TW201802941A - 基板處理裝置、溫度測定單元及半導體裝置之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本案發明之課題係提供一種無關基板之成膜狀態，皆可簡單地提高基板之溫度測定之精度的技術。
本案發明之技術手段係提供一種基板處理裝置，其具備：基板載置部，其具有載置面，且於該載置面載置基板；加熱部，其加熱載置於載置面之基板；及溫度感測器，其可彈性變形且前端構成溫度檢測部，且溫度感測器係自載置面之下方延伸至載置面之上方，前端自載置面突出。此外，進行一種半導體裝置之製造方法，其具備以下之步驟：將基板載置於基板載置部之載置面，且使朝載置面上突出之溫度感測器之前端接觸於基板背面，將前端朝較載置面下方按壓，而使溫度感測器彈性變形；加熱基板；及使用溫度感測器測定基板之溫度。

Description

基板處理裝置、溫度測定單元及半導體裝置之製造方法
本發明係關於一種基板處理裝置、溫度測定單元及半導體裝置之製造方法。
專利文獻1揭示有一種對基板進行加熱處理之基板處理裝置、及使用該基板處理裝置之半導體裝置之製造方法。伴隨積體電路圖案之微細化、利用低溫處理高積體化之進程，需要基板處理中之正確之溫度測定及溫度管理。作為溫度測定方法，通常為使用放射溫度計之非接觸式之溫度測定方法、或使用埋入於處理中之基板之支撐構件內之熱電偶的接觸式之溫度測定方法。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2013-33946號公報
於上述非接觸式之溫度測定方法中，若使用矽基板作為基板，根據矽基板之特性，由於放射溫度計之低溫下之測定波長之穿透量增多，因此難以測定矽基板之低溫區域。此外，即使於矽基板之穿透量少之短波長之放射溫度計中，也不易進行低溫區域之 測定。並且，由於基板之輻射率係根據基板之成膜狀態而變化，因此需要對測定溫度之每片基板變更輻射率。
另一方面，於上述接觸式之溫度測定方法中，要求埋入有熱電偶之支撐構件具有硬度、耐熱性及清潔性，因而使用有陶瓷。一般而言，因陶瓷之熱容量大，若介設支撐構件，則基板之溫度測定之感度變差，因此難以進行正確之溫度測定。並且，由於支撐構件會被熱源加熱，因此受此來自支撐構件之熱影響，會使正確之基板之溫度測定變得困能。
考慮到上述問題，本發明提供一種無關基板之成膜狀態如何，而可簡單地提高基板之溫度測定之精度的技術。
為了解決上述問題，本發明之一實施方式之基板處理裝置，其具備：基板載置部，其具有載置面，且於該載置面載置基板；加熱部，其加熱載置於上述載置面之上述基板；及溫度感測器，其可彈性變形且前端構成溫度檢測部，上述溫度感測器，係自上述載置面之下方延伸至上述載置面之上方，且上述前端自上述載置面突出。
本發明具有可提供一種無關基板之成膜狀態如何，而可簡單地提高基板之溫度測定之精度的技術之優異功效。
10‧‧‧基板處理裝置
12‧‧‧大氣搬送室
14、16‧‧‧晶圓載入/載出室
18‧‧‧搬送室
20、22‧‧‧處理室
24‧‧‧基板
26‧‧‧晶圓載具
28‧‧‧大氣機器人
30‧‧‧控制部
32‧‧‧電纜
40‧‧‧溫度測定部(溫度測定單元)
42‧‧‧溫度感測器
42A‧‧‧前端部
44‧‧‧安裝構件
44A‧‧‧底板
44B‧‧‧側壁板
44C‧‧‧側壁板
44D‧‧‧固定部位
44E、44F‧‧‧保持板
44G‧‧‧突起部
140‧‧‧基板支撐體
141‧‧‧上板
142‧‧‧下板
143‧‧‧支柱
144‧‧‧收容部位
145‧‧‧支撐體驅動部
180‧‧‧真空機器人
182‧‧‧指狀部
181‧‧‧手臂
183‧‧‧下側手指
184‧‧‧上側手指
185‧‧‧臂驅動部
200‧‧‧反應室本體
201‧‧‧反應室
202、203‧‧‧基板載置部(基板載置台)
202A‧‧‧載置面
202B‧‧‧底部
202C‧‧‧凸緣
203A‧‧‧載置面
203B‧‧‧底部
203C‧‧‧凸緣
204‧‧‧分隔部
205‧‧‧蓋部
206‧‧‧蓋部
207‧‧‧供給管
208‧‧‧供給管
209‧‧‧支柱
210‧‧‧固定構件
211‧‧‧加熱部
212‧‧‧整流用排氣擋板環
212A‧‧‧排氣孔
213‧‧‧第1排氣口
214‧‧‧第2排氣口
215‧‧‧第3排氣口
220‧‧‧機械手臂
221‧‧‧軸部
222‧‧‧手臂
223‧‧‧手指
223A‧‧‧支撐部位(爪部)
224‧‧‧基板保持銷
225‧‧‧收納部
C‧‧‧假想中心軸
