JP4495573B2

JP4495573B2 - 基板処理装置、及び基板処理方法

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Inventors: 弘樹岡宮; 信雄石丸
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Description

本発明は、シリコンウエハなどの基板に対し、基板表面のエッチングや、薄膜の形成などを行う基板処理装置に関するものである。

図７は従来の基板処理装置における処理炉２０２Ｊを上方から見た図８におけるｄ−ｄ'断面での断面図、図８は同装置における処理炉２０２Ｊを横方向から見た図７におけるｃ−ｃ'断面での断面図、図９は絶縁トランス（後述）の構成の詳細について説明するための図である。

従来の基板処理装置では、図７および図８に示すように、反応管２０３内部の壁面近くに垂直方向に細長いバッファ室２３７が設けられており、当該バッファ室２３７の内部には２本の電極保護管２７５で覆った第１の棒状電極２６９および第２の棒状電極２７０とバッファ室２３７内で均等なガス流を得るためのガスノズル２３３が設置されている。

同装置では、高周波電源２７３で発生する高周波電力が、整合器２７２等を介して第１の棒状電極２６９および第２の棒状電極２７０の端部に印加されると、バッファ室２３７内の第１の棒状電極２６９と第２の棒状電極２７０の間のプラズマ生成領域２２４にプラズマが生成される。そして、ガスノズル２３３から供給される反応性ガスを当該プラズマ生成領域２２４で生成されたプラズマにより励起させる。このようにして励起させた反応性ガスを、バッファ室２３７の壁面に形成されているガス供給孔２４８ａを介して、反応室内のウエハ２００に対して供給させる構成となっている。

上述のような構成の従来の基板処理装置では、バッファ室２３７内にて生成されるプラズマが、反応管２０３周辺の金属部分に対して広がらないようにプラズマ電流を遮断する目的で、絶縁トランス１６が設置されている。

しかし、上述のような従来の構成では、第１の棒状電極２６９および第２の棒状電極２７０の端部に対して印加する高周波電力を大きくすると絶縁トランス１６が発熱してしまい、反応性ガスを励起させるための十分なプラズマ密度を得ることができない場合があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、プラズマをバッファ室内にとどめた状態で、プラズマ密度を上げることのできる基板処理装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る基板処理装置は、基板を収容する処理室と、前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給手段と、前記ガス供給手段により供給された処理ガスをプラズマ励起させるための一対の電極と、前記処理室を構成する反応管の内壁と基板との間に設けられ、前記一対の電極が設けられるバッファ室と、環状の磁性体に所定方向に所定回数だけ巻き付けられ、前記一対の電極の内のいずれか一方に一端が接続され、他端が高周波電源と接続されている第一のコイルと、前記環状の磁性体に前記所定方向とは逆方向に前記所定回数だけ巻き付けられ、前記一対の電極の内のいずれか他方に一端が接続され、他端が接地されている第二のコイルと、前記第一のコイルと前記高周波電源の間に接続され、インピーダンス制御を行なうための整合器とを有することを特徴とするものである。
また、本発明の基板処理方法は、基板を収容する処理室と、前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給手段と、前記ガス供給手段により供給された処理ガスをプラズマ励起させるための一対の電極と、前記処理室を構成する反応管の内壁と基板との間に設けられ、前記一対の電極が設けられるバッファ室と、環状の磁性体に所定方向に所定回数だけ巻き付けられ、前記一対の電極の内のいずれか一方に一端が接続され、他端が高周波電源と接続されている第一のコイルと、前記環状の磁性体に前記所定方向とは逆方向に前記所定回数だけ巻き付けられ、前記一対の電極の内のいずれか他方に一端が接続され、他端が接地されている第二のコイルと、前記第一のコイルと前記高周波電源の間に接続され、インピーダンス制御を行なうための整合器とを有する基板処理装置によって行なわれる基板処理方法であって、前記処理室に基板を収容する工程と、前記ガス供給手段により前記処理室内に処理ガスを供給する工程と、前記一対の電極により前記ガス供給手段から供給された処理ガスをプラズマ励起させる工程とを有することを特徴とするものである。

以上に詳述したように本発明によれば、プラズマをバッファ室内にとどめた状態で、プラズマ密度を上げることのできる基板処理装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

