JP7676966B2

JP7676966B2 - 基板処理装置及び基板処理方法

Info

Publication number: JP7676966B2
Application number: JP2021093193A
Authority: JP
Inventors: 学本間
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2021-06-02
Filing date: 2021-06-02
Publication date: 2025-05-15
Anticipated expiration: 2041-06-02
Also published as: KR20220163269A; US12297536B2; US20220389581A1; JP2022185475A

Description

本開示は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。

半導体デバイスの製造工程においては、基板である半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）に対して各種の処理が行われる。特許文献１には基板処理装置として、ウエハの収納用の凹部が回転方向に複数設けられた回転テーブルと、原料ガス供給用のノズルと、反応ガス供給用のノズルと、を備えた成膜装置について記載されており、当該成膜装置にてＡＬＤが行われる。この成膜装置には、搬送機構から順次ウエハを受け取ると共に、上記の複数の凹部に順番にウエハを載置するための３本の昇降ピンが設けられている。

特開２０１５－１５９２４８号公報

本開示は、回転テーブルにおける複数の凹部に基板を収納して加熱処理するにあたり、処理の異常の発生を防止することができる技術を提供する。

本開示の基板処理装置は、
処理容器内に設けられる回転テーブルと、
前記回転テーブルを回転させるための回転機構と、
前記回転テーブルの上面において当該回転テーブルの回転方向に複数設けられ、基板を各々収納する凹部と、
前記回転テーブルの上方に設けられ、当該回転テーブル上に処理ガスを供給して前記各基板を処理する処理ガス供給部と、
前記回転テーブルを加熱する加熱部と、
前記凹部に収納前の前記基板を前記加熱部により加熱するために、前記複数の凹部の各上方領域に当該基板を支持する支持部と、
前記各上方領域から前記凹部内へ前記基板を一括して移動させるために、前記回転テーブルに対して前記支持部を相対的に昇降させる昇降機構と、
を備え、
前記回転機構は、前記回転テーブルと共に前記支持部を回転させる。

本開示によれば、基板を回転テーブルにおける複数の凹部に収納して加熱処理するにあたり、処理の異常の発生を防止することができる。

本開示の基板処理装置の一実施形態に係る成膜装置の縦断側面図である。前記成膜装置の横断平面図である。前記凹部の上面側斜視図である。前記回転テーブルの下面側斜視図である。前記成膜装置に設けられる回転テーブルの回転昇降機構を示す縦断側面図である。前記成膜装置に設けられる回転テーブルの回転昇降機構を示す縦断側面図である。前記成膜装置の動作を示すための平面図である。前記成膜装置の動作を示すための平面図である。前記成膜装置の動作を示すための平面図である。前記成膜装置の動作を示すための平面図である。前記成膜装置の変形例を示す縦断側面図である。

本開示の基板処理装置の一実施形態に係る成膜装置１について、図１の縦断側面図及び図２の横断平面図を参照しながら説明する。成膜装置１はＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）により、６つのウエハＷに一括して成膜を行うことができるように構成されている。成膜装置１は、平面形状が概ね円形である真空容器（処理容器）１１と、円形状の扁平な真空容器１１と、真空容器１１内に設けられた円板状の水平な回転テーブル２と、を備えている。

真空容器１１は、容器の天井部をなす天板と、容器の底部１２及び側壁１３をなす容器本体とにより構成されている。当該側壁１３には、開閉自在なウエハＷの搬送口１４が形成されており、ゲートバルブＧにより開閉される。この搬送口１４を介して、真空容器１１の外部から基板搬送機構１９が当該真空容器１１内に進入し、後述するピン２６にウエハＷを受け渡す。基板搬送機構１９は先端が２股に分かれたフォーク状の支持部を備え、ウエハＷを支持した状態で真空容器１１に対して進退自在且つ昇降自在に構成されている。また、真空容器１１の底部１２の中央には開口部１５が鉛直方向（垂直方向）に形成されており、当該開口部１５を下方から塞ぐように駆動機構３が接続されている。

