JPH03212932A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は真空処理装置に関するものであって、特に、
化合物半導体を製造するプラズマＣＶＤ装置に係るもの
である。

（従来の技術） 従来の真空処理装置は第６図に示されている。

同図において、反応室１内には反応室ｌの天板Ｉａを貫
通して取り付けられた上下動自在な高周波電極２と、シ
ーズヒータ３を内蔵した基板加熱電極４とが対向して配
設されている。高周波電極２の周囲にはアースシールド
５が隙間をもって取り付けられている。高周波電極２に
はガス導入管６が接続され、ガス導入管６を通ったガス
が高周波電極２内の通路（図示せず）を通って噴出口（
図示せず）より基板加熱電極４方向に噴出され、そして
、反応室１の側壁に設けられた排気ロアより排気される
ようになっている。基板加熱電極４の中心軸回りの複数
個の穴（図示せず）内には昇降自在なりフタ（図示せず
）が設けられ、そのリフタによって後述するウェハ用ト
レイの基板加熱電極４への受け渡しが行われる。基板加
熱電極４の少し上方にはチェーンローラ搬送機構８ａが
配設されている。反応室１の横には仕切弁９を介して仕
込・取出室と兼用になった搬送室ｌＯが連接されている
。この搬送室ｌＯ内にはチェーンローラ搬送機構８ｂが
配設され、チェーンローラ搬送機構８ｂ上には、ウェハ
（図示せず）を載せたウェハ用トレイＩＩが載っている
。また、搬送室ｌＯ内のチェーンローラ搬送機構８ｂの
上方には／１０ゲンランプ１２が配設されている。なお
、図中、１３は高周波電極２に接続された高周波電源、
１４はガス導入管６に設けられたガス導入バルブである
。

次に、上記真空処理装置の動作について説明する。

まず、搬送室１０内のチェーンローラ搬送機構８ｂ上に
、ウェハを載せたウェハ用トレイ１１を置いたのち、搬
送室ｌＯを真空排気する。

次に、ハロゲンランプ１２でウェハ用トレイ１１上のウ
ェハを１００〜２００℃に加熱する。

その次に、仕切弁９を開き、ウェハを載せたウェハ用ト
レイ１１は、搬送室１０内のチェーンローラ搬送機構８
ｂより反応室１内のチェーンローラ搬送機構８ａに搬送
されてから、リフタにによって基板加熱電極４上に置か
れる。

その後、基板加熱電極４によってウェハ用トレイ１０上
のウェハを２００〜４００℃に加熱する。

最後に、ガス導入バルブ１４を開き、高周波電極２の噴
出口よりガスを噴出するとともに、高周波電極２と基板
加熱電極４との間にプラズマを発生させて、ウェハの表
面に薄膜を形成する。

なお、薄膜の形成されたウェハを搬送室１０に戻すとき
には、上述と逆の動作が行なわれる。

（発明が解決しようとする課題） 従来の真空処理装置は、上記のように高周波電極２の周
囲にはアースシールド５が隙間をもって囲むようにして
いるので、この隙間による理容静電容量が大きく、電力
消費が多くなる問題が起きた。また、上記のように高周
波電極２の噴出口（図示せず）より基板加熱電極４方向
に噴出されたガスは、排気ロアより排気されるようにな
っているが、反応室１内でガスの流れを調整するための
特別な手段が設けられていないため、ガスの流れに偏り
ができ、ウェハの表面に形成される薄膜の膜厚分布が悪
くなる問題が起きた。更に、上記のように反応室１にも
チェーンローラ搬送機構８ａを配設しているので、この
チェーンローラ搬送機構８ａ等からダストが発生する問
題が起きた。更にそのうえ、搬送室１０内にハロゲンラ
ンプ１２を配設しているので、搬送室ＩＯが大型化する
問題等が起きた。

