CN113614892B - 基板处理装置、处理容器、反射体和半导体装置的制造方法 - Google Patents

基板处理装置、处理容器、反射体和半导体装置的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113614892B
CN113614892B CN201980094229.7A CN201980094229A CN113614892B CN 113614892 B CN113614892 B CN 113614892B CN 201980094229 A CN201980094229 A CN 201980094229A CN 113614892 B CN113614892 B CN 113614892B
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
electromagnetic field
container
processing
field generating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201980094229.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113614892A (zh
Inventor
稻田哲明
保井毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kokusai Electric Corp filed Critical Kokusai Electric Corp
Publication of CN113614892A publication Critical patent/CN113614892A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113614892B publication Critical patent/CN113614892B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/10—Oxidising
    • C23C8/12—Oxidising using elemental oxygen or ozone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/24—Nitriding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/36—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases using ionised gases, e.g. ionitriding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/3211—Antennas, e.g. particular shapes of coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02164—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon oxide, e.g. SiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/02227—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
    • H01L21/0223—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate
    • H01L21/02233—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of the semiconductor substrate or a semiconductor layer
    • H01L21/02236—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of the semiconductor substrate or a semiconductor layer group IV semiconductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/02227—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
    • H01L21/0223—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate
    • H01L21/02233—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of the semiconductor substrate or a semiconductor layer
    • H01L21/02236—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of the semiconductor substrate or a semiconductor layer group IV semiconductor
    • H01L21/02238—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of the semiconductor substrate or a semiconductor layer group IV semiconductor silicon in uncombined form, i.e. pure silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/02227—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
    • H01L21/02252—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by plasma treatment, e.g. plasma oxidation of the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/02227—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
