JP2005101228A

JP2005101228A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2005101228A
Application number: JP2003332277A
Authority: JP
Inventors: Kenji Shinozaki; 賢次篠崎
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2003-09-24
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】ランプ等の加熱体の温度上昇を抑制して加熱体の寿命の低下を抑制でき、また、加熱体が原因となる汚染を低下できる処理炉を備えた基板処理装置を提供する。
【解決手段】
基板２１を処理するチャンバ１１であって、外部雰囲気と内部雰囲気とを隔離可能なチャンバ１１と、加熱体７１であって、加熱体からの放射光によって基板２１を加熱する加熱体７１と、少なくともチャンバ１１の内部に設けられた管５１であって、管５１の内部の雰囲気がチャンバ１１の内部雰囲気と隔離され、加熱体７１からの放射光を透過させる管５１とを備え、加熱体７１を管５１の内部に設ける。
【選択図】図５

Description

この発明は、基板処理装置に関するものである。

図１を参照し、従来の基板処理装置に使用されている処理炉を詳細に説明する。
処理炉２１０は、ウエハ２２０を搭載するサセプタ２２１と、上側ランプ群２３１および下側ランプ２３２群からなるヒータアッセンブリとをチャンバ２１１内に備えている。上側ランプ群２３１および下側ランプ２３２群により基板を加熱し、チャンバ蓋２１３に設けたプロセスガス供給孔２１５からプロセスガスを減圧にしたチャンバ２１１内に供給し、チャンバ側壁２１２に設けた排気孔２１６およびチャンバ底２１４に設けた排気孔２１７より排気しながら、ウエハ２２０の処理を行う。

しかしながら、このような従来の基板処理装置に使用されている処理炉では、ランプ群２３１、２３２に使用されているランプが真空中にありこれらのランプの冷却手段がないので、ランプ寿命を極端に低下させるという問題があった。図３には、ランプの末端のシール部温度とシール部寿命の関係を示す。このように、シール部温度が高いとシール部の寿命が極端に低下する。

図２は、図１のＡ部の部分拡大図であり、ランプ群２３２に使用されているランプ２３８の端部の状態を示したものである。ランプ管２３５の内部のフィラメント２３７はランプ管２３５内においてモリブデン箔２３６に取り付けられており、モリブデン箔２３６からランプ管２３５の外部にリード線２３４が延在している。リード線２３４は電極２３３に取り付けられている。電極２３３内部は水冷されているが、リード線２３４の部分が高温になり汚染源となるという問題もある。

さらに、ランプが割れた再、ランプの内部のハロゲンガスがチャンバ内に充満することにより、チャンバやウエハを汚染するという問題もある。

従って、本発明の主な目的は、ランプの温度上昇を抑制してランプの寿命の低下を抑制でき、また、ランプが原因となる汚染を低下できる処理炉を備えた基板処理装置を提供することにある。

本発明によれば、
その内部で基板を処理するチャンバであって、その外部雰囲気と内部雰囲気とを隔離可能な前記チャンバと、
加熱体であって、前記加熱体からの放射光によって前記基板を加熱する前記加熱体と、
少なくとも前記チャンバの内部に設けられた管であって、前記管の内部の雰囲気が前記チャンバの前記内部雰囲気と隔離され、少なくとも前記基板に面する部分においては前記加熱体からの前記放射光を透過させる前記管と、を備え、
前記加熱体が前記管の内部に設けられ、
前記管にフランジを設け、前記フランジがＯリングを介して前記チャンバに気密に取り付けられていることを特徴とする基板処理装置が提供される。

好ましくは、前記管内に仕切を設ける。

また、好ましくは、前記管の断面が円形または楕円形である。

また、好ましくは、前記管と前記加熱体との間に冷却媒体を流す。

また、好ましくは、上記基板処理装置は、前記加熱体および前記管と前記基板を処理する基板処理位置との間に、前記基板を前記基板処理位置から移動可能な基板移動体であって、前記基板を処理中には、前記基板を上から見て前記基板の外部に移動可能な前記基板移動体をさらに備える。
この場合に、さらに好ましくは、前記基板移動体は、前記基板を上から見た場合に、前記基板、前記加熱体および前記管の外部に設ける。

また、好ましくは、上記基板処理装置は、前記基板を支持する基板支持体と前記基板支持体を上下する際に使用する前記基板支持体上下体をさらに備え、
前記基板支持体上下体を前記基板を上から見て前記基板の外部に設け、
前記基板支持体上下体により前記基板支持体の一部を上下することにより、前記基板を前記基板を処理する処理位置から移動させることができる。
この場合に、さらに好ましくは、前記基板支持体上下体は、前記基板を上から見た場合に、前記基板、前記加熱体および前記管の外部に設ける。

また、好ましくは、上記基板処理装置は、前記加熱体による前記基板の加熱を補助する補助加熱体をさらに備え、前記補助加熱体は、前記補助加熱体からの放射光を透過させる板によって前記チャンバの前記内部雰囲気と隔離された領域に配置される。

また、好ましくは、前記管は、前記チャンバを貫通して設けられている。
また、好ましくは、前記管は、１本または複数本設けられている。
また、好ましくは、前記管は、前記加熱体からの放射光に対して透明または半透明である。
また、好ましくは、前記加熱体は、ランプまたはヒーターである。

また、好ましくは、前記管は、１本または複数本設けられており、一つまたは複数の前記管の両端にフランジが設けられている。さらに好ましくは、このフランジは、前記一つまたは複数の管の両端に溶接されている。
また、好ましくは、前記管は、複数本設けられており、前記複数の管の両端にフランジが設けられている。さらに好ましくは、このフランジは、前記一つまたは複数の管の両端に溶接されている。
また、好ましくは、前記管は、複数本設けられており、前記複数の管は、それぞれの両端において、一枚のフランジに共通して取り付けられている。
また、好ましくは、前記チャンバは、減圧可能であり、前記管が減圧に耐えることができる構造である。
また、好ましくは、前記管の外部でかつ基板中心部を除いた領域にリング状にシングルエンドランプを備える。

また、本発明の好ましい他の態様においては、本発明の基板処理装置は、
棒状加熱体を平行に並べた加熱体列を複数段備え、
ある段の前記棒状加熱体中心線から伸びる、前記加熱体列面の垂線上に、他の段の前記棒状加熱体がないように棒状加熱体を配置する。

また、本発明の好ましい他の態様においては、本発明の基板処理装置は、棒状加熱体を平行に並べた配置を持ち、主に一部（端部、一方）のみ加熱する棒状偏加熱体を一つまたは複数含む。この場合に、好ましくは、隣接する前記棒状偏加熱体の間で、偏加熱部を反対に配置する。

また、本発明の好ましい他の態様においては、本発明の基板処理装置は、
主に一方（端部）のみ加熱する棒状偏加熱体を複数備え、
偏加熱部をある一方に配置した一つまたは複数の棒状偏加熱体と、
偏加熱部を反対に配置した、一つまたは複数の棒状の棒状偏加熱体を備える。
この場合に、好ましくは、隣接する前記棒状偏加熱体の間で、偏加熱部を反対に配置する。

また、本発明の好ましい他の態様においては、本発明の基板処理装置は、一つの処理炉に、複数の棒状ランプ（ダブルエンド型ランプ）を並べた加熱部と、ウエハの中心部を除いたリング状にシングルエンドランプを配置した加熱部を備える。

また、上記各態様の基板処理装置を使用してシリコン半導体ウエハ等のウエハを処理することにより、半導体装置を製造することができる。

本発明によれば、ランプの温度上昇を抑制してランプの寿命の低下を抑制すると共に、、ランプが原因となる汚染を低下でき、その結果、メンテナンス間隔が長く、チャンバやウエハ汚染が低減できる基板処理装置提供でき、実用上極めて大きな効果がある。