図１および図２において、本発明が適用される基板処理装置の一例である半導体製造装置についての概略を説明する。

筐体１０１内部の前面側には、図示しない外部搬送装置との間で基板収納容器としてのカセット１００の授受を行う保持具授受部材としてのカセットステージ１０５が設けられ、該カセットステージ１０５の後側には昇降手段としてのカセットエレベータ１１５が設けられ、該カセットエレベータ１１５には搬送手段としてのカセット移載機１１４が取りつけられている。又、前記カセットエレベータ１１５の後側には、前記カセット１００の載置手段としてのカセット棚１０９が設けられると共に前記カセットステージ１０５の上方にも予備カセット棚１１０が設けられている。前記予備カセット棚１１０の上方にはクリーンユニット１１８が設けられクリーンエアを前記筐体１０１の内部を流通させるように構成されている。

前記筐体１０１の後部上方には、処理炉２０２が設けられ、該処理炉２０２の下方には基板としてのウエハ２００を水平姿勢で多段に保持する基板保持手段としてのボート２１７を該処理炉２０２に昇降させる昇降手段としてのボートエレベータ１２１が設けられ、該ボートエレベータ１２１に取りつけられた昇降部材１２２の先端部には蓋体としてのシールキャップ２１９が取りつけられ該ボート２１７を垂直に支持している。前記ボートエレベータ１２１と前記カセット棚１０９との間には昇降手段としての移載エレベータ１１３が設けられ、該移載エレベータ１１３には搬送手段としてのウエハ移載機１１２が取りつけられている。又、前記ボートエレベータ１２１の横には、開閉機構を持ち前記処理炉２０２の下面を塞ぐ遮蔽部材としての炉口シャッタ１１６が設けられている。

なお、処理の均一性を向上する為にボート２１７を回転するための回転手段であるボート回転機構２６７（後述の図３参照）が設けてあり、ボート回転機構２６７を回転することにより、石英キャップ２１８に保持されたボート２１７を回転するようになっている。

前記ウエハ２００が装填された前記カセット１００は、図示しない外部搬送装置から前記カセットステージ１０５に該ウエハ２００が上向き姿勢で搬入され、該ウエハ２００が水平姿勢となるよう該カセットステージ１０５で９０°回転させられる。さらに、前記カセット１００は、前記カセットエレベータ１１５の昇降動作、横行動作及び前記カセット移載機１１４の進退動作、回転動作の協働により前記カセットステージ１０５から前記カセット棚１０９又は前記予備カセット棚１１０に搬送される。

カセット棚１０９にはウエハ移載機１１２の搬送対象となる前記カセット１００が収納される移載棚１２３があり、ウエハ２００が移載に供される該カセット１００はカセットエレベータ１１５、カセット移載機１１４により該移載棚１２３に移載される。

カセット１００が移載棚１２３に移載されると、前記ウエハ移載機１１２の進退動作、回転動作及び前記移載エレベータ１１３の昇降動作の協働により該移載棚１２３から降下状態の前記ボート２１７に前記ウエハ２００を移載する。

前記ボート２１７に所定枚数の前記ウエハ２００が移載されると前記ボートエレベータ１２１により該ボート２１７が前記処理炉２０２に挿入され、前記シールキャップ２１９により前記処理炉２０２が気密に閉塞される。気密に閉塞された前記処理炉２０２内では前記ウエハ２００が加熱されると共に処理ガスが該処理炉２０２内に供給され、前記ウエハ２００に処理がなされる。

前記ウエハ２００への処理が完了すると、該ウエハ２００は上記した動作の逆の手順により、前記ボート２１７から前記移載棚１２３の前記カセット１００に移載され、該カセット１００は前記カセット移載機１１４により該移載棚１２３から前記カセットステージ１０５に移載され、図示しない外部搬送装置により前記筐体１０１の外部に搬出される。

なお、前記炉口シャッタ１１６は、前記ボート２１７が降下状態の際に前記処理炉２０２の下面を塞ぎ（図２参照）、外気が該処理炉２０２内に巻き込まれるのを防止している。

前記カセット移載機１１４等の搬送動作は、搬送制御手段１２４により制御される。

続いて、本実施の形態による基板処理装置における、ウエハ等の基板へのプロセス処理例としてＣＶＤ法の中の１つであるＡＬＤ法を用いた成膜処理について説明する。

ＡＬＤ法は、ある成膜条件（温度、時間等）の下で、成膜に用いる２種類（またはそれ以上）の原料となるガスを１種類ずつ交互に基板上に供給し、１原子層単位で吸着させ、表面反応を利用して成膜を行う手法である。

