JP2002302770A - Substrate treating device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は基板処理装置に係
り、特に基板を加熱するヒータユニットを有し、ヒータ
ユニットに支持する基板を処理する基板処理装置に関す
る。The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing apparatus having a heater unit for heating a substrate and processing a substrate supported by the heater unit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６に従来の基板処理装置の一例として
熱ＣＶＤ装置の概略図を示す。この装置を用いてウェハ
Ｗに処理を行うには、中空のヒータユニット１１のサセ
プタ１５上にウェハＷを載置する。サセプタ１５上への
載置は、直接行われるのではなく、図示しないリフトピ
ンをヒータユニット１１から出没させて行われる。ヒー
タユニット１１によりウェハＷを所定温度に加熱する。
ウェハ加熱後、ヒータユニット１１をシャワーヘッド１
０近傍まで上昇させ、ガス供給管８から成膜用ガスを供
給しつつ排気口４より排気して成膜を行う。成膜は複数
のレシピにより行う。成膜時、反応室２の下部からパー
ジ用のＮ2ガスを反応室２内に供給している。中空のヒ
ータユニット１１にもヒータユニットシャフト１２を通
しパージ用のＮ2ガスを供給して、リフトピンを通すリ
フトピン孔等の小さな孔などからヒータユニット１１内
に成膜用ガスが回り込むのを防止している。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a schematic view of a thermal CVD apparatus as an example of a conventional substrate processing apparatus. In order to perform processing on the wafer W using this apparatus, the wafer W is placed on the susceptor 15 of the hollow heater unit 11. The mounting on the susceptor 15 is not performed directly, but is performed by lifting a lift pin (not shown) from the heater unit 11. The wafer W is heated to a predetermined temperature by the heater unit 11.
After heating the wafer, the heater unit 11 is moved to the shower head 1.
The pressure is raised to about 0, and the film is formed by exhausting from the exhaust port 4 while supplying the film forming gas from the gas supply pipe 8. Film formation is performed by a plurality of recipes. During film formation, a purge N 2 gas is supplied into the reaction chamber 2 from the lower part of the reaction chamber 2. N 2 gas for purging is also supplied to the hollow heater unit 11 through the heater unit shaft 12 to prevent the film forming gas from flowing into the heater unit 11 from a small hole such as a lift pin hole through which a lift pin is passed. ing.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の基板処理装置では、レシピの切換え時等に反応室２内
に圧力変動が生じる。圧力変動が生じると、その変動分
はヒータユニット１１内ではリフトピン孔などの限られ
た極く狭い領域からしか引かれないが、反応室２内では
領域の広い排気口４から引かれるため、反応室２内の方
が変動分に応じた雰囲気の引きが早い。したがって、反
応室１１内とヒータユニット１１内とで圧力差が生じ
る。ウェハＷはサセプタ１５に対して特に真空吸着され
ているわけではないため、反応室２内の圧力がヒータユ
ニット１１内よりも低くなると、ウェハＷがサセプタ１
５から浮いてしまうという問題があった。However, in the above-described conventional substrate processing apparatus, a pressure fluctuation occurs in the reaction chamber 2 when the recipe is switched. When the pressure fluctuation occurs, the fluctuation is drawn only from a limited and very narrow area such as a lift pin hole in the heater unit 11, but is drawn from the exhaust port 4 having a wide area in the reaction chamber 2. The atmosphere in the room 2 is quickly drawn according to the variation. Therefore, a pressure difference occurs between the inside of the reaction chamber 11 and the inside of the heater unit 11. Since the wafer W is not particularly vacuum-adsorbed to the susceptor 15, when the pressure in the reaction chamber 2 becomes lower than that in the heater unit 11, the wafer W
There was a problem of floating from 5.
【０００４】本発明の課題は、上述した従来技術の問題
点を解消して、反応室の圧力変動によっても基板が浮か
ないようにした基板処理装置を提供することにある。[0004] It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus which solves the above-mentioned problems of the prior art and prevents the substrate from floating even when the pressure in the reaction chamber fluctuates.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の基板処理装置
は、反応ガスを供給しつつ排気して基板を処理する反応
室と、前記反応室内の排気を行う反応室排気系と、前記
反応室内に設けられて前記基板を支持して加熱するヒー
タユニットと、前記反応室排気系とは別に設けられ、前
記ヒータユニット内を排気して該ヒータユニットに前記
基板を真空吸着させるユニット排気系と、前記いずれか
の一方の排気系または両方の排気系を制御して、（反応
室内の圧力）≧（ヒータユニット内の圧力）となるよう
に制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。According to the present invention, there is provided a substrate processing apparatus comprising: a reaction chamber for processing a substrate by supplying and exhausting a reaction gas; a reaction chamber exhaust system for exhausting the reaction chamber; A heater unit provided to support and heat the substrate, and a unit exhaust system that is provided separately from the reaction chamber exhaust system and exhausts the inside of the heater unit to vacuum-adsorb the substrate to the heater unit; And a control means for controlling one of the exhaust systems or both of the exhaust systems so as to satisfy (pressure in the reaction chamber) ≧ (pressure in the heater unit).
