TW201526713A - 微波加熱處理裝置及處理方法 - Google Patents

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TW201526713A
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Taichi Monden
Kouji Shimomura
Seok-Hyoung Hong
Yoshihiro Miyagawa
Jun Yamashita
Taro Ikeda
Yuuki Motomura
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Tokyo Electron Ltd
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Abstract

提供一種可對被處理體進行均勻且效率佳之加熱處理的微波加熱處理裝置及處理方法。 微波加熱處理裝置(1)，係具備相位調節部(7)，該相位調節部(7)係使藉由微波導入裝置(3)而被導入至處理容器(2)內之微波之駐波的相位改變。相位調節部(7)，係以處理容器(2)之底部(13)的內壁面(13b)為基準，具有比該內壁面(13b)更凹陷的凹部。相位調節部(7)，係藉由底部(13)與固定板(27)所形成，該固定板(27)係從處理容器(2)之外側被裝設於該底部(13)之下面。微波會入射至被金屬製之壁所包圍之相位調節部(7)的凹部內，且以反射的方式，使處理容器(2)內之駐波的相位改變。

Description

微波加熱處理裝置及處理方法
本發明，係有關將微波導入至處理容器而進行預定處理之微波加熱處理裝置及利用該微波加熱處理裝置來加熱處理被處理體的處理方法。
隨著LSI元件或記憶體元件的微細化進展，電晶體製作工程中之擴散層的深度會變淺。以往，被注入至擴散層的摻雜原子的活化性，係藉由使用燈加熱器之被稱為RTA(Rapid Thermal Annealing)的急速加熱處理來進行。但，在RTA處理中，因為摻雜原子的擴散進展，而有擴散層的深度超過容許範圍變深，成為微細設計之障礙的問題發生。若擴散層之深度的控制不完全，則會成為洩漏電流之發生等使元件的電氣特性降低的要因。
近年來，提出一種使用微波之裝置作為對半導體晶圓實施熱處理的裝置。在利用微波加熱進行摻雜原子的活化性時，因為微波是直接作用於摻雜原子，因此具有不會產生多餘加熱，可抑制擴散層擴散的優點。
作為利用微波的加熱裝置，例如在專利文獻1 中，提出一種均勻地加熱被處理物之目的，且使導電性突起偏在於導電性誘導板的表面而直立設置的微波照射裝置。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平3-233888號公報(例如，圖1)
微波其波長係長達數十毫米，而且具有在處理容器內容易形成駐波的特徵。因此，例如在以微波來加熱處理半導體晶圓時，在半導體晶圓之面內會產生電磁場的強弱分布，會有容易產生加熱溫度不均勻的問題。
本發明，係有鑑於該問題點進行研究者，其目的，係提供一種可對被處理體進行均勻且效率佳之加熱處理的微波加熱處理裝置及處理方法。
本發明之微波加熱處理裝置，係具備有：處理容器，具有上壁、底壁及側壁且收容被處理體；微波導入裝置，生成用於加熱處理前述被處理體的微波，並導入至前述處理容器；保持部，在前述處理容器內抵接於被處理體，且對其 進行保持；及相位調節部，被配置於藉由前述保持部予以保持之狀態之被處理體的下方，且使藉由前述微波導入裝置而被導入至前述處理容器內之前述微波之駐波的相位改變。
本發明之微波加熱處理裝置，係前述相位調節部之至少一部分亦可設置於與藉由前述保持部予以保持之狀態的被處理體上下重疊之位置。
在本發明之微波加熱處理裝置中，前述相位調節部，係亦可以前述底壁之內壁面為基準具有凹陷之凹部或突出之凸部。
在本發明之微波加熱處理裝置中，前述相位調節部，係亦可具有可變地調節前述凹部之深度或前述凸部之高度的可動構件與使該可動構件移動的驅動部。
在本發明之微波加熱處理裝置中，前述相位調節部，係亦可具有可變地調節前述凹部之內徑或前述凸部之徑的可動構件與使該可動構件移動的驅動部。
在本發明之微波加熱處理裝置中，前述相位調節部，係亦可具有可變地調節前述凹部之深度或前述凸部之高度的輔助構件。
在本發明之微波加熱處理裝置中，前述相位調節部，係亦可具有可變地調節前述凹部之內徑或前述凸部之徑的輔助構件。
本發明之微波加熱處理裝置，係前述凹部或凸部亦可藉由金屬材料予以形成。
本發明之微波加熱處理裝置，係前述相位調節部亦可設於複數個部位。
在本發明之微波加熱處理裝置中，前述保持部，係亦可具備：基部；臂部，從前述基部放射狀延伸；及支撐構件，被固定於前述臂部，且接觸於被處理體並對其進行支撐，前述相位調節部，係亦可為形成於前述基部的凹部。
本發明之微波加熱處理裝置，係前述基部亦可藉由介電質予以形成。
本發明之微波加熱處理裝置，係亦可進一步具備有使由前述保持部所支撐的被處理體在水平方向旋轉的旋轉機構。
本發明之微波加熱處理裝置，係亦可進一步具備有可變地調節前述保持部所支撐被處理體之高度位置的高度位置調節機構。
在本發明之微波加熱處理裝置中，前述處理容器之上壁，係亦可具有將前述微波導入裝置所生成的前述微波導入至前述處理容器的複數個微波導入埠。
本發明之處理方法，係使用具備有下述之微波加熱處理裝置來加熱處理前述被處理體者，其包含：處理容器，具有上壁、底壁及側壁且收容被處理體；微波導入裝置，生成用於加熱處理前述被處理體的微 波，並導入至前述處理容器；保持部，在前述處理容器內抵接於被處理體，且對其進行保持；及相位調節部，被配置於藉由前述保持部予以保持之狀態之被處理體的下方，且使藉由前述微波導入裝置而被導入至前述處理容器內之前述微波之駐波的相位改變。
在本發明之微波加熱處理裝置及處理方法中，係可對被處理體進行均勻且效率佳的加熱處理。
1‧‧‧微波加熱處理裝置
2‧‧‧處理容器
3‧‧‧微波導入裝置
4、4A‧‧‧支撐裝置
5‧‧‧氣體供給機構
5a‧‧‧氣體供給裝置
6‧‧‧排氣裝置
8‧‧‧控制部
10‧‧‧微波導入埠
11‧‧‧頂部
12‧‧‧側壁部
12a‧‧‧搬入搬出口
13‧‧‧底部
13a‧‧‧排氣口
14‧‧‧軸桿
15‧‧‧支座
15a‧‧‧基部
15b‧‧‧臂部
16‧‧‧支撐銷
17‧‧‧旋轉驅動部
18‧‧‧升降驅動部
19‧‧‧可動連結部
21‧‧‧排氣管
22‧‧‧壓力調整閥
23‧‧‧配管
24‧‧‧整流板
24a‧‧‧整流孔
30‧‧‧微波單元
31‧‧‧磁控管
32‧‧‧導波管
33‧‧‧透過窗
34‧‧‧循環器
35‧‧‧檢測器
36‧‧‧調諧器
37‧‧‧虛擬負載
40‧‧‧高電壓電源部
