(57)【要約】【目的】  従って、本発明は、ＰＧ／ＰＢＮセラミックヒータの表面に付着した副生成物を除去し、再利用することができる基板処理装置を提供するものである。【解決手段】  本発明によれば、加熱手段をウエット洗浄した後、第１の温度で加熱し、その後、前記第１の温度よりも高い第２の温度で加熱乾燥した加熱手段を用いて、処理室内に収容された基板を所望の温度に加熱することを特徴とする基板処理装置としたので、ウエット洗浄後の加熱手段は、急激な加熱をされないので、前記加熱手段の表面状態が荒れることはない。【選択図】図２
2005223114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段をウエット洗浄した後、第１の温度で加熱し、その後、前記第１の温度よりも高
い第２の温度で加熱乾燥した加熱手段を用いて、処理室内に収容された基板を所望の温度
に加熱す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、半導体製造技術、特に、被処理基板を処理室に収容してヒータによって加熱
した状態で処理を施す熱処理技術に関し、例えば、半導体集積回路装置（半導体デバイス
）が作り込まれる半導体ウエハに酸化処理や拡散処理、イオン打ち込み後のキャリア活性
化や平坦化のためのリフローやアニール及び熱ＣＶＤ反応による成膜処理などに使用され
る基板処理装置に利用して有効なものに係わる。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置、例えば半導体製造装置の処理室構造の一例を図６に示す。
【０００３】
図６に示すようにウエハ２００を処理する処理室２０１はチャンバ２２３等から構成さ
れる。ウエハ２００はサセプタ２１７に載置され、ヒータ２０７によって所望の温度に加
熱された後、プレート２４０に設けられた複数のガス吹出口２４７から供給される処理ガ
スによって、ウエハ２００に所望の処理がなされるようになっている。
【０００４】
前記ヒータ２０７は、図１（ｂ）に示すように、例えば、PG／PBN（Pyronytic  Graphi
te／Pyronytic  Ｂｏｒｏｎ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）からなるセラッミクヒータからなる。こ
のセラミックヒータ２０７は、ＰＢＮ基板１５上にＰＧからなるヒータ素線１０を配置し
、前記ＰＢＮ基板１５及び前記ＰＧヒータ素線１０を覆うように、ＰＢＮ膜２５をＣＶＤ
コーティングしたものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような処理室２０１を有する基板処理装置を用いて、基板に成膜処理などを施し
た場合、処理室の内壁など処理ガスが接触する部分にも副生成物として膜が成膜される。
このような副生成物は、その膜厚の増加と共に剥がれてパーティクルとなり、基板処理装
置によって製作される半導体デバイスの性能に重大な影響を与える。従って、この副生成
物がパーティクルとなって剥がれる前に除去する必要がある。
【０００６】
処理ガスが接触する部分に付着した副生成物を除去する手法として、ウエットクリーニ
ングがある。ウエットクリーニングは、副生成物が付着した構成部品を基板処理装置から
取り外し、洗浄液で洗浄する手法である。
【０００７】
また、別のクリーニング手法としては、エッチングガスを処理室内に供給し、前記処理
室内に付着した処理ガスをエッチング除去するドライクリーニング法がある。
【０００８】
このような副生成物は、PG／PBNからなるセラミックヒータ２０７にも成膜する。前記
ヒータ２０７の表面に成膜されると、輻射率が変化し、更に、ヒータ２０７に成膜された
膜が剥がれてパーティクルの原因となる。例えば、Ｒｕ膜やＲｕＯ２膜をウエハ２００に
成膜した場合、前記ヒータ２０７にもＲｕ膜やＲｕＯ２膜が成膜されるが、この様な膜は
、前記ウエットクリーニング手法や前記ドライクリーニング手法では除去できない場合が
ある。
【０００９】
この様な場合は、前記セラミックヒータ２０７表面を切削し、セラミックヒータ２０７
に付着した副生成物を物理的に除去する。前記切削の後は、セラミックヒータ２０７上に
残留する切削屑や異物などのゴミを除去するため、ウエット洗浄を行い、その後、オーブ
ン等で１５０℃に加熱し表面を乾燥させている（図７参照）。
【００１０】
しかしながら、セラミックヒータ２０７をオーブンで乾燥させる際、洗浄後の略室温の
状態から急激に１５０℃まで温度を上昇させるため、ＰＢＮ膜２５が剥離し、ＰＧ／ＰＢ
Ｎセラミックヒータを再利用できないという問題がある。発明者らは、この原因について
次のように想定した。即ち、ウエット洗浄時に、ＰＢＮ膜内に侵入した（染み込んだ）洗
浄液（水分）が、急激な温度変化により、急激な熱膨張を起こした結果、前記ＰＢＮ膜に
亀裂が生じ剥離を引き起こすと考えた（即ち、ＰＧ／ＰＢＮセラミックヒータの表面状態
が荒れる）。しかしながら、ＰＧ／ＰＢＮセラミックヒータは、高価な部品であり、且つ
、長納期部品でもあるため、副生成物を洗浄除去し、再利用したいという要求がある。
【００１１】
従って、本発明は、ＰＧ／ＰＢＮセラミックヒータの表面に付着した副生成物を除去し
