(57)【要約】【課題】基板の面内エッチングの均一性を向上することができる基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置１は、基板Ｗ１の表面を気相でエッチングする装置である。基板処理装置１は、チャンバー１０と、加熱載置部３０と、ガス導入部４０と、排気部５０と、第１加熱部６０とを備える。加熱載置部３０はチャンバー１０内において、基板Ｗ１を加熱しつつ載置する。ガス導入部４０は、チャンバー１０内において基板Ｗ１と対向する位置に設けられた導入口４１ａを有し、導入口４１ａからチャンバー１０内にエッチングガスを導入する。排気部５０は、チャンバー１０に形成された第１排気口１２ａを介してチャンバー１０内の気体を排出する。第１加熱部６０はチャンバー１０に取り付けられている。【選択図】図１
2020188135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面を気相でエッチングする基板処理装置であって、
チャンバーと、
前記チャンバー内において、前記基板を加熱しつつ載置する加熱載置部と、
前記チャンバー内において前記基板と対向する位置に設けられた導入口を有し、前記導入口から前記チャンバー内にエッチングガスを導入するガス導入部と、
前記チャンバーに形成された第１排気口を介して前記チャンバー内の気体を外部に排出する排気部と、
前記チャンバーに取り付けられた第１加熱部と
を備える、基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記第１加熱部は、前記チャンバーの内周面の温度を前記基板の表面の温度以上に昇温させる、基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記第１加熱部は、前記チャンバーの内周面の温度を前記基板の表面の温度よりも３０度以上高い値に昇温させる、前記チャンバーを加熱する、基板処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の基板処理装置であって、
前記加熱載置部は、前記基板の温度を５０度以上２００度以下に昇温させ、
前記第１加熱部は、前記チャンバーの内周面の温度を８０度以上２３０度以下に昇温させる、基板処理装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の基板処理装置であって、
前記第１加熱部は、前記チャンバーの側壁のうち、少なくとも、水平方向において前記基板と対向する領域に取り付けられる、基板処理装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の基板処理装置であって、
前記チャンバーを囲むアウターチャンバーと、
前記アウターチャンバーに取り付けられた第２加熱部と
を更に備え、
前記チャンバーの前記第１排気口は、前記チャンバーの内部空間、および、前記チャンバーと前記アウターチャンバーとの間の外側空間を互いに繋げ、
前記アウターチャンバーには、第２排気口が形成され、
前記排気部は、前記第２排気口を介して前記アウターチャンバー内の気体を外部に排出する、基板処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の基板処理装置であって、
前記第２加熱部は、前記アウターチャンバーの内周面の温度を前記チャンバーの内周面の温度以上に昇温させる、基板処理装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の基板処理装置であって、
前記第２加熱部は、前記アウターチャンバーの内周面の温度を１００度以上に昇温させる、基板処理装置。
【請求項９】
請求項６から請求項８のいずれか一つに記載の基板処理装置であって、
前記チャンバー内に設けられる第１圧力センサと、
前記チャンバーと前記アウターチャンバーとの間に設けられる第２圧力センサと、
前記第１圧力センサおよび前記第２圧力センサの測定値に基づいて、前記排気部による排気流量を制御する制御部と
を備える、基板処理装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一つに記載の基板処理装置であって、
前記導入口と前記基板との間に設けられ、前記導入口から導入される前記エッチングガスを整流する整流部を更に備える、基板処理装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一つに記載の基板処理装置であって、
前記第１排気口は複数設けられており、
当該複数の第１排気口は、前記基板の周方向において略等間隔に形成されている、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板をエッチングするエッチング装置として、薬液を基板に供給する装置が提案されている。エッチング装置が薬液を基板に供給すると、薬液が基板に作用してエッチング対象膜をエッチングすることができる。しかしながら、基板のパターンが微細化すると、薬液がその狭所領域に十分に入り込むことができなくなる。この結果、エッチングが不十分となるという問題がある。
【０００３】
そこで、薬液を用いない気相エッチング装置が提案されている（例えば特許文献１）。この気相エッチング装置は処理ガスを用いて基板をエッチングする。気相エッチング装置は、チャンバーと、ガス輸送装置とを含んでいる。チャンバー内には、エッチングの対象となる基板が載置される。ガス輸送装置は、チャンバー内の上側から基板へと処理ガスを供給する。処理ガスは基板に作用して、基板に対してエッチングを行う。処理ガスは気体であるので、基板の狭所領域に入り込むことができる。
【０００４】
また、この気相エッチング装置では、プラズマが利用されないので、製造コストを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−４５１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の気相エッチング装置において、基板を加熱することが考えられる。これにより、処理ガス（以下、エッチングガスと呼ぶ）による基板のエッチングを促進することができる。
