JP2546995B2 - Method and device for surface treatment of substrate in vacuum chamber - Google Patents
Method and device for surface treatment of substrate in vacuum chamberInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、真空槽、例えばCVD装置内における基板の
表面処理方法及び装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for surface treatment of a substrate in a vacuum chamber such as a CVD apparatus.
第９図は第１の従来例（80）を示し、真空槽（84）内
でウェハー（90）は複数枚マウントする場合を示してい
るが、１枚だけをマウントする場合でも同様である。ウ
ェハー（90）をその表面にマウントしたステージ本体
（81）はアースシールド（82）と共に回転伝達機構（9
1）を介してモーター（86）により回転駆動される。ス
テージ本体（81）とアースシールド（82）は絶縁碍子
（83）により電気的に絶縁されており、ステージ本体
（81）にはDC又はRF電力導入部（88）（回転接触式、コ
ンデンサーカップリング式等の方法がある）によりDC又
はRF電力が印加される。回転の際の真空シール及び回転
軸の芯ブレ防止は真空槽壁（84）の開口に嵌着された真
空回転シール（85）によって行なわれる。（シール方法
にはＯリングシール、ウイルソンシール又は磁性流体シ
ール等が用いられる）。FIG. 9 shows the first conventional example (80) and shows a case where a plurality of wafers (90) are mounted in the vacuum chamber (84), but the same is true when only one wafer is mounted. The stage body (81) with the wafer (90) mounted on its surface, together with the earth shield (82), has a rotation transmission mechanism (9).
It is rotationally driven by a motor (86) via 1). The stage body (81) and the earth shield (82) are electrically insulated by the insulator (83), and the stage body (81) has a DC or RF power introduction part (88) (rotary contact type, capacitor coupling). DC or RF power is applied according to the formula). The vacuum seal during rotation and the prevention of center deviation of the rotary shaft are performed by a vacuum rotary seal (85) fitted in the opening of the vacuum chamber wall (84). (The O-ring seal, Wilson seal, magnetic fluid seal, or the like is used as the sealing method).
ステージ本体（81）には加熱ヒーター、冷却水路の両
方又は片方が設けられておりヒーター電力、冷却水の導
入は導入部（89）（ロータリージョイント等）により行
なわれる。The stage body (81) is provided with a heating heater and / or a cooling water passage, and heater power and cooling water are introduced by an introduction portion (89) (rotary joint or the like).
第10図は第２の従来例（80）′を示すが第９図の従来
例（80）との差異は加熱ヒーター機構（92）をステージ
本体（81）とは切り離して真空槽（84）に固定して設置
している点であり、回転に関する機構等は同様である。
なお、第９図に対応する部分については同一の符号を付
すものとする。FIG. 10 shows a second conventional example (80) ′, but the difference from the conventional example (80) in FIG. 9 is that the heating heater mechanism (92) is separated from the stage body (81) to form a vacuum chamber (84). It is fixedly installed at the same position, and the mechanism related to rotation is the same.
The parts corresponding to those in FIG. 9 are designated by the same reference numerals.
然るに第９図やアースシールド機構を付加した第10図
の機構においてステージ本体（81）にRF電力を与え真空
槽（84）にグロー放電によるプラズマを発生させた場
合、ウェハー（90）表面（ステージ本体表面に発生する
DCバイアスとその表面にマウントされたウェハー表面に
発生するDCバイアスは厳密に多少異なるが本明細書では
同じとみなして説明を進める）に実効的に発生するDCバ
イアスを可変とするにはRF電力自体を変化させるか、別
にRF電力伝達回路内にステージ機構全体のインピーダン
スを変化させる機構（コンデンサー、コイル、抵抗等）
を設ける等、電気的に変化させるしか方法がない。ま
た、DC又はRF電力導入部（88）には回転体に電力を供給
するための機構が採用されなければならず、この保守、
点検の面でも難点がある。また、インピーダンスを変化
させる機構の要素としてのコンデンサー、コイル、抵抗
に特性変化などがあってはDCバイアスの微妙な調整は困
難となる。However, when plasma is generated by glow discharge in the vacuum chamber (84) by applying RF power to the stage body (81) in the mechanism of FIG. 9 and the mechanism of FIG. 10 with the addition of an earth shield mechanism, the wafer (90) surface (stage Occurs on the body surface
Although the DC bias and the DC bias generated on the surface of a wafer mounted on the surface are slightly different from each other, they are regarded as the same in the present specification and will be described below.) A mechanism that changes itself or separately changes the impedance of the entire stage mechanism in the RF power transfer circuit (capacitor, coil, resistance, etc.)
