半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法及び半導体製造装置
【課題】簡易な構成で効率良く処理チャンバ内パーツを加熱することのできる半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法及び半導体製造装置を提供する。
【解決手段】処理チャンバ内に基板を収容し、基板に所定の処理を施す半導体製造装置の処理チャンバ内に設けられた処理チャンバ内パーツを加熱する半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法であって、第１の処理チャンバ内パーツを透過し、第１の処理チャンバ内パーツとは異なる材料からなる第２の処理チャンバ内パーツに吸収される波長域の加熱用の光を発生させる加熱用光源を処理チャンバの外側に配設し、加熱用の光を第１の処理チャンバ内パーツを透過させて第２の処理チャンバ内パーツに照射し、第２の処理チャンバ内パーツを加熱する。
【解決手段】処理チャンバ内に基板を収容し、基板に所定の処理を施す半導体製造装置の処理チャンバ内に設けられた処理チャンバ内パーツを加熱する半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法であって、第１の処理チャンバ内パーツを透過し、第１の処理チャンバ内パーツとは異なる材料からなる第２の処理チャンバ内パーツに吸収される波長域の加熱用の光を発生させる加熱用光源を処理チャンバの外側に配設し、加熱用の光を第１の処理チャンバ内パーツを透過させて第２の処理チャンバ内パーツに照射し、第２の処理チャンバ内パーツを加熱する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置等の半導体製造装置の処理チャンバ内パーツを加熱するための半導体製造装置のチャンバ内パーツの加熱方法及び半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体製造装置による半導体装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板等の基板を気密封止可能とされた処理チャンバ内に収容し、この処理チャンバ内でプラズマ等を作用させてエッチングや成膜等の処理を施すことが行われている。
【０００３】
また、上記の半導体製造装置における処理チャンバ内パーツの加熱方法としては、例えば、半導体ウエハを載置する載置台上に、半導体ウエハの周囲を囲むように配置されたフォーカスリングを加熱する際に、フォーカスリングに抵抗加熱ヒータを設ける技術が知られている。
【０００４】
しかしながら、例えば処理チャンバ内で高周波電力によりプラズマを発生させる半導体製造装置では、フォーカスリングのヒータに電力を供給するための配線に向けて異常放電が生じる可能性があり、また高周波電力が上記配線からリークする可能性もある。このため、フォーカスリングの内部に誘導発熱部を設け、真空処理チャンバ内に設けた誘導コイルによって発生させる磁場により、フォーカスリングを誘導加熱する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５９９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように半導体製造装置の処理チャンバ内パーツを加熱する技術として、フォーカスリングの内部に誘導発熱部を設け、真空処理チャンバ内に設けた誘導コイルによって発生させる磁場により、フォーカスリングを誘導加熱する技術が知られている。しかしながら、このような誘導加熱を行うためには、フォーカスリングへの誘導発熱部の設置及び誘導コイルの設置等が必要となり、大幅な装置の改造が必要となるとともに、製造コストが増大するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の事情に対処してなされたもので、簡易な構成で効率良く処理チャンバ内パーツを加熱することのできる半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法及び半導体製造装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法は、処理チャンバ内に基板を収容し、前記基板に所定の処理を施す半導体製造装置の前記処理チャンバ内に設けられた処理チャンバ内パーツを加熱する半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法であって、第１の処理チャンバ内パーツを透過し、前記第１の処理チャンバ内パーツとは異なる材料からなる第２の処理チャンバ内パーツに吸収される波長域の加熱用の光を発生させる加熱用光源を前記処理チャンバの外側に配設し、前記加熱用の光を前記第１の処理チャンバ内パーツを透過させて前記第２の処理チャンバ内パーツに照射し、前記第２の処理チャンバ内パーツを加熱することを特徴とする。
【０００９】
