JP2002134596A - 処理装置 - Google Patents

処理装置

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JP2002134596A JP2000326129A JP2000326129A JP2002134596A JP 2002134596 A JP2002134596 A JP 2002134596A JP 2000326129 A JP2000326129 A JP 2000326129A JP 2000326129 A JP2000326129 A JP 2000326129A JP 2002134596 A JP2002134596 A JP 2002134596A
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gas
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雅之 田中
Kiyoshi Tanaka
澄 田中
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Tokyo Electron Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理体押さえ部材を付勢する弾発部材の腐
食を大幅に防止することができる処理装置を提供する。 【解決手段】 真空引き可能になされた処理容器４２内
に設置した載置台４６上に被処理体Ｗを載置し、前記被
処理体の周縁部に被処理体押さえ部材４７を当接させて
弾発部材１０２により前記被処理体を前記載置台側に付
勢して与圧することにより前記被処理体を保持し、この
状態で前記被処理体に所定の処理を施すようにした処理
装置において、前記弾発部材の周囲に、この大部分を覆
うように弾発部材カバー部材９６を設けるように構成す
る。これにより、被処理体押さえ部材を付勢する弾発部
材の腐食を大幅に防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
被処理体に所定の処理を施す処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体集積回路の製造工程にお
いては、被処理体である半導体ウエハに対して成膜処
理、エッチング処理、酸化拡散処理、アニール処理、改
質処理等の種々の処理を施すことが行われている。例え
ば成膜処理を例にとれば、ウエハ表面に配線パターンを
形成するために或いは配線間等の凹部を埋め込むために
Ｗ（タングステン）、ＷＳｉ（タングステンシリサイ
ド）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（チタンナイトライ
ド）、ＴｉＳｉ（チタンシリサイド）等の金属或いは金
属化合物を堆積させたり、またはＳｉＯ2 等の絶縁膜を
堆積させたりする。
【０００３】ここで、従来の一般的な枚葉式の処理装置
について、図４及び図５を参照して説明する。図４は従
来の一般的な枚葉式の処理装置を示す構成図、図５は被
処理体押さえ部材（クランプリング）の動作を説明する
説明図である。この処理装置は、真空引きになされた処
理容器２を有しており、この天井部には各種の必要なガ
スを処理容器２内へ導入するシャワーヘッド部４を設け
ている。また、この処理容器２内には、容器底部より起
立させた円筒状の反射鏡台６上に支持させて薄い載置台
８を設けて、この上面に半導体ウエハＷを載置するよう
になっている。また、この処理容器２の下方には複数の
加熱ランプ１０を設けて、これより発する熱線を、容器
底部に設けた透過窓１２を通過させて容器内に導入して
載置台８を加熱し、これによりウエハＷを加熱昇温する
ようになっている。
【０００４】そして、上記載置台８の下方には、円環状
になされた昇降リング台１４に取り付けられた３本のリ
フタピン１６（図示例では２本のみ記す）が昇降可能に
設けられており、このリフタピン１６は、載置台８に設
けたリフタピン穴１８を通ってウエハＷの下面に当接
し、ウエハを昇降移動し得るようになっている。上記昇
降リング台１４を昇降させるために、これには容器底部
を貫通させて設けた押し上げ棒２２が連結されており、
この貫通部にはベローズ２０を介設してこの部分の気密
性を維持しつつ上記押し上げ棒２２の上下動を許容して
いる。また、上記載置台８上のウエハＷは、上面周縁部
を円環状のクランプリング２４により押圧付勢して処理