、再利用することができる基板処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は特許請求の範囲に記載のような構成とするもので
ある。すなわち、本発明は請求項１に記載のように、加熱手段をウエット洗浄した後、第
１の温度で加熱し、その後、前記第１の温度よりも高い第２の温度で加熱乾燥した加熱手
段を用いて、処理室内に収容された基板を所望の温度に加熱することを特徴とする基板処
理装置とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、加熱手段をウエット洗浄した後、第１の温度で加熱し、その後、前記
第１の温度よりも高い第２の温度で加熱乾燥した加熱手段を用いて、処理室内に収容され
た基板を所望の温度に加熱することを特徴とする基板処理装置としたので、ウエット洗浄
後の加熱手段は、急激な加熱をされないので、前記加熱手段の表面状態が荒れることはな
い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【００１５】
図４および図５に於いて、本発明が適用される基板処理装置の概要を説明する。
【００１６】
なお、本発明が適用される基板処理装置においてはウエハなどの基板を搬送するキャリ
ヤとしては、ＦＯＵＰ（front opening unified pod 。以下、ポッドという。）が使用さ
れている。また、以下の説明において、前後左右は図４を基準とする。すなわち、図４が
示されている紙面に対して、前は紙面の下、後ろは紙面の上、左右は紙面の左右とする。
【００１７】
図４および図５に示されているように、基板処理装置は真空状態などの大気圧未満の圧
力（負圧）に耐えるロードロックチャンバ構造に構成された第一の搬送室１０３を備えて
おり、第一の搬送室１０３の筐体１０１は平面視が六角形で上下両端が閉塞した箱形状に
形成されている。第一の搬送室１０３には負圧下でウエハ２００を移載する第一のウエハ
移載機１１２が設置されている。前記第一のウエハ移載機１１２は、エレベータ１１５に
よって、第一の搬送室１０３の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。
【００１８】
筐体１０１の六枚の側壁のうち前側に位置する二枚の側壁には、搬入用の予備室１２２
と搬出用の予備室１２３とがそれぞれゲートバルブ２４４，１２７を介して連結されてお
り、それぞれ負圧に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成されている。さらに、予備
室１２２には搬入室用の基板置き台１４０が設置され、予備室１２３には搬出室用の基板
置き台１４１が設置されている。
【００１９】
予備室１２２および予備室１２３の前側には、略大気圧下で用いられる第二の搬送室１
２１がゲートバルブ１２８、１２９を介して連結されている。第二の搬送室１２１にはウ
エハ２００を移載する第二のウエハ移載機１２４が設置されている。第二のウエハ移載機
１２４は第二の搬送室１２１に設置されたエレベータ１２６によって昇降されるように構
成されているとともに、リニアアクチュエータ１３２によって左右方向に往復移動される
ように構成されている。
【００２０】
図４に示されているように、第二の搬送室１２１の左側にはオリフラ合わせ装置１０６
が設置されている。また、図５に示されているように、第二の搬送室１２１の上部にはク
リーンエアを供給するクリーンユニット１１８が設置されている。
【００２１】
図４および図５に示されているように、第二の搬送室１２１の筐体１２５には、ウエハ
２００を第二の搬送室１２１に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口１３４と、前
記ウエハ搬入搬出口を閉塞する蓋１４２と、ポッドオープナ１０８がそれぞれ設置されて
いる。ポッドオープナ１０８は、ＩＯステージ１０５に載置されたポッド１００のキャッ
プ及びウエハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２を開閉するキャップ開閉機構１３６と
を備えており、ＩＯステージ１０５に載置されたポッド１００のキャップ及びウエハ搬入
搬出口１３４を閉塞する蓋１４２をキャップ開閉機構１３６によって開閉することにより
、ポッド１００のウエハ出し入れを可能にする。また、ポッド１００は図示しない工程内
搬送装置（ＲＧＶ）によって、前記ＩＯステージ１０５に、供給および排出されるように
なっている。
【００２２】
図４に示されているように、筐体１０１の六枚の側壁のうち背面側に位置する二枚の側
壁には、ウエハに所望の処理を行う第一の処理炉２０２と、第二の処理炉１３７とがそれ
ぞれ隣接して連結されている。第一の処理炉２０２および第二の処理炉１３７はいずれも
コールドウオール式の処理炉によってそれぞれ構成されている。また、筐体１０１におけ
る六枚の側壁のうちの残りの互いに対向する二枚の側壁には、第三の処理炉としての第一
のクーリングユニット１３８と、第四の処理炉としての第二のクーリングユニット１３９
とがそれぞれ連結されており、第一のクーリングユニット１３８および第二のクーリング
ユニット１３９はいずれも処理済みのウエハ２００を冷却するように構成されている。
【００２３】
以下、前記構成をもつ基板処理装置を使用した処理工程を説明する。
