基板処理装置及び半導体装置の製造方法
【課題】 基板が収容された処理室内に光を照射して複数枚の基板を連続的に処理する際に、基板間における基板処理の均一性を向上させる。
【解決手段】 基板を処理する処理室と、処理室内に設けられ、基板を載置する載置面を備える基板載置部と、処理室内に処理ガスを供給するガス供給系と、基板載置部の載置面に対向する位置に設けられ、処理室内に向けて光を照射する光源を備える光源格納室と、処理室と光源格納室とを気密に隔離する光透過性窓と、光透過性窓の温度を調整する窓温度調整部と、を備える。
【解決手段】 基板を処理する処理室と、処理室内に設けられ、基板を載置する載置面を備える基板載置部と、処理室内に処理ガスを供給するガス供給系と、基板載置部の載置面に対向する位置に設けられ、処理室内に向けて光を照射する光源を備える光源格納室と、処理室と光源格納室とを気密に隔離する光透過性窓と、光透過性窓の温度を調整する窓温度調整部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関し、特に、基板が収容された処理室内に光を照射して基板を処理する基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程の一工程として、基板が収容された処理室内に光を照射して基板を処理する基板処理工程が行われることがある。係る工程は、基板を処理する処理室と、処理室内に処理ガスを供給するガス供給系と、処理室内に向けて光を照射する光源を備える光源格納室と、処理室と光源格納室とを気密に隔離する光透過性窓と、を備える基板処理装置によって実施される。例えば、基板が搬入された処理室内に処理ガスとしての成膜ガスを供給し、光透過性窓を介して光源から処理室内に向けて光を照射し、処理室内に供給された処理ガスを光で活性化しつつ基板上に供給することで、基板上に所定の薄膜を形成することが出来る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の基板処理装置を用い、複数枚の基板に対して連続的に基板処理を実施すると、基板間における基板処理の均一性が低下してしまう場合があった。例えば、複数枚の基板に対して連続的に成膜工程を行うと、最初の基板と最後の基板とでは成膜速度等が異なってしまい、基板間における薄膜の膜厚均一性や膜質均一性が低下してしまうことがあった。
【０００４】
本発明は、基板が収容された処理室内に光を照射して複数枚の基板を連続的に処理する際に、基板間における基板処理の均一性を向上させることが可能な基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に設けられ、基板を載置する載置面を備える基板載置部と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給系と、
前記基板載置部の前記載置面に対向する位置に設けられ、前記処理室内に向けて光を照射する光源を備える光源格納室と、
前記処理室と前記光源格納室とを気密に隔離する光透過性窓と、
前記光透過性窓の温度を調整する窓温度調整部と、を備える基板処理装置が提供される。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、
処理室内に基板を搬入して基板載置部の載置面上に載置する工程と、
ガス供給系から前記処理室内に処理ガスを供給する工程と、
前記基板載置部の載置面に対向する位置に設けられた光源を備える光源格納室と前記処理室とを気密に隔離する光透過性窓を介し、前記光源から、前記処理室内に向けて光を照射する工程と、
前記光透過性窓を窓温度調整部により加熱する工程と、
前記処理室内から前記基板を搬出する工程と、を有する
半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る基板処理装置及び半導体装置の製造方法によれば、基板が収容された処理室内に光を照射して複数枚の基板を連続的に処理する際に、基板間における基板処理の均一性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るクラスタ型の基板処理装置の横断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るクラスタ型の基板処理装置の縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るプロセスチャンバの縦断面図である
【図４】本発明の一実施形態に係る光透過性窓及び窓温度調整部の縦断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る光透過性窓及び窓温度調整部の上面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る光透過性窓及び窓温度調整部の上面図である。
【図８】従来の処理炉の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜発明者が得た知見＞
上述したように、基板が収容された処理室内に光を照射して複数枚の基板を連続的に処理すると、例えば最初の基板と最後の基板とでは成膜速度等が変動する等、基板間における基板処理の均一性が低下してしまう場合があった。そこで発明者は、基板間における基板処理の均一性を低下させてしまう要因について鋭意研究を行った。その結果、処理室と光源格納室とを気密に隔離する光透過性窓の温度上昇が、基板処理の均一性を低下させる一要因であることを突き止めた。
【００１０】
上述の基板処理工程を行うと、光透過性窓は、光源から照射された光を一部吸収することによって加熱される。また、光透過性窓に形成された薄膜が光源から照射された光を一部吸収することによっても加熱される。また、光透過性窓は、加熱された光源格納室内のガス（例えば希ガス）や処理室内のガス（処理ガス）に接触したり、加熱された部材からの熱伝達を受けることによっても加熱される。そのため、複数枚の基板を連続的に処理していくと、光透過性窓の温度が徐々に上昇することになる。発明者の鋭意研究によれば、光透過性窓の温度上昇が成膜速度等に影響を与えており、これが基板間の基板処理の均一性を低下させる一要因となっていることが分かった。例えば、成膜速度が光透過性窓の温度に比例するように増加することがあり、これにより基板間の基板処理の均一性が低下してしまう場合があることが分かった。
【００１１】
そして発明者は、光透過性窓の温度を調整する窓温度調整部を設けることにより、上述の課題を解決可能との知見を得た。すなわち、光透過性窓の温度情報をモニタリングしつつ、窓温度調整部による温度調整動作をフィードバック制御することで、光透過性窓の温度を一定に保つことが可能であり、これにより上述の課題を解決可能であるとの知見を得た。上述の窓温度調整部は、例えば、光透過性窓の主面上に配設される抵抗加熱線と、光透過性窓との間で抵抗加熱線を挟み込むと共に、光透過性窓に抵抗加熱線を接触させる光透過性板と、により構成される。そして例えば、複数枚の基板を連続して処理する際、まず、窓温度調整部による加熱動作（抵抗加熱線への通電）により光透過性窓の温度を所定の設定温度に上昇させる。その後、複数枚の基板の処理を進めるにつれて、光源からの光の照射により加熱される光透過性窓の温度が上述の設定温度に維持されるように、窓温度調整部による加熱動作を緩和或いは停止させる（光照射時間の経過に伴い、抵抗加熱線への通電量を低減、或いは通電を停止させる）。このような動作により、光透過性窓の温度を一定に保つことができ、基板間の基板処理の均一性を向上させることができる。
【００１２】
以下に、上述の知見が適用された本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
＜本発明の一実施形態＞
まず、本発明の一実施形態について説明する。
【００１４】
（１）基板処理装置の構成
図１は、本実施形態に係るクラスタ型の基板処理装置１０１の横断面図である。図２は、本実施形態に係るクラスタ型の基板処理装置１０１の縦断面図である。本実施形態に係るクラスタ型の基板処理装置１０１は、真空側と大気側とに分かれている。なお、本明細書中における「真空」とは工業的真空を意味する。
【００１５】
（真空側の構成）
クラスタ型の基板処理装置１０１の真空側には、第１搬送室としての真空搬送室１１０と、ロードロック室１３１，１４１と、処理室としてのプロセスチャンバ１５１〜１５４と、が設けられている。ロードロック室１３１，１４１、プロセスチャンバ１５１〜１５４は、真空搬送室１１０の外周に星状（クラスタ状）に配置されている。
【００１６】
真空搬送室１１０は、内部を真空状態などの大気圧未満の圧力（減圧）に減圧可能なロードロックチャンバ構造に構成されている。真空搬送室１１０の筐体１１１は、平面視が例えば五角形で、上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。真空搬送室１１０の筐体１１１を構成する側壁の１面にはロードロック室１３１，１４１が設けられ、他の側壁の４面にはプロセスチャンバ１５１〜１５４が設けられている。真空搬送室１１０内には、第１搬送機構としての真空搬送ロボット１１２が設けられている。真空搬送ロボット１１２は、ロードロック室１３１，１４１と、プロセスチャンバ１５１〜１５４との間で、例えば２枚のウエハ２００（図中、２点鎖線で示す）を同時に搬送可能に構成されている。真空搬送ロボット１１２は、エレベータ１１７によって、真空搬送室１１０の気密性を維持しつつ昇降可能に構成されている。また、ロードロック室１３１，１４１、プロセスチャンバ１５１〜１５４のゲートバルブ近傍には、ウエハ２００の有無を検知する基板検知部として図示しないウエハ有無センサが設置されている。
【００１７】
プロセスチャンバ１５１〜１５４は、ゲートバルブ１６１〜１６４を介して真空搬送室１１０と連通可能に接続されている。プロセスチャンバ１５１〜１５４は、例えば後述するように、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等によりウエハ２００上へ薄膜を形成する処理や、ウエハ２００表面を酸化、窒化、炭化等する処理や、ウエハ２００表面をエッチングする処理や、ウエハ２００を加熱するアニール処理等の各種基板処理を実施するように構成されている。プロセスチャンバ１５１〜１５４には、後述するガス供給系、排気系等が設けられている。
【００１８】
ロードロック室１３１，１４１は、それぞれゲートバルブ１６５，１６６を介して真空搬送室１１０と連通可能に構成されている。また、ロードロック室１３１，１４１は、ゲートバルブ１６７，１６８を介して後述する第２搬送室としての大気搬送室１２０と連通可能に構成されている。ロードロック室１３１，１４１は、内部が真空状態などの大気圧未満の圧力（減圧）に減圧可能なロードロックチャンバ構造に構成されている。ゲートバルブ１６５〜１６８を閉じてロードロック室１３１，１４１内部を真空排気した後、ゲートバルブ１６５，１６６を開けることで、真空搬送室１１０の真空状態を保持しつつ、ロードロック室１３１，１４１と真空搬送室１１０との間でウエハ２００を搬送可能に構成されている。ロードロック室１３１，１４１は、真空搬送室１１０内へ搬入するウエハ２００を一時的に収納する予備室として、また、真空搬送室１１０内から搬出したウエハ２００を一時的に収納して冷却する冷却室として機能するように構成されている。この際、
ロードロック室１３１内では基板支持部１３３上に、ロードロック室１４１内では基板支持部１４３上にそれぞれウエハ２００が載置されるように構成されている。
【００１９】
（大気側の構成）
基板処理装置１０１の大気側には、ロードロック室１３１，１４１に接続された第２搬送室としての大気搬送室１２０と、この大気搬送室１２０に接続されたロードポートＬＰ１〜ＬＰ４と、が設けられている。ロードロック室１３１，１４１は、プロセスチャンバ１５１〜１５４から大気搬送室１２０までのウエハ２００の搬送経路上に設けられている。
【００２０】
ロードポートＬＰ１〜ＬＰ４上には、ポッドＰＤ１〜ＰＤ４が載置可能に構成されている。ポッドＰＤ１〜ポッドＰＤ４は、図示しない工程内搬送装置（ＡＧＶ／ＯＨＴ）によって、ロードポートＬＰ１〜ロードポートＬＰ４上に搬送されるように構成されている。ポッドＰＤ１〜ＰＤ４内には、ウエハ２００をそれぞれ収納する収納部としての図示しないスロットが複数設けられている。
【００２１】
大気搬送室１２０には、クリーンエアを供給するクリーンエアユニット１０６（図２参照）が設けられている。また、大気搬送室１２０内には、第２搬送機構としての大気搬送ロボット１２２が設けられている。大気搬送ロボット１２２は、ロードロック室１３１，１４１とロードポートＬＰ１〜ＬＰ４上に載置されたポッドＰＤ１〜ＰＤ４との間で、例えば２枚のウエハ２００（図中、２点鎖線で示す）を同時に搬送可能に構成されている。また、大気搬送ロボット１２２は、エレベータ１２７によって昇降可能に構成されると共に、移動装置としてのリニアアクチュエータ１２８によって左右方向（図１における左右方向であり、図２では前後方向になる。）に往復移動可能に構成されている。なお、大気搬送室１２０のゲートバルブ近傍には、基板検知部としてのウエハ有無センサ（図示しない）が設置されている。
【００２２】
さらに、大気搬送室１２０内には、基板位置の補正装置として、ウエハ２００の結晶方位や位置合わせ等をウエハ２００のノッチを用いて行うノッチ合わせ装置１０７が設けられている。もしくは、ノッチ合わせ装置１０７の代わりに図示しないオリフラ（Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｆｌａｔ）合わせ装置が設けられている。
【００２３】
大気搬送室１２０の筐体１２１には、ウエハ２００を大気搬送室１２０内外に搬送するウエハ搬送口１０４が形成されている。大気搬送室１２０の筐体１２１の外部であってウエハ搬送口１０４の下部には、複数枚のウエハ２００を収納するポッドＰＤ１〜ＰＤ４を載置する上述のロードポートＬＰ１〜ＬＰ４が設けられている。ロードポートＬＰ１〜ＬＰ４上には、図示しない工程内搬送装置によってポッドＰＤ１〜ＰＤ４が搬送されるように構成されている。また、大気搬送室１２０内には、ウエハ搬送口１０４を開閉する蓋１０５やポッドＰＤ１〜ＰＤ４のキャップ等を開閉させる開閉機構１０２と、開閉機構１０２を駆動する開閉機構駆動部１０３とが設けられている。主に、開閉機構１０２と開閉機構駆動部１０３とによりポッドオープナーが構成されている。
【００２４】
また、基板処理装置１０１には、上述した構成各部の動作を制御する制御部１０８が設けられている。
【００２５】
（ウエハ搬送動作）
次に、本実施形態に係る基板処理装置１０１内におけるウエハ２００の搬送動作を説明する。なお、基板処理装置１０１の各部の動作は、制御部１０８によって制御される。
【００２６】
まず、例えば２５枚の未処理のウエハ２００を収納したポッドＰＤ１〜ＰＤ４が、図示
しない工程内搬送装置によって基板処理装置１０１に搬送される。搬送されたポッドＰＤ１〜ＰＤ４は、ロードポートＬＰ１〜ＬＰ４上に載置される。開閉機構１０２は、蓋１０５及びポッドＰＤ１〜ＰＤ４のキャップを取り外し、ウエハ搬送口１０４及びポッドＰＤ１〜ＰＤ４のウエハ出入口を開放する。
【００２７】
ポッドＰＤ１〜ＰＤ４のウエハ出入口を開放すると、大気搬送室１２０内に設置されている大気搬送ロボット１２２は、ポッドＰＤ１〜ＰＤ４のいずれか（以下、例えばポッドＰＤ１とする）からウエハ２００を１枚ピックアップして、ノッチ合わせ装置１０７上へ載置する。
【００２８】
ノッチ合わせ装置１０７は、載置されたウエハ２００を、水平の縦横方向（Ｘ方向，Ｙ方向）及び円周方向に動かして、ウエハ２００のノッチ位置等を調整する。ノッチ合わせ装置１０７で１枚目のウエハ２００の位置調整を実施中に、大気搬送ロボット１２２は、２枚目のウエハ２００をポッドＰＤ１からピックアップして大気搬送室１２０内に搬入し、大気搬送室１２０内で待機する。
【００２９】
ノッチ合わせ装置１０７により１枚目のウエハ２００の位置調整が終了した後、大気搬送ロボット１２２は、ノッチ合わせ装置１０７上の１枚目のウエハ２００をピックアップする。大気搬送ロボット１２２は、そのとき大気搬送ロボット１２２が保持している２枚目のウエハ２００を、ノッチ合わせ装置１０７上へ載置する。その後、ノッチ合わせ装置１０７は、載置された２枚目のウエハ２００のノッチ位置等を調整する。
【００３０】
次に、ゲートバルブ１６７が開けられ、大気搬送ロボット１２２は、１枚目のウエハ２００をロードロック室１３１内に搬入し、基板支持部１３３上に載置する。この移載作業中には、真空搬送室１１０側のゲートバルブ１６５は閉じられており、真空搬送室１１０内の減圧雰囲気は維持されている。１枚目のウエハ２００の基板支持部１３３上への移載が完了すると、ゲートバルブ１６７が閉じられ、ロードロック室１３１内が図示しない排気装置によって負圧になるよう排気される。
【００３１】
ロードロック室１３１内の排気と並行して、大気搬送ロボット１２２は、ノッチ合わせ装置１０７から２枚目のウエハ２００をピックアップする。そして、ゲートバルブ１６８が開けられ、大気搬送ロボット１２２は、２枚目のウエハ２００をロードロック室１４１内に搬入し、基板支持部１４３上に移載する。この移載作業中には、真空搬送室１１０側のゲートバルブ１６６は閉じられており、真空搬送室１１０内の減圧雰囲気は維持されている。２枚目のウエハ２００の基板支持部１４３上への移載が完了すると、ゲートバルブ１６８が閉じられ、ロードロック室１４１内が図示しない排気装置によって負圧になるよう排気される。
【００３２】
以降、大気搬送ロボット１２２は、上述の動作を繰り返す。但し、ロードロック室１３１，１４１が負圧状態の場合、大気搬送ロボット１２２は、ロードロック室１３１，１４１内へのウエハ２００の搬入を実行せず、ロードロック室１３１，１４１の直前位置で停止して待機する。
【００３３】
ロードロック室１３１内が予め設定された圧力値に減圧されると、ゲートバルブ１６５が開かれる。続いて、真空搬送室１１０内に配置された真空搬送ロボット１１２は、基板支持部１３３から１枚目のウエハ２００をピックアップする。
【００３４】
真空搬送ロボット１１２が基板支持部１３３から１枚目のウエハ２００をピックアップした後、ゲートバルブ１６５が閉じられ、ロードロック室１３１内が大気圧に復帰させられ、ロードロック室１３１内に次のウエハ２００を搬入するための準備が行われる。それ
と並行して、プロセスチャンバ１５１のゲートバルブ１６１が開かれ、真空搬送ロボット１１２が１枚目のウエハ２００をプロセスチャンバ１５１内に搬入する。プロセスチャンバ１５１内へのウエハ２００の搬入が完了したら、ゲートバルブ１６１が閉じられる。そして、プロセスチャンバ１５１内に後述するガス供給系から処理ガスが供給され、１枚目のウエハ２００に所定の処理が施される。
【００３５】
続いて、ロードロック室１４１内が予め設定された圧力値に減圧されると、ゲートバルブ１６６が開かれる。続いて、真空搬送ロボット１１２は、基板支持部１４３から２枚目のウエハ２００をピックアップする。真空搬送ロボット１１２が２枚目のウエハ２００をピックアップした後、ゲートバルブ１６６が閉じられて、ロードロック室１４１内が大気圧に復帰させられる。このようにして、ロードロック室１４１内に次のウエハ２００を搬入するための準備が行われる。それと並行して、プロセスチャンバ１５２のゲートバルブ１６２が開かれ、真空搬送ロボット１１２が、２枚目のウエハ２００をプロセスチャンバ１５２内に搬入する。プロセスチャンバ１５２内へのウエハ２００の搬入が完了したら、ゲートバルブ１６２が閉じられる。そして、プロセスチャンバ１５２内に後述するガス供給系から処理ガスが供給され、２枚目のウエハ２００に所定の処理が施される。