次に、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する

本実施例の基板処理装置の処理炉は、その内部で基板としてのウエハを処理するチャンバであって、外部雰囲気（大気）と内部雰囲気とを隔離可能であって、内部を減圧にできるチャンバと、加熱体としての複数本のランプであって、放射光によって基板としてのウエハを加熱する複数本のランプと、少なくともチャンバの内部に設けられた複数本の管であって、管の内部の雰囲気がチャンバの内部雰囲気と隔離され、加熱体としてのランプからの放射光を透過させる管とを備え、加熱体としてのランプは管の内部に設けている。管は石英製であり、管の断面は円形または楕円形である。また、複数本の管の両端にフランジを設けており、複数の管は、それぞれの両端において、一枚のフランジに共通してそれぞれ取り付けられている。そして、複数本の管は、これらのフランジを用いてチャンバに取り付けられている。また、管と加熱体としてのランプとの間には冷却媒体としての空冷ガスが流されている。

次に、図面を参照して、本実施例をより詳細に説明する。
図４は、本発明の実施例１の基板処理装置の処理炉を説明するための概略横断面図である。図５は、本発明の実施例１の基板処理装置の処理炉を説明するための概略上面図である。図６は、図５のＤＤ線縦断面図である。図７は、図５のＥＥ線縦断面図である。図８は、本発明の実施例１〜７で使用されるチャンバ貫通石英管を説明するための概略斜視図である。図９は、本発明の実施例１〜７で好適に使用可能なチャンバ貫通石英管の他の例を説明するための概略斜視図である。

図４〜７を参照すると、処理炉１０は、チャンバ１１と、サセプタ２４と、上側ランプ群７０および下側ランプ群７２からなるヒータアッセンブリとを備えている。チャンバ１１は、チャンバ蓋１３とチャンバ本体１２とを備え、チャンバ本体１２は、チャンバ側壁１５とチャンバ底１４とを備えている。チャンバ側壁１５は、４つのチャンバ側壁１６、１７、１８、１９からなっている。処理基板であるウエハ２１は、サセプタ２４に搭載されて処理される。サセプタ２４は、サセプタ２３およびその内部のサセプタ２２からなっている。サセプタ２２の内側には、ウエハ２１よりも少し小さい貫通孔２４１が設けられており、ウエハ２１の周辺部をサセプタ２２によって保持している。ウエハ２１がサセプタ２４に搭載された状態で、ウエハ２１、サセプタ２４、チャンバ蓋１３、チャンバ側壁１６、１７、１８、１９によって処理室２０を画成している。チャンバ１１のチャンバ側壁１６にはフランジ２５が取り付けられ、フランジ２５の側端には、ゲートバルブ２６が取り付けられている。フランジ２５の天井には、プロセスガス供給管２７が設けられ、プロセスガスを処理室２０に供給し得るようになっている。そして、プロセスガスはチャンバ側壁１７に設けられたプロセスガス排気口２８より処理室２０外へ排気される。ウエハ２１は、ゲートバルブ２６を経由してチャンバ１１内に搬入され、突上げピン４０の上下により、サセプタ２２に搭載される。また、処理が終わったウエハ２１は、突上げピン４０によりサセプタ２２から持ち上げられ、ゲートバルブ２６を介してチャンバ１１から搬出される。なお、突上げピン４０は、突き上げピン上下機構４１により上下する。

上側ランプ群７０では、図８に示すように、石英製円管５１を複数本並べて両端にフランジ５３を溶接したチャンバ貫通石英管５０を、チャンバ１１に取り付けている。なお、隣接する石英製円管５１同士の間には隙間が設けられている。さらに、突上げピン４０が石英製円管５１の間を移動できるように、突上げピン４０が存在するところは、隣接する石英製円管５１同士の間を広くしている。チャンバ貫通石英管５０は、チャンバ後部（ゲートバルブ２６と反対側）の側壁１７に設けた貫通孔４３より挿入し、チャンバ貫通石英管５０の先端を、チャンバ側壁１６の貫通孔４２に挿入し、チャンバ貫通石英管５０の先端のフランジ５３をチャンバ側壁１６に設けたフランジ４４にＯリング（図示せず）を介して押圧する。一方、チャンバ貫通石英管５０の後端のフランジ５３をチャンバ貫通石英管押えフランジ２９によりＯリング（図示せず）を介して押圧し、チャンバ貫通石英管５０の前後２ヶ所のＯリング（図示せず）を押圧しながら固定する。このように、チャンバ貫通石英管５０の両端とチャンバ１１との間はＯリングによりシールされているので、チャンバ１１内の雰囲気とチャンバ貫通石英管５０の内部の雰囲気とを隔離することができ、その結果、チャンバ１１内を減圧すると共に、チャンバ貫通石英管５０の内部に冷却媒体としての空冷用のガスを流すことができる構造となっている。

チャンバ貫通石英管５０の複数本の石英製円管５１の内部には、ランプ７１がそれぞれ挿入されている。ランプ空冷ガスは、空冷ガス供給口３４より供給され、チャンバ３０を介してチャンバ貫通石英管５０の内部に流入し、チャンバ貫通石英管５０とランプ７１との間を通って、チャンバ３１内に流出し、その後、空冷ガス排気口３５より排気される。

下側ランプ群７２では、石英製円管でできたチャンバ貫通石英管５２を、チャンバ１１に貫通させている。チャンバ貫通石英管５２の両端とチャンバ１１との間はＯリング（図示せず）によりシールされ、チャンバ１１内を減圧することが可能な構造となっている。すなわち、チャンバ１１のチャンバ側壁１８に取り付けられたチャンバ貫通石英管押さえフランジ３８に対してチャンバ貫通石英管押さえフランジ３９によってチャンバ貫通石英管５２の一端をＯリング（図示せず）を介して押さえつけることにより取り付けられ、チャンバ１１のチャンバ側壁１９に取り付けられたチャンバ貫通石英管押さえフランジ３８に対してチャンバ貫通石英管押さえフランジ３９によってチャンバ貫通石英管５２の他端をＯリング（図示せず）を介して押さえつけることにより取り付けられているので、チャンバ１１内の雰囲気とチャンバ貫通石英管５２の内部の雰囲気とを隔離することができ、その結果、チャンバ１１内を減圧すると共に、チャンバ貫通石英管５２の内部に冷却媒体としての空冷用のガスを流すことができる構造となっている。チャンバ貫通石英管５２の内部にランプ７３が挿入されている。ランプ空冷ガスは、空冷ガス供給口３６より供給され、チャンバ３２を介してチャンバ貫通石英管５２の内部に流入し、チャンバ貫通石英管５２とランプ７３との間を通って、チャンバ３３内に流出し、その後、空冷ガス排気口３７より排気される。

なお、本実施例のように、チャンバ貫通石英管５０、５２を使用しないで、石英平板を処理室とランプとの間に設ける場合に、処理室を減圧にする一方、ランプには空冷用のガスを流すためには、石英平板によって、処理室とランプを設けた部分との間の真空耐圧を持たせる必要があり、その場合には、数ｃｍの厚さの石英平板が必要である。このような厚い石英平板を使用すると、石英平板によって必要ランプ光を減衰させて加熱効率が低下し、また、石英平板が温度上昇して処理が終わった後でもウエハが降温しないという問題がある。また、石英平板を処理室とランプとの間に設けるので、突上げピンを設けることが難しいという問題もある。

これに対して、本実施例のチャンバ貫通石英管５０および５２では、それに使用する石英製円管の厚さは１ｍｍ程度で処理室２０とランプ７１、７３との間の真空耐圧を持たせることができる。

