特許 6358977 熱処理装置、熱処理方法、及び、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6358977

(24)【登録日】2018年6月29日

(45)【発行日】2018年7月18日

(54)【発明の名称】熱処理装置、熱処理方法、及び、プログラム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20180709BHJP

   C23C 16/46 20060101ALI20180709BHJP

   H01L 21/22 20060101ALI20180709BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20180709BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20180709BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/205

   C23C16/46

   H01L21/22 511A

   H01L21/02 Z

   H01L21/31 E

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-74088(P2015-74088)

(22)【出願日】2015年3月31日

(65)【公開番号】特開2016-195167(P2016-195167A)

(43)【公開日】2016年11月17日

【審査請求日】2017年9月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(72)【発明者】

【氏名】山口 達也

(72)【発明者】

【氏名】吉井 弘治

(72)【発明者】

【氏名】庄司 正文

【審査官】 正山 旭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２０７２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２０７１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１６１６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２５２２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０４３３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６０２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３０８０８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１８１５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１４１３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３３４８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０１６８４４２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２３２９６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０２２６９３３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｃ２３Ｃ １６／４６

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／２２

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数枚の被処理体を収容する処理室内を加熱する加熱手段と、
前記処理室内に前記複数枚の被処理体を収容してから、該複数枚の被処理体が所定温度になるまでの処理室内の温度及び時間を示す降温レートモデルを記憶する降温レートモデル記憶手段と、
前記降温レートモデル記憶手段に記憶された降温レートモデルを設定し、前記処理室内を当該降温レートモデルに示す温度及び時間にする熱処理実行手段と、を備え、
前記降温レートモデル記憶手段には、降温レートが異なる複数の降温レートモデルが記憶され、
前記処理室は複数のゾーンに区分けされ、該ゾーン毎に前記降温レートモデルを設定可能であり、
前記熱処理実行手段は、少なくとも、前記処理室内に収容された被処理体が加熱されやすいゾーンに降温レートが速い降温レートモデルを設定する、または、前記処理室内に収容された被処理体が加熱されにくいゾーンに降温レートが遅い降温レートモデルを設定して、前記処理室内に収容された複数枚の被処理体を加熱する、ことを特徴とする熱処理装置。

【請求項2】

前記熱処理実行手段は、前記処理室内の上部ゾーンに降温レートが最も速い降温レートモデルを設定し、前記処理室内の下部ゾーン側に進むにしたがって、降温レートが遅い降温レートモデルを設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。

【請求項3】

前記熱処理実行手段は、前記ゾーン毎に異なる降温レートモデルを設定する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の熱処理装置。

【請求項4】

複数枚の被処理体を収容する処理室内を加熱する加熱工程と、
前記処理室内に前記複数枚の被処理体を収容してから、該複数枚の被処理体が所定温度になるまでの処理室内の温度及び時間を示す降温レートモデルを記憶する降温レートモデル記憶工程と、
前記降温レートモデル記憶工程で記憶された降温レートモデルを設定し、前記処理室内を当該降温レートモデルに示す温度及び時間にする熱処理実行工程と、を備え、
前記降温レートモデル記憶工程では、降温レートが異なる複数の降温レートモデルが記憶され、
前記処理室は複数のゾーンに区分けされ、該ゾーン毎に前記降温レートモデルを設定可能であり、
前記熱処理実行工程では、少なくとも、前記処理室内に収容された被処理体が加熱されやすいゾーンに降温レートが速い降温レートモデルを設定する、または、前記処理室内に収容された被処理体が加熱されにくいゾーンに降温レートが遅い降温レートモデルを設定して、前記処理室内に収容された複数枚の被処理体を加熱する、ことを特徴とする熱処理方法。