【００２４】
未処理のウエハ２００は２５枚がポッド１００に収納された状態で、処理工程を実施す
る基板処理装置へ工程内搬送装置によって搬送されて来る。図４および図５に示されてい
るように、搬送されて来たポッド１００はＩＯステージ１０５の上に工程内搬送装置から
受け渡されて載置される。ポッド１００のキャップ及びウエハ搬入搬出口１３４を開閉す
る蓋１４２がキャップ開閉機構１３６によって取り外され、ポッド１００のウエハ出し入
れ口が開放される。
【００２５】
ポッド１００がポッドオープナ１０８により開放されると、第二の搬送室１２１に設置
された第二のウエハ移載機１２４はポッド１００からウエハ２００をピックアップし、予
備室１２２に搬入し、ウエハ２００を基板置き台１４０に移載する。この移載作業中には
、第一の搬送室１０３側のゲートバルブ２４４は閉じられており、第一の搬送室１０３の
負圧は維持されている。ウエハ２００の基板置き台１４０への移載が完了すると、ゲート
バルブ１２８が閉じられ、予備室１２２が排気装置（図示せず）によって負圧に排気され
る。
【００２６】
予備室１２２が予め設定された圧力値に減圧されると、ゲートバルブ２４４、１３０が
開かれ、予備室１２２、第一の搬送室１０３、第一の処理炉２０２が連通される。続いて
、第一の搬送室１０３の第一のウエハ移載機１１２は基板置き台１４０からウエハ２００
をピックアップして第一の処理炉２０２に搬入する。そして、第一の処理炉２０２内に処
理ガスが供給され、所望の処理がウエハ２００に行われる。
【００２７】
第一の処理炉２０２で前記処理が完了すると、処理済みのウエハ２００は第一の搬送室
１０３の第一のウエハ移載機１１２によって第一の搬送室１０３に搬出される。
【００２８】
そして、第一のウエハ移載機１１２は第一の処理炉２０２から搬出したウエハ２００を
第一のクーリングユニット１３８へ搬入し、処理済みのウエハを冷却する。
【００２９】
第一のクーリングユニット１３８にウエハ２００を移載すると、第一のウエハ移載機１
１２は予備室１２２の基板置き台１４０に予め準備されたウエハ２００を第一の処理炉２
０２に前述した作動によって移載し、第一の処理炉２０２内に処理ガスが供給され、所望
の処理がウエハ２００に行われる。
【００３０】
第一のクーリングユニット１３８において予め設定された冷却時間が経過すると、冷却
済みのウエハ２００は第一のウエハ移載機１１２によって第一のクーリングユニット１３
８から第一の搬送室１０３に搬出される。
【００３１】
冷却済みのウエハ２００が第一のクーリングユニット１３８から第一の搬送室１０３に
搬出されたのち、ゲートバルブ１２７が開かれる。そして、第１のウエハ移載機１１２は
第一のクーリングユニット１３８から搬出したウエハ２００を予備室１２３へ搬送し、基
板置き台１４１に移載した後、予備室１２３はゲートバルブ１２７によって閉じられる。
【００３２】
予備室１２３がゲートバルブ１２７によって閉じられると、前記排出用予備室１２３内
が不活性ガスにより略大気圧に戻される。前記予備室１２３内が略大気圧に戻されると、
ゲートバルブ１２９が開かれ、第二の搬送室１２１の予備室１２３に対応したウエハ搬入
搬出口１３４を閉塞する蓋１４２と、ＩＯステージ１０５に載置された空のポッド１００
のキャップがポッドオープナ１０８によって開かれる。続いて、第二の搬送室１２１の第
二のウエハ移載機１２４は基板置き台１４１からウエハ２００をピックアップして第二の
搬送室１２１に搬出し、第二の搬送室１２１のウエハ搬入搬出口１３４を通してポッド１
００に収納して行く。処理済みの２５枚のウエハ２００のポッド１００への収納が完了す
ると、ポッド１００のキャップとウエハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２がポッドオ
ープナ１０８によって閉じられる。閉じられたポッド１００はＩＯステージ１０５の上か
ら次の工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。
【００３３】
以上の作動が繰り返されることにより、ウエハが、順次、処理されて行く。以上の作動
は第一の処理炉２０２および第一のクーリングユニット１３８が使用される場合を例にし
て説明したが、第二の処理炉１３７および第二のクーリングユニット１３９が使用される
場合についても同様の作動が実施される。
【００３４】
なお、上述の基板処理装置では、予備室１２２を搬入用、予備室１２３を搬出用とした
が、予備室１２３を搬入用、予備室１２２を搬出用としてもよい。また、第一の処理炉２
０２と第二の処理炉１３７は、それぞれ同じ処理を行ってもよいし、別の処理を行っても
よい。第一の処理炉２０２と第二の処理炉１３７で別の処理を行う場合、例えば第一の処
理炉２０２でウエハ２００にある処理を行った後、続けて第二の処理炉１３７で別の処理
を行わせてもよい。また、第一の処理炉２０２でウエハ２００にある処理を行った後、第
二の処理炉１３７で別の処理を行わせる場合、第一のクーリングユニット１３８（又は第
二のクーリングユニット１３９）を経由するようにしてもよい。
【００３５】
次に本発明に係わる処理炉２０２について説明する。
【００３６】
図６に示されているように、本発明に係る処理炉２０２は、枚葉式ＣＶＤ炉（枚葉式コ
