特開 2023-6660 基板処理装置及び基板処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023006660

(43)【公開日】2023-01-18

(54)【発明の名称】基板処理装置及び基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20230111BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 105Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021109375

(22)【出願日】2021-06-30

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100167634

【弁理士】

【氏名又は名称】扇田 尚紀

(74)【代理人】

【識別番号】100187849

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 隆史

(74)【代理人】

【識別番号】100212059

【弁理士】

【氏名又は名称】三根 卓也

(72)【発明者】

【氏名】中込 洋平

(72)【発明者】

【氏名】桑嶋 亮

(72)【発明者】

【氏名】緑川 洋平

【テーマコード（参考）】

5F004

【Ｆターム（参考）】

5F004AA01

5F004AA16

5F004BB18

5F004BB19

5F004BB22

5F004BB25

5F004BB29

5F004BB32

5F004BC01

5F004BC03

5F004BC06

5F004BC08

5F004CA02

5F004DA22

5F004DA23

5F004DA25

5F004DB00

5F004FA01

(57)【要約】

【課題】処理ガスを用いて基板を処理する場合において、種々の処理ガスに対応可能な基板処理装置及び基板処理方法を提供する。
【解決手段】基板を処理する基板処理装置であって、基板を載置する載置台と、前記載置台を囲む隔壁と、前記隔壁の外側に設けられた内側チャンバと、前記内側チャンバの外側に設けられた外側チャンバと、前記載置台に載置された基板に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、を有し、前記内側チャンバは、前記外側チャンバに対して着脱自在に構成され、前記外側チャンバは、前記内側チャンバの内部に供給された前記処理ガスに接触しないように設けられている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する基板処理装置であって、
基板を載置する載置台と、
前記載置台を囲む隔壁と、
前記隔壁の外側に設けられた内側チャンバと、
前記内側チャンバの外側に設けられた外側チャンバと、
前記載置台に載置された基板に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、を有し、
前記内側チャンバは、前記外側チャンバに対して着脱自在に構成され、
前記外側チャンバは、前記内側チャンバの内部に供給された前記処理ガスに接触しないように設けられている、基板処理装置。

【請求項2】

前記隔壁を昇降させる昇降機構と、
前記処理ガス供給部のシャワーヘッドの下面に設けられたシール部材と、を有し、
前記隔壁が上昇した状態で、当該隔壁の上面と前記シール部材が当接する、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記昇降機構は、
前記隔壁を昇降させる駆動軸と、
前記駆動軸に設けられた軸シール部と、を有する、請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記隔壁を加熱する隔壁ヒータと、
前記内側チャンバを加熱する内側ヒータと、
前記外側チャンバを加熱する外側ヒータと、を有し、
前記内側ヒータの温度は、前記外側ヒータの温度よりも高い、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記隔壁ヒータの温度は、前記内側ヒータの温度よりも高い、請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記隔壁の接ガス面と前記内側チャンバの接ガス面には、前記処理ガスに対して耐腐食性を有するコーティングが施されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記隔壁の内部と前記内側チャンバの内部を排気する排気管を有し、
前記排気管は、前記内側チャンバの内側であって前記隔壁の外側に１箇所に設けられている、請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記内側チャンバと前記外側チャンバの間には、密閉された空間が形成され、
前記基板処理装置は、
前記空間を真空引きする減圧部と、
前記空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記減圧部によって前記空間を真空引きして、当該空間を真空断熱層として機能させる制御を行う制御部を有する、請求項８に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記制御部は、前記不活性ガス供給部によって前記空間に不活性ガスを供給し、当該空間の圧力を調整する制御を行う、請求項９に記載の基板処理装置。

【請求項11】

基板処理装置を用いて基板を処理する基板処理方法であって、
前記基板処理装置は、
基板を載置する載置台と、
前記載置台を囲む隔壁と、
前記隔壁の外側に設けられた内側チャンバと、
前記内側チャンバの外側に設けられた外側チャンバと、
前記載置台に載置された基板に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、を有し、
前記基板処理方法は、
前記内側チャンバの内部に基板を収容する工程と、
前記隔壁と前記処理ガス供給部で処理空間を形成する工程と、
前記処理空間に処理ガスを供給しつつ、当該処理ガスが前記外側チャンバに接触しない状態で、基板を処理する工程と、を有する、基板処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、基板をチャンバ内に収納して処理する基板処理装置が開示されている。チャンバは、通常、Ａｌ（アルミニウム）によって形成され、チャンバの内面には表面酸化処理が施されている。また、チャンバ内にフッ化水素ガスを供給する場合、当該チャンバの内面の一部又は全部は、表面酸化処理が施されていないＡｌ又はＡｌ合金によって形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２００７／０７２７０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示にかかる技術は、処理ガスを用いて基板を処理する場合において、種々の処理ガスに対応可能な基板処理装置及び基板処理方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、基板を処理する基板処理装置であって、基板を載置する載置台と、前記載置台を囲む隔壁と、前記隔壁の外側に設けられた内側チャンバと、前記内側チャンバの外側に設けられた外側チャンバと、前記載置台に載置された基板に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、を有し、前記内側チャンバは、前記外側チャンバに対して着脱自在に構成され、前記外側チャンバは、前記内側チャンバの内部に供給された前記処理ガスに接触しないように設けられている。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、処理ガスを用いて基板を処理する場合において、種々の処理ガスに対応可能な基板処理装置及び基板処理方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】ウェハ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。

【図2】ウェハ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。

【図3】ウェハ処理装置におけるガス系統を示す説明図である。

【図4】隔壁及び昇降機構の構成の概略を示す斜視図である。

【図5】隔壁及びその周囲の構成の概略を示す縦断面図である。

【図6】隔壁及びその周囲の構成の概略を示す横断面図である。

【図7】チャンバ及びその周囲の構成の概略を示す縦断面図である。

【図8】チャンバの構成の概略を示す斜視図である。

【図9】チャンバの構成の概略を示す斜視図である。

【図10】内側チャンバの構成の概略を示す斜視図である。

【図11】内側チャンバの構成の概略を示す平面図である。

【図12】外側チャンバの構成の概略を示す斜視図である。

【図13】外側チャンバの構成の概略を示す平面図である。

【図14】内側チャンバの搬入出口における密閉空間のシール構造を示す説明図である。

【図15】内側チャンバの搬入出口における密閉空間のシール構造を示す説明図である。

【図16】内側チャンバの搬入出口における密閉空間のシール構造を示す説明図である。

【図17】内側チャンバのフランジ部と外側チャンバの側壁の一部構成の概略を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウェハ（基板；以下、「ウェハ」という。）に対して、例えば真空雰囲気下（減圧雰囲気下）で処理ガスを用いてエッチング等の各種処理が行われる。

【0009】

エッチングは、従来、種々の方法で行われている。特に近年、半導体デバイスの微細化に伴い、プラズマエッチングやウェットエッチングといった従来のエッチング技術に代えて、化学的酸化物除去（ＣＯＲ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｒｅｍｏｖａｌ）処理と呼ばれる、より微細化エッチングが可能な手法が用いられている。

