基板処理装置及び半導体装置の製造方法
【課題】加熱部からの熱輻射による封止部材の劣化を抑制する。
【解決手段】処理容器と、処理容器内に設けられ基板が載置される基板載置部と、基板載置部内に設けられ基板を加熱する加熱部と、処理容器に隣接する熱輻射減衰部と、ガス導入部に封止部材を介して接続され処理容器内に処理ガスを供給するガス供給管と、を備え、熱輻射減衰部は、加熱部と封止部材とを結ぶ線上に設けられている。
【解決手段】処理容器と、処理容器内に設けられ基板が載置される基板載置部と、基板載置部内に設けられ基板を加熱する加熱部と、処理容器に隣接する熱輻射減衰部と、ガス導入部に封止部材を介して接続され処理容器内に処理ガスを供給するガス供給管と、を備え、熱輻射減衰部は、加熱部と封止部材とを結ぶ線上に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＲＡＭやＩＣ等の半導体装置を製造するに際し、処理容器と、前記処理容器内に設けられ基板が載置される基板載置部と、前記基板載置部内に設けられ前記基板を加熱する加熱部と、前記処理容器にＯリング等の封止部材を介して接続され、前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給管と、を備えた基板処理装置が用いられている。前記加熱部により前記基板を加熱しつつ、前記ガス供給管から前記処理室内に処理ガスを供給することにより、例えば成膜処理等の基板処理が実施されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記加熱部を用いて基板を加熱すると、処理容器とガス供給管との間に設けられたＯリング等の封止部材が、前記加熱部からの熱輻射によって加熱されて変色するなど劣化してしまい、処理容器内の気密性が低下してしまう場合があった。また、Ｏリング等の封止部材が熱により溶融してしまうことで、処理室内や基板が汚染されてしまう場合があった。
【０００４】
本発明は、加熱部からの熱輻射による封止部材の劣化を抑制することが可能な基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、処理容器と、前記処理容器内に設けられ基板が載置される基板載置部と、前記基板載置部内に設けられ前記基板を加熱する加熱部と、前記処理容器に隣接する熱輻射減衰部と、前記ガス導入部に封止部材を介して接続され前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給管と、を備え、前記熱輻射減衰部は、前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に設けられている基板処理装置が提供される。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、基板を処理容器へ搬入し、基板載置部に基板を載置する工程と、前記基板を前記基板載置部内に設けた加熱部により加熱する工程と、処理ガス供給管と封止部材を介して接続され、前記基板載置部と前記封止部材を結ぶ線上に設けられた熱輻射減衰部を経由して、前記処理容器に処理ガスを供給し、基板を処理する工程と、前記基板を処理室から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る基板処理装置及び半導体装置の製造方法によれば、加熱部からの熱輻射による封止部材の劣化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るガス導入部によりＯリングへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るガス導入部によりＯリングへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るガス導入部によりＯリングへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係るガス導入部によりＯリングへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係るガス導入部によりＯリングへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。
【図７】本発明の第５の実施形態に係るガス導入部の斜視図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るガス導入部を示す模式図である。
【図９】本発明の更に他の実施形態に係るガス導入部を示す模式図である。
【図１０】従来の基板処理装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜本発明の第１の実施形態＞
（１）基板処理装置の構成
以下に、本発明の第１の実施形態にかかる基板処理装置の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかる基板処理装置の断面構成図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係るガス導入部によりＯリングへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。
【００１０】
本実施形態にかかる基板処理装置は、変形マグネトロン型プラズマ源（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ Ｔｙｐｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒｃｅ）を用いて基板をプラズマ処理するＭＭＴ装置として構成されている。ＭＭＴ装置は、電界と磁界とにより高密度プラズマを発生させる装置であり、放電用電極から放出された電子をドリフトさせながらサイクロイド運動させることで、プラズマを長寿命化させると共に電離生成率を増大させ、高密度プラズマを生成するように構成されている。基板処理装置が備える処理室内に基板を搬入し、処理ガスを処理室内に導入して処理室をある一定の圧力に保ち、放電用電極に高周波電力を供給して電界を形成すると共に磁界を形成して処理室内にマグネトロン放電を起こし、処理ガスを励起分解等させることにより、基板表面を酸化又は窒化させる等の拡散処理や、基板上への成膜処理や、基板表面のエッチング処理等の各種プラズマ処理を基板に施すことができるように構成されている。
【００１１】
基板処理装置は、例えばシリコンからなる基板としてのウエハ２００をプラズマ処理する処理炉２０２を備えている。処理炉２０２は、第１の材質で構成された処理容器２０３と、処理容器２０３内に設けられ基板としてのウエハ２００が載置される基板載置部としてのサセプタ２１７と、サセプタ２１７内に設けられウエハ２００を加熱する加熱部としてのヒータ２１７ｈと、処理容器２０３に設けられたガス導入部２０３ａと、第２の材質で構成されると共に、ガス導入部２０３ａに封止部材としてのＯリング２０３ｂを介して接続され処理室２０１内に処理ガスを供給するガス供給管２３４と、処理容器２０３内のガスを排気するガス排気ラインと、処理容器２０３内にプラズマを発生させるプラズマ発生機構と、を備えている。また、基板処理装置は、ガス供給ライン、排気ライン、プラズマ発生機構、及びヒータ２１７ｈをそれぞれ制御する制御部としてのコントローラ１２１を備えている。
【００１２】
（処理容器）
図１に示すとおり、処理炉２０２が備える処理容器２０３は、第１の容器である一体成型されたドーム型（ベルジャ型）の上側容器２１０と、第２の容器である碗型の下側容器２１１と、を備えている。上側容器２１０が下側容器２１１の上に被せられることにより、内部に処理室２０１を備えた処理容器２０３が構成される。上側容器２１０は、第１の材質として例えば酸化アルミニウム又は石英等の非金属材料により構成され、下側容器２１１は、例えばアルミニウムにより構成されている。
【００１３】
処理室２０１内の底側中央には、ウエハ２００が載置される基板載置部としてのサセプ
タ２１７が配置されている。サセプタ２１７は、ウエハ２００上に形成する膜の金属汚染を低減することが出来るよう、例えば、窒化アルミニウム、セラミックス、石英等により構成されている。特に、耐プラズマ性材質を求めた場合、石英が望ましい。石英とすることで、プラズマによるエッチングに起因するパーティクルの発生を抑制することが出来る。
【００１４】
サセプタ２１７の内部には、加熱部としてのヒータ２１７ｈが一体的に埋め込まれている。ヒータ２１７ｈは、サセプタ２１７上に載置されたウエハ２００を加熱するように構成されている。ヒータ２１７ｈに電力を供給することで、ウエハ２００の温度を所定の温度に昇温できるように構成されている。
【００１５】
サセプタ２１７は、下側容器２１１とは電気的に絶縁されている。サセプタ２１７の内部には、インピーダンスを変化させる電極としての第２の電極（図中省略）が装備されている。この第２の電極は、インピーダンス可変手段２７４を介して接地されている。インピーダンス可変手段２７４は、コイルや可変コンデンサから構成されており、コイルのパターン数や可変コンデンサの容量値を制御することにより、第２の電極（図中省略）及びサセプタ２１７を介して、ウエハ２００の電位を制御できるようになっている。
【００１６】
サセプタ２１７には、サセプタ２１７を昇降させるサセプタ昇降手段２６８が設けられている。サセプタ２１７には、貫通孔２１７ａが設けられている。一方、前述の下側容器２１１底面には、ウエハ２００を突上げるウエハ突上げピン２６６が、少なくとも貫通孔２１７ａの個数に対応する本数だけ設けられている。ウエハ突上げピン２６６は、サセプタ昇降手段２６８によりサセプタ２１７が下降させられた時に、サセプタ２１７とは非接触な状態で貫通孔２１７ａを突き抜けるように配置されている。
【００１７】
下側容器２１１の側壁には、仕切弁としてのゲートバルブ２４４が設けられている。ゲートバルブ２４４を開けることにより、搬送手段（図中省略）を用いて処理室２０１内外にウエハ２００を搬送することができるよう構成されている。ゲートバルブ２４４を閉めることにより、処理室２０１を気密に封止することができるよう構成されている。
【００１８】
処理容器２０３（上側容器２１０）の上部には、例えば熱輻射減衰部としての筒状のガス導入部２０３ａが設けられている。すなわち、ガス導入部２０３ａは、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられている。ガス導入部２０３ａは、例えば窒化アルミニウム、セラミックス、石英等により構成されている。特に、耐プラズマ性材質を求めた場合、石英が望ましい。石英とすることで、プラズマによるエッチングに起因するパーティクルの発生を抑制することが出来る。ガス導入部２０３ａの下流端には、ガス導入口（開口）２３８が形成されている。ガス導入部２０３ａの上流端には、封止部材としてのＯリング２０３ｂを介して、後述するガス供給管２３４が接続されている。このように構成されることで、ガス導入部２０３ａは、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射を遮蔽することで減衰させ、Ｏリング２０３ｂの加熱を抑制することが可能となる。ガス導入部２０３ａが石英の場合、Ｏリング２０３ｂとガス導入口２３８との距離、すなわちガス導入部２０３ａの高さ方向の距離を、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう輻射熱が、減衰されるような距離とする。熱輻射を減衰させることで、Ｏリング２０３ｂの温度を劣化させないような温度とすることができる。
【００１９】
（ガス供給ライン）
上述したように、ガス導入口２３８には、処理容器２０３内（処理室２０１内）に処理ガスを供給するガス供給管２３４が、封止部材としてのＯリング２０３ｂを介して接続されている。
【００２０】
ガス供給管２３４の上流側には、処理ガスとしてのＯ２ガスを供給する酸素ガス供給管２３２ａと、処理ガスとしてのＨ２ガスを供給する水素ガス供給管２３２ｂと、不活性ガス（パージガス）としてのＮ２ガスを供給する不活性ガス供給管２３２ｃと、が合流するように接続されている。
【００２１】
酸素ガス供給管２３２ａには、酸素ガス供給源２５０ａ、流量制御装置としてのマスフローコントローラ２５１ａ、開閉弁であるバルブ２５２ａが上流から順に接続されている。水素ガス供給管２３２ｂには、水素ガス供給源２５０ｂ、流量制御装置としてのマスフローコントローラ２５１ｂ、開閉弁であるバルブ２５２ｂが上流から順に接続されている。不活性ガス供給管２３２ｃには、不活性ガス供給源２５０ｃ、流量制御装置としてのマスフローコントローラ２５１ｃ、開閉弁であるバルブ２５２ｃが上流から順に接続されている。