圖1為本發明之一實施形態之基板處理裝置之概略俯視圖。
圖2為圖1所示之基板處理裝置之概略側視圖。
圖3為圖1所示之基板處理裝置之處理室之放大剖視圖。
圖4為圖3所示之處理室之放大立體圖。
圖5為顯示配置於圖3及圖4所示之處理室之基板處理部之溫度測定部的重點部放大立體圖。
圖6為圖5所示之溫度測定部之側視圖(左側視圖)。
圖7為顯示圖6所示之溫度測定部之溫度感測器之放大側視圖(圖6所示之符號H部分之放大側視圖)。
圖8(A)為圖5所示之溫度測定部之前視圖，(B)為溫度測定部之左側視圖，(C)為溫度測定部之右側視圖，(D)為溫度測定部之俯視圖。
圖9為圖3所示之處理室之俯視圖。
圖10為與圖9對應之處理室之立體圖。
圖11為說明一實施形態之基板處理方法之第1步驟之與圖4對應之放大立體圖。
圖12為說明第2步驟之放大立體圖。
圖13為說明第3步驟之放大立體圖。
圖14為顯示說明本實施形態之基板處理方法之基板加熱時間與基板加熱溫度之關係之圖。
以下，使用圖1~圖14，對本發明之一實施形態的基板處理裝置、基板處理方法、及基板處理程式進行說明。再者，圖中適宜顯示之箭頭X方向係表示水平方向之一方向，箭頭Y方向係表示在水平方向上與箭頭X方向正交之另一方向。此外，箭頭Z方向係表示與箭頭X方向及箭頭Y方向正交之上方向。
[基板處理裝置整體之概略構成]
如圖1及圖2所示，本實施形態之基板處理裝置10，其具備大氣搬送室(EFEM：Equipment Front End Module)12、晶圓載入/載出室14、16、搬送室18、處理室20及22。該等之大氣搬送室12、晶圓載入/載出室14、16、搬送室18、處理室20及22，係朝箭頭Y方向依序配置。
如圖1所示，於大氣搬送室12配置有搬送作為處理對象之基板24之承載盒26。承載盒26係使用前開式晶圓傳送盒(FOUP：Front Opening Unified Pod)。此外，承載盒26係於縱向相隔一定間隔，而可收納例如達25片之基板24。於大氣搬送室12中，在與晶圓載入/載出室14、16之間設置有搬送基板24之大氣機器人28。本實施形態中，作為基板24，例如使用製造矽晶圓等半導體裝置之半導體晶圓。
晶圓載入/載出室14、16，皆與大氣搬送室12對向設置。如圖2所示，於一晶圓載入/載出室14配置有基板支撐體140，該基板支撐體140係於縱向相隔一定間隔而可收納例如25片基板24。基板支撐體140，其包含：上板141及下板142，其等在上下方向對向配置；及支柱143，其連結上板141與下板142。於支柱143之長邊方向內側配置有朝內側突出且沿長邊方向相隔一定間隔而形成之收容部位144。基板24係載置於每一收容部位144，而被收容於基板支撐體140內。
支撐體驅動部145，係使基板支撐體140沿箭頭A方向上昇及下降，並且使基板支撐體140朝箭頭B方向之水平方向旋 轉。再者，另一晶圓載入/載出室16，係與一晶圓載入/載出室14相同之構成。
如圖1及圖2所示，搬送室18係與晶圓載入/載出室14、16之大氣搬送室12為相反側而對向，且被設置於假想中心軸C上。於搬送室18中，且在與晶圓載入/載出室14、16之間、及與處理室20、22之間設置有搬送基板24之真空機器人180。真空機器人180具備具有指狀部182之手臂181。手臂181係設置有2個，在此省略圖示。指狀部182係被構成為包含下側手指183及上側手指184，且設定為可同時搬送收容於基板支撐體140之上下2片之基板24。
於真空機器人180中，手臂181係使指狀部182朝箭頭D方向之水平方向移動，此外，臂驅動部185係使手臂181朝箭頭E方向之水平方向旋轉。
如圖1所示，處理室20、22係與搬送室18之晶圓載入/載出室14、16為相反側而對向設置。一處理室20具有反應室201，如圖1及圖2所示，於反應室201之相同空間內沿箭頭Y方向配置有2個基板載置部(基板載置台)202、203。於基板載置部202與基板載置部203之間配置有分隔部204。藉由此分隔部204可將反應室201區隔。另一處理室22，係與一處理室20相同之構成。處理室20、22例如將鋁構成為主體。再者，於可獲得相同功能之情況下，處理室20、22也可將鋁以外之金屬或合金作為主體而構成。
並且，如圖1所示，基板處理裝置10具備控制部30。控制部30係經由電纜32而被連接至大氣搬送室12等之基板處理 裝置10之各構成要素，且藉由控制部30控制基板處理裝置10整體之動作。雖省略圖示，控制部30包含記憶媒體及電腦(CPU)。於控制部30中，儲存於記憶媒體之基板處理程式，係藉由電腦執行，以控制基板處理裝置10之動作。記憶媒體例如使用硬碟、半導體記憶裝置(例如RAM：Random Access Memory)等。再者，基板處理裝置10之各構成要素與控制部30，也可以無線連接。
