(57)【要約】      （修正有）【課題】マイクロ波による加熱処理装置において基板の面内温度分布の均一性を向上させる。【解決手段】基板を処理する処理室２０１と、処理室内で基板を支持する基板支持部５と、処理室の壁面に開口する基板搬入搬出口１０を開閉すると共に基板搬入搬出口１０を閉じた際には処理室の内壁面の一部を構成する開閉部９と、処理室内にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部４と、を備えている。処理室の内壁面のうち、基板支持部５上に支持された基板Ｗの処理面に対向する面７と開閉部が構成する面９とを結ぶ面８が、基板Ｗの処理面に対して斜めに構成された。【選択図】図５
2011066254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内で前記基板を支持する基板支持部と、
前記処理室の壁面に開口する基板搬入搬出口を開閉すると共に、前記基板搬入搬出口を閉じた際には前記処理室の内壁面の一部を構成する開閉部と、
前記処理室内にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、
を備え、
前記処理室の内壁面のうち、前記基板支持部上に支持された前記基板の処理面に対向する面と、前記開閉部が構成する面と、を結ぶ面が、前記基板の前記処理面に対して斜めに構成された
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、基板を処理する基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＲＡＭやＩＣ等の半導体装置の製造方法の一工程を実施する従来の基板処理装置は、基板を処理する処理室と、前記処理室内で前記基板を支持する基板支持部と、前記処理室の壁面に開口する基板搬入搬出口を開閉すると共に、前記基板搬入搬出口を閉じた際には前記処理室の内壁面の一部を構成する開閉部と、マイクロ波を前記処理室内に供給するマイクロ波供給部と、を備えていた。上述の基板処理装置に係る基板処理工程は、前記マイクロ波供給部から供給したマイクロ波を前記処理室の内壁面で反射拡散し、前記基板支持部上に支持した前記基板に照射して前記基板を加熱していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の基板処理装置では、前記基板搬入搬出口を構成している開口壁等の凹凸部分から反射されるマイクロ波が、前記基板の外縁部を直撃することなく前記処理室の内壁面を何回か反射することにより、前記基板の面内に亘り均一に照射され、前記基板を均一に加熱していた。
【０００４】
しかしながら、上述の基板処理装置では、前記基板の面内温度分布の均一性が低下してしまう場合があった。すなわち、従来の基板処理装置では、前記基板が大型化すると、前記基板と前記開口壁等の凹凸部分とが近くなる。そして、前記開口壁等の凹凸部分から反射されるマイクロ波が、前記基板の外縁部を直撃することにより、前記基板の面内に亘り均一に照射されなくなる。その結果、前記基板の面内温度分布の均一性が低化してしまうことがあった。
【０００５】
本発明は、基板の面内温度分布の均一性を向上させることが可能な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】
【０００６】
本発明の一態様によれば、基板を処理する処理室と、前記処理室内で前記基板を支持する基板支持部と、前記処理室の壁面に開口する基板搬入搬出口を開閉すると共に、前記基板搬入搬出口を閉じた際には前記処理室の内壁面の一部を構成する開閉部と、前記処理室内にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部と、を備え、前記処理室の内壁面のうち、前記基板支持部上に支持された前記基板の処理面に対向する面と、前記開閉部が構成する面と、を結ぶ面が、前記基板の前記処理面に対して斜めに構成された基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る基板処理装置によれば、基板の面内温度分布の均一性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の外観斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。
【図３】本実施形態に係る処理炉を上面から見た上面透視図である。
【図４】本実施形態に係る処理炉を真空搬送室側から見た前面透視図である。
【図５】本実施形態に係る処理炉の縦断面図である。
【図６】図５の処理炉のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】従来の処理炉を上面から見た上面透視図である。
【図８】従来の処理炉を真空搬送室側から見た前面透視図である。
【図９】従来の処理炉の縦断面図である。
【図１０】図９の処理炉のＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜本発明の一実施形態＞
（１）基板処理装置の構成
本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００１０】
（基板処理装置の概略構成）
図２に示すように、本実施形態に係る基板処理装置は、真空側と大気側とに分れている。真空側には、複数のラインを構成する３つの基板処理モジュールＭＤ１，ＭＤ２及びＭＤ３が並列に設けられている。
