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特開2024-169092熱処理装置及び熱処理装置のメンテナンス方法、並びにランプスリーブの再生方法
(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】P2024169092
(43)【公開日】2024-12-05
(54)【発明の名称】熱処理装置及び熱処理装置のメンテナンス方法、並びにランプスリーブの再生方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/26 20060101AFI20241128BHJP
【ＦＩ】
H01L21/26 T
H01L21/26 G
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023086285
(22)【出願日】2023-05-25
(71)【出願人】
【識別番号】312007423
【氏名又は名称】グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100101878
【弁理士】
【氏名又は名称】木下 茂
(74)【代理人】
【識別番号】100187506
【弁理士】
【氏名又は名称】澤田 優子
(72)【発明者】
【氏名】須藤 治生
(72)【発明者】
【氏名】青木 竜彦
(72)【発明者】
【氏名】加藤 学
(57)【要約】
【課題】ランプスリーブ内壁に堆積している粒状のＳｉＯｘを除去するべきタイミングを容易に得て、生産効率の低下を防止し、また、熱処理にかかる消費電力の上昇を抑制する。
【解決手段】半導体基板Ｗを加熱する複数のランプ３０と、前記複数のランプの各々を包囲するように着脱可能に配置され、前記複数のランプの照射光を反射するランプスリーブ３３と、前記複数のランプにランプ電圧を印加する電源６０と、前記半導体基板の温度を検出する温度検出部５０と、前記複数のランプに印加するランプ電圧又はランプ電流を制御するコントローラ７０と、前記ランプスリーブのクリーニングのタイミングを表示または音声により警告する警告部８０と、を備え、前記コントローラは、前記複数のランプに印加されるランプ電圧又はランプ電流が所定の閾値を越えた場合に、前記警告部により警告させる。
【選択図】図３
【解決手段】半導体基板Ｗを加熱する複数のランプ３０と、前記複数のランプの各々を包囲するように着脱可能に配置され、前記複数のランプの照射光を反射するランプスリーブ３３と、前記複数のランプにランプ電圧を印加する電源６０と、前記半導体基板の温度を検出する温度検出部５０と、前記複数のランプに印加するランプ電圧又はランプ電流を制御するコントローラ７０と、前記ランプスリーブのクリーニングのタイミングを表示または音声により警告する警告部８０と、を備え、前記コントローラは、前記複数のランプに印加されるランプ電圧又はランプ電流が所定の閾値を越えた場合に、前記警告部により警告させる。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体基板を加熱する複数のランプと、
前記複数のランプの各々を包囲するように着脱可能に配置され、前記複数のランプの照射光を反射するランプスリーブと、
前記複数のランプにランプ電圧を印加する電源と、
前記半導体基板の温度を検出する温度検出部と、
前記複数のランプに印加するランプ電圧又はランプ電流を制御するコントローラと、
前記ランプスリーブのクリーニングのタイミングを表示または音声により警告する警告部と、を備え、
前記コントローラは、前記温度検出部により検出された前記半導体基板の温度に基づき、前記複数のランプに印加するランプ電圧又はランプ電流を制御し、前記複数のランプに印加されるランプ電圧又はランプ電流が所定の閾値を越えた場合に、前記警告部により警告させることを特徴とする熱処理装置。
前記複数のランプの各々を包囲するように着脱可能に配置され、前記複数のランプの照射光を反射するランプスリーブと、
前記複数のランプにランプ電圧を印加する電源と、
前記半導体基板の温度を検出する温度検出部と、
前記複数のランプに印加するランプ電圧又はランプ電流を制御するコントローラと、
前記ランプスリーブのクリーニングのタイミングを表示または音声により警告する警告部と、を備え、
前記コントローラは、前記温度検出部により検出された前記半導体基板の温度に基づき、前記複数のランプに印加するランプ電圧又はランプ電流を制御し、前記複数のランプに印加されるランプ電圧又はランプ電流が所定の閾値を越えた場合に、前記警告部により警告させることを特徴とする熱処理装置。
【請求項2】
前記コントローラは、前記複数のランプに印加されるランプ電圧又はランプ電流が所定の閾値を越えた場合に、前記複数のランプへのランプ電圧またはランプ電流の印加を停止し、