[處理室之詳細構成]
其次，對上述處理室20、22詳細地進行說明。如圖1、圖3及圖4所示，於一處理室20內，且於反應室本體200配置有俯視時形成為半圓形狀且側視時形成為凹狀之反應室201。於反應室201之箭頭Y方向中間部，可裝卸自如地配置有沿箭頭X方向橫穿之方柱形狀之分隔部204。於反應室201中，以分隔部204為中心分別於兩側配置有基板載置部202、203。其中，分隔部204係由鋁形成。此外，分隔部204也可由石英、氧化鋁等形成。於基板載置部202中可處理一片基板24，且於基板載置部203中可處理另一片基板24。因此，於處理室20中可處理2片之基板24。
如圖3所示，在與反應室本體200之基板載置部202上對應之位置配置有蓋部205，且在與反應室本體200之基板載置部203上對應之位置配置有蓋部206。於反應室本體200之蓋部205附近配置有自外部連通至反應室201之供給管207，同樣地，於反應室本體200之蓋部206附近配置有自外部連通至反應室201之供給管208。供給管207、208係自外部朝反應室201內供給處理基板24之氣體。此外，反應室201係連接於省略圖示之真空泵，使用此 真空泵可生成例如0.1Pa以下之真空氛圍。
一基板載置部202具有高度較直徑低之圓筒形狀。基板載置部202之蓋部205側之上表面，係被構成作為載置基板24之圓形之載置面202A。載置面202A之高度，係設定於較反應室201之高度低之位置。於基板載置部202之底部202B設置有朝外周圍突出之凸緣202C，基板載置部202係隔著凸緣202C而藉由支柱209支撐。如圖3及圖4所示，使用固定構件210將凸緣202C固定於支柱209，進而將基板載置部202安裝於反應室本體200。
同樣地，另一基板載置部203具有與基板載置部202相同之圓筒形狀。基板載置部203之蓋部206側之上表面，係被構成作為載置基板24之圓形之載置面203A。載置面203A之高度，係設定於較反應室201之高度低之位置。於基板載置部203之底部203B設置有朝外周圍突出之凸緣203C，基板載置部203係隔著凸緣203C而藉由支柱209支撐。如圖3及圖4所示，使用固定構件210將凸緣203C固定於支柱209，進而將基板載置部203安裝於反應室本體200。
如圖3所示，於基板載置部202內設有加熱部211，同樣地，於基板載置部203內設有加熱部211。作為加熱部211，例如使用加熱器，加熱部211係將載置於載置面202A上、203A上之基板24以處理溫度加熱。於本實施形態中，可使用加熱部211將基板24之處理溫度昇溫至例如450℃。
於基板載置部202配置有圍繞於此基板載置部202之側面周圍且俯視為環狀之整流用排氣擋板環212。同樣地，於基板載置部203配置有圍繞於此基板載置部203之側面周圍之環狀之 整流用排氣擋板環212。於整流用排氣擋板環212設置有貫通板厚方向之複數個排氣孔212A。沿基板載置部202之側面周圍、並沿基板203之側面周圍配置有第1排氣口213，排氣孔212A係被構成為可將基板24之處理後之排放氣體排出至第1排氣口213。
於反應室本體200中，且於基板載置部202下方分別依序配置有第2排氣口214、第3排氣口215，同樣地，於基板載置部203下方分別依序配置有第2排氣口214、第3排氣口215。第2排氣口214係連結於第1排氣口213，第3排氣口215係連結於第2排氣口214。藉此，可構建自排氣孔212A經由第1排氣口213、第2排氣口214連通至第3排氣口215之排氣路徑。
如圖3及圖4所示，於反應室201內配置有作為搬送機構之機械手臂220。機械手臂220包含將箭頭Z方向作為軸向之軸部221、及搬送基板24之手臂222。軸部221係被設為朝箭頭F方向之水平方向旋轉，且朝箭頭G方向上昇及下降之2軸構成，且連結於省略圖示之驅動部。
手臂222之一端連接於軸部221，且於手臂222之另一端設置有手指223。手指223於俯視時形成為具有較基板24之半徑及基板載置部202、203的半徑大之半徑之圓弧狀。於手指223一體形成有自其一端部、中間部、另一端部分別朝手指223之中心部突出且進入較基板載置部202、203之側面周圍更靠內側之支撐部位(爪部)223A。於本實施形態中，支撐部位223A，係以手指223之中心部作為旋轉角度之中心，且以120度間隔形成於手指223之3個部位。手指223係例如由氧化鋁陶瓷形成。
