CN100440425C - 载置台装置的安装结构、处理装置和馈电线间放电防止方法 - Google Patents

载置台装置的安装结构、处理装置和馈电线间放电防止方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100440425C
CN100440425C CNB2006100931846A CN200610093184A CN100440425C CN 100440425 C CN100440425 C CN 100440425C CN B2006100931846 A CNB2006100931846 A CN B2006100931846A CN 200610093184 A CN200610093184 A CN 200610093184A CN 100440425 C CN100440425 C CN 100440425C
Authority
CN
China
Prior art keywords
foot
mounting table
gas
mentioned
installation structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CNB2006100931846A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1885490A (zh
Inventor
河东进
小松智仁
望月隆
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.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of CN1885490A publication Critical patent/CN1885490A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100440425C publication Critical patent/CN100440425C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/46Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

本发明提供一种将中空状的脚部内维持在不发生放电的压力气氛,能防止馈电线之间放电的载置台装置。载置台装置安装结构为将载置台装置安装在可抽真空的处理容器内,该载置台装置具有:设置有加热机构的载置台;支撑它的中空状的脚部;和连接加热机构的馈电线等,该载置台装置安装结构具有:形成在处理容器底部的开口部上、以密封该开口部的方式设置的底部安装台;设置在脚部的下端部与底部安装台之间、由软质金属材料构成的金属密封部件;将脚部下端部固定在底部安装台侧的固定机构;惰性气体供给机构,将惰性气体供给脚部内,使脚部内成为馈电线之间不发生放电的压力气氛;和用于对脚部内气体一边限制其流量、一边使其排出的脚部内气体排气机构。

Description

载置台装置的安装结构、处理装置和馈电线间放电防止方法
技术领域
本发明涉及在真空气氛中用于对半导体晶片等被处理体进行成膜处理等热处理的处理装置、其中所用的载置台装置的安装结构、和防止该载置台装置中馈电线之间放电的方法。
背景技术
一般说来,为了制造半导体集成电路,要对半导体晶片等被处理体反复进行成膜处理、刻蚀处理、热扩散处理、改质处理等各种处理,形成所希望的集成电路。
作为例子,例如说明对每一片半导体晶片进行热处理的单片式处理装置,在能进行抽真空的处理容器内,例如将内置由钼线构成的电阻加热器的载置台,安装设置在从容器底部竖立的脚部的上端,将半导体晶片载置在该载置台上。然后,在如上所述将半导体晶片载置在载置台上的状态下,使规定的处理气体在该处理容器内一边流动,一边将内部气氛维持在规定的减压气氛中,与此同时驱动电阻加热器,将半导体晶片加热维持在规定的温度下,进行成膜处理等规定的处理。
在此情况下,上述脚部内呈中空状态,其中配设置有向上述电阻加热器馈电的例如镍制的馈电线。另外根据需要,在使用静电卡盘或高频电源用的电极的情况下,必要的馈电线也配置在呈该中空状态的脚部内。
可是,上述载置台或支撑它的脚部,一般说来主要使用铝合金,但众所周知,半导体晶片非常忌讳各种金属污染,所以提出了使用例如AlN等陶瓷材料作为上述载置台和支柱材料,因为这样的材料与上述铝合金相比,金属污染的程度小,而且耐热性也优异(例如专利文献1)。
而且,如上所述,例如电阻加热器的馈电线配设在中空状的脚部内,但由钼线构成的电阻加热器与由镍构成的馈电线的接合部,由于比较容易被空气氧化而易劣化,所以在脚部内填充惰性气体。在此情况下,由于在上述馈电线之间产生200伏左右的电位差,所以该中空状脚部内呈某种程度的减压气氛、例如1~10Torr(133~1330Pa)左右,馈电线之间发生放电,所以在晶片处理中必须防止发生该放电。因此,在现有的处理装置中,将上述的中空状脚部内设定为不发生上述放电的压力气氛。作为该方法,主要采用以下的方法1~方法3。
在方法1中,几乎不进行中空状的脚部内的密封,其中经常注入大量的惰性气体,通过使该惰性气体泄漏到处理容器内,防止放电的发生(专利文献1的图1)。
在方法2中,利用O形环等密封性非常高的密封部件,使中空状的脚部的下端部保持脚部内的气密性,通过将惰性气体填充在该脚部内,防止放电的发生(专利文献1的图2)。
