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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024167450
(43)【公開日】2024-12-04
(54)【発明の名称】基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
(51)【国際特許分類】
H01L 21/268 20060101AFI20241127BHJP
【ＦＩ】
H01L21/268 Z
H01L21/268 G
H01L21/268 T
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021155954
(22)【出願日】2021-09-24
(71)【出願人】
【識別番号】318009126
【氏名又は名称】株式会社ＫＯＫＵＳＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ
(74)【代理人】
【識別番号】100145872
【弁理士】
【氏名又は名称】福岡 昌浩
(74)【代理人】
【識別番号】100091362
【弁理士】
【氏名又は名称】阿仁屋 節雄
(72)【発明者】
【氏名】鍋田 和弥
(72)【発明者】
【氏名】森川 晴夫
(72)【発明者】
【氏名】柳沢 愛彦
(57)【要約】
【課題】マイクロ波加熱を行う場合において、基板上の温度分布の均一性悪化を防ぐ。
【解決手段】基板を処理する処理室と、処理室内にガスを供給するガス供給部と、処理室内にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、処理室でのガスの流れにより回転してマイクロ波を撹拌するマイクロ波撹拌部と、を有する技術が提供される。
【選択図】図６
【解決手段】基板を処理する処理室と、処理室内にガスを供給するガス供給部と、処理室内にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、処理室でのガスの流れにより回転してマイクロ波を撹拌するマイクロ波撹拌部と、を有する技術が提供される。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内にガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、
前記処理室でのガスの流れにより回転して前記マイクロ波を撹拌するマイクロ波撹拌部と、
を有する基板処理装置。
前記処理室内にガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、
前記処理室でのガスの流れにより回転して前記マイクロ波を撹拌するマイクロ波撹拌部と、
を有する基板処理装置。
【請求項2】
前記処理室から前記ガスを排気するガス排気部を有し、
前記マイクロ波撹拌部は、前記ガス排気部に設けられる
請求項１に記載の基板処理装置。
前記マイクロ波撹拌部は、前記ガス排気部に設けられる
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項3】
前記マイクロ波撹拌部は、排気される前記ガスの流れにより回転するよう構成される
請求項２に記載の基板処理装置。
請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項4】
基板を処理する処理室内にガスを供給する工程と、
前記処理室内にマイクロ波を供給する工程と、
前記処理室でのガスの流れにより回転するマイクロ波撹拌部によって前記マイクロ波を撹拌する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
前記処理室内にマイクロ波を供給する工程と、
前記処理室でのガスの流れにより回転するマイクロ波撹拌部によって前記マイクロ波を撹拌する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項5】
基板を処理する処理室内にガスを供給する手順と、
前記処理室内にマイクロ波を供給する手順と、
前記処理室でのガスの流れにより回転するマイクロ波撹拌部によって前記マイクロ波を撹拌する手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。
前記処理室内にマイクロ波を供給する手順と、
前記処理室でのガスの流れにより回転するマイクロ波撹拌部によって前記マイクロ波を撹拌する手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体装置（半導体デバイス）の製造プロセスの一工程として、例えばアニール処理に代表される改質処理がある。近年の半導体デバイスにおいては、素子の微細化、高集積化の傾向が著しく、これに伴い、高いアスペクト比を有する高密度のパターンが形成された基板への改質処理が求められている。このような基板への改質処理として、マイクロ波を用いた熱処理であるマイクロ波加熱が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－０７００４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、マイクロ波加熱を行う場合において、基板上の温度分布の均一性悪化を防ぐことができ、これにより基板処理の生産性悪化を抑制可能にする技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内にガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、
前記処理室でのガスの流れにより回転して前記マイクロ波を撹拌するマイクロ波撹拌部と、
を有する技術が提供される。
基板を処理する処理室と、
前記処理室内にガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、
前記処理室でのガスの流れにより回転して前記マイクロ波を撹拌するマイクロ波撹拌部と、
を有する技術が提供される。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、マイクロ波加熱を行う場合において、基板上の温度分布の均一性悪化を防ぐことができ、これにより基板処理の生産性悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本開示の一実施形態に係る基板処理装置を側方から見た概略断面図である。
【図2】本開示の一実施形態に係る基板処理装置を上方から見た概略平面図である。
【図3】本開示の一実施形態に係る基板処理装置の処理室を側方から見た拡大断面図である。
【図4】本開示の一実施形態に係る基板処理装置の処理室を、基板処理装置の搬送室側、かつ、やや上方側から見た斜視図である。
【図6】本開示の一実施形態に係る基板処理装置のマイクロ波撹拌部を側方から見た概略断面図である。
【図7】本開示の一実施形態に係る基板処理装置の制御部を含む制御システムを示すブロック構成図である。
【図8】本開示の第一実施形態に係る基板処理工程の概要を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0009】
以下の説明で例に挙げる基板処理装置は、半導体装置の製造工程で用いられるもので、処理対象となる基板に対して所定のプロセス処理を行うように構成されたものである。
処理対象となる基板は、例えば、半導体装置（半導体デバイス）が作り込まれる半導体基板としてのシリコンウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）である。なお、本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのもの」を意味する場合や、「ウエハとその表面に形成された所定の層や膜等との積層体（集合体）」を意味する場合（すなわち、表面に形成された所定の層や膜等を含めてウエハと称する場合）がある。また、本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）」を意味する場合や、「ウエハ上に形成された所定の層や膜等の表面、すなわち、積層体としてのウエハの最表面」を意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。
ウエハに対して行う所定のプロセス処理（以下、単に「処理」ということもある。）としては、例えば、アニール処理（改質処理）、酸化処理、拡散処理、エッチング処理、プリクリーニング処理、チャンバクリーニング処理、成膜処理等がある。本実施形態では、特にアニール処理に代表される改質処理を行う場合を例に挙げる。さらに詳しくは、本実施形態では、アニール処理によってウエハに対する加熱を行うことで、当該ウエハ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や、成膜された薄膜内の結晶欠陥等を修復する処理等を行う場合を例に挙げる。
処理対象となる基板は、例えば、半導体装置（半導体デバイス）が作り込まれる半導体基板としてのシリコンウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）である。なお、本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのもの」を意味する場合や、「ウエハとその表面に形成された所定の層や膜等との積層体（集合体）」を意味する場合（すなわち、表面に形成された所定の層や膜等を含めてウエハと称する場合）がある。また、本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）」を意味する場合や、「ウエハ上に形成された所定の層や膜等の表面、すなわち、積層体としてのウエハの最表面」を意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。
