JP2007281150A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不要な付着膜が堆積することを阻止することにより、クリーニング処理の回数を大幅に減少させてスループットを向上させるようにした処理装置を提供する。
【解決手段】真空引き可能になされた処理容器４内で被処理体Ｗに対して所定の処理を施す処理装置において、前記処理容器の内壁の表面及び／又は前記処理容器の内部構造物の表面にＳＡＭ（Ｓｅｌｆ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）膜よりなる膜付着防止層５４Ａ〜５４Ｈを形成する。これにより、不要な付着膜が堆積することを阻止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に対して成膜処理等の所定の熱処理を施す処理装置に関する。

一般に、半導体集積回路の製造工程においては、被処理体である半導体ウエハに対して、成膜処理、酸化拡散処理、アニール処理、改質処理、エッチング処理等の各種の熱処理が繰り返し施されて、所望する集積回路が形成される。例えば、成膜処理を例にとって説明すると、特許文献１に開示されているように、アルミニウム等により筒体状に成形された処理容器内には、例えばアルミ化合物により成形された載置台が設けられており、この載置台自体を抵抗加熱ヒータ等によって加熱し、この上に配置されている半導体ウエハを所定の温度に間接的に加熱維持する。これと同時に、載置台の上方に設けたシャワーヘッドからはプロセスガスとして所定の成膜ガスを供給し、ウエハ表面上に金属膜、絶縁膜等の薄膜が形成されることになる。

この場合、上記各種の膜は目的とするウエハ表面のみならず、容器内壁面や処理容器の内部構造物、例えばシャワーヘッド表面或いはクランプリングなどのウエハ近傍の部材にも不要な付着膜として堆積することとなるが、この不要な付着膜は剥離するとパーティクルとなってウエハの歩留まりの低下の原因となる。そのため、ウエハ所定枚数、例えば２５枚処理する毎に、腐食性のガスであるクリーニングガスとして例えばＣｌＦ_３やＮＦ_３ を流して内部構造物の表面に付着し た上記不要な付着膜を除去することが行なわれている。

ところで最近にあっては、上述したようなクリーニングガスでは容易に除去できないような、或いは除去するのが非常に困難な膜種が提案されている。このような膜種の一例として、例えばゲート絶縁膜として良好な電気特性を有する高誘電体薄膜（ｈｉｇｈ−ｋ誘電体膜）が提案されている。このような高誘電体薄膜としては、例えばＨｆＯ、ＨｆＳｉＯ、ＺｒＯ、ＺｒＳｉＯ、ＰＺＴ、ＢＳＴ等が知られている。

この種のドライクリーニングが困難な薄膜を形成する処理装置にあっては、特許文献２にも開示されているように処理容器の内壁面等を覆うようにして予め石英製の保護カバー部材を着脱可能に設け、ある程度の枚数のウエハに対して成膜処理を行ったならば、上記した石英製の保護カバー部材を処理容器内から取り出し、この保護カバー部材の内壁面等に付着したドライクリーニングでは除去が困難な不要な付着膜を強力なクリーニング液で、すなわちウェットクリーニングで除去するようにしていた。

特開２００４−１９３３９６号公報 特開２００４−２８８９００号公報

ところで、上述したように、石英製の保護カバー部材の表面に堆積した不要な付着膜をウェットクリーニングで除去するようにした方法では、クリーニング処理を行う毎に処理容器内を大気開放しなければならないので、その都度、長時間の装置の稼働停止を余儀なくされ、この結果、スループットを大幅に低下させるのみならず、メンテナンスコストが大幅に高騰する、といった問題があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、処理容器の内壁の表面や内部構造物の表面に膜付着防止層を予め形成して、不要な付着膜が堆積することを阻止することにより、クリーニング処理の回数を大幅に減少させてスループットを向上させるようにした処理装置を提供することにある。

本発明者は、半導体ウエハ等の処理装置において膜付着防止対策について鋭意研究した結果、ＺｎＯ膜等の選択エピタキシ成膜方法等において用いられるＳＡＭ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）膜（以下、単に「ＳＡＭ膜」とも称す）を部材の表面全体に形成することにより、不要な付着膜が堆積することを抑制することができる、という知見を得ることにより本発明に至ったものである。

請求項１に係る発明は、真空引き可能になされた処理容器内で被処理体に対して所定の処理を施す処理装置において、前記処理容器の内壁の表面及び／又は前記処理容器の内部構造物の表面にＳＡＭ（Ｓｅｌｆ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）膜よりなる膜付着防止層を形成するようにしたことを特徴とする処理装置である。

