(57)【要約】【課題】  ８００℃以上の高温で基板を処理する場合に、昇温過程での基板温度のオーバーシュートや、基板における反りやスリップの発生を確実に防止し、かつ高いスループットでの処理が可能な基板処理方法を提供する。【解決手段】  基板処理装置の処理室内で、被処理基板に対し８００℃以上の処理温度で熱処理を行う基板処理方法は、被処理基板の放射率が最大になる第１の温度まで被処理基板を第１の昇温レートで加熱する第１の昇温工程と、第１の温度から、処理温度よりも低い第２の温度に達するまで被処理基板を第２の昇温レートで加熱する第２の昇温工程と、第２の温度から、処理温度に達するまで被処理基板を第３の昇温レートで加熱する第３の昇温工程と、を含み、第２の昇温工程の昇温レートを、第３の昇温工程の昇温レートよりも大きくする。【選択図】図１
2007067196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理装置の処理室内で、被処理基板に対し８００℃以上の処理温度で処理を行う基板処理方法であって、
前記被処理基板の放射率が最大になる第１の温度まで被処理基板を第１の昇温レートで加熱する第１の昇温工程と、
前記第１の温度から、前記処理温度よりも低い第２の温度に達するまで被処理基板を第２の昇温レートで加熱する第２の昇温工程と、
前記第２の温度から、前記処理温度に達するまで被処理基板を第３の昇温レートで加熱する第３の昇温工程と、
を含み、
前記第２の温度Ｘは、次の関係式
３≦（Ｔ−Ｘ）／Ｙ≦７
［ただし、Ｔ；処理温度、Ｙ；第３の昇温レートにおける１秒当りの昇温温度幅、を示す］
を満たすように規定される温度であり、
前記第２の昇温レートは、前記第３の昇温レートよりも大きいことを特徴とする、基板処理方法。
【請求項２】
前記第３の昇温レートは、前記第１の昇温レート以上であることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記第２の昇温レートが、４０℃／秒〜６０℃／秒であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記第３の昇温レートが、１５℃／秒〜３０℃／秒であることを特徴とする、請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記第１の昇温レートが、５℃／秒〜１５℃／秒であることを特徴とする、請求項３または請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記処理温度が８００℃〜１１００℃であることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項７】
被処理基板がシリコン基板であり、前記第１の温度が６００℃〜７００℃であることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記基板処理装置は、ＲＴＰ装置であることを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項９】
処理圧力が、１０６．６６Ｐａ以上１０１３２５Ｐａ以下であることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
コンピュータ上で動作し、実行時に、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載された基板処理方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御することを特徴とする、制御プログラム。
【請求項１１】
コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載された基板処理方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御するものであることを特徴とする、コンピュータ記憶媒体。
【請求項１２】
被処理基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内で被処理基板を加熱する加熱手段と、
前記処理容器内で請求項１から請求項９のいずれか１項に記載された基板処理方法が行なわれるように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理方法に関し、詳細には、半導体ウエハ等の被処理基板に対し、アニールなどの処理を行なう基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスの一つとして、ＲＴＰ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；短時間アニール）が知られている。例えば半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と記すことがある）にイオン注入をした後に、不純物を再配列させたり、結晶損傷を回復させたりするためにアニールが行われるが、このアニール工程におけるサーマル・バジェット（熱処理量）が大きくなると、例えばトランジスタの場合、ソース・ドレイン領域でドーパントの拡散が起こり、接合が深くなる傾向がある。微細化されたデザインルールの下では、浅い接合が不可欠であるため、短時間で急速に昇温、降温を行うこと（スパイクアニール）により、トータルでのサーマル・バジェットを低減できるＲＴＰが活用されている。
