(57)【要約】      （修正有）【課題】スループットをほとんど低下させることなく、成膜処理時における膜厚等の熱処理の再現性も高く維持することができる熱処理方法を提供する。【解決手段】  排気可能になされた処理容器１４内の載置台２０上に被処理体Ｗを載置し、該被処理体を加熱手段４６により所定の設定温度まで昇温すると共に、前記処理容器内に所定のガスを流して所定の熱処理を施すようにした熱処理方法において、前記被処理体に対して前記所定の熱処理を施す直前に、前記被処理体が前記所定の温度に維持されている時に前記加熱手段に印加される電力よりも大きな電力を前記加熱手段に短時間だけ印加する短時間大電力供給工程を少なくとも１回行うようにする。これにより、スループットをほとんど低下させることなく、成膜処理時における膜厚等の熱処理の再現性も高く維持する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気可能になされた処理容器内の載置台上に被処理体を載置し、該被処理体を加熱手段により所定の設定温度まで昇温すると共に、前記処理容器内に所定のガスを流して所定の熱処理を施すようにした熱処理方法において、
前記被処理体に対して前記所定の熱処理を施す直前に、前記被処理体が前記所定の温度に維持されている時に前記加熱手段に印加される電力よりも大きな電力を前記加熱手段に短時間だけ印加する短時間大電力供給工程を少なくとも１回行うようにしたことを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
前記短時間大電力供給工程の前工程として、前記処理容器内に前記被処理体を収容することなく前記所定のガスを流してプリコートを施すプリコート工程を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の熱処理方法。
【請求項３】
前記プリコート工程の前工程として、前記処理容器内に前記所定の温度よりも低い状態でクリーニングガスを流すクリーニング工程を行うようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の熱処理方法。
【請求項４】
前記短時間大電力供給工程は、直前に前記加熱手段へ供給する電力を一旦オフすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱処理方法。
【請求項５】
前記短時間大電力供給工程は、直前に前記加熱手段へ供給する電力をオフしないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱処理方法。
【請求項６】
少なくとも前記短時間大電力供給工程を行うときには、前記処理容器内へガスを供給するようにしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の熱処理方法。
【請求項７】
前記短時間大電力供給工程は少なくとも３回行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の熱処理方法。
【請求項８】
前記載置台の近傍には、前記載置台上の被処理体の周辺部と接触して前記被処理体を前記載置台上に押さえ付けるために昇降可能になされたクランプリングが設けられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の熱処理方法。
【請求項９】
前記加熱手段は、前記載置台の下方に設けられる加熱ランプよりなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の熱処理方法。
【請求項１０】
前記短時間大電力供給工程の供給電力は、定格電力の１００％の電力であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の熱処理方法。
【請求項１１】
被処理体に対して所定の設定温度にて所定の熱処理を施すようにした熱処理装置において、
排気可能になされた処理容器と、
被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、
前記処理容器内へ所定のガスを導入するガス導入手段と、
前記被処理体を加熱する加熱手段と、
前記被処理体に対して前記所定の熱処理を施す直前に、前記被処理体が前記所定の温度に維持されている時に前記加熱手段に印加される電力よりも大きな電力を前記加熱手段に短時間だけ印加する短時間大電力供給工程を少なくとも１回行うように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする熱処理装置。
【請求項１２】
前記載置台の近傍には、前記載置台上の被処理体の周辺部と接触して前記被処理体を前記載置台上に押さえ付けるために昇降可能になされたクランプリングが設けられることを特徴とする請求項１１記載の熱処理装置。
【請求項１３】
前記加熱手段は、前記載置台の下方に設けられる加熱ランプよりなることを特徴とする請求項１１または１２記載の熱処理装置。
【請求項１４】
前記短時間大電力供給工程の供給電力は、定格電力の１００％の電力であることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項１５】
排気可能になされた処理容器と、
被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、
前記処理容器内へ所定のガスを導入するガス導入手段と、
前記被処理体を加熱する加熱手段と、を有する熱処理装置を用いて前記被処理体に対して所定の設定温度にて所定の熱処理を施するに際して、
前記被処理体に対して前記所定の熱処理を施す直前に、前記被処理体が前記所定の温度に維持されている時に前記加熱手段に印加される電力よりも大きな電力を前記加熱手段に短時間だけ印加する短時間大電力供給工程を少なくとも１回行うように前記熱処理装置を制御するプログラムを記憶する記憶媒体。
【請求項１６】
前記短時間大電力供給工程の供給電力は、定格電力の１００％の電力であることを特徴とする請求項１５記載の記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に対して成膜処理等の所定の熱処理を施す熱処理方法、熱処理装置及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路の製造工程においては、被処理体である半導体ウエハに対して、成膜処理、酸化拡散処理、アニール処理、改質処理、エッチング処理等の各種の熱処理が繰り返し施されて、所望する集積回路が形成される。例えば、熱処理として金属薄膜、例えばタングステン（Ｗ）の薄膜を形成する場合を例にとって説明する。
