(57)【要約】【課題】支持具を分解することなく処理室に対し保護カバー部を着脱させることを可能とし、保護カバー部の交換に際して基板処理装置の稼動停止時間を短縮することを可能とする。【解決手段】基板を処理する処理室と、処理室内で基板を支持する支持具と、処理室内にガスを導入するガス導入部と、処理室の内壁のうち、基板処理時における支持具上面よりも下方の部分を覆う保護カバー部と、を有し、保護カバー部は、支持具を分解することなく処理室に対し保護カバー部を着脱できるよう、複数のカバー部材に分割されている。【選択図】図１
2008255385.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支持具と、
前記処理室内にガスを導入するガス導入部と、
前記処理室の内壁のうち、基板処理時における前記支持具上面よりも下方の部分を覆う保護カバー部と、を有し、
前記保護カバー部は、前記支持具を分解することなく前記処理室に対し前記保護カバー部を着脱できるよう、複数のカバー部材に分割されている
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、基板に薄膜を堆積する基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板に薄膜を堆積することを目的とした基板処理装置は、基板を処理する処理室と、処理室内で基板を支持する支持具と、処理室内にガスを導入するガス導入部と、を有していた。
【０００３】
ここで、上述の処理室内にガスを導入して基板を処理すると、基板だけでなく、処理室の内壁にも膜が堆積されてしまう問題があった。処理室の内壁に堆積した膜は、堆積量が増加するほど熱応力や膜自身が持つ応力により壁面から剥れやすくなる。そして、処理室の内壁から剥がれた堆積物は、重力、静電気力、流体力等により基板処理中のウェーハ表面に付着して、基板上に形成される配線の断線や短絡等を引き起こす。このような問題を防ぐため、処理室の内壁に堆積した膜を、定期的に除去（クリーニング）する必要がある。
【０００４】
従来、処理室の内壁のクリーニングは、（１）処理室内に腐食性ガスを導入することにより行うか、あるいは、（２）処理室内部に予め設けておいた保護カバー部を交換することにより行っていた（例えば、特許文献１参照）。後者の場合において、単一基板を処理する枚葉式の基板処理装置においては、保護カバー部は、処理室の内壁のうち、基板処理時における支持具上面よりも下方の部分を覆うように設けられ、かつ、一体成形されていることが一般的であった。
【特許文献１】特開２００６−２６９６４６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に枚葉式の基板処理装置が有する支持具は、処理室の内壁の底面を鉛直方向に貫通する支持軸と、支持軸の頂部に設けられ基板を載置する円板状のサセプタと、を備えている。サセプタの径は、サセプタに載置する基板の径に合わせて定められ、支持軸の径よりも太く構成されているのが一般的である。
【０００６】
一方、保護カバー部は、上述したとおり、処理室の内壁のうち、基板処理時における支持具上面よりも下方の部分を覆うように設けられている。保護カバー部の底部には、支持軸を貫通させるための貫通孔が設けられるが、この貫通孔の孔径は、処理室の内壁の露出面積を減らすため、出来る限り小さく構成する必要があった。具体的には、貫通孔の孔径は、支持軸が貫通して昇降可能であれば十分であり、支持軸の径を若干上回る程度の大きさとしていた。
【０００７】
したがって、支持具を分解することなく、保護カバー部を処理室から取り外すことは困難であった。何故なら、保護カバー部に設けられた貫通孔の径が小さく、サセプタと干渉してしまうためである。
そのため、従来は、保護カバー部１００を交換するために、例えば、支持軸からサセプタを一旦取り外したり、支持軸を支持するサセプタ台から支持軸を一旦取り外す等の分解作業と、分解した支持具の再組み立て作業と、が必要であった。さらには、再組み立て後の支持具に関し、昇降動作や昇温動作などの動作確認も必要であった。その結果、交換部品は保護カバー部の１点のみであるにもかかわらず、保護カバー部の交換に際しての基板処理装置の稼動停止時間（ダウンタイム）が長いことが問題であった。
【０００８】
本発明は、支持具を分解することなく処理室に対し保護カバー部を着脱させることを可能とし、保護カバー部の交換に際して基板処理装置の稼動停止時間を短縮することを可能とす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】