このように、処理容器の内壁の表面及び／又は処理容器の内部構造物の表面にＳＡＭ膜よりなる膜付着防止層を形成するようにしたので、不要な付着膜が堆積することを阻止することができ、よってクリーニング処理の回数を大幅に減少させてスループットを向上させることができる。
また、不要な付着膜の堆積を阻止することができることから、装置自体のメンテナンスコストも大幅に削減することができる。

この場合、例えば請求項２に規定するように、前記処理装置は、前記被処理体を１枚ずつ処理する枚葉式である。
また例えば請求項３に規定するように、前記内部構造物は、石英により形成されている。
また例えば請求項４に規定するように、前記内部構造物の最上層は、その表面に前記膜付着防止層が形成された石英製の保護カバー部材により覆われている。
また例えば請求項５に規定するように、前記内部構造物は、前記被処理体を載置する載置台である。
また例えば請求項６に規定するように、前記内部構造物は、前記載置台の周縁部に設けられるガードリングである。

また例えば請求項７に規定するように、前記内部構造物は、前記処理容器内へ必要なガスを供給するシャワーヘッド部である。
また例えば請求項８に規定するように、前記内部構造物は、前記被処理体を搬出入する際に前記載置台に対して相対的に昇降されるリフタピン機構である。
また例えば請求項９に規定するように、前記内部構造物は、前記処理容器の内壁の内側に前記載置台を囲むようにして設けた内部容器部材である。
また例えば請求項１０に規定するように、前記内部構造物は、前記載置台上に載置された前記被処理体の周縁部を押さえ付けるためのクランプリングである。

また例えば請求項１１に規定するように、前記内部構造物は、前記載置台の外周側に設けられるリング状のアタッチメント部材である。
また例えば請求項１２に規定するように、前記内部構造物は、前記載置台と前記処理容器の内壁との間に設けられる整流板である。
また例えば請求項１３に規定するように、前記処理装置は、前記被処理体を一度に複数枚処理するバッチ式の処理装置である。
この場合、例えば請求項１４に規定するように、前記処理容器は、石英により縦型の筒体状に成形されている。

また例えば請求項１５に規定するように、前記内部構造物は、前記被処理体を多段に保持する石英製のウエハボートである。
また例えば請求項１６に規定するように、前記ＳＡＭ膜は、ＯＴＳ（Ｏｃｔａｄｅｃｙｌ−Ｔｒｉｃｈｌｏｒｏ−Ｓｉｌａｎｅ）、ＤＴＳ（Ｄｏｃｏｃｙｌ−Ｔｒｉｃｈｌｏｒ−Ｓｉｌａｎｅ）、ＡＰＴＳ（３−ａｍｉｎｏｐｒｏｙｌ−ｔｒｉｅｔｈｏｘｙ−ｓｉｌａｎｅ）の内のいずれかを用いて形成される。
また例えば請求項１７に規定するように、前記所定の処理は、成膜処理、エッチング処理、スパッタ処理の内のいずれか１つである。

本発明に係る処理装置によれば、処理容器の内壁の表面及び／又は処理容器の内部構造物の表面にＳＡＭ膜よりなる膜付着防止層を形成するようにしたので、不要な付着膜が堆積することを阻止することができ、よってクリーニング処理の回数を大幅に減少させてスループットを向上させることができる。
また、不要な付着膜の堆積を阻止することができることから、装置自体のメンテナンスコストも大幅に削減することができる。

以下に、本発明に係る処理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
＜第１実施例＞
図１は本発明に係る処理装置の第１実施例を示す断面図、図２は第１実施例の処理容器内を示す概略平面図、図３はＳＡＭ膜の作用を説明するための作用説明図、図４はＳＡＭ膜の構造式の一例を示す図、図５はＳＡＭ膜の形成方法を示すフローチャートである。
本発明の特徴は、処理容器の内壁の表面や内部構造物の表面にＳＡＭ膜よりなる膜付着防止層を形成してこれに不要な付着膜が堆積することを防止するようにした点にある。

まず、図１及び図２に示すように、この枚葉式の処理装置２は、例えばアルミニウム合金等により成形された処理容器４を有している。この処理容器４は、上方が開放されて、この開放部分に、例えばアルミニウム合金等よりなる天井蓋６がＯリング等のシール部材８を介して気密に着脱可能に取り付けられている。この処理容器４の中央部には、被処理体である半導体ウエハＷを搬出入させるために凹部状に窪ませて形成した搬出入室１０が形成されている。そして、この処理容器４内の中央部には、上面に半導体ウエハＷを載置して保持するための例えばセラミック材やアルミニウム合金等よりなる載置台１２が設けられており、この載置台１２と上記天井蓋６との間に処理空間Ｓを形成している。上記載置台１２内には、加熱手段として例えば抵抗加熱ヒータ１４が埋め込まれており、上記ウエハＷを加熱し得るようになっている。またこの載置台１２の周縁部には、例えば石英よりなる断面Ｌ字状になされたリング状のガイドリング１３が装着されている。

