(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に存在しているクラックを検知するクラック検知方法であって、
基板の端部に沿って接触プローブを摺動させることによって前記基板に音響を発生させる音響発生工程と、
発生した音響をマイクロフォンにて集音する集音工程と、
前記集音工程にて集音された音響に対する周波数解析を行う解析工程と、
前記解析工程にて得られた周波数スペクトルから前記基板のクラックの有無を判定する判定工程と、
を備えることを特徴とするクラック検知方法。
【請求項２】
請求項１記載のクラック検知方法において、
前記判定工程では、クラックの存在していない基板についての周波数解析により得られた基準周波数スペクトルと、処理対象となる基板についての周波数解析により得られた対象周波数スペクトルとの比較から当該処理対象となる基板のクラックの有無を判定することを特徴とするクラック検知方法。
【請求項３】
請求項２記載のクラック検知方法において、
前記判定工程では、前記基準周波数スペクトルにおける基準ピークと、前記対象周波数スペクトルに含まれるピークとの対比に基づいて当該処理対象となる基板のクラックの有無を判定することを特徴とするクラック検知方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のクラック検知方法において、
基板に対して所定の基板処理を実行する前に当該基板のクラックを検知し、前記判定工程での判定結果に基づいて当該基板に対する前記基板処理を実行するか否かを決定することを特徴とするクラック検知方法。
【請求項５】
請求項４記載のクラック検知方法において、
前記基板処理が実行された後の前記基板のクラックを検知し、前記判定工程での判定結果に基づいて前記基板に対する前記基板処理の後工程を実行するか否かを決定することを特徴とするクラック検知方法。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のクラック検知方法において、
基板に対して所定の基板処理を実行した後に当該基板のクラックを検知し、前記判定工程での判定結果に基づいて前記基板に対する前記基板処理の後工程を実行するか否かを決定することを特徴とするクラック検知方法。
【請求項７】
基板に存在しているクラックを検知するクラック検知装置であって、
基板の端部に当接する接触プローブと、
前記接触プローブと前記基板とを相対移動させて前記基板の端部に沿って前記接触プローブを摺動させる駆動機構と、
前記基板の端部に沿って前記接触プローブが摺動したときに前記基板に発生する音響を集音するマイクロフォンと、
前記マイクロフォンによって集音された音響に対する周波数解析を行う解析部と、
前記周波数解析によって得られた周波数スペクトルから前記基板のクラックの有無を判定する判定部と、
を備えることを特徴とするクラック検知装置。
【請求項８】
請求項７記載のクラック検知装置において、
前記判定部は、クラックの存在していない基板についての周波数解析により得られた基準周波数スペクトルと、処理対象となる基板についての周波数解析により得られた対象周波数スペクトルとの比較から当該処理対象となる基板のクラックの有無を判定することを特徴とするクラック検知装置。
【請求項９】
請求項８記載のクラック検知装置において、
前記判定部は、前記基準周波数スペクトルにおける基準ピークと、前記対象周波数スペクトルに含まれるピークとの対比に基づいて当該処理対象となる基板のクラックの有無を判定することを特徴とするクラック検知装置。
【請求項１０】
請求項７から請求項９のいずれかに記載のクラック検知装置において、
種類の異なる複数の接触プローブのうちのいずれかを選択して前記基板の端部に当接させる選択機構をさらに備えることを特徴とするクラック検知装置。
【請求項１１】
請求項７から請求項１０のいずれかに記載のクラック検知装置において、
前記駆動機構は、前記基板の中心部を支持して前記基板を回転させる回転支持機構を含むことを特徴とするクラック検知装置。
【請求項１２】
請求項１１記載のクラック検知装置において、
前記マイクロフォンを前記回転支持機構内に設けることを特徴とするクラック検知装置。
【請求項１３】
請求項７から請求項１２のいずれかに記載のクラック検知装置と、
基板に所定の基板処理を行う基板処理部と、
を備え、
基板に対して前記基板処理部での基板処理を実行する前に当該基板のクラックを検知し、前記判定部の判定結果に基づいて当該基板に対する前記基板処理を実行するか否かを決定することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の基板処理装置において、
前記基板処理部での基板処理が実行された後の前記基板のクラックを検知することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１５】
請求項７から請求項１２のいずれかに記載のクラック検知装置と、
基板に所定の基板処理を行う基板処理部と、
を備え、
前記基板処理部での基板処理が実行された後の前記基板のクラックを検知す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、半導体ウェハー等の薄板状精密電子基板（以下、単に「基板」と称する）に存在しているクラックを検知するクラック検知方法およびクラック検知装置、並びに、そのクラック検知装置を組み込んだ基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいて、極めて短時間で半導体ウェハーを加熱するフラッシュランプアニール（ＦＬＡ）が注目されている。フラッシュランプアニールは、キセノンフラッシュランプ（以下、単に「フラッシュランプ」とするときにはキセノンフラッシュランプを意味する）を使用して半導体ウェハーの表面にフラッシュ光を照射することにより、半導体ウェハーの表面のみを極めて短時間（数ミリ秒以下）に昇温させる熱処理技術である。
【０００３】
キセノンフラッシュランプの放射分光分布は紫外域から近赤外域であり、従来のハロゲンランプよりも波長が短く、シリコンの半導体ウェハーの基礎吸収帯とほぼ一致している。よって、キセノンフラッシュランプから半導体ウェハーにフラッシュ光を照射したときには、透過光が少なく半導体ウェハーを急速に昇温することが可能である。また、数ミリ秒以下の極めて短時間のフラッシュ光照射であれば、半導体ウェハーの表面近傍のみを選択的に昇温できることも判明している。
【０００４】
このようなフラッシュランプアニールは、極短時間の加熱が必要とされる処理、例えば半導体ウェハーに注入された不純物の活性化に好適である。イオン注入法によって不純物が注入された半導体ウェハーの表面にフラッシュランプからフラッシュ光を照射すれば、当該半導体ウェハーの表面を極短時間だけ活性化温度にまで昇温することができ、不純物を深く拡散させることなく、不純物活性化のみを実行することができるのである。
【０００５】
ところが、フラッシュランプアニールでは、半導体ウェハーの表面近傍のみが急速に昇温する一方で裏面はほとんど昇温しないため、表面近傍のみに急激な熱膨張が生じる。そうすると、半導体ウェハーに表面を凸面とするように反る応力が作用する。このとき、半導体ウェハーの内部にクラックが存在していると、応力によってクラックが進展し、ウェハー割れに至るおそれがある。また、クラックが無い場合であっても、フラッシュ光照射時に半導体ウェハーに作用する応力によって新たなクラックが発生することもある。
【０００６】
そこで、従来より、半導体ウェハーのクラックの有無を検知する種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１には、シリコンウェハーに向けて赤外光を照射したときの反射光を偏光フィルタを介して撮像し、得られた画像に所定の演算処理を行うことによってクラック等の欠陥の有無を検出する技術が開示されている。また、特許文献２には、シリコンウェハーに衝撃を与えて振動を発生させ、その振動周波数からクラックの有無を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−３６８８８号公報
【特許文献２】特開２００４−２８８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されるような光学的或いは画像処理技術を用いたクラック検知方式では、クラックによるウェハー表面の傷を検出している場合が多く、クラックによる傷とウェハー表面に形成されたパターンとの区別が困難であるために、誤検知が生じやすいという問題があった。また、ウェハー表面に傷がなくとも、赤外線によって内部クラックを検出可能な方式も検討されているが、赤外線照射によるウェハーの熱膨張によってクラックが閉じてしまうという場合もあった。
【０００９】
