(57)【要約】【課題】  被処理体に発生する反りを迅速に検知することが可能な処理装置及び処理方法を提供する。【解決手段】マイクロ波加熱処理装置１の各構成部は、それぞれ制御部８に接続されて、制御部８によって制御される。制御部８は、反射波監視部１２１と、データ処理部１２２と、反り判定部１２３と、入出力制御部１２４を備えている。反射波監視部１２１は、検出器３５で検出される反射波のデータをリアルタイムで受け取り、反射波の変動をモニタする。データ処理部１２２は、反射波監視部１２１から反射波の変動に関するモニタ結果を受け取り、例えばフーリエ変換、ピーク検出、ノイズ除去、フィルタリングなどのデータ処理を行う。反り判定部１２３は、反射波監視部１２１から反射波のデータ、又は、データ処理部１２２におけるデータ処理の結果に基づき、反りの発生の有無を判定する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を収容する処理容器と、
前記処理容器内で前記被処理体を水平方向に回転可能に支持する支持装置と、
前記支持装置によって支持された前記被処理体の回転に伴って一定の周期で変動する物理的指標を検出する検出部と、
前記物理的指標の検出結果に基づき、前記被処理体の反りの発生の有無を判定する判定部と、
を備えた処理装置。
【請求項２】
さらに、マイクロ波を生成して前記処理容器にマイクロ波を導入するマイクロ波導入装置を備え、
前記マイクロ波導入装置は、前記処理容器内に導入された前記マイクロ波の反射波を検出する反射波検出器を有しており、
前記物理的指標が前記反射波であり、前記検出部が前記反射波検出器である請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記処理容器は、前記マイクロ波を導入する複数のマイクロ波導入ポートを有しており、
前記マイクロ波導入装置から、一つの前記マイクロ波導入ポートを介して前記処理容器内に導入された前記マイクロ波の反射波を、他の前記マイクロ波導入ポートを介して前記反射波検出器によって検出する請求項２に記載の処理装置。
【請求項４】
前記マイクロ波によって、前記被処理体を加熱処理するマイクロ波加熱処理装置である請求項２又は３に記載の処理装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記物理的指標の測定値をフーリエ変換するとともに、得られた変換値から前記被処理体の反りに起因する部分を抽出し、前記反りの発生の有無を判定するものである請求項１乃至４のいずれか１項に記載の処理装置。
【請求項６】
処理容器内において、被処理体を支持装置によって支持した状態で水平方向に回転させるステップと、
前記支持装置に支持された前記被処理体の回転に伴って一定の周期で変動する物理的指標を検出するステップと、
前記物理的指標の検出結果に基づき、前記被処理体の反りの発生の有無を判定するステップと、
を備えた処理方法。
【請求項７】
前記物理的指標が、前記処理容器内に導入されたマイクロ波の反射波である請求項６に記載の処理方法。
【請求項８】
前記処理容器は、前記マイクロ波を導入する複数のマイクロ波導入ポートを有しており、
一つの前記マイクロ波導入ポートを介して前記処理容器内に導入された前記マイクロ波の前記反射波を、他の前記マイクロ波導入ポートを介して検出する請求項７に記載の処理方法。
【請求項９】
前記マイクロ波によって、前記被処理体を加熱処理する請求項７又は８に記載の処理方法。
【請求項１０】
前記判定するステップは、前記物理的指標の測定値をフーリエ変換するとともに、得られた変換値から前記被処理体の反りに起因する部分を抽出し、所定のしきい値と比較して前記反りの発生の有無を判定する請求項６乃至９のいずれか１項に記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理体に発生する反りを検知する機能を備えた処理装置及び処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体ウエハなどの基板に対して加熱処理を施す装置として、マイクロ波を使用する装置が提案されている。マイクロ波による加熱処理は、内部加熱、局所加熱、選択加熱が可能であることから、従来のランプ加熱方式や抵抗加熱方式のアニール装置に比べてプロセスメリットが大きいことが知られている。
【０００３】
ところで、基板の加熱を伴う処理では、基板の面内における温度分布などが原因となって、基板に「反り」が発生することがある。反りが発生すると、基板面内での温度分布がさらに拡大して、基板上に形成されるデバイスの性能にバラツキを生じさせたり、基板の処理中もしくは搬送中に、基板や処理容器内の部品に傷や破損を生じさせたりする可能性がある。そのため、例えば、特許文献１では、反応炉内の半導体ウエハをその端面方向から撮影するカメラを設け、半導体ウエハの反りを監視しながら温度制御を行うことが提案されている。また、例えば特許文献２では、半導体ウエハの反りを検知するため、光センサ、バキュームセンサ、圧力センサなどを設けることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１１５２０３号公報（図１など）
【特許文献２】特開２００９−１８２３２１号公報（段落００１９など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マイクロ波を使用する加熱処理装置では、処理容器内での異常放電を検知するため、可視光に反応するセンサが設けられている。そのため、処理容器内の基板を撮影する場合、赤外線カメラが使用される。しかし、赤外線カメラは、例えば５００℃以下の低温域では、赤外線量が少なくなるために撮影が難しくなり、基板の反りを正確にモニタすることが出来ない、という問題があった。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、被処理体に発生する反りを迅速に検知することが可能な処理装置及び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】
本発明の処理装置は、被処理体を収容する処理容器と、前記処理容器内で前記被処理体を水平方向に回転可能に支持する支持装置と、前記支持装置によって支持された前記被処理体の回転に伴って一定の周期で変動する物理的指標を検出する検出部と、前記物理的指標の検出結果に基づき、前記被処理体の反りの発生の有無を判定する判定部と、を備えている。
【０００８】
本発明の処理装置は、さらに、マイクロ波を生成して前記処理容器にマイクロ波を導入するマイクロ波導入装置を備えていてもよい。この場合、前記マイクロ波導入装置は、前記処理容器内に導入された前記マイクロ波の反射波を検出する反射波検出器を有していてもよい。また、前記物理的指標が前記反射波であってもよく、前記検出部が前記反射波検出器であってもよい。
【０００９】
