(57)【要約】  基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、前記基板を電磁波によって加熱する加熱装置と、前記基板を前記基板保持具に移載する移載機と、前記基板の温度を測定する温度センサと、前記基板保持具に載置される前記基板の載置位置と前記温度センサによって測定された前記載置位置に対応した温度を少なくとも記憶したテーブルを有する記憶部と、前記記憶部に記憶された情報に応じて前記加熱装置と前記移載機とを制御する制御部とを有する基板処理装置の前記処理室に基板を搬送する工程と、前記基板を前記加熱装置で加熱して所定の基板処理を行う工程と、前記基板処理を行う工程が終了した後、前記処理室において前記基板処理工程の回数を判定する工程と、前記回数を判定する工程において、予め定められていた回数以上の処理回数が行われていると判定された場合に前記基板が前記基板保持具に載置される位置の調整要否を判定する工程と、前記調整要否を判定する工程によって載置位置調整が要であると判定した場合に、前記基板処理を行う工程の時に測定した前記基板温度と前記制御部が前記テーブルに記憶されている前記載置位置に対応した前記基板の測定温度とを比較して前記基板の載置位置を決定する工程と、を有する技術を提供する。
2018179496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、前記基板を電磁波によって加熱する加熱装置と、前記基板を前記基板保持具に移載する移載機と、前記基板の温度を測定する温度センサと、前記基板保持具に載置される前記基板の載置位置と前記温度センサによって測定された前記載置位置に対応した温度を少なくとも記憶したテーブルを有する記憶部と、前記記憶部に記憶された情報に応じて前記加熱装置と前記移載機とを制御する制御部とを有する基板処理装置の前記処理室に基板を搬送する工程と、
前記基板を前記加熱装置で加熱して所定の基板処理を行う工程と、
前記基板処理を行う工程が終了した後、前記処理室において前記基板処理工程の回数を判定する工程と、
前記回数を判定する工程において、予め定められていた回数以上の処理回数が行われていると判定された場合に前記基板が前記基板保持具に載置される位置の調整要否を判定する工程と、
前記調整要否を判定する工程によって載置位置調整が要であると判定した場合に、前記基板処理を行う工程の時に測定した前記基板温度と前記制御部が前記テーブルに記憶されている前記載置位置に対応した前記基板の測定温度とを比較して前記基板の載置位置を決定する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記テーブルは、前記基板表面の所定の位置におけるシート抵抗が記憶されており、前記調整要否を判定する工程は、前記シート抵抗の値を予め測定した基準のシート抵抗の値と比較して基板載置位置の調整要否を判定する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記調整要否を判定する工程において、前記温度センサによって測定された温度が前記テーブルに記憶されている温度の許容範囲温度よりも高いまたは低い温度の場合、前記制御部は、前記加熱装置に異常が発生したものと判断して、その後の処理を停止するよう制御する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記基板の載置位置を決定する工程において、前記制御部は、前記温度センサによって測定された温度が、前記テーブルに記憶されている基準位置の測定温度と同一温度となる位置を載置位置調整後の前記基板の載置位置として決定するよう制御する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、
前記基板を電磁波によって加熱する加熱装置と、
前記基板を前記基板保持具に移載する移載機と、
前記基板の温度を測定する温度センサと、
前記基板保持具に載置される前記基板の載置位置と前記温度センサによって測定された前記載置位置に対応した前記基板の測定温度を少なくとも記憶したテーブルを有する記憶部と、
前記記憶部に記憶された情報に応じて前記加熱装置と前記移載機とを制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記基板を前記加熱装置で加熱して所定の基板処理を行い、前記基板処理を行う終了した後、前記処理室において前記基板処理工程の回数を判定し、予め定められていた回数以上の処理回数が行われていると判定された場合に前記基板が前記基板保持具に載置される位置の調整要否を判定し、載置位置調整が要であると判定した場合に、前記基板処理を行う工程の時に測定した前記基板温度と前記制御部が前記テーブルに記憶されている前記載置位置に対応した前記基板の測定温度とを比較して、前記基板の載置位置を決定するよう構成される基板処理装置。
【請求項６】
基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、前記基板を電磁波によって加熱する加熱装置と、前記基板を前記基板保持具に移載する移載機と、前記基板の温度を測定する温度センサと、前記基板保持具に載置される前記基板の載置位置と前記温度センサによって測定された前記載置位置に対応した温度を少なくとも記憶したテーブルを有する記憶部と、前記記憶部に記憶された情報に応じて前記加熱装置と前記移載機とを制御する制御部とを有する基板処理装置の前記処理室に基板を搬送する手順と、
前記基板を前記加熱装置で加熱して所定の基板処理を行う手順と、
前記基板処理を行う手順が終了した後、前記処理室において前記基板処理工程の回数を判定する手順と、
前記回数を判定する手順において、予め定められていた回数以上の処理回数が行われていると判定された場合に前記基板が前記基板保持具に載置される位置の調整要否を判定する手順と、
前記調整要否を判定する手順によって載置位置調整が要であると判定した場合に、前記基板処理を行う工程の時に測定した前記基板温度と前記制御部が前記テーブルに記憶されている前記載置位置に対応した前記基板の測定温度とを比較して前記基板の載置位置を決定する手順と、
をコンピュータによって前記処理装置に実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置（半導体デバイス）の製造工程の一工程として、例えば、加熱装置を用いて処理室内の基板を加熱し、基板の表面に成膜された薄膜中の組成や結晶構造を変化させたり、成膜された薄膜内の結晶欠陥等を修復するアニール処理に代表される改質処理がある。近年の半導体デバイスにおいては、微細化、高集積化が著しくなっており、これに伴い、高いアスペクト比を有するパターンが形成された高密度の基板への改質処理が求められている。このような高密度基板への改質処理方法として電磁波を用いた熱処理方法が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０７００４５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電磁波を用いた処理では、電磁界分布を変化させて基板を均一に処理することが困難な場合がある。【０００５】
本発明の目的は、電磁界分布を調整することなく均一な基板処理を行うことが可能となる電磁波基板処理技術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、
