JP2012146854A - 基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板上のガス流れを均一化し、基板処理を均一に行うことが可能な基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板を処理する減圧可能な処理チャンバを有する基板処理装置であって、基板を載置する基板載置台と、前記処理チャンバの内部を処理空間と排気空間に仕切るように前記基板載置台の周囲に設けられるバッフル板と、前記処理チャンバの内部を排気する排気口と、を備え、前記基板載置台と前記バッフル板との間には隙間が設けられ、前記バッフル板には前記処理空間と前記排気空間を連通させる複数の連通孔が形成されている、基板処理装置が提供される。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば半導体製造プロセス等の微細加工分野において用いられる基板処理装置に関する。
真空中での半導体プロセス等における基板（以下、ウェハとも呼称する）処理において、例えばウェハに化学処理を行う化学処理チャンバ内では、ウェハ全体に均一なプロセスを行う必要がある。そこで、ウェハの表面温度を均一化させるための温度調整やウェハ上のガスの流れを均一化させるための様々な技術が求められている。
そこで、例えば特許文献１には、ウェハを１枚づつ処理する枚葉式プラズマ処理装置のチャンバにおいて、チャンバ内部を反応ガス導入側と排出側とに仕切るバッフルプレートを配置し、バッフルプレートに設けられた排気用の調整孔の流路断面積を位置により変化させて反応ガスの流れを均一化するプラズマ処理装置が開示されている。また、特許文献２には、２枚プラズマ処理装置のチャンバにおいて、基板表面側と裏面側を隔てる排気プレートを配置し、排気プレートに所定間隔毎の排気孔を設けることで、排気を制御する技術が開示されている。
実開平５−４４６６号公報 特開２０００−３０８９４号公報
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２の技術には、バッフル板のうち連通孔（調整孔、排気孔に相当）が形成された部分の近傍に位置する被処理基板上の点におけるガスの流れの態様と、バッフル板のうち連通孔が形成されていない部分の近傍に位置する被処理基板上の点におけるガスの流れの態様が異なることによって、被処理基板上でのガスの流れの均一化が十分ではないという問題があった。
上記事情に鑑み、本発明の目的は、基板上のガス流れを均一化し、基板処理を均一に行うことが可能な基板処理装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明によれば、基板を処理する減圧可能な処理チャンバを有する基板処理装置であって、基板を載置する基板載置台と、前記処理チャンバの内部を処理空間と排気空間に仕切るように前記基板載置台の周囲に設けられるバッフル板と、前記処理チャンバの内部を排気する排気口と、を備え、前記基板載置台と前記バッフル板との間には隙間が設けられ、前記バッフル板には前記処理空間と前記排気空間を連通させる複数の連通孔が形成されている、基板処理装置が提供される。
また、上記基板処理装置においては、前記バッフル板に形成される複数の連通孔のうち、前記排気口の近傍に位置する連通孔の密度は、他の部分に位置する連通孔の密度に比べ疎であっても良く、前記排気口は前記処理チャンバの底部に配置され、前記バッフル板に形成される複数の連通孔のうち、前記排気口の真上に位置する連通孔の密度は、他の部分に位置する連通孔の密度に比べ疎であっても良い。
また、前記基板載置台と前記バッフル板は異なる温度に温調されても良く、例えば、前記基板載置台は基板処理温度に温調され、前記バッフル板は前記基板処理温度より高温である反応物付着防止温度に温調されても良い。
また、上記基板処理装置において、前記バッフル板は、前記処理チャンバの内壁に沿って底部方向に延伸する足部を有しても良い。
また、前記排気口は平面視において前記基板載置台の中心から偏心して配置されても良い。また、前記処理チャンバには、水平方向において前記排気口と対向する位置に配置される、基板の搬入出を行うための搬入出口が設けられていても良い。更には、前記バッフル板に形成される複数の連通孔のうち、平面視において前記基板載置台を介して前記排気口と対向する側の中央部に位置する連通孔の密度は、平面視において前記基板載置台を介して前記排気口と対向する側の周辺部に位置する連通孔の密度に比べ疎であっても良い。