    • H01L21/02255—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

本发明提供一种技术，具有：构成处理室的处理容器；处理气体供给部，其向处理容器内供给处理气体；电磁场产生电极，其与处理容器的外周面分离开并沿着该外周面配置，构成为通过供给高频电力而使处理容器内产生电磁场；加热机构，其构成为发射红外线来对处理室内容纳的基板进行加热；以及反射体，其配置在所述处理容器和所述电磁场产生电极之间，构成为对从加热机构发射的红外线进行反射。根据本技术，能够提高基板处理装置的加热器对基板的加热效率。

Description

基板处理装置、处理容器、反射体和半导体装置的制造方法
技术领域
本公开涉及基板处理装置、处理容器、反射体和半导体装置的制造方法。
背景技术
在形成闪存等半导体装置的图案时，作为制造工序的一个工序，有时要实施对基板进行氧化处理、氮化处理等预定处理的工序。
例如，专利文献1中公开了使用等离子体激发后的处理气体对在基板上形成的图案表面进行改性处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-75579号公报
发明内容
发明要解决的课题
如果进行上述那样的处理的处理容器由红外线透射率高的部件构成，那么有时从加热基板的加热器等发射的红外光会透过而泄露到处理容器的外部。另外，如果处理容器由红外线吸收率高的部件构成，则有时从加热器、基板等发射的大部分红外光会被处理容器吸收。这些情形下，有时难以由加热器效率良好地加热基板。
本公开的目的在于提供一种能提高基板处理装置的加热器对基板的加热效率的技术。
解决课题的方法
根据本公开的一个方式，提供一种技术，其具有：构成处理室的处理容器；处理气体供给部，其向上述处理容器内供给处理气体；电磁场产生电极，其与上述处理容器的外周面分离开并沿着该外周面配置，构成为通过供给高频电力而使上述处理容器内产生电磁场；加热机构，其构成为发射红外线来加热上述处理室内容纳的基板；和反射体，其配置在上述处理容器和上述电磁场产生电极之间，构成为对从上述加热机构发射的红外线进行反射。
发明效果
根据本公开的技术，能够提高加热器对处理容器内基板的加热效率，缩短基板处理时间来提高生产率，能够实现通过高温化来形成高品质的膜。
附图说明
图1是本公开的第一实施方式涉及的基板处理装置的概略截面图。
图2是对本公开的第一实施方式涉及的基板处理装置的等离子体生成原理进行说明的说明图。
图3是显示本公开的第一实施方式涉及的基板处理装置的控制部(控制单元)的构成的图。
图4是显示本公开的第一实施方式涉及的基板处理工序的方框图。
图5是本公开的第二实施方式涉及的基板处理装置的概略截面图。
图6是本公开的第三实施方式涉及的基板处理装置的概略截面图。
图7是本公开的第四实施方式涉及的基板处理装置的概略截面图。
具体实施方式
＜第一实施方式＞
(1)基板处理装置的构成
以下使用图1和图2对本公开的第一实施方式涉及的基板处理装置进行说明。本实施方式涉及的基板处理装置构成为主要对在基板面上形成的膜进行氧化处理。
(处理室)
基板处理装置100具有对于基板200进行等离子体处理的处理炉202。在处理炉202中设置有构成处理室201的处理容器203。处理容器203具有作为第一容器的穹顶型上侧容器210和作为第二容器的碗型下侧容器211。通过将上侧容器210盖在下侧容器211上来形成处理室201。上侧容器210由透过电磁波的材料例如纯度高的石英(SiO2)等非金属材料形成。另外，上侧容器210优选主要由红外线透射率为90％以上的透明石英构成。由此，能够抑制被后述的反射体220反射的红外线被上侧容器210反射、吸收的量，进一步增加向基板200供给的红外线的量。
下侧容器211例如由铝(Al)形成。另外，下在侧容器211的下部侧壁设置有闸阀244。
处理室201具有：在周围设置了由共振线圈构成的电磁场产生电极212的等离子体生成空间201a(参照图2)和与等离子体生成空间201a连通并对基板200进行处理的基板处理空间201b(参照图2)。等离子体生成空间201a是生成等离子体的空间，是指在处理室内，比电磁场产生电极212的下端更上方且比电磁场产生电极212的上端更下方的空间。另一方面，基板处理空间201b是使用等离子体对基板进行处理的空间，是指比电磁场产生电极212的下端更下方的空间。
(基座)
在处理室201的底侧中央，配置有作为载置基板200的基板载置部的基座217。基座217例如由氮化铝(AlN)、陶瓷、石英等非金属材料构成。
在处理室201内处理基板200的基座217的内部，一体地埋设有作为加热机构110的基座加热器217b，其构成为发射红外线以对处理室201内容纳的基板200进行加热。基座加热器217b构成为如果供给电力就能将基板200表面例如从25℃加热至750℃左右。需说明的是，基座加热器217b例如可以由SiC(碳化硅)加热器构成。这种情况下，由SiC加热器发射的红外线的峰值波长例如在5μm附近。
为了更加提高在载置于基座217的基板200上生成的等离子体的密度均匀性，在基座217内部设置阻抗调节电极217c，其经由作为阻抗调节部的阻抗可变机构275而接地。通过阻抗可变机构275，经由阻抗调节电极217c和基座217，能够控制基板200的电位(偏压电压)。
在基座217中设置具有使基座升降的驱动机构的基座升降机构268。另外，在基座217中设置贯通孔217a，并且在下侧容器211的底面设置基板上顶销266。贯通孔217a与基板上顶销266在彼此相对的位置至少各设置3处。构成为在由基座升降机构268使基座217下降时，基板上顶销266从贯通孔217a穿过。
本实施方式涉及的基板载置部主要由基座217和基座加热器217b、阻抗调节电极217c构成。
(加热灯)
在处理室201的上方，即，上侧容器210的上表面，设置透光窗278。另外，在透光窗278上的外侧，即，上表面侧，设置作为加热机构110的加热灯280，其构成为发射红外线来对处理室201内容纳的基板200进行加热。加热灯280设置在与基座217相对的位置，构成为从基板200的上方加热基板200。构成为通过将加热灯280点亮，与仅使用基座加热器217b的情形相比，能够以更短时间使基板200升温至更高温度。需说明的是，加热灯280适合使用发射近红外线(峰值波长优选为800～1300nm，更优选为1000nm的光)的加热灯。作为这样的加热灯280，例如可以使用卤素加热器。
本实施方式中，作为加热机构110，具有基座加热器217b和加热灯280双方。通过这样并用基座加热器217b和加热灯280来作为加热机构110，能够将基板表面的温度升温至更高温度，例如900℃左右。
(处理气体供给部)
向处理容器203内供给处理气体的处理气体供给部120以如下方式构成。