【０００３】
このようなＲＴＰでは、同一のウエハから作成される電子デバイスの特性を均一化するために、ウエハの面内温度を均一に保つことが重要である。また、ＲＴＰで処理温度に上昇させる際に直線的に急速な昇温を行うと、ウエハ温度のオーバーシュートが発生して温度制御の精度が低下する。さらに、ウエハの急激な温度上昇により、ウエハ面内の温度不均一が大きくなり、ウエハの反りに伴い「スリップ」と呼ばれる結晶欠陥が発生するという問題があった。
【０００４】
このため従来技術では、ＲＴＰにおける面内温度の均一性を確保する目的で、複数段の昇温プロセスを設け、処理温度に達するまでの各昇温段階の昇温速度を順次減速させながらアニール処理を行うことが提案されている（例えば、特許文献１）。しかし、この特許文献１には、各昇温段階における温度域や時間について、具体的かつ実証的な開示は一切なされておらず、着想の域を出ていない。
【特許文献１】特開２０００−３３１９４９号公報（請求項２など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のように、各昇温段階の昇温速度を順次減速させてしまう方法は、ウエハ温度のオーバーシュートや面内温度不均一は改善できても、スループットを低下させてしまうという問題がある。スループットを高め、通算のサーマル・バジェットを抑制できることがＲＴＰの最大のメリットであることを考えると、特許文献１の方法は満足がいくものではなかった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、８００℃以上の高温で基板を処理する場合に、昇温過程での基板温度のオーバーシュートや、基板における反りやスリップの発生を確実に防止し、かつ高いスループットでの処理が可能な基板処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点は、基板処理装置の処理室内で、被処理基板に対し８００℃以上の処理温度で処理を行う基板処理方法であって、
前記被処理基板の放射率が最大になる第１の温度まで被処理基板を第１の昇温レートで加熱する第１の昇温工程と、
前記第１の温度から、前記処理温度よりも低い第２の温度に達するまで被処理基板を第２の昇温レートで加熱する第２の昇温工程と、
前記第２の温度から、前記処理温度に達するまで被処理基板を第３の昇温レートで加熱する第３の昇温工程と、
を含み、
前記第２の温度Ｘは、次の関係式
３≦（Ｔ−Ｘ）／Ｙ≦７
［ただし、Ｔ；処理温度、Ｙ；第３の昇温レートにおける１秒当りの昇温温度幅、を示す］
を満たすように規定される温度であり、
前記第２の昇温レートは、前記第３の昇温レートよりも大きいことを特徴とする、基板処理方法を提供する。
【０００８】
上記第１の観点において、前記第３の昇温レートは、前記第１の昇温レート以上であることが好ましい。また、前記第２の昇温レートは、４０℃／秒〜６０℃／秒であることが好ましい。さらに、前記第３の昇温レートは、１５℃／秒〜３０℃／秒であることが好ましい。また、前記第１の昇温レートは、５℃／秒〜１５℃／秒であることが好ましい。
【０００９】
また、前記処理温度は８００℃〜１１００℃であることが好ましい。また、被処理基板はシリコン基板であり、前記第１の温度が６００℃〜７００℃であることが好ましい。また、前記基板処理装置は、ＲＴＰ装置であることが好ましい。また、処理圧力は、１０６．６６Ｐａ以上１０１３２５Ｐａ以下であることが好ましい。
【００１０】
本発明の第２の観点は、コンピュータ上で動作し、実行時に、上記第１の観点の基板処理方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御することを特徴とする、制御プログラムを提供する。
【００１１】
本発明の第３の観点は、コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、上記第１の観点の基板処理方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御するものであることを特徴とする、コンピュータ記憶媒体を提供する。
【００１２】
本発明の第４の観点は、被処理基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内で被処理基板を加熱する加熱手段と、