時に載置台８上に固定するようになっている。具体的に
は、図５にも示すように、このクランプリング２４の下
面には下方に延びる３本（図示例では２本のみ記す）の
リング用シャフト２６が設けられており、このシャフト
２６は、上記昇降リング台１４に設けられた逆Ｌ字状の
シャフト案内部材２８に形成したシャフト挿通孔３０に
遊嵌状態で挿通されている。そして、上記リング用シャ
フト２６の下部に弾発部材としてコイルバネ３２を装着
した状態で、このコイルバネ３２をシャフト案内部材２
８とシャフト下端のバネストッパ３４との間に圧縮状態
で嵌装させており、この弾発力により上記クランプリン
グ２４に対して常時下方向への付勢力を付与している。
【０００５】また、上記シャフト案内部材２８の上端に
は、クランプリング２４が所定量以上降下することを防
止するリングストッパ突起３６が設けられている。この
ように構成された処理装置において、ウエハＷを載置台
８上に載置するには、図５（Ａ）に示すように図示しな
い搬送アームで搬入されてきたウエハＷを、上方に位置
させたリフタピン１６で受け取り、この状態で昇降リン
グ台１４を下げることによりリフタピン１６を順次降下
させて図５（Ｂ）に示すようにウエハＷを載置台８上に
載置させる。更に、リフタピン１６を降下させるとクラ
ンプリング２４がウエハＷの周縁部と当接してそれ以降
はコイルバネ３２が図５（Ｃ）に示すように縮むことに
なる。そして、このコイルバネ３２の弾発力によってウ
エハＷの周縁部を下方向へ押圧し、ウエハＷを載置台８
上に固定するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うな半導体ウエハの処理に関しては、種々の処理ガスが
用いられるが、ＷＦ6 ガス（六フッ化タングステン）や
Ｃｌ2 ガスのように腐食性の大きなガスが用いられる場
合もある。また、この処理容器内は、内部に付着した不
要な膜が剥がれ落ちてパーティクルが発生することを防
止するために、定期的、或いは不定期的にＣｌＦ3 ガス
等のクリーニングガス（エッチングガス）を流してクリ
ーニング処理を行うが、このクリーニングガスも大きな
腐食性を有している。このように、腐食性の大きなガス
が処理容器２内に導入されると、載置台８の裏面側に
は、いわゆるバックサイドガスが供給されているとはい
え、上記腐食性ガスが載置台８の裏面側にも回り込んで
侵入してくることを避けることはできず、このため、剥
き出し状態になっている金属性のコイルバネ３２が腐食
されてしまい、この腐食物が飛び散って パーティクル
が発生したり、金属汚染が生じたりする、といった問題
があった。本発明は、以上のような問題点に着目し、こ
れを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の
目的は、被処理体押さえ部材を付勢する弾発部材の腐食
を大幅に防止することができる処理装置を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
真空引き可能になされた処理容器内に設置した載置台上
に被処理体を載置し、前記被処理体の周縁部に被処理体
押さえ部材を当接させて弾発部材により前記被処理体を
前記載置台側に付勢して与圧することにより前記被処理
体を保持し、この状態で前記被処理体に所定の処理を施
すようにした処理装置において、前記弾発部材の周囲
に、この大部分を覆うように弾発部材カバー部材を設け
るように構成する。これにより、被処理体押さえ部材を
付勢する弾発部材の周囲をほとんど弾発部材カバー部材
により覆うようにしているので、これが腐食性ガスと接
触することがなくなり、その結果、弾発部材の腐食を大
幅に抑制することが可能となる。
【０００８】この場合、請求項２に規定するように、前
記弾発部材カバー部材は、耐腐食性に優れ、且つ熱伝導
性が低い材料よりなる。これによれば、弾発部材カバー
部材の腐食も防止することができるのみならず、この熱
伝導性は低いので、被処理体に熱的な悪影響を与えるこ
とも防止することが可能となる。また、例えば請求項３
に規定するように、前記被処理体押さえ部材は、前記被
処理体を前記載置台上にて昇降させるリフタピンと一体
的に昇降可能になされているようにしてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る処理装置の
一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明