この発明の目的は、従来の問題を解決して、電力消失が
少なく、しかも、ダストの発生も少なくて、薄膜の膜厚
分布を良くすることができ、搬送室の小型化等を可能に
する真空処理装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、反応室と搬送
室とを仕切弁を介して連接した真空処理装置において、
上記反応室は、その室壁の第１の開口にこれを閉塞する
ように誘電率の低い絶縁物を介して取り付けられた内部
に反応ガス通路を有する高周波電極と、室壁の第２の開
口にこれを閉塞するように取り付けられ、室壁のその他
の部分と間隔をもって室内に突出したヒータ内蔵の基板
加熱電極とが室内で対向して配置されているとともに、
基板加熱電極と室壁のその他の部分との間にガス整流板
が設けられ、このガス整流板を通過した反応ガスを排気
する排気口が室壁に設けられ、上記基板加熱電極の中心
より偏心した位置に設けられた穴に、表面および裏面を
ブラスト処理して梨地状に荒らしたウェハ用トレイを受
け渡すためのリフターの昇降軸が設けられ、上記搬送室
は、その室内に上記ウェハ用トレイを搬送する搬送機構
が配設され、室壁に石英窓が設けられ、その石英窓の近
傍の室外に加熱ランプが配設され、上記搬送室の横には
上記ウェハ用トレイを収容するカセットを備えたカセッ
ト室が連通されていることを特徴とするものである。

（作用） この発明においては、上記のように高周波電極が誘電率
の低い絶縁物を介して反応室の室壁の第１の開口にこれ
を閉塞するように取り付けられているので、浮遊静電容
量が小さくなり、電力消失が少なくなる。また、基板加
熱電極と室壁のその他の部分との間にガス整流板が設け
られ、このガス整流板を通過した反応ガスが室壁に設け
られた排気口より排気されるので、反応室内を流れるガ
スの流れに偏りがなくなり、ウェハの表面に形成される
薄膜の膜厚分布が良くなる。更に、基板加熱電極の中心
より偏心した位置に設けられた穴にリフターの昇降軸を
設けているので、基板加熱電極の中央部にシーズヒータ
を巻回して内蔵でき、そのため、基板加熱電極上に載せ
られたウェハ用トレイ上の基板を十分に加熱でき、その
温度分布をよくすることができる。更にそのうえ、搬送
室の室壁に設けられた石英窓の近傍の室外に加熱ランプ
が配設されているので、搬送室を小型化することができ
る。更に、搬送室の室内にだけウェハ用トレイを搬送す
る搬送機構が配設されているので、反応室でのダストの
発生がすくなくなり、ウェハの表面に形成される薄膜の
膜質が良くなる。

（実施例） 以下、この発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図はこの発明の実施例の真空処理装置を示しており
、同図において、仕切弁２１を介して反応室２２と搬送
室２３とが連接され、そして、その搬送室２３の横には
カセット室３８が連通してる。まず、反応室２２は、高
周波電極２４が誘電率の低いテフロン（商標）製の絶縁
物２５を介して天部の開口２２ａに取り付けられ、高周
波電極２４の一面側が反応室２２内に位置している。そ
して、高周波電極２４の外周の一部は誘電率の低いテフ
ロン（商標）製の絶縁物２５で囲まれ、そのため、浮遊
静電容量が小さくなり、電力消費が少な（なっている。

また、高周波電極２４には高周波電源２６が接続されて
いる一方で、ガス導入管２７も接続され、このガス導入
管２７内を流れたガスが高周波電極２４内の通路（図示
せず）を通って噴出口（図示せず）より基板加熱電極２
８方向に噴出される。基板加熱電極２８は反応室２２の
底部の開口２２ｂに取り付けられ、反応室２２の側壁と
間隔をもって反応室２２内に突出し、高周波電極２４と
所定の間隔をおいて対向している。基板加熱電極２８は
第２図および第３図に詳細に示されるように中心より所
定の距離だけ偏心した位置に穴２８ａが設けられ、この
穴２８ａには昇降機（図示せず）によって昇降されるリ
フタ２９の昇降軸２９ａが挿入されている。リフタ２９
の昇降軸２９ａの先端には、ニッケル製の基部２９ｂ、
と、この両端よりそれぞれ平行に伸びたアルミナ製の爪
部２９ｂ、とによってコの字型に形成されたフォーク部
２９ｂが取り付けられ、この爪部２９ｂ２間に基板加熱
電極２８の中心が位置するようになっている。基板加熱
電極２８の上面２８ｂには、リフタ２９が下降したとき
に、フォーク部２９ｂを埋没させる溝３ｏが形成されて
いる。そのため、リフタ２９が上昇したときには、フォ
ーク部２９ｂが基板加熱電極２８の上面２８ｂより出没
するが、反対に、リフタ２９が下降したときには、フォ
ーク部２９ｂが溝３ｏ内に埋没するようになる。基板加
熱電極２８内にはシーズヒータ３１が内蔵されているが
、そのシーズヒータ３１は基板加熱電極２８の中央部に
おいても内蔵されている。そのため、基板加熱電極２８
上に載せられたウェハ用トレイ（後述する）上のウェハ
（図示せず）の温度が十分に上昇し、その温度分布がよ
くなる。再び、第１図に戻れば、基板加熱電極２８と反
応室２２の側壁２２ｃとの間にはリング状のガス整流板
３２が設けられ、このガス整流板３２の下方の反応室２
２の側壁２２ｃには排気口３３が設けられ、ガス整流板
３２を通過したガスが排気口３３より排気されるように
なっている。

