基板処理装置、ランプユニット及び半導体装置の製造方法
【課題】基板の回転中心で温度が局所的に低下するのを抑制する基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置は、被処理用の基板を回転させる回転機構と、前記基板を加熱する複数のランプユニット３００，４００とを備える。各ランプユニット３００，４００は、複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、前記発熱体を覆うバルブと、前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、を有する。複数のランプユニット３００，４００は、前記基板の回転中心部５００に対し対称に配置される。回転中心部５００に最も近い位置に配置されたランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉでは、前記基板の回転軸と直交する直線Ｌ１，Ｌ２と当該ランプユニットとの直交点Ｐ１，Ｐ２に最も近い接続部、又は前記チップが、直交点Ｐ１，Ｐ２から離間している。
【解決手段】基板処理装置は、被処理用の基板を回転させる回転機構と、前記基板を加熱する複数のランプユニット３００，４００とを備える。各ランプユニット３００，４００は、複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、前記発熱体を覆うバルブと、前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、を有する。複数のランプユニット３００，４００は、前記基板の回転中心部５００に対し対称に配置される。回転中心部５００に最も近い位置に配置されたランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉでは、前記基板の回転軸と直交する直線Ｌ１，Ｌ２と当該ランプユニットとの直交点Ｐ１，Ｐ２に最も近い接続部、又は前記チップが、直交点Ｐ１，Ｐ２から離間している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板処理装置、ランプユニット及び半導体装置の製造方法に関し、特に被処理用の基板を回転させながら加熱する場合に当該基板における温度の面均一性を向上させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被処理用の基板を回転させながら加熱する基板処理装置では、直線状を呈する複数のランプ（ランプユニット）を基板の面と平行な面内において互いに平行に略等間隔で配列させ、基板を加熱する場合がある。この場合、通常、ランプを基板の回転中心に対し対称に配置してその対称点と基板の回転中心とを一致させ、ランプの光や熱が基板全体にゆきわたるようにしている。
【０００３】
このような基板処理装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された基板処理装置では、複数のランプを横方向と縦方向とに並べてこれらを上下２段にわたり配置しており、平面視した場合にこれらランプがちょうど格子状に配置された状態となっている。
【０００４】
上記のような基板処理装置で使用されるランプには通常、フィラメントやそれを覆うバルブ、フィラメントを支持するサポータ、バルブ内にハロゲンガスを封入するためのチップ等が具備されている。特に近年では、ウエハのサイズ（径）の増大に伴いランプ自体も長くなっており、バルブ内では複数のフィラメント断片を互いに接続して（繋ぎ合わせて）その長さに対応させる場合もある。この場合、各ランプ同士が互いに異なる仕様（例えばフィラメントの長さが異なる）を有していると、その仕様ごとにランプをストックする必要があり、ランプのストック管理が面倒で余計にコストがかかる。またフィラメントの劣化等に伴う交換作業においても、ランプの仕様や設置時の向き等を逐一確認する必要があるから、手間がかかる。
【０００５】
これに対し、各ランプ同士を同一仕様、例えばフィラメントの長さをバルブの略半分の長さに統一すると、フィラメントも同じ長さのものが使用されその接続部が各ランプのバルブ内で略同一の位置に配置されるから、１種類のランプをストックすれば足り、ランプのストック管理が容易でランプの交換作業も仕様や設置の向き等を気にすることなく容易に行える。そのため、フィラメント同士の接続部に加えてチップやサポータ等も全てランプの中央部に配置することが多い。
【特許文献１】特開２００６−３０３２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、フィラメント同士の接続部やチップ、サポータが配置される部位（特にフィラメント同士の接続部やチップが配置される部位）はフィラメントの温度が局所的に低下するから、そのようなランプを基板処理装置にそのまま設置して基板を加熱すれば、その温度低下部位を通過する回転軌道上で基板の温度が局所的に低下する。すなわち、各ランプの中央部で温度が低下するから、基板の回転中心近傍にこれら温度低下部位が集中し、基板の回転中心で局所的に温度が低下する。
【０００７】
したがって、本発明の主な目的は、基板の回転中心で温度が局所的に低下するのを抑制することができる基板処理装置を提供することにあり、併せてその基板処理装置に用いられるランプユニット、及びその基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から離間していることを特徴とする基板処理装置が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成される発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するための少なくとも１つのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点から前記チップが離間していることを特徴とする基板処理装置が提供される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されていることを特徴とする基板処理装置が提供される。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、
被処理用の基板を回転させながら処理する基板処理装置に用いられるランプユニットであって、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記基板処理装置に設置された際に、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されていることを特徴とするランプユニットが提供される。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されている基板処理装置を用いて半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記基板を前記回転機構に設置する工程と、
前記回転機構により前記基板を回転させながら前記複数のランプユニットにより前記基板を加熱する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一又は他の態様に係る基板処理装置によれば、フィラメント同士の接続部やチップが、基板の回転軸と直交する直線とランプユニットとの直交点から離間していたりランプユニットのいずれか一方の端部側にずれていたりするから、フィラメント同士の接続部やチップが基板の回転中心に集中することがなく、基板の回転中心で温度が局所的に低下するのを抑制することができる。
【００１４】
本発明の他の態様に係るランプユニットによれば、基板処理装置に設置された際に、フィラメント同士の接続部やチップが基板の回転中心から離間し、基板の回転中心で温度が局所的に低下するのを抑制することができる。
【００１５】
本発明の他の態様に係る半導体装置の製造方法によれば、基板を加熱する工程において、フィラメント同士の接続部やチップが基板の回転中心から離間した状態で基板を加熱することになり、基板の回転中心で温度が局所的に低下するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施例を説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１に示すように、本実施例の基板処理装置の処理炉はその全体が符号２０２で示される。例示の態様においては、処理炉２０２は、半導体ウエハ等の基板２００（以下、ウエハ２００という。）の様々な処理工程を実行するのに適した枚葉式の処理炉である。また処理炉２０２は、特に半導体ウエハの熱処理に適している。こうした熱処理の例としては、半導体デバイスの処理における、半導体ウエハの熱アニール、ホウ素−リンから成るガラスの熱リフロー、高温酸化膜、低温酸化膜、高温窒化膜、ドープポリシリコン、末ドープポリシリコン、シリコンエピタキシャル、タングステン金属、又はケイ化タングステンから成る薄膜を形成するための化学蒸着が挙げられる。
【００１８】
処理炉２０２は互いに同一の長さを有する複数のランプユニット３００，４００を有している。ランプユニット３００，４００は直線状を呈した長尺な部材であり、互いに同種である。ランプユニット３００はランプユニット２２３の上方に配置されている。他方、ランプユニット４００はランプユニット２０７の下方に配置されている。ランプユニット３００は図１紙面の表側から裏側にかけて延在しており、ランプユニット４００は図１中左右方向に延在している。
【００１９】
処理炉２０２では、ランプユニット３００，４００はヒータアッセンブリを構成している。このヒータアッセンブリは、基板温度がほぼ均一になるように放射熱をウエハ２００に供給する。本実施例においては、ヒータアッセンブリは、放射ピーク０．９５ミクロンで照射し、複数の加熱ゾーンを形成し、ウエハ中心部より多くの熱を基板周辺部に加える集中的加熱プロファイルを提供する一連のタングステン−ハロゲン直線ランプ等の加熱要素を含む。
【００２０】
各ランプユニット３００，４００には電極２２４が接続され、各ランプユニット３００，４００に電力を供給するとともに、各ランプユニット３００，４００の加熱具合は加熱制御部２８３にて制御される。
【００２１】
各ランプユニット３００，４００は石英管２８６で覆われている。石英管２８６はＯリング等の気密部材によりチャンバ本体２２７に対し気密に固定されている。石英管２８６と各ランプユニット３００，４００との間の空間には、駆動制御部２８２にて制御される空冷ガス用ブロア２８５から空冷ガスが供給され、ランプユニット３００，４００の外側の温度上昇を抑え、所定の温度に保っている。なお、好ましくは、石英管２８６は透明石英製とするとよい。
【００２２】
チャンバ本体２２７は様々な金属材料から形成することができる。例えば、幾つかのアプリケーションではアルミニウムが適しており、他のアプリケーションではステンレス鋼が適している。材料の選択は、アニールや化学蒸着等の処理に用いられる化学物質の種類、及び選択された金属に対するこれら化学物質の反応性に左右される。チャンバ本体２２７の壁は通常、本技術分野で周知の循環式冷水フローシステムにより華氏約４５〜４７度まで水冷される。
【００２３】
ウエハ２００は、ウエハ２００の外周に設けられる均熱リング２８９と支持ピン２７９とで保持されている。均熱リング２８９は例えば炭化ケイ素で被覆したグラファイト、クォーツ、純炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、アルミニウム、鋼等の好適な材料から構成されている。支持ピン２７９は例えば石英から構成されている。
【００２４】
均熱リング２８９の外周側には均熱リング２８９の上面を覆うように平板形状の遮光プレート２１７（サセプタ）が設けられている。遮光プレート２１７はチャンバ本体２２７に支持されている。遮光プレート２１７は例えば炭化ケイ素から構成されている。
【００２５】
支持ピン２７９は回転・昇降機構２６７に接続され回転可能とされている。支持ピン２７９の回転速度は個々の処理に応じて適切な速度に設定されるが、５〜６０ｒｐｍ（round per minute）程度であることが好ましい。回転・昇降機構２６７には突上げピン２６６が接続されており、回転・昇降機構２６７により突上げピン２６６が昇降可能とされている。回転・昇降機構２６７は駆動制御部２８２に接続され、駆動制御部２８２により制御される。
【００２６】
処理炉２０２は主にチャンバ本体２２７、チャンバ蓋２２６及びチャンバ底２２８からなるチャンバ２２５を有している。処理炉２０２ではチャンバ２２５に囲まれた空間にて処理室２０１が形成されている。
【００２７】
チャンバ蓋２２６にはガス供給管２３２が貫通して設けられ、処理室２０１に処理ガス２３０を供給し得るようになっている。ガス供給管２３２は、開閉バルブ２４３、流量制御手段であるマスフローコントローラ２４１（以下、ＭＦＣ２４１という。）を介し、ガスＡ，ガスＢのガス源に接続されている。ここで使用されるガスは、窒素等の不活性ガスや水素、アルゴン、六フッ化タングステン等であって、ウエハ２００上に所望の膜を形成して半導体装置を形成するためのものである。
