CN103930985A

CN103930985A - 真空处理装置

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Publication number: CN103930985A
Application number: CN201280055610.0A
Authority: CN
Inventors: 大森美纪; 岩井治宪; 立野勇一; 久保昌司
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2032-10-09
Also published as: TWI575103B; CN103930985B; JP5876065B2; JPWO2013054776A1; US20140216332A1; TW201341581A; WO2013054776A1

Abstract

一种真空处理装置（10），如果使插入在贯通孔（24）中的升降销（27）上升，则载置台（21）上的基板（31）被载置到与升降销（27）的上端连接的盖部件（26）上，从载置台（21）的载置面离开，如果使升降销（27）下降，则基板（31）接触而被载置到载置面上，在设在载置台（21）的载置面上的凹陷（22）的底面中的与盖部件（26）面对的部分上，设有将贯通孔（24）的开口（23）的周围包围的环状的密封部件（25），如果使升降销（27）下降，则盖部件（26）以环状接触在密封部件（25）上，通过密封部件（25）将贯通孔（24）的内侧的空间与外侧的空间分离，防止气体向贯通孔（24）的流入。

Description

真空处理装置

技术领域

本发明涉及真空处理装置。

背景技术

图7是以往的真空处理装置100的内部结构图。

该真空处理装置100具有真空槽111。在真空槽111内配置有载置台121，在设在载置台121上的贯通孔124中插入着升降销127。

如果使升降装置128动作、使升降销127上升，则载置台121上的基板131被载置在升降销127的上端，从载置台121的载置面离开。如果使升降销127下降，则升降销127上的基板131下降而接触在载置台121的载置面上，被载置到载置面上。附图标记117是将载置台121上的基板131加热的加热器。

如果一边用真空排气装置115将真空槽111内真空排气、一边从气体放出装置114向真空槽111内放出气体，则放出的气体的一部分经过基板131的背面与载置台121的载置面之间的间隙流入到贯通孔124的内侧。

结果，在载置台121的载置面中的贯通孔124的周围气体流紊乱，有形成在基板131的表面上的膜的膜厚变薄的问题。

此外，有流入到贯通孔124的内侧的气体附着到贯通孔124的内壁面上、成为粒子源的问题。

专利文献1：特开2001－199791号公报。

发明内容

本发明是为了解决上述以往技术的不好之处而做出的，目的是提供一种能够防止气体流入到被插入了升降销的载置台的贯通孔中的真空处理装置。

为了解决上述课题，本发明是一种真空处理装置，具有：真空槽；载置台，在台载置面上载置基板，所述台载置面朝向上方且配置于上述真空槽内；凹陷，设在上述台载置面上；贯通孔，设在上述载置台上，开口在上述凹陷的内部表面上露出；升降销，被插入到上述贯通孔中，上端连接在上述盖部件上；升降装置，使上述升降销升降移动；和盖部件，设在上述升降销的上端，通过由上述升降装置进行的上述升降销的升降移动，能够在上述凹陷的内部的位置与比上述凹陷靠上方的位置之间升降移动；在上述凹陷的上述内部表面上，设有将上述开口以环状包围的环状的密封部件；通过上述升降销的下降移动，上述盖部件中上述盖部件的背面和上述凹陷的上述内部表面与上述密封部件接触，上述密封部件被推压而变形；上述盖部件在上述盖部件与上述密封部件接触的部分、和上述凹陷的上述内部表面与上述密封部件接触的部分将上述开口分别以环状包围的状态下，配置在上述凹陷的内部。

本发明是一种真空处理装置，具有弹性部件，当上述密封部件被推压时，上述弹性部件变形，通过使变形复原的力推压上述密封部件。

本发明是一种真空处理装置，上述盖部件的背面和上述凹陷的上述内部表面构成为，在比上述凹陷和上述盖部件接触在上述密封部件上的位置靠上方以环状接触。

本发明是一种真空处理装置，在上述凹陷的上述内部表面的底面中，具有边缘部，所述边缘部为将上述开口以环状包围的部分；上述密封部件配置在上述边缘部上；上述密封部件与上述盖部件的上述背面接触。

