(57)【要約】【課題】一つの処理容器内で、被処理基板に対して温度の異なる複数の工程を連続的に高スループットで行う。【解決手段】処理容器１と、処理容器１内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構４と、被処理基板Ｗを載置する基板載置台２１と、基板載置台２１の本体２２に設けられた冷媒流路２７と、冷媒流路２７から冷媒を抜き取る冷媒抜取機構７９ａ，７９ｂと、静電チャック２３の裏面にプリントされたヒーター２５と、冷媒流路２７に冷媒を通流させて被処理基板Ｗを第１の温度に温調し、ヒーター２５による加熱を行うとともに、冷媒抜取機構７９ａ，７９ｂにより冷媒流路２７の冷媒を抜き取り、被処理基板Ｗを第１の温度よりも高い第２の温度に温調する温度制御部６とを有し、第１の温度による処理と、第２の温度による処理を連続して行う。【選択図】  図１
2019004083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が真空に保持可能な処理容器と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記処理容器内で被処理基板を載置する載置面を有する基板載置台と、
前記基板載置台に設けられ、前記基板載置台に載置された被処理基板を温調するための温調媒体を通流させる温調媒体流路と、
前記温調媒体流路から温調媒体を抜き取る温調媒体抜取機構と、
前記基板載置台の前記温調媒体流路よりも前記載置面に近い位置に設けられたヒーターと、
前記基板載置台の前記温調媒体流路に温調媒体を通流させて被処理基板を第１の温度に温調し、前記ヒーターによる加熱を行うとともに、前記温調媒体抜取機構により前記温調媒体流路の温調媒体を抜き取り、被処理基板を前記第１の温度よりも高い前記第２の温度に温調する温度制御部と
を有し、
被処理基板に対し、第１の温度による処理と、第２の温度による処理を連続して行うことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記基板載置台は、金属製でかつ前記温調媒体流路が形成された本体と、前記本体の上に設けられ、前記載置面を有し、誘電体中に電極が設けられて構成された前記被処理基板を静電吸着するための静電チャックと、前記静電チャックと前記本体との間に設けられたクッション材とを有し、前記ヒーターは、前記静電チャックの裏面にプリントされていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記静電チャックの厚さは、３〜３．５ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記第１の温度と前記第２の温度との温度差は、２０〜１００℃であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記温調媒体流路に温調媒体を通流させる温調媒体供給ユニットを具備し、前記温調媒体供給ユニットには、前記温調媒体流路に温調媒体を供給する温調媒体供給路および温調媒体流路から温調媒体を排出する温調媒体排出路が接続されており、前記温調媒体供給路および前記温調媒体排出路のそれぞれには開閉バルブが設けられ、
前記温調媒体抜取機構は、シリンダと、前記シリンダ内に挿入されたピストンとを有する注射器状をなしており、前記温調媒体供給路および前記温調媒体排出路の前記開閉バルブよりも前記温調媒体流路側の位置にそれぞれ接続され、前記開閉バルブを閉じた状態で、前記ピストンを引くことにより、前記温調媒体流路内の温調媒体を抜き取ることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記基板載置台に対向して設けられ、前記チャンバー内に処理ガスをシャワー状に導入するシャワーヘッドをさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記基板載置台を昇降する昇降機構と、前記載置面に対して被処理基板を昇降させる昇降ピンとをさらに有し、
前記温度制御部は、前記被処理基板を前記第２の温度に温調する際に、前記シャワーヘッドを加熱しつつ、前記昇降機構を上昇させること、または、前記昇降ピンをピンアップさせることにより、被処理基板を前記シャワーヘッドに近接させて、被処理基板の加熱を補助することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記処理容器内でプラズマを生成するためのプラズマ生成機構をさらに有し、前記第１の温度での処理は、前記プラズマ生成機構により生成したプラズマによる処理を含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記第１の温度での処理は、ケミカルガスを供給して行うケミカル処理を含み、前記第２の温度での処理は、前記ケミカル処理により生成された反応生成物を除去する処理を含むことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
所定パターンが形成された絶縁膜を有し、前記パターンの底部のシリコン部分に形成されたシリコン含有酸化膜を有する被処理基板において、前記シリコン含有酸化膜を除去する基板処理装置であって、
内部が真空に保持可能な処理容器と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記処理容器内で被処理基板を載置する載置面を有する基板載置台と、
前記基板載置台に設けられ、前記基板載置台に載置された被処理基板を温調するための温調媒体を通流させる温調媒体流路と、
前記温調媒体流路から温調媒体を抜き取る温調媒体抜取機構と、
前記基板載置台の前記温調媒体流路よりも前記載置面に近い位置に設けられたヒーターと、
前記処理容器内でプラズマを生成するためのプラズマ生成機構と、
前記基板載置台の前記温調媒体流路に温調媒体を通流させて被処理基板を第１の温度に温調し、前記ヒーターによる加熱を行うとともに、前記温調媒体抜取機構により前記温調媒体流路の温調媒体を抜き取り、被処理基板を前記第１の温度よりも高い前記第２の温度に温調する温度制御部と、
前記基板処理装置における処理を制御する制御部と
を有し、
前記制御部は、
前記パターンの底部に形成された前記シリコン含有酸化膜を、前記ガス供給機構から供給されたカーボン系ガスを前記のプラズマ生成機構により生成されたプラズマによるイオン性の異方性プラズマエッチングにより除去する第１工程と、