また載置台１２の裏面の中心部には、下方に延びる例えばセラミック材やアルミニウム合金等よりなる支柱１６が接続されて載置台１２を支持するようになっている。この支柱１６の下部は、搬出入室１０の底部を貫通しており、この支柱１６の下端部は図示しない昇降機構に連結されて、上記載置台１２を支柱１６と共に昇降できるようになっている。上記支柱１６の貫通部と支柱１６との間には、伸縮可能になされたベローズ１８が設けられており、上記処理容器４内の気密性を維持したまま上記載置台１２の昇降移動を許容するようになっている。これにより載置台１２は後述するリフトピン２６に対して相対的に上下移動できるようになっている。また上記ベローズ１８と支柱１６との接続は軸受部２０により行われ、この軸受部２０には、処理容器４内の気密性を維持しつつこの支柱１６の回転を許容するために磁性流体シール２２が設けられている。

また上記搬出入室１０を区画する側壁には、ウエハＷを搬出入する際に開閉されるゲートバルブ２４が設けられると共に、この搬出入室１０を区画する底部には、リフトピン機構として例えば石英よりなる、例えば３本（図示例では２本のみ記す）のリフトピン２６が起立させて設けられている。そして、上記載置台１２には、上記リフトピン２６を挿入するピン孔２８が設けられており、上記載置台１２が降下して上記リフトピン２６の上端でウエハＷを持ち上げた状態で上記開放されたゲートバルブ２４より図示しない搬送アームを挿脱することにより、リフトピン２６との間でウエハＷの受け渡しを行うようになっている。

また上記処理空間Ｓの両側には、この処理空間Ｓに必要なガスを導入するためのガス供給手段３０が設けられる。具体的には、このガス供給手段３０は、処理空間Ｓの幅方向に延びる例えば石英管よりなるガス噴射管３２を有している。このガス噴射管３２には複数のガス噴射孔３４が設けられると共に、外部から上記ガス噴射管３２に接続されるガス流路３６内を流量制御されつつ流れてくるガスを、上記ガス噴射孔３４より水平方向に向けて所定のガスを噴射するようになっている。

また上記処理空間Ｓを区画する底部の両側には、その幅方向に延びる排気溝３８が形成されると共に、この排気溝３８は排気口４０に連通されている。この排気口４０は、図示しない真空ポンプや圧力制御弁を有する排気装置に接続され、処理容器４内を真空引きできるようになっている。
そして、上記処理空間Ｓには、この処理容器４の内壁の内側に沿って、上記載置台１２を囲むようにして内側容器部材４２が設けられている。具体的には、この内側容器部材４２は、全体が例えば所定の厚さの石英板よりなり、処理空間Ｓの底部を覆う底板４４と、処理容器４の側面及び天井蓋６の下面を覆う蓋部４６とにより構成されており、共に天井蓋６を取り外した後に、処理容器４内へ着脱可能になされている。

また同様に、搬出入室１０を区画する容器の内壁面、すなわち側面及び底面にも所定の厚さの石英板よりなる保護カバー部材４８が略全面に亘って取り付けられている。
また更に、上記載置台１２の全体表面、排気溝３８の内面全体及び支柱１６の全体表面も所定の厚さの石英板よりなる保護カバー部材５０、保護カバー部材５１及び保護カバー部材５２によりそれぞれ覆われている。

そして、上述のように構成された処理容器４内の構成において、ここでは全体が石英で形成された内部構造物及び最上層が石英製の保護カバー部材により覆われた内部構造物の全てが、その石英の表面に本発明の特徴とするＳＡＭ膜よりなる膜付着防止層５４が形成されている。尚、このＳＡＭ膜の形成方法については後述する。具体的には、ここでは上記内部構造物としては、石英製の底板４４及び石英製の蓋部４６よりなる内側容器部材４２、石英製のガイドリング１３、石英製のリフトピン２６、石英製のガス噴射管３２、搬出入室１０を区画する区画壁に設けた石英製の保護カバー部材４８、石英製の保護カバー部材５０で覆った載置台１２、排気溝３８の内面に設けた石英製の保護カバー部材５１、石英製の保護カバー部材５２で覆った支柱１６が対応する。尚、これらの内部構造物は単に一例を挙げただけであり、その部材全体を石英で形成したり、或いは表面に石英製の保護カバー部材で覆った部材は全て内部構造物に対応するものである。

