[发明专利]载置台装置、处理装置以及温度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于对半导体晶片等被处理体进行成膜处理等热处理的处理装置、和该处理装置使用的载置台装置以及温度控制方法。

背景技术

为了制造半导体集成电路，通常对半导体晶片等被处理体反复进行成膜处理、蚀刻处理、热扩散处理、改性处理等各种处理。

例如以对每一枚半导体晶片实施热处理的单张式的处理装置为例进行说明，在能够进行抽真空的处理容器内，例如将内装有由钼线构成的电阻加热器的载置台安装设置在从容器底部竖起的腿部的上端，并在该载置台上载置半导体晶片。然后，在这样将半导体晶片载置于载置台上的状态下，使规定的处理气体流入处理容器内同时将处理容器中保持为规定的减压环境。与此同时驱动电阻加热器将半导体晶片加热保持为规定的温度，来实施成膜处理等规定的处理。

上述载置台和支承该载置台的腿部，一直以来通常使用以铝合金为主的材料，然而众所周知，由于半导体晶片非常忌讳各种金属污染，因此提出采用比上述铝合金的金属污染程度少且耐热性优越的、例如AIN那样的陶瓷材料作为载置台或腿部的方案(例如，日本实开平3-128668号公报、日本特开平6-252055号公报)。

在上述专利文献中，在载置台背面的中央部连接一条中空状的腿部，在该中空状的腿部内容纳有对电阻加热器供电的供电线等必须的配线类。而且在上述载置台中心部的下表面侧设置热电偶，并且将载置台的电阻加热器上呈同心状设置多个、例如通过分割为两个从而能够相互独立控制的同心状的两个加热区域，基于设置在载置台中心部的上述热电偶的测量值，来个别地控制上述各加热区域的温度。

具体而言，例如以成膜处理为例，由于膜厚的面内均匀性最好的温度分布因加热半导体晶片的工艺温度而不同，因此在处理成品晶片之前，要预先求出依存于工艺温度的最佳温度分布的各加热器间的电流比或电压比，然后在实际处理成品晶片时，基于在上述热电偶的测量值对最内周的加热区域的温度进行反馈控制，而对除此以外的外侧的加热区域的温度，则是基于对应于工艺温度预先求出的对最内周加热区域的加热器的电流比或电压比来供给电力，由此进行所谓的开环控制。

然而，如上所述载置台和支承载置台的腿部，例如由AIN(氮化铝)等陶瓷材料构成，然而该陶瓷材料是脆性材料，因此有时以载置台的内外周间的温度分布为起因产生的热应力容易使该载置台破损。特别是在利用依存于工艺温度的电流比和电压比来控制载置台内外周的加热区域(加热器)的温度的方法中，存在易使陶瓷制的载置台等破损的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将被处理体载置在载置台上进行加热时，不易因热应力而破损的载置台装置以及搭载有该载置台装置的处理装置。

本发明的另一目的在于提供一种将被处理体载置在载置台上进行加热时，载置台不易因热应力而破损的温度控制方法。

本发明的再一目的在于提供一种存储有用于执行上述温度控制方法的程序的存储介质。

本发明人等对由陶瓷材料构成的载置台的破损进行锐意研究的结果发现，通过对利用电流比和电压比的温度控制进行比较，在利用电力比进行温度控制的情况下，能够将成为破损原因的内外周间的温度差限制到比较小的程度，由此做出了本发明。

即，根据本发明的第一观点，提供一种载置台装置，其特征在于，具备：载置台，其用于载置被处理体；加热机构，其具有多个加热器部，这些加热器部设置在上述载置台上呈同心状划分的多个加热区域的每个区域内；腿部，其连接于上述载置台的中心部，对上述载置台水平地进行支承；温度测量部，其与上述多个加热区域内的最内周的加热区域对应地设置；电源控制部，其基于上述温度测量部的测量值对上述最内周的加热器部的温度进行反馈控制，并且利用对上述最内周的加热器部的安全供给电力比，来控制向上述其他的加热器部供给的电力，其中该安全供给电力比是以使加热区域间的温度差处于上述载置台不破损的范围的方式决定的。

这样，在控制载置被处理体的载置台的温度时，基于温度测量部的测量值对上述最内周的加热器部的温度进行反馈控制，并且利用对最内周的加热器部的电力比(安全供给电力比)，来控制向上述其他的加热器部供给的电力，其中该电力比是以使载置台的各加热区域(加热器)的温度差处于上述载置台不破损的范围的方式决定的，由此抑制载置台的内外周间产生的温度差，因而能够防止载置台因应力而破损。

在这种情况下，上述安全供给电力比被设定为，使上述载置台的最内周的加热区域的温度为最低，具体而言，上述安全供给电力比被设定为，在上述载置台为对应直径300mm的被处理体的载置台时，将使上述最内周与最外周的加热区域间的温度差为33℃以内的电力比。