前記被処理基板を前記異方性プラズマエッチングした後の前記シリコン含有酸化膜の残部を、前記ガス供給機構から供給されたケミカルガスによるケミカルエッチングにより除去する第２工程と、
前記ケミカルエッチング後に生成された反応生成物を除去する第３工程と
を実行するように制御し、
前記温度制御部は、前記第１工程および前記第２工程の際に、前記被処理基板を前記第１の温度に温調し、前記第３工程の際に、前記被処理基板を前記第２の温度に温調することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
被処理基板を処理する処理容器内で被処理基板を載置するとともに温調する基板載置機構であって、
前記処理容器内で被処理基板を載置する載置面を有する基板載置台と、
前記基板載置台に設けられ、前記基板載置台に載置された被処理基板を温調するための温調媒体を通流させる温調媒体流路と、
前記温調媒体流路から温調媒体を抜き取る温調媒体抜取機構と、
前記基板載置台の前記温調媒体流路よりも前記載置面に近い位置に設けられたヒーターと、
前記基板載置台の前記温調媒体流路に温調媒体を通流させて被処理基板を第１の温度に温調し、前記ヒーターによる加熱を行うとともに、前記温調媒体抜取機構により前記温調媒体流路の温調媒体を抜き取り、被処理基板を前記第１の温度よりも高い前記第２の温度に温調する温度制御部と
を有することを特徴とする基板載置機構。
【請求項１２】
前記基板載置台は、金属製でかつ前記温調媒体流路が形成された本体と、前記本体の上に設けられ、前記載置面を有し、誘電体中に電極が設けられて構成された前記被処理基板を静電吸着するための静電チャックと、前記静電チャックと前記本体との間に設けられたクッション材とを有し、前記ヒーターは、前記静電チャックの裏面にプリントされていることを特徴とする請求項１１に記載の基板載置機構。
【請求項１３】
前記静電チャックの厚さは、３〜３．５ｍｍであることを特徴とする請求項１２に記載の基板載置機構。
【請求項１４】
前記第１の温度と前記第２の温度との温度差は、２０〜１００℃であることを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の基板載置機構。
【請求項１５】
前記温調媒体流路に温調媒体を通流させる温調媒体供給ユニットを具備し、前記温調媒体供給ユニットには、前記温調媒体流路に温調媒体を供給する温調媒体供給路および温調媒体流路から温調媒体を排出する温調媒体排出路が接続されており、前記温調媒体供給路および前記温調媒体排出路のそれぞれには開閉バルブが設けられ、
前記温調媒体抜取機構は、シリンダと、前記シリンダ内に挿入されたピストンとを有する注射器状をなしており、前記温調媒体供給路および前記温調媒体排出路の前記開閉バルブよりも前記温調媒体流路側の位置にそれぞれ接続され、前記開閉バルブを閉じた状態で、前記ピストンを引くことにより、前記温調媒体流路内の温調媒体を抜き取ることを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれか１項に記載の基板載置機構。
【請求項１６】
内部が真空に保持可能な処理容器と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記処理容器内で被処理基板を載置する載置面を有する基板載置台と、
前記基板載置台に設けられ、前記基板載置台に載置された被処理基板を温調するための温調媒体を通流させる温調媒体流路と、
前記温調媒体流路から温調媒体を抜き取る温調媒体抜取機構と、
前記基板載置台の前記温調媒体流路よりも前記載置面に近い位置に設けられたヒーターと、前記処理容器内でプラズマを生成するためのプラズマ生成機構とを有する基板処理装置により、
所定パターンが形成された絶縁膜を有し、前記パターンの底部のシリコン部分に形成されたシリコン含有酸化膜を有する被処理基板において、前記シリコン含有酸化膜を除去する基板処理方法であって、
前記基板載置台の前記温調媒体流路に温調媒体を通流させて被処理基板を第１の温度に温調し、前記パターンの底部に形成された前記シリコン含有酸化膜を、前記ガス供給機構から供給されたカーボン系ガスを前記プラズマ生成機構により生成されたプラズマによるイオン性の異方性プラズマエッチングにより除去する第１工程と、前記被処理基板を前記異方性プラズマエッチングした後の前記シリコン含有酸化膜の残部を、前記ガス供給機構から供給されたケミカルガスによるケミカルエッチングにより除去する第２工程とを行い、
前記ヒーターによる加熱を行うとともに、前記温調媒体抜取機構により前記温調媒体流路の温調媒体を抜き取り、被処理基板を前記第１の温度よりも高い前記第２の温度に温調して、前記ケミカルエッチング後に生成された反応生成物を除去する第３工程を行うことを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、基板載置機構、および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、フィンＦＥＴのソースおよびドレイン部分等の複雑な構造部分に存在するシリコンの自然酸化膜も除去可能な処理として、ＣＯＲ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｒｅｍｏｖａｌ）処理が検討されている。ＣＯＲ処理は、例えば３０℃程度でシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）に、フッ化水素（ＨＦ）ガスとアンモニア（ＮＨ３）ガスを吸着させ、これらをシリコン酸化膜と反応させてフルオロケイ酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳｉＦ６；ＡＦＳ）を生成させる工程と、例えば９０℃程度の温度に加熱によりこのＡＦＳを昇華させる工程とにより、シリコン酸化膜をエッチングする技術であり、例えば特許文献１、２等に記載されている。
【０００３】
従来、このような異なる温度の工程は、一つのチャンバー（処理容器）内で行おうとすると、温度を変化させるのに時間がかかるため、別々のチャンバーで行うことが一般的である。
【０００４】
しかし、半導体製造プロセスの複雑化にともない、一つのチャンバーで複数の工程を行うことが要求され、このような異なる温度の工程を、一つのチャンバーで、高スループットで行える装置が求められている。
【０００５】