本発明によれば、基板上のガス流れを均一化し、基板処理を均一に行うことが可能な基板処理装置が提供される。
基板処理システムの概略側面断面図である。 基板処理システムの概略平面断面図である。 基板処理装置及び加熱装置の側面断面図である。 基板載置台とバッフル板の平面視での概略図である。 基板載置台、バッフル板、足部及び処理チャンバの底面に囲まれる排気空間Ｍ２を図示した概略断面図である。 バッフル板と基板載置台との間に隙間が形成されていない場合のガス流れを示す概略説明図である。 バッフル板と基板載置台との間に隙間が形成されている場合のガス流れを示す概略説明図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、以下の本発明の実施の形態では、２枚の例えば円形状である基板Ｗを同時に配置・処理することが可能な基板処理システムＳ及び基板処理装置１を実施の形態の一例として挙げて説明する。
図１は本発明の実施の形態にかかる基板処理装置１を備えた基板処理システムＳの概略側面断面図であり、図２は基板処理システムＳの概略平面断面図である。なお、図１には基板Ｗを図示しておらず、図２には基板Ｗが以下に説明する基板処理装置１及び加熱装置１０内に載置された状態を図示している。また、後述するバッフル板６０は図１、図２には図示していない。基板処理システムＳは化学処理システムであり、図１及び図２に示すように、直線状に基板処理装置１、基板処理装置１と結合する加熱装置１０、加熱装置１０と結合する搬送調圧装置２０及び搬送調圧装置２０と結合する搬送装置３０が順に（図１左から右方向に）配置された構成となっている。ここで、基板処理装置１と加熱装置１０はゲートバルブ５０ａを介して結合し、加熱装置１０と搬送調圧装置２０はゲートバルブ５０ｂを介して結合し、搬送調圧装置２０と搬送装置３０はゲートバルブ５０ｃを介して結合している。
搬送調圧装置２０は基板処理システムＳの外部から、減圧された装置内部の内圧を変化させることなく基板Ｗを基板処理装置１と加熱装置１０内に搬入するための装置である。即ち、ゲートバルブ５０ｂを閉じた状態（搬送調圧装置２０と加熱装置１０内とが空間的に分断された状態）で搬送調圧装置２０内を常圧にした後、常圧の搬送装置３０内から搬送調圧装置２０内に基板Ｗを搬入し、基板搬入後にゲートバルブ５０ｃを閉じた状態で搬送調圧装置２０内部を基板処理装置１及び加熱装置１０内と同じ圧力にし、その後ゲートバルブ５０ａ及び５０ｂを開放して搬送調圧装置２０内から基板処理装置１内に基板Ｗを搬入させることで、基板処理装置１と加熱装置１０内の内圧を変化させることなく基板処理装置１と加熱装置１０内に基板Ｗを搬入できる。
搬送装置３０と搬送調圧装置２０との間での基板Ｗの搬送は搬送装置３０内に配置されたアーム３１によって行われる。また、搬送調圧装置２０と基板処理装置１との間、基板処理装置１と加熱装置１０との間及び加熱装置１０と搬送調圧装置２０との間における基板Ｗの搬送は、搬送調圧装置２０内に配置されたアーム２１によって行われる。なお、図２に示すように、本実施の形態においてアーム２１、３１は、２枚の基板Ｗを保持でき、伸縮自在な構成であるため、２枚の基板Ｗを同時に搬送することが可能となっている。図２には、アーム２１が基板処理装置１まで延伸した状態（図２中の破線）を図示している。
図１、図２に示すように、基板処理装置１は処理チャンバ３を有しており、処理チャンバ３内部には、２枚の基板Ｗが略水平に並んで載置される基板載置台４が設けられている。基板載置台４には、図示しないリフターピンが備えられ、該リフターピンによって基板載置台４に基板Ｗが載置される構成となっている。また、処理チャンバ３の底面においては、ゲートバルブ５０ａが設けられている側と反対側（即ち、基板処理システムＳ先端側）に、処理チャンバ３の内部を排気する排気口５が設けられている。排気口５は、平面視において基板載置台３の中心から偏心した位置に設けられており、図示しない例えば真空ポンプ等に接続している。
また、加熱装置１０には、２枚の基板Ｗが並んで載置され、基板Ｗの加熱が行われる加熱台１２が設けられている。加熱台１２には図示しないヒータが備えられており、基板Ｗを所望の温度に加熱可能な構成となっている。なお、加熱装置１０内部は排気口１５に連通する真空ポンプ（図示せず）によって減圧自在な構成となっている。
