JP2000294620A - 半導体処理装置 - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical 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
- C23C16/458—Chemical 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 characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
- C23C16/4586—Elements in the interior of the support, e.g. electrodes, heating or cooling devices
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- Y10S414/141—Associated with semiconductor wafer handling includes means for gripping wafer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ピンの高さ調整が容易でかつ消耗品の交換が容
易であり，大口径の半導体基板を安定して支持できる基
板支持機構を与える。 【解決手段】本発明に係る半導体基板を処理するための
半導体処置装置は，真空排気されたチャンバと，前記チ
ャンバ内にあって前記半導体基板を保持し少なくとも３
つの貫通孔を有するサセプタと，前記貫通孔内で担持さ
れ前記半導体基板を支持するための基板支持部材と，一
端が前記基板支持部材内部に挿入されるピンと，前記チ
ャンバ底部にあって前記ピンの他端を固定するためのピ
ン固定組立体とから成り，前記サセプタを下方に移動す
ることによって，前記ピンが前記基板支持部材を押し上
げ，前記半導体基板は少なくとも３つの前記半導体支持
部材によってサセプタから離れて空中で支持されること
を特徴とする。
易であり，大口径の半導体基板を安定して支持できる基
板支持機構を与える。 【解決手段】本発明に係る半導体基板を処理するための
半導体処置装置は，真空排気されたチャンバと，前記チ
ャンバ内にあって前記半導体基板を保持し少なくとも３
つの貫通孔を有するサセプタと，前記貫通孔内で担持さ
れ前記半導体基板を支持するための基板支持部材と，一
端が前記基板支持部材内部に挿入されるピンと，前記チ
ャンバ底部にあって前記ピンの他端を固定するためのピ
ン固定組立体とから成り，前記サセプタを下方に移動す
ることによって，前記ピンが前記基板支持部材を押し上
げ，前記半導体基板は少なくとも３つの前記半導体支持
部材によってサセプタから離れて空中で支持されること
を特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，半導体基板を処理
するためのプラズマCVD装置に関し，特に半導体基板搬
送時にサセプタ上に載置された半導体基板を持ち上げて
空中で支持するための半導体基板支持機構に関する。
するためのプラズマCVD装置に関し，特に半導体基板搬
送時にサセプタ上に載置された半導体基板を持ち上げて
空中で支持するための半導体基板支持機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の基板処理装置は，プラズマ反応炉
と，複数のウエハ基板をカセットボートに積載し待機す
るロードロック室と，基板搬送機構を有し両者を連結す
る基板搬送室と，から成る。
と，複数のウエハ基板をカセットボートに積載し待機す
るロードロック室と，基板搬送機構を有し両者を連結す
る基板搬送室と，から成る。
【０００３】半導体基板の上記反応炉内への搬入及び搬
出は，上記基板搬送機構のアームの先端に取り付けられ
たブレードが，ロードロック室と反応炉との間を往復す
ることによって実行される。大気中の水分若しくはパー
ティクル汚染を防止するために，各部屋はゲート弁によ
って隔離され，常時真空排気されており，半導体基板の
搬送時のみ上記各部屋の各ゲート弁が開くようになって
いる。
出は，上記基板搬送機構のアームの先端に取り付けられ
たブレードが，ロードロック室と反応炉との間を往復す
ることによって実行される。大気中の水分若しくはパー
ティクル汚染を防止するために，各部屋はゲート弁によ
って隔離され，常時真空排気されており，半導体基板の
搬送時のみ上記各部屋の各ゲート弁が開くようになって
いる。
【０００４】反応炉内のサセプタ上に載置された半導体
基板をブレードによって持ち上げるためには，半導体ウ
エハとサセプタとの間にブレードを挿入するための空間
が必要である。そこで，従来の装置はサセプタに複数の
貫通孔を設け，該貫通孔内にピンを挿入し，サセプタの
上下移動に伴って，ピンの先端がサセプタ表面から出た
り入ったりする構造を有する。当該ピンは，搬送時には
サセプタ上に突出して半導体ウエハ基板を空中で支持
し，処理時にはサセプタ内に完全に収容される。
基板をブレードによって持ち上げるためには，半導体ウ
エハとサセプタとの間にブレードを挿入するための空間
が必要である。そこで，従来の装置はサセプタに複数の
貫通孔を設け，該貫通孔内にピンを挿入し，サセプタの
上下移動に伴って，ピンの先端がサセプタ表面から出た
り入ったりする構造を有する。当該ピンは，搬送時には
サセプタ上に突出して半導体ウエハ基板を空中で支持
し，処理時にはサセプタ内に完全に収容される。
【０００５】この従来の半導体基板をピンで支持する方
式には２つのタイプがある。
式には２つのタイプがある。
【０００６】まず一つは，ピンの一端を反応炉の底部で
固定するタイプである。もう一つは，ピンがサセプタの
貫通孔内で担持され宙づり状態になるタイプである。後