G‧‧‧間隙
GV‧‧‧閘閥
S1‧‧‧微波放射空間
S2‧‧‧空間
W‧‧‧半導體晶圓
[圖1]表示本發明之第1實施形態之微波加熱處理裝置之概略構成的剖面圖。
[圖2]放大表示本發明之第1實施形態之微波加熱處理裝置中之相位調節部之周邊之構成的主要部份剖面圖。
[圖3]表示作為輔助構件之一例之嵌合板體之全體構成的立體圖。
[圖4]放大表示裝設了圖3之嵌合板體之相位調節部之周邊之構成之主要部份剖面圖。
[圖5]放大表示裝設了圖3之嵌合板體之其他例之相位調節部之周邊之構成之主要部份剖面圖。
[圖6]表示作為輔助構件之其他例之嵌合板體之全體 構成的立體圖。
[圖7]放大表示裝設了圖6之嵌合板體之相位調節部之周邊之構成之主要部份剖面圖。
[圖8]放大表示裝設了圖6之嵌合板體之其他例之相位調節部之周邊之構成之主要部份剖面圖。
[圖9]表示本發明之第1實施形態之微波導入裝置之高電壓電源部之概略構成的說明圖。
[圖10]表示圖1所示之處理容器的頂部之上面的平面圖。
[圖11]係表示圖1所示之控制部之構成的說明圖。
[圖12]表示本發明之第2實施形態之微波加熱處理裝置之概略構成的剖面圖。
[圖13]放大表示本發明之第2實施形態之微波加熱處理裝置之相位調節部之周邊之構成的主要部份剖面圖。
[圖14]表示從圖13之狀態使可動塊體下降之狀態之相位調節部之周邊的主要部份剖面圖。
[圖15]表示本發明之第3實施形態之微波加熱處理裝置之概略構成的剖面圖。
[圖16]放大表示本發明之第3實施形態之微波加熱處理裝置之相位調節部之周邊之構成的主要部份剖面圖。
[圖17]表示從圖16之狀態使可動筒上升之狀態之相位調節部之周邊的主要部份剖面圖。
[圖18]放大表示本發明之第3實施形態之變形例之微波加熱處理裝置之相位調節部之周邊之構成的主要部份剖 面圖。
[圖19]表示從圖18之狀態使可動筒上升之狀態之相位調節部之周邊的主要部份剖面圖。
[圖20]表示本發明之第4實施形態之微波加熱處理裝置之概略構成的剖面圖。
[圖21]表示本發明之第4實施形態中之支座全體的立體圖。
[圖22]表示本發明之第4實施形態中之支座之基部的立體圖。
[圖23]用於說明本發明之變形例、之從處理容器內部所觀看之底部的平面圖。
以下，參照圖面來詳細說明本發明之實施形態。
[第1實施形態]
首先，參閱圖1，說明本發明之第1實施形態之微波加熱處理裝置之概略的構成。圖1，係表示本實施形態之微波加熱處理裝置之概略構成的剖面圖。本實施形態之微波加熱處理裝置1，係伴隨著連續之複數個動作例如對半導體裝置製造用的半導體晶圓(以下、僅以「晶圓」來記述。)W照射微波而施予加熱處理的裝置。
微波加熱處理裝置1，係具備有：處理容器 2，收容作為被處理體的晶圓W；微波導入裝置3，將微波導入至處理容器2內；支撐裝置4，在處理容器2內支撐晶圓W；氣體供給機構5，對處理容器2內供給氣體；排氣裝置6，對處理容器2內進行減壓排氣；相位調節部7，作為使藉由微波導入裝置3而導入至處理容器2內之微波之駐波的相位改變之手段；及控制部8，控制該些微波加熱處理裝置1之各構成部。
<處理容器>
處理容器2，係藉由金屬材料而形成。作為形成處理容器2之材料，係例如使用鋁、鋁合金、不鏽鋼等。
處理容器2，係具有：作為上壁之板狀的頂部11及作為底壁的底部13；方筒狀之側壁部12，連結頂部11與底部13；複數個微波導入埠10，被設置成上下貫通頂部11；搬入搬出口12a，被設於側壁部12；及排氣口13a，被設於底部13。另外，側壁部12，係亦可為圓筒狀。搬入搬出口12a，係用於在與鄰接於處理容器2之未圖示的搬送室之間，進行晶圓W之搬入搬出者。在處理容器2與未圖示的搬送室之間，設有閘閥GV。閘閥GV，係具有對搬入搬出口12a進行開關的功能，在關閉狀態下氣密地密封處理容器2，且在開啟狀態下可在處理容器2與未圖示的搬送室之間移送晶圓W。
<微波導入裝置>
微波導入裝置3，係被設於處理容器2之上部，且具有將電磁波(微波)導入至處理容器2內之微波導入手段的功能。關於微波導入裝置3之構成，稍後詳細說明。
<支撐裝置>
支撐裝置4，係具有：管狀之軸桿14，貫通處理容器2之底部13之大致中央，且延伸至處理容器2之外部；及支座15，作為被裝設於軸桿14之上端的保持部。支座15，係具有：基部15a，被裝設於軸桿14之上端；複數個(在本實施形態係3根)臂部15b，從該基部15a放射狀地設置於大致水平方向；及支撐銷16，可拆卸地被裝設於各臂部15b。複數個支撐銷16，係在處理容器2內抵接於晶圓W之背面並支撐晶圓W。複數個支撐銷16，係被配置成其上端部並列於晶圓W之圓周方向。各支撐銷16，係可拆卸地被裝設於臂部15b。另外，臂部15b、支撐銷16之個數，係只要可穩定地支撐晶圓W即可，並不特別限定。支座15及複數個支撐銷16，係藉由介電質材料所形成。作為形成該些之介電質材料，係例如可使用石英、陶瓷等。
且，支撐裝置4，係具有：旋轉驅動部17，使軸桿14旋轉；升降驅動部18，使軸桿14上下移動；及可動連結部19，支撐軸桿14且連結旋轉驅動部17與升降驅動部18。旋轉驅動部17、升降驅動部18及可動連結部19，係被設於處理容器2的外部。另外，在使處理 容器2內成為真空狀態時，係能夠在以軸桿14貫通底部13之部分的周圍，設置例如伸縮管等的密封機構(未圖示)。
在支撐裝置4中，軸桿14、支座15、旋轉驅動部17及可動連結部19，係構成使被支撐於支撐銷16的晶圓W在水平方向旋轉運動之旋轉機構。複數個支撐銷16及支座15，係以驅動旋轉驅動部17的方式，以軸桿14為旋轉中心進行旋轉，且使各支撐銷16在水平方向作圓周運動(公轉)。又，在支撐裝置4中，軸桿14、支座15、升降驅動部18及可動連結部19，係構成調節被支撐於支撐銷16之晶圓W之高度位置的高度位置調節機構。複數個支撐銷16及支座15，係以驅動升降驅動部18之方式，構成為與軸桿14一起在上下方向升降移動。
旋轉驅動部17，係只要可使軸桿14旋轉，則不特別限制，亦可具備例如未圖示的馬達等。升降驅動部18，係只要可使軸桿14及可動連結部19升降移動，則不特別限制，亦可具備例如未圖示的滾珠螺桿等。旋轉驅動部17與升降驅動部18，係亦可為一體的機構，亦可為不具有可動連結部19之構成。另外，使晶圓W在水平方向旋轉的旋轉機構及調節晶圓W之高度位置的高度位置調節機構，係只要可實現該些目的，則亦可為其他構成。
<排氣機構>
排氣裝置6，係例如具有乾式泵等的真空泵。微波加 熱處理裝置1，係進一步具備：排氣管21，連接排氣口13a與排氣裝置6；及壓力調整閥22，被設於排氣管21之途中。以使排氣裝置6之真空泵動作的方式，使處理容器2之內部空間進行減壓排氣。另外，微波加熱處理裝置1，係亦可在大氣壓進行處理，在該情況下，不需要真空泵。排氣裝置6亦可取代乾式泵等之真空泵，而使用設於設置有微波加熱處理裝置1之設施的排氣設備。