【０００７】
しかしながら、基板を加熱することにより、基板の温度はチャンバーの内周面の温度よりも高くなる。ガスは対流により温度が低い方に流れやすいので、基板の周縁部の近傍の気体はチャンバーの内周面に流れやすい。これにより、基板の周縁部においてエッチング量が減少する。つまり、基板の面内エッチングの均一性が低下する。
【０００８】
そこで、本願は、基板の面内エッチングの均一性を向上することができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
基板処理装置の第１の態様は、基板の表面を気相でエッチングする基板処理装置であって、チャンバーと、前記チャンバー内において、前記基板を加熱しつつ載置する加熱載置部と、前記チャンバー内において前記基板と対向する位置に設けられた導入口を有し、前記導入口から前記チャンバー内にエッチングガスを導入するガス導入部と、前記チャンバーに形成された第１排気口を介して前記チャンバー内の気体を外部に排出する排気部と、前記チャンバーに取り付けられた第１加熱部とを備える。
【００１０】
基板処理装置の第２の態様は、第１の態様にかかる基板処理装置であって、前記第１加熱部は、前記チャンバーの内周面の温度を前記基板の表面の温度以上に昇温させる。
【００１１】
基板処理装置の第３の態様は、第２の態様にかかる基板処理装置であって、前記第１加熱部は、前記チャンバーの内周面の温度を前記基板の表面の温度よりも３０度以上高い値に昇温させる、前記チャンバーを加熱する。
【００１２】
基板処理装置の第４の態様は、第１から第３のいずれか一つの態様にかかる基板処理装置であって、前記加熱載置部は、前記基板の温度を５０度以上２００度以下に昇温させ、前記第１加熱部は、前記チャンバーの内周面の温度を８０度以上２３０度以下に昇温させる。
【００１３】
基板処理装置の第５の態様は、第１から第４のいずれか一つの態様にかかる基板処理装置であって、前記第１加熱部は、前記チャンバーの側壁のうち、少なくとも、水平方向において前記基板と対向する領域に取り付けられる。
【００１４】
基板処理装置の第６の態様は、第１から第５のいずれか一つの態様にかかる基板処理装置であって、前記チャンバーを囲むアウターチャンバーと、前記アウターチャンバーに取り付けられた第２加熱部とを更に備え、前記チャンバーの前記第１排気口は、前記チャンバーの内部空間、および、前記チャンバーと前記アウターチャンバーとの間の外側空間を互いに繋げ、前記アウターチャンバーには、第２排気口が形成され、前記排気部は、前記第２排気口を介して前記アウターチャンバー内の気体を外部に排出する。
【００１５】
基板処理装置の第７の態様は、第６の態様にかかる基板処理装置であって、前記第２加熱部は、前記アウターチャンバーの内周面の温度を前記チャンバーの内周面の温度以上に昇温させる。
【００１６】
基板処理装置の第８の態様は、第６または第７の態様にかかる基板処理装置であって、前記第２加熱部は、前記アウターチャンバーの内周面の温度を１００度以上に昇温させる。
【００１７】
基板処理装置の第９の態様は、第６から第８のいずれか一つの態様にかかる基板処理装置であって、前記チャンバー内に設けられる第１圧力センサと、前記チャンバーと前記アウターチャンバーとの間に設けられる第２圧力センサと、前記第１圧力センサおよび前記第２圧力センサの測定値に基づいて、前記排気部による排気流量を制御する制御部とを備える。
【００１８】
基板処理装置の第１０の態様は、第１から第９のいずれか一つの態様にかかる基板処理装置であって、前記導入口と前記基板との間に設けられ、前記導入口から導入される前記エッチングガスを整流する整流部を更に備える。
【００１９】
基板処理装置の第１１の態様は、第１から第１０のいずれか一つの態様にかかる基板処理装置であって、前記第１排気口は複数設けられており、当該複数の第１排気口は、前記基板の周方向において略等間隔に形成されている。
【発明の効果】
【００２０】
基板処理装置の第１の態様によれば、第１加熱部がチャンバーを加熱できるので、チャンバーの内周面の温度を高めることができる。よって、エッチングガスが対流によってチャンバーの内周面へ向かって流れることを抑制できる。これにより、基板に対してより均一にエッチングガスを供給することができ、基板の面内エッチングの均一性を向上できる。
【００２１】
基板処理装置の第２の態様によれば、エッチングガスが対流によりチャンバーの内周面に向かって流れることを更に抑制できる。
【００２２】
基板処理装置の第３および第４の態様によれば、エッチングガスが基板に向かって流れやすくなるので、基板に作用するエッチングガスを増大できる。よって、スループットを向上できる。
【００２３】
基板処理装置の第５の態様によれば、インナーチャンバーのうち基板と水平方向において対向する領域を効率的に加熱することができる。よって、対流によるエッチングガスの側壁２２の内周面への流れを、効率的に基板Ｗ１側に変化させることができる。
【００２４】
基板処理装置の第６の態様によれば、アウターチャンバーの内周面においてエッチングガスが液化する可能性を低減できる。
【００２５】
基板処理装置の第７の態様によれば、エッチングガスの液化を更に抑制できる。
【００２６】
基板処理装置の第８の態様によれば、エッチングガスの液化をより確実に抑制できる。
【００２７】
基板処理装置の第９の態様によれば、チャンバー内の圧力およびアウターチャンバー内の圧力を精度よく制御できる。
【００２８】
基板処理装置の第１０の態様によれば、エッチングガスを整流するので、基板の面内エッチングの均一性を更に向上できる。
【００２９】
基板処理装置の第１１の態様によれば、チャンバー内の気体の流れをより均一にすることができる。
【００３０】
本願明細書に開示される技術に関する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、更に明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】基板処理装置の構成の一例を概略的に示す図である。