そして、上記した各石英製の部材の表面及び石英製の保護カバー部材の表面に厚さが５０Å程度のＳＡＭ膜よりなる膜付着防止層がそれぞれ形成されることになる。具体的には、内側容器部材４２の表面には膜付着防止層５４Ａが、ガイドリング１３の表面には膜付着防止層５４Ｂが、リフトピン２６の表面には膜付着防止層５４Ｃが、ガス噴射管３２の表面には膜付着防止層５４Ｄが、搬出入室１０を区画する保護カバー部材４８の表面には膜付着防止層５４Ｅが、載置台１２を覆う保護カバー部材５０の表面には膜付着防止層５４Ｆが、支柱１６を覆う保護カバー部材５２の表面には膜付着防止層５４Ｇが、排気溝３８内の保護カバー部材５１の表面には膜付着防止層５４Ｈが、それぞれ形成されており、ウエハＷの処理時に不要な膜が付着することを防止するようになっている。尚、上記各膜付着防止層は、少なくとも処理空間Ｓや搬出入室１０を臨む面側に設けるようにする。

次に、以上のように構成された処理装置２を用いて行われる処理方法について説明する。ここでは、処理の一例として成膜処理を行う場合を例にとって説明する。
まず、載置台１２と支柱１６を一体的に下方へ降下させた状態で、開放したゲートバルブ２４を介して、屈伸及び上下移動可能になされた図示しない搬送アームにより未処理の半導体ウエハＷを搬出入室１０内へ搬入し、このウエハＷをリフトピン２６上に支持させる。

次に、上記搬送アームを退避させてゲートバルブ２４を閉じて内部を気密にすると共に、載置台１２を上昇させることによって、この上面でウエハＷを受け取ってウエハＷを載置台１２上に載置させる。
そして、載置台１２の抵抗加熱ヒータ１４によってウエハＷを所定のプロセス温度まで昇温すると共に、ガス供給手段３０のガス噴射管３２の各ガス噴射孔３４から所定の成膜用ガスを供給し、これと同時に各排気溝３８から処理容器４内の雰囲気を真空引きして所定のプロセス圧力を維持する。そして、このプロセス中は載置台１２を回転することによってウエハＷを回転させる。これにより、ウエハＷの表面には、所定の薄膜が膜厚の均一性が良好な状態で堆積することになる。

この場合、この処理空間Ｓに面している内側容器部材４２の内面やガス噴射管３２の表面やガイドリング１３の表面、或いは搬出入室１０に面している区画壁の表面や支柱１６の表面やリフトピン２６の表面等には不要な膜が付着膜として堆積する傾向にあるが、本発明においては、これらの表面にＳＡＭ膜よりなる膜付着防止層５４Ａ〜５４Ｈが形成されているので、上述したような不要な付着膜が付着することを防止することができる。
このような膜付着防止効果は、ＳｉＯ_２ 膜のような絶縁膜、金属膜、金属窒化膜、金属酸化膜等のようにＣｌＦ_３ やＮＦ_３ 等のクリーニングガスにより比較的容易に除去することができる膜種に加えて、上記クリーニングガスでは除去が困難なＨｆＯ、ＨｆＳｉＯ、ＺｒＯ、ＺｒＳｉＯ、ＰＺＴ、ＢＳＴ等の高誘電体薄膜を成膜するする際にも発揮することができる。

このように、処理容器４の内部構造物の表面にＳＡＭ膜よりなる膜付着防止層５４Ａ〜５４Ｈを形成するようにしたので、不要な付着膜が堆積することを阻止することができ、よってクリーニング処理の回数を大幅に減少させてスループットを向上させることができる。
また、不要な付着膜の堆積を阻止することができることから、装置自体のメンテナンスコストも大幅に削減することができる。

ここで上記した膜付着防止層５４Ａ〜５４Ｈを形成するＳＡＭ膜が膜付着防止効果を発揮する点について図３及び図４を参照して説明する。このＳＡＭ膜の製法や機能は例えば下記の４件の文献に示されている。
＜文献１＞
「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ−ａｒｅａ ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｅｐｉｔａｘｙ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ＺｎＯ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｎ ｓｏｆｔ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ−ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ」 Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．７９ ｐｐ．１７０９−１７１１（２００１），（Ｙａｎ ｅｌ ａｌ．）