本発明の半導体製造装置は、処理チャンバ内に基板を収容し、前記基板に所定の処理を施す半導体製造装置であって、前記処理チャンバ内に設けられた第１の処理チャンバ内パーツと、前記第１の処理チャンバ内パーツとは異なる材料からなり、前記処理チャンバ内に設けられた第２の処理チャンバ内パーツと、前記処理チャンバの外側に配設され、前記第１の処理チャンバ内パーツを透過し、前記第２の処理チャンバ内パーツに吸収される波長域の加熱用の光を発生させる加熱用光源とを具備し、前記加熱用光源からの前記加熱用の光を、前記第１の処理チャンバ内パーツを透過させて前記第２の処理チャンバ内パーツに照射し、前記第２の処理チャンバ内パーツを加熱するよう構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡易な構成で効率良く処理チャンバ内パーツを加熱することのできる半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法及び半導体製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法を説明するための図。
【図２】本発明の他の実施形態に係る半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法を説明するための図。
【図３】石英における波長と透過率の関係を示すグラフ。
【図４】シリコンにおける波長と透過率の関係を示すグラフ。
【図５】ダイヤモンドライクカーボンにおける波長と透過率の関係を示すグラフ。
【図６】本発明の一実施形態に係る半導体製造装置の構成を模式的に示す図。
【図７】図６の半導体製造装置の要部構成を模式的に示す図。
【図８】図６の半導体製造装置の変形例の要部構成を模式的に示す図。
【図９】本発明の他の実施形態に係る半導体製造装置の構成を模式的に示す図。
【図１０】図９の半導体製造装置の要部構成を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の詳細を、図面を参照して実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法を説明するための図である。
【００１３】
図１に示す例では、半導体製造装置処理チャンバ内に、処理チャンバ内パーツとして、最上部に石英からなる石英製処理チャンバ内パーツ１０が配置され、その下部にシリコンからなるシリコン製処理チャンバ内パーツ１１が配置され、その下部にアルミナ等のセラミックスからなるセラミックス製処理チャンバ内パーツ１２が配置されている。なお、シリコン製処理チャンバ内パーツ１１の代わりにダイヤモンドライクカーボン膜をコートした処理チャンバ内パーツを用いてもよく、セラミックス製処理チャンバ内パーツ１２の代わりに表面に陽極酸化処理（アルマイト処理）を施されたアルミニウムからなる処理チャンバ内パーツを用いてもよい。
【００１４】
縦軸を透過率、横軸を波長とした図３のグラフは、石英（厚さ２ｍｍ）について光の波長と透過率との関係を示すものである。同図に示すように、石英は、略３０００ｎｍ未満の波長域の光に対して高い透過率を示す。なお、波長が略２００ｎｍ程度よりも短くなると透過率が低くなる傾向がある。
【００１５】
また、縦軸を透過率、横軸を波長とした図４のグラフは、単結晶シリコン（厚さ０．８ｍｍ）について光の波長と透過率との関係を示すものである。同図に示すように、単結晶シリコンは、略１０００ｎｍ程度より長い波長域の光に対して一定（図４の例では５０％程度）の透過率を示す一方、略１０００ｎｍ以下の波長域の光はほとんど透過しない。
【００１６】
また、縦軸を透過率、横軸を波長とした図５のグラフは、ダイヤモンドライクカーボン（厚さ５μｍ）について光の波長と透過率との関係を示すものである。同図に示すように、ダイヤモンドライクカーボンは、略６００ｎｍ以上の波長域の光に対して高い透過率を示す一方、略５００ｎｍ未満の波長域の光の透過率は低い。
【００１７】
上記の図３〜５に示された光の波長と透過率との関係から、波長が略１０００ｎｍ以下の波長域（但し波長２００ｎｍ程度以上）の加熱用光を用いれば、この加熱用光を、石英製処理チャンバ内パーツ１０を透過させてシリコン製処理チャンバ内パーツ１１に照射し、シリコン製処理チャンバ内パーツ１１に吸収させて加熱することができる。この場合、ランプのように波長範囲が広い光源を用いた場合、加熱用の光パワーの半分以上が、波長が略１０００ｎｍ以下に集中しているものを用いればよい。なお、シリコン製処理チャンバ内パーツ１１の代わりにダイヤモンドライクカーボンからなる処理チャンバ内パーツを用いた場合は、波長が約５００ｎｍより短い波長域（但し波長２００ｎｍ程度以上）の加熱用光を用いることが好ましい。また、ダイヤモンドライクカーボンは広い透過特性を持つため、チャンバ内パーツの表面保護材料として使用しても、保護したパーツの加熱特性を損うことなく加熱が可能である。
【００１８】
また、波長が略１０００ｎｍより長く、略３０００ｎｍ以下の波長域の加熱用光を用いれば、この加熱用光を、石英製処理チャンバ内パーツ１０を透過させ、シリコン製処理チャンバ内パーツ１１に照射、吸収させてシリコン製処理チャンバ内パーツ１１を加熱することができる。これとともに、例えば半分程度の加熱用光を、シリコン製処理チャンバ内パーツ１１を透過させて、セラミックス製処理チャンバ内パーツ１２に照射、吸収させてセラミックス製処理チャンバ内パーツ１２を加熱することができる。この場合、ランプのように波長範囲が広い光源を用いた場合、加熱用の光パワーの半分以上が、波長が略１０００ｎｍより長く、略３０００ｎｍ以下の波長域に集中しているものを用いればよい。
【００１９】
このように、波長が略１０００ｎｍより長く、略３０００ｎｍ以下の波長域の加熱用光を用いた場合、図２に示すように、石英製処理チャンバ内パーツ１０のみを透過させて、セラミックス製処理チャンバ内パーツ１２を加熱したり、シリコン製処理チャンバ内パーツ１１のみを透過（一部吸収）させて、シリコン製処理チャンバ内パーツ１１及びセラミックス製処理チャンバ内パーツ１２を加熱する構成とすることもできる。
