没发生变化，对衬底10的边缘附近的热处理也随着时间而变化。
相对于此，该实施例的特征在于在图1(a)所示的快速升温处理设备中，衬底支承部件102具有抗氧化性。
图6为显示第三个实施例所涉及的快速升温处理设备中的衬底支承部件的剖面结构的图。
具体而言，在该实施例中，衬底100为以硅为主要构成元素的衬底，例如硅晶片等，同时衬底支承部件102以含有构成衬底的元素亦即硅的材料(例如SiC或者多晶硅等)为主要成份。通过氮化例如衬底支承部件102的表面部，衬底支承部件102的整个面便由带抗氧化性的部分(氮化硅部分)110覆盖起来，如图6所示。
于是，在在950℃左右以上的较高的温度下进行氧化或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较强的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件102都很难由于这些处理而被氧化或者被氮氧化。所以衬底支承部件102的特性变化，尤其是放射率的变化小到可以忽略不计的程度。结果是，在设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105中测量不出衬底支承部件102的温度随时间变化，不随时间变化的正确的测量温度就传达给了控制系统106，所以能够防止衬底100的边缘附近的热处理随时间变化。换句话说，因为衬底100的边缘附近的温度控制性也提高了，所以能够抑制衬底100的滑移(slip)等。结果是能够使器件的合格率有飞跃的提高。
在该实施例中，对衬底100的形状并没有特别的限制，例如可为圆盘形状。
利用该实施例的快速升温处理设备进行的快速升温处理，例如可为在氧环境或者氮环境中的处理，也可为在至少含有氢、氧的环境(例如氢和氧的混合环境或者氢、氧和氮的混合环境)中的氧化处理，还可为在含有氮的氧化性环境(例如含NO或者N2O等的环境)中的处理。此时，可在1300Pa左右的减压状态下进行快速升温处理。
该实施例的快速升温处理设备的加热机构104可为利用灯加热方式的加热机构。此时，可为仅从它的上面加热衬底100的单面加热方式，也可为从它的两面加热衬底100的两面加热方式。另外，可使用将多个卤化灯组合起来的灯作加热灯。具体而言，可以是这样的，多个卤化灯分别被布置在衬底100的上侧(及衬底100的下侧)的多个区域(zone)，同时在每一个区域又设置对应于卤化灯的光学的高温测量器105，根据所对应的光学的高温测量器105的测量温度来控制该卤化灯。例如，设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的边缘附近的区域的加热灯的功率设定中。布置在衬底100的中央部分的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的中央附近的区域的加热灯的功率设定中。
在该实施例的快速升温处理设备的加热机构104采用灯加热方式的情况下，可在衬底100和加热灯之间设置让来自灯的光等透过的一个或者多个隔离板，此时，隔离板可由石英或者含石英的材料构成。
在该实施例中，对衬底支承部件102的平面形状没有什么特别的限制，例如可为圆环状。衬底支承部件102可包括用以支承衬底100的架子。
在该实施例中，将衬底支承部件102设置在旋转机构103上，还可以代替上述做法，将衬底支承部件102设置在其它驱动机构上。
在该实施例中，可将光学的高温测量器105设置在处理容器101的衬底100的下侧，以便不直接与衬底100接触；在不让衬底100亦即晶片旋转而进行热处理的情况下，可将光学的高温测量器设置成与衬底100相接触的样子；在将光学的高温测量器105设置在例如衬底100的边缘附近的情况下，可将该光学的高温测量器105设置在例如衬底100中的从边开始往里5mm左右的位置上。具体而言，在衬底100为半径100mm的晶片的情况下，可将光学的高温测量器105布置在该晶片的离中心95mm左右的位置上。
(第四个实施例)
下面，参考附图，说明本发明的第四个实施例所涉及的快速升温处理设备及其制造方法。
第四个实施例所涉及的快速升温处理设备的整体结构和图1(a)所示的第一个实施例的一样。也就是说，在图1(a)所示的快速升温处理设备的处理容器101中，为处理对象的衬底100的端部(边)由环状的衬底支承部件102支承着。衬底支承部件102通过旋转机构103设置在处理容器101的底部。在处理容器101的上部设置了加热机构104，同时在处理容器101中的衬底100的下侧设置了多个光学的高温测量器105，却让它不与衬底100直接接触。加热机构104及光学的高温测量器105由设置在处理容器101外侧的控制系统106控制。需提一下，为提高由光学的高温测量器105进行的温度测量的精度，在处理容器101内的衬底100的下侧设置了反射板107。
在该实施例中，多个光学的高温测量器105中至少有一个被设置在衬底100的边缘附近。每一个光学的高温测量器105与衬底100中的与其对应的部分(亦即面对面的部分)的温度控制有关。
然而，在利用图21所示的现有的快速升温处理设备进行快速升温处理的时候，衬底10及衬底支承部件2边接收来自处理环境(处理容器内的环境)及加热机构4的热，边被处理。换句话说，在利用热处理对衬底10进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，同时也就对衬底支承部件2进行了氧化处理或者氮氧化处理。此时，在700℃～900℃左右较低的温度下进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较弱的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2由于这样的处理引起的变化很小，特别是衬底支承部件2的放射率的变化很小。但是，在在950℃左右以上的较高的温度下进行氧化或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较强的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2会由于这些处理而被氧化或者氮氧化，由此会引起衬底支承部件2的特性特别是放射率变化。这样一来，设置在衬底10的边缘附近的光学的高温测量器5就将衬底支承部件2的放射率的变化误认为是温度的变化。结果是，光学的高温测量器5测量到的是衬底10的边缘附近的温度随时间变化，该测量温度又传达给了控制系统6。因此尽管衬底10的实际温度没发生变化，对衬底10的边缘附近的热处理也随着时间而变化。
相对于此，该实施例的特征，在于在图1(a)所示的快速升温处理设备的衬底支承部件102中，只有在快速升温处理时暴露在环境中的部分具有抗氧化性。
图7为显示第四个实施例所涉及的快速升温处理设备中的衬底支承部件的剖面结构的图。
具体而言，该实施例中的衬底支承部件102以例如硅为主要成份，利用实际处理中所用的快速升温处理设备(该实施例的快速升温处理设备)或者是等同于它的其它快速升温处理设备(在这种情况下，暂时将衬底支承部件102从该实施例的快速升温处理设备取下来)，衬底支承部件102的表面部被氮化。这样一来，就仅有衬底支承部件102的在快速升温处理时暴露在环境中的部分(正确地讲，衬底支承部件102的暴露在氧化处理或者氮氧化处理等的环境中预计会随时间变化的部分)由抗氧化性的部分(氮化部分)109覆盖起来。
于是，在在950℃左右以上的较高的温度下进行氧化或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较强的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件102的由氮化部分109覆盖起来的部分(衬底支承部件102的在快速升温处理时暴露在环境中的部分)都很难由于这些处理而被氧化或者被氮氧化。所以衬底支承部件102的特性变化，尤其是放射率的变化小到可以忽略不计的程度。结果是，在设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105中测量不出衬底支承部件102的温度随时间变化，不随时间变化的正确的测量温度就传达给了控制系统106，所以能够防止衬底100的边缘附近的热处理随时间变化。换句话说，因为衬底100的边缘附近的温度控制性也提高了，所以能够抑制衬底100的滑移(slip)等。结果是能够使器件的合格率有飞跃的提高。
根据该实施例，仅有衬底支承部件102的在快速升温处理时暴露在环境中的部分具有抗氧化性，而能收到以下效果。