＜文献２＞
「Ｔｅｍｐｌａｔｅｄ Ｓｉｔｅ−Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｄｉｏｘｉｄｅ ｏｎ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ Ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ」 Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．１４ ｐｐ．１２３６−１２４１（２００２），（Ｍａｓｕｄａ ｅｔ ａｌ．）

＜文献３＞
「Ｉｎ Ｓｉｔｕ Ｔｉｍｅ−Ｒｅｓｏｌｖｅｄ Ｘ−ｒａｙ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｆｒｏｍ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ」 Ｌａｎｇｍｕｉｒ ｐｐ．５９８０−５９８３（１９９８），（Ａ．Ｇ．Ｒｉｃｈｔｅｒ ｅｔ ａｌ．）

＜文献４＞
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂ Ｖｏｌ．２１ ｐｐ．１７７３−１７７６（２００３）．（Ｋａｎｇ ｅｔ ａｌ）
上記文献１においては、シリコン基板のＳｉＯ_２ 膜上に”Ｄｏｃｏｓｙｌ−Ｔｒｉｃｈｌｏｒｏ−Ｓｉｌａｎｅ”（以下、単に「ＤＴＳ」とも称す）によるＳＡＭ膜を選択的に形成し、そのシリコン基板上にＺｎＯ膜（〜６０ｎｍ）を原子成長法（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｅｐｉｔａｘｙ：ＡＬＥ）にて成膜している点が示されている。この場合、ＳＡＭ膜が選択的に形成された領域にはＺｎＯ膜が形成されず、ＳＡＭ膜のＳｉＯ_２ 膜上にのみＺｎＯ膜が形成されていることが示されている。

また文献２には、シリコン基板上のＳｉＯ_２ 膜上に”３−ａｍｉｎｏｐｒｏｙｌ−ｔｒｉｅｔｈｏｘｙ−ｓｉｌａｎｅ”（以下、単に「ＡＰＴＳ」とも称す）によるＳＡＭ膜を選択的に形成し、そのシリコン基板上を（ＮＨ_４ ）_２ ＴｉＦ_６ 水溶液中に浸し、Ｈ_３ ＢＯ_３ を不純物除去剤として用いることでＴｉＯ_２ 膜を形成している点が示されている。この場合も同様にＳＡＭ膜が選択的に形成された領域にはＴｉＯ_２ 膜が形成されず、ＳＡＭ膜の無いＴｉＯ_２ 膜上にのみＴｉＯ_２ 膜が形成されていることが示されている。

また文献４には、シリコン基板のＳｉＯ_２ 膜上に”Ｏｃｔａｄｅｃｙｌ−Ｔｒｉｃｈｌｏｒｏ−Ｓｉｌａｎｅ”（以下、単に「ＯＴＳ」とも称す）によるＳＡＭ膜を選択的に形成し、そのシリコン基板上にＴｉＯ_２ 膜（〜６０ｎｍ）を有機金属化学気相成長法（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｖａｐｏｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）にて成膜した点が示されている。この場合にも、ＳＡＭ膜が選択的に形成された領域にはＴｉＯ_２ 膜が成膜されておらず、ＳＡＭ膜の無いＳｉＯ_２ 膜上にのみＴｉＯ_２ 膜が形成されている。

上記した点をまとめると、図３（Ａ）に示すようにシリコン基板Ｓｉの表面に形成されたＳｉＯ_２ 膜（石英）５６上にＳＡＭ膜５８が選択的に存在する場合、このようなシリコン基板Ｓｉ対して成膜処理を施すと、図３（Ｂ）に示すようにＳＡＭ膜５８上には薄膜が付着せず、ＳｉＯ_２ 膜（石英）５６上にのみ薄膜（ＺｎＯやＴｉＯ_２ ）６０が堆積するような現象が生ずる。ちなみに、上記したＳＡＭ膜５８の構造式の一例は図４に示されている。
上述のように、ＳＡＭ膜５８を形成した領域には薄膜が堆積しておらず、本発明ではこの現象を利用して、不要な付着膜の形成を阻止している。すなわち、石英部材の表面の全域に上記したＳＡＭ膜を形成することにより、この表面に不要な付着膜が堆積することを防止するようにしている。従って、前述したように、ＳＡＭ膜よりなる各膜付着防止層５４Ａ〜５４Ｈの表面には、不要な付着膜が堆積することを防止できることが理解できる。

＜ＳＡＭ膜の形成方法＞
ここで図５を参照してＳＡＭ膜の形成方法の一例を具体的に説明する。ここでは文献１及び文献３で示された方法を採用する。
まず、石英からなる前述した内部構造物や石英からなる保護カバー部材４８〜５２である膜付着防止層の形成対象物をＳＰＭ薬液（Ｈ_２ ＳＯ_４ ：３０％Ｈ_２ Ｏ_２ ＝７０：３０）に所定の時間、例えば１時間浸し、その形成対象物の表面に付着するカーボンを除去する（Ｓ１）。