本発明の第１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支持具と、前記処理室内にガスを導入するガス導入部と、前記処理室の内壁のうち、基板処理時における前記支持具上面よりも下方の部分を覆う保護カバー部と、を有し、前記保護カバー部は、前記支持具を分解することなく前記処理室に対し前記保護カバー部を着脱できるよう、複数のカバー部材に分割されている基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、支持具を分解することなく処理室に対し保護カバー部を着脱させることが可能であり、保護カバー部の交換に際して基板処理装置の稼動停止時間を短縮することが可能である基板処理装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態を図１および図３を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の断面概略図である。また、図３は、本発明の一実施形態にかかる保護カバー部の斜視図であり、（ａ）は、複数のカバー部材が連結して構成される保護カバー部の斜視図であり、（ｂ）は、保護カバー部を分割してなる複数のカバー部材の斜視図である。
【００１２】
（１）基板処理装置の構成
基板処理装置は、基板２を処理する処理室１と、処理室１内で基板２を支持する支持具１６０と、処理室１内にガスを導入するガス導入部１３と、処理室１の内壁のうち、基板処理時における支持具１６０の上面よりも下方の部分を覆う保護カバー部１００と、を有する。
さらに、基板処理装置は、支持具１６０の周囲に設けられ処理室１内に供給されたガスを排気する環状の排気ダクト３５と、基板処理時における排気ダクト３５の上面よりも下方に設けられ排気ダクト３５により排気されたガスを処理室１外に排気する排気口５と、を有する。以下に、基板処理装置が有するこれらの各要素について、詳細に説明する。
【００１３】
（１−１）処理室
処理室１は、横断面が円形である偏平な反応容器４５内に形成される。反応容器４５は、上部が開口した下容器４７と、その開口を覆う処理室リッドとしての上容器４６と、により構成される。処理室１は密閉可能であり、真空に保持可能である。この処理室１は、基板２、例えば１枚のシリコン基板を処理するように構成されている。下容器４７と上容器４６とは、例えばアルミニウム、ステンレスなどの金属で構成される。
【００１４】
処理室１の上面の中央部分には、後述するガス導入部１３が、上容器４６を鉛直方向に貫通するように設けられる。
【００１５】
処理室１の側面４０ｂを構成する下容器４７の内側面には、下方側が階段状に一段突出した段差部４１が設けられている。この段差部４１上には、後述するコンダクタンスプレート２９が保持される。
【００１６】
処理室１の下部の側面４０ｂの一端には、基板２を搬入搬出する基板搬送口１０が、下容器４７を水平方向に貫通するように設けられる。また、基板搬送口１０とは反対側の処
理室１の側面４０ｂの一端には、後述する排気口５が、下容器４７を水平方向に貫通するように設けられる。基板搬送口１０及び排気口５は、段差部４１の下方に設けられる。
【００１７】
処理室１の底面４２の中央部分には、後述する支持具１６０を取り付けるための貫通孔５８が、下容器４７を鉛直方向に貫通するように設けられる。
【００１８】
また、処理室１の底面４２には、底面４２よりさらに一段と低く形成された底面４２ａが設けられる。この一段と低く形成された底面４２ａには、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成されたリフトピン台１５が、アルミ製ボルト１４によって固定される。
【００１９】
リフトピン台１５には、基板搬入搬出時に基板２を一時的に保持するリフトピン８が、３本ないし４本設けられる。リフトピン８は、後述するサセプタ６０に設けられた貫通孔６１内を貫通可能なように、鉛直方向に設けられる。リフトピン８は、基板２と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。
【００２０】
（１−２）支持具
支持具１６０は、処理室１の底面４２の中央部分に、下容器４７を鉛直方向に貫通するように設けられる。支持具１６０は、サセプタ６０と、支持軸５９と、サセプタ台９と、ベローズ１２と、を備える。
【００２１】
サセプタ６０は、処理室１内に設けられる。サセプタ６０は円板状をしており、その上に基板２を略水平姿勢で保持するように構成されている。なお、サセプタ６０は、コントローラ５０によって制御されるセラミックスヒータなどのヒータ（図示せず）を内蔵しており、基板２を所定温度に加熱することが出来る。また、サセプタ６０は、例えば、石英（ＳｉＯ２）、カーボン、セラミックス、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などで構成される。なお、サセプタ６０には、上述したリフトピン８を貫通させることが可能な貫通孔６１が、鉛直方向に複数設けられる。
【００２２】
支持軸５９は、処理室１の底面４２の中央部分に設けられた上述の貫通孔５８から、処理室１内に鉛直方向に挿入される。支持軸５９の上端部は、上述したサセプタ６０を下方から支持している。
【００２３】
