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WO2025158707A1 - 温度制御システム、温度制御方法、半導体装置の製造方法及び基板処理装置 - Google Patents

温度制御システム、温度制御方法、半導体装置の製造方法及び基板処理装置

Info

Publication number
WO2025158707A1
WO2025158707A1 PCT/JP2024/033338 JP2024033338W WO2025158707A1 WO 2025158707 A1 WO2025158707 A1 WO 2025158707A1 JP 2024033338 W JP2024033338 W JP 2024033338W WO 2025158707 A1 WO2025158707 A1 WO 2025158707A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
temperature
heater
output
sub
control system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/033338
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
英幸 西本
優作 岡嶋
進太郎 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kokusai Electric Corp filed Critical Kokusai Electric Corp
Priority to TW113150612A priority Critical patent/TW202534837A/zh
Publication of WO2025158707A1 publication Critical patent/WO2025158707A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • H01L21/2003—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate
    • H01L21/2015—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate the substrate being of crystalline semiconductor material, e.g. lattice adaptation, heteroepitaxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering

Definitions

  • This disclosure relates to a temperature control system, a temperature control method, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate processing apparatus.
  • a specific process may be performed on a wafer (hereinafter also referred to as a substrate) (see, for example, Patent Documents 1 to 6). These documents describe technology for controlling the temperature of a processing chamber using an auxiliary heater that assists in heating a specific zone.
  • This disclosure provides technology that can suppress increases in the wire temperature of the auxiliary heater and ensure the life of the auxiliary heater.
  • a first heater provided to divide the processing chamber into zones and configured to heat the processing chamber in which the substrate is placed; a second heater that assists the first heater in heating a specific zone among the zones; a temperature sensor for detecting the temperature of the second heater; a control unit configured to limit an output of the second heater when the temperature detected by the temperature sensor is equal to or higher than a predetermined temperature that is lower than a target temperature, thereby making it possible to set the temperature inside the processing chamber to the target temperature;
  • a technique is provided that includes:
  • This disclosure makes it possible to suppress increases in the wire temperature of the auxiliary heater and ensure the life of the auxiliary heater.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a processing furnace of a substrate processing apparatus according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a front cross-sectional view showing a sub-heater and its surroundings of a substrate processing apparatus according to one aspect of the present disclosure.
  • 3A is a top view of a sub-heater of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure, and
  • FIG. 3B is a partial vertical cross-sectional view of the sub-heater shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a controller in a substrate processing apparatus according to one embodiment of the present disclosure, showing a control system of the controller in a block diagram.
  • 5A is a diagram showing a first mode of temperature control by the temperature control system of the present disclosure, FIG.
  • FIG. 5B is a diagram showing a second mode of temperature control by the temperature control system of the present disclosure
  • FIG. 5C is a diagram showing a third mode of temperature control by the temperature control system of the present disclosure
  • FIG. 6 is a block diagram of a temperature control system in a substrate processing apparatus according to one aspect of the present disclosure
  • 7A and 7B are diagrams illustrating a substrate processing sequence performed in a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure, and are graphs illustrating temperatures at each step of the substrate processing sequence.
  • the substrate processing apparatus 10 is configured as a processing apparatus (batch processing apparatus) that performs processing steps in an IC manufacturing method.
  • the processing furnace 12 is a heating section (heating mechanism) and has a heater 14 as a first heater.
  • the heater 14 is cylindrical and installed vertically.
  • a reaction tube 16 concentrically arranged inside the heater 14 constitutes a reaction vessel (processing vessel).
  • the reaction tube 16 is made of a heat-resistant material such as quartz (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC), and is cylindrical with a closed upper end and an open lower end.
  • a processing chamber 18 is formed in the hollow cylindrical portion of the reaction tube 16. The processing chamber 18 is configured to accommodate wafers 2 as substrates in a boat 20 (described later) in a horizontal position and aligned vertically in multiple stages.
  • a nozzle 22 is provided within the processing chamber 18, penetrating the lower part of the reaction tube 16.
  • the nozzle 22 is made of a heat-resistant material such as quartz or SiC.
  • a gas supply pipe 24a is connected to the nozzle 22.
  • the gas supply pipe 24a is provided with, from upstream to downstream, a mass flow controller (MFC) 26a, which is a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve 28a, which is an on-off valve.
  • MFC mass flow controller
  • a gas supply pipe 24b which supplies an inert gas, is connected to the gas supply pipe 24a downstream of the valve 28a.
  • the gas supply pipe 24b is provided with, from upstream to downstream, an MFC 26b and a valve 28b.
  • the gas supply pipe 24a, MFC 26a, and valve 28a mainly constitute a processing gas supply section, which is a processing gas supply system.
  • the gas supply pipe 24b, MFC 26b, and valve 28b mainly constitute an inert gas supply section, which is an inert gas supply system.
  • the nozzle 22 is installed in the annular space between the inner wall of the reaction tube 16 and the wafers 2, rising from the bottom to the top of the inner wall of the reaction tube 16 in the direction of wafer 2 arrangement. That is, the nozzle 22 is installed to the side of the wafer arrangement area where the wafers 2 are arranged, in an area that horizontally surrounds the wafer arrangement area, and runs along the wafer arrangement area.
  • the nozzle 22 is configured as a long, L-shaped nozzle, with its horizontal portion penetrating the lower sidewall of the reaction tube 16 and its vertical portion rising from at least one end of the wafer arrangement area to the other.
  • Gas supply holes 30 for supplying gas are provided on the side of the nozzle 22. Each gas supply hole 30 opens toward the center of the reaction tube 16 and is configured to supply gas toward the wafers 2.
  • a plurality of gas supply holes 30 are installed from the bottom to the top of the reaction tube 16, each with the same opening area and arranged at the same opening pitch.
  • the processing furnace 12 of this embodiment is not limited to the above embodiment.
  • a metal manifold that supports the reaction tube 16 may be provided below the reaction tube 16, and a nozzle may be provided to penetrate the side wall of the manifold.
  • the manifold may further be provided with an exhaust pipe 120, which will be described later.
  • the exhaust pipe 120 may be provided below the reaction tube 16, rather than on the manifold.
  • the furnace opening of the processing furnace 12 may be made of metal, and a nozzle or the like may be attached to this metal furnace opening. Multiple nozzles may also be provided.
  • the reaction tube 16 is provided with an exhaust pipe 120 that exhausts the atmosphere in the processing chamber 18.
  • a vacuum pump 36 which serves as a vacuum exhaust device, is connected to the exhaust pipe 120 via a pressure sensor 32, which serves as a pressure detector (pressure detection unit) that detects the pressure in the processing chamber 18, and an APC (Auto Pressure Controller) valve 34, which serves as a pressure regulator (pressure adjustment unit).
  • the APC valve 34 can evacuate and stop the vacuum evacuation of the processing chamber 18 by opening and closing the valve while the vacuum pump 36 is operating.
  • the APC valve 34 is configured to adjust the pressure in the processing chamber 18 by adjusting the valve opening based on pressure information detected by the pressure sensor 32 while the vacuum pump 36 is operating.
  • the exhaust system primarily consists of the exhaust pipe 120, APC valve 34, and pressure sensor 32.
  • the vacuum pump 36 may also be considered to be included in the exhaust system.
  • a seal cap 38 is provided as a furnace port cover that can airtightly close the lower end opening of the reaction tube 16.
  • the seal cap 38 is made of a metal such as SUS or stainless steel and is formed in a disk shape.
  • An O-ring 40 is provided on the upper surface of the seal cap 38 as a sealing member that abuts against the lower end of the reaction tube 16. If a manifold is provided below the reaction tube 16, O-rings 40 are provided between the reaction tube 16 and the manifold, and between the manifold and the seal cap 38, and the reaction tube 16, manifold, and seal cap 38 form the processing chamber 18.
  • the seal cap 38 is configured to abut against the lower end of the reaction tube 16 from below in the vertical direction, and is configured to be raised and lowered vertically by a boat elevator 46, which serves as an elevator mechanism installed vertically outside the reaction tube 16.
  • the boat elevator 46 is configured to be able to load and unload the boat 20 into and out of the processing chamber 18 by raising and lowering the seal cap 38.
  • the boat elevator 46 is configured as a transport device (transport mechanism) that transports the boat 20, i.e., the wafers 2, into and out of the processing chamber 18.
  • the boat 20, which serves as a substrate support, is configured to support multiple wafers 2 (e.g., 25 to 200 wafers 2) in a horizontal position, aligned vertically with their centers aligned, and in multiple stages.
  • the boat 20 is made of a heat-resistant material such as quartz or SiC.
  • Supported horizontally in multiple stages are heat insulating plates 48, each shaped like a disk with an outer diameter approximately equal to that of the wafer 2, below the lowest wafer 2 placed on the boat 20.
  • the heat insulating plates 48 are made of a material with low thermal capacity and high emissivity, such as quartz, silicon (Si), or SiC. This configuration facilitates absorption of radiant heat from the sub-heater 50, described in detail below.
  • a rotation mechanism 42 for rotating the boat 20 is installed on the opposite side of the seal cap 38 from the processing chamber 18.
  • the rotation mechanism 42 includes a housing 56 formed in a generally cylindrical shape with an open upper end and a closed lower end.
  • the housing 56 is concentrically arranged and fixed to the underside of the seal cap 38.
  • An elongated cylindrical inner shaft 58 is disposed vertically within the housing 56 and is fixedly supported by the closing wall of the housing 56.
  • a hollow disk-shaped outer shaft 60 is disposed concentrically within the housing 56.
  • the outer shaft 60 has a cylindrical shape with a diameter larger than the outer diameter of the inner shaft 58 and has a central insertion hole through which the sub-heater 50 is inserted at the upper end of the cylindrical shape.
  • the outer shaft 60 is rotatably supported by a pair of upper and lower inner bearings 62, 64 interposed between the inner shaft 58 and the outer shaft 60, and a pair of upper and lower outer bearings 66, 68 interposed between the outer shaft 60 and the housing 56.
  • the sub-heater 50 described in detail below, is inserted vertically inside the inner shaft 58.
  • a roughly cylindrical rotating shaft 54 is fixed to the upper surface of the outer shaft 60.
  • the lower end of the rotating shaft 54 has an outward flange shape and a through-hole formed in the center for the sub-heater 50 to pass through.
  • a roughly cylindrical base 96 is fixed to the upper end of the rotating shaft 54, on the upper surface of the seal cap 38, and has an outward flange shape and a through-hole formed in the center for the sub-heater 50 to pass through.
  • the base 96 is made of a heat-resistant material such as quartz or SiC.
  • An insulator holder 110 is fixed to the upper surface of the seal cap 38.
  • the insulator holder 110 is composed of a disk-shaped upper plate 112, a hollow disk-shaped lower plate 114 having an outer diameter the same as the upper plate 112 and an inner diameter larger than the base 96, and three holding posts 116 bridging the gap between the upper plate 112 and the lower plate 114.
  • a sub-heater (also called a cap heater) 50 which serves as an auxiliary heating unit (also called an auxiliary heating mechanism or auxiliary heater) and a second heater, is arranged.
  • quartz insulators 108 are arranged at equal intervals in holding grooves formed in each of the three holding posts 116.
  • the boat 20 is connected above the insulator holding portion 110 via a support 99. That is, the upper plate 112 and a disk-shaped boat plate 98 provided at the lower end of the boat 20 are connected by the support 99 provided coaxially.
  • the heater 14 is divided into, for example, five control zones: U, CU, C, CL, and L, from top to bottom.
  • the heater 14 is configured to heat each zone in the processing vessel to a target temperature.
