(57)【要約】      （修正有）【課題】処理室内の放電を防止する。【解決手段】バッチ式リモートプラズマ処理装置は、複数枚のウエハ１を保持したボート２が搬入される処理室１２に高周波電源３１が接続された一対の電極２７、２７が近接して配置され、処理室１２の両電極間には誘電体製のガス供給管２１が配置されている。処理室１２はシールキャップ１９で閉塞され、ヒータ１４で加熱され、排気管１６で排気され、ボート２は回転軸２０で回転される。プロセスチューブ１１はＳＵＳ製のマニホールド１５で支持し、筐体８はマニホールド１５を絶縁体１５Ａを介して支持する。排気管１６は絶縁体１６Ａを介してマニホールド１５に接続する。シールキャップ１９と回転軸２０は絶縁体１９Ａと２０Ａでマニホールド１５と処理室１２から絶縁する。マニホールド１５がアースから電気的にフローティングするので、放電は起きない。【選択図】図２
2011114230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が搬入される処理室を形成するプロセスチューブと、前記処理室にガスを供給するガス供給管と、前記処理室における前記基板が搬入される領域から離れた位置に配置されてプラズマを発生する電極と、該電極に高周波電力を印加する高周波電源とを備えている基板処理装置において、
前記プロセスチューブが絶縁体を介してアースからフローティングされていることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関し、例えば、半導体素子を含む半導体集積回路装置（以下、ＩＣという）の製造方法において、ＩＣを作り込む半導体ウエハ（以下、ウエハという）にプラズマ処理を施すのに利用して有効なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣの製造方法において、ウエハにプラズマ処理を施す基板処理装置として、複数枚のウエハが搬入される処理室を形成するプロセスチューブと、処理室内にガスを供給するガス供給管と、処理室におけるウエハ群搬入領域から離れた位置に互いに近接して配置された細長い一対の電極と、一対の電極間に高周波電力を印加する電源と、を備えており、一対の電極間の空間に処理ガスが供給されるように構成されているバッチ式リモートプラズマ処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このバッチ式リモートプラズマ処理装置においては、一対の電極の全長にわたってプラズマを形成することができるので、ウエハ群の全長にわたってプラズマ処理を均一に施すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２８９１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、バッチ式リモートプラズマ処理装置においては、一対の電極が長くなることにより、インダクタンスが大きくなって高電圧になるために、処理室内の電位が低い金属部分で放電が起こる危惧がある。この放電が起こると、金属部分からのコンタミネーション・プラズマ不均一によるウエハ面内処理状況分布（膜厚分布等）およびウエハ面間（ウエハ相互間）処理状況分布（膜厚分布等）の不均一が起こる。
【０００５】
本発明の目的は、処理室内の放電を防止することができる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
基板が搬入される処理室を形成するプロセスチューブと、前記処理室にガスを供給するガス供給管と、前記処理室における前記基板が搬入される領域から離れた位置に配置されてプラズマを発生する電極と、該電極に高周波電力を印加する高周波電源とを備えている基板処理装置において、
前記プロセスチューブが絶縁体を介してアースからフローティングされていることを特徴とする基板処理装置。
【発明の効果】
【０００７】