サセプタ台９は、上述した支持軸５９をその下端側から支持し、処理室１外に設けた昇降機構（図示せず）に連結されている。昇降機構によりサセプタ台９を上下動させることにより、支持軸５９を介してサセプタ６０が昇降可能となっている。
サセプタ６０が下降して基板搬送可能位置（図１に示すサセプタ６０の位置よりも下方位置）にあるときは、上述したリフトピン８がサセプタ６０の上面から突出し、リフトピン８が基板２を支持するように構成される。また、サセプタ６０が上昇して基板処理位置（図１の図示位置）にあるときは、リフトピン８はサセプタ６０の上面から埋没し、サセプタ６０が基板２を支持するように構成される。
【００２４】
ベローズ１２は、サセプタ台９と下容器４７との間で支持軸５９を包囲することによって、処理室１内の真空を保持している。
【００２５】
（１−３）ガス導入部
ガス導入部１３は、処理室１の上面の中央部分に、上容器４６を鉛直方向に貫通するように設けられる。ガス導入部１３は、シャワーヘッド１６と、分散板１７と、ガス導入プレート２２と、ガス導入管２３と、を備える。
【００２６】
シャワーヘッド１６は、上容器４６の中央開口に嵌め込まれており、サセプタ６０の上方に設けられる。サセプタ６０と対向するシャワーヘッド１６の中央部には、多数の孔１６ｂを有するシャワープレート１６ａが設けられる。
【００２７】
分散板１７は、シャワープレート１６ａの上に設けられ、多数の孔１７ａを有している。分散板１７とシャワープレート１６ａとの間には、分散板１７の多数の孔１７ａから導入されるガスを分散させる下部空間１７ｂが形成される。
【００２８】
ガス導入プレート２２は、分散板１７の上に設けられ、中央にガスを導入する開口２２ａを有している。ガス導入プレート２２と分散板１７との間には、上述した開口２２ａから導入されるガスを分散させる上部空間１７ｃが形成される。
【００２９】
ガス導入管２３は、ガス導入プレート２２の開口２２ａに鉛直に連結される。ガス導入管２３は、上方から供給されるガスと、側方から供給されるガスと、を合流する合流配管として構成されている。ガス導入管２３の側部開口３からは、原料ガスが供給される。また、ガス導入管２３の上方開口４からは、反応ガスが供給される。なお、例えば、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法においては、原料ガスと反応ガスとは交互に供給されるようになっている。
【００３０】
ガス導入管２３からガス導入プレート２２の開口２２ａに導入されるガスは、上部空間１７ｃを経て分散板１７の多数の孔１７ａから下部空間１７ｂへと入り、さらにシャワーヘッド１６の多数の孔１６ｂを通過して、基板２上にシャワー状に均一に供給される。
【００３１】
上記において、原料ガスとしては、例えば、基板２上にルテニウム（Ｒｕ）膜を堆積させる際には、有機液体原料であるＲｕ（ＥｔＣｐ）２（ビスエチルシクロペンタジエニルルテニウム）が用いられる。また、例えば、基板２上にハーフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯ）膜を堆積させる際には、Ｈｆ−（ＭＭＰ）４およびＳｉ−（ＭＭＰ）４が用いられる。
【００３２】
また、反応ガスとしては、有機液体原料に対して反応性の高い酸素原子（Ｏ）を含有するガス、例えば、Ｏラジカルを含むガス、Ｈ２Ｏガス、Ｏ３ガス等が用いられる。
【００３３】
（１−４）保護カバー部
保護カバー部１００は、処理室１の内壁のうち、基板処理時における支持具１６０の上面よりも下方の部分を覆うように構成されている。なお、処理室１の内壁のうち、基板処理時における支持具１６０の上面よりも下方の部分とは、基板処理位置よりも下方の部分をいい、図１においては、段差部４１よりも下であって、処理室１の下部の側面４０ｂ、および処理室１の底面４２をいう。
【００３４】
保護カバー部１００は、第１カバー部材１０１と、第２カバー部材１０２と、第３カバー部材１０３と、により構成されている。
【００３５】
第１カバー部材１０１は、処理室１の内壁のうち、基板処理時における支持具１６０の上面よりも下方の側面および底面の外周部を覆うように構成されている。すなわち、第１カバー部材１０１は、処理室１の下部の側面４０ｂと、処理室１の底面４２の外周部分と、を覆うように構成されている。
第１カバー部材１０１の最小内径は、サセプタ６０の外周よりも大きく構成されている。このため、第１カバー部材１０１は、処理室リッドとしての上容器４６を開けた状態で、サセプタ６０を取り外さなくても着脱可能なように構成されている。
なお、第１カバー部材１０１の側面であって、下容器４７に設けられた基板搬送口１０
に対応する位置には、基板搬送口１０と同形状の開口１０１ａが、第１カバー部材１０１を水平方向に貫通するように設けられている。さらに、第１カバー部材１０１の側面であって、下容器４７に設けられた排気口５に対応する位置には、排気口５と同形状の開口１０１ｂが、第１カバー部材１０１を水平方向に貫通するように設けられる。
