(57)【要約】  基板処理装置の処理室内で、被処理基板を載置台に載置し、加熱手段により載置台を介して被処理基板を７００℃以上のプロセス温度に加熱しつつ被処理基板に対して処理を行う基板処理方法であって、処理室に被処理基板を搬入し、載置台に載置した状態で被処理基板が所定温度に達するまで第１の予備加熱を行い、次に、載置台の基板支持ピンを上昇させて、被処理基板を該基板支持ピン上に保持した状態で第２の予備加熱を行い、その後、基板支持ピンを下降させて被処理基板を載置台に載置してプラズマ酸化処理などの処理を行う。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理装置の処理室内で、被処理基板を載置台に載置した状態で第１の予備加熱を行う工程と、
前記載置台の基板支持ピンを上昇させて、被処理基板を該基板支持ピン上に保持した状態で第２の予備加熱を行う工程と、
前記基板支持ピンを下降させて被処理基板を前記載置台に載置して７００℃以上のプロセス温度に加熱しつつ処理を行う工程と、
を含む、基板処理方法。
【請求項２】
基板処理装置の処理室内で、被処理基板を載置台に載置した状態で所定時間かけて被処理基板に反りが発生しない温度域で第１の予備加熱を行う工程と、
前記載置台の基板支持ピンを上昇させて、該基板支持ピン上に被処理基板を保持した状態で被処理基板に反りが発生しやすい温度域で第２の予備加熱を行う工程と、
前記基板支持ピンを下降させて被処理基板を前記載置台に載置して７００℃以上のプロセス温度に加熱しつつ処理を行う工程と、
を含む、基板処理方法。
【請求項３】
基板処理装置の処理室内に被処理基板を搬入し、被処理基板を第１のポジションに位置させる第１の工程と、
前記第１のポジションから第２のポジションに変えて、被処理基板を加熱する第２の工程と、
前記第２のポジションから第３のポジションに変えて、被処理基板を加熱する第３の工程と、
前記第３のポジションから第４のポジションに変えて、被処理基板を加熱しながら７００℃以上のプロセス温度にて処理する第４の工程と、
を含む、基板処理方法。
【請求項４】
前記第２のポジションおよび前記第４のポジションは被処理基板を前記載置台に載置した位置であり、前記第３のポジションは、被処理基板を前記載置台の上方に支持した位置である、請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項５】
被処理基板がシリコン基板であり、前記第１の予備加熱での加熱温度が６００℃未満である、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項６】
被処理基板がシリコン基板であり、前記第２の工程での加熱温度が６００℃未満である、請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記プロセス温度が、７００℃〜１１００℃であることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記基板処理装置は、被処理基板に対し、処理ガスのプラズマを作用させて処理を行うプラズマ処理装置であることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記プラズマは、複数のスロットを有する平面アンテナにて前記処理室内にマイクロ波を導入して形成されるものであることを特徴とする、請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
処理圧力が、５３．３Ｐａより大きく１０１３２５Ｐａ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記第１の予備加熱を行なう工程では、被処理基板を第１の温度まで昇温し、前記第２の予備加熱を行なう工程では、被処理基板を第２の温度まで昇温し、前記第１の温度は前記第２の温度よりも低い温度である、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記第１の温度は、６００℃未満の温度である、請求項１１に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記第２の温度は、６００℃を超える温度である、請求項１１に記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記第１の予備加熱を行なう工程では、被処理基板を第１の圧力条件の下で昇温させ、前記第２の予備加熱を行なう工程では、被処理基板を第２の圧力条件の下で昇温させるとともに、前記第１の圧力条件は前記第２の圧力条件よりも低い圧力である、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項１５】
前記第１の予備加熱を行なう工程と前記第２の予備加熱を行なう工程は、同じ圧力条件で被処理基板を昇温させる、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項１６】
前記第２の予備加熱を行なう工程は、被処理基板を所定時間加熱して該被処理基板に反りを形成する段階と、さらに被処理基板を所定時間加熱して該被処理基板の反りを戻す工程と、を含む、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項１７】
コンピュータ上で動作し、実行時に、
基板処理装置の処理室内で、被処理基板を載置台に載置した状態で第１の予備加熱を行う工程と、
前記載置台の基板支持ピンを上昇させて、被処理基板を該基板支持ピン上に保持した状態で第２の予備加熱を行う工程と、
前記基板支持ピンを下降させて被処理基板を前記載置台に載置して７００℃以上のプロセス温度に加熱しつつ処理を行う工程と、
を含む、基板処理方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御する、制御プログラム。
【請求項１８】
コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取り可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、基板処理装置の処理室内で、被処理基板を載置台に載置した状態で第１の予備加熱を行う工程と、
前記載置台の基板支持ピンを上昇させて、被処理基板を該基板支持ピン上に保持した状態で第２の予備加熱を行う工程と、
前記基板支持ピンを下降させて被処理基板を前記載置台に載置して７００℃以上のプロセス温度に加熱しつつ処理を行う工程と、
を含む、基板処理方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御するものであることを特徴とする、コンピュータ読取り可能な記憶媒体。
【請求項１９】
被処理基板を載置する載置台を備えた真空排気可能な処理室と、
前記載置台の基板載置面に対し突没可能に設けられ、基板載置面から突出した状態で被処理基板を支持する基板支持ピンと、
前記処理室内で、被処理基板を載置台に載置した状態で第１の予備加熱を行う工程と、前記載置台の基板支持ピンを上昇させて、被処理基板を該基板支持ピン上に保持した状態で第２の予備加熱を行う工程と、前記基板支持ピンを下降させて被処理基板を前記載置台に載置して７００℃以上のプロセス温度に加熱しつつ処理を行う工程とを含む基板処理方法が行なわれるように制御する制御部と、
を備えた、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理方法に関し、詳細には、半導体ウエハ等の被処理基板に対し、成膜などの処理を行なう基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被処理基板である半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と記すことがある）に対してＣＶＤ等の方法によって成膜を行なう成膜装置では、ウエハを載置する基板載置台としてのサセプタに加熱手段が備えられており、このサセプタを加熱することによって間接的にウエハを加熱しながら、種々の成膜反応を進行させる。サセプタは、熱伝導性に優れたＡｌＮなどのセラミック系材料により構成されており、例えば７００℃以上の処理温度まで被処理基板を加熱することができる。【０００３】
近年では、ウエハのサイズが２００ｍｍから３００ｍｍへと大型化しており、それにともなって成膜の際の加熱時（昇温工程）の温度変化により、ウエハに反りが生じやすくなっている。このようにウエハに反りが生じると、搬送時にウエハの位置ずれなどを引き起こし、サセプタに載置した際に、ウエハの周縁部などがサセプタと接触し、破損やパーティクル汚染を生じさせたりする原因となる。したがって、ウエハを加熱処理するプロセスにおいて、ウエハに反りが生じないようにすることは極めて重要である。【０００４】
このため、ウエハを処理室内に搬入した後、基板支持ピン上に保持した状態で第１の予備加熱を行い、次いで、基板支持ピンを降下させてウエハを載置台に載置し、第２の予備加熱を行うＣＶＤ成膜方法が提案されている（例えば、特開２００３−７７８６３号公報）。
【発明の開示】
【０００５】
上記特開２００３−７７８６３号公報に記された２段階の予備加熱を行う方法は、基板の反りを回避する上で優れた方法である。しかし、ウエハの急激な温度上昇を避けるためにウエハ支持ピンによりウエハを載置台から離間させた状態で第１の予備加熱を行うため、予備加熱に時間がかかり、特に、プロセス温度が７００℃以上の高温である場合にはスループットを犠牲にせざるを得ず、その改善が望まれていた。
【０００６】
従って、本発明の目的は、７００℃以上の高温で基板を処理する場合に、昇温過程でウエハの反りを確実に防止し、かつ高いスループットでの処理が可能な基板処理方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の第１の観点は、基板処理装置の処理室内で、被処理基板を載置台に載置した状態で第１の予備加熱を行う工程と、
前記載置台の基板支持ピンを上昇させて、被処理基板を該基板支持ピン上に保持した状態で第２の予備加熱を行う工程と、
前記基板支持ピンを下降させて被処理基板を前記載置台に載置して７００℃以上のプロセス温度に加熱しつつ処理を行う工程と、
を含む、基板処理方法を提供する。
【０００８】
また、本発明の第２の観点は、基板処理装置の処理室内で、被処理基板を載置台に載置した状態で所定時間かけて被処理基板に反りが発生しない温度域で第１の予備加熱を行う工程と、
前記載置台の基板支持ピンを上昇させて、該基板支持ピン上に被処理基板を保持した状態で被処理基板に反りが発生しやすい温度域で第２の予備加熱を行う工程と、
前記基板支持ピンを下降させて被処理基板を前記載置台に載置して７００℃以上のプロセス温度に加熱しつつ処理を行う工程と、
を含む、基板処理方法を提供する。
【０００９】
また、本発明の第３の観点は、基板処理装置の処理室内に被処理基板を搬入し、被処理基板を第１のポジションに位置させる第１の工程と、
前記第１のポジションから第２のポジションに変えて、被処理基板を加熱する第２の工程と、
前記第２のポジションから第３のポジションに変えて、被処理基板を加熱する第３の工程と、
前記第３のポジションから第４のポジションに変えて、被処理基板を加熱しながら７００℃以上のプロセス温度にて処理する第４の工程と、
を含む、基板処理方法を提供する。
【００１０】
上記第３の観点において、前記第２のポジションおよび前記第４のポジションは被処理基板を前記載置台に載置した位置であり、前記第３のポジションは、被処理基板を前記載置台の上方に支持した位置であってもよい。
【００１１】
上記第１および第２の観点において、被処理基板がシリコン基板であり、前記第１の予備加熱での加熱温度が６００℃未満であることが好ましい。
【００１２】
上記第３の観点において、被処理基板がシリコン基板であり、前記第２の工程での加熱温度が６００℃未満であることが好ましい。
【００１３】
上記第１の観点から第３の観点において、前記プロセス温度が、７００℃〜１１００℃であることが好ましい。また、前記基板処理装置は、被処理基板に対し、処理ガスのプラズマを作用させて処理を行うプラズマ処理装置であることが好ましい。この場合、前記プラズマは、複数のスロットを有する平面アンテナにて前記処理室内にマイクロ波を導入して形成されるものであることが好ましい。
【００１４】
また、第１の観点から第３の観点において、処理圧力が、５３．３Ｐａより大きく１０１３２５Ｐａ以下であることが好ましい。
【００１５】
また、上記第１および第２の観点において、前記第１の予備加熱を行なう工程では、被処理基板を第１の温度まで昇温し、前記第２の予備加熱を行なう工程では、被処理基板を第２の温度まで昇温し、前記第１の温度は前記第２の温度よりも低い温度であることが好ましい。この場合、前記第１の温度は、６００℃未満の温度であることがより好ましく、前記第２の温度は、６００℃を超える温度であることがより好ましい。
【００１６】
また、前記第１の予備加熱を行なう工程では、被処理基板を第１の圧力条件の下で昇温させ、前記第２の予備加熱を行なう工程では、被処理基板を第２の圧力条件の下で昇温させるとともに、前記第１の圧力条件は前記第２の圧力条件よりも低い圧力とすることが好ましい。
【００１７】
また、前記第１の予備加熱を行なう工程と前記第２の予備加熱を行なう工程は、同じ圧力条件で被処理基板を昇温させることが好ましい。
また、前記第２の予備加熱を行なう工程は、被処理基板を所定時間加熱して該被処理基板に反りを形成する段階と、さらに被処理基板を所定時間加熱して該被処理基板の反りを戻す工程と、を含むことが好ましい。
【００１８】
本発明の第４の観点は、コンピュータ上で動作し、実行時に、基板処理装置の処理室内で、被処理基板を載置台に載置した状態で第１の予備加熱を行う工程と、前記載置台の基板支持ピンを上昇させて、被処理基板を該基板支持ピン上に保持した状態で第２の予備加熱を行う工程と、前記基板支持ピンを下降させて被処理基板を前記載置台に載置して７００℃以上のプロセス温度に加熱しつつ処理を行う工程と、を含む、基板処理方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御する、制御プログラムを提供する。
【００１９】
本発明の第５の観点は、コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取り可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、基板処理装置の処理室内で、被処理基板を載置台に載置した状態で第１の予備加熱を行う工程と、前記載置台の基板支持ピンを上昇させて、被処理基板を該基板支持ピン上に保持した状態で第２の予備加熱を行う工程と、前記基板支持ピンを下降させて被処理基板を前記載置台に載置して７００℃以上のプロセス温度に加熱しつつ処理を行う工程と、を含む、基板処理方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御するものであることを特徴とする、コンピュータ読取り可能な記憶媒体を提供する。
【００２０】
本発明の第６の観点は、被処理基板を載置する載置台を備えた真空排気可能な処理室と、
前記載置台の基板載置面に対し突没可能に設けられ、基板載置面から突出した状態で被処理基板を支持する基板支持ピンと、
前記処理室内で、被処理基板を載置台に載置した状態で第１の予備加熱を行う工程と、前記載置台の基板支持ピンを上昇させて、被処理基板を該基板支持ピン上に保持した状態で第２の予備加熱を行う工程と、前記基板支持ピンを下降させて被処理基板を前記載置台に載置して７００℃以上のプロセス温度に加熱しつつ処理を行う工程と、を含む、基板処理方法が行なわれるように制御する制御部と、
を備えた、基板処理装置を提供する。
【００２１】
本発明の基板処理方法によれば、被処理基板を載置台に一旦載置して所定温度まで第１の予備加熱を行った後、載置台の基板支持ピンを上昇させて被処理基板を該基板支持ピン上に保持した状態で第２の予備加熱を行う。第２の予備加熱では、被処理基板が載置台上に載置されておらず、基板支持ピン上に支持されているため、昇温過程で基板に反り（歪み）が形成されやすい温度域を第２の予備加熱で通過させることよって被処理基板に反りが生じても破損やパーティクル汚染を回避することができる。
【００２２】
また、被処理基板に形成された反りは、被処理基板を基板支持ピンの上に支持した状態で緩やかに昇温が行われる第２の予備加熱の過程で解消させることができる。従って、被処理基板が大型であっても反りの発生を確実に防止できる。
【００２３】
また、被処理基板を載置台に載置した状態で第１の予備加熱を行うことにより、この温度域での昇温時間が短くなり、処理のスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に利用可能なプラズマ処理装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】平面アンテナ部材の説明に供する図面である。
【図３】本発明方法の手順の一例を示すフロー図である。
【図４Ａ】ウエハをチャンバー内に搬入し、第１のポジションでウエハ支持ピンに受渡した状態を示す模式図である。
【図４Ｂ】ウエハ支持ピンを下降させ、第２のポジションでウエハを予備加熱している状態を示す模式図である。
【図４Ｃ】ウエハ支持ピンを上昇させ、第３のポジションでウエハを予備加熱している状態を示す模式図である。
【図４Ｄ】ウエハ支持ピンを下降させ、第４のポジションでウエハに対しプラズマ処理を行なっている状態を示す模式図である。
【図５】図３のフロー図に対応するタイミングチャートである。
【図６】本発明方法と比較方法におけるウエハ支持ピン６０の位置を並列的に示すタイミングチャートである。
【図７】ウエハを連続処理した場合のパーティクル数の測定結果を示すグラフ図である。
【図８】本発明に利用可能な熱処理装置の一例を示す概略断面図である。
【図９】本発明に利用可能なＣＶＤ装置の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、適宜添付図面を参照して本発明の実施の形態について具体的に説明する。図１は、本発明に好適に利用可能なプラズマ処理装置の一例を模式的に示す断面図である。このプラズマ処理装置１００は、複数のスロットを有する平面アンテナ、特にＲＬＳＡ（Radial Line Slot Antenna；ラジアルラインスロットアンテナ）にて処理室内にマイクロ波を導入してプラズマを発生させることにより、高密度かつ低電子温度のマイクロ波励起プラズマを発生させ得るＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置として構成されており、１×１０１０〜５×１０１２／ｃｍ３のプラズマ密度で、かつ０．７〜２ｅＶの電子温度を有するプラズマによる処理が可能である。【００２６】
本実施形態において、プラズマ処理装置１００は、酸素含有ガスプラズマにより酸化処理を行うプラズマ酸化処理装置として構成されており、例えばＭＯＳトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）などの各種半導体装置の製造過程におけるゲート絶縁膜の形成などの目的で好適に利用可能なものである。【００２７】
上記プラズマ処理装置１００は、気密に構成され、接地された略円筒状のチャンバー１を有している。チャンバー１の底壁１ａの略中央部には円形の開口部１０が形成されており、底壁１ａにはこの開口部１０と連通し、下方に向けて突出する排気室１１が設けられている。【００２８】
チャンバー１内には被処理基板であるウエハＷを水平に支持するためのＡｌＮ等のセラミックスからなるサセプタ２が設けられている。このサセプタ２は、排気室１１の底部中央から上方に延びる円筒状のＡｌＮ等のセラミックスからなる支持部材３により支持されている。サセプタ２の外縁部にはウエハＷをガイドするためのガイドリング４が設けられている。【００２９】
サセプタ２には抵抗加熱型のヒータ５が埋め込まれており、このヒータ５はヒータ電源５ａから給電されることによりサセプタ２を加熱して、その熱で被処理基板であるウエハＷを加熱する。また、サセプタ２には、熱電対６が配備されており、ウエハＷの加熱温度を、例えば室温から１１００℃までの範囲で温度制御可能となっている。【００３０】
サセプタ２には、ウエハＷを支持して昇降させるための基板支持部材として、３本（２本のみ図示）のウエハ支持ピン６０がサセプタ２の表面に対して突没可能に設けられ、これらウエハ支持ピン６０は支持板６１に固定されている。そして、ウエハ支持ピン６０は、エアシリンダ等の駆動機構６２により支持板６１を介して昇降される。【００３１】
チャンバー１の内周には、石英からなる円筒状のライナー７が設けられ、チャンバー構成材料による金属汚染を防止している。また、サセプタ２の外周側には、チャンバー１内を均一排気するため、多数の貫通孔（図示せず）が形成されたバッフルプレート８が環状に設けられている。このバッフルプレート８は、複数の支柱９により支持されている。【００３２】
チャンバー１の側壁には環状をなすガス導入部材１５が設けられており、このガス導入部材１５にはガス供給系１６が接続されている。なお、ガス導入部材１５はノズル状またはシャワー状に配置してもよい。ガス供給系１６は、例えば希ガス供給源１７、酸素含有ガス供給源１８を有しており、希ガスや酸素含有ガスが、それぞれガスライン２０を介してガス導入部材１５に至り、ガス導入部材１５からチャンバー１内に導入される。ガスライン２０の各々には、マスフローコントローラ２１およびその前後の開閉バルブ２２が設けられている。【００３３】
前記酸素含有ガスとしては、例えばＯ２ガスなどを用いることができる。なお、Ｏ２ガスに加えてＨ２ガスなどを用いることも可能であり、この場合には、Ｏ２とＨ２は別々のガス供給源からそれぞれ導入する。また、前記希ガスとしては、例えばＡｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガス、Ｈｅガスなどを用いることができる。【００３４】
上記排気室１１の側面には排気管２３が接続されており、この排気管２３には高速真空ポンプを含む排気装置２４が接続されている。そしてこの排気装置２４を作動させることによりチャンバー１内のガスが、バッフルプレート８を介して排気室１１の空間１１ａ内へ均一に排出され、排気管２３を介して排気される。これによりチャンバー１内を所定の真空度、例えば０．１３３Ｐａまで高速に減圧することが可能となっている。【００３５】
チャンバー１の側壁には、プラズマ処理装置１００に隣接する搬送室（図示せず）との間でウエハＷの搬入出を行うための搬入出口２５と、この搬入出口２５を開閉するゲートバルブ２６とが設けられている。【００３６】
チャンバー１の上部は開口部となっており、この開口部には環状のアッパープレート２７が接合される。アッパープレート２７の内周下部は、内側のチャンバー内空間へ向けて突出し、環状の支持部２７ａを形成している。この支持部２７ａ上に、誘電体、例えば石英やＡｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等のセラミックスからなり、マイクロ波を透過するマイクロ波透過板２８がシール部材２９を介して気密に設けられている。したがって、チャンバー１内は気密に保持される。【００３７】
透過板２８の上方には、サセプタ２と対向するように、円板状の平面アンテナ部材３１が設けられている。この平面アンテナ部材３１はチャンバー１の側壁上端に係止されている。平面アンテナ部材３１は、例えば表面が金または銀メッキされた銅板またはアルミニウム板からなり、マイクロ波を放射する多数のスロット状のマイクロ波放射孔３２が所定のパターンで貫通して形成された構成となっている。【００３８】
マイクロ波放射孔３２は、例えば図２に示すように長溝状をなし、典型的には隣接するマイクロ波放射孔３２同士が「Ｔ」字状に配置され、これら複数のマイクロ波放射孔３２が同心円状に配置されている。マイクロ波放射孔３２の長さや配列間隔は、マイクロ波の波長（λｇ）に応じて決定され、例えばマイクロ波放射孔３２の間隔は、λｇ／４、λｇ／２またはλｇとなるように配置される。なお、図２において、同心円状に形成された隣接するマイクロ波放射孔３２同士の間隔をΔｒで示している。また、マイクロ波放射孔３２は、円形状、円弧状等の他の形状であってもよい。さらに、マイクロ波放射孔３２の配置形態は特に限定されず、同心円状のほか、例えば、螺旋状、放射状に配置することもできる。【００３９】
この平面アンテナ部材３１の上面には、真空よりも大きい誘電率を有する遅波材３３が設けられている。この遅波材３３は、真空中ではマイクロ波の波長が長くなることから、マイクロ波の波長を短くしてプラズマを調整する機能を有している。なお、平面アンテナ部材３１と透過板２８との間、また、遅波材３３と平面アンテナ部材３１との間は、それぞれ密着させても離間させてもよい。【００４０】
チャンバー１の上面には、これら平面アンテナ部材３１および遅波材３３を覆うように、例えばアルミニウムやステンレス鋼等の金属材からなるシールド蓋体３４が設けられている。チャンバー１の上面とシールド蓋体３４とはシール部材３５によりシールされている。シールド蓋体３４には、冷却水流路３４ａが形成されており、そこに冷却水を通流させてシールド蓋体３４、遅波材３３、平面アンテナ部材３１および透過板２８を冷却することにより、平面アンテナ部材３１の変形や、シールド蓋体３４、遅波材３３および透過板２８の破損を防止し、安定なプラズマを形成できるようになっている。なお、シールド蓋体３４は接地されている。【００４１】
シールド蓋体３４の上壁の中央には、開口部３６が形成されており、この開口部３６には導波管３７が接続されている。この導波管３７の端部には、マッチング回路３８を介してマイクロ波を発生するマイクロ波発生装置３９が接続されている。これにより、マイクロ波発生装置３９で発生した、例えば周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波が導波管３７を介して上記平面アンテナ部材３１へ伝搬されるようになっている。マイクロ波の周波数としては、８．３５ＧＨｚ、１．９８ＧＨｚ等を用いることもできる。【００４２】
導波管３７は、上記シールド蓋体３４の開口部３６から上方へ延出する断面円形状の同軸導波管３７ａと、この同軸導波管３７ａの上端部にモード変換器４０を介して接続された水平方向に延びる矩形導波管３７ｂとを有している。矩形導波管３７ｂと同軸導波管３７ａとの間のモード変換器４０は、矩形導波管３７ｂ内をＴＥモードで伝播するマイクロ波をＴＥＭモードに変換する機能を有している。同軸導波管３７ａの中心には内導体４１が延在しており、内導体４１は、その下端部において平面アンテナ部材３１の中心に接続固定されている。これにより、マイクロ波は、同軸導波管３７ａの内導体４１を介して平面アンテナ部材３１へ放射状に効率よく均一に伝播される。【００４３】
プラズマ処理装置１００の各構成部は、ＣＰＵを備えたプロセスコントローラ５０に接続されて制御される構成となっている。プロセスコントローラ５０には、工程管理者がプラズマ処理装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プラズマ処理装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース５１が接続されている。【００４４】
また、プロセスコントローラ５０には、プラズマ処理装置１００で実行される各種処理をプロセスコントローラ５０の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部５２が接続されている。【００４５】
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース５１からの指示等にて任意のレシピを記憶部５２から呼び出してプロセスコントローラ５０に実行させることで、プロセスコントローラ５０の制御下で、プラズマ処理装置１００での所望の処理が行われる。また、前記制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどに格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。【００４６】
このように構成されたＲＬＳＡ方式のプラズマ処理装置１００においては、ウエハＷのシリコン（多結晶シリコンまたは単結晶シリコン）を酸化してシリコン酸化膜を形成する処理を行うことができる。以下、その手順について、図３〜図５を参照しながら説明する。なお、図３はプラズマ酸化処理の工程の概要を示すフロー図であり、図４は主要工程におけるチャンバー１内の状態を説明する模式図であり、図５は各工程におけるガス流量、圧力、マイクロ波パワーおよびウエハ支持ピン６０の位置を示すタイミングチャートである。【００４７】
まず、図４Ａに示すように、ゲートバルブ２６を開にして減圧状態に保持された搬送室７０から、搬入出口２５を介し、搬送装置７１によりウエハＷをチャンバー１内に搬入する（ステップＳ１１）。そして、ウエハ支持ピン６０を上昇させ、第１のポジションでウエハＷを受け取る（ステップＳ１２）。
次に、ゲートバルブ２６を閉じ、希ガス供給源１７からＡｒガスを所定流量、例えば１０００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）でチャンバー１内に導入するとともに、チャンバー１内を排気し、所定圧力、例えば１２６．６Ｐａ（９５０ｍＴｏｒｒ）に保持する（ステップＳ１３）。次いで、図４Ｂに示すように、ウエハ支持ピン６０を下降させ、ウエハＷをサセプタ２上に載置して第２のポジションとする（ステップＳ１４）。この第２のポジションがウエハＷに対して処理を行うためのプロセスポジションである。【００４８】
この第２のポジション（つまり、サセプタ２上にウエハＷを載置した状態）で第１の予備加熱を行う（ステップＳ１５）。第１の予備加熱は、ウエハＷに反りが発生する温度の手前、つまりウエハＷに反りが発生しない温度域で行う。例えば、シリコンウエハの場合には、約６００℃で放射率（熱吸収率）が最大となり、この温度付近で最も反りが発生しやすくなるので、その直前の温度例えば６００℃未満、より具体的にはウエハＷが４００℃以上、好ましくは４００℃〜５５０℃になるまで加熱を行う。ウエハＷの上に既に膜を有する場合や、シリコンウエハ以外の基板を処理する場合には、放射率が異なるので、予め放射率を測定しておくことにより、第１の予備加熱工程における最適な加熱温度を決定できる。第１の予備加熱の時間は、サセプタ２の温度や基板の種類、膜種などによって変化するが、例えば５秒以上３０秒以下、好ましくは１５秒以上２５秒以下とすることができる。【００４９】
このように、第１の予備加熱は、ウエハＷをサセプタ２上に載置した状態で行われるので、サセプタ２からの直接的な熱伝達によって、昇温速度が速く、短時間での加熱が可能になる。従って、スループットを高めることができる。また、ウエハＷの反りは、放射率が最大となる温度域で発生しやすいが、第１の予備加熱はその直前までの昇温過程であることから、この段階でウエハＷの反りはほとんど発生しない。従って、反りによってウエハＷの周縁部とサセプタ２とが接触し、ウエハＷの破損やパーティクル汚染が発生するという問題も生じにくい。【００５０】
その後、図４Ｃに示すように、ウエハ支持ピン６０を上昇させ（ステップＳ１６）、ウエハＷをサセプタ２から離間させた状態（第３のポジション）に保持して第２の予備加熱を行う（ステップＳ１７）。この第３のポジションは、搬送装置７１との間でウエハWの受渡しを行なう第１のポジションと異なっていてもよいが、第１のポジションと同じポジションにすることが好ましい。このステップＳ１７では、ウエハＷがプロセス温度に達するまでの間、ウエハＷを受渡しポジションにおくことによって、ウエハＷの急激な昇温により、ウエハＷのセンターとエッジの温度差が大きくなることを抑制する。つまり、ウエハＷに最も反りが発生しやすい条件であるウエハＷの放射率が最大となる温度域を受渡しポジションで通過させる。つまり、これにより、ウエハＷに反りが発生しても、そのまま進行せずに、むしろ第２の予備加熱の間に反りを解消させることができる。また、第２の予備加熱の間に反りが発生しても、ウエハＷはウエハ支持ピン６０上に支持された状態にあるため、ウエハＷの周縁部とサセプタ２とが接触して破損やパーティクル汚染の問題が生じたり、ウエハＷの位置ずれ等の問題が生じたりすることがない。第２の予備加熱の時間は、サセプタ２の温度や基板の種類、膜種などによって変化するが、例えば１０秒以上１２０秒以下、好ましくは３０秒以上７０秒以下とすることができる。【００５１】
次に、ウエハ支持ピン６０を下降させ、図４Ｄに示すように、ウエハＷをサセプタ２に載置して第４のポジションとする（ステップＳ１８）。この状態で、圧力を１０６．６Ｐａまで減圧し、ガス供給系１６の酸素含有ガス供給源１８から、例えばＯ２ガスを所定の流量でガス導入部材１５を介してチャンバー１内に導入し、ガス流量が安定化するまで待つ（ステップＳ１９）。このガス安定化工程の時間は、例えば５秒以上５０秒以下、好ましくは１０秒以上３０秒以下とすることができる。【００５２】
そして、マイクロ波パワーを入（ＯＮ）にしてプラズマを着火し、ウエハ処理を開始する（ステップＳ２０）。
すなわち、マイクロ波発生装置３９からのマイクロ波を、マッチング回路３８を経て導波管３７に導き、矩形導波管３７ｂ、モード変換器４０、および同軸導波管３７ａを順次通過させて内導体４１を介して平面アンテナ部材３１に供給し、平面アンテナ部材３１のマイクロ波放射孔３２から透過板２８を介してチャンバー１内におけるウエハＷの上方空間に放射させる。マイクロ波は、矩形導波管３７ｂ内ではＴＥモードで伝搬し、このＴＥモードのマイクロ波はモード変換器４０でＴＥＭモードに変換されて、同軸導波管３７ａ内を平面アンテナ部材３１に向けて伝搬されていく。この際のマイクロ波パワーは、例えば５００〜５０００Ｗとすることができる。そして、平面アンテナ部材３１から透過板２８を経てチャンバー１に放射されたマイクロ波によりチャンバー１内で電磁界が形成され、ＡｒガスおよびＯ２ガスがプラズマ化する。このマイクロ波プラズマは、マイクロ波が平面アンテナ部材３１の多数のマイクロ波放射孔３２から放射されることにより、略１×１０１０〜５×１０１２／ｃｍ３の高密度で、かつウエハＷ近傍では、略１．５ｅＶ以下の低電子温度プラズマとなる。このようにして形成されるマイクロ波励起プラズマは、イオン等によるプラズマダメージが少ないものである。そして、プラズマ中の活性種、主としてＯラジカルの作用によって、シリコン中に酸素が導入され、シリコン表面に均一にＳｉＯ２膜が形成される。
なお、プラズマ窒化処理を行う場合には、処理ガスとして、例えばＡｒとＮ２を用いることによりＳｉＮ膜を形成することができるし、例えばＡｒとＮ２とＯ２を用いてプラズマ酸窒化処理することによりＳｉＯＮ膜を形成することができる。【００５３】
プラズマ酸化処理では、例えばＡｒやＸｅなどの希ガス流量を２５０〜２０００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）、Ｏ２などの酸素含有ガス流量を１〜１００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）に設定し、チャンバー内を５３．３Ｐａ超１０１３２５Ｐａ以下（４００ｍＴｏｒｒ超〜７６０Ｔｏｒｒ）、好ましくは８０Ｐａ〜１３３３Ｐａ（６００ｍＴｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒ）、望ましくは、１０６．７Ｐａ〜４００Ｐａ（８００ｍＴｏｒｒ〜３Ｔｏｒｒ）の処理圧力に調整する。また、プロセス温度は、ウエハＷの温度として、７００〜１１００℃、好ましくは８００〜９００℃に加熱する。プラズマ酸化処理の工程時間に制限はないが、例えば１０秒以上６０秒以下、好ましくは２０秒以上４０秒以下とすることができる。【００５４】
所定時間かけてプラズマ酸化処理を実施した後、マイクロ波パワーを切（ＯＦＦ）にするとともに、ガス導入を停止し、プロセスを終了させる（ステップＳ２１）。その後、ステップＳ１１およびＳ１２と逆の手順でウエハ支持ピン６０を上昇させて第５のポジションとし、搬送装置７１によりウエハＷを搬出させる（ステップＳ２２）。【００５５】
本実施形態において、第２の予備加熱工程では、ほぼプロセス温度域まで昇温されているので、ウエハ支持ピン６０を下降させてサセプタ２に載置した後は、再び予備加熱を行う必要がない。ただし、プロセス温度が例えば１０００℃を超えるような高温である場合には、第３の予備加熱工程を設けてもよい。【００５６】
次に、本発明の効果を確認した試験結果について説明を行う。プラズマ処理装置１００を用い、表１から表３に示すプロセス条件でウエハＷの処理を行い、ウエハＷの反り発生の有無とパーティクル発生の有無について調べた。なお、いずれの条件でもプロセス温度（処理時のウエハＷの温度）は８００℃とした。【００５７】
表１（比較方法１）は、ウエハＷの反りに対する対策を一切施していない例である。すなわち、表１に示すようにウエハ支持ピン６０を下降させてプロセスポジションにおいた状態で予備加熱工程を６０秒間実施した後に、２０秒間かけてガスを安定化させ、さらにその後３０秒間かけてプラズマ酸化処理を実施した。なお、プラズマ終了処理（工程区分４）は３秒間で行なった。サセプタ２のヒータ５の設定温度は全工程を通して８００℃とした。【００５８】
表２（比較方法２）は、ウエハＷへの反り対策として、ウエハＷをチャンバー１に搬入した後、ウエハ支持ピン６０を上昇させたままウエハＷを１２０秒間受渡しポジションで保持する第１の予備加熱工程を設け、その後、ウエハＷをサセプタ２に載置してプロセスポジションで再度６０秒間かけて第２の予備加熱を行った例である。第２の予備加熱工程の後は、プロセスポジションで２０秒間かけてガスを安定化させ、その後、３０秒間かけてプロセスポジションでプラズマ酸化処理を実施した。なお、プラズマ終了処理（工程区分５）は３秒間で行なった。サセプタ２のヒータ５の設定温度は全工程を通して８００℃とした。【００５９】
表３（本発明方法）は、ウエハＷへの反り対策として、ウエハ支持ピン６０を下降させてプロセスポジションにおいた状態での第１の予備加熱工程を２０秒間実施した後に、ウエハ支持ピン６０を上昇させてウエハＷを受渡しポジションにおいた状態で第２の予備加熱工程を７０秒間実施した例である。第２の予備加熱工程の後は、プロセスポジションで２０秒間かけてガスを安定化させ、その後、３０秒間かけてプロセスポジションでプラズマ酸化処理を実施した。なお、プラズマ終了処理（工程区分５）は３秒間で行なった。サセプタ２のヒータ５の設定温度は第１の予備加熱工程のみ６００℃未満とし、他の工程は８００℃とした。
なお、表１から表３の処理に対応するウエハ支持ピン６０の位置を図６に示した。
【００６０】
【表１】
2007013605.tif 000002
【００６１】
【表２】
2007013605.tif 000003
【００６２】
【表３】
2007013605.tif 000004
【００６３】
表１に示す比較方法１の場合、予備加熱開始後３０秒あたりから、ウエハＷに激しい反りが発生した。また、異物検査装置（サーフスキャン）による測定の結果、ウエハＷ上にパーティクルの密集部が発生していた。【００６４】
表２に示す比較方法２の場合、ウエハＷを搬入した後、受渡しポジションにウエハＷをおいて第１の予備加熱を行い、ウエハＷに反りが発生する昇温域を過ぎた後にサセプタ２に載置して第２の予備加熱を行った。この場合、ウエハＷの反りは、予備加熱開始後８０〜１２０秒で発生するため、予備加熱時間は、１２０秒以上確保する必要がある。この比較方法２では、ウエハＷに反りは見られず、パーティクルの発生も見られなかった。しかし、ウエハＷを受渡しポジションにおいた状態での第１の予備加熱の時間が１２０秒間と長いため、第１の予備加熱からウエハ処理終了までの合計時間は２３０秒と長く、スループットが低下した（図６参照）。【００６５】
表３に示す本発明方法の場合、ウエハＷをチャンバー１に搬入した後、まず、ウエハＷをサセプタ２上に載置した状態で２０秒間かけて第１の予備加熱を行い、ウエハＷに反りが発生する直前まで速やかに昇温した後、ウエハＷを受渡し位置まで上昇させた状態で行う第２の予備加熱に切替えることにより、反りの発生を確実に防止することができ、パーティクル発生も見られなかった。しかも、図６に示すように、第１の予備加熱からウエハ処理終了までの合計時間は１４０秒であり、比較方法２に比べてスループットが大幅に改善された。【００６６】
ウエハＷ（シリコン基板）の放射率は、約６００℃前後で最大に達することが知られている。従って、ウエハＷを昇温していく過程で、ウエハ温度６００℃前後が最もウエハＷに反り（歪み）が生じやすい温度域であると考えられる。このため、比較方法１のように、ウエハＷをサセプタ２に載置した状態のままでは、急速な加熱が行われるので、この昇温レートではウエハ温度が６００℃前後の温度域でウエハＷに反りが生じて変形し、サセプタ２と接触し、パーティクルを発生させる原因となる。これは、ヒータ側（サセプタ２側）のウエハ面の温度と真空側（ウエハＷの表面側）のウエハ面の温度に差が生じるためである。【００６７】
一方、ウエハＷに対し、受渡しポジションで第１の予備加熱を行う比較方法２の場合、ウエハＷはサセプタ２からの直接的な熱伝達を受けないので、温度上昇はゆっくりとしたものとなり、急激な温度変化は生じないため、反りが生じにくい。また、ウエハ支持ピン６０上にウエハＷを保持し、サセプタ２との間に十分な距離がある状態であれば、熱伝達空間を介して６００℃前後の温度域を通過させるので、仮にウエハＷに反り（歪み）が生じた場合でもサセプタ２との接触を回避できる。さらに、受渡しポジションで６００℃以上の温度域（処理温度）まで昇温を続けることにより、生じた反りが解消される。その後、反りが解消した段階でウエハＷをサセプタ２に載置し、ウエハＷを例えば７００℃を超えるプロセス温度まで昇温し、その温度に保持してプラズマ処理を行なっても、ウエハＷに反りは発生せず、パーティクル汚染を回避することができる。しかしながら、この比較方法２の場合には、ウエハＷをウエハ支持ピン６０上に載置した状態で６００℃以上の温度域まで加熱する必要があるため、昇温に１２０秒もかかり、スループットが大幅に低下する。【００６８】
本発明方法においては、予備加熱の初期ではプロセスポジションにウエハＷを載置し、シリコンウエハの場合に放射率が最大に達する６００℃の直前まで直接サセプタ２からの熱伝達により速やかに加熱し、その後ウエハ支持ピン６０を上昇させて受渡しポジションで６００℃前後の温度域を通過させることにより、仮に反りが生じてもサセプタ２との接触を回避することが出来るとともに、さらにその状態でプロセス温度まで昇温保持させることにより、一旦生じた反りも解消させることが出来る。しかも、サセプタ２にウエハＷを載置した状態で第１の予備加熱を行うことにより、短時間で６００℃付近までの昇温を行うことが出来る。従って、本発明方法では、ウエハＷの反りの解消と、スループットとを両立させることができる。【００６９】
図７は、上記表１に示す比較方法１と表３に示す本発明方法に従い、プラズマ処理装置１００によってウエハＷを処理した場合のパーティクル数を示すグラフである。ここでは、１枚目、５枚目、１０枚目、１５枚目、２０枚目および２５枚目にウエハＷを処理するとともに、２〜４枚目、６〜９枚目、１１〜１４枚目、１６〜１９枚目、２１〜２４枚目まではダミーウエハに対して処理を行った。なお、図７の縦軸は、ウエハＷ面内のパーティクル数を示している。【００７０】
図７から、比較方法１では、パーティクル数が１６個以上と多く検出されているのに対して、本発明方法では、パーティクル数が１０個以下と少なく、良好な結果だった。これは、比較方法１では、急速な加熱によりウエハＷに反りが発生し、ウエハＷの周縁部がサセプタ２に接触しパーティクルの発生につながったものと考えられる。【００７１】
次に、本発明方法によりウエハＷにプラズマ処理装置１００を用いてプラズマ酸化処理を行う場合に、予備加熱時の反り発生とその後の回復（反りの解消）に圧力が及ぼす影響を調べた。
表４に示すプロセス条件で、圧力を４０Ｐａ〜１２６．６Ｐａまでの範囲で変化させて基板の処理を行った。各プロセス段階（工程区分１〜５）において、基板の反りの発生の有無と、反り発生までの時間および発生した反りが回復（つまり、反りが解消）するまでの時間について目視により観察し、その結果を表５に示した。表５中、○は、反りが発生していない状態（反りが解消した状態も含む）を示し、×は、反りが発生している状態を示す。なお、サセプタ２のヒータ５の設定温度は第１の予備加熱工程のみ６００℃未満とし、他の工程は８００℃とした
【００７２】
【表４】
2007013605.tif 000005
【００７３】
【表５】
2007013605.tif 000006
【００７４】
表５から、工程区分２（受渡しポジションにおける第２の予備加熱段階）においては、全てのサンプルのウエハＷで反りが発生した。しかし、高圧側、例えば処理圧力が８０Ｐａ以上のサンプル７、８、１１〜１３では、反り発生までの時間が開始から４０秒以内の時間例えば３０〜４０秒と短く、その結果、７０秒間の工程区分２内の残りの時間（つまり、工程区分２の後半の３０〜２０秒間）において、一旦発生した反りが解消した。また、その後の段階（工程区分３〜５）では、再び反りが発生することは無かった。
このように処理圧力を８０Ｐａ以上に設定することにより、受渡しポジションで行なわれる第２の予備加熱工程において短時間に反りを発生させ、かつ、この反りを速やかに回復させることができる。つまり、圧力を高めに設定すれば、第２の予備加熱工程内の早期にウエハＷに反りを発生させることができるとともに、反りの回復も早められるため、ウエハＷを同じ受渡しポジションに保持した状態（第２の予備加熱工程内）で反りの回復を完了させることが可能になる。【００７５】
これに対し、チャンバー内圧力が５３．３Ｐａ以下の低圧側の条件では、工程区分２の予備加熱段階で反りが発生するまでに開始から４０秒以上の時間がかかるとともに、７０秒間の工程区分２の中で反りは回復せず、その後の工程区分３〜５で、サセプタ２上に反りの出たウエハＷを載置しても、発生した反りの解消は認められなかった。また、工程区分３の処理に移行する際に、反りが入った状態でサセプタ２に載置されることになるため、サセプタ２上でウエハＷが弾む危険があった。【００７６】
以上の結果から、第１の予備加熱工程（工程区分１）では、サセプタ２上に基板を載置して速やかに６００℃未満例えば５５０℃まで昇温し、引き続き６００℃以上〜プロセス温度までの昇温を行う第２の予備加熱工程（工程区分２ａおよび２ｂ）では、ウエハ支持ピン６０を上昇させて直接ウエハＷへの熱伝達を行なわず、ガス／真空領域を介して加熱することにより、ウエハＷの反りを防止できることが示された。
また、第２の予備加熱工程を実施する際の圧力が高いほど、ウエハＷに反りが残る現象を確実に防止できることが判明した。ウエハ支持ピン６０上へのウエハＷにはガスを介して熱伝達が行なわれるが、圧力が高いとガス分圧が高くなり、ウエハＷの周囲に多くのガス分子が存在することになる。その結果、圧力が高い方が、第２の予備加熱工程でウエハ支持ピン６０に支持された状態におかれているウエハＷへの熱伝達効率が高まり、反りの発生から回復までの時間が短縮され、結果的にウエハＷに反りが残らないものと考えられる。従って、第２の予備加熱工程の圧力は、第１の予備加熱工程の圧力よりも高く設定することが好ましい。
また、この圧力による影響を積極的に利用し、例えば反りの発生が避けられない場合などに、８０Ｐａ以上の圧力で第２の予備加熱工程を実施することにより、当該第２の予備加熱工程内で反りを発生させ、反り戻しを行なって、ウエハＷに反りを残させないことも可能である。【００７７】
以上のことから、少なくとも第２の予備加熱工程を実施する際のチャンバー１内の圧力は、５３．３Ｐａ超〜１３３３Ｐａ（４００ｍＴｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒ）が好ましく、８０Ｐａ（６００ｍＴｏｒｒ）以上がより好ましく、１０６．６〜４００Ｐａ（８００ｍＴｏｒｒ〜３Ｔｏｒｒ）に調整することが望ましいと考えられる。なお、第２の予備加熱工程の圧力と、プラズマ処理時（工程区分４）の圧力は同じでも、異なっていてもよい。
また、不活性ガスの流量は、ガス分圧を高める上では５００ｍＬ／ｍｉｎ以上が好ましく、１０００ｍＬ／ｍｉｎ以上であることがより好ましい。【００７８】
以上、本発明の実施形態を述べたが、本発明は上記実施形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。すなわち、上記実施形態は、あくまでも本発明の技術的内容を明らかにすることを意図するものであって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解釈されるものではなく、本発明の精神とクレームに述べる範囲で、種々に変更して実施することができるものである。
たとえば、上記実施形態では、ＲＬＳＡ方式のプラズマ処理装置１００を例に挙げたが、例えばリモートプラズマ方式、ＩＣＰプラズマ方式、ＥＣＲプラズマ方式、表面反射波プラズマ方式、マグネトロンプラズマ方式等のプラズマ処理装置を用いる場合でも、本発明方法を適用することができる。【００７９】
また、上記実施形態では被処理基板である半導体ウエハに対して酸化処理を行う例を挙げたが、処理方法は特に制約されるものではない。例えば窒化処理方法、基板に対して７００℃以上の温度で成膜等の処理を行う方法、ＲＴＰ（Rapid Thermal Processor）などを使用して単に基板を熱処理する方法、さらにシリコン酸化膜や金属膜等をＣＶＤにより堆積させる方法などにも本発明を適用できる。【００８０】
例えば図８は、本発明方法を実施可能な熱処理装置の構成例を示す概略断面図である。この熱処理装置２００は、例えばアルミニウムで構成されたチャンバー１０１内に、被処理基板であるウエハＷを載置する円板状のサセプタ１０２を有している。チャンバー１０１の側壁には、ウエハＷを搬入出するための搬出入口１０３が設けられ、この搬入出口１０３はゲートバルブ１０４によって開閉される。また、チャンバー１０１の側壁には、熱処理時に必要な処理ガス例えばＮ２などを処理空間に供給するガスノズル１０５が設けられており、ガス供給源１１２から所定の流量でチャンバー１０１内に処理ガスを供給できるように構成されている。また、チャンバー１０１の下部には排気管１０６が接続されており、この排気管１０６を介して図示しない排気装置により処理空間内が真空排気可能となっている。【００８１】
サセプタ１０２には、抵抗加熱ヒータ１０７が設けられ、ヒータ電源１０８から給電することにより、サセプタ１０２に載置されたウエハＷを例えば７００℃以上の温度まで加熱できるように構成されている。また、サセプタ１０２には、ウエハを支持するため３本のウエハ支持ピン１０９（２本のみ図示）がウエハ載置面に対して突没可能に設けられている。これらウエハ支持ピン１０９は、支持板１１０を介してエアシリンダ等の駆動機構１１１により昇降可能に支持される。このような構成の熱処理装置２００においても、ウエハ支持ピン１０９を昇降させることにより、ウエハＷの高さ位置を受渡しポジションと、サセプタ１０２に載置したプロセスポジションとの間で切替えることができる。従って、図示しない制御部による制御の下、ウエハＷに対して第１の予備加熱と第２の予備加熱を異なるポジションで行なうことができる。【００８２】
図９は、本発明方法を実施可能なプラズマＣＶＤ装置の構成例を示す断面図である。このプラズマＣＶＤ装置３００は、チャンバー２０１を有しており、その中には被処理基板であるウエハＷを水平に支持するためのサセプタ２０２がその中央下部に設けられた円筒状の支持部材２０３により支持された状態で配置されている。このサセプタ２０２はＡｌＮ等のセラミックスからなり、その中には抵抗加熱ヒータ２０４が埋め込まれている。この抵抗加熱ヒータ２０４はヒータ電源２０５から給電されることにより被処理基板であるウエハＷを所定の温度に加熱する。また、サセプタ２０２には、下部電極として機能する電極２０６が抵抗加熱ヒータ２０４の上に埋設されている。【００８３】
チャンバー２０１の側壁には、ウエハＷの搬入出を行うための搬入出口２０７と、この搬入出口２０７を開閉するゲートバルブ２０８とが設けられている。チャンバー２０１の天壁には、シャワーヘッド２１０が設けられている。このシャワーヘッド２１０は、上段ブロック体２１１、中段ブロック体２１２および下段ブロック体２１３で構成されている。下段ブロック体２１３にはガスを吐出する吐出孔２１４と２１５とが交互に形成されている。これらのガス吐出孔２１４，２１５はシャワーヘッド上部に設けられた第１のガス導入口２１６および第２のガス導入口２１７を介して、それぞれ第１のガス供給部２１８、第２のガス供給部２１９に接続されている。第１のガス供給部２１８は、例えばＴｉ含有ガスであるＴｉＣｌ４ガス、プラズマガスであるＡｒガス等のガス供給源（図示省略）を有し、第２のガス供給部２１９は、例えば、還元ガスであるＨ２ガス、窒化ガスであるＮＨ３ガス、Ｎ２ガス、酸化ガスであるＯ２ガス等のガス供給源（図示省略）を有している。【００８４】
シャワーヘッド２１０には、高周波電源２２０が接続されており、成膜の際に高周波電源２２０からシャワーヘッド２１０に高周波電力が供給されるようになっている。高周波電源２２０から高周波電力を供給することにより、シャワーヘッド２１０および電極２０６の間に高周波電界が生じ、チャンバー２０１内に供給されたガスをプラズマ化し、Ｔｉ膜を成膜できるようになっている。チャンバー２０１の下方には排気室２２１が設けられており、この排気室２２１の側面には排気管２２２が接続され、この排気管２２２には排気装置２２３が接続されている。そして、この排気装置２２３を作動させることによりチャンバー２０１内を所定の真空度まで減圧することが可能となっている。サセプタ２０２には、ウエハＷを支持して昇降させるための３本（２本のみ図示）のウエハ支持ピン２２４がサセプタ２０２の表面に対して突没可能に設けられ、これらウエハ支持ピン２２４は支持板２２５に支持されている。そして、ウエハ支持ピン２２４は、エアシリンダ等の駆動機構２２６により支持板２２５を介して昇降し、それらに支持されたウエハＷの位置を上下させる。【００８５】
このような構成のＣＶＤ装置３００においても、ウエハ支持ピン２２４を昇降させることにより、ウエハＷの高さ位置を、受渡しポジションと、サセプタ２０２に載置したプロセスポジションとの間で切替えることができる。従って、図示しない制御部による制御の下、ウエハＷに対して第１の予備加熱と第２の予備加熱を異なる位置で行なうことができる。【００８６】
また、被処理基板が、例えば液晶表示ディスプレイ（ＬＥＤ）に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板である場合や、化合物半導体基板などである場合にも本発明の技術思想を適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、各種半導体装置などの製造過程で加熱を伴うプロセスにおいて好適に利用可能である。
【図１】
2007013605.tif 000007
【図２】
2007013605.tif 000008
【図３】
2007013605.tif 000009
【図４Ａ】
2007013605.tif 000010
【図４Ｂ】
2007013605.tif 000011
【図４Ｃ】
2007013605.tif 000012
【図４Ｄ】
2007013605.tif 000013
【図５】
2007013605.tif 000014
【図６】
2007013605.tif 000015
【図７】
2007013605.tif 000016
【図８】
2007013605.tif 000017
【図９】
2007013605.tif 000018
【国際調査報告】
2007013605.tif 000019
2007013605.tif 000020