【００２０】
なお、図１の右側部分に示すように、波長が３０００ｎｍより長い波長域の加熱用光を用いれば、最上部に設けられた石英製処理チャンバ内パーツ１０を加熱することができる。
【００２１】
図６は、本発明の一実施形態に係る半導体製造装置１００の構成を示すものである。この半導体製造装置１００は、内部を気密に閉塞可能とされた処理チャンバ１０１を具備しており、処理チャンバ１０１内には、処理を施す基板としての半導体ウエハＷを載置するための載置台１０２が設けられている。この載置台１０２の上側の面（載置面）には、半導体ウエハＷの周囲を囲むように円環状に形成されたフォーカスリング１０３が載置されている。このフォーカスリング１０３は、シリコン製であり、フォーカスリング１０３は、シリコン製処理チャンバ内パーツの一つである。
【００２２】
処理チャンバ１０１の天井部には、天板１０４が設けられている。この天板１０４は石英製とされており、天板１０４は、石英製処理チャンバ内パーツの一つである。天板１０４の外側には、導体からなるコイル１０５が設けられており、このコイル１０５に高周波電流を流すことにより、処理チャンバ１０１内の処理ガスをプラズマ化して誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）を発生させるようになっている。
【００２３】
コイル１０５の上方には、複数の加熱用光源を備えた加熱用光源ユニット１０７が設けられており、この加熱用光源ユニット１０７から、波長が３０００ｎｍより長い加熱用光１０８ａと、波長が略１０００ｎｍ以下（但し、波長が略２００ｎｍ以上）の加熱用光１０８ｂの２種類の波長の加熱用光１０８ａ，１０８ｂを照射するようになっている。
【００２４】
加熱用光１０８ａは、天板１０４に吸収され、天板１０４の加熱に使用される。加熱用光１０８ｂは、天板１０４を透過してフォーカスリング１０３に吸収され、フォーカスリング１０３の加熱に使用される。なお、図６中１０９は、天板１０４の表面等で反射された加熱用光１０８ａ，１０８ｂを、再度天板１０４に向けて反射し、加熱に寄与させるための反射板である。
【００２５】
図７は、上記加熱用光源ユニット１０７及び天板１０４の部分の構成の詳細を模式的に示すものであり、図７（ａ）は上面構成を示し、図７（ｂ）は側面構成を示している。これらの図に示すように、加熱用光１０８ｂを発生させるための加熱用光源１１０ｂは、フォーカスリング１０３の形状に沿って円周上に配置されており、加熱用光１０８ａを発生させるための加熱用光源１１０ａは、天板１０４の形状に合わせて均一に分散されて配置されている。
【００２６】
また、加熱用光源１１０ｂからの加熱用光１０８ｂを、効率良くフォーカスリング１０３に照射するため、図７（ｂ）に示すように、天板１０４には、加熱用光１０８ｂの導入部１０４ｂが、設けられている。この導入部１０４ｂは、石英から円柱状に形成されており、その内部を、加熱用光１０８ｂが透過するようになっている。
【００２７】
図８は、上記加熱用光源ユニット１０７及び天板１０４の部分の変形例の構成を示すものである。この例では、天板１０４の下側面に、シリコン製の膜１１１が形成されており、加熱用光源１１０ｂからの加熱用光１０８ｂで、このシリコン製の膜１１１を加熱する構成となっている。このため、フォーカスリング１０３の上方には、波長が１０００ｎｍより長く３０００ｎｍ以下の波長域の加熱用光１０８ｃを照射する加熱用光源１１０ｃが設けられている。この加熱用光源１１０ｃからの加熱用光１０８ｃは、天板１０４を透過し、その一部がシリコン製の膜１１１に吸収され、透過した加熱用光１０８ｃがフォーカスリング１０３に照射、吸収されてフォーカスリング１０３を加熱するようになっている。
【００２８】
上記のシリコン製の膜１１１の代わりにダイヤモンドライクカーボン製の膜を使用した場合、このダイヤモンドライクカーボン製の膜を加熱するための加熱用光源１１０ｂとして、波長が略５００ｎｍ以下で２００ｎｍ以上の波長域の加熱用光を発生させる光源を用いることが好ましい。このような波長域の加熱用光を用いれば、天板１０４を透過させてダイヤモンドライクカーボン製の膜に加熱用光を吸収させ、加熱することができる。
【００２９】
また、フォーカスリング１０３を加熱するための加熱用光源１１０ｃとしては、波長が略１０００ｎｍ以下で６００ｎｍ以上の波長域の加熱用光を発生させる光源を用いることが好ましい。このような波長域の加熱用光を用いれば、天板１０４及びダイヤモンドライクカーボン製の膜を透過させてフォーカスリング１０３に加熱用光を吸収させ、加熱することができる。
【００３０】
なお、加熱用光１０８ｂ，１０８ｃを導入するための導入部１０４ｂの側壁部１０４ｃには、内部を透過する加熱用光１０８ｂ，１０８ｃが内部で全反射し、外部に漏れないようにする膜の形成又は表面加工を施すことが好ましい。
【００３１】
図９は、他の実施形態に係る半導体製造装置２００の構成を示すものである。この半導体製造装置２００は、内部を気密に閉塞可能とされた処理チャンバ２０１を具備しており、処理チャンバ２０１内には、処理を施す基板としての半導体ウエハＷを載置するための載置台２０２が設けられている。この載置台２０２の上側の面（載置面）には、半導体ウエハＷの周囲を囲むように円環状に形成されたフォーカスリング２０３が載置されている。このフォーカスリング２０３は、シリコン製であり、フォーカスリング２０３は、シリコン製処理チャンバ内パーツの一つである。