この基板処理装置によれば、処理室内の放電を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第一実施形態であるＣＶＤ装置を示す平面断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う縦断面図である。
【図３】図１のIII-III 線に沿う縦断面図である。
【図４】本発明の第二実施形態であるＣＶＤ装置を示す平面断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を図面に即して説明する。
【００１０】
図１〜図３は本発明の第一実施形態を示している。
本実施形態において、本発明に係る基板処理装置は、バッチ式縦形ホットウオール形リモートプラズマＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ装置という）として構成されている。
本実施形態に係るＣＶＤ装置１０はプロセスチューブ１１を備えている。プロセスチューブ１１は石英ガラス等の耐熱性の高い材料が用いられて、一端開口で他端閉塞の円筒形状に形成されている。プロセスチューブ１１は中心線が垂直になるように縦に配されて固定的に支持されている。プロセスチューブ１１の筒中空部は基板としてのウエハ１が複数枚収容される処理室１２を形成しており、プロセスチューブ１１の下端開口は被処理物としてのウエハ１を出し入れするための炉口１３を形成している。プロセスチューブ１１の内径は取り扱うウエハ１の最大外径よりも大きくなるように設定されている。
【００１１】
プロセスチューブ１１の外部には処理室１２を全体にわたって均一に加熱するためのヒータ１４が、プロセスチューブ１１の周囲を包囲するように同心円に設備されている。ヒータ１４はＣＶＤ装置１０の筐体（一部のみ図示）８に支持されることにより垂直に据え付けられた状態になっている。筐体８は導電性を有する金属が使用されて形成されて、クリーンルーム（図示せず）の床上に設置されている。
【００１２】
プロセスチューブ１１の下端面にはマニホールド１５が当接されており、マニホールド１５は導電性を有する金属（例えば、ＳＵＳ）が使用されて、上下両端部に径方向外向きに突出したフランジを有する円筒形状に形成されている。マニホールド１５はプロセスチューブ１１についての保守点検作業や清掃作業のためにプロセスチューブ１１に着脱自在に取り付けられている。
マニホールド１５は筐体８に、マニホールド１５と筐体８との間を絶縁する絶縁体（以下、マニホールド絶縁体という）１５Ａを介して支持されている。マニホールド１５が筐体８に支持されることにより、プロセスチューブ１１は垂直に据え付けられた状態になっている。筐体８は導電性を有する金属が使用されて形成されて、クリーンルームの床上に設置されているので、アース（接地）した状態になっている。すなわち、マニホールド絶縁体１５Ａはマニホールド１５をアースから電気的にフローティングさせている。
【００１３】
マニホールド１５の側壁には排気管１６の一端が接続されており、排気管１６の他端は排気装置（図示せず）に接続された配管１７に、排気管１６と配管１７との間を絶縁する絶縁体（以下、排気管絶縁体という）１６Ａを介して接続されている。排気管１６は配管１７を経由して排気装置によって処理室１２を排気し得るように構成されている。
配管１７は導電性を有する金属が使用されて形成されているとともに、配管１７が接続された排気装置がクリーンルームの床上に設置されているので、アース（接地）した状態になっている。すなわち、排気管絶縁体１６Ａはマニホールド１５をアースから電気的にフローティングさせている。
【００１４】
マニホールド１５の下端面には下端開口を閉塞するシールキャップ１９が、垂直方向下側からシールリング１８を挟んで当接されるようになっている。シールキャップ１９はマニホールド１５の外径と略等しい円盤形状に形成されており、プロセスチューブ１１の外部に垂直に設備されたエレベータ（図示せず）によって垂直方向に昇降されるように構成されている。
シールキャップ１９は上下に二分割されており、分割面間には絶縁体（以下、シールキャップ絶縁体という）１９Ａが介設されている。すなわち、シールキャップ絶縁体１９Ａはシールキャップ１９の処理室１２内に接触する表面をアースから電気的にフローティングさせている。