於機械手臂220中，可使用手指223之支撐部位223A 支撐基板24，將被搬送至基板載置部202之載置面202A上之基板24朝基板載置部203之載置面203A搬送。此外，反過來於機械手臂中，可於基板處理之後將被搬送至載置面203A上之基板24搬送(回收)至載置面202A。
機械手臂220及分隔部204，係配置於反應室201內，且被設定為不將反應室201內之空間完全隔離之構成。亦即，如圖3所示，處理室20係被構成為可將自供給管207、208供給之氣體分別順暢地流動於載置面202A上之基板24、載置面203A上之基板24。並且，處理室20係被構成為分別通過排氣孔212A、第1排氣口213、第2排氣口214、第3排氣口215將基板處理後之排放氣體順暢地排出。
如圖5所示，於基板載置部202之載置面202A之周緣部設置有沿箭頭Z方向之鉛垂方向昇降之基板保持銷224。如圖4所示，基板保持銷224係於載置面202A之周緣部以等間隔配置，於此配置有3個。同樣地，於基板載置部203之載置面203A之周緣部設置有3個基板保持銷224。基板保持銷224係被構成為朝載置面202A上或載置面203A上突出而進行基板24之交接或載置。
如圖3~圖5所示，於基板載置部202之側面部、且俯視時與手指223之支撐部位223A對應之部位配置有收納部225。收納部225係被構成為在手臂222之相對於載置面202A而朝垂直方向之移動中用以收納支撐部位223A，防止支撐部位223A與基板載置部202之干擾。本實施形態中，收納部225係被構成為俯視時與支撐部位223A之形狀實質上為相同之形狀且大一圈之U字形狀，且藉由將鉛垂方向作為長邊方向之U槽(U字形之缺口部)所 形成。收納部225係被設定為與支撐部位223A之配置個數相同之配置個數，於此配置有3個。另一方面，於基板載置部203之側面部也同樣配置有收納部225。再者，收納部225之形狀並無特別限制，也可為半圓槽、梯形槽、三角槽、矩形槽等之槽(缺口部)。此外，若支撐部位223A之配置個數為4個以上，則收納部225之配置個數，也設定為與其相同之數量(即4個以上)。
如圖1所示，另一處理室22係與一處理室20相同之構成，因而在此省略說明。
[溫度測定部之詳細構成]
如圖5~圖7所示，於各處理室20、22中，且於基板載置部202之收納部225及基板載置部203之收納部225配置有溫度測定部(溫度測定單元)40。溫度測定部40係於基板載置部202至少配置有一個，且於基板載置部203至少配置有一個。再者，可於基板載置部202、基板載置部203分別配置3個溫度測定部40。詳細而言，溫度測定部40，其包含：溫度感測器42，其可彈性變形，且溫度檢測部(感溫部)即前端部42A突出於載置面202A上、載置面203A上；及安裝構件(底座)44，其安裝此溫度感測器42且固定於收納部225。
雖然省略詳細之構造，溫度感測器42係由將熱電偶絲插入耐熱金屬管內且將無機絕緣物充填於耐熱金屬管內之鎧裝熱電偶(sheath thermocouple)構成。熱電偶絲係被插入至耐熱金屬管之前端，且耐熱金屬管之前端即前端部42A係構成溫度檢測部(感溫部)。耐熱金屬管例如由鎳合金形成，耐熱金屬管之直徑為0.5mm 以下，較佳為被設定在極細之0.15mm。此外，耐熱金屬管也可藉由不鏽鋼形成。由於熱容量越小則暫態嚮應特性(transient response characteristics)越優異，因此溫度感測器42以更細且熱容量更小為較佳。如圖7所示，溫度感測器42之前端部42A之突出量d，係被設定為自載置面202A或載置面203A突出0.3mm~0.7mm，在此設定為0.5mm。突出量d係根據溫度感測器42之前端部42A之彎曲量δ、朝安裝構件44之安裝或突出量d之調整容易度等而被設定。
此外，前端部42A之突出方向，係被設定為載置面202A或載置面203A之中心方向及箭頭Z方向，且相對於載置面202A或載置面203A(水平面)傾斜10度~45度，在此以30度之角度θ傾斜。藉由將前端部42A設定為上述突出量d及角度θ，可於彈性變形之範圍內(不塑性變形之範圍內)使前端部42A彎曲。