【００３２】
載置台２０２は、下部電極として作用するものであり、この載置台２０２と対向するように、処理チャンバ２０１の天井部には、上部電極として作用するシャワーヘッド２０４が配設されている。
【００３３】
図１０（ｂ）に示すように、シャワーヘッド２０４には、処理ガスをシャワー状に供給するための多数の透孔２０５ａが形成された電極板２０５が設けられており、電極板２０５の下側面は、電極板２０５と同様に多数の透孔２０６ａが形成されたシリコン板２０６によって覆われている。このシリコン板２０６は、シリコン製処理チャンバ内パーツの一つである。
【００３４】
また、電極板２０５の上部には、処理ガスを拡散させるためのガス拡散空間２０７が設けられており、このガス拡散空間２０７内にはガス拡散板２０８が配設されている。このガス拡散板２０８は、セラミックス（本実施形態ではアルミナ）から構成されている。
【００３５】
このように構成された半導体製造装置２００では、下部電極として作用する載置台２０２と、上部電極として作用するシャワーヘッド２０４との間に印加した高周波電力によって、シャワーヘッド２０４から処理チャンバ２０１内に導入した処理ガスをプラズマ化し、載置台２０２上に載置された半導体ウエハＷの処理を行う。
【００３６】
処理チャンバ２０１の上部外側には、複数の加熱用光源２１１ａ，２１１ｂを備えた加熱用光源ユニット２１０が設けられている。加熱用光源２１１ａは、波長が略１０００ｎｍより長く、略３０００ｎｍ以下の波長域の加熱用光２１２ａを照射するようになっている。この加熱用光２１２ａは、シャワーヘッド２０４の部分に設けられた複数の石英製の光導入部２０４ａを透過した後、その一部がシリコン板２０６に吸収されてシリコン板２０６を加熱する。そして、シリコン板２０６を透過した加熱用光２１２ａが、フォーカスリング２０３に照射、吸収され、フォーカスリング２０３を加熱するようになっている。
【００３７】
また、加熱用光源２１１ｂは、波長が略１０００ｎｍ以下（但し、波長が略２００ｎｍ以上）の波長域の加熱用光２１２ｂを照射するようになっている。この加熱用光２１２ｂは、シャワーヘッド２０４の部分に設けられた複数の石英製の光導入部２０４ｂを透過してガス拡散板２０８に照射、吸収され、ガス拡散板２０８を加熱するようになっている。
【００３８】
図１０（ａ）に示すように、光導入部２０４ａは、フォーカスリング２０３の配置位置に対応する環状領域に複数に分割されて配設されている。また、光導入部２０４ｂは、光導入部２０４ａより内周側に位置する環状領域に複数に分割されて配設されている。そして、これらの光導入部２０４ａに夫々加熱用光源２１１ａが設けられ、光導入部２０４ｂに夫々加熱用光源２１１ｂが設けられている。
【００３９】
以上のとおり、上述した各実施形態では、簡易な構成で効率良く処理チャンバ内パーツを加熱することができる。なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４０】
１０…石英製処理チャンバ内パーツ、１１……シリコン製処理チャンバ内パーツ、１２……セラミックス製処理チャンバ内パーツ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置等の半導体製造装置の処理チャンバ内パーツを加熱するための半導体製造装置のチャンバ内パーツの加熱方法及び半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体製造装置による半導体装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板等の基板を気密封止可能とされた処理チャンバ内に収容し、この処理チャンバ内でプラズマ等を作用させてエッチングや成膜等の処理を施すことが行われている。
【０００３】
また、上記の半導体製造装置における処理チャンバ内パーツの加熱方法としては、例えば、半導体ウエハを載置する載置台上に、半導体ウエハの周囲を囲むように配置されたフォーカスリングを加熱する際に、フォーカスリングに抵抗加熱ヒータを設ける技術が知られている。
【０００４】
しかしながら、例えば処理チャンバ内で高周波電力によりプラズマを発生させる半導体製造装置では、フォーカスリングのヒータに電力を供給するための配線に向けて異常放電が生じる可能性があり、また高周波電力が上記配線からリークする可能性もある。このため、フォーカスリングの内部に誘導発熱部を設け、真空処理チャンバ内に設けた誘導コイルによって発生させる磁場により、フォーカスリングを誘導加熱する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５９９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように半導体製造装置の処理チャンバ内パーツを加熱する技術として、フォーカスリングの内部に誘導発熱部を設け、真空処理チャンバ内に設けた誘導コイルによって発生させる磁場により、フォーカスリングを誘導加熱する技術が知られている。