該当する前記ランプのランプスリーブが取り外され、再度、前記ランプスリーブの取り付けがなされることにより、前記コントローラは、前記該当するランプへのランプ電圧またはランプ電流の印加を可能とすることを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
該当する前記ランプのランプスリーブが取り外され、再度、前記ランプスリーブの取り付けがなされることにより、前記コントローラは、前記該当するランプへのランプ電圧またはランプ電流の印加を可能とすることを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項3】
請求項１に記載された熱処理装置のメンテナンス方法であって、
前記コントローラにより、
前記複数のランプに印加するランプ電圧又はランプ電流を制御し、前記複数のランプにより半導体基板を加熱するステップと、
前記温度検出部により前記半導体基板の温度を検出し、前記半導体基板の温度に基づき、前記複数のランプに印加するランプ電圧を制御するステップと、
前記複数のランプに印加されるランプ電圧又はランプ電流が所定の閾値を越えた場合に、前記複数のランプの各々を包囲するように配置され、前記複数のランプの照射光を反射するランプスリーブに対するクリーニングのタイミングを、前記警告部により表示または音声を用いて警告させるステップと、を有することを特徴とする熱処理装置のメンテナンス方法。
前記コントローラにより、
前記複数のランプに印加するランプ電圧又はランプ電流を制御し、前記複数のランプにより半導体基板を加熱するステップと、
前記温度検出部により前記半導体基板の温度を検出し、前記半導体基板の温度に基づき、前記複数のランプに印加するランプ電圧を制御するステップと、
前記複数のランプに印加されるランプ電圧又はランプ電流が所定の閾値を越えた場合に、前記複数のランプの各々を包囲するように配置され、前記複数のランプの照射光を反射するランプスリーブに対するクリーニングのタイミングを、前記警告部により表示または音声を用いて警告させるステップと、を有することを特徴とする熱処理装置のメンテナンス方法。
【請求項4】
前記警告部により表示または音声を用いて警告させるステップの後、
該当する前記ランプのランプスリーブを取り外して、前記ランプスリーブに対し酸性水溶液を用いて洗浄するステップと、
洗浄された前記ランプスリーブを取り付けるステップと、を有することを特徴とする請求項３に記載の熱処理装置のメンテナンス方法。
該当する前記ランプのランプスリーブを取り外して、前記ランプスリーブに対し酸性水溶液を用いて洗浄するステップと、
洗浄された前記ランプスリーブを取り付けるステップと、を有することを特徴とする請求項３に記載の熱処理装置のメンテナンス方法。
【請求項5】
請求項３に記載の熱処理装置のメンテナンス方法を用いるランプスリーブの再生方法であって、
前記コントローラにより、前記複数のランプの照射光を反射するランプスリーブに対するクリーニングのタイミングを、前記警告部により表示または音声を用いて警告させるステップの後、
前記ランプスリーブに対し酸性水溶液を用いて洗浄するステップを有することを特徴とするランプスリーブの再生方法。
前記コントローラにより、前記複数のランプの照射光を反射するランプスリーブに対するクリーニングのタイミングを、前記警告部により表示または音声を用いて警告させるステップの後、
前記ランプスリーブに対し酸性水溶液を用いて洗浄するステップを有することを特徴とするランプスリーブの再生方法。
【請求項6】
前記ランプスリーブに対し酸性水溶液を用いて洗浄するステップにおいて、
前記ランプスリーブを、１％以上５％以下の濃度のＨＦ水溶液に１ｍｉｎ以上１００ｍｉｎ以下浸漬して洗浄することを特徴とする請求項５に記載のランプスリーブの再生方法。
前記ランプスリーブを、１％以上５％以下の濃度のＨＦ水溶液に１ｍｉｎ以上１００ｍｉｎ以下浸漬して洗浄することを特徴とする請求項５に記載のランプスリーブの再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱処理装置及び熱処理装置のメンテナンス方法、並びにランプスリーブの再生方法に関し、特に、ランプの熱エネルギーにより半導体基板を熱処理する熱処理装置及び熱処理装置のメンテナンス方法、並びにランプスリーブの再生方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、半導体デバイスの基板に用いられるシリコンウェーハは、半導体デバイスの活性領域となる表面および表層において、ＣＯＰ（Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ）と呼ばれるボイド欠陥が存在しない無欠陥層を形成することが求められる。このような要求に対する技術として、急速昇降温熱処理（ＲＴＰ；Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ）を施す技術が知られている。