【００１１】
基板処理モジュールＭＤ１，ＭＤ２及びＭＤ３には、それぞれインライン接続されて真空気密可能な処理室２０１を有する処理炉ＰＭ１，処理室２０２を有するＰＭ２及び処理室２０３を有するＰＭ３と、これら処理炉ＰＭ１，ＰＭ２及びＰＭ３の前段にそれぞれ前室としての真空搬送室ＶＬ１，ＶＬ２及びＶＬ３と、が設けられている。大気側には、真空搬送室ＶＬ１，ＶＬ２及びＶＬ３にそれぞれ接続された大気搬送室ＬＭと、この大気搬送室ＬＭに接続された基板収納部ＬＰ１，ＬＰ２及びＬＰ３と、が設けられている。
【００１２】
（処理炉）
処理炉ＰＭ１，ＰＭ２及びＰＭ３は、処理対象のウエハＷをそれぞれ各処理室２０１，２０２，２０３内に収納可能に構成されている。処理炉ＰＭ１，ＰＭ２及びＰＭ３には、各処理室２０１，２０２，２０３内のウエハＷを加熱する後述の加熱手段、各処理室２０１，２０２，２０３内を排気する後述のガス排気部、各処理室２０１，２０２，２０３内に所定の処理ガスを供給する後述のガス供給部等がそれぞれ設けられている。
【００１３】
処理炉ＰＭ１，ＰＭ２及びＰＭ３には、処理室２０１，２０２，２０３内のウエハＷをそれぞれ所定の処理温度に加熱すると共に、処理室２０１，２０２，２０３内の圧力をそれぞれ所定の処理圧力に排気しつつ、処理室２０１，２０２，２０３内に所定の処理ガスをそれぞれ供給すること等により、例えばウエハＷ上への酸化膜窒化膜、金属を含む膜等の薄膜形成処理、ウエハＷ表面の酸化或いは窒化処理、エッチング処理等の所定の処理をそれぞれ行うことが可能となっている。各処理室２０１，２０２，２０３内は、ウエハＷに対して上述の基板処理をそれぞれバッチ処理することが可能に構成されている。
【００１４】
本実施形態では、後述するように、各処理室２０１，２０２，２０３内にそれぞれ供給されたマイクロ波が処理室２０１，２０２，２０３内の内壁面で反射拡散してウエハＷに照射し、ウエハＷを加熱するようになっている。なお、処理室２０１，２０２，２０３の詳細構成は、後述する。
【００１５】
（真空搬送室）
処理炉ＰＭ１，ＰＭ２及びＰＭ３には、それぞれ真空搬送室ＶＬ１、ＶＬ２及びＶＬ３が連通可能に接続されている。処理炉ＰＭ１と真空搬送室ＶＬ１との間には、開閉部としてのゲートバルブＧ１が設けられている。また、処理炉ＰＭ２と真空搬送室ＶＬ２との間には、開閉部としてのゲートバルブＧ２が設けられている。また、処理炉ＰＭ３と真空搬
送室ＶＬ３との間には、開閉部としてのゲートバルブＧ３が設けられている。真空搬送室ＶＬ１内、ＶＬ２内及びＶＬ３内は、それぞれ真空排気可能なように構成されている。
【００１６】
真空搬送室ＶＬ１内、ＶＬ２内及びＶＬ３内の圧力は、処理炉ＰＭ１，ＰＭ２及びＰＭ３の各処理室２０１，２０２，２０３内の圧力（処理圧力）とそれぞれ同じにすることが可能に構成されている。真空搬送室ＶＬ１、ＶＬ２及びＶＬ３は、大気側である大気搬送室ＬＭに連通可能にそれぞれ接続されている。真空搬送室ＶＬ１，ＶＬ２及びＶＬ３と大気搬送室ＬＭとの間は、それぞれゲートバルブＧ４、Ｇ５及びＧ６により接続されている。
【００１７】
真空搬送室ＶＬ１内には、大気搬送室ＬＭ内と処理炉ＰＭ１内との間でウエハＷを搬送（真空搬送）する真空搬送部ＶＲ１が設けられている。また、真空搬送室ＶＬ２内には、大気搬送室ＬＭ内と処理炉ＰＭ２内との間でウエハＷを搬送（真空搬送）する真空搬送部ＶＲ２が設けられている。また、真空搬送室ＶＬ３内には、大気搬送室ＬＭ内と処理炉ＰＭ３内との間でウエハＷを搬送（真空搬送）する真空搬送部ＶＲ３が設けられている。真空搬送部ＶＲ１、ＶＲ２及びＶＲ３は、例えばツイーザ等を備えたロボット等として構成されている。また、真空搬送室ＶＬ１内，ＶＬ２内及びＶＬ３内には、それぞれウエハ保持部ＨＬ１、ＨＬ２及びＨＬ３が設けられている。処理炉ＰＭ１と真空搬送室ＶＬ１との間、処理炉ＰＭ２と真空搬送室ＶＬ２との間、処理炉ＰＭ３と真空搬送室ＶＬ３との間は、それぞれでウエハＷの搬送を独立して行うことが可能になっている。
【００１８】
（大気搬送室）
大気搬送室ＬＭには、１台の大気搬送部ＡＲが設けられている。大気搬送部ＡＲは、例えばツイーザ等を備えたロボット等として構成されている。大気搬送部ＡＲは、真空搬送室ＶＬ１，ＶＬ２及びＶＬ３と、基板収納部ＬＰ１，ＬＰ２及びＬＰ３と、の間でウエハＷの搬送を行うことが可能である。また、大気搬送室ＬＭ内には、基板位置補正装置としてのアライナユニットＡＵが設けられている。アライナユニットＡＵは、例えばウエハＷのノッチを一定方向に合せるノッチ合わせ（以下、アライメントという）等を行うことにより、搬送時のウエハＷのずれを補正することが可能である。
【００１９】
（基板収納部）
基板収納部ＬＰ１上，ＬＰ２上及びＬＰ３上は、複数枚のウエハＷを収納したウエハ搬送容器ＣＲ１，ＣＲ２及びＣＲ３がそれぞれ載置可能に構成されている。
【００２０】
（ウエハ検知センサ）
なお、処理炉ＰＭ１内へのウエハＷの搬送を検知する手段として、真空搬送部ＶＲ１の基板載置部にウエハＷが載置されたことを検知するセンサ（図示せず）と、真空搬送部ＶＲ１の基板載置部が処理炉ＰＭ１内に存在することを検知するセンサ（図示せず）と、が真空搬送部ＶＲ１及び処理炉ＰＭ１内にそれぞれ設けられている。また、処理炉ＰＭ２内へのウエハＷの搬送を検知する手段として、真空搬送部ＶＲ２の基板載置部にウエハＷが載置されたことを検知するセンサ（図示せず）と、真空搬送部ＶＲ２の基板載置部が処理炉ＰＭ２内に存在することを検知するセンサ（図示せず）と、が真空搬送部ＶＲ２及び処理炉ＰＭ２内にそれぞれ設けられている。また、処理炉ＰＭ３内へのウエハＷの搬送を検知する手段として、真空搬送部ＶＲ３の基板載置部にウエハＷが載置されたことを検知するセンサ（図示せず）と、真空搬送部ＶＲ３の基板載置部が処理炉ＰＭ３内に存在することを検知するセンサ（図示せず）と、が真空搬送部ＶＲ３及び処理炉ＰＭ３内にそれぞれ設けられている。なお、ウエハＷが載置されたことを検知するセンサは、処理炉ＰＭ１，ＰＭ２及びＰＭ３の各処理室２０１，２０２，２０３内に設けられたウエハ突上げピン（図示せず）上にそれぞれ設けるようにしてもよい。