このような金属薄膜を形成する一般的な成膜用の処理装置は図１２に示されており、例えばアルミニウム等により筒体状に成形された処理容器２内には、例えば薄いカーボン素材或いはアルミ化合物により成形された載置台４が設けられており、この下方には、石英製の透過窓６を介してハロゲンランプ等の加熱ランプよりなる加熱手段８を配置している（特許文献１）。尚、加熱手段として加熱ランプに代えて、載置台自体に抵抗加熱ヒータを設ける場合もある（特許文献２）。
【０００３】
そして、加熱手段８からの熱線は透過窓６を透過して載置台４に至り、これを加熱し、この上に配置されている半導体ウエハＷを所定の温度に間接的に加熱維持する。これと同時に、載置台４の上方に設けたシャワーヘッド１０からはプロセスガスとして例えばＷＦ６ やＳｉＨ４ がウエハ表面上に均等に供給され、ウエハ表面上にＷやＷＳｉ等の金属膜が形成されることになる。
【０００４】
この場合、金属膜は目的とするウエハ表面のみならず、処理容器内の構造物、例えば処理容器の内壁やシャワーヘッド表面或いは図示されないクランプリングなどのウエハ近傍の部材にも堆積することとなるが、この堆積物は剥離するとパーティクルとなってウエハの歩留まりの低下の原因となる。そのため、ウエハ所定枚数、例えば２５枚処理する毎に、腐食性のガスであるクリーニングガスとして例えばＣｌＦ３を流して内部構造物の表面 に付着した余分なＷやＷＳｉ等の堆積膜を除去することが行なわれている。この場合、クリーニングガスは一般的に反応性が高いので内部構造物をクリーニングガスから保護する目的で、処理容器内の温度を成膜時よりもかなり低い温度にした状態でクリーニングガスを流してクリーニング処理を行っている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−９６５６７号公報
【特許文献２】特開２００４−１９３３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したように処理容器内にクリーニングガスを流してクリーニング処理を行った場合、処理容器の内部構造物の表面の不要な堆積膜が除去されてしまうことから、クリーニング処理前の処理容器内とは熱的条件（輻射熱の変化や内部構造物からの輻射熱、反射等の変化）が大きく異なってしまう。そのため、クリーニング処理後に直ちに製品ウエハに対して成膜処理を行うと、処理容器内の状況が熱的に安定しないことから、初期の複数枚のウエハの膜厚が安定せず、再現性が劣ってしまう。
そこで、一般的には、クリーニング処理後には直ちにウエハに成膜処理を施すのではなく、処理容器内にウエハを入れることなく成膜時と同じ条件で、例えば成膜ガスを処理容器内に流し、内部構造物、例えばシャワーヘッドやウエハを載置する載置台等の表面に薄膜を堆積させる、いわゆるプリコート処理を行って処理容器内の熱的条件を安定化させるようにしている。
【０００７】
しかしながら、上述のように、処理容器内にプリコート処理を施しても、実際には、十分な熱的安定性を得られていないことから、成膜開始後の最初の数枚のウエハに対する膜厚は十分に安定せず、依然として膜厚の再現性を十分に高くすることができない、という問題があった。この場合、プリコート処理を多数回行って処理容器内の熱的安定性を確保することもできるが、例えば１回のプリコート処理に１０分程度の時間を要するため、上述のようにプリコート処理を多数回行うと、その分、スループットを低下させてしまうので現実的ではない。
【０００８】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、スループットをほとんど低下させることなく、成膜処理時における膜厚等の熱処理の再現性も高く維持することができる熱処理方法、熱処理装置及び記憶媒体を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、枚葉式の熱処理装置における膜厚の再現性について鋭意研究した結果、処理容器内に対して短時間のヒートサイクル処理を施すことにより、内部構造物を熱的に安定化させることができ、この結果、膜厚等の熱処理の再現性を向上させることができる、という知見を得ることにより、本発明に至ったものである。
【００１０】
すなわち、請求項１に係る発明は、排気可能になされた処理容器内の載置台上に被処理体を載置し、該被処理体を加熱手段により所定の設定温度まで昇温すると共に、前記処理容器内に所定のガスを流して所定の熱処理を施すようにした熱処理方法において、前記被処理体に対して前記所定の熱処理を施す直前に、前記被処理体が前記所定の温度に維持されている時に前記加熱手段に印加される電力よりも大きな電力を前記加熱手段に短時間だけ印加する短時間大電力供給工程を少なくとも１回行うようにしたことを特徴とする熱処理方法である。
【００１１】
このように、被処理体に対して前記所定の熱処理を施す直前に、被処理体が所定の温度に維持されている時に加熱手段に印加される電力よりも大きな電力を加熱手段に短時間だけ印加する短時間大電力供給工程を少なくとも１回行うようにしたので、処理容器の内部構造物を熱的に安定化させることができ、もって、スループットをほとんど低下させることなく、成膜処理時における膜厚等の熱処理の再現性も高く維持することができる。
【００１２】
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記短時間大電力供給工程の前工程として、前記処理容器内に前記被処理体を収容することなく前記所定のガスを流してプリコートを施すプリコート工程を行う。
また例えば請求項３に規定するように、前記プリコート工程の前工程として、前記処理容器内に前記所定の温度よりも低い状態でクリーニングガスを流すクリーニング工程を行う。
また例えば請求項４に規定するように、前記短時間大電力供給工程は、直前に前記加熱手段へ供給する電力を一旦オフするようにしてもよい。
また例えば請求項５に規定するように、前記短時間大電力供給工程は、直前に前記加熱手段へ供給する電力をオフしないようにしてもよい。
【００１３】
また例えば請求項６に規定するように、少なくとも前記短時間大電力供給工程を行うときには、前記処理容器内へガスを供給するようにしてもよい。
また例えば請求項７に規定するように、前記短時間大電力供給工程は少なくとも３回行う。
また例えば請求項８に規定するように、前記載置台の近傍には、前記載置台上の被処理体の周辺部と接触して前記被処理体を前記載置台上に押さえ付けるために昇降可能になされたクランプリングが設けられる。
また例えば請求項９に規定するように、前記加熱手段は、前記載置台の下方に設けられる加熱ランプよりなる。
また例えば請求項１０に規定するように、前記短時間大電力供給工程の供給電力は、定格電力の１００％の電力である。
【００１４】