因为衬底支承部件102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102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102之前、之后，衬底支承部件102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102之前利用该衬底支承部件102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，便能活用那一调节的温度状态。热在衬底支承部件102和支承衬底支承部件102的机构(具体而言旋转机构103)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102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102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。象该实施例一样，支撑衬底支承部件102的机构为旋转机构103，在衬底支承部件102和旋转机构103连动的情况下，有必要在衬底支承部件102和旋转机构103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103旋转，衬底支承部件102也只会在其上打滑，而不能实现衬底支承部件102亦即衬底100的正常旋转。除此以外，在衬底支承部件102和旋转机构103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102与旋转机构103(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102(没加上抗氧化性的衬底支承部件102)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102中的、包括它与支撑它的机构(旋转机构103)的切点(切线)的、在快速升温处理时未暴露给环境中的区域(换句话说，衬底支承部件102中的未由氮化部分109覆盖的部分)，让它保持着本来的衬底支承部件102的表面状态。这样就不会产生新的副作用，还能解决问题。
在该实施例中，利用快速升温处理设备进行的对衬底支承部件102的氮化，可在含有例如NH3、NO或者N2O中之至少一种的环境中进行。具体而言，通过进行一次或者重复进行多次在例如NO环境中的、1100℃左右的、几分钟～几十分钟的处理，衬底支承部件102的表面就被氮化，由此而将抗氧化性加给衬底支承部件102。
在该实施例中，是利用快速升温处理设备将衬底支承部件102氮化的。即使代替这一做法，利用快速升温处理设备将衬底支承部件102氧化或者氮氧化，而将抗氧化性加给衬底支承部件102，也能收到和该实施例一样的效果。
在该实施例中，对衬底100的形状并没有特别的限制，例如可为圆盘形状。
利用该实施例的快速升温处理设备进行的快速升温处理，例如可为在氧环境或者氮环境中的处理，也可为在至少含有氢、氧的环境(例如氢和氧的混合环境或者氢、氧和氮的混合环境)中的氧化处理，还可为在含有氮的氧化性环境(例如含NO或者N2O等的环境)中的处理。此时，可在1300Pa左右的减压状态下进行快速升温处理。
该实施例的快速升温处理设备的加热机构104可为利用灯加热方式的加热机构。此时，可为仅从它的上面加热衬底100的单面加热方式，也可为从它的两面加热衬底100的两面加热方式。另外，可使用将多个卤化灯组合起来的灯作加热灯。具体而言，可以是这样的，多个卤化灯分别被布置在衬底100的上侧(及衬底100的下侧)的多个区域(zone)，同时在每一个区域又设置对应于卤化灯的光学的高温测量器105，根据所对应的光学的高温测量器105的测量温度来控制该卤化灯。例如，设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的边缘附近的区域的加热灯的功率设定中。布置在衬底100的中央部分的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的中央附近的区域的加热灯的功率设定中。
在该实施例的快速升温处理设备的加热机构104采用灯加热方式的情况下，可在衬底100和加热灯之间设置让来自灯的光等透过的一个或者多个隔离板，此时，隔离板可由石英或者含石英的材料构成。
在该实施例中，对衬底支承部件102的平面形状没有什么特别的限制，例如可为圆环状。衬底支承部件102可包括用以支承衬底100的架子。
在该实施例中，将衬底支承部件102设置在旋转机构103上，还可以代替上述做法，将衬底支承部件102设置在其它驱动机构上。
在该实施例中，可将光学的高温测量器105设置在处理容器101的衬底100的下侧，却不直接与衬底100接触；在不让衬底100亦即晶片旋转而进行热处理的情况下，可将光学的高温测量器设置成与衬底100相接触的样子；在将光学的高温测量器105设置在例如衬底100的边缘附近的情况下，可将该光学的高温测量器105设置在例如衬底100中的从边开始往里5mm左右的位置上。具体而言，在衬底100为半径100mm的晶片的情况下，可将光学的高温测量器105布置在该晶片的离中心95mm左右的位置上。
(第五个实施例)下面，参考附图，说明本发明的第五个实施例所涉及的温度调节方法，具体而言，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衬底的温度的温度调节方法。
执行第五个实施例所涉及的温度调节方法的快速升温处理设备的整体结构，和图1(a)所示的第一个实施例的一样。也就是说，在图1(a)所示的快速升温处理设备的处理容器101中，为处理对象的衬底100的端部(边)由环状的衬底支承部件102支承着。衬底支承部件102通过旋转机构103设置在处理容器101的底部。在处理容器101的上部设置了加热机构104，同时在处理容器101中的衬底100的下侧设置了多个光学的高温测量器105，却让它不与衬底100直接接触。加热机构104及光学的高温测量器105由设置在处理容器101外侧的控制系统106控制。需提一下，为提高由光学的高温测量器105进行的温度测量的精度，在处理容器101内的衬底100的下侧设置了反射板107。
在该实施例中，多个光学的高温测量器105中至少有一个被设置在衬底100的边缘附近。多个光学的高温测量器105中至少有一个被设置在衬底100的中央部分。每一个光学的高温测量器105与衬底100中的与其对应的部分(亦即面对面的部分)的温度控制有关。
然而，在利用图21所示的现有的快速升温处理设备进行快速升温处理的时候，衬底10及衬底支承部件2边接收来自处理环境(处理容器内的环境)及加热机构4的热，边被处理。换句话说，在利用热处理对衬底10进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，同时也就对衬底支承部件2进行了氧化处理或者氮氧化处理。此时，在700℃～900℃左右较低的温度下进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较弱的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2由于这样的处理引起的变化很小，特别是衬底支承部件2的放射率的变化很小。但是，在在950℃左右以上的较高的温度下进行氧化或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较强的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2会由于这些处理而被氧化或者氮氧化，由此会引起衬底支承部件2的特性特别是放射率变化。这样一来，设置在衬底10的边缘附近的光学的高温测量器5就将衬底支承部件2的放射率的变化误认为是温度的变化。结果是，光学的高温测量器5测量到的是衬底10的边缘附近的温度随时间变化，该测量温度又传达给了控制系统6。因此尽管衬底10的实际温度没发生变化，对衬底10的边缘附近的热处理也随着时间而变化。
相对于此，该实施例的特征在于在图1(a)所示的快速升温处理设备中，通过对衬底100进行快速升温处理而获取依赖于温度的量以后，再根据该依赖于温度的量，将多个光学的高温测量器105中的每一个的温度偏移量分别独立地修正过来。下面，参考附图，进行详细的说明。
图8(a)及图8(b)为用以说明该实施例的特征的图，图9为该实施例的温度调节方法的流程图。
具体而言，首先，在步骤S101，对衬底100进行依赖于温度的处理(快速升温处理)，由此而在步骤S102，测量各个温度下(光学的高温测量器105的测量值)随快速升温处理的处理温度而变化的衬底100的物理量、亦即依赖于温度的量。依赖于温度的量可为例如表面电阻。还可利用沉积在衬底100上的金属膜相对处理温度的相变化量(例如相变温度)等作为依赖于温度的量。
在测量依赖于温度的量时，可以让指定出衬底100面内的一定的地方所测得的这个地方的依赖于温度的量，与对应于这个地方的光学的高温测量器105的测量温度、加热机构104中的对这一处的热处理做出贡献的部分对应起来。也可以这样，计算出在衬底100面内的多个点所测得的物理量的平均值，让该平均值与对应于所述多个点的所有的光学的高温测量器105的测量温度的平均值、加热机构104中对所述多个点的热处理做出贡献的所有部分对应起来。
接着，在步骤S103，根据在步骤S102测得的依赖于温度的量，找出依赖于温度的量(衬底100的物理量)和温度(光学的高温测量器105的测量值)的对应关系。
然而，因一个温度决定一个依赖于该温度的量，所以如图8(a)及图8(b)所示，当在衬底100的面内依赖于温度的量存在差的时候，它就相当于温度偏移量(温度差)。在该实施例中，利用该依赖于温度的量的差和温度偏移量的关系，修正各个光学的高温测量器105的测量温度，以便依赖于温度的量成为与所希望的温度对应的值。