【００３６】
以降、同様にしてプロセスチャンバ１５３内，１５４内にもウエハ２００が搬入され、それぞれのウエハ２００に所定の処理が施される。
【００３７】
プロセスチャンバ１５１において所定の処理が終了した後、真空搬送ロボット１１２は、プロセスチャンバ１５１内から搬出したウエハ２００をロードロック室１３１内へ搬入し、基板支持部１３３上に載置する。ロードロック室１３１内に未処理のウエハ２００が存在する場合、真空搬送ロボット１１２は、未処理のウエハ２００をロードロック室１３１内から真空搬送室１１０内へ搬入する。
【００３８】
そして、ゲートバルブ１６５が閉じられ、ロードロック室１３１内で処理済みのウエハ２００の冷却開始と併行して、ロードロック室１３１に接続された図示しない不活性ガス供給系から不活性ガスが導入され、ロードロック室１３１内の圧力が大気圧に復帰させられる。
【００３９】
ロードロック室１３１において、予め設定された冷却時間が経過し、かつロードロック室１３１内の圧力が大気圧に復帰させられると、ゲートバルブ１６７が開かれる。続いて、大気搬送ロボット１２２が基板支持部１３３上から処理済みのウエハ２００をピックアップして大気搬送室１２０内に搬入した後、ゲートバルブ１６７が閉じられる。その後、大気搬送ロボット１２２は、大気搬送室１２０のウエハ搬送口１０４を通して、処理済のウエハ２００をポッドＰＤ１に収納する。
【００４０】
前述の工程によってポッドＰＤ１内の全てのウエハ２００に所定の処理が実施され、処理済みの２５枚のウエハ２００のすべてが所定のポッドへ収納されると、ポッドＰＤ１のキャップと、ウエハ搬送口１０４の蓋１０５とが開閉機構１０２によって閉じられる。その後、ポッドＰＤ１は、ロードポートＬＰ１上から次の工程へ、工程内搬送装置によって搬送される。以上の動作が繰り返されることにより、ウエハ２００が２５枚ずつ順次処理されていく。
【００４１】
（２）プロセスチャンバの構成
続いて、本実施形態に係る処理炉としてのプロセスチャンバ１５１の構成について、図３を用いて説明する。図３は、プロセスチャンバ１５１の縦断面図である。なお、プロセスチャンバ１５２〜１５４ついては、プロセスチャンバ１５１と同等に構成されているため説明を省略する。
【００４２】
図３に示すように、処理室としてのプロセスチャンバ１５１は、処理容器２０３を備えている。処理容器２０３は、上端が閉塞し下端が開口して円筒形状に形成された上側容器２１０と、下端が閉塞し上端が開口して円筒形状に形成された下側容器２１１と、を備えている。上側容器２１０と下側容器２１１とは、互いの開口部が向かい合うように気密に接合されている。下側容器２１１内には、基板としてのウエハ２００が処理される処理室３００が形成されている。上側容器２１０内には、処理室３００内に向けて光を照射する光源としてのランプ２５１を備える光源格納室３０１が形成されている。処理室３００と光源格納室３０１との間には、これらを気密に隔離する光透過性窓３０８が設けられている。なお、光透過性窓３０８には、光透過性窓３０８の温度を調整する窓温度調整部が設けられている。以下に、これらの構成を詳細に説明する。
【００４３】
（処理室の構成）
まず、下側容器２１１内に形成されている処理室３００の構成を説明する。
【００４４】
処理室３００の側方には、ウエハ２００を処理室３００内外へ搬送する基板搬送口として、上述のゲートバルブ１６１が設けられている。また、処理室３００内には、ウエハ２００を水平姿勢で載置する載置面３１１ａを備える基板載置部としてのテーブル３１１が設けられている。テーブル３１１は、例えばアルミニウム等により構成され、円盤状に形成されている。テーブル３１１の内部には、ウエハ２００を加熱する加熱部としてヒータユニット３５０が設けられている。ヒータユニット３５０は、例えば抵抗加熱線等からなり、図示しない電源装置によって通電されて加熱されるように構成されている。なお、テーブル３１１には、ウエハ２００の温度を検出する図示しない温度検出器が設けられている。ヒータユニット３５０及び温度検出器は、上述の制御部１０８に接続されている。制御部１０８は、ウエハ２００の温度が所定の温度分布となるように、温度検出器により検出された温度情報に基づいてヒータユニット３５０への通電量を制御するように構成されている。
【００４５】
テーブル３１１の外周には、整流板としてのガス流れ制御リング３０２が、テーブル３１１の周囲（すなわちウエハ２００の周囲）を囲うように、また、テーブル３１１から着脱可能に設けられている。ガス流れ制御リング３０２は、例えばアルミニウム等により形成されている。
【００４６】
テーブル３１１は、円柱状のテーブル支持機構３１４が備える図示しないシャフトにより下方から支持されている。テーブル支持機構３１４が備えるシャフトの下端は、下側容器２１１の底部を貫通しており、回転機構４０４の回転軸に接続されている。回転機構４０４がテーブル支持機構３１４のシャフトを回転させることで、ウエハ２００を載置したテーブル３１１が水平回転させられるように構成されている。また、テーブル支持機構３１４の下部には、テーブル支持機構３１４を昇降させる昇降機構４０５が設けられている。昇降機構４０５がテーブル支持機構３１４を昇降させることで、ウエハ２００を載置したテーブル３１１が、下方の基板搬送位置から上方の基板処理位置（図３の位置）まで昇降させられるように構成されている。回転機構４０４及び昇降機構４０５は、制御部１０８に接続されている。制御部１０８は、回転機構４０４及び昇降機構４０５が所定のタイミングにて所定の動作をするよう制御するように構成されている。
【００４７】
（ガス供給系の構成）
続いて、処理室３００内に処理ガスを供給するガス供給系の構成を説明する。
【００４８】
下側容器２１１の側壁であって、基板処理位置（図３の位置）にあるときのテーブル３１１の側方には、処理ガスを一時的に溜めるバッファ空間としてのガスバッファ室３０９
が設けられている。ガスバッファ室３０９は、テーブル３１１の外周（すなわちウエハ２００の外周）に沿って例えば円弧状に設けられている。ガスバッファ室３０９の内壁には、複数のガス供給孔３０３が設けられている。ガス供給孔３０３は、テーブル３１１の外周（すなわちウエハ２００の外周）に沿って例えば等間隔で開設されている。
【００４９】
ガスバッファ室３０９には、ガス供給管３２４の下流端が接続されている。ガス供給管３２４の上流側には、処理ガスとしてのシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給管１５、処理ガスとしての酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給管２５、処理ガスとしてのクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給管３５、処理ガスとしての不活性ガスを供給する不活性ガス供給管４５の下流端がそれぞれ接続されている。
【００５０】
シリコン含有ガス供給管１５には、上流側から順に、シリコン含有ガスとして例えば炭素（Ｃ）及び水素（Ｈ）を含むＴＥＯＳ（Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）ガスを供給するシリコン含有ガス供給源１３、流量制御器（流量制御手段）としてのマスフローコントローラ１２、及びバルブ１１が設けられている。バルブ１１、マスフローコントローラ１２には、制御部１０８が接続されている。制御部１０８は、処理室３００内へのシリコン含有ガスの供給動作や供給流量等を所定のタイミングにて制御するように構成されている。主に、シリコン含有ガス供給源１３、マスフローコントローラ１２、バルブ１１、シリコン含有ガス供給管１５、ガス供給管３２４、ガスバッファ室３０９、ガス供給孔３０３により、本実施形態に係るシリコン含有ガス供給系が構成されている。
【００５１】
酸素含有ガス供給管２５には、上流側から順に、酸素含有ガスとして例えば酸素（Ｏ２）ガスを供給する酸素含有ガス供給源２３、流量制御器（流量制御手段）としてのマスフローコントローラ２２、及びバルブ２１が設けられている。バルブ２１、マスフローコントローラ２２には、制御部１０８が接続されている。制御部１０８は、処理室３００内への酸素含有ガスの供給動作、供給流量等を所定のタイミングにて制御するように構成されている。主に、酸素含有ガス供給源２３、マスフローコントローラ２２、バルブ２１、酸素含有ガス供給管２５、ガス供給管３２４、ガスバッファ室３０９、ガス供給孔３０３により、本実施形態に係る酸素含有ガス供給系が構成されている。
【００５２】
クリーニングガス供給管３５には、上流側から順に、クリーニングガスとして例えばフッ素（Ｆ）を含む三フッ化窒素（ＮＦ３）ガスを供給するクリーニングガス供給源３３、流量制御器（流量制御手段）としてのマスフローコントローラ３２、及びバルブ３１が設けられている。バルブ３１、マスフローコントローラ３２には、制御部１０８が接続されている。制御部１０８は、処理室３００内へのクリーニングガスの供給動作、供給流量等を所定のタイミングにて制御するように構成されている。主に、クリーニングガス供給源３３、マスフローコントローラ３２、バルブ３１、クリーニングガス供給管３５、ガス供給管３２４、ガスバッファ室３０９、ガス供給孔３０３により、本実施形態に係るクリーニングガス供給系が構成されている。
【００５３】
不活性ガス供給管４５には、上流側から順に、不活性ガスとして例えば窒素（Ｎ２）ガスを供給する不活性ガス供給源４３、流量制御器（流量制御手段）としてのマスフローコントローラ４２、及びバルブ４１が設けられている。バルブ４１、マスフローコントローラ４２には、制御部１０８が接続されている。制御部１０８は、処理室３００内への不活性ガスの供給動作、供給流量等を所定のタイミングにて制御するように構成されている。主に、不活性ガス供給源４３、マスフローコントローラ４２、バルブ４１、不活性ガス供給管４５、ガス供給管３２４、ガスバッファ室３０９、ガス供給孔３０３により、本実施形態に係る不活性ガス供給系が構成されている。
【００５４】
主に、シリコン含有ガス供給系、酸素含有ガス供給系、クリーニングガス供給系及び不
活性ガス供給系により、本実施形態に係るガス供給系が構成されている。
【００５５】
（排気系の構成）
続いて、処理室３００内を排気する排気系の構成を説明する。
【００５６】
テーブル３１１を挟んでガス供給孔３０３と対向する下側容器２１１の側壁であって、基板処理位置にあるときのテーブル３１１の側方（ガス流れ制御リング３０２の下方）には、排気ガスを一時的に溜めるバッファ空間としての排気バッファ室３１０が設けられている。排気バッファ室３１０は、テーブル３１１の外周（すなわちウエハ２００の外周）に沿って例えば円弧状に設けられている。排気バッファ室３１０の上部には、複数の排気孔３０４が設けられている。排気孔３０４は、テーブル３１１の外周（すなわちウエハ２００の外周）に沿って例えば等間隔で開設されている。
【００５７】
排気バッファ室３１０には、排気管３２５の上流端が接続されている。排気管３２５には、上流側から順に、残留ガス計測計２４６、圧力検出器としての圧力センサ２４５、圧力調整装置としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ３２６、真空ポンプ３２７が設けられている。
【００５８】
圧力センサ２４５及びＡＰＣバルブ３２６には、制御部１０８が接続されている。制御部１０８は、圧力センサ２４５により検知した圧力情報に基づいて、処理室３００内の圧力が所定のタイミングにて所定の圧力（真空度）となるように、ＡＰＣバルブ３２６の開度を制御するように構成されている。また、残留ガス計測計２４６には、制御部１０８が接続されている。制御部１０８は、残留ガス計測計２４６により検知した排気ガス中の有機物等の分圧をモニタするように構成されている。
【００５９】
主に、排気孔３０４、排気バッファ室３１０、排気管３２５、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ３２６及び真空ポンプ３２７により、本実施形態に係る排気系が構成されている。
【００６０】
（テーブル昇降動作及びガス供給動作）
続いて、テーブル３１１の昇降動作や処理室３００内へのガス供給動作を説明する。
【００６１】
基板搬送位置に降下させられたテーブル３１１の載置面３１１ａ上には、ゲートバルブ１６１を介して搬入されたウエハ２００が、処理面が上面になるように水平姿勢で載置される。このとき、ガス流れ制御リング３０２は、排気バッファ室３１０及び排気バッファ室３１０上に一時的に載置されている。テーブル３１１が昇降機構４０５によって基板処理位置まで上昇されると、その途中で、テーブル３１１の外周端部にガス流れ制御リング３０２の内周端部が嵌め込まれ、テーブル３１１とガス流れ制御リング３０２とが共に上昇し、基板処理位置（図３に示す位置）で停止する。その結果、ガス流れ制御リング３０２は、排気孔３０４の上方に位置し、排気孔３０４と所定の間隔を空けて配置される。なお、ガス流れ制御リング３０２の外周端（外周部分）は、ガスバッファ室３０９の壁と所定の距離を開けた状態となっている。
【００６２】
その後、処理室３００内が所定の圧力となるように真空ポンプ３２７によって真空排気される。処理室３００内の圧力は、圧力センサ２４５で測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ３２６の開度をフィードバック制御することで調整される。そして、バルブ１１を開くことでシリコン含有ガス供給源１３からシリコン含有ガス供給管１５内に供給されたＴＥＯＳガスは、マスフローコントローラ１２にて所定の流量となるよう制御された後、シリコン含有ガス供給管１５、ガス供給管３２４内を流れ、ガスバッファ室３０９、ガス供給孔３０３を介して処理室３００内に供給される。処理室３００内に供給されたＴＥ
ＯＳガスは、ガス流れ制御リング３０２の表面上を通過し、ウエハ２００表面上に接触しつつウエハ２００表面（及び後述の光透過性窓３０８）に対して平行かつ均一に流れ、再びガス流れ制御リング３０２の表面上を通過した後、ガス流れ制御リング３０２下方の排気孔３０４を介して排気バッファ室３１０内に流れ、排気管３２５から排気される。なお、ＴＥＯＳ以外の処理ガスも、バルブ２１，３１，４１を開くことでＴＥＯＳガスと同様に処理室３００内に供給されて排気管３２５から排気される。
【００６３】
（光源格納室の構成）
次に、上側容器２１０内に形成されている光源格納室３０１の構成を説明する。
【００６４】
光源格納室３０１内の天井部付近には、光源としてのランプ２５１が複数設けられている。ランプ２５１は、テーブル３１１の載置面３１１ａに対向する位置に設けられており、後述する光透過性窓３０８を介して、処理室３００内に向けて光を照射するように構成されている。
【００６５】
ランプ２５１は、例えば、処理室３００内に供給された処理ガスを分解或いは活性化する紫外光等を照射するように構成されている。ランプ２５１としては、例えばエキシマランプ等が用いられる。ランプ２５１には、図示しないランプ電源が接続されている。ランプ電源には、制御部１０８が接続されている。制御部１０８は、ランプ２５１の点灯動作や輝度等を所定のタイミングにて制御するように構成されている。
【００６６】
光源格納室３０１内には、例えばアルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の希ガスが封入されるように構成されている。光源格納室３０１内に封入する希ガスの種類を変更することで、処理室３００内に照射される紫外光の波長を設定することができる。例えば、光源格納室３０１内にＡｒガスを封入した場合には、処理室３００内に主に波長１２６ｎｍの紫外光を照射することができ、Ｋｒガスを封入した場合には、主に波長１４６ｎｍの紫外光を照射することができ、Ｘｅガスを封入した場合には、主に波長１７２ｎｍの紫外光を照射することができる。本実施形態では、光源格納室３０１にＸｅガスを封入し、処理室３００に波長２００ｎｍ以下の紫外光を照射させるように構成されている。
【００６７】
処理室３００内に上述のＴＥＯＳガスを供給しつつ、Ｘｅガスが封入された光源格納室３０１内のランプ２５１から光透過性窓３０８を介して紫外光を照射することで、ウエハ２００表面（及び光透過性窓３０８）に対して平行かつ均一に流れるＴＥＯＳガスを分解或いは活性化させることができ、ウエハ２００上にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜、単にＳｉＯ膜とも呼ぶ）を形成することができる。紫外光が照射される前、ＴＥＯＳガスはＳｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｒ結合（Ｒは低級アルキル基）の状態にあるが、紫外光の照射によりＳｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｒ結合が分解され、すなわちＲがとれてシロキサン（Ｓｉ−Ｏ結合）になると共に、シロキサンが励起されて高分子化してウエハ２００上に供給される。その結果、ポリシロキサン（Ｓｉ−Ｏ結合）を含むシリコン酸化膜がウエハ２００上に形成される。
【００６８】
なお、ランプ２５１は、処理室３００内に供給された処理ガスを分解或いは活性化する紫外光に限らず、テーブル３１１の載置面３１１ａ上に載置されたウエハ２００を加熱する赤外光を照射するように構成されていてもよい。
【００６９】
（光透過性窓、窓温度調整部の構成）
次に、光透過性窓３０８及び窓温度調整部の構成について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、光透過性窓３０８及び窓温度調整部の縦断面図であり、図５は、光透過性窓３０８及び窓温度調整部の上面図である。
【００７０】
上述したように、処理室３００と光源格納室３０１との間には、光透過性窓３０８が設けられている。光透過性窓３０８は、封止部材としてのＯリング２２０を介して例えば上側容器２１０の下端開口に設置されている。光透過性窓３０８は、ランプ２５１から照射される光を透過可能な材料として例えば石英（ＳｉＯ２）等により形成されており、例えば円盤状の平板として形成されている。光透過性窓３０８が設けられることで、処理室３００と光源格納室３０１との間は気密に隔離され、それぞれの雰囲気や圧力等を独立して調整できる。
【００７１】
光源格納室３０１内のランプ２５１からの光は、光透過性窓３０８を介して処理室３００内に向けて照射されるが、このとき、光透過性窓３０８は、ランプ２５１からの光を一部吸収することによって加熱される。また、光透過性窓３０８は、光透過性窓３０８に付着した薄膜がランプ２５１からの光を一部吸収することによっても加熱される。また、光透過性窓３０８は、加熱された光源格納室３０１内のガス（希ガス）や処理室３００内のガス（処理ガス）に接触したり、加熱された部材（上側容器２１０等）からの熱伝達を受けることによっても加熱される。そのため、複数枚のウエハ２００を連続的に処理していくと、光透過性窓３０８の温度が徐々に上昇することになる。上述したように、発明者の鋭意研究によれば、光透過性窓３０８の温度上昇が成膜速度等に影響を与えており、これがウエハ２００間の基板処理の均一性を低下させる一要因となっていることが分かった。具体的には、成膜速度が光透過性窓３０８の温度に比例するように増加することがあり、これによりウエハ２００間の基板処理の均一性が低下してしまう場合があることが分かった。そこで本実施形態では、光透過性窓３０８の温度を調整する窓温度調整部を設けることにより、上述の課題を解決するようにしている。