ウエハに対して行う所定のプロセス処理（以下、単に「処理」ということもある。）としては、例えば、アニール処理（改質処理）、酸化処理、拡散処理、エッチング処理、プリクリーニング処理、チャンバクリーニング処理、成膜処理等がある。本実施形態では、特にアニール処理に代表される改質処理を行う場合を例に挙げる。さらに詳しくは、本実施形態では、アニール処理によってウエハに対する加熱を行うことで、当該ウエハ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や、成膜された薄膜内の結晶欠陥等を修復する処理等を行う場合を例に挙げる。
【0010】
（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態に係る基板処理装置の構成について、主に図１～図７を用いて説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面上の各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
まず、本実施形態に係る基板処理装置の構成について、主に図１～図７を用いて説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面上の各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
【0011】
図１は、本実施形態に係る基板処理装置を側方から見た概略断面図である。図２は、図１に示す基板処理装置を上方から見た概略平面図である。図３は、図１に示す基板処理装置の処理室を側方から見た拡大断面図である。図４は、図３に示す処理室を、基板処理装置の搬送室側、かつ、やや上方側から見た斜視図である。図５は、図３に示す処理室を搬送室側から見た拡大断面図（図４のＡ－Ａ断面図）である。図６は、図１に示す基板処理装置のマイクロ波撹拌部を側方から見た概略断面図である。図７は、図１に示す基板処理装置の制御部を含む制御システムを示すブロック構成図である。
【0012】
（基板処理装置の全体構成）
本実施形態に係る基板処理装置１では、処理対象となるウエハ２を搬送する搬送容器（キャリア）として、ポッド（ＦＯＵＰ：Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）３が使用される。
本実施形態に係る基板処理装置１では、処理対象となるウエハ２を搬送する搬送容器（キャリア）として、ポッド（ＦＯＵＰ：Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）３が使用される。
【0013】
また、基板処理装置１は、図１及び図２に示すように、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、を有している。
なお、本実施形態では、処理室５は搬送室４に対して水平方向へ隣接して設置されているが、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設置されてもよい。
なお、本実施形態では、処理室５は搬送室４に対して水平方向へ隣接して設置されているが、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設置されてもよい。
【0014】
（搬送室）
搬送室４は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、ステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料又は石英等により形成される搬送筐体（筐体）４１の内部に設けられている。
搬送室４は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、ステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料又は石英等により形成される搬送筐体（筐体）４１の内部に設けられている。
【0015】
搬送室４には、搬送筐体４１の前側（図１中、右側）に、ロードポートユニット（ＬＰ）６が配設されている。ロードポートユニット６は、ポッド３の蓋を開閉するポッド開閉機構として使用され、搬送筐体４１の前方に形成された基板搬入搬出口４２を通じて、ポッド３から搬送室４へウエハ２を搬送し、また搬送室４からポッド３へウエハ２を搬出するようになっている。
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の前方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。
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。また、搬送筐体４１はパージガス流通機構としてのパージガス循環構造を備えている。パージガス循環構造は、窒素ガス等のパージガスを搬送室４の内部に流通させるパージガス流通機構として構成されている。
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の前方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。
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。また、搬送筐体４１はパージガス流通機構としてのパージガス循環構造を備えている。パージガス循環構造は、窒素ガス等のパージガスを搬送室４の内部に流通させるパージガス流通機構として構成されている。
【0016】
また、搬送室４には、搬送筐体４１の後側（図１中、左側）に、処理室５１，５２を開閉するゲートバルブ４３が配置されている。
そして、搬送室４内には、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が設置されている。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。移載機７は、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の内部に配設された基板保持具としてのボート８（図１及び図３参照）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は、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。
そして、搬送室４内には、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が設置されている。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。移載機７は、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の内部に配設された基板保持具としてのボート８（図１及び図３参照）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は、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。
【0017】
さらに、搬送室４にはウエハ冷却テーブル９Ａが配設され、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が配設されている。ウエハ冷却用載置具９Ｂは、搬送室４の上方の空間であって、クリーンユニット１１よりも下方の空間に配置されている。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。
図１に示すように、ウエハ冷却用載置具９Ｂ及びウエハ冷却テーブル９Ａは、搬送室４の内部において、基板搬入搬出口４２及びゲートバルブ４３の設置位置よりも上方に配設され、かつ、クリーンユニット１１よりも下方に配設されている。すなわち、ウエハ冷却用載置具９Ｂ及びウエハ冷却テーブル９Ａは、移載機７を用いてポッド３から処理室５へウエハ２を搬送する搬送経路外に配置されている。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。
ここで、本実施形態の説明において、ウエハ冷却用載置具９Ｂとウエハ冷却テーブル９Ａとを合わせて冷却エリア（冷却領域）として説明する場合がある。
なお、冷却テーブル９Ａ及びウエハ冷却用載置具９Ｂを搬送室４外に、例えば、処理室５１と処理室５２の間に冷却室を設け、この冷却室に冷却テーブル９Ａ及びウエハ冷却用載置具９Ｂを配置する構成としても良い。
図１に示すように、ウエハ冷却用載置具９Ｂ及びウエハ冷却テーブル９Ａは、搬送室４の内部において、基板搬入搬出口４２及びゲートバルブ４３の設置位置よりも上方に配設され、かつ、クリーンユニット１１よりも下方に配設されている。すなわち、ウエハ冷却用載置具９Ｂ及びウエハ冷却テーブル９Ａは、移載機７を用いてポッド３から処理室５へウエハ２を搬送する搬送経路外に配置されている。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。
ここで、本実施形態の説明において、ウエハ冷却用載置具９Ｂとウエハ冷却テーブル９Ａとを合わせて冷却エリア（冷却領域）として説明する場合がある。