次に、搬送室２３内には搬送機構３４が配設され、搬送
機構３４は第４図および第５図に詳細に示されるように
、その回転軸３４ａの先端にアーム機構３４ｂが取り付
けられ、そのアーム機構３４ｂの先端に支持台３４ｃが
取り付けられている。

支持台３４ｃ上にはウェハ（図示せず）を置いたウェハ
用トレイ３５が載せられ、そのウェハ用トレイ３５の表
面および裏面はブラスト処理によって梨地状に荒らされ
ている。搬送室２３の室壁には透明な石英窓３６が取り
付けられ、この石英窓３６付近の室外にはハロゲンラン
プ３７が配置され、このハロゲンランプ３７からの光が
石英窓３６だけを通ってウェハ用トレイ３５上のウェハ
に照射され、それによって、ウェハが搬送室２３内で予
備加熱されるようになる。なお、加熱ランプの種類はハ
ロゲンランプでなくても、もちろん構わない。

その次に、カセット室３８内にはカセット３９が備えら
れ、そのカセット３９内にはウェハ用トレイ３５が収容
されている。

このような上記実施例の動作について説明する。

まず、反応室２２を真空排気し、その次に、ウェハを置
いたウェハ用トレイ３５をカセット３８内に収容してか
ら、カセット室２４と搬送室２３とを真空排気する。

次に、搬送機構３４によってウェハ用トレイ３５を搬送
室２３内に搬送し、停止してから、ハロゲンランプ３７
からの光を石英窓３６を通してウェハ用トレイ３５上の
ウェハに照射し、３０〜６０秒でウェハを１００〜２０
０℃に予備加熱する。

この場合、搬送室２３室壁に設けられた石英窓３６の近
傍の室外にハロゲンランプ３７が配設されているので、
搬送室２３を小型化することができる。

その次に、仕切弁２１を開き、搬送機構３４によってウ
ェハ用トレイ３５を搬送室２３から反応室２２内に搬送
してから、リフタ２９によってウェハ用トレイ３５を基
板加熱電極２８上に置く。

そして、仕切弁２１を閉じてから、基板加熱電極２８上
に置かれたウェハ用トレイ３５上のウェハを２００〜４
００℃に加熱する。このとき、基板加熱電極２８の中心
より偏心した位置に設けられた穴２８ａにリフター２９
の昇降軸２９ａを設けているので、基板加熱電極２８の
中央部にシーズヒータ３１を巻回して内蔵でき、そのた
め、基板加熱電極２８上に載せられたウェハ用トレイ３
５上のウェハを十分に加熱でき、その温度分布をよくす
ることができる。

最後に、仕切弁２１を閉じてから、基板加熱電極２４の
噴出口よりガスを噴出し、高周波電極２４と基板加熱電
極２８との間に発生するプラズマによって、ウェハの表
面に薄膜を形成する。このとき、高周波電極２４が誘電
率の低い絶縁物２５を介して反応室２２の室壁の第１の
開口２２ａにこれを閉塞するように取り付けられている
ので、理容静電容量が小さくなり、電力消費が少なくな
る。また、基板加熱電極２８と反応室２２の側壁２２ｃ
との間にはリング状のガス整流板３２が設けられ、この
ガス整流板３２の下方の反応室２２の側壁２２ｃには排
気口３３が設けられ、ガス整流板３２を通過したガスが
排気口３３より排気されるので、反応室２２内を流れる
ガスの流れに偏りがなくなり、ウェハの表面に形成され
る薄膜の膜厚分布が良くなる。更に、反応室２２内には
搬送機構３４が設けられていないので、反応室２２内で
のダストの発生がすくなくなり、ウェハの表面に形成さ
れる薄膜の膜質が良くなる。