在方法3中,通过焊接或接合,使中空状的脚部的下端部完全气密地固定,同时将规定压力的惰性气体封入该脚部内,防止放电的发生(专利文献1的图3)。
[专利文献1]日本专利实开平3-128668号公报
如上所述,如果采用各方法1~3,则由于中空状的脚部内维持在一定的压力气氛下,所以能防止配设在其中的馈电线之间发生放电。
可是,在上述各方法1~3中存在以下的问题。即,在方法1的情况下,由于中空状的脚部内的压力为大气压以上,所以大量的惰性气体流入处理容器内,因此该流入的惰性气体有时对处理中的半导体晶片产生不良影响。
另外在方法2的情况下,作为密封部件的O形环的耐热温度例如为240℃左右,所以在热处理过程中,在密封部件的温度超过耐热温度的情况下,密封性劣化,不能充分地发挥防止放电功能,必须频繁地进行密封部件的更换等维修作业。另外该中空状的脚部内的压力随着电阻加热器的温度的变化而变化,但通常,为了尽量抑制热传导引起的散热,脚部的厚度非常薄,所以由于上述的压力反复变化,所以有时该脚部本身受到损坏。
另外在方法3的情况下,由于通过焊接等以完全密闭状态接合脚部的下端部,所以在有任何不适宜的情况下,不仅不能进行维修作业,而且接合部分发生热应力集中,成为损坏的原因。另外,与上述方法2的情况相同,中空状的脚部内发生压力变化,有时脚部本身受到损坏。
发明内容
本发明就是着眼于上述这样的问题,为了有效地解决它而做出的发明。本发明的目的在于提供一种通过用允许微量泄漏的金属密封部件密封脚部的下端部,同时充分进行大量的惰性气体的供给和排放,将中空状的脚部内维持在不发生放电的压力气氛中,能防止馈电线之间的放电的载置台装置的安装结构、处理装置和防止载置台装置中馈电线之间放电的方法。
发明的第一方面提供一种载置台装置的安装结构,将载置台装置安装在可抽真空的处理容器内,上述载置台装置具有:设置有加热机构,在上面载置被处理体的载置台;从该载置台向下方延伸,内部呈中空状,同时下端开口的脚部;和容纳在该中空状的脚部内,上端连接在上述加热机构上的馈电线,该载置台装置的安装结构的特征在于,具有:
形成在上述处理容器底部的开口部上,以密封该开口部的方式设置的底部安装台;设置在上述脚部的下端部与上述底部安装台之间的由软质金属材料构成的金属密封部件;将上述脚部的下端部固定在上述底部安装台侧的固定机构;惰性气体供给机构,将惰性气体供给上述脚部内,使上述脚部内成为上述馈电线之间不发生放电的压力气氛;和用于对上述脚部内的气体一边限制其流量、一边使其排出的脚部内气体排气机构。
这样,由于用允许微量泄漏的金属密封部件,密封载置台的中空状的脚部的下端部,将比上述泄漏量大很多的流量的惰性气体供给脚部内,与此同时,一边限制该气体的流量一边使其排出,所以能将中空状的脚部内维持在馈电线之间不发生放电的压力气氛。
另外由于泄漏到处理容器内的惰性气体的流量微小,所以不会对被处理体的处理产生不良影响。另外,由于载置台的脚部的下端部不采用焊接等方法进行接合固定,而是用固定机构来紧固固定,所以允许伴随热伸缩的滑动,其结果,缓解加在固定部分上的热应力,能防止发生破损等。
在此情况下,例如发明的第二方面规定,上述载置台和上述脚部都由陶瓷材料构成。
另外例如发明的第三方面规定,在上述脚部的下端设置安装法兰部,上述金属密封部件的宽度比上述安装法兰部的宽度小。
另外例如发明的第四方面规定,在上述底部安装台上形成有用于容纳上述安装法兰部的法兰用槽部。
另外例如发明的第五方面规定,上述脚部内气体排气机构具有气体排气通路、以及设置在该气体排气通路上的节流部件。
另外例如发明的第六方面规定,上述气体排气通路连接在将上述处理容器内抽真空的真空排气系统上,上述惰性气体的流量被设定为在上述气体排气通路内流动的气体不向上述处理容器内逆流的流量。
另外例如发明的第七方面规定,上述惰性气体供给机构具有气体供给通路、以及设置在该气体供给通路上的流量控制器。
另外例如发明的第八方面规定,上述惰性气体供给量被设定为比上述金属密封部件的泄漏量大1个数量级以上的流量,同时上述节流部件的节流孔被设定为比上述金属密封部件的泄漏量大1个数量级以上的流量。
另外例如发明的第九方面规定,上述惰性气体供给机构的气体出口设置在上述底部安装台上。
另外例如发明的第十方面规定,上述固定机构由具有高温耐久性、且对上述被处理体难以产生金属污染的材料构成。
另外例如发明的第十一方面规定,上述固定机构由按压上述脚部的下端部的压板、固定该压板的金属螺栓、以及嵌入该金属螺栓的弹簧垫圈构成。
另外例如发明的第十二方面规定,上述底部安装台,由隔着上述金属密封部件、用于直接支撑上述脚部的下端部而由具有高温耐久性、且导热性低的金属材料构成的环状的下端支撑板,以及气密地堵塞该环状的下端支撑板的开口用的盖部件构成。
发明的第十三方面提供一种处理装置,用于对被处理体进行规定的热处理的处理装置,其特征在于,具有:可抽真空的处理容器;将上述热处理所必要的气体供给上述处理容器内的气体供给机构;将上述处理容器内抽真空的真空排气系统;上述任一项所述的载置台装置的安装结构。
在此情况下,例如发明的第十四方面规定,上述处理容器内设置有发生等离子体的等离子体发生机构。
发明的第十五方面提供一种防止载置台装置中馈电线之间放电的方法,该载置台装置的安装结构为将置台装置安装在可抽真空的处理容器内,上述载置台装置具有:设置有加热机构,在上面载置被处理体的载置台;从该载置台向下方延伸,内部呈中空状,同时下端开口的脚部;和容纳在该中空状的脚部内,上端连接在上述加热机构上的馈电线,该安装结构具有:形成在上述处理容器底部的开口部上,以密闭该开口部的方式设置底部安装台;设置在上述脚部的下端部与上述底部安装台之间的由软质金属材料构成的金属密封部件;将上述脚部的下端部固定在上述底部安装台侧的固定机构;惰性气体供给机构,将惰性气体供给上述脚部内,使上述脚部内成为上述馈电线之间不发生放电的压力气氛;和用于对上述脚部内气体一边限制其流量、一边使其排出的脚部内气体排气机构,