さらに、チャンバ貫通石英管５０、５２とランプ７１、７３との間に空冷用のガスを流すことにより、ランプ７１、７３と薄いチャンバ貫通石英管５０、５２を容易に冷却することができる。

また、ランプ７１、７３はチャンバ貫通石英管５０、５２にそれぞれ収容されており、チャンバ貫通石英管５０、５２の雰囲気は、チャンバ１１内部の雰囲気と隔離されているので、ランプ７１、７３による汚染も防止できる。

なお、チャンバ貫通石英管５０の別の実施例として、図９に示すようなチャンバ貫通石英管５０を使用することもできる。断面が楕円形の石英製円管５４を複数本並べて両端にフランジ５３を溶接したチャンバ貫通石英管５０形成している。なお、隣接する石英製円管５４同士の間には隙間が設けられている。さらに、突上げピン４０が石英製円管５４の間を移動できるように、突上げピン４０が存在するところは、隣接する石英製円管５４同士の間を広くしている。チャンバ貫通石英管５０の複数本の石英製円管５４の内部には、２〜３本のランプ７１がそれぞれ挿入されている。

別の実施例としては、断面が多角形、長方形などの石英管の場合もある。また、石英管の内部に仕切がある場合もある。

図５〜７を参照すると、本実施例の基板処理装置の処理炉１０は、ウエハ２０の放射率を測定し、その放射率を計算するための非接触式の放射率測定手段を備える。すなわち、チャンバ蓋１３上に放射率測定部１０１を設け、その内部に放射率測定用プローブ１０２を設ける。チャンバ蓋１３に貫通孔１０３を設け、ウエハからの放射光を放射率測定用プローブ１０２で測定できるようにする。放射率測定用プローブ１０２からの信号は、放射率検出部１１１に送られ、そこで、放射率が求められ、主制御部１１０に送られる。

処理炉１０は更に温度検出手段である複数の温度測定用プローブ１０５を備える。好ましくは、ウエハ２０の異なる部分の温度をそれぞれ測定するために位置決めされた５個のプローブ１０５を含む。これによって処理サイクル中の温度の均一性が確保される。これらの温度測定用プローブ１０５はチャンバ蓋１３に固定され、すべての処理条件においてウエハ２０のデバイス面から放射される光子密度を常に測定する。プローブ１０５によって測定された光子密度に基づき温度検出部１１５にてウエハ温度に算出され、主制御部１１０にて放射率による補正が行われた後、設定温度と比較される。主制御部１１０は比較の結果、あらゆる偏差を計算し、加熱制御部１１２を介してヒータアッセンブリ内の加熱手段である上側ランプ群７０、下側ランプ群７２の複数ゾーンへの電力供給量を制御する。なお、主制御部１１０は、突上げピン上下機構４１を制御する駆動制御部１１３およびプロセスガス供給および空冷ガス供給を制御するガス制御部１１４をさらに備えている。

本実施例の基板処理装置の処理炉は、その内部で基板としてのウエハを処理するチャンバであって、外部雰囲気（大気）と内部雰囲気とを隔離可能であって、内部を減圧にできるチャンバと、加熱体としての複数本のランプであって、放射光によって基板としてのウエハを加熱する複数本のランプと、少なくともチャンバの内部に設けられた複数本の管であって、管の内部の雰囲気がチャンバの内部雰囲気と隔離され、加熱体としてのランプからの放射光を透過させる管とを備え、加熱体としてのランプは管の内部に設けている。管は石英製であり、管の断面は円形である。また、複数本の管の両端にフランジを設けており、複数の管は、それぞれの両端において、一枚のフランジに共通してそれぞれ取り付けられている。そして、複数本の管は、これらのフランジを用いてチャンバに取り付けられている。また、管と加熱体としてのランプとの間には冷却媒体としての空冷ガスが流されている。

そして、棒状加熱体としてのランプを複数本平行に並べた配置を持ち、その内の一つまたは複数を、主に一部（端部、一方）のみ加熱する棒状偏加熱体としている。そして、主に一方（端部）のみ加熱する棒状偏加熱体を複数備える場合には、偏加熱部をある一方に配置した一つまたは複数の棒状偏加熱体群と、偏加熱部を反対に配置した、一つまたは複数の棒状の棒状偏加熱体群とを備え、隣接する棒状偏加熱体の間で、偏加熱部を反対に配置している。

次に、図面を参照して、本実施例をより詳細に説明する。
図１０は、本実施例の基板処理装置の処理炉を説明するための概略横断面図である。図１１は、図１０のＦＦ線縦断面図である。図１２は、図１０のＧＧ線縦断面図である。図１０〜図１２では、温度測定部、放射率測定部は省略されているが、本実施例の処理炉１０は実施例１と同じく、温度測定部、放射率測定部を備えている。

実施例１では、上側ランプ群７０および下側ランプ群７２からなるヒータアッセンブリを備えているが、本実施例では、上側ランプ群７０および下側ランプ群７２に代えて上段ランプ群７４、中段ランプ群７５および下段ランプ群７６からなるヒータアッセンブリを設けている点が実施例１と異なるが、他の点は同様である。

石英製円管５１を上段、中段、下段の各段にそれぞれ複数本並べ、複数の石英製円管５１を両端にフランジ５３をそれぞれ溶接したチャンバ貫通石英管５０を、チャンバ１１に取り付けている。フランジ５３は上段、中段、下段の複数の石英製円管５１に共通に溶接されている。なお、隣接する石英製円管５１同士の間には隙間が設けられている。さらに、突上げピン４０が石英製円管５１の間を上下に移動できるように、突上げピン４０が存在するところは、隣接する石英製円管５１同士の間を広くしている。チャンバ貫通石英管５０は、チャンバ後部（ゲートバルブ２６と反対側）の側壁１７に設けた貫通孔４３より挿入し、チャンバ貫通石英管５０の先端を、チャンバ側壁１６の貫通孔４２に挿入し、チャンバ貫通石英管５０の先端のフランジ５３をチャンバ側壁１６に設けたフランジ４４にＯリング（図示せず）を介して押圧する。一方、チャンバ貫通石英管５０の後端のフランジ５３をチャンバ貫通石英管押えフランジ２９によりＯリング（図示せず）を介して押圧し、チャンバ貫通石英管５０の前後２ヶ所のＯリング（図示せず）を押圧しながら固定する。このように、チャンバ貫通石英管５０の両端とチャンバ１１との間はＯリングによりシールされているので、チャンバ１１内の雰囲気とチャンバ貫通石英管５０の内部の雰囲気とを隔離することができ、その結果、チャンバ１１内を減圧すると共に、チャンバ貫通石英管５０の内部に冷却媒体としての空冷用のガスを流すことができる構造となっている。

チャンバ貫通石英管５０の上段ランプ群７４の複数本の石英製円管５１の内部には、ランプ７７がそれぞれ挿入され、中段ランプ群７５の複数本の石英製円管５１の内部には、ランプ７８がそれぞれ挿入され、下段ランプ群７６の複数本の石英製円管５１の内部には、ランプ７９がそれぞれ挿入されている。ランプ空冷ガスは、空冷ガス供給口３４より供給され、チャンバ３０を介してチャンバ貫通石英管５０の内部に流入し、チャンバ貫通石英管５０の石英製円管５１とランプ７７、７８、７９との間を通って、チャンバ３１内に流出し、その後、空冷ガス排気口３５より排気される。チャンバ貫通石英管５０の石英製円管５１とランプ７７、７８、７９との間に空冷用のガスを流すことにより、ランプ７１、７３と薄いチャンバ貫通石英管５０、５２を容易に冷却することができる。

