(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
基板を加熱するヒータと、
前記ヒータを内包し、前記処理室内に設けられた基板支持台と、
前記基板支持台を支持するシャフトと、
前記シャフト内に挿通された配線と、
前記配線を保持する保持部と、
前記保持部に接続された温度検出部と、を有する
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記配線は、
一端に前記ヒータが接続され、他端にヒータ電力供給線が接続機構を介して接続されるヒータ配線と、
前記接続機構と、
前記ヒータ電力供給線と、を有し、
前記保持部は前記接続機構を保持する
ことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記ヒータは、最も外側に配設された第一のヒータと、他のヒータとを有し、
前記シャフトの内壁と前記保持部との間にはガス供給機構が設けられ、
前記第一のヒータに接続された前記接続機構と前記ガス供給機構との距離は、前記他のヒータに接続された前記接続機構と前記ガス供給機構との距離より短くなるよう構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
基板を処理する処理室と、
基板を加熱するヒータと、
前記ヒータを内包し、前記処理室内に設けられた基板支持台と、
前記基板支持台を支持するシャフトと、
前記シャフト内に挿通された配線と、
前記配線を保持する保持部と、
前記保持部に接続された温度検出部と、を有する基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記処理室内の基板支持台に基板を支持する基板支持工程と、
前記支持された基板を前記基板支持台に内包されたヒータで加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の間、前記保持部の温度を前記温度検出部が検出する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板支持台に設けた加熱機構によっ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】
基板を処理する過程では、基板を所定の温度に加熱して、基板を処理する。
枚葉装置の場合、例えば、基板を支持する基板支持部近辺にランプや抵抗加熱などの加熱機構を設けて、基板を加熱する方法が知られている。
【特許文献１】ＷＯ２００４／９５５６０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
抵抗加熱機構の場合、電源からある程度の電力を供給することで抵抗加熱機構そのものを加熱し、加熱された抵抗加熱機構からの熱伝導により基板を加熱している。
ところが、装置を稼動し続けることで、抵抗加熱機構や、それまでに経由する部品が破壊もしくは劣化し、接触不良となってしまうことがあった。それにより、基板を所望の温度に加熱できない、もしくは加熱そのものができないなど、装置の信頼性を著しく低下させてしまうという問題がある。
【０００４】
以上の問題を解決するために、各部品の破壊や接触不良等による不安定な加熱を無くし、安定で信頼性の高い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、基板を加熱するヒータと、前記ヒータを内包し、前記処理室内に設けられた基板支持台と、前記基板支持台を支持するシャフトと、前記シャフト内に挿通された配線と、前記配線を保持する保持部と、前記保持部に接続された温度検出部と、を有す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、基板を処理する処理室と、基板を加熱するヒータと、前記ヒータを内包し、前記処理室内に設けられた基板支持台と、前記基板支持台を支持するシャフトと、前記シャフト内に挿通された配線と、前記配線を保持する保持部と、前記保持部に接続された温度検出部と、を有する基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記処理室内の基板支持台に基板を支持する基板支持工程と、前記支持された基板を前記基板支持台に内包されたヒータで加熱する加熱工程と、前記加熱工程の間、前記保持部の温度を前記温度検出部が検出する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
各部品の破壊や接触不良等による不安定な加熱を無くし、安定で信頼性の高い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ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態にかかる基板処理装置の断面構成図である。
【図２】本実施形態にかかる基板処理装置のシャフトの垂直断面図である。
【図３】本実施形態にかかる基板処理装置のシャフトの水平断面図である。
【図４】本実施形態にかかる基板処理装置におけるヒータ端子接続部の部分拡大図である。
【図５】本実施形態にかかる基板処理装置における基板支持台に配設されたヒータ及びその周辺の説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る基板処理装置であるＩＣＰ方式プラズマ処理装置を示す概略構成図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態に係る基板処理装置であるＥＣＲ方式プラズマ処理装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
上述のように、装置を稼動し続けることで、抵抗加熱機構や、それまでに経由する部品が破壊もしくは接触不良となってしまうことがあった。これは、熱による部品の変形、部品の経時劣化などによるものと考えられる。
【００１０】
以下に、熱や経時劣化による部品の変形が起きても、安定した信頼性の高い基板処理装置について説明する。
【００１１】
（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を実施する基板処理装置の構成例について、図１を用いて説明する。図１は、かかる基板処理装置としてのＭＭＴ装置の断面構成図である。ＭＭＴ装置とは、電界と磁界とにより高密度プラズマを発生できる変形マグネトロン型プラズマ源（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｔｙｐｅｄ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｏｕｒｃｅ）を用い、例えばシリコンウエハ等のシリコン基板２００をプラズマ処理する装置である。
【００１２】
ＭＭＴ装置は、基板としてのシリコン基板２００をプラズマ処理する処理炉２０２を備えている。そして、処理炉２０２は、処理室２０１を構成する処理容器２０３と、サセプタ２１７と、ゲートバルブ２４４と、シャワーヘッド２３６と、ガス排気口２３５と、プラズマ生成機構（筒状電極２１５、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂ）と、コントローラ１２１とを備えている。
【００１３】
処理室２０１を構成する処理容器２０３は、第１の容器であるドーム型の上側容器２１０と、第２の容器である碗型の下側容器２１１とを備えている。そして、上側容器２１０が下側容器２１１の上に被せられることにより、処理室２０１が形成される。なお、上側容器２１０は、酸化アルミニウム又は石英等の非金属材料で形成されており、下側容器２１１はアルミニウムで形成されている。
【００１４】
