JPS6156609B2 - - Google Patents

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JPS6156609B2
JPS6156609B2 JP58241978A JP24197883A JPS6156609B2 JP S6156609 B2 JPS6156609 B2 JP S6156609B2 JP 58241978 A JP58241978 A JP 58241978A JP 24197883 A JP24197883 A JP 24197883A JP S6156609 B2 JPS6156609 B2 JP S6156609B2
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JP
Japan
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wafer
container
electrode
processing
bell gear
Prior art date
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Application number
JP58241978A
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English (en)
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JPS59145519A (ja
Inventor
Masakuni Akiba
Hiroto Nagatomo
Jun Suzuki
Takeo Yoshimi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS59145519A publication Critical patent/JPS59145519A/ja
Publication of JPS6156609B2 publication Critical patent/JPS6156609B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/20Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/24Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using chemical vapour deposition [CVD]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/20Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/34Deposited materials, e.g. layers
    • H10P14/3402Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
    • H10P14/3404Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being Group IVA materials
    • H10P14/3411Silicon, silicon germanium or germanium

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラズマCVD(Chemical Vapor
Deposition)などの気相処理に関するものであ
る。
半導体装置、集積回路装置等の製造工程の一つ
として半導体薄板(ウエハ)表面に半導体膜や窒
化膜、酸化膜等の薄膜を形成する工程があり、こ
れらの薄膜形成の形成方法の一つとしてプラズマ
CVD方法が知られている。このプラズマCVD方
法にあつては、プラズマCVD装置が使用されて
いる。このプラズマCVD装置はベルジヤ内のテ
ーブル上にウエハを載置し、200〜350℃に加熱し
うるように構成され、またベルジヤ内の真空度を
0.2〜1Torrとなしうるように構成されている。さ
らにまたベルジヤ内にたとえばモノシラン
(SiH4)、アンモニア(NH4)、窒素(N2)等のガス
を供給するとともに、テーブルの上方に平行に配
設される平板な電極とテーブルとの間に電圧を印
加させてベルジヤ内にプラズマを発生させること
によつて各ガスを反応させ、ウエハ面にシリコン
膜を形成しうるようになつている。
しかし、このようなプラズマCVD装置ではウ
エハ表面の薄膜に欠陥が生じ易いことが判明し
た。すなわち、ベルジヤ内で反応して生成された
シリコンは加熱状態のウエハ表面に付着して一体
化するが、ベルジヤ周壁に付着するシリコンは冷
却されることから粉末状(フレーク)となる。こ
れは、ベルジヤ周壁が冷却水で冷却されているこ
とから急激に冷却されることによつてフレーク状
となる。そして、これらフレークはベルジヤ周壁
から脱落してウエハに付着して異常突起(膜欠
陥)を起こす。このフレークの脱落はベルジヤ内
の真空度を保つための排気や、ベルジヤの蓋を開
ける際の空気の供給時に激しく起きる。このよう
なウエハ表面の異常突起は、半導体装置の不良原
因となるばかりでなく、次工程以降のたとえばマ
スク合せ作業などのときにマスクに傷を付けるこ
