(57)【要約】【課題】負荷を低減させて加熱部を昇温させることが可能な半導体装置の製造方法、及び基板処理装置を提供すること。【解決手段】  処理室内に基板を搬入する工程と、加熱部に電力を供給して加熱部を発熱させることにより、基板を加熱して処理する工程と、処理が完了した基板を処理室から搬出する基板搬出工程と、を有し、基板を加熱して処理する工程では、加熱部の温度を検出し、検出した加熱部の温度が所定温度未満であるか否かを判定し、加熱部の温度が所定温度未満であると判定した場合には、加熱部の昇温速度が、あらかじめ設定した加熱部の昇温速度の基準となる目標昇温速度以上であるか否かを判定し、加熱部の温度が所定温度未満であり、かつ昇温速度が目標昇温速度以上であり、かつ昇温速度が目標昇温速度と異なる場合には、加熱部への電力供給量を低減させることを特徴とする。【選択図】図４
2012109429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内に基板を搬入する工程と、
加熱部に電力を供給して前記加熱部を発熱させることにより、前記基板を加熱して処理する工程と、
処理が完了した前記基板を前記処理室から搬出する基板搬出工程と、
を有する半導体装置の製造方法であって、
前記基板を加熱して処理する工程では、
前記加熱部の温度を検出し、検出した前記加熱部の温度が所定温度未満であるか否かを判定し、
前記加熱部の温度が前記所定温度未満であると判定した場合には、前記加熱部の昇温速度が、あらかじめ設定した前記加熱部の昇温速度の基準となる目標昇温速度以上であるか否かを判定し、
前記加熱部の温度が前記所定温度未満であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度以上であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度と異なる場合には、前記加熱部への電力供給量を低減させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内の前記基板を加熱する加熱部と、
前記加熱部の温度を検出する温度検出部と、
少なくとも前記加熱部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記温度検出部に前記加熱部の温度を検出させ、前記温度検出部で検出した前記加熱部の温度が所定温度未満であるか否かを判定し、
前記加熱部の温度が前記所定温度未満であると判定した場合には、前記加熱部の昇温速度が、あらかじめ設定した前記加熱部の昇温速度の基準となる目標昇温速度以上であるか否かを判定し、
前記加熱部の温度が前記所定温度未満であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度以上であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度と異なる場合には、前記加熱部への電力供給量を低減させ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、半導体装置の製造方法、及び基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置では、処理対象となる基板を処理室内に搬入し、加熱部を昇温させることにより基板を加熱し処理している。基板処理装置は、加熱部があらかじめ設定した昇温速度（以下では「目標昇温速度」とも称する）で昇温されるように、電力供給量を調整して加熱部を昇温させている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、加熱部が十分に昇温されていない低温域では、加熱部に電力を供給すると、昇温速度が目標昇温速度よりも大きくなり、加熱部の温度が急激に上昇するいわゆるオーバーシュートと呼ばれる現象が発生する場合があった。オーバーシュートが発生すると、基板処理装置は加熱部への電力供給を一時的に停止し、加熱部の昇温速度が上昇しすぎないようにしていた。ところが、加熱部への電力供給が停止されると、逆に加熱部の昇温速度が目標昇温速度よりも小さくなって、加熱部の温度が急激に低下するいわゆるアンダーシュートと呼ばれる現象が発生する場合があった。すなわち、基板処理装置は、急激な温度変化を繰り返しながら加熱部を昇温、或いは降温させることで、加熱部に大きな負荷を加えていた。
【０００４】
また、加熱部の熱容量が大きい場合には、加熱部への電力供給のオンとオフとが切り替えられても、加熱部の温度は速やかに変化しない。このため、一旦加熱部の昇温速度が目標昇温速度よりも大きくなると、昇温速度が目標昇温速度よりも大きい期間が相当程度の期間継続されることとなる。したがってこの場合にも、基板処理装置は加熱部に大きな負荷を加えていた。
【０００５】
本発明は、加熱部に加わる負荷を低減させることが可能な半導体装置の製造方法、及び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】
【０００６】
本発明の一態様によれば、処理室内に基板を搬入する工程と、加熱部に電力を供給して前記加熱部を発熱させることにより、前記基板を加熱して処理する工程と、処理が完了した前記基板を前記処理室から搬出する基板搬出工程と、を有する半導体装置の製造方法であって、前記基板を加熱して処理する工程では、前記加熱部の温度を検出し、検出した前記加熱部の温度が所定温度未満であるか否かを判定し、前記加熱部の温度が前記所定温度未満であると判定した場合には、前記加熱部の昇温速度が、あらかじめ設定した前記加熱部の昇温速度の基準となる目標昇温速度以上であるか否かを判定し、前記加熱部の温度が前記所定温度未満であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度以上であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度と異なる場合には、前記加熱部への電力供給量を低減させる半導体装置の製造方法が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、基板を処理する処理室と、前記処理室内の前記基板を加熱する加熱部と、前記加熱部の温度を検出する温度検出部と、少なくとも前記加熱部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記温度検出部に前記加熱部の温度を検出させ、前記温度検出部で検出した前記加熱部の温度が所定温度未満であるか否かを判定し、前記加熱部の温度が前記所定温度未満であると判定した場合には、前記加熱部の昇温速度が、
あらかじめ設定した前記加熱部の昇温速度の基準となる目標昇温速度以上であるか否かを判定し、前記加熱部の温度が前記所定温度未満であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度以上であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度と異なる場合には、前記加熱部への電力供給量を低減させる基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、加熱部に加わる負荷を低減させることが可能な半導体装置の製造方法、及び基板処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る基板処理装置の縦断面図である。
【図２】本実施形態に係るヒータへの電力供給に係る制御系統を模式的に示す図である。
【図３】本実施形態の基板加熱工程に係るフローチャート図である。
【図４】本実施形態の基板加熱工程に係るフローチャート図である。
