JPS62193115A - 半導体ウエハの処理方法 - 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〕 本発明は、減圧下で処理が行われる処理技術、特に、真
空ポンプからのオイル葵気の処理室へのバックディフュ
ージョンを回避する技術に関し、例えば、半導体装置の
製造において、ウェハ上にポリシリコンをデポジション
する減圧ＣＶ　Ｉ）処理技術に利用して有効なものに関
する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造において、ウェハ上にポリシリコンを
デポジションする減圧ＣＶＤ装置として、ウェハが収容
されているプロセスチューブを浦回転ポンプを用いて高
真空に排気した後、高温下で多量のモノシラン（ＳｉＨ
４）ガスを供給するように構成されているものがある。

なお、減圧ＣＶＤ技術を述べである例としては、株式会
社工業調査会発行「電子材料１９８５年１１月号別叫」
昭和６０年１１月２０日発行　Ｐ５６〜Ｉ）６４、があ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このような減圧ＣＶＤ装置においては、液体窒
素によるコールドトラップを設備することができないた
め、プロセスチューブへの油回転ポンプからのオイル蒸
気のハックディフュージョン現象が起こり、パターンの
微細下に伴って屓間耐ｒＥの低下によるディスクープ不
良が発生するという問題点があることが、本発明者によ
って明らかにされた。

本発明の目的は、オイル蒸気のバックディフュージョン
現象による障害を防止することができる処理技術を提供
することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細害の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔問題点を解決するための手段〕

本１頭において開示される発明のうち代表的なものの概
要を説明すれば、次の通りである。

処理室を真空排気する真空排気装置に、メイルや水銀等
のような拡散して作用する吸引媒体やシール材を用いな
いオイルフリの真空ポンプを設備するとともに、この真
空ポンプにより処理室の真空状態を作り出すようにした
ものである。

〔作用］ この処理方法における真空ポンプにはオイルや水銀等の
ような吸引媒体が使用されていないため、当該吸引媒体
の拡１及物質（茎気）が高真空に排気された状態の処理
室に逆流するという現象は、必然的に起き得ない。した
がって、オイル蒸気のハックディフュージョン現象に伴
う被処理物の汚染等のような二次的障害の派生は未然に
回避されることになる。

また、オイルフリ真空ポンプの回転数を処理室の真空状
態に基づいてフィールドバック制御することにより、処
理ガス供給中においても処理室を所望の真空状態に維持
することができるため、当該処理室において最適な処理
が実施されることになる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるポリシリコンのデポジ
ション処理方法に使用される減圧ＣＶＤ装置を示す模式
図、第２図はそれに使用されるオイルフリ真空ポンプの
全体構造を示す縦断面図、第３図＋ａ＋は第２図の遠心
圧縮ポンプ段の詳細を示す縦断面図、同図ｔｂ＋および
（Ｃ１は第３図＋ａ＋の１１１　ｂ矢視図およびｍ　ｃ
矢視図、第４図（８）は第２図の円周流圧縮ポンプ段の
詳細を示す縦断面図、同図（１１）および（（］）は第
４図（ａｌのｒＶｂ矢視図およびＩＶｃ視し１、第５図
はその作用を説明するための線図である。

本実施例において、減圧ＣＶ　ｌ）装置は石英ガラスを
用いて略円筒形状に形成されているプロセスチューブｌ
を備えており、このプロセスチューブ１の内部室は処理
室２を実質的に形成している。

プロセスチューブｌの外部にはヒータ３が設備されてお
り、ヒータ３は後記するコントローラに制御されて処理
室２を加熱し得るように構成されている。

プロセスチューブｌの一端には炉口４が開設されており
、炉口４にはキャンプ５がこれを開閉し得るように取り
（＝Ｊけられている。キャップ５にはガス供給口６が開
設されており、この供給口６にはガス供給装置７が接続
されている。ガス供給袋ｒ１１７は処理ガス源８と、不
活性ガスとしての窒素ガス源９と、その他のガス１ｆｔ
ｔｏと、各ガス供給量をそれぞれ調節するための各エア
バルブ８ａ。