在处理室201的上方，即，上侧容器210的上部，设置有气体供给喷头236。气体供给喷头236具有帽状的盖体233、气体导入口234、缓冲室237、开口238、遮挡板240和气体吹出口239，构成为能将反应气体供给至处理室201内。
供给作为含氧气体的氧(O2)气体的含氧气体供给管232a、供给作为含氢气体的氢(H2)气体的含氢气体供给管232b和供给作为非活性气体的氩(Ar)气体的非活性气体供给管232c合流并与气体导入口234连接。在含氧气体供给管232a中，设置O2气体供给源250a、作为流量控制装置的MFC(质量流量控制器)252a、作为开关阀的阀门253a。在含氢气体供给管232b中，设置H2气体供给源250b、MFC252b、阀门253b。在非活性气体供给管232c中，设置Ar气体供给源250c、MFC252c、阀门253c。在含氧气体供给管232a与含氢气体供给管232b与非活性气体供给管232c合流后的供给管232的下游侧，设置阀门243a，并与气体导入口234连接。构成为通过使阀门253a、253b、253c、243a开关，能够由MFC252a、252b、252c分别调整气体的流量，并且经由含氧气体供给管232a、含氢气体供给管232b、非活性气体供给管232c将含氧气体、氢气体含有气体、非活性气体合流后的处理气体供给至处理室201内。
本实施方式涉及的处理气体供给部120(气体供给系统)主要由气体供给喷头236、含氧气体供给管232a、含氢气体供给管232b、非活性气体供给管232c、MFC252a、252b、252c、阀门253a、253b、253c、243a构成。
(排气部)
在下侧容器211的侧壁设置对处理室201内的气氛进行排气的气体排气口235。气体排气口235与气体排气管231的上游端连接。在气体排气管231中，设置作为压力调整器(压力调整部)的APC(Auto Pressure Controller，压力自动调节器)242、作为开关阀的阀门243b、作为真空排气装置的真空泵246。
本实施方式涉及的排气部主要由气体排气口235、气体排气管231、APC242、阀门243b构成。另外，也可将真空泵246纳入排气部。
(等离子体生成部)
在处理室201的外周部，即，上侧容器210的侧壁的外侧，以围绕处理室201的方式设置由螺旋状共振线圈构成的电磁场产生电极212。电磁场产生电极212与RF传感器272、高频电源273、对高频电源273的阻抗、输出频率进行整合的整合器274连接。电磁场产生电极212与处理容器203的外周面分离开并沿着该外周面配置，构成为通过供给高频电力(RF电力)而使处理容器203内产生电磁场。即，本实施方式的电磁场产生电极212是感应耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma：ICP)方式的电极。
高频电源273用于向电磁场产生电极212供给RF电力。RF传感器272设置在高频电源273的输出侧，监视所供给的高频的行进波、反射波的信息。将由RF传感器272监视的反射波电力输入至整合器274，整合器274基于从RF传感器272输入的反射波的信息来控制高频电源273的阻抗、输出的RF电力的频率，以使得反射波成为最小。
作为电磁场产生电极212的共振线圈为了形成预定波长的驻波，设定绕径(巻径)、卷绕间距、匝数以在固定波长共振。即，将该共振线圈的通电长度设定为与从高频电源273供给的高频电力的预定频率下1个波长的整数倍相当的长度。
具体而言，考虑到施加的电力、产生的磁场强度或所适用的装置的外形等，作为电磁场产生电极212的共振线圈例如设为50～300mm2的有效截面积且200～500mm的线圈直径，沿着形成等离子体生成空间201a的处理容器203的外周面卷绕2～60次的程度，以便能够通过800kHz～50MHz、0.5～5KW的高频电力而产生0.01～10高斯程度的磁场。需说明的是，本说明书中的“800kHz～50MHz”这样的数值范围的表示，是指在该范围包括下限值和上限值的意思。例如，“800kHz～50MHz”是指“800kHz以上50MHz以下”的意思。其他数值范围也同样。
本实施方式中，将高频电力的频率设定为27.12MHz，将共振线圈的通电长度设定为1个波长的长度(约11米)。共振线圈的卷绕间距例如设定为24.5mm间隔的等间隔。另外，共振线圈的绕径(直径)被设定为比基板200的直径大。本实施方式中，基板200的直径设为300mm，共振线圈的绕径被设定为比基板200的直径大的500mm。
构成作为电磁场产生电极212的共振线圈的材质可以使用铜管、铜薄板、铝管、铝薄板、聚合物带上蒸镀铜或铝后的材质等。共振线圈在基座板248的上端面竖直地立设，由绝缘性材料形成的多个支撑件(未图示)支撑。
作为电磁场产生电极212的共振线圈的两端电接地，其中至少一端为了微调整该共振线圈的通电长度而经由可动滑片213接地。共振线圈的另一端经由固定地线214来设置。调整可动滑片213的位置，以使得共振线圈的共振特性与高频电源273大致相同。进而，为了微调整共振线圈的阻抗，在共振线圈的接地的两端之间，由可动滑片215构成供电部。
遮蔽板223是为了遮蔽作为电磁场产生电极212的共振线圈的外侧电场而设置的。遮蔽板223一般使用铝合金等导电性材料，构成为圆筒状。遮蔽板223从共振线圈的外周隔开5～150mm的程度来配置。
本实施方式涉及的等离子体生成部主要由电磁场产生电极212、RF传感器272、整合器274构成。另外，作为等离子体生成部，也可包括高频电源273。
这里，使用图2对本实施方式涉及的装置的等离子体生成原理和生成的等离子体的性质进行说明。
由电磁场产生电极212构成的等离子体发生电路由RLC的并连共振电路构成。在上述等离子体发生电路中，在产生了等离子体时，由于共振线圈的电压部与等离子体之间的电容耦合的变动、等离子体生成空间201a与等离子体之间的电感耦合的变动、等离子体的激发状态等，实际的共振频率会略有变动。
于是，本实施方式中具有以下的功能：为了在电源侧补偿在等离子体发生时作为电磁场产生电极212的共振线圈中的共振偏移，由RF传感器272检测在产生了等离子体时从共振线圈发出的反射波电力，基于检测的反射波电力，整合器274修正高频电源273的输出。
具体而言，基于由RF传感器272检测的产生等离子体时的从电磁场产生电极212发出的反射波电力，整合器274增加或减少高频电源273的阻抗或输出频率以使得反射波电力达到最小。
基于这样的构成，本实施方式的电磁场产生电极212中，如图2所示，由于根据包含等离子体的该共振线圈的实际共振频率来供给高频电力(或者，由于整合包含等离子体的该共振线圈的实际阻抗来供给高频电力)，形成相电压(位相电压)与逆相电压(逆位相电压)长时抵消状态的驻波。在作为电磁场产生电极212的共振线圈的通电长度与高频电力的波长相同时，在线圈的通电中点(电压为零的节点)产生最高的相电流(位相电流)。因此，在通电中点附近，几乎没有与处理室壁、基座217的电容耦合，形成电势极低的甜甜圈状的感应等离子体。