本発明の処理装置において、前記処理容器は、前記マイクロ波を導入する複数のマイクロ波導入ポートを有していてもよい。この場合、前記マイクロ波導入装置から、一つの前記マイクロ波導入ポートを介して前記処理容器内に導入された前記マイクロ波の反射波を、他の前記マイクロ波導入ポートを介して前記反射波検出器によって検出するようにしてもよい。
【００１０】
本発明の処理装置は、前記マイクロ波によって、前記被処理体を加熱処理するマイクロ波加熱処理装置であってもよい。
【００１１】
本発明の処理装置において、前記判定部は、前記物理的指標の測定値をフーリエ変換するとともに、得られた変換値から前記被処理体の反りに起因する部分を抽出し、前記反りの発生の有無を判定するものであってもよい。
【００１２】
本発明の処理方法は、処理容器内において、被処理体を支持装置によって支持した状態で水平方向に回転させるステップと、前記支持装置に支持された前記被処理体の回転に伴って一定の周期で変動する物理的指標を検出するステップと、前記物理的指標の検出結果に基づき、前記被処理体の反りの発生の有無を判定するステップと、を備えている。
【００１３】
本発明の処理方法は、前記物理的指標が、前記処理容器内に導入されたマイクロ波の反射波であってもよい。
【００１４】
本発明の処理方法において、前記処理容器は、前記マイクロ波を導入する複数のマイクロ波導入ポートを有していてもよい。この場合、一つの前記マイクロ波導入ポートを介して前記処理容器内に導入された前記マイクロ波の前記反射波を、他の前記マイクロ波導入ポートを介して検出するようにしてもよい。
【００１５】
本発明の処理方法は、前記マイクロ波によって、前記被処理体を加熱処理するものであってもよい。
【００１６】
本発明の処理方法において、前記判定するステップは、前記物理的指標の測定値をフーリエ変換するとともに、得られた変換値から前記被処理体の反りに起因する部分を抽出し、所定のしきい値と比較して前記反りの発生の有無を判定してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の処理装置および処理方法によれば、被処理体に発生する反りを迅速に検知することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るマイクロ波加熱処理方法に使用するマイクロ波加熱処理装置の概略の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した処理容器の上壁の下面を示す平面図である。
【図３】図１に示したマイクロ波加熱処理装置において被処理体を支持するホルダの斜視図である。
【図４】図１に示したマイクロ波加熱処理装置の高電圧電源部の概略の構成を示す説明図である。
【図５】制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図６】制御部における、半導体ウエハの反りの検知制御に関連する機能を示す機能ブロック図である。
【図７】ホルダによって支持された半導体ウエハに反りが発生した状態を模式的に示す図面である。
【図８】本発明の一実施に係るマイクロ波加熱処理装置での半導体ウエハの反りの検知方法の手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図１０Ａ】実施例において、半導体ウエハに反りが無い場合の反射波の測定結果を示す図面である。
【図１０Ｂ】実施例において、半導体ウエハに反りが発生した場合の反射波の測定結果を示す図面である。
【図１１Ａ】図１０Ａの測定結果をフーリエ変換した結果を示す図面である。
【図１１Ｂ】図１０Ｂの測定結果をフーリエ変換した結果を示す図面である。
【図１２Ａ】図１１Ａに示すフーリエ変換後の反射波のピーク検出の結果を示す図面である。
【図１２Ｂ】図１１Ｂに示すフーリエ変換後の反射波のピーク検出の結果を示す図面である。
【図１３Ａ】図１２Ａに示す反射波のピーク値をデータ処理した結果を示す図面である。
【図１３Ｂ】図１２Ｂに示す反射波のピーク値をデータ処理した結果を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るマイクロ波加熱処理装置について説明する。図１は、マイクロ波加熱処理装置の概略の構成を示す断面図である。図２は、図１に示した処理容器の上壁の下面を示す平面図である。図３は、図１に示したマイクロ波加熱処理装置の処理容器内において被処理体を支持する保持部としてのホルダの斜視図である。マイクロ波加熱処理装置１は、連続する複数の動作を伴って、被処理体である例えば半導体デバイス製造用の半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と記す。）Ｗに対して、マイクロ波を照射して加熱処理（アニール処理）を施す装置である。ここで、平板状をなすウエハＷにおいて、面積の広い上下の面のうち、上面が半導体デバイスの形成面であり、この面が処理対象となる。
【００２１】
マイクロ波加熱処理装置１は、被処理体であるウエハＷを収容する処理容器２と、処理容器２内にマイクロ波を導入するマイクロ波導入装置３と、処理容器２内において上壁１１に対向する位置でウエハＷを支持する支持装置４と、処理容器２内にガスを供給するガス供給機構５と、処理容器２内を減圧排気する排気装置６と、これらマイクロ波加熱処理装置１の各構成部を制御する制御部８とを備えている。
【００２２】
＜処理容器＞
処理容器２は、金属材料によって形成されている。処理容器２を形成する材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等が用いられる。マイクロ波導入装置３は、処理容器２の上部に設けられ、処理容器２内に電磁波（マイクロ波）を導入するマイクロ波導入手段として機能する。マイクロ波導入装置３の構成については、後で詳しく説明する。
【００２３】
処理容器２は、板状の上壁１１および底壁１３と、上壁１１と底壁１３とを連結する側壁としての４つの側壁部１２と、上壁１１を上下に貫通するように設けられた複数のマイクロ波導入ポート１０と、側壁部１２に設けられた搬入出口１２ａと、底壁１３に設けられた排気口１３ａとを有している。ここで、４つの側壁部１２は、水平断面が直角に接続された角筒状をなしている。従って、処理容器２は、内部が空洞の立方体状をなしている。また、各側壁部１２の内面は、いずれも平坦になっており、マイクロ波を反射させる反射面としての機能を有している。搬入出口１２ａは、処理容器２に隣接する図示しない搬送室との間でウエハＷの搬入出を行うためものである。処理容器２と図示しない搬送室との間には、ゲートバルブＧＶが設けられている。ゲートバルブＧＶは、搬入出口１２ａを開閉する機能を有し、閉状態で処理容器２を気密にシールすると共に、開状態で処理容器２と図示しない搬送室との間でウエハＷの移送を可能にする。
【００２４】
＜支持装置＞