本发明是一种真空处理装置，具有缓冲部件；如果上述升降销上升，则通过上述升降销经由上述缓冲部件使上述盖部件向上方移动。

本发明是一种真空处理装置，如果使上述升降销下降，则上述弹性部件被压缩。

本发明是一种真空处理装置，如果使上述升降销下降，则上述弹性部件被拉伸。

本发明是一种真空处理装置，使上述凹陷的侧面成为朝向上方的倾斜。

本发明是一种真空处理装置，上述盖部件的材质与上述载置台的材质相同。

由于通过盖部件接触在密封部件上，将密封部件的内侧的空间与外侧的空间分离，所以密封部件的外侧的气体不流入到密封部件的内侧的贯通孔的内侧，贯通孔的内侧被保持为清洁，防止粒子的发生。

在气体流被用于重要的成膜处理（例如ALD）的情况下，由于气体不流入到贯通孔的内侧，所以能够防止贯通孔的周围的气体流的紊乱，能够改善在载置台上的基板上形成的膜的膜厚分布。

附图说明

图1是本发明的真空处理装置的内部结构图。

图2是图1的用附图标记A表示的部分的放大图。

图3是用来说明弹性部件被压缩、盖部件被推压在密封部件上的状态的图。

图4是用来说明基板被载置在盖部件上、从载置台的载置面离开的状态的图。

图5是用来说明弹性部件的配置的另一例的图。

图6是载置台的B－B线切断剖面图。

图7是以往的真空处理装置的内部结构图。

具体实施方式

<真空处理装置的构造>

说明本发明的真空处理装置的构造的一例。

图1是真空处理装置10的内部结构图。

真空处理装置10具有真空槽11和载置台21。

载置台21具有能够配置基板的台载置面35，这里，台载置面35被设为水平，朝向上方，位于真空槽11的内部。在台载置面35上，形成有一到多个作为凹部的凹陷22。

在载置台21的台载置面35的位置上，形成有与凹陷22相同数量的贯通孔24，一个贯通孔24的上端的开口23位于各凹陷22的内部表面上。这里，各贯通孔24被配置为铅直。

在图1的状态下，在各凹陷22的内部分别配置有盖部件26。以下，由于各凹陷22或盖部件26等部件是相同的部件，所以对一个凹陷22和盖部件26进行说明。

在贯通孔24内配置有升降销27，其下部安装在升降装置28上，能够升降移动。如果使升降销27上升，则升降销27的上端抵接在盖部件26的底面上，盖部件26被抬起，从凹陷22内移动到比凹陷22靠上部。

图1的附图标记31表示基板，基板31被配置在台载置面35之上。当盖部件26被抬起时，基板31也与盖部件26一起被抬起。

这里，载置台21的材质是铝，升降销27的材质是不锈钢。

升降装置28在这里是马达，连接在升降销27的下端，构成为，向升降销27传递动力，能够使升降销27上下移动。

图6是载置台21的B－B线切断剖面图。在升降销27的外周侧面与贯通孔24的内周侧面之间设有间隙。参照图1，当升降销27上下移动时，升降销27的外周侧面与贯通孔24的内周侧面不会擦碰，不产生灰尘。

图2是图1的用附图标记A表示的部分的放大图。

在本实施方式中，载置台21的凹陷22具有平面状的底面37，贯通孔24的开口23在凹陷22的底面的中央露出。

盖部件26的外部表面中的朝向上方的盖部载置面36、和作为盖部载置面36的相反侧的面的抵接面38形成为平面状，使其与台载置面35平行，在抵接面38中的与贯通孔24面对的部分上，朝向抵接面38的下方突出而设有筒形状的筒部41。

筒部41的水平方向的大小比贯通孔24的水平方向的大小小，在盖部件26被配置在凹陷22内的状态下，将筒部41从开口23插入到贯通孔24的内侧。

筒部41内部为中空，在其底面上，形成有比升降销27直径小的小孔。

升降销27具有轴部45和鼓出部47。升降销27的轴部45被插通在小孔中，使轴部45的上端位于筒部41的内部中空部分。附图标记42是筒部41的底面中的作为小孔的周围的部分的边缘部。