【００２１】
基板収納部ＬＰ１上，ＬＰ２上，ＬＰ３上への処理済ウエハＷの搬送を検知する手段として、大気搬送部ＡＲの基板載置部にウエハＷが載置されたことを検知するセンサ（図示せず）と、大気搬送部ＡＲの基板載置部が真空搬送室ＶＬ１内，ＶＬ２内，ＶＬ３内に存在することを検知するセンサ（図示せず）と、が大気搬送部ＡＲ及び真空搬送室ＶＬ１内、ＶＬ２内，ＶＬ３内にそれぞれ設けられている。
【００２２】
（制御部ＣＮＴ）
システム全体の運用制御、真空搬送部ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３及び大気搬送部ＡＲによるウエハＷの搬送動作、ゲートバルブＧ１，Ｇ２及，Ｇ３やＧ４，Ｇ５，Ｇ６の開閉動作、真空搬送室ＶＬ１内，ＶＬ２内，ＶＬ３内や、処理炉ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３の各処理室２０１，２０２，２０３内の圧力調整動作等は、制御部ＣＮＴにより制御されるようになっている。
【００２３】
（２）基板処理装置の全体動作
上述の基板処理装置におけるウエハＷの処理の一連の流れを、図１及び図２に即して説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作は制御部ＣＮＴにより全体的に制御される。本実施形態では、各基板処理モジュールＭＤ１，ＭＤ２及びＭＤ３におけるウエハ搬入搬出が独立に行われるようになっている。なお、基板処理モジュールＭＤ１，ＭＤ２及びＭＤ３におけるウエハ搬入搬出の動作はほぼ同一であるため、以下の説明では、基板処理モジュールＭＤ１を例に挙げて説明することとする。
【００２４】
未処理のウエハＷ、例えば２５枚収納したウエハ搬送容器ＣＲを工程内搬送装置（図示しない）が基板処理装置へ搬送する。図１及び図２に示すように、ウエハ搬送容器ＣＲ１が工程内搬送装置から受け渡されて、例えば基板収納部ＬＰ１上に載置される。
【００２５】
大気搬送部ＡＲがウエハ搬送容器ＣＲ１内からウエハＷを１枚ピックアップして大気搬送室ＬＭ内に搬入し、アライナユニットＡＵに搬送する。アライナユニットＡＵによりアライメントが行われる。この間、真空搬送室ＶＬ１内をベント（大気圧状態にする）し、ベント完了したらゲートバルブＧ４を開ける。アライナユニットＡＵにてアライメント終了したら、大気搬送部ＡＲがアライナユニットＡＵからウエハＷを受け取る。そして、受け取ったウエハＷを大気搬送部ＡＲが真空搬送室ＶＬ１内に搬入し、真空搬送室ＶＬ１内のウエハ保持部ＨＬ１上に載置する。大気搬送部ＡＲが真空搬送室ＶＬ１から戻ったら、ゲートバルブＧ４を閉じる。そして、真空搬送室ＶＬ１内を排気装置（図示せず）によって負圧に排気する。
【００２６】
真空搬送室ＶＬ１内が予め設定した圧力値になると、ゲートバルブＧ１を開き、真空搬送室ＶＬ１と処理炉ＰＭ１の処理室２０１とを連通させる。真空搬送部ＶＲ１がウエハ保持部ＨＬ１上からウエハＷを受け取る。そして、受け取ったウエハＷを真空搬送部ＶＲ１が処理炉ＰＭ１の処理室２０１内に搬入する。真空搬送部ＶＲ１が真空搬送室ＶＬ１に戻ったら、ゲートバルブＧ１を閉じる。そして、後述するように、処理炉ＰＭ１の処理室２０１内において、予熱工程を含む基板処理工程を実施する。
【００２７】
処理炉ＰＭ１の処理室２０１内において、基板処理工程が完了すると、ゲートバルブＧ１を開き、真空搬送部ＶＲ１が処理済みのウエハＷを処理炉ＰＭ１の処理室２０１内から真空搬送室ＶＬ１内に搬出する。処理炉ＰＭ１の処理室２０１内からウエハＷを搬出した後、ゲートバルブＧ１を閉じる。
【００２８】
搬出したウエハＷを真空搬送部ＶＲ１がウエハ保持部ＨＬ１上に載置する。そして、真空搬送室ＶＬ１をベント（大気圧状態にする）する。ベントが完了したらゲートバルブＧ４を開ける。
【００２９】
そして、大気搬送部ＡＲが真空搬送室ＶＬ１内のウエハ保持部ＨＬ１から処理済みウエハＷを受け取り、真空搬送室ＶＬ１内からウエハＷを搬出する。そして、大気搬送部ＡＲがアライナユニットＡＵにウエハＷを搬送する。アライナユニットＡＵによりアライメントが行われる。アライナユニットＡＵにてアライメントが完了したら、大気搬送部ＡＲがアライナユニットＡＵからウエハＷを受け取る。そして、受け取ったウエハＷを、大気搬送部ＡＲが基板収納部ＬＰ１上のウエハ搬送容器ＣＲ１内に戻す。
【００３０】
続いて、大気搬送部ＡＲが未処理のウエハＷを１枚ピックアップする。そして、上述の作動を繰り返すことにより、基板収納部ＬＰ１上に載置された所定枚数、例えば２５枚のウエハＷを順次処理する。
【００３１】
ウエハ搬送容器ＣＲ内への処理済みウエハＷの収納が完了すると、ウエハ搬送容器ＣＲ１が、工程内搬送装置によって基板収納部ＬＰ１上から次の工程へと搬送される。
【００３２】