支持装置４は、図１及び図３に示すように、処理容器２の底壁１３のほぼ中央を貫通して処理容器２の外部まで延びる管状のシャフト１４と、シャフト１４の上端に装着された保持部としてのホルダ１５とを有している。ホルダ１５は、シャフト１４の上端に装着されたホルダ基部１５ａと、このホルダ基部１５ａからほぼ水平方向に放射状に設けられた複数のアーム部１５ｂと、各アーム部１５ｂに着脱可能に装着された支持ピン１６とを有している。本実施の形態では、３本のアーム部１５ｂは、ホルダ基部１５ａから放射状に１２０°の角度で均等に配置されている。複数の支持ピン１６は、処理容器２内においてウエハＷの下面に当接してウエハＷを支持する。複数の支持ピン１６は、その上端部がウエハＷの周方向に並ぶように配置されている。各支持ピン１６は、アーム部１５ｂに着脱可能に装着されている。なお、アーム部１５ｂ、支持ピン１６の数は、ウエハＷを安定して支持できればよく、特に限定されない。ホルダ１５は、誘電体材料によって形成されている。これらを形成する誘電体材料としては、例えば、石英、セラミックス等を用いることができる。
【００２５】
さらに、支持装置４は、シャフト１４を回転させる回転駆動部１７と、シャフト１４を上下に変位させる昇降駆動部１８と、シャフト１４を支持するとともに、回転駆動部１７と昇降駆動部１８とを連結する可動連結部１９と、を有している。回転駆動部１７、昇降駆動部１８及び可動連結部１９は、処理容器２の外部に設けられている。なお、処理容器２内を真空状態にする場合は、シャフト１４が底壁１３を貫通する部分の周囲に、例えばベローズなどのシール装置２０を設けることができる。
【００２６】
支持装置４において、シャフト１４、ホルダ１５、回転駆動部１７及び可動連結部１９は、ウエハＷを水平方向に回転運動させる回転装置を構成している。ホルダ１５は、回転駆動部１７を駆動させることによって、シャフト１４を回転中心にして回転し、各支持ピン１６を水平方向に円運動（公転）させる。回転駆動部１７は、シャフト１４を回転させ得るものであれば、特に制限はなく、例えば図示しないモータ等を備えていてもよい。
【００２７】
また、支持装置４において、シャフト１４、ホルダ１５、昇降駆動部１８及び可動連結部１９は、ウエハＷの高さ位置を調節する高さ位置調節装置を構成している。ホルダ１５は、昇降駆動部１８を駆動させることによって、シャフト１４とともに、上下方向に昇降変位するように構成されている。昇降駆動部１８は、シャフト１４及び可動連結部１９を昇降変位させ得るものであれば、特に制限はなく、例えば図示しないボールねじ等を備えていてもよい。
【００２８】
なお、ウエハＷを水平方向に回転させる回転装置及びウエハＷの高さ位置を調節する高さ位置調節装置は、それらの目的を実現できれば、他の構成であってもよい。また、回転駆動部１７と昇降駆動部１８は一体の機構であってもよく、可動連結部１９を有しない構成であってもよい。
【００２９】
＜排気装置＞
排気装置６は、例えば、ドライポンプ等の真空ポンプを有している。マイクロ波加熱処理装置１は、更に、排気口１３ａと排気装置６とを接続する排気管２１と、排気管２１の途中に設けられた圧力調整バルブ２２と、を備えている。排気装置６の真空ポンプを作動させることにより、処理容器２の内部空間が減圧排気される。なお、マイクロ波加熱処理装置１は、大気圧での処理も可能であり、その場合は、真空ポンプは不要である。排気装置６としてドライポンプ等の真空ポンプを用いる替わりに、マイクロ波加熱処理装置１が設置される施設に設けられた排気設備を用いることも可能である。
【００３０】
＜ガス供給機構＞
マイクロ波加熱処理装置１は、更に、処理容器２内にガスを供給するガス供給機構５を備えている。ガス供給機構５は、図示しないガス供給源を備えたガス供給装置５ａと、ガス供給装置５ａに接続され、処理容器２内に処理ガスを導入する複数の配管２３（２本のみ図示）と、を備えている。複数の配管２３は、処理容器２の側壁部１２に接続されている。
【００３１】
ガス供給装置５ａは、複数の配管２３を介して、処理ガスとして、例えば、Ｎ２、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｏ２、Ｈ２等のガスを処理容器２内へサイドフロー方式で供給できるように構成されている。なお、処理容器２内へのガスの供給は、例えばウエハＷに対向する位置（例えば、上壁１１）にガス供給手段を設けて行ってもよい。また、ガス供給装置５ａの代りに、マイクロ波加熱処理装置１の構成には含まれない外部のガス供給装置を使用してもよい。図示しないが、マイクロ波加熱処理装置１は、更に、配管２３の途中に設けられたマスフローコントローラおよび開閉バルブを備えている。処理容器２内に供給されるガスの種類や、これらのガスの流量等は、マスフローコントローラおよび開閉バルブによって制御される。
【００３２】
＜温度計測部＞
マイクロ波加熱処理装置１は、更に、ウエハＷの表面温度を測定する複数の放射温度計２６と、複数の放射温度計２６に接続された温度計測部２７とを備えている。なお、図１では、ウエハＷの中央部の表面温度を測定する放射温度計２６を除いて、複数の放射温度計２６の図示を省略している。
【００３３】
＜マイクロ波放射空間＞
本実施の形態のマイクロ波加熱処理装置１では、処理容器２内において、上壁１１、４つの側壁部１２及び底壁１３で区画される空間がマイクロ波放射空間を形成している。このマイクロ波放射空間には、上壁１１に設けられた複数のマイクロ波導入ポート１０からマイクロ波が放射される。処理容器２の上壁１１、４つの側壁部１２及び底壁１３は、いずれも金属材料によって形成されているため、マイクロ波を反射し、マイクロ波放射空間内に散乱させる。
【００３４】
＜マイクロ波導入装置＞
次に、図１、図２及び図４を参照して、マイクロ波導入装置３の構成について説明する。図４は、マイクロ波導入装置３の高電圧電源部の概略の構成を示す説明図である。前述のように、マイクロ波導入装置３は、処理容器２の上部に設けられ、処理容器２内に電磁波（マイクロ波）を導入するマイクロ波導入手段として機能する。図１に示したように、マイクロ波導入装置３は、マイクロ波を処理容器２に導入する複数のマイクロ波ユニット３０と、複数のマイクロ波ユニット３０に接続された高電圧電源部４０とを備えている。
【００３５】
（マイクロ波ユニット）
本実施の形態では、複数のマイクロ波ユニット３０の構成は全て同一である。各マイクロ波ユニット３０は、ウエハＷを処理するためのマイクロ波を生成するマグネトロン３１と、マグネトロン３１において生成されたマイクロ波を処理容器２に伝送する伝送路としての導波管３２と、マイクロ波導入ポート１０を塞ぐように上壁１１に固定された透過窓３３とを有している。マグネトロン３１は、本発明におけるマイクロ波源に対応する。
【００３６】
図２に示したように、本実施の形態では、処理容器２は、上壁１１に配置された４つのマイクロ波導入ポート１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを有している。なお、４つのマイクロ波導入ポート１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを区別しない場合は、単に「マイクロ波導入ポート１０」と記すことがある。各マイクロ波導入ポート１０は、長辺と短辺とを有する平面視矩形をなしている。各マイクロ波導入ポート１０の配置は、適宜変更することができる。また、各マイクロ波導入ポート１０の大きさ、長辺と短辺の比などは、マイクロ波導入ポート１０毎に異なっていてもよいが、ウエハＷに対する加熱処理の均一性を高めるとともに制御性をよくする観点から、４つのマイクロ波導入ポート１０のすべてが同じ大きさ及び形状であることが好ましい。なお、本実施の形態では、各マイクロ波導入ポート１０にそれぞれマイクロ波ユニット３０が接続されている。つまり、マイクロ波ユニット３０の数は４つである。
