JP7411699B2 - 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本開示は、基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
特許文献１には、プラズマ励起した処理ガスを用いて基板上に形成されたパターン表面を改質処理する基板処理装置が開示されている。
国際公開第２０２０／１８８８１６号
上記のような基板処理においては、ヒータを用いて基板を効率的に加熱することが求められることがある。例えば、特許文献１の基板処理装置では、処理容器の外周を囲うように反射材を設置し、ヒータから放射された赤外線を反射材で反射させている。
本開示の目的は、ランプヒータから放射された光で基板を効率的に加熱することが可能な技術を提供することにある。
本開示の一態様によれば、
少なくとも一部が不透明石英で構成された処理容器と、
前記処理容器内又は前記処理容器内に連通する処理空間内に設けられた基板載置台と、
前記基板載置台の基板載置面に対向する位置に設けられたランプヒータと、
前記処理容器の外周に設けられ、前記処理容器内のガスをプラズマ励起するよう構成されたプラズマ生成部と、
を備える技術が提供される。
本開示によれば、ランプヒータから放射された光で基板を効率的に加熱することが可能となる。
本開示の一実施形態に係る基板処理装置の概略断面図である。 本開示の一実施形態に係る基板処理装置のプラズマ生成原理を説明する説明図である。 本開示の一実施形態に係る基板処理装置の処理容器の下端部を示す断面図である。 本開示の一実施形態に係る基板処理装置の処理容器の上端部を示す断面図である。 本開示の一実施形態に係る基板処理装置の制御部（制御手段）の構成を示す図である。 本開示の一実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。
以下、本開示の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
（１）基板処理装置の構成
本開示の一実施形態に係る基板処理装置１００について、図１～図５を用いて以下に説明する。本実施形態に係る基板処理装置は、主に基板面上に形成された膜や下地に対して酸化処理を行うように構成されている。
＜処理室＞
基板処理装置１００は、基板２００をプラズマ処理する処理炉２０２を備えている。処理炉２０２には、処理室２０１を構成する処理容器２０３が設けられている。処理容器２０３は、第１の容器であるドーム型の上側容器２１０と、第２の容器である碗型の下側容器２１１とを備えている。上側容器２１０が下側容器２１１の上に被さることにより、処理室２０１が形成される。
処理室２０１は、図２に示されるように、プラズマ生成空間２０１ａと、基板処理空間２０１ｂと、を有する。プラズマ生成空間２０１ａは、周囲に電極としてのコイルである共振コイル２１２が設けられている範囲の空間であり、プラズマが生成される空間である。このプラズマ生成空間２０１ａは、処理室２０１の内、共振コイル２１２の下端より上方であって、且つ共振コイル２１２の上端より下方の空間を言う。また、基板処理空間２０１ｂは、プラズマ生成空間２０１ａに連通し、基板２００が処理される空間である。この基板処理空間２０１ｂは、基板がプラズマを用いて処理される空間であって、共振コイル２１２の下端より下方の空間を言う。本実施形態では、プラズマ生成空間２０１ａの水平方向の径と基板処理空間２０１ｂの水平方向の径が略同一となるように構成されている。プラズマ生成空間２０１ａを形成する構成は、プラズマ生成室とも呼ばれ、基板処理空間２０１ｂを形成する構成は、基板処理室とも呼ばれる。また、プラズマ生成空間２０１ａは、処理室２０１内におけるプラズマ生成領域と言い換えてもよい。また、基板処理空間２０１ｂは、処理室２０１内における基板処理領域と言い換えてもよい。
上側容器２１０は、本開示における処理容器の一例であり、図１及び図３に示されるように、筒状の側壁部２１０ａと、天井部２１０ｂとを有している。この天井部２１０ｂは、側壁部２１０ａの上端部から径方向内側へ張り出した部分である。天井部２１０ｂの中央部には、開口部２１０ｃが形成されている。この開口部２１０ｃには、透明材料で形成された光透過窓として透過窓２７８が取り付けられている。この透過窓２７８は、後述するサセプタ２１７の上面に対向して配置されている。
上側容器２１０の下端部には、図１及び図５に示されるように、フランジ２１０ｄが設けられている。このフランジ２１０ｄは、側壁部２１０ａの下端部から径方向外側へ張り出した部分であり、側壁部２１０ａの周方向に沿って環状に形成されている。このフランジ２１０ｄには、下側から環状のマニホールド３００が接合されている。具体的には、フランジ２１０ｄの下面に金属製のマニホールド３００の上面が接するように、フランジ２１０ｄとマニホールド３００が例えばねじ部材（図示省略）によって締結固定されている。マニホールド３００の上面には、封止部としての樹脂製のＯリング３０１が配置されている。このＯリング３０１は、マニホールド３００の上面に形成された環状溝３００ａに収まっている。また、Ｏリング３０１は、フランジ２１０ｄとマニホールド３００が接合（締結固定）された状態では、フランジ２１０ｄの下面とマニホールド３００の上面にそれぞれ密着する。なお、Ｏリング３０１は、耐熱性を有する弾性体であれば特に限定されない。Ｏリング３０１として、例えば、フッ素系樹脂で構成されたＯリングを用いてもよい。
開口部２１０ｃを有する天井部２１０ｂは、図１及び図４に示されるように、側壁部２１０ａの周方向に沿って延び、且つ側壁部２１０ａの上端部から径方向内側へ張り出した部分である。すなわち、天井部２１０ｂは、上側容器２１０の上端部に設けられたフランジと言える。この天井部２１０ｂには、上側から環状のマニホールド３０２が接合されている。具体的には、天井部２１０ｂの上面にマニホールド３０２の下面が接するように、天井部２１０ｂとマニホールド３０２が例えばねじ部材（図示省略）によって締結固定されている。マニホールド３０２の下面には、封止部としての樹脂製のＯリング３０３が配置されている。このＯリング３０３は、マニホールド３０２の下面に形成された環状溝３０２ａに収まっている。また、Ｏリング３０３は、天井部２１０ｂとマニホールド３０２が接合（締結固定）された状態では、天井部２１０ｂの上面とマニホールド３０２の下面にそれぞれ密着する。なお、Ｏリング３０３は、耐熱性を有する弾性体であれば特に限定されない。Ｏリング３０３として、例えば、フッ素系樹脂で構成されたＯリングを用いてもよい。
また、上側容器２１０は、不透明石英で構成された部分を有している。言い換えると、上側容器２１０の少なくとも一部は、不透明石英で構成されている。上側容器２１０を構成する不透明石英は、光（電磁波）を反射する機能、詳細には、後述するランプヒータ２８０から放射される光を反射する機能を有している。すなわち、上記不透明石英は、ランプヒータ２８０から放射される光に対して反射率が高い材料である。
処理容器２０３は、プラズマ生成部を構成する共振コイル２１２の上端から下端に亘る範囲に対応する部分が、上記不透明石英により構成されている。具体的には、上側容器２１０のプラズマ生成空間２０１ａに対応する部分（すなわち、プラズマ生成空間２０１ａを構成する部分）が上記不透明石英により構成されている。本実施形態では、側壁部２１０ａの少なくとも一部がプラズマ生成空間２０１ａを構成する部分に当たる。