【００７２】
窓温度調整部は、光透過性窓３０８の主面上に配設される抵抗加熱線２５７と、光透過性窓３０８との間で抵抗加熱線２５７を挟み込むと共に、光透過性窓３０８に抵抗加熱線２５７を接触させる光透過性板２５６と、を備えている。
【００７３】
抵抗加熱線２５７は、光透過性窓３０８上に所定の形状、所定の密度で配設されている。例えば図４に例示するように、抵抗加熱線２５７は、光透過性窓３０８上を所定の間隔で横断するように直線状に配設されつつ、光透過性窓３０８の外周付近で折り返すように（すなわち蛇行するように）配設されている。なお、図示しないが、抵抗加熱線２５７を、光透過性窓３０８上に渦巻き状に配設したり、或いは放射状に配設したりしてもよい。図５に例示するように、抵抗加熱線２５７の両端や各折り返し点等は、光透過性窓３０８の周囲に設けられた端子台２５８にそれぞれ固定されている。抵抗加熱線２５７は、通電されることでジュール熱を発生する例えばニクロム線等により構成されている。抵抗加熱線２５７の直径は例えば３ｍｍ以下に形成されている。これにより、ランプ２５１から照射される光の抵抗加熱線２５７による遮光量を極小にすることができる。
【００７４】
抵抗加熱線２５７の両端には、直流電源或いは交流電源として構成された窓加熱電源２６０が接続されている。光透過性窓３０８上には、熱電対等の温度測定子２５９が設けられている。窓加熱電源２６０及び温度測定子２５９は、温度コントローラ２６１にそれぞれ接続されている。温度コントローラ２６１は制御部１０８に接続されている。温度コントローラ２６１及び制御部１０８は、温度測定子２５９により検出された温度情報に基づいて窓加熱電源２６０の出力（抵抗加熱線２５７への通電量）を制御することにより、光透過性窓３０８の温度が所定の温度になるように（例えば所定の温度に維持されるように）制御するように構成されている。係る温度制御については後述する。
【００７５】
なお、抵抗加熱線２５７上には、抵抗加熱線２５７を光透過性窓３０８に密着させるよう、光透過性窓３０８との間で抵抗加熱線２５７を挟み込む光透過性板２５６が設けられている。光透過性板２５６は、光透過性窓３０８の全域を覆う円盤状或いは多角形状の平
板として形成されている。なお、光透過性板２５６は１枚の平板により構成されている場合に限らず、複数枚の平板により構成されていてもよい。光透過性板２５６により抵抗加熱線２５７を光透過性窓３０８に密着させることで、抵抗加熱線２５７から光透過性窓３０８への伝熱効率を向上させることができる。特に、温度変化により抵抗加熱線２５７が伸縮すると抵抗加熱線２５７が光透過性窓３０８から離れてしまうことがあるが、光透過性板２５６を設けることにより、抵抗加熱線２５７と光透過性窓３０８との接触を維持することができ、光透過性窓３０８の温度制御を確実つ効率的に行うことができる。なお、光透過性板２５６は、ランプ２５１から照射される光を透過可能な材料として例えば石英（ＳｉＯ２）等により形成されている。
【００７６】
主に、光透過性板２５６、抵抗加熱線２５７、端子台２５８、温度測定子２５９、窓加熱電源２６０、温度コントローラ２６１により、本実施形態に係る窓温度調整部が構成されている。
【００７７】
（３）基板処理工程
次に、半導体装置の製造工程の一工程として、ウエハ２００上にシリコン酸化膜を形成する成膜工程（Ｓ４０）、処理室３００内をクリーニングするクリーニング工程（Ｓ７０）、処理室３００内をプリコートする工程（Ｓ８０）を実施する基板処理工程について、主に図６を参照しながら説明する。図６は、基板処理工程を示すフロー図である。以下の説明において、基板処理装置１０１を構成する各部の動作は制御部１０８によって制御される。
【００７８】
なお、本実施形態では、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ Ｔｒｅｎｃｈ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）法による素子分離を行うために予め形成したウエハ２００表面のトレンチ（溝）を、成膜工程（Ｓ４０）を実施することでシリコン酸化膜により埋設する場合を一例として説明する。トレンチ（溝）は、ウエハ２００上の素子分離領域を露出させるようにレジストパターンを形成した後、これをエッチングマスクとして用いたドライエッチング等により形成される。以下に、詳細を説明する。
【００７９】
（ウエハ搬入工程（Ｓ１０））
まず、処理対象の複数枚のウエハ２００を収納したポッドＰＤ１〜ＰＤ４が図示しない工程内搬送装置から基板処理装置１０１に受け渡され、ロードポートＬＰ１〜ＬＰ４上に載置される。その後、大気搬送ロボット１２２や真空搬送ロボット１１２等による上述のウエハ搬送動作により、プロセスチャンバ１５１〜１５４が備える処理室３００内に処理対象のウエハ２００が順次搬入される。なお、ウエハ２００表面には上述のトレンチ（溝）が予め形成されている。ウエハ２００の搬入が完了したら、昇降機構４０５を作動させ、テーブル３１１を基板処理位置（図３の位置）まで上昇させる。
【００８０】
（減圧工程・ウエハ昇温工程（Ｓ２０））
テーブル３１１が基板処理位置まで上昇したら、処理室３００内が所定の圧力（１０Ｐａ〜１００Ｐａであって例えば１０Ｐａ）となるように真空ポンプ３２７によって真空排気する。この際、処理室３００内の圧力は圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ３２６の開度がフィードバック制御される。また、ウエハ２００が所定の温度（０〜１００℃であって例えば５０〜８０℃）となるようにヒータユニット３５０によって加熱する。この際、ウエハ２００の温度はテーブル３１１内の温度検出器で検出され、検出された温度情報に基づきヒータユニット３５０への通電具合がフィードバック制御される。
【００８１】
続いて、回転機構４０４によるテーブル３１１及びウエハ２００の回転を開始する。処理室３００内の圧力調整、ウエハ２００の温度調整、テーブル３１１及びウエハ２００の
回転は、少なくとも後述する成膜工程（Ｓ４０）が完了するまで継続する。ウエハ２００を回転させることで、後述する成膜工程（Ｓ４０）においてランプ２５１から照射される紫外光の抵抗加熱線２５７による遮光量（すなわち、ウエハ２００に照射される紫外光の光量）のウエハ面内均一性を向上させることができる。また、ウエハ２００上に供給されるＴＥＯＳガスの供給流量のウエハ面内均一性等を向上させることができる。
【００８２】
（光透過性窓の温度調整開始（Ｓ３０））
減圧工程・ウエハ昇温工程（Ｓ２０）と並行して、光透過性窓３０８が所定の温度となるように、窓温度調整部による光透過性窓３０８の温度調整を開始する。この際、光透過性窓３０８の温度が予め設定された所定の温度となるように、光透過性窓３０８に設けられた温度測定子２５９が検出した温度情報に基づき、抵抗加熱線２５７への通電具合がフィードバック制御される。光透過性窓３０８の温度調整は、後述するプリコート工程（Ｓ８０）が完了するまで継続する。なお、光透過性窓３０８の温度調整制御の詳細については後述する。
【００８３】
（成膜工程（Ｓ４０））
続いて、ウエハ２００上に形成されたトレンチ（溝）内をシリコン酸化膜によって埋設する成膜工程（Ｓ４０）を実施する。本工程では、まず、成膜速度が小さくなる第１の成膜圧力（例えば１０Ｐａ以下）での所定膜厚（例えば１〜２ｎｍ）のシリコン酸化膜（初期膜）の成膜工程（Ｓ４１）を実施し、その後、成膜速度が大きくなる第２の成膜圧力（例えば２０Ｐａ以上１００Ｐａ以下）でのシリコン酸化膜の成膜工程（Ｓ４２）と、パージ工程（Ｓ４３）と、を１サイクルとしてこのサイクルを所定回数行う（Ｓ４４）ことにより、成膜速度を向上させつつ、シリコン酸化膜中の残留有機物濃度を低減させるようにしている。以下、各工程（Ｓ４１〜Ｓ４４）を順次説明する。
【００８４】
（第１の成膜圧力での成膜工程（Ｓ４１））
バルブ１１を開くことでシリコン含有ガス供給源１３からシリコン含有ガス供給管１５内に供給されたＴＥＯＳガスは、マスフローコントローラ１２にて所定の流量となるように制御された後、シリコン含有ガス供給管１５、ガス供給管３２４内を流れ、ガスバッファ室３０９、ガス供給孔３０３を介して処理室３００内に供給される。このとき、不活性ガスとしての窒素（Ｎ２）ガスを不活性ガス供給源４３から処理室３００内に供給してもよい。その場合、窒素ガスは、ＴＥＯＳガスを希釈する希釈ガスとして、或いはＴＥＯＳガスの拡散を促すキャリアガスとして機能する。窒素ガスの供給流量を制御することで、ＴＥＯＳガスの濃度や拡散速度を制御することができる。
【００８５】
このとき並行して、Ｘｅガスが封入された光源格納室３０１内のランプ２５１を点灯させ、光透過性窓３０８を介し、処理室３００内に向けて（すなわち処理室３００内に供給されたＴＥＯＳガスに向けて）紫外光を照射する。このとき、照射する紫外光の強度は、ウエハ２００上において例えば３ｍＷ／ｃｍ２程度になるようにする。
【００８６】
処理室３００内にＴＥＯＳガスを供給しつつ、処理室３００内に向けて紫外光を照射することで、ウエハ２００表面及び光透過性窓３０８に対して平行かつ均一に流れるＴＥＯＳガスが分解或いは活性化され、ウエハ２００上にシリコン酸化膜が形成される。紫外光が照射される前、ＴＥＯＳガスはＳｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｒ結合（Ｒは低級アルキル基）の状態にあるが、紫外光の照射によりＳｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｒ結合が分解され、すなわちＲがとれてシロキサン（Ｓｉ−Ｏ結合）になると共に、シロキサンが励起されて高分子化してウエハ２００上に供給される。その結果、ポリシロキサン（Ｓｉ−Ｏ結合）を含むシリコン酸化膜がウエハ２００上に形成される。
【００８７】
ここで、ウエハ２００上に付着する反応生成物（シリコン酸化膜を構成するシリコン酸
化物）は、ウエハ２００上において、界面張力により、自身の密度の小さい所へ移動しようとし、また、平坦になろうとする性質を有している。この反応生成物の移動し易さを「成膜の流動性」と定義すると、この成膜の流動性が高くなるような成膜条件（例えば比較的高い圧力条件）では、形成されたシリコン酸化膜中の残留有機物の濃度（炭素や水素の濃度）が高くなってしまい、残留した有機物が後工程で抜けることで、シリコン酸化膜にボイドが発生しまう場合がある。そこで本工程（Ｓ４１）では、処理室３００内の圧力を、成膜速度が低くなる第１の成膜圧力、すなわち、成膜の流動性が低くなる第１の成膜圧力（比較的低い圧力であって、例えば１０Ｐａ以下）としている。これにより、ＴＥＯＳガスの分子当たりのエネルギを大きくさせることができ、ウエハ２００上のシリコンとシリコン酸化膜との密着性を向上させ、残留有機物の濃度が低く、耐熱性の優れたシリコン酸化膜を形成することができる。
【００８８】
予め設定された所定の時間が経過し、ウエハ２００上に所定の膜厚（例えば１〜２ｎｍ）のシリコン酸化膜（初期膜）が成膜されたら、第２の成膜圧力での成膜工程（Ｓ４２）を実施する。
【００８９】
（第２の成膜圧力での成膜工程（Ｓ４２））
本工程では、上述の成膜工程（Ｓ４１）と同様の手順で、処理室３００内にＴＥＯＳガスを供給しつつ、処理室３００内に向けて紫外光を照射することで、シリコン酸化膜を更に成膜する。このとき、処理室３００内の圧力は、成膜されるシリコン酸化膜の流動性が高くなり、また、成膜速度が大きくなる第２の成膜圧力（比較的高い圧力）とする。処理室３００内の圧力が２０Ｐａより小さいと成膜速度が小さくなり過ぎて実用的でない。また、処理室３００内の圧力が１００Ｐａより大きい圧力では、ＴＥＯＳガスの分子当たりのエネルギーが小さすぎるため、ガスの分解が進みにくくなってしまう。従って、第２の成膜圧力は、例えば２０Ｐａ以上１００Ｐａ以下の圧力とするとよい。
【００９０】
予め設定された所定の時間が経過し、所定の膜厚のシリコン酸化膜が形成されたら（例えばトレンチ（溝）の幅が１／４程度狭まるまでシリコン酸化膜を形成したら）、バルブ１１を閉じて処理室３００内へのＴＥＯＳガスの供給を停止すると共に、ランプ２７１による紫外光の照射を停止し、パージ工程（Ｓ４３）を実施する。
【００９１】
（パージ工程（Ｓ４３））
バルブ４１を開く（或いは開いた状態を維持する）ことで不活性ガス供給源４３から不活性ガス供給管４５内に供給された窒素ガスは、マスフローコントローラ４２にて所定の流量となるように制御された後、不活性ガス供給管４５、ガス供給管３２４内を流れ、ガスバッファ室３０９、ガス供給孔３０３を介して処理室３００内に供給される。この窒素ガスの処理室３００内への供給を行いつつ、処理室３００内を排気することで、処理室３００内をパージし、シリコン酸化膜中に含まれる残留有機物濃度を低減させることができる。なお、本工程では、残留ガス計測計２４６によりモニタしながら、排気ガス中の有機ガスの分圧が予め設定された設定値となるまでパージを継続する。この設定値は、予め実験等により最適値を求めておく。
【００９２】
（繰り返し工程（Ｓ４４））
その後、第２の成膜圧力での成膜工程（Ｓ４２）とパージ工程（Ｓ４３）とを１サイクルとしてこのサイクルを所定回数行うことにより、ウエハ２００上に形成されたトレンチ（溝）内を、残留有機物の少ないシリコン酸化膜によって完全に埋設する。なお、サイクルを繰り返す際、処理室３００内の圧力（第２の成膜圧力）及びウエハ温度は、一定としてもよいしサイクル毎に変化させてもよい。例えば、サイクルを繰り返すことでトレンチ（溝）の幅が狭くなってきたら、処理室３００内の圧力を高めて成膜の流動性を高めるようにしてもよい。また、上記においては、ＴＥＯＳガスの供給と紫外光の照射とを同時に
（並行して）行ったが、これらは別々に行ってもよい。すなわち、第１の成膜工程（Ｓ４１）や第２の成膜工程（Ｓ４３）においては、処理室３００内へのＴＥＯＳガスの供給を停止した後、ランプ２７１による紫外光の照射を開始するようにしてもよい。
【００９３】
（圧力復帰・ウエハ降温工程（Ｓ５０））
ウエハ２００上に所定膜厚のシリコン酸化膜が形成され、ウエハ２００上に形成されたトレンチ（溝）内がシリコン酸化膜によって完全に埋設されたら、処理室３００内への窒素ガスの供給を継続しつつ、ＡＰＣバルブ３２６の開度を調整し、処理室３００内の圧力を常圧に復帰させる。また、ヒータユニット３５０への通電を停止し、ウエハ２００の温度を所定の温度（ウエハ搬出温度）に降温させる。
【００９４】
（ウエハ搬出工程（Ｓ６０））
その後、回転機構４０４によるテーブル３１１及びウエハ２００の回転を停止させる。そして、上述した手順と逆の手順により、処理済のウエハ２００を処理室３００外に搬出すると共に、処理済みのウエハ２００と入れ替わりに次の未処理のウエハ２００を処理室３００内へ搬入する。その後、例えば１ロット分（２５枚）の全てのウエハ２００の処理が完了するまで、上述のウエハ搬入工程（Ｓ１０）からウエハ搬出工程（Ｓ６０）を繰り返し行う。全てのウエハ２００の処理が完了したら、処理済のウエハ２００を収容したポッドＰＤ１を、図示しない工程内搬送装置によって次の工程へ搬送する。
【００９５】
（クリーニング工程（Ｓ７０））
上述の成膜工程（Ｓ４０）を実施すると、ウエハ２００上だけではなく、光透過性窓３０８の下面や処理室３００の内壁等にもシリコン酸化膜が付着してしまう。シリコン酸化膜は、シリコン含有ガスに含まれていた炭化水素成分、例えばメチル基（ＣＨ３）やエチル基（ＣＨ２ＣＨ３）等を含んでおり、ランプ２７１からの紫外光を一部吸収する。そのため、光透過性窓３０８に形成されるシリコン酸化膜の膜厚が厚くなると、紫外光の吸収量が増加し、処理室３００内へ照射される紫外光の強度が低下したり、光透過性窓３０８の温度が上昇し易くなってしまう。また、付着したシリコン酸化膜が剥がれることで処理室３００内に異物（パーティクル）が発生し、シリコン酸化膜の膜質等を低下させてしまう。そこで、本実施形態では、成膜工程（Ｓ４０）を所定回数実施した後、光透過性窓３０８の下面や処理室３００の内壁等に付着したシリコン酸化膜を除去するクリーニング工程（Ｓ７０）を実施する。例えば、付着したシリコン酸化膜の膜厚が１μｍに達したり、成膜工程（Ｓ４０）を１０回繰り返したら、クリーニング工程（Ｓ７０）を実施することが好ましい。
【００９６】
処理済みのウエハ２００が処理室３００の外部に搬出された後、処理室３００内にウエハ２００が存在しない状態で、真空ポンプ３２７によって真空排気しつつ、処理室３００内にクリーニングガスとしての三フッ化窒素ガスを供給する。バルブ３１を開くことでクリーニングガス供給源３３からクリーニングガス供給管３５内に供給された三フッ化窒素ガスは、マスフローコントローラ３２にて所定の流量となるように制御された後、クリーニングガス供給管３５、ガス供給管３２４内を流れ、ガスバッファ室３０９、ガス供給孔３０３を介して処理室３００内に供給される。このとき、ＡＰＣバルブ３２６の開度を調整し、処理室３００内を所定のクリーニング圧力（例えば３００Ｐａ）とする。また、窓温度調整部により光透過性窓３０８を所定のクリーニング温度に加熱する。これにより、光透過性窓３０８の下面や処理室３００の内壁等に付着したシリコン酸化膜がエッチング等されて除去される。なおこのとき、不活性ガスとして窒素ガスを不活性ガス供給源４３から処理室３００内に供給してもよい。窒素ガスの供給流量を制御することで、三フッ化窒素ガスの濃度や拡散速度を制御することができる。予め設定された所定の時間が経過したら、バルブ３１を閉じ、処理室３００内への三フッ化窒素ガスの供給を停止すると共に、バルブ４１を開いて（或いは開いた状態を維持して、処理室３００内をパージする。
【００９７】
クリーニング工程（Ｓ８０）を実施することにより、光透過性窓３０８の透過性を向上でき、シリコン酸化膜による紫外光の吸収を抑制することができる。そして、処理室３００内に照射される紫外光の強度低下や、光透過性窓３０８の温度上昇をそれぞれ抑制することができる。また、処理室３００内におけるパーティクルの発生を防ぎ、基板処理の品質を向上させることができる。
【００９８】
（プリコート工程（Ｓ８０））
クリーニング工程（Ｓ７０）を実施した後は、続けて、プリコート工程（Ｓ８０）を実施する。仮に、プリコート工程（Ｓ８０）を実施することなく、クリーニング工程（Ｓ７０）直後に連続して成膜工程（Ｓ４０）を実施することとすれば、以下（ａ）〜（ｄ）のような不都合が生じることがある。すなわち、（ａ）処理室３００内に残留しているフッ素成分が、ウエハ２００上に形成されるシリコン酸化膜の膜質に影響を与えてしまう場合がある。（ｂ）処理室３００内に残留しているフッ素成分によって処理室３００内の熱輻射の伝達効率が変動し、処理室３００の温度が不安定となり、シリコン酸化膜の成膜速度が不安定となってしまう場合がある。（ｃ）クリーニング直後の処理室３００の内壁等にはシリコン含有ガスが吸着し易くなるため、シリコン含有ガスの消費量がクリーニング工程（Ｓ８０）に比べて増加してしまい、ウエハ２００上に形成されるシリコン酸化膜の成膜速度が低下してしまう場合がある。（ｄ）処理室３００の内壁からシリコン酸化膜が除去されているため、処理室３００内の状態がクリーニング工程（Ｓ７０）の前後で異なってしまい、シリコン酸化膜を形成する際の再現性が損なわれてしまう場合がある。本実施形態では、プリコート工程（Ｓ８０）を実施することにより、上述の不都合を回避することができる。
【００９９】