如圖5、圖6、圖8(A)~圖8(D)所示，安裝構件44具備底板44A、及分別立設於底板44A之兩端部之一對側壁板44B及側壁板44C，且側視時形成為U字形。安裝構件44例如藉由不鏽鋼板形成，側壁板44B、44C係將底板44A之兩端部彎曲成形而成。側壁板44B係被固定於收納部225之U槽之一槽壁，側壁板44C係被固定於U槽之另一槽壁。再者，於底板44A之兩端部之彎曲形成中，於內側之彎曲角度被形成為較90度略大之角度之情況下，可藉由安裝構件44之彈性力，將側壁板44B及44C壓抵固定於收納部225之U槽內側。
於側壁板44C之上部一體形成有朝載置面202A或載置面203A之中心部突出之固定部位44D，固定部位44D係被朝側壁板44B側彎曲而自U槽之另一槽壁分離。此外，於底板44A、側 壁板44B及44C分別設置有突起狀之支撐部即突起部44G。底板44A、側壁板44B及44C，係被構成為隔著突起部44G而接觸支撐於收納部225之U槽，進而被固定之構造。
於固定部位44D之側壁板44B側之表面安裝有溫度感測器42之前端部42A。前端部42A係藉由固定部位44D與保持板44E夾持而被固定。雖然省略圖示，然於保持板44E設置有保持前端部42A之槽部，且於將前端部42A夾入此槽部之狀態下，使用焊接將保持部44E接合於固定部位44D。此外，溫度感測器42，係自前端部42A沿側壁板44C之邊被朝下方導出，且於中間部使用保持板44F而被夾入底板44A。保持板44E、44F，例如藉由不鏽鋼之片材構成，且藉由點焊被接合於固定部位44D或底板44A。藉此，可不對非常細地形成之溫度感測器42造成熱損傷，而將溫度感測器42固定。如圖9及圖10所示，溫度感測器42，係通過配置於反應室本體200之側部之輸出口226而被引出至反應室201之外部。溫度感測器42最終被連接至圖1所示之控制部30。
於溫度測定部40中，若將基板24載置於載置面202A或載置面203A上，則溫度感測器42之前端部42A接觸至基板24之背面，且藉由基板24之自身重量，使得相當於前端部42A之突出量d之部分彎曲。前端部42A因彎曲而朝較載置面202A或載置面203A靠下方移動(彈性變形)，進而被收納於收納部225內。因此，即使前端部42A突出，但因前端部42A具有撓性，因此可無縫隙地將基板24正確地載置於載置面202A或載置面203A，且在被載置於載置面202A或載置面203A之狀態下，可使前端部42A與基板24之背面持續接觸。此外，由於僅藉由基板24之自身重量， 使相當於前端部42A之突出量d之部分彎曲，因此即使為前端部42A自載置面202A或203A突出之構成，仍不需要另外設置用以將基板24固定於載置面202A或203A之機構。再者，溫度測定部40係被設為在手指223之昇降動作時不會與支撐部位223A干擾之構成。
其中，自圖7所示之溫度感測器42之前端部42A的安裝位置(固定部位44D與保持板44E之夾持位置)至最前端之長度(跨距長度)L，係使用單臂支撐梁之彎曲量δ之算式(1)及面積慣性矩(moment of inertia of area)I之算式(2)而算出。
δ=PL3/3EI (1) I=πD4/64 (2)
算出條件係將溫度感測器42之耐熱金屬管之材料設為例如不鏽鋼材，將基板24之直徑設為300mm，且將來自基板24之施加於前端部42A之作用力P設為基板24之質量的1/5。若將彎曲量δ設為0.5[mm]、作用力P設為0.27[N]、楊氏模量E設為200×103[N/mm2]、耐熱金屬管之直徑D設為0.25[mm]，則長度L成為5[mm]。考慮到允許範圍，長度L被設定為4[mm]~6[mm]。
[基板處理方法、半導體裝置之製造方法及基板處理程式]
其次，對使用上述基板處理裝置10之基板處理方法進行說明，並對半導體裝置之製造方法及基板處理程式進行說明。於基板處理裝置10中，使用大氣機器人28將基板24自圖1所示之大氣搬送室12之承載盒26搬送至晶圓載入/載出室14、16。基板24係用於製造半導體裝置之半導體晶圓。例如，於基板24之面上形成有半導體裝置。所搬送之基板24，係被搬送且收納於圖2所示基板支撐 體140。
收納於基板支撐體140之基板24，使用圖2所示之搬送室18之真空機器人180，自晶圓載入/載出室14、16被朝圖3及圖11所示之處理室20、22之反應室201搬送。由於真空機器人180之指狀部182具備下側手指183及上側手指184，因此同時將2片基板24搬送至反應室201內之基板載置部202之載置面202A上。其中，於圖11~圖13中，為了明確機械手臂220等之動作，省略基板24之圖示。