また、ランプ７７、７８、７９はチャンバ貫通石英管５０の石英製円管５１にそれぞれ収容されており、チャンバ貫通石英管５０の内部の雰囲気は、チャンバ１１内部の雰囲気と隔離されているので、ランプ７７、７８、７９による汚染も防止できる。
図１３は、本実施例の基板処理装置の処理炉の上段ランプ群および中段ランプ群の加熱部を説明するための概略図である。図１４は、本実施例の基板処理装置の処理炉の下段ランプ群の加熱部を説明するための概略図である。図１５は、本発明の実施例１〜７の基板処理装置を説明するための概略平面図である。

図１３に示すように、上段ランプ群７４と中段ランプ群７５にそれぞれ使用されているランプ７７、７８は、ランプ７７、７８のほぼ全領域を加熱部としている。図１４に示すように、下段ランプ群７６に使用されているランプ７９は、ランプの一方を加熱部としたランプを交互に配置している。図１４のようにランプを設けることにより、局部的（ゲートバルブ側、ゲートバルブ反対側）に加熱が可能となる。特に図１５のようなクラスタツール型の基板処理装置にプロセスモジュールとしての処理炉を接続した場合、プロセスモジュール２０７、２０８、２０９には隣接するチャンバがすぐそばに存在するので横方向のスペースがない。そのために、チャンバ後部からランプ交換が可能な図１４のような局部加熱方法は非常に有効となる。なお、図１５においては、真空搬送室２０５の各辺の側壁に、基板としてのウエハを処理するプロセスモジュール２０７、２０８、２０９と、処理が終了したウエハを冷却する冷却室２０６と、大気搬送ユニット２０１から真空搬送室２０５に基板としてのウエハを搬入するロードロック室２０３と、真空搬送室２０５から大気搬送ユニット２０１に基板搬出するロードロック室２０４が取り付けられ、ロードロック室２０３、２０４を介して大気中で基板としてのウエハを搬入・搬出する大気搬送ユニット２０１が取り付けられている。大気搬送ユニット２０１には、基板としてのウエハの面方位をあわせるためのアライナー２０２が設けられている。なお、図１５のようなクラスタツール型の基板処理装置は、本実施例のみならず、他の実施例１、３〜７の処理炉についても好適に用いることができる。

また、本実施例の基板処理装置は、加熱体および管と基板を処理する基板処理位置との間に、基板を基板処理位置から移動可能な基板移動体であって、基板を処理中には、基板を上から見て基板の外部に移動可能な前記基板移動体をさらに備えている。この場合に、さらに好ましくは、基板移動体は、基板を上から見た場合に、基板、加熱体および管の外部に設けている。

また、本実施例の基板処理装置は、ウエハ突上げ部（ピン）を持ち、ウエハ突上げ部が水平方向に移動し、ウエハ処理時には、ウエハ突上げ部がウエハ下部にはない。そして、ウエハ突上げ部が水平方向に回転移動する。

次に、図面を参照して、本実施例をより詳細に説明する。図１６は、本発明の実施例３の基板処理装置の処理炉を説明するための概略横断面図である。図１７は、図１６のＨＨ線縦断面図である。
図１６、図１７では、温度測定部、放射率測定部は省略されているが、本実施例の処理炉１０は実施例１と同じく、温度測定部、放射率測定部を備えている。

実施例１では、上側ランプ群７０および下側ランプ群７２からなるヒータアッセンブリを備えているが、本実施例では、上側ランプ群７０および下側ランプ群７２に代えて一段のランプ群８０を設けている点、および実施例１では、ウエハをサセプタ２４に搭載し、サセプタ２４から離脱させるのに、突上げピン４０を使用したが、本実施例では、突上げピン４０に代えて突上げピン用アーム４８を使用している点が実施例１と異なるが、他の点は同様である。

実施例１のように突上げピン４０がランプ７１間にある場合は、ランプ７１の間の間隔がひらくためその上部のウエハ２１の温度が低下する。また、突上げピン４０の影響により、突上げピン４０の上部のウエハ２１の温度が低下するという問題があるが、本実施例では、上述のように、突上げピン４０に代えて突上げピン用アーム４８を使用することにより、ウエハ２１の温度分布をより均一化している。

ランプ群８０では、石英製円管５１を複数本並べて両端にフランジ５３を溶接したチャンバ貫通石英管５０を、チャンバ１１に取り付けている。なお、隣接する石英製円管５１同士の間には隙間が設けられている。本実施例では、石英製円管５１の間を移動する突上げピンが存在しないので、突上げピン用に隣接する石英製円管５１同士の間を広くすることなく、隣接する石英製円管５１同士の間の隙間を同じとしている。チャンバ貫通石英管５０の両端のフランジ５３とチャンバ１１との間はＯリングによりシールされているので、チャンバ１１内の雰囲気とチャンバ貫通石英管５０の内部の雰囲気とを隔離することができ、その結果、チャンバ１１内を減圧すると共に、チャンバ貫通石英管５０の内部に冷却媒体としての空冷用のガスを流すことができる構造となっている。

チャンバ貫通石英管５０の複数本の石英製円管５１の内部には、ランプ８１がそれぞれ挿入されている。ランプ空冷ガスは、チャンバ３０を介してチャンバ貫通石英管５０の内部に流入し、チャンバ貫通石英管５０とランプ８１との間を通って、チャンバ３１内に流出し、その後、排気される。チャンバ貫通石英管５０とランプ８１との間に空冷用のガスを流すことにより、ランプ８１と薄いチャンバ貫通石英管５０を容易に冷却することができる。

また、ランプ８１はチャンバ貫通石英管５０にそれぞれ収容されており、チャンバ貫通石英管５０の雰囲気は、チャンバ１１内部の雰囲気と隔離されているので、ランプ８１による汚染も防止できる。

チャンバ１１のチャンバ側壁１８には、その外側において、突上げピン格納部１２０を取り付けている。突上げピン格納部１２０は、チャンバ側壁１８に設けた貫通孔１８１を介してチャンバ１１の内部に連通している。突上げピン格納部１２０は、突上げピン用アーム４８を格納する。突上げピン用アーム４８の先端には、突上げピン４７が設けられている。突上げピン用アーム４８は、突上げピン回転上下機構４９により回転および上下する。

ウエハ処理中は、突上げピン４７および突上げピン用アーム４８は突上げピン格納部１２０に格納され、ウエハ２１の下部にはない。

ウエハ２１の挿入時には、突上げピン用アーム４８が回転し、突上げピン４７がウエハ２１が搭載される位置の下に移動する。その後、搬送チャンバ（図示せず）からツイーザ（図示せず）に載ったウエハ２１がチャンバ１１内に挿入され、突上げピン４７および突上げピン用アーム４８が上がり突上げピン４７がウエハ２１を支持して、ツイーザからウエハ２１を受け取り、その後、ツイーザが搬送チャンバに戻る。そして、突上げピン４７および突上げピン用アーム４８が下がり、サセプタ２２がウエハ２１を支持する。その後、突上げピン用アーム４８が回転し、突上げピン４７および突上げピン用アーム４８が突上げピン格納部１２０に格納される。別のウエハ挿入方法では、突上げピン用アーム４８が回転し突上げピン４７がウエハ２１が搭載される位置の下に移動する。その後、搬送チャンバからツイーザに載ったウエハ２１がチャンバ１１内に挿入され、突上げピン４７および突上げピン用アーム４８が上がる。その後、ツイーザが下がることにより、突き上げピン４７がウエハ２１を支持し、ツイーザが搬送チャンバに戻る。そして、突き上げピン４７および突上げピン用アーム４８が下がり、サセプタ２２がウエハ２１を支持する。その後、突上げピン用アーム４８が回転し突上げピン４７および突上げピン用アーム４８が突き上げピン格納部１２０に格納される。