請求項１１に係る発明は、被処理体に対して所定の設定温度にて所定の熱処理を施すようにした熱処理装置において、排気可能になされた処理容器と、被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、前記処理容器内へ所定のガスを導入するガス導入手段と、前記被処理体を加熱する加熱手段と、前記被処理体に対して前記所定の熱処理を施す直前に、前記被処理体が前記所定の温度に維持されている時に前記加熱手段に印加される電力よりも大きな電力を前記加熱手段に短時間だけ印加する短時間大電力供給工程を少なくとも１回行うように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする熱処理装置である。
【００１５】
この場合、例えば請求項１２に規定するように、前記載置台の近傍には、前記載置台上の被処理体の周辺部と接触して前記被処理体を前記載置台上に押さえ付けるために昇降可能になされたクランプリングが設けられる。
また例えば請求項１３に規定するように、前記加熱手段は、前記載置台の下方に設けられる加熱ランプよりなる。
また例えば請求項１４に規定するように、前記短時間大電力供給工程の供給電力は、定格電力の１００％の電力である。
【００１６】
請求項１５に係る発明は、排気可能になされた処理容器と、被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、前記処理容器内へ所定のガスを導入するガス導入手段と、前記被処理体を加熱する加熱手段と、を有する熱処理装置を用いて前記被処理体に対して所定の設定温度にて所定の熱処理を施するに際して、前記被処理体に対して前記所定の熱処理を施す直前に、前記被処理体が前記所定の温度に維持されている時に前記加熱手段に印加される電力よりも大きな電力を前記加熱手段に短時間だけ印加する短時間大電力供給工程を少なくとも１回行うように前記熱処理装置を制御するプログラムを記憶する記憶媒体である。
この場合、例えば請求項１６に規定するように、前記短時間大電力供給工程の供給電力は、定格電力の１００％の電力である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る熱処理方法、熱処理装置及び記憶媒体によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
被処理体に対して前記所定の熱処理を施す直前に、被処理体が所定の温度に維持されている時に加熱手段に印加される電力よりも大きな電力を加熱手段に短時間だけ印加する短時間大電力供給工程を少なくとも１回行うようにしたので、処理容器の内部構造物を熱的に安定化させることができ、もって、スループットをほとんど低下させることなく、成膜処理時における膜厚等の熱処理の再現性も高く維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る熱処理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る熱処理装置の一実施例を示す構成図である。ここでは熱処理としてＷＦ６ ガスやモノシラン（ＳｉＨ４ ）ガス等を用いてタングステン膜を形成する場合を例にとって説明する。
この熱処理装置１２には、例えばアルミニウム等により円筒状或いは箱状に成形された処理容器１４を有しており、こり処理容器１４内には、容器底部より円筒状の支柱１６が設けられ、支柱１６の一端に、例えば保持部材１８を介して被処理体としての半導体ウエハＷを載置するための載置台２０が設けられている。この保持部材１８は、熱線透過性の材料、例えば石英により構成されており、また、載置台２０は、厚さ１ｍｍ程度の例えばカーボン素材、アルミ化合物等により構成されている。そして、この載置台２０には、この温度を測定する熱電対２２が設けられる。
この載置台２０の下方には、複数本、例えば３本のリフタピン２４がＬ字状に上方へ起立させて設けられており、このリフタピン２４を容器底部に貫通して気密に設けられた押し上げ棒２６により上下動させることにより、上記リフタピン２４を載置台２０に貫通させて設けたリフタピン穴２８に挿通させてウエハＷを持ち上げ得るようになっている。
【００１９】
上記押し上げ棒２６の下端は、処理容器１４において内部の気密状態を保持するために伸縮可能なベローズ３０を介してアクチュエータ３２に接続されている。
上記載置台２０の周縁部には、ウエハＷの周縁部を保持してこれを載置台２０側へ固定するためのリング状のセラミック製クランプリング３４が設けられており、このクランプリング３４は、上記保持部材１８を遊嵌状態で貫通した支持棒３６を介して上記リフタピン２４側に連結されており、このリフタピン２４と一体的に昇降するようになっている。ここでこの支持棒３６にはコイルバネ３８が介設されており、クランプリング３４等の降下を助け、且つウエハのクランプ（固定）を確実ならしめている。このリフタピン２４も石英等の熱線透過部材により構成されている。
【００２０】
また、載置台２０の直下の容器底部には、石英等の熱線透過材料よりなる透過窓４０がＯリング等のシール部材４２を介して気密に設けられており、この下方には、透過窓４０を囲むように箱状の加熱室４４が設けられている。この加熱室４４内には加熱手段として複数の加熱ランプ４６が反射鏡も兼ねる回転台４８に取り付けられており、この回転台４８は、回転軸５０を介して加熱室４４の底部に設けた回転モータ５２により回転される。従って、この加熱ランプ４６より放出された熱線は、透過窓４０を透過して載置台２０の下面を照射してこれを加熱し得るようになっている。
この加熱室４４の側壁には、この室内や透過窓４０を冷却するための冷却エアを導入する冷却エア導入口５２及びこのエアを排出する冷却エア排出口５４が設けられている。
【００２１】
また、載置台２０の外周側には、多数の整流孔５６を有するリング状の整流板５８が、上下方向に環状に成形された支持コラム６０により支持させて設けられている。この支持コラム６０には、開口部６１が複数形成されて、載置台２０の下方の空間を排気可能になっている。この開口部６１には、圧力調整弁６３が設けられ、ウエハＷを載置台２０へ載置する際に、バタツキがないように調整される。上記支持コラム６０の内周側には、リング状の石英製アタッチメント６２が設けられ、ウエハＷを押された際にクランプリング３４の外周部と当接してこの下方にガスが流れないようにしている。上記整流板５８の下方の容器底部には排気口６４が設けられ、この排気口６４には図示しない真空ポンプや圧力調整弁が介設された排気路６６が接続されており、処理容器１４内を例えば均一に真空排気できるようになっている。また載置台２０の下方の空間へは、Ｎ２ ガス等の不活性ガスを供給できるようになっている。
【００２２】
一方、上記載置台２０と対向する容器天井部には、処理ガスやクリーニングガス等の必要な所定のガスを処理容器１４内へ導入するためのガス導入手段として例えばシャワーヘッド６８が設けられている。具体的には、このシャワーヘッド６８は、例えばアルミニウム等により円形箱状に成形されたヘッド本体７０を有し、この天井部にはガス導入口７２が設けられている。このガス導入口７２には、ガス通路７４が接続されている。このガス通路７４は途中で複数に分岐される。この各分岐路には、開閉弁７６Ａ〜７６Ｆやマスフローコントローラのような流量制御器７８Ａ〜７８Ｆがそれぞれ介設されており、例えばここでは成膜ガスとして、ＷＦ６ 、ＳｉＨ４ 、Ｈ２ 、Ａｒ、Ｎ２ 、クリーニングガスとしてＣｌＦ３ ガスをそれぞれ流量制御しつつ選択的に供給できるようになっている。ここでのガス種やガス供給系の構造は単に一例を示したに過ぎず、上記構造に限定されるものではない。例えば成膜ガスとしては、金属を含む膜を形成する無機化合物や有機化合物や窒化物や酸化物等のガスを適用できる。クリーニングガスとしては、ＮＦ３ 、ＨＣｌ、Ｆ２ 、Ｃｌ２ 等が適用できる。