需说明的是，电磁场产生电极212不限于上述的ICP方式的共振线圈，例如，也可以使用改良磁控管(Modified Magnetron Typed：MMT)方式的筒状电极。
(反射体)
反射体220配置在构成处理容器203的上侧容器210与电磁场产生电极212之间，构成为对从加热机构110发射的红外线、从基板200间接地发射的红外线进行反射。本实施方式的反射体220形成为与上侧容器210的外周面相接并完全包围上侧容器210的外周面，作为对红外线进行反射的反射膜220a而构成。反射膜220a构成为由透过电磁波并反射红外线的非金属材料，具体由Al2O3和氧化钇(Y2O3)中的任一者或两者，通过对上侧容器210的外周面进行热喷涂皮膜处理来形成被膜。
反射体220尤其优选对波长0.8～100μm区域的红外线进行反射。另外，反射体220和反射膜220a的红外线反射率优选为70％以上，更优选为80％以上。另外，反射体220和反射膜220a的红外线吸收率优选为25％以下，更优选为15％以下。作为合适的例子，反射膜220a形成为Al2O3的200μm以上的膜。通过这样形成，能够使反射膜220a的红外线反射率为80％以上。
需说明的是，本实施方式中红外线的反射率和吸收率是对于例如波长1000nm附近的红外线的值。但对应于从加热机构110发射的红外线的峰值波长、基板200易于吸收的波长等，作为要考虑反射率、吸收率的对象的波长也可以不同。
(控制部)
作为控制部的控制器291构成为通过信号线A控制APC242、阀门243b和真空泵246，通过信号线B控制基座升降机构268，通过信号线C控制加热器电力调整机构276和阻抗可变机构275，通过信号线D控制闸阀244，通过信号线E控制RF传感器272、高频电源273和整合器274，通过信号线F控制MFC252a～252c和阀门253a～253c、243a。
如图3所示，作为控制部(控制单元)的控制器291构成为具有CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)291a、RAM(Random Access Memory，随机储存器)291b、存储装置291c、I/O接口291d的计算机。RAM291b、存储装置291c、I/O接口291d构成为经由内部总线291e能够与CPU291a进行数据交换。控制器291与例如作为触控面板、显示器等而构成的输入输出装置292连接。
存储装置291c由例如闪存、HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)等构成。存储装置291c内储存着控制基板处理装置的动作的控制程序、记载了基板处理的过程、条件等的程序配方等，并能够读出。制程配方是将后述的基板处理工序中的各过程进行组合以使得由控制器291来执行并得到预定结果，作为程序来发挥功能。以下，也将这些程序配方、控制程序等简单地总称为程序。需说明的是，本说明书中在使用“程序”的术语时，有时仅包括单独程序配方，有时仅包括单独控制程序，或其有时包括双方。另外，RAM291b构成为将由CPU291a读出的程序、数据等临时保存的存储区域(工作区域)。
I/O接口291d与上述MFC252a～252c、阀门253a～253c、243a、243b、闸阀244、APC242、真空泵246、RF传感器272、高频电源273、整合器274、基座升降机构268、阻抗可变机构275、加热器电力调整机构276等连接。
CPU291a构成为从存储装置291c读出控制程序并执行，同时对应来自输入输出装置292的操作指令的输入等，从存储装置291c读出制程配方。并且，CPU291a还构成为按照读出的配方的内容，通过I/O接口291d和信号线A控制APC242的开度调整动作、阀门243b的开关动作和真空泵246的起动和停止，通过信号线B控制基座升降机构268的升降动作，通过信号线C控制由加热器电力调整机构276进行的对基座加热器217b的供给电量调整动作(温度调整动作)、由阻抗可变机构275进行的阻抗值调整动作，通过信号线D控制闸阀244的开关动作，通过信号线E控制RF传感器272、整合器274和高频电源273的动作，通过信号线F控制由MFC252a～252c进行的各种气体的流量调整动作和阀门253a～253c、243a的开关动作等。
控制器291可以通过将储存于外部存储装置293的上述程序安装到计算机中来构成。存储装置291c、外部存储装置293构成为能由计算机读取的记录介质。以下，也将这些简单地总称为记录介质。本说明书中，在使用“记录介质”的术语时，有时仅包括单独存储装置291c，有时仅包括单独外部存储装置293，或其有时包括双方。需说明的是，向计算机提供程序时，也可以不使用外部存储装置293而利用互联网、专线等通信方式来进行。
(2)基板处理工序
接下来，主要使用图4对本实施方式涉及的基板处理工序进行说明。图4是显示本实施方式涉及的基板处理工序的方框图。本实施方式涉及的基板处理工序，例如作为闪存等半导体设备的制造工序的一个工序，由上述基板处理装置100实施。以下的说明中，由控制器291控制构成基板处理装置100的各部的动作。
需说明的是，本实施方式涉及的基板处理工序中所处理的基板200的表面上预先形成有硅层。本实施方式中，对于该硅层进行氧化处理来作为使用等离子体的处理。
(基板搬入工序S110)
首先，基座升降机构268使基座217下降至基板200的运送位置，使基板上顶销266贯通基座217的贯通孔217a。接着，打开闸阀244，使用基板运送机构(未图示)将基板200从与处理室201邻接的真空运送室搬入处理室201内。搬入后的基板200以水平姿态被支撑于从基座217的表面突出的基板上顶销266上。然后，基座升降机构268使基座217上升，由此，基板200由基座217的上表面支撑。
(升温和真空排气工序S120)
接着，对搬入到处理室201内的基板200进行升温。这里，通过预先加热基座加热器217b并点亮(ON)加热灯280，将在基座217上保持的基板200升温至例如700～900℃范围内的预定值。在此，加热到基板200的温度例如达到800℃。这时，从加热基板200的基座加热器217b和加热灯280发射的红外线以及从被加热的基板200发射的红外线会透过上侧容器210，但由于与上侧容器210的外周面相接而形成的作为反射体220的反射膜220a，大部分不被吸收而被再度反射至处理容器203内，通过被基板200吸收而有助于效率良好地加热基板200。另外，在进行基板200的升温期间，由真空泵246气体经由排气管231对处理室201内进行真空排气，使处理室201内的压力达到预定值。真空泵246至少运转至后述的基板搬出工序S160结束为止。
(反应气体供给工序S130)
接下来，作为反应气体，开始供给作为含氧气体的O2气体和作为含氢气体的H2气体。具体而言，打开阀门253a和253b，由MFC252a和252b控制流量，同时，开始向处理室201内供给O2气体和H2气体。