基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、前記基板を電磁波によって加熱する加熱装置と、前記基板を前記基板保持具に移載する移載機と、前記基板の所温度を測定する温度センサと、前記基板保持具に載置される前記基板の載置位置と前記温度センサによって測定された前記載置位置に対応した温度を少なくとも記憶したテーブルを有する記憶部と、前記記憶部に記憶された情報に応じて前記加熱装置と前記移載機とを制御する制御部とを有する基板処理装置の前記処理室に基板を搬送する工程と、
前記基板を前記加熱装置で加熱して所定の基板処理を行う工程と、
前記基板処理を行う工程が終了した後、前記処理室において前記基板処理工程の回数を判定する工程と、
前記回数を判定する工程において、予め定められていた回数以上の処理回数が行われていると判定された場合に前記基板が前記基板保持具に載置される位置の調整要否を判定する工程と、
前記調整要否を判定する工程によって載置位置調整が要であると判定した場合に、前記基板処理を行う工程の時に測定した前記基板温度と前記制御部が前記テーブルに記憶されている前記載置位置に対応した前記基板の測定温度とを比較して前記基板の載置位置を決定する工程と、
を有する技術が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電磁界分布を調整することなく均一な基板処理を行うことが可能となる電磁波基板処理技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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概略構成を示した縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の概略構成を示した横断面図である。
【図３】本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の枚葉型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。
【図４】本発明で好適に用いられる基板処理装置のコントローラの概略構成図である。
【図５】本発明における基板処理のフローを示す図である。
【図６】本発明における基板載置位置調整のフローを示す図である。
【図７】（Ａ）基板の保持位置を記憶させたテーブルを示した模式図である。（Ｂ）基板を各ポジションに載置した場合の温度とシート抵抗の関係を示したグラフである。
【図８】（Ａ）基板を基板保持具の基準位置に保持した場合を示した模式図である。（Ｂ）基板を基板保持具の図７（Ａ）のポジションＮｏ．１に保持した場合を示した模式図である。（Ｃ）基板を基板保持具の図７（Ａ）のポジションＮｏ．２に保持した場合を示した模式図である。（Ｄ）基板を基板保持具の図７（Ａ）のポジションＮｏ．３に保持した場合を示した模式図である。（Ｅ）基板を基板保持具の図７（Ａ）のポジションＮｏ．４に保持した場合を示した模式図である。
【図９】（Ａ）正常時の基板上に生じる電磁界分布を示した模式図である。（Ｂ）複数回処理後の基板上に生じる電磁界分布を示した模式図である。（Ｃ）基板載置位置調整後の基板上に生じる電磁界分布を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜本発明の一実施形態＞
以下に本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
（１）基板処理装置の構成
本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置１００は、ウエハに各種の熱処理を施す多枚葉式熱処理装置として構成されており、後述する電磁波を用いたアニール処理（改質処理）を行う装置として説明を行う。本実施形態における基板処理装置１００では、基板としてのウエハ２００を内部に収容した収納容器（キャリア）としてＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ：以下、ポッドと称する）１１０が使用される。ポッド１１０は、ウエハ２００を種々の基板処理装置間を搬送する為の搬送容器としても用いられる。
【００１１】
図１および図２に示すように、基板処理装置１００は、ウエハ２００を搬送する搬送室（搬送エリア）２０３を内部に有する搬送筐体（筐体）２０２と、搬送筐体２０２の側壁に設けられ、ウエハ２００を処理する処理室２０１−１、２０１−２をそれぞれ内部に有する後述する処理容器としてのケース１０２−１、１０２−２を備えている。搬送室２０３の筐体前側である図１の向かって右側（図２の向かって下側）には、ポッド１１０の蓋を開閉し、ウエハ２００を搬送室２０３に搬送・搬出するための、ポッド開閉機構としてのロードポートユニット（ＬＰ）１０６が配置されている。ロードポートユニット１０６は、筐体１０６ａと、ステージ１０６ｂと、オープナ１０６ｃとを備え、ステージ１０６ｂは、ポッド１１０を載置し、搬送室２０３の筐体前方に形成された基板搬入搬出口１３４にポッド１１０を近接させるように構成され、オープナ１０６ｃによってポッド１１０に設けられている図示しない蓋を開閉させる。また、ロードポートユニット１０６は、ポッド１１０内部をＮ２ガス等のパージガスでパージする可能な機能を有していてもよい。また、筐体２０２は、搬送室２０３内をＮ２などのパージガスを循環させるための後述するパージガス循環構造を有している。
【００１２】
搬送室２０３の筐体２０２後側である図１の向かって左側（図２の向かって上側）には、処理室２０１−１、２０２−２を開閉するゲートバルブ２０５−１、２０５−２がそれぞれ配置されている。搬送室２０３には、ウエハ２００を移載する基板移載機構（基板移載ロボット）としての移載機１２５が設置されている。移載機１２５は、ウエハ２００を載置する載置部としてのツィーザ（アーム）１２５ａ−１、１２５ａ―２と、ツィーザ１２５ａ−１、１２５ａ―２のそれぞれを水平方向に回転または直動可能な移載装置１２５ｂと、移載装置１２５ｂを昇降させる移載装置エレベータ１２５ｃとで構成されている。ツィーザ１２５ａ−１、１２５ａ−２、移載装置１２５ｂ、移載装置エレベータ１２５ｃの連続動作により、後述する基板保持具２１７やポッド１１０にウエハ２００を装填（チャージング）または脱装（ディスチャージング）することを可能な構成としている。以降、ケース１０２−１、１０２−２、処理室２０１−１、２０１−２、ツィーザ１２５ａ−１および１２５ａ−２のそれぞれは、特に区別して説明する必要が無い場合には、単にケース１０２、処理室２０１、ツィーザ１２５ａとして記載する。
【００１３】
図１に示すように、搬送室２０３の上方空間であって、後述するクリーンユニット１６６よりも下方には処理したウエハ２００を冷却するためのウエハ冷却用載置具１０８がウエハ冷却棚（ウエハ冷却テーブル）１０９上に設けられている。ウエハ冷却用載置具１０８は、後述する基板保持具としてのボート２１７と同様の構造を有しており、複数のウエハ保持溝によって複数枚のウエハ２００を垂直多段に水平保持することが可能なように構成されている。ウエハ冷却用載置具１０８およびウエハ冷却棚１０９は、基板搬入搬出口１３４およびゲートバルブ２０５の設置位置よりも上方に設けられることで、ウエハ２００を移載機１２５によってポッド１１０から処理室２０１へ搬送する際の動線上から外れるため、ウエハ処理のスループットを低下させることなく、処理後のウエハ２００を冷却することを可能としている。以降、ウエハ冷却用載置具１０８とウエハ冷却棚１０９を合わせて冷却エリア（冷却領域）と称する場合もある。
【００１４】
（処理炉）
