(57)【要約】      （修正有）【課題】温度測定精度を高めて、温度均一性を向上させる。【解決手段】ウエハ処理室１４を構成するプロセスチューブ１１と、熱線を照射する複数本の加熱ランプ４２と、加熱ランプ４２の熱線を処理室１４の方向に反射させるリフレクタ４７と、加熱ランプ４２を制御するための温度を測定する熱電対７３とを備えており、熱電対７３は保護管７１に封入して加熱ランプ４２と処理室１４との間に垂直に吊り下げ、保護管７１は位置決めピン７２によって位置決めする。保護管を垂直に吊り下げることで、熱電対が傾斜するのを防止できるので、熱電対の測定精度の低下や個体差の発生を防止できる。保護管を位置決めピンによって位置決めして向きを一定に維持することで、熱電対の温度測定精度をより一層向上できる。【選択図】図６
2006173157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、前記処理室の周りを囲うように設置されて前記処理室を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御するための温度を検出する温度検出器とを備えている基板処理装置であって、
前記温度検出器は前記加熱手段の内部上端側から吊り下げられてい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、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法に使用されるＣＶＤ装置や拡散装置、酸化装置およびアニール装置等の熱処理装置（furnace ）に利用して有効なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣの製造方法において、半導体素子を含む集積回路が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に窒化シリコン（Ｓｉ3 Ｎ4 ）や酸化シリコンおよびポリシリコン等のＣＶＤ膜を形成するのに、バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置が広く使用されている。
バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ装置という。）は、ウエハが搬入されるインナチューブおよびインナチューブを取り囲むアウタチューブから構成されて縦形に設置されたプロセスチューブと、プロセスチューブによって形成された処理室に処理ガスとしての成膜ガスを供給するガス供給管と、処理室を真空排気する排気管と、プロセスチューブ外に敷設されて処理室を加熱するヒータユニットと、ボートエレベータによって昇降されて処理室の炉口を開閉するシールキャップと、シールキャップの上に垂直に設置されて複数枚のウエハを保持するボートとを備えており、複数枚のウエハがボートによって垂直方向に整列されて保持された状態で処理室に下端の炉口から搬入（ボートローディング）され、シールキャップによって炉口が閉塞された状態で、処理室に成膜ガスがガス供給管から供給されるとともに、ヒータユニットによって処理室が加熱されることにより、ウエハの上にＣＶＤ膜が堆積するように構成されている。
【０００３】
従来のこの種のＣＶＤ装置においては、プロセスチューブとボートとの間にプロファイル熱電対（以下、熱電対という。）を配置してウエハ近傍の温度を計測し、この計測結果に基づいてヒータをフィードバック制御することにより、熱処理を適正に制御することが行われている。例えば、特許文献１参照。
【特許文献１】特開２００４−６７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のこの種のＣＶＤ装置においては、熱電対はヒータユニットの側壁に挿入して設置するか、または、処理室にプロセスチューブの下方から挿入して設置するのが、一般的である。
しかしながら、熱電対をヒータユニットの側壁に挿入して設置する前者の場合においては、発熱領域に熱電対の挿入口を開設する必要があるために、処理室の温度均一性に悪影響が及ぶという問題点がある。
他方、熱電対を処理室にプロセスチューブの下方から挿入して設置する後者の場合には、熱電対の支持点が下端部の一箇所になることにより、プロセスチューブの周方向や径方向に傾斜し易くなるために、熱電対の測定精度の低下や個体差が発生するという問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、温度測定精度の低下や個体差の発生を防止することができ、発熱領域の温度均一性を向上させることが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】