如圖11所示，於反應室201中，機械手臂220之手指223在被搬送至基板載置部202上之2片基板24之間待機。然後，使配置於基板載置部202之載置面202A之周緣部之基板保持銷224(參照圖5)上昇，將藉由真空機器人180之下側手指183搬送之基板24交接至基板保持銷224。另一方面，與基板保持銷224之上昇連動，機械手臂220之手指223朝箭頭G方向上昇，將藉由真空機器人180之上側手指184搬送之基板24交接至手指223之支撐部位223A。然後，真空機器人180之指狀部182返回搬送室18。並且，使基板保持銷224下降，將被交接至基板保持銷224之基板24載置於基板載置部202之載置面202A上。
在此，如圖5~圖8所示，於基板載置部202之收納部225配置有溫度測定部40，且溫度測定部40之溫度感測器42之前端部42A突出於載置面202A上。因此，若將基板24載置於載置面202A上，則前端部42A接觸至基板24之背面，且於前端部42A藉由基板24之自重而接觸於基板24之背面之狀態下朝較載置面202A更下方側彈性變形。在此，前端部42A被收納於收納部 225內。於是，藉由溫度感測器42開始基板24之溫度測定，其測定結果被傳送至圖1所示之控制部30。
另一方面，被交接至手指223之基板24，如圖12所示，藉由機械手臂220之朝箭頭F方向之旋轉，被搬送至基板載置部203之載置面203A上方。然後，如圖13所示，藉由手指223朝箭頭G方向下降，將基板24載置於基板載置部203之載置面203A上。此時，下降之手指223之支撐部位223A，被收容於設置在基板載置部203之收納部225內。因於基板載置部203也同樣配置有溫度測定部40，因此開始載置於載置面203A上之基板24之溫度測定。
再者，與將基板24載置於載置面202A上之情況相同，也可使用設置於基板載置部203之基板保持銷224，將基板24載置於載置面203A上。該情況下，手指223之支撐部位223A，係被收容於設置在基板載置部203之收納部225內。
載置於載置面202A上、載置面203A上之基板24，藉由圖3所示之加熱部211進行加熱。基板24例如被加熱為450℃。與此加熱處理同步，自各供給管207、208朝反應室201內供給基板24之處理所需之氣體。本實施形態中，作為氣體可供給氮氣(N2)及氧氣(O2)，進而於基板24之表面上使絕緣性保護膜成膜。順帶一提，於使用放射溫度計(高溫計等)之非接觸式之溫度測定方法的情況下，誠如上述，在低溫區域測定被加熱之基板24之溫度會有困難。因此，使用本實施形態之溫度測定部40之溫度測定方法，尤其可適宜於對被加熱為以下之溫度帶之溫度的基板24之溫度進行測定時使用，上述溫度帶係在非接觸式之溫度測定方法中測定困難 之溫度帶、例如500℃以下之溫度帶。
此外，也可藉由對基板載置部202及基板載置部203分別配置複數個溫度測定部40，測定分別載置於載置面202A上、載置面203A上之基板24之面內溫度分布。
其中，於反應室201內之上方，除了加熱部211外，還可配置輔助加熱部。若配置輔助加熱部，則達處理溫度之時間被縮短，從而可提高加熱效率，並且可擴大處理溫度範圍。此外，於反應室201內之上方，除了加熱部211外，還可配置高頻線圈。高頻線圈被連接於高頻電源，若朝高頻線圈供給既定之高頻電源，可產生電漿。藉由電漿之產生，可對基板24進行灰化處理或電漿CVD處理。
結束基板24之基板處理之後，藉由與自大氣搬送室12朝處理室20、22搬送之操作順序相反之順序，將基板24自反應室201朝大氣搬送室12搬送。搬送之基板24被收容於承載盒26。再者，於上述基板處理方法中，雖然於各處理室20之反應室201、及處理室22之反應室201中同時對2片基板24進行基板處理，但也可於一個反應室201中對一片基板24進行基板處理。上述基板處理，係根據儲存於圖1所示之控制部30之記憶媒體之基板處理程式，藉由控制部30之電腦而執行。
(本實施形態之作用及功效)
如圖5~圖8所示，本實施形態之基板處理裝置10具備溫度測定部40，該溫部測定部40具有朝載置面202A上突出且設置於基板載置部202之可彈性變形之溫度感測器42。只要將基板24載置 於載置面202A上，溫度感測器42之前端部42A便接觸至基板24之背面，且藉由彈性變形而彎曲，進而可確實地使前端部42A與基板24之背面接觸。同樣地，基板處理裝置10具備溫度測定部40，該溫部測定部40具有朝載置面203A上突出且設置於基板載置部203之可彈性變形之溫度感測器42。只要將基板24載置於載置面203A上，溫度感測器42之前端部42A便接觸至基板24之背面，且藉由彈性變形而彎曲，進而可確實地使前端部42A與基板24之背面接觸。因此，無關基板24之成膜狀態如何，可簡單地提高基板24之溫度測定之精度。
