CN108878328B - 基板处理装置和基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供基板处理装置和基板处理方法。在将被处理基板载置在载置台上并利用处理气体来进行基板处理时能进一步确保处理均匀性。用于在真空气氛下利用处理气体对作为被处理基板的晶圆(W)实施规定的处理的基板处理装置(5)包括：腔室(40)，其被保持为真空气氛，用于容纳晶圆(W)；基板载置台(41)，其用于在腔室(40)内载置晶圆(W)；气体导入构件(42)，其用于向腔室(40)内导入含有处理气体的气体；分隔壁构件(44)，其以能够进行升降的方式设置，用于形成分隔壁，该分隔壁在基板载置台(41)的上方的包括晶圆(W)的区域中限定处理空间(S)；以及升降机构(45)，其用于使分隔壁构件(44)进行升降。

Description

基板处理装置和基板处理方法
本申请是申请号为201510437109.6，申请日为2015年7月23日，发明创造名称为“基板处理装置和基板处理方法”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于对基板实施处理的基板处理装置和基板处理方法。
背景技术
在半导体器件的制造过程中，对作为基板的半导体晶圆(以下，仅记作晶圆)重复进行蚀刻处理、成膜处理等各种处理而制造期望的器件。
以往，作为这样的基板处理，大多使用对基板一张张进行处理的单片式的处理装置。另外，要求提高这样的处理装置的生产率，也提出一种在维持单片式的平台的基础上一次处理两张以上的基板的处理装置(例如专利文献1、2)。
在专利文献1、2所公开的基板处理装置中，在腔室内设置一个基板载置台，以与基板载置台相对的方式在基板载置台的上方设置一个构成喷淋状的气体分散板，在基板载置台上载置多张(两张)基板，将腔室内保持为真空并自气体分散板供给处理气体，从而对基板进行规定的处理。
专利文献1：日本特表2010－520649号公报
专利文献2：日本特开2012－015285号公报
发明内容
发明要解决的问题
然后，在蚀刻处理等基板处理中，随着基板的大型化而难以确保处理均匀性，除此以外，处理均匀性的要求越来越高，在所述专利文献1、2的技术中，难以获得期望的处理均匀性。即，在所述专利文献1、2的技术中，由于多张基板的干涉等而产生温度的不均匀、气体供给的不均匀，从而难以获得充分的处理均匀性。并且，连通常的单片式的处理装置也存在不能确保充分的处理均匀性的情况。
本发明是鉴于这样的情况而做出的，其课题在于，提供一种在将被处理基板载置在载置台上并利用处理气体来进行基板处理时、能够进一步确保处理均匀性的基板处理装置和基板处理方法。
用于解决问题的方案
为了解决所述问题，本发明的第1技术方案提供一种基板处理装置，其用于在真空气氛下利用处理气体对被处理基板实施规定的处理，其特征在于，该基板处理装置包括：腔室，其被保持为真空气氛，用于容纳被处理基板；基板载置台，其用于在所述腔室内载置被处理基板；气体导入构件，其用于向所述腔室内导入含有处理气体的气体；分隔壁构件，其以能够进行升降的方式设于所述腔室内，用于形成分隔壁，该分隔壁在所述基板载置台的上方的包括被处理基板的区域中限定处理空间；以及升降机构，其用于使所述分隔壁构件进行升降。
在所述第1技术方案中，能够构成为，所述分隔壁构件具有用于限定处理空间的筒状部和呈凸缘状设于筒状部的上部的凸缘部。优选的是，所述分隔壁构件具有设于所述凸缘部内的加热器，利用所述加热器的热量来提高所述处理空间的均热性。优选的是，所述加热器设于所述凸缘部内的被保持为大气压的空间内。
本发明的第2技术方案提供一种基板处理装置，其用于在真空气氛下利用处理气体对多张被处理基板实施规定的处理，其特征在于，该基板处理装置包括：腔室，其被保持为真空气氛，用于容纳多张被处理基板；多个基板载置台，其用于在所述腔室内分别载置被处理基板；气体导入构件，其用于向所述腔室内导入含有处理气体的气体；分隔壁构件，其以能够进行升降的方式设于所述腔室内，用于形成分隔壁，该分隔壁在所述多个基板载置台的上方的包括被处理基板的区域中分别限定处理空间；以及升降机构，其用于使所述分隔壁构件进行升降。
在所述第2技术方案中，能够成为，所述分隔壁构件一并地形成用于限定多个处理空间的分隔壁。
在所述第2技术方案中，能够构成为，所述气体导入构件与所述处理空间相对应地设有多个，自各所述气体导入构件向所对应的所述处理空间导入处理气体。
在所述第2技术方案中，能够构成为，所述分隔壁构件具有用于限定各处理空间的多个筒状部和呈凸缘状设于所述多个筒状部的上部的共用的凸缘部。优选的是，所述分隔壁构件具有设于所述凸缘部内的加热器，利用所述加热器的热量来提高所述处理空间的均热性。优选的是，所述加热器设于所述凸缘部内的被保持为大气压的空间内。