<氣體供給機構>
微波加熱處理裝置1，係更具備有對處理容器2內供給氣體的氣體供給機構5。氣體供給機構5，係具備有：氣體供給裝置5a，具備有未圖示之氣體供給源；及複數個配管23，被連接於氣體供給裝置5a，且將處理氣體導入至處理容器2內。複數個配管23，係被連接於處理容器2之側壁部12。
氣體供給裝置5a，係構成為經由複數個配管23，以側流方式將作為處理氣體或冷卻氣體之例如N2、Ar、He、Ne、O2、H2等的氣體供給到處理容器2內。另外，向處理容器2內供給氣體，係亦可在例如與晶圓W對向之位置(例如頂部11)設置氣體供給手段。又，亦可取代氣體供給裝置5a，而使用未包含於微波加熱處理裝置1之構成之外部的氣體供給裝置。雖未圖示，但，微波加熱處理裝置1，係更具備有設於配管23之途中的質流控制器及開關閥。供給於處理容器2內之氣體種類或該些氣體 流量等，係藉由流量控制器及開關閥來予以控制。
<整流板>
微波加熱處理裝置1，係進而於處理容器2內之複數個支撐銷16之周圍，在與側壁部12之間具備有呈框狀的整流板24。整流板24，係具有被設置成上下貫通整流板24之複數個整流孔24a。整流板24，係用以在處理容器2內一邊對配置有晶圓W之預定區域的環境整流，一邊朝向排氣口13a流動者。整流板24，係藉由例如鋁、鋁合金、不鏽鋼等之金屬材料所形成。另外，整流板24不是微波加熱處理裝置1之必須的構成要素，亦可不設置。
<溫度測量部>
雖省略圖示，但，微波加熱處理裝置1更具備有：複數個放射溫度計，測定晶圓W之表面溫度；及溫度測量部，被連接於該些放射溫度計。
<微波放射空間>
本實施形態之微波加熱處理裝置1，係在處理容器2內，由頂部11、側壁部12及整流板24所分隔之空間形成微波放射空間S1。在該微波放射空間S1，係從被設於頂部11之複數個微波導入埠10放射微波。處理容器2之頂部11、側壁部12及整流板24係皆由金屬材料所形成，因此，反射微波，使在微波放射空間S1內散射，從 而生成駐波。又，被導入至處理容器2內之微波，係亦在底部13與晶圓W之間的空間S2生成駐波。
<相位調節部>
接下來，參閱圖2~圖8，詳細說明作為使駐波之相位改變之手段的相位調節部。首先，圖2，係放大表示本實施形態之微波加熱處理裝置1中之相位調節部7之周邊之構成的主要部份剖面圖。相位調節部7，係使藉由微波導入裝置3而被導入至處理容器2內之微波之駐波的相位改變。相位調節部7，係從易使晶圓W之徑方向中之微波的放射均勻化之觀點來看，配置於由支撐銷16所保持之狀態之晶圓W的下方為較佳。具體而言，係配置為使相位調節部7之至少一部分、較佳的是使全體與藉由支撐銷16予以保持之狀態的晶圓W上下重疊。
在圖2中，相位調節部7，係具有以處理容器2之底部13的內壁面13b為基準，比該內壁面13b更凹陷的凹部。相位調節部7，係藉由底部13與固定板27所形成，該固定板27係從處理容器2之外側被裝設於該底部13之下面。在底部13之中央，設有開口部13c。以從處理容器2之外側堵塞該開口部13c的方式，形成裝設有固定板27之相位調節部7。固定板27，係具有可在其中央部份貫穿軸桿14之開口部27a的金屬板。固定板27，係以未圖示之螺絲等的固定手段被固定於底部13。在開口部13c及開口部27a，插通有軸桿14。在固定板27與 底部13之間及固定板27與軸桿14之間，配備有用於防止微波之洩漏之未圖示的電磁波屏蔽構件。又，在固定板27與底部13之間及固定板27與軸桿14之間，係在必要時亦可配備用於確保處理容器2內之氣密性的真空密封構件。
相位調節部7，係使藉由微波導入裝置3而被導入至處理容器2內之微波之駐波的相位改變。相位調節部7，係由使微波反射之金屬製的壁所形成。亦即，相位調節部7之凹部，係皆由金屬製之底部13與固定板27所形成。如此一來，微波會入射至由金屬製之壁所包圍之相位調節部7的凹部內，且以反射的方式，能夠使處理容器2內之駐波的相位改變。相較於底部13之內壁面13b為平坦平面的情況，以設置具有凹部之相位調節部7的方式，使駐波變得容易移動。且，在本實施形態之微波加熱處理裝置1中，係以使相位調節部7中之凹部之深度或內徑改變的方式，控制處理容器2內之駐波的相位，且可在晶圓W之面內進行均勻的加熱。作為可變地調節相位調節部7之凹部的深度及/或內徑的手段，在本實施形態中，係可使用輔助構件。
接下來，參閱圖3~圖8，說明相位調節部7包含有輔助構件時的例子。在本實施形態中，使用一個或複數個嵌合板體作為輔助構件。首先，圖3，係表示作為輔助構件之一例之嵌合板體29A之全體構成的立體圖。圖4，係放大表示裝設了嵌合板體29A之狀態之相位調節部 7之周邊之構成之主要部份剖面圖。圖5，係放大表示疊層裝設了複數個嵌合板體29A之狀態之相位調節部7之周邊之構成之主要部份剖面圖。嵌合板體29A，係呈環狀的金屬製構件。嵌合板體29A之外徑，係構成為稍微小於開口部13c之內徑，且可嵌入於開口部13c內。呈環狀之嵌合板體29A的內徑，係形成為稍微大於軸桿14左右。
在圖4中，係表示將1個嵌合板體29A嵌入於相位調節部7之凹部內的狀態。如圖示所示，呈環狀之嵌合板體29A，係以插入有軸桿14的狀態下，被置放於相位調節部7之凹部。在如圖4所示的例子中，嵌合板體29A之高度，係底部13之厚度的大致1/2。因此，以裝設嵌合板體29A之方式，使相位調節部7之凹部的深度實質上縮小為大致1/2。
另一方面，在圖5中，係表示上下重疊3個嵌合板體29A且嵌入於相位調節部7之凹部內的狀態。如圖所示，呈環狀之各嵌合板體29A，係以插入有軸桿14的狀態下，被置放於相位調節部7之凹部。在如圖5所示的例子中，嵌合板體29A之高度，係底部13之厚度的1/2。因此，以裝設3個嵌合板體29A的方式，使疊層之3個嵌合板體29A之總合的高度大於底部13之內壁面13b。亦即，相位調節部7，係在藉由所疊層之3個嵌合板體29A，而以底部13之內壁面13b為基準的情況下，實質上形成有凸部。如此一來，相位調節部7並不限於凹部，亦可為凸部。在由金屬製之嵌合板體29A所形成的凸 部中，以反射空間S2之駐波的方式，使其相位改變。
圖6，係表示作為輔助構件之其他例之嵌合板體29B之全體構成的立體圖。圖7，係放大表示裝設了嵌合板體29B之狀態之相位調節部7之周邊之構成之主要部份剖面圖。嵌合板體29B，係呈環狀的金屬製構件。嵌合板體29B之外徑，係構成為稍微小於開口部13c之內徑，且可嵌入於開口部13c內。又，呈環狀之嵌合板體29B的內徑，係形成為充份大於軸桿14之直徑例如4~5倍左右。