【0003】
ＲＴＰを行う熱処理装置（以下、ＲＴＰ装置と呼ぶ）は、１２００℃を超える温度までシリコンウェーハを急速昇温するために、発熱源であるランプから照射される光（以下、「照射光」とも呼ぶ）を効率良くシリコンウェーハに吸収させ、エネルギー損失が極力少なくなるように装置構成が工夫されている。
【0004】
例えば、特許文献１（特開２０１７－１１２８２号公報）には、加熱ランプからの照射光の反射率を高くする（処理される基板へのエネルギー効率を高める）目的で、ランプの周囲を覆う反射皮膜に銀を含むランプスリーブが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１７－１１２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、ＲＴＰ装置において、繰り返し熱処理を行っていくと、チャンバー内の温度を１２００℃以上の所定の温度にするためにランプに印加する電圧（以下、「ランプ電圧」とも呼ぶ）を徐々に大きくする必要があるという現象が生じていた。それに伴い、ＲＴＰ（熱処理）にかかる消費電力が徐々に大きくなるという課題があった。
シリコンウェーハの温度が上昇し難くなるのは、運転回数に比例して、ランプからの照射光が次第にシリコンウェーハへ届き難くなり、エネルギー損失が大きくなるためと考えられる。
シリコンウェーハの温度が上昇し難くなるのは、運転回数に比例して、ランプからの照射光が次第にシリコンウェーハへ届き難くなり、エネルギー損失が大きくなるためと考えられる。
【0007】
このような課題を解決するため、本願発明者は、シリコンウェーハの最高到達温度が１２００℃を超える温度でＲＴＰ装置の連続運転を行い、ランプ出力の経時変化をもたらす原因を特定するため鋭意研究を重ねた。その結果、加熱ランプを包含するように配置されるランプスリーブの内壁が曇ることで反射率が低下することが主原因であることを知見した。
【0008】
さらに、この曇りの原因を調査した結果、曇りは粒状ＳｉＯｘの堆積によるものであり、このＳｉＯｘは、ランプジャケットに使用されるガラス（ランプガラス）が、フィラメントからの熱を受けて昇化して発生したものと判明した。
【0009】
本発明は、このような事情のもとになされたものであり、ランプスリーブ内壁に堆積している粒状のＳｉＯｘを除去するべきタイミングを容易に得て、生産効率の低下を防止し、また、熱処理にかかる消費電力の上昇を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記課題を解決するためになされた、本発明に係る熱処理装置は、半導体基板を加熱する複数のランプと、前記複数のランプの各々を包囲するように着脱可能に配置され、前記複数のランプの照射光を反射するランプスリーブと、前記複数のランプにランプ電圧を印加する電源と、前記半導体基板の温度を検出する温度検出部と、前記複数のランプに印加するランプ電圧又はランプ電流を制御するコントローラと、前記ランプスリーブのクリーニングのタイミングを表示または音声により警告する警告部と、を備え、前記コントローラは、前記温度検出部により検出された前記半導体基板の温度に基づき、前記複数のランプに印加するランプ電圧又はランプ電流を制御し、前記複数のランプに印加されるランプ電圧又はランプ電流が所定の閾値を越えた場合に、前記警告部により警告させることに特徴を有する。
なお、前記コントローラは、前記複数のランプに印加されるランプ電圧又はランプ電流が所定の閾値を越えた場合に、前記ランプへのランプ電圧またはランプ電流の印加を停止し、該当する前記ランプのランプスリーブが取り外され、再度、前記ランプスリーブの取り付けがなされることにより、前記コントローラは、前記該当するランプへのランプ電圧またはランプ電流の印加を可能とすることが望ましい。
なお、前記コントローラは、前記複数のランプに印加されるランプ電圧又はランプ電流が所定の閾値を越えた場合に、前記ランプへのランプ電圧またはランプ電流の印加を停止し、該当する前記ランプのランプスリーブが取り外され、再度、前記ランプスリーブの取り付けがなされることにより、前記コントローラは、前記該当するランプへのランプ電圧またはランプ電流の印加を可能とすることが望ましい。
【0011】
このような構成によれば、ランプスリーブ内壁に堆積している粒状のＳｉＯｘを除去するべきタイミングを容易に得ることができ、このタイミングに従ってＳｉＯｘの堆積による曇りを除去することにより、不要なチャンバーメンテナンスの時間が生じることがなく、生産効率の低下を防止することができる。