しかしながら、このような誘導加熱を行うためには、フォーカスリングへの誘導発熱部の設置及び誘導コイルの設置等が必要となり、大幅な装置の改造が必要となるとともに、製造コストが増大するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の事情に対処してなされたもので、簡易な構成で効率良く処理チャンバ内パーツを加熱することのできる半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法及び半導体製造装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法は、処理チャンバ内に基板を収容し、前記基板に所定の処理を施す半導体製造装置の前記処理チャンバ内に設けられた処理チャンバ内パーツを加熱する半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法であって、第１の処理チャンバ内パーツを透過し、前記第１の処理チャンバ内パーツとは異なる材料からなる第２の処理チャンバ内パーツに吸収される波長域の加熱用の光を発生させる加熱用光源を前記処理チャンバの外側に配設し、前記加熱用の光を前記第１の処理チャンバ内パーツを透過させて前記第２の処理チャンバ内パーツに照射し、前記第２の処理チャンバ内パーツを加熱することを特徴とする。
【０００９】
本発明の半導体製造装置は、処理チャンバ内に基板を収容し、前記基板に所定の処理を施す半導体製造装置であって、前記処理チャンバ内に設けられた第１の処理チャンバ内パーツと、前記第１の処理チャンバ内パーツとは異なる材料からなり、前記処理チャンバ内に設けられた第２の処理チャンバ内パーツと、前記処理チャンバの外側に配設され、前記第１の処理チャンバ内パーツを透過し、前記第２の処理チャンバ内パーツに吸収される波長域の加熱用の光を発生させる加熱用光源とを具備し、前記加熱用光源からの前記加熱用の光を、前記第１の処理チャンバ内パーツを透過させて前記第２の処理チャンバ内パーツに照射し、前記第２の処理チャンバ内パーツを加熱するよう構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡易な構成で効率良く処理チャンバ内パーツを加熱することのできる半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法及び半導体製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法を説明するための図。
【図２】本発明の他の実施形態に係る半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法を説明するための図。
【図３】石英における波長と透過率の関係を示すグラフ。
【図４】シリコンにおける波長と透過率の関係を示すグラフ。
【図５】ダイヤモンドライクカーボンにおける波長と透過率の関係を示すグラフ。
【図６】本発明の一実施形態に係る半導体製造装置の構成を模式的に示す図。
【図７】図６の半導体製造装置の要部構成を模式的に示す図。
【図８】図６の半導体製造装置の変形例の要部構成を模式的に示す図。
【図９】本発明の他の実施形態に係る半導体製造装置の構成を模式的に示す図。
【図１０】図９の半導体製造装置の要部構成を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の詳細を、図面を参照して実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法を説明するための図である。
【００１３】
図１に示す例では、半導体製造装置処理チャンバ内に、処理チャンバ内パーツとして、最上部に石英からなる石英製処理チャンバ内パーツ１０が配置され、その下部にシリコンからなるシリコン製処理チャンバ内パーツ１１が配置され、その下部にアルミナ等のセラミックスからなるセラミックス製処理チャンバ内パーツ１２が配置されている。なお、シリコン製処理チャンバ内パーツ１１の代わりにダイヤモンドライクカーボン膜をコートした処理チャンバ内パーツを用いてもよく、セラミックス製処理チャンバ内パーツ１２の代わりに表面に陽極酸化処理（アルマイト処理）を施されたアルミニウムからなる処理チャンバ内パーツを用いてもよい。
【００１４】
縦軸を透過率、横軸を波長とした図３のグラフは、石英（厚さ２ｍｍ）について光の波長と透過率との関係を示すものである。同図に示すように、石英は、略３０００ｎｍ未満の波長域の光に対して高い透過率を示す。なお、波長が略２００ｎｍ程度よりも短くなると透過率が低くなる傾向がある。
【００１５】
また、縦軸を透過率、横軸を波長とした図４のグラフは、単結晶シリコン（厚さ０．８ｍｍ）について光の波長と透過率との関係を示すものである。同図に示すように、単結晶シリコンは、略１０００ｎｍ程度より長い波長域の光に対して一定（図４の例では５０％程度）の透過率を示す一方、略１０００ｎｍ以下の波長域の光はほとんど透過しない。
【００１６】
また、縦軸を透過率、横軸を波長とした図５のグラフは、ダイヤモンドライクカーボン（厚さ５μｍ）について光の波長と透過率との関係を示すものである。同図に示すように、ダイヤモンドライクカーボンは、略６００ｎｍ以上の波長域の光に対して高い透過率を示す一方、略５００ｎｍ未満の波長域の光の透過率は低い。
【００１７】
上記の図３〜５に示された光の波長と透過率との関係から、波長が略１０００ｎｍ以下の波長域（但し波長２００ｎｍ程度以上）の加熱用光を用いれば、この加熱用光を、石英製処理チャンバ内パーツ１０を透過させてシリコン製処理チャンバ内パーツ１１に照射し、シリコン製処理チャンバ内パーツ１１に吸収させて加熱することができる。この場合、ランプのように波長範囲が広い光源を用いた場合、加熱用の光パワーの半分以上が、波長が略１０００ｎｍ以下に集中しているものを用いればよい。なお、シリコン製処理チャンバ内パーツ１１の代わりにダイヤモンドライクカーボンからなる処理チャンバ内パーツを用いた場合は、波長が約５００ｎｍより短い波長域（但し波長２００ｎｍ程度以上）の加熱用光を用いることが好ましい。また、ダイヤモンドライクカーボンは広い透過特性を持つため、チャンバ内パーツの表面保護材料として使用しても、保護したパーツの加熱特性を損うことなく加熱が可能である。
