JP2006237516A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放射温度計による温度測定値に与える影響を抑制し、安価に製造でき、しかも、加熱に伴う熱履歴によって基板へ与える影響も抑制できる基板処理装置を提供する。
【解決手段】ウエハ２００を載置するサセプタ２１７と、サセプタ２１７に対して一方の側に設けられウエハ２００の温度を検出する放射温度計と、他方の側間に設けられた加熱手段２８０とを有し、加熱手段２８０からの放射光を遮光する遮光部材２８２が、ウエハ２００の周辺部と非接触で重合するようにサセプタ２１７の表面に設けられ、ウエハ２００はサセプタ２１７から延在した支持部材２９１にて支持されている。
【選択図】 図８

Description

本発明は基板処理装置に関し、特に、半導体ウエハを加熱処理する基板処理装置に関する。

半導体ウエハを加熱処理する基板処理装置として、サセプタに搭載された半導体ウエハをサセプタの下側に設けた加熱手段によって加熱し、サセプタの上側から放射温度計によってウエハの温度を測定してウエハの加熱温度を制御する基板処理装置が用いられている。

従来、この種の基板加熱装置においては、サセプタの下側に設けられた加熱手段からの光が、放射温度計に入射して放射温度計による温度測定値に誤差を与えるという問題があった。

従って、本発明の主な目的は、半導体ウエハ等の基板を搭載するサセプタと、このサセプタを基準に、一方の空間に設けられた放射温度計と、他方の空間に設けられた加熱手段とを有する基板処理装置であって、放射温度計による温度測定値に与える影響を抑制し、安価に製造でき、しかも、加熱に伴う熱履歴によって基板へ与える影響も抑制できる基板処理装置を提供することにある。

本発明によれば、
基板が収容される処理チャンバと、
前記処理チャンバ内に載置されるサセプタと、
前記サセプタを基準に、一方の処理チャンバ空間に設けられた、前記基板の温度を検出する放射温度計と、他方の処理チャンバ空間に設けられた加熱手段とを有し、
前記加熱手段からの放射光を遮光する遮光部材が、前記基板の周辺部と非接触で重合するように前記サセプタの表面に設けられ、
前記基板はサセプタから延在した支持部材にて支持されることを特徴とする基板処理装置が提供される。

本発明によれば、半導体ウエハ等の基板を搭載するサセプタと、このサセプタを基準に、一方の空間に設けられた放射温度計と、他方の空間に設けられた加熱手段とを有する基板処理装置であって、放射温度計による温度測定値に与える影響を抑制し、安価に製造でき、しかも、加熱に伴う熱履歴によって基板へ与える影響も抑制できる基板処理装置が提供される。

本発明の好ましい実施例においては、基板加熱のための光の放射を基板の一方の面からのみ行い、温度の計測を加熱面とは反対の一方の面からのみ行う。そして、半導体素子が作られていない面（非デバイス面）を加熱源からの被加熱面としている。加熱源からの光のうち、基板加熱に寄与せず、温度計測値を乱す漏洩光（いわゆる迷光）を抑制する構造を採っている。一実施例では、漏洩光を抑制する部材によって基板の一部が支持されている。他の実施例では、漏洩光を抑制する部材によっては基板の一部を支持せず、基板の一部は、基板を搭載するサセプタから延在した支持部材にて支持されている。
次に、図面を参照して本発明の好ましい実施例をさらに詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１および２の基板処理装置を説明するための概略横断面図であり、図２は、本発明の実施例１および２の基板処理装置を説明するための概略縦断面図である。図１および図２を参照して、本発明の好ましい実施例の基板処理装置の概要を説明する。

なお、本発明の好ましい実施例の基板処理装置においてはウエハなどの基板を搬送するキャリヤとしては、ＦＯＵＰ（ｆｒｏｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉｆｉｅｄ ｐｏｄ。以下、ポッドという。）が使用されている。また、以下の説明において、前後左右は図１を基準とする。すなわち、図１が示されている紙面に対して、前は紙面の下、後は紙面の上、左右は紙面の左右とする。