また、ランプスリーブに付着したＳｉＯｘの堆積による曇りを除去することにより、ランプスリーブにおける照射光の反射率を回復させ、ランプ出力を増加させなくとも効果的に半導体基板を所望の温度に加熱することができ、熱処理にかかる消費電力の上昇を抑制することができる。
また、ランプスリーブに付着したＳｉＯｘの堆積による曇りを除去することにより、ランプスリーブにおける照射光の反射率を回復させ、ランプ出力を増加させなくとも効果的に半導体基板を所望の温度に加熱することができ、熱処理にかかる消費電力の上昇を抑制することができる。
【0012】
また、前記課題を解決するためになされた、本発明に係る熱処理装置のメンテナンス方法は、前記コントローラにより、前記複数のランプに印加するランプ電圧又はランプ電流を制御し、前記複数のランプにより半導体基板を加熱するステップと、前記温度検出部により前記半導体基板の温度を検出し、前記半導体基板の温度に基づき、前記複数のランプに印加するランプ電圧を制御するステップと、前記複数のランプに印加されるランプ電圧又はランプ電流が所定の閾値を越えた場合に、前記複数のランプの各々を包囲するように配置され、前記複数のランプの照射光を反射するランプスリーブに対するクリーニングのタイミングを、前記警告部により表示または音声を用いて警告させるステップと、を有することに特徴を有する。
なお、前記警告部により表示または音声を用いて警告させるステップの後、該当する前記ランプのランプスリーブを取り外して、前記ランプスリーブに対し酸性水溶液を用いて洗浄するステップと、洗浄された前記ランプスリーブを取り付けるステップと、を有することが望ましい。
なお、前記警告部により表示または音声を用いて警告させるステップの後、該当する前記ランプのランプスリーブを取り外して、前記ランプスリーブに対し酸性水溶液を用いて洗浄するステップと、洗浄された前記ランプスリーブを取り付けるステップと、を有することが望ましい。
【0013】
このような方法によれば、ランプスリーブ内壁に堆積している粒状のＳｉＯｘを除去するべきタイミングを容易に得ることができ、このタイミングに従ってＳｉＯｘの堆積による曇りを除去することにより、不要なチャンバーメンテナンスの時間が生じることがなく、生産効率の低下を防止することができる。
また、ランプスリーブに付着したＳｉＯｘの堆積による曇りを除去することにより、ランプスリーブにおける照射光の反射率を回復させ、ランプ出力を増加させなくとも効果的に半導体基板を所望の温度に加熱することができ、熱処理にかかる消費電力の上昇を抑制することができる。
また、ランプスリーブに付着したＳｉＯｘの堆積による曇りを除去することにより、ランプスリーブにおける照射光の反射率を回復させ、ランプ出力を増加させなくとも効果的に半導体基板を所望の温度に加熱することができ、熱処理にかかる消費電力の上昇を抑制することができる。
【0014】
また、前記課題を解決するためになされた、本発明に係るランプスリーブの再生方法は、前記熱処理装置のメンテナンス方法を用いるランプスリーブの再生方法であって、前記コントローラにより、前記複数のランプの照射光を反射するランプスリーブに対するクリーニングのタイミングを、前記警告部により表示または音声を用いて警告させるステップの後、前記ランプスリーブに対し酸性水溶液を用いて洗浄するステップを有することに特徴を有する。
なお、前記ランプスリーブに対し酸性水溶液を用いて洗浄するステップにおいて、前記ランプスリーブを、１％以上５％以下の濃度のＨＦ水溶液に１ｍｉｎ以上１００ｍｉｎ以下浸漬して洗浄することが望ましい。
なお、前記ランプスリーブに対し酸性水溶液を用いて洗浄するステップにおいて、前記ランプスリーブを、１％以上５％以下の濃度のＨＦ水溶液に１ｍｉｎ以上１００ｍｉｎ以下浸漬して洗浄することが望ましい。
【0015】
このような方法によれば、ランプスリーブの内壁に堆積している粒状のＳｉＯｘを容易に除去することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、ランプスリーブ内壁に堆積している粒状のＳｉＯｘを除去するべきタイミングを容易に得て、生産効率の低下を防止し、また、熱処理にかかる消費電力の上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施形態について図面等を参照して詳細に説明する。
本発明の実施形態は、ランプスリーブ内に配置されたランプ（例えば高電圧タングステンハロゲンランプ）を熱源とするＲＴＰ装置（熱処理装置）を例にして説明する。
図１は、本発明の実施形態を示すＲＴＰ装置１００（熱処理装置）を概略的に示す断面図である。このＲＴＰ装置１００は、処理室２０を備え、この処理室２０は、チャンバー側壁２と、チャンバー側壁２に結合されるチャンバー底部４と、チャンバー側壁２の上方にわたって配置される石英窓６とを有する。