在筒部41的中空部分中，配置有由被卷绕为圆形的螺旋状的弹簧构成的弹性部件43。这里，弹簧的直径比小孔的直径大，弹簧使中心轴线与小孔的中心轴线一致而骑到边缘部42上。

轴部45被沿着该弹簧的中心轴线插通到小孔和弹簧中，因而，弹性部件43被轴部45贯通。

鼓出部47直径比弹簧的直径大，以轴部45将弹性部件43贯通的状态安装在轴部45的上端。

即，在升降销27的上端配置有鼓出部47，鼓出部47被插入在筒部41的内侧，在弹性部件43被配置在鼓出部47的下方的状态下，筒部41的下端被边缘部42覆盖。弹性部件43的上端与鼓出部47接触，下端与边缘部42接触，即，升降销27和盖部件26经由弹性部件43连接。

这里，盖部件26具有缓冲部件44。

缓冲部件44被配置在筒部41的中空内部，固定在盖部件的作为背面的抵接面上，升降销27被设置为，使上端的鼓出部47接触在缓冲部件44上。

缓冲部件44由有耐磨损性的材质构成，这里是聚醚醚酮（PEEK）树脂。通过缓冲部件44，防止抵接面38及升降销27的上端磨损。

如果从升降销27接触在缓冲部件44上的状态起，使升降销27下降，则升降销27与缓冲部件44离开。

弹性部件43被鼓出部47和边缘部42夹着，如果在此状态下升降销27下降、鼓出部47与边缘部42之间的距离变短，则弹性部件被压缩，并将边缘部42朝下推压。

此时，使盖部件26的外部表面中的朝向上方的盖部载置面36与台载置面35相互平行。

另一方面，如果从该状态起，使升降销27上升，则升降销27的上端抵接到在筒部41的内侧露出的盖部件26的背面上，盖部件26从升降销27被向上方推压而上升。

图4表示上升、盖部件26被抬起到比台载置面35靠上方的状态。这样，在盖部件26移动到上方时，也使盖部件26的盖部载置面36与台载置面35成为平行。台载置面35被设为水平，如果在基板31被配置在台载置面35之上的状态下，通过升降销27使盖部件26上升，则配置在台载置面35上的基板31被载置到盖部件26上，以水平的姿势从台载置面35离开。

如果使上升后的升降销27下降，则盖部件26与升降销27一起下降，盖部件26被配置到凹陷22的内部，载置在盖部件26上的基板31接触在载置台21的台载置面35上，被载置到台载置面35上。该状态在图1中表示。

在本发明的真空处理装置10中，在载置台21的凹陷22的内部，配置有将开口23以环状包围的环状的密封部件25，通过升降销27的下降，配置在凹陷22内的状态的盖部件26与密封部件25接触。接触部分是环状，将开口23包围。

此时，凹陷22与密封部件25之间的接触部分也是环状，将开口23以环状包围。

此时，在比盖部件26与密封部件25之间的接触部分的位置、和凹陷22的内表面与密封部件25之间的接触部分的位置靠上方位置，盖部件26的表面与凹陷22接触。

另外，在该实施例中，密封部件25使中心轴线与开口23的中心轴线一致，将开口23的周围包围而配置在载置台21的凹陷22的底面37中的与盖部件26的背面面对的部分上。该密封部件25的材质这里是氟橡胶，但也可以使用其他可压缩变形的材料。

如果使升降销27下降，则盖部件26下降，盖部件26的背面以环状接触在密封部件25上。接着，如果使升降销27进一步下降，使盖部件26下降，则如图3所示，盖部件26的包括抵接面38的背面被推压在密封部件25上，密封部件25被推压而变形。这里，抵接面38被推压在密封部件25上。

密封部件25分别以环状紧贴在包括凹陷22的底面37及侧面30的凹陷22的内表面、和包括盖部件26的抵接面38的盖部件的背面上，密封部件25的圈的内侧的空间和外侧的空间被分离，即，贯通孔24的内部的空间被从真空槽11的内部的台载置面35上的空间分离。