【0010】

ＣＯＲ処理は、真空雰囲気に保持されたチャンバ内において、ウェハに対して処理ガスを供給し、当該処理ガスと例えばウェハ上に形成された膜とを反応させて生成物を生成する処理である。ＣＯＲ処理によりウェハ表面に生成された生成物は、次工程で加熱処理を行うことで昇華し、これによりウェハ表面の膜が除去される。

【0011】

ＣＯＲ処理では今後、腐食性の高い処理ガスを使用する頻度が高まってきている。基板処理装置（ウェハ処理装置）においてチャンバの内面には、処理ガスに対して耐食性を有する処理が必要になる。さらには、種々の処理ガスに対応するため、チャンバの内面に異なる処理が必要とされる場合もある。例えば、特許文献１に開示された基板処理装置（ＣＯＲ処理装置）のように、通常はチャンバの内面に表面酸化処理が施されるところ、フッ化水素ガスを用いる場合、当該チャンバの内面は、表面酸化処理が施されていないＡｌ又はＡｌ合金によって形成される。

【0012】

しかしながら、例えば特許文献１に開示された従来の基板処理装置ではチャンバは１つであるため、処理ガスが変更される度に、チャンバを交換する必要がある。このチャンバ交換は、基板処理装置が搭載されたシステムの全停止、基板処理装置のアンドック、ガス供給ラインや電力供給ライン、水供給ライン等の引き直しなど、多くの負荷を伴う作業となる。

【0013】

また、基板処理装置には、いわゆる隔壁が設けられている。隔壁は、ウェハの載置台を囲うように設けられ、当該載置台に載置されたウェハに対してエッチング処理を行うための処理空間を形成する。かかる隔壁構造により、チャンバの内部を排気する排気管が当該チャンバに対して１箇所に設けられている場合であっても、エッチング処理時に、処理空間から排気管への排気路のコントロールを行うことができる。また、エッチング処理時に、処理空間の気密性を確保しつつ、当該処理空間における処理ガスの流れを均一にすることも可能となる。

【0014】

しかしながら、例えば特許文献１に開示された従来の基板処理装置では、上記隔壁について考慮されていない。したがって、従来の基板処理装置、特に隔壁を含むチャンバ構成には改善の余地がある。

【0015】

本開示にかかる技術は、処理ガスを用いて基板を処理する場合において、種々の処理ガスに対応可能な基板処理装置及び基板処理方法を提供する。以下、本実施形態にかかる基板処理装置としてのウェハ処理装置、及び基板処理方法としてのウェハ処理方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0016】

＜ウェハ処理装置の構成＞
先ず、本実施形態にかかるウェハ処理装置の構成について説明する。図１及び図２はそれぞれ、ウェハ処理装置１の構成の概略を示す縦断面図である。なお、本実施形態においては、ウェハ処理装置１が、ウェハＷに対してＣＯＲ処理を行うＣＯＲ処理装置である場合を例にして説明する。

【0017】

本実施形態は、後述するようにチャンバ１０が２重構造を有し、さらにチャンバ１０の内部に隔壁４０を設けることでウェハ処理装置１が３重構造を有することを特徴としている。この３重構造により、種々の処理ガスに対応可能なウェハ処理装置１が実現される。したがって、ウェハ処理装置１のその他の構造は任意に設計できる。例えば、図１に示すように後述するウェハＷの載置台２０は１台設けられていてもよいし、図２に示すように載置台２０は２台設けられていてもよい。

【0018】

なお、図１に示すようにウェハ処理装置１において載置台２０が１台の場合であっても、隔壁４０、インナーウォール５０、及び昇降機構７０は設けられる。かかる場合、後述するように載置台２０、隔壁４０、及びシャワーヘッド３０で囲まれた処理空間Ｓが形成され、処理空間Ｓにおける処理ガスの流れを均一にすることができ、また処理空間Ｓからの排気路のコントロールもできる。また、チャンバ１０の形状がどのような形状であっても、隔壁４０によって略円形の平面形状を有する処理空間Ｓが形成され、当該処理空間Ｓで安定したエッチング処理を行うことができる。さらに、チャンバ１０の内部空間に比べて処理空間Ｓの容積が小さくなるので、処理ガスの供給量を低減させることもできる。

【0019】

以下、図２に示すウェハ処理装置１の構成について説明するが、当該図２に示すウェハ処理装置１の構成部材の符号と、図１に示すウェハ処理装置１の構成部材の符号は対応している。

【0020】

図２に示すようにウェハ処理装置１は、チャンバ１０を有している。チャンバ１０は２重構造を有し、内側チャンバ（インナーチャンバ）１１と外側チャンバ（アウターチャンバ）１２を備えている。内側チャンバ１１と外側チャンバ１２の間には、密閉された空間Ｔ（以下、「密閉空間Ｔ」という。）が形成されている。内側チャンバ１１の上面には、当該内側チャンバ１１を加熱するヒータリング１３が設けられている。さらにヒータリング１３の上面には、当該ヒータリング１３の上面を気密に覆い、内側チャンバ１１の内部を密閉可能な蓋体１４が設けられている。外側チャンバ１２には、当該外側チャンバ１２を加熱する後述の外側ヒータ３９１が設けられている。外側ヒータ３９１は、任意の位置に設けられるが、例えば外側チャンバ１２の底板の四隅にそれぞれ設けられている。なお、このチャンバ１０及びその周囲の詳細な構成については後述する。

【0021】

外側チャンバ１２には、密閉空間Ｔに不活性ガスを供給するガス供給管１５と、密閉空間Ｔを真空引きする吸気管１６とが設けられている。これらガス供給管１５と吸気管１６はそれぞれ、外側チャンバ１２における任意の位置、例えば底板に設けられる。なお、ガス供給管１５を介して密閉空間Ｔに不活性ガスを供給する給気系統と、吸気管１６を介して密閉空間Ｔを真空引きする減圧系統（排気系統）の詳細については後述する。

【0022】

内側チャンバ１１の内部には、ウェハＷを載置する複数、本実施形態では２台の載置台２０、２０が設けられている。載置台２０は略円筒形状に形成されており、ウェハＷを載置する載置面を備えた上部台２１と、外側チャンバ１２の底板に固定され、上部台２１を支持する下部台２２とを有している。上部台２１は、例えば静電チャックを含み、ウェハＷを吸着保持する。上部台２１には、ウェハＷの温度を調整する温度調整機構２３が内蔵されている。温度調整機構２３は、例えば水などの冷媒を循環させることにより載置台２０の温度を調整し、載置台２０上のウェハＷの温度を制御する。

【0023】

なお、本実施形態において載置台２０は固定されているが、昇降機構（図示せず）によって昇降するように構成されていてもよい。

【0024】

外側チャンバ１２の底板における載置台２０の下方の位置には、支持ピンユニット（図示せず）が設けられている。この支持ピンユニットによって上下駆動される支持ピン（図示せず）と、ウェハ処理装置１の外部に設けられた搬送機構（図示せず）との間でウェハＷを受け渡し可能に構成されている。

