[发明专利]衬底处理装置、衬底处理装置的温度控制方法及衬底处理装置的加热方法

说明书

技术领域

本发明涉及进行扩散、CVD处理、并进行希望的热处理的衬底处理装置。

背景技术

在纵型热扩散装置、纵型减压CVD装置中，例如为了在处理衬底上形成薄膜而在热处理炉内收容衬底，通过规定的加热机构对热处理炉内进行加热。而且，多数情况下，通过设置在热处理炉中的温度传感器检测热处理炉内的温度，并根据其结果控制温度。

例如，专利文献1公开了一种半导体制造装置，即使发生伴随急速冷却的干扰也始终能够通过稳定的反馈控制对温度进行控制。在该半导体制造装置中，在进行升温工序及目标温度的维持时，利用设在对热处理炉内进行加热的加热器附近的热电偶(加热器热电偶)和设在热处理炉内部的均热管和反应管之间的热电偶(级联热电偶)进行基于级联控制循环的温度控制，使加热器的温度下降时，切换到仅利用级联热电偶的直接控制循环并进行温度控制。

专利文献1：日本特开2004-119804号公报

例如，一直以来，一般使用R型热电偶作为检测纵型热扩散装置的热处理炉内的温度的温度传感器。但是，在纵型热扩散装置、尤其是处理温度为高温(1000℃以上)的装置中，若使用R型热电偶，则存在热电偶早期发生断线的问题。这是由于，由于热电偶的+侧导线束和-侧导线束的热膨胀率的差，因而当高温时会产生伸长量的差，由此，热电偶发生变形，而且，由于反复升降温导致反复变形，导线束发生劣化而导致断线。而且，作为其他的主要原因， 由于在高温下进行使用，导致热电偶结晶肥大化，结晶粒界面处的强度变弱，导致断线。

而作为与R型热电偶相比耐热性优良的B型热电偶，其热电动势小，存在低温的测定困难的问题。

此外，R型热电偶及B型热电偶指的是JIS规格C1602所规定的热电偶。更具体来说，R型热电偶指的是作为+支腿的构成材料使用含铑13％的白金铑合金、作为-支腿的构成材料使用白金的热电偶。另外，B型热电偶指的是作为+支腿的构成材料使用含铑30％的白金铑合金、作为-支腿的构成材料使用含铑6％的白金铑合金的热电偶。

另外，例如，在使用放射温度计检测热处理炉内的温度的情况下，放射温度计通过波长来测定对象物的温度，所以，能够测定的温度范围有限。因此，为了实现大范围的温度测定，需要低温用放射温度计、高温用放射温度计等多种放射温度计。但是，在通过温度带对多种放射温度计进行切换控制的情况下，存在切换时的温度测定值及实施切换的温度附近的温度测定值变得不稳定的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种衬底处理装置，能够对利用温度传感器控制热处理时的不良情况进行抑制。

为了实现上述目的，本发明的衬底处理装置，具有：加热机构，其对收容衬底的处理室进行加热；第一温度检测机构，其利用第一热电偶对所述衬底附近的温度进行检测；第二温度检测机构，其利用第二热电偶对所述加热机构附近的温度进行检测；控制机构，其根据由所述第一温度检测机构检测的温度及由所述第二温度检测机构检测的温度对所述加热机构进行控制；控制切换机构，其根据由所述第一温度检测机构检测的温度及由所述第二温度检测机构检测的温度对所述控制机构进行控制，从而使所述控制机构对第一控制模式和第二控制模式进行切换，所述第一热电偶的耐热性比所述第 二热电偶的耐热性大，所述第二热电偶的温度检测性能比所述第一热电偶的温度检测性能高。

另外，本发明的衬底处理装置的温度控制方法，具有以下步骤：通过加热机构对收容衬底的处理室进行加热的步骤；通过利用第一热电偶的第一温度检测机构对所述衬底附近的温度进行检测的步骤；通过利用第二热电偶的第二温度检测机构对所述加热机构附近的温度进行检测的步骤；依据由所述第一温度检测机构或所述第二温度检测机构检测的温度，对第一控制模式和第二控制模式进行切换的步骤，其中，所述第一控制模式根据由所述第一温度检测机构检测的温度及由所述第二温度检测机构检测的温度对所述加热机构进行控制；所述第二控制模式根据由所述第二温度检测机构检测的温度对所述加热机构进行控制，所述第一热电偶的耐热性比所述第二热电偶的耐热性大，所述第二热电偶的温度检测性能比所述第一热电偶的温度检测性能高。