  • the sub-heater 50 is configured to assist in heating a specific zone, for example, the lowest zone L, among the zones.
  • zone L is the zone in which the temperature detected by the temperature sensor 52 fluctuates the most, and is, for example, the zone most likely to become coldest. This allows the wafers 2 placed on the boat 20, located at the bottom, to be heated and raised to a predetermined temperature within a predetermined time (the temperature-raising step is executed).
  • the sub-heater 50 in addition to the heater 14 to heat the wafers 2 placed in a zone where the temperature is less likely to rise (for example, zone L), it is possible to raise the temperature to the target temperature without delay. This allows the temperature-raising time (the temperature-raising step) to be shortened without extending it.
  • the sub-heater 50 is configured to be provided near the wafer 2 located below this boat 20.
  • the sub-heater 50 is preferably installed in the zone where the wafer 2 located below the boat 20 is located, near the underside of the wafer 2.
  • the wafer 2 located at the bottom of the boat 20 can be heated and raised to a predetermined temperature (the temperature-raising step can be executed) in a predetermined time.
  • the "lowest” mentioned above refers to several to a dozen or so wafers 2 counting from the bottom of the wafers 2 held in the boat 20 (the first wafer 2 from the bottom).
  • Thermocouples 302 are provided on the inner wall of the heater 14 at positions corresponding to each zone.
  • Thermocouples 302 are heater thermocouples that detect the temperature of the heater 14 in each zone.
  • the temperature detected by thermocouple 302 will be referred to as the heater TC detected temperature.
  • this will be referred to as the heater temperature.
  • a temperature sensor 52 serving as a first temperature sensor is provided in the annular space between the inner wall of the reaction tube 16 and the wafer 2.
  • the temperature sensor 52 is configured in an L-shape, similar to the nozzle 22, and is provided along the inner wall of the reaction tube 16.
  • Thermocouples 303 are provided at positions corresponding to each zone of the temperature sensor 52.
  • the thermocouples 303 are cascade thermocouples, and detect the temperature of the processing chamber 18 formed within the reaction tube 16 in each zone.
  • the temperature detected by the thermocouple 303 will be referred to as the in-furnace TC detected temperature (in-furnace temperature).
  • the controller 200 which serves as the control unit and will be described later, is configured to adjust the amount of current flowing through each zone of the heater 14 and the amount of current flowing through the sub-heater 50 based on the temperature information detected by the thermocouples 302, 303, and 304 in each zone, and to control the temperature of the processing chamber 18 (furnace temperature) to the target temperature.
  • the sub-heater 50 has a support section 82 that extends vertically and a heat generating section 84 that is installed approximately horizontally relative to the support section 82.
  • the heating element 84 is formed in a roughly annular shape with a diameter smaller than the outer diameter of the wafer 2, and is configured to be supported horizontally on the support column 82 at the upper end of the support column 82. In other words, the heating element 84 is supported so that it is parallel to the wafer 2.
  • a heater wire 88 which is a resistive heating wire that constitutes the resistance heating element 146, a coil-shaped heating element, is enclosed inside the heating element 84.
  • the resistance heating element 146 is formed from, for example, an Fe-Cr-Al alloy or molybdenum disilicide. Both ends of the heater wire 88 are bent vertically downward at the connection between the support column 82 and the heating element 84 and are drawn into the interior of the support column 82.
  • a bulge 128 is formed at the upper end of the support column 82, with a cross-sectional area greater than the cross-sectional area of the lower portion, i.e., the cross-sectional area of the support column 82, and the heating section 84 is connected to the upper surface of the bulge 128.
  • the heating section 84 is configured in a ring shape with its start and end points at the upper surface of the bulge 128.
  • a temperature sensor 150 serving as a second temperature sensor for detecting the temperature of the sub-heater 50 is installed in the sub-heater 50, penetrating the support portion 82.
  • the temperature sensor 150 is curved horizontally at the top and has a roughly L-shaped cross section.
  • the temperature sensor 150 is formed from a tubular member, and a thermocouple 304 is attached to its internal tip.
  • the temperature sensor 150 bends and extends horizontally above the bulge portion 128, i.e., at the center of the annular portion 130, and is connected to the outer wall of the annular portion 130.
  • the horizontal portion of the temperature sensor 150 is formed so that it is parallel to the heat-generating portion 84.
  • the horizontal height position of the temperature sensor 150 is configured to be the height of the center of the diameter of the annular portion 130 when viewed in vertical cross section of the sub-heater 50.
  • the horizontal height position refers to the center of the diameter of the horizontal portion when the temperature sensor 150 is viewed in vertical cross section.
  • the thermocouple 304 of the temperature sensor 150 is installed near the outer wall of the annular portion 130 and is configured to detect the temperature of the sub-heater 50.
  • the controller 200 which is the control unit (control means), is configured as a computer equipped with a CPU (Central Processing Unit) 212, RAM (Random Access Memory) 214, storage device 216, and I/O port 218.
  • the RAM 214, storage device 216, and I/O port 218 are configured to be able to exchange data with the CPU 212 via an internal bus 220.
  • An input/output device 222 configured as, for example, a touch panel, is connected to the controller 200.
  • the storage device 216 is composed of, for example, flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), etc.
  • the storage device 216 stores readably control programs that control the operation of the substrate processing apparatus 10, process recipes that describe the procedures and conditions for substrate processing, which will be described later, and other data.
  • a process recipe is a combination of procedures in the substrate processing steps, which will be described later, that are executed by the controller 200 to obtain a predetermined result, and functions as a program.
  • these process recipes and control programs will be collectively referred to as simply a program (program product).
  • program When the term "program” is used in this specification, it refers to a program recorded on a computer-readable recording medium, and may include only a process recipe, only a control program, or both.
  • the RAM 214 is configured as a memory area (work area) in which programs, data, etc. read by the CPU 212 are temporarily stored.
  • the I/O port 218 is connected to the above-mentioned MFCs 26a, 26b, valves 28a, 28b, pressure sensor 32, APC valve 34, vacuum pump 36, heater 14, sub-heater 50, temperature sensors 52, 150, rotation mechanism 42, boat elevator 46, etc.
  • the CPU 212 is configured to read and execute a control program from the storage device 216, and to read a process recipe from the storage device 216 in response to input of operation commands from the input/output device 222, etc.
  • the CPU 212 is configured to control the flow rate adjustment of various gases by the MFCs 26a, 26b, the opening and closing of the valves 28a, 28b, the opening and closing of the APC valve 34 and the pressure adjustment by the APC valve 34 based on the pressure sensor 32, the start and stop of the vacuum pump 36, the temperature adjustment of the heater 14 and sub-heater 50 based on the temperature sensors 52, 150, the rotation and rotation speed adjustment of the boat 20 by the rotation mechanism 42, and the raising and lowering of the boat 20 by the boat elevator 46, etc.
  • the controller 200 can be configured by installing the above-mentioned program stored in an external storage device 224 (e.g., magnetic tape, magnetic disks such as flexible disks or hard disks, optical disks such as CDs or DVDs, or semiconductor memory such as USB memory or memory cards) onto a computer.
  • the storage device 216 and the external storage device 224 are configured as computer-readable recording media on which the program is recorded. Hereinafter, these will be collectively referred to as recording media.
  • recording media When the term recording media is used in this specification, it may include only the storage device 216, only the external storage device 224, or both.
  • the program may be provided to the computer using communication means such as the Internet or a dedicated line, without using the external storage device 224.
  • the term “wafer” can refer to the wafer itself, or to a laminate of the wafer and a specified layer or film formed on its surface.
  • the term “surface of a wafer” can refer to the surface of the wafer itself, or to the surface of a specified layer, etc., formed on the wafer.
  • the phrase “forming a specified layer on a wafer” can mean forming a specified layer directly on the surface of the wafer itself, or forming a specified layer on a layer, etc., formed on the wafer.
  • the word “substrate” is synonymous with the word "wafer”.
  • the vacuum pump 36 is kept in a constantly operating state at least until processing of the wafer 2 is completed.
  • the processing chamber 18 is heated by the heater 14 and sub-heater 50 to a predetermined temperature.
  • the amount of electricity supplied to the heater 14 is feedback-controlled based on the temperature information detected by the temperature sensor 52 so that the processing chamber 18 has a predetermined temperature distribution.
  • the amount of electricity supplied to the heater 14 is feedback-controlled based on the temperature information detected by each of the temperature sensors 52 and 150.
  • the amount of electricity supplied to the sub-heater 50 may be feedback-controlled based on the temperature information detected by the temperature sensor 150.
  • Heating of the processing chamber 18 by the heater 14 and sub-heater 50 continues at least until processing of the wafer 2 is completed. At this time, heating by the sub-heater 50 may be stopped. Since the sub-heater 50 is controlled separately from the heater 14, heating by the sub-heater 50 may be discontinued, and the wafer 2 in the processing chamber 18 may be heated solely by the heater 14.
  • the rotation mechanism 42 begins to rotate the boat 20 and wafers 2.
  • the rotation mechanism 42 rotates the boat 20, thereby rotating the wafers 2.
  • the insulator 108 and sub-heater 50 do not rotate.
  • the rotation mechanism 42 continues to rotate the boat 20 and wafers 2 at least until processing of the wafers 2 is completed.
  • the insulator holder 110 including the insulator 108 is fixed, but the rotation mechanism 42 may be configured to rotate the insulator holder 110 including the insulator 108 in the same manner as the boat 20.
  • the processing temperature in this specification means the temperature inside the furnace or the temperature inside the processing vessel (the temperature of the processing chamber 18).
  • valve 28a is opened to allow the raw material gas to flow into gas supply pipe 24a.
  • the raw material gas has its flow rate adjusted by MFC 26a, is supplied to processing chamber 18 via nozzle 22, and is exhausted from exhaust pipe 120.
  • the raw material gas is supplied to wafer 2.
  • valve 28b may be opened at the same time to allow an inert gas to flow into gas supply pipe 24b.
  • the inert gas has its flow rate adjusted by MFC 26b, is supplied to processing chamber 18 together with the raw material gas, and is exhausted from exhaust pipe 120.
  • valve 28a is closed and the supply of source gas is stopped.
  • the APC valve 34 remains open, and the processing chamber 18 is evacuated by the vacuum pump 36, and any source gas remaining in the processing chamber 18 that has not reacted or that has contributed to film formation is discharged from the processing chamber 18.
  • valve 28b may be opened and an inert gas may be supplied to the processing chamber 18. This can enhance the effectiveness of discharging any gas remaining in the processing chamber 18 from the processing chamber 18.
  • this embodiment shows an example in which a film is formed simply by supplying a raw material gas, but the film formation process is not limited to this form.
  • the raw material gas and a reactive gas may be supplied simultaneously, or the raw material gas and a reactive gas (not shown) may be supplied cyclically.
  • a container (not shown) may be provided for temporarily storing gas, and a predetermined amount of raw material gas may be stored in this container and released all at once to supply the raw material gas to the processing chamber 18.
  • controller 200 may also control the amount of electricity supplied to the sub-heater 50, which will be described later.
  • the wafer 2 in the process chamber 18 is heated by the heater 14 and the sub-heater 50 to a target temperature, which is an annealing temperature higher than the process temperature in the above-mentioned film formation process.
  • the valve 28b is opened, and an inert gas is supplied to the process chamber 18 via the nozzle 22 and exhausted through the exhaust pipe 120, thereby purging the process chamber 18.
  • the valve 28b is opened, and an inert gas is supplied from the gas supply pipe 24b to the process chamber 18 and exhausted from the exhaust pipe 120.