図１および図２に示されているように、基板処理装置は真空状態などの大気圧未満の圧力（負圧）に耐えるロードロックチャンバ構造に構成された第１の搬送室１０３を備えており、第１の搬送室１０３の筐体１０１は平面視が六角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。第１の搬送室１０３には負圧下でウエハ２００を移載する第１のウエハ移載機１１２が設置されている。前記第１のウエハ移載機１１２は、エレベータ１１５によって、第１の搬送室１０３の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。

筐体１０１の六枚の側壁のうち前側に位置する２枚の側壁には、搬入用の予備室１２２と搬出用の予備室１２３とがそれぞれゲートバルブ２４４、１２７を介して連結されており、それぞれ負圧に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成されている。さらに、予備室１２２には搬入室用の基板置き台１４０が設置され、予備室１２３には搬出室用の基板置き台１４１が設置されている。

予備室１２２および予備室１２３の前側には、略大気圧下で用いられる第２の搬送室１２１がゲートバルブ１２８、１２９を介して連結されている。第２の搬送室１２１にはウエハ２００を移載する第２のウエハ移載機１２４が設置されている。第２のウエハ移載機１２４は第２の搬送室１２１に設置されたエレベータ１２６によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ１３２によって左右方向に往復移動されるように構成されている。

図１に示されているように、第２の搬送室１２１の左側にはオリエンテーションフラット合わせ装置１０６が設置されている。また、図６に示されているように、第２の搬送室１２１の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット１１８が設置されている。

図１および図２に示されているように、第２の搬送室１２１の筐体１２５には、ウエハ２００を第２の搬送室１２１に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口１３４と、ウエハ搬入搬出口を閉塞する蓋１４２と、ポッドオープナ１０８がそれぞれ設置されている。ポッドオープナ１０８は、ＩＯステージ１０５に載置されたポッド１００のキャップ及びウエハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２を開閉するキャップ開閉機構１３６とを備えており、ＩＯステージ１０５に載置されたポッド１００のキャップ及びウエハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２をキャップ開閉機構１３６によって開閉することにより、ポッド１００のウエハ出し入れを可能にする。また、ポッド１００は図示しない工程内搬送装置（ＲＧＶ）によって、前記ＩＯステージ１０５に、供給および排出されるようになっている。

図１に示されているように、筐体１０１の六枚の側壁のうち背面側に位置する２枚の側壁には、ウエハに所望の処理を行う第１の処理炉２０２と、第２の処理炉１３７とがそれぞれ隣接して連結されている。第１の処理炉２０２および第２の処理炉１３７はいずれもコールドウォール式の処理炉によってそれぞれ構成されている。また、筐体１０１における六枚の側壁のうちの残りの互いに対向する２枚の側壁には、第３の処理炉としての第１のクーリングユニット１３８と、第４の処理炉としての第２のクーリングユニット１３９とがそれぞれ連結されており、第１のクーリングユニット１３８および第２のクーリングユニット１３９はいずれも処理済みのウエハ２００を冷却するように構成されている。

以下、上記構成をもつ基板処理装置を使用した処理工程を説明する。

未処理のウエハ２００は２５枚がポッド１００に収納された状態で、処理工程を実施する基板処理装置へ工程内搬送装置によって搬送されて来る。図１および図２に示されているように、搬送されて来たポッド１００はＩＯステージ１０５の上に工程内搬送装置から受け渡されて載置される。ポッド１００のキャップ及びウエハ搬入搬出口１３４を開閉する蓋１４２がキャップ開閉機構１３６によって取り外され、ポッド１００のウエハ出し入れ口が開放される。

ポッド１００がポッドオープナ１０８により開放されると、第２の搬送室１２１に設置された第２のウエハ移載機１２４はポッド１００からウエハ２００をピックアップし、予備室１２２に搬入し、ウエハ２００を基板置き台１４０に移載する。この移載作業中には、第１の搬送室１０３側のゲートバルブ２４４は閉じられており、第１の搬送室１０３の負圧は維持されている。ウエハ２００の基板置き台１４０への移載が完了すると、ゲートバルブ１２８が閉じられ、予備室１２２が排気装置（図示せず）によって負圧に排気される。