【０００６】本発明によれば、ヒータユニットにユニッ
ト排気系を設けて、ヒータユニット内全体の雰囲気を排
気して、ヒータユニットに基板を真空吸着させるように
したので、基板を確実にヒータユニットに支持できる。
具体的にはヒータユニット下部に排気口を設けてヒータ
ユニット内を真空引きできる構造とする。According to the present invention, a unit exhaust system is provided in the heater unit to evacuate the entire atmosphere in the heater unit so that the substrate is vacuum-adsorbed to the heater unit. I can support it.
Specifically, an exhaust port is provided below the heater unit so that the inside of the heater unit can be evacuated.
【０００７】また、ヒータユニットに反応室とは別系統
のユニット排気系を設けて、反応室内に圧力変動が起き
てヒータユニット内と反応室内とに圧力差が生じても、
制御手段でヒータユニット内の圧力が反応室内の圧力よ
りも低圧若しくは同圧になるように制御しているので、
反応室内の圧カがヒータユニット内の圧力よりも低くな
って、基板がヒータユニットから浮いてしまうことがな
い。すなわち、この構造により圧力変化に伴うウェハの
浮きは、ヒータユニット内を単独で引くことにより改善
される。Further, a unit exhaust system separate from the reaction chamber is provided in the heater unit so that even if a pressure fluctuation occurs in the reaction chamber and a pressure difference occurs between the heater unit and the reaction chamber,
Since the control means controls the pressure in the heater unit to be lower or equal to the pressure in the reaction chamber,
The pressure in the reaction chamber is lower than the pressure in the heater unit, and the substrate does not float from the heater unit. That is, with this structure, the lifting of the wafer due to the pressure change can be improved by pulling the inside of the heater unit alone.
【０００８】制御手段による圧力制御は、反応室内の圧
力またはヒータユニット内の圧力のいずれかを制御する
か、または反応室及びヒータユニット内の圧力の双方を
制御するようにしてもよい。The pressure control by the control means may control either the pressure in the reaction chamber or the pressure in the heater unit, or may control both the pressure in the reaction chamber and the pressure in the heater unit.
【０００９】基板処理装置には、半導体ウェハ等の基板
上に薄膜を形成したり、不純物をドーピングしたり、あ
るいは基板表面を酸化したりする半導体製造装置が含ま
れる。本発明の基板はシリコンウェハなどの半導体基板
の他に、液晶表示用のガラス基板にも適用できる。本発
明は、特に基板を支持し加熱する枚葉式の熱ＣＶＤ装置
に好適である。[0009] The substrate processing apparatus includes a semiconductor manufacturing apparatus for forming a thin film on a substrate such as a semiconductor wafer, doping impurities, or oxidizing the substrate surface. The substrate of the present invention can be applied to a glass substrate for a liquid crystal display in addition to a semiconductor substrate such as a silicon wafer. The present invention is particularly suitable for a single-wafer thermal CVD apparatus that supports and heats a substrate.
【００１０】なお、基板と、これら吸着されるヒータユ
ニットとの隙間を通して、反応室からヒータユニット内
へ反応ガスが廻り込むの防止するために、ヒータユニッ
トから前記隙間近傍に成膜に寄与しないガスを供給し
て、反応ガスの廻り込みを防止することが好ましい。In order to prevent a reaction gas from flowing from the reaction chamber into the heater unit through a gap between the substrate and the heater unit to be adsorbed, a gas not contributing to film formation from the heater unit to the vicinity of the gap. To prevent reaction gas from flowing around.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００１２】図２に実施の形態の熱ＣＶＤ法により、薄
膜例えばＲｕ膜又はＲｕＯ2膜を形成する枚葉式の熱Ｃ
ＶＤ装置の概略図を示す。熱ＣＶＤ装置は、ウェハＷに
成膜を施す反応室２と、成膜前のウェハＷをツィーザ２
１に載せて反応室２に搬入し、成膜後のウェハを反応室
２から搬出する搬送室２０とを備える。FIG. 2 shows a single-wafer thermal C for forming a thin film, for example, a Ru film or a RuO 2 film by the thermal CVD method of the embodiment.
1 shows a schematic view of a VD device. The thermal CVD apparatus includes a reaction chamber 2 for forming a film on a wafer W and a tweezer 2
And a transfer chamber 20 for carrying the wafer after film formation into the reaction chamber 2 and unloading the wafer after film formation from the reaction chamber 2.