次に、基板処理装置１及び加熱装置１０の詳細な構成について図３を参照して説明する。図３は、ゲートバルブ５０ａを介して接続している基板処理装置１及び加熱装置１０の側面断面図である。なお、図３においては、基板Ｗが基板載置台４、加熱台１２に載置された状態を図示している。
図３に示すように、基板処理装置１の処理チャンバ３内部には、基板Ｗが載置される基板載置台４が設けられている。基板載置台４の内部には、図示しない温調媒体供給部に連通する温調流路７（図３中一点鎖線）が形成されている。また、処理チャンバ３の天井部には基板処理を行うための処理ガス（以下、反応ガスあるいは単にガスとも呼称する）を処理チャンバ３内に供給するガス供給機構６が設けられている。ガス供給機構６は例えばシャワー形状を有しており、処理チャンバ３の天井部から処理ガスを噴射することで、基板処理が行われる。本実施の形態においては、基板Ｗの表面処理を行うための処理ガスとして、基板Ｗ表面に形成されたＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）等の酸化膜を処理するＨＦガス、ＮＨ３ガスが例示され、基板処理としてはＳｉＯ２膜の変質工程としての化学処理（化学反応を用いる処理）が例示される。
また、処理チャンバ３には温度制御ユニット８が接続されており、この温度制御ユニット８の稼動により処理チャンバ３の温度は自在に制御される。基板載置台４に載置される基板Ｗの温度は、基板載置台４からの伝熱と、処理チャンバ３からの伝熱によって所定の温度とされる。即ち、上記温調流路７に流す温調媒体の温度と、処理チャンバ３の温度を制御する温度制御ユニット８の制御により、基板Ｗを処理温度である所定の温度に加熱または冷却することが可能となっている。なお、温度制御ユニット８によって処理チャンバ３が温度制御されることから、処理チャンバ３に当接して設けられている、以下に説明するバッフル板６０も温度制御ユニット８によって所定温度に制御される。
また、図１にも図示したように、処理チャンバ３の底面においては、ゲートバルブ５０ａが設けられている側と反対側（即ち、基板処理システムＳ先端側）に、処理チャンバ３の内部を排気する排気口５が設けられている。上述したように、排気口５は基板載置台３の中心から偏心した位置に設けられ、排気口５に連通する真空ポンプを稼動させることにより、処理チャンバ３内を減圧（真空引き）することが可能となっている。
また、処理チャンバ３の内部においては、基板載置台４の周囲を囲うようにバッフル板６０が設けられている。ここで、基板載置台４とバッフル板６０との間には、所定の間隔の隙間６２が形成されている。図３に示すように、バッフル板６０は基板載置台４の周囲全体を囲って配置され、処理チャンバ３の内部空間を基板載置台４より上方に位置する空間である処理空間Ｍ１と、基板載置台４より下方に位置する空間である排気空間Ｍ２とに仕切るように構成されている。
また、図３に示すように、バッフル板６０は、処理チャンバ３の内壁に沿ってチャンバ底部方向に延伸する足部６０ａを有しており、足部６０ａは処理チャンバ３の底部まで伸び、その先端は処理チャンバ３の底部に固着している。即ち、上記排気空間Ｍ２は、基板載置台４の下面とバッフル板６０と、処理チャンバ３の底面に囲まれる空間となっている。
このように、バッフル板６０を、足部６０ａを有する構成としたことにより、排気空間Ｍ２の密閉性が高められ、排気口５を通じた排気性能が排気空間Ｍ２に対し十分に発揮され、処理チャンバ３内の排気が効率的に行われる。
図４は、処理チャンバ３内において基板載置台４に載置された基板Ｗと、バッフル板６０の平面視での概略説明図である。なお、図４には破線によって排気口５の位置を図示している。図４に示すように、バッフル板６０は平面視で２枚の基板Ｗを載置する基板載置台４を囲う形状であり、処理チャンバ３内において基板Ｗ及び基板載置台４以外の部分を平面視において覆うような構成となっている。また、基板載置台４の外周とバッフル板６０の内周との間には所定間隔の隙間６２（略８の字形状）が形成された構成となっている。