予備室１２２が予め設定された圧力値に減圧されると、ゲートバルブ２４４、１３０が開かれ、予備室１２２、第１の搬送室１０３、第１の処理炉２０２が連通される。続いて、第１の搬送室１０３の第１のウエハ移載機１１２は基板置き台１４０からウエハ２００をピックアップして第１の処理炉２０２に搬入する。そして、第１の処理炉２０２内に処理ガスが供給され、所望の処理がウエハ２００に行われる。

第１の処理炉２０２で前記処理が完了すると、処理済みの２枚のウエハ２００は第１の搬送室１０３の第１のウエハ移載機１１２によって第１の搬送室１０３に搬出される。

そして、第１のウエハ移載機１１２は第１の処理炉２０２から搬出したウエハ２００を第１のクーリングユニット１３８へ搬入し、処理済みのウエハを冷却する。

第１のクーリングユニット１３８に２枚のウエハ２００を移載すると、第１のウエハ移載機１１２は予備室１２２の基板置き台１４０に予め準備されたウエハ２００を第１の処理炉２０２に前述した作動によって移載し、第１の処理炉２０２内に処理ガスが供給され、所望の処理がウエハ２００に行われる。

第１のクーリングユニット１３８において予め設定された冷却時間が経過すると、冷却済みのウエハ２００は第１のウエハ移載機１１２によって第１のクーリングユニット１３８から第１の搬送室１０３に搬出される。

冷却済みのウエハ２００が第１のクーリングユニット１３８から第１の搬送室１０３に搬出されたのち、ゲートバルブ１２７が開かれる。そして、第１のウエハ移載機１１２は第１のクーリングユニット１３８から搬出したウエハ２００を予備室１２３へ搬送し、基板置き台１４１に移載した後、予備室１２３はゲートバルブ１２７によって閉じられる。

予備室１２３がゲートバルブ１２７によって閉じられると、前記排出用予備室１２３内が不活性ガスにより略大気圧に戻される。前記予備室１２３内が略大気圧に戻されると、ゲートバルブ１２９が開かれ、第２の搬送室１２１の予備室１２３に対応したウエハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２と、ＩＯステージ１０５に載置された空のポッド１００のキャップがポッドオープナ１０８によって開かれる。続いて、第２の搬送室１２１の第２のウエハ移載機１２４は基板置き台１４１からウエハ２００をピックアップして第２の搬送室１２１に搬出し、第２の搬送室１２１のウエハ搬入搬出口１３４を通じてポッド１００に収納して行く。処理済みの２５枚のウエハ２００のポッド１００への収納が完了すると、ポッド１００のキャップとウエハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２がポッドオープナ１０８によって閉じられる。閉じられたポッド１００はＩＯステージ１０５の上から次の工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。

以上の作動が繰り返されることにより、ウエハが、順次、処理されて行く。以上の作動は第１の処理炉２０２および第１のクーリングユニット１３８が使用される場合を例にして説明したが、第２の処理炉１３７および第２のクーリングユニット１３９が使用される場合についても同様の作動が実施される。

なお、上述の基板処理装置では、予備室１２２を搬入用、予備室１２３を搬出用としたが、予備室１２３を搬入用、予備室１２２を搬出用としてもよい。また、第１の処理炉２０２と第２の処理炉１３７は、それぞれ同じ処理を行ってもよいし、別の処理を行ってもよい。第１の処理炉２０２と第２の処理炉１３７で別の処理を行う場合、例えば第１の処理炉２０２でウエハ２００にある処理を行った後、続けて第２の処理炉１３７で別の処理を行わせてもよい。また、第１の処理炉２０２でウエハ２００にある処理を行った後、第２の処理炉１３７で別の処理を行わせる場合、第１のクーリングユニット１３８（又は第２のクーリングユニット１３９）を経由するようにしてもよい。

図３は、本発明の実施例１および２の基板処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。図３を参照し、本発明の好ましい実施例で用いられる処理炉を詳細に説明する。