【0025】

蓋体１４の下面には、載置台２０に載置されたウェハＷに処理ガスを供給するシャワーヘッド３０が設けられている。シャワーヘッド３０は、載置台２０、２０の上方において個別に設けられている。

【0026】

シャワーヘッド３０は、例えば下面が開口し、蓋体１４の下面に支持された略円筒形の枠体３１と、当該枠体３１の内側面に嵌め込まれた略円板状のシャワープレート３２とを有している。シャワープレート３２は、枠体３１の天井部と所望の距離を離して設けられている。これにより、枠体３１の天井部とシャワープレート３２の上面の間には空間３０ａが形成されている。また、シャワープレート３２には、当該シャワープレート３２を厚み方向に貫通する開口３２ａが複数設けられている。枠体３１の天井部とシャワープレート３２の間の空間３０ａには、ガス供給管３３が接続されている。なお、シャワーヘッド３０及びガス供給管３３を介して、載置台２０に載置されたウェハＷに向けて処理ガスを供給する給気系統の詳細については後述する。

【0027】

シャワーヘッド３０の下面、詳細には枠体３１の下面には、シール部材３４が設けられている。シール部材３４には、例えば樹脂製のリップシールが用いられる。このシール部材３４は、後述するように昇降機構７０により隔壁４０を上昇させることで当該隔壁４０のヒータプレート４２と枠体３１が当接した際、ヒータプレート４２と枠体３１との間を気密に塞ぐ。シール部材３４は、各載置台２０に対応して設けられている。

【0028】

載置台２０、２０の外周には、昇降自在に構成された隔壁４０が設けられている。隔壁４０は、２つの載置台２０、２０をそれぞれ個別に囲む２つの仕切壁４１、４１と、仕切壁４１、４１の上面に設けられたヒータプレート４２とを有している。仕切壁４１の内径は、載置台２０の外側面よりも大きく設定されており、仕切壁４１と載置台２０の間に隙間が形成されるようになっている。なお、隔壁４０の詳細な構成については後述する。

【0029】

上述したように枠体３１に設けられたシール部材３４によって、当該枠体３１とヒータプレート４２とが当接した際、枠体３１とヒータプレート４２との間が気密に塞がれる。また、後述するインナーウォール５０の突出部５２には、当該突出部５２と仕切壁４１（後述する下フランジ部２０２）とが当接した際に、仕切壁４１との間を気密に塞ぐ、例えば樹脂製のＯリング等のシール部材４３が、各載置台２０に対応して設けられている。そして、隔壁４０を上昇させて、ヒータプレート４２とシール部材３４とを当接させ、さらに下フランジ部２０２とシール部材４３とを当接させることで、載置台２０、隔壁４０、及びシャワーヘッド３０で囲まれた処理空間Ｓが形成される。

【0030】

載置台２０、２０の外周には、外側チャンバ１２の底板に固定されたインナーウォール５０、５０が設けられている。インナーウォール５０は、略円筒形状の本体部５１と、本体部５１の上端に設けられ、当該インナーウォール５０の外側に向けて突出する突出部５２とを有している。インナーウォール５０、５０は、載置台２０、２０の下部台２２、２２をそれぞれ個別に囲むように配置されている。インナーウォール５０の本体部５１の内径は、下部台２２の外径よりも大きく設定されており、インナーウォール５０と下部台２２の間にそれぞれ排気空間Ｖが形成される。なお、本実施形態において排気空間Ｖは、隔壁４０と上部台２１の間の空間も含む。そして、図２に示すようにインナーウォール５０の高さは、後述する昇降機構７０により隔壁４０をウェハ処理位置まで上昇させたときに、突出部５２に設けられたシール部材４３と仕切壁４１の下フランジ部２０２とが当接するように設定されている。これにより、インナーウォール５０と隔壁４０とが気密に接触する。

【0031】

インナーウォール５０の下端には、複数のスリット５３が形成されている。スリット５３は、処理ガスが排出される排気口である。本実施形態では、スリット５３は、インナーウォール５０の周方向に沿って、略等間隔に形成されている。

【0032】

なお、インナーウォール５０は、外側チャンバ１２の底板に固定されている。そして外側チャンバ１２は、後述する外側ヒータ３９１によって加熱されるように構成されており、この外側ヒータ３９１によって、インナーウォール５０も加熱される。インナーウォール５０は所望の温度に加熱され、処理ガス中に含まれる異物がインナーウォール５０に付着しないようになっている。

【0033】

外側チャンバ１２には、隔壁４０の内部と内側チャンバ１１の内部を排気する排気管６０が設けられている。排気管６０は、外側チャンバ１２の底板において、内側チャンバ１１の内側であって、隔壁４０及びインナーウォール５０の外側に設けられている。排気管６０は、２つのインナーウォール５０、５０に共通に設けられている。すなわち、２つの排気空間Ｖ、Ｖからの処理ガスは、共通の排気管６０から排出される。なお、排気管６０を介して内側チャンバ１１の内部を排気する排気系統の詳細については後述する。

【0034】

ウェハ処理装置１は、上述したように隔壁４０を昇降させる昇降機構７０を有している。昇降機構７０は、チャンバ１０の外部に配置されたアクチュエータ７１と、アクチュエータ７１に接続され、内側チャンバ１１及び外側チャンバ１２の底板を貫通して内側チャンバ１１内を鉛直上方に延伸する駆動軸７２と、先端が隔壁４０に接続され、他方の基端が外側チャンバ１２の外部まで延伸する複数、例えば２本のガイド軸７３とを有している。ガイド軸７３は、駆動軸７２により隔壁４０を昇降させる際に隔壁４０が傾いたりすることを防止するものである。なお、昇降機構７０の詳細な構成については後述する。

【0035】

以上のウェハ処理装置１には、制御部８０が設けられている。制御部８０は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、ウェハ処理装置１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体（図示せず）に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部８０にインストールされたものであってもよい。また、上記記憶媒体は、一時的なものであっても非一時的なものであってもよい。

【0036】

＜ガス系統の構成＞
次に、上述したウェハ処理装置１におけるガス系統について説明する。図３は、ウェハ処理装置１におけるガス系統を示す説明図である。本実施形態においてウェハ処理装置１は、内側チャンバ１１の内部に対するガス系統（給気と排気）と、内側チャンバ１１と外側チャンバ１２の間の密閉空間Ｔに対するガス系統（給気と減圧）とを有している。

【0037】

図３に示すように、内側チャンバ１１の内部に処理ガスを供給する処理ガス供給部１００は、上述したシャワーヘッド３０及びガス供給管３３を有している。ガス供給管３３は、処理ガスを供給可能に構成された処理ガス供給源１０１に接続されている。処理ガスは、エッチング対象膜に応じて選択される。また、ガス供給管３３には処理ガスの供給量を調節する流量調節機構１０２が設けられており、各ウェハＷに供給する処理ガスの量を個別に制御できるように構成されている。そして処理ガス供給部１００では、処理ガス供給源１０１から供給された処理ガスは、ガス供給管３３とシャワーヘッド３０を介して、各載置台２０上に載置されたウェハＷに向かって供給される。