以上の動作は、基板処理モジュールＭＤ１を使用する場合を例にして説明したが、基板処理モジュールＭＤ２又は基板処理モジュールＭＤ３を使用する場合についても同様の動作が実施可能である。なお、基板処理モジュールＭＤ１，ＭＤ２及びＭＤ３で実施する基板処理工程が同じである場合、並列処理を行ってもよい。その場合、処理炉ＰＭ１の処理室２０１内において基板処理工程を実施している間、ウエハ搬送容器ＣＲ１の未処理ウエハを処理炉ＰＭ２の処理室２０２内又はＰＭ３の処理室２０３内へ搬入する動作を行ってもよい。また、基板処理モジュールＭＤ１，ＭＤ２及びＭＤ３は、それぞれ同じ基板処理工程を行ってもよいし、別の基板処理工程を行ってもよい。基板処理モジュールＭＤ１，ＭＤ２及びＭＤ３で別の基板処理工程を行う場合、例えば、基板処理モジュールＭＤ１でウエハＷに所定の基板処理工程を行った後に、続けて、基板処理モジュールＭＤ２で別の基板処理工程を、さらに続けて、基板処理モジュールＭＤ３で別の基板処理工程を行ってもよい。
【００３３】
（３）処理炉の構成
（処理炉）
次に、処理炉ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３の構成について、図３、図４、図５及び図６を用いて説明する。なお、処理炉ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３の構成はほぼ同一であるため、以下の説明では、処理炉ＰＭ１を例に挙げて説明することとする。
【００３４】
図３は、本実施形態に係る処理炉ＰＭ１を上面から見た上面透視図である。図４は、本実施形態に係る処理炉ＰＭ１を真空搬送室ＶＲ１側から見た前面透視図である。図５は、本実施形態に係る処理炉ＰＭ１の縦断面図である。図６は、図５の処理炉ＰＭ１のＡ−Ａ線断面図である。
【００３５】
図５に示すように、処理炉ＰＭ１は、ウエハＷを処理する処理室２０１と、処理室２０１内でウエハＷを支持する基板支持部としての支持台５と、処理室２０１の壁面に開口する基板搬入搬出口１０を開閉すると共に、この基板搬入搬出口１０を閉じた際には処理室２０１の内壁面の一部を構成する開閉部としてのゲートバルブＧ１と、処理室２０１内にマイクロ波を供給するマイクロ波供給部としての導波管４と、処理室２０１内に処理ガスを供給するガス供給部としてのガス供給管２１と、処理室２０１内のガス雰囲気を排気するガス排気部としてのガス排気管２２と、を主に備えている。
【００３６】
（処理室）
処理室２０１は、例えば直径３００ｍｍのウエハＷを処理可能に構成されている。処理室２０１の縦断面の形状は、多角形形状、例えば八角形形状に構成されている。処理室２
０１は、上部容器１１と、中央部容器１２と、下部容器１３との少なくとも三層構造に構成されている。処理室２０１の内壁面は、電磁波を反射する導電性材料例えば銅、アルミニウム、ステンレス、白金、銀等の金属により構成されている。これにより、処理室２０１内は、後述する導波管４から供給されるマイクロ波を電磁的に閉じる構造となっている。さらに処理室２０１の内壁面は、イリダイト（ｉｒｉｄｉｔｅ）コーティング処理により、クロム酸膜がコーティングされている。これにより、処理室２０１の内壁面は、マイクロ波の反射効率、耐腐食性が向上されるようになっている。なお、処理室２０１の詳細構成は、後述する。
【００３７】
（基板支持部及び回転機構）
基板支持部としての支持台５は、回転機構６の上部に設けられている。支持台５は、例えば石英によりリング状に構成されている。支持台５は、回転機構６により回転可能になっている。支持台５には貫通孔（図示しない）が形成されている。ウエハ突き上げピン（図示しない）が昇降機構（図示しない）により貫通孔を介して昇降可能になっている。回転機構６は、処理室２０１内の中央部に設置されている。回転機構６は、例えば石英（ＳｉＯ２）により構成されている。回転機構６の上部には、支持台５が設けられている。回転機構６は、支持台５を所定の回転数にて回転させるようになっている。なお、回転機構６及び昇降機構は、制御部ＣＮＴに接続されている。
【００３８】
（基板搬入搬出口）
基板搬入搬出口１０は、例えば直径３００ｍｍのウエハＷを搬入搬出可能な開口幅に構成されている。基板搬入搬出口１０は、処理室２０１の内壁面の一面を切り欠いた形状に構成されている。
【００３９】
（ゲートバルブ）
基板搬入搬出口１０を開閉するゲートバルブＧ１は、例えばスライド式である。なお、図３〜図６では、ゲートバルブＧ１の弁体（以下、単に弁体）のみを図示している。図３〜図６において、ゲートバルブＧ１は閉の状態である。すなわち、ゲートバルブＧ１の弁体が基板搬入搬出口１０を閉じた状態となっている。駆動機構（図示せず）によりゲートバルブＧ１の弁体が図面下方向にスライドし、ゲートバルブＧ１が開の状態となるようになっている。ゲートバルブＧ１の弁体は、例えば四角柱形状に構成されている。すなわち、ゲートバルブＧ１は、製造が容易な汎用品で構成することができる。基板搬入搬出口１０を閉じた際には、ゲートバルブＧ１の内壁面９の一面全体が処理室２０１の内壁面の一面を構成するようになっている。また、基板搬入搬出口１０を閉じた際には、ゲートバルブＧ１の内壁面９が処理室２０１の多角形形状の一面を構成するようになっている。
【００４０】
（導波管）
処理室２０１内には、ウエハＷを挟んでゲートバルブＧ１と対向するように導波管４が設けられている。すなわち、導波管４は、内壁面１２ａに開口して接続されている。導波管４は、例えば中空の方形（矩形）形状又は円柱形状に構成されている。導波管４は、処理室２０１の横長方向に設けられている。処理室内２０１内に供給されるマイクロ波は、導波管４の開口から処理室２０１内に流入し、処理室２０１内の内壁面に到達して反射するようになっている。