なお、冷却テーブル９Ａ及びウエハ冷却用載置具９Ｂを搬送室４外に、例えば、処理室５１と処理室５２の間に冷却室を設け、この冷却室に冷却テーブル９Ａ及びウエハ冷却用載置具９Ｂを配置する構成としても良い。
【0018】
（処理室）
処理室５は、基板処理装置１の処理炉として機能するもので、二つの処理室５１，５２によって構成されており、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、それぞれ処理容器としてのケース５３，５４の内部に配設されている。
なお、処理室５１，５２については、特に区別して説明する必要がない場合、単に「処理室５」として説明する場合がある。また、ケース５３，５４に周囲を囲まれた処理室５が配設された空間は、「処理空間」として説明する場合がある。
処理室５は、基板処理装置１の処理炉として機能するもので、二つの処理室５１，５２によって構成されており、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、それぞれ処理容器としてのケース５３，５４の内部に配設されている。
なお、処理室５１，５２については、特に区別して説明する必要がない場合、単に「処理室５」として説明する場合がある。また、ケース５３，５４に周囲を囲まれた処理室５が配設された空間は、「処理空間」として説明する場合がある。
【0019】
ここで、処理室５の説明において、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に示すように、キャビティ（処理容器）としての中空直方体形状のケース５３を備えている。ケース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、ケース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、ケース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）を介在させてケース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の内部では、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。
ここで、処理室５１では、ケース５３の内部にマイクロ波を透過させる石英製の反応管が設置されてもよい。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、ケース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。
ここで、処理室５１では、ケース５３の内部にマイクロ波を透過させる石英製の反応管が設置されてもよい。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、ケース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。
【0021】
処理室５１の底部には、搬入搬出部５７が設けられている。搬入搬出部５７の搬送室４側の側壁には、ゲートバルブ４３を介して、搬送室４へ連通される搬入出開口５７Ｈが配設されている。
搬入搬出部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８１，８２が配置されている。搬入搬出部５７へゲートバルブ４３及び搬入出口５７Ｈ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。
搬入搬出部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８１，８２が配置されている。搬入搬出部５７へゲートバルブ４３及び搬入出口５７Ｈ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。
【0022】
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。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設されてもよい。
【0023】
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、ケース５３の底部、つまり搬入搬出部５７の底部を貫通し、ケース５３の下方側に配設された駆動機構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。
ここで、搬入搬出部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。
ここで、搬入搬出部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。
【0024】
駆動機構５９は、搬入搬出部５７の底部と処理室５の底部との間において、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、搬入搬出部５７の内部においてウエハ２が保持される位置（搬入搬出位置）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、搬入搬出部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。
【0025】
また、処理室５において、搬入搬出部５７の搬送室４側の側面には、ゲートバルブ４３に隣接した搬入出口５７Ｈが設けられている。ウエハ２は、搬送室４から搬入出口５７Ｈを通して処理室５へ搬入され、又処理室５から搬入出口５７Ｈを通して搬送室４へ搬出される。ゲートバルブ４３又は搬入出口５７Ｈ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。
【0026】
搬送室４とは反対側のケース５３の側面には、加熱装置としての電磁波供給部９０が設置されている。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。マイクロ波発生器９１，９２から供給されるマイクロ波は、処理室５の内部に導入されてウエハ２を加熱し、ウエハ２に各種処理を施す。
【0027】
処理室５の天井部を密閉するキャップフランジ５５には、温度測定部１６が配設されている。温度測定部１６としては、例えば、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、例えば、処理室５の内部温度を測定して、後述するガス供給部２０から導入される冷却ガスの流量調整の基になる温度情報を生成する。また、温度測定部１６は、ウエハ２の温度を測定して、電磁波供給部９０の出力等を調整するための温度情報を生成する。これにより、ウエハ２の加熱温度が調整される。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の表面温度を測定する。
【0028】
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。温度変換データは、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り、後述する制御部１００の記憶装置１０３又は制御部１００の外部に設置された外部記憶装置１０５に予め記憶されるものである。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。
【0029】
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。
また、温度測定部１６の配設場所は、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に配設してもよい。また、温度測定部１６は、キャップフランジ５５や載置台５６に直接配設するだけでなく、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放射光を鏡等を用いて反射させ、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つ配設することに限定されず、処理室５に複数配設してもよい。
また、温度測定部１６の配設場所は、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に配設してもよい。また、温度測定部１６は、キャップフランジ５５や載置台５６に直接配設するだけでなく、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放射光を鏡等を用いて反射させ、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つ配設することに限定されず、処理室５に複数配設してもよい。
【0030】
（ガス供給部）
本実施形態に係る基板処理装置１において、処理室５の下部には、当該処理室５にガスを供給するガス供給部２０が配設されている。
本実施形態に係る基板処理装置１において、処理室５の下部には、当該処理室５にガスを供給するガス供給部２０が配設されている。
【0031】
ガス供給部２０は、搬入搬出部５７の搬入出口５７Ｈとは異なる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、処理室５の内部に供給するためのものである。ここでは、不活性ガスとして、具体的には窒素（Ｎ２）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なっている。