【0038】

密閉空間Ｔに不活性ガスを供給する不活性ガス供給部１１０は、上述したガス供給管１５を有している。ガス供給管１５は、不活性ガスを供給可能に構成された不活性ガス供給源１１１に接続されている。不活性ガスとしては、例えば窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等が用いられる。また、ガス供給管１５には不活性ガスの供給量を調節する流量調節機構１１２が設けられており、密閉空間Ｔに供給する不活性ガスの量を制御できるように構成されている。そして不活性ガス供給部１１０では、不活性ガス供給源１１１から供給された不活性ガスは、ガス供給管１５を介して、密閉空間Ｔに供給される。

【0039】

内側チャンバ１１の内部を排気する排気部１２０は、上述した排気管６０を有している。排気管６０には、圧力調整バルブ１２１、ターボ分子ポンプ１２２及びバルブ１２３が設けられ、さらにドライポンプ１２４が接続されている。そして排気部１２０では、ドライポンプ１２４によって内側チャンバ１１の内部圧力を中真空程度まで排気し、ターボ分子ポンプ１２２によって内側チャンバ１１の内部圧力を高真空まで排気する。

【0040】

密閉空間Ｔを真空引きする減圧部１３０は、上述した吸気管１６を有している。吸気管１６には、バルブ１３１が設けられ、さらにドライポンプ１２４が接続されている。そして減圧部１３０では、ドライポンプ１２４によって密閉空間Ｔを真空引きして、当該密閉空間Ｔを所望の真空度まで減圧する。なお、このように密閉空間Ｔを所望の真空度まで減圧することで、後述するように内側チャンバ１１と外側チャンバ１２の間で、密閉空間Ｔを真空断熱層として機能させることができる。

【0041】

本実施形態ではドライポンプ１２４は、排気部１２０と減圧部１３０に共通に設けられている。但し、排気部１２０はバルブ１２３を備え、減圧部１３０はバルブ１３１を備えているので、排気部１２０による内側チャンバ１１の内部の排気と、減圧部１３０による密閉空間Ｔの減圧は個別に制御できる。

【0042】

＜隔壁及び昇降機構の構成＞
次に、上述した隔壁４０及び昇降機構７０の構成について説明する。図４は、隔壁４０及び昇降機構７０の構成の概略を示す斜視図である。図５は、隔壁４０及びその周囲の構成の概略を示す縦断面図である。図６は、隔壁４０及びその周囲の構成の概略を示す横断面図である。

【0043】

図４～図６に示すように隔壁４０は上下に分割され、２つの仕切壁４１、４１と１つのヒータプレート４２を有している。

【0044】

２つの仕切壁４１、４１はそれぞれ、２つの載置台２０、２０を個別に囲む。各仕切壁４１は、円筒部２００、上フランジ部２０１及び下フランジ部２０２を有している。円筒部２００は、載置台２０を囲む。上フランジ部２０１は、円筒部２００の上端に設けられ、当該円筒部２００から径方向外側に延伸する。下フランジ部２０２は、円筒部２００の下端に設けられ、当該円筒部２００から径方向内側に延伸する。

【0045】

ヒータプレート４２は、２つの仕切壁４１、４１に共通に設けられ、平面視において２つのリングが結合された形状を有する。ヒータプレート４２は、上フランジ部２０１、２０１の上面に設けられている。ヒータプレート４２には、例えばシースヒータやカートリッジヒータ等の隔壁ヒータ２１０が内蔵されている。隔壁ヒータ２１０は、隔壁４０を例えば１２０℃～１４０℃に調整する。これにより、例えば処理ガス中に含まれる異物が隔壁４０に付着するのを抑制することができる。

【0046】

かかる構成の隔壁４０によれば、隔壁４０を上昇させて、ヒータプレート４２とシール部材３４とを当接させ、さらに下フランジ部２０２とシール部材４３とを当接させることで、気密性の高い処理空間Ｓを形成することができる。また、処理空間Ｓにおける処理ガスの流れを均一にすることができ、さらに処理空間Ｓからの排気路のコントロールもできる。

【0047】

また、隔壁４０は上下分割構造を有するので、例えば上部のヒータプレート４２の仕様を変更せずに、下部の仕切壁４１による排気構造のみを変更することができる。例えば、仕切壁４１の内部に排気流路を形成し、さらに仕切壁４１の内側面において処理空間Ｓと排気流路を連通させるための複数の開口を形成する。かかる場合、処理空間Ｓの処理ガスは、複数の開口を介して仕切壁４１の内部の排気流路に流入し、排気管６０から排出される。

【0048】

さらに、隔壁４０は上下分割構造を有するので、例えば仕切壁４１とヒータプレート４２を個別に加工することができ、加工性及び調達性が向上する。

【0049】

隔壁４０の仕切壁４１とヒータプレート４２はそれぞれ、例えばアルミニウム、ステンレス等の金属により形成されている。仕切壁４１の表面とヒータプレート４２の表面、すなわち処理ガスに接触する接ガス面には、処理ガスに対して耐腐食性を有するコーティングが施されている。このコーティングは、処理ガスの種類に応じて決定されるが、例えばニッケルめっき等である。

【0050】

ここで、隔壁４０からウェハＷへの温度影響を考慮すると、隔壁４０と載置台２０に載置されたウェハＷとの距離は大きい方が好ましい。図３に示すように隔壁４０とウェハＷとの距離Ｌは、従来より大きく、例えば１０ｍｍ以上であり、より好ましくは１５ｍｍ以上である。かかる場合、隔壁４０とウェハＷとの距離を大きくすることができるので、隔壁４０からウェハＷへの温度影響が低減する。その結果、プロセス性能を高精度に維持することができる。

【0051】

また、従来、隔壁にシール部材が設けられており、隔壁上部にはシール部材と隔壁ヒータが存在することになるため、隔壁の内径を大きくすると、これらシール部材の隔壁ヒータを両立させたレイアウトが困難であった。この点、本実施形態では、シール部材３４はシャワーヘッド３０の枠体３１に設けられているので、隔壁４０とウェハＷとの距離を大きくしてヒータプレート４２が小さくなっても、当該ヒータプレート４２の内部に隔壁ヒータ２１０を適切にレイアウトすることができる。

【0052】

なお、隔壁４０には、当該隔壁４０にエアを供給するエア供給部（図示せず）が設けられていてもよい。かかる場合、エアによって隔壁４０を冷却することができ、例えばメンテンナンス時における隔壁４０の降温時間を短縮することができる。

【0053】

図４～図６に示すように昇降機構７０は、アクチュエータ７１、１本の駆動軸７２、及び複数、例えば２本のガイド軸７３を有している。アクチュエータ７１によって駆動軸７２を昇降させて、隔壁４０が昇降する。この際、２本のガイド軸７３によって、隔壁４０が傾くことが防止される。