処理炉はその全体が符号２０２で示される。例示の様態においては、処理炉２０２は、半導体ウエハ等の基板２００（以下、ウエハという。）の様々な処理工程を実行するのに適した枚葉式の処理炉である。また処理炉２０２は、特に半導体ウエハの熱処理に適している。こうした熱処理の例としては、半導体デバイスの処理における、半導体ウエハの熱アニール、ホウ素−リンから成るガラスの熱リフロー、高温酸化膜、低温酸化膜、高温窒化膜、ドープポリシリコン、未ドープポリシリコン、シリコンエピタキシャル、タングステン金属、又はケイ化タングステンから成る薄膜を形成するための化学蒸着が挙げられる。

処理炉２０２は、回転筒２７９に囲まれた上ランプ２０７および下ランプ２２３から成るヒータアッセンブリ２８０を含む。このヒータアッセンブリ２８０は、基板温度がほぼ均一になるように放射熱をウエハ２００に供給する。好ましい形態においては、ヒータアッセンブリ２８０は、放射ピーク０．９５ミクロンで照射し、複数の加熱ゾーンを形成し、ウエハ中心部より多くの熱を基板周辺部に加える集中的加熱プロファイルを提供する一連のタングステン−ハロゲン直線ランプ２０７、２２３等の加熱要素を含む。

上ランプ２０７および下ランプ２２３にはそれぞれ電極２２４が接続され、各ランプに電力を供給するとともに、各ランプの加熱具合は主制御部３００に支配される加熱制御部３０１にて制御されている。

ヒータアッセンブリ２８０は、平ギア２７７に機械的に接続された回転筒２７９内に収容されている。この回転筒２７９は、セラミック、グラファイト、より好ましくはシリコングラファイトで被覆したグラファイト等から成る。ヒータアッセンブリ２８０、回転筒２７９は、チャンバ本体２２７内に収容されて真空密封され、更にチャンバ本体２２７のチャンバ底２２８の上に保持される。チャンバ本体２２７は様々な金属材料から形成することができる。例えば、幾つかのアプリケーションではアルミニウムが適しており、他のアプリケーションではステンレス鋼が適している。材料の選択は、当業者であれば分かるように、蒸着処理に用いられる化学物質の種類、及び選択された金属に対するこれら化学物質の反応性に左右される。通常前記チャンバ壁は、本技術分野では周知であるように、周知の循環式冷水フローシステムにより華氏約４５〜４７度まで水冷される。

回転筒２７９は、チャンバ底２２８の上に回転自在に保持される。具体的には、平ギア２７６、２７７とがボールベアリング２７８によりチャンバ底２２８に回転自在に保持され、平ギア２７６と平ギア２７７とは噛み合うように配置されている。更に、平ギア２７６は主制御部にて支配される駆動制御部３０４にて制御されるサセプタ駆動機構２６７にて回転せしめられ、平ギア２７６、平ギア２７７を介して回転筒２７９を回転させている。回転ベース１８の回転速度は、当業者であれば分かるように、個々の処理に応じて５〜６０ｒｐｍであることが好ましい。

処理炉２０２は、チャンバ本体２２７、チャンバ蓋２２６およびチャンバ底２２８から成るチャンバ２２５を有し、チャンバ２２５にて囲われた空間にて処理室２０１を形成している。

ウエハ２００は基板保持手段であるサセプタ２１７の上に保持される。

チャンバ蓋２２６にはガス供給管２３２が貫通して設けられ、処理室２０１に処理ガス２３０を供給し得るようになっている。ガス供給管２３２は、開閉バルブ２４３、流量制御手段であるマスフローコントローラ（以下、ＭＦＣという。）２４１を介し、ガスＡ、ガスＢのガス源に接続されている。ここで使用されるガスは、窒素等の不活性ガスや水素、アルゴン、六フッ化タングステン等の所望のガスが用いられ、ウエハ２００上に所望の膜を形成させて半導体装置を形成させるものである。