ウエハ搬出時は、突上げピン用アーム４８が回転し、突上げピン４７がウエハ２１の下部に移動する。その後、突上げピン４７および突上げピン用アーム４８が上がり、突上げピン４７がウエハ２１を支持し、搬送チャンバからツイーザが挿入され、突上げピン４７および突上げピン用アーム４８が下がり、ツイーザがウエハ２１を支持し、ツイーザとウエハ２１が搬送チャンバに戻る。そして突上げピン４７および突上げピン用アーム４８が下がる。その後、突上げピン用アーム４８が回転し突上げピン４７および突上げピン用アーム４８が突上げピン格納部１２０に格納される。別のウエハ搬出方法では、突上げピン用アームが回転し、突上げピン４７がウエハ２１の下部に移動する。その後、突上げピン４７および突上げピン用アーム４８上がり突上げピン４７がウエハ２１を支持し、搬送チャンバからツイーザが挿入され、ツイーザが上がることによりツイーザがウエハ２１を支持し、ツイーザとウエハ２１が搬送チャンバに戻る。そして突上げピン４７および突上げピン用アーム４８が下がる。その後、突上げピン用アーム４８が回転し、突上げピン４７および突上げピン用アーム４８が突上げピン格納部１２０に格納される。

本実施例の基板処理装置の処理炉は、その内部で基板としてのウエハを処理するチャンバであって、外部雰囲気（大気）と内部雰囲気とを隔離可能であって、内部を減圧にできるチャンバと、加熱体としての複数本のランプであって、放射光によって基板としてのウエハを加熱する複数本のランプと、少なくともチャンバの内部に設けられた複数本の管であって、管の内部の雰囲気がチャンバの内部雰囲気と隔離され、加熱体としてのランプからの放射光を透過させる管とを備え、加熱体としてのランプは管の内部に設けている。管は石英製であり、管の断面は円形である。また、複数本の管の両端にフランジを設けており、複数の管は、それぞれの両端において、一枚のフランジに共通してそれぞれ取り付けられている。そして、複数本の管は、これらのフランジを用いてチャンバに取り付けられている。また、管と加熱体としてのランプとの間には冷却媒体としての空冷ガスが流されている。また、基板としてのウエハを回転する機構を備えている。

次に、図面を参照して、本実施例をより詳細に説明する。
図１８は、本発明の実施例４の基板処理装置の処理炉を説明するための概略横断面図である。図１９は、図１８のＩＩ線縦断面図である。
図１８、図１９では、温度測定部、放射率測定部は省略されているが、本実施例の処理炉１０は実施例１と同じく、温度測定部、放射率測定部を備えている。

実施例１では、上側ランプ群７０および下側ランプ群７２からなるヒータアッセンブリを備えているが、本実施例では、上側ランプ群７０および下側ランプ群７２に代えて一段のランプ群８０を設けている点、および実施例１では、ウエハ２１を回転しないサセプタ２２に搭載したが、本実施例では、ウエハ２１を搭載するサセプタ１２１を回転する機構を設けた点が実施例１と異なるが、他の点は同様である。

実施例１のように、プロセス中にウエハ２１が固定の（回転しない）場合は、ウエハ面内の温度均一性が悪くなる場合があり、ウエハ２１の面内の温度均一性を向上させるにははウエハ２１を回転させることが好ましい。

ランプ群８０では、石英製円管５１を複数本並べて両端にフランジ５３を溶接したチャンバ貫通石英管５０を、チャンバ１１に取り付けている。なお、隣接する石英製円管５１同士の間には隙間が設けられている。さらに、突上げピン４０が石英製円管５１の間を移動できるように、突上げピン４０が存在するところは、隣接する石英製円管５１同士の間を広くしている。また、サセプタ回転軸１２４が存在するところも、隣接する石英製円管５１同士の間を広くしている。チャンバ貫通石英管５０の両端のフランジ５３とチャンバ１１との間はＯリングによりシールされているので、チャンバ１１内の雰囲気とチャンバ貫通石英管５０の内部の雰囲気とを隔離することができ、その結果、チャンバ１１内を減圧すると共に、チャンバ貫通石英管５０の内部に冷却媒体としての空冷用のガスを流すことができる構造となっている。

また、ランプ８１はチャンバ貫通石英管５０にそれぞれ収容されており０、チャンバ貫通石英管５０の雰囲気は、チャンバ１１内部の雰囲気と隔離されているので、ランプ８１による汚染も防止できる。

ウエハ２１はサセプタ１２１によって保持される。サセプタ１２１は、サセプタ回転軸１２４から伸びる３本のサセプタ支持アーム１２３により支持される。サセプタ回転軸１２４はチャンバ貫通石英管５０の石英製円管５１の間を通っている。サセプタ回転軸１２４が回転することにより、サセプタ支持アーム１２３、サセプタ１２１およびウエハ２１が回転する。

なお、突上げピン４０は、突上げピン上下機構４１により上下し、サセプタ回転軸１２４は、サセプタ回転機構１２５により回転する。また、サセプタ１２１の内側には、ウエハ２１よりも少し小さい貫通孔２４１が設けられており、ウエハ２１の周辺部をサセプタ１２１によって保持している。ウエハ２１がサセプタ１２１に搭載された状態で、ウエハ２１、サセプタ１２１、チャンバ蓋１３、チャンバ側壁１６、１７、１８、１９およびチャンバ側壁１６、１７、１８、１９から内側に延在する棚部１２２によって処理室２０を画成している。

そして、棒状加熱体としてのランプを複数本平行に並べた配置を複数段備え、ある段の棒状加熱体中心線から伸びる、加熱体列面の垂線上に、その上の段の棒状加熱体がない構造をしている。

また、平行に並べた複数本の棒状加熱体としてのランプのうち、一つまたは複数を、主に一部（端部、一方）のみ加熱する棒状偏加熱体としている。そして、主に一方（端部）のみ加熱する棒状偏加熱体を複数備える場合には、偏加熱部をある一方に配置した一つまたは複数の棒状偏加熱体群と、偏加熱部を反対に配置した、一つまたは複数の棒状の棒状偏加熱体群とを備え、隣接する棒状偏加熱体の間で、偏加熱部を反対に配置している。

さらに、本実施例の処理炉は、基板としてのウエハを支持する基板支持体と基板支持体を上下する際に使用する基板支持体上下体をさらに備え、基板支持体上下体を基板を上から見て基板の外部に設け、基板支持体上下体により基板支持体の一部を上下することにより、基板を基板を処理する基板処理位置から移動させることができる構成を採っている。この場合に、さらに好ましくは、基板支持体上下体は、基板を上から見た場合に、基板、加熱体および管の外部に設けている。

また、本実施例の処理炉は、ウエハ処理中に、ウエハの外周または外周の一部を保持し、ウエハを包囲するサセプタ（ウエハ支持台）を備え、このサセプタは複数に分割されており、分割された少なくとも２つのサセプタはリング状ではなく（リングを分割した形であり）、サセプタの一部（一つまたは複数）は昇降する構成を採っている。

そして、ウエハ搬送時にサセプタの一部（一つまたは複数）が解離し、ウエハ処理時はサセプタは接合している。
また、サセプタの全ては一つのサセプタ支持台に支持されている。

また、本実施例の処理炉では、上下動する一つまたは複数のサセプタにピンが設けてあり、昇降機構が上昇することにより、ピンと昇降機構が当接し、ピンを押し上げることにより上下動する一つまたは複数のサセプタを押し上げ、下停止位置は、サセプタ支持台に支持された位置で停止し、昇降機構とピンが解離する。