前記処理容器内で上記第１の観点の基板処理方法が行なわれるように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする、基板処理装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被処理基板の放射率が最大になる第１の温度まで被処理基板を昇温する第１の昇温工程と、第１の温度から、処理温度よりも低い第２の温度に達するまで被処理基板を昇温する第２の昇温工程と、第２の温度から、前記処理温度に達するまで被処理基板を昇温する第３の昇温工程と、を含む基板処理方法において、第２の昇温工程の昇温レートを第３の昇温工程の昇温レートよりも大きくすることにより、処理のスループットを高めつつ、急激な昇温に伴うオーバーシュートや基板面内温度の不均一を抑制し、スリップなどの欠陥も低減できる。
【００１４】
また、昇温レートの高い第２の昇温工程を含むことにより、高スループットを実現できるので、通算のサーマル・バジェットを抑制し、微細化が進むデザインルールへの対応も可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい形態について説明する。
図１は、本発明の基板処理方法の一実施形態である熱処理方法の概要を説明するためのフロー図である。本実施形態に係る熱処理方法は、基板処理装置の処理室内で、被処理基板に対し８００℃以上の処理温度で加熱処理を行う基板処理方法であり、図１に示す５ステップの工程中、ステップＳ１〜ステップＳ３までの３ステップの昇温過程を有する点に特徴を有している。
【００１６】
ステップＳ１の第１の昇温工程では、被処理基板の放射率が最大になる第１の温度まで被処理基板を昇温する。ここで被処理基板の放射率は、被処理基板の種類や、その表面に形成された膜の種類などにより異なるが、例えばシリコンウエハの場合は６００℃程度で最大になる。従って、被処理基板がシリコンウエハの場合には、第１の昇温工程（ステップＳ１）における到達温度（第１の温度）は、６００℃〜７００℃である。なお、シリコンウエハ以外の被処理基板については、その放射率に応じて第１の温度を設定できる。
【００１７】
ステップＳ２の第２の昇温工程では、前記被処理基板の放射率が最大になる温度（第１の温度）から、処理温度よりも低い第２の温度に達するまで被処理基板を昇温する。ここで、第２の温度Ｘは、次の関係式
３≦（Ｔ−Ｘ）／Ｙ≦７
［ただし、Ｔ；処理温度、Ｙ；第３の昇温レートにおける１秒当りの昇温温度幅、を示す］
を満たすように規定される温度である。
【００１８】
上記関係式において、（Ｔ−Ｘ）／Ｙが３未満である場合には、第３の昇温工程がその昇温レートＴとの関係で短すぎ、オーバーシュートが生じ、ウエハＷに反りやスリップが発生する可能性が高まるので好ましくない。逆に、上記関係式において、（Ｔ−Ｘ）／Ｙが７を超える場合には、第３の昇温工程がその昇温レートＴとの関係で長すぎるため、処理のスループットを低下させるので好ましくない。以上の理由から、第２の温度Ｘは、例えば、処理温度Ｔに対して８５％〜９５％の温度とすることが好ましい。
【００１９】
ステップＳ３の第３の昇温工程では、第２の温度から、処理温度に達するまで被処理基板を昇温する。処理温度は、８００℃以上の高温であれば特に制限はないが、例えば８００℃〜１１００℃程度、好ましくは９００℃〜１１００℃に設定できる。従って、この場合の第２の温度は、例えば５９０℃〜１０１０℃、好ましくは６９０〜１０１０℃に設定することができる。
【００２０】
次に、ステップＳ４では、前記処理温度（例えば８００℃〜１１００℃）において、定温でのアニールを実施する。そして、ステップＳ５では、前記処理温度から所定の降温レートで被処理基板の温度を降下させることにより、熱処理が終了する。
【００２１】
上記第１の昇温工程から第３の昇温工程（ステップＳ１〜ステップＳ３）において、第２の昇温工程（ステップＳ２）の昇温レートは、第３の昇温工程（ステップＳ３）の昇温レートよりも高くする。第２の昇温工程（ステップＳ２）では、主としてスループットを向上させる観点から、昇温レートを出来るだけ高くすることが好ましいからである。しかし、高い昇温レートで処理温度まで昇温することは、オーバーシュートを発生させることや、急激な温度変化により被処理基板の面内で加熱速度が不均一になり、被処理基板に熱応力（歪み）が加わり、反りや結晶欠陥であるスリップを発生させる。このため、本実施形態では、第２の昇温工程の後に、これよりも昇温レートの低い第３の昇温工程を設けることにより、オーバーシュートや被処理基板の面内での加熱速度を均一にし、被処理基板の反りやスリップの発生を防止している。
【００２２】
