(57)【要約】      （修正有）【課題】処理室に設けられる強度部材の腐食を防止し、Ｆｅ等の金属による基板の金属汚染を防止し、品質の向上と歩留りの向上とを図れる基板処理装置を提供する。【解決手段】腐食性ガスを用いて基板処理を行う基板処理装置１に於いて、基板を収納して基板を処理する処理室３７と、処理ガスを供給する処理ガス供給ラインと、前記処理室３７を排気する排気ラインと、基板を加熱する加熱手段と、前記処理室３７で基板を支持する支持手段とを具備し、該支持手段を構成する強度部材を、高ニッケル合金とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
腐食性ガスを用いて基板処理を行う基板処理装置に於いて、基板を収納して基板を処理する処理室と、処理ガスを供給する処理ガス供給ラインと、前記処理室を排気する排気ラインと、基板を加熱する加熱手段と、前記処理室で基板を支持する支持手段とを具備し、該支持手段を構成する強度部材を、高ニッケル合金とした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、シリコンウェーハ、ガラス基板等の基板の表面に薄膜の生成、不純物の拡散、エッチング、或はアッシング等の処理を行う基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を製造する工程には、ガラス基板、シリコンウェーハ等の基板（以下ウェーハ）に薄膜を生成する工程、ウェーハ上に回路パターンを形成するエッチングの工程、或はエッチング後にウェーハ上のレジストを除去するアッシングの工程等があり、斯かる工程を処理するものとして、プラズマＣＶＤ装置、プラズマエッチング装置、或はアッシング装置等の基板処理装置がある。
【０００３】
基板処理装置はウェーハに対して所定の処理を行う処理室を有し、該処理室に収納されたウェーハに対し、所定の手段で発生させたプラズマを使用して薄膜の生成、エッチング、アッシング等の処理を行う。
【０００４】
例えば、基板処理装置の１つであるアッシング装置は、円筒状の石英製反応管と該反応管に気密に連設された金属製のチャンバを有し、前記反応管の周囲には該反応管内に放電させたガスをプラズマ化するコイルが設けられ、前記チャンバ内（処理室）にはウェーハが載置され、載置されたウェーハを加熱する基板載置台（サセプタ）が配設されている。
【０００５】
ウェーハを前記サセプタに載置して、加熱し、前記コイルに高周波電力を印加し、前記反応管内に処理ガスを導入することでプラズマが発生し、イオン化したガスをウェーハに接触させることで所要の処理がなされる。処理後のガスは、チャンバの下方に設けられた排気口より排気される。
【０００６】
基板処理に於いて、金属汚染、例えばＦｅ原子による汚染は、処理品質に影響を及ぼし、歩留りにも影響するので、チャンバ内で用いられる材料は、耐食性を有し、金属汚染を引起さない材質が選択される。例えば、前記サセプタにはアルミニウムが用いられる。
【０００７】
上記アッシング装置には、搬送ロボットにより前記処理室にウェーハを搬入し、又前記サセプタに載置する為、或はサセプタからウェーハを取上げ、搬出する為、ウェーハを前記サセプタに対して昇降させる機構等の機構が設けられており、これら機構には強度を要求される部位があり、これら部位に用いられる材料（強度部材）としては、従来部材には耐食性を有する材料としてステンレス鋼が使用されている。
【０００８】
然し乍ら、処理ガスにフッ素系のガスが用いられた場合では、ステンレス鋼は容易に腐食され、Ｆｅが表面に析出し、腐食したＦｅが反応室内に浮遊して、基板を汚染することとなる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３７１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は斯かる実情に鑑み、処理室に設けられる強度部材の腐食を防止し、Ｆｅ等の金属による金属汚染を防止し、基板処理の品質を向上し、歩留りの向上を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、腐食性ガスを用いて基板処理を行う基板処理装置に於いて、基板を収納して基板を処理する処理室と、処理ガスを供給する処理ガス供給ラインと、前記処理室を排気する排気ラインと、基板を加熱する加熱手段と、前記処理室で基板を支持する支持手段とを具備し、該支持手段を構成する強度部材を、高ニッケル合金とした基板処理装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、腐食性ガスを用いて基板処理を行う基板処理装置に於いて、基板を収納して基板を処理する処理室と、処理ガスを供給する処理ガス供給ラインと、前記処理室を排気する排気ラインと、基板を加熱する加熱手段と、前記処理室で基板を支持する支持手段とを具備し、該支持手段を構成する強度部材を、高ニッケル合金としたので、耐食性が向上し、Ｆｅ元素の析出、浮遊が防止でき、基板の金属汚染が防止できるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００１４】
先ず、図１〜図４により本発明が実施される基板処理装置の一例として、アッシャ装置について説明する。
【００１５】
アッシャ装置１は、カセット搬送部２と、ロードロックチャンバ部３と、基板搬送部４と、プロセスチャンバ部５とを備えている。
【００１６】
前記カセット搬送部２は、第１の搬送部として用いられるカセット搬送ユニット６，７を備え、該カセット搬送ユニット６，７は、ウェーハ８を支持するカセット９を載置するカセットテーブル１１，１２と、該カセットテーブル１１，１２のＹ軸１３、Ｚ軸１４をそれぞれ動作させるＹ軸アセンブリ１５，１６、Ｚ軸アセンブリ１７，１８を、それぞれ備えている。
【００１７】
前記ロードロックチャンバ部３は、ロードロックチャンバ２１，２２と、前記カセットテーブル１１，１２に載置されたカセット９からウェーハ８をそれぞれ受取り、ウェーハ８を前記口−ドロックチャンバ２１，２２内で保持するバッファユニット２３，２４をそれぞれ備えている。
【００１８】
該バッファユニット２３，２４は、バッファフィンガーアセンブリ２５，２６とその下部のインデックスアセンブリ２７，２８とを備えている。前記バッファフィンガーアセンブリ２５と前記インデックスアセンブリ２７、及び前記バッファフィンガーアセンブリ２６と前記インデックスアセンブリ２８は、θ軸２９，３０によりそれぞれ同時に回転する。
【００１９】
前記基板搬送部４は、搬送室３２を備えており、前記ロードロックチャンバ２１，２２は、ゲートバルブ３３，３４を介して、前記搬送室３２に取付けられている。
【００２０】
該搬送室３２には、第２の搬送部として用いられる真空アームロボット３６が設けられている。
【００２１】
前記プロセスチャンバ部５は、アッシング処理室として用いられるプロセスチャンバ３７，３８と、その上部に設けられたプラズマ発生室３９，４０とを備えている。前記プロセスチャンバ３７，３８は、ゲートバルブ４２，４３を介して前記搬送室３２に取付けられている。
【００２２】
前記プロセスチャンバ３７，３８は、ウェーハ８を載置するサセプタテーブル４４，４５を備えている。該サセプタテーブル４４，４５をそれぞれ貫通してリフトロッド５２，５３が設けられている。前記サセプタテーブル４４，４５は、Ｚ軸４６，４７により、それぞれ上下する。
【００２３】
以上の様に構成された前記アッシャ装置１は、前記ロードロックチャンバ２１（２２）内に前記バッファユニット２３（２４）によって、保持されているウェーハ８を、前記真空アームロボット３６のフィンガ４８に搭載し、θ軸４９により前記真空アームロボット３６を回転し、Ｙ軸５１により、前記プロセスチャンバ３７（３８）内の前記サセプタテーブル４４（４５）上に移載する。そして、前記真空アームロボット３６の前記フィンガ４８と前記リフトロッド５２（５３）との協働により、ウェーハ８を前記サセプタテーブル４４（４５）上に移載する。又、逆の動作により、処理が終了したウェーハ８を前記サセプタテーブル４４（４５）から、前記真空アームロボット３６によって、前記バッファユニット２３（２４）に移載する。
【００２４】
前記プラズマ発生室３９，４０は、反応管５４，５５をそれぞれ備え、該反応管５４，５５の外部には、高周波コイル５６，５７が設けられている。該高周波コイル５６，５７に高周波電力を印加して、ガス導入ロ５８，５９から導入されたアッシング処理用のガスをプラズマ化し、そのプラズマを利用して前記サセプタテーブル４４，４５上に載置されたウェーハ８上のレジストをアッシングする。
【００２５】
次に、前記カセットテーブル１１（１２）から前記ロードロックチャンバ２１（２２）迄のウェーハ８の搬送について説明する。
【００２６】
図２、図３を参照すると、前記カセットテーブル１１（１２）に前記カセット９を搭載してＺ軸１４が下方向に動作する。
【００２７】
Ｚ軸１４が下にある状態で前記バッファフィンガーアセンブリ２５（２６）のＹ軸１３が前記カセット９の方向に動作する。Ｉ軸６１の動作により２５枚のウェーハ８を前記バッファフィンガアセンブリ２５（２６）のバッファフィンガ６２（６３）が前記カセット９から受取る。受取った状態でＹ軸１３が元の位置迄下がる。
【００２８】
次に、前記プロセスチャンバ部５について、図４を参照して説明する。
【００２９】
尚、プラズマ発生室３９とプラズマ発生室４０とは同一構造であるので、以下はプラズマ発生室３９について説明する。
【００３０】
図中、前記反応管５４は円筒状の石英製反応管を示し、該反応管５４は金属製の気密容器である前記プロセスチャンバ３７に気密に立設され、前記反応管５４と前記プロセスチャンバ３７とは該プロセスチャンバ３７の上面に形成された開口７１によって連通している。前記反応管５４の上端は、反応管天井板７２によって気密に閉塞され、該反応管天井板７２は、好ましくは中央に前記ガス導入ロ５８が設けられ、該ガス導入ロ５８は図示しない処理ガス供給源に接続され、流量調整された処理ガスが供給される様になっている。
【００３１】
前記反応管５４の周囲にはプラズマ発生用の前記高周波コイル５６が設けられ、該高周波コイル５６はコイルカバー７３によって覆われている。前記高周波コイル５６には高周波電源（図示せず）が接続され、該高周波電源により前記高周波コイル５６にプラズマ発生用の高周波電流が印加される様になっている。
【００３２】
前記プロセスチャンバ３７の底面には複数（例えば４本）の支柱７４によって支持された基板載置台（サセプタテーブル）４４が設けられ、該サセプタテーブル４４は基板加熱部７５、基板載置板７６を具備している。
【００３３】
前記サセプタテーブル４４の下方に、排気板７７が配設され、該排気板７７はガイドシャフト７８を介して底基板７９に支持され、該底基板７９は前記プロセスチャンバ３７の下面に気密に設けられている。
【００３４】
前記ガイドシャフト７８をガイドとして昇降自在に昇降基板８１が設けられ、該昇降基板８１には少なくとも３本の前記リフトロッド５２が立設されている。該リフトロッド５２は前記サセプタテーブル４４を遊貫し、前記リフトロッド５２の上端にはリフトピン８２が取付けられている。
【００３５】
該リフトピン８２は前記サセプタテーブル４４の中心方向に延出し、上面にウェーハ８が載置され、前記リフトロッド５２の昇降によって、ウェーハ８を前記サセプタテーブル４４に載置し、或は該サセプタテーブル４４から持上げる様になっている。
【００３６】
前記底基板７９には、昇降駆動部８３（図１参照）の昇降シャフト８４が気密に貫通され、該昇降シャフト８４は前記昇降基板８１に連結され、前記昇降駆動部８３が前記昇降シャフト８４を昇降させることで、前記昇降基板８１、前記リフトロッド５２を介して前記リフトピン８２を昇降させる様になっている。
【００３７】
前記反応管５４はプラズマが発生される反応室８５を画成し、前記プロセスチャンバ３７はウェーハ８を収納する処理室９１を画成する。又、前記サセプタテーブル４４と前記排気板７７との間に第１排気室８６が画成され、前記排気板７７と前記底基板７９との間に第２排気室８７が画成される。
【００３８】
前記第１排気室８６の周囲を囲繞する様に円筒状のバッファプレート８８が前記サセプタテーブル４４に設けられる。前記バッファプレート８８は、通気孔が多数均一に穿設された多孔板（例えばアルミ製、ステンレス製、ハステロイ製のパンチングメタル）から構成される。従って、前記第１排気室８６は、前記バッファプレート８８によって前記プロセスチャンバ３７内部と仕切られ、又前記通気孔（図示せず）によって前記プロセスチャンバ３７内部と連通している。
【００３９】
前記排気板７７の中央には通気孔８９が形成され、該通気孔８９によって前記第１排気室８６と前記第２排気室８７とが連通され、又該第２排気室８７には図示しない排気装置が連通されている。
【００４０】
尚、前記プロセスチャンバ３７の側壁には、ウェーハ搬入出用口（図示せず）が形成され、該ウェーハ搬入出用口はゲートバルブ（図示せず）によって開放されると共に気密に閉塞可能となっている。ウェーハ８は、前記ウェーハ搬入出用口を通って前記プロセスチャンバ３７の内部に搬入出され、前記リフトピン８２の昇降との協働によって該リフトピン８２へのウェーハ８の載置、前記リフトピン８２からのウェーハ８の払出しが行われる。
【００４１】
前記リフトロッド５２、前記支柱７４、前記ガイドシャフト７８、前記昇降シャフト８４等の強度部材は、所要の強度が要求されると共に耐食性が要求される。
【００４２】
本発明では、前記反応室８５、前記処理室９１に収納される、或は臨接する強度部材に用いられる材質として、Ｆｅの含有量が極めて少ない高ニッケル合金、例えば、ハステロイ（Ｎｉ含有量５５％〜６５％、Ｆｅ含有量略４〜５％）、インコネル（Ｎｉ含有量７０％〜７６％、Ｆｅ含有量７％〜８％）を使用する。
【００４３】
尚、強度が要求されない部分で、加工性等の問題から金属材料であることが必要な部位には、Ａｌが材料として用いられる。
【００４４】
以下、上記基板処理装置の作用、例えばアッシング処理について説明する。
【００４５】
前記リフトピン８２が上昇した状態で、基板移載機（図示せず）により前記ウェーハ搬入出用口よりウェーハ８が前記処理室９１に搬入され、ウェーハ８が前記リフトピン８２に載置される。前記基板移載機が後退し、前記ウェーハ搬入出用口が閉塞される。前記昇降シャフト８４によって前記昇降基板８１、前記リフトロッド５２を介して前記リフトピン８２が降下され、ウェーハ８が前記サセプタテーブル４４に載置される。
【００４６】
ウェーハ８は前記基板加熱部７５によって所定の処理温度に加熱される。又、ウェーハ８の表面には、前工程であるエッチング処理で使用したレジストが付着している。
【００４７】
流量制御された処理ガスが、前記ガス導入ロ５８を介して前記反応室８５に導入される。前記処理ガスは、例えば、酸素ガスにフッ素系ガスを添加した混合ガスである。
【００４８】
前記高周波コイル５６に前記高周波電源（図示せず）より高周波電流が供給され、処理ガス中に放電が起こり、ラジカル状態の酸素（ラジカル酸素）等が生成され、前記反応室８５にプラズマ領域が形成される。
【００４９】
ラジカル酸素を含む処理ガスは、前記反応室８５を降下し、前記処理室９１へ供給され、前記バッファプレート８８を通って前記第１排気室８６、前記通気孔８９、前記第２排気室８７を介して、前記排気手段（図示せず）によって排気ガスとして排気される。
【００５０】
処理ガスの排気過程に於いて、前記反応室８５を流下した処理ガスは、ウェーハ８表面に沿って放射状に拡散し、前記サセプタテーブル４４の全周から前記バッファプレート８８を通って前記第１排気室８６に流入する。
【００５１】
前記バッファプレート８８は前記サセプタテーブル４４の全周を囲む様に設けられるので、大きな表面積を有する。更に、前記通気孔（図示せず）が均等に多数穿設されるので、前記バッファプレート８８は適宜な流路抵抗を与え、更に排気ガスが前記第１排気室８６に流入する放射流れ（径方向の流れ）で局部的に流速が増大することもない。
【００５２】
従って、ウェーハ８表面に沿って流れる処理ガスの、速度分布の均一性が得られ、処理の均一性、処理品質の向上が得られる。
【００５３】
前記ガス排気手段が排気ガスを所定の流量で排気すると共に、前記バッファプレート８８によって排気抵抗が調整されることによって、前記反応室８５及び前記処理室９１の圧力は所定の処理圧に調整される。
【００５４】
処理ガス中のラジカル酸素がウェーハ８に接触し、ラジカル酸素によってウェーハ８上のレジストが酸化され、レジストは二酸化炭素、水等となり、ウェーハ８上から除去され、排気ガスと共に前記処理室９１より排気される。
【００５５】
尚、上述したアッシングに於ける処理室温度、ガス流量、処理室圧力の一例としては、処理室温度２５０℃、ガス流量は常温常圧状態で３Ｌ／ｍｉｎ以上、好ましくは８Ｌ／ｍｉｎ〜１３Ｌ／ｍｉｎ、処理室圧力は２００Ｐａ〜６００Ｐａである。
【００５６】
上記した様に、アッシング処理では、処理ガスとして腐食性のガス（酸素ガスにフッ素系ガスを添加した混合ガス）が使用されるが、前記強度部材にハステロイ、インコネルを使用することで、所要の強度を保持しつつ、耐食性が向上し、Ｆｅ元素の析出、浮遊が防止できる。
【００５７】
高ニッケル合金を使用することで、適用前の基板上のＦｅ汚染量が、３×１０10ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 であったのが、適用後では５×１０9 ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 に減少した。
【００５８】
尚、上記実施の形態では、基板処理装置としてアッシャ装置を例示したが、腐食性ガスが用いられる他の処理、例えばエッチング処理を行う基板処理装置等にも実施可能であることは言う迄もない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板処理装置の側断面図である。
【図２】該基板処理装置の平断面図である。
【図３】該基板処理装置の部分側断面図である。
【図４】該基板処理装置のプラズマ発生室の立断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１              アッシャ装置
２              カセット搬送部
３              ロードロックチャンバ部
４              基板搬送部
５              プロセスチャンバ部
６              カセット搬送ユニット
８              ウェーハ
９              カセット
２２，２３      ロードロックチャンバ
３２            搬送室
３９，４０      プラズマ発生室
４４            サセプタテーブル
５２            リフトロッド
５４            反応管
５６            高周波コイル
７４            支柱
７５            基板加熱部
７８            ガイドシャフト
８４            昇降シャフト
８５            反応室
９１            処理室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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