図１の破線で囲まれた領域Ａには、図３に示すような基板処理構造を有する処理炉が構成される。図２に示すように、本実施形態においては処理炉が複数設けられているが、処理炉の構成は同一である為、一方の構成を説明するに留め、他方の処理炉構成の説明は省略する。
図３に示すように、処理炉は、金属などの電磁波を反射する材料で構成されるキャビティ（処理容器）としてのケース１０２を有している。また、金属材料で構成されたキャップフランジ（閉塞板）１０４が、封止部材（シール部材）としてのＯリング（図示せず）を介してケース１０２の上端を閉塞するように構成する。主にケース１０２とキャップフランジ１０４の内側空間をシリコンウエハ等の基板を処理する処理室２０１として構成している。ケース１０２の内部に電磁波を透過させる石英製の図示しない反応管を設置してもよく、反応管内部が処理室となるように処理容器を構成してもよい。また、キャップフランジ１０４を設けずに、天井が閉塞したケース１０２を用いて処理室２０１を構成するようにしてもよい。
【００１５】
処理室２０１内には載置台２１０が設けられており、載置台２１０の上面には、基板としてのウエハ２００を保持する基板保持具としてのボート２１７が載置されている。ボート２１７は、後述する図８に示すようにウエハ２００を保持するウエハ保持柱（ボート柱）２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃを有し、ボート柱２１７ａ〜２１７ｃの両端には、端板が配置されている。本実施の形態において、各保持柱２１７ａ〜２１７ｃは、何れも同じ形状に形成され、保持柱２１７ａと保持柱２１７ｂ、および、保持柱２１７ａと保持柱２１７ｃは、ウエハ２００の周方向に沿って９０度間隔となるように配置され、保持柱２１７ｂおよび保持柱２１７ｃは、ウエハ２００の周方向に沿って１８０度間隔となるように配置されている。すなわち、保持柱２１７ａと保持柱２１７ｂ、および、保持柱２１７ａと保持柱２１７ｃの間隔は、保持柱２１７ｂと保持柱２１７ｃとの間隔よりも狭くなるように配置されている。各保持柱２１７ａ〜２１７ｃには複数の保持溝（不図示）が長手方向に等間隔に配置され、さらにそれぞれが同一の高さに配置されることで、同一平面内でウエハ２００を水平に保持できるように形成されている。また、ボート２１７には、処理対象であるウエハ２００と、ウエハ２００を挟み込むようにウエハ２００の垂直方向上下に載置された断熱板としての石英プレート１０１ａ、１０１ｂが所定の間隔で保持されている。また、石英プレート１０１ａ、１０１ｂとウエハ２００のそれぞれの間には、例えば、シリコンプレート（Ｓｉ板）や炭化シリコンプレート（ＳｉＣ板）などの電磁波を吸収して自身が加熱される誘電体などの誘電物質で形成されたウエハ２００を間接的に加熱するサセプタ（エネルギー変換部材、輻射板、均熱板とも称する）１０３ａ、１０３ｂを載置してもよい。このように構成することによってサセプタ１０３ａ、１０３ｂからの輻射熱によってウエハ２００をより効率的に均一に加熱することが可能となる。本実施形態において、石英プレート１０１ａ、１０１ｂ、および、サセプタ１０３ａ、１０３ｂは、それぞれ同一の部品であり、以後、特に区別して説明する必要が無い場合には、石英プレート１０１、サセプタ１０３と称して説明する。
【００１６】
処理容器としてのケース１０２は、例えば横断面が円形であり、平らな密閉容器として構成されている。また、下部容器としての搬送容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料、または、石英などにより構成されている。なお、ケース１０２に囲まれた空間を処理空間としての処理室２０１又は反応エリア２０１と称し、搬送容器２０２に囲まれた空間を搬送空間としての搬送室２０３又は搬送エリア２０３と称する場合もある。なお、処理室２０１と搬送室２０３は、本実施形態のように水平方向に隣接させて構成することに限らず、垂直方向に隣接させる構成としてもよい。
【００１７】
図１、図２および図３に示すように、搬送容器２０２の側面には、ゲートバルブ２０５に隣接した基板搬入搬出口２０６が設けられており、ウエハ２００は基板搬入搬出口２０６を介して処理室２０１と搬送室２０３との間を移動する。ゲートバルブ２０５または基板搬入搬出口２０６の周辺には、後述する電磁波の漏洩対策として、使用される電磁波の１／４波長の長さを有するチョーク構造が設けられている。
【００１８】
ケース１０２の側面には、後に詳述する加熱装置としての電磁波供給部が設置されており、電磁波供給部から供給されたマイクロ波等の電磁波が処理室２０１に導入されてウエハ２００等を加熱し、ウエハ２００を処理する。
【００１９】
載置台２１０は回転軸としてのシャフト２５５によって支持される。シャフト２５５は、ケース１０２の底部を貫通しており、更には搬送容器２０２の外部で回転動作を行う駆動機構２６７に接続されている。駆動機構２６７を作動させてシャフト２５５及び載置台２１０を回転させることにより、ボート２１７上に載置されるウエハ２００を回転させることが可能となっている。なお、シャフト２５５下端部の周囲はベローズ２１２により覆われており、処理室２０１および搬送エリア２０３内は気密に保持されている。
ここで、載置台２１０は基板搬入搬出口２０６の高さに応じて、駆動機構２６７によって、ウエハ２００の搬送時にはウエハ２００がウエハ搬送位置となるよう上昇または下降し、ウエハ２００の処理時にはウエハ２００が処理室２０１内の処理位置（ウエハ処理位置）まで上昇または下降するよう構成されていてもよい。
【００２０】
処理室２０１の下方であって、載置台２１０の外周側には、処理室２０１の雰囲気を排気する排気部が設けられている。図１に示すように、排気部には排気口２２１が設けられている。排気口２２１には排気管２３１が接続されており、排気管２３１には、処理室２０１内の圧力に応じて弁開度を制御するＡＰＣバルブなどの圧力調整器２４４、真空ポンプ２４６が順に直列に接続されている。
ここで、圧力調整器２４４は、処理室２０１内の圧力情報（後述する圧力センサ２４５からのフィードバック信号）を受信して排気量を調整することができるものであればＡＰＣバルブに限らず、通常の開閉バルブと圧力調整弁を併用するように構成されていてもよい。
【００２１】
主に、排気口２２１、排気管２３１、圧力調整器２４４により排気部（排気系または排気ラインとも称する）が構成される。なお、載置台２１０を囲むように排気口を設け、ウエハ２００の全周からガスを排気可能に構成してもよい。また、排気部の構成に、真空ポンプ２４６を加えるようにしてもよい。
【００２２】
キャップフランジ１０４には、不活性ガス、原料ガス、反応ガスなどの各種基板処理のための処理ガスを処理室２０１内に供給するためのガス供給管２３２が設けられている。
ガス供給管２３２には、上流から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１、および、開閉弁であるバルブ２４３が設けられている。ガス供給管２３２の上流側には、例えば不活性ガスである窒素（Ｎ２）ガス源が接続され、ＭＦＣ２４１、バルブ２４３を介して処理室２０１内へ供給される。基板処理の際に複数種類のガスを使用する場合には、ガス供給管２３２のバルブ２４３よりも下流側に、上流側から順に流量制御器であるＭＦＣおよび開閉弁であるバルブが設けられたガス供給管が接続された構成を用いることで複数種類のガスを供給することができる。ガス種毎にＭＦＣ、バルブが設けられたガス供給管を設置してもよい。
【００２３】
