JP2020150238A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、上述のような酸化膜生成装置では、ウェハ表面に均一な成膜が施されるように、ウェハを保持する保持部を回転させる回転駆動機構が設けられている。
処理容器10は、処理空間Sを内部に有し、例えば、金属材料を用いて直方体形状に構成されている。
また、処理容器10内には、載置部としてのステージ13が配設されている。ステージ13は、例えば、平面視円形状に構成されており、その上面13aに基板Wが水平にされる。以下では、ステージ13の上面13aを「載置面13a」ということがある。また、ステージ13に対しては、基板Wを加熱するためのヒータ(図示せず)が設けられている。さらに、ステージ13は、その中心軸を回転軸13bとして、回転駆動部(図示せず)による駆動によって回転可能に構成されている。
これら3本の紫外線光源51は、それぞれのステージ13上の基板Wまでの距離(具体的には紫外線光源51の中心から基板Wの上面までの距離)は互いに等しく例えば120mm〜150mmである。なお、光学窓18からステージ上の基板Wまでの距離(具体的には光学窓18の下面から基板Wの上面までの距離)は、例えば70mm〜120mmである。
また、3本の紫外線光源51は、互いに同種の光源であり、最大出力や(図のY方向の)長さは、互いに等しい。さらに、3本の紫外線光源51は、酸化膜の形成時には、各紫外線光源51からの出力が互い等しくなるよう制御される。
さらに、3本の紫外線光源51は、平面視において、いずれもステージ13の回転軸13bすなわち当該ステージ13に載置された基板Wの中心上に位置せず、回転軸13bすなわち上記中心からオフセットされている。
さらに具体的には、第1〜第3紫外線光源511〜513は、光源配列方向(図のX方向)に沿って等間隔に配設されている。
言い換えれば、第1〜第3紫外線光源511〜513は、以下の式(1)を満たすように配置されている。
L3+L1=L2−L1 … (1)
まず、ゲートバルブ12が開かれ、搬入出口11を介して、基板Wを保持した搬送機構(図示せず)が処理容器10内に挿入される。そして、基板Wが、支持ピン(図示せず)を介して、搬送機構とステージ13との間で受け渡される。その後、搬送機構が処理容器10から抜き出され、ゲートバルブ12が閉じられる。次いで、ガス供給機構20から処理容器10内の処理空間Sへの、ガス導入部14を介した酸素ガスの供給と、処理空間Sの排気機構30による排気が開始される。酸化膜の形成中、100sccm〜1500sccmの酸素ガスが導入され、処理容器10内が、0.1Torr〜10Torrの範囲で設定される所定の圧力に調整される。また、酸化膜の形成中、ステージ13に対して設けられたヒータ(図示せず)により基板Wが500℃〜1000℃の範囲で設定される所定の温度に調整される。なお、酸化膜の形成中、基板Wが載置されたステージ13は回転駆動部(図示せず)により回転軸13bを中心に回転する。
すなわち、本実施形態と異なり、第1紫外線光源511と第2紫外線光源512のみが設けられ各紫外線光源51からの紫外線の出力が等しい場合、平面視における、ステージ13の外側寄りの部分すなわち基板Wの外側寄りの部分は、照射量が少なくなる。本実施形態では、第1紫外線光源511及び第2紫外線光源512と紫外線の出力が等しく且つ第1紫外線光源511及び第2紫外線光源512に対して上述の位置関係にある第3紫外線光源513から、上述の照射量が少なる部分に紫外線を照射する。したがって、紫外線の出力が互いに等しい第1〜第3紫外線光源511〜513を用いた紫外線照射により、平面視において、基板Wの面内で紫外線照射量を均一にすることができる。
また、第1〜第3紫外線光源511〜513の紫外線の出力が互いに等しいため、基板中央寄りの第1紫外線光源511の出力を含め第1〜第3紫外線光源511〜513それぞれの出力を当該光源51の最大出力まで上げることができる。
よって、本実施形態によれば、膜厚等の膜質の面内均一性を保ちながらシリコン酸化膜の形成速度を高くすることができる。
ガス冷却機構60は、図示するように、光学窓18及び紫外線光源51を冷却用ガスである窒素ガスにより冷却する機構であり、処理容器10の天井壁10cに形成された噴出口61及び環状路62を有する。
冷却用ガスは窒素ガスに限られず、例えば他の不活性ガスであってもよい。
前述のように、光学窓18は、3本の紫外線光源51それぞれに対し個別に設けられており、言い換えると、3つ設けられている。
液冷却機構70は、冷却用液である水が流れる単一の液流路71を有し、この単一の液流路71で3つの光学窓18全てを冷却する。単一の液流路71は、単一の供給ポート72と単一の排出ポート73とを接続するものであり、平面視において、方形状の光学窓18それぞれの少なくとも3辺を覆うように形成されている。より具体的には、単一の液流路71は、一筆書きの要領で形成されたような形状を有している。
なお、液冷却機構70で用いる冷却用液は水に限られず他の液体であってもよい。