【0054】

図２に示すように駆動軸７２の先端はヒータプレート４２に接続され、他方の基端はアクチュエータ７１に接続されている。アクチュエータ７１は外側チャンバ１２の外部に設けられる。駆動軸７２は、内側チャンバ１１及び外側チャンバ１２の底板を貫通して内側チャンバ１１内を鉛直上方に延伸する。駆動軸７２において、内側チャンバ１１及び外側チャンバ１２を挿通する部分、すなわち後述するように開口部３１４、３３４（駆動軸７２の接続部分）には、アダプタ３６０が設けられる。また、駆動軸７２において、アダプタ３６０には軸シール部２２０が設けられる。軸シール部２２０の内部には、例えば樹脂製のＯリング等のシール部材２２１が設けられ、真空雰囲気と大気雰囲気の間を遮断している。

【0055】

ガイド軸７３の先端にはヒータプレート４２に接続され、他方の基端は外側チャンバ１２の外部まで延伸する。ガイド軸７３は、内側チャンバ１１及び外側チャンバ１２の底板を貫通して内側チャンバ１１内を鉛直上方に延伸する。ガイド軸７３において、内側チャンバ１１及び外側チャンバ１２を挿通する部分、すなわち後述するように開口部３１５、３３５（ガイド軸７３の接続部分）には、アダプタ３６０が設けられる。また、ガイド軸７３において、アダプタ３６０には軸シール部２２２が設けられる。軸シール部２２２の内部には、例えば樹脂製のＯリング等のシール部材２２３が設けられ、真空雰囲気と大気雰囲気の間を遮断している。

【0056】

このように駆動軸７２とガイド軸７３にはそれぞれ、軸シール部２２０、２２２が設けられるので、例えば従来のベローズのシール構造に比べて、コストを低減することができる。また、従来のベローズのシール構造の場合、異物付着を抑制するため、ベローズの周囲にヒータを設ける必要があるが、本実施形態のように軸シール構造を用いた場合、かかるヒータは不要になる。

【0057】

＜チャンバの構成＞
次に、上述したチャンバ１０及びその周囲の構成について説明する。図７は、チャンバ１０及びその周囲の構成の概略を示す縦断面図である。図８及び図９は、チャンバの構成の概略を示す斜視図である。図１０は内側チャンバの構成の概略を示す斜視図であり、図１１は内側チャンバの構成の概略を示す平面図である。図１２は外側チャンバの構成の概略を示す斜視図であり、図１３は外側チャンバの構成の概略を示す平面図である。なお、図７～図１３においては、チャンバ１０の構成の説明を容易にするため、内側チャンバ１１の内部構成の図示を省略している。

【0058】

［内側チャンバと外側チャンバの構成］
図７～図９に示すようにチャンバ１０は２重構造を有し、内側チャンバ１１と外側チャンバ１２を備えている。内側チャンバ１１は、外側チャンバ１２に対して着脱自在に構成されている。具体的に内側チャンバ１１は、外側チャンバ１２の上部において取り付け及び取り外しが可能になっている。内側チャンバ１１が外側チャンバ１２に取り付けられた際には、当該内側チャンバ１１と外側チャンバ１２の間には、密閉された密閉空間Ｔが形成される。また、外側チャンバ１２は、内側チャンバ１１の内部に露出しないように設けられ、当該内側チャンバ１１の内部に供給された処理ガスに接触しないように設けられている。

【0059】

図１０及び図１１に示す内側チャンバ１１は、例えばアルミニウム、ステンレス等の金属により形成されている。内側チャンバ１１の内側面、すなわち当該内側チャンバ１１の内部の処理ガスに接触する接ガス面には、処理ガスに対して耐腐食性を有するコーティングが施されている。このコーティングは、処理ガスの種類に応じて決定されるが、例えばニッケルめっき等である。

【0060】

内側チャンバ１１は、全体として上面が開口した略直方体形状の容器である。内側チャンバ１１は、略筒状形状の側壁３００と、側壁３００の上端から外側に向けて突出するフランジ部３０１と、側壁３００の下端において開口下面を覆うように設けられた底板３０２とを有している。

【0061】

側壁３００の一側面には、ウェハＷの搬入出口３１０が形成されている。また、側壁３００の他側面には、複数、例えば３つのポート３１１が形成されている。ポート３１１は、例えば内側チャンバ１１の内部の部材と外部の機器を接続するためのポートである。

【0062】

フランジ部３０１は、外側チャンバ１２の後述する側壁３２０の上方において環状に設けられる。フランジ部３０１の外側面は、ウェハ処理装置１の外部に露出している。

【0063】

底板３０２には、複数の開口部３１２～３１５が形成されている。開口部３１２は、載置台２０及びインナーウォール５０を設置するための開口部であり、底板３０２において２箇所に形成されている。開口部３１３は、排気管６０を挿通させるための開口部である。開口部３１４は、駆動軸７２を挿通させるための開口部である。開口部３１５は、ガイド軸７３を挿通させるための開口部であり、底板３０２において２箇所に形成されている。

【0064】

図１２及び図１３に示す外側チャンバ１２は、例えばアルミニウム、ステンレス等の金属により形成されている。上述したように外側チャンバ１２は、内側チャンバ１１の内部に供給された処理ガスに接触しないように設けられているため、当該外側チャンバ１２の表面にはコーティングが施されていない。すなわち、外側チャンバ１２は金属の無垢材である。

【0065】

外側チャンバ１２は、全体として上面が開口した略直方体形状の容器である。外側チャンバ１２は、略筒状形状の側壁３２０と、側壁３２０の下端において開口下面を覆うように設けられた底板３２１とを有している。

【0066】

側壁３２０の一側面には、ウェハＷの搬入出口３３０が上記搬入出口３１０に対応する位置に形成されている。また、側壁３２０の他側面には、複数、例えば３つのポート３３１が上記ポート３１１に対応する位置に形成されている。

【0067】

底板３２１には、複数の開口部３３２～３３５が形成されている。これら開口部３３２～３３５はそれぞれ、上記開口部３１２～３１５に対応する位置に形成されている。

【0068】

［密閉空間の構成］
図７に示すように内側チャンバ１１と外側チャンバ１２の間には、密閉空間Ｔが形成されている。密閉空間Ｔは、側壁３００と側壁３２０の間、フランジ部３０１と側壁３２０の間、及び底板３０２と底板３２１の間に形成されている。密閉空間Ｔは、後述する複数のアダプタと複数のシール部材でシールされて密閉される。以下、この密閉空間Ｔのシール構造について説明する。

【0069】

なお、アダプタは、内側チャンバ１１が外側チャンバ１２に取り付けられる際、当該内側チャンバ１１と内側チャンバ１１の外部（例えば外側チャンバ１２等）とを接続するものである。また、アダプタは、その取付位置に応じて、内側チャンバ１１の内側から取り付けられてもよいし、内側チャンバ１１の外側から取り付けられてもよい。アダプタは例えばアルミニウム、ステンレス等の金属により形成され、アダプタの表面、すなわち当該内側チャンバ１１の内部の処理ガスに接触する接ガス面には、処理ガスに対して耐腐食性を有するコーティングが施されている。また、シール部材には、例えば樹脂製のＯリングが用いられる。