また上記ヘッド本体７０の下面である載置台対向面には、ヘッド本体７０内へ供給されたガスを放出するための多数のガス孔８０が面内に均等に配置されており、ウエハ表面に亘って均等にガスを放出するようになっている。
【００２３】
また、ヘッド本体７０内には、多数のガス分散孔８２を有する２枚の拡散板８４、８６が上下２段に配設されており、ウエハ面に、より均等にガスを供給するようになっている。そして、処理容器１４の側壁には、これにウエハＷを搬出入する際に開閉されるゲートバルブ８８が設けられている。そして、この熱処理装置１２には、この装置全体の動作を制御するための中央演算部（ＣＰＵ）９１を含む例えばマイクロコンピュータ等よりなる制御手段９０が設けられる。また、この制御手段９０は、この装置全体の動作を制御するためのプログラムを記憶するための例えばフロッピディスクやフラッシュメモリ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＲＡＭ等よりなる記憶媒体９２を有している。
【００２４】
次に、以上のように構成された熱処理装置１２の動作について図２〜図６も参照して説明する。上述したように、以下に説明する各動作、すなわち各ガスの供給開始及び供給停止、ガス流量制御などのガス導入システムの制御、熱電対２２の検出値に基づいて加熱ランプ４６の電力を制御する電力系の制御等を初めとするこの装置全体の各動作の制御は、上記記憶媒体９２に記憶されたプログラムに基づいて行われる。
図２は熱処理装置における処理の全体の流れを概略的に示すフローチャート、図３はプリコート処理時における各工程を示すフローチャート、図４はタングステン膜の成膜処理時における各工程を示すフローチャート、図５はヒートサイクルの態様１における加熱手段の動作の流れを示すフローチャート、図６はヒートサイクル処理時における各種ガスの供給形態を示すタイミングチャートである。
【００２５】
まず、熱処理装置における処理の全体は、図２に示すように行われる。すなわち、まず処理容器１４内に付着する堆積物を除去するクリーニング処理を行い（Ｓ１）、次に、処理容器１４内の熱的条件を安定化させるプリコート処理を行い（Ｓ２）、次に処理容器１４内の温度を安定化させるための本発明の特徴とするヒートサイクル処理を行い（Ｓ３）、その後、ウエハに対する所定の熱処理、例えば成膜処理を行うことになる（Ｓ４）。
以下、順に上記各処理について説明する。
【００２６】
＜クリーニング処理＞
まず、熱処理装置内にてウエハＷに対して少なくとも１枚以上の、例えば１ロット２５枚の成膜処理が行われたり、或いは所定の積算膜厚の成膜処理が行われると、内部構造物の表面に多量の不要な付着膜、例えばタングステン膜等の金属を含む膜又はＳｉを含む膜等や反応副生成物が堆積することになるので、これを除去するためにクリーニング処理を行う（Ｓ１）。
【００２７】
このクリーニング処理を行う場合には、処理容器１４内にウエハＷを収容しないで空にした状態で、この処理容器１４内にクリーニングガス（エッチングガス）として例えばＣｌＦ３ ガスを導入し、内部構造物の表面等に多量に付着しているパーティクルの原因となる不要な堆積膜を除去する。この時、処理容器１４内の真空排気は継続して行う。このクリーニングに際しては、このクリーニングガスは反応性（腐食性）が高いので、内部構造物を反応性が高い上記クリーニングガスから保護するために載置台２０の温度を成膜時の温度より低い温度、例えば４６０℃よりもかなり低い温度で、内部構造物内に堆積した不要な堆積膜を容易に除去できる、例えば載置台の温度を２５０℃程度に設定する。
またクリーニング処理は、ＮＦ３ ガスを含むクリーニングガスのプラズマを生成して、処理容器１４内に供給するリモートプラズマクリーニングに適用できる。この場合、クリーニングガスとしては、Ａｒ、Ｆ、Ｃｌ２ 、ＨＣｌ等のガスを含んでもよく、Ｆ、Ｃｌ２ 、ＨＣｌガスの内の少なくとも１以上のガスを用いる。
【００２８】
＜プリコート処理＞
上述のようにして、クリーニング処理を所定の時間や行って終了したならば、次に、プリコート処理へ移行する（Ｓ２）。
このプリコート処理を行なう場合には、処理容器１４内にウエハＷを収容しない空にした状態で、後述する成膜処理と同様にＷＦ６ 、ＳｉＨ４ 、Ｈ２ 、Ａｒ等の各種のガスを流し、プロセス圧力及びプロセス温度も成膜時と略同じ様に設定する。そして、例えばウエハＷを１枚成膜処理する時間と同じ時間だけ、例えば１回だけプリコート処理を行い、内部構造物の表面に薄く堆積膜を付着させて熱的条件をできるだけ安定化させる。
ここで上記プリコート処理の具体例を図３も参照して説明する。
【００２９】
まずＳｔｅｐ１では処理容器１４内にウエハを搬入しないで空の状態でＡｒ、Ｈ２ 、Ｎ２ ガスを流して内部構造物の温度と容器内圧力を安定化させる。すなわち、これにより処理容器内の熱的安定性を得ると同時にコンディションを形成する。
この時のプロセス条件は以下の通りである。
各ガスの流量に関しては、Ａｒは５００〜５０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば２７００ｓｃｃｍ、Ｈ２ は５００〜３０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば１８００ｓｃｃｍ、Ｎ２ は２００〜２０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば９００ｓｃｃｍである。
またプロセス時間は６０〜６００ｓｅｃの範囲内、例えば３００ｓｅｃ、プロセス圧力は４００〜１０３３３３Ｐａの範囲内、例えば１０６６６Ｐａ、プロセス温度は以下の各ステップで同一であり、３００〜６００℃の範囲内、例えば４６０℃である。
【００３０】
Ｓｔｅｐ２では各ガスの供給を停止して容器内を引き切りしてベース圧にし、残留ガスを排除する。
Ｓｔｅｐ３ではＡｒ、ＳｉＨ４ 、Ｈ２ 、Ｎ２ を供給して容器内圧力を安定化させ、核結晶成膜のコンディションを形成する。
この時のプロセス条件は以下の通りである。
各ガスの流量に関しては、Ａｒは５０〜２０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば２５０ｓｃｃｍ、ＳｉＨ４ は１〜１００ｓｃｃｍの範囲内、例えば１０ｓｃｃｍ、Ｈ２ は１００〜３０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば４００ｓｃｃｍ、Ｎ２ は１０〜２０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば３５０ｓｃｃｍである。