【００２２】
主に、ガス供給管２３４、酸素ガス供給管２３２ａ、水素ガス供給管２３２ｂ、不活性ガス供給管２３２ｃ、酸素ガス供給源２５０ａ、水素ガス供給源２５０ｂ、不活性ガス供給源２５０ｃ、マスフローコントローラ２５１ａ〜２５２ｃ、バルブ２５２ａ〜２５２ｃにより、ガス供給ラインが構成される。ガス供給管２３４、酸素ガス供給管２３２ａ、水素ガス供給管２３２ｂ、不活性ガス供給管２３２ｃは、第２の材質として例えば石英、酸化アルミニウム、ＳＵＳ等の金属材料等により構成されている。
【００２３】
バルブ２５２ａ〜２５２ｃを開閉させることにより、マスフローコントローラ２５１ａ〜２５２ｃにより流量制御しながら、バッファ室２３７を介して処理室２０１内にＯ２ガス、Ｈ２ガス、Ｎ２ガスを供給自在に構成されている。
【００２４】
（ガス排気ライン）
下側容器２１１の側壁下方にはガス排気口２３５が設けられている。ガス排気口２３５には、ガス排気管２３１が接続されている。ガス排気管２３１には、圧力調整器であるＡＰＣ２４２、開閉弁であるバルブ２４３ｂ、排気装置である真空ポンプ２４６が、上流から順に接続されている。主に、ガス排気管２３１、ＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂ、真空ポンプ２４６により、処理室２０１内を排気するガス排気ラインが構成されている。真空ポンプ２４６を作動させ、バルブ２４３ｂを開けることにより、処理室２０１内を排気することが可能なように構成されている。また、ＡＰＣ２４２の開度を調整することにより、処理室２０１内の圧力値を調整できるように構成されている。
【００２５】
（プラズマ生成機構）
処理容器２０３（上側容器２１０）の外周には、処理室２０１内のプラズマ生成領域２２４を囲うように、第１の電極としての筒状電極２１５が設けられている。筒状電極２１５は、筒状、例えば円筒状に形成されている。筒状電極２１５には、インピーダンスの整合を行うための整合器２７２を介して、高周波電力を発生する高周波電源２７３が接続されている。
【００２６】
また、筒状電極２１５の外側表面の上下端側には、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂがそれぞれ取り付けられている。上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂは、筒状、例えばリング状に形成された永久磁石によりそれぞれ構成されている。上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂは、処理室２０１の半径方向に沿った両端（すなわち、各磁石の内周端と外周端）にそれぞれ磁極を有している。そして、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂの磁極の向きは、互いに逆向きになるよう配置されている。すなわち、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂの内周部の磁極同士は異極となっている。これにより、筒状電極２１５の内側表面に沿って、円筒軸方向の磁力線が形成される。
【００２７】
主に、筒状電極２１５、整合器２７２、高周波電源２７３、上部磁石２１６ａ、下部磁石２１６ｂにより、プラズマ生成機構（プラズマ生成部）が構成される。処理室２０１内に処理ガスとしてのＯ２ガスとＨ２ガスとの混合ガスを導入した後、筒状電極２１５に高周波電力を供給して電界を形成するとともに、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂを用いて磁界が形成されることにより、処理室２０１内にマグネトロン放電プラズマが生成される。この際、上述の電磁界が、放出された電子を周回運動させることにより、プラズマの電離生成率が高まり、長寿命の高密度プラズマを生成させることができる。
【００２８】
なお、筒状電極２１５、上部磁石２１６ａ、及び下部磁石２１６ｂの周囲には、これらが形成する電磁界が外部環境や他処理炉等の装置に悪影響を及ぼさないように、電磁界を有効に遮蔽するための遮蔽板２２３が設けられている。
【００２９】
（コントローラ）
制御手段としてのコントローラ１２１は、信号線Ａを通じてＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂ、及び真空ポンプ２４６を、信号線Ｂを通じてサセプタ昇降手段２６８を、信号線Ｃを通じてゲートバルブ２４４を、信号線Ｄを通じて整合器２７２、及び高周波電源２７３を、信号線Ｅを通じてマスフローコントローラ２５１ａ〜２５２ｃ、バルブ２５２ａ〜２５２ｃを、さらに図示しない信号線を通じてサセプタに埋め込まれたヒータやインピーダンス可変手段２７４を、それぞれ制御するように構成されている。
【００３０】
（２）半導体装置の製造方法
続いて、上記の基板処理装置により実施される本発明の一実施形態にかかる半導体装置の製造方法について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作は、コントローラ１２１により制御される。
【００３１】
（ウエハの搬入工程）
まず、ウエハ２００の搬送位置までサセプタ２１７を下降させて、サセプタ２１７の貫通孔２１７ａにウエハ突上げピン２６６を貫通させる。その結果、突き上げピン２６６が、サセプタ２１７表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。
【００３２】
続いて、ゲートバルブ２４４を開き、図中省略の搬送手段を用いて処理室２０１内にウエハ２００を搬入する。その結果、ウエハ２００は、サセプタ２１７の表面から突出したウエハ突上げピン２６６上に水平姿勢で支持される。
【００３３】
処理室２０１内にウエハ２００を搬入したら、搬送手段を処理室２０１外へ退避させ、ゲートバルブ２４４を閉じて処理室２０１内を密閉する。そして、サセプタ昇降手段２６８を用いてサセプタ２１７を上昇させる。その結果、ウエハ２００はサセプタ２１７の上面に配置される。その後、ウエハ２００を所定の処理位置まで上昇させる。
【００３４】
なお、ウエハ２００を処理室２０１内に搬入する際には、ガス排気ラインにより処理室２０１内を排気しつつ、ガス供給ラインから処理室２０１内に不活性ガスとしてのＮ２ガスを供給し、処理室２０１内をＮ２ガスで満たすと共に、酸素濃度を低減させておくことが好ましい。すなわち、真空ポンプ２４６を作動させ、バルブ２４３ｂを開けることにより、処理室２０１内を排気しつつ、バルブ２５２ｃを開けることにより、バッファ室２３７を介して処理室２０１内にＮ２ガスを供給することが好ましい。
【００３５】
（ウエハの昇温工程）
続いて、サセプタの内部に埋め込まれたヒータ２１７ｈに電力を供給し、ウエハ２００の温度が所定温度になるように加熱する。この際、ヒータ２１７ｈからの熱輻射は処理室２０１内の下方から上方に向けて放射される。但し、上述したように、本実施形態に係る
ガス導入部２０３ａは、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられている。そのため、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射がガス導入部２０３ａにより遮蔽されて減衰され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇が抑制される。
【００３６】
（処理ガスの導入工程）
続いて、バルブ２５２ｃを閉め、バルブ２５２ａ，２５２ｂを開け、Ｏ２ガスとＨ２ガスとの混合ガスである処理ガスを、バッファ室２３７を介して処理室２０１内に導入（供給）する。このとき、処理ガス中に含まれるＯ２ガスの流量及び処理ガス中に含まれるＨ２ガスの流量を所定の流量とするように、マスフローコントローラ２５１ａ，２５１ｂの開度をそれぞれ調整する。また、処理ガス供給後の処理室２０１内の圧力が所定の圧力となるように、ＡＰＣ２４２の開度を調整する。
【００３７】
（処理ガスのプラズマ生成工程）
処理ガスの導入を開始した後、筒状電極２１５に対して、高周波電源２７３から整合器２７２を介して高周波電力を印加することにより、処理室２０１内（ウエハ２００の上方のプラズマ生成領域２２４内）にマグネトロン放電プラズマを生成させる。即ち、プラズマ生成部により、処理ガスをプラズマ状態とする。なお、印加する電力は、例えば８００Ｗ以下の出力値とする。このときのインピーダンス可変手段２７４は、予め所望のインピーダンス値に制御しておく。
【００３８】
上述のようにプラズマを生成させることにより、処理室２０１内に導入された処理ガス（Ｏ２ガスとＨ２ガスとの混合ガス）が活性化する。そして、ゲート絶縁膜の側壁が、プラズマにより活性化された処理ガス中に晒され、熱酸化される。そして、ウエハ２００の表面に熱酸化膜が形成される。なお、混合ガス中のＨ２ガスの流量を調整することで、ウエハ２００上の金属表面の酸化を抑制しつつ、例えばシリコン面のみを酸化させる選択酸化が可能となる。
【００３９】
その後、所定の処理時間が経過したら、高周波電源２７３からの電力の印加を停止して、処理室２０１内におけるプラズマ生成を停止する。熱酸化量は、Ｏ２ガスの流量、Ｈ２ガスの流量、処理室２０１内の圧力、ウエハ２００の温度、高周波電源２７３からの供給電力量及び供給時間により規定される。
【００４０】
（処理室内の排気工程）
処理室２０１内におけるプラズマ生成を停止したら、バルブ２５２ａ，２５２ｂを閉めて処理室２０１内への処理ガスの供給を停止し、処理室２０１内を排気する。この際、バルブ２５２ｃを開けて処理室２０１内へＮ２ガスを供給し、処理室２０１内に残留している処理ガスや反応生成物の排出を促す。その後、ＡＰＣ２４２の開度を調整し、処理室２０１内の圧力を、処理室２０１に隣接するバキュームロックチャンバ（ウエハ２００の搬出先。図示せず）と同じ圧力に調整する。
【００４１】
（ウエハの搬出工程）
処理室２０１内の圧力が大気圧に復帰したら、サセプタ２１７をウエハ２００の搬送位置まで下降させ、ウエハ突上げピン２６６上にウエハ２００を支持させる。そして、ゲートバルブ２４４を開き、図中省略の搬送手段を用いてウエハ２００を処理室２０１外へ搬出し、本実施形態にかかる半導体装置の製造を終了する。
【００４２】
（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。
【００４３】
本実施形態によれば、処理容器２０３（上側容器２１０）の上部には、熱輻射減衰部と
しての筒状のガス導入部２０３ａが設けられている。ガス導入部２０３ａは、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられている。そのため、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射がガス導入部２０３ａにより遮蔽され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇が抑制される。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下等を抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を抑制できる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、ガス導入部２０３ａが、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられていることから、処理室２０１内に生成したマグネトロン放電プラズマにＯリング２０３ｂが晒され難くなる。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下等を抑制できる。
【００４５】
参考までに、従来の基板処理装置の構成例について図１０を参照しながら説明する。
【００４６】
