(57)【要約】【課題】反応処理媒体を用いてウエハ基板に対する処理を行う場合に、必要最小限の反応処理媒体を供給して、ウエハ基板の処理面全体に均一に処理を行うことを可能にする。【解決手段】被処理物であるウエハ基板１に対し反応処理媒体を用いた所定処理を行う半導体製造装置において、前記ウエハ基板１が載置されるテーブル部３と、その上方を覆うように配設されたカバー部４と、これらの間に前記反応処理媒体を供給する供給口７とを備えるとともに、前記テーブル部３と前記カバー部４の少なくとも一方には、前記テーブル部３と前記カバー部４との間に遮蔽空間を形成するための遮蔽体部５を設ける。【選択図】図１
2005142461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物であるウエハ基板に対し反応処理媒体を用いた所定処理を行う半導体製造装置であって、
前記ウエハ基板が載置されるテーブル部と、
前記テーブル部の上方を覆うように配設されたカバー部と、
前記テーブル部と前記カバー部との間に前記反応処理媒体を供給する供給口とを備えるとともに、
前記テーブル部と前記カバー部の少なくとも一方には、前記テーブル部と前記カバー部との間に遮蔽空間を形成するための遮蔽体部が設けられている
ことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記遮蔽空間を密閉空間とするシール構造部が、前記遮蔽体部に対応して設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記テーブル部と前記カバー部の少なくとも一方を上下動させて前記密閉空間の容量を可変させる容量可変手段を備えている
ことを特徴とする請求項２記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記シール構造部は、非接触形のラビリンスシール構造を利用したものである
ことを特徴とする請求項２記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記ラビリンスシール構造における凹部がシール用液体で封止されている
ことを特徴とする請求項４記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記テーブル部と前記カバー部との間に供給された前記反応処理媒体を排出する排出口を備えるとともに、
前記供給口および前記排出口における開閉状態を切り替える開閉弁が当該供給口と当該排出口とのそれぞれに設けられている
ことを特徴とする請求項２記載の半導体製造装置。
【請求項７】
前記供給口から供給される前記反応処理媒体を分散させるための分散板が当該供給口の近傍に設けられている
ことを特徴とする請求項２記載の半導体製造装置。
【請求項８】
被処理物であるウエハ基板に対し反応処理媒体を用いた所定処理を行うための半導体製造方法であって、
前記ウエハ基板をテーブル部に載置し、
前記テーブル部の上方をカバー部で覆うとともに、前記テーブル部と前記カバー部の少なくとも一方に設けられた遮蔽体部によって前記テーブル部と前記カバー部との間に遮蔽空間を形成し、
前記テーブル部と前記カバー部との間に形成された前記遮蔽空間内に、当該遮蔽空間に通じる供給口を経て前記反応処理媒体を供給し、
前記遮蔽空間内に供給された前記反応処理媒体を用いて当該遮蔽空間内に収容されている前記ウエハ基板に対する所定処理を行う
ことを特徴とする半導体製造方法。
【請求項９】
前記遮蔽空間を前記遮蔽体部に付随して設けられたシール構造部により密閉空間とする
ことを特徴とする請求項８記載の半導体製造方法。
【請求項１０】
前記テーブル部と前記カバー部の少なくとも一方を上下動させて前記密閉空間の容量を可変させる
ことを特徴とする請求項９記載の半導体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理物であるウエハ基板に対して、ガスまたは液体といった反応処理媒体を用いた所定処理（エッチング処理や洗浄処理等）を行う半導体製造装置および半導体製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスにおいてウエハ基板上に素子を形成する際には、ウエハ基板の自然酸化膜の除去や熱酸化膜の膜厚最適化等を行うために、酸化膜をＨＦガス等で洗浄・エッチングする必要がある。このような処理は、例えば、被処理物であるウエハ基板を処理チャンバー内にロードした後、そのウエハ基板をスピン回転させながら、必要に応じて不活性ガスやＮ2ガスで希釈した無水ＨＦガスもしくはＨＦをバブリングすることにより発生させたＨＦガスと水蒸気を供給することにより、ウエハ基板処理面のエッチングの均一性を保ちつつ行うことが知られている（例えば、特許文献１）。また、その他にも、マイクロマシンと呼ばれる超小型電気的・機械的複合体（Micro Electro-Mechanical Systems；ＭＥＭＳ）構造を構成する中空微細構造パターンについては、そのパターン作製時に形成する犠牲層酸化膜を、減圧下でＨＦガスを供給しながらエッチングを行うことが知られている（例えば、特許文献２）。