上側容器２１０は、天井部２１０ｂの少なくとも一部が不透明石英により構成されている。具体的には、天井部２１０ｂにおいてマニホールド３０２に接合される接合面２１０ｂ１（天井部２１０ｂの上面）が不透明石英により構成されている。
上側容器２１０は、フランジ２１０ｄの少なくとも一部が不透明石英により構成されている。具体的には、フランジ２１０ｄにおいてマニホールド３００に接合される接合面２１０ｄ１（フランジ２１０ｄの下面）が不透明石英により構成されている。
上側容器２１０は、側壁部２１０ａ全体が不透明石英で構成されていることが望ましく、天井部２１０ｂ全体及びフランジ２１０ｄ全体が不透明石英で構成されていることが更に望ましい。つまり、上側容器２１０の全体が不透明石英で構成されていることが光の反射の観点で最も望ましい。なお、本実施形態の上側容器２１０は、全体が不透明石英で構成されている。
上側容器２１０の内面、すなわち、側壁部２１０ａの内面のうち、不透明石英で構成された部分には、表面の粗さを低減する処理が施されている。具体的には、上側容器２１０の内面のうち、少なくともプラズマ生成空間２０１ａに対応する部分には、表面の粗さを低減する処理として焼き仕上げが施されていている。この焼き仕上げにより、不透明石英に含まれる気泡に起因する表面の粗さが低減される。
また、フランジ２１０ｄの接合面２１０ｄ１に表面の粗さを低減する処理が施されていてもよい。具体的には、フランジ２１０ｄの接合面２１０ｄ１に表面の粗さを低減する処理として焼き仕上げが施されている。
また、天井部２１０ｂの接合面２１０ｂ１に表面の粗さを低減する処理が施されていてもよい。具体的には、天井部２１０ｂの接合面２１０ｂ１に表面の粗さを低減する処理として焼き仕上げが施されている。
下側容器２１１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）で形成されている。また、下側容器２１１の側壁部の下側には、ゲートバルブ２４４が設けられている。
＜サセプタ＞
図１に示されるように、処理室２０１の底側中央には、基板２００を載置する基板載置台としてのサセプタ２１７が配置されている。サセプタ２１７は、処理室２０１内の共振コイル２１２の下方に配置されている。具体的には、サセプタ２１７は、処理室２０１内の基板処理空間２０１ｂに配置されている。
サセプタ２１７の内部には、サセプタヒータ２１７ｂが一体的に埋め込まれている。サセプタヒータ２１７ｂは、電力が供給されると、基板２００を加熱することができるように構成されている。
サセプタ２１７は、下側容器２１１とは電気的に絶縁されている。インピーダンス調整電極２１７ｃは、サセプタ２１７に載置された基板２００上に生成されるプラズマの密度の均一性をより向上させるために、サセプタ２１７内部に設けられている。そして、インピーダンス調整電極２１７ｃは、インピーダンス調整部としてのインピーダンス可変機構２７５を介して接地されている。
サセプタ２１７には、サセプタ２１７を昇降させる駆動機構を備えるサセプタ昇降機構２６８が設けられている。また、サセプタ２１７には貫通孔２１７ａが設けられると共に下側容器２１１の底面には基板突上げピン２６６が設けられている。サセプタ昇降機構２６８によりサセプタ２１７が下降させられたときには、基板突上げピン２６６が貫通孔２１７ａを突き抜けるように構成されている。なお、サセプタ昇降機構２６８の駆動機構は、後述するコントローラ２９１によってサセプタ２１７の昇降動作が制御されている。このコントローラ２９１は、サセプタ２１７の上面（基板載置面の一例）に載置された基板２００を処理する際に、プラズマ生成空間２０１ａよりも下方に基板２００が位置するように、サセプタ昇降機構２６８の駆動機構を制御することが可能なように構成されている。
主に、サセプタ２１７及びサセプタヒータ２１７ｂ、インピーダンス調整電極２１７ｃにより、本実施形態に係る基板載置部が構成されている。
＜ランプヒータ＞
処理室２０１におけるサセプタ２１７の上面に対向する位置にヒータとしてのランプヒータ２８０が設けられている。このランプヒータ２８０は、処理室２０１の上方、つまり上側容器２１０に取り付けられた透過窓２７８よりも外側に配置されている。また、ランプヒータ２８０は、透過窓２７８の外側（すなわち上側）から処理室２０１内に収容された基板２００に上方から光を放射して基板２００を加熱するよう構成されている。具体的には、ランプヒータ２８０は、蓋体２３３の中央部に取り付けられている。この蓋体２３３は、外周部がマニホールド３００に接合される。すなわち、ランプヒータ２８０が取付られた蓋体２３３は、マニホールド３００を介して上側容器２１０に接合される。この蓋体２３３とマニホールド３００との間には、封止材（図示省略）が配置されている。
ランプヒータ２８０は、例えば、ピーク波長が５μｍ以下の光を放射するように設定される。なお、ランプヒータ２８０は、ピーク波長が３μｍ以下の光を放射するものを使用するのが好適であり、近赤外線（ピーク波長が８００～１３００ｎｍ、より望ましくは１０００ｎｍの光）を放射するものを使用するのが更に好適である。なお、このようなランプヒータ２８０としては、例えばハロゲンヒータが挙げられる。
＜ガス供給部＞
処理容器２０３内に処理ガスを供給するガス供給部１２０は、以下のように構成される。
処理室２０１の上方、つまり上側容器２１０の上部には、ガス供給ヘッド２３６が設けられている。ガス供給ヘッド２３６は、キャップ状の蓋体２３３と、ガス導入口２３４と、バッファ室２３７と、ガス吹出口２３９とを備え、反応ガスを処理室２０１内へ供給できるように構成されている。ガス吹出口２３９は、透過窓２７８に設けられている。
ガス導入口２３４には、酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給管２３２ａの下流端と、水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給管２３２ｂの下流端と、不活性ガスを供給する不活性ガス供給管２３２ｃの下流端と、が合流管２３２で合流するように接続されている。酸素含有ガス供給管２３２ａは、単にガス供給管２３２ａとも呼び、水素含有ガス供給管２３２ｂは、単にガス供給管２３２ｂとも呼び、不活性ガス供給管２３２ｃは単にガス供給管２３２ｃとも呼ぶ。
酸素含有ガス供給管２３２ａには、上流側から順に、酸素含有ガス供給源２５０ａ、流量制御装置としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２５２ａ、開閉弁としてのバルブ２５３ａが設けられている。
水素含有ガス供給管２３２ｂには、上流側から順に、水素含有ガス供給源２５０ｂ、ＭＦＣ２５２ｂ、バルブ２５３ｂが設けられている。
不活性ガス供給管２３２ｃには、上流側から順に、不活性ガス供給源２５０ｃ、ＭＦＣ２５２ｃ、バルブ２５３ｃが設けられている。
酸素含有ガス供給管２３２ａと水素含有ガス供給管２３２ｂと不活性ガス供給管２３２ｃとが合流した合流管２３２の下流側には、バルブ２４３ａが設けられ、ガス導入口２３４に接続されている。バルブ２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃ、２４３ａを開閉させることによって、ＭＦＣ２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃによりそれぞれのガスの流量を調整しつつ、ガス供給管２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃを介して、酸素含有ガス、水素ガス含有ガス、不活性ガスが合流した処理ガスを処理室２０１内へ供給できるように構成されている。