本発明の実施形態は、ランプスリーブ内に配置されたランプ（例えば高電圧タングステンハロゲンランプ）を熱源とするＲＴＰ装置（熱処理装置）を例にして説明する。
図１は、本発明の実施形態を示すＲＴＰ装置１００（熱処理装置）を概略的に示す断面図である。このＲＴＰ装置１００は、処理室２０を備え、この処理室２０は、チャンバー側壁２と、チャンバー側壁２に結合されるチャンバー底部４と、チャンバー側壁２の上方にわたって配置される石英窓６とを有する。
【0019】
処理室２０を構成するチャンバー側壁２、チャンバー底部４および石英窓６は、その中にある半導体基板であるシリコンウェーハＷを熱処理するためのチャンバー２５を形成している。ＲＴＰ装置１００には、チャンバー２５内にシリコンウェーハＷを移送するために、チャンバー側壁２を貫通したスリットバルブドア（図示せず）が設けられている。
なお、本実施形態では半導体基板としてシリコンウェーハＷを例にして説明するが、シリコンウェーハＷに限定されず、例えばＳｉＣウェーハ、ＧａＮウェーハ、回路パターンが形成されたウェーハ等であってもよい。
なお、本実施形態では半導体基板としてシリコンウェーハＷを例にして説明するが、シリコンウェーハＷに限定されず、例えばＳｉＣウェーハ、ＧａＮウェーハ、回路パターンが形成されたウェーハ等であってもよい。
【0020】
また、ＲＴＰ装置１００は、チャンバー側壁２に形成されたガス導入口２０ａを備え、このガス導入口２０ａはチャンバー２５に１つまたは複数の処理ガスを与えるように構成されるガス供給源１８に接続されている。また、ＲＴＰ装置１００は、チャンバー側壁２に形成されたガス排出口２０ｂを備え、このガス排出口２０ｂは、チャンバー２５から外へ排気するために真空ポンプ２１に接続されている。
また、ＲＴＰ装置１００は、処理室２０内のチャンバー２５にシリコンウェーハＷを支持する基板支持部４０を備える。また、図示しないが、シリコンウェーハＷをその中心軸周りに所定速度で回転させる回転手段を備えている。
また、ＲＴＰ装置１００は、処理室２０内のチャンバー２５にシリコンウェーハＷを支持する基板支持部４０を備える。また、図示しないが、シリコンウェーハＷをその中心軸周りに所定速度で回転させる回転手段を備えている。
【0021】
基板支持部４０は、シリコンウェーハＷの外周部を支持する環状のサセプタ４０ａと、サセプタ４０ａを支持するステージ４０ｂとを備える。
また、このＲＴＰ装置１００におけるシリコンウェーハＷの温度制御は、基板支持部４０のステージ４０ｂに埋め込まれた複数の放射温度計５０（温度検出部）を用いて行う。放射温度計５０は、コンピュータであるコントローラ７０に接続され、このコントローラ７０は、放射温度計５０により取得されたシリコンウェーハＷの温度情報に基づきシリコンウェーハＷの温度を制御する。
また、このＲＴＰ装置１００におけるシリコンウェーハＷの温度制御は、基板支持部４０のステージ４０ｂに埋め込まれた複数の放射温度計５０（温度検出部）を用いて行う。放射温度計５０は、コンピュータであるコントローラ７０に接続され、このコントローラ７０は、放射温度計５０により取得されたシリコンウェーハＷの温度情報に基づきシリコンウェーハＷの温度を制御する。
【0022】
即ち、コントローラ７０は、放射温度計５０によって、シリコンウェーハＷの下部の基板径方向における基板面内多点（例えば９点）の温度を測定し、その測定された温度に基づいて複数のハロゲンランプ３０の制御（各ランプの個別のＯＮ－ＯＦＦ制御や、供給電力の増減制御、発光する光の発光強度の制御等）を行う。
【0023】
複数のハロゲンランプ３０は、石英窓６の上方に配置され、石英窓６を通してシリコンウェーハＷに向かって熱エネルギーを送るように構成される。複数のハロゲンランプ３０は、平面視において例えば六角形パターンに配置される。複数のハロゲンランプ６０はそれぞれ、電源６０に電気的に接続するために加熱アセンブリベース１７に接続されている。
【0024】
各ハロゲンランプ３０は、例えば図２に示すように構成されている。図２に示すハロゲンランプ３０は、石英ガラスにより形成されたランプガラス３１中にタングステンのフィラメントコイル３２を配置し、ランプガラス３１中にハロゲンガスを含むガスが封入されている。
【0025】
また、ランプガラス３１は筒状のランプスリーブ３３に包囲されており、ランプスリーブ３３の内壁３３ａは、ランプガラス３１の発光した熱エネルギーが下方のシリコンウェーハＷに向かうように傾斜している。また、ランプスリーブ３３の内壁３３ａは、好ましくはＡｕめっきが施されている。これは、Ａｕめっきは、耐熱性が高く、反射率が高い、加えて、耐酸性が高いという理由による。