基板温度を高速で昇降温できる装置として、特許文献３〜５に記載されたものがあるが、いずれも温度の異なる一連の工程を一つのチャンバーで連続して行うことは意図しておらず、このような用途への適用は困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３９１８５号公報
【特許文献２】特開２００８−１６００００号公報
【特許文献３】特開平７−１８３２７６号公報
【特許文献４】特開２００８−１９２６４３号公報
【特許文献５】特開２０１１−７７４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、一つの処理容器内で、被処理基板に対して温度の異なる複数の工程を連続的に高スループットで行うことができる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点は、内部が真空に保持可能な処理容器と、前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、前記処理容器内で被処理基板を載置する載置面を有する基板載置台と、前記基板載置台に設けられ、前記基板載置台に載置された被処理基板を温調するための温調媒体を通流させる温調媒体流路と、前記温調媒体流路から温調媒体を抜き取る温調媒体抜取機構と、前記基板載置台の前記温調媒体流路よりも前記載置面に近い位置に設けられたヒーターと、前記基板載置台の前記温調媒体流路に温調媒体を通流させて被処理基板を第１の温度に温調し、前記ヒーターによる加熱を行うとともに、前記温調媒体抜取機構により前記温調媒体流路の温調媒体を抜き取り、被処理基板を前記第１の温度よりも高い前記第２の温度に温調する温度制御部とを有し、被処理基板に対し、第１の温度による処理と、第２の温度による処理を連続して行うことを特徴とする基板処理装置を提供する。
【０００９】
上記第１の観点において、前記基板載置台は、金属製でかつ前記温調媒体流路が形成された本体と、前記本体の上に設けられ、前記載置面を有し、誘電体中に電極が設けられて構成された前記被処理基板を静電吸着するための静電チャックと、前記静電チャックと前記本体との間に設けられたクッション材とを有し、前記ヒーターは、前記静電チャックの裏面にプリントされている構成とすることができる。前記静電チャックの厚さは、３〜３．５ｍｍであることが好ましい。
【００１０】
前記第１の温度と前記第２の温度との温度差は、２０〜１００℃であることが好ましい。
【００１１】
前記温調媒体流路に温調媒体を通流させる温調媒体供給ユニットを具備し、前記温調媒体供給ユニットには、前記温調媒体流路に温調媒体を供給する温調媒体供給路および温調媒体流路から温調媒体を排出する温調媒体排出路が接続されており、前記温調媒体供給路および前記温調媒体排出路のそれぞれには開閉バルブが設けられ、前記温調媒体抜取機構は、シリンダと、前記シリンダ内に挿入されたピストンとを有する注射器状をなしており、前記温調媒体供給路および前記温調媒体排出路の前記開閉バルブよりも前記温調媒体流路側の位置にそれぞれ接続され、前記開閉バルブを閉じた状態で、前記ピストンを引くことにより、前記温調媒体流路内の温調媒体を抜き取るようにすることができる。
【００１２】
前記基板載置台に対向して設けられ、前記チャンバー内に処理ガスをシャワー状に導入するシャワーヘッドをさらに具備してもよい。
【００１３】
この場合に、前記基板載置台を昇降する昇降機構と、前記載置面に対して被処理基板を昇降させる昇降ピンとをさらに有し、
前記温度制御部は、前記被処理基板を前記第２の温度に温調する際に、前記シャワーヘッドを加熱しつつ、前記昇降機構を上昇させること、または、前記昇降ピンをピンアップさせることにより、被処理基板を前記シャワーヘッドに近接させて、被処理基板の加熱を補助することができる。
【００１４】
前記処理容器内でプラズマを生成するためのプラズマ生成機構をさらに有し、前記第１の温度での処理は、前記プラズマ生成機構により生成したプラズマによる処理を含むものとすることができる。
【００１５】
前記第１の温度での処理は、ケミカルガスを供給して行うケミカル処理を含み、前記第２の温度での処理は、前記ケミカル処理により生成された反応生成物を除去する処理を含むものとすることができる。
【００１６】
本発明の第２の観点は、所定パターンが形成された絶縁膜を有し、前記パターンの底部のシリコン部分に形成されたシリコン含有酸化膜を有する被処理基板において、前記シリコン含有酸化膜を除去する基板処理装置であって、内部が真空に保持可能な処理容器と、前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、前記処理容器内で被処理基板を載置する載置面を有する基板載置台と、前記基板載置台に設けられ、前記基板載置台に載置された被処理基板を温調するための温調媒体を通流させる温調媒体流路と、前記温調媒体流路から温調媒体を抜き取る温調媒体抜取機構と、前記基板載置台の前記温調媒体流路よりも前記載置面に近い位置に設けられたヒーターと、前記処理容器内でプラズマを生成するためのプラズマ生成機構と、前記基板載置台の前記温調媒体流路に温調媒体を通流させて被処理基板を第１の温度に温調し、前記ヒーターによる加熱を行うとともに、前記温調媒体抜取機構により前記温調媒体流路の温調媒体を抜き取り、被処理基板を前記第１の温度よりも高い前記第２の温度に温調する温度制御部と、前記基板処理装置における処理を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記パターンの底部に形成された前記シリコン含有酸化膜を、前記ガス供給機構から供給されたカーボン系ガスを前記のプラズマ生成機構により生成されたプラズマによるイオン性の異方性プラズマエッチングにより除去する第１工程と、前記被処理基板を前記異方性プラズマエッチングした後の前記シリコン含有酸化膜の残部を、前記ガス供給機構から供給されたケミカルガスによるケミカルエッチングにより除去する第２工程と、前記ケミカルエッチング後に生成された反応生成物を除去する第３工程とを実行するように制御し、前記温度制御部は、前記第１工程および前記第２工程の際に、前記被処理基板を前記第１の温度に温調し、前記第３工程の際に、前記被処理基板を前記第２の温度に温調することを特徴とする基板処理装置を提供する。
【００１７】