在圖7中，係表示上下重疊2個嵌合板體29B且嵌入於相位調節部7之凹部內的狀態。在如圖7所示的例子中，嵌合板體29B之高度，係底部13之厚度的1/2。因此，以裝設2個嵌合板體29B的方式，使疊層之2個嵌合板體29B之總合的高度形成為與底部13之內壁面13b相同的高度。又，呈環狀之嵌合板體29B的內徑，係形成為大於圖3所示之嵌合板體29A。因此，即使在將嵌合板體29B嵌入於相位調節部7之凹部的狀態下，亦在軸桿14之周圍形成凹部。如此一來，以重疊裝設2個嵌合板體29B的方式，可實質上縮小相位調節部7之凹部的內徑。另外，嵌合板體29B，係亦可在內外重疊配置2個以上。例如，以在嵌合板體29B之內側配置徑小於嵌合板體29B之其他環狀之嵌合板體的方式，亦可進一步使相位調節部7之凹部的徑縮小。
圖8，係進一步在其他例子中，放大表示裝設 了嵌合板體29B之狀態之相位調節部7之周邊之構成之主要部份剖面圖。在圖8中，係表示上下重疊4個嵌合板體29B且嵌入於底部13之開口部13c內的狀態。在如圖8所示的例子中，嵌合板體29B之高度，係底部13之厚度的1/2。因此，以裝設4個嵌合板體29B的方式，使疊層之4個嵌合板體29B之總合的高度形成為底部13之厚度的大致2倍。亦即，藉由4個嵌合板體29B，在相位調節部7形成突出至空間S2的凸部。又，即使在將呈環狀之嵌合板體29B嵌入於開口部13c內的狀態下，亦在軸桿14之周圍形成凹部。如此一來，以重疊裝設4個嵌合板體29B的方式，可實質上縮小相位調節部7之凹部的內徑且增加該凹部之深度。
另外，嵌合板體之厚度、寬度、內徑、外徑等並不特定限定。又，嵌合板體，係例如亦可形成為三角形、四角形等之多角形的框狀或筒狀。又，嵌合板體，係例如亦可以組合而形成為環狀或框狀或筒狀的方式，分割成複數個部分。且，亦可組合形狀不同之複數個種類之嵌合板體並加以使用。
<微波導入裝置>
接下來，參閱圖1、圖9~圖10，說明微波導入裝置3之構成。圖9，係表示微波導入裝置3之高電壓電源部之概略構成的說明圖。圖10，係表示圖1所示之處理容器2的頂部11之上面的平面圖。
如前述，微波導入裝置3，係被設於處理容器2之上部，且具有將電磁波(微波)導入至處理容器2內之微波導入手段的功能。如圖1所示，微波導入裝置3，係具備有：複數個微波單元30，將微波導入至處理容器2；及高電壓電源部40，被連接於複數個微波單元30。
(微波單元)
在本實施形態中，複數個微波單元30之構成係完全相同。各微波單元30，係具有：磁控管31，生成用於處理晶圓W之微波；導波管32，使磁控管31所生成之微波傳送至處理容器2；及透過窗33，以阻塞微波導入埠10的方式，固定於頂部11。磁控管31，係對應於本發明的微波源。
如圖10所示，在本實施形態中，處理容器2，係在頂部11中以呈大致十字形作為全體的方式，具有在圓周方向等間隔配置之4個微波導入埠10。各微波導入埠10，係呈現具有長邊與短邊之平面視矩形。各微波導入埠10之大小或長邊與短邊之比，係亦可按各微波導入埠10而不同，但從提高對於晶圓W之加熱處理的均勻性且使控制性變佳的觀點來看，4個微波導入埠10全部是相同的大小及形狀為較佳。另外，本實施形態，係分別在各微波導入埠10連接有微波單元30。亦即，微波單元30之個數，係4個。另外，複數個微波導入埠10並不限於圖10所示之配置，可任意配置。且，微波單元30之個 數(磁控管31之個數)或微波導入埠10之個數，亦不限於4個。
磁控管31，係具有施加由高電壓電源部40所供給之高電壓的陽極及陰極(皆省略圖示)。又，作為磁控管31，係能夠使用可使各種頻率的微波振盪者。由磁控管31所生成之微波，係按被處理體之處理選擇最適當的頻率，例如在加熱處理中係以2.45GHz、5.8GHz等之高頻率的微波為較佳，5.8GHz之微波為更佳。
導波管32，係具有剖面為矩形且方筒狀的形狀，且從處理容器2之頂部11的上面向上方延伸。磁控管31，係被連接於導波管32之上端部附近。導波管32之下端部，係連接於透過窗33之上面。磁控管31所生成的微波，係經由導波管32及透過窗33被導入至處理容器2內。
透過窗33，係藉由介電質材料予以形成。作為透過窗33之材料，係例如可使用石英、陶瓷等。透過窗33與頂部11之間，係被未圖示的密封構件氣密地予以密封。從透過窗33之下面起至被支撐於支撐銷16之晶圓W之表面的距離(間隙G)，係從抑制微波直接放射到晶圓W的觀點來看，設為例如25mm以上為佳，而在25~50mm之範圍內可變地進行調節為更佳。
微波單元30，係更具有：被設於導波管32之中途的循環器34、檢測器35及調諧器36；及虛擬負載37，被連接於循環器34。循環器34、檢測器35及調諧器 36，係從導波管32之上端部側依序設置。循環器34及虛擬負載37，係構成加以分離來自處理容器2之反射波的隔離器。亦即，循環器34，係將來自處理容器2的反射波引導至虛擬負載37，虛擬負載37係將循環器34引導之反射波轉換成熱。
檢測器35，係用於檢測導波管32中之來自處理容器2的反射波。檢測器35，係藉由例如阻抗監控，具體而言，藉由導波管32中之檢測駐波之電場的駐波監控所構成。駐波監控，係例如可藉由突出至導波管32之內部空間的3根銷予以構成。以藉由駐波監控檢測駐波之電場的位置、相位及強度的方式，可檢測來自處理容器2之反射波。又，檢測器35，係亦可由可檢測進行波與反射波的方向性耦合器所構成。
調諧器36，係具有加以匹配磁控管31與處理容器2之間之阻抗的功能。調諧器36所致之阻抗匹配，係基於檢測器35中之反射波的檢測結果來予以進行。調諧器36，係例如可藉由導體板(省略圖示)所構成，該導體板係設成為可出入於導波管32的內部空間。在該情況下，以控制導體板之往導波管32之內部空間的突出量，可調整反射波的電力量，從而調整磁控管31與處理容器2之間的阻抗。
(高電壓電源部)
高電壓電源部40，係對磁控管31供給用以生成微波 的高電壓。如圖9所示，高電壓電源部40，係具有：AC-DC轉換電路41，被連接於商用電源；開關電路42，被連接於AC-DC轉換電路41；開關控制器43，控制開關電路42的動作；升壓變壓器44，被連接於開關電路42；及整流電路45，被連接於升壓變壓器44。磁控管31，係經由整流電路45被連接於升壓變壓器44。
AC-DC轉換電路41，係將來自商用電源的交流(例如三相200V的交流)予以整流而變換成預定波形的直流之電路。開關電路42，係控制藉由AC-DC轉換電路41所變換之直流的開啟/關閉的電路。在開關電路42中，係藉由開關控制器43進行相移型的PWM(Pulse Width Modulation)控制或PAM(Pulse Amplitude Modulation)控制，從而生成脈衝狀的電壓波形。升壓變壓器44，係將從開關電路42輸出的電壓波形升壓成預定大小者。整流電路45，係將藉由升壓變壓器44所升壓的電壓予以整流並供給至磁控管31的電路。
<控制部>
微波加熱處理裝置1之各構成部，係分別被連接於控制部8，且藉由控制部8來控制。控制部8典型為電腦。圖11，係表示圖1所示之控制部8之構成的說明圖。在圖11所示的例子中，控制部8，係具備：程序控制器81，具備CPU；使用者介面82及記憶部83，被連接於該程序控制器81。
