JP2008235311A - 基板処理装置、基板処理方法および記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板W表面の酸化膜を化学処理および熱処理によって除去する基板処理装置22aであって、処理室41内に、ハロゲン元素を含むガスと塩基性ガスを供給するガス供給機構100と、処理室41内において、基板Wを温度調節する第1温度調節部材80および第2温度調節部材75とを有し、第2温度調節部材75は、基板Wを、第1温度調節部材80よりも高温に温度調節する。同一の処理室41内において基板W表面の酸化膜を化学処理および熱処理によって除去することにより、基板処理装置22aが小型となり、複雑な搬送のための複雑な搬送シーケンスも不要となる。また、基板Wを急速に加熱、冷却することが可能となる。
【選択図】図2
Description
図1は、COR処理装置22を備えた処理システム1の概略構成を示す平面図である。なお、COR処理装置22は、後述する本発明の第1の実施の形態にかかるCOR処理装置22aもしくは本発明の第2の実施の形態にかかるCOR処理装置22bによって構成される。この処理システム1は、ウェハWに対してCOR(Chemical Oxide Removal)処理と成膜処理を行うものとして構成されている。COR処理では、ウェハW表面の自然酸化膜(二酸化シリコン(SiO2))を反応生成物に変質させる化学処理工程と、該反応生成物を加熱、昇華させる熱処理工程が行われる。化学処理工程では、ハロゲン元素を含むガスと塩基性ガスを処理ガスとしてウェハWに供給することで、ウェハW表面の自然酸化膜と処理ガスのガス分子とを化学反応させ、反応生成物が生成される。ハロゲン元素を含むガスとは例えばフッ化水素ガスであり、塩基性ガスとは例えばアンモニアガスであり、この場合、主にフルオロケイ酸アンモニウムを含む反応生成物が生成される。熱処理工程は、化学処理が施された後のウェハWを加熱して、反応生成物を気化させることにより、ウェハから除去するPHT(Post Heat Treatment)処理工程である。成膜処理では、自然酸化膜を除去されたウェハW表面に、例えばSiGeなどがエピタキシャル成長によって成膜させられる。
図2、3は、いずれも本発明の第1の実施の形態にかかるCOR処理装置22aの説明図である。図2は、冷却ブロック80が上昇した状態を示している。図3は、冷却ブロック80が下降した状態を示している。
処理システム1およびCOR処理装置22aの各機能要素は、処理システム1全体の動作を自動制御する制御部4に、信号ラインを介して接続されている。ここで、機能要素とは、例えば処理システム1に備えられた第一のウェハ搬送機構11、ゲートバルブ14、25、26、第二のウェハ搬送機構31、COR処理装置22aに備えられたリフター機構50、ヒータ75、昇降装置82、冷却ブロック80への冷媒供給、ガス供給機構100、排気機構121等の、所定のプロセス条件を実現するために動作する総ての要素を意味している。制御部4は、典型的には、実行するソフトウェアに依存して任意の機能を実現することができる汎用コンピュータである。
次に、本発明の第1の実施の形態にかかるCOR処理装置22aを備える処理システム1を使用したウェハWの処理方法を説明する。先ず、ウェハWの構造について説明する。以下では、一例として、エッチング処理後のウェハW表面に形成された自然酸化膜156をCOR処理によって除去し、更に、Si層150の表面にSiGeをエピタキシャル成長させる場合について説明する。なお、以下に説明するウェハWの構造およびウェハWの処理はあくまでも一例であり、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
次に、本発明の第2の実施の形態にかかるCOR処理装置22bについて説明する。図12、13は、いずれも本発明の第2の実施の形態にかかるCOR処理装置22bの説明図である。図12は、載置台245にウェハWが載置させられた状態(第1の処理位置)を示している。図13は、ウェハWが載置台245から上方に持ち上げられた状態(第2の処理位置)を示している。
次に、本発明の第2の実施の形態にかかるCOR処理装置22bを備える処理システム1を使用したウェハWの処理方法を説明する。先と同様に、一例として、エッチング処理後のウェハW表面に形成された自然酸化膜156をCOR処理によって除去し、更に、Si層150の表面にSiGeをエピタキシャル成長させる場合について説明する。
1 処理システム
2 搬入出部
3 処理部
4 制御部
11 ウェハ搬送機構
21 共通搬送室
22 COR処理装置
23 エピタキシャル成長装置
24 ロードロック室
31 ウェハ搬送機構
41 処理室
45 載置台
47 フェースプレート
50 リフター機構
75 ヒータ(第2温度調節部材)
80 冷却ブロック(第1温度調節部材)
100 ガス供給機構
121 排気機構
241 処理室
245 載置台(第1温度調節部材)
250 冷媒流路
255 昇降ピン
260 昇降機構