【００３７】
マグネトロン３１は、高電圧電源部４０によって供給される高電圧が印加される陽極および陰極（いずれも図示省略）を有している。また、マグネトロン３１としては、種々の周波数のマイクロ波を発振することができるものを用いることができる。マグネトロン３１によって生成されるマイクロ波は、被処理体の処理毎に最適な周波数を選択し、例えば加熱処理においては、２．４５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ等の高い周波数のマイクロ波であることが好ましく、５．８ＧＨｚのマイクロ波であることが特に好ましい。
【００３８】
導波管３２は、断面が矩形且つ角筒状の形状を有し、処理容器２の上壁１１の上面から上方に延びている。マグネトロン３１は、導波管３２の上端部の近傍に接続されている。導波管３２の下端部は、透過窓３３の上面に接している。マグネトロン３１において生成されたマイクロ波は、導波管３２および透過窓３３を介して処理容器２内に導入される。
【００３９】
透過窓３３は、誘電体材料によって形成されている。透過窓３３の材料としては、例えば、石英、セラミックス等を用いることができる。透過窓３３と上壁１１との間は、図示しないシール部材によって気密にシールされている。
【００４０】
マイクロ波ユニット３０は、更に、導波管３２の途中に設けられたサーキュレータ３４、検出器３５およびチューナ３６と、サーキュレータ３４に接続されたダミーロード３７とを有している。サーキュレータ３４、検出器３５およびチューナ３６は、導波管３２の上端部側からこの順に設けられている。サーキュレータ３４およびダミーロード３７は、処理容器２からの反射波を分離するアイソレータを構成する。すなわち、サーキュレータ３４は、処理容器２からの反射波をダミーロード３７に導き、ダミーロード３７は、サーキュレータ３４によって導かれた反射波を熱に変換する。
【００４１】
検出器３５は、導波管３２における処理容器２からの反射波を検出するためのものである。導波管３２における処理容器２からの反射波は、「物理的指標」に該当する。反射波は、支持装置４によって支持されたウエハＷの回転に伴って一定の周期で変動する（この点は、後述する）。検出器３５は、例えばインピーダンスモニタ、具体的には、導波管３２における定在波の電界を検出する定在波モニタによって構成されている。定在波モニタは、例えば、導波管３２の内部空間に突出する３本のピンによって構成することができる。定在波モニタによって定在波の電界の場所、位相および強さを検出することにより、処理容器２からの反射波を検出することができる。また、検出器３５は、進行波と反射波を検出することが可能な方向性結合器によって構成されていてもよい。
【００４２】
チューナ３６は、マグネトロン３１と処理容器２との間のインピーダンスのマッチングを行う機能を有している。チューナ３６によるマッチングは、検出器３５における反射波の検出結果に基づいて行われる。チューナ３６は、例えば、導波管３２の内部空間に出し入れすることができるように設けられた導体板（図示省略）によって構成することができる。この場合、導体板の、導波管３２の内部空間への突出量を制御することにより、反射波の電力量を調整して、マグネトロン３１と処理容器２との間のインピーダンスを調整することができる。
【００４３】
（高電圧電源部）
高電圧電源部４０は、マグネトロン３１に対してマイクロ波を生成するための高電圧を供給する。図４に示したように、高電圧電源部４０は、商用電源に接続されたＡＣ−ＤＣ変換回路４１と、ＡＣ−ＤＣ変換回路４１に接続されたスイッチング回路４２と、スイッチング回路４２の動作を制御するスイッチングコントローラ４３と、スイッチング回路４２に接続された昇圧トランス４４と、昇圧トランス４４に接続された整流回路４５とを有している。マグネトロン３１は、整流回路４５を介して昇圧トランス４４に接続されている。
【００４４】
ＡＣ−ＤＣ変換回路４１は、商用電源からの交流（例えば、三相２００Ｖの交流）を整流して所定の波形の直流に変換する回路である。スイッチング回路４２は、ＡＣ−ＤＣ変換回路４１によって変換された直流のオン・オフを制御する回路である。スイッチング回路４２では、スイッチングコントローラ４３によってフェーズシフト型のＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御またはＰＡＭ（Pulse  Amplitude  Modulation）制御が行われて、パルス状の電圧波形が生成される。昇圧トランス４４は、スイッチング回路４２から出力された電圧波形を所定の大きさに昇圧するものである。整流回路４５は、昇圧トランス４４によって昇圧された電圧を整流してマグネトロン３１に供給する回路である。
【００４５】
＜制御部＞
マイクロ波加熱処理装置１の各構成部は、それぞれ制御部８に接続されて、制御部８によって制御される。制御部８は、典型的にはコンピュータである。図５は、図１に示した制御部８のハードウェア構成の一例を示している。制御部８は、主制御部１０１と、キーボード、マウス等の入力装置１０２と、プリンタ等の出力装置１０３と、表示装置１０４と、記憶装置１０５と、外部インターフェース１０６と、これらを互いに接続するバス１０７とを備えている。主制御部１０１は、ＣＰＵ（中央処理装置）１１１、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１１２およびＲＯＭ（リードオンリメモリ）１１３を有している。記憶装置１０５は、情報を記憶できるものであれば、その形態は問わないが、例えばハードディスク装置または光ディスク装置である。また、記憶装置１０５は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体１１５に対して情報を記録し、また記録媒体１１５より情報を読み取るようになっている。記録媒体１１５は、情報を記憶できるものであれば、その形態は問わないが、例えばハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリなどである。記録媒体１１５は、マイクロ波加熱処理装置１で行われるマイクロ波加熱処理方法のレシピを記録した記録媒体であってもよい。
【００４６】