主に、ガス供給管２３２、ＭＦＣ２４１、バルブ２４３によりガス供給系（ガス供給部）が構成される。ガス供給系に不活性ガスを流す場合には、不活性ガス供給系とも称する。不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いることができる。
【００２４】
キャップフランジ１０４には、非接触式の温度測定装置として温度センサ２６３が設置されている。温度センサ２６３により検出された温度情報に基づき後述するマイクロ波発振器６５５の出力を調整することで、基板を加熱し、基板温度が所望の温度分布となる。温度センサ２６３は、例えばＩＲ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）センサなどの放射温度計で構成されている。温度センサ２６３は、石英プレート１０１ａの表面温度、または、ウエハ２００の表面温度を測定するように設置される。上述した発熱体としてのサセプタが設けられている場合にはサセプタの表面温度を測定するように構成してもよい。なお、本発明においてウエハ２００の温度（ウエハ温度）と記載した場合は、後述する温度変換データによって変換されたウエハ温度、すなわち、推測されたウエハ温度のことを意味する場合と、温度センサ２６３によって直接ウエハ２００の温度を測定して取得した温度を意味する場合と、それらの両方を意味する場合を指すものとして説明する。
【００２５】
温度センサ２６３によって石英プレート１０１またはサセプタ１０３と、ウエハ２００のそれぞれに対し、温度変化の推移を予め取得しておくことで石英プレート１０１またはサセプタ１０３と、ウエハ２００の温度の相関関係を示した温度変換データを記憶装置１２１ｃまたは外部記憶装置１２３に記憶させてもよい。このように予め温度変換データを作成することによって、ウエハ２００の温度は、石英プレート１０１の温度のみを測定することで、ウエハ２００の温度を推測可能とし、推測されたウエハ２００の温度を基に、マイクロ波発振器６５５の出力、すなわち加熱装置の制御を行うことが可能となる。
【００２６】
なお、基板の温度を測定する手段として、上述した放射温度計に限らず、熱電対を用いて温度測定を行ってもよいし、熱電対と非接触式温度計を併用して温度測定を行ってもよい。ただし、熱電対を用いて温度測定を行った場合、熱電対をウエハ２００の近傍に配置して温度測定を行う必要がある。すなわち、処理室２０１内に熱電対を配置する必要があるため、後述するマイクロ波発振器から供給されたマイクロ波によって熱電対自体が加熱されてしまうので正確に測温することができない。したがって、非接触式温度計を温度センサ２６３として用いることが好ましい。
また、温度センサ２６３は、キャップフランジ１０４に設けることに限らず、載置台２１０に設けるようにしてもよい。また、温度センサ２６３は、キャップフランジ１０４や載置台２１０に直接設置するだけでなく、キャップフランジ１０４や載置台２１０に設けられた測定窓からの放射光を鏡等で反射させて間接的に測定するように構成されてもよい。さらに、温度センサ２６３は１つ設置することに限らず、複数設置するようにしてもよい。
【００２７】
ケース１０２の側壁には電磁波導入ポート６５３−１、６５３−２が設置されている。電磁波導入ポート６５３−１、６５３−２のそれぞれには処理室２０１内に電磁波を供給するための導波管６５４−１、６５４−２のそれぞれの一端が接続されている。導波管６５４−１、６５４−２それぞれの他端には処理室２０１内に電磁波を供給して加熱する加熱源としてのマイクロ波発振器（電磁波源）６５５−１、６５５−２が接続されている。マイクロ波発振器６５５−１、６５５−２はマイクロ波などの電磁波を導波管６５４−１、６５４−２にそれぞれ供給する。また、マイクロ波発振器６５５−１、６５５−２は、マグネトロンやクライストロンなどが用いられる。以降、電磁波導入ポート６５３−１、６５３−２、導波管６５４−１、６５４−２、マイクロ波発振器６５５−１、６５５−２は、特にそれぞれを区別して説明する必要のない場合には、電磁波導入ポート６５３、導波管６５４、マイクロ波発振器６５５と記載して説明する。
【００２８】
マイクロ波発振器６５５によって生じる電磁波の周波数は、好ましくは１３．５６ＭＨｚ以上２４．１２５ＧＨｚ以下の周波数範囲となるように制御される。さらに好適には、２．４５ＧＨｚまたは５．８ＧＨｚの周波数となるように制御されることが好ましい。ここで、マイクロ波発振器６５５−１、６５５−２のそれぞれの周波数は同一の周波数としてもよいし、異なる周波数で設置されてもよい。
また、本実施形態において、マイクロ波発振器６５５は、ケース１０２の側面に２つ配置されるように記載されているが、これに限らず、１つ以上設けられていればよく、また、ケース１０２の対向する側面等の異なる側面に設けられるように配置してもよい。主に、マイクロ波発振器６５５―１、６５５−２、導波管６５４−１、６５４−２および電磁波導入ポート６５３−１、６５３−２によって加熱装置としての電磁波供給部（電磁波供給装置、マイクロ波供給部、マイクロ波供給装置とも称する）が構成される。
【００２９】
マイクロ波発振器６５５−１、６５５−２のそれぞれには後述するコントローラ１２１が接続されている。コントローラ１２１には処理室２０１内に収容される石英プレート１０１ａまたは１０１ｂ、若しくはウエハ２００の温度を測定する温度センサ２６３が接続されている。温度センサ２６３は、上述した方法によって石英プレート１０１、またはウエハ２００の温度を測定してコントローラ１２１に送信し、コントローラ１２１によってマイクロ波発振器６５５−１、６５５−２の出力を制御し、ウエハ２００の加熱を制御する。なお、加熱装置による加熱制御の方法としては、マイクロ波発振器６５５へ入力する電圧を制御することでウエハ２００の加熱を制御する方法と、マイクロ波発振器６５５の電源をＯＮとする時間とＯＦＦとする時間の比率を変更することでウエハ２００の加熱を制御する方法などを用いることができる。
【００３０】
ここで、マイクロ波発振器６５５−１、６５５−２は、コントローラ１２１から送信される同一の制御信号によって制御される。しかし、これに限らず、マイクロ波発振器６５５−１、６５５−２それぞれにコントローラ１２１から個別の制御信号を送信することでマイクロ波発振器６５５−１、６５５−２が個々に制御されるように構成してもよい。
【００３１】
（制御装置）
図４に示すように、制御部（制御装置、制御手段）であるコントローラ１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バス１２１ｅを介して、ＣＰＵ１２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ１２１には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置１２２が接続されている。
【００３２】
記憶装置１２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置１２１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、アニール（改質）処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ１２１に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。また、プロセスレシピを、単にレシピともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、レシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
【００３３】
Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ２４１、バルブ２４３、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、温度センサ２６３、駆動機構２６７、マイクロ波発振器６５５等に接続されている。
【００３４】
ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ１２１ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ２４１による各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３の開閉動作、圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４４による圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、温度センサ２６３に基づくマイクロ波発振器６５５の出力調整動作、駆動機構２６７による載置台２１０（またはボート２１７）の回転および回転速度調節動作、または、昇降動作等を制御するように構成されている。
【００３５】
コントローラ１２１は、外部記憶装置（例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ）１２３に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体（記憶部）ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置１２３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
【００３６】
（２）基板処理工程
次に、上述の基板処理装置１００の処理炉を用いて、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、例えば、基板上に形成されたシリコン含有膜としてのアモルファスシリコン膜の改質（結晶化）方法の一例について図５に示した処理フローに沿って説明する。以下の説明において、基板処理装置１００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。また、上述した処理炉構造と同様に本実施形態における基板処理工程においても、処理内容、すなわちレシピについては複数設けられた処理炉において同一レシピを使用する為、一方の処理炉を使用した基板処理工程について説明するに留め、他方の処理炉を用いた基板処理工程の説明は省略する。
【００３７】
ここで、本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものを意味する場合や、ウエハとその表面に形成された所定の層や膜との積層体を意味する場合がある。本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものの表面を意味する場合や、ウエハ上に形成された所定の層等の表面を意味する場合がある。本明細書において「ウエハ上に所定の層を形成する」と記載した場合は、ウエハそのものの表面上に所定の層を直接形成することを意味する場合や、ウエハ上に形成されている層等の上に所定の層を形成することを意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。
【００３８】
（基板取出し工程（Ｓ５０１））
図１に示されるように、移載機１２５はロードポートユニット１０６によって開口されたポッド１１０から処理対象となるウエハ２００を所定枚数取り出し、ツィーザ１２５ａ−１、１２５ａ―２のいずれか一方、または両方にウエハ２００を載置する（Ｓ５０１）。
【００３９】
（基板搬入工程（Ｓ５０２））
図３に示されるように、ツィーザ１２５ａ−１、１２５ａ―２のいずれか一方、または両方に載置されたウエハ２００はゲートバルブ２０５の開閉動作によって所定の処理室２０１に搬入（ボートローディング）される（Ｓ５０２）。
【００４０】
（炉内圧力・温度調整工程（Ｓ５０３））
処理室２０１内へのボート２１７の搬入が完了したら、処理室２０１内が所定の圧力（例えば１０〜１０２０００Ｐａ）となるよう処理室２０１内の雰囲気を制御する。具体的には、真空ポンプ２４６により排気しつつ、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて圧力調整器２４４の弁開度をフィードバック制御し、処理室２０１内を所定の圧力とする。また、同時に予備加熱として電磁波供給部を制御し、所定の温度まで加熱を行うように制御してもよい（Ｓ５０３）。電磁波供給部によって、所定の基板処理温度まで昇温させる場合、ウエハ２００が変形・破損しないように、後述する改質工程の出力よりも小さな出力で昇温を行うことが好ましい。なお、大気圧下で基板処理を行う場合、炉内圧力調整を行わず、炉内の温度調整のみを行った後、後述する不活性ガス供給工程Ｓ５０４へ移行するように制御してもよい。
【００４１】
（不活性ガス供給工程（Ｓ５０４））
炉内圧力・温度調整工程Ｓ５０３によって処理室２０１内の圧力と温度を所定の値に制御すると、駆動機構２６７は、シャフト２５５を回転させ、載置台２１０上のボート２１７を介してウエハ２００を回転させる。このとき、窒素ガス等の不活性ガスがガス供給管２３２を介して供給される（Ｓ５０４）。さらにこのとき、処理室２０１内の圧力は１０Ｐａ以上１０２０００Ｐａ以下の範囲となる所定の値であって、例えば１０１３００Ｐａ以上１０１６５０Ｐａ以下となるように調整される。なお、シャフトは基板搬入工程Ｓ５０２時、すなわち、ウエハ２００を処理室２０１内に搬入完了後に回転させてもよい。
【００４２】
（改質工程（Ｓ５０５））
処理室２０１内を所定の圧力となるように維持すると、マイクロ波発振器６５５は上述した各部を介して処理室２０１内にマイクロ波を供給する。処理室２０１内にマイクロ波が供給されることによって、ウエハ２００が１００℃以上、１０００℃以下の温度、好適には４００℃以上、９００℃以下の温度となるように加熱し、さらに好適には、５００℃以上、７００℃以下の温度となるように加熱する。このような温度で基板処理することによって、ウエハ２００が効率よくマイクロ波を吸収する温度下での基板処理となり、改質処理の速度向上が可能となる。換言すると、ウエハ２００の温度を１００℃よりも低い温度、または１０００℃よりも高い温度下で処理してしまうと、ウエハ２００の表面が変質してしまい、マイクロ波を吸収し難くなってしまうためにウエハ２００を加熱し難くなってしまうこととなる。このため、上述した温度帯で基板処理を行うことが望まれる。
【００４３】
マイクロ波による加熱方式にて加熱を行う本実施形態では、処理室２０１に定在波が発生し、ウエハ２００（サセプタ１０３が載置されている場合はサセプタ１０３もウエハ２００と同様に）上に、局所的に加熱されてしまう加熱集中領域（ホットスポット）とそれ以外の加熱されない領域（非加熱領域）が生じ、ウエハ２００（サセプタ１０３が載置されている場合はサセプタ１０３もウエハ２００と同様に）が変形することを抑制するため、電磁波供給部の電源のＯＮ／ＯＦＦを制御することでウエハ２００にホットスポットが生じることを抑制している。このとき、電磁波供給部の供給電力を低出力とすることで、ホットスポットの影響が小さくなるように制御することにより、ウエハ２００の変形を抑制することも可能である。ただしこの場合、ウエハ２００やサセプタ１０３に照射されるエネルギーが小さくなるため、昇温温度も小さくなり、加熱時間を長くする必要がある。