なお、本実施例の処理炉を、上下動する一つまたは複数のピンのないサセプタを備え、昇降機構に設けられたピンが上昇することにより、ピンとサセプタが当接してサセプタを押し上げ、下停止位置は、サセプタ支持台にサセプタが支持された位置で停止し、サセプタとピンが解離する構成としてもよい。

なお、上下動するサセプタが一つのみであり、上下動する一つのサセプタがウエハを１８０度以上の角度で包囲する構成とすることが好ましい。

次に、図面を参照して、本実施例をより詳細に説明する。
図２０は、本発明の実施例５の基板処理装置の処理炉を説明するための概略横断面図である。図２１は、図２０のＪＪ線縦断面図であり、昇降サセプタが下降したときの状態を説明するための図である。図２２は、図２０のＫＫ線縦断面図であり、昇降サセプタが下降したときの状態を説明するための図である。図２３は、図２０のＪＪ線縦断面図であり、昇降サセプタが上昇したときの状態を説明するための図である。図２４は、図２０のＫＫ線縦断面図であり、昇降サセプタが上昇したときの状態を説明するための図である。図２５は、本発明の実施例５の基板処理装置の処理炉のサセプタを説明するための概略斜視図である。
図２０〜２４では、温度測定部、放射率測定部は省略されているが、本実施例の処理炉１０は実施例１と同じく、温度測定部、放射率測定部を備えている。

実施例２では、上段ランプ群７４、中段ランプ群７５および下段ランプ群７６からなるヒータアッセンブリを設け、上段ランプ群７４の複数のランプ７７、中段ランプ群７５の複数のランプ７８および下段ランプ群７６の複数のランプ７９を上から見て同じ位置に設けて、３段のランプが重ねるように設けているが、本実施例においては、中段ランプ群７５の複数のランプ７８の位置を上段ランプ群７４の複数のランプ７７の位置から水平方向にずらしている点、および実施例２では、ウエハをサセプタ２４に搭載し、サセプタ２４から離脱させるのに、突上げピン４０を使用したが、本実施例では、突上げピン４０に代えてサセプタの一部を分割して形成した昇降可能な昇降サセプタ１３１を使用している点が実施例２と異なるが、他の点は同様である。

実施例１、２のように突き上げピン４０がランプ７１、７７、７８、７９間にある場合は、ランプの間の間隔がひらくためその上部のウエハ２１の温度が低下する。また、突上げピン４０の影響により、突上げピン４０の上部のウエハ２１の温度が低下するという問題があるが、本実施例では、上述のように、突上げピン４０に代えて突上げピン用アーム４８を使用することにより、ウエハ２１の温度分布をより均一化している。

石英製円管５１を上段、中段、下段の各段にそれぞれ複数本並べ、複数の石英製円管５１を両端にフランジ５３をそれぞれ溶接したチャンバ貫通石英管５０を、チャンバ１１に取り付けている。フランジ５３は上段、中段、下段の複数の石英製円管５１に共通に溶接されている。なお、隣接する石英製円管５１同士の間には隙間が設けられている。

チャンバ貫通石英管５０は、チャンバ後部（ゲートバルブ２６と反対側）の側壁１７に設けた貫通孔４３より挿入し、チャンバ貫通石英管５０の先端を、チャンバ側壁１６の貫通孔４２に挿入し、チャンバ貫通石英管５０の先端のフランジ５３をチャンバ側壁１６に設けたフランジ４４にＯリング（図示せず）を介して押圧する。一方、チャンバ貫通石英管５０の後端のフランジ５３をチャンバ貫通石英管押えフランジ２９によりＯリング（図示せず）を介して押圧し、チャンバ貫通石英管５０の前後２ヶ所のＯリング（図示せず）を押圧しながら固定する。このように、チャンバ貫通石英管５０の両端とチャンバ１１との間はＯリングによりシールされているので、チャンバ１１内の雰囲気とチャンバ貫通石英管５０の内部の雰囲気とを隔離することができ、その結果、チャンバ１１内を減圧すると共に、チャンバ貫通石英管５０の内部に冷却媒体としての空冷用のガスを流すことができる構造となっている。

また、ランプ７７、７８、７９はチャンバ貫通石英管５０の石英製円管５１にそれぞれ収容されており、チャンバ貫通石英管５０の内部の雰囲気は、チャンバ１１内部の雰囲気と隔離されているので、ランプ７７、７８、７９による汚染も防止できる。

さらに、中段ランプ群７５の複数のランプ７８の位置を上段ランプ群７４の複数のランプ７７の位置の真下から水平方向にずらして配置して、ランプ光が上段ランプにより減衰することを抑制している。

ウエハ２１はサセプタ１３０によって保持される。サセプタ１３０は、昇降サセプタ１３１、固定サセプタ１３２および固定サセプタ１３３により構成される。３つのサセプタ１３１、１３２、１３３は、サセプタ支持台１３４によってそれぞれ保持される。それにより、３つのサセプタの高さが精度よく一致する。昇降サセプタ１３１には、３本の昇降サセプタピン１３５が設けてある。それぞれの昇降サセプタピン１３５は分割されている場合もある。３本の昇降サセプタピン１３５の全てが１つの昇降サセプタ１３１に固定さていることにより、昇降サセプタ１３１の上昇時に、昇降サセプタピン１３５への加重を低減している。

昇降サセプタ１３１を上昇させる際は、上下機構１３７により上下機構アーム１３６が上昇し、上下機構アーム１３６と昇降サセプタピン１３５とが接触して昇降サセプタ１３１が上昇する。昇降サセプタ１３１を下降する際は、上下機構１３７により上下機構アーム１３６や昇降サセプタ１３１が下降し、昇降サセプタ１３１がサセプタ支持台１３４によって保持された後、上下機構アーム１３６と昇降サセプタピン１３５が離れ、さらに上下機構アーム１３６は下降し停止する。

ウエハ２１の挿入時には、搬送チャンバ（図示せず）からツイーザ（図示せず）に載ったウエハ２１が挿入され、昇降サセプタ１３１が上がり昇降サセプタ１３１がウエハ２１を支持し、ツイーザが搬送チャンバに戻る。その後、昇降サセプタ１３１が下降する。別のウエハ挿入方法では、搬送チャンバからツイーザに載ったウエハ２１が挿入され、昇降サセプタ１３１が上がる。その後、ツイーザが下がることにより、昇降サセプタ１３１がウエハ２１を支持し、ツイーザが搬送チャンバに戻る。その後、昇降サセプタ１３１が下降する。

ウエハ２１の搬出時は、昇降サセプタ１３１が上がり昇降サセプタ１３１がウエハ２１を支持し、搬送チャンバからツイーザが挿入され、昇降サセプタ１３１が下がりツイーザがウエハ２１を支持し、ツイーザとウエハ２１が搬送チャンバに戻る。その後、昇降サセプタ１３１が下降する。別のウエハ搬出方法では、昇降サセプタ１３１が上がり昇降サセプタ１３１がウエハ２１を支持し、搬送チャンバからツイーザが挿入され、ツイーザが上がることによりツイーザがウエハ２１を支持し、ツイーザとウエハ２１が搬送チャンバに戻る。その後、昇降サセプタ１３１が下降する。

なお、サセプタ１３０を昇降サセプタ１３１と固定サセプタ１３２および固定サセプタ１３３とに分割しているのは、昇降サセプタ１３１に固定サセプタ１３２に対応する切り欠き部１３８および固定サセプタ１３３に対応する切り欠き部１３９を設けて、これらの切り欠き部１３８、１３９にツイーザを挿入可能として、サセプタ１３０とツイーザとの干渉を避けるためである。