ここで、利用する化学反応としては、例えばＳｉＮ（窒化珪素）膜形成の場合には、ＡＬＤ法ではＤＣＳ（ＳｉＨ₂Ｃｌ₂、ジクロルシラン）とＮＨ₃（アンモニア）を用いる。これにより、３００〜６００℃の低温で高品質の成膜が可能となる。また、ガス供給は、複数種類の反応性ガスを１種類ずつ交互に供給する。そして、膜厚制御は、反応性ガス供給のサイクル数で制御する（例えば、成膜速度が１Å／サイクルとすると、２０Åの膜を形成する場合、処理を２０サイクル行う。）。

図３は本実施の形態による基板処理装置における縦型の処理炉２０２の概略構成を示す処理炉部分の縦断面図、図４は本実施の形態による基板処理装置における処理炉２０２を上方から見た図５におけるｂ−ｂ'断面での断面図、図５は処理炉２０２を横方向から見た図４におけるａ−ａ'断面での断面図である。なお、図３は処理炉２０２を横方向から見た図４におけるｅ−ｅ'断面での断面図となっている。

加熱手段であるヒータ２０７の内側に、基板であるウエハ２００を処理する反応容器として反応管２０３が設けられ、この反応管２０３の下端開口は蓋体であるシールキャップ２１９により気密部材であるＯリング２２０を介して気密に閉塞され、少なくとも、このヒータ２０７、反応管２０３、及びシールキャップ２１９により処理炉２０２を形成している。シールキャップ２１９には石英キャップ２１８を介して基板保持手段であるボート２１７が立設され、前記石英キャップ２１８はボートを保持する保持体となっている。そして、ボート２１７は処理炉（処理室）２０２に挿入される。ボート２１７にはバッチ処理される複数のウエハ２００が水平姿勢で管軸方向に多段に積載される。前記ヒータ２０７は処理炉２０２に挿入されたウエハ２００を所定の温度に加熱する。

そして、処理炉２０２へは複数種類、ここでは２種類のガスを供給する供給管としての２本のガス供給管２３２ａ、２３２ｂが設けられる。ここでは第１のガス供給管２３２ａからは流量制御手段である第１のマスフローコントローラ２４１ａ及び開閉弁である第１のバルブ２４３ａを介し、さらに後述する処理炉２０２内に形成されたバッファ室２３７を介して処理炉２０２に反応ガスが供給され、第２のガス供給管２３２ｂからは流量制御手段である第２のマスフローコントローラ２４１ｂ、開閉弁である第２のバルブ２４３ｂ、ガス溜め２４７、及び開閉弁である第３のバルブ２４３ｃを介して処理炉２０２に反応ガスが供給されている。

処理炉２０２は、ガスを排気する排気管であるガス排気管２３１により第４のバルブ２４３ｄを介して排気手段である真空ポンプ２４６に接続され、真空排気されるようになっている。なお、この第４のバルブ２４３ｄは弁を開閉して処理炉２０２の真空排気・真空排気停止ができ、さらに弁開度を調節して圧力調整可能になっている開閉弁である。

処理炉２０２を構成している反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間には、反応管２０３の下部より上部の内壁にウエハ２００の積載方向に沿って、ガス分散空間であるバッファ室２３７が設けられており、バッファ室２３７のウエハ２００と隣接する壁の端部にはガスを供給する供給孔であるガス供給孔２４８ａが設けられている。このガス供給孔２４８ａは反応管２０３の中心へ向けて開口している。このガス供給孔２４８ａは、下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、さらに同じ開口ピッチで設けられている。

そしてバッファ室２３７のガス供給孔２４８ａが設けられた端部と反対側の端部には、ガスノズル（ガス供給手段）２３３が、やはり反応管２０３の下部より上部にわたりウエハ２００の積載方向に沿って配設されている。このガスノズル２３３の供給孔の開口面積は、バッファ室２３７と処理炉２０２の差圧が小さい場合には、上流側から下流側まで同一の開口面積で同一の開口ピッチとすると良いが、差圧が大きい場合には上流側から下流側に向かって開口面積を大きくするか、開口ピッチを小さくすると良い。