【００１８】
また、波長が略１０００ｎｍより長く、略３０００ｎｍ以下の波長域の加熱用光を用いれば、この加熱用光を、石英製処理チャンバ内パーツ１０を透過させ、シリコン製処理チャンバ内パーツ１１に照射、吸収させてシリコン製処理チャンバ内パーツ１１を加熱することができる。これとともに、例えば半分程度の加熱用光を、シリコン製処理チャンバ内パーツ１１を透過させて、セラミックス製処理チャンバ内パーツ１２に照射、吸収させてセラミックス製処理チャンバ内パーツ１２を加熱することができる。この場合、ランプのように波長範囲が広い光源を用いた場合、加熱用の光パワーの半分以上が、波長が略１０００ｎｍより長く、略３０００ｎｍ以下の波長域に集中しているものを用いればよい。
【００１９】
このように、波長が略１０００ｎｍより長く、略３０００ｎｍ以下の波長域の加熱用光を用いた場合、図２に示すように、石英製処理チャンバ内パーツ１０のみを透過させて、セラミックス製処理チャンバ内パーツ１２を加熱したり、シリコン製処理チャンバ内パーツ１１のみを透過（一部吸収）させて、シリコン製処理チャンバ内パーツ１１及びセラミックス製処理チャンバ内パーツ１２を加熱する構成とすることもできる。
【００２０】
なお、図１の右側部分に示すように、波長が３０００ｎｍより長い波長域の加熱用光を用いれば、最上部に設けられた石英製処理チャンバ内パーツ１０を加熱することができる。
【００２１】
図６は、本発明の一実施形態に係る半導体製造装置１００の構成を示すものである。この半導体製造装置１００は、内部を気密に閉塞可能とされた処理チャンバ１０１を具備しており、処理チャンバ１０１内には、処理を施す基板としての半導体ウエハＷを載置するための載置台１０２が設けられている。この載置台１０２の上側の面（載置面）には、半導体ウエハＷの周囲を囲むように円環状に形成されたフォーカスリング１０３が載置されている。このフォーカスリング１０３は、シリコン製であり、フォーカスリング１０３は、シリコン製処理チャンバ内パーツの一つである。
【００２２】
処理チャンバ１０１の天井部には、天板１０４が設けられている。この天板１０４は石英製とされており、天板１０４は、石英製処理チャンバ内パーツの一つである。天板１０４の外側には、導体からなるコイル１０５が設けられており、このコイル１０５に高周波電流を流すことにより、処理チャンバ１０１内の処理ガスをプラズマ化して誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）を発生させるようになっている。
【００２３】
コイル１０５の上方には、複数の加熱用光源を備えた加熱用光源ユニット１０７が設けられており、この加熱用光源ユニット１０７から、波長が３０００ｎｍより長い加熱用光１０８ａと、波長が略１０００ｎｍ以下（但し、波長が略２００ｎｍ以上）の加熱用光１０８ｂの２種類の波長の加熱用光１０８ａ，１０８ｂを照射するようになっている。
【００２４】
加熱用光１０８ａは、天板１０４に吸収され、天板１０４の加熱に使用される。加熱用光１０８ｂは、天板１０４を透過してフォーカスリング１０３に吸収され、フォーカスリング１０３の加熱に使用される。なお、図６中１０９は、天板１０４の表面等で反射された加熱用光１０８ａ，１０８ｂを、再度天板１０４に向けて反射し、加熱に寄与させるための反射板である。
【００２５】
図７は、上記加熱用光源ユニット１０７及び天板１０４の部分の構成の詳細を模式的に示すものであり、図７（ａ）は上面構成を示し、図７（ｂ）は側面構成を示している。これらの図に示すように、加熱用光１０８ｂを発生させるための加熱用光源１１０ｂは、フォーカスリング１０３の形状に沿って円周上に配置されており、加熱用光１０８ａを発生させるための加熱用光源１１０ａは、天板１０４の形状に合わせて均一に分散されて配置されている。
【００２６】
また、加熱用光源１１０ｂからの加熱用光１０８ｂを、効率良くフォーカスリング１０３に照射するため、図７（ｂ）に示すように、天板１０４には、加熱用光１０８ｂの導入部１０４ｂが、設けられている。この導入部１０４ｂは、石英から円柱状に形成されており、その内部を、加熱用光１０８ｂが透過するようになっている。
【００２７】
図８は、上記加熱用光源ユニット１０７及び天板１０４の部分の変形例の構成を示すものである。この例では、天板１０４の下側面に、シリコン製の膜１１１が形成されており、加熱用光源１１０ｂからの加熱用光１０８ｂで、このシリコン製の膜１１１を加熱する構成となっている。このため、フォーカスリング１０３の上方には、波長が１０００ｎｍより長く３０００ｎｍ以下の波長域の加熱用光１０８ｃを照射する加熱用光源１１０ｃが設けられている。この加熱用光源１１０ｃからの加熱用光１０８ｃは、天板１０４を透過し、その一部がシリコン製の膜１１１に吸収され、透過した加熱用光１０８ｃがフォーカスリング１０３に照射、吸収されてフォーカスリング１０３を加熱するようになっている。
【００２８】
上記のシリコン製の膜１１１の代わりにダイヤモンドライクカーボン製の膜を使用した場合、このダイヤモンドライクカーボン製の膜を加熱するための加熱用光源１１０ｂとして、波長が略５００ｎｍ以下で２００ｎｍ以上の波長域の加熱用光を発生させる光源を用いることが好ましい。このような波長域の加熱用光を用いれば、天板１０４を透過させてダイヤモンドライクカーボン製の膜に加熱用光を吸収させ、加熱することができる。