另外，调节APC242的开度来控制处理室201内的排气，使得处理室201内的压力达到预定值。这样，在适度对处理室201内进行排气的同时，持续供给O2气体和H2气体直至后述的等离子体处理工序S140结束。
(等离子体处理工序S140)
在处理室201内的压力稳定后，从高频电源273开始对电磁场产生电极212施加高频电力。由此，在正在供给O2气体和H2气体的等离子体生成空间201a内形成高频电场，由该电场在等离子体生成空间的与电磁场产生电极212的通电中点相当的高度位置激发出具有最高等离子体密度的甜甜圈状的感应等离子体。含有等离子体状O2气体和H2气体的处理气体被等离子体激发而解离，生成含有氧的氧自由基(氧活性种)、氧离子、含有氢的氢自由基(氢活性种)、氢离子等反应种。
对于在基板处理空间201b中保持在基座217上的基板200，由感应等离子体生成的自由基和未被加速状态的离子会均匀地供给至基板200的表面。所供给的自由基和离子会与表面的硅层均匀反应，将硅层改性为台阶覆盖良好的氧化硅层。
然后，经过预定处理时间例如10～300秒后，停止从高频电源273输出电力，停止处理室201内的等离子体放电。另外，关闭阀门253a和253b，停止向处理室201内供给O2气体和H2气体。通过以上的操作，完成等离子体处理工序S140。
(真空排气工序S150)
在停止供给O2气体和H2气体后，经由气体排气管231对处理室201内进行真空排气。由此，将处理室201内的气体排出到处理室201外。然后，调整APC242的开度，将处理室201内的压力调整至与处理室201邻接的真空运送室相同的压力。
(基板搬出工序S160)
在处理室201内达到预定压力后，将基座217降低至基板200的运送位置，在基板上顶销266上支撑基板200。然后，打开闸阀244，使用基板运送机构将基板200搬出到处理室201外。通过以上的操作，完成本实施方式涉及的基板处理工序。
根据上述的本实施方式，将从加热机构110发射的红外线进行反射而封闭在比电磁场产生电极212的更内侧(即，处理容器203侧)，能够增大对基板200照射的红外线的密度，提高基板200的加热效率。即，能够得到基板200的高温化、提高升温速度、节能等效果。另外，尤其是，由于是在电磁场产生电极212与构成处理容器203的上侧容器210之间配置反射体220，与在比电磁场产生电极212更外侧配置的情形相比，不会被电磁场产生电极212遮蔽而被热吸收，能够将红外线反射至内侧，因而能够效率更加良好地将从加热机构110发射的红外线反射至内侧，提高加热效率。
在如本实施方式这样在由作为加热机构110的基座加热器217b加热基板200时，通过将从基座加热器217b发射的红外线反射至处理容器内侧，能够得到上述基板200的高温化、提高升温速度、节能等效果，进而能够得到提高加热效率的效果。
进而，在如本实施方式这样，作为加热机构110除了基座加热器217b外还具有加热灯280，由基座加热器217b和加热灯280双方来加热基板200时，通过将从基座加热器217b和加热灯280双方发射的红外线反射至处理容器内侧，能够更加显著地得到上述基板200的高温化、提高升温速度、节能等效果，进而能够更加显著地得到提高加热效率的效果。
另外，如上所述，由于上侧容器210和反射体220由能够透过电磁波的材料，尤其是非金属材料构成，因此从电磁场产生电极212产生的电磁波透过反射体220和上侧容器210，不会妨碍对处理室201内的处理气体进行等离子体激发。
另外，如上所述，通过在上侧容器210的外周面上形成作为反射体220的反射膜220a，能够将从加热机构110发射的红外线反射而封闭在比处理容器203的更内侧，能够更显著地提高基板200的加热效率。
这里，在作为上侧容器210的真空侧的内侧形成反射膜220a时，会因等离子体而产生膜剥落，成为基板200的异物而使基板制造的成品率下降。这里，通过在上侧容器210的外周面上形成反射膜220a，能够防止反射膜220a的剥落、因构成反射膜220a的材料引起的处理容器203内的污染。另外，在对上侧容器210进行清洁时，也能够不除去反射膜220a，而选择性地仅清洁上侧容器210的内侧。
需说明的是，由于反射膜220a由Al2O3和Y2O3中的任一者或两者构成，因而不妨碍由电磁场产生电极212产生的电磁波的透过，能够将从处理室201透过上侧容器210的红外线再度反射回处理室201。
另外，通过使反射膜220a的厚度为200μm以上，使得反射膜220a的红外线的反射率为80％以上。通过使反射膜220a的反射率为80％以上，能够显著地得到上述基板200的高温化等效果。另外，通过使反射膜220a的红外线的吸收率为15％以下，能够防止反射膜220a、与之接触的处理容器203的温度过度上升，能够抑制在处理容器203周边设置的部件、装置(例如，O型圈等树脂材质的部件等)因热而劣化。另外，本实施方式中，上侧容器210由热传导率较低的石英构成，在其外周面形成比上侧容器210更薄、热容量小的反射膜220a。因此，即使由热传导率、红外线吸收率较高的Al2O3构成反射体220，也能抑制上侧容器210的温度的过度上升。
需说明的是，作为反射膜220a材质，金属会屏蔽电磁波而在处理容器内不激发等离子体，因而是不合适的。
另外，反射体220由于被设置为全面包围与电磁场产生电极相对的上侧容器210(即，处理容器203的透明部分)的外周面，因此能够全面遮挡红外线从处理容器203侧壁的透过和泄露，能够显著地得到如上所述的将红外线封闭在处理容器203内的效果。另外，能够显著地得到抑制红外线向电磁场产生电极212照射，抑制电磁场产生电极212、其周边部件的温度上升的效果。
＜第二实施方式＞
图5是本公开的第二实施方式涉及的基板处理装置100。本实施方式中，反射体220的结构与第一实施方式不同，其他方面与第一实施方式同样。
这里，上侧容器210因反复使用有时会污染内表面。这的情况下，有时要将上侧容器210取出，进行清洗并再利用。这时，在第一实施方式的上侧容器210中，由于与其外周面相接而形成反射膜220a，所以会有因清洗而使反射膜220a剥离，再利用时的反射率劣化的可能性。
这里，本实施方式中，在上侧容器210与电磁场产生电极212之间，从该外周面分离开来配置反射体220，以围绕上侧容器210的外周面。该反射体220由支撑筒220b和与该支撑筒220b的内侧面相接而形成的反射膜220a构成。支撑筒220b作为以透过电磁波的非金属材料具体是石英为材质的筒状部件而形成。另外，反射膜220a与第一实施方式同样地，由透过电磁波且反射红外线的非金属材料，具体是Al2O3和Y2O3中的任一者或两者，通过向支撑筒220b的内周面的热喷涂皮膜处理而形成被膜来构成。优选反射膜220a形成为Al2O3的200μm以上的膜。通过这样形成，能够使反射膜220a的红外线的反射率为80％以上。