本願において開示される発明のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）基板を処理する処理室と、前記処理室の周りを囲うように設置されて前記処理室を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御するための温度を検出する温度検出器とを備えている基板処理装置であって、
前記温度検出器は前記加熱手段の内部上端側から吊り下げられていることを特徴とする基板処理装置。
（２）複数の基板を基板保持具に保持しつつ処理する処理室と、前記処理室の周りを囲うように設置されて前記処理室を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御するための温度を検出する温度検出器とを備えている基板処理装置であって、
前記温度検出器は前記加熱手段と前記処理室との間に配置されているとともに、前記加熱手段の内部上端側にて支持されて下側に向かって吊り下げられていることを特徴とする前記（１）に記載の基板処理装置。
（３）前記温度検出器は熱電対と、熱電対の周りを囲う保護管とを備えており、前記保護管の下端には前記温度検出器を位置決めするための突起が設けられていることを特徴とする前記（１）に記載の基板処理装置。
（４）前記加熱手段は天井側が開閉可能に構成されていることを特徴とする前記（１）に記載の基板処理装置。
（５）基板を処理する処理室と、前記処理室の周りを囲うように設置されて前記処理室を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御するための温度を検出する温度検出器とを備えており、前記処理室内にガスを供給しつつ排気し前記基板を処理する基板処理装置を用いる半導体装置の製造方法において、
前記加熱手段が前記処理室内を加熱するステップと、
前記処理室内の温度を前記温度検出器が検出するステップと、
前記温度検出器が検出した温度に基づいて前記加熱手段が制御されるステップと、
前記処理室内にガスを供給しつつ排気し前記基板を処理するステップと、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
前記（１）の手段によれば、温度検出器は垂直に吊り下げられた状態になることにより、傾斜するのを防止することができるために、温度検出器の測温精度の低下や個体差の発生を防止することができ、もって、発熱領域の温度均一性を向上させるとともに、個体差の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【０００９】
本実施の形態において、図１、図２および図３に示されているように、本発明に係る基板処理装置は、ＩＣの製造方法における成膜工程を実施するＣＶＤ装置（バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置）１０として構成されている。
【００１０】
図１、図２および図３に示されたＣＶＤ装置１０は、中心線が垂直になるように縦に配されて支持された縦形のプロセスチューブ１１を備えており、プロセスチューブ１１は互いに同心円に配置されたアウタチューブ１２およびインナチューブ１３から構成されている。
アウタチューブ１２は後記する加熱ランプの熱線（赤外線や遠赤外線等）を透過する材料の一例である石英（ＳｉＯ2 ）が使用されて、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に一体成形されている。
インナチューブ１３は石英が使用されて、上下両端が開口した円筒形状に形成されている。インナチューブ１３の筒中空部は、ボートによって長く整列した状態に保持された複数枚のウエハが搬入される処理室１４を実質的に形成している。インナチューブ１３の下端開口は、ウエハを出し入れするための炉口１５を実質的に構成している。したがって、インナチューブ１３の内径は、取り扱うウエハの最大外径（例えば、直径３００ｍｍ）よりも大きくなるように設定されている。
【００１１】
アウタチューブ１２とインナチューブ１３との間の下端部は、略円筒形状に構築されたマニホールド１６によって気密封止されており、マニホールド１６はアウタチューブ１２およびインナチューブ１３の交換等の便宜のために、アウタチューブ１２およびインナチューブ１３にそれぞれ着脱自在に取り付けられている。マニホールド１６がＣＶＤ装置の筐体２に支持されることにより、プロセスチューブ１１は垂直に据え付けられた状態になっている。