程序控制器81係在微波加熱處理裝置1中，統括控制例如有關溫度、壓力、氣體流量、微波輸出、晶圓W之旋轉速度等之製程條件的各構成部(例如，微波導入裝置3、支撐裝置4、氣體供給裝置5a、排氣裝置6等)的控制手段。
使用者介面82，係具有工程管理者為了管理微波加熱處理裝置1而進行指令的輸入操作等之鍵盤或觸控面板、及使微波加熱處理裝置1之運轉狀況可視化而顯示的顯示器等。
記憶部83，係保存有記錄控制程式(軟體)或處理條件資料等之處理程式等，該控制程式(軟體)係用以藉由程序控制器81的控制來實現在微波加熱處理裝置1所實行的各種處理。程序控制器81，係按照來自使用者介面部82的指示等，因應所需，從記憶部83呼叫出任意的控制程式或處理程式而實行。藉此，在程序控制器81的控制下，在微波加熱處理裝置1之處理容器2內進行所期望的處理。
上述之控制程式及處理程式，係可利用被儲存於例如CD-ROM、硬碟、軟碟片、快閃記憶體、DVD、藍光光碟等的電腦可讀取之記憶媒體的狀態者。又，上述處理程式係亦可從其他裝置例如經由專用回線來隨時傳送，而上線利用。
<作用>
接下來，說明本實施形態之微波加熱處理裝置1的作用效果。如上述，微波加熱處理裝置1，係具備有相位調節部7。從各微波導入埠10被導入至處理容器2內的微波，係使駐波生成於處理容器2的底部13與晶圓W之間的空間S2。本實施形態之微波加熱處理裝置1，係以在空間S2或面臨空間S2的位置設置使駐波之相位改變的相位調節部7的方式，可使在空間S2中之駐波的相位改變。又，即使以使用作為輔助構件之嵌合板體的方式，來改變例如微波導入埠10之配置或個數的情況下，亦可因應該些，使空間S2中之駐波的相位最適化。因此，可使晶圓W之面內，特別是晶圓W之徑方向中之微波的放射均勻化，而實現均勻的加熱處理。另外，以使空間S2之駐波之狀態改變的方式，結果亦使空間S1中之駐波的相位改變。
又，在本實施形態中，係以驅動旋轉驅動部17的方式，一邊以預定速度使支撐於複數個支撐銷16之晶圓W在水平方向旋轉，一邊進行加熱處理。藉此，在晶圓W之面內，使在圓周方向中之微波的放射均勻化。因此，即使在晶圓W之面內的圓周方向，亦可實現加熱處理之均勻化。
[處理步驟]
接下來，說明在微波加熱處理裝置1中對晶圓W施予加熱處理時之處理的步驟。首先，例如由使用者介面 82對程序控制器81輸入指令，以使加熱處理在微波加熱處理裝置1進行。其次，程序控制器81，係接收該指令來讀出被儲存於記憶部83或電腦可讀取之記憶媒體的處理程式。其次，以藉由基於處理程式之條件來執行加熱處理的方式，從程序控制器81送出控制訊號至微波加熱處理裝置1之各終端設備(例如，微波導入裝置3、支撐裝置4、氣體供給裝置5a、排氣裝置6等)。
其次，閘閥GV被設為開啟狀態，藉由未圖示之搬送裝置，使晶圓W通過閘閥GV及搬入搬出口12a被搬入至處理容器2內，且被載置於複數個支撐銷16上。複數個支撐銷16，係以驅動升降驅動部18之方式，與軸桿14、支座15一起在上下方向進行升降，而使晶圓W被裝設於預定高度。以藉由該高度而因應所需使驅動旋轉驅動部17的方式，使晶圓W以預定速度在水平方向旋轉為較佳。另外，晶圓W之旋轉並不是連續，亦可為非連續。其次，將閘閥GV設為關閉狀態，在必要時，藉由排氣裝置6使處理容器2內進行減壓排氣。其次，藉由氣體供給裝置5a，使預定流量之處理氣體被導入至處理容器2內。處理容器2之內部空間，係以調整排氣量及氣體供給量的方式，予以調整為預定壓力。
其次，從高電壓電源部40來對磁控管31施加電壓進而生成微波。在磁控管31所生成的微波，係傳播於導波管32，其次透過透過窗33來導入至處理容器2內之晶圓W上方的空間。例如，在複數個磁控管31中依 序生成微波，從各微波導入埠10來交替地將微波導入至處理容器2內。另外，亦可在複數個磁控管31中同時使複數的微波生成，從各微波導入埠10來同時將微波導入至處理容器2內。
被導入至處理容器2的微波，係被照射於晶圓W，且藉由焦耳加熱、磁性加熱、感應加熱等的電磁波加熱來迅速地加熱晶圓W。其結果，對晶圓W實施加熱處理。在本實施形態之微波加熱處理裝置1中，由於可藉由相位調節部7使空間S1及S2之駐波的相位改變，因此，在晶圓W之面內可進行均勻的加熱處理。又，在加熱處理期間使晶圓W旋轉時，係可在晶圓W之圓周方向使微波之偏倚變少，且進一步使晶圓W面內的加熱溫度均勻化。且，亦可在加熱處理期間，驅動升降驅動部18並使晶圓W之高度改變。
當從程序控制器81送出使加熱處理結束之控制訊號給微波加熱處理裝置1的各終端裝置時，則微波之生成會停止，且晶圓W之旋轉會停止，處理氣體及冷卻氣體的供給會被停止，而對晶圓W的加熱處理結束。其次，閘閥GV被設成為開啟狀態，且調整了支撐銷16上之晶圓W的高度位置後，藉由未圖示的搬送裝置來搬出晶圓W。
微波加熱處理裝置1，係在例如半導體元件的製作工程中，可理想地利用用於進行注入至擴散層之摻雜原子的活化性之加熱處理等的目的。
如上述，在本實施形態之微波加熱處理裝置1及處理方法中，以設置相位調節部7的方式，可使在晶圓W面內之微波的吸收均勻化，且改善加熱效率。又，在一邊以預定速度使晶圓W在水平方向旋轉一邊進行加熱處理的情況下，微波之吸收將在晶圓W之面內進一步被均勻化。因此，根據本實施形態之微波加熱處理裝置1及處理方法，可對晶圓W效率佳且在晶圓W之面內以優異的均勻性進行加熱處理。
[第2實施形態]
接下來，參閱圖12~圖14，說明本發明之第2實施形態的微波加熱處理裝置。圖12，係表示本實施形態之微波加熱處理裝置1A之概略構成的剖面圖。圖13及圖14，係放大表示本實施形態之微波加熱處理裝置1A中之相位調節部之周邊之構成的主要部份剖面圖。本實施形態之微波加熱處理裝置1A，係伴隨著連續的複數動作，例如對晶圓W照射微波並施予加熱處理的裝置。在以下的說明中，係以與第1實施形態之微波加熱處理裝置1之不同點為中心進行說明，在圖12~圖14中，對與第1實施形態之微波加熱處理裝置1相同的構成賦予同一符號而省略說明。
本實施形態之微波加熱處理裝置1A，係具備有：處理容器2，收容晶圓W；微波導入裝置3，將微波導入至處理容器2內；支撐裝置4，在處理容器2內支撐 晶圓W；氣體供給機構5，對處理容器2內供給氣體；排氣裝置6，對處理容器2內進行減壓排氣；相位調節部7A，作為使藉由微波導入裝置3而導入至處理容器2內之微波之駐波的相位改變之手段；及控制部8，控制該些微波加熱處理裝置1A之各構成部。
<相位調節部>
本實施形態之微波加熱處理裝置1A的相位調節部7A，係在處理容器2的底部13具備有：可動塊71，作為可突出/沒入地裝設於處理容器2內的空間S2的可動構件；及移位驅動部73，使該可動塊71升降移位。移位驅動部73，係具備有例如滾珠螺桿、齒條&齒輪、氣缸、油壓缸等的驅動機構。