一方、特許文献２に開示されるようなウェハーに衝撃を与えて振動を発生させる方式では、その衝撃によってウェハー表面に形成されたパターン或いはウェハーそのものに損傷を与える可能性があった。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構造にて基板に存在しているクラックを検知することができるクラック検知方法およびクラック検知装置、並びに、そのクラック検知装置を組み込んだ基板処理装置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】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に存在しているクラックを検知するクラック検知方法において、基板の端部に沿って接触プローブを摺動させることによって前記基板に音響を発生させる音響発生工程と、発生した音響をマイクロフォンにて集音する集音工程と、前記集音工程にて集音された音響に対する周波数解析を行う解析工程と、前記解析工程にて得られた周波数スペクトルから前記基板のクラックの有無を判定する判定工程と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係るクラック検知方法において、前記判定工程では、クラックの存在していない基板についての周波数解析により得られた基準周波数スペクトルと、処理対象となる基板についての周波数解析により得られた対象周波数スペクトルとの比較から当該処理対象となる基板のクラックの有無を判定することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係るクラック検知方法において、前記判定工程では、前記基準周波数スペクトルにおける基準ピークと、前記対象周波数スペクトルに含まれるピークとの対比に基づいて当該処理対象となる基板のクラックの有無を判定することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明に係るクラック検知方法において、基板に対して所定の基板処理を実行する前に当該基板のクラックを検知し、前記判定工程での判定結果に基づいて当該基板に対する前記基板処理を実行するか否かを決定することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５の発明は、請求項４の発明に係るクラック検知方法において、前記基板処理が実行された後の前記基板のクラックを検知し、前記判定工程での判定結果に基づいて前記基板に対する前記基板処理の後工程を実行するか否かを決定することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明に係るクラック検知方法において、基板に対して所定の基板処理を実行した後に当該基板のクラックを検知し、前記判定工程での判定結果に基づいて前記基板に対する前記基板処理の後工程を実行するか否かを決定することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項７の発明は、基板に存在しているクラックを検知するクラック検知装置において、基板の端部に当接する接触プローブと、前記接触プローブと前記基板とを相対移動させて前記基板の端部に沿って前記接触プローブを摺動させる駆動機構と、前記基板の端部に沿って前記接触プローブが摺動したときに前記基板に発生する音響を集音するマイクロフォンと、前記マイクロフォンによって集音された音響に対する周波数解析を行う解析部と、前記周波数解析によって得られた周波数スペクトルから前記基板のクラックの有無を判定する判定部と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項８の発明は、請求項７の発明に係るクラック検知装置において、前記判定部は、クラックの存在していない基板についての周波数解析により得られた基準周波数スペクトルと、処理対象となる基板についての周波数解析により得られた対象周波数スペクトルとの比較から当該処理対象となる基板のクラックの有無を判定することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項９の発明は、請求項８の発明に係るクラック検知装置において、前記判定部は、前記基準周波数スペクトルにおける基準ピークと、前記対象周波数スペクトルに含まれるピークとの対比に基づいて当該処理対象となる基板のクラックの有無を判定することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１０の発明は、請求項７から請求項９のいずれかの発明に係るクラック検知装置において、種類の異なる複数の接触プローブのうちのいずれかを選択して前記基板の端部に当接させる選択機構をさらに備えることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１１の発明は、請求項７から請求項１０のいずれかの発明に係るクラック検知装置において、前記駆動機構は、前記基板の中心部を支持して前記基板を回転させる回転支持機構を含むことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１２の発明は、請求項１１の発明に係るクラック検知装置において、前記マイクロフォンを前記回転支持機構内に設けることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１３の発明は、基板処理装置において、請求項７から請求項１２のいずれかの発明に係るクラック検知装置と、基板に所定の基板処理を行う基板処理部と、を備え、基板に対して前記基板処理部での基板処理を実行する前に当該基板のクラックを検知し、前記判定部の判定結果に基づいて当該基板に対する前記基板処理を実行するか否かを決定することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１４の発明は、請求項１３の発明に係る基板処理装置において、前記基板処理部での基板処理が実行された後の前記基板のクラックを検知することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１５の発明は、基板処理装置において、請求項７から請求項１２のいずれかの発明に係るクラック検知装置と、基板に所定の基板処理を行う基板処理部と、を備え、前記基板処理部での基板処理が実行された後の前記基板のクラックを検知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１から請求項６の発明によれば、基板の端部に沿って接触プローブを摺動させることによって基板に音響を発生させ、発生した音響をマイクロフォンにて集音し、集音された音響に対する周波数解析を行って得られた周波数スペクトルから基板のクラックの有無を判定するため、接触プローブとマイクロフォンを設けるだけの簡易な構造にて基板に存在しているクラックを検知することができる。
【００２７】
請求項７から請求項１５の発明によれば、接触プローブと基板とを相対移動させ、基板の端部に沿って接触プローブが摺動したときに基板に発生する音響をマイクロフォンにて集音し、集音された音響に対する周波数解析を行って得られた周波数スペクトルから基板のクラックの有無を判定するため、接触プローブとマイクロフォンを設けるだけの簡易な構造にて基板に存在しているクラックを検知することができる。
【００２８】
特に、請求項１２の発明によれば、マイクロフォンを回転支持機構内に設けるため、雑音を遮音してＳＮ比を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る基板処理装置を示す平面図である。
【図２】図１の基板処理装置の正面図である。
【図３】フラッシュ加熱部の構成を示す縦断面図である。
【図４】保持部の全体外観を示す斜視図である。
【図５】保持部のサセプターを上面から見た平面図である。
【図６】保持部を側方から見た側面図である。
【図７】移載機構の平面図である。
【図８】移載機構の側面図である。
【図９】複数のハロゲンランプの配置を示す平面図である。
【図１０】アライメント部の構成を示す縦断面図である。
【図１１】制御部の構成を示すブロック図である。
【図１２】クラック検知処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】クラックの存在していない基準ウェハーについての基準周波数スペクトルの一例を示す図である。
【図１４】処理対象となる半導体ウェハーについての周波数スペクトルの一例を示す図である。
【図１５】複数の接触プローブを設ける構成例を示す図である。
【図１６】マイクロフォンを回転支持機構の内部に設ける構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３１】
まず、本発明に係る基板処理装置１００の全体概略構成について簡単に説明する。図１は、本発明に係る基板処理装置１００を示す平面図であり、図２はその正面図である。基板処理装置１００は基板として円板形状の半導体ウェハーＷにフラッシュ光を照射してその半導体ウェハーＷを加熱するフラッシュランプアニール装置である。処理対象となる半導体ウェハーＷのサイズは特に限定されるものではないが、例えばφ３００ｍｍやφ４５０ｍｍである。基板処理装置１００に搬入される前の半導体ウェハーＷには不純物が注入されており、基板処理装置１００による加熱処理によって注入された不純物の活性化処理が実行される。なお、図１および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。また、図１，２および以降の各図においては、それらの方向関係を明確にするためＺ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を必要に応じて付している。
【００３２】
図１および図２に示すように、基板処理装置１００は、未処理の半導体ウェハーＷを外部から装置内に搬入するとともに処理済みの半導体ウェハーＷを装置外に搬出するためのインデクサ部１０１、未処理の半導体ウェハーＷの位置決めを行うアライメント部１３０、加熱処理後の半導体ウェハーＷの冷却を行う冷却部１４０、半導体ウェハーＷにフラッシュ加熱処理を施すフラッシュ加熱部１６０並びにアライメント部１３０、冷却部１４０およびフラッシュ加熱部１６０に対して半導体ウェハーＷの搬送を行う搬送ロボット１５０を備える。また、基板処理装置１００は、上記の各処理部に設けられた動作機構および搬送ロボット１５０を制御して半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱処理を進行させる制御部３を備える。
【００３３】
インデクサ部１０１は、複数のキャリアＣ（本実施形態では２個）を並べて載置するロードポート１１０と、各キャリアＣから未処理の半導体ウェハーＷを取り出すとともに、各キャリアＣに処理済みの半導体ウェハーＷを収納する受渡ロボット１２０とを備えている。未処理の半導体ウェハーＷを収容したキャリアＣは無人搬送車（ＡＧＶ、ＯＨＴ）等によって搬送されてロードポート１１０に載置されるともに、処理済みの半導体ウェハーＷを収容したキャリアＣは無人搬送車によってロードポート１１０から持ち去られる。また、ロードポート１１０においては、受渡ロボット１２０がキャリアＣに対して任意の半導体ウェハーＷの出し入れを行うことができるように、キャリアＣが図２の矢印ＣＵにて示す如く昇降移動可能に構成されている。なお、キャリアＣの形態としては、半導体ウェハーＷを密閉空間に収納するＦＯＵＰ(front opening unified pod)の他に、ＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納した半導体ウェハーＷを外気に曝すＯＣ(open cassette)であっても良い。