【００１３】反応室２は密閉型の反応容器１の内部に形
成される。反応容器１の蓋上部５に反応ガスとしての成
膜用ガスを供給するガス供給管８が連設される。このガ
ス供給管８より供給された成膜用ガスはシャワーヘッド
１０を介して、反応室２内のウェハＷ面内に均一供給さ
れる。The reaction chamber 2 is formed inside a closed reaction vessel 1. A gas supply pipe 8 for supplying a film-forming gas as a reaction gas is connected to the upper lid portion 5 of the reaction vessel 1. The film forming gas supplied from the gas supply pipe 8 is uniformly supplied to the surface of the wafer W in the reaction chamber 2 via the shower head 10.
【００１４】反応室２は成膜時に使用される上反応室２
ａと、搬送時に使用される下反応室２ｂとから構成され
る。上反応室２ａの内壁には側面ヒータ６が設けられ、
その表面はヒータカバー７で覆われている。側面ヒータ
６で上反応室２ａの内壁を加熱することにより、内壁へ
の成膜用ガスの付着を防ぐようになっている。また、上
反応室２ａ内の下方には、内径がウェハＷの径よりもや
や小さく、外径がヒータユニッ１１の外径よりも大きい
リング状のカバープレート９が仮置きされており、成膜
時にその内周縁にてウェハＷのエッジ部を覆い、エッジ
部が成膜されるのを防止するようになっている。The reaction chamber 2 is an upper reaction chamber 2 used for film formation.
a and a lower reaction chamber 2b used at the time of transfer. A side heater 6 is provided on the inner wall of the upper reaction chamber 2a,
Its surface is covered with a heater cover 7. By heating the inner wall of the upper reaction chamber 2a with the side heater 6, the deposition gas is prevented from adhering to the inner wall. A ring-shaped cover plate 9 whose inner diameter is slightly smaller than the diameter of the wafer W and whose outer diameter is larger than the outer diameter of the heater unit 11 is temporarily placed below the upper reaction chamber 2a. The inner peripheral edge covers the edge portion of the wafer W to prevent the edge portion from being formed into a film.
【００１５】反応容器１の搬送室２０と隣接する一側に
はウェハＷを搬送する搬送口３が設けられる。搬送口３
を介して搬送室２０から反応室２へ成膜前のウェハＷが
ツィーザ２１に載せられて搬入される。成膜後、ウェハ
Ｗはツィーザ２１に載せられて反応室２から搬送室２０
へ搬出される。反応容器１の搬送室２０と反対側の他側
には排気口４が設けられ、図示しない排気ポンプにより
反応室２内の雰囲気を排気するようになっている。搬送
口３を汚さないように、排気口４は前述した搬送□３よ
りも上方に設けてある。A transfer port 3 for transferring a wafer W is provided on one side of the reaction vessel 1 adjacent to the transfer chamber 20. Transfer port 3
The wafer W before film formation is loaded on the tweezer 21 and carried in from the transfer chamber 20 to the reaction chamber 2 via. After the film formation, the wafer W is placed on the tweezer 21 and moved from the reaction chamber 2 to the transfer chamber 20.
It is carried out to An exhaust port 4 is provided on the other side of the reaction vessel 1 opposite to the transfer chamber 20, and the atmosphere in the reaction chamber 2 is exhausted by an exhaust pump (not shown). The exhaust port 4 is provided above the above-mentioned conveyance □ 3 so as not to contaminate the conveyance port 3.
【００１６】反応室２内にはウェハＷを支持して加熱す
るヒータユニット１１が昇降自在に設けられる。ヒータ
ユニット１１は、ウェハ搬送時は下降して下反応室２ｂ
で待機し、成膜時は上昇して上反応室２ａに位置する。
ヒータユニット１１の下部にはヒータユニットシャフト
１２がヒータユニット１１内部と連通して連結される。
ヒータユニットシャフト１２は、反応容器１の底部に設
けた開口より反応室２内の気密を保持したまま外部に取
り出される。ヒータユニット１１は、ヒータユニットシ
ャフト１２を介して昇降するようになっているが回転は
しない。In the reaction chamber 2, a heater unit 11 for supporting and heating the wafer W is provided so as to be movable up and down. The heater unit 11 is lowered during the wafer transfer to lower the lower reaction chamber 2b.
, And rises during film formation to be located in the upper reaction chamber 2a.
A heater unit shaft 12 is connected to a lower portion of the heater unit 11 in communication with the inside of the heater unit 11.
The heater unit shaft 12 is taken out from an opening provided at the bottom of the reaction vessel 1 while keeping the inside of the reaction chamber 2 airtight. The heater unit 11 moves up and down via the heater unit shaft 12, but does not rotate.