主に、酸素含有ガス供給管２３２ａ、水素含有ガス供給管２３２ｂ、不活性ガス供給管２３２ｃ、ＭＦＣ２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ、バルブ２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃ、２４３ａにより、本実施形態に係るガス供給部１２０（ガス供給系）が構成されている。
＜排気部＞
下側容器２１１の側壁には、処理室２０１内から反応ガスを排気するガス排気口２３５が設けられている。ガス排気口２３５には、ガス排気管２３１の上流端が接続されている。ガス排気管２３１には、上流側から順に圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４２、開閉弁としてのバルブ２４３ｂ、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が設けられている。
主に、ガス排気口２３５、ガス排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４２、バルブ２４３ｂにより、本実施形態に係る排気部が構成されている。尚、真空ポンプ２４６を排気部に含めてもよい。
＜プラズマ生成部＞
処理室２０１の外周部、すなわち上側容器２１０の側壁の外側には、処理室２０１を囲うように、螺旋状の共振コイル２１２が配置されている。言い換えると、処理容器２０３（上側容器２１０）においてプラズマ生成空間２０１ａに対応する部分（領域）の外周（プラズマ生成室の外周）を囲うように共振コイル２１２が配置されている。
共振コイル２１２には、ＲＦセンサ２７２、高周波電源２７３、高周波電源２７３のインピーダンスや出力周波数の整合を行う整合器２７４が接続されている。共振コイル２１２は、処理容器２０３の外周面と離間して該外周面に沿って配置され、高周波電力（ＲＦ電力）が供給されることにより、処理容器２０３内に電磁界を発生させるように構成されている。すなわち、本実施形態の共振コイル２１２は、誘導結合プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ：ＩＣＰ）方式の電極である。
高周波電源２７３は、共振コイル２１２に高周波電力（ＲＦ電力）を供給するものである。ＲＦセンサ２７２は高周波電源２７３の出力側に設けられ、供給される高周波の進行波や反射波の情報をモニタするものである。ＲＦセンサ２７２によってモニタされた反射波電力は整合器２７４に入力される。整合器２７４は、ＲＦセンサ２７２から入力された反射波の情報に基づいて、反射波が最小となるよう、高周波電源２７３のインピーダンスや出力されるＲＦ電力の周波数を制御するものである。
共振コイル２１２は、所定の波長の定在波を形成するため、一定の波長で共振するように巻径、巻回ピッチ、巻数が設定される。すなわち、この共振コイル２１２の電気的長さは、高周波電源２７３から供給される高周波電力の所定周波数における１波長の整数倍（１倍、２倍、…）に相当する長さに設定される。
また、共振コイル２１２の両端は電気的に接地され、そのうちの少なくとも一端は、当該共振コイル２１２の電気的長さを微調整するため、可動タップ２１３を介して接地される。共振コイル２１２の他端は、固定グランド２１４を介して接地される。可動タップ２１３は、共振コイル２１２の共振特性を高周波電源２７３と略等しくするように位置が調整される。さらに、共振コイル２１２のインピーダンスを微調整するため、共振コイル２１２の接地された両端の間には、可動タップ２１５によって給電部が構成されている。
遮蔽板２２３は、共振コイル２１２の外側の電界を遮蔽するために設けられている。遮蔽板２２３は、円筒状に構成されており、例えば、アルミニウム合金などの導電性材料を使用して構成されている。
主に、共振コイル２１２、ＲＦセンサ２７２、整合器２７４により、本実施形態に係るプラズマ生成部が構成されている。尚、プラズマ生成部として高周波電源２７３を含めてもよい。
ここで、本実施形態に係る装置のプラズマ生成原理および生成されるプラズマの性質について図２を用いて説明する。
共振コイル２１２によって構成されるプラズマ発生回路はＲＬＣの並列共振回路で構成される。上記プラズマ発生回路においては、プラズマを発生させた場合、共振コイル２１２の電圧部とプラズマとの間の容量結合の変動や、プラズマ生成空間２０１ａとプラズマとの間の誘導結合の変動、プラズマの励起状態、等により、実際の共振周波数は僅かながら変動する。
そこで、本実施形態においては、プラズマ発生時の共振コイル２１２における共振のずれを電源側で補償するため、プラズマが発生した際の共振コイル２１２からの反射波電力をＲＦセンサ２７２において検出し、検出された反射波電力に基づいて整合器２７４が高周波電源２７３の出力を補正する機能を有する。
具体的には、整合器２７４は、ＲＦセンサ２７２において検出されたプラズマが発生した際の共振コイル２１２からの反射波電力に基づいて、反射波電力が最小となるように高周波電源２７３のインピーダンス又は出力周波数を増加又は減少させる。
かかる構成により、本実施形態における共振コイル２１２では、図２に示されるように、プラズマを含む当該共振コイルの実際の共振周波数による高周波電力が供給されるので（あるいは、プラズマを含む当該共振コイルの実際のインピーダンスに整合するように高周波電力が供給されるので）、位相電圧と逆位相電圧が常に相殺される状態の定在波が形成される。共振コイル２１２の電気的長さが高周波電力の波長と同じ場合、コイルの電気的中点（電圧がゼロのノード）に最も高い位相電流が生起される。したがって、電気的中点の近傍においては、処理室壁やサセプタ２１７との容量結合がほとんどなく、電気的ポテンシャルの極めて低いドーナツ状の誘導プラズマが生成される。
なお、本実施形態では、処理室２０１（プラズマ生成空間２０１ａ）に電磁界を発生させる電極としてＩＣＰ方式の電極である共振コイル２１２を用いているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、変形マグネトロン（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ Ｔｙｐｅｄ：ＭＭＴ）方式の筒状電極を用いてこれに充ててもよい。
＜制御部＞
図５に示されるように、制御部（制御手段）であるコントローラ２９１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２９１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２９１ｂ、記憶装置２９１ｃ及びＩ／Ｏポート２９１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２９１ｂ、記憶装置２９１ｃ及びＩ／Ｏポート２９１ｄは、内部バス２９１ｅを介して、ＣＰＵ２９１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ２９１には、例えばタッチパネルやディスプレイ等として構成された入出力装置２９２が接続されている。
