(57)【要約】基板が処理される処理室を有する処理筐体と、前記処理筐体に隣接され前記基板が搬送される搬送室を有する搬送筐体と、前記処理室に供給されるマイクロ波を発信するマイクロ波発生器と、前記処理室と前記搬送室とを連通し前記基板を搬入搬出する搬入搬出口と、前記搬入搬出口を開閉する開閉部と、前記搬送室内で前記搬入搬出口の周囲に配置され、前記開閉部が前記搬入搬出口を閉塞した状態で前記処理室から前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する検出センサとを備える。
2020039562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が処理される処理室を有する処理筐体と、
前記処理筐体に隣接され、前記基板が搬送される搬送室を有する搬送筐体と、
前記処理室に供給されるマイクロ波を発信するマイクロ波発生器と、
前記処理室と前記搬送室とを連通し前記基板を搬入搬出する搬入搬出口と、
前記搬入搬出口を開閉する開閉部と、
前記搬送室内で前記搬入搬出口の周囲に配置され、前記開閉部が前記搬入搬出口を閉塞した状態で前記処理室から前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する検出センサと、
を備える基板処理装置。
【請求項２】
複数個の前記検出センサが前記搬入搬出口の周囲に配置されている請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記マイクロ波発生器を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記検出センサによって前記マイクロ波が検出されている時間が閾値時間に達した場合に、前記マイクロ波の発信を停止させるよう前記マイクロ波発生器を制御するように構成される請求項１又は２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記マイクロ波発生器を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記複数個の検出センサのうち２個以上の前記検出センサによってマイクロ波が検出されている時間がそれぞれ閾値時間に達した場合に、前記マイクロ波の発信を停止させるよう前記マイクロ波発生器を制御するように構成される請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記マイクロ波発生器と前記搬入搬出口とは、前記処理室を間に挟んで対向する位置に配置されている請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記処理室は、第１処理室と第２処理室とを有し、
前記検出センサは、前記第２処理室から漏洩する前記マイクロ波が届かない位置に配置され、前記第１処理室から前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する第１検出センサと、前記第１処理室から漏洩する前記マイクロ波が届かない位置に配置され、前記第２処理室から前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する第２検出センサとを有する請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項７】
基板が処理される処理室を有する処理筐体と、前記処理筐体に隣接され、前記基板が搬送される搬送室を有する搬送筐体と、前記処理室に供給されるマイクロ波を発信するマイクロ波発生器と、前記処理室と前記搬送室とを連通し前記基板を搬入搬出する搬入搬出口と、前記搬入搬出口を開閉する開閉部と、前記搬送室内で前記搬入搬出口の周囲に配置され、前記開閉部が前記搬入搬出口を閉塞した状態で前記処理室から前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する検出センサとを備える基板処理装置の前記処理室に前記基板を搬入する工程と、
前記マイクロ波発生器がマイクロ波を発信し、前記基板を前記マイクロ波によって処理する工程と、
前記検出センサが、前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記基板処理装置は、前記搬入搬出口の周囲に配置された複数個の前記検出センサを備えており、
前記マイクロ波を検出する工程では、前記搬入搬出口の周囲に配置された複数個の前記検出センサが、前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記基板処理装置は、前記マイクロ波発生器を制御する制御部を備えており、
前記マイクロ波を検出する工程では、前記制御部が、前記検出センサによって前記マイクロ波が検出されていた時間が閾値時間に達した場合に、前記マイクロ波の発信を停止させる請求項７又は８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記マイクロ波を検出する工程では、制御部が、前記複数個の検出センサのうち２個以上の前記検出センサによって前記マイクロ波が検出されていた時間がそれぞれ閾値時間に達した場合に、前記マイクロ波の発信を停止させる請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記マイクロ波を検出する工程では、前記検出センサが、前記搬入搬出口に対して前記処理室を間に挟んで対向する位置に配置された前記マイクロ波発生器によって発信され、前記搬入搬出口を通して前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
基板が処理される処理室を有する処理筐体と、前記処理筐体に隣接され、前記基板が搬送される搬送室を有する搬送筐体と、前記処理室に供給されるマイクロ波を発信するマイクロ波発生器と、前記処理室と前記搬送室とを連通し前記基板を搬入搬出する搬入搬出口と、前記搬入搬出口を開閉する開閉部と、前記搬送室内で前記搬入搬出口の周囲に配置され、前記開閉部が前記搬入搬出口を閉塞した状態で前記処理室から前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する検出センサとを備える基板処理装置の前記処理室に前記基板を搬入する手順と、
前記マイクロ波発生器がマイクロ波を発信し、前記基板を前記マイクロ波によって処理する手順と、
前記検出センサが、前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する手順と、
をコンピュータを用いて前記基板処理装置に実行させるプログラム。
【請求項１３】
前記基板処理装置は、前記搬入搬出口の周囲に配置された複数個の前記検出センサを備えており、
前記マイクロ波を検出する手順では、前記搬入搬出口の周囲に配置された複数個の前記検出センサが、前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する請求項１２に記載のプログラム。
【請求項１４】
前記基板処理装置は、前記マイクロ波発生器を制御する制御部を備えており、
前記マイクロ波を検出する手順では、前記制御部が、前記検出センサによって前記マイクロ波が検出されていた時間が閾値時間に達した場合に、前記マイクロ波の発信を停止させる請求項１２又は１３に記載のプログラム。
【請求項１５】
前記マイクロ波を検出する手順では、制御部が、前記複数個の検出センサのうち２個以上の前記検出センサによって前記マイクロ波が検出されていた時間がそれぞれ閾値時間に達した場合に、前記マイクロ波の発信を停止させる請求項１３に記載のプログラム。
【請求項１６】
前記マイクロ波を検出する手順では、前記検出センサが、前記搬入搬出口に対して前記処理室を間に挟んで対向する位置に配置された前記マイクロ波発生器によって発信され、前記搬入搬出口を通して前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する請求項１２に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、半導体装置の製造方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、基板を処理する処理空間へ供給されたマイクロ波が非処理空間へ通過するのを抑制するマイクロ波通過抑制用の溝が、基板支持台の側壁又は該側壁に対向する処理容器の内壁に設けられた基板処理装置が記載されている。【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−７３９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マイクロ波を供給して基板を処理する処理室が内部に形成された処理筐体がある。この処理筐体の隣には、処理室へ搬入搬出される基板が搬送される搬送室が内部に形成された搬送筐体が配置されている。そして、処理室と搬送室とを連通する搬入搬出口が形成され、この搬入搬出口を開閉する開閉部が設けられている。【０００５】