【００４４】
ここで、上述したように温度センサ２６３は非接触式の温度センサであり、測定対象であるウエハ２００（サセプタ１０３が載置されている場合はサセプタ１０３もウエハ２００と同様に）に変形や破損が生じると、温度センサがモニタするウエハ２００の位置や、ウエハ２００に対する測定角度が変化するため、測定値（モニタ値）が不正確となり、測定温度が急激に変化してしまうこととなる。本実施形態では、このような測定対象の変形や破損に伴って放射温度計の測定温度が急激に変化することを電磁波供給部のＯＮ／ＯＦＦを行うトリガとして利用している。
【００４５】
以上のようにマイクロ波発振器６５５を制御することによって、ウエハ２００を加熱し、ウエハ２００表面上に形成されているアモルファスシリコン膜をポリシリコン膜へと改質（結晶化）させる（Ｓ５０５）。すなわち、ウエハ２００を均一に改質することが可能となる。なお、ウエハ２００の測定温度が上述した閾値を超えて高くまたは低くなった場合、マイクロ波発振器６５５をＯＦＦとするのではなく、マイクロ波発振器６５５の出力を低くするように制御することでウエハ２００の温度が所定の範囲の温度となるようにしてもよい。この場合、ウエハ２００の温度が所定の範囲の温度に戻るとマイクロ波発振器６５５の出力を高くするように制御される。
【００４６】
予め設定された処理時間が経過すると、ボート２１７の回転、ガスの供給、マイクロ波の供給および排気管の排気が停止する。
【００４７】
（基板搬出工程（Ｓ５０６））
処理室２０１内の圧力を大気圧復帰させた後、ゲートバルブ２０５を開放し処理室２０１と搬送室２０３とを空間的に連通させる。その後、ボートに載置されているウエハ２００を移載機１２５のツィーザ１２５ａによって、搬送室２０３に搬出する（Ｓ５０６）。
【００４８】
（基板冷却工程（Ｓ５０７））
ツイーザ１２５ａによって搬出されたウエハ２００は、移載装置１２５ｂ、移載装置エレベータ１２５ｃの連続動作により、冷却エリアまで移動され、ツィーザ１２５ａによって、ウエハ冷却用載置具１０８に載置される。具体的には、ツィーザ１２５ａ−１に保持された改質処理Ｓ５０５後のウエハ２００ａが、ウエハ冷却用載置具１０８に移送され、所定時間載置されることでウエハ２００ａが冷却される（Ｓ５０７）。
ここで、図１に示すように冷却エリアがクリーンユニット１６６近傍に配置されることで、改質工程Ｓ５０５によって高熱となっているウエハ２００ａを効率よく冷却することが可能となるだけでなく、不純物やパーティクルの少ないガスを使用することが可能となり、ウエハ２００ａに形成されている薄膜の膜質低下を抑制することも可能となる。また、ウエハ冷却用載置具１０８は、ウエハ２００の径と同一またはより大きい径を有した円盤形状の天板を設けることによって、クリーンユニット１６６からのダウンフロー１１１が直接ウエハ２００に吹き付けられることによる急冷によってウエハ２００を均一に冷却できずにウエハ２００が変形してしまうことを抑制することが可能となる。
【００４９】
以上の動作が繰り返されることにより、ウエハ２００が改質処理され、次の処理工程に移行することとなる。このとき、各処理室２０１において行われた基板処理工程、特に改質工程Ｓ５０５の実施回数を記憶装置１２１ｃ、または、外部記憶装置１２３に記憶しておくことができる。
また、図３においてはウエハ２００をボート２１７に２枚載置させることで基板処理を行うように構成して説明したが、これに限らず、処理室２０１−１、２０１−２のそれぞれに設置されているボート２１７に１枚ずつ載置させて同一の処理を行うようにしてもよいし、ウエハ２００を２枚ずつ処理室２０１−１、２０１−２にて処理するようにしてもよい。このとき、処理室２０１−１、２０１−２のそれぞれで行われる基板処理の回数が一致するようにウエハ２００の搬送先を制御してもよい。このように制御することで各処理室２０１−１、２０１−２における基板処理の実施回数が一定となり、メンテナンスなどの保守作業を効率よく行うことが可能となる。例えば、前回ウエハ２００を搬送した処理室が処理室２０１−１である場合、次のウエハ２００の搬送先は処理室２０１−２とするように制御することで各処理室２０１−１、２０１−２における基板処理の実施回数を制御することができる。
【００５０】
（３）基板載置位置調整
次に図６、図７、図８および図９を用いて、基板載置位置の調整方法について、処理室２０１−１を用いた例を説明する。処理室２０１−２を用いた場合の調整方法については、処理室２０１−１の調整方法と同様であるため、詳細な説明は省略する。
なお、以下の説明においても、基板処理工程時と同様に基板処理装置１００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。
また、以下の説明では、図７（Ａ）の処理室２０１−１における基準位置と図８（Ａ）、図７（Ａ）のポジションＮｏ．１と図８（Ｂ）、図７（Ａ）のポジションＮｏ．２と図８（Ｃ）、図７（Ａ）のポジションＮｏ．３と図８（Ｄ）、図７（Ａ）のポジションＮｏ．４と図８（Ｅ）とをそれぞれ対応させて説明する。ここで、図８（Ｂ）〜図８（Ｅ）において、実線で記載された円は基準位置となるウエハの載置位置を示している。また、図８において、破線で記載されている円は移動先となるウエハの載置位置を示している。また、Ｘ軸、Ｙ軸およびそれぞれの正負の方向については、図８（Ａ）に示す矢印の通りであり、図８（Ｂ）〜図８（Ｅ）において共通である。
【００５１】
基板載置位置を調整するにあたり、図７（Ａ）に示すような処理室２０１−１、２０１−２のそれぞれにおいて、予め定めておいた複数の基板位置（基準位置、ポジションＮｏ．１〜４、またはＮｏ．５〜８）における測定温度、シート抵抗（Ｒｓ）、基準位置の測定温度との差（以下、単に温度差と称する）、測定温度の許容範囲をそれぞれ測定し、記憶したテーブルを作成し、記憶装置１２１ｃまたは外部記憶装置１２３に記憶しておく。図７（Ｂ）に示すように各ポジションと基準位置の測定温度とＲｓをグラフ化し、入出力装置１２２に出力することで視覚的に判断できるようにしておいてもよい。
【００５２】
具体的には、処理室２０１−１において、図８（Ａ）に示すようにウエハ２００をボート２１７のウエハ保持柱２１７ａ〜２１７ｃから等間隔となる位置にウエハの中心を載置した際の位置を基準位置として、Ｘ軸座標、Ｙ軸座標を設定する。図８（Ｂ）に示すように、基準位置からＸ軸方向に＋３ｍｍずらしたウエハ２００の載置位置をポジションＮｏ．１と設定する。同様に、図８（Ｃ）に示すように、基準位置からＹ軸方向に−３ｍｍずらしたウエハ２００の載置位置をポジションＮｏ．２と設定する。同様に、図８（Ｄ）に示すように、基準位置からＸ軸方向に＋１．５ｍｍ、Ｙ軸方向に−１．５ｍｍずらしたウエハ２００の載置位置をポジションＮｏ．３と設定する。同様に、図８（Ｅ）に示すように、基準位置からＸ軸方向に−１．５ｍｍ、Ｙ軸方向に−２ｍｍずらしたウエハ２００の載置位置をポジションＮｏ．４と設定する。各載置位置を決定した後、ポジション毎に基板処理工程を実施し、温度センサ２６３によってポジション別のウエハ２００の温度を測定し、測定温度の許容範囲を決定する。また、Ｒｓは、各ポジションで処理されるウエハ２００に対して共通の測定点を予め設定しておき、各ポジションでの基板処理後、Ｒｓ測定器によって測定することで記憶することが可能である。