者のタイプは主に回転可能型サセプタ装置とともに使用
される。サセプタの下降移動に従い反応炉底部に設けら
れたパッドにピンの一端が触れピンは該パッド上に直立
し貫通孔を通じて半導体基板を支持する。
固定するタイプである。もう一つは，ピンがサセプタの
貫通孔内で担持され宙づり状態になるタイプである。後
者のタイプは主に回転可能型サセプタ装置とともに使用
される。サセプタの下降移動に従い反応炉底部に設けら
れたパッドにピンの一端が触れピンは該パッド上に直立
し貫通孔を通じて半導体基板を支持する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記したピンで半導体
基板を支持する従来の２つの方法には以下のような欠点
がある。 まず，ピンの一端を反応炉底部に固定する下
端固定タイプでは，ピン先端部の高さ方向の位置が，以
下の理由により厳密に決められなければならない。搬送
時のサセプタ表面からのピンの高さはブレードを受け入
れるのに十分でなければならない。また，反応処理時に
はピンの先端が完全に貫通孔内に収容されていなけれ
ば，半導体基板は宙に浮いた状態となりサセプタと接触
しない。さらに，反応炉のプラズマクリーニングを行う
際に，ピンがサセプタ表面から突出していると放電のエ
ネルギーが当該ピンに集中してアークが発生する恐れが
ある。このアークは当該ピンの破損のみならず，シャワ
ーヘッド表面にも重大な損傷をもたらす。さらに，貫通
孔のリップ部もピンが大きく下がった状態では同様にプ
ラズマ放電が集中し，その部位に対向するシャワーヘッ
ド表面の保護膜若しくはコーティング膜に損傷を与え
る。こうして剥離したそれらの膜は反応炉内部を飛散し
て不純物汚染を引き起こす危険性がある。さらにまた，
同様に当該ピンが貫通孔内でサセプタ表面から大きく下
がった状態ではプラズマ放電による活性種がサセプタ装
置内部に侵入して，サセプタ及びその下方に設けられた
加熱ヒータ，ピン及びその固定部に損傷をもたらす。
基板を支持する従来の２つの方法には以下のような欠点
がある。 まず，ピンの一端を反応炉底部に固定する下
端固定タイプでは，ピン先端部の高さ方向の位置が，以
下の理由により厳密に決められなければならない。搬送
時のサセプタ表面からのピンの高さはブレードを受け入
れるのに十分でなければならない。また，反応処理時に
はピンの先端が完全に貫通孔内に収容されていなけれ
ば，半導体基板は宙に浮いた状態となりサセプタと接触
しない。さらに，反応炉のプラズマクリーニングを行う
際に，ピンがサセプタ表面から突出していると放電のエ
ネルギーが当該ピンに集中してアークが発生する恐れが
ある。このアークは当該ピンの破損のみならず，シャワ
ーヘッド表面にも重大な損傷をもたらす。さらに，貫通
孔のリップ部もピンが大きく下がった状態では同様にプ
ラズマ放電が集中し，その部位に対向するシャワーヘッ
ド表面の保護膜若しくはコーティング膜に損傷を与え
る。こうして剥離したそれらの膜は反応炉内部を飛散し
て不純物汚染を引き起こす危険性がある。さらにまた，
同様に当該ピンが貫通孔内でサセプタ表面から大きく下
がった状態ではプラズマ放電による活性種がサセプタ装
置内部に侵入して，サセプタ及びその下方に設けられた
加熱ヒータ，ピン及びその固定部に損傷をもたらす。
【０００８】このように，従来の下端固定タイプの装置
では，ピン先端部の高さ方向の位置は厳密に決定されな
ければならず，そのための作業時間は長くなる。
では，ピン先端部の高さ方向の位置は厳密に決定されな
ければならず，そのための作業時間は長くなる。
【０００９】また，従来はピンをアルミニウム合金で製
作していたため，熱膨張により長さが変化してしまう。
実際の使用温度（200〜300℃）での高さ調節は非常に危
険かつ困難である。さらに，300〜400℃の温度において
ピンの機械的強度は低下し大口径（300mm）のウエハを
支持するには不十分である。そのためウエハ支持の連続
工程においてピンは変形してしまう。それに伴い消耗部
品の交換に要する装置停止時間も長くなる。その結果，
歩留まり及び生産性が低下することになる。
作していたため，熱膨張により長さが変化してしまう。
実際の使用温度（200〜300℃）での高さ調節は非常に危
険かつ困難である。さらに，300〜400℃の温度において
ピンの機械的強度は低下し大口径（300mm）のウエハを
支持するには不十分である。そのためウエハ支持の連続
工程においてピンは変形してしまう。それに伴い消耗部
品の交換に要する装置停止時間も長くなる。その結果，
歩留まり及び生産性が低下することになる。
【００１０】一方，ピンがサセプタの貫通孔内で担持さ
れる宙づりタイプでは，重量の大きな300mmウエハを支
持するような場合，厚みのあるブレードを受け入れるた
めにピンがサセプタ表面から突起する距離が長くなり支
持が不安定になる。
れる宙づりタイプでは，重量の大きな300mmウエハを支
持するような場合，厚みのあるブレードを受け入れるた
めにピンがサセプタ表面から突起する距離が長くなり支
持が不安定になる。
【００１１】また当該ピンは，プラズマ処理され帯電し
た半導体ウエハの裏面に静電吸着してしまい，搬送時に
ウエハと一緒に持ち上げられる危険性がある。この場
合，ピンは搬送ロボットの衝撃により落下し，その結果
破損してパーティクル汚染を引き起こす。
た半導体ウエハの裏面に静電吸着してしまい，搬送時に
ウエハと一緒に持ち上げられる危険性がある。この場
合，ピンは搬送ロボットの衝撃により落下し，その結果
破損してパーティクル汚染を引き起こす。
【００１２】したがって，本発明の目的は，ピンの高さ
調整が容易な基板支持機構を与えることである。
調整が容易な基板支持機構を与えることである。
【００１３】また，本発明の他の目的は，ピン等の消耗