このような構成においては、処理筐体と搬送筐体との接合部から漏洩するマイクロ波を検出することで、処理室から漏洩したマイクロ波を検出することがある。【０００６】
本発明の課題は、搬送室の内部に配置されている電子部品が、搬送室へマイクロ波が漏洩することで誤動作することや破損することを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の基板処理装置は、基板が処理される処理室を有する処理筐体と、前記処理筐体に隣接され前記基板が搬送される搬送室を有する搬送筐体と、前記処理室に供給されるマイクロ波を発信するマイクロ波発生器と、前記処理室と前記搬送室とを連通し前記基板を搬入搬出する搬入搬出口と、前記搬入搬出口を開閉する開閉部と、前記搬送室内で前記搬入搬出口の周囲に配置され、前記開閉部が前記搬入搬出口を閉塞した状態で前記処理室から前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する検出センサとを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を示し、搬送室の内部から搬入搬出口側を見た図面である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を示し、搬送室の内部から搬入搬出口側を見た図面である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の処理室等を示した断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の冷却室等を示した断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の処理室、搬送室、冷却室等を示した断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の基板処理方法の各工程を示したフロー図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置に備えられた制御部の制御系を示したブロック図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を示した全体構成図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の基板処理方法の各工程を示したフロー図である。
【図１０】本発明の実施形態に対する変形形態に係る基板処理装置を示し、搬送室の内部から搬入搬出口側を見た図面である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る基板処理装置、半導体装置の製造方法、及びプログラムの一例を図１〜図８に従って説明する。なお、図中に示す矢印Ｈは装置上下方向（鉛直方向）を示し、矢印Ｗは装置幅方向（水平方向）を示し、矢印Ｄは装置奥行方向（水平方向）を示す。
【００１０】
（基板処理装置１の構成）
図８に示されるように、本実施形態に係る基板処理装置１は、基板としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）２に各種の熱処理を施す熱処理装置として構成されている。ここで、基板処理装置１は、マイクロ波（電磁波）を用いて、ウエハ２の表面に成膜された薄膜中の組成や結晶構造を変化させる処理、成膜された薄膜内の結晶欠陥等を修復する処理等のアニール処理を行う装置として説明する。基板処理装置１では、ウエハ２を内部に収容した収納容器（キャリア）としてポッド（ＦＯＵＰ：Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）３が使用される。ポッド３は、基板処理装置１を含む様々な基板処理装置間において、ウエハ２を搬送する搬送容器として使用されている。
【００１１】
図８に示されるように、基板処理装置１は、ウエハ２を搬送する搬送室（搬送エリア）４と、ウエハ２を処理する処理室５とを備えている。搬送室４は搬送筐体４１の内部に設けられている。本実施形態では、図５に示されるように、処理室５は２つの処理室（第１処理室）５１、処理室（第２処理室）５２を備え、ポッド３とは対向する搬送筐体４１の側壁に設けられている。処理室５１、５２は、それぞれ処理筐体５３、５４の内部に形成されている。そして、処理室５１と処理室５２とは、装置奥行方向に離間して配置されている。
【００１２】
ここで、搬送室４の搬送筐体４１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、ステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料、石英等により形成されている。
【００１３】
図８に示されるように、搬送室４において装置幅方向の一方側（図８の右側）の部分には、ロードポートユニット（ＬＰ）６が配置されている。ロードポートユニット６は、ポッド３の蓋を開閉し、ポッド３から搬送室４へウエハ２を搬送し、又搬送室４からポッド３へウエハ２を搬出するポッド開閉機構として使用されている。
【００１４】
ロードポートユニット６は、筐体６１と、ステージ６２と、オープナ６３とを備えている。ステージ６２は、ポッド３を載置し、搬送室４において搬送筐体４１の装置幅方向の一方側に形成された基板搬入搬出口４２にポッド３を近接させる構成とされている。オープナ６３は、ポッド３に設けられている図示省略の蓋を開閉させる構成とされている。
【００１５】
なお、ロードポートユニット６は、パージガスを用いてポッド３の内部をパージ可能な機能を備えてもよい。パージガスとしては、窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガスを使用することができる。
【００１６】
搬送室４において装置幅方向の他方側（図８の左側）の部分には、処理室５１、５２（図５参照）を開閉する開閉部４３（所謂ゲートバルブ）が配置されている。また、搬送室４には、ウエハ２を移載する基板移載機構（基板移載ロボット）としての移載機７が配置されている。移載機７は、ウエハ２を載置する載置部としてのツィーザ（アーム）７１、７２と、ツィーザ７１、７２のそれぞれを水平方向に回転又は直動可能な移載装置７３と、移載装置７３を昇降させる移載装置エレベータ７４とを含んで構成されている。
【００１７】
移載機７において、ツィーザ７１、７２、移載装置７３、移載装置エレベータ７４が連続動作することにより、処理室５の内部に配置された基板保持具としてのボート８（図３、図８参照）やポッド３にウエハ２を装填（チャージング）することができる。また、移載機７において、ボート８やポッド３からウエハ２を脱装（ディスチャージング）することができる。
なお、本実施形態の説明において、特に区別して説明する必要がない場合、処理室５１、５２は単に「処理室５」として説明する場合がある。
【００１８】
また、図５に示されるように、処理室５１と処理室５２との間には、冷却室９が配置されている。この冷却室９には、図４に示されるように、ウエハ冷却テーブル９ａが配置され、このウエハ冷却テーブル９ａ上にはウエハ２を冷却する基板冷却用載置具としてのウエハ冷却用載置具（冷却用ボート）９ｂが配置されている。ウエハ冷却用載置具９ｂは、ボート８と同様の構造を有し、上方から下方へ向かって複数のウエハ保持溝を備えている。ウエハ冷却用載置具９ｂでは、複数枚のウエハ２が水平状態において多段に積載される構成とされている。また、冷却室９の搬送室４側の側壁には、搬送室４へ連通される搬入搬出口９ｈが形成されている。このように、冷却室９は、搬送室４とは異なる場所に配置されている。このため、ウエハ処理又はウエハ搬送におけるスループットが低下することなく、ウエハ処理後においてウエハ２を冷却することができる。
【００１９】
（処理室５の構成）
図５、図８に示されるように、処理室５は基板処理装置１の処理炉として構成されている。ここで、処理室５において、一方の処理室５１の構成は他方の処理室５２の構成と同一であるので、以下、処理室５１について説明し、処理室５２の説明は省略する。
【００２０】
処理室５１は、図３に示されるように、キャビティ（処理容器）としての中空直方体形状の処理筐体５３の内部に形成されている。処理筐体５３は、マイクロ波を反射する例えばアルミニウム（Ａｌ）等の金属材料により形成されている。また、処理筐体５３の天井部（上部）にはキャップフランジ（閉塞板）５５が設けられている。キャップフランジ５５は、処理筐体５３と同様に金属材料等により形成されている。キャップフランジ５５は図示省略の封止部材（シール部材）を介在させて処理筐体５３に取付けられ、処理室５の内部の気密性が確保されている。この処理室５では、ウエハ２の処理が行われる。封止部材としては、例えばＯリングが使用されている。