在本实施方式中，盖部件26与升降销27经由弹性部件43连接，如果从盖部件26的背面没有推压密封部件25的状态起，升降销27下降而推压密封部件25，则弹性部件43也被推压而变形（这里是压缩）。在压缩变形后的弹性部件43的内部，当推压被解除时，产生要回到原来的状态的复原力。因而，即使升降销27停止下降、使升降销27结束推压，如果在使升降销27停止的状态下产生复原力，则密封部件25也被维持被弹性部件43的复原力推压的状态。

在使升降销27过度下降的情况下，通过弹性部件43变形，不会有盖部件26与载置台21碰撞而损坏的担心，升降装置28的输出控制变得容易。

另外，在上述的说明中，构成为，如果使升降销27下降，则弹性部件43被压缩，但是，只要如果使升降销27下降则弹性部件43变形、通过复原力将盖部件26向下方推压，也可以如图5所示那样构成为，在盖部件26的背面与升降销27的上端之间配置弹性部件43，如果使升降销27下降，则弹性部件43被拉伸，产生将盖部件26朝下牵引的复原力。但是，在图5所示那样的构造中，当使升降销27上升时，弹性部件43被压缩，有在盖部件26上发生振动的担心，所以图2所示那样的构造是优选的。

在本实施方式中，在台载置面35上露出的凹陷22的开口即边缘部分比凹陷22的底面37大，凹陷22的侧面30以朝向上方的方式倾斜。

盖部件26的盖部载置面36形成得比作为盖部载置面36的背面的抵接面38大，盖部件26的侧面29以朝向下方的方式倾斜。

凹陷22的侧面30的形状是无底筒状形状，盖部件26的侧面29的形状也是无底筒状形状，如果使各无底筒状形状全等，则当盖部件26被配置到凹陷22内时，能够使凹陷22的侧面30与盖部件26的侧面29紧贴。

但是，在本实施例中，由于密封部件25位于抵接面38与凹陷22的底面之间，所以在被推压变形的密封部件25的厚度不为零的情况下，将设为全等时的盖部件26的侧面29的无底筒状形状的下端部在铅直方向上削掉被推压变形的密封部件25的厚度以上，在抵接面38和凹陷22的底面37非接触的状态下，在抵接面38和底面37接触在密封部件25上的同时，能够使盖部件26的侧面29与凹陷22侧面30接触。

此外，当使盖部件26的侧面29与凹陷22和侧面30接触而将盖部件26配置到凹陷22内时，为了可靠地使抵接面38不比台载置面35向上方突出，也可以将设为全等时的盖部件26的侧面29的无底筒状形状的上端部在铅直方向上削掉少的距离量。

如果将与凹陷22的侧面30的无底筒状形状全等时的、盖部件26的侧面29的无底筒状形状的下端部削掉，则盖部件26的背面变得比凹陷22的底面大、并且比作为凹陷22的上端部的边缘部分小。

另外，升降销27的轴部45的粗细和鼓出部47的粗细形成得比贯通孔24的粗细细，在贯通孔24的内周侧面与升降销27的外周侧面之间形成有间隙。因而，即使是贯通孔24的中心轴线与升降销27的中心轴线不一致的情况，在与贯通孔24的内周面非接触的状态下，轴部45也在贯通孔24内升降移动，盖部件26下降。

在此情况下，在盖部载置面36位于比台载置面35靠上方的状态下，如果盖部件26的侧面29的一部分接触在凹陷22的侧面30上，升降销27进一步下降，则沿着凹陷22的侧面30滑落，盖部件26自然被配置到将开口23盖住的位置上。

构成为，如果使升降销27下降，则在盖部件26的背面以环状与密封部件25紧贴、并且与凹陷22的底面离开的状态下，盖部件26的侧面29以环状接触在凹陷22的侧面30上。如果盖部件26的侧面29以环状接触在凹陷22的侧面30上，则抑制气体从盖部件26的侧面29与凹陷22的侧面30之间的间隙流入。