【００４１】
（ガス供給系）
処理室２０１の上部側には、ガス供給管２１が設けられている。ガス供給管２１の上流側には、上流側から順に、処理ガス供給源、マスフローコントローラ、バルブ（いずれも図示せず）が接続されている。ガス供給源から供給される処理ガスは、バルブの開動作によりマスフローコントローラで流量調整されガス供給管２１を介して処理室２０１内に供給されるようになっている。なお、図５では、１つのガス供給管２１のみ代表して図示し
ている。
【００４２】
（ガス排気系）
また、処理室２０１の下部側には、ガス排気管２２が設けられている。ガス排気管２２には、上流側から順に、圧力検出器、圧力調整装置、排気装置（いずれも図示せず）が接続されている。処理室２０１内は、圧力検出器により検出された圧力値に基づき、圧力調整装置の弁開度が調整されることにより、排気されるガスの流量調整が行われて所定の圧力に調整保持されるようになっている。
【００４３】
（マイクロ波源、電界強度測定器、アンテナ）
なお、導波管４の上流側には、固定又は可変周波数のマイクロ波を生成するマイクロ波源（図示しない）が設けられている。マイクロ波は、波長１００μｍ〜１ｍの電波（電磁波）で極超短波とも称される。マイクロ波源で生成されるマイクロ波の周波数は、例えば５００ＭＨｚ〜５０ＧＨｚである。また、マイクロ波の最小走査時間は、例えば１００ｍ秒である。
【００４４】
なお、処理室２０１の内壁面には、複数のアンテナ（図示しない）が複数個所に高さ方向及び周方向に間隔をとって配置されている。これら複数のアンテナは、それぞれの配置場所でのマイクロ波による電界強度を検出するようになっている。これら複数のアンテナは、電界強度測定器（図示しない）に接続されている。電界強度測定器は、複数のアンテナにより検出された電界強度の検出値から電界強度、すなわち電場の強さ（Ｖ／ｍ）を算出するようになっている。電界強度測定器は、制御部ＣＮＴに接続されている。制御部ＣＮＴは、電界強度測定器からの算出値に基づき、マイクロ波源を制御してマイクロ波の周波数を調整制御するようになっている。
【００４５】
（処理室の詳細構造）
上述したように、処理室２０１は、上部容器１１と、中央部容器１２と、下部容器１３との少なくとも三層構造に構成されている。上部容器１１と下部容器１３とは、上下対称に構成されている。上部容器１１は、上面が閉塞され、下面が開口されている略四角錐台状に構成されている。中央部容器１２は、上面及び下面が開口されている四角柱状に構成されている。下部容器１３は、上面が開口され、下面が閉塞されている略四角錐台状に構成されている。すなわち、上部容器１１は、ウエハＷの処理面に対向する内壁面７を上面として略四角錐台状に構成されている。中央部容器１２は、ゲートバルブＧ１が構成する内壁面９と、ゲートバルブＧ１が構成する内壁面９にウエハＷを挟んで対向する内壁面７と、ゲートバルブＧ１が構成する内壁面９に対して水平方向に隣接する左右の内壁面１２ｂ、１２ｃとで構成されている。下部容器１３は、上部容器１１にウエハＷを挟んで対向する略四角錐台状に構成されている。すなわち、処理室２０１は、上部容器１１と中央部容器１２と下部容器１３との三層構造に構成されている。
【００４６】
本実施形態では、支持台５上に支持されたウエハＷの処理面に対向する内壁面７と、ゲートバルブＧ１が構成する内壁面９と、を結ぶ内壁面８がウエハＷの処理面に対して斜めに構成されている。言い換えれば、支持台５上に支持されたウエハＷの処理面に対向する内壁面７と、ゲートバルブＧ１が構成する内壁面９と、が連続的に接続されている。すなわち、ゲートバルブＧ１が構成する内壁面９からウエハＷの処理面に対向する内壁面７に亘って凹凸部分が無い。これにより、マイクロ波がウエハＷの外縁部を直撃することなく、処理室２０１内で均一に反射拡散することが可能となっている。なお、斜めに構成された内壁面８は、支持台５に支持されたウエハＷの処理面に対して例えば９０度未満、好ましくは４５度未満の角度で傾斜されている。
【００４７】
上述のように本実施形態では、支持台５上に支持されたウエハＷの処理面に対向する内
壁面７と、ゲートバルブＧ１が構成する内壁面９と、を結ぶ内壁面８がウエハＷの処理面に対して斜めに構成されている。これにより、供給されるマイクロ波を処理室２０１内で均一に反射拡散することができてウエハＷの面内に亘り均一に照射し、ウエハＷを均一に加熱してウエハＷの面内温度分布の均一性を向上させることが可能となる。
【００４８】
（４）基板処理工程
次に、半導体装置の製造工程の一工程として実施される基板処理工程を、主に図３〜図６を参照しながら説明する。基板処理工程は、上記構成に係る基板処理装置により実施される。
【００４９】
（ウエハの搬入工程）
まず、ゲートバルブＧ１を開き、処理室２０１内に基板搬入搬出口１０からウエハＷを搬入し、支持台５上に受け渡す。このとき、ウエハ突き上げピン（図示しない）が昇降機構（図示しない）により昇降してウエハＷを受け取り、支持台５上に載置する。
【００５０】
続いて、基板搬入搬出口１０をゲートバルブＧ１によって閉じた後、処理室２０１内をガス排気管２２から排気装置（図示せず）よって真空引きし、処理室２０１内の圧力を減圧する。そして、支持台５を回転機構６によって回転させる。
【００５１】
（予熱工程）
次に、排気を継続しながら支持台５を回転機構６によって回転させつつ、マイクロ波を処理室２０１内に供給する。マイクロ波源（図示しない）が駆動してマイクロ波を生成する。マイクロ波の周波数可変範囲は、例えば６２５０±８００ＭＨｚである。そして、マイクロ波源（図示せず）で生成されたマイクロ波が導波管４を介して処理室２０１内へ供給される。