在所述第1技术方案和第2技术方案中，能够构成为，所述气体导入构件与所述基板载置台相对地设置，所述气体导入构件还具有用于在形成所述处理空间时将所述分隔壁构件与所述气体导入构件之间密封的第1密封构件。另外，也能够构成为，该基板处理装置还包括：内壁，其具有狭缝，该内壁以与所述基板载置台隔开间隔的方式设于所述基板载置台的周围；以及第2密封构件，其用于在形成所述处理空间时将所述分隔壁构件与所述内壁之间密封，自所述基板载置台与内壁之间的空间经由所述狭缝来对所述处理空间进行排气。优选的是，所述第1密封构件是具有主体部和自主体部倾斜地突出而构成密封部的唇部的唇式密封件，以所述分隔壁构件与所述气体导入构件之间的间隙在1.6mm～3.6mm的范围内的方式进行密封，优选的是，所述第2密封构件是具有主体部和自主体部倾斜地突出而构成密封部的唇部的唇式密封件，以所述分隔壁构件与所述内壁之间的间隙在1.6mm～3.6mm的范围内的方式进行密封。此时，优选的是，所述分隔壁构件的内侧与外侧之间的压力差为300Torr以下。
在所述第1技术方案和第2技术方案中，能够构成为，所述升降机构具有能够使所述分隔壁构件进行升降动作的驱动器、自驱动器延伸出且顶端安装于所述分隔壁构件的驱动轴、以及顶端安装于所述分隔壁构件且延伸到所述腔室的外部的多根引导轴，所述引导轴在由所述腔室的被保持为真空状态的内部与所述腔室的作为大气压空间的外部之间的压力差所产生的上推力的作用下上升，从而使所述分隔壁构件上升。
在该情况下，优选的是，所述引导轴具有与所述分隔壁构件相连接的上部轴和与所述上部轴相连接的下部轴，所述上部轴和所述下部轴在借助在所述上部轴与所述下部轴之间产生滑动的滑动构件而容许滑动的状态下结合起来，从而能够吸收热膨胀差。
并且，能够构成为，所述气体导入构件与所述基板载置台相对地设置，在所述气体导入构件的下表面具有多个气体喷出孔，向所述处理空间呈喷淋状喷出处理气体。
另外，在所述第1技术方案和第2技术方案中，也可以是，该基板处理装置还具有用于对来自所述气体导入构件的气体的导入进行控制的控制部，在使所述分隔壁构件进行升降时，所述控制部以在所述腔室内形成将微粒向排气侧引导的气体的流动而抑制微粒附着在被处理基板上的方式使气体自所述气体导入构件导入。此时，优选的是，在使所述分隔壁构件进行升降时，所述控制部对来自所述气体导入构件的气体的导入进行控制，以便使所述气体的气体流量为500sccm～1000sccm且使所述腔室内的压力为1000mTorr以上。
本发明的第3技术方案提供一种基板处理方法，在该基板处理方法中，成为在被保持为真空气氛的腔室内将被处理基板载置于基板载置台的状态，以能够进行升降的方式设置用于形成分隔壁的分隔壁构件，该分隔壁在基板载置台的上方的包括被处理基板的区域中限定处理空间，自气体导入构件向由所述分隔壁构件限定的所述处理空间内导入处理气体而对所述被处理基板实施规定的处理，其特征在于，该基板处理方法包括以下工序：设成已使所述分隔壁构件下降以便能够向所述基板载置台输送被处理基板的状态；将被处理基板输入到所述腔室内并载置在所述基板载置台上；使所述分隔壁构件上升而在所述腔室内形成所述处理空间；向所述处理空间内导入所述处理气体而对所述被处理基板实施规定的处理；使所述分隔壁构件下降以便能够将所述被处理基板自所述腔室输出；以及在已使所述分隔壁构件下降的状态下将所述被处理基板自所述腔室输出。
在所述第3技术方案中，也可以是，在使所述分隔壁构件进行升降时向所述腔室内导入气体，以便在所述腔室内形成将微粒向排气侧引导的气体的流动而抑制微粒附着在被处理基板上。此时，优选的是，在使所述分隔壁构件进行升降时，以使所述气体的气体流量为500sccm～1000sccm且使所述腔室内的压力为1000mTorr以上的方式导入气体。
发明的效果
在本发明中，由于在腔室内以能够进行升降的方式设置用于形成分隔壁的分隔壁构件，该分隔壁在基板载置台的上方的包括被处理基板的区域中限定处理空间，在利用分隔壁构件限定了处理空间的状态下对基板进行处理，因此能够确保极高的处理均匀性。另外，由于在由分隔壁构件围成的狭小的空间内进行处理，因此能够减少气体使用量而获得节能效果，并能够获得因短缩压力调整时间而使生产率提高的效果。
附图说明
图1是表示具有作为本发明的一实施方式的基板处理装置的COR处理装置的处理系统的概略结构图。
图2是表示本发明的一实施方式的COR处理装置的剖视图，其是表示使分隔壁构件上升后的状态的图。
图3是表示本发明的一实施方式的COR处理装置的剖视图，其是表示使分隔壁构件下降后的状态的图。
图4是表示分隔壁构件的立体图。
图5是利用截面来表示凸缘部的分隔壁构件的侧视图。
图6是表示COR处理装置的驱动轴设置部分和引导轴设置部分的剖视图。
图7是表示引导轴的上部轴与下部轴之间的接合部分的剖视图。
图8是表示对在对分隔壁构件进行了驱动时使条件变化并形成气流时的、附着在晶圆上的微粒的个数进行评价的结果的图。
图9是表示对在利用未设置有分隔壁构件的以往的装置进行COR处理的情况下的处理分布和利用设有分隔壁构件的装置以图2的状态进行COR处理的情况下的处理分布进行比较的结果的图。
图10是表示本发明的另一实施方式的COR处理装置的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
具有COR处理装置的处理系统