また、バッフル板６０には所定の径の連通孔６５が複数形成されている。それぞれの連通孔６５の径は同一である。本実施の形態においては、図４に示すように、連通孔６５は基板Ｗの周囲を囲むように、隙間６２の近傍に複数形成されている。また、バッフル板６０における連通孔６５同士の間隔は均等ではなく、バッフル板６０において排気口５の真上に位置する部分（図４中のＡ部）には、連通孔６５は形成されていない。即ち、バッフル板６０のうち排気口５の真上に位置する部分における連通孔６５の密度は、バッフル板６０の他の部分における連通孔６５の密度に比べて疎となるように構成されている。
更には、本実施の形態におけるバッフル板６０においては、平面視で基板載置台４を介して排気口５に対向する部分のうちの中央部（即ち、ゲートバルブ５０ａ近傍側の中央部、図４中のＢ部）における連通孔６５の密度は、平面視で基板載置台４を介して排気口５に対向する部分のうちの周辺部（即ち、ゲートバルブ５０ａ近傍側の周辺部、図４中のＣ部）に形成される連通孔６５の密度に比べ疎となるように構成されている。
なお、基板載置台４とバッフル板６０は互いに異なる温度に温調（温度調整）されており、基板載置台４は基板Ｗを所定の温度にするための温度に温調され、バッフル板６０の温度は、後述する基板処理時に生成される反応生成物のガスが付着しない程度の温度（反応物付着防止温度）に温調される。
以上説明した基板載置台４、バッフル板６０、足部６０ａ、隙間６２及び連通孔６５の構成について図５を参照して更に詳細に説明する。図５は、基板載置台４、バッフル板６０、足部６０ａ及び処理チャンバ３の底面（以下、底板３ａとも呼称する）に囲まれる排気空間Ｍ２を図示した概略断面図である。
図５に示すように、基板載置台４は、基板Ｗが載置される台部４ａと、処理チャンバ３の底板３ａに固定され台部４ａを支持する支持部４ｂを有している。一方、バッフル板６０は、台部４ａの周囲に延在し、連通孔６５が形成されている板部６０ｂを有している。バッフル板６０は、板部６０ｂの内周側の側面と台部４ａの側面が所定の間隔で対向するように配置され、板部６０ｂの内周側の側面と台部４ａの側面との間に隙間６２が形成される。ここで、バッフル板６０と基板Ｗを異なる温度に温調（温度調節）する場合には、バッフル板６０と基板Ｗを遠ざけ、相互間での伝熱を抑制するために、板部６０ｂの上面の高さを台部４ａの上面の高さよりも低くすることが好ましい。
また、図５に示すように、足部６０ａの先端部（下端部）には取付部６０ｃが形成されており、取付部６０ｃを処理チャンバ３の底板３ａにネジ７０で固定することによりバッフル板６０は底板３ａに当接している。これにより、取付部６０ｃ及び底板３ａを介した処理チャンバ３からの伝熱を用いて、温度制御ユニット８によるバッフル板６０の温度調節をすることができる。
一方、図３に示すように、加熱装置１０の内部には、２枚の基板Ｗを略水平に載置し、加熱することができる加熱台１２が設けられ、加熱台１２には図示しないヒータ線（電熱線）が埋設され、このヒータ線にヒータ電源１３が接続されている。また、加熱装置１０の天井部には加熱装置１０内に例えばＮ２等であるパージガスを供給するパージガス供給機構１４が設けられている。また、上述したように、加熱装置１０の底面には排気口１５が設けられており、排気口１５に連通する真空ポンプ（図示せず）を稼動させることで、加熱装置１０内を減圧させることが可能となっている。
以上、図３を参照して説明した基板処理装置１及び加熱装置１０においては、例えばＳｉＯ２膜が表面に形成された基板Ｗに対して、以下のような基板洗浄処理が行われる。先ず、ＳｉＯ２膜が形成された面を上面にした状態で、搬送調圧装置２０に対する基板Ｗの搬入が、アーム３１によってゲートバルブ５０ｃを通じて行われる。
搬送調圧装置２０内に搬入された基板Ｗはアーム２１に２枚同時に保持され、ゲートバルブ５０ｃが閉じられる。そして、基板処理装置１、加熱装置１０及び搬送調圧装置２０の内部を全て減圧状態（真空状態）とした後、ゲートバルブ５０ｂ及びゲートバルブ５０ａが開放される。この状態でアーム２１の稼動により、２枚の基板Ｗが基板処理装置１に搬送される。基板処理装置１に搬送された２枚の基板Ｗは、同時に基板載置台４に載置される。なお、アーム２１は基板Ｗの搬送を終えた後には、搬送調圧装置２０内に収納され、基板処理装置１内に基板Ｗが搬入された後、ゲートバルブ５０ａ、５０ｂはそれぞれ閉じられる。