There is no way but to change it electrically. In addition, a mechanism for supplying electric power to the rotating body must be adopted in the DC or RF power introduction section (88), and this maintenance,
There is also a problem in terms of inspection. Also, if there are characteristic changes in the capacitors, coils, and resistors that are the elements of the mechanism that changes the impedance, it is difficult to finely adjust the DC bias.
本発明は上記問題に鑑みてなされ、純機械的に極めて
簡単に、かつ再現性よくウェハーに与えるDCバイアスを
変えることができる真空槽内における基板の表面処理方
法及び装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for surface treatment of a substrate in a vacuum chamber that can change the DC bias applied to the wafer extremely purely and reproducibly. To do.
以上の目的は、本発明の第１発明によれば真空槽の壁
部と電気的に絶縁され、該真空槽内にグロー放電による
プラズマを発生させるべく交流電圧を印加されるステー
ジ本体と、前記プラズマにより表面処理されるべき基板
を支持するためのサセプターとの間の距離を変えること
により前記サセプター表面又は該サセプター表面にマウ
ントされた基板表面に発生する前記交流電圧に対するDC
バイアスを変化させるようにしたことを特徴とする真空
槽内における基板の表面処理方法によって達成される。According to the first aspect of the present invention, there is provided a stage body which is electrically insulated from a wall portion of a vacuum chamber and to which an AC voltage is applied to generate plasma by glow discharge in the vacuum chamber, DC to the AC voltage generated on the susceptor surface or a substrate surface mounted on the susceptor surface by varying the distance between the susceptor for supporting the substrate to be surface treated by plasma
This is achieved by a method of surface treating a substrate in a vacuum chamber, characterized in that the bias is changed.
また、本発明の第２発明によれば、真空槽の壁部と電
気的に絶縁され、該真空槽内にグロー放電によるプラズ
マを発生させるべく交流電圧を印加されるステージ本体
と；該ステージ本体を摺動自在に挿通する回転軸と；前
記ステージ本体の上部に位置し、かつ前記回転軸の前記
真空槽側の端部に固定され、前記プラズマにより表面処
理されるべき基板を支持するためのサセプターと；前記
回転軸をその軸方向に沿って駆動するためのシリンダ装
置と；から成り、該シリンダ装置の駆動により前記ステ
ージ本体と、前記サセプターとの間の距離を変えて、前
記サセプター表面又は該サセプター表面にマウントされ
た基板表面に発生する前記交流電圧に対するDCバイアス
を変化させるようにしたことを特徴とする真空槽内にお
ける基板の表面処理装置によって達成される。According to a second aspect of the present invention, a stage body electrically insulated from the wall of the vacuum chamber and to which an AC voltage is applied to generate plasma by glow discharge in the vacuum chamber; A rotating shaft slidably inserted through the stage; for supporting a substrate to be surface-treated by the plasma, which is located above the stage body and fixed to the end of the rotating shaft on the vacuum chamber side. A susceptor; and a cylinder device for driving the rotation shaft along the axial direction thereof. By driving the cylinder device, the distance between the stage main body and the susceptor is changed, and the susceptor surface or Surface treatment of a substrate in a vacuum chamber, characterized in that a DC bias with respect to the AC voltage generated on the surface of the substrate mounted on the surface of the susceptor is changed. It is achieved by location.
本発明の第１発明によれば、ステージ本体に対して基
板（ウェハー）を支持するサセプターを相対的に移動し
て、ステージ本体およびサセプター相互間の距離を変え
るだけで、サセプター表面またはサセプター表面にマウ
ントされた基板表面に発生するDCバイアスを変えること
ができる。According to the first aspect of the present invention, the susceptor supporting the substrate (wafer) is moved relative to the stage main body, and the distance between the stage main body and the susceptor is changed. The DC bias generated on the surface of the mounted substrate can be changed.