【図２】インナーチャンバーの構成の一例を概略的に示す図である。
【図３】整流部の構成の一例を概略的に示す図である。
【図４】基板処理装置の構成の一例を概略的に示す図である。
【図５】基板処理装置の構成の一例を概略的に示す図である。
【図６】基板処理装置の構成の一例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら、実施形態について説明する。図面では同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付され、下記説明では重複説明が省略される。なお、以下の実施形態は一例であり、技術的範囲を限定する事例ではない。また、図面においては、理解容易のため、各部の寸法および数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。
【００３３】
第１の実施の形態．
＜基板処理装置の構成＞
図１は、基板処理装置１の構成の一例を概略的に示す図である。この基板処理装置１は、基板Ｗ１の表面に対して気相でエッチング処理を行う気相エッチング装置である。基板処理装置１はプラズマを利用せずに基板Ｗ１に対してエッチング処理を行うので、プラズマに起因した基板Ｗ１のダメージを回避することができる。また、プラズマを発生させる機構が不要となるので、基板処理装置１の製造コストを低減することができる。
【００３４】
図１に例示するように、基板処理装置１は、インナーチャンバー（チャンバー）１０と、アウターチャンバー２０と、加熱載置部３０と、ガス導入部４０と、排気部５０と、加熱部６０と、制御部７０とを含んでいる。
【００３５】
インナーチャンバー１０は、処理空間Ｖ１を形成する密閉筐体である。インナーチャンバー１０は例えば金属によって形成される。図１に例示するように、インナーチャンバー１０は、上板１１と、側壁１２と、下板１３とを有している。上板１１および下板１３は鉛直方向において間隔を空けて互いに対向している。側壁１２は上板１１の周縁および下板１３の周縁を連結する。側壁１２は例えば略円筒形状を有する。この場合、上板１１および下板１３は平面視において（つまり鉛直方向に沿って見て）、略円形状を有する。上板１１、側壁１２および下板１３によって囲まれたインナーチャンバー１０の内部空間が処理空間Ｖ１に相当する。
【００３６】
アウターチャンバー２０は、インナーチャンバー１０を囲む外側の密閉筐体である。アウターチャンバー２０は例えば金属によって形成される。図１に例示するように、アウターチャンバー２０は、上板２１と、側壁２２と、下板２３とを有している。下板２３は環状の形状を有し、その内周縁がインナーチャンバー１０の下板１３の外周縁に連結される。下板１３および下板２３は一体に形成されていてもよい。アウターチャンバー２０の上板２１はインナーチャンバー１０の上板１１よりも上側に位置しており、間隔を空けて上板１１と対向している。アウターチャンバー２０の上板２１は平面視において、インナーチャンバー１０の上板１１の周縁よりも外側に広がっている。
【００３７】
アウターチャンバー２０の側壁２２は上板２１の周縁と下板２３の外周縁とを連結しており、インナーチャンバー１０の側壁１２を外側から囲んでいる。アウターチャンバー２０の側壁２２は例えばインナーチャンバー１０の側壁１２と同心の略円筒形状を有する。この場合、平面視において、アウターチャンバー２０の上板２１はインナーチャンバー１０の上板１１と同心の略円形状を有し、アウターチャンバー２０の下板２３はインナーチャンバー１０の下板１３と同心の略円環形状を有する。
【００３８】
以上のように、図１の例では、基板処理装置１は、インナーチャンバー１０およびアウターチャンバー２０による二重構造を有している。以下では、インナーチャンバー１０およびアウターチャンバー２０によって挟まれる空間を外側空間Ｖ２とも呼ぶ。
【００３９】
インナーチャンバー１０には、インナー排気口１２ａが形成されている。図１の例では、インナー排気口１２ａはインナーチャンバー１０の側壁１２に形成されている。インナー排気口１２ａは側壁１２をその厚み方向に貫通しており、インナーチャンバー１０内の処理空間Ｖ１、および、インナーチャンバー１０とアウターチャンバー２０との間の外側空間Ｖ２を互いに繋げる。図１の例では、インナー排気口１２ａは側壁１２の下部に形成されている。処理空間Ｖ１内の気体はインナー排気口１２ａを介して外側空間Ｖ２に排出される。
【００４０】
インナー排気口１２ａは複数設けられてもよい。図２は、インナーチャンバー１０の構成の一例を概略的に示す図である。図２では、インナーチャンバー１０の水平断面図が示されている。図２の例では、インナーチャンバー１０には、４つのインナー排気口１２ａが形成されている。４つのインナー排気口１２ａは側壁１２の周方向に沿って略等間隔に形成されている。これによれば、処理空間Ｖ１内の気体は平面視においてより均等に排出される。これにより、処理空間Ｖ１を流れる気体の流れをより均一にすることができる。なお、インナー排気口１２ａの個数は適宜に変更でき、より好ましくは３つ以上形成される。インナー排気口１２ａが３つ以上形成されていれば、気体の流れを適切に均一化できる。
【００４１】
図１を再び参照して、アウターチャンバー２０には、アウター排気口２３ａが形成されている。排気部５０はインナーチャンバー１０とアウターチャンバー２０との間の外側空間Ｖ２の気体を、アウター排気口２３ａを介して吸引して外部に排出する。これにより、処理空間Ｖ１内の気体もインナー排気口１２ａおよびアウター排気口２３ａを介して排気部５０に排出される。よって、アウターチャンバー２０内（処理空間Ｖ１および外側空間Ｖ２）の圧力は低下する。
【００４２】
図１の例では、アウター排気口２３ａはアウターチャンバー２０の下板２３に形成されており、下板２３をその厚み方向に貫通する。また図１の例では、アウター排気口２３ａは複数（ここでは２つ）形成されている。複数のアウター排気口２３ａは周方向に略等間隔に形成されてもよい。これにより、処理空間Ｖ１内の気体はより均等にインナー排気口１２ａから排出される。
【００４３】