続いて、基板処理装置１において例えば基板Ｗ表面に形成されたＳｉＯ２膜を、処理ガスであるＨＦガス、ＮＨ３ガスを用いて化学処理する工程（変質工程）が基板処理として行われる。この化学処理は、減圧下において基板ＷをＳｉＯ２膜が上面となるように基板載置台４に載置し、基板Ｗが所定温度となるように温度制御を行った後、ガス供給機構６から処理ガスであるＨＦガスとＮＨ３ガスの混合ガスを処理チャンバ３内に噴出させることで行われる。この化学処理により、ＳｉＯ２膜とＨＦガス及びＮＨ３ガスの分子が化学反応し、例えばフルオロケイ酸アンモニウムや水分等の反応生成物が生成される。
この化学処理においては、処理ガスであるＨＦガスとＮＨ３ガスの混合ガスを基板Ｗの表面に均一化させた状態で流す必要がある。これは、ＳｉＯ２膜に均一に接触させることで、基板Ｗ表面における上記反応生成物の生成を均一に行うためである。本実施の形態にかかる基板処理装置１においては、処理チャンバ３の内部を基板載置台４の周囲に設けられるバッフル板６０によって処理空間Ｍ１と排気空間Ｍ２とに仕切っている。排気空間Ｍ２には、排気口５が設けられており、排気空間Ｍ２は基板載置台４の下面とバッフル板６０（足部６０ａ）と、処理チャンバ３の底面に囲まれた密閉性の高い空間となっているため、処理空間Ｍ１内の処理ガスは、バッフル板６０に設けられた連通孔６５と、バッフル板６０と基板載置台４との間に形成される隙間６２のみを通じて排気空間Ｍ２に流出され、その後排気口５から排気される。
上述したように、バッフル板６０において排気口５の真上に位置する部分には、連通孔６５は形成されていない。即ち、バッフル板６０のうち排気口の真上に位置する部分における連通孔６５の密度はバッフル板６０の他の部分における連通孔６５の密度に比べて疎となるように構成されている。排気口５の真上にあたる部分は、排気口５からの距離が極めて近いため、他の部分に比べ排気量が多くなるが、排気口５の真上に位置する部分に連通孔６５が形成されていないバッフル板６０を設けたことにより、処理空間Ｍ１から排気空間Ｍ２への処理ガスの流出においては、排気口５の真上であっても、他の部分に比べてガス流出が多くなってしまうことが防止される。即ち、処理空間Ｍ１から排気空間Ｍ２への処理ガスの流出が位置によってばらつくことが回避され、基板Ｗ表面における処理ガスの流れが不均一となってしまうことが防止される。
また、バッフル板６０においては、平面視で基板載置台４を介して排気口５に対向する部分のうちの中央部（即ち、ゲートバルブ５０ａ近傍側の中央部、図４中のＢ部）における連通孔６５の密度は、平面視で基板載置台４を介して排気口５に対向する部分のうちの周辺部（即ち、ゲートバルブ５０ａ近傍側の周辺部、図４中のＣ部）に形成される連通孔６５の密度に比べ疎となるように構成されている。これにより、処理空間Ｍ１（特に、基板載置台４の上面近傍）におけるゲートバルブ５０ａ近傍側の中央部では、ゲートバルブ５０ａ近傍側の周辺部に比べ処理ガスが滞留しやすい環境となり、基板Ｗ表面において単位面積当たりのガス供給量が他の部分と比べて少なくなりがちなゲートバルブ５０ａ近傍側の中央部において、供給された処理ガス量のうち基板処理（化学処理）に寄与する処理ガスの量の割合が高まる。即ち、基板Ｗ表面において、ゲートバルブ５０ａ近傍側の中央部（Ｂ部）と、ゲートバルブ５０ａ近傍側の周辺部（Ｃ部）とで、基板処理（化学処理）に寄与する単位面積当たりの処理ガス供給量の均一化が図られ、基板Ｗに対する基板処理（化学処理）が均一に行われる。
次いで、化学処理後の基板Ｗが処理された面を上面とした状態で、ゲートバルブ５０ａを介してアーム２１の稼動により加熱装置１０内に搬送される。加熱装置１０に搬送された基板Ｗは、加熱台１２上に載置される。そして、基板Ｗの載置された加熱台１２は、ヒータ１３の稼動により所定温度に加熱され、これに伴い、加熱台１２上に載置された基板Ｗも加熱される。この加熱により、上記化学処理によって基板Ｗ表面に生成された反応生成物が気化され、基板Ｗの表面から除去される（加熱工程）。ここで、気化された反応生成物は、パージガス供給機構１４による加熱装置１０内へのパージガス導入と、排気口１５からの排気によって加熱装置１０から排出される。
上記加熱工程が完了した後、基板Ｗはゲートバルブ５０ｂを介してアーム２１の稼動により搬送調圧装置２０内に搬送される。そして、ゲートバルブ５０ｂを閉じた後、基板Ｗの装置への搬入時と同様に、搬送装置３０の内圧と搬送調圧装置２０の内圧を等しいものとし、ゲートバルブ５０ｃを開放して基板Ｗをアーム３１によって搬送調圧装置２０から搬出させる。