【００１５】
シールキャップ１９の中心線上には回転軸２０が挿通されており、回転軸２０はシールキャップ１９と共に昇降し、かつ、回転駆動装置（図示せず）によって回転されるようになっている。回転軸２０の上端には被処理物としてのウエハ１を保持するためのボート２が垂直に立脚されて支持されるようになっている。
回転軸２０はシールキャップ絶縁体１９Ａに対向する部位で上下に二分割されており、分割面間には絶縁体（以下、回転軸絶縁体という）２０Ａが介設されている。すなわち、回転軸絶縁体２０Ａは回転軸２０の処理室１２内に接触する表面をアースから電気的にフローティングさせている。
【００１６】
ボート２は上下で一対の端板３、４と、両端板３、４間に架設されて垂直に配設された複数本（本実施の形態では３本）の保持部材５とを備えており、各保持部材５には多数条の保持溝６が長手方向に等間隔に配されて互いに対向して開口するように没設されている。そして、ウエハ１の外周縁辺が各保持部材５の多数条の保持溝６間にそれぞれ挿入されることにより、複数枚のウエハ１がボート２に水平にかつ互いに中心を揃えられて整列されて保持されるようになっている。ボート２の下側端板４の下面には断熱キャップ部７が形成されており、断熱キャップ部７の下端面が回転軸２０に支持されている。
【００１７】
プロセスチューブ１１の内周面近傍には、処理ガスを供給するためのガス供給管２１が垂直に立脚されており、ガス供給管２１は誘電体（例えば、石英ガラス）が使用されて細長い円形のパイプ形状に形成されている。
図２に示されているように、ガス供給管２１の下端部のガス導入口部２２はエルボ形状に直角に屈曲されて、マニホールド１５の側壁を径方向外向きに貫通して外部に突き出されている。ガス導入口部２２には、導電性を有する金属（例えば、ＳＵＳ）によって形成されて、アースされた配管２２Ａが接続されている。
図１に示されているように、ガス供給管２１には複数個の吹出口２３が垂直方向に並べられて開設されており、これら吹出口２３の個数は処理されるウエハ１の枚数に対応されている。本実施形態において、これら吹出口２３の個数は処理されるウエハ１の枚数に一致されており、各吹出口２３の高さ位置はボートに保持された上下で隣合うウエハ１とウエハ１との間の空間に対向するようにそれぞれ設定されている。
【００１８】
図１および図３に示されているように、マニホールド１５におけるガス供給管２１のガス導入口部２２の周方向の両脇には、一対の支持筒部２４、２４が径方向外向きに突設されており、両支持筒部２４、２４には一対の保護管２５、２５のホルダ部２６、２６が径方向に挿通されてそれぞれ支持されている。各保護管２５は誘電体（例えば、石英ガラス）が使用されて上端が閉塞した細長い円形のパイプ形状に形成されており、それぞれの上下端がガス供給管２１に揃えられて垂直に立脚されている。各保護管２５の下端部のホルダ部２６はエルボ形状に直角に屈曲されて、マニホールド１５の支持筒部２４を径方向外向きに貫通して外部に突き出されており、各保護管２５の中空部内は処理室１２の外部（大気圧）に連通されている。
【００１９】
両保護管２５、２５の中空部内には導電材料が使用されて細長い棒状に形成された一対の電極２７、２７がそれぞれ同心的に敷設されている。各電極２７の下端部である被保持部２８はホルダ部２６に、放電防止のための絶縁筒２９およびシールド筒３０を介して保持されている。
図１に示されているように、両電極２７、２７間には高周波電力を印加する高周波電源３１が整合器３２を介して電気的に接続されている。
【００２０】
次に、以上の構成に係るＣＶＤ装置１０を使用して、ウエハ１表面に存在したカーボンを除去する方法を説明する。
【００２１】
ＣＶＤ装置１０の被処理基板としてのウエハ１は複数枚がボート２にウエハ移載装置（図示せず）によって装填（チャージング）される。
図２および図３に示されているように、複数枚のウエハ１が装填されたボート２はシールキャップ１９および回転軸２０と共にエレベータによって上昇されて、プロセスチューブ１１の処理室１２に搬入（ボートローディング）される。
