(57)【要約】【課題】放射温度計による安定した温度制御を可能とし、良好な炭化珪素膜形成を可能とすることである。【解決手段】基板を保持する基板保持具と、前記基板保持具を囲むように設けられ、反応室を構成する円筒発熱体と、前記円筒発熱体を囲むように設けられた反応管と、前記反応管の下端より下方に配置され前記円筒発熱体の温度を測定する放射温度計とを有し、前記円筒発熱体は長手方向に沿って重ねられた複数のリング状部材からなり、前記リング状部材のうち少なくとも一つには前記放射温度計で温度を測定するための突起部を前記リング状部材の外周部分に設ける。【選択図】図４
2014063820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持具と、
前記基板保持具を囲むように設けられ、反応室を構成する円筒発熱体と、
前記円筒発熱体を囲むように設けられた反応管と、
前記反応管の下端より下方に配置され前記円筒発熱体の温度を測定する放射温度計とを有し、
前記円筒発熱体は長手方向に沿ったリング状部材で構成され、前記リング状部材には前記放射温度計で温度を測定するための突起部が前記リング状部材の外周部分に設けられている基板処理装置。
【請求項２】
長手方向に沿ったリング状部材で構成され、前記リング状部材には放射温度計で温度を測定するための突起部が前記リング状部材の外周部分に設けられている円筒発熱体と前記円筒発熱体を囲むように設けられた反応管を備える基板処理装置を用いた基板処理方法であって、
基板を反応室に搬送する工程と、
前記円筒発熱体を加熱し、前記円筒発熱体に設けられた突起部によって反応管の下方から前記放射温度計で温度を測定し所定の温度まで昇温する工程と、
前記基板を処理する工程と、を有する基板処理方法。
【請求項３】
長手方向に沿ったリング状部材で構成され、前記リング状部材には放射温度計で温度を測定するための突起部が前記リング状部材の外周部分に設けられている円筒発熱体と前記円筒発熱体を囲むように設けられた反応管を備え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、
基板を反応室に搬送する工程と、
前記円筒発熱体を加熱し、前記円筒発熱体に設けられた突起部によって反応管の下方から前記放射温度計で温度を測定し所定の温度まで昇温する工程と、
前記基板を処理する工程と、を有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、シリコンウエハ等の基板に薄膜の生成、不純物の拡散、エッチング等の熱処理を行う基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板を処理する基板処理装置として、例えばＳｉＣ（炭化珪素）エピタキシャル膜を処理させる基板処理装置が知られている（特許文献１参照）。このような基板処理装置においては処理温度が１５００℃〜１８００℃程度と高温領域で基板処理が行われることから、基板処理において、基板上の薄膜の成長や膜厚および膜質均一性は反応室内の温度条件に影響されるため、反応室内の温度を厳格に制御する必要がある。反応室の温度を厳格に制御するためには、反応室を加熱する発熱体の加熱温度を正確に測定し監視及び制御する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９９２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板処理装置における温度測定は、反応室を加熱する発熱体を直接測定するのではなく、発熱体の周りに設置された例えば断熱部に発熱体の温度を測定するための温度測定用的（突起部）を設け、温度測定用的の温度を放射温度計で測定することで行われてきた。しかしながら、経時変化及び腐食性ガスなどによって温度測定用的を取り付けた例えば断熱部の劣化が発生した場合、温度測定用的の位置ずれが生じ、正確な温度測定が困難となり、加熱温度の監視及び制御が不安定となるという課題があった。