品の交換が容易な基板支持機構を与えることである。
品の交換が容易な基板支持機構を与えることである。
【００１４】さらに，本発明の他の目的は，大口径の半
導体基板を安定して支持できる基板支持機構を与えるこ
とである。
導体基板を安定して支持できる基板支持機構を与えるこ
とである。
【００１５】さらにまた，本発明の他の目的は，ピンの
先端部が半導体ウエハの裏面と静電吸着を起こさないよ
うな基板支持機構を与えることである。
先端部が半導体ウエハの裏面と静電吸着を起こさないよ
うな基板支持機構を与えることである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本願の発明は以下の手段から成る。
に本願の発明は以下の手段から成る。
【００１７】本発明に係る半導体基板を処理するための
半導体処理装置は，真空排気されたチャンバと，前記チ
ャンバ内にあって，前記半導体基板を保持し，少なくと
も３つの貫通孔を有するサセプタと，前記半導体基板の
処理時若しくは前記チャンバのクリーニング時に前記貫
通孔内で担持され，前記半導体基板の搬入若しくは搬出
時に前記半導体基板を支持する基板支持部材と，一端が
前記基板支持部材内部に挿入されるピンと，前記チャン
バ底部にあって，前記ピンの他端を固定するためのピン
固定組立体と，から成り，前記サセプタを下方に移動す
ることによって，前記ピンが前記基板支持部材を押し上
げ，前記半導体基板は少なくとも３つの前記半導体支持
部材によってサセプタから離れて空中で支持される，こ
とを特徴とする。
半導体処理装置は，真空排気されたチャンバと，前記チ
ャンバ内にあって，前記半導体基板を保持し，少なくと
も３つの貫通孔を有するサセプタと，前記半導体基板の
処理時若しくは前記チャンバのクリーニング時に前記貫
通孔内で担持され，前記半導体基板の搬入若しくは搬出
時に前記半導体基板を支持する基板支持部材と，一端が
前記基板支持部材内部に挿入されるピンと，前記チャン
バ底部にあって，前記ピンの他端を固定するためのピン
固定組立体と，から成り，前記サセプタを下方に移動す
ることによって，前記ピンが前記基板支持部材を押し上
げ，前記半導体基板は少なくとも３つの前記半導体支持
部材によってサセプタから離れて空中で支持される，こ
とを特徴とする。
【００１８】具体的には，前記基板支持部材は，鍔形の
頭部及び円筒形のボディを有し，前記ボディの一端は開
放され前記ピンの一端を受容し，前記ボディの他端は閉
止され前記ピンの一端と当接する。
頭部及び円筒形のボディを有し，前記ボディの一端は開
放され前記ピンの一端を受容し，前記ボディの他端は閉
止され前記ピンの一端と当接する。
【００１９】さらに具体的には，前記頭部は円錐形の上
部及び逆円錐台形の下部から成る。
部及び逆円錐台形の下部から成る。
【００２０】好適には，サセプタの前記貫通孔の上部開
口円周部は，前記基板支持部材の前記下部の曲面と同じ
角度で面取りされており，前記開口円周部と前記下部の
曲面が隙間なく係合し前記基板支持部材が前記開口円周
部によって担持された状態で，基板支持部材の先端部が
サセプタ表面より上に突出しない。
口円周部は，前記基板支持部材の前記下部の曲面と同じ
角度で面取りされており，前記開口円周部と前記下部の
曲面が隙間なく係合し前記基板支持部材が前記開口円周
部によって担持された状態で，基板支持部材の先端部が
サセプタ表面より上に突出しない。
【００２１】変形的に，前記ピンの一端は円錐形を有
し，前記基板支持部材の当接面は前記ピンの一端と同じ
円錐形の凹部を形成する。
し，前記基板支持部材の当接面は前記ピンの一端と同じ
円錐形の凹部を形成する。
【００２２】また具体的には，前記ピン固定組立体は，
固定ベース部材と，ピンホルダと，から成る。
固定ベース部材と，ピンホルダと，から成る。
【００２３】さらに具体的には，前記固定ベース部材
は，中央の円筒部材と，前記円筒部材の上端周縁部から
放射状に等間隔に伸長する少なくとも３つのブレード
と，から成り，前記ブレードの各端部付近には前記ピン
ホルダを受容するための螺刻された孔が形成されてい
る。
は，中央の円筒部材と，前記円筒部材の上端周縁部から
放射状に等間隔に伸長する少なくとも３つのブレード
と，から成り，前記ブレードの各端部付近には前記ピン
ホルダを受容するための螺刻された孔が形成されてい
る。
【００２４】さらにまた具体的には，前記ピンホルダは
前記ピンを受容するための細孔部と，前記ブレードの前
記孔と螺合するよう螺刻されたネジ部と，から成る。
前記ピンを受容するための細孔部と，前記ブレードの前
記孔と螺合するよう螺刻されたネジ部と，から成る。
【００２５】本発明に係る装置は，さらに前記サセプタ
を機械的に上下に移動するための移動機構を有すること
ができる。
を機械的に上下に移動するための移動機構を有すること
ができる。
【００２６】好適には，前記移動機構と前記チャンバと
はベローズ手段によって隔絶されている。
はベローズ手段によって隔絶されている。
【００２７】具体的には基板支持部材，ピン，及びピン
固定組立体は，耐熱性に優れた熱膨張係数の小さい材料
により構成される。
固定組立体は，耐熱性に優れた熱膨張係数の小さい材料
により構成される。
【００２８】また好適には，前記材料はセラミックであ
る。
る。
【００２９】さらに好適には，前記材料は酸化アルミニ
ウム若しくは窒化アルミニウムである。
ウム若しくは窒化アルミニウムである。
【００３０】
【作用】図１〜３は本発明に係る半導体基板支持機構の
作用であって，特に半導体ウエハの搬出工程を図示した
ものである。図１はプラズマ処理反応時の状態を示す。
その際の基板支持機構を拡大したのが図２(a)である。
作用であって，特に半導体ウエハの搬出工程を図示した
ものである。図１はプラズマ処理反応時の状態を示す。
その際の基板支持機構を拡大したのが図２(a)である。