【００３４】
また、受渡ロボット１２０は、図１の矢印１２０Ｓにて示すようなスライド移動、矢印１２０Ｒにて示すような旋回動作および昇降動作が可能とされている。これにより、受渡ロボット１２０は、２つのキャリアＣに対して半導体ウェハーＷの出し入れを行うとともに、アライメント部１３０および冷却部１４０に対して半導体ウェハーＷの受け渡しを行う。受渡ロボット１２０によるキャリアＣに対する半導体ウェハーＷの出し入れは、ハンド１２１のスライド移動、および、キャリアＣの昇降移動により行われる。また、受渡ロボット１２０とアライメント部１３０または冷却部１４０との半導体ウェハーＷの受け渡しは、ハンド１２１のスライド移動、および、受渡ロボット１２０の昇降動作によって行われる。
【００３５】
アライメント部１３０は、半導体ウェハーＷを水平面内で回転させて続くフラッシュ加熱に適切な向きに向ける処理部である。アライメント部１３０は、アルミニウム合金製の筐体であるアライメントチャンバー１３１の内部に、半導体ウェハーＷを水平姿勢に支持して回転させる機構、半導体ウェハーＷの周縁部に形成されたノッチやオリフラ等を光学的に検出する機構、および、半導体ウェハーＷに音響を発生させて集音する機構などを設けて構成される。受渡ロボット１２０からアライメントチャンバー１３１へはウェハー中心が所定の位置に位置するように半導体ウェハーＷが渡される。アライメント部１３０では、インデクサ部１０１から受け取った半導体ウェハーＷの中心部を回転中心として鉛直方向軸まわりで回転させ、ノッチ等を光学的に検出することによって半導体ウェハーＷの向きを調整する。また、アライメント部１３０では、半導体ウェハーＷを回転させつつ、その端部に接触プローブを摺動させることによって半導体ウェハーＷに音響を発生させてクラックの有無を検知しているが、その詳細についてはさらに後述する。
【００３６】
基板処理装置１００の主要部であるフラッシュ加熱部１６０は、予備加熱を行った半導体ウェハーＷにキセノンフラッシュランプＦＬからの閃光（フラッシュ光）を照射してフラッシュ加熱処理を行う基板処理部である。
【００３７】
冷却部１４０は、アルミニウム合金製の筐体であるクールチャンバー１４１の内部に、金属製の冷却プレートの上面に石英板を載置して構成されている。フラッシュ加熱部１６０にてフラッシュ加熱処理が施された直後の半導体ウェハーＷは温度が高いため、冷却部１４０にて上記石英板上に載置されて冷却される。
【００３８】
搬送ロボット１５０は、鉛直方向に沿った軸を中心に矢印１５０Ｒにて示すように旋回可能とされるとともに、複数のアームセグメントからなる２つのリンク機構を有し、それら２つのリンク機構の先端にはそれぞれ半導体ウェハーＷを保持する搬送ハンド１５１ａ，１５１ｂが設けられる。これらの搬送ハンド１５１ａ，１５１ｂは上下に所定のピッチだけ隔てて配置され、リンク機構によりそれぞれ独立して同一水平方向に直線的にスライド移動可能とされている。また、搬送ロボット１５０は、２つのリンク機構が設けられるベースを昇降移動することにより、所定のピッチだけ離れた状態のまま２つの搬送ハンド１５１ａ，１５１ｂを昇降移動させる。
【００３９】
また、搬送ロボット１５０による半導体ウェハーＷの搬送空間として搬送ロボット１５０を収容する搬送チャンバー１７０が設けられており、アライメントチャンバー１３１、クールチャンバー１４１およびフラッシュ加熱部１６０のチャンバー６が搬送チャンバー１７０に連結されて配置されている。搬送ロボット１５０がアライメントチャンバー１３１、クールチャンバー１４１またはフラッシュ加熱部１６０のチャンバー６を受け渡し相手として半導体ウェハーＷの受け渡し（出し入れ）を行う際には、まず、両搬送ハンド１５１ａ，１５１ｂが受け渡し相手と対向するように旋回し、その後（または旋回している間に）昇降移動していずれかの搬送ハンドが受け渡し相手と半導体ウェハーＷを受け渡しする高さに位置する。そして、搬送ハンド１５１ａ（１５１ｂ）を水平方向に直線的にスライド移動させて受け渡し相手と半導体ウェハーＷの受け渡しを行う。
【００４０】
アライメント部１３０のアライメントチャンバー１３１および冷却部１４０のクールチャンバー１４１とインデクサ部１０１との間にはそれぞれゲートバルブ１８１，１８２が設けられている。また、搬送チャンバー１７０とアライメントチャンバー１３１、クールチャンバー１４１およびフラッシュ加熱部１６０のチャンバー６との間にはそれぞれゲートバルブ１８３，１８４，１８５が設けられる。基板処理装置１００内にて半導体ウェハーＷが搬送される際には、適宜これらのゲートバルブが開閉される。また、アライメントチャンバー１３１、クールチャンバー１４１および搬送チャンバー１７０の内部が清浄に維持されるようにそれぞれに窒素ガス供給部（図示省略）から高純度の窒素ガスが供給され、余剰の窒素ガスは適宜排気管から排気される。
【００４１】
次に、フラッシュ加熱部１６０の構成について説明する。図３は、フラッシュ加熱部１６０の構成を示す縦断面図である。フラッシュ加熱部１６０は、半導体ウェハーＷを収容するチャンバー６と、複数のフラッシュランプＦＬを内蔵するフラッシュランプハウス５と、複数のハロゲンランプＨＬを内蔵するハロゲンランプハウス４と、を備える。チャンバー６の上側にフラッシュランプハウス５が設けられるとともに、下側にハロゲンランプハウス４が設けられている。また、フラッシュ加熱部１６０は、チャンバー６の内部に、半導体ウェハーＷを水平姿勢に保持する保持部７と、保持部７と搬送ロボット１５０との間で半導体ウェハーＷの受け渡しを行う移載機構１０と、を備える。
【００４２】
チャンバー６は、筒状のチャンバー側部６１の上下に石英製のチャンバー窓を装着して構成されている。チャンバー側部６１は上下が開口された概略筒形状を有しており、上側開口には上側チャンバー窓６３が装着されて閉塞され、下側開口には下側チャンバー窓６４が装着されて閉塞されている。チャンバー６の天井部を構成する上側チャンバー窓６３は、石英により形成された円板形状部材であり、フラッシュランプＦＬから出射されたフラッシュ光をチャンバー６内に透過する石英窓として機能する。また、チャンバー６の床部を構成する下側チャンバー窓６４も、石英により形成された円板形状部材であり、ハロゲンランプＨＬからの光をチャンバー６内に透過する石英窓として機能する。
【００４３】
また、チャンバー側部６１の内側の壁面の上部には反射リング６８が装着され、下部には反射リング６９が装着されている。反射リング６８，６９は、ともに円環状に形成されている。上側の反射リング６８は、チャンバー側部６１の上側から嵌め込むことによって装着される。一方、下側の反射リング６９は、チャンバー側部６１の下側から嵌め込んで図示省略のビスで留めることによって装着される。すなわち、反射リング６８，６９は、ともに着脱自在にチャンバー側部６１に装着されるものである。チャンバー６の内側空間、すなわち上側チャンバー窓６３、下側チャンバー窓６４、チャンバー側部６１および反射リング６８，６９によって囲まれる空間が熱処理空間６５として規定される。
【００４４】
チャンバー側部６１に反射リング６８，６９が装着されることによって、チャンバー６の内壁面に凹部６２が形成される。すなわち、チャンバー側部６１の内壁面のうち反射リング６８，６９が装着されていない中央部分と、反射リング６８の下端面と、反射リング６９の上端面とで囲まれた凹部６２が形成される。凹部６２は、チャンバー６の内壁面に水平方向に沿って円環状に形成され、半導体ウェハーＷを保持する保持部７を囲繞する。
【００４５】
チャンバー側部６１および反射リング６８，６９は、強度と耐熱性に優れた金属材料（例えば、ステンレススチール）にて形成されている。また、反射リング６８，６９の内周面は電解ニッケルメッキによって鏡面とされている。
【００４６】
また、チャンバー側部６１には、チャンバー６に対して半導体ウェハーＷの搬入および搬出を行うための搬送開口部（炉口）６６が形設されている。搬送開口部６６は、ゲートバルブ１８５によって開閉可能とされている。搬送開口部６６は凹部６２の外周面に連通接続されている。このため、ゲートバルブ１８５が搬送開口部６６を開放しているときには、搬送開口部６６から凹部６２を通過して熱処理空間６５への半導体ウェハーＷの搬入および熱処理空間６５からの半導体ウェハーＷの搬出を行うことができる。また、ゲートバルブ１８５が搬送開口部６６を閉鎖するとチャンバー６内の熱処理空間６５が密閉空間とされる。
【００４７】
また、チャンバー６の内壁上部には熱処理空間６５に処理ガス（本実施形態では窒素ガス（Ｎ２））を供給するガス供給孔８１が形設されている。ガス供給孔８１は、凹部６２よりも上側位置に形設されており、反射リング６８に設けられていても良い。ガス供給孔８１はチャンバー６の側壁内部に円環状に形成された緩衝空間８２を介してガス供給管８３に連通接続されている。ガス供給管８３はガス供給源８５に接続されている。また、ガス供給管８３の経路途中にはバルブ８４が介挿されている。バルブ８４が開放されると、ガス供給源８５から緩衝空間８２に窒素ガスが送給される。緩衝空間８２に流入した窒素ガスは、ガス供給孔８１よりも流体抵抗の小さい緩衝空間８２内を拡がるように流れてガス供給孔８１から熱処理空間６５内へと供給される。なお、処理ガスは窒素ガスに限定されるものではなく、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガス、または、酸素（Ｏ２）、水素（Ｈ２）、塩素（Ｃｌ２）、塩化水素（ＨＣｌ）、オゾン（Ｏ３）、アンモニア（ＮＨ３）などの反応性ガスであっても良い。
【００４８】
一方、チャンバー６の内壁下部には熱処理空間６５内の気体を排気するガス排気孔８６が形設されている。ガス排気孔８６は、凹部６２よりも下側位置に形設されており、反射リング６９に設けられていても良い。ガス排気孔８６はチャンバー６の側壁内部に円環状に形成された緩衝空間８７を介してガス排気管８８に連通接続されている。ガス排気管８８は排気部１９０に接続されている。また、ガス排気管８８の経路途中にはバルブ８９が介挿されている。バルブ８９が開放されると、熱処理空間６５の気体がガス排気孔８６から緩衝空間８７を経てガス排気管８８へと排出される。なお、ガス供給孔８１およびガス排気孔８６は、チャンバー６の周方向に沿って複数設けられていても良いし、スリット状のものであっても良い。また、ガス供給源８５および排気部１９０は、基板処理装置１００に設けられた機構であっても良いし、基板処理装置１００が設置される工場のユーティリティであっても良い。