従来の基板処理装置では、処理容器２０３’を構成する上側容器２１０’は、上部が開口されていた。そして、上側容器２１０’の開口は、Ｏリング２０３ｂ’を介してガス導入口２３８’が設けられた蓋体２０４’により閉塞されるように構成されていた。処理容器２０３’内（処理室２０１’内）の底側中央に設けられたサセプタ２１７’には、サセプタ２１７’上に載置されたウエハ２００を加熱するヒータ２１７ｈ’が一体的に埋め込まれていた。従来の基板処理装置では、ヒータ２１７ｈ’とＯリング２０３ｂ’との間に熱輻射を遮蔽する部材が設けられていないため、Ｏリング２０３ｂ’がヒータ２１７ｈ’からの熱輻射を受け易く、温度上昇により劣化してしまう場合があった。またＯリング２０３ｂ’が熱により溶融してしまい、処理室２０１’内やウエハ２００が汚染されてしまう場合があった。また、マグネトロン放電プラズマにＯリング２０３ｂが晒されてしまい、Ｏリング２０３ｂが劣化して処理容器２０３内の気密性が低下してしまう場合があった。これに対し、本実施形態では、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上にガス導入部２０３ａを設けることとしているため、上述の課題を解決することが可能である。
【００４７】
＜本発明の第２の実施形態＞
以下に、本発明の第２の実施形態について図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る熱輻射減衰部としてのガス導入部２０３ａによりＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が遮蔽されて減衰される様子を示す模式図である。
【００４８】
本実施形態では、筒状のガス導入部２０３ａが、熱輻射の減衰効率が高く耐プラズマ性を有する白色ガラス（白色石英、不透明石英）で構成されている点が、上述の実施形態とは異なる。その他の構成は、上述の実施形態と同じである。
【００４９】
本実施形態によれば、筒状のガス導入部２０３ａが白色ガラスで構成されていることから、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が更に確実に減衰され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇が更に抑制される。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下を更に抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を更に抑制できる。
【００５０】
＜本発明の第３の実施形態＞
以下に、本発明の第３の実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の第３の実施形態に係るガス導入部２０３ａによりＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。
【００５１】
本実施形態では、熱輻射減衰部としてのガス供給管２３４から供給された処理ガスを分散するガス分散部（シャワーヘッド）２４０を備えている点が、第１及び第２の実施形態
と異なる。ガス分散部２４０は、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられている。その他の構成は、上述の実施形態と同じである。
【００５２】
具体的には、ガス分散部２４０は、水平姿勢で保持されたシャワー板２４０ａを備えている。シャワー板２４０ａは、例えば円盤状の平板として構成されている。シャワー板２４０ａの外周には筒状の側壁２４１ａが設けられている。側壁２４１ａの上端は、ガス導入口２３８の外周を囲うように、上側容器２１０の内壁に気密に接続されている。シャワー板２４０ａには、複数のガス噴出孔２３９ａが面内に分散するように設けられている。シャワー板２４０ａと上側容器２１０とに挟まれる空間は、ガス導入部２０３ａを介してガス供給管２３４から供給された処理ガスを分散するバッファ室２３７として機能する。
【００５３】
本実施形態によれば、以下に挙げる１つ又は複数の効果を更に奏する。
【００５４】
本実施形態によれば、熱輻射減衰部としてのガス導入部２０３ａ及びガス分散部２４０が、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられている。その結果、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射がシャワー板２４０ａによって更に確実に減衰され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇が更に抑制される。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下を更に抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を更に抑制できる。なお、シャワー板２４０ａ、側壁２４１ａを白色ガラスにより構成することで、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が更に確実に減衰される。
【００５５】
また、本実施形態によれば、熱輻射減衰部としてのガス導入部２０３ａ及びガス分散部２４０が、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられていることから、処理室２０１内に生成したマグネトロン放電プラズマにＯリング２０３ｂが晒され難くなる。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下等を抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を抑制できる。
【００５６】
また、本実施形態によれば、ガス供給管２３４から供給された処理ガスが、熱輻射減衰部としてのガス分散部２４０によって分散される。そのため、ウエハ２００に供給される処理ガス供給量の面内均一性が向上し、基板処理の面内均一性が向上する。
【００５７】
＜本発明の第４の実施形態＞
以下に、本発明の第４の実施形態について、図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の第４の実施形態に係るガス導入部２０３ａ及びガス分散部２４０によりＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。
【００５８】
本実施形態に係る熱輻射減衰部としてのガス分散部２４０は、複数の孔が設けられたシャワー板が積層されてなり、シャワー板に設けられた各ガス噴出孔は、サセプタ２１７のウエハ載置面から見て、隣接する上下間で互いに重なり合わないように配置されている。その他の構成は、上述の実施形態と同じである。
【００５９】
具体的には、ガス分散部２４０は、水平姿勢で上下に積層されたシャワー板２４０ａ（上側）、２４０ｂ（下側）を備えている。シャワー板２４０ａ及び２４０ｂは、例えば円盤状の平板としてそれぞれ構成されている。シャワー板２４０ｂの径は、シャワー板２４０ａの径よりも大きく構成されている。シャワー板２４０ａの外周には側壁２４１ａが設けられている。側壁２４１ａの上端は、ガス導入口２３８の外周を囲うように、上側容器２１０の内壁に気密に接続されている。シャワー板２４０ｂの外周には側壁２４１ｂが設けられている。側壁２４１ｂの上端は、側壁２４１ａの外周を囲うように、上側容器２１
０の内壁に気密に接続されている。シャワー板２４０ａには、複数のガス噴出孔２３９ａが面内に分散するように設けられている。シャワー板２４０ｂには、複数のガス噴出孔２３９ｂが面内に分散するように設けられている。シャワー板２４０ａと上側容器２１０の内壁とに挟まれる空間は、ガス導入部２０３ａを介してガス供給管２３４から供給された処理ガスを分散するバッファ室２３７ａとして機能する。シャワー板２４０ａとシャワー板２４０ｂとに挟まれる空間は、シャワー板２４０ａを介して供給された処理ガスを更に分散するバッファ室２３７ｂとして機能する。
【００６０】
なお、ガス噴出孔２３９ａとガス噴出孔２３９ｂとは上下間で互いに重なり合わないように構成されている。すなわち、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂ方向を見た場合に、Ｏリング２０３ｂが、シャワー板２４０ａ（上側）或いはシャワー板２４０ｂ（下側）の少なくともいずれか一方により隠されて見えないように構成されている。
【００６１】
本実施形態によれば、以下に挙げる１つ又は複数の効果を更に奏する。
【００６２】
まず、本実施形態によれば、熱輻射減衰部としてのガス導入部２０３ａ及びガス分散部２４０が、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられている。その結果、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が、シャワー板２４０ａ，２４０ｂによって更に確実に減衰され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇が更に抑制される。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下を更に抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を更に抑制できる。なお、シャワー板２４０ａ，２４０ｂ、側壁２４１ａ，２４１ｂを白色ガラスにより構成することで、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が更に確実に減衰される。
【００６３】
また、本実施形態によれば、ガス噴出孔２３９ａとガス噴出孔２３９ｂとは上下間で互いに重なり合わないように構成されている。すなわち、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂ方向を見た場合に、Ｏリング２０３ｂが、シャワー板２４０ａ（上側）或いはシャワー板２４０ｂ（下側）の少なくともいずれか一方により隠されて見えないように構成されている。そのため、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が更に確実に減衰され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇が更に抑制される。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下を更に抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を更に抑制できる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、熱輻射減衰部としてのガス導入部２０３ａ及びガス分散部２４０が、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられていることから、処理室２０１内に生成したマグネトロン放電プラズマにＯリング２０３ｂが晒され難くなる。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下等を抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を抑制できる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、ガス供給管２３４から供給された処理ガスが、ガス分散部２４０によって分散される。そのため、ウエハ２００に供給される処理ガス供給量の面内均一性が向上し、基板処理の面内均一性が向上する。
【００６６】
＜本発明の第５の実施形態＞
以下に、本発明の第５の実施形態について、図６、図７を参照しながら説明する。図６は、本発明の第５の実施形態に係る熱輻射減衰部としてのガス分散部２４０によりＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。図７は、本発明の第５の実施形態に係るガス導入部の斜視図である。
【００６７】
本実施形態に係るガス分散部２４０は、上端が開口され下端が閉塞された円筒部を備えている。円筒部の側面である側壁２４１ｃには、複数個のガス噴出孔２３９ｃが面内に分散するように設けられている。円筒部の底面である底板２４０ｃにはガス噴出孔が設けられていない。即ち、底板２４０ｃは無孔板である。その他の構成は上述の実施形態と同じである。
【００６８】
本実施形態によれば、以下に挙げる１つ又は複数の効果を更に奏する。
【００６９】