プリコート工程（Ｓ８０）は、上述の成膜工程（Ｓ４０）と同様の手順、同様の処理手順で行うことが出来る。なお、シリコン酸化膜を形成することのできるガスであれば、成膜工程（Ｓ４０）とは異なる処理ガス（ＴＥＯＳガス以外のシリコン含有ガス）を用いても構わない。また、プリコート工程（Ｓ８０）は、例えば１枚又は複数枚の予備成膜専用基板（ダミー用ウエハ）を用いて実施してもよい。
【０１００】
（光透過性窓の温度調整停止（Ｓ９０））
その後、窓温度調整部による光透過性窓３０８の温度調整を停止し、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。
【０１０１】
（４）光透過性窓の温度制御
続いて、上述の工程Ｓ３０〜工程Ｓ９０間において並行して行う光透過性窓３０８の温度調整制御につい説明する。
【０１０２】
上述したように、光源格納室３０１内のランプ２５１からの光は、光透過性窓３０８を介して処理室３００内に向けて照射されるが、このとき、光透過性窓３０８は、ランプ２５１からの光を一部吸収することによって加熱される。また、光透過性窓３０８は、光透過性窓３０８に付着したシリコン酸化膜がランプ２５１からの光を一部吸収することによっても加熱される。また、光透過性窓３０８は、加熱された光源格納室３０１内のガス（希ガス）や処理室３００内のガス（処理ガス）に接触したり、加熱された部材（上側容器２１０等）からの熱伝達を受けることによっても加熱される。そのため、成膜工程（Ｓ４０）を繰り返し実施し、複数枚のウエハ２００を連続的に処理していくと、光透過性窓３０８の温度が徐々に上昇することになる。発明者の鋭意研究によれば、光透過性窓３０８の温度上昇は成膜速度等に影響を与えており（例えば、光透過性窓の温度と成膜速度とが比例することがある）、これがウエハ２００間の基板処理の均一性を低下させる一要因となる。そこで本実施形態では、窓温度調整部によって光透過性窓３０８の温度を調整する
ことで、上述の課題を解決するようにしている。
【０１０３】
温度制御の一例を説明すると、例えば、１枚目のウエハ２００を処理する際（１回目の成膜工程（Ｓ４０）を実施する際）、窓温度調整部による加熱動作により光透過性窓３０８の温度を予め設定温度に上昇させておく。その後、２枚目以降のウエハ２００の処理を順次進めるにつれて（２回目の成膜工程（Ｓ４０）を順次繰り返すにつれて）、上述した光透過性窓３０８の温度上昇要因によって光透過性窓３０８の温度が徐々に増加することを考慮し、これを打ち消すように（光透過性窓３０８の温度が上述の設定温度に維持されるように）、窓温度調整部による加熱動作を緩和或いは停止させる（抵抗加熱線２５７への供給電力を順次減少させていく）。これにより、複数枚のウエハ２００を連続的に処理する際に光透過性窓３０８の温度変化を抑制することができる。その結果、複数枚のウエハ２００を連続的に処理する際の、ウエハ間における成膜速度の変化等を抑制させ、基板処理の均一性を向上させることができる。
【０１０４】
なお、参考までに、従来の処理炉の縦断面図を図８に示す。従来の処理炉は、処理室６０４と、載置面６１１ａを備えるテーブル６１１と、ガス供給管６０５と、ランプ６０１を備える光源格納室６１０と、処理室６０４内を排気する排気管６０６と、処理室６０４と光源格納室６１０とを気密に隔離する光透過性窓６０２と、を備えて構成されているが、光透過性窓６０２の温度を調整可能なようには構成されていない。そのため、複数枚のウエハ６００を連続的に処理すると、光透過性窓６０２の温度が光吸収や熱伝導によって徐々に上昇し、これにより成膜速度が徐々に増加する等変動し、ウエハ６００間における基板処理の均一性が低下してしまうことがあった。
【０１０５】
（５）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【０１０６】
（ａ）本実施形態によれば、成膜工程（Ｓ４０）を繰り返し実施する間、窓温度調整部によって光透過性窓３０８の温度を調整するようにしている。例えば、最初のウエハ２００を処理する際には、窓温度調整部による加熱動作により光透過性窓３０８の温度を所定の設定温度に上昇させておき、その後、複数枚のウエハ２００の処理を進めるにつれて、ランプ２７１からの光の照射により加熱される光透過性窓３０８の温度が上述の設定温度に維持されるように、窓温度調整部による加熱動作を緩和或いは停止させるようにしている。これにより、複数枚のウエハ２００を連続的に処理する際における光透過性窓３０８の温度変化を抑制することができる。その結果、複数枚のウエハ２００を連続的に処理する際の、ウエハ間における成膜速度の変化等を抑制させ、基板処理の均一性を向上させることができる。
【０１０７】
（ｂ）本実施形態によれば、抵抗加熱線２５７上には、抵抗加熱線２５７を光透過性窓３０８に密着させるよう、光透過性窓３０８との間で抵抗加熱線２５７を挟み込む光透過性板２５６が設けられている。光透過性板２５６により抵抗加熱線２５７を光透過性窓３０８に密着させることで、抵抗加熱線２５７から光透過性窓３０８への伝熱効率を向上させることができる。特に、温度変化により抵抗加熱線２５７が伸縮すると抵抗加熱線２５７が光透過性窓３０８から離れてしまうことがあるが、光透過性板２５６を設けることにより、抵抗加熱線２５７と光透過性窓３０８との接触を維持することができる。
【０１０８】
（ｃ）本実施形態によれば、ウエハ２００を回転させることで、成膜工程（Ｓ４０）においてランプ２５１から照射される紫外光の抵抗加熱線２５７による遮光量（すなわち、ウエハ２００に照射される紫外光の光量）のウエハ面内均一性を向上させることができる。また、ウエハ２００上に供給されるＴＥＯＳガスの供給流量等のウエハ面内均一性を向上させることができる。これにより、シリコン窒化膜のウエハ面内膜厚及び膜質均一性を向
上させることができる。
【０１０９】
（ｄ）本実施形態によれば、例えばニクロム線等により構成された抵抗加熱線２５７の直径を、例えば３ｍｍ以下としている。これにより、ランプ２５１から照射される光の、抵抗加熱線２５７による遮光量を極小にすることができる。
【０１１０】
（ｅ）本実施形態によれば、光透過性窓３０８及び光透過性板２５６を、ランプ２５１から照射される光を透過可能な材料である例えば石英（ＳｉＯ２）等により形成している。これにより、ランプ２５１から照射される光の抵抗加熱線２５７による遮光量を極小にすることができる。
【０１１１】
（ｆ）本実施形態に係る成膜工程（Ｓ４０）では、まず、成膜速度が小さくなる第１の成膜圧力（例えば１０Ｐａ以下）での所定膜厚（例えば１〜２ｎｍ）のシリコン酸化膜（初期膜）の成膜工程（Ｓ４１）を実施し、その後、成膜速度が大きくなる第２の成膜圧力（例えば２０Ｐａ以上１００Ｐａ以下）でのシリコン酸化膜の成膜工程（Ｓ４２）と、パージ工程（Ｓ４３）と、を１サイクルとしてこのサイクルを所定回数行う（Ｓ４４）。これにより、成膜速度を向上させつつ、シリコン酸化膜中の残留有機物濃度を低減させることができる。
【０１１２】
（ｇ）本実施形態によれば、付着したシリコン酸化膜の膜厚が所定の膜厚に達したり、成膜工程（Ｓ４０）を所定回数繰り返したら、クリーニング工程（Ｓ７０）を実施するようにしている。これにより、光透過性窓３０８の透過性を向上させ、シリコン酸化膜による紫外光の吸収を抑制することができる。そして、処理室３００内に照射される紫外光の強度低下や、光透過性窓３０８の温度上昇を抑制することができる。また、処理室３００内におけるパーティクルの発生を防ぎ、基板処理の品質を向上させることができる。
【０１１３】
（ｈ）本実施形態によれば、クリーニング工程（Ｓ７０）を実施した後、続けてプリコート工程（Ｓ８０）を実施するようにしている。これにより、次の成膜工程（Ｓ４０）において、処理室３００内に残留しているフッ素成分による影響を回避できる。また、成膜速度を安定させ、シリコン酸化膜を形成する際の再現性を向上させることができる。
【０１１４】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の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変更可能である。
【０１１５】
上述の実施形態における窓温度調整部は抵抗加熱線２５７を１系統のみ備えていたが、本発明は係る形態に限定されない。すなわち、窓温度調整部は、独立して電力が供給される抵抗加熱線を２系統以上備えていてもよい。
【０１１６】
例えば、図７に例示するように、窓温度調整部は、光透過性窓３０８の半面に配設される第１の抵抗加熱線２５７ａと、光透過性窓３０８の他の半面に配設される第２の抵抗加熱線２５７ｂと、を備え、第１の抵抗加熱線２５７ａへの電力供給と第２の抵抗加熱線２５７ｂへの電力供給とが、それぞれ窓加熱電源２６０ａ，２６０ｂにより行われるように構成されていてもよい。なお、窓加熱電源２６０ａ，２６０ｂには、それぞれ温度コントローラ２６１ａ，２６１ｂを接続し、温度コントローラ２６１ａ，２６１ｂと制御部１０８とにより上述の温度制御を独立して行うようにしてもよい。係る場合、光透過性窓３０８の面内の温度分布を面内均一とさせずに、意図的に変化させることができる。
【０１１７】
また例えば、図示しないが、窓温度調整部は、光透過性窓３０８の中心部に配設される第１の抵抗加熱線と、光透過性窓３０８の周縁部に配設される第２の抵抗加熱線と、を備
え、第１の抵抗加熱線への電力供給と第２の抵抗加熱線への電力供給とが上述のように独立して行われるようにしてもよい。例えば、光透過性窓３０８の中心部で温度が高く、光透過性窓３０８の周縁部で温度が低くなり易い場合には、第１の抵抗加熱線への通電量を第２の抵抗加熱線への通電量よりも小さくすることで、光透過性窓３０８の面内温度分布を均一化させることができる。逆に、光透過性窓３０８の中心部で温度が低く、光透過性窓３０８の周縁部で温度が高くなり易い場合には、第１の抵抗加熱線への通電量を第２の抵抗加熱線への通電量よりも大きくすることで、光透過性窓３０８の面内温度分布を均一化させることができる。
【０１１８】
また例えば、上述の実施形態では、抵抗加熱線２５７を光透過性窓３０８の上面に接触するように配設し、その上に光透過性板２５６を設けて光透過性窓３０８との間で挟み込むように構成した場合を例示したが、本発明は係る形態に限らず、抵抗加熱線２５７を光透過性窓３０８の下面に接触するように配設し、その下に光透過性板２５６を設けて光透過性窓３０８との間で挟み込むように構成してもよい。また、光透過性窓３０８内に抵抗加熱線２５７を埋め込んで一体化するように構成してもよい。
【０１１９】
また例えば、上述の実施形態では、成膜工程（Ｓ４０）において、シリコン含有ガスを処理室３００内に供給しつつ紫外光を照射するようにしているが、シリコン含有ガスを処理室３００内に供給した後、シリコン含有ガスの供給を停止した状態で、紫外光を照射するようにしてもよい。
【０１２０】
また例えば、上述の実施形態では、成膜工程において、まず、第１の成膜圧力（〜１０Ｐａ）で成膜する工程（Ｓ４１）を行った後、第２の成膜圧力（２０〜１００Ｐａ）で成膜する工程（Ｓ４２）を行った場合を例示したが、本発明は係る形態に限らず、例えば第１の成膜圧力で成膜する工程（Ｓ４１）を行わず、最初から第２の成膜圧力で成膜する工程（Ｓ４２）を行い、シリコン酸化膜を形成するようにしてもよい。
【０１２１】
また例えば、上述の実施形態では、ランプ２５１から照射される紫外光により処理室３００内に供給したＴＥＯＳガスを分解して得られた活性種等をウエハ２００上に供給してウエハ２００上にシリコン酸化膜が形成する場合を例示したが、本発明は係る形態に限らず、例えばランプアニール装置のように、ランプ２５１から照射される赤外光によりウエハ２００を加熱するランプ加熱方式にも適用可能である。
【０１２２】
また上述の実施形態では、炭素及び水素を含むシリコン含有ガスとしてテトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４、略称：ＴＥＯＳ）を例示したが、本発明は係る形態に限らず、例えばテトラメチルシクロテトラシロキサン（［（ＣＨ３）ＨＳｉＯ］４、略称：ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（［（ＣＨ３）２ＳｉＯ］４、略称：ＯＭＣＴＳ）、オクタメチルトリシロキサン（Ｓｉ２Ｏ２（ＣＨ３）８、略称：ＯＭＴＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（［（ＣＨ３）２ＳｉＯＳｉ（ＣＨ３）３］、略称：ＨＮＤＳＯ）、テトラメトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣＨ３）４、略称：ＴＭＯＳ）、ヘキサメチルシクロトリシラザン（Ｓｉ３Ｃ３Ｈ２１Ｎ３、略称：ＨＭＣＴＳＮ）、ヘキサメチルシクロトリシロキサン（［ＳｉＯ（ＣＨ３）２］、略称：ＨＭＣＴＳ）等の有機原料を用いることができる。
【０１２３】
また例えば、酸素含有ガスとして酸素（Ｏ２）ガスを例示したが、これに限らず、例えば、オゾン（Ｏ３）ガスを用いても良く、またこれらを組み合わせて用いても良い。
【０１２４】
また例えば、クリーニングガスとして三フッ化窒素（ＮＦ３）ガスを例示したが、これに限らず、例えば、フッ化水素（ＨＦ）ガス、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）ガス、フッ素（Ｆ２）ガス等のフッ素（Ｆ）や塩素（Ｃｌ）等のハロゲンを含むハロゲン含有ガスを用い
ても良く、またこれらを組み合わせて用いても良い。
【０１２５】
また上述の実施形態では、不活性ガスとして窒素（Ｎ２）ガスを例示したが、本発明は係る形態に限らず、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガス等を用いても良く、また窒素ガスとこれらの希ガスとを組み合わせて用いても良い。
【０１２６】
＜本発明の好ましい態様＞
次に、本発明の好ましい態様を付記する。
【０１２７】
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に設けられ、基板を載置する載置面を備える基板載置部と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給系と、
前記基板載置部の前記載置面に対向する位置に設けられ、前記処理室内に向けて光を照射する光源を備える光源格納室と、
前記処理室と前記光源格納室とを気密に隔離する光透過性窓と、
前記光透過性窓の温度を調整する窓温度調整部と、を備える
基板処理装置が提供される。
【０１２８】
好ましくは、
前記窓温度調整部は、
前記光透過性窓の主面上に配設される抵抗加熱線と、
前記光透過性窓との間で前記抵抗加熱線を挟み込むと共に、前記光透過性窓に前記抵抗加熱線を接触させる光透過性板と、を備える。
【０１２９】
また好ましくは、
前記窓温度調整部は、
前記光透過性窓の主面上に配設される冷却媒体流路と、
前記光透過性窓との間で前記冷却媒体流路を挟み込むと共に、前記光透過性窓に前記冷却媒体流路を接触させる光透過性板と、備える。
【０１３０】
また好ましくは、
前記基板載置部を回転させる回転機構を備える。
【０１３１】
また好ましくは、前記光透過性窓は石英から構成される。
【０１３２】
また好ましくは、前記光透過性板は石英から構成される。
【０１３３】
また好ましくは、
前記抵抗加熱線の直径は３ｍｍ以下である。
【０１３４】
また好ましくは、
前記窓温度調整部は、独立して電力が供給される抵抗加熱線を２系統以上備える。
【０１３５】
また好ましくは、
前記窓温度調整部は、
前記光透過性窓の半面に配設される第１の抵抗加熱線と、
前記光透過性窓の他の半面に配設される第２の抵抗加熱線と、を備え、
前記第１の抵抗加熱線への電力供給と前記第２の抵抗加熱線への電力供給とが独立して
行われる。
【０１３６】
また好ましくは、
前記窓温度調整部は、
前記光透過性窓の中心部に配設される第１の抵抗加熱線と、
前記光透過性窓の周縁部に配設される第２の抵抗加熱線と、を備え、
前記第１の抵抗加熱線への電力供給と前記第２の抵抗加熱線への電力供給とが独立して行われる。
【０１３７】
また好ましくは、
複数枚の基板を連続して処理する際、
まず、前記窓温度調整部による加熱動作により前記光透過性窓の温度を所定の設定温度に上昇させておき、
その後、複数枚の基板の処理を進めるにつれて、前記光源からの光の照射により加熱される前記光透過性窓の温度が前記設定温度に維持されるように、前記窓温度調整部による加熱動作を緩和或いは停止させる制御部を有する。
【０１３８】
また好ましくは、
前記光源は、前記処理室内に供給された処理ガスを活性化する紫外光を照射する。
【０１３９】
また好ましくは、
前記光源は、前記基板載置部に支持された前記基板を加熱する赤外光を照射する。
【０１４０】
本発明の他の態様によれば、
処理室内に基板を搬入して基板載置部の載置面上に載置する工程と、
ガス供給系から前記処理室内に処理ガスを供給する工程と、
前記基板載置部の載置面に対向する位置に設けられた光源を備える光源格納室と前記処理室とを気密に隔離する光透過性窓を介し、前記光源から、前記処理室内に向けて光を照射する工程と、
前記光透過性窓の温度を窓温度調整部により調整する工程と、
前記処理室内から前記基板を搬出する工程と、を有する
半導体装置の製造方法が提供される。
【０１４１】
好ましくは、
前記光を照射する工程では、回転機構により前記基板載置部を回転させる。
【０１４２】
また、好ましくは、
前記光透過性窓の温度を調整する工程では、
まず、前記窓温度調整部による加熱動作により前記光透過性窓の温度を所定の設定温度に上昇させておき、
その後、複数枚の基板の処理を進めるにつれて、前記光源からの光の照射により加熱される前記光透過性窓の温度が前記設定温度に維持されるように、前記窓温度調整部による加熱動作を緩和或いは停止させる。
【符号の説明】
【０１４３】
１０１ 基板処理装置
２００ ウエハ（基板）
２５１ ランプ（光源）
２５７ 抵抗加熱線
３００ 処理室
３０１ 光源格納室
３０８ 光透過性窓
３１１ テーブル（基板載置部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関し、特に、基板が収容された処理室内に光を照射して基板を処理する基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程の一工程として、基板が収容された処理室内に光を照射して基板を処理する基板処理工程が行われることがある。係る工程は、基板を処理する処理室と、処理室内に処理ガスを供給するガス供給系と、処理室内に向けて光を照射する光源を備える光源格納室と、処理室と光源格納室とを気密に隔離する光透過性窓と、を備える基板処理装置によって実施される。例えば、基板が搬入された処理室内に処理ガスとしての成膜ガスを供給し、光透過性窓を介して光源から処理室内に向けて光を照射し、処理室内に供給された処理ガスを光で活性化しつつ基板上に供給することで、基板上に所定の薄膜を形成することが出来る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の基板処理装置を用い、複数枚の基板に対して連続的に基板処理を実施すると、基板間における基板処理の均一性が低下してしまう場合があった。例えば、複数枚の基板に対して連続的に成膜工程を行うと、最初の基板と最後の基板とでは成膜速度等が異なってしまい、基板間における薄膜の膜厚均一性や膜質均一性が低下してしまうことがあった。
【０００４】