【００４９】
また、搬送開口部６６の先端にも熱処理空間６５内の気体を排出するガス排気管１９１が接続されている。ガス排気管１９１はバルブ１９２を介して排気部１９０に接続されている。バルブ１９２を開放することによって、搬送開口部６６を介してチャンバー６内の気体が排気される。
【００５０】
図４は、保持部７の全体外観を示す斜視図である。また、図５は保持部７のサセプター７４を上面から見た平面図であり、図６は保持部７を側方から見た側面図である。保持部７は、基台リング７１、連結部７２およびサセプター７４を備えて構成される。基台リング７１、連結部７２およびサセプター７４はいずれも石英にて形成されている。すなわち、保持部７の全体が石英にて形成されている。
【００５１】
基台リング７１は円環形状の石英部材である。基台リング７１は凹部６２の底面に載置されることによって、チャンバー６の壁面に支持されることとなる（図３参照）。円環形状を有する基台リング７１の上面に、その周方向に沿って複数の連結部７２（本実施形態では４個）が立設される。連結部７２も石英の部材であり、溶接によって基台リング７１に固着される。なお、基台リング７１の形状は、円環形状から一部が欠落した円弧状であっても良い。
【００５２】
サセプター７４は基台リング７１に設けられた４個の連結部７２によって支持される。サセプター７４は、保持プレート７５および複数の支持ピン７７を備える。保持プレート７５は、石英にて形成された円形の平板状部材である。保持プレート７５の直径は半導体ウェハーＷの直径よりも大きい。すなわち、保持プレート７５は、半導体ウェハーＷよりも大きな平面サイズを有する。
【００５３】
保持プレート７５の上面には、複数の支持ピン７７が立設されている。本実施形態においては、円形の保持プレート７５の外周円と同心円の円周に沿って４５°間隔で計８本の支持ピン７７が立設されている。８本の支持ピン７７を配置した円の径（対向する支持ピン７７間の距離）は半導体ウェハーＷの径よりも小さい。複数の支持ピン７７のそれぞれは石英にて形成されている。複数の支持ピン７７は、保持プレート７５の上面に穿設された凹部に嵌着して立設すれば良い。
【００５４】
また、保持プレート７５の上面には複数個（本実施形態では５個）のガイドピン７６も立設されている。５個のガイドピン７６は保持プレート７５の外周円と同心円の円周に沿って設けられている。５個のガイドピン７６を配置した円の径は半導体ウェハーＷの径よりも若干大きい。よって、５個のガイドピン７６を配置した円の径は、８本の支持ピン７７を配置した円の径よりも大きい。各ガイドピン７６も石英にて形成されている。なお、ガイドピン７６の個数は５個に限定されるものではなく、半導体ウェハーＷの位置ずれを防止できる数であれば良い。
【００５５】
基台リング７１に立設された４個の連結部７２とサセプター７４の保持プレート７５の下面周縁部とが溶接によって固着される。すなわち、サセプター７４と基台リング７１とは連結部７２によって固定的に連結されている。このような保持部７の基台リング７１がチャンバー６の壁面に支持されることによって、保持部７がチャンバー６に装着される。保持部７がチャンバー６に装着された状態においては、サセプター７４の保持プレート７５は水平姿勢（法線が鉛直方向と一致する姿勢）となる。チャンバー６に搬入された半導体ウェハーＷは、チャンバー６に装着された保持部７のサセプター７４の上に水平姿勢にて載置されて保持される。このとき、半導体ウェハーＷは保持プレート７５上に立設された８本の支持ピン７７によって点接触にて下面から支持されてサセプター７４に載置される。すなわち、半導体ウェハーＷは８本の支持ピン７７によって保持プレート７５の上面から所定の間隔を隔てて支持されることとなる。また、支持ピン７７の高さよりもガイドピン７６の高さの方が大きい。従って、複数の支持ピン７７によって支持された半導体ウェハーＷの水平方向の位置ずれはガイドピン７６によって防止される。
【００５６】
また、図４および図５に示すように、サセプター７４の保持プレート７５には、上下に貫通して開口部７８および切り欠き部７３が形成されている。開口部７８は、放射温度計２２０がサセプター７４に保持された半導体ウェハーＷの下面から放射される放射光（赤外光）を受光するために設けられている。すなわち、放射温度計２２０が開口部７８を介してサセプター７４に保持された半導体ウェハーＷの下面から放射された光を受光し、別置のディテクタによってその半導体ウェハーＷの温度が測定される。一方、切り欠き部７３は、熱電対を使用した接触式温度計２３０のプローブ先端部を通すために設けられている。接触式温度計２３０は、切り欠き部７３を通過してプローブを半導体ウェハーＷの下面に接触させて温度測定を行う。さらに、サセプター７４の保持プレート７５には、後述する移載機構１０のリフトピン１２が半導体ウェハーＷの受け渡しのために貫通する４個の貫通孔７９が穿設されている。
【００５７】
図７は、移載機構１０の平面図である。また、図８は、移載機構１０の側面図である。移載機構１０は、２本の移載アーム１１を備える。移載アーム１１は、概ね円環状の凹部６２に沿うような円弧形状とされている。それぞれの移載アーム１１には２本のリフトピン１２が立設されている。各移載アーム１１は水平移動機構１３によって回動可能とされている。水平移動機構１３は、一対の移載アーム１１を保持部７に対して半導体ウェハーＷの移載を行う移載動作位置（図７の実線位置）と保持部７に保持された半導体ウェハーＷと平面視で重ならない退避位置（図７の二点鎖線位置）との間で水平移動させる。水平移動機構１３としては、個別のモータによって各移載アーム１１をそれぞれ回動させるものであっても良いし、リンク機構を用いて１個のモータによって一対の移載アーム１１を連動させて回動させるものであっても良い。
【００５８】
また、一対の移載アーム１１は、昇降機構１４によって水平移動機構１３とともに昇降移動される。昇降機構１４が一対の移載アーム１１を移載動作位置にて上昇させると、計４本のリフトピン１２がサセプター７４の保持プレート７５に穿設された貫通孔７９（図４，５参照）を通過し、リフトピン１２の上端が保持プレート７５の上面から突き出る。一方、昇降機構１４が一対の移載アーム１１を移載動作位置にて下降させてリフトピン１２を貫通孔７９から抜き取り、水平移動機構１３が一対の移載アーム１１を開くように移動させると各移載アーム１１が退避位置に移動する。一対の移載アーム１１の退避位置は、保持部７の基台リング７１の直上である。基台リング７１は凹部６２の底面に載置されているため、移載アーム１１の退避位置は凹部６２の内側となる。なお、移載機構１０の駆動部（水平移動機構１３および昇降機構１４）が設けられている部位の近傍にも図示省略の排気機構が設けられており、移載機構１０の駆動部周辺の雰囲気がチャンバー６の外部に排出されるように構成されている。
【００５９】
図３に戻り、チャンバー６の上方に設けられたフラッシュランプハウス５は、筐体５１の内側に、複数本（本実施形態では３０本）のキセノンフラッシュランプＦＬからなる光源と、その光源の上方を覆うように設けられたリフレクタ５２と、を備えて構成される。また、フラッシュランプハウス５の筐体５１の底部にはランプ光放射窓５３が装着されている。フラッシュランプハウス５の床部を構成するランプ光放射窓５３は、石英により形成された板状の石英窓である。フラッシュランプハウス５がチャンバー６の上方に設置されることにより、ランプ光放射窓５３が上側チャンバー窓６３と相対向することとなる。フラッシュランプＦＬはチャンバー６の上方からランプ光放射窓５３および上側チャンバー窓６３を介して熱処理空間６５にフラッシュ光を照射する。
【００６０】
複数のフラッシュランプＦＬは、それぞれが長尺の円筒形状を有する棒状ランプであり、それぞれの長手方向が保持部７に保持される半導体ウェハーＷの主面に沿って（つまり水平方向に沿って）互いに平行となるように平面状に配列されている。よって、フラッシュランプＦＬの配列によって形成される平面も水平面である。
【００６１】
キセノンフラッシュランプＦＬは、その内部にキセノンガスが封入されその両端部にコンデンサーに接続された陽極および陰極が配設された棒状のガラス管（放電管）と、該ガラス管の外周面上に付設されたトリガー電極とを備える。キセノンガスは電気的には絶縁体であることから、コンデンサーに電荷が蓄積されていたとしても通常の状態ではガラス管内に電気は流れない。しかしながら、トリガー電極に高電圧を印加して絶縁を破壊した場合には、コンデンサーに蓄えられた電気がガラス管内に瞬時に流れ、そのときのキセノンの原子あるいは分子の励起によって光が放出される。このようなキセノンフラッシュランプＦＬにおいては、予めコンデンサーに蓄えられていた静電エネルギーが０．１ミリセカンドないし１００ミリセカンドという極めて短い光パルスに変換されることから、ハロゲンランプＨＬの如き連続点灯の光源に比べて極めて強い光を照射し得るという特徴を有する。
【００６２】
また、リフレクタ５２は、複数のフラッシュランプＦＬの上方にそれら全体を覆うように設けられている。リフレクタ５２の基本的な機能は、複数のフラッシュランプＦＬから出射されたフラッシュ光を熱処理空間６５の側に反射するというものである。リフレクタ５２はアルミニウム合金板にて形成されており、その表面（フラッシュランプＦＬに臨む側の面）はブラスト処理により粗面化加工が施されている。
【００６３】
チャンバー６の下方に設けられたハロゲンランプハウス４の内部には複数本（本実施形態では４０本）のハロゲンランプＨＬが内蔵されている。複数のハロゲンランプＨＬはチャンバー６の下方から下側チャンバー窓６４を介して熱処理空間６５への光照射を行う。図９は、複数のハロゲンランプＨＬの配置を示す平面図である。本実施形態では、上下２段に各２０本ずつのハロゲンランプＨＬが配設されている。各ハロゲンランプＨＬは、長尺の円筒形状を有する棒状ランプである。上段、下段ともに２０本のハロゲンランプＨＬは、それぞれの長手方向が保持部７に保持される半導体ウェハーＷの主面に沿って（つまり水平方向に沿って）互いに平行となるように配列されている。よって、上段、下段ともにハロゲンランプＨＬの配列によって形成される平面は水平面である。
【００６４】
