(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体に対して所定の熱処理を施す熱処理装置において、
前記被処理体が収容可能になされた処理容器と、
前記被処理体を支持する支持手段と、
前記処理容器の天井部に設けられた第１の照射窓と、
前記第１の照射窓の外側に設けられて加熱用の熱線を発する第１の加熱手段と、
前記処理容器内へ所定のガスを供給するガス供給手段と、
前記処理容器内の雰囲気を排気する排気手段と、
前記支持手段と前記第１の照射窓との間に設けられて、その一部に前記熱線の一部、或いは全部を遮断するための遮光部が形成された膜防着部材と、
を備えたことを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
前記膜防着部材は、石英ガラス板を含むことを特徴とする請求項１記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記遮光部は、前記膜防着部材の周辺部にリング状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記遮光部は、前記膜防着部材の中央部に円形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記遮光部は、不透明ガラス状態になされていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記膜防着部材には、前記第１の照射窓の下面と前記膜防着部材の上面との間で区画形成される空間に連通される圧力調整連絡路が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項７】
被処理体に対して所定の熱処理を施す熱処理装置において、
前記被処理体が収容可能になされた処理容器と、
前記被処理体を支持する支持手段と、
前記処理容器の天井部に設けられた第１の照射窓と、
前記第１の照射窓の外側に設けられて加熱用の熱線を発する第１の加熱手段と、
前記処理容器内へ所定のガスを供給するガス供給手段と、
前記処理容器内の雰囲気を排気する排気手段と、
前記支持手段と前記第１の照射窓との間に設けられると共に前記被処理体の表面の一部に対応する大きさに設定された膜防着部材と、
を備えたことを特徴とする熱処理装置。
【請求項８】
前記膜防着部材は、前記被処理体の周辺部に対応する大きさでリング状に形成されており、前記膜防着部材はリング状になされた石英ガラスを有することを特徴とする請求項７記載の熱処理装置。
【請求項９】
前記膜防着部材は、前記被処理体の中央部に対応する大きさで円形状に形成され、前記膜防着部材は円板状になされた石英ガラスを有することを特徴とする請求項７記載の熱処理装置。
【請求項１０】
前記石英ガラスは、透明になされていることを特徴とする請求項８又は９記載の熱処理装置。
【請求項１１】
前記石英ガラスは、前記熱線の一部、或いは全部を遮断するために不透明状態になされていることを特徴とする請求項８又は９記載の熱処理装置。
【請求項１２】
前記加熱手段は、加熱ランプを含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項１３】
前記所定の熱処理は、前記被処理体の表面に形成されている薄膜を加熱するアニール処理であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項１４】
被処理体に対して所定の熱処理を施す熱処理装置において、
前記被処理体が収容可能になされた処理容器と、
前記被処理体を支持する支持手段と、
前記被処理体の上方であって前記被処理体と対向させるように支持された摸擬被処理体と、
前記処理容器の天井部に設けられた第１の照射窓と、
前記第１の照射窓の外側に設けられて加熱用の熱線を発する第１の加熱手段と、
前記処理容器の底部に設けられた第２の照射窓と、
前記第２の照射窓の外側に設けられて加熱用の熱線を発する第２の加熱手段と、
前記処理容器内へ所定のガスを供給するガス供給手段と、
前記処理容器内の雰囲気を排気する排気手段と、
前記支持手段と前記第１の照射窓との間に設けられて、その一部に前記熱線の一部、或いは全部を遮断するための遮光部が形成された膜防着部材と、
前記摸擬被処理体の温度を測定する温度測定器と、
前記温度測定器の測定値に基づいて前記第１及び第２の加熱手段を制御する温度制御部と、
を備えたことを特徴とする熱処理装置。
【請求項１５】
前記温度測定器は、前記摸擬被処理体の上面に対向させて設けた放射温度計であることを特徴とする請求項１４記載の熱処理装置。
【請求項１６】
前記支持手段は、前記被処理体を回転させる回転機構を有していることを特徴とする請求項１４又は１５記載の熱処理装置。
【請求項１７】
前記摸擬被処理体は、固定的に設けられていることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項１８】
前記摸擬被処理体と前記第１の加熱手段との間の距離と、前記被処理体と前記第２の加熱手段との間の距離とは同一になるように設定されていることを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項１９】
前記温度制御部は、前記第１の加熱手段と前記第２の加熱手段とが互いに同じ熱量を放射するように制御することを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項２０】
前記加熱手段は、加熱ランプを含むことを特徴とする請求項１４乃至１９のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項２１】
前記所定の熱処理は、前記被処理体の表面に形成されている薄膜を加熱するアニール処理であることを特徴とする請求項１４乃至２０のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【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アニール処理等の所定の熱処理を施すための熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路を製造するためには、シリコン基板等よりなる半導体ウエハに対して成膜処理、エッチング処理、酸化処理、拡散処理、アニール処理等の各種の熱処理が繰り返し施される。そして、半導体ウエハサイズが例えば８インチから１２インチへ大きくなるに従って、熱処理の面内均一性が比較的に得易い枚葉式の熱処理装置が多用される傾向にある（特許文献１、２）。例えば熱処理の一例としてアニール処理を例にとって説明すると、このアニール処理は、前工程で形成された薄膜や不純物のドープされた半導体ウエハ表面の特性を安定化させるために用いられ、例えばシリコン酸化膜の表面をマイクロ波によって窒化することによりゲート用のシリコン窒化膜を形成した時には、このシリコン窒化膜を改質して安定化するために１０００℃程度の高温でアニール処理が行われる。