記憶装置２９１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２９１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプログラムレシピ等が読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２９１に実行させ、所定の結果を得ることができるように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプログラムレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本開示においてプログラムという言葉を用いた場合は、プログラムレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、又は、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ２９１ｂは、ＣＰＵ２９１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
Ｉ／Ｏポート２９１ｄは、上述のＭＦＣ２５２ａ～２５２ｃ、バルブ２５３ａ～２５３ｃ、バルブ２４３ａ、２４３ｂ、ゲートバルブ２４４、ＡＰＣバルブ２４２、真空ポンプ２４６、ＲＦセンサ２７２、高周波電源２７３、整合器２７４、サセプタ昇降機構２６８、インピーダンス可変機構２７５、ヒータ電力調整機構２７６、等に接続されている。
ＣＰＵ２９１ａは、記憶装置２９１ｃからの制御プログラムを読み出して実行するとともに、入出力装置２９２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２９１ｃからプロセスレシピを読み出すことが可能なように構成されている。そして、ＣＰＵ２９１ａは、読み出されたプロセスレシピの内容に沿うように、Ｉ／Ｏポート２９１ｄ及び信号線Ａを通じてＡＰＣバルブ２４２の開度調整動作、バルブ２４３ｂの開閉動作、及び真空ポンプ２４６の起動・停止を制御することが可能なように構成されている。また、ＣＰＵ２９１ａは、上記プロセスレシピの内容に沿うように、信号線Ｂを通じてサセプタ昇降機構２６８の昇降動作を制御することが可能なように構成されている。また、ＣＰＵ２９１ａは、上記プロセスレシピの内容に沿うように、信号線Ｃを通じてヒータ電力調整機構２７６によるサセプタヒータ２１７ｂへの供給電力量調整動作（温度調整動作）や、インピーダンス可変機構２７５によるインピーダンス値調整動作を制御することが可能なように構成されている。また、ＣＰＵ２９１ａは、上記プロセスレシピの内容に沿うように、信号線Ｄを通じてゲートバルブ２４４の開閉動作を制御することが可能なように構成されている。また、ＣＰＵ２９１ａは、上記プロセスレシピの内容に沿うように、信号線Ｅを通じてＲＦセンサ２７２、整合器２７４及び高周波電源２７３の動作を制御することが可能なように構成されている。また、ＣＰＵ２９１ａは、上記プロセスレシピの内容に沿うように、信号線Ｆを通じてＭＦＣ２５２ａ～２５２ｃによる各種ガスの流量調整動作、及びバルブ２５３ａ～２５３ｃ、２４３ａの開閉動作を制御することが可能なように構成されている。なお、ＣＰＵ２９１ａは、上記以外の装置構成部品の動作を制御してもよい。
コントローラ２９１は、外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク、及びハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯなどの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２９３に格納された上述のプログラムをコンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置２９１ｃ及び外部記憶装置２９３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。本開示において、記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２９１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２９３単体のみを含む場合、又は、その両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置２９３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
（２）基板処理工程
次に、本開示の一実施形態に係る基板処理工程について、主に図６を用いて説明する。図６は、本実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。本実施形態に係る基板処理工程は、例えばフラッシュメモリ等の半導体デバイスの製造工程の一工程として、上述の基板処理装置１００により実施される。以下の説明において、基板処理装置１００を構成する各部の動作は、コントローラ２９１により制御される。
なお、本実施形態に係る基板処理工程で処理される基板２００の表面にはシリコンの層があらかじめ形成されている。本実施形態においては、当該シリコン層に対して、プラズマを用いた処理として酸化処理を行う。
（基板搬入工程Ｓ１１０）
まず、サセプタ昇降機構２６８が基板２００の搬送位置までサセプタ２１７を下降させて、サセプタ２１７の貫通孔２１７ａに基板突上げピン２６６を貫通させる。続いて、ゲートバルブ２４４を開き、処理室２０１に隣接する真空搬送室から、基板搬送機構（図示省略）を用いて処理室２０１内に基板２００を搬入する。搬入された基板２００は、サセプタ２１７の表面から突出した基板突上げピン２６６上に水平姿勢で支持される。そして、サセプタ昇降機構２６８がサセプタ２１７を上昇させることにより、基板２００はサセプタ２１７の上面に支持される。
（昇温・真空排気工程Ｓ１２０）
続いて、処理室２０１内に搬入された基板２００の昇温を行う。ここで、サセプタヒータ２１７ｂはあらかじめ加熱されており、ランプヒータ２８０を点灯（ＯＮ）させることで、サセプタ２１７上に保持された基板２００を、例えば７００～９００℃の範囲内の所定値にまで昇温する。ここでは、基板２００の温度が例えば８５０℃となるように加熱される。このとき、基板２００を加熱するランプヒータ２８０から放射される光は、後述するように、上側容器２１０によって大部分が吸収されることなく処理室２０１内へ反射され、基板２００に吸収されることで基板２００が効率良く加熱される。
また、基板２００の昇温を行う間、真空ポンプ２４６によりガス排気管２３１を介して処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内の圧力を所定の値とする。真空ポンプ２４６は、少なくとも後述の基板搬出工程Ｓ１６０が終了するまで作動させておく。
（反応ガス供給工程Ｓ１３０）
次に、反応ガスとして、酸素含有ガスと水素含有ガスの供給を開始する。具体的には、バルブ２５３ａ及びバルブ２５３ｂを開け、ＭＦＣ２５２ａ及びＭＦＣ２５２ｂにて流量制御しながら、処理室２０１内へ酸素含有ガス及び水素含有ガスの供給を開始する。
また、処理室２０１内の圧力が所定の値となるように、ＡＰＣバルブ２４２の開度を調整して処理室２０１内の排気を制御する。このように、処理室２０１内を適度に排気しつつ、後述のプラズマ処理工程Ｓ１４０の終了時まで酸素含有ガス及び水素含有ガスの供給を継続する。