【０００５】
したがって本発明の目的は、発熱体の温度を正確に測定することが可能な基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部を囲むように設けられ、反応室を構成する円筒発熱体と、前記円筒発熱体を囲むように設けられた反応管と、前記反応管の下端より下方に配置され前記円筒発熱体の温度を測定する放射温度計とを有し、前記円筒発熱体は長手方向に沿ったリング状部材で構成され、前記リング状部材には前記放射温度計で温度を測定するための突起部が前記リング状部材の外周部分に形成されている基板処理装置を提供できる。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、長手方向に沿ったリング状部材で構成され、前記リング状部材には放射温度計で温度を測定するための突起部が前記リング状部材の外周部分に設けられている円筒発熱体と前記円筒発熱体を囲むように設けられた反応管を備える基板処理装置を用いた基板処理方法であって、基板を反応室に搬送する工程と、前記円筒発熱体を加熱し、前記円筒発熱体に設けられた突起部によって反応管の下方から前記放射温度計で温度を測定し所定の温度まで昇温する工程と、前記基板を処理する工程と、を有し、前記円筒発熱体は長手方向に沿ったリング状部材で構成され、前記リング状部材には前記放射温度計で温度を測定するための突起部が前記リング状部材の外周部分に形成されている基板処理方法を提供できる。
【０００８】
本発明のさらに他の態様によれば、長手方向に沿ったリング状部材で構成され、前記リング状部材には放射温度計で温度を測定するための突起部が前記リング状部材の外周部分に設けられている円筒発熱体と前記円筒発熱体を囲むように設けられた反応管を備え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、基板を反応室に搬送する工程と、前記円筒発熱体を加熱し、前記円筒発熱体に設けられた突起部によって反応管の下方から前記放射温度計で温度を測定し所定の温度まで昇温する工程と、前記基板を処理する工程と、を有し、前記円筒発熱体は長手方向に沿ったリング状部材で構成され、前記リング状部材のうち少なくとも一つは前記放射温度計で温度を測定するための突起部が前記リング状部材の外周部分に形成されている半導体装置の製造方法を提供できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発熱体の温度を正確に測定することが可能な基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態で好適に用いられる処理炉を示す立断面図である。
【図３】本発明の実施の形態で好適に用いられる処理炉の要部拡大立断面図である。
【図４】本発明の実施の形態で好適に用いられる（ａ）円筒発熱体の分解斜視図、（ｂ）円筒発熱体の要部断面図である。
【図５】本発明の実施の形態で好適に用いられる温度測定用的一体型発熱体を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態で好適に用いられる円筒発熱体を分割する時の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、実施の形態を説明するための全図において、同一の部分には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１２】
先ず、図１において、本実施形態で好適に用いられる基板処理装置の一例を説明する。この基板処理装置１では、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）基板であるウエハ６は基板収納容器としてのカセット２に収容され、搬入出される。
【００１３】