【００３６】
第２カバー部材１０２は、処理室１の底面４２のうち、第１カバー部材１０１で覆われていない部分の一部を覆うように構成されている。具体的には、第２カバー部材１０２は半円板として構成され、処理室１の底面４２のうち、第１カバー部材１０１に覆われる外周部分を除く基板搬送口１０側の半面を覆うように構成されている。
第２カバー部材１０２には、処理室１の底面４２に設けられた貫通孔５８と一致する位置に、支持軸５９と干渉しないような半円状の切込み１０２ｃが設けられている。
また、第２カバー部材１０２には、リフトピン８に対応する位置に、リフトピン８を挿通可能な貫通孔１０２ａが２箇所設けられている。さらに、第２カバー部材１０２には、リフトピン台１５を固定するアルミ製ボルト１４に対応する位置に、アルミ製ボルト１４のボルト部を挿通可能な貫通孔１０２ｂが２箇所設けられている。
【００３７】
第３カバー部材１０３は、処理室１の底面４２のうち、第１カバー部材１０１と第２カバー部材１０２とで覆われていない部分を覆うように構成されている。具体的には、第３カバー部材１０３は半円板として構成され、処理室１の底面４２のうち、第１カバー部材１０１で覆われる外周部と第２カバー部材１０２で覆われる領域とを除く、排気口５側の半面を覆うように構成されている。
第３カバー部材１０３には、処理室１の底面４２に設けられた貫通孔５８と一致する位置に、支持軸５９と干渉しないような半円状の切込み１０３ｃが設けられている。
また、第３カバー部材１０３には、リフトピン８に対応する位置に、リフトピン８を挿通可能な貫通孔１０３ａが１箇所設けられている。さらに、第３カバー部材には、リフトピン台１５を固定するアルミ製ボルト１４に対応する位置に、アルミ製ボルト１４のボルト部を挿通可能な貫通孔１０３ｂが１箇所設けられている。
【００３８】
なお、処理室１への保護カバー部１００の取り付けは、処理室リッドとしての上容器４６を開けて、処理室１の底面に第２カバー部材と第３カバー部材とを互いに結合させるように設置し、次いで、第１カバー部材を第２カバー部材と第３カバー部材とに結合させるように設置することで行う。
また、処理室１からの保護カバー部１００の取り外しは、処理室リッドとしての上容器４６を開けて、第１カバー部材を取り外し、次いで第３カバー部材、第２カバー部材を順次取り外すことで行う。
これにより、支持具１６０からサセプタ６０を取り外すことなく、処理室１に保護カバー部１００を着脱させることが出来る。
【００３９】
なお、保護カバー部１００を構成する各カバー部材１０１〜１０３の外周部は、該カバー部材に隣接するカバー部材の外周部と所定幅を保つよう互いに重なり合うように構成されている。これにより、カバー部材の接合部分を通じて保護カバー部１００の裏側へガスが回り込む現象を抑制することが出来る。
【００４０】
また、第１カバー部材１０１、第２カバー部材１０２、第３カバー部材１０３が隣接して接触する各カバー部材の外周部は、段つき構造により互いに重ね合わさるように構成することが好ましい。なお、図３では図示は省略したが、第２カバー部材１０２と第３カバー部材１０３とが隣接して接触する部分も、段付き構造により互いに重ね合わさるように構成することが好ましい。このように構成することにより、カバー部材の接合部分を通じてのガスの回り込み現象をさらに抑制することが出来るためである。
【００４１】
カバー部材の接合部分を通じてのガスの回り込み易さは、導入するガスの種別、処理室内の圧力や温度などの諸条件によって異なるが、本発明の一実施形態においては、回り込みの抑制効果をさらに高めるために、重ね合わせの所定幅を５ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００４２】
各カバー部材１０１〜１０３は、例えば、金属（ＳＵＳ、アルミ等）、石英（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等により構成されることが好ましい。なお、金属材料を用いる場合には、原料ガスや反応ガスによる処理室１内の汚染を軽減するため、酸化皮膜又は耐腐食性処理（例えばＮｉＦ処理等）を実施することが好ましい。
【００４３】
なお、参考までに、従来の基板処理装置における保護カバー部１００’の構成について、図２、図４を用いて説明する。図２は、従来の基板処理装置の断面概略図であり、図４は、従来の基板処理装置で用いられていた保護カバー部の斜視図である。
【００４４】
従来の基板処理装置における保護カバー部１００’は、図４に示すとおり、一体成形されている。また、保護カバー部１００’には支持軸５９を挿通させるための貫通孔１００’ａが設けられている点は、上述の保護カバー部１００と同様である。
【００４５】
従来は、保護カバー部１００’の交換は、支持軸５９からサセプタ６０を取り外すか、サセプタ台９から支持軸５９を取り外してから行う必要があった。何故なら、処理室１の底面４２の露出を極力少なくするためには、貫通孔１００’ａの径を小さく構成する必要があり、保護カバー部１００’を着脱しようとすると、貫通孔１００’ａとサセプタ６０とが干渉してしまうためである。