本発明の第３の観点は、被処理基板を処理する処理容器内で被処理基板を載置するとともに温調する基板載置機構であって、前記処理容器内で被処理基板を載置する載置面を有する基板載置台と、前記基板載置台に設けられ、前記基板載置台に載置された被処理基板を温調するための温調媒体を通流させる温調媒体流路と、前記温調媒体流路から温調媒体を抜き取る温調媒体抜取機構と、前記基板載置台の前記温調媒体流路よりも前記載置面に近い位置に設けられたヒーターと、前記基板載置台の前記温調媒体流路に温調媒体を通流させて被処理基板を第１の温度に温調し、前記ヒーターによる加熱を行うとともに、前記温調媒体抜取機構により前記温調媒体流路の温調媒体を抜き取り、被処理基板を前記第１の温度よりも高い前記第２の温度に温調する温度制御部とを有することを特徴とする基板載置機構を提供する。
【００１８】
本発明の第４の観点は、内部が真空に保持可能な処理容器と、前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、前記処理容器内で被処理基板を載置する載置面を有する基板載置台と、前記基板載置台に設けられ、前記基板載置台に載置された被処理基板を温調するための温調媒体を通流させる温調媒体流路と、前記温調媒体流路から温調媒体を抜き取る温調媒体抜取機構と、前記基板載置台の前記温調媒体流路よりも前記載置面に近い位置に設けられたヒーターと、前記処理容器内でプラズマを生成するためのプラズマ生成機構とを有する基板処理装置により、所定パターンが形成された絶縁膜を有し、前記パターンの底部のシリコン部分に形成されたシリコン含有酸化膜を有する被処理基板において、前記シリコン含有酸化膜を除去する基板処理方法であって、前記基板載置台の前記温調媒体流路に温調媒体を通流させて被処理基板を第１の温度に温調し、前記パターンの底部に形成された前記シリコン含有酸化膜を、前記ガス供給機構から供給されたカーボン系ガスを前記プラズマ生成機構により生成されたプラズマによるイオン性の異方性プラズマエッチングにより除去する第１工程と、前記被処理基板を前記異方性プラズマエッチングした後の前記シリコン含有酸化膜の残部を、前記ガス供給機構から供給されたケミカルガスによるケミカルエッチングにより除去する第２工程とを行い、前記ヒーターによる加熱を行うとともに、前記温調媒体抜取機構により前記温調媒体流路の温調媒体を抜き取り、被処理基板を前記第１の温度よりも高い前記第２の温度に温調して、前記ケミカルエッチング後に生成された反応生成物を除去する第３工程を行うことを特徴とする基板処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、基板載置台の温調媒体流路に温調媒体を通流させて被処理基板を第１の温度に温調し、温調媒体流路よりも載置面側に設けられたヒーターによる加熱を行うとともに、温調媒体抜取機構により前記温調媒体流路の温調媒体を抜き取り、被処理基板を第１の温度よりも高い第２の温度に温調するので、一つの処理容器内で、一枚の被処理基板に対し、温度の異なる複数の工程を連続的に高スループットで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置を示す断面図である。
【図２】図１の基板処理装置の基板載置機構を拡大して示す断面図である。
【図３】冷媒抜取機構の構成を説明するための断面図である。
【図４】第１の温度による処理および第２の温度による処理の際の、冷媒の状態を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る基板処理装置によって行われる具体的な処理方法の例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る基板処理装置によって行われる具体的な処理方法の例を示す工程断面図である。
【図７】上記具体的な処理方法が適用される、フィンＦＥＴを形成するための構造体を示す、トレンチに直交する方向に沿った断面図である。
【図８】上記具体的な処理方法が適用される、フィンＦＥＴを形成するための構造体を示す、トレンチの方向に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。
【００２２】
＜基板処理装置の構成＞
最初に、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る基板処理装置を示す断面図、図２は図１の基板処理装置の基板載置機構を拡大して示す断面図である。
【００２３】
基板処理装置は、処理容器であるチャンバー１と、チャンバー１内に配置された、被処理基板Ｗを載置するための載置面を有する基板載置機構２と、基板載置機構２の載置面に対向するように設けられ、処理ガスをチャンバー１内に導入するためのシャワーヘッド３と、シャワーヘッド３に処理ガスを供給する処理ガス供給機構４と、チャンバー１内を排気する排気機構５と、基板処理装置１００の各構成部を制御する制御部６とを有する。
【００２４】
チャンバー１は、下部を構成する本体部１１と、本体部１１の上に設けられ、処理空間Ｓを形成する処理空間形成部１２とを有しており、例えば表面処理を施していないアルミニウム、または、内壁面がＯＧＦ（Ｏｕｔ  Ｇａｓｓ  Ｆｒｅｅ）陽極酸化処理が施されたアルミニウムで構成されている。
【００２５】
チャンバー１の本体部の側壁には基板搬入出口１４が設けられており、基板搬入出口１４はゲートバルブ１５で開閉可能となっており、ゲートバルブ１５を開けた状態で隣接する真空搬送室（図示せず）に設けられた搬送機構（図示せず）により被処理基板の搬入出が可能となっている。
【００２６】
チャンバー１の処理空間形成部１２内の処理空間Ｓの外周はリング状の排気空間１２ａとなっており、排気空間１２ａに排気機構５が接続されている。
【００２７】
基板載置機構２は、被処理基板Ｗを載置する載置面を有する基板載置台２１と、基板載置台２１の中央を支持し、垂直にチャンバー１よりも下方に延びる円筒状の筒状部材２８とを有している。基板載置台２１は、下部プレート２２ａおよび上部プレート２２ｂからなる本体２２と、本体２２の上に設けられた静電チャック２３と、静電チャック２３の裏面に形成されたヒーター２５と、静電チャック２３と本体２２（上部プレート２２ｂ）との間に設けられたクッション材２６とを有する。また、本体２２の下、および本体２２、静電チャック２３、クッション材２６の側面を覆うように絶縁部材２４が設けられている。
【００２８】
本体２２はアルミニウムや銅等の金属からなり、上部プレート２２ｂには、ガルデン等の冷媒が通流する冷媒流路２７が形成されている。
【００２９】