【0032】
また、ガス供給部２０は、図４及び図５に示すように、ケース５３の上下方向中間部に配置された供給口２４Ａに一端が接続された供給管２４を備えている。供給口２４Ａは、排気管１１の排気口１１Ａよりも下方側であって、供給管２１の供給口２１Ａよりも上方側に配置されている。供給管２４の他端は、バルブ２２と同等の図示省略のバルブ、ＭＦＣ２５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。このガス供給源は、供給管２１が接続されたガス供給源と同一のガス供給源である。このように、供給管２４及びＭＦＣ２５を含んで構成されるガス供給部２０の一部は中間ガス供給部として構成されている。
なお、供給口２４Ａは、ケース５３の側壁のここでは矩形状領域内に複数形成された貫通孔の集合体により構成されている。つまり、供給口２４Ａはメッシュ形状に形成されている。供給口２４Ａから処理室５の内部へ供給される、例えばＮ２ガスは処理室５の内部に均一に広がりを持たせられるので、ボート８に保持されたウエハ２の面内において又は複数のウエハ２において均一な処理を施すことができる。
なお、供給口２４Ａは、ケース５３の側壁のここでは矩形状領域内に複数形成された貫通孔の集合体により構成されている。つまり、供給口２４Ａはメッシュ形状に形成されている。供給口２４Ａから処理室５の内部へ供給される、例えばＮ２ガスは処理室５の内部に均一に広がりを持たせられるので、ボート８に保持されたウエハ２の面内において又は複数のウエハ２において均一な処理を施すことができる。
【0033】
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に示す処理室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が配設されてもよい。
【0034】
本実施形態では、供給管２１、バルブ２２及びＭＦＣ２３を含んで、ガス供給部２０が構成されている。また、ガス供給部２０は、図示省略のガス供給源を含んで構成されてもよい。さらに、ガス供給部２０は、図５に示す中間ガス供給部としての供給管２４、図示省略のバルブ、ＭＦＣ２５（及びガス供給源）を含んで構成されてもよい。
なお、ガス供給部２０により供給される不活性ガスとしては、Ｎ２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。
なお、ガス供給部２０により供給される不活性ガスとしては、Ｎ２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。
【0035】
（ガス排気部）
本実施形態に係る基板処理装置１において、図１及び特に図３に示すように、処理室５の上部には、当該処理室５の内部の雰囲気を排気する排気部１０が配設されている。排気部１０は、処理室５からガスを排気するガス排気部として機能する。
本実施形態に係る基板処理装置１において、図１及び特に図３に示すように、処理室５の上部には、当該処理室５の内部の雰囲気を排気する排気部１０が配設されている。排気部１０は、処理室５からガスを排気するガス排気部として機能する。
【0036】
このような排気を行うために、排気部１０では、図３には簡略的に示しているが、処理室５の天井部に排気口１１Ａが設けられており、その排気口１１Ａに排気管１１の一端が接続されている。
さらに詳しくは、本実施形態では、図４及び図５に示すように、処理室５の天井部の四隅に相当する４箇所に、合計４つの排気口１１Ａ～１１Ｄが配置されている。図４を用いて説明すると、搬送室４から処理室５を見て、天井部の右側手前の隅に排気口１１Ａが配置され、右側奥の隅に排気口１１Ｂが配置されている。また、天井部の左側手前の隅に排気口１１Ｃが配置され、左側奥の隅に排気口１１Ｄが配置されている。排気口１１Ａ～１１Ｄが特に天井部の四隅に配置されることにより、少ない個数であるにもかかわらず、処理室５の内部の上部空間の「熱こもり」を小さくして、排気効率を向上させることができる。なお、排気口は少なくとも１箇所に配置されていればよいが、２以上の複数箇所に排気口が配置されることにより、排気効率を向上させることができる。
さらに詳しくは、本実施形態では、図４及び図５に示すように、処理室５の天井部の四隅に相当する４箇所に、合計４つの排気口１１Ａ～１１Ｄが配置されている。図４を用いて説明すると、搬送室４から処理室５を見て、天井部の右側手前の隅に排気口１１Ａが配置され、右側奥の隅に排気口１１Ｂが配置されている。また、天井部の左側手前の隅に排気口１１Ｃが配置され、左側奥の隅に排気口１１Ｄが配置されている。排気口１１Ａ～１１Ｄが特に天井部の四隅に配置されることにより、少ない個数であるにもかかわらず、処理室５の内部の上部空間の「熱こもり」を小さくして、排気効率を向上させることができる。なお、排気口は少なくとも１箇所に配置されていればよいが、２以上の複数箇所に排気口が配置されることにより、排気効率を向上させることができる。
【0037】
排気口１１Ａ～１１Ｄは、それぞれが、各排気口１１Ａ～１１Ｄの領域内に複数形成された貫通孔（排気孔）の集合体により構成されている。つまり、各排気口１１Ａ～１１Ｄは、それぞれが複数の排気孔を有している。そして、複数の排気孔を通じて、処理室５の内部の雰囲気（ガス）を排気するように構成されている。
【0038】
各排気口１１Ａ～１１Ｄには、それぞれに排気管１１の一端が接続されている。そして、排気管１１の他端は集合されて、１本の排気管１１とされている。この１本の排気管１１は、図３に概念的に示されるように、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。圧力調整器１３としては、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圧力制御コントローラ（ＡＰＣ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）バルブが使用されている。なお、圧力調整器１３は、処理室５の内部の圧力情報に基づいて排気量を調整することができれば、圧力制御コントローラバルブに限定されるものではなく、通常の開閉バルブと圧力調整弁とを併用する構成とされてもよい。圧力情報は、処理室５の天板部に配設された圧力センサ１５から取得される。
【0039】
本実施形態では、排気口１１Ａ～１１Ｄ、排気管１１、バルブ１２、圧力調整器１３を含んで、排気部１０が構成されている。また、排気部１０は、真空ポンプ１４を含んで構成されてもよい。ここで、図３に概念的に示す排気部１０は処理室５の上方に配設されているが、実際には、図４に示すように、排気部１０の排気管１１は、処理室５の上部において集合され、ケース５３の外側壁に沿って下方向へ向かって配管されている。この排気管１１の配管途中にバルブ１２、圧力調整器１３が配設され、そして排気管１１は真空ポンプ１４に接続されるレイアウトとされている。
なお、本実施の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。
なお、本実施の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。
【0040】
（マイクロ波供給部）
本実施形態に係る基板処理装置１は、処理室５の内部にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部として、電磁波供給部９０を有している。
本実施形態に係る基板処理装置１は、処理室５の内部にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部として、電磁波供給部９０を有している。
【0041】
具体的には、図３及び図５に示すように、搬送室４側とは反対側の処理室５のケース５３の側壁には、処理室５の内部と外部とを貫通する電磁波導入ポート９０Ｂが配設されている。図５に示すように、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個配設されている。電磁波導入ポート９０Ｂは、搬送室４から処理室５側へ見て、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。
電磁波導入ポート９０Ｂには導波管９０Ａの一端部が連結され、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の上側に配設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を用いて発生したマイクロ波は、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の下側に配設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を用いて発生したマイクロ波は、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。
電磁波導入ポート９０Ｂには導波管９０Ａの一端部が連結され、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の上側に配設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を用いて発生したマイクロ波は、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の下側に配設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を用いて発生したマイクロ波は、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。