  • the inert gas acts as a purge gas. This purges the process chamber 18, and any gases or reaction by-products remaining in the process chamber 18 are removed from the process chamber 18 (purge). Thereafter, the atmosphere in the process chamber 18 is replaced with the inert gas (inert gas replacement), and the pressure in the process chamber 18 is returned to normal pressure (atmospheric pressure return).
  • an annealing process may be performed in the same processing furnace 12 (or processing chamber 18) following the film formation process.
  • the target temperature during the annealing process may be 800°C or higher.
  • the target temperature during the annealing process may have to be set higher than the specification temperature of the sub-heater 50.
  • the sub-heater 50 uses a wire with a smaller wire diameter than the heater 14, the temperature at which the sub-heater 50 can be controlled (specification temperature) is lower than that of the heater 14.
  • the wire temperature of the sub-heater 50 will rise significantly, accelerating deterioration of the wire of the sub-heater 50. As a result, the life of the sub-heater 50 will be shortened. Furthermore, because the sub-heater 50 is installed below the processing furnace 12 (or processing chamber 18), modifying the wire diameter to be larger (thicker) may require design changes to the components around the furnace throat. Furthermore, if the wire temperature is suppressed by limiting the maximum output of the heater 14 simply to extend the life of the sub-heater 50, the temperature rise time will be longer, resulting in poor throughput.
  • the controller 200 is configured to be able to perform temperature control in a temperature range higher than the specified temperature of the sub-heater 50 by selecting at least one of the temperature control methods shown in the following first to third aspects, or by combining the temperature control methods shown in the first to third aspects. Furthermore, needless to say, the controller 200 is configured to be able to control the heater 14, which heats the processing vessel inside which the wafer 2 is placed, and the sub-heater 50, which assists in heating specific zones, and is provided so as to be divided into zones. This makes it possible to suppress an increase in the wire temperature of the sub-heater 50 and suppress deterioration of the wire of the sub-heater 50.
  • controller 200 is configured to be able to heat each zone to the target temperature at each step by appropriately combining heating by both the heater 14 and the sub-heater 50, or heating by the heater 14 alone.
  • FIG. 5(A) shows a case in which the output of the sub-heater 50 is limited when the wire temperature of the sub-heater 50 is above a predetermined temperature.
  • FIG. 5(B) shows a case in which the temperature rise rate of the sub-heater 50 is reduced when the wire temperature of the sub-heater 50 is above a predetermined temperature.
  • FIG. 5(C) shows a case in which the start of output of the sub-heater 50 is delayed until the wire temperature of the sub-heater 50 reaches above a predetermined temperature.
  • the thin dashed line indicates the furnace temperature in the comparative example
  • the thick dashed line indicates the wire temperature in the comparative example.
  • the wire temperature of the sub-heater 50 may temporarily exceed the specified temperature that the sub-heater 50 can control before the furnace temperature reaches and stabilizes at the target temperature T1.
  • the controller 200 controls the sub-heater 50 to perform at least one of the following first to third aspects. Note that at least two of the following first to third aspects may be used in combination.
  • the controller 200 freely controls the output of the sub-heater 50, keeping it constant or varying it, without any particular restrictions, until the wire temperature detected by the temperature sensor 150 reaches a predetermined temperature T2 that is lower than the target temperature T1. Then, the controller 200 limits the output of the sub-heater 50 when the wire temperature of the sub-heater 50 reaches or exceeds the predetermined temperature T2. That is, the controller 200 controls the heater 14 and the sub-heater 50 so that the temperature inside the process vessel (the furnace temperature detected in each zone by the temperature sensor 52) reaches the target temperature T1, and limits the output of the sub-heater 50 when the temperature of the sub-heater 50 detected by the temperature sensor 150 reaches the predetermined temperature T2.
  • the controller 200 controls the output of the sub-heater 50 so that it is limited to, for example, 0 to 30% of the maximum output (100%) when the wire temperature is equal to or higher than the predetermined temperature T2 that is lower than the target temperature T1.
  • the heater temperature of zone L, the output value of the sub-heater 50, and the wire temperature of the sub-heater 50 have a predetermined relationship, which makes it possible to control the wire temperature of the sub-heater 50. As a result, as shown in Fig.
  • the peak value of the wire temperature of the sub-heater 50 can be made lower than the peak value of the wire temperature of the sub-heater 50 in the comparative example, thereby suppressing an increase in the wire temperature of the sub-heater 50 and suppressing deterioration of the wire of the sub-heater 50.
  • the temperature of the sub-heater 50 i.e., the temperature detected by the temperature sensor 150
  • a predetermined temperature T2 that is lower than the target temperature T1
  • an output limit value that limits the output of the sub-heater 50 is stored and maintained in advance in the storage device 216, etc.
  • the controller 200 when the temperature detected by the temperature sensor 150 reaches the predetermined temperature T2, if the output of the sub-heater 50 exceeds a preset output limit value, the controller 200 is configured to be able to control the output of the sub-heater 50 to be changed to below the output limit value. This makes it possible to suppress an increase in the wire temperature of the sub-heater 50 and reduce wear and tear on the wire of the sub-heater 50.
  • the controller 200 may vary the output of the sub-heater 50 from 0 or above to an output below a preset output limit value until the temperature detected by the temperature sensor 150 reaches the predetermined temperature T2 and the temperature of each zone detected by the temperature sensor 52 reaches the target temperature T1, or may keep the output constant at a preset output below the preset output limit value. This makes it possible to suppress an increase in the wire temperature of the sub-heater 50 and reduce wear and tear on the wire of the sub-heater 50.
  • the controller 200 may set the output of the sub-heater 50 to 0 from the time when the temperature detected by the temperature sensor 150 reaches the predetermined temperature T2 until the temperature of each zone detected by the temperature sensor 52 reaches the target temperature T1, or may fluctuate the output of the sub-heater 50 in a pulse output between 0 and a preset output that is greater than 0 but less than the output limit value. Even with this configuration, it is possible to suppress an increase in the wire temperature of the sub-heater 50 and reduce wear and tear on the wire of the sub-heater 50.
  • the controller 200 may control the output of the sub-heater 50 to fluctuate at or below the output when the predetermined temperature T2 is reached, until the temperature of each zone detected by the temperature sensor 52 reaches the target temperature T1. Even with this configuration, it is possible to suppress an increase in the wire temperature of the sub-heater 50 and reduce wear and tear on the wire of the sub-heater 50.
  • the controller 200 can heat using both the heater 14 and the sub-heater 50, as long as the output of the sub-heater 50 is equal to or lower than a preset output limit value. Therefore, according to the first aspect, the rise in the wire temperature of the sub-heater 50 can be suppressed, and wear and tear of the wire of the sub-heater 50 can be reduced, thereby extending the life of the sub-heater 50. Furthermore, by limiting the output of the sub-heater 50, it is expected that the effect of reducing the power load on the entire heater can be achieved.
  • the controller 200 sets the temperature rise rate of the sub-heater 50 lower than the temperature rise rate of the heater 14 in accordance with the wire temperature and the furnace temperature.
  • the controller 200 keeps the output of the sub-heater 50 constant until the wire temperature of the sub-heater 50 detected by the temperature sensor 150 reaches a predetermined temperature T2 that is lower than the target temperature T1. Then, when the wire temperature of the sub-heater 50 reaches or exceeds the predetermined temperature T2, the controller 200 sets the temperature rise rate of the sub-heater 50 lower than the temperature rise rate of the heater 14. As a result, as shown in FIG.
  • the peak value of the wire temperature of the sub-heater 50 can be made lower than the peak value of the wire temperature in the comparative example, thereby suppressing an increase in the wire temperature of the sub-heater 50 and suppressing deterioration of the wire of the sub-heater 50.
  • the temperature rise rate of the sub-heater 50 may be configured to be lower than the temperature rise rate of the heater 14 from the start of the temperature rise to the target temperature T1. Furthermore, since it is sufficient to suppress the rise in the wire temperature of the sub-heater 50, it is not necessary to set an output limit value above the predetermined temperature T2, as in the first embodiment.
  • the controller 200 delays the start of output of the sub-heater 50 from the start of output of the heater 14, depending on the wire temperature and the furnace temperature.
  • the controller 200 is configured to start output of the sub-heater 50 when the temperature of zone L detected by the temperature sensor 52 reaches a predetermined temperature T2.
  • the controller 200 is configured to fluctuate the output of the sub-heater 50 at an output equal to or less than a preset output limit value. In this manner, the time for turning off (zeroing) the output of the sub-heater 50 can be set. As a result, as shown in FIG.
  • the peak value of the wire temperature of the sub-heater 50 can be made lower than the peak value of the wire temperature in the comparative example, suppressing an increase in the wire temperature of the sub-heater 50 and suppressing deterioration of the wire of the sub-heater 50. Furthermore, limiting the time for output of the sub-heater 50 can be expected to reduce the overall power load on the heater.
  • the controller 200 may keep the output of the sub-heater 50 constant at an output equal to or less than a preset output limit value. Furthermore, as long as the rise in the wire temperature of the sub-heater 50 is suppressed, the output limit value does not have to be the same as the output limit value in the first mode.
  • Target Temperature indicates the target temperature T1 for each zone of the heater 14.
  • the target temperature T1 is input to the positive input terminal of the first subtractor.
  • In-furnace TC detected temperature indicates the in-furnace temperature measured by the temperature sensor 52 using the thermocouple 303 corresponding to each zone.
  • the in-furnace temperature detected by the temperature sensor 52 is input to the negative input terminal of the first subtractor. This controls the in-furnace temperature to the corresponding target temperature T1.
  • the first subtractor calculates the deviation between the target temperature T1 and the furnace temperature and outputs it to the PID calculation unit 1.
  • the deviation from the first subtractor is input to the PID calculation unit 1, which performs a known PID calculation.
  • the result of the PID calculation is input to the positive input terminal of the second subtractor.
  • thermocouple TC detected temperature indicates the heater temperature measured by the thermocouple 302 corresponding to each zone.
  • the heater temperature detected by the thermocouple 302 corresponding to each zone is input to the negative input terminal of the second subtractor. Note that for a specific zone among the zones, the temperature of the sub-heater 50 detected by the thermocouple 304 may be input to the negative input terminal of the second subtractor.
  • the second subtractor calculates the deviation between the calculation result of PID calculation unit 1 and the heater temperature, and outputs it to PID calculation unit 2.
  • PID calculation unit 2 receives the deviation from the second subtractor and performs a known PID calculation.
  • the PID parameters used in PID calculation unit 2 are different from those used in PID calculation unit 1.
  • the PID calculation result is output as the "operating amount.”
  • PID parameters used when performing PID calculations in PID calculation unit 1 and PID calculation unit 2 are adjustable.
  • the PID parameters are an example of "heating unit control parameters" in the technology disclosed herein.
  • PID calculation unit 1 and PID calculation unit 2 are configured to allow the PID parameters to be set arbitrarily.
  • the PID parameters are recorded in controller 200 as a recipe or a table associated with the recipe.
  • the "operation amount” indicates the value output as the control calculation result corresponding to the zone to be controlled. This value is converted into a control signal for heating the zone to be controlled by the heater 14 and output. If an output limit value for the sub-heater 50 is set as described above, the maximum value of this "operation amount" is set in advance, so the maximum value of the control signal for the sub-heater 50 may be limited.
  • the controller 200 that operates the temperature control system of the present disclosure is configured to perform control calculations in accordance with a control algorithm known as cascade control, and to control the furnace temperature so that it matches the corresponding target temperature T1.