圖14表示使用本實施形態之溫度測定部40之基板24的溫度測定結果與比較例之溫度之測定結果。圖14之橫軸為基板加熱時間(秒)，縱軸為基板加熱溫度(℃)。比較例之測定結果，係使用附設熱電偶之基板之溫度之測定結果，且由實線顯示。另一方面，使用溫度測定部40之基板24之溫度的測定結果，藉由虛線顯示，且與比較例之測定結果實質相同。亦即，根據本實施形態之基板處理裝置10，可藉由能與比較例之附設熱電偶之基板匹敵之高精度測定溫度。
此外，於本實施形態之基板處理裝置10中，尤其如圖7所示，溫度測定部40之溫度感測器42之前端部42A，係接觸至被載置於載置面202A上之基板24之背面，且藉由彈性變形而被收納於較載置面202A更下方。同樣地，溫度感測器42之前端部42A，係接觸至被載置於載置面203A上之基板24之背面，且藉由彈性變形而被收納於較載置面203A更下方。因此，溫度測定部40不會妨礙基板24朝載置面202A或載置面203A之載置，從而可使 用該溫度測定部40以高精度測定溫度。
並且，於本實施形態之基板處理裝置10中，溫度測定部40之溫度感測器42，係藉由將熱電偶絲插入耐熱金屬管內之鎧裝熱電偶構成(參照圖7)。因此，可使溫度感測器42、尤其是前端部42A彎曲，進而以高精度測定溫度。
此外，於本實施形態之基板處理裝置10中，鎧裝熱電偶之耐熱金屬管，係被設定為0.5mm以下之直徑。藉由將耐熱金屬管之直徑縮小，溫度感測器42之熱容量變小，從而可提高溫度感測器42之暫態嚮應特性。因此，可使用溫度測定部40且以短時間及高精度測定溫度。
並且，於本實施形態之基板處理裝置10中，如圖7所示，溫度感測器42之前端部42A之突出方向，係相對於載置面202A或載置面203A傾斜。因此，前端部42A係自傾斜之狀態起開始接觸基板24之背面，因此變得容易彎曲。亦即，前端部42A可藉由彎曲而確實地接觸至基板24之背面，因此可以高精度測定溫度。
此外，於本實施形態之基板處理裝置10中，如圖5所示，收納作為搬送機構之機械手臂220之手指223的支撐部位223A之收納部225，係被配置於基板載置部202、203，且溫度測定部40之溫度感測器42係被配置於收納部225。因此，由於利用收納部225，因此可簡單地配置溫度測定部40。此外，即使配置溫度測定部40，也可防止基板處理裝置10之大型化。
並且，於本實施形態之基板處理裝置10中，如圖5~圖8所示，溫度測定部40係藉由將溫度感測器42安裝於安裝構 件44，且將安裝構件44固定於收納部225而被配置。因此，可藉由安裝構件44，簡單地將溫度感測器42固定於收納部225。
此外，於本實施形態之基板處理裝置10中，尤其如圖5及圖8(D)所示，安裝構件44具有自基板載置部202或203之收納部225之槽壁分離之固定部位44D，溫度感測器42係安裝於固定部位44D。因此，會成為測定雜訊之溫度，變得不易自基板載置部202或203朝溫度感測器42、尤其前端部42A傳導，因此可以高精度測定溫度。並且，安裝構件44係被構成為隔著突起部44G而接觸且固定於收納部225之U槽之構造，因此可減少自基板載置部202或203朝溫度感測器42傳導之熱。
並且，於本實施形態之基板處理裝置10中，如圖3所示，於處理室20、22中，加熱部211係內置於基板載置部202、203，因此可實現緻密之反應室201。
此外，本實施形態之基板處理方法，具備將基板24載置於基板載置部202之載置面202A上或基板載置部203之載置面203A上之步驟。加上，基板處理方法係具備使朝載置面202A上或載置面203A上突出之溫度測定部40的溫度感測器42接觸至基板24，且朝較載置面202A或載置面203A更下方彈性變形之步驟。因此，可確實地使溫度感測器42之前端部42A與基板24之背面接觸，因而可提供一種基板處理方法，其無關基板24之成膜狀態如何，可簡單地提高基板24之溫度測定之精度。
並且，於本實施形態之半導體裝置之製造方法、基板處理程式及記錄媒體中，可獲得與藉由上述本實施形態之基板處理方法所能獲得之作用功效相同之作用功效。
(其他之實施形態)
本發明不限於上述實施形態，可於未超出其實質內容之範圍內進行各種之變形。例如，本發明也可被構成為：藉由不易變形且高剛性之材質形成溫度測定部之溫度感測器之前端部，且將前端部設為可轉動，使用彈簧等之彈性構件維持前端部於載置面上突出之狀態。該情況下，若將基板載置於前端部上，則彈性構件藉由基板之自身重量而彎曲，從而可維持前端部接觸至基板背面之狀態。