相位調節部7A，係使藉由微波導入裝置3而被導入至處理容器2內之微波之駐波的相位改變。相位調節部7A，係從易使晶圓W之徑方向中之微波的放射均勻化的觀點來看，被配置於由支撐銷16所保持之狀態之晶圓W的下方。具體而言，相位調節部7A之至少一部分係被設成為與藉由支撐銷16予以保持之狀態的晶圓W上下重疊。
在底部13之中央設有開口部13c，且以從處理容器2之外側阻塞該開口部13c的方式，裝設有可動塊71。可動塊71，係具有可在其中央部份貫穿軸桿14之開口部71a的圓筒狀金屬製構件。可動塊71之上部的外 徑，係構成為稍微小於開口部13c之內徑，且可插入於開口部13c內。呈筒狀之可動塊71之開口部71a的內徑，係形成為稍微大於軸桿14左右。
可動塊71，係構成為被連結於移位驅動部73，且以驅動移位驅動部73的方式，而可在預定行程上下移位。在可動塊71與底部13之間及可動塊71與軸桿14之間，配備有用於防止微波之洩漏之未圖示的電磁波屏蔽構件。又，在可動塊71與底部13之間及可動塊71與軸桿14之間，係在必要時亦可配備有用於確保處理容器2內之氣密性的真空密封構件。
圖13，係表示使可動塊71上升的狀態。在上升位置中，可動塊71，係其上端高於底部13之內壁面13b，且進出處理容器2之空間S2內。如圖13所示，在使可動塊71上升的狀態下，相位調節部7A係以底部13之內壁面13b為基準而形成突出於處理容器2內的凸部。可動塊71，係由使微波反射的金屬所形成。在使可動塊71上升的狀態下，係可藉由形成凸部之金屬製的可動塊71使微波反射，且使處理容器2內之駐波的相位改變。亦即，相較於底部13之內壁面13b為平坦平面的情況，以設置可動塊71之具有凸部之相位調節部7A的方式，使駐波的位置移動。
圖14，係表示使可動塊71下降的狀態。可動塊71，係其上端退避至比底部13之內壁面13b更下方。如此一來，在使可動塊71下降的狀態下，相位調節部7A 係以底部13之內壁面13b為基準而形成凹陷的凹部。可動塊71及底部13，係由使微波反射的金屬所形成。在使可動塊71下降至圖14所示的位置之狀態下，微波會入射至被金屬製之壁所包圍之相位調節部7A的凹部內，且以反射的方式，能夠使處理容器2內之駐波的相位改變。亦即，相較於底部13之內壁面13b為平坦平面的情況，以設置可動塊71之具有凹部之相位調節部7A的方式，使駐波的位置移動。
本實施形態之微波加熱處理裝置1A，係亦可在加熱處理期間，固定可動塊71的位置，或亦可連續或不連續地進行移位。在加熱處理期間，以使可動塊71連續或不連續地上下移位的方式，可使相位調節部7A之凸部的高度或凹部的深度改變。在加熱處理期間，以使相位調節部7A之凸部之高度或凹部之深度改變的方式，可控制處理容器2內之駐波的相位，且在晶圓W之面內進行均勻的加熱。
本實施形態之微波加熱處理裝置1A，係能夠以在空間S2或面臨空間S2的位置設置使駐波之相位改變之相位調節部7A的方式，使空間S2中之駐波的相位改變。且，能夠以使相位調節部7A中之可動塊71移位且使凸部之高度或凹部之深度改變的方式，控制處理容器2內之駐波的相位，因此，可在晶圓W之面內進行均勻的加熱。另外，以使空間S2之駐波之狀態改變的方式，結果亦使空間S1中之駐波的相位改變。
又，可動塊71，係例如亦可形成為三角形、四角形等之多角形的筒狀。又，可動塊71，係例如亦可以組合而形成為筒狀的方式，分割成複數個部分。
本實施形態之微波加熱處理裝置1A中之其他構成及效果，係與第1實施形態之微波加熱處理裝置1相同，因此，省略說明。
[第3實施形態]
接下來，參閱圖15~圖17，說明本發明之第3實施形態的微波加熱處理裝置1B。圖15，係表示本實施形態之微波加熱處理裝置1B之概略構成的剖面圖。圖16及圖17，係放大表示本實施形態之微波加熱處理裝置1B中之相位調節部之周邊之構成的主要部份剖面圖。本實施形態之微波加熱處理裝置1B，係伴隨著連續的複數動作，例如對晶圓W照射微波並施予加熱處理的裝置。在以下的說明，以與第1實施形態之微波加熱處理裝置1之不同點為中心進行說明，在圖15~圖17中，對與第1實施形態之微波加熱處理裝置1相同的構成賦予同一符號而省略說明。
本實施形態之微波加熱處理裝置1B，係具備有：處理容器2，收容晶圓W；微波導入裝置3，將微波導入至處理容器2內；支撐裝置4，在處理容器2內支撐晶圓W；氣體供給機構5，對處理容器2內供給氣體；排氣裝置6，對處理容器2內進行減壓排氣；相位調節部 7B，作為使藉由微波導入裝置3而導入至處理容器2內之微波之駐波的相位改變之手段；及控制部8，控制該些微波加熱處理裝置1B之各構成部。
<相位調節部>
本實施形態之微波加熱處理裝置1B的相位調節部7B，係在處理容器2的底部13中具備有：可動筒75，作為可突出/沒入地裝設於處理容器2內之空間S2的可動構件；移位驅動部73，使該可動筒75升降移位；及固定板77A、77B，從處理容器2之外側被裝設於底部13之下面。固定板77A，係具有可貫穿可動筒75之開口部77a的金屬製半筒狀構件。固定板77B，係具有可貫穿可動筒75之開口部77b的金屬製半筒狀構件。固定板77A、77B，係分別以未圖示之螺絲等的固定手段被固定於底部13。另外，移位驅動部73之構成，係與第2實施形態相同。
相位調節部7B，係使藉由微波導入裝置3而被導入至處理容器2內之微波之駐波的相位改變。相位調節部7B，係從易使晶圓W之徑方向中之微波的放射均勻化的觀點來看，被配置於由支撐銷16所保持之狀態之晶圓W的下方。具體而言，相位調節部7B之至少一部分係被設成為與藉由支撐銷16予以保持之狀態的晶圓W上下重疊。
在底部13之中央設有開口部13c，且以從處 理容器2之外側阻塞該開口部13c的方式，裝設有固定板77A、77B及可動筒75。可動筒75，係具有可在其中央部份貫穿軸桿14之開口部75a的圓筒狀金屬製構件。可動筒75之外徑，係構成為稍微小於底部13之開口部13c的內徑，且可插入至開口部13c內。呈筒狀之可動筒75之開口部75a的內徑，係形成為充份大於軸桿14之直徑例如4~5倍左右。
可動筒75，係構成為被連結於移位驅動部73，且以驅動移位驅動部73的方式，而可在預定行程上下移位。在可動筒75與固定板77A、77B之間、固定板77A、77B與底部13之間及固定板77A、77B與軸桿14之間，配備有用於防止微波之洩漏之未圖示的電磁波屏蔽構件。又，在可動筒75與固定板77A、77B之間、固定板77A、77B與底部13之間及固定板77A、77B與軸桿14之間，係在必要時亦可配備有用於確保處理容器2內之氣密性的真空密封構件。