また、図９に示すように、上段、下段ともに保持部７に保持される半導体ウェハーＷの中央部に対向する領域よりも周縁部に対向する領域におけるハロゲンランプＨＬの配設密度が高くなっている。すなわち、上下段ともに、ランプ配列の中央部よりも周縁部の方がハロゲンランプＨＬの配設ピッチが短い。このため、ハロゲンランプＨＬからの光照射による加熱時に温度低下が生じやすい半導体ウェハーＷの周縁部により多い光量の照射を行うことができる。
【００６５】
また、上段のハロゲンランプＨＬからなるランプ群と下段のハロゲンランプＨＬからなるランプ群とが格子状に交差するように配列されている。すなわち、上段の各ハロゲンランプＨＬの長手方向と下段の各ハロゲンランプＨＬの長手方向とが直交するように計４０本のハロゲンランプＨＬが配設されている。
【００６６】
ハロゲンランプＨＬは、ガラス管内部に配設されたフィラメントに通電することでフィラメントを白熱化させて発光させるフィラメント方式の光源である。ガラス管の内部には、窒素やアルゴン等の不活性ガスにハロゲン元素（ヨウ素、臭素等）を微量導入した気体が封入されている。ハロゲン元素を導入することによって、フィラメントの折損を抑制しつつフィラメントの温度を高温に設定することが可能となる。したがって、ハロゲンランプＨＬは、通常の白熱電球に比べて寿命が長くかつ強い光を連続的に照射できるという特性を有する。また、ハロゲンランプＨＬは棒状ランプであるため長寿命であり、ハロゲンランプＨＬを水平方向に沿わせて配置することにより上方の半導体ウェハーＷへの放射効率が優れたものとなる。
【００６７】
上記の構成以外にもフラッシュ加熱部１６０は、半導体ウェハーＷの熱処理時にハロゲンランプＨＬおよびフラッシュランプＦＬから発生する熱エネルギーによるハロゲンランプハウス４、フラッシュランプハウス５およびチャンバー６の過剰な温度上昇を防止するため、様々な冷却用の構造を備えている。例えば、チャンバー６の壁体には水冷管（図示省略）が設けられている。また、ハロゲンランプハウス４およびフラッシュランプハウス５は、内部に気体流を形成して排熱する空冷構造とされている。また、上側チャンバー窓６３とランプ光放射窓５３との間隙にも空気が供給され、フラッシュランプハウス５および上側チャンバー窓６３を冷却する。
【００６８】
次に、アライメント部１３０の構成について説明する。図１０は、アライメント部１３０の構成を示す縦断面図である。アライメント部１３０は、アライメントチャンバー１３１の内部に、半導体ウェハーＷを水平姿勢に支持して回転させる回転支持機構３３０、半導体ウェハーＷの周縁部に形成されたノッチやオリフラ等を光学的に検出する光学機構３４０、半導体ウェハーＷの端部に当接する接触プローブ３５０、および、半導体ウェハーＷに発生する音響を集音するマイクロフォン３６０を備える。アライメントチャンバー１３１とインデクサ部１０１との間の搬出入口にはゲートバルブ１８１が設けられ、アライメントチャンバー１３１と搬送チャンバー１７０との間の搬出入口にはゲートバルブ１８３が設けられている。
【００６９】
回転支持機構３３０は、スピンチャック３３１およびスピンモータ３３２を備える。スピンチャック３３１は、半導体ウェハーＷの下面中心部を支持する。スピンチャック３３１としては、負圧によって半導体ウェハーＷを吸着する減圧チャック、クーロン力によって半導体ウェハーＷを吸着する静電チャック、気体を噴出してベルヌーイの原理により半導体ウェハーＷを吸引するベルヌーイチャックなどの吸着機能を有するものを用いることが好ましい。スピンモータ３３２は、鉛直方向に沿った軸を回転中心としてスピンチャック３３１を回転させる。スピンチャック３３１に水平姿勢に支持された半導体ウェハーＷもスピンモータ３３２によって水平面内にて回転される。スピンモータ３３２としては、回転角度および回転速度を正確に制御することができるパルスモータを用いることが好ましい。
【００７０】
光学機構３４０は、一対の投光部３４１および受光部３４２を備え、半導体ウェハーＷの周縁部に形成されたノッチ等を検出する。一般に、φ３００ｍｍの半導体ウェハーＷの周縁部には、シリコンの結晶方位を示す切り欠きであるノッチが形成されている（φ２００ｍｍの半導体ウェハーＷであればオリフラ）。回転支持機構３３０によって半導体ウェハーＷを水平姿勢に支持して鉛直方向軸まわりで回転させつつ、その半導体ウェハーＷの周縁部に投光部３４１からレーザ光を投射する。半導体ウェハーＷの周縁部のノッチを除く部位では投光部３４１から投射されたレーザ光が当該周縁部によって遮光されるが、投光部３４１の直下にノッチが位置しているときには投光部３４１から投射されたレーザ光がノッチを通過して受光部３４２によって受光される。従って、投光部３４１および受光部３４２によって半導体ウェハーＷのノッチを光学的に検出することができ、ノッチを検出することによって半導体ウェハーＷの向きが一定方向に調整される。
【００７１】
接触プローブ３５０は、円柱形状または球形の部材である。接触プローブ３５０は、その外面が回転支持機構３３０に支持される半導体ウェハーＷの端部に当接するように設けられる。なお、接触プローブ３５０の設置位置は、回転支持機構３３０に支持される半導体ウェハーＷの端部に当接する位置と当該端部から隔離した位置とで切り替え可能とされているのが好ましい。
【００７２】
接触プローブ３５０は、硬質のゴムにて形成される。接触プローブ３５０のゴムとしては、例えばフッ素ゴム、シリコンゴム、メチルシリコーンゴム、ビニル・メチルシリコーンゴム、フェニル・メチルシリコーンゴムを用いることができる。接触プローブ３５０の外周面は粗面とされていることが好ましい。
【００７３】
マイクロフォン３６０は、回転支持機構３３０に支持されて回転される半導体ウェハーＷから発生した音響を集音して電気信号に変換する。本実施形態においては、マイクロフォン３６０は、回転支持機構３３０に支持される半導体ウェハーＷの下面に対向する位置であって、接触プローブ３５０の近傍に設置される。マイクロフォン３６０としては、回転支持機構３３０に支持される半導体ウェハーＷに対して感度が良好な指向性を有するものを採用するのが好ましい。適正な指向性を有するマイクロフォン３６０を使用することにより、半導体ウェハーＷに発生する音響以外の雑音を集音することが抑制され、ＳＮ比を向上することができる。
【００７４】
図１に戻り、制御部３は、基板処理装置１００に設けられた種々の動作機構を制御する。図１１は、制御部３の構成を示すブロック図である。制御部３のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部３は、各種演算処理を行う回路であるＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備えている。制御部３のＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによって基板処理装置１００における処理が進行する。
【００７５】
図１１に示すように、制御部３は音響解析部３７１および判定部３７２を備える。音響解析部３７１および判定部３７２は、制御部３のＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによって実現される機能処理部である。音響解析部３７１は、アライメント部１３０に設置されたマイクロフォン３６０に接続される。音響解析部３７１および判定部３７２の処理内容についてはさらに後述する。
【００７６】
また、制御部３には、表示部３７３が接続されている。表示部３７３は、例えば基板処理装置１００の外壁に設けられた液晶ディスプレイ等の表示パネルである。表示部３７３としては、タッチパネルを採用するようにしても良い。なお、図１においては、インデクサ部１０１内に制御部３を示しているが、これに限定されるものではなく、制御部３は基板処理装置１００内の任意の位置に配置することができる。
【００７７】
次に、本発明に係る基板処理装置１００による半導体ウェハーＷの処理動作について説明する。ここでは、まず、基板処理装置１００全体における半導体ウェハーＷの処理フローについて簡単に説明した後、アライメント部１３０におけるクラック検知処理およびフラッシュ加熱部１６０におけるフラッシュ加熱処理について説明する。処理対象となる半導体ウェハーＷはイオン注入法により不純物（イオン）が添加された半導体基板である。その不純物の活性化が基板処理装置１００によるフラッシュ光照射加熱処理（アニール）により実行される。以下に説明する基板処理装置１００の処理手順は、制御部３が基板処理装置１００の各動作機構を制御することにより進行する。
【００７８】
基板処理装置１００では、まず、不純物注入後の半導体ウェハーＷがキャリアＣに複数枚収容された状態でインデクサ部１０１のロードポート１１０に載置される。そして、受渡ロボット１２０がキャリアＣから半導体ウェハーＷを１枚ずつ取り出し、アライメント部１３０のアライメントチャンバー１３１に搬入する。アライメントチャンバー１３１に半導体ウェハーＷが搬入された時点で、ゲートバルブ１８１がアライメントチャンバー１３１とインデクサ部１０１との間を閉鎖する。
【００７９】
アライメント部１３０では、半導体ウェハーＷをその中心部を回転中心として水平面内にて鉛直方向軸まわりで回転させ、ノッチ等を光学的に検出することによって半導体ウェハーＷの向きを調整する。また、半導体ウェハーＷを回転させるときに、その端部に接触プローブ３５０を当接させて音響を発生させてクラックの有無を検知している。
【００８０】
次に、ゲートバルブ１８３がアライメントチャンバー１３１と搬送チャンバー１７０との間を開放し、搬送ロボット１５０が上側の搬送ハンド１５１ａによってアライメントチャンバー１３１から向きが調整された半導体ウェハーＷを搬出する。半導体ウェハーＷを取り出した搬送ロボット１５０はフラッシュ加熱部１６０を向くように旋回する。また、半導体ウェハーＷの搬出後に、ゲートバルブ１８３がアライメントチャンバー１３１と搬送チャンバー１７０との間を閉鎖する。
【００８１】
続いて、ゲートバルブ１８５がチャンバー６と搬送チャンバー１７０との間を開放し、搬送ロボット１５０が半導体ウェハーＷをチャンバー６に搬入する。このときに、先行する加熱処理済みの半導体ウェハーＷがチャンバー６に存在している場合には、下側の搬送ハンド１５１ｂによって当該加熱処理済みの半導体ウェハーＷを取り出してから上側の搬送ハンド１５１ａによって未処理の半導体ウェハーＷをチャンバー６に搬入してウェハー入れ替えを行う。
【００８２】