また、第３の昇温工程の昇温レートは、第１の昇温工程の昇温レート以上であることが好ましい。第１の昇温工程では、被処理基板の放射率が最大になる温度（第１の温度）まで昇温するが、この第１の温度に到達するまでは被処理基板に反りが発生しやすい。従って、第１の昇温工程での昇温レートが高すぎると、被処理基板の面内での加熱速度が不均一になって被処理基板に反りが生じたり、スリップなどを発生させることがある。
従って、第１の昇温工程での昇温レートは、第３の昇温工程の昇温レート以下、好ましくは３ステップの昇温工程中、最も低く設定される。
【００２３】
以上のように、第１の昇温工程〜第３の昇温工程の昇温レートとしては、第２の昇温工程＞第３の昇温工程≧第１の昇温工程となるように設定することが、スループットを高め、サーマル・バジェットを抑制しつつ、オーバーシュートや、被処理基板の反り、スリップなどを防止する観点から好ましいことがわかる。具体的には、例えば、第２の昇温工程の昇温レートは４０℃〜６０℃／秒、第３の昇温工程の昇温レートは１５℃〜３０℃／秒、第１の昇温工程の昇温レートは５℃〜１５℃／秒とすることが好ましい。
【００２４】
また、本実施形態に係る熱処理方法は、減圧〜常圧までの範囲で行われる熱処理に適用可能であり、例えば処理圧力は１０６．６６Ｐａ〜１０１３２５Ｐａとすることが好ましい。
【００２５】
図２は、本発明の一実施形態に係る基板処理方法を実施可能な熱処理装置の概略構成図である。この熱処理装置１００は、制御性がよい短時間アニール（ＲＴＡ；Rapid Thermal Annealing）を行なうためのＲＴＰ装置として構成されており、例えばウエハＷに形成した薄膜に不純物をドープした後の８００〜１１００℃程度の高温領域でのアニール処理などに用いることができる。
【００２６】
図２において、符号１は、円筒状のプロセスチャンバーであり、このプロセスチャンバー１の下方には下部発熱ユニット２が着脱可能に設けられ、また、プロセスチャンバー１の上方には、下部発熱ユニット２と対向するように上部発熱ユニット４が着脱可能に設けられている。下部発熱ユニット２は、水冷ジャケット３の上面に複数配列された加熱手段としてのタングステンランプ６を有している。同様に、上部発熱ユニット４は、水冷ジャケット５と、その下面に複数配列された加熱手段としてのタングステンランプ６とを有している。なお、ランプとしては、タングステンランプ６に限らず、例えば、ハロゲンランプ、Ｘｅランプ、水銀ランプ、フラッシュランプ等でもよい。このように、プロセスチャンバー１内において互いに対向して配備された各タングステンランプ６は、図示しない電源に接続されており、そこからの電力供給量を調節する制御部（プロセスコントローラ２１）を有することにより、発熱量を制御できるようになっている。
【００２７】
下部発熱ユニット２と上部発熱ユニット４との間には、ウエハＷを支持するための支持部７が設けられている。この支持部７は、ウエハＷをプロセスチャンバー１内の処理空間に保持した状態で支持するためのウエハ支持ピン７ａと、処理中にウエハＷの温度を計測するためのホットライナー８を支持するライナー設置部７ｂを有している。また、支持部７は、図示しない回転機構と連結されており、支持部７を全体として鉛直軸廻りに回転させる。これにより、処理中にウエハＷが所定速度で回転し、熱処理の均一化が図られる。
【００２８】
チャンバ１の下方には、パイロメーター１１が配置されており、熱処理中にホットライナー８からの熱線を、ポート１１ａおよび光ファイバー１１ｂを介してパイロメーター１１で計測することにより、間接的にウエハＷの温度を把握できるようになっている。なお、直接ウエハＷの温度を計測するようにしてもよい。
【００２９】
また、ホットライナー８の下方には、下部発熱ユニット２のタングステンランプ６との間に石英部材９が介在配備されており、図示のように前記ポート１１ａは、この石英部材９に設けられている。なお、ポート１１ａを複数配備することも可能である。
さらに、ウエハＷの上方にも、上部発熱ユニット４のタングステンランプ６との間に石英部材１０ａが介在配備されている。また、ウエハＷを囲繞するように、チャンバ１の内周面にも石英部材１０ｂが配設されている。
なお、ウエハＷを支持して昇降させるためのリフターピン（図示せず）が、ホットライナー８を貫通して設けられており、ウエハＷの搬入出に使用される。
【００３０】
下部発熱ユニット２とプロセスチャンバー１との間、および上部発熱ユニット４とプロセスチャンバー１との間には、それぞれシール部材（図示せず）が介在されており、プロセスチャンバー１内は気密状態となる。
また、プロセスチャンバー１の側部には、ガス導入管１２に接続されたガス供給源１３が配備されており、プロセスチャンバー１の処理空間内に、例えばＮ２ガス、Ｏ２ガス、Ａｒガスなどのガスを導入できるようになっている。また、プロセスチャンバー１の下部には、排気管１４が設けられており、図示しない排気装置により、プロセスチャンバー１内を減圧できるように構成されている。
【００３１】