また、ウエハ２１がサセプタ１３０に搭載された状態で、ウエハ２１、サセプタ１３０チャンバ蓋１３、チャンバ側壁１６、１７、１８、１９およびサセプタ支持台１３４によって処理室２０を画成している。

なお、チャンバ貫通石英管５０の上段ランプ群７４の複数本のランプ７７は同間隔に配置され、中段ランプ群７５の複数本のランプ７８は同間隔に配置され、下段ランプ群７６の複数本のランプ７９は同間隔に配置されている。そして、昇降サセプタピン１３５はウエハ２１の外側、さらに、チャンバ貫通石英管５０の上段ランプ群７４、中段ランプ群７５および下段ランプ群７６の外側に配置されている。

また、下段ランプ群７６は、図１３、１４を参照して説明した実施例２と同じ構造である。

なお、本実施例では、昇降サセプタ１３１に昇降サセプタピン１３５を設けたが、昇降サセプタピン１３５を昇降サセプタ１３１に設けず、その代わりに昇降サセプタピン１３５を上下機構１３７に設けて、上下機構１３７に設けた昇降サセプタピン１３５が上昇することにより、昇降サセプタピン１３５と昇降サセプタ１３１が当接して昇降サセプタ１３１を押し上げ、下停止位置は、サセプタ支持台１３４に昇降サセプタ１３１が支持された位置で停止し、昇降サセプタ１３１と昇降サセプタピン１３５が解離する構成としてもよい。

そして、本実施例の基板処理装置は、上記加熱体による基板の加熱を補助する補助加熱体をさらに備え、補助加熱体は、補助加熱体からの放射光を透過させる板によってチャンバの内部雰囲気と隔離された領域に配置されている。

次に、図面を参照して、本実施例をより詳細に説明する。
図２６は、本発明の実施例６の基板処理装置の処理炉を説明するための概略横断面図である。図２７は、図２６のＬＬ線縦断面図である。図２８は、図２６のＭＭ線縦断面図である。
図２６〜２８では、温度測定部、放射率測定部は省略されているが、本実施例の処理炉１０は実施例１と同じく、温度測定部、放射率測定部を備えている。

実施例１では、上側ランプ群７０および下側ランプ群７２からなるヒータアッセンブリを備え、下側ランプ群７２では、石英製円管でできたチャンバ貫通石英管５２を、チャンバ１１に貫通させたチャンバ貫通石英管５２内にランプ７３を設けているが、本実施例でも、上側ランプ群７０および下側ランプ群７２からなるヒータアッセンブリを備えているが、下側ランプ群７２に関しては、石英製円管でできたチャンバ貫通石英管５２を設ける代わりに、チャンバ下部の一部に石英窓を設けて、石英窓の下側に下側ランプ群７２を構成するランプ７３を備えている点、および実施例１では、サセプタ２３およびその内部のサセプタ２２からなるサセプタ２４を使用し、サセプタ２３の上面、サセプタ２２の上面およびウエハ２１の上面の高さがほぼ同じとなるようにしているが、本実施例では、サセプタ１４７を外側のサセプタ１４６と内側のサセプタ１４５から構成しているが、サセプタ１４５によって搭載されるウエハ２１の上面の位置を外側のサセプタ１４６が支持されている位置よりも下側として、ウエハ２１が上側ランプ群７０および下側ランプ群７２からなるヒータアッセンブリにより近くなるように構成している点が実施例１と異なるが、他の点は同様である。

本実施例では、上側ランプ群７０および下側ランプ群７２からなるヒータアッセンブリを備えている。

チャンバ貫通石英管５０とランプ７１との間に空冷用のガスを流すことにより、ランプ７１と薄いチャンバ貫通石英管５０、５２を容易に冷却することができる。

また、ランプ７１はチャンバ貫通石英管５０にそれぞれ収容されており、チャンバ貫通石英管５０の雰囲気は、チャンバ１１内部の雰囲気と隔離されているので、ランプ７１による汚染も防止できる。

チャンバ１１の下部の一部に石英窓１４０を設けている。石英窓１４０とチャンバ１１１の間はＯリング（図示せず）によりシールされ、チャンバ１１内を減圧にすることが可能な構造となっている。すなわち、チャンバ１１のフランジ１４１に対してフランジ１４２によって石英窓１４０をＯリング（図示せず）を介して押さえつけることにより、石英窓１４０をチャンバ１１の下部の溝１４８内に取り付け、溝１４８の下端をプレート１４３によって閉じることによって、下側ランプ用空間１４４を画成しているので、チャンバ１１内の雰囲気と下側ランプ用空間１４４の雰囲気とを隔離することができ、その結果、チャンバ１１内を減圧すると共に、下側ランプ用空間１４４に冷却媒体としての空冷用のガスを流すことができる構造となっている。下側ランプ用空間１４４にランプ７３が挿入されている。ランプ空冷ガスは、空冷ガス供給口３６より供給され、チャンバ３２を介してチャンバ貫通石英管５２の内部に流入し、チャンバ貫通石英管５２とランプ７３との間を通って、チャンバ３３内に流出し、その後、空冷ガス排気口３７より排気される。

チャンバ１１の一部のみに補助加熱用に石英窓１４０を設ける場合は、石英板の面積が小さいので、石英板は薄くてもよく、下側ランプ用空間１４４とランプ７３との間に空冷用のガスを流すことにより、薄い石英窓１４０とランプ７１とを容易に冷却することができる。また、ランプ７３は下側ランプ用空間１４４に収容されており、下側ランプ用空間１４４の雰囲気は、チャンバ１１内部の雰囲気と石英窓１４０によって隔離されているので、ランプ７３による汚染も防止できる。

ウエハ２１はサセプタ１４７に搭載されているが、サセプタ１４７は、外側の円筒状のサセプタ１４６と内側のサセプタ１４５から構成している。サセプタ１４６の上部はチャンバ側壁１６、１７、１８、１９から内側に延在する棚部１２２に保持され、サセプタ１４５は、サセプタ１４６の下部によって支持されている。サセプタ１４５にウエハ２１が搭載されている。サセプタ１４５の上面とウエハ２１の上面とはほぼ同じ高さである。このように、このように筒状のサセプタ１４６を使用してウエハ２１の位置を下げることにより、ウエハ２１が上側ランプ群７０および下側ランプ群７２からなるヒータアッセンブリにより近くなるようになり、加熱効率が上昇する。なお、サセプタ１４６は断面が円形ではなく、四角形などの筒状の場合もある。

また、ウエハ２１がサセプタ１４７に搭載された状態で、ウエハ２１、サセプタ１４７チャンバ蓋１３、チャンバ側壁１６、１７、１８、１９および棚部１２２によって処理室２０を画成している。

また、本実施例の基板処理装置は、一つの処理炉１０に、複数の棒状ランプ（ダブルエンド型ランプ）を並べた加熱部と、ウエハの中心部を除いたリング状にシングルエンドランプを配置した加熱部を備えている。

次に、図面を参照して、本実施例をより詳細に説明する。
図２９は、本発明の実施例７の基板処理装置の処理炉を説明するための概略横断面図である。図３０は、図２９のＮＮ線縦断面図である。図３１は、図２９のＯＯ線縦断面図である。
図２９〜３１では、温度測定部、放射率測定部は省略されているが、本実施例の処理炉１０は実施例１と同じく、温度測定部、放射率測定部を備えている。

実施例６では、チャンバ下部の一部に石英窓１４０を設けて、石英窓１４０の下側に下側ランプ群７２を構成するランプ７３を備えているのに対して、本実施例では、チャンバ下部の一部に石英窓１５２を設けて、石英窓１５２の下側にシングルエンドランプ１５１を２重のリング状に配置した下側ランプ群１５０を備える点が実施例６と異なるが、他の点は同じである。