该基板处理装置100中，与第一实施方式同样，由图4所示各工序进行基板200的处理，制造半导体装置。
尤其是，在升温和真空排气工序S120中，对搬入到处理室201内的基板200进行升温。具体而言，由基座加热器217b和加热灯280将保持在基座217上的基板200升温至预定温度。这时，从加热基板200的基座加热器217b和加热灯280发射的红外线以及从被加热的基板200发射的红外线会透过上侧容器210，但由于以围绕上侧容器210的外周面的方式配置的支撑筒220b的内表面的反射膜220a，大部分不被吸收而被再度反射回处理容器203内，通过被基板200吸收而有助于效率良好地加热基板200。
根据以上的本实施方式，没有向上侧容器210的外周面直接实施涂层等来形成反射膜220a，而是通过插入形成有上述那样的反射膜220a的支撑筒220b，从而能够将从加热机构110发射的红外线反射而封闭在比反射处理容器203的更内侧。另外，通过在处理容器203的外部设置支撑筒220b，能够防止反射膜220a的剥落、因构成反射膜220a的材料引起的处理容器203内的污染。另外，在清洁上侧容器210时，也能够不特别需要对反射膜220a进行剥离等处理。另外，由于能够在筒状的简易形状的支撑筒220b上形成反射膜220a，因而与在上侧容器210的外周面形成反射膜220a的情形相比，上侧容器210的制作更加容易。进而，在由石英形成支撑筒220b时，只要由反射材料仅形成反射膜220a即可，与由反射材料形成支撑筒220b整体的情形相比，有时能降低成本、制作难度。
进一步，通过在支撑筒220b的内侧构成反射膜220a，从处理室201内发射的红外线在到达支撑筒220b之前就被反射膜220a再度反射回处理室201内，从而能够抑制因支撑筒220b引起的热吸收的发生，进一步提高加热效率。为了抑制因支撑筒220b引起的热吸收的发生，优选支撑筒220b由易于透过红外线的透明石英等构成，但通过将反射膜220a设置在支撑筒220b的内侧，即使在支撑筒220b中使用难以透过红外线的材料，也能得到同等的效果。
需说明的是，反射膜220a的材质、厚度、红外线的反射率和吸收率可以与第一实施方式同样，其效果也同样。
＜第三实施方式＞
图6是本公开的第三实施方式涉及的基板处理装置100。本实施方式中，不设置作为加热机构110的加热灯280，加热机构仅为基座加热器217b，这一方面与第一实施方式不同，包括与上侧容器210的外周面相接而形成反射膜220a来构成反射体220在内的其他方面与第一实施方式相同。
另外，该基板处理装置100也与第一实施方式同样地按照图4所示各工序进行基板200的处理，制造半导体装置。
尤其是，在升温和真空排气工序S120中，对搬入处理室201内的基板200进行升温。具体而言，由基座加热器217b将保持在基座217上的基板200升温至例如150～750℃范围内的预定值。在此，加热到基板200的温度达到例如600℃。这时，从加热基板200的基座加热器217b发射的红外线和从被加热的基板200发射的红外线透过处理容器203，但由于与处理容器203的外周面相接而形成的作为反射体220的反射膜220a，大部分未被吸收而被再度反射回处理容器203内，被基板200吸收，从而有助于效率良好地加热基板200。
＜第四实施方式＞
图7是本公开的第四实施方式涉及的基板处理装置100。本实施方式中，不设置作为加热机构110的加热灯280，热机构仅为基座加热器217b与第一实施方式不同，反射体220的构成与第一实施方式不同，其他方面与第一实施方式相同。
本实施方式中，在处理容器203和电磁场产生电极212之间，以围绕处理容器203的外周面的方式与该外周面分离开而配置反射体220。该反射体220以透过电磁波且反射红外线的非金属材料，具体是Al2O3和Y2O3中的任一者或两者为材质构成作为筒状部件的反射筒220c。优选反射筒220c整体由Al2O3和Y2O3中的任一种或它们的复合材料构成。
另外，更优选反射筒220c构成为厚度200μm以上的Al2O3制的筒状部件。通过这样形成，能够使反射筒220c的红外线的反射率为80％以上。但为了确保反射筒220c的机械强度，从实用上考虑，优选其厚度为10mm以上。
该基板处理装置100也与第一实施方式同样地按照图4所示各工序进行基板200的处理，制造半导体装置。
尤其是，在升温和真空排气工序S120中，对搬入处理室201内的基板200进行升温。具体而言，与第三实施方式同样地由基座加热器217b将保持在基座217上的基板200升温至预定值。这时，从加热基板200的基座加热器217b发射的红外线和从被加热的基板200发射的红外线透过处理容器203，但由于围绕处理容器203的外周面而配置的反射筒220c的内表面，大部分未被吸收而被再度反射回处理容器203内，被基板200吸收，从而有助于效率良好地加热基板200。
根据以上的本实施方式，没有向上侧容器210的外周面直接实施涂层等来形成反射膜220a，而是通过插入由上述那样的反射红外线的材料形成的反射筒220c，从而能够将从加热机构110发射的红外线反射而封闭在比处理容器203的更内侧。另外，通过在处理容器203的外部设置反射筒220c，能够防止反射膜220a的剥落、因构成反射膜220a的材料引起的处理容器203内的污染。另外，在清洁上侧容器210时，也能够不特别需要对反射膜220a进行剥离等处理。另外，由于能够由反射红外线的材料形成筒状的简易形状的反射筒220c，因此与在处理容器203的外周面形成反射膜220a的情形相比，有时更容易制作处理容器203。进而，由于反射筒220c这样的筒状形状的整体都由反射红外线的材料形成，因此能更加提高反射率，因而适合。
＜本公开的其他实施方式＞
上述实施方式中，以使用等离子体对基板表面进行氧化处理、氮化处理为例进行了说明，但不限于这些处理，可以适用于使用等离子体对于基板实施处理的各种技术。例如，可以适用于使用等离子进行的对在基板表面形成的膜进行的改性处理、掺杂处理、氧化膜的还原处理、对该膜的蚀刻处理、抗蚀剂的灰化处理等。
产业上的利用可能性
根据本公开涉及的技术，能够提高基板处理装置的加热器对基板的加热效率。

Claims (16)

1.一种基板处理装置，具有：
构成处理室的处理容器，
处理气体供给部，其向所述处理容器内供给处理气体，
电磁场产生电极，其与所述处理容器的外周面分离开并沿着该外周面配置，构成为通过供给高频电力而使所述处理容器内产生电磁场，激发所述处理气体的等离子体，
加热机构，其构成为发射红外线来对所述处理室内容纳的基板进行加热，并且从所述处理容器的内侧向与所述电磁场产生电极相对的所述外周面发射所述红外线，以及
反射体，其配置在所述处理容器的外侧、且所述处理容器的与所述电磁场产生电极相对的所述外周面和所述电磁场产生电极之间，构成为对从所述加热机构发射的红外线进行反射。