ランプスリーブ３３は、ＲＴＰ装置１００から着脱可能に構成されており、容易にランプスリーブ３３のみ取り外し可能に構成されている。詳しくは後述するが、この構成により、ランプスリーブ３３の洗浄を容易に行い、ランプスリーブ３３を再生させた上で、再度ＲＴＰ装置１００に取り付けることができる。
各ハロゲンランプ３０には、電源６０よりランプ電圧が印加される。このランプ電圧の値は、コントローラ７０によって制御される。なお、コントローラ７０はランプ電圧ではなく、ハロゲンランプ３０に印加する電流（以下、「ランプ電流」とも呼ぶ）を制御してもよい。
ランプスリーブ３３は、ＲＴＰ装置１００から着脱可能に構成されており、容易にランプスリーブ３３のみ取り外し可能に構成されている。詳しくは後述するが、この構成により、ランプスリーブ３３の洗浄を容易に行い、ランプスリーブ３３を再生させた上で、再度ＲＴＰ装置１００に取り付けることができる。
各ハロゲンランプ３０には、電源６０よりランプ電圧が印加される。このランプ電圧の値は、コントローラ７０によって制御される。なお、コントローラ７０はランプ電圧ではなく、ハロゲンランプ３０に印加する電流（以下、「ランプ電流」とも呼ぶ）を制御してもよい。
【0026】
また、本実施の形態に係るＲＴＰ装置１００は、例えば画面表示、あるいは警告音（音声）によりランプスリーブ３３の内壁３３ａの汚染度を通知し、ランプスリーブ３３の内壁３３ａのクリーニングを促すための警告部８０を備えている。
具体的には、コントローラ７０は、シリコンウェーハＷの温度を所定温度（例えば１３００℃）とするために必要なハロゲンランプ３０へ印加するランプ電圧（或いはランプ電流）が、所定の閾値を越えた場合に、警告部８０により警告を行う。
具体的には、コントローラ７０は、シリコンウェーハＷの温度を所定温度（例えば１３００℃）とするために必要なハロゲンランプ３０へ印加するランプ電圧（或いはランプ電流）が、所定の閾値を越えた場合に、警告部８０により警告を行う。
【0027】
続いて、本発明に係る熱処理装置（ＲＴＰ装置）の一連の動作について図３のフローに基づいて説明する。
最初に、図１に示すＲＴＰ装置１００において、所望の初期温度で保持された処理室２０内にシリコンウェーハＷを収容する（図３のステップＳ１）。
最初に、図１に示すＲＴＰ装置１００において、所望の初期温度で保持された処理室２０内にシリコンウェーハＷを収容する（図３のステップＳ１）。
【0028】
そして、例えばシリコンウェーハＷを１３００℃の目標温度で熱処理する場合、コントローラ７０は、それに対応するハロゲンランプ３０へ印加するランプ電圧（初期設定電圧）を決定し、電源６０により各ハロゲンランプ３０へランプ電圧を印加する。各ハロゲンランプ３０は、供給されたランプ電圧に応じた光をシリコンウェーハＷに向けて照射する。これによりシリコンウェーハＷが加熱開始される（図３のステップＳ２）。
【0029】
尚、各ハロゲンランプ３０において、フィラメントコイル３２が配置されたランプガラス３１の表面は、フィラメントコイル３２の熱により粒状ＳｉＯｘに昇華し、ランプスリーブ３３の内壁３３ａに付着する。そのため、ＲＴＰ装置１００を連続運転して熱処理を繰り返すと、ランプスリーブ３３の内壁３３ａに粒状ＳｉＯｘが堆積し、曇りとなってランプスリーブ３３の熱反射機能を低下させることになる。なお、ランプスリーブ内壁にＳｉＯｘが堆積するのは１２５０℃以上での熱処理において顕著となるため、１２５０℃以上の最高到達温度で熱処理を行うＲＴＰ装置に本実施形態を適用するのが特に好ましい。
【0030】
シリコンウェーハＷが加熱される間、放射温度計５０によって、シリコンウェーハＷの下部の基板径方向における基板面内多点（例えば９点）の温度が測定される（図３のステップＳ３）。
コントローラ７０は、ステップＳ３での測定温度に基づきハロゲンランプ３０への印加電圧（或いは電流）を測定し（図３のステップＳ４）、シリコンウェーハＷが所望の温度になるように印加電圧（或いは電流）を制御する。
ここで、コントローラ７０は、ハロゲンランプ３０への印加電圧（或いは電流）が所定の閾値を越えた場合（図３のステップＳ５）、警告部８０によりランプスリーブ３３のクリーニングが必要であるとする警告を画面等での表示や音声により行う（図３のステップＳ６）。また、コントローラ７０は、ハロゲンランプ３０へのランプ電圧の印加を停止し、ＲＴＰ装置１００の運転を停止する（図３のステップＳ８）。
コントローラ７０は、ステップＳ３での測定温度に基づきハロゲンランプ３０への印加電圧（或いは電流）を測定し（図３のステップＳ４）、シリコンウェーハＷが所望の温度になるように印加電圧（或いは電流）を制御する。