まず、本実施形態によれば、熱輻射減衰部としてのガス導入部２０３ａ及びガス分散部２４０が、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられている。その結果、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が円筒部の底板２４０ｃによって更に確実に遮蔽され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇が更に抑制される。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下を更に抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を更に抑制できる。なお、底板２４０ｃ、側壁２４１ｃを白色ガラスにより構成することで、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が更に確実に遮蔽される。
【００７０】
また、本実施形態によれば、ガス噴出孔２３９ｃは円筒部の側壁２４１ｃに設けられ、円筒部の底板２４０ｃには設けられていない。そのため、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が底板２４０ｃによって更に確実に遮蔽され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇が更に抑制される。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下を更に抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を更に抑制できる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、熱輻射減衰部としてのガス導入部２０３ａ及びガス分散部２４０が、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられていることから、処理室２０１内に生成したマグネトロン放電プラズマにＯリング２０３ｂが晒され難くなる。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下等を抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を抑制できる。
【００７２】
＜本発明の他の実施形態＞
上述の実施形態では、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に熱輻射減衰部としてのガス導入部２０３ａやガス分散部２４０を設けることにより、Ｏリング２０３ｂの温度上昇を抑制することとしていたが、本発明は係る実施形態に限定されない。本実施形態では、図８に示すように、封止部材としてのＯリング２０３ｂの位置をヒータ２１７ｈから引き離すことにより、Ｏリング２０３ｂに照射される熱輻射量を低減させ、Ｏリング２０３ｂの温度上昇を抑制させている。また、本実施形態では、Ｏリング２０３ｂの位置をこのように配置することで、処理室２０１内に生成したマグネトロン放電プラズマにＯリング２０３ｂが晒され難くなるようにし、Ｏリング２０３ｂの劣化を抑制するようにしている。
【００７３】
＜本発明の更に他の実施形態＞
上述の実施形態に係る上側容器２１０は、一体成型されたドーム型（ベルジャ型）の容器として構成されていたが、本発明は係る形態に限定されない。例えば、図９に示すように、上側容器２１０の上端を開口することとし、上側容器２１０の上端開口を、封止部材としてのＯリング２１０ｂを介して蓋体２０４により閉塞することとしてもよい。直径が４５０ｍｍを超える大型のウエハ２００を処理するために、一体成型された上側容器２１０をそのまま大型化（大径化）しようとすれば、処理容器２０３が外圧に耐え切れずに潰
れてしまう場合がある。本実施形態によれば、蓋体２０４を別途設けることにより、処理容器２０３の外圧に対する耐圧性を向上させることが可能となる。
【００７４】
なお、係る場合、上側容器２１０の内壁であって、ヒータ２１７ｈとＯリング２１０ｂとを結ぶ線上に、熱輻射を遮蔽する白色石英からなる熱輻射抑制部２０３ｃを設けることとする。このように構成することで、ヒータ２１７ｈからのＯリング２１０ｂへと向かう熱輻射が熱輻射減衰部としての熱輻射抑制部２０３ｃにより遮蔽され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇を抑制し、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下等を抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を抑制できる。
【００７５】
＜本発明の更に他の実施形態＞
上述の実施形態では、プラズマを用いてウエハ２００の表面を酸化させる酸化処理を行う場合を例に挙げて説明したが、本発明は係る形態に限定されない。すなわち、酸化処理に限らず、例えば窒化処理、成膜処理、エッチング処理を行う場合であっても本発明は好適に適用可能である。また、プラズマを用いる基板処理に限定されず、プラズマを用いない基板処理であっても本発明は好適に適用可能である。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００７７】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【００７８】
本発明の一態様によれば、
処理容器と、
前記処理容器内に設けられ基板が載置される基板載置部と、
前記基板載置部内に設けられ前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理容器に隣接する熱輻射減衰部と、
前記ガス導入部に封止部材を介して接続され前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給管と、を備え、
前記熱輻射減衰部は、前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に設けられている基板処理装置が提供される。
【００７９】
好ましくは、前記熱輻射減衰部は、白色ガラスで構成されている。
【００８０】
本発明の他の態様によれば、
処理容器と、
前記処理容器内に設けられ基板が載置される基板載置部と、
前記基板載置部内に設けられ前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理容器に設けられたガス導入部と、
前記ガス導入部に封止部材を介して接続され前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給管と、
前記ガス供給管から供給された処理ガスを分散するガス分散部と、を備え、
前記ガス分散部は、前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に設けられている
基板処理装置が提供される。
【００８１】
好ましくは、前記処理ガス分散部は、ガス供給孔に近接する、第一の孔郡を有する第一のシャワープレートと、前記第一のシャワープレートと前記基板載置部との間に設けられた、第二の孔郡を有する第二のシャワープレートと、を有し、
前記第一の孔及び第二の孔は、前記基板支持面から見て重ならないよう構成されている。
【００８２】
また好ましくは、前記ガス分散部は側面に孔が設けられ、底面が無孔板である。
【００８３】
本発明の更に他の態様によれば、
基板を処理容器へ搬入し、基板載置部に基板を載置する工程と、
前記基板を前記基板載置部内に設けた加熱部により加熱する工程と、
処理ガス供給管と封止部材を介して接続され、前記基板載置部と前記封止部材を結ぶ線上に設けられた熱輻射減衰部を経由して、前記処理容器に処理ガスを供給し、基板を処理する工程と、
前記基板を処理室から搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【００８４】
本発明の更に他の態様によれば、
処理容器と、
前記処理容器内に設けられ基板が載置される基板載置部と、
前記基板載置部内に設けられ前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理容器に設けられたガス導入部と、
前記ガス導入部に封止部材を介して接続され前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給管と、を備え、
前記ガス導入部は、前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に設けられている基板処理装置が提供される。
【００８５】
本発明の更に他の態様によれば、
基板が載置され内部に加熱部を有する基板載置部と、
処理ガスを供給し、第１の材質で構成されるガス供給管と、
前記ガス供給管が封止部材を介して接続されるガス導入部を有し、前記基板載置部が内包され、第２の材質で構成される処理室と、を備え、
前記ガス導入部は、前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に設けられている基板処理装置が提供される。
【００８６】
本発明の更に他の態様によれば、
処理容器と、
前記処理容器内に設けられ基板が載置される基板載置部と、
前記基板載置部内に設けられ前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理容器に設けられたガス導入部と、前記ガス導入部に封止部材を介して接続され前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給管と、
前記ガス供給管から供給された処理ガスを分散するガス分散部と、を備え、
前記ガス分散部は、前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に設けられている基板処理装置が提供される。
【００８７】
本発明の更に他の態様によれば、
基板が載置され内部に加熱部を有する基板載置部と、
処理ガスを供給し、第１の材質で構成されるガス供給管と、
前記ガス供給管が封止部材を介して接続されるガス導入部及び前記ガス供給管から供給された処理ガスを分散するガス分散部を有し、前記基板載置部が内包され、第２の材質で構成される処理室と、を備え、
前記ガス分散部は、前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に設けられている基板処理装置が提供される。
【００８８】
好ましくは、前記封止部材はＯリングとして構成されている。
【００８９】
また好ましくは、前記ガス導入部は、前記加熱部から前記封止部材へ向かう熱輻射を減衰させる白色ガラスにより構成されている。
【００９０】
また好ましくは、前記ガス分散部は、複数個のガス噴出孔が面内に分散するように設けられたシャワー板を備えている。
【００９１】
また好ましくは、
前記ガス分散部は、上端が開口され下端が閉塞された円筒部を備え、
前記円筒部の側壁には複数個のガス噴出孔が面内に分散するように設けられ、
前記円筒部の底板にはガス噴出孔が設けられていない。
【００９２】
また好ましくは、前記封止部材は、前記加熱部から前記封止部材に照射される熱輻射を低減させるように、前記加熱部から所定の距離だけ離した位置に設けられている。
【００９３】
また好ましくは、前記処理容器の内壁であって前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に、前記封止部材に照射される熱輻射を低減させる熱輻射抑制部が設けられている。
【符号の説明】
【００９４】
２００ ウエハ（基板）
２０３ 処理容器
２０３ａ ガス導入部（熱輻射減衰部）
２０３ｂ Ｏリング（封止部材）
２１０ｂ Ｏリング（封止部材）
２１７ サセプタ（基板載置部）
２１７ｈ ヒータ（加熱部）
２３４ ガス供給管（熱輻射減衰部）
２４０ ガス分散部（熱輻射減衰部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＲＡＭやＩＣ等の半導体装置を製造するに際し、処理容器と、前記処理容器内に設けられ基板が載置される基板載置部と、前記基板載置部内に設けられ前記基板を加熱する加熱部と、前記処理容器にＯリング等の封止部材を介して接続され、前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給管と、を備えた基板処理装置が用いられている。前記加熱部により前記基板を加熱しつつ、前記ガス供給管から前記処理室内に処理ガスを供給することにより、例えば成膜処理等の基板処理が実施されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記加熱部を用いて基板を加熱すると、処理容器とガス供給管との間に設けられたＯリング等の封止部材が、前記加熱部からの熱輻射によって加熱されて変色するなど劣化してしまい、処理容器内の気密性が低下してしまう場合があった。また、Ｏリング等の封止部材が熱により溶融してしまうことで、処理室内や基板が汚染されてしまう場合があった。