【請求項5】

コンピュータを
複数枚の被処理体を収容する処理室内に前記複数枚の被処理体を収容してから、該複数枚の被処理体が所定温度になるまでの処理室内の温度及び時間を示す降温レートモデルを記憶する降温レートモデル記憶手段、
前記降温レートモデル記憶手段に記憶された降温レートモデルを設定し、前記処理室内を加熱する加熱手段を制御して前記処理室内を当該降温レートモデルに示す温度及び時間にする熱処理実行手段、
として機能させ、
前記降温レートモデル記憶手段には、降温レートが異なる複数の降温レートモデルが記憶され、
前記処理室は複数のゾーンに区分けされ、該ゾーン毎に前記降温レートモデルを設定可能であり、
前記熱処理実行手段は、少なくとも、前記処理室内に収容された被処理体が加熱されやすいゾーンに降温レートが速い降温レートモデルを設定する、または、前記処理室内に収容された被処理体が加熱されにくいゾーンに降温レートが遅い降温レートモデルを設定して、前記処理室内に収容された複数枚の被処理体を加熱する、ことを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ウエハ等の被処理体を処理する熱処理装置、熱処理方法、及び、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の製造工程では、多数枚の被処理体、例えば、半導体ウエハの成膜処理、酸化処理あるいは拡散処理などを一括して行うバッチ式の熱処理装置が用いられている。バッチ式の熱処理装置では、例えば、効率的に半導体ウエハを成膜することが可能であるが、処理容器内の温度安定までに長期間がかかるという問題がある。

【0003】

このような問題を解決するため、例えば、特許文献１には、ウエハボート搬入時には目標温度とは異なる温度設定値を出力し、ウエハボート搬入終了時あるいはその前後で温度設定値を目標温度に対応する第２の温度設定値に向かって変化させる熱処理方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−３３４８４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、処理容器内にウエハボートが搬入されることにより複数の半導体ウエハが処理容器内にロードされた状態で、処理容器内を所定の温度に加熱しても、処理容器内の上部領域と下部領域とに収容された半導体ウエハの温度に差が生じやすいという問題がある。このため、処理容器内に収容される半導体ウエハの面間温度差を低減することができる熱処理装置が望まれている。

【0006】

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、被処理体の面間温度差を低減することができる熱処理装置、熱処理方法、および、プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点にかかる熱処理装置は、
複数枚の被処理体を収容する処理室内を加熱する加熱手段と、
前記処理室内に前記複数枚の被処理体を収容してから、該複数枚の被処理体が所定温度になるまでの処理室内の温度及び時間を示す降温レートモデルを記憶する降温レートモデル記憶手段と、
前記降温レートモデル記憶手段に記憶された降温レートモデルを設定し、前記処理室内を当該降温レートモデルに示す温度及び時間にする熱処理実行手段と、を備え、
前記降温レートモデル記憶手段には、降温レートが異なる複数の降温レートモデルが記憶され、
前記処理室は複数のゾーンに区分けされ、該ゾーン毎に前記降温レートモデルを設定可能であり、
前記熱処理実行手段は、少なくとも、前記処理室内に収容された被処理体が加熱されやすいゾーンに降温レートが速い降温レートモデルを設定する、または、前記処理室内に収容された被処理体が加熱されにくいゾーンに降温レートが遅い降温レートモデルを設定して、前記処理室内に収容された複数枚の被処理体を加熱する、ことを特徴とする。

【0008】

前記熱処理実行手段は、例えば、前記処理室内の上部ゾーンに降温レートが最も速い降温レートモデルを設定し、前記処理室内の下部ゾーン側に進むにしたがって、降温レートが遅い降温レートモデルを設定する。

【0009】

前記熱処理実行手段は、例えば、前記ゾーン毎に異なる降温レートモデルを設定する。

【0010】

本発明の第２の観点にかかる熱処理方法は、
複数枚の被処理体を収容する処理室内を加熱する加熱工程と、
前記処理室内に前記複数枚の被処理体を収容してから、該複数枚の被処理体が所定温度になるまでの処理室内の温度及び時間を示す降温レートモデルを記憶する降温レートモデル記憶工程と、
前記降温レートモデル記憶工程で記憶された降温レートモデルを設定し、前記処理室内を当該降温レートモデルに示す温度及び時間にする熱処理実行工程と、を備え、
前記降温レートモデル記憶工程では、降温レートが異なる複数の降温レートモデルが記憶され、
前記処理室は複数のゾーンに区分けされ、該ゾーン毎に前記降温レートモデルを設定可能であり、
前記熱処理実行工程では、少なくとも、前記処理室内に収容された被処理体が加熱されやすいゾーンに降温レートが速い降温レートモデルを設定する、または、前記処理室内に収容された被処理体が加熱されにくいゾーンに降温レートが遅い降温レートモデルを設定して、前記処理室内に収容された複数枚の被処理体を加熱する、ことを特徴とする。