９ａ、ｌｏａと、各供給系を開閉するための各パルプ８
ｂ、９ｂ、１０ｂを備えている。

プロセスチューブ１の他端には排気口１２が開設されて
おり、す［気口１２には１゛１空排気装’Ｅ　１３が接
続されている。真空排気装置１３は後記するオイルフリ
真空ポンプ１４と、このポンプ１４を回転ＱＡｕＪする
手段としてのモータ１５と、このモータ１５の回転数を
制御するためのインバータｌ６と、ポンプ１４へ異物が
侵入するのを防止するためのトラップ１７と、真空排気
系全体を開閉するエアバルブ１８とを備えており、この
排気装置１３には処理室２の内圧を測定する手段として
の真空計１９が接続されている。

また、この減圧ＣＶＤ装置はコンピュータ等からなるコ
ントローラ２０を備えており、コンＩ・ローラ２０は予
め設定されたシーケンスおよび１１空計１９等からのＩ
Ｉ＋定データに基づき前記インノ＼−夕ｌＧおよびヒー
タ３等を制御するごとにより、後述するような作用を実
現するように構成されている。

前記オイルフリ真空ポンプ１４は第２図〜第４図に示さ
れているように構成されている。すなわち、この真空ポ
ンプは、吸気口２１八および排気口２１Ｂををするハウ
ジング２１と、このハウジング２１内に軸受２５を介し
て回転自在に支持された回転軸２２と、吸気口２１Ａ側
から排気口２１ｎ側に至る間のハウジング２１内に順次
配設さた遠心圧縮ポンプ段２３および円周流圧縮ポンプ
段２４とを備えている。回転軸２２はこれに連結したモ
ータ１５により駆動されるようになっており、モータ１
５はインバータ１６によりその回転数を制御されるよう
に構成されている。

前記遠心圧縮ポンプ段２３は、第３図＋ａｌおよびｆｂ
ｌに示されているように、表面に回転方向に対して内向
きの羽根２６が複数突設されているとともに、回転軸２
２に取付けられているオーブン羽根車２３Ａと、第３図
ｆａｔおよび（ｅｌに示されているように、ハウジング
２１の内壁に取付られているとともに、前記羽根車２３
Ａの裏面（羽根２６が設けられていない面）と対向する
面に回転方向に対して内向きの羽根２７を複数個突設さ
れている固定円板２３Ｂとを交互に並列に配置されて構
成されている。

前記円周流圧縮ポンプ段２４は、第４図（ａｌおよび（
ｂ）に示されているように、回転軸２２に取付けられて
いるとともに、外周面に複数個の羽根２８を放射伏に形
成されている羽根車２４Ａと、第３図（ａｌおよび（Ｃ
）に示されているように、ハウジング２１の内壁に砲付
けられ、かつ前記羽根車２４Ａの表面（羽根２８が設け
られている面）と対向する面にＵ字状の溝２９を有する
固定円板２１１Ｂとを交互に並列に配置して構成されて
いるとともに、第４図（ａｌおよび（Ｃ１に示されてい
るように前記溝２９の終端部に孔２９ａを穿設されて通
風路３０を形成されている。

ここで、前記構成にかかるオイルフリ真空ポンプの作用
について説明する。

ポンプ運転初期の過度状態においては、ポンプ内部は全
体が大気圧に近い高い圧力下にあり、気体の流れは粘性
流となるため、遠心圧縮ポンプ段２３は重心圧縮機とし
で作用する。すなわち、遠心圧縮ポンプ段羽根東２３Δ
は圧縮機羽根車として働き、羽根車２３Ａと固定円板２
′目３の間の羽根２７にはさまれて形成される流路は、
流れを外径から内径側に案内するりターンチャンネルと
して（ａｌ　＜。また、羽根車２３Ａが圧縮作用をする
ので、遠心圧縮ポンプ段２３Ａとしては、圧力打１失部
としてよりは圧縮機として大流量を流−４作用をするこ
とができる。