静電チャック２３は、被処理基板Ｗを静電吸着するためのものであり、その表面が被処理基板載置面となる。静電チャック２３は、誘電体、例えばＡｌ２Ｏ３等のセラミックスからなり、内部に静電吸着のための電極２３ａが埋設されている。電極２３ａには、筒状部材２８内を延びる給電線６１を介して直流電源６２が接続されており、直流電源６２から電極２３ａに直流電圧が印加されることにより被処理基板Ｗが静電吸着される。静電チャック２３は、厚さが３〜３．５ｍｍ程度と通常の４．３ｍｍよりも薄く、熱容量が小さくなっている。
【００３０】
ヒーター２５は、静電チャック２３の裏面にプリント印刷により形成されている。ヒーター２５は、例えば、タングステンやモリブデン、またはこれら金属のいずれかとアルミナやチタンなどとの化合物からなり、ヒーター電源（図示せず）から給電されて発熱されるようになっている。
【００３１】
クッション材２６は、静電チャック２３と本体２２（上部プレート２２ｂ）との熱膨張差を吸収するとともに冷媒流路２７を流れる冷媒の冷熱を静電チャック２３に伝熱する機能を有しており、クッション性が高くかつ熱伝導性が良好な材料、例えば、シリコーン樹脂が用いられる。
【００３２】
基板載置機構２は、基板載置台２１の上部プレート２２ｂ内の冷媒流路２７に冷媒を循環させるチラーユニット７４を有しており、チラーユニット７４には、冷媒流路２７に冷媒を供給する冷媒供給配管７５と、冷媒流路２７からチラーユニット７４に冷媒を排出する冷媒排出配管７６とが接続されている。冷媒流路２７、冷媒供給配管７５および冷媒排出配管７６は、実際には筒状部材２８内に設けられているが、図１では、便宜上、筒状部材２８の外側に描いている。
【００３３】
冷媒供給配管７５および冷媒排出配管７６には、それぞれ開閉バルブ７８ａおよび７８ｂが設けられており、冷媒供給配管７５および冷媒排出配管７６の開閉バルブ７８ａおよび７８ｂより上側の部分に、それぞれ冷媒抜取機構７９ａおよび７９ｂが設けられており、これらは、開閉バルブ７８ａおよび７８ｂを閉じた状態で、冷媒流路２７、冷媒供給配管７５および冷媒排出配管７６の開閉バルブ７８ａおよび７８ｂより上側部分の冷媒を抜き取るようになっている。冷媒抜取機構７９ａは、例えば図３に示すように、シリンダ８４と、シリンダ８４内に挿入されたピストン８５とを有する注射器状をなしており、適宜のアクチュエータ（図示せず）によりピストン８５を引くことにより、冷媒流路２７および冷媒供給配管７５内の冷媒が抜き取られる。冷媒抜取機構７９ｂも同様に構成され、ピストン８５を引くことにより、冷媒流路２７および冷媒排出配管７６内の冷媒が抜き取られる。
【００３４】
静電チャック２３と被処理基板Ｗとの間には、伝熱ガス供給機構８０から伝熱ガス供給配管８１を介してＨｅガス等の伝熱ガスが供給されるようになっており、伝熱ガスを介して基板載置台２１による被処理基板Ｗの温度制御が行われる。
【００３５】
被処理基板Ｗの温度制御は、後述する制御部６により行われる。すなわち、制御部６は被処理基板Ｗの温度制御部としての機能を有しており、被処理基板Ｗに対し、第１の温度（例えば３０℃）、および第１の温度よりも高い第２の温度（例えば９０℃）での連続処理を行うように温度制御を行うことが可能となっている。第１の温度での処理の際は、ヒーター２５をオフとし、チラーユニット７４から冷媒流路２７に冷媒を循環させることにより被処理基板Ｗを第１の温度で温調し、第２の温度での処理の際は、冷媒抜取機構７９ａおよび７９ｂにより冷媒流路２７の冷媒を抜き取り、ヒーター２５により急速に被処理基板Ｗを第２の温度まで加熱する。
【００３６】
このように急速な温度変化が生じると、金属製の本体２２と誘電体である静電チャック２３とは熱膨張係数が異なるため、大きな熱膨張差が生じるが、クッション材２６によりこのような熱膨張差が吸収される。被処理基板Ｗ（静電チャック２３の表面）の温度は、熱電対（図示せず）によりモニターされ、その情報に基づいて温度制御が行われる。第１の温度と第２の温度の温度差は、２０〜１００℃の範囲が好ましい。
【００３７】
筒状部材２８の外側には上端が基板載置台２１の底面に固定され、下端面が筒状部材２８の下端部に固定された筒状をなす外筒部材６６が設けられており、外筒部材６６の下端は支持プレート６７に支持されている。支持プレート６７は、昇降機構６８によりガイド部材（図示せず）に沿って昇降可能となっており、支持プレート６７および外筒部材６６を介して基板載置台２１が、チャンバー１の本体部１１内を、図１に示す処理位置と、その下方の搬送位置との間で昇降可能となっている。支持プレート６７とチャンバー１の底壁との間には、チャンバー１内の雰囲気を外気と区画し、基板載置台２１の昇降動作にともなって伸縮するベローズ６９が設けられている。
【００３８】
チャンバー１の底面近傍には、昇降板７１が設けられており、昇降板７１には上方に突出するように３本（２本のみ図示）の基板昇降ピン７２が設けられている。基板昇降ピン７２は、チャンバー１の下方に設けられた昇降機構７３により昇降板７１を介して昇降可能になっており、基板載置台２１に設けられた貫通孔（図示せず）に挿通されて基板載置台２１の上面に対して突没可能となっている。これにより、搬入出口１４を介して隣接する真空搬送室の搬送機構と基板載置台２１との間で被処理基板Ｗの受け渡しが行われる。
【００３９】
また、基板載置台２１の本体２２（上部プレート２２ｂ）には、筒状部材２８内を延びる給電線６３を介してプラズマ生成用の高周波電源６４が接続されている。給電線６３の高周波電源６４上流側にはインピーダンス整合を行うための整合器６５が接続されている。基板載置台２１は下部電極として機能し、シャワーヘッド３は上部電極として機能して、一対の平行平板電極を構成し、高周波電源６４から基板載置台２１に高周波電力が印加されることにより、処理空間Ｓに容量結合プラズマが生成される。また、高周波電源６４から基板載置台２１に高周波電力が印加されることにより、プラズマ中のイオンが被処理基板Ｗに引き込まれる。高周波電源６４から出力される高周波電力の周波数は、０．１〜５００ＭＨｚに設定されることが好ましく、例えば１３．５６ＭＨｚが用いられる。
【００４０】
チャンバー１の本体部１１と処理空間形成部１２との間には、石英等の絶縁体からなるリング状をなすシールド部材８２が、処理位置にある基板載置台２１との間にわずかな隙間を有するように設けられている。シールド部材８２は、高周波電源６４からの高周波電力により処理空間Ｓに生成されたプラズマが本体部１１内に漏洩しないようにプラズマをシールドする機能を有する。
【００４１】