チャンバー６に搬入された半導体ウェハーＷには、ハロゲンランプＨＬによって予備加熱が行われた後、フラッシュランプＦＬからのフラッシュ光照射によってフラッシュ加熱処理が行われる。フラッシュ加熱処理により不純物の活性化が行われる。
【００８３】
フラッシュ加熱処理が終了した後、搬送ロボット１５０が搬送ハンド１５１ｂによってチャンバー６からフラッシュ加熱後の半導体ウェハーＷを搬出する。半導体ウェハーＷを取り出した搬送ロボット１５０は、チャンバー６から冷却部１４０に向くように旋回する。また、ゲートバルブ１８５がチャンバー６と搬送チャンバー１７０との間を閉鎖するとともに、ゲートバルブ１８４がクールチャンバー１４１と搬送チャンバー１７０との間を開放する。
【００８４】
その後、搬送ロボット１５０が搬送ハンド１５１ｂを前進させてフラッシュ加熱直後の半導体ウェハーＷを冷却部１４０のクールチャンバー１４１に搬入する。クールチャンバー１４１にフラッシュ加熱後の半導体ウェハーＷが搬入された後、ゲートバルブ１８４がクールチャンバー１４１と搬送チャンバー１７０との間を閉鎖する。冷却部１４０では、フラッシュ加熱処理後の半導体ウェハーＷの冷却処理が行われる。フラッシュ加熱部１６０のチャンバー６から搬出された時点での半導体ウェハーＷ全体の温度は比較的高温であるため、これを冷却部１４０にて常温近傍にまで冷却するのである。所定の冷却処理時間が経過した後、ゲートバルブ１８２がクールチャンバー１４１とインデクサ部１０１との間を開放し、受渡ロボット１２０が冷却後の半導体ウェハーＷをクールチャンバー１４１から搬出し、キャリアＣへと返却する。キャリアＣに所定枚数の処理済み半導体ウェハーＷが収容されると、そのキャリアＣはインデクサ部１０１のロードポート１１０から搬出される。
【００８５】
次に、アライメント部１３０におけるクラック検知処理について説明する。図１２は、クラック検知処理の処理手順を示すフローチャートである。受渡ロボット１２０によってアライメント部１３０のアライメントチャンバー１３１に搬入された未処理の半導体ウェハーＷは、回転支持機構３３０のスピンチャック３３１（図１０参照）によって水平姿勢にて支持される。そして、回転支持機構３３０に支持された半導体ウェハーＷの端部に接触プローブ３５０の外周面が当接する（ステップＳ１）。なお、アライメント部１３０に半導体ウェハーＷが搬入された後、アライメントチャンバー１３１とインデクサ部１０１との間の搬出入口はゲートバルブ１８１によって閉鎖される。また、アライメントチャンバー１３１と搬送チャンバー１７０との間の搬出入口もゲートバルブ１８３によって閉鎖されている。
【００８６】
続いて、半導体ウェハーＷの端部に接触プローブ３５０が当接した状態のまま回転支持機構３３０によって半導体ウェハーＷが水平面内にて回転される（ステップＳ２）。半導体ウェハーＷを回転させつつ、光学機構３４０によって半導体ウェハーＷの周縁部に形成されたノッチ等を検出することにより、半導体ウェハーＷの向きが調整される（アライメント処理）。また、外周面が粗面である接触プローブ３５０が半導体ウェハーＷの端部に当接した状態のまま半導体ウェハーＷが回転することにより、半導体ウェハーＷの端部に沿って接触プローブ３５０が摺動し、接触プローブ３５０の外周面の微小な凹凸が半導体ウェハーＷに僅かな振動を与える。これにより、半導体ウェハーＷにその固有振動数に応じた共鳴周波数の音響が発生する。
【００８７】
マイクロフォン３６０は、回転する半導体ウェハーＷに発生した音響を集音する（ステップＳ３）。マイクロフォン３６０は、集音した音響を電気信号に変換して制御部３の音響解析部３７１（図１１参照）に伝達する。音響解析部３７１は、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)を用いて、マイクロフォン３６０によって集音された音響に対する周波数解析を行う（ステップＳ４）。高速フーリエ変換は、音の信号を周波数成分に変換するアルゴリズムである。すなわち、音響解析部３７１は、マイクロフォン３６０によって集音された音響についての周波数スペクトルを取得するのである。得られた周波数スペクトルは制御部３の記憶部（メモリまたは磁気ディスク等）に格納される。
【００８８】
次に、音響解析部３７１による周波数解析結果に基づいて、判定部３７２が半導体ウェハーＷのクラックの有無を判定する（ステップＳ５）。制御部３の記憶部には、クラックの存在していない基準ウェハーについて、ステップＳ１〜ステップＳ４の測定および周波数解析を行って得られた基準周波数スペクトルが予め格納されている。図１３は、基準周波数スペクトルの一例を示す図である。
【００８９】
クラックの存在していない基準ウェハーとしては、基板処理装置１００に搬入されるまでに半導体ウェハーＷに施された処理と同様の処理工程を経たものが好ましい。特に、基板処理装置１００に搬入されるまでの半導体ウェハーＷに成膜処理やパターン形成がなされている場合には、基準ウェハーにも同様の成膜処理およびパターン形成を行っておくのが好ましい。これは、半導体ウェハーＷに成膜処理やパターン形成がなされると固有振動数が変化し、上記の周波数解析によって得られる周波数スペクトルも変動するためである。
【００９０】
例えば基板処理装置１００のメンテナンス時等に、クラックの存在していない基準ウェハーをアライメント部１３０に搬入し、上記のステップＳ１〜ステップＳ４と同様の音響測定および周波数解析を行って基準周波数スペクトルを取得し、制御部３の記憶部に格納しておく。基準周波数スペクトルは、基準ウェハーについての周波数スペクトル、すなわちウェハーにクラックが存在していない場合の周波数スペクトルである。なお、複数枚の基準ウェハーについてステップＳ１〜ステップＳ４の音響測定および周波数解析を行って複数の周波数スペクトルを取得し、それらの平均値、中央値、或いは最頻値などの統計学的代表値を基準値として基準周波数スペクトルを構成するようにしても良い。このようにすれば、比較の基準となる基準周波数スペクトルの信頼性が向上する。
【００９１】
判定部３７２は、クラックの存在していない基準ウェハーについての基準周波数スペクトルと上述のようにして取得された処理対象となる半導体ウェハーＷについての周波数スペクトルとを比較することによって当該半導体ウェハーＷのクラックの有無を判定する。図１４は、処理対象となる半導体ウェハーＷについての周波数スペクトル（対象周波数スペクトル）の一例を示す図である。
【００９２】
図１３と図１４とを比較すると明らかなように、図１３の基準周波数スペクトルにおける最も強いピークである基準ピークＰ１が図１４の周波数スペクトルでは消失している。その代わりに、図１４の処理対象となる半導体ウェハーＷについての周波数スペクトルには基準周波数スペクトルには存在していなかった新たなピークＰ２が出現している。判定部３７２は、基準周波数スペクトルにおける基準ピークＰ１と、処理対象となる半導体ウェハーＷについての周波数スペクトルに新たに出現したピークＰ２との対比に基づいて処理対象となる半導体ウェハーＷのクラックの有無を判定する。具体的には、判定部３７２は、基準ピークＰ１の消失の有無、新たなピークＰ２の出現の有無、基準ピークＰ１から新たなピークＰ２への周波数シフト、基準ピークＰ１と新たなピークＰ２との強度比、基準ピークＰ１と新たなピークＰ２との半減値幅の比などのうちの１以上の判定項目を用いて半導体ウェハーＷのクラックの有無を判定する。例えば、基準ピークＰ１から新たなピークＰ２への周波数シフトに基づいて判定する場合には、判定部３７２は、基準ピークＰ１から新たなピークＰ２にシフトした周波数が予め設定された所定の閾値よりも大きい場合にはクラック有りと判定し、当該閾値未満である場合にはクラック無しと判定する。クラックの有無の判定結果は表示部３７３に表示するようにしても良い。
【００９３】
次に、判定部３７２による判定結果に基づいて、制御部３が半導体ウェハーＷに対するフラッシュ加熱処理を実行するか否かを決定する（ステップＳ６）。本実施形態では、判定部３７２によって半導体ウェハーＷにクラック有りと判定された場合には、制御部３は当該半導体ウェハーＷに対するフラッシュ加熱処理は実行しないと決定する（ステップＳ７）。制御部３は、基板処理装置１００における当該半導体ウェハーＷについての処理を中断するとともに、表示部３７３にクラック検出および処理中断のエラー発報を行う。クラックが存在している半導体ウェハーＷに対してフラッシュ加熱処理を行うと、フラッシュ光照射時に半導体ウェハーＷに作用する応力によってクラックが進展し、半導体ウェハーＷが割れるおそれがあるが、クラック有りと判定された半導体ウェハーＷについての処理を中断することにより、フラッシュ加熱部１６０内でのウェハー割れを未然に防止することができる。
【００９４】
一方、判定部３７２によって半導体ウェハーＷにクラック無しと判定された場合には、制御部３は当該半導体ウェハーＷに対するフラッシュ加熱処理の実行を決定する（ステップＳ８）。制御部３は、搬送ロボット１５０に当該半導体ウェハーＷをフラッシュ加熱部１６０に搬送させ、フラッシュ加熱部１６０内にて当該半導体ウェハーＷに対するフラッシュ加熱処理を行わせる。
【００９５】
フラッシュ加熱部１６０におけるフラッシュ加熱処理について説明を続ける。チャンバー６への半導体ウェハーＷの搬入に先立って、給気のためのバルブ８４が開放されるとともに、排気用のバルブ８９，１９２が開放されてチャンバー６内に対する給排気が開始される。バルブ８４が開放されると、ガス供給孔８１から熱処理空間６５に窒素ガスが供給される。また、バルブ８９が開放されると、ガス排気孔８６からチャンバー６内の気体が排気される。これにより、チャンバー６内の熱処理空間６５の上部から供給された窒素ガスが下方へと流れ、熱処理空間６５の下部から排気される。
【００９６】
また、バルブ１９２が開放されることによって、搬送開口部６６からもチャンバー６内の気体が排気される。さらに、図示省略の排気機構によって移載機構１０の駆動部周辺の雰囲気も排気される。なお、フラッシュ加熱部１６０における半導体ウェハーＷの熱処理時には窒素ガスが熱処理空間６５に継続的に供給されており、その供給量は処理工程に応じて適宜変更される。
【００９７】
