[發(fā)明專利]溫度檢測部、襯底處理裝置和半導(dǎo)體裝置的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410380519.7
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN104501977B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小杉哲也;上野正昭;山口英人
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社日立國際電氣
• 主分類號: G01K1/12
• 分類號: G01K1/12;G01K7/02;G01K7/04;H01L21/67
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所11256
• 代理人: 陳偉,李文嶼

本申請是申請?zhí)枮?01210246306.6、申請日為2012年07月13日、發(fā)明名稱為“溫度檢測裝置、襯底處理裝置和半導(dǎo)體裝置的制造方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及將被處理襯底收容到處理室中，在由加熱器加熱了的狀態(tài)下實(shí)施處理的熱處理技術(shù)，例如，為了對供安裝半導(dǎo)體集成電路裝置(所謂的半導(dǎo)體器件，以下稱為IC。)的半導(dǎo)體襯底(例如半導(dǎo)體晶片)實(shí)施氧化處理、擴(kuò)散處理，或者用于離子射入后的載體的活性化、平坦化的回流處理和退火處理，或基于熱CVD(Chemical Vapor Deposition，化學(xué)氣相沉積)反應(yīng)的成膜處理等熱處理而使用的溫度檢測裝置、襯底處理裝置、襯底處理方法、半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)

在IC的制造中，為了對襯底進(jìn)行熱處理，廣泛地使用批量式立式熱處理裝置。在以往的這種熱處理裝置的處理爐中，在上端封閉且下端開放的大致圓筒形的立式反應(yīng)管的內(nèi)部，將裝載有多張晶片的舟皿從下方插入，利用以圍繞反應(yīng)管的外側(cè)的方式設(shè)置的加熱器，對舟皿上的晶片進(jìn)行熱處理。在舟皿上，多張晶片以水平姿勢且晶片的中心彼此對齊的狀態(tài)呈多層地層疊并被保持。在反應(yīng)管與加熱器之間，設(shè)有上端封閉且下端開放的大致圓筒形的均熱管。均熱管用于使自加熱器輻射到晶片的熱變得均勻，以防止因部位不同而變得不均勻。

在反應(yīng)管與均熱管之間，設(shè)置用于檢測溫度的溫度檢測管，基于由該溫度檢測管檢測到的溫度，將加熱器輸出、即晶片溫度控制成規(guī)定的溫度。在溫度檢測管的內(nèi)部插入有作為溫度檢測元件的熱電偶， 熱電偶通過信號線與溫度控制部連接。在下述的專利文獻(xiàn)1中公開了在具有反應(yīng)管和加熱器的立式熱處理爐中，設(shè)置用于檢測處理爐的溫度的熱電偶的技術(shù)。

用圖12～圖15說明以往裝置的熱電偶的設(shè)置方法。圖12是表示以往的熱電偶的構(gòu)造的圖，是從處理爐的中心觀察位于反應(yīng)管與均熱管之間的熱電偶的圖。圖13是圖12的A-A剖視圖，是熱電偶的水平剖視圖。圖14是從側(cè)面觀察圖12的熱電偶的垂直剖視圖。圖15是表示以往的熱電偶的支承狀態(tài)的圖。在圖12的例子中，熱電偶存在具有熱電偶接合部423a的第一熱電偶、具有熱電偶接合部423b的第二熱電偶、具有熱電偶接合部423c的第三熱電偶、具有熱電偶接合部423d的第四熱電偶、具有熱電偶接合部423e的第五熱電偶這5對熱電偶。第一熱電偶和第四熱電偶插入保護(hù)管431a內(nèi)，第二熱電偶和第五熱電偶插入保護(hù)管431b內(nèi)，第三熱電偶插入保護(hù)管431c內(nèi)。

第一熱電偶用于處理爐的最上部的加熱器(U熔區(qū)加熱器)的溫度檢測，第二熱電偶用于U熔區(qū)加熱器的正下方的加熱器(CU熔區(qū)加熱器)的溫度檢測，第三熱電偶用于CU熔區(qū)加熱器的正下方的加熱器(C熔區(qū)加熱器)的溫度檢測，第四熱電偶用于C熔區(qū)加熱器的正下方的加熱器(CL熔區(qū)加熱器)的溫度檢測，第五熱電偶用于處理爐的最下部的加熱器(L熔區(qū)加熱器)的溫度檢測。

如圖12的A-A剖視圖即圖13所示，在保護(hù)管431a內(nèi)，第四熱電偶位于前方(處理爐的中心側(cè))，第一熱電偶位于后方。此外，在保護(hù)管431b內(nèi)，第五熱電偶位于前方，第二熱電偶位于后方。第一熱電偶的絕緣管432a的截面是長圓形，貫穿有2個(gè)孔，在該孔中以穿通的方式收容有正極側(cè)的熱電偶線材421a和負(fù)極側(cè)的熱電偶線材422a。第二熱電偶～第五熱電偶的絕緣管432b～432e也同樣。熱電偶線材是將溫度轉(zhuǎn)換為熱電動勢的熱電偶的線材部分。

第一熱電偶由正極側(cè)的熱電偶線材421a和負(fù)極側(cè)的熱電偶線材422a、在熱電偶線材421a和熱電偶線材422a的頂端部將其接合而成的熱電偶接合部423a、用于使熱電偶線材421a和熱電偶線材422a彼 此絕緣的絕緣管432a、封閉絕緣管432a的上端的蓋434a等構(gòu)成。