次に、この形成対象物を純水でリンスして残留するＳＰＭ薬液を十分に除去する（Ｓ２）。引き続いてＡＰＭ薬液（ＮＨ_４ ＯＨ：Ｈ_２ Ｏ_２ ：Ｈ_２ Ｏ＝１：１：５）に室温で所定の時間、例えば３０分間浸し、形成対象物の表面に付着しているパーティクルを除去する（Ｓ３）。
次に、この形成対象物を純粋でリンスして残留するＡＰＭ薬液を除去する（Ｓ４）。
次に、この形成対象物をＤＨＦ薬液（ＨＦ：Ｈ_２ Ｏ＝１：５０）に室温で所定の時間、例えば２分間浸し、石英の表面を”Ｓｉ−Ｏ−Ｈ”で終端させる（Ｓ５）。
次に、この形成対象物を純粋でリンスして残留するＤＨＦ薬液を除去する（Ｓ６）。

次に、この形成対象物の表面の水分をドライ窒素で十分に飛ばした後に大気中の水分が抑えられた環境へ運び、このドライ環境下で上記形成対象物を予めヘプタンで希釈されたＯＴＳ溶液中に所定の時間、例えば２から４日程度浸す（Ｓ７）。上記ＯＴＳ溶液は、予めドライな環境にてＯＴＳ（９９％）をヘプタン（Ａｌｄｒｉｃｈ，９９％，ａｎｈｙｄｒｏｕｓ）で３０％に希釈して作製しておく。これにより、ＯＴＳの”ＣＨ_３ −［ＣＨ_２ ］_１７−Ｓｉ−Ｃｌ_３ ”の”Ｃｌ”が”Ｓｉ−Ｏ−Ｈ結合”の”Ｈ”と置換することで、上記石英よりなる形成対象物の表面全体にＳＡＭ膜が形成されることになる。

この後は石英部材と結合していないＯＴＳ溶液をアセトン等の有機溶剤で除去する（Ｓ８）。この理由は、この方法で形成した内部構造物を酸化種に水を用いたＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）プロセスに応用した場合、石英と結合していないＯＴＳがＡＬＤプロセス中の水分を結合すると、パーティクルの原因となる恐れが存在するからである。そして、この残留ＯＴＳ溶液の除去を行ったならば、これを乾燥して（Ｓ９）、処理を終了する。

ここで表面を保護カバー部材で覆った内部構造物を形成するには、上記ＳＡＭ膜を形成した保護カバー部材で内部構造物を覆ってもよいし、ＳＡＭ膜を形成する前の保護カバー部材で内部構造物を予め形成し、この内部構造物全体を上記した各薬液等に浸してＳＡＭ膜を形成するようにしてもよい。
またＳＡＭ膜を形成するのにＯＴＳを用いた場合を例にとって説明したが、その他に、ＤＴＳ、ＡＰＴＳ等を用いてＳＡＭ膜を形成するようにしてもよく、いずれにしてもＳＡＭ膜を形成できるのであれば、その形成方法を問わない。
更には、図１に示す装置例にあっては、発明の理解を容易にするために処理空間Ｓや搬出入室１０に面している全ての内部構造物に対してＳＡＭ膜よりなる膜付着防止層５４Ａ〜５４Ｈを形成した場合を例にとって説明したが、これらの内部構造物の内の少なくとも１つの内部構造物で膜付着防止層を形成するようにすればよい。

また薄膜を形成するための成膜方法としては、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層成膜法（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＡＬＤ）、プラズマＣＶＤ法、物理気相成長法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタ成膜法等の全ての成膜方法に用いることができる。特に、マイクロ波を用いたプラズマＣＶＤ法では、天板にマイクロ波を透過する石英板を用いたり、ガス供給手段としてガス噴射孔の形成された石英パイプをリング状、或いは格子状に組み合わせたシャワーヘッド部を用いる場合があるが、これらの石英板や石英パイプの表面にも上記したＳＡＭ膜よりなる膜付着防止層を形成することができる。
また本発明は、上記した成膜プロセスの処理装置に限らず、プラズマエッチング処理装置、酸化拡散処理装置、改質処理装置等のあらゆる処理装置に適用することができる。