ールドウオール形ＣＶＤ炉）として構成されており、被処理基板としてのウエハ（半導体
ウエハ）２００を処理する処理室２０１を形成したチャンバ２２３を備えている。チャン
バ２２３は上側キャップ２２４と円筒カップ２２５と下側キャップ２２６とが組み合わさ
れて、上下の端面がいずれも閉塞した円筒形状に形成されている。
【００３７】
チャンバ２２３の円筒カップ２２５の円筒壁の中間部にはゲートバルブ２４４によって
開閉されるウエハ搬入搬出口２５０が水平方向に横長に開設されており、ウエハ搬入搬出
口２５０は被処理基板であるウエハ２００を処理室２０１に図６に図示しないウエハ移載
装置によって搬入搬出し得るように形成されている。すなわち、ウエハ２００はウエハ移
載装置によって下から機械的に支持された状態で、ウエハ搬入搬出口２５０を搬送されて
処理室２０１に対して搬入搬出されるようになっている。
【００３８】
円筒カップ２２５のウエハ搬入搬出口２５０と対向する壁面の上部には、真空ポンプ等
からなる排気装置（図示せず）に接続された排気口２３５が処理室２０１に連通するよう
に開設されており、処理室２０１内は排気装置によって排気されるようになっている。
また、円筒カップ２２５の上部には排気口２３５に連通する排気バッファ空間２４９が
円環状に形成され、カバープレート２４８とともにウエハ２００の前面に対し、均一に排
気が行われるように作用している。
なお、カバープレート２４８は、ウエハ２００のエッジ部を覆うように一部のサセプタ
（基板保持手段）２１７上に延在しており、ウエハ２００のエッジ部に成膜されるＣＶＤ
膜を制御するために用いられる。
【００３９】
チャンバ２２３の上側キャップ２２４には処理ガスを供給するシャワーヘッド２３６が
一体的に組み込まれている。すなわち、上側キャップ２２４の天井壁にはガス供給管２３
２が挿入されており、各ガス供給管２３２には例えば原料ガスやパージガス等の処理ガス
Ａ、Ｂを導入するため開閉バルブ２４３、流量制御装置（マスフローコントローラ＝ＭＦ
Ｃ）２４１から成るガス供給装置が接続されている。上側キャップ２２４の下面には円板
形状に形成されたシャワープレート（以下、プレートという。）２４０がガス供給管２３
２から間隔を置いて水平に固定されており、プレート２４０には複数個のガス吹出口（以
下、吹出口という。）２４７が全面にわたって均一に配置されて上下の空間を流通させる
ように開設されている。
上側キャップ２２４の内側面とプレート２４０の上面とが画成する内側空間によってバ
ッファ室２３７が形成されており、バッファ室２３７はガス供給管２３２に導入された処
理ガス２３０を全体的に均等に拡散させて各吹出口２４７から均等にシャワー状に吹き出
させるようになっている。
【００４０】
チャンバ２２３の下側キャップ２２６の中心には挿通孔２７８が円形に開設されており
、挿通孔２７８の中心線上には円筒形状に形成された支持軸２７６が処理室２０１に下方
から挿通されている。支持軸２７６はエアシリンダ装置等が使用された昇降機構（昇降手
段）２６８によって昇降されるようになっている。
【００４１】
支持軸２７６の上端には加熱ユニット２５１が同心に配されて水平に固定されており、
加熱ユニット２５１は支持軸２７６によって昇降されるようになっている。すなわち、加
熱ユニット２５１は円板形状に形成された支持板２５８を備えており、支持板２５８は支
持軸２７６の上端開口に同心円に固定されている。支持板２５８の上面には支柱を兼ねる
複数本の電極２５３が垂直に立脚されており、これら電極２５３の上端間には円板形状に
形成され複数領域に分割制御されるヒータ（加熱手段）２０７が架橋されて固定されてい
る。これら電極２５３に対する電気配線２５７は支持軸２７６の中空部内を挿通されてい
る。
また、ヒータ２０７の下方には反射板２５２が支持板２５８に固定されて設けられ、ヒ
ータ２０７から発せられた熱をサセプタ２１７側に反射させて、効率の良い加熱に作用し
ている。
【００４２】
また、温度検出手段である放射温度計２６４が、支持軸２７６の下端から導入され、放
射温度計２６４の先端がサセプタ２１７の裏面に対し所定の隙間を設けて設置されている
。放射温度計２６４は、石英から成るロッドと光ファイバとの組み合わせから構成され、
サセプタ２１７の裏面（例えばヒータ２０７の分割領域に対応する裏面）から発せられる
放射光を検出し、サセプタ２１７の裏面温度を算出するのに用いられ（予め取得したウエ
ハ２００とサセプタ２１７の温度の関係によりウエハ２００の温度を算出することも可能
）、この算出結果に基づきヒータ２１７の加熱具合を制御している。
【００４３】
下側キャップ２２６の挿通孔２７８の支持軸２７６の外側には、支持軸２７６よりも大
径の円筒形状に形成された回転軸２７７が同心円に配置されて処理室２０１に下方から挿
通されており、回転軸２７７はエアシリンダ装置等が使用された昇降機構２６８によって
支持軸２７６と共に昇降されるようになっている。回転軸２７７の上端には回転ドラム２
２７が同心に配されて水平に固定されており、回転ドラム２２７は回転軸２７７によって
回転されるようになっている。すなわち、回転ドラム２２７はドーナツ形の平板に形成さ
れた回転板２２９と、円筒形状に形成された回転筒２２８を備えており、回転板２２９の
内周縁辺部が円筒形状の回転軸２７７の上端開口に固定されて、回転板２２９の上面の外