なお、本実施形態において記憶されるポジション数は、処理室ごとに基準位置を含めた５箇所としているが、これに限らず、少なくとも基準位置を含めた２箇所以上であればよい。好ましくは４箇所以上、１０箇所以下を記憶するとよい。また、図７（Ａ）に示すテーブルの記憶温度（例えば、図７（Ａ）において測定温度が５３５°よりも低い、または、６２５°よりも高い）よりも大きな温度差を測定した場合、すなわち、測定温度が許容範囲外と判断された場合には、電磁波供給部に異常が発生したものと判断してその後の処理プロセスを停止し、アラームを通知することでメンテナンスを促すようにしてもよい。
また、処理室２０１−２においても処理室２０１−１同様に、ポジションを設定し、各種データを収集することでテーブルを作成することが可能となる。
【００５３】
（基板処理回数判定（Ｓ６０１））
上述した基板処理工程が完了すると、対象となる処理室２０１（処理室２０１−１または２０１−２、若しくはこれらの両方）において予め定められた回数の基板処理工程が実施されたかどうかを判定する（Ｓ６０１）。この判定によって、対象となる処理室２０１において所定回数の基板処理工程が実施されていない場合には、上述した基板処理工程が再開される。
【００５４】
（位置調整要否判定（Ｓ６０２））
上記基板処理回数判定Ｓ６０１において所定回数の基板処理工程が実施されていた場合、基板載置位置の調整の要否について判定する（Ｓ６０２）。この判定では、ウエハ２００上に生じる電磁界分布が所定の位置に存在しているか否かを判定する。すなわち、電磁界分布を推測するための基板温度、若しくはＲｓの値が、図７（Ａ）に示すようなテーブルに記憶された数値の範囲内であるか否かを判定する。この判定で調整が不要であると判断された場合には、上述した基板処理工程が再開される。
【００５５】
例えば、具体的には、基準位置において上述した基板処理工程を実施した場合、基板処理時の測定温度が、基準位置の許容範囲の温度である６００℃±５℃よりも高い（或いは低い）温度として測定された場合、または、Ｒｓ測定時のＲｓが３０Ω／ｓｑよりも小さい（或いは大きい）値である場合によって、若しくは、基板処理時の測定温度が許容範囲である６００℃±５℃よりも高い（或いは低い）温度として測定され、且つ、Ｒｓ測定時のＲｓが３０Ω／ｓｑよりも小さい（或いは大きい）値である場合、のいずれか１つに当てはまることで基板載置位置の調整が必要であると判断される。
【００５６】
（基板載置位置決定（Ｓ６０３））
上記の位置調整要否判定Ｓ６０２において調整が必要と判定された場合、温度またはＲｓの測定値を基に、記憶されたテーブルに基づいて、基板の載置位置が決定される（Ｓ６０３）。
例えば、具体的には、基準位置において測定された温度が６１０℃であった場合、判定テーブルに記憶されている基準位置の測定温度（６００℃）よりも＋１０℃の温度差が生じているため、測定箇所における測定温度が６００℃となるように（基準位置の測定温度と同一の温度となるように）、判定テーブルに記憶されている温度差−１０℃となるポジションＮｏ．１が選択されてウエハ２００の載置位置が決定される。
このとき、測定温度ではなくＲｓ測定値で判定していた場合、すなわち、Ｒｓ測定値が３２Ω／ｓｑであった場合においても、測定温度で判定した対応と同様に、判定テーブルを参照してＲｓが基準位置の３０Ω／ｓｑとなるように、−２Ω／ｓｑのＲｓが記憶されているポジションＮｏ．２が選択されて、ウエハ２００の載置位置が決定される。
【００５７】
（載置位置反映（Ｓ６０４））
上記の基板載置位置決定Ｓ６０３において載置位置が決定すると、決定した位置にウエハ２００が載置されるように移載機１２５を制御するように設定される（Ｓ６０４）。
例えば、具体的には、載置位置がポジションＮｏ．１と決定されると、図８（Ｂ）に示すように、ウエハの載置位置をＸ軸方向にｄ１（本実施形態の場合は＋３ｍｍ）ずらすように設定される。このように設定した上で、上述した基板処理工程を再開することで、基板温度、若しくはＲｓの値が一致することにより電磁界分布が一致することとなる。具体的には、図９（Ｂ）に示すような電磁界分布から図９（Ｃ）に示すような電磁界分布となり、図９（Ａ）に示す正常時と同等の電磁界分布を得ることが可能となる。仮に、載置位置をポジションＮｏ．４と決定された場合には、ウエハの載置位置をＸ軸方向にｄ１（本実施形態の場合は−１．５ｍｍ）、Ｙ軸方向にｄ２（本実施形態の場合は−２ｍｍ）ずらすように設定されることとなる。載置位置が他のポジションＮｏ．とした場合も同様である。
（４）本実施形態による効果
本実施形態によれば以下に示す１つまたは複数の効果が得られる。
【００５８】
（ａ）電磁界分布を調整することなく基板を均一に処理することが可能となる。
【００５９】
（ｂ）電磁界分布を調整する必要がないため、基板の処理再現性を簡易な制御で得ることが可能となる。
【００６０】
以上、本発明を実施形態に沿って説明してきたが、上述の各実施形態や各変形例等は、適宜組み合わせて用いることができ、その効果も得ることができる。
【００６１】
例えば、上述の各実施形態では、シリコンを主成分とする膜として、アモルファスシリコン膜をポリシリコン膜に改質する処理について記載したが、これに限らず、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）のうち、少なくとも１つ以上を含むガスを供給させて、ウエハ２００の表面に形成された膜を改質しても良い。例えば、ウエハ２００に、高誘電体膜としてのハフニウム酸化膜（ＨｆｘＯｙ膜）が形成されている場合に、酸素を含むガスを供給しながらマイクロ波を供給して加熱させることによって、ハフニウム酸化膜中の欠損した酸素を補充し、高誘電体膜の特性を向上させることができる。
なお、ここでは、ハフニウム酸化膜について示したが、これに限らず、アルミニウム（Ａｌ）、チタニウム（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、イットリウム（Ｙ）、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）、鉛（Ｐｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等の少なくともいずれかを含む金属元素を含む酸化膜、すなわち、金属系酸化膜を改質する場合においても、好適に適用可能である。すなわち、上述の成膜シーケンスは、ウエハ２００上に、ＴｉＯＣＮ膜、ＴｉＯＣ膜、ＴｉＯＮ膜、ＴｉＯ膜、ＺｒＯＣＮ膜、ＺｒＯＣ膜、ＺｒＯＮ膜、ＺｒＯ膜、ＨｆＯＣＮ膜、ＨｆＯＣ膜、ＨｆＯＮ膜、ＨｆＯ膜、ＴａＯＣＮ膜、ＴａＯＣ膜、ＴａＯＮ膜、ＴａＯ膜、ＮｂＯＣＮ膜、ＮｂＯＣ膜、ＮｂＯＮ膜、ＮｂＯ膜、ＡｌＯＣＮ膜、ＡｌＯＣ膜、ＡｌＯＮ膜、ＡｌＯ膜、ＭｏＯＣＮ膜、ＭｏＯＣ膜、ＭｏＯＮ膜、ＭｏＯ膜、ＷＯＣＮ膜、ＷＯＣ膜、ＷＯＮ膜、ＷＯ膜を改質する場合にも、好適に適用することが可能となる。
【００６２】
また、高誘電体膜に限らず、不純物がドーピングされたシリコンを主成分とする膜を加熱させるようにしてもよい。シリコンを主成分とする膜としては、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）シリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）、シリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）等のＳｉ系酸化膜がある。不純物としては、例えば、臭素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、リン（Ｐ）、ガリウム（Ｇａ）、砒素（Ａｓ）などの少なくとも１つ以上を含む。
【００６３】