【０００３】
ただし、上述したようなウエハ基板に対する処理を行うにあたっては、当該処理に必要とされる薬液や処理・乾燥用ガス等の消費量を低減させることが望ましい。このことから、従来、ウエハ基板に対して処理・乾燥用ガスや薬液等を用いた処理を行うのにあたっては、例えば図８に示すような構造の半導体製造装置が用いられる。図例の半導体製造装置では、処理チャンバー内に、被処理物であるウエハ基板２１がその支持具２２を介して載置されるテーブル部２３を備えており、そのテーブル部２３がスピン回転可能に構成されている。そして、テーブル部２３の上方には、処理・乾燥用ガスまたは薬液（液体）といった反応処理媒体を供給するための供給口２４を有したカバー部２５が配設されている。このカバー部２５は、ウエハ基板２１に対応した平板状に形成されており、その配設位置をウエハ基板２１に近づけることで、ウエハ基板２１の処理面との間隔を小さくし得るようになっている。このような構成の半導体製造装置によれば、ウエハ基板２１をテーブル部２３上に載置した後、そのテーブル部２３上のウエハ基板２１をスピン回転させながら、供給口２４から反応処理媒体を供給することにより、そのウエハ基板２１に対する処理を行うが、そのときカバー部２５とウエハ基板２１の処理面との間隔を小さくし得ることから、カバー部２５とウエハ基板２１との間に毛細管現象が生じ、これによりウエハ基板２１の処理面全体に反応処理媒体を満たした状態で処理を行うことが可能となる。しかも、カバー部２５とウエハ基板２１の処理面との間隔が小さいことから、処理後の乾燥時にウエハ基板２１の処理面へのミストの跳ね返りが無い等の利点も得られるようになる（例えば、特許文献３）。
【０００４】
【特許文献１】特許第２７４１５４６号公報
【特許文献２】特開平９−１０２４８３号公報
【特許文献３】特開平８−７８３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年では、ウエハ基板の処理に使用される反応処理媒体の環境に対する影響が注目されつつある。つまり、環境保護の観点からは、反応処理媒体の使用量増大を極力抑制すべきである。
【０００６】
しかしながら、上述した従来構造の半導体製造装置では、図８からも明らかなように、供給口２４から供給された反応処理媒体を、カバー部２５とウエハ基板２１の処理面との隙間の外周部分から排出するようになっている。つまり、従来構造の半導体製造装置では、テーブル部２３とカバー部２５との間の外周部分が開放状態になっている。したがって、エッチング等のウエハ基板２１に対する処理中は反応処理媒体を供給し続ける必要が生じてしまうため、処理時間の増大に比例して反応処理媒体の使用量が多くなってしまう。さらには、反応に寄与しなかった未反応媒体も多く排出される可能性があることから、排出媒体処理に多くのコストが必要となってしまう。
【０００７】
また、従来構造の半導体製造装置では、ウエハ基板２１の処理面全体に反応処理媒体を満たすために、カバー部２５とウエハ基板２１の処理面との間隔を小さくして毛細管現象を利用する必要があるが、その場合、反応処理媒体の供給口２４がウエハ基板２１の処理面と接近してしまうことになる。したがって、供給口２４の付近は反応処理媒体が処理面に対し垂直またはそれに近い角度で集中的に当たるために処理速度（処理レート）が非常に大きくなり、逆に供給口２４から遠い箇所では反応処理媒体の流れが穏やかになり処理速度（処理レート）が遅くなるといった現象が生じるおそれがある。つまり、例えばウエハ基板２１の表面上の酸化膜等をエッチングする場合であれば、処理後の膜厚が供給口２４の近傍とそうでない箇所とで不均一になり易い。このことは、微少量の処理（極薄い膜厚のエッチング等）を行うのが非常に困難であることを意味する。
さらに、カバー部２５とウエハ基板２１の処理面との間の極めて小さな間隔中を反応処理媒体が高速で流れると、ウエハ基板２１の処理面に揚力が発生してしまい、テーブル部２３の支持具２２上から外れてしまうこともあり得る。そのため、テーブル部２３の支持具２２には、ウエハ基板２１を強制的に固定するための機構が必要になることも考えられる。
