(57)【要約】【課題】反応室の構成を軸対称とし、ガスの流れを均一化し、基板の温度の面内均一性を向上させると共に機構を簡単にする。【解決手段】反応室１０と、該反応室内に収納され、被処理基板１４が載置される基板載置台５，６と、該基板載置台の上方から反応ガスを供給するガス供給部１５と、前記反応室の上側より該反応室内を排気する排気口７４とを有する。【選択図】　　　　図１
2004063661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応室と、該反応室内に収納され、被処理基板が載置される基板載置台と、該基板載置台の上方から反応ガスを供給するガス供給部と、前記反応室の上側より該反応室内を排気する排気口とを有することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記反応室の一部を形成するスペーサ部を前記基板載置台と前記ガス供給部との間に挿脱可能とした請求項１の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコン基板、ガラス基板等の被処理基板の表面に薄膜形成、エッチング等、所要の処理を行う基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４により、従来の代表的な基板処理装置について説明する。
【０００３】
チャンバベース部１に上部開口部を気密に閉塞する上蓋２が設けられ、前記チャンバベース部１、上蓋２により反応室１０が形成される。前記チャンバベース部１の側部に前記反応室１０に連通してチャンバ排気部３が気密に設けられ、該チャンバ排気部３は排気室２０を形成する。
【０００４】
前記チャンバベース部１の底部を貫通する支柱４の上端にプレートヒータ５が設けられ、該プレートヒータ５の上面にはサセプタ６が設けられている。前記プレートヒータ５及びサセプタ６は基板載置台を構成し、該基板載置台の前記サセプタ６上に被処理基板１４が載置される。
【０００５】
前記支柱４の下端には回転機構７が連結され、該回転機構７は昇降ベース８に気密に取付けられている。前記プレートヒータ５の内部にはヒータ（図示せず）が設けられ、該ヒータはゾーンコントロールが可能な様に中心部と外周部とに分割されている。又、前記プレートヒータ５内部には温度の均一性を向上させる為に、熱容量の大きい断熱材が設けられている。
【０００６】
前記昇降ベース８は前記チャンバベース部１の下面より垂設された昇降ガイドロッド９に昇降自在に嵌合しており、前記昇降ベース８はエアシリンダ等の流体圧シリンダ或はモータによって回転されるスクリュー等の昇降駆動機構１１により昇降可能となっている。又、前記支柱４と同心のベローズ１２が前記チャンバベース部１と前記昇降ベース８間に設けられ、前記支柱４の貫通部を気密にシールしている。前記チャンバベース部１の底面より基板突上げピン１３が少なくとも３本立設され、該基板突上げピン１３は前記プレートヒータ５、前記サセプタ６を遊貫し、上端で前記被処理基板１４を支持可能となっている。
【０００７】
前記サセプタ６に対向しガス供給部１５が前記上蓋２に気密に設けられている。前記ガス供給部１５は中空構造であり、ガス導入管１６が気密に連通し、該ガス導入管１６は図示しない反応ガス供給源、パージガス供給源に接続されている。
【０００８】
前記チャンバ排気部３にはメインバルブ１７を介してターボ分子ポンプ等から成る排気装置１８が接続され、前記チャンバ排気部３と前記チャンバベース部１の接続部には可変コンダクタンスバルブ１９が設けられている。前記メインバルブ１７は前記排気室２０と前記排気装置１８を含む排気系とを遮断し、前記可変コンダクタンスバルブ１９は前記排気装置１８による排気速度を制御する。
【０００９】
前記反応室１０の圧力は圧力計２１によって検出され、該圧力計２１の検出した圧力に基づき前記反応室１０の圧力が制御される。前記チャンバベース部１の側壁には基板搬送口２２が設けられ、該基板搬送口２２はゲートバルブ２３により開閉され、前記反応室１０は前記基板搬送口２２を介して図示しない搬送室に連通している。又、該搬送室は搬送ロボットを有しており、該搬送ロボットにより前記反応室１０に対して被処理基板１４の搬入搬出が行われる。
【００１０】
基板処理の作動について説明する。
【００１１】
図示しない圧力制御系により前記排気装置１８が駆動され、前記反応室１０が所定圧に減圧され、更に図示しない搬送室が前記反応室１０と略同圧となる様に排気される。前記ゲートバルブ２３が開かれ、図示しない搬送ロボットにより前記基板搬送口２２を通して前記被処理基板１４が前記反応室１０に搬入される。
【００１２】
前記サセプタ６は前記支柱４を介して前記昇降駆動機構１１により降下された状態であり、前記基板突上げピン１３は前記プレートヒータ５、前記サセプタ６を貫通して突出している。前記搬送ロボットは前記基板突上げピン１３上に前記被処理基板１４を載置して退出し、前記基板搬送口２２は前記ゲートバルブ２３により気密に閉塞される。前記プレートヒータ５が上昇し、前記被処理基板１４が前記基板突上げピン１３から前記サセプタ６に載置される。