具体而言，在步骤S104，在处于快速升温处理中的衬底100面内的多个点测量依赖于温度的量。接着，在步骤S105，根据在所述多个点测得的依赖于温度的量的差、和在步骤S103找出的对应关系(依赖于温度的量与温度的对应关系)，算出所述多个点之间的温度偏移量(对应于各点的光学的高温测量器105的测量值之间的偏移量)。接着，在步骤S106，根据在步骤S105算出的温度偏移量，修正衬底100面内的多个点的温度(光学的高温测量器105的测量值)。此时，多个光学的高温测量器105中的每一个的温度偏移量是独立地修正的。接着，在步骤S107，对衬底100进行快速升温处理(利用图1(a)所示的快速升温处理设备的本来的快速升温处理)。因为此时在步骤S108，衬底支承部件102的特性(特别是放射率)随时间变化，所以在步骤S109，衬底100面内的多个点的温度(光学的高温测量器105的测量值)也随时间变化。在该实施例中，定期地进行从S104到S109这些步骤，由此而根据对应于衬底100面内的各个部分的依赖于温度的量的差，算出温度偏移量并修正温度。这样一来，便能够防止在设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105中，由于衬底支承部件102的放射率等随时间变化，温度偏移量也随时间变化。
如上所述，根据第五个实施例，通过对衬底100进行快速升温处理而获取依赖于温度的量以后，再根据该依赖于温度的量，将各个光学的高温测量器105中的温度偏移量分别独立地修正过来。换句话说，能够利用衬底100面内的依赖于温度的量的差相当于温度偏移量这一点，来修正各个光学的高温测量器105的测量温度，以便使依赖于温度的量成为与所希望的温度相吻合的值。这样，便能高精度地将衬底100面内的由于快速升温处理而产生的温度偏移量均匀化。就这样，因为衬底100的边缘附近的温度控制性也提高了，所以能够抑制衬底100的滑移(slip)等。结果是能够使器件的合格率有飞跃的提高。
在第五个实施例中，对和衬底100一样的虚衬底也可以进行步骤S101及S104。
第五个实施例中的温度修正，可仅针对设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105进行，还可针对一定数量的或者是所有的光学的高温测量器105进行。
在第五个实施例中，对衬底100的形状并没有特别的限制，例如可为圆盘形状。
在第五个实施例中，利用例如图1(a)所示的快速升温处理设备进行的快速升温处理，例如可为在氧环境或者氮环境中的处理，也可为在至少含有氢、氧的环境(例如氢和氧的混合环境或者氢、氧和氮的混合环境)中的氧化处理，还可为在含有氮的氧化性环境(例如含NO或者N2O等的环境)中的处理。
该第五个实施例中所用的快速升温处理设备中的加热机构104可为利用灯加热方式的加热机构。此时，可为仅从它的上面加热衬底100的单面加热方式，也可为从它的两面加热衬底100的两面加热方式。另外，可使用将多个卤化灯组合起来的灯作加热灯。具体而言，可以是这样的，多个卤化灯分别被布置在衬底100的上侧(及衬底100的下侧)的多个区域(zone)，同时在每一个区域又设置对应于卤化灯的光学的高温测量器105，根据所对应的光学的高温测量器105的测量温度来控制该卤化灯。例如，设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的边缘附近的区域的加热灯的功率设定中。布置在衬底100的中央部分的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的中央附近的区域的加热灯的功率设定中。
在第五个实施例所用的快速升温处理设备中的加热机构104采用灯加热方式的情况下，可在衬底100和加热灯之间设置让来自灯的光等透过的一个或者多个隔离板，此时，隔离板可由石英或者含石英的材料构成。
在第五个实施例所用的快速升温处理设备中，对衬底支承部件102的平面形状没有什么特别的限制，例如可为圆环状。衬底支承部件102可包括用以支承衬底100的架子。可用带抗氧化性的衬底支承部件，亦即第一到第四个实施例中的任一个衬底支承部件102作衬底支承部件102。
在第五个实施例中，将衬底支承部件102设置在旋转机构103上，还可以代替上述做法，将衬底支承部件102设置在其它驱动机构上。
在第五个实施例中，可将光学的高温测量器105设置在处理容器101的衬底100的下侧，以便不直接与衬底100接触；在不让衬底100亦即晶片旋转而进行热处理的情况下，可将光学的高温测量器设置成与衬底100相接触的样子；在将光学的高温测量器105设置在例如衬底100的边缘附近的情况下，可将该光学的高温测量器105设置在例如衬底100中的从边开始往里5mm左右的位置上。具体而言，在衬底100为半径100mm的晶片的情况下，可将光学的高温测量器105布置在该晶片的离中心95mm左右的位置上。
(第六个实施例)下面，参考附图，说明本发明的第六个实施例所涉及的温度调节方法，具体而言，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衬底的温度的温度调节方法。
执行第六个实施例所涉及的温度调节方法的快速升温处理设备的整体结构，和图1(a)所示的第一个实施例的一样。也就是说，在图1(a)所示的快速升温处理设备的处理容器101中，为处理对象的衬底100的端部(边)由环状的衬底支承部件102支承着。衬底支承部件102通过旋转机构103设置在处理容器101的底部。在处理容器101的上部设置了加热机构104，同时在处理容器101中的衬底100的下侧设置了多个光学的高温测量器105，却让它不与衬底100直接接触。加热机构104及光学的高温测量器105由设置在处理容器101外侧的控制系统106控制。需提一下，为提高由光学的高温测量器105进行的温度测量的精度，在处理容器101内的衬底100的下侧设置了反射板107。
在该实施例中，多个光学的高温测量器105中至少有一个被设置在衬底100的边缘附近。多个光学的高温测量器105中至少有一个被设置在衬底100的中央部分。每一个光学的高温测量器105与衬底100中的与其对应的部分(亦即面对面的部分)的温度控制有关。
然而，在利用图21所示的现有的快速升温处理设备进行快速升温处理的时候，衬底10及衬底支承部件2边接收来自处理环境(处理容器内的环境)及加热机构4的热，边被处理。换句话说，在利用热处理对衬底10进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，同时也就对衬底支承部件2进行了氧化处理或者氮氧化处理。此时，在700℃～900℃左右较低的温度下进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较弱的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2由于这样的处理引起的变化很小，特别是衬底支承部件2的放射率的变化很小。但是，在在950℃左右以上的较高的温度下进行氧化或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较强的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2会由于这些处理而被氧化或者氮氧化，由此会引起衬底支承部件2的特性特别是放射率变化。这样一来，设置在衬底10的边缘附近的光学的高温测量器5就将衬底支承部件2的放射率的变化误认为是温度的变化。结果是，光学的高温测量器5测量到的是衬底10的边缘附近的温度随时间变化，该测量温度又传达给了控制系统6。因此尽管衬底10的实际温度没发生变化，对衬底10的边缘附近的热处理也随着时间而变化。
相对于此，该实施例的特征在于在图1(a)所示的快速升温处理设备中，对衬底100进行快速升温处理，测量依赖于温度的量(由于快速升温处理的处理温度而变化的衬底100的物理量)，具体而言，衬底100中的滑移(slip)量以后，再根据该滑移量将多个光学的高温测量器105中的每一个的温度偏移量分别独立地修正过来。这里，可使用长度在几毫米以上的滑移的个数作滑移量，还可用能够确认的所有的滑移的个数作滑移量。又可以用所产生的滑移中最长的滑移的长度等作滑移量。在该实施例中，采用用以修正设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的温度偏移量的温度修正量(ΔT)作为快速升温处理的温度的指标。下面，参考附图，进行详细的说明。
图10示出了在让温度修正量ΔT变化的情况下的滑移量。如图10所示，随着温度修正量ΔT朝着正方向增加(随着设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的测量值的修正增大)，滑移量急剧地增加。相反，即使温度修正量ΔT朝着负方向增加(即使设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的测量值的修正减小)，滑移量也不发生变化。该实施例，根据图10所示的温度修正量ΔT和滑移量的关系，求出不发生滑移的温度修正量ΔT，再利用该温度修正量ΔT来修正设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的温度(测量值)。换句话说，可以这样认为在该实施例中，衬底100面内的由于快速升温处理造成的温度偏移量由不发生滑移的温度修正量ΔT得以均匀化。
图11为该实施例的温度调节方法的流程图。
首先，在步骤S201，边让设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的温度修正量ΔT朝着正方向和负方向变化，边对衬底100进行热处理。这样一来，就在衬底100的边缘附近和中央部分产生温度差，而在衬底100产生滑移，所以测得衬底100的滑移量作依赖于温度的量。
接着，在步骤S202，找出在步骤S201测得的滑移量和温度修正量ΔT的对应关系，根据该对应关系，求出不产生滑移的温度修正量ΔT。
接着，在步骤S203，利用在步骤S202求得的不产生滑移的温度修正量ΔT，修正衬底100的面内的多个点的温度(光学的高温测量器105的测量值)。换句话说，根据滑移量和温度修正量ΔT之间的对应关系，分别独立地修正多个光学的高温测量器105中的每一个的温度偏移量。