【００１２】
アウタチューブ１２とインナチューブ１３との隙間によって排気路１７が、図３に示されているように、横断面形状が一定幅の円形リング形状に構成されている。図１に示されているように、マニホールド１６の側壁の上部には排気管１８の一端が接続されており、排気管１８は排気路１７の最下端部に連通した状態になっている。排気管１８の他端には圧力コントローラ２１によって制御される排気装置１９が接続されており、排気管１８の途中には圧力センサ２０が接続されている。圧力コントローラ２１は圧力センサ２０からの測定結果に基づいて排気装置１９をフィードバック制御するように構成されている。
【００１３】
筐体２にはガス導入管２２がインナチューブ１３の炉口１５に連通するように配管されている。ガス導入管２２にはガス流量コントローラ２４によって制御される原料ガス供給装置および不活性ガス供給装置（以下、ガス供給装置という。）２３が接続されている。ガス導入管２２によって炉口１５に導入されたガスは、インナチューブ１３の処理室１４内を流通して排気路１７を通って排気管１８によって排気される。
【００１４】
マニホールド１６には下端開口を閉塞するシールキャップ２５が、垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２５はマニホールド１６の外径と略等しい円盤形状に構築されており、筐体２の待機室３に設備されたボートエレベータ２６によって垂直方向に昇降されるように構成されている。
ボートエレベータ２６はモータ駆動の送りねじ軸装置およびベローズ等によって構成されている。ボートエレベータ２６のモータ２７は駆動コントローラ２８によって制御されるように構成されている。
シールキャップ２５の中心線上には回転軸３０が挿通されて回転自在に支承されており、回転軸３０は駆動コントローラ２８によって制御されるモータ２９によって回転駆動されるように構成されている。回転軸３０の上端にはボート３１が垂直に立脚されて支持されている。
【００１５】
ボート３１は上下で一対の端板３２、３３と、両端板３２と３３との間に架設されて垂直に配設された三本の保持部材３４とを備えており、三本の保持部材３４には多数の保持溝３５が長手方向に等間隔に配されて互いに対向して開口するように刻設されている。
そして、ボート３１は三本の保持部材３４の保持溝３５間にウエハ１を挿入されることにより、複数枚のウエハ１を水平にかつ互いに中心を揃えた状態に整列させて保持するようになっている。
ボート３１と回転軸３０との間には断熱キャップ部３６が配置されている。断熱キャップ部３６はボート３１をシールキャップ２５の上面から持ち上げた状態に支持することにより、ボート３１の下端を炉口１５の位置から適当な距離だけ離間させるように構成されている。
断熱キャップ部３６の上側には下側サブヒータユニット３７が設置されており、下側サブヒータユニット３７はボート３１に保持されたウエハ１を下側から加熱するように構成されている。
【００１６】
図１および図２に示されているように、プロセスチューブ１１の外側には、処理室を加熱する加熱手段としてのヒータユニット４０が設置されている。
ヒータユニット４０はプロセスチューブ１１を全体的に被覆する熱容量の小さい断熱槽４１を備えており、断熱槽４１はＣＶＤ装置の筐体２によって垂直に支持されている。断熱槽４１の内側にはプロセスチューブ１１内を加熱する加熱手段としてのＬ管形ハロゲンランプ（以下、加熱ランプという。）４２が複数本、図３に示されているように、周方向に等間隔に配置されて同心円に設備されている。
加熱ランプ４２はカーボンやタングステン等のフィラメントが石英（ＳｉＯ2 ）のＬ管によって被覆され、管内が不活性ガスまたは真空雰囲気に封止されて構成されている。加熱ランプ４２のＬ管の一端部は短く形成されており、この短い方の端部にはランプ駆動装置４４に電気的に接続するコネクタ４２ａが雄形に形成されている。
加熱ランプ４２は熱エネルギーのピーク波長が１．０μｍ程度の熱線を照射するように構成されており、アウタチューブ１２およびインナチューブ１３を殆ど加熱することなく、ウエハ１を略輻射によって加熱することができるように設定されている。
各加熱ランプ４２の雄コネクタ４２ａは、プロセスチューブ１１の上部および下部であって、処理中のウエハ１のある高さよりも上部および下部にそれぞれ配置されており、雄コネクタ４２ａの介在による発熱量の低下が回避されている。