本実施の形態では、ガスノズル２３３の供給孔の開口面積や開口ピッチを上流側から下流にかけて調節することで、ガスノズル２３３の各供給孔から供給されるガスの流速に差がある場合でも、各供給孔から供給されるガスの流量がほぼ同量となるように設定されている。そしてこのガスノズル２３３の各供給孔から噴出するガスをバッファ室２３７に噴出させて一旦導入し、前記ガスの流速差の均一化を行う構成となっている。

すなわち、バッファ室２３７において、ガスノズル２３３の各供給孔より噴出したガスはバッファ室２３７で各ガスの粒子速度が緩和された後、ガス供給孔２４８ａより処理炉２０２に噴出する。この間に、ガスノズル２３３の各供給孔より噴出したガスは、各ガス供給孔２４８ａより噴出する際には、均一な流量と流速とを有するガスとなる。

また、バッファ室２３７には、細長い構造を有する第１の電極である第１の棒状電極２６９及び第２の電極である第２の棒状電極２７０が、上部より下部にわたって電極を保護する保護管である電極保護管２７５に保護されて配設されている。

ここで、第１の棒状電極２６９は阻止インダクタンス２０ｂを介して基準電位であるアースに接続されており、第２の棒状電極２７０は阻止インダクタンス２０ａおよび整合器２７２等を介して高周波電源２７３に接続されている。このような構成において、高周波電源２７３により印加された高周波電圧に基づいて、第１の棒状電極２６９及び第２の棒状電極２７０間のプラズマ生成領域２２４にプラズマが生成される。

この電極保護管２７５は、第１の棒状電極２６９及び第２の棒状電極２７０のそれぞれをバッファ室２３７の雰囲気と隔離した状態でバッファ室２３７に挿入できる構造となっている。ここで、電極保護管２７５の内部は外気（大気）と同一雰囲気であると、電極保護管２７５にそれぞれ挿入された第１の棒状電極２６９及び第２の棒状電極２７０がヒータ２０７の加熱で酸化されてしまうおそれがある。そこで、電極保護管２７５の内部は窒素などの不活性ガスを充填あるいはパージし、酸素濃度を充分低く抑えて第１の棒状電極２６９又は第２の棒状電極２７０の酸化を防止する構成（不活性ガスパージ機構）としている。

制御手段であるコントローラ２２１は、第１のマスフローコントローラ２４１ａおよび第２のマスフローコントローラ２４１ｂ、第１のバルブ２４３ａ〜第４のバルブ２４３ｄ、ヒータ２０７、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、図中省略のボート昇降機構、高周波電源２７３、整合器２７２に接続されている。コントローラ２２１により、第１のマスフローコントローラ２４１ａおよび第２のマスフローコントローラ２４１ｂの流量調整、第１のバルブ２４３ａ〜第３のバルブ２４３ｃの開閉動作、第４のバルブ２４３ｄの開閉及び圧力調整動作、ヒータ２０７の温度調節、真空ポンプ２４６の起動や停止、ボート回転機構２６７の回転速度調節、ボート昇降機構の昇降動作制御、高周波電源２７３の電力供給制御、整合器２７２によるインピーダンス制御が行われる。

次にＡＬＤ法による成膜例について、ＤＣＳ及びＮＨ₃ガスを用いてＳｉＮ膜を成膜する例で説明する。成膜しようとするウエハ２００をボート２１７に装填し、処理炉２０２に搬入する。搬入後、次の３つのステップを順次実行する。

（ステップ１）
ステップ１では、プラズマ励起の必要なＮＨ₃ガスと、プラズマ励起の必要のないＤＣＳガスとを平行して流す。まず第１のガス供給管２３２ａに設けた第１のバルブ２４３ａ、及びガス排気管２３１に設けた第４のバルブ２４３ｄを共に開けて、第１のガス供給管２３２ａから第１のマスフローコントローラ２４３ａにより流量調整されたＮＨ₃ガスをガスノズル２３３の供給孔からバッファ室２３７へ噴出し、第１の棒状電極２６９及び第２の棒状電極２７０（一対の電極）間に高周波電源２７３から整合器２７２を介して高周波電力を印加してＮＨ₃ガスをプラズマにより励起し、活性種として処理炉２０２に供給しつつガス排気管２３１から排気する。ＮＨ₃ガスをプラズマ励起することにより活性種として流すときは、第４のバルブ２４３ｄを適正に調整して処理炉２０２内の圧力を１０〜１００Ｐａとする。第１のマスフローコントローラ２４１ａで制御するＮＨ₃の供給流量は１０００〜１００００ｓｃｃｍである。ＮＨ₃をプラズマ励起することにより得られた活性種にウエハ２００を晒す時間は２〜１２０秒間である。このときのヒータ２０７の温度はウエハが３００〜６００℃になるよう設定してある。ＮＨ₃は反応温度が高いため、上記ウエハ温度では反応しないので、プラズマ励起することにより活性種としてから流すようにしており、このためウエハ温度は設定した低い温度範囲のままで行える。