【００３１】図２(a)は，サセプタ2が最上点に位置した
状態を示している。基板支持部材12はサセプタ2の貫通
孔13内に挿入され，後に詳細に説明されるように基板支
持部材12の下部曲面26が貫通孔13の面取りされたリップ
部21と係合しそれによって基板支持部材12はその先端部
22がサセプタ表面の高さより低くなるように担持され
る。基板支持部材12の内部には開口端24を有する空洞23
が設けられ，該開口端24からピン11が挿入される。図２
(a)の状態において，ピン11の先端部19は空洞23の当接
面18から離れている。したがって，プラズマ処理中に半
導体ウエハがサセプタ2表面から上方へ押し上げられる
ことはなく，プラズマクリーニングの際にも放電が集中
することはない。また面倒なピンの高さ調整も不要であ
る。
状態を示している。基板支持部材12はサセプタ2の貫通
孔13内に挿入され，後に詳細に説明されるように基板支
持部材12の下部曲面26が貫通孔13の面取りされたリップ
部21と係合しそれによって基板支持部材12はその先端部
22がサセプタ表面の高さより低くなるように担持され
る。基板支持部材12の内部には開口端24を有する空洞23
が設けられ，該開口端24からピン11が挿入される。図２
(a)の状態において，ピン11の先端部19は空洞23の当接
面18から離れている。したがって，プラズマ処理中に半
導体ウエハがサセプタ2表面から上方へ押し上げられる
ことはなく，プラズマクリーニングの際にも放電が集中
することはない。また面倒なピンの高さ調整も不要であ
る。
【００３２】次にサセプタ2は図２(b)の位置まで下方に
移動する。このときピン11の先端19は基板保持部材12の
空洞23内の当接面18に当接する。この状態ではまだ基板
保持部材12は貫通孔13のリップ部21によって担持されて
いる。
移動する。このときピン11の先端19は基板保持部材12の
空洞23内の当接面18に当接する。この状態ではまだ基板
保持部材12は貫通孔13のリップ部21によって担持されて
いる。
【００３３】最後にサセプタ2は図２(c)に示される最下
点まで移動する。このとき基板保持部材12とリップ部21
の係合が解かれ，基板保持部材12はピン11によってリフ
トされる。基板支持部材12の先端部22はサセプタ2の表
面から上方へ所定の距離（10〜20mm）だけ突出し，図３
に示されるように半導体ウエハ3を空中で支持する。こ
うして形成されたサセプタ2と半導体基板3との間の空間
に自動搬送機構ロボット（図示せず）のブレード（厚さ
約5mm）が挿入され，半導体ウエハ3が該ブレードによっ
て持ち上げられる。その後半導体ウエハ3は反応室から
ロードロック室へ搬出されウエハカセットへ装填され
る。
点まで移動する。このとき基板保持部材12とリップ部21
の係合が解かれ，基板保持部材12はピン11によってリフ
トされる。基板支持部材12の先端部22はサセプタ2の表
面から上方へ所定の距離（10〜20mm）だけ突出し，図３
に示されるように半導体ウエハ3を空中で支持する。こ
うして形成されたサセプタ2と半導体基板3との間の空間
に自動搬送機構ロボット（図示せず）のブレード（厚さ
約5mm）が挿入され，半導体ウエハ3が該ブレードによっ
て持ち上げられる。その後半導体ウエハ3は反応室から
ロードロック室へ搬出されウエハカセットへ装填され
る。
【００３４】半導体基板の搬入工程は，上記搬出工程の
逆である。自動搬送機構ロボットは，ロードロック室か
ら反応室内に新しい未処理ウエハをブレードに乗せて搬
入し，突出した基板支持部材12の上まで運び，そこでブ
レードをゆっくり降下させる。基板支持部材12の上に支
持された当該未処理ウエハは，サセプタがゆっくり上昇
し最上点に達したとき（図２(a)），サセプタ2上に載置
される。
逆である。自動搬送機構ロボットは，ロードロック室か
ら反応室内に新しい未処理ウエハをブレードに乗せて搬
入し，突出した基板支持部材12の上まで運び，そこでブ
レードをゆっくり降下させる。基板支持部材12の上に支
持された当該未処理ウエハは，サセプタがゆっくり上昇
し最上点に達したとき（図２(a)），サセプタ2上に載置
される。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下，図面を参照しながら本発明
を説明する。
を説明する。
【００３６】図１及び図４を参照して，本発明に係る半
導体基板を処理するための半導体処理装置は，真空排気
されたチャンバ1と，該チャンバ内にあって半導体基板3
を保持し少なくとも３つの貫通孔13を有するサセプタ2
と，半導体基板の処理時若しくはチャンバのクリーニン
グ時に貫通孔内で担持され半導体基板の搬入若しくは搬
出時に半導体基板を支持する基板支持部材12と，一端が
上記基板支持部材12内部に挿入されるピン11と，上記チ
ャンバ1の底部にあって上記ピン11の他端を固定するた
めのピン固定組立体(9,10)と，から成り，上記サセプタ
2を下方に移動することによって，上記ピン11が基板支
持部材12を押し上げ，半導体基板3は少なくとも３つの
前記半導体支持部材12によってサセプタ2から離れて空
中で支持されることを特徴とする。
導体基板を処理するための半導体処理装置は，真空排気
されたチャンバ1と，該チャンバ内にあって半導体基板3
を保持し少なくとも３つの貫通孔13を有するサセプタ2
と，半導体基板の処理時若しくはチャンバのクリーニン
グ時に貫通孔内で担持され半導体基板の搬入若しくは搬
出時に半導体基板を支持する基板支持部材12と，一端が
上記基板支持部材12内部に挿入されるピン11と，上記チ
ャンバ1の底部にあって上記ピン11の他端を固定するた
めのピン固定組立体(9,10)と，から成り，上記サセプタ
2を下方に移動することによって，上記ピン11が基板支