また、開閉バルブ２４３およびＭＦＣ２４１は、主制御部３００にて支配されるガス制御部３０２にて制御され、ガスの供給、停止およびガスの流量が制御される。

なお、ガス供給管２３２から供給された処理ガス２３０は処理室２０１内にてウエハ２００と反応し、残余ガスはチャンバ本体２２７に設けられた排気口であるガス排気口２３５から図示しない真空ポンプ等からなる排気装置を介し、処理室外へ排出される。

処理炉２０２は、様々な製造工程においてウエハ２００の放射率（エミシビティ）を測定し、その温度を計算するための非接触式の放射率測定手段をも含む。この放射率測定手段は、主として放射率測定用プローブ２６０、放射率測定用リファレンスランプ（参照光）２６５、温度検出部３０３およびプローブ２６０と温度検出部３０３とを結ぶ光ファイバー通信ケーブルを含む。このケーブルはサファイア製の光ファイバー通信ケーブルから成ることが好ましい。

プローブ２６０はプローブ回転機構２７４により回転自在に設けられ、プローブ２６０の一端をウエハ２００または参照光であるリファレンスランプ２６５の方向に方向付けられる。また、プローブ２６０は光ファイバー通信ケーブルとスリップ結合にて結合されているので、前述したようにプローブ２６０が回転しても接続状態は維持される。

即ち、プローブ回転機構２７４は放射率測定用プローブ２６０を回転させ、これによりプローブ２６０の先端が放射率測定用リファレンスランプ２６５に向けてほぼ上側に向けられる第１ポジションと、プローブ２６０がウエハ２００に向けてほぼ下側に向けられる第２ポジションとのプローブ２６０の向きが変えられる。従って、プローブ２６０の先端は、プローブ２６０の回転軸に対し直角方向に向けられていることが好ましい。このようにして、プローブ２６０はリファレンスランプ２６５から放射された光子の密度とウエハ２００から反射された光子の密度を検知することができる。リファレンスランプ２６５は、ウエハ２００における光の透過率が最小となる波長、好ましくは０．９５ミクロンの波長の光を放射する白色光源から成ることが好ましい。上述の放射率測定手段は、リファレンスランプ２６５からの放射とウエハ２００からの放射を比較することにより、ウエハ２００の温度を測定する。

仕切弁であるゲートバルブ２４４を開放し、チャンバ本体２２７に設けられたウエハ搬入搬出口２４７を通ってウエハ（基板）２００を処理室２０１内に搬入し、ウエハ２００をサセプタ２１７上に配置後、サセプタ回転機構（回転手段）２６７は処理中に回転筒２７９とサセプタ２１７を回転させる。ウエハ２００の放射率の測定時には、プローブ２６０はウエハ２００の真上のリファレンスランプ２６５に向くように回転し、リファレンスランプ２６５が点灯する。そして、プローブ２６０はリファレンスランプ２６５からの入射光子密度を測定する。リファレンスランプ２６５が点灯している間、プローブ２６０は第１ポジションから第２ポジションへと回転し、回転している間にリファレンスランプ２６５真下のウエハ２００に向く。このポジションにおいて、プローブ２６０はウエハ２００のデバイス面（ウエハ２００の表面）の反射光子密度を測定する。続いてリファレンスランプ２６５が消灯される。ウエハ２００に直接向いている間、プローブ２６０は、加熱されたウエハ２００からの放射光子を測定する。プランクの法則によれば、特定の表面に放出されたエネルギーは表面温度の四乗に関係する。その比例定数はシュテファン・ボルツマン定数と表面放射率との積から成る。従って、非接触法における表面温度の決定時には、表面放射率を使用するのが好ましい。以下の式を用いてウエハ２００のデバイス面の全半球反射率を計算し、引き続きキルヒホッフの法則により放射率が得られる。
（１）ウエハ反射率＝反射光強度／入射光強度
（２）放射率＝（１−ウエハ反射率）

一旦ウエハの放射率が得られると、プランクの式からウエハ温度が得られる。この技法は、ウエハが高温で、且つこのような適用において上記計算の実行前に基本熱放射が減算される場合にも用いられる。プローブ２６０は、第２ポジション即ちウエハに向けられるポジションに留まって、リファレンスランプ２６５の点灯時には常に放射率データを提供し続けることが好ましい。