に係る処理装置を示す断面構成図、図２は昇降リング台
と弾発部材カバー部材とを示す平面図、図３は被処理体
押さえ部材の動作を説明するための説明図である。ま
ず、この処理装置４０は、例えばアルミニウム等により
円筒状或いは箱状に成形されて内部が真空引き可能にな
された処理容器４２を有しており、この処理容器４２内
には、処理容器底部より起立されて内面が鏡面状になさ
れた円筒状の反射鏡台（リフレクタ）４４が設けられ、
この上に被処理体としての半導体ウエハＷを載置するた
めの載置台４６が設けられている。この反射鏡台４４
は、熱線透過性の材料、例えば石英により構成されてお
り、また、載置台４６は、厚さ１ｍｍ程度の例えばカー
ボン素材、ＡｌＮなどのアルミ化合物等により構成され
ている。
【００１０】また、載置台４６の周縁部の上方には、ウ
エハＷの周縁部を押圧してこれを載置台４６に固定する
ために被処理体押さえ部材としてのクランプリング４７
が設けられる。尚、このクランプリング４７の構成につ
いては後述する。また、載置台４６の直下の処理容器底
部には、石英等の熱線透過材料よりなる透過窓４８が気
密に設けられており、この下方には、透過窓４８を囲む
ように箱状の加熱室５０が設けられている。この加熱室
５０内には加熱部として複数個の加熱ランプ５２が反射
鏡も兼ねる回転台５４に取り付けられており、この回転
台５４は、回転軸を介して加熱室５０の底部に設けた回
転モータ５６により回転される。従って、この加熱ラン
プ５２より放出された熱線は、透過窓４８を透過して載
置台４６の下面を照射してこれを加熱し得るようになっ
ている。尚、加熱手段として加熱ランプ５２に替えて、
載置台４６内に抵抗加熱ヒータを埋設するようにしても
よい。
【００１１】また、載置台４６の外周側には、多数の整
流孔５６を有するリング状の整流板５８が、上下方向に
環状に成形された支持コラム６０により支持させて設け
られている。整流板５８の内周側には、前記クランプリ
ング４７の外周部と軽く接触するリング状の石英製アタ
ッチメント６２が設けられる。整流板５８の下方の底部
には排気口６４が設けられ、この排気口６４には図示し
ない真空ポンプに接続された排気路６６が接続されてお
り、処理容器４２内を真空引きし得るようになってい
る。また、処理容器４２の側壁には、ウエハを搬出入す
る際に開閉されるゲートバルブ６８が設けられる。
【００１２】一方、上記載置台４６と対向する処理容器
天井部には、処理ガス等を処理容器４２内へ導入するた
めのシャワーヘッド部７０が設けられている。具体的に
は、このシャワーヘッド部７０は、例えばアルミニウム
等により円形箱状に成形されたヘッド本体７２を有し、
この天井部にはガス導入口７４が設けられている。この
ガス導入口７４には、ガス通路を介して処理に必要なガ
ス、例えばＷＦ6、Ａｒ、ＳｉＨ4、Ｈ2 、Ｎ2 等のガス
源（図示せず）が接続されており、流量制御可能に供給
するようになっている。ヘッド本体７２の下部には、こ
のヘッド本体７２内へ供給されたガスを処理空間Ｓへ放
出するための多数のガス噴射孔７６が面内の略全体に配
置されており、ウエハ表面に亘ってガスを放出するよう
になっている。また、ヘッド本体７２内には、多数のガ
ス分散孔７８を有する拡散板８０が配設されており、ウ
エハ面に、より均等にガスを供給するようになってい
る。
【００１３】一方、上記載置台４６の下方には、図２に
も示すように、円環状になされた昇降リング台８２に後
述する弾発部材カバー部材９６を介して取り付けられた
複数本、例えば３本のＬ字状のリフタピン８４が略等間
隔で起立させて昇降可能に設けられており、このリフタ
ピン８４は、上記載置台４６に設けたリフタピン穴８６
を通ってウエハＷの下面に当接し、ウエハＷを持ち上
げ、或いは持ち下げるようになっている。このリフタピ
ン８４の下部は、上記反射鏡台４４に形成された長孔８
５に挿通されており、上下移動可能になっている。この
昇降リング台８２を昇降させるために、これには容器底
部を貫通させて設けた押し上げ棒８８が連結されてお
り、この押し上げ棒８８の貫通部には処理容器１６内の
気密状態を保持しつつ昇降移動を可能とするために伸縮
可能なベローズ９０が介在されており、この押し上げ棒
８８の下端はアクチュエータ９２に接続されている。そ
して、上記載置台４６の周縁部には、ウエハＷの周縁部
を下方へ押圧してこれを載置台４６側へ固定するため
に、ウエハの輪郭形状に沿った略リング状の例えばセラ
ミック製の前記クランプリング４７が設けられている。