図１の例では、排気部５０は、排気管５１と、排気バルブ５２と、真空ポンプ５３とを含んでいる。排気管５１はアウターチャンバー２０のアウター排気口２３ａに接続されている。図１の例では、複数のアウター排気口２３ａが形成されているので、複数の排気管５１が設けられている。図１の例では、複数の排気管５１は合流し、共通して真空ポンプ５３に接続される。
【００４４】
真空ポンプ５３は排気管５１内の気体を吸引して外部に排出する。真空ポンプ５３は制御部７０によって制御される。排気バルブ５２は排気管５１の途中に設けられており、排気管５１内の流路の開度を調整する。排気バルブ５２の開度は制御部７０によって制御される。制御部７０は、例えば処理空間Ｖ１内の圧力が所定のプロセス圧となるように、排気バルブ５２および真空ポンプ５３を制御する。
【００４５】
インナーチャンバー１０およびアウターチャンバー２０には、基板Ｗ１を搬出入するための搬出入口（不図示）が形成される。例えば、インナーチャンバー１０の側壁１２およびアウターチャンバー２０の側壁２２のそれぞれにおいて、搬出入口が形成される。また、この搬出入口には、シャッター（不図示）がそれぞれ設けられる。このシャッターが閉じることにより搬出入口を気密に閉じることができ、シャッターが開くことにより、搬出入口が開口する。シャッターの開閉は制御部７０によって制御される。
【００４６】
加熱載置部３０はインナーチャンバー１０内に設けられており、基板Ｗ１を加熱しつつ載置する。加熱載置部３０は載置台３１と加熱部３２とを含んでいる。載置台３１の上には、基板Ｗ１が載置される。基板Ｗ１は略水平姿勢で載置台３１の上に載置される。換言すれば、基板Ｗ１はその厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢で載置台３１の上に載置される。
【００４７】
基板Ｗ１は例えば半導体基板である。基板Ｗ１が半導体基板である場合には、基板Ｗ１は略円板形状を有する。基板Ｗ１の上面には、基板処理装置１の搬入前の工程によってエッチング対象膜が形成されている。エッチング対象膜は特に限定されないものの、例えば酸化膜または窒化膜である。ここでは一例として、基板Ｗ１の上面には、ＣＶＤ（化学気相成長法）、ＡＬＤ（原子層体積法）または熱酸化等により酸化膜が形成されているものとする。
【００４８】
載置台３１には、基板Ｗ１を保持するチャック機構が設けられてもよい。例えば載置台３１は、基板Ｗ１の下面と対向する上面を有しており、当該上面には、複数のチャックピン（不図示）が設けられてもよい。複数のチャックピンは基板Ｗ１の周縁に沿って略等間隔に設けられ、基板Ｗ１の周縁を保持する。なお、チャック機構としてはチャックピン以外の種々の機構（例えば吸引チャックなど）を採用してよい。ここでは一例として、載置台３１はチャック機構を含んでいるものとする。載置台３１のチャック機構は制御部７０によって制御される。
【００４９】
加熱部３２は、載置台３１の上に載置された基板Ｗ１を加熱する。加熱部３２は基板Ｗ１よりも下側に設けられており、例えば、ジュール熱を発生させる抵抗線を含む。抵抗線は適宜に絶縁膜によって覆われる。より具体的な一例として、加熱部３２は載置台３１に内蔵されていてもよい。例えば、抵抗線は平面視において２次元的に配策される。載置台３１は、内蔵された加熱部３２によって加熱される。加熱部３２は制御部７０によって制御される。
【００５０】
図１の例では、加熱載置部３０は回転機構３３を含んでいる。回転機構３３は、基板Ｗ１の中心を通り鉛直方向に沿う回転軸の周りで、基板Ｗ１を回転させる。例えば、回転機構３３はモータ（不図示）とシャフト（不図示）とを含む。シャフトの一端は載置台３１の下面に連結され、他端はモータに連結される。シャフトはモータの回転力を載置台３１に伝達して、載置台３１を当該回転軸の周りで回転させる。これにより、載置台３１に保持された基板Ｗ１を回転させることができる。回転機構３３は制御部７０によって制御される。
【００５１】
ガス導入部４０は、インナーチャンバー１０内に設けられたガス導入口４１ａを有し、ガス導入口４１ａから処理空間Ｖ１にエッチングガスを導入する。ガス導入口４１ａは基板Ｗ１の表面（図１では上面）に対向する位置に設けられている。図１の例では、ガス導入口４１ａは、載置台３１に保持された基板Ｗ１よりも上側に位置している。ガス導入部４０はガス導入口４１ａから基板Ｗ１の上面に向けてエッチングガスを吐出する。図１の例では、処理空間Ｖ１内においてエッチングガスが流れる方向を模式的に破線の矢印で示している。
【００５２】
エッチングガスは基板Ｗ１の上面に作用して、その上面のエッチング対象膜をエッチングする。このエッチングガスは、フッ酸ガスまたはフッ素ガスなどの反応性ガスを含む。また、エッチングガスは、水蒸気またはアルコールガスなどの水酸基（ＯＨ基）を有する添加ガスを更に含んでもよい。また、エッチングガスは、アルゴン、ヘリウムまたは窒素などの不活性ガスを更に含んでもよい。ここでいう不活性ガスとは、基板Ｗ１との反応性が低いガスである。
【００５３】
図１の例では、ガス導入部４０は、導入管４１と、導入バルブ４２と、ガス供給源４３とを含んでいる。導入管４１はインナーチャンバー１０およびアウターチャンバー２０を貫通しており、その一端はインナーチャンバー１０内の処理空間Ｖ１において基板Ｗ１よりも上側に位置している。導入管４１の一端にはガス導入口４１ａが形成される。図１の例では、導入管４１はアウターチャンバー２０内において鉛直方向に沿って延在しており、インナーチャンバー１０の上板１１およびアウターチャンバー２０の上板２１をその厚み方向に貫通している。導入管４１とインナーチャンバー１０との間は所定の封止部（例えばオーリング）によって気密に封止され、導入管４１とアウターチャンバー２０との間も所定の封止部（例えばオーリング）によって気密に封止される。
【００５４】
導入管４１の他端には、ガス供給源４３が接続されている。ガス供給源４３はエッチングガスを導入管４１に供給する。なお図１の例では、簡易的に一つのガス供給源４３のみが示されているものの、上述のようにエッチングガスは複数種の気体を含み得るので、その複数種の気体に対応した複数のガス供給源４３が設けられ得る。この場合、導入管４１は複数に分岐して、その分岐端がそれぞれガス供給源４３に接続される。