ウエハ２００は回転しているので、プローブ２６０は、その回転中にウエハ２００のデバイス面から反射される光子密度を測定し、基板にリトグラフされるであろう変化するデバイス構造の平均表面トポロジーからの反射を測定する。また放射率測定は薄膜蒸着過程を含む処理サイクルにわたって行われるので、放射率の瞬時の変化がモニターされ、温度補正が動的且つ連続的に行われる。

処理炉２０２は更に温度検出手段である複数の温度測定用プローブ２６１を含む。これらのプローブ２６１はチャンバ蓋２２６に固定され、すべての処理条件においてウエハ２００び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２６１によって測定された光子密度に基づき温度検出部３０３にてウエハ温度に算出され、主制御部３００にて設定温度と比較される。主制御部３００は比較の結果、あらゆる偏差を計算し、加熱制御部３０１を介してヒータアッセンブリ２８０内の加熱手段である上ランプ２０７群、下ランプ群２２３の複数のゾーンへの電力供給量を制御する。好ましくは、ウエハ２００の異なる部分の温度を測定するために位置決めされた３個のプローブ２６１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。

なお、温度測定用プローブ２６１にて算出されたウエハ温度は、放射率測定用プローブ２６０にて算出されたウエハ温度と比較され、補正されることでより正確なウエハ温度の検出を可能としている。

ウエハ２００の処理後、ウエハ２００は、複数の突上げピン２６６によりサセプタ２１７の真中にあるサセプタとともに真中以外のサセプタから持ち上げられ、処理炉２０２内でウエハ２００を自動的にローディング及びアンローディングできるようにするために、ウエハ２００の下に空間を形成する。突上げピン２６６は駆動制御部３０４の制御のもと、昇降機構２７５によって上下する。

次に、本実施例において用いられるサセプタ２１７について、詳細に説明する。
図４は、本実施例１の基板処理装置のサセプタ２１７を説明するための概略図であり、図４Ａは概略平面図、図４Ｂは概略縦断面図である。

サセプタ２１７は、円形形状をしており、半径方向に同心円状に複数に分割（実施例１、２においては４つに分割）されている。中心のサセプタは円板状形状であり、それ以外はドーナッツ形の平板形状である。一番外側のサセプタは、回転筒２７９にて支持されている。内側のサセプタは外側のサセプタとの嵌合いによって保持されている。

サセプタ２１７は透明石英製である。石英サセプタ２１７の上面に遮光部材２８２が設けられている。遮光部材２８２としては、シリコンや炭化珪素（ＳｉＣ）が好ましく用いられるが、炭化珪素（ＳｉＣ）がより好ましく用いられる。ウエハ２００の外周は遮光部材２８２で保持されている。ウエハ２００の内周部は石英サセプタ２１７により保持される構造になっている。

図５に示すように、このような構造のサセプタ２１７にウエハ２００を載せ、ヒータアッセンブリ２８０から光２８５を照射する。ウエハ２００のうち石英で保持されている部分は光２８５を受けて加熱される。遮光部材２８２はヒータアッセンブリ２８０からの光２８５を遮光するため、迷光となって直接放射温度計に入射する光は遮断される。また、石英によって多重反射される光も同様に遮光部材２８２で吸収されるため、放射温度計側に放射される迷光を抑制することができる。このときウエハ外周部は遮光部材２８２によって遮光されるため、温度上昇しない懸念があるが、遮光部材２８２によって支えられる接触面積を小さくすることで温度上昇しない部分を小さくできる。また通常、半導体製造においてはウエハ２００の外周３−５ｍｍ程度を予め製品から除外しており、問題はほとんどない。

遮光に使用される遮光部材２８２は一体形成することもできるが、小片に分割した部材を組み合わせて使用しても良い。遮光部材２８２を一体的に構成すると、面内温度の不均一が生じ、遮光部材自体が変形してしまうおそれがあるので、遮光部材２８２を分割するのが好ましい。図６は遮光部材２８２を半径方向に分割した場合を示す平面図であり、図７は遮光部材２８２を扇状に分割した場合を示す平面図である。