图1是表示具有作为本发明的一实施方式的基板处理装置的、用于进行化学氧化物去除(Chemical Oxide Removal：COR)处理的COR处理装置的处理系统的概略结构图。该处理系统1包括：输入输出部2，其用于输入输出作为被处理基板的半导体晶圆(以下，仅记作晶圆)W；加载互锁真空室(L/L)3，其设有两个，该两个加载互锁真空室(L/L)与输入输出部2相邻地设置；PHT处理装置4，其分别与各加载互锁真空室3相邻地设置，用于对晶圆W进行PHT(Post Heat Treatment：后热处理)处理；以及COR处理装置5，其分别与各PHT处理装置4相邻地设置，用于对晶圆W进行COR处理。加载互锁真空室3、PHT处理装置4以及COR处理装置5按照加载互锁真空室3、PHT处理装置4以及COR处理装置5的顺序在一直线上排列设置。PHT处理装置4和COR处理装置5能够每次处理两张晶圆W。
输入输出部2具有输送室(L/M)12，该输送室(L/M)12在内部设有用于输送晶圆W的第1晶圆输送机构11。第1晶圆输送机构11具有用于大致水平地保持晶圆W的两个输送臂11a、11b。在输送室12的长度方向上的侧部设有载置台13，该载置台13能够与以排列多张晶圆W的方式收纳多张晶圆W的例如3个承载件C相连接。另外，与输送室12相邻地设有定位器14，该定位器14使晶圆W旋转并利用光学方法求出偏心量，以进行晶圆W的对位。
在输入输出部2中，晶圆W由输送臂11a、11b保持着并利用第1晶圆输送机构11的驱动而在大致水平面内进行直进移动并进行升降，从而将晶圆W输送至期望的位置。然后，通过使输送臂11a、11b分别相对于载置台13上的承载件C、定位器14、加载互锁真空室3进行进退来输入输出晶圆W。
各加载互锁室3以在其与输送室12之间分别设有闸阀16的状态分别连结于输送室12。在各加载互锁室3内设有用于输送晶圆W的第2晶圆输送机构17。另外，能够对加载互锁室3进行抽真空而使其达到规定的真空度。
第2晶圆输送机构17具有多关节臂构造，且具有该拾取件大致水平地保持晶圆W的拾取件(日文：ピック)。在该第2晶圆输送机构17中，在收缩了多关节臂的状态下拾取件位于加载互锁真空室3内，通过使多关节臂伸长，能够使拾取件达到PHT处理装置4，通过使多关节臂进一步伸长，能够使拾取件达到COR处理装置5，由此，能够在加载互锁真空室3、PHT处理装置4、以及COR处理装置5之间输送晶圆W。
PHT处理装置4具有能够进行抽真空的腔室20和在腔室20中能以水平状态载置两张作为被处理基板的晶圆W的基板载置台23，在基板载置台23中埋设有加热器，该PHT处理装置4用于进行PHT处理，在该PHT处理中，利用该加热器对施加了COR处理后的晶圆W进行加热而使由COR处理生成的后述的反应生成物气化(升华)。在进行PHT处理时，向腔室20内导入N2气体等非活性气体。在腔室20的靠加载互锁真空室3的一侧设有闸阀22，在腔室20的靠COR处理装置5的一侧设有闸阀54。
本实施方式的COR处理装置5用于在腔室40内利用HF气体和NH3气体来对晶圆W的表面的氧化膜进行COR处理，在后面详细叙述其详细结构。
控制部6包括工艺控制器94，该工艺控制器91具有用于对处理系统1的各构成部进行控制的微型处理器(计算机)。工艺控制器91与用户界面95相连接，该用户界面92具有为了操作者管理处理系统1而进行命令输入等输入操作的键盘、将处理系统1的运行状况可视化显示的显示器等。另外，工艺控制器91与存储部96相连接，在该存储部93中存储有用于通过工艺控制器的控制来实现由处理系统1执行的各种处理、例如对后述的COR处理装置5中的处理气体的供给、腔室内的排气等的控制程序、用于根据处理条件使处理系统1的各构成部执行规定的处理的控制程序即处理制程、各种数据库等。制程被存储在存储部93中的适当的存储介质(未图示)中。并且，根据需要，从存储器93调出任意的制程并由工艺控制器91执行，从而在工艺控制器91的控制下，利用处理系统1进行期望的处理。
接下来，说明这样的处理系统1中的处理动作。
首先，将作为被处理基板的、在表面上具有氧化硅膜的晶圆W收纳在承载件C内并输送到处理系统1中。在处理系统1中，在打开大气侧的闸阀16的状态下，利用第1晶圆输送机构11的输送臂11a、11b中的任意一个输送臂将1张晶圆W自输入输出部2的承载件C输送到加载互锁真空室3，并将其交接到加载互锁真空室3内的第2晶圆输送机构17的拾取件上。
之后，关闭大气侧的闸阀16并对加载互锁真空室3内进行真空排气，接着打开闸阀54，使拾取件伸长到COR处理装置5而向COR处理装置5输送晶圆W。
之后，使拾取件返回到加载互锁真空室3，关闭闸阀54，在COR处理装置5中如后述那样进行COR处理。
在完成COR处理之后，打开闸阀22、54，利用第2晶圆输送机构17的拾取件来接收处理后的晶圆W，并将晶圆W载置在PHT处理装置4的腔室20内的载置台23上。然后，使拾取件退避到加载互锁真空室3，关闭闸阀22、54，在PHT处理装置4的腔室20内对晶圆W进行加热而进行PHT处理。由此，由所述COR处理产生的反应生成物被加热而气化，从而将反应生成物去除。
在完成PHT处理装置4中的热处理之后，打开闸阀22，利用第2晶圆输送机构17的拾取件使载置台23上的蚀刻处理后的晶圆W退避到加载互锁真空室3，利用第1晶圆输送机构11的输送臂11a、11b中的任意一个输送臂来使该晶圆W返回到承载件C。由此，完成了一张晶圆的处理。与容纳在承载件C内的晶圆W的数量相对应地重复进行这样的一系列的处理。
COR处理装置的结构
