基板処理装置、基板処理方法、制御プログラムおよび記録媒体
【課題】基板に形成する膜の厚さの均一性を制御することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的としている。
【解決手段】基板を処理するアウタチューブと、前記アウタチューブ内に収容された基板を基板の外周側から光加熱する加熱装置と、前記加熱装置が光加熱する基板の外周近傍に流体を流すことにより、基板の外周側を冷却する冷却装置と、前記アウタチューブ内の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部が検出する温度に基づいて、前記加熱装置により前記基板を光加熱すると共に前記冷却装置により前記基板の外周側を冷却することで前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御する制御部と、を有する
【解決手段】基板を処理するアウタチューブと、前記アウタチューブ内に収容された基板を基板の外周側から光加熱する加熱装置と、前記加熱装置が光加熱する基板の外周近傍に流体を流すことにより、基板の外周側を冷却する冷却装置と、前記アウタチューブ内の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部が検出する温度に基づいて、前記加熱装置により前記基板を光加熱すると共に前記冷却装置により前記基板の外周側を冷却することで前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御する制御部と、を有する
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１は、基板の加熱温度を所定時間内に変化させたときに発生する基板端部の温度と中心部の温度との偏差と、基板端部の温度と中心部の温度との定常偏差とを用いて、所望の平均温度偏差Ｍを実現するための変化温度量Ｎを求め、基板に対する加熱温度を制御して、基板に形成される膜厚を均一にする基板処理装置を開示する。
しかしながら、所望の平均温度偏差Ｍを実現しても、基板に形成される膜厚の均一性に限度があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００５／００８７５５号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、基板に形成する膜の厚さの均一性を制御することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を解決するために、本発明に係る基板処理装置は、基板を処理する処理室と、前記処理室内に収容された基板を基板の外周側から光加熱する加熱装置と、前記加熱装置が光加熱する基板の外周近傍に流体を流すことにより、基板の外周側を冷却する冷却装置と、前記処理室内の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部が検出する温度に基づいて、前記基板の中心部の温度を所定温度に維持しつつ該中心部と前記基板の端部とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御する加熱制御部とを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明が適応されうる半導体処理装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示したボートおよびウエハを収容した状態の処理室を例示する図である。
【図３】図１，図２に示した処理室の周辺の構成部分、および、処理室に対する制御を行う第１の制御プログラムの構成を示す図である。
【図４】図１に示した制御部の構成を示す図である。
【図５】半導体処理装置における処理の対象となるウエハの形状を例示する図である。
【図６】ボートおよびを収容した処理室に対し、Ｌタイプ温度センサ（ＬタイプＴＣ）を設けた状態を例示する図である。
【図７】冷却ガスが冷却ガス流路を通過することによって変化する内部温度センサの温度測定値を基板面内位置ごとに補正する方法を示すフローチャートである。
【図８】半導体処理装置がウエハなどの基板に膜を形成する場合に設定する温度と膜厚との関係の実施例を示すグラフであって、（Ａ）は基板面内位置に対する設定温度の実施例を示すグラフであり、（Ｂ）は（Ａ）に示した設定温度に応じて形成される膜厚を示すグラフである。
【図９】半導体処理装置がウエハなどの基板に膜を形成する場合に設定する温度と膜厚との関係の比較例を示すグラフであって、（Ａ）は基板面内位置に対する設定温度の比較例を示すグラフであり、（Ｂ）は（Ａ）に示した設定温度に応じて形成される膜厚を示すグラフである。
【図１０】処理室の第１の変形例を示す図である。
【図１１】処理室の第２の変形例を示す図である。
【図１２】処理室の第３の変形例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
［本発明の背景］
本発明の理解を助けるために、実施形態の説明に先立って、まず、本発明がなされるに至った背景を説明する。
【０００８】
［半導体処理装置１］
図１は、本発明が適応されうる半導体処理装置１の全体構成を示す図である。
図２は、図１に示したボート１４およびウエハ１２を収容した状態の処理室３を例示する図である。
図３は、図１，図２に示した処理室３の周辺の構成部分、および、処理室３に対する制御を行う第１の制御プログラム４０の構成を示す図である。
【０００９】
半導体処理装置１は、例えば半導体などの基板を処理するいわゆる減圧ＣＶＤ装置である。
図１に示すように、半導体処理装置１は、カセット授受ユニット１００、カセット授受ユニット１００の背面側に設けられたカセットストッカ１０２、カセットストッカ１０２の上方に設けられたバッファカセットストッカ１０４、カセットストッカ１０２の背面側に設けられたウエハ移動機１０６、ウエハ移動機１０６の背面側に設けられ、ウエハ１２がセットされたボート１４を搬送するボートエレベータ１０８、ウエハ移動機１０６の上方に設けられた処理室３、および、制御部２から構成される。
【００１０】
［処理室３］
図２に示すように、図１に示した処理室３は、中空のヒータ３２、外管（アウタチューブ）３６０、内管（インナチューブ）３６２、ガス導入ノズル３４０、炉口蓋３４４、排気管３４６、回転軸３４８、例えばステンレスからなるマニホールド３５０、Ｏリング３５１、冷却ガス流路３５２、排気路３５４、排気部３５５および処理ガス流量制御装置などその他の構成部分（図３を参照して後述）から構成され、側部が断熱材３００−１により覆われ、上部が断熱材３００−２により覆われている。
また、ボート１４の下部には、複数の断熱板１４０が設けられている。
【００１１】
アウタチューブ３６０は、光を透過させる例えば石英からなり、下部に開口を有する円筒状の形態に形成されている。
インナチューブ３６２は、光を透過させる例えば石英からなり、円筒状の形態に形成され、アウタチューブ３６０の内側に、これの同心円上に配設される。
従って、アウタチューブ３６０とインナチューブ３６２との間には円筒状の空間が形成される。
【００１２】
ヒータ３２は、それぞれに対する温度の設定および調節が可能な４つの温度調節部分（Ｕ，ＣＵ，ＣＬ，Ｌ）３２０−１〜３２０−４とアウタチューブ３６０との間に配設される熱電対などの外部温度センサ３２２−１〜３２２−４、および、温度調整部分３２０−１〜３２０−４に対応してアウタチューブ３６０内に配設される熱電対などの内部温度センサ（炉内ＴＣ）３２４−１〜３２４−４を含む。
内部温度センサ３２４−１〜３２４−４は、インナチューブ３６２の内側に設けられてもよいし、インナチューブ３６２とアウタチューブ３６０との間に設けられてもよいし、温度調整部分３２０−１〜３２０−４ごとにそれぞれ折り曲げられて、ウエハ１２とウエハ１２との間のウエハ中心部の温度を検出するように設けられてもよい。
【００１３】
ヒータ３２の温度調整部分３２０−１〜３２０−４それぞれは、例えばウエハ１２を光加熱するための光をアウタチューブ３６０の周囲から放射し、アウタチューブ３６０を透過してウエハ１２に吸収される光によってウエハ１２を昇温（加熱）する。
【００１４】
冷却ガス流路３５２は、冷却ガスなどの流体を通過させるように断熱材３００−１とアウタチューブ３６０との間に形成されており、断熱材３００−１の下端部に設けられた吸気孔３５３から供給される冷却ガスをアウタチューブ３６０の上方に向けて通過させる。
冷却ガスは、例えば空気または窒素（Ｎ２）などである。
【００１５】
また、冷却ガス流路３５２は、温度調整部分３２０−１〜３２０−４それぞれの間からアウタチューブ３６０に向けて冷却ガスが吹き出すようにされている。
冷却ガスはアウタチューブ３６０を冷却し、冷却されたアウタチューブ３６０はボート１４にセットされたウエハ１２を周方向（外周側）から冷却する。
つまり、冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガスにより、アウタチューブ３６０、およびボート１４にセットされたウエハ１２が周方向（外周側）から冷却されるようになっている。
【００１６】
冷却ガス流路３５２の上方には排気路３５４が設けられている。排気路３５４は、吸気孔３５３から供給されて冷却ガス流路３５２を上方に向けて通過した冷却ガスを断熱材３００−２の外側へ導く。
【００１７】
また、排気路３５４には、冷却ガスを排気する排気部３５５が設けられている。
排気部３５５は、ブロワなどの冷却ガス排気装置３５６およびラジエタ３５７を有し、排気路３５４により断熱材３００−２の外側に導かれた冷却ガスを排気孔３５８から排気する。
ラジエタ３５７は、処理室３内でアウタチューブ３６０およびウエハ１２などを冷却することにより昇温した冷却ガスを冷却水などにより冷却する。
【００１８】
なお、吸気孔３５３およびラジエタ３５７の近傍には、それぞれシャッタ３５９が設けられており、図示しないシャッタ制御部によって冷却ガス流路３５２および排気路３５４の開閉が制御されている。
【００１９】
また、図３に示すように、処理室３には、温度制御装置３７０、温度測定装置３７２、処理ガス流量制御装置（マスフローコントローラ；ＭＦＣ）３７４、ボートエレベータ制御装置（エレベータコントローラ；ＥＣ）３７６、圧力センサ（ＰＳ）３７８、圧力調整装置（ＡＰＣ; Auto Pressure Control (valve)）３８０、処理ガス排気装置（ＥＰ）３８２およびインバータ３８４が付加される。
【００２０】
温度制御装置３７０は、制御部２からの制御に従って温度調整部分３２０−１〜３２０−４それぞれを駆動する。
温度測定装置３７２は、温度センサ３２２−１〜３２２−４，３２４−１〜３２４−４それぞれの温度を検出し、温度測定値として制御部２に対して出力する。
【００２１】
ボートエレベータ制御装置（ＥＣ）３７６は、制御部２からの制御に従ってボートエレベータ１０８を駆動する。
圧力調整装置（以下、ＡＰＣ）３８０としては、例えば、ＡＰＣ、Ｎ２バラスト制御器などが用いられる。
また、ＥＰ３８２としては、例えば、真空ポンプなどが用いられる。
インバータ３８４は、冷却ガス排気装置３５６のブロアとしての回転数を制御する。
【００２２】
［制御部２］
図４は、図１に示した制御部２の構成を示す図である。
図４に示すように、制御部２は、ＣＰＵ２００、メモリ２０４、表示装置、タッチパネルおよびキーボード・マウスなどを含む表示・入力部２２、および、ＨＤ・ＣＤなどの記録部２４から構成される。
つまり、制御部２は、半導体処理装置１を制御可能な一般的なコンピュータとしての構成部分を含む。
制御部２は、これらの構成部分により、減圧ＣＶＤ処理用の制御プログラム（例えば、図３に示した制御プログラム４０）を実行し、半導体処理装置１の各構成部分を制御して、半導体ウエハ１２に対して、以下に述べる減圧ＣＶＤ処理を実行させる。
【００２３】
［第１の制御プログラム４０］
再び図３を参照する。
図３に示すように、制御プログラム４０は、プロセス制御部４００、温度制御部４１０、処理ガス流量制御部４１２、駆動制御部４１４、圧力制御部４１６、処理ガス排気装置制御部４１８、温度測定部４２０、冷却ガス流量制御部４２２および温度設定値記憶部４２４から構成される。
制御プログラム４０は、例えば、記録媒体２４０（図４）を介して制御部２に供給され、メモリ２０４にロードされて実行される。
【００２４】
温度設定値記憶部４２４は、ウエハ１２に対する処理レシピの温度設定値を記憶し、プロセス制御部４００に対して出力する。
プロセス制御部４００は、制御部２の表示・入力部２２（図４）に対するユーザの操作、あるいは、記録部２４に記録された処理の手順（処理レシピ）などに従って、制御プログラム４０の各構成部分を制御し、後述するように、ウエハ１２に対する減圧ＣＶＤ処理を実行する。
【００２５】
温度測定部４２０は、温度測定装置３７２を介して温度センサ３２２，３２４の温度測定値を受け入れ、プロセス制御部４００に対して出力する。
温度制御部４１０は、プロセス制御部４００から温度設定値および温度センサ３２２，３２４の温度測定値を受け、温度調整部分３２０に対して供給する電力をフィードバック制御して、アウタチューブ３６０内部を加熱し、ウエハ１２を所望の温度とさせる。
【００２６】
処理ガス流量制御部４１２は、ＭＦＣ３７４を制御し、アウタチューブ３６０内部に供給する処理ガスまたは不活性ガスの流量を調整する。