【０００４】
本発明は、加熱部からの熱輻射による封止部材の劣化を抑制することが可能な基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、処理容器と、前記処理容器内に設けられ基板が載置される基板載置部と、前記基板載置部内に設けられ前記基板を加熱する加熱部と、前記処理容器に隣接する熱輻射減衰部と、前記ガス導入部に封止部材を介して接続され前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給管と、を備え、前記熱輻射減衰部は、前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に設けられている基板処理装置が提供される。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、基板を処理容器へ搬入し、基板載置部に基板を載置する工程と、前記基板を前記基板載置部内に設けた加熱部により加熱する工程と、処理ガス供給管と封止部材を介して接続され、前記基板載置部と前記封止部材を結ぶ線上に設けられた熱輻射減衰部を経由して、前記処理容器に処理ガスを供給し、基板を処理する工程と、前記基板を処理室から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る基板処理装置及び半導体装置の製造方法によれば、加熱部からの熱輻射による封止部材の劣化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るガス導入部によりＯリングへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るガス導入部によりＯリングへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るガス導入部によりＯリングへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係るガス導入部によりＯリングへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係るガス導入部によりＯリングへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。
【図７】本発明の第５の実施形態に係るガス導入部の斜視図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るガス導入部を示す模式図である。
【図９】本発明の更に他の実施形態に係るガス導入部を示す模式図である。
【図１０】従来の基板処理装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜本発明の第１の実施形態＞
（１）基板処理装置の構成
以下に、本発明の第１の実施形態にかかる基板処理装置の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかる基板処理装置の断面構成図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係るガス導入部によりＯリングへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。
【００１０】
本実施形態にかかる基板処理装置は、変形マグネトロン型プラズマ源（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ Ｔｙｐｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒｃｅ）を用いて基板をプラズマ処理するＭＭＴ装置として構成されている。ＭＭＴ装置は、電界と磁界とにより高密度プラズマを発生させる装置であり、放電用電極から放出された電子をドリフトさせながらサイクロイド運動させることで、プラズマを長寿命化させると共に電離生成率を増大させ、高密度プラズマを生成するように構成されている。基板処理装置が備える処理室内に基板を搬入し、処理ガスを処理室内に導入して処理室をある一定の圧力に保ち、放電用電極に高周波電力を供給して電界を形成すると共に磁界を形成して処理室内にマグネトロン放電を起こし、処理ガスを励起分解等させることにより、基板表面を酸化又は窒化させる等の拡散処理や、基板上への成膜処理や、基板表面のエッチング処理等の各種プラズマ処理を基板に施すことができるように構成されている。
【００１１】
基板処理装置は、例えばシリコンからなる基板としてのウエハ２００をプラズマ処理する処理炉２０２を備えている。処理炉２０２は、第１の材質で構成された処理容器２０３と、処理容器２０３内に設けられ基板としてのウエハ２００が載置される基板載置部としてのサセプタ２１７と、サセプタ２１７内に設けられウエハ２００を加熱する加熱部としてのヒータ２１７ｈと、処理容器２０３に設けられたガス導入部２０３ａと、第２の材質で構成されると共に、ガス導入部２０３ａに封止部材としてのＯリング２０３ｂを介して接続され処理室２０１内に処理ガスを供給するガス供給管２３４と、処理容器２０３内のガスを排気するガス排気ラインと、処理容器２０３内にプラズマを発生させるプラズマ発生機構と、を備えている。また、基板処理装置は、ガス供給ライン、排気ライン、プラズマ発生機構、及びヒータ２１７ｈをそれぞれ制御する制御部としてのコントローラ１２１を備えている。
【００１２】
（処理容器）
図１に示すとおり、処理炉２０２が備える処理容器２０３は、第１の容器である一体成型されたドーム型（ベルジャ型）の上側容器２１０と、第２の容器である碗型の下側容器２１１と、を備えている。上側容器２１０が下側容器２１１の上に被せられることにより、内部に処理室２０１を備えた処理容器２０３が構成される。上側容器２１０は、第１の材質として例えば酸化アルミニウム又は石英等の非金属材料により構成され、下側容器２１１は、例えばアルミニウムにより構成されている。
【００１３】
処理室２０１内の底側中央には、ウエハ２００が載置される基板載置部としてのサセプ
タ２１７が配置されている。サセプタ２１７は、ウエハ２００上に形成する膜の金属汚染を低減することが出来るよう、例えば、窒化アルミニウム、セラミックス、石英等により構成されている。特に、耐プラズマ性材質を求めた場合、石英が望ましい。石英とすることで、プラズマによるエッチングに起因するパーティクルの発生を抑制することが出来る。
【００１４】
サセプタ２１７の内部には、加熱部としてのヒータ２１７ｈが一体的に埋め込まれている。ヒータ２１７ｈは、サセプタ２１７上に載置されたウエハ２００を加熱するように構成されている。ヒータ２１７ｈに電力を供給することで、ウエハ２００の温度を所定の温度に昇温できるように構成されている。
【００１５】
サセプタ２１７は、下側容器２１１とは電気的に絶縁されている。サセプタ２１７の内部には、インピーダンスを変化させる電極としての第２の電極（図中省略）が装備されている。この第２の電極は、インピーダンス可変手段２７４を介して接地されている。インピーダンス可変手段２７４は、コイルや可変コンデンサから構成されており、コイルのパターン数や可変コンデンサの容量値を制御することにより、第２の電極（図中省略）及びサセプタ２１７を介して、ウエハ２００の電位を制御できるようになっている。
【００１６】
サセプタ２１７には、サセプタ２１７を昇降させるサセプタ昇降手段２６８が設けられている。サセプタ２１７には、貫通孔２１７ａが設けられている。一方、前述の下側容器２１１底面には、ウエハ２００を突上げるウエハ突上げピン２６６が、少なくとも貫通孔２１７ａの個数に対応する本数だけ設けられている。ウエハ突上げピン２６６は、サセプタ昇降手段２６８によりサセプタ２１７が下降させられた時に、サセプタ２１７とは非接触な状態で貫通孔２１７ａを突き抜けるように配置されている。
【００１７】
下側容器２１１の側壁には、仕切弁としてのゲートバルブ２４４が設けられている。ゲートバルブ２４４を開けることにより、搬送手段（図中省略）を用いて処理室２０１内外にウエハ２００を搬送することができるよう構成されている。ゲートバルブ２４４を閉めることにより、処理室２０１を気密に封止することができるよう構成されている。
【００１８】
処理容器２０３（上側容器２１０）の上部には、例えば熱輻射減衰部としての筒状のガス導入部２０３ａが設けられている。すなわち、ガス導入部２０３ａは、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられている。ガス導入部２０３ａは、例えば窒化アルミニウム、セラミックス、石英等により構成されている。特に、耐プラズマ性材質を求めた場合、石英が望ましい。石英とすることで、プラズマによるエッチングに起因するパーティクルの発生を抑制することが出来る。ガス導入部２０３ａの下流端には、ガス導入口（開口）２３８が形成されている。ガス導入部２０３ａの上流端には、封止部材としてのＯリング２０３ｂを介して、後述するガス供給管２３４が接続されている。このように構成されることで、ガス導入部２０３ａは、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射を遮蔽することで減衰させ、Ｏリング２０３ｂの加熱を抑制することが可能となる。ガス導入部２０３ａが石英の場合、Ｏリング２０３ｂとガス導入口２３８との距離、すなわちガス導入部２０３ａの高さ方向の距離を、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう輻射熱が、減衰されるような距離とする。熱輻射を減衰させることで、Ｏリング２０３ｂの温度を劣化させないような温度とすることができる。
【００１９】
（ガス供給ライン）
上述したように、ガス導入口２３８には、処理容器２０３内（処理室２０１内）に処理ガスを供給するガス供給管２３４が、封止部材としてのＯリング２０３ｂを介して接続されている。
【００２０】
ガス供給管２３４の上流側には、処理ガスとしてのＯ２ガスを供給する酸素ガス供給管２３２ａと、処理ガスとしてのＨ２ガスを供給する水素ガス供給管２３２ｂと、不活性ガス（パージガス）としてのＮ２ガスを供給する不活性ガス供給管２３２ｃと、が合流するように接続されている。
【００２１】
酸素ガス供給管２３２ａには、酸素ガス供給源２５０ａ、流量制御装置としてのマスフローコントローラ２５１ａ、開閉弁であるバルブ２５２ａが上流から順に接続されている。水素ガス供給管２３２ｂには、水素ガス供給源２５０ｂ、流量制御装置としてのマスフローコントローラ２５１ｂ、開閉弁であるバルブ２５２ｂが上流から順に接続されている。不活性ガス供給管２３２ｃには、不活性ガス供給源２５０ｃ、流量制御装置としてのマスフローコントローラ２５１ｃ、開閉弁であるバルブ２５２ｃが上流から順に接続されている。
【００２２】
主に、ガス供給管２３４、酸素ガス供給管２３２ａ、水素ガス供給管２３２ｂ、不活性ガス供給管２３２ｃ、酸素ガス供給源２５０ａ、水素ガス供給源２５０ｂ、不活性ガス供給源２５０ｃ、マスフローコントローラ２５１ａ〜２５２ｃ、バルブ２５２ａ〜２５２ｃにより、ガス供給ラインが構成される。ガス供給管２３４、酸素ガス供給管２３２ａ、水素ガス供給管２３２ｂ、不活性ガス供給管２３２ｃは、第２の材質として例えば石英、酸化アルミニウム、ＳＵＳ等の金属材料等により構成されている。
【００２３】
バルブ２５２ａ〜２５２ｃを開閉させることにより、マスフローコントローラ２５１ａ〜２５２ｃにより流量制御しながら、バッファ室２３７を介して処理室２０１内にＯ２ガス、Ｈ２ガス、Ｎ２ガスを供給自在に構成されている。
【００２４】
（ガス排気ライン）
下側容器２１１の側壁下方にはガス排気口２３５が設けられている。ガス排気口２３５には、ガス排気管２３１が接続されている。ガス排気管２３１には、圧力調整器であるＡＰＣ２４２、開閉弁であるバルブ２４３ｂ、排気装置である真空ポンプ２４６が、上流から順に接続されている。主に、ガス排気管２３１、ＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂ、真空ポンプ２４６により、処理室２０１内を排気するガス排気ラインが構成されている。真空ポンプ２４６を作動させ、バルブ２４３ｂを開けることにより、処理室２０１内を排気することが可能なように構成されている。また、ＡＰＣ２４２の開度を調整することにより、処理室２０１内の圧力値を調整できるように構成されている。
【００２５】
（プラズマ生成機構）
処理容器２０３（上側容器２１０）の外周には、処理室２０１内のプラズマ生成領域２２４を囲うように、第１の電極としての筒状電極２１５が設けられている。筒状電極２１５は、筒状、例えば円筒状に形成されている。筒状電極２１５には、インピーダンスの整合を行うための整合器２７２を介して、高周波電力を発生する高周波電源２７３が接続されている。
【００２６】
また、筒状電極２１５の外側表面の上下端側には、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂがそれぞれ取り付けられている。上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂは、筒状、例えばリング状に形成された永久磁石によりそれぞれ構成されている。上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂは、処理室２０１の半径方向に沿った両端（すなわち、各磁石の内周端と外周端）にそれぞれ磁極を有している。そして、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂの磁極の向きは、互いに逆向きになるよう配置されている。すなわち、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂの内周部の磁極同士は異極となっている。これにより、筒状電極２１５の内側表面に沿って、円筒軸方向の磁力線が形成される。
【００２７】
主に、筒状電極２１５、整合器２７２、高周波電源２７３、上部磁石２１６ａ、下部磁石２１６ｂにより、プラズマ生成機構（プラズマ生成部）が構成される。処理室２０１内に処理ガスとしてのＯ２ガスとＨ２ガスとの混合ガスを導入した後、筒状電極２１５に高周波電力を供給して電界を形成するとともに、上部磁石２１６ａ及び下部磁石２１６ｂを用いて磁界が形成されることにより、処理室２０１内にマグネトロン放電プラズマが生成される。この際、上述の電磁界が、放出された電子を周回運動させることにより、プラズマの電離生成率が高まり、長寿命の高密度プラズマを生成させることができる。
【００２８】
なお、筒状電極２１５、上部磁石２１６ａ、及び下部磁石２１６ｂの周囲には、これらが形成する電磁界が外部環境や他処理炉等の装置に悪影響を及ぼさないように、電磁界を有効に遮蔽するための遮蔽板２２３が設けられている。
【００２９】
（コントローラ）
制御手段としてのコントローラ１２１は、信号線Ａを通じてＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂ、及び真空ポンプ２４６を、信号線Ｂを通じてサセプタ昇降手段２６８を、信号線Ｃを通じてゲートバルブ２４４を、信号線Ｄを通じて整合器２７２、及び高周波電源２７３を、信号線Ｅを通じてマスフローコントローラ２５１ａ〜２５２ｃ、バルブ２５２ａ〜２５２ｃを、さらに図示しない信号線を通じてサセプタに埋め込まれたヒータやインピーダンス可変手段２７４を、それぞれ制御するように構成されている。
【００３０】
（２）半導体装置の製造方法
続いて、上記の基板処理装置により実施される本発明の一実施形態にかかる半導体装置の製造方法について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作は、コントローラ１２１により制御される。
【００３１】
（ウエハの搬入工程）
まず、ウエハ２００の搬送位置までサセプタ２１７を下降させて、サセプタ２１７の貫通孔２１７ａにウエハ突上げピン２６６を貫通させる。その結果、突き上げピン２６６が、サセプタ２１７表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。
【００３２】
続いて、ゲートバルブ２４４を開き、図中省略の搬送手段を用いて処理室２０１内にウエハ２００を搬入する。その結果、ウエハ２００は、サセプタ２１７の表面から突出したウエハ突上げピン２６６上に水平姿勢で支持される。
【００３３】
処理室２０１内にウエハ２００を搬入したら、搬送手段を処理室２０１外へ退避させ、ゲートバルブ２４４を閉じて処理室２０１内を密閉する。そして、サセプタ昇降手段２６８を用いてサセプタ２１７を上昇させる。その結果、ウエハ２００はサセプタ２１７の上面に配置される。その後、ウエハ２００を所定の処理位置まで上昇させる。
【００３４】
なお、ウエハ２００を処理室２０１内に搬入する際には、ガス排気ラインにより処理室２０１内を排気しつつ、ガス供給ラインから処理室２０１内に不活性ガスとしてのＮ２ガスを供給し、処理室２０１内をＮ２ガスで満たすと共に、酸素濃度を低減させておくことが好ましい。すなわち、真空ポンプ２４６を作動させ、バルブ２４３ｂを開けることにより、処理室２０１内を排気しつつ、バルブ２５２ｃを開けることにより、バッファ室２３７を介して処理室２０１内にＮ２ガスを供給することが好ましい。
【００３５】
（ウエハの昇温工程）
続いて、サセプタの内部に埋め込まれたヒータ２１７ｈに電力を供給し、ウエハ２００の温度が所定温度になるように加熱する。この際、ヒータ２１７ｈからの熱輻射は処理室２０１内の下方から上方に向けて放射される。但し、上述したように、本実施形態に係る
ガス導入部２０３ａは、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられている。そのため、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射がガス導入部２０３ａにより遮蔽されて減衰され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇が抑制される。
【００３６】
（処理ガスの導入工程）
続いて、バルブ２５２ｃを閉め、バルブ２５２ａ，２５２ｂを開け、Ｏ２ガスとＨ２ガスとの混合ガスである処理ガスを、バッファ室２３７を介して処理室２０１内に導入（供給）する。このとき、処理ガス中に含まれるＯ２ガスの流量及び処理ガス中に含まれるＨ２ガスの流量を所定の流量とするように、マスフローコントローラ２５１ａ，２５１ｂの開度をそれぞれ調整する。また、処理ガス供給後の処理室２０１内の圧力が所定の圧力となるように、ＡＰＣ２４２の開度を調整する。
【００３７】
（処理ガスのプラズマ生成工程）
処理ガスの導入を開始した後、筒状電極２１５に対して、高周波電源２７３から整合器２７２を介して高周波電力を印加することにより、処理室２０１内（ウエハ２００の上方のプラズマ生成領域２２４内）にマグネトロン放電プラズマを生成させる。即ち、プラズマ生成部により、処理ガスをプラズマ状態とする。なお、印加する電力は、例えば８００Ｗ以下の出力値とする。このときのインピーダンス可変手段２７４は、予め所望のインピーダンス値に制御しておく。
【００３８】
上述のようにプラズマを生成させることにより、処理室２０１内に導入された処理ガス（Ｏ２ガスとＨ２ガスとの混合ガス）が活性化する。そして、ゲート絶縁膜の側壁が、プラズマにより活性化された処理ガス中に晒され、熱酸化される。そして、ウエハ２００の表面に熱酸化膜が形成される。なお、混合ガス中のＨ２ガスの流量を調整することで、ウエハ２００上の金属表面の酸化を抑制しつつ、例えばシリコン面のみを酸化させる選択酸化が可能となる。
【００３９】
その後、所定の処理時間が経過したら、高周波電源２７３からの電力の印加を停止して、処理室２０１内におけるプラズマ生成を停止する。熱酸化量は、Ｏ２ガスの流量、Ｈ２ガスの流量、処理室２０１内の圧力、ウエハ２００の温度、高周波電源２７３からの供給電力量及び供給時間により規定される。
【００４０】
（処理室内の排気工程）
処理室２０１内におけるプラズマ生成を停止したら、バルブ２５２ａ，２５２ｂを閉めて処理室２０１内への処理ガスの供給を停止し、処理室２０１内を排気する。この際、バルブ２５２ｃを開けて処理室２０１内へＮ２ガスを供給し、処理室２０１内に残留している処理ガスや反応生成物の排出を促す。その後、ＡＰＣ２４２の開度を調整し、処理室２０１内の圧力を、処理室２０１に隣接するバキュームロックチャンバ（ウエハ２００の搬出先。図示せず）と同じ圧力に調整する。
【００４１】
（ウエハの搬出工程）
処理室２０１内の圧力が大気圧に復帰したら、サセプタ２１７をウエハ２００の搬送位置まで下降させ、ウエハ突上げピン２６６上にウエハ２００を支持させる。そして、ゲートバルブ２４４を開き、図中省略の搬送手段を用いてウエハ２００を処理室２０１外へ搬出し、本実施形態にかかる半導体装置の製造を終了する。
【００４２】
（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。
【００４３】
本実施形態によれば、処理容器２０３（上側容器２１０）の上部には、熱輻射減衰部と
しての筒状のガス導入部２０３ａが設けられている。ガス導入部２０３ａは、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられている。そのため、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射がガス導入部２０３ａにより遮蔽され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇が抑制される。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下等を抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を抑制できる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、ガス導入部２０３ａが、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられていることから、処理室２０１内に生成したマグネトロン放電プラズマにＯリング２０３ｂが晒され難くなる。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下等を抑制できる。
【００４５】
参考までに、従来の基板処理装置の構成例について図１０を参照しながら説明する。
【００４６】
従来の基板処理装置では、処理容器２０３’を構成する上側容器２１０’は、上部が開口されていた。そして、上側容器２１０’の開口は、Ｏリング２０３ｂ’を介してガス導入口２３８’が設けられた蓋体２０４’により閉塞されるように構成されていた。処理容器２０３’内（処理室２０１’内）の底側中央に設けられたサセプタ２１７’には、サセプタ２１７’上に載置されたウエハ２００を加熱するヒータ２１７ｈ’が一体的に埋め込まれていた。従来の基板処理装置では、ヒータ２１７ｈ’とＯリング２０３ｂ’との間に熱輻射を遮蔽する部材が設けられていないため、Ｏリング２０３ｂ’がヒータ２１７ｈ’からの熱輻射を受け易く、温度上昇により劣化してしまう場合があった。またＯリング２０３ｂ’が熱により溶融してしまい、処理室２０１’内やウエハ２００が汚染されてしまう場合があった。また、マグネトロン放電プラズマにＯリング２０３ｂが晒されてしまい、Ｏリング２０３ｂが劣化して処理容器２０３内の気密性が低下してしまう場合があった。これに対し、本実施形態では、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上にガス導入部２０３ａを設けることとしているため、上述の課題を解決することが可能である。
【００４７】
＜本発明の第２の実施形態＞
以下に、本発明の第２の実施形態について図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る熱輻射減衰部としてのガス導入部２０３ａによりＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が遮蔽されて減衰される様子を示す模式図である。
【００４８】
本実施形態では、筒状のガス導入部２０３ａが、熱輻射の減衰効率が高く耐プラズマ性を有する白色ガラス（白色石英、不透明石英）で構成されている点が、上述の実施形態とは異なる。その他の構成は、上述の実施形態と同じである。
【００４９】
本実施形態によれば、筒状のガス導入部２０３ａが白色ガラスで構成されていることから、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が更に確実に減衰され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇が更に抑制される。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下を更に抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を更に抑制できる。
【００５０】
＜本発明の第３の実施形態＞
以下に、本発明の第３の実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の第３の実施形態に係るガス導入部２０３ａによりＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。
【００５１】
本実施形態では、熱輻射減衰部としてのガス供給管２３４から供給された処理ガスを分散するガス分散部（シャワーヘッド）２４０を備えている点が、第１及び第２の実施形態
と異なる。ガス分散部２４０は、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられている。その他の構成は、上述の実施形態と同じである。
【００５２】
具体的には、ガス分散部２４０は、水平姿勢で保持されたシャワー板２４０ａを備えている。シャワー板２４０ａは、例えば円盤状の平板として構成されている。シャワー板２４０ａの外周には筒状の側壁２４１ａが設けられている。側壁２４１ａの上端は、ガス導入口２３８の外周を囲うように、上側容器２１０の内壁に気密に接続されている。シャワー板２４０ａには、複数のガス噴出孔２３９ａが面内に分散するように設けられている。シャワー板２４０ａと上側容器２１０とに挟まれる空間は、ガス導入部２０３ａを介してガス供給管２３４から供給された処理ガスを分散するバッファ室２３７として機能する。
【００５３】
本実施形態によれば、以下に挙げる１つ又は複数の効果を更に奏する。
【００５４】
本実施形態によれば、熱輻射減衰部としてのガス導入部２０３ａ及びガス分散部２４０が、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられている。その結果、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射がシャワー板２４０ａによって更に確実に減衰され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇が更に抑制される。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下を更に抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を更に抑制できる。なお、シャワー板２４０ａ、側壁２４１ａを白色ガラスにより構成することで、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が更に確実に減衰される。
【００５５】
また、本実施形態によれば、熱輻射減衰部としてのガス導入部２０３ａ及びガス分散部２４０が、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられていることから、処理室２０１内に生成したマグネトロン放電プラズマにＯリング２０３ｂが晒され難くなる。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下等を抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を抑制できる。
【００５６】
また、本実施形態によれば、ガス供給管２３４から供給された処理ガスが、熱輻射減衰部としてのガス分散部２４０によって分散される。そのため、ウエハ２００に供給される処理ガス供給量の面内均一性が向上し、基板処理の面内均一性が向上する。
【００５７】
＜本発明の第４の実施形態＞
以下に、本発明の第４の実施形態について、図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の第４の実施形態に係るガス導入部２０３ａ及びガス分散部２４０によりＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。
【００５８】
本実施形態に係る熱輻射減衰部としてのガス分散部２４０は、複数の孔が設けられたシャワー板が積層されてなり、シャワー板に設けられた各ガス噴出孔は、サセプタ２１７のウエハ載置面から見て、隣接する上下間で互いに重なり合わないように配置されている。その他の構成は、上述の実施形態と同じである。
【００５９】
具体的には、ガス分散部２４０は、水平姿勢で上下に積層されたシャワー板２４０ａ（上側）、２４０ｂ（下側）を備えている。シャワー板２４０ａ及び２４０ｂは、例えば円盤状の平板としてそれぞれ構成されている。シャワー板２４０ｂの径は、シャワー板２４０ａの径よりも大きく構成されている。シャワー板２４０ａの外周には側壁２４１ａが設けられている。側壁２４１ａの上端は、ガス導入口２３８の外周を囲うように、上側容器２１０の内壁に気密に接続されている。シャワー板２４０ｂの外周には側壁２４１ｂが設けられている。側壁２４１ｂの上端は、側壁２４１ａの外周を囲うように、上側容器２１
０の内壁に気密に接続されている。シャワー板２４０ａには、複数のガス噴出孔２３９ａが面内に分散するように設けられている。シャワー板２４０ｂには、複数のガス噴出孔２３９ｂが面内に分散するように設けられている。シャワー板２４０ａと上側容器２１０の内壁とに挟まれる空間は、ガス導入部２０３ａを介してガス供給管２３４から供給された処理ガスを分散するバッファ室２３７ａとして機能する。シャワー板２４０ａとシャワー板２４０ｂとに挟まれる空間は、シャワー板２４０ａを介して供給された処理ガスを更に分散するバッファ室２３７ｂとして機能する。
【００６０】
なお、ガス噴出孔２３９ａとガス噴出孔２３９ｂとは上下間で互いに重なり合わないように構成されている。すなわち、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂ方向を見た場合に、Ｏリング２０３ｂが、シャワー板２４０ａ（上側）或いはシャワー板２４０ｂ（下側）の少なくともいずれか一方により隠されて見えないように構成されている。
【００６１】
本実施形態によれば、以下に挙げる１つ又は複数の効果を更に奏する。
【００６２】
まず、本実施形態によれば、熱輻射減衰部としてのガス導入部２０３ａ及びガス分散部２４０が、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられている。その結果、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が、シャワー板２４０ａ，２４０ｂによって更に確実に減衰され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇が更に抑制される。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下を更に抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を更に抑制できる。なお、シャワー板２４０ａ，２４０ｂ、側壁２４１ａ，２４１ｂを白色ガラスにより構成することで、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が更に確実に減衰される。
【００６３】
また、本実施形態によれば、ガス噴出孔２３９ａとガス噴出孔２３９ｂとは上下間で互いに重なり合わないように構成されている。すなわち、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂ方向を見た場合に、Ｏリング２０３ｂが、シャワー板２４０ａ（上側）或いはシャワー板２４０ｂ（下側）の少なくともいずれか一方により隠されて見えないように構成されている。そのため、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が更に確実に減衰され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇が更に抑制される。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下を更に抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を更に抑制できる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、熱輻射減衰部としてのガス導入部２０３ａ及びガス分散部２４０が、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられていることから、処理室２０１内に生成したマグネトロン放電プラズマにＯリング２０３ｂが晒され難くなる。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下等を抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を抑制できる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、ガス供給管２３４から供給された処理ガスが、ガス分散部２４０によって分散される。そのため、ウエハ２００に供給される処理ガス供給量の面内均一性が向上し、基板処理の面内均一性が向上する。
【００６６】
＜本発明の第５の実施形態＞
以下に、本発明の第５の実施形態について、図６、図７を参照しながら説明する。図６は、本発明の第５の実施形態に係る熱輻射減衰部としてのガス分散部２４０によりＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が遮蔽される様子を示す模式図である。図７は、本発明の第５の実施形態に係るガス導入部の斜視図である。
【００６７】
本実施形態に係るガス分散部２４０は、上端が開口され下端が閉塞された円筒部を備えている。円筒部の側面である側壁２４１ｃには、複数個のガス噴出孔２３９ｃが面内に分散するように設けられている。円筒部の底面である底板２４０ｃにはガス噴出孔が設けられていない。即ち、底板２４０ｃは無孔板である。その他の構成は上述の実施形態と同じである。
【００６８】
本実施形態によれば、以下に挙げる１つ又は複数の効果を更に奏する。
【００６９】
まず、本実施形態によれば、熱輻射減衰部としてのガス導入部２０３ａ及びガス分散部２４０が、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられている。その結果、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が円筒部の底板２４０ｃによって更に確実に遮蔽され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇が更に抑制される。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下を更に抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を更に抑制できる。なお、底板２４０ｃ、側壁２４１ｃを白色ガラスにより構成することで、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が更に確実に遮蔽される。
【００７０】
また、本実施形態によれば、ガス噴出孔２３９ｃは円筒部の側壁２４１ｃに設けられ、円筒部の底板２４０ｃには設けられていない。そのため、ヒータ２１７ｈからＯリング２０３ｂへと向かう熱輻射が底板２４０ｃによって更に確実に遮蔽され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇が更に抑制される。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下を更に抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を更に抑制できる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、熱輻射減衰部としてのガス導入部２０３ａ及びガス分散部２４０が、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に設けられていることから、処理室２０１内に生成したマグネトロン放電プラズマにＯリング２０３ｂが晒され難くなる。そして、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下等を抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を抑制できる。
【００７２】
＜本発明の他の実施形態＞
上述の実施形態では、ヒータ２１７ｈとＯリング２０３ｂとを結ぶ線上に熱輻射減衰部としてのガス導入部２０３ａやガス分散部２４０を設けることにより、Ｏリング２０３ｂの温度上昇を抑制することとしていたが、本発明は係る実施形態に限定されない。本実施形態では、図８に示すように、封止部材としてのＯリング２０３ｂの位置をヒータ２１７ｈから引き離すことにより、Ｏリング２０３ｂに照射される熱輻射量を低減させ、Ｏリング２０３ｂの温度上昇を抑制させている。また、本実施形態では、Ｏリング２０３ｂの位置をこのように配置することで、処理室２０１内に生成したマグネトロン放電プラズマにＯリング２０３ｂが晒され難くなるようにし、Ｏリング２０３ｂの劣化を抑制するようにしている。
【００７３】
＜本発明の更に他の実施形態＞
上述の実施形態に係る上側容器２１０は、一体成型されたドーム型（ベルジャ型）の容器として構成されていたが、本発明は係る形態に限定されない。例えば、図９に示すように、上側容器２１０の上端を開口することとし、上側容器２１０の上端開口を、封止部材としてのＯリング２１０ｂを介して蓋体２０４により閉塞することとしてもよい。直径が４５０ｍｍを超える大型のウエハ２００を処理するために、一体成型された上側容器２１０をそのまま大型化（大径化）しようとすれば、処理容器２０３が外圧に耐え切れずに潰
れてしまう場合がある。本実施形態によれば、蓋体２０４を別途設けることにより、処理容器２０３の外圧に対する耐圧性を向上させることが可能となる。
【００７４】
なお、係る場合、上側容器２１０の内壁であって、ヒータ２１７ｈとＯリング２１０ｂとを結ぶ線上に、熱輻射を遮蔽する白色石英からなる熱輻射抑制部２０３ｃを設けることとする。このように構成することで、ヒータ２１７ｈからのＯリング２１０ｂへと向かう熱輻射が熱輻射減衰部としての熱輻射抑制部２０３ｃにより遮蔽され、Ｏリング２０３ｂの温度上昇を抑制し、Ｏリング２０３ｂの劣化による処理容器２０３内の気密性の低下等を抑制できる。また、Ｏリング２０３ｂの溶融による処理室２０１内やウエハ２００の汚染等を抑制できる。
【００７５】
＜本発明の更に他の実施形態＞
上述の実施形態では、プラズマを用いてウエハ２００の表面を酸化させる酸化処理を行う場合を例に挙げて説明したが、本発明は係る形態に限定されない。すなわち、酸化処理に限らず、例えば窒化処理、成膜処理、エッチング処理を行う場合であっても本発明は好適に適用可能である。また、プラズマを用いる基板処理に限定されず、プラズマを用いない基板処理であっても本発明は好適に適用可能である。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００７７】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【００７８】
本発明の一態様によれば、
処理容器と、
前記処理容器内に設けられ基板が載置される基板載置部と、
前記基板載置部内に設けられ前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理容器に隣接する熱輻射減衰部と、
前記ガス導入部に封止部材を介して接続され前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給管と、を備え、
前記熱輻射減衰部は、前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に設けられている基板処理装置が提供される。
【００７９】
好ましくは、前記熱輻射減衰部は、白色ガラスで構成されている。
【００８０】
本発明の他の態様によれば、
処理容器と、
前記処理容器内に設けられ基板が載置される基板載置部と、
前記基板載置部内に設けられ前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理容器に設けられたガス導入部と、
前記ガス導入部に封止部材を介して接続され前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給管と、
前記ガス供給管から供給された処理ガスを分散するガス分散部と、を備え、
前記ガス分散部は、前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に設けられている
基板処理装置が提供される。
【００８１】
好ましくは、前記処理ガス分散部は、ガス供給孔に近接する、第一の孔郡を有する第一のシャワープレートと、前記第一のシャワープレートと前記基板載置部との間に設けられた、第二の孔郡を有する第二のシャワープレートと、を有し、
前記第一の孔及び第二の孔は、前記基板支持面から見て重ならないよう構成されている。
【００８２】
また好ましくは、前記ガス分散部は側面に孔が設けられ、底面が無孔板である。
【００８３】
本発明の更に他の態様によれば、
基板を処理容器へ搬入し、基板載置部に基板を載置する工程と、
前記基板を前記基板載置部内に設けた加熱部により加熱する工程と、
処理ガス供給管と封止部材を介して接続され、前記基板載置部と前記封止部材を結ぶ線上に設けられた熱輻射減衰部を経由して、前記処理容器に処理ガスを供給し、基板を処理する工程と、
前記基板を処理室から搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【００８４】
本発明の更に他の態様によれば、
処理容器と、
前記処理容器内に設けられ基板が載置される基板載置部と、
前記基板載置部内に設けられ前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理容器に設けられたガス導入部と、
前記ガス導入部に封止部材を介して接続され前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給管と、を備え、
前記ガス導入部は、前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に設けられている基板処理装置が提供される。
【００８５】
本発明の更に他の態様によれば、
基板が載置され内部に加熱部を有する基板載置部と、
処理ガスを供給し、第１の材質で構成されるガス供給管と、
前記ガス供給管が封止部材を介して接続されるガス導入部を有し、前記基板載置部が内包され、第２の材質で構成される処理室と、を備え、
前記ガス導入部は、前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に設けられている基板処理装置が提供される。
【００８６】
本発明の更に他の態様によれば、
処理容器と、
前記処理容器内に設けられ基板が載置される基板載置部と、
前記基板載置部内に設けられ前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理容器に設けられたガス導入部と、前記ガス導入部に封止部材を介して接続され前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給管と、
前記ガス供給管から供給された処理ガスを分散するガス分散部と、を備え、
前記ガス分散部は、前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に設けられている基板処理装置が提供される。
【００８７】
本発明の更に他の態様によれば、
基板が載置され内部に加熱部を有する基板載置部と、
処理ガスを供給し、第１の材質で構成されるガス供給管と、
前記ガス供給管が封止部材を介して接続されるガス導入部及び前記ガス供給管から供給された処理ガスを分散するガス分散部を有し、前記基板載置部が内包され、第２の材質で構成される処理室と、を備え、
前記ガス分散部は、前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に設けられている基板処理装置が提供される。
【００８８】
好ましくは、前記封止部材はＯリングとして構成されている。
【００８９】
また好ましくは、前記ガス導入部は、前記加熱部から前記封止部材へ向かう熱輻射を減衰させる白色ガラスにより構成されている。
【００９０】
また好ましくは、前記ガス分散部は、複数個のガス噴出孔が面内に分散するように設けられたシャワー板を備えている。
【００９１】
また好ましくは、
前記ガス分散部は、上端が開口され下端が閉塞された円筒部を備え、
前記円筒部の側壁には複数個のガス噴出孔が面内に分散するように設けられ、
前記円筒部の底板にはガス噴出孔が設けられていない。
【００９２】
また好ましくは、前記封止部材は、前記加熱部から前記封止部材に照射される熱輻射を低減させるように、前記加熱部から所定の距離だけ離した位置に設けられている。
【００９３】
また好ましくは、前記処理容器の内壁であって前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に、前記封止部材に照射される熱輻射を低減させる熱輻射抑制部が設けられている。
【符号の説明】
【００９４】
２００ ウエハ（基板）
２０３ 処理容器
２０３ａ ガス導入部（熱輻射減衰部）
２０３ｂ Ｏリング（封止部材）
２１０ｂ Ｏリング（封止部材）
２１７ サセプタ（基板載置部）
２１７ｈ ヒータ（加熱部）
２３４ ガス供給管（熱輻射減衰部）
２４０ ガス分散部（熱輻射減衰部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器と、
前記処理容器内に設けられ基板が載置される基板載置部と、
前記基板載置部内に設けられ前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理容器に隣接する熱輻射減衰部と、
前記ガス導入部に封止部材を介して接続され前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給管と、を備え、
前記熱輻射減衰部は、前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に設けられている基板処理装置。
【請求項２】
前記熱輻射減衰部は、白色ガラスで構成されている請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
基板を処理容器へ搬入し、基板載置部に基板を載置する工程と、
前記基板を前記基板載置部内に設けた加熱部により加熱する工程と、
処理ガス供給管と封止部材を介して接続され、前記基板載置部と前記封止部材を結ぶ線上に設けられた熱輻射減衰部を経由して、前記処理容器に処理ガスを供給し、基板を処理する工程と、
前記基板を処理室から搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１】
処理容器と、
前記処理容器内に設けられ基板が載置される基板載置部と、
前記基板載置部内に設けられ前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理容器に隣接する熱輻射減衰部と、
前記ガス導入部に封止部材を介して接続され前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給管と、を備え、
前記熱輻射減衰部は、前記加熱部と前記封止部材とを結ぶ線上に設けられている基板処理装置。
【請求項２】
前記熱輻射減衰部は、白色ガラスで構成されている請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
基板を処理容器へ搬入し、基板載置部に基板を載置する工程と、
前記基板を前記基板載置部内に設けた加熱部により加熱する工程と、
処理ガス供給管と封止部材を介して接続され、前記基板載置部と前記封止部材を結ぶ線上に設けられた熱輻射減衰部を経由して、前記処理容器に処理ガスを供給し、基板を処理する工程と、
前記基板を処理室から搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【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２０１０−２３２６３７（Ｐ２０１０−２３２６３７Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２９７４（Ｐ２０１０−２２９７４）
【出願日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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