【図５】従来の基板処理装置における基板加熱方法に係るフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜本発明の一の実施形態＞
以下に、本発明の一の実施形態について説明する。
【００１１】
本実施形態に係る基板処理装置は、変形マグネトロン型プラズマ源（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ
Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｔｙｐｅｄ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｏｕｒｃｅ）を用いて基板をプラズマ処理する基板処理装置（以下、ＭＭＴ装置と称する）として構成されている。ＭＭＴ装置は、プラズマ生成電極に高周波電力を印加して電界を形成すると共に、磁界を形成してマグネトロン放電を発生させる。これにより、プラズマ生成電極から放出された電子が、ドリフトしながらサイクロイド運動を続けて周回することで長寿命となって、電離生成率を高めることができる。したがって、ＭＭＴ装置は高密度プラズマを生成可能である。ＭＭＴ装置は、処理ガスを励起分解させて、例えば基板表面又は基板に形成された薄膜に酸化処理や窒化処理を行ったり、基板上に薄膜を形成したり、あるいは基板表面をエッチングしたりする等、各種のプラズマ処理を施すことができる。以下に、本実施形態に係る基板処理装置の構成について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（１）基板処理装置の構成
図１は、本実施形態に係る基板処理装置の縦断面図である。図２は、本実施形態に係るヒータへの電力供給に係る制御系統を模式的に示す図である。
【００１３】
基板処理装置は、基板としてのウエハ２００をプラズマ処理する処理炉２０２を備えている。この処理炉２０２は、処理容器２０３を備えている。処理容器２０３は、ドーム型の上側容器２１０と碗型の下側容器２１１とが密閉された構成となっており、上側容器２１０と下側容器２１１により密閉された処理容器２０３の内部空間が処理室２０１となっている。上側容器２１０は、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）又は石英（ＳｉＯ２）等の非金属材料で形成されている。下側容器２１１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）で形成されている。下側容器２１１は設置されている。上側容器２１０の外周には、遮蔽板２２３が設けられている。遮蔽板２２３は、外部環境や周辺の処理炉等の各種装置に影響を及ぼさないように、処理炉２０２で発生させた電界や磁界を有効に遮蔽するように機能する。また、下側容器２１１の側壁には、ゲートバルブ２４４が設けられている。ゲートバルブ２４４が開いている場合には、下側容器２１１の一部が開口され、下側容器２１１は、図示は省略の搬送機構により行われる処理室２０１内へのウエハ２００の搬入、搬出を受け入れることが可能となる。これに対してゲートバルブ２４４が閉じている場合には
、下側容器２１１は密閉され、処理室２０１内が気密に封止される。ゲートバルブ２４４は、後述のコントローラ１２１に接続されている。下側容器２１１の底面２１１ａには、少なくとも３本のウエハ突き上げピン２６６がサセプタ２１７の貫通孔２１７ｂと対応させて設けられている。ウエハ突き上げピン２６６は、サセプタ２１７が下側容器２１１の底面２１１ａまで降下した場合に貫通孔２１７ｂを貫通するように構成されている。すなわち、ウエハ突き上げピン２６６は、その高さが少なくともサセプタ２１７の厚さ（貫通孔２１７ｂの長さ）よりも所定の長さだけ大きくなるように構成されている。
【００１４】
（処理ガス供給部）
処理室２０１の上部には、シャワーヘッド２３６が設けられている。シャワーヘッド２３６は、蓋体２３３と、ガス導入口２３４と、ガスバッファ室２３７と、複数のガス開口２３４ａとを備えている。シャワーヘッド２３６は接地されている。ガス導入口２３４には、ガス供給管２３２の下流端が接続されている。ガス供給管２３２には、上流側から順に、処理ガス２３０や不活性ガスを供給する図示は省略のガス供給源、マスフローコントローラ２４１、バルブ２４３ａが設けられている。ガスバッファ室２３７は、ガス導入口２３４から導入されたガスを分散する分散空間として設けられている。複数のガス開口２３４ａは、ガスバッファ室２３７と処理室２０１内とを連通するように蓋体２３３のウエハ２００側の壁部に形成されている。ガスバッファ室２３７内のガスは、ガス開口２３４ａを介してシャワー状にされ、処理室２０１内に供給される。ガスユニット２は、主に、ガス供給管２３２、マスフローコントローラ２４１、バルブ２４３ａ、シャワーヘッド２３６により構成される。マスフローコントローラ２４１及びバルブ２４３ａは、後述のコントローラ１２１に接続されている。
【００１５】
（排気部）
下側容器２１１の側壁には、ガス排気口２３５が設けられている。ガス排気口２３５には、ガス排気管２３１の上流端が接続されている。ガス排気管２３１には、上流側から順に、圧力調整器であるＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２４２、開閉弁であるバルブ２４３ｂ、排気装置である真空ポンプ２４６が設けられている。ＡＰＣ２４２は、弁を開閉して処理室２０１内を真空排気・真空排気停止ができ、さらに、弁開度を調節して処理室２０１内の圧力を調整可能なように構成されている。排気ユニット３は、真空ポンプ２４６を作動させつつ、圧力センサ（図示は省略）により検出された圧力に基づいてＡＰＣ２４２の弁の開度を調節することにより、処理室２０１内の雰囲気が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気可能に構成されている。排気ユニット３は、主に、圧力センサ、ガス排気管２３１、ＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂ、真空ポンプ２４６により構成されている。なお、ＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂ、真空ポンプ２４６及び圧力センサは、後述のコントローラ１２１に接続されている。
【００１６】
（プラズマ生成部）
処理容器２０３（上側容器２１０）の外周側には、放電機構として筒状、例えば円筒状に形成されたプラズマ生成電極２１５が設けられている。プラズマ生成電極２１５は、処理室２０１内のプラズマ生成領域２２４を囲んでいる。プラズマ生成電極２１５には、インピーダンスの整合を行うインピーダンス整合器２７２を介して高周波電力を印加する高周波電源２７３が接続されている。
【００１７】
プラズマ生成電極２１５の外表面の上下端近傍には、磁界形成機構として筒状、例えば円筒状に形成された上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂが配置されている。上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂは、例えば永久磁石により構成されている。上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂは、処理室２０１の半径方向に沿った両端（内周端と外周端）に磁極を有する。これら上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂは、磁極の向きが互いに逆向きなるように設けられている。つまり、これら内周部の磁極同士が異極になっている