本実施例においては、遮光部材２８２をウエハ支持材として使用することで、放射温度計に直接はいるヒータアッセンブリ２８０からの迷光、および石英サセプタ２１７内を多重反射して放射温度計に入る迷光を抑制できるため、ウエハ温度の測定精度が向上し、ウエハ温度の制御性が向上する。

また、サセプタ２１７の表面側のみを遮光部材２８２で覆うため、サセプタ全体を遮光部材で作製するより非常に安価である。

そして、ヒータアッセンブリ２８０は、回転筒２７９、遮光部材２８２およびウエハ２００に完全に包囲されているので、放射率測定用プローブ２６０による読み取りに影響を与え得るヒータアッセンブリ２８０から処理室２０１への光の漏れを効果的に防止または抑制できる。

図８は、本発明の実施例２の基板処理装置のサセプタを説明するための概略縦断面図である。実施例１では、ウエハ２００の外周は遮光部材２８２で保持され、ウエハ２００の内周部は石英サセプタ２１７により保持される構造になっているのに対して、本実施例では、ウエハ２００の下側には石英サセプタ２１７を設けず、ウエハ２００の周囲にのみ石英サセプタ２１７を設け、遮光部材２８２は、ウエハ２００の石英サセプタ２１７の上面から側面に延在し、さらには、側面から石英サセプタ２１７の内側の開口２８６に突出し、ウエハ２００と非接触ではあるが、ウエハ２００の主面に垂直な方向から見るとウエハ２００の外周部と重なり合うように設けられ、ウエハ２００の外周部は石英サセプタ２１７から内側の開口２８６に延在した石英製の支持ピン２９１で支持されている点が実施例１と異なるが、他の点は同じである。

ＳｉＣ製の遮光部材２８２でウエハ２００を支持すると、熱容量的な問題で、ウエハ載置時にはその前の熱処理にて遮光部材２８２が熱くなっているので温度低下しきれず、またウエハ加熱時にはＳｉＣの遮光部材２８２の熱容量が大きくウエハ周辺部の熱がＳｉＣ側に逃げていくので、いずれの場合もウエハ２００に反りの問題が生じるので、それを抑制するため、遮光部材２８１をウエハ２００と非接触とし、ウエハ２００は石英製の支持ピン２９１で支持するようにしている。

遮光部材２８１は、ウエハ２００の石英サセプタ２１７の上面から側面に延在し、さらには、側面から石英サセプタ２１７の内側の開口２８６に突出し、ウエハ２００の主面に垂直な方向から見るとウエハ２００の外周部と重なり合うように設けられているので、放射温度計に直接はいるヒータアッセンブリ２８０からの迷光、および石英サセプタ２１７内を多重反射して放射温度計に入る迷光を抑制できるため、ウエハ温度の測定精度が向上し、ウエハ温度の制御性が向上する。

また、サセプタ２１７の表面側のみを遮光部材２８２で覆うため、サセプタ全体を遮光部材で作製するより非常に安価である。

（比較例）
図９は、比較のための基板処理装置のサセプタを説明するための概略図であり、図９Ａは概略平面図、図９Ｂは概略縦断面図である。図１０〜１２は、比較のための基板処理装置のサセプタを説明するための概略縦断面図である。
一般的に大型ウエハのサセプタには加工性やコストの問題から石英が用いられるため、何らかの方法で迷光を遮る必要がある。

図９、図１０に示すように、迷光を抑制するためにサセプタ２１７のヒータアッセンブリ２８０に面する側に遮光性材料のコーティング２８１を設けた場合、石英端部から入射したランプの光２８５が石英内を多重反射し表面側に導かれる。このとき温度プローブは石英に導かれたランプ光を迷光として拾ってしまうため、温度の読み値に影響を与える。

図１１に示すように、サセプタ２１７の表面、すなわち温度プローブ側に遮光性材料のコーティングを設けた場合は、上述のように石英中を導かれた光が温度プローブの読み値に与える影響は少ない。しかしながらウェーハ外周部分と遮光部材との間２８８を光２８５が透過し、温度プローブはこの透過した光を迷光として拾ってしまうため、温度の読み値に影響を与えてしまう。