被処理体押さえ部材としてのこのクランプリング４７に
は、下方向に延びる複数本、図示例では３本のリング用
シャフト９４が略等間隔で取り付け固定されており、こ
のリング用シャフト９４は本発明の特徴とする弾発部材
カバー部材９６を介して上記昇降リング台８２に支持さ
れている。
【００１４】具体的には、図３にも示すように、この弾
発部材カバー部材９６は、石英等の透明で、耐腐食性が
あり、しかも熱伝導性の低い材料により略円筒体状に成
形されており、その上部には上記リング用シャフト９４
を遊環状態で挿通してこのシャフト９４は昇降移動を案
内する案内挿通孔９８が形成されると共に、下部には、
下端が開口されて内径が大きくなされたバネ収容孔１０
０が形成されている。そして、上記案内挿通孔９８とバ
ネ収容孔１００とは連通されており、ここに上記リング
用シャフト９４を挿通させている。このリング用シャフ
ト９４の下部に弾発部材としてコイルバネ１０２を装着
した状態で、このコイルバネ１０２を上記バネ収容孔１
００内に収容しており、このコイルバネ１０２をシャフ
ト下端のバネストッパ１０４とバネ収容孔１００の上端
面１００Ａとの間に圧縮状態で嵌装させて、この弾圧力
により上記クランプリング４７に対して常時下方向への
付勢力を付与するようになっている。
【００１５】従って、上記コイルバネ１０２の外周は、
その下方を除いて略全面が上記弾発部材カバー部材９６
により覆われた状態となっている。また、上記弾発部材
カバー部材９６の上端には、上記クランプリング４７が
所定量以上降下することを防止するリングストッパ突起
１０６が設けられている。更に、上記案内挿通孔９８の
上端開口の周辺部９８Ａは、テーパ面やＲ（アール）を
つけた曲面状にすることにより、リング用シャフト９４
との接触を円滑に行うようにする。
【００１６】次に、以上のように構成された処理装置を
用いて行なわれる処理を、例えば成膜処理を例にとって
説明する。まず、処理容器４２の側壁に設けたゲートバ
ルブ６８を開いて搬送アーム（図示せず）により処理容
器４２内にウエハＷを搬入し、リフタピン８４を押し上
げることによりウエハＷをリフタピン８４側に受け渡す
（図３（Ａ）参照）。そして、リフタピン８４を、押し
上げ棒８８を下げて昇降リング台８２を降下させること
によりリフタピン８４を順次降下させて、図３（Ｂ）に
示すようにウエハＷを載置台４６上に載置させる。更
に、リフタピン８４を降下させるとクランプリング４７
がウエハＷの周縁部と当接してこれ以降はコイルバネ１
０２が図３（Ｃ）に示すように縮むことになる。そし
て、このコイルバネ１０２の弾発力によってウエハＷの
周縁部を下方向へ押圧し、ウエハＷを載置台４８上に固
定する。この状態で、コイルバネ１０２は弾発部材カバ
ー部材９６のバネ収容孔１００内に完全に収容された状
態となっている。
【００１７】次に、タングステン膜を堆積する場合に
は、図示しない処理ガス源から処理ガスとしてＷＦ6
（原料ガス），ＳｉＨ4，Ｈ2 （還元ガス），Ａｒ，Ｎ2
（希釈ガス）等を選択的に、或いは全て含む処理ガス
をシャワーヘッド部７０へ所定量ずつ供給して混合し、
これをヘッド本体７２の下面のガス噴射孔７６から処理
容器４２内へ略均等に供給する。これと同時に、排気口
６４から内部雰囲気を吸引排気することにより処理容器
４２内を所定の真空度に設定し、且つ載置台４６の下方
に位置する加熱ランプ５２を回転させなが駆動し、熱エ
ネルギを放射する。放射された熱線は、透過窓４８を透
過した後、載置台４６の裏面を照射してこれを加熱す
る。この載置台４６は、前述のように１ｍｍ程度と非常
に薄いことから迅速に加熱され、従って、この上に載置
してあるウエハＷを迅速に所定の温度まで加熱すること
ができる。供給された処理ガスは所定の化学反応を生
じ、成膜条件に応じて例えばタングステン膜がウエハ表
面に堆積し、形成されることになる。また、載置台４６
の裏面側には、いわゆるバックサイドガスとしてＮ2 ガ
ス等も供給される。
【００１８】さて、このような処理中において、処理容
器４２の処理空間Ｓは勿論、載置台４６の裏面側にもＷ
Ｆ6 の腐食性の大きな処理ガスが回り込んで侵入してく
るが、前述のように、金属性のコイルバネ１０２はバネ
収容孔１００内に略完全に収容されてその周囲が弾発部
材カバー部材９６によって略完全に覆われているので、
このコイルバネ１０２が腐食性ガスと接触することはほ
とんどなく、これが腐食されることを防止することが可
能となる。また、この場合、この弾発部材カバー部材９
６は耐腐食性に優れ、且つ熱伝導性の低い材料により形