またプロセス時間は、例えば３７ｓｅｃ、プロセス圧力は４００〜１０３３３３Ｐａの範囲内、例えば５００Ｐａである。
【００３１】
Ｓｔｅｐ４ではＷＦ６ を処理容器外へプリフローすると共に、ＳｉＨ４ を処理容器１４内へプリフローで流す。
Ｓｔｅｐ５では、Ｓｔｅｐ４の状態でバルブ（図示せず）を切り替えてＷＦ６ を処理容器内へ流してタングステンの核結晶を成長させる。
この時のプロセス条件は以下の通りである。
各ガスの流量に関しては、ＷＦ６ は５〜１００ｓｃｃｍの範囲内、例えば２２ｓｃｃｍ流す。他の条件は、Ｓｔｅｐ３の条件範囲内と同じである。
【００３２】
Ｓｔｅｐ６では、ＷＦ６ 、ＳｉＨ４ の供給を停止して上記ガスを真空引きしつつパージして排除する。
Ｓｔｅｐ７ではＡｒの流量を増加して処理容器１４内の圧力を安定化させる。すなわちプリコート膜形成のために処理容器内のコンディションを形成する。
この時のプロセス条件は以下の通りである。
各ガスの流量に関しては、Ｗ成膜条件と同じか、上記以上の条件で行われる。例えばＡｒは２７００ｓｃｃｍ、Ｈ２ は１８００ｓｃｃｍ、Ｎ２ は９００ｓｃｃｍで供給される。
またプロセス時間は２５ｓｅｃ、プロセス圧力は１０６６６Ｐａである。これにて、タングステン膜成膜のためのコンディションを形成する。
【００３３】
Ｓｔｅｐ８ではＳｔｅｐ７の状態でＷＦ６ を例えば８０ｓｃｃｍの短時間、処理容器１４外へプリフローすると同時に、プロセス条件は以下の通りに設定する。
Ｗ成膜を、ＷＦ６ は１０〜３００ｓｃｃｍの範囲内、例えば８０ｓｃｃｍ、Ａｒは１００〜３０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば９００ｓｃｃｍ、Ｈ２ は１００〜３０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば７５０ｓｃｃｍ、Ｎ２ は１０〜１０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば１００ｓｃｃｍである。またプロセス時間は例えば１００ｓｅｃ、プロセス圧力は４００〜１０３３３３Ｐａの範囲内、例えば１０６６６Ｐａである。
Ｓｔｅｐ９ではＳｔｅｐ８の状態でバルブを切り替えて、ＷＦ６ を処理容器内へ流し、タングステン膜の成膜処理を行って容器内構造物の表面にプリコート膜を堆積させる。
Ｓｔｅｐ１０ではＷＦ６ 、ＳｉＨ４ ガスの供給を停止して処理容器１４内の残留ガスを排除するパージを行う。
【００３４】
ところで、上記のようにプリコート処理を終了すると、通常は直ちに成膜処理へ移行するが、ここではその前に本発明の特徴とするヒートサイクル処理を行う。例えば、通常の成膜処理を行う時には、ウエハＷの周辺部はクランプリング３４によって押圧されて、ウエハＷと直接的に接触するクランプリング３４は載置台２０とクランプリング３４の下面にランプ４６の熱線が照射して加熱され、ウエハＷが加熱される。この場合、ランプ４６からの熱線を十分に得られないのと、クランプリング３４の放熱により載置台２０の温度まで安定保持されない。この結果、クランプリング３４の温度は成膜温度よりもかなり低い温度、例えば３８０〜４２０℃程度、つまり、成膜温度より３０〜７０℃低い状態が維持されてしまうので、成膜１枚からの膜厚及びシート抵抗の面間（ウエハとウエハ）均一性が悪くなる。
【００３５】
この点をより詳しく説明すると、このプリコート処理では、加熱ランプ４６からの熱線を直接受ける載置台２０の温度は成膜時の温度、例えば４６０℃程度まで容易に達するが、上記載置台２０以外の内部構造物は加熱ランプ４６からの熱線を直接受けることができないので、熱的に浮いた状態となっている。従って、内部構造物の代表例であるクランプリング３４等は上記のように加熱ランプ４６からの熱線を直接受けないので、プリコート処理の回数が少ない場合には高温に晒される時間が少なくて、成膜時の温度よりもかなり低い状態にある。この場合、後述の図９（Ａ）に示すように、プリコート処理を多数回行えば、その間に少しずつクランプリング３４等の温度も上昇して成膜時の温度に達することになるが、これでは１回のプリコート処理に９分程度要し、５回以上の回数が必要で、全体で長時間要してしまい、その分、スループットを低下させてしまい、問題がある。
そこで、本発明方法では、上述したようにプリコート処理は１回程度行った後に、直ちに本発明の特徴とするヒートサイクル処理へ移行してこのヒートサイクル処理を行う（Ｓ３）。
【００３６】
＜ヒートサイクル処理＞
次に本発明の特徴とするヒートサイクル処理を行う場合には、ウエハＷに対して上記所定の熱処理である成膜処理を施す直前に、ウエハＷが所定の温度に維持されている時に上記加熱手段である加熱ランプ４６に印加される電力よりも大きな電力を加熱ランプ４６に短時間だけ印加する短時間大電力供給工程を少なくとも１回行うようにする。
【００３７】
この短時間大電力供給工程は、後述するように複数回繰り返すのが望ましく、例えば加熱ランプ４６のオフと、定格電力の１００％電力供給のオン状態を短時間で複数回繰り返して行う。この際、加熱ランプ４６に定格電力の１００％の電力供給を行う時には処理容器１４内にＡｒ、Ｈ２ 、Ｎ２ ガス等のガスを流して容器内部の対流による熱伝達性を高く設定するのがよい。つまり、処理ガスを供給しつつ加熱源電力の供給とそれの停止を交互に少なくとも数回以上行い、これにより、クランプリング、処理容器の壁面等の内部構造物を昇温してこの熱的安定性を向上させることが可能となる。
このヒートサイクル処理の詳しい各工程については後述する。このヒートサイクル処理が終了したならば、次に熱処理である例えば成膜処理へ移行する（Ｓ４）。
【００３８】
＜成膜処理＞
まず、ウエハＷに熱処理として成膜処理を施す場合には、処理容器１４の区画壁に設けたゲートバルブ８８を開いて搬送アーム（図示せず）により処理容器１４内にウエハＷを搬入し、リフタピン２４を押し上げることによりウエハＷをリフタピン２４側に受け渡す。そして、リフタピン２４を、押し上げ棒２６を下げることによって降下させ、ウエハＷを載置台２０上に載置すると共に更に押し上げ棒２６を下げることによってウエハＷの周縁部をクランプリング３４で押圧してこれを固定する。
【００３９】
次に、処理ガスとして例えばＷＦ６ 、Ｈ２ 等をシャワーヘッド６８へ供給して混合し、これをヘッド本体７０の下面のガス孔８０から処理容器１４内へ均等に供給する。これと同時に、排気口６４から内部雰囲気を吸引排気することにより処理容器１４内を所定の真空度に維持しつつ、且つ加熱室４４内の加熱ランプ４６を回転させなが駆動し、熱エネルギを放射する。