ここで、コントローラ７０は、ハロゲンランプ３０への印加電圧（或いは電流）が所定の閾値を越えた場合（図３のステップＳ５）、警告部８０によりランプスリーブ３３のクリーニングが必要であるとする警告を画面等での表示や音声により行う（図３のステップＳ６）。また、コントローラ７０は、ハロゲンランプ３０へのランプ電圧の印加を停止し、ＲＴＰ装置１００の運転を停止する（図３のステップＳ８）。
【0031】
警告部８０による警告がなされると、ＲＴＰ装置１００の運転停止後、ランプスリーブ３３のクリーニング作業を行えばよい。即ち、ランプスリーブ３３を取り外し、酸性水溶液（例えば１％以上５％以下の濃度のＨＦ水溶液に１ｍｉｎ以上１００ｍｉｎ以下浸漬）を用いて洗浄し、その後、洗浄したランプスリーブ３３を取り付ける。これにより、コントローラ７０は、ハロゲンランプ３０へのランプ電圧の印加を可能とし、ＲＴＰ装置１００の運転を再開する。なお、酸性水溶液としてＨＦ水溶液を使用する場合、濃度が１％未満であると、洗浄に時間がかかる虞がある。また、濃度が５％を超えると、Ａｕメッキされたランプスリーブ３３のニッケル本体が破損する虞がある。そのため、ＨＦ水溶液の濃度は、１％以上５％以下が好ましい。
一方、図３のステップＳ５において、ハロゲンランプ３０への印加電圧（或いは印加電流）が所定の閾値を越えない場合、熱処理完了までシリコンウェーハＷの熱処理が行われる（図３のステップＳ７）。
一方、図３のステップＳ５において、ハロゲンランプ３０への印加電圧（或いは印加電流）が所定の閾値を越えない場合、熱処理完了までシリコンウェーハＷの熱処理が行われる（図３のステップＳ７）。
【0032】
以上のように、本発明に係る実施形態によれば、ランプスリーブ３３の内壁３３ａに堆積している粒状のＳｉＯｘを除去するべきタイミングを容易に得ることができ、このタイミングに従ってＳｉＯｘの堆積による曇りを除去することにより、不要なチャンバーメンテナンスの時間が生じることがなく、生産効率の低下を防止することができる。
また、ランプスリーブ３３の内壁３３ａに付着したＳｉＯｘの堆積による曇りを除去することにより、ランプスリーブ３３における照射光の反射率を回復させ、ランプ出力を増加させなくとも効果的に半導体基板を所望の温度に加熱することができ、熱処理にかかる消費電力の上昇を抑制することができる。
また、ランプスリーブ３３の内壁３３ａに付着したＳｉＯｘの堆積による曇りを除去することにより、ランプスリーブ３３における照射光の反射率を回復させ、ランプ出力を増加させなくとも効果的に半導体基板を所望の温度に加熱することができ、熱処理にかかる消費電力の上昇を抑制することができる。
【0033】
尚、前記実施の形態においては、コントローラ７０によりハロゲンランプ３０へ供給する電圧の大きさを監視するものとしたが、本発明においては、それに限定されるものではなく、ハロゲンランプ３０へ供給する電流の大きさを監視し、それが所定の閾値を越えるか否かにより警告の制御をおこなってもよい。
【0034】
また、前記実施の形態においては、複数のハロゲンランプ３０に印加するランプ電圧を一律に制御する例について説明したが、本発明にあっては、それに限定されるものではない。
例えば、各ハロゲンランプ３０がそれぞれ対応するシリコンウェーハＷの領域ごとに温度を測定し、各領域の温度に基づき対応するハロゲンランプ３０のそれぞれの印加電圧を制御、及び監視するようにしてもよい。
より具体的には、シリコンウェーハＷの中心から半径方向に所定幅を持つ同心円状の複数の領域（領域１、２、・・・、ｎ）に分割し、各領域の温度に基づき対応するハロゲンランプ３０のそれぞれの印加電圧を制御してもよい。
例えば、各ハロゲンランプ３０がそれぞれ対応するシリコンウェーハＷの領域ごとに温度を測定し、各領域の温度に基づき対応するハロゲンランプ３０のそれぞれの印加電圧を制御、及び監視するようにしてもよい。
より具体的には、シリコンウェーハＷの中心から半径方向に所定幅を持つ同心円状の複数の領域（領域１、２、・・・、ｎ）に分割し、各領域の温度に基づき対応するハロゲンランプ３０のそれぞれの印加電圧を制御してもよい。
【実施例0035】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明は、下記実施例により限定解釈されるものではない。
【0036】
（実験１）
実験１では、ＲＴＰ装置を連続運転することにより、ハロゲンランプのランプスリーブの内壁が曇るか否かを検証した。
ＲＴＰ装置で半導体用シリコンウェーハに対し加熱温度１３００℃の熱処理プロセスで１０万回の連続運転を行った。
１０万回の連続使用を行ったランプスリーブについて、その内壁をＳＥＭ／ＥＤＸにより観察した。この観察結果の顕微写真を図４に示す。
実験１では、ＲＴＰ装置を連続運転することにより、ハロゲンランプのランプスリーブの内壁が曇るか否かを検証した。
ＲＴＰ装置で半導体用シリコンウェーハに対し加熱温度１３００℃の熱処理プロセスで１０万回の連続運転を行った。