成しているので、このカバー部材９６自体が腐食するこ
ともなく、しかも、処理中のウエハＷに対して熱的な悪
影響を及ぼすことも極力抑制することが可能となる。
【００１９】また、万一、コイルバネ１０２が腐食され
て腐食物が飛散したとしても、このバネ収容孔１００は
下端部が開口されているだけなので、腐食物が飛散する
方向は下方向だけになり、従って、この飛散した腐食物
が載置台４６上に載置されているウエハＷに付着するこ
とはほとんどない。尚、この場合、コイルバネ１０２の
下端部を保持するバネストッパ１０４をバネ収容孔１０
０内に完全に収容し、このバネ収容孔１００の下端開口
部を完全に閉じるようにしてもよい。これによれば、腐
食性ガスがコイルバネ１０２と接触することを一層抑制
することが可能となる。また、このようなコイルバネ１
０２の腐食抑制効果は、処理容器４２内に腐食性の高い
クリーニングガスを流してクリーニング処理を行う時も
同様に発揮させることができる。更に、上記弾発部材カ
バー部材９６の材料としては、石英の他に、略同様な作
用を呈するＡｌＮ等のセラミックス材も用いることがで
きる。また、被処理体としては半導体ウエハに限定され
ず、ＬＣＤ基板、ガラス基板等に対しても本発明を適用
することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の処理装置
によれば、次のように優れた作用効果を発揮することが
できる。請求項１、３に係る発明によれば、被処理体押
さえ部材を付勢する弾発部材の周囲をほとんど弾発部材
カバー部材により覆うようにしているので、これが腐食
性ガスと接触することがなくなり、その結果、弾発部材
の腐食を大幅に抑制することができる。請求項２に係る
発明によれば、弾発部材カバー部材の腐食も防止するこ
とができるのみならず、この熱伝導性は低いので、被処
理体に熱的な悪影響を与えることも防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る処理装置を示す断面構成図であ
る。
【図２】昇降リング台と弾発部材カバー部材とを示す平
面図である。
【図３】被処理体押さえ部材の動作を説明するための説
明図である。
【図４】従来の一般的な枚葉式の処理装置を示す構成図
である。
【図５】被処理体押さえ部材（クランプリング）の動作
を説明する説明図である。
【符号の説明】
４０ 処理装置 ４２ 処理容器 ４６ 載置台 ４７ クランプリング（被処理体押さえ部材） ４８ 透過窓 ５２ 加熱ランプ ７０ シャワーヘッド部 ８２ 昇降リング台 ８８ 押し上げ棒 ９４ リング用シャフト ９６ 弾発部材カバー部材 １００ バネ収容孔 １０２ コイルバネ（弾発部材） １０４ バネストッパ Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ Ｆターム(参考） 4K030 AA04 AA05 AA16 AA17 BA20 BA44 CA04 GA02 KA45 KA49 5F004 AA16 BA19 BB18 BB21 BB27 BB28 BC08 5F031 CA02 HA24 HA28 HA30 HA33 NA20 PA26 PA30 5F045 AA03 BB20 DP03 EF05 EK14 EM03 EM09

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 真空引き可能になされた処理容器内に設
    置した載置台上に被処理体を載置し、前記被処理体の周
    縁部に被処理体押さえ部材を当接させて弾発部材により
    前記被処理体を前記載置台側に付勢して与圧することに
    より前記被処理体を保持し、この状態で前記被処理体に
    所定の処理を施すようにした処理装置において、 前記弾発部材の周囲に、この大部分を覆うように弾発部
    材カバー部材を設けるように構成したことを特徴とする
    処理装置。
  2. 【請求項２】 前記弾発部材カバー部材は、耐腐食性に
    優れ、且つ熱伝導性が低い材料よりなることを特徴とす
    る請求項１記載の処理装置。
  3. 【請求項３】 前記被処理体押さえ部材は、前記被処理
    体を前記載置台上にて昇降させるリフタピンと一体的に
    昇降可能になされていることを特徴とする請求項１また
    は２記載の処理装置。
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