放射された熱線は、透過窓４０を透過した後、載置台２０の裏面を照射してこれを加熱する。この載置台２０は、前述のように１ｍｍ程度と非常に薄いことから迅速に加熱され、従って、この上に載置してあるウエハＷを迅速に所定の温度、例えば４６０℃程度まで加熱することができる。供給された混合ガスは所定の化学反応を生じ、例えばタングステン膜がウエハ表面に堆積し、形成されることになる。
【００４０】
ここで上記タングステン膜の成膜処理の具体例を図４も参照して説明する。ここではＳｔｅｐ１〜１２が示されている。
まずＳｔｅｐ１ではウエハＷを処理容器１４内へ搬入し、クランプリング３４を降下させる。
Ｓｔｅｐ２では、Ａｒ、ＳｉＨ４ 、Ｈ２ を供給してウエハＷの温度と容器内圧力を安定化させると共に、ＳｉＨ４ でイニシエーションアシストする。これにより処理容器内のコンディションを形成する。
この時のプロセス条件は以下の通りである。
各ガスの流量に関しては、Ａｒは１００〜５０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば２７００ｓｃｃｍ、ＳｉＨ４ は１〜１００ｓｃｃｍの範囲内、例えば１８ｓｃｃｍ、Ｈ２ は１００〜３０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば１０００ｓｃｃｍである。
またプロセス時間は例えば２５ｓｅｃ、プロセス圧力は４００〜１０３３３３Ｐａの範囲内、例えば１０６６６Ｐａ、プロセス温度は以下の各ステップで同一であり、３００〜６００℃の範囲内、例えば４４０℃である。
【００４１】
Ｓｔｅｐ３ではＡｒの供給を停止してＳｉＨ４ 、Ｈ２ でイニシエーション処理を行う。
この時のプロセス条件は以下の通りである。
各ガスの流量に関しては、ＳｉＨ４ は１〜１００ｓｃｃｍの範囲内、例えば１８ｓｃｃｍ、Ｈ２ は１００〜３０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば１０００ｓｃｃｍである。
またプロセス時間は１０〜３６０ｓｅｃの範囲内、例えば４０ｓｅｃ、プロセス圧力は４００〜１０３３３３Ｐａの範囲内、例えば１０６６６Ｐａである。
【００４２】
Ｓｔｅｐ４ではＳｉＨ４ は供給を停止すると同時に、Ｎ２ を供給して容器内圧力を低くする。
【００４３】
またＷＦ６ 、ＳｉＨ４ ガスをエバックライン（処理容器１４内を通さないラインに流して直接的に排気系に流すプリフローを行う）に流して流量を安定化させる。これにより、核結晶成長のために処理容器内のコンディションを形成する。
【００４４】
Ｓｔｅｐ５では、Ｓｔｅｐ４の状態でタングステンの核結晶を成長させる。
この時のプロセス条件は以下の通りである。
各ガスの流量に関しては、ＷＦ６ は１〜１００ｓｃｃｍの範囲内、例えば２２ｓｃｃｍ、Ａｒは１００〜５０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば２０００ｓｃｃｍ、ＳｉＨ４ は１〜１００ｓｃｃｍの範囲内、例えば１８ｓｃｃｍ、Ｈ２ は１００〜３０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば４００ｓｃｃｍ、Ｎ２ は５〜２０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば６００ｓｃｃｍである。
またプロセス時間は１〜１２０ｓｅｃの範囲内、例えば１３ｓｅｃ、プロセス圧力は４００〜１０３３３３Ｐａの範囲内、例えば２６６７Ｐａである。
【００４５】
Ｓｔｅｐ６ではＷＦ６ 、ＳｉＨ４ の供給を停止し、残留ガスを真空引きしつつ排除するパージを行う。
Ｓｔｅｐ７ではＳｔｅｐ６のガス活性化を増して、圧力を高くして熱的安定性を向上させ、処理容器１４内の圧力を安定化させる。これにより、主膜形成のために処理容器内のコンディションを形成する。
この時のプロセス条件は成膜条件と同じか、それ以上の条件で行われる。
Ａｒは例えば２７００ｓｃｃｍ、Ｈ２ は１８００ｓｃｃｍ、Ｎ２ は９００ｓｃｃｍである。
またプロセス時間は２５ｓｅｃ、プロセス圧力は１０６６６Ｐａである。
【００４６】
Ｓｔｅｐ８ではＳｔｅｐ７の条件のガス流量を減らし、成膜条件に設定し、更に、ＷＦ６ を処理容器１４外へプリフローで流す。
またプロセス時間は例えば３ｓｅｃ、プロセス圧力は１０６６６Ｐａである。
【００４７】
Ｓｔｅｐ９ではＳｔｅｐ８の条件で、バルブを切り替えて、ＷＦ６ を処理容器内へ供給して、タングステン膜の主成膜処理を行う。
この時のプロセス条件は以下の通りである。
各ガスの流量に関しては、ＷＦ６ は１〜１００ｓｃｃｍの範囲内、例えば８０ｓｃｃｍ、Ａｒは１００〜５０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば９００ｓｃｃｍ、Ｈ２ は１００〜３０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば７５０ｓｃｃｍ、Ｎ２ は５〜２０００ｓｃｃｍの範囲内、例えば１００ｓｃｃｍである。
またプロセス時間は例えば２３ｓｅｃ、プロセス圧力は例えば１０６６６Ｐａである。
Ｓｔｅｐ１０ではＷＦ６ を停止し、主成膜処理後の残留ガスを真空引きしつつ排除するパージを行う。
以上の各Ｓｔｅｐによりタングステン膜の成膜処理が完了することになる。そして、以上のようにして、一連の処理が終了することになる。
【００４８】
次に前述したヒートサイクル処理について詳しく説明する。
先のヒートサイクル処理では、前述したように、ウエハＷに対して上記所定の熱処理である成膜処理を施す直前に、ウエハＷが所定の温度に維持されている場合、すなわちクリーニング処理後や待機状態（アイドル）等の成膜温度より低い温度に載置台２０の温度を保持している場合に、上記加熱手段である加熱ランプ４６に印加される電力よりも大きな電力を加熱ランプ４６に短時間だけ印加する短時間大電力供給工程を少なくとも１回行うようにする。
この短時間大電力供給工程は、複数回繰り返すのが望ましく、例えば加熱ランプ４６のオフと、１００％電力供給のオン状態を短時間で複数回繰り返して行う。この際、加熱ランプ４６に１００％の電力供給を行う時には処理容器１４内にガス、例えばＳｉＨ４ 、Ｈ２ 、Ｎ２ ガスやＡｒガス等の不活性ガスを流して容器内部の対流による熱伝達性を高く設定するのがよい。
【００４９】
具体的なヒートサイクル処理の態様１について、図５及び図６を参照して説明する。ここでは上記短時間大電力供給工程を３回行った場合、すなわち３回のヒートサイクルを行った場合について説明する。またここでは、この短時間大電力供給工程では、加熱ランプ４６からは許容値の１００％の電力を出力させるように制御している。
【００５０】
まず、直前の処理であるプリコート処理が終了してヒートサイクル処理に移行したならば、ここでは加熱ランプ４６への供給電力をオフし（Ｓ１１）、このオフ状態（出力：０％）を微小時間Δｔだけ続ける（Ｓ１２のＮＯ）。この微小時間Δｔは、例えば１０秒程度、好ましくは１〜３０秒である。そして、この供給電力オフの状態を微小時間Δｔだけ続けたならば（Ｓ１２のＹＥＳ）、次には、加熱ランプ４６への供給電力をオン状態にし、ここではウエハ温度が成膜時のプロセス温度に維持されている時に加熱ランプ４６に印加される電力よりも大きな電力として最大許容電力である１００％の電力を加熱ランプ４６へ供給する（Ｓ１３）。この時、加熱ランプ４６へは短時間である所定の時間Ｔだけ１００％の電力供給状態を続ける（Ｓ１４のＮＯ及び図６（Ｂ）参照）。