圖16，係表示使可動筒75下降的狀態。具體而言，使可動筒75之上端配合於與固定板77A、77B相同的高度。因此，可動筒75，係其上端退避至比底部13之內壁面13b更下方。如圖16所示，在使可動筒75下降的狀態下，相位調節部7B係以底部13之內壁面13b為基準而形成凹陷的凹部。可動筒75、固定板77A、77B及底部13，係由使微波反射的金屬所形成。在使可動部75下降至圖16所示之位置的狀態下，微波會入射至被金屬製 之壁所包圍之相位調節部7B的凹部(開口部13c)內，且以反射的方式，能夠使處理容器2內之駐波的相位改變。亦即，相較於底部13之內壁面13b為平坦平面的情況，以設置可動筒75之具有凹部之相位調節部7B的方式，使駐波的位置移動。
圖17，係表示從圖16之位置使可動筒75僅上升底部13之厚度的狀態。在圖17所示的上升位置中，可動筒75，係其上端形成為與底部13之內壁面13b大致相同的高度。又，呈筒狀之可動筒75之開口部75a的內徑，係形成為充份大於軸桿14之外徑。因此，即使在使可動筒75上升之圖17的狀態下，亦在軸桿14之周圍形成有凹部。如此一來，以使可動筒75移位至圖17所示之位置的方式，相較於圖16所示之狀態，實質上，相位調節部7B之凹部的內徑會縮小。
又，雖省略圖示，但，亦可以從圖17所示之位置使可動筒75更上升的方式，使可動筒75之上部進出處理容器2內的空間S2。在該情況下，可藉由可動筒75，與在相位調節部7B形成突出於空間S2之凸部的同時，增大凹部之深度。
本實施形態之微波加熱處理裝置1B，係亦可在加熱處理期間，固定可動筒75的位置，或亦可連續或不連續地進行移位。在加熱處理期間，以使可動筒75連續或不連續地上下移位的方式，可使相位調節部7B之凹部的內徑或深度、凸部的高度改變。在加熱處理期間，以 使相位調節部7B之凹部之內徑或深度、凸部之高度改變的方式，控制處理容器2內之駐波的相位，且可在晶圓W之面內進行均勻的加熱。
[變形例]
接下來，參閱圖18及圖19，說明本發明之第3實施形態之微波加熱處理裝置的變形例。圖18及圖19，係放大表示本變形例之微波加熱處理裝置1B中之相位調節部之周邊之構成的主要部份剖面圖。本變形例之微波加熱處理裝置1B的相位調節部7B，係在處理容器2的底部13具備有：可動筒75，作為可突出/沒入地裝設於處理容器2內之空間S2的可動構件；移位驅動部73，使該可動筒75升降移位；及固定板79A、79B，從處理容器2之外側被裝設於底部13之下面。固定板79A，係具有可貫穿可動筒75之開口部79a與凸部79c的金屬製半筒狀構件。固定板79B，係具有可貫穿可動筒75之開口部79b與凸部79d的金屬製半筒狀構件。固定板79A、79B，係分別以未圖示之螺絲等的固定手段被固定於底部13。凸部79c、79d，皆突出於處理容器2內的空間S2，且在相位調節部7B形成凸部。
圖18，係表示使可動筒75之上端配合於底部13之內壁面13b之高度的狀態。如圖18所示，在使可動筒75配合於底部13之內壁面13b之高度的狀態下，相位調節部7B，係具有固定板79A、79B之凸部79c、79d。 以藉由作為金屬製之壁的凸部79c、79d使微波反射的方式，能夠使處理容器2內之駐波的相位改變。亦即，相較於底部13之內壁面13b為平坦平面的情況，以設置具有凸部79c、79d之相位調節部7B的方式，能夠使駐波的位置移動。
圖19，係表示從圖18之位置使可動筒75之上端上升至凸部79c、79d之高度的狀態。在圖19所示的上升位置中，可動筒75，係其上端形成為與凸部79c、79d大致相同的高度。因此，相位調節部7B之凸部的徑，係形成為在凸部79c、79d的寬度中加大可動筒75之厚度的大小。如此一來，以使可動筒75移位的方式，實質上，可使相位調節部7B之凸部的徑改變。因此，在加熱處理期間，以使相位調節部7B之可動筒75移位的方式，能夠控制處理容器2內之駐波的相位。
如上述，本實施形態之微波加熱處理裝置1B，係以在空間S2或面臨空間S2的位置設置使駐波之相位改變的相位調節部7B的方式，可使空間S2中之駐波的相位改變。且，能夠以使相位調節部7B中之可動筒75移位且使凹部之內徑或深度、凸部之高度或徑改變的方式，控制處理容器2內之駐波的相位，因此，可在晶圓W之面內進行均勻的加熱。
另外，可動筒75，係例如亦可形成為三角形、四角形等之多角形的筒狀。又，可動筒75，係例如亦可以組合而形成為筒狀的方式，分割成複數個部分。
本實施形態之微波加熱處理裝置1B中之其他構成及效果，係與第1實施形態之微波加熱處理裝置1相同，因此，省略說明。
[第4實施形態]
接下來，參閱圖20~圖22，說明本發明之第4實施形態的微波加熱處理裝置。圖20，係表示本實施形態之微波加熱處理裝置1C之概略構成的剖面圖。圖21，係表示支座15A全體的立體圖。又，圖22，係支座15A之基部15a的剖面圖。本實施形態之微波加熱處理裝置1C，係伴隨著連續的複數動作，例如對晶圓W照射微波並施予加熱處理的裝置。在以下的說明中，係以與第1實施形態之微波加熱處理裝置1的不同點為中心進行說明，在圖20~圖22中，對與第1實施形態之微波加熱處理裝置1相同的構成賦予同一符號而省略說明。
本實施形態之微波加熱處理裝置1C，係具備有：處理容器2，收容晶圓W；微波導入裝置3，將微波導入至處理容器2內；支撐裝置4A，在處理容器2內支撐晶圓W；氣體供給機構5，對處理容器2內供給氣體；排氣裝置6，對處理容器2內進行減壓排氣；相位調節部7C，作為使藉由微波導入裝置3而導入至處理容器2內之微波之駐波的相位改變之手段；及控制部8，控制該些微波加熱處理裝置1C之各構成部。
<相位調節部>
本實施形態之微波加熱處理裝置1C的相位調節部7C，係被設於支撐裝置4A。相位調節部7C，係具備有被形成於支座15A之基部15a的凹部15c。凹部15c，係圓形之凹陷。相位調節部7C，係使藉由微波導入裝置3而被導入至處理容器2內之微波之駐波的相位改變。亦即，相位調節部7C，係位於由支撐銷16所保持之狀態之晶圓W之中央附近的正下方，且在晶圓W之下方使微波之駐波的相位改變。
支座15A，係例如由石英、陶瓷等的介電質材料所形成，而入射至凹部15c內的微波，係以在凹部15c內反射，或透過支座15A時折射的方式，使相位改變。因此，以調節凹部15c之深度或內徑的方式，可控制處理容器2內之駐波的相位，並在晶圓W之面內進行均勻的加熱。
另外，凹部15c並不限於圓形之凹陷，例如亦可形成為三角形、四角形等之多角形的凹陷。
本實施形態之微波加熱處理裝置1C中之其他構成及效果，係與第1實施形態之微波加熱處理裝置1相同，因此，省略說明。
在上述第1~第3實施形態中，雖係分別在軸桿14的周圍設置了一個相位調節部7、7A、7B，但，相位調節部係可設置於複數個部位。圖23，係從處理容器2之內部所觀看之底部13的平面圖。圖23，係表示將相位 調節部設置於複數個部位時的配置例。在圖23中，係僅表示相位調節部7D的位置。相位調節部7D之構成，係例如可設成為與第1~第3實施形態的相位調節部7、7A、7B相同。圖23，係表示將4個相位調節部7D設置於以支撐裝置4之軸桿14為中心而對稱之位置的態樣。如此一來，以將相位調節部7D設置在對稱於作為晶圓W之旋轉中心的軸桿14之位置的方式，可在晶圓W之徑方向使加熱處理之均勻性提升。
