(57)【要約】【課題】シールド部材を取り去ることによってヒータからの熱伝達効率を改善し、被処理基板を挿入した後の温度安定時間を短縮することを可能にする。【解決手段】反応室１内に置いた被処理基板９を反応室１の外側に配設した加熱手段１８により加熱する一方、反応室１内に設けた電極４に高周波電力を供給してプラズマ８を生成し、該プラズマにより導入ガスを励起して得た活性種を被処理基板９に供給する基板処理装置において、上記反応室１と加熱手段１８との間にシールド部材１０を配設しない構成とし、上記加熱手段１８に電力を供給する基板加熱制御系（６、１８）に高周波ノイズフィルタ２０を介設する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応室内に置いた被処理基板を反応室の外側に配設した加熱手段により加熱する一方、反応室内に設けた電極に高周波電力を供給してプラズマを生成し、該プラズマにより導入ガスを励起して得た活性種を被処理基板に供給する基板処理装置において、
前記反応室と加熱手段との間にシールド部材を配設しない構成とし、
前記加熱手段に電力を供給する基板加熱制御系に高周波ノイズフィルタを介設したことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記加熱手段の外周囲を覆って金属製のカバーを更に設け、このカバーをアースに接続したことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェハなどの基板の表面をエッチングしたり、薄膜を形成したりする基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術について図２で説明する。
【０００３】
図２は複数の被処理基板を一括してリモートプラズマ処理する装置の断面図である。反応室（反応管）１は反応室壁（反応管壁）３及びシールフランジ１２で気密に構成され、該反応室１の側部には反応室壁３と一体となったバッファ室２が設けてある。反応室壁３とバッファ室２を構成する壁は石英などの誘電体で構成する。
【０００４】
上記バッファ室２の中にはプラズマ８を生成するための電極４が設けてあり、ガス導入口１１から導入したガスをバッファ室２内でプラズマ化し、バッファ室２の小孔１７から被処理基板９に向けて活性な粒子を吹き出す構造となっている。
【０００５】
プラズマ８を生成する電極４は絶縁ブロック１３を介して整合器１５と接続され、高周波電源１４が出力する高周波電力を整合器１５を経由して供給できるようになっている。
【０００６】
バッファ室２の小孔１７から吹き出た活性種は、多段に積まれた被処理基板９の表面に到達し、処理が行なわれる。
【０００７】
反応室１内は、反応室壁３の外側に設けたヒータ１８に、電源１９の電力を供給して、加熱する構造となっている。
【０００８】
熱電対５が測定した反応室壁３周辺の温度は、熱電対５で電気信号に変換されて、サイリスタ制御部（サイリスタ調節部）７に入力され、反応室壁３周辺の温度が所定の値になるように、サイリスタ制御部７がサイリスタ６を駆動制御してヒータ１８への供給電力をクローズドループ方式で制御する。
【０００９】
反応室壁３の下部には反応室１内部を排気するための排気口１６が設けてある。反応室１の開放端はシールフランジ１２によって気密に保持される。
【００１０】
バッファ室２でプラズマ８を生成している間、電極４が発する高周波電力がヒータ１８に重畳しないように、反応室１とヒータ１８の問には電界遮蔽用のシールド部材１０が設けてある。
【００１１】
次に上記処理装置の動作を説明する。
【００１２】
図示しないエレベータ機構で、被処理基板９を装填するための図示しないボートを載せたシールフランジ１２を下げて、被処理基板９をボートに載置した後、シールフランジ１２を上昇させて反応室１の内部に挿入する。
【００１３】
ヒータ１８に電源１９から供給される電力を投入し、反応室壁３及び内部の図示しないボート、被処理基板９などを、所定の温度に加熱する。同時に反応室（反応管）１内部の気体を排気口１６から図示しないポンプで排気する。
【００１４】
反応室１内部の温度は、シールド部材１０及びヒータ１８間に設けた熱電対５で測定して検出し、その結果に応じて所定の温度になるようにサイリスタ６をサイリスタ制御部７により制御し、ヒータ１８に供給する電力を調節する。
【００１５】
被処理基板９が所定の温度になった時点で、反応室１にガス導入口１１から反応ガスを導入し、図示しない圧力調整機構によって反応室１内の圧力を一定の値に保持する。
【００１６】
反応室１内部の圧力は図示しない圧力調整機構により所定の値に保持する。
【００１７】
反応室１内部の圧力が所定の圧力になった時点で、高周波電源１４の発する高周波電力を、整合器１５を介して電極４に供給し、バッファ室２の内部にプラズマ８を生成する。
【００１８】