駆動制御部４１４は、ボートエレベータ１０８を制御して、ボート１４およびこれに保持されたウエハ１２の昇降を行わせる。
また、駆動制御部４１４は、ボートエレベータ１０８を制御して、回転軸３４８を介してボート１４およびこれに保持されたウエハ１２を回転させる。
【００２７】
圧力制御部４１６は、ＰＳ３７８によるアウタチューブ３６０内の処理ガスの圧力測定値を受け、ＡＰＣ３８０に対する制御を行い、アウタチューブ３６０内部の処理ガスを所望の圧力とする。
処理ガス排気装置制御部４１８は、ＥＰ３８２を制御し、アウタチューブ３６０内部の処理ガスまたは不活性ガスを排気させる。
【００２８】
冷却ガス流量制御部４２２は、インバータ３８４を介して冷却ガス排気装置３５６が排気する冷却ガスの流量を制御する。
【００２９】
なお、以下の説明においては、温度調整部分３２０−１〜３２０−４など、複数ある構成部分のいずれかを特定せずに示す場合には、単に、温度調整部分３２０と略記することがある。
また、以下の説明において、温度調整部分３２０−１〜３２０−４など、構成部分の個数を示す場合があるが、構成部分の個数は、説明の具体化・明確化のために例示されたものであって、本発明の技術的範囲を限定することを意図して挙げられたものではない。
【００３０】
アウタチューブ３６０の下端とマニホールド３５０の上部開口部との間、および炉口蓋３４４とマニホールド３５０の下部開口部との間には、Ｏリング３５１が配設され、アウタチューブ３６０とマニホールド３５０との間は気密にシールされる。
アウタチューブ３６０の下方に位置するガス導入ノズル３４０を介して、不活性ガスあるいは処理ガスがアウタチューブ３６０内に導入される。
【００３１】
マニホールド３５０の上部には、ＰＳ３７８、ＡＰＣ３８０およびＥＰ３８２に連結された排気管３４６（図２）が取り付けられている。
アウタチューブ３６０とインナチューブ３６２との間を流れる処理ガスは、排気管３４６、ＡＰＣ３８０およびＥＰ３８２を介して外部に排出される。
【００３２】
ＡＰＣ３８０は、ＰＳ３７８によるアウタチューブ３６０内の圧力測定値に基づく制御に従って、アウタチューブ３６０内部が、予め設定された所望の圧力になるように、圧力制御部４１６の指示に従って調整する。
つまり、ＡＰＣ３８０は、アウタチューブ３６０内を常圧とするよう不活性ガスが導入されるべき時には、アウタチューブ３６０内が常圧になるように、圧力制御部４１６の指示に従って調整し、あるいは、アウタチューブ３６０内を低圧とし、ウエハ１２を処理するよう処理ガスが導入されるべき時には、アウタチューブ３６０内が所望の低い圧力になるように、圧力制御部４１６の指示に従って調整する。
【００３３】
多数の半導体基板（ウエハ）１２を保持するボート１４は、ボート１４の下部回転軸３４８が連結されている。
さらに、回転軸３４８は、ボートエレベータ１０８（図１）に連結され、ボートエレベータ１０８は、ＥＣ３７６を介した制御に従って、所定のスピードでボート１４を昇降させる。
また、ボートエレベータ１０８は、回転軸３４８を介して、ウエハ１２およびボート１４を所定のスピードで回転させる。
【００３４】
被処理物のウエハ１２は、ウエハカセット４９０（図１）に装填された状態で搬送され、カセット授受ユニット１００に授載される。
カセット授受ユニット１００は、このウエハ１２を、カセットストッカ１０２またはバッファカセットストッカ１０４に移載する。
ウエハ移動機１０６は、カセットストッカ１０２からウエハ１２を取り出し、ボート１４に水平な状態で多段に装填する。
【００３５】
ボートエレベータ１０８は、ウエハ１２が装填されたボート１４を上昇させて処理室３内に導く。
また、ボートエレベータ１０８は、処理済みのウエハ１２が装填されたボート１４を下降させて処理室３内から取り出す。
【００３６】
［ウエハ１２の温度と膜厚］
図５は、半導体処理装置１（図１）における処理の対象となるウエハ１２の形状を例示する図である。
ウエハ１２の面（以下、ウエハ１２の面を、単にウエハ１２とも記す）は、図５に示すような形状をしており、ボート１４において、水平に保持される。
また、ウエハ１２は、温度調整部分３２０−１〜３２０−４が放射してアウタチューブ３６０を透過した光により、アウタチューブ３６０の周囲から加熱される。
【００３７】
したがって、ウエハ１２は、端部が多くの光を吸収し、冷却ガス流路３５２に冷却ガスが流されない場合には、ウエハ１２の面の端部の温度が中心部の温度に比べて高くなる。
つまり、温度調整部分３２０−１〜３２０−４によって、ウエハ１２の外周に近ければ近いほど温度が高く、中心部に近ければ近いほど温度が低いという、ウエハ１２の端部から中心部にかけたすり鉢状の温度偏差がウエハ１２に生じることになる。
【００３８】
また、反応ガスなどの処理ガスも、ウエハ１２の外周側から供給されるので、ウエハ１２に形成される膜の種類によっては、ウエハ１２の端部と中心部とで反応速度が異なることがある。
例えば、反応ガスなどの処理ガスは、ウエハ１２の端部で消費され、その後ウエハ１２の中心部に至るため、ウエハ１２の中心部では、ウエハ１２の端部にくらべて処理ガスの濃度が低くなってしまう。
したがって、仮に、ウエハ１２の端部と中心部との間に温度偏差が生じていないとしても、反応ガスのウエハ１２の外周側からの供給に起因して、ウエハ１２に形成される膜の厚さが、端部と中心部とで不均一になることがある。
【００３９】
一方、冷却ガスが冷却ガス流路３５２を通過すると、上述したように、アウタチューブ３６０、およびボート１４にセットされたウエハ１２が周方向（外周側）から冷却される。
つまり、処理室３は、温度調整部分３２０によってウエハ１２の中心部の温度を所定の設定温度（処理温度）まで加熱し、冷却ガス流路３５２に冷却ガスを通過させてウエハ１２の外周側を冷却することにより、ウエハ１２の中心部および端部それぞれに対して異なる温度を設定することができる。
【００４０】
このように、ウエハ１２に、均一な膜を形成するためには、ウエハ１２上に膜を形成する反応速度などに応じて、膜厚を調整するための加熱制御（加熱と冷却とを含む制御など）を行う必要がある。
【００４１】
図６は、ボート１４およびウエハ１２を収容した処理室３に対し、Ｌタイプ温度センサ（ＬタイプＴＣ）３９０を設けた状態を例示する図である。
制御部２は、内部温度センサ３２４の温度測定値を用いて、例えばウエハ１２の端部温度および中心部温度（基板面内位置に対する温度）を算出し、温度調整部分３２０、および冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガスの流量を制御するようにされてもよい。
【００４２】
内部温度センサ３２４は、ボート１４とインナチューブ３６２との間に設けられている。
なお、内部温度センサ３２４は、インナチューブ３６２とアウタチューブ３６０との間に設けられてもよい。
内部温度センサ３２４の温度測定値を用いてウエハ１２の端部および中心部の温度を算出する場合、例えば実際のウエハ１２の端部温度、中心部温度、および冷却ガスが冷却ガス流路３５２を通過することによる内部温度センサ３２４の温度測定値の変化を用いて、
冷却ガスが冷却ガス流路３５２を通過することによる内部温度センサ３２４の温度測定値の変化を補正する必要がある。
【００４３】
Ｌタイプ温度センサ３９０は、内部温度センサ３２４とほぼ同じ高さのウエハ１２の中心部近傍の温度を測定するために例えば複数箇所がＬ字状に形成された熱電対であり、温度測定値を制御部２に対して出力する。
また、Ｌタイプ温度センサ３９０は、半導体処理装置１がウエハ１２の処理を開始する以前にウエハ１２の中心部近傍の温度を複数箇所で測定し、半導体処理装置１がウエハ１２の処理を行う場合には取り外されるようになっている。
なお、Ｌタイプ温度センサ３９０は、炉口蓋３４４に継ぎ手を介在して気密にシールされるようになっている。
このＬタイプ温度センサ３９０の検出する温度をウエハ１２の中心部の温度とみなし、さらに内部温度センサ３２４の検出する温度がウエハ１２の端部の温度とみなして、温度制御するようにする。
また、Ｌタイプ温度センサ３９０の検出する温度と内部温度センサ３２４の検出する温度との差がウエハ面内温度偏差であるとみなして、温度制御するようにする。
【００４４】
図７は、冷却ガスが冷却ガス流路３５２を通過することによって変化する内部温度センサ３２４の温度測定値を基板面内位置ごとに補正する方法を示すフローチャート（Ｓ１０）である。
図７に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、制御部２は、冷却ガスによる冷却をせずに、Ｌタイプ温度センサ３９０の検出する温度が、所定の設定温度（処理温度）に一致するように温度制御する。
そしてＬタイプ温度センサ３９０の検出する温度が所定の設定温度（処理温度）と一致した際の、所定の設定温度（処理温度）に対する内部温度センサ（炉内ＴＣ）３２４の検出結果を取得する。
【００４５】
ステップ１０２（Ｓ１０２）において、制御部２は、冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガス流量（すなわち、冷却ガス排気装置３５６が排気する冷却ガスの流量）を一定流量としつつ、Ｌタイプ温度センサ３９０の検出する温度が、所定の設定温度（処理温度）に一致するように温度制御する。
そしてＬタイプ温度センサ３９０の検出する温度が所定の設定温度（処理温度）と一致した際の、所定の設定温度（処理温度）に対する内部温度センサ（炉内ＴＣ）３２４の検出結果を取得する。
さらに、冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガス流量を変化させ、変化させた流量にて一定流量としつつ、Ｌタイプ温度センサ３９０の検出する温度が、所定の設定温度（処理温度）に一致するように温度制御する。
そしてＬタイプ温度センサ３９０の検出する温度が所定の設定温度（処理温度）と一致した際の、所定の設定温度（処理温度）に対する内部温度センサ（炉内ＴＣ）３２４の検出結果を取得する。
制御部２は、ステップ１０２（Ｓ１０２）を冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガス流量と、所定の設定温度（Ｌタイプ温度センサ３９０の検出する温度）と内部温度センサ３２４の検出する温度との関係が明らかになるよう所定回数くり返す。
【００４６】
ステップ１０４（Ｓ１０４）において、制御部２は、所定の設定温度（Ｌタイプ温度センサ３９０の検出する温度）にした時の冷却ガス流量に対する内部温度センサ３２４の温度補正値（冷却ガスによる温度測定値の変化に対応する値）をそれぞれ算出する。
【００４７】
ステップ１０６（Ｓ１０６）において、制御部２は、Ｓ１０４の処理で算出した温度補正値をそれぞれ冷却ガス流量と対応させて所定の設定温度（処理温度）時の相関関係として、例えば温度設定値記憶部４２４などに追加情報として記憶する。
【００４８】
そして、制御部２は、ウエハ１２を処理する場合に、Ｌタイプ温度センサ３９０を取り外し、Ｓ１０６の処理で記憶した温度補正値を用いることにより、内部温度センサ３２４の温度測定値を補正し、その温度補正値に対応する冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガス流量（すなわち、冷却ガス排気装置３５６が排気する冷却ガスの流量）に設定し、補正後の内部温度センサ３２４の温度測定値が所望の設定温度（処理温度）と一致するように、温度調整部分３２０の温度を制御する。
なお、Ｌタイプ温度センサ３９０は、ウエハ１２の中心部近傍の温度を複数箇所で測定可能なように、複数箇所がＬ字形状に形成された熱電対として説明したが、例えば、ウエハ１２の中心部近傍の温度を１箇所で測定可能なように１箇所がＬ字形状に形成された熱電対とし、内部温度センサ３２４の温度補正値と冷却ガス流量との関係を求めてもよい。
また、Ｌタイプ温度センサ３９０の設置個数は、内部温度センサ３２４と異なる個数としてもよい。
さらに、Ｌタイプ温度センサ３９０の替わりにウエハ中心部に熱電対を埋め込んだタイプの温度センサを用いてもよい。
【００４９】
［半導体処理装置１による減圧ＣＶＤ処理の概要］
半導体処理装置１は、制御部２（図１，図４）上で実行される制御プログラム４０（図３）の制御により、処理室３内に所定の間隔で並べられた半導体ウエハ１２に対して、ＣＶＤにより、Ｓｉ３Ｎ４膜、ＳｉＯ２膜およびポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）膜などの形成を行う。
【００５０】
処理室３を用いた膜形成をさらに説明する。
まず、ボートエレベータ１０８は、ボート１４を下降させる。
下降したボート１４には、処理の対象となるウエハ１２が、所望の枚数がセットされ、ボート１４は、セットされたウエハ１２を保持する。
【００５１】
次に、ヒータ３２の４つの温度調節部分３２０−１〜３２０−４それぞれは、設定に従って、アウタチューブ３６０の内部を加熱し、ウエハ１２の中心部が予め設定された一定の温度になるように加熱する。
一方、冷却ガス流路３５２には、設定に従って冷却ガスが流され、アウタチューブ３６０、およびボート１４にセットされたウエハ１２が周方向（外周側）から冷却される。
【００５２】
次に、ガス導入ノズル３４０（図２）を介して、ＭＦＣ３７４は、導入するガスの流量を調節して、アウタチューブ３６０内に不活性ガスを導入し、充填する。
ボートエレベータ１０８は、ボート１４を上昇させ、所望の処理温度の不活性ガスが充填された状態のアウタチューブ３６０内に移動させる。