【００５２】
導波管４から供給されるマイクロ波は、導波管４の開口から処理室２０１内へ流入する。ここで、導波管４が処理室２０１内の横長方向に設けられているので、導波管４の開口から流入したマイクロ波は、処理室２１内のゲートバルブＧ１方向、上面方向及び下面方向へ伝播していく。
【００５３】
処理室２０１の内壁面に到達したマイクロ波は、処理室２０１の内壁面で反射し拡散する。ここで、ゲートバルブＧ１が構成する内壁面９からウエハＷの処理面に対向する内壁面７に亘って凹凸部分が無い。これにより、マイクロ波がウエハＷの外縁部を直撃することなく処理室２０１内で均一に反射拡散する。その結果、マイクロ波がウエハＷの面内に亘りに均一に照射される。そして、マイクロ波がウエハＷに照射されると、ウエハＷの例えばシリコン中の不純物やウエハＷの処理面に形成されている絶縁膜中の電気双極子等が電波（電界）の力を受けて変位・分極し、マイクロ波の周波数に応じて激しく振動する。このとき、不純物や絶縁膜中の電気双極子間で摩擦熱が発生しウエハＷ全体が発熱昇温する。なお、このとき、マイクロ波源は、電界強度測定器からの算出値に基づき、周波数を調整制御されて所定周波数のマイクロ波を生成している。また、このとき、回転機構６によりウエハＷを回転させているので、ウエハＷに対してよりマイクロ波が均一に照射される。これにより、ウエハＷの面内温度分布の均一性を向上させることができる。所定時間経過後、ウエハＷが例えば２００℃くらいに加熱されたら、次の成膜工程に移行する。
【００５４】
（成膜工程）
続いて、排気を継続しながら支持台５を回転機構６によって回転させつつ、マイクロ波による加熱を継続しながら、例えばＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等により、ウエハＷの処理面上にシリコン酸化膜等の薄膜を成膜する成膜工程を実施する。処理室２０１内に処理ガスとしてシラン含有ガスを供給し、ウエハＷの処理
面にシラン含有膜を形成する。続いて、処理室２０１内に処理ガスとして酸素含有ガス及び水素含有ガスを供給してシラン含有膜を酸化還元して改質する。これを１サイクルとして複数回繰り返し、シリコン酸化膜を成膜する。このとき、マイクロ波により加熱しつつ、回転機構６によりウエハＷを回転させることで、ウエハＷに対してよりマイクロ波が均一に照射される。これにより、ウエハＷの面内温度分布の均一性をより向上させることができる。さらに、ウエハＷの面内膜厚分布の均一性を向上させることができる。所定時間経過後、成膜工程が終了したら、処理ガスの供給を停止する。そして、マイクロ波源の駆動を停止してマイクロ波の供給を停止する。また、回転機構６の回転を停止し、支持台５の回転を停止させる。
【００５５】
（ウエハの搬出工程）
ゲートバルブＧ１を開き、支持台５上の処理後のウエハＷを基板搬入搬出口１０から搬出する。そして、ゲートバルブＧ１を閉じる。
【００５６】
このように本実施形態では、供給されるマイクロ波を処理室２０１内で均一に反射拡散することができるので、マイクロ波がウエハＷの面内に亘りに均一に照射され、ウエハＷの面内温度分布の均一性を向上させることができる。
【００５７】
（５）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
【００５８】
（ａ）本実施形態によれば、支持台５上に支持されたウエハＷの処理面に対向する内壁面７と、ゲートバルブＧ１が構成する内壁面９と、を結ぶ内壁面８がウエハＷの処理面に対して斜めに構成されている。言い換えれば、支持台５上に支持されたウエハＷの処理面に対向する内壁面７と、ゲートバルブＧ１が構成する内壁面９と、が連続的に接続されている。すなわち、ゲートバルブＧ１が構成する内壁面９からウエハＷの処理面に対向する内壁面７に亘って凹凸部分が無い。これにより、マイクロ波がウエハＷの外縁部を直撃することなく、処理室２０１内で均一に反射拡散することが可能となっている。その結果、マイクロ波がウエハＷの面内に亘りに均一に照射できて、ウエハＷの面内温度分布の均一性を向上させることができる。
【００５９】
（ｂ）本実施形態によれば、ゲートバルブＧ１の弁体が略四角柱状に構成されている。これにより、ゲートバルブＧ１は、製造が容易な汎用品で構成することができる。従って、製造コストを低減せることができる。
【００６０】
（ｃ）本実施形態によれば、処理室２０１において、上部容器１１と下部容器１３とが上下対称に構成されている。すなわち、上部容器１１は、上面が閉塞され、下面が開口されている略四角錐台状に構成されている。下部容器１３は、上面が開口され、下面が閉塞されている略四角錐台状に構成されている。このように、上下対称な上部容器１１、下部容器１３を使用することで、製造コストを低減させることができる。
【００６１】
（ｄ）本実施形態によれば、処理室２０１の縦断面が多角形形状、例えば八角形形状に構成されている。また、上部容器１１、下部容器１３の側面４面が斜面に構成されている。具体的には、処理室２０１は、上部容器１１と、中央部容器１２と、下部容器１３との少なくとも三層構造に構成されている。上部容器１１は、ウエハＷの処理面に対向する内壁面７を上面として略四角錐台状に構成されている。下部容器１３は、上部容器１１にウエハＷを挟んで対向する略四角錐台状に構成されている。このため、導波管４の開口から処理室２０１内に流入したマイクロ波が処理室２０１の内壁面に到達して反射する際、上部容器１１、下部容器１３の側面４面の斜面により、ウエハＷの処理面に向って反射拡散するので、ウエハＷの面内に亘り均一にマイクロ波が照射されるようになっている。その結