【００５１】
これと同時に、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、Ａｒ、Ｈ２ 、及びＮ２ 等のガスを処理容器１４内へ導入して容器内の圧力を高める。このように、容器内にガスを導入して圧力を高めることによって対流による容器内の熱伝導性が向上して、載置台２０以外の内部構造物の加熱を促進させることができる。この所定の時間Ｔは、１〜１２０秒の範囲、好ましくは１〜６０秒の範囲、例えば６０秒程度である。この時間Ｔが１秒より短い場合には、ヒートサイクル処理を行う効果が激減してしまい、また１２０秒より長い場合には内部構造物の温度が過度に上昇してしまう恐れがあるし、スループットの低下を招く。
【００５２】
また、この時のプロセス条件に関しては、Ａｒガスが３０〜６０００の範囲、例えば３７００ｓｃｃｍであり、Ｈ２ ガスが２０〜２０００の範囲、例えば１８００ｓｃｃｍであり、Ｎ２ ガスが１０〜２０００の範囲、例えば９００ｓｃｃｍである。ガスは少なくとも１種以上用いて行われる。またプロセス圧力は例えば１０６６６Ｐａである。
【００５３】
このようにして、第１回目の短時間大電力供給工程が終了したならば（Ｓ１４のＹＥＳ）、再度、加熱ランプ４６への供給電力をオフすると共に、各ガスの供給を停止し（Ｓ１５）、このオフ状態（出力：０％）を先のステップＳ１２と同様に微小時間Δｔ、例えば１０秒だけ続ける（Ｓ１６のＮＯ）。ここで時間”Ｔ＋Δｔ”の長さが１サイクルとなる。上記微小時間Δｔの長さは１〜６０秒の範囲内であり、好ましくは５〜２０秒の範囲内である。この微小時間Δｔが１秒よりも短いと、内部構造物の温度が上昇し過ぎる恐れがあり、また６０秒より長過ぎると、クランプリング３４等の内部構造物の温度が下がり過ぎるので、ヒートサイクル処理を行う効果が大幅に低下する恐れがあり、またスループットの低下を招く。
【００５４】
そして、この供給電力オフの状態を微小時間Δｔだけ続けたならば（Ｓ１６のＹＥＳ）、次に、上記短時間大電力供給工程を所定の回数、例えばここでは３回行ったか否かを判断し、３回以下の場合には（Ｓ１７のＮＯ）、先のステップＳ１３へ戻り、上述したようにステップＳ１３〜Ｓ１７を繰り返し行う。
【００５５】
図７は本発明方法においてプリコート処理からヒートサイクル処理へ移行する時の加熱ランプへの供給電力と載置台の温度との関係を示す図である。ここでは上記短時間大電力供給工程を２回行って２サイクルのヒートサイクル処理を行った時の状況を示している。図７に示すように、微小時間Δｔだけ電力供給をオフした後、所定の時間（短時間）Ｔだけ加熱ランプ４６への供給電力が１００％になっている。この場合、プリコート処理からヒートサイクル処理までの全体の流れの中で、載置台２０の温度はヒートサイクル処理時に非常に僅かな変動が生ずるが、略安定した温度となっている。
そして、図５へ戻って、上記短時間大電力供給工程を例えば３回行うと（Ｓ１７のＹＥＳ）、このヒートサイクル処理を終了する。そして、次の処理工程へ移行し、所定の熱処理、すなわち製品ウエハを用いて実際の成膜処理を行うことになる。
【００５６】
このように、プリコート処理の終了後に、加熱ランプ４６に短時間Ｔだけ、例えば継続的に１回以上、好ましくは３回以上繰り返して大電力を供給するようにしたので、処理容器１４の内部構造物を熱的に安定化させることができ、成膜処理時における膜厚等の熱処理の再現性も高く維持することができ、スループットをほとんど低下することがない。尚、ヒートサイクル回数は、例えば１０回程度行えば熱的安定性は略飽和してしまうので、それ以上、ヒートサイクル処理を行うのはスループットを大幅に低下させてしまうので好ましくない。
【００５７】
ここで本発明方法とヒートサイクル処理を行わない従来方法とを実施して評価を行ったので、その評価結果について説明する。図８は本発明方法と従来方法を行った時の処理容器内の各部材の温度変化を示すグラフである。ここではウエハを３枚処理した場合を例にとって説明する。尚、ここでは成膜処理時におけるウエハ温度を４５０℃に設定している。
【００５８】
図８（Ａ）に示すように、従来方法の場合には、プリコート処理を行った後に、直ちにウエハを３枚連続的に成膜処理しており、この場合には、載置台２０の温度は略４５０℃を維持しているにもかかわらず、載置台以外の内部構造物の代表例であるクランプリング３４の温度は、当初は上記温度よりも低く、ウエハを成膜処理する毎に例えば４４４℃、４４５℃及び４５０℃というように少しずつ上昇している。このように、熱的に安定していないので、熱処理である成膜処理の面間再現性が低く、成膜処理の初期において膜厚を均一化させることが困難であった。
【００５９】
これに対して、図８（Ｂ）に示すように、本発明方法の場合には、プリコート処理に加えて前述したヒートサイクル処理を行っているので、その分、容器内の環境温度を速く昇温させることができる結果、クランプリング３４の温度も迅速に昇温している。従って、ウエハを成膜処理する時のクランプリング３４の温度は４５０℃、４４９℃及び４５０℃というように略安定している。このように、クランプリング３４に代表される内部構造物の温度を迅速に安定させることができるので、熱処理である成膜処理の再現性を高くすることができ、膜厚を均一化させることができる。尚、図８中において、矢印９４Ａ、９４Ｂは、クランプリング３４の温度変化の傾向を示している。
【００６０】
次に、従来方法においてプリコート回数に対する膜厚の再現性と本発明方法において短時間大電力供給工程の回数（ヒートサイクル数）に対する膜厚の再現性（変動率）について比較検討したので、その検討結果について説明する。
図９は従来方法においてプリコート回数に対する膜厚の再現性と本発明方法において短時間大電力供給工程の回数（ヒートサイクル数）に対する膜厚の再現性（変動率）を示すグラフである。図９（Ａ）は従来方法を示し、図９（Ｂ）は本発明方法を示す。ここでは縦軸に膜厚と比例するシート抵抗を示し、膜厚の変動率（再現性）については各グラフ内に示している。尚、膜厚の変動率が少ない程、再現性が良好である。
【００６１】
図９（Ａ）に示すように、従来方法の場合（ヒートサイクル処理なし）には、プリコート回数を１、２、３及び５回と変化させた場合、これに対応して、膜厚の変動率は±３．３％、±２．８％、±２．０％、±１．５％と変化している。この結果、プリコート回数を増加する程、膜厚の変動率が減少して再現性が向上している。
特に、膜厚の変動率を十分に下げるためには、プリコート回数を５回以上行う必要がある。例えば１回のプリコート処理に９分程度要すると、これを５回行えば４５分程度もかかり、スループットの低下を余儀なくされてしまう。