とになり、歩留の低下、マスクの短寿命を引き起
こす。
したがつて、本発明の目的は、フレークの付着
を防止できるプラズマCVD装置などの気相処理
装置を提供することにある。
このような目的を達成するための本発明の要旨
は、被処理ウエハを保持することができる被処理
ウエハ保持部と前記被処理ウエハ保持部と対向す
る電極と、前記被処理ウエハ保持部及び電極を収
納することができる容器と、前記容器内の気体を
前記容器外に排気するために用いられる排気管
と、前記容器内に反応ガスを供給するために用い
られる反応ガス供給管とを有し、前記被処理ウエ
ハ保持部と電極との間に電圧を印加してプラズマ
を発生させ前記被処理ウエハの被処理面に薄膜を
形成することができるプラズマCVD装置であつ
て、前記被処理ウエハ保持部は前記保持する被処
理ウエハの被処理面が下向きになるように前記容
器内に配置され、前記電極は前記被処理ウエハ保
持部下にこれと所定距離離間して対向するように
配置され、前記排気管は前記容器内の気体を前記
電極の下方側から前記容器外に排気するように設
けられていることを特徴とするプラズマCVD装
置にある。
以下実施例により本発明を詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例のプラズマCVD装
置の一実施例を示す。同図において、ベルジヤの
下部を構成するベルジヤ本体1が示されている。
このベルジヤ本体1は上方を開口した円筒体であ
つて、その中央には円板状の電極2が配設されて
いる。この電極2はその中央部を貫通する管体3
に固定され、この管体3は下部を上下に移動可能
な上昇体4に貫通状態で固定されている。また、
この上昇体4の両端部にはガイド孔を有するガイ
ド部5が設けられ、このガイド部5には鉛直方向
に延びる支柱6が嵌合されている。前記支柱6の
一方には雄ねじが設けられるとともに、ガイド部
5のガイド孔には雌ねじが設けられている。ま
た、2本の支柱6はその上端でベルジヤ本体1に
固定されている。また、前記管体3の外側には円
筒状にガイド管7および蛇腹8が配設されてい
る。前記ガイド管7は下端が上昇体4に固定さ
れ、蛇腹8の上端はベルジヤ本体1の下面に、下
端は上昇体4に固定されている。また、雄ねじを
有する前記支柱は、正逆転可能なモータ9によつ
てベルト10を介して回転制御されるようになつ
ている。したがつて、前記モータ9が正転する
と、上昇体4が上昇して電極2が上昇し、モータ
9が逆転すると上昇体4が下降するようになつて
いる。また、この上昇体4の上下動によつても蛇
腹8によつてベルジヤ内の気密性が保たれるよう
になつている。また、前記管体3の上端にはノズ
ル11が固定されるとともに下端には接手12が
固定され、この接手12には図示しないガス管が
接続され、このガス管からベルジヤ内にはたとえ
ば、モノシラン、アンモニア、窒素等が供給され
る。また、ベルジヤ本体1の底部には排気管13
が設けられ、この排気管13からベルジヤ内の空
気を抜き真空度を一定に保つようになつている。
さらに、このベルジヤ本体1の側方にはアーム1
4が固定され、このアーム14の先端には天井を
有する筒状の受具15が取り付けられている。そ
して、この受具15には雄ねじを有するガイド柱
16が鉛直方向に貫通して延び、このガイド柱1
6の下端は図示しない機台に回転可能に固定され
ている。また、ガイド柱16には雌ねじを有した
移動体17が螺合され、この移動体17は回転防
止用ボルト18、ナツト19を介して前記アーム
14に固定されている。また、移動体17と受具
15との間にはばね20が取り付けられている。
したがつて、ガイド柱16の正転でベルジヤ本体
1が上昇し、逆転によつて下降するようになつて
いる。
一方、ベルジヤ本体1の上部にはベルジヤ蓋体
21が配設されている。このベルジヤ蓋体21は
二重蓋構造となり、内部を冷却水が流れるように
なつている。また、ベルジヤ蓋体21の中央には
取付孔が設けられ、この取付孔には回転軸22が
ベアリング23、二重構造のガイド筒24を介し
て取り付けられている。また、この回転軸22の
上端はカツプリング25、主軸26、プーリ2
7、ベルト28、プーリ29を介してモータ30
の回転軸31に連結されている。また、回転軸2
2の下端は支枠32を介してウエハ33を載置固
定するテーブル34が固定されている。また、テ
ーブル34とベルジヤ蓋体21内壁との間にはヒ
ータ35が配設されている。また、このベルジヤ
蓋体21はその一側部に水平方向に延びる回転軸
36が固定されている。この回転軸36は図示し
ない機台から延びる支持台37上のジヤーナル受
け38に回転可能に支持されている。また、この
回転軸36の先端はカツプリング39を介して正
逆転する反転用モータ40の駆動軸41に連結さ
れている。また、第2図に示すように、ウエハ3
3はテーブル34に設けた2本のピン42と一本
のレバー43とによつて周縁部を固定される。す
なわち、ピン42は先端に向かうにしたがつて直
径が大きくなるテーパピンとなつている。また、
レバー43は取付ねじ44を中心に回動可能であ
るとともに、ばね板で形成され、弾力的にウエハ
33を固定するようになつている。また、この場
合、ウエハをテーブルに密着させることによつて
均一に加熱されるようになつている。
つぎに、このようなプラズマCVD装置の使用
方法について説明する。まず、ガイド柱16を逆