接着，在步骤S204，对衬底100进行快速升温处理(利用图1(a)所示的快速升温处理设备的本来的快速升温处理)。此时，在步骤S205，因衬底支承部件102的特性(特别是放射率)随时间变化，所以在步骤S206，衬底100面内的多个点的温度(光学的高温测量器105的测量值)也随时间变化。在该实施例中，定期地进行从步骤S201到步骤S206这些步骤，由此而测量出对应于温度修正量ΔT的衬底100的滑移量，并利用从该测量结果求得的不发生滑移的温度修正量ΔT，进行温度修正。这样一来，便能够防止在设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105中，由于衬底支承部件102的放射率等随时间变化，温度偏移量也随时间变化。
如上所述，根据第六个实施例，对衬底100进行快速升温处理，获得衬底100的滑移量以后，再根据该滑移量将各个光学的高温测量器105中的温度偏移量分别独立地修正过来。换句话说，能够测量出对应于温度修正量ΔT的衬底100的滑移量，并利用从该测量结果求得的不发生滑移的温度修正量ΔT，修正各个光学的高温测量器105的测量温度。于是，便能高精度地将衬底100面内的由于快速升温处理而产生的温度偏移量均匀化。就这样，因为衬底100的边缘附近的温度控制性也提高了，所以能够抑制衬底100的滑移(slip)等。结果是能够使器件的合格率有一个飞跃的提高。
在第六个实施例中，对和衬底100一样的虚衬底也可以进行步骤S201。
第六个实施例中的温度修正，可仅针对设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105进行，还可针对一定数量的或者是所有的光学的高温测量器105进行。
在第六个实施例中，对衬底100的形状并没有特别的限制，例如可为圆盘形状。
在第六个实施例中，利用例如图1(a)所示的快速升温处理设备进行的快速升温处理，例如可为在氧气环境或者氮气环境中的处理，也可为在至少含有氢、氧的环境(例如氢和氧的混合环境或者氢、氧和氮的混合环境)中的氧化处理，还可为在含有氮的氧化性环境(例如含NO或者N2O等的环境)中的处理。
该第六个实施例中所用的快速升温处理设备中的加热机构104可为利用灯加热方式的加热机构。此时，可为仅从它的上面加热衬底100的单面加热方式，也可为从它的两面加热衬底100的两面加热方式。另外，可使用将多个卤化灯组合起来的灯作加热灯。具体而言，可以是这样的，多个卤化灯分别被布置在衬底100的上侧(及衬底100的下侧)的多个区域(zone)，同时在每一个区域又设置对应于卤化灯的光学的高温测量器105，根据所对应的光学的高温测量器105的测量温度来控制该卤化灯。例如，设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的边缘附近的区域的加热灯的功率设定中。布置在衬底100的中央部分的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的中央附近的区域的加热灯的功率设定中。
在第六个实施例所用的快速升温处理设备中的加热机构104采用灯加热方式的情况下，可在衬底100和加热灯之间设置让来自灯的光等透过的一个或者多个隔离板，此时，隔离板可由石英或者含石英的材料构成。
在第六个实施例所用的快速升温处理设备中，对衬底支承部件102的平面形状没有什么特别的限制，例如可为圆环状。衬底支承部件102可包括用以支承衬底100的架子。可用带抗氧化性的衬底支承部件，亦即第一到第四个实施例中的任一个衬底支承部件102作衬底支承部件102。
在第六个实施例中，将衬底支承部件102设置在旋转机构103上，还可以代替上述做法，将衬底支承部件102设置在其它驱动机构上。
在第六个实施例中，可将光学的高温测量器105设置在处理容器101的衬底100的下侧，以便不直接与衬底100接触；在不让衬底100亦即晶片旋转而进行热处理的情况下，可将光学的高温测量器设置成与衬底100相接触的样子；在将光学的高温测量器105设置在例如衬底100的边缘附近的情况下，可将该光学的高温测量器105设置在例如衬底100中的从边开始往里5mm左右的位置上。具体而言，在衬底100为半径100mm的晶片的情况下，可将光学的高温测量器105布置在该晶片的离中心95mm左右的位置上。
(第七个实施例)下面，参考附图，说明本发明的第七个实施例所涉及的温度调节方法，具体而言，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衬底的温度的温度调节方法。
执行第七个实施例所涉及的温度调节方法的快速升温处理设备的整体结构，和图1(a)所示的第一个实施例的一样。也就是说，在图1(a)所示的快速升温处理设备的处理容器101中，为处理对象的衬底100的端部(边)由环状的衬底支承部件102支承着。衬底支承部件102通过旋转机构103设置在处理容器101的底部。在处理容器101的上部设置了加热机构104，同时在处理容器101中的衬底100的下侧设置了多个光学的高温测量器105，却让它不与衬底100直接接触。加热机构104及光学的高温测量器105由设置在处理容器101外侧的控制系统106控制。需提一下，为提高由光学的高温测量器105进行的温度测量的精度，在处理容器101内的衬底100的下侧设置了反射板107。
在该实施例中，多个光学的高温测量器105中至少有一个被设置在衬底100的边缘附近。多个光学的高温测量器105中至少有一个被设置在衬底100的中央部分。每一个光学的高温测量器105与衬底100中的与其对应的部分(亦即面对面的部分)的温度控制有关。
然而，在利用图21所示的现有的快速升温处理设备进行快速升温处理的时候，衬底10及衬底支承部件2边接收来自处理环境(处理容器内的环境)及加热机构4的热，边被处理。换句话说，在利用热处理对衬底10进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，同时也就对衬底支承部件2进行了氧化处理或者氮氧化处理。此时，在700℃～900℃左右较低的温度下进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较弱的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2由于这样的处理引起的变化很小，特别是衬底支承部件2的放射率的变化很小。但是，在在950℃左右以上的较高的温度下进行氧化或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较强的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2会由于这些处理而被氧化或者氮氧化，由此会引起衬底支承部件2的特性特别是放射率变化。这样一来，设置在衬底10的边缘附近的光学的高温测量器5就将衬底支承部件2的放射率的变化误认为是温度的变化。结果是，光学的高温测量器5测量到的是衬底10的边缘附近的温度随时间变化，该测量温度又传达给了控制系统6。因此尽管衬底10的实际温度没发生变化，对衬底10的边缘附近的热处理也随着时间而变化。
相对于此，该实施例的特征在于在图1(a)所示的快速升温处理设备中，对衬底100进行快速升温处理，测量依赖于温度的量(由于快速升温处理的处理温度而变化的衬底100的物理量)，具体而言，由于氧化而形成在衬底100的氧化膜的厚度以后，再根据该氧化膜厚将多个光学的高温测量器105中的每一个的温度偏移量分别独立地修正过来。这里，在衬底100由例如硅制成的情况下，所述氧化膜厚便为硅的热氧化膜(SiO2膜)的厚度。下面，参考附图，进行详细的说明。
图12(a)及图12(b)为用以说明该实施例的特征的图，图13为该实施例的温度调节方法的流程图。
具体而言，首先，在步骤S301，对衬底100进行氧化处理(快速升温处理)，由此而在步骤S302，测量各个温度下(光学的高温测量器105的测量值)的氧化膜厚。这里，所述的氧化处理可为例如从几十秒到几分钟左右、1000℃左右的处理。
接着，在步骤S303，根据在步骤S302测得的氧化膜厚，找出氧化膜厚与温度(光学的高温测量器105的测量值)的对应关系。
然而，因一个温度决定一个依赖于温度的量，所以如图12(a)及图12(b)所示，当氧化膜厚在衬底100的面内存在差的时候，它就相当于温度偏移量(温度差)。在该实施例中，利用该氧化膜厚的差和温度偏移量的关系，修正各个光学的高温测量器105的测量温度，以便氧化膜厚成为与所希望的温度对应的值。
具体而言，在步骤S304，在处于快速升温处理中的衬底100面内的多个点测量氧化膜厚。接着，在步骤S305，根据在所述多个点测得的氧化膜厚的差、和在步骤S303找到的对应关系(氧化膜厚与温度的对应关系)，算出所述多个点之间的温度偏移量(对应于各点的光学的高温测量器105的测量值之间的偏移量)。接着，在步骤S306，根据在步骤S305算出的温度偏移量，修正衬底100面内的多个点的温度(光学的高温测量器105的测量值)。此时，多个光学的高温测量器105中的每一个的温度偏移量是独立地修正的。接着，在步骤S307，对衬底100进行快速升温处理(利用图1(a)所示的快速升温处理设备的本来的快速升温处理)。因为此时在步骤S308，衬底支承部件102的特性(特别是放射率)随时间变化，所以在步骤S309，衬底100面内的多个点的温度(光学的高温测量器105的测量值)也随时间变化。在该实施例中，定期地进行从S304到S309这些步骤，由此而根据对应于衬底100面内的各个部分的氧化膜厚的差，算出温度偏移量并修正温度。这样一来，便能够防止在设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105中，由于衬底支承部件102的放射率等随时间变化，温度偏移量也随时间变化。