続いて、ゲートバルブ１８５が開いて搬送開口部６６が開放され、搬送ロボット１５０により搬送開口部６６を介して処理対象となる半導体ウェハーＷがチャンバー６内の熱処理空間６５に搬入される。搬送ロボット１５０は、半導体ウェハーＷを保持する搬送ハンド１５１ａを保持部７の直上位置まで進出させて停止させる。そして、移載機構１０の一対の移載アーム１１が退避位置から移載動作位置に水平移動して上昇することにより、リフトピン１２が貫通孔７９を通ってサセプター７４の上面から突き出て搬送ハンド１５１ａから半導体ウェハーＷを受け取る。このとき、リフトピン１２はサセプター７４の支持ピン７７の上端よりも上方にまで上昇する。
【００９８】
半導体ウェハーＷがリフトピン１２に載置された後、搬送ロボット１５０が搬送ハンド１５１ａを熱処理空間６５から退出させ、ゲートバルブ１８５によって搬送開口部６６が閉鎖される。そして、一対の移載アーム１１が下降することにより、半導体ウェハーＷは移載機構１０から保持部７のサセプター７４に受け渡されて水平姿勢にて下方より保持される。
【００９９】
保持プレート７５上に立設された８本の支持ピン７７は、半導体ウェハーＷの下面を点接触にて支持する。これにより、半導体ウェハーＷは水平姿勢にてサセプター７４に載置される。半導体ウェハーＷは、パターン形成がなされて不純物が注入された表面を上面としてサセプター７４に載置される。８本の支持ピン７７によって支持された半導体ウェハーＷの下面と保持プレート７５の上面との間には所定の間隔が形成される。また、半導体ウェハーＷは、サセプター７４の保持プレート７５の上面にて５個のガイドピン７６の内側に保持される。サセプター７４の下方にまで下降した一対の移載アーム１１は水平移動機構１３によって退避位置、すなわち凹部６２の内側に退避する。
【０１００】
半導体ウェハーＷが保持部７のサセプター７４に水平姿勢にて載置された後、４０本のハロゲンランプＨＬが一斉に点灯して予備加熱（アシスト加熱）が開始される。ハロゲンランプＨＬから出射されたハロゲン光は、石英にて形成された下側チャンバー窓６４およびサセプター７４を透過して半導体ウェハーＷの下面から照射される。ハロゲンランプＨＬからの光照射を受けることによって半導体ウェハーＷが予備加熱されて温度が上昇する。なお、移載機構１０の移載アーム１１は凹部６２の内側に退避しているため、ハロゲンランプＨＬによる加熱の障害となることは無い。
【０１０１】
ハロゲンランプＨＬによる予備加熱を行うときには、半導体ウェハーＷの温度が放射温度計２２０によって測定されている。すなわち、サセプター７４に保持された半導体ウェハーＷの下面から開口部７８を介して放射された赤外光を放射温度計２２０が受光して昇温中のウェハー温度を測定する。測定された半導体ウェハーＷの温度は制御部３に伝達される。制御部３は、ハロゲンランプＨＬからの光照射によって昇温する半導体ウェハーＷの温度が所定の予備加熱温度Ｔ１に到達したか否かを監視する。その予備加熱温度Ｔ１は、半導体ウェハーＷに添加された不純物が熱により拡散する恐れのない、２００℃ないし８００℃程度、好ましくは３５０℃ないし６００℃程度とされる（本実施の形態では６００℃）。
【０１０２】
半導体ウェハーＷの温度が予備加熱温度Ｔ１に到達した後、制御部３は半導体ウェハーＷをその予備加熱温度Ｔ１に暫時維持する。具体的には、放射温度計２２０によって測定される半導体ウェハーＷの温度が予備加熱温度Ｔ１に到達した時点にて制御部３がハロゲンランプＨＬの出力を制御して半導体ウェハーＷの温度をほぼ予備加熱温度Ｔ１に維持している。
【０１０３】
このようなハロゲンランプＨＬによる予備加熱を行うことによって、半導体ウェハーＷの全体を予備加熱温度Ｔ１に均一に昇温している。ハロゲンランプＨＬによる予備加熱の段階においては、より放熱が生じやすい半導体ウェハーＷの周縁部の温度が中央部よりも低下する傾向にあるが、ハロゲンランプハウス４におけるハロゲンランプＨＬの配設密度は、半導体ウェハーＷの中央部に対向する領域よりも周縁部に対向する領域の方が高くなっている。このため、放熱が生じやすい半導体ウェハーＷの周縁部に照射される光量が多くなり、予備加熱段階における半導体ウェハーＷの面内温度分布を均一なものとすることができる。さらに、チャンバー側部６１に装着された反射リング６９の内周面は鏡面とされているため、この反射リング６９の内周面によって半導体ウェハーＷの周縁部に向けて反射する光量が多くなり、予備加熱段階における半導体ウェハーＷの面内温度分布をより均一なものとすることができる。
【０１０４】
半導体ウェハーＷの温度が予備加熱温度Ｔ１に到達して所定時間が経過した時点にてフラッシュランプＦＬが半導体ウェハーＷの上面にフラッシュ光照射を行う。このとき、フラッシュランプＦＬから放射されるフラッシュ光の一部は直接にチャンバー６内へと向かい、他の一部は一旦リフレクタ５２により反射されてからチャンバー６内へと向かい、これらのフラッシュ光の照射により半導体ウェハーＷのフラッシュ加熱が行われる。
【０１０５】
フラッシュ加熱は、フラッシュランプＦＬからのフラッシュ光（閃光）照射により行われるため、半導体ウェハーＷの表面温度を短時間で上昇することができる。すなわち、フラッシュランプＦＬから照射されるフラッシュ光は、予めコンデンサーに蓄えられていた静電エネルギーが極めて短い光パルスに変換された、照射時間が０．１ミリセカンド以上１００ミリセカンド以下程度の極めて短く強い閃光である。そして、フラッシュランプＦＬからのフラッシュ光照射によりフラッシュ加熱される半導体ウェハーＷの表面温度は、瞬間的に１０００℃以上の処理温度Ｔ２まで上昇し、半導体ウェハーＷに注入された不純物が活性化された後、表面温度が急速に下降する。このように、半導体ウェハーＷの表面温度を極めて短時間で昇降することができるため、半導体ウェハーＷに注入された不純物の熱による拡散を抑制しつつ不純物の活性化を行うことができる。なお、不純物の活性化に必要な時間はその熱拡散に必要な時間に比較して極めて短いため、０．１ミリセカンドないし１００ミリセカンド程度の拡散が生じない短時間であっても活性化は完了する。
【０１０６】
ところで、フラッシュ光照射時には、半導体ウェハーＷの表面近傍のみが急速に処理温度Ｔ２にまで昇温する一方で裏面は予備加熱温度Ｔ１からほとんど昇温しない。このため、半導体ウェハーＷの表面近傍のみに急激な熱膨張が生じ、半導体ウェハーＷに表面を凸面とするように反る応力が作用する。このとき、半導体ウェハーＷの内部にクラックが存在していると、応力によってクラックが進展して半導体ウェハーＷが割れるおそれがあるが、フラッシュ加熱処理の対象となっているのはクラック無しと判定された半導体ウェハーＷであるため、ウェハー割れを防止することができる。
【０１０７】
フラッシュ加熱処理が終了した後、所定時間経過後にハロゲンランプＨＬが消灯する。これにより、半導体ウェハーＷが予備加熱温度Ｔ１から急速に降温する。降温中の半導体ウェハーＷの温度は接触式温度計２３０または放射温度計２２０によって測定され、その測定結果は制御部３に伝達される。制御部３は、測定結果より半導体ウェハーＷの温度が所定温度まで降温したか否かを監視する。そして、半導体ウェハーＷの温度が所定以下にまで降温した後、移載機構１０の一対の移載アーム１１が再び退避位置から移載動作位置に水平移動して上昇することにより、リフトピン１２がサセプター７４の上面から突き出て熱処理後の半導体ウェハーＷをサセプター７４から受け取る。続いて、ゲートバルブ１８５により閉鎖されていた搬送開口部６６が開放され、リフトピン１２上に載置された半導体ウェハーＷが搬送ロボット１５０の下側の搬送ハンド１５１ｂにより搬出される。搬送ロボット１５０は、下側の搬送ハンド１５１ｂをリフトピン１２によって突き上げられた半導体ウェハーＷの直下位置にまで進出させて停止させる。そして、一対の移載アーム１１が下降することにより、フラッシュ加熱後の半導体ウェハーＷが搬送ハンド１５１ｂに渡されて載置される。その後、搬送ロボット１５０が搬送ハンド１５１ｂをチャンバー６から退出させて半導体ウェハーＷを搬出する。
【０１０８】
本実施形態においては、接触プローブ３５０が半導体ウェハーＷの端部に当接した状態で半導体ウェハーＷが回転することによって、半導体ウェハーＷの端部に沿って接触プローブ３５０が摺動して半導体ウェハーＷに微弱な振動が与えられて音響が発生する。そして、発生した音響をマイクロフォン３６０によって集音して音響解析部３７１にて周波数解析を行うことにより周波数スペクトルを取得する。判定部３７２は、クラックの存在していない基準ウェハーについての周波数解析により得られた基準周波数スペクトルと、処理対象となる半導体ウェハーＷについての周波数解析により得られた周波数スペクトルとの比較から当該半導体ウェハーＷのクラックの有無を判定する。すなわち、接触プローブ３５０とマイクロフォン３６０を設けるだけの簡易な構造にて半導体ウェハーＷに存在しているクラックを検知することができる。
【０１０９】
音響測定時に半導体ウェハーＷには微弱な振動が与えられるものの、大きな衝撃が作用することは無く、半導体ウェハーＷの表面に形成されたパターン或いは半導体ウェハーＷそのものを損傷するおそれは皆無である。また、半導体ウェハーＷに微弱な振動を与えて音響を発生させることによりクラック検知を行っているため、光学的検知方式に比べてウェハー表面に形成されたパターンの影響を受けにくく誤検知を少なくすることができる。
【０１１０】
また、本実施形態では、アライメント部１３０にて半導体ウェハーＷを回転させて向きを調整するアライメント処理と並行して音響測定を行っている。このため、音響を集音するための別途の工程を設ける必要が無く、基板処理装置１００におけるスループットの増大を抑制することができる。
【０１１１】
また、フラッシュ加熱部１６０でのフラッシュ加熱処理を実行する前に半導体ウェハーＷのクラックの有無を検知し、クラック有りと判定された半導体ウェハーＷについては処理を中断してフラッシュ加熱処理を行っていないため、フラッシュ加熱処理時における半導体ウェハーＷの割れを未然に防止することができる。これにより、ウェハー割れによる他の半導体ウェハーへの汚染を防止することができるとともに、チャンバー６のクリーニング作業を削減して装置のダウンタイムを最小限にすることができる。
【０１１２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態においては、フラッシュ加熱部１６０でのフラッシュ加熱処理を実行する前に半導体ウェハーＷのクラックの有無を検知していたが、フラッシュ加熱処理を実行した後に半導体ウェハーＷのクラックの有無を検知するようにしても良い。そして、クラックの有無の判定結果に基づいて、フラッシュ加熱処理の後工程を半導体ウェハーＷに対して実行するか否かを決定する。この決定は、制御部３にて行うようにしても良いし、表示部３７３に表示された判定結果に基づいてオペレータが行うようにしても良い。なお、フラッシュ加熱処理後にクラックの有無を検知する場合、半導体ウェハーＷを支持して回転させる機構、半導体ウェハーＷの端部に当接する接触プローブ、マイクロフォン等を備えた音響測定部を基板処理装置１００に別途設ける必要がある。