接下来，说明本发明的一实施方式的COR处理装置。
图2和图3是表示本发明的一实施方式的COR处理装置的剖视图，图2表示使分隔壁构件上升后的状态，图3表示使分隔壁构件下降后的状态。
如这些图所示，COR处理装置5包括密闭构造腔室40，并在腔室40的内部包括：基板载置台41，其设有两个，该两个基板载置台41用于将作为被处理基板的晶圆W以水平状态一张张载置；气体导入构件42，其设有两个，该两个气体导入构件42以分别在这些基板载置台41的上方与这些基板载置台41相对的方式将处理气体导入到腔室40内；内壁43，其设有两个，该两个内壁43分别设于两个基板载置台41的下部的周围；分隔壁构件44，其能够进行升降，用于分别形成分隔壁，该分隔壁在各基板载置台41与所对应的气体导入构件42之间的包括晶圆W在内的区域中限定密闭了的处理空间S；升降机构45，其用于使分隔壁构件44升降；气体供给机构46，其用于供给HF气体和NH3气体等；以及排气机构47，其用于对腔室40内进行排气。
腔室40由例如铝或铝合金制成且由腔室主体51和盖部52构成。腔室主体51具有侧壁部51a和底部51b，腔室主体51的上部开口，该开口被盖部52封堵。侧壁部51a和盖部52被密封构件51c密封，从而确保腔室40内的气密性。在盖部52的内侧嵌入有所述两个气体导入构件42。在腔室主体51的侧壁部51a设有用于在与PHT处理装置4的腔室之间输送晶圆W的输入输出口(未图示)，该输入输出口能够通过所述闸阀54进行开闭。
基板载置台41包括：载置板61，其呈大致圆柱状，具有晶圆W的载置面；以及基座块62，其固定于腔室主体51的底部51b，用于支承载置板。在载置板61的内部设有用于对晶圆W的温度进行调节的温度调节器63。温度调节器63具有供例如温度调节用介质(例如水等)循环的管路，通过与在这样的管路内流动的温度调节用介质之间进行热交换，从而对晶圆W的温度进行控制。另外，在输送晶圆W时使用的多个升降销(未图示)以能够相对于晶圆的载置面突出、没入的方式设置在基板载置台41上。
内壁43呈圆筒状，其以与基板载置台41的基座块62隔开间隔的方式设置在基座块62的周围，在内壁43与基座块62之间构成呈圆环状的排气空间68。在内壁43的上部形成有凸缘67。在内壁43上形成有狭缝(未图示)，自处理空间S到达圆环状的排气空间68的排出气体经由内壁43的狭缝被向内壁43的外侧空间均匀地排出，利用后述的排气机构47进行排气。
气体供给机构46用于向气体导入构件42供给HF气体、NH3气体、以及Ar气体、N2气体等稀释气体，该气体供给机构46具有各气体的供给源、供给配管、阀、以及质量流量控制器等流量控制器。
气体导入构件42用于将自气体供给机构46供给过来的气体导入到腔室40内，气体导入构件42在内部具有气体扩散空间64，气体导入构件42的整体形状呈圆筒状。在气体导入构件42的上表面形成有与腔室40的上壁相连的气体导入孔65，在气体导入构件42的底面设有与气体扩散空间64相连的多个气体喷出孔66。并且，自气体供给机构46供给过来的HF气体、NH3气体等气体经由气体导入孔65到达气体扩散空间64，并在气体扩散空间64中扩散而自气体喷出孔66均匀地呈喷淋状喷出。即，气体导入构件42作为使气体分散地喷出的气体分散头(喷头)而发挥功能。此外，气体导入构件42也可以是以单独流路喷出HF气体和NH3气体的后混合方式(post mix type)。
分隔壁构件44是一并形成用于限定与两个基板载置台41相对应的两个处理空间的构件，也如图4的立体图所示，分隔壁构件44具有用于形成各处理空间的两个圆筒部(筒状部)71和呈凸缘状设于圆筒部71的上部的凸缘部72。另外，在圆筒部71的底部形成有内凸缘部73(参照图2)。
在分隔壁构件44的凸缘部72的上表面上，以与各处理空间S相对应的方式设有两个密封构件74。另外，如图3所示，在内壁43的凸缘67的下表面分别设有密封构件75。并且，如图2所示，在使分隔壁构件44上升后的状态下，密封构件74与气体导入构件42的下表面相抵接而使分隔壁构件44与气体导入构件42之间紧密接触，密封构件75与分隔壁构件44的内凸缘部73的上表面相抵接而使分隔壁构件44与内壁43之间紧密接触，从而形成作为大致密闭的空间的处理空间S。
作为密封构件74、75，能够优选使用具有主体部和自主体部倾斜地突出的唇部的唇式密封件。唇式密封件的唇部构成密封部，通过使密封构件74、75为唇式密封件，能够在不使分隔壁构件44与气体导入构件42直接接触和不使分隔壁构件44与内壁43直接接触的情况下以保持有间隙的状态进行密封。因此，能够防止因分隔壁构件44与气体导入构件42相接触和分隔壁构件44与内壁43相接触而产生的微粒。另外，由于唇式密封件利用唇部来调整间隙，因此间隙调整的自由度较高。为了在防止分隔壁构件44与气体导入构件42之间的接触和防止分隔壁构件44与内壁43之间的接触的同时获得期望的密封性，优选以使分隔壁构件44与气体导入构件42之间的间隙和分隔壁构件44与内壁43之间的间隙在1.6mm～3.6mm的范围的方式进行密封。