如上所述，根据第七个实施例，通过对衬底100进行快速升温处理而获取氧化膜厚以后，再根据该氧化膜厚，将各个光学的高温测量器105中的温度偏移量分别独立地修正过来。换句话说，能够利用衬底100面内的氧化膜厚的差相当于温度偏移量这一点，来修正各个光学的高温测量器105的测量温度，以便使氧化膜厚成为与所希望的温度相吻合的值。这样，便能高精度地将衬底100面内的由于快速升温处理而产生的温度偏移量均匀化。就这样，因为衬底100的边缘附近的温度控制性也提高了，所以能够抑制衬底100的滑移(slip)等。结果是能够使器件的合格率有飞跃的提高。
在第七个实施例中，对和衬底100一样的虚衬底也可以进行步骤S301及S304。
第七个实施例中的温度修正，可仅针对设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105进行，还可针对一定数量的或者是所有的光学的高温测量器105进行。
在第七个实施例中，对衬底100的形状并没有特别的限制，例如可为圆盘形状。
在第七个实施例中，利用例如图1(a)所示的快速升温处理设备进行的快速升温处理，例如可为在氧环境或者氮环境中的处理，也可为在至少含有氢、氧的环境(例如氢和氧的混合环境或者氢、氧和氮的混合环境)中的氧化处理，还可为在含有氮的氧化性环境(例如含NO或者N2O等的环境)中的处理。
该第七个实施例中所用的快速升温处理设备中的加热机构104可为利用灯加热方式的加热机构。此时，可为仅从它的上面加热衬底100的单面加热方式，也可为从它的两面加热衬底100的两面加热方式。另外，可使用将多个卤化灯组合起来的灯作加热灯。具体而言，可以是这样的，多个卤化灯分别被布置在衬底100的上侧(及衬底100的下侧)的多个区域(zone)，同时在每一个区域又设置对应于卤化灯的光学的高温测量器105，根据所对应的光学的高温测量器105的测量温度来控制该卤化灯。例如，设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的边缘附近的区域的加热灯的功率设定中。布置在衬底100的中央部分的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的中央附近的区域的加热灯的功率设定中。
在第七个实施例所用的快速升温处理设备中的加热机构104采用灯加热方式的情况下，可在衬底100和加热灯之间设置让来自灯的光等透过的一个或者多个隔离板，此时，隔离板可由石英或者含石英的材料构成。
在第七个实施例所用的快速升温处理设备中，对衬底支承部件102的平面形状没有什么特别的限制，例如可为圆环状。衬底支承部件102可包括用以支承衬底100的架子。可用带抗氧化性的衬底支承部件，亦即第一到第四个实施例中的任一个衬底支承部件102作衬底支承部件102。
在第七个实施例中，将衬底支承部件102设置在旋转机构103上，还可以代替上述做法，将衬底支承部件102设置在其它驱动机构上。
在第七个实施例中，可将光学的高温测量器105设置在处理容器101的衬底100的下侧，以便不直接与衬底100接触；在不让衬底100亦即晶片旋转而进行热处理的情况下，可将光学的高温测量器设置成与衬底100相接触的样子；在将光学的高温测量器105设置在例如衬底100的边缘附近的情况下，可将该光学的高温测量器105设置在例如衬底100中的从边开始往里5mm左右的位置上。具体而言，在衬底100为半径100mm的晶片的情况下，可将光学的高温测量器105布置在该晶片的离中心95mm左右的位置上。
(第八个实施例)下面，参考附图，说明本发明的第八个实施例所涉及的温度调节方法，具体而言，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衬底的温度的温度调节方法。
执行第八个实施例所涉及的温度调节方法的快速升温处理设备的整体结构，和图1(a)所示的第一个实施例的一样。也就是说，在图1(a)所示的快速升温处理设备的处理容器101中，为处理对象的衬底100的端部(边)由环状的衬底支承部件102支承着。衬底支承部件102通过旋转机构103设置在处理容器101的底部。在处理容器101的上部设置了加热机构104，同时在处理容器101中的衬底100的下侧设置了多个光学的高温测量器105，却让它不与衬底100直接接触。加热机构104及光学的高温测量器105由设置在处理容器101外侧的控制系统106控制。需提一下，为提高由光学的高温测量器105进行的温度测量的精度，在处理容器101内的衬底100的下侧设置了反射板107。
在该实施例中，多个光学的高温测量器105中至少有一个被设置在衬底100的边缘附近。多个光学的高温测量器105中至少有一个被设置在衬底100的中央部分。每一个光学的高温测量器105与衬底100中的与其对应的部分(亦即面对面的部分)的温度控制有关。
然而，在利用图21所示的现有的快速升温处理设备进行快速升温处理的时候，衬底10及衬底支承部件2边接收来自处理环境(处理容器内的环境)及加热机构4的热，边被处理。换句话说，在利用热处理对衬底10进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，同时也就对衬底支承部件2进行了氧化处理或者氮氧化处理。此时，在700℃～900℃左右较低的温度下进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较弱的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2由于这样的处理引起的变化很小，特别是衬底支承部件2的放射率的变化很小。但是，在在950℃左右以上的较高的温度下进行氧化或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较强的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2会由于这些处理而被氧化或者氮氧化，由此会引起衬底支承部件2的特性特别是放射率变化。这样一来，设置在衬底10的边缘附近的光学的高温测量器5就将衬底支承部件2的放射率的变化误认为是温度的变化。结果是，光学的高温测量器5测量到的是衬底10的边缘附近的温度随时间变化，该测量温度又传达给了控制系统6。因此尽管衬底10的实际温度没发生变化，对衬底10的边缘附近的热处理也随着时间而变化。
相对于此，该实施例的特征在于在图1(a)所示的快速升温处理设备中，对衬底100进行快速升温处理，测量依赖于温度的量(由于快速升温处理的处理温度而变化的衬底100的物理量)，具体而言，由于氧化而形成在衬底100的氧化膜的厚度以后，再根据该氧化膜厚将多个光学的高温测量器105中的每一个的温度偏移量分别独立地修正过来。这里，在衬底100由例如硅制成的情况下，所述氧化膜厚便为硅的热氧化膜(SiO2膜)的厚度。下面，参考附图，进行详细的说明。
图14(a)、图14(b)及图15(a)到图15(c)为用以说明该实施例的特征的图，图16为该实施例的温度调节方法的流程图。
具体而言，首先，在步骤S401，在处于快速升温处理中的衬底100面内的多个点测量氧化膜厚。
接着，在步骤S402，求出在衬底100的宽度为其半径(r)的10％的外周区域(区域a)中的任意多个地方测得的氧化膜厚的平均值A、和在衬底100中比所述外周区域还靠内侧的区域(区域b)中的任意多个地方测得的氧化膜厚的平均值B(参考图14(b))。需提一下，可以是这样的，如图15(a)所示，在衬底100主面上布置成十字状的9个点(区域a中4个、区域b中5个)测量氧化膜厚，并令在区域a的4个点的测量值的平均为A，令在区域b的5个点的测量值的平均为B。还可以是这样的，如图15(b)所示，在衬底100主面上布置在直径方向上的9个点(区域a中2个、区域b中7个)测量氧化膜厚，并令在区域a的2个点的测量值的平均为A，令在区域b的7个点的测量值的平均为B。还可以是这样的，即如图15(c)所示，在衬底100主面上布置为同心圆状的49个点(区域a中24个、区域b中25个)测量氧化膜厚，并令在区域a的24个点的测量值的平均为A，令在区域b的25个点的测量值的平均为B。
接着，在步骤S403，比较在步骤S402求得的A和B，修正温度偏移量(光学的高温测量器105的测量值的偏移量)(参考图14(a)，在图14(a)及图14(b)中为简单起见，让区域a中的测量点为1个点)，以便满足0.4×B＜A＜B。换句话说，当例如B小于A时，对影响B的光学的高温测量器105进行让B大于A那样的温度偏移量的修正；或者是对影响A的光学的高温测量器105进行让A小于B且大于0.4×B那样的修正。这样一来，在步骤S404，衬底100面内多个点的温度(光学的高温测量器105的测量值)被修正。需提一下，独立地修正各个光学的高温测量器105的温度偏移量。
接着，在步骤S405，对衬底100进行快速升温处理(利用图1(a)所示的快速升温处理设备的本来的快速升温处理)。此时，在步骤S406，因衬底支承部件102的特性(特别是放射率)随时间变化，所以在步骤S407，衬底100面内的多个点的温度(光学的高温测量器105的测量值)也随时间变化。在该实施例中，定期地进行从步骤S401到步骤S407这些步骤，由此而对光学的高温测量器105进行温度修正。这样一来，便能够防止在设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105中，由于衬底支承部件102的放射率等随时间变化，温度偏移量也随时间变化。