【００１７】次に図３、図４及び図５を用いて上述した
ヒータユニット１１の詳細な構造を、カバープレート９
も含めて説明する。ヒータユニット１１は中空な筒状体
で構成される。ヒータユニット１１の上部開口は、その
上部開口部周縁を覆う略リング状のバッファ部材３０
と、バッファ部材の開口を覆う円板状のサセプタ１５と
で密閉されている。サセプタ１５の径は、これに載置さ
れるウェハＷよりもやや大径に形成される。そのウェハ
Ｗのエッジ部は、前述したようにリング状のカバープレ
ート９で覆われている。なお、カバープレート９はウェ
ハＷの周縁部に係止されているだけで、特に固定されて
いない。カバープレート９とヒータユニット１１（バッ
ファ部材３０及びサセプタ１５の外周部）のコーナ部と
の間にはウェハＷの厚さ分の空間１４が形成されてい
る。リング状のカバープレート９の外径は、ヒータユニ
ット１１の外径よりも大きく、その外周縁が下向きの断
面Ｌ字状になっている。カバープレート９はヒータユニ
ット１１のコーナ部を覆うような格好になっており、カ
バープレート９とヒータユニット１１との間に形成され
る空間１４の開口は下向きである。Next, the detailed structure of the heater unit 11 described above with reference to FIGS.
It is explained including. The heater unit 11 is formed of a hollow cylindrical body. The upper opening of the heater unit 11 has a substantially ring-shaped buffer member 30 covering the periphery of the upper opening.
And a disk-shaped susceptor 15 that covers the opening of the buffer member. The diameter of the susceptor 15 is formed to be slightly larger than the diameter of the wafer W mounted thereon. The edge of the wafer W is covered with the ring-shaped cover plate 9 as described above. Note that the cover plate 9 is only fixed to the peripheral portion of the wafer W and is not particularly fixed. A space 14 corresponding to the thickness of the wafer W is formed between the cover plate 9 and a corner portion of the heater unit 11 (the outer peripheral portions of the buffer member 30 and the susceptor 15). The outer diameter of the ring-shaped cover plate 9 is larger than the outer diameter of the heater unit 11, and its outer peripheral edge has a downward L-shaped cross section. The cover plate 9 is configured to cover the corner of the heater unit 11, and the opening of the space 14 formed between the cover plate 9 and the heater unit 11 is downward.
【００１８】サセプタ１５には真空吸着用の複数のリフ
トピン孔１５ａ（図４参照）が設けられ、このリフトピ
ン孔を利用してサセプタ１５表面にウェハＷを真空吸着
するようになっている。また、前述したバッファ部材３
０は、その表面に複数のバッファ孔３０ａ（図４参照）
が設けられ、その孔から成膜に寄与しないガスを噴出さ
せ、カバープレート９で覆われる前述した空間１４を不
活性ガスで満たして、ウェハＷとサセプタ１５との隙間
からヒータユニット１１内へ成膜用ガスが廻り込むのを
防止している。リング状のバッファ部材３０は、図５に
も示すようにリング部が外側に開いた断面コ字型をして
構成されている。その開口部はヒータユニット１１の筒
上部によって閉塞され、バッファ部材３０の内部に密閉
空間３０ａが形成されるようになっている。この密閉空
間３０ａにパージガス管３１が連結されて、密閉空間３
０ａに成膜に寄与しないガス、例えばＮ2ガスなどの不
活性ガスを充満させて、バッファ部材３０の表面からＮ
2ガスを噴出するようになっている。The susceptor 15 is provided with a plurality of lift pin holes 15a (see FIG. 4) for vacuum suction, and the wafer W is vacuum-sucked on the surface of the susceptor 15 using the lift pin holes. In addition, the above-described buffer member 3
0 indicates a plurality of buffer holes 30a on the surface (see FIG. 4).
A gas that does not contribute to film formation is ejected from the hole, the space 14 covered by the cover plate 9 is filled with an inert gas, and the space between the wafer W and the susceptor 15 is formed into the heater unit 11. This prevents the film gas from flowing around. As shown in FIG. 5, the ring-shaped buffer member 30 has a U-shaped cross section in which a ring portion is opened outward. The opening is closed by the upper part of the cylinder of the heater unit 11, so that a closed space 30 a is formed inside the buffer member 30. A purge gas pipe 31 is connected to the closed space 30a,
Oa is filled with a gas that does not contribute to film formation, for example, an inert gas such as N 2 gas, and N
It is designed to emit two gases.
【００１９】図４は、バッファ部材３０とサセプタ１５
との配置関係を示す平面図である。図４に示すように、
バッファ部材３０の表面には周方向に沿って複数のバッ
ファ孔３０ａが設けられる。また、サセプタ１５は、後
述の２分割したインナヒータ１３ａ、アウタヒータ１３
ｂに対応させて２分割してある。また、サセプタ１５に
は複数のリフトピン孔１５ａが設けられる。このリフト
ピン孔１５ａは、リフトピン孔１５ａをリフトピン１４
（図２参照）が出没するようにして、リフトピン上にウ
ェハを移載したり、リフトピンからサセプタ１５上にウ
ェハを移載したりするようになっている。また、前述し
たように、吸着用孔も兼ねている。なお、吸着用孔はリ
フトピン孔１５ａとは別に設けてもよい。FIG. 4 shows the buffer member 30 and the susceptor 15.