【００２２】
ウエハ１群を保持したボート２が処理室１２に搬入されると、処理室１２は排気管１６に接続された排気装置によって所定の圧力以下に排気され、ヒータ１４への供給電力が上昇されることにより、処理室１２の温度が所定の温度に上昇される。
【００２３】
処理室１２の温度が予め設定された値に達して安定した後に、処理ガス４１として酸素（Ｏ2 ）ガスが導入され、圧力が予め設定された値に達すると、ボート２が回転軸２０によって回転されながら、一対の電極２７、２７間には高周波電力が高周波電源３１および整合器３２によって印加される。
処理ガス４１である酸素ガスがガス供給管２１に供給され、両電極２７、２７間に高周波電力が印加されると、図２に示されているように、ガス供給管２１内にプラズマ４０が形成され、処理ガス４１は反応が活性な状態になる。
【００２４】
図１および図２に破線矢印で示されているように、処理ガス４１の活性化した粒子（酸素ラジカル）４２はガス供給管２１の各吹出口２３から処理室１２にそれぞれ吹き出す。
【００２５】
活性化した粒子（以下、活性粒子という）４２は各吹出口２３からそれぞれ吹き出すことにより、それぞれが対向するウエハ１、１間に流れ込んで各ウエハ１に接触するため、活性粒子４２のウエハ１群全体に対する接触分布はボート２の全長にわたって均一になり、また、活性粒子４２の流れ方向に相当する各ウエハ１のウエハ面内の径方向の接触分布も均一になる。この際、ウエハ１はボート２の回転によって回転されているため、ウエハ１、１間に流れ込んだ活性粒子４２のウエハ面内の接触分布は周方向においても均一になる。
【００２６】
ウエハ１に接触した活性粒子（酸素ラジカル）４２はウエハ１表面近傍に存在するカーボンと熱反応してＣＯ（一酸化炭素）を生成することにより、カーボンを除去する。この際、前述した通りに、ウエハ１の温度分布がボート２の全長かつウエハ面内で均一に維持されており、活性粒子４２のウエハ１との接触分布がボート２の全位置かつウエハ面内で均一の状態になるため、活性粒子４２の熱反応によるウエハ１におけるカーボンの除去作用はボート２の全位置かつウエハ面内において均一の状態になる。
【００２７】
予め設定された処理時間が経過すると、処理ガス４１の供給、回転軸２０の回転、高周波電力の印加、ヒータ１４の加熱および排気管１６の排気等が停止された後に、シールキャップ１９が下降されることによって炉口１３が開口されるとともに、ボート２に保持された状態でウエハ１群が炉口１３から処理室１２の外部に搬出（ボートアンローディング）される。
【００２８】
処理室１２の外部に搬出されたウエハ１群はボート２からウエハ移載装置によってディスチャージングされる（降ろされる）。
以降、前記した作動が繰り返されることにより、複数枚のウエハ１が一括してバッチ処理される。
【００２９】
ところで、バッチ式リモートプラズマ処理装置においては、ガス供給管内で発生したプラズマ中にはイオンと電子が混在して中性を保っている。しかしながら、一対の電極（コイル）２７、２７が長くなることにより、インダクタンスが大きくなって高電圧になるために、処理室１２内の電位が低い部分である金属製のマニホールド１５において放電が起こる危惧がある。この放電が起こると、マニホールド１５の金属からのコンタミネーション・プラズマ不均一によるウエハ面内処理状況分布およびウエハ面間処理状況分布の不均一が起こる。
【００３０】
本実施形態においては、マニホールド絶縁体１５Ａ、排気管絶縁体１６Ａ、シールキャップ絶縁体１９Ａおよび回転軸絶縁体２０Ａによって、マニホールド１５はアースから電気的にフローティングされているので、高電圧になっても放電が起こることはない。
したがって、放電に起因したマニホールド１５の金属からのコンタミネーション・プラズマ不均一によるウエハ面内処理状況分布およびウエハ面間処理状況分布の不均一が起こる現象を未然に防止することができる。