＜第２実施例＞
また上記第１実施例では、石英の表面にＳＡＭ膜を形成した場合を例にとって説明したが、これに限定されず、例えばアルミニウム合金やステンレス等の金属部材の表面、セラミック材の表面にもＳＡＭ膜よりなる膜付着防止層を形成するようにしてもよい。
この場合には、処理容器の内壁面にもＳＡＭ膜を形成でき、また処理容器内の内部構造物として石英部材が存在しない場合、或いは部分的に石英が存在する場合にもＳＡＭ膜を形成することができる。

図６は上記したような本発明の処理装置の第２実施例の一例を示す概略断面図である。尚、図１に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付して説明を省略する。
この処理装置６２では、例えばアルミニウム合金製の処理容器６４を有し、天井部には例えばアルミニウム合金製のシャワーヘッド部６６が設けられ、処理容器６４内へ必要なガスを供給できるようになっている。また処理容器６４内には、円筒体上の支柱６８の上端部より延びる複数本の支持アーム７０により支持された例えば薄いセラミック板よりなる載置台７２が設けられており、この載置台７２上にウエハＷを載置するようになっている。

この載置台７２の下方には、Ｏリング等のシール部材７４を介して気密に設けられた例えば石英板よりなる透過窓７６が設置されている。そして、この下方には、加熱手段として複数の加熱ランプ７８が回転可能に設けられており、上記載置台７２の裏面を加熱してウエハＷを間接的に加熱するようになっている。
また上記載置台７２の下方には、リフタピン機構８０の一部を形成する例えば石英製のリフタピン８２が設けられている。そして、容器底部には、上記リフタピン８２を上昇させる押し上げ棒８４が貫通させて設けられており、アクチュエータ８６により上記押し上げ棒８４とリフタピン８２とを昇降し得るようになっている。また上記押し上げ棒８４の容器底部の貫通部には、伸縮可能になされたベローズ８８が設けられている。

また上記載置台７２の周辺部には、ウエハＷの周縁部を押さえるために例えばセラミック材よりなるリング状のクランプリング９０が設けられており、このクランプリング９０は上記リフタピン８２と連結されてリフタピン８２と一体的に上下移動するこようになっている。
また載置台７２の最外周側には、複数のガス孔９２が形成された例えばアルミニウム合金よりなる整流板９４が設けられており、この整流板９４の下方に設けた排気口９６より処理容器６４内の雰囲気を真空引きできるようになっている。上記載置台７２の外周側には、例えばセラミック材よりなるリング状のアタッチメント部材９８が上記整流板９４の内周側に支持させて設けられている。

そして、上記した処理容器６４の内壁面にＳＡＭ膜よりなる膜付着防止層１００Ａを形成すると共に、シャワーヘッド部６６の表面、整流板９４の表面、アタッチメント部材９８の表面、クランプリング９０の表面、載置台７２の表面、リフタピン８２の表面にも、ＳＡＭ膜よりなる膜付着防止層１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇをそれぞれ形成している。
この場合にも、先の第１実施例と同様な作用効果、すなわち不要な付着膜がその表面に堆積することを防止することができるという作用効果を発揮することができる。

＜第３実施例＞
上記した第１及び第２実施例では、半導体ウエハを１枚ずつ処理する、いわゆる枚葉式の処理装置を例にとって説明したが、これに限定されず、複数枚のウエハを一度に処理する、いわゆるバッチ式の処理装置にも本発明を適用することができる。図７はこのような本発明の処理装置の第３実施例の一例を示す概略断面図である。このバッチ式の処理装置１１０は、石英よりなる円筒体状の処理容器１１２を有している。この処理容器１１２の上端部には排気口１１４が設けられると共に、下端は開口され、この開口部は例えばステンレススチールよりなる蓋部１１６がＯリング等のシール部材１１８を介して着脱可能に開閉される。

この処理容器１１２内には、ウエハＷを多段に支持するための石英製のウエハボート１２０が設けられ、このウエハボート１２０は、上記蓋部１１６を気密に貫通して設けられる回転テーブル１２２上に石英製の保温筒１２４を介して設置されている。そして、上記蓋部１１６はボートエレベータ１２６により昇降可能になされており、上記保温筒１２４やウエハボート１２０を一体的に昇降させて処理容器１１２内へ挿脱できるようになっている。