其中:隔着由软质的金属材料构成的密封部件,将上述脚部的下端部安装固定在可抽真空的处理容器的底部侧,以比上述金属密封部件的泄漏量大的流量,将惰性气体供给上述中空状的脚部内,同时,以比上述泄漏量大的流量,使上述中空状的脚部内的气体不经由上述处理容器内而排出,将上述脚部内维持在不发生放电的压力气氛。
附图说明
图1是表示本发明的处理装置的截面结构图。
图2是表示处理装置的主要部分的放大截面图。
图3是表示载置台装置的脚部的安装状态的平面图。
图4是表示载置台装置的安装结构的分解斜视图。
符号说明
2  处理装置
4  处理容器
6   喷头部(气体供给机构)
14  等离子体发生机构
28  真空排气系统
36  载置台装置
38  载置台
40  脚部
42  电阻加热器(加热机构)
44A,44B,46A,46B  馈电线
50  安装法兰部
52  安装结构
56  底部安装台
58  下端支撑板
60  盖部件
70  法兰用槽部
72  固定机构
74  金属密封部件
84  惰性气体供给机构
86  脚部内气体排气机构
92  气体供给通路
94  流量控制器
104 气体排气通路
106 节流部件
W   半导体晶片(被处理体)
具体实施方式
以下,根据附图详细说明本发明的载置台装置的安装结构、处理装置及防止载置台装置中馈电线之间的放电的方法的一实施例。
图1是表示本发明的处理装置的截面结构图,图2是表示处理装置的主要部分的放大截面图,图3是表示载置台装置的脚部的安装状态的平面图,图4是表示载置台装置的安装结构的分解斜视图。另外,这里举例说明采用等离子体CVD,对作为被处理体的半导体晶片进行成膜处理的情况。
如图所示,该处理装置2具有例如由镍、镍合金、或铝合金等形成为圆筒体状的处理容器4。在该处理容器4的顶部设置有下面具有许多气体喷出孔6A、6B的喷头部6,作为气体供给机构,由此能将例如成膜气体等作为处理气体导入处理容器4内的处理空间S中。该喷头部6内被分离划分成两个气体空间8A、8B,同时上述各气体喷出孔6A、6B分别与各气体空间8A、8B连通,在处理空间S中开始混合两部分气体。另外,将该气体供给方式称为后混合。
该喷头部6的总体由例如镍、镍合金、铝合金等导电体形成,兼作上部电极。作为该上部电极的喷头部6的外周侧,隔着由例如石英和氧化铝(Al2O3)等构成的绝缘体10,以绝缘状态安装固定在处理容器4的顶部侧。在此情况下,在上述喷头部6、绝缘体10和处理容器4的各接合部之间,分别存在例如由O形环等构成的密封部件20,维持处理容器4内的气密性。
而且,作为等离子体发生机构14,例如发生450KHz的高频电压的高频电源16,通过匹配电路18连接在该喷头部6上,根据需要,在作为上述上部电极的喷头部6上施加高频电压。另外,该高频电压的频率不限定于450KHz,也可以用其它频率,例如13.56MHz等。
而且,在该处理容器4的侧壁上,形成用于搬出搬入作为被处理体的半导体晶片W的搬出搬入口20,搬出搬入口上设置有闸阀22,能够开闭。图中未示出的负载锁定室和输送室等连接在该闸阀22上。
另外,在该处理容器4的底部24上设置有排气口26,该排气口26连接将处理容器4内抽真空的真空排气系统28。具体地说,该真空排气系统28具有连接在上述排气口26上的主排气通路30,在该主排气通路30上分别依次设置压力控制阀32和真空泵34,如上所述将处理容器4内的气氛抽真空,能维持规定的压力。在该处理容器4内,为了载置作为被处理体的半导体晶片W,设置有从其底部侧竖立的载置台装置36。该载置台装置36兼作下部电极,在作为该下部电极的载置台装置36和作为上述上部电极的喷头部6之间的处理空间S内,利用高频电压获得等离子体。
具体地说,该载置台装置36主要由实际上将晶片W载置在它上面的载置台38,以及由此向下方延伸、内部呈中空状、即为圆筒体状、下端开口的脚部40构成。上述载置台38和脚部40都由例如AlN等陶瓷材料形成。在上述载置台38的上部侧,埋入设置有电阻加热器42,作为用于对载置在上面的晶片W进行加热的加热机构。该电阻加热器42由例如钼线构成,这里,该电阻加热器42呈同心状地被分割成内侧区域加热器42A和外侧区域加热器42B两部分,能对每个区域控制加热温度。另外,该区域数没有特别限定,可以是一个区域,也可以是三个区域以上。而且,每个区域的加热器42A、42B的连接端子位于载置台38的中心部,这里例如通过Ni-Au钎焊,各连接端子连接在每个加热器42A、42B向下方延伸的馈电线44A、44B及46A、46B的上端部上。
这些馈电线44A、44B、46A、46B例如用Ni形成棒状,在中空状的脚部40内向下方延伸。另外,在该上述电阻加热器42的上方,埋入由导电材料构成的网状电极48,该电极48用图中未示出的电线接地,如上所述形成下部电极。另外,有时将偏压用的高频电压施加在该电极上。
另外上述圆筒体状陶瓷制的脚部40的上端,气密地焊接在上述载置台38的中央部的下面上。然后,在该脚部40的下端部上,如图2~图4所示,设置有沿径向扩展成圆板状的同样陶瓷制的安装法兰部50。