如上所述，根据第八个实施例，通过对衬底100进行快速升温处理而获取氧化膜厚以后，再根据该氧化膜厚将各个光学的高温测量器105中的温度偏移量分别独立地修正过来。具体而言，修正温度偏移量(光学的高温测量器105的测量值的偏移量)，以满足0.4×B＜A＜B(A为在衬底100的宽度为其半径(r)的10％的外周区域(区域a)中的任意多个地方测得的氧化膜厚的平均值，B为在衬底100中比所述外周区域还靠内侧的区域中的任意多个地方测得的氧化膜厚的平均值)。这样，便能高精度地将衬底100面内的由于快速升温处理而产生的温度偏移量均匀化。就这样，因为衬底100的边缘附近的温度控制性也提高了，所以能够抑制衬底100的滑移(slip)等。结果是能够使器件的合格率有飞跃的提高。
在第八个实施例中，对和衬底100一样的虚衬底也可以进行步骤S401。
第八个实施例中的温度修正，可仅针对设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105进行，还可针对一定数量的或者是所有的光学的高温测量器105进行。
在第八个实施例中，将成为氧化膜厚的平均值A的计算对象的衬底100的外周区域(区域a)和成为氧化膜厚的平均值B的计算对象的衬底100的内侧区域(区域b)的边界设定在从衬底100的边开始进入内侧，进入量为半径(r)的10％的位置上。该边界的位置并不限于此。
在第八个实施例中，为满足0.4×B＜A＜B而进行了温度偏移量的修正。此时，只要A的下限(该实施例中为0.4×B)比B小的值就可以，并非一定要为0.4×B。
在第八个实施例中，对衬底100的形状并没有特别的限制，例如可为圆盘形状。
在第八个实施例中，利用例如图1(a)所示的快速升温处理设备进行的快速升温处理，例如可为在氧环境或者氮环境中的处理，也可为在至少含有氢、氧的环境(例如氢和氧的混合环境或者氢、氧和氮的混合环境)中的氧化处理，还可为在含有氮的氧化性环境(例如含NO或者N2O等的环境)中的处理。
该第八个实施例中所用的快速升温处理设备中的加热机构104可为利用灯加热方式的加热机构。此时，可为仅从它的上面加热衬底100的单面加热方式，也可为从它的两面加热衬底100的两面加热方式。另外，可使用将多个卤化灯组合起来的灯作加热灯。具体而言，可以是这样的，多个卤化灯分别被布置在衬底100的上侧(及衬底100的下侧)的多个区域(zone)，同时在每一个区域又设置对应于卤化灯的光学的高温测量器105，根据所对应的光学的高温测量器105的测量温度来控制该卤化灯。例如，设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的边缘附近的区域的加热灯的功率设定中。布置在衬底100的中央部分的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的中央附近的区域的加热灯的功率设定中。
在第八个实施例所用的快速升温处理设备中的加热机构104采用灯加热方式的情况下，可在衬底100和加热灯之间设置让来自灯的光等透过的一个或者多个隔离板，此时，隔离板可由石英或者含石英的材料构成。
在第八个实施例所用的快速升温处理设备中，对衬底支承部件102的平面形状没有什么特别的限制，例如可为圆环状。衬底支承部件102可包括用以支承衬底100的架子。可用带抗氧化性的衬底支承部件，亦即第一到第四个实施例中的任一个衬底支承部件102作衬底支承部件102。
在第八个实施例中，将衬底支承部件102设置在旋转机构103上，还可以代替上述做法，将衬底支承部件102设置在其它驱动机构上。
在第八个实施例中，可将光学的高温测量器105设置在处理容器101的衬底100的下侧，以便不直接与衬底100接触；在不让衬底100亦即晶片旋转而进行热处理的情况下，可将光学的高温测量器设置成与衬底100相接触的样子；在将光学的高温测量器105设置在例如衬底100的边缘附近的情况下，可将该光学的高温测量器105设置在例如衬底100中的从边开始往里5mm左右的位置上。具体而言，在衬底100为半径100mm的晶片的情况下，可将光学的高温测量器105布置在该晶片的离中心95mm左右的位置上。
(第九个实施例)下面，参考附图，说明本发明的第九个实施例所涉及的温度调节方法，具体而言，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衬底的温度的温度调节方法。
执行第九个实施例所涉及的温度调节方法的快速升温处理设备的整体结构，和图1(a)所示的第一个实施例的一样。也就是说，在图1(a)所示的快速升温处理设备的处理容器101中，为处理对象的衬底100的端部(边)由环状的衬底支承部件102支承着。衬底支承部件102通过旋转机构103设置在处理容器101的底部。在处理容器101的上部设置了加热机构104，同时在处理容器101中的衬底100的下侧设置了多个光学的高温测量器105，却让它不与衬底100直接接触。加热机构104及光学的高温测量器105由设置在处理容器101外侧的控制系统106控制。需提一下，为提高由光学的高温测量器105进行的温度测量的精度，在处理容器101内的衬底100的下侧设置了反射板107。
在该实施例中，多个光学的高温测量器105中至少有一个被设置在衬底100的边缘附近。多个光学的高温测量器105中至少有一个被设置在衬底100的中央部分。每一个光学的高温测量器105与衬底100中的与其对应的部分(亦即面对面的部分)的温度控制有关。
然而，在利用图21所示的现有的快速升温处理设备进行快速升温处理的时候，衬底10及衬底支承部件2边接收来自处理环境(处理容器内的环境)及加热机构4的热，边被处理。换句话说，在利用热处理对衬底10进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，同时也就对衬底支承部件2进行了氧化处理或者氮氧化处理。此时，在700℃～900℃左右较低的温度下进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较弱的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2由于这样的处理引起的变化很小，特别是衬底支承部件2的放射率的变化很小。但是，在在950℃左右以上的较高的温度下进行氧化或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较强的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2会由于这些处理而被氧化或者氮氧化，由此会引起衬底支承部件2的特性特别是放射率变化。这样一来，设置在衬底10的边缘附近的光学的高温测量器5就将衬底支承部件2的放射率的变化误认为是温度的变化。结果是，光学的高温测量器5测量到的是衬底10的边缘附近的温度随时间变化，该测量温度又传达给了控制系统6。因此尽管衬底10的实际温度没发生变化，对衬底10的边缘附近的热处理也随着时间而变化。
相对于此，该实施例的特征在于在图1(a)所示的快速升温处理设备中，对衬底100进行快速升温处理，测量依赖于温度的量(由于快速升温处理的处理温度而变化的衬底100的物理量)，具体而言，衬底100中的滑移(slip)量以后，再根据该滑移量将多个光学的高温测量器105中的每一个的温度偏移量分别独立地修正过来。这里，可使用长度在几毫米以上的滑移的个数作滑移量，还可用能够确认的所有的滑移的个数作滑移量。又可以用所产生的滑移中最长的滑移的长度等作滑移量。在该实施例中，采用用以修正设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的温度偏移量的温度修正量(ΔT)作为快速升温处理的温度的指标。下面，参考附图，进行详细的说明。
图17示出了在让温度修正量ΔT变化的情况下的滑移量。如图17所示，随着温度修正量ΔT朝着正方向增加(随着设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的测量值的修正增大)，滑移量急剧地增加。相反，即使温度修正量ΔT朝着负方向增加(即使设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的测量值的修正减小)，滑移量也不发生变化。该实施例，根据图17所示的温度修正量ΔT和滑移量的关系，求出不发生滑移的温度修正量ΔT，再利用该温度修正量ΔT来修正设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的温度(测量值)。换句话说，可以这样认为在该实施例中，衬底100面内的由于快速升温处理造成的温度偏移量由不发生滑移的温度修正量ΔT得以均匀化。
图18为该实施例的温度调节方法的流程图。
首先，在步骤S501，边让设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的温度修正量ΔT朝着正方向和负方向变化，边对衬底100进行热处理。这样一来，就在衬底100的边缘附近和中央部分产生温度差，而在衬底100产生滑移，所以测得衬底100的滑移量作依赖于温度的量。在该实施例中，在减压状态下(例如1300Pa左右)进行用以测量滑移量的快速升温处理，由此能收到以下效果。换句话说，因为和常压下的处理相比，减压状态下的处理，快速升温处理后的冷却效率不好，所以衬底100及衬底支承部件102的散热效率显著下降。于是，衬底支承部件102在没有被充分冷却的情况下，又被用来处理下一个衬底100，所以衬底支承部件102和衬底100的边之间的温度差容易变大。结果是，出现了容易出现滑移的问题。针对于此，在该实施例中，在和实际处理一样的减压状态下，取得用以修正温度偏移量的依赖于温度的量(衬底100的滑移量)，就能使温度修正的精度明显的提高，从而可防止所述问题亦即可防止出现滑移。