処理室２０１の底側中央には、シリコン基板２００を保持する基板保持部としてのサセプタ２１７が配置されている。サセプタ２１７は、シリコン基板２００上に形成する膜の金属汚染を低減することが出来るように、例えば、窒化アルミニウム、セラミックス、石英等の非金属材料で形成されている。サセプタ２１７は、基板を水平姿勢で下方から支持する平板状の基板支持台５００（図５参照）と、基板支持台５００を水平姿勢で下方から支持する筒状、例えば円筒状のシャフト２６８（図２参照）と、を備えている。
【００１５】
サセプタ２１７の内部（具体的には基板支持台５００の内部）には、加熱部としてのヒータ２１７ｂが内包され一体的に埋め込まれており、シリコン基板２００を加熱できるようになっている。ヒータ２１７ｂには、ヒータ配線２１７ｃの一端が接続されている。ヒータ配線２１７ｃの他端は、ヒータ電力供給線２１９を経由してヒータ用電源２１８に接続されている。ヒータ電力供給線２１９及びヒータ配線２１７ｃを経由して、ヒータ用電源２１８から電力が供給されると、ヒータ２１７ｂが加熱され、その輻射熱によりシリコン基板２００表面を、たとえば４５０℃〜９００℃程度にまで加熱できるようにしている。ヒータ２１７ｂ、ヒータ配線２１７ｃ及びヒータ電力供給線２１９の詳細は後述する。
【００１６】
サセプタ２１７は下側容器２１１と電気的に絶縁されている。サセプタ２１７の内部には、インピーダンスを変化させる電極としての第２の電極（図中省略）が装備されている。この第２の電極は、インピーダンス可変部２７４を介して接地されている。インピーダンス可変部２７４は、コイルや可変コンデンサから構成されており、コイルのパターン数や可変コンデンサの容量値を制御することにより、第２の電極（図中省略）及びサセプタ２１７を介してシリコン基板２００の電位を制御できるようになっている。
【００１７】
サセプタ２１７には、サセプタ２１７を昇降させる図示しないサセプタ昇降部が設けられている。サセプタ２１７には、貫通孔２１７ａが設けられている。前述の下側容器２１１底面には、シリコン基板２００を突上げるウエハ突上げピン２６６が、少なくとも３箇所設けられている。そして、貫通孔２１７ａ及びウエハ突上げピン２６６は、サセプタ昇降部によりサセプタ２１７が下降させられた時にウエハ突上げピン２６６がサセプタ２１７とは非接触な状態で貫通孔２１７ａを突き抜けるように、互いに配置されている。
【００１８】
下側容器２１１の側壁には、仕切弁となるゲートバルブ２４４が設けられている。ゲートバルブ２４４が開いている時には、搬送部（図中省略）を用いて処理室２０１内へシリコン基板２００を搬入し、または処理室２０１外へとシリコン基板２００を搬出することができるようになっている。ゲートバルブ２４４を閉めることにより、処理室２０１内を気密に閉塞することができるようになっている。
【００１９】
処理室２０１の上部には、処理室２０１内へ供給するガスを分散させるシャワーヘッド２３６が設けられている。シャワーヘッド２３６は、キャップ状の蓋体２３３と、ガス導入口２３４と、バッファ室２３７と、開口２３８と、遮蔽プレート２４０と、ガス吹出口２３９と、を備えている。
【００２０】
ガス導入口２３４には、バッファ室２３７内へガスを供給するガス供給管２３２が接続されている。バッファ室２３７は、ガス導入口２３４より導入される反応ガス２３０を分散する分散空間として機能する。
【００２１】
尚、ガス供給管２３２は、開閉弁であるバルブ２４３ａと、流量制御器であるマスフローコントローラ２４１とを介して、窒素含有ガス（反応ガス）としての窒素（Ｎ２）ガスを供給するＮ２ガスボンベ（図示しない）に接続されている。また、ガス供給管２３２は、処理室２０１内に水素含有ガス（反応ガス）を供給するように、水素含有ガスとしての水素（Ｈ２）ガスを供給するＨ２ガスボンベ（図示しない）にも接続されている。また、同様に、ガス供給管２３２は、処理室２０１内に希釈ガスとしての希ガスを供給するように、希ガス用ガスボンベ（図示しない）にも接続されている。それぞれのガスボンベは、それぞれ開閉弁であるバルブを備えている。これらのバルブ及びバルブ２４３ａを開閉させることにより、ガス供給管２３２を介して処理室２０１内へ反応ガス及び／又は希ガスをそれぞれ供給自在に構成されている。主に、ガス供給管２３２、バルブ２４３ａ、マスフローコントローラ２４１により、ガス供給部が構成されている。
【００２２】
ここではＮ２ガス、Ｈ２ガス、希ガスごとにガスボンベを用いることを記載したが、それに限るものではなく、替わりにアンモニア（ＮＨ３）のガスボンベを設けても良い。また、反応ガスにおいて窒素の割合を多くする場合、更に窒素ガスのガスボンベを設けても良い。
【００２３】
下側容器２１１の側壁には、処理室２０１内からガスを排気するガス排気口２３５が設けられている。ガス排気口２３５には、ガスを排気するガス排気管２３１が接続されている。ガス排気管２３１には、上流側から順に、圧力調整器であるＡＰＣ（ａｕｔｏ  ｐｒ
ｅｓｓｕｒｅ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２４２、開閉弁であるバルブ２４３ｂ、排気装置である真空ポンプ２４６が設けられている。主に、ガス排気管２３１、ＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂにより、排気部が構成されている。
【００２４】
処理容器２０３（上側容器２１０）の外周には、処理室２０１内のプラズマ生成領域２２４を囲うように、第１の電極としての筒状電極２１５が設けられている。筒状電極２１５は、筒状、例えば円筒状に形成されている。筒状電極２１５は、インピーダンスの整合を行う整合器２７２を介して、高周波電力を印加する高周波電源２７３に接続されている。筒状電極２１５は、処理室２０１に供給される反応ガスをプラズマ励起させる放電部として機能する。
【００２５】
筒状電極２１５の外側表面の上下端部には、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂがそれぞれ取り付けられている。上部磁石２１６ａ及び下部磁石２は、それぞれ筒状、例えばリング状に形成された永久磁石として構成されている。
【００２６】
上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂは、処理室２０１の半径方向に沿った両端（すなわち内周端と外周端）にそれぞれ磁極を有している。上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂの磁極の向きは、上下で互いに逆向きになるよう配置されている。すなわち、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂの内周部の磁極同士は異極となっている。これにより、筒状電極２１５の内側表面に沿って、円筒軸方向の磁力線が形成されている。
【００２７】
処理室２０１内に反応ガスを導入した後、筒状電極２１５に高周波電力を供給して電界を形成するとともに、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂを用いて磁界を形成することにより、処理室２０１内にマグネトロン放電プラズマが生成される。この際、放出された電子を上述の電磁界が周回運動させることにより、プラズマの電離生成率が高まり、長寿命かつ高密度のプラズマを生成させることができる。
【００２８】
なお、筒状電極２１５、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂの周囲には、これらが形成する電磁界が外部環境や他の処理炉等の装置に悪影響を及ぼさないように、電磁界を有効に遮蔽する金属製の遮蔽板２２３が設けられている。
【００２９】
また、制御部としてのコントローラ１２１は、信号線Ａを通じてＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂ、及び真空ポンプ２４６を、信号線Ｂを通じてサセプタ昇降部を、信号線Ｃを通じてゲートバルブ２４４を、信号線Ｄを通じて整合器２７２、及び高周波電源２７３を、信号線Ｅを通じてマスフローコントローラ２４１、及びバルブ２４３ａを、さらに図示しない信号線を通じてサセプタに埋め込まれたヒータ用電源２１８やインピーダンス可変部２７４を、それぞれ制御するように構成されている。