図４に示されているように、加熱ランプ４２群は長さが異なる複数規格のものが組み合わされて配置されており、熱の逃げ易いプロセスチューブ１１の上部および下部の発熱量が増加するように構成されている。
【００１７】
図１、図２および図５に示されているように、断熱槽４１の天井面の下側における中央部には直管形ハロゲンランプ（以下、天井加熱ランプという。）４３が複数本、互いに平行で両端を揃えられて敷設されており、天井加熱ランプ４３群はボート３１に保持されたウエハ１群をプロセスチューブ１１の上方から加熱するように構成されている。
天井加熱ランプ４３はカーボンやタングステン等のフィラメントが石英（ＳｉＯ2 ）の直管によって被覆され、管内が不活性ガスまたは真空雰囲気に封止されて構成されている。天井加熱ランプ４３は熱エネルギーのピーク波長が１．０μｍ程度の熱線を照射するように構成されており、アウタチューブ１２およびインナチューブ１３を殆ど加熱することなく、ウエハ１を略輻射によって加熱することができるように設定されている。
【００１８】
図１に示されているように、加熱ランプ４２群、天井加熱ランプ４３群およびキャップ加熱ランプ群はランプ駆動装置４４に接続されており、加熱ランプ駆動装置４４は温度コントローラ４５によって制御されるように構成されている。
温度コントローラ４５は後述する温度検出器からの計測温度によって加熱ランプ駆動装置４４をフィードバック制御するようになっている。すなわち、温度コントローラ４５は加熱ランプ駆動装置４４の目標温度と温度検出器の計測温度との誤差を求めて、誤差がある場合には誤差を解消させるフィードバック制御を実行するようになっている。また、温度コントローラ４５は加熱ランプ４２群が上下方向に複数に分割区分けされて形成されたゾーンを、ゾーン制御するように構成されている。
【００１９】
図２および図３に示されているように、加熱ランプ４２群の外側には円筒形状に形成されたリフレクタ（反射板）４７がプロセスチューブ１１と同心円に設置されており、リフレクタ４７は加熱ランプ４２群からの熱線をプロセスチューブ１１の方向に全て反射させるように構成されている。リフレクタ４７はステンレス鋼板に石英（ＳｉＯ2 ）をコーティングして形成された材料のように耐酸化性、耐熱性および耐熱衝撃性に優れた材料によって構成されている。
リフレクタ４７の外周面には、冷却水配管４８が螺旋状に敷設されており、冷却水配管４８はリフレクタ４７を４００℃以下に冷却するように設定されている。リフレクタ４７は４００℃を超えると、酸化等によって劣化し易くなるが、リフレクタ４７を４００℃以下に冷却することにより、リフレクタ４７の耐久性を向上させることができるとともに、リフレクタ４７の劣化に伴うパーティクルの発生を抑制することができる。また、断熱槽４１の内部の温度を低下させる際に、リフレクタ４７を冷却することにより、冷却効果を向上させることができる。
なお、加熱ランプ４２群のゾーンに合わせて冷却水配管４８を分割区分けしてゾーンを形成し、これらのゾーンを加熱ランプ４２群のゾーン制御と協働させて冷却水配管４８に流す冷却水をゾーン制御すれば、より一層適正に温度制御することができる。
【００２０】
図２に示されているように、断熱槽４１は胴部４１ａと天井部４１ｂとに分割されており、天井部４１ｂは胴部４１ａに被せられてヒンジ４１ｃによって片開き可能に連結されている。胴部４１ａと天井部４１ｂとの合わせ面にはシールリング４１ｄが介設されている。
断熱槽４１の天井部４１ｂの天井面には、円板形状に形成された天井リフレクタ４９がプロセスチューブ１１と同心円に設置されており、天井リフレクタ４９は天井加熱ランプ４３群からの熱線をプロセスチューブ１１の方向に全て反射させるように構成されている。天井リフレクタ４９も耐酸化性、耐熱性および耐熱衝撃性に優れた材料によって構成されている。
図５に示されているように、天井リフレクタ４９の上面には冷却水配管５０が蛇行状に敷設されており、冷却水配管５０は天井リフレクタ４９を４００℃以下に冷却するように設定されている。天井リフレクタ４９は４００℃を超えると、酸化等によって劣化し易くなるが、天井リフレクタ４９を４００℃以下に冷却することにより、天井リフレクタ４９の耐久性を向上させることができるとともに、天井リフレクタ４９の劣化に伴うパーティクルの発生を抑制することができる。また、断熱槽４１の内部の温度を低下させる際に、天井リフレクタ４９を冷却することにより、冷却効果を向上させることができる。
【００２１】