また本発明の第２発明によれば、シリンダ装置の駆動
により回転軸がその軸方向に駆動されると、回転軸の真
空槽側端部に固定されたサセプターと、このサセプター
の下部に位置するステージ本体との距離が変わり、これ
によりサセプター表面またはサセプター表面にマウント
された基板表面に発生するDCバイアスを変えることがで
きる。According to the second aspect of the present invention, when the rotating shaft is driven in the axial direction by driving the cylinder device, the susceptor fixed to the end of the rotating shaft on the vacuum chamber side and the lower part of the susceptor are positioned. The distance from the stage body is changed, which can change the DC bias generated on the susceptor surface or the substrate surface mounted on the susceptor surface.
距離に応じてDCバイアスを変えることができるので、
その調節は容易であり、従来例のようなRF電力部にロー
タリジョイント機構を用いることが、不要とし得る。よ
って全体の構成を単純化でき保守、点検のインターバル
を長くし得るものとする。Since the DC bias can be changed according to the distance,
The adjustment is easy, and it may be unnecessary to use the rotary joint mechanism in the RF power unit as in the conventional example. Therefore, the whole structure can be simplified and the maintenance and inspection intervals can be lengthened.
以下、本発明の実施例によるCVD装置について図面を
参照して説明する。Hereinafter, a CVD apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本実施例のCVD装置の全体を示すが、図にお
いて真空槽（１）の一側端壁部には反応ガス導入用ノズ
ル（２）が取り付けられ、他端側の底壁部には排気孔
（３）が形成されている。排気孔（３）は排気パイプ
（４）及びメインダクト（５）を介して図示しない排気
装置に接続されている。また、他側壁部にはウェハー取
出用の開口（70）が形成され、これは図示せずとも気密
なゲートバルブにより開閉自在となっている。FIG. 1 shows the entire CVD apparatus of the present embodiment. In the figure, a reaction gas introduction nozzle (2) is attached to one end wall of a vacuum chamber (1), and a bottom wall of the other end is attached. An exhaust hole (3) is formed in the. The exhaust hole (3) is connected to an exhaust device (not shown) via an exhaust pipe (4) and a main duct (5). Further, an opening (70) for taking out the wafer is formed on the other side wall portion, and the opening (70) can be opened and closed by an airtight gate valve (not shown).
真空槽（１）の下方には本発明に係わる上下回転駆動
機構（６）が配設され、カバー（７）はこれを覆ってい
る。これらは真空槽（１）に対し固定され、また真空槽
（１）は架台（60）（部分的に図示）にボルト（61）に
より固定されている。A vertical rotation drive mechanism (6) according to the present invention is arranged below the vacuum chamber (1), and a cover (7) covers it. These are fixed to the vacuum tank (1), and the vacuum tank (1) is fixed to the mount (60) (partially shown) by bolts (61).
真空槽（１）内には第２図及び第３図に明示されるよ
うに円板形状のサセプター（９）が臨んでおり、この直
下にはステージ本体（８）が配設され、その外周縁部に
おいて、絶縁フランジ（11）を介して、これと同心的に
配設されたアースシールド体（10）にボルト（12）によ
り気密に固定されている。アースシールド体（10）は外
周縁部で気密にボルト（43）により真空槽（１）の底壁
部（14）に固定されている。アースシールド体（10）の
上面には石英製リング（13）が貼着されている。A disk-shaped susceptor (9) faces the inside of the vacuum chamber (1) as clearly shown in FIG. 2 and FIG. In the peripheral portion, it is airtightly fixed to the earth shield body (10) arranged concentrically with the insulating flange (11) by bolts (12). The earth shield body (10) is hermetically fixed to the bottom wall portion (14) of the vacuum chamber (1) by a bolt (43) at the outer peripheral edge portion. A quartz ring (13) is attached to the upper surface of the earth shield (10).
サセプター（９）には、これと一体的にその中心