此外，本發明也可不利用手指之支撐部位之收納部，而將溫度測定部配置於基板載置部之外側。此外，也可於基板載置部設置與手指之支撐部位之收納部不同之其他凹部(包含貫通孔、缺口等)，且將溫度測定部配置於該凹部內。
此外，本發明也可藉由將溫度感測器形成為圓柱線圈狀(螺旋狀)，使得在圓柱之長邊方向具有彈簧性(彈性)。藉由將基板載置於成為圓柱線圈狀之溫度感測器之前端部，以基板之自身重量使溫度感測器彎曲，從而可維持前端部接觸至基板背面之狀態。
40‧‧‧溫度測定部(溫度測定單元)
42‧‧‧溫度感測器
42A‧‧‧前端部
44A‧‧‧底板
44C‧‧‧側壁板
44D‧‧‧固定部位
44E、44F‧‧‧保持板
202、203‧‧‧基板載置部(基板載置台)
202A‧‧‧載置面
203A‧‧‧載置面
224‧‧‧基板保持銷
225‧‧‧收納部

Claims (16)

  1. 一種基板處理裝置，其具備：基板載置部，其具有載置面，且於該載置面載置基板；加熱部，其加熱載置於上述載置面之上述基板；及溫度感測器，其可彈性變形且前端構成溫度檢測部，上述溫度感測器係自上述載置面之下方延伸至上述載置面之上方，且上述之前端自上述載置面突出。
  2. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述溫度感測器係構成為：若將上述基板載置於上述載置面，則彈性變形而上述前端接觸至上述基板之背面，並且將自上述載置面突出之部分收納於上述載置面之下方。
  3. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述溫度感測器係由鎧裝熱電偶構成。
  4. 如請求項2之基板處理裝置，其中，上述溫度感測器係構成為：若將上述基板載置於上述載置面，則僅藉由上述基板之自重而彈性變形以使自上述載置面突出之部分收納於上述載置面之下方。
  5. 如請求項3之基板處理裝置，其中，上述溫度感測器係構成為上述鎧裝熱電偶本身進行彈性變形。
  6. 如請求項2之基板處理裝置，其中，上述溫度感測器係由鎧裝熱電偶構成。
  7. 如請求項6之基板處理裝置，其中，上述溫度感測器係構成為：若將上述基板載置於上述載置面，則上述鎧裝熱電偶本身進行彈性變形。
  8. 如請求項3之基板處理裝置，其中，上述鎧裝熱電偶之直徑為 0.5mm以下。
  9. 如請求項3之基板處理裝置，其中，上述鎧裝熱電偶之自上述載置面突出之部分，係設為相對於上述載置面呈傾斜。
  10. 如請求項3之基板處理裝置，其中，具備基板搬送機構，其具有可保持上述基板之手臂，且構成為可將藉由上述手臂保持之上述基板搬送至上述載置面上，且上述基板載置部係具備構成為可收容上述手臂之至少一部分之凹部或缺口部，上述前端係設為自上述凹部或缺口部之內側朝上述載置面之上方突出。
  11. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述溫度感測器之檢測部係設為自設置於上述基板載置部之上述凹部、缺口部或貫通孔之任一者的內側朝上述載置面上方突出，且於上述凹部、缺口部或貫通孔之任一者的內側，設置有構成為供上述溫度感測器固定之安裝構件，且上述安裝構件具備突起狀之支撐部，上述安裝構件係構成為隔著上述支撐部而固定於上述基板載置部。
  12. 如請求項11之基板處理裝置，其中，上述加熱部係設置於上述基板載置部內。
  13. 一種溫度測定單元，係安裝於具有載置基板之載置面之基板載置部者，其特徵在於：上述溫度測定單元係具備前端構成溫度檢測部且可彈性變形之溫度感測器，且上述溫度感測器係自上述載置面之下方延伸至上述載置面之上 方，且上述前端自上述載置面突出。
  14. 如請求項13之溫度測定單元，其中，上述溫度感測器係由鎧裝熱電偶構成。
  15. 一種半導體裝置之製造方法，其具備以下之步驟：將基板載置於基板載置部之載置面，依使朝上述載置面上突出之溫度感測器之前端接觸至上述基板背面，並將上述前端按壓至較上述載置面更下方之方式，使上述溫度感測器彈性變形；加熱上述基板；及使用上述溫度感測器測定上述基板之溫度。
  16. 如請求項15之半導體裝置之製造方法，其中，上述溫度感測器係藉由前端具有溫度檢測部之鎧裝熱電偶構成。
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