また、処理容器１１２の下部側壁からは、ガス供給手段として例えば石英製のガスノズル１２８が容器内へ貫通させて設けられており、必要なガスを供給できるようになっている。そして処理容器１１２の外周側には、筒体状の断熱層１３０に取り付けた加熱ヒータ１３２が設けられており、上記ウエハＷを加熱するようになっている。
そして、この処理装置においても、上記石英製の処理容器１１２の内壁面、石英製のウエハボート１２０の表面、石英製の保温筒１２４の表面、石英製のガスノズルの表面、ステンレス製の蓋部１１６の内側表面等に、ＳＡＭ膜よりなる膜付着防止層１３４がそれぞれ形成されている。尚、図示例では、処理容器１１２の内壁面と蓋部１１６の内側表面のみの膜付着防止層１３４を記載し、他の部分については記載を省略している。この場合にも、先の第１及び第２実施例と同様な作用効果を発揮することができる。

尚、先の各実施例では説明しなかったが、処理容器に対するガス導入管やガス排気管の内側にガラスコーティングを施す場合もあり、その場合には、このガラスコーティングの内側表面に上記ＳＡＭ膜よりなる膜付着防止層を形成するようにしてもよい。
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。

本発明に係る処理装置の第１実施例を示す断面図である。 第１実施例の処理容器内を示す概略平面図である。 ＳＡＭ膜の作用を説明するための作用説明図である。 ＳＡＭ膜の構造式の一例を示す図である。 ＳＡＭ膜の形成方法を示すフローチャートである。 本発明の処理装置の第２実施例の一例を示す概略断面図である。 本発明の処理装置の第３実施例の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

２ 処理装置
４ 処理容器
１３ ガイドリング（内部構造物）
２６ リフトピン（内部構造物）
３２ ガス噴射管（内部構造物）
４２ 内側容器部材（内部構造物）
４４ 底板
４６ 蓋部
４８，５０，５１，５２ 保護カバー部材（内部構造物）
５４Ａ〜５４Ｈ 膜付着防止層
５８ ＳＡＭ膜
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）

Claims (17)

1. 真空引き可能になされた処理容器内で被処理体に対して所定の処理を施す処理装置において、
   前記処理容器の内壁の表面及び／又は前記処理容器の内部構造物の表面にＳＡＭ（Ｓｅｌｆ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）膜よりなる膜付着防止層を形成するようにしたことを特徴とする処理装置。
2. 前記処理装置は、前記被処理体を１枚ずつ処理する枚葉式であることを特徴とする請求項１記載の処理装置。
3. 前記内部構造物は、石英により形成されていることを特徴とする請求項２記載の処理装置。
4. 前記内部構造物の最上層は、その表面に前記膜付着防止層が形成された石英製の保護カバー部材により覆われていることを特徴とする請求項１又は２記載の処理装置。
5. 前記内部構造物は、前記被処理体を載置する載置台であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の処理装置。
6. 前記内部構造物は、前記載置台の周縁部に設けられるガードリングであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の処理装置。
7. 前記内部構造物は、前記処理容器内へ必要なガスを供給するシャワーヘッド部であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の処理装置。
8. 前記内部構造物は、前記被処理体を搬出入する際に前記載置台に対して相対的に昇降されるリフタピン機構であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の処理装置。
9. 前記内部構造物は、前記処理容器の内壁の内側に前記載置台を囲むようにして設けた内部容器部材であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の処理装置。
10. 前記内部構造物は、前記載置台上に載置された前記被処理体の周縁部を押さえ付けるためのクランプリングであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の処理装置。
11. 前記内部構造物は、前記載置台の外周側に設けられるリング状のアタッチメント部材であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の処理装置。
12. 前記内部構造物は、前記載置台と前記処理容器の内壁との間に設けられる整流板であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の処理装置。
13. 前記処理装置は、前記被処理体を一度に複数枚処理するバッチ式の処理装置であることを特徴とする請求項１記載の処理装置。
14. 前記処理容器は、石英により縦型の筒体状に成形されていることを特徴とする請求項１３記載の処理装置。
15. 前記内部構造物は、前記被処理体を多段に保持する石英製のウエハボートであることを特徴とする請求項１３又は１４記載の処理装置。
16. 前記ＳＡＭ膜は、ＯＴＳ（Ｏｃｔａｄｅｃｙｌ−Ｔｒｉｃｈｌｏｒｏ−Ｓｉｌａｎｅ）、ＤＴＳ（Ｄｏｃｏｃｙｌ−Ｔｒｉｃｈｌｏｒ−Ｓｉｌａｎｅ）、ＡＰＴＳ（３−ａｍｉｎｏｐｒｏｙｌ−ｔｒｉｅｔｈｏｘｙ−ｓｉｌａｎｅ）の内のいずれかを用いて形成されることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の処理装置。
17. 前記所定の処理は、成膜処理、エッチング処理、スパッタ処理の内のいずれか１つであることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の処理装置。
    
    

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