シャワーヘッド３は、基板載置台２１とほぼ同じ直径を有しており、チャンバー１の上部開口を塞ぐように設けられた本体部３１と、本体部３１の下に接続されたシャワープレート３２とを有しており、処理ガスをチャンバー１内にシャワー状に導入するようになっている。シャワープレート３２としては、例えば、アルミニウムからなる本体の表面にイットリアからなる溶射皮膜が形成されたものが用いられる。シャワープレート３２にはヒーター（図示せず）が埋設されており、シャワープレート３２を例えば１００〜２００℃の範囲に加熱できるようになっている。本体部３１とシャワープレート３２との間にはガス拡散空間３３が形成されており、このガス拡散空間３３には、本体部３１の中央に設けられたガス導入孔３４が接続されている。シャワープレート３２にはガス吐出孔３５が形成されている。シャワーヘッド３とチャンバー１の処理空間形成部１２との間には絶縁部材３６および３７が介在されている。絶縁部材を設けずに、チャンバー１とシャワーヘッド３とを導通させてもよい。
【００４２】
ガス供給機構４は、基板処理装置１００で連続的に行われる複数の処理に必要な複数のガスを個別的に供給する複数のガス供給源と、これら複数のガス供給源から各ガスを供給するための複数のガス供給配管とを有している（いずれも図示せず）。各ガス供給配管には、開閉バルブと、マスフローコントローラのような流量制御器とが設けられており（いずれも図示せず）、これらにより、上記ガスを適宜切り替えること、および各ガスの流量制御を行うことができるようになっている。これらのガス供給配管からのガスは、配管４１を経てシャワーヘッド３に供給される。
【００４３】
チャンバー１の処理空間形成部１２における排気空間１２ａには排気口１３が設けられ、排気口１３には排気機構５の第１排気配管５１が接続されている。第１排気配管５１には第２排気配管５２の一端が接続され、第１排気配管５１の接続部の下流側には、第１圧力制御バルブ５３、ターボ分子ポンプ５４、開閉バルブ５５、およびドライポンプ５６がこの順で接続されている。一方、第２排気配管５２には第２圧力制御バルブ５７が設けられ、第２排気配管５２の他端は、第１排気配管５１の開閉バルブ５５とドライポンプ５６の間の部分に接続されている。そして、チャンバー１内が高圧に設定される処理の際には第１圧力制御バルブ５３および開閉バルブ５５を閉じてドライポンプ５６のみで排気され、チャンバー１内が低圧に設定される処理の際には、第２圧力制御バルブ５７を閉じ、第１圧力制御バルブ５３および開閉バルブ５５を開けてドライポンプ５６とターボ分子ポンプ５４とを併用して排気される。チャンバー１内の圧力制御は、チャンバー１に設けられた圧力センサー（図示せず）の検出値に基づいて圧力制御バルブ５３および５７の開度を制御することによりなされる。
【００４４】
制御部６は、典型的にはコンピュータからなり、基板処理装置１００の各構成部、例えばガス供給機構４のバルブやマスフローコントローラ、高周波電源６４、排気機構５、チラーユニット７４、冷媒抜取機構７９ａ，７９ｂ、伝熱ガス供給機構８０、ヒーター電源、搬送機構、ゲートバルブ１５、昇降機構６８，７３等を制御するＣＰＵを有する主制御部と、入力装置（キーボード、マウス等）、出力装置（プリンタ等）、表示装置（ディスプレイ等）、記憶装置（記憶媒体）を有している。制御部６は、上述したような温度制御部としての機能を有する他、主制御部により、例えば、記憶装置に内蔵された記憶媒体、または記憶装置にセットされた記憶媒体に記憶された処理レシピに基づいて、基板処理装置１００に、所定の処理動作を実行させるように制御する機能を有する。
【００４５】
＜基板処理装置の動作＞
次に、以上のように構成された基板処理装置１００の動作について説明する。
【００４６】
基板処理装置１００においては、チャンバー１内において、１枚の被処理基板Ｗに対して、高周波電源６４からの高周波電力を基板載置台２１に供給するとともに所定の処理ガスを供給して処理空間Ｓにプラズマを生成することにより行われるプラズマ処理、所定のケミカルガスを供給して行われるケミカル処理、反応生成物の除去等の加熱処理を連続して行う。例えば、プラズマ処理を行った後、ケミカル処理を行い、次いで反応生成物除去のための加熱処理を行う。各処理は、排気機構５により、チャンバー１内を各処理に応じた圧力に設定して行われる。
【００４７】
プラズマ処理およびケミカル処理の際には、チラーユニット７４から基板載置台２１の冷媒流路２７に冷媒を通流させることにより、被処理基板Ｗの温度が相対的に低温の第１の温度、例えば３０℃程度に温調される。具体的には、図４（ａ）に示すように、開閉バルブ７８ａおよび７８ｂは開かれており、チラーユニット７４の冷媒は、冷媒供給配管７５、冷媒流路２７、および冷媒排出配管７６を通って循環される。チラーユニット７４では冷媒の温調が行われ、一定温度の冷媒が循環され、被処理基板Ｗは、第１の温度（例えば３０℃）に温調される。
【００４８】
この状態から、基板載置台２１上の被処理基板Ｗに対して、例えば、反応生成物除去処理のような加熱処理を行う場合、ヒーター２５により加熱を開始するとともに、冷媒流路２７から冷媒を抜き取って相対的に高温の第２の温度（例えば９０℃）に温調される。具体的には、図４（ｂ）に示すように、開閉バルブ７８ａおよび７８ｂを閉じることにより冷媒の流れを停止し、冷媒抜取機構７９ａおよび７９ｂのピストン８５を引いて冷媒流路２７、冷媒供給配管７５および冷媒排出配管７６の冷媒をシリンダ８４内に抜き取る。このとき、第１の温度と第２の温度の温度差は、２０〜１００℃の範囲が好ましい。
【００４９】
このように、ヒーター２５による第２の温度への加熱の際に、冷媒流路２７から冷媒を抜き取ることにより、ヒーター２５の熱が冷媒に奪われることなく、ヒーター２５の熱を効率よく被処理基板Ｗの加熱に寄与させることができる。また、ヒーター２５が静電チャック２３の裏面に印刷（プリント）されているのでヒーター２５と被処理基板Ｗとの間には静電チャック２３しか存在せず、この点からもヒーターの熱を効率よく被処理基板Ｗに供給することができる。このため、被処理基板Ｗに対して極めて効率のよい加熱を行うことができ、相対的に高温の第２の温度（例えば９０℃）に極めて短時間に到達させることができる。したがって、被処理基板Ｗを基板載置台２１に載置したまま、冷媒を通流して行われる相対的に低温の第１の温度での処理と、ヒーターにより加熱して行われる相対的に高温の第２の温度での処理を、連続して行う場合に高スループットでの処理を実現することができる。
【００５０】
また、静電チャック２３自体の厚さも従来の４．３ｍｍよりも薄い３〜３．５ｍｍとしたため、静電チャック２３の熱容量を最大３０％程度減少させることができ、被処理基板Ｗの加熱効率を一層高めることができる。
【００５１】