本発明は、基板が収容された処理室内に光を照射して複数枚の基板を連続的に処理する際に、基板間における基板処理の均一性を向上させることが可能な基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に設けられ、基板を載置する載置面を備える基板載置部と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給系と、
前記基板載置部の前記載置面に対向する位置に設けられ、前記処理室内に向けて光を照射する光源を備える光源格納室と、
前記処理室と前記光源格納室とを気密に隔離する光透過性窓と、
前記光透過性窓の温度を調整する窓温度調整部と、を備える基板処理装置が提供される。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、
処理室内に基板を搬入して基板載置部の載置面上に載置する工程と、
ガス供給系から前記処理室内に処理ガスを供給する工程と、
前記基板載置部の載置面に対向する位置に設けられた光源を備える光源格納室と前記処理室とを気密に隔離する光透過性窓を介し、前記光源から、前記処理室内に向けて光を照射する工程と、
前記光透過性窓を窓温度調整部により加熱する工程と、
前記処理室内から前記基板を搬出する工程と、を有する
半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る基板処理装置及び半導体装置の製造方法によれば、基板が収容された処理室内に光を照射して複数枚の基板を連続的に処理する際に、基板間における基板処理の均一性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るクラスタ型の基板処理装置の横断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るクラスタ型の基板処理装置の縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るプロセスチャンバの縦断面図である
【図４】本発明の一実施形態に係る光透過性窓及び窓温度調整部の縦断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る光透過性窓及び窓温度調整部の上面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る光透過性窓及び窓温度調整部の上面図である。
【図８】従来の処理炉の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜発明者が得た知見＞
上述したように、基板が収容された処理室内に光を照射して複数枚の基板を連続的に処理すると、例えば最初の基板と最後の基板とでは成膜速度等が変動する等、基板間における基板処理の均一性が低下してしまう場合があった。そこで発明者は、基板間における基板処理の均一性を低下させてしまう要因について鋭意研究を行った。その結果、処理室と光源格納室とを気密に隔離する光透過性窓の温度上昇が、基板処理の均一性を低下させる一要因であることを突き止めた。
【００１０】
上述の基板処理工程を行うと、光透過性窓は、光源から照射された光を一部吸収することによって加熱される。また、光透過性窓に形成された薄膜が光源から照射された光を一部吸収することによっても加熱される。また、光透過性窓は、加熱された光源格納室内のガス（例えば希ガス）や処理室内のガス（処理ガス）に接触したり、加熱された部材からの熱伝達を受けることによっても加熱される。そのため、複数枚の基板を連続的に処理していくと、光透過性窓の温度が徐々に上昇することになる。発明者の鋭意研究によれば、光透過性窓の温度上昇が成膜速度等に影響を与えており、これが基板間の基板処理の均一性を低下させる一要因となっていることが分かった。例えば、成膜速度が光透過性窓の温度に比例するように増加することがあり、これにより基板間の基板処理の均一性が低下してしまう場合があることが分かった。
【００１１】
そして発明者は、光透過性窓の温度を調整する窓温度調整部を設けることにより、上述の課題を解決可能との知見を得た。すなわち、光透過性窓の温度情報をモニタリングしつつ、窓温度調整部による温度調整動作をフィードバック制御することで、光透過性窓の温度を一定に保つことが可能であり、これにより上述の課題を解決可能であるとの知見を得た。上述の窓温度調整部は、例えば、光透過性窓の主面上に配設される抵抗加熱線と、光透過性窓との間で抵抗加熱線を挟み込むと共に、光透過性窓に抵抗加熱線を接触させる光透過性板と、により構成される。そして例えば、複数枚の基板を連続して処理する際、まず、窓温度調整部による加熱動作（抵抗加熱線への通電）により光透過性窓の温度を所定の設定温度に上昇させる。その後、複数枚の基板の処理を進めるにつれて、光源からの光の照射により加熱される光透過性窓の温度が上述の設定温度に維持されるように、窓温度調整部による加熱動作を緩和或いは停止させる（光照射時間の経過に伴い、抵抗加熱線への通電量を低減、或いは通電を停止させる）。このような動作により、光透過性窓の温度を一定に保つことができ、基板間の基板処理の均一性を向上させることができる。
【００１２】
以下に、上述の知見が適用された本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
＜本発明の一実施形態＞
まず、本発明の一実施形態について説明する。
【００１４】
（１）基板処理装置の構成
図１は、本実施形態に係るクラスタ型の基板処理装置１０１の横断面図である。図２は、本実施形態に係るクラスタ型の基板処理装置１０１の縦断面図である。本実施形態に係るクラスタ型の基板処理装置１０１は、真空側と大気側とに分かれている。なお、本明細書中における「真空」とは工業的真空を意味する。
【００１５】
（真空側の構成）
クラスタ型の基板処理装置１０１の真空側には、第１搬送室としての真空搬送室１１０と、ロードロック室１３１，１４１と、処理室としてのプロセスチャンバ１５１〜１５４と、が設けられている。ロードロック室１３１，１４１、プロセスチャンバ１５１〜１５４は、真空搬送室１１０の外周に星状（クラスタ状）に配置されている。
【００１６】
真空搬送室１１０は、内部を真空状態などの大気圧未満の圧力（減圧）に減圧可能なロードロックチャンバ構造に構成されている。真空搬送室１１０の筐体１１１は、平面視が例えば五角形で、上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。真空搬送室１１０の筐体１１１を構成する側壁の１面にはロードロック室１３１，１４１が設けられ、他の側壁の４面にはプロセスチャンバ１５１〜１５４が設けられている。真空搬送室１１０内には、第１搬送機構としての真空搬送ロボット１１２が設けられている。真空搬送ロボット１１２は、ロードロック室１３１，１４１と、プロセスチャンバ１５１〜１５４との間で、例えば２枚のウエハ２００（図中、２点鎖線で示す）を同時に搬送可能に構成されている。真空搬送ロボット１１２は、エレベータ１１７によって、真空搬送室１１０の気密性を維持しつつ昇降可能に構成されている。また、ロードロック室１３１，１４１、プロセスチャンバ１５１〜１５４のゲートバルブ近傍には、ウエハ２００の有無を検知する基板検知部として図示しないウエハ有無センサが設置されている。
【００１７】
プロセスチャンバ１５１〜１５４は、ゲートバルブ１６１〜１６４を介して真空搬送室１１０と連通可能に接続されている。プロセスチャンバ１５１〜１５４は、例えば後述するように、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等によりウエハ２００上へ薄膜を形成する処理や、ウエハ２００表面を酸化、窒化、炭化等する処理や、ウエハ２００表面をエッチングする処理や、ウエハ２００を加熱するアニール処理等の各種基板処理を実施するように構成されている。プロセスチャンバ１５１〜１５４には、後述するガス供給系、排気系等が設けられている。
【００１８】
ロードロック室１３１，１４１は、それぞれゲートバルブ１６５，１６６を介して真空搬送室１１０と連通可能に構成されている。また、ロードロック室１３１，１４１は、ゲートバルブ１６７，１６８を介して後述する第２搬送室としての大気搬送室１２０と連通可能に構成されている。ロードロック室１３１，１４１は、内部が真空状態などの大気圧未満の圧力（減圧）に減圧可能なロードロックチャンバ構造に構成されている。ゲートバルブ１６５〜１６８を閉じてロードロック室１３１，１４１内部を真空排気した後、ゲートバルブ１６５，１６６を開けることで、真空搬送室１１０の真空状態を保持しつつ、ロードロック室１３１，１４１と真空搬送室１１０との間でウエハ２００を搬送可能に構成されている。ロードロック室１３１，１４１は、真空搬送室１１０内へ搬入するウエハ２００を一時的に収納する予備室として、また、真空搬送室１１０内から搬出したウエハ２００を一時的に収納して冷却する冷却室として機能するように構成されている。この際、
ロードロック室１３１内では基板支持部１３３上に、ロードロック室１４１内では基板支持部１４３上にそれぞれウエハ２００が載置されるように構成されている。
【００１９】
（大気側の構成）
基板処理装置１０１の大気側には、ロードロック室１３１，１４１に接続された第２搬送室としての大気搬送室１２０と、この大気搬送室１２０に接続されたロードポートＬＰ１〜ＬＰ４と、が設けられている。ロードロック室１３１，１４１は、プロセスチャンバ１５１〜１５４から大気搬送室１２０までのウエハ２００の搬送経路上に設けられている。
【００２０】
ロードポートＬＰ１〜ＬＰ４上には、ポッドＰＤ１〜ＰＤ４が載置可能に構成されている。ポッドＰＤ１〜ポッドＰＤ４は、図示しない工程内搬送装置（ＡＧＶ／ＯＨＴ）によって、ロードポートＬＰ１〜ロードポートＬＰ４上に搬送されるように構成されている。ポッドＰＤ１〜ＰＤ４内には、ウエハ２００をそれぞれ収納する収納部としての図示しないスロットが複数設けられている。
【００２１】
大気搬送室１２０には、クリーンエアを供給するクリーンエアユニット１０６（図２参照）が設けられている。また、大気搬送室１２０内には、第２搬送機構としての大気搬送ロボット１２２が設けられている。大気搬送ロボット１２２は、ロードロック室１３１，１４１とロードポートＬＰ１〜ＬＰ４上に載置されたポッドＰＤ１〜ＰＤ４との間で、例えば２枚のウエハ２００（図中、２点鎖線で示す）を同時に搬送可能に構成されている。また、大気搬送ロボット１２２は、エレベータ１２７によって昇降可能に構成されると共に、移動装置としてのリニアアクチュエータ１２８によって左右方向（図１における左右方向であり、図２では前後方向になる。）に往復移動可能に構成されている。なお、大気搬送室１２０のゲートバルブ近傍には、基板検知部としてのウエハ有無センサ（図示しない）が設置されている。
【００２２】
さらに、大気搬送室１２０内には、基板位置の補正装置として、ウエハ２００の結晶方位や位置合わせ等をウエハ２００のノッチを用いて行うノッチ合わせ装置１０７が設けられている。もしくは、ノッチ合わせ装置１０７の代わりに図示しないオリフラ（Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｆｌａｔ）合わせ装置が設けられている。
【００２３】
大気搬送室１２０の筐体１２１には、ウエハ２００を大気搬送室１２０内外に搬送するウエハ搬送口１０４が形成されている。大気搬送室１２０の筐体１２１の外部であってウエハ搬送口１０４の下部には、複数枚のウエハ２００を収納するポッドＰＤ１〜ＰＤ４を載置する上述のロードポートＬＰ１〜ＬＰ４が設けられている。ロードポートＬＰ１〜ＬＰ４上には、図示しない工程内搬送装置によってポッドＰＤ１〜ＰＤ４が搬送されるように構成されている。また、大気搬送室１２０内には、ウエハ搬送口１０４を開閉する蓋１０５やポッドＰＤ１〜ＰＤ４のキャップ等を開閉させる開閉機構１０２と、開閉機構１０２を駆動する開閉機構駆動部１０３とが設けられている。主に、開閉機構１０２と開閉機構駆動部１０３とによりポッドオープナーが構成されている。
【００２４】
また、基板処理装置１０１には、上述した構成各部の動作を制御する制御部１０８が設けられている。
【００２５】
（ウエハ搬送動作）
次に、本実施形態に係る基板処理装置１０１内におけるウエハ２００の搬送動作を説明する。なお、基板処理装置１０１の各部の動作は、制御部１０８によって制御される。
【００２６】
まず、例えば２５枚の未処理のウエハ２００を収納したポッドＰＤ１〜ＰＤ４が、図示
しない工程内搬送装置によって基板処理装置１０１に搬送される。搬送されたポッドＰＤ１〜ＰＤ４は、ロードポートＬＰ１〜ＬＰ４上に載置される。開閉機構１０２は、蓋１０５及びポッドＰＤ１〜ＰＤ４のキャップを取り外し、ウエハ搬送口１０４及びポッドＰＤ１〜ＰＤ４のウエハ出入口を開放する。
【００２７】
ポッドＰＤ１〜ＰＤ４のウエハ出入口を開放すると、大気搬送室１２０内に設置されている大気搬送ロボット１２２は、ポッドＰＤ１〜ＰＤ４のいずれか（以下、例えばポッドＰＤ１とする）からウエハ２００を１枚ピックアップして、ノッチ合わせ装置１０７上へ載置する。
【００２８】
ノッチ合わせ装置１０７は、載置されたウエハ２００を、水平の縦横方向（Ｘ方向，Ｙ方向）及び円周方向に動かして、ウエハ２００のノッチ位置等を調整する。ノッチ合わせ装置１０７で１枚目のウエハ２００の位置調整を実施中に、大気搬送ロボット１２２は、２枚目のウエハ２００をポッドＰＤ１からピックアップして大気搬送室１２０内に搬入し、大気搬送室１２０内で待機する。
【００２９】
ノッチ合わせ装置１０７により１枚目のウエハ２００の位置調整が終了した後、大気搬送ロボット１２２は、ノッチ合わせ装置１０７上の１枚目のウエハ２００をピックアップする。大気搬送ロボット１２２は、そのとき大気搬送ロボット１２２が保持している２枚目のウエハ２００を、ノッチ合わせ装置１０７上へ載置する。その後、ノッチ合わせ装置１０７は、載置された２枚目のウエハ２００のノッチ位置等を調整する。
【００３０】
次に、ゲートバルブ１６７が開けられ、大気搬送ロボット１２２は、１枚目のウエハ２００をロードロック室１３１内に搬入し、基板支持部１３３上に載置する。この移載作業中には、真空搬送室１１０側のゲートバルブ１６５は閉じられており、真空搬送室１１０内の減圧雰囲気は維持されている。１枚目のウエハ２００の基板支持部１３３上への移載が完了すると、ゲートバルブ１６７が閉じられ、ロードロック室１３１内が図示しない排気装置によって負圧になるよう排気される。
【００３１】
ロードロック室１３１内の排気と並行して、大気搬送ロボット１２２は、ノッチ合わせ装置１０７から２枚目のウエハ２００をピックアップする。そして、ゲートバルブ１６８が開けられ、大気搬送ロボット１２２は、２枚目のウエハ２００をロードロック室１４１内に搬入し、基板支持部１４３上に移載する。この移載作業中には、真空搬送室１１０側のゲートバルブ１６６は閉じられており、真空搬送室１１０内の減圧雰囲気は維持されている。２枚目のウエハ２００の基板支持部１４３上への移載が完了すると、ゲートバルブ１６８が閉じられ、ロードロック室１４１内が図示しない排気装置によって負圧になるよう排気される。
【００３２】
以降、大気搬送ロボット１２２は、上述の動作を繰り返す。但し、ロードロック室１３１，１４１が負圧状態の場合、大気搬送ロボット１２２は、ロードロック室１３１，１４１内へのウエハ２００の搬入を実行せず、ロードロック室１３１，１４１の直前位置で停止して待機する。
【００３３】
ロードロック室１３１内が予め設定された圧力値に減圧されると、ゲートバルブ１６５が開かれる。続いて、真空搬送室１１０内に配置された真空搬送ロボット１１２は、基板支持部１３３から１枚目のウエハ２００をピックアップする。
【００３４】
真空搬送ロボット１１２が基板支持部１３３から１枚目のウエハ２００をピックアップした後、ゲートバルブ１６５が閉じられ、ロードロック室１３１内が大気圧に復帰させられ、ロードロック室１３１内に次のウエハ２００を搬入するための準備が行われる。それ
と並行して、プロセスチャンバ１５１のゲートバルブ１６１が開かれ、真空搬送ロボット１１２が１枚目のウエハ２００をプロセスチャンバ１５１内に搬入する。プロセスチャンバ１５１内へのウエハ２００の搬入が完了したら、ゲートバルブ１６１が閉じられる。そして、プロセスチャンバ１５１内に後述するガス供給系から処理ガスが供給され、１枚目のウエハ２００に所定の処理が施される。
【００３５】
続いて、ロードロック室１４１内が予め設定された圧力値に減圧されると、ゲートバルブ１６６が開かれる。続いて、真空搬送ロボット１１２は、基板支持部１４３から２枚目のウエハ２００をピックアップする。真空搬送ロボット１１２が２枚目のウエハ２００をピックアップした後、ゲートバルブ１６６が閉じられて、ロードロック室１４１内が大気圧に復帰させられる。このようにして、ロードロック室１４１内に次のウエハ２００を搬入するための準備が行われる。それと並行して、プロセスチャンバ１５２のゲートバルブ１６２が開かれ、真空搬送ロボット１１２が、２枚目のウエハ２００をプロセスチャンバ１５２内に搬入する。プロセスチャンバ１５２内へのウエハ２００の搬入が完了したら、ゲートバルブ１６２が閉じられる。そして、プロセスチャンバ１５２内に後述するガス供給系から処理ガスが供給され、２枚目のウエハ２００に所定の処理が施される。
【００３６】
以降、同様にしてプロセスチャンバ１５３内，１５４内にもウエハ２００が搬入され、それぞれのウエハ２００に所定の処理が施される。
【００３７】
プロセスチャンバ１５１において所定の処理が終了した後、真空搬送ロボット１１２は、プロセスチャンバ１５１内から搬出したウエハ２００をロードロック室１３１内へ搬入し、基板支持部１３３上に載置する。ロードロック室１３１内に未処理のウエハ２００が存在する場合、真空搬送ロボット１１２は、未処理のウエハ２００をロードロック室１３１内から真空搬送室１１０内へ搬入する。
【００３８】
そして、ゲートバルブ１６５が閉じられ、ロードロック室１３１内で処理済みのウエハ２００の冷却開始と併行して、ロードロック室１３１に接続された図示しない不活性ガス供給系から不活性ガスが導入され、ロードロック室１３１内の圧力が大気圧に復帰させられる。
【００３９】
ロードロック室１３１において、予め設定された冷却時間が経過し、かつロードロック室１３１内の圧力が大気圧に復帰させられると、ゲートバルブ１６７が開かれる。続いて、大気搬送ロボット１２２が基板支持部１３３上から処理済みのウエハ２００をピックアップして大気搬送室１２０内に搬入した後、ゲートバルブ１６７が閉じられる。その後、大気搬送ロボット１２２は、大気搬送室１２０のウエハ搬送口１０４を通して、処理済のウエハ２００をポッドＰＤ１に収納する。
【００４０】
前述の工程によってポッドＰＤ１内の全てのウエハ２００に所定の処理が実施され、処理済みの２５枚のウエハ２００のすべてが所定のポッドへ収納されると、ポッドＰＤ１のキャップと、ウエハ搬送口１０４の蓋１０５とが開閉機構１０２によって閉じられる。その後、ポッドＰＤ１は、ロードポートＬＰ１上から次の工程へ、工程内搬送装置によって搬送される。以上の動作が繰り返されることにより、ウエハ２００が２５枚ずつ順次処理されていく。
【００４１】
（２）プロセスチャンバの構成
続いて、本実施形態に係る処理炉としてのプロセスチャンバ１５１の構成について、図３を用いて説明する。図３は、プロセスチャンバ１５１の縦断面図である。なお、プロセスチャンバ１５２〜１５４ついては、プロセスチャンバ１５１と同等に構成されているため説明を省略する。
【００４２】