。これにより、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂの内周面に沿って円筒軸方向に磁力線が形成可能である。プラズマ生成部は、主に、プラズマ生成電極２１５、上部磁石２１６ａ、下部磁石２１６ｂ、インピーダンス整合器２７２、及び高周波電源２７３により構成されている。インピーダンス整合器２７２、及び高周波電源２７３は、後述のコントローラ１２１に接続されている。
【００１８】
（サセプタ）
処理室２０１内の底側中央には、ウエハ２００を保持する基板支持部としてのサセプタ２１７が配置されている。サセプタ２１７は、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）やセラミックス、又は石英等の非金属材料で形成された構成となっている。これにより、ウエハ２００は、プラズマ生成時におけるサセプタ２１７からの金属汚染が低減されるようになっている。サセプタ２１７は、下側容器２１１と絶縁された構成されている。
【００１９】
サセプタ２１７の内部には、ウエハ２００を加熱する加熱機構としてのヒータ（加熱部）２１８が埋め込まれている。ヒータ２１８は、電源（図示は省略）から電力が供給されることで発熱し、ウエハ２００を例えば室温〜７００℃程度にまで加熱可能なように構成されている。ヒータ２１８は、サセプタ２１７内で複数のゾーンに分割された構成となっている。ヒータ２１８の構成として、例えば、ヒータ２１８が、ウエハ２００の内周側のゾーンと、ウエハ２００の外周側のゾーンとに分割されたものが挙げられる。ヒータ２１８に供給される電力は所定の分流比率に基づいてゾーン毎に分流され、分流された電力がそれぞれのゾーンに供給されることにより、ヒータ２１８が昇温されるようになっている。ここで、電力の分流に係る所定の比率とは、ウエハ２００がほぼ均一に加熱されるように設定される。
【００２０】
サセプタ２１７には、図２に示すように、温度検出部としての温度センサ３１１が設けられている。ヒータ２１８、温度センサ３１１、電源部は、後述の温度コントローラ１２３と接続されている。ヒータ２１８は、温度センサ３１１が検出した温度に基づき、電源部からのヒータへの通電具合がフィードバック制御されるように構成されている。
【００２１】
サセプタ２１７の中央下部には、サセプタ２１７を昇降させるサセプタ昇降機構２６８が設けられている。また、サセプタ２１７の周縁側には、ウエハ突き上げピン２６６に対応させた貫通孔２１７ｂが形成されている。貫通孔２１７ｂは、ウエハ突き上げピン２６６が貫通可能なように構成されている。具体的には、貫通孔２１７ｂは、サセプタ２１７がサセプタ昇降機構２６８により下降された際に、非接触な状態でウエハ突き上げピン２６６が貫通孔２１７ｂを突き抜けるように構成されている。サセプタ昇降機構２６８は、後述のコントローラ１２１に接続されている。
【００２２】
（制御部）
制御部としてのコントローラ１２１は、ＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂ、真空ポンプ２４６、圧力センサ、サセプタ昇降機構２６８、ゲートバルブ２４４、インピーダンス整合器２７２、高周波電源２７３、マスフローコントローラ２４１、バルブ２４３ａ、ヒータ２１８、温度センサ３１１、ヒータ２１８に電力を供給する電源等と接続され、これらを制御して基板処理を行うように構成されている。具体的には、コントローラ１２１は、マスフローコントローラ２４１による各種ガスの流量調整動作、ＡＰＣ２４２の開閉及び圧力センサに基づく圧力調整動作、バルブ２４３ａ、２４３ｂの開閉動作、真空ポンプ２４６の起動、停止、サセプタ昇降機構２６８の昇降動作、ゲートバルブ２４４の開閉動作、インピーダンス整合器２７２及び高周波電源２７３によるプラズマ生成動作、ヒータ２１８への電力供給量の制御等を行うように構成されている。
【００２３】
コントローラ１２１は、温度コントローラ１２３を備えており、温度コントローラ１２
３がヒータ２１８への電力供給量を制御するように構成されている。具体的には、図２に示すように、温度コントローラ１２３は、温度調節器７、ヒータ制御出力比率調節器８、ヒータ用電力調節器９、１０を有している。温度調節器７は、ヒータ２１８に供給する電力量を設定し、設定した電力量に基づいてヒータ制御出力比率調節器８に電力を供給するように構成されている。ヒータ制御出力比率調節器８は、温度調節器７から供給された電力をヒータ２１８のゾーン毎に分流するように構成されている。具体的には、ヒータ制御出力比率調節器８は、ウエハ２００をほぼ均一に加熱するようにあらかじめ設定された所定の分流比率に基づいて、温度調節器７から供給された電力をゾーン毎に分流するように構成されている。ヒータ制御出力比率調節器８は、分流した電力をヒータ２１８のそれぞれのゾーン毎に設けられたヒータ用電力調節器９、１０のそれぞれに供給するように構成されている。ヒータ用電力調節器９、１０は、ヒータ制御出力比率調節器８から供給された分流後の電力をヒータ２１８のそれぞれのゾーンに供給するように構成されている。
【００２４】
また、温度コントローラ１２３は、温度センサ３１１にヒータ２１８の温度を検出させ、温度センサ３１１で検出したヒータ２１８の温度が所定温度未満であるか否かを判定するように構成されている。温度コントローラ１２３は、ヒータ２１８の温度が所定温度未満であると判定した場合には、ヒータ２１８の昇温速度があらかじめ設定したヒータ２１８の昇温速度の基準となる目標昇温速度以上であるか否かを判定するように構成されている。温度コントローラ１２３は、ヒータ２１８の温度が所定温度未満であり、かつ昇温速度が目標昇温速度以上であり、かつ昇温速度が目標昇温速度と異なる場合には、ヒータ２１８への電力供給量を低減させてヒータ２１８の発熱量を低減させるように構成されている。
【００２５】
（２）基板処理方法
次に、本実施形態に係る基板処理工程について説明する。ここでは基板処理方法の一例として、ウエハ２００に窒化処理を施す場合について説明する。
【００２６】
［基板搬入工程］
基板搬入工程は、ウエハ２００を処理室２０１内に搬入する工程である。具体的には、コントローラ１２１は、ウエハ２００を処理室２０１内に搬入し、サセプタ２１７上に載置させる。より具体的には、コントローラ１２１は、サセプタ昇降機構２６８を制御して、サセプタ２１７を基板の搬送を行う所定の位置（基板搬送位置）まで下降させる。このとき、ウエハ突き上げピン２６６が、サセプタ２１７表面から所定の長さだけ突き出た状態となる。サセプタ２１７を基板搬送位置まで下降させると、コントローラ１２１は、ゲートバルブ２４４を開く。これにより、下側容器２１１は、開口した状態となる。ゲートバルブ２４４を開くと、コントローラ１２１は、搬送機構（図示は省略）を制御して、下側容器２１１の開口部からウエハ２００を処理室２０１内に搬入させる。搬送機構は、ウエハ２００を複数のウエハ突き上げピン２６６に載置する。ウエハ２００を処理室２０１内に搬入させると、コントローラ１２１は、搬送機構を処理室２０１の外側へ退避させる。搬送機構を処理室２０１の外側へ退避させると、コントローラ１２１は、ゲートバルブ２４４を閉じる。これにより、下側容器２１１の開口部が密閉され、処理室２０１は気密状態となる。ゲートバルブ２４４を閉じると、コントローラ１２１は、サセプタ昇降機構２６８を制御して、サセプタ２１７を基板処理を行う所定の位置（処理位置）まで上昇させる。サセプタ２１７が上昇する際、サセプタ２１７の上面２１７ａがウエハ突き上げピン２６６の先端部を通過すると、ウエハ２００は、サセプタ２１７の上面２１７ａに載置され、ウエハ突き上げピン２６６から離れる。
【００２７】
［基板加熱工程］
基板加熱工程は、ウエハ２００を加熱する工程である。具体的には、コントローラ１２１内の温度コントローラ１２３は、ヒータ２１８へ電力を供給し昇温させる。昇温された
ヒータ２１８は、サセプタ２１７を介してウエハ２００を加熱する。かかる工程について、以下に図面を用いて詳しく説明する。図３、図４は、本実施形態の基板加熱工程に係るフローチャート図である。
【００２８】
（図３に示す電力供給前温度検出処理Ｓ１１）
電力供給前温度検出処理Ｓ１１は、電力供給前におけるヒータ２１８の温度を検出する処理である。具体的には、コントローラ１２１内の温度コントローラ１２３が温度センサ３１１を制御して、電力供給前のヒータ２１８の温度を検出させる。温度コントローラ１２３は、温度センサ３１１で検出したヒータ２１８の温度を温度コントローラ１２３に転送させる。
【００２９】
（目標温度及び目標昇温速度設定処理Ｓ１２）
目標温度及び目標昇温速度設定処理Ｓ１２は、ヒータ２１８を加熱する際の最終温度である目標温度、ヒータ２１８の昇温速度（昇温レート）の基準となる目標昇温速度（目標昇温レート）を設定する処理である。具体的には、基板処理装置は、操作者による目標温度及び目標昇温速度の入力を受け付ける。コントローラ１２１は、入力された目標温度及び目標昇温速度を温度調節器７に転送する。ここで、昇温速度とは、所定時間あたりのヒータ２１８の温度変化量のことである。
【００３０】
（電力供給前低温度帯判定分岐処理Ｓ２０）
電力供給前低温度帯判定分岐処理Ｓ２０は、電力供給前のヒータ２１８の温度が所定温度未満であるか否かを判定する処理である。具体的には、温度コントローラ１２３は、電力供給前温度検出処理Ｓ１１で検出した電力供給前のヒータ２１８の温度が所定温度（例えば４００℃）未満であるか否かを判定する。温度コントローラ１２３がヒータ２１８の温度を所定温度未満であると判断した場合には、基板処理工程は、フローチャートの「Ｙｅｓ」に沿って、図４に示す電力供給量制限処理Ｓ２１に移行する。
【００３１】
（電力供給量制限処理Ｓ２１）
電力供給量制限処理Ｓ２１は、ヒータ２１８の温度が所定温度未満である場合に、ヒータ２１８へ供給する電力供給量を制限する処理である。具体的には、温度コントローラ１２３は、ヒータ２１８の温度が所定温度未満であると判断すると、検出した温度、及び目標昇温速度に基づきヒータ２１８への電力供給量を制限する処理を行う。すなわち、温度コントローラ１２３は、ヒータ２１８の昇温速度が目標昇温速度よりも高くなり過ぎないように電力供給量を調整する。より具体的には、温度調節器７は、検出した温度に基づいてヒータ２１８への電力供給量を設定し、設定した電力供給量に基づいた電力をヒータ制御出力比率調節器８に供給する。
【００３２】
ヒータ２１８への電力供給量は、例えば、ヒータ２１８の温度と電力供給量とを対応させたＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）を参照することにより設定することができる。ここでＬＵＴとは、ヒータ２１８の温度と、それぞれの温度におけるヒータ２１８を目標昇温速度で昇温させる電力供給量とを対比させた一覧表である。ＬＵＴを構成する電力供給量の値は、ヒータ２１８の各温度であらかじめ測定されたものである。
【００３３】
ヒータ制御出力比率調節器８は、温度調節器７から供給された電力をヒータ２１８を構成するゾーン毎に分流する。具体的には、ヒータ制御出力比率調節器８は、ウエハ２００を均一に加熱可能なようにあらかじめ設定された所定の分流比率に基づいて、電力をゾーン毎に分流する。すなわち、それぞれのゾーンへの電力供給量は、温度調節器７から供給される電力供給量に所定の分流比率を掛けた値で規定される。ヒータ制御出力比率調節器８は、分流した電力をゾーン毎に設けたヒータ用電力調節器９、１０に供給する。ヒータ用電力調節器９、１０は、ヒータ制御出力比率調節器８から供給された電力をそれぞれの
ゾーンに供給する。ヒータ２１８のそれぞれのゾーンは、ヒータ用電力調節器９、１０から供給された電力により昇温され、サセプタ２１７を介してウエハ２００を加熱する。
【００３４】
（電力供給時温度検出処理Ｓ２２）
電力供給時温度検出処理Ｓ２２は、電力供給時におけるヒータ２１８の温度を検出する処理である。具体的には、コントローラ１２１内の温度コントローラ１２３が温度センサ３１１を制御して、電力供給前のヒータ２１８の温度を検出させる。温度コントローラ１２３は、温度センサ３１１で検出したヒータ２１８の温度を温度コントローラ１２３に転送させる。すなわち、電力供給時温度検出処理Ｓ２２では、温度調節器７は、電力供給量を制限しつつヒータ２１８の温度をモニタリングする。
【００３５】
（電力供給時低温度帯判定分岐処理Ｓ３０）
電力供給時低温度帯判定分岐処理Ｓ３０は、電力供給時におけるヒータ２１８の温度が所定温度未満であるか否かを判定する処理である。すなわち、電力供給時低温度帯判定分岐処理Ｓ３０では、コントローラ１２１が、電力供給量を制限しながら昇温させたときのヒータ２１８温度が所定温度に達したか否かを判断する。具体的には、温度コントローラ１２３は、電力供給時温度検出処理Ｓ２２で検出した、電力供給時におけるヒータ２１８の温度が所定温度（例えば４００℃）未満であるか、あるいは所定温度以上であるかを判定する。温度コントローラ１２３がヒータ２１８の温度を所定温度未満であると判断した場合には、基板処理工程はフローチャートの「Ｙｅｓ」に沿って電力供給量検出処理Ｓ３１に移行する。
【００３６】
（電力供給量検出処理Ｓ３１）
電力供給量検出処理Ｓ３１は、温度コントローラ１２３からヒータ２１８に供給される電力供給量を検出する処理である。具体的には、ヒータ２１８は、電力供給量制限処理Ｓ２１において設定した電力供給量に基づいて供給される、実際の電力供給量（以下では「検出した電力供給量」とも称する）を検出する。すなわち、電力供給量検出処理Ｓ３１では、温度コントローラ１２３は、電力供給量を制限した場合に、ヒータ２１８へ実際に供給される電力供給量をモニタリングする。
【００３７】
（昇温速度算出処理Ｓ３２）
昇温速度算出処理Ｓ３２は、温度コントローラ１２３が、ヒータ２１８の昇温速度を算出する処理である。具体的には、温度コントローラ１２３は、電力供給時温度検出処理Ｓ２２において検出したヒータ２１８の温度（以下では「現在の温度」とも称する）と、直前に検出したヒータ２１８の温度（以下では「直前の温度」とも称する）と、直前の温度を検出してから現在温度を検出するまでの検出間隔とから、以下に示す式（１）を用いてヒータ２１８の昇温速度を算出する。なお、初めの昇温速度算出処理Ｓ３２では、直前の温度は、電力供給前温度検出処理Ｓ１１において検出したヒータ２１８の温度を用いる。
【００３８】
昇温速度［℃／ｍｉｎ］＝（現在の温度［℃］−直前の温度［℃］）／検出間隔［ｍｉｎ］      ・・・式（１）
【００３９】
昇温速度を算出する際には、温度コントローラ１２３は、検出間隔に応じて、昇温速度の単位を任意に変更してもよい。温度コントローラ１２３は、例えば、昇温速度の単位を、昇温速度［℃／ｓｅｃ］、昇温速度［℃／２ｓｅｃ］、・・・、昇温速度［℃／Ｎｓｅｃ］等のように設定してもよい。また、温度コントローラ１２３は、ヒータ２１８の熱容量を考慮して、電力供給量を変更した際の温度変化がヒータ２１８に反映されるまでの時間に応じて任意に設定してもよい。
【００４０】
（第１の昇温速度判定分岐処理Ｓ４０）
第１の昇温速度判定分岐処理Ｓ４０は、昇温速度算出処理Ｓ３２において算出したヒータ２１８の昇温速度が、目標温度及び目標昇温速度設定処理Ｓ１２において設定した目標昇温速度に追従しているか否かを判定する処理である。具体的には、第１の昇温速度判定分岐処理Ｓ４０は、ヒータ２１８の昇温速度が目標昇温速度以上かつ目標昇温速度とは異なっているか、あるいは目標昇温速度以下であるかを判定する処理である。より具体的には、温度コントローラ１２３は、ヒータ２１８の昇温速度と目標昇温速度とを用いた以下に示す式（２）により、昇温速度が目標昇温速度に追従しているか否かを判定する。
【００４１】
昇温速度［℃／ｍｉｎ］−目標昇温速度［℃／ｍｉｎ］≧所定値［℃／ｍｉｎ］      ・・・式（２）
【００４２】
ここで式（２）で示す所定値とは、昇温速度と目標昇温速度との差の許容範囲を示すものであり、例えば、１［℃／ｍｉｎ］である。すなわち、昇温速度が目標昇温速度よりも大きく、かつその差が所定値以上である場合には、昇温速度が目標設定昇温速度よりも大き過ぎるので、温度コントローラ１２３は、昇温速度が目標昇温速度に追従していないと判断する。これに対して、昇温速度が目標昇温速度よりも大きくてもその差が所定値以内である場合には、昇温速度と目標昇温速度との間にほとんど差はないので、温度コントローラ１２３は、昇温速度は目標昇温速度に追従していると判断する。そして、温度コントローラ１２３が、昇温速度は目標昇温速度に追従していないと判断した場合には、基板加熱工程はフローチャートの「Ｙｅｓ」に沿って第１の電力供給量再設定処理Ｓ４１に移行する。
【００４３】
（第１の電力供給量再設定処理Ｓ４１）
第１の電力供給量再設定処理Ｓ４１は、ヒータ２１８に供給する電力供給量を再設定する処理である。具体的には、第１の昇温速度判定分岐処理Ｓ４０において、昇温速度が目標昇温速度に追従していないと判断されると、温度コントローラ１２３は、ヒータ２１８への出力を低減させる処理を実行する。温度コントローラ１２３は、昇温速度算出処理Ｓ３２で算出した昇温速度、目標昇温速度を考慮してヒータ２１８に供給する電力の出力の減少量（Ｎ［％］）を設定する。温度コントローラ１２３は、出力の減少量を、例えば、１［％］、２［％］などのように設定することが可能である。また、温度コントローラ１２３は、ヒータ２１８の熱容量を考慮して電力供給量の減少量を調整することも可能である。出力の減少量（Ｎ［％］）を設定すると、温度コントローラ１２３は、再設定後の電力供給量、検出電力供給量、ヒータ２１８への最大電力供給量を用いて、以下に示す式（３）〜（５）によりヒータ２１８への再設定後の電力供給量を算出する。
【００４４】
再設定後の出力［％］＝検出した出力［％］−Ｎ［％］      ・・・式（３）
再設定後の出力［％］＝再設定後の電力供給量／最大電力供給量×１００［％］      ・・・式（４）
検出した出力［％］＝検出電力供給量／最大電力供給量×１００［％］・・・式（５）
【００４５】
（再設定処理後の電力供給処理Ｓ５０）
再設定処理後の電力供給処理Ｓ５０とは、第１の電力供給量再設定処理Ｓ４１で算出された再設定後の電力供給量に基づいた電力をヒータ２１８に供給する処理である。具体的には、温度コントローラ１２３は、上述の式（３）〜（５）により算出した再設定後の電力供給量に基づいた電力をヒータ２１８に供給する。より具体的には、温度調節器７は、再設定後の電力供給量に基づき出力を低減させた電力をヒータ制御出力比率調節器８に供給する。ヒータ制御出力比率調節器８は、温度調節器７から供給された再設定後の電力をゾーン毎にあらかじめ設定した所定の分流比率で分流する。ヒータ制御出力比率調節器８は、ゾーン毎に分流した電力をヒータ用電力調節器９、１０のそれぞれに供給する。ヒータ用電力調節器９、１０は、ヒータ制御出力比率調節器８から供給された電力をヒータ２
１８のそれぞれのゾーンに供給し、ヒータ２１８は昇温される。
【００４６】
再設定後の電力がヒータ２１８に供給されると、基板加熱工程は、電力供給時温度検出処理Ｓ２２に戻る。この場合の電力供給時温度検出処理Ｓ２２では、温度コントローラ１２３は、電力供給量を再設定した後のヒータ２１８の温度を検出する。その後、基板加熱工程は、電力供給時低温度帯判定分岐処理Ｓ３０に移行する。この場合の電力供給時低温度帯判定分岐処理Ｓ３０においては、温度コントローラ１２３は、電力供給量を再設定した後のヒータ２１８の温度が所定温度未満か否かを判定する。ここで、温度コントローラ１２３が、ヒータ２１８の温度は所定温度未満でないと判断した場合には、すなわち、ヒータ２１８の温度が所定温度に達したと判断した場合には、基板加熱工程は、フローチャートの「Ｎｏ」に沿って図３の電力供給量制限解除処理Ｓ７０に移行する。
【００４７】
（電力供給量制限解除処理Ｓ７０）
電力供給量制限解除処理Ｓ７０は、電力供給量制限処理Ｓ２１で設定したヒータ２１８への電力供給量の制限を解除する処理である。具体的には、温度コントローラ１２３は、ヒータ２１８の温度が所定温度に達したと判断すると、ヒータ２１８への電力供給量の制限を解除する。すなわち、温度コントローラ１２３は、ヒータ２１８への出力を最大にして、あるいは、あらかじめ設定された出力まで回復させて電力を供給する。すなわち、電力供給量の制限が解除されると、温度コントローラ１２３は、通常のフィードバック制御に戻してヒータ２１８を目標温度まで昇温させる。具体的には、温度コントローラ１２３は、ヒータ２１８の温度が、例えば室温〜９００℃程度の範囲内の所定の処理温度に到達するまでヒータ２１８を昇温させる。
【００４８】
（図４の第２の昇温速度判定分岐処理Ｓ６０）
第１の昇温速度判定分岐処理Ｓ４０において、昇温速度算出処理Ｓ３２で算出したヒータ２１８の昇温速度が目標昇温速度以下であると判断された場合には、基板加熱工程はフローチャートの「Ｎｏ」に沿って第２の昇温速度判定分岐処理Ｓ６０に移行する。第２の昇温速度判定分岐処理Ｓ６０は、ヒータ２１８の昇温速度が図３の目標温度及び目標昇温速度設定処理Ｓ１２において設定した目標昇温速度に追従しているか否かを判定する処理である。具体的には、第２の昇温速度判定分岐処理Ｓ６０は、ヒータ２１８の昇温速度が目標昇温速度未満であるか否かを判定する処理である。より具体的には、温度コントローラ１２３は、昇温速度と目標昇温速度とを用いた以下に示す式（６）により、ヒータ２１８の昇温速度が目標昇温速度に追従しているか否かを判定する。
【００４９】
目標昇温速度［℃／ｍｉｎ］−昇温速度［℃／ｍｉｎ］≧所定値［℃／ｍｉｎ］      ・・・式（６）
【００５０】
ここで式（６）で示す所定値は、昇温速度と目標昇温速度との差の許容範囲を示すものであり、例えば、１［℃／ｍｉｎ］である。すなわち、昇温速度が目標昇温速度よりも小さく、かつその差が所定値以上である場合には、昇温速度が目標昇温速度よりも小さすぎるので、温度コントローラ１２３は、昇温速度が目標昇温速度に追従していないと判断する。これに対して、昇温速度が目標昇温速度よりも小さい場合であってもその差が所定値以内であれば、昇温速度と目標昇温速度との間にほとんど差はないので、温度コントローラ１２３は、昇温速度が目標昇温速度に追従していると判断する。そして、温度コントローラ１２３が、昇温速度は目標昇温速度に追従していないと判断した場合には、基板加熱工程はフローチャートの「Ｙｅｓ」に沿って、図４の第２の電力供給量再設定処理Ｓ６１に移行する。
【００５１】
（第２の電力供給量再設定処理Ｓ６１）
第２の電力供給量再設定処理Ｓ６１は、ヒータ２１８に供給する電力供給量を再設定す
る処理である。具体的には、第２の昇温速度判定分岐処理Ｓ６０において、昇温速度が目標昇温速度に追従していないと判断されると、温度コントローラ１２３は、ヒータ２１８への出力を増大させる処理を実行する。温度コントローラ１２３は、昇温速度算出処理Ｓ３２で算出した昇温速度、目標昇温速度を考慮してヒータ２１８に供給する電力の出力の増加量（Ｍ［％］）を設定する。温度コントローラ１２３は、出力の増加量を、例えば、１［％］、２［％］などのように設定することが可能である。また、温度コントローラ１２３は、ヒータ２１８の熱容量を考慮して電力供給量の増加量を調整することも可能である。出力の増加量（Ｍ［％］）を設定すると、温度コントローラ１２３は、再設定後の電力供給量、検出電力供給量、ヒータ２１８への最大電力供給量を用いて、以下に示す式（７）、及び上述の式（４）〜（５）によりヒータ２１８への再設定後の電力供給量を算出する。
【００５２】
再設定後の出力［％］＝検出した出力［％］＋Ｍ［％］      ・・・式（７）
【００５３】
第２の電力供給量再設定処理Ｓ６１が完了すると、基板加熱工程は、再設定処理後の電力供給処理Ｓ５０に移行する。この場合の再設定処理後の電力供給処理Ｓ５０においては、温度コントローラ１２３は、第２の電力供給量再設定処理Ｓ６１で再設定した電力供給量に基づいた電力をヒータ２１８に供給する。具体的には、温度コントローラ１２３は、上述の式（５）で算出した再設定電力供給量に基づいた電力をヒータ２１８に供給する。より具体的には、温度調節器７は、第２の電力供給量再設定処理Ｓ６１で再設定した電力供給量に基づいて出力を増加させた電力をヒータ制御出力比率調節器８に供給する。ヒータ制御出力比率調節器８は、温度調節器７から供給された再設定後の電力をゾーン毎にあらかじめ設定した所定の分流比率で分流する。ヒータ制御出力比率調節器８は、ゾーン毎に分流した電力をヒータ用電力調節器９、１０のそれぞれに供給する。ヒータ用電力調節器９、１０は、ヒータ制御出力比率調節器８から供給された電力をヒータ２１８のそれぞれのゾーンに供給し、ヒータ２１８が昇温される。
【００５４】
（昇温速度が目標昇温速度に追従している場合）
第２の昇温速度判定分岐処理Ｓ６０において、昇温速度が目標昇温速度に追従していると判断された場合には、基板加熱工程は、フローチャートの「Ｎｏ」に沿って電力供給時温度検出処理Ｓ２２に移行する。具体的には、昇温速度が目標昇温速度よりも大きい場合でも、以下の式（８）に示すように、その差が所定値（例えば、１［℃／ｍｉｎ］）未満であれば、温度コントローラ１２３は、昇温速度が目標昇温速度に追従しているとみなす。また、昇温温度が目標昇温速度よりも小さい場合でも、以下の式（９）に示すように、その差が所定値（例えば、１［℃／ｍｉｎ］）未満であれば、温度コントローラ１２３は、昇温速度が目標昇温速度に追従しているとみなす。これらいずれの場合においても、温度コントローラ１２３は、電力供給量の再設定処理を行わず、ヒータ２１８への電力供給量を保持しながらヒータ２１８を昇温させる。
【００５５】
昇温速度［℃／ｍｉｎ］−目標昇温速度［℃／ｍｉｎ］＜所定値［℃／ｍｉｎ］  
・・・式（８）
目標昇温速度［℃／ｍｉｎ］−昇温速度［℃／ｍｉｎ］＜所定値［℃／ｍｉｎ］    
・・・式（９）
【００５６】
（電力供給前にヒータ温度が所定温度に達している場合）
図３の電力供給前低温度帯判定分岐処理Ｓ２０において、電力供給前温度検出処理Ｓ１１で検出した電力供給前のヒータ２１８の温度が所定温度（例えば４００℃）以上であると判断された場合には、基板処理工程は、フローチャートの「Ｎｏ」に沿って電力供給量制限解除処理Ｓ７０に移行する。ただし、この段階では、ヒータ２１８への電力供給が行われていないので、温度コントローラ１２３は、電力供給量の制限解除処理を実行しない
。すなわち、この場合には、温度コントローラ１２３は、通常のフィードバック制御によりヒータ２１８へ電力供給を行いつつ、ヒータ２１８を目標温度まで昇温させる。
【００５７】
ヒータ２１８は、これらの処理が実行されることにより目標温度まで昇温される。
【００５８】
［排気工程］
また、コントローラ１２１は、基板加熱工程を実行しつつ処理室２０１内を排気させる。具体的には、コントローラ１２１は、真空ポンプ２４６を作動させるとともにＡＰＣ２４２の弁の開度を調節しながら、処理室２０１内の圧力を所定の処理圧力（真空度）にする。詳しくは、コントローラ１２１は、処理室２０１内の圧力が、例えば０．１〜１００Ｐａの範囲内の所定の処理圧力となるようにＡＰＣ２４２の開度を調節する。
【００５９】
［処理ガス供給工程］
ウエハ２００を所定温度に加熱したら、コントローラ１２１は、図１の処理室２０１内へ処理ガスを供給する。具体的には、コントローラ１２１は、バルブ２４３ａを開き、処理ガスとしてのＮ２ガスを、ガス供給源（図示は省略）からマスフローコントローラ２４１を介してガス供給管２３２内に供給させる。ガス供給管２３２内に供給されたＮ２ガスは、ガス導入口２３４を介してシャワーヘッド２３６内に進む。シャワーヘッド２３６内のＮ２ガスは、複数のガス開口２３４ａを介して処理室２０１内に供給される。処理室２０１内のＮ２ガスは、ウエハ２００の表面（処理面）に向けてシャワー状に供給された後、ガス排気管２３１から排気される。なお、コントローラ１２１は、Ｎ２ガスのガス流量が例えば１００〜１０００ｓｃｃｍの範囲内となるようにマスフローコントローラ２４１を制御する。また、コントローラ１２１は、処理室２０１内の圧力が所定の処理圧力（真空度）となるようにＡＰＣ２４２の開度を調節する。
【００６０】
［プラズマ処理工程］
処理室２０１内の圧力が安定したら、コントローラ１２１は、高周波電源２７３を制御して、インピーダンス整合器２７２を介してプラズマ生成電極２１５に高周波電力を印加させる。なお、コントローラ１２１は、プラズマ生成電極に印加する高周波電力が例えば１００Ｗ〜５００Ｗの範囲内となるように高周波電源２７３を制御する。プラズマ生成電極に高周波電力を印加すると、プラズマ生成電極２１５とシャワーヘッド２３６との間のプラズマ生成領域２２４には、プラズマ放電が発生する。また、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂの磁界の影響を受けて、マグネトロン放電が発生し、ウエハ２００の処理面の上方で電荷がトラップされ、プラズマ生成領域２２４に高密度プラズマが生成される。そして、生成された高密度プラズマにより活性化されたＮ２ガスや原子状窒素（Ｎ）が、ウエハ２００上に供給される。活性化されたＮ２ガスや原子状窒素（Ｎ）は、ウエハ２００の処理面に形成された薄膜の表面を窒化して、窒化膜を形成させる。放電開始から所定時間経過後、あるいは所望の膜厚の窒化膜が形成されたら、コントローラ１２１は、プラズマ生成電極２１５への電力供給を停止させ、プラズマ放電を発生させないようにする。
【００６１】
［基板搬出工程］
プラズマ処理工程が完了したら、コントローラ１２１は、ガス供給管２３２のバルブ２４３ａを開けた状態で、処理室２０１内へのＮ２ガスの供給を所定の期間行いつつ、処理室２０１内の排気を所定の期間行うことにより、プラズマ処理工程における未反応ガスや中間生成物等を処理室２０１内から排出させる。その後、コントローラ１２１は、ＡＰＣ２４２の開度を調節しながら、処理室２０１内の圧力を隣接する真空搬送室（図示は省略）内の圧力とほぼ同圧にさせる。そして、コントローラ１２１は、サセプタ昇降機構２６８、搬送機構（図示は省略）等を制御して処理済みのウエハ２００を処理室２０１から搬出させる。
【００６２】
基板処理装置は、これらの工程により基板処理を実行する。
【００６３】
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１又は複数の効果を奏する。
【００６４】
本実施形態の基板処理装置は、ヒータ２１８の温度が所定温度未満である場合には、ヒータ２１８があらかじめ設定された目標昇温速度で昇温されるように、ヒータ２１８への電力供給量を制限するように構成されている。さらに、基板処理装置は、ヒータ２１８への電力供給量を制限した後も、ヒータ２１８の昇温速度が目標昇温速度よりも大きく、かつその差が所定値以上となった場合には、昇温速度が目標昇温速度に追従するように、ヒータ２１８への電力供給量を低減させるように構成されている。また、基板処理装置は、ヒータ２１８の昇温速度が目標昇温速度よりも小さく、かつその差が所定値以上となった場合には、昇温速度が目標昇温速度に追従するように、ヒータ２１８への電力供給量を増加させるように構成されている。
【００６５】
この構成によれば、基板処理装置は、低温域では電力供給量を制限しながらヒータ２１８を昇温させるので、ヒータ２１８への電力供給のオンとオフとを繰り返しながらヒータ２１８を昇温させる場合と比較して、ヒータ２１８が急激に昇温、降温される頻度を低減させることが可能となる。これにより、基板処理装置は、ヒータ２１８に加わる負荷を低減させることが可能となる。
【００６６】
またこの構成によれば、基板処理装置は、ヒータ２１８への電力供給量を制限した後も、ヒータ２１８への電力供給量を再設定することにより、昇温速度を目標昇温速度に追従させることが可能である。これにより、基板処理装置は、ヒータ２１８の温度が急激に変化する頻度をさらに低減させることが可能となる。したがって、基板処理装置は、ヒータ２１８に加わる負荷をさらに低減させることが可能となる。
【００６７】
またこの構成によれば、基板処理装置は、ヒータ２１８への電力供給量の再設定を行うことができるので、熱容量が大きく電力供給量を再設定してもヒータ２１８の温度が速やかに変化しにくい場合であっても、ヒータ２１８の昇温速度が目標昇温速度から所定値以上の差が発生する期間を短縮させることが可能である。これにより、基板処理装置は、ヒータ２１８に加わる負荷を低減させることができる。特に、ヒータ２１８が急激に昇温され、昇温速度が目標昇温速度よりも所定値以上大きくなった場合でも、基板処理装置は、できるだけ速やかに昇温速度を目標昇温速度に追従させることが可能となるので、ヒータ２１８に加わる負荷を低減させることができる。
【００６８】
また、基板処理装置は、ヒータ２１８に加わる負荷を低減させつつヒータ２１８を昇温させることが可能であるので、ヒータ２１８の劣化を抑えることができる。これにより、基板処理装置は、ヒータ２１８の寿命を延ばし、さらにはヒータ２１８に係るランニングコストが低減される。
【００６９】
ここで、本実施形態に係る効果を理解しやすくするために、従来の基板処理装置における基板加熱方法について図面を用いて簡単に説明する。図５は、従来の基板処理装置における基板加熱方法に係るフローチャート図である。
【００７０】
まず、ヒータ昇降温制御指定判定分岐処理Ｓ１１０では、コントローラは、ヒータを昇温させる、又は降温させる指令があったかどうかを判定する。すなわち、コントローラは、ヒータへの電力供給を実行するか、又はヒータへの電力供給を停止するかを判断する。ヒータ昇降温制御指定判定分岐処理Ｓ１１０において、コントローラが、ヒータ温度を制
御する指令があったものと判断した場合には、基板加熱工程は、フローチャートの「Ｙｅｓ」に沿ってエラー発生監視分岐処理Ｓ１２０に移行する。
【００７１】
エラー発生監視分岐処理Ｓ１２０では、コントローラは、ヒータを昇温又は降温させる際に、エラーが発生したか否かを判断する。具体的には、コントローラは、ヒータの昇温速度、ヒータ温度、ヒータへの電力供給量、ヒータ内の断線の有無などを監視している。エラー発生監視分岐処理Ｓ１２０において、コントローラがエラーは発生していないと判断した場合には、基板加熱工程は、フローチャートの「Ｎｏ」に沿って設定データ変更判定分岐処理Ｓ１３０移行する。
【００７２】
設定データ変更判定分岐処理Ｓ１３０では、コントローラは、ヒータの目標温度、目標昇温速度の設定値を監視する。具体的には、コントローラが、操作画面からヒータの目標温度、目標昇温速度が新規に入力されたと判断した場合、あるいは目標温度、目標昇温速度が変更されたものと判断した場合には、基板処理工程は、フローチャートの「Ｙｅｓ」に沿ってヒータ制御ステータスセット処理Ｓ１４０に移行する。
【００７３】
ヒータ制御ステータスセット処理Ｓ１４０では、コントローラは、基板処理装置の操作画面等にヒータを昇降温中である旨の情報を表示させ、操作者に対して基板処理装置の動作状況を識別させる。その後、基板加熱工程は、目標温度転送処理Ｓ１５０に移行して、コントローラが、変更された目標温度を温度コントローラの温度調節器に転送する。その後、基板加熱工程は、目標昇温速度転送処理Ｓ１６０に移行して、コントローラが、変更された目標昇温速度を温度調節器に転送する。その後、基板加熱工程は、温度制御処理Ｓ１７０に移行する。温度制御処理Ｓ１７０では、コントローラは、温度調節器に転送した目標温度、目標昇温速度に基づいた電力供給量を設定し、設定した電力供給量に基づいてヒータに電力を供給する。
【００７４】
その後、基板加熱工程は、目標温度到達判定分岐処理Ｓ１８０に移行する。目標温度到達判定分岐処理Ｓ１８０では、コントローラは、ヒータ温度が目標温度に到達したか否かを判定する。コントローラは、ヒータ温度が目標温度に到達したと判断した場合には、基板加熱工程は、フローチャートの「Ｙｅｓ」に沿ってヒータ制御ステータスセット処理Ｓ１９０に移行する。
【００７５】
ヒータ制御ステータスセット処理Ｓ１９０では、コントローラは、ヒータ温度が目標温度に達したため、基板処理装置の操作画面等に昇降温が完了した旨の情報を表示させ、操作者に対して基板処理装置の動作状況を識別させる。
【００７６】
目標温度到達判定分岐処理Ｓ１８０において、コントローラは、ヒータ温度が目標温度に到達していないと判断した場合には、基板加熱工程は、フローチャートの「Ｎｏ」に沿ってヒータ昇降温制御指定判定分岐処理Ｓ１１０へ戻り、コントローラは引き続きヒータを昇温させる。
【００７７】
設定データ変更判定分岐処理Ｓ１３０において、コントローラは、ヒータの目標温度、目標昇温速度の設定変更が行われなかったと判断した場合には、基板加熱工程は、フローチャートの「Ｎｏ」に沿って目標温度到達判定分岐処理Ｓ１８０に移行する。すなわちこの場合には、コントローラは、すでに設定された目標温度、目標昇温速度に基づいてヒータを昇温させる。
【００７８】
エラー発生監視分岐処理Ｓ１２０において、コントローラが、ヒータの昇温速度、ヒータ温度、ヒータへの電力供給量、ヒータ内の断線の有無などのうち、少なくとも一つの項目でエラーが発生したものと判断した場合には、基板加熱工程は、フローチャートの「Ｙ
ｅｓ」に沿ってヒータ制御停止処理Ｓ２００に移行する。ヒータ制御停止処理Ｓ２００では、コントローラは、温度調節器に対しヒータへの電力供給を停止させるように制御する。その後、基板処理工程は、ヒータ制御ステータスセット処理Ｓ２１０に移行する。ヒータ制御ステータスセット処理Ｓ２１０では、コントローラは、基板処理装置の操作画面等にヒータへの電力供給を停止させた旨の情報を表示させ、操作者に対して基板処理装置の動作状況を識別させる。
【００７９】
また、ヒータ昇降温制御指定判定分岐処理Ｓ１１０において、コントローラがヒータ温度を昇温、あるいは降温させる指令がなかったものと判断した場合にも、基板加熱工程は、フローチャートの「Ｎｏ」に沿ってヒータ制御停止処理Ｓ２００に移行する。
【００８０】
このように、従来の基板処理装置は、ヒータを昇温させる際に、目標温度、目標昇温速度の設定変更が行われた場合にのみ、ヒータへの電力供給量の調整が行われるように構成されていた。すなわち、従来の基板処理装置は、本実施形態の基板処理装置のような、ヒータの昇温速度を目標昇温速度に追従させるための電力供給量の再設定処理を行っていない。したがって、従来の基板処理装置では、ヒータに加わる負荷は低減されていなかった。
【００８１】
また、従来の基板処理装置は、エラー発生監視分岐処理Ｓ１２０において、ヒータの昇温速度、ヒータ温度、ヒータへの電力供給量、ヒータ内の断線の有無などを監視しながらヒータを昇温させる。しかしながら、従来の基板処理装置は、ヒータの昇温速度、ヒータ温度が上昇しすぎる等、ヒータ昇温時にエラーが発生すると、ヒータへの電力供給が自動的に停止される構成となっていた。そのため、基板処理を行っている最中に基板処理装置が停止してしまうなど、操作者にとっては基板処理装置が取り扱いにくくなる場合があった。