【００５３】
次に、アウタチューブ３６０内の不活性ガスはＥＰ３８２により排気され、アウタチューブ３６０内部は真空状態とされ、ボート１４およびこれに保持されているウエハ１２は、回転軸３４８を介して回転させられる。
この状態で、ガス導入ノズル３４０を介して処理ガスがアウタチューブ３６０内に導入されると、導入された処理ガスは、アウタチューブ３６０内を上昇し、ウエハ１２に対して均等に供給される。
【００５４】
ＥＰ３８２は、減圧ＣＶＤ処理中のアウタチューブ３６０内から、排気管３４６を介して処理ガスを排気し、ＡＰＣ３８０は、アウタチューブ３６０内の処理ガスを、所望の圧力とする。
以上のように、ウエハ１２に対して、減圧ＣＶＤ処理が所定時間、実行される。
【００５５】
減圧ＣＶＤ処理が終了すると、次のウエハ１２に対する処理に移るべく、アウタチューブ３６０の内部の処理ガスが不活性ガスにより置換され、さらに常圧とされる。
さらに、冷却ガス流路３５２に冷却ガスが流されて、アウタチューブ３６０内が所定の温度まで冷却される。
この状態で、ボート１４およびこれに保持された処理済みのウエハ１２は、ボートエレベータ１０８により下降させられ、アウタチューブ３６０から取り出される。
ボートエレベータ１０８は、次に減圧ＣＶＤ処理の対象となるウエハ１２が保持されたボート１４を上昇させ、アウタチューブ３６０内にセットする。
このようにセットされたウエハ１２に対して、次の減圧ＣＶＤ処理が実行される。
【００５６】
なお、冷却ガスは、ウエハ１２の処理前から処理終了までの間に流されれば、膜厚を制御することができるが、ウエハ１２をセットしたボート１４をアウタチューブ３６０内に移動させる場合、およびアウタチューブ３６０内からボート１４を取り出す場合にも、流されることが好ましい。
これにより、処理室３の熱容量により、処理室３内に熱がこもって温度が変動してしまうことを防止することができるとともに、スループットを向上させることができる。
【００５７】
［膜厚の均一性の制御例］
図８は、半導体処理装置１がウエハ１２などの基板に膜を形成する場合に設定する温度と膜厚との関係の実施例を示すグラフであって、（Ａ）は基板面内位置に対する設定温度の実施例を示すグラフであり、（Ｂ）は（Ａ）に示した設定温度に応じて形成される膜厚を示すグラフである。
図９は、半導体処理装置１がウエハ１２などの基板に膜を形成する場合に設定する温度と膜厚との関係の比較例を示すグラフであって、（Ａ）は基板面内位置に対する設定温度の比較例を示すグラフであり、（Ｂ）は（Ａ）に示した設定温度に応じて形成される膜厚を示すグラフである。
【００５８】
図８（Ａ）に示すように、基板の中心部が所定の設定温度（処理温度）になり、基板の端部が処理温度よりも低くなるように、制御部２が温度調整部分３２０の温度、および冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガス流量を制御すると、図８（Ｂ）に示すように、基板に形成される膜厚が基板の中心部および端部においてほぼ均一になる。
例えば、基板温度に比べてアウタチューブ３６０の温度が低くなるように冷却ガスが流されると、基板の中心部の温度よりも基板の端部の温度が下がる。
【００５９】
一方、図９（Ａ）に示すように、基板の中心部および端部が所定の設定温度（処理温度）になるように、制御部２が温度調整部分３２０の温度などを制御する（例えば冷却ガス流路３５２に冷却ガスを流さない）と、図９（Ｂ）に示すように、基板の端部に形成される膜の厚さが基板の中心部に形成される膜の厚さよりも厚くなる。
例えば、基板温度とアウタチューブ３６０の温度が同等になるように冷却ガスが流されると、基板の中心部の温度と基板の端部の温度とが同等になる。
【００６０】
具体的には、図６に示した予め求めておいた所定の設定温度（処理温度）にした時の内部温度センサ３２４の温度補正値をそれぞれ冷却ガス流量と対応させて記憶させた例えば温度設定値記憶部４２４にあるデータの中から、１つの条件を選択し、該選択した条件にて制御部２が温度制御部４１０を介しヒータ３２の温度調整部分３２０を制御しつつ、冷却ガス流量制御部４２２およびインバータ３８４を介し、冷却ガス排気装置３５６を制御する。
【００６１】
すなわち、内部温度センサ３２４の測定温度に温度補正値を設定し、その温度補正値に対応する冷却ガス流量を設定し、補正後の内部温度センサ３２４の測定温度に基づきヒータ３２の温度調整部分３２０を加熱制御しつつ、設定した冷却ガス流量に対応して冷却ガス排気装置３５６が排気する冷却ガスの流量を制御する。
この制御した状態で、アウタチューブ３６０内にて、ボート１４およびこれに保持されているウエハ１２を回転しつつ、ガス導入ノズル３４０を介して処理ガスをアウタチューブ３６０内に導入しウエハ１２に対して所定の膜厚の膜を形成処理させる。
【００６２】
そして、処理後のウエハ１２をアウタチューブ３６０から取り出す。ウエハ１２を取り出した後、処理後のウエハ１２の膜厚を測定し、基板面内（ウエハ１２の面内）の膜厚が均一になっているか確認する。
基板面内のうち基板の端部に形成される膜の厚さが基板中心部に形成される膜の厚さより厚ければ、前述の図６に示した予め求めておいて所定の設定温度（処理温度）にした時の内部温度センサ３２４の温度補正値をそれぞれ冷却ガス流量と対応させて記憶させた例えば温度設定値記憶部４２４にあるデータの中から、先に選択した１つの条件よりさらに温度補正値の大きい値と対応する冷却ガス流量とを選択し、該選択した条件にて再び、上記のウエハ１２に対して所定の膜厚の膜を形成処理させるようにする。
【００６３】
一方、基板面内のうち基板の端部に形成される膜の厚さが基板中心部に形成される膜の厚さより薄ければ、前述の図６に示した予め求めておいた所定の設定温度（処理温度）にした時の内部温度センサ３２４の温度補正値をそれぞれ冷却ガス流量と対応させて記憶させた例えば温度設定値記憶部４２４にあるデータの中から、先に選択した１つの条件よりさらに温度補正値の小さい値と対応する冷却ガス流量とを選択し、該選択した条件にて再び、上記のウエハ１２に対して所定の膜厚の膜を形成処理させるようにする。
基板面内の膜厚が所望の膜厚にて均一になるまでウエハ１２へ実際に成膜を繰り返すことにより、微調整を行う。
【００６４】
また、この際、温度調整部分３２０−１〜３２０−４に対応するそれぞれの内部温度センサ３２４−１〜３２４−４に温度補正値を加えた値と、その温度補正値に対応する冷却ガス流量を用いて加熱制御し、基板面内膜厚の均一性のみならず、基板面間膜厚（ボート１４に保持される複数枚のウエハ間の膜厚）の均一性の微調整をも行うようにする。
【００６５】
なお、図６に示した予め求めておいた所定の設定温度（処理温度）にした時の内部温度センサ３２４の温度補正値をそれぞれ冷却ガス流量と対応させて記憶させた例えば温度設定値記憶部４２４にあるデータの中には、所望の条件がない場合には、該データを参考に内部温度センサ３２４の温度補正値と冷却ガス流量とを直接変更した条件で所定の膜厚が均一になるまで微調整を行うようにしてもよい。
この時、Ｌタイプ温度センサ３９０を、炉口蓋３４４に継ぎ手を介在して気密にシールした状態で、ボート１４およびこれに保持されるウエハ１２を回転させずに、Ｌタイプ温度センサ３９０の検出する温度が所定の設定温度（処理温度）となるように、内部温度センサ３２４の温度補正値と冷却ガス流量とを直接変更した条件で所定の膜厚が均一になるまで微調整を行うようにしてもよい。
【００６６】
微調整が完了したら、膜厚均一性が良好となる求められた内部温度センサ３２４の温度補正値と冷却ガス流量にて設定し、補正後の内部温度センサ３２４の測定温度に基づきヒータ３２の温度調整部分３２０を加熱制御しつつ、設定した冷却ガス流量に対応した冷却ガス排気装置３５６が冷却ガスの流量を制御する。
この制御した状態で、アウタチューブ３６０内にてボート１４およびこれに保持されるウエハ１２を回転しつつ、ガス導入ノズル３４０を介して処理ガスをアウタチューブ３６０内に導入しウエハ１２に対して所定の膜厚の膜を形成処理させる。
【００６７】
このように、ヒータ３２は、設定温度どおりにウエハ１２の中心部温度を一定温度に維持するように制御しつつ、冷却ガスによりウエハ１２の端部（周縁）温度と中心部温度とに温度差を設けるように温度制御することにより、膜質を変えることなく、ウエハ１２の面内膜厚均一性、さらには、面間の膜厚均一性を向上することができる。
例えば、Ｓｉ３Ｎ４膜等のＣＶＤ膜を成膜する場合、処理温度を変動させながら成膜処理すると、膜の屈折率が処理温度に応じて変動してしまったり、処理温度を高温から低温へ降下させつつ成膜処理すると、エッチングレートが低い膜から高い膜へと処理温度に応じて変化してしまう。
また、Ｓｉ３Ｎ４膜の生成においては、処理温度を高温から低温へ降下させつつ成膜処理すると、ストレス値が高い膜から低い膜へと処理温度に応じて変化してしまう。
【００６８】
そこで、半導体処理装置１は、制御部２が温度調整部分３２０の温度、および冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガス流量を制御することにより、アウタチューブ３６０の温度を制御し、ウエハ１２などの基板の面内温度を制御して、膜質が変化することを防止しつつ、基板に形成する膜の厚さの均一性を制御することができるという優れた効果を奏する。
【００６９】
［処理室３の第１の変形例］
次に、処理室３の変形例について説明する。
図１０は、処理室３の第１の変形例を示す図である。
なお、処理室３の第１の変形例において、図２に示した処理室３を構成する部分と実質的に同一のものには、同一の符号が付してある。
【００７０】
図１０に示すように、処理室３の第１の変形例は、排気路３５４に排気量（総流量）が互いに異なるブロアなどの冷却ガス排気装置３９２,３９３がシャッタ３９４，３９５をそれぞれ介して設けられている。
冷却ガス排気装置３９２,３９３は、それぞれインバータ３９６−１，３９６−２を介し、制御部２によって回転数が個別に制御されている。
また、処理室３の第１の変形例は、制御部２によってインバータ３９６−１，３９６−２およびシャッタ３９４，３９５が個別に制御されることにより、冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガスの流量が細かく制御されるようになっている。
【００７１】
さらに、処理室３の第１の変形例は、排気路３５４から冷却ガス排気装置３９２,３９３までのコンダクタンスを小さくしたり、ダンパ３９７などを設けて冷却ガスの流量を制御するようにされてもよい。
したがって、処理室３の第１の変形例は、冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガスの流量を細かく制御することができるので、アウタチューブ３６０およびウエハ１２の外周側の冷却を細かく制御することができ、ウエハ１２に形成する膜の厚さの均一性を細かく制御することができる。
【００７２】
［処理室３の第２の変形例］
図１１は、処理室３の第２の変形例を示す図である。
なお、処理室３の第２の変形例において、図２に示した処理室３を構成する部分と実質的に同一のものには、同一の符号が付してある。
【００７３】
図１１に示すように、処理室３の第２の変形例は、アウタチューブ３６０と温度調整部分３２０との間に配管３９８を有する。
配管３９８には、例えば図示しないブロア（排気装置）などにより冷却ガスが流されるようになっている。
つまり、処理室３の第２の変形例は、配管３９８に冷却ガスを流すことにより、アウタチューブ３６０およびウエハ１２の外周側を冷却し、ウエハ１２に形成する膜の厚さの均一性を制御する。
なお、処理室３の第２の変形例は、配管３９８および冷却ガス流路３５２を通過させる冷却ガス流量を個別に制御するようにされてもよいし、配管３９８を通過する冷却ガス流量によってウエハ１２に形成する膜の厚さの均一性を制御するようにされてもよい。
【００７４】
［処理室３の第３の変形例］
図１２は、処理室３の第３の変形例を示す図である。
なお、処理室３の第３の変形例において、図２に示した処理室３を構成する部分と実質的に同一のものには、同一の符号が付してある。
【００７５】
図１２に示すように、処理室３の第３の変形例は、アウタチューブ３６０が中空構造になっており、アウタチューブ３６０に冷却ガス流路３９９が形成されている。
冷却ガス流路３９９には、例えば図示しないブロア（排気装置）などにより冷却ガスが流されるようになっている。
つまり、処理室３の第３の変形例は、冷却ガス流路３９９に冷却ガスを流すことにより、ウエハ１２の外周側を冷却し、ウエハ１２に形成する膜の厚さの均一性を制御する。
【００７６】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。例えば、半導体処理装置１は、吸気装置によって冷却ガス流量を制御するようにしてもよいし、マスフロー制御によるものであってもよい。
また、加熱装置は、光加熱するタイプであればよく、例えば抵抗加熱方式であってもよいし、ランプ加熱方式であってもよい。
また、半導体処理装置１は、冷却ガスに代えて、例えば水などの液体を流すことにより、アウタチューブ３６０およびウエハ１２の外周側を冷却するようにされてもよい。
【００７７】
以上のように、本発明は、特許請求の範囲に記載した事項を有するが、さらに次のような実施形態が含まれる。
（１）前記冷却装置は、前記処理室の外周側に設けられ、冷却ガスを流す冷却ガス流路と、前記冷却ガス流路を流れる冷却ガスを排気可能に導く排気路と、前記排気路に設けられ、冷却ガスを排気する排気部とを有する。
（２）前記排気部は、排気量が異なる複数の排気装置を有し、前記加熱制御部は、前記複数の排気装置を個別に制御する。
（３）本発明に係る基板処理方法は、処理室内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱する工程と、基板の外周近傍に流体を流す冷却装置により基板の外周側を冷却する工程と、前記処理室内の温度を検出する工程と、検出した温度に基づいて、前記加熱装置および前記冷却装置を制御する工程とを有する。
（４）本発明に係る基板処理方法は、処理室内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱する工程と、基板の外周近傍に冷却ガスを流して基板の外周側を冷却する工程と、排気量が異なる複数の排気装置により冷却ガスを排気する工程と、前記処理室内の温度を検出する工程と、検出した温度に基づいて、前記加熱装置および前記複数の排気装置を個別に制御する工程とを有する。
（５）前記加熱装置は、基板の中心部が一定温度である設定温度になるように基板を光加熱する請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置。
（６）基板の中心部と外周側の温度をそれぞれ取得する温度取得部と、前記加熱装置が基板を加熱する間に前記冷却装置が流す流体の量を変化させた場合に、設定温度および流体の流量と、基板の中心部と外周側との温度偏差との相関関係を取得する相関関係取得部と、前記相関関係取得部が取得した相関関係に基づいて、前記加熱部の設定温度を補正する設定温度補正部とを有する（５）に記載の基板処理装置。
（７）前記相関関係取得部は、前記加熱装置が基板を加熱する間に前記冷却装置が流す流体の量を変化させた場合に、設定温度および流体の流量と、前記温度検出部が検出した温度との相関関係をさらに取得し、前記設定温度補正部は、前記相関関係取得部が取得した相関関係に基づいて、前記加熱装置の設定温度を補正する（６）に記載の基板処理装置。
（８）前記加熱装置は、基板の中心部が一定温度である設定温度になるように基板を光加熱する請求項４または５に記載の基板処理方法。
（９）基板を処理室内に収容する工程と、処理室内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱する工程と、基板の外周近傍に流体を流す冷却装置により基板の外周側を冷却する工程と、前記処理室内の温度を検出する工程と、検出した温度に基づいて、前記加熱装置および前記冷却装置を制御する工程と、基板を処理室外に搬出する工程とを有する基板処理方法。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上述べたように、本発明は、基板に形成する膜の厚さの均一性を制御する基板処理装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１・・・半導体処理装置
１２・・・ウエハ
１４・・・ボート
１００・・・カセット授受ユニット
１０２・・・カセットストッカ
１０６・・・ウエハ移動機
１０８・・・ボートエレベータ
４９０・・・ウエハカセット
２・・・制御部
２２・・・表示・入力部
２００・・・ＣＰＵ
２０４・・・メモリ
２４・・・記録部
２４０・・・記録媒体
４０・・・制御プログラム
４００・・・プロセス制御部
４１０・・・温度制御部
４１２・・・処理ガス流量制御部
４１４・・・駆動制御部
４１６・・・圧力制御部
４１８・・・処理ガス排気装置制御部
４２０・・・温度測定部
４２２・・・冷却ガス流量制御部
４２４・・・温度設定値記憶部
４４２・・・温度設定補正値記憶部
３・・・処理室
３００・・・断熱材
３２・・・ヒータ
３２０・・・温度調整部分
３２２，３２４・・・温度センサ
３４０・・・ガス導入ノズル
３４４・・・炉口蓋
３４６・・・排気管
３４８・・・回転軸
３５０・・・マニホールド
３５１・・・Ｏリング
３５２・・・冷却ガス流路
３５３・・・吸気孔
３５４・・・排気路
３５５・・・排気部
３５６・・・冷却ガス排気装置
３５７・・・ラジエタ
３５８・・・排気孔
３５９・・・シャッタ
３６０・・・アウタチューブ
３６２・・・インナチューブ
３７０・・・温度制御装置
３７２・・・温度測定装置
３７４・・・ＭＦＣ
３７６・・・ＥＣ
３７８・・・ＰＳ
３８０・・・ＡＰＣ
３８２・・・ＥＰ
３９０・・・Ｌタイプ温度センサ
３９２，３９３・・・冷却ガス排気装置
３９４，３９５・・・シャッタ
３９６−１，３９６−２・・・インバータ
３９７・・・ダンパ
３９８・・・配管
３９９・・・冷却ガス流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１は、基板の加熱温度を所定時間内に変化させたときに発生する基板端部の温度と中心部の温度との偏差と、基板端部の温度と中心部の温度との定常偏差とを用いて、所望の平均温度偏差Ｍを実現するための変化温度量Ｎを求め、基板に対する加熱温度を制御して、基板に形成される膜厚を均一にする基板処理装置を開示する。
しかしながら、所望の平均温度偏差Ｍを実現しても、基板に形成される膜厚の均一性に限度があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００５／００８７５５号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、基板に形成する膜の厚さの均一性を制御することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を解決するために、本発明に係る基板処理装置は、基板を処理する処理室と、前記処理室内に収容された基板を基板の外周側から光加熱する加熱装置と、前記加熱装置が光加熱する基板の外周近傍に流体を流すことにより、基板の外周側を冷却する冷却装置と、前記処理室内の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部が検出する温度に基づいて、前記基板の中心部の温度を所定温度に維持しつつ該中心部と前記基板の端部とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御する加熱制御部とを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明が適応されうる半導体処理装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示したボートおよびウエハを収容した状態の処理室を例示する図である。
【図３】図１，図２に示した処理室の周辺の構成部分、および、処理室に対する制御を行う第１の制御プログラムの構成を示す図である。
【図４】図１に示した制御部の構成を示す図である。
【図５】半導体処理装置における処理の対象となるウエハの形状を例示する図である。
【図６】ボートおよびを収容した処理室に対し、Ｌタイプ温度センサ（ＬタイプＴＣ）を設けた状態を例示する図である。
【図７】冷却ガスが冷却ガス流路を通過することによって変化する内部温度センサの温度測定値を基板面内位置ごとに補正する方法を示すフローチャートである。
【図８】半導体処理装置がウエハなどの基板に膜を形成する場合に設定する温度と膜厚との関係の実施例を示すグラフであって、（Ａ）は基板面内位置に対する設定温度の実施例を示すグラフであり、（Ｂ）は（Ａ）に示した設定温度に応じて形成される膜厚を示すグラフである。
【図９】半導体処理装置がウエハなどの基板に膜を形成する場合に設定する温度と膜厚との関係の比較例を示すグラフであって、（Ａ）は基板面内位置に対する設定温度の比較例を示すグラフであり、（Ｂ）は（Ａ）に示した設定温度に応じて形成される膜厚を示すグラフである。
【図１０】処理室の第１の変形例を示す図である。
【図１１】処理室の第２の変形例を示す図である。
【図１２】処理室の第３の変形例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
［本発明の背景］
本発明の理解を助けるために、実施形態の説明に先立って、まず、本発明がなされるに至った背景を説明する。
【０００８】
［半導体処理装置１］
図１は、本発明が適応されうる半導体処理装置１の全体構成を示す図である。
図２は、図１に示したボート１４およびウエハ１２を収容した状態の処理室３を例示する図である。
図３は、図１，図２に示した処理室３の周辺の構成部分、および、処理室３に対する制御を行う第１の制御プログラム４０の構成を示す図である。
【０００９】
半導体処理装置１は、例えば半導体などの基板を処理するいわゆる減圧ＣＶＤ装置である。
図１に示すように、半導体処理装置１は、カセット授受ユニット１００、カセット授受ユニット１００の背面側に設けられたカセットストッカ１０２、カセットストッカ１０２の上方に設けられたバッファカセットストッカ１０４、カセットストッカ１０２の背面側に設けられたウエハ移動機１０６、ウエハ移動機１０６の背面側に設けられ、ウエハ１２がセットされたボート１４を搬送するボートエレベータ１０８、ウエハ移動機１０６の上方に設けられた処理室３、および、制御部２から構成される。
【００１０】
［処理室３］
図２に示すように、図１に示した処理室３は、中空のヒータ３２、外管（アウタチューブ）３６０、内管（インナチューブ）３６２、ガス導入ノズル３４０、炉口蓋３４４、排気管３４６、回転軸３４８、例えばステンレスからなるマニホールド３５０、Ｏリング３５１、冷却ガス流路３５２、排気路３５４、排気部３５５および処理ガス流量制御装置などその他の構成部分（図３を参照して後述）から構成され、側部が断熱材３００−１により覆われ、上部が断熱材３００−２により覆われている。
また、ボート１４の下部には、複数の断熱板１４０が設けられている。
【００１１】
アウタチューブ３６０は、光を透過させる例えば石英からなり、下部に開口を有する円筒状の形態に形成されている。
インナチューブ３６２は、光を透過させる例えば石英からなり、円筒状の形態に形成され、アウタチューブ３６０の内側に、これの同心円上に配設される。
従って、アウタチューブ３６０とインナチューブ３６２との間には円筒状の空間が形成される。
【００１２】
ヒータ３２は、それぞれに対する温度の設定および調節が可能な４つの温度調節部分（Ｕ，ＣＵ，ＣＬ，Ｌ）３２０−１〜３２０−４とアウタチューブ３６０との間に配設される熱電対などの外部温度センサ３２２−１〜３２２−４、および、温度調整部分３２０−１〜３２０−４に対応してアウタチューブ３６０内に配設される熱電対などの内部温度センサ（炉内ＴＣ）３２４−１〜３２４−４を含む。
内部温度センサ３２４−１〜３２４−４は、インナチューブ３６２の内側に設けられてもよいし、インナチューブ３６２とアウタチューブ３６０との間に設けられてもよいし、温度調整部分３２０−１〜３２０−４ごとにそれぞれ折り曲げられて、ウエハ１２とウエハ１２との間のウエハ中心部の温度を検出するように設けられてもよい。
【００１３】
ヒータ３２の温度調整部分３２０−１〜３２０−４それぞれは、例えばウエハ１２を光加熱するための光をアウタチューブ３６０の周囲から放射し、アウタチューブ３６０を透過してウエハ１２に吸収される光によってウエハ１２を昇温（加熱）する。
【００１４】
冷却ガス流路３５２は、冷却ガスなどの流体を通過させるように断熱材３００−１とアウタチューブ３６０との間に形成されており、断熱材３００−１の下端部に設けられた吸気孔３５３から供給される冷却ガスをアウタチューブ３６０の上方に向けて通過させる。
冷却ガスは、例えば空気または窒素（Ｎ２）などである。
【００１５】
また、冷却ガス流路３５２は、温度調整部分３２０−１〜３２０−４それぞれの間からアウタチューブ３６０に向けて冷却ガスが吹き出すようにされている。
冷却ガスはアウタチューブ３６０を冷却し、冷却されたアウタチューブ３６０はボート１４にセットされたウエハ１２を周方向（外周側）から冷却する。
つまり、冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガスにより、アウタチューブ３６０、およびボート１４にセットされたウエハ１２が周方向（外周側）から冷却されるようになっている。
【００１６】
冷却ガス流路３５２の上方には排気路３５４が設けられている。排気路３５４は、吸気孔３５３から供給されて冷却ガス流路３５２を上方に向けて通過した冷却ガスを断熱材３００−２の外側へ導く。
【００１７】
また、排気路３５４には、冷却ガスを排気する排気部３５５が設けられている。
排気部３５５は、ブロワなどの冷却ガス排気装置３５６およびラジエタ３５７を有し、排気路３５４により断熱材３００−２の外側に導かれた冷却ガスを排気孔３５８から排気する。
ラジエタ３５７は、処理室３内でアウタチューブ３６０およびウエハ１２などを冷却することにより昇温した冷却ガスを冷却水などにより冷却する。
【００１８】
なお、吸気孔３５３およびラジエタ３５７の近傍には、それぞれシャッタ３５９が設けられており、図示しないシャッタ制御部によって冷却ガス流路３５２および排気路３５４の開閉が制御されている。
【００１９】
また、図３に示すように、処理室３には、温度制御装置３７０、温度測定装置３７２、処理ガス流量制御装置（マスフローコントローラ；ＭＦＣ）３７４、ボートエレベータ制御装置（エレベータコントローラ；ＥＣ）３７６、圧力センサ（ＰＳ）３７８、圧力調整装置（ＡＰＣ; Auto Pressure Control (valve)）３８０、処理ガス排気装置（ＥＰ）３８２およびインバータ３８４が付加される。
【００２０】
温度制御装置３７０は、制御部２からの制御に従って温度調整部分３２０−１〜３２０−４それぞれを駆動する。
温度測定装置３７２は、温度センサ３２２−１〜３２２−４，３２４−１〜３２４−４それぞれの温度を検出し、温度測定値として制御部２に対して出力する。
【００２１】
ボートエレベータ制御装置（ＥＣ）３７６は、制御部２からの制御に従ってボートエレベータ１０８を駆動する。
圧力調整装置（以下、ＡＰＣ）３８０としては、例えば、ＡＰＣ、Ｎ２バラスト制御器などが用いられる。
また、ＥＰ３８２としては、例えば、真空ポンプなどが用いられる。
インバータ３８４は、冷却ガス排気装置３５６のブロアとしての回転数を制御する。
【００２２】
［制御部２］
図４は、図１に示した制御部２の構成を示す図である。
図４に示すように、制御部２は、ＣＰＵ２００、メモリ２０４、表示装置、タッチパネルおよびキーボード・マウスなどを含む表示・入力部２２、および、ＨＤ・ＣＤなどの記録部２４から構成される。
つまり、制御部２は、半導体処理装置１を制御可能な一般的なコンピュータとしての構成部分を含む。
制御部２は、これらの構成部分により、減圧ＣＶＤ処理用の制御プログラム（例えば、図３に示した制御プログラム４０）を実行し、半導体処理装置１の各構成部分を制御して、半導体ウエハ１２に対して、以下に述べる減圧ＣＶＤ処理を実行させる。
【００２３】
［第１の制御プログラム４０］
再び図３を参照する。
図３に示すように、制御プログラム４０は、プロセス制御部４００、温度制御部４１０、処理ガス流量制御部４１２、駆動制御部４１４、圧力制御部４１６、処理ガス排気装置制御部４１８、温度測定部４２０、冷却ガス流量制御部４２２および温度設定値記憶部４２４から構成される。
制御プログラム４０は、例えば、記録媒体２４０（図４）を介して制御部２に供給され、メモリ２０４にロードされて実行される。
【００２４】
温度設定値記憶部４２４は、ウエハ１２に対する処理レシピの温度設定値を記憶し、プロセス制御部４００に対して出力する。
プロセス制御部４００は、制御部２の表示・入力部２２（図４）に対するユーザの操作、あるいは、記録部２４に記録された処理の手順（処理レシピ）などに従って、制御プログラム４０の各構成部分を制御し、後述するように、ウエハ１２に対する減圧ＣＶＤ処理を実行する。
【００２５】
温度測定部４２０は、温度測定装置３７２を介して温度センサ３２２，３２４の温度測定値を受け入れ、プロセス制御部４００に対して出力する。
温度制御部４１０は、プロセス制御部４００から温度設定値および温度センサ３２２，３２４の温度測定値を受け、温度調整部分３２０に対して供給する電力をフィードバック制御して、アウタチューブ３６０内部を加熱し、ウエハ１２を所望の温度とさせる。
【００２６】
処理ガス流量制御部４１２は、ＭＦＣ３７４を制御し、アウタチューブ３６０内部に供給する処理ガスまたは不活性ガスの流量を調整する。
駆動制御部４１４は、ボートエレベータ１０８を制御して、ボート１４およびこれに保持されたウエハ１２の昇降を行わせる。
また、駆動制御部４１４は、ボートエレベータ１０８を制御して、回転軸３４８を介してボート１４およびこれに保持されたウエハ１２を回転させる。
【００２７】
圧力制御部４１６は、ＰＳ３７８によるアウタチューブ３６０内の処理ガスの圧力測定値を受け、ＡＰＣ３８０に対する制御を行い、アウタチューブ３６０内部の処理ガスを所望の圧力とする。
処理ガス排気装置制御部４１８は、ＥＰ３８２を制御し、アウタチューブ３６０内部の処理ガスまたは不活性ガスを排気させる。
【００２８】
冷却ガス流量制御部４２２は、インバータ３８４を介して冷却ガス排気装置３５６が排気する冷却ガスの流量を制御する。
【００２９】
なお、以下の説明においては、温度調整部分３２０−１〜３２０−４など、複数ある構成部分のいずれかを特定せずに示す場合には、単に、温度調整部分３２０と略記することがある。
また、以下の説明において、温度調整部分３２０−１〜３２０−４など、構成部分の個数を示す場合があるが、構成部分の個数は、説明の具体化・明確化のために例示されたものであって、本発明の技術的範囲を限定することを意図して挙げられたものではない。
【００３０】
アウタチューブ３６０の下端とマニホールド３５０の上部開口部との間、および炉口蓋３４４とマニホールド３５０の下部開口部との間には、Ｏリング３５１が配設され、アウタチューブ３６０とマニホールド３５０との間は気密にシールされる。
アウタチューブ３６０の下方に位置するガス導入ノズル３４０を介して、不活性ガスあるいは処理ガスがアウタチューブ３６０内に導入される。
【００３１】
マニホールド３５０の上部には、ＰＳ３７８、ＡＰＣ３８０およびＥＰ３８２に連結された排気管３４６（図２）が取り付けられている。
アウタチューブ３６０とインナチューブ３６２との間を流れる処理ガスは、排気管３４６、ＡＰＣ３８０およびＥＰ３８２を介して外部に排出される。
【００３２】
ＡＰＣ３８０は、ＰＳ３７８によるアウタチューブ３６０内の圧力測定値に基づく制御に従って、アウタチューブ３６０内部が、予め設定された所望の圧力になるように、圧力制御部４１６の指示に従って調整する。
つまり、ＡＰＣ３８０は、アウタチューブ３６０内を常圧とするよう不活性ガスが導入されるべき時には、アウタチューブ３６０内が常圧になるように、圧力制御部４１６の指示に従って調整し、あるいは、アウタチューブ３６０内を低圧とし、ウエハ１２を処理するよう処理ガスが導入されるべき時には、アウタチューブ３６０内が所望の低い圧力になるように、圧力制御部４１６の指示に従って調整する。
【００３３】
多数の半導体基板（ウエハ）１２を保持するボート１４は、ボート１４の下部回転軸３４８が連結されている。
さらに、回転軸３４８は、ボートエレベータ１０８（図１）に連結され、ボートエレベータ１０８は、ＥＣ３７６を介した制御に従って、所定のスピードでボート１４を昇降させる。
また、ボートエレベータ１０８は、回転軸３４８を介して、ウエハ１２およびボート１４を所定のスピードで回転させる。
【００３４】
被処理物のウエハ１２は、ウエハカセット４９０（図１）に装填された状態で搬送され、カセット授受ユニット１００に授載される。
カセット授受ユニット１００は、このウエハ１２を、カセットストッカ１０２またはバッファカセットストッカ１０４に移載する。
ウエハ移動機１０６は、カセットストッカ１０２からウエハ１２を取り出し、ボート１４に水平な状態で多段に装填する。
【００３５】
ボートエレベータ１０８は、ウエハ１２が装填されたボート１４を上昇させて処理室３内に導く。
また、ボートエレベータ１０８は、処理済みのウエハ１２が装填されたボート１４を下降させて処理室３内から取り出す。
【００３６】
［ウエハ１２の温度と膜厚］
図５は、半導体処理装置１（図１）における処理の対象となるウエハ１２の形状を例示する図である。
ウエハ１２の面（以下、ウエハ１２の面を、単にウエハ１２とも記す）は、図５に示すような形状をしており、ボート１４において、水平に保持される。
また、ウエハ１２は、温度調整部分３２０−１〜３２０−４が放射してアウタチューブ３６０を透過した光により、アウタチューブ３６０の周囲から加熱される。
【００３７】
したがって、ウエハ１２は、端部が多くの光を吸収し、冷却ガス流路３５２に冷却ガスが流されない場合には、ウエハ１２の面の端部の温度が中心部の温度に比べて高くなる。
つまり、温度調整部分３２０−１〜３２０−４によって、ウエハ１２の外周に近ければ近いほど温度が高く、中心部に近ければ近いほど温度が低いという、ウエハ１２の端部から中心部にかけたすり鉢状の温度偏差がウエハ１２に生じることになる。
【００３８】
また、反応ガスなどの処理ガスも、ウエハ１２の外周側から供給されるので、ウエハ１２に形成される膜の種類によっては、ウエハ１２の端部と中心部とで反応速度が異なることがある。
例えば、反応ガスなどの処理ガスは、ウエハ１２の端部で消費され、その後ウエハ１２の中心部に至るため、ウエハ１２の中心部では、ウエハ１２の端部にくらべて処理ガスの濃度が低くなってしまう。
したがって、仮に、ウエハ１２の端部と中心部との間に温度偏差が生じていないとしても、反応ガスのウエハ１２の外周側からの供給に起因して、ウエハ１２に形成される膜の厚さが、端部と中心部とで不均一になることがある。
【００３９】
一方、冷却ガスが冷却ガス流路３５２を通過すると、上述したように、アウタチューブ３６０、およびボート１４にセットされたウエハ１２が周方向（外周側）から冷却される。
つまり、処理室３は、温度調整部分３２０によってウエハ１２の中心部の温度を所定の設定温度（処理温度）まで加熱し、冷却ガス流路３５２に冷却ガスを通過させてウエハ１２の外周側を冷却することにより、ウエハ１２の中心部および端部それぞれに対して異なる温度を設定することができる。
【００４０】
このように、ウエハ１２に、均一な膜を形成するためには、ウエハ１２上に膜を形成する反応速度などに応じて、膜厚を調整するための加熱制御（加熱と冷却とを含む制御など）を行う必要がある。
【００４１】
図６は、ボート１４およびウエハ１２を収容した処理室３に対し、Ｌタイプ温度センサ（ＬタイプＴＣ）３９０を設けた状態を例示する図である。
制御部２は、内部温度センサ３２４の温度測定値を用いて、例えばウエハ１２の端部温度および中心部温度（基板面内位置に対する温度）を算出し、温度調整部分３２０、および冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガスの流量を制御するようにされてもよい。
【００４２】
内部温度センサ３２４は、ボート１４とインナチューブ３６２との間に設けられている。
なお、内部温度センサ３２４は、インナチューブ３６２とアウタチューブ３６０との間に設けられてもよい。
内部温度センサ３２４の温度測定値を用いてウエハ１２の端部および中心部の温度を算出する場合、例えば実際のウエハ１２の端部温度、中心部温度、および冷却ガスが冷却ガス流路３５２を通過することによる内部温度センサ３２４の温度測定値の変化を用いて、
冷却ガスが冷却ガス流路３５２を通過することによる内部温度センサ３２４の温度測定値の変化を補正する必要がある。
【００４３】
Ｌタイプ温度センサ３９０は、内部温度センサ３２４とほぼ同じ高さのウエハ１２の中心部近傍の温度を測定するために例えば複数箇所がＬ字状に形成された熱電対であり、温度測定値を制御部２に対して出力する。
また、Ｌタイプ温度センサ３９０は、半導体処理装置１がウエハ１２の処理を開始する以前にウエハ１２の中心部近傍の温度を複数箇所で測定し、半導体処理装置１がウエハ１２の処理を行う場合には取り外されるようになっている。
なお、Ｌタイプ温度センサ３９０は、炉口蓋３４４に継ぎ手を介在して気密にシールされるようになっている。
このＬタイプ温度センサ３９０の検出する温度をウエハ１２の中心部の温度とみなし、さらに内部温度センサ３２４の検出する温度がウエハ１２の端部の温度とみなして、温度制御するようにする。
また、Ｌタイプ温度センサ３９０の検出する温度と内部温度センサ３２４の検出する温度との差がウエハ面内温度偏差であるとみなして、温度制御するようにする。
【００４４】
図７は、冷却ガスが冷却ガス流路３５２を通過することによって変化する内部温度センサ３２４の温度測定値を基板面内位置ごとに補正する方法を示すフローチャート（Ｓ１０）である。
図７に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、制御部２は、冷却ガスによる冷却をせずに、Ｌタイプ温度センサ３９０の検出する温度が、所定の設定温度（処理温度）に一致するように温度制御する。
そしてＬタイプ温度センサ３９０の検出する温度が所定の設定温度（処理温度）と一致した際の、所定の設定温度（処理温度）に対する内部温度センサ（炉内ＴＣ）３２４の検出結果を取得する。
【００４５】
ステップ１０２（Ｓ１０２）において、制御部２は、冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガス流量（すなわち、冷却ガス排気装置３５６が排気する冷却ガスの流量）を一定流量としつつ、Ｌタイプ温度センサ３９０の検出する温度が、所定の設定温度（処理温度）に一致するように温度制御する。
そしてＬタイプ温度センサ３９０の検出する温度が所定の設定温度（処理温度）と一致した際の、所定の設定温度（処理温度）に対する内部温度センサ（炉内ＴＣ）３２４の検出結果を取得する。
さらに、冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガス流量を変化させ、変化させた流量にて一定流量としつつ、Ｌタイプ温度センサ３９０の検出する温度が、所定の設定温度（処理温度）に一致するように温度制御する。
そしてＬタイプ温度センサ３９０の検出する温度が所定の設定温度（処理温度）と一致した際の、所定の設定温度（処理温度）に対する内部温度センサ（炉内ＴＣ）３２４の検出結果を取得する。
制御部２は、ステップ１０２（Ｓ１０２）を冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガス流量と、所定の設定温度（Ｌタイプ温度センサ３９０の検出する温度）と内部温度センサ３２４の検出する温度との関係が明らかになるよう所定回数くり返す。
【００４６】
ステップ１０４（Ｓ１０４）において、制御部２は、所定の設定温度（Ｌタイプ温度センサ３９０の検出する温度）にした時の冷却ガス流量に対する内部温度センサ３２４の温度補正値（冷却ガスによる温度測定値の変化に対応する値）をそれぞれ算出する。
【００４７】
ステップ１０６（Ｓ１０６）において、制御部２は、Ｓ１０４の処理で算出した温度補正値をそれぞれ冷却ガス流量と対応させて所定の設定温度（処理温度）時の相関関係として、例えば温度設定値記憶部４２４などに追加情報として記憶する。
【００４８】
そして、制御部２は、ウエハ１２を処理する場合に、Ｌタイプ温度センサ３９０を取り外し、Ｓ１０６の処理で記憶した温度補正値を用いることにより、内部温度センサ３２４の温度測定値を補正し、その温度補正値に対応する冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガス流量（すなわち、冷却ガス排気装置３５６が排気する冷却ガスの流量）に設定し、補正後の内部温度センサ３２４の温度測定値が所望の設定温度（処理温度）と一致するように、温度調整部分３２０の温度を制御する。
なお、Ｌタイプ温度センサ３９０は、ウエハ１２の中心部近傍の温度を複数箇所で測定可能なように、複数箇所がＬ字形状に形成された熱電対として説明したが、例えば、ウエハ１２の中心部近傍の温度を１箇所で測定可能なように１箇所がＬ字形状に形成された熱電対とし、内部温度センサ３２４の温度補正値と冷却ガス流量との関係を求めてもよい。
また、Ｌタイプ温度センサ３９０の設置個数は、内部温度センサ３２４と異なる個数としてもよい。
さらに、Ｌタイプ温度センサ３９０の替わりにウエハ中心部に熱電対を埋め込んだタイプの温度センサを用いてもよい。
【００４９】
［半導体処理装置１による減圧ＣＶＤ処理の概要］
半導体処理装置１は、制御部２（図１，図４）上で実行される制御プログラム４０（図３）の制御により、処理室３内に所定の間隔で並べられた半導体ウエハ１２に対して、ＣＶＤにより、Ｓｉ３Ｎ４膜、ＳｉＯ２膜およびポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）膜などの形成を行う。
【００５０】
処理室３を用いた膜形成をさらに説明する。
まず、ボートエレベータ１０８は、ボート１４を下降させる。
下降したボート１４には、処理の対象となるウエハ１２が、所望の枚数がセットされ、ボート１４は、セットされたウエハ１２を保持する。
【００５１】
次に、ヒータ３２の４つの温度調節部分３２０−１〜３２０−４それぞれは、設定に従って、アウタチューブ３６０の内部を加熱し、ウエハ１２の中心部が予め設定された一定の温度になるように加熱する。
一方、冷却ガス流路３５２には、設定に従って冷却ガスが流され、アウタチューブ３６０、およびボート１４にセットされたウエハ１２が周方向（外周側）から冷却される。
【００５２】
次に、ガス導入ノズル３４０（図２）を介して、ＭＦＣ３７４は、導入するガスの流量を調節して、アウタチューブ３６０内に不活性ガスを導入し、充填する。
ボートエレベータ１０８は、ボート１４を上昇させ、所望の処理温度の不活性ガスが充填された状態のアウタチューブ３６０内に移動させる。
【００５３】
次に、アウタチューブ３６０内の不活性ガスはＥＰ３８２により排気され、アウタチューブ３６０内部は真空状態とされ、ボート１４およびこれに保持されているウエハ１２は、回転軸３４８を介して回転させられる。
この状態で、ガス導入ノズル３４０を介して処理ガスがアウタチューブ３６０内に導入されると、導入された処理ガスは、アウタチューブ３６０内を上昇し、ウエハ１２に対して均等に供給される。
【００５４】
ＥＰ３８２は、減圧ＣＶＤ処理中のアウタチューブ３６０内から、排気管３４６を介して処理ガスを排気し、ＡＰＣ３８０は、アウタチューブ３６０内の処理ガスを、所望の圧力とする。
以上のように、ウエハ１２に対して、減圧ＣＶＤ処理が所定時間、実行される。
【００５５】
減圧ＣＶＤ処理が終了すると、次のウエハ１２に対する処理に移るべく、アウタチューブ３６０の内部の処理ガスが不活性ガスにより置換され、さらに常圧とされる。
さらに、冷却ガス流路３５２に冷却ガスが流されて、アウタチューブ３６０内が所定の温度まで冷却される。
この状態で、ボート１４およびこれに保持された処理済みのウエハ１２は、ボートエレベータ１０８により下降させられ、アウタチューブ３６０から取り出される。
ボートエレベータ１０８は、次に減圧ＣＶＤ処理の対象となるウエハ１２が保持されたボート１４を上昇させ、アウタチューブ３６０内にセットする。
このようにセットされたウエハ１２に対して、次の減圧ＣＶＤ処理が実行される。
【００５６】
なお、冷却ガスは、ウエハ１２の処理前から処理終了までの間に流されれば、膜厚を制御することができるが、ウエハ１２をセットしたボート１４をアウタチューブ３６０内に移動させる場合、およびアウタチューブ３６０内からボート１４を取り出す場合にも、流されることが好ましい。
これにより、処理室３の熱容量により、処理室３内に熱がこもって温度が変動してしまうことを防止することができるとともに、スループットを向上させることができる。
【００５７】
［膜厚の均一性の制御例］
図８は、半導体処理装置１がウエハ１２などの基板に膜を形成する場合に設定する温度と膜厚との関係の実施例を示すグラフであって、（Ａ）は基板面内位置に対する設定温度の実施例を示すグラフであり、（Ｂ）は（Ａ）に示した設定温度に応じて形成される膜厚を示すグラフである。
図９は、半導体処理装置１がウエハ１２などの基板に膜を形成する場合に設定する温度と膜厚との関係の比較例を示すグラフであって、（Ａ）は基板面内位置に対する設定温度の比較例を示すグラフであり、（Ｂ）は（Ａ）に示した設定温度に応じて形成される膜厚を示すグラフである。
【００５８】
図８（Ａ）に示すように、基板の中心部が所定の設定温度（処理温度）になり、基板の端部が処理温度よりも低くなるように、制御部２が温度調整部分３２０の温度、および冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガス流量を制御すると、図８（Ｂ）に示すように、基板に形成される膜厚が基板の中心部および端部においてほぼ均一になる。
例えば、基板温度に比べてアウタチューブ３６０の温度が低くなるように冷却ガスが流されると、基板の中心部の温度よりも基板の端部の温度が下がる。
【００５９】
一方、図９（Ａ）に示すように、基板の中心部および端部が所定の設定温度（処理温度）になるように、制御部２が温度調整部分３２０の温度などを制御する（例えば冷却ガス流路３５２に冷却ガスを流さない）と、図９（Ｂ）に示すように、基板の端部に形成される膜の厚さが基板の中心部に形成される膜の厚さよりも厚くなる。
例えば、基板温度とアウタチューブ３６０の温度が同等になるように冷却ガスが流されると、基板の中心部の温度と基板の端部の温度とが同等になる。
【００６０】
具体的には、図６に示した予め求めておいた所定の設定温度（処理温度）にした時の内部温度センサ３２４の温度補正値をそれぞれ冷却ガス流量と対応させて記憶させた例えば温度設定値記憶部４２４にあるデータの中から、１つの条件を選択し、該選択した条件にて制御部２が温度制御部４１０を介しヒータ３２の温度調整部分３２０を制御しつつ、冷却ガス流量制御部４２２およびインバータ３８４を介し、冷却ガス排気装置３５６を制御する。
【００６１】
すなわち、内部温度センサ３２４の測定温度に温度補正値を設定し、その温度補正値に対応する冷却ガス流量を設定し、補正後の内部温度センサ３２４の測定温度に基づきヒータ３２の温度調整部分３２０を加熱制御しつつ、設定した冷却ガス流量に対応して冷却ガス排気装置３５６が排気する冷却ガスの流量を制御する。
この制御した状態で、アウタチューブ３６０内にて、ボート１４およびこれに保持されているウエハ１２を回転しつつ、ガス導入ノズル３４０を介して処理ガスをアウタチューブ３６０内に導入しウエハ１２に対して所定の膜厚の膜を形成処理させる。
【００６２】
そして、処理後のウエハ１２をアウタチューブ３６０から取り出す。ウエハ１２を取り出した後、処理後のウエハ１２の膜厚を測定し、基板面内（ウエハ１２の面内）の膜厚が均一になっているか確認する。
基板面内のうち基板の端部に形成される膜の厚さが基板中心部に形成される膜の厚さより厚ければ、前述の図６に示した予め求めておいて所定の設定温度（処理温度）にした時の内部温度センサ３２４の温度補正値をそれぞれ冷却ガス流量と対応させて記憶させた例えば温度設定値記憶部４２４にあるデータの中から、先に選択した１つの条件よりさらに温度補正値の大きい値と対応する冷却ガス流量とを選択し、該選択した条件にて再び、上記のウエハ１２に対して所定の膜厚の膜を形成処理させるようにする。
【００６３】
一方、基板面内のうち基板の端部に形成される膜の厚さが基板中心部に形成される膜の厚さより薄ければ、前述の図６に示した予め求めておいた所定の設定温度（処理温度）にした時の内部温度センサ３２４の温度補正値をそれぞれ冷却ガス流量と対応させて記憶させた例えば温度設定値記憶部４２４にあるデータの中から、先に選択した１つの条件よりさらに温度補正値の小さい値と対応する冷却ガス流量とを選択し、該選択した条件にて再び、上記のウエハ１２に対して所定の膜厚の膜を形成処理させるようにする。
基板面内の膜厚が所望の膜厚にて均一になるまでウエハ１２へ実際に成膜を繰り返すことにより、微調整を行う。
【００６４】
また、この際、温度調整部分３２０−１〜３２０−４に対応するそれぞれの内部温度センサ３２４−１〜３２４−４に温度補正値を加えた値と、その温度補正値に対応する冷却ガス流量を用いて加熱制御し、基板面内膜厚の均一性のみならず、基板面間膜厚（ボート１４に保持される複数枚のウエハ間の膜厚）の均一性の微調整をも行うようにする。
【００６５】
なお、図６に示した予め求めておいた所定の設定温度（処理温度）にした時の内部温度センサ３２４の温度補正値をそれぞれ冷却ガス流量と対応させて記憶させた例えば温度設定値記憶部４２４にあるデータの中には、所望の条件がない場合には、該データを参考に内部温度センサ３２４の温度補正値と冷却ガス流量とを直接変更した条件で所定の膜厚が均一になるまで微調整を行うようにしてもよい。
この時、Ｌタイプ温度センサ３９０を、炉口蓋３４４に継ぎ手を介在して気密にシールした状態で、ボート１４およびこれに保持されるウエハ１２を回転させずに、Ｌタイプ温度センサ３９０の検出する温度が所定の設定温度（処理温度）となるように、内部温度センサ３２４の温度補正値と冷却ガス流量とを直接変更した条件で所定の膜厚が均一になるまで微調整を行うようにしてもよい。
【００６６】
微調整が完了したら、膜厚均一性が良好となる求められた内部温度センサ３２４の温度補正値と冷却ガス流量にて設定し、補正後の内部温度センサ３２４の測定温度に基づきヒータ３２の温度調整部分３２０を加熱制御しつつ、設定した冷却ガス流量に対応した冷却ガス排気装置３５６が冷却ガスの流量を制御する。
この制御した状態で、アウタチューブ３６０内にてボート１４およびこれに保持されるウエハ１２を回転しつつ、ガス導入ノズル３４０を介して処理ガスをアウタチューブ３６０内に導入しウエハ１２に対して所定の膜厚の膜を形成処理させる。
【００６７】
このように、ヒータ３２は、設定温度どおりにウエハ１２の中心部温度を一定温度に維持するように制御しつつ、冷却ガスによりウエハ１２の端部（周縁）温度と中心部温度とに温度差を設けるように温度制御することにより、膜質を変えることなく、ウエハ１２の面内膜厚均一性、さらには、面間の膜厚均一性を向上することができる。
例えば、Ｓｉ３Ｎ４膜等のＣＶＤ膜を成膜する場合、処理温度を変動させながら成膜処理すると、膜の屈折率が処理温度に応じて変動してしまったり、処理温度を高温から低温へ降下させつつ成膜処理すると、エッチングレートが低い膜から高い膜へと処理温度に応じて変化してしまう。
また、Ｓｉ３Ｎ４膜の生成においては、処理温度を高温から低温へ降下させつつ成膜処理すると、ストレス値が高い膜から低い膜へと処理温度に応じて変化してしまう。
【００６８】
そこで、半導体処理装置１は、制御部２が温度調整部分３２０の温度、および冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガス流量を制御することにより、アウタチューブ３６０の温度を制御し、ウエハ１２などの基板の面内温度を制御して、膜質が変化することを防止しつつ、基板に形成する膜の厚さの均一性を制御することができるという優れた効果を奏する。
【００６９】
［処理室３の第１の変形例］
次に、処理室３の変形例について説明する。
図１０は、処理室３の第１の変形例を示す図である。
なお、処理室３の第１の変形例において、図２に示した処理室３を構成する部分と実質的に同一のものには、同一の符号が付してある。
【００７０】
図１０に示すように、処理室３の第１の変形例は、排気路３５４に排気量（総流量）が互いに異なるブロアなどの冷却ガス排気装置３９２,３９３がシャッタ３９４，３９５をそれぞれ介して設けられている。
冷却ガス排気装置３９２,３９３は、それぞれインバータ３９６−１，３９６−２を介し、制御部２によって回転数が個別に制御されている。
また、処理室３の第１の変形例は、制御部２によってインバータ３９６−１，３９６−２およびシャッタ３９４，３９５が個別に制御されることにより、冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガスの流量が細かく制御されるようになっている。
【００７１】
さらに、処理室３の第１の変形例は、排気路３５４から冷却ガス排気装置３９２,３９３までのコンダクタンスを小さくしたり、ダンパ３９７などを設けて冷却ガスの流量を制御するようにされてもよい。
したがって、処理室３の第１の変形例は、冷却ガス流路３５２を通過する冷却ガスの流量を細かく制御することができるので、アウタチューブ３６０およびウエハ１２の外周側の冷却を細かく制御することができ、ウエハ１２に形成する膜の厚さの均一性を細かく制御することができる。
【００７２】
［処理室３の第２の変形例］
図１１は、処理室３の第２の変形例を示す図である。
なお、処理室３の第２の変形例において、図２に示した処理室３を構成する部分と実質的に同一のものには、同一の符号が付してある。
【００７３】
図１１に示すように、処理室３の第２の変形例は、アウタチューブ３６０と温度調整部分３２０との間に配管３９８を有する。
配管３９８には、例えば図示しないブロア（排気装置）などにより冷却ガスが流されるようになっている。
つまり、処理室３の第２の変形例は、配管３９８に冷却ガスを流すことにより、アウタチューブ３６０およびウエハ１２の外周側を冷却し、ウエハ１２に形成する膜の厚さの均一性を制御する。
なお、処理室３の第２の変形例は、配管３９８および冷却ガス流路３５２を通過させる冷却ガス流量を個別に制御するようにされてもよいし、配管３９８を通過する冷却ガス流量によってウエハ１２に形成する膜の厚さの均一性を制御するようにされてもよい。
【００７４】
［処理室３の第３の変形例］
図１２は、処理室３の第３の変形例を示す図である。
なお、処理室３の第３の変形例において、図２に示した処理室３を構成する部分と実質的に同一のものには、同一の符号が付してある。
【００７５】
図１２に示すように、処理室３の第３の変形例は、アウタチューブ３６０が中空構造になっており、アウタチューブ３６０に冷却ガス流路３９９が形成されている。
冷却ガス流路３９９には、例えば図示しないブロア（排気装置）などにより冷却ガスが流されるようになっている。
つまり、処理室３の第３の変形例は、冷却ガス流路３９９に冷却ガスを流すことにより、ウエハ１２の外周側を冷却し、ウエハ１２に形成する膜の厚さの均一性を制御する。
【００７６】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。例えば、半導体処理装置１は、吸気装置によって冷却ガス流量を制御するようにしてもよいし、マスフロー制御によるものであってもよい。
また、加熱装置は、光加熱するタイプであればよく、例えば抵抗加熱方式であってもよいし、ランプ加熱方式であってもよい。
また、半導体処理装置１は、冷却ガスに代えて、例えば水などの液体を流すことにより、アウタチューブ３６０およびウエハ１２の外周側を冷却するようにされてもよい。
【００７７】
以上のように、本発明は、特許請求の範囲に記載した事項を有するが、さらに次のような実施形態が含まれる。
（１）前記冷却装置は、前記処理室の外周側に設けられ、冷却ガスを流す冷却ガス流路と、前記冷却ガス流路を流れる冷却ガスを排気可能に導く排気路と、前記排気路に設けられ、冷却ガスを排気する排気部とを有する。
（２）前記排気部は、排気量が異なる複数の排気装置を有し、前記加熱制御部は、前記複数の排気装置を個別に制御する。
（３）本発明に係る基板処理方法は、処理室内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱する工程と、基板の外周近傍に流体を流す冷却装置により基板の外周側を冷却する工程と、前記処理室内の温度を検出する工程と、検出した温度に基づいて、前記加熱装置および前記冷却装置を制御する工程とを有する。
（４）本発明に係る基板処理方法は、処理室内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱する工程と、基板の外周近傍に冷却ガスを流して基板の外周側を冷却する工程と、排気量が異なる複数の排気装置により冷却ガスを排気する工程と、前記処理室内の温度を検出する工程と、検出した温度に基づいて、前記加熱装置および前記複数の排気装置を個別に制御する工程とを有する。
（５）前記加熱装置は、基板の中心部が一定温度である設定温度になるように基板を光加熱する請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置。
（６）基板の中心部と外周側の温度をそれぞれ取得する温度取得部と、前記加熱装置が基板を加熱する間に前記冷却装置が流す流体の量を変化させた場合に、設定温度および流体の流量と、基板の中心部と外周側との温度偏差との相関関係を取得する相関関係取得部と、前記相関関係取得部が取得した相関関係に基づいて、前記加熱部の設定温度を補正する設定温度補正部とを有する（５）に記載の基板処理装置。
（７）前記相関関係取得部は、前記加熱装置が基板を加熱する間に前記冷却装置が流す流体の量を変化させた場合に、設定温度および流体の流量と、前記温度検出部が検出した温度との相関関係をさらに取得し、前記設定温度補正部は、前記相関関係取得部が取得した相関関係に基づいて、前記加熱装置の設定温度を補正する（６）に記載の基板処理装置。
（８）前記加熱装置は、基板の中心部が一定温度である設定温度になるように基板を光加熱する請求項４または５に記載の基板処理方法。
（９）基板を処理室内に収容する工程と、処理室内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱する工程と、基板の外周近傍に流体を流す冷却装置により基板の外周側を冷却する工程と、前記処理室内の温度を検出する工程と、検出した温度に基づいて、前記加熱装置および前記冷却装置を制御する工程と、基板を処理室外に搬出する工程とを有する基板処理方法。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上述べたように、本発明は、基板に形成する膜の厚さの均一性を制御する基板処理装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１・・・半導体処理装置
１２・・・ウエハ
１４・・・ボート
１００・・・カセット授受ユニット
１０２・・・カセットストッカ
１０６・・・ウエハ移動機
１０８・・・ボートエレベータ
４９０・・・ウエハカセット
２・・・制御部
２２・・・表示・入力部
２００・・・ＣＰＵ
２０４・・・メモリ
２４・・・記録部
２４０・・・記録媒体
４０・・・制御プログラム
４００・・・プロセス制御部
４１０・・・温度制御部
４１２・・・処理ガス流量制御部
４１４・・・駆動制御部
４１６・・・圧力制御部
４１８・・・処理ガス排気装置制御部
４２０・・・温度測定部
４２２・・・冷却ガス流量制御部
４２４・・・温度設定値記憶部
４４２・・・温度設定補正値記憶部
３・・・処理室
３００・・・断熱材
３２・・・ヒータ
３２０・・・温度調整部分
３２２，３２４・・・温度センサ
３４０・・・ガス導入ノズル
３４４・・・炉口蓋
３４６・・・排気管
３４８・・・回転軸
３５０・・・マニホールド
３５１・・・Ｏリング
３５２・・・冷却ガス流路
３５３・・・吸気孔
３５４・・・排気路
３５５・・・排気部
３５６・・・冷却ガス排気装置
３５７・・・ラジエタ
３５８・・・排気孔
３５９・・・シャッタ
３６０・・・アウタチューブ
３６２・・・インナチューブ
３７０・・・温度制御装置
３７２・・・温度測定装置
３７４・・・ＭＦＣ
３７６・・・ＥＣ
３７８・・・ＰＳ
３８０・・・ＡＰＣ
３８２・・・ＥＰ
３９０・・・Ｌタイプ温度センサ
３９２，３９３・・・冷却ガス排気装置
３９４，３９５・・・シャッタ
３９６−１，３９６−２・・・インバータ
３９７・・・ダンパ
３９８・・・配管
３９９・・・冷却ガス流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理するアウタチューブと、
前記アウタチューブ内に収容された基板を基板の外周側から光加熱する加熱装置と、
前記加熱装置が光加熱する基板の外周近傍に流体を流すことにより、基板の外周側を冷却する冷却装置と、
前記アウタチューブ内の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部が検出する温度に基づいて、前記加熱装置により前記基板を光加熱すると共に前記冷却装置により前記基板の外周側を冷却することで前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御する制御部と、
を有する基板処理装置。
【請求項２】
前記冷却装置は、
前記アウタチューブの内壁より外側に冷却ガスを流す冷却ガス流路と、
前記冷却ガス流路を流れる冷却ガスを排気可能に導く排気路と、
前記排気路に設けられ、冷却ガスを排気する排気部と、
を有する請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記排気部は、
排気量が異なる複数の排気装置を有し、
前記制御部は、
前記複数の排気装置を個別に制御する
請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
アウタチューブ内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱する工程と、
基板の外周近傍に流体を流す冷却装置により基板の外周側を冷却する工程と、
前記アウタチューブ内の温度を検出する工程と、
検出した温度に基づいて、前記加熱装置により前記基板を光加熱すると共に前記冷却装置により前記基板の外周側を冷却することで前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御する工程と、
を有する基板処理方法。
【請求項５】
アウタチューブ内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱する工程と、
基板の外周近傍に流体を流す冷却装置により基板の外周側を冷却する工程と、
排気量が異なる複数の排気装置により冷却ガスを排気する工程と、
前記アウタチューブ内の温度を検出する工程と、
検出した温度に基づいて、前記加熱装置により前記基板を光加熱すると共に前記冷却装置により前記基板の外周側を冷却することで前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御する工程と、
を有する基板処理方法。
【請求項６】
前記所定温度は一定の温度である請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記所定温度は一定の温度である請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記アウタチューブ内に処理ガスを導入する処理ガス導入部と該処理ガス導入部から導入される処理ガスの流量を制御する処理ガス流量制御部とをさらに備え、
前記処理ガス流量制御部は、前記制御部が前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の外周側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように制御している最中に前記処理ガス導入部から前記処理ガスを前記アウタチューブ内に導入するよう制御する請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けた状態で、処理ガスを前記処理室内に導入し前記基板を処理する工程とをさらに有する請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
基板の中心側と外周側の温度をそれぞれ取得する温度取得部と、
前記加熱装置が基板を加熱する間に前記冷却装置が流す流体の量を変化させた場合に、設定温度および流体の流量と、
基板の中心側と外周側との温度偏差との相関関係を取得する相関関係取得部と、
前記相関関係取得部が取得した相関関係に基づいて、前記加熱部の設定温度を補正する設定温度補正部と、
を有する請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記相関関係取得部は、
前記加熱装置が基板を加熱する間に前記冷却装置が流す流体の量を変化させた場合に、
設定温度および流体の流量と、前記温度検出部が検出した温度との相関関係をさらに取得し、
前記設定温度補正部は、
前記相関関係取得部が取得した相関関係に基づいて、前記加熱装置の設定温度を補正する請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
温度取得部が、前記基板の中心側の温度と前記基板の外周側の温度を取得する工程と、
前記加熱装置が基板を加熱する間に前記冷却装置が流す流体の量を変化させた場合に、設定温度および流体の流量と、基板の中心側と外周側との温度偏差との相関関係を取得する工程と、
取得した相関関係に基づいて、前記加熱部の設定温度を補正する工程とをさらに有し、
検出した温度を補正した温度に基づいて、前記加熱装置および前記冷却装置を制御する請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記加熱装置が基板を加熱する間に前記冷却装置が流す流体の量を変化させた場合に、
設定温度および流体の流量と、検出した温度との相関関係を取得する工程と、
取得した相関関係に基づいて、前記加熱装置の設定温度を補正する工程とをさらに有し、