また、メタクリル酸メチル樹脂（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ：ＰＭＭＡ）、エポキシ樹脂、ノボラック樹脂、ポリビニルフェニール樹脂などの少なくともいずれかをベースとするレジスト膜であってもよい。
【００６４】
また、上述では、半導体装置の製造工程の一工程について記したが、これに限らず、液晶パネルの製造工程のパターニング処理、太陽電池の製造工程のパターニング処理や、パワーデバイスの製造工程のパターニング処理などの、基板を処理する技術にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上述べたように、本発明によれば、磁界分布を調整することなく均一な基板処理を行うことが可能となる電磁波基板処理技術を提供することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１２１・・・コントローラ（制御部）、１２５・・・移載機、２００・・・ウエハ（基板）、２０１・・・処理室、２１７・・・ボート（基板保持具）、６５３・・・電磁波導入ポート、６５４・・・導波管、６５５・・・マイクロ波発振器。
【図１】
2018179496.tif 000003
【図２】
2018179496.tif 000004
【図３】
2018179496.tif 000005
【図４】
2018179496.tif 000006
【図５】
2018179496.tif 000007
【図６】
2018179496.tif 000008
【図７】
2018179496.tif 000009
【図８】
2018179496.tif 000010
【図９】
2018179496.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月17日(2019.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室に基板を搬送する工程と、
前記基板を加熱装置で加熱して所定の基板処理を行う工程と、
前記基板処理を行う工程が終了した後、前記基板処理を行う工程の回数を判定する工程と、
前記回数を判定する工程において、予め定められていた回数以上の処理回数が行われていると判定された場合に前記基板が基板保持具に載置される位置の調整要否を判定する工程と、
前記調整要否を判定する工程によって載置位置調整が要であると判定した場合に、前記基板処理を行う工程の時に測定した前記基板の温度と記憶部に記憶されている前記基板保持具に載置された基板の載置位置に対応した測定温度とを比較して前記基板の載置位置を決定する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記記憶部は、前記基板表面の所定の位置におけるシート抵抗を記憶しており、前記調整要否を判定する工程は、前記シート抵抗の値を予め測定した基準のシート抵抗の値と比較して基板載置位置の調整要否を判定する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記調整要否を判定する工程において、温度センサによって測定された温度が、前記記憶部に記憶されている温度の許容範囲温度よりも高いまたは低い温度の場合、前記加熱装置に異常が発生したものと判断して、その後の処理を停止する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記基板の載置位置を決定する工程において、前記温度センサによって測定された温度が、前記記憶部に記憶されている基準位置の測定温度と同一温度となる位置を載置位置調整後の前記基板の載置位置として決定する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
基板保持具に保持された基板を処理する処理室と、
前記基板を電磁波によって加熱する加熱装置と、
前記基板を前記基板保持具に移載する移載機と、
前記基板の温度を測定する温度センサと、
前記基板保持具に載置される前記基板の載置位置と前記温度センサによって測定された前記載置位置に対応した前記基板の測定温度を少なくとも記憶した記憶部と、
前記記憶部に記憶した情報に応じて前記加熱装置と前記移載機とを制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記基板を前記加熱装置で加熱して所定の基板処理を行い、前記基板処理が終了した後、前記処理室において前記基板処理の回数を判定し、予め定められていた回数以上の処理回数が行われていると判定した場合に前記基板が前記基板保持具に載置される位置の調整要否を判定し、載置位置調整が要であると判定した場合に、前記基板処理時に測定した前記基板温度と前記記憶部に記憶されている前記載置位置に対応した前記基板の測定温度とを比較して、前記基板の載置位置を決定するよう構成される基板処理装置。
【請求項６】
前記記憶部は、前記基板表面の所定の位置におけるシート抵抗を記憶しており、
前記制御部は、前記シート抵抗の値を予め測定した基準のシート抵抗の値と比較して基板載置位置の調整要否を判定するよう制御する請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記温度センサによって測定された温度が前記記憶部に記憶されている温度の許容範囲温度よりも高いまたは低い温度の場合、前記加熱装置に異常が発生したものと判断して、その後の処理を停止するよう制御する請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記温度センサによって測定された温度が、前記に記憶されている基準位置の測定温度と同一温度となる位置を載置位置調整後の前記基板の載置位置として決定するよう制御する請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項９】
基板処理装置の処理室に基板を搬送する手順と、
前記基板を加熱装置で加熱して所定の基板処理を行う手順と、
前記基板処理を行う手順が終了した後、前記基板処理を行う手順の回数を判定する手順と、
前記回数を判定する手順において、予め定められていた回数以上の処理回数が行われていると判定された場合に前記基板が基板保持具に載置される位置の調整要否を判定する手順と、
前記調整要否を判定する手順によって載置位置調整が要であると判定した場合に、前記基板処理を行う工程の時に測定した前記基板の温度と記憶部に記憶されている前記基板保持具に載置された基板の載置位置に対応した測定温度とを比較して前記基板の載置位置を決定する手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
前記記憶部は、前記基板表面の所定の位置におけるシート抵抗を記憶しており、前記調整要否を判定する手順は、前記シート抵抗の値を予め測定した基準のシート抵抗の値と比較して基板載置位置の調整要否を判定する請求項９に記載のプログラム。
【請求項１１】
前記調整要否を判定する手順において、温度センサによって測定された温度が前記記憶部に記憶されている温度の許容範囲温度よりも高いまたは低い温度の場合、前記加熱装置に異常が発生したものと判断して、その後の処理を停止する請求項９に記載のプログラム。
【請求項１２】
前記基板の載置位置を決定する手順において、前記温度センサによって測定された温度が、前記記憶部に記憶されている基準位置の測定温度と同一温度となる位置を載置位置調整後の前記基板の載置位置として決定する請求項９に記載のプログラム。
【国際調査報告】
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