然后,这样形成的载置台装置36的脚部40的下端部,用具有本发明特征的安装结构52,安装固定在设置在容器底部24侧的开口部54上。具体地说,上述安装结构52具有将上述开口部54密闭的底部安装台56,在其上面侧安装固定有上述脚部40的下端的安装法兰部50。即,上述底部安装台56由具有高温耐久性、且导热性低的作为金属材料的例如镍制的环状下端支撑板58,以及为了覆盖该环状的下端支撑板58的开口而向下方形成凹部状的例如铝合金制的盖部件60构成,两者例如通过O形环等密封部件62,用螺栓64气密地互相接合。另外,上述下端支撑板58的周边部通过O形环等密封部件66,用螺栓68气密地接合在形成有开口部54的容器底部24上。
然后,在上述环状的下端支撑板58的内周侧,形成用于容纳上述脚部40的安装法兰部50的法兰用槽部70(参照图4),在该法兰用槽部70中容纳有上述安装法兰部50,用固定机构72将它固定在底部安装台56侧。
这里,在上述法兰用槽部70的底部和上述安装法兰部50的下面之间,存在作为本发明的特征的具有耐蚀性、且由软质的金属材料例如纯铝构成的环状的金属密封部件74。作为该金属密封材料74,能使用金属衬垫或金属密封垫。由此,该金属密封部件74允许微量泄漏,而将其密封。这里。上述金属密封部件74的宽度L1(参照图4)被设定为比上述安装法兰部50的宽度L2稍小一些,上述金属密封部件74的宽度方向的两端被容纳在上述安装法兰部50的宽度内。由此,提高了该金属密封部件74的密封性。这里作为具体的数值例,上述安装法兰部50的宽度L2为16mm左右,与此相对应,金属密封部件74的宽度L1设定为12mm左右。
另外上述固定机构72由具有高温耐久性、且难生锈的对晶片W不易引起金属污染的材料、例如哈斯特洛依耐蚀耐热镍基合金(Hastelloy)(注册商标)等镍合金或铝合金形成。具体地说,该固定机构72具有上述例如铝合金制的压板76,在用该压板76将上述安装法兰部50夹入的状态下,通过用例如镍合金制的金属螺栓78将该压板76拧紧固定,安装上述脚部40的下端部。在此情况下,将提高紧固力的弹簧垫圈80嵌入该金属螺栓78上。
然后,如图3所示,上述压板76分成多个、例如分成6个,沿上述安装法兰部50的周围设置,维修时容易进行其装卸。这里,上述金属螺栓78和下端支撑板58都用具有高温耐久性的Ni材料形成,所以该部分即使暴露在高温下,安装强度也不会劣化。另外被容纳在该脚部40内的各馈电线44A、44B、46A、46B通过馈通(feed through)82气密地向下方贯通上述盖材料60的底部而被引出。然后,各馈电线44A、44B、46A、46B连接在图中未示出的加热器电源上。
而且,在上述底部安装台56上,设置有将惰性气体供给上述中空状的脚部40内的惰性气体供给机构84,和用于对该脚部40内的气体一边控制其流量、一边排出的脚部内气体排气机构86。具体地说,如图2所示,上述惰性气体供给机构84具有贯通上述盖部件60到内部而设置的贯通路径88、以及由连接在贯通路径上的管道90构成的气体供给通路92,在该气体供给通路92的中途,设置有例如质量流量控制器之类的流量控制器94,作为惰性气体,例如能一边控制流量一边供给N2气。这里,根据来自控制该处理装置总体的工作的例如由微机等构成的控制部96的指令,控制上述流量。在此情况下,惰性气体的供给量被设定为比上述金属密封部件74的泄漏量例如大1个数量级以上的足够大的流量。
另外,作为上述贯通路径88的前端的气体出口98设置在上述盖部件60的内壁面上,因此,该气体出口98被设置在距离位于上方的上述载置台38(参照图1)足够远的地方,所以从该气体出口98喷出的N2气在中空状的脚部内充分地扩散,其结果,喷出气体不会直接接触载置台38,所以能防止载置台38的下面侧在偏移的状态下被冷却。
另外如图2所示,上述脚部内气体排气机构86具有贯通到上述盖部件60内部而设置的贯通路径100、以及由连接在该贯通路径的管道102构成的气体排气通路104,该气体排气通路104的前端连接在上述真空排气系统28的压力控制阀32和真空泵34之间。而且,在该气体排气通路104的中途,设置有用于限制流量的节流部件106。
该节流部件106是在镍制的薄板上形成有例如直径为0.2mm左右的开口(节流孔)的部件,将流量设定为比上述金属密封部件74的泄漏量例如大1个数量级以上的足够大的流量。
另一方面,返回图1,在上述载置台38上,沿其上下方向贯通形成多个销孔108,在各销孔108中以游嵌状态容纳下端共同连接在连接环110上的例如石英制的提升销112。而且,上述连接环110连接在贯通容器底部能上下移动而设置的出没杆114的上端,该出没杆114的下端连接在汽缸116上。由此,在进行晶片W的交接时,使上述各提升销112从各销孔108的上端向上方出没。另外,在上述出没杆114的与容器底部相对的贯通部上,设置有可伸缩的波纹管118,上述出没杆114能一边维持处理容器4内的气密性、一边升降。另外,图中未示出,在载置台38的周缘部上设置有使等离子体集中在处理空间S中用的聚焦环。
其次,说明用如上构成的处理装置2进行的成膜方法以及防止馈电线之间的放电的方法。
首先,使提升销112上下移动,将未处理的半导体晶片W载置在载置台38上,将处理容器4内密闭时,用真空排气系统28将该处理容器4内维持在规定的过程压力,同时将规定的处理气体从作为气体供给机构的喷头部6导入处理容器4内。与此同时,驱动作为加热机构的电阻加热器42,将晶片W维持在过程温度,另外还驱动等离子体发生装置14,在作为上部电极的喷头部6和作为下部电极的载置台38之间施加高频电压,发生等离子体,利用等离子体CVD,在晶片W上形成规定的薄膜。例如作为一例,在形成TiN膜的情况下,将NH3+Ar气体供给喷头部6的一个气体空间8A,将TiCl4+N2气体供给另一个气体空间8B,使这些气体在处理空间S内混合,进行上述的TiN膜的成膜处理。