在本实施方式中，在载置台21的与台载置面35相反的背面上接触配置有加热器17，如果加热器17发热，则通过热传导，载置台21被加热，载置台21上的基板31被加热。

盖部件26的材质与载置台21的材质相同，这里是铝。如果通过加热器17将载置台21加热，则盖部件26和载置台21一起升温，在温度分布中不发生差异，载置台21上的基板31被均匀地加热。

<真空处理装置的使用方法>

以通过ALD工艺的氧化铝膜的形成方法为一例，说明使用上述真空处理装置10的真空处理方法。

在真空槽11上连接真空排气装置15，通过真空排气装置15将真空槽11内真空排气，形成真空环境。以后，继续通过真空排气装置15的真空排气，维持真空槽11内的真空环境。

使升降销27上升，使盖部件26上升，使盖部件26的表面位于比载置台21的台载置面35靠上方。

一边维持真空槽11内的真空环境，一边向真空槽11内运入基板31，载置到盖部件26上。

使升降销27下降，使盖部件26和基板31一起下降，使基板31接触在载置台21的台载置面35上，载置到台载置面35上。

此时，盖部件26的背面接触在密封部件25上，密封部件25变形，以环状紧贴在盖部件26的背面上，使贯通孔24的内侧的空间与外侧的空间分离。

此外，在盖部件26的背面与凹陷22的底面离开的状态下，盖部件26的侧面29与凹陷22的侧面30以环状接触。

使加热器17在这里发热到120℃。通过来自加热器17的热传导将载置台21加热，通过来自载置台21的热传导或热辐射将盖部件26加热，通过来自载置台21和盖部件26的热传导或热辐射将基板31加热。

盖部件26是与载置台21相同的部件，在盖部件26与载置台21之间不发生温度差，在载置台21上的基板31中不发生加热不匀。

在真空槽11上连接气体放出装置14，如果使原料气体（这里是三甲基铝（TMA）气体）向真空槽11内放出，则放出的原料气体到达被加热的基板31表面而被吸附，在基板31表面上形成原料气体的原子层。没有被吸附到基板31表面上的原料气体被真空排气装置15向真空槽11的外侧真空排气。

在形成原料气体的原子层后，停止原料气体的供给，在真空槽11内形成真空环境。

接着，如果从气体放出装置14放出与原料气体反应的反应气体（这里是水蒸汽），则放出的反应气体到达被加热的基板31表面，与原料气体的原子层反应，在基板31表面上形成反应生成物（这里是氧化铝）的薄膜。没有反应的反应气体和通过反应产生的副生成物气体（这里是甲烷）被真空排气装置15向真空槽11的外侧真空排气。

在形成反应生成物的薄膜后，将反应气体的供给停止，在真空槽11内形成真空环境。

在本发明的真空处理装置10中，使盖部件26的侧面29与凹陷22的侧面30以环状接触，抑制绕入到基板31的背面与载置台21的台载置面35之间的间隙中的原料气体或反应气体流入到盖部件26的侧面29与凹陷22的侧面30之间的间隙中，即，在载置台21的台载置面35中的贯通孔24的周围，气体的流动不会发生变化。因而，形成在基板31上的反应生成物的膜的膜厚分布变得均匀。

此外，即使盖部件26的侧面29与凹陷22的侧面30以环状接触，气体的一部分也进入到接触部分的间隙中，但在本发明的真空处理装置10中，通过密封部件25将贯通孔24的内侧的空间与外侧的空间分离，气体不会流入到贯通孔24的内侧的空间中。因而，不会有在贯通孔24的内周侧面上析出反应生成物而成为粒子源的情况。

依次重复进行原料气体的供给和反应气体的供给，使反应生成物的薄膜层叠到基板31表面上。

在形成希望的厚度的膜后，在将原料气体和反应气体的供给停止的状态下，使升降销27上升，使盖部件26上升，将基板31载置到盖部件26上，使其从载置台21的台载置面35离开。接着，一边维持真空槽11内的真空环境，一边将盖部件26上的基板31向真空槽11的外侧运出。