  • step S101 standby step
  • the wafer 2 is maintained at a temperature (standby temperature) at which it waits before being loaded into the processing furnace 12 (or processing chamber 18).
  • this standby temperature is the same as the target temperature T0 as the film formation temperature.
  • the wafer 2 may be transported to the boat 20.
  • Step S102 is a step in which wafers 2 are loaded into the processing furnace 12 (or processing chamber 18).
  • the wafers 2 are loaded into the processing furnace 12 (or processing chamber 18) while held in the boat 20.
  • the temperatures of the boat 20 and wafers 2 are lower than the target temperature T0 at this point, and because the atmosphere outside the processing furnace 12 (room temperature) is introduced into the processing furnace 12 (or processing chamber 18) as a result of loading the wafers 2 into the processing furnace 12 (or processing chamber 18), the temperature inside the processing furnace 12 (or processing chamber 18) temporarily drops below the target temperature T0.
  • the temperature inside the furnace stabilizes at the target temperature T0 after a short period of time.
  • the target temperature T0 after loading the processing substrates into the processing furnace 12 (or processing chamber 18) and in the next step S103 are shown to be the same as in step S101; however, the target temperature after loading may differ depending on the requirements of step S103.
  • Step S103 is a step in which the furnace temperature is maintained at the target temperature T0 to perform a predetermined film formation process on wafer 2.
  • Step S104 is a step in which the temperature inside the furnace is raised from the target temperature T0 to the annealing temperature at which the annealing process is performed.
  • the controller 200 controls the heater 14 and the sub-heater 50 so that the temperature inside the furnace reaches a target temperature T1, which is an annealing temperature higher than the target temperature T0.
  • the controller 200 limits the output of the sub-heater 50.
  • Step S105 is a step in which the temperature inside the furnace is maintained at the target temperature T1 to perform the annealing process on wafer 2.
  • Step S106 is a step in which the annealed wafers 2 are removed from the processing furnace 12 (or processing chamber 18) together with the boat 20.
  • the processed wafers 2 are removed from the boat 20 and replaced with unprocessed wafers 2, and the series of steps S101 to S106 is repeated one or more times.
  • a predetermined temperature T2 which is lower than the target temperature T1
  • heating is performed without restriction by both the heater 14 and the sub-heater 50.
  • the output of the sub-heater 50 is limited, thereby preventing an excessive rise in the wire temperature of the sub-heater 50 and reducing wear and tear on the wire of the sub-heater 50. This ensures the long life of the sub-heater 50.
  • the sub-heater 50 assists in heating the heater 14 corresponding to a specific zone with large temperature fluctuations, it is expected that the in-plane temperature uniformity of the wafers 2 placed in each zone, including the specific zone, will be improved. Temperature uniformity between each zone can also be ensured.
  • the temperature inside the processing vessel corresponding to each zone can be raised to the target temperature T1 without delay. For example, there is no need to extend the temperature rise time (temperature rise step).
  • the temperature rise rate of the sub-heater 50 can be made smaller than the temperature rise rate of the heater 14, so even during high-temperature processing above the predetermined temperature T2, excessive increases in the wire temperature of the sub-heater 50 can be suppressed, reducing wear and tear on the wire of the sub-heater 50. This ensures the long life of the sub-heater 50.
  • heating by the sub-heater 50 can be started later than by the heater 14, which prevents the wire temperature of the sub-heater 50 from rising excessively even during high-temperature processing above the predetermined temperature T2, thereby reducing wear and tear on the wire of the sub-heater 50. This ensures the long life of the sub-heater 50.
  • each element is not limited to one, and multiple elements may exist.
  • this embodiment is applied during the temperature rise from the film formation process to the annealing process, but the present disclosure is not limited to this and can also be suitably applied when this embodiment is applied simply during the temperature rise from the film formation process to the annealing process.
  • a predetermined process is performed using a substrate processing apparatus that is a batch-type vertical apparatus that processes multiple substrates at a time.
  • the present disclosure is not limited to the above embodiment, and can be suitably applied, for example, to cases in which a predetermined process is performed using a single-wafer substrate processing apparatus that processes one or several substrates at a time.
  • an example was described in which a predetermined process is performed using a substrate processing apparatus that has a hot-wall type processing furnace.
  • the present disclosure is not limited to the above embodiment, and can be suitably applied to cases in which a predetermined process is performed using a substrate processing apparatus that has a cold-wall type processing furnace.
  • each process can be performed using the same processing procedures and conditions as the above-mentioned embodiments and modifications, and the same effects as the above-mentioned embodiments and modifications can be obtained.
  • the substrate processing apparatus is applicable not only to semiconductor manufacturing apparatus that manufacture semiconductors, but also to apparatus that process glass substrates, such as LCD (Liquid Crystal Display) apparatus.
  • substrate processing includes, for example, CVD, PVD, processes for forming oxide films and nitride films, processes for forming films containing metals, annealing processes, oxidation processes, nitriding processes, diffusion processes, etc.
  • the apparatus is also applicable to various types of substrate processing apparatus, such as exposure apparatuses, coating apparatuses, drying apparatuses, and heating apparatuses.

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Abstract