図１および図２に示されているように、断熱槽４１とプロセスチューブ１１との間には冷却ガスとしての冷却エアを流通させる冷却エア通路５１が、プロセスチューブ１１を全体的に包囲するように形成されている。断熱槽４１の下端部には冷却エアを冷却エア通路５１に供給する給気管５２が、複数箇所（例えば、１０箇所）に接続されており、給気管５２に供給された冷却エアは冷却エア通路５１の全周に拡散するようになっている。
断熱槽４１の天井部４１ｂの中央部には冷却エアを冷却エア通路５１から排出する排気口５３が開設されており、排気口５３には排気装置に接続された排気路（図示せず）が接続されている。断熱槽４１の天井部４１ｂの排気口５３の下側には、排気口５３と連通するバッファ部５４が大きく形成されており、バッファ部５４の底面における周辺部にはサブ排気口５５が複数個、バッファ部５４と冷却エア通路５１とを連絡するように開設されている。
図１、図２、図３および図５に示されているように、複数のサブ排気口５５（本実施の形態においては４箇所）は、冷却エア通路５１の略直上にそれぞれ配置されている。これらサブ排気口５５により、冷却エア通路５１を効率よく排気することができる。また、断熱槽４１の下端部に給気管５２を複数設けることにより、より広範囲に効率のよい排気冷却が可能となる。また、サブ排気口５５を断熱槽４１の天井部４１ｂの周辺部（周縁部）に配置することにより、天井加熱ランプ４３を断熱槽４１の天井面の中央部に敷設することができるとともに、天井加熱ランプ４３を排気流路から退避させて排気流による応力や化学反応を防止することにより、天井加熱ランプ４３の劣化を抑制することができる。
【００２２】
図１、図２、図３および図４に示されているように、リフレクタ４７の内周には冷却ガスとしての冷却エアを冷却エア通路５１に供給するノズル５６が複数本、周方向に等間隔に配置されて垂直方向に延在するように敷設されており、各ノズル５６には複数個の噴射口５７が冷却エアを断熱槽４１の中心に向けて半径方向へ噴射するようにそれぞれ開設されている。ノズル５６はステンレス鋼管に石英（ＳｉＯ2 ）をコーティングして形成された材料のように耐酸化性、耐熱性および耐熱衝撃性に優れた材料によって構成されており、ノズル５６の耐久性が向上されているとともに、劣化に伴うパーティクルの発生を抑制するようになっている。
ノズル５６には送風機や流量調整弁および圧力調整弁等から構成された冷却エア供給装置５８が接続されており、冷却エア供給装置５８は冷却エア制御コントローラ５９によって制御されるように構成されている。複数本のノズル５６からの冷却エアの噴射量を冷却エア供給装置５８によって制御することにより、冷却エア通路５１による冷却能力を調整することができるようになっている。
また、各ノズル５６毎に冷却エア供給装置５８を設けることにより、冷却エア通路５１の冷却能力をゾーン制御することができる。例えば、冷却エア通路５１の低温になる側に位置したノズル５６群の冷却エアの噴射量をその他の領域に比べて大きくすることにより、冷却エア通路５１を全体的に均一に冷却することができる。
【００２３】
各ノズル５６はプロセスチューブ１１内（ウエハ１等）に向けて加熱ランプ４２の発する熱線を遮らないように各加熱ランプ４２の間に配列されている。また、噴射口５７は加熱ランプ４２および後記する温度検出器を封入した保護管７１に冷却エアを吹き付けないように径方向の中心向きに開設されている。これにより、冷却エアの吹き付けによる加熱ランプ４２の破損や劣化が防止されているとともに、温度検出器の検出する温度に悪影響が及ぶのを防止されている。
さらに、断熱槽４１の天井面の下側には天井ノズル６０が蛇行状に敷設されており、天井ノズル６０には複数個の噴射口６１が冷却エアを垂直方向下向きに噴射するように開設されている。
【００２４】
図３、図４および図６に示されているように、リフレクタ４７の内側には保護管７１が複数本、冷却ノズル５６の配置されていない位置で、加熱ランプ４２、４２の間に等間隔に配置されて垂直方向に延在するように敷設されている。各保護管７１はプロセスチューブ１１内（ウエハ１等）に向けて加熱ランプ４２の発する熱線を遮らないように各加熱ランプ４２の間に配列されている。また、図６に示されているように、各保護管７１は筐体正面側Ａと反対側のメンテナンス口側Ｂに配置されている。
図７に示されているように、保護管７１の上端部はＬ字形状に水平に屈曲されており、保護管７１はその上端部が断熱槽４１の上端部に径方向に貫通されることによって垂直に吊り下げられている。保護管７１の下端部には位置決め突起としての位置決めピン７２が水平に突設されており、位置決めピン７２の先端部は断熱槽４１の下端部に位置決めされている。保護管７１は下端部が位置決めピン７２によって断熱槽４１に位置決めされることにより、垂直姿勢を維持することができるようになっている。