另外，相位調節部7D之個數並不限於4個，可設成為2個以上之任意個數。
接下來，說明確認了本發明之效果的試驗結果。
[試驗例1]
除了改變4個微波導入埠10的配置以外，係使用與圖1所示之微波加熱處理裝置1相同構成的微波加熱處理裝置，進行晶圓W的加熱處理。該試驗，係一邊以40L/min(slm)對處理容器2內導入氮氣，一邊從各微波導入埠10分別以1250W的功率導入微波，且實施晶圓W之加熱處理5分鐘。又，作為比較例，除了底部13為平坦平面以外，係使用與圖1所示之微波加熱處理裝置1相同構成的微波加熱處理裝置，且以相同的條件進行晶圓W的加熱處理。
在加熱處理5分鐘後，計測晶圓W之中心部 與邊緣部的溫度差。其結果，在使用了具備相位調節部7之本發明的微波加熱處理裝置時，晶圓W之中心部與邊緣部的溫度差為14℃。對此，在使用了比較例的微波加熱處理裝置時，晶圓W之中心部與邊緣部的溫度差為79℃。由本試驗結果可確認，以使用具備相位調節部7之本發明之微波加熱處理裝置的方式，可使晶圓W之面內的溫度差變小，且可進行均勻加熱。
[試驗例2]
在與第4實施形態(圖20~圖22)相同構成的微波加熱處理裝置1C中，實施了模擬，該模擬係假定對摻雜了以碘作為雜質的矽晶圓進行加熱處理之情形。凹部15c之深度，係設定成25mm。作為比較例，除了不具有相位調節部7C(凹部15c)以外，係在使用與圖20~圖22所示之微波加熱處理裝置1C相同構成的微波加熱處理裝置且以相同的條件進行晶圓W之加熱處理的情況下，進行模擬。在模擬中，係評估了在晶圓W之面內之薄片電阻值的偏差。其結果，在使用了本發明之微波加熱處理裝置1C的模擬中，和矽晶圓面內之薄片電阻值的標準偏差為1.0%相比，比較例為1.9%。由本模擬結果可確認，以使用具備相位調節部7C之本發明之微波加熱處理裝置的方式，可在晶圓W之面內進行均勻加熱。
另外，本發明並不限定於上述實施形態，可進行各種變更。例如，本發明之微波加熱處理裝置並不限 於以半導體晶圓為被處理體之情形，亦可適用於例如以太陽能板之基板或平板顯示器用基板為被處理體的微波加熱處理裝置。
1‧‧‧微波加熱處理裝置
2‧‧‧處理容器
3‧‧‧微波導入裝置
4‧‧‧支撐裝置
5‧‧‧氣體供給機構
5a‧‧‧氣體供給裝置
6‧‧‧排氣裝置
7‧‧‧相位調節部
8‧‧‧控制部
10‧‧‧微波導入埠
11‧‧‧頂部
12‧‧‧側壁部
12a‧‧‧搬入搬出口
13‧‧‧底部
13a‧‧‧排氣口
13b‧‧‧內壁面
13c‧‧‧開口部
14‧‧‧軸桿
15‧‧‧支座
15a‧‧‧基部
15b‧‧‧臂部
16‧‧‧支撐銷
17‧‧‧旋轉驅動部
18‧‧‧升降驅動部
19‧‧‧可動連結部
21‧‧‧排氣管
22‧‧‧壓力調整閥
23‧‧‧配管
24‧‧‧整流板
24a‧‧‧整流孔
27‧‧‧固定板
30‧‧‧微波單元
31‧‧‧磁控管
32‧‧‧導波管
33‧‧‧透過窗
34‧‧‧循環器
35‧‧‧檢測器
36‧‧‧調諧器
37‧‧‧虛擬負載
40‧‧‧高電壓電源部
G‧‧‧間隙
W‧‧‧半導體晶圓
S1‧‧‧微波放射空間
S2‧‧‧空間
GV‧‧‧閘閥

Claims (15)

  1. 一種微波加熱處理裝置，係具備：處理容器，具有上壁、底壁及側壁且收容被處理體；微波導入裝置，生成用於加熱處理前述被處理體的微波，並導入至前述處理容器；保持部，在前述處理容器內抵接於被處理體，且對其進行保持；及相位調節部，被配置於藉由前述保持部予以保持之狀態之被處理體的下方，且使藉由前述微波導入裝置而被導入至前述處理容器內之前述微波之駐波的相位改變。
  2. 如申請專利範圍第1項之微波加熱處理裝置，其中，前述相位調節部的至少一部分，係被設置於與藉由前述保持部予以保持之狀態的被處理體上下重疊之位置。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之微波加熱處理裝置，其中，前述相位調節部，係以前述底壁之內壁面為基準具有凹陷之凹部或突出之凸部。
  4. 如申請專利範圍第3項之微波加熱處理裝置，其中，前述相位調節部，係具有：可動構件，可變地調節前述凹部之深度或前述凸部的高度；及驅動部，使該可動構件移動。
  5. 如申請專利範圍第3項之微波加熱處理裝置，其 中，前述相位調節部，係具有：可動構件，可變地調節前述凹部之內徑或前述凸部之徑；及驅動部，使該可動構件移動。
  6. 如申請專利範圍第3項之微波加熱處理裝置，其中，前述相位調節部，係具有：輔助構件，可變地調節前述凹部之深度或前述凸部之高度。
  7. 如申請專利範圍第3項之微波加熱處理裝置，其中，前述相位調節部，係具有：輔助構件，可變地調節前述凹部之內徑或前述凸部之徑。
  8. 如申請專利範圍第3項之微波加熱處理裝置，其中，前述凹部或前述凸部，係由金屬材料所形成。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之微波加熱處理裝置，其中，前述相位調節部，係被設置於複數個部位。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之微波加熱處理裝置，其中，前述保持部，係具備有：基部；臂部，從前述基部放射狀延伸；及支撐構件，被固定於前述臂部，且接觸於被處理體並 對其進行支撐，前述相位調節部，係形成於前述基部的凹部。
  11. 如申請專利範圍第10項之微波加熱處理裝置，其中，前述基部，係由介電質所形成。
  12. 如申請專利範圍第1或2項之微波加熱處理裝置，其中，更具備有：旋轉機構，使藉由前述保持部予以支撐的被處理體在水平方向旋轉。
  13. 如申請專利範圍第1或2項之微波加熱處理裝置，其中，更具備有：高度位置調節機構，可變地調節前述保持部所支撐被處理體的高度位置。
  14. 如申請專利範圍第1或2項之微波加熱處理裝置，其中，前述處理容器之上壁，係具有：複數個微波導入埠，將前述微波導入裝置所生成的前述微波導入至前述處理容器。
  15. 一種處理方法，係使用具備有下述之微波加熱處理裝置來加熱處理前述被處理體，其包含：處理容器，具有上壁、底壁及側壁且收容被處理體；微波導入裝置，生成用於加熱處理前述被處理體的微波，並導入至前述處理容器；保持部，在前述處理容器內抵接於被處理體，且對其進行保持；及 相位調節部，被配置於藉由前述保持部予以保持之狀態之被處理體的下方，且使藉由前述微波導入裝置而被導入至前述處理容器內之前述微波之駐波的相位改變。
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