其次,在这样的成膜过程中,在载置台装置36的中空状的脚部40内配置的馈电线44A、44B之间以及46A、46B之间,产生例如200伏左右的电位差,所以必须防止这些馈电线之间的放电的同时,还必须防止各Ni制的馈电线44A、44B、46A、46B和钼制电阻加热器42的各连接部的氧化。
为此,作为惰性气体,这里将N2气供给该载置台结构36的脚部40内,将该压力气氛设定在不产生放电的压力范围。具体地说,使惰性气体供给机构84工作,使由流量控制器94进行流量控制的N2气流过该气体供给通路92,从气体出口98连续地供给脚部40内。与此同时,该脚部40内的气体,由脚部内气体排气机构86的节流部件106一边限制其流量,一边通过排气通路104排出。
在此情况下,脚部40的下端部的安装法兰部50,隔着金属密封部件74,利用固定机构72固定在下端支撑板58侧,但由于该金属密封部件74的密封性不象O形环那么高,所以不能避免发生微小的泄漏。因此,将作为惰性气体的N2气的供给量设定为比上述金属密封部件74的泄漏量例如大1个数量级以上(10倍以上)、优选大50倍以上的流量。与此同时,将上述节流部件106的节流孔(开口)设定为比上述金属密封部件74的泄漏量例如大1个数量级以上(10倍以上)、优选大50倍以上的流量。
在此情况下,随着各馈电线44A、44B以及46A、46B之间的电位差或线间距离不同,容易发生放电的压力气氛也不同,但例如电位差为200伏且线间距离为10mm左右时,1~10Torr(1330Pa)左右的压力气氛(放电压力区域)最容易发生放电。因此,在此情况下,为了防止上述放电,设定上述N2气的供给量和排气量,使得脚部40内的压力,从余裕观点看例如通常处理时成为100Torr(13300Pa)以上的状态。在实际的处理装置中,由加热机构42的温度变化,上述脚部40内的泄漏量也变化,但通过如上所述设定N2气的供给量和排气量,脚部40内的压力不会进入放电压力区域。
另外由于脚部40内的压力比大气压小,所以脚部40内的空间的热传导性下降,能防止被脚部圆筒体包围的载置台下面区域的温度下降,能防止所谓的载置台38的中心冷却,同时脚部圆筒体的内外压力差变小,还能防止脚部本身的破损。
由此,各馈电线之间能可靠地防止发生放电。这时N2气的实际流量,例如在处理容器4内的过程压力为5Torr、且将中空状的脚部40内的压力设定为100Torr的情况下,金属密封部件74的N2气的泄漏量为0.3~0.7sccm左右,N2气的供给量为15~35(泄漏量的50倍左右)sccm左右。另外这时的节流部件106的节流孔的直径为0.1~0.2mm左右。
这样,由于以一定的流量供给比金属密封部件74的泄漏量充分大的N2气,而且同时以比泄漏量充分大的流量排气,所以与加热机构42的温度变化无关,能将脚部40内的压力维持一定,稳定在放电压力区域(10Torr左右)以外,比放电压力较高的压力区域,例如100Torr左右,结果,能可靠地防止馈电线之间发生放电。
另外当过度地增大N2气的供给量时,向金属密封部件74的处理容器4内的泄漏量过多,对晶片W的处理产生不良影响,所以不优选。因此,N2气的最大供给量被设定在金属密封部件74的通常时泄漏量(例如这里为0.3~0.7sccm)的150倍以内,优选为2个数量级以内(100倍以内)。
另外,这时的脚部内压力与N2气的供给量成比例,所以在300Torr以内,最优选在200Torr以内。另外如上所述,通过设定N2气的供给量,根据真空泵34的排气能力决定,但能防止在上述气体排气通路104内流下、并在真空排气系统28内流下的气体逆流而逆扩散到处理容器4内。
当然,由于作为惰性气体的N2气被供给脚部40内,所以能可靠地防止由钼线构成的电阻加热器42和由Ni构成的馈电线44A、44B、46A、46B的连接部被氧化。
另外,即使将脚部40的下端部暴露在高温、例如作为O形环的耐热温度的300℃以上的温度下,但由于金属密封部件74的耐热性非常高,所以不会发生密封劣化。另外,脚部40的下端部的安装法兰部50与通过焊接等进行接合的情况不同,由于隔着金属密封部件74,只利用包括金属螺栓78的固定机构72拧紧固定,所以即使该部分产生热伸缩差,但以上述环状的金属密封部件74的上下表面为界面,部件滑动,其结果,能缓和不同材料接触面中的热应力。
另外在进行该载置台装置36的维修作业的情况下,通过缓解该下部的安装结构52的各螺栓64、68、78,能容易地取下载置台装置36,因此,能容易地进行维修作业。
另外,在上述实施例中,作为惰性气体使用N2气,但不限于此,也能使用其它惰性气体,例如He、Ar、Ne等。
另外这里虽然举例说明设置等离子体发生机构14,进行等离子体CVD处理的情况,但不设置等离子体发生机构,也能进行热CVD处理。另外,作为气体供给机构6的种类,不限定于喷头部。
这里虽然举例说明都用由AlN构成的陶瓷材料形成载置台38和脚部40的情况,但不限定于此,也可以使用其它陶瓷材料,例如Al2O3、Si3N4、PBN(热解氮化硼)等,另外不限定于陶瓷材料,在由石英、玻璃、金属等形成的情况下,也能适用本发明。
另外这里,作为对晶片W实施的处理,虽然举例说明TiN膜的成膜处理,但不限定于此,其它膜类的成膜处理、或者不限定于成膜处理,如果是退火处理、热扩散处理、改质处理等有必要对晶片W进行加热的处理,则能将本发明应用于全部处理装置中。
另外作为被处理体,不限定于半导体晶片,也能使用LCD基板、玻璃基板、陶瓷基板等。

Claims (16)