【００２１】
ここで、処理筐体５３の内部にマイクロ波を透過させる石英製の反応管が配置されてもよい。この場合、反応管の内部が実効的な処理室５１として使用される。また、処理筐体５３は、キャップフランジ５５を設けずに、天井が閉塞されていてもよい。
【００２２】
処理室５１の底部には、待機部５７が設けられている。待機部５７の内部には、処理室５１の内部を上下方向へ移動可能な載置台５６が設けられている。載置台５６の上面には、ボート８が載置されている。ボート８としては、例えば石英ボードが使用されている。ボート８には、上下方向に離間し、かつ、対向して配置されたサセプタ８１及び８２が配置されている。処理室５１へ搬入搬出口５１ｈを通して搬入されたウエハ２は、サセプタ８１とサセプタ８２との間に挟まれてボート８に保持される構成とされている。
【００２３】
サセプタ８１、８２は、例えばシリコン半導体ウエハ（Ｓｉウエハ）、炭化シリコンウエハ（ＳｉＣウエハ）等のマイクロ波を吸収して自身が加熱される誘電体等の誘電物質により形成されたウエハ２を間接的に加熱する機能を有する。このため、サセプタ８１、８２は、エネルギ変換部材、輻射板又は均熱板と呼ばれている。特に、保持枚数は限定されるものではないが、例えば、ボート８は上下方向に所定間隔において重ね合わされた３枚のウエハ２を保持可能な構成とされている。サセプタ８１、８２を備えると、サセプタ８１、８２から生じる輻射熱によって、効率良く、均一にウエハ２を加熱することができる。
【００２４】
なお、ボート８では、サセプタ８１の上部、サセプタ８２の下部にそれぞれ断熱板としての石英プレートが配置されてもよい。また、処理室５は搬送室４に対して水平方向へ隣接して配置されているが、処理室５は、搬送室４に対して垂直方向、具体的には搬送室４の上方側又は下方側に隣接して配置されてもよい。
【００２５】
図３、図５、及び図８に示すように、処理室５（処理室５１）において搬送室４側の側壁には、搬送室４へ連通される搬入搬出口５１ｈが形成されている。ウエハ２は、搬送室４から搬入搬出口５１ｈを通して処理室５へ搬入され、又処理室５から搬入搬出口５１ｈを通して搬送室４へ搬出される。開閉部４３又は搬入搬出口５１ｈの周辺には基板処理において使用されるマイクロ波の１／４波長の長さを有する図示省略のチョーク構造が設けられている。チョーク構造はマイクロ波の漏洩対策として構成されている。なお、処理室５（処理室５２）において搬送室４側の側壁には、搬送室４へ連通される搬入搬出口５２ｈが形成されている（図１参照）。
【００２６】
また、図１、図２に示されるように、夫々の開閉部４３を上下移動させる上下機構４４が開閉部４３の下方に夫々配置されている。これにより、上下機構４４が、夫々の開閉部４３を上下移動させることで、搬入搬出口５１ｈ、５２ｈを開閉するようになっている。
【００２７】
さらに、搬送室４において搬入搬出口５１ｈ、５２ｈの周囲には、開閉部４３が搬入搬出口５１ｈ、５２ｈを閉塞した状態で、処理室５１、５２から搬入搬出口５１ｈ、５２ｈを通して搬送室４側に漏洩したマイクロ波を検出する検出センサ（第１検出センサ）４６ａ、検出センサ（第２検出センサ）４６ｂが夫々３個取り付けられている。具体的には、夫々３個の検出センサ４６ａ、４６ｂは、搬送筐体４１において搬入搬出口５１ｈ、５２ｈが形成された内壁４１ａに取り付けられている。
また、検出センサ４６ａは、搬入搬出口５１ｈの外側（搬入搬出口５２ｈとは反対側の搬送筐体４１の側壁側：図１、図２、図５の左側）に配置され、検出センサ４６ｂは、搬入搬出口５２ｈの外側（搬入搬出口５１ｈとは反対側の搬送筐体４１の右側壁側：図１、図２、図５の右側）に配置されている。すなわち、検出センサ４６ａが第２処理室５２の搬入搬出口５２ｈから離れた位置（搬入搬出口５２ｈから漏洩するマイクロ波が届かない位置）に配置され、また、検出センサ４６ｂが第１処理室５１の搬入搬出口５１ｈから離れた位置（搬入搬出口５１ｈから漏洩するマイクロ波が届かない位置）に配置されている。このような位置に配置することにより、検出センサ４６ａが第２処理室５２の搬入搬出口５２ｈから漏洩するマイクロ波の誤検出を防止し、また、検出センサ４６ｂが第１処理室５１の搬入搬出口５１ｈから漏洩するマイクロ波の誤検出を防止することができる。
【００２８】
ここで、搬入搬出口５１ｈ、５２ｈの開口幅と開口高とを比較して、長い方向の距離を距離Ｋ１とする。そうすると、「搬送室４において搬入搬出口５１ｈ、５２ｈの周囲」とは、搬入搬出口５１ｈ、５２ｈが開口する開口方向から見て、搬入搬出口５１ｈ、５２ｈの開口縁からの距離が、距離Ｋ１以内の領域である。
【００２９】
本実施形態では、検出センサ４６ａは、搬入搬出口５１ｈから漏洩したマイクロ波を検出するセンサとして３個設けられている。３個の検出センサ４６ａは、搬入搬出口５１ｈが開口する開口方向（本実施形態では、装置幅方向）から見て、搬入搬出口５１ｈに対して搬入搬出口５２ｈとは反対側に配置されており、上下方向に並べられている。そして、上下方向において、３個の検出センサ４６ａが配置されている範囲は、搬入搬出口５１ｈが開口している範囲を覆っている。また、装置奥行方向におけて、検出センサ４６ａと搬入搬出口５１ｈとの距離（図１のＬ１）は、搬入搬出口５１ｈの開口幅（図１のＷ１）以下とされている。
【００３０】
なお、検出センサ４６ａと搬入搬出口５１ｈとの距離Ｌ１については、検出センサ４６ａによる検出精度を向上させる観点から、搬入搬出口５１ｈの開口幅Ｗ１の半分以下が好ましく、搬入搬出口５１ｈの開口幅Ｗ１の４０〔％〕以下がさらに好ましく、搬入搬出口５１ｈの開口幅Ｗ１の２０〔％〕以下が特に好ましい。
【００３１】
また、検出センサ４６ｂは、搬入搬出口５２ｈから漏洩したマイクロ波を検出するセンサとして３個設けられている。３個の検出センサ４６ｂは、搬入搬出口５２ｈが開口する開口方向から見て、搬入搬出口５２ｈに対して搬入搬出口５１ｈとは反対側に配置されており、上下方向に並べられている。そして、上下方向において、３個の検出センサ４６ｂが配置されている範囲は、搬入搬出口５２ｈが開口している範囲を覆っている。また、装置奥行方向におけて、検出センサ４６ｂと搬入搬出口５２ｈとの距離（図１のＬ２）は、搬入搬出口５２ｈの開口幅（図１のＷ２）以下とされている。
【００３２】
なお、検出センサ４６ｂと搬入搬出口５２ｈとの距離Ｌ２については、検出センサ４６ｂによる検出精度を向上させる観点から、搬入搬出口５２ｈの開口幅Ｗ２の半分以下が好ましく、搬入搬出口５２ｈの開口幅Ｗ２の４０〔％〕以下がさらに好ましく、搬入搬出口５２ｈの開口幅Ｗ２の２０〔％〕以下が特に好ましい。
【００３３】
一方、図３に示されるように、搬送室４とは反対側の処理筐体５３の側壁には、加熱装置としての電磁波供給部９０が配置されている。電磁波供給部９０はここではマイクロ波発生器９１、９２により構成されている。具体的には、マイクロ波発生器９１、９２は、処理室５を間に挟んで搬入搬出口５１ｈ、５２ｈと対向して配置されている。このマイクロ波発生器９１、９２から発信されるマイクロ波は、処理室５に供給されてウエハ２を加熱し、ウエハ２に各種処理を施す。
【００３４】
また、ボート８が載置される載置台５６は、その下面中心部分において、回転軸としてのシャフト５８の上端部に連結され、かつ、支持されている。シャフト５８の他端部は、処理筐体５３の底部、つまり待機部５７の底部を貫通し、処理筐体５３の下方側に配置された駆動機構５９に連結されている。ここで、駆動機構５９には電気モータ及び昇降装置が使用されている。電気モータの回転軸にはシャフト５８の他端部が連結されている。駆動機構５９にシャフト５８が連結されているので、駆動機構５９によりシャフト５８を回転させて載置台５６を回転させ、ボート８に保持されるウエハ２を回転させることができる。
【００３５】
さらに、待機部５７の底部から駆動機構５９へ至るシャフト５８の外周囲は、上下方向へ伸縮可能なベローズ５７ｂに覆われている。ベローズ５７ｂは処理室５の内部及び搬送エリアの内部の気密を保持する構成とされている。
【００３６】
駆動機構５９は、上下方向へ載置台５６を昇降可能な構成とされている。つまり、待機部５７の内部においてウエハ２が保持される位置から、処理室５の内部においてウエハ２が保持される位置（ウエハ処理位置）まで、駆動機構５９はボート８を上昇させる。逆に、処理室５の内部においてウエハ２が保持される位置から、待機部５７の内部においてウエハ２が保持される位置まで、駆動機構５９はボート８を下降させる。
【００３７】
（排気部１０の構成）