本実施例では、上側ランプ群７０および下側ランプ群１５０からなるヒータアッセンブリを備えている。本実施例の上側ランプ群７０は実施例６の上側ランプ群７０と同じである。

チャンバ１１の下部の一部に環状の石英窓１５２を設けている。石英窓１５２とチャンバ１１１の間はＯリング（図示せず）によりシールされ、チャンバ１１内を減圧にすることが可能な構造となっている。すなわち、チャンバ１１のフランジ１５３に対してフランジ１５４によって石英窓１５２をＯリング（図示せず）を介して押さえつけることにより、石英窓１５２をチャンバ１１の下部の環状の溝１５７内に取り付け、溝１５７の下端をプレート１５５によって閉じることによって、環状の下側ランプ用空間１５６を画成しているので、チャンバ１１内の雰囲気と下側ランプ用空間１５６の雰囲気とを隔離することができ、その結果、チャンバ１１内を減圧すると共に、下側ランプ用空間１５６に冷却媒体としての空冷用のガスを流すことができる構造となっている。下側ランプ用空間１５６にシングルエンドランプ１５１を２重のリング状に配置した下側ランプ群１５０を設けている。ランプ空冷ガスは、空冷ガス供給口３６より供給され、チャンバ３２を介してチャンバ貫通石英管５２の内部に流入し、チャンバ貫通石英管５２とランプ７３との間を通って、チャンバ３３内に流出し、その後、空冷ガス排気口３７より排気される。

チャンバ１１の一部のみに補助加熱用に石英窓１５２を設ける場合は、石英板の面積が小さいので、石英板は薄くてもよく、下側ランプ用空間１５６とランプ１５１との間に空冷用のガスを流すことにより、薄い石英窓１５２とランプ１５１とを容易に冷却することができる。また、ランプ１５１は下側ランプ用空間１５６に収容されており、下側ランプ用空間１５６の雰囲気は、チャンバ１１内部の雰囲気と石英窓１５２によって隔離されているので、ランプ１５１による汚染も防止できる。

棒状ランプ７１を主加熱源として、主加熱源だけでは加熱量が不足し均一性もとれないウエハ周辺部をシングルエンドランプ１５１にて部分的に補助加熱することにより、ランプパワー・均一性・コストの面から非常に有利となる。

従来の処理炉の概略縦断面図である。図１のＡ部の概略部分拡大図である。ランプの末端のシール部温度とシール部寿命との関係を示す図である。本発明の実施例１の基板処理装置の処理炉を説明するための概略横断面図である。本発明の実施例１の基板処理装置の処理炉を説明するための概略上面図である。図５のＤＤ線縦断面図である。図５のＥＥ線縦断面図である。本発明の実施例１〜７で使用されるチャンバ貫通石英管を説明するための概略斜視図である。本発明の実施例１〜７で好適に使用可能なチャンバ貫通石英管の他の例を説明するための概略斜視図である。本発明の実施例２の基板処理装置の処理炉を説明するための概略横断面図である。図１０のＦＦ線縦断面図である。図１０のＧＧ線縦断面図である。本発明の実施例２の基板処理装置の処理炉の上段ランプ群および中段ランプ群の加熱部を説明するための概略図である。本発明の実施例２の基板処理装置の処理炉の下段ランプ群の加熱部を説明するための概略図である。本発明の実施例１〜７の基板処理装置を説明するための概略平面図である。本発明の実施例３の基板処理装置の処理炉を説明するための概略横断面図である。図１６のＨＨ線縦断面図である。本発明の実施例４の基板処理装置の処理炉を説明するための概略横断面図である。図１８のＩＩ線縦断面図である。本発明の実施例５の基板処理装置の処理炉を説明するための概略横断面図である。図２０のＪＪ線縦断面図であり、昇降サセプタが下降したときの状態を説明するための図である。図２０のＫＫ線縦断面図であり、昇降サセプタが下降したときの状態を説明するための図である。図２０のＪＪ線縦断面図であり、昇降サセプタが上昇したときの状態を説明するための図である。図２０のＫＫ線縦断面図であり、昇降サセプタが上昇したときの状態を説明するための図である。本発明の実施例５の基板処理装置の処理炉のサセプタを説明するための概略斜視図である。本発明の実施例６の基板処理装置の処理炉を説明するための概略横断面図である。図２６のＬＬ線縦断面図である。図２６のＭＭ線縦断面図である。本発明の実施例７の基板処理装置の処理炉を説明するための概略横断面図である。図２９のＮＮ線縦断面図である。図２９のＯＯ線縦断面図である。

符号の説明

１０…処理炉
１１…チャンバ
１２…チャンバ本体
１３…チャンバ蓋
１４…チャンバ底
１５、１６、１７、１８、１９…チャンバ側壁
２０…処理室
２１…ウエハ
２２、２３、２４…サセプタ
２５…フランジ
２６…ゲートバルブ
２７…プロセスガス供給管
２８…プロセスガス排気口
２９…チャンバ貫通石英管押えフランジ
３０、３１、３２、３３…チャンバ
３４、３６…空冷ガス供給口
３５、３７…空冷ガス排気口
３８…チャンバ貫通石英管押えフランジ
３９…チャンバ貫通石英管押えフランジ
４０…突上げピン
４１…突上げピン上下機構
４２、４３…貫通孔
４４…フランジ
４５、４６…貫通孔
４７…突上げピン
４８…突上げピン用アーム
４９…突上げピン回転上下機構
５０…チャンバ貫通石英管
５１…石英製円管
５２…チャンバ貫通石英管
５３…フランジ
５４…石英製管
７０…上側ランプ群
７１、７３…ランプ
７２…下側ランプ群
７４…上段ランプ群
７５…中段ランプ群
７６…下段ランプ群
７７、７８、７９…ランプ
８０…ランプ群
８１…ランプ
１０１…放射率測定部
１０２…放射率測定用プローブ
１０３、１０４…貫通孔
１０５…温度測定用プローブ
１１０…主制御部
１１１…放射率検出部
１１２…加熱制御部
１１３…駆動制御部
１１４…ガス制御部
１１５…温度検出部
１２０…突上げピン格納部
１２１…サセプタ
１２２…棚部
１２３…サセプタ支持アーム
１２４…サセプタ回転軸
１２５…サセプタ回転機構
１３０…サセプタ
１３１…昇降サセプタ
１３２、１３３…固定サセプタ
１３４…サセプタ支持台
１３５…昇降サセプタピン
１３６…上下機構アーム
１３７……上下機構
１４０…石英窓
１４１、１４２…フランジ
１４３…プレート
１４４…下側ランプ用空間
１４５、１４６、１４７…サセプタ
１４８…溝
１５０…下側ランプ群
１５１…シングルエンドランプ
１５２…石英窓
１５３、１５４…フランジ
１５５…プレート
１５６…下側ランプ用空間
１５７…溝

Claims

その内部で基板を処理するチャンバであって、その外部雰囲気と内部雰囲気とを隔離可能な前記チャンバと、
加熱体であって、前記加熱体からの放射光によって前記基板を加熱する前記加熱体と、
少なくとも前記チャンバの内部に設けられた管であって、前記管の内部の雰囲気が前記チャンバの前記内部雰囲気と隔離され、少なくとも前記基板に面する部分においては前記加熱体からの前記放射光を透過させる前記管と、を備え、
前記加熱体が前記管の内部に設けられ、
前記管にフランジを設け、前記フランジがＯリングを介して前記チャンバに気密に取り付けられていることを特徴とする基板処理装置。
前記管内に仕切を設けたことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。