【０１１３】
また、フラッシュ加熱部１６０でのフラッシュ加熱処理を実行する前と後の双方にて半導体ウェハーＷのクラックの有無を検知するようにしても良い。フラッシュ加熱処理前にはクラックが無かった半導体ウェハーＷであっても、フラッシュ加熱処理時に半導体ウェハーＷに作用する応力によって新たなクラックが発生する場合がある。フラッシュ加熱処理を実行する前と後の双方にて半導体ウェハーＷのクラックの有無を検知すれば、そのようなフラッシュ加熱処理時に発生した新たなクラックをも検出することができる。この場合も、フラッシュ加熱処理後のクラックの有無の判定結果に基づいて、フラッシュ加熱処理の後工程を半導体ウェハーＷに対して実行するか否かを決定する。
【０１１４】
また、上記実施形態においては、基板処理装置１００にてフラッシュ加熱処理を行っていたが、これに限定されるものではなく、半導体ウェハーＷに洗浄処理等の他の基板処理を行うようにしても良い。洗浄処理であっても、半導体ウェハーＷの高温処理を行う場合があり、その場合半導体ウェハーＷに熱応力が作用するため、本発明に係る技術を好適に適用することができる。すなわち、半導体ウェハーＷに何らかの応力が作用する基板処理を行う場合に本発明に係る技術は好適である。なお、フラッシュ加熱処理以外の基板処理を行う場合には、フラッシュ加熱部１６０に代えてその基板処理を行うユニット（例えば、洗浄処理であれば洗浄処理ユニット）を基板処理装置１００に搭載する。
【０１１５】
また、種類の異なる複数の接触プローブを設けるようにしても良い。図１５は、複数の接触プローブを設ける構成例を示す図である。図１５の例では、３種類の接触プローブ３５０ａ，３５０ｂ，３５０ｃが設けられている。３種類の接触プローブ３５０ａ，３５０ｂ，３５０ｃは素材や表面粗さ等が異なる。３つの接触プローブ３５０ａ，３５０ｂ，３５０ｃは、選択機構３５１によって互いに位置を換えながら回転される。選択機構３５１は、３つの接触プローブ３５０ａ，３５０ｂ，３５０ｃのうちのいずれかを選択して回転支持機構３３０に支持された半導体ウェハーＷの端部に当接させる。選択機構３５１としてはモータ等を用いることができる。
【０１１６】
接触プローブの材質や表面粗さ、或いは半導体ウェハーＷに内在しているクラックの数や大きさによっては、接触プローブを半導体ウェハーＷの端部に沿って摺動させても半導体ウェハーＷが共鳴しない、または共鳴音が小さいことがある。このような場合は、選択機構３５１によって半導体ウェハーＷの端部に当接する接触プローブを切り替えるようにする。また、測定精度向上のため、異なる接触プローブを半導体ウェハーＷの端部に沿って順次に摺動させて複数の周波数スペクトルを取得するようにしても良い。
【０１１７】
また、上記実施形態においては、半導体ウェハーＷを回転させていたが、これに代えて固定支持された半導体ウェハーＷの端部に沿って接触プローブ３５０を移動させて摺動させるようにしても良い。特に、処理対象となる基板が太陽電池用途の多結晶シリコンウェハーなどである場合にはウェハー形状が円形ではなく矩形であるため、ウェハーを回転させて接触プローブ３５０を摺動させることは困難である。このような場合は、ウェハーの端部に沿って接触プローブ３５０を移動させて摺動させるのが好適である。すなわち、基板の端部に沿って接触プローブ３５０を相対移動させて摺動させる形態であれば良い。
【０１１８】
また、マイクロフォン３６０を回転支持機構３３０の内部に設けるようにしても良い。図１６は、マイクロフォン３６０を回転支持機構３３０の内部に設ける構成例を示す図である。この例では、回転支持機構３３０のスピンチャック３３１は、円筒の壁部分を減圧して半導体ウェハーＷの下面を吸着支持する減圧チャックである。そのスピンチャック３３１の内側空間にマイクロフォン３６０を設ける。このようにすれば、外部の雑音（例えば、搬送ロボット１５０の駆動音）をスピンチャック３３１の壁面によって遮音することができ、ＳＮ比を向上させることができる。特に、スピンチャック３３１が減圧チャックである場合には、遮音効果が高いため、マイクロフォン３６０による雑音の集音をより効果的に抑制することができる。
【０１１９】
また、上記実施形態においては、高速フーリエ変換による周波数解析を行っていたが、これに限定されるものではなく、例えばオクターブ解析等の他の周波数解析手法を採用するようにしても良い。
【０１２０】
また、クラックの存在していない基準ウェハーとしてパターン形成のなされていないベアウェハーを用いるようにしても良い。もっとも、処理対象の半導体ウェハーＷに成膜処理やパターン形成がなされている場合には、ベアウェハーとは固有振動数が異なることが多いため、上記実施形態のように、半導体ウェハーＷに施された処理と同様の処理工程を経たものを基準ウェハーとするのが好ましい。
【０１２１】
また、基準ウェハーについての基準周波数スペクトルと比較するのに代えて、処理対象の半導体ウェハーＷの直前に処理された半導体ウェハーについて周波数解析により得られた周波数スペクトルと当該半導体ウェハーＷについての周波数スペクトルとの比較により当該半導体ウェハーＷのクラックの有無を判定するようにしても良い。すなわち、順次に処理される半導体ウェハーＷの全てについて周波数解析により周波数スペクトルが取得されており、それらを相互比較することによってクラックの有無を検知する。同じロットに含まれる半導体ウェハーＷであれば、同様のパターン形成がなされているため、クラックが無ければ周波数スペクトルも同じとなるため、相互比較は好適である。
【０１２２】
また、接触プローブ３５０を半導体ウェハーＷの端部に沿って摺動させていない状態の背景雑音を予め測定しておき、マイクロフォン３６０が集音した音響の信号からバックグラウンドの影響を消去するようにしても良い。具体的には、例えば背景雑音の周波数帯域をカットするフィルタ（アナログフィルタまたはデジタルフィルタ）を設けるようにしても良いし、マイクロフォン３６０が集音した音響の信号から背景雑音を減算するフィルタを設けるようにしても良い。このようにすれば、ＳＮ比を向上させることができる。また、背景雑音は稼働環境や時間帯によっても変化するため、安定性向上の観点からはロット毎或いは検査毎に背景雑音を測定してフィルタを逐次較正するのが好ましい。
【０１２３】
また、上記実施形態においては、音響解析部３７１による周波数解析結果に基づいて、判定部３７２が半導体ウェハーＷのクラックの有無を判定していたが、この判定を装置のオペレータが行うようにしても良い。具体的には、クラックの存在していない基準ウェハーについての基準周波数スペクトル（図１３）と、処理対象となる半導体ウェハーＷについての周波数スペクトル（図１４）と、を表示部３７３に表示し、それらをオペレータが目視で比較することによって半導体ウェハーＷのクラックの有無を判定する。クラックの数や大きさによっては、周波数スペクトルにおけるピークに変動が生じにくい場合もあり、このようば場合であれば豊富な経験を有するオペレータが判断した方がクラックの有無を適切に検出できることもある。
【０１２４】
半導体ウェハーＷに対するフラッシュ加熱処理を実行するか否かの決定もオペレータが行うようにしても良い。特に、半導体ウェハーＷに存在しているクラックの程度によってはフラッシュ加熱処理を行うと規定している場合には、オペレータによって決定した方が好ましい。
【０１２５】
また、基板処理装置１００に複数の音響測定部を搭載し、それらによって並列的に半導体ウェハーＷのクラックの有無を検知するようにしても良い。各音響測定部は、アライメント部１３０と同様に、半導体ウェハーＷを支持して回転させる機構、半導体ウェハーＷの端部に当接する接触プローブ、マイクロフォン等を備える。
【０１２６】
また、上記実施形態においては、ハロゲンランプＨＬからの光照射によって半導体ウェハーＷの予備加熱を行うようにしていたが、これに代えて半導体ウェハーＷを保持するサセプターをホットプレート上に載置し、そのホットプレートからの熱伝導によって半導体ウェハーＷを予備加熱するようにしても良い。
【０１２７】
また、上記実施形態においては、フラッシュランプハウス５に３０本のフラッシュランプＦＬを備えるようにしていたが、これに限定されるものではなく、フラッシュランプＦＬの本数は任意の数とすることができる。また、フラッシュランプＦＬはキセノンフラッシュランプに限定されるものではなく、クリプトンフラッシュランプであっても良い。また、ハロゲンランプハウス４に備えるハロゲンランプＨＬの本数も４０本に限定されるものではなく、上段および下段に複数する配置する形態であれば任意の数とすることができる。
【０１２８】
また、本発明に係る基板処理装置によって処理対象となる基板は半導体ウェハーに限定されるものではなく、液晶表示装置などのフラットパネルディスプレイに用いるガラス基板や太陽電池用の基板であっても良い。また、本発明に係る技術は、金属とシリコンとの接合、或いはポリシリコンの結晶化に適用するようにしても良い。上述したように、処理対象となる基板の形状が円形以外である場合には、接触プローブ３５０を基板の端部に沿って移動させるのが好ましい。
【符号の説明】
【０１２９】
３  制御部
４  ハロゲンランプハウス
５  フラッシュランプハウス
６  チャンバー
７  保持部
１０  移載機構
７４  サセプター
１００  基板処理装置
１０１  インデクサ部
１３０  アライメント部
１４０  冷却部
１５０  搬送ロボット
１６０  フラッシュ加熱部
３３０  回転支持機構
３３１  スピンチャック
３３２  スピンモータ
３４０  光学機構
３５０  接触プローブ
３５１  選択機構
３６０  マイクロフォン
３７１  音響解析部
３７２  判定部
３７３  表示部
ＦＬ  フラッシュランプ
ＨＬ  ハロゲンランプ
Ｗ  半導体ウェハー
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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