【００５５】
導入バルブ４２は導入管４１の途中に設けられている。複数のガス供給源４３が設けられて、導入管４１が複数に分岐する場合には、その分岐管のそれぞれに導入バルブ４２が設けられる。導入バルブ４２は制御部７０によって制御される。導入バルブ４２は、導入管４１の内部を流れる気体の流量を調整可能なバルブであってもよい。
【００５６】
導入バルブ４２が開くことにより、エッチングガスがガス供給源４３から導入管４１の内部を流れてガス導入口４１ａから吐出される。ガス導入口４１ａから処理空間Ｖ１内に導入されたエッチングガスは下側に向かって流れる。図１の例では、後述する整流部８０が設けられており、エッチングガスは整流部８０を通過することにより整流される。整流部８０を通過したエッチングガスは、基板Ｗ１の上面に流れ、上面のエッチング対象膜を気相分解してエッチングする。
【００５７】
インナー排気口１２ａは載置台３１上の基板Ｗ１よりも下側に位置しているので、気相分解により生じたガスは、基板Ｗ１の周縁から下側に向かって流れ、インナー排気口１２ａおよびアウター排気口２３ａを介して排気部５０に排出される。また、エッチングに寄与しなかったエッチングガスもインナー排気口１２ａおよびアウター排気口２３ａを介して排気部５０に排出される。
【００５８】
整流部８０はガス導入部４０のガス導入口４１ａと加熱載置部３０との間に設けられている。整流部８０は通気性を有しており、ガス導入部４０から処理空間Ｖ１内に導入されたエッチングガスが整流部８０を通過することにより、エッチングガスが整流する。整流部８０を通過したエッチングガスは更に下側に流れて基板Ｗ１の上面に供給される。整流部８０と基板Ｗ１との間の距離は、例えば１０［ｍｍ］程度以下に設定される。整流部８０と基板Ｗ１との間の距離が長い場合には、整流部８０によって整流されたエッチングガスが基板Ｗ１の上面付近において再び乱れる可能性があるものの、当該距離が１０［ｍｍ］程度以下であれば、そのような乱れは生じにくい。
【００５９】
図３は、整流部８０の構成の一例を概略的に示す平面図である。図３の例では、整流部８０はパンチングプレートである。整流部８０は板状形状を有しており、その厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢で設けられる。整流部８０は平面視において略円形状を有しており、その周縁がインナーチャンバー１０の側壁２２の内周面に固定される。図３の例では、整流部８０には、複数の貫通孔８０ａが形成されている。各貫通孔８０ａは平面視において例えば略円形状を有しており、その径は例えば０．１〜２［ｍｍ］程度に設定される。複数の貫通孔８０ａは平面視において２次元的に分散して配置されており、図３の例では、略マトリクス状に配置される。複数の貫通孔８０ａの大きさおよび個数は適宜に変更され得る。
【００６０】
なお、図１の例では、１つの整流部８０が設けられているものの、複数の整流部８０が設けられてもよい。複数の整流部８０はガス導入口４１ａと基板Ｗ１との間で、鉛直方向において間隔を空けて設けられる。貫通孔８０ａの位置は、鉛直方向において隣り合う整流部８０の間でずれていてもよい。例えば第１の整流部８０および第２の整流部８０が設けられる場合について概説する。第１の整流部８０の貫通孔８０ａは鉛直方向において第２の整流部８０の貫通孔８０ａとは対向しておらず、貫通孔８０ａが形成されていない領域と対向する。逆に、第２の整流部８０の貫通孔８０ａも第１の整流部８０のうち貫通孔８０ａが設けられていない領域と対向する。これによれば、気体が複数の整流部８０を通過することにより、更に整流される。
【００６１】
また、整流部８０はメッシュ状の形状を有していてもよい。例えば整流部８０は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素系樹脂をコーティングさせたメッシュ構造を有していてもよい。
【００６２】
加熱部６０はインナーチャンバー１０に取り付けられており、インナーチャンバー１０を加熱する。加熱部６０は制御部７０によって制御され、インナーチャンバー１０の内周面の温度を、載置台３１に保持された基板Ｗ１の温度以上の温度に昇温させる。
【００６３】
図１に例示するように、加熱部６０はインナーチャンバー１０の外周面に設けられていてもよい。図１の例では、加熱部６０はインナーチャンバー１０の側壁１２の外周面に設けられている。この加熱部６０は、側壁１２を囲う筒状形状を有していてもよい。また、加熱部６０はインナーチャンバー１０の外周面に密着しているとよい。これによれば、加熱部６０はより効率的にインナーチャンバー１０を加熱できる。加熱部６０は、側壁１２のうち、少なくとも、基板Ｗ１と水平方向で対向する位置を含む領域に設けられる。
【００６４】
加熱部６０は、例えばジュール熱を発生させる抵抗線（不図示）を有していてもよい。抵抗線は適宜に絶縁膜によって覆われる。この抵抗線がインナーチャンバー１０の外周面に沿って配策されることで、インナーチャンバー１０を加熱してもよい。なお、加熱部６０は、抵抗線を内蔵して、インナーチャンバー１０の外周面に密着する伝熱部材（例えば金属）を含んでいてもよい。
【００６５】
あるいは、加熱部６０は熱媒体配管（不図示）を有していてもよい。熱媒体配管はインナーチャンバー１０の側壁１２の外周面に沿って配策される。例えば熱媒体配管は螺旋状に配策されて側壁１２を囲う。熱媒体配管の内部には、高温の熱媒体（冷媒とも呼ばれる）が流れる。この熱媒体とインナーチャンバー１０との間の熱交換により、インナーチャンバー１０を加熱することができる。熱媒体配管の両端は、加熱部（不図示）に接続されている。インナーチャンバー１０へ放熱して低温となった熱媒体が熱媒体配管の一端から加熱部に流入すると、当該加熱部は当該熱媒体を加熱し、高温の熱媒体を熱媒体配管の他端へと供給する。これにより、高温の熱媒体は再び熱媒体配管を流れてインナーチャンバー１０を加熱する。以上のように、熱媒体は熱媒体配管を循環する。なお、加熱部６０は、熱媒体配管を内蔵して、インナーチャンバー１０の外周面に密着する伝熱部材（例えば金属）を含んでいてもよい。
