(57)【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、オゾンを含む処理ガスを前記処理容器内に供給する処理ガス供給手段と、前記処理容器の壁面の一部に設けられた紫外線透過窓と、該紫外線透過窓の外側に設けられたランプハウスと、該ランプハウス内に配され前記紫外線透過窓を通して処理容器内の雰囲気中に紫外線を照射することでオゾンを分解して前記被処理体を処理するための活性酸素を生じさせる紫外線ランプとを備えた処理装置において、
前記ランプハウス内の紫外線ランプと前記紫外線透過窓との間にセンサ挿入スペースを確保し、該センサ挿入スペースにランプハウス外部から光量センサを挿入して、紫外線ランプの光量を測定することを特徴とする処理装置における紫外線ランプの光量測定方法。
【請求項２】
前記紫外線ランプが前記光量センサの挿入方向と略直交する方向に複数配列されており、前記光量センサを紫外線ランプの配列方向に移動しながら各紫外線ランプの光量を測定することを特徴とする請求項１記載の処理装置における紫外線ランプの光量測定方法。
【請求項３】
被処理体を収容する処理容器と、オゾンを含む処理ガスを前記処理容器内に供給する処理ガス供給手段と、前記処理容器の壁面の一部に設けられた紫外線透過窓と、該紫外線透過窓の外側に設けられたランプハウスと、該ランプハウス内に配され前記紫外線透過窓を通して処理容器内の雰囲気中に紫外線を照射することでオゾンを分解して前記被処理体を処理するための活性酸素を生じさせる紫外線ランプとを備えた処理装置において、
前記ランプハウス内の紫外線ランプと前記紫外線透過窓との間に確保されたセンサ挿入スペースと、前記紫外線ランプの光量測定時に前記センサ挿入スペースにランプハウス外部から挿入される光量センサと、前記ランプハウス外部から前記センサ挿入スペースに光量センサを挿入するために前記ランプハウスの壁面に設けられた開閉蓋付のセンサ挿入口と、前記光量センサを保持すると共に前記センサ挿入スペースへの光量センサの挿入時に前記センサ挿入口を塞ぐセンサ保持治具とを備えていることを特徴とする処理装置における紫外線ランプの光量測定装置。
【請求項４】
前記紫外線ランプが前記光量センサの挿入方向と略直交する方向に複数配列されており、前記光量センサが、前記センサ保持治具に対して紫外線ランプの配列方向に移動自在に保持されていることを特徴とする請求項３記載の処理装置における紫外線ランプの光量測定装置。
【請求項５】
前記センサ保持治具に、前記紫外線ランプの配列方向に移動自在とされた移動体が装備され、該移動体に、先端に前記光量センサを取り付けたアームの基端が固定されると共に、光量センサ挿入時に外部から移動体を操作し得る操作部材が取り付けられ、更に、センサ保持治具と移動体の間に、前記光量センサを紫外線ランプの位置に対応させて位置決めする位置決め手段が設けられていることを特徴とする請求項４記載の処理装置における紫外線ランプの光量測定装置。
【請求項６】
前記ランプハウスに、光量センサによる測定時に前記センサ挿入口より漏れる紫外線から作業者の目を保護するための紫外線遮蔽カバーが設けられていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の処理装置における紫外線ランプの光量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理装置における紫外線ランプの光量測定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被処理体である例えば半導体ウエハを収容する処理容器と、オゾン（Ｏ3）を含む処理ガスを処理容器内に供給する処理ガス供給手段と、処理容器の壁面の一部に設けられた紫外線透過窓と、紫外線透過窓の外側に設けられたランプハウスと、ランプハウス内に配され紫外線透過窓を通して処理容器内の雰囲気中に紫外線を照射することでオゾンを分解して活性酸素を発生させる紫外線ランプとを備え、発生させた活性酸素により処理容器内に導入した半導体ウエハを酸化処理する処理装置が知られている（特開平１０−７９３７７号公報参照）。
【０００３】
このような紫外線ランプによってオゾン（Ｏ3）から活性酸素（Ｏ+）を生じさせる処理装置においては、紫外線ランプの光量が基板の処理品質に大きな影響を及ぼすので、紫外線ランプの劣化等を判断するためにランプの光量を適宜測定する必要がある。従来では、紫外線ランプの光量を測定する場合、処理容器の側面に形成された開口部の蓋を開いて、その開口部から棒状の治具に取り付けた光量センサを処理容器内に挿入することで測定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法は、光量測定時に処理容器の側面開口部を開放して光量センサを挿入するというものであるため、オゾンを導入した処理容器内が大気に曝されてしまう。そのため、予め処理容器内を窒素ガスでパージしながら側面開口部より光量センサを挿入する等の余計な操作が必要であった。
【０００５】
本発明は、前記事情を考慮してなされたもので、処理容器内を大気に曝すことなく、紫外線ランプの光量測定を容易に行うことのできる処理装置における紫外線ランプの光量測定方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち、請求項１に係る発明は、被処理体を収容する処理容器と、オゾンを含む処理ガスを前記処理容器内に供給する処理ガス供給手段と、前記処理容器の壁面の一部に設けられた紫外線透過窓と、該紫外線透過窓の外側に設けられたランプハウスと、該ランプハウス内に配され前記紫外線透過窓を通して処理容器内の雰囲気中に紫外線を照射することでオゾンを分解して前記被処理体を処理するための活性酸素を生じさせる紫外線ランプとを備えた処理装置において、前記ランプハウス内の紫外線ランプと前記紫外線透過窓との間にセンサ挿入スペースを確保し、該センサ挿入スペースにランプハウス外部から光量センサを挿入して、紫外線ランプの光量を測定することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記紫外線ランプが前記光量センサの挿入方向と略直交する方向に複数配列されており、前記光量センサを紫外線ランプの配列方向に移動しながら各紫外線ランプの光量を測定することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、被処理体を収容する処理容器と、オゾンを含む処理ガスを前記処理容器内に供給する処理ガス供給手段と、前記処理容器の壁面の一部に設けられた紫外線透過窓と、該紫外線透過窓の外側に設けられたランプハウスと、該ランプハウス内に配され前記紫外線透過窓を通して処理容器内の雰囲気中に紫外線を照射することでオゾンを分解して前記被処理体を処理するための活性酸素を生じさせる紫外線ランプとを備えた処理装置において、前記ランプハウス内の紫外線ランプと前記紫外線透過窓との間に確保されたセンサ挿入スペースと、前記紫外線ランプの光量測定時に前記センサ挿入スペースにランプハウス外部から挿入される光量センサと、前記ランプハウス外部から前記センサ挿入スペースに光量センサを挿入するために前記ランプハウスの壁面に設けられた開閉蓋付のセンサ挿入口と、前記光量センサを保持すると共に前記センサ挿入スペースへの光量センサの挿入時に前記センサ挿入口を塞ぐセンサ保持治具とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項３において、前記紫外線ランプが前記光量センサの挿入方向と略直交する方向に複数配列されており、前記光量センサが、前記センサ保持治具に対して紫外線ランプの配列方向に移動自在に保持されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項４において、前記センサ保持治具に、前記紫外線ランプの配列方向に移動自在とされた移動体が装備され、該移動体に、先端に前記光量センサを取り付けたアームの基端が固定されると共に、光量センサ挿入時に外部から移動体を操作し得る操作部材が取り付けられ、更に、センサ保持治具と移動体の間に、前記光量センサを紫外線ランプの位置に対応させて位置決めする位置決め手段が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項３〜５のいずれかにおいて、前記ランプハウスに、光量センサによる測定時に前記センサ挿入口より漏れる紫外線から作業者の目を保護するための紫外線遮蔽カバーが設けられていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
図１は実施の形態の光量測定装置を含む枚葉式酸化処理装置（処理装置）を示す概略構成図である。
【００１３】
この酸化処理装置は、密閉可能な処理容器（プロセスチャンバ）１を有する。処理容器１の底部には排気口２が設けられている。この排気口２には、真空ポンプおよび圧力制御機構を備えた排気系４が接続されており、処理容器１の内部を所定の圧力に減圧排気できるようになっている。処理容器１内には、回転する載置台３が設けられ、被処理体としての半導体ウエハｗは、この載置台３の上面に載置され、図示省略の静電チャックによって吸着保持される。載置台３には加熱手段（図示省略）が埋設されており、載置された半導体ウエハｗを所望の温度に加熱できるようになっている。
【００１４】
処理容器１内の天井部には、処理ガスを半導体ウエハｗの被処理面（上面）に向けて噴射供給するシャワーヘッド５が設けられている。このシャワーヘッド５は紫外線を透過する耐熱材料、例えば石英よりなっている。シャワーヘッド５には、該シャワーヘッド５内に導入された処理ガスを、処理空間Ｓ内の半導体ウエハｗに向けて放出する多数の噴射孔（図示省略）が設けられている。このシャワーヘッド５には、処理ガス供給手段のガス導入管６から、処理ガスとしてオゾン（Ｏ3）が供給される。
【００１５】
ガス導入管６には、マスフローコントローラ（図示省略）を介して公知のオゾン発生器（図示省略）が接続されている。オゾン発生器には、オゾン発生の原料となる酸素ガスが供給されると共に、発生効率を向上させるための微量の添加ガス、例えばＮ2ガスが添加される。
【００１６】
また、処理容器１の天井部には、半導体ウエハｗの径よりも大きな円形の開口が形成されており、この開口には、紫外線を透過する材料、例えば石英により形成された紫外線透過窓１０が気密に取り付けられている。なお、処理容器１の側壁の一方には、ゲートバルブ８を装備したウエハ搬入出口７が設けられ、処理容器１の側壁の他方には、従来において光量センサを挿入するため等に使用された蓋１２付の開口部１１が設けられている。
【００１７】
前記紫外線透過窓１０の上方には箱形のランプハウス２０が設けられている。その中には、処理容器１内に向けて紫外線を照射する紫外線ランプ２１が複数個、載置台３の上面に対向させて平行に配列されている。そして、紫外線ランプ２１より放出される紫外線が、紫外線透過窓１０を通して処理容器１内の雰囲気中に照射されることにより、該雰囲気中のオゾンを分解して活性酸素を発生するようになっている。
【００１８】
紫外線ランプ２１は、ランプ表面の温度が所定の範囲内にあるときに効率よく紫外線を放出する。そこで、ランプハウス２０には、紫外線ランプ２１の表面温度を一定に保つための空冷系として、給気口２２と排気口２３と強制排気のためのブロア２４とが設けられている。排気口２３は、図示しない工場の熱排気ラインに接続されている。
【００１９】
図２、図３はランプハウス２０内に、紫外線ランプ２１の光量を測定する光量センサ３０を挿入した状態を示している。このランプハウス２０内には、図１にも示すように、紫外線ランプ２１と紫外線透過窓１０の間に、光量センサ３０を挿入するためのセンサ挿入スペース３１が確保されている。
【００２０】
図２、図３に示すように、ランプハウス２０は、処理容器１に固定された台形箱形の本体部２０ａと、該本体部２０ａに対して開閉し得る前面カバー２０ｂとから構成されている。前面カバー２０ｂは、上側の傾斜板２０ｃと下側の垂直板２０ｄとからなり、上側の傾斜板２０ｃの上端で、本体部２０ａの前端に上下方向開閉自在にヒンジ２７を介して結合されている。なお、前面カバー２０ｂを開閉するときには、垂直板２０ｄの外面に突設した取っ手４２を掴んで行うことができる。
【００２１】
また、下側の垂直板２０ｄの下端には上下スライド式の開閉蓋２８が設けられており、該開閉蓋２８を上方にスライドさせることで、ランプハウス２０の前面下端に、光量センサ３０を挿入するための横長の挿入口２９が開口するようになっている。
【００２２】
また、光量センサ３０による測定時等に、挿入口２９より漏れる紫外線から作業者の目を保護する安全上の目的で、ランプハウス２０の前面カバー２０ｂ上には、紫外線遮蔽カバー４５が取り付けられている。紫外線遮蔽カバー４５は、いわゆる紫外線避けのサングラスのようなものであり、前面カバー２０ｂの傾斜板２０ｃと垂直板２０ｄの境界部にヒンジ４６で上下方向回動自在に取り付けられている。そして、使用時には、手前へ倒すことで、図３中実線で示すように、取っ手４２に当たって必要な斜めの姿勢に保持され、不要時には、上に跳ね上げることで、図３中一点鎖線で示すように、傾斜板２０ａの上に載るようになっている。なお、この紫外線遮蔽カバー４５にも、操作用のツマミ４７が付けられている。
【００２３】
ランプハウス２０内の紫外線ランプ２１は、前面カバー２０ｂのある前面側から見て左右方向に一定高さで複数個（本例では４個）配列されており、紫外線ランプ２１と紫外線透過窓１０との間に確保されたセンサ挿入ペース３１に、前記挿入口２９から光量センサ３０を挿入できるようになっている。
【００２４】
図４は前面カバー２０ａの反対側から見た場合の光量センサ３０と紫外線ランプ２１の関係を示している。また、図５（ａ）、（ｂ）は光量センサ３０を備えたセンサユニット５０の構成を示している。前記光量センサ３０はセンサユニット５０に装備されている。
【００２５】
センサユニット５０は、光量センサ３０を保持すると共にセンサ挿入スペース３１への光量センサ３０の挿入時にセンサの挿入口２９を塞ぐ機能を持ったセンサ保持治具３２を有している。センサ保持治具３２は、センサ挿入方向の前面側から見た大きさが、前記挿入口２９をほぼ塞げる程度に設定されており、底壁１３ａと、手前壁１３ｂと、上壁１３ｃと、左右壁１３ｄ、１３ｄとからなる一側面開放の断面コ字形の箱状本体１３を具備している。この箱状本体１３の両側部には、ランプハウス２０の両側部に突設された位置決めピン１４に係合して箱状召される本体１３を位置決めするための位置決めアーム１５が設けられている。
【００２６】
この箱状本体１３には、底壁１３ａ上に配したレール３３に沿って左右方向に移動可能な移動体３５が内蔵されている。この移動体３５には、手前壁１３ｂと反対方向に延びるアーム３６が固定され、このアーム３６の先端に光量センサ３０が上向きに取り付けられている。また、移動体３５には、手前壁３２ｂの方向へ延び出す操作片（操作部材）３７が取り付けられ、この操作片３７の先端が、手前壁３２ｂに形成した左右方向に長いスリット３８から外に突出しており、その突出した先端部分にツマミ３７ａが付けられている。
【００２７】
光量センサ３０は１つだけ設けられており、移動体３５を左右方向へ移動させることにより、光量センサ３０を、各紫外線ランプ２１の直下に位置させることができる。その位置決めのために、移動体３５とセンサ保持治具３２との間には位置決め手段が設けられている。位置決め手段としては、移動体３５の底面にボールプランジャ３９が設けられ、センサ保持治具３２の底壁１３ａの各紫外線ランプ２１に対応した位置に、ボールプランジャ３９の係合する凹所４０が設けられている。ボールプランジャ３９は、これらの凹所４０に軽く係合することで、移動体３５をクリック感を持って位置決めすることができる。なお、光量センサ３０からアーム３６内を通して導かれた信号ケーブルは、箱状本体１３から外部に導出され、計測器に接続されている（図示省略）。
【００２８】
次に酸化処理装置の作用を説明し、引き続いて紫外線ランプの光量測定方法を説明する。この酸化処理装置で半導体ウエハを処理する場合には、まず、図示省略の搬送室内の搬送アームにより半導体ウエハｗを、ゲートバルブ８を介してウエハ搬入出口７から処理容器１内に導入し、これを載置台３上に載置して静電チャックで吸着保持する。そして、加熱手段で半導体ウエハｗを所定のプロセス温度に維持すると共に、処理容器１内を減圧排気して、所定のプロセス圧力に維持しつつ、処理ガスとしてオゾンを供給して処理を開始する。オゾン発生器で生成されるオゾン（Ｏ3）は、ガス導入管６を介してシャワーヘッド５内に導入され、多数の噴射孔より処理空間Ｓ内の半導体ウエハｗに向けて噴出される。
【００２９】
一方、これと同時に、ランプハウス２０内の紫外線ランプ２１を点灯して紫外線を照射させる。この紫外線は、石英製の紫外線透過窓１０を透過して、所定の真空圧に維持された処理容器１内に入り、さらに、石英製のシャワーヘッド５を透過して、処理空間Ｓにおけるオゾンを主体成分とする処理ガス雰囲気中に注がれる。ここで、オゾンは紫外線の照射により励起されて多量の活性酸素原子を発生し、この活性酸素原子が載置台３上の半導体ウエハｗの表面に対して酸化処理を施す。
【００３０】
このような処理の際、紫外線ランプ２１の表面温度を一定範囲に維持するために、ランプハウス２０内に、給気口２２と排気口２３とブロア２４を用いて冷却用ガス例えば空気を流通させる。
【００３１】
次に、紫外線ランプ２１の光量測定を行う場合は、スライド式の開閉蓋２８を上に持ち上げて、ランプハウス２０の下端の挿入口２９を開く。そして、この挿入口２９から、光量センサ３０を、紫外線ランプ２１と紫外線透過窓１０との間に確保したセンサ挿入スペース３１に挿入する。そのとき、光量センサ３０はセンサ保持治具３２に取り付けてあるので、センサ保持治具３２が挿入口２９を塞ぐ。具体的には、センサ保持治具３２の箱状本体１３により挿入口２９が塞がれる。これにより、ランプハウス２０内からのガスの漏れや紫外線の漏れを確実に防止することができる。また、センサ保持治具３２と挿入口２９の隙間からの紫外線の漏れに対しては、紫外線遮蔽カバー４５を手前に倒すことで対処することができる。
【００３２】
このように光量センサ３０をランプハウス２０内に挿入したら、センサ保持治具３２の手前に突出した操作片３７を左右に動かすことで、光量センサ３０を各紫外線ランプ２１の直下に位置決めし、光量の測定を行う。これにより、紫外線ランプ２１の光量を直接測定することができる。
【００３３】
この場合、紫外線ランプ２１の光量測定に当たって、処理容器１内の雰囲気を大気に曝すことがないので、処理容器１内を窒素ガスでパージするような余計な操作が必要なく、紫外線ランプ２１の光量測定を容易に行なうことができる。また、センサ保持治具３２によって、ランプハウス２０内からのガス漏れや紫外線漏れを防止するようにしているので、作業の安全を図ることができる。また、紫外線遮蔽カバー４５を予めランプハウス２０に付属させているので、取り扱いが楽である。また、１個の光量センサ３０で複数の紫外線ランプ２１の光量を順次測定することができるので、コストの低減が図れる。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。例えば、紫外線ランプ２１の本数や形状は任意に設定することができる。また、ランプハウス２０の内面に反射鏡を取り付けたりしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
【００３６】
（１）請求項１に係る発明によれば、紫外線ランプの光量測定を処理容器内ではなく、ランプハウス内で行うようにしたので、光量測定のために処理容器内を大気に曝すことがなくなり、光量測定のために処理容器内を窒素ガスでパージするなどの余計な操作が必要なくなり、紫外線ランプの光量測定を容易に行なうことができる。
【００３７】
（２）請求項２に係る発明によれば、光量センサを紫外線ランプの配列方向に移動しながら各紫外線ランプの光量を測定するようにしたので、１個の光量センサで複数の紫外線ランプの光量を測定することができ、コストの低減が図れる。
【００３８】
（３）請求項３に係る発明によれば、ランプハウス内にセンサ挿入スペースを確保し、光量測定時にそのセンサ挿入スペースに対して外部から光量センサを挿入するようにしたので、光量測定のために処理容器内を大気に曝すことがなくなり、光量測定のために処理容器内を窒素ガスでパージするなどの余計な操作が不要となる。また、光量測定時には、光量センサを保持するセンサ保持治具によってランプハウスのセンサ挿入口を塞ぐようにしたので、ランプハウス内のガスや紫外線を外に漏らすことがなく、安全に光量測定を行うことができる。
【００３９】
（４）請求項４に係る発明によれば、光量センサをセンサ保持治具に対して紫外線ランプの配列方向に移動自在に保持させたので、１個の光量センサで複数の紫外線ランプの光量を測定することができ、コストの低減が図れる。
【００４０】
（５）請求項５に係る発明によれば、センサ保持治具に設けた移動体に光量センサ付のアームと操作部材を取り付け、更に、センサ保持治具と移動体の間に、光量センサを各紫外線ランプに対して位置決めする手段を設けたので、簡単確実に光量センサを適切な位置に保持することができ、１個の光量センサで各紫外線ランプの光量を正確に測定することができる。
【００４１】
（６）請求項６に係る発明によれば、ランプハウスに紫外線遮蔽カバーを設けたので、紫外線遮蔽メガネ等を別に用意することなく、手軽に且つ安全に光量測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す側断面図である。
【図２】図１のランプハウスの光量センサを挿入した状態を示す平面図である。
【図３】図１のランプハウスの光量センサを挿入した状態を示す側面図である。
【図４】図１のランプハウスの光量センサを挿入した状態を示す背面図である。
【図５】光量センサを装備したセンサユニットの構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
１  処理容器
６  ガス導入管（処理ガス導入手段）
１０  紫外線透過窓
２０  ランプハウス
２１  紫外線ランプ
２８  開閉蓋
２９  挿入口
３０  光量センサ
３１  センサ挿入スペース
３２  センサ保持治具
３５  移動体
３６  アーム
３７  操作片（操作部材）
３９  ボールプランジャ（位置決め手段）
４５  紫外線遮蔽カバー
【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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