【００２５】
保護管７１には温度検出器としての熱電対７３が複数本、纏めて封入されている。複数本の熱電対７３は温度コントローラ４５にそれぞれ接続されており、各熱電対７３は温度計測結果を温度コントローラ４５にそれぞれに送信するように構成されている。
本実施の形態においては、熱電対７３の熱電対素線としては、白金と白金・ロジウム線とが使用されている。熱電対７３の受信器は保護管７１の外部に配置されており、受信器には熱電対７３の側温結果を温度コントローラ４５に送信する電気配線（図示せず）が接続されている。
【００２６】
複数本の熱電対７３の測温点である熱接点７４は、それぞれ垂直方向に間隔を置かれて配置されており、各熱接点７４には半導体または不導体の一例であってウエハと熱特性が同等または近似する材料であるシリコンが使用されて縦横厚さが３ｍｍ×６ｍｍ×１ｍｍに形成された被測温部材７５がそれぞれ固定されている。
保護管７１内の加熱ランプ４２に対向する位置には、熱電対７３の熱接点７４に固定された被測温部材７５が配置されている。熱接点７４は被測温部材７５の加熱ランプ４２に対向する側の面とは反対側の面における中央部に当接されて、アルミナ（セラミック）接着材等の耐熱性を有する接着材からなる接着材層７６によって固定されている。
ここで、位置決めピン７２によって位置決めされることにより、保護管７１の向きも一定に維持されているために、被測温部材７５は加熱ランプ４２の方向の向きを維持することができる。その結果、被測温部材７５は加熱ランプ４２の温度を的確に測定することができるようになっている。
【００２７】
次に、以上の構成に係るＣＶＤ装置によるＩＣの製造方法の成膜工程を説明する。
図１に示されているように、予め指定された枚数のウエハ１がボート３１に装填されると、ウエハ１群を保持したボート３１はシールキャップ２５がボートエレベータ２６によって上昇されることにより、インナチューブ１３の処理室１４に搬入（ボートローディング）されて行き、シールキャップ２５に支持されたままの状態で処理室１４に存置される。上限に達したシールキャップ２５はマニホールド１６に押接することにより、プロセスチューブ１１の内部をシールした状態になる。また、ボート３１がモータ２９によって回転される。
【００２８】
続いて、プロセスチューブ１１の内部が排気管１８によって排気されるとともに、加熱ランプ４２群および天井加熱ランプ４３群によって温度コントローラ４５のシーケンス制御の目標温度に加熱される。
この際、加熱ランプ４２群および天井加熱ランプ４３群の加熱によるプロセスチューブ１１の内部の実際の上昇温度と、加熱ランプ４２群および天井加熱ランプ４３群のシーケンス制御の目標温度との誤差は、温度検出器としての熱電対７３の計測結果に基づくフィードバック制御によって補正される。
【００２９】
ここで、本実施の形態においては、被測温部材７５の熱特性がウエハ１のそれと同等または近似していることにより、被測温部材７５の温度はウエハ１の温度変化に良好な応答性をもって追従する。他方、被測温部材７５には熱電対７３の熱接点７４が固定されているため、熱電対７３は被測温部材７５の温度変化に良好な応答性をもって追従する。
したがって、熱電対７３は被測温部材７５の温度変化を良好な応答性をもって追従することにより、ウエハ１の温度変化を良好な応答性をもって追従して計測することになる。つまり、熱電対７３の測温結果に基づいて加熱ランプ４２をフィードバック制御する温度コントローラ４５は、ウエハ１の現在の実際の温度に基づいて加熱ランプ４２を良好な応答性をもってフィードバック制御することができる。
しかも、保護管７１が垂直に吊り下げられていることにより、熱電対７３が傾斜するのを防止することができるために、熱電対７３の測定精度の低下を防止することができるとともに、複数本の熱電対７３相互間の個体差の発生を防止することができる。
また、保護管７１が位置決めピン７２によって位置決めされて保護管７１の向きが一定に維持されていることにより、被測温部材７５は加熱ランプ４２の方向の向きを維持することができるので、被測温部材７５は加熱ランプ４２の温度を的確に測定することができる。その結果、熱電対７３の温度測定精度をより一層向上させることができる。
【００３０】