このＮＨ₃をプラズマ励起することにより活性種として供給しているとき、第２のガス供給管２３２ｂの上流側の第２のバルブ２４３ｂを開け、下流側の第３のバルブ２４３ｃを閉めて、ＤＣＳも流すようにする。これにより第２バルブ２４３ｂと第３のバルブ２４３ｃとの間に設けられているガス溜め２４７にＤＣＳを溜める。このとき、処理炉２０２内に流しているガスはＮＨ₃をプラズマ励起することにより得られた活性種であり、ＤＣＳは存在しない。したがって、ＮＨ₃は気相反応を起こすことはなく、プラズマにより励起され活性種となったＮＨ₃はウエハ２００上の下地膜と表面反応する。

（ステップ２）
ステップ２では、第１のガス供給管２３２ａの第１のバルブ２４３ａを閉めて、ＮＨ₃の供給を止めるが、引続きガス溜め２４７へ供給を継続する。ガス溜め２４７に所定圧力かつ所定量のＤＣＳが溜まったら上流側の第２のバルブ２４３ｂも閉めて、ガス溜め２４７にＤＣＳを閉じ込めておく。また、ガス排気管２３１の第４のバルブ２４３ｄは開いたままにし真空ポンプ２４６により、処理炉２０２を２０Ｐａ以下に排気し、残留ＮＨ₃を処理炉２０２から排除する。また、この時にはＮ₂等の不活性ガスを処理炉２０２に供給すると、さらに残留ＮＨ₃を排除する効果が高まる。ガス溜め２４７内には、圧力が２００００Ｐａ以上になるようにＤＣＳを溜める。また、ガス溜め２４７と処理炉２０２との間のコンダクタンスが１．５×１０^-3ｍ³／ｓ以上になるように装置を構成する。また、反応管２０３容積とこれに対する必要なガス溜め２４７の容積との比として考えると、反応管２０３容積１００ｌ（リットル）の場合においては、１００〜３００ｃｃであることが好ましく、容積比としてはガス溜め２４７は反応室容積の１／１０００〜３／１０００倍とすることが好ましい。

（ステップ３）
ステップ３では、処理炉２０２の排気が終わったらガス排気管２３１の第４のバルブ２４３ｄを閉じて排気を止める。第２のガス供給管２３２ｂの下流側の第３のバルブ２４３ｃを開く。これによりガス溜め２４７に溜められたＤＣＳが処理炉２０２に一気に供給される。このときガス排気管２３１の第４のバルブ２４３ｄが閉じられているので、処理炉２０２内の圧力は急激に上昇して約９３１Ｐａ（７Ｔｏｒｒ）まで昇圧される。ＤＣＳを供給するための時間は２〜４秒設定し、その後上昇した圧力雰囲気中に晒す時間を２〜４秒に設定し、合計６秒とした。このときのウエハ温度はＮＨ₃の供給時と同じく、３００〜６００℃である。ＤＣＳの供給により、下地膜上のＮＨ₃とＤＣＳとが表面反応して、ウエハ２００上にＳｉＮ膜が成膜される。成膜後、第３のバルブ２４３ｃを閉じ、第４のバルブ２４３ｄを開けて処理炉２０２を真空排気し、残留するＤＣＳの成膜に寄与した後のガスを排除する。また、この時にはＮ₂等の不活性ガスを処理炉２０２に供給すると、さらに残留するＤＣＳの成膜に寄与した後のガスを処理炉２０２から排除する効果が高まる。また第２のバルブ２４３ｂを開いてガス溜め２４７へのＤＣＳの供給を開始する。