【0011】

本発明の第３の観点にかかるプログラムは、
コンピュータを
複数枚の被処理体を収容する処理室内に前記複数枚の被処理体を収容してから、該複数枚の被処理体が所定温度になるまでの処理室内の温度及び時間を示す降温レートモデルを記憶する降温レートモデル記憶手段、
前記降温レートモデル記憶手段に記憶された降温レートモデルを設定し、前記処理室内を加熱する加熱手段を制御して前記処理室内を当該降温レートモデルに示す温度及び時間にする熱処理実行手段、
として機能させ、
前記降温レートモデル記憶手段には、降温レートが異なる複数の降温レートモデルが記憶され、
前記処理室は複数のゾーンに区分けされ、該ゾーン毎に前記降温レートモデルを設定可能であり、
前記熱処理実行手段は、少なくとも、前記処理室内に収容された被処理体が加熱されやすいゾーンに降温レートが速い降温レートモデルを設定する、または、前記処理室内に収容された被処理体が加熱されにくいゾーンに降温レートが遅い降温レートモデルを設定して、前記処理室内に収容された複数枚の被処理体を加熱する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、被処理体の面間温度差を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態に係る熱処理装置の構造を示す図である。

【図2】反応管内のゾーンを示す図である。

【図3】図１の制御部の構成例を示す図である。

【図4】降温レートモデルの一例を示す図である。

【図5】熱処理を説明するためのフローチャートである。

【図6】本実施の形態における各ゾーンの半導体ウエハの温度とロード後の時間との関係を示す図である。

【図7】従来の各ゾーンの半導体ウエハの温度とロード後の時間との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の熱処理装置、熱処理方法、および、プログラムを、図１に示すバッチ式の縦型の熱処理装置に適用した場合を例に本実施の形態を説明する。

【0015】

図１に示すように、本実施の形態の熱処理装置１は、略円筒状で有天井の反応管２を備えている。反応管２は、その長手方向が垂直方向に向くように配置されている。反応管２は、耐熱及び耐腐食性に優れた材料、例えば、石英により形成されている。

【0016】

反応管２の下側には、略円筒状のマニホールド３が設けられている。マニホールド３は、その上端が反応管２の下端と気密に接合されている。マニホールド３には、反応管２内のガスを排気するための排気管４が気密に接続されている。排気管４には、バルブ、真空ポンプなどからなる圧力調整部５が設けられており、反応管２内を所望の圧力（真空度）に調整する。

【0017】

マニホールド３（反応管２）の下方には、蓋体６が配置されている。蓋体６は、ボートエレベータ７により上下動可能に構成され、ボートエレベータ７により蓋体６が上昇するとマニホールド３（反応管２）の下方側（炉口部分）が閉鎖され、ボートエレベータ７により蓋体６が下降すると反応管２の下方側（炉口部分）が開口されるように配置されている。

【0018】

蓋体６の上部には、保温筒（断熱体）８を介して、ウエハボート９が設けられている。ウエハボート９は、被処理体、例えば、半導体ウエハＷを収容（保持）するウエハ保持具であり、本実施の形態では、半導体ウエハＷが垂直方向に所定の間隔をおいて複数枚、例えば、１５０枚収容可能に構成されている。そして、ウエハボート９に半導体ウエハＷを収容し、ボートエレベータ７により蓋体６を上昇させることにより、半導体ウエハＷが反応管２内にロードされる。

【0019】

反応管２の周囲には、反応管２を取り囲むように、例えば、抵抗発熱体からなるヒータ部１０が設けられている。このヒータ部１０により反応管２の内部が所定の温度に加熱され、この結果、半導体ウエハＷが所定の温度に加熱される。ヒータ部１０は、例えば、５段に配置されたヒータ１１〜１５から構成され、ヒータ１１〜１５には、それぞれヒータコントローラ１６〜２０が接続されている。このため、このヒータコントローラ１６〜２０にそれぞれ独立して電力を供給することにより、ヒータ１１〜１５をそれぞれ独立に所望の温度に加熱することができる。このように、反応管２内は、このヒータ１１〜１５により、図２に示すような５つのゾーンに区分されている。例えば、反応管２内のＴＯＰ（ＺＯＮＥ１）を加熱する場合には、ヒータコントローラ１６を制御してヒータ１１を所望の温度に加熱する。反応管２内のＣＥＮＴＥＲ（ＣＴＲ（ＺＯＮＥ３））を加熱する場合には、ヒータコントローラ１８を制御してヒータ１３を所望の温度に加熱する。反応管２内のＢＯＴＴＯＭ（ＢＴＭ（ＺＯＮＥ５））を加熱する場合には、ヒータコントローラ２０を制御してヒータ１５を所望の温度に加熱する。

【0020】

また、マニホールド３には、反応管２内に処理ガスを供給する複数の処理ガス供給管が設けられている。なお、図１では、マニホールド３に処理ガスを供給する３つの処理ガス供給管２１〜２３を図示している。処理ガス供給管２１は、マニホールド３の側方からウエハボート９の上部付近（ＺＯＮＥ１）まで延びるように形成されている。処理ガス供給管２２は、マニホールド３の側方からウエハボート９の中央付近（ＺＯＮＥ３）まで延びるように形成されている。処理ガス供給管２３は、マニホールド３の側方からウエハボート９の下部付近（ＺＯＮＥ５）まで延びるように形成されている。

【0021】

各処理ガス供給管２１〜２３には、それぞれ、流量調整部２４〜２６が設けられている。流量調整部２４〜２６は、処理ガス供給管２１〜２３内を流れる処理ガスの流量を調整するためのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）などから構成されている。このため、処理ガス供給管２１〜２３から供給される処理ガスは、流量調整部２４〜２６により所望の流量に調整されて、それぞれ反応管２内に供給される。

【0022】

また、熱処理装置１は、反応管２内のガス流量、圧力、処理雰囲気の温度といった処理パラメータを制御するための制御部（コントローラ）５０を備えている。制御部５０は、流量調整部２４〜２６、圧力調整部５、ヒータ１１〜１５のヒータコントローラ１６〜２０等に制御信号を出力する。図３に制御部５０の構成を示す。

【0023】

図３に示すように、制御部５０は、降温レートモデル記憶部５１と、レシピ記憶部５２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）５３と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５４と、Ｉ／Ｏ（Input/Output Port）ポート５５と、ＣＰＵ（Central Processing Unit)５６と、これらを相互に接続するバス５７と、から構成されている。

【0024】

降温レートモデル記憶部５１には、降温レートが異なる複数の降温レートモデルが記憶されている。降温レートモデルとは、半導体ウエハＷを反応管２内にロードしてから半導体ウエハＷが所定温度になるまでの反応管２内の温度と時間との関係を示すモデルである。図４に降温レートモデルの一例を示す。図４に示すように、降温レートモデルは、例えば、反応管２内に収容された半導体ウエハＷを１００℃に加熱する場合、スタンバイ温度を２００℃まで上げ、その後、反応管２内の温度を１００℃まで徐々に降温する降温レートを示すモデルである。

【0025】

一般に、反応管２内にウエハボート９が搬入されることにより複数の半導体ウエハＷが反応管２内にロードされ、半導体ウエハＷを所定の温度に加熱する場合、反応管２の上部領域（ＴＯＰ）に収容された半導体ウエハＷの温度と、下部領域（ＢＴＭ）に収容された半導体ウエハＷの温度との間には差が生じやすい。本発明では、このような半導体ウエハＷの面間温度差を低減するため、例えば、ゾーンに応じて、降温レートが異なる降温レートモデルを指定し、半導体ウエハＷを所定の温度に加熱する。例えば、反応管２内のＴＯＰ（ＺＯＮＥ１）に降温レートが速い降温レートモデルを指定し、反応管２内のＢＴＭ（ＺＯＮＥ５）側に進むにしたがって降温レートが遅い降温レートモデルを指定する。これにより、反応管２内に収容された半導体ウエハＷの温度が均一になり、反応管２内に収容される半導体ウエハＷの面間温度差を低減することができる

【0026】

レシピ記憶部５２には、この熱処理装置１で実行される成膜処理の種類に応じて、制御手順を定めるプロセス用レシピが記憶されている。プロセス用レシピは、ユーザが実際に行う処理（プロセス）毎に用意されるレシピであり、反応管２への半導体ウエハＷのロードから、処理済みの半導体ウエハＷをアンロードするまでの温度、時間、ガス流量等を規定する。具体的には、各部の温度の変化、反応管２内の圧力変化、ガスの供給の開始及び停止のタイミング、供給量などを規定する。

【0027】

ＲＯＭ５３は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスクなどから構成され、ＣＰＵ５６の動作プログラムなどを記憶する記録媒体である。
ＲＡＭ５４は、ＣＰＵ５６のワークエリアなどとして機能する。

【0028】

Ｉ／Ｏポート５５は、温度、圧力、ガスの流量に関する測定信号をＣＰＵ５６に供給すると共に、ＣＰＵ５６が出力する制御信号を各部（圧力調整部５、ヒータ１１〜１５のヒータコントローラ１６〜２０、流量調整部２４〜２６等）へ出力する。また、Ｉ／Ｏポート５５には、操作者が熱処理装置１を操作する操作パネル５８が接続されている。

【0029】

ＣＰＵ５６は、制御部５０の中枢を構成し、ＲＯＭ５３に記憶された動作プログラムを実行し、操作パネル５８らの指示に従って、レシピ記憶部５２に記憶されているプロセス用レシピに沿って、熱処理装置１の動作を制御する。

【0030】

バス５７は、各部の間で情報を伝達する。

【0031】

次に、以上のように構成された熱処理装置１を用いた熱処理方法（熱処理）について説明する。以下、本実施の形態では、２００℃に加熱した反応管２内に複数の半導体ウエハＷをロードして、これらの半導体ウエハＷを１００℃に加熱する場合を例に説明する。図５は、熱処理を説明するためのフローチャートである。なお、以下の説明において、熱処理装置１を構成する各部の動作は、制御部５０（ＣＰＵ５６）により制御されている。

【0032】

まず、ＣＰＵ５６は、降温レートモデル記憶部５１に記憶されている、降温レートが異なる複数の降温レートモデルの中から、ゾーン毎に、降温レートモデルを設定する（ステップＳ１）。例えば、ＣＰＵ５６は、反応管２内のＴＯＰ（ＺＯＮＥ１）に降温レートが最も速い降温レートモデル（図４の最も降温勾配が急な降温レートモデル）を設定し、反応管２内のＢＴＭ（ＺＯＮＥ５）側に進むにしたがって、降温レートが遅い降温レートモデル（図４の降温勾配が緩やかな降温レートモデル）を設定するように、ＺＯＮＥ１〜ＺＯＮＥ５にそれぞれ異なるの降温レートの降温レートモデルを設定する。

【0033】

次に、ＣＰＵ５６は、ヒータ１１〜１５のヒータコントローラ１６〜２０を、それぞれ設定した降温レートモデルの温度、例えば、図４に示すように、２００℃となるように制御する。また、ＣＰＵ５６は、ボートエレベータ７（蓋体６）を降下させ、半導体ウエハＷを搭載したウエハボート９を蓋体６上に配置する。続いて、ＣＰＵ５６は、ボートエレベータ７（蓋体６）を上昇して、ウエハボート９（半導体ウエハＷ）を反応管２内にロードする（ステップＳ２）。

【0034】

半導体ウエハＷが反応管２内にロードされると、ＣＰＵ５６は、ヒータ１１〜１５のヒータコントローラ１６〜２０を、それぞれ設定した降温レートモデルの温度となるように降温し、例えば、図４に示すように、半導体ウエハＷが１００℃となるように加熱する（ステップＳ３）。そして、半導体ウエハＷが１００℃に加熱されると、ＣＰＵ５６は、所望の熱処理を実行（ステップＳ４）した後、ボートエレベータ７（蓋体６）を降下させ、ウエハボート９（半導体ウエハＷ）を反応管２外にアンロードし（ステップＳ５）、この処理を終了する。

【0035】

次に、本発明の効果を確認するため、上記実施の形態の熱処理により半導体ウエハＷを加熱した場合について、各ゾーンの半導体ウエハＷの温度とロード後の時間との関係を測定した。結果を図６に示す。なお、比較のため、一つの降温レートモデルのみを用いた熱処理により半導体ウエハＷを加熱した場合における各ゾーンの半導体ウエハＷの温度とロード後の時間との関係を測定した結果を図７に示す。

【0036】

図６及び図７に示すように、反応管２内のＴＯＰに降温レートが最も速い降温レートモデルを設定し、反応管２内のＢＴＭ側に進むにしたがって、降温レートが遅い降温レートモデルを設定することにより、反応管２内に収容された半導体ウエハＷの温度が均一になり、半導体ウエハＷの面間温度差が半分の１０℃に低減できることが確認できた。

【0037】

このように、半導体ウエハＷの面間温度差を低減することができるので、半導体ウエハＷに加わる熱（熱履歴）を揃えることができる。半導体ウエハＷに加わる熱履歴が揃うと、熱処理のばらつきを少なくすることができ、熱処理の再現性を向上させることができる。また、熱処理装置１では、半導体ウエハＷの温度が安定するのを待ってから熱処理を行うことから、半導体ウエハＷの温度が早く安定するようになり、熱処理の時間を短縮することができ、熱処理の生産性を向上させることができる。

【0038】

また、例えば、不純物が注入されている基板を処理する場合に、熱が加わると不純物が拡散されることがあるように、処理によっては、以前の工程で行われた非処理体の熱履歴が問題となる場合がある。本実施の形態では、半導体ウエハＷに加わる熱履歴が揃っているので、熱履歴を調整することなく、熱処理の再現性を向上させることができる。

【0039】

以上説明したように、本実施の形態によれば、反応管２内のＴＯＰに降温レートが最も速い降温レートモデルを設定し、反応管２内のＢＴＭ側に進むにしたがって、降温レートが遅い降温レートモデルを設定しているので、反応管２内に収容された半導体ウエハＷの温度が均一になり、半導体ウエハＷの面間温度差を低減することができる。

【0040】

なお、本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な他の実施の形態について説明する。

【0041】

上記実施の形態では、全てのゾーンに異なる降温レートの降温レートモデルを設定した場合を例に本発明を説明したが、反応管２内に収容された半導体ウエハＷが加熱されやすい箇所で降温レートが最も速い降温レートモデルを設定したり、反応管２内に収容された半導体ウエハＷが加熱されにくい箇所で降温レートが最も遅い降温レートモデルを設定していればよく、降温レートモデルを様々に設定可能である。例えば、反応管２内のＴＯＰに降温レートが最も速い降温レートモデルを設定し、反応管２内のＢＴＭに降温レートが最も遅い降温レートモデルを設定するとともに、これらの間の３つのゾーンに両者の中間の降温レートの降温レートモデルを設定するように、異なるゾーンに同じ降温レートの降温レートモデルを設定してもよい。この場合にも、半導体ウエハＷの面間温度差を低減することができる。

【0042】

上記実施の形態では、ヒータの段数（ゾーンの数）が５段の場合を例に本発明を説明したが、４段以下であっても、６段以上であってもよい。また、各ゾーンから抽出する半導体ウエハＷの数などは任意に設定可能である。

【0043】

上記実施の形態では、単管構造のバッチ式熱処理装置の場合を例に本発明を説明したが、例えば、反応管２が内管と外管とから構成された二重管構造のバッチ式縦型熱処理装置に本発明を適用することも可能である。本発明は、半導体ウエハＷの処理に限定されるものではなく、例えば、ＦＰＤ（Flat Panel Display）基板、ガラス基板、ＰＤＰ(Plasma Display Panel）基板などの処理にも適用可能である。

【0044】

本発明の実施の形態にかかる制御部５０は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、汎用コンピュータに、上述の処理を実行するためのプログラムを格納した記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）など）から当該プログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行する制御部５０を構成することができる。

【0045】

そして、これらのプログラムを供給するための手段は任意である。上述のように所定の記録媒体を介して供給できる他、例えば、通信回線、通信ネットワーク、通信システムなどを介して供給してもよい。この場合、例えば、通信ネットワークの掲示板（ＢＢＳ：Bulletin Board System）に当該プログラムを掲示し、これをネットワークを介して搬送波に重畳して提供してもよい。そして、このように提供されたプログラムを起動し、ＯＳ（Operating System）の制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行することができる。

【産業上の利用可能性】

【0046】

本発明は半導体ウエハ等の被処理体を熱処理する熱処理装置、熱処理方法、およびプログラムに有用である。

【符号の説明】

【0047】

１ 熱処理装置
２ 反応管
３ マニホールド
６ 蓋体
９ ウエハボート
１０ ヒータ部
１１〜１５ ヒータ
１６〜２０ ヒータコントローラ
２１〜２３ 処理ガス供給管
２４〜２６ 流量調整部
５０ 制御部
５１ 降温レートモデル記憶部
５２ レシピ記憶部
５３ ＲＯＭ
５４ ＲＡＭ
５６ ＣＰＵ
Ｗ 半導体ウエハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】