以上説明した工程により、基板処理システムＳにおける一連の基板洗浄処理が完了する。なお、基板処理システムＳにおいて基板洗浄処理が完了した後の基板Ｗは、他の処理システムにおいて、例えばＣＶＤ装置等の成膜装置に搬入され、基板Ｗに対して例えばＣＶＤ法等による成膜処理が行われる。
本発明の実施の形態にかかる基板処理システムＳ、特に基板処理装置１においては、処理チャンバ３内に設けられた基板載置台４の周囲に、処理チャンバ３の内部空間を処理空間Ｍ１（基板Ｗ表面側）と排気空間Ｍ２（基板Ｗ裏面側）に仕切るようにバッフル板６０を設けている。そして、このバッフル板６０に所定の径の複数の連通孔６５を形成し、さらに、バッフル板６０と基板載置台４との間に所定間隔の隙間６２を形成するような構成としたことで、処理空間Ｍ１から排気空間Ｍ２へのガス流出をこれら連通孔６５と隙間６２のみによって行うこととしている。即ち、処理空間Ｍ１から排気空間Ｍ２へのガス流出は、連通孔６５の配置構成（分布）と隙間６２の幅、及び連通孔６５と隙間６２との間の距離等のみによって制御される。
本実施の形態にかかる基板処理装置１では、特に排気口５が基板載置台４の中心に対して偏心した位置に設けられる場合に、バッフル板６０のうち排気口５の真上に位置する部分における連通孔６５の密度がバッフル板６０の他の部分における連通孔６５の密度に比べて疎となる構成としたため、排気口５の真上における処理空間Ｍ１から排気空間Ｍ２へのガスの流出が他の部分より多くなってしまうことが防止される。即ち、処理空間Ｍ１から排気空間Ｍ２への処理ガスの流出が位置によってばらつくことが回避され、基板Ｗ表面における処理ガスの流れが不均一となってしまうことが防止される。
また、平面視で基板載置台４を介して排気口５に対向する部分のうちの中央部（即ち、ゲートバルブ５０ａ近傍側の中央部、図４中のＢ部）における連通孔６５の密度を、平面視で基板載置台４を介して排気口５に対向する部分のうちの周辺部（即ち、ゲートバルブ５０ａ近傍側の周辺部、図４中のＣ部）に形成される連通孔６５の密度に比べ疎となるように構成しているため、基板Ｗ表面において単位面積当たりのガス供給量が他の部分と比べて少なくなりがちなゲートバルブ５０ａ近傍側の中央部（Ｂ部）において、供給された処理ガス量のうち基板処理（化学処理）に寄与する処理ガスの量の割合が高まり、ゲートバルブ５０ａ近傍側の中央部（Ｂ部）とゲートバルブ５０ａ近傍側の周辺部（Ｃ部）とで、基板処理に寄与する単位面積当たりの処理ガス供給量の均一化が図られ、基板Ｗに対する基板処理が均一に行われる。
また、バッフル板６０と基板載置台４との間に隙間６２を形成し、処理空間Ｍ１から排気空間Ｍ２に隙間６２からガスが流出している状態としている。これにより、基板Ｗ表面のガス流れを均一化することが可能となる。ここで、図６、図７を参照して隙間６２を形成したことによって基板Ｗ表面のガス流れが均一化される原理について詳細に説明する。
図６は、バッフル板６０と基板載置台４との間に隙間が形成されていない場合のガス流れを示す概略説明図であり、図７は、バッフル板６０と基板載置台４との間に隙間６２が形成されている場合のガス流れを示す概略説明図である。なお、図６及び図７においては、基板載置台４に載置された基板Ｗとバッフル板６０の近接している箇所を拡大して図示しており、連通孔６５ａと連通孔６５ｂは複数形成された連通孔６５のうち、互いに隣り合うものである。また、図６及び図７に示す点Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは基板Ｗ上の点である。
図６及び図７に示すように、点Ｄは連通孔６５ａの近傍に位置する点であり、連通孔６５ａの中心を通り基板Ｗの縁に垂直な直線上に位置する。また、点Ｇは連通孔６５ｂの近傍に位置する点であり、連通孔６５ｂの中心を通り基板Ｗの縁に垂直な直線上に位置する。一方、点Ｅは連通孔６５ａと連通孔６５ｂの間に位置する点のうち連通孔６５ａに近い点である点Ｈの近傍に位置する点であり、点Ｈを通り基板Ｗの縁に垂直な直線上に位置する。点Ｆは連通孔６５ａと連通孔６５ｂとの間に位置する点のうち連通孔６５ｂに近い点である点Ｉの近傍に位置する点であり、点Ｉを通り基板Ｗの縁に垂直な直線上に位置する。