円周流圧縮ポンプ段２４の圧縮比が大きくなって、円周
流圧縮ポンプ段の入口の圧力が充分に低くなった定常状
態、すなわち、この圧力が数ＴＯｒｒ以下になった定常
状態においては、遠心圧縮ポンプ段２３の入口、すなわ
ち、真空ポンプの吸気口２１Ａの（＝１近の気体の流れ
は、中間流ないしは分子流となり、遠心圧縮ポンプ段２
３はソーブバーン分子ポンプとして作用する。すなわち
、羽根２Ｇを有する羽根車２３Ａは、螺旋溝を加トした
回転円板として作用し、固定円板２３Ｂの）３面（羽根
２７が設けられていない而）との組み合わせで、内径側
から外径側に向けて圧縮作用をするソーブバーン分子ポ
ンプとして（す１＜。また、複数個の羽根２７が設けら
れた固定円板２３Ｂは、螺ＪＭ溝を加工した固定円板と
して作用し、羽根車２３Δの裏面（羽根車２６が設けら
れていない而）との組み合わセで、外径側から内径側に
向けて圧縮作用をするソーブバーン分子ポンプとし７て
（す１く。

また、同しく定常状態におい゛こは、ｆｌｉＩ記円周流
圧縮ポンプ段２４に流入する気体は前記遠心圧縮ポンプ
段２３において充分に圧縮されているため、体積流量は
殆ど零に近い。Ｊなわち、円周流圧縮ポンプ段２４は、
締切状態に近い状態で運転されることになるが、円周流
圧縮ポンプは締切状態で高い圧縮比が得られるという特
性があるため、少ない段数で充分低い到達圧力に達する
ことができる。

らなみに、遠心圧縮ポンプ段２３、並びに円周流圧縮ポ
ンプ段２４の段数およびポンプ回転数は、定常運転状態
において、両段の境の圧力が粘性流と中間流との切替わ
り点、すなわち、数ＴＯ「「になるように設定される。

通常、遠心圧縮ポンプ段を１〜３段、円周流圧縮ポンプ
段を６〜１０段組み合わせることにより、ポンプの吸気
口２１Ａの圧力は、後記するＣＶＤ処理を実現可能なｌ
〇−３〜１０−’Ｔｏｒｒに達しせしめることができる
。

前述により明らかなように、この真空ポンプによれば、
吸気口側に設けられた遠心圧縮段ポンプ段が、過度状態
においては遠心圧縮機として、定常状態においてはジー
グバーン分子ポンプとして働くという二重の作用をする
ので、排気１］圧力を大気圧付近に保て、ポンプ運転初
期の過度状態において大きな排気速度が得られる。

、しかも、この真空ポンプは油回転ポンプや拡散ポンプ
の場合のようなオイルや水銀等の吸引媒体を使用しない
ため、清浄な真空状態を作り出すことができる。すなわ
ち、拡散ポンプにおいては、オイルや水銀等を拡散させ
てこの蒸気を補助ポンプで吸引することにより、高真空
状態を作り出すため、また、油回転ポンプにおいてはシ
ール材としてのオイルが蒸発するため、高真空状態にお
いて蒸気がバックディフュージョンする現象が起きる。

これに対して、前記オイルフリ真空ポンプではこのよう
な吸引媒体を使用せずに直接高真空状態を作り出すこと
ができるため、当該媒体のバックディフュージョン現象
も当然的に起こり得ない。

次に、第５図を参考にして、前記構成にかかる減圧ＣＶ
Ｄ装置を使用した場合の本発明にかかる処理方法の一実
施例を説明する。

ここで、第５図は前記構成にかかる減圧ＣＶＤ装五によ
る処理方法の一実施例であるポリシリコン成膜プロセス
を示すシーケンスフロー図であり、ｉａ＋は窒素ガスの
供給、（ｂｌは′ｅノシランの供給、ｔｅｌは前記オイ
ルフリ真空ポンプの回転数、ｆｄｌは処理室の圧力推移
をそれぞれ示す線図である。

ポリシリコンを成膜すべき被処理物としてのウェハ３１
は複数枚がポート３２上に立てて整列保持された状態で
、炉口からプロセスチューブｌの処理室２内に収容され
る。

ウェハ３１が収容されて炉口４がキャンプ５により閉塞
されると、コントローラ２０により、ガスイ」（給装置
７のメインパルプ１１が閉止されるとともに、真空排気
装置１３のバルブ１８が全開され、第５図（ｄｌに示さ
れているように、処理室２内が急速に真空排気される。