【００６６】
また、加熱部６０は必ずしもインナーチャンバー１０の外周面に設けられている必要はない。例えば加熱部６０はインナーチャンバー１０自体に埋設されてもよいし、インナーチャンバー１０の内周面に設けられてもよい。加熱部６０がインナーチャンバー１０の外周面に設けられる場合には、加熱部６０がインナーチャンバー１０に埋設される場合に比して、加熱部６０の設置が容易である。また、加熱部６０がインナーチャンバー１０内の処理空間Ｖ１に露出しないので、加熱部６０自体に起因してパーティクル等が発生したとしても、そのパーティクルは基板Ｗ１に付着しにくい。
【００６７】
制御部７０は、基板処理装置１を統括的に制御する。制御部７０は、例えば、各種演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、演算処理の作業領域となるＲＡＭ（Random Access Memory）、プログラムや各種のデータファイルなどを記憶するハードディスク、ＬＡＮ（Local Area Network）等を介したデータ通信機能を有するデータ通信部等がバスラインなどにより互いに接続された、一般的なＦＡ（Factory Automation）コンピュータにより構成される。また、制御部７０は、各種表示を行うディスプレイ、キーボードおよびマウスなどで構成される入力部等と接続されている。なお、制御部７０が実行する機能の一部または全部は専用のハードウェア回路によって実現されてもよい。
【００６８】
＜基板処理装置の動作の概要＞
まず、制御部７０はインナーチャンバー１０のシャッターおよびアウターチャンバー２０のシャッターを制御して、両シャッターを開く。これにより、基板処理装置１の搬出入口が開口する。不図示の基板搬送装置は当該搬出入口を介して基板Ｗ１を基板処理装置１内に搬入し、加熱載置部３０に載置する。基板搬送装置による搬入動作が終了すると、制御部７０は両シャッターを制御して、両シャッターを閉じる。
【００６９】
制御部７０は排気部５０を制御して、インナーチャンバー１０内の処理空間Ｖ１の圧力を所定プロセス圧まで減圧させる。所定プロセス圧は、例えば１〜３００［Ｔｏｒｒ］程度の範囲内に設定される。制御部７０はエッチング処理中において処理空間Ｖ１の圧力が所定の圧力範囲内に維持されるように、排気部５０を制御するとよい。
【００７０】
また、制御部７０は加熱部３２および加熱部６０を制御して、それぞれ基板Ｗ１およびインナーチャンバー１０を加熱する。加熱部３２は基板Ｗ１を加熱して、基板Ｗ１の上面の温度を例えば５０度以上かつ２００度以下の範囲内に昇温させる。
【００７１】
加熱部６０は、インナーチャンバー１０の内周面の温度が基板Ｗ１の上面の温度以上となるように、インナーチャンバー１０を加熱する。より具体的には、加熱部６０は、側壁１２の内周面のうち、少なくとも基板Ｗ１と水平方向において対向する領域の温度が、基板Ｗ１の上面の温度以上となるようにインナーチャンバー１０を加熱する。インナーチャンバー１０の内周面の温度は例えば８０度以上かつ２３０度以下の範囲内の温度に設定され、例えば基板Ｗ１の上面の温度よりも３０度以上高い温度に設定される。
【００７２】
制御部７０はエッチング処理中において、基板Ｗ１およびインナーチャンバー１０の温度がそれぞれの温度範囲内で維持されるように、加熱部３２および加熱部６０を制御するとよい。
【００７３】
次に、制御部７０は回転機構３３を制御して、基板Ｗ１を回転させる。制御部７０はエッチング処理中において、基板Ｗ１の回転速度が所定の速度範囲内で維持されるように、回転機構３３を制御する。
【００７４】
次に、制御部７０はガス導入部４０を制御して、エッチングガスをインナーチャンバー１０内の処理空間Ｖ１内に導入する。例えば、反応性ガスの流量は１００〜３０００［ｓｃｃｍ］程度に設定され、不活性ガスの流量は１００〜１５０００［ｓｃｃｍ］程度に設定され、添加ガスの流量は０〜３０００［ｓｃｃｍ］に設定される。
【００７５】
ガス導入口４１ａから吐出されたエッチングガスは整流部８０によって整流され、整流されたエッチングガスが基板Ｗ１の上面のエッチング対象膜を気相分解してエッチングする。気相分解によって生じたガスおよび気相分解に寄与しなかったエッチングガスは、インナー排気口１２ａおよびアウター排気口２３ａを経由して排気部５０へと排出される。
【００７６】
エッチングガスの導入開始から、エッチング処理に必要な処理期間が経過したときに、制御部７０は基板処理装置１の各種の構成要素を制御して各動作を停止させる。これにより、基板Ｗ１に対するエッチング処理が終了する。
【００７７】
以上のように、基板処理装置１には、加熱部６０が設けられており、加熱部６０はエッチング処理中においてインナーチャンバー１０を加熱する。ここで、比較のために、加熱部６０が設けられていない場合について説明する。この場合、基板Ｗ１の上面の温度はインナーチャンバー１０の側壁１２の内周面の温度よりも高くなる。よって、基板Ｗ１の上側から基板Ｗ１の上面の周縁部に向かって下側に流れるエッチングガスは、対流によってインナーチャンバー１０の側壁１２の内周面へ向かって流れやすい。これによれば、基板Ｗ１の上面の周縁部に向かって流れるエッチングガスが低減する。
【００７８】
また部材の温度が低いほどエッチングガスは当該部材に吸着するので、インナーチャンバー１０の内周面の温度が低い場合には、インナーチャンバー１０の内周面におけるエッチングガスの吸着量が増大する。これによっても、基板Ｗ１の上面の周縁部に向かって流れるエッチングガスが減少する。
【００７９】
以上のように、基板Ｗ１の上面の周縁に向かって流れるエッチングガスが減少すれば、基板Ｗ１の上面の中央部のエッチング量と周縁部のエッチング量との差が増大する。つまり、基板Ｗ１の面内エッチングの均一性が低下する。
【００８０】
これに対して、加熱部６０はインナーチャンバー１０の内周面の温度を基板Ｗ１の上面の温度以上に昇温させる。よって、エッチングガスが対流によってインナーチャンバー１０の内周面に向かって流れることを抑制できる。またインナーチャンバー１０の内周面に吸着するエッチングガスの量も低減できる。
【００８１】