FIG. 4 is a plan view showing an arrangement relationship between the two. As shown in FIG.
A plurality of buffer holes 30a are provided on the surface of the buffer member 30 along the circumferential direction. The susceptor 15 includes an inner heater 13a and an outer heater 13 which are described later.
It is divided into two parts corresponding to b. Further, the susceptor 15 is provided with a plurality of lift pin holes 15a. The lift pin hole 15a is inserted into the lift pin hole 15a.
The wafer is transferred onto the lift pins, and the wafer is transferred onto the susceptor 15 from the lift pins so that (see FIG. 2) appears and disappears. Further, as described above, it also serves as a suction hole. The suction hole may be provided separately from the lift pin hole 15a.
【００２０】図３に示すように、ヒータユニット１１の
内部にはサセプタ１５を加熱してウェハＷを所定の温度
に加熱するヒータ１３が設けられる。ヒータ１３は、ウ
ェハＷの中心部と外周部とを均等に加熱するために、中
心部を加熱するインナヒータ３ａと、外周部を加熱する
アウタヒータ３ｂとに２分割されている。このようにヒ
ータ１３を２分割してサセプタ１５を均等加熱している
ので、ヒータユニット１１は回転させていない。As shown in FIG. 3, a heater 13 for heating the susceptor 15 to heat the wafer W to a predetermined temperature is provided inside the heater unit 11. The heater 13 is divided into two parts, an inner heater 3a for heating the central part and an outer heater 3b for heating the peripheral part, in order to uniformly heat the central part and the outer peripheral part of the wafer W. Since the heater 13 is divided into two parts to uniformly heat the susceptor 15, the heater unit 11 is not rotated.
【００２１】インナヒータ３ａ及びアウタヒータ３ｂの
下方に反射板１６が設けられ、ヒータ１３からの熱を反
射して効率的にサセプタ１５を加熱するようになってい
る。インナヒータ１３ａ及びアウタヒータ１３ｂは、ヒ
ータ支持材１７を介してヒータ固定板１８によって固定
される。ヒータ固定板１８は支持棒１９によって支持さ
れる。A reflector 16 is provided below the inner heater 3a and the outer heater 3b, and reflects heat from the heater 13 to heat the susceptor 15 efficiently. The inner heater 13a and the outer heater 13b are fixed by a heater fixing plate 18 via a heater support member 17. The heater fixing plate 18 is supported by a support rod 19.
【００２２】ヒータユニット１１の下部には中空の鉛直
ヒータユニットシャフト１２が、ヒータユニット１１内
と連通して連結される。ヒータユニットシャフト１２の
下端に設けたフランジ２５に、排気管３２及び前述した
パージガス管３１、図示しない熱電対線及びヒータ線等
を集線してヒータユニットシャフト１２の端部を塞ぐシ
ール材２７を取り付けたフランジ２６が結合されてい
る。A hollow vertical heater unit shaft 12 is connected to the lower portion of the heater unit 11 so as to communicate with the inside of the heater unit 11. A seal member 27 for collecting the exhaust pipe 32, the purge gas pipe 31, the thermocouple wire and the heater wire (not shown), and closing the end of the heater unit shaft 12 is attached to the flange 25 provided at the lower end of the heater unit shaft 12. Flange 26 is connected.
【００２３】ヒータユニットシャフト１２の中空部は全
体が排気ダクトになっており、フランジ２６から挿通し
た排気管３２と連通してユニット排気系６２（図１参
照）を構成する。このユニット排気系から真空ポンプに
よってヒータユニット１１内を真空引するようになって
いる。ヒータユニット１１内を真空引することで、サセ
プタ１５上にウェハＷを真空吸着するようになってい
る。また、ヒータユニットシャフト１２の中空部には、
前述した熱電対線、ヒータ線、及びパージガス管３１が
通っている。パージ用ガス管３１は延在してヒータユニ
ット１１内のバッファ部材３０に連結され、前述したよ
うにバッファ部材３０の表面から不活性ガスを噴出させ
るようになっている。前記支持棒１９はフランジ２６側
に固定される。The entire hollow portion of the heater unit shaft 12 is an exhaust duct, and communicates with an exhaust pipe 32 inserted through the flange 26 to constitute a unit exhaust system 62 (see FIG. 1). The inside of the heater unit 11 is evacuated from the unit exhaust system by a vacuum pump. By evacuating the inside of the heater unit 11, the wafer W is vacuum-adsorbed on the susceptor 15. In the hollow portion of the heater unit shaft 12,
The above-mentioned thermocouple wire, heater wire, and purge gas pipe 31 pass through. The purging gas pipe 31 extends and is connected to the buffer member 30 in the heater unit 11 so that the inert gas is ejected from the surface of the buffer member 30 as described above. The support bar 19 is fixed to the flange 26 side.