果、処理室２０１内におけるマイクロ波の反射効率が高まり、ウエハＷに対してよりマイクロ波が均一に照射される。その結果、マイクロ波出力が従来と同じ出力値であってもより加熱効率が増大することにより、省エネルギーを実現することができる。
【００６２】
（ｅ）本実施形態によれば、処理室２０１の内壁面がマイクロ波を反射する導電性材料例えば銅、アルミニウム、ステンレス、白金、銀等の金属により構成されている。これにより、処理室２０１内は、導波管４から供給されるマイクロ波を電磁的に閉じる構造となっている。さらに処理室２０１の内壁面には、イリダイト（ｉｒｉｄｉｔｅ）コーティング処理により、クロム酸膜がコーティングされている。このため、処理室２０１内におけるマイクロ波の反射効率が高まり、ウエハＷに対してよりマイクロ波が均一に照射される。これにより、マイクロ波出力が従来と同じ出力値であっても加熱効率が増大することにより、省エネルギーを実現することができる。
【００６３】
（ｆ）本実施形態によれば、支持台５を回転させる回転機構６を有している。このため、予熱工程時において、マイクロ波を供給してウエハＷを加熱する際、回転機構６によりウエハＷを回転させている。これにより、ウエハＷに対してよりマイクロ波が均一に照射され、ウエハＷの面内温度分布の均一性をより向上させることができる。さらに、成膜等の工程時において、マイクロ波により加熱しつつ、回転機構６によりウエハＷを回転させている。これにより、ウエハＷの面内膜厚分布の均一性を向上させることができる。
【００６４】
（従来の処理炉）
なお、参考までに、従来のゲートバルブを用いた場合の処理炉について説明する。図７は、従来の処理炉を上面から見た上面透視図である。図８は、従来の処理炉を真空搬送室ＶＲ１側から見た前面透視図である。図９は、従来の処理炉の縦断面図である。図１０は、図９の処理炉のＡ−Ａ線断面図である。
【００６５】
図９に示すように、従来の処理室５０１では、基板搬入搬出口５１０を構成している開口壁に凹凸部分５１１が形成されている。従来の処理室５０１では、開口壁の凹凸部分５１１から反射されるマイクロ波が、ウエハＷの外縁部を直撃することなく処理室５０１の内壁面を何回か反射することにより、処理室５０１の内壁面で反射拡散してウエハＷに均一に照射され、ウエハＷを均一に加熱していた。しかしながら、従来の処理室５０１では、ウエハＷが例えば直径３００ｍｍ以上に大型化すると、ウエハＷと凹凸部分５１１とが近くなる。そして、凹凸部分５１１から反射されるマイクロ波が、ウエハＷの外縁部を直撃し、ウエハＷの面内に亘り均一に照射されなくなる。このため、開口壁に形成された凹凸部分５１１による処理室５０１内の電磁波斑が吸収できず、ウエハＷの面内温度斑が生じる。その結果、ウエハＷの面内温度分布の均一性が低化してしまうことがあった。
【００６６】
これに対して、本実施形態では、ゲートバルブＧ１が構成する内壁面９からウエハＷの処理面に対向する内壁面７に亘って凹凸部分が無い。これにより、ウエハＷが大型化しても、マイクロ波がウエハＷの外縁部を直撃することなく処理室２０１内で均一に反射拡散する。その結果、マイクロ波がウエハＷの面内に亘りに均一に照射することができる。
【００６７】
また、従来の処理室５０１では、導波管５０４から供給されるマイクロ波を電磁的に閉じる構造として横断面が略八角柱形状に構成されている。また、従来のゲートバルブＧ５０３は、基板搬入搬出口５１０を閉じた際には処理室５０１の内壁面の一部を構成している。すなわち、ゲートバルブＧ５０３は、マイクロ波の反射効率を増大させるため、処理室５０１の略八角柱形状に沿って特殊形状に構成されている。このため、従来のゲートバルブＧ５０３は特注品となるので、製造コストが増大する。また、特注品であるので、製造に時間がかかり、パーツマネージメント（入庫・出庫・在庫管理）が困難となる。
【００６８】
これに対して、本実施形態では、ゲートバルブＧ１の弁体が略四角柱状に構成されている。すなわち、製造が容易な汎用品を使用することができる。従って、製造コストを低減させることができると共に、パーツマネージメント（入庫・出庫・在庫管理）を容易にさせることができる。
【００６９】
＜本発明の他の実施形態＞
なお、上述の実施形態においては、予熱工程を行った後、ＡＬＤ法によりシリコン含有膜を形成した後、シリコン含有膜を酸化還元して改質し、シリコン酸化膜を成膜する成膜工程を行う基板処理工程を実施したが、本発明はこれに限定されない。予熱工程を行った後、金属を含む膜等の薄膜形成処理、ウエハＷ表面の酸化或いは窒化処理、エッチング処理等の所定の処理を行う工程にも適用可能である。また、例えば現像（レジストパターン形成）後のレジスト（塗布膜）をポストベークする工程にも適用可能である。この場合、マイクロ波加熱により、ウエハＷ及び処理面に形成されたレジスト（塗布膜）を１００〜１５０℃で加熱処理することでレジスト（塗布膜）の化学反応を選択的に促進させることができる。
【００７０】
また、本実施形態では、ウエハＷを１枚毎に処理する枚葉処理に適用しているが、本発明はこれに限定されず、バッチ処理にも適用可能である。この場合、供給されるマイクロ波が、処理室２０１内で均一に反射拡散することができるので、マイクロ波が複数のウエハＷの面内に亘りに均一に照射されることにより、ウエハＷの面内温度分布の均一性を向上させることができると共に、ウエハ間温度分布の均一性をも向上させることができる。