さらに、基板載置台２１の静電チャック２３と本体２２との間にシリコーン樹脂のようなクッション性が高くかつ熱伝導率の高いクッション材２６を設けたので、ヒーター２５により急激に加熱された際の、セラミックス製の静電チャック２３と金属製の本体２２との熱膨張差による基板載置台２１の損傷を防止することができる。また、クッション材２６としてシリコーン樹脂等の熱伝導率の高い樹脂を用いることにより、冷媒による被処理基板Ｗの温調の際に、冷媒の冷熱を効率よく被処理基板Ｗに供給することができる。
【００５２】
このような加熱処理が終了した後は、ヒーター２５による加熱をオフとし、図４（ｃ）のように、冷媒抜取機構７９ａおよび７９ｂのピストン８５を押してシリンダ８４内に抜き取られた冷媒を冷媒流路２７等に戻すことにより、次の処理に備える。この状態から開閉バルブ７８ａおよび７８ｂを開くことにより、再び冷媒が循環され速やかに第１の温度に戻すことができる。
【００５３】
以上のように、本実施形態の基板処理装置１００によれば、基板載置台２１に載置した被処理基板Ｗの温度を、相対的に低温の第１の温度から相対的に高温の第２の温度に極めて迅速に変更することができるので、従来はスループット低下の原因となるとして行われていなかった、被処理基板を基板載置台に載置した状態のまま、被処理基板の温度を上昇させることを、高スループットで実現することが可能となる。
【００５４】
なお、冷媒の抜き取りおよびヒーター２５による加熱によって、被処理基板Ｗの温度が設定時間内に第２の温度に到達させることが困難な場合は、昇降機構６８により基板載置台２１を上昇させる、または、基板昇降ピン７２により被処理基板Ｗをピンアップすることにより、被処理基板Ｗをシャワープレート３２に近接させて、シャワープレート３２の熱により補助的に被処理基板Ｗの温度上昇させるようにしてもよい。
【００５５】
＜基板処理装置による処理方法の例＞
次に、以上のような基板処理装置によって行われる具体的な処理方法の例について説明する。図５はこの処理方法の例を示すフローチャート、図６はその工程断面図である。
【００５６】
本例においては、上記基板処理装置を、所定パターンとしてトレンチが形成された被処理基板において、トレンチ底部のシリコン部分にコンタクトメタルを成膜してコンタクトを形成する前に、シリコン部分の表面に形成された自然酸化膜を除去する酸化膜除去装置として用い、酸化膜除去処理を行う場合について説明する。
【００５７】
最初に、図６（ａ）に示す、シリコン基体１０１に絶縁膜１０２が形成され、絶縁膜１０２に所定パターンとしてトレンチ１０３が形成された被処理基板（シリコンウエハ）Ｗを基板処理装置１００のチャンバー１内に搬入し、基板載置台２１上に載置する（ステップ１）。トレンチ１０３の底部のシリコン部分には自然酸化膜（シリコン含有酸化膜）１０４が形成されている。絶縁膜１０２は、主にＳｉＯ２膜で構成されている。一部がＳｉＮ膜であってもよい。
【００５８】
このような被処理基板（シリコンウエハ）Ｗとしては、例えばフィンＦＥＴを形成するためのものを挙げることができる。図７および図８はフィンＦＥＴを形成するための被処理基板の一例を示す断面図である。なお、図７はトレンチ１０３に直交する方向に沿った断面図であり、図８はトレンチ１０３の方向に沿った断面図である。本例では、トレンチ１０３の底部に、シリコン部分として、Ｓｉフィン１０７の先端部分に形成されたＳｉまたはＳｉＧｅからなる多角形のエピタキシャル成長部１０８を有しており、このエピタキシャル成長部１０８がソースおよびドレインを構成する。そして、このエピタキシャル成長部１０８の表面に自然酸化膜１０４が形成されている。本例では、絶縁膜１０２は、主要部であるＳｉＯ２膜１０９と、底部を構成するＳｉＮ膜１１０からなる。なお、図８ではエピタキシャル成長部１０８を五角形で示しているが、四角形であってもよい。
【００５９】
フィンＦＥＴのトレンチは、例えば、ＴｏｐＣＤが８〜１０ｎｍ、深さが１００〜１２０ｎｍであり、アスペクト比は１２〜１５である。
【００６０】
なお、酸化膜除去処理に先立って、被処理体（シリコンウエハ）に対し、清浄化処理を行ってもよい。
【００６１】
次に、冷媒流路２７に冷媒を通流させて被処理基板Ｗを第１の温度（例えば３０℃）に設定した状態で、カーボンを含むガスのプラズマによるイオン性の異方性エッチングでトレンチ底部の自然酸化膜１０４を除去する（第１の酸化膜除去ステップ）（ステップ２；図６（ｂ））。
【００６２】
この工程は、イオンの直進性を利用した異方性エッチングであり、処理ガス供給機構４からシャワーヘッド３を経てカーボンを含むガスをチャンバー１内の処理空間Ｓに供給しつつ、高周波電源６４から基板載置台２１に高周波電力を印加して、処理空間Ｓ内にプラズマを生成することにより行われる。カーボンを含むガスとして、ＣＦ４やＣ４Ｆ８等のフッ化炭素系（ＣｘＦｙ系）ガスを好適に用いることができる。また、ＣＨ２Ｆ２等のフッ素化炭化水素系（ＣｘＨｙＦｚ系）ガスも用いることができる。また、これらに加えてＡｒガスのような希ガス、Ｎ２ガスのような不活性ガス、さらには微量のＯ２ガスを含んでいてもよい。
【００６３】
これらのガスを用いることにより、異方性エッチングの際に、トレンチ１０３の側壁にはカーボン系の保護膜１０５が成膜されるため、側壁のエッチング進行を抑制しつつ自然酸化膜をエッチングすることができる。この工程により、ＣＤロスを抑制しつつトレンチ底部の自然酸化膜１０４の大部分を除去することができる。
【００６４】
この処理は、イオンの直線性を確保するために、チャンバー１内の圧力を極力低圧にして行うことが好ましく、排気機構５で、ターボ分子ポンプ５４およびドライポンプ５６を用いて０．１Ｔｏｒｒ（１３．３Ｐａ）以下程度の低圧とする。また、プラズマ処理であるから、低温でよい。厳密な温度制御は不要であるが、上述したように、冷媒流路２７に冷媒を通流させることにより、後述するステップ４のケミカルエッチングに要求される第１の温度に設定する。
【００６５】
次に、冷媒流路２７に冷媒を通流させたままの状態で被処理基板Ｗを第１の温度（例えば３０℃）に維持し、例えばＮＦ３＋ＮＨ３プラズマ等のプラズマによりカーボン系保護膜の除去処理を行う（ステップ３；図６（ｃ））。
【００６６】
この工程では、処理ガス供給機構４からシャワーヘッド３を経て例えばＨ２ガスをチャンバー１内の処理空間Ｓに供給しつつ、高周波電源６４から基板載置台２１に高周波電力を印加して、処理空間Ｓ内にプラズマを生成することにより行われる。
【００６７】