１０万回の連続使用を行ったランプスリーブについて、その内壁をＳＥＭ／ＥＤＸにより観察した。この観察結果の顕微写真を図４に示す。
【0037】
ＳＥＭ観察の結果、スリーブの内壁は黒く曇っており、粒状の付着物が確認された。ＥＤＸ分析より、この粒状の付着物は、新品のランプスリーブからは検出されないＳｉとＯからなるＳｉＯｘであることが判明した。
【0038】
（実験２）
実験２では、ＳｉＯｘが付着したランプスリーブをＨＦ水溶液で洗浄する場合の好ましいＨＦ水溶液の濃度について検証した。
実施例１では、実験１で用いた連続使用済みのランプスリーブを、５％のＨＦ水溶液で１ｍｉｎ間洗浄した。その結果、ＳｉＯｘがＨＦで溶解し、曇りが解消した。なお、この洗浄済みの再生品について、ＳＥＭ／ＥＤＸでスリーブ内壁を観察した結果、ＳｉＯｘは完全ではないが、大幅に除去されていることが分かった。
実験２では、ＳｉＯｘが付着したランプスリーブをＨＦ水溶液で洗浄する場合の好ましいＨＦ水溶液の濃度について検証した。
実施例１では、実験１で用いた連続使用済みのランプスリーブを、５％のＨＦ水溶液で１ｍｉｎ間洗浄した。その結果、ＳｉＯｘがＨＦで溶解し、曇りが解消した。なお、この洗浄済みの再生品について、ＳＥＭ／ＥＤＸでスリーブ内壁を観察した結果、ＳｉＯｘは完全ではないが、大幅に除去されていることが分かった。
【0039】
実施例２では、実験１で用いた連続使用済みのランプスリーブを、１％のＨＦ水溶液で洗浄し、ＳｉＯｘがＨＦで溶解して曇りが解消するまで観察した。その結果、ＳｉＯｘがＨＦで溶解し、曇りが解消するまで１００ｍｉｎ間を要した。この洗浄時間は実用的な範囲の最大値と判断した。
【0040】
比較例１では、実験１で用いた連続使用済みのランプスリーブを、０．９％のＨＦ水溶液で洗浄し、ＳｉＯｘがＨＦで溶解して曇りが解消するまで観察した。その結果、ＳｉＯｘがＨＦで溶解し、曇りが解消するまで１００ｍｉｎより長い時間を要した。即ち、濃度が１％未満のＨＦ水溶液では、洗浄に時間が掛かりすぎるため、ＨＦ水溶液は１％以上が好ましいことを確認した。
【0041】
また、比較例２では、実験１で用いた連続使用済みのランプスリーブを、６％のＨＦ水溶液で１ｍｉｎ間洗浄した。その結果、ＳｉＯｘがＨＦで溶解し、曇りが解消したものの、ランプスリーブを覆うＡｕメッキの剥がれが生じ、ランプスリーブのニッケル本体を破損する虞が生じた。
そのため、ＨＦ水溶液の濃度は、１％以上５％以下が好ましく、その洗浄時間（浸漬時間）は１ｍｉｎ以上１００ｍｉｎ以下の範囲であることを確認した。
そのため、ＨＦ水溶液の濃度は、１％以上５％以下が好ましく、その洗浄時間（浸漬時間）は１ｍｉｎ以上１００ｍｉｎ以下の範囲であることを確認した。
【0042】
（実験３）
実験３では、実験１で得られた連続使用済みのランプスリーブ（中古品）の内壁、実験２で洗浄再生したランプスリーブ（再生品）の内壁、及び新品のランプスリーブの内壁のそれぞれについて、ＳｏｌｉｓＳｐｅｃ－３７００ＤＵＶ紫外可視近赤外分光光度計（株式会社島津製作所製）を用いて、光の反射率を測定した。その結果を図５のグラフに示す。図５のグラフの縦軸は反射率（％）であり、横軸は波長（ｎｍ）である。
実験３では、実験１で得られた連続使用済みのランプスリーブ（中古品）の内壁、実験２で洗浄再生したランプスリーブ（再生品）の内壁、及び新品のランプスリーブの内壁のそれぞれについて、ＳｏｌｉｓＳｐｅｃ－３７００ＤＵＶ紫外可視近赤外分光光度計（株式会社島津製作所製）を用いて、光の反射率を測定した。その結果を図５のグラフに示す。図５のグラフの縦軸は反射率（％）であり、横軸は波長（ｎｍ）である。
【0043】
図５のグラフに示すように、洗浄再生したランプスリーブ（再生品）の内壁は、シリコンウェーハ加熱に影響が大きい９００ｎｍ以上の波長の反射率が、連続使用済みのランプスリーブ（中古品）の内壁のものに対し、５３％～９０％程度回復しており、完全ではないが新品に近づいたことが分かった。
【符号の説明】
【0044】
２０ 処理室
２０ａ ガス導入口
２０ｂ ガス排出口
２５ チャンバー
３０ ハロゲンランプ（ランプ）
３３ ランプスリーブ
３３ａ 内壁
４０ 基板支持部
４０ａ サセプタ
５０ 放射温度計（温度検出部）
６０ 電源
７０ コントローラ
８０ 警告部
Ｗ シリコンウェーハ（半導体基板）
２０ａ ガス導入口
２０ｂ ガス排出口
２５ チャンバー
３０ ハロゲンランプ（ランプ）
３３ ランプスリーブ
３３ａ 内壁
４０ 基板支持部
４０ａ サセプタ
５０ 放射温度計（温度検出部）
６０ 電源
７０ コントローラ
８０ 警告部
Ｗ シリコンウェーハ（半導体基板）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