【００２４】上述したように熱ＣＶＤ装置の排気系は、
反応室２内の雰囲気を排気する排気口４と連通する排気
系と、ヒータユニット１１内の雰囲気を排気する排気管
３２に連通するユニット排気系との２系統を有すること
になる。As described above, the exhaust system of the thermal CVD apparatus is
The exhaust system has two systems: an exhaust system communicating with an exhaust port 4 for exhausting the atmosphere in the reaction chamber 2 and a unit exhaust system communicating with an exhaust pipe 32 for exhausting the atmosphere in the heater unit 11.
【００２５】さて、前述した構成において、反応室２を
排気する反応室排気系の排気ポンプとヒータユニット１
１を排気するユニット排気系の排気ポンプとは個別に設
けてもよいが、共用してもよい。図１は排気ポンプを共
用した場合の排気系の系統図である。なお、同図におい
て、ヒータユニットシャフト１２の底部から供給してい
るのは、廻り込み防止用のＮ2パージガス（細矢印）で
あり、反応室１１用のパージガスはここからは供給して
いない。底部から供給する代りに、太矢印で示すよう
に、反応容器１の側壁からパージするようにしている。
なお、廻り込み防止用のパージガスは加熱するとよい。Now, in the above-mentioned configuration, an exhaust pump of the reaction chamber exhaust system for exhausting the reaction chamber 2 and the heater unit 1
It may be provided separately from the exhaust pump of the unit exhaust system for exhausting the gas, or may be shared. FIG. 1 is a system diagram of an exhaust system when an exhaust pump is shared. In the figure, what is supplied from the bottom of the heater unit shaft 12 is N 2 purge gas (thin arrow) for preventing sneaking around, and the purge gas for the reaction chamber 11 is not supplied from here. Instead of supplying from the bottom, purging is performed from the side wall of the reaction vessel 1 as shown by a thick arrow.
Note that the purge gas for preventing sneaking is preferably heated.
【００２６】熱ＣＶＤ装置の排気系は、反応室２を排気
する反応室排気系６１と、ヒータユニット１１を排気す
るユニット排気系６２との２系統がある。反応排気系６
１は、反応室２の排気口４から反応室排気管４４を経て
共通の真空ポンプ５０に接続されている。反応室排気系
６２は、ヒータユニットシャフト１２からユニット排気
管５１、５２を経て共通の真空ポンプ５０に接続されて
いる。反応室排気管４４の途中には圧力制御弁４５が設
けられ、プレッシャコントローラ６３の指令により、反
応室２内の圧力をヒータユニット１１内の圧力に対して
一定の関係を保持するように制御できるようになってい
る。The exhaust system of the thermal CVD apparatus has two systems, a reaction chamber exhaust system 61 for exhausting the reaction chamber 2 and a unit exhaust system 62 for exhausting the heater unit 11. Reaction exhaust system 6
1 is connected to a common vacuum pump 50 from the exhaust port 4 of the reaction chamber 2 via a reaction chamber exhaust pipe 44. The reaction chamber exhaust system 62 is connected to the common vacuum pump 50 from the heater unit shaft 12 via the unit exhaust pipes 51 and 52. A pressure control valve 45 is provided in the middle of the reaction chamber exhaust pipe 44, and can control the pressure in the reaction chamber 2 to maintain a constant relationship with the pressure in the heater unit 11 by a command from the pressure controller 63. It has become.
【００２７】反応室２およびヒータユニット１１内の圧
力は、それぞれダイヤフラムゲージ４２、４３によって
反応室２内の圧力Ａ及びヒータユニット１１内の圧力Ｂ
測定され、プレッシャコントローラ６３に入力され、反
応室排気系６１に設けられた圧力制御弁４５に所定の指
令Ｃを出す。The pressure in the reaction chamber 2 and the pressure B in the heater unit 11 are controlled by the diaphragm gauges 42 and 43, respectively.
The measured value is input to the pressure controller 63, and a predetermined command C is issued to the pressure control valve 45 provided in the reaction chamber exhaust system 61.
【００２８】なお、上述した排気系６１、６２には、エ
アバルブ４７、４８、５３、５４、調節弁５５等が取り
付けられている。また、上述したダイヤフラムゲージ４
２、４３、圧力制御弁４５、プレッシャコントローラ６
３等から本発明の圧力制御手段６５が構成される。The exhaust systems 61 and 62 are provided with air valves 47, 48, 53 and 54, a control valve 55 and the like. In addition, the above-described diaphragm gauge 4
2, 43, pressure control valve 45, pressure controller 6
The pressure control means 65 of the present invention is constituted by 3 and the like.
【００２９】さて、上述したような装置を用いてウェハ
に処理を行う方法について図１及び図２を用いて説明す
る。Now, a method of processing a wafer using the above-described apparatus will be described with reference to FIGS.
【００３０】図２に示すように、ウェハＷは搬送室２０
からツィーザ２１により反応室２内の、上昇している複
数本のリフトピン１４上に搬送される。ツイーザ２１の
退避後、リフトピン１４を降下させて、ヒータユニット
１１のサセプタ１５上に移載する。ここでヒータユニッ
トシャフト１２、排気管３２を介してヒータユニット１
１内を真空引きして、ヒータユニット１１内全体の雰囲
気を排気して、サセプタ１５にウェハＷを真空吸着させ
る。これによりウェハＷをサセプタ１５上に安定に支持
できる。ヒータユニット１１のヒータ１３でウェハＷを
所定温度に加熱する。As shown in FIG. 2, the wafer W is transferred to the transfer chamber 20.
From the lifter 14 in the reaction chamber 2 by the tweezer 21. After the retraction of the tweezers 21, the lift pins 14 are lowered and transferred onto the susceptor 15 of the heater unit 11. Here, the heater unit 1 is connected via the heater unit shaft 12 and the exhaust pipe 32.
The inside of the heater unit 1 is evacuated, the entire atmosphere in the heater unit 11 is exhausted, and the susceptor 15 causes the wafer W to be vacuum-adsorbed. Thus, the wafer W can be stably supported on the susceptor 15. The wafer W is heated to a predetermined temperature by the heater 13 of the heater unit 11.
【００３１】図１に示すように、ウェハ加熱後は、ヒー
タユニット１１をシャワーヘッド１０近傍まで上昇させ
る。上昇時ウェハエッジ部に成膜防止のためのカバープ
レート９を引っ掛けて、同時に上昇させる。ガス供給管
８から成膜用ガスを供給しつつ排気口４から排気してＲ
ｕ膜又はＲｕＯ2膜の成膜を行う。As shown in FIG. 1, after heating the wafer, the heater unit 11 is moved up to the vicinity of the shower head 10. At the time of lifting, the cover plate 9 for preventing film formation is hooked on the wafer edge portion, and simultaneously raised. While supplying the film-forming gas from the gas supply pipe 8,
A u film or a RuO 2 film is formed.
【００３２】成膜時、レシピ等の切換えにより、反応室
２内には例えば１３３Ｐａ〜６６５Ｐａ（１Torr〜５To
rr）の範囲内で圧力変動が生じる。圧力変動が生じると
反応室２内とヒータユニット１１内とに圧力差が生じ
る。反応室２内の圧力の方が大きい場合はよいが、反応
室２内の圧力の方がヒータユニット１１内の圧力よりも
小さくなる場合に、真空吸着が破壊されてウェハＷがサ
セプタ１５から浮いてしまうことは前述した通りであ
る。At the time of film formation, for example, 133 Pa to 665 Pa (1 Torr to 5
Pressure fluctuation occurs within the range of (rr). When the pressure fluctuation occurs, a pressure difference occurs between the inside of the reaction chamber 2 and the inside of the heater unit 11. The pressure in the reaction chamber 2 is preferably higher, but when the pressure in the reaction chamber 2 is lower than the pressure in the heater unit 11, the vacuum suction is broken and the wafer W floats from the susceptor 15. Is as described above.
【００３３】この点で、実施の形態では、プレッシャコ
ントローラ６３及び圧力制御弁４５を含む制御手段６５
により反応室２内の圧力を制御して、ヒータユニット１
１内の圧力を反応室２内の圧力と同等もしくはそれ以下
となるように維持制御している。なお、ここでの制御
は、流入するガス量に影響されずに、排出する側の排気
速度の調整によって反応室２の全圧を独立して制御する
排気速度制御技術による。反応室２内に圧力変動が生じ
て、ヒータユニット１１内の圧力が反応室２内の圧力よ
りも低くなっても、上記制御によって反応室２内の圧力
はすみやかに高い方へ是正されるので、ウェハＷがサセ
プタ１５から浮いてしまうようなことがない。In this respect, in the embodiment, the control means 65 including the pressure controller 63 and the pressure control valve 45
Control the pressure in the reaction chamber 2 by the heater unit 1
1 is maintained and controlled to be equal to or less than the pressure in the reaction chamber 2. Note that the control here is based on an exhaust speed control technique that independently controls the total pressure of the reaction chamber 2 by adjusting the exhaust speed on the discharge side without being affected by the amount of gas flowing in. Even if the pressure in the reaction chamber 2 fluctuates and the pressure in the heater unit 11 becomes lower than the pressure in the reaction chamber 2, the pressure in the reaction chamber 2 is quickly corrected to a higher level by the above control. Thus, the wafer W does not float from the susceptor 15.
【００３４】上述したように、ヒータユニット１１を真
空引してウェハＷをサセプタ１５に真空吸着させて固定
し、さらに制御手段６５により反応室２内に圧力変動が
生じても常に反応室２の方を高圧またはヒータユニット
１１と同圧にしてウェハＷがサセプタ１５から浮かない
ようにしている。しかし、この構成ではヒータユニット
１１内を真空引しているので、却ってヒータユニット１
１内部への成膜ガスの回り込みが増加することとなり、
成膜ガスの廻り込みを防止できない。As described above, the heater unit 11 is evacuated and the wafer W is vacuum-adsorbed and fixed to the susceptor 15. Is set to the high pressure or the same pressure as the heater unit 11 so that the wafer W does not float from the susceptor 15. However, in this configuration, the inside of the heater unit 11 is evacuated.
(1) The wraparound of the deposition gas into the interior will increase,
It is not possible to prevent the film formation gas from flowing around.
【００３５】そこで実施の形態では、前述した図３に示
すように、カバープレート９の下部にパージガス用バッ
ファ部材３０を設け、その上部にバッファ孔３０ａを設
けることにより、カバープレート９とバッファ部材３０
との空間１４にＮ2ガスのカーテンを形成して、サセプ
タ１５とウェハＷとの隙間をＮ2ガスで遮断している。
したがって、ヒータユニット１１を真空引しても、成膜
用ガスがヒータユニット１１内に廻り込むのを有効に防
止できる。Therefore, in the embodiment, as shown in FIG. 3 described above, a buffer member 30 for purge gas is provided below the cover plate 9 and a buffer hole 30a is provided above the same.
Forming a curtain of N 2 gas in the space 14 between, and blocks the gap between the susceptor 15 and the wafer W with N 2 gas.
Therefore, even if the heater unit 11 is evacuated, the film formation gas can be effectively prevented from flowing into the heater unit 11.
【００３６】[0036]
【発明の効果】本発明によれば、反応室の圧力変動によ
る基板が浮いてしまうことがなくなり、圧力変動に対す
るプロセスにも有効に対応できる。According to the present invention, the substrate does not float due to the pressure fluctuation in the reaction chamber, and the process for the pressure fluctuation can be effectively coped with.
【図１】実施の形態の熱ＣＶＤ装置の排気系統も示した
成膜時の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram at the time of film formation, also showing an exhaust system of a thermal CVD apparatus according to an embodiment.
【図２】実施の形態の熱ＣＶＤ装置の搬送時の説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory view of the thermal CVD apparatus according to the embodiment during transportation.
【図３】実施の形態のヒータユニットの構造を示す断面
図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a heater unit according to the embodiment.
【図４】実施の形態のバッファ部材とサセプタの関係を
示す平面図である。FIG. 4 is a plan view illustrating a relationship between a buffer member and a susceptor according to the embodiment.
【図５】実施の形態のバッファ部材とサセプタの関係を
示す一部破断した斜視図である。FIG. 5 is a partially broken perspective view showing a relationship between a buffer member and a susceptor according to the embodiment.
【図６】従来例の熱ＣＶＤ装置の成膜時の説明図であ
る。FIG. 6 is an explanatory view at the time of film formation in a conventional thermal CVD apparatus.
２ 反応室 ４ 排気口 ８ ガス供給管 １３ ヒータ １１ ヒータユニット １５ サセプタ ４５ 圧力制御弁 ５０ 真空ポンプ ６１、６２ 排気手段 ６３ プレッシャコントローラ ６５ 制御手段 2 Reaction chamber 4 Exhaust port 8 Gas supply pipe 13 Heater 11 Heater unit 15 Susceptor 45 Pressure control valve 50 Vacuum pump 61, 62 Exhaust means 63 Pressure controller 65 Control means
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Claims (1)
する反応室と、 前記反応室内の排気を行う反応室排気系と、 前記反応室内に設けられて前記基板を支持して加熱する
ヒータユニットと、 前記反応室排気系とは別に設けられ、前記ヒータユニッ
ト内を排気して該ヒータユニットに前記基板を真空吸着
させるユニット排気系と、 前記いずれかの一方の排気系または両方の排気系を制御
して、 （反応室内の圧力）≧（ヒータユニット内の圧力） となるように制御する制御手段とを備えたことを特徴と
する基板処理装置。1. A reaction chamber for processing a substrate by exhausting while supplying a reaction gas, a reaction chamber exhaust system for exhausting the reaction chamber, and supporting and heating the substrate provided in the reaction chamber. A heater unit, a unit exhaust system that is provided separately from the reaction chamber exhaust system, exhausts the inside of the heater unit, and causes the heater unit to vacuum adsorb the substrate, and an exhaust system of one or both of the exhaust systems Control means for controlling the system so that (pressure in the reaction chamber) ≧ (pressure in the heater unit).
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|---|---|---|---|
| JP2001110079A JP2002302770A (en) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | Substrate treating device |
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