基板処理装置１は、筐体３を備え、筐体３の正面壁にはカセット搬入搬出口４がフロントシャッタ（図示せず）によって開閉されるように設けられている。筐体３の内部に、カセット搬入搬出口４に隣接してカセットステージ５が設けられている。
【００１４】
カセット２はカセットステージ５上に工程内搬送装置（図示せず）によって搬入され、また、カセットステージ５上から搬出されるようになっている。カセットステージ５は、工程内搬送装置によって、カセット２内のウエハ６が垂直姿勢となり、カセット２のウエハ出入り口が上方向を向くように配置され、カセットステージ５は、カセット２のウエハ出入り口が筐体３後方を向くように回転する。
【００１５】
筐体３内の前後方向の略中央部には、カセット棚（基板収納容器載置棚）７が設置されており、カセット棚７は、複数段複数列にて各複数個のカセット２を保管するように構成されている。カセット棚７にはウエハ移載装置８の搬送対象となるカセット２が収納される移載棚９が設けられている。また、カセットステージ５の上方には予備カセット棚１１が設けられ、予備的にカセット２を保管するように構成されている。
【００１６】
カセットステージ５とカセット棚７との間には、カセット搬送装置１２が設置されている。カセット搬送装置１２は、カセット２をカセットステージ５、カセット棚７、予備カセット棚１１との間で搬送するように構成されている。
【００１７】
筐体３の後部上方には、処理炉１４が設けられ、処理炉１４の下端開口部（炉口部）は、炉口シャッタ１５により開閉されるように構成されている。処理炉１４の下方にはボート１３を昇降し、処理炉１４にロード（搬入）、アンロード（搬出）する昇降機構としてのボートエレベータ１６が設けられている。ボートエレベータ１６は、昇降アーム１７を具備し、昇降アーム１７には蓋体としてのシールキャップ１８が水平に設けられており、シールキャップ１８はボート１３を垂直に支持し、炉口部を開閉するように構成されている。
【００１８】
カセット棚７の上方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを供給するクリーンユニット１９が設けられ、クリーンユニット１９はクリーンエアを筐体３の内部に流通させるようになっている。カセット搬入搬出口４が開放され、カセット２がカセットステージ５に供給される。その後、カセット２はカセット搬入搬出口４から搬入され、カセット搬送装置１２によってカセット棚７又は予備カセット棚１１に搬送される。カセット棚７又は予備カセット棚１１に、一時的に保管された後、カセット棚７又は予備カセット棚１１からカセット搬送装置１２によって移載棚９に移載されるか、若しくは移載棚９に直接搬送される。カセット２が移載棚９に移載されると、ウエハ６はウエハ移載装置８によってカセット２から降下した状態のボート１３に装填される。
【００１９】
予め指定された枚数の未処理ウエハ６がボート１３に装填されると、炉口シャッタ１５によって閉じられていた処理炉１４の下端部が炉口シャッタ１５によって開放され、ボート１３が処理炉１４内にロードされ、ウエハ６に所定の処理が行なわれる。続いて、ボート１３がアンロードされ、ウエハ移載装置８により処理済ウエハ６がカセット２に移載され、処理済ウエハ６が装填されたカセット２は筐体３の外部へ払い出される。
【００２０】
次に図２、図３において、本実施形態で好適に用いられる処理炉１４の詳細について説明する。処理炉１４にはＳｉＣ基板であるウエハ６を処理する反応管２１が設けられ、反応管２１の下端には、例えばステンレス製であり、上端と下端にそれぞれ上部フランジ２２ａと下部フランジ２２ｂが形成された円筒形状のインレットフランジ２２が気密に設けられている。インレットフランジ２２の下端開口は炉口部を形成し、炉口部は炉口シャッタ１５、シールキャップ１８の何れかによって択一的に密閉される。
【００２１】
反応管２１内には、ボート１３のロード時に該ボート１３を覆うように、有天筒状の円筒発熱体２３がインレットフランジ２２に立設されている。円筒発熱体２３は、図４の（ａ）に示すように長手方向に沿って重ねられた複数のリング状部材からなり、円筒発熱体のうち少なくとも一つ（図示例では四つ）は、放射温度計４２で温度を測定するための温度測定的である突起部２４（２４ａ〜２４ｄ）が円筒発熱体の外周部分に円筒発熱体２３と同材質で一体に形成されている。
【００２２】
図示例では、円筒発熱体２３は、上蓋２３ａと、長手方向に複数例えば五つに分割されたメインリング状部材２３ｂ〜２３ｆと、隣り合うメインリング状部材２３ｂ〜２３ｆ間に配置され、温度を測定するための突起部２４ａ〜２４ｄが設けられた複数例えば四つのサブリング状部材２３ｇ〜２３ｊとを備えている。これらメインリング状部材２３ｂ〜２３ｆとサブリング状部材２３ｇ〜２３ｊの径方向の肉厚は同じである。これらメインリング状部材２３ｂ〜２３ｆとサブリング状部材２３ｇ〜２３ｊは長手方向に沿って重ねられる。温度を測定するための突起部２４ａ〜２４ｄは、サブリング状部材２３ｇ〜２３ｊの外周面に所定の幅および突出量で形成されている（図５参照）。突起部２４ａ〜２４ｄの高さｔａは各サブリング状部材２３ｇ〜２３ｊの高さｔｂと同じである。このように突起部２４ａ〜２４ｄを有するサブリング状部材２３ｇ〜２３ｊは、突起部２４ａ〜２４ｄの高さｔａと各サブリング状部材２３ｇ〜２３ｊの高さｔｂとが同じであるため、例えば機械加工によって容易に作製することができる。
【００２３】
円筒発熱体２３と反応管２１との間には、円筒発熱体２３を覆うように有天筒状の断熱部２５がインレットフランジ２２に立設されている。断熱部２５は内層側に設けられたカーボンフェルト等からなる断熱材２６と、外層側に設けられた断熱材ケーシング２７とが一体化された２重構造となっている。
【００２４】
反応管２１上部の外側には、図２に示すように反応管２１の周囲を囲むように加熱用コイル２８が設けられ、該加熱用コイル２８は図示しない温度制御部と電気的に接続され、該温度制御部により加熱用コイル２８による加熱が制御される。また、加熱用コイル２８は、例えば絶縁体であるアルミナ等のセラミック材からなる支持柱２９によって支持され、該支持柱２９は反応管２１を冷却する水冷壁や電磁波及び熱の外部への漏洩を防止する筐体カバー等の外壁３１によって覆われており、支持柱２９及び外壁３１はヒータベース２０によって支持されている。
【００２５】
また、少なくとも円筒発熱体２３、インレットフランジ２２及びシールキャップ１８により反応室３２が区画形成される。ボート１３が反応室３２にロードされた状態では、加熱用コイル２８と対向する位置にウエハ６が装填され、ボート１３に装填された該ウエハ６よりも下方部分には断熱板３３が装填されており、ボート１３下部に位置する反応管２１とインレットフランジ２２、該インレットフランジ２２とシールキャップ１８の接続部等に設けられたシール部材（図示せず）の温度上昇が抑制されるようになっている。また、シールキャップ１８はボート回転機構３４によって支持されており、該ボート回転機構３４が回転することでボート１３が回転される。
【００２６】
インレットフランジ２２の周面には、図示しないガス供給管と接続された処理ガス供給ノズル３５が貫通し、ガス排気口３６が形成されている。また、インレットフランジ２２の上部フランジ２２ａには、図示しないパージガス供給管及びパージガス供給源と接続されたパージガス供給ノズル３７が貫通すると共に、温度測定用的である突起部２４と対向する位置に孔が穿設され、該孔を埋めるように石英製のビューポート３８が設けられている。また、上部フランジ２２ａの後述する第１パージガス供給ノズル３７ａと対向する位置には第１パージガス排気口４０ａが穿設されると共に、後述する第２パージガス供給ノズル３７ｂと対向する位置には第２パージガス排気口４０ｂが穿設されている。
【００２７】
図示しない処理ガス供給管及び処理ガス供給源と接続された処理ガス供給ノズル３５は、周面からインレットフランジ２２を貫通し、円筒発熱体２３の壁面に沿って鉛直方向に延出しており、鉛直部に所定間隔で複数穿設された図示しない処理ガス供給孔よりプロセスガス及びクリーンガスを反応室３２内に供給するようになっている。
【００２８】
また、ガス排気口３６はガスクーラ３９と接続され、該ガスクーラ３９は図示しない真空ポンプ等の排気装置に接続されており、反応室内で１５００℃〜１８００℃程度まで加熱されたガスが、ガスクーラ３９によって冷却され、排気装置より排出されるようになっている。
【００２９】
パージガス供給ノズル３７は、上部フランジ２２ａの下方で２股に分岐しており、一方が該上部フランジ２２ａを貫通し、反応管２１と断熱材ケーシング２７の間から鉛直方向に延出する第１パージガス供給ノズル３７ａであり、該第１パージガス供給ノズル３７ａから供給されるアルゴン等の不活性ガスであるパージガスによって、反応管２１と断熱材ケーシング２７との間の雰囲気がパージされるようになっている。また、他方が上部フランジ２２ａを貫通し、円筒発熱体２３と断熱材２６の間から鉛直方向に延出する第２パージガス供給ノズル３７ｂであり、該第２パージガス供給ノズル３７ｂから供給されるパージガスによって、円筒発熱体２３と断熱材２６との間の雰囲気がパージされるようになっている。なお、第２パージガス供給ノズル３７ｂは温度測定用的である突起部２４ａ〜２４ｄと干渉しないように設けられている。
【００３０】
また、放射光反射ミラー４１と温度検出手段である放射温度計４２が上部フランジ２２ａと下部フランジ２２ｂとの間に設けられている。放射光反射ミラー４１はビューポート３８を介して温度測定用的である突起部２４と対向する位置にあり、放射温度計４２は突起部２４（２４ａ〜２４ｄ）から放出され、放射光反射ミラー４１によって反射された赤外光等の放射光３０を受光することで、該放射光３０により温度測定用的である突起部２４の温度を測定し、図示しない温度制御部に測定結果をフィードバックできるようになっている。
【００３１】
また、温度測定用的である突起部２４と円筒発熱体２３は同材質であり、温度測定用的である突起部２４ａ〜２４ｄは各サブリング状部材２３ｇ〜２３ｊにこれと同一高さで一体的に形成されていることから、突起部２４ａ〜２４ｄはサブリング状部材２３ｇ〜２３ｊと同様に加熱され、突起部２４ａ〜２４ｄの温度はサブリング状部材２３ｇ〜２３ｊの温度と等しくなり、突起部２４ａ〜２４ｄの温度を測定することでサブリング状部材２３ｇ〜２３ｊの温度の正確な測定が可能となる。
【００３２】
円筒発熱体２３の一部分だけに突起を設ける構造の場合、製作過程で突起部分の強度が低下してしまい、割れる恐れがあり、製作が困難であるが、長手方向に複数に分割されたサブリング状部材２３ｇ〜２３ｊの外周にその円筒発熱体と同じ厚さで突起部２４ａ〜２４ｄを作ることは可能であるため、サブリング状部材２３ｇ〜２３ｊを温度測定用的である突起部２４ａ〜２４ｄの厚さと同じ厚さで作製を行うことにより、容易に作製することが可能となる。この場合のサブリング状部材２３ｇ〜２３ｊの厚さは例えば２０〜３０ｍｍであることが好ましい。放射温度計を用いてより精度よく発熱体の温度を測定するためには、サブリング状部材２３ｇ〜２３ｊと突起部２４ａ〜２４ｄを一体化する構造が好ましい。
【００３３】
円筒発熱体２３の上部、中部、下部では、中部よりも上部と下部で熱が逃げやすいため、上部と下部の厚さを中部の厚さに比べて薄くすることが好ましい。発熱体の厚さが薄いと、抵抗値が低くなり、渦電流が増加して発熱量が増加する。円筒発熱体２３は中部よりも上部と下部で熱が逃げやすいため、上部と下部において中部よりも厚さを薄くすることで、上部と下部の発熱量が増し、円筒発熱体２３の長手方向全体において温度を均一にすることが出来る。
【００３４】
ここで、円筒発熱体の分割条件を円筒発熱体の長手方向に上部・中部・下部と３ゾーンに分割する時を例にして計算する（図８参照）。円筒発熱体はサブリング状部材２３ｇ，２３ｈ，２３ｉとメインリング状部材２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅと上蓋２３ａとから８つに分割される。この分割数は（サブリング状部材の数×２）＋２という計算により導き出される。サブリング状部材１〜３の高さを例えば２５ｍｍとすると、各部材の高さ及び厚さは例えば下記のようになる。
【００３５】
メインリング部材２３ｂ：高さ２００ｍｍ、厚さ３ｍｍ
メインリング部材２３ｃ：高さ１００ｍｍ、厚さ４ｍｍ
メインリング部材２３ｄ：高さ１００ｍｍ、厚さ４ｍｍ
メインリング部材２３ｅ：高さ３００ｍｍ、厚さ３ｍｍ
サブリング部材２３ｇ：  高さ２５ｍｍ、厚さ３ｍｍ
サブリング部材２３ｈ：  高さ２５ｍｍ、厚さ４ｍｍ
サブリング部材２３ｉ：  高さ２５ｍｍ、厚さ３ｍｍ
上述は一例であり、円筒発熱体の分割条件は、誘導加熱コイルによる発生磁場解析から求めた円筒発熱体へ流れる電流分布より発熱分布を求め、その発熱分布より円筒発熱体内部の温度分布を解析することで求める。この時、所望の温度分布となるように、円筒発熱体の高さや厚さ等の条件を変えて、最適値を求める手法をとる。分割された各メインリング部材の高さはそれぞれ同じ高さでも良いし、異なる高さにしても良い。分割された各サブリング部材の高さはそれぞれ同じ高さでも良いし、異なる高さにしても良い。
【００３６】
サブリング状部材２３ｇ〜２３ｊと突起部２４ａ〜２４ｄを別々に作製して後に組み立てる構造とすると、サブリング状部材２３ｇ〜２３ｊに突起部２４ａ〜２４ｄを設置するための溝や差し込み口等を各部材に設ける必要があり、構成が複雑になるため製作が難しくなる。また、円筒発熱体２３をコートするコーティング膜である炭化珪素膜は膜厚均一性が悪く、炭化珪素膜を円筒発熱体２３にコートしたときに、円筒発熱体上で炭化珪素膜の膜厚が厚い部分や薄い部分が出来てしまい円筒発熱体２３の表面の厚さが不均一になる。そのため、円筒発熱体２３の製作段階で厳密に寸法を合わせてサブリング状部材及び突起部を製作したとしても、その後の炭化珪素膜のコーティングによって寸法にずれが生じてしまう。また、各部材を別々に製作し組み上げると、各部材が擦れてしまい炭化珪素膜が剥がれやすくなり、ゴミ（パーティクル）が発生する問題も考えられる。そのため、サブリング状部材２３ｇ〜２３ｊと突起部２４ａ〜２４ｄを別々に作製した後に組み付けるよりは一体構造とすることが好ましい。なお、隣り合うメインリング状部材２３ｂ〜２３ｆとサブリング状部材２３ｇ〜２３ｊとが円周方向に相対的に回転しないように対向面に互いに係合する凹部と凸部を形成し、互いに凹部と凸部を係合させて一体にすることが好ましい。
【００３７】
成膜処理を行なう際には、先ず所定枚数のウエハ６及び断熱板３３が装填されたボート１３が反応室３２にロードされる。次に、図示しない処理ガス供給源より、処理ガス供給ノズル３５を介して反応室３２にモノシランやプロパン等の処理ガスが導入されると共に、加熱用コイル２８に例えば３０ｋＨｚの高周波電流を印加する。加熱用コイル２８に高周波電流を印加することで交番磁場を発生させ、該交番磁場により円筒発熱体２３に誘導電流が生じ、該誘導電流によって円筒発熱体２３に渦電流が流れ、該円筒発熱体２３がジュール熱によって加熱され、温度測定用的である突起部２４も円筒発熱体２３と同様に加熱される。
【００３８】
また、処理ガスの導入処理と並行して、図示しないパージガス供給源より、第１パージガス供給ノズル３７ａを介して反応管２１と断熱材ケーシング２７との間の空間にパージガスが供給されると共に、第２パージガス供給ノズル３７ｂを介して円筒発熱体２３と断熱材２６との間の空間にパージガスが導入される。
【００３９】
円筒発熱体２３が加熱されることにより、該円筒発熱体２３に覆われたボート１３及びウエハ６が円筒発熱体２３からの輻射熱によって所定の温度まで加熱され、活性化した処理ガスによりウエハ６上にＳｉＣ結晶膜が成膜される。成膜処理が終了すると、第１パージガス供給ノズル３７ａより導入されたパージガスが第１パージガス排気口４０ａから排気され、第２パージガス供給ノズル３７ｂより導入されるパージガスが第２パージガス排気口４０ｂから排気されると共に、反応室３２内の処理ガスがガス排気口３６からそれぞれ図示しない排気装置によって排気され、ボート１３が反応室３２からアンロードされる。
【００４０】
処理中、温度測定用的である突起部２４より放出された放射光３０がビューポート３８を透過し、放射光反射ミラー４１で反射されて放射温度計４２に入光する。放射温度計４２が放射光３０を検出することで円筒発熱体２３の温度が常時測定されており、測定結果は図示しない温度制御部にフィードバックされ、該温度制御部はフィードバックされた測定結果に基づいて加熱用コイル２８に高周波電流を印加し、円筒発熱体２３の温度を制御している。また、断熱部２５が加熱された円筒発熱体２３からの輻射熱を遮り、反応管２１及び外壁３１等への熱伝達を抑制すると共に、断熱材２６がウエハ６やボート１３等からの輻射熱を遮り、インレットフランジ２２やビューポート３８等への熱伝達を抑制している。
【００４１】
従って、ビューポート３８、放射光反射ミラー４１、放射温度計４２が設けられたインレットフランジ２２及びインレットフランジ近傍は、加熱用コイル２８によるウエハ６の加熱位置から離れていると共に、断熱板３３により輻射熱が遮断されているので、インレットフランジ２２及びインレットフランジ近傍は２００℃〜３００℃程度と石英耐熱温度（１２００℃）よりも充分低くなり、ビューポート３８、放射光反射ミラー４１、放射温度計４２が熱により破損することがない。
【００４２】
また、ビューポート３８をインレットフランジ２２に設け、温度測定用的である突起部２４から放出された放射光３０はビューポート３８を透過し、放射光反射ミラー４１で反射され、放射温度計４２に入光されるようにしたので、円筒発熱体２３の温度を測定するために断熱材２６に孔を穿設する必要がなく、反応室３２内の温度分布を良好に保つことができると共に、孔からの放射熱により反応管２１や断熱材ケーシング２７が石英耐熱温度（１２００℃）以上となり、破損するのを防止することができる。
【００４３】
また、放射温度計４２により、反応管２１の下端よりも下方から放射光３０を測定するので、放射光３０はビューポート３８を透過するのみであり、断熱材ケーシング２７、反応管２１と２重に石英を透過させる必要がなく、放射光３０の屈折等を抑制して安定した温度測定及び温度制御が可能となる。
【００４４】
また、放射光３０を反射する放射光反射ミラー４１を設けたことで、放射温度計４２で放射光３０を直接検出する必要がなくなり、放射温度計４２の設置場所を自在に選択することができるので、温度測定用的である突起部２４と対向する位置に放射温度計４２を設置するのが困難である場合でも容易に適用することができる。
【００４５】
更に、ビューポート３８は円筒発熱体２３の外側、すなわち反応室３２の外に設けられていると共に、ビューポート３８が設けられた円筒発熱体２３と断熱材２６との間の空間をパージガスによりパージするようにしたので、ビューポート３８に処理ガスが接触し、該ビューポート３８に副生成物が付着することにより発生する該ビューポート３８の透明度の悪化を防止し、放射温度計４２による測定値の信頼性及び再現性を大きく向上させることができる。
【００４６】
本発明は前記実施の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。また、前記実施の形態では、本発明を基板処理装置に適用した場合について説明されているが、本発明は基板処理方法や半導体装置の製造方法にも同様に適用されるものである。例えば、上述した実施形態では、本発明をＳｉＣエピタキシャル膜の成膜処理装置について記載したが、ＳｉＣエピタキシャル膜をアニールする熱処理装置（以下、ＳｉＣアニール装置という）に適用しても良い。ＳｉＣアニール装置に適用した場合、処理温度が１５００〜２０００℃とさらに高温域となるため、正確な温度測定による温度制御がさらに厳格になる。また、上述した縦型基板処理装置に限らず、枚葉型の基板処理装置であっても、正確な温度制御が必要な装置であれば一定の条件の下で適用可能である。