【0070】

先ず、ウェハＷの搬入出口３１０、３３０における密閉空間Ｔのシール構造について説明する。内側チャンバ１１の搬入出口３１０にはアダプタ３４０が設けられている。アダプタ３４０は、内側チャンバ１１の側壁３００と外側チャンバ１２の側壁３２０を接続する。アダプタ３４０は、両端面が開口した略円筒形状の本体部３４１と、本体部３４１から外側に向けて突出する係止部３４２とを有している。本体部３４１は、搬入出口３１０、３３０の内側面に沿って、搬入出口３１０から搬入出口３３０まで水平方向に延在する。係止部３４２は、内側チャンバ１１の側壁３００に沿って鉛直方向に延在する。

【0071】

図１４～図１６は、内側チャンバ１１の搬入出口３１０における密閉空間Ｔのシール構造を示す説明図である。なお、図１６においては、内側チャンバ１１の側壁３００の構成を説明するため、アダプタ３４０の図示を省略している。図１４～図１６に示すように、内側チャンバ１１の側壁３００とアダプタ３４０の係止部３４２は、複数の第１の締結部材３４３によって締結されている。また、内側チャンバ１１の側壁３００と外側チャンバ１２の側壁３２０は、複数の第２の締結部材３４４によって締結されている。これら締結部材３４３、３４４には、例えばネジが用いられる。

【0072】

内側チャンバ１１の側壁３００の内側面とアダプタ３４０の係止部３４２の側面の間には、シール部材３４５が設けられている。シール部材３４５は、搬入出口３１０を囲うように環状に設けられている。

【0073】

第１の締結部材３４３はシール部材３４５の外側に設けられている。ここで、第１の締結部材３４３がアダプタ３４０の係止部３４２から外側チャンバ１２の側壁３２０まで締結する場合、内側チャンバ１１の内部の処理ガスが第１の締結部材３４３とそのネジ穴との隙間から密閉空間Ｔに流出してしまう。そこで、このように密閉空間Ｔに処理ガスが流出して外側チャンバ１２の側壁３２０に接触するのを抑制するため、本実施形態では、内側チャンバ１１とアダプタ３４０を締結する第１の締結部材３４３をシール部材３４５の外側に設けている。

【0074】

また、第２の締結部材３４４はシール部材３４５の内側に設けられている。ここで、第２の締結部材３４４がシール部材３４５の外側に設けられた場合、第２の締結部材３４４は内側チャンバ１１の内部に連通することになるため、内側チャンバ１１の内部の処理ガスが第２の締結部材３４４とそのネジ穴との隙間から密閉空間Ｔに流出してしまう。そこで、このように密閉空間Ｔに処理ガスが流出して外側チャンバ１２の側壁３２０に接触するのを抑制するため、本実施形態では第２の締結部材３４４をシール部材３４５の内側に設けている。

【0075】

なお、図１６の例においては、シール部材３４５は、第２の締結部材３４４の近傍において、当該第２の締結部材３４４との干渉を避けるように湾曲して設けられているが、シール部材３４５のレイアウトはこれに限定されない。例えば第２の締結部材３４４が図１６の例より内側（搬入出口３１０に近い位置）に設けられている場合には、シール部材３４５の湾曲は省略することができる。

【0076】

また、本実施形態ではシール部材３４５を１重に設けたが、複数設けられていてもよい。例えば搬入出口３１０を囲うように環状に設けられたシール部材３４５に加えて、各第２の締結部材３４４の外周を個別に囲うシール部材（図示せず）が設けられていてもよい。

【0077】

図７に示すように外側チャンバ１２の搬入出口３３０にはアダプタ３４６が設けられている。このアダプタ３４６は、例えばネジ等の締結部材（図示せず）によって、外側チャンバ１２の側壁３２０に締結されている。アダプタ３４６と側壁３２０の間には、シール部材３４７が設けられている。また、この外側のアダプタ３４６と内側のアダプタ３４０の間にも、シール部材３４８が設けられている。これらシール部材３４７、３４８はそれぞれ、搬入出口３３０を囲うように環状に設けられている。

【0078】

以上のシール構造により、搬入出口３１０、３３０において密閉空間Ｔはシールされ、内側チャンバ１１の内部の処理ガスが密閉空間Ｔに流出しないようになっている。

【0079】

次に、開口部３１３、３３３（排気管６０の接続部分）における密閉空間Ｔのシール構造について説明する。開口部３１３、３３３にはアダプタ３５０が設けられている。アダプタ３５０は、内側チャンバ１１の底板３０２と外側チャンバ１２の底板３２１を接続する。アダプタ３５０は、外側チャンバ１２の底板３２１から排気管６０まで鉛直方向に延在する。

【0080】

内側チャンバ１１の底板３０２の下面とアダプタ３５０の上面の間には、シール部材３５１が設けられている。シール部材３５１は、開口部３１３、３３３を囲うように環状に設けられている。

【0081】

以上のシール構造により、開口部３１３、３３３において密閉空間Ｔはシールされ、内側チャンバ１１の内部の処理ガスが密閉空間Ｔに流出しないようになっている。

【0082】

次に、開口部３１４、３３４（駆動軸７２の接続部分）における密閉空間Ｔのシール構造について説明する。開口部３１４、３３４にはアダプタ３６０が設けられている。アダプタ３６０は、内側チャンバ１１の底板３０２と外側チャンバ１２の底板３２１を接続する。アダプタ３６０は、外側チャンバ１２の底板３２１から駆動軸７２まで鉛直方向に延在する。

【0083】

内側チャンバ１１の底板３０２の下面とアダプタ３６０の上面の間には、シール部材３６１が設けられている。シール部材３６１は、開口部３１４、３３４を囲うように環状に設けられている。

【0084】

以上のシール構造により、開口部３１４、３３４において密閉空間Ｔはシールされ、内側チャンバ１１の内部の処理ガスが密閉空間Ｔに流出しないようになっている。なお、開口部３１５、３３５（ガイド軸７３の接続部分）においても同様にアダプタ３６０が設けられ、密閉空間Ｔがシールされる。

【0085】

なお、他の開口部３１２、３３２（載置台２０及びインナーウォール５０の設置部分）における密閉空間Ｔのシール構造、ポート３１１、３３１における密閉空間Ｔのシール構造のいずれも、上記シール構造と同様である。すなわち、各開口部には、アダプタとシール部材が設けられている。

【0086】

次に、フランジ部３０１と側壁３２０の上面の間の密閉空間Ｔのシール構造について説明する。フランジ部３０１の下面と側壁３２０の上面の間には、シール部材３７０が設けられている。密閉空間Ｔはシールされ、外部の雰囲気が密閉空間Ｔに流入しないようになっている。

【0087】

なお、図１７に示すように、フランジ部３０１の下面と側壁３２０の上面の間には、隙間Ｇが形成されている。この隙間により、内側チャンバ１１と外側チャンバ１２の間での熱伝達を抑制することができる。ここで、上述したように密閉空間Ｔは減圧部１３０によって所望の真空度まで減圧され、内側チャンバ１１と外側チャンバ１２の間で、密閉空間Ｔを真空断熱層として機能する。本実施形態では、隙間Ｇによって内側チャンバ１１と外側チャンバ１２の間での熱伝達が抑制されるので、密閉空間Ｔの真空断熱層の機能を維持することができる。