270 仕切り部材
271 窓部
272 ランプヒータ(第2温度調節部材)
280 ガス供給機構
300 第1排気機構
301 第2排気機構
Claims (18)
- 基板表面の酸化膜を化学処理および熱処理によって除去する基板処理装置であって、
処理室内に、ハロゲン元素を含むガスと塩基性ガスを供給するガス供給機構と、前記処理室内において、基板を温度調節する第1温度調節部材および第2温度調節部材とを有し、
前記第2温度調節部材は、基板を、前記第1温度調節部材よりも高温に温度調節することを特徴とする、基板処理装置。 - 前記処理室内が密閉可能に構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記処理室内を排気する排気機構を備えることを特徴とする、請求項1または2に記載の基板処理装置。
- 前記処理室内において基板を支持する支持部材を有し、
前記第2温度調節部材が前記支持部材に熱的に接触し、前記第1温度調節部材が前記支持部材に対して熱的に接触および隔離可能であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の基板処理装置。 - 前記支持部材の裏面が前記処理室の外部に露出され、前記処理室の外部において、前記第1温度調節部材が、前記支持部材の裏面に対して熱的に接触および隔離可能に構成されていることを特徴とする、請求項4に記載の基板処理装置。
- 前記支持部材の裏面が前記第2温度調節部材で被覆された構成であり、前記第1温度調節部材が、前記第2温度調節部材に接触することを特徴とする、請求項4または5に記載の基板処理装置。
- 前記第2温度調節部材が前記支持部材の内部に埋め込まれた構成であり、前記第1温度調節部材が、前記支持部材に接触することを特徴とする、請求項4または5に記載の基板処理装置。
- 前記支持部材と前記第2温度調節部材の合計の熱容量が、前記第1温度調節部材の熱容量よりも小さいことを特徴とする、請求項4〜7のいずれかに記載の基板処理装置。
- 処理室内において基板を載置させる前記第1温度調節部材としての載置台と、前記処理室内において前記載置台から上方に基板を持ち上げる昇降機構とを有し、
前記昇降機構によって前記載置台から上方に持ち上げられた基板が、前記第2温度調節部材により温度調節されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の基板処理装置。 - 前記昇降機構によって前記載置台から上方に持ち上げられた基板の周囲に配置される仕切り部材を有し、
前記仕切り部材の上方において前記処理室内を排気する排気機構と、前記仕切り部材の下方において前記処理室内を排気する排気機構とを有することを特徴とする、請求項9に記載の基板処理装置。 - 前記ガス供給機構は、前記昇降機構によって前記載置台から上方に持ち上げられた基板の上方において前記処理室内にハロゲン元素を含むガスと塩基性ガスを供給することを特徴とする、請求項9または10に記載の基板処理装置。
- 基板表面の酸化膜を化学処理および熱処理によって除去する基板処理方法であって、
処理室内にハロゲン元素を含むガスと塩基性ガスを供給し、第1温度調節部材により基板を温度調節して、基板表面の酸化膜を反応生成物に変質させる工程と、
第2温度調節部材により、基板を、前記第1温度調節部材よりも高温に温度調節して、前記反応生成物を気化させる工程とを有することを特徴とする、基板処理方法。 - 前記処理室内が排気されることを特徴とする、請求項12に記載の基板処理方法。
- 前記第2温度調節部材を備える支持部材に基板を支持し、
基板表面の酸化膜を反応生成物に変質させる工程では、前記第1温度調節部材を前記支持部材に熱的に接触させ、
前記反応生成物を気化させる工程では、前記第1温度調節部材を前記支持部材から熱的に隔離させることを特徴とする、請求項12または13に記載の基板処理方法。 - 前記第1温度調節部材を、前記処理室の外部において、前記支持部材に対して熱的に接触および隔離させることを特徴とする、請求項14に記載の基板処理方法。
- 前記支持部材と前記第2温度調節部材の合計の熱容量が、前記第1温度調節部材の熱容量よりも小さいことを特徴とする、請求項14または15に記載の基板処理方法。
- 基板表面の酸化膜を反応生成物に変質させる工程では、前記第1温度調節部材としての載置台に基板を載置させて温度調節し、
前記反応生成物を気化させる工程では、前記処理室内において前記載置台から上方に基板を持ち上げ、前記第2温度調節機構により基板を温度調節することを特徴とする、請求項12または13に記載の基板処理方法。 - 基板処理装置の制御部によって実行することが可能なプログラムが記録された記録媒体であって、
前記プログラムは、前記制御部によって実行されることにより、前記基板処理装置に、請求項12〜17のいずれかに記載の基板処理方法を行わせるものであることを特徴とする、記録媒体。
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