図３に示すように、処理室としてのプロセスチャンバ１５１は、処理容器２０３を備えている。処理容器２０３は、上端が閉塞し下端が開口して円筒形状に形成された上側容器２１０と、下端が閉塞し上端が開口して円筒形状に形成された下側容器２１１と、を備えている。上側容器２１０と下側容器２１１とは、互いの開口部が向かい合うように気密に接合されている。下側容器２１１内には、基板としてのウエハ２００が処理される処理室３００が形成されている。上側容器２１０内には、処理室３００内に向けて光を照射する光源としてのランプ２５１を備える光源格納室３０１が形成されている。処理室３００と光源格納室３０１との間には、これらを気密に隔離する光透過性窓３０８が設けられている。なお、光透過性窓３０８には、光透過性窓３０８の温度を調整する窓温度調整部が設けられている。以下に、これらの構成を詳細に説明する。
【００４３】
（処理室の構成）
まず、下側容器２１１内に形成されている処理室３００の構成を説明する。
【００４４】
処理室３００の側方には、ウエハ２００を処理室３００内外へ搬送する基板搬送口として、上述のゲートバルブ１６１が設けられている。また、処理室３００内には、ウエハ２００を水平姿勢で載置する載置面３１１ａを備える基板載置部としてのテーブル３１１が設けられている。テーブル３１１は、例えばアルミニウム等により構成され、円盤状に形成されている。テーブル３１１の内部には、ウエハ２００を加熱する加熱部としてヒータユニット３５０が設けられている。ヒータユニット３５０は、例えば抵抗加熱線等からなり、図示しない電源装置によって通電されて加熱されるように構成されている。なお、テーブル３１１には、ウエハ２００の温度を検出する図示しない温度検出器が設けられている。ヒータユニット３５０及び温度検出器は、上述の制御部１０８に接続されている。制御部１０８は、ウエハ２００の温度が所定の温度分布となるように、温度検出器により検出された温度情報に基づいてヒータユニット３５０への通電量を制御するように構成されている。
【００４５】
テーブル３１１の外周には、整流板としてのガス流れ制御リング３０２が、テーブル３１１の周囲（すなわちウエハ２００の周囲）を囲うように、また、テーブル３１１から着脱可能に設けられている。ガス流れ制御リング３０２は、例えばアルミニウム等により形成されている。
【００４６】
テーブル３１１は、円柱状のテーブル支持機構３１４が備える図示しないシャフトにより下方から支持されている。テーブル支持機構３１４が備えるシャフトの下端は、下側容器２１１の底部を貫通しており、回転機構４０４の回転軸に接続されている。回転機構４０４がテーブル支持機構３１４のシャフトを回転させることで、ウエハ２００を載置したテーブル３１１が水平回転させられるように構成されている。また、テーブル支持機構３１４の下部には、テーブル支持機構３１４を昇降させる昇降機構４０５が設けられている。昇降機構４０５がテーブル支持機構３１４を昇降させることで、ウエハ２００を載置したテーブル３１１が、下方の基板搬送位置から上方の基板処理位置（図３の位置）まで昇降させられるように構成されている。回転機構４０４及び昇降機構４０５は、制御部１０８に接続されている。制御部１０８は、回転機構４０４及び昇降機構４０５が所定のタイミングにて所定の動作をするよう制御するように構成されている。
【００４７】
（ガス供給系の構成）
続いて、処理室３００内に処理ガスを供給するガス供給系の構成を説明する。
【００４８】
下側容器２１１の側壁であって、基板処理位置（図３の位置）にあるときのテーブル３１１の側方には、処理ガスを一時的に溜めるバッファ空間としてのガスバッファ室３０９
が設けられている。ガスバッファ室３０９は、テーブル３１１の外周（すなわちウエハ２００の外周）に沿って例えば円弧状に設けられている。ガスバッファ室３０９の内壁には、複数のガス供給孔３０３が設けられている。ガス供給孔３０３は、テーブル３１１の外周（すなわちウエハ２００の外周）に沿って例えば等間隔で開設されている。
【００４９】
ガスバッファ室３０９には、ガス供給管３２４の下流端が接続されている。ガス供給管３２４の上流側には、処理ガスとしてのシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給管１５、処理ガスとしての酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給管２５、処理ガスとしてのクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給管３５、処理ガスとしての不活性ガスを供給する不活性ガス供給管４５の下流端がそれぞれ接続されている。
【００５０】
シリコン含有ガス供給管１５には、上流側から順に、シリコン含有ガスとして例えば炭素（Ｃ）及び水素（Ｈ）を含むＴＥＯＳ（Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）ガスを供給するシリコン含有ガス供給源１３、流量制御器（流量制御手段）としてのマスフローコントローラ１２、及びバルブ１１が設けられている。バルブ１１、マスフローコントローラ１２には、制御部１０８が接続されている。制御部１０８は、処理室３００内へのシリコン含有ガスの供給動作や供給流量等を所定のタイミングにて制御するように構成されている。主に、シリコン含有ガス供給源１３、マスフローコントローラ１２、バルブ１１、シリコン含有ガス供給管１５、ガス供給管３２４、ガスバッファ室３０９、ガス供給孔３０３により、本実施形態に係るシリコン含有ガス供給系が構成されている。
【００５１】
酸素含有ガス供給管２５には、上流側から順に、酸素含有ガスとして例えば酸素（Ｏ２）ガスを供給する酸素含有ガス供給源２３、流量制御器（流量制御手段）としてのマスフローコントローラ２２、及びバルブ２１が設けられている。バルブ２１、マスフローコントローラ２２には、制御部１０８が接続されている。制御部１０８は、処理室３００内への酸素含有ガスの供給動作、供給流量等を所定のタイミングにて制御するように構成されている。主に、酸素含有ガス供給源２３、マスフローコントローラ２２、バルブ２１、酸素含有ガス供給管２５、ガス供給管３２４、ガスバッファ室３０９、ガス供給孔３０３により、本実施形態に係る酸素含有ガス供給系が構成されている。
【００５２】
クリーニングガス供給管３５には、上流側から順に、クリーニングガスとして例えばフッ素（Ｆ）を含む三フッ化窒素（ＮＦ３）ガスを供給するクリーニングガス供給源３３、流量制御器（流量制御手段）としてのマスフローコントローラ３２、及びバルブ３１が設けられている。バルブ３１、マスフローコントローラ３２には、制御部１０８が接続されている。制御部１０８は、処理室３００内へのクリーニングガスの供給動作、供給流量等を所定のタイミングにて制御するように構成されている。主に、クリーニングガス供給源３３、マスフローコントローラ３２、バルブ３１、クリーニングガス供給管３５、ガス供給管３２４、ガスバッファ室３０９、ガス供給孔３０３により、本実施形態に係るクリーニングガス供給系が構成されている。
【００５３】
不活性ガス供給管４５には、上流側から順に、不活性ガスとして例えば窒素（Ｎ２）ガスを供給する不活性ガス供給源４３、流量制御器（流量制御手段）としてのマスフローコントローラ４２、及びバルブ４１が設けられている。バルブ４１、マスフローコントローラ４２には、制御部１０８が接続されている。制御部１０８は、処理室３００内への不活性ガスの供給動作、供給流量等を所定のタイミングにて制御するように構成されている。主に、不活性ガス供給源４３、マスフローコントローラ４２、バルブ４１、不活性ガス供給管４５、ガス供給管３２４、ガスバッファ室３０９、ガス供給孔３０３により、本実施形態に係る不活性ガス供給系が構成されている。
【００５４】
主に、シリコン含有ガス供給系、酸素含有ガス供給系、クリーニングガス供給系及び不
活性ガス供給系により、本実施形態に係るガス供給系が構成されている。
【００５５】
（排気系の構成）
続いて、処理室３００内を排気する排気系の構成を説明する。
【００５６】
テーブル３１１を挟んでガス供給孔３０３と対向する下側容器２１１の側壁であって、基板処理位置にあるときのテーブル３１１の側方（ガス流れ制御リング３０２の下方）には、排気ガスを一時的に溜めるバッファ空間としての排気バッファ室３１０が設けられている。排気バッファ室３１０は、テーブル３１１の外周（すなわちウエハ２００の外周）に沿って例えば円弧状に設けられている。排気バッファ室３１０の上部には、複数の排気孔３０４が設けられている。排気孔３０４は、テーブル３１１の外周（すなわちウエハ２００の外周）に沿って例えば等間隔で開設されている。
【００５７】
排気バッファ室３１０には、排気管３２５の上流端が接続されている。排気管３２５には、上流側から順に、残留ガス計測計２４６、圧力検出器としての圧力センサ２４５、圧力調整装置としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ３２６、真空ポンプ３２７が設けられている。
【００５８】
圧力センサ２４５及びＡＰＣバルブ３２６には、制御部１０８が接続されている。制御部１０８は、圧力センサ２４５により検知した圧力情報に基づいて、処理室３００内の圧力が所定のタイミングにて所定の圧力（真空度）となるように、ＡＰＣバルブ３２６の開度を制御するように構成されている。また、残留ガス計測計２４６には、制御部１０８が接続されている。制御部１０８は、残留ガス計測計２４６により検知した排気ガス中の有機物等の分圧をモニタするように構成されている。
【００５９】
主に、排気孔３０４、排気バッファ室３１０、排気管３２５、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ３２６及び真空ポンプ３２７により、本実施形態に係る排気系が構成されている。
【００６０】
（テーブル昇降動作及びガス供給動作）
続いて、テーブル３１１の昇降動作や処理室３００内へのガス供給動作を説明する。
【００６１】
基板搬送位置に降下させられたテーブル３１１の載置面３１１ａ上には、ゲートバルブ１６１を介して搬入されたウエハ２００が、処理面が上面になるように水平姿勢で載置される。このとき、ガス流れ制御リング３０２は、排気バッファ室３１０及び排気バッファ室３１０上に一時的に載置されている。テーブル３１１が昇降機構４０５によって基板処理位置まで上昇されると、その途中で、テーブル３１１の外周端部にガス流れ制御リング３０２の内周端部が嵌め込まれ、テーブル３１１とガス流れ制御リング３０２とが共に上昇し、基板処理位置（図３に示す位置）で停止する。その結果、ガス流れ制御リング３０２は、排気孔３０４の上方に位置し、排気孔３０４と所定の間隔を空けて配置される。なお、ガス流れ制御リング３０２の外周端（外周部分）は、ガスバッファ室３０９の壁と所定の距離を開けた状態となっている。
【００６２】
その後、処理室３００内が所定の圧力となるように真空ポンプ３２７によって真空排気される。処理室３００内の圧力は、圧力センサ２４５で測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ３２６の開度をフィードバック制御することで調整される。そして、バルブ１１を開くことでシリコン含有ガス供給源１３からシリコン含有ガス供給管１５内に供給されたＴＥＯＳガスは、マスフローコントローラ１２にて所定の流量となるよう制御された後、シリコン含有ガス供給管１５、ガス供給管３２４内を流れ、ガスバッファ室３０９、ガス供給孔３０３を介して処理室３００内に供給される。処理室３００内に供給されたＴＥ
ＯＳガスは、ガス流れ制御リング３０２の表面上を通過し、ウエハ２００表面上に接触しつつウエハ２００表面（及び後述の光透過性窓３０８）に対して平行かつ均一に流れ、再びガス流れ制御リング３０２の表面上を通過した後、ガス流れ制御リング３０２下方の排気孔３０４を介して排気バッファ室３１０内に流れ、排気管３２５から排気される。なお、ＴＥＯＳ以外の処理ガスも、バルブ２１，３１，４１を開くことでＴＥＯＳガスと同様に処理室３００内に供給されて排気管３２５から排気される。
【００６３】
（光源格納室の構成）
次に、上側容器２１０内に形成されている光源格納室３０１の構成を説明する。
【００６４】
光源格納室３０１内の天井部付近には、光源としてのランプ２５１が複数設けられている。ランプ２５１は、テーブル３１１の載置面３１１ａに対向する位置に設けられており、後述する光透過性窓３０８を介して、処理室３００内に向けて光を照射するように構成されている。
【００６５】
ランプ２５１は、例えば、処理室３００内に供給された処理ガスを分解或いは活性化する紫外光等を照射するように構成されている。ランプ２５１としては、例えばエキシマランプ等が用いられる。ランプ２５１には、図示しないランプ電源が接続されている。ランプ電源には、制御部１０８が接続されている。制御部１０８は、ランプ２５１の点灯動作や輝度等を所定のタイミングにて制御するように構成されている。
【００６６】
光源格納室３０１内には、例えばアルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の希ガスが封入されるように構成されている。光源格納室３０１内に封入する希ガスの種類を変更することで、処理室３００内に照射される紫外光の波長を設定することができる。例えば、光源格納室３０１内にＡｒガスを封入した場合には、処理室３００内に主に波長１２６ｎｍの紫外光を照射することができ、Ｋｒガスを封入した場合には、主に波長１４６ｎｍの紫外光を照射することができ、Ｘｅガスを封入した場合には、主に波長１７２ｎｍの紫外光を照射することができる。本実施形態では、光源格納室３０１にＸｅガスを封入し、処理室３００に波長２００ｎｍ以下の紫外光を照射させるように構成されている。
【００６７】
処理室３００内に上述のＴＥＯＳガスを供給しつつ、Ｘｅガスが封入された光源格納室３０１内のランプ２５１から光透過性窓３０８を介して紫外光を照射することで、ウエハ２００表面（及び光透過性窓３０８）に対して平行かつ均一に流れるＴＥＯＳガスを分解或いは活性化させることができ、ウエハ２００上にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜、単にＳｉＯ膜とも呼ぶ）を形成することができる。紫外光が照射される前、ＴＥＯＳガスはＳｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｒ結合（Ｒは低級アルキル基）の状態にあるが、紫外光の照射によりＳｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｒ結合が分解され、すなわちＲがとれてシロキサン（Ｓｉ−Ｏ結合）になると共に、シロキサンが励起されて高分子化してウエハ２００上に供給される。その結果、ポリシロキサン（Ｓｉ−Ｏ結合）を含むシリコン酸化膜がウエハ２００上に形成される。
【００６８】
なお、ランプ２５１は、処理室３００内に供給された処理ガスを分解或いは活性化する紫外光に限らず、テーブル３１１の載置面３１１ａ上に載置されたウエハ２００を加熱する赤外光を照射するように構成されていてもよい。
【００６９】
（光透過性窓、窓温度調整部の構成）
次に、光透過性窓３０８及び窓温度調整部の構成について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、光透過性窓３０８及び窓温度調整部の縦断面図であり、図５は、光透過性窓３０８及び窓温度調整部の上面図である。
【００７０】
上述したように、処理室３００と光源格納室３０１との間には、光透過性窓３０８が設けられている。光透過性窓３０８は、封止部材としてのＯリング２２０を介して例えば上側容器２１０の下端開口に設置されている。光透過性窓３０８は、ランプ２５１から照射される光を透過可能な材料として例えば石英（ＳｉＯ２）等により形成されており、例えば円盤状の平板として形成されている。光透過性窓３０８が設けられることで、処理室３００と光源格納室３０１との間は気密に隔離され、それぞれの雰囲気や圧力等を独立して調整できる。
【００７１】
光源格納室３０１内のランプ２５１からの光は、光透過性窓３０８を介して処理室３００内に向けて照射されるが、このとき、光透過性窓３０８は、ランプ２５１からの光を一部吸収することによって加熱される。また、光透過性窓３０８は、光透過性窓３０８に付着した薄膜がランプ２５１からの光を一部吸収することによっても加熱される。また、光透過性窓３０８は、加熱された光源格納室３０１内のガス（希ガス）や処理室３００内のガス（処理ガス）に接触したり、加熱された部材（上側容器２１０等）からの熱伝達を受けることによっても加熱される。そのため、複数枚のウエハ２００を連続的に処理していくと、光透過性窓３０８の温度が徐々に上昇することになる。上述したように、発明者の鋭意研究によれば、光透過性窓３０８の温度上昇が成膜速度等に影響を与えており、これがウエハ２００間の基板処理の均一性を低下させる一要因となっていることが分かった。具体的には、成膜速度が光透過性窓３０８の温度に比例するように増加することがあり、これによりウエハ２００間の基板処理の均一性が低下してしまう場合があることが分かった。そこで本実施形態では、光透過性窓３０８の温度を調整する窓温度調整部を設けることにより、上述の課題を解決するようにしている。
【００７２】
窓温度調整部は、光透過性窓３０８の主面上に配設される抵抗加熱線２５７と、光透過性窓３０８との間で抵抗加熱線２５７を挟み込むと共に、光透過性窓３０８に抵抗加熱線２５７を接触させる光透過性板２５６と、を備えている。
【００７３】
抵抗加熱線２５７は、光透過性窓３０８上に所定の形状、所定の密度で配設されている。例えば図４に例示するように、抵抗加熱線２５７は、光透過性窓３０８上を所定の間隔で横断するように直線状に配設されつつ、光透過性窓３０８の外周付近で折り返すように（すなわち蛇行するように）配設されている。なお、図示しないが、抵抗加熱線２５７を、光透過性窓３０８上に渦巻き状に配設したり、或いは放射状に配設したりしてもよい。図５に例示するように、抵抗加熱線２５７の両端や各折り返し点等は、光透過性窓３０８の周囲に設けられた端子台２５８にそれぞれ固定されている。抵抗加熱線２５７は、通電されることでジュール熱を発生する例えばニクロム線等により構成されている。抵抗加熱線２５７の直径は例えば３ｍｍ以下に形成されている。これにより、ランプ２５１から照射される光の抵抗加熱線２５７による遮光量を極小にすることができる。
【００７４】
抵抗加熱線２５７の両端には、直流電源或いは交流電源として構成された窓加熱電源２６０が接続されている。光透過性窓３０８上には、熱電対等の温度測定子２５９が設けられている。窓加熱電源２６０及び温度測定子２５９は、温度コントローラ２６１にそれぞれ接続されている。温度コントローラ２６１は制御部１０８に接続されている。温度コントローラ２６１及び制御部１０８は、温度測定子２５９により検出された温度情報に基づいて窓加熱電源２６０の出力（抵抗加熱線２５７への通電量）を制御することにより、光透過性窓３０８の温度が所定の温度になるように（例えば所定の温度に維持されるように）制御するように構成されている。係る温度制御については後述する。
【００７５】
なお、抵抗加熱線２５７上には、抵抗加熱線２５７を光透過性窓３０８に密着させるよう、光透過性窓３０８との間で抵抗加熱線２５７を挟み込む光透過性板２５６が設けられている。光透過性板２５６は、光透過性窓３０８の全域を覆う円盤状或いは多角形状の平