【０００８】
そこで、本発明は、必要最小限の反応処理媒体を供給して、ウエハ基板の処理面全体に均一に処理を行うことを可能にする、半導体製造装置および半導体製造方法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】
本発明は、上記目的を達成するために案出された半導体製造装置である。すなわち、被処理物であるウエハ基板に対し反応処理媒体を用いた所定処理を行う半導体製造装置であって、前記ウエハ基板が載置されるテーブル部と、前記テーブル部の上方を覆うように配設されたカバー部と、前記テーブル部と前記カバー部との間に前記反応処理媒体を供給する供給口とを備えるとともに、前記テーブル部と前記カバー部の少なくとも一方には、前記テーブル部と前記カバー部との間に遮蔽空間を形成するための遮蔽体部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明は、上記目的を達成するために案出された半導体製造方法である。すなわち、被処理物であるウエハ基板に対し反応処理媒体を用いた所定処理を行うための半導体製造方法であって、前記ウエハ基板をテーブル部に載置し、前記テーブル部の上方をカバー部で覆うとともに、前記テーブル部と前記カバー部の少なくとも一方に設けられた遮蔽体部によって前記テーブル部と前記カバー部との間に遮蔽空間を形成し、前記テーブル部と前記カバー部との間に形成された前記遮蔽空間内に、当該遮蔽空間に通じる供給口を経て前記反応処理媒体を供給し、前記遮蔽空間内に供給された前記反応処理媒体を用いて当該遮蔽空間内に収容されている前記ウエハ基板に対する所定処理を行うことを特徴とする。
【００１１】
上記構成の半導体製造装置および上記手順の半導体装置製造方法によれば、遮蔽体部によってテーブル部とカバー部との間に遮蔽空間が形成されるので、供給口を経て供給された反応処理媒体が遮蔽空間内に滞留することになる。つまり、必要最小限の反応処理媒体のみを供給すれば、遮蔽空間内が反応処理媒体によって満たされるので、ウエハ基板に対する所定処理中に反応処理媒体を供給し続ける必要がない。しかも、遮蔽空間内に反応処理媒体を滞留させることで、その遮蔽空間内における反応処理媒体の濃度は一様となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、遮蔽体部によってテーブル部とカバー部との間に遮蔽空間が形成され、ウエハ基板に対する所定処理中に反応処理媒体を供給し続ける必要がなくなるので、必要最小限の反応処理媒体を供給すればよく、反応処理媒体の使用量増大を抑制し得るようになるとともに、未反応媒体の排出も従来に比べて抑制することが可能となる。さらには、遮蔽空間内に反応処理媒体を滞留させることで、その遮蔽空間内における反応処理媒体の濃度が一様となるので、ウエハ基板の処理面全体に対する処理の均一化が図れ、短時間で反応処理媒体の供給を完了しつつ処理むらを最小限に抑えることが可能となる。また、ウエハ基板に揚力が発生してしまうこともないので、テーブル部上でのウエハ基板の強制的な固定を要することもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づき本発明に係る半導体製造装置および半導体装置製造方法について説明する。なお、当然のことではあるが、本発明は、以下に述べる実施の形態に限定されるものではない。
【００１４】
〔第１の実施の形態〕
先ず、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態における半導体製造装置の概略構成例を示す模式図である。図例のように、ここで説明する半導体製造装置は、処理チャンバー内に、被処理物であるウエハ基板１がその支持具２を介して載置されるテーブル部３を備えており、そのテーブル部３がスピン回転可能に構成されている。
【００１５】
テーブル部３の上方には、そのテーブル部３の上方を覆うように、テーブル部３とは別にまたはテーブル部３と同期してスピン回転可能なカバー部４が配設されている。そして、カバー部４は、テーブル部３上のウエハ基板１に対応した（並行な）平板状の部分を有しているとともに、その平板状部分の外周部分にテーブル部３側に向けて突設された壁状の遮蔽体部５が設けられている。
【００１６】