補助ヒータの素線温度の上昇を抑制し、補助ヒータの寿命を確保することが可能な技術を提供する。　各ゾーンに分割されるように設けられ、内部に基板が配置される処理容器を加熱する第１ヒータと、前記各ゾーンのうち特定のゾーンに対応する前記第１ヒータの加熱を補助する第２ヒータと、前記第２ヒータの温度を検出する温度センサと、前記温度センサにより検出される温度が目標温度より低い所定温度以上で、前記第２ヒータの出力を制限させることにより、前記処理容器内の温度を前記目標温度にすることが可能なように構成される制御部と、を備える。

Description

温度制御システム、温度制御方法、半導体装置の製造方法及び基板処理装置
　本開示は、温度制御システム、温度制御方法、半導体装置の製造方法及び基板処理装置に関する。
　半導体装置の製造工程の一工程として、ウエハ（以後、基板ともいう）上に所定の処理が行われることがある（例えば特許文献１乃至６参照）。これらの文献には、特定のゾーンの加熱を補助する補助ヒータを用いて、処理室の温度を制御する技術が記載されている。
国際公開第２０１６／１３５８７６号 国際公開第２０２０／２６１４６６号 国際公開第２０１９／０５３８０７号 特開２０１６－１５７９２３号公報 国際公開第２０２０／０２６４４５号 特開２０２０－０５７７９６号公報
　本開示は、補助ヒータの素線温度の上昇を抑制し、補助ヒータの寿命を確保することが可能な技術を提供する。
　本開示の一態様によれば、
　各ゾーンに分割されるように設けられ、内部に基板が配置される処理容器を加熱する第１ヒータと、
　前記各ゾーンのうち特定のゾーンに対応する前記第１ヒータの加熱を補助する第２ヒータと、
　前記第２ヒータの温度を検出する温度センサと、
　前記温度センサにより検出される温度が目標温度より低い所定温度以上で、前記第２ヒータの出力を制限させることにより、前記処理容器内の温度を前記目標温度にすることが可能なように構成される制御部と、
　を備える技術が提供される。
　本開示によれば、補助ヒータの素線温度の上昇を抑制し、補助ヒータの寿命を確保することが可能となる。
図１は、本開示の一態様に係る基板処理装置の処理炉の概略図である。 図２は、本開示の一態様に係る基板処理装置のサブヒータ及びその周辺部を示す正面断面図である。 図３（Ａ）は、本開示の一態様に係る基板処理装置のサブヒータの上面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すサブヒータの一部縦断面図である。 図４は、本開示の一態様に係る基板処理装置におけるコントローラの概略構成図であり、コントローラの制御系をブロック図で示す図である。 図５（Ａ）は、本開示の温度制御システムによる温度制御の第１態様を示す図である。図５（Ｂ）は、本開示の温度制御システムによる温度制御の第２態様を示す図である。図５（Ｃ）は、本開示の温度制御システムによる温度制御の第３態様を示す図である。 図６は、本開示の一態様に係る基板処理装置における温度制御システムのブロック図である。 図７（Ａ）は、本開示の一態様に係る基板処理装置で行われる基板処理シーケンスを説明するための図である。図７（Ｂ）は、本開示の一態様に係る基板処理装置で行われる基板処理シーケンスを説明するための図であり、基板処理シーケンスの各ステップにおける温度を示すグラフである。
（１）基板処理装置の構成
　以下、本開示の一態様について、主に図１～図７を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間において、実質的に同一の要素には同一の符号を付し、各要素が最初に登場した図面において当該要素の説明を行い、以降の図面では特に必要がない限りその説明を省略する。
　図１に示すように、本態様において、基板処理装置１０は、ＩＣの製造方法における処理工程を実施する処理装置（バッチ式処理装置）として構成されている。処理炉１２は、加熱部（加熱機構）であり第１ヒータとしてのヒータ１４を有する。ヒータ１４は円筒形状であり垂直に据え付けられている。
　ヒータ１４の内側には、ヒータ１４と同心円状に反応容器（処理容器）を構成する反応管１６が配設されている。反応管１６は、例えば石英（ＳｉＯ２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料から構成され、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。反応管１６の筒中空部には、処理室１８が形成されている。処理室１８は、基板としてのウエハ２を後述するボート２０によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。
　処理室１８内には、ノズル２２が、反応管１６の下部を貫通するように設けられている。ノズル２２は、例えば石英またはＳｉＣ等の耐熱性材料から構成される。ノズル２２には、ガス供給管２４ａが接続されている。ガス供給管２４ａには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２６ａおよび開閉弁であるバルブ２８ａが設けられている。ガス供給管２４ａのバルブ２８ａよりも下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管２４ｂが接続されている。ガス供給管２４ｂには、上流方向から順に、ＭＦＣ２６ｂおよびバルブ２８ｂが設けられている。主に、ガス供給管２４ａ、ＭＦＣ２６ａ、バルブ２８ａにより、処理ガス供給系である処理ガス供給部が構成される。主に、ガス供給管２４ｂ、ＭＦＣ２６ｂ、バルブ２８ｂにより、不活性ガス供給系である不活性ガス供給部が構成される。
　ノズル２２は、反応管１６の内壁とウエハ２との間における円環状の空間に、反応管１６の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２の配列方向上方に向かって立ち上がるように設けられている。すなわち、ノズル２２は、ウエハ２が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うように設けられている。ノズル２２は、Ｌ字型のロングノズルとして構成されており、その水平部は反応管１６の下部側壁を貫通するように設けられており、その垂直部は少なくともウエハ配列領域の一端側から他端側に向かって立ち上がるように設けられている。ノズル２２の側面には、ガスを供給するガス供給孔３０が設けられている。ガス供給孔３０は、反応管１６の中心を向くようにそれぞれ開口しており、ウエハ２に向けてガスを供給することが可能に構成されている。ガス供給孔３０は、反応管１６の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。
　但し、本態様の処理炉１２は上述の態様に限定されない。例えば、反応管１６の下方に、反応管１６を支持する金属製のマニホールドを設け、ノズルを、マニホールドの側壁を貫通するように設けてもよい。この場合、マニホールドに、後述する排気管１２０をさらに設けてもよい。この場合であっても、排気管１２０を、マニホールドではなく、反応管１６の下部に設けてもよい。このように、処理炉１２の炉口部を金属製とし、この金属製の炉口部にノズル等を取り付けてもよい。また、ノズルは複数本設けてもよい。
　反応管１６には、処理室１８の雰囲気を排気する排気管１２０が設けられている。排気管１２０には、処理室１８の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ３２および圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ３４を介して、真空排気装置としての真空ポンプ３６が接続されている。ＡＰＣバルブ３４は、真空ポンプ３６を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室１８内の真空排気および真空排気停止を行うことができる。更に、ＡＰＣバルブ３４は、真空ポンプ３６を作動させた状態で、圧力センサ３２により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室１８内の圧力を調整することができるように構成されているバルブである。主に、排気管１２０、ＡＰＣバルブ３４、圧力センサ３２により、排気系が構成される。真空ポンプ３６を排気系に含めて考えてもよい。
　反応管１６の下方には、反応管１６の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ３８が設けられている。シールキャップ３８は、例えばＳＵＳやステンレス等の金属により構成され、円盤状に形成されている。シールキャップ３８の上面には、反応管１６の下端と当接するシール部材としてのＯリング４０が設けられている。反応管１６の下方にマニホールドを設ける場合、反応管１６とマニホールドとの間と、マニホールドとシールキャップ３８との間にＯリング４０が設けられ、反応管１６とマニホールドとシールキャップ３８とにより処理室１８が形成される。
　シールキャップ３８は、反応管１６の下端に垂直方向下側から当接されるように構成されており、反応管１６の外部に垂直に設備された昇降機構としてのボートエレベータ４６によって垂直方向に昇降されるように構成されている。すなわち、ボートエレベータ４６は、シールキャップ３８を昇降させることで、ボート２０を処理室１８内外に搬入および搬出することが可能なように構成されている。言い換えれば、ボートエレベータ４６は、ボート２０すなわちウエハ２を、処理室１８内外に搬送する搬送装置（搬送機構）として構成されている。
　基板支持具としてのボート２０は、複数枚、例えば２５～２００枚のウエハ２を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持するように構成されている。ボート２０は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料から構成される。ボート２０に載置されるウエハ２のうち、最下方に位置するウエハ２の下部には、例えばウエハ２の外径と略等しい外径の円板形状に形成された断熱板４８が水平姿勢で多段に支持されている。断熱板４８は、熱容量が小さく、また、放射率が高い材料により形成され、例えば、石英、シリコン（Ｓｉ）、ＳｉＣ等により形成される。このように構成することにより、詳細には後述するサブヒータ５０からの輻射熱を吸収しやすくなるため、温度リカバリ時における、ウエハ２の温度応答性を改善する事が可能となり、リカバリ時間を短縮することができる。なお、本明細書における「２５～２００枚」のような数値範囲の表記は、下限値および上限値がその範囲に含まれることを意味する。よって、例えば、「２５～２００枚」とは「２５枚以上２００枚以下」を意味する。他の数値範囲についても同様である。
　シールキャップ３８の処理室１８と反対側には、ボート２０を回転させる回転機構４２が設置されている。回転機構４２は上端が開口で下端が閉塞の略円筒形状に形成されたハウジング５６を備えており、ハウジング５６はシールキャップ３８の下面に同心円に配置されて固定されている。ハウジング５６の内部には細長い円筒形状に形成された内軸５８が垂直方向に配置されて、ハウジング５６の閉塞壁によって固定的に支持されている。ハウジング５６の内部には、内軸５８の外径よりも大径の円筒形状であり、円筒形状の上端をサブヒータ５０が挿通する挿通穴が中央に形成された中空円盤形状に形成された外軸６０が同心円に配置されている。外軸６０は、内軸５８との間に介設された上下で一対の内側ベアリング６２、６４と、ハウジング５６との間に介設された上下で一対の外側ベアリング６６、６８とによって回転自在に支持されている。内軸５８の内側には、詳細には後述するサブヒータ５０が垂直に挿通されている。
　外軸６０の上面には下端が外向きフランジ形状であって、サブヒータ５０を貫通させる貫通穴が中心に形成された略円筒形状の回転軸５４が固定されている。回転軸５４の上端部であって、シールキャップ３８の上面には、外向きフランジ形状であって、サブヒータ５０を貫通させる貫通穴が中心に形成された略円筒形状の基体９６が固定されている。基体９６は、例えば、石英やＳｉＣ等の耐熱性材料から形成される。
　シールキャップ３８の上面には、断熱体保持部１１０が固定されている。断熱体保持部１１０は、円盤形状の上板１１２と、上板１１２と同じ大きさの外径と基体９６よりも大きい内径とを有する中空の円盤形状の下板１１４と、上板１１２と下板１１４との間に架橋された３本の保持柱１１６とで構成されている。上板１１２の下方には、補助加熱部（補助加熱機構、補助ヒータともいう）であり第２ヒータとしてのサブヒータ（キャップヒータともいう）５０が配置されている。サブヒータ５０の下方であって、３本の保持柱１１６にそれぞれ形成された保持溝には石英製の断熱体１０８が等間隔に配されている。
　断熱体保持部１１０の上方には、支柱９９を介してボート２０が接続されている。すなわち、上板１１２とボート２０の下端に設けられた円盤形状のボートプレート９８とが、同軸上に設けられた支柱９９によって接続されている。
　ヒータ１４は、上端側から下端側にかけて、例えば５つの制御ゾーンＵ、ＣＵ、Ｃ、ＣＬ、Ｌに分割されて構成されている。ヒータ１４は、処理容器内の各ゾーンを目標温度に加熱するように構成されている。また、サブヒータ５０は、各ゾーンのうち特定のゾーンとして、例えば、最下部のゾーンＬの加熱を補助するように構成されている。言い換えれば、ゾーンＬは、各ゾーンのうち温度センサ５２により検出される温度の変動が最も大きく、例えば、温度が最も低くなり易いゾーンである。これにより、ボート２０に載置されるウエハ２のうち、ボート２０の最下方に位置するウエハ２を加熱することができ、所定の温度に所定の時間に昇温(昇温ステップを実行)することができる。このように、ヒータ１４に加えてサブヒータ５０により加熱することにより、温度が高くなり難いゾーン（例えば、ゾーンＬ）に配置されているウエハ２を目標温度に遅滞なく昇温させることができる。これにより、昇温時間(昇温ステップ)を延長させずに、短くすることができる。
　ここで、ボート２０に載置されるウエハ２のうち、下方に位置するウエハ２が、ゾーンＣＵに配置される場合、後述するサブヒータ５０は、このボート２０の下方に位置するウエハ２の近傍に設けられるように構成される。すなわち、後述するサブヒータ５０は、ボート２０の下方に位置するウエハ２が配置されるゾーンであって、該ウエハ２の下側近傍に設置されるのが好ましい。これにより、ヒータ１４に加えてサブヒータ５０によりウエハ２を加熱することにより、ボート２０の最下方に位置するウエハ２を加熱することができ、所定の温度に所定の時間に昇温(昇温ステップを実行)することができる。ここで、上述の「最下方」というのは、ボート２０に保持されるウエハ２の最下端(下から１枚目のウエハ２)から数えて、数枚程度から十数枚程度のウエハ２のことを示す。