1.一种载置台装置的安装结构,将载置台装置安装在可抽真空的处理容器内,所述载置台装置具有:设置有加热机构,在上面载置被处理体的载置台;从该载置台向下方延伸,内部呈中空状,同时下端开口的脚部;和容纳在该中空状的脚部内,上端连接在所述加热机构上的馈电线,该载置台装置的安装结构的特征在于,具有:
形成在所述处理容器底部的开口部上,以密封该开口部的方式设置的底部安装台;
设置在所述脚部的下端部与所述底部安装台之间、由软质金属材料构成的金属密封部件;
将所述脚部的下端部固定在所述底部安装台侧的固定机构;
惰性气体供给机构,将惰性气体供给所述脚部内,使所述脚部内成为所述馈电线之间不发生放电的压力气氛;和
用于对所述脚部内的气体一边限制其流量、一边使其排出的脚部内气体排气机构。
2.根据权利要求1所述的载置台装置的安装结构,其特征在于:
所述载置台和所述脚部都由陶瓷材料构成。
3.根据权利要求1或2所述的载置台装置的安装结构,其特征在于:在所述脚部的下端设置有安装法兰部,所述金属密封部件的宽度比所述安装法兰部的宽度小。
4.根据权利要求3所述的载置台装置的安装结构,其特征在于:在所述底部安装台上形成有用于容纳所述安装法兰部的法兰用槽部。
5.根据权利要求1或2所述的载置台装置的安装结构,其特征在于:所述脚部内气体排气机构具有气体排气通路和设置在该气体排气通路上的节流部件。
6.根据权利要求5所述的载置台装置的安装结构,其特征在于:
所述气体排气通路连接在将所述处理容器内抽真空的真空排气系统上,所述惰性气体的流量被设定为在所述气体排气通路内流动的气体不向所述处理容器内逆流的流量。
7.根据权利要求1或2所述的载置台装置的安装结构,其特征在于:所述惰性气体供给机构具有气体供给通路和设置在该气体供给通路上的流量控制器。
8.根据权利要求7所述的载置台装置的安装结构,其特征在于:
所述脚部内气体排气机构具有气体排气通路和设置在该气体排气通路上的节流部件。
9.根据权利要求8所述的载置台装置的安装结构,其特征在于:
所述惰性气体供给量被设定为比所述金属密封部件的泄漏量大1个数量级以上的流量,同时所述节流部件的节流孔被设定为比所述金属密封部件的泄漏量大1个数量级以上的流量。
10.根据权利要求1或2所述的载置台装置的安装结构,其特征在于:所述惰性气体供给机构的气体出口设置在所述底部安装台上。
11.根据权利要求1或2所述的载置台装置的安装结构,其特征在于:所述固定机构由具有高温耐久性、且对所述被处理体难以产生金属污染的材料构成。
12.根据权利要求11所述的载置台装置的安装结构,其特征在于:
所述固定机构由按压所述脚部的下端部的压板、固定该压板的金属螺栓和嵌入该金属螺栓的弹簧垫圈构成。
13.根据权利要求1或2所述的载置台装置的安装结构,其特征在于:所述底部安装台由隔着所述金属密封部件、直接支撑所述脚部的下端部而由具有高温耐久性、且导热性低的金属材料构成的环状的下端支撑板,和用于气密地堵塞该环状的下端支撑板的开口的盖部件构成。
14.一种处理装置,用于对被处理体进行规定的热处理,其特征在于,具有:
可抽真空的处理容器;
将所述热处理所必要的气体供给所述处理容器内的气体供给机构;
将所述处理容器内抽真空的真空排气系统;和
权利要求1~13中任一项所述的载置台装置的安装结构。
15.根据权利要求14所述的处理装置,其特征在于:
所述处理容器内设置有发生等离子体的等离子体发生机构。
16.一种防止载置台装置中馈电线之间放电的方法,该载置台装置的安装结构为将载置台装置安装在可抽真空的处理容器内,所述载置台装置具有:设置有加热机构,在上面载置被处理体的载置台;从该载置台向下方延伸,内部呈中空状,同时下端开口的脚部;和容纳在该中空状的脚部内,上端连接在所述加热机构上的馈电线,
该载置台装置安装结构具有:形成在所述处理容器底部上的开口部上,以密闭该开口部的方式设置底部安装台;
设置在所述脚部的下端部与所述底部安装台之间、由软质金属材料构成的金属密封部件;
将所述脚部的下端部固定在所述底部安装台侧的固定机构;
惰性气体供给机构,将惰性气体供给所述脚部内,使所述脚部内成为所述馈电线之间不发生放电的压力气氛;和,
用于对所述脚部内的气体一边限制其流量、一边使其排出的脚部内气体排气机构,
其中:隔着由软质金属材料构成的密封部件,将所述脚部的下端部安装固定在可抽真空的处理容器的底部侧,以比所述金属密封部件的泄漏量大的流量,将惰性气体供给所述中空状的脚部内,同时,以比所述泄漏量大的流量,使所述中空状的脚部内的气体不经由所述处理容器内而排出,将所述脚部内维持在不发生放电的压力气氛。
CNB2006100931846A 2005-06-23 2006-06-23 载置台装置的安装结构、处理装置和馈电线间放电防止方法 Active CN100440425C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005183768A JP4736564B2 (ja) 2005-06-23 2005-06-23 載置台装置の取付構造及び処理装置
JP2005183768 2005-06-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1885490A CN1885490A (zh) 2006-12-27
CN100440425C true CN100440425C (zh) 2008-12-03

Family

ID=37583583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006100931846A Active CN100440425C (zh) 2005-06-23 2006-06-23 载置台装置的安装结构、处理装置和馈电线间放电防止方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP4736564B2 (zh)