制御部８では、ＣＰＵ１１１が、ＲＡＭ１１２を作業領域として用いて、ＲＯＭ１１３または記憶装置１０５に格納されたプログラムを実行することにより、本実施の形態のマイクロ波加熱処理装置１においてウエハＷに対する加熱処理を実行できるようになっている。具体的には、制御部８は、マイクロ波加熱処理装置１において、例えばウエハＷの温度、処理容器２内の圧力、ガス流量、マイクロ波出力、ウエハＷの回転速度等のプロセス条件に関係する各構成部（例えば、マイクロ波導入装置３、支持装置４、ガス供給装置５ａ、排気装置６等）を制御する。
【００４７】
図６は、制御部８におけるウエハＷの反りの検知制御に関連する機能を示す機能ブロック図である。図６に示すように、制御部８は、反射波監視部１２１と、データ処理部１２２と、反り判定部１２３と、入出力制御部１２４を備えている。これらは、ＣＰＵ１１１が、ＲＡＭ１１２を作業領域として用いて、ＲＯＭ１１３または記憶装置１０５に格納されたソフトウエア（プログラム）を実行することによって実現される。なお、制御部８は、他の機能も有しているが、ここでは説明を省略する。
【００４８】
（反射波監視部）
反射波監視部１２１は、検出器３５で検出される反射波のデータをリアルタイムで受け取り、反射波の変動をモニタする。
【００４９】
（データ処理部）
データ処理部１２２は、反射波監視部１２１から、反射波のデータやその変動に関するモニタ結果を受け取り、例えばフーリエ変換、ピーク検出、ノイズ除去、フィルタリングなどのデータ処理を行う。
【００５０】
（反り判定部）
反り判定部１２３は、反射波監視部１２１から反射波のデータ、又は、データ処理部１２２におけるデータ処理の結果に基づき、反りの発生の有無を判定する。反りの判定は、例えば設定された閾値を利用して行うことができる。閾値は、ＲＯＭ１１３または記憶装置１０５に保存したものを利用してもよいし、検出器３５で検出される反射波のデータに基づき、処理毎に設定してもよい。
【００５１】
（入出力制御部）
入出力制御部１２４は、入力装置１０２からの入力の制御や、出力装置１０３に対する出力の制御や、表示装置１０４における表示の制御や、外部インターフェース１０６を介して行う外部とのデータ等の入出力の制御を行う。
【００５２】
＜反りを検知する原理＞
次に、図１、図３及び図７を参照しながら、マイクロ波加熱処理装置１において、反射波によってウエハＷの反りを検知する原理について説明する。図７は、３本のアーム部１５ｂを有するホルダ１５によって支持されたウエハＷに反りが発生した状態を模式的に示している。図１、図３及び図７に示すように、マイクロ波加熱処理装置１の処理容器２内で、ウエハＷは３本のアーム部１５ｂを有するホルダ１５によって支持されている。加熱処理の間、ウエハＷを支持したホルダ１５は、例えば図３及び図７中、矢印で示す方向に一定速度で回転している。ここで、図７中、ハッチングで示す部位に反り２００が発生していると仮定する。反り２００によるウエハＷの形状の変化が、処理容器２内のインピーダンスを変化させ、検出器３５で検出される反射波に変動を与える。この反射波の変動は僅かなレベルであるが、ウエハＷの回転に付随して、一定の周期性を有することが判明した。このような知見に基づき、本実施の形態では、検出器３５で検出される反射波を監視し、その中から、回転するウエハＷの反りに起因する周期性のある変動を検出することによって、ウエハＷにおける反りの発生を検知するものである。なお、ウエハＷの反り２００は、ウエハＷの全体又は一部分に生じる変形であり、その形状は問わない。また、本実施の形態において、検知の対象とする反り２００は、上記のように、プロセスや搬送などに悪影響を与える程度に大きな変形を意味する。
【００５３】
また、マイクロ波加熱処理装置１では、３本のアーム部１５ｂを有するホルダ１５によってウエハＷを支持している。ウエハＷの反り２００以外に、検出器３５で検出される反射波に周期的変動を与える大きな要因として、回転するアーム部１５ｂを挙げることができる。従って、反り２００の発生の有無を判定する場合に、アーム部１５ｂに起因する反射波の周期的な変動を比較対象とすることによって、反りの発生を迅速かつ簡易に判定できるとの知見を得た。
【００５４】
＜反りの検知方法＞
次に、図８を参照しながら、マイクロ波加熱処理装置１において、反射波を監視することによってウエハＷの反りを検知する方法について説明する。図８は、マイクロ波加熱処理装置１で行われる反りの検知方法の手順の一例を示すフローチャートである。この反りの検知方法は、ステップＳ１１〜ステップＳ１６の手順を含んでいる。ステップＳ１１〜ステップＳ１６の手順は、マイクロ波加熱処理装置１において、ウエハＷに対してマイクロ波を照射して加熱処理している間に１回ないし複数回実施される。
【００５５】
ステップＳ１１では、マイクロ波導入装置３の検出器３５によって測定された反射波の検出情報を制御部８が取得する。具体的には、反射波監視部１２１によって、検出器３５から、反射波の検出データを含む反射波の検出情報を取得する。ここで、反射波の検出情報は、マイクロ波を導入したマイクロ波導入ポート１０と同じマイクロ波導入ポート１０を介して検出される反射波でもよいが、マイクロ波を導入したマイクロ波導入ポート１０とは異なる他のマイクロ波導入ポート１０を介して検出された反射波のデータであることが好ましい。例えば、図２に示すマイクロ波導入ポート１０Ｂから導入したマイクロ波の反射波を、マイクロ波導入ポート１０Ｄに接続された導波管３２の検出器３５で検出し、反射波の検出情報とすることが好ましい。その理由は、以下のとおりである。マイクロ波を導入したマイクロ波導入ポート１０Ｂに接続された導波管３２では、反射波を抑制し、電力の利用効率を最大化する目的で、チューナ３６によって、マイクロ波源であるマグネトロン３１と、負荷である処理容器２との間のインピーダンスの整合を行う。そのため、マイクロ波を導入したマイクロ波導入ポート１０Ｂに接続された導波管３２では、自ら導入したマイクロ波に基づく反射波が小さく抑制されている。それに対し、４つのマイクロ波導入ポート１０の間で相互のインピーダンス整合は行わない。そのため、一つのマイクロ波導入ポート１０から導入したマイクロ波の反射波を、他のマイクロ波導入ポート１０を介して検出する方が、反射波の絶対値が大きく、反りの検知が容易となる。
【００５６】
次に、ステップＳ１２では、反射波の検出情報をフーリエ変換する。フーリエ変換の対象となる反射波の検出情報は、例えば所定の時間範囲で区分されたものでもよい。ステップＳ１２の処理は、制御部８のデータ処理部１２２によって行われる。反射波の検出情報をフーリエ変換することによって、水平方向に回転するウエハＷの反りに起因する周期的な反射波の変動を把握することが容易になる。
【００５７】
次に、ステップＳ１３では、外乱その他の要因による反射波の変動を除外し、かつ、データを単純化するため、フーリエ変換した反射波の検出情報から、ピークのみを検出するとともに、ノイズを含む所定範囲のデータを対象から除外する。この処理は、制御部８のデータ処理部１２２によって行われる。
【００５８】
次に、ステップＳ１４では、反りの発生の有無の判定を容易にするため、ステップＳ１３で得られたデータを所定の閾値で除算する。この処理は、制御部８のデータ処理部１２２によって行われる。閾値は、実験的に定めてもよいし、ステップＳ１１で取得した反射波の検出情報の中から、任意の情報を選択して閾値としてもよい。適切に設定された閾値を利用することによって、上記の問題が生じない程度に小さな反りである場合には、反りの発生がない、と判定することができる。閾値の具体例として、例えば、水平回転するホルダ１５の３本のアーム部１５ｂに起因する反射波の周期的な変動データについて、上記ステップＳ１２及びステップＳ１３の処理を行った処理データを利用することが好ましい。
【００５９】
次に、ステップＳ１５では、ステップＳ１４で得られた除算結果が１を超えるか否かについて判断をする。このステップＳ１５の判断は、制御部８の反り判定部１２３において行う。ステップＳ１５において、除算結果が１を超える（ＹＥＳ）と判断された場合は、次のステップＳ１６で、ウエハＷに「反りが発生した」と判定する。このステップＳ１６の判定は、制御部８の反り判定部１２３において行う。ステップＳ１６で、「反りが発生した」と判定された場合は、別途、制御部８の制御の下で、例えばマイクロ波加熱処理装置１において当該ウエハＷに対する加熱処理を中止する、などの処置を行うことができる。
【００６０】
一方、ステップＳ１５で除算結果は１を超えない（ＮＯ）と判断された場合は、反りは発生していないことになるため、再度ステップＳ１１に戻る。ウエハＷの加熱処理を行っている間は、上記ステップＳ１１〜ステップＳ１５の手順を、ステップＳ１５で除算結果が１を超える（ＹＥＳ）と判断されるまで、または、マイクロ波加熱処理装置１において当該ウエハＷに対する加熱処理が終了するまで、繰り返し行う。
【００６１】
なお、上記ステップＳ１２〜ステップＳ１４は、反りの発生の有無を判定しやすくするためのデータ処理である。従って、例えばステップＳ１１の反射波の検出情報によって反りの発生の有無を判定可能な場合は、ステップＳ１２〜ステップＳ１４を省略することができる。この場合、ステップＳ１５では、除算結果を使用する代わりに、例えば反射波の検出情報を閾値と比較すればよい。
【００６２】
以上のように、ステップＳ１１〜ステップＳ１６の手順によって、マイクロ波加熱処理装置１でウエハＷの加熱処理を行っている間、ウエハＷの反りの発生をリアルタイムで検知できる。
【００６３】
［マイクロ波加熱処理方法］
次に、マイクロ波加熱処理装置１で行われるマイクロ波加熱処理方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００６４】
まず、例えば制御部８の入力装置１０２から、マイクロ波加熱処理装置１において加熱処理を行うように指令が入力される。次に、主制御部１０１は、この指令を受けて、記憶装置１０５またはコンピュータ読み取り可能な記録媒体１１５に保存されたレシピを読み出す。次に、レシピに基づく条件によって加熱処理が実行されるように、主制御部１０１からマイクロ波加熱処理装置１の各エンドデバイス（例えば、マイクロ波導入装置３、支持装置４、ガス供給装置５ａ、排気装置６等）に制御信号が送出される。
【００６５】
次に、ゲートバルブＧＶが開状態にされて、図示しない搬送装置によって、ウエハＷが、ゲートバルブＧＶおよび搬入出口１２ａを通って処理容器２内に搬入され、ホルダ１５の複数の支持ピン１６の上に載置される。
【００６６】
次に、ゲートバルブＧＶが閉状態にされて、必要な場合は排気装置６によって、処理容器２内が減圧排気される。ホルダ１５は、昇降駆動部１８を駆動させることによって、シャフト１４とともに、上下方向に昇降し、ウエハＷが所定の高さ位置にセットされる。また、回転駆動部１７を駆動させることによって、ウエハＷを水平方向に所定の速度で回転させる。なお、反射波の変動を監視しやすくするため、ウエハＷの回転は、一定の速度で連続的に行うことが好ましい。
【００６７】
次に、ガス供給装置５ａによって、所定の流量の処理ガスが処理容器２内に導入される。処理容器２の内部空間は、排気量およびガス供給量を調整することによって、所定の圧力に調整される。
【００６８】
次に、制御部８の制御の下で、高電圧電源部４０からマグネトロン３１に対して電圧を印加してマイクロ波を生成する。マグネトロン３１において生成されたマイクロ波は、導波管３２を伝搬し、次に、透過窓３３を透過して、処理容器２内においてウエハＷの上方の空間に導入される。例えば、複数のマグネトロン３１において順次マイクロ波を生成し、各マイクロ波導入ポート１０から交互にマイクロ波を処理容器２内に導入する。なお、複数のマグネトロン３１において同時に複数のマイクロ波を生成させ、各マイクロ波導入ポート１０から同時にマイクロ波を処理容器２内に導入するようにしてもよい。
【００６９】
処理容器２に導入されたマイクロ波は、ウエハＷに照射されて、ジュール加熱、磁性加熱、誘導加熱等の電磁波加熱により、ウエハＷが迅速に加熱される。その結果、ウエハＷに対して加熱処理が施される。本実施の形態のマイクロ波加熱処理装置１では、加熱処理の間にウエハＷを回転させることによって、ウエハＷの周方向において、マイクロ波の偏りを少なくし、ウエハＷ面内の加熱温度をより均一化することができる。また、必要な場合は排気装置６によって、処理容器２内を減圧排気してもよい。さらに、必要な場合は、ガス供給装置５ａによって処理ガスを処理容器２内に導入してもよい。処理容器２の内部空間は、排気量および処理ガスの供給量を調整することによって、所定の圧力に調整することができる。
【００７０】
マイクロ波加熱処理装置１では、ウエハＷに対してマイクロ波を照射して加熱処理している間に、制御部８の制御の下で、検出器３５で検出される反射波の変動に基づき、ウエハＷの反りの発生を検知することができる。例えば、上記ステップＳ１１〜ステップＳ１６の手順（図８参照）を実行し、ウエハＷに反りが発生しているか否かの判定を繰り返し行うことができる。
【００７１】
主制御部１０１からマイクロ波加熱処理装置１の各エンドデバイスに加熱処理を終了させる制御信号が送出されると、マイクロ波の生成が停止されると共に、ウエハＷの回転が停止し、処理ガスの供給が停止されて、ウエハＷに対する加熱処理が終了する。
【００７２】
所定時間の加熱処理又は加熱処理後の冷却処理が終了した後、ゲートバルブＧＶが開状態にされて、支持装置４によってウエハＷの高さ位置を調整した後、図示しない搬送装置によって、ウエハＷが搬出される。
【００７３】
以上のように、本実施の形態のマイクロ波加熱処理装置１では、反射波の変動を監視することによって、加熱処理の途中でウエハＷに反りが発生した場合に、迅速に検知することができる。従って、ウエハＷの面内での加熱温度のばらつきを抑制し、均一な加熱処理が可能になる。また、ウエハＷの処理中もしくは搬送中に、ウエハＷや処理容器２内の部品を傷つけたり、破損させたりすることを防止できる。
【００７４】
また、本実施の形態のマイクロ波加熱処理装置１では、ウエハＷを加熱処理するために処理容器２内に導入したマイクロ波の反射波を、ウエハＷの反りの検知に利用できる。従って、反りの検知のためのセンサなどの設備を専用に設ける場合に比べると、装置構成が複雑にならず、簡素化を図ることができる。
【００７５】