【0042】
マイクロ波発生器９１，９２としては、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、１３．５６ＭＨｚ以上、２４．１２５ＧＨｚ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、２．４５ＧＨｚ、又は５．８ＧＨｚ以下の周波数に制御されている。
なお、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の対向する側壁にマイクロ波発生器９１，９２のそれぞれを配設してもよい。
なお、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の対向する側壁にマイクロ波発生器９１，９２のそれぞれを配設してもよい。
【0043】
マイクロ波発生器９１，９２は、詳細を後述する制御部（コントローラ）１００に接続されており、その制御部１００によって動作が制御されるようになっている。さらに詳しくは、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。
【0044】
（マイクロ波撹拌部）
本実施形態に係る基板処理装置１は、上述した電磁波供給部９０に加えて、処理室５の内部において電磁波供給部９０によって供給されたマイクロ波を撹拌するマイクロ波撹拌部９５を有している。
本実施形態に係る基板処理装置１は、上述した電磁波供給部９０に加えて、処理室５の内部において電磁波供給部９０によって供給されたマイクロ波を撹拌するマイクロ波撹拌部９５を有している。
【0045】
マイクロ波撹拌部９５は、処理室５でのガスの流れにより回転することで、マイクロ波を撹拌するように構成されており、複数の排気口１１Ａ～１１Ｄの少なくとも一つに対応して配設されている。つまり、マイクロ波撹拌部９５は、複数の排気口１１Ａ～１１Ｄのうちのいずれか一つだけに対応して配設されていてもよいし、これらのうちの複数に選択的に配設されていてもよいし、各排気口１１Ａ～１１Ｄの全てに対応して個別に配設されていてもよい。なお、マイクロ波撹拌部９５は、処理室５でのガスの流れにより回転する場所に設けられていればよく、例えば、供給口２４Ａと排気口１１Ａとの間の側面に設けられ、供給口２４Ａから供給されるガスにより回転するように構成してもよい。本実施形態においては、排気口１１Ａに対応して一つのマイクロ波撹拌部９５が設けられている場合を例に挙げて、以下の説明を行う。
【0046】
マイクロ波を撹拌するために、マイクロ波撹拌部９５は、図６に示すように、スターラファン（羽部）９５Ａを有している。スターラファン９５Ａは、例えば、金属材料やセラミック材料等の誘電損失が小さい高誘電材料によってプロペラ状に形成されている。金属材料で形成する場合には、例えば、アルミニウムで形成することで、研磨することにより表面の凹凸が少なくなるもので、マイクロ波の反射効率が高くなり、マイクロ波を撹拌させやすくなる。そして、プロペラ状に形成されることで、ガスの流れを受けて回転し得るように構成されている。さらには、回転することによって、マイクロ波を撹拌して、処理室５内にマイクロ波の定在波が発生することを防止し得るように構成されている。
【0047】
スターラファン９５Ａは、回転軸９５Ｂによって回転可能に支持されている。回転軸９５Ｂは、排気口１１Ａが有する複数の排気孔１１０Ａのうちの一つを貫通しているとともに、その貫通先（すなわち、排気口１１Ａを有するキャップフランジ５５におけるスターラファン９５Ａの反対側）において、ベアリングやその支持部材等で構成される支持機構部９５Ｃに支持されている。つまり、スターラファン９５Ａを支持する回転軸９５Ｂは、排気口１１Ａにおける複数の排気孔１１０Ａのうちの一つに装着されている。
【0048】
回転軸９５Ｂには、検出センサ９５Ｅで検出可能なフラグ９５Ｄが取り付けられていてもよい。検出センサ９５Ｅがフラグ９５Ｄを検出することで、スターラファン９５Ａおよび回転軸９５Ｂの回転有無を検出することができるようになる。例えば、マイクロ波を処理室５内に供給中に、前記検出センサ９５Ｅがプラグ９５Ｄにより、スターラファン９５Ａおよび回転軸９５Ｂが回転していないことを検出した場合、後述する制御部１００は、ガス供給部２０のＭＦＣ２３を制御して、不活性ガスの供給流量を増加させてスターラファン９５Ａおよび回転軸９５Ｂを回転させるように構成することも可能となる。
【0049】
このような構成のマイクロ波撹拌部９５によれば、処理室５でのガスの流れを利用して回転し、これによりマイクロ波を撹拌するようになっているので、マイクロ波撹拌のための駆動源（例えば、電動モータ）を別途用意する必要がない。また、多孔構造の排気口１１Ａにおける排気孔１１０Ａを利用して装着されるので、排気口１１Ａに大きな構造変更を加える必要がなく、排気管１１を含む処理室５内の気密性が損なわれてしまうこともない。さらには、排気口１１Ａに対応して設けられているので、パーティクル等の処理室５内への拡散のおそれを抑制することができる。
【0050】
【0051】
制御部１００は、図７に示すように、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。
【0052】
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ともに、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）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等を使用することができる。
【0053】
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すことが可能なように格納されている。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。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。
【0054】
Ｉ／Ｏポート１０４は、ＭＦＣ２３、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、ゲートバルブ４３、駆動機構５９、圧力制御機構４３０、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。
【0055】
このような構成の制御部１００において、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ともに、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ことが可能なように構成されている。そして、ＣＰＵ１０１は、読み出されたレシピの内容に沿って、ＭＦＣ２３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、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ことが可能なように構成されている。
さらに、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ことが可能なように構成されている。より具体的には、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が温度情報として送信され、その温度情報に基づいて、ＣＰＵ１０１は、マイクロ波発生器９１，９２の出力を調節して、ウエハ２の加熱温度（ウエハ２の処理温度）を調節することが可能なように構成されている。マイクロ波発生器９１，９２の出力の調節方法としては、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。また、ＣＰＵ１０１は、検出センサ９５Ｅに基づくＭＦＣ２３のガスの供給流量を調整することが可能なように構成されている。
さらに、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ことが可能なように構成されている。より具体的には、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が温度情報として送信され、その温度情報に基づいて、ＣＰＵ１０１は、マイクロ波発生器９１，９２の出力を調節して、ウエハ２の加熱温度（ウエハ２の処理温度）を調節することが可能なように構成されている。マイクロ波発生器９１，９２の出力の調節方法としては、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。また、ＣＰＵ１０１は、検出センサ９５Ｅに基づくＭＦＣ２３のガスの供給流量を調整することが可能なように構成されている。
【0056】
なお、制御部１００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た状態で用いられる。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。
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。
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。
【0057】
（２）基板処理工程
次に、半導体装置（デバイス）の製造プロセスの一工程として、上述した構成の基板処理装置１を用いて、ウエハ２に対する処理を行う基板処理工程について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１を構成する各部の動作はコントローラ１００により制御される。
次に、半導体装置（デバイス）の製造プロセスの一工程として、上述した構成の基板処理装置１を用いて、ウエハ２に対する処理を行う基板処理工程について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１を構成する各部の動作はコントローラ１００により制御される。
【0058】
ここでは、基板処理工程として、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（結晶化）を行う場合を例に挙げる。なお、本実施形態では、基板処理装置１が複数の処理室５１，５２を備えており、処理室５１，５２のそれぞれで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。
【0059】
図８は、本実施形態に係る基板処理工程の概要を示すフロー図である。
【0060】
（基板取出し工程：ステップＳ１）
図８に示すように、基板処理工程に際しては、まず、基板取出し工程（Ｓ１）として、基板処理装置１の搬送室４において、移載機７が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を載置する。
図８に示すように、基板処理工程に際しては、まず、基板取出し工程（Ｓ１）として、基板処理装置１の搬送室４において、移載機７が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を載置する。
【0061】
（基板搬入工程：ステップＳ２）
次いで、基板搬入工程（Ｓ２）として、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が、ゲートバルブ４３の開閉動作によって所定の処理室５の内部に搬入される（ボートローディングされる）。ここでは、処理室５の搬入搬出部５７にボート８が降下されており、このボート８にウエハ２が保持される。ボート８に保持されたウエハ２は、駆動機構５９により載置台５６を上昇させることでボート８を処理室５内に搬入される。
次いで、基板搬入工程（Ｓ２）として、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が、ゲートバルブ４３の開閉動作によって所定の処理室５の内部に搬入される（ボートローディングされる）。ここでは、処理室５の搬入搬出部５７にボート８が降下されており、このボート８にウエハ２が保持される。ボート８に保持されたウエハ２は、駆動機構５９により載置台５６を上昇させることでボート８を処理室５内に搬入される。
【0062】
（炉内圧力、温度調整工程：ステップＳ３）
その後、炉内圧力、温度調整工程（Ｓ３）として、処理室５の内部（炉内）が所定の圧力に調節される。例えば、圧力は１０Ｐａ～１０２０００Ｐａに調節される。具体的には、処理室５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５の内部が所定の圧力に調節される。
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５の内部が加熱される。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５の内部の圧力調整は行わず、処理室５の内部の温度調整のみを行った後、次の不活性ガス供給工程（Ｓ４）へ移行する制御としてもよい。
その後、炉内圧力、温度調整工程（Ｓ３）として、処理室５の内部（炉内）が所定の圧力に調節される。例えば、圧力は１０Ｐａ～１０２０００Ｐａに調節される。具体的には、処理室５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５の内部が所定の圧力に調節される。
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５の内部が加熱される。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５の内部の圧力調整は行わず、処理室５の内部の温度調整のみを行った後、次の不活性ガス供給工程（Ｓ４）へ移行する制御としてもよい。
【0063】
（不活性ガス供給工程：ステップＳ４）
温度調整工程（Ｓ３）において処理室５の内部の圧力と温度とが所定の値に調節されると、次に、不活性ガス供給工程（Ｓ４）として、駆動機構５９がシャフト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を回転させるとともに、ガス供給部２０から処理室５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Ｎ２ガスが使用される。図示省略のガス供給源から、マスフローコントローラ２３、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５の下部の搬入搬出部５７内にＮ２ガスが供給される。
一方、これに伴い、排気部１０の動作が開始され、処理室５の内部の雰囲気が排気される。詳しくは、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５の内部の圧力は、１０Ｐａ以上１０２０００Ｐａ以下に調節され、好ましくは１０１３００Ｐａ以上１０２０００Ｐａ以下に調節される。なお、後述する改質工程での電磁波供給部９０からマイクロ波の供給が開始されたときに、この不活性ガス供給工程（Ｓ４）を開始するようにしても良い。
温度調整工程（Ｓ３）において処理室５の内部の圧力と温度とが所定の値に調節されると、次に、不活性ガス供給工程（Ｓ４）として、駆動機構５９がシャフト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を回転させるとともに、ガス供給部２０から処理室５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Ｎ２ガスが使用される。図示省略のガス供給源から、マスフローコントローラ２３、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５の下部の搬入搬出部５７内にＮ２ガスが供給される。
一方、これに伴い、排気部１０の動作が開始され、処理室５の内部の雰囲気が排気される。詳しくは、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５の内部の圧力は、１０Ｐａ以上１０２０００Ｐａ以下に調節され、好ましくは１０１３００Ｐａ以上１０２０００Ｐａ以下に調節される。なお、後述する改質工程での電磁波供給部９０からマイクロ波の供給が開始されたときに、この不活性ガス供給工程（Ｓ４）を開始するようにしても良い。
【0064】
（改質工程：ステップＳ５）
不活性ガス供給工程（Ｓ４）により処理室５の内部が所定の圧力に維持されると、次に、改質工程（Ｓ５）を開始する。改質工程（Ｓ５）を開始すると、電磁波供給部９０から処理室５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、好適には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。
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。
不活性ガス供給工程（Ｓ４）により処理室５の内部が所定の圧力に維持されると、次に、改質工程（Ｓ５）を開始する。改質工程（Ｓ５）を開始すると、電磁波供給部９０から処理室５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、好適には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。
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。
【0065】
ここで、処理室５の内部へのマイクロ波の供給が開始されると、このタイミングに一致させ、処理室５の内部に中間ガス供給部から冷却ガスとしての窒素ガスが供給される。つまり、ガス供給源からＭＦＣ２５、図示省略のバルブを介在させ、供給管２４の供給口２４Ａを通して、処理室５内に窒素ガスが供給される。
マイクロ波の供給が開始されると、処理室５の内部温度が急激に上昇する。処理室５の内部へのガス供給部２０からの冷却ガスの供給に加えて、中間ガス供給部から冷却ガスが処理室５の内部に供給されることにより、処理室５の上部の熱こもりを効果的に抑制又は防止することができる。
マイクロ波の供給が開始されると、処理室５の内部温度が急激に上昇する。処理室５の内部へのガス供給部２０からの冷却ガスの供給に加えて、中間ガス供給部から冷却ガスが処理室５の内部に供給されることにより、処理室５の上部の熱こもりを効果的に抑制又は防止することができる。
【0066】
また、マイクロ波による加熱方式では、処理室５に定在波が発生し、ウエハ２上に局所的に加熱されてしまう加熱集中領域（ホットスポット）とそれ以外の加熱されない領域（非加熱領域）が生じてしまうおそれがある。つまり、マイクロ波加熱を行う場合には、ウエハ２上の温度分布の均一性が悪化してしまうおそれがある。このような温度分布の均一性悪化は、ウエハ２への改質処理が良好に行えなかったり、ウエハ２の変形を招いたりする可能性があり、基板処理の生産性悪化に繋がり得るため、その発生を防ぐべきである。
【0067】
この点、本実施形態においては、処理室５内にマイクロ波撹拌部９５が設けられている。そして、排気口１１Ａから排気されるガスの流れによりスターラファン９５Ａが回転し、これにより電磁波供給部９０によって供給されたマイクロ波を撹拌する。したがって、マイクロ波の撹拌によって処理室５内にマイクロ波の定在波が発生することを防止できる。
【0068】
つまり、本実施形態においては、電磁波供給部９０によって供給されたマイクロ波を、マイクロ波撹拌部９５がスターラファン９５Ａの回転によって撹拌することで、処理室５内にマイクロ波の定在波が発生することを防止する。そのため、ウエハ２に対してマイクロ波加熱を行う場合であっても、ウエハ２上の温度分布の均一性悪化を防止又は抑制することができ、その結果としてウエハ２に対する基板処理の面内均一性を向上させることができる。
【0069】
しかも、本実施形態においては、処理室５でのガスの流れ、具体的には排気口１１Ａから排気されるガスの流れにより、スターラファン９５Ａを回転させてマイクロ波を撹拌する。つまり、改質工程（Ｓ５）では処理室５内に常時ガスの流れが生じているので、これを利用してスターラファン９５Ａを回転させることで、マイクロ波の撹拌を確実に行うことができ、その上マイクロ波撹拌のための駆動源（例えば、電動モータ）を別途用意する必要もない。また、特に排気口１１Ａから排気されるガスの流れを利用することで、パーティクル等の処理室５内への拡散のおそれを抑制することもできる。
【0070】
（温度測定：ステップＳ６）
上述した改質工程（Ｓ５）を行っている間は、温度測定部１６を用いて処理室５の内部温度が測定される。ここでは、温度測定部１６に非接触式の温度センサが使用され、温度測定部１６により測定された温度情報に基づいて、処理温度が制御される。
具体的には、温度測定部１６により測定された温度情報に基づいて、電磁波供給部９０の電源のＯＮ／ＯＦＦを制御し、処理室５の内部温度が調節される。また、記憶装置１０３には処理室５の内部温度の上限閾値及び下限閾値が予め記憶されており、温度測定部１６から得られる温度情報に基づいて、処理室５内にガス供給部２０から供給される冷却ガスの流量が調整される。
上述した改質工程（Ｓ５）を行っている間は、温度測定部１６を用いて処理室５の内部温度が測定される。ここでは、温度測定部１６に非接触式の温度センサが使用され、温度測定部１６により測定された温度情報に基づいて、処理温度が制御される。
具体的には、温度測定部１６により測定された温度情報に基づいて、電磁波供給部９０の電源のＯＮ／ＯＦＦを制御し、処理室５の内部温度が調節される。また、記憶装置１０３には処理室５の内部温度の上限閾値及び下限閾値が予め記憶されており、温度測定部１６から得られる温度情報に基づいて、処理室５内にガス供給部２０から供給される冷却ガスの流量が調整される。
【0071】
以上のような温度制御を行いつつ、改質工程（Ｓ５）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。
【0072】
（改質工程終了判断：ステップＳ１１）
その後、改質工程（Ｓ５）が終了したか否かが、制御部１００により判定される（Ｓ１１）。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、所定時間が経過していない場合、すなわち、改質工程（Ｓ５）が終了していない場合には、引き続き改質工程（Ｓ５）が継続される。
一方、所定時間が経過すると、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（Ｓ５）を終了する。
その後、改質工程（Ｓ５）が終了したか否かが、制御部１００により判定される（Ｓ１１）。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、所定時間が経過していない場合、すなわち、改質工程（Ｓ５）が終了していない場合には、引き続き改質工程（Ｓ５）が継続される。
一方、所定時間が経過すると、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（Ｓ５）を終了する。
【0073】
（不活性ガス供給工程：ステップＳ１２）
改質工程（Ｓ５）が終了したと判断した後は、次いで、処理室５の圧力調整器１３もしくは搬送室４の圧力制御機構４３０の少なくともいずれか一方を調整することにより、処理室５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、ゲートバルブ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５の下部から上部へ向かって排気され、処理室５の上部の熱こもりを効果的に抑制することができる。
改質工程（Ｓ５）が終了したと判断した後は、次いで、処理室５の圧力調整器１３もしくは搬送室４の圧力制御機構４３０の少なくともいずれか一方を調整することにより、処理室５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、ゲートバルブ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５の下部から上部へ向かって排気され、処理室５の上部の熱こもりを効果的に抑制することができる。
【0074】
（基板搬出工程：ステップＳ１３）
そして、ゲートバルブ４３の開放により、処理室５と搬送室４とが空間的に連通されると、移載機７のツィーザ７１，７２が、ボート８に保持されている改質工程後のウエハ２を搬送室４へ搬出する。
そして、ゲートバルブ４３の開放により、処理室５と搬送室４とが空間的に連通されると、移載機７のツィーザ７１，７２が、ボート８に保持されている改質工程後のウエハ２を搬送室４へ搬出する。
【0075】
（基板冷却工程：ステップＳ１４）
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、冷却エリアまで移動され、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。
ここで、冷却エリアがクリーンユニット１１の近傍、すなわち、クリーンユニット１１のパージガス送出口の少なくとも一部に対向する位置に配置されることにより、ウエハ２の冷却効率を向上させることができる。さらに、ウエハ２の冷却にはパーティクルの少ないパージガスが使用されるので、ウエハ２の表面又は表面上に形成された薄膜の膜質を向上させることができる。
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、冷却エリアまで移動され、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。
ここで、冷却エリアがクリーンユニット１１の近傍、すなわち、クリーンユニット１１のパージガス送出口の少なくとも一部に対向する位置に配置されることにより、ウエハ２の冷却効率を向上させることができる。さらに、ウエハ２の冷却にはパーティクルの少ないパージガスが使用されるので、ウエハ２の表面又は表面上に形成された薄膜の膜質を向上させることができる。
【0076】
（基板収容工程：ステップＳ１５）
そして、冷却エリアでの冷却後のウエハ２が、移載機７によってロードポートユニット６のポッド３内に収容される。
そして、冷却エリアでの冷却後のウエハ２が、移載機７によってロードポートユニット６のポッド３内に収容される。
【0077】
以上の動作が繰り返されることにより、ウエハ２に改質処理が施され、本実施形態に係る基板処理工程が終了する。
【0078】
（３）本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【0079】
（ａ）本実施形態においては、電磁波供給部９０によって供給されたマイクロ波を、マイクロ波撹拌部９５の回転によって撹拌するようになっている。したがって、処理室５内にマイクロ波の定在波が発生することを防止でき、ウエハ２に対してマイクロ波加熱を行う場合であっても、ウエハ２上の温度分布の均一性悪化を防止又は抑制して、ウエハ２に対する基板処理の面内均一性を向上させることができる。これにより、ウエハ２への基板処理が良好に行うことができ、ウエハ２の変形を招く可能性も排除でき、その結果として基板処理の生産性悪化を抑制することが可能となる。
つまり、本実施形態によれば、ウエハ２に対してマイクロ波加熱を行う場合において、ウエハ２上の温度分布の均一性悪化を防ぐことができ、これによりウエハ２に対する基板処理の生産性悪化を抑制することができる。
つまり、本実施形態によれば、ウエハ２に対してマイクロ波加熱を行う場合において、ウエハ２上の温度分布の均一性悪化を防ぐことができ、これによりウエハ２に対する基板処理の生産性悪化を抑制することができる。
【0080】
しかも、本実施形態においては、処理室５でのガスの流れにより、マイクロ波撹拌部９５が回転してマイクロ波を撹拌する。つまり、マイクロ波撹拌部９５は、処理室５内のガスの流れを利用して回転し、これによりマイクロ波を撹拌する。したがって、本実施形態によれば、マイクロ波の撹拌を確実に行うことができ、マイクロ波撹拌のための駆動源（例えば、電動モータ）を別途用意する必要もない。
【0081】
（ｂ）本実施形態において、マイクロ波撹拌部９５は、排気部１０で排気されるガスの流れにより回転する。したがって、本実施形態によれば、排気側におけるガスの流れを利用することで、パーティクル等の処理室５内への拡散のおそれを抑制することができ、ウエハ２に対する基板処理の生産性悪化を抑制する上で非常に好ましいものとなる。
【0082】
（ｃ）本実施形態においては、排気部１０の排気口１１Ａが複数の排気孔１１０Ａを有しており、そのうちの一つの排気孔１１０Ａにマイクロ波撹拌部９５の回転軸９５Ｂが装着されている。したがって、本実施形態によれば、多孔構造の排気口１１Ａにおける排気孔１１０Ａを利用してマイクロ波撹拌部９５が装着されるので、排気口１１Ａをはじめとする排気部１０の構成に大きな構造変更を加える必要がなくマイクロ波の撹拌を行うことができ、そのために排気管１１を含む処理室５内の気密性が損なわれてしまうこともなく、ウエハ２に対する基板処理の生産性悪化を抑制する上で非常に好ましいものとなる。
【0083】
（４）変形例等
以上に、本開示の一実施形態を具体的に説明したが、本開示が上述の実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
以上に、本開示の一実施形態を具体的に説明したが、本開示が上述の実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
【0084】
また、例えば、上述した実施形態では、基板処理工程として、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を例に挙げて説明したが、本開示はこの例に限定されない。
具体的には、本開示は、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、本開示は、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。
つまり、上述した基板処理工程は、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、適用することができる。
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、本開示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。
また、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開示を適用することができる。
具体的には、本開示は、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、本開示は、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。
つまり、上述した基板処理工程は、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、適用することができる。
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、本開示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。
また、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開示を適用することができる。
【0085】
また、例えば、上述した実施形態では、基板処理工程で行う処理として改質処理を例に挙げたが、本開示がこれに限定されることはない。すなわち、本開示は、マイクロ波加熱を行う基板処理であれば、酸化処理、拡散処理、エッチング処理、プリクリーニング処理、チャンバクリーニング処理、成膜処理等の他の基板処理にも適用できる。
【0086】
また、例えば、上述した実施形態では、半導体装置（デバイス）の製造プロセスに適用した場合を例に挙げたが、本開示がこれに限定されることはない。すなわち、本開示は、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、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。
【0087】
（５）本開示の好ましい態様
以下に、本開示の好ましい態様について付記する。
以下に、本開示の好ましい態様について付記する。
【0088】
［付記１］
本開示の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内にガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、
前記処理室でのガスの流れにより回転して前記マイクロ波を撹拌するマイクロ波撹拌部と、
を有する基板処理装置が提供される。
本開示の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内にガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、
前記処理室でのガスの流れにより回転して前記マイクロ波を撹拌するマイクロ波撹拌部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【0089】
［付記２］
好ましくは、
前記処理室から前記ガスを排気するガス排気部を有し、
前記マイクロ波撹拌部は、前記ガス排気部に設けられる
付記１に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記処理室から前記ガスを排気するガス排気部を有し、
前記マイクロ波撹拌部は、前記ガス排気部に設けられる
付記１に記載の基板処理装置が提供される。
【0090】
［付記３］
好ましくは、
前記マイクロ波撹拌部は、排気される前記ガスの流れにより回転するよう構成される
付記２に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記マイクロ波撹拌部は、排気される前記ガスの流れにより回転するよう構成される
付記２に記載の基板処理装置が提供される。
【0091】
［付記４］
好ましくは
前記マイクロ波撹拌部は、マイクロ波を撹拌する羽部と、前記羽部を回転させる回転軸と、を有する
付記２又は３に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは
前記マイクロ波撹拌部は、マイクロ波を撹拌する羽部と、前記羽部を回転させる回転軸と、を有する
付記２又は３に記載の基板処理装置が提供される。
【0092】
［付記５］
好ましくは、
前記ガス排気部は、複数の排気孔を有して構成されており、
前記マイクロ波撹拌部は、前記複数の排気孔のうちの一つの排気孔に前記回転軸が装着されるように構成されている
付記４に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記ガス排気部は、複数の排気孔を有して構成されており、
前記マイクロ波撹拌部は、前記複数の排気孔のうちの一つの排気孔に前記回転軸が装着されるように構成されている
付記４に記載の基板処理装置が提供される。
【0093】
［付記６］
好ましくは、
前記排気部は、前記処理室の上部に設けられる
付記２～５のいずれか１つに記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記排気部は、前記処理室の上部に設けられる
付記２～５のいずれか１つに記載の基板処理装置が提供される。
【0094】
［付記７］
好ましくは
前記ガスは、前記基板を冷却するガスである
付記１～６のいずれか１つに記載の基板処理装置。
好ましくは
前記ガスは、前記基板を冷却するガスである
付記１～６のいずれか１つに記載の基板処理装置。
【0095】
［付記８］
好ましくは
前記羽部は、金属材料又はセラミック材料で構成される
付記４に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは
前記羽部は、金属材料又はセラミック材料で構成される
付記４に記載の基板処理装置が提供される。
【0096】
［付記９］
本開示の他の一態様によれば、
基板を処理する処理室内にガスを供給する工程と、
前記処理室からガスを排気する工程と、
前記処理室内にマイクロ波を供給する工程と、
前記処理室でのガスの流れにより回転するマイクロ波撹拌部によって前記マイクロ波を撹拌する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
本開示の他の一態様によれば、
基板を処理する処理室内にガスを供給する工程と、
前記処理室からガスを排気する工程と、
前記処理室内にマイクロ波を供給する工程と、
前記処理室でのガスの流れにより回転するマイクロ波撹拌部によって前記マイクロ波を撹拌する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【0097】
［付記１０］
本開示のさらに他の一態様によれば、
基板を処理する処理室内にガスを供給する手順と、
前記処理室からガスを排気する手順と、
前記処理室内にマイクロ波を供給する手順と、
前記処理室でのガスの流れにより回転するマイクロ波撹拌部によって前記マイクロ波を撹拌する手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラムが提供される。
本開示のさらに他の一態様によれば、
基板を処理する処理室内にガスを供給する手順と、
前記処理室からガスを排気する手順と、
前記処理室内にマイクロ波を供給する手順と、
前記処理室でのガスの流れにより回転するマイクロ波撹拌部によって前記マイクロ波を撹拌する手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラムが提供される。
【符号の説明】
【0098】
１…基板処理装置、２…ウエハ、５…処理室、１０…排気部、１１Ａ～１１Ｂ…排気口、２０…ガス供給部、９０…電磁波供給部、９１，９２…マイクロ波発生器、９５…マイクロ波撹拌部、９５Ａ…スターラファン（羽部）、９５Ｂ…回転軸、１００…制御部、１１０Ａ…排気孔
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