この工程もプラズマによる除去処理であるため、処理圧力がある程度低いほうが好ましいが、側壁の残渣を除去する必要があるため、ステップ２よりもイオンの直進性が弱いことが好ましい。このため、ステップ３の処理圧力はステップ２よりも高く、０．５Ｔｏｒｒ（６６．７Ｐａ）以下程度が好ましい。また、ステップ２と同様、プラズマ処理であるため、低温でよい。厳密な温度制御は不要であるが、上述したように、冷媒流路２７に冷媒を通流させることにより、後述するステップ４のケミカルエッチングに要求される第１の温度（例えば３０℃）に設定する。なお、ステップ３のカーボン系保護膜の除去処理は、Ｈ２プラズマにより行うこともできる。
【００６８】
ステップ２の第１の酸化膜除去ステップにより自然酸化膜１０４の大部分は除去されるが、図８に示すフィンＦＥＴのトレンチ底部の複雑な形状を有するエピタキシャル成長部１０８表面の自然酸化膜は、異方性エッチングだけでは除去できない。
【００６９】
このため、ステップ３のカーボン系保護膜の除去処理の後、冷媒流路２７に冷媒を通流させたままの状態で被処理基板Ｗを第１の温度（例えば３０℃）に維持し、トレンチ１０３の底部に存在する自然酸化膜１０４の残部をケミカルエッチングにより除去する（第２の酸化膜除去ステップ）（ステップ４；図６（ｄ））。
【００７０】
ケミカルエッチングはプラズマレスで反応性ガスによるドライエッチングであり、等方的なエッチングであるため、複雑な形状を有するエピタキシャル成長部１０８表面の自然酸化膜１０４を除去可能である。本例では、ケミカルエッチングとして、ＮＨ３ガスとＨＦガスを用いたＣＯＲ処理を用いる。
【００７１】
ＣＯＲ処理に際しては、高周波電力を印加しない状態で、処理ガス供給機構４からシャワーヘッド３を経てＮＨ３ガスおよびＨＦガスをチャンバー１内の処理空間Ｓに供給する。ＮＨ３ガスとＨＦガスの他に、希釈ガスとしてＡｒガスやＮ２ガス等の不活性ガスを加えてもよい。
【００７２】
ＣＯＲ処理のようなケミカルエッチングは、等方性エッチングであるため、トレンチ側壁もエッチングされてＣＤロスが生じる懸念があるが、ステップ４ではトレンチ底部にわずかに残った自然酸化膜を除去するだけであるから短時間の処理でよく、実際にはほとんどＣＤロスは生じない。
【００７３】
ステップ４を行う際には、処理圧力は０．０１〜５Ｔｏｒｒ（１．３３〜６６７Ｐａ）程度が好ましい。この場合、圧力が２Ｔｏｒｒ以上の高圧の場合は、排気機構５において、ドライポンプ５６のみで排気を行う。なお、第１の温度として３０℃を例示しているが、このようにＣＯＲ処理を低温で行うことにより、エッチング面の平滑性を高めることができる。
【００７４】
ＣＯＲ処理の際には、絶縁膜１０２の上面、ならびにトレンチ１０３の底部および側壁に、ＮＨ３ガスおよびＨＦガスとの反応により主にフルオロケイ酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳｉＦ６；ＡＦＳ）からなる反応生成物１０６が形成される。
【００７５】
このため、次に、ヒーター２５による第２の温度（例えば９０℃）への加熱によって、トレンチ１０３の底部および絶縁膜１０２側壁に残存する反応生成物１０６を昇華させて除去する（ステップ５；図６（ｅ））。
【００７６】
この処理においては、ガス供給機構４からＮ２ガスやＡｒガス等の不活性ガスをチャンバー１内に導入して、チャンバー内の圧力を１〜５Ｔｏｒｒ（１３３〜６６７Ｐａ）に設定し、ヒーター２５により加熱を開始するとともに、冷媒流路２７を流れていた冷媒を開閉バルブ７８ａおよび７８ｂを閉じることにより停止し、冷媒抜取機構７９ａおよび７９ｂのピストン８５を引いて冷媒流路２７、冷媒供給配管７５および冷媒排出配管７６の冷媒をシリンダ８４内に抜き取る。
【００７７】
これにより、ヒーター２５の熱が冷媒に奪われることなく、ヒーター２５の熱を効率よく被処理基板Ｗの加熱に寄与させることができる。また、ヒーター２５が静電チャック２３の裏面に印刷されているのでヒーター２５と被処理基板Ｗとの間には静電チャック２３しか存在せず、この点からもヒーターの熱を効率よく被処理基板Ｗに供給することができる。このため、被処理基板Ｗに対して極めて効率のよい加熱を行うことができ、第２の温度（例えば９０℃）に極めて短時間に到達させることができる。したがって、以上の一連の処理を高スループットで実現することができる。なお、目標時間で第２の温度に到達させることが困難な場合は、上述したように、基板載置台２１の上昇、または、被処理基板Ｗのピンアップにより、被処理基板Ｗをシャワープレート３２に近接させて、シャワープレート３２の熱により補助的に被処理基板Ｗの温度上昇させることも可能である。
【００７８】
＜他の適用＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく本発明の思想の範囲内で種々変形可能である。
【００７９】
例えば、上記実施形態では、被処理基板に対して、相対的に低温の第１の温度でプラズマ処理およびケミカル処理を行い、相対的に高温の第２の温度で加熱処理を行う場合の具体例として、フィンＦＥＴのトレンチ底部のコンタクト部分における自然酸化膜除去処理を行う場合に本発明の基板処理装置を適用した例を示したが、これに限らず、冷媒を通流させることにより被処理基板の温度を相対的に低い第１の温度での処理を行い、その後ヒーターにより被処理基板の温度を相対的に高い第２の温度での処理を行う場合であれば適用可能である。また、第１の温度および第２の温度は上記実施形態で例示した温度に限るものではない。
【００８０】
また、上記実施形態では、第１の温度を、冷媒を通流させることにより実現する例を示したが、第１の温度は常温より高い場合であってもよく、その場合は、常温よりも高い温度の温調媒体を通流させればよい。
【符号の説明】
【００８１】
１；チャンバー
２；基板載置機構
３；シャワーヘッド
４；ガス供給機構
５；排気機構
６；制御部
２１；基板載置台
２２；本体
２３；静電チャック
２５；ヒーター
２６；クッション材
２７；冷媒流路
７４；チラーユニット
７９ａ，７９ｂ；冷媒抜取機構
１００；基板処理装置
Ｓ；処理空間
Ｗ；被処理基板
【図１】
2019004083.tif 000003
【図２】
2019004083.tif 000004
【図３】
2019004083.tif 000005
【図４】
2019004083.tif 000006
【図５】
2019004083.tif 000007
【図６】
2019004083.tif 000008
【図７】
2019004083.tif 000009
【図８】
2019004083.tif 000010