KR (1) KR100728400B1 (zh)
CN (1) CN100440425C (zh)
TW (1) TWI404157B (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4992630B2 (ja) * 2007-09-19 2012-08-08 東京エレクトロン株式会社 載置台構造及び処理装置
JP4288297B1 (ja) 2008-01-09 2009-07-01 三菱重工業株式会社 圧力制御装置および圧力制御方法
JP2011054838A (ja) * 2009-09-03 2011-03-17 Tokyo Electron Ltd 載置台構造及び処理装置
JP5520552B2 (ja) * 2009-09-11 2014-06-11 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
JP2011222931A (ja) * 2009-12-28 2011-11-04 Tokyo Electron Ltd 載置台構造及び処理装置
JP5903930B2 (ja) 2012-02-27 2016-04-13 日新イオン機器株式会社 基板搬送装置及び当該基板搬送装置を用いた半導体製造装置
CN103681182B (zh) * 2012-09-05 2016-08-31 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 加热装置及等离子体加工设备
JP5944281B2 (ja) * 2012-09-10 2016-07-05 光洋サーモシステム株式会社 熱処理装置
CN104746008B (zh) * 2013-12-30 2017-06-06 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 去气腔室
JP5811513B2 (ja) * 2014-03-27 2015-11-11 Toto株式会社 静電チャック
ITUA20161980A1 (it) * 2016-03-24 2017-09-24 Lpe Spa Suscettore con substrato trattenuto mediante depressione e reattore per deposizione epitassiale
JP6592394B2 (ja) * 2016-04-21 2019-10-16 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置の保守方法
US20180046206A1 (en) * 2016-08-13 2018-02-15 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for controlling gas flow to a process chamber
JP6866255B2 (ja) * 2017-08-09 2021-04-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
CN108048811B (zh) * 2017-11-22 2019-09-06 西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所) 磁控溅射机磁控溅射入口密封法兰
KR102498911B1 (ko) * 2018-04-11 2023-02-10 주식회사 디엠에스 기판처리장치
CN109943826A (zh) * 2018-09-11 2019-06-28 东南大学 一种多功能复合沉积设备及其制备工艺
JP2021007133A (ja) 2019-06-28 2021-01-21 東京エレクトロン株式会社 加熱装置、加熱方法、および基板処理装置
US20230113486A1 (en) * 2021-10-12 2023-04-13 Applied Materials, Inc. Substrate support assemblies having internal shaft areas with isolated environments that mitigate oxidation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03128668U (zh) * 1990-04-06 1991-12-25
WO2002049755A1 (fr) * 2000-12-08 2002-06-27 Tokyo Electron Limited Procede et systeme de degazage et dispositif de traitement au plasma
JP2003109946A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02242599A (ja) * 1989-03-15 1990-09-26 Fujitsu Ltd 電子蓄積リングの放射光取り出し窓ユニット
JPH078135B2 (ja) * 1989-10-13 1995-01-30 三菱電機株式会社 スイツチング電源の並列運転装置