【００６２】
これに対して、本発明方法の場合には、プリコート処理を１回行った後に、ヒートサイクル処理を行った。そして、このヒートサイクル回数を１、３、５及び７回のように変化させたとき、この時の膜厚の変動率は±３．１％、±１．７％、±１．３％及び±１．４％である。従って、ヒートサイクルを１回行っただけでは膜厚の変動率は±３．１％と膜厚再現性向上の効果は少ないことが分かった。ヒートサイクルを３回行えば膜厚の変動率は±１．７％以下となって十分に膜厚再現性向上の効果を発揮する。換言すれば、ヒートサイクルを３回行うことは、プリコート処理を５回行うことに相当する効果を発揮することができる。ここでヒートサイクルの処理を１回（１サイクル）行うには、１分程度しか要しないので、これを３回行っても３分程度で済み、従って、上記したプリコート処理を５回行う従来方法と比較して、スループットを大幅に向上させることができる。
【００６３】
次に、従来方法と本発明方法において実際にウエハを成膜処理した時の膜厚の再現性（変動率）について比較検討したので、その検討結果について説明する。
図１０は従来方法と本発明方法において実際にウエハを成膜処理した時の膜厚の再現性（変動率）を示すグラフである。図１０（Ａ）は従来方法を示し、図１０（Ｂ）は本発明方法を示し、縦軸にはシート抵抗の変動率をとっている。また共にプリコート処理は１回行っており、本発明方法はヒートサイクルを３回行っている。尚、シート抵抗の変動率が小さい程、膜厚の再現性は良好である。ここでは共に１０００枚のウエハを処理しており、１ロット２５枚毎にシート抵抗の変動率を求めてプロットしている。
【００６４】
図１０（Ａ）から明らかなように、従来方法の場合には、シート抵抗の変動率は全て３％前後であり、膜厚の再現性があまり高くないことが確認できた。
これに対して、本発明方法の場合には、図１０（Ｂ）から明らかなように、シート抵抗の変動率は±１％程度であり、これは膜厚変動量で３０〜４０％程度低減できることを意味し、膜厚の再現性を大幅に向上できることが確認できた。
【００６５】
ところで、上記実施例では、図５に示すように、加熱ランプ４６に大電力を供給する直前に、供給電力をオフして０％に設定しているが、これに限定されず、供給電力を単に減少させるようにしてもよい。図１１はこのようなヒートサイクル処理の態様２における加熱手段の動作の流れを示すフローチャートである。
図１１に示すＳ２３〜Ｓ２７は、図５中のＳ１３〜Ｓ１７にそれぞれ対応しており、同じ内容についてはその説明を省略する。図１１に示すように、ここでは加熱ランプ４６への供給電力をオフすることなく、供給電力を許容電力の１００％まで直接上げており（Ｓ２３）、この状態を図５に示す場合と同様に所定の時間（短時間）Ｔだけ維持している（Ｓ２４）。
そして、Ｓ２５では加熱ランプ４６への供給電力をオフするのではなく、供給電力を減少させてこの状態を微小時間Δｔだけ維持するようにしている（Ｓ２６）。このようにして、ヒートサイクルを所定の回数、例えば複数回行うようになっている（Ｓ２７）。
【００６６】
この場合、上記ステップＳ２５における減少された電力は、成膜時のプロセス温度を維持している時に加熱ランプ４６に投入される電力よりも少ない電力に設定するのが好ましい。この実施例の場合にも、先に説明した実施例と同様な作用効果を発揮することができる。
尚、上記各実施例では、短時間大電力供給工程で加熱ランプの最大許容電力（１００％）を供給するようにしたが、これに限定されず、成膜時のプロセス温度を維持している時に加熱ランプ４６に投入される電力よりも大きければいくらの値でもよく、例えば最大許容電力の９０％でもよい。
【００６７】
また、上記実施例ではタングステン膜を成膜する場合を例にとって説明したが、これに限定されず、他の膜種を堆積させる場合にも本発明の特徴とするヒートサイクル処理を適用することができる。
また熱処理としては上記した成膜処理に限定されず、酸化拡散処理、アニール処理、改質処理、エッチング処理等の他の熱処理を行うに際しても、本発明を適用することができる。
また被処理体としては半導体ウエハに限定されず、ＬＣＤ基板、ガラス基板、セラミック基板等を処理する場合にも本発明を適用できるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る熱処理装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】熱処理装置における処理の全体の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図３】プリコート処理時における各工程を示すフローチャートである。
【図４】タングステン膜の成膜処理時における各工程を示すフローチャートである。
【図５】ヒートサイクルの態様１における加熱手段の動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】ヒートサイクル処理時における各種ガスの供給形態を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明方法においてプリコート処理からヒートサイクル処理へ移行する時の加熱ランプへの供給電力と載置台の温度との関係を示すグラフである。
【図８】本発明方法と従来方法を行った時の処理容器内の各部材の温度変化を示すグラフである。
【図９】従来方法においてプリコート回数に対する膜厚の再現性と本発明方法において短時間大電力供給工程の回数（ヒートサイクル数）に対する膜厚の再現性（変動率）を示すグラフである。
【図１０】従来方法と本発明方法において実際にウエハを成膜処理した時の膜厚の再現性（変動率）を示すグラフである。
【図１１】ヒートサイクル処理の態様２における加熱手段の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１２】金属薄膜を形成する一般的な成膜用の処理装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００６９】
１２  熱処理装置
１４  処理容器
２０  載置台
４０  透過窓
４６  加熱ランプ（加熱手段）
６８  シャワーヘッド（ガス導入手段）
９０  制御手段
９２  記憶媒体
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
【図１】
2007146252.tif 000003
【図２】
2007146252.tif 000004
【図３】
2007146252.tif 000005
【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】
2007146252.tif 000013
【図１２】
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