【００３０】
続いて、図２、３、４、５を用いて、ヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続部、及びその周辺の構成について説明する。図２は、シャフト２６８の垂直断面図であり、図３は、シャフト２６８の水平断面図である。なお、図３は、図２のＦ−Ｆの水平面断面であり、図２は、図３のＧ−Ｇの垂直断面図である。図４は、ヒータ端子接続部、すなわち、ヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続部の部分拡大図である。図５は、基板支持台５００内に配設されたヒータ２１７ｂ及びその周辺を説明する図である。
【００３１】
図５に示すように、基板支持台５００内に配設されたヒータ２１７ｂは、第一のヒータとしての外側ヒータ５０１と、他のヒータとしての内側ヒータ５０４とを備えている。外側ヒータ５０１及び内側ヒータ５０４はそれぞれ環状に構成され、外側ヒータ５０１が外側に、内側ヒータ５０４が内側になるように、互いに同心円状に配置されている。外側ヒ
ータ５０１の両端には、電力が入力される入力端子５０２及び電力を出力する出力端子５０３が設けられる。また、内側ヒータ５０４の両端には、電力が入力される入力端子５０５及び電力を出力する出力端子５０６が設けられる。入力端子から出力端子に向けてそれぞれ電力を供給することで、各ヒータは加熱される。
【００３２】
ヒータ配線２１７ｃは、外側ヒータ５０１用のヒータ配線３０７と、内側ヒータ５０４用のヒータ配線３０８と、を有する。各ヒータ配線３０７，３０８は、それぞれ、入力側のヒータ配線３０７ａ，３０８ａと、出力側のヒータ配線３０７ｂ，３０８ｂと、を有する。また、ヒータ電力供給線２１９は、外側ヒータ電力供給線（入力）３２１、外側ヒータ電力供給線（出力）３２２、内側ヒータ電力供給線（入力）３２３、内側ヒータ電力供給線（出力）３２４を有する。ヒータ配線３０７の内、入力側のヒータ配線３０７ａは、一端が外側ヒータ５０１の入力端子５０２に接続され、他端が外側ヒータ電力供給線（入力）３２１に接続されている。ヒータ配線３０７の内、出力側のヒータ配線３０７ｂは、一端が外側ヒータ５０１の出力端子５０３に接続され、他端が外側ヒータ電力供給線（出力）３２２に接続されている。ヒータ配線３０８の内、入力側のヒータ配線３０８ａは、一端が内側ヒータ５０４の入力端子５０５に接続され、他端が内側ヒータ電力供給線（入力）３２３に接続されている。ヒータ配線３０８の内、出力側のヒータ配線３０８ｂは、一端が内側ヒータ５０４の出力端子５０６に接続され、他端が内側ヒータ電力供給線（出力）３２４に接続されている。ヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続機構の構成については後述する。
【００３３】
主に、ヒータ配線２１７ｃ、ヒータ電力供給線２１９、及びこれらの接続機構（後述）により、シャフト２６８内に挿通された配線が構成される。また、主に、ヒータ配線３０７（ヒータ配線３０７ａ，３０７ｂ）、外側ヒータ電力供給線３２１、外側ヒータ電力供給線３２２、及びこれらの接続機構（後述）により、第一のヒータとしての外側ヒータ５０１に電力を供給する第一の配線が構成される。また、主に、ヒータ配線３０８（ヒータ配線３０８ａ，３０８ｂ）、内側ヒータ電力供給線３２３、内側ヒータ電力供給線３２４、及びこれらの接続機構（後述）により、他のヒータとしての内側ヒータ５０４に電力を供給する他の配線が構成される。
【００３４】
図２に示すように、ヒータ配線２１７ｃ（図２では３０７ａ，３０８ａが示されている）は、上述のシャフト２６８が備える円筒状のシャフトトップ３０１の内側に配設されている。また、ヒータ電力供給線２１９（図２では３２１，３２３が示されている）は、シャフト２６８が備える円筒状のシャフトベース３０２の内側に配設されている。シャフトトップ３０１はシャフトベース３０２上に配置され、シャフト固定部材３０３がシャフトトップ３０１のフランジ３１１に固定されることで、シャフトトップ３０１がシャフトベース３０２に固定されている。主に、シャフトトップ３０１、シャフトベース３０２、シャフト固定部材３０３及びフランジ３１１により、シャフト２６８が構成されている。
【００３５】
各配線（ヒータ配線２１７ｃ、ヒータ電力供給線２１９、及びこれらの接続機構（後述））は、保持部としての保持具３０６によって保持される。具体的には、ヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続機構が保持具３０６によって保持される。保持具３０６は、シャフト２６８の内部、具体的には、シャフトトップ３０１とシャフトベース３０２との接続部の内部に設けられており、各配線の延伸方向に延伸されている。
【００３６】
保持具３０６が設けられたシャフト２６８の内壁（具体的にはシャフトベース３０２の内壁）と保持具３０６との間であり、外側ヒータ５０１用のヒータ配線３０７ａ，３０７ｂに接続される外側ヒータ電力供給線３２１と外側ヒータ電力供給線３２２の近傍には、ガス供給部としてのパージガス供給部が備えるパージガス供給管３１４が配設されている。具体的には、図３に示すように、パージガス供給管３１４は、内側ヒータ電力供給線３
２３、内側ヒータ電力供給線３２４から見て、外側ヒータ電力供給線３２１と外側ヒータ電力供給線３２２を介した位置に設けられている。言い換えるならば、パージガス供給管３１４と、内側ヒータ電力供給線３２３、内側ヒータ電力供給線３２４との間に、外側ヒータ電力供給線３２１と外側ヒータ電力供給線３２２とが設けられている。
【００３７】
パージガス供給管３１４の上端には、パージガスを噴射するガス供給機構としてのパージガス供給孔３１４ａが開設されている。外側ヒータ５０１に接続された接続機構（外側ヒータ電力供給線３２１，３２２とヒータ配線３０７ａ，３０７ｂとの接続機構）とパージガス供給孔３１４ａとの距離は、内側ヒータ５０４に接続された接続機構（内側ヒータ電力供給線３２３，３２４とヒータ配線３０８ａ，３０８ｂとの接続機構）とパージガス供給孔３１４ａとの距離より短くなるよう構成されている。従って、パージガス供給孔３１４ａから噴射されたパージガスは、外側ヒータ電力供給線３２１，３２２側から、内側ヒータ電力供給線３２３，３２４側に向かって流れる。すなわち、パージガス供給孔３１４ａから噴射されたパージガスは、外側ヒータ電力供給線３２１，３２２とヒータ配線３０７ａ，３０７ｂとの接続機構の周辺を先にパージした後、内側ヒータ電力供給線３２３，３２４側に向かって流れ、内側ヒータ電力供給線３２３，３２４とヒータ配線３０８ａ，３０８ｂとの接続機構の周辺をパージする。このようにパージガスを供給することで、各配線や接続機構が冷却されると共に、接続機構の酸化が防止される。
【００３８】
ところで、前述のように、外側ヒータ５０１と内側ヒータ５０４とは石英製の基板支持台５００に内包されている。外側ヒータ５０１は、基板支持台５００の側面から近い位置にあるため、基板支持台５００の側面から熱が逃げやすく、温度が上昇し難い。基板処理装置においては、シリコン基板２００の面内加熱を均一とすることが求められているが、外側ヒータ５０１は上述のように熱逃げが発生するため、内側ヒータ５０４と外側ヒータ５０１の電力を一定（同一の電力）とした場合、シリコン基板２００の外側（外周側）の温度が内側（中央側）より低くなる、という問題が起きる。そこで、本実施形態では、外側ヒータ５０１の電力を、内側ヒータ５０４の電力よりも高くする。これにより、基板支持台５００側面からの熱逃げを補填でき、その結果、シリコン基板２００の面内加熱を均一にすることができる。
【００３９】
外側ヒータ５０１の電力を内側ヒータ５０４の電力より高くした場合、外側ヒータ５０１に接続された各配線（ヒータ配線３０７ａ，３０７ｂ、外側ヒータ電力供給線３２１，３２２）の方が、内側ヒータ５０４に接続された各配線（ヒータ配線３０８ａ，３０８ｂ、内側ヒータ電力供給線３２３，３２４）と比較して、熱的負荷が高くなり、熱負荷による破損率が高くなる。特に、後述するように、外側ヒータ電力供給線３２１，３２２とヒータ配線３０７ａ，３０７ｂとの接続機構では、温度が上昇し易く、破損率が顕著に高くなる。そこで、上述のように、外側ヒータ電力供給線３２１，３２２側から、内側ヒータ電力供給線３２３，３２４側に向けてパージガスを流し、外側ヒータ電力供給線３２１，３２２とヒータ配線３０７ａ，３０７ｂとの接続機構の周辺を先にパージし、内側ヒータ電力供給線３２３，３２４とヒータ配線３０８ａ，３０８ｂとの接続機構の周辺を後でパージすることで、外側ヒータ５０１に接続される各配線や接続機構を優先的に冷却することができ、破損率を低下させることができる。
【００４０】
図２、図３に示すように、保持具３０６の側面であって、接続機構と離れた位置には、第一の熱電対３０４と、温度検出部としての第二の熱電対３０５と、が一緒に配設されている。第一の熱電対３０４の先端は、基板支持台５００に設けられ、シリコン基板２００の温度を計測するように構成されている。第二の熱電対３０５は、先端３０５ａが保持具３０６に固定された状態であり、保持具３０６の温度を計測するように構成されている。
【００４１】
保持具３０６は、温度をリニアに伝達する材質、例えばセラミック等で構成されている
。そのため、第二の熱電対３０５は、保持具３０６の温度を検出することで、ヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続機構の温度を間接的に検出することができる。すなわち、保持具３０６は接続機構の温度をリニアに伝達することから、保持具３０６の温度（温度変化）を検出することで、接続機構の温度（温度変化）を容易に検出（推定）することができる。なお、第二の熱電対３０５は接続機構から離れた位置に設けられていることから、第二の熱電対３０５により検出される保持具３０６の温度は、接続機構の実際の温度よりも低温となる。
【００４２】
ヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続機構の近辺は、後述するように接続機構の構成部品であるワッシャ４０７等（図４参照）が劣化して発熱した場合、非常に高温になる。高温状態で温度を直接検出する場合、高温用の高価な熱電対を用いざるを得ず、それは安価な装置を提供するための障害となってしまう。また、接続機構の近辺に熱電対を配置した場合、メンテナンス時にある程度の高温状態でメンテナンスをするか、非常に長い冷却時間をかけて冷却した後メンテナンスをする必要がある。従って、メンテナンスを考慮するうえでも好ましくない。これに対し、本実施形態では、第一の熱電対３０４を接続機構から離れた位置に設けており、上述したように第二の熱電対３０５により検出される保持具３０６の温度は、接続機構の実際の温度よりも低温となる。そのため、第二の熱電対３０５として高温用の高価な熱電対を用いる必要がなく、基板処理装置のコストを低減できる。また、第二の熱電対３０５を低温に出来ることから、第二の熱電対３０５の劣化を防ぐことができ、また、メンテナンスを容易に行うことが可能となる。
【００４３】
また、外側ヒータ５０１や内側ヒータ５０４の温度を上昇させると、熱伝導や輻射によって保持具３０６の温度も上昇する。そのため、保持具３０６の温度を検出することで、外側ヒータ５０１や内側ヒータ５０４の温度を間接的に検出することも出来る。例えば、保持具３０６の温度を検出することで、外側ヒータ５０１や内側ヒータ５０４が破損する可能性のある温度に上昇していることを検出することもできる。なお、第二の熱電対３０５は外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４から離れた位置に設けられていることから、第二の熱電対３０５により検出される保持具３０６の温度は、外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４の実際の温度よりも低温となる。
【００４４】
第二の熱電対３０５によって検出された温度データは、コントローラ１２１に送信される。コントローラ１２１は、保持具３０６の温度、すなわち、間接的に検出されたヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続機構の温度、或いは間接的に検出された外側ヒータ５０１や内側ヒータ５０４の温度が所定の温度を超えた場合に、その温度を下げるよう、内側ヒータ５０４及び外側ヒータ５０１への電力供給量を調整する。ここでいう所定の温度とは、後述するようにヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続機構が破損しない温度であり、または内側ヒータ５０４、外側ヒータ５０１が破損しない程度の温度を言う。かかる制御については後述する。
【００４５】
なお、図３に示すように、本実施形態では、第一の熱電対３０４，３０５を保持具３０６の側面に配設している。すなわち、本実施形態では、第一の熱電対３０４，３０５を隣接させるため、保持具３０６に貫通孔を追加する（第一の熱電対３０４，３０５用にそれぞれ貫通孔を設ける）などの手間がかからず、また第一の熱電対３０４，３０５の固定具も共有化できることから、部品点数を削減できるという効果がある。
【００４６】
また、図３に示すように、本実施形態に係る保持具３０６の側面には、電極用配線３１０が配設されている。電極用配線３１０の一端はインピーダンス可変部２７４に接続され、他端はサセプタ２１７に内蔵されている図示しない第二の電極に接続されている。上述したように、インピーダンス可変部２７４を調整することでサセプタ２１７のインピーダンス（シリコン基板２００の電位）を調整することができる。
【００４７】
また、図３に示すように、本実施形態に係る保持具３０６では、各ヒータ電力供給線２１９の間に、仕切りを設けている。具体的には、外側ヒータ電力供給線３２１、３２２と内側ヒータ電力供給線３２３、３２４との間に仕切り３２７を設けている。更に、仕切り３２７と交差するように、外側ヒータ電力供給線３２１と外側ヒータ電力供給線３２２との間、及び内側ヒータ電力供給線３２３と内側ヒータ電力供給線３２４との間に仕切り３２６を設けている。言い換えるならば、電力供給線の入力側配線と出力側配線の間に仕切り３２６を設けている。これらの仕切りによって、たとえ配線や接続機構が破損したとしても、隣接する配線との接触を防止することができる。即ち、配線が接触した場合の更なる電気的な悪影響（過電流による故障など）を防止することができる。
【００４８】
なお、パージガスの流れに対して対向するよう構成された仕切り３２７は、交差する仕切り３２６より短く構成される。これは、第一の熱電対３０４、第二の熱電対３０５、電極用配線３１０の配設スペースを確保する目的の他に次のような目的がある。即ち、パージガス供給孔３１４ａから供給されるパージガスを内側ヒータ電力供給線３２６、内側ヒータ電力供給線３２７に効率よく供給するために、パージガスの流れを阻害しないような構造となっている。
【００４９】
また、図２に示すように、シャフト２６８内には、シャフトベース３０２とシャフト固定部材３０３とにより構成された空間Ｃ１が、保持具３０６を囲むように設けられている。空間Ｃ１内には、保持具３０６、各配線、更には接続機構が所定以上の温度にならないよう冷却する冷却剤が流れるように構成されている。
【００５０】
続いて、図４を用いて、ヒータ配線２１７ｃ（ヒータ配線３０７ａ，３０７ｂ，３０８ａ，３０８ｂ）とヒータ電力供給線２１９（外側ヒータ電力供給線３２１、外側ヒータ電力供給線３２２、内側ヒータ電力供給線３２３、内側ヒータ電力供給線３２４）との接続機構の構成について説明する。
【００５１】