接着，在步骤S502，找出在步骤S501测得的滑移量和温度修正量ΔT的对应关系，根据该对应关系，求出不产生滑移的温度修正量ΔT。
接着，在步骤S503，利用在步骤S502求得的不产生滑移的温度修正量ΔT，修正衬底100的面内的多个点的温度(光学的高温测量器105的测量值)。换句话说，根据滑移量和温度修正量ΔT之间的对应关系，分别独立地修正多个光学的高温测量器105中的每一个的温度偏移量。
接着，在步骤S504，在减压状态下对衬底100进行快速升温处理(利用图1(a)所示的快速升温处理设备的本来的快速升温处理)。此时，在步骤S505，因衬底支承部件102的特性(特别是放射率)随时间变化，所以在步骤S506，衬底100面内的多个点的温度(光学的高温测量器105的测量值)也随时间变化。在该实施例中，定期地进行从步骤S501到步骤S506这些步骤，由此而测量出对应于温度修正量ΔT的衬底100的滑移量，并利用从该测量结果求得的不发生滑移的温度修正量ΔT，进行温度修正。这样一来，便能够防止在设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105中，由于衬底支承部件102的放射率等随时间变化，温度偏移量也随时间变化。
如上所述，根据第九个实施例，对衬底100进行快速升温处理，获得衬底100的滑移量以后，再根据该滑移量将各个光学的高温测量器105中的温度偏移量分别独立地修正过来。换句话说，能够测量出对应于温度修正量ΔT的衬底100的滑移量，并利用从该测量结果求得的不发生滑移的温度修正量ΔT，修正各个光学的高温测量器105的测量温度。于是，便能高精度地将衬底100面内的由于快速升温处理而产生的温度偏移量均匀化。就这样，因衬底100的边缘附近的温度控制性也提高了，故能够抑制衬底100的滑移(slip)等。结果是能够使器件的合格率有飞跃的提高。
根据第九个实施例，因为在减压状态下进行用以测量为依赖于温度的量的滑移量的快速升温处理，所以能够使温度修正的精度明显的提高。因而也就确实能防止发生滑移。
在第九个实施例中，对和衬底100一样的虚衬底也可以进行步骤S501。
第九个实施例中的温度修正，可仅针对设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105进行，还可针对一定数量的或者是所有的光学的高温测量器105进行。
在第九个实施例中，对衬底100的形状并没有特别的限制，例如可为圆盘形状。
在第九个实施例中，利用例如图1(a)所示的快速升温处理设备进行的快速升温处理，例如可为在氧环境或者氮环境中的处理，也可为在至少含有氢、氧的环境(例如氢和氧的混合环境或者氢、氧和氮的混合环境)中的氧化处理，还可为在含有氮的氧化性环境(例如含NO或者N2O等的环境)中的处理。
该第九个实施例中所用的快速升温处理设备中的加热机构104可为利用灯加热方式的加热机构。此时，可为仅从它的上面加热衬底100的单面加热方式，也可为从它的两面加热衬底100的两面加热方式。另外，可使用将多个卤化灯组合起来的灯作加热灯。具体而言，可以是这样的，多个卤化灯分别被布置在衬底100的上侧(及衬底100的下侧)的多个区域(zone)，同时在每一个区域又设置对应于卤化灯的光学的高温测量器105，根据所对应的光学的高温测量器105的测量温度来控制该卤化灯。例如，设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的边缘附近的区域的加热灯的功率设定中。布置在衬底100的中央部分的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的中央附近的区域的加热灯的功率设定中。
在第九个实施例所用的快速升温处理设备中的加热机构104采用灯加热方式的情况下，可在衬底100和加热灯之间设置让来自灯的光等透过的一个或者多个隔离板，此时，隔离板可由石英或者含石英的材料构成。
在第九个实施例所用的快速升温处理设备中，对衬底支承部件102的平面形状没有什么特别的限制，例如可为圆环状。衬底支承部件102可包括用以支承衬底100的架子。可用带抗氧化性的衬底支承部件，亦即第一到第四个实施例中的任一个衬底支承部件102作衬底支承部件102。
在第九个实施例中，将衬底支承部件102设置在旋转机构103上，还可以代替上述做法，将衬底支承部件102设置在其它驱动机构上。
在第九个实施例中，可将光学的高温测量器105设置在处理容器101的衬底100的下侧，以便不直接与衬底100接触；在不让衬底100亦即晶片旋转而进行热处理的情况下，可将光学的高温测量器设置成与衬底100相接触的样子；在将光学的高温测量器105设置在例如衬底100的边缘附近的情况下，可将该光学的高温测量器105设置在例如衬底100中的从边开始往里5mm左右的位置上。具体而言，在衬底100为半径100mm的晶片的情况下，可将光学的高温测量器105布置在该晶片的离中心95mm左右的位置上。
(第十个实施例)下面，参考附图，说明本发明的第十个实施例所涉及的温度调节方法，具体而言，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衬底的温度的温度调节方法。
执行第十个实施例所涉及的温度调节方法的快速升温处理设备的整体结构，和图1(a)所示的第一个实施例的一样。也就是说，在图1(a)所示的快速升温处理设备的处理容器101中，为处理对象的衬底100的端部(边)由环状的衬底支承部件102支承着。衬底支承部件102通过旋转机构103设置在处理容器101的底部。在处理容器101的上部设置了加热机构104，同时在处理容器101中的衬底100的下侧设置了多个光学的高温测量器105，却让它不与衬底100直接接触。加热机构104及光学的高温测量器105由设置在处理容器101外侧的控制系统106控制。需提一下，为提高由光学的高温测量器105进行的温度测量的精度，在处理容器101内的衬底100的下侧设置了反射板107。
在该实施例中，多个光学的高温测量器105中至少有一个被设置在衬底100的边缘附近。多个光学的高温测量器105中至少有一个被设置在衬底100的中央部分。每一个光学的高温测量器105与衬底100中的与其对应的部分(亦即面对面的部分)的温度控制有关。
然而，在利用图21所示的现有的快速升温处理设备进行快速升温处理的时候，衬底10及衬底支承部件2边接收来自处理环境(处理容器内的环境)及加热机构4的热，边被处理。换句话说，在利用热处理对衬底10进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，同时也就对衬底支承部件2进行了氧化处理或者氮氧化处理。此时，在700℃～900℃左右较低的温度下进行氧化处理或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较弱的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2由于这样的处理引起的变化很小，特别是衬底支承部件2的放射率的变化很小。但是，在在950℃左右以上的较高的温度下进行氧化或者氮氧化处理的情况下，或者是在氧化力或者氮氧化力较强的环境中进行处理的情况下，衬底支承部件2会由于这些处理而被氧化或者氮氧化，由此会引起衬底支承部件2的特性特别是放射率变化。这样一来，设置在衬底10的边缘附近的光学的高温测量器5就将衬底支承部件2的放射率的变化误认为是温度的变化。结果是，光学的高温测量器5测量到的是衬底10的边缘附近的温度随时间变化，该测量温度又传达给了控制系统6。因此尽管衬底10的实际温度没发生变化，对衬底10的边缘附近的热处理也随着时间而变化。
相对于此，该实施例的特征在于在图1(a)所示的快速升温处理设备中，在减压状态下对衬底100进行快速升温处理，测量依赖于温度的量(由于快速升温处理的处理温度而变化的衬底100的物理量)，具体而言，测量由于减压状态下(例如1300Pa)的氧化而形成在衬底100的氧化膜的厚度以后，再根据该氧化膜厚将多个光学的高温测量器105中的每一个的温度偏移量分别独立地修正过来。这里，在衬底100由例如硅制成的情况下，所述氧化膜厚便为硅的热氧化膜(SiO2膜)的厚度。下面，参考附图，进行详细的说明。
图19(a)、图19(b)为用以说明该实施例的特征的图，图20为该实施例的温度调节方法的流程图。
然而，因由一个温度决定一个依赖于温度的量，所以如图19(a)及图19(b)所示，当在衬底100的面内氧化膜厚存在差的时候，它就相当于温度偏移量(温度差)。在该实施例中，利用该氧化膜厚的差和温度偏移量的关系，修正各个光学的高温测量器105的测量温度。