【００２９】
また、フォーカスリング１０３を加熱するための加熱用光源１１０ｃとしては、波長が略１０００ｎｍ以下で６００ｎｍ以上の波長域の加熱用光を発生させる光源を用いることが好ましい。このような波長域の加熱用光を用いれば、天板１０４及びダイヤモンドライクカーボン製の膜を透過させてフォーカスリング１０３に加熱用光を吸収させ、加熱することができる。
【００３０】
なお、加熱用光１０８ｂ，１０８ｃを導入するための導入部１０４ｂの側壁部１０４ｃには、内部を透過する加熱用光１０８ｂ，１０８ｃが内部で全反射し、外部に漏れないようにする膜の形成又は表面加工を施すことが好ましい。
【００３１】
図９は、他の実施形態に係る半導体製造装置２００の構成を示すものである。この半導体製造装置２００は、内部を気密に閉塞可能とされた処理チャンバ２０１を具備しており、処理チャンバ２０１内には、処理を施す基板としての半導体ウエハＷを載置するための載置台２０２が設けられている。この載置台２０２の上側の面（載置面）には、半導体ウエハＷの周囲を囲むように円環状に形成されたフォーカスリング２０３が載置されている。このフォーカスリング２０３は、シリコン製であり、フォーカスリング２０３は、シリコン製処理チャンバ内パーツの一つである。
【００３２】
載置台２０２は、下部電極として作用するものであり、この載置台２０２と対向するように、処理チャンバ２０１の天井部には、上部電極として作用するシャワーヘッド２０４が配設されている。
【００３３】
図１０（ｂ）に示すように、シャワーヘッド２０４には、処理ガスをシャワー状に供給するための多数の透孔２０５ａが形成された電極板２０５が設けられており、電極板２０５の下側面は、電極板２０５と同様に多数の透孔２０６ａが形成されたシリコン板２０６によって覆われている。このシリコン板２０６は、シリコン製処理チャンバ内パーツの一つである。
【００３４】
また、電極板２０５の上部には、処理ガスを拡散させるためのガス拡散空間２０７が設けられており、このガス拡散空間２０７内にはガス拡散板２０８が配設されている。このガス拡散板２０８は、セラミックス（本実施形態ではアルミナ）から構成されている。
【００３５】
このように構成された半導体製造装置２００では、下部電極として作用する載置台２０２と、上部電極として作用するシャワーヘッド２０４との間に印加した高周波電力によって、シャワーヘッド２０４から処理チャンバ２０１内に導入した処理ガスをプラズマ化し、載置台２０２上に載置された半導体ウエハＷの処理を行う。
【００３６】
処理チャンバ２０１の上部外側には、複数の加熱用光源２１１ａ，２１１ｂを備えた加熱用光源ユニット２１０が設けられている。加熱用光源２１１ａは、波長が略１０００ｎｍより長く、略３０００ｎｍ以下の波長域の加熱用光２１２ａを照射するようになっている。この加熱用光２１２ａは、シャワーヘッド２０４の部分に設けられた複数の石英製の光導入部２０４ａを透過した後、その一部がシリコン板２０６に吸収されてシリコン板２０６を加熱する。そして、シリコン板２０６を透過した加熱用光２１２ａが、フォーカスリング２０３に照射、吸収され、フォーカスリング２０３を加熱するようになっている。
【００３７】
また、加熱用光源２１１ｂは、波長が略１０００ｎｍ以下（但し、波長が略２００ｎｍ以上）の波長域の加熱用光２１２ｂを照射するようになっている。この加熱用光２１２ｂは、シャワーヘッド２０４の部分に設けられた複数の石英製の光導入部２０４ｂを透過してガス拡散板２０８に照射、吸収され、ガス拡散板２０８を加熱するようになっている。
【００３８】
図１０（ａ）に示すように、光導入部２０４ａは、フォーカスリング２０３の配置位置に対応する環状領域に複数に分割されて配設されている。また、光導入部２０４ｂは、光導入部２０４ａより内周側に位置する環状領域に複数に分割されて配設されている。そして、これらの光導入部２０４ａに夫々加熱用光源２１１ａが設けられ、光導入部２０４ｂに夫々加熱用光源２１１ｂが設けられている。
【００３９】
以上のとおり、上述した各実施形態では、簡易な構成で効率良く処理チャンバ内パーツを加熱することができる。なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４０】
１０…石英製処理チャンバ内パーツ、１１……シリコン製処理チャンバ内パーツ、１２……セラミックス製処理チャンバ内パーツ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバ内に基板を収容し、前記基板に所定の処理を施す半導体製造装置の前記処理チャンバ内に設けられた処理チャンバ内パーツを加熱する半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法であって、
第１の処理チャンバ内パーツを透過し、前記第１の処理チャンバ内パーツとは異なる材料からなる第２の処理チャンバ内パーツに吸収される波長域の加熱用の光を発生させる加熱用光源を前記処理チャンバの外側に配設し、
前記加熱用の光を前記第１の処理チャンバ内パーツを透過させて前記第２の処理チャンバ内パーツに照射し、前記第２の処理チャンバ内パーツを加熱する
ことを特徴とする半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法。
【請求項２】