另外，如后述那样，在使分隔壁构件44上升时利用腔室40的真空状态的内部与腔室40的作为大气空间的外部之间的压力差，驱动力较小，因此，作为密封构件74、75，要求能够尽量以反作用力较小的状态均匀地进行密封。与此相对，唇式密封件在密封状态中反作用力大致接近0并为恒定的，因此，这样即使驱动力较小也能够充分地进行密封。
但是，唇式密封件适合于在真空与真空之间或大气与大气之间等压力差较小的环境下的密封，在作为密封构件74、75而使用了唇式密封件的情况下，需要为分隔壁构件44的内侧与分隔壁构件44的外侧之间的压力差较小的状态，优选这些压力差为300Torr以下。
由于唇式密封件的唇部需要朝向压力较高的一侧，因此，在将唇式密封件应用于密封构件74的情况下，使用唇部朝向压力更高的处理空间S侧、即内侧的唇式密封件。另外，在将唇式密封件应用于密封构件75的情况下，使用唇部朝向压力更高的处理空间S侧、即外侧的唇式密封件。
此外，密封构件75设于内壁43的凸缘67的下表面，但密封构件75也可以设于分隔壁构件44的内凸缘部73的上表面。
如图5所示，分隔壁构件44的凸缘部72具有主体部72a，该主体部72a具有环绕的槽部76，在槽部76的内部，以沿着槽部76环绕的方式设有加热器77。在主体部72a的上部焊接有盖部72b，从而槽部76成为密闭了的空间。加热器77与腔室40的外部的加热器电源(未图示)相连，通过向加热器77供电来使加热器77发热，该热量自分隔壁构件44的上部向下部迅速地扩散而能够将处理空间S内加热至例如30℃～150℃，从而将处理空间S内保持为均热性较高的状态。如后述那样，槽部76经由升降机构45的引导轴与大气相连而成为大气空间。因此，不易引起过度升温等，加热器77的控制性良好。
用于使分隔壁构件44升降的升降机构45包括：驱动器81，其配置于腔室40的外部，能够使分隔壁构件44进行升降运动；驱动轴82，其自驱动器81延伸出而进入到腔室40内，驱动轴82的顶端安装于分隔壁构件44的凸缘部72；以及引导轴83，其设有多个且为中空，该引导轴83的顶端安装于分隔壁构件44，该引导轴83的另一端延伸到腔室40之外。若引导轴83为两根，则引导轴83与驱动轴82一起成为3轴支承而能够进行稳定的支承，从而能够使分隔壁构件44稳定地升降。当使引导轴83的根数多于两根、例如为4根时，虽然能够使分隔壁构件44更均匀地上升，但当根数增加时，成本性、维护性会降低。因而，只要考虑到这点来决定引导轴83的根数即可。
如图6所示，驱动轴82由上部轴82a和下部轴82b构成，能够进行伸缩的波纹管84的一端安装于上部轴82a的下端。下部轴82b以在腔室40之外与上部轴82a相连续的方式安装于上部轴82a，从而构成为滚珠花键的花键轴。波纹管84设于驱动轴82的上部轴82a的周围，波纹管84的另一端安装于腔室40的底部。由此，在驱动轴82进行升降时，波纹管84与驱动轴82的升降相对应地进行伸缩，从而保持腔室40内的真空状态。在腔室40的底部，以覆盖波纹管84的外侧的方式安装有用于容纳驱动轴82的壳体85。在壳体85的与下部轴82b相对应的部分的内侧安装有滚珠花键的套筒86。
另外，如图6所示，引导轴83由上部轴83a和下部轴83b构成，能够进行伸缩的波纹管87的一端安装于上部轴83a的下端。下部轴83b以在腔室40之外与上部轴83a相连续的方式安装于上部轴83a，该下部轴83b被引导衬套89引导。波纹管87设于引导轴83的上部轴83a的周围，波纹管87的另一端安装于腔室40的底部。由此，在引导轴83进行升降时，波纹管87与引导轴83的升降相对应地进行伸缩，从而保持腔室40内的真空状态。在腔室40的底部，以覆盖波纹管87的外侧的方式安装有用于容纳引导轴83的壳体88。在壳体88的与下部轴83b相对应的部分的内侧安装有引导衬套89。
由于引导轴83的下端设于腔室40的外部的大气压空间中，因此，在将腔室40的内部保持为真空的状态下，在它们的压力差的作用下，对引导轴83作用有与引导轴8的截面积成正比的上推力。虽然在引导轴83上作用有波纹管87的弹簧反作用力和引导轴83的自重等朝向下方的力，但通过对引导轴83的内径等适当地进行设定，能够使上推力更大。由此，能够利用适当的压力来上推分隔壁构件44。因此，能够利用多根引导轴83来引导分隔壁构件44并对其稳定地进行驱动，并且能够使分隔壁构件44均匀地上升而确保可靠的密封性。
在使分隔壁构件44下降时，只要利用驱动器81并借助驱动轴82克服由这样的压力差引起的将分隔壁构件44上推的力而使分隔壁构件44下降即可。由于驱动器81只要仅在使分隔壁构件44下降时使用即可，因此能够减轻驱动器81和驱动轴82的负担。通过使分隔壁构件44下降而如图3所示那样使分隔壁构件44位于基板载置台41的载置面的下方，能够实现晶圆W的输送。
此外，图6示出COR处理装置5的截面，图6的左侧示出了设有驱动轴82的区域的截面，图6的右侧示出设有引导轴的区域的截面，隔着双划线示出了左右不同的部分的截面。
图7是表示引导轴83的上部轴83a与下部轴83b之间的接合部分的剖视图，上部轴83a的下端成为用于支承波纹管87的凸缘91，下部轴83b的上端成为与凸缘91相对应的凸缘92。在凸缘92的上表面设有由PTFE等滑动性良好的树脂材料形成的滑动构件93，从而能在凸缘91与滑动构件93之间产生滑动。并且，在容许滑动构件93与凸缘91之间的滑动的状态下，利用螺纹件90将凸缘91和凸缘92结合起来。引导轴83的上部轴83a有时因加热器77的加热等而温度升高，由此会使上部轴83a较大地进行热膨胀，但由于下部轴83b受到加热的影响较小。因此，该热膨胀差有可能会使引导轴83变形而影响升降。与此相对，通过设置滑动构件93而使上部轴83a在滑动构件93上滑动，能够吸收热膨胀差。
排气机构47具有与形成于腔室40的底部51b的排气口(未图示)相连的排气配管101，并具有设于排气配管101的自动压力控制阀(APC)102和真空泵103，该自动压力控制阀(APC)102用于对腔室40内的压力进行控制，该真空泵103用于对腔室40内进行排气。
为了分别测量腔室40内的两个处理空间S的压力，以自腔室的底面插入到与各处理空间S相对应的排气空间68中的方式分别设有高压力用的电容压力计(capacitancemanometer)105a和低压力用的电容压力计105b作为压力计。利用由电容压力计105a或电容压力计105b检测出的压力来控制自动压力控制阀(APC)102的开度。
COR处理装置的处理动作
接下来，说明如此构成的COR处理装置所进行的处理动作。
首先，在利用驱动器81并借助驱动轴82使分隔壁构件44下降了的图3的状态下，打开闸阀54将两张晶圆W自未图示的输入输出口输入到腔室40内，并将该两张晶圆W载置在各基板载置台41上。
接着，使驱动器81的动作停止，利用由腔室40的真空状态的内部与腔室40的作为大气压空间的外部之间的压力差所产生的上推力来使引导轴83上升，从而将分隔壁构件44上推而成为图2的状态。即，使密封构件74与气体导入构件42的下表面相抵接而使分隔壁构件44与气体导入构件42之间紧密接触，并使密封构件75与分隔壁构件44的内凸缘部73的上表面相抵接而使分隔壁构件44与内壁43之间紧密接触，由此形成作为大致密闭的空间的处理空间S。
接着，自气体导入构件42的多个气体喷出孔66呈喷淋状分散地喷出来自气体供给机构46的HF气体、NH3气体、以及N2气体、Ar气体等非活性气体，从而对晶圆W的表面的SiO2膜施加COR处理。在COR处理中，使HF气体以及NH3气体与形成于晶圆W的表面的SiO2膜发生反应而生成能够在热作用下发生分解而被去除的氟硅酸铵(AFS)。
在完成COR处理之后，利用升降机构45的驱动器81使分隔壁构件44下降而成为图3的状态，打开闸阀54，将处理完毕的两张晶圆W自未图示的输入输出口输出。
在以上的处理动作中，分隔壁构件44被驱动而进行升降，因此，在该驱动的作用下，有时使附着在分隔壁构件44上的附着物脱离而产生微粒。另外，在分隔壁构件44上升而与气体导入构件42相接触时，有时自该接触部产生微粒。当这样的微粒附着在晶圆W上时，会使晶圆W产生缺陷。
因此，在使分隔壁构件44进行升降时自气体导入构件42导入气体，以便形成将微粒向排气侧引导的气体的流动而抑制微粒附着在晶圆W上。此时的气体只要是不有助于晶圆W的处理且不对晶圆W的处理造成不良影响的气体即可，其优选为非活性气体。在本例子中，能够使用N2气体和Ar气体中的任意一种气体或N2气体和Ar气体这两种气体。对此时的气体的流量和压力进行控制，以形成不使微粒附着在晶圆W上那样的流动。若气体流量过少，则不能形成有效的流动，若气体流量过多，则会使微粒飞扬反而容易使微粒附着在晶圆W上。另外，若压力过低，则气体成为分子流而不易形成朝向排气侧去的气流。从这样的观点考虑，气体流量优选为500sccm～1000sccm(mL/min)，腔室内的压力优选为1000mTorr(133.3Pa)以上。从形成适当的气流的观点考虑，虽然不存在压力的上限，但为了方便处理，优选腔室内的压力为3000mTorr(400Pa)以下。
实际上，对在使分隔壁构件44进行升降时使条件变化并形成气流时的、附着在晶圆上的微粒的个数进行了评价。将其结果表示在图8中。在此，作为气体而使用N2气体，以在对分隔壁构件44进行驱动时不使气体流动的情况为基准，对以750sccm、2000sccm这两个水准来使气体的流量发生变化和以750mTorr、2000mTorr这两个水准来使压力发生变化的情况下的附着微粒的个数进行各3次计数。其结果，与不使气体流动的情况相比，在流量为750sccm且压力为2000mTorr的情况下，微粒减低到一半左右。与此相对，在利用其他条件时，没有看到效果。根据该结果，确认了：通过对气体流量和压力适当地进行调整，能够形成不使微粒附着在晶圆W上那样的气流。
在如此一边形成气流一边使分隔壁构件44上升的情况下，使分隔壁构件44与气体导入构件42相接触而形成处理空间S，之后，对处理空间S内的压力进行调整并实施COR处理。另外，在一边形成气流一边使分隔壁构件44下降的情况下，在分隔壁构件44的下降结束之后，停止供给气体并将晶圆W输出。
实施方式的效果
采用本实施方式，通过使分隔壁构件44上升，从而形成用于对晶圆W一张张进行处理的处理空间S，因此，能够在不与其他晶圆相干涉等的条件下均匀地进行COR处理。另外，由于自气体导入构件42朝向各处理空间S与晶圆W相对地呈喷淋状供给处理气体，因此能够使气体分布均匀，从而能够使处理分布更均匀。并且，由于能将处理完毕的气体自基板载置台41与内壁43之间的圆环状的排气空间68经由内壁43的狭缝排出，因此能够均匀地进行排气，从而能够使处理空间S中的气体的分布更加均匀。另外，由于在由分隔壁构件44围成的狭小的空间内进行处理，因此能够减少气体使用量而获得节能效果，并能够获得因短缩压力调整时间而使生产率提高的效果。