図６、図７に示すように、点Ｄにおけるガスの流れの方向は、図中矢印ｄ１で示すように、点Ｄから最も近い連通孔である連通孔６５ａに向かう傾向がある。また、同様に点Ｇにおけるガスの流れの方向は、図中矢印ｇ１で示すように、点Ｇから最も近い連通孔である連通孔６５ｂに向かう傾向がある。ここで、矢印ｄ１の方向は、点Ｄから基板Ｗの縁に最短距離で向かう方向であり、基板Ｗが円形である場合には、基板Ｗの中心と点Ｄを通る直線の方向である。同様に、矢印ｇ１の方向は、点Ｇから基板Ｗの縁に最短距離で向かう方向であり、基板Ｗが円形である場合には、基板Ｗの中心と点Ｇを通る直線の方向である。
基板Ｗ上での各点におけるガスの流れを均一化するという観点では、点Ｅ及び点Ｆにおけるガスの流れの方向を、それぞれ点Ｅ及び点Ｆから基板Ｗの縁に最短距離で向かう方向（図中一点鎖線で示す矢印ｅ１及びｆ１の方向、即ち、点Ｅから点Ｈに向かう方向及び点Ｆから点Ｉに向かう方向）として、点Ｄ及び点Ｇにおけるガスの流れと同様にするのが理想的である。しかし、図６に示すように、バッフル板６０と基板載置台４の間に隙間６２を形成しない構成とした場合、点Ｅにおけるガスの流れの方向は、矢印ｅ２で示すように、点Ｅから最も近い連通孔である連通孔６５ａに向かう傾向がある。同様に、バッフル板６０と基板載置台４の間に隙間６２を形成しない構成とした場合、基板Ｗ上の点Ｆにおけるガスの流れの方向は、矢印ｆ２で示すように、点Ｆから最も近い連通孔である連通孔６５ｂに向かう傾向がある。
一方、図７に示すように、バッフル板６０と基板載置台４の間に隙間６２を形成した場合には、基板Ｗ上のガスが連通孔６５だけでなく隙間６２からも排気されることによって、点Ｅにおけるガスの流れの方向が、図７中の矢印ｅ３で示すように、矢印ｅ２の示す方向よりも矢印ｅ１に示す方向に近い方向となる。同様に、バッフル板６０と基板載置台４の間に隙間６２を形成した場合には、点Ｆにおけるガスの流れの方向が、図７中の矢印ｆ３で示すように、矢印ｆ２の示す方向よりも矢印ｆ１に示す方向に近い方向となる。
即ち、図６と図７を比較することで分かるように、バッフル板６０と基板載置台４の間に隙間６２を形成することによって、点Ｅ及び点Ｆにおけるガスの流れの方向がそれぞれ点Ｅ及び点Ｆから基板Ｗの縁に最短距離で向かう方向に近い方向となる。これにより、点Ｅ及び点Ｆにおけるガスの流れの態様が、点Ｄ及び点Ｇにおけるガスの流れの態様（各点から基板Ｗの縁に最短距離で向かう方向に流れる傾向がある態様）に近いものとなる。つまり、バッフル板６０と基板載置台４の間に隙間６２を形成することによって、点Ｅ及び点Ｆのようなバッフル板６０のうち連通孔６５が形成されていない部分の近傍に位置する点におけるガスの流れの態様が、点Ｄ及び点Ｇのようなバッフル板６０のうち連通孔６５が形成された部分の近傍に位置する点におけるガスの流れの態様に近いものとなり、基板Ｗ上での各点におけるガスの流れの均一化が図られることとなる。
また、上記実施の形態において、バッフル板６０と基板載置台４は異なる温度に温調されており、基板載置台４は基板Ｗを所定の温度にするための温度、バッフル板６０は、基板処理時に生成される反応生成物のガスが付着しない程度の温度（反応物付着防止温度）に温調される。基板処理装置１においては、バッフル板６０と基板載置台４との間に隙間６２を形成しているため、バッフル板６０と基板載置台４との間での熱伝導が抑制され、基板載置台４（特にバッフル板６０近傍）の温度が高精度で所定の温度に保たれる。上記実施の形態のように、処理チャンバ３の内部を減圧する場合には、所謂真空断熱によってバッフル板６０と基板載置台４との間での熱伝導が抑制される。
基板Ｗ表面のガス流れを均一化させ、更に、基板Ｗの温度を高精度で所定の温度とすることにより、基板処理装置１における基板処理プロセスの均一化が図られ、均一に処理された基板Ｗを加熱装置１２に搬入し、反応生成物の気化（加熱工程）が行われるため、例えば上記化学処理後の基板Ｗにおいては反応生成物の除去が精度良く均一に行われる。
以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上記実施の形態においては、基板処理システムＳとして２枚の基板Ｗを同時に載置し処理する構成を例示して説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば基板を複数枚（３枚、４枚等）同時に処理する構成の基板処理装置についても本発明を適用することができる。また、１枚の基板Ｗのみを処理する構成の基板処理装置についても本発明を適用することができる。