本実施の形態のマイクロ波加熱処理装置１は、例えば半導体デバイスの作製工程において、拡散層に注入されたドーピング原子の活性化を行うための加熱処理などの目的で好ましく利用できる。マイクロ波加熱処理装置１を利用してドーピング原子の活性化を行う場合、マイクロ波がドーピング原子に直接作用することから、余剰加熱が起こらず、拡散層の拡がりを抑制できる。また、マイクロ波照射を利用することによって、ランプ加熱方式や抵抗加熱方式に比べ、比較的低温での加熱処理が可能であり、サーマルバジェットの増大を抑えることもできる。
【００７６】
［第２の実施の形態］
次に、図９を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。図９は、本発明の第２の実施の形態に係る処理装置の概略構成を示す断面図である。この処理装置７０は、ランプ加熱方式のアニール装置であり、例えばウエハＷに形成した薄膜に対して短時間で加熱処理が可能なＲＴＰ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）装置である。
【００７７】
処理装置７０は、円筒状の処理容器７１と、この処理容器７１の下方に着脱可能に設けられた下部発熱ユニット７２と、処理容器７１の上方に着脱可能に設けられた上部発熱ユニット７４とを有している。また、処理装置７０は、処理容器７１内にマイクロ波を導入するマイクロ波導入装置３と、処理装置７０の各構成部を制御する制御部８とを備えている。マイクロ波導入装置３及び制御部８の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００７８】
下部発熱ユニット７２は、図示しない水冷ジャケットを備えた底壁７３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７６を有している。同様に、上部発熱ユニット７４は、図示しない水冷ジャケットを備えた天井部７５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７６とを有している。また、上部発熱ユニット７４には、マイクロ波を導入するための貫通開口として、複数のマイクロ波導入ポート１０が設けられている。各マイクロ波導入ポート１０は、マイクロ波導入装置３に接続されている。また、各マイクロ波導入ポート１０には、透過窓３３が設けられている。
【００７９】
処理容器７１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７６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制御部８により調節することで、発熱量を制御できるようになっている。なお、ランプとしては、タングステンランプ７６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。
【００８０】
下部発熱ユニット７２と上部発熱ユニット７４との間には、ウエハＷを支持するための支持部７７が設けられている。この支持部７７は、ウエハＷを処理容器７１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７７ａ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７８を支持するライナー設置部７７ｂを有している。また、支持部７７は、図示しない回転機構と連結されており、支持部７７を全体として鉛直軸廻りに水平回転させる。これにより、処理中にウエハＷが所定速度で水平方向に回転する。
【００８１】
処理容器７１の下方には、パイロメーター８１が配置されており、熱処理中にホットライナー７８からの熱線を、ポート８１ａおよび光ファイバー８１ｂを介してパイロメーター８１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。
【００８２】
また、ホットライナー７８の下方には、下部発熱ユニット７２のタングステンランプ７６との間に石英部材７９が介在配備されており、図示のように前記ポート８１ａは、この石英部材７９に設けられている。さらに、ウエハＷの上方にも、上部発熱ユニット７４のタングステンランプ７６との間に石英部材８０ａが介在配備されている。また、ウエハＷを囲繞するように、処理容器７１の内周面にも石英部材８０ｂ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７８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。
【００８３】
下部発熱ユニット７２と処理容器７１との間、および上部発熱ユニット７４と処理容器７１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、処理容器７１内は気密状態となる。また、処理容器７１の側部には、ガス導入管８２に接続されたガス供給装置８３が配備されており、図示しない流量制御装置によって、処理容器７１の処理空間内に、例えば酸化性ガスや、窒素ガス、希ガスなどの不活性ガス等を導入できるようになっている。また、処理容器７１の下部には、排気管８４が設けられており、図示しない真空ポンプ等の排気装置により、処理容器７１内を減圧できるように構成されている。
【００８４】
処理装置７０の各構成部は、制御部８に接続されて制御される構成となっている。そして、制御部８の制御の下で、処理装置７０での加熱処理が行われる。また、処理装置７０は、ランプ加熱方式のアニール装置であるが、加熱処理の間は、マイクロ波導入装置３によって処理容器７１内にマイクロ波を導入し、その反射波を利用してウエハＷの反りの検知を行うことができる。すなわち、処理装置７０では、第１の実施の形態のマイクロ波加熱処理装置１と同様に、制御部８の制御の下で、支持部７７によって水平方向に回転するウエハＷの反りに基づく反射波の周期的な変動をモニタできる。そして、例えば上記ステップＳ１１〜ステップＳ１６の手順（図８参照）を実行することによって、ウエハＷに反りが発生しているか否かの判定を行うことができる。
【００８５】
本実施の形態における他の構成及び効果は、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００８６】
［実施例］
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。図１に示したマイクロ波加熱処理装置１において、反りのないウエハＷに対して、マイクロ波による加熱処理を実施した。加熱処理の間、支持装置４のホルダ１５に支持されたウエハＷを２０ｒｐｍの一定速度で水平方向に回転させた。また、マイクロ波導入ポート１０Ａ〜１０Ｄからそれぞれ導入した３９００Ｗの出力のマイクロ波の反射波を、マイクロ波導入ポート１０Ｄに接続された導波管３２の検出器３５で検出した。なお、加熱処理の際、処理容器２内におけるウエハＷの高さ位置は、反りの発生に関係しており、例えばマイクロ波のパワーや回転速度などの他の条件が同じであっても、反りが発生しやすい高さ位置と、反りが発生しない高さ位置と、が存在する。以下の説明で「ウエハＷに反りが無い場合」とは、反りが発生しない高さ位置で加熱処理したことを意味し、「ウエハＷに反りが発生した場合」とは、反りが発生しやすい高さ位置で加熱処理したことを意味する。