　ヒータ１４の内壁の、各ゾーンに対応する位置には、それぞれ熱電対３０２が設けられている。熱電対３０２は、ヒータ熱電対であり、各ゾーンにおけるヒータ１４の温度を検出する。以下において、熱電対３０２による検出温度をヒータＴＣ検出温度とする。以後、ヒータ温度と称する。
　反応管１６の内壁とウエハ２との間における円環状の空間に、第１温度センサとしての温度センサ５２が設けられている。温度センサ５２は、ノズル２２と同様にＬ字型に構成されており、反応管１６の内壁に沿って設けられている。温度センサ５２の各ゾーンに対応する位置には、それぞれ熱電対３０３が設けられている。熱電対３０３は、カスケード熱電対であり、各ゾーンにおける反応管１６内に形成される処理室１８の温度を検出する。以下において、熱電対３０３による検出温度を炉内ＴＣ検出温度（炉内温度）と称する。
　詳細には後述する制御部としてのコントローラ２００は、各ゾーンにおける熱電対３０２、熱電対３０３及び熱電対３０４により検出された温度情報に基づき、ヒータ１４における各ゾーンの通電具合とサブヒータ５０の通電具合を調整し、処理室１８の温度（炉内温度）が目標温度となるように制御するように構成されている。
　次に、本実施形態におけるサブヒータ５０の詳細について、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を用いて説明する。
　サブヒータ５０は垂直に延伸する支柱部８２と支柱部８２に対して略水平に設置された発熱部８４とを有する。
　発熱部８４はウエハ２の外径よりも小径の略環状に形成されており、支柱部８２の上端において支柱部８２に対して水平に支持された状態に構成されている。言い換えれば、発熱部８４はウエハ２と平行になるように支持されている。発熱部８４の内部には、コイル形状に形成された発熱体である抵抗発熱体１４６を構成する抵抗発熱線であるヒータ素線８８が封入されている。抵抗発熱体１４６は、例えば、Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ合金、二珪化モリブデン等により形成される。ヒータ素線８８の両端部は支柱部８２と発熱部８４との接続部分において垂直方向下向きに屈曲されて支柱部８２の内部に引き込まれている。
　支柱部８２の上端にはその下方の断面積、すなわち、支柱部８２の断面積よりも大きな断面積を有する膨らみ部１２８が形成されており、膨らみ部１２８の上面に発熱部８４が接続されている。発熱部８４は膨らみ部１２８の上面を始点と終点とする環状に構成されている。
　サブヒータ５０には、サブヒータ５０の温度を検出する第２温度センサとしての温度センサ１５０が、支柱部８２を貫通するように設置されている。温度センサ１５０は上方が水平方向に湾曲され、その断面が略Ｌ字状に形成されている。温度センサ１５０は、管状部材で形成されており、内部の先端には熱電対３０４が設けられている。温度センサ１５０は膨らみ部１２８上方、すなわち、環状部１３０の中央において水平方向に屈曲して延び、環状部１３０の外壁に接続されている。温度センサ１５０の水平部分は発熱部８４と平行になるように形成されている。また、温度センサ１５０の水平方向の高さ位置が、サブヒータ５０の縦断面視において環状部１３０の直径の中央位置の高さとなるように構成される。ここで、水平方向の高さ位置とは、温度センサ１５０を垂直方向に断面視した際の水平部分の径の中心位置のことである。温度センサ１５０の熱電対３０４は環状部１３０の外壁近傍に位置するように設置され、サブヒータ５０の温度を検出するように構成されている。
　図４に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ２００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２１４、記憶装置２１６、Ｉ／Ｏポート２１８を備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２１４、記憶装置２１６、Ｉ／Ｏポート２１８は、内部バス２２０を介して、ＣＰＵ２１２とデータ交換可能なように構成されている。コントローラ２００には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置２２２が接続されている。
　記憶装置２１６は、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２１６内には、基板処理装置１０の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２００に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラム（プログラム製品）ともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムであって、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。ＲＡＭ２１４は、ＣＰＵ２１２によって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
Ｉ／Ｏポート２１８は、上述のＭＦＣ２６ａ、２６ｂ、バルブ２８ａ、２８ｂ、圧力センサ３２、ＡＰＣバルブ３４、真空ポンプ３６、ヒータ１４、サブヒータ５０、温度センサ５２、１５０、回転機構４２、ボートエレベータ４６等に接続されている。
　ＣＰＵ２１２は、記憶装置２１６から制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置２２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２１６からプロセスレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ２１２は、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ２６ａ、２６ｂによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２８ａ、２８ｂの開閉動作、ＡＰＣバルブ３４の開閉動作および圧力センサ３２に基づくＡＰＣバルブ３４による圧力調整動作、真空ポンプ３６の起動および停止、温度センサ５２、１５０に基づくヒータ１４およびサブヒータ５０の温度調整動作、回転機構４２によるボート２０の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ４６によるボート２０の昇降動作等を制御するように構成されている。
　コントローラ２００は、外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２２４に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置２１６や外部記憶装置２２４は、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２１６単体のみを含む場合、外部記憶装置２２４単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置２２４を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
（２）基板処理工程
　次に、上述の基板処理装置１０を用い、半導体装置の製造工程の一工程として、ウエハ２上に膜を形成し（以下、成膜処理ともいう）、形成された膜をアニールする（以下、アニール処理ともいう）基板処理シーケンス例について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作はコントローラ２００により制御される。
　本明細書において用いる「ウエハ」という用語は、ウエハそのものを意味する場合や、ウエハとその表面上に形成された所定の層や膜との積層体を意味する場合がある。本明細書において用いる「ウエハの表面」という言葉は、ウエハそのものの表面を意味する場合や、ウエハ上に形成された所定の層等の表面を意味する場合がある。本明細書において「ウエハ上に所定の層を形成する」と記載した場合は、ウエハそのものの表面上に所定の層を直接形成することを意味する場合や、ウエハ上に形成されている層等の上に所定の層を形成することを意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。
　（ウエハチャージおよびボートロード）
　複数枚のウエハ２がボート２０に装填（ウエハチャージ）されると、ボート２０は、ボートエレベータ４６によって処理室１８に搬入（ボートロード）される。このとき、シールキャップ３８は、Ｏリング４０を介して反応管１６の下端を気密に閉塞（シール）した状態となる。
　（圧力調整および温度調整）
　処理室１８、すなわち、ウエハ２が存在する空間が所定の圧力（真空度）となるように、真空ポンプ３６によって真空排気（減圧排気）される。この際、処理室１８の圧力は、圧力センサ３２で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ３４が、フィードバック制御される。真空ポンプ３６は、少なくともウエハ２に対する処理が終了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。
　また、処理室１８の温度が所定の温度となるように、ヒータ１４およびサブヒータ５０によって加熱される。この際、処理室１８が所定の温度分布となるように、温度センサ５２が検出した温度情報に基づきヒータ１４への通電具合がフィードバック制御され、特定のゾーンに限っては、温度センサ５２、１５０のそれぞれが検出した温度情報に基づきヒータ１４への通電具合がフィードバック制御される。また、同時に温度センサ１５０が検出した温度情報に基づきサブヒータ５０への通電具合がフィードバック制御されるようにしてもよい。ヒータ１４およびサブヒータ５０による処理室１８の加熱は、少なくともウエハ２に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。なお、このとき、サブヒータ５０による加熱を停止させても良い。すなわち、サブヒータ５０はヒータ１４とは個別に制御されているため、サブヒータ５０による加熱を不実施とし、ヒータ１４単独で処理室１８のウエハ２を加熱するようにすることができる。
　また、回転機構４２によるボート２０およびウエハ２の回転を開始する。回転機構４２によりボート２０が回転されることで、ウエハ２が回転される。このとき、断熱体１０８およびサブヒータ５０は回転されないこととなる。回転機構４２によるボート２０およびウエハ２の回転は、少なくともウエハ２に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。なお、本実施形態では、断熱体１０８を含む断熱体保持部１１０が固定されているが、回転機構４２によりボート２０と同様に断熱体１０８を含む断熱体保持部１１０が回転するように構成してもよい。
　（成膜処理）
　処理室１８の温度が予め設定された処理温度に安定すると、処理室１８のウエハ２に対し、原料ガスを供給する。ここで、本明細書における処理温度とは、炉内温度または処理容器内の温度(処理室１８の温度)のことを意味する。
　具体的には、バルブ２８ａを開き、ガス供給管２４ａ内へ原料ガスを流す。原料ガスは、ＭＦＣ２６ａにより流量調整され、ノズル２２を介して処理室１８へ供給され、排気管１２０から排気される。このとき、ウエハ２に対して原料ガスが供給されることとなる。このとき、同時にバルブ２８ｂを開き、ガス供給管２４ｂ内へ不活性ガスを流すようにしてもよい。この場合、不活性ガスは、ＭＦＣ２６ｂにより流量調整され、原料ガスと一緒に処理室１８へ供給され、排気管１２０から排気される。
　そして、ウエハ２上へ原料元素を含む所定の膜を形成した後、バルブ２８ａを閉じ、原料ガスの供給を停止する。このとき、ＡＰＣバルブ３４は開いたままとして、真空ポンプ３６により処理室１８を真空排気し、処理室１８に残留する未反応もしくは膜の形成に寄与した後の原料ガスを処理室１８から排出する。このとき、バルブ２８ｂを開き、不活性ガスを処理室１８へ供給してもよい。これにより、処理室１８に残留するガスを処理室１８から排出する効果を高めることができる。
　上述のように、本実施形態では単に原料ガスを供給することにより膜を形成する例を示すが、成膜処理としては、この形態に限定されない。例えば、このとき、原料ガスと図示しない反応ガスを同時に供給してもよいし、原料ガスと図示しない反応ガスをサイクリックに供給してもよいのは言うまでもない。例えば、一時的にガスを溜めておく容器(図示しない)を有し、この容器に所定量の原料ガスを溜めておき、一気に放出するようにして処理室１８に原料ガスを供給するようにしてもよい。
　なお、上述の成膜処理を行う間、コントローラ２００は、後述するサブヒータ５０への通電具合を制御するようにしてもよい。
　（昇温）
　成膜処理が完了した後、すなわち、ウエハ２上へ所定の膜を形成した後、処理室１８のウエハ２が、上述した成膜処理における処理温度よりも高いアニール温度である目標温度となるように、ヒータ１４およびサブヒータ５０によって加熱される。このとき、バルブ２８ｂを開き、ノズル２２を介して処理室１８へ不活性ガスを供給し、排気管１２０から排気して、処理室１８をパージする。
　（アニール処理）
　処理室１８の温度が目標温度に到達して安定したら、処理室１８のウエハ２、すなわち、ウエハ２上に形成された所定の膜に対して熱処理（アニール）を行う。
　（パージおよび大気圧復帰）
　アニール処理が完了した後、バルブ２８ｂを開き、ガス供給管２４ｂから不活性ガスを処理室１８へ供給し、排気管１２０から排気する。不活性ガスはパージガスとして作用する。これにより、処理室１８がパージされ、処理室１８に残留するガスや反応副生成物が処理室１８から除去される（パージ）。その後、処理室１８の雰囲気が不活性ガスに置換され（不活性ガス置換）、処理室１８の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。
　（ボートアンロードおよびウエハディスチャージ）
　ボートエレベータ４６によりシールキャップ３８が下降され、反応管１６の下端が開口される。そして、処理済のウエハ２が、ボート２０に支持された状態で、反応管１６の下端から反応管１６の外部に搬出される（ボートアンロード）。処理済のウエハ２は、ボート２０より取出される（ウエハディスチャージ）。