熱処理装置１００の各構成部は、ＣＰＵを備えたプロセスコントローラ２１に接続されて制御される構成となっている。プロセスコントローラ２１には、工程管理者が熱処理装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、熱処理装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース２２が接続されている。
【００３２】
また、プロセスコントローラ２１には、熱処理装置１００で実行される各種処理をプロセスコントローラ２１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部２３が接続されている。
【００３３】
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース２２からの指示等にて任意のレシピを記憶部２３から呼び出してプロセスコントローラ２１に実行させることで、プロセスコントローラ２１の制御下で、熱処理装置１００での所望の処理が行われる。例えば、プロセスコントローラ２１によって下部発熱ユニット２と上部発熱ユニット４に設けられた各タングステンランプ６への電力供給量を制御することにより、ウエハＷの加熱速度や加熱温度を調節できる。また、前記制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどに格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
【００３４】
以上のように構成される熱処理装置１００において、プロセスチャンバー１内のウエハ支持部７にウエハＷをセットした後、気密な空間を形成する。次いで、プロセスコントローラ２１の制御の下、図示しない電源から所定の電力を下部発熱ユニット２および上部発熱ユニット４の各タングステンランプ６に供給してオン（入）にすると、各タングステンランプ６が発熱し、発生した熱が石英部材９および石英部材１０ａを通過してウエハＷに至り、レシピに基づく条件（昇温レート、加熱温度など）でウエハＷが上下から急速に加熱される。ウエハＷを加熱しながら、図示しない排気装置を作動させて排気管１４から排気を行うことにより、チャンバ１内を減圧状態とする。
【００３５】
熱処理の間は、図示しない回転機構により支持部７を全体として鉛直軸廻り、つまり水平方向に例えば８０ｒｐｍの回転速度で回転させることにより、ウエハＷを回転させる。その結果、ウエハＷへの供給熱量の均一性が確保される。
また、熱処理中にはホットライナー８の温度をパイロメーター１１により計測し、間接的にウエハＷの温度を計測できる。パイロメーター１１により計測された温度データは、プロセスコントローラ２１にフィードバックされ、レシピにおける設定温度との間に差がある場合には、タングステンランプ６への電力供給が調節される。
【００３６】
熱処理が終了した後は、下部発熱ユニット２および上部発熱ユニット４のタングステンランプ６をオフ（切）にするとともに、プロセスチャンバー１内に、図示しないパージポートより窒素等のパージガスを流し込みつつ排気管１４から排気してウエハＷを冷却した後、搬出する。
【００３７】
以上のような構成の熱処理装置１００において、熱処理工程の一例として、例えば図３に示すような昇温経過を採用することができる。
例えば、第１の昇温工程（ステップＳ１）では、プロセスコントローラ２１の制御の下で、ウエハ温度が常温から７００℃までの区間をおよそ７０秒間近くかけて、およそ１０℃／秒の昇温速度となるようにウエハＷを加熱する。この緩やかな昇温速度で、ウエハＷの放射率が最大に達し、かつ安定化するウエハ温度である７００℃に到達させることにより、ウエハＷの反りの発生を防止できる。
【００３８】
第２の昇温工程（ステップＳ２）では、プロセスコントローラ２１の制御の下で各タングステンランプ６への電力供給を増加させ、７００℃から、前記関係式３≦（Ｔ−Ｘ）／Ｙ≦７［ただし、Ｔ；処理温度、Ｙ；第３の昇温レートにおける１秒当りの昇温温度幅、を示す］を満たすように規定される第２の温度、例えば処理温度が１０５０℃のとき、それより１００℃低い９５０℃までの昇温区間を５０℃／秒の昇温レートで、約５秒で高速昇温させる。第１の昇温工程では、ウエハＷの放射率が最大に達する温度まで加熱されているので、第２の昇温工程で高速加熱を行っても、ウエハＷの反りを回避することが可能である。これによりスループットを向上させるとともに、全体的なサーマル・バジェットの低減を図ることができる。
【００３９】
第３の昇温工程（ステップＳ３）では、プロセスコントローラ２１の制御の下でタングステンランプ６への電力供給を減少させ、ウエハ温度が９５０℃から処理温度１０５０℃までの約１００℃の区間を、２０℃／秒の昇温レートで約５秒間かけて上昇させる。このように、第２の昇温工程（ステップＳ２）よりも低い昇温レートを採用することにより、オーバーシュートを防止できるとともに、ウエハ面内での加熱速度を均一にすることが可能であり、ウエハＷにおける反りやスリップが防止される。