これにより、エッチングガスが基板Ｗ１の上面の周縁部にも適切に供給され、基板Ｗ１の上面に対してより均等に作用する。したがって、基板Ｗ１の面内エッチングの均一性を向上することができる。
【００８２】
また、インナーチャンバー１０の側壁１２の内周面の温度が基板Ｗ１の上面の温度よりも高い場合には、基板Ｗ１よりも外周側を下側に向かって流れるエッチングガスが基板Ｗ１の上面に向かって流れやすい。これによれば、基板Ｗ１の上面に作用するエッチングガスの量を増大できる。よって、スループットを向上できる。
【００８３】
しかも、インナーチャンバー１０の内周面の温度が高いので、エッチングガスがインナーチャンバー１０の内周面に吸着および液化する可能性を低減することができる。これによれば、エッチングガスの液化に起因したインナーチャンバー１０の腐食の可能性を低減することができる。例えば添加ガスとして水蒸気を採用した場合、処理空間Ｖ１の圧力が１００［Ｔｏｒｒ］程度であれば、温度が５０度程度であるときに水蒸気が液化する。インナーチャンバー１０に液体の水が付着すると、例えばインナーチャンバー１０が腐食し得る。加熱部６０がインナーチャンバー１０を加熱して、インナーチャンバー１０の内周面の温度を５０度よりも高い温度に昇温させることにより、このような腐食を抑制または回避することができる。また反応性ガスは、例えば、温度が２０度程度であるときに液化し得る。加熱部６０がインナーチャンバー１０を加熱することにより、反応性ガスの液化もより確実に抑制できる。
【００８４】
ただし、インナーチャンバー１０の内周面の温度が高すぎると、インナーチャンバー１０の側壁１２からの輻射熱により、基板Ｗ１の周縁部が加熱され得る。これにより、基板Ｗ１の上面の周縁部の温度が基板Ｗ１の中央部の温度よりも高くなる可能性がある。このような基板Ｗ１の温度のばらつきは、面内エッチングの均一性という観点では望ましくない。そこで、インナーチャンバー１０の内周面の温度は、基板Ｗ１の温度ばらつきが所定範囲内となるように制御されることが望ましい。
【００８５】
また、上述の例では、加熱部６０は、インナーチャンバー１０の側壁１２のうち、少なくとも、基板Ｗ１と水平方向において対向する領域に取り付けられている。これによれば、加熱部６０は側壁１２のうち当該領域を効率的に加熱することができる。したがって、対流によるエッチングガスの側壁２２の内周面への流れを、効率的に基板Ｗ１側に変化させることができる。
【００８６】
また、上述の例では、回転機構３３はエッチング処理中に基板Ｗ１を回転させる。これにより、エッチングガスが基板Ｗ１の上面に対してより均等に作用する。よって、面内エッチングの均一性を更に向上することができる。
【００８７】
なお、上述の例では、基板処理装置１は整流部８０を含んでいるものの、整流部８０は設けられていなくてもよい。なぜなら、加熱部６０によるインナーチャンバー１０の加熱により、基板Ｗ１の面内エッチングの均一性を向上できるからである。もちろん、面内エッチングの均一性の更なる向上のためには、整流部８０が設けられていることが望ましい。同様に、回転機構３３も必ずしも設けられる必要はないが、面内エッチングの均一性の更なる向上のためには、回転機構３３は設けられていることが望ましい。
【００８８】
また上述の例では、加熱部６０はインナーチャンバー１０の側壁１２に設けられているものの、必ずしもこれに限らない。加熱部６０は上板１１に設けられてもよく、下板１３に設けられてもよい。要するに、加熱部６０は上板１１、側壁１２および下板１３の少なくともいずれ一つに設けられていればよく、インナーチャンバー１０の内周面（少なくとも基板Ｗ１と水平方向において対向する領域）の温度を基板Ｗ１の上面の温度以上に昇温できればよい。
【００８９】
第２の実施の形態．
図４は、基板処理装置１Ａの構成の一例を概略的に示す図である。基板処理装置１Ａは、加熱部６１の有無を除いて、基板処理装置１と同様の構成を有している。加熱部６１はアウターチャンバー２０に取り付けられており、アウターチャンバー２０を加熱する。加熱部６１の構成の一例は加熱部６０と同様である。加熱部６１は制御部７０によって制御される。
【００９０】
図４に例示するように、加熱部６１はアウターチャンバー２０の外周面に設けられていてもよい。例えば、加熱部６１は、アウターチャンバー２０の側壁２２の外周面を周方向に囲う筒状形状を有する。加熱部６１はアウターチャンバー２０の外周面に密着しているとよい。これにより、加熱部６１はより効率的にアウターチャンバー２０を加熱できる。
【００９１】
加熱部６１はアウターチャンバー２０の内周面の温度がエッチング処理中において所定の温度範囲を維持するように、アウターチャンバー２０を加熱する。所定の温度範囲としては、エッチングガスの液化を抑制することができる温度範囲を採用する。具体的には、エッチングガスの沸点（プロセス圧における沸点）よりも高い温度範囲を採用する。これにより、エッチングガスがアウターチャンバー２０の内周面において液化する可能性を低減することができる。具体的な一例として、加熱部６１はアウターチャンバー２０の内周面を１００度以上に昇温させてもよい。これによれば、例えば添加ガスとして水蒸気が含まれていたとしても、その水蒸気がアウターチャンバー２０の内周面において液化することを回避することができる。
【００９２】
基板処理装置１Ａにおいて、アウターチャンバー２０の内周側にはインナーチャンバー１０が設けられているので、アウターチャンバー２０の温度が高くても、アウターチャンバー２０からの熱線はインナーチャンバー１０によって遮られ、基板Ｗ１に対して直接照射されない。したがって、アウターチャンバー２０の内周面の温度が高くても、アウターチャンバー２０による輻射熱は基板Ｗ１の温度分布に影響を与えにくい。言い換えれば、アウターチャンバー２０の内周面の温度は、インナーチャンバー１０に比して、基板Ｗ１の温度分布に影響を与えにくい。よって、アウターチャンバー２０の内周面の温度が高くても、基板Ｗ１の面内エッチングの均一性は低下しにくい。
【００９３】