　ここで、上述した基板処理工程のように、成膜処理に続いて、同じ処理炉１２内（もしくは処理室１８）アニール処理を行うことがある。このとき、成膜処理時の温度が、例えば５００～７００℃であれば、アニール処理を行う際の目標温度は、８００℃以上になる場合がある。このような基板処理工程において、アニール処理を行う際の目標温度は、サブヒータ５０の仕様温度よりも高く設定せざるを得ない場合がある。また、サブヒータ５０はヒータ１４よりも線径の小さい素線を使用しているために、サブヒータ５０の制御が可能とされる温度（仕様温度）はヒータ１４よりも低い。よって、サブヒータ５０が制御可能な仕様温度よりも高い温度で用いるとサブヒータ５０の温度である素線温度が著しく上昇し、サブヒータ５０の素線の劣化を早めてしまう。その結果として、サブヒータ５０の寿命が短くなる。また、サブヒータ５０は、処理炉１２内（もしくは処理室１８）の下方に設置されるために、素線の線径を大きく（太く）改造する場合、炉口部周辺の部品の設計変更を伴うことがある。更に、単にサブヒータ５０の寿命を延伸するために、ヒータ１４の最大出力を制限することにより素線温度を抑えた場合、昇温時間が長くなり、スループットが悪くなる。
　本開示の態様では、コントローラ２００が、次の第１態様～第３態様に示す温度制御方法を少なくとも一つを選択するか、もしくは、第１態様～第３態様に示す温度制御方法を組合せる等して、サブヒータ５０の仕様温度よりも高い温度帯での温度制御を実行することが可能に構成されている。また、言うまでもなく、コントローラ２００は、各ゾーンに分割されるように設けられ、内部にウエハ２が配置される処理容器内を加熱するヒータ１４と、特定のゾーンの加熱を補助するサブヒータ５０を制御することが可能なように構成されている。これにより、サブヒータ５０の素線温度の上昇を抑制して、サブヒータ５０の素線の劣化を抑制することができる。
　更に、コントローラ２００は、ヒータ１４とサブヒータ５０の両方による加熱、またはヒータ１４単独での加熱を適宜組合せて、各ゾーンの温度を各ステップで目標温度に加熱させることが可能なように構成されている。
　図５（Ａ）は、サブヒータ５０の素線温度が所定温度以上の場合に、サブヒータ５０の出力を制限する場合を示す。図５（Ｂ）は、サブヒータ５０の素線温度が所定温度以上の場合に、サブヒータ５０の昇温レートを低くする場合を示す。図５（Ｃ）は、サブヒータ５０の素線温度が所定温度以上になるまで、サブヒータの出力開始を遅らせる場合を示す。図５（Ａ）～図５（Ｃ）において、細い破線は比較例における炉内温度を示し、太い破線は比較例における素線温度を示し、上述した基板処理工程の昇温工程において、ヒータ１４に加えて、サブヒータ５０の出力を最大出力である１００％にして昇温した場合を示す。細い実線はそれぞれ第１態様～第３態様における炉内温度を示し、太い実線はそれぞれ第１態様～第３態様におけるサブヒータ５０の素線温度を示す。
　図５（Ａ）～図５（Ｃ）に示されているように、ヒータ１４に加えてサブヒータ５０の出力を１００％にした場合、炉内温度が目標温度Ｔ１に達して一定になるまでに、サブヒータ５０の素線温度が、サブヒータ５０が制御可能な仕様温度を超えて一時的に高くなる場合がある。コントローラ２００は、例えば、ゾーンＬの温度を目標温度Ｔ１に昇温させる際、以下の第１態様～第３態様のうち、少なくとも一つを実行するようにサブヒータ５０を制御する。なお、以下の第１態様～第３態様は、少なくともいずれか２つを組み合わせて用いても良い。
（第１態様）
　第１態様では、コントローラ２００は、温度センサ１５０により検出される素線温度が目標温度Ｔ１より低い所定温度Ｔ２までは、サブヒータ５０の出力を一定にさせたり、変動させたり、特に制限なく自由に制御する。そして、コントローラ２００は、サブヒータ５０の素線温度が所定温度Ｔ２以上になると、サブヒータ５０の出力を制限する。すなわち、コントローラ２００は、処理容器内の温度（温度センサ５２によりそれぞれのゾーンで検出される炉内温度）が目標温度Ｔ１となるように、ヒータ１４及びサブヒータ５０を制御して、温度センサ１５０により検出されるサブヒータ５０の温度が、所定温度Ｔ２になると、サブヒータ５０の出力を制限する。具体的には、例えば、コントローラ２００は、目標温度Ｔ１より低い所定温度Ｔ２以上では、サブヒータ５０の出力を、例えば最大出力（１００％）の０～３０％に制限するように制御する。なお、ゾーンＬのヒータ温度と、サブヒータ５０の出力値と、サブヒータ５０の素線温度は所定の関係式を有し、サブヒータ５０の素線温度を制御することができる。これにより、図５（Ａ）に示されるように、サブヒータ５０の素線温度のピーク値を、比較例におけるサブヒータ５０の素線温度のピーク値よりも低くすることができ、サブヒータ５０の素線温度の上昇を抑制して、サブヒータ５０の素線の劣化を抑制することができる。
　ここで、サブヒータ５０の温度、すなわち温度センサ１５０により検出された温度が、目標温度Ｔ１より低い所定温度Ｔ２以上の場合に、サブヒータ５０の出力を制限する出力制限値は、予め記憶装置２１６等に記憶して保持される。
　また、コントローラ２００は、温度センサ１５０により検出される温度が所定温度Ｔ２に到達したとき、サブヒータ５０の出力が予め設定された出力制限値を超えている場合、サブヒータ５０の出力を出力制限値以下に変更させるように制御することが可能なように構成されている。これにより、サブヒータ５０の素線温度の上昇を抑制でき、サブヒータ５０の素線の消耗劣化を低減することができる。
　また、コントローラ２００は、温度センサ１５０により検出される温度が所定温度Ｔ２に到達してから、温度センサ５２によりそれぞれ検出される各ゾーンの温度が目標温度Ｔ１になるまで、サブヒータ５０の出力を０以上から、予め設定された出力制限値以下の出力で変動させるようにしてもよいし、予め設定された出力制限値以下の予め設定された出力で一定にさせるようにしてもよい。これにより、サブヒータ５０の素線温度の上昇を抑制でき、サブヒータ５０の素線の消耗劣化を低減することができる。
　また、コントローラ２００は、温度センサ１５０により検出される温度が所定温度Ｔ２に到達してから、温度センサ５２によりそれぞれ検出される各ゾーンの温度が目標温度Ｔ１になるまで、サブヒータ５０の出力を０にさせるようにしてもよいし、サブヒータ５０の出力を０より大きく出力制限値以下の予め設定された出力と０出力との間のパルス出力で変動させるようにしてもよい。このような構成でも、サブヒータ５０の素線温度の上昇を抑制でき、サブヒータ５０の素線の消耗劣化を低減することができる。
　また、コントローラ２００は、温度センサ１５０により検出される温度が所定温度Ｔ２に到達したとき、サブヒータ５０の出力が、予め設定された出力制限値を超えていない場合、温度センサ５２によりそれぞれ検出される各ゾーンの温度が目標温度Ｔ１になるまで、サブヒータ５０の出力を所定温度Ｔ２に到達したときの出力以下で変動させるように制御するようにしてもよい。このような構成でも、サブヒータ５０の素線温度の上昇を抑制でき、サブヒータ５０の素線の消耗劣化を低減することができる。
　このように、コントローラ２００は、温度センサ１５０により検出される温度が所定温度Ｔ２以上では、サブヒータ５０の出力が、予め設定された出力制限値以下であれば、ヒータ１４とサブヒータ５０の両方により加熱することができる。よって、第１態様によれば、サブヒータ５０の素線温度の上昇を抑制でき、サブヒータ５０の素線の消耗劣化を低減することができるので、サブヒータ５０の寿命を延伸することができる。更に、サブヒータ５０の出力制限を行うことにより、ヒータ全体の電力負荷を抑える効果が期待できる。
（第２態様）
　第２態様では、コントローラ２００は、素線温度と炉内温度に応じてヒータ１４の昇温レートよりもサブヒータ５０の昇温レートを低くする。コントローラ２００は、温度センサ１５０により検出されるサブヒータ５０の素線温度が目標温度Ｔ１より低い所定温度Ｔ２までは、サブヒータ５０の出力を一定にさせる。そして、コントローラ２００は、サブヒータ５０の素線温度が所定温度Ｔ２以上になると、サブヒータ５０による昇温レートをヒータ１４による昇温レートより低くする。これにより、図５（Ｂ）に示されるように、サブヒータ５０の素線温度のピーク値を、比較例における素線温度のピーク値よりも低くすることができ、サブヒータ５０の素線温度の上昇を抑制して、サブヒータ５０の素線の劣化を抑制することができる。
　尚、第２態様では、目標温度Ｔ１への昇温開始からヒータ１４の昇温レートよりもサブヒータ５０の昇温レートを低くするよう構成してもよい。また、サブヒータ５０の素線温度の上昇が抑えられれば良いので、第１態様と同様に所定温度Ｔ２以上で出力制限値を設定しなくてもよい。
（第３態様）
　第３態様では、コントローラ２００は、素線温度と炉内温度に応じてヒータ１４の出力開始よりもサブヒータ５０の出力開始を遅らせる。一例として、コントローラ２００は、温度センサ５２により検出されるゾーンＬの温度が所定温度Ｔ２に到達したら、サブヒータ５０の出力を開始させるように構成されている。例えば、コントローラ２００は、サブヒータ５０の出力を、予め設定された出力制限値以下の出力で変動させるよう構成されている。このように、サブヒータ５０の出力をオフ（ゼロ）にする時間を設定することができる。これにより、図５（Ｃ）に示されるように、サブヒータ５０の素線温度のピーク値を、比較例における素線温度のピーク値よりも低くすることができ、サブヒータ５０の素線温度の上昇を抑制して、サブヒータ５０の素線の劣化を抑制することができる。更に、サブヒータ５０の出力する時間を制限することにより、ヒータ全体の電力負荷を抑える効果が期待できる。
　なお、このときコントローラ２００は、サブヒータ５０の出力を、予め設定された出力制限値以下の出力で一定にさせるようにしてもよい。また、サブヒータ５０の素線温度の上昇が抑えられれば良いので、第１態様における出力制限値と同じ値にしなくてもよい。
　次に、図６を用いて、本態様における温度制御のブロック図の一例について説明する。
　図６において、「目標温度」は、ヒータ１４の各ゾーンにおける目標温度Ｔ１を示す。目標温度Ｔ１は第１の減算器のプラス側入力端に入力される。
　「炉内ＴＣ検出温度」は、各ゾーンに対応する熱電対３０３により温度センサ５２が測定する炉内温度を示す。温度センサ５２により検出された炉内温度は、第１の減算器のマイナス側入力端に入力される。これによって、炉内温度が、対応する目標温度Ｔ１に制御される。
　第１の減算器は、目標温度Ｔ１と炉内温度との偏差を計算して、ＰＩＤ演算部１へ出力する。
　ＰＩＤ演算部１は、第１の減算器からの偏差が入力され、公知のＰＩＤ演算を実施する。ＰＩＤ演算結果は、第２の減算器のプラス側入力端に入力される。
　また、「ヒータＴＣ検出温度」は、各ゾーンに対応する熱電対３０２により測定するヒータ温度を示す。各ゾーンに対応する熱電対３０２により検出されたヒータ温度は、第２の減算器のマイナス側入力端に入力される。なお、各ゾーンのうち特定のゾーンについては、熱電対３０４により検出されたサブヒータ５０の温度が、第２の減算器のマイナス側入力端に入力されるようにしてもよい。
　第２の減算器は、ＰＩＤ演算部１の演算結果とヒータ温度との偏差を計算して、ＰＩＤ演算部２へ出力する。
　ＰＩＤ演算部２は、第２の減算器からの偏差が入力され、公知のＰＩＤ演算を実施する。ＰＩＤ演算部２で使用されるＰＩＤパラメータはＰＩＤ演算部１で使用されるものとは異なる別のものが使用される。ＰＩＤ演算結果は、「操作量」として出力される。
　なお、ＰＩＤ演算部１及びＰＩＤ演算部２においてＰＩＤ演算を行う際のＰＩＤパラメータは、調整可能であることが望ましい。ＰＩＤパラメータは、本開示の技術における「加熱部の制御パラメータ」の一例である。ＰＩＤ演算部１及びＰＩＤ演算部２は、ＰＩＤパラメータを任意に設定することができるように構成されている。ＰＩＤパラメータは、「目標温度」と同様に、コントローラ２００にレシピ、もしくはレシピに付随するテーブルとして記録される。
　「操作量」は、制御すべきゾーンに対応する制御演算結果として出力される値を示している。この値は、ヒータ１４の制御すべきゾーンを加熱するための制御信号へと変換され、出力されるように構成されている。上述のようにサブヒータ５０の出力制限値が設定されている場合、この「操作量」の最大値が予め設定されているため、サブヒータ５０の制御信号の最大値が制限されるようにしてもよい。
　以上で説明したように、本開示の温度制御システムを行うコントローラ２００は、いわゆるカスケード制御と呼ばれる制御アルゴリズムに従った制御演算を実行し、炉内温度が対応する目標温度Ｔ１へ一致するように、制御されるように構成されている。
　次に、基板処理装置１０で行われる基板処理シーケンスの一例について、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）を用いて説明する。
　ステップＳ１０１（待機ステップ）では、ウエハ２を処理炉１２内（もしくは処理室１８）に搬入する前の待機しておく時の温度（待機温度）に維持される。例えば、本実施形態では、この待機温度と成膜温度としての目標温度Ｔ０が同じである。なお、ステップＳ１０１では、例えば、ウエハ２が、ボート２０に搬送されるようにしてもよい。
　ステップＳ１０２（ボートロードステップ）は、ウエハ２を処理炉１２内（もしくは処理室１８）へ投入する処理を行うステップである。例えば、本実施形態では、ウエハ２はボート２０に保持された状態で処理炉１２内（もしくは処理室１８）へ投入される。このとき、ボート２０及びウエハ２の温度はこの時点で目標温度Ｔ０より低いため、かつ、ウエハ２を処理炉１２内（もしくは処理室１８）へ投入した結果、処理炉１２外の雰囲気（室温）が処理炉１２内（もしくは処理室１８）に導入されるため、処理炉１２内（もしくは処理室１８）の温度は一時的に目標温度Ｔ０より低くなる。その後、コントローラ２００による制御により炉内温度は、若干の時間を経て再び目標温度Ｔ０に安定する。本図では処理基板を処理炉１２内（もしくは処理室１８）へ投入した後、及び、次のステップＳ１０３の目標温度Ｔ０をステップＳ１０１と等しく図示されているが、ステップＳ１０３の要求条件に対応して投入後の目標温度が異なる場合もある。
　ステップＳ１０３（成膜処理ステップ）は、ウエハ２に所定の成膜処理を施すために炉内温度を目標温度Ｔ０で維持して成膜処理を行うステップである。
　ステップＳ１０４（昇温ステップ）は、炉内温度を目標温度Ｔ０からアニール処理を行うアニール温度に昇温するステップである。コントローラ２００は、成膜処理が施されたウエハ２にアニール処理を施すために、炉内温度を、目標温度Ｔ０よりも高いアニール温度としての目標温度Ｔ１となるようにヒータ１４とサブヒータ５０を制御する。このとき、コントローラ２００は、温度センサ１５０により検出されるサブヒータ５０の素線温度が目標温度Ｔ１より低い所定温度Ｔ２以上の場合では、サブヒータ５０の出力を制限する。