上記ステップ１〜３を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことによりウエハ上に所定膜厚のＳｉＮ膜を成膜する。

ＡＬＤ装置では、ガスは下地膜表面に吸着する。このガスの吸着量は、ガスの圧力、及びガスの暴露時間に比例する。よって、希望する一定量のガスを、短時間で吸着させるためには、ガスの圧力を短時間で大きくする必要がある。この点で、本実施の形態では、第４のバルブ２４３ｄを閉めたうえで、ガス溜め２４７内に溜めたＤＣＳを瞬間的に供給しているので、処理炉２０２内のＤＣＳの圧力を急激に上げることができ、希望する一定量のガスを瞬間的に吸着させることができる。

また、本実施の形態では、ガス溜め２４７にＤＣＳを溜めている間に、ＡＬＤ法で必要なステップであるＮＨ₃ガスをプラズマ励起することにより活性種として供給、及び処理炉２０２の排気をしているので、ＤＣＳを溜めるための特別なステップを必要としない。また、処理炉２０２内を排気してＮＨ₃ガスを除去してからＤＣＳを流すので、両者はウエハ２００に向かう途中で反応しない。供給されたＤＣＳは、ウエハ２００に吸着しているＮＨ₃とのみ有効に反応させることができる。

図６は、阻止インダクタンス（高周波阻止用コイル）の構成の詳細について説明するための図である。

本実施の形態では、阻止インダクタンス２０ａ（第一のコイル）および阻止インダクタンス２０ｂ（第二のコイル）は、トロイダル状の磁性体２１にそれぞれ逆方向に同じ回数だけ巻きつけられた構成となっている。

阻止インダクタンス２０ａの一方の端部は第２の棒状電極２７０と接続され、他方の端部は整合器２７２と接続される。また、阻止インダクタンス２０ｂの一方の端部は第１の棒状電極２６９と接続され、他方の端部はグランドに接続される。

すなわち、阻止インダクタンス２０ａは、環状の磁性体に所定方向に所定回数だけ巻き付けられ、第２の棒状電極２７０を高周波電源と接続している。また、阻止インダクタンス２０ｂは、環状の磁性体に前記所定方向とは逆方向に前記所定回数だけ巻き付けられ、第１の棒状電極２６９を接地させている。

高周波電源２７３から整合器２７２および阻止インダクタンス２０ａを介して第２の棒状電極２７０に高周波電流が供給される際、電磁誘導によって、阻止インダクタンス２０ｂには阻止インダクタンス２０ａとは逆方向に等しい大きさの電流が流れる。

これにより、第１の棒状電極２６９と第２の棒状電極２７０に流れる高周波電流により発生する磁束は逆方向となり相殺し合うため、磁性体２１には磁束は発生せず、従来の高周波トランスでは磁性体が磁気飽和してしまうような大きい高周波電流を供給する場合においても動作可能であり、高周波電流に基づく発熱による不具合を生じることなく、高密度プラズマを安定的に生成することができる。

また、本実施の形態によれば、第１の棒状電極２６９および第２の棒状電極２７０から反応管周辺の金属部分への高周波電流については、阻止インダクタンス２０ａおよび阻止インダクタンス２０ｂが大きな抵抗となり、第１の棒状電極２６９および第２の棒状電極２７０と反応管周辺の金属部分との間でのプラズマの発生は抑制される。一方、第１の棒状電極２６９と第２の棒状電極２７０に流れる高周波電流により発生する磁束は逆方向となり相殺し合うため、磁性体２１には磁束は発生せず、阻止インダクタンス２０ａおよび阻止インダクタンス２０ｂは高周波電流の抵抗とはならない。これにより、棒状電極間に流れる高周波電流はバッファ室２３７内に局在することとなり、バッファ室内に高密度プラズマを生成することができる。

以上述べたように、本実施の形態によれば、積載された基板を処理する縦型の反応室と、処理用の複数のガスを基板に供給するためのガス供給系と、前記ガス供給系から基板に供給されるガスを一旦蓄えて、前記積載された基板にガスを均一に供給するバッファ室と、前記バッファ室の中にプラズマを生成するための電極を設けた装置において、バッファ室の外側の空間で、プラズマが生成されることを防止するために、バッファ室内の棒状電極から反応室周辺の導電体部材への高周波電流を抑制する基板処理装置を提供することができる。