JP3204544B2 (ja) * 1992-07-09 2001-09-04 東京エレクトロン株式会社 処理装置
US6161499A (en) 1997-07-07 2000-12-19 Cvd Diamond Corporation Apparatus and method for nucleation and deposition of diamond using hot-filament DC plasma
KR100319494B1 (ko) * 1999-07-15 2002-01-09 김용일 원자층 에피택시 공정을 위한 반도체 박막 증착장치
JP4009100B2 (ja) * 2000-12-28 2007-11-14 東京エレクトロン株式会社 基板加熱装置および基板加熱方法
JP4348094B2 (ja) 2002-03-13 2009-10-21 住友電気工業株式会社 半導体製造装置用保持体
JP2004091849A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Tokyo Electron Ltd 処理装置
KR20040022580A (ko) * 2002-09-09 2004-03-16 주성엔지니어링(주) 서셉터
KR20060023363A (ko) * 2004-09-09 2006-03-14 삼성전자주식회사 반도체 제조 설비

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03128668U (zh) * 1990-04-06 1991-12-25
WO2002049755A1 (fr) * 2000-12-08 2002-06-27 Tokyo Electron Limited Procede et systeme de degazage et dispositif de traitement au plasma
JP2003109946A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060134860A (ko) 2006-12-28
JP4736564B2 (ja) 2011-07-27
TWI404157B (zh) 2013-08-01
JP2007002298A (ja) 2007-01-11
CN1885490A (zh) 2006-12-27
KR100728400B1 (ko) 2007-06-13
TW200717685A (en) 2007-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100440425C (zh) 载置台装置的安装结构、处理装置和馈电线间放电防止方法
CN112251734B (zh) 衬底基座
US8128751B2 (en) Film-forming apparatus
CN1593073B (zh) 晶片保持体及制备半导体的系统
KR100776057B1 (ko) 가스 공급 장치 및 기판 처리 장치
CN101584036B (zh) 载置台构造和处理装置
KR101063104B1 (ko) 탑재대 구조 및 열처리 장치
US8183502B2 (en) Mounting table structure and heat treatment apparatus
US20060137607A1 (en) Combination of showerhead and temperature control means for controlling the temperature of the showerhead, and deposition apparatus having the same
TWI765922B (zh) 具有小間隙之銷升降器組件
US20080163818A1 (en) Substrate heating apparatus and purging method thereof
KR100445392B1 (ko) 기판 지지 프레임
US20070090516A1 (en) Heated substrate support and method of fabricating same
JP2004285479A (ja) ガスおよびrf(無線周波数)出力を反応室に供給するための積重ねられたシャワヘッド組立体
KR20100127200A (ko) 배치대 구조 및 처리 장치
KR20050119684A (ko) 탑재대 구조체 및 이 탑재대 구조체를 갖는 열처리 장치
JP2009218449A (ja) 載置台構造及び熱処理装置
CN111095514B (zh) 具有加热的喷头组件的基板处理腔室
JP2001102435A (ja) 載置台構造及び処理装置
KR20110025101A (ko) 탑재대 구조 및 처리 장치
JP5443096B2 (ja) 半導体製造装置および半導体製造方法
TW202230471A (zh) 熱均勻的沉積站
CN106449504A (zh) 用于静电卡盘的具有凸状内表面的环形边缘密封件
KR102296914B1 (ko) 가열식 세라믹 페이스플레이트
JPH07283292A (ja) シール機構並びにこのシール機構を用いた処理装置及び処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant