(57)【要約】【課題】基板が収容される処理チャンバと、処理チャンバ内に載置されるサセプタと、サセプタに基板が載置された際、基板の表面側の処理チャンバ空間に設けられた基板の温度を検出する放射温度計と、基板の裏面側の処理チャンバ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、加熱手段からの放射光が遮放射温度計の温度測定値に与える影響を抑制または防止すると共に、基板加熱の不均一性をできる基板処理装置を提供する。【解決手段】加熱手段からの放射光を遮光する遮光部材を、基板の表面側の周辺部と非接触で重合するようにサセプタの表面に設け、基板をサセプタから延在した支持部材にて支持する。【選択図】        図４
2006310535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記サセプタに基板が載置された際、前記基板の表面側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、前記基板の裏面側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、前記基板の表面側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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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ヒータアッセンブリ等の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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような構造を有する基板処理装置には以下のような問題点があった。サセプタ部分を詳細に示した図６〜図１０を参照して説明する。なお、各サセプタ同士を支持するための嵌合部は図から省略されている。ヒータアッセンブリ２８０はサセプタ２１７を回転する回転筒２７９、サセプタ２１７およびウエハ２００に完全に包囲されているので、理想的にはサセプタ２１７の上側に設けられた放射温度計の温度測定用プローブの読み取りに影響を与え得るヒータアッセンブリ２８０から温度測定用プローブ側への光の漏れ（迷光）はない。しかしながら、実際には図６に示すように、ウエハ２００に入射する光を遮らないようにするため、ウエハ２００の下部のサセプタ３１１は透明石英等の光を通過する部材で構成される場合がある。このとき、サセプタ２１７に設けたウエハ２００が設置される場所３１２は搬送精度からウエハ２００のサイズに対して寸法的な余裕をとる必要がある。この余裕部分３１３からヒータアッセンブリ２８０の光がサセプタ２１７の上側に漏洩して迷光２８９となり、温度測定用プローブの読み値に影響を及ぼすため正確なウエハ２００の温度の制御が行えないという問題がある。このことは、図７に示すように、ウエハ２００の裏面を空間とし、ウエハ２００を支持ピン２９１等で支える構造でも同様である。
【０００４】
この迷光２８９を防止するために、図８、図９、図１０に示すように、ウエハ２００外周部の下部に回り込む形で遮光部２８２を設置する方法が考えられる。この場合、ヒータアッセンブリ２８０からの迷光が抑制できるため、温度測定プローブは正確にウエハ２００の温度を読み取ることができる。しかしながらウエハ２００の最外周部は遮光部２８２による遮光によりウエハ２００の他の部分と比較して温度が上昇せず、ウエハ２００の温度均一性が確保できないという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の主な目的は、基板が収容される処理チャンバと、処理チャンバ内に載置されるサセプタと、サセプタに基板が載置された際、基板の表面側の処理チャンバ空間に設けられた基板の温度を検出する放射温度計と、基板の裏面側の処理チャンバ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、加熱手段からの放射光が遮放射温度計の温度測定値に与える影響を抑制または防止すると共に、基板加熱の不均一性をできる基板処理装置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、
前記サセプタに基板が載置された際、前記基板の表面側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、前記基板の裏面側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、前記基板の表面側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。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、基板が収容される処理チャンバと、処理チャンバ内に載置されるサセプタと、サセプタに基板が載置された際、基板の表面側の処理チャンバ空間に設けられた基板の温度を検出する放射温度計と、基板の裏面側の処理チャンバ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、加熱手段からの放射光が遮放射温度計の温度測定値に与える影響を抑制または防止すると共に、基板加熱の不均一性をできる基板処理装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明の好ましい実施例を説明する。
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下面からのみ行い、温度の計測を加熱面とは反対の一方の面からのみ行う。すなわち、基板の面のうち、半導体装置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。基板の加熱に寄与せず、温度計測値を乱す漏洩光（いわゆる迷光）を抑制する構造を基板上面に設けている。そして、基板上面にある漏洩光を抑制する構造の全て、または一部を、基板移載動作と同時、あるいは基板移載動作の前または後に動作させる。
【０００９】
このようにして、本発明の好ましい実施例では、加熱源から放射され、かつ基板の昇温および温度保持に使用されなかった迷光が放射温度計等に入射し温度支持値を乱す現象を抑制することができ、また基板温度の不均一も抑制できる。
【００１０】
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。
【００１１】
図１は、本発明の好ましい実施例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、本発明の好ましい実施例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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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２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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
図３は、本発明の好ましい実施例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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
仕切弁であるゲートバルブ１３０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）
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
次に、本発明の好ましい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。
【００５２】
図４は、本発明の好ましい実施例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。
【００５３】
サセプタ２１７は、円形形状をしており、その外周部は、回転筒２７９にて支持されている。サセプタ２１７は透明石英製である。サセプタ２１７の中央部には円形の開口３１４を設け、ウエハ２００の設置場所としている。開口３１４は、サセプタ２１７を貫通して設けられている。ウエハ２００の下側にはサセプタ２１７を設けず、ウエハ２００の周囲にのみサセプタ２１７を設け、ウエハ２００の外周部をサセプタ２１７から内側の開口３１４に延在した石英製の支持ピン２９１で支持している。
【００５４】
加熱手段であるヒータアッセンブリ２８０からの放射光２８５を遮光する遮光部材２８２が、サセプタ２１７の上表面に設けられている。遮光部材２８２は、サセプタ２１７の内側の開口３１４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の周辺部と非接触で重合するように、ウエハ２００に対してウエハ２００の表面側に設けられている。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。
【００５５】
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。本実施例では、特に、サセプタ２１７とウエハ２００との空隙３１５の上側に遮光部材２８２が突き出されて設けられているので、ヒータアッセンブリ２８０の光がこの空隙３１５からサセプタ２１７の上側に漏洩して迷光となるのを抑制または防止できる。
【００５６】
このように、迷光が抑制または防止されるため、温度測定用プローブはより正確にウエハ２００の温度を読むことができ、温度制御性が向上する。また、このようにウエハ２００の上表面側にウエハ２００の主面に垂直な方向から見るとウエハ２００の周辺部と非接触で重合するように、遮光部材２８２を設けているので、ウエハ２００の裏面とヒータアッセンブリ２８０の間には、サセプタ２１７とウエハ２００との間の空隙３１５に対する遮光を意図した部材を置く必要がなくなる。その結果、ウエハ２００の温度均一性をウエハ２００の周辺部も含めてより向上させることができるようになる。
【００５７】
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からウエハ２００の上側の処理室２０１への光の漏れを効果的に防止または抑制できる。
【００５８】
次に図５を参照して本発明の好ましい実施例のウエハ２００の移載機構について説明する。ウエハ２００は石英の支持ピン２９１で支持されており、その石英の支持ピン２９１はウエハ２００の外周の石英サセプタ２１７から伸びている。石英サセプタ２１７上には遮光部材２８２が設けられている。
【００５９】
遮光部材２８２は、３つの分割遮光部材３２１、３２２、３２３に分割されている。最内周の分割遮光部材３２１の内側端はウエハ２００の周辺部の上表面に非接触で覆い被さる形になっている。
【００６０】
最内周の分割遮光部材３２１の外周部３２４は、中央の分割遮光部材３２２の内周部３２５と重ね合わせられて設けられている。これによって、分割遮光部材３２１と分割遮光部材３２２との間の遮光が図られている。分割遮光部材３２１の外周部３２４は分割遮光部材３２２の内周部３２５の上側に設けられており、これによって、分割遮光部材３２２を持ち上げると分割遮光部材３２１も持ち上げられるようになっている。
【００６１】
中央の分割遮光部材３２２の外周部３２６は、最外周の分割遮光部材３２３の内周部３２７と重ね合わせられて設けられている。これによって、分割遮光部材３２１と分割遮光部材３２２との間の遮光が図られている。分割遮光部材３２２の外周部３２６は分割遮光部材３２３の内周部３２７の上側に設けられている。
【００６２】
石英サセプタ２１７には貫通穴３３５が開いており、遮光部材２８２を突き上げるための突き上げピン３３２が通る構造となっている。突き上げピン２６６は遮光部材を突き上げるピン３３２とウエハ２００を突き上げるピン３３１とを具備しており、下部はヒータアッセンブリ（ランプ）２８０の空隙を通して昇降機構２７５（図３参照）に接続されている。
【００６３】
次に動作について詳細に説明する。図５Ａはウエハ２００が処理されている状態である。ウエハ２００の処理が終了すると、昇降機構２７５（図３参照）が突き上げピン２６６全体を上昇させる。このとき図５Ｂに示すようにまず分割遮光部材３２２、３２１が突き上げピン３３２によって突き上げられる。突き上げピン２６６をさらに上昇させると図５Ｃに示すようにウエハ２００も突き上げピン３３１で突き上げられる。この結果ウエハ２００の保持される位置は遮光部材３２１と石英サセプタ２１７との間となる。この状態であればウエハ２００を外に運び出すための治具（図示せず。）が容易に進入し、基板を搬送することができる。
【００６４】
本例の場合、遮光部材２８２は３分割構造でそのうち２つの分割遮光部材３２２、３２１のみ突き上げる機構となっているが、分割数や突き上げる部材数は任意であり、取り得る構造的制約によってのみ制限される。また突き上げピン、および貫通穴の個数も同じである。
【００６５】
本発明の好ましい実施例は以下に示す効果をもたらす。
（１）ウエハ２００の裏面から加熱するウエハ処理装置において、処理室２０１内に入るヒータアッセンブリ２８０からの迷光を抑制できるため、ウエハ温度の制御性が向上する。
（２）ウエハ２００を加熱する光の一部を、迷光を抑制する目的のため遮光する必要がなくなるため、ウエハ２００の温度均一性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の好ましい実施例の基板処理装置を説明するための概略横断面図である。
【図２】本発明の好ましい実施例１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３】本発明の好ましい実施例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４】本発明の好ましい実施例の基板処理装置のサセプタおよび遮光部材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。
【図５】本発明の好ましい実施例の基板処理装置のサセプタおよび遮光部材を説明するための概略縦断面図である。
【図６】従来の基板処理装置のサセプタおよび遮光部材の問題点を説明するための概略図であり、図６Ａは概略平面図、図６Ｂは概略縦断面図である。
【図７】従来の基板処理装置のサセプタおよび遮光部材の問題点を説明するための概略縦断面図である。
【図８】従来の基板処理装置のサセプタおよび遮光部材の問題点を説明するための概略縦断面図である。
【図９】従来の基板処理装置のサセプタおよび遮光部材の問題点を説明するための概略縦断面図である。
【図１０】従来の基板処理装置のサセプタおよび遮光部材の問題点を説明するための概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
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
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…基板および遮光部材突上ピン
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
２８２…遮光部材
２８５…光
２８９…迷光
２９１…支持ピン
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
３１１…ウエハ下部サセプタ
３１２…基板設置場所
３１３…余裕部
３１４…開口
３１５…空隙
３２１、３２２、３２３…分割遮光部材
３２４、３２６…外周部
３２５、３２７…内周部
３３１…基板突上ピン
３３２…遮光部材突上ピン
３３５…貫通穴
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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