【０００３】
更に、他のアニール処理としては、半導体ウエハ表面に形成されたシリコン酸化膜を改質して安定化させる場合やガラス基板の表面に形成した多結晶シリコン薄膜を溶融固化させて単結晶化する場合などにも１０００℃程度の高温で熱処理するアニール処理が知られている。
【０００４】
この種のアニール処理を枚葉式の熱処理装置で行う場合には、例えば透明な照射窓を有する処理容器内へ上記半導体ウエハを導入し、上記照射窓の外側に配置した加熱ランプやレーザ素子より発生した熱線を上記照射窓を透過させて処理容器内へ導入して、この熱線を上記半導体ウエハへ照射して加熱することによりアニール処理を行うようになっている。
【０００５】
また、上記したようなアニール用の熱処理装置の外に、上記のように支持された半導体ウエハと上下方向において平行に、この半導体ウエハと同じ形態となるように形成された摸擬ウエハを設置し、そして、上下の両面側に加熱手段として独立制御可能な加熱ランプをそれぞれ配置し、上記摸擬ウエハの温度を放射温度計等でモニタしながら、所望の温度・温度分布になるように上下の加熱手段を全く同じように制御する装置も知られている（特許文献３）。上述のような摸擬ウエハを用いた温度制御をミラーリング制御とも称される。
【０００６】
ところで、上述したように半導体ウエハ等の薄膜を高温でアニール処理する場合、上記薄膜から例えば薄膜の分解した物質が発生したり、処理容器内の部材から何らかの物質が発したりすることは避けられない。
【０００７】
この場合、上記した各物質が上記照射窓の内面に付着堆積して曇りが発生し、熱線に対する透過度が劣化して半導体ウエハ温度の低下が生じたり、上記曇りの発生が局所的な場合には、半導体ウエハに温度ムラが生ずる原因となっていた。
【０００８】
上記照射窓の曇りを取り除くには、この照射窓を交換して研磨等をしなければならないことから、この照射窓の交換作業に多くの時間を要し、装置の稼働率も低下してしまう。そのため、上記照射窓に対する曇りの発生を防止するために、上記照射窓の直前に汚染防止ウインドを設けた技術が提案されている（特許文献４）。具体的には、照射窓の内側に透明な板状の安価な汚染防止ウインドを平行に設け、この汚染防止ウインドに薄膜等から発生した物質を付着堆積させるようにし、上記照射窓自体には付着堆積させないようにしている。そして、この汚染防止ウインドは必要に応じて交換されるようになっている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−７９９８５号公報
【特許文献２】特開２００３−３３２４０８号公報
【特許文献３】特開２００６−５１７７号公報
【特許文献４】特開２０００−４９１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述のように照射窓に対して汚染防止ウインドを設けることにより、照射窓に曇りが発生することを効果的に防止することができた。しかしながら、実際のアニール処理では、例えばアニール処理の対象になる薄膜の種類によって、半導体ウエハの中央部付近の膜厚が薄くなって周辺部付近の膜厚が厚くなったり、或いはこの逆に中央部付近の膜厚が厚くなって周辺部付近の膜厚が薄くなったりする場合が生じて、アニール処理後における膜厚の面内均一性が低下してしまう場合があった。
【００１１】
このような現象を回避するために、半導体ウエハ表面を照射する加熱ランプを例えば同心円状に複数のゾーン、例えば内側ゾーンと外側ゾーンとに区画し、ゾーン毎に照射量を個別に制御することも行われている。
【００１２】
しかしながら、上述のように加熱ランプをゾーン毎に個別に制御しても、膜厚の面内均一性を向上させるには不十分であった。特に、半導体ウエハの周辺部は、中央部に対して外側に対して逃げる熱量が多いことから、半導体ウエハの周辺部へは中央部よりも多くの熱量を投入するように制御しているが、上記問題点を十分に解決するまでに至っていない。
【００１３】
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、膜防着部材に局部的に熱線の透過を一部、或いは全部を遮断する遮光部を設けることにより、照射窓に曇りが発生することを防止しつつ熱処理後における薄膜の膜厚の面内均一性を高く維持することが可能な熱処理装置を提供することにある。
【００１４】
また本発明の他の目的は、被処理体から放出される物質が多く届く領域に対応させて局部的に膜防着部材を設けるようにし、照射効率を高く維持しつつ照射窓に曇りが発生することを抑制することが可能な熱処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者等は、半導体ウエハ上に形成されている薄膜がアニール処理により厚くなる領域に対する熱線の照射量を減少させることにより、膜厚の面内均一性を高く維持することができる点及び半導体ウエハ上に形成した薄膜から放出される物質が多く届く領域に選択的に膜防着部材を設けることにより、照射窓に付着する堆積物を大幅に減少させることができる点を見い出すことによって、本発明に至ったものである。
【００１６】
請求項１に係る発明は、被処理体に対して所定の熱処理を施す熱処理装置において、前記被処理体が収容可能になされた処理容器と、前記被処理体を支持する支持手段と、前記処理容器の天井部に設けられた第１の照射窓と、前記第１の照射窓の外側に設けられて加熱用の熱線を発する第１の加熱手段と、前記処理容器内へ所定のガスを供給するガス供給手段と、前記処理容器内の雰囲気を排気する排気手段と、前記支持手段と前記第１の照射窓との間に設けられて、その一部に前記熱線の一部、或いは全部を遮断するための遮光部が形成された膜防着部材と、を備えたことを特徴とする熱処理装置である。
【００１７】
このように、膜防着部材に局部的に熱線の透過を一部、或いは全部を遮断する遮光部を設けることにより、照射窓に曇りが発生することを防止しつつ熱処理後における薄膜の膜厚の面内均一性を高く維持することができる。
【００１８】
この場合、例えば請求項２に記載したように、前記膜防着部材は、石英ガラス板を含む。
また例えば請求項３に記載したように、前記遮光部は、前記膜防着部材の周辺部にリング状に形成されている。
また例えば請求項４に記載したように、前記遮光部は、前記膜防着部材の中央部に円形状に形成されている。
【００１９】
また例えば請求項５に記載したように、前記遮光部は、不透明ガラス状態になされている。
また例えば請求項６に記載したように、前記膜防着部材には、前記第１の照射窓の下面と前記膜防着部材の上面との間で区画形成される空間に連通される圧力調整連絡路が形成されている。
【００２０】