板として形成されている。なお、光透過性板２５６は１枚の平板により構成されている場合に限らず、複数枚の平板により構成されていてもよい。光透過性板２５６により抵抗加熱線２５７を光透過性窓３０８に密着させることで、抵抗加熱線２５７から光透過性窓３０８への伝熱効率を向上させることができる。特に、温度変化により抵抗加熱線２５７が伸縮すると抵抗加熱線２５７が光透過性窓３０８から離れてしまうことがあるが、光透過性板２５６を設けることにより、抵抗加熱線２５７と光透過性窓３０８との接触を維持することができ、光透過性窓３０８の温度制御を確実つ効率的に行うことができる。なお、光透過性板２５６は、ランプ２５１から照射される光を透過可能な材料として例えば石英（ＳｉＯ２）等により形成されている。
【００７６】
主に、光透過性板２５６、抵抗加熱線２５７、端子台２５８、温度測定子２５９、窓加熱電源２６０、温度コントローラ２６１により、本実施形態に係る窓温度調整部が構成されている。
【００７７】
（３）基板処理工程
次に、半導体装置の製造工程の一工程として、ウエハ２００上にシリコン酸化膜を形成する成膜工程（Ｓ４０）、処理室３００内をクリーニングするクリーニング工程（Ｓ７０）、処理室３００内をプリコートする工程（Ｓ８０）を実施する基板処理工程について、主に図６を参照しながら説明する。図６は、基板処理工程を示すフロー図である。以下の説明において、基板処理装置１０１を構成する各部の動作は制御部１０８によって制御される。
【００７８】
なお、本実施形態では、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ Ｔｒｅｎｃｈ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）法による素子分離を行うために予め形成したウエハ２００表面のトレンチ（溝）を、成膜工程（Ｓ４０）を実施することでシリコン酸化膜により埋設する場合を一例として説明する。トレンチ（溝）は、ウエハ２００上の素子分離領域を露出させるようにレジストパターンを形成した後、これをエッチングマスクとして用いたドライエッチング等により形成される。以下に、詳細を説明する。
【００７９】
（ウエハ搬入工程（Ｓ１０））
まず、処理対象の複数枚のウエハ２００を収納したポッドＰＤ１〜ＰＤ４が図示しない工程内搬送装置から基板処理装置１０１に受け渡され、ロードポートＬＰ１〜ＬＰ４上に載置される。その後、大気搬送ロボット１２２や真空搬送ロボット１１２等による上述のウエハ搬送動作により、プロセスチャンバ１５１〜１５４が備える処理室３００内に処理対象のウエハ２００が順次搬入される。なお、ウエハ２００表面には上述のトレンチ（溝）が予め形成されている。ウエハ２００の搬入が完了したら、昇降機構４０５を作動させ、テーブル３１１を基板処理位置（図３の位置）まで上昇させる。
【００８０】
（減圧工程・ウエハ昇温工程（Ｓ２０））
テーブル３１１が基板処理位置まで上昇したら、処理室３００内が所定の圧力（１０Ｐａ〜１００Ｐａであって例えば１０Ｐａ）となるように真空ポンプ３２７によって真空排気する。この際、処理室３００内の圧力は圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ３２６の開度がフィードバック制御される。また、ウエハ２００が所定の温度（０〜１００℃であって例えば５０〜８０℃）となるようにヒータユニット３５０によって加熱する。この際、ウエハ２００の温度はテーブル３１１内の温度検出器で検出され、検出された温度情報に基づきヒータユニット３５０への通電具合がフィードバック制御される。
【００８１】
続いて、回転機構４０４によるテーブル３１１及びウエハ２００の回転を開始する。処理室３００内の圧力調整、ウエハ２００の温度調整、テーブル３１１及びウエハ２００の
回転は、少なくとも後述する成膜工程（Ｓ４０）が完了するまで継続する。ウエハ２００を回転させることで、後述する成膜工程（Ｓ４０）においてランプ２５１から照射される紫外光の抵抗加熱線２５７による遮光量（すなわち、ウエハ２００に照射される紫外光の光量）のウエハ面内均一性を向上させることができる。また、ウエハ２００上に供給されるＴＥＯＳガスの供給流量のウエハ面内均一性等を向上させることができる。
【００８２】
（光透過性窓の温度調整開始（Ｓ３０））
減圧工程・ウエハ昇温工程（Ｓ２０）と並行して、光透過性窓３０８が所定の温度となるように、窓温度調整部による光透過性窓３０８の温度調整を開始する。この際、光透過性窓３０８の温度が予め設定された所定の温度となるように、光透過性窓３０８に設けられた温度測定子２５９が検出した温度情報に基づき、抵抗加熱線２５７への通電具合がフィードバック制御される。光透過性窓３０８の温度調整は、後述するプリコート工程（Ｓ８０）が完了するまで継続する。なお、光透過性窓３０８の温度調整制御の詳細については後述する。
【００８３】
（成膜工程（Ｓ４０））
続いて、ウエハ２００上に形成されたトレンチ（溝）内をシリコン酸化膜によって埋設する成膜工程（Ｓ４０）を実施する。本工程では、まず、成膜速度が小さくなる第１の成膜圧力（例えば１０Ｐａ以下）での所定膜厚（例えば１〜２ｎｍ）のシリコン酸化膜（初期膜）の成膜工程（Ｓ４１）を実施し、その後、成膜速度が大きくなる第２の成膜圧力（例えば２０Ｐａ以上１００Ｐａ以下）でのシリコン酸化膜の成膜工程（Ｓ４２）と、パージ工程（Ｓ４３）と、を１サイクルとしてこのサイクルを所定回数行う（Ｓ４４）ことにより、成膜速度を向上させつつ、シリコン酸化膜中の残留有機物濃度を低減させるようにしている。以下、各工程（Ｓ４１〜Ｓ４４）を順次説明する。
【００８４】
（第１の成膜圧力での成膜工程（Ｓ４１））
バルブ１１を開くことでシリコン含有ガス供給源１３からシリコン含有ガス供給管１５内に供給されたＴＥＯＳガスは、マスフローコントローラ１２にて所定の流量となるように制御された後、シリコン含有ガス供給管１５、ガス供給管３２４内を流れ、ガスバッファ室３０９、ガス供給孔３０３を介して処理室３００内に供給される。このとき、不活性ガスとしての窒素（Ｎ２）ガスを不活性ガス供給源４３から処理室３００内に供給してもよい。その場合、窒素ガスは、ＴＥＯＳガスを希釈する希釈ガスとして、或いはＴＥＯＳガスの拡散を促すキャリアガスとして機能する。窒素ガスの供給流量を制御することで、ＴＥＯＳガスの濃度や拡散速度を制御することができる。
【００８５】
このとき並行して、Ｘｅガスが封入された光源格納室３０１内のランプ２５１を点灯させ、光透過性窓３０８を介し、処理室３００内に向けて（すなわち処理室３００内に供給されたＴＥＯＳガスに向けて）紫外光を照射する。このとき、照射する紫外光の強度は、ウエハ２００上において例えば３ｍＷ／ｃｍ２程度になるようにする。
【００８６】
処理室３００内にＴＥＯＳガスを供給しつつ、処理室３００内に向けて紫外光を照射することで、ウエハ２００表面及び光透過性窓３０８に対して平行かつ均一に流れるＴＥＯＳガスが分解或いは活性化され、ウエハ２００上にシリコン酸化膜が形成される。紫外光が照射される前、ＴＥＯＳガスはＳｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｒ結合（Ｒは低級アルキル基）の状態にあるが、紫外光の照射によりＳｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｒ結合が分解され、すなわちＲがとれてシロキサン（Ｓｉ−Ｏ結合）になると共に、シロキサンが励起されて高分子化してウエハ２００上に供給される。その結果、ポリシロキサン（Ｓｉ−Ｏ結合）を含むシリコン酸化膜がウエハ２００上に形成される。
【００８７】
ここで、ウエハ２００上に付着する反応生成物（シリコン酸化膜を構成するシリコン酸
化物）は、ウエハ２００上において、界面張力により、自身の密度の小さい所へ移動しようとし、また、平坦になろうとする性質を有している。この反応生成物の移動し易さを「成膜の流動性」と定義すると、この成膜の流動性が高くなるような成膜条件（例えば比較的高い圧力条件）では、形成されたシリコン酸化膜中の残留有機物の濃度（炭素や水素の濃度）が高くなってしまい、残留した有機物が後工程で抜けることで、シリコン酸化膜にボイドが発生しまう場合がある。そこで本工程（Ｓ４１）では、処理室３００内の圧力を、成膜速度が低くなる第１の成膜圧力、すなわち、成膜の流動性が低くなる第１の成膜圧力（比較的低い圧力であって、例えば１０Ｐａ以下）としている。これにより、ＴＥＯＳガスの分子当たりのエネルギを大きくさせることができ、ウエハ２００上のシリコンとシリコン酸化膜との密着性を向上させ、残留有機物の濃度が低く、耐熱性の優れたシリコン酸化膜を形成することができる。
【００８８】
予め設定された所定の時間が経過し、ウエハ２００上に所定の膜厚（例えば１〜２ｎｍ）のシリコン酸化膜（初期膜）が成膜されたら、第２の成膜圧力での成膜工程（Ｓ４２）を実施する。
【００８９】
（第２の成膜圧力での成膜工程（Ｓ４２））
本工程では、上述の成膜工程（Ｓ４１）と同様の手順で、処理室３００内にＴＥＯＳガスを供給しつつ、処理室３００内に向けて紫外光を照射することで、シリコン酸化膜を更に成膜する。このとき、処理室３００内の圧力は、成膜されるシリコン酸化膜の流動性が高くなり、また、成膜速度が大きくなる第２の成膜圧力（比較的高い圧力）とする。処理室３００内の圧力が２０Ｐａより小さいと成膜速度が小さくなり過ぎて実用的でない。また、処理室３００内の圧力が１００Ｐａより大きい圧力では、ＴＥＯＳガスの分子当たりのエネルギーが小さすぎるため、ガスの分解が進みにくくなってしまう。従って、第２の成膜圧力は、例えば２０Ｐａ以上１００Ｐａ以下の圧力とするとよい。
【００９０】
予め設定された所定の時間が経過し、所定の膜厚のシリコン酸化膜が形成されたら（例えばトレンチ（溝）の幅が１／４程度狭まるまでシリコン酸化膜を形成したら）、バルブ１１を閉じて処理室３００内へのＴＥＯＳガスの供給を停止すると共に、ランプ２７１による紫外光の照射を停止し、パージ工程（Ｓ４３）を実施する。
【００９１】
（パージ工程（Ｓ４３））
バルブ４１を開く（或いは開いた状態を維持する）ことで不活性ガス供給源４３から不活性ガス供給管４５内に供給された窒素ガスは、マスフローコントローラ４２にて所定の流量となるように制御された後、不活性ガス供給管４５、ガス供給管３２４内を流れ、ガスバッファ室３０９、ガス供給孔３０３を介して処理室３００内に供給される。この窒素ガスの処理室３００内への供給を行いつつ、処理室３００内を排気することで、処理室３００内をパージし、シリコン酸化膜中に含まれる残留有機物濃度を低減させることができる。なお、本工程では、残留ガス計測計２４６によりモニタしながら、排気ガス中の有機ガスの分圧が予め設定された設定値となるまでパージを継続する。この設定値は、予め実験等により最適値を求めておく。
【００９２】
（繰り返し工程（Ｓ４４））
その後、第２の成膜圧力での成膜工程（Ｓ４２）とパージ工程（Ｓ４３）とを１サイクルとしてこのサイクルを所定回数行うことにより、ウエハ２００上に形成されたトレンチ（溝）内を、残留有機物の少ないシリコン酸化膜によって完全に埋設する。なお、サイクルを繰り返す際、処理室３００内の圧力（第２の成膜圧力）及びウエハ温度は、一定としてもよいしサイクル毎に変化させてもよい。例えば、サイクルを繰り返すことでトレンチ（溝）の幅が狭くなってきたら、処理室３００内の圧力を高めて成膜の流動性を高めるようにしてもよい。また、上記においては、ＴＥＯＳガスの供給と紫外光の照射とを同時に
（並行して）行ったが、これらは別々に行ってもよい。すなわち、第１の成膜工程（Ｓ４１）や第２の成膜工程（Ｓ４３）においては、処理室３００内へのＴＥＯＳガスの供給を停止した後、ランプ２７１による紫外光の照射を開始するようにしてもよい。
【００９３】
（圧力復帰・ウエハ降温工程（Ｓ５０））
ウエハ２００上に所定膜厚のシリコン酸化膜が形成され、ウエハ２００上に形成されたトレンチ（溝）内がシリコン酸化膜によって完全に埋設されたら、処理室３００内への窒素ガスの供給を継続しつつ、ＡＰＣバルブ３２６の開度を調整し、処理室３００内の圧力を常圧に復帰させる。また、ヒータユニット３５０への通電を停止し、ウエハ２００の温度を所定の温度（ウエハ搬出温度）に降温させる。
【００９４】
（ウエハ搬出工程（Ｓ６０））
その後、回転機構４０４によるテーブル３１１及びウエハ２００の回転を停止させる。そして、上述した手順と逆の手順により、処理済のウエハ２００を処理室３００外に搬出すると共に、処理済みのウエハ２００と入れ替わりに次の未処理のウエハ２００を処理室３００内へ搬入する。その後、例えば１ロット分（２５枚）の全てのウエハ２００の処理が完了するまで、上述のウエハ搬入工程（Ｓ１０）からウエハ搬出工程（Ｓ６０）を繰り返し行う。全てのウエハ２００の処理が完了したら、処理済のウエハ２００を収容したポッドＰＤ１を、図示しない工程内搬送装置によって次の工程へ搬送する。
【００９５】
（クリーニング工程（Ｓ７０））
上述の成膜工程（Ｓ４０）を実施すると、ウエハ２００上だけではなく、光透過性窓３０８の下面や処理室３００の内壁等にもシリコン酸化膜が付着してしまう。シリコン酸化膜は、シリコン含有ガスに含まれていた炭化水素成分、例えばメチル基（ＣＨ３）やエチル基（ＣＨ２ＣＨ３）等を含んでおり、ランプ２７１からの紫外光を一部吸収する。そのため、光透過性窓３０８に形成されるシリコン酸化膜の膜厚が厚くなると、紫外光の吸収量が増加し、処理室３００内へ照射される紫外光の強度が低下したり、光透過性窓３０８の温度が上昇し易くなってしまう。また、付着したシリコン酸化膜が剥がれることで処理室３００内に異物（パーティクル）が発生し、シリコン酸化膜の膜質等を低下させてしまう。そこで、本実施形態では、成膜工程（Ｓ４０）を所定回数実施した後、光透過性窓３０８の下面や処理室３００の内壁等に付着したシリコン酸化膜を除去するクリーニング工程（Ｓ７０）を実施する。例えば、付着したシリコン酸化膜の膜厚が１μｍに達したり、成膜工程（Ｓ４０）を１０回繰り返したら、クリーニング工程（Ｓ７０）を実施することが好ましい。
【００９６】
処理済みのウエハ２００が処理室３００の外部に搬出された後、処理室３００内にウエハ２００が存在しない状態で、真空ポンプ３２７によって真空排気しつつ、処理室３００内にクリーニングガスとしての三フッ化窒素ガスを供給する。バルブ３１を開くことでクリーニングガス供給源３３からクリーニングガス供給管３５内に供給された三フッ化窒素ガスは、マスフローコントローラ３２にて所定の流量となるように制御された後、クリーニングガス供給管３５、ガス供給管３２４内を流れ、ガスバッファ室３０９、ガス供給孔３０３を介して処理室３００内に供給される。このとき、ＡＰＣバルブ３２６の開度を調整し、処理室３００内を所定のクリーニング圧力（例えば３００Ｐａ）とする。また、窓温度調整部により光透過性窓３０８を所定のクリーニング温度に加熱する。これにより、光透過性窓３０８の下面や処理室３００の内壁等に付着したシリコン酸化膜がエッチング等されて除去される。なおこのとき、不活性ガスとして窒素ガスを不活性ガス供給源４３から処理室３００内に供給してもよい。窒素ガスの供給流量を制御することで、三フッ化窒素ガスの濃度や拡散速度を制御することができる。予め設定された所定の時間が経過したら、バルブ３１を閉じ、処理室３００内への三フッ化窒素ガスの供給を停止すると共に、バルブ４１を開いて（或いは開いた状態を維持して、処理室３００内をパージする。
【００９７】
クリーニング工程（Ｓ８０）を実施することにより、光透過性窓３０８の透過性を向上でき、シリコン酸化膜による紫外光の吸収を抑制することができる。そして、処理室３００内に照射される紫外光の強度低下や、光透過性窓３０８の温度上昇をそれぞれ抑制することができる。また、処理室３００内におけるパーティクルの発生を防ぎ、基板処理の品質を向上させることができる。
【００９８】
（プリコート工程（Ｓ８０））
クリーニング工程（Ｓ７０）を実施した後は、続けて、プリコート工程（Ｓ８０）を実施する。仮に、プリコート工程（Ｓ８０）を実施することなく、クリーニング工程（Ｓ７０）直後に連続して成膜工程（Ｓ４０）を実施することとすれば、以下（ａ）〜（ｄ）のような不都合が生じることがある。すなわち、（ａ）処理室３００内に残留しているフッ素成分が、ウエハ２００上に形成されるシリコン酸化膜の膜質に影響を与えてしまう場合がある。（ｂ）処理室３００内に残留しているフッ素成分によって処理室３００内の熱輻射の伝達効率が変動し、処理室３００の温度が不安定となり、シリコン酸化膜の成膜速度が不安定となってしまう場合がある。（ｃ）クリーニング直後の処理室３００の内壁等にはシリコン含有ガスが吸着し易くなるため、シリコン含有ガスの消費量がクリーニング工程（Ｓ８０）に比べて増加してしまい、ウエハ２００上に形成されるシリコン酸化膜の成膜速度が低下してしまう場合がある。（ｄ）処理室３００の内壁からシリコン酸化膜が除去されているため、処理室３００内の状態がクリーニング工程（Ｓ７０）の前後で異なってしまい、シリコン酸化膜を形成する際の再現性が損なわれてしまう場合がある。本実施形態では、プリコート工程（Ｓ８０）を実施することにより、上述の不都合を回避することができる。
【００９９】
プリコート工程（Ｓ８０）は、上述の成膜工程（Ｓ４０）と同様の手順、同様の処理手順で行うことが出来る。なお、シリコン酸化膜を形成することのできるガスであれば、成膜工程（Ｓ４０）とは異なる処理ガス（ＴＥＯＳガス以外のシリコン含有ガス）を用いても構わない。また、プリコート工程（Ｓ８０）は、例えば１枚又は複数枚の予備成膜専用基板（ダミー用ウエハ）を用いて実施してもよい。
【０１００】
（光透過性窓の温度調整停止（Ｓ９０））
その後、窓温度調整部による光透過性窓３０８の温度調整を停止し、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。
【０１０１】
（４）光透過性窓の温度制御
続いて、上述の工程Ｓ３０〜工程Ｓ９０間において並行して行う光透過性窓３０８の温度調整制御につい説明する。
【０１０２】
上述したように、光源格納室３０１内のランプ２５１からの光は、光透過性窓３０８を介して処理室３００内に向けて照射されるが、このとき、光透過性窓３０８は、ランプ２５１からの光を一部吸収することによって加熱される。また、光透過性窓３０８は、光透過性窓３０８に付着したシリコン酸化膜がランプ２５１からの光を一部吸収することによっても加熱される。また、光透過性窓３０８は、加熱された光源格納室３０１内のガス（希ガス）や処理室３００内のガス（処理ガス）に接触したり、加熱された部材（上側容器２１０等）からの熱伝達を受けることによっても加熱される。そのため、成膜工程（Ｓ４０）を繰り返し実施し、複数枚のウエハ２００を連続的に処理していくと、光透過性窓３０８の温度が徐々に上昇することになる。発明者の鋭意研究によれば、光透過性窓３０８の温度上昇は成膜速度等に影響を与えており（例えば、光透過性窓の温度と成膜速度とが比例することがある）、これがウエハ２００間の基板処理の均一性を低下させる一要因となる。そこで本実施形態では、窓温度調整部によって光透過性窓３０８の温度を調整する
ことで、上述の課題を解決するようにしている。
【０１０３】
温度制御の一例を説明すると、例えば、１枚目のウエハ２００を処理する際（１回目の成膜工程（Ｓ４０）を実施する際）、窓温度調整部による加熱動作により光透過性窓３０８の温度を予め設定温度に上昇させておく。その後、２枚目以降のウエハ２００の処理を順次進めるにつれて（２回目の成膜工程（Ｓ４０）を順次繰り返すにつれて）、上述した光透過性窓３０８の温度上昇要因によって光透過性窓３０８の温度が徐々に増加することを考慮し、これを打ち消すように（光透過性窓３０８の温度が上述の設定温度に維持されるように）、窓温度調整部による加熱動作を緩和或いは停止させる（抵抗加熱線２５７への供給電力を順次減少させていく）。これにより、複数枚のウエハ２００を連続的に処理する際に光透過性窓３０８の温度変化を抑制することができる。その結果、複数枚のウエハ２００を連続的に処理する際の、ウエハ間における成膜速度の変化等を抑制させ、基板処理の均一性を向上させることができる。