同時に、処理室２内のウェハ３１はヒータ３によって所
定温度まで加熱される。

このとき、第５図ｉｄ＋に示されているように、処理室
２は大気圧になっているが、前述したように、オイルフ
リ真空ポンプ１４は真空排気初期の過渡期には遠心圧縮
ポンプ段２３が粘性流領域において作用するため、メカ
ニカルブースタポンプやロータリーポンプ等のような粘
性流領域で有効な補助ポンプを必要とせずに、処理室２
を直接的に真空排気することができる。

そして、コントローラ２０に予め設定されている値、す
なわち、粘性流が中間流ないしは分子流領域に切替わり
オイルフリ真空ポンプ１４における遠心圧縮段ポンプ段
２３がジーグバーン分子ポンプとして作用する圧力値（
数Ｔｏ　ｒ　ｒ）が、真空δｔ１９によって測定される
と、第５図ｔｅｌに示されているように、コントローラ
２０はインハーク１６を介してモータ１５の回転数を一
定に制御し、真空ポンプ１４を定常状態に移行せしめる
とともに、これを維持せしめる。ごの制ｆｆｆｌｌによ
り、第５図（ｄｌに示されているように、処理室２の内
圧は所定の圧力、約３Ｘ１０−３Ｔｏｒｒに維持せしめ
られる。

所定のリークチェックが実施された後、コントローラ２
０により供給装置７の窒素ガスｔＡ９の窒素ガスバルブ
９ｂが開けられるとともに、バルブ９ａが適当量開けら
れ、第５図＋ａｌに示されているように、所定量の窒素
ガスが処理室２に供給される。処理室２に供給された窒
素ガスは処理室２内の汚染物質と共に、排気装置１３に
より排気されて行く。したがって、処理室２の内圧は、
第５図＋ｄ）に示されているように、予め設定された圧
力に上昇された後、一定に維持されることになる。この
設定圧力は前記オイルフリ真空ポンプ１４がジーグバー
ン分子ポンプとして作用するために必要な圧力（数Ｔｏ
　ｒ　ｒ＞以下とされる。

ちなみに、窒素ガスに乗って排気される汚染物質はトラ
ップＩ７により捕集されるため、オイルフリ真空ポンプ
１４に異物が流れ込んでその機能を損なわれる危険は回
避される。

コントローラ２０に予め設定されている所定時間が経過
すると、コントローラ２０により供給装置７の窒素ガス
バルブ９ｂは閉止される。これにより、第５図（ｔｌｌ
に示されているように、処理室２内の窒素ガスが完全に
排気されると、処理ガス源８の処理ガスバルブ８ｂが開
けられるとともに、バルブ８ｄが適当量開けられ、第５
図（ｂｌに示されているように、ポリシリコン膜デボジ
ンヨン処理用の処理ガスとしてのモノシランガスが所定
量所定時間供給される。このモノシランガスとヒータ３
の加熱とによりＣＶＤ反応が起こり、ウェハ３１上にポ
リシリコンが成膜処理されて行く。

このＣＶＤ反応による成膜処理中、オイルフリ真空ポン
プ１４は真空排気を持続するが、第５図ｆｄｌに示され
ているように、コントローラ２０によりフィードバック
制御されるため、第５図（ｄｌに示されているように、
処理室２の真空状態は処理が最適に実行される所定の圧
力（例えば、０．３ＴＯ「「）に維持される。

すなわら、モノシランガスが処理室２に供給されると、
その内圧は上昇しこれは只空計１９により測定される。

モノシランガス供給後、最適のＣＶＤ反応に必要な目標
値（例えば、０．３Ｔｏｒｒ）以下の圧力が真空計１９
により測定されると、コントローラ２０はインパーク１
６を介してモータ１５の回転数を減速制御することによ
り、真空ポンプ１４の排気能力をジーグバーン分子ポン
プ作用を維持し得る範囲内において抑制させる。この排
気能力低下とモノシランガスの供給との相関関係によっ
て処理室２の内圧が上昇し、前記目標値以上の圧力が真
空計１９により測定されると、コンｌ−ローラ２０はイ
ンバータ１６を介してモータ１５の回転数を増速制御す
ることにより、真空ポンプ１４の排気能力を増強させる
。以後、このようなフィードバンク制御が繰り返えされ
ることにより、処理室２の真空状態はモノシランガスの
供給下において理想の真空状態に維持され、最適のＣＶ
Ｄ反応による成膜処理が実施される。