本実施形態に係る基板処理装置１では、図３、図８に示されるように、処理室５の上部には、排気部１０が配置されている。排気部１０は、処理室５の内部の雰囲気を排気する構成とされている。図３には簡略的に示されているが、排気部１０では、処理室５の天井部に排気口１１ａが設けられている。排気口１１ａには排気管１１の一端が接続されている。
【００３８】
図３に示されるように、バルブ１２、圧力調整器１３のそれぞれを順次直列に介在させて真空ポンプ１４に接続されている。バルブ１２は開閉弁として使用されている。自動圧力調整弁１３として、例えば処理室５の内部の圧力に応じて弁開度を制御する自動圧力制御コントロール（ＡＰＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）バルブが使用されている。
なお、本実施形態の説明において、単に「排気系」又は単に「排気ライン」として、排気部１０を説明する場合がある。
【００３９】
（ガス導入部２０の構成）
図３に示されるように、基板処理装置１において、処理室５の下部にガス導入部２０が配置されている。具体的には、ガス導入部２０は、搬送室４側とは反対側の側壁に配置された供給口２１ａに一端が接続された供給管２１を備えている。供給口２１ａは、排気管１１の排気口１１ａよりも下方側に配置されている。供給管２１の他端は、バルブ２２、マスフローコントローラ（ＭＦＣ：Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２３のそれぞれが順次直列に介在されて、図示省略のガス供給源に接続されている。バルブ２２は例えば開閉弁である。ＭＦＣ２３は流量制御器である。ガス供給源は不活性ガス、原料ガス、反応ガス等の各種基板処理に必要とされる処理ガスを供給し、供給された処理ガスは処理室５の内部に供給される。ここでは、不活性ガスとして、具体的には窒素ガスがガス供給源から処理室５の内部へ供給される構成とされている。
【００４０】
なお、基板処理に際して、処理室５の内部へ複数種類のガスを供給する場合には、図３に示される処理室５とバルブ２２との間の供給管２１に、他の種類のガスを導入する供給管が接続される。この供給管には、下流側から上流側へ向かって、バルブ、ＭＦＣのそれぞれが順次直列に介在されて他の種類のガス供給源が接続される。
また、複数種類のガスを供給するガス供給源から処理室５へそれぞれ直接接続される並列的に配管された供給管を備え、各供給管にバルブ及びＭＦＣが配置されてもよい。
【００４１】
本実施形態では、図３に示される供給管２１、バルブ２２及びＭＦＣ２３を含んでガス導入部２０が構成されている。また、ガス導入部２０は図示省略のガス供給源を含んで構成されてもよい。
【００４２】
なお、ガス導入部２０により供給される不活性ガスとしては、窒素ガスの他に、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、キセノン（Ｘｅ）ガス等の希ガスを使用することができる。
【００４３】
（温度測定部１６の構成）
図３に示されるように、処理室５の天井部はキャップフランジ５５により密閉され、キャップフランジ５５には、温度測定部１６が配置されている。温度測定部１６には非接触式の温度センサが使用されている。温度測定部１６は処理室５の内部温度を測定して温度情報を生成し、この処理室５の内部温度情報に基づいて、ガス導入部２０から導入される冷却ガスの流量が調整される。また、温度測定部１６は、ウエハ２の温度を測定して温度情報を生成し、このウエハ２の温度情報に基づいて電磁波供給部９０の出力等が調整される。これにより、ウエハ２の加熱温度が調整され、処理室５の内部における温度分布、つまりウエハ２の温度分布が最適化される。温度測定部１６としての温度センサには、例えば放射温度計（ＩＲ：Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）を実用的に使用することができる。放射温度計では、ウエハ２の表面温度が測定される。ボート８にサセプタ８１が設けられている場合には、放射温度計はサセプタ８１の表面面度を測定する。
【００４４】
なお、本実施形態の説明において、ウエハ２の温度（ウエハ温度）とは、温度変換データによって変換されたウエハ温度、すなわち推測されたウエハ温度という意味で使用される。また、ウエハ２の温度とは、温度測定部１６を用いて、直接、ウエハ２の温度を測定して取得した温度という意味で使用される場合がある。さらに、双方の意味で使用される場合がある。
【００４５】
上記温度変換データは、図７に示される記憶部としての制御部１００の記憶装置１０３又は制御部１００の外部に配置された外部記憶装置１０５に予め記憶されている。温度変換データは、図３に示されるサセプタ８１、ウエハ２のそれぞれに対する温度変化の推移を取得し、この推移から導き出されたサセプタ８１の温度とウエハ２の温度との相関関係を示すデータである。
【００４６】
このような温度変換データが予め作成されると、サセプタ８１の温度のみを測定すれば、ウエハ２の温度を推定することができる。そして、この推定されたウエハ２の温度に基づいて、電磁波供給部９０の出力を調節して、処理温度を調節することができる。
【００４７】
温度測定部１６は、前述の放射温度計に限定されるものではない。例えば、温度の測定手段として、熱電対を利用した温度計による温度の測定、この温度計に非接触式温度計を併用した温度の測定であってもよい。但し、熱電対を利用した温度計が使用される場合、ウエハ２の近傍に熱電対が配置されて温度測定が行われるので、電磁波供給部９０から発生されたマイクロ波によって熱電対自体が加熱され、温度を正確に測定することが難しくなる。このため、温度測定部１６として、非接触式温度計を実用的に使用することができる。
【００４８】
また、温度測定部１６の配置場所はキャップフランジ５５に限定されるものではない。例えば、温度測定部１６は、載置台５６に配置してもよい。また、温度測定部１６は、キャップフランジ５５や載置台５６に直接配置するだけでなく、キャップフランジ５５や載置台５６に設けられた図示省略の測定窓からの鏡等を用いて放射光を反射させ、この反射光を間接的に測定して、温度を測定する構成としてもよい。さらに、温度測定部１６は、処理室５に１つ配置することに限定されず、処理室５に複数配置してもよい。
【００４９】
（電磁波供給部９０の構成）
図３に示されるように、搬送室４側とは反対側において、処理筐体５３の側壁には、処理室５（処理室５１）の内部と外部とを貫通する電磁波導入ポート９０ｂが配置されている。電磁波導入ポート９０ｂは、ここでは、上下方向に２個、左右方向に２個の合計４個配置されている（図３には２個だけ示す）。電磁波導入ポート９０ｂは、搬送室４から処理室５側を見て、左右方向を長手方向とする矩形状に形成されている。なお、電磁波導入ポート９０ｂの個数並びに形状は特に限定されるものではない。
【００５０】
電磁波導入ポート９０ｂには導波管９０ａの一端部が夫々連結され、導波管９０ａの他端部には電磁波供給部９０が連結されている。ここで、電磁波供給部９０にはマイクロ波発生器９１、９２が使用されている。処理室５の上側に配置された電磁波導入ポート９０ｂには導波管９０ａを通してマイクロ波発生器９１が連結されている。マイクロ波発生器９１が発信したマイクロ波は、導波管９０ａ及び電磁波導入ポート９０ｂを通して処理室５の内部へ供給される。処理室５の下側に配置された電磁波導入ポート９０ｂには導波管９０ａを通してマイクロ波発生器９２が連結されている。マイクロ波発生器９２が発信したマイクロ波は、導波管９０ａ及び電磁波導入ポート９０ｂを通して処理室５の内部へ供給される。
【００５１】
なお、マイクロ波発生器９１、９２として、マグネトロン、クライストロン等を使用することができる。マイクロ波発生器９１、９２により発生されるマイクロ波は、１３．５６〔ＭＨｚ〕以上、２４．１２５〔ＧＨｚ〕以下の周波数範囲に制御されている。好適には、マイクロ波は、２．４５〔ＧＨｚ〕、又は５．８〔ＧＨｚ〕以下の周波数に制御されている。
【００５２】
ここで、マイクロ波発生器９１、９２は、同一周波数のマイクロ波を発生させているが、異なる周波数のマイクロ波を発生させる構成としてもよい。また、電磁波供給部９０は、１つの処理室５に１個のマイクロ波発生器を備えてもよいし、２個、３個又は５個以上のマイクロ波発生器を備えて構成されてもよい。また、処理室５において対向する側壁にマイクロ波発生器９１、９２の夫々を配置してもよい。図３、図８に示されるように、電磁波供給部９０は、制御部（コントローラ）１００に接続されている。具体的には、図７に示されるように、電磁波供給部９０（マイクロ波発生器９１、９２）は、制御部１００に接続され、制御部１００は温度測定部１６に接続されている。処理室５において、温度測定部１６を用いてウエハ２の温度（処理室５の内部温度）が測定されると、測定された内部温度は温度情報として制御部１００へ送信される。制御部１００では、温度情報に基づいてマイクロ波発生器９１、９２の出力が調節され、ウエハ２の加熱温度（ウエハ２の処理温度）が調節される。