ヒータ配線２１７ｃの端部（ヒータ電力供給線２１９との接続箇所）は、平板状のヒータ配線接続端子２１７ｄを有している。ヒータ配線接続端子２１７ｄには、止め孔４０１が設けられている。ヒータ配線２１７ｃ及びヒータ配線接続端子２１７ｄはそれぞれ耐酸化性、導電性を有する材料で形成することが好ましく、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）で形成されている。シャフトベース３０２内は酸素成分が含まれた雰囲気であり、またシャフトトップ３０１内も完全に気密にすることは難しく、同様に酸素成分が含まれた雰囲気である。そこで、ヒータ配線２１７ｃ及びヒータ配線接続端子２１７ｄは、前述のように酸化し難い導電性材料から構成することが望ましい。仮に酸化してしまうと、それにより劣化が起こり、ヒータ２１７ｂへの電力供給が不十分となる。その結果、シリコン基板２００に対して十分な加熱ができなくなってしまう。
【００５２】
ヒータ電力供給線２１９の端部（ヒータ配線接続端子２１７ｄとの接続箇所）は、平板状の接続端子４０２を有している。接続端子４０２には固定孔４０３が設けられている。ヒータ電力供給線２１９及び接続端子４０２は、それぞれ耐酸化性、導電性を有し、且つ安価な材料で形成することが好ましく、例えば鉄やニッケルなどの材料を用いて形成されている。
【００５３】
接続端子４０２とヒータ配線接続端子２１７ｄとの接触面には、ヒータ配線接続端子２１７ｄと接続端子４０２とを接続する熱膨張率吸収部材としてのワッシャ４０７が配置されている。ワッシャ４０７は、導電性、耐熱性を有する材料で形成することが好ましく、例えばカーボン材を用いて形成されている。接続端子４０２、ワッシャ４０７、ヒータ配線接続端子２１７ｄを重ね合わせた状態で、締結ボルト４０６の軸部を、接続端子４０２
の固定孔４０３側からヒータ配線接続端子２１７ｄの止め孔４０１側へと貫通させ、ワッシャ４０５を介してナット４０４と締結させることで、ヒータ配線接続端子２１７ｄと接続端子４０２とが電気的に、且つ物理的に接続される。主に、接続端子４０２、ワッシャ４０７、ヒータ配線接続端子２１７ｄ、締結ボルト４０６、ワッシャ４０５、ナット４０４により、ヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続機構が構成される。
【００５４】
上述の構成により、ヒータ配線接続端子２１７ｄと接続端子４０２とが違う材料、すなわち熱膨張率の異なる材料から形成されていても、ワッシャ４０７がそれらの熱膨張差を吸収し、ヒータ配線接続端子２１７ｄと接続端子４０２との電気的接続を維持し、常に所望の電力を供給することができる。また、ヒータ配線接続端子２１７ｄや接続端子４０２の熱応力による破損を回避することができる。
【００５５】
ただし、ワッシャ４０７はカーボン材から形成されているため、酸化してしまうことが考えられる。ワッシャ４０７が酸化した場合、過度の熱負荷がかかるとワッシャ４０７そのものの劣化や変形が起き、その結果、接続端子４０２からヒータ配線接続端子２１７ｄに、所望の電力を供給できなくなってしまう。また、接触不良等により、ワッシャ４０７近辺で急激に温度が上昇し、周囲の機器に悪影響を与える可能性がある。
【００５６】
そこで、本実施形態では、上述したように、第二の熱電対である第二の熱電対３０５を保持具３０６に隣接するよう配置し、第二の熱電対３０５によりヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続機構の温度を間接的に検出するようにし、係る温度が所定の温度を超えた場合に、内側ヒータ５０４、外側ヒータ５０１への電力供給量を調整する。このように調整することで、ワッシャ４０７に過度の熱負荷が加わるのを回避するようにしている。
【００５７】
（２）半導体装置の製造方法
次に、本発明の基板処理装置における半導体装置の製造方法の一工程として、シリコン基板２００上に形成されているゲート絶縁膜の窒化処理の方法を例に説明する。なお、以下の説明において、ＭＭＴ装置を構成する各部の動作はコントローラ１２１により制御される。ここでは、キャパシタのゲート絶縁膜を一例とし、説明する。
【００５８】
（シリコン基板の搬入工程）
シリコン基板２００の搬送位置までサセプタ２１７を下降させて、サセプタ２１７の貫通孔２１７ａにウエハ突上げピン２６６を貫通させる。その結果、突き上げピン２６６が、サセプタ２１７表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。搬入されるシリコン基板には、他のＣＶＤ装置やＡＬＤ装置を用いて、ＣＶＤ法やＡＬＤ法によって、キャパシタのゲート絶縁膜が予め形成されている。ゲート絶縁膜は例えばシリコン酸化膜によって形成されている。
【００５９】
次に、ゲートバルブ２４４を開き、図中省略の搬送部を用いて、サセプタ２１７の表面から突出させたウエハ突上げピン２６６上に、シリコン基板２００を支持させる。続いて、搬送部を処理室２０１の外へ退避させ、ゲートバルブ２４４を閉じて処理室２０１を密閉する。続いて、シャフト２６８を、図示しないモータ等のサセプタ昇降部を用いてサセプタ２１７を上昇させる。その結果、サセプタ２１７の上面にシリコン基板２００を配置させる。その後、シリコン基板２００をその処理位置まで上昇させる。
【００６０】
（シリコン基板の加熱工程）
続いて、サセプタの内部に埋め込まれたヒータ２１７ｂに電力を供給し、シリコン基板２００の表面を加熱する。シリコン基板２００の表面温度は、室温より高く、例えば７５０℃（デバイスの性能を劣化させる温度）より低い温度とすることが好ましい。より好ま
しくは、２００℃以上であって７００℃未満の温度が望ましい。
【００６１】
後述する窒化処理の間、第一の熱電対３０４によって検出された温度データは、コントローラ１２１によって受信される。コントローラ１２１は、第一の熱電対３０４から受信した温度データに基づいて、シリコン基板２００の温度が所望の処理温度になるようヒータ用電源２１８の電力を制御する。
【００６２】
なお、ヒータ２１７ｂに電力を供給すると、ヒータ配線２１７ｃ、ヒータ電力供給線２１９、及びこれらの接続機構の温度が上昇し、保持具３０６の温度も上昇することがある。また、ヒータ２１７ｂの温度を上昇させると、熱伝導や輻射によって保持具３０６の温度も上昇する。第二の熱電対３０５によって検出された保持具３０６の温度データは、コントローラ１２１によって受信される。コントローラ１２１は、第二の熱電対３０５から受信した温度データ（保持具３０６の温度）に応じて、基板処理装置の動作を以下のように第一レベルから第三レベルに振分けて制御する。
【００６３】
（第一レベル）
第一レベルとは、第二の熱電対３０５によって検出された保持具３０６の温度が「第一の温度」以上であった場合に実施される制御である。
【００６４】
ここで、「第一の温度」とは、外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４、ヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続機構の少なくともいずれかが破損する可能性のある温度をいう。なお、「第一の温度」とは、外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４、接続部の自体の温度ではなく、あくまでも、これらの温度変化をリニアに伝達する保持具３０６の温度である。「第一の温度」は、実験的に求めることができる。例えば、発明者等の実験によれば、ＳｉＣにより形成された外側ヒータ５０１や内側ヒータ５０４は、保持具３０６の温度が３１０℃以上となった場合に破損してしまう可能性があることが分かった。また、例えば、発明者等の実験によれば、カーボン材から形成されたワッシャ４０７は、保持具３０６の温度が４５０℃以上の温度となると破損してしまう可能性があることが分かった。この場合、実験的に求めた温度のうち、最も低い温度（この場合はワッシャ４０７が破損される時の保持具３０６の温度：３１０℃）を「第一の温度」とすればよい。
【００６５】
保持具３０６の温度が「第一の温度」以上であった場合、コントローラ１２１は、基板処理装置が備える表示装置や警報装置を用いてアラームを発信し（例えばＤＡＮＧＥＲ等と表示し）、オペレータに注意を促す。そして、コントローラ１２１は、外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４への電力供給と、高周波電源２７３から筒状電極２１５への電力供給を停止してプラズマ生成とをそれぞれ停止し、現在進行中の生産ロットの処理を中断する。そして、基板処理装置を停止する。
【００６６】
このように、保持具３０６の温度が「第一の温度」以上となった場合に第一レベルの制御を実施することで、外側ヒータ５０１や内側ヒータ５０４、ワッシャ４０７の破損を回避することができ、基板処理装置の故障やメンテナンス周期を伸ばすことが出来る。また、「第一の温度」を、外側ヒータ５０１や内側ヒータ５０４が破損する可能性の温度、或いはヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続機構が破損する可能性のある温度のうち、最も低い温度とすることで、外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４、ヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９の全ての破損を回避することが出来る。
【００６７】
（第二レベル）
第二レベルとは、保持具３０６の温度が「第一の温度」未満であって「第二の温度」以上であった場合に実施される制御である。
【００６８】
ここで、「第二の温度」とは、「第一の温度」より低い温度であって、外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４、ヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続機構が即座に破損する可能性は低いものの、その温度で連続して使用すると劣化が進んでしまい、消耗を促してしまうような温度、或いは、既に消耗が進んでおり、次の生産ロットの開始前にはメンテナンスが必要な温度をいう。なお、「第二の温度」とは、外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４、接続部の自体の温度ではなく、あくまでも、これらの温度変化をリニアに伝達する保持具３０６の温度である。「第二の温度」は「第一の温度」から所定温度を差し引くことで求めることが出来る。すなわち、「第一の温度」が３１０℃である場合、所定温度として例えば１０℃差し引いた３００℃を「第二の温度」とすることができる。所定温度としてどの程度差し引くかは実験的に求めてもよい。
【００６９】
保持具３０６の温度が「第一の温度」未満であって「第二の温度」以上であった場合、コントローラ１２１は、基板処理装置が備える表示装置や警報装置を用いてアラームを発信し（例えばＷＡＲＮＩＮＧ、Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ等と表示し）、オペレータに注意を促す。そして、コントローラ１２１は、外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４の温度を低下させるように、ヒータ用電源２１８の電力を低下させつつ、高周波電源２７３から筒状電極２１５への電力供給を継続し、以後の基板処理動作を継続する。そして、現在進行中の生産ロットの処理が完了したら、基板処理装置を停止する。
【００７０】
このように、保持具３０６の温度が「第一の温度」未満であって「第二の温度」以上であった場合に第二レベルの制御を実施することで、外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４、ワッシャ４０７の消耗が進んでいることをオペレータに速やかに通知することができ、メンテナンスを促すことが出来る。また、基板処理装置を即座に停止するわけではないので、現在進行中の生産ロットの無駄を回避できる。
【００７１】
（第三レベル）
第二レベルとは、保持具３０６の温度が「第二の温度」未満であった場合に実施される制御である。保持具３０６の温度が「第二の温度」未満であった場合、外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４、ヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続機構のいずれかも破損する可能性が低いので、コントローラ１２１は、以後の基板処理動作を継続する。
【００７２】
（反応ガスの供給）
ここでは、反応ガスとして、アンモニア及び窒素の混合ガスを例として説明する。
ガス噴出孔２３４ａから処理室２０１内へアンモニア及び窒素の混合ガスをシャワー状に導入する。このとき、アンモニアガスの供給量を３００ｓｃｃｍ、窒素ガスの供給量を３００ｓｃｃｍとする。
【００７３】
アンモニアガスと窒素ガスとの混合ガスの導入後は、真空ポンプ２４６及びＡＰＣ２４２を用いて、処理室２０１内の圧力が０．１〜３００Ｐａの範囲内、例えば３０Ｐａになるように調整する。
【００７４】
（アンモニアガス及び窒素ガスの混合ガスの励起）
アンモニアガスと窒素ガスとの混合ガスを導入後、筒状電極２１５に対して、整合器２７２を介して高周波電源２７３から高周波電力を印加するとともに、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂによる磁力を処理室２０１内に印加することにより、処理室２０１内にマグネトロン放電を発生させる。その結果、シリコン基板２００の上方のプラズマ発生領域に高密度プラズマが発生する。なお、筒状電極２１５に印加する電力は例えば１００〜１０００Ｗ程度の範囲内とし、例えば８００Ｗとする。このときのインピーダンス可変部２７４は予め所望のインピーダンス値に制御しておく。
【００７５】
（ゲート絶縁膜の窒化処理）
上述のようにプラズマ状態とすることにより、処理室２０１内に供給されたアンモニアガスや窒素ガスが活性化され、励起される。そして生成された窒素ラジカル（Ｎ＊）及び水素ラジカル（Ｈ＊）がシリコン基板２００上に形成されたゲート絶縁膜と反応する。
この反応では、水素による還元効果とシリコン酸化膜表面に対する窒素原子の衝突と補充が行なわれる。その結果、酸素成分が反応して水蒸気（Ｈ２Ｏ）が形成され、更に窒素がゲート絶縁膜に導入されることにより、リーク電流の少ない良質なゲート絶縁膜が形成される。
【００７６】
（残留ガスの排気）
シリコン酸化膜の窒化が終了したら、筒状電極２１５に対する電力供給と、処理室２０１内へのガス供給を停止する。そして、ガス排気管２３１を用いて、処理室２０１内の残留ガスを排気する。そして、サセプタ２１７をシリコン基板２００の搬送位置まで下降させ、サセプタ２１７の表面から突出させたウエハ突上げピン２６６上にシリコン基板２００を支持させる。そして、ゲートバルブ２４４を開き、図中省略の搬送部を用いてシリコン基板２００を処理室２０１の外へ搬出し、本実施形態にかかる半導体装置の製造を終了する。
【００７７】
（３）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つ又は複数の効果を奏する。
【００７８】
（ａ）本実施形態によれば、ヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続機構を、保持具３０６によって支持している。そして、保持具３０６の側面であって、接続機構と離れた位置に、第二の熱電対３０５を配設している。そして、保持具３０６を、温度をリニアに伝達する材質、例えばセラミック等で構成している。そのため、保持具３０６の温度を検出することで、ヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続機構の温度を、間接的に検出することが可能となる。
【００７９】
また、本実施形態によれば、外側ヒータ５０１や内側ヒータ５０４の温度を上昇させると、熱伝導や輻射によって保持具３０６の温度も上昇する。そのため、保持具３０６の温度を検出することで、外側ヒータ５０１や内側ヒータ５０４の温度を間接的に検出することが出来る。例えば、保持具３０６の温度を検出することで、外側ヒータ５０１や内側ヒータ５０４が破損する可能性のある温度に上昇していることを検出することもできる。
【００８０】
すなわち、保持具３０６は、接続機構、外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４の温度をリニアに伝達することから、第二の熱電対３０５により保持具３０６の温度（温度変化）を検出することで、接続機構、外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４の温度（温度変化）を容易に検出（推定）することができる。
【００８１】
（ｂ）本実施形態では、第二の熱電対３０５を接続機構から離れた位置（保持具３０６の側面）に設けていることから、第二の熱電対３０５により検出される保持具３０６の温度は、接続機構の実際の温度よりも低温となる。また、第二の熱電対３０５は外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４から離れた位置に設けられていることから、第二の熱電対３０５により検出される保持具３０６の温度は、外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４の実際の温度よりも低温となる。そのため、第二の熱電対３０５として高温用の高価な熱電対を用いる必要がなく、基板処理装置のコストを低減できる。また、第二の熱電対３０５を低温に出来ることから、第二の熱電対３０５の劣化を防ぐことができ、また、メンテナンスを容易に行うことが可能となる。
【００８２】
（ｃ）本実施形態によれば、コントローラ１２１は、第二の熱電対３０５により検出された保持具３０６の温度、すなわち、間接的に検出されたヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続機構の温度が所定の温度を超えた場合に、その温度を下げるよう、内側ヒータ５０４及び外側ヒータ５０１への電力供給量を調整する。具体的には、コントローラ１２１は、第二の熱電対３０５から受信した温度データ（保持具３０６の温度）に応じて、基板処理装置の動作を第一レベルから第三レベルに振分けて制御する。
【００８３】
上述したように、保持具３０６の温度が「第一の温度」以上となった場合に、コントローラ１２１が第一レベルの制御を実施することで、外側ヒータ５０１や内側ヒータ５０４、ワッシャ４０７の破損を回避することができ、基板処理装置の故障やメンテナンス周期を伸ばすことが出来る。また、「第一の温度」を、外側ヒータ５０１や内側ヒータ５０４が破損する可能性の温度、或いはヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続機構が破損する可能性のある温度のうち、最も低い温度とすることで、外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４、及びこれらの接続機構の全ての破損を回避することが出来る。
【００８４】
また、上述したように、保持具３０６の温度が「第一の温度」未満であって「第二の温度」以上であった場合に、コントローラ１２１が上述の第二レベルの制御を実施することで、外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４、ワッシャ４０７の消耗が進んでいることをオペレータに速やかに通知することができ、メンテナンスを促すことが出来る。また、基板処理装置を即座に停止するわけではないので、現在進行中の生産ロットの無駄を回避できる。
【００８５】
（ｄ）本実施形態によれば、保持具３０６が設けられたシャフト２６８の内壁（具体的にはシャフトベース３０２の内壁）と保持具３０６との間に、パージガス供給管３１４を配設している。パージガス供給管３１４から噴射されたパージガスは、外側ヒータ電力供給線３２１，３２２とヒータ配線３０７ａ，３０７ｂとの接続機構の周辺を先にパージした後、内側ヒータ電力供給線３２３，３２４側に向かって流れ、内側ヒータ電力供給線３２３，３２４とヒータ配線３０８ａ，３０８ｂとの接続機構の周辺をパージする。その結果、各配線や接続機構を冷却でき、接続機構の酸化を防止できる。また、外側ヒータ５０１に接続される各配線や接続機構を優先的に冷却することで、外側ヒータ５０１の電力を内側ヒータ５０４の電力より高くした場合であっても、外側ヒータ５０１に接続される各配線や接続機構の破損率を低下させることができる。
【００８６】
（ｅ）本実施形態に係る保持具３０６は、各ヒータ電力供給線２１９の間に、仕切り３２３，３２４を備えている。これらの仕切り３２３，３２４によって、たとえ配線や接続機構が破損したとしても、隣接する配線との接触を防止することができる。即ち、配線が接触した場合の更なる電気的な悪影響（過電流による故障など）を防止することができる。
【００８７】
（ｆ）本実施形態によれば、パージガスの流れに対して対向するよう構成された仕切り３２７を、交差する仕切り３２６より短く構成している。これにより、パージガス供給孔３１４ａから供給されるパージガスの流れを阻害せず、内側ヒータ電力供給線３２６、内側ヒータ電力供給線３２７に効率よくパージガスを供給することができる。また、第一の熱電対３０４、３０５と電極用配線３１０の配設スペースを確保することができる。
【００８８】
（ｇ）本実施形態によれば、接続端子４０２とヒータ配線接続端子２１７ｄとの接触面には、ヒータ配線接続端子２１７ｄと接続端子４０２とを接続する熱膨張率吸収部材としてのワッシャ４０７が配置されている。これにより、ヒータ配線接続端子２１７ｄと接続端子４０２とが違う材料、すなわち熱膨張率が異なる材料から形成されていても、ワッシャ４０７がそれらの熱膨張差を吸収し、ヒータ配線接続端子２１７ｄと接続端子４０２との電気的接続を維持し、常に所望の電力を供給することができる。また、ヒータ配線接続端
子２１７ｄや接続端子４０２の熱応力による破損を回避することができる。
【００８９】
（ｈ）基板支持台５００内に配設されたヒータ２１７ｂは、第一のヒータとしての外側ヒータ５０１と、他のヒータとしての内側ヒータ５０４とを備えている。外側ヒータ５０１及び内側ヒータ５０４はそれぞれ環状に構成され、外側ヒータ５０１が外側に、内側ヒータ５０４が内側になるように、同心円状に配置されている。外側ヒータ５０１は、基板支持台５００の側面から近い位置にあるため、基板支持台５００の側面から熱が逃げやすいが、外側ヒータ５０１の電力を内側ヒータ５０４の電力よりも高くすることで、基板支持台５００側面からの熱逃げを補填でき、その結果、シリコン基板２００の面内加熱を均一にすることができる。
【００９０】
（ｉ）本実施形態によれば、第一の熱電対３０４，３０５を保持具３０６の側面に配設している。すなわち、本実施形態では、第一の熱電対３０４，３０５を隣接させるため、保持具３０６に貫通孔を追加する（第一の熱電対３０４，３０５用にそれぞれ貫通孔を設ける）などの手間がかからず、また第一の熱電対３０４，３０５の固定具も共有化できることから、部品点数を削減できる。
【００９１】
（ｊ）本実施形態によれば、シャフトベース３０２とシャフト固定部材３０３とにより構成された空間Ｃ１が、保持具３０６を囲むように設けられている。空間Ｃ１内に冷却剤を流すことで、配線、更には接続機構が所定以上の温度にならないよう冷却することができる。
【００９２】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施の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。
【００９３】
例えば、上述の実施形態ではヒータ２１７ｂが外側ヒータ５０１と内側ヒータ５０４との２つより構成される場合について説明したが、本発明は係る形態に限定されず、ヒータ２１７ｂは３つ以上のヒータにより構成されていてもよい。
【００９４】
また例えば、ヒータ配線２１７ｃとヒータ電力供給線２１９との接続機構は、保持具３０６内にて保持される場合に限らず、保持具３０６から上下方向に所定離れた場所にて保持されていてもよい。ヒータ配線２１７ｃ及びヒータ電力供給線２１９はそれぞれ熱伝導率の高い金属材料により構成されているため、係る場合であっても、保持具３０６の温度を検出することで、接続機構の温度を間接的に検出することが可能である。
【００９５】
また、上述の実施形態では、第二の熱電対３０５からの温度情報（絶対値）を検出し、この絶対値に応じて基板処理装置の動作を制御する場合を説明したが、本発明は係る形態に限定されない。例えば、第二の熱電対３０５からの温度情報（絶対値）を用いるのではなく、第二の熱電対３０５からの温度情報の上昇値（差分）を検出し、この上昇値（差分）に応じて基板処理装置の動作を制御するようにしてもよい。
【００９６】
例えば、接続端子４０２やヒータ配線接続端子２１７ｄの温度が安定温度状態（約２７０℃）から異常上昇を始めるまで（約３００℃）、温度差が３０℃程度ある。従って、正常時における第二の熱電対３０５からの温度情報（安定時温度）を記録しておき、第二の熱電対３０５からの温度情報の上昇値（差分）が安定時温度から２０℃未満であったときに、上述の第一レベルの制御（基板処理の継続動作）を実施する。そして、第二の熱電対３０５からの温度情報の上昇値（差分）が安定時温度から２０℃以上３０℃未満であったときには、上述の第二レベルの制御（警告を表示させ、進行中の生産ロットのみ継続する等の動作）を実施する。そして、第二の熱電対３０５からの温度情報の上昇値（差分）が
安定時温度から３０℃以上であったときに、上述の第一レベルの制御（外側ヒータ５０１、内側ヒータ５０４への電力供給を低下或いは停止させ、進行中の生産ロットを即時停止する等の動作）を実施する。
【００９７】
このように、第二の熱電対３０５からの温度情報（絶対値）ではなく、第二の熱電対３０５からの温度情報の上昇値（差分）を検出し、この絶対値に応じて基板処理装置の動作を制御することで、第二の熱電対３０５や基板処理装置の個体差に影響を受けることなく、基板処理装置の動作を再現性良く制御することが可能となる。
【００９８】
また、上述の実施形態では、ＭＭＴ装置を用いて実施する場合を説明したが、本発明は、それに限らずその他の装置、例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ
Ｐｌａｓｍａ）、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）装置を用いても実施可能である。
【００９９】
図６は本発明の他の実施形態に係る基板処理装置であるＩＣＰ方式プラズマ処理装置を示している。本実施の形態にかかる構成の詳細な説明は、上述の実施形態と同様の機能を有する構成要件に同一の符号を付して省略する。
【０１００】
本実施形態に係るＩＣＰ方式プラズマ処理装置１０Ａは、電力を供給してプラズマを生成するプラズマ生成部としての誘導コイル１５Ａを備えており、誘導コイル１５Ａは処理容器２０３の天井壁の外側に敷設されている。本実施の形態においても、窒素ガスと希ガスとの混合ガスをガス供給管２３２から、ガス吹出口２３９を経由して処理容器２０３内へ供給する。また、ガス供給と前後して、プラズマ生成部である誘導コイル１５Ａへ高周波電力を流すと、電磁誘導により電界が生じる。この電界をエネルギーとして、供給されたガスはプラズマ化され、このプラズマにより窒素活性種が生成され、シリコン基板２００上のゲート絶縁膜を窒化する。
【０１０１】
図７は本発明の更に他の実施形態に係る基板処理装置であるＥＣＲ方式プラズマ処理装置を示している。本実施の形態にかかる構成の詳細な説明は、上述の実施形態と同様の機能を有する構成要件に同一符号を付して省略する。
【０１０２】
本実施形態に係るＥＣＲ方式プラズマ処理装置１０Ｂは、マイクロ波を供給してプラズマを生成するプラズマ生成部としてのマイクロ波導入管ｌ７Ｂを備えている。本実施の形態においても、窒素ガスと希ガスとの混合ガスをガス供給管２３２から、ガス吹出口２３９を経由して処理容器２０３内へ供給する。また、ガス供給と前後して、プラズマ生成部であるマイクロ波導入管１７Ｂへマイクロ波１８Ｂを導入し、その後、マイクロ波１８Ｂを処理室２０１内へ放射させる。供給されたガスは、このマイクロ波１８Ｂによりプラズマ化され、このプラズマにより窒素活性種が生成され、シリコン基板２００上のゲート絶縁膜を窒化する。
【０１０３】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について説明する。
【０１０４】
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
基板を加熱するヒータと、
前記ヒータを内包し、前記処理室内に設けられた基板支持台と、
前記基板支持台を支持するシャフトと、
前記シャフト内に挿通された配線と、
前記配線を保持する保持部と、
前記保持部に接続された温度検出部と、を有する
基板処理装置が提供される。
【０１０５】
好ましくは、
前記配線は、
一端に前記ヒータが接続され、他端にヒータ電力供給線が接続機構を介して接続されるヒータ配線と、
前記接続機構と、
前記ヒータ電力供給線と、を有し、
前記保持部は前記接続機構を保持する。
【０１０６】
また好ましくは、
前記ヒータは、最も外側に配設された第一のヒータと、他のヒータとを有し、
前記シャフトの内壁と前記保持部との間にはガス供給機構が設けられ、
前記第一のヒータに接続された前記接続機構と前記ガス供給機構との距離は、前記他のヒータに接続された前記接続機構と前記ガス供給機構との距離より短くなるよう構成されている。
【０１０７】
また好ましくは、
前記配線は、前記第一のヒータに電力を供給する第一の配線と、前記他のヒータに電力を供給する他の配線と、を有し、
前記保持部は前記第一の配線と他の配線との間に設けられた仕切りを備える。
【０１０８】
また好ましくは、
前記温度検出部によって検出された温度データに応じて前記ヒータへの電力供給を制御する制御部を有する。
【０１０９】
また好ましくは、
前記ヒータ配線と前記ヒータ電力供給線とは互いに異なる材料から構成され、
前記ヒータ配線と前記ヒータ電力供給線との間には熱膨張率吸収部材が設けられる。
【０１１０】
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
基板を加熱するヒータと、
前記ヒータを内包し、前記処理室内に設けられた基板支持台と、
前記基板支持台を支持するシャフトと、
前記シャフト内に挿通された配線と、
前記配線を保持する保持部と、
前記保持部に接続された温度検出部と、を有する基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記処理室内の基板支持台に基板を支持する基板支持工程と、
前記支持された基板を前記基板支持台に内包されたヒータで加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の間、前記保持部の温度を前記温度検出部が検出する半導体装置の製造方法が提供される。
【０１１１】
好ましくは、
前記温度検出部によって検出された温度データに応じて、前記制御部が前記ヒータへの電力供給を制御する。
【符号の説明】
【０１１２】
１２１    コントローラ（制御部）
２００    シリコン基板（基板）
２０１    処理室
２１７ｂ  ヒータ
２１７ｃ  ヒータ配線
２１９    ヒータ電力供給線
２６８    シャフト
３０５    第二の熱電対（温度検出部）
５００    基板支持台
【図６】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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