【0088】

以上のとおり、密閉空間Ｔは後述する複数のアダプタと複数のシール部材でシールされて密閉される。このため、内側チャンバ１１の内部の処理ガスは密閉空間Ｔに流出せず、その結果、外側チャンバ１２が処理ガスに曝されることが抑制される。

【0089】

密閉空間Ｔには、複数のスペーサ３８０が設けられている。スペーサ３８０は、内側チャンバ１１と外側チャンバ１２に接触している。スペーサ３８０には、例えばステンレスによって形成される。このスペーサ３８０によって、内側チャンバ１１の強度を維持することができる。換言すれば、スペーサ３８０を設けることによって、内側チャンバ１１の厚みを薄くすることも可能となる。なお、スペーサ３８０の設置位置は任意である。例えば内側チャンバ１１の強度が弱い箇所にスペーサ３８０を設置してもよい。

【0090】

［ヒータの構成］
図７に示すように内側チャンバ１１のフランジ部３０１の上面には、当該内側チャンバ１１を加熱するヒータリング１３が設けられている。ヒータリング１３は、環状に設けられている。ヒータリング１３は外部に露出している。また、ヒータリング１３の内部は大気圧に維持されており、ヒータリング１３には例えばシースヒータやカートリッジヒータ等の内側ヒータ３９０が内蔵されている。外側チャンバ１２には、当該外側チャンバ１２を加熱する、例えばシースヒータやカートリッジヒータ等の外側ヒータ３９１が設けられている。外側ヒータ３９１は、任意の位置に設けられるが、例えば外側チャンバ１２の底板の四隅にそれぞれ設けられている。これら内側ヒータ３９０と外側ヒータ３９１は個別に制御され、それぞれ個別の温度に調整可能である。

【0091】

内側ヒータ３９０（ヒータリング１３）は、内側チャンバ１１を例えば１００℃～１２０℃に調整する。これにより、例えば処理ガス中に含まれる異物が内側チャンバ１１に付着するのを抑制することができる。

【0092】

また、上述したように密閉空間Ｔは減圧部１３０によって所望の真空度まで減圧され、内側チャンバ１１と外側チャンバ１２の間で真空断熱層として機能する。この真空断熱層である密閉空間Ｔによって、内側チャンバ１１を熱的に独立させることができ、内側チャンバ１１の温度調整を効率よく行うことができる。

【0093】

外側ヒータ３９１は、外側チャンバ１２を例えば８０℃～１００℃に調整する。ここで、内側チャンバ１１は真空断熱層である密閉空間Ｔによって熱的に独立しているが、内側チャンバ１１と密閉空間Ｔの間で若干の熱伝達は存在する。特に外側チャンバ１２の容積は大きく、また外側チャンバ１２はウェハ処理装置１の外部のウェハ搬送装置等に接続されているため、外側チャンバ１２を介して内側チャンバ１１の熱が若干逃げる。そこで本実施形態では、外側チャンバ１２の温度を調整しておくことで、内側チャンバ１１の温度を適切に制御する。すなわち、外側ヒータ３９１は、内側チャンバ１１の温度調整のアシストとして機能する。

【0094】

なお、外側ヒータ３９１によって調整される外側チャンバ１２の温度は任意である。但し、内側チャンバ１１の温度の方が、外側チャンバ１２の温度よりも高く制御される。例えば特許文献１に開示されたウェハ処理装置のようにチャンバが１重構造を有する場合、当該チャンバの温度は例えば１２０℃～１５０℃に調整される。この点、本実施形態のでは、チャンバ１０が２重構造を有するため、外側チャンバ１２の温度を従来よりも低く抑えることができる。

【0095】

また、上述したように隔壁ヒータ２１０によって隔壁４０は例えば１２０℃～１４０℃に調整される。すなわち、隔壁４０の温度の方が、内側チャンバ１１の温度よりも高く制御される。このように隔壁４０と内側チャンバ１１の温度差を設けることで、隔壁ヒータ２１０を制御すれば、隔壁４０の温度と内側チャンバ１１の温度の制御が容易になる。なお、隔壁４０の温度は必ずしも内側チャンバ１１の温度より高い必要はなく、例えば同じであってもよい。

【0096】

＜ウェハ処理方法＞
次に、以上のように構成されたウェハ処理装置１におけるウェハ処理（ＣＯＲ処理）について説明する。

【0097】

先ず、隔壁４０が退避位置まで降下した状態で、ウェハ処理装置１の外部に設けられた搬送機構（図示せず）によりチャンバ１０（内側チャンバ１１）の内部にウェハＷが搬送され、各載置台２０、２０上に載置される。

【0098】

その後、隔壁４０をウェハ処理位置まで上昇させる。これにより、隔壁４０により処理空間Ｓが形成される。

【0099】

そして、排気部１２０によって内側チャンバ１１の内部を所望の圧力まで排気すると共に、処理ガス供給部１００から処理ガスが内側チャンバ１１の内部に供給され、ウェハＷに対してＣＯＲ処理が行われる。なお、処理空間Ｓ内の処理ガスは、排気空間Ｖ、各インナーウォール５０のスリット５３を通り、排気部１２０から排出される。

【0100】

ＣＯＲ処理中、内側チャンバ１１の温度は内側ヒータ３９０（ヒータリング１３）によって例えば１２０℃～１５０℃に調整され、外側チャンバ１２の温度は外側ヒータ３９１によって例えば８０℃以下に調整さえる。また、密閉空間Ｔは減圧部１３０によって所望の真空度まで減圧され、内側チャンバ１１と外側チャンバ１２の間で真空断熱層として機能する。その結果、真空断熱層によって内側チャンバ１１の温度調整を効率よく行うことができる。

【0101】

また、ＣＯＲ処理中、密閉空間Ｔの圧力を調整するため、不活性ガス供給部１１０から密閉空間Ｔに不活性ガスを供給してもよい。例えば、内側チャンバ１１の内部と密閉空間Ｔに圧力差が生じた場合、この圧力差を調整するために不活性ガス供給部１１０から密閉空間Ｔに不活性ガスを供給する。具体的には、密閉空間Ｔに処理ガスが流入するのを抑制するため、内側チャンバ１１の内部が密閉空間Ｔより高圧にならないように、密閉空間Ｔの圧力を調整する。あるいは例えば、密閉空間Ｔの圧力を圧力計（図示せず）で監視しておき、圧力が閾値より低くなった場合に、不活性ガス供給部１１０から密閉空間Ｔに不活性ガスを供給する。

【0102】

ＣＯＲ処理が終了すると、隔壁４０が退避位置に降下し、ウェハ搬送機構（図示せず）より各載置台２０、２０上のウェハＷがウェハ処理装置１の外部に搬出される。その後、ウェハ処理装置１の外部に設けられた加熱装置によりウェハＷが加熱され、ＣＯＲ処理によって生じた反応生成物が気化して除去される。これにより、一連のＣＯＲ処理が終了する。