【００１３】
前記プレートヒータ５を昇温させ、前記サセプタ６を介して前記被処理基板１４が略３００℃〜略８００℃に加熱される。前記反応室１０が所定圧に維持され、前記ガス供給部１５より反応ガスが供給され、前記被処理基板１４に所要の処理がなされる。余剰のガスは前記排気室２０を経て前記排気装置１８により排気される。処理中、処理均一性を向上する目的で前記回転機構７により、前記支柱４、前記プレートヒータ５、前記サセプタ６を介して前記被処理基板１４が回転される。
【００１４】
前記反応室１０の圧力制御は、前記圧力計２１が検出した圧力信号を、図示しない圧力制御系で監視しながら前記可変コンダクタンスバルブ１９の開度を調整して所定の圧力になる様に自動制御される。
【００１５】
前記被処理基板１４の処理が完了すると、反応ガスの供給が停止されると共に前記プレートヒータ５による加熱が停止され、前記被処理基板１４が略１００℃迄冷却される。冷却後前記プレートヒータ５が降下され、前記基板搬送口２２が開放され、処理済の被処理基板１４が搬送ロボットにより搬出される。
【００１６】
上記作動が繰返され、基板処理が行われる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
然し乍ら、上記した従来の基板処理装置では以下に述べる問題点がある。
【００１８】
１．基板処理を行う場合、触媒ＣＶＤ法、単層ＣＶＤ法等基板の処理内容に応じて処理方法が選択されるが、上記従来例では処理方法が変更されると前記チャンバベース部１等を交換する必要がある等、処理毎の個別仕様となり、基板処理装置の製作コスト、組立てコストの増加につながる。又、同一の基板処理を行う場合では、処理の均一性を向上する為、処理条件を変更する必要がある。該処理条件の１つとして前記被処理基板１４とガス供給部１５間の距離が挙げられるが、上記従来例ではこの距離変更は構造上困難であるので、プロセス条件のみの対処となっている。この為、処理条件を選択する自由度が制限されている。
【００１９】
２．前記反応室１０、前記排気室２０の構成は処理中の被処理基板１４に於いて考慮すると、非対称となっており、反応室１０内で偏ったガス流れ、或はガス溜りを生じさせる虞れがあり、基板処理の面内均一性が損われ、処理品質が低下する可能性があった。
【００２０】
３．従来例ではガスの偏流による均一性の低下を補う為、前記支柱４、前記プレートヒータ５、前記サセプタ６により被処理基板１４を回転させているが、回転機構を設けることで形状が複雑となり、メンテナンス性を損ねるだけでなく、基板処理装置の信頼性の低下、或はコストの増大の原因となっている。
【００２１】
４．前記ベローズ１２で画成される空間は、前記反応室１０に連通しており、又、前記空間は処理中のガスの流れから外れた袋小路部となっており、この袋小路部にはガス溜りが生じ易く、特に反応副生成物が生じる場合は、袋小路部に反応副生成物が付着堆積し、異物の発埃元となる。異物が被処理基板１４に付着すると歩留り、品質が低下するので、異物の発生を抑制する為、頻繁な洗浄作業が必要となり、基板処理装置の保守性を低下させる。更に、反応ガスとして腐食性ガスが使用される場合は、前記ベローズ１２等の部材の腐食、更には金属汚染の原因となる。
【００２２】
５．前記反応室１０は被処理基板１４の搬入出の空間も兼ねているので、前記反応室１０の容積は大きくなっており、ガスパージ、或は真空引き等でのガス置換効率が悪くスループットを低下させている。更に、ガスの消費量が大きくなり、ランニングコストが増大する要因となっている。
【００２３】
６．処理中の前記被処理基板１４の裏面に反応ガスが回込み、該被処理基板１４の裏面にも膜が生成される虞れがあるが、該被処理基板１４裏面に生成された処理膜が搬送時に剥がれ、発塵源となったり、或は該被処理基板１４の周縁と前記サセプタ６との隙間に堆積した反応生成物が前記被処理基板１４と前記サセプタ６とを接着させ、搬送トラブルの原因となり、或は前記被処理基板１４を前記サセプタ６から剥がした際に発塵する等の問題があった。
【００２４】
７．上記従来例では、前記プレートヒータ５による加熱の均一性を向上させる為、該プレートヒータ５内部のヒータを分割しゾーン制御しているが、ヒータ自体（発熱体からの熱を前記サセプタ６に伝達する部材）が一体物であり、ヒータ自体の半径方向の熱伝達が起り易く、ゾーン制御の効果が現れ難くなっている。即ち、熱の逃げ易い前記プレートヒータ５の周辺部に比べ熱の集る中心部が高温になり易い。この現象は、熱容量の大きい前記サセプタ６を介在させても前記被処理基板１４に伝達され、均一加熱性を損ねている。均一加熱性を向上させる為、前記サセプタ６に座刳り加工等し、中心と周辺部で伝熱面積を調整する場合もあるが、この場合、全体として伝熱面積が減少するので、昇降温度特性や応答性が悪くなり、温度制御が困難になる等の問題がある。
【００２５】