酸素含有ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ2）ガス、亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）ガス、一酸化窒素（ＮＯ）ガス、二酸化窒素（ＮＯ2）ガス、オゾン（Ｏ3）ガス、水蒸気（Ｈ2Ｏガス）、一酸化炭素（ＣＯ）ガス、二酸化炭素（ＣＯ2）ガス等を用いることができる。酸素含有ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
また、水素含有ガスとしては、例えば、水素（Ｈ2）ガス、重水素（Ｄ2）ガス、Ｈ2Ｏガス、アンモニア（ＮＨ3）ガス等を用いることができる。水素含有ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。なお、酸素含有ガスとしてＨ2Ｏガスを用いる場合は、水素含有ガスとしてＨ2Ｏガス以外のガスを用いることが好ましく、水素含有ガスとしてＨ2Ｏガスを用いる場合は、酸素含有ガスとしてＨ2Ｏガス以外のガスを用いることが好ましい。
不活性ガスとしては、例えば、窒素（Ｎ2）ガスを用いることができ、この他、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、キセノン（Ｘe）ガス等の希ガスを用いることができる。不活性ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
（プラズマ処理工程Ｓ１４０）
処理室２０１内の圧力が安定したら、共振コイル２１２に対して高周波電源２７３から高周波電力の印加を開始する。これにより、酸素含有ガス及び水素含有ガスが供給されているプラズマ生成空間２０１ａ内に高周波電界が形成される。この高周波電磁界により、プラズマ生成空間２０１ａの共振コイル２１２の電気的中点に相当する高さ位置に、最も高いプラズマ密度を有するドーナツ状の誘導プラズマが励起される。プラズマ状の酸素含有ガス及び水素含有ガスを含む処理ガスは、プラズマ励起されて解離し、酸素を含む酸素ラジカル（酸素活性種）や酸素イオン、水素を含む水素ラジカル（水素活性種）や水素イオン、等の反応種が生成される。
基板処理空間２０１ｂでサセプタ２１７上に保持されている基板２００には、誘導プラズマにより生成されたラジカルと加速されない状態のイオンが基板２００の表面に均一に供給される。供給されたラジカル及びイオンは表面のシリコン層と均一に反応し、シリコン層をステップカバレッジが良好なシリコン酸化層へと改質する。
その後、所定の処理時間、例えば１０～３００秒が経過したら、高周波電源２７３からの電力の出力を停止して、処理室２０１内におけるプラズマ放電を停止する。また、バルブ２５３ａ及び２５３ｂを閉めて、酸素含有ガス及び水素含有ガスの処理室２０１内への供給を停止する。以上により、プラズマ処理工程Ｓ１４０が終了する。
（真空排気工程Ｓ１５０）
酸素含有ガス及び水素含有ガスの供給を停止したら、ガス排気管２３１を介して処理室２０１内を真空排気する。これにより、処理室２０１内の酸素含有ガスや水素含有ガス、これらガスの反応により発生した排ガス等を処理室２０１外へと排気する。その後、ＡＰＣバルブ２４２の開度を調整し、処理室２０１内の圧力を処理室２０１に隣接する真空搬送室（図示省略）と同じ圧力に調整する。なお、真空搬送室は、基板２００の搬出先である。
（基板搬出工程Ｓ１６０）
処理室２０１内が所定の圧力となったら、サセプタ２１７を基板２００の搬送位置まで下降させ、基板突上げピン２６６上に基板２００を支持させる。そして、ゲートバルブ２４４を開き、基板搬送機構を用いて基板２００を処理室２０１外へ搬出する。
以上により、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。
以上の本実施形態では、上側容器２１０が不透明石英で構成された部分を有することから、ランプヒータ２８０から放射された光を処理容器２０３の内側に閉じ込めるように反射することが可能で、基板２００に照射される光の密度を増大させ、基板２００を効率的に加熱することが可能となる。すなわち、基板２００の高温化、昇温速度の向上、エネルギーの省力化等の効果を得ることが可能となる。このように本実施形態では、上側容器２１０が不透明石英で構成された部分を有するため、上側容器２１０と共振コイル２１２との間に反射材を設置しなくても、ランプヒータ２８０から放射された光で基板を効率的に加熱することが可能となる。
また、処理容器２０３を構成する上側容器２１０の内面にシリカコート等のコーティング処理を施し、コーティングされた表面で光を乱反射させることにより、ランプヒータ２８０からの光を処理容器２０３内に反射させることも考えられる。しかし、処理容器２０３内にプラズマを生成させるための電磁界等の影響によって処理容器２０３の内面がエッチングされる場合、シリカコート等のコーティングはパーティクルを比較的発生させ易いという課題がある。これに対して本実施形態では、上側容器２１０の少なくとも一部を不透明石英により構成することで、上側容器２１０の内面に電磁界等の影響によるエッチングが生じる場合であっても、パーティクルの発生を防止又は低減させることができる。
本実施形態では、少なくとも処理容器２０３（上側容器２１０）においてプラズマ生成部の上端から下端に亘る範囲に対応する部分、つまり、共振コイル２１２の上端から下端に亘る範囲に対応する部分が、不透明石英により構成されている。このため、ランプヒータ２８０から放射された光が共振コイル２１２を含むプラズマ生成部に直接照射されることを防止し、熱によるプラズマ生成部の損傷や劣化等を抑制することが可能となる。
また、本実施形態では、基板２００を処理する際に、プラズマ生成部の上端から下端に亘る範囲よりも下方に基板２００が位置するように、コントローラ２９１がサセプタ昇降機構２６８を制御する。このため、基板２００の位置が、プラズマ生成領域を挟んでランプヒータ２８０から離れている場合であっても、上側容器２１０を構成する不透明石英によって反射されたランプヒータ２８０からの放射光により、基板２００を効率的に加熱することができる。
上側容器２１０では、少なくともプラズマ生成部の上端から下端に亘る範囲に対応する部分（すなわち、プラズマ生成空間２０１ａに対応する部分）が不透明石英で構成されている。当該部分の厚みＴは２ｍｍ以上、２０ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下に設定することができる（図１参照）。厚みＴが２ｍｍ以上の場合、ランプヒータ２８０の放射光を実質的に処理容器２０３外へ透過させることなく、処理容器２０３（上側容器２１０）内で反射させることが可能になる。厚みＴが２ｍｍ未満の場合、この放射光の一部が実質的に処理容器２０３外へ透過することがある。また、厚みＴが２０ｍｍを超える場合、共振コイル２１２により発生させられる電磁界のエネルギーのうち、その大部分が不透明石英において熱として変換され損失となることがある。そのため、エネルギー効率の観点や上側容器２１０の温度上昇抑制の観点から、厚みＴは２０ｍｍ以下であることが好ましい。更に、厚みＴを１０ｍｍ以下とすることにより、エネルギー効率の向上と上側容器２１０の温度上昇抑制という効果をより確実に得ることができる。
本実施形態では、フランジ２１０ｄの少なくとも一部が不透明石英により構成されているため、Ｏリング３０１に対してランプヒータ２８０の放射光が直接照射されて加熱されるのを防止することができる。また、ランプヒータ２８０の放射光によってフランジ２１０ｄが昇温することでＯリング３０１が間接的に加熱されることを防ぐことができる。特に、フランジ２１０ｄにおけるマニホールド３００と接合される接合面２１０ｄ１が不透明石英により構成されている場合、ランプヒータ２８０の放射光がＯリング３０１に直接照射されることでＯリング３０１が加熱されることを防止することができる。