所定の成膜処理が終了すると、コントローラ２０により
、処理ガス源８のバルブ８ａが閉止されて第５図（Ｃ１
に示されているように、モノシランガスの供給が停止さ
れるとともに、第５図ｆｃ）に示されているように、オ
イルフリ真空ポンプ１４は元の排気能力まで増強される
。これにより、第５図＋ｄ＋に示されているようにアフ
タ真空ＦＪＦ気が実施される。

所定のアフタ真空排気時間が経過すると、コントローラ
２０により窒素ガス源９のバルブ９ａ、９ｂが開けられ
、第５図ｔａ＋に示されているように、窒素ガスが所定
量供給される。

同時に、コントローラ２０により真空排気装置１３にお
けるバルブ１８が閉じられるとともに、第５図（Ｃ１に
示されているように、オイルフリ真空ポンプ１４の回転
数は次第に減速されて行き、その途中においてそれまで
の中間流ないしは分子流領域の真空排気作用から粘性流
領域の真空排気作用にリノリ替わり、続いて、初期回転
速度に維持されて、次回の処理に待機させられる。

その後、キャンプ５が取り外されてウェハ３１が炉口４
から引き出され、所定のＣＶＤ処浬が終了する。

ところで、ポリノリコンのデポジションに使用されるモ
ノシランガスの」１煮湯度は液体窒素の温度よりも高い
ため、減圧ＣＶ　Ｉ）装置の真空排気装置〃には液体窒
素が使用されているコールドトラップを適用することが
できない。けだし、コールドトラップにおいてモノシラ
ンガスがトラップされることにより、１ノド気系が急速
に詰まってしまうためである。

このように、真空排気装置にコールドトラップが介設さ
れていないと、第５図＋ｄｌに示されているように、処
理室がＣＶＤ反応による成膜処理の前後において真空に
排気された時、真空ポンプとして油回転ポンプが使用さ
れている場合、オイルが処理室にハックディフュージョ
ンしてしまう。その結果、処理室内がオイルにより汚染
され、種々の二次的障害が発生する。二次的障害として
は、オイルのウェハへの付着による製品の特性不良の発
生や、処理ガスがオイルと接触することにより、腐食性
の液体になりプロセスチューブを腐食さセたり、ポンプ
のオイルを劣化させて蒸気圧を低下させたりする等の障
害がある。

しかし、本実施例においては、前述したように、吸引媒
体が全く使用されないオイルフリ１゛１空ポンプ［４に
より処理室２が直接真空排気されるため、オイルが処理
室２にハックディフュージョンする現象は当然起こりｉ
艷ｔず、その二次的障害も未然に回避されることになる
。

次に、本発明の処理方法を通用した処理装置を用いて形
成する半導体装置の°製造工程を第６図［ａｌ〜！１１
を用いて順次説明する。なお、以下においては半導体素
子の例として金泥−酸化膜一半導体構造（ＭｅＬａｌ　
　０ｘｉｄｅ　　Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　　５ｔ
ｒｕｃｔｅｒ）のＭＯ５Ｉ−ランジスタの製造工程につ
いて説明するが、バイポーラトランジスタの製造工程に
通用しても良いことは言うまでもない。

（ａ）、第６図（ａｌはＰ型シリコン弔結晶半導体基板
■００を示している。この基板１００はオイルフリ真空
ポンプを用いた単結晶２１２導体成長装置により形成さ
れたシリコン単結晶半導体をウェハ状に分割して形成し
たものであり、きわめて品質が高い。

（ｂ）、第６図ｆｂｌは基板＋００を熱処理し、基板１
００主面にシリコン酸化膜（絶縁！り１０１を形成した
状態を示す。このシリコン酸化膜１０１はオイルフリ真
空ポンプを用いた熱処理装置を用いて形成したもので、
オイル蒸気のバックディフュージョンのない清浄な雰囲
気で形成されており、膜質はきわめて良い。