遮蔽体部５は、テーブル部３とカバー部４の平板状部分との間に遮蔽空間を形成し得るように、テーブル部３よりも大きい径の円筒状に形成されているとともに、テーブル部３上にウエハ基板１が載置された状態で当該テーブル部３よりも下方にまで延びるように、その円筒部分の高さが形成されている。つまり、この遮蔽体部５の存在によって、テーブル部３とカバー部４の平板状部分との間には、ウエハ基板１を収容する遮蔽空間が形成されるのである。
【００１７】
また、テーブル部３と遮蔽体部５との間、さらに具体的にはテーブル部３の外周端面と遮蔽体部５の円筒部分内面との間には、当該遮蔽体部５に対応してシール構造部６が設けられている。シール構造部６は、例えばＯリングからなるもので、テーブル部３の外周端面と遮蔽体部５の円筒部分内面との間の隙間を封止するためのものである。ただし、シール構造部６は、隙間を封止し得るものであれば、Ｏリングに限らず、ゴム等の弾性部材からなるパッキンで代用しても構わない。このシール構造部６の存在によって、テーブル部３とカバー部４との間の遮蔽空間は、ウエハ基板１を収容する密閉空間となるのである。
【００１８】
この密閉空間は、その容量を可変し得るようになっている。そのために、テーブル部３は、図示しない容量可変手段によって上下動するようになっている。容量可変手段としては、テーブル部３を上下動させ得る機構を、公知技術を利用して構成したものが考えられる。ただし、容量可変手段は、密閉空間の容量を可変し得るものであれば、テーブル部３ではなくカバー部４を上下動させるものであっても、あるいはテーブル部３とカバー部４との両方を上下動させるものであってもよい。
【００１９】
また、カバー部４の回転軸内には、テーブル部３とカバー部４との間の密閉空間（遮蔽空間）に、反応処理媒体を供給するための供給口７が設けられている。反応処理媒体は、被処理物であるウエハ基板１に対する所定処理を行うための処理・乾燥用ガスまたは薬液（液体）であり、具体的にはＨＦガスやＯ3ガス、リンス液（水等）が該当する。
一方、テーブル部３の回転軸内には、テーブル部３とカバー部４との間の密閉空間（遮蔽空間）から、反応処理媒体を排出するための排出口８が設けられている。
そして、これら供給口７および排出口８のそれぞれには、その開閉状態を切り替える開閉弁（ただし不図示）が設けられている。なお、開閉弁自体については、公知技術を利用して構成すればよいため、ここではその説明を省略する。
【００２０】
続いて、以上のように構成された半導体製造装置における処理動作例、すなわち本発明の第１実施形態における半導体製造方法の手順について説明する。
【００２１】
先ず、第１の動作例として、ＳｉＯ2膜厚100nmのシリコンウエハ基板の酸化膜を50nmエッチングする場合のプロセスを例に挙げて説明する。図２は、本発明に係る半導体製造方法の第１動作例の手順を示す模式図である。
【００２２】
酸化膜エッチングにあたっては、先ず、図２（ａ）に示すように、テーブル部３の支持具２に被処理物であるウエハ基板１をセットする。このとき、テーブル部３は下降した状態にあり、カバー部４から退避しているものとする。
【００２３】
ウエハ基板１をセットした後は、図２（ｂ）に示すように、テーブル部３を上昇させて、カバー部４をテーブル部３に被せ、テーブル部３とカバー部４の平板状部分との間に密閉空間を形成する。このとき、ウエハ基板１に対するエッチング量の制御するために、密閉空間の容量を、後に供給口７から供給するＨＦガスの濃度を考慮しつつ、適宜選択調整する。すなわち、ウエハ基板１上の酸化膜のエッチング量が50nmとなるように、密閉空間の容量とＨＦガス濃度とを選択する。例えば、エッチング量を多くするためには、密閉空間の容量を大きくして、酸化膜と反応するガス成分を多く取り込むようにすることが考えられる。また、これとは逆に、エッチング量を多く必要としないときには、密閉空間の容量を小さくすることが考えられる。このように、エッチング量の制御は、密閉空間の容量を可変させることで行うことができるが、容量一定でガス濃度を変更することによって行うようにしても、あるいは容量変化とガス濃度変化とを組み合わせて行うようにしてもよい。そして、密閉空間を形成したら、テーブル部３の回転を開始する。
【００２４】
その後は、図２（ｃ）に示すように、供給口７からの密閉空間内へのＨＦガスの供給を開始する。このときのＨＦガスの供給は、供給口７の開閉弁切り替えを経て行うとともに、密閉空間内へのＨＦガス導入を円滑に行うために、排出口８の開閉弁切り替えを経て、その排出口８から密閉空間内の雰囲気を排気しながら行うようにする。なお、より一層のスムーズなガス（雰囲気）の入れ替えを目的として、予め密閉空間内を減圧状態にしておくことも考えられる。
【００２５】
そして、密閉空間内へのＨＦガスの供給が終了したら、供給口７の開閉弁および排出口８の開閉弁の両方をいずれも閉状態とする。これにより、密閉空間の密閉が完了し、図２（ｄ）に示すように、テーブル部３の回転によりＨＦガスを密閉空間内で攪拌させながらウエハ基板１に対するエッチング処理を開始する。このとき、カバー部４をも回転させて、ＨＦガスの攪拌をより一層促進させることも考えられる。
【００２６】
その後、密閉空間の容量とガス濃度とを基にしたレートから特定されるエッチング時間が経過したら、ウエハ基板１に対するエッチング処理を終了する。エッチング処理終了後、ウエハ基板１上の処理面のＨＦガス成分を取り除く場合には、リンス用の液体（ＤＩＷ等）を用い、図２（ｅ）に示すように、これを供給口７から供給する。その場合には、必要に応じてテーブル部３を下降（またはカバー部４を上昇）させて、テーブル部３とカバー部４との間に隙間を設け、その隙間から廃液を外部へ排水する。また、密閉空間を保ったまま、供給口７から液体を供給し排出口８から吸引する（ガスの入れ替え時と同じ要領）ことも考えられる。
【００２７】
以上のような各ステップが終了したら、図２（ｆ）に示すように、テーブル部３の回転を停止するとともに、テーブル部３を下降（またはカバー部４を上昇）させて、テーブル部３をカバー部４から退避させ、そのテーブル部３上からのウエハ基板１の取り出しを可能にする。
【００２８】
次いで、第２の動作例として、パーティクルで汚染されたシリコンウエハ基板をＯ3ガスおよびＨＦガスを用いた方法で洗浄処理する場合のプロセスを例に挙げて説明する。図３は、本発明に係る半導体製造方法の第２動作例の手順を示す模式図である。
【００２９】
洗浄にあたっては、先ず、図３（ａ）に示すように、テーブル部３の支持具２に被処理物であるウエハ基板１をセットする。このとき、テーブル部３は下降した状態にあり、カバー部４から退避しているものとする。
そして、ウエハ基板１をセットした後は、図３（ｂ）に示すように、テーブル部３を上昇させて、カバー部４をテーブル部３に被せ、テーブル部３とカバー部４の平板状部分との間に密閉空間を形成し、テーブル部３の回転を開始する。このときの密閉空間の容量選択調整は、上述した第１動作例の場合と同様である。
【００３０】
その後は、図３（ｃ）に示すように、供給口７からの密閉空間内へのＯ3ガスの供給を開始する。このときのＯ3ガスの供給も、第１動作例の場合と同様に、密閉空間内の雰囲気を排気しながら、または予め密閉空間内を減圧状態にして行う。この状態でＯ3ガスを導入すると、密閉空間内へのガス導入が円滑化するからである。
そして、密閉空間内へのＯ3ガスの供給が終了したら、供給口７の開閉弁および排出口８の開閉弁の両方をいずれも閉状態とする。これにより、密閉空間の密閉が完了し、図３（ｄ）に示すように、テーブル部３の回転によりＯ3ガスを密閉空間内で攪拌させながらウエハ基板１に対する洗浄処理を開始する。このとき、カバー部４の回転によりガス攪拌をより一層促進させてもよい。
【００３１】
その後、予め設定されている処理時間が経過したら、図３（ｅ）に示すように、次ステップのためのガス入れ替えを行う。具体的には、排出口８の開閉弁切り替えを経て、その排出口８から密閉空間内のＯ3ガスを排気するとともに、供給口７の開閉弁切り替えを経て、その供給口７から密閉空間内へＨＦガスを供給する。このように、密閉空間内へ異種の処理ガスを導入する際には、ガス混合が起こらないようにするために、各処理ガス間に不活性ガスやＮ2ガス等を介在させてもよい。
【００３２】
以上のような各ステップが終了したら、図３（ｆ）に示すように、テーブル部３の回転を停止するとともに、テーブル部３を下降（またはカバー部４を上昇）させて、テーブル部３をカバー部４から退避させ、そのテーブル部３上からのウエハ基板１の取り出しを可能にする。
【００３３】
以上のように、第１実施形態における半導体製造装置および半導体製造方法によれば、カバー部４に設けられている遮蔽体部５によって、テーブル部３とカバー部４との間に遮蔽空間が形成されるので、供給口７を経て供給されたＨＦガス、Ｏ3ガス、リンス液等の反応処理媒体がその遮蔽空間内に滞留することになる。つまり、必要最小限の反応処理媒体を供給すれば、遮蔽空間内が反応処理媒体によって満たされるので、ウエハ基板１に対する所定処理中に反応処理媒体を供給し続ける必要がない。したがって、反応処理媒体の使用量増大を抑制し得るようになるとともに、未反応媒体の排出も従来に比べて抑制することが可能となる。さらには、遮蔽空間内に反応処理媒体を滞留させることで、その遮蔽空間内における反応処理媒体の濃度が一様となるため、ウエハ基板１の処理面全体に対する処理の均一化が図れ、短時間で反応処理媒体の供給を完了しつつ処理むらを最小限に抑えることが可能となる。その上、毛細管現象を利用しなくても、ウエハ基板１の処理面全体に反応処理媒体を満たした状態で処理を行うことが可能となるので、ウエハ基板１の処理面とカバー部４との間隔を従来よりも大きく保つことができ、これによっても処理の均一化が図れるようになる。また、間隔を大きく保つことで、ウエハ基板１に揚力が発生してしまうことも防止し得るので、テーブル部３上でのウエハ基板１の強制的な固定を要することもない。