また、本実施形態では、天井部２１０ｂの少なくとも一部が不透明石英により構成されているため、ランプヒータ２８０の放射光によって上側容器２１０が昇温することでＯリング３０３が間接的に加熱されることを防ぐことができる。特に、天井部２１０ｂにおけるマニホールド３０２と接合される接合面２１０ｂ１が不透明石英により構成されている場合、ランプヒータ２８０の放射光によってＯリング３０３が間接的に加熱されるのを防止することができる。
本実施形態のランプヒータ２８０は、ピーク波長が５μｍ以下の光を放射することが可能である。ここでランプヒータ２８０として、ピーク波長が５μｍ以下の波長域の光を放射するランプヒータ等を用いることにより、不透明石英により放射光の大部分を反射させて、基板を効率的に加熱することができる。一方、ランプヒータ２８０に代えて、波長が５μｍ超の波長域の光（赤外線など）を主に放射する抵抗ヒータ等を用いた場合、不透明石英により反射される放射光の割合が小さく、反射によって基板を効率的に加熱することが困難となることがある。また、ランプヒータ２８０としては、ピーク波長が３μｍ以下の波長域の光を放射するランプヒータ等を用いた場合、不透明石英による放射光の反射率を更に高めて、基板をより効率的に加熱することができることがある。
また、本実施形態で用いる不透明石英は、波長が５μｍ以下の所定の波長域の光を５０％以上反射することが可能である。透明石英を用いた場合、当該波長域の光を５０％以上反射させることが困難である。ここで不透明石英が照射される所定の波長域の光の５０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上を反射することにより、照射される光のエネルギーを効率的に基板２００へ与えることができる。反射率が５０％未満である場合、照射される所定の波長域の光の５０％以上が上側容器２１０を透過、又は上側容器２１０に吸収されるため、照射される光のエネルギーの多くが上側容器２１０の外に放出され、ランプヒータ２８０から照射される光のエネルギーによって基板２００を効率的に加熱することが困難となることがある。このように照射される光のエネルギーの多くが上側容器２１０の外に放出されると、上側容器２１０の外に配置された構成が放出された光によって加熱されてしまい、材質の劣化や不具合を発生させる可能性が高くなる。なお、本実施形態で用いる不透明石英によって５０％以上のエネルギーが反射される光の波長域は、少なくともランプヒータから照射される光のピーク波長を含んでいればよく、好ましくは、ピーク波長を中心として、エネルギーが半減する波長までの波長域を含んでいればよい。例えば、波長が０．５～５μｍの波長域において光の反射率が５０％以上である不透明石英を用い、且つ、ピーク波長が３μｍ以下の波長域の光を放射するランプヒータを用いることで、照射される光を特に効率的に反射させ、基板２００を加熱することができる。波長が０．５μｍ未満の波長域については、不透明石英に吸収される比率が増大し、所望の反射率が得られない場合がある。
また、本実施形態で用いる不透明石英は、含有される気泡の径の平均が３０μｍ以下であることが望ましい。気泡の径の平均を３０μｍ以下とすることにより、ランプヒータ等から放射される５μｍ以下の波長域の光の大部分を反射させることができる。気泡の径の平均が３０μｍ超の場合、５μｍ以下の波長域の光の大部分を透過又は吸収し、光の反射効果をほとんど得られないことがある。気泡の径の平均を２０μｍ以下とした場合、５μｍ以下の波長域の光の反射効果をより高めることができる。また、含有される気泡の径の平均が０．１μｍ未満である場合、例えば後述する気泡の密度の範囲では、５μｍ以下の波長域の光の大部分（例えば５０％超）を透過又は吸収し、光の反射効果をほとんど得られないことがある。気泡の径の平均を０．１μｍ以上とすることにより、例えば後述する気泡の密度の範囲において、５μｍ以下の波長域の光の大部分（例えば５０％以上）を反射し、光の反射効果を高めることができる。
また、本実施形態で用いる不透明石英は、含有される気泡の密度が、１×１０６／ｃｍ３以上、１×１０９／ｃｍ３以下であることが望ましい。ここで不透明石英の気泡の密度を１×１０６／ｃｍ３以上とすることにより、ランプヒータ等から放射される５μｍ以下の波長域の光の大部分（例えば５０％以上）を反射させることができる。気泡の密度が１×１０６／ｃｍ３未満の場合、５μｍ以下の波長域の光の大部分（例えば５０％超）を透過又は吸収し、光の反射効果をほとんど得られないことがある。気泡の密度を１×１０９／ｃｍ３以下とすることにより、プラズマによるエッチング耐性を確保するとともに、上側容器２１０の機械的強度を維持することができる。気泡の密度が１×１０９／ｃｍ３超の場合、プラズマによるエッチング耐性が著しく低下することや、上側容器２１０の機械的強度を維持することが困難となることがある。また、気泡の密度を１×１０７／ｃｍ３以上とすることにより、５μｍ以下の波長域の光の反射効果をより高めることができる。
本実施形態では、上側容器２１０の内面のうち、不透明石英で構成された部分には、表面の粗さを低減する処理が施されている。例えば、不透明石英で構成された部分のうち、上側容器２１０の外周面の表面の粗さに比べて、内面の表面の粗さが小さくなるように処理が施される。これにより、プラズマ処理において上側容器２１０の内面にエッチングが発生するのを抑制し、また、上側容器２１０の内面にエッチングが生じた際にも、表面の剥落に起因する異物の発生を低減することができる。例えば、粗さが大きい表面においては、不透明石英中に含まれる気泡によって生じる鋭角部分が多数存在することがある。このような鋭角部分は、プラズマ処理におけるエッチング作用によって特に剥落しやすく、このようにして剥落した石英は異物となる。本実施形態における表面の粗さを低減する処理では、特にこのような鋭角部分を除去するように処理が行われる。
また、本実施形態では、フランジ２１０ｄにおけるマニホールド３００と接合される接合面２１０ｄ１が不透明石英により構成されており、接合面２１０ｄ１の表面は、不透明石英に含まれる気泡に起因する表面粗さを低減する処理が施されている。これにより、Ｏリング３０１の封止面を維持、又はその封止性能を向上させることができる。同様に、本実施形態では、天井部２１０ｂにおけるマニホールド３０２と接合される接合面２１０ｂ１が不透明石英により構成されており、接合面２１０ｂ１の表面は、不透明石英に含まれる気泡に起因する表面粗さを低減する処理が施されている。これにより、Ｏリング３０３の封止面を維持、又はその封止性能を向上させることができる。
ここで、気泡を含む不透明石英の表面の粗さは、研磨加工により低減させることが困難である。そのため、本実施形態では、不透明石英の表面の粗さを低減する処理として焼き仕上げが施されている。焼き仕上げを行うことにより、気泡によって生じる石英の鋭角部分を溶融させて除去するとともに、気泡によって生じる凹状部分の一部又は全てを溶融された石英によって埋めることができ、表面を平滑化させることができる。また、上側容器２１０において、少なくともプラズマ生成領域に対応する部分に、焼き仕上げが施されていることにより、上述の表面平滑化による異物発生の抑制などの効果を得ることができる。
＜本開示の他の実施形態＞