８．前記プレートヒータ５は熱容量が大きく、昇降温度特性が悪くスループットを低下させる要因となっていた。
【００２６】
本発明は斯かる実情に鑑み、上記問題を解決する為に成したものである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、反応室と、該反応室内に収納され、被処理基板が載置される基板載置台と、該基板載置台の上方から反応ガスを供給するガス供給部と、前記反応室の上側より該反応室内を排気する排気口とを有する半導体製造装置に係り、又前記反応室の一部を形成するスペーサ部を前記基板載置台と前記ガス供給部との間に挿脱可能とした半導体製造装置に係るものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００２９】
図１〜図８中、図１４中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００３０】
チャンバベース部２５の上端にチャンバシール部２６が気密に設けられる。該チャンバシール部２６は前記チャンバベース部２５と同心であり、中心に向って張出す鍔部２７を有し、該鍔部２７の中央に円形の室孔２８が穿設されている。
【００３１】
前記チャンバシール部２６上にチャンバスペーサ部２９が、又該チャンバスペーサ部２９上にチャンバノズル部３０、チャンバ排気部３１がそれぞれインロー方式で気密に且つ着脱可能に設けられている。前記チャンバシール部２６、前記チャンバスペーサ部２９、前記チャンバノズル部３０、前記チャンバ排気部３１の取付けはボルトであってもよく、又着脱作業性を考慮して、バネ性を利用したクランパ等であってもよい。
【００３２】
前記チャンバノズル部３０の中央にはノズル部３３が設けられ、該ノズル部３３は所要数のブリッジ３２（本実施の形態では４本）によって前記チャンバノズル部３０と同心に支持されている。ここで、前記チャンバベース部２５、前記チャンバシール部２６、前記チャンバスペーサ部２９、前記チャンバノズル部３０、前記ノズル部３３、前記チャンバ排気部３１（少なくとも後述する空間４８部分）は被処理基板１４の中心を通る軸線に対して対称な構造となっている。
【００３３】
図３により前記ノズル部３３について説明する。
【００３４】
中空短円柱形状のノズルケース３４の底面にはノズル盤３５が気密に設けられ（ノズルケース３４とノズル盤３５は一体に製作してもよい）、該ノズル盤３５には全面略均等な配置となる様に分散してノズル柱３６が形成され、該ノズル柱３６の中心を貫通する第１ノズル孔３７が穿設され、又前記ノズル柱３６とノズル柱３６との間に全面均等な配置となる様に分散して第２ノズル孔３８が穿設されている。
【００３５】
前記ノズル柱３６の高さは前記ノズルケース３４の高さより低く形成され、例えば前記ノズルケース３４の略１／３程度の高さとなっており、前記ノズル柱３６の上端にバッファ分離プレート３９が気密に載置されると共に、該バッファ分離プレート３９は前記ノズルケース３４に気密に内嵌する様になっている。該ノズルケース３４の上端はノズル部蓋４０により気密に閉塞されている。
【００３６】
前記バッファ分離プレート３９には前記第１ノズル孔３７と合致するノズル孔４１が穿設されており、前記バッファ分離プレート３９が前記ノズルケース３４に内嵌された状態では、該ノズルケース３４内部は前記バッフャ分離プレート３９により上バッファ室４２と下バッファ室４３に気密に分割され、前記第１ノズル孔３７は前記上バッファ室４２に連通し、前記第２ノズル孔３８は前記下バッファ室４３に連通する様になっている。
【００３７】
前記上バッファ室４２には第１ガス導入路４４が連通し、前記下バッファ室４３には第２ガス導入路４５が連通している。前記第１ガス導入路４４、第２ガス導入路４５は前記チャンバベース部２５、チャンバシール部２６、チャンバスペーサ部２９の側壁部を貫通して形成され、前記第１ガス導入路４４、第２ガス導入路４５の下端には前記チャンバベース部２５に設けられたガス導入ポート４６，４７（図７参照）が連通し、該ガス導入ポート４６，４７は第１ガス供給源、第２ガス供給源（いずれも図示せず）に接続されている。
【００３８】
前記チャンバ排気部３１は前記チャンバノズル部３０の上方に該チャンバノズル部３０が形成する空間に排気口７４を介して連続する同形の空間４８を形成し、更に該空間４８は排気室２０に連続している。
【００３９】
前記チャンバ排気部３１の前記排気室２０にはメインバルブ１７を介してターボ分子ポンプ等或はメカニカルブースタポンプ、ドライポンプを具備する排気装置１８が接続され、前記空間４８と前記排気室２０との間には排気速度を制御する可変コンダクタンスバルブ１９が設けられている。前記メインバルブ１７は前記排気室２０と前記排気装置１８を含む排気系とを遮断し、前記可変コンダクタンスバルブ１９は前記排気装置１８による排気速度を制御する。
【００４０】
前記チャンバ排気部３１は前記チャンバノズル部３０の上側に設けられているので、排気口を設けるに当り、基板載置台、該基板載置台の駆動部等の制約を受けないので、排気口の開口面積は最大限に広くすることが可能である。
【００４１】
前記排気装置１８は排気系支持部４９を介してベース５１に支持されている。
【００４２】
前記排気系支持部４９は昇降機構５２を有し、前記排気装置１８の支持レベルを変更可能としている。
【００４３】
前記昇降機構５２は例えば図示の様に、パンタグラフ式の昇降機構であり、前記排気装置１８が取付けられる昇降台５３を有している。該昇降台５３は前記排気装置１８を回転可能とする回転機構（図示せず）を有し、又前記昇降台５３はガイド５４により昇降自在にガイドされ、前記昇降機構５２は対向する節（リンクの連結部）をボルトロッド５６により近接、離反させることで前記昇降台５３を昇降可能としている。尚、前記昇降機構５２を頻繁に昇降させる必要がない場合は、前記ガイド５４の他に支柱５５を設け、前記昇降台５３のレベルが設定された後は前記支柱５５に前記昇降台５３をナット５０により固定してもよい。
【００４４】
尚、前記昇降機構５２は油圧シリンダ、空圧シリンダを用いたものであってもよい。更に、前記昇降台５３は回転機構に加え、或は回転機構の代りに水平２方向に移動可能としてもよい。
【００４５】
前記チャンバベース部２５にはプレートヒータ５が昇降可能に収納され、該プレートヒータ５の上面にはサセプタ６が設けられている。該サセプタ６は支柱４により支持され、昇降駆動機構１１により昇降ベース８、前記支柱４を介して昇降可能であり、該支柱４の前記チャンバベース部２５貫通部はベローズ１２により気密にシールされている。該ベローズ１２の下端又は上端、好ましくは図示の様に下端に搬送領域排気ポート５７が連通されている。
【００４６】
前記支柱４の貫通部と同心に前記チャンバベース部２５の底面に中空のコンダクタンスリング５８が設けられ、該コンダクタンスリング５８には基板突上げピン１３が少なくとも３本立設され、前記プレートヒータ５、前記サセプタ６を遊貫している。前記基板突上げピン１３を収納する隔壁ベローズ５９が前記コンダクタンスリング５８と前記プレートヒータ５間に気密に設けられ、前記隔壁ベローズ５９が囲繞する空間と前記コンダクタンスリング５８の内部とは連通し、更に該コンダクタンスリング５８の内部には不活性ガス供給ライン６０が連通している。
【００４７】
図８に於いて、前記プレートヒータ５について説明する。
【００４８】
前記サセプタ６、及び該サセプタ６が載設される台座部６１は前記室孔２８に余裕を持って嵌込む円形となっており、前記台座部６１の周囲にはフランジ６２が形成されている。該フランジ６２は前記プレートヒータ５が上昇することで、前記鍔部２７の下面に当接し、密着する様になっている。前記フランジ６２の上面にはシール材（図示せず）が設けられ、密着した状態で前記鍔部２７とフランジ６２間を気密にシールしている。
【００４９】
又、前記プレートヒータ５には上面側からリング溝６３が形成され、該リング溝６３を境界として前記プレートヒータ５内部に収納されるヒータが周辺部ヒータ６４と中央部ヒータ６５に分割され、前記周辺部ヒータ６４、前記中央部ヒータ６５は独立して温度制御される様になっている。尚、前記リング溝６３は熱的に不連続となればよいので溝幅は小さくてよい。又、前記プレートヒータ５内部には温度分布の均一性を向上する為に熱容量の大きい断熱材が充填されている。
【００５０】
図示しない冷却空気源に接続され、前記支柱４を貫通した冷却空気供給管６６及び冷却空気排気管６７が前記プレートヒータ５内部に到達しており、該プレートヒータ５内に冷却空気を供給すると共に冷却空気を排気する様になっている。尚、前記フランジ６２の下面には冷却管６８が設けられ、図示しない冷却空気源或は冷却水源と接続され、前記フランジ６２は冷却可能となっている。又、該フランジ６２を介して前記シール材（図示せず）が冷却される。
【００５１】
以下、作動について説明する。
【００５２】
図１、図２で示される基板処理装置の構成は、一般的なＣＶＤ処理（窒化膜処理、Ｐｏｌｙ膜処理等）を行う場合を示している。又、図１は被処理基板１４の搬入出状態、例えば搬入状態を示している。尚、被処理基板１４の搬入搬出は上記したと同様に、基板搬送口２２を通して搬送ロボット（図示せず）によって行われる。
【００５３】
前記プレートヒータ５が降下し、前記基板突上げピン１３が突出し、該基板突上げピン１３の上端に前記被処理基板１４が載置されている。
【００５４】
前記プレートヒータ５が上昇すると、前記被処理基板１４は前記サセプタ６上に移載され、更に前記フランジ６２が前記鍔部２７に密着する。前記フランジ６２が前記鍔部２７に密着することで、前記プレートヒータ５が境界壁として機能し、上部の反応領域７０と下部の搬送領域７１とに分割する（図２参照）。
【００５５】
又、前記基板突上げピン１３の貫通孔は前記隔壁ベローズ５９によりシールされているので、前記反応領域７０と前記搬送領域７１とは完全に且つ気密に分離される。
【００５６】
前記プレートヒータ５により前記サセプタ６を介し前記被処理基板１４を略３００℃〜略８００℃に加熱する。前記周辺部ヒータ６４、前記中央部ヒータ６５をそれぞれ独立して発熱を制御し、前記被処理基板１４を均一に加熱する。尚、前記台座部６１には前記サセプタ６の温度を検出する温度検出器（図示せず）が半径方向に複数設けられている。
【００５７】
又、前記プレートヒータ５内部には断熱材が充填され、温度分布の均一化が図られていると共に前記リング溝６３により半径方向の熱移動が抑制されているので、前記周辺部ヒータ６４、前記中央部ヒータ６５による加熱のゾーン制御が有効に作用し、加熱態様を種々選択できる。例えば、中心が高い山型形状の温度分布、或は周辺部の温度が高い凹型形状の温度分布等を得る等の加熱制御が自在に行え、前記被処理基板１４の均一加熱性が向上する。
【００５８】
前記ガス導入ポート４６，４７より前記第１ガス導入路４４、前記第２ガス導入路４５を経て前記上バッファ室４２に第１反応ガスを導入し、前記下バッファ室４３に第２反応ガスを導入する。
【００５９】
尚、第１反応ガス、第２反応ガスは１つの前記ブリッジ３２から導入してもよく、或は複数のブリッジ３２から導入してもよい。複数のブリッジ３２から導入する場合は、前記上バッファ室４２、下バッファ室４３への第１反応ガス、第２反応ガスの流入が均等化される。
【００６０】
第１反応ガス、第２反応ガスが一旦前記上バッファ室４２、前記下バッファ室４３に流入し、滞留した状態から第１反応ガス、第２反応ガスが前記第１ノズル孔３７、第２ノズル孔３８から前記反応領域７０へ流出していくので、前記各第１ノズル孔３７、各第２ノズル孔３８の前記第１ガス導入路４４、第２ガス導入路４５に対する距離の影響が解消され、前記各第１ノズル孔３７、各第２ノズル孔３８から流出する各反応ガスが均等化される。
【００６１】
噴出した第１反応ガス、第２反応ガスは混合され、前記反応領域７０で加熱され、化学反応を起し、反応生成物が前記被処理基板１４の表面に堆積され、基板処理がなされる。
【００６２】
余剰のガスは前記反応領域７０から前記空間４８を経て前記排気室２０に至り、前記排気装置１８により排気される。
【００６３】
前記反応領域７０から前記空間４８へ余剰のガスが流出する状態は、前記反応領域７０と同軸方向の流れであり、余剰のガスが該反応領域７０から流出する状態ではガス流れの軸対称性は損われない。従って、ガス流れの状態に起因する基板処理の不均一が防止され、処理中に前記被処理基板１４を回転させなくても、処理の面内均一性が保証される。
【００６４】
更に、基板処理は全て前記反応領域７０で行われ、該反応領域７０には従来例で示されるベローズ１２等の袋小路状の複雑な空間がなく、反応ガスの滞留等がないと共に複雑な部位への反応副生成物の付着堆積が防止され、パーティクル等の発生が防止できる。
【００６５】
処理中、前記反応領域７０内の圧力は圧力計２１によって検出され、該圧力計２１によって出力される圧力信号を基に、図示しない制御部により前記可変コンダクタンスバルブ１９を駆動制御し、前記反応領域７０が所定の圧力に維持される様圧力制御される。
【００６６】
第１反応ガス、第２反応ガスが導入されるに先立ち、或は略同時に前記不活性ガス供給ライン６０から前記コンダクタンスリング５８に不活性ガスが供給される。不活性ガスは該コンダクタンスリング５８の内部を充填し、更に前記隔壁ベローズ５９を経て前記プレートヒータ５内の前記基板突上げピン１３の貫通孔を通って前記サセプタ６と前記被処理基板１４との隙間、即ち該被処理基板１４の裏面をガスパージする。尚、該被処理基板１４の裏面は不活性ガスにより均一にガスパージする必要があるが、全ての前記隔壁ベローズ５９の内部へは前記コンダクタンスリング５８から不活性ガスが供給されるので、供給条件が同一となり、又該コンダクタンスリング５８と前記隔壁ベローズ５９とが連通する孔には全ての該隔壁ベローズ５９に対して同流量の不活性ガスが供給される様にコンダクタンスが設定されている。
【００６７】
又、全ての隔壁ベローズ５９から同流量の不活性ガスが供給されることで、ガス供給の不均一を原因とする前記被処理基板１４の位置ズレが防止される。
【００６８】
前記被処理基板１４の裏面を不活性ガスによりガスパージすることで、反応ガスの回込みを抑止でき、該被処理基板１４の裏面、或は基板周縁と前記サセプタ６との間隙への処理膜の堆積を抑止できる。従って、前記被処理基板１４の裏面に堆積した生成膜の剥離による発塵、基板周縁と前記サセプタ６との間に固着した堆積物による搬送トラブルの発生を防止する。
【００６９】
尚、前記プレートヒータ５、隔壁ベローズ５９の材質は耐食性、耐熱性に優れたハステロイ等を用いることが好ましい。
【００７０】
基板処理が完了すると、処理後の被処理基板１４は前記反応領域７０内で１００℃程度迄冷却される。前記冷却空気供給管６６より前記プレートヒータ５内部に冷却空気が供給され、又前記冷却空気排気管６７より排気され、冷却空気により前記プレートヒータ５内部の断熱材が積極的に冷却され、又前記冷却管６８により前記プレートヒータ５本体が冷却され、該プレートヒータ５の降温速度が増大し、前記被処理基板１４の冷却速度も大きい。而して、該被処理基板１４の冷却時間が短くなり、スループットが向上する。
【００７１】
前記反応領域７０がガスパージされると共に前記搬送領域７１内部は前記搬送領域排気ポート５７より排気され、前記反応領域７０と搬送領域７１とは略同等の気圧となっている。
【００７２】
冷却後、前記昇降駆動機構１１により前記昇降ベース８、前記支柱４を介して前記プレートヒータ５が降下される。該プレートヒータ５の降下で前記基板突上げピン１３が前記サセプタ６を貫通して処理済の前記被処理基板１４を突上げる。ゲートバルブ２３が開かれ、図示しない搬送ロボットにより前記被処理基板１４が搬出される。
【００７３】
未処理基板が前記基板搬送口２２を通して搬入されることで基板処理が繰返される。
【００７４】
ＣＶＤ処理を行う場合、処理成果は成膜温度、圧力、反応ガス流量によるところが大きいが、ガス供給部の形状、基板とガス供給部の距離といった基板処理装置自体の機械的な構造によっても左右される。本発明では、基板処理の内容に応じ、基板処理装置の構成を変更することができる。
【００７５】
基板処理装置の構成の変更は上記チャンバスペーサ部２９、チャンバノズル部３０の交換により処理内容に適した構造とすることができる。又、これらチャンバの形状、嵌合部分を標準化することで、組合わせの変更で多種多様なプロセスに対応可能となり、大幅な改造をする必要がないので、基板処理装置の製作費の低減に結びつく。
【００７６】
以下、基板処理装置の構造を変更した実施例について説明する。
【００７７】
図９は触媒ＣＶＤ法に適用した構造とした第１の実施例を示している。
【００７８】
尚、図９中、図１中で示したものと同一のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００７９】
該第１の実施例では、チャンバシール部２６とチャンバノズル部３０間に挾設するチャンバスペーサ部７３に触媒７２を設けている。又、該触媒７２には該触媒７２に電力を供給する端子、該端子に接続された電源、前記触媒７２の温度を検出する温度検出器（いずれも図示せず）が設けられている。
【００８０】
触媒ＣＶＤ法は前記触媒７２を高温に加熱した状態で、反応ガスを供給する。前記触媒７２により反応ガスが励起され、活性種となり、該活性種を被処理基板１４上に付着堆積させる。
【００８１】
一般的に前記触媒７２の加熱温度は１８００℃、該触媒７２には高融点のタングステン線材等が用いられる。堆積膜厚は前記触媒７２と被処理基板１４との距離に依存するところが大きく、６０ｍｍ以上が好ましいとされる。又、ガス供給部１５、例えばノズル部３３が前記触媒７２の温度により熱変形しない様な距離も必要とされる為、前記被処理基板１４とガス供給部１５間の距離は充分に大きくする必要がある。従って、本実施例では前記チャンバスペーサ部７３の高さは上記第１の実施の形態より高くなっている。
【００８２】
以下、図１の実施例から図９に示す第１の実施例に変更する場合の手順について説明する。
【００８３】
図１の構造に於いて、前記チャンバシール部２６と前記チャンバスペーサ部２９とを切離し、又該チャンバスペーサ部２９と前記チャンバノズル部３０とを切離す。該チャンバノズル部３０と前記チャンバ排気部３１間の連結状態は維持する。
【００８４】
前記支柱５５と前記昇降台５３を固定しているナット５０を緩め、前記ボルトロッド５６を回して前記昇降台５３を上昇させる。前記チャンバノズル部３０と前記チャンバスペーサ部２９間に充分な隙間を空けた後、該チャンバスペーサ部２９を除去し、前記チャンバスペーサ部７３を前記チャンバシール部２６に載置する。前記昇降機構５２により前記チャンバ排気部３１を介して前記チャンバノズル部３０を降下させ、前記チャンバスペーサ部７３上に合体させる。前記チャンバシール部２６と前記チャンバスペーサ部７３、及び該チャンバスペーサ部７３と前記チャンバノズル部３０とをボルト等所要の固着手段でそれぞれ固着する。
【００８５】
前記昇降台５３を前記支柱５５にナット５０で固定し、前記チャンバスペーサ部２９とチャンバスペーサ部７３との交換を完了する。
【００８６】
図１０は単層ＣＶＤ法に適用した構造とした第２の実施例を示している。
【００８７】
尚、図１０中、図１中で示したものと同一のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００８８】
単層ＣＶＤ法では、複数の反応ガスを交互に供給し、被処理基板上に一層ずつ堆積させ、一般的には数十〜数百層の膜を生成する。単層ＣＶＤ法では、反応ガスの置換効率がスループットに直結する為、反応室の容積は小さいことが好ましい。本発明では該反応室の内、実質的に反応に寄与する反応領域７０を前記プレートヒータ５によって画成しているので、ガス置換が必要な容積が大幅に減少している。更に、第２の実施例では、前記チャンバスペーサ部２９を取外した構造としている。該チャンバスペーサ部２９を取外すことで、ガス置換に必要な容積が更に減少し、スループットの向上に大きく貢献する。
【００８９】
尚、該チャンバスペーサ部２９の取外し作業については、第１の実施例での交換作業と同様であるので説明を省略する。
【００９０】
図１１は第２の実施の形態を示している。図１１中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付し、説明を省略する。
【００９１】
該第２の実施の形態ではチャンバ排気部３１を完全な軸対称形状とし、更に排気装置１８を前記チャンバ排気部３１上に積上げ、チャンバスペーサ部２９の同軸上に配設したものである。
【００９２】
前記チャンバ排気部３１を軸対称形状とし、前記排気装置１８を前記チャンバ排気部３１と同心に配設したことで、ガスの流通分布状態が軸対称となり、又流路断面に於いて均一となり、被処理基板１４面内での処理均一性が更に向上する。
【００９３】
尚、前記排気装置１８、前記チャンバ排気部３１は前記排気系支持部４９により吊上げられた状態となる。チャンバスペーサ部２９の交換作業、取外し作業は、昇降機構５２により前記排気装置１８、チャンバ排気部３１を介してチャンバノズル部３０を吊上げて行われる。
【００９４】
図１２は第３の実施の形態を示している。図１２中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付し、説明を省略する。
【００９５】
該第３の実施の形態は、第２の実施の形態に於ける排気系支持部４９を省略したものである。尚、排気装置１８はチャンバ排気部３１の上に積上げられ設けられるが図示していない。
【００９６】
該第３の実施の形態では、チャンバスペーサ部２９の交換作業、取外し作業等構造変更作業の作業性は低下するが、構造の変更が可能である利点を有すると共にガス流動については軸対称性が確保され、被処理基板１４面内での処理均一性が保証されるので、該被処理基板１４の回転機構が必要なくなり、構造が簡単になる。
【００９７】
図１３は第４の実施の形態を示している。図１３中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付し、説明を省略する。
【００９８】
該第４の実施の形態では、第１の実施の形態中のチャンバベース部２５の搬送領域７１部分を省略し、反応領域７０内で被処理基板１４の搬入搬出を行う様にしたものであり、又チャンバシール部２６を省略したものである。
【００９９】
プレートヒータ５が前記チャンバベース部２５の下面に気密に固着され、基板突上げピン１３のみが昇降駆動機構１１によって昇降される様になっている。
【０１００】
本実施の形態では、前記反応領域７０内に基板搬送口２２が設けられる為、前記反応領域７０の軸対称性は低下するが、第１の実施の形態に比べ構造が簡単になる。又、前記チャンバベース部２５の容積が小さくなるので、ガスパージする場合のガス使用量が減少し、ランニングコストが低減する。又、装置構成が簡単になることから、複雑な形状の空間がなくなり、清掃等メンテナンスが容易になる。或は、パーティクルの発生源が減少する等の利点がある。
【０１０１】
尚、該第４実施の形態に於いて、基板処理装置の構造の変更が可能である点については、第１の実施の形態と同様であり、昇降機構５２によりチャンバ排気部３１を介してチャンバノズル部３０を昇降させ、チャンバスペーサ部２９の取外し、交換が可能であることは言う迄もない。
【０１０２】
尚、本発明は下記の実施の態様も含まれる。
【０１０３】
【付記】
（付記１）被処理基板を収納する反応室と、該反応室内で被処理基板を保持し加熱するプレートヒータと、ヒータ昇降機構、及び被処理基板に均一に反応ガスを供給し得るガス供給部を有する基板処理装置に於いて、反応室チャンバを被処理基板に水平な任意の平面、特に被処理基板を対面するガス供給部の間に位置する平面で分割し、複数のユニットを積上げることで閉じた反応室空間を成す構成とする基板処理装置。
【０１０４】
（付記２）異なる反応室構造変更を必要とする複数の処理（プロセス）にも、容易に対応し得る付記１の基板処理装置。
【０１０５】
（付記３）各々のチャンバ壁部に積上げ方向にそれぞれを貫く様なガス導入経路を設け、チャンバを積上げた際にガス導入経路がシールされる様にし、任意のチャンバの組合わせであっても、チャンバベース部からガス供給部迄の間にガス導入経路が形成される基板処理装置。
【０１０６】
（付記４）回転機構と昇降機構を有する排気系支持部を有し、該排気系支持部により前記チャンバを昇降可能且つ位置決め可能とし、前記チャンバの着脱を可能とし、反応室構造を容易に変更し得る基板処理装置。
【０１０７】
（付記５）被処理基板に垂直で且つ中心を通る軸に対して、反応室構造、ガス供給部、排気構造が対称に構成されている基板処理装置。
【０１０８】
（付記６）前記ガス供給部が反応ガス噴出ノズル部及び反応ガス噴出ノズル部を支持する同一平面上に配した複数の支持部を有し、該支持部が反応ガス供給経路を兼ねている基板処理装置。
【０１０９】
（付記７）昇降機構によりプレートヒータが上昇し基板処理位置に到達した際に、プレートヒータが対向するチャンバに当接し、反応室を被処理基板の搬送領域と、処理領域に分けた基板処理装置。
【０１１０】
（付記８）プレートヒータの外周にフランジが設けられ、該フランジがシール材冷却機能を有するプレートヒータ。
【０１１１】
（付記９）プレートヒータに設けられた被処理基板打上げピンの貫通穴をベローズにて密閉する基板処理装置。
【０１１２】
（付記１０）ベローズ内への反応ガスの回込みを抑制する為の、不活性ガスパージラインを有する基板処理装置。
【０１１３】
（付記１１）プレートヒータは多ゾーン分割構造を有し、被処理基板の均一加熱性を向上し得る基板処理装置。
【０１１４】
（付記１２）プレートヒータ内部の冷却の為の不活性ガスパージラインを有する基板処理装置。
【０１１５】
（付記１３）反応室と、該反応室内に基板を保持する基板載置台と、該基板載置台の下面に接続し、少なくとも基板載置台を昇降させる為の駆動部と、前記基板載置台の上方に該基板載置台と対向させて設置されたガス供給部と、該ガス供給部の上側の反応室上壁に排気口を設け、該排気口から排気ポンプで反応室内を排気可能としたことを特徴とする半導体製造装置。
【０１１６】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、反応室と、該反応室内に収納され、被処理基板が載置される基板載置台と、該基板載置台の上方から反応ガスを供給するガス供給部と、前記反応室の上側より該反応室内を排気する排気口とを有するので、ガスの流れを均一にでき、被処理基板の面内の加熱温度の均一性を向上させ、又排気口を大きくでき排気効率が向上する。面内の加熱温度の均一性向上により回転機構が不要となり、機構が簡単となりコストが低減する。
【０１１７】
又、前記反応室の一部を形成するスペーサ部を前記基板載置台と前記ガス供給部との間に挿脱可能としたので、ガス供給部と基板載置台との間隔を変更でき、或は触媒を具備するチャンバを挿入できる等基板処理態様に応じた最適な装置構成とすることができ、処理品質を向上させることができると共に１つの基板処理装置の汎用性が増大するので装置コストが低減する等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す概略断面図である。
【図２】同前第１の実施の形態を示す概略断面図である。
【図３】該第１の実施の形態で使用されるノズル部の分解斜視図である。
【図４】該第１の実施の形態で使用されるチャンバシール部の平面図である。
【図５】該第１の実施の形態で使用されるチャンバスペーサ部の平面図である。
【図６】該第１の実施の形態で使用されるチャンバ排気部の平面図である。
【図７】該第１の実施の形態で使用されるチャンバ排気部の側面図である。
【図８】該第１の実施の形態で使用されるプレートヒータの断面図である。
【図９】本発明の第１の実施例を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施例を示す概略断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態を示す概略断面図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態を示す概略断面図である。
【図１４】従来例の断面図である。
【符号の説明】
５　　　　　プレートヒータ
６　　　　　サセプタ
１１　　　　昇降駆動機構
１３　　　　基板突上げピン
１４　　　　被処理基板
１８　　　　排気装置
１９　　　　可変コンダクタンスバルブ
２１　　　　圧力計
２６　　　　チャンバシール部
２９　　　　チャンバスペーサ部
３０　　　　チャンバノズル部
３１　　　　チャンバ排気部
３３　　　　ノズル部
４４　　　　第１ガス導入路
４５　　　　第２ガス導入路
４９　　　　排気系支持部
５２　　　　昇降機構
５３　　　　昇降台
５８　　　　コンダクタンスリング
５９　　　　隔壁ベローズ
６０　　　　不活性ガス供給ライン
６６　　　　冷却空気供給管
６７　　　　冷却空気排気管
７０　　　　反応領域
７１　　　　搬送領域
【図１】
2004063661.tif 000003
【図２】
2004063661.tif 000004
【図３】
2004063661.tif 000005
【図４】
2004063661.tif 000006
【図５】
2004063661.tif 000007
【図６】
2004063661.tif 000008
【図７】
2004063661.tif 000009
【図８】
2004063661.tif 000010
【図９】
2004063661.tif 000011
【図１０】
2004063661.tif 000012
【図１１】
2004063661.tif 000013
【図１２】
2004063661.tif 000014
【図１３】
2004063661.tif 000015
【図１４】
2004063661.tif 000016