【００４７】
＜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付記する。
【００４８】
（付記１）
本発明の一態様によれば、
基板を保持する基板保持具と、
前記基板保持具を囲むように設けられ、反応室を構成する円筒発熱体と、
前記円筒発熱体を囲むように設けられた反応管と、
前記反応管の下端より下方に配置された前記円筒発熱体の温度を測定する放射温度計と、
を有し、
前記円筒発熱体は長手方向に複数に分割され、分割された前記円筒発熱体のうち少なくとも一つは前記放射温度計で温度を測定するための突起部が前記円筒発熱体の外周部分に設けられている基板処理装置が提供される。
【００４９】
（付記２）
付記１の基板処理装置であって、好ましくは、
前記放射温度計で温度を測定するための突起部が設けられている前記円筒発熱体の高さは、前記突起部の高さと同じである基板処理装置が提供される。
【００５０】
（付記３）
付記１または２の基板処理装置であって、好ましくは、
温度を測定するための突起部が設けられている前記円筒発熱体は、上部領域、中部領域、下部領域を測定するために上部、中部、下部にそれぞれ一つずつ設けられており、前記中部に設置された円筒発熱体は上部に設置された円筒発熱体よりも厚さが厚くなっている基板処理装置が提供される。
【００５１】
（付記４）
付記１乃至３の基板処理装置であって、好ましくは、
前記反応管の下端には上部フランジと下部フランジから構成されるインレットフランジが設置され、前記上部フランジの前記突起部と対向する位置に孔が穿設され、該孔を埋めるように石英製のビューポートが設けられている基板処理装置が提供される。
【００５２】
（付記５）
本発明の他の一態様によれば、
長手方向に複数に分割された円筒発熱体を加熱する工程と、
分割された前記円筒発熱体のうち少なくとも一つに一体型に設置された温度を測定するための突起部からの放射光を、円筒発熱体の下方に配置された前記円筒発熱体の温度を測定する放射温度計で検出する工程と、
を有する基板処理方法が提供される。
【００５３】
（付記６）
付記５の基板処理方法であって、好ましくは、
温度を制御する温度制御部に前記放射温度計で検出した検出結果をフィードバックする工程と、
前記検出結果に基づいて前記円筒発熱体を加熱する加熱用コイルに高周波電流を印加する工程と、
をさらに有する基板処理方法が提供される。
【００５４】
（付記７）
本発明のさらに他の一態様によれば、
基板を円筒発熱体と前記円筒発熱体を囲むように設けられた反応管によって構成される反応室に搬送する工程と、
前記円筒発熱体を加熱し、前記円筒発熱体に設けられた突起部によって反応管の下方から放射温度計で温度を測定し所定の温度まで昇温する工程と、
前記基板を処理する工程と、
を有する基板処理方法が提供される。
【００５５】
（付記８）
長手方向に沿ったリング状部材で構成され、前記リング状部材には放射温度計で温度を測定するための突起部が前記リング状部材の外周部分に設けられている円筒発熱体と前記円筒発熱体を囲むように設けられた反応管を備える基板処理装置を用いた基板の製造方法であって、
前記基板を反応室に搬送する工程と、
前記円筒発熱体を加熱し、前記円筒発熱体に設けられた突起部によって反応管の下方から前記放射温度計で温度を測定し所定の温度まで昇温する工程と、
前記基板を処理する工程と、
を有する基板の製造方法。
【符号の説明】
【００５６】
１  基板処理装置（熱処理装置）
６  ウエハ（基板）
２１  反応管
２３  円筒発熱体
２３ｂ〜２３ｉ  リング状部材
２４、２４ａ〜２４ｄ  突起部（温度測定用的）
３２  反応室
４２  放射温度計
【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６】
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