図１２に示すように、サセプタ２１７すべてを遮光性のある炭化珪素、珪素（シリコン）等の材料で作成すれば迷光を抑制することが可能であるが、一般にこれらの材料は非常に高価で加工が難しいことから制作コストが上がるという問題がある。このコスト増加は大口径基板になるほど顕著であり、半導体製造装置の価格上昇の原因になる。また、この場合も、ウェーハ外周部分とサセプタ２１７との間２８８を光２８５が透過し、温度プローブはこの透過した光を迷光として拾ってしまうため、温度の読み値に影響を与えてしまう。

本発明の実施例１および２の基板処理装置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および２の基板処理装置を説明するための概略縦断面図である。 本発明の実施例１および２の基板処理装置の処理炉を説明するための概略縦断面図である。 本発明の実施例１の基板処理装置のサセプタを説明するための概略図であり、図４Ａは概略平面図、図４Ｂは概略縦断面図である。 本発明の実施例１の基板処理装置のサセプタを説明するための概略縦断面図である。 本発明の実施例１の基板処理装置のサセプタを説明するための概略平面図である。 本発明の実施例１の基板処理装置のサセプタを説明するための概略平面図である。 本発明の実施例２の基板処理装置のサセプタを説明するための概略縦断面図である。 比較のための基板処理装置のサセプタを説明するための概略図であり、図９Ａは概略平面図、図９Ｂは概略縦断面図である。 比較のための基板処理装置のサセプタを説明するための概略縦断面図である。 比較のための基板処理装置のサセプタを説明するための概略縦断面図である。 比較のための基板処理装置のサセプタを説明するための概略縦断面図である。

符号の説明

１００…ポッド
１０１…筐体
１０３…搬送室
１０５…ＩＯステージ
１０６…オリエンテーションフラット合わせ装置
１０８…ポッドオープナー
１１２…ウエハ移載機
１１５…エレベータ
１２１…搬送室
１２２…予備室
１２３…予備室
１２４…ウエハ移載機
１２５…筐体
１２７…ゲートバルブ
１２８…ゲートバルブ
１２９…ゲートバルブ
１３０…ゲートバルブ
１３４…ウエハ搬入搬出口
１３７…処理室
１３８…クーリングユニット
１３９…クーリングユニット
１４０…基板置き台
１４１…基板置き台
２００…ウエハ
２０１…処理室
２０２…処理炉
２０７…上側ランプ
２１７…サセプタ
２２３…下側ランプ
２２４…電極
２２５…チャンバ
２２６…チャンバ蓋
２２７…チャンバ本体
２２８…チャンバ底
２３０…処理ガス
２３２…ガス供給管
２３５…ガス排気口
２４１…マスフローコントローラ
２４３…バルブ
２４４…ゲートバルブ
２４７…基板搬入搬出口
２６０…放射率測定用プローブ
２６１…温度測定用プローブ
２６５…放射率測定用リファレンスランプ
２６６…基板突上ピン
２６７…サセプタ回転機構
２７４…プローブ回転機構
２７５…昇降機構
２７６…平ギア
２７７…平ギア
２７８…ボールベアリング
２７９…回転筒
２８０…ヒータアッセンブリ
２８１…遮光性コーティング
２８２…遮光部材
２８５…光
２８６…開口
２８７…石英端部
２８８…間
２８９…迷光
２９１…支持ピン
２９２…分割位置
２９３…分割位置
３００…主制御部
３０１…加熱制御部
３０２…ガス制御部
３０３…温度検出部
３０４…駆動制御部

Claims (1)

1. 基板が収容される処理チャンバと、
   前記処理チャンバ内に載置されるサセプタと、
   前記サセプタを基準に、一方の処理チャンバ空間に設けられた、前記基板の温度を検出する放射温度計と、他方の処理チャンバ空間に設けられた加熱手段とを有し、
   前記加熱手段からの放射光を遮光する遮光部材が、前記基板の周辺部と非接触で重合するように前記サセプタの表面に設けられ、
   前記基板はサセプタから延在した支持部材にて支持されることを特徴とする基板処理装置。

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