另外，在上述说明中，作为真空处理方法，以ALD工艺为一例进行了说明，但本发明的真空处理装置10并不限定于用在ALD工艺中的情况，也可以用在气体蚀刻工艺等其他真空处理方法中。

在上述例子中，凹陷22具有平坦的底面37，但底面也可以弯曲，也可以不具有底面，只要在凹陷22的内部表面上具有将开口23包围、能够以环状与盖部件26接触的密封部件，凹陷22的内部表面也可以由侧面30和开口23构成。

此外，在上述例子中，将盖部件26和凹陷22在纵向上切断时的盖部件26的侧面29的形状、和凹陷22的侧面30的形状是直线状，但只要盖部件26的侧面29与凹陷22的侧面30能够接触，也可以弯曲、或为折线状。

此外，上述缓冲部件44安装在盖部件26上，但也可以固定在鼓出部47上，缓冲部件44随着轴部45的升降移动而升降移动。

在上述实施例中，密封部件25设在凹陷22内，但也可以设在盖部件26上，与盖部件26一起升降移动，只要在下降时，盖部件26与凹陷22的边缘部42等底面或侧面接触，盖部件26与密封部件25之间的接触部分、和凹陷22与密封部件25之间的接触部分将开口23以环状包围就可以。

附图标记说明

10……真空处理装置

11……真空槽

21……载置台

22……凹陷

23……开口

24……贯通孔

25……密封部件

26……盖部件

27……升降销

28……升降装置

31……基板

35……台载置面

43……弹性部件。

Claims

1.一种真空处理装置，其特征在于，

具有：

真空槽；

载置台，在台载置面上载置基板，所述台载置面朝向上方且配置于上述真空槽内；

凹陷，设在上述台载置面上；

贯通孔，设在上述载置台上，开口在上述凹陷的内部表面上露出；

升降销，被插入到上述贯通孔中，上端连接在上述盖部件上；

升降装置，使上述升降销升降移动；和

盖部件，设在上述升降销的上端，通过由上述升降装置进行的上述升降销的升降移动，能够在上述凹陷的内部的位置与比上述凹陷靠上方的位置之间升降移动；

在上述凹陷的上述内部表面上，设有将上述开口以环状包围的环状的密封部件；

通过上述升降销的下降移动，上述盖部件中上述盖部件的背面和上述凹陷的上述内部表面与上述密封部件接触，上述密封部件被推压而变形；

上述盖部件在上述盖部件与上述密封部件接触的部分、和上述凹陷的上述内部表面与上述密封部件接触的部分将上述开口分别以环状包围的状态下，配置在上述凹陷的内部。

2.如权利要求1所述的真空处理装置，其特征在于，

具有弹性部件，当上述密封部件被推压时，上述弹性部件变形，通过使变形复原的力推压上述密封部件。

3.如权利要求1或2所述的真空处理装置，其特征在于，

上述盖部件的背面和上述凹陷的上述内部表面构成为，在比上述凹陷和上述盖部件接触在上述密封部件上的位置靠上方以环状接触。

4.如权利要求1～3中任一项所述的真空处理装置，其特征在于，

在上述凹陷的上述内部表面的底面中，具有边缘部，所述边缘部为将上述开口以环状包围的部分；上述密封部件配置在上述边缘部上；上述密封部件与上述盖部件的上述背面接触。

5.如权利要求1～4中任一项所述的真空处理装置，其特征在于，

具有缓冲部件；

如果上述升降销上升，则通过上述升降销经由上述缓冲部件使上述盖部件向上方移动。

6.如权利要求1～5中任一项所述的真空处理装置，其特征在于，

如果使上述升降销下降，则上述弹性部件被压缩。

7.如权利要求1～5中任一项所述的真空处理装置，其特征在于，

如果使上述升降销下降，则上述弹性部件被拉伸。

8.如权利要求1～7中任一项所述的真空处理装置，其特征在于，

使上述凹陷的侧面成为朝向上方的倾斜。

9.如权利要求1～8中任一项所述的真空处理装置，其特征在于，

上述盖部件的材质与上述载置台的材质相同。