プロセスチューブ１１の内圧および温度、ボート３１の回転が全体的に一定の安定した状態になると、プロセスチューブ１１の処理室１４には原料ガスがガス供給装置２３によってガス導入管２２から導入される。ガス導入管２２によって導入された原料ガスは、インナチューブ１３の処理室１４内を流通して排気路１７を通って排気管１８によって排気される。
処理室１４を流通する際に、原料ガスが所定の処理温度に加熱されたウエハ１に接触することによる熱ＣＶＤ反応により、ウエハ１にはＣＶＤ膜が形成される。
ちなみに、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）が成膜される場合の処理条件の一例は、次の通りである。
処理温度は７００〜８００℃、原料ガスであるジクロロシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガスの流量は０．１〜０．５ＳＬＭ（スタンダード・リットル毎分）、ＮＨ3 の流量は０．３〜５ＳＬＭ、処理圧力は２０〜１００Ｐａである。
【００３１】
所定の処理時間が経過すると、処理ガスの導入が停止された後に、窒素ガス等のパージガスがプロセスチューブ１１の内部にガス導入管２２から導入されるとともに、冷却エアが給気管５２およびノズル５６から供給されてサブ排気口５５、バッファ部５４および排気口５３から排気されることにより、冷却エア通路５１に流通される。
冷却エア通路５１における冷却エアの流通により、ヒータユニット４０の全体が冷却されるために、プロセスチューブ１１の温度は大きいレート（速度）をもって急速に下降することになる。この際、断熱槽４１は熱容量が通例に比べて小さく設定されているので、急速に冷却することができる。
なお、冷却エア通路５１は処理室１４から隔離されているので、冷媒として冷却エアを使用することができる。但し、冷却効果をより一層高めるためや、エア内の不純物による高温下での腐蝕を防止するために、窒素ガス等の不活性ガスを冷媒ガスとして使用することを妨げるものではない。
【００３２】
処理室１４の温度が所定の温度に下降すると、シールキャップ２５に支持されたボート３１はボートエレベータ２６によって下降されることにより、処理室１４から搬出（ボートアンローディング）される。
【００３３】
以降、前記作用が繰り返されることにより、ＣＶＤ装置１０によってウエハ１に対する成膜処理が実施されて行く。
【００３４】
ところで、本実施の形態においては、加熱ランプ４２群のうちに所謂球切れ等の不良が発見された場合には、次のようにして加熱ランプ４２を交換することができる。
上側の加熱ランプ４２を交換したい場合には、図８に示されているように、断熱槽４１の天井部４１ｂを筐体正面側Ａに設けたヒンジ４１ｃを中心に上方に回動させることにより、断熱槽４１の天井面を開放させる。なお、図８において、ヒンジ４１ｃの反対側はメンテナンス口側Ｂになっている。
その後、加熱ランプ４２の被保持部を径方向内向きに引くことにより、加熱ランプ４２の雄コネクタ４２ａを引き抜く。雄コネクタ４２ａを引き抜いた加熱ランプ４２は、断熱槽４１の開放した天井面から上方に抜き出すことができる。
以上のようにして球切れの加熱ランプ４２が外された場所には、新規の加熱ランプ４２が前述とは逆の手順によって取り付けられる。
例えば、クリーンルームの天井が低く天井部４１ｂの上端とクリーンルームの天井面とのスペースが小さい場合には、天井部４１ｂをヒンジ４１ｃを中心に上下に回動させて断熱槽４１の天井面を開放するように構成するのに代えて、天井部４１ｂをヒンジ側にスライドさせて断熱槽４１の天井面を開放するように構成してもよい。
【００３５】
図示しないが、下側の加熱ランプ４２を交換したい場合には、プロセスチューブ１１を待機室３内に下降させることにより、断熱槽４１の底面を開放させる。
その後、加熱ランプ４２の被保持部を径方向内向きに引くことにより、加熱ランプ４２の雄コネクタ４２ａを引き抜く。雄コネクタ４２ａを引き抜いた加熱ランプ４２は、断熱槽４１の開放した底面から下方に抜き出すことができる。
以上のようにして球切れの加熱ランプ４２が外された場所には、新規の加熱ランプ４２が前述とは逆の手順によって取り付けられる。
【００３６】
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【００３７】
1)  熱特性がウエハのそれと同等または近似した被測温部材を熱電対の熱接点に固定することにより、熱電対はウエハの温度変化を良好な応答性をもって追従して計測することができるので、熱電対の測温結果に基づいて加熱ランプをフィードバック制御する温度コントローラは、ウエハの現在の実際の温度に基づいて加熱ランプを良好な応答性をもってフィードバック制御することができる。