（Ｃ）、第６図（Ｃ１は、耐酸化マスクとしてのシリコ
ンナイトライドｌｌ５ｉ’　１０２をシリコン酸化膜１
０１上に選択形成した状態を示す、このシリコンナイト
ライド膜１０２はオイルフリ真空ポンプを用いたプラズ
マＣＶＤ装置により形成したもので、膜質はきわめて良
い。

（＋、ｌｌ　、第６図（ｄｉは、シリコンナイトライド
膜１０２を耐熱化マスクとして熱処理し、基板１００表
面のシリコン酸化膜１０１を選択成長させ、フィールド
酸化膜１０３を形成した状態を示す。この熱処理はオイ
ルフリ真空ポンプを用いた熱処理装置により形成される
。

（ｅ）、第６図（ｅｌは、シリコンナイトライド膜１０
２とシリコン酸化膜１０３とを除去し、基＋ｉ　ｔ　ｏ
　。

表面を露出させた状態を示す。この露出された基板１０
０表面には後述の如きＭＯＳ）ランジスタが形成される
。

（ｆ）、第６図１ｆ）は、ＭＯＳトランジスタのゲート
酸化膜１０４を形成した状態を示す。このゲート酸化１
９１０４はＭＯＳトランジスタの特性を決定する重要な
Ｒ’Ａであるため、膜質はきわめて良好なものが要求さ
れる。本製造工程においては、オイルフリ真空ポンプを
用いた熱処理装置でこのゲート酸化膜を形成するため、
膜質は良い。その結果、ゲート電極と基板１００との電
気的な導通（ショート）不良は確実に防止できる。

（ｇ）、第６図（ｇ＋は、ＭＯＳトランジスタのゲート
電極材料として、例えば多結晶シリコン＋０５を堆積し
た状態を示す。この化結晶シリコン１０５は１ｉｉｒ述
のようにオイルフリ真空ポンプを用いた減圧ＣＶＤ装置
により形成する。その結果、その膜質はきわめて良い。

山）、第６図（［１）は、多結晶シリコン１０５をオイ
ルフリ真空ポンプを用いたエソナング装置？Ｚにより工
ノチングし、ゲート電極１０５ａを形成し、さらにオイ
ルフリ真空ポンプを用いた熱処理装置によりこのゲート
電極１０５ａとしての多結晶ポリノリコンを熱酸化し、
シリコン酸化膜＋０６を形成した状態を示す。

（１）、第６図＋１１は、ゲート電極１　（］　５　ａ
を不純物導入阻止マスクとして用い、基板１００表面に
砒素（八Ｓ）イオンをゲート電極１０５ａとセルフララ
インとに導入した状態を示ず９このイオン打込装５！Ｉ
：はオイルフリ真空ポンプを備えており、その処理室は
きわめて清浄であり、その中で不純物導入が行われる。

（ｊ）、第６図（Ｊｌは、基板１００表面に導入された
砒素（Ａｓ）イオンを基板１００内に拡散し、ＭＯＳト
ランジスタのソース（Ｓ）　　・ドレイン（■））領域
を形成した状態を示す。この拡散工程はオイルフリ真空
ポンプを備えた熱処理装置により行われる。

（ｋ）、第６図（ｋｌは、表面保護膜１０９としてシリ
コン酸化ｌｌＡ１０？、リンシリケートガラス（ＰＳＧ
）膜１０８を形成した状態を示している。これらの表面
保護膜はオイルフリ真空ポンプを備えたＣＶＤ装置で形
成され、それらの膜質はきわめて良い。

（１）、第６図（１）は、表面保護膜１０９にソース（
Ｓ）・ドレイン（Ｄ）領域を露出させるコンタクト孔（
ｃｏｎｔ）を開けた後、このソース（Ｓ）　　・ドレイ
ン（Ｄ）領域に電気的に接続する。例えば、アルミニュ
ーム（ＡＩ）等で形成した電極１１０ａ、１１０ｂを形
成した状態を示す。このコンタクト孔（ｃ　ｏ　ｎ　ｔ
）は、レジストを耐エツチングマスクに設けたドライエ
ツチング技術により形成されており、そのドライエツチ
ング装置はオイルフリ真空ポンプを備えている。よって
、工、チング室はきわめてＩＮ浄になっており、エツチ
ングによりソース（Ｓ）　　・ドレイン（Ｄ）Ｖ４域の
表面は汚染されない。さらに、電極１１０ａ、１１０ｂ
の形成もオイルフリ真空ポンプを備えたスパッタリング
装置やエツチング装置を用いて行うため、電極材料は汚
染されずその純度は高い。よって、抵抗値の電極が形成
される。