【００４６】
（１−５）排気ダクト
排気ダクト３５は、コンダクタンスプレート２９と、ロワープレート７とから構成される。
【００４７】
コンダクタンスプレート２９は、処理室１内の基板処理位置の近傍であって、下容器４６の内側面に設けられた段差部４１上に保持される。
コンダクタンスプレート２９は、内周部に基板２を収容する穴３４が設けられ、１枚のドーナツ状をした円板として構成される。
コンダクタンスプレート２９の外周部には、所定間隔を開けて周方向に配列された複数の排出口２６が設けられる。排出口２６は、コンダクタンスプレート２６の外周部がコンダクタンスプレート２９の内側部を支えることができるよう、不連続に形成される。
【００４８】
ロワープレート７は、リング状の凹部３７と、凹部３７の内側上部に一体的に設けられたフランジ部３７ａと、から構成される。
凹部３７は、サセプタ６０の外周部と、処理室の側面４０ｂとの隙間３８を塞ぐように設けらる。凹部３７の底部の後述する排気口５側に、ガスを凹部３７から排気口５へ流通させるためのプレート排気口２８を有するよう構成される。
フランジ部３７ａは、サセプタ６０の上部外周縁上に係止する係止部として機能する。フランジ部３７ａが、サセプタ６０の上部外周縁上に係止することにより、ロワープレート７が、サセプタ６０とともに昇降するようになっている。
【００４９】
サセプタ６０が上昇してロワープレート７が基板処理位置に運ばれたとき、基板処理位置に保持されているコンダクタンスプレート２９が、ロワープレート７の凹部３７を塞ぎ、ロワープレート７の凹部３７内をガス流路領域Ａとする排気ダクト３５が形成される。なお、このとき、排気ダクト３５と基板２とサセプタ６０とによって、処理室１内が、排気ダクト３５よりも上方の処理室上部１ａと、排気ダクト３５よりも下方の処理室下部１
ｂと、に仕切られる。
【００５０】
コンダクタンスプレート２９およびロワープレート７は、排気ダクト３５の内壁に堆積する反応生成物をエッチングする場合を考慮し、高温保持が可能な材料で構成することが好ましい。例えば、耐高温高負荷用石英は、反応容器４５を構成するアルミニウムよりも高温に強く、また、耐高温高負荷用石英の輻射率εは０．８程度であってアルミニウムの輻射率ε０．０５〜０．２程度よりも高いため、高温（２００〜５００℃程度）を保持し易く、コンダクタンスプレート２９およびロワープレート７の材料として好適である。
【００５１】
なお、上記のとおり、排気ダクト３５を、コンダクタンスプレート２９とロワープレート７とに分離可能に構成しているのは次の理由による。
ロワープレート７を外周に設けたサセプタ６０を、処理室１内で昇降可能なようにするには、処理室１の側面４０ｂを覆う保護カバー部１００の内壁面と、ロワープレート７側面とが干渉しないように隙間３８を確保する必要がある。しかし、この場合、基板処理時に処理室上部１ａに供給されたガスの一部が、排気ダクト３５を構成するロワープレート７の凹部３７に排出されず、隙間３８を通って処理室下部１ｂに回り込むおそれがある。
このような問題に対し、ロワープレート７を昇降可能に設け、コンダクタンスプレート２９を基板処理位置に保持するように構成すれば、サセプタ６０と一緒にロワープレート７が基板処理位置に搬送されたときに、上述の隙間３８を、基板処理位置に保持したコンダクタンスプレート２９によって塞ぐことが出来る。すなわち、排気ダクト３５を、コンダクタンスプレート２９とロワープレート７とに分離可能に構成することで、サセプタ６０の昇降を許容する隙間３８を確保しつつ、基板処理時には隙間３８を塞ぎ、ガスの一部の処理室下部１ｂへの回り込みを抑制することが出来る。
【００５２】
（１−６）排気口
排気口５は、上述の基板搬送口１０とは反対側の処理室１の側面４０ｂの一端に、下容器４７を水平方向に貫通するように設けられる。
【００５３】
排気口５は、図示しない真空ポンプに接続されており、排気ダクト３５のプレート排気口２８から排気されたガスを、処理室１外に排気するよう構成されている。なお、処理室１内は、必要に応じて圧力制御手段（図示せず）によって所定の圧力に制御できるようになっている。
【００５４】
ここで、基板処理時におけるガスの流れについて説明する。
ガス導入部１３から供給されるガスは、分散板１７、シャワープレート１６ａで分散されて、処理室上部１ａ内に導入される。
そして、導入されたガスは、基板処理位置にあるサセプタ６０上に載置された基板２上を、基板２の径方向外側に向かって放射状に流れる。
そして、基板２に接触した後の余剰なガスは、サセプタ６０の外周に設けられた排気ダクト３５上（すなわちコンダクタンスプレート２９上）を、径方向外側に向かって放射状に流れ、排気ダクト３５上に設けられた排出口２６から、環状のガス流路領域Ａ内に排出される。
そして、排出されたガスは、ガス流路領域Ａ内をサセプタ周方向に流れ、排気ダクト３５に設けられたプレート排気口２８から排気口５へと排気される。