ガス導入口１１から導入されたガスはプラズマ８で励起され、活性種が小孔１７から吹き出て被処理基板９に供給される。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の基板処理装置において問題になるのは、反応室１内に挿入した被処理基板９を所定温度まで昇温し且つ安定化させるまでに要する温度安定時間が比較的長いことである。
【００２０】
すなわち、反応室１とヒータ１８の間にシールド部材１０があるため、室温で反応室１に挿入された被処理基板９を加熱昇温させる際に、シールド部材１０がヒータ１８からの熱伝達の抵抗となり、被処理基板９の温度安定に余分な時間が必要となる。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、シールド部材を取り去ることによってヒータからの熱伝達効率を改善し、被処理基板を挿入した後の温度安定時間を短縮することを可能にすることにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。
【００２３】
本発明は、反応室内に置いた被処理基板を反応室の外側に配設した加熱手段により加熱する一方、反応室内に設けた電極に高周波電力を供給してプラズマを生成し、該プラズマにより導入ガスを励起して得た活性種を被処理基板に供給する基板処理装置において、前記反応室と加熱手段との間にシールド部材を配設しない構成とし、前記加熱手段に電力を供給する基板加熱制御系に高周波ノイズフィルタを介設したことを特徴とする基板処理装置である（請求項１）。
【００２４】
反応室と加熱手段との間にシールド部材を配設しない構成とすること、すなわち従来存在していたシールド部材を取り去ると、反応室と加熱手段との間にシールド部材を配設しない構成となり、ヒータからの熱が直接に反応室（反応管）に伝わるため、熱伝達効率が改善され、被処理基板を挿入した後の温度安定時間を短縮することができる。
【００２５】
しかし、反面、反応室内のバッファ室において電極に高周波電力を供給してプラズマを生成しているため、シールド部材を取り去ると、その高周波電力成分がヒータの電力系統に重畳され、ヒータの電力制御系つまり加熱手段に電力を供給している基板加熱制御系に高周波ノイズが重畳する。そこで、この加熱手段に電力を供給している基板加熱制御系中に高周波ノイズフィルタを設けて、高周波ノイズによる誤動作を防止する。
【００２６】
上記のように従来存在していたシールド部材を取り去ると、プラズマ源からの高周波電力成分がそのまま基板処理装置外に出て行き、各種機器に対するノイズ源となる。そこで、上記構成の基板処理装置において、上記加熱手段の外周囲を覆って金属製のカバーを更に設け、このカバーをアースに接続して、外部への電磁放射を阻止する構成とすることが好ましい（請求項２）。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に、半導体デバイスの製造工程のうちの一工程で使用する本発明の基板処理装置の実施形態を図面を用いてに説明する。
【００２８】
図１は本発明の基板処理装置の反応室部分を側面から見た断面図である。
【００２９】
反応室１は反応室壁３及びシールフランジ１２で気密に構成され、該反応室１内の側部には反応室壁３と一体となったバッファ室２が設けてある。反応室壁３とバッファ室を構成する壁は石英などの誘電体で構成する。
【００３０】
該バッファ室２の中にはプラズマ８を生成するための電極４が設けてあり、ガス導入口１１から導入したガスをバッファ室２内でプラズマ化し、バッファ室２の小孔１７から被処理基板に向けて活性な粒子を吹き出す構造となっている。
【００３１】
プラズマ８を形成するための電極４は、絶縁ブロック１３を貫通して引き出され、整合器１５を介して高周波電源１４と接続されており、これにより高周波電源１４が出力する高周波電力を整合器１５を経由して電極４に供給できるようになっている。
【００３２】
バッファ室２の小孔１７から吹き出た活性種は、多段に積まれた被処理基板９表面に到達し処理か行なわれる。
【００３３】
反応室１はその反応室壁３の外側に設けたヒータ１８によって加熱する構造となっている。このヒータ１８は、正確には、一端側で折り返された形で、反応室壁３の上面及び周面を覆うように断面逆Ｕ字状に配設され、その端子は、サイリスタ６を介して電源１９に接続されている。このサイリスタ６には、その導通角を位相制御するためのサイリスタ制御部７が設けられており、熱電対５からの電気信号（検出温度信号）を受けて所定の温度制御をなすように構成されている。このサイリスタ６、サイリスタ制御部７及び熱電対５は、ヒータ１８に電力を供給対する基板加熱制御系の電力調整装置を構成する。
【００３４】
しかし、従来の図２の場合と異なり、ヒータ１８と反応室１の間に電界遮蔽用のシールド部材１０が存在しない。このため反応室１は、この電界遮蔽用のシールド部材１０が存在しない分だけ効率良くヒータ１８により加熱制御されることになる。すなわち、反応室１はヒータ１８により直接に加熱されると共に、その反応室１の温度は、反応室１とヒータ１８の間に設けた熱電対５により測定され、この電気信号（温度検出信号）がサイリスタ制御部７に入力される。そこで、サイリスタ制御部７は、この温度検出信号に基づき所要の設定温度になるようにサイリスタ６の導通角を加減して、ヒータ１８に供給する電力を制御する。
【００３５】
しかし、ヒータ１８の加熱負荷となる電界遮蔽用のシールド部材１０を省略したことにより、ヒータ１８による加熱制御が効率良くなる反面、ヒータ１８の基板加熱制御系にプラズマ発生系からの高周波ノイズが重畳する。つまり、バッファ室２でプラズマ８を生成している間、電極４が発する高周波電力の一部がヒータ１８に重畳し、その高周波電力がサイリスタ６やサイリスタ制御部７に伝播し、上記温度制御の精度に影響を与える。
【００３６】
そこで、この高周波ノイズによる誤動作を防止するため、電力ライン及び信号ラインそれぞれに高周波ノイズフィルタを設けて高周波成分を除去する。この実施形態では、サイリスタ６からヒータ１８への主電源系統中に電力ラインノイズフィルタ２０を挿入し、また、熱電対５からサイリスタ制御部７への信号系統中に信号ラインノイズフィルタ２１を挿入している。
【００３７】
また、電界遮蔽用のシールド部材１０を省略したことにより、上記高周波電力成分がヒータ１８よりも外側に電磁放射されることになり、周囲に悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、この実施形態では、図１中に点線で示すように、上記ヒータ１８の外側に金属製のカバー２２を設けて、加熱手段たるヒータ１８の外周囲を覆い、このカバー２２をアースに接続している。カバー２２は、逆Ｕ字状のヒータ１８の外側（外周面）を覆うだけであり、内側（内周面）は覆わない。
【００３８】
次に上記した基板処理装置の動作を説明する。
【００３９】
図示しないエレベータ機構で、被処理基板を装填するための図示しないボートが載ったシールフランジ１２を下げて、被処理基板９をボートに載置した後、シールフランジ１２を上昇させて反応室１内部に挿入する。なおシールフランジ１２には反応室内部を排気するための排気口１６が設けてある。
【００４０】
ヒータ１８に電源を投入し、反応室壁３及び内部の図示しないボート、被処理基板９などを所定の温度に加熱する。同時に反応室１内部を排気口１６から図示しないポンプで排気する。
【００４１】
反応室１内部の温度が熱電対５で測定され、その検出された温度検出信号を受けて、サイリスタ制御部７が、所定の温度になるようにサイリスタ６の導通角を位相制御し、ヒータ１８に供給する電力を調節する。
【００４２】
被処理基板９が所定の温度になった時点で、反応室１にガス導入口１１から反応ガスを導入し、図示しない圧力調整機構によって反応室１内の圧力を所定の値に保持する。
【００４３】
反応室１内部の圧力は図示しない圧力調整機構内部の温度を所定の値に保持する。
【００４４】
反応室１内部の圧力が所定の圧力になった時点で、高周波電源１４の発する高周波電力を整合器１５を介して電極４に供給し、バッファ室内部にプラズマ８を生成する。
【００４５】
ガス導入口１１から導入されたガスはプラズマ８で励起され、活性種が小孔１７から吹き出て被処理基板９に供給される。
【００４６】
本処理装置においては、反応室（反応管）１とヒータ１８の間にシールド部材が無いため、室温の被処理基板９が反応室１に挿入された後、下がった反応室１内の温度を所定温度に昇温し安定化させるまでの温度安定時間が大幅に短縮される。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、反応室（反応管）と加熱手段（ヒータ）の間にシールド部材が不要となるため、ヒータからの熱が効率良く反応室に伝達する。従って、被処理基板の挿入で低下した炉を、所定温度へと昇温し且つ安定化させるまでに要する温度安定時間を大幅に短縮することができる。よって、この温度安定時間が短縮されることで、被処理基板を処理するスループットが向上する。一方、基板加熱制御系中に高周波ノイズフィルタを挿入し高周波ノイズを除去しているため、反応室と加熱手段の間にシールド部材が無いことによる悪影響を無くすことができる。
【００４８】
また、加熱手段の外周囲を覆って金属製のカバーを設けて接地する構成とすることで、外部への電磁放射も阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板処理装置の構成を示した図である。
【図２】従来の基板処理装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
１　反応室（反応管）
２　バッファ室
３　反応室壁（反応管壁）
４　電極
５　熱電対
６　サイリスタ
７　サイリスタ制御部
８　プラズマ
９　被処理基板
１０　電界遮蔽用のシールド部材
１４　高周波電源
１５　整合器
１８　ヒータ
１９　電源
２０　電力ラインノイズフィルタ
２１　信号ラインノイズフィルタ
２２　カバー
【図１】
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【図２】
2004128407.tif 000004