また、本実施の形態によれば、基板を収容する処理室と、前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給手段と、前記処理室内の前記処理ガスを排出する排出手段と、前記処理ガスをプラズマ励起させるための一対の電極とを有し、前記一対の電極のそれぞれは、環状の磁性体にそれぞれ逆方向に同じ回数を巻いた巻線に接続され、さらに、一方の巻線は高周波電源に接続され、他方の巻線は接地されていることを特徴とする基板処理装置を提供することができる。

本発明の実施の形態による基板処理装置を示す斜視図である。本実施の形態による基板処理装置を示す断面図である。本実施の形態による基板処理装置における縦型の処理炉２０２の概略構成を示す処理炉部分の縦断面図である。本実施の形態による基板処理装置における処理炉２０２を上方から見た図５におけるｂ−ｂ'断面での断面図である。処理炉２０２を横方向から見た図４におけるａ−ａ'断面での断面図である。阻止インダクタンスの構成の詳細について説明するための図である。従来の基板処理装置における反応室部分を上方から見た図８におけるｄ−ｄ'断面での断面図である。同装置を横方向から見た図７におけるｃ−ｃ'断面での断面図である。絶縁トランスの構成の詳細について説明するための図である。

符号の説明

１００カセット、１０１筐体、１０５カセットステージ、１０９カセット棚、１１０予備カセット棚、１１２ウエハ移載機、１１３移載エレベータ、１１４カセット移載機、１１５カセットエレベータ、１１６炉口シャッタ、１１８クリーンユニット、１２１ボートエレベータ、１２２昇降部材、１２３移載棚、１２４搬送制御手段、２００ウエハ、２０２処理炉、２０３反応管、２０７ヒータ、２１７ボート、２１８石英キャップ、２１９シールキャップ、２２０Ｏリング、２２１コントローラ、２２４プラズマ生成領域、２３１ガス排気管、２３２ａ第１のガス供給管、２３２ｂ第２のガス供給管、２３３ノズル、２３７バッファ室、２４１ａ第１のマスフローコントローラ、２４１ｂ第２のマスフローコントローラ、２４３ａ第１のバルブ、２４３ｂ第２のバルブ、２４３ｃ第３のバルブ、２４３ｄ第４のバルブ、２４６真空ポンプ、２４７ガス溜め、２４８ａガス供給孔、２６７ボート回転機構、２６９第１の棒状電極、２７０第２の棒状電極、２７２整合器、２７３高周波電源、２７５電極保護管。

Claims

基板を収容する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記ガス供給手段により供給された処理ガスをプラズマ励起させるための一対の電極と、
前記処理室を構成する反応管の内壁と基板との間に設けられ、前記一対の電極が設けられるバッファ室と、
環状の磁性体に所定方向に所定回数だけ巻き付けられ、前記一対の電極の内のいずれか一方に一端が接続され、他端が高周波電源と接続されている第一のコイルと、
前記環状の磁性体に前記所定方向とは逆方向に前記所定回数だけ巻き付けられ、前記一対の電極の内のいずれか他方に一端が接続され、他端が接地されている第二のコイルと、
前記第一のコイルと前記高周波電源の間に接続され、インピーダンス制御を行なうための整合器と
を有することを特徴とする基板処理装置。
基板を収容する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給手段と、
前記ガス供給手段により供給された処理ガスをプラズマ励起させるための一対の電極と、
前記処理室を構成する反応管の内壁と基板との間に設けられ、前記一対の電極が設けられるバッファ室と、
環状の磁性体に所定方向に所定回数だけ巻き付けられ、前記一対の電極の内のいずれか一方に一端が接続され、他端が高周波電源と接続されている第一のコイルと、
前記環状の磁性体に前記所定方向とは逆方向に前記所定回数だけ巻き付けられ、前記一対の電極の内のいずれか他方に一端が接続され、他端が接地されている第二のコイルと、
前記第一のコイルと前記高周波電源の間に接続され、インピーダンス制御を行なうための整合器とを有する基板処理装置によって行なわれる基板処理方法であって、
前記処理室に基板を収容する工程と、
前記ガス供給手段により前記処理室内に処理ガスを供給する工程と、
前記一対の電極により前記ガス供給手段から供給された処理ガスをプラズマ励起させる工程と
を有することを特徴とする基板処理方法。