以上の通り、排気ダクト３５により、処理室下部１ｂ内への、すなわちサセプタ６０の裏面や処理室１の底面４２側へのガスの回り込みが抑制される。
【００５５】
また、本発明の一実施形態による基板処理装置では、ガスの流路が、上容器４６の内壁面と下容器４７の上部内壁面との間に形成される処理室上部１ａと、サセプタ６０及びコンダクタンスプレート２９の上面と、排気ダクト３５のガス流路領域Ａと、に限定されて
いる。従って、基板処理時のガス流路容積は、処理室１全体の容積よりも少なく構成されている。
【００５６】
以上、述べたように、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置が構成される。
【００５７】
（２）基板処理方法
次に、半導体装置を製造する工程の一工程としての基板処理方法について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の一実施形態にかかる基板処理方法を示すフロー図である。なお、ここでは、シリコン基板上にＡＬＤ法によりルテニウム膜またはハフニウムシリケート膜を堆積させる場合を例にとって説明する。
【００５８】
（２−１）基板の搬入工程
まず、サセプタ６０を搬入搬出位置に下降させる。そして、１枚のシリコン基板２を、基板搬送口１０を介して処理室１内に搬入し、リフトピン８上に移載して保持する（Ｓ１）。
【００５９】
（２−２）基板の支持工程
次いで、図示しない昇降機構によりサセプタ６０を所定の基板処理位置まで上昇させる。その結果、基板２は、リフトピン８からサセプタ６０上に自動的に載置される（Ｓ２）。なお、図１はこの状態を示している。
【００６０】
なお、サセプタ６０を基板処理位置まで上昇させると、小容積の処理室上部１ａが形成される。また、ロワープレート７の凹部３７の開口上部が、基板処理位置に保持してあるコンダクタンスプレート２９によって覆われ、排気ダクト３５が形成される。排気ダクト３５の内部にはガス流路領域Ａが形成される。このガス流路領域Ａは排気路となる。
【００６１】
（２−３）基板処理工程
次いで、サセプタ６０に内蔵されたヒータを加熱して、シリコン基板２を一定時間加熱する。処理室１内の圧力は、図示しない圧力制御手段により制御する。シリコン基板２が所定の温度に加熱され、圧力が安定した後、成膜を開始する。成膜は次の４つの工程から成り、４つの工程を１サイクルとして、所望の厚さの膜が堆積するまで複数回サイクルを繰り返す。
【００６２】
工程１では、原料ガスを、ガス導入部１３の側部開口３から、分散板１７とシャワープレート１６ａとを通過させて、処理室１内にシャワー状に導入する（Ｓ３）。その結果、原料ガスは、シリコン基板２上に供給されて、その表面に吸着する。なお、余剰ガスはコンダクタンスプレート２９の上面に設けた排出口２６から、ロワープレート７の凹部３７内を流れ、プレート排気口２８より排気され、排気口５から処理室１外に排気される。
【００６３】
工程２では、パージガスとしてのＡｒガスを、ガス導入部１３の側部開口３から、分散板１７とシャワープレート１６ａとを通過させて、処理室１内にシャワー状に導入する（Ｓ４）。その結果、ガス導入部１３や処理室１内に残留している原料ガスは、Ａｒガスによりパージされ、コンダクタンスプレート２９の上面に設けた排出口２６から、ロワープレート７の凹部３７内を流れ、プレート排気口２８より排気され、排気口５から処理室１外に排気される。
【００６４】
工程３では、反応ガスを、ガス導入部１３の上方開口４から、分散板１７とシャワープレート１６ａとを通過させて、処理室１内にシャワー状に導入する（Ｓ５）。その結果、反応ガスは、シリコン基板２上に供給されて、シリコン基板２上に吸着している原料ガスと表面反応することにより薄膜を形成する。なお、余剰ガスはコンダクタンスプレート２
９の上面に設けた排出口２６から、ロワープレート７の凹部３７内を流れ、プレート排気口２８より排気され、排気口５から処理室１外に排気される。
【００６５】
工程４では、パージガスとしてのＡｒガスを、ガス導入部１３の上方開口４から、分散板１７とシャワープレート１６ａとを通過させて、処理室１内にシャワー状に導入する（Ｓ６）。その結果、ガス導入部１３や処理室１内に残留している反応ガスは、Ａｒによりパージされ、コンダクタンスプレート２９の表面に設けた排出口２６から、ロワープレート７の凹部３７内を流れ、プレート排気口２８より排気され、排気口５から処理室１外に排気される。
【００６６】
上述した４つの工程を１サイクルとして、所望の厚さの薄膜が堆積するまでこのサイクルを複数回繰り返す。工程１〜４に要する時間は、スループット向上のために、各工程で１秒以下が望ましい。
【００６７】