請求項７に係る発明は、被処理体に対して所定の熱処理を施す熱処理装置において、前記被処理体が収容可能になされた処理容器と、前記被処理体を支持する支持手段と、前記処理容器の天井部に設けられた第１の照射窓と、前記第１の照射窓の外側に設けられて加熱用の熱線を発する第１の加熱手段と、前記処理容器内へ所定のガスを供給するガス供給手段と、前記処理容器内の雰囲気を排気する排気手段と、前記支持手段と前記第１の照射窓との間に設けられると共に前記被処理体の表面の一部に対応する大きさに設定された膜防着部材と、を備えたことを特徴とする熱処理装置である。
【００２１】
このように、被処理体を支持する支持手段と照射窓との間に、被処理体の表面の一部に対応する大きさに設定した膜防着部材を設けることにより、例えば被処理体から放出される物質が多く届く領域に対応させて局部的に膜防着部材を設けることができ、照射効率を高く維持しつつ照射窓に曇りが発生することを抑制することができる。
【００２２】
この場合、例えば請求項８に記載したように、前記膜防着部材は、前記被処理体の周辺部に対応する大きさでリング状に形成されており、前記膜防着部材はリング状になされた石英ガラスを有する。
また例えば請求項９に記載したように、前記膜防着部材は、前記被処理体の中央部に対応する大きさで円形状に形成され、前記膜防着部材は円板状になされた石英ガラスを有する。
【００２３】
また例えば請求項１０に記載したように、前記石英ガラスは、透明になされている。
また例えば請求項１１に記載したように、前記石英ガラスは、前記熱線の一部、或いは全部を遮断するために不透明状態になされている。
また例えば請求項１２に記載したように、前記加熱手段は、加熱ランプを含む。
また例えば請求項１３に記載したように、前記所定の熱処理は、前記被処理体の表面に形成されている薄膜を加熱するアニール処理である。
【００２４】
請求項１４に係る発明は、被処理体に対して所定の熱処理を施す熱処理装置において、前記被処理体が収容可能になされた処理容器と、前記被処理体を支持する支持手段と、前記被処理体の上方であって前記被処理体と対向させるように支持された摸擬被処理体と、前記処理容器の天井部に設けられた第１の照射窓と、前記第１の照射窓の外側に設けられて加熱用の熱線を発する第１の加熱手段と、前記処理容器の底部に設けられた第２の照射窓と、前記第２の照射窓の外側に設けられて加熱用の熱線を発する第２の加熱手段と、前記処理容器内へ所定のガスを供給するガス供給手段と、前記処理容器内の雰囲気を排気する排気手段と、前記支持手段と前記第１の照射窓との間に設けられて、その一部に前記熱線の一部、或いは全部を遮断するための遮光部が形成された膜防着部材と、前記摸擬被処理体の温度を測定する温度測定器と、前記温度測定器の測定値に基づいて前記第１及び第２の加熱手段を制御する温度制御部と、を備えたことを特徴とする熱処理装置である。
【００２５】
この場合、例えば請求項１５に記載したように、前記温度測定器は、前記摸擬被処理体の上面に対向させて設けた放射温度計である。
また例えば請求項１６に記載したように、前記支持手段は、前記被処理体を回転させる回転機構を有している。
また例えば請求項１７に記載したように、前記摸擬被処理体は、固定的に設けられている。
【００２６】
また例えば請求項１８に記載したように、前記摸擬被処理体と前記第１の加熱手段との間の距離と、前記被処理体と前記第２の加熱手段との間の距離とは同一になるように設定されている。
また例えば請求項１９に記載したように、前記温度制御部は、前記第１の加熱手段と前記第２の加熱手段とが互いに同じ熱量を放射するように制御する。
【００２７】
また例えば請求項２０に記載したように、前記加熱手段は、加熱ランプを含む。
また例えば請求項２１に記載したように、前記所定の熱処理は、前記被処理体の表面に形成されている薄膜を加熱するアニール処理である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る熱処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
請求項１及びそれに従属する請求項に係る発明によれば、膜防着部材に局部的に熱線の透過を一部、或いは全部を遮断する遮光部を設けることにより、照射窓に曇りが発生することを防止しつつ熱処理後における薄膜の膜厚の面内均一性を高く維持することができる。
【００２９】
請求項７及びそれに従属する請求項に係る発明によれば、被処理体を支持する支持手段と照射窓との間に、被処理体の表面の一部に対応する大きさに設定した膜防着部材を設けることにより、例えば被処理体から放出される物質が多く届く領域に対応させて局部的に膜防着部材を設けることができ、照射効率を高く維持しつつ照射窓に曇りが発生することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、本発明に係る熱処理装置の好適な一実施形態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第１実施形態を示す断面図、図２は図１に示す熱処理装置に用いる膜防着部材を示す平面図、図３は被処理体に形成されている膜厚の変化と用いる膜防着部材との関係を示す図である。
【００３１】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
図示するように、この熱処理装置４は、アルミニウム合金等により筒体状に成形された処理容器６を有している。この処理容器６の側壁には、この中に被処理体としての半導体ウエハＷを搬出入するための開口８が設けられ、この開口８には気密に開閉可能になされたゲートバルブ１０が設けられる。また、この処理容器６の側壁にはこの処理容器６内へアニール等の熱処理時に必要な所定のガス、例えばＮ２ やＯ２ 等を供給するためのガス供給手段１２が設けられる。
【００３２】
ここではこのガス供給手段１２として、例えば石英よりなるガス供給ノズル１２Ａが処理容器６の側壁を貫通させて設けられており、図示しないマスフローコントローラ等の流量制御器により流量制御しつつ上記ガスを供給できるようになっている。尚、このガス供給ノズル１２Ａに替えて、例えば石英製のシャワーヘッド構造等を用いてもよい。
【００３３】
また、この処理容器６の底部には、排気口１４が設けられており、この排気口１４には、排気通路１６に圧力調整弁１７及び真空ポンプ等の排気ポンプ１８を順次介設してなる排気手段２０が接続されており、上記処理容器６内の雰囲気を排気、例えば真空引きできるようになっている。尚、処理容器６内は処理態様に応じて大気圧から高真空状態まで種々の圧力制御が可能である。
【００３４】
また、上記処理容器６の天井部６Ａには、大口径の開口部２２Ａが形成されており、この開口部２２Ａには、Ｏリング等のシール部材２４Ａを介して例えば透明石英板よりなる第１の照射窓２６Ａが気密に取り付け固定されている。そして上記第１の照射窓２６Ａの外側には、第１の加熱手段２８Ａが設けられている。この第１の加熱手段２８Ａは、内面が反射面になされたランプハウス３０Ａを有しており、このランプハウス３０Ａ内には、直管状になされた例えばハロゲンランプよりなる加熱ランプ３２Ａが複数本平列に配置されており、これらの加熱ランプ３２Ａからの放射光（熱線）で半導体ウエハＷを加熱し得るようになっている。