以上のように、半導体装置としてのＭＯ５＋−ランジス
タの製造工程全般において、オイルフリ真空ポンプを備
えた処理装置を用いた前述の処理方法のようにポンプの
回転数制御によって処理室内の真空状態を作り出すよう
にすると、処理室内部はオイル芸気のバックディフュー
ジョンのない清浄な雰囲気になる。その結果、それらの
処理装置内で形成された半導体装置はｔ９染等の心配も
なく、特性、品質の向上が達成できる。

前記実施例から次のような効果が得られる。

（１）　　オイルや水銀等のような拡散する吸引媒体が
全く使用されないオイルフリ真空ポンプを用いることに
より、高真空時における吸引媒体の処理室へのバンクデ
ィフュージョン現象の危険を、Ｌｌ−熱的に回避するこ
とができるため、当該現象に伴って派生する二次的障害
を完全に防止することができるとともに、処理並びに製
品の品質および信頼性を高めることができる。

（２）　　オイルフリ真空ポンプの回転数を処理室の真
空状態に基づいてフィードバック制御するように構成す
ることにより、処理ガス供給中においても処理室を所望
の真空状態に維持することができるため、当該処理につ
いて最適状態を作り出すことができ、処理並びに製品の
品質および信頼性を高めることができる。

（３）　　オイルフリ真空ポンプを粘性流領域について
の真空排気作用（以下、通゛帛の真空排気作用という。

）と、中間流ないしは分子流領域についての高真空排気
作用（以下、高真空排気作用という。

）とが連続して行えるように構成することにより、一系
統の真空ポンプによって処理室を大気圧状態から高真空
状態まで真空排気することができるため、メカニカルブ
ースタポンプやロータリーポンプ等のような通常の真空
υＦ気作用を行う補助ポンプ、または、油拡散ポンプ等
のような高真空排気作用を行う高真空ポンプの併用を省
略することができるとともに、スペース効率を高め、処
理室の多段化を促進させることができる。

（４）通常の真空排気作用と高真空排気作用との切換、
および各領域における排気速度の増減を回転数のＬｌｉ
によって制御されるように、オイルフリ真空ポンプを構
成することにより、回転数の制御によって通常の真空排
気作用または高真空排気作用のいずれか、および所望の
排気速度を簡ｒＩ！に得ることができるため、処理を適
正化することができるとともに、処理シーケンス設計等
を簡単化することができる。

（５）吸引側に遠心圧縮ポンプ段を、排気側に円１．■
流圧縮ポンプ段流圧縮ポンプ段をそれぞれ配設し、遠心
圧縮ポンプ段の回転体を複数個の後退羽根を有するオー
プン形羽根車により構成するとともに、その固定体を外
径部における羽根の向きが回転方向に対して内向きであ
る羽根を前記羽根車の裏面に対向するように複数個取付
けられた固定円板から構成してオイルフリ真空ポンプを
構成することにより、通常の真空排気作用から高真空排
気作用までを一系統で、かつ、回転数の制御によって実
現することができる構造簡単な真空ポンプを具体的に得
ることができる。

（６）　　オイルフリ真空ポンプをモータにより回転駆
動されるように構成するとともに、モータの回転数をイ
ンバータによって制御されるように構成することにより
、回転制御を簡単で精密かつ効率よく実行することがで
きるため、処理を一層適正化することができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

例えば、オイルフリ真空ポンプは前記遠心圧縮ポンプ段
と円周流圧縮ポンプ段との組み合わセにより構成するに
限らず、遠心圧縮ポンプと、メカニカルブースタポンプ
、ロータリーポンプ、スクリューポンプ、スクロールポ
ンプとの組み合わせや、スクロールポンプ同士の組み合
わせ、スクロールポンプとメカニカルブースタポンプ等
の組み合わせ等によって構成してもよい。要は、オイル
等吸引媒体を使用せずに回転によって高真空排気作用を
行うポンプと、同じく回転によって通常の真空排気作用
を行うポンプとを組み合わせればよい。

真空ポンプはモータにより回転駆動するように構成する
に限らないし、インバータにより回転数を制御するよう
に構成するに限らない。

以上の説明では主として本発明者によっζなされた発明
をその背景となった利用分野である減圧ＣＶＤ処理に通
用した場合について説明したが、それに限定されるもの
ではなく、エピタキシャル処理、スパンタリング処理、
イオン打ち込み処理、′ｐＩ；着処理、拡散処理、ドラ
イエツチング処理、アノンヤーを含むドライ洗浄処理等
に通用することができ、また、半導体装置を製造するも
のに限らない。本発明は少なくとも、高真空排気される
処理室において処理を行う場合全般に通用することがで
きる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうら代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。

処理室を吸引媒体を用いないオイルフリの真空ポンプに
よって真空排気することにより、高真空に排気された処
理室へのオイル蒸気のバックデイフユージ町ン現象を防
止することができるため、処理並びに製品の品質および
信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるポリシリコンのデポジ
ション処理方法に使用される減圧ＣＶＤ装置を示す模式
図、 第２図はそれに使用されるオイルフリ真空ポンプの全体
構造を示す縦断面図、 第３図ｆａｌは第２図の遠心圧縮ポンプ段の詳細を示す
縦断面図、 同図（ｂｌおよび（ｃｌは第３図（８）のｕ＋ｂ矢視図
および１１１ｃ矢視図、 第４図（・１）は第２図の円周流圧縮ポンプ段の詳細を
示す縦断面図、 同図ｆｂｌおよび（Ｃ１は第４図（ａｌのｒＶｂ矢視図
およびｐ／ｃ視図、 第５図は作用を説明するための線図、 （Ｊ２） 第６図＋ａ＋〜イは本発明の処理装置を利用して形成し
た半導体装置の製造工程を示す断面図である。 １・　・プロセスチューブ（処理室）、２・・・処理室
、３・・・ヒータ、４・・・炉口、５・・・キャップ、
６・・・ガス供給口、７・・・ガス供給装置、８・・・
処理ガス源、９・・・窒素ガス（不活性ガス）源、１２
・・・ｌ」卜気口、１３・・・真空排気装置、１４・・
・オイルフリ真空ポンプ、１５・・・モータ、１６・・
・インバータ、１７・・・トラップ、１８・・・エアバ
ルブ、１９・・・真空計、２０・・・コントローラ、２
Ｉ・・・ハウジング、２１Ａ・・・吸気口、２１Ｂ・・
・排気口、２２・・・回転軸、２３・・・遠心圧縮ポン
プ段、２３Δ・・・オープン形羽根車、２３Ｂ・・・固
定円板、２４・・・円周流圧縮ポンプ段、２４Ａ・・・
羽根車、２４Ｂ・・・固定円板、２６．２７．２８・・
・羽根、３１・・・ウェハ（被処理物）、３２・・・ボ
ー１−０第　　２　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、オイルフリ真空ポンプにより真空排気される処理室
   において処理を行うことを特徴とする処理方法。 ２、オイルフリ真空ポンプが、粘性流領域の真空排気作
   用と中間流ないしは分子流領域の高真空排気作用との切
   換、および各領域における排気速度の増減を回転数の増
   減によって制御されるように構成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の処理方法。 ３、オイルフリ真空ポンプが、吸気口側に遠心圧縮ポン
   プ段を、排気口側に円周流圧縮ポンプ段をそれぞれ備え
   ており、前記遠心圧縮ポンプ段の回転体が複数個の後退
   羽根を有するオープン形羽根車から構成されており、固
   定体が外径部における羽根の向きが回転方向に対して内
   向きである羽根を前記羽根車の裏面に対向するように複
   数個取付られている固定円板から構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の処理方法。 ４、オイルフリ真空ポンプが、モータにより回転駆動さ
   れるように構成されているとともに、インバータにより
   モータの回転数を制御されるように構成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の処理方法。