【００８７】
図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａは、ウエハＷに反りが無い場合の反射波の測定結果及びデータ処理結果を示している。図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂは、ウエハＷに反りが発生した場合の反射波の測定結果及びデータ処理結果を示している。
【００８８】
図１０ＡはウエハＷに反りが無い場合の反射波の測定結果を示し、図１０Ｂは、ウエハＷに反りが発生した場合の反射波の測定結果を示している。図１０Ａ、図１０Ｂの横軸は時間であり、縦軸は反射波の大きさを示している。図１０Ａと図１０Ｂの比較から、ウエハＷに反りが無い場合、処理開始直後の初期変動は見られるが、その後は、反射波が一定の低いレベルに落ち着いている。それに対し、ウエハＷに反りが発生した場合は、初期変動の後で、反射波に周期的かつ図１０Ａに比較して大きな変動が確認できる。この周期的な変動はウエハＷの反りに起因するものである。
【００８９】
図１０Ａ、図１０Ｂに示す反射波の測定結果から、反りの発生を検知してもよい。しかし、これらの測定結果をデータ処理することによって、反りの判定が容易になる。
【００９０】
図１１Ａは、図１０Ａに示す反射波の測定結果をフーリエ変換して得られたグラフであり、図１１Ｂは、図１０Ｂに示す反射波の測定結果をフーリエ変換して得られたグラフである。図１１Ａ、図１１Ｂの横軸は周波数であり、縦軸は、フーリエ変換後の反射波の大きさを示している。上記のとおり、加熱処理の間、支持装置４のホルダ１５に支持されたウエハＷを２０ｒｐｍの速度で水平方向に回転させているため、ウエハＷの反りに起因する反射波の変動は、３秒間に１回（０．３３Ｈｚ）の周期で現れる。従って、図１１Ｂにおいて、０．３３Ｈｚのピークは、ウエハＷの反りに起因する反射波の周期的な変動である。図１１Ａにおいては、０．３３Ｈｚ付近には明確なピークが観察されていないことがわかる。このように、図１０Ａ、図１０Ｂに示す反射波の測定結果をフーリエ変換することによって、ウエハＷの反りに起因する反射波の変動をより把握しやすくできる。
【００９１】
なお、ホルダ１５は、均等な間隔で配置された３本のアーム部１５ｂを有しているため、各アーム部１５ｂに起因する反射波の周期的な変動は、１秒間に１回（１Ｈｚ）の周期で現れる。従って、図１１Ａ、図１１Ｂにおいて、１Ｈｚのピークは、アーム部１５ｂに起因する反射波の周期的な変動である。
【００９２】
図１２Ａは、図１１Ａに示すフーリエ変換後の反射波のピーク検出の結果を示すグラフであり、図１２Ｂは、図１１Ｂに示すフーリエ変換後の反射波のピーク検出の結果を示すグラフである。図１２Ａ、図１２Ｂの横軸は周波数であり、縦軸は、フーリエ変換後の反射波の大きさを示している。また、図１２Ａ、図１２Ｂでは、外乱その他の要因による反射波の変動を除外し、かつ、データを単純化するため、周波数が０．３３Ｈｚ未満のデータと、１Ｈｚを超えるデータを対象から除外している。つまり、ウエハＷの反りに起因する反射波の変動を示す０．３３Ｈｚの周波数と、アーム部１５ｂに起因する反射波の変動を示す１Ｈｚの周波数を基準にして、ノイズを除去している。
【００９３】
次に、図１３Ａ、図１３Ｂは、ウエハＷの反りの判定を容易にするため、図１２Ａ、図１２Ｂに示す反射波の検出ピーク値を、アーム部１５ｂに起因する反射波のピーク値を基準にして規格化したデータ処理の結果を示している。図１３Ａは、図１２Ａに示す反射波のピーク値をデータ処理した結果を示すグラフである。図１３Ｂは、図１２Ｂに示す反射波のピーク値のデータ処理結果を示すグラフである。図１３Ａ、図１３Ｂの横軸は周波数であり、縦軸は、反りの有無を「１」（反りあり）と「０」（反りなし）の２通りに区分して示している。すなわち、図１３Ａ、図１３Ｂでは、図１２Ａ、図１２Ｂに示す反射波の検出ピーク値を、アーム部１５ｂに起因する反射波のピーク値で除算し、除算結果が１以下であれば「０」（反りなし）に区分し、１を超える場合は「１」（反りあり）と区分している。
【００９４】
図１３Ａと図１３Ｂとの比較から、反射波の変動を参照することによって、回転するウエハＷに発生した反りを確実に検知できることが確認できた。また、反りの検知に際し、アーム部１５ｂに起因する反射波のピーク値を閾値として利用することによって、反りの判定を容易に行えることが確認できた。
【００９５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、ウエハＷの回転に伴って一定の周期で変動する物理的指標として、反りによって変動する反射波を例に挙げたが、上記物理的指標として、例えばウエハＷの温度、処理容器２内の圧力などを利用してもよい。
【００９６】
また、上記実施の形態では、マイクロ波加熱処理装置（図１）以外に、ランプ方式の加熱処理装置（図９）にも、マイクロ波を導入し、その反射波を利用して反りの検知を行う本発明を適用できることを例示した。このように、ウエハＷを回転させて処理を行う処理装置であれば、例えば、抵抗加熱方式でウエハＷの加熱処理を行う処理装置や、例えば成膜、エッチング、酸化、窒化などを目的とする処理装置においても、同様に本発明を適用できる。また、ウエハＷにプラズマ処理を行う処理装置であっても、処理容器内にプラズマを生成させていない状態であれば、同様に本発明を適用できる。
【００９７】
また、被処理体は、反りが発生する可能性がある基板であれば、半導体ウエハに限らず、例えば、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板などでもよい。
【００９８】
また、例えば、マイクロ波導入装置３におけるマイクロ波ユニット３０の数（マグネトロン３１の数）やマイクロ波導入ポート１０の数は、上記実施の形態で説明した数に限られない。
【符号の説明】
【００９９】
１…マイクロ波加熱処理装置、２…処理容器、３…マイクロ波導入装置、４…支持装置、５…ガス供給機構、５ａ…ガス供給装置、６…排気装置、８…制御部、１０…マイクロ波導入ポート、１２…側壁部、１４…シャフト、１５…ホルダ、１５ａ…ホルダ基部、１５ｂ…アーム部、１６…支持ピン、１７…回転駆動部、１８…昇降駆動部、３０…マイクロ波ユニット、３１…マグネトロン、３２…導波管、３３…透過窓、３４…サーキュレータ、３５…検出器、３６…チューナ、３７…ダミーロード、４０…高電圧電源部、１２１…反射波監視部、１２２…データ処理部、１２３…反り判定部、１２４…入出力制御部、Ｗ…半導体ウエハ
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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