【００３５】
尚、上記ハロゲンランプとして球形のランプを用いてもよい。また、ここでは処理容器６の底部６Ｂには、例えばパイロセンサ（放射温度計）よりなる温度測定器３４が設けられており、この測定値が例えばマイクロコンピュータ等よりなる温度制御部３６へ入力され、上記測定値に基づいて上記第１の加熱手段２８Ａへの投入電力を制御して半導体ウエハを所定の温度に制御できるようになっている。この場合、第１の加熱手段２８Ａを、例えば内周ゾーンと外周ゾーンとに同心円状に区画して各ゾーン毎に個別に温度制御できるようにしてもよい。
【００３６】
そして、この処理容器６内には、上記半導体ウエハＷを支持するための支持手段３８が設けられている。尚、ここではこの支持手段３８は、半導体ウエハＷの搬出入時に半導体ウエハを昇降させる昇降機構４０の一部を兼ねている。
【００３７】
具体的には、上記支持手段３８は、例えばクォーツ（石英）よりなる大口径の円形リング状の昇降板４２を有しており、この昇降板４２は、同じくクォーツよりなる大口径の円形リング状の載置板４４上に載置されている。この昇降板４２を支持するリング状の載置板４４は、処理容器６の側壁に固定されているではなく、ここでは回転機構４６によって回転可能になされている。具体的には、この回転機構４６は、処理容器６の側壁に軸受４８を介して回転自在に支持された複数の回転ローラ５０を有している。この回転ローラ５０は、処理容器６の周方向に沿って均等な間隔を隔てて少なくとも３個（図示例では２個示す）設けられている。
【００３８】
上記軸受４８は、処理容器６内の気密性を維持しつつ上記回転ローラ５０の回転を許容するために例えば磁性流体によりシールされている。上記各回転ローラ５０は例えばクォーツよりなり、例えば截頭円錐台状に成形されており、各回転ローラ５０の上面側に上記載置板４４を載置して支持させており、この回転ローラ５０を回転駆動することにより、上記載置板４４をその周方向へ回転し得るようになっている。この回転駆動を得るために、上記３つの回転ローラ５０の内の１つに駆動モータ５２を接続している。
【００３９】
また上記載置板４４の外側角部には、その周方向に沿って例えばＳｉＣよりなる硬い受け部材５４が設けられており、この受け部材５４に上記回転ローラ５０を直接的に接触させている。この受け部材５４を設けることにより、ここにパーティクルが発生することを防止するようになっている。
【００４０】
また、上記載置板４４の一部には位置決め孔５６が形成されており、この位置決め孔５６の上下に例えばレーザ光を発する発光器５８と、レーザ光を受光する受光器６０とを設け、この位置決め孔５６を通るレーザ光を検出することにより、上記載置板４４のホームポジションを検出して回転方向の位置を認識できるようになっている。尚、この載置板４４を処理容器６の側壁側に固定して回転させないようにしてもよい。
【００４１】
そして、上記リング状の昇降板４２からは、その中央方向に向けて複数本、例えばクォーツよりなる３本（図示例では２本のみ記す）の支持アーム６２が延在させて設けられている。この支持アーム６２は、昇降板４２の周方向に沿って等間隔で配置されている。そして、上記各支持アーム６２の先端部には、例えばクォーツよりなる支持ピン６４が設けられており、各支持ピン６４の上端を上記半導体ウエハＷの裏面の周辺部に接触させて、この半導体ウエハＷを支持するようになっている。
【００４２】
そして、上記昇降板４２を昇降させるために、昇降機構４０の一部として処理容器６の底部６Ｂには、昇降アクチュエータ６６が設けられている。この昇降アクチュエータ６６は、上記底部６Ｂの周方向に沿って例えば３本（図示例では２本のみ記す）設けられている。各昇降アクチュエータ６６には、容器底部６Ｂの貫通孔６８を遊嵌状態で挿通された昇降ロッド７０が設けられている。
【００４３】
また、上記載置板４４にも昇降ロッド７０を通すための挿通孔７２が形成されており、この挿通孔７２に上記昇降ロッド７０の上端部を挿通させて上記昇降板４２を上方へ押し上げることができようになっている。従って、この昇降アクチュエータ６６と上記支持手段３８とで、昇降機構４０を形成している。また上記昇降ロッド７０の底部貫通部には、伸縮可能になされた金属ベローズ７４が介設されており、上記処理容器６内の気密性を維持しつつ上記昇降ロッド７０の昇降移動を許容し得るようになっている。
【００４４】
そして、この処理容器６内で、上記支持手段３８と上記第１の照射窓２６との間に、本発明の特徴とする膜防着部材８０が設けられる。具体的には、この膜防着部材８０は、全体が例えば円形の耐熱性及び耐腐食性の大きな石英ガラス板８２よりなり、第１の照射窓２６Ａの全面を覆うような大きさに設定されている。換言すれば、半導体ウエハＷの全面を覆うようにこの半導体ウエハＷと同等か、或いはこれよりも大きな直径に設定されている。
【００４５】
そして、上記天井部６Ａに、ここに形成されている開口２２Ａを覆うようにボルト８４により着脱可能に取り付け固定されている。これにより、この石英ガラス板８２にある程度の付着物が堆積した時にこの石英ガラス板８２を交換できるようになっている。上記ボルト８４としては、金属汚染等が生じないような材料、例えばアルミニウム合金やセラミック材を用いる。そして、この石英ガラス板８２は、その一部に上記第１の加熱手段２８Ａからの照射光（熱線）の一部、或いは全部を遮断するための遮光部８６が形成されている。
【００４６】
図２（Ａ）にも示すように、ここでは半導体ウエハＷの周辺部（エッジ部）に到達する熱量を抑制するために、上記遮光部８６は上記石英ガラス板８２の周辺部にリング状に形成されている（図２において斜線で示す領域）。そして、上記遮光部８６以外の領域、すなわちここでは中央部側の透過領域８８は熱線に対して透明な状態となっており、ここを通る上記熱線を損失させることなく透過させて半導体ウエハＷを加熱し得るようになっている。
【００４７】
上述したように、上記遮光部８６は、ここを通る熱線量を抑制するために不透明ガラス状態になされている。この場合、不透明ガラス状態とは、照射光が通ることを完全に遮断する状態から照射光の一部を通すことができる、いわば半透明状態の場合も含み、その透過度は、半導体ウエハＷ上に形成されているアニール対象となる薄膜のアニールによる膜厚特性等に基づいて決定される。具体的には、この遮光部８６では、すりガラス状態、曇りガラス状態、つや消しガラス状態、気泡が内包された発泡ガラス状態、或いは乳白色の濁りガラス状態になっており、好ましくは、この遮光部８６では照射光を乱反射させるような状態に設定しておくのがよい。更に、上記遮光部８６としては、例えば酸化マグネシウムを透明ガラス上に遮光材としてコーティングするように構成してもよい。