持部材12を押し上げ，半導体基板3は少なくとも３つの
前記半導体支持部材12によってサセプタ2から離れて空
中で支持されることを特徴とする。
【００３７】処理される半導体基板3を直接保持するサ
セプタ2は，中心からある半径距離の円周上に等間隔に
配置された少なくとも３つの貫通孔13を有する。該貫通
孔13のリップ部21は後に詳細に説明されるように面取り
されている。該サセプタは直径約200〜400mm，厚さ10〜
80mmの窒化アルミニウムセラミックから成り，その内部
には高周波電極としてモリブデン若しくはタングステン
網及び発熱体として金属シースヒータ線，タングステン
発熱体またはSiC発熱体が埋設されている。
セプタ2は，中心からある半径距離の円周上に等間隔に
配置された少なくとも３つの貫通孔13を有する。該貫通
孔13のリップ部21は後に詳細に説明されるように面取り
されている。該サセプタは直径約200〜400mm，厚さ10〜
80mmの窒化アルミニウムセラミックから成り，その内部
には高周波電極としてモリブデン若しくはタングステン
網及び発熱体として金属シースヒータ線，タングステン
発熱体またはSiC発熱体が埋設されている。
【００３８】基板支持部材12は後に詳細に説明するよう
に，半導体ウエハ3をリフトするための鍔形の頭部及び
円筒形のボディから成り，サセプタの貫通孔13内に挿入
され，貫通孔13のリップ部21によって担持されている。
該基板支持部材12のボディ内部は空洞23を有し，下端24
は開口されている。基板支持部材12は熱膨張係数の比較
的小さい酸化アルミニウム若しくは窒化アルミニウムな
どのセラミック材で製作され，好適にはフッ素活性種へ
の耐久性が高いアルミナセラミックで製作される。
に，半導体ウエハ3をリフトするための鍔形の頭部及び
円筒形のボディから成り，サセプタの貫通孔13内に挿入
され，貫通孔13のリップ部21によって担持されている。
該基板支持部材12のボディ内部は空洞23を有し，下端24
は開口されている。基板支持部材12は熱膨張係数の比較
的小さい酸化アルミニウム若しくは窒化アルミニウムな
どのセラミック材で製作され，好適にはフッ素活性種へ
の耐久性が高いアルミナセラミックで製作される。
【００３９】上記基板支持部材12をリフトするためのピ
ン11の一端は上記下端24の開口部からボディ内部に挿入
され，他端は反応チャンバ底部に固定されたピン固定組
立体(9,10)に固定されている。
ン11の一端は上記下端24の開口部からボディ内部に挿入
され，他端は反応チャンバ底部に固定されたピン固定組
立体(9,10)に固定されている。
【００４０】反応チャンバ内の底部に固定されたピン固
定組立体(9,10)は後に詳細に説明するように，ピンホル
ダ10及び固定ベース部材9から成る。ピン11，ピンホル
ダ10及び固定ベース部材9は，熱膨張係数の比較的小さ
い酸化アルミニウム（アルミナ）若しくは窒化アルミニ
ウム等のセラミック材で製作され，好適にはプラズマ耐
性の高いアルミナセラミックで製作される。それによっ
て，室温から600℃までの広範な温度範囲でのピン11の
長さの変化は無視できる程度となり，同様にサセプタ2
の貫通孔13の位置と固定ベース部材9の孔32の位置（す
なわち，ピン11の位置）のずれは無視できる程度とな
る。
定組立体(9,10)は後に詳細に説明するように，ピンホル
ダ10及び固定ベース部材9から成る。ピン11，ピンホル
ダ10及び固定ベース部材9は，熱膨張係数の比較的小さ
い酸化アルミニウム（アルミナ）若しくは窒化アルミニ
ウム等のセラミック材で製作され，好適にはプラズマ耐
性の高いアルミナセラミックで製作される。それによっ
て，室温から600℃までの広範な温度範囲でのピン11の
長さの変化は無視できる程度となり，同様にサセプタ2
の貫通孔13の位置と固定ベース部材9の孔32の位置（す
なわち，ピン11の位置）のずれは無視できる程度とな
る。
【００４１】本発明に係る半導体処理装置は３つの貫通
孔13及びそれぞれに対応する基板支持機構(12,11,10,9)
を有するが，処理する半導体の口径によって，さらに多
くの貫通孔及び基板支持機構を設けることが可能であ
る。
孔13及びそれぞれに対応する基板支持機構(12,11,10,9)
を有するが，処理する半導体の口径によって，さらに多
くの貫通孔及び基板支持機構を設けることが可能であ
る。
【００４２】本発明に係る半導体処理装置はさらに，サ
セプタ2を機械的に上下移動するための移動機構(14,15,
16)を含む。該移動機構はサセプタを支持する円柱状の
ステム14，電動式駆動装置16及び水平の上端部が該ステ
ム14の下端に接続され他端が電動駆動装置16に結合され
ているＴ字形の動力伝達部材15から成る。また該動力伝
達部材15と反応チャンバ1との間にはパーティクル汚染
を防止するべく金属製ベローズ手段17が設けられ，電動
式駆動装置16及び動力伝達部材15から反応チャンバ1を
隔絶する。
セプタ2を機械的に上下移動するための移動機構(14,15,
16)を含む。該移動機構はサセプタを支持する円柱状の
ステム14，電動式駆動装置16及び水平の上端部が該ステ
ム14の下端に接続され他端が電動駆動装置16に結合され
ているＴ字形の動力伝達部材15から成る。また該動力伝
達部材15と反応チャンバ1との間にはパーティクル汚染
を防止するべく金属製ベローズ手段17が設けられ，電動
式駆動装置16及び動力伝達部材15から反応チャンバ1を
隔絶する。
【００４３】さらに本発明に係る半導体処理装置は，半
導体ウエハを搬入及び搬出するためのゲート弁付き開口
部7，所定の流量の反応ガスを導入する導入ポート5，反
応ガスを半導体基板3に均一に吹き付けるためのシャワ
ーヘッド4，該シャワーヘッドに接続され反応空間に高
周波プラズマを発生させるための高周波発振器6及び真