【００８２】
これに対して、本実施形態の基板処理装置は、昇温速度が目標昇温速度に追従するようにヒータ２１８への電力供給量を再設定しながらヒータを昇温させるので、例えばヒータ２１８の昇温速度が目標昇温速度より高くなり過ぎることによるエラーの発生を抑えることが可能である。これにより、本実施形態に係る基板処理装置は、従来の基板処理装置よりも取り扱い易くなっている。
【００８３】
＜本発明のその他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００８４】
例えば、上述の実施形態では、基板処理装置がウエハ２００上に形成された薄膜を窒化処理する場合ついて説明しているが、本発明はこれに限定されず、酸化処理、炭化処理、成膜処理であるＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、拡散、アニール等の基板処理を実施する場合にも好適に適用可能である。また、基板搬入工程前に、基板処理温度までヒータ温度を昇降温させる運用形態にも適用できる。
【００８５】
また、本発明は、ウエハ２００を処理する基板処理装置に限らず、プリント配線基板、液晶パネル、磁気ディスクやコンパクトディスク等の基板を処理する基板処理装置にも好適に適用できる。
【００８６】
また、上述の実施形態では、ヒータ２１８が２つのゾーンに分割された例について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、ヒータ２１８が３以上のゾーンに分割
された構成であってもよい。この場合には、温度コントローラ１２３は、あらかじめ設定された所定の分流比率に基づいて分流させた電力をそれぞれのゾーンに供給し、ヒータ２１８を昇温させる。また、ヒータ２１８は、複数のゾーンに分割されず、１のヒータのみで構成されていてもよい。この場合には、温度コントローラ１２３は、電力を分流せずにヒータ２１８を昇温させる。
【００８７】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に本発明の望ましい態様について付記する。
【００８８】
［付記１］
本発明の第１の態様は、
処理室内に基板を搬入する工程と、
加熱部に電力を供給して前記加熱部を発熱させることにより、前記基板を加熱して処理する工程と、
処理が完了した前記基板を前記処理室から搬出する基板搬出工程と、
を有する半導体装置の製造方法であって、
前記基板を加熱して処理する工程では、
前記加熱部の温度を検出し、検出した前記加熱部の温度が所定温度未満であるか否かを判定し、
前記加熱部の温度が前記所定温度未満であると判定した場合には、前記加熱部の昇温速度が、あらかじめ設定した前記加熱部の昇温速度の基準となる目標昇温速度以上であるか否かを判定し、
前記加熱部の温度が前記所定温度未満であり、かつ前記昇温速度が前記設定昇温速度以上であり、かつ前記昇温速度が前記設定昇温速度と異なる場合には、前記加熱部への電力供給量を低減させる半導体装置の製造方法である。
【００８９】
［付記２］
好ましくは、
前記基板を加熱して処理する工程では、
前記加熱部の温度が前記所定温度未満であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度未満である場合には、前記加熱部への電力供給量を増加させる付記１に記載の半導体装置の製造方法である。
【００９０】
［付記３］
また好ましくは、
前記基板を加熱して処理する工程では、
前記加熱部の温度が前記所定温度未満であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度以上であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度と異なる場合には、前記昇温速度を前記目標昇温速度に近づけるように前記加熱部への電力供給量を低減させ、
前記加熱部の温度が前記所定温度未満であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度未満である場合には、前記昇温速度を前記目標昇温速度に近づけるように前記加熱部への電力供給量を増加させる
付記２に記載の半導体装置の製造方法である。
【００９１】
［付記４］
また好ましくは、
前記基板を加熱して処理する工程では、
前記加熱部の温度が前記所定温度以上である場合には、前記昇温速度が前記目標昇温速度以上であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度と異なる場合であっても、前記加熱部への電力供給量を保持させる付記１に記載の半導体装置の製造方法である。
【００９２】
［付記５］
本発明の第２の態様は、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内の前記基板を加熱する加熱部と、
前記加熱部の温度を検出する温度検出部と、
少なくとも前記加熱部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記温度検出部に前記加熱部の温度を検出させ、前記温度検出部で検出した前記加熱部の温度が所定温度未満であるか否かを判定し、
前記加熱部の温度が前記所定温度未満であると判定した場合には、前記加熱部の昇温速度が、あらかじめ設定した前記加熱部の昇温速度の基準となる目標昇温速度以上であるか否かを判定し、
前記加熱部の温度が前記所定温度未満であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度以上であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度と異なる場合には、前記加熱部への電力供給量を低減させる基板処理装置である。
【００９３】
［付記６］
好ましくは、
前記制御部は、
前記加熱部の温度が前記所定温度未満であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度未満である場合には、前記加熱部への電力供給量を増加させる付記５に記載の基板処理装置である。
【００９４】
［付記７］
また好ましくは、
前記制御部は、
前記加熱部の温度が前記所定温度未満であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度以上であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度と異なる場合には、前記昇温速度を前記目標昇温速度に近づけるように前記加熱部への電力供給量を低減させ、
前記加熱部の温度が前記所定温度未満であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度未満である場合には、前記昇温速度を前記目標昇温速度に近づけるように前記加熱部への電力供給量を増加させる付記６に記載の基板処理装置である。
【００９５】
［付記８］
また好ましくは、
前記制御部は、
前記加熱部の温度が前記所定温度以上である場合には、前記昇温速度が前記目標昇温速度以上であり、かつ前記昇温速度が前記目標昇温速度と異なる場合であっても、前記加熱部への電力供給量を保持させる付記５に記載の基板処理装置である。
【符号の説明】
【００９６】
２００  ウエハ
２１８  ヒータ
【図１】
2012109429.tif 000003
【図２】
2012109429.tif 000004
【図３】
2012109429.tif 000005
【図４】
2012109429.tif 000006
【図５】
2012109429.tif 000007