【００３４】
しかも、第１実施形態における半導体製造装置および半導体製造方法では、例えばＯリングからなるシール構造部６によって、テーブル部３とカバー部４との間が単なる遮蔽空間ではなく密閉空間となるため、必要最小限の反応処理媒体を供給してウエハ基板１の処理面全体に均一に処理を行うことを可能にする上で、より一層有効なものとなる。すなわち、シール構造部６を用いてテーブル部３とカバー部４との間を密閉化することにより、必要最小限の反応処理媒体のみを密閉空間内に供給するだけで済み、従来のように反応処理媒体を供給しつづける必要が無くなるので、反応処理媒体の使用量を大幅に低減することが可能である。また、反応処理媒体の排出量を大幅に低減でき、ドレイン処理設備のためのコスト低減も可能となる。このとき、テーブル部３のスピン回転を行うことにより、反応済みの媒体をウエハ基板１の表面よりスムーズに剥離し、未反応媒体成分を処理面に供給することになるが、反応処理媒体を完全に封入する構造によって、密閉空間内に存在する反応処理媒体の濃度が一様となる。これにより、短時間での反応処理媒体の供給完了を可能にしつつ、エッチングむらを最小限に抑えることも可能となるのである。
【００３５】
また、第１実施形態における半導体製造装置および半導体製造方法では、テーブル部３を上下動させて密閉空間の容量を可変させるようになっているので、反応処理媒体の成分量を最適化することで、ウエハ基板１に対する処理量の制御が可能となる。例えば、エッチング処理を行う場合であれば、密閉空間の容量可変によってエッチング量を抑えることが可能となり、またエッチングをよりコントローラブルにしてオーバーエッチングの発生を抑制することも可能となる。さらには、この特性を利用して、ウエハ基板１の熱酸化膜上に発生した自然酸化膜等も、予め膜厚が分っていれば、その除去を行うことが可能となる。
【００３６】
また、第１実施形態における半導体製造装置および半導体製造方法では、供給口７および排出口８における開閉状態を切り替える開閉弁が当該供給口７と当該排出口８とのそれぞれに設けられているので、シール構造部６の存在と併せて、テーブル部３とカバー部４との間を密閉空間とすることが可能となるのである。その上、開閉弁の存在によって、その密閉空間内に対する加圧・減圧処理も可能となる。したがって、これらの機能を利用することで、処理済みの反応処理媒体と次ステップで用いる反応処理媒体との入れ替えを効率的に行えるようになる。
【００３７】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。ただし、ここでは、上述した第１実施形態との相違点についてのみ説明する。図４は、本発明の第２実施形態における半導体製造装置の概略構成例を示す模式図である。
図例のように、ここで説明する半導体製造装置は、遮蔽体部９が第１実施形態の場合とは異なる。さらには、第１実施形態のようなシール構造部６および排出口８が設けられていない点で、第１実施形態の場合とは異なる。
【００３８】
遮蔽体部９は、テーブル部３上のウエハ基板１の処理面とカバー部４の平板状部分との間に、ある一定容量の遮蔽空間を形成し得るように、ウエハ基板１と略同等の径の円筒状に形成されているとともに、カバー部４の平板状部分からウエハ基板１に向けて突出するように形成されている。つまり、この遮蔽体部５の存在によって、テーブル部３上のウエハ基板１の処理面とカバー部４の平板状部分との間には、遮蔽空間が形成されるのである。
【００３９】
続いて、以上のように構成された半導体製造装置における処理動作例、すなわち本発明の第２実施形態における半導体製造方法の手順について説明する。図５は、本発明の第２実施形態における半導体製造方法の手順を示す模式図である。
【００４０】
ここで説明する手順においても、処理にあたっては、先ず、図５（ａ）に示すように、テーブル部３の支持具２に被処理物であるウエハ基板１をセットする。このとき、テーブル部３は下降した状態にあり、カバー部４から退避しているものとする。
【００４１】