前述の実施形態では、上側容器２１０の内面に対して、不透明石英の表面の粗さを低減させる処理が施されているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、上側容器２１０の内面のうち、不透明石英で構成された部分の内側の表面には、その内側の表面に焼き仕上げを施すことにより、不透明石英の他の部分（例えば焼き仕上げがされていない不透明石英の部分）よりも気泡の密度が小さい層、望ましくは気泡を含まない層が形成されていてもよい。このように、不透明石英で構成された部分の内側の表面に気泡の密度が小さい層、若しくは気泡を含まない層を備えることにより、プラズマ処理において上側容器２１０の内面にエッチングが発生した場合であっても、上側容器２１０内への気泡の暴露が発生することを抑制することができ、気泡の暴露に起因する異物の発生を抑制することができる。また、少なくともプラズマ生成領域に対して気泡の密度が小さい層、若しくは気泡を含まない層が形成されていることにより、表面粗さを低減することにより得られる上述の効果を得ることができる。気泡の密度が小さい層、若しくは気泡を含まない層を形成する手法としては、表面の粗さを低減する処理に比べて処理時間を長くし、且つ／または、処理温度を高くして、焼き仕上げを行うこと、などが挙げられる。
また、当該他の実施形態では、更に、フランジ２１０ｄにおけるマニホールド３００と接合される接合面２１０ｄ１に気泡の密度が小さい層、望ましくは気泡を含まない層を形成するようにしてもよい。このように接合面２１０ｄ１に気泡の密度が小さい層、若しくは気泡を含まない層を形成することによっても、Ｏリング３０１の封止面を維持、又はその封止性能を向上させることができる。
当該他の実施形態では、不透明石英の気泡の密度が小さい層、若しくは気泡を含まない層の厚さを１００μｍ以上とすることで、プラズマ処理によるエッチングが行われた場合であっても、気泡を多く含む層が上側容器２１０内に暴露されることを抑制することができ、気泡の暴露による異物発生を低減することができる。また、好ましくは１５０μｍ以上とすることで、上述の効果をより確実に得ることができる。１５０μｍ未満の厚さである場合、プラズマ処理によるエッチングによって気泡を多く含む層が処理室２０１内の表面に暴露される可能性があり、１００μｍ未満の厚さである場合、暴露の抑制効果を実質的に得られないことがある。
また、この気泡の密度が小さい層、若しくは気泡を含まない層は、透明石英と同様に、上述した不透明石英により効率的に反射される波長域の光を比較的吸収しやすい性質を有している。すなわち、気泡の密度が小さい層、若しくは気泡を含まない層は反射層としての機能が劣っている。したがって、当該他の実施形態では、不透明石英の気泡の密度が小さい層、若しくは気泡を含まない層の厚さを１０００μｍ以下とすることで、気泡の密度が小さい層、若しくは気泡を含まない層がランプヒータ２８０から放射される光のエネルギーを吸収する割合を制限しながら、基板２００を効率的に加熱することができる。また、上側容器２１０の温度の上昇を抑制することができる。更に、好ましくは５００μｍ以下とすることで、上述の効果をより顕著に得ることができる。１０００μｍを超える厚さである場合、ヒータから放射される光のエネルギーを吸収する割合が大きくなり、基板２００を効率的に加熱することが実質的に困難となることがある。また、上側容器２１０の温度が上昇しやすくなるため、Ｏリングの劣化などが顕著となることがある。５００μｍを超える厚さである場合、基板２００を効率的に加熱するという効果が大きく低下することがあり、Ｏリングの劣化などを促進することがある。
また、前述の実施形態では、上側容器２１０の内面に焼き仕上げを施しているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、上側容器２１０の内面に不透明石英に含まれる気泡に起因する表面の粗さを低減する処理としてエッチング処理が施されていてもよい。ここで、エッチング処理を施す場合においても、焼仕上げと同様に、気泡によって生じる石英の鋭角部分を除去して、不透明石英の表面を平滑化させることができる。ただし、凹状部分の埋め込みを行うことができないことや、エッチングに用いる薬剤（フッ酸溶液など）が表面に残留する可能性があるため、これらの点を考慮すると、表面の粗さを低減する処理としては焼き仕上げを行うことがより好ましい。
また、前述の実施形態では、処理容器２０３によって構成される処理室２０１がプラズマ生成室と基板処理室とを有している（すなわち、プラズマ生成室と基板処理室とが同じ処理容器２０３の内部空間として構成されている）が、本開示はこの構成に限定されない。例えば、プラズマ生成室と基板処理室とがそれぞれ別々の容器で構成されてもよい。なお、前述の実施形態では、上側容器２１０を本開示における処理容器の一例としているが、本開示は、この構成に限定されない。例えば、処理容器２０３が一体成形品の場合、一体成形品の処理容器２０３が本開示における処理容器の一例である。
また、前述の実施形態では、上側容器２１０の天井部２１０ｂをフランジの一例としているが、本開示はこの構成に限定さない。上側容器２１０の上端部から径方向外側に張り出すフランジ部を設けて、このフランジにマニホールド３０２を接合する構成としてもよい。また、前述の実施形態では、上側容器２１０全体を不透明石英で構成しているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、上側容器２１０の側壁部２１０ａのみ、フランジ２１０ｄのみ、天井部２１０ｂのみが不透明石英で構成されてもよいし、これらの各部位の組み合わせが不透明石英で構成されてもよい。
また、前述の実施形態では、プラズマを用いて基板表面に対して酸化処理を行う例について説明したが、その他にも、処理ガスとして窒素含有ガスを用いた窒化処理に対して適用してもよい。また、窒化処理及び酸化処理に限らず、プラズマを用いて基板に対して処理を施すあらゆる技術に適用してもよい。例えば、プラズマを用いて行う基板表面に形成された膜に対する改質処理、ドーピング処理、酸化膜の還元処理、当該膜に対するエッチング処理、及び、レジストのアッシング処理等に適用してもよい。
なお、本開示を特定の実施形態及び変形例について詳細に説明したが、本開示は係る実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本開示の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。
１００ 基板処理装置
２００ 基板
２１０ 上側容器
２１２ 共振コイル
２１７ サセプタ
２８０ ランプヒータ

Claims (18)

  1. 少なくとも一部が不透明石英で構成された処理容器と、
    前記処理容器内又は前記処理容器内に連通する処理空間内に設けられた基板載置台と、
    前記基板載置台の基板載置面に対向する位置に設けられたランプヒータと、
    前記処理容器の外周に設けられ、前記処理容器内のガスをプラズマ励起するよう構成されたプラズマ生成部と、
    を備え、
    前記処理容器において前記プラズマ生成部の上端から下端に亘る範囲に対応する部分が、前記不透明石英により構成されている基板処理装置。
  2. 前記基板載置台を昇降させる駆動機構と、
    前記基板載置面上に載置された基板を処理する際に、前記プラズマ生成部の上端から下端に亘る範囲よりも下方に前記基板が位置するように、前記駆動機構を制御することが可能なように構成された制御部と、