【０１０４】
なお、参考までに、従来の処理炉の縦断面図を図８に示す。従来の処理炉は、処理室６０４と、載置面６１１ａを備えるテーブル６１１と、ガス供給管６０５と、ランプ６０１を備える光源格納室６１０と、処理室６０４内を排気する排気管６０６と、処理室６０４と光源格納室６１０とを気密に隔離する光透過性窓６０２と、を備えて構成されているが、光透過性窓６０２の温度を調整可能なようには構成されていない。そのため、複数枚のウエハ６００を連続的に処理すると、光透過性窓６０２の温度が光吸収や熱伝導によって徐々に上昇し、これにより成膜速度が徐々に増加する等変動し、ウエハ６００間における基板処理の均一性が低下してしまうことがあった。
【０１０５】
（５）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【０１０６】
（ａ）本実施形態によれば、成膜工程（Ｓ４０）を繰り返し実施する間、窓温度調整部によって光透過性窓３０８の温度を調整するようにしている。例えば、最初のウエハ２００を処理する際には、窓温度調整部による加熱動作により光透過性窓３０８の温度を所定の設定温度に上昇させておき、その後、複数枚のウエハ２００の処理を進めるにつれて、ランプ２７１からの光の照射により加熱される光透過性窓３０８の温度が上述の設定温度に維持されるように、窓温度調整部による加熱動作を緩和或いは停止させるようにしている。これにより、複数枚のウエハ２００を連続的に処理する際における光透過性窓３０８の温度変化を抑制することができる。その結果、複数枚のウエハ２００を連続的に処理する際の、ウエハ間における成膜速度の変化等を抑制させ、基板処理の均一性を向上させることができる。
【０１０７】
（ｂ）本実施形態によれば、抵抗加熱線２５７上には、抵抗加熱線２５７を光透過性窓３０８に密着させるよう、光透過性窓３０８との間で抵抗加熱線２５７を挟み込む光透過性板２５６が設けられている。光透過性板２５６により抵抗加熱線２５７を光透過性窓３０８に密着させることで、抵抗加熱線２５７から光透過性窓３０８への伝熱効率を向上させることができる。特に、温度変化により抵抗加熱線２５７が伸縮すると抵抗加熱線２５７が光透過性窓３０８から離れてしまうことがあるが、光透過性板２５６を設けることにより、抵抗加熱線２５７と光透過性窓３０８との接触を維持することができる。
【０１０８】
（ｃ）本実施形態によれば、ウエハ２００を回転させることで、成膜工程（Ｓ４０）においてランプ２５１から照射される紫外光の抵抗加熱線２５７による遮光量（すなわち、ウエハ２００に照射される紫外光の光量）のウエハ面内均一性を向上させることができる。また、ウエハ２００上に供給されるＴＥＯＳガスの供給流量等のウエハ面内均一性を向上させることができる。これにより、シリコン窒化膜のウエハ面内膜厚及び膜質均一性を向
上させることができる。
【０１０９】
（ｄ）本実施形態によれば、例えばニクロム線等により構成された抵抗加熱線２５７の直径を、例えば３ｍｍ以下としている。これにより、ランプ２５１から照射される光の、抵抗加熱線２５７による遮光量を極小にすることができる。
【０１１０】
（ｅ）本実施形態によれば、光透過性窓３０８及び光透過性板２５６を、ランプ２５１から照射される光を透過可能な材料である例えば石英（ＳｉＯ２）等により形成している。これにより、ランプ２５１から照射される光の抵抗加熱線２５７による遮光量を極小にすることができる。
【０１１１】
（ｆ）本実施形態に係る成膜工程（Ｓ４０）では、まず、成膜速度が小さくなる第１の成膜圧力（例えば１０Ｐａ以下）での所定膜厚（例えば１〜２ｎｍ）のシリコン酸化膜（初期膜）の成膜工程（Ｓ４１）を実施し、その後、成膜速度が大きくなる第２の成膜圧力（例えば２０Ｐａ以上１００Ｐａ以下）でのシリコン酸化膜の成膜工程（Ｓ４２）と、パージ工程（Ｓ４３）と、を１サイクルとしてこのサイクルを所定回数行う（Ｓ４４）。これにより、成膜速度を向上させつつ、シリコン酸化膜中の残留有機物濃度を低減させることができる。
【０１１２】
（ｇ）本実施形態によれば、付着したシリコン酸化膜の膜厚が所定の膜厚に達したり、成膜工程（Ｓ４０）を所定回数繰り返したら、クリーニング工程（Ｓ７０）を実施するようにしている。これにより、光透過性窓３０８の透過性を向上させ、シリコン酸化膜による紫外光の吸収を抑制することができる。そして、処理室３００内に照射される紫外光の強度低下や、光透過性窓３０８の温度上昇を抑制することができる。また、処理室３００内におけるパーティクルの発生を防ぎ、基板処理の品質を向上させることができる。
【０１１３】
（ｈ）本実施形態によれば、クリーニング工程（Ｓ７０）を実施した後、続けてプリコート工程（Ｓ８０）を実施するようにしている。これにより、次の成膜工程（Ｓ４０）において、処理室３００内に残留しているフッ素成分による影響を回避できる。また、成膜速度を安定させ、シリコン酸化膜を形成する際の再現性を向上させることができる。
【０１１４】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の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変更可能である。
【０１１５】
上述の実施形態における窓温度調整部は抵抗加熱線２５７を１系統のみ備えていたが、本発明は係る形態に限定されない。すなわち、窓温度調整部は、独立して電力が供給される抵抗加熱線を２系統以上備えていてもよい。
【０１１６】
例えば、図７に例示するように、窓温度調整部は、光透過性窓３０８の半面に配設される第１の抵抗加熱線２５７ａと、光透過性窓３０８の他の半面に配設される第２の抵抗加熱線２５７ｂと、を備え、第１の抵抗加熱線２５７ａへの電力供給と第２の抵抗加熱線２５７ｂへの電力供給とが、それぞれ窓加熱電源２６０ａ，２６０ｂにより行われるように構成されていてもよい。なお、窓加熱電源２６０ａ，２６０ｂには、それぞれ温度コントローラ２６１ａ，２６１ｂを接続し、温度コントローラ２６１ａ，２６１ｂと制御部１０８とにより上述の温度制御を独立して行うようにしてもよい。係る場合、光透過性窓３０８の面内の温度分布を面内均一とさせずに、意図的に変化させることができる。
【０１１７】
また例えば、図示しないが、窓温度調整部は、光透過性窓３０８の中心部に配設される第１の抵抗加熱線と、光透過性窓３０８の周縁部に配設される第２の抵抗加熱線と、を備
え、第１の抵抗加熱線への電力供給と第２の抵抗加熱線への電力供給とが上述のように独立して行われるようにしてもよい。例えば、光透過性窓３０８の中心部で温度が高く、光透過性窓３０８の周縁部で温度が低くなり易い場合には、第１の抵抗加熱線への通電量を第２の抵抗加熱線への通電量よりも小さくすることで、光透過性窓３０８の面内温度分布を均一化させることができる。逆に、光透過性窓３０８の中心部で温度が低く、光透過性窓３０８の周縁部で温度が高くなり易い場合には、第１の抵抗加熱線への通電量を第２の抵抗加熱線への通電量よりも大きくすることで、光透過性窓３０８の面内温度分布を均一化させることができる。
【０１１８】
また例えば、上述の実施形態では、抵抗加熱線２５７を光透過性窓３０８の上面に接触するように配設し、その上に光透過性板２５６を設けて光透過性窓３０８との間で挟み込むように構成した場合を例示したが、本発明は係る形態に限らず、抵抗加熱線２５７を光透過性窓３０８の下面に接触するように配設し、その下に光透過性板２５６を設けて光透過性窓３０８との間で挟み込むように構成してもよい。また、光透過性窓３０８内に抵抗加熱線２５７を埋め込んで一体化するように構成してもよい。
【０１１９】
また例えば、上述の実施形態では、成膜工程（Ｓ４０）において、シリコン含有ガスを処理室３００内に供給しつつ紫外光を照射するようにしているが、シリコン含有ガスを処理室３００内に供給した後、シリコン含有ガスの供給を停止した状態で、紫外光を照射するようにしてもよい。
【０１２０】
また例えば、上述の実施形態では、成膜工程において、まず、第１の成膜圧力（〜１０Ｐａ）で成膜する工程（Ｓ４１）を行った後、第２の成膜圧力（２０〜１００Ｐａ）で成膜する工程（Ｓ４２）を行った場合を例示したが、本発明は係る形態に限らず、例えば第１の成膜圧力で成膜する工程（Ｓ４１）を行わず、最初から第２の成膜圧力で成膜する工程（Ｓ４２）を行い、シリコン酸化膜を形成するようにしてもよい。
【０１２１】
また例えば、上述の実施形態では、ランプ２５１から照射される紫外光により処理室３００内に供給したＴＥＯＳガスを分解して得られた活性種等をウエハ２００上に供給してウエハ２００上にシリコン酸化膜が形成する場合を例示したが、本発明は係る形態に限らず、例えばランプアニール装置のように、ランプ２５１から照射される赤外光によりウエハ２００を加熱するランプ加熱方式にも適用可能である。
【０１２２】
また上述の実施形態では、炭素及び水素を含むシリコン含有ガスとしてテトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４、略称：ＴＥＯＳ）を例示したが、本発明は係る形態に限らず、例えばテトラメチルシクロテトラシロキサン（［（ＣＨ３）ＨＳｉＯ］４、略称：ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（［（ＣＨ３）２ＳｉＯ］４、略称：ＯＭＣＴＳ）、オクタメチルトリシロキサン（Ｓｉ２Ｏ２（ＣＨ３）８、略称：ＯＭＴＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（［（ＣＨ３）２ＳｉＯＳｉ（ＣＨ３）３］、略称：ＨＮＤＳＯ）、テトラメトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣＨ３）４、略称：ＴＭＯＳ）、ヘキサメチルシクロトリシラザン（Ｓｉ３Ｃ３Ｈ２１Ｎ３、略称：ＨＭＣＴＳＮ）、ヘキサメチルシクロトリシロキサン（［ＳｉＯ（ＣＨ３）２］、略称：ＨＭＣＴＳ）等の有機原料を用いることができる。
【０１２３】
また例えば、酸素含有ガスとして酸素（Ｏ２）ガスを例示したが、これに限らず、例えば、オゾン（Ｏ３）ガスを用いても良く、またこれらを組み合わせて用いても良い。
【０１２４】
また例えば、クリーニングガスとして三フッ化窒素（ＮＦ３）ガスを例示したが、これに限らず、例えば、フッ化水素（ＨＦ）ガス、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）ガス、フッ素（Ｆ２）ガス等のフッ素（Ｆ）や塩素（Ｃｌ）等のハロゲンを含むハロゲン含有ガスを用い
ても良く、またこれらを組み合わせて用いても良い。
【０１２５】
また上述の実施形態では、不活性ガスとして窒素（Ｎ２）ガスを例示したが、本発明は係る形態に限らず、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガス等を用いても良く、また窒素ガスとこれらの希ガスとを組み合わせて用いても良い。
【０１２６】
＜本発明の好ましい態様＞
次に、本発明の好ましい態様を付記する。
【０１２７】
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に設けられ、基板を載置する載置面を備える基板載置部と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給系と、
前記基板載置部の前記載置面に対向する位置に設けられ、前記処理室内に向けて光を照射する光源を備える光源格納室と、
前記処理室と前記光源格納室とを気密に隔離する光透過性窓と、
前記光透過性窓の温度を調整する窓温度調整部と、を備える
基板処理装置が提供される。
【０１２８】
好ましくは、
前記窓温度調整部は、
前記光透過性窓の主面上に配設される抵抗加熱線と、
前記光透過性窓との間で前記抵抗加熱線を挟み込むと共に、前記光透過性窓に前記抵抗加熱線を接触させる光透過性板と、を備える。
【０１２９】
また好ましくは、
前記窓温度調整部は、
前記光透過性窓の主面上に配設される冷却媒体流路と、
前記光透過性窓との間で前記冷却媒体流路を挟み込むと共に、前記光透過性窓に前記冷却媒体流路を接触させる光透過性板と、備える。
【０１３０】
また好ましくは、
前記基板載置部を回転させる回転機構を備える。
【０１３１】
また好ましくは、前記光透過性窓は石英から構成される。
【０１３２】
また好ましくは、前記光透過性板は石英から構成される。
【０１３３】
また好ましくは、
前記抵抗加熱線の直径は３ｍｍ以下である。
【０１３４】
また好ましくは、
前記窓温度調整部は、独立して電力が供給される抵抗加熱線を２系統以上備える。
【０１３５】
また好ましくは、
前記窓温度調整部は、
前記光透過性窓の半面に配設される第１の抵抗加熱線と、
前記光透過性窓の他の半面に配設される第２の抵抗加熱線と、を備え、
前記第１の抵抗加熱線への電力供給と前記第２の抵抗加熱線への電力供給とが独立して
行われる。
【０１３６】
また好ましくは、
前記窓温度調整部は、
前記光透過性窓の中心部に配設される第１の抵抗加熱線と、
前記光透過性窓の周縁部に配設される第２の抵抗加熱線と、を備え、
前記第１の抵抗加熱線への電力供給と前記第２の抵抗加熱線への電力供給とが独立して行われる。
【０１３７】
また好ましくは、
複数枚の基板を連続して処理する際、
まず、前記窓温度調整部による加熱動作により前記光透過性窓の温度を所定の設定温度に上昇させておき、
その後、複数枚の基板の処理を進めるにつれて、前記光源からの光の照射により加熱される前記光透過性窓の温度が前記設定温度に維持されるように、前記窓温度調整部による加熱動作を緩和或いは停止させる制御部を有する。
【０１３８】
また好ましくは、
前記光源は、前記処理室内に供給された処理ガスを活性化する紫外光を照射する。
【０１３９】
また好ましくは、
前記光源は、前記基板載置部に支持された前記基板を加熱する赤外光を照射する。
【０１４０】
本発明の他の態様によれば、
処理室内に基板を搬入して基板載置部の載置面上に載置する工程と、
ガス供給系から前記処理室内に処理ガスを供給する工程と、
前記基板載置部の載置面に対向する位置に設けられた光源を備える光源格納室と前記処理室とを気密に隔離する光透過性窓を介し、前記光源から、前記処理室内に向けて光を照射する工程と、
前記光透過性窓の温度を窓温度調整部により調整する工程と、
前記処理室内から前記基板を搬出する工程と、を有する
半導体装置の製造方法が提供される。
【０１４１】
好ましくは、
前記光を照射する工程では、回転機構により前記基板載置部を回転させる。
【０１４２】
また、好ましくは、
前記光透過性窓の温度を調整する工程では、
まず、前記窓温度調整部による加熱動作により前記光透過性窓の温度を所定の設定温度に上昇させておき、
その後、複数枚の基板の処理を進めるにつれて、前記光源からの光の照射により加熱される前記光透過性窓の温度が前記設定温度に維持されるように、前記窓温度調整部による加熱動作を緩和或いは停止させる。
【符号の説明】
【０１４３】
１０１ 基板処理装置
２００ ウエハ（基板）
２５１ ランプ（光源）
２５７ 抵抗加熱線
３００ 処理室
３０１ 光源格納室
３０８ 光透過性窓
３１１ テーブル（基板載置部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に設けられ、基板を載置する載置面を備える基板載置部と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給系と、
前記基板載置部の前記載置面に対向する位置に設けられ、前記処理室内に向けて光を照射する光源を備える光源格納室と、
前記処理室と前記光源格納室とを気密に隔離する光透過性窓と、
前記光透過性窓の温度を調整する窓温度調整部と、を備える
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記窓温度調整部は、
前記光透過性窓の主面上に配設される抵抗加熱線と、
前記光透過性窓との間で前記抵抗加熱線を挟み込むと共に、前記光透過性窓に前記抵抗加熱線を接触させる光透過性板と、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
処理室内に基板を搬入して基板載置部の載置面上に載置する工程と、
ガス供給系から前記処理室内に処理ガスを供給する工程と、
前記基板載置部の載置面に対向する位置に設けられた光源を備える光源格納室と前記処理室とを気密に隔離する光透過性窓を介し、前記光源から、前記処理室内に向けて光を照射する工程と、
前記光透過性窓の温度を窓温度調整部により調整する工程と、
前記処理室内から前記基板を搬出する工程と、を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に設けられ、基板を載置する載置面を備える基板載置部と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給系と、
前記基板載置部の前記載置面に対向する位置に設けられ、前記処理室内に向けて光を照射する光源を備える光源格納室と、
前記処理室と前記光源格納室とを気密に隔離する光透過性窓と、
前記光透過性窓の温度を調整する窓温度調整部と、を備える
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記窓温度調整部は、
前記光透過性窓の主面上に配設される抵抗加熱線と、
前記光透過性窓との間で前記抵抗加熱線を挟み込むと共に、前記光透過性窓に前記抵抗加熱線を接触させる光透過性板と、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
処理室内に基板を搬入して基板載置部の載置面上に載置する工程と、
ガス供給系から前記処理室内に処理ガスを供給する工程と、
前記基板載置部の載置面に対向する位置に設けられた光源を備える光源格納室と前記処理室とを気密に隔離する光透過性窓を介し、前記光源から、前記処理室内に向けて光を照射する工程と、
前記光透過性窓の温度を窓温度調整部により調整する工程と、
前記処理室内から前記基板を搬出する工程と、を有する
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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２５６７２４（Ｐ２０１２−２５６７２４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２９０６０（Ｐ２０１１−１２９０６０）
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【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１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【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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