【００７１】
また、本実施形態では、ウエハＷにマイクロ波を供給し、ウエハＷを加熱したが、それに限らず、供給されたガスにマイクロ波を照射し、ガスを加熱してもよい。この場合、加熱されたガスにより、間接的にウエハＷを加熱することができる。
【００７２】
なお、処理される基板としては、ウエハ基板の他に石英ガラス基板、結晶化ガラス基板等であってもよい。
【００７３】
また、本発明は、本実施形態にかかる半導体製造装置等のウエハ基板を処理する基板処理装置に限らず、プリント配線基板、液晶パネル、磁気ディスクやコンパクトディスク等の基板を処理する基板処理装置にも好適に適用できる。
【００７４】
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施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変更可能である。
【００７５】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【００７６】
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内で前記基板を支持する基板支持部と、
前記処理室の壁面に開口する基板搬入搬出口を開閉すると共に、前記基板搬入搬出口を閉じた際には前記処理室の内壁面の一部を構成する開閉部と、
マイクロ波を前記処理室内に供給するマイクロ波供給部と、
を備え、
前記処理室の内壁面のうち、前記基板支持部上に支持された前記基板の処理面に対向する面と、前記開閉部が構成する面と、を結ぶ面が、前記基板の前記処理面に対して斜めに構成された
基板処理装置が提供される。
【００７７】
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内で前記基板を支持する基板支持部と、
前記処理室の壁面に開口する基板搬入搬出口を開閉すると共に、前記基板搬入搬出口を閉じた際には前記処理室の内壁面の一部を構成する開閉部と、
マイクロ波を前記処理室内に供給するマイクロ波供給部と、
を備え、
前記処理室の内壁面のうち、前記基板支持部上に支持された前記基板の処理面に対向する面と、前記開閉部が構成する面と、が連続的に接続されている。
【００７８】
好ましくは、前記処理室の縦断面が多角形形状に構成されている。
【００７９】
より好ましくは、前記処理室は、上部容器と中央部容器と下部容器との少なくとも三層構造に構成されている。
【００８０】
より好ましくは、前記上部容器は、上面が閉塞され、下面が開口されている略四角錐台状に構成され、
前記中央部容器は、上面及び下面が開口されている四角柱状に構成され、
前記下部容器は、上面が開口され、下面が閉塞されている略四角錐台状に構成されている。
【００８１】
より好ましくは、前記上部容器は、前記基板の処理面に対向する面を上面として略四角錐台状に構成され、
前記中央部容器は、前記開閉部が構成する面と、前記開閉部が構成する面に前記基板を挟んで対向する面と、前記開閉部が構成する面に対して水平方向に隣接する左右の面とで構成され、
前記下部容器は、前記上部容器に前記基板を挟んで対向する略四角錐台状に構成されている。
【００８２】
より好ましくは、前記開閉部は、四角柱状に構成されている。
【００８３】
より好ましくは、前記上部容器と前記下部容器とは、上下対称に構成されている。
【００８４】
さらに好ましくは、前記基板支持部を回転させる回転機構を有する。
【００８５】
より好ましくは、前記処理室の内壁面は、電磁波を反射する導電性材料により構成されている。
【００８６】
より好ましくは、前記処理室の内壁面には、クロム酸膜が構成されている。
【００８７】
より好ましくは、前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、前記処理室内のガス雰囲気を排気するガス排気部と、を備える。
【００８８】
より好ましくは、前記斜めに構成された面は、前記基板支持部に支持された前記基板の処理面に対して９０度未満の角度で傾斜されている。
【００８９】
より好ましくは、前記斜めに構成された面は、前記基板支持部に支持された前記基板の処理面に対して４５度未満の角度で傾斜されている。
【００９０】
より好ましくは、前記マイクロ波の周波数の可変範囲は、６２５０±８００ＭＨｚである。
【００９１】
より好ましくは、前記マイクロ波供給部は、前記基板を挟んで前記開閉部に対向するように設けられている。
【符号の説明】
【００９２】
４      導波管（マイクロ波供給部）
５      支持台（基板支持部）
６      回転機構
７〜９  内壁面
１０    搬入搬出口
２０１  処理室
Ｗ      ウエハ（基板）
Ｇ１    ゲートバルブ（開閉部）
【図１】
2011066254.tif 000003
【図２】
2011066254.tif 000004
【図３】
2011066254.tif 000005
【図４】
2011066254.tif 000006
【図５】
2011066254.tif 000007
【図６】
2011066254.tif 000008
【図７】
2011066254.tif 000009
【図８】
2011066254.tif 000010
【図９】
2011066254.tif 000011
【図１０】
2011066254.tif 000012