請求項1記載の半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法であって、
前記第１の処理チャンバ内パーツは石英から構成され、前記第２の処理チャンバ内パーツはシリコンから構成されている
ことを特徴とする半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法。
【請求項３】
請求項２記載の半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法であって、
前記加熱用の光パワーの半分以上が、波長１０００ｎｍ以下に集中している
ことを特徴とする半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法。
【請求項４】
請求項１記載の半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法であって、
前記第１の処理チャンバ内パーツは石英又はシリコンの少なくともいずれかから構成され、前記加熱用の光パワーの半分以上が、波長１０００ｎｍより長く３０００ｎｍ以下に集中している
ことを特徴とする半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法。
【請求項５】
処理チャンバ内に基板を収容し、前記基板に所定の処理を施す半導体製造装置であって、
前記処理チャンバ内に設けられた第１の処理チャンバ内パーツと、
前記第１の処理チャンバ内パーツとは異なる材料からなり、前記処理チャンバ内に設けられた第２の処理チャンバ内パーツと、
前記処理チャンバの外側に配設され、前記第１の処理チャンバ内パーツを透過し、前記第２の処理チャンバ内パーツに吸収される波長域の加熱用の光を発生させる加熱用光源とを具備し、
前記加熱用光源からの前記加熱用の光を、前記第１の処理チャンバ内パーツを透過させて前記第２の処理チャンバ内パーツに照射し、前記第２の処理チャンバ内パーツを加熱するよう構成された
ことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１】
処理チャンバ内に基板を収容し、前記基板に所定の処理を施す半導体製造装置の前記処理チャンバ内に設けられた処理チャンバ内パーツを加熱する半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法であって、
第１の処理チャンバ内パーツを透過し、前記第１の処理チャンバ内パーツとは異なる材料からなる第２の処理チャンバ内パーツに吸収される波長域の加熱用の光を発生させる加熱用光源を前記処理チャンバの外側に配設し、
前記加熱用の光を前記第１の処理チャンバ内パーツを透過させて前記第２の処理チャンバ内パーツに照射し、前記第２の処理チャンバ内パーツを加熱する
ことを特徴とする半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法。
【請求項２】
請求項1記載の半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法であって、
前記第１の処理チャンバ内パーツは石英から構成され、前記第２の処理チャンバ内パーツはシリコンから構成されている
ことを特徴とする半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法。
【請求項３】
請求項２記載の半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法であって、
前記加熱用の光パワーの半分以上が、波長１０００ｎｍ以下に集中している
ことを特徴とする半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法。
【請求項４】
請求項１記載の半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法であって、
前記第１の処理チャンバ内パーツは石英又はシリコンの少なくともいずれかから構成され、前記加熱用の光パワーの半分以上が、波長１０００ｎｍより長く３０００ｎｍ以下に集中している
ことを特徴とする半導体製造装置の処理チャンバ内パーツの加熱方法。
【請求項５】
処理チャンバ内に基板を収容し、前記基板に所定の処理を施す半導体製造装置であって、
前記処理チャンバ内に設けられた第１の処理チャンバ内パーツと、
前記第１の処理チャンバ内パーツとは異なる材料からなり、前記処理チャンバ内に設けられた第２の処理チャンバ内パーツと、
前記処理チャンバの外側に配設され、前記第１の処理チャンバ内パーツを透過し、前記第２の処理チャンバ内パーツに吸収される波長域の加熱用の光を発生させる加熱用光源とを具備し、
前記加熱用光源からの前記加熱用の光を、前記第１の処理チャンバ内パーツを透過させて前記第２の処理チャンバ内パーツに照射し、前記第２の処理チャンバ内パーツを加熱するよう構成された
ことを特徴とする半導体製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１８１５７８（Ｐ２０１１−１８１５７８Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４２０３６（Ｐ２０１０−４２０３６）
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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