また、以上の説明では、酸化用の処理ガスとして酸素(O2)ガスを用いていたが、他の酸素含有ガスを用いてもよい。
実施例1:L1=35mm、L2=175mm、L3=105mm
実施例2:L1=45mm、L2=175mm、L3=110mm
実施例3:L1=28.5mm、L2=174.5mm、L3=101.5mm
比較例1:L1=0mm、L2=130mm、L3=175mm
比較例2:L1=45mm、L2=175mm、L3=175mm
比較例3:L1=45、L2=175
第1紫外線光源511の出力=最大出力の40%
第2紫外線光源512の出力=最大出力の80%
前記基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に配設され、前記基板が載置され、回転軸を中心に回転する載置部と、
前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給機構と、を有し、
さらに、前記処理容器内の前記処理ガスに紫外線を照射する紫外線光源を前記載置部の前記基板の載置面と対向する領域に3以上有し、
前記3以上の前記紫外線光源は、
前記紫外線の照射強度が互いに等しく、
いずれも、平面視において、前記載置部の前記回転軸からオフセットされており、
平面視において、前記載置部の載置面と平行な所定の方向である光源配列方向に沿って配設されると共に、前記載置部の前記回転軸までの距離が互いに異なり、
平面視において最も前記載置部の前記回転軸寄りに配置された第1紫外線光源と、平面視において最も外側に位置し前記載置部の周縁部寄りに配置された第2紫外線光源と、これら以外の前記紫外線光源である第3紫外線光源とを含み、
前記第3紫外線光源は、前記第1〜第3紫外線光源それぞれの平面視における前記載置部の前記回転軸までの距離をL1〜L3としたときに、L1<L3<L2となるように配置されている、基板処理装置。
前記(1)によれば、膜質の面内均一性を保ちながら酸化膜の形成速度を高くすることができる。
前記第1紫外線光源及び前記第2紫外線光源は前記光源配列方向の正側に位置し、前記第3紫外線光源は前記光源配列方向の負側に位置する、前記(4)に記載の基板処理装置。
前記(5)によれば、各紫外線光源が太い場合でも、上記L1〜L3がL1<L3<L2となる位置関係で、第1〜第3紫外線光源を配設することができる。
L3+L1=L2−L1 … (1)
L1=35mm、L2=175mm、L3=105mmである、前記(6)に記載の基板処理装置。
前記処理容器は、前記紫外線光源からの前記紫外線を透過する光学窓を有する、前記(1)〜(7)のいずれか1に記載の基板処理装置。
前記(9)によれば、光学窓の透過率低下の防止や、紫外線光源の長寿命化を図ることができる。
前記液冷却機構は、
前記冷却用液が流れる1つの流路で前記個別に設けられた前記光学窓全てを冷却する、前記(8)〜(10)のいずれか1に記載の基板処理装置。
前記(11)によれば、冷却用の供給管と取り付け及び取外しが容易な構造で、光学窓全てについて透過率が低下するのを防止することができる。
前記基板処理装置は
前記基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に配設され、前記基板が載置され、回転軸を中心に回転する載置部と、を有し、
さらに、前記処理容器内の前記処理ガスに紫外線を照射する紫外線光源を前記載置部の前記基板の載置面と対向する領域に3以上有し、
前記3以上の前記紫外線光源は
いずれも、平面視において、前記載置部の前記回転軸からオフセットされており、
平面視において、前記載置部の載置面と平行な所定の方向である光源配列方向に沿って配設されると共に、前記載置部の前記回転軸までの距離が互いに異なり、
平面視において最も前記載置部の前記回転軸寄りに配置された第1紫外線光源と、平面視において最も外側に位置し前記載置部の周縁部寄りに配置された第2紫外線光源と、これら以外の前記紫外線光源である第3紫外線光源とを含み、
前記第3紫外線光源は、前記第1〜第3紫外線光源それぞれの平面視における前記載置部の前記回転軸までの距離をL1〜L3としたときに、L1<L3<L2となるように配置されており、
前記基板処理方法は、
前記処理容器内に処理ガスを供給し、当該処理ガスに、前記3以上の前記紫外線光源から前記紫外線を照射する工程を有し、
当該工程において、前記3以上の前記紫外線光源からの紫外線の照射強度は互いに等しい、基板処理方法。
10 処理容器
10a 側壁
10b 底壁
10c 天井壁
13 ステージ
13b 回転軸
20 ガス供給機構
51 紫外線光源
L1 第1紫外線光源の基板中心からの距離(オフセット量)
L2 第2紫外線光源の基板中心からの距離(オフセット量)
L3 第3紫外線光源の基板中心からの距離(オフセット量)
S 処理空間
W 基板
Claims (13)
- 基板を処理する基板処理装置において、
前記基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に配設され、前記基板が載置され、回転軸を中心に回転する載置部と、
前記処理容器内に処理ガスを供給するガス供給機構と、を有し、
さらに、前記処理容器内の前記処理ガスに紫外線を照射する紫外線光源を前記載置部の前記基板の載置面と対向する領域に3以上有し、
前記3以上の前記紫外線光源は、
前記紫外線の照射強度が互いに等しく、
いずれも、平面視において、前記載置部の前記回転軸からオフセットされており、
平面視において、前記載置部の載置面と平行な所定の方向である光源配列方向に沿って配設されると共に、前記載置部の前記回転軸までの距離が互いに異なり、
平面視において最も前記載置部の前記回転軸寄りに配置された第1紫外線光源と、平面視において最も外側に位置し前記載置部の周縁部寄りに配置された第2紫外線光源と、これら以外の前記紫外線光源である第3紫外線光源とを含み、
前記第3紫外線光源は、前記第1〜第3紫外線光源それぞれの平面視における前記載置部の前記回転軸までの距離をL1〜L3としたときに、L1<L3<L2となるように配置されている、基板処理装置。 - 前記3以上の前記紫外線光源それぞれの前記載置部の前記載置面までの距離は互いに等しい、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記3以上の前記紫外線光源は前記光源配列方向に沿って等間隔に配設されている。請求項1または2に記載の基板処理装置。
- 前記第1〜第3紫外線光源はそれぞれ1つずつである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の基板処理装置。
- 前記光源配列方向の原点を前記載置部の前記回転軸としたときに、
前記第1紫外線光源及び前記第2紫外線光源は前記光源配列方向の正側に位置し、前記第3紫外線光源は前記光源配列方向の負側に位置する、請求項4に記載の基板処理装置。 - 以下の式(1)を満たすように、前記第1〜第3紫外線光源は配置されている、請求項4または5に記載の基板処理装置。
L3+L1=L2−L1 … (1) - 前記基板の直径が300mmであり、
L1=35mm、L2=175mm、L3=105mmである、請求項6に記載の基板処理装置。 - 前記紫外線光源は、前記処理容器の外側に設けられ、
前記処理容器は、前記紫外線光源からの前記紫外線を透過する光学窓を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の基板処理装置。 - 前記紫外線光源及び前記光学窓の少なくともいずれか一方を冷却用ガスにより冷却するガス冷却機構を有する、請求項8に記載の基板処理装置。
- 前記冷却用ガスにより、前記紫外線光源からの紫外線により前記処理容器の外側で発生するオゾンの排出を行う、請求項9に記載の基板処理装置。
- 前記第1〜第3紫外線光源それぞれに対し個別に設けられた前記光学窓を冷却用液により冷却する液冷却機構を有し、
前記液冷却機構は、
前記冷却用液が流れる1つの流路で前記個別に設けられた前記光学窓全てを冷却する、請求項8〜10のいずれか1項に記載の基板処理装置。」 - 前記処理容器内に供給された前記処理ガスが前記紫外線光源からの紫外線を吸収することで発生したラジカルによって形成された所定の酸化膜に対し、ラジカルを供給するラジカル供給機構を有する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の基板処理装置。
- 基板処理装置を用いて基板を処理する基板処理方法において、
前記基板処理装置は
前記基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に配設され、前記基板が載置され、回転軸を中心に回転する載置部と、を有し、
さらに、前記処理容器内に紫外線を照射する紫外線光源を前記載置部の前記基板の載置面と対向する領域に3以上有し、
前記3以上の前記紫外線光源は
いずれも、平面視において、前記載置部の前記回転軸からオフセットされており、
平面視において、前記載置部の載置面と平行な所定の方向である光源配列方向に沿って配設されると共に、前記載置部の前記回転軸までの距離が互いに異なり、
平面視において最も前記載置部の前記回転軸寄りに配置された第1紫外線光源と、平面視において最も外側に位置し前記載置部の周縁部寄りに配置された第2紫外線光源と、これら以外の前記紫外線光源である第3紫外線光源とを含み、
前記第3紫外線光源は、前記第1〜第3紫外線光源それぞれの平面視における前記載置部の前記回転軸までの距離をL1〜L3としたときに、L1<L3<L2となるように配置されており、
前記基板処理方法は、
前記処理容器内に処理ガスを供給し、当該処理ガスに、前記3以上の前記紫外線光源から前記紫外線を照射する工程を有し、
当該工程において、前記3以上の前記紫外線光源からの紫外線の照射強度は互いに等しい、基板処理方法。
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