空排気ポンプ（図示せず）に接続された排気口8を有す
る。これらは当業者に周知であるのでこれ以上の説明は
省略する。
導体ウエハを搬入及び搬出するためのゲート弁付き開口
部7，所定の流量の反応ガスを導入する導入ポート5，反
応ガスを半導体基板3に均一に吹き付けるためのシャワ
ーヘッド4，該シャワーヘッドに接続され反応空間に高
周波プラズマを発生させるための高周波発振器6及び真
空排気ポンプ（図示せず）に接続された排気口8を有す
る。これらは当業者に周知であるのでこれ以上の説明は
省略する。
【００４４】図４は，本発明に係る基板支持機構(12,1
1,10,9)の部分拡大分解断面図を示している。当該基板
支持機構は，基板支持部材12，ピン11，ピンホルダ10，
及び固定ベース部材9から成る。図５は図４の基板支持
部材12をさらに拡大したものである。基板支持部材12は
鍔形に膨出した頭部20と円筒状のボディ25から成る。頭
部20は円錐形の上部27及び逆円錐台形の下部26から成
る。ボディ25は軸線方向に内部空洞23を有する。該内部
空洞23の上端は当接面18を有し下端は下に向かって開か
れた開口端24を有する。該開口端24内にピン11の先端19
が挿入される。また該空洞23の内径はピンを挿入したと
きに遊びがないようにピン11の外径よりわずかに大きく
設計されている。そのためピン11は空洞内を摺動する。
1,10,9)の部分拡大分解断面図を示している。当該基板
支持機構は，基板支持部材12，ピン11，ピンホルダ10，
及び固定ベース部材9から成る。図５は図４の基板支持
部材12をさらに拡大したものである。基板支持部材12は
鍔形に膨出した頭部20と円筒状のボディ25から成る。頭
部20は円錐形の上部27及び逆円錐台形の下部26から成
る。ボディ25は軸線方向に内部空洞23を有する。該内部
空洞23の上端は当接面18を有し下端は下に向かって開か
れた開口端24を有する。該開口端24内にピン11の先端19
が挿入される。また該空洞23の内径はピンを挿入したと
きに遊びがないようにピン11の外径よりわずかに大きく
設計されている。そのためピン11は空洞内を摺動する。
【００４５】図６を参照すると，基板支持部材12の先端
部22の変形例が示されている。先端部22の円錐部の内角
(θ)はシャワープヘッド4との間で異常放電が生じない
ように十分に大きく設定され，好適には150°≦θ≦175
°である（図６(a)及び(b)）。また，先端部22は基板の
裏面との静電気吸着を防止するよう所定の半径を有する
円形平面であっても良い（図６(c)）。その際先端部の
円の直径は好適にはφ≦1.5mmである。
部22の変形例が示されている。先端部22の円錐部の内角
(θ)はシャワープヘッド4との間で異常放電が生じない
ように十分に大きく設定され，好適には150°≦θ≦175
°である（図６(a)及び(b)）。また，先端部22は基板の
裏面との静電気吸着を防止するよう所定の半径を有する
円形平面であっても良い（図６(c)）。その際先端部の
円の直径は好適にはφ≦1.5mmである。
【００４６】図４に戻って，サセプタの貫通孔13の内径
は基板支持部材12の外径よりわずかに大きく設計されて
おり，基板支持部材12は貫通孔13内を摺動する。貫通孔
13のリップ21は，基板支持部材12の頭部20の下部26の曲
面と実質的に同じ角度で面取りされている。そのため基
板支持部材12が貫通孔13内に挿入されたとき頭部20の下
部26はリップ21と隙間無く係合し，基板支持部材12は貫
通孔13内で担持される。
は基板支持部材12の外径よりわずかに大きく設計されて
おり，基板支持部材12は貫通孔13内を摺動する。貫通孔
13のリップ21は，基板支持部材12の頭部20の下部26の曲
面と実質的に同じ角度で面取りされている。そのため基
板支持部材12が貫通孔13内に挿入されたとき頭部20の下
部26はリップ21と隙間無く係合し，基板支持部材12は貫
通孔13内で担持される。
【００４７】ここで，注意すべき点は，基板保持部材12
がサセプタ2の貫通孔13内に担持されるとき（例えば図
１若しくは図２(a)），貫通孔13は完全に封止され，基
板保持部材12の先端部22はサセプタ2の表面より低い位
置にあり，かつピン11の先端19と基板支持部材12の空洞
内部の当接面18との間に空隙が存在するということであ
る。これによって，従来は困難であったピンの位置調節
が容易になる。
がサセプタ2の貫通孔13内に担持されるとき（例えば図
１若しくは図２(a)），貫通孔13は完全に封止され，基
板保持部材12の先端部22はサセプタ2の表面より低い位
置にあり，かつピン11の先端19と基板支持部材12の空洞
内部の当接面18との間に空隙が存在するということであ
る。これによって，従来は困難であったピンの位置調節
が容易になる。
【００４８】図７は本発明に係る基板支持部材及びピン
の他の実施例を示したものである。基板支持部材12’は
内部空間23’の上端部に円錐形に切削された当接面18’
を有する。基板支持部材12’をリフトするピン11’の先
端部19’は上記当接面18’と隙間無く係合するように実
質的に同じ円錐形を有する。基板支持部材12’の壁面に
はガス抜き用の孔34を設けることもできる。
の他の実施例を示したものである。基板支持部材12’は
内部空間23’の上端部に円錐形に切削された当接面18’
を有する。基板支持部材12’をリフトするピン11’の先
端部19’は上記当接面18’と隙間無く係合するように実
質的に同じ円錐形を有する。基板支持部材12’の壁面に
はガス抜き用の孔34を設けることもできる。
【００４９】図８及び図９はそれぞれ本発明に係るピン
固定組立体の平面図及び断面図を示したものである。ピ
ン固定組立体は固定ベース部材9及びピンホルダ10から
成る。
固定組立体の平面図及び断面図を示したものである。ピ