真空容器１１内には、円板状で水平な回転テーブル２が設けられている。回転テーブル２の中心は平面視で真空容器１１の中心と一致している。回転テーブル２の下側の中心部には、下方に垂直に伸びる円棒状の軸体２１の上端が接続され、軸体２１の下端は駆動機構３に接続されている。当該駆動機構３により、軸体２１を介して回転テーブル２が真空容器１１内に支持されている。駆動機構３によって、鉛直軸をなす回転テーブル２の中心軸Ｐまわりに当該回転テーブル２は回転する。駆動機構３の構成については、後に詳述する。

回転テーブル２の上面（表面）には、回転方向（＝回転テーブル２の周方向）に沿ってウエハＷを各々収納するための６つの円形の凹部２２が等間隔に形成されており、回転テーブル２の中心から各々等距離に配置されている。このように配置されることで回転テーブル２の回転時には凹部２２は、回転テーブル２の中心軸Ｐの周りを公転する。そして、回転テーブル２の回転により、６つの凹部２２のうちの一つが搬送口１４に臨んで基板搬送機構１９によるウエハＷの受け渡しが行える位置に位置することができる。凹部２２の径は、ウエハＷを収納できるようにウエハＷの径よりも若干大きく形成されている。

回転テーブル２について、上面側斜視図、下面側斜視図である図３、図４も夫々参照しながら説明する。各凹部２２の底面には複数、例えば３つの貫通孔２３が開口しており、各貫通孔２３は、回転テーブル２の厚さ方向に穿孔されている。そして回転テーブル２の下方においては、上記した回転テーブル２に接続される軸体２１の側周を囲むように、鉛直方向に伸びる円筒体２４が設けられている。従って軸体２１及び円筒体２４は、縦方向に伸びるように設けられている。円筒体２４の筒軸は、上記した回転テーブル２の中心軸Ｐに一致する。

そして円筒体２４の下端は上記の駆動機構３に接続されており、当該円筒体２４はその筒軸が回転テーブル２の中心軸Ｐに一致するように、当該駆動機構３によって支持されている。また円筒体２４の上端が筒軸の外方へ広がることで、水平且つ円形状の支持板２５を構成している。支持板２５の外縁は、回転テーブル２の外縁よりも中心軸Ｐ寄りに位置している。支持板２５の上面には、平面視で上記した貫通孔２３に重なる各位置に、垂直に伸びるピン２６が設けられている。従って、ピン２６は支持板２５を介して円筒体２４に接続されると共に、凹部２２毎に３つずつ設けられている。詳しくは後述するが、ピン２６は基板搬送機構１９と凹部２２との間でのウエハＷの受け渡しを仲介すると共に、ウエハＷを凹部２２内へ搬送する前に加熱するために水平に支持する役割を有する。

上記の駆動機構３は、軸体２１及び円筒体２４を上記の中心軸Ｐ周りに回転させることで、支持板２５及び回転テーブル２を共に当該中心軸Ｐ周りに、平面視時計回りに回転させる。また駆動機構３は、軸体２１及び回転テーブル２を鉛直方向に昇降させる。従って当該回転テーブル２は、ピン２６に対して相対的に昇降する。回転テーブル２の昇降範囲における下方位置は、基板搬送機構１９がピン２６にウエハＷを受け渡すための位置である。この下方位置に回転テーブル２が位置するときには、ピン２６の上端は凹部２２の底面から突出し、図３に示すように回転テーブル２の上方に位置する。従って、このとき支持部であるピン２６上に支持されるウエハＷは、凹部２２の上方領域に位置することになる。また、回転テーブル２の昇降範囲における上方位置は、凹部２２内にウエハＷを載置して処理を行うための位置である。そのようにウエハＷを載置するため、当該上方位置に回転テーブル２が位置するときには、ピン２６の上端は、凹部２２の底面よりも下方に位置する。

回転テーブル２上には、夫々回転テーブル２の外周から中心へ向かって伸びる棒状の第１の処理ガスノズル５１、分離ガスノズル５２、第２の処理ガスノズル５３及び分離ガスノズル５４が、この順で時計回りに配設されている。これらのガスノズル５１～５４は下方に吐出孔５５を備え、回転テーブル２の径に沿って夫々ガスを吐出する。第１の処理ガスノズル５１は第１の処理ガスとして膜の原料となる原料ガスを、第２の処理ガスノズル５３は第２の処理ガスとして原料ガスと反応する反応ガスを夫々吐出する。これら第１の処理ガスノズル５１及び第２の処理ガスノズル５３は、処理ガス供給部をなす。分離ガスノズル５２、５４はＮ₂（窒素）ガスを吐出する。図中３１Ａは、第１の処理ガスノズル５１に接続される第１の処理ガスの供給源、図中５３Ａは第２の処理ガスノズル５３に接続される第２の処理ガスの供給源、図中５２Ａは、分離ガスノズル５２、５４に接続されるＮ_２ガスの供給源である。

真空容器１１の天板は、下方の回転テーブル２へ向けて突出するように形成された平面視扇状の突状部６１、６２を備えている。これら突状部６１、６２は、回転テーブル２の中心側から外周側へ向かうにつれて広がるように形成されており、突状部６１、６２は回転テーブル２の周方向に間隔を空けて配置されている。上記の分離ガスノズル５２、５４は、突状部６１、６２の下面に夫々埋設されており、平面視、当該突状部６１、６２を当該周方向に等分するように配置されている。

突状部６１、６２の下方領域については、分離ガスノズル５２、５４からＮ₂ガスが供給される分離領域Ｄ１、Ｄ２とする。回転テーブル２の回転方向において、分離領域Ｄ１、Ｄ２間における２つの領域のうち、第１の処理ガスノズル５１が設けられる領域を第１の処理領域Ｒ１、第２の処理ガスノズル５３が設けられる領域を第２の処理領域Ｒ２とする。分離領域Ｄ１、Ｄ２は、回転テーブル２の回転方向において第１の処理領域Ｒ１の雰囲気（第１の処理ガス雰囲気）と、第２の処理領域Ｒ２の雰囲気（第２の処理ガス雰囲気）とを、分離ガスである上記のＮ₂ガスにより分離する。

また、天板の中央部上には下方の回転テーブル２の中心部上に向う垂直流路６３が形成され、ガス供給源５２ＡよりＮ_２ガスが供給される。そして、このＮ₂ガスは、天板の中央部下方に円環状に突出した環状突出部６４と、上方位置における回転テーブル２の中心部との間の隙間（中心部流路６９とする）を介して、回転テーブル２の径方向外側に流れる。このＮ_２ガスは、回転テーブル２の中心部上での処理ガス同士の混合を防ぐパージガスである。環状突出部６４の下面は、上記の分離領域Ｄ１、Ｄ２を形成する突状部６１、６２の下面に連続するように形成されている。

真空容器１１の底部１２において、平面視で回転テーブル２の外側の位置には、排気口７１、７２が開口している。排気口７１は第１の処理領域Ｒ１に対して回転テーブル２の径方向に離れた位置に形成され、第１及び第２の処理ガスのうち、第１の処理ガスを選択的に排気する。排気口７２は第２の処理領域Ｒ２に対して回転テーブル２の径方向に離れた位置に形成され、第１及び第２の処理ガスのうち、第２の処理ガスを選択的に排気する。排気口７１、７２は夫々これらの排気口に各々接続される排気機構７３を介して排気される。

また真空容器１１の底部１２には、平面視で回転テーブル２及び支持板２５に重なる位置に、回転テーブル２の回転方向に沿った環状空間７４が設けられており、当該環状空間７４には加熱部であるヒーター７５が配置されている。このヒーター７５により、回転テーブル２上のウエハＷが所望の温度になるように加熱される。

続いて、図５、図６の縦断側面図を参照して駆動機構３、回転テーブル２に接続される軸体２１の下部側、及び支持板２５に接続される円筒体２４の下部側の構成について説明する。図５、図６は回転テーブル２が既述した下方位置、上方位置に夫々位置するときの状態を示している。駆動機構３は、ケース体３１、シール機構３２、軸受け３３、回転機構３４、昇降機構３５及び支持部材３６を含む。ケース体３１は垂直な円筒状に構成されており、軸体２１及び円筒体２４を囲んでいる。当該ケース体３１の上端部は、当該ケース体３１がなす円筒の内周側、外周側に向けて広がると共に、真空容器１１の開口部１５の口縁部に固定されている。軸体２１の下端側及び円筒体２４の下端側は、ケース体３１の下端よりも下方の位置へ伸びている。

ケース体３１内において、上方側にはシール機構３２、下方側には軸受け３３が、円筒体２４を夫々囲むように設けられている。シール機構３２は例えば磁性流体を含み、当該磁性流体が円筒体２４及びケース体３１の内周面に接することで、真空容器１１内に形成される真空雰囲気が担保される。ケース体３１の下端に回転機構３４が設けられており、この回転機構３４はモーターを含む。円筒体２４の外周面はこの回転機構３４に接続されており、当該回転機構３４によって既述したように、円筒体２４が中心軸Ｐ周りに回転する。なお成膜処理中において、シール機構３２の上方で真空容器１１の底部１２の開口部１５と円筒体２４との間には図示しない流路を介して、ガス供給源３２ＡからＮ_２ガスがパージガスとして供給される。当該パージガスは回転テーブル２の下方を介して、上記の排気口７１、７２より排気される。

回転機構３４に接続される位置よりも下方に円筒体２４の下端部が位置する。この円筒体２４の下端部は外方へ広がり、フランジ２７を形成する。また、軸体２１の下端部はフランジ２７の下方に位置し、拡径されることで下頭部２８を形成する。そして蛇腹状で上下に伸縮自在な筒体であるベローズ２９が軸体２１を囲んでいる。ベローズ２９について、その上端がフランジ２７の下面の内縁部に、その下端が下頭部２８の上面に夫々接続されている。それにより、軸体２１と円筒体２４との間の隙間を介して真空容器１１内と真空容器１１の外部とが連通することが防止されている。

下頭部２８の側周面の一部が側方に向かい、突出部４１を形成する。この突出部４１には垂直方向に貫通孔が穿孔されている。そしてフランジ２７の下面の周縁部から下方に向けて垂直に伸長部４２が伸び、突出部４１の貫通孔に進入している。そして、フランジ２７の下面の周縁部において、伸長部４２が設けられる位置とは異なる位置に昇降機構３５が設けられている。この昇降機構３５には、軸体２１の下頭部２８を下方から支持する支持部材３６に接続されている。

以上に述べた構成により、昇降機構３５により上記の伸長部４２をガイドとして、筒体２４に対して軸体２１が昇降し、この軸体２１に接続される回転テーブル２についても昇降する。また、昇降機構３５、支持部材３６及び伸長部４２を介して、円筒体２４と軸体２１とが互いに接続されている。そのため回転機構３４によって円筒体２４が回転する際に、円筒体２４及び軸体２１に接続される支持板２５、ピン２６、昇降機構３５などの各部材も中心軸Ｐ周りに回転する。

ところで図１に示すように成膜装置１には、装置の各部の動作のコントロールを行うためのコンピュータからなる制御部１０が設けられている。この制御部１０はプログラムを備えている。そして当該プログラムにより、駆動機構３による回転テーブル２の昇降及び回転、ガス供給源５１Ａ、５２Ａ、５３Ａから装置の各部へのガスの給断、ヒーター７５によるウエハＷの加熱などの各動作が制御されるように、装置の各部に制御信号が送信される。このプログラムは、ハードディスク、コンパクトディスク、メモリカード、ＤＶＤなどの記憶媒体に格納された状態で、コンピュータにインストールされる。

成膜装置１の動作について図７～図１０の装置の縦断側面図を参照して説明する。本例では、第１の処理ガスとしてはＢＴＢＡＳ（ビスターシャルブチルアミノシラン）ガス、第２の処理ガスとしてはＯ_３ガスが用いられ、ウエハＷにＳｉＯ_２膜が成膜されるものとする。また、回転テーブル２に載置されたウエハＷを速やかに加熱して処理を開始できるように、ヒーター７５は発熱して回転テーブル２が加熱された状態であるものとする。

図５で説明したように回転テーブル２が下方位置に位置してピン２６が凹部２２の上方へ突出した状態で、ゲートバルブＧが開き、ウエハＷを支持した基板搬送機構１９が真空容器１１内に進入する。そして当該基板搬送機構１９は、支持したウエハＷを６つの凹部２２のうち搬送口１４に臨む凹部２２の上方に位置させると下降し、当該凹部２２から突出するピン２６上にウエハＷが受け渡される（図７）。基板搬送機構１９は後退し、真空容器１１内から一旦退出すると、回転テーブル２が６０°回転して、ピン２６上にウエハＷが載置された凹部２２の隣の凹部２２が搬送口１４に臨む。

そして基板搬送機構１９が再度、ウエハＷを支持した状態で真空容器１１内に進入し、支持したウエハＷを６つの凹部２２のうち搬送口１４に臨む凹部２２の上方に位置させると下降し、当該凹部２２から突出するピン２６上にウエハＷが受け渡される。基板搬送機構１９は後退し、真空容器１１内から一旦退出すると、回転テーブル２が６０°回転して、ピン２６上にウエハＷが載置された凹部２２の隣の凹部２２が搬送口１４に臨む。以降も同様に回転テーブル２の６０°の回転と、基板搬送機構１９による搬送口１４に臨む凹部２２のピン２６へのウエハＷの受け渡しとが繰り返され、順次各凹部２２のピン２６上へウエハＷが搬送される。このように各凹部２２のピン２６上への順番でのウエハＷの搬送中、ピン２６上に支持済みのウエハＷについては、回転テーブル２の高さ位置が下方位置に保たれることで、凹部２２内には収納されない。つまり、ウエハＷは回転テーブル２から離れた状態となっている。

そして６番目の凹部２２のピン２６上にウエハＷが搬送される、つまり全ての凹部２２のピン２６上にウエハＷが支持されると（図８）、基板搬送機構１９が搬送口１４から退避してゲートバルブＧが閉じられる（図９）。その後、回転テーブル２が下方位置に位置したままの状態で、つまり回転テーブル２に対してピン２６が相対的に静止した状態で、ヒーター７５で加熱された回転テーブル２からの輻射熱により、６つのウエハＷが互いに均一な所望の温度になるように加熱される。

各ウエハＷが十分に加熱されるように、例えば６番目のウエハＷがピン２６上に載置された時点から予め設定された時間が経過すると、回転テーブル２が図６で説明した上昇位置に移動し、各ウエハＷが凹部２２内に同時に収納されることで、ピン２６に支持される状態から凹部２２の底面に支持される状態に切り替わる（図１０）。上記した予め設定された時間とは、後述するようにウエハＷを回転テーブル２に収納したときの過度な反りやうねりの発生が防止されるのに十分な時間であり、例えば１０秒かそれ以上の時間である。凹部２２に載置されたウエハＷは回転テーブル２からの伝熱によって、ピン２６上に支持されていたときよりもさらに高い所望の温度、例えば３００℃～８００℃になるように加熱される。

その後、排気口７１、７２からの排気により、真空容器１１内が所望の真空圧力となるように調整され、分離ガスノズル５２、５４、中心部流路６９からＮ_２ガスが供給される。分離ガスノズル５２、５４から供給されたＮ_２ガスは分離ガスとして、分離領域Ｄ１、Ｄ２を周方向に広がった後に回転テーブル２の外周へ流れ、排気口７１、７２から排気される。一方、中心部流路６９から回転テーブル２の中心部上に供給されたＮ_２ガスはパージガスとして回転テーブル２上を径方向に沿って広がり、排気口７１、７２から排気される。また、このよう回転テーブル２の上方にパージガスが供給されるときには、既述したように回転テーブル２の下方にもパージガスが供給され、回転テーブル２の径方向に沿って広がり、排気口７１、７２から排気される。

第１の処理ガスノズル５１、第２の処理ガスノズル５３から夫々ＢＴＢＡＳガス、Ｏ_３ガスが夫々第１の処理領域Ｒ１、第２の処理領域Ｒ２に供給されると共に、回転テーブル２が回転する。ＢＴＢＡＳガスは、上記の分離ガス及び回転テーブル２の中心部上に供給されるパージガスより、第２の処理領域Ｒ２への流入が防止され、排気口７１から排気される。Ｏ_３ガスは、上記の分離ガス及び回転テーブル２の中心部上に供給されるパージガスより、第１の処理領域Ｒ１への流入が防止され、排気口７２から排気される。各ウエハＷは、回転テーブル２の回転により、第１の処理領域Ｒ１、分離領域Ｄ１、第２の処理領域Ｒ２、分離領域Ｄ２をこの順に繰り返し通過することで当該ウエハＷの表面にはＳｉＯ_２が堆積し、ＳｉＯ_２膜が形成される。各ウエハＷのＳｉＯ_２膜の膜厚が所望の大きさとなると、真空容器１１内への各ガスの供給が停止し、真空容器１１内への搬入時とは逆の動作で、基板搬送機構１９により真空容器１１外へ搬出される。

上記のように、成膜装置１では６つのウエハＷを各々ピン２６上に支持して回転テーブル２上で加熱後、一括して凹部２２内に搬送し、然る後、処理ガスを供給して成膜処理を行うように構成されている。このような装置構成とする理由について説明するために、上記した特許文献１の成膜装置に設けられる昇降ピンによって、凹部２２にウエハＷを順番に載置した後、成膜処理を開始することを考える。詳しく述べると、この昇降ピンの先端は、搬送口１４に臨む凹部２２の貫通孔２３を貫通するように昇降する。つまり当該昇降ピンは複数の凹部２２のうちの１つのみに対して昇降し、基板搬送機構１９によって回転テーブル２上に順次搬送されたウエハＷについて、１枚ずつ凹部２２に載置される。

そして仮に上記の昇降ピンが基板搬送機構１９からウエハＷを受け取った後、速やかに下降して当該ウエハＷが凹部２２に載置されるとする。その場合、回転テーブル２は加熱されているため、ウエハＷの各部に急激に当該回転テーブル２から伝熱され、その結果として、ウエハＷの表裏及び面内各部において温度差が生じ、比較的大きな反りやうねりが生じることが懸念される。ウエハＷの各部で伝熱が進行して温度が均一化されて当該ウエハＷは平坦な形状に戻るが、変形の際にウエハＷの裏面については凹部２２の底面に対して大きく摺動することでパーティクルが発生したり、傷が形成されたりするおそれが有る。また、そのウエハＷの変形によって、ウエハＷの表面に形成済みの各膜がダメージを受けることが懸念される。

このウエハＷの急激な加熱によって発生する不具合を防ぐために、昇降ピンについてウエハＷを支持した後に所定の時間、静止させることが考えられる。つまり昇降ピンにウエハＷを支持した後、凹部２２上でウエハＷが回転テーブル２からの輻射熱で加熱された後に、凹部２２に載置して凹部２２からの伝熱によりさらに加熱されることで所望の温度に加熱されるようにすることが考えられる。しかし、そのようにウエハＷを凹部２２上で静止させる間、回転テーブル２の回転及び昇降ピンの昇降が行えないので、他の凹部２２へのウエハＷの搬送は行えない。従って、６つの凹部２２の全てにウエハＷを搬送するまでに比較的長い時間を要してしまうことが考えられる。また、６つの凹部２２にウエハＷを収納後、速やかに成膜処理を開始してしまうと、最後に凹部２２に載置されたウエハＷと、他のウエハＷとの間に温度差が生じたまま処理が開始されて、ウエハＷ間で処理のばらつきが生じるおそれが有る。それを防ぐために６つの凹部２２へのウエハＷの載置が完了した後、各ウエハＷの温度を揃えるための設定時間が経過した後に成膜処理を開始することが考えられる。このように昇降ピンを用いて１枚ずつ凹部２２にウエハＷを搬送する場合は、ウエハＷ毎に凹部２２への載置前に昇降ピンに支持して加熱するための時間、及び最後のウエハＷを凹部２２後に載置後、各ウエハＷの温度を揃えるための時間が必要となる。そのために、十分に成膜装置のスループットを高くできないおそれが有る。

しかし成膜装置１によれば、既述したようにピン２６に支持された状態でウエハＷが加熱された後に、一括して回転テーブル２に載置される。そのためウエハＷの変形を抑えるための昇降ピンによって凹部２２上でウエハＷを支持するウエハＷ毎の時間が不要となるのでウエハＷを凹部２２に載置後は、各ウエハＷの温度が上昇して所望の温度に到達後に処理を開始することができる。従って、真空容器１１内への１枚目のウエハＷの搬入開始からウエハＷへの成膜処理開始までに要する時間を比較的短くすることができるので、成膜装置１については高いスループットを得ることができる。また、ピン２６上で各ウエハＷを静止状態に置いて加熱した後に、当該ピン２６を下降させてウエハＷを凹２２部に載置する。そのため成膜装置１によれば、既述したウエハＷの凹部２２への載置時の比較的大きな変形が抑制されるため、その変形に起因する膜へのダメージ、パーティクルの発生、ウエハＷの裏面の傷の形成が抑制されることになる。

ところで凹部２２については、成膜処理中における回転テーブル２の回転及び回転テーブル上の気流によってウエハＷが脱離しない深さを有するように形成する必要が有るが、上記のように成膜装置１では凹部２２に収納時のウエハＷの変形が抑制される。そのため凹部２２の深さを比較的小さくしても、凹部２２へのウエハＷの収納後間もなく当該凹部２２内にウエハＷが収まり、回転テーブル２を回転させて処理が行える状態となる。つまり凹部２２の深さを比較的小さく形成してもよい。そのように深さが小さいことで、第１の処理領域Ｒ１で凹部２２内に供給された第１の処理ガスが分離領域Ｄ１で除去されきれずに残留したまま当該凹部２２が第２の処理領域Ｒ２へ移動してしまうことが防止される。また同様に、第２の処理領域Ｒ２で凹部２２内に供給された第２の処理ガスが分離領域Ｄ２で除去されきれずに残留したまま当該凹部２２が第１の処理領域Ｒ１へ移動してしまうことが防止される。従って、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの不要な混合が防止され、パーティクルの発生を防止したり、ウエハＷの膜厚の面内均一性を高くしたりすることができる。

なお凹部２２の底面においては、凹部２２内へウエハＷを載置した際のウエハＷの変形による摺動を緩和するために、例えばその周縁において溝を形成してもよい。ただし、上記したように成膜装置１によればそのようなウエハＷの変形が抑制されるので、既述した例のように凹部２２の底面は平坦面とし、そのような溝を設けなくてもよい。

図１１には、成膜装置１の変形例である成膜装置８の構成を示している。以下、この成膜装置８について、成膜装置１との差異点を中心に説明する。成膜装置８では円筒体２４の上端が回転テーブル２に接続されている。円筒体２４の側面には、間隔を空けて周方向に６つの貫通孔（図では２つのみ表示）８１が形成されている。軸体２１の上端は回転テーブル２の下面に固定されていない。軸体２１の周方向に間隔を空けて６つの腕部８２（図では２つのみ表示）の基端が接続されており、腕部８２の先端側は貫通孔８１を介して円筒体２４の外側に向って伸長し、各腕部の先端側に、上記したピン２６が設けられている。従って腕部８２は、成膜装置１の支持板２５に相当する。

この成膜装置８において、昇降機構３５により軸体２１を昇降させることで、貫通孔８１を介して腕部８２が昇降し、ピン２６がウエハＷを凹部２２の外側に支持する上方位置（図１１で示す位置）と、ピン２６がウエハＷから離れて当該ウエハＷが凹部２２に収納される下方位置との間で移動する。また、成膜装置１と同様に円筒体２４と軸体２１とが互いに接続されているため、回転機構３４によって円筒体２４と軸体２１とが共に回転する。以上に述べたように回転テーブル２に対してピン２６が共に回転する構成とするにあたり、回転テーブル２及びピン２６のうち、いずれか一方が他方に対して昇降する構成であればよい。また、真空容器１１を下方に向って伸びる軸体２１及び円筒体２４のうち、いずれが回転テーブル２に接続される構成であってもよい。

ところで回転テーブル２における凹部２２の数は複数設けられていればよく、既述した６つに限られない。また、真空容器１１の周方向に複数、凹部２２と同じ数だけのウエハＷの搬送口１４を設ける。そして、各搬送口１４からウエハＷが搬送機構１９によって凹部２２の上方領域に搬送され、各凹部２２のピン２６上にウエハＷが受け渡される装置構成であってもよい。その場合には、ピン２６は回転テーブル２に対して昇降動作のみ行われればよい。つまり、ピン２６が回転テーブル２と共に回転しない構成であってもよい。なお、既述の例では凹部２２毎に３つずつのピン２６が設けられているが、ウエハＷを凹部２２の上方領域に支持できればよく、１つの凹部２２に対するピン２６の数は３つに限られない。また、既述の例ではピン２６が凹部２２の上方に静止した状態で搬送機構１９が昇降することで、ピン２６上にウエハＷが支持されるが、凹部２２内にウエハＷが収納されなければ、搬送機構１９の高さは変更されずにピン２６が昇降することによって、ウエハＷがピン２６上に支持されてもよい。

なお第１の処理ガス及び第２の処理ガスについては、ガス供給部である第１の処理ガスノズル５１及び第２の処理ガスノズル５３により吐出されるものとして示したが、そのような構成には限られない。例えばその下面が回転テーブル２に対向するように構成されたシャワーヘッドをガス供給部として第１の処理領域Ｒ１、第２の処理領域Ｒ２に夫々設けて、各シャワーヘッドからガスを吐出して処理を行ってもよい。また、第１の処理ガス、第２の処理ガスとしてはＡＬＤにより成膜を行う各種のガスを用いることができ、既述した例には限られない。従って、ウエハＷに形成する膜としてもＳｉＯ_２膜としては限られない。例えば、第１の処理ガスとしてはシリコンを含有するガスを用い、第２の処理ガスとしてはアンモニアなどの窒素を含有するガスを用いて、窒化シリコン膜をウエハＷに形成してもよい。

また、基板処理装置を成膜装置として構成した例を示したが、そのような成膜装置として構成することには限られない。処理ガスをプラズマ化して当該プラズマによってウエハＷに形成されている膜を改質したり、エッチングを行ったりする装置に本技術を適用してもよい。なお、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更あるいは組み合わせがなされてもよい。

Ｗウエハ
１成膜装置
１１真空容器
２回転テーブル
２２凹部
２６ピン
３５昇降機構
５１第１の処理ガスノズル
７５ヒーター

Claims

処理容器内に設けられる回転テーブルと、
前記回転テーブルを回転させるための回転機構と、
前記回転テーブルの上面において当該回転テーブルの回転方向に複数設けられ、基板を各々収納する凹部と、
前記回転テーブルの上方に設けられ、当該回転テーブル上に処理ガスを供給して前記各基板を処理する処理ガス供給部と、
前記回転テーブルを加熱する加熱部と、
前記凹部に収納前の前記基板を前記加熱部により加熱するために、前記複数の凹部の各上方領域に当該基板を支持する支持部と、
前記各上方領域から前記凹部内へ前記基板を一括して移動させるために、前記回転テーブルに対して前記支持部を相対的に昇降させる昇降機構と、
を備え、
前記回転機構は、前記回転テーブルと共に前記支持部を回転させる基板処理装置。
縦方向に伸びる軸体と、
前記軸体の側周を囲む筒体と、が設けられ
前記回転テーブルの下部側には、前記軸体及び前記筒体のうちの一方が、前記支持部には、前記軸体の上部及び前記筒体のうちの他方が夫々接続され、
前記回転機構は前記軸体及び前記筒体を共に回転させ、
前記昇降機構は、前記筒体に対して軸体を昇降させる請求項１記載の基板処理装置。
前記回転テーブルの下部側には前記軸体が接続され、
前記支持部には前記筒体が接続され、
前記昇降機構は、前記軸体を支持して前記回転テーブルを昇降させる請求項２記載の基板処理装置。
処理容器内に設けられる回転テーブルを回転機構により回転させる工程と、
前記回転テーブルの上方に設けられる処理ガス供給部により、当該回転テーブル上に処理ガスを供給して、前記回転テーブルの回転方向に複数設けられた凹部に各々収納された基板を処理する工程と、
加熱部により前記回転テーブルを加熱する工程と、
前記凹部に収納前の前記基板を前記加熱部により加熱するために、当該複数の凹部の各上方領域に当該基板を支持部より支持する工程と、
昇降機構により前記回転テーブルに対して前記支持部を相対的に昇降させて、前記各上方領域から前記凹部内へ前記基板を一括して移動させる工程と、
前記回転機構により、前記回転テーブルと共に前記支持部を回転させる工程と、
を備える基板処理方法。