なお、シリコン基板２上にルテニウム（Ｒｕ）薄膜を堆積させる際には、例えば原料ガスとしてＲｕ（ＥｔＣｐ）２ガスを用い、反応ガスとして活性化させた酸素ガスを用いる。その際の処理条件としては、例えば、処理温度２００〜６００℃、処理圧力１０〜５００Ｐａ、キャリアガスを含む原料ガスのガス供給流量５００〜２０００ｓｃｃｍ、反応ガスのガス供給流量１０〜１０００ｓｃｃｍ、Ａｒガスのガス供給流量１５００〜３０００ｓｃｃｍが例示される。
【００６８】
また、シリコン基板２上にハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯ）薄膜を堆積させる際には、例えば原料ガスとしてＨｆ−（ＭＭＰ）４ガスとＳｉ−（ＭＭＰ）４ガスとを用い、反応ガスとしてＯ３ガスを用いる。その際の処理条件としては、例えば、処理温度２００〜６００℃、処理圧力１０〜５００Ｐａ、キャリアガスを含む原料ガスのガス供給流量５００〜２０００ｓｃｃｍ、反応ガスのガス供給流量１０〜１０００ｓｃｃｍ、Ａｒガスのガス供給流量１５００〜３０００ｓｃｃｍが例示される。
【００６９】
（２−４）基板の搬出工程
成膜終了後、サセプタ６０を搬入搬出位置まで降下させる。そして、処理後のシリコン基板２を、図示しない搬送ロボットにより、基板搬送口１０を経由して図示しない搬送室へと搬出する（Ｓ７）。
【００７０】
（２−５）保護カバー部の交換工程
上述の基板処理工程を繰り返すことにより、保護カバー部１００へ所定厚さを超える薄膜が堆積した場合、以下の手順により、膜が堆積した保護カバー部１００を、堆積のない新たな保護カバー部１００へと交換する。
【００７１】
まず、サセプタ６０を基板処理位置まで上昇させ、処理室リッドとしての上容器４６を開ける（Ｓ８）。そして、サセプタ６０の周囲から、コンダクタンスプレート２９とロワープレート７とを取り外す（Ｓ９）。
【００７２】
次いで、処理室１内から、膜が堆積した第１カバー部材１０１、第２カバー部材１０２、第３カバー部材１０３を順次取り外す（Ｓ１０）。
【００７３】
次いで、別途用意した堆積のない新たな第２カバー部材１０２と第３カバー部材１０３とを、処理室１の底面４２に、互いに結合させるように設置する（Ｓ１１）。さらに、別途用意した堆積のない新たな第１カバー部材１０１を、これら第２カバー部材１０２と第３カバー部材１０３の外周部に結合させるように設置して、保護カバー部１００の取り付けを完了する（Ｓ１１）。
【００７４】
次いで、サセプタ６０の周囲に、コンダクタンスプレート２９とロワープレート７とを再度取り付ける。そして、上容器４６を閉めて処理室１を密閉し（Ｓ１３）、保護カバー部１００の交換を完了する。
【００７５】
なお、各工程における基板温度、処理室内圧力は、それぞれ、コントローラ５０、圧力制御手段により制御される。
【００７６】
（３）本発明の一実施形態における効果
本発明の一実施形態によれば、保護カバー部１００は、支持具１６０からサセプタ６０を取り外すことなく、処理室１に対し保護カバー部１００を着脱できるように、第１カバー部材１０１と、第２カバー部材１０２と、第３カバー部材１０３と、に分割可能に構成されている。
このため、保護カバー部１００の交換に際し、支持具１６０の分解作業と、分解した支持具１６０の再組み立て作業とが不要になる。さらには、再組み立て後の支持具１６０に関し、昇降動作や昇温動作などの動作確認が不要になる。
その結果、保護カバー部１００の交換に要する基板処理装置の稼動停止時間を大幅に短縮させることが可能となる。具体的には、処理室リッドとしての上容器４６を開けてから保護カバー部の交換を完了させるまでに、従来では３〜４時間程度要していたところ、本発明の一実施形態によれば、３０分以内で交換を完了できるようになる。
【００７７】
また、本発明の一実施形態によれば、保護カバー部１００を構成する各カバー部材１０１〜１０３の外周部は、該カバー部材に隣接するカバー部材の外周部と所定幅を保つよう互いに重なり合うように構成されている。これにより、カバー部材の接合部分を通じて、保護カバー部１００の裏側へガスが回り込む現象を抑制することが出来る。
【００７８】
また、本発明の一実施形態によれば、保護カバー部１００を構成する各カバー部材１０１〜１０３の外周部は、段つき構造により、互いに重ね合わさるように構成されている。これにより、上述のガスの回り込み抑制効果をさらに向上させることが出来る。
【００７９】
また、本発明の一実施形態によれば、各カバー部材１０１〜１０３の外周部は、該カバー部材に隣接するカバー部材の外周部と５ｍｍ以上の幅を保つよう互いに重なり合うように構成されている。カバー部材の接合部分を通じてのガスの回り込み易さは、導入するガスの種別、処理室内の圧力や温度などの諸条件によって異なるが、以上のように構成することにより、上述のガスの回り込み抑制効果をさらに向上させることが出来る。
【００８０】
＜本発明の他の実施形態＞
なお、上述した実施形態では、保護カバー部材１００を、第１カバー部材１０１、第２カバー部材１０２、第３カバー部材１０３の３つに分割できる構成を例示したが、本発明は必ずしも３分割の形態に限定されない。すなわち、保護カバー部１００は、支持具１６０を分解することなく処理室１に対し保護カバー部１００を着脱できるように構成されていればよく、例えば、２分割であっても、４分割であってもよい。