【００４８】
これにより、半導体ウエハＷの中心部へは大量の熱線が到達し、周辺部へは小量の熱線しか到達しないように制御できるようになっている。そして、この石英ガラス板８２には、上記第１の照射窓２６Ａの下面と石英ガラス板８２の上面との間で区画される空間９０内の圧力調整（圧抜き）をするための圧力調整連通路９２が形成されており、処理容器６内を昇圧、或いは降圧させても、上記石英ガラス板８２に圧力差による力が作用しないようにして、この破損を防止することができるようになっている。
【００４９】
上記圧力調整連通路９２は、ここでは微小な貫通孔９２Ａにより形成している。この場合、貫通孔９２Ａに代えて、石英ガラス板８２の上面の周辺部に、半径方向へ延びる微小な連通溝等を形成するようにしてもよい。尚、上記石英ガラス板８２を天井部６Ａに取り付けたが、これを処理容器６の側壁より支持させるようにしてもよい。
【００５０】
また、図２（Ａ）に示す場合には、石英ガラス板８２の中央部が透過領域８８となり、周辺部が遮光部８６となっているが、これとは逆に図２（Ｂ）に示す場合には、石英ガラス板８２の中央部が遮光部８６となり、周辺部が透過領域８８となっており、アニール対象の薄膜の特性に対応させて上記図２（Ａ）と図２（Ｂ）とに示す両膜防着部材８０を交換して用いることができるようになっている。
【００５１】
そして、この装置全体の動作、例えば半導体ウエハ温度、容器内の圧力、各ガスの供給量等の各制御は、コンピュータよりなる装置制御部９６によって行われる。そして、この制御に必要なコンピュータに読み取り可能なプログラムは記憶媒体９８に予め記憶されている。この記憶媒体９８は、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フラッシュメモリ或いはＤＶＤ等よりなる。
【００５２】
次に、以上のように構成された熱処理装置４の動作について説明する。まず、この処理容器６内へ半導体ウエハＷを搬入する場合には、開放されたゲートバルブ１０から開口８を介して図示しない搬送アームで半導体ウエハＷを処理容器６内へ搬入し、この状態で昇降機構４０の昇降アクチュエータ６６を駆動して昇降ロッド７０を上方へ延ばし、これにより、支持手段３８の昇降板４２を上方へ押し上げて支持ピン６４を上昇させる。
【００５３】
これにより、搬送アーム（図示せず）によって処理容器６内へ搬入されている半導体ウエハＷが下方より上昇してくる支持ピン６４により突き上げられ、これにより搬送アームより支持ピン６４側へ半導体ウエハＷが受け渡されて保持される。
【００５４】
次に、搬送アームを処理容器６内から抜き出して、上述のように半導体ウエハＷを支持ピン６４で保持した状態で、上記昇降ロッド７０を降下させることにより、図１に示すように昇降板４２は載置板４４上に載置されることになる。そして、ゲートバルブ１０を閉じて処理容器６内を密閉し、ガス供給手段１２から必要なガス、例えばＮ２ 及びＯ２ をそれぞれ流量制御しつつ処理容器６内へ供給し、更に、排気手段２０を駆動して処理容器６内を所定の圧力雰囲気に維持する。
【００５５】
そして、回転機構４６の駆動モータ５２を駆動させることにより回転ローラ５０を回転し、これにより載置板４４及び昇降板４２を周方向へ回転させることによって半導体ウエハＷを同一平面内で回転させる。そして、同時に第１の加熱手段２８Ａの各加熱ランプ３２Ａを点灯して半導体ウエハＷの温度を所定の温度、例えば１０５０℃程度に維持しつつ熱処理、例えばアニール処理を施すことになる。
【００５６】
このアニール処理を行っている間は、上記半導体ウエハＷの温度は容器底部６Ｂに設けた例えば放射温度計よりなる温度測定器３４により測定され、この測定値に基づいて上記温度制御部３６は上記第１の加熱手段２８Ａからの照射光をフィードバック制御することになり、これにより、半導体ウエハＷは予め設定された所定の温度に維持されることになる。
【００５７】
上記半導体ウエハＷの表面には、前工程にてアニール処理の対象となる薄膜が予め形成されており、このアニール処理により上記薄膜が加熱されてアニール処理により膜質の改質等が行われることになる。
【００５８】
上記薄膜は、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２ ）であったり、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）であったり、種々の薄膜がアニール処理の対象となる。ここでアニール処理のプロセス条件としては、アニール対象となる薄膜の膜種にもよるが、半導体ウエハ温度は７００〜１０５０℃程度の範囲内、圧力は０．１Ｔｏｒｒ（１３．３Ｐａ）〜７６０Ｔｏｒｒ（１０１８Ｐａ）程度の範囲内、Ｎ２ ガスは５００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内、Ｏ２ ガスは０〜１００ｓｃｃｍの範囲内である。
【００５９】
ここで上記薄膜の形成された半導体ウエハＷがアニール処理中に例えば１０５０℃程度に加熱されると、この薄膜から例えば薄膜の分解した物質が発生したり、処理容器６内の各部材から何らかの物質が発生したりする。この場合、従来の熱処理装置にあっては、この発生した物質が矢印９９に示すように上昇して照射窓に付着堆積して曇りが発生し、メンテナンスに長時間を要したのみならず、メンテナンス費用も高騰していた。
【００６０】
これに対して、本発明の場合には、この半導体ウエハＷの上方、すなわち、天井部６Ａに設けた第１の照射窓２６Ａの下方には、交換作業が容易な例えば石英ガラス板８２よりなる膜防着部材８０が設けてあるので、上記薄膜等から発生した物質は、上記石英ガラス板８２の下面に付着堆積することになり、第１の照射窓２６Ａに付着堆積することを防止することができる。
【００６１】
従って、ある程度の枚数の半導体ウエハＷをアニール処理したならば、上記石英ガラス板８２を新たなものと交換する。この場合のメンテナンス作業は、この石英ガラス板８２を単に交換するだけなので、非常に迅速に且つ容易に行うことができる。従って、装置の稼働率が低下することを防止することができる。
【００６２】
また、従来の熱処理装置では半導体ウエハＷの表面に形成されている膜種によっては、上記したアニール処理（熱処理後）に、半導体ウエハ面上の薄膜の周辺部が中央部よりも厚くなったり、或いは逆に周辺部が中央部よりも薄くなったりして、膜厚の面内均一性が大幅に低下する場合があった。
【００６３】
これに対して、本発明では、膜防着部材８０である石英ガラス板８２の一部に、第１の加熱手段２８Ａからの熱線（照射光）の一部、或いは全部を遮断するための遮光部８６を設けてその部分の透過率や輻射率を低下させて半導体ウエハＷの表面の対応する部分に入る熱量を抑制するようにしたので、その部分の膜厚の増加を少なくすることができ、この結果、膜厚の面内均一性を高く維持することができる。
【００６４】
具体的には、図３（Ａ）に示すように、従来の傾向として、半導体ウエハＷ上に形成した薄膜１１０が、アニール処理後において中央部が薄く、周辺部が厚くなるような特性を有している薄膜をアニール処理する場合には、図２（Ａ）に示したように、中央部に透過領域８８があり、周辺部にリング状の遮光部８６を有する膜防着部材８０を用いてアニール処理を行う。これにより、薄膜１１０の周辺部に入射する熱量（照射量）が減少してこの周辺部の膜厚の増加が抑制され、アニール処理後における膜厚の面内均一性を向上させることができる。
【００６５】
また逆に、具体的には、図３（Ｂ）に示すように、従来の傾向として、半導体ウエハＷ上に形成した薄膜１１０が、アニール処理後において中央部が厚く、周辺部が薄くなるような特性を有している薄膜をアニール処理する場合には、図２（Ｂ）に示したように、周辺部に透過領域８８があり、中央部にリング状の遮光部８６を有する膜防着部材８０を用いてアニール処理を行う。これにより、薄膜１１０の中央部に入射する熱量（照射量）が減少してこの中央部の膜厚の増加が抑制され、アニール処理後における膜厚の面内均一性を向上させることができる。
【００６６】
また、アニール処理を実施して行く過程で、処理容器６内の圧力を大きく変化させる場合があるが、この場合、第１の照射窓２６Ａと膜防着部材８０との間に区画形成される空間９０内の圧力は、上記膜防着部材８０に形成した圧力調整連通路９２を介してガスが通過することで半導体ウエハＷが載置されている側の処理容器６内の圧力と同一になる。この結果、膜防着部材８０に圧力差による力が作用することがなくなり、この破損を防止することができる。
【００６７】
このように、本発明装置の第１実施形態によれば、膜防着部材８０に局部的に熱線の透過を一部、或いは全部を遮断する遮光部８６を設けることにより、照射窓（第１の照射窓２６Ａ）に曇りが発生することを防止しつつ熱処理後における薄膜の膜厚の面内均一性を高く維持することができる。
【００６８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、先の特許文献３で開示したようなミラーリング制御を行う熱処理装置に本発明を適用している。図４は本発明に係る熱処理装置の第２実施形態を示す断面図である。尚、図１乃至図４に示す構成部分と同一構成部分については、同一参照符号を付してその説明を省略する。
【００６９】
この第２実施形態では、半導体ウエハＷの下方であって、この半導体ウエハＷと対向させるようにして摸擬被処理体としての摸擬ウエハ１０２が支持されており、更に、この下方に、すなわち処理容器６の底部６Ｂに上記摸擬ウエハ１０２を加熱する第２の加熱手段２８Ｂが設けられている。具体的には、上記処理容器６の底部６Ｂには、大口径の開口部２２Ｂが形成されており、この開口部２２Ｂには、Ｏリング等のシール部材２４Ｂを介して例えば透明石英板よりなる第２の照射窓２６Ｂが気密に取り付け固定されている。
【００７０】
そして上記第２の照射窓２６Ｂの外側には、第２の加熱手段２８Ｂが設けられている。この第２の加熱手段２８Ｂは、内面が反射面になされたランプハウス３０Ｂを有しており、このランプハウス３０Ｂ内には、直管状になされた例えばハロゲンランプよりなる加熱ランプ３２Ｂが複数本平列に配置されており、これらの加熱ランプ３２Ｂからの放射光（熱線）で上記摸擬ウエハ１０２を加熱し得るようになっている。
【００７１】
尚、上記ハロゲンランプとして球形のランプを用いてもよい。また、ここでは第２の加熱手段２８Ｂのランプハウス３０Ｂには、例えばパイロセンサ（放射温度計）よりなる温度測定器３４が設けられており、この測定値が例えばマイクロコンピュータ等よりなる温度制御部３６へ入力され、上記測定値に基づいて上記第２の加熱手段２８Ｂへの投入電力を制御して半導体ウエハを所定の温度に制御できるようになっている。この場合、第２の加熱手段２８Ｂを、例えば内周ゾーンと外周ゾーンとに同心円状に区画して各ゾーン毎に個別に温度制御できるようにしてもよい。
【００７２】
すなわち、ここでは上記温度測定器３４で上記摸擬ウエハ１０２の裏面の温度測定し、この測定値に基づいて上記温度制御部３６は第１と第２の加熱手段２８Ａ、２８Ｂの両方を制御するようにしている。この場合、第１と第２の加熱手段２８Ａ、２８Ｂからは互いに同じ熱量の照射光を放射するように制御、すなわちミラーリング制御を行うようになっている。従って、上記第１と第２の加熱手段２８Ａ、２８Ｂの各加熱ランプ３２Ａ、３２Ｂのワット数は同じに設定され、且つ、半導体ウエハＷと第２の照射窓２６Ｂとの間の距離Ｌ２と摸擬ウエハ１０２と第１の照射窓２６Ａとの間の距離Ｌ１とは同一値に設定されており、互いの熱的条件が同じになるように設定されている。
【００７３】
この場合、上記摸擬ウエハ１０２を支持するために、上記載置板４４には、その中心方向へ水平に延びる例えばクォーツよりなる複数本の支持ロッド１０４が設けられる。この支持ロッド１０４は、載置板４４の周方向に沿って等間隔で例えば３本（図示例では２本のみ記す）設けられており、その先端部は上方へＬ字状に屈曲されている。そして、各支持ロッド１０４の先端部で円板状の摸擬ウエハ１０２を水平に支持している。この摸擬ウエハ１０２は半導体ウエハＷと同じ形態になるように形成されている。
【００７４】
具体的には、この摸擬ウエハ１０２としては半導体ウエハＷと同じ直径及び厚さの例えばシリコンウエハを用いることができる。また表面に何も形成されていないシリコンウエハ（ベアウエハ）においては、赤外線領域の波長に対して透過性があることから、この領域の波長を吸収して半導体ウエハＷと同じように加熱されるように、摸擬ウエハ１０２の表面には、ＳｉＮやＳｉＯ２ 等よりなるコーティング膜が形成されている。
【００７５】
そして、上記摸擬ウエハ１０２上に、例えば３本（図４中では２本のみ記す）の支持ピン部材１０６が周方向に沿って等間隔で溶着等によって取り付けられている。そして、この各支持ピン部材１０６の上端部で半導体ウエハＷを支持するようになっている。これにより、摸擬ウエハ１０２は、半導体ウエハＷに対して平行に配列されることになる。
【００７６】
そして、上記昇降板４２から延びる各支持アーム６２の先端には、上方へ起立させたリフトピン１０８が取り付けられている。このリフトピン１０８は、上記摸擬ウエハ１０２に形成したピン孔１１０内を上方へ貫通して設けられており、このリフトピン１０８を昇降させることによって、半導体ウエハＷを上方へ押し上げて半導体ウエハＷの受け渡しができるようになっている。
【００７７】
従って、このリフトピン１０８は、半導体ウエハを持ち上げる昇降機構４０の一部として構成されている。そして、この場合にも、上記第１の照射窓２６Ａの下方に本発明の特徴とする先の膜防着部材８０が設けられている。この膜防着部材８０の構成及び変形態様は先に図１乃至図３を参照して説明した通りである。
【００７８】
このように構成された第２実施形態においては、半導体ウエハＷのアニール処理時の温度制御として、いわゆるミラーリング制御が行われる。すなわち、第２の加熱手段２８Ｂによって摸擬ウエハ１０２が所望する温度になるように温度検出器３４で摸擬ウエハ１０２の温度をモニタしつつフィードバックで温度制御する。この時、天井部の第１の加熱手段２８Ａと底部の第２の加熱手段２８Ｂへ投入される電力はそれぞれ全く同じになるように、いわゆるミラーリング制御される。これにより、半導体ウエハＷの温度を摸擬ウエハ１０２の温度と同一になるように制御でき、結果的に半導体ウエハＷの温度を所望の温度に維持できることになる。
【００７９】
尚、実際的には、半導体ウエハＷと摸擬ウエハ１０２の光吸収率の違いから、上下の第１及び第２の加熱手段２８Ａ、２８Ｂに投入される電力は全く同じではなく、これらの間にはオフセット的な値のズレは存在する。このようにミラーリング制御を行う理由は、摸擬ウエハ１０２の裏面は光学的に安定しているのに対して、半導体ウエハＷとしては、種々の処理が前工程で行われたものが搬入されるので、光学的に常に一定のものが搬入されてくるとは限らず、このような半導体ウエハＷの温度を放射温度計よりなる温度検出器３４で精度良く検出するのは困難だからである。
【００８０】
そして、この第２実施形態の場合にも、膜防着部材８０を設けてあることから、先の第１実施形態と略同様な作用効果を発揮することができる。すなわち、膜防着部材８０に局部的に熱線の透過を一部、或いは全部を遮断する遮光部８６を設けることにより、照射窓（第１の照射窓２６Ａ）に曇りが発生することを防止しつつ熱処理後における薄膜の膜厚の面内均一性を高く維持することができる。
【００８１】
＜第３実施形態＞
次に本発明の第３実施形態について説明する。
先の第１及び第２実施形態では、処理容器６の天井部６Ａに膜防着部材８０を取り付ける際に、これと第１の照射窓２６Ａとの間に空間９０が形成されていたが、これに限定されず、両者を密着させて設けるようにしてもよい。図５はこのような本発明に係る熱処理装置の第３実施形態の要部を示す拡大断面図であり、他の部分は図１乃至図４に示すような構成になされている。ここでは図１乃至図４に示す構成部分と同一構成部分については同一参照が付されている。
【００８２】
図５に示すように、この第３実施形態では、膜防着部材８０は上記第１の照射窓２６Ａの下面に密着させて取り付けており、この膜防着部材８０はボルト８４で締め付けられた押さえ板１１４により着脱可能に固定されている。この場合には、上記空間９０が形成されないので、この膜防着部材８０が圧力差により破損することを防止する圧力調整連通路９２（図１参照）を設ける必要がない。
【００８３】
この第３実施形態では、先の第１及び第２実施形態で説明した技術が全て適用でき、また、第１及び第２実施形態で説明したような作用効果を発揮することができる。
【００８４】
＜第４及び第５実施形態＞
次に本発明の第４及び第５実施形態について説明する。
先の第１乃至第３実施形態では、膜防着部材８０として、第１の照射窓２６Ａの下面の全面を覆うような大きさの円板形状になされていたが、この第４及び第５実施形態では半導体ウエハＷの表面の一部に対応する大きさに設定されている。具体的には、第４実施形態では上記膜防着部材８０は半導体ウエハＷと略同等の直径ではあるが、円形リング状に形成され、第５実施形態では半導体ウエハＷよりも直径がかなり小さい円板形状になされている。
【００８５】
図６はこのような本発明に係る熱処理装置の第４実施形態の要部を示す拡大断面図、図７は第４実施形態で用いる膜防着部材を示す平面図、図８は上記したような本発明に係る熱処理装置の第５実施形態の要部を示す拡大断面図、図９は第５実施形態で用いる膜防着部材を示す平面図である。
【００８６】
このように、第１の照射窓２６Ａの下面の全面に対して膜防着部材を設けた第１〜第３実施形態とは異なり、第１の照射窓２６Ａの一部を覆うようにして設ける理由は、実験によると、アニール対象の膜種やアニール条件によっては、第１の照射窓２６の下面において膜厚が均一な状態で全面に不要な薄膜が堆積するのではなく、膜厚が片寄って付着堆積する場合があったからである。すなわち、この場合には、不要な付着膜の膜厚が特に厚くなる傾向にある領域に対して不要な付着膜が堆積することを防止するようにすれば、膜防着部材８０を第１の照射窓２６Ａの全面に亘って設ける必要がなくなるからである。
【００８７】
具体的には、図６及び図７に示す第４実施形態の場合には、膜防着部材８０としては、外径が第１の照射窓２６Ａと略同じ円形リング状の石英ガラス板１２０を用いている。この石英ガラス板１２０の幅Ｗ１は、第１の照射窓２６Ａに堆積する不要な付着膜の膜厚分布によって定める。この第４実施形態は、第１の照射窓２６Ａの下面の周辺部に不要な薄膜が特に厚く堆積するようなアニール処理を行う時に用いる。
【００８８】
この場合、図７（Ａ）に示すように、この円形リング状の石英ガラス板１２０の全体を遮光部８６としてもよいし、逆に図７（Ｂ）に示すように、この円形リング状の石英ガラス板１２０の全体を透過領域８８としてもよい。
【００８９】
この第４実施形態では、先の第１乃至第３実施形態で説明した技術が全て適用でき、また、第１乃至第３実施形態で説明したような作用効果を発揮することができる。この第４実施形態では、被処理体である半導体ウエハＷを支持する支持手段３８と照射窓（第１の照射窓２６Ａ）との間に、被処理体の表面の一部に対応する大きさに設定した石英ガラス板１２０よりなる膜防着部材８０を設けることにより、例えば被処理体から放出される物質が多く届く領域に対応させて局部的に膜防着部材を設けることができ、照射効率を高く維持しつつ照射窓に曇りが発生することを抑制することができる。ただし、この第４実施形態の場合には、第１の照射窓２６Ａの中心部に僅かに不要な膜が堆積することは避けられないが、円形リング状の石英ガラス板１２０の中心部には何も設けていないので、この部分における熱線の吸収がなく、その分、半導体ウエハの加熱効率を高めることができる。
【００９０】
また、図８及び図９に示す第５実施形態の場合には、先の第４実施形態とは逆に、膜防着部材８０としては、外径が第１の照射窓２６Ａよりもかなり小さい円形状の石英ガラス板１２４を用いている。この小さな円形状の石英ガラス板１２４は、天井部６Ａより開口２２Ａの中心側へ向けて延ばした複数本、例えば３本の支持アーム１２６により、第１の照射窓２６Ａの中心部に対応する位置で支持されている。この石英ガラス板１２４の直径Ｗ２は、第１の照射窓２６Ａに堆積する不要な膜の膜厚分布によって定める。
【００９１】
この第５実施形態は、第１の照射窓２６の下面の中心部に不要な薄膜が特に厚く堆積するようなアニール処理を行う時に用いる。この場合、図９（Ａ）に示すように、この円形状の石英ガラス板１２４の全体を遮光部８６としてもよいし、逆に図９（Ｂ）に示すように、この円形リング状の石英ガラス板１２４の全体を透過領域８８としてもよい。
【００９２】
この第５実施形態では、先の第１乃至第３実施形態で説明した技術が全て適用でき、また、第１乃至第３実施形態で説明したような作用効果を発揮することができる。この第５実施形態では、被処理体である半導体ウエハＷを支持する支持手段３８と照射窓（第１の照射窓２６Ａ）との間に、被処理体の表面の一部に対応する大きさに設定した石英ガラス板１２４よりなる膜防着部材８０を設けることにより、例えば被処理体から放出される物質が多く届く領域に対応させて局部的に膜防着部材を設けることができ、照射効率を高く維持しつつ照射窓に曇りが発生することを抑制することができる。ただし、この第５実施形態の場合には、第１の照射窓２６Ａの周辺部に僅かに不要な膜が堆積することは避けられないが、小さな円形状の石英ガラス板１２４の周辺部には何も設けていないので、この部分における熱線の吸収がなく、その分、半導体ウエハの加熱効率を高めることができる。
【００９３】
＜第６実施形態＞
次に本発明の第６実施形態について説明する。
先の第１〜第５実施形態では、第１の照射窓２６Ａの表面に不要な膜が付着することを防止するために、膜防着部材８０を設けたが、この第６実施形態では上記膜防着部材８０を用いないで、上記半導体ウエハと摸擬ウエハとの設置位置を上下入れ替えることにより、上記摸擬ウエハに膜防着部材の機能を兼用させている。この第６実施形態は、ミラーリング制御を行う図４に示す第２実施形態の変形実施形態である。
【００９４】
図１０はこのような本発明の熱処理装置の第６実施形態を示す断面図である。尚、図１乃至図４に示す構成部分と同一構成部分については、同一参照符号を付してその説明を省略する。この第６実施形態では、上述したように、先に説明したような膜防着部材８０を設けておらず、半導体ウエハと摸擬ウエハ１０２との設置位置を上下逆にして入れ替えており、従って、半導体ウエハＷの直ぐ上方に摸擬ウエハ１０２が設置されている。
【００９５】
すなわち、半導体ウエハＷは、図１に示す第１実施形態のように昇降板４２から延びる支持アーム６２の先端に設けた支持ピン６４により支持されている。この場合、この支持ピン６４の長さは、図１の場合よりも少し短く設定されている。また、この半導体ウエハＷの上方に位置される摸擬ウエハ１０２は、処理容器６の側壁より延びる複数本の支持アーム１２８によって支持されている。従って、上方に位置する第１の加熱手段２８Ａにより上記摸擬ウエハ１０２を加熱し、下方に設置する第２の加熱手段２８Ｂにより半導体ウエハＷを加熱するようになっている。そして、温度測定器３４は、第１の加熱手段２８Ａ側に設けて、上記摸擬ウエハ１０２の上面側の温度を測定するようになっており、上記温度制御部３６はミラーリング制御を行うことになる。
【００９６】
従って、この場合には、上記摸擬ウエハ１０２とこの上方の第１の照射窓２６Ａとの間の距離Ｌ３と、上記半導体ウエハＷとこの下方の第２の照射窓２６Ｂとの間の距離Ｌ４とが同一になるように設定されている。
【００９７】
この第６実施形態の場合には、温度測定器３４は摸擬ウエハ１０２の上面の温度を測定し、この測定値に基づいて図４に示す第２実施形態で説明したようなミラーリング制御が行われる。この場合、アニール処理時に半導体ウエハＷの薄膜から発生した物質は矢印１３０に示すように上昇して摸擬ウエハ１０２の下面（裏面）に付着堆積することになる。従って、第１の照射窓２６Ａの表面（上面）に不要な膜が付着することはなく、これに曇りが発生することを防止することができる。
【００９８】
また、上記した理由により放射温度計よりなる温度測定器３４の測定対象となる摸擬ウエハ１０２の上面には不要な膜が堆積することはないので、この摸擬ウエハ１０２の上面の表面状態は常に安定的に保たれることになり、この温度測定の精度を高く維持することができる。
【００９９】
このように、この第６実施形態によれば、被処理体である半導体ウエハＷの上方に摸擬被処理体である摸擬ウエハ１０２を配置し、上記摸擬ウエハ１０２の上面側の温度を測定しつつ、いわゆるミラーリング制御を行うようにしたので、半導体ウエハの薄膜から発生した物質を上記摸擬ウエハの下面（裏面）に堆積させることができ、従って、上記した膜防着部材８０を用いることなく、第１の照射窓２６Ａに不要な付着膜に起因する曇りが発生することを防止することができる。
【０１００】
尚、以上説明した各実施形態においては、加熱手段２８Ａ、２８Ｂとして加熱ランプ３２Ａ、３２Ｂを用いたが、これに限定されず、レーザ光を用いて走査させるようにしてもよい。
【０１０１】
またアニール処理の対象となる薄膜は、加熱により不要な膜の付着が発生するような全ての膜種であり、このような膜種が形成される熱処理装置に対して本発明を適用することができる。
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明に係る熱処理装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す熱処理装置に用いる膜防着部材を示す平面図である。
【図３】被処理体に形成されている膜厚の変化と用いる膜防着部材との関係を示す図である。
【図４】本発明に係る熱処理装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明に係る熱処理装置の第３実施形態の要部を示す拡大断面図である。
【図６】本発明に係る熱処理装置の第４実施形態の要部を示す拡大断面図である。
【図７】第４実施形態で用いる膜防着部材を示す平面図である。
【図８】本発明に係る熱処理装置の第５実施形態の要部を示す拡大断面図である。
【図９】第５実施形態で用いる膜防着部材を示す平面図である。
【図１０】本発明の熱処理装置の第６実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０３】
４  熱処理装置
６  処理容器
１２  ガス供給手段
２０  排気手段
２６Ａ  第１の照射窓
２６Ｂ  第２の照射窓
２８Ａ  第１の加熱手段
２８Ｂ  第２の加熱手段
３２Ａ，３２Ｂ  加熱ランプ
３４  温度測定器
３６  温度制御部
３８  支持手段
４０  昇降機構
４６  回転機構
８０  膜防着部材
８２  石英ガラス板
８６  遮光部
８８  透過領域
９０  空間
９２  圧力調整連通路
１００  薄膜
１０２  摸擬ウエハ（摸擬被処理体）
１２０  円形リング状の石英ガラス板
１２４  小さな円形状の石英ガラス板
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
【図１】
0005077018.tif 000002
【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１０】
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