【００５３】
マイクロ波発生器９１、９２の出力の調節方法として、入力電圧レベルを調節する方法、入力電圧期間（電源のＯＮ時間とＯＦＦ時間との比率）を調節する方法のいずれかを使用することができる。
ここで、マイクロ波発生器９１、９２は、制御部１００から送信される同一の制御信号によって制御される。なお、マイクロ波発生器９１、９２は、制御部１００からそれぞれに個別の制御信号を送信して個々に制御する構成とされてもよい。
【００５４】
（制御部１００の構成）
図７に示されるように、制御部１００は、中央演算処理ユニット（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、記憶装置１０３及び入出力（Ｉ／Ｏ）ポート１０４を含んで構成されている。すなわち、制御部１００はコンピュータとして構成されている。ここで、本実施形態の説明において、中央演算処理ユニット１０１はＣＰＵ１０１、ランダムアクセスメモリ１０２はＲＡＭ１０２、入出力ポート１０４はＩ／Ｏポート１０４と記載する。
【００５５】
ＣＰＵ１０１は、内部バス１１０を通してＲＡＭ１０２、記憶装置１０３、Ｉ／Ｏポート１０４のそれぞれに接続されると共に、相互に情報の送受信を行うことができる。制御部１００には内部バス１１０を通して入出力装置１０６が接続されている。入出力装置１０６としては、タッチパネル、キーボード、マウス等を使用することができる。記憶装置１０３には、例えばフラッシュメモリ、ハードディスク（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等を使用することができる。
【００５６】
記憶装置１０３には、基板処理装置１の基板処理動作を制御する制御プログラム、プロセスレシピ等が読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、アニール（改質）処理の手順、条件等が記載され、基板処理における各手順を制御部１００に実行させて所定の結果を得るために組み合わされたものであり、プログラム（ソフトウエア）として機能する。
【００５７】
本実施形態の説明において、制御プログラム、プロセスレシピ等は、総称して、単に「プログラム」と記載する。また、プロセスレシピは、単に「レシピ」と記載する場合もある。ここで、「プログラム」とは、レシピ単体のみ、制御プログラム単体のみ、又は双方を含む意味において使用されている。ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１により読み出されたプログラム、データ等を一時的に保存するメモリ領域（ワークエリア）として使用されている。
【００５８】
Ｉ／Ｏポート１０４は、ＭＦＣ２３（２５）、バルブ２２、圧力センサ１５、圧力調整器１３、電磁波供給部９０、温度測定部１６、真空ポンプ１４、上下機構４４、駆動機構５９、検出センサ４６ａ、４６ｂ等のそれぞれに接続されている。これらの接続には外部バス１１１が使用されている。
【００５９】
制御部１００のＣＰＵ１０１は、記憶装置１０３から制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置１０６から入力される操作コマンド等に応じて記憶装置１０３からレシピを読み出す。
【００６０】
ＣＰＵ１０１は、読み出されたレシピの内容に沿って、ＭＦＣ２３（２５）を用いた各種ガスの流量調整動作、バルブ２２の開閉動作、圧力センサ１５に基づく圧力調整器１３を用いた圧力調整動作、真空ポンプ１４の起動及び停止のそれぞれを実行する。また、ＣＰＵ１０１は、温度測定部１６に基づく電磁波供給部９０の出力調整動作を実行する。さらに、ＣＰＵ１０１は、駆動機構５９による載置台５６（又はボート８）の回転動作、回転速度調節動作、又は昇降動作等を実行する。
【００６１】
制御部１００では、外部記憶装置１０５に格納されたプログラムがインストロールされる。外部記憶装置１０５には、例えばハードディスク等の磁気ディスク、光磁気ディスク（ＭＯ：Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃ  ｄｉｓｋ）、コンパクトディスク（ＣＤ：Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）等の光ディスクが使用されている。また、外部記憶装置１０５としては、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）メモリ等の半導体メモリを使用することができる。
【００６２】
ここで、記憶装置１０３、外部記憶装置１０５は、プログラム、データ等を読み取り可能な又は読み書き可能な記録媒体であり、総称して単に「記録媒体」と記載する場合がある。本実施形態の説明において、記録媒体とは、記憶装置１０３単体のみ、外部記憶装置１０５単体のみ、又は双方を含む意味において使用されている。なお、プログラムは、記憶装置１０３や外部記憶装置１０５を用いることなく、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて、制御部１００へ提供されてもよい。
【００６３】
（基板処理方法）
次に、基板処理装置１による基板処理方法について、図１〜図５を参照しつつ、図６を用いて説明する。本実施形態では、基板処理方法として、半導体装置（デバイス）の製造プロセスの一工程である、例えば、ウエハ（基板）２上に形成されたアモルファスシリコン膜の改質方法（結晶化方法）を説明する。ここで、図８に示される基板処理装置１の各構成要素は、図７に示される制御部１００を用いて動作を制御する。
なお、基板処理装置１の処理室５１、５２のそれぞれでは、同一のレシピに基づいて同一の処理が実行されるので、一方の処理室５１を用いた処理について説明し、他方の処理室５２を用いた説明は省略する。
【００６４】
本実施形態の説明において、「ウエハ２」とは、ウエハ２そのもの、又は表面に所定の単層膜や積層膜が形成されたウエハ２という意味において使用されている。「ウエハ２の表面」とは、ウエハ２そのものの表面、又はウエハ２に形成された単層膜や積層膜の表面という意味において使用されている。さらに、「ウエハ２の表面に所定の層を形成する」とは、ウエハ２そのものの表面に所定の層を直接形成する、又はウエハ２に形成された単層膜や積層膜の表面に、所定の層を形成するという意味において使用されている。また、「ウエハ２」は「基板」と同義として使用されている。
【００６５】
（１）基板取出し工程（ステップＳ１）
図８に示される基板処理装置１の搬送室４において、移載機７はロードポートユニット６によって開口されたポッド３から処理対象となるウエハ２を所定枚数取り出し、ツィーザ７１、７２のいずれか一方又は双方にウエハ２が載置される。
【００６６】
（２）基板搬入工程（ステップＳ２）
ツィーザ７１、７２のいずれか一方又は双方に載置されたウエハ２は、図３、図８に示される開閉部４３の開閉動作によって搬入搬出口５１ｈが開放された処理室５１の内部に搬入される（ボートローディングされる）。さらに、ウエハ２が内部に搬入されると、開閉部４３の開閉動作によって搬入搬出口５１ｈが閉塞される。
【００６７】
（３）炉内圧力、温度調整（ステップＳ３）
処理室５１の内部（炉内）が所定の圧力に調節される。例えば、圧力は１０〔Ｐａ〕以上１０２０００〔Ｐａ〕以下に調節される。具体的には、処理室５１の内部が真空ポンプ１４により排気されつつ、圧力センサ１５により検出された圧力情報に基づいて圧力調整器１３の弁開度がフィードバック制御され、処理室５１の内部が所定の圧力に調節される。
【００６８】
また、同時に、予備加熱として電磁波供給部９０が制御され、マイクロ波発生器９１、９２からマイクロ波を発信させて所定の温度まで処理室５１の内部が加熱される。マイクロ波発生器９１、９２では、例えば、２．４５〔ＧＨｚ〕、１〔ｋＷ〕以上３０〔ｋＷ〕以下のマイクロ波が発信される。所定の基板処理温度まで昇温させる場合、ウエハ２の変形や破損を防止するため、電磁波供給部９０は後工程である改質工程における出力よりも小さい出力において昇温させることが好ましい。
なお、大気圧下で基板処理を行う場合、処理室５１の内部の圧力調整は行わず、処理の内部の温度調整のみを行った後、次の不活性ガス供給（ステップＳ４）へ移行する制御としてもよい。
【００６９】
（４）不活性ガス供給（ステップＳ４）
炉内圧力、温度調整工程により処理室５１の内部の圧力と温度とが所定の値に調節されると、図３に示される駆動機構５９は、シャフト５８を回転させて載置台５６上のボート８に保持されたウエハ２を回転させる。このとき、ガス導入部２０から処理室５１の内部への冷却ガスとしての不活性ガスの供給が開始される。不活性ガスには例えば窒素ガスが使用される。図示省略のガス供給源から、ＭＦＣ２３、バルブ２２を介在させ、供給管２１の供給口２１ａを通して、処理室５１の下部の待機部５７内に窒素ガスが供給される。
【００７０】
一方、図３に示される排気部１０の動作が開始され、処理室５１の内部の雰囲気が排気される。具体的には、排気部１０において、真空ポンプ１４の動作が開始され、バルブ１２、圧力調整器１３を介在させ、排気口１１ａ〜１１ｄから排気管１１を通して真空ポンプ１４により雰囲気が排気される。処理室５１の内部の圧力は１０〔Ｐａ〕以上、１０２０００〔Ｐａ〕以下に調節され、好ましくは１０１３００〔Ｐａ〕以上、１０２０００〔Ｐａ〕以下に調節される。
【００７１】
（５）改質工程開始（ステップＳ５）
処理室５１の内部が所定の圧力に維持されると、電磁波供給部９０から処理室５１の内部にマイクロ波が供給される。マイクロ波の供給によって、ウエハ２が１００〔℃〕以上、１０００〔℃〕以下の温度、好ましくは４００〔℃〕以上、９００〔℃〕以下の温度に加熱される。さらに、５００〔℃〕以上、７００〔℃〕以下の温度にウエハ２を加熱することが好ましい。
【００７２】
このような温度範囲において基板処理を実施することにより、ウエハ２が効率良くマイクロ波を吸収するので、改質処理の速度を向上させることができる。換言すると、ウエハ２が１００〔℃〕よりも低い温度、又は１０００〔℃〕よりも高い温度により処理されると、ウエハ２の表面が変質してしまい、マイクロ波が吸収され難くなってしまうので、ウエハ２が効率良く加熱し難くなる。
【００７３】
ここで、処理室５１から搬入搬出口５１ｈを通って開閉部４３から漏洩したマイクロ波が何れかの検出センサ４６ａ（図２参照）によって検出されたか否かが、制御部１００により判定される（ステップＳ６）。具体的には、何れかの検出センサ４６ａが、予め定められたレベル（例えば、５〔ｍＷ／ｃｍ２〕）以上のマイクロ波を検出すると、制御部１００は、検出センサ４６ａによってマイクロ波が検出されたと判定する。
【００７４】
検出センサ４６ａによってマイクロ波が検出されたと判定した場合、この検出されている状態が閾値時間（例えば、５〔ｓｅｃ〕）に達したか否かが、制御部１００により判定される（ステップＳ７）。具体的には、予め定められたレベル以上のマイクロ波を検出した検出センサ４６ａによって、マイクロ波が継続して検出された時間が閾値時間に達すると、制御部１００は、マイクロ波が漏洩したと判定する。
マイクロ波が漏洩したと判定した場合、制御部１００は、マイクロ波発生器９１、９２によるマイクロ波の発信を停止させる（ステップＳ８）。そして、一連の動作が終了する。
【００７５】
一方、ステップＳ６で、制御部１００が検出センサ４６ａによってマイクロ波が検出されていないと判定した場合、及びステップＳ７で、制御部１００が、マイクロ波が漏洩していないと判定した場合は、改質工程が終了したか否かが制御部１００により判定される（ステップＳ９）。具体的には、予め設定された処理時間が経過したか否かが判定され、処理時間が経過していない場合、すなわち、改質工程が終了していない場合にはステップＳ６に戻る。なお、改質工程を実行することにより、ウエハ２が加熱され、ウエハ２の表面上に形成されているアモルファスシリコン膜がポリシリコン膜へと改質（結晶化）される。すなわち、ウエハ２には、均一に結晶化されたポリシリコン膜を形成することができる。
一方、処理時間が経過すると、ボート８の回転、冷却ガスの供給、マイクロ波の供給及び処理室５の内部の排気が停止され、改質工程を終了する。
【００７６】
（６）不活性ガス供給（ステップＳ１０）
ステップＳ９において、改質工程が終了したと判定されると、圧力調整器１３を調整することにより、処理室５１の内部圧力が搬送室４の内部圧力よりも低く調節される。そして、開閉部４３が開放される。これにより、搬送室４の内部を循環するパージガスが処理室５１の下部から上部へ向かって排気され、処理室５１の上部の熱こもりを効果的に抑制することができる。
【００７７】
（７）基板搬出工程（ステップＳ１１）
開閉部４３が開放されることで、処理室５１と搬送室４とが連通される。その後、ボート８に保持されている改質工程後のウエハ２が移載機７のツィーザ７１、７２により搬送室４へ搬出される。
【００７８】
（８）基板冷却工程（ステップＳ１２）
ツィーザ７１、７２によって搬出されたウエハ２は、移載装置７３、移載装置エレベータ７４の連続動作により、冷却室９まで移動され、ツィーザ７１によって、ウエハ冷却用載置具９ｂに載置される。
【００７９】
ここで、ウエハ冷却用載置具９ｂは、ウエハ２を載置するウエハ冷却テーブル９ａの上方にウエハ２の径と同一又はより大きい径を有する円盤形状の天板を備えてもよい。これにより、上方からのダウンフローＤＦが直接ウエハ２に吹き付けられないので、急速冷却によるウエハ２の均一な冷却を抑制することができ、ウエハ２の変形を効果的に抑制又は防止することができる。
【００８０】
（９）基板収容工程（ステップＳ１３）
冷却室９で冷却されたウエハ２は、移載装置７３、移載装置エレベータ７４の連続動作により、所定の位置に収容される。
ここで、前述の図４に示される処理室５１では、ボート８に３枚のウエハ２を保持させて基板処理が行われているが、このウエハ２の枚数に限定されるものではない。例えば、処理室５１、５２のそれぞれのボート８に１枚のウエハ２を保持させ、同一の基板処理を並列的に行った後に、ウエハ２に冷却処理を施してもよい。
【００８１】
（本第１実施形態による効果）
本第１実施形態によれば、以下に示す複数の効果が得られる。
【００８２】
（１）本第１実施形態では、検出センサ４６ａ、４６ｂは、搬送室４において搬入搬出口５１ｈ、５２ｈの周囲に配置されている。このため、搬送室４の内部に配置されている電子部品が、搬送室４へマイクロ波が漏洩することで誤動作することや破損することを抑制することができる。
【００８３】
（２）本第１実施形態では、検出センサ４６ａ、４６ｂは、搬送室４において搬入搬出口５１ｈ、５２ｈの周囲に夫々３個（複数個）配置されている。このため、マイクロ波を検出する検出センサが１個（単数）の場合と比して、誤検知を抑制することができる。換言すれば、マイクロ波の漏洩を検知する検知精度を向上させることができる。
【００８４】
（３）本第１実施形態では、検出センサ４６ａでマイクロ波が検出されている時間が閾値時間に達している場合に、制御部１００は、マイクロ波が漏洩したと判定する。このため、例えば、検出センサによってマイクロ波が検出されただけで、マイクロ波が漏洩したと判定する場合と比して、誤検知を抑制することができる。換言すれば、マイクロ波の漏洩を検知する検知精度を向上させることができる。
【００８５】
（４）本第１実施形態では、マイクロ波の漏洩を検知する検知精度が向上することで、マイクロ波の漏洩を誤検知することによる装置の停止が抑制されるため、工程の所要時間（サイクルタイム）を短くすることができる。
【００８６】
（５）本第１実施形態では、マイクロ波発生器９１、９１は、処理室５を間に挟んで搬入搬出口５１ｈ、５２ｈと対向して配置されている。このため、検出センサ４６ａ、４６ｂは、マイクロ波発生器９１、９１から発信されて、搬入搬出口５１ｈ、５２ｈから漏洩したマイクロ波を検出することができる。
【００８７】
（６）本第１実施形態では、上下方向において、３個の検出センサ４６ａが配置されている範囲は、搬入搬出口５１ｈが開口している範囲を覆っている。このため、上下方向において、検出センサの配置範囲が、搬入搬出口が開口している範囲を覆っていな場合と比して、マイクロ波の漏洩を検知する検知精度を向上させることができる。
【００８８】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る基板処理装置、半導体装置の製造方法、及びプログラムの一例を説明する。具体的には、第２実施形態に係る基板処理装置１による基板処理方法について、図９に示すフローを用いて説明する。なお、第２実施形態については、第１実施形態に対して異なる部分を主に説明する。
【００８９】
第２実施形態の基板取出し工程（ステップＳ２１）は、第１実施形態の基板取出し工程（ステップＳ１）と同様で、第２実施形態の基板搬入工程（ステップＳ２２）は、第１実施形態の基板搬入工程（ステップＳ２）と同様である。また、第２実施形態の圧力・温度調整（ステップＳ２３）は、第１実施形態の圧力・温度調整（ステップＳ３）と同様で、第２実施形態の不活性ガス供給（ステップＳ２４）は、第１実施形態の不活性ガス供給（ステップＳ４）と同様である。
【００９０】
（１）改質工程開始（ステップＳ２５）
処理室５１の内部が所定の圧力に維持されると、電磁波供給部９０から処理室５１の内部にマイクロ波が供給される。マイクロ波の供給によって、ウエハ２が１００〔℃〕以上、１０００〔℃〕以下の温度、好ましくは４００〔℃〕以上、９００〔℃〕以下の温度に加熱される。さらに、５００〔℃〕以上、７００〔℃〕以下の温度にウエハ２を加熱することが好ましい。