ウエハ基板１をセットした後は、図５（ｂ）に示すように、テーブル部３を上昇させて、そのテーブル部３上のウエハ基板１の処理面が、遮蔽体部９の下端に接触しない位置まで近づける。そして、ウエハ基板１の処理面と遮蔽体部９の下端との隙間を極小とすることで、ウエハ基板１の処理面とカバー部４の平板状部分との間に遮蔽空間を形成し、テーブル部３の回転を開始する。
【００４２】
その後は、図５（ｃ）に示すように、供給口７からの遮蔽空間内へのガスａの供給を開始する。ガスａは、エッチングプロセスであればＨＦガスであり、洗浄プロセスであればＯ3ガスである。なお、ウエハ基板１とカバー部４の間は、密閉空間ではなく遮蔽空間である。したがって、ウエハ基板１の処理面と遮蔽体部９の下端との隙間からは、微量のリークガスの流出も起こり得る。したがって、供給口７からのガスａの供給開始後は、リーク媒体の流出量を考慮しつつ、ガスａを供給し続けるようにする。
【００４３】
そして、予め設定されている処理時間が経過したら、図５（ｄ）に示すように、次ステップのためのガス入れ替えを行う。具体的には、供給口７から不活性ガスやＮ2ガス等の反応性の低いガスを供給するとともに、テーブル部３を下降させて、ウエハ基板１の処理面と遮蔽体部９の下端との間隔を大きくし、そこから処理済みのガスａを排出する。
その後は、図５（ｅ）に示すように、再びウエハ基板１の処理面と遮蔽体部９の下端との隙間を極小とするとともに、供給口７からの遮蔽空間内へのガスｂの供給を開始する。このときも、ガスｂの供給開始後は、リーク媒体の流出量を考慮しつつ、ガスｂを供給し続けるようにする。ガスｂは、洗浄プロセスであればＨＦガスである。なお、洗浄プロセスではガスｂによる処理後に次に説明するリンス工程へ進むが、エッチングプロセスの場合には、ガスａの排出後、ガスｂについての処理を行わずに、次に説明するリンス工程に進むものとする。
【００４４】
リンス工程では、図５（ｅ）に示すように、供給口７からリンス液（水等）を供給するとともに、テーブル部３を下降させて、ウエハ基板１の処理面と遮蔽体部９の下端との間隔を大きくし、そこから処理済みの廃液を排出する。そして、リンス液の供給停止後、テーブル部３のスピン回転により、ウエハ基板１を乾燥させる。
以上のような各ステップが終了したら、テーブル部３の回転を停止するとともに、テーブル部３を下降（またはカバー部４を上昇）させて、テーブル部３をカバー部４から退避させ、そのテーブル部３上からのウエハ基板１の取り出しを可能にする。
【００４５】
以上のように、第２実施形態における半導体製造装置および半導体製造方法においても、カバー部４に設けられている遮蔽体部９によって、ウエハ基板１とカバー部４との間に遮蔽空間が形成されるので、供給口７を経て供給されたＨＦガス、Ｏ3ガス、リンス液等の反応処理媒体を遮蔽空間内に滞留させやすくなる。つまり、必要最小流量の反応処理媒体を供給すれば、遮蔽空間内が反応処理媒体によって満たされるので、ウエハ基板１に対する所定処理中の反応処理媒体の供給量を削減できる。したがって、反応処理媒体の使用量増大を抑制し得るようになるとともに、未反応媒体の排出も従来に比べて抑制することが可能となる。さらには、遮蔽空間内に反応処理媒体を滞留させることで、その遮蔽空間内における反応処理媒体の濃度が一様となるため、ウエハ基板１の処理面全体に対する処理の均一化が図れ、短時間で反応処理媒体の供給を完了しつつ処理むらを最小限に抑えることが可能となる。また、ウエハ基板１に揚力が発生してしまうこともないので、テーブル部３上でのウエハ基板１の強制的な固定を要することもない。
【００４６】
このように、第２実施形態における半導体製造装置および半導体製造方法では、第１実施形態のような密閉空間とはしていないが、単なる遮蔽空間とした場合であっても、従来に比べて反応処理媒体の使用量低減等が可能となる。なお、ここで説明した遮蔽体部９、すなわち遮蔽空間の形成態様は一具体例に過ぎず、これに限定されないことは言うまでもない。つまり、遮蔽体部９の形成位置はテーブル部３の支持具２の外側、内側を問わず、遮蔽体部９の半径も全く問わない。
また、第２実施形態における半導体製造装置および半導体製造方法では、その構成上、遮蔽空間容量の可変ができないため、反応処理媒体の成分量が最適化するように、遮蔽体部９の突設高さが設定されているものとする。
【００４７】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。ただし、ここでも、上述した第１実施形態との相違点についてのみ説明する。図６は、本発明の第３実施形態における半導体製造装置の要部構成例を示す模式図である。