転させることによつてベルジヤ本体1を所定位置
まで下降させる。その後、反転用モータ40を正
転させることによつてベルジヤ蓋体21を180度
反転させ、テーブル34のウエハ取付面を上面に
する。この状態でウエハ33をピン42、レバー
43を利用して固定する。
つぎに、反転用モータ40を逆転させることに
よつてベルジヤ蓋体21を180度反転させ、テー
ブル34のウエハ取付面を下面にする。その後、
ガイド柱16を逆転させることによつてベルジヤ
本体1を上昇させ、上方のベルジヤ蓋体21と密
着させ、反応チヤンバを形成する。
つぎに、ヒータ35によつてテーブル34およ
びウエハ33を加熱するとともに、排気管13か
ら反応チヤンバ内の空気を抜き、反応チヤンバ内
の真空度を所望値に設定する。また、ノズル11
から反応チヤンバ(ベルジヤ)内にSiH4、NH3
N2等の反応ガスを供給する。
その後、モータ30を回転させることによつて
テーブル34を低速で回転させるとともに、テー
ブル34と電極2との間に電圧を印加させ、プラ
ズマを発生させながらウエハ33面にシリコン膜
を形成させる。
所定時間シリコン膜を形成した後、反応ガスの
供給、電圧の印加、テーブルの回転をそれぞれ停
止し、その後ベルジヤ本体1を下降させる。つぎ
に、ベルジヤ蓋体21を再び180度反転させ、ウ
エハ33をテーブル34から取り外す。そして、
新なウエハ33をテーブル34に取り付け、つぎ
の薄膜形成を行なう。
このような実施例によれば、ウエハ33のロー
デイング、アンローデイング以外はウエハ33の
薄膜形成面は下面となつている。このため、ベル
ジヤ内壁にフレークが形成され、かつ脱落して
も、ウエハ面には付着することはほとんどない。
したがつて、ウエハ面に異常突起が生じないこと
から、その後の工程、特にマスクを用いた露光工
程で、マスクを傷付けることもなく、また歩留の
低下も来たすこともなくなる。
なお、本発明は前記実施例に限定されることは
ない。すなわち、ベルジヤ蓋体の反転は蝶番構造
としてもよい。また、テーブルへのウエハの取り
付けは他の機構でもよい。この場合、ウエハをテ
ーブル面に密着させることによつて各ウエハが均
一に加熱されるようにする必要がある。
さらに、本発明の気相化学処理装置は反応ガス
を変えることによつて、他の薄膜形成に使用でき
ることは勿論である。
以上のように、本発明の気相処理装置によれ
ば、フレークやパーテイクル等の塵埃はウエハの
ようなワークに付着することはほとんどない。こ
のため、歩留が向上する。
また、ワーク面に異常突起が生じないことか
ら、ワークがウエハである場合、次工程以降の露
光工程でマスクを傷付けたりすることもないの
で、マスクの寿命が長くなる。また、マスクを傷
付けることも少ないので、傷付いたマスクで露光
をすることも少なくなり、露光の歩留も向上する
など多くの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例であるプラズマ
CVD装置の断面図、第2図は本発明の一実施例
であるプラズマCVD装置のウエハを載置固定す
るテーブルの一部斜視図である。 1……ベルジヤ本体、2……電極、3……管
体、4……上昇体、5……噛合部、6……支柱、
7……ガイド管、8……蛇腹、9……モータ、1
0……ベルト、11……ノズル、12……接手、
13……排気管、14……アーム、15……受
具、16……ガイド柱、17……移動体、18…
…ボルト、19……ナツト、20……ばね、21
……ベルジヤ蓋体、22……回転軸、23……ベ
アリング、24……ガイド筒、25……カツプリ
ング、26……主軸、27……プーリ、28……
ベルト、29……プーリ、30……モータ、31
……回転軸、32……支枠、33……ウエハ、3
4……テーブル、35……ヒータ、36……回転
軸、37……支持台、38……ジヤーナル受け、
39……カツプリング、40……反転用モータ、
41……駆動軸、42……ピン、43……レバ
ー、44……取付ネジ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 被処理ウエハを保持することができる被処理
    ウエハ保持部と、前記被処理ウエハ保持部と対向
    する電極と、前記被処理ウエハ保持部及び電極を
    収納することができる容器と、前記容器内の気体
    を前記容器外に排気するために用いられる排気管
    と、前記容器内に反応ガスを供給するために用い
    られる反応ガス供給管とを有し、前記被処理ウエ
    ハ保持部と電極との間に電圧を印加してプラズマ
    を発生させ前記被処理ウエハの被処理面に薄膜を
    形成することができるプラズマCVD装置であつ
    て、前記被処理ウエハ保持部は前記保持する被処
    理ウエハの被処理面が下向きになるように前記容
    器内に配置され、前記電極は前記被処理ウエハ保
    持部下にこれと所定距離離間して対向するように
    配置され、前記排気管は前記容器内の気体を前記
    電極の下方側から前記容器外に排気するように設
    けられていることを特徴とするプラズマCVD装
    置。
JP58241978A 1983-12-23 1983-12-23 プラズマcvd装置 Granted JPS59145519A (ja)

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