なお、本実施形態においては、マニホールド１５にガス供給管２１および保護管２５が機械的に接続されているが、ガス供給管２１および保護管２５は絶縁体である誘電体によって形成されているので、マニホールド１５はアースから電気的にフローティングされた状態になっている。
【００３１】
本実施形態によれば、次の作用および効果が奏される。
【００３２】
1)  マニホールドをアースから電気的にフローティングさせることにより、高電圧になっても放電が起こる現象を防止することができるので、放電に起因したマニホールドの金属からのコンタミネーション・プラズマ不均一によるウエハ面内処理状況分布およびウエハ面間処理状況分布の不均一が起こる現象を未然に防止することができる。
【００３３】
2)  マニホールド絶縁体１５Ａ、排気管絶縁体１６Ａ、シールキャップ絶縁体１９Ａおよび回転軸絶縁体２０Ａによって、マニホールド１５をアースから電気的にフローティングさせることができる。
【００３４】
3)  ガス供給管２１および保護管２５を誘電体によって形成することにより、ガス供給管２１内にプラズマを形成することができるとともに、マニホールド１５をアースから電気的にフローティングさせることができる。
【００３５】
図４および図５は本発明の第二実施形態であるＣＶＤ装置を示している。
【００３６】
本実施形態が前記実施形態と異なる点は、一対の外側電極２７Ａ、２７Ａがプロセスチューブ１１の外にそれぞれ敷設されており、プロセスチューブ１１の内周にはプラズマ室３３を形成する桶形状の隔壁３４が設置されており、隔壁３４には複数個の吹出口３５が配列されて開設されており、プロセスチューブ１１の側面下部にはガス供給管２１がガスをプラズマ室３３内へ供給するように接続されている点、である。
【００３７】
本実施形態においても、マニホールド絶縁体１５Ａ、排気管絶縁体１６Ａ、シールキャップ絶縁体１９Ａおよび回転軸絶縁体２０Ａにより、マニホールド１５はアースから電気的にフローティングされているので、第一実施形態と同様の作用および効果を奏する。
【００３８】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【００３９】
例えば、シールキャップは金属表面を絶縁膜によってコーティング（例えば、アルマイト加工）することにより、アースから電気的にフローティングさせてもよい。
同様に、ボートを回転させる回転軸も、金属表面を絶縁膜によってコーティング（例えば、アルマイト加工）することにより、アースから電気的にフローティングさせてもよい。
【００４０】
前記実施形態ではバッチ式縦形ホットウオール形リモートプラズマ装置について説明したが、本発明は、電子ビーム励起プラズマを用いたプラズマ処理装置等にも適用することができるし、枚葉式プラズマ処理装置にも適用することができる。
【００４１】
前記実施形態ではウエハに処理が施される場合について説明したが、処理対象はホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１…ウエハ（被処理基板）、２…ボート、３、４…端板、５…保持部材、６…保持溝、７…断熱キャップ部、８…筐体、
１０…ＣＶＤ装置（基板処理装置）、１１…プロセスチューブ、１２…処理室、１３…炉口、１４…ヒータ、
１５…マニホールド、１５Ａ…マニホールド絶縁体、１６…排気管、１６Ａ…排気管絶縁体、１７…配管、１８…シールリング、
１９…シールキャップ、１９Ａ…シールキャップ絶縁体、２０…回転軸、２０Ａ…回転軸絶縁体、
２１…ガス供給管、２２…ガス導入口部、２２Ａ…アースされた配管、２３…吹出口、２４…支持筒部、
２５…保護管、２６…ホルダ部、２７…電極、２８…被保持部、２９…絶縁筒、３０…シールド筒、３１…高周波電源、３２…整合器、
３３…プラズマ室、３４…隔壁、３５…吹出口、
４０…プラズマ、４１…処理ガス、４２…活性粒子、２７Ａ…外側電極。
【図１】
2011114230.tif 000003
【図２】
2011114230.tif 000004
【図３】
2011114230.tif 000005
【図４】
2011114230.tif 000006
【図５】
2011114230.tif 000007