【００３８】
2)  保護管を垂直に吊り下げることにより、熱電対が傾斜するのを防止することができるので、熱電対の測定精度の低下を防止することができるとともに、複数本の熱電対相互間の個体差の発生を防止することができる。
【００３９】
3)  保護管を位置決めピンによって位置決めして保護管の向きを一定に維持することにより、被測温部材を加熱ランプに向けることができるので、被測温部材は加熱ランプの温度を的確に測定することができ、その結果、熱電対の温度測定精度をより一層向上させることができる。
【００４０】
4)  断熱槽の天井部を開閉自在に構成することにより、上側の加熱ランプおよび温度検出器を交換したい場合に天井部を開いて断熱槽の天井面を開放させることができるので、Ｌ字形状の加熱ランプを断熱槽から上方向に抜き出して加熱ランプの交換作業を実施することができる。つまり、加熱ランプのメンテナンスの作業時間を短縮することができ、ＣＶＤ装置ひいてはＩＣの製造方法の成膜工程のスループットを向上させることができる。
【００４１】
5)  温度検出器を筐体背面側であるメンテナンス口側に配置することにより、温度検出器のメンテナンス作業をより一層実施し易くすることができる。
【００４２】
なお、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に変更が可能であることはいうまでもない。
【００４３】
例えば、熱電対の熱接点への被測温部材の固定は省略してもよい。
【００４４】
加熱手段としては、熱エネルギーのピーク波長が１．０μｍのハロゲンランプを使用するに限らず、熱線（赤外線や遠赤外線等）の波長（例えば、０．５〜３．５μｍ）を照射する他の加熱ランプ（例えば、熱エネルギーのピーク波長が２〜２．５μｍ程度であるカーボンランプ）を使用してもよい。
【００４５】
アウタチューブは石英によって形成するに限らず、熱線の波長を透過することができる材料であって、ウエハの汚染を防止することができる材料によって形成してもよい。
【００４６】
前記実施の形態においては、ＣＶＤ装置について説明したが、酸化・拡散装置やアニール装置等の基板処理装置全般に適用することができる。
【００４７】
被処理基板はウエハに限らず、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態であるＣＶＤ装置を示す一部切断正面図である。
【図２】主要部を示す正面断面図である
【図３】その平面断面図である。
【図４】加熱ランプ群のレイアウトを示す展開図である。
【図５】天井加熱ランプ群や冷却水配管およびサブ排気口のレイアウトを示す平面断面図である。
【図６】熱電対の設置部を示す正面断面図である。
【図７】熱電対の設置部の詳細を示す拡大部分断面図である。
【図８】上側加熱ランプの取り外し作業を示す主要部の一部切断正面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…ウエハ（基板）、２…筐体、３…待機室、１０…ＣＶＤ装置（基板処理装置）、１１…プロセスチューブ、１２…アウタチューブ、１３…インナチューブ、１４…処理室、１５…炉口、１６…マニホールド、１７…排気路、１８…排気管、１９…排気装置、２０…圧力センサ、２１…圧力コントローラ、２２…ガス導入管、２３…ガス供給装置、２４…ガス流量コントローラ、２５…シールキャップ、２６…ボートエレベータ、２７…モータ、２８…駆動コントローラ、２９…モータ、３０…回転軸、３１…ボート、３２、３３…端板、３４…保持部材、３５…保持溝、３６…断熱キャップ部、３７…下側サブヒータユニット、４０…ヒータユニット、４１…断熱槽、４１ａ…胴部、４１ｂ…天井部、４１ｃ…ヒンジ、４１ｄ…シールリング、４２…加熱ランプ（発熱体）、４２ａ…雄コネクタ、４３…天井加熱ランプ、４４…加熱ランプ駆動装置、４５…温度コントローラ、４７…リフレクタ、４８…冷却水配管、４９…天井リフレクタ、５０…冷却水配管、５１…冷却エア通路、５２…給気管、５３…排気口、５４…バッファ部、５５…サブ排気口、５６…ノズル、５７…噴射口、５８…冷却エア供給装置、５９…冷却エア制御コントローラ、６０…天井ノズル、６１…噴射口、７１…保護管、７２…位置決めピン（突起）、７３…熱電対（温度検出器）、７４…熱接点、７５…被測温部材、７６…接着材層。
【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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