なお、薄膜の形成されたウェハをカセット室２４に戻す
ときには、上述と逆の動作が行なわれる。

ところで、上記実施例は化合物半導体用プラズマＣＶＤ
装置に多く用いられるが、その他に、シリコン用プラズ
マＣＶＤ装置、ガラス基板用真空処理装置、プラズマエ
ツチング装置、プラズマ重合装置等にも用いられる。

（発明の効果） この発明は、次のような効果を奏するようになる。

■高周波電極が誘電率の低い絶縁物を介して反応室の室
壁の第１の開口にこれを閉塞するように取り付けられて
いるので、理容静電容量が小さくなり、電力消費が少な
くなる。

■基板加熱電極と室壁のその他の部分との間にガス整流
板が設けられ、このガス整流板を通過した反応ガスが室
壁に設けられた排気口より排気されるので、反応室内を
流れるガスの流れに偏りがなくなり、ウェハの表面に形
成される薄膜の膜厚分布が良くなる。

■基板加熱電極の中心より偏心した位置に設けられた穴
にリフターの昇降軸を設けているので、基板加熱電極の
中央部にシーズヒータを巻回して内蔵でき、そのため、
基板加熱電極上に載せられたウェハ用トレイ上の基板を
十分に加熱でき、その温度分布をよくすることができる
。

■搬送室の室壁に設けられた石英窓の近傍の室外に加熱
ランプが配設されているので、搬送室を小型化すること
ができる。

■搬送室の室内にだけウェハ用トレイを搬送する搬送機
構が配設され、反応室内には配設されていないので、反
応室でのダストの発生がすくなくなり、ウェハの表面に
形成される薄膜の膜質が良くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の全体を示す全体図、第２図
はこの発明の実施例に用いられる基板加熱電極の詳細を
示す平面図、第３図は第２図のＩＩ線で切断した断面図
、第４図はこの発明の実施例に用いられる搬送機構の平
面図、第５図は搬送機構の立面図である。第６図は従来
の真空処理装置を示す全体図である。 図中、 ２１・・・・・仕切弁 ２２・・・・・反応室 ２２ａ・・・・反応室の底部の開口（第１の開口） ２２ｂ・・・・反応室の底部の開口（第２の開口） ２３・・・・・搬送室 ２４・・・・・高周波電極 ２５・・・・・絶縁物 ２８・・・・・基板加熱電極 ２８ａ・・・・基板加熱電極の穴 ２９・・・・・リフタ ２９ａ・・・・リフタの昇降軸 ３１・・・・・シーズヒータ ３２・・・・・ガス整流板 ３３・・・・・排気口 ３４・・・・・搬送機構 ３５・・・・・ウェハ用トレイ ３６・・・・・石英窓 ３７・・・・・ハロゲンランプ ３８・・・・・カセット室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、反応室と搬送室とを仕切弁を介して連接した真空処
   理装置において、上記反応室は、その室壁の第１の開口
   にこれを閉塞するように誘電率の低い絶縁物を介して取
   り付けられた内部に反応ガス通路を有する高周波電極と
   、室壁の第２の開口にこれを閉塞するように取り付けら
   れ、室壁のその他の部分と間隔をもって室内に突出した
   ヒータ内蔵の基板加熱電極とが室内で対向して配置され
   ているとともに、基板加熱電極と室壁のその他の部分と
   の間にガス整流板が設けられ、このガス整流板を通過し
   た反応ガスを排気する排気口が室壁に設けられ、上記基
   板加熱電極の中心より偏心した位置に設けられた穴に、
   表面および裏面をブラスト処理して梨地状に荒らしたウ
   ェハ用トレイを受け渡すためのリフターの昇降軸が設け
   られ、上記搬送室は、その室内に上記ウェハ用トレイを
   搬送する搬送機構が配設され、室壁に石英窓が設けられ
   、その石英窓の近傍の室外に加熱ランプが配設され、上
   記搬送室の横には上記ウェハ用トレイを収容するカセッ
   トを備えたカセット室が連通されていることを特徴とす
   る真空処理装置。