　ステップＳ１０５（アニール処理ステップ）は、ウエハ２にアニール処理を施すために炉内温度を目標温度Ｔ１に維持してアニール処理を行うステップである。
　ステップＳ１０６（ボートアンロードステップ）は、アニール処理が施されたウエハ２をボート２０と共に処理炉１２内（もしくは処理室１８）から引き出す処理を行うステップである。
　処理を施すべき未処理のウエハ２が残っている場合には、処理済ウエハ２をボート２０から退避させ、代わりに未処理ウエハ２と入れ替えられ、これらステップＳ１０１～Ｓ１０６の一連の処理が１回以上行われる。
＜効果＞
　本態様によれば、以下に示す１つ又は複数の効果が得られる。
　目標温度Ｔ１よりも低い所定温度Ｔ２までは、ヒータ１４とサブヒータ５０の両方により制限なく加熱させ、所定温度Ｔ２よりも高い高温処理時には、サブヒータ５０の出力を制限させることにより、サブヒータ５０の素線温度の過度な上昇を抑制し、サブヒータ５０の素線の消耗劣化を低減することができる。従い、サブヒータ５０の寿命を確保することができる。
　また、目標温度Ｔ１よりも低い所定温度Ｔ２までは、ヒータ１４とサブヒータ５０の両方により制限なく加熱させ、所定温度Ｔ２よりも高い高温処理時には、サブヒータ５０の出力を制限させることにより、所定温度Ｔ２のときには既にサブヒータ５０の出力が出力制限値を超えることがあっても、サブヒータ５０の素線温度の過度な上昇を抑制し、サブヒータ５０の素線の消耗劣化を低減することができる。従い、サブヒータ５０の寿命を確保することができる。
　更に、サブヒータ５０の出力制限を行うことにより、ヒータ全体の電力負荷を抑える効果が期待できる。
　また、サブヒータ５０により温度変動が大きい特定のゾーンに対応するヒータ１４の加熱を補助しているので、特定のゾーンを含む各ゾーンに配置されるウエハ２の面内温度均一性の向上が期待できる。また、各ゾーン間の温度均一性も確保することができる。
　また、ある特定の一部のゾーンをサブヒータ５０により加熱補助しているので、各ゾーンに対応する処理容器内の温度を遅滞なく目標温度Ｔ１に昇温させることができる。例えば、昇温時間(昇温ステップ)を延長させることがない。
　また、目標温度Ｔ１への昇温時、サブヒータ５０による昇温レートをヒータ１４の昇温レートより小さくすることができるため、所定温度Ｔ２よりも高い高温処理時にもサブヒータ５０の素線温度の過度な上昇を抑制し、サブヒータ５０の素線の消耗劣化を低減することができる。従い、サブヒータ５０の寿命を確保することができる。
　また、目標温度Ｔ１への昇温時、サブヒータ５０による加熱をヒータ１４より遅れて開始することができるため、所定温度Ｔ２よりも高い高温処理時にもサブヒータ５０の素線温度の過度な上昇を抑制し、サブヒータ５０の素線の消耗劣化を低減することができる。従い、サブヒータ５０の寿命を確保することができる。
　上述の態様や変形例は、適宜組み合わせて用いることができる。このときの処理手順、処理条件は、例えば、上述の態様や変形例の処理手順、処理条件と同様とすることができる。また、明細書中に特段の断りが無い限り、各要素は一つに限定されず、複数存在してもよい。
＜他の態様＞
　以上、本開示の態様を具体的に説明した。しかしながら、本開示は上述の態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
　例えば、上記態様では、成膜処理からアニール処理を行う昇温時において、本態様を適用する例について説明したが、本開示はこれに限定されず、単に、成膜処理を行う昇温時において、本態様を適用する場合、また、単にアニール処理を行う昇温時において、本態様を適用する場合にも、好適に適用できる。
　また、上記態様では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の縦型装置である基板処理装置を用いて所定の処理を行う例について説明した。本開示は上記態様に限定されず、例えば、一度に１枚または数枚の基板を処理する枚葉式の基板処理装置を用いて所定の処理を行う場合にも、好適に適用することができる。また、上記態様では、ホットウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて所定の処理を行う例について説明した。本開示は上記態様に限定されず、コールドウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて所定の処理を行う場合にも、好適に適用することができる。
　これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の態様や変形例と同様な処理手順、処理条件にて各処理を行うことができ、上述の態様や変形例と同様の効果が得られる。
　また、本開示の態様における基板処理装置は、半導体を製造する半導体製造装置だけではなく、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）装置の様なガラス基板を処理する装置でも適用可能である。また、基板に対する処理は、例えば、ＣＶＤ、ＰＶＤ、酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理、アニール処理、酸化処理、窒化処理、拡散処理等を含む。また、露光装置、塗布装置、乾燥装置、加熱装置等の各種基板処理装置にも適用可能であるのは言うまでもない。
　１４　　ヒータ（第１ヒータ）
　５０　　サブヒータ（第２ヒータ）
　５２　　温度センサ（第１温度センサ）
　１５０　温度センサ（第２温度センサ）
　２００　コントローラ（制御部）

Claims (20)

  1. 　各ゾーンに分割されるように設けられ、内部に基板が配置される処理容器を加熱する第１ヒータと、
    　前記各ゾーンのうち特定のゾーンに対応する前記第１ヒータの加熱を補助する第２ヒータと、
    　前記第２ヒータの温度を検出する温度センサと、
    　前記温度センサにより検出される温度が目標温度より低い所定温度以上で、前記第２ヒータの出力を制限させることにより、前記処理容器内の温度を前記目標温度にすることが可能なように構成される制御部と、
    　を備えた温度制御システム。
  2. 　前記制御部は、前記温度センサにより検出される温度が前記所定温度に到達したとき、前記第２ヒータの出力が予め設定された出力制限値を超えている場合、前記第２ヒータの出力を前記出力制限値以下に変更させるように構成されている請求項１記載の温度制御システム。
  3. 　前記制御部は、前記温度センサにより検出される温度が前記所定温度に到達してから、前記処理容器内の温度が前記目標温度になるまで、前記第２ヒータの出力を０以上から、予め設定された出力制限値以下の出力で変動させるよう構成されている請求項１記載の温度制御システム。
  4. 　前記制御部は、前記温度センサにより検出される温度が前記所定温度に到達してから、前記処理容器内の温度が前記目標温度になるまで、前記第２ヒータの出力を０以上から、予め設定された出力制限値以下の予め設定された出力で一定にさせるよう構成されている請求項１記載の温度制御システム。
  5. 　前記制御部は、前記温度センサにより検出される温度が前記所定温度に到達してから、前記処理容器内の温度が前記目標温度になるまで、前記第２ヒータの出力を０にさせるよう構成されている請求項４記載の温度制御システム。
  6. 　前記制御部は、前記温度センサにより検出される温度が前記所定温度に到達してから、前記処理容器内の温度が前記目標温度になるまで、前記第２ヒータの出力を０より大きく前記出力制限値以下の予め設定された出力と０出力との間のパルス出力で変動させるよう構成されている請求項３記載の温度制御システム。
  7. 　前記制御部は、前記温度センサにより検出される温度が前記所定温度に到達したとき、前記第２ヒータの出力が、予め設定された出力制限値を超えていない場合、前記処理容器内の温度が前記目標温度になるまで、前記第２ヒータの出力を前記所定温度に到達したときの出力以下で変動させるように構成されている請求項１記載の温度制御システム。
  8. 　前記制御部は、前記温度センサにより検出される温度が前記所定温度以上では、前記第２ヒータの出力が、予め設定された出力制限値以下であれば、前記第１ヒータと前記第２ヒータの両方により加熱させることが可能に構成されている請求項１から７のいずれか１項に記載の温度制御システム。
  9. 　前記制御部は、前記温度センサにより検出される温度が前記所定温度までは、前記第２ヒータの出力を一定にさせるように構成されている請求項１記載の温度制御システム。
  10. 　前記制御部は、前記第１ヒータと前記第２ヒータの両方による加熱、または前記第１ヒータ単独での加熱を組合せて、前記各ゾーンに対向する処理容器内の温度を前記目標温度に加熱させることが可能に構成されている請求項１記載の温度制御システム。
  11. 　前記制御部は、前記第１ヒータの出力を開始してから、前記第２ヒータの出力を開始するように構成されている請求項１０記載の温度制御システム。
  12. 　前記制御部は、前記温度センサにより検出される温度が前記所定温度に到達したとき、前記第２ヒータを出力させるように構成されている請求項１１記載の温度制御システム。
  13. 　前記制御部は、前記第２ヒータの出力を、予め設定された出力制限値以下の出力で変動させるよう構成されている請求項１２記載の温度制御システム。
  14. 　前記制御部は、前記第２ヒータの出力を、予め設定された出力制限値以下の出力で一定にさせるよう構成されている請求項１２記載の温度制御システム。
  15. 　前記制御部は、前記第２ヒータによる昇温レートを前記第１ヒータによる昇温レートより低くすることが可能に構成されている請求項１記載の温度制御システム。
  16. 　前記目標温度は、前記第２ヒータが制御可能な温度よりも高く設定されている請求項１５記載の温度制御システム。
  17. 　前記処理容器内の温度を検出する第１温度センサを設け、
    　前記特定のゾーンは各ゾーンのうち、前記第１温度センサにより検出される温度の変動が大きいゾーンである請求項１記載の温度制御システム。
  18. 　請求項１に記載の温度制御システムにより、前記処理容器内の温度を目標温度にする工程を有する温度制御方法。
  19. 　請求項１８に記載の温度制御方法により、前記目標温度を維持しつつ、前記基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法。
  20. 　各ゾーンに分割されるように設けられ、内部に基板が配置される処理容器を加熱する第１ヒータと、
    　前記各ゾーンのうち特定のゾーンに対応する前記第１ヒータの加熱を補助する第２ヒータと、
    　前記第２ヒータの温度を検出する温度センサと、
    　前記温度センサにより検出される温度が目標温度より低い所定温度以上で、前記第２ヒータの出力を制限させることにより、前記処理容器内の温度を前記目標温度にすることが可能なように構成される制御部と、
    　を有する基板処理装置。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09148315A (ja) * 1995-11-20 1997-06-06 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置及び処理装置
JP2004235425A (ja) * 2003-01-30 2004-08-19 Seiko Epson Corp 縦型炉および半導体装置の製造方法
JP2007243201A (ja) * 2006-03-01 2007-09-20 Aviza Technology Inc 横断流ライナを備えた熱加工装置
JP2010080818A (ja) * 2008-09-29 2010-04-08 Hitachi Kokusai Electric Inc 熱処理装置
JP2011044536A (ja) * 2009-08-20 2011-03-03 Hitachi Kokusai Electric Inc 熱処理装置の温度制御方法
JP2014029570A (ja) * 2012-07-31 2014-02-13 Hitachi Kokusai Electric Inc 温度制御方法および熱処理装置
JP2019145730A (ja) * 2018-02-23 2019-08-29 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、温度制御方法、半導体装置の製造方法及び温度制御プログラム
JP2020092163A (ja) * 2018-12-05 2020-06-11 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置及び半導体装置の製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09148315A (ja) * 1995-11-20 1997-06-06 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置及び処理装置
JP2004235425A (ja) * 2003-01-30 2004-08-19 Seiko Epson Corp 縦型炉および半導体装置の製造方法
JP2007243201A (ja) * 2006-03-01 2007-09-20 Aviza Technology Inc 横断流ライナを備えた熱加工装置
JP2010080818A (ja) * 2008-09-29 2010-04-08 Hitachi Kokusai Electric Inc 熱処理装置
JP2011044536A (ja) * 2009-08-20 2011-03-03 Hitachi Kokusai Electric Inc 熱処理装置の温度制御方法
JP2014029570A (ja) * 2012-07-31 2014-02-13 Hitachi Kokusai Electric Inc 温度制御方法および熱処理装置
JP2019145730A (ja) * 2018-02-23 2019-08-29 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、温度制御方法、半導体装置の製造方法及び温度制御プログラム
JP2020092163A (ja) * 2018-12-05 2020-06-11 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置及び半導体装置の製造方法

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