周縁辺部に回転筒２２８が同心円に固定されている。回転ドラム２２７の回転筒２２８の
上端には炭化シリコンや窒化アルミニウム等が使用されて円板形状に形成されたサセプタ
２１７が回転筒２２８の上端開口を閉塞するように被せられている。
【００４４】
図６に示されているように、回転ドラム２２７にはウエハ昇降装置２７５が設置されて
いる。ウエハ昇降装置２７５は円形リング形状に形成された２つの昇降リングのそれぞれ
に突上ピン（基板突上手段）２６６、２７４を突設したものから構成されており、下側の
昇降リング（以下、回転側リングという。）は回転ドラム２２７の回転板２２９の上に支
持軸２７６と同心円に配置されている。回転側リングの下面には複数本（本実施の形態に
おいては三本とする。）の突上ピン（以下、回転側ピンという。）２７４が周方向に等間
隔に配置されて垂直方向下向きに突設されており、各回転側ピン２７４は回転板２２９に
回転筒２２８と同心円の線上に配置されて垂直方向に開設された各ガイド孔２５５にそれ
ぞれ摺動自在に嵌入されている。各回転側ピン２７４の長さは回転側リングを水平に突き
上げ得るように互いに等しく設定されているとともに、ウエハのサセプタ上からの突き上
げ量に対応するように設定されている。各回転側ピン２７４の下端は処理室２０１の底面
すなわち下側キャップ２２６の上面に離着座自在に対向されている。
【００４５】
加熱ユニット２５１の支持板２５８には円形リング形状に形成されたもう一つの昇降リ
ング（以下、ヒータ側リングという。）が支持軸２７６と同心円に配置されている。ヒー
タ側リングの下面には複数本（本実施の形態においては三本とする。）の突上ピン（以下
、ヒータ側ピンという。）２６６が周方向に等間隔に配置されて垂直方向下向きに突設さ
れており、各ヒータ側ピン２６６は支持板２５８に支持軸２７６と同心円の線上に配置さ
れて垂直方向に開設された各ガイド孔２５４にそれぞれ摺動自在に嵌入されている。これ
らのヒータ側ピン２６６の長さはヒータ側リングを水平に突き上げ得るように互いに等し
く設定されているとともに、その下端が回転側リングの上面に適度のエアギャップを置い
て対向されている。つまり、これらのヒータ側ピン２６６は回転ドラム２２７の回転時に
回転側リングに干渉しないようになっている。
【００４６】
また、ヒータ側リングの上面には複数本（本実施の形態においては三本とする。）の突
上ピン（以下、突上部という。）２６６が、周方向に等間隔に配置されて垂直方向上向き
に突設されており、突上部２６６の上端はヒータ２０７およびサセプタ２１７の挿通孔２
５６に対向するようになっている。これらの突上部２６６の長さはヒータ２０７およびサ
セプタ２１７の挿通孔２５６を下から挿通してサセプタ２１７に載置されたウエハ２００
をサセプタ２１７から水平に浮かせるように互いに等しく設定されている。また、これら
の突上部２６６の長さはヒータ側リングが支持板２５８に着座した状態において、その上
端がヒータ２０７の上面から突出しないように設定されている。つまり、これらの突上部
２６６は回転ドラム２２７の回転時にサセプタ２１７に干渉しないように、かつ、ヒータ
２０７の加熱を妨げないようになっている。
【００４７】
図６に示されているように、チャンバ２２３は複数本の支柱２８０によって水平に支持
されている。これらの支柱２８０には各昇降ブロック２８１がそれぞれ昇降自在に嵌合さ
れており、これら昇降ブロック２８１間にはエアシリンダ装置等が使用された昇降駆動装
置（図示せず）によって昇降される昇降台２８２が架設されている。昇降台２８２の上に
はサセプタ回転装置が設置されており、サセプタ回転装置とチャンバ２２３との間にはベ
ローズ２７９が、回転軸２７７の外側を気密封止するように介設されている。
【００４８】
昇降台２８２に設置されたサセプタ回転機構（回転手段）２６７にはブラシレスＤＣモ
ータが使用されており、出力軸（モータ軸）が中空軸に形成されて回転軸２７７として構
成されている。サセプタ回転機構２６７はハウジング２８３を備えており、ハウジング２
８３が昇降台２８２の上に垂直方向上向きに据え付けられている。ハウジング２８３の内
周面には電磁石（コイル）によって構成された固定子（ステータ）２８４が固定されてい
る。すなわち、固定子２８４はコイル線材（エナメル被覆銅線）２８６が鉄心（コア）２
８５に巻装されて構成されている。コイル線材２８６には図示しないリード線がハウジン
グ２８３の側壁に開設された図示しない挿通孔を挿通して電気的に接続されており、固定
子２８４はブラシレスＤＣモータのドライバ（図示せず）から電力をコイル線材２８６に
リード線を通じて供給されることにより、回転磁界を形成するように構成されている。
【００４９】
固定子２８４の内側には回転子（ロータ）２８９がエアギャップ（隙間）を設定されて
同心円に配置されており、回転子２８９はハウジング２８３に上下のボールベアリング２
９３を介して回転自在に支承されている。すなわち、回転子２８９は円筒形状の本体２９
０と鉄心（コア）２９１と複数個の永久磁石２９２とを備えており、本体２９０には回転
軸２７７がブラケット２８８によって一体回転するように固定されている。鉄心２９１は
本体２９０に嵌合されて固定されており、鉄心２９１の外周には複数個の永久磁石２９２
が周方向に等間隔に固定されている。鉄心２９１と複数個の永久磁石２９２とによって環
状に配列された複数の磁極が形成されており、固定子２８４の形成する回転磁界が複数個
の磁極すなわち永久磁石２９２の磁界を切ることにより、回転子２８９が回転するように
なっている。
【００５０】
上下のボールベアリング２９３は回転子２８９の本体２９０の上下端部にそれぞれ設置
されており、上下のボールベアリング２９３には本体２９０の熱膨張を吸収するための隙
間が適宜設定されている。このボールベアリング２９３の隙間は本体２９０の熱膨張を吸
収する一方で、最小のがたつきに抑制するために、５〜５０μｍに設定されている。なお
、ボールベアリングの隙間とはボールをアウタレースまたはインナレースのいずれか片側
に寄せた場合に反対側に発生する隙間を意味している。
【００５１】
固定子２８４と回転子２８９との対向面には二重筒壁を構成する外側と内側の囲い部材
であるカバー２８７とが互いに対向されて、ハウジング２８３の内周面と本体２９０の外
周面とにそれぞれ固定されており、それぞれのカバー２８７との間には所定のエアギャッ
プ（隙間）が設定されている。カバー２８７は非磁性体であるステンレス鋼が使用されて
、筒壁の厚さが極薄い円筒形状にそれぞれ形成されており、円筒の上下開口端においてハ
ウジング２８３および本体２９０に電子ビーム溶接によって全周にわたって確実かつ均一
に固着されている。カバー２８７は非磁性体であるステンレス鋼で極薄く形成されている
ため、磁束の拡散を防止してモータ効率の低下を防止するばかりでなく、固定子２８４の
コイル線材２８６および回転子２８９の永久磁石２９２の腐食を防止することができ、か
つまた、コイル線材２８６等による処理室２０１の内部の汚染を確実に防止することがで
きる。カバー２８７は固定子２８４を気密シール状態に囲うことにより、固定子２８４を
真空雰囲気となる処理室２０１の内部から完全に隔絶している。
【００５２】
また、サセプタ回転装置には磁気式ロータリーエンコーダ２９４が設置されている。す
なわち、磁気式ロータリーエンコーダ２９４は磁性体からなる被検出体としての被検出リ
ング２９６を備えており、被検出リング２９６は鉄等の磁性体が使用されて円形リング形
状に形成されている。被検出リング２９６の外周には被検出部としての歯が多数個環状に
配列されている。
【００５３】
ハウジング２８３の被検出リング２９６の対向位置には被検出リング２９６の被検出部
である各歯を検出する磁気センサ２９５が設置されている。磁気センサ２９５の先端面と
被検出リング２９６の外周面との隙間（センサギャップ）は、０．０６〜０．１７ｍｍに
設定されている。磁気センサ２９５は被検出リング２９６の回転に伴うこれらの対向位置
における磁束変化を磁気抵抗素子によってそれぞれ検出するように構成されている。磁気
センサ２９５の検出結果はブラシレスＤＣモータすなわちサセプタ回転機構２６７の駆動
制御部に送信されて、サセプタ２１７の位置認識に使用されるとともに、サセプタ２１７
の回転量の制御に使用される。なお、本処理炉２０２は、ガス制御部、駆動制御部、加熱
制御部、温度検出部、等から構成される主制御部を有する。ガス制御部はＭＦＣ２４１、
開閉バルブ２４３に接続され、ガス流量、供給を制御する。駆動制御部はサセプタ回転機
構２６７、昇降ブロック２８１に接続され、これらの駆動を制御する。加熱制御部は配線
２５７を介しヒータ２０７に接続され、ヒータ２０７の加熱具合を制御する。温度検出部
は放射温度計２６４に接続され、サセプタ２１７の温度を検出し、加熱制御部と連携して
ヒータ２０７の加熱制御に用いられる。
【００５４】
次に、以上の構成に係る処理炉の作用を説明することにより、本発明の一実施の形態で
ある半導体装置の製造方法における成膜工程について説明する。
【００５５】
ウエハ２００の搬出搬入に際しては、回転ドラム２２７および加熱ユニット２５１が回
転軸２７７および支持軸２７６によって下限位置に下降される。すると、ウエハ昇降装置
２７５の回転側ピン２７４の下端が処理室２０１の底面すなわち下側キャップ２２６の上
面に突合するため、回転側リングが回転ドラム２２７および加熱ユニット２５１に対して
相対的に上昇する。上昇した回転側リングはヒータ側ピン２６６を突き上げることにより
、ヒータ側リングを持ち上げる。ヒータ側リングが持ち上げられると、ヒータ側リングに
立脚された三本の突上部２６６がヒータ２０７およびサセプタ２１７の挿通孔２５６を挿
通して、サセプタ２１７の上面に載置されたウエハ２００を下方から支持してサセプタ２
１７から浮き上がらせる。
【００５６】
ウエハ昇降装置２７５がウエハ２００をサセプタ２１７の上面から浮き上がらせた状態
になると、ウエハ２００の下方空間すなわちウエハ２００の下面とサセプタ２１７の上面
との間に挿入スペースが形成された状態になるため、図６に図示しないウエハ移載機に設
けられた基板保持プレートであるツィーザがウエハ搬入搬出口２５０からウエハ２００の
挿入スペースに挿入される。ウエハ２００の下方に挿入されたツィーザは上昇することに
よりウエハ２００を移載して受け取る。ウエハ２００を受け取ったツィーザはウエハ搬入
搬出口２５０を後退してウエハ２００を処理室２０１から搬出する。そして、ツィーザに
よってウエハ２００を搬出したウエハ移載機は、処理室２０１の外部の空ウエハカセット
等の所定の収納場所にウエハ２００を移載する。
【００５７】
次いで、ウエハ移載機は実ウエハカセット等の所定の収納場所から次回に成膜処理する
ウエハ２００をツィーザによって受け取って、ウエハ搬入搬出口２５０から処理室２０１
に搬入する。ツィーザはウエハ２００をサセプタ２１７の上方においてウエハ２００の中
心がサセプタ２１７の中心と一致する位置に搬送する。ウエハ２００を所定の位置に搬送
すると、ツィーザは若干下降することによりウエハ２００をサセプタ２１７に移載する。
ウエハ２００をウエハ昇降装置２７５に受け渡したツィーザは、ウエハ搬入搬出口２５０
から処理室２０１の外へ退出する。ツィーザが処理室２０１から退出すると、ウエハ搬入
搬出口２５０はゲートバルブ（仕切弁）２４４によって閉じられる。
【００５８】
ゲートバルブ２４４が閉じられると、処理室２０１に対して回転ドラム２２７および加
熱ユニット２５１が回転軸２７７および支持軸２７６を介して昇降台２８２によって上昇
される。回転ドラム２２７および加熱ユニット２５１の上昇により、突上ピン２６６、２
７４が回転ドラム２２７および加熱ユニット２５１に対し相対的に下降し、図６に示され
ているように、ウエハ２００はサセプタ２１７の上に完全に移載された状態になる。回転
軸２７７および支持軸２７６は突上部２６６の上端がヒータ２０７の下面に近接する高さ
になる位置にて停止される。
【００５９】
一方、処理室２０１が排気口２３５に接続された排気装置（図示せず）によって排気さ
れる。この際、処理室２０１の真空雰囲気と外部の大気圧雰囲気とはベローズ２７９によ
って隔絶されている。
【００６０】
続いて、回転ドラム２２７が回転軸２７７を介してサセプタ回転機構２６７によって回
転される。すなわち、サセプタ回転機構２６７が運転されると、固定子２８４の回転磁界
が回転子２８９の複数個の磁極の磁界を切ることにより、回転子２８９が回転するため、
回転子２８９に固定された回転軸２７７によって回転ドラム２２７が回転する。この際、
サセプタ回転機構２６７に設置された磁気式ロータリーエンコーダ２９４によって回転子
２８９の回転位置が時々刻々と検出されて駆動制御部に送信され、この信号に基づいて回
転速度等が制御される。
【００６１】
回転ドラム２２７の回転中には、回転側ピン２７４は処理室２０１の底面から離座し、
ヒータ側ピン２６６は回転側リングから離座しているため、回転ドラム２２７の回転がウ
エハ昇降装置２７５に妨げられることはなく、しかも、加熱ユニット２５１は停止状態を
維持することができる。すなわち、ウエハ昇降装置２７５においては、回転側リングと回
転側ピン２７４が回転ドラム２２７と共に回転し、ヒータ側リングとヒータ側ピン２６６
が加熱ユニット２５１と共に停止した状態になっている。
【００６２】
ウエハ２００の温度が処理温度まで上昇し、排気口２３５の排気量および回転ドラム２
２７の回転作動が安定した時点で、図６に実線矢印で示されているように、処理ガス２３
０が供給管２３２に導入される。ガス供給管２３２に導入された処理ガス２３０は、ガス
分散空間として機能するバッファ室２３７に流入するとともに、径方向外向きに放射状に
拡散して、シャワープレート２４０の各ガス吹出口２４７からそれぞれが略均等な流れに
なって、ウエハ２００に向かってシャワー状に吹き出す。吹出口２４７群からシャワー状
に吹き出した処理ガス２３０はカバープレート２４８の上方空間を通って、排気バッファ
空間２４９を経由して排気口２３５に吸い込まれて排気されて行く。
【００６３】
この際、回転ドラム２２７に支持されたサセプタ２１７の上のウエハ２００は回転して
いるため、吹出口２４７群からシャワー状に吹き出した処理ガス２３０はウエハ２００の
全面にわたって均等に接触する状態になる。処理ガス２３０がウエハ２００の全面にわた
って均等に接触するため、ウエハ２００に処理ガス２３０によって形成されるＣＶＤ膜の
膜厚分布や膜質分布はウエハ２００の全面にわたって均一になる。
【００６４】
また、加熱ユニット２５１は支持軸２７６に支持されることにより回転しない状態にな
っているため、回転ドラム２２７によって回転されながら加熱ユニット２５１によって加
熱されるウエハ２００の温度分布は全面にわたって均一に制御される。このようにウエハ
２００の温度分布が全面にわたって均一に制御されることにより、ウエハ２００に熱化学
反応によって形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布はウエハ２００の全面にわたって
均一に制御される。
なお、一例まで、本実施例の処理炉２０２にて処理される処理条件は、Ｒｕ膜の成膜に
おいて、ウエハ温度３００℃、ガス種およびガス供給量は、Ｒｕ（ＥｔＣｐ）２を０．０
５ｃｃｍ、Ｏ２を７５０ｃｃｍ、処理圧力は３０Ｔｏｒｒである。
【００６５】
予め選定された所定の処理時間が経過すると、サセプタ回転機構２６７の運転が停止さ
れる。この際、サセプタ２１７すなわち回転子２８９の回転位置はサセプタ回転機構２６
７に設置された磁気式ロータリーエンコーダ２９４によって時々刻々と監視されているた
め、サセプタ２１７は予め設定された回転位置において正確に停止される。すなわち、突
上部２６６とヒータ２０７およびサセプタ２１７の挿通孔２５６は正確かつ再現性よく合
致される。
【００６６】
サセプタ回転機構２６７の運転が停止されると、前述に示されているように、回転ドラ
ム２２７および加熱ユニット２５１は回転軸２７７および支持軸２７６を介して昇降台２
８２によって搬入搬出位置に下降される。前述したように、下降の途中において、ウエハ
昇降装置２７５の作用によりウエハ２００をサセプタ２１７の上から浮き上げる。この際
、突上部２６６とヒータ２０７およびサセプタ２１７の挿通孔２５６とは正確かつ再現性
よく合致されているため、突上部２６６がサセプタ２１７およびヒータ２０７を突き上げ
る突き上げミスが発生することはない。
【００６７】
以降、前述した作業が繰り返されることにより、次のウエハ２００にＣＶＤ膜が成膜処
理されて行く。
【００６８】
次に本発明に係わるヒータ２０７及び前記ヒータの洗浄方法について説明する。
【００６９】
本発明のヒータ２０７は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように円板状に形成され、例
えば、PG／PBN（Pyronytic  Graphite／Pyronytic  Ｂｏｒｏｎ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）から
なるセラッミクヒータからなる。このセラミックヒータ２０７は、ＰＢＮ基板１５上にＰ
Ｇからなるヒータ素線１０を配置し、前記ＰＢＮ基板１５及び前記ＰＧヒータ素線１０を
覆うように、ＰＢＮ膜２５をＣＶＤコーティングしたものである（尚、このＣＶＤ膜厚は
５０〜２００ミクロンである）。また、前記ヒータ２０７には、突上ピン２６６が貫通す
る突上ピン穴３０が設けられ、また、前記ＰＧヒータ素線に電流を供給する電流導入端子
２０が設けられている。
【００７０】
上述のように、ウエハへの処理に伴って、前記セラミックヒータ２０７にも膜が成膜さ
れ、副生成物が付着する。前記副生成物は、膜厚の増加と共に剥がれてパーティクルとな
ったり、また、輻射率の変化による加熱制御の悪化等を引き起こすために、前記副生成物
を除去する必要がある。
【００７１】
前記副生成物の除去は、前記セラミックヒータ２０７表面を切削し、セラミックヒータ
２０７に付着した副生成物を物理的に除去する。前記切削の後は、セラミックヒータ２０
７上に残留する切削屑や異物などのゴミを除去するため、ウエット洗浄を行い、図２、図
３に示すような工程で、前記セラミックヒータ２０７を乾燥させる。
【００７２】
図２、図３に示すように、この乾燥工程は、ウエット洗浄後のヒータ２０７をオーブン
などの加熱乾燥装置に入れ、最初８０℃の温度（第１の温度）で３時間加熱し、その後、
１００℃の温度で５時間加熱する。この様に、最初、第１の温度で加熱し、その後、第１
の温度より高い第２の温度でヒータ２０７を加熱乾燥するので、ウエット洗浄後のヒータ
２０７に急激な加熱が施されることはない。それゆえ、ＰＢＮ膜２５に侵入している水分
はゆっくりと蒸発するので、水分の急激な熱膨張によるＰＢＮ膜２５の剥離を防止するこ
とができる。また、第１の温度は、水の沸点よりも低い温度であるため、この点からもＰ
ＢＮ膜２５に侵入した水分の急激な熱膨張を防止できる。
【００７３】
さらに、第１の温度でＰＢＮ膜２５内に侵入した水分をゆっくりと蒸発除去した後、第
１の温度よりも高い第２の温度にてセラミックヒータを加熱乾燥するで、セラミックヒー
タ２０７のＰＢＮ膜２５の剥離を防止しつつ、セラミックヒータ２０７の乾燥時間を短縮
することができる。
【００７４】
以上のような乾燥工程により、ウエット洗浄後のセラミックヒータ２０７を加熱乾燥さ
せれば、セラミックヒータの表面状態を荒らすことはないので、高価で長納期部品である
セラミックヒータを再利用でき、基板処理装置のメンテナンス時間を短縮することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】（ａ）本発明の実施例に係わるＰＧ／ＰＢＮセラミックヒータを示す概略斜視図  （ｂ）本発明の実施例に係わるＰＧ／ＰＢＮセラミックヒータを示す概略断面図
【図２】本発明の実施の形態に係わるヒータの乾燥工程を示すフロー（１）
【図３】本発明の実施の形態に係わるヒータの乾燥工程を示すフロー（２）
【図４】本発明の実施の形態にかかる基板処理装置の概略横断面図。
【図５】本発明の実施の形態にかかる基板処理装置の概略縦断面図。
【図６】本発明の実施の形態にかかる基板処理装置の処理炉の概略縦断面図。
【図７】従来技術に係わるヒータの乾燥工程を示すフロー
【符号の説明】
【００７６】
１０      ＰＧ電極
１５      ＰＢＮ基板
２０      電流導入端子
２５      ＰＢＮ膜
３０      突上ピン穴
２００    ウエハ
２０１    処理室
２０７    ヒータ
２０２・・・処理炉
２１７・・・サセプタ
２２３・・・チャンバ
２７４・・・ウエハ突上ピン
２７５・・・ウエハ昇降装置
２７６・・・支持軸
【図１】
2005223114.tif 000003
【図２】
2005223114.tif 000004
【図３】
2005223114.tif 000005
【図４】
2005223114.tif 000006
【図５】
2005223114.tif 000007
【図６】
2005223114.tif 000008
【図７】
2005223114.tif 000009