ン固定組立体は固定ベース部材9及びピンホルダ10から
成る。
【００５０】固定ベース部材9はサセプタ2のステム14が
貫通する中央の円筒部30及び該円筒部30の上端周縁部33
から放射状に等間隔に延伸した少なくとも３つのブレー
ド31から成る。各ブレードの端部付近にはピンホルダ10
を受け入れるべく螺刻された孔32が設けられている。
貫通する中央の円筒部30及び該円筒部30の上端周縁部33
から放射状に等間隔に延伸した少なくとも３つのブレー
ド31から成る。各ブレードの端部付近にはピンホルダ10
を受け入れるべく螺刻された孔32が設けられている。
【００５１】ピンホルダ10はピン11を受け入れるための
細孔部28と，上記ブレードに設けられた孔32と螺合する
よう螺刻されたネジ部29から成る。ピン11は，固定ベー
ス部材9に螺合されたピンホルダ10を介して固定ベース
部材に結合される。これによってピンの下端は固定さ
れ，ピンの上端はサセプタの下方移動に伴って安定して
基板支持部材12をリフトすることができる。また，ピン
ホルダ10へのピン11の脱着は，サセプタ2が最下点にあ
るとき（図２(c)参照）サセプタ2を取り外すことなくそ
の上から容易に行うことができる。
細孔部28と，上記ブレードに設けられた孔32と螺合する
よう螺刻されたネジ部29から成る。ピン11は，固定ベー
ス部材9に螺合されたピンホルダ10を介して固定ベース
部材に結合される。これによってピンの下端は固定さ
れ，ピンの上端はサセプタの下方移動に伴って安定して
基板支持部材12をリフトすることができる。また，ピン
ホルダ10へのピン11の脱着は，サセプタ2が最下点にあ
るとき（図２(c)参照）サセプタ2を取り外すことなくそ
の上から容易に行うことができる。
【００５２】
【発明の効果】本発明に係る基板支持機構によって，従
来の面倒なピンの位置調整が全く不要になった。その結
果，プラズマクリーニングの際の異常放電の心配もなく
なり，歩留まりが良くなると同時に作業効率が向上し
た。
来の面倒なピンの位置調整が全く不要になった。その結
果，プラズマクリーニングの際の異常放電の心配もなく
なり，歩留まりが良くなると同時に作業効率が向上し
た。
【００５３】また，本発明に係る基板支持機構によっ
て，消耗部品の交換が簡単でメンテナンスにかかる時間
を短縮することができ，その結果従来に比べ生産性が向
上した。
て，消耗部品の交換が簡単でメンテナンスにかかる時間
を短縮することができ，その結果従来に比べ生産性が向
上した。
【００５４】さらに，本発明に係る基板支持機構によっ
て，大口径の半導体ウエハでも容易に支持することがで
きるようになり，連続する負荷にも十分に耐える安定し
た搬送が可能となった。
て，大口径の半導体ウエハでも容易に支持することがで
きるようになり，連続する負荷にも十分に耐える安定し
た搬送が可能となった。
【００５５】さらにまた，本発明に係る基板支持機構に
よって，ピンが半導体ウエハの裏面に静電吸着すること
が無くなり，パーティクル汚染の心配も無くなった。
よって，ピンが半導体ウエハの裏面に静電吸着すること
が無くなり，パーティクル汚染の心配も無くなった。
【図１】図１は，本発明に係る半導体処理装置の断面略
示図である。
示図である。
【図２】図２(a)〜(c)は，本発明に係る基板支持機構の
作用を示す部分拡大断面図である。
作用を示す部分拡大断面図である。
【図３】図３は，本発明に係る半導体処理装置内で処理
が終了した時の半導体処理装置を略示したものである。
が終了した時の半導体処理装置を略示したものである。
【図４】図４は，本発明に係る半導体処理装置内の基板
支持機構の拡大部分断面分解図である。
支持機構の拡大部分断面分解図である。
【図５】図５は，本発明に係る基板支持部材の部分断面
拡大図である。
拡大図である。
【図６】図６(a)〜(c)は，本発明に係る基板保持部材の
頭部の変形例を示したものである。
頭部の変形例を示したものである。
【図７】図７は，本発明に係る基板保持部材及びピンの
他の実施例を示したものである。
他の実施例を示したものである。
【図８】図８は，本発明に係るピン固定組立体の平面図
である。
である。
【図９】図９(a)及び(b)は，それぞれ本発明に係るピン
固定組立体の分解断面図及び断面図である。
固定組立体の分解断面図及び断面図である。
1 反応チャンバ 2 サセプタ 3 半導体ウエハ 4 シャワーヘッド 5 ガス導入ポート 6 高周波発振器 7 ゲート弁 8 排気口 9 固定ベース部材 10 ピンホルダ 11 ピン 12 基板支持部材 13 貫通孔 14 ステム 15 動力伝達部材 16 電動式駆動装置 17 ベローズ
Claims (13)
- 【請求項１】半導体基板を処理するための半導体処理装
置であって，真空排気されたチャンバと，前記チャンバ
内にあって，前記半導体基板を保持し，少なくとも３つ
の貫通孔を有するサセプタと，前記半導体基板の処理時
若しくは前記チャンバのクリーニング時に前記貫通孔内
で担持され，前記半導体基板の搬入若しくは搬出時に前
記半導体基板を支持する基板支持部材と，一端が前記基
板支持部材内部に挿入されるピンと，前記チャンバ底部
にあって，前記ピンの他端を固定するためのピン固定組
立体と，から成り，前記サセプタを下方に移動すること
によって，前記ピンが前記基板支持部材を押し上げ，前
記半導体基板は少なくとも３つの前記半導体支持部材に
よってサセプタから離れて空中で支持される，ところの
装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の装置であって，前記基板
支持部材は，鍔形の頭部及び円筒形のボディを有し，前
記ボディの一端は開放され前記ピンの一端を受容し，前
記ボディの他端は閉止され前記ピンの一端と当接する，
ところの装置。 - 【請求項３】請求項２に記載の装置であって，前記頭部