【００９１】
このような温度範囲において基板処理を実施することにより、ウエハ２が効率良くマイクロ波を吸収するので、改質処理の速度を向上させることができる。換言すると、ウエハ２が１００〔℃〕よりも低い温度、又は１０００〔℃〕よりも高い温度により処理されると、ウエハ２の表面が変質してしまい、マイクロ波が吸収され難くなってしまうので、ウエハ２が効率良く加熱し難くなる。
【００９２】
ここで、処理室５１から搬入搬出口５１ｈを通って開閉部４３から漏洩したマイクロ波が何れかの検出センサ４６ａによって検出されたか否かが、制御部１００により判定される（ステップＳ２６）。具体的には、何れかの検出センサ４６ａが、予め定められたレベル（例えば、５〔ｍＷ／ｃｍ２〕）以上のマイクロ波を検出すると、制御部１００は、検出センサ４６ａによってマイクロ波が検出されたと判定する。
【００９３】
検出センサ４６ａによってマイクロ波が検出されたと判定した場合、マイクロ波を検出した検出センサ４６ａが複数個（２個以上）であるか否かが、制御部１００により判定される（ステップＳ２７）。
【００９４】
マイクロ波を検出した検出センサ４６ａが複数個であると判定した場合、この検出されている状態が閾値時間（例えば、５〔ｓｅｃ〕）に達しているか否かが、制御部１００により判定される（ステップＳ２８）。具体的には、予め定められたレベル以上のマイクロ波を検出した複数個の検出センサ４６ａによって、マイクロ波が継続して検出された時間がそれぞれ閾値時間に達すると、制御部１００は、マイクロ波が漏洩したと判定する。換言すると、予め定められたレベル以上のマイクロ波を検出した複数個の検出センサ４６ａのそれぞれによってマイクロ波が継続して検出された時間が閾値時間に達すると、制御部１００は、マイクロ波が漏洩したと判定する。
【００９５】
マイクロ波が漏洩したと判定した場合、制御部１００は、マイクロ波発生器９１、９２によるマイクロ波の発信を停止させる（ステップＳ２９）。そして、一連の動作が終了する。
【００９６】
一方、ステップＳ２６で、制御部１００が検出センサ４６ａによってマイクロ波が検出されていないと判定した場合、ステップＳ２７で、制御部１００が、マイクロ波を検出した検出センサ４６ａが１個（単数）である判定した場合、及びステップＳ２８で、制御部１００が、マイクロ波が漏洩していないと判定した場合は、改質工程が終了したか否かが制御部１００により判定される（ステップＳ３０）。具体的には、予め設定された処理時間が経過したか否かが判定され、処理時間が経過していない場合、すなわち、改質工程が終了していない場合にはステップＳ２６に戻る。なお、改質工程を実行することにより、ウエハ２が加熱され、ウエハ２の表面上に形成されているアモルファスシリコン膜がポリシリコン膜へと改質（結晶化）される。すなわち、ウエハ２には、均一に結晶化されたポリシリコン膜を形成することができる。
【００９７】
一方、処理時間が経過すると、ボート８の回転、冷却ガスの供給、マイクロ波の供給及び処理室５の内部の排気が停止され、改質工程を終了する。
【００９８】
改質工程を終了した後の第２実施形態の不活性ガス供給（ステップＳ３１）は、第１実施形態の不活性ガス供給（ステップＳ１０）と同様で、第２実施形態の基板搬出工程（ステップＳ３２）は、第１実施形態の基板搬出工程（ステップＳ１１）と同様である。また、第２実施形態の基板冷却工程（ステップＳ３３）は、第１実施形態の基板冷却工程（ステップＳ１２）と同様で、第２実施形態の基板収容工程（ステップＳ３４）は、第１実施形態の基板収容工程（ステップＳ１３）と同様である。
【００９９】
（本第２実施形態による効果）
（１）本第２実施形態では、マイクロ波を検出した検出センサ４６ａが複数個であり、かつ、マイクロ波を検出した検出センサ４６ａによって、マイクロ波が継続して検出された時間がそれぞれ閾値時間に達した場合に、制御部１００は、マイクロ波が漏洩したと判定する。このため、例えば、マイクロ波を検出した検出センサ４６ａが１個（単数）だけで、かつ、マイクロ波を検出した検出センサ４６ａによって、マイクロ波が継続して検出された時間が閾値時間に達した際にマイクロ波が漏洩したと判定する場合と比して、誤検知を抑制することができる。換言すれば、マイクロ波の漏洩を検知する検知精度を向上させることができる。
【０１００】
他の第２実施形態の効果についは、第１実施形態の効果と同様である。
【０１０１】
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記第１、２実施形態では、搬入搬出口５１ｈ、５２ｈを通して搬送室４側に漏洩したマイクロ波を検出する検出センサ４６ａ、４６ｂが夫々３個取り付けらたが、検出センサが、夫々１個取り付けられてもよく、夫々２個取り付けられてもよく、夫々４個以上取り付けられてもよい。
【０１０２】
また、上記第１、２実施形態では、検出センサ４６ａ、４６ｂを搬入搬出口５１ｈ、５２ｈの側方に配置したが、例えば、検出センサ４６ａ、４６ｂを、図１０に示されるように、搬入搬出口５１ｈ、５２ｈの上方に配置してもよい。
【０１０３】
このように配置する場合、装置奥行方向において、３個の検出センサ４６ａ、４６ｂが配置されている範囲が、搬入搬出口５１ｈ、５２ｂの開口範囲を覆うことで、搬入搬出口５１ｈ、５２ｂの開口範囲を覆っていない場合と比して、マイクロ波の漏洩を検知する検知精度を向上させることができる。
【０１０４】
また、上記第２実施形態では、マイクロ波を検出した検出センサ４６ａが複数個であり、かつ、マイクロ波を検出した検出センサ４６ａによって、マイクロ波が継続して検出された時間がそれぞれ閾値時間に達した場合に、制御部１００は、マイクロ波が漏洩したと判定する。しかし、検出センサが複数個取り付けられている場合に、その過半数個の検出センサがマイクロ波を検出し、かつ、マイクロ波を検出した検出センサによって、マイクロ波が継続して検出された時間がそれぞれ閾値時間に達した場合に、制御部が、マイクロ波が漏洩したと判定してもよい。
【０１０５】
また、上記第１、２実施形態では、ウエハ２に形成されたアモルファスシリコン膜をポリシリコン膜に改質する処理について説明したが、本発明は、この例に限定されない。
【０１０６】
詳しく説明すると、本発明は、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）のうち、少なくとも１以上を含むガスを供給し、基板表面に形成された膜を改質してもよい。例えば、ウエハに、高誘電体膜としてのハフニウム酸化膜（ＨｆｘＯｙ膜）が形成されている場合、酸素を含むガスを供給しながらマイクロ波を供給して加熱することにより、フニウム酸化膜中の欠損した酸素を補充し、高誘電体膜の特性を向上させることができる。なお、ここでは、ハフニウム酸化膜について示したが、本発明は、アルミニウム（Ａｌ）、チタニウム（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、イットリウム（Ｙ）、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）、鉛（Ｐｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等の少なくともいずれかを含む金属元素を含む酸化膜、すなわち金属系酸化膜を改質する場合に適用可能である。
【０１０７】
すなわち、上述の成膜シーケンスは、ウエハ上に形成された、ＴｉＯＣＮ膜、ＴｉＯＣ膜、ＴｉＯＮ膜、ＴｉＯ膜、ＺｒＯＣＮ膜、ＺｒＯＣ膜、ＺｒＯＮ膜、ＺｒＯ膜、ＨｆＯＣＮ膜、ＨｆＯＣ膜、ＨｆＯＮ膜、ＨｆＯ膜、ＴａＯＣＮ膜、ＴａＯＣ膜、ＴａＯＮ膜、ＴａＯ膜、ＮｂＯＣＮ膜、ＮｂＯＣ膜、ＮｂＯＮ膜、ＮｂＯ膜、ＡｌＯＣＮ膜、ＡｌＯＣ膜、ＡｌＯＮ膜、ＡｌＯ膜、ＭｏＯＣＮ膜、ＭｏＯＣ膜、ＭｏＯＮ膜、ＭｏＯ膜、ＷＯＣＮ膜、ＷＯＣ膜、ＷＯＮ膜又はＷＯ膜を改質する場合にも、本発明を適用することができる。
【０１０８】
また、高誘電体膜に限らず、不純物がドーピングされたシリコンを主成分とする膜を加熱させる場合にも、本発明を適用することができる。シリコンを主成分とする膜としては、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）シリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）、シリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）等のＳｉ系酸化膜がある。不純物としては、例えば、硼素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、リン（Ｐ）、ガリウム（Ｇａ）、砒素（Ａｓ）等の少なくとも１つ以上が含まれる。