【００４０】
定温アニール工程（ステップＳ４）では、プロセスコントローラ２１の制御の下でタングステンランプ６への電力供給を調節し、１０５０℃の一定温度で約１５秒間アニールを実施する。その後、プロセスコントローラ２１の指示により各タングステンランプ６への電力供給をオフ（切）にして所定の降温レートで降温させる（降温工程；ステップＳ５）。
【００４１】
以上のように、第１の昇温工程から第３の昇温工程（ステップＳ１〜ステップＳ３）を実施することにより、ウエハＷの昇温温度を高精度に制御しつつ、高スループットでの処理が可能になる。
【００４２】
次に、本発明の効果を確認した試験結果について説明する。
図２と同様の熱処理装置１００を使用し、実施例として図３と同様の条件で第１の昇温工程〜第３の昇温工程を含む熱処理を実施した。
すなわち、７００℃までの第１の昇温工程を１０℃／秒で約７０秒間、７００℃〜９５０℃までの第２の昇温工程を５０℃／秒で約５秒間、９５０℃〜１０５０℃までの第３の昇温工程を２０℃／秒で約５秒間それぞれ実施し、処理温度１０５０℃まで昇温させた。
【００４３】
一方、比較例として、７００℃までの第１の昇温工程は実施例と同様に１０℃／秒で約７０秒間とし、その後処理温度１０５０℃までを５０℃／秒の昇温レートにより約７秒間で直線的に昇温させる２ステップの昇温工程を含む熱処理を実施した。
【００４４】
実施例および比較例の熱処理におけるオーバーシュート（処理温度１０５０℃を超える過剰な昇温）の測定結果を図４に示した。図４の実施例と比較例の昇温プロファイルを比べると、比較例ではオーバーシュートが３℃と大きかったのに対し、実施例ではオーバーシュートが２℃以下に抑制されていることがわかる。また、実施例では、３ステップの昇温工程を採用したことにより、ウエハＷの面内温度の均一性が比較例に比べて良好であり、昇温中のウエハＷの反りを防止することができた。これに対し、比較例の２ステップの昇温工程では、実施例に比べて反りが大きく、ウエハ割れやプロセスチャンバー内のパーツ破損による信頼性の低下が懸念された。
【００４５】
図５は上記実施例の熱処理によりウエハＷに発生したスリップの状態を、また、図６は上記比較例の熱処理によりウエハＷに発生したスリップの状態を示しており、それぞれリフターピンの位置をＸ線トポグラフィーで観察した結果である。図５及び図６中、矢印で示す白い部分がスリップの発生場所を示している。図５と図６との比較から、比較例（図６）ではスリップを示す白い部分がリフターピン位置から線状に延びているのに対し、実施例（図５）では、スリップがリフターピン位置にのみ観察され、スリップが抑制されていることがわかる。このように、本発明の３ステップの昇温工程を実施することにより、ウエハＷの欠陥を抑制し、これを利用して製造される半導体製品の歩止まりと製品の信頼性を向上させ得ることが示された。
【００４６】
以上、本発明の実施形態を述べたが、本発明は上記実施形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。
例えば、図１ではＲＴＰの熱処理装置１００を例に挙げて説明したが、本発明は、基板に対して８００℃以上の温度で成膜等を行う処理や、プラズマを利用して同様に８００℃以上の温度でＣＶＤ成膜等を行う処理にも適用できる。
【００４７】
また、被処理基板が、例えば液晶表示ディスプレイ（ＬＥＤ）に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板である場合や、化合物半導体基板などである場合にも本発明の技術思想を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】基板処理方法の一実施形態である熱処理方法の手順を説明するためのフロー図である。
【図２】熱処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】ウエハ温度の経時変化を示す図面である。
【図４】処理温度付近でのウエハ温度のプロファイルを示す図面である。
【図５】実施例における熱処理後のスリップを示す図面。
【図６】比較例における熱処理後のスリップを示す図面。
【符号の説明】
【００４９】
１：プロセスチャンバー
２：下部発熱ユニット
３：水冷ジャケット
４：上部発熱ユニット
５：水冷ジャケット
６：タングステンランプ
７：支持部
７ａ：ウエハ支持ピン
７ｂ：ライナー設置部
８：ホットライナー
９：石英部材
１０ａ，１０ｂ：石英部材
１１：パイロメーター
１２：ガス導入管
１３：ガス供給源
１４：排気管
２１：プロセスコントローラ
２２：ユーザーインターフェース
２３：記憶部
【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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