【0103】

＜ウェハ処理装置のメンテナンス＞
次に、ウェハ処理装置１のメンテナンスについて説明する。このメンテナンスでは、例えば内側チャンバ１１を交換する。内側チャンバ１１の交換には、例えば処理ガスを変更する場合において、内側チャンバ１１の耐腐食性コーティングを変更するために行う場合が含まれる。あるいは、例えば複数のウェハＷに対してＣＯＲ処理を行った後、経時劣化した内側チャンバ１１を交換する場合もある。

【0104】

先ず、減圧部１３０による密閉空間Ｔの真空引きを停止し、不活性ガス供給部１１０から密閉空間Ｔに不活性ガスを供給する。不活性ガスの供給は、密閉空間Ｔの内部が大気圧になるまで行われる。

【0105】

その後、蓋体１４を取り外して内側チャンバ１１の内部を大気開放した後、隔壁４０を取り外してから、内側チャンバ１１を交換する。そして、内側チャンバ１１と外側チャンバ１２の間に密閉空間Ｔを形成した後、減圧部１３０によって密閉空間Ｔを所望の真空度まで減圧する。こうして、ＣＯＲ処理に対する準備が完了する。

【0106】

＜本実施形態の効果＞
以上の実施形態によれば、隔壁４０、内側チャンバ１１及び外側チャンバ１２の３重構造を有しているので、後述するチャンバ１０の２重構造の効果を享受しつつ、処理空間Ｓの処理ガスの流れを均一にすることができ、また処理空間Ｓからの排気も適切に制御することができる。

【0107】

また、従来のウェハ処理装置ではチャンバは１つであるため、隔壁の熱はチャンバ側に抜熱する構成になっていた。この点、本実施形態によれば、隔壁４０と外側チャンバ１２との間に内側チャンバ１１が設けられているので、隔壁４０が外部熱（外側チャンバ１２の熱）の影響を受けにくくなり、当該隔壁４０の温度均一性が向上する。

【0108】

また、本実施形態によれば、隔壁４０とウェハＷとの距離を大きくすることができ、隔壁４０からウェハＷへの温度影響が低減する。その結果、プロセス性能を高精度に維持することができる。

【0109】

また、本実施形態によれば、チャンバ１０が２重構造を有しているので、処理ガスのガス種が変わってチャンバ表面のコーティングを変更する必要がある場合でも、内側チャンバ１１を交換するのみで対応することができる。換言すれば、外側チャンバ１２を交換する必要がない。このため、従来のウェハ処理装置のように、ウェハ処理装置が搭載されたシステムの全停止、ウェハ処理装置のアンドック、ガス供給ラインや電力供給ライン、水供給ライン等の引き直しなど、チャンバ交換時の負荷を低減することができる。このようにウェハ処理装置１は、種々の処理ガス（種々のガス処理）に簡易な方法で対応可能に構成されている。

【0110】

また、本実施形態によれば、外側チャンバ１２は内側チャンバ１１の内部に供給された処理ガスに接触しない。このため、外側チャンバ１２の表面に耐腐食性のコーティングを施す必要がなく、外側チャンバ１２には金属の無垢材を用いることができる。

【0111】

また、本実施形態によれば、内側チャンバ１１と外側チャンバ１２の間には密閉空間Ｔが形成され、この密閉空間Ｔは複数のアダプタと複数のシール部材でシールされて密閉されている。特にウェハＷの搬入出口３１０、３３０では、内側チャンバ１１とアダプタ３４０を締結する第１の締結部材３４３をシール部材３４５の外側に設け、内側チャンバ１１と外側チャンバ１２を締結する第２の締結部材３４４をシール部材３４５の内側に設けている。このため、第１の締結部材３４３と第２の締結部材３４４のネジ穴から密閉空間Ｔに処理ガスが流入するのを抑制し、密閉空間Ｔを確実にシールすることができる。以上のように簡易な構造で、密閉空間Ｔのシール性を確保することができる。

【0112】

また、本実施形態によれば、密閉空間Ｔは減圧部１３０によって所望の真空度まで減圧され、内側チャンバ１１と外側チャンバ１２の間で真空断熱層として機能する。さらに、内側チャンバ１１のフランジ部３０１の下面と外側チャンバ１２の側壁３２０の上面に隙間Ｇが形成されており、他の箇所においても内側チャンバ１１と外側チャンバ１２は接触しておらず、密閉空間Ｔの真空断熱層の機能を維持することができる。このため、内側チャンバ１１を熱的に独立させることができるので、当該内側チャンバ１１の温度調整を効率よく行うことができる。またその結果、内側ヒータ３９０の負荷を低減することができる。

【0113】

また、本実施形態によれば、不活性ガス供給部１１０によって密閉空間Ｔの圧力を調整することができる。このため、ウェハ処理中、内側チャンバ１１の内部と密閉空間Ｔの圧力差を抑え、密閉空間Ｔに処理ガスが流入するのを抑制することができる。さらに、内側チャンバ１１の交換時にも、不活性ガス供給部１１０から密閉空間Ｔに不活性ガスを供給して、密閉空間Ｔの内部を大気圧にすることができ、内側チャンバ１１の交換を円滑に行うことができる。

【0114】

また、本実施形態によれば、排気部１２０による内側チャンバ１１の内部の排気と、減圧部１３０による密閉空間Ｔの減圧は個別に制御できる。このため、内側チャンバ１１の内部の圧力と、密閉空間Ｔの圧力をそれぞれ適切に調整することができる。

【0115】

また、本実施形態によれば、内側ヒータ３９０（ヒータリング１３）による内側チャンバ１１の温度と、外側ヒータ３９１による外側チャンバ１２の温度は個別に制御できる。このため、内側チャンバ１１の温度と外側チャンバ１２の温度を適切に調整することができる。

【0116】

特に、本実施形態では、チャンバ１０が密閉空間Ｔを備えた２重構造を有するので、外側チャンバ１２の温度を内側チャンバ１１の温度より低く抑えることができる。このため、外側ヒータ３９１の負荷を低減することができる。また、例えばウェハ処理装置１をヒートアウトしてからメンテナンスを行うまでの時間を短縮することができ、さらにメンテンナンス後、ウェハ処理装置１を復帰させるまでの時間も短縮することができる。

【0117】

なお、以上の実施形態では、図２に示すように載置台２０が２台設けられたウェハ処理装置１について説明したが、図１に示すように載置台２０が１台設けられたウェハ処理装置１に対しても、上記効果を享受することができる。

【0118】

また例えば、以上の実施形態では、１台又は２台の載置台２０を設けた例に即して説明したが、載置台２０の設置数はこれらに限定されない。例えば載置台２０は、３台以上であってもよい。

【0119】

今回開示された実施形態はすべ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、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

【0120】

また例えば、以上の実施形態では、ウェハＷにＣＯＲ処理を行う場合を例にして説明したが、本開示の技術は処理ガスを用いる他のウェハ処理装置、例えばプラズマ処理装置等にも適用できる。

【符号の説明】

【0121】

１ ウェハ処理装置
１１ 内側チャンバ
１２ 外側チャンバ
２０ 載置台
４０ 隔壁
１００ 処理ガス供給部
Ｗ ウェハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】