【０１０９】
メタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ：Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、エポキシ樹脂、ノボラック樹脂、ポリビニルフェニール樹脂等の少なくともいずれかをベースとするレジスト膜に本発明を適用することができる。
【０１１０】
また、本発明は、液晶パネルの製造プロセスにおけるパターニング処理、太陽電池の製造プロセスにおけるパターニング処理や、パワーデバイスの製造プロセスにおけるパターニング処理等、基板を処理する技術にも適用可能である。
【０１１１】
（符号の説明）
１…基板処理装置、２…ウエハ、４…搬送室、５…処理室、４１…搬送筐体、４３…開閉部、４６ａ…検出センサ（第１検出センサ）、４６ｂ…検出センサ（第２検出センサ）、５１ｈ…搬入搬出口、５２ｈ…搬入搬出口、５３…処理筐体、５４…処理筐体、９１…マイクロ波発生器、９２…マイクロ波発生器、１００…制御部
【図１】
2020039562.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】令和3年2月19日(2021.2.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が処理される処理室を有する処理筐体と、
前記処理筐体に隣接され、前記基板が搬送される搬送室を有する搬送筐体と、
前記処理室に供給されるマイクロ波を発信するマイクロ波発生器と、
前記処理室と前記搬送室とを連通し前記基板を搬入搬出する搬入搬出口と、
前記搬入搬出口を開閉する開閉部と、
前記搬送室内で前記搬入搬出口の周囲に配置され、前記開閉部が前記搬入搬出口を閉塞した状態で前記処理室から前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する検出センサと、
を備える基板処理装置。
【請求項２】
複数個の前記検出センサが前記搬入搬出口の周囲に配置されている請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記複数個の検出センサは、前記搬送筐体において、前記搬入搬出口が形成された内壁に配置される請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記マイクロ波発生器を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記検出センサによって前記マイクロ波が検出されている時間が閾値時間に達した場合に、前記マイクロ波の発信を停止させるよう前記マイクロ波発生器を制御するように構成される請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記マイクロ波発生器を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記複数個の検出センサのうち２個以上の前記検出センサによってマイクロ波が検出された場合に、前記マイクロ波の発信を停止させるよう前記マイクロ波発生器を制御するように構成される請求項２又は請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記マイクロ波発生器を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記複数個の検出センサのうち２個以上の前記検出センサによってマイクロ波が検出されている時間がそれぞれ閾値時間に達した場合に、前記マイクロ波の発信を停止させるよう前記マイクロ波発生器を制御するように構成される請求項２又は請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記マイクロ波発生器と前記搬入搬出口とは、前記処理室を間に挟んで対向する位置に配置されている請求項１から請求項６のうち、いずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記検出センサと前記搬入搬出口との距離は、前記搬入搬出口の開口幅の半分以下である請求項１から請求項７のうち、いずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記処理室は、第１処理室と第２処理室とを有し、
前記検出センサは、前記第２処理室から漏洩する前記マイクロ波が届かない位置に配置され、前記第１処理室から前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する第１検出センサと、前記第１処理室から漏洩する前記マイクロ波が届かない位置に配置され、前記第２処理室から前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する第２検出センサとを有する請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記第１検出センサは、前記第２処理室から漏洩する前記マイクロ波が届かない位置に配置され、
前記第２検出センサは、前記第１処理室から漏洩する前記マイクロ波が届かない位置に配置される請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記第１検出センサは、前記第２処理室の搬入搬出口の外側に配置され、
前記第２検出センサは、前記第１処理室の搬入搬出口の外側に配置される請求項９又は請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記第１検出センサは、複数配置され、前記第２検出センサは、複数配置される請求項９から請求項１１のうち、いずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記第１検出センサは、前記第２処理室の搬入搬出口の外側に複数配置され、
前記第２検出センサは、前記第１処理室の搬入搬出口の外側に複数配置される請求項９から請求項１２のうち、いずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記第１検出センサは、前記第２の処理室の搬入搬出口の外側に上下方向に複数配置され、
前記第２検出センサは、前記第１の処理室の搬入搬出口の外側に上下方向に複数配置される請求項９から請求項１３のうち、いずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記第１処理室と前記第２処理室との間には、前記基板を冷却する冷却室を備える請求項９から請求項１４のうち、いずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記処理室内に前記基板を処理するガスを導入するガス導入部を備える請求項１から請求項１５のうち、いずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項１７】
基板が処理される処理室を有する処理筐体と、前記処理筐体に隣接され、前記基板が搬送される搬送室を有する搬送筐体と、前記処理室に供給されるマイクロ波を発信するマイクロ波発生器と、前記処理室と前記搬送室とを連通し前記基板を搬入搬出する搬入搬出口と、前記搬入搬出口を開閉する開閉部と、前記搬送室内で前記搬入搬出口の周囲に配置され、前記開閉部が前記搬入搬出口を閉塞した状態で前記処理室から前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する検出センサとを備える基板処理装置の前記処理室に前記基板を搬入する工程と、
前記基板を前記マイクロ波によって処理する工程と、
前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
基板が処理される処理室を有する処理筐体と、前記処理筐体に隣接され、前記基板が搬送される搬送室を有する搬送筐体と、前記処理室に供給されるマイクロ波を発信するマイクロ波発生器と、前記処理室と前記搬送室とを連通し前記基板を搬入搬出する搬入搬出口と、前記搬入搬出口を開閉する開閉部と、前記搬送室内で前記搬入搬出口の周囲に配置され、前記開閉部が前記搬入搬出口を閉塞した状態で前記処理室から前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する検出センサとを備える基板処理装置の前記処理室に前記基板を搬入する手順と、
前記基板を前記マイクロ波によって処理する手順と、
前記搬送室に漏洩する前記マイクロ波を検出する手順と、
をコンピュータを用いて前記基板処理装置に実行させるプログラム。
【国際調査報告】
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