【００８１】
また、本発明で用いるガスは、上述したガスに限らず、用途に応じてさまざまな種類から適宜選択可能である。例えば、原料ガスとしては、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｓｉを含むガスに限らず、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｂａ、Ｌａ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉなどを含むガスを用いることが出来る。また、反応ガスとしてはＯラジカル、Ｈ２Ｏガス、Ｏ３ガスの他に、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、Ｎ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ６、またはこれらを活性化手段により活性化させることにより生成したこれらのラジカル種、イオン種を含むガスを用いることが出来る。
【００８２】
また、上記では、本発明の一実施形態として本発明をＡＬＤ法による成膜に適用した場合について説明したが、本発明はこの他に、原料ガスと反応ガスとを交互、もしくは同時に供給するＭＯＣＶＤ法による成膜にも適用できる。
【００８３】
＜本発明の好ましい態様＞
本発明の第１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支持具と、前記処理室内にガスを導入するガス導入部と、前記処理室の内壁のうち、基板処理時における前記支持具上面よりも下方の部分を覆う保護カバー部と、を有し、前記保護カバー部は、前記支持具を分解することなく前記処理室に対し前記保護カバー部を着脱できるよう、複数のカバー部材に分割されている基板処理装置が提供される。
【００８４】
本発明の第１の態様において、好ましくは、前記保護カバー部は、前記処理室の内壁のうち、前記基板処理時における前記支持具の上面よりも下方の側面および底面の一部を覆う第１カバー部材と、前記底面のうち、第１カバー部材で覆われていない部分の一部を覆う第２カバー部材と、前記底面のうち、前記第１カバー部材と前記第２カバー部材とで覆われていない部分を覆う第３カバー部材と、に分割可能に構成されている。
また、好ましくは、前記保護カバー部を構成するカバー部材の外周部は、前記保護カバー部の裏側への前記ガスの回り込みを防ぐことが出来るよう、該カバー部材に隣接するカバー部材の外周部と所定幅を保つよう互いに重なり合うように構成される。
また、好ましくは、前記所定幅とは５ｍｍ以上であるように構成される。
【００８５】
本発明の第２の態様によれば、基板を処理室内に搬入する工程と、前記処理室内に設けられた支持具により前記基板を支持する工程と、前記処理室内にガスを導入して前記基板を処理する工程と、処理後の前記基板を前記処理室より搬出する工程と、を有し、前記基板を処理する工程の後に、前記処理室の内壁のうち、前記ガス導入時における前記支持具上面よりも下方の部分を覆うように設けられた保護カバー部を複数のカバー部材に分割して少なくとも１つずつ取り外すことにより、前記支持具を分解することなく、前記保護カバー部を前記処理室外へ取り出す工程と、前記基板を処理する工程の前に、複数のカバー部材を少なくとも１ずつ所定箇所に取り付けると共に、それぞれを連結して保護カバー部を組み立てることにより、前記支持具を分解することなく、前記処理室の内壁のうち、前記ガス導入時における前記支持具よりも下方の部分を前記保護カバー部で覆う工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の断面概略図である。
【図２】従来の基板処理装置の断面概略図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる保護カバー部の斜視図であり、（ａ）は、複数のカバー部材が連結して構成される保護カバー部の斜視図であり、（ｂ）は、保護カバー部を分割してなる複数のカバー部材の斜視図である。
【図４】従来の基板処理装置で用いられていた保護カバー部の斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる基板を処理する方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００８７】
１      処理室
２      基板
１３    ガス導入部
１００  保護カバー部
１０１  第１カバー部材
１０２  第２カバー部材
１０３  第３カバー部材
１６０  支持具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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