検出した温度を補正した温度に基づいて、前記加熱装置および前記冷却装置を制御する請求項１２に記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記所定温度は一定の温度である請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記アウタチューブ内の基板は、
所定の間隔で複数並べられており、前記処理ガス導入部から前記アウタチューブ内に導入された前記処理ガスが前記基板の外周側から供給される請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記アウタチューブ内に導入された前記処理ガスが所定の間隔で複数並べられた前記基板の外周側から供給される工程と、
をさらに有する請求項９に記載の基板処理方法。
【請求項１７】
アウタチューブ内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱させる手順と、
基板の外周近傍に流体を流す冷却装置により基板の外周側を冷却させる手順と、
前記アウタチューブ内の温度を検出させる手順と、
検出した温度に基づいて、前記加熱装置により前記基板を光加熱すると共に前記冷却装置により前記基板の外周側を冷却することで前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御させる手順と、
を制御部に実行させるための制御プログラム。
【請求項１８】
アウタチューブ内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱させる手順と、
基板の外周近傍に流体を流す冷却装置により基板の外周側を冷却させる手順と、
前記アウタチューブ内の温度を検出させる手順と、
検出した温度に基づいて、前記加熱装置により前記基板を光加熱すると共に前記冷却装置により前記基板の外周側を冷却することで前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御させる手順と、
を制御部に実行させるための制御プログラムが記録された記録媒体。
【請求項１９】
アウタチューブ内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱する工程と、
基板の外周近傍に流体を流す冷却装置により基板の外周側を冷却する工程と、
前記アウタチューブ内の温度を検出する工程と、
検出した温度に基づいて、前記加熱装置により前記基板を光加熱すると共に前記冷却装置により前記基板の外周側を冷却することで前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御する工程と、
を有する半導体形成方法。
【請求項２０】
アウタチューブ内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱する工程と、
基板の外周近傍に流体を流す冷却装置により基板の外周側を冷却する工程と、
前記アウタチューブ内の温度を検出する工程と、
検出した温度に基づいて、前記加熱装置により前記基板を光加熱すると共に前記冷却装置により前記基板の外周側を冷却することで前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御する工程と、
を有する膜の形成方法。
【請求項１】
基板を処理するアウタチューブと、
前記アウタチューブ内に収容された基板を基板の外周側から光加熱する加熱装置と、
前記加熱装置が光加熱する基板の外周近傍に流体を流すことにより、基板の外周側を冷却する冷却装置と、
前記アウタチューブ内の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部が検出する温度に基づいて、前記加熱装置により前記基板を光加熱すると共に前記冷却装置により前記基板の外周側を冷却することで前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御する制御部と、
を有する基板処理装置。
【請求項２】
前記冷却装置は、
前記アウタチューブの内壁より外側に冷却ガスを流す冷却ガス流路と、
前記冷却ガス流路を流れる冷却ガスを排気可能に導く排気路と、
前記排気路に設けられ、冷却ガスを排気する排気部と、
を有する請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記排気部は、
排気量が異なる複数の排気装置を有し、
前記制御部は、
前記複数の排気装置を個別に制御する
請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
アウタチューブ内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱する工程と、
基板の外周近傍に流体を流す冷却装置により基板の外周側を冷却する工程と、
前記アウタチューブ内の温度を検出する工程と、
検出した温度に基づいて、前記加熱装置により前記基板を光加熱すると共に前記冷却装置により前記基板の外周側を冷却することで前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御する工程と、
を有する基板処理方法。
【請求項５】
アウタチューブ内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱する工程と、
基板の外周近傍に流体を流す冷却装置により基板の外周側を冷却する工程と、
排気量が異なる複数の排気装置により冷却ガスを排気する工程と、
前記アウタチューブ内の温度を検出する工程と、
検出した温度に基づいて、前記加熱装置により前記基板を光加熱すると共に前記冷却装置により前記基板の外周側を冷却することで前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御する工程と、
を有する基板処理方法。
【請求項６】
前記所定温度は一定の温度である請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記所定温度は一定の温度である請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記アウタチューブ内に処理ガスを導入する処理ガス導入部と該処理ガス導入部から導入される処理ガスの流量を制御する処理ガス流量制御部とをさらに備え、
前記処理ガス流量制御部は、前記制御部が前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の外周側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように制御している最中に前記処理ガス導入部から前記処理ガスを前記アウタチューブ内に導入するよう制御する請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けた状態で、処理ガスを前記処理室内に導入し前記基板を処理する工程とをさらに有する請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
基板の中心側と外周側の温度をそれぞれ取得する温度取得部と、
前記加熱装置が基板を加熱する間に前記冷却装置が流す流体の量を変化させた場合に、設定温度および流体の流量と、
基板の中心側と外周側との温度偏差との相関関係を取得する相関関係取得部と、
前記相関関係取得部が取得した相関関係に基づいて、前記加熱部の設定温度を補正する設定温度補正部と、
を有する請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記相関関係取得部は、
前記加熱装置が基板を加熱する間に前記冷却装置が流す流体の量を変化させた場合に、
設定温度および流体の流量と、前記温度検出部が検出した温度との相関関係をさらに取得し、
前記設定温度補正部は、
前記相関関係取得部が取得した相関関係に基づいて、前記加熱装置の設定温度を補正する請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
温度取得部が、前記基板の中心側の温度と前記基板の外周側の温度を取得する工程と、
前記加熱装置が基板を加熱する間に前記冷却装置が流す流体の量を変化させた場合に、設定温度および流体の流量と、基板の中心側と外周側との温度偏差との相関関係を取得する工程と、
取得した相関関係に基づいて、前記加熱部の設定温度を補正する工程とをさらに有し、
検出した温度を補正した温度に基づいて、前記加熱装置および前記冷却装置を制御する請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記加熱装置が基板を加熱する間に前記冷却装置が流す流体の量を変化させた場合に、
設定温度および流体の流量と、検出した温度との相関関係を取得する工程と、
取得した相関関係に基づいて、前記加熱装置の設定温度を補正する工程とをさらに有し、
検出した温度を補正した温度に基づいて、前記加熱装置および前記冷却装置を制御する請求項１２に記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記所定温度は一定の温度である請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記アウタチューブ内の基板は、
所定の間隔で複数並べられており、前記処理ガス導入部から前記アウタチューブ内に導入された前記処理ガスが前記基板の外周側から供給される請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記アウタチューブ内に導入された前記処理ガスが所定の間隔で複数並べられた前記基板の外周側から供給される工程と、
をさらに有する請求項９に記載の基板処理方法。
【請求項１７】
アウタチューブ内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱させる手順と、
基板の外周近傍に流体を流す冷却装置により基板の外周側を冷却させる手順と、
前記アウタチューブ内の温度を検出させる手順と、
検出した温度に基づいて、前記加熱装置により前記基板を光加熱すると共に前記冷却装置により前記基板の外周側を冷却することで前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御させる手順と、
を制御部に実行させるための制御プログラム。
【請求項１８】
アウタチューブ内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱させる手順と、
基板の外周近傍に流体を流す冷却装置により基板の外周側を冷却させる手順と、
前記アウタチューブ内の温度を検出させる手順と、
検出した温度に基づいて、前記加熱装置により前記基板を光加熱すると共に前記冷却装置により前記基板の外周側を冷却することで前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御させる手順と、
を制御部に実行させるための制御プログラムが記録された記録媒体。
【請求項１９】
アウタチューブ内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱する工程と、
基板の外周近傍に流体を流す冷却装置により基板の外周側を冷却する工程と、
前記アウタチューブ内の温度を検出する工程と、
検出した温度に基づいて、前記加熱装置により前記基板を光加熱すると共に前記冷却装置により前記基板の外周側を冷却することで前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御する工程と、
を有する半導体形成方法。
【請求項２０】
アウタチューブ内に収容された基板を加熱装置により基板の外周側から光加熱する工程と、
基板の外周近傍に流体を流す冷却装置により基板の外周側を冷却する工程と、
前記アウタチューブ内の温度を検出する工程と、
検出した温度に基づいて、前記加熱装置により前記基板を光加熱すると共に前記冷却装置により前記基板の外周側を冷却することで前記基板の中心側の温度を所定温度に維持しつつ該基板の中心側と前記基板の外周側とに温度差を設けるように前記加熱装置および前記冷却装置を制御する工程と、
を有する膜の形成方法。
【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２０１２−２１６８５１（Ｐ２０１２−２１６８５１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１２７０９３（Ｐ２０１２−１２７０９３）
【出願日】平成２４年６月４日（２０１２．６．４）
【分割の表示】特願２００８−５０５０１９（Ｐ２００８−５０５０１９）の分割
【原出願日】平成１９年２月２１日（２００７．２．２１）
【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２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月４日（２０１２．６．４）
【分割の表示】特願２００８−５０５０１９（Ｐ２００８−５０５０１９）の分割
【原出願日】平成１９年２月２１日（２００７．２．２１）
【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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