另外，此时，利用设于分隔壁构件44的上部的凸缘部72的加热器77将分隔壁构件44的凸缘部72加热到例如30℃～150℃。由此，温度自热传导性较高的铝或铝合金制的分隔壁构件44的上部向下部迅速地扩散，能够将处理空间S内的温度控制为均热性极高的状态，从而能够进一步提高处理均匀性。另外，设有加热器77的槽部76经由升降机构45的引导轴83与大气相连而成为大气空间。因此，不易引起过度升温等，加热器77的控制性良好。
实际上，对在利用未设置有分隔壁构件44的以往的装置进行COR处理的情况下的处理分布和设置分隔壁构件44并以图2的状态进行COR处理的情况下的处理分布进行了比较。将其结果表示在图9中。在为以往的装置的情况下，如图9的(a)所示，任一晶圆均因与其他的晶圆相干涉而使处理变得不均匀，在设有分隔壁构件44的本实施方式的情况下，如图9的(b)所示，确认了：处理分布呈同心圆状，提高了处理均匀性。
另外，如上所述，引导轴83的上部轴83a有时因加热器77对分隔壁构件44进行的加热等而温度升高，由此会使上部轴83a较大地进行热膨胀，但由于下部轴83b受到加热的影响较小。因此，该热膨胀差有可能会使引导轴变形而影响升降。与此相对，在本实施方式中，由于在引导轴83的上部轴83a的下端的凸缘91与下部轴83b的上端的凸缘92之间设置由PTFE等滑动性良好的树脂材料形成的滑动构件93而使凸缘91与滑动构件93之间能产生滑动，并在容许滑动构件93与凸缘91之间的滑动的状态下利用螺纹件90将凸缘91和凸缘92结合起来，因此，通过使上部轴83a在滑动构件93上滑动，能够吸收热膨胀差。
并且，由于设置因腔室40的真空状态的内部与腔室40的作为大气压空间的外部之间的压力差而被作用有上推力的多根引导轴83并借助这些多根引导轴83使分隔壁构件44上升，因此能够利用多根引导轴83来进行稳定的驱动，并能够使分隔壁构件44均匀地上升而实现密封面的平面稳定化，从而能够确保可靠的密封性。另外，由于驱动器81只要仅在使分隔壁构件44下降时使用即可，因此能够减轻驱动器81、驱动轴82的负担。
而且，在使分隔壁构件44上升而形成处理空间S时，由于利用分隔壁构件44与气体导入构件42之间的密封构件74和分隔壁构件44与内壁43之间的密封构件75来在上下方向上进行密封，因此能够形成密闭性良好的处理空间。
并且，由于能够利用一个分隔壁构件44来一并形成两个处理空间，因此能够避免升降机构的复杂化。
另外，在对分隔壁构件44进行驱动时，通过形成将微粒向排气侧引导的气体的流动，能够有效地抑制在对分隔壁构件44进行驱动时产生的微粒附着在晶圆上。
其他应用
此外，本发明并不限定于所述实施方式，而能够进行各种变形。例如，在所述实施方式中，示出了将本发明应用于COR处理装置的例子，但并不限于此，只要是利用气体进行的处理即可，还能够将本发明应用于利用例如化学蒸镀法(CVD法)进行的成膜处理等其他处理。另外，本发明也可以应用于利用等离子体的处理。
另外，在所述实施方式中，示出了自与基板载置台相对地设置的气体导入构件呈喷淋状喷出气体的情况，但并不限于此，也可以是自喷嘴喷出气体等其他气体喷出形态。
并且，在所述实施方式中，示出了自基板载置台与内壁之间的排气空间经由内壁的狭缝排出气体的例子，但并不限于此，也可以自气体导入构件侧等其他部分进行排气。
另外，在所述实施方式中，示出了每次对两张被处理体进行处理的例子，但并不限于此，既可以是一张张进行处理的单片式，也可以每次对3张以上的被处理体进行处理。
将单片式的COR处理装置的例子表示在图10中。该COR处理装置5′具有腔室40′，在该腔室40′中分别配置有各一个与图2、3的COR处理装置5相同构造的基板载置台41、气体导入构件42、以及内壁43。另外，用于在基板载置台41与气体导入构件42之间形成一个大致密闭状态的处理空间S的分隔壁构件44′以能够通过与图2、3的COR处理装置5大致相同的构造的升降机构45′进行升降的方式设置。另外，该COR处理装置5′具有与COR处理装置5相同的气体供给机构46和排气机构47。
即使是这样的单片式的处理装置，在不存在分隔壁构件的情况下，有时也不能保持气体的流动、温度的均匀性，未必能够进行均匀的处理，但通过如此设置分隔壁构件44′，能够提高处理均匀性。另外，由于在由分隔壁构件44′围成的狭小的空间内进行处理，因此能够减少气体使用量而获得节能效果，并能够获得因短缩压力调整时间而使生产率提高的效果。
另外，在所述实施方式中，作为被处理基板，以半导体晶圆为例进行了说明，但根据本发明的原理，显然，被处理基板并不限于半导体晶圆，不言而喻，本发明能够应用于其他各种基板的处理。
附图标记说明
1、处理系统；2、输入输出部；3、加载互锁真空室；4、PHT处理装置；5、COR处理装置；6、控制部；40、腔室；41、基板载置台；42、气体导入构件；43、内壁；44、44′、分隔壁构件；45、45′、升降机构；46、气体供给机构；47、排气机构；68、排气空间；77、加热器；74、75、密封构件；81、驱动器；82、驱动轴；83、引导轴；93、滑动构件；S、处理空间；W、半导体晶圆(被处理基板)。

Claims (7)

1.一种基板处理装置，其用于在真空气氛下利用处理气体对被处理基板实施规定的处理，其特征在于，
该基板处理装置包括：
腔室，其被保持为真空气氛，用于容纳被处理基板；
基板载置台，其用于在所述腔室内载置被处理基板；
气体导入构件，其用于向所述腔室内导入含有处理气体的气体；
分隔壁构件，其以能够进行升降的方式设于所述腔室内，用于形成分隔壁，该分隔壁在所述基板载置台的上方的包括被处理基板的区域中限定密闭的处理空间；以及
升降机构，其用于使所述分隔壁构件进行升降，
其中，所述气体导入构件与所述基板载置台相对地设置，所述气体导入构件还具有用于在形成所述处理空间时将所述分隔壁构件与所述气体导入构件之间密封的第1密封构件，
所述第1密封构件是具有主体部和自主体部倾斜地突出而构成密封部的唇部的唇式密封件，以所述分隔壁构件与所述气体导入构件之间的间隙在1.6mm~3.6mm的范围内的方式进行密封，
所述分隔壁构件的内侧与外侧之间的压力差为300Torr以下，
所述分隔壁构件具有加热器。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
该基板处理装置还包括：
内壁，其具有狭缝，该内壁以与所述基板载置台隔开间隔的方式设于所述基板载置台的周围；以及
第2密封构件，其用于在形成所述处理空间时将所述分隔壁构件与所述内壁之间密封，
自所述基板载置台与内壁之间的空间经由所述狭缝来对所述处理空间进行排气。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第2密封构件是具有主体部和自主体部倾斜地突出而构成密封部的唇部的唇式密封件，以使所述分隔壁构件与所述内壁之间的间隙在1.6mm~3.6mm的范围内的方式进行密封。
4.一种基板处理装置，其用于在真空气氛下利用处理气体对多张被处理基板实施规定的处理，其特征在于，
该基板处理装置包括：
腔室，其被保持为真空气氛，用于容纳多张被处理基板；
多个基板载置台，其用于在所述腔室内分别载置被处理基板；
气体导入构件，其用于向所述腔室内导入含有处理气体的气体；
分隔壁构件，其以能够进行升降的方式设于所述腔室内，用于形成分隔壁，该分隔壁在所述多个基板载置台的上方的包括被处理基板的区域中分别限定密闭的处理空间；以及
升降机构，其用于使所述分隔壁构件进行升降，
所述气体导入构件与所述基板载置台相对地设置，所述气体导入构件还具有用于在形成所述处理空间时将所述分隔壁构件与所述气体导入构件之间密封的第1密封构件，
所述第1密封构件是具有主体部和自主体部倾斜地突出而构成密封部的唇部的唇式密封件，以所述分隔壁构件与所述气体导入构件之间的间隙在1.6mm~3.6mm的范围内的方式进行密封，
所述分隔壁构件的内侧与外侧之间的压力差为300Torr以下，
所述分隔壁构件具有加热器。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
该基板处理装置还包括：
内壁，其具有狭缝，该内壁以与所述基板载置台隔开间隔的方式设于所述基板载置台的周围；以及
第2密封构件，其用于在形成所述处理空间时将所述分隔壁构件与所述内壁之间密封，
自所述基板载置台与内壁之间的空间经由所述狭缝来对所述处理空间进行排气。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第2密封构件是具有主体部和自主体部倾斜地突出而构成密封部的唇部的唇式密封件，以使所述分隔壁构件与所述内壁之间的间隙在1.6mm~3.6mm的范围内的方式进行密封。
7.一种基板处理方法，在该基板处理方法中，成为在被保持为真空气氛的腔室内将被处理基板载置于基板载置台的状态，以能够进行升降的方式设置用于形成分隔壁的分隔壁构件，该分隔壁在基板载置台的上方的包括被处理基板的区域中限定密闭的处理空间，自气体导入构件向由所述分隔壁构件限定的所述密闭的处理空间内导入处理气体而对所述被处理基板实施规定的处理，其特征在于，
该基板处理方法包括以下工序：
设成已使所述分隔壁构件下降以便能够向所述基板载置台输送被处理基板的状态；
将被处理基板输入到所述腔室内并载置在所述基板载置台上；
使所述分隔壁构件上升而在所述腔室内形成所述密闭的处理空间；
向所述密闭的处理空间内导入所述处理气体而对所述被处理基板实施规定的处理；
使所述分隔壁构件下降以便能够将所述被处理基板自所述腔室输出；以及
在已使所述分隔壁构件下降的状态下将所述被处理基板自所述腔室输出，
其中，所述气体导入构件与所述基板载置台相对地设置，所述气体导入构件还具有用于在形成所述处理空间时将所述分隔壁构件与所述气体导入构件之间密封的第1密封构件，
所述第1密封构件是具有主体部和自主体部倾斜地突出而构成密封部的唇部的唇式密封件，以所述分隔壁构件与所述气体导入构件之间的间隙在1.6mm~3.6mm的范围内的方式进行密封，
所述分隔壁构件的内侧与外侧之间的压力差为300Torr以下，
所述分隔壁构件具有加热器。
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