具体而言，首先，在步骤S601中，在处于减压状态下的快速升温处理的衬底100面内的多个点测量氧化膜厚。这里，在不含氢气的氧化性环境中对衬底100进行快速升温处理，而将衬底100氧化形成氧化膜。其理由如下。在进行含有氧气和氢气的减压状态下的氧化过程中，仅改变压力，氧化膜厚在晶片面内的分布就会有各种各样的变化，因此便不能由一个温度决定出唯一的一个氧化膜厚之故。在步骤S601中，通过在减压状态下进行快速升温处理，能收到以下效果。换句话说，因为和常压下的处理相比，减压状态下的处理，快速升温处理后的冷却效率不好，所以衬底100及衬底支承部件102的散热效率显著下降。于是，衬底支承部件102在没有被充分冷却的情况下，又被用来处理下一个衬底100，所以衬底支承部件102和衬底100的边之间的温度差容易变大。结果是，出现了容易出现滑移的问题。针对于此，在该实施例中，在和实际处理一样的减压状态下，取得用以修正温度偏移量的依赖于温度的量(氧化膜厚)，就能使温度修正的精度明显的提高，从而可防止所述问题亦即可防止出现滑移。
接着，在步骤S602，求出在衬底100的宽度为其半径(r)的10％的外周区域(区域a)中的任意多个地方测得的氧化膜厚的平均值A、和在衬底100中比所述外周区域还靠内侧的区域(区域b)中的任意多个地方测得的氧化膜厚的平均值B(参考第八个实施例中的图14(b))。需提一下，还可以是以下各种情况在衬底100主面上布置成十字状的9个点(区域a中4个、区域b中5个)测量氧化膜厚，并令在区域a的4个点的测量值的平均为A，令在区域b的5个点的测量值的平均为B(参考第八个实施例中的图15(a))；在衬底100主面上布置在直径方向上的9个点(区域a中2个、区域b中7个)测量氧化膜厚，并令在区域a的2个点的测量值的平均为A，令在区域b的7个点的测量值的平均为B(参考第八个实施例中的图15(b))；在衬底100主面上布置为同心圆状的49个点(区域a中24个、区域b中25个)测量氧化膜厚，并令在区域a的24个点的测量值的平均为A，令在区域b的25个点的测量值的平均为B(参考第八个实施例中的图15(c))。
接着，在步骤S603，比较在步骤S602求得的A和B，修正温度偏移量(光学的高温测量器105的测量值的偏移量)(参考第八个实施例中的图14(a))，以便满足0.4×B＜A＜B。换句话说，当例如B小于A时，对影响B的光学的高温测量器105进行让B大于A那样的温度偏移量的修正；或者是对影响A的光学的高温测量器105进行让A小于B且大于0.4×B那样的修正。这样一来，在步骤S604，衬底100面内多个点的温度(光学的高温测量器105的测量值)被修正。需提一下，独立地修正各个光学的高温测量器105的温度偏移量。
接着，在步骤S605，在减压状态下对衬底100进行快速升温处理(利用图1(a)所示的快速升温处理设备的本来的快速升温处理)。此时，在步骤S606，因衬底支承部件102的特性(特别是放射率)随时间变化，所以在步骤S607，衬底100面内的多个点的温度(光学的高温测量器105的测量值)也随时间变化。在该实施例中，定期地进行从步骤S601到步骤S607这些步骤，由此而对光学的高温测量器105进行温度修正。这样一来，便能够防止在设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105中，由于衬底支承部件102的放射率等随时间变化，温度偏移量也随时间变化。
如上所述，根据第十个实施例，通过对衬底1 00进行快速升温处理而获取氧化膜厚以后，再根据该氧化膜厚将各个光学的高温测量器105中的温度偏移量分别独立地修正过来。具体而言，修正温度偏移量(光学的高温测量器105的测量值的偏移量)，以满足0.4×B＜A＜B(A为在衬底100的宽度为其半径(r)的10％的外周区域(区域a)中的任意多个地方测得的氧化膜厚的平均值，B为在衬底100中比所述外周区域还靠内侧的区域中的任意多个地方测得的氧化膜厚的平均值)。这样，便能高精度地将衬底100面内的由于快速升温处理而产生的温度偏移量均匀化。就这样，因为衬底100的边缘附近的温度控制性也提高了，所以能够抑制衬底100的滑移(slip)等。结果是能够使器件的合格率有飞跃的提高。
根据第十个实施例，因为在减压状态下进行用以测量为依赖于温度的量的氧化膜厚的快速升温处理，所以能够使温度修正的精度明显的提高。因而也就确实能够防止发生滑移。
在第十个实施例中，对和衬底100一样的虚衬底也可以进行步骤S601。
第十个实施例中的温度修正，可仅针对设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105进行，还可针对一定数量的或者是所有的光学的高温测量器105进行。
在第十个实施例中，将成为氧化膜厚的平均值A的计算对象的衬底100的外周区域(区域a)和成为氧化膜厚的平均值B的计算对象的衬底100的内侧区域(区域b)的边界设定在从衬底100的边开始进入内侧，进入量为半径(r)的10％的位置上。该边界的位置并不限于此。
在第八个实施例中，为满足0.4×B＜A＜B而进行了温度偏移量的修正。此时，只要A的下限(该实施例中为0.4×B)比B小的值就可以，并非一定要为0.4×B。
在第十个实施例中，利用第八个实施例中的方法(使用外周区域的氧化膜厚的测量值的平均A和内侧区域的氧化膜厚的测量值的平均B的方法)作了基于氧化膜厚的温度修正方法。还可利用第六个实施例中的方法(参考图13)作为基于氧化膜厚的温度修正方法来代替上述方法。
在第十个实施例中，对衬底100的形状并没有特别的限制，例如可为圆盘形状。
在第十个实施例中，利用例如图1(a)所示的快速升温处理设备进行的快速升温处理，例如可为在氧环境或者氮环境中的处理，也可为在至少含有氢、氧的环境(例如氢和氧的混合环境或者氢、氧和氮的混合环境)中的氧化处理，还可为在含有氮的氧化性环境(例如含NO或者N2O等的环境)中的处理。
该第十个实施例中所用的快速升温处理设备中的加热机构104可为利用灯加热方式的加热机构。此时，可为仅从它的上面加热衬底100的单面加热方式，也可为从它的两面加热衬底100的两面加热方式。另外，可使用将多个卤化灯组合起来的灯作加热灯。具体而言，可以是这样的，多个卤化灯分别被布置在衬底100的上侧(及衬底100的下侧)的多个区域(zone)，同时在每一个区域又设置对应于卤化灯的光学的高温测量器105，根据所对应的光学的高温测量器105的测量温度来控制该卤化灯。例如，设置在衬底100的边缘附近的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的边缘附近的区域的加热灯的功率设定中。布置在衬底100的中央部分的光学的高温测量器105的测量温度通过控制系统106反映在设置在衬底100的中央附近的区域的加热灯的功率设定中。
在第十个实施例所用的快速升温处理设备中的加热机构104采用灯加热方式的情况下，可在衬底100和加热灯之间设置让来自灯的光等透过的一个或者多个隔离板，此时，隔离板可由石英或者含石英的材料构成。
在第十个实施例所用的快速升温处理设备中，对衬底支承部件102的平面形状没有什么特别的限制，例如可为圆环状。衬底支承部件102可包括用以支承衬底100的架子。可用带抗氧化性的衬底支承部件，亦即第一到第四个实施例中的任一个衬底支承部件102作衬底支承部件102。
在第十个实施例中，将衬底支承部件102设置在旋转机构103上，还可以代替上述做法，将衬底支承部件102设置在其它驱动机构上。
在第十个实施例中，可将光学的高温测量器105设置在处理容器101的衬底100的下侧，以便不直接与衬底100接触；在不让衬底100亦即晶片旋转而进行热处理的情况下，可将光学的高温测量器设置成与衬底100相接触的样子；在将光学的高温测量器105设置在例如衬底100的边缘附近的情况下，可将该光学的高温测量器105设置在例如衬底100中的从边开始往里5mm左右的位置上。具体而言，在衬底100为半径100mm的晶片的情况下，可将光学的高温测量器105布置在该晶片的离中心95mm左右的位置上。
-工业实用性-本发明涉及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。在利用它来制造半导体器件的时候非常有用。
权利要求
1.一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；所述多个光学的高温测量器，设置在至少所述衬底的中央部分及端部，却让其不与所述衬底直接接触；包括通过快速升温处理所述衬底而获取依赖于温度的量的步骤，和根据获取的所述依赖于温度的量，各自独立地修正所述多个光学的高温测量器中的每一个的温度偏移量的步骤。
8.根据权利要求7所述的温度调节方法，其特征在于所述依赖于温度的量，为所述衬底的滑移量。
9.根据权利要求7所述的温度调节方法，其特征在于所述依赖于温度的量，为对所述衬底进行快速升温处理而形成的膜的厚度。
10.根据权利要求9所述的温度调节方法，其特征在于所述修正温度偏移量的步骤，包括修正所述温度偏移量而满足0.4×B＜A＜B(A为在其幅度为所述衬底的半径的10％的所述衬底的外周区域的多个地方测得的所述膜的厚度的平均值，B为在所述衬底中比所述外周区域还靠近内侧的区域的多个地方测得的所述膜的厚度的平均值)的步骤。
11.根据权利要求7所述的温度调节方法，其特征在于所述获取依赖于温度的量的步骤，包括在减压状态下对所述衬底进行快速升温处理的步骤。
12.根据权利要求9所述的温度调节方法，其特征在于所述膜为氧化膜；所述获取依赖于温度的量的步骤，包括在减压状态下对所述衬底进行快速升温处理的步骤。
13.根据权利要求7所述的温度调节方法，其特征在于所述衬底支承部件具有抗氧化性。
全文摘要
本发明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。
文档编号H01L21/683GK1627494SQ20041009794
公开日2005年6月15日 申请日期2004年12月6日 优先权日2003年12月8日
发明者久保裕子 申请人:松下电器产业株式会社