    を備える、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 少なくとも一部が不透明石英で構成された処理容器と、
    前記処理容器内又は前記処理容器内に連通する処理空間内に設けられた基板載置台と、
    前記基板載置台の基板載置面に対向する位置に設けられたランプヒータと、
    前記処理容器の外周に設けられ、前記処理容器内のガスをプラズマ励起するよう構成されたプラズマ生成部と、
    を備え、
    前記処理容器の上端部及び下端部の少なくとも一方には、封止部を介してマニホールドに接合されるフランジが設けられており、
    前記フランジの少なくとも一部が前記不透明石英により構成されている基板処理装置。
  4. 前記フランジにおける前記マニホールドと接合される接合面が前記不透明石英により構成されている、請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 少なくとも一部が不透明石英で構成された処理容器と、
    前記処理容器内又は前記処理容器内に連通する処理空間内に設けられた基板載置台と、
    前記基板載置台の基板載置面に対向する位置に設けられたランプヒータと、
    前記処理容器の外周に設けられ、前記処理容器内のガスをプラズマ励起するよう構成されたプラズマ生成部と、
    を備え、
    前記不透明石英は、前記ランプヒータから放射される光のピーク波長の光を５０％以上反射する基板処理装置。
  6. 少なくとも一部が不透明石英で構成された処理容器と、
    前記処理容器内又は前記処理容器内に連通する処理空間内に設けられた基板載置台と、
    前記基板載置台の基板載置面に対向する位置に設けられたランプヒータと、
    前記処理容器の外周に設けられ、前記処理容器内のガスをプラズマ励起するよう構成されたプラズマ生成部と、
    を備え、
    前記不透明石英は、波長が５μｍ以下の所定の波長域の光を５０％以上反射する基板処理装置。
  7. 少なくとも一部が不透明石英で構成された処理容器と、
    前記処理容器内又は前記処理容器内に連通する処理空間内に設けられた基板載置台と、
    前記基板載置台の基板載置面に対向する位置に設けられたランプヒータと、
    前記処理容器の外周に設けられ、前記処理容器内のガスをプラズマ励起するよう構成されたプラズマ生成部と、
    を備え、
    前記不透明石英は、含有される気泡の径の平均が３０μｍ以下である基板処理装置。
  8. 少なくとも一部が不透明石英で構成された処理容器と、
    前記処理容器内又は前記処理容器内に連通する処理空間内に設けられた基板載置台と、
    前記基板載置台の基板載置面に対向する位置に設けられたランプヒータと、
    前記処理容器の外周に設けられ、前記処理容器内のガスをプラズマ励起するよう構成されたプラズマ生成部と、
    を備え、
    前記不透明石英は、含有される気泡の密度が、１×１０６／ｃｍ３以上である基板処理装置。
  9. 前記処理容器の内面のうち、前記不透明石英で構成された部分には、表面の粗さを低減する処理が施されている、請求項１に記載の基板処理装置。
  10. 前記接合面には、表面の粗さを低減する処理が施されている、請求項４に記載の基板処理装置。
  11. 前記処理容器の内面のうち、前記不透明石英で構成された部分には焼き仕上げが施されている、請求項１に記載の基板処理装置。
  12. 前記処理容器の内面のうち、前記不透明石英で構成された部分には、前記不透明石英の他の部分よりも気泡の密度が小さい層、若しくは気泡を含まない層が形成されている、請求項１に記載の基板処理装置。
  13. 前記接合面には、前記不透明石英の他の部分よりも気泡の密度が小さい層、若しくは気泡を含まない層が形成されている、請求項４に記載の基板処理装置。
  14. 少なくとも一部が不透明石英で構成された処理容器内又は前記処理容器内に連通する処理空間内に設けられた基板載置台の基板載置面に基板を載置する工程と、
    前記基板載置面に対向する位置に設けられたランプヒータにより前記基板を加熱する工程と、
    前記処理容器内に供給されたガスを、前記処理容器の外周に設けられたプラズマ生成部によりプラズマ励起する工程と、
    プラズマ励起された前記ガスを用いて前記基板を処理する工程と、
    を有し、
    前記処理容器において前記プラズマ生成部の上端から下端に亘る範囲に対応する部分が、前記不透明石英により構成されている半導体装置の製造方法。
  15. 少なくとも一部が不透明石英で構成された処理容器内又は前記処理容器内に連通する処理空間内に設けられた基板載置台の基板載置面に基板を載置する工程と、
    前記基板載置面に対向する位置に設けられたランプヒータにより前記基板を加熱する工程と、
    前記処理容器内に供給されたガスを、前記処理容器の外周に設けられたプラズマ生成部によりプラズマ励起する工程と、
    プラズマ励起された前記ガスを用いて前記基板を処理する工程と、
    を有し、
    前記処理容器の上端部及び下端部の少なくとも一方には、封止部を介してマニホールドに接合されるフランジが設けられており、
    前記フランジの少なくとも一部が前記不透明石英により構成されている半導体装置の製造方法。
  16. 少なくとも一部が不透明石英で構成された処理容器内又は前記処理容器内に連通する処理空間内に設けられた基板載置台の基板載置面に基板を載置する工程と、
    前記基板載置面に対向する位置に設けられたランプヒータにより前記基板を加熱する工程と、
    前記処理容器内に供給されたガスを、前記処理容器の外周に設けられたプラズマ生成部によりプラズマ励起する工程と、
    プラズマ励起された前記ガスを用いて前記基板を処理する工程と、
    を有し、
    前記不透明石英は、前記ランプヒータから放射される光のピーク波長の光を５０％以上反射する半導体装置の製造方法。
  17. 少なくとも一部が不透明石英で構成された処理容器内又は前記処理容器内に連通する処理空間内に設けられた基板載置台の基板載置面に基板を載置する工程と、
    前記基板載置面に対向する位置に設けられたランプヒータにより前記基板を加熱する工程と、
    前記処理容器内に供給されたガスを、前記処理容器の外周に設けられたプラズマ生成部によりプラズマ励起する工程と、
    プラズマ励起された前記ガスを用いて前記基板を処理する工程と、
    を有し、
    前記不透明石英は、波長が５μｍ以下の所定の波長域の光を５０％以上反射する半導体装置の製造方法。
  18. 少なくとも一部が不透明石英で構成された処理容器内又は前記処理容器内に連通する処理空間内に設けられた基板載置台の基板載置面に基板を載置する工程と、
    前記基板載置面に対向する位置に設けられたランプヒータにより前記基板を加熱する工程と、
    前記処理容器内に供給されたガスを、前記処理容器の外周に設けられたプラズマ生成部によりプラズマ励起する工程と、
    プラズマ励起された前記ガスを用いて前記基板を処理する工程と、
    を有し、
    前記不透明石英は、含有される気泡の径の平均が３０μｍ以下であるか、または、含有される気泡の密度が１×１０ ６ ／ｃｍ ３ 以上であるか、の少なくとも何れかである半導体装置の製造方法。
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