【００２８】
また、開閉バルブ２４３およびＭＦＣ２４１は、ガス制御部２８４に接続され、ガス制御部２８４によりガスの供給、停止およびガスの流量が制御される。
【００２９】
ガス供給管２３２から供給された処理ガス２３０は処理室２０１内にてウエハ２００と反応し、残余ガスはチャンバ本体２２７に設けられた排気口であるガス排気口２３５から真空ポンプ等の排気装置（図示略）を介し、処理室２０１外へ排気される。
【００３０】
チャンバ本体２２７の排気口２３５の反対側にはゲートバルブ２４４によって開閉されるウエハ搬入・搬出口２４７が設けられ、ウエハ２００を処理室２０１に搬入・搬出し得るように構成されている。
【００３１】
処理炉２０２は複数の温度測定用プローブ２６１を有している。プローブ２６１はチャンバ蓋２２６に固定され、すべての処理条件においてウエハ２００のデバイス面から放射される光子密度を測定する。温度測定用プローブ２６１は検出部２８１に接続され光子密度の測定結果を検出部２８１に出力する。
【００３２】
処理炉２０２は、様々な製造工程においてウエハ２００の放射率（エミシビティ）を測定し、その放射率を計算するための非接触式の放射率測定手段をも含む。この放射率測定手段は、主として放射率測定用プローブ２６０、放射率測定用リファレンスランプ（参照光）２６５を有している。
【００３３】
放射率測定用プローブ２６０はプローブ回転機構２７４により回転自在に設けられ、プローブ２６０の一端をウエハ２００または参照光であるリファレンスランプ２６５の方向に方向付けられる。放射率測定用プローブ２６０は検出部２８１に接続され、リファレンスランプ２６５から放射された光子密度とウエハ２００から反射された光子密度を検出してその検出結果を検出部２８１に出力する。
【００３４】
主制御部２８０は主には、上記で説明した検出部２８１、駆動制御部２８２、加熱制御部２８３、ガス制御部２８４で構成されており、これらは主制御部２８０により統括・支配されるように制御される。
【００３５】
次に、図２〜図４を参照しながらランプユニット３００，４００について詳細に説明する。
【００３６】
図２，図３に示すように、ランプユニット３００は円筒状を呈するバルブ（封体）３０２を有している。バルブ３０２の中途部にはバルブ３０２にガスを封入するためのチップ（ガス封入部）３０４が形成されている。なお、１つのランプユニット３００に対してチップ３０４を２つ以上（複数）設けてもよい。チップ３０４はランプユニット３００の中央部ではなく、中央部より一方の端部側に配置されている。バルブ３０２の内部には発熱体３０６が設けられており、発熱体３０６は複数のサポータ３０８により支持されている（図２では、ランプユニット３００の構成をわかり易くするためサポータ３０８の数を図３より少なく描写している。）。なお、好ましくは、バルブ３０２とチップ３０４は透明石英製で形成するとよい。
【００３７】
発熱体３０６は互いに長さの異なる２本のフィラメント３０６ａ，３０６ｂを繋ぎ合わせて接続した構成を有しており、その繋ぎ目が接続部３１０となっている。すなわち、接続部３１０は各フィラメント３０６ａ，３０６ｂ同士が互いに接続された接続部位である。接続部３１０もチップ３０４と同様にランプユニット３００の中央部ではなく、中央部より一方の端部側に配置されている。ランプユニット３００においてチップ３０４と接続部３１０は略同一部位に配置されている。当該部位はチップ３０４と接続部３１０とが重複配置されることで、発熱体３０６が発熱した場合に他の部位より低温となり易く、本実施例では低温部３１２と表現する（図２，図３中点線部参照）。
【００３８】
低温部３１２は、チップ３０４のみで構成した部位であってもよいし、接続部３１０のみで構成した部位であってもよい。例えば、ランプユニット３００が短くてフィラメントが１本で構成される場合には、接続部３１０はないことになり、低温部３１２はチップ３０４のみで構成されることになる。サポータ３０８もランプユニット３００の低温要因となりうることから、低温部３１２は、チップ３０４と接続部３１０とに加えて複数のサポータ３０８のうち一部のサポータ３０８（チップ３０４又は接続部３１０に最も近いサポータ３０８）を含んだ状態で構成した部位としてもよい。
【００３９】
低温部３１２を構成する接続部３１０は２箇所以上設けてもよいが（３本以上のフィラメントを繋ぎ合わせてもよいが）、接続部３１０の数に応じて低温となる部位が増えるため、接続部３１０は好ましくは１箇所とする。接続部３１０を２箇所以上設ける場合には、直交点Ｐ１（後述参照）に最も近い接続部３１０が低温部３１２を構成する部位となる。
【００４０】
ランプユニット３００の両端部にはシール部３２０が設けられている。シール部３２０にはモリブデン箔３２２が設けられており、モリブデン箔３２２とフィラメント３０６ａ，３０６ｂとが内部リード線３２４により接続されている。シール部３２０には接点３２６が設けられており、接点３２６とモリブデン箔３２２とが外部リード線３２８により接続されている。
【００４１】
ここでは、ランプユニット３００について詳細に説明したが、ランプユニット４００もランプユニット３００と同様の構成を有しており、ランプユニット４００の各構成部材には図２，図３の通りにランプユニット３００の各構成部材を示す符号中下２桁の数字と同一の数字を付して（下２桁の数字を共通化して）その説明を省略する。
【００４２】
図４に示すように、ランプユニット３００とランプユニット４００とは平面視した場合に互いに直交するように格子状に配置されている。詳しくは、ランプユニット３００はウエハ２００の面と平行な面内において図４中左右方向に略等間隔で配列されており、ウエハ２００の回転中心部５００に対し、８本のランプユニット３００ａ〜３００ｈと８本のランプユニット３００ｉ〜３００ｐとが左右対称に配置されている。
【００４３】
各ランプユニット３００ａ〜３００ｐの設置向きは全て同一とされており、低温部３１２が図４中左右方向に直線状に配列されている。ウエハ２００の回転軸と各ランプユニット３００ａ〜３００ｐとに対し直交する直線を直線Ｌ１とすると、ランプユニット３００ａ〜３００ｐの全てにおいて、各低温部３１２は直線Ｌ１とそのランプユニット３００ａ〜３００ｐとの直交点Ｐ１からやや離間している。
【００４４】
ランプユニット４００もウエハ２００の面と平行な面内において略等間隔で配置されており、回転中心部５００に対し、８本のランプユニット４００ａ〜４００ｈと８本のランプユニット４００ｉ〜４００ｐとが上下対称に配置されている。各ランプユニット４００ａ〜４００ｐの設置向きも全て同一とされており、低温部４１２が図４中上下方向に直線状に配列されている。ウエハ２００の回転軸と各ランプユニット４００ａ〜４００ｐとに対し直交する直線を直線Ｌ２とすると、ランプユニット４００ａ〜４００ｐの全てにおいて、各低温部４１２は直線Ｌ２とそのランプユニット４００ａ〜４００ｐとの直交点Ｐ２からやや離間している。
【００４５】
なお、本実施例では、ランプユニット３００ａ〜３００ｐ，４００ａ〜４００ｐのうち、ランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉの少なくとも１本で、低温部３１２，４１２が直交点Ｐ１，Ｐ２から離間していればよい。
【００４６】
回転中心部５００は、ウエハ２００が基板処理中に回転した際の中心となる部位であって、ランプユニット３００，４００の対称点と一致している。回転中心部５００は、ランプユニット３００，４００を平面視した場合に、４本のランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉで囲まれた矩形状の空間部に配置される。そのため、図４では、ウエハ２００の回転軸は回転中心部５００を通過するように紙面を表側から裏側に貫通するものとなる。
【００４７】
本実施例では、支持ピン２７９が４本のランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉによる空間部を貫通した状態でウエハ２００を支持するから、必然的に回転中心部５００にはランプユニット３００，４００を配置することができず、回転中心部５００（ウエハ２００の回転軸）を通過するようにランプユニット３００，４００を配置してその低温部３１２，４１２を回転中心部５００に一致させるような構成とした場合と、温度の低下という面においてそれほど変わりはないと考えられる。そのため、支持ピン２７９に代えて、例えばランプユニット３００，４００の設置領域を迂回するようにしてウエハ２００の周縁部を支持しながらウエハ２００を回転させる機構を具備する基板処理装置においては、回転中心部５００を通過する部分にランプユニット３００，４００を配置してその低温部３１２，４１２を回転中心部５００に一致させないような構成としてもよい。
【００４８】
図４に示すように、ランプユニット３００ａ〜３００ｐ，４００ａ〜４００ｐのなかでは、４本のランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉが回転中心部５００に最も近い位置に配置されており、ランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉの低温部３１２，４１２は回転中心部５００からやや離間しており、少なくとも５ｃｍ以上離間している。本実施例では、４本のランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉのうち、少なくとも１本のランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉの低温部３１２，４１２が回転中心部５００から少なくとも５ｃｍ以上離間していればよい。
【００４９】
図２，図３に示すように、低温部３１２，４１２を構成するチップ３０４，４０４はバルブ３０２，４０２からやや突出しているが、チップ３０４，４０４は好ましくはウエハ２００側とは反対側の方向（ウエハ２００に光が向かう方向とは反対の方向）に配置されるとよい。チップ３０４，４０４は、ランプユニット３００，４００の光を遮光したり、熱容量が他の部位より大きくランプユニット３００，４００の熱を蓄熱したりして、ウエハ２００の温度制御精度を高める際の抑制因子となる可能性があるからである。ただ、チップ３０４，４０４をウエハ２００側とは反対側の方向に向けたとしても、光の遮光は抑制されるものの熱容量は他の部位より大きくなるため、ウエハ２００の温度制御精度を高める際の間接的な抑制因子となる可能性はある。また、ウエハ２００側とは反対側の方向にチップ３０４，４０４を配置するよりは光を遮光する量が若干増えるものの、チップ３０４，４０４を側方、すなわちウエハ２００側に対し略９０°横に向けてもよい。すなわち、少なくともチップ３０４，４０４はウエハ２００側に向いてさえいなければ（ウエハ２００に光が向かう方向に配置されていなければ）、チップ３０４，４０４がウエハ２００の温度制御精度に与える影響は比較的小さい。
【００５０】
次に、上述の構成に係る処理炉２０２を用いて、半導体装置（半導体デバイス）の製造工程の一工程としてウエハ２００に処理を施す方法について説明する。なお、以下の説明において、処理炉２０２を構成する各部の動作は主制御部２８０により制御される。
【００５１】
仕切弁であるゲートバルブ２４４を開放し、チャンバ本体２２７に設けられたウエハ搬入・搬出口２４７を通ってウエハ２００を処理室２０１内に搬入する。搬入されたウエハ２００は回転・昇降機構２６７により上昇された突上げピン２６６上に載置される。その後、回転・昇降機構２６７により突上げピン２６６を下降させて、ウエハ２００を支持ピン２７９に載置する。ウエハ２００を支持ピン２７９上に載置後、回転・昇降機構２６７によりウエハ２００を回転させる。
【００５２】
この状態において、ランプユニット３００，４００に電力を供給してランプユニット３００，４００を発熱させ、ウエハ２００を加熱する。このとき、プローブ２６１がウエハ２００のデバイス面から放射される光子密度を常に測定し、プローブ２６１によって測定された光子密度に基づき検出部２８１にてウエハ温度が算出され、主制御部２８０にて設定温度と比較される。主制御部２８０は比較の結果、あらゆる偏差を計算し、加熱制御部２８３を介してヒータアッセンブリ内のランプユニット３００，４００の電力供給量を制御する。
【００５３】
上記のようにしてウエハ２００の温度制御を行いつつ、ガス供給管２３２から処理ガス２３０を処理室２０１内に供給して、ウエハ２００の処理を行う。
【００５４】
ウエハ２００の処理後、ウエハ２００は、複数の突上げピン２６６により支持ピン２７９から持ち上げられ、処理炉２０２内でウエハ２００を自動的にアンローティングできるようにするために、ウエハ２００の下に空間を形成する。突上げピン２６６は駆動制御部２８２の制御のもと、回転・昇降機構２６７によって上下する。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施例によれば、ランプユニット３００，４００のうち、回転中心部５００に最も近いランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉの低温部３１２，４１２が、ウエハ２００の回転中心部５００から離間した位置に配置されているため、ウエハ２００の処理中においてウエハ２００の回転中心部５００で局所的に温度が低下するのを抑制することができる。
【００５６】
そのような作用に信憑性があるのかを検証するため下記の通りに急速熱酸化実験を試みた。
【００５７】
図５は、ランプユニット３００，４００の低温部３１２，４１２を図４の配置とした場合におけるウエハ２００の急速熱酸化（ＲＰＯ：Rapid Thermal Oxidation）実験の結果を概略的に示す図面である。図５中、横軸は基板の回転中心から距離（ｍｍ）を示し、特に「０（ゼロ）」の位置が基板の回転中心部である（図７も同様）。
【００５８】
当該急速熱酸化実験では、ウエハ２００として直径３００ｍｍのシリコンウエハを用い、その基板上に酸化膜を堆積させた。処理条件は、処理ガスを酸素と、処理温度を９５０℃と、処理圧力を２０Ｔｏｒｒ（約２６３２Ｐａ）と、処理時間を６０秒とした。図５に示す通り、基板の回転中心部で膜厚が低下することはなく、基板の処理中において基板の回転中心部で局所的に温度が低下するのを抑制していると考えられる。
【００５９】
これに対し、本実施例の比較例として、ランプユニット３００，４００の低温部３１２，４１２をランプユニット３００，４００の中央部に配置した場合（図６の配置とした場合）を想定することができる。図６の配置とした場合におけるウエハ２００の急速熱酸化実験の結果を図７に示す。
【００６０】
当該急速熱酸化実験でも、ウエハ２００として直径３００ｍｍのシリコンウエハを用い、その基板上に酸化膜を堆積させた。処理条件は、処理ガスを酸素（窒素希釈）と、処理温度を８５０℃，９００℃，９５０℃と、処理圧力を大気圧と、処理時間を６０秒とした。図７に示す通り、処理温度を８５０℃，９００℃，９５０℃のいずれに設定した場合においても、基板の回転中心部で膜厚が局所的に低下しており、基板の処理中において基板の回転中心部で局所的に温度が低下していると考えられる。
この結果は、上述の比較例に比べて、処理ガスにおける窒素希釈の有無及び処理圧力が異なるものの、膜厚の局所的な低下については、これらの差異はほとんど影響を与えることがないため、温度の低下を主要因として考えることができる。
【００６１】
以上から、ランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉの低温部３１２，４１２をウエハ２００の回転中心部５００から離間させれば、ウエハ２００の処理中においてウエハ２００の回転中心部５００で局所的に温度が低下するのを抑制可能であることがわかる。
【００６２】
更に本実施例の第２の比較例として、図６の構成を改変した図８のような構成も想定することができる。図８の構成は、図６のランプユニット３００，４００の互いの配置を変えずにその対称点を左下方にずらし（実線矢印）、ランプユニット３００，４００の設置領域である領域Ａ（実線部）を領域Ｂ（点線部）にスライド移動したものである。
【００６３】
図８の構成では、ウエハ２００の回転中心部５００とランプユニット３００，４００の対称点３５０とがずれているから、回転中心部５００に対する単なる対称点３５０の偏心により、本実施例のようにウエハ２００の回転中心部５００で局所的に温度が低下するのを抑制することができるようにみえる。また本実施例のように、ランプユニット３００，４００のフィラメント３０６ａ，４０６ａとフィラメント３０６ｂ，４０６ｂとを互いに異なる長さとする構成を想定し、当該構成と図８の構成とを組み合わせれば、本実施例の構成に想到することができるようにも考えられる。
【００６４】
しかしながら、回転中心部５００と対称点３５０とがずれているから、ウエハ２００を完全に覆うようにランプユニット３００，４００を設置するには、例えばランプユニット３００，４００をウエハ２００の面より広い領域にわたり大型化する必要があり（点線矢印）、基板処理装置自体を大型化する必要が生じたりランプユニット３００，４００の熱エネルギーを無駄に浪費したりする。また対称点３５０が回転中心部５００に対し偏心しているから、ウエハ２００の１箇所に対し影響を与えるランプユニット３００，４００が多くなる。すなわち、１つのランプユニット３００，４００がウエハ２００内の複数個所に対し影響を与えることになる。そのため、ウエハ２００の回転中心部５００で局所的に温度が低下するのを抑制することができたとしても、却ってウエハ２００に対するランプユニット３００，４００への温度影響がどの程度であるかを把握し難く、ウエハ２００を加熱制御し難くなってしまう。その点、本実施例に係る構成では、回転中心部５００とランプユニット３００，４００の対称点とが一致し、その対称点が回転中心部５００に対し偏心していないから、上記のような不都合はないと考えられる。
【００６５】
次に、本発明の好ましい実施例の基板処理装置の概要を説明する。
【００６６】
なお、本発明の好ましい実施例の基板処理装置においてはウエハなどの基板を搬送するキャリヤとしては、ＦＯＵＰ（ｆｒｏｎｔｏｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉｆｉｅｄｐｏｄ。以下、ポッドという。）が使用されている。また、以下の説明において、前後左右は図９を基準とする。すなわち、図９が示されている紙面に対して、前は紙面の下、後は紙面の上、左右は紙面の左右とする。
【００６７】
図９および図１０に示されているように、基板処理装置は真空状態などの大気圧未満の圧力（負圧）に耐えるロードロックチャンバ構造に構成された第１の搬送室１０３を備えており、第１の搬送室１０３の筐体１０１は平面視が六角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。第１の搬送室１０３には負圧下でウエハ２００を移載する第１のウエハ移載機１１２が設置されている。前記第１のウエハ移載機１１２は、エレベータ１１５によって、第１の搬送室１０３の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。
【００６８】
筐体１０１の６枚の側壁のうち前側に位置する２枚の側壁には、搬入用の予備室１２２と搬出用の予備室１２３とがそれぞれゲートバルブ２４４、１２７を介して連結されており、それぞれ負圧に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成されている。さらに、予備室１２２には搬入室用の基板置き台１４０が設置され、予備室１２３には搬出室用の基板置き台１４１が設置されている。
【００６９】
予備室１２２および予備室１２３の前側には、略大気圧下で用いられる第２の搬送室１２１がゲートバルブ１２８、１２９を介して連結されている。第２の搬送室１２１にはウエハ２００を移載する第２のウエハ移載機１２４が設置されている。第２のウエハ移載機１２４は第２の搬送室１２１に設置されたエレベータ１２６によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ１３２によって左右方向に往復移動されるように構成されている。
【００７０】
図９に示されているように、第２の搬送室１２１の左側にはオリエンテーションフラット合わせ装置１０６が設置されている。また、図１０に示されているように、第２の搬送室１２１の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット１１８が設置されている。
【００７１】
図９および図１０に示されているように、第２の搬送室１２１の筐体１２５には、ウエハ２００を第２の搬送室１２１に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口１３４と、ウエハ搬入搬出口を閉塞する蓋１４２と、ポッドオープナ１０８がそれぞれ設置されている。ポッドオープナ１０８は、ＩＯステージ１０５に載置されたポッド１００のキャップ及びウエハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２を開閉するキャップ開閉機構１３６とを備えており、ＩＯステージ１０５に載置されたポッド１００のキャップ及びウエハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２をキャップ開閉機構１３６によって開閉することにより、ポッド１００のウエハ出し入れを可能にする。また、ポッド１００は図示しない工程内搬送装置（ＲＧＶ）によって、前記ＩＯステージ１０５に、供給および排出されるようになっている。
【００７２】
図１０に示されているように、筐体１０１の六枚の側壁のうち背面側に位置する２枚の側壁には、ウエハに所望の処理を行う第１の処理炉２０２と、第２の処理炉１３７とがそれぞれ隣接して連結されている。第１の処理炉２０２および第２の処理炉１３７はいずれもコールドウォール式の処理炉によってそれぞれ構成されている。また、筐体１０１における六枚の側壁のうちの残りの互いに対向する２枚の側壁には、第３の処理炉としての第１のクーリングユニット１３８と、第４の処理炉としての第２のクーリングユニット１３９とがそれぞれ連結されており、第１のクーリングユニット１３８および第２のクーリングユニット１３９はいずれも処理済みのウエハ２００を冷却するように構成されている。
【００７３】
以下、上記構成をもつ基板処理装置を使用した処理工程を説明する。
【００７４】
未処理のウエハ２００は２５枚がポッド１００に収納された状態で、処理工程を実施する基板処理装置へ工程内搬送装置によって搬送されて来る。図９および図１０に示されているように、搬送されてきたポッド１００はＩＯステージ１０５の上に工程内搬送装置から受け渡されて載置される。ポッド１００のキャップ及びウエハ搬入搬出口１３４を開閉する蓋１４２がキャップ開閉機構１３６によって取り外され、ポッド１００のウエハ出し入れ口が開放される。
【００７５】
ポッド１００がポッドオープナ１０８により開放されると、第２の搬送室１２１に設置された第２のウエハ移載機１２４はポッド１００からウエハ２００をピックアップし、予備室１２２に搬入し、ウエハ２００を基板置き台１４０に移載する。この移載作業中には、第１の搬送室１０３側のゲートバルブ２４４は閉じられており、第１の搬送室１０３の負圧は維持されている。ウエハ２００の基板置き台１４０への移載が完了すると、ゲートバルブ１２８が閉じられ、予備室１２２が排気装置（図示せず）によって負圧に排気される。
【００７６】
予備室１２２が予め設定された圧力値に減圧されると、ゲートバルブ２４４、１３０が開かれ、予備室１２２、第１の搬送室１０３、第１の処理炉２０２が連通される。続いて、第１の搬送室１０３の第１のウエハ移載機１１２は基板置き台１４０からウエハ２００をピックアップして第１の処理炉２０２に搬入する。そして、第１の処理炉２０２内に処理ガスが供給され、所望の処理がウエハ２００に行われる。
【００７７】
第１の処理炉２０２で前記処理が完了すると、処理済みのウエハ２００は第１の搬送室１０３の第１のウエハ移載機１１２によって第１の搬送室１０３に搬出される。
【００７８】
そして、第１のウエハ移載機１１２は第１の処理炉２０２から搬出したウエハ２００を第１のクーリングユニット１３８へ搬入し、処理済みのウエハを冷却する。
【００７９】
第１のクーリングユニット１３８にウエハ２００を移載すると、第１のウエハ移載機１１２は予備室１２２の基板置き台１４０に予め準備されたウエハ２００を第１の処理炉２０２に前述した作動によって移載し、第１の処理炉２０２内に処理ガスが供給され、所望の処理がウエハ２００に行われる。
【００８０】
第１のクーリングユニット１３８において予め設定された冷却時間が経過すると、冷却済みのウエハ２００は第１のウエハ移載機１１２によって第１のクーリングユニット１３８から第１の搬送室１０３に搬出される。
【００８１】
冷却済みのウエハ２００が第１のクーリングユニット１３８から第１の搬送室１０３に搬出されたのち、ゲートバルブ１２７が開かれる。そして、第１のウエハ移載機１１２は第１のクーリングユニット１３８から搬出したウエハ２００を予備室１２３へ搬送し、基板置き台１４１に移載した後、予備室１２３はゲートバルブ１２７によって閉じられる。
【００８２】
予備室１２３がゲートバルブ１２７によって閉じられると、前記排出用予備室１２３内が不活性ガスにより略大気圧に戻される。前記予備室１２３内が略大気圧に戻されると、ゲートバルブ１２９が開かれ、第２の搬送室１２１の予備室１２３に対応したウエハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２と、ＩＯステージ１０５に載置された空のポッド１００のキャップがポッドオープナ１０８によって開かれる。続いて、第２の搬送室１２１の第２のウエハ移載機１２４は基板置き台１４１からウエハ２００をピックアップして第２の搬送室１２１に搬出し、第２の搬送室１２１のウエハ搬入搬出口１３４を通じてポッド１００に収納していく。処理済みの２５枚のウエハ２００のポッド１００への収納が完了すると、ポッド１００のキャップとウエハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２がポッドオープナ１０８によって閉じられる。閉じられたポッド１００はＩＯステージ１０５の上から次の工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。
【００８３】
以上の作動が繰り返されることにより、ウエハが、順次、処理されていく。以上の作動は第１の処理炉２０２および第１のクーリングユニット１３８が使用される場合を例にして説明したが、第２の処理炉１３７および第２のクーリングユニット１３９が使用される場合についても同様の作動が実施される。
【００８４】
なお、上述の基板処理装置では、予備室１２２を搬入用、予備室１２３を搬出用としたが、予備室１２３を搬入用、予備室１２２を搬出用としてもよい。また、第１の処理炉２０２と第２の処理炉１３７は、それぞれ同じ処理を行ってもよいし、別の処理を行ってもよい。第１の処理炉２０２と第２の処理炉１３７で別の処理を行う場合、例えば第１の処理炉２０２でウエハ２００にある処理を行った後、続けて第２の処理炉１３７で別の処理を行わせてもよい。また、第１の処理炉２０２でウエハ２００にある処理を行った後、第２の処理炉１３７で別の処理を行わせる場合、第１のクーリングユニット１３８（又は第２のクーリングユニット１３９）を経由するようにしてもよい。
【実施例２】
【００８５】
実施例２に係る基板処理装置は実施例１に係る基板処理装置と主に下記の点で異なっており、それ以外は同様となっている。
【００８６】
図１１に示すように、ランプユニット３００が１本置きに反転している。具体的には、複数のランプユニット３００のうち、ランプユニット３００ａ，３００ｃ，３００ｅ，３００ｇ，３００ｊ，３００ｌ，３００ｎ，３００ｐの配置が直線Ｌ１を中心軸として反転している。そしてランプユニット３００の低温部３１２の配置に着目した場合に、低温部３１２が図１１中左右方向に沿ってジグザグ状に配列されている。これと同様に、ランプユニット４００も１本置きに反転しており、低温部４１２の配置に着目した場合に、低温部４１２が図１１中上下方向に沿ってジグザグ状に配列されている。
【００８７】
以上の本実施例２のように、ランプユニット３００，４００の設置の向きを交互に入れ替えて低温部３１２，４１２の配置を互いに違いにすれば、ランプユニット３００，４００の設置領域で低温部３１２，４１２が点在することになり、ウエハ２００を加熱する際にウエハ２００の面内温度の均一性を向上させることができる。またこの場合であっても、ランプユニット３００，４００自体は互いに同種であるから、互いに異なる種類のランプユニット３００，４００を製造するまでもなく、単一種類のランプユニット３００，４００で実施例２の構成を実現することができ、ランプユニット３００，４００のストック管理に係るコストが増大するのを防止することができる。
【実施例３】
【００８８】
実施例３に係る基板処理装置は実施例１に係る基板処理装置と主に下記の点で異なっており、それ以外は同様となっている。
【００８９】
図１２に示すように、ランプユニット３００，４００の低温部３１２，４１２の位置がランプユニット３００ａ〜３００ｐ，４００ａ〜４００ｐごとに異なっており（一部同じものがあってもよい。）、低温部３１２，４１２が不規則に点在している。
【００９０】
以上の実施例３によれば、ランプユニット３００，４００の設置領域で低温部３１２，４１２が実施例２（図１１参照）と比較してより複雑に点在し、不規則的にばらばらに配置されているから、ウエハ２００を温度制御する際の精度を向上させ易く、実施例１，２に比較してウエハ２００の面内温度の均一性を更に向上させることができる。
【００９１】
なお、実施例１〜３において、好ましくは、チップ３０４，４０４と接続部３１０，４１０とを重複配置させずに、チップ３０４，４０４と接続部３１０，４１０同士を別々に設けてもよい。これにより、低温部３１２，４１２を多く点在させることになり、特にウエハ２００を回転させない状態のときは、温度制御する際の精度を向上させ易く、ウエハ２００の面内温度の均一性を向上させることができる。
【００９２】
以上本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明の好ましい実施の形態によれば、
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い近位の接続部、又は前記チップが、前記直交点から離間している第１の基板処理装置が提供される。
【００９３】
本発明の他の好ましい実施の形態によれば、
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成される発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するための少なくとも１つのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点から前記チップが離間している第２の基板処理装置が提供される。
【００９４】
本発明の他の好ましい実施の形態によれば、
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い近位の接続部、又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されている第３の基板処理装置が提供される。
【００９５】
好ましくは、第１又は第２の基板処理装置において、
前記複数のランプユニットが、前記基板の回転中心に対し格子状に配置されている第４の基板処理装置が提供される。
【００９６】
好ましくは、第１の基板処理装置において、
前記近位の接続部又は前記チップが、前記基板の回転軸と前記複数のランプユニットのうち少なくとも１つのランプユニットとに対し直交する１本の仮想直線上から離れた位置に設けられている第５の基板処理装置が提供される。
【００９７】
好ましくは、第１の基板処理装置において、
前記近位の接続部又は前記チップが、前記基板の回転軸と前記複数のランプユニットの全部とに対し直交する１本の仮想直線上から離れた位置に設けられている第６の基板処理装置が提供される。
【００９８】
好ましくは、第３の基板処理装置において、
前記複数のランプユニットが、前記基板の回転中心に対し格子状であって対称に配置されている第７の基板処理装置が提供される。
【００９９】
好ましくは、第３の基板処理装置において、
前記複数のランプユニット全部で、前記近位の接続部又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されている第８の基板処理装置が提供される。
【０１００】
好ましくは、第１〜第３のいずれか１つの基板処理装置において、
前記複数のフィラメントは互いに長さが異なる第９の基板処理装置が提供される。
【０１０１】
好ましくは、第１〜第３のいずれか１つの基板処理装置において、
前記基板の回転軸に最も近い位置に配置された少なくとも１対のランプユニットでは、一方のランプユニットの前記近位の接続部又は前記チップが、前記直交点から当該一方のランプユニットの一方の端部側にずれた位置に配置されており、他方のランプユニットの前記近位の接続部又は前記チップが、前記直交点から当該他方のランプユニットの前記一方の端部とは反対の他方の端部側にずれた位置に配置されている第１０の基板処理装置が提供される。
【０１０２】
好ましくは、第１〜第３のいずれか１つの基板処理装置において、
前記複数のランプユニット全部で、前記近位の接続部又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置され、
前記基板の回転軸に最も近い位置に配置された少なくとも１対のランプユニットでは、一方のランプユニットの前記近位の接続部又は前記チップが、前記直交点から当該一方のランプユニットの一方の端部側にずれた位置に配置されており、他方のランプユニットの前記近位の接続部又は前記チップが、前記直交点から当該他方のランプユニットの前記一方の端部とは反対の他方の端部側にずれた位置に配置されている第１１の基板処理装置が提供される。
【０１０３】
好ましくは、第１〜第３のいずれか１つの基板処理装置において、
前記複数のランプユニットのうち、少なくとも前記基板の回転軸に最も近い位置に配置されたランプユニットが同種であり、
前記複数のランプユニットは設置の向きが互い違いとなっている第１２の基板処理装置が提供される。
【０１０４】
更に好ましくは第８の基板処理装置において、
前記複数のランプユニットの全部が同種であり、
前記複数のランプユニットは設置の向きが互い違いとなっている第１３の基板処理装置が提供される。
【０１０５】
本発明の他の好ましい実施の形態によれば、
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されている基板処理装置を用いて半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記基板を前記回転機構に設置する工程と、
前記回転機構により前記基板を回転させながら前記複数のランプユニットにより前記基板を加熱する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の好ましい実施例で使用される基板処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。
【図２】本発明の好ましい実施例で使用されるランプユニットの概略斜視図である。
【図３】本発明の好ましい実施例で使用されるランプユニットの（ａ）概略平面図（ｂ）概略側面図である。
【図４】本発明の好ましい実施例で使用されるランプユニットの配置を説明するための概略平面図である。
【図５】図４の配置により得られる基板の回転中心からの距離と膜厚との関係を概略的に示す図面である。
【図６】本発明の好ましい実施例の比較例を示す概略平面図である。
【図７】図６の配置により得られる基板の回転中心からの距離と膜厚との関係を概略的に示す図面である。
【図８】本発明の好ましい実施例の比較例を示す概略平面図である。
【図９】本発明の好ましい実施例の基板処理装置を説明するための概略横断面図である。
【図１０】本発明の好ましい実施例の基板処理装置を説明するための概略縦断面図である。
【図１１】図４の配置の変形例（実施例２）を示す概略平面図である。
【図１２】図４の配置の変形例（実施例３）を示す概略平面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１００ ポッド
１０１ 筐体
１０３ 搬送室
１０５ ＩＯステージ
１０６ オリエンテーションフラット合わせ装置
１０８ ポッドオープナー
１１２ ウエハ移載機
１１５ エレベータ
１１８ クリーンユニット
１２１ 搬送室
１２２，１２３ 予備室
１２４ ウエハ移載機
１２５ 筐体
１２６ エレベータ
１２７，１２８，１２９ ゲートバルブ
１３０ ゲートバルブ
１３２ リニアアクチュエータ
１３４ ウエハ搬入搬出口
１３６ キャップ開閉機構
１３７ 処理炉
１３８，１３９ クーリングユニット
１４０，１４１ 基板置き台
１４２ 蓋
２００ ウエハ
２０１ 処理室
２０２ 処理炉
２１７ 遮光プレート
２２４ 電極
２２５ チャンバ
２２６ チャンバ蓋
２２７ チャンバ本体
２２８ チャンバ底
２３０ 処理ガス
２３２ ガス供給管
２３５ ガス排気口
２４１ マスフローコントローラ
２４３ バルブ
２４４ ゲートバルブ
２４７ ウエハ搬入・搬出口
２６０ 放射率測定用プローブ
２６１ 温度測定用プローブ
２６５ 放射率測定用リファレンスランプ
２６６ 突上げピン
２６７ 回転・昇降機構
２７４ プローブ回転機構
２７５ 昇降機構
２７９ 支持ピン
２８０ 主制御部
２８１ 検出部
２８２ 駆動制御部
２８３ 加熱制御部
２８４ ガス制御部
２８５ 空冷ガス用ブロア
２８６ 石英管
２８９ 均熱リング
３００，４００ ランプユニット
３０２，４０２ バルブ
３０４，４０４ チップ
３０６，４０６ 発熱体
３０６ａ，３０６ｂ，４０６ａ，４０６ｂ フィラメント
３０８，４０８ サポータ
３１０，４１０ 接続部
３１２，４１２ 低温部
３２０，４２０ シール部
３２２，４２２ モリブデン箔
３２４，４２４ 内部リード線
３２６，４２６ 接点
３２８，４２８ 外部リード線
３５０ 対称点
５００ 回転中心部
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板処理装置、ランプユニット及び半導体装置の製造方法に関し、特に被処理用の基板を回転させながら加熱する場合に当該基板における温度の面均一性を向上させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被処理用の基板を回転させながら加熱する基板処理装置では、直線状を呈する複数のランプ（ランプユニット）を基板の面と平行な面内において互いに平行に略等間隔で配列させ、基板を加熱する場合がある。この場合、通常、ランプを基板の回転中心に対し対称に配置してその対称点と基板の回転中心とを一致させ、ランプの光や熱が基板全体にゆきわたるようにしている。
【０００３】
このような基板処理装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された基板処理装置では、複数のランプを横方向と縦方向とに並べてこれらを上下２段にわたり配置しており、平面視した場合にこれらランプがちょうど格子状に配置された状態となっている。
【０００４】