また、上記実施の形態では、基板処理として化学処理を例示して説明したが、本発明にかかる基板処理装置は、その他の処理を行う場合に用いられる装置についても適用可能であり、例えば基板にプラズマＣＶＤ処理を行う基板処理装置等にも適用できる。
さらにまた、上記実施の形態においては、基板処理として基板Ｗ表面に形成されたＳｉＯ２膜を、処理ガスであるＨＦガス、ＮＨ３ガスを用いて化学処理する工程（変質工程）と、処理後の基板を加熱処理する工程（加熱工程）を例示し、これら化学処理及び加熱処理はそれぞれ基板処理装置１と加熱装置１０において行われるものとして説明したが、この化学処理及び加熱処理は、同一の処理装置（チャンバ）内で行うことも可能である。即ち、１つのチャンバにおいて処理ガス（ＨＦガス、ＮＨ３ガス）を導入し基板処理（化学処理）を行い、処理ガスを排気した後に、基板を加熱させて反応生成物を除去することも可能である。本発明にかかる基板処理装置は、このような２つの処理を同一チャンバ内で行う場合の装置としても使用することができる。
本発明は、例えば半導体製造プロセス等の微細加工分野において用いられる基板処理装置に適用できる。
１…基板処理装置
３…処理チャンバ
４…基板載置台
５…排気口
６…ガス供給機構
７…温調流路
８…温度制御ユニット
１０…加熱装置
１２…加熱台
１３…ヒータ
１４…パージガス供給機構
１５…排気口
２０…搬送調圧装置
２１…アーム
３０…搬送装置
３１…アーム
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ…ゲートバルブ
６０…バッフル板
６０ａ…足部
６２…隙間
６５…連通孔
Ｍ１…処理空間
Ｍ２…排気空間
Ｓ…基板処理システム

Claims (9)

  1. 基板を処理する減圧可能な処理チャンバを有する基板処理装置であって、
    基板を載置する基板載置台と、
    前記処理チャンバの内部を処理空間と排気空間に仕切るように前記基板載置台の周囲に設けられるバッフル板と、
    前記処理チャンバの内部を排気する排気口と、を備え、
    前記基板載置台と前記バッフル板との間には隙間が設けられ、
    前記バッフル板には前記処理空間と前記排気空間を連通させる複数の連通孔が形成されている、基板処理装置。
  2. 前記バッフル板に形成される複数の連通孔のうち、前記排気口の近傍に位置する連通孔の密度は、他の部分に位置する連通孔の密度に比べ疎である、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記排気口は前記処理チャンバの底部に配置され、
    前記バッフル板に形成される複数の連通孔のうち、前記排気口の真上に位置する連通孔の密度は、他の部分に位置する連通孔の密度に比べ疎である、請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記基板載置台と前記バッフル板は異なる温度に温調される、請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置。
  5. 前記基板載置台は基板処理温度に温調され、前記バッフル板は前記基板処理温度より高温である反応物付着防止温度に温調される、請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 前記バッフル板は、前記処理チャンバの内壁に沿って底部方向に延伸する足部を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の基板処理装置。
  7. 前記排気口は平面視において前記基板載置台の中心から偏心して配置される、請求項１〜６のいずれかに記載の基板処理装置。
  8. 前記処理チャンバには、水平方向において前記排気口と対向する位置に配置される、基板の搬入出を行うための搬入出口が設けられる、請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 前記バッフル板に形成される複数の連通孔のうち、平面視において前記基板載置台を介して前記排気口と対向する側の中央部に位置する連通孔の密度は、平面視において前記基板載置台を介して前記排気口と対向する側の周辺部に位置する連通孔の密度に比べ疎である、請求項７に記載の基板処理装置。
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