2.如权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述加热机构由基座加热器构成，所述基座加热器设置于在所述处理室内支撑所述基板的基座。
3.如权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述加热机构由加热灯构成。
4.如权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述处理容器和所述反射体由透过电磁波的材料构成。
5.如权利要求4所述的基板处理装置，其中，
所述透过电磁波的材料为非金属材料。
6.如权利要求1～5中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述反射体作为反射膜而构成，所述反射膜与所述处理容器的所述外周面相接而形成，并且反射所述红外线。
7.如权利要求1～5中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述反射体由支撑筒和反射膜构成，所述支撑筒围绕所述处理容器的所述外周面且与该外周面分离开而配置，所述反射膜与所述支撑筒的表面相接而形成，并且反射红外线。
8.如权利要求7所述的基板处理装置，其中，
所述反射膜与所述支撑筒的内侧面相接而形成。
9.如权利要求6所述的基板处理装置，其中，
所述反射膜由Al2O3和Y2O3中的任一者或两者构成。
10.如权利要求7所述的基板处理装置，其中，
所述反射膜由Al2O3和Y2O3中的任一者或两者构成。
11.如权利要求1～5中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述反射体由反射筒构成，所述反射筒围绕所述处理容器的所述外周面且与该外周面分离开而配置，并由反射所述红外线的材料形成。
12.如权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述反射体设置为完全包围所述处理容器的所述外周面。
13.如权利要求12所述的基板处理装置，其中，
所述电磁场产生电极由线圈状电极构成，所述线圈状电极沿着所述处理容器的外周面卷绕而形成。
14.一种处理容器，是构成基板处理装置的处理室的处理容器，
所述基板处理装置具有：
处理气体供给部，其向所述处理容器的内部供给处理气体，
电磁场产生电极，其与所述处理容器的外周面分离开并沿着该外周面配置，构成为通过供给高频电力而使所述内部产生电磁场，激发所述处理气体的等离子体，以及
加热机构，其构成为发射红外线来对所述处理室内容纳的基板进行加热，并且从所述处理容器的内侧向与所述电磁场产生电极相对的所述外周面发射所述红外线；
对从所述加热机构发射的红外线进行反射的反射体与所述外周面相接而形成，所述反射体配置在所述处理容器的外侧、且所述处理容器的与所述电磁场产生电极相对的所述外周面和所述电磁场产生电极之间。
15.一种反射体，用于基板处理装置，
所述基板处理装置具有：
构成处理室的处理容器，
处理气体供给部，其向所述处理容器内供给处理气体，
电磁场产生电极，其与所述处理容器的外周面分离开并沿着该外周面配置，构成为通过供给高频电力而使所述处理容器内产生电磁场，激发所述处理气体的等离子体，以及
加热机构，其构成为发射红外线来对所述处理室内容纳的基板进行加热，并且从所述处理容器的内侧向与所述电磁场产生电极相对的所述外周面发射所述红外线；
所述反射体配置在所述处理容器的外侧、且所述处理容器的与所述电磁场产生电极相对的所述外周面和所述电磁场产生电极之间，构成为对从所述加热机构发射的红外线进行反射。
16.一种半导体装置的制造方法，包括以下工序：
向基板处理装置的处理室内搬入基板的工序，
所述基板处理装置具有：
构成所述处理室的处理容器，
处理气体供给部，其向所述处理容器内供给处理气体，
电磁场产生电极，其与所述处理容器的外周面分离开并沿着该外周面配置，构成为通过供给高频电力而使所述处理容器内产生电磁场，激发所述处理气体的等离子体，
加热机构，其构成为发射红外线来对所述处理室内容纳的所述基板进行加热，并且从所述处理容器的内侧向与所述电磁场产生电极相对的所述外周面发射所述红外线，和
反射体，其配置在所述处理容器的外侧、且所述处理容器的与所述电磁场产生电极相对的所述外周面和所述电磁场产生电极之间，构成为对从所述加热机构发射的红外线进行反射；
向所述处理容器内供给所述处理气体的工序；
通过向所述电磁场产生电极供给高频电力而使所述处理容器内产生电磁场，从而对所述处理气体进行等离子体激发的工序；和
由所述等离子体激发后的所述处理气体对所述基板进行处理的工序。
CN201980094229.7A 2019-03-20 2019-03-20 基板处理装置、处理容器、反射体和半导体装置的制造方法 Active CN113614892B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2019/011875 WO2020188816A1 (ja) 2019-03-20 2019-03-20 基板処理装置、処理容器、反射体及び半導体装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113614892A CN113614892A (zh) 2021-11-05
CN113614892B true CN113614892B (zh) 2024-04-12

Family

ID=72520783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980094229.7A Active CN113614892B (zh) 2019-03-20 2019-03-20 基板处理装置、处理容器、反射体和半导体装置的制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220005678A1 (zh)
JP (1) JP7227350B2 (zh)
KR (1) KR20210126092A (zh)
CN (1) CN113614892B (zh)
TW (1) TWI754208B (zh)
WO (1) WO2020188816A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7411699B2 (ja) 2022-01-28 2024-01-11 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
KR102619965B1 (ko) * 2022-05-16 2024-01-02 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5989929A (en) * 1997-07-22 1999-11-23 Matsushita Electronics Corporation Apparatus and method for manufacturing semiconductor device