上記のような基板処理装置で使用されるランプには通常、フィラメントやそれを覆うバルブ、フィラメントを支持するサポータ、バルブ内にハロゲンガスを封入するためのチップ等が具備されている。特に近年では、ウエハのサイズ（径）の増大に伴いランプ自体も長くなっており、バルブ内では複数のフィラメント断片を互いに接続して（繋ぎ合わせて）その長さに対応させる場合もある。この場合、各ランプ同士が互いに異なる仕様（例えばフィラメントの長さが異なる）を有していると、その仕様ごとにランプをストックする必要があり、ランプのストック管理が面倒で余計にコストがかかる。またフィラメントの劣化等に伴う交換作業においても、ランプの仕様や設置時の向き等を逐一確認する必要があるから、手間がかかる。
【０００５】
これに対し、各ランプ同士を同一仕様、例えばフィラメントの長さをバルブの略半分の長さに統一すると、フィラメントも同じ長さのものが使用されその接続部が各ランプのバルブ内で略同一の位置に配置されるから、１種類のランプをストックすれば足り、ランプのストック管理が容易でランプの交換作業も仕様や設置の向き等を気にすることなく容易に行える。そのため、フィラメント同士の接続部に加えてチップやサポータ等も全てランプの中央部に配置することが多い。
【特許文献１】特開２００６−３０３２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、フィラメント同士の接続部やチップ、サポータが配置される部位（特にフィラメント同士の接続部やチップが配置される部位）はフィラメントの温度が局所的に低下するから、そのようなランプを基板処理装置にそのまま設置して基板を加熱すれば、その温度低下部位を通過する回転軌道上で基板の温度が局所的に低下する。すなわち、各ランプの中央部で温度が低下するから、基板の回転中心近傍にこれら温度低下部位が集中し、基板の回転中心で局所的に温度が低下する。
【０００７】
したがって、本発明の主な目的は、基板の回転中心で温度が局所的に低下するのを抑制することができる基板処理装置を提供することにあり、併せてその基板処理装置に用いられるランプユニット、及びその基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から離間していることを特徴とする基板処理装置が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成される発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するための少なくとも１つのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点から前記チップが離間していることを特徴とする基板処理装置が提供される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されていることを特徴とする基板処理装置が提供される。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、
被処理用の基板を回転させながら処理する基板処理装置に用いられるランプユニットであって、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記基板処理装置に設置された際に、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されていることを特徴とするランプユニットが提供される。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されている基板処理装置を用いて半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記基板を前記回転機構に設置する工程と、
前記回転機構により前記基板を回転させながら前記複数のランプユニットにより前記基板を加熱する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一又は他の態様に係る基板処理装置によれば、フィラメント同士の接続部やチップが、基板の回転軸と直交する直線とランプユニットとの直交点から離間していたりランプユニットのいずれか一方の端部側にずれていたりするから、フィラメント同士の接続部やチップが基板の回転中心に集中することがなく、基板の回転中心で温度が局所的に低下するのを抑制することができる。
【００１４】
本発明の他の態様に係るランプユニットによれば、基板処理装置に設置された際に、フィラメント同士の接続部やチップが基板の回転中心から離間し、基板の回転中心で温度が局所的に低下するのを抑制することができる。
【００１５】
本発明の他の態様に係る半導体装置の製造方法によれば、基板を加熱する工程において、フィラメント同士の接続部やチップが基板の回転中心から離間した状態で基板を加熱することになり、基板の回転中心で温度が局所的に低下するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施例を説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１に示すように、本実施例の基板処理装置の処理炉はその全体が符号２０２で示される。例示の態様においては、処理炉２０２は、半導体ウエハ等の基板２００（以下、ウエハ２００という。）の様々な処理工程を実行するのに適した枚葉式の処理炉である。また処理炉２０２は、特に半導体ウエハの熱処理に適している。こうした熱処理の例としては、半導体デバイスの処理における、半導体ウエハの熱アニール、ホウ素−リンから成るガラスの熱リフロー、高温酸化膜、低温酸化膜、高温窒化膜、ドープポリシリコン、末ドープポリシリコン、シリコンエピタキシャル、タングステン金属、又はケイ化タングステンから成る薄膜を形成するための化学蒸着が挙げられる。
【００１８】
処理炉２０２は互いに同一の長さを有する複数のランプユニット３００，４００を有している。ランプユニット３００，４００は直線状を呈した長尺な部材であり、互いに同種である。ランプユニット３００はランプユニット２２３の上方に配置されている。他方、ランプユニット４００はランプユニット２０７の下方に配置されている。ランプユニット３００は図１紙面の表側から裏側にかけて延在しており、ランプユニット４００は図１中左右方向に延在している。
【００１９】
処理炉２０２では、ランプユニット３００，４００はヒータアッセンブリを構成している。このヒータアッセンブリは、基板温度がほぼ均一になるように放射熱をウエハ２００に供給する。本実施例においては、ヒータアッセンブリは、放射ピーク０．９５ミクロンで照射し、複数の加熱ゾーンを形成し、ウエハ中心部より多くの熱を基板周辺部に加える集中的加熱プロファイルを提供する一連のタングステン−ハロゲン直線ランプ等の加熱要素を含む。
【００２０】
各ランプユニット３００，４００には電極２２４が接続され、各ランプユニット３００，４００に電力を供給するとともに、各ランプユニット３００，４００の加熱具合は加熱制御部２８３にて制御される。
【００２１】
各ランプユニット３００，４００は石英管２８６で覆われている。石英管２８６はＯリング等の気密部材によりチャンバ本体２２７に対し気密に固定されている。石英管２８６と各ランプユニット３００，４００との間の空間には、駆動制御部２８２にて制御される空冷ガス用ブロア２８５から空冷ガスが供給され、ランプユニット３００，４００の外側の温度上昇を抑え、所定の温度に保っている。なお、好ましくは、石英管２８６は透明石英製とするとよい。
【００２２】
チャンバ本体２２７は様々な金属材料から形成することができる。例えば、幾つかのアプリケーションではアルミニウムが適しており、他のアプリケーションではステンレス鋼が適している。材料の選択は、アニールや化学蒸着等の処理に用いられる化学物質の種類、及び選択された金属に対するこれら化学物質の反応性に左右される。チャンバ本体２２７の壁は通常、本技術分野で周知の循環式冷水フローシステムにより華氏約４５〜４７度まで水冷される。
【００２３】
ウエハ２００は、ウエハ２００の外周に設けられる均熱リング２８９と支持ピン２７９とで保持されている。均熱リング２８９は例えば炭化ケイ素で被覆したグラファイト、クォーツ、純炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、アルミニウム、鋼等の好適な材料から構成されている。支持ピン２７９は例えば石英から構成されている。
【００２４】
均熱リング２８９の外周側には均熱リング２８９の上面を覆うように平板形状の遮光プレート２１７（サセプタ）が設けられている。遮光プレート２１７はチャンバ本体２２７に支持されている。遮光プレート２１７は例えば炭化ケイ素から構成されている。
【００２５】
支持ピン２７９は回転・昇降機構２６７に接続され回転可能とされている。支持ピン２７９の回転速度は個々の処理に応じて適切な速度に設定されるが、５〜６０ｒｐｍ（round per minute）程度であることが好ましい。回転・昇降機構２６７には突上げピン２６６が接続されており、回転・昇降機構２６７により突上げピン２６６が昇降可能とされている。回転・昇降機構２６７は駆動制御部２８２に接続され、駆動制御部２８２により制御される。
【００２６】
処理炉２０２は主にチャンバ本体２２７、チャンバ蓋２２６及びチャンバ底２２８からなるチャンバ２２５を有している。処理炉２０２ではチャンバ２２５に囲まれた空間にて処理室２０１が形成されている。
【００２７】
チャンバ蓋２２６にはガス供給管２３２が貫通して設けられ、処理室２０１に処理ガス２３０を供給し得るようになっている。ガス供給管２３２は、開閉バルブ２４３、流量制御手段であるマスフローコントローラ２４１（以下、ＭＦＣ２４１という。）を介し、ガスＡ，ガスＢのガス源に接続されている。ここで使用されるガスは、窒素等の不活性ガスや水素、アルゴン、六フッ化タングステン等であって、ウエハ２００上に所望の膜を形成して半導体装置を形成するためのものである。
【００２８】
また、開閉バルブ２４３およびＭＦＣ２４１は、ガス制御部２８４に接続され、ガス制御部２８４によりガスの供給、停止およびガスの流量が制御される。
【００２９】
ガス供給管２３２から供給された処理ガス２３０は処理室２０１内にてウエハ２００と反応し、残余ガスはチャンバ本体２２７に設けられた排気口であるガス排気口２３５から真空ポンプ等の排気装置（図示略）を介し、処理室２０１外へ排気される。
【００３０】
チャンバ本体２２７の排気口２３５の反対側にはゲートバルブ２４４によって開閉されるウエハ搬入・搬出口２４７が設けられ、ウエハ２００を処理室２０１に搬入・搬出し得るように構成されている。
【００３１】
処理炉２０２は複数の温度測定用プローブ２６１を有している。プローブ２６１はチャンバ蓋２２６に固定され、すべての処理条件においてウエハ２００のデバイス面から放射される光子密度を測定する。温度測定用プローブ２６１は検出部２８１に接続され光子密度の測定結果を検出部２８１に出力する。
【００３２】
処理炉２０２は、様々な製造工程においてウエハ２００の放射率（エミシビティ）を測定し、その放射率を計算するための非接触式の放射率測定手段をも含む。この放射率測定手段は、主として放射率測定用プローブ２６０、放射率測定用リファレンスランプ（参照光）２６５を有している。
【００３３】
放射率測定用プローブ２６０はプローブ回転機構２７４により回転自在に設けられ、プローブ２６０の一端をウエハ２００または参照光であるリファレンスランプ２６５の方向に方向付けられる。放射率測定用プローブ２６０は検出部２８１に接続され、リファレンスランプ２６５から放射された光子密度とウエハ２００から反射された光子密度を検出してその検出結果を検出部２８１に出力する。
【００３４】
主制御部２８０は主には、上記で説明した検出部２８１、駆動制御部２８２、加熱制御部２８３、ガス制御部２８４で構成されており、これらは主制御部２８０により統括・支配されるように制御される。
【００３５】
次に、図２〜図４を参照しながらランプユニット３００，４００について詳細に説明する。
【００３６】
図２，図３に示すように、ランプユニット３００は円筒状を呈するバルブ（封体）３０２を有している。バルブ３０２の中途部にはバルブ３０２にガスを封入するためのチップ（ガス封入部）３０４が形成されている。なお、１つのランプユニット３００に対してチップ３０４を２つ以上（複数）設けてもよい。チップ３０４はランプユニット３００の中央部ではなく、中央部より一方の端部側に配置されている。バルブ３０２の内部には発熱体３０６が設けられており、発熱体３０６は複数のサポータ３０８により支持されている（図２では、ランプユニット３００の構成をわかり易くするためサポータ３０８の数を図３より少なく描写している。）。なお、好ましくは、バルブ３０２とチップ３０４は透明石英製で形成するとよい。
【００３７】
発熱体３０６は互いに長さの異なる２本のフィラメント３０６ａ，３０６ｂを繋ぎ合わせて接続した構成を有しており、その繋ぎ目が接続部３１０となっている。すなわち、接続部３１０は各フィラメント３０６ａ，３０６ｂ同士が互いに接続された接続部位である。接続部３１０もチップ３０４と同様にランプユニット３００の中央部ではなく、中央部より一方の端部側に配置されている。ランプユニット３００においてチップ３０４と接続部３１０は略同一部位に配置されている。当該部位はチップ３０４と接続部３１０とが重複配置されることで、発熱体３０６が発熱した場合に他の部位より低温となり易く、本実施例では低温部３１２と表現する（図２，図３中点線部参照）。
【００３８】
低温部３１２は、チップ３０４のみで構成した部位であってもよいし、接続部３１０のみで構成した部位であってもよい。例えば、ランプユニット３００が短くてフィラメントが１本で構成される場合には、接続部３１０はないことになり、低温部３１２はチップ３０４のみで構成されることになる。サポータ３０８もランプユニット３００の低温要因となりうることから、低温部３１２は、チップ３０４と接続部３１０とに加えて複数のサポータ３０８のうち一部のサポータ３０８（チップ３０４又は接続部３１０に最も近いサポータ３０８）を含んだ状態で構成した部位としてもよい。
【００３９】
低温部３１２を構成する接続部３１０は２箇所以上設けてもよいが（３本以上のフィラメントを繋ぎ合わせてもよいが）、接続部３１０の数に応じて低温となる部位が増えるため、接続部３１０は好ましくは１箇所とする。接続部３１０を２箇所以上設ける場合には、直交点Ｐ１（後述参照）に最も近い接続部３１０が低温部３１２を構成する部位となる。
【００４０】
ランプユニット３００の両端部にはシール部３２０が設けられている。シール部３２０にはモリブデン箔３２２が設けられており、モリブデン箔３２２とフィラメント３０６ａ，３０６ｂとが内部リード線３２４により接続されている。シール部３２０には接点３２６が設けられており、接点３２６とモリブデン箔３２２とが外部リード線３２８により接続されている。
【００４１】
ここでは、ランプユニット３００について詳細に説明したが、ランプユニット４００もランプユニット３００と同様の構成を有しており、ランプユニット４００の各構成部材には図２，図３の通りにランプユニット３００の各構成部材を示す符号中下２桁の数字と同一の数字を付して（下２桁の数字を共通化して）その説明を省略する。
【００４２】
図４に示すように、ランプユニット３００とランプユニット４００とは平面視した場合に互いに直交するように格子状に配置されている。詳しくは、ランプユニット３００はウエハ２００の面と平行な面内において図４中左右方向に略等間隔で配列されており、ウエハ２００の回転中心部５００に対し、８本のランプユニット３００ａ〜３００ｈと８本のランプユニット３００ｉ〜３００ｐとが左右対称に配置されている。
【００４３】
各ランプユニット３００ａ〜３００ｐの設置向きは全て同一とされており、低温部３１２が図４中左右方向に直線状に配列されている。ウエハ２００の回転軸と各ランプユニット３００ａ〜３００ｐとに対し直交する直線を直線Ｌ１とすると、ランプユニット３００ａ〜３００ｐの全てにおいて、各低温部３１２は直線Ｌ１とそのランプユニット３００ａ〜３００ｐとの直交点Ｐ１からやや離間している。
【００４４】
ランプユニット４００もウエハ２００の面と平行な面内において略等間隔で配置されており、回転中心部５００に対し、８本のランプユニット４００ａ〜４００ｈと８本のランプユニット４００ｉ〜４００ｐとが上下対称に配置されている。各ランプユニット４００ａ〜４００ｐの設置向きも全て同一とされており、低温部４１２が図４中上下方向に直線状に配列されている。ウエハ２００の回転軸と各ランプユニット４００ａ〜４００ｐとに対し直交する直線を直線Ｌ２とすると、ランプユニット４００ａ〜４００ｐの全てにおいて、各低温部４１２は直線Ｌ２とそのランプユニット４００ａ〜４００ｐとの直交点Ｐ２からやや離間している。
【００４５】
なお、本実施例では、ランプユニット３００ａ〜３００ｐ，４００ａ〜４００ｐのうち、ランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉの少なくとも１本で、低温部３１２，４１２が直交点Ｐ１，Ｐ２から離間していればよい。
【００４６】
回転中心部５００は、ウエハ２００が基板処理中に回転した際の中心となる部位であって、ランプユニット３００，４００の対称点と一致している。回転中心部５００は、ランプユニット３００，４００を平面視した場合に、４本のランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉで囲まれた矩形状の空間部に配置される。そのため、図４では、ウエハ２００の回転軸は回転中心部５００を通過するように紙面を表側から裏側に貫通するものとなる。
【００４７】
本実施例では、支持ピン２７９が４本のランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉによる空間部を貫通した状態でウエハ２００を支持するから、必然的に回転中心部５００にはランプユニット３００，４００を配置することができず、回転中心部５００（ウエハ２００の回転軸）を通過するようにランプユニット３００，４００を配置してその低温部３１２，４１２を回転中心部５００に一致させるような構成とした場合と、温度の低下という面においてそれほど変わりはないと考えられる。そのため、支持ピン２７９に代えて、例えばランプユニット３００，４００の設置領域を迂回するようにしてウエハ２００の周縁部を支持しながらウエハ２００を回転させる機構を具備する基板処理装置においては、回転中心部５００を通過する部分にランプユニット３００，４００を配置してその低温部３１２，４１２を回転中心部５００に一致させないような構成としてもよい。
【００４８】
図４に示すように、ランプユニット３００ａ〜３００ｐ，４００ａ〜４００ｐのなかでは、４本のランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉが回転中心部５００に最も近い位置に配置されており、ランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉの低温部３１２，４１２は回転中心部５００からやや離間しており、少なくとも５ｃｍ以上離間している。本実施例では、４本のランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉのうち、少なくとも１本のランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉの低温部３１２，４１２が回転中心部５００から少なくとも５ｃｍ以上離間していればよい。
【００４９】
図２，図３に示すように、低温部３１２，４１２を構成するチップ３０４，４０４はバルブ３０２，４０２からやや突出しているが、チップ３０４，４０４は好ましくはウエハ２００側とは反対側の方向（ウエハ２００に光が向かう方向とは反対の方向）に配置されるとよい。チップ３０４，４０４は、ランプユニット３００，４００の光を遮光したり、熱容量が他の部位より大きくランプユニット３００，４００の熱を蓄熱したりして、ウエハ２００の温度制御精度を高める際の抑制因子となる可能性があるからである。ただ、チップ３０４，４０４をウエハ２００側とは反対側の方向に向けたとしても、光の遮光は抑制されるものの熱容量は他の部位より大きくなるため、ウエハ２００の温度制御精度を高める際の間接的な抑制因子となる可能性はある。また、ウエハ２００側とは反対側の方向にチップ３０４，４０４を配置するよりは光を遮光する量が若干増えるものの、チップ３０４，４０４を側方、すなわちウエハ２００側に対し略９０°横に向けてもよい。すなわち、少なくともチップ３０４，４０４はウエハ２００側に向いてさえいなければ（ウエハ２００に光が向かう方向に配置されていなければ）、チップ３０４，４０４がウエハ２００の温度制御精度に与える影響は比較的小さい。
【００５０】
次に、上述の構成に係る処理炉２０２を用いて、半導体装置（半導体デバイス）の製造工程の一工程としてウエハ２００に処理を施す方法について説明する。なお、以下の説明において、処理炉２０２を構成する各部の動作は主制御部２８０により制御される。
【００５１】
仕切弁であるゲートバルブ２４４を開放し、チャンバ本体２２７に設けられたウエハ搬入・搬出口２４７を通ってウエハ２００を処理室２０１内に搬入する。搬入されたウエハ２００は回転・昇降機構２６７により上昇された突上げピン２６６上に載置される。その後、回転・昇降機構２６７により突上げピン２６６を下降させて、ウエハ２００を支持ピン２７９に載置する。ウエハ２００を支持ピン２７９上に載置後、回転・昇降機構２６７によりウエハ２００を回転させる。
【００５２】
この状態において、ランプユニット３００，４００に電力を供給してランプユニット３００，４００を発熱させ、ウエハ２００を加熱する。このとき、プローブ２６１がウエハ２００のデバイス面から放射される光子密度を常に測定し、プローブ２６１によって測定された光子密度に基づき検出部２８１にてウエハ温度が算出され、主制御部２８０にて設定温度と比較される。主制御部２８０は比較の結果、あらゆる偏差を計算し、加熱制御部２８３を介してヒータアッセンブリ内のランプユニット３００，４００の電力供給量を制御する。
【００５３】
上記のようにしてウエハ２００の温度制御を行いつつ、ガス供給管２３２から処理ガス２３０を処理室２０１内に供給して、ウエハ２００の処理を行う。
【００５４】
ウエハ２００の処理後、ウエハ２００は、複数の突上げピン２６６により支持ピン２７９から持ち上げられ、処理炉２０２内でウエハ２００を自動的にアンローティングできるようにするために、ウエハ２００の下に空間を形成する。突上げピン２６６は駆動制御部２８２の制御のもと、回転・昇降機構２６７によって上下する。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施例によれば、ランプユニット３００，４００のうち、回転中心部５００に最も近いランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉの低温部３１２，４１２が、ウエハ２００の回転中心部５００から離間した位置に配置されているため、ウエハ２００の処理中においてウエハ２００の回転中心部５００で局所的に温度が低下するのを抑制することができる。
【００５６】
そのような作用に信憑性があるのかを検証するため下記の通りに急速熱酸化実験を試みた。
【００５７】
図５は、ランプユニット３００，４００の低温部３１２，４１２を図４の配置とした場合におけるウエハ２００の急速熱酸化（ＲＰＯ：Rapid Thermal Oxidation）実験の結果を概略的に示す図面である。図５中、横軸は基板の回転中心から距離（ｍｍ）を示し、特に「０（ゼロ）」の位置が基板の回転中心部である（図７も同様）。
【００５８】
当該急速熱酸化実験では、ウエハ２００として直径３００ｍｍのシリコンウエハを用い、その基板上に酸化膜を堆積させた。処理条件は、処理ガスを酸素と、処理温度を９５０℃と、処理圧力を２０Ｔｏｒｒ（約２６３２Ｐａ）と、処理時間を６０秒とした。図５に示す通り、基板の回転中心部で膜厚が低下することはなく、基板の処理中において基板の回転中心部で局所的に温度が低下するのを抑制していると考えられる。
【００５９】
これに対し、本実施例の比較例として、ランプユニット３００，４００の低温部３１２，４１２をランプユニット３００，４００の中央部に配置した場合（図６の配置とした場合）を想定することができる。図６の配置とした場合におけるウエハ２００の急速熱酸化実験の結果を図７に示す。
【００６０】
当該急速熱酸化実験でも、ウエハ２００として直径３００ｍｍのシリコンウエハを用い、その基板上に酸化膜を堆積させた。処理条件は、処理ガスを酸素（窒素希釈）と、処理温度を８５０℃，９００℃，９５０℃と、処理圧力を大気圧と、処理時間を６０秒とした。図７に示す通り、処理温度を８５０℃，９００℃，９５０℃のいずれに設定した場合においても、基板の回転中心部で膜厚が局所的に低下しており、基板の処理中において基板の回転中心部で局所的に温度が低下していると考えられる。
この結果は、上述の比較例に比べて、処理ガスにおける窒素希釈の有無及び処理圧力が異なるものの、膜厚の局所的な低下については、これらの差異はほとんど影響を与えることがないため、温度の低下を主要因として考えることができる。
【００６１】
以上から、ランプユニット３００ａ，３００ｉ，４００ａ，４００ｉの低温部３１２，４１２をウエハ２００の回転中心部５００から離間させれば、ウエハ２００の処理中においてウエハ２００の回転中心部５００で局所的に温度が低下するのを抑制可能であることがわかる。
【００６２】
更に本実施例の第２の比較例として、図６の構成を改変した図８のような構成も想定することができる。図８の構成は、図６のランプユニット３００，４００の互いの配置を変えずにその対称点を左下方にずらし（実線矢印）、ランプユニット３００，４００の設置領域である領域Ａ（実線部）を領域Ｂ（点線部）にスライド移動したものである。
【００６３】
図８の構成では、ウエハ２００の回転中心部５００とランプユニット３００，４００の対称点３５０とがずれているから、回転中心部５００に対する単なる対称点３５０の偏心により、本実施例のようにウエハ２００の回転中心部５００で局所的に温度が低下するのを抑制することができるようにみえる。また本実施例のように、ランプユニット３００，４００のフィラメント３０６ａ，４０６ａとフィラメント３０６ｂ，４０６ｂとを互いに異なる長さとする構成を想定し、当該構成と図８の構成とを組み合わせれば、本実施例の構成に想到することができるようにも考えられる。
【００６４】
しかしながら、回転中心部５００と対称点３５０とがずれているから、ウエハ２００を完全に覆うようにランプユニット３００，４００を設置するには、例えばランプユニット３００，４００をウエハ２００の面より広い領域にわたり大型化する必要があり（点線矢印）、基板処理装置自体を大型化する必要が生じたりランプユニット３００，４００の熱エネルギーを無駄に浪費したりする。また対称点３５０が回転中心部５００に対し偏心しているから、ウエハ２００の１箇所に対し影響を与えるランプユニット３００，４００が多くなる。すなわち、１つのランプユニット３００，４００がウエハ２００内の複数個所に対し影響を与えることになる。そのため、ウエハ２００の回転中心部５００で局所的に温度が低下するのを抑制することができたとしても、却ってウエハ２００に対するランプユニット３００，４００への温度影響がどの程度であるかを把握し難く、ウエハ２００を加熱制御し難くなってしまう。その点、本実施例に係る構成では、回転中心部５００とランプユニット３００，４００の対称点とが一致し、その対称点が回転中心部５００に対し偏心していないから、上記のような不都合はないと考えられる。
【００６５】
次に、本発明の好ましい実施例の基板処理装置の概要を説明する。
【００６６】
なお、本発明の好ましい実施例の基板処理装置においてはウエハなどの基板を搬送するキャリヤとしては、ＦＯＵＰ（ｆｒｏｎｔｏｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉｆｉｅｄｐｏｄ。以下、ポッドという。）が使用されている。また、以下の説明において、前後左右は図９を基準とする。すなわち、図９が示されている紙面に対して、前は紙面の下、後は紙面の上、左右は紙面の左右とする。
【００６７】
図９および図１０に示されているように、基板処理装置は真空状態などの大気圧未満の圧力（負圧）に耐えるロードロックチャンバ構造に構成された第１の搬送室１０３を備えており、第１の搬送室１０３の筐体１０１は平面視が六角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。第１の搬送室１０３には負圧下でウエハ２００を移載する第１のウエハ移載機１１２が設置されている。前記第１のウエハ移載機１１２は、エレベータ１１５によって、第１の搬送室１０３の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。
【００６８】
筐体１０１の６枚の側壁のうち前側に位置する２枚の側壁には、搬入用の予備室１２２と搬出用の予備室１２３とがそれぞれゲートバルブ２４４、１２７を介して連結されており、それぞれ負圧に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成されている。さらに、予備室１２２には搬入室用の基板置き台１４０が設置され、予備室１２３には搬出室用の基板置き台１４１が設置されている。
【００６９】
予備室１２２および予備室１２３の前側には、略大気圧下で用いられる第２の搬送室１２１がゲートバルブ１２８、１２９を介して連結されている。第２の搬送室１２１にはウエハ２００を移載する第２のウエハ移載機１２４が設置されている。第２のウエハ移載機１２４は第２の搬送室１２１に設置されたエレベータ１２６によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ１３２によって左右方向に往復移動されるように構成されている。
【００７０】
図９に示されているように、第２の搬送室１２１の左側にはオリエンテーションフラット合わせ装置１０６が設置されている。また、図１０に示されているように、第２の搬送室１２１の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット１１８が設置されている。
【００７１】
図９および図１０に示されているように、第２の搬送室１２１の筐体１２５には、ウエハ２００を第２の搬送室１２１に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口１３４と、ウエハ搬入搬出口を閉塞する蓋１４２と、ポッドオープナ１０８がそれぞれ設置されている。ポッドオープナ１０８は、ＩＯステージ１０５に載置されたポッド１００のキャップ及びウエハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２を開閉するキャップ開閉機構１３６とを備えており、ＩＯステージ１０５に載置されたポッド１００のキャップ及びウエハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２をキャップ開閉機構１３６によって開閉することにより、ポッド１００のウエハ出し入れを可能にする。また、ポッド１００は図示しない工程内搬送装置（ＲＧＶ）によって、前記ＩＯステージ１０５に、供給および排出されるようになっている。
【００７２】
図１０に示されているように、筐体１０１の六枚の側壁のうち背面側に位置する２枚の側壁には、ウエハに所望の処理を行う第１の処理炉２０２と、第２の処理炉１３７とがそれぞれ隣接して連結されている。第１の処理炉２０２および第２の処理炉１３７はいずれもコールドウォール式の処理炉によってそれぞれ構成されている。また、筐体１０１における六枚の側壁のうちの残りの互いに対向する２枚の側壁には、第３の処理炉としての第１のクーリングユニット１３８と、第４の処理炉としての第２のクーリングユニット１３９とがそれぞれ連結されており、第１のクーリングユニット１３８および第２のクーリングユニット１３９はいずれも処理済みのウエハ２００を冷却するように構成されている。
【００７３】
以下、上記構成をもつ基板処理装置を使用した処理工程を説明する。
【００７４】
未処理のウエハ２００は２５枚がポッド１００に収納された状態で、処理工程を実施する基板処理装置へ工程内搬送装置によって搬送されて来る。図９および図１０に示されているように、搬送されてきたポッド１００はＩＯステージ１０５の上に工程内搬送装置から受け渡されて載置される。ポッド１００のキャップ及びウエハ搬入搬出口１３４を開閉する蓋１４２がキャップ開閉機構１３６によって取り外され、ポッド１００のウエハ出し入れ口が開放される。
【００７５】
ポッド１００がポッドオープナ１０８により開放されると、第２の搬送室１２１に設置された第２のウエハ移載機１２４はポッド１００からウエハ２００をピックアップし、予備室１２２に搬入し、ウエハ２００を基板置き台１４０に移載する。この移載作業中には、第１の搬送室１０３側のゲートバルブ２４４は閉じられており、第１の搬送室１０３の負圧は維持されている。ウエハ２００の基板置き台１４０への移載が完了すると、ゲートバルブ１２８が閉じられ、予備室１２２が排気装置（図示せず）によって負圧に排気される。
【００７６】
予備室１２２が予め設定された圧力値に減圧されると、ゲートバルブ２４４、１３０が開かれ、予備室１２２、第１の搬送室１０３、第１の処理炉２０２が連通される。続いて、第１の搬送室１０３の第１のウエハ移載機１１２は基板置き台１４０からウエハ２００をピックアップして第１の処理炉２０２に搬入する。そして、第１の処理炉２０２内に処理ガスが供給され、所望の処理がウエハ２００に行われる。
【００７７】
第１の処理炉２０２で前記処理が完了すると、処理済みのウエハ２００は第１の搬送室１０３の第１のウエハ移載機１１２によって第１の搬送室１０３に搬出される。
【００７８】
そして、第１のウエハ移載機１１２は第１の処理炉２０２から搬出したウエハ２００を第１のクーリングユニット１３８へ搬入し、処理済みのウエハを冷却する。
【００７９】
第１のクーリングユニット１３８にウエハ２００を移載すると、第１のウエハ移載機１１２は予備室１２２の基板置き台１４０に予め準備されたウエハ２００を第１の処理炉２０２に前述した作動によって移載し、第１の処理炉２０２内に処理ガスが供給され、所望の処理がウエハ２００に行われる。
【００８０】
第１のクーリングユニット１３８において予め設定された冷却時間が経過すると、冷却済みのウエハ２００は第１のウエハ移載機１１２によって第１のクーリングユニット１３８から第１の搬送室１０３に搬出される。
【００８１】
冷却済みのウエハ２００が第１のクーリングユニット１３８から第１の搬送室１０３に搬出されたのち、ゲートバルブ１２７が開かれる。そして、第１のウエハ移載機１１２は第１のクーリングユニット１３８から搬出したウエハ２００を予備室１２３へ搬送し、基板置き台１４１に移載した後、予備室１２３はゲートバルブ１２７によって閉じられる。
【００８２】
予備室１２３がゲートバルブ１２７によって閉じられると、前記排出用予備室１２３内が不活性ガスにより略大気圧に戻される。前記予備室１２３内が略大気圧に戻されると、ゲートバルブ１２９が開かれ、第２の搬送室１２１の予備室１２３に対応したウエハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２と、ＩＯステージ１０５に載置された空のポッド１００のキャップがポッドオープナ１０８によって開かれる。続いて、第２の搬送室１２１の第２のウエハ移載機１２４は基板置き台１４１からウエハ２００をピックアップして第２の搬送室１２１に搬出し、第２の搬送室１２１のウエハ搬入搬出口１３４を通じてポッド１００に収納していく。処理済みの２５枚のウエハ２００のポッド１００への収納が完了すると、ポッド１００のキャップとウエハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２がポッドオープナ１０８によって閉じられる。閉じられたポッド１００はＩＯステージ１０５の上から次の工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。
【００８３】
以上の作動が繰り返されることにより、ウエハが、順次、処理されていく。以上の作動は第１の処理炉２０２および第１のクーリングユニット１３８が使用される場合を例にして説明したが、第２の処理炉１３７および第２のクーリングユニット１３９が使用される場合についても同様の作動が実施される。
【００８４】
なお、上述の基板処理装置では、予備室１２２を搬入用、予備室１２３を搬出用としたが、予備室１２３を搬入用、予備室１２２を搬出用としてもよい。また、第１の処理炉２０２と第２の処理炉１３７は、それぞれ同じ処理を行ってもよいし、別の処理を行ってもよい。第１の処理炉２０２と第２の処理炉１３７で別の処理を行う場合、例えば第１の処理炉２０２でウエハ２００にある処理を行った後、続けて第２の処理炉１３７で別の処理を行わせてもよい。また、第１の処理炉２０２でウエハ２００にある処理を行った後、第２の処理炉１３７で別の処理を行わせる場合、第１のクーリングユニット１３８（又は第２のクーリングユニット１３９）を経由するようにしてもよい。
【実施例２】
【００８５】
実施例２に係る基板処理装置は実施例１に係る基板処理装置と主に下記の点で異なっており、それ以外は同様となっている。
【００８６】
図１１に示すように、ランプユニット３００が１本置きに反転している。具体的には、複数のランプユニット３００のうち、ランプユニット３００ａ，３００ｃ，３００ｅ，３００ｇ，３００ｊ，３００ｌ，３００ｎ，３００ｐの配置が直線Ｌ１を中心軸として反転している。そしてランプユニット３００の低温部３１２の配置に着目した場合に、低温部３１２が図１１中左右方向に沿ってジグザグ状に配列されている。これと同様に、ランプユニット４００も１本置きに反転しており、低温部４１２の配置に着目した場合に、低温部４１２が図１１中上下方向に沿ってジグザグ状に配列されている。
【００８７】
以上の本実施例２のように、ランプユニット３００，４００の設置の向きを交互に入れ替えて低温部３１２，４１２の配置を互いに違いにすれば、ランプユニット３００，４００の設置領域で低温部３１２，４１２が点在することになり、ウエハ２００を加熱する際にウエハ２００の面内温度の均一性を向上させることができる。またこの場合であっても、ランプユニット３００，４００自体は互いに同種であるから、互いに異なる種類のランプユニット３００，４００を製造するまでもなく、単一種類のランプユニット３００，４００で実施例２の構成を実現することができ、ランプユニット３００，４００のストック管理に係るコストが増大するのを防止することができる。
【実施例３】
【００８８】
実施例３に係る基板処理装置は実施例１に係る基板処理装置と主に下記の点で異なっており、それ以外は同様となっている。
【００８９】
図１２に示すように、ランプユニット３００，４００の低温部３１２，４１２の位置がランプユニット３００ａ〜３００ｐ，４００ａ〜４００ｐごとに異なっており（一部同じものがあってもよい。）、低温部３１２，４１２が不規則に点在している。
【００９０】
以上の実施例３によれば、ランプユニット３００，４００の設置領域で低温部３１２，４１２が実施例２（図１１参照）と比較してより複雑に点在し、不規則的にばらばらに配置されているから、ウエハ２００を温度制御する際の精度を向上させ易く、実施例１，２に比較してウエハ２００の面内温度の均一性を更に向上させることができる。
【００９１】
なお、実施例１〜３において、好ましくは、チップ３０４，４０４と接続部３１０，４１０とを重複配置させずに、チップ３０４，４０４と接続部３１０，４１０同士を別々に設けてもよい。これにより、低温部３１２，４１２を多く点在させることになり、特にウエハ２００を回転させない状態のときは、温度制御する際の精度を向上させ易く、ウエハ２００の面内温度の均一性を向上させることができる。
【００９２】
以上本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明の好ましい実施の形態によれば、
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い近位の接続部、又は前記チップが、前記直交点から離間している第１の基板処理装置が提供される。
【００９３】
本発明の他の好ましい実施の形態によれば、
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成される発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するための少なくとも１つのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点から前記チップが離間している第２の基板処理装置が提供される。
【００９４】
本発明の他の好ましい実施の形態によれば、
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い近位の接続部、又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されている第３の基板処理装置が提供される。
【００９５】
好ましくは、第１又は第２の基板処理装置において、
前記複数のランプユニットが、前記基板の回転中心に対し格子状に配置されている第４の基板処理装置が提供される。
【００９６】
好ましくは、第１の基板処理装置において、
前記近位の接続部又は前記チップが、前記基板の回転軸と前記複数のランプユニットのうち少なくとも１つのランプユニットとに対し直交する１本の仮想直線上から離れた位置に設けられている第５の基板処理装置が提供される。
【００９７】
好ましくは、第１の基板処理装置において、
前記近位の接続部又は前記チップが、前記基板の回転軸と前記複数のランプユニットの全部とに対し直交する１本の仮想直線上から離れた位置に設けられている第６の基板処理装置が提供される。
【００９８】
好ましくは、第３の基板処理装置において、
前記複数のランプユニットが、前記基板の回転中心に対し格子状であって対称に配置されている第７の基板処理装置が提供される。
【００９９】
好ましくは、第３の基板処理装置において、
前記複数のランプユニット全部で、前記近位の接続部又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されている第８の基板処理装置が提供される。
【０１００】
好ましくは、第１〜第３のいずれか１つの基板処理装置において、
前記複数のフィラメントは互いに長さが異なる第９の基板処理装置が提供される。
【０１０１】
好ましくは、第１〜第３のいずれか１つの基板処理装置において、
前記基板の回転軸に最も近い位置に配置された少なくとも１対のランプユニットでは、一方のランプユニットの前記近位の接続部又は前記チップが、前記直交点から当該一方のランプユニットの一方の端部側にずれた位置に配置されており、他方のランプユニットの前記近位の接続部又は前記チップが、前記直交点から当該他方のランプユニットの前記一方の端部とは反対の他方の端部側にずれた位置に配置されている第１０の基板処理装置が提供される。
【０１０２】
好ましくは、第１〜第３のいずれか１つの基板処理装置において、
前記複数のランプユニット全部で、前記近位の接続部又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置され、
前記基板の回転軸に最も近い位置に配置された少なくとも１対のランプユニットでは、一方のランプユニットの前記近位の接続部又は前記チップが、前記直交点から当該一方のランプユニットの一方の端部側にずれた位置に配置されており、他方のランプユニットの前記近位の接続部又は前記チップが、前記直交点から当該他方のランプユニットの前記一方の端部とは反対の他方の端部側にずれた位置に配置されている第１１の基板処理装置が提供される。
【０１０３】
好ましくは、第１〜第３のいずれか１つの基板処理装置において、
前記複数のランプユニットのうち、少なくとも前記基板の回転軸に最も近い位置に配置されたランプユニットが同種であり、
前記複数のランプユニットは設置の向きが互い違いとなっている第１２の基板処理装置が提供される。
【０１０４】
更に好ましくは第８の基板処理装置において、
前記複数のランプユニットの全部が同種であり、
前記複数のランプユニットは設置の向きが互い違いとなっている第１３の基板処理装置が提供される。
【０１０５】
本発明の他の好ましい実施の形態によれば、
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されている基板処理装置を用いて半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記基板を前記回転機構に設置する工程と、
前記回転機構により前記基板を回転させながら前記複数のランプユニットにより前記基板を加熱する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の好ましい実施例で使用される基板処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。
【図２】本発明の好ましい実施例で使用されるランプユニットの概略斜視図である。
【図３】本発明の好ましい実施例で使用されるランプユニットの（ａ）概略平面図（ｂ）概略側面図である。
【図４】本発明の好ましい実施例で使用されるランプユニットの配置を説明するための概略平面図である。
【図５】図４の配置により得られる基板の回転中心からの距離と膜厚との関係を概略的に示す図面である。
【図６】本発明の好ましい実施例の比較例を示す概略平面図である。
【図７】図６の配置により得られる基板の回転中心からの距離と膜厚との関係を概略的に示す図面である。
【図８】本発明の好ましい実施例の比較例を示す概略平面図である。
【図９】本発明の好ましい実施例の基板処理装置を説明するための概略横断面図である。
【図１０】本発明の好ましい実施例の基板処理装置を説明するための概略縦断面図である。
【図１１】図４の配置の変形例（実施例２）を示す概略平面図である。
【図１２】図４の配置の変形例（実施例３）を示す概略平面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１００ ポッド
１０１ 筐体
１０３ 搬送室
１０５ ＩＯステージ
１０６ オリエンテーションフラット合わせ装置
１０８ ポッドオープナー
１１２ ウエハ移載機
１１５ エレベータ
１１８ クリーンユニット
１２１ 搬送室
１２２，１２３ 予備室
１２４ ウエハ移載機
１２５ 筐体
１２６ エレベータ
１２７，１２８，１２９ ゲートバルブ
１３０ ゲートバルブ
１３２ リニアアクチュエータ
１３４ ウエハ搬入搬出口
１３６ キャップ開閉機構
１３７ 処理炉
１３８，１３９ クーリングユニット
１４０，１４１ 基板置き台
１４２ 蓋
２００ ウエハ
２０１ 処理室
２０２ 処理炉
２１７ 遮光プレート
２２４ 電極
２２５ チャンバ
２２６ チャンバ蓋
２２７ チャンバ本体
２２８ チャンバ底
２３０ 処理ガス
２３２ ガス供給管
２３５ ガス排気口
２４１ マスフローコントローラ
２４３ バルブ
２４４ ゲートバルブ
２４７ ウエハ搬入・搬出口
２６０ 放射率測定用プローブ
２６１ 温度測定用プローブ
２６５ 放射率測定用リファレンスランプ
２６６ 突上げピン
２６７ 回転・昇降機構
２７４ プローブ回転機構
２７５ 昇降機構
２７９ 支持ピン
２８０ 主制御部
２８１ 検出部
２８２ 駆動制御部
２８３ 加熱制御部
２８４ ガス制御部
２８５ 空冷ガス用ブロア
２８６ 石英管
２８９ 均熱リング
３００，４００ ランプユニット
３０２，４０２ バルブ
３０４，４０４ チップ
３０６，４０６ 発熱体
３０６ａ，３０６ｂ，４０６ａ，４０６ｂ フィラメント
３０８，４０８ サポータ
３１０，４１０ 接続部
３１２，４１２ 低温部
３２０，４２０ シール部
３２２，４２２ モリブデン箔
３２４，４２４ 内部リード線
３２６，４２６ 接点
３２８，４２８ 外部リード線
３５０ 対称点
５００ 回転中心部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から離間していることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成される発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するための少なくとも１つのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点から前記チップが離間していることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
被処理用の基板を回転させながら処理する基板処理装置に用いられるランプユニットであって、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記基板処理装置に設置された際に、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されていることを特徴とするランプユニット。
【請求項５】
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されている基板処理装置を用いて半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記基板を前記回転機構に設置する工程と、
前記回転機構により前記基板を回転させながら前記複数のランプユニットにより前記基板を加熱する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から離間していることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成される発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するための少なくとも１つのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点から前記チップが離間していることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
被処理用の基板を回転させながら処理する基板処理装置に用いられるランプユニットであって、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記基板処理装置に設置された際に、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されていることを特徴とするランプユニット。
【請求項５】
被処理用の基板を回転させる回転機構と、
前記基板を加熱する複数のランプユニットと、
を備え、
前記各ランプユニットが、
複数のフィラメントから構成され、前記各フィラメント同士が互いに接続される１又は２以上の接続部を有する発熱体と、
前記発熱体を覆うバルブと、
前記バルブに設けられ、前記バルブにガスを封入するためのチップと、
を有し、
前記複数のランプユニットが、
前記基板の面と平行な面内においてその回転中心に対し対称に配置され、
前記複数のランプユニットのうち、前記基板の回転中心に最も近い位置に配置された少なくとも１つのランプユニットでは、前記基板の回転軸と直交する直線と当該ランプユニットとの直交点に最も近い接続部、又は前記チップが、前記直交点から当該ランプユニットのいずれか一方の端部側にずれた位置に配置されている基板処理装置を用いて半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記基板を前記回転機構に設置する工程と、
前記回転機構により前記基板を回転させながら前記複数のランプユニットにより前記基板を加熱する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−８８３５４（Ｐ２００９−８８３５４Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５７９２７（Ｐ２００７−２５７９２７）
【出願日】平成１９年１０月１日（２００７．１０．１）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１日（２００７．１０．１）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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