【００４８】
図６（ａ）に示すように、ここで説明する半導体製造装置は、シール構造部１０が第１実施形態の場合とは異なる。
シール構造部１０は、非接触形のラビリンスシール構造を利用したものである。詳しくは、図６（ｂ）に示すように、テーブル部３に設けられた円周状の凹部１０ａと、その凹部１０ａに対応する凸部１０ｂとからなり、これらが互いに非接触で遊嵌されることで、テーブル部３とカバー部４との間の遮蔽空間を、ウエハ基板１を収容する密閉空間とするようになっている。
ラビリンスシール構造における凹部１０ａと凸部１０ｂの組み合わせは、少なくとも一対あればよいが、図例のよう二重構造としてもよく、密閉度の必要に応じて増減することが考えられる。
また、凹部１０ａと凸部１０ｂとの遊嵌深さは、テーブル部３の上下動による密閉空間の容量可変に対応しているものとする。すなわち、凹部１０ａの深さを大きくすることにより、密閉空間の容量の変化にも対応することが可能になっているものとする。
【００４９】
密閉空間の密閉性をさらに高めるのであれば、ラビリンスシール構造の凹部１０ａに、シール用液体（例えば水）１１を注入することも考えられる。これにより、ラビリンスシール構造の凹部１０ａがシール用液体１１で封止されることになるので、シール性が高まることになる。また、シール用液体１１で封止した場合、テーブル部３のスピン回転によりシール用液体１１からミストが発生する可能性もあるが、そのシール用液体１１で封止したラビリンスシール構造のさらに内側に、未封止のラビリンスシール構造を形成しておけば、ミストの密閉空間内への侵入を防ぐことも可能となる。
【００５０】
以上のように、第３実施形態における半導体製造装置によれば、シール構造部１０が非接触形のラビリンスシール構造を利用したものであることから、テーブル部３とカバー部４との間を密閉空間とする場合であっても、テーブル部３のスピン回転時の負荷が増大してしまったり、摺動による塵埃発生等の問題が生じてしまうことがない。したがって、特にウエハ基板１に対する処理を行う半導体製造装置に適用して非常に好適なものとなる。
【００５１】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４実施形態について説明する。ただし、ここでも、上述した第１実施形態との相違点についてのみ説明する。図７は、本発明の第４実施形態における半導体製造装置の要部構成例を示す模式図である。
図例のように、ここで説明する半導体製造装置は、供給口７の近傍に分散板１２が設けられている点で、第１実施形態の場合とは異なる。
【００５２】
分散板１２は、例えば複数の開孔が均等に形成されたパンチング板からなるもので、供給口７からの反応処理媒体が直接テーブル部３上のウエハ基板１に当たることがなく、その反応処理媒体を分散させて各開孔からウエハ基板１側へ流入させることで、そのウエハ基板１への反応処理媒体の供給の均一化を図るためのものである。
【００５３】
以上のように、第４実施形態における半導体製造装置によれば、供給口７の近傍に分散板１２が設けられていることから、ウエハ基板１への反応処理媒体の供給の均一化を図る上で非常に好適なものとなり、その反応処理媒体による処理むらを容易に最小限に抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施形態における半導体製造装置の概略構成例を示す模式図である。
【図２】本発明に係る半導体製造方法の第１動作例の手順を示す模式図である。
【図３】本発明に係る半導体製造方法の第２動作例の手順を示す模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態における半導体製造装置の概略構成例を示す模式図である。
【図５】本発明の第２実施形態における半導体製造方法の手順を示す模式図である。
【図６】本発明の第３実施形態における半導体製造装置の要部構成例を示す模式図である。
【図７】本発明の第４実施形態における半導体製造装置の要部構成例を示す模式図である。
【図８】従来における半導体製造装置の概略構成例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…ウエハ基板、３…テーブル部、４…カバー部、５、９…遮蔽体部、６，１０…シール構造部、７…供給口、８…排出口、１１…シール用液体、１２…分散板
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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