US6598559B1 (en) * 2000-03-24 2003-07-29 Applied Materials, Inc. Temperature controlled chamber
CN103258761A (zh) * 2013-05-02 2013-08-21 上海华力微电子有限公司 一种控制晶圆温度的等离子体刻蚀腔室及其方法
WO2013132955A1 (ja) * 2012-03-08 2013-09-12 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
CN109154085A (zh) * 2016-03-22 2019-01-04 东京毅力科创株式会社 用于等离子体处理系统中的温度控制的系统和方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000182799A (ja) * 1998-12-17 2000-06-30 Fuji Electric Co Ltd 誘導結合プラズマ装置ならびにこれを用いる処理炉
JP2008053489A (ja) * 2006-08-25 2008-03-06 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP5465828B2 (ja) * 2007-10-01 2014-04-09 株式会社日立国際電気 基板処理装置及び半導体デバイスの製造方法
JP2010080706A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP6257071B2 (ja) 2012-09-12 2018-01-10 株式会社日立国際電気 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
JP6818402B2 (ja) * 2015-07-17 2021-01-20 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5989929A (en) * 1997-07-22 1999-11-23 Matsushita Electronics Corporation Apparatus and method for manufacturing semiconductor device
US6598559B1 (en) * 2000-03-24 2003-07-29 Applied Materials, Inc. Temperature controlled chamber
WO2013132955A1 (ja) * 2012-03-08 2013-09-12 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
CN103258761A (zh) * 2013-05-02 2013-08-21 上海华力微电子有限公司 一种控制晶圆温度的等离子体刻蚀腔室及其方法
CN109154085A (zh) * 2016-03-22 2019-01-04 东京毅力科创株式会社 用于等离子体处理系统中的温度控制的系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2020188816A1 (zh) 2020-09-24
TW202102063A (zh) 2021-01-01
US20220005678A1 (en) 2022-01-06
TWI754208B (zh) 2022-02-01
WO2020188816A1 (ja) 2020-09-24
JP7227350B2 (ja) 2023-02-21
KR20210126092A (ko) 2021-10-19
CN113614892A (zh) 2021-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100960424B1 (ko) 마이크로파 플라즈마 처리 장치
KR101227743B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 배치대
US20220005678A1 (en) Substrate processing apparatus, reflector and method of manufacturing semiconductor device
CN111868895A (zh) 基板处理装置、半导体装置的制造方法及静电屏蔽罩
US20090050052A1 (en) Plasma processing apparatus
US20210074518A1 (en) Plasma processing apparatus and temperature control method
KR101464867B1 (ko) 반도체 장치 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체
US20220139760A1 (en) Substrate processing apparatus, susceptor cover, method of manufacturing semiconductor device and substrate processing method
JP7165743B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置、及びプログラム
JP2011091389A (ja) 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
WO2016056338A1 (ja) 基板処理装置、基板載置台および半導体装置の製造方法
TWI749506B (zh) 基板處理裝置，半導體裝置的製造方法及程式
TWI782441B (zh) 基板處理裝置、基板載置台蓋及半導體裝置之製造方法
JP7411699B2 (ja) 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
JP2008166653A (ja) 基板処理装置
CN216161684U (zh) 基座盖以及基板处理装置
KR20230140380A (ko) 메인터넌스 방법, 반도체 장치의 제조 방법, 프로그램 및 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant