JP2010080706A

JP2010080706A - Substrate processing apparatus

Info

Publication number: JP2010080706A
Application number: JP2008247933A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Kamimura; 大義上村
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2010-04-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate processing apparatus that reduces an increase in temperature of a processing container, as well as power consumption of a heater. <P>SOLUTION: The MMT apparatus includes a processing container 11 wherein a processing chamber 14 is comprised of a lower container 12 and an upper container 13, a susceptor 21 to hold a wafer 1 provided in the processing chamber 14, a heater 41 to heat the wafer 1 on the susceptor 21, a shower head 26 to supply a reactant gas toward the wafer 1, a cylindrical electrode 15 to excite the reactant gas, and a cylindrical magnet 19 to form a magnetic field. In the MMT apparatus, a reflector 42 is provided on the inside surface of the lower container 12. Thermic rays such as an infrared ray and a far infrared ray given by the heater and wafer are reflected on the reflector, thereby suppressing an increase in temperature of the lower container. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、基板処理装置に関する。
例えば、半導体素子を含む半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法において、ＩＣが作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に酸化や窒化等の拡散処理を施したり薄膜を形成したりエッチングしたりする基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus.
For example, in a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as an IC) including semiconductor elements, a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) on which an IC is fabricated is subjected to diffusion treatment such as oxidation or nitridation or a thin film is formed. The present invention relates to a substrate processing apparatus that performs or etches.

ＩＣの製造方法において、ウエハに酸化や窒化等の拡散処理を施したり薄膜を形成したりエッチングしたりする基板処理装置は、処理室を形成する処理容器と、処理室内に設置されてウエハを保持するサセプタと、サセプタに内蔵されてウエハを加熱するヒータと、処理ガスをウエハに向けてシャワー状に供給するシャワーヘッドと、を備えている。
そして、サセプタの上に載置したウエハをヒータによって所定の温度にまで加熱するとともに、処理室内を所定の圧力に維持しつつ、処理ガスをウエハにシャワーヘッドによってシャワー状に供給することにより、ウエハに所望の処理が施される。 In an IC manufacturing method, a substrate processing apparatus for performing a diffusion process such as oxidation or nitridation on a wafer, forming a thin film, or etching a wafer is installed in a processing chamber and a processing chamber to hold the wafer. A susceptor, a heater built in the susceptor for heating the wafer, and a shower head for supplying a processing gas to the wafer in a shower form.
Then, the wafer placed on the susceptor is heated to a predetermined temperature by a heater, and the processing gas is supplied to the wafer in a shower shape by a shower head while maintaining the processing chamber at a predetermined pressure. The desired treatment is applied to the above.

しかし、従来の基板処理装置においては、処理温度時にはヒータによる加熱等によって、処理容器が高温状態になってしまうために、処理室内面等の不要な部分に成膜したり、不用意にヒータの消費電力が大きくなったりするという問題点があった。 However, in the conventional substrate processing apparatus, since the processing container is heated to a high temperature due to heating by the heater at the processing temperature, a film is formed on an unnecessary part such as the inner surface of the processing chamber or the heater is inadvertently formed. There was a problem that the power consumption increased.

本発明の目的は、処理容器内の温度上昇を低減することができるとともに、ヒータの消費電力を低減することができる基板処理装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the substrate processing apparatus which can reduce the temperature rise in a processing container and can reduce the power consumption of a heater.

前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）基板を処理する処理室と、
前記処理室内で基板を保持するサセプタと、
前記サセプタ内に収容されて基板を加熱するヒータと、
前記処理室内壁面に設置されたリフレクタと、を有し、
前記リフレクタは、石英からなるベースと、該ベースに形成された反射膜と、石英からなり、前記ベースに前記反射膜を密閉するように被着されたカバーと、を備えている、
基板処理装置。
（２）前記リフレクタの表面は、膜剥離防止可能な程度の粗度に形成されていることを特徴とする前記（１）に記載の基板処理装置。
（３）前記リフレクタは、交換可能であることを特徴とする前記（１）に記載の基板処理装置。
（４）前記リフレクタの放射率は、０．１以下であることを特徴とする前記（１）に記載の基板処理装置。
（５）前記反射膜の金属は、アルミニウム、白金、モリブデンのいずれかであることを特徴とする前記（１）に記載の基板処理装置。 Typical means for solving the above-described problems are as follows.
(1) a processing chamber for processing a substrate;
A susceptor for holding a substrate in the processing chamber;
A heater housed in the susceptor to heat the substrate;
A reflector installed on the wall surface of the processing chamber,
The reflector includes a base made of quartz, a reflective film formed on the base, and a cover made of quartz and attached to the base so as to seal the reflective film.
Substrate processing equipment.
(2) The substrate processing apparatus according to (1), wherein the surface of the reflector is formed to have a roughness enough to prevent film peeling.
(3) The substrate processing apparatus according to (1), wherein the reflector is replaceable.
(4) The substrate processing apparatus according to (1), wherein an emissivity of the reflector is 0.1 or less.
(5) The substrate processing apparatus according to (1), wherein the metal of the reflection film is aluminum, platinum, or molybdenum.

前記基板処理装置によれば、処理室内壁面にリフレクタを設置することにより処理容器の温度上昇を低減することができるとともに、リフレクタにより反射された熱は、基板を加熱する時に利用することができるため、ヒータの消費電力を低減することができる。 According to the substrate processing apparatus, the temperature rise of the processing container can be reduced by installing the reflector on the wall surface of the processing chamber, and the heat reflected by the reflector can be used when heating the substrate. The power consumption of the heater can be reduced.

以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、図１に示されているように、ＭＭＴ（Modified Magnetron Typed）装置として構成されている。
ＭＭＴ装置は、電界と磁界とによって高密度プラズマを生成可能な変形マグネトロン型プラズマ源（Modified Magnetron Typed Plasma Source）を用いてウエハをプラズマ処理する基板処理装置である。 In the present embodiment, the substrate processing apparatus according to the present invention is configured as an MMT (Modified Magnetron Typed) apparatus as shown in FIG.
The MMT apparatus is a substrate processing apparatus that plasma-processes a wafer using a modified magnetron type plasma source that can generate high-density plasma by an electric field and a magnetic field.

図１に示されたＭＭＴ装置１０は処理容器１１を備えている。処理容器１１は下側容器１２と上側容器１３とによって形成されており、処理室１４を形成している。
下側容器１２はアルミニウムが使用されて碗形状に形成されており、上側容器１３は石英が使用されてドーム形状に形成されている。上側容器１３は下側容器１２の上に被せられている。 The MMT apparatus 10 shown in FIG. 1 includes a processing container 11. The processing container 11 is formed by a lower container 12 and an upper container 13 and forms a processing chamber 14.
The lower container 12 is formed in a bowl shape using aluminum, and the upper container 13 is formed in a dome shape using quartz. The upper container 13 is placed on the lower container 12.

処理容器１１の上側容器１３の外周には、反応ガスを励起させる放電手段としての筒状電極１５が設置されており、筒状電極１５は処理室１４内のプラズマ生成領域１６を囲んでいる。筒状電極１５は筒状、例えば円筒状に形成されている。
筒状電極１５には高周波電力を印加する高周波電源１７が、インピーダンスの整合を行う整合器１８を介して接続されている。 A cylindrical electrode 15 is installed on the outer periphery of the upper vessel 13 of the processing vessel 11 as discharge means for exciting the reaction gas. The cylindrical electrode 15 surrounds the plasma generation region 16 in the processing chamber 14. The cylindrical electrode 15 is formed in a cylindrical shape, for example, a cylindrical shape.
A high-frequency power source 17 that applies high-frequency power is connected to the cylindrical electrode 15 via a matching unit 18 that performs impedance matching.

筒状電極１５の外側表面には磁界形成手段としての筒状磁石１９が上下で一対、筒状電極１５の上端部および下端部の近傍にそれぞれ設置されている。
筒状磁石１９は筒状、例えば円筒状の永久磁石によって構成されている。
上下の筒状磁石１９、１９は、処理室１４の半径方向に沿った両端（内周端と外周端）に磁極を持ち、上下の筒状磁石１９、１９の磁極の向きが逆向きに設定されている。
したがって、内周部の磁極同士が異極となっており、これにより、筒状電極１５の内周面に沿って円筒軸方向に磁力線を形成するようになっている。 On the outer surface of the cylindrical electrode 15, a pair of cylindrical magnets 19 as magnetic field forming means are installed in the vicinity of the upper and lower ends of the cylindrical electrode 15.
The cylindrical magnet 19 is configured by a cylindrical, for example, cylindrical permanent magnet.
The upper and lower cylindrical magnets 19, 19 have magnetic poles at both ends (inner peripheral end and outer peripheral end) along the radial direction of the processing chamber 14, and the magnetic poles of the upper and lower cylindrical magnets 19, 19 are set in opposite directions. Has been.
Therefore, the magnetic poles in the inner peripheral portion are different from each other, and thereby magnetic field lines are formed in the cylindrical axial direction along the inner peripheral surface of the cylindrical electrode 15.

筒状電極１５および筒状磁石１９の周囲には、筒状電極１５および筒状磁石１９によって形成された電界や磁界を遮蔽する遮蔽板２０が設けられている。
遮蔽板２０は筒状電極１５および筒状磁石１９によって形成された電界や磁界が外部環境や他の基板処理装置等の装置に悪影響を及ぼすのを防止する。 A shielding plate 20 is provided around the cylindrical electrode 15 and the cylindrical magnet 19 to shield an electric field and a magnetic field formed by the cylindrical electrode 15 and the cylindrical magnet 19.
The shielding plate 20 prevents the electric field or magnetic field formed by the cylindrical electrode 15 and the cylindrical magnet 19 from adversely affecting the external environment and other apparatuses such as a substrate processing apparatus.

処理室１４の底側中央には、基板であるウエハ１を保持するための基板保持具（基板保持手段）としてのサセプタ２１が配置されており、サセプタ２１の内部には加熱機構（加熱手段）としてのヒータ４１が埋め込まれている。すなわち、サセプタ２１はウエハ１を保持するとともに、加熱することができるように構成されている。
ヒータ４１は電力が印加されることにより、ウエハ１を５００℃程度にまで加熱することができるように構成されている。
サセプタ２１は、例えば、石英や窒化アルミニウムやセラミックス等の非金属材料によって形成されている。このような非金属材料によってサセプタ２１を形成することにより、処理の際に膜中に取り込まれる金属汚染を低減することができる。 A susceptor 21 serving as a substrate holder (substrate holding means) for holding the wafer 1, which is a substrate, is disposed in the center of the bottom side of the processing chamber 14, and a heating mechanism (heating means) is provided inside the susceptor 21. The heater 41 is embedded. That is, the susceptor 21 is configured to hold and heat the wafer 1.
The heater 41 is configured to heat the wafer 1 to about 500 ° C. when electric power is applied.
The susceptor 21 is made of, for example, a nonmetallic material such as quartz, aluminum nitride, or ceramics. By forming the susceptor 21 with such a non-metallic material, metal contamination taken into the film during processing can be reduced.

さらに、サセプタ２１の内部には、インピーダンスを変化させるためのインピーダンス用電極（図示せず）が装備されており、インピーダンス用電極がインピーダンス可変機構２２を介して接地されている。
インピーダンス可変機構２２はコイルや可変コンデンサから構成されており、コイルのパターン数や可変コンデンサの容量値を制御することによって、インピーダンス用電極およびサセプタ２１を介してウエハ１の電位を制御することができるようになっている。 Furthermore, an impedance electrode (not shown) for changing the impedance is provided inside the susceptor 21, and the impedance electrode is grounded via the impedance variable mechanism 22.
The impedance variable mechanism 22 includes a coil and a variable capacitor. The potential of the wafer 1 can be controlled via the impedance electrode and the susceptor 21 by controlling the number of coil patterns and the capacitance value of the variable capacitor. It is like that.

サセプタ２１は下側容器１２と絶縁されており、サセプタ２１を昇降させるサセプタ昇降機構（昇降手段）２３が設けられている。
サセプタ２１には貫通孔２１ａが設けられており、下側容器１２の底面上にはウエハ１を突上げるためのウエハ突上げピン２４が少なくとも３箇所に設けられている。
そして、貫通孔２１ａおよびウエハ突上げピン２４は、サセプタ昇降機構２３によってサセプタ２１が下降させられた時には、ウエハ突上げピン２４がサセプタ２１と非接触な状態で貫通孔２１ａを突き抜けるような位置関係となるように配置されている。 The susceptor 21 is insulated from the lower container 12 and is provided with a susceptor elevating mechanism (elevating means) 23 for elevating and lowering the susceptor 21.
Through holes 21 a are provided in the susceptor 21, and wafer push-up pins 24 for pushing up the wafer 1 are provided on at least three places on the bottom surface of the lower container 12.
The through hole 21 a and the wafer push-up pin 24 are in such a positional relationship that when the susceptor 21 is lowered by the susceptor elevating mechanism 23, the wafer push-up pin 24 penetrates the through hole 21 a in a non-contact state with the susceptor 21. It is arranged to become.

下側容器１２の側壁には仕切弁となるゲートバルブ２５が設けられている。
ゲートバルブ２５が開いている時には、図示しない搬送機構（搬送手段）により処理室１４に対してウエハ１を搬入または搬出することができ、また、ゲートバルブ２５が閉まっている時には、処理室１４を気密に閉じることができる。 A gate valve 25 serving as a gate valve is provided on the side wall of the lower container 12.
When the gate valve 25 is open, the wafer 1 can be loaded into or unloaded from the processing chamber 14 by a transfer mechanism (transfer means) (not shown), and when the gate valve 25 is closed, the processing chamber 14 is opened. It can be closed airtight.

処理室１４の上部にはシャワーヘッド２６が設けられている。シャワーヘッド２６はキャップ状の蓋体２７とガス導入口２８とバッファ室２９と開口３０と遮蔽プレート３１とガス吹出口３２とを備えている。バッファ室２９はガス導入口２８より導入されたガスを分散するための分散空間を構成している。 A shower head 26 is provided in the upper part of the processing chamber 14. The shower head 26 includes a cap-shaped lid 27, a gas inlet 28, a buffer chamber 29, an opening 30, a shielding plate 31, and a gas outlet 32. The buffer chamber 29 constitutes a dispersion space for dispersing the gas introduced from the gas introduction port 28.

ガス導入口２８にはガスを供給するガス供給管３３が接続されており、ガス供給管３３は開閉弁であるバルブ３４および流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ３５を介して反応ガスのガスボンベ（図示せず）に接続されている。 A gas supply pipe 33 for supplying gas is connected to the gas introduction port 28, and the gas supply pipe 33 is provided with a reaction gas via a valve 34 that is an on-off valve and a mass flow controller 35 that is a flow rate controller (flow rate control means). Connected to a gas cylinder (not shown).

下側容器１２の側壁にはガスを排気するガス排気口３６が設けられており、ガス排気口３６にはガスを排気するガス排気管３７が接続されている。ガス排気管３７は圧力調整器であるＡＰＣ３８、開閉弁であるバルブ３９を介して排気装置である真空ポンプ４０に接続されている。
ガス排気口３６は、シャワーヘッド２６から処理室１４に供給された反応ガスが基板処理後にサセプタ２１の周囲から処理室１４の底方向へ流れるように、設定されている。 A gas exhaust port 36 for exhausting gas is provided on the side wall of the lower container 12, and a gas exhaust pipe 37 for exhausting gas is connected to the gas exhaust port 36. The gas exhaust pipe 37 is connected to a vacuum pump 40 which is an exhaust device via an APC 38 which is a pressure regulator and a valve 39 which is an on-off valve.
The gas exhaust port 36 is set so that the reaction gas supplied from the shower head 26 to the processing chamber 14 flows from the periphery of the susceptor 21 toward the bottom of the processing chamber 14 after the substrate processing.

下側容器１２の処理室１４内壁面にはリフレクタ４２が交換可能に設置されている。
図２（ｄ）に示されているように、リフレクタ４２は、石英からなるベース４３と、ベース４３に形成された金属からなる反射膜４４と、ベース４３に反射膜４４を密閉するように被着されたカバー４５とを備えており、図２に示されているように、製作される。
図２（ａ）に示されているように、ベース４３は石英が使用されて、下側容器１２の処理室１４内壁面の形状に倣う円形皿形状に形成されている。
図２（ｂ）に示されているように、ベース４３の内壁面には金属からなる反射膜４４が蒸着によって全面にわたって形成される。反射膜４４の金属は、アルミニウム、白金、モリブデンのいずれかである。アルミニウムが最も安価で蒸着し易いので、望ましい。
図２（ｃ）に示されているように、ベース４３にはカバー４５が反射膜４４を密閉するように被着される。カバー４５は石英が使用されて、ベース４３内壁面の形状に倣う円形皿形状に形成されており、ベース４３内壁面内に嵌入される。
図２（ｄ）に示されているように、ベース４３の上端外周辺とカバー４５の鍔部外周辺とに溶接部４６が形成される。
以上のようにして製作されたリフレクタ４２は反射膜４４をベース４３、カバー４５および溶接部４６によって所謂ガラス封止（気密封止）した状態になっている。
図示は省略するするが、リフレクタ４２の表面は、万一、リフレクタ４２に形成された膜が剥離するのを防止し得るように膜剥離防止可能な程度の粗度に形成されている。
ベース４３、反射膜４４およびカバー４５は、リフレクタ４２の放射率が０．１以下になるように設計されている。つまり、リフレクタの放射率は小さい方が好ましく、言い換えると反射率はより大きい方が好ましい。 A reflector 42 is replaceably installed on the inner wall surface of the processing chamber 14 of the lower container 12.
As shown in FIG. 2D, the reflector 42 includes a base 43 made of quartz, a reflective film 44 made of metal formed on the base 43, and a reflective film 44 sealed to the base 43 so as to be sealed. And a cover 45 that is worn and is manufactured as shown in FIG.
As shown in FIG. 2A, the base 43 is made of quartz and is formed in a circular dish shape following the shape of the inner wall surface of the processing chamber 14 of the lower container 12.
As shown in FIG. 2B, a reflective film 44 made of metal is formed on the entire inner wall surface of the base 43 by vapor deposition. The metal of the reflective film 44 is aluminum, platinum, or molybdenum. Aluminum is desirable because it is the cheapest and easy to deposit.
As shown in FIG. 2C, a cover 45 is attached to the base 43 so as to seal the reflective film 44. The cover 45 is made of quartz and is formed in a circular dish shape following the shape of the inner wall surface of the base 43, and is fitted into the inner wall surface of the base 43.
As shown in FIG. 2 (d), a welded portion 46 is formed on the periphery of the upper end of the base 43 and the periphery of the cover 45.
The reflector 42 manufactured as described above is in a state in which the reflective film 44 is so-called glass sealed (airtight sealed) by the base 43, the cover 45 and the welded portion 46.
Although illustration is omitted, the surface of the reflector 42 is formed to have a roughness that can prevent film peeling so that the film formed on the reflector 42 can be prevented from peeling.
The base 43, the reflective film 44, and the cover 45 are designed so that the emissivity of the reflector 42 is 0.1 or less. In other words, the emissivity of the reflector is preferably small, in other words, the reflectivity is preferably larger.

ＭＭＴ装置１０は制御部（制御手段）としてのコントローラ５０を備えている。
コントローラ５０はＡＰＣ３８、バルブ３９、真空ポンプ４０を信号線Ａを通じて制御するように構成されている。
コントローラ５０はサセプタ昇降機構２３を信号線Ｂを通じて制御するように構成されている。
コントローラ５０はゲートバルブ２５を信号線Ｃを通じて制御するように構成されている。
コントローラ５０は整合器１８、高周波電源１７を信号線Ｄを通じて制御するように構成されている。
コントローラ５０は、バルブ３４、マスフローコントローラ３５を信号線Ｅを通じて制御するように構成されている。
さらに、コントローラ５０はサセプタに埋め込まれたヒータ４１やインピーダンス可変機構２２を、図示しない信号線を通じて制御するよう構成されている。 The MMT apparatus 10 includes a controller 50 as a control unit (control means).
The controller 50 is configured to control the APC 38, the valve 39, and the vacuum pump 40 through the signal line A.
The controller 50 is configured to control the susceptor elevating mechanism 23 through the signal line B.
The controller 50 is configured to control the gate valve 25 through the signal line C.
The controller 50 is configured to control the matching unit 18 and the high-frequency power source 17 through the signal line D.
The controller 50 is configured to control the valve 34 and the mass flow controller 35 through the signal line E.
Further, the controller 50 is configured to control the heater 41 and the impedance variable mechanism 22 embedded in the susceptor through a signal line (not shown).

次に、前記構成に係るＭＭＴ装置１０を用いて、半導体装置（半導体デバイス）の製造工程の一工程として、ウエハ表面またはウエハ上に形成された下地膜表面に対して、所定のプラズマ処理を施す方法を説明する。
なお、以下の説明において、ＭＭＴ装置１０を構成する各部の動作はコントローラ５０によって制御される。 Next, using the MMT apparatus 10 according to the above-described configuration, a predetermined plasma process is performed on the wafer surface or the surface of the base film formed on the wafer as one step of the semiconductor device (semiconductor device) manufacturing process. A method will be described.
In the following description, the operation of each part constituting the MMT apparatus 10 is controlled by the controller 50.

ウエハ１は処理室１４の外部からウエハを搬送する図中省略の搬送機構によって処理室１４に搬入され、サセプタ２１の上に移載される。
この搬送動作の詳細は、次の通りである。
サセプタ２１がウエハ搬送位置まで下降すると、ウエハ突上げピン２４の先端がサセプタ２１の貫通孔２１ａを通過する。これにより、サセプタ２１の表面よりも所定の高さ分だけ、突き上げピン２４が突き出された状態となる。
次に、下側容器１２に設けられたゲートバルブ２５が開かれ、図中省略の搬送機構によってウエハ１をウエハ突上げピン２４の先端に移載する。
搬送機構が処理室１４の外へ退避すると、ゲートバルブ２５が閉じられる。
サセプタ２１がサセプタ昇降機構２３によって上昇されると、サセプタ２１の上面にウエハ１が移載される。
その後に、サセプタ２１はサセプタ昇降機構２３によって、ウエハ１を処理する位置まで上昇される。 The wafer 1 is loaded into the processing chamber 14 by a transfer mechanism (not shown) that transfers the wafer from the outside of the processing chamber 14 and is transferred onto the susceptor 21.
The details of this transport operation are as follows.
When the susceptor 21 is lowered to the wafer transfer position, the tip of the wafer push-up pin 24 passes through the through hole 21a of the susceptor 21. As a result, the push-up pin 24 is protruded by a predetermined height from the surface of the susceptor 21.
Next, the gate valve 25 provided in the lower container 12 is opened, and the wafer 1 is transferred to the tip of the wafer push-up pin 24 by a transfer mechanism (not shown).
When the transfer mechanism is retracted out of the processing chamber 14, the gate valve 25 is closed.
When the susceptor 21 is raised by the susceptor elevating mechanism 23, the wafer 1 is transferred onto the upper surface of the susceptor 21.
Thereafter, the susceptor 21 is raised to a position where the wafer 1 is processed by the susceptor elevating mechanism 23.

サセプタ２１に内蔵されたヒータ４１は予め加熱されており、サセプタ２１に移載されたウエハ１を室温（２５℃）〜５００℃の範囲内の所定の温度に加熱する。
処理室１４内の圧力は０．１〜１００Ｐａの範囲内の所定の圧力に、真空ポンプ４０およびＡＰＣ３８によって維持される。 The heater 41 built in the susceptor 21 is preheated, and heats the wafer 1 transferred to the susceptor 21 to a predetermined temperature within a range of room temperature (25 ° C.) to 500 ° C.
The pressure in the processing chamber 14 is maintained at a predetermined pressure within a range of 0.1 to 100 Pa by the vacuum pump 40 and the APC 38.

ウエハ１の温度が所定の処理温度（例えば、４００℃）に達し、安定すると、所定の反応ガスＧがガス導入口２８から遮蔽プレート３１のガス吹出口３２を介して処理室１４に配置されたウエハ１の上面（処理面）に向けて導入される。 When the temperature of the wafer 1 reaches a predetermined processing temperature (for example, 400 ° C.) and is stabilized, a predetermined reaction gas G is disposed in the processing chamber 14 from the gas inlet 28 through the gas outlet 32 of the shielding plate 31. It is introduced toward the upper surface (processing surface) of the wafer 1.

他方、高周波電力が筒状電極１５に高周波電源１７から整合器１８を介して印加される。印加する電力は１５０〜２００Ｗの範囲内の所定の出力値を投入する。このとき、インピーダンス可変機構２２は予め所望のインピーダンス値となるように制御しておく。
筒状磁石１９、１９の磁界の影響を受けてマグネトロン放電が発生し、ウエハ１の上方空間に電荷をトラップしてプラズマ生成領域１６に高密度プラズマが生成される。
処理室１４内へ導入された反応ガスＧはプラズマ生成領域１６において乖離し、活性化粒子を生成し、ウエハ１に所定のプラズマ処理を施す。 On the other hand, high frequency power is applied from the high frequency power supply 17 to the cylindrical electrode 15 via the matching unit 18. As the applied power, a predetermined output value within a range of 150 to 200 W is input. At this time, the impedance variable mechanism 22 is controlled in advance to have a desired impedance value.
A magnetron discharge is generated under the influence of the magnetic field of the cylindrical magnets 19, 19, charges are trapped in the upper space of the wafer 1, and high-density plasma is generated in the plasma generation region 16.
The reactive gas G introduced into the processing chamber 14 is separated in the plasma generation region 16 to generate activated particles, and the wafer 1 is subjected to predetermined plasma processing.

予め設定された処理時間が経過すると、バルブ３４が閉じられてガス吹出口３２からの水素ガスおよび酸素ガスの供給が停止されるとともに、筒状電極１５への高周波電力の印加が停止される。 When a preset processing time elapses, the valve 34 is closed, supply of hydrogen gas and oxygen gas from the gas outlet 32 is stopped, and application of high-frequency power to the cylindrical electrode 15 is stopped.

次いで、処理室１４内の圧力が搬送機構の設置室である真空搬送室（図示せず）と同圧化された後に、処理済みのウエハ１は前述したウエハ搬入時と逆の手順で処理室１４外へ搬送される。 Next, after the pressure in the processing chamber 14 is made the same as that of a vacuum transfer chamber (not shown), which is a chamber where the transfer mechanism is installed, the processed wafer 1 is processed in the reverse order of the above-described wafer loading. 14 is conveyed outside.

ところで、ウエハ１を輻射および熱伝導によって加熱したヒータ４１の熱（熱線）の一部は、アルミニウムによって形成された下側容器１２を加熱するために、下側容器１２の温度が上昇してしまう。
下側容器１２の温度が上昇すると、下側容器１２内壁面への成膜が起こってしまう。
他方、ヒータ４１は下側容器１２の加熱のための余分なエネルギーを浪費してしまう。 By the way, a part of the heat (heat rays) of the heater 41 that heats the wafer 1 by radiation and heat conduction heats the lower container 12 formed of aluminum, so that the temperature of the lower container 12 rises. .
When the temperature of the lower container 12 rises, film formation on the inner wall surface of the lower container 12 occurs.
On the other hand, the heater 41 wastes extra energy for heating the lower container 12.

そこで、本実施の形態においては、下側容器１２の内側表面にリフレクタ４２を設置することにより、ヒータ４１およびウエハ１から下側容器１２に照射して来た赤外線や遠赤外線等の熱線をリフレクタ４２によって反射させて、これらの赤外線や遠赤外線等の熱線が下側容器１２の温度を上昇させるのを防止している。 Therefore, in the present embodiment, by installing the reflector 42 on the inner surface of the lower container 12, the heat rays such as infrared rays and far infrared rays irradiated from the heater 41 and the wafer 1 to the lower container 12 are reflected. Reflected by 42, these infrared rays and far-infrared rays prevent the temperature of the lower container 12 from rising.

前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
（１）下側容器の内側表面にリフレクタを設置することにより、ヒータおよびウエハから照射して来る赤外線や遠赤外線等の熱線をリフレクタによって反射させ、これらによって下側容器の温度が上昇されるのを防止することができるので、下側容器の内壁面に成膜されるのを防止することができ、その結果、下側容器内壁面の堆積膜剥離によるパーティクルの発生を未然に防止することができる。 According to the embodiment, the following effects can be obtained.
(1) By installing a reflector on the inner surface of the lower container, heat rays such as infrared rays and far-infrared rays radiated from the heater and the wafer are reflected by the reflector, and thereby the temperature of the lower container is raised. Therefore, it is possible to prevent film formation on the inner wall surface of the lower container, and as a result, it is possible to prevent generation of particles due to peeling of the deposited film on the inner wall surface of the lower container. it can.

（２）下側容器の内側表面にリフレクタを設置することにより、ヒータおよびウエハから照射して来る赤外線や遠赤外線等の熱線をリフレクタによって反射させて、ウエハに戻して加熱に使用することができるので、ウエハの加熱効率が向上し、ヒータの消費電力を低減することができる。
下側容器の内側表面に設置されたリフレクタは、アルミニウム製の反射膜４４を石英製のベース４３およびカバー４５で覆うことにより、処理室内に供給されたクリーニングガスや、金属等の汚染を防止することができる。 (2) By installing a reflector on the inner surface of the lower container, heat rays such as infrared rays and far infrared rays irradiated from the heater and the wafer can be reflected by the reflector and returned to the wafer for use in heating. Therefore, the heating efficiency of the wafer can be improved and the power consumption of the heater can be reduced.
The reflector installed on the inner surface of the lower container covers the aluminum reflective film 44 with a quartz base 43 and a cover 45 to prevent contamination of cleaning gas supplied to the processing chamber, metal, and the like. be able to.

（３）リフレクタを下側容器に交換可能に設置することにより、ＭＭＴ装置のメンテナンス性能を向上させることができる。 (3) The maintenance performance of the MMT apparatus can be improved by installing the reflector in the lower container in a replaceable manner.

（４）リフレクタの表面を膜剥離防止可能な粗度に形成することにより、万一、リフレクタに形成された膜が剥離するのを防止することができるので、パーティクルの発生をより一層確実に防止することができる。 (4) By forming the surface of the reflector to a roughness that can prevent film peeling, it is possible to prevent the film formed on the reflector from peeling off, thus preventing the generation of particles even more reliably. can do.

（５）リフレクタの放射率を０．１以下に設定することにより、反射率を大きくすることができるので、赤外線や遠赤外線等の熱線をリフレクタによって効果的に反射させることができる。 (5) Since the reflectance can be increased by setting the emissivity of the reflector to 0.1 or less, heat rays such as infrared rays and far infrared rays can be effectively reflected by the reflector.

（６）反射膜をアルミニウムによって形成することにより、反射効果の高いリフレクタを安価かつ簡単に製作することができる。 (6) By forming the reflecting film from aluminum, a reflector having a high reflecting effect can be manufactured inexpensively and easily.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

リフレクタは、下側容器の内側表面全体に設置するに限らず、処理容器の温度上昇が不要な部分に設置することができる。 The reflector is not limited to being installed on the entire inner surface of the lower container, but can be installed on a portion where the temperature rise of the processing container is unnecessary.

前記実施形態においては、ＭＭＴ装置について説明したが、本発明はこれに限らず、枚葉式コールドウオール型ＣＶＤ装置等の基板処理装置全般に適用することができる。 Although the MMT apparatus has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and can be applied to all substrate processing apparatuses such as a single wafer type cold wall type CVD apparatus.

本発明の一実施の形態であるＭＭＴ装置を示す縦面断面図である。It is a longitudinal section showing an MMT device which is one embodiment of the present invention. リフレクタの製作方法を示す各縦面断面図である。It is each vertical surface sectional drawing which shows the manufacturing method of a reflector.

符号の説明Explanation of symbols

１…ウエハ、
１０…ＭＭＴ装置（基板処理装置）、１１…処理容器、１２…下側容器、１３…上側容器、１４…処理室、
１５…筒状電極（放電手段）、１６…プラズマ生成領域、１７…高周波電源、１８…整合器、１９…筒状磁石（磁界形成手段）、２０…遮蔽板、
２１…サセプタ、２１ａ…貫通孔、２２…インピーダンス可変機構、２３…サセプタ昇降機構、２４…ウエハ突き上げピン、２５…ゲートバルブ、
２６…シャワーヘッド、２７…キャップ状の蓋体、２８…ガス導入口、２９…バッファ室、３０…開口、３１…遮蔽プレート、３２…ガス吹出口、３３…ガス供給管、３４…バルブ、３５…マスフローコントローラ、
３６…ガス排気口、３７…ガス排気管、３８…ＡＰＣ、３９…バルブ、４０…真空ポンプ、
４１…ヒータ、４２…リフレクタ、４３…ベース、４４…反射膜、４５…カバー、４６…溶接部、
５０…コントローラ。 1 ... wafer,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... MMT apparatus (substrate processing apparatus), 11 ... Processing container, 12 ... Lower container, 13 ... Upper container, 14 ... Processing chamber,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Cylindrical electrode (discharge means), 16 ... Plasma production | generation area, 17 ... High frequency power supply, 18 ... Matching device, 19 ... Cylindrical magnet (magnetic field formation means), 20 ... Shielding plate,
21 ... Susceptor, 21a ... Through hole, 22 ... Impedance variable mechanism, 23 ... Susceptor raising / lowering mechanism, 24 ... Wafer push-up pin, 25 ... Gate valve,
26 ... Shower head, 27 ... Cap-shaped lid, 28 ... Gas inlet, 29 ... Buffer chamber, 30 ... Opening, 31 ... Shield plate, 32 ... Gas outlet, 33 ... Gas supply pipe, 34 ... Valve, 35 ... mass flow controller,
36 ... Gas exhaust port, 37 ... Gas exhaust pipe, 38 ... APC, 39 ... Valve, 40 ... Vacuum pump,
41 ... heater, 42 ... reflector, 43 ... base, 44 ... reflective film, 45 ... cover, 46 ... welded part,
50 ... Controller.

Claims

基板を処理する処理室と、
前記処理室内で基板を保持するサセプタと、
前記サセプタ内に収容されて基板を加熱するヒータと、
前記処理室内壁面に設置されたリフレクタと、を有し、
前記リフレクタは、石英からなるベースと、該ベースに形成された反射膜と、石英からなり、前記ベースに前記反射膜を密閉するように被着されたカバーと、を備えている、
基板処理装置。 A processing chamber for processing the substrate;
A susceptor for holding a substrate in the processing chamber;
A heater housed in the susceptor to heat the substrate;
A reflector installed on the wall surface of the processing chamber,
The reflector includes a base made of quartz, a reflective film formed on the base, and a cover made of quartz and attached to the base so as to seal the reflective film.
Substrate processing equipment.