そこで、加熱部６１はアウターチャンバー２０を加熱して、アウターチャンバー２０の内周面の温度をインナーチャンバー１０の内周面の温度以上に昇温させてもよい。これによれば、アウターチャンバー２０の内周面の温度がインナーチャンバー１０の内周面の温度よりも低い場合に比べて、アウターチャンバー２０の内周面においてエッチングガスが液化する可能性をより低減することができる。これにより、アウターチャンバー２０の腐食の可能性を更に低減できる。
【００９４】
なお、上述の例では、加熱部６１はアウターチャンバー２０の側壁２２に取り付けられているものの、上板２１、側壁２２および下板２３の少なくともいずれか１つに設けられていればよい。また、上述の例では、加熱部６１はアウターチャンバー２０の外周面に取り付けられているものの、アウターチャンバー２０に埋設されていてもよく、あるいは、アウターチャンバー２０の内周面に取り付けられてもよい。
【００９５】
第３の実施の形態．
図５は、基板処理装置１Ｂの構成の一例を概略的に示す図である。基板処理装置１Ｂは、整流部８１の有無を除いて、基板処理装置１Ａと同様の構成を有している。
【００９６】
整流部８１はインナーチャンバー１０内に設けられており、処理空間Ｖ１内のエッチングガスの流れにおいて、基板Ｗ１よりも下流側に位置している。より具体的には、整流部８１の上面が基板Ｗ１の上面と同じ、または当該上面よりも下側の高さ位置となるように、整流部８１が設けられている。整流部８１は略円環状の板状形状を有しており、その厚み方向が鉛直方向に沿うように設けられている。図５に例示するように、整流部８１は、基板Ｗ１または加熱載置部３０を囲むように設けられている。整流部８１の外周縁はインナーチャンバー１０の内周面に固定されていてもよい。
【００９７】
整流部８１は通気性を有しており、エッチングガスを整流する。具体的には、整流部８１には、自身を厚み方向に沿って貫通する複数の貫通孔（不図示）が形成される。整流部８１に形成された貫通孔は、整流部８０に形成される貫通孔８０ａと同様の大きさを有しており、貫通孔８０ａと同様に、平面視において分散して配置される。整流部８１は整流部８０と同様にパンチングプレートであってもよく、メッシュ構造を有していてもよい。
【００９８】
整流部８１は基板Ｗ１よりも下流側においてエッチングガスの流れを整流することができる。エッチングガスは処理空間Ｖ１において連続して流れるので、下流側におけるエッチングガスの流れを整流することにより、より基板Ｗ１の上側のエッチングガスの流れも整流することができる。これにより、基板Ｗ１の面内エッチングの均一性を更に向上することができる。
【００９９】
整流部８１は整流部８０と同様に複数設けられてもよい。複数の整流部８１は基板Ｗ１よりも下流側において、鉛直方向において間隔を空けて設けられる。隣り合う整流部８１の貫通孔は平面視において互いにずれて形成される。これによれば、基板Ｗ１よりも下流側において気体の流れを更に整流することができる。
【０１００】
なお、上述の例では、基板処理装置１Ａに対して整流部８１を設けているものの、基板処理装置１に対して整流部８１を設けてもよい。
【０１０１】
第４の実施の形態．
図６は、基板処理装置１Ｃの構成の一例を概略的に示す図である。基板処理装置１Ｃは、圧力センサ９１および圧力センサ９２の有無を除いて、基板処理装置１Ｂと同様の構成を有している。
【０１０２】
圧力センサ９１はインナーチャンバー１０内に設けられている。圧力センサ９１は処理空間Ｖ１の圧力を測定し、その測定値を制御部７０に出力する。圧力センサ９１の処理空間Ｖ１内における位置は特に制限されないものの、図６の例では、圧力センサ９１は整流部８０と基板Ｗ１との間の高さ位置に設けられている。また圧力センサ９１は平面視において基板Ｗ１よりも外側に設けられている。
【０１０３】
圧力センサ９２はインナーチャンバー１０とアウターチャンバー２０との間の外側空間Ｖ２に設けられている。圧力センサ９２は外側空間Ｖ２の圧力を測定し、その測定値を制御部７０に出力する。圧力センサ９２の外側空間Ｖ２内における位置も特に制限されない。
【０１０４】
制御部７０は圧力センサ９１および圧力センサ９２から入力された測定値に基づいて、処理空間Ｖ１の圧力および外側空間Ｖ２の圧力が所定の圧力範囲内となるように、排気部５０による気体の排気流量を制御する。
【０１０５】
これによれば、インナーチャンバー１０内の処理空間Ｖ１の圧力、および、インナーチャンバー１０とアウターチャンバー２０との間の外側空間Ｖ２の圧力を、精度よく制御することができる。
【０１０６】
なお、処理空間Ｖ１には、ガス導入部４０からエッチングガスが導入されるので、処理空間Ｖ１の圧力を外側空間Ｖ２の圧力よりも高くすることができる。よって、外側空間Ｖ２から処理空間Ｖ１に気体が流入することを抑制できる。したがって、処理空間Ｖ１内にパーティクル等の異物が混入する可能性を低減できる。
【０１０７】
また、上述の例では、基板処理装置１Ｂに対して圧力センサ９１および圧力センサ９２が設けられているものの、基板処理装置１または基板処理装置１Ａに対して圧力センサ９１および圧力センサ９２を設けてもよい。
【０１０８】
以上、実施の形態が説明されたが、この基板処理装置１はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。本実施の形態は、その開示の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１，１Ａ〜１Ｃ  基板処理装置
１０  チャンバー（インナーチャンバー）
１２ａ  第１排気口（インナー排気口）
２０  アウターチャンバー
２３ａ  第２排気口（アウター排気口）
３０  加熱載置部
４０  ガス導入部
４１ａ  導入口（ガス導入口）
５０  排気部
６０  第１加熱部（加熱部）
６１  第２加熱部（加熱部）
８０  整流部
９１  第１圧力センサ（圧力センサ）
９２  第２圧力センサ（圧力センサ）
【図１】
2020188135.tif 000003
【図２】
2020188135.tif 000004
【図３】
2020188135.tif 000005
【図４】
2020188135.tif 000006
【図５】
2020188135.tif 000007
【図６】
2020188135.tif 000008