は円錐形の上部及び逆円錐台形の下部から成る，ところ
の装置。 - 【請求項４】請求項３に記載の装置であって，サセプタ
の前記貫通孔の上部開口円周部は前記基板支持部材の前
記下部の曲面と同じ角度で面取りされており，前記開口
円周部と前記下部の曲面が隙間なく係合し前記基板支持
部材が前記開口円周部によって担持された状態で，基板
支持部材の先端部がサセプタ表面より上に突出しない，
ところの装置。 - 【請求項５】請求項２に記載の装置であって，前記ピン
の一端は円錐形を有し，前記基板支持部材の当接面は前
記ピンの一端と同じ円錐形の凹部を形成する，ところの
装置。 - 【請求項６】請求項１に記載の装置であって，前記ピン
固定組立体は，固定ベース部材と，ピンホルダと，から
成るところの装置。 - 【請求項７】請求項６に記載の装置であって，前記固定
ベース部材は，中央の円筒部材と，前記円筒部材の上端
周縁部から放射状に等間隔に伸長する少なくとも３つの
ブレードと，から成り，前記ブレードの各端部付近には
前記ピンホルダを受容するための螺刻された孔が形成さ
れている，ところの装置。 - 【請求項８】請求項７に記載の装置であって，前記ピン
ホルダは前記ピンを受容するための細孔部と，前記ブレ
ードの前記孔と螺合するよう螺刻されたネジ部と，から
成る，ところの装置。 - 【請求項９】請求項１に記載の装置であって，さらに前
記サセプタを機械的に上下に移動するための移動機構を
有する，ところの装置。 - 【請求項１０】請求項９に記載の装置であって，さらに
前記移動機構と前記チャンバとはベローズ手段によって
隔絶されている，ところの装置。 - 【請求項１１】請求項１に記載の基板支持部材，ピン，
及びピン固定組立体は，耐熱性に優れた熱膨張係数の小
さい材料により構成される，ところの装置。 - 【請求項１２】請求項１１に記載の装置であって，前記
材料はセラミックである，ところの装置。 - 【請求項１３】請求項１１に記載の装置であって，前記
材料は酸化アルミニウム若しくは窒化アルミニウムであ
る，ところの装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10313799A JP3398936B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 半導体処理装置 |
| US09/544,764 US6435798B1 (en) | 1999-04-09 | 2000-04-07 | Semiconductor processing apparatus with substrate-supporting mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10313799A JP3398936B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 半導体処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294620A true JP2000294620A (ja) | 2000-10-20 |
| JP3398936B2 JP3398936B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=14346150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10313799A Expired - Lifetime JP3398936B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 半導体処理装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6435798B1 (ja) |
| JP (1) | JP3398936B2 (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007266514A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | V Technology Co Ltd | 作業装置におけるワーク受け渡し装置 |
| JP2008500709A (ja) * | 2004-05-28 | 2008-01-10 | オー・ツェー・エリコン・バルザース・アクチェンゲゼルシャフト | 摩擦を減らすための、ローラグライドを備えたリフトピン |
| JP2010016415A (ja) * | 2004-06-01 | 2010-01-21 | Applied Materials Inc | 基板を支持するための方法及び装置 |
| JP2010073753A (ja) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Tokyo Electron Ltd | 基板載置台およびそれを用いた基板処理装置 |
| KR100994074B1 (ko) * | 2003-08-14 | 2010-11-12 | 주성엔지니어링(주) | 리프트핀 지지대 |
| KR101002327B1 (ko) * | 2003-12-24 | 2010-12-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | 플라즈마 화학 기상 증착 장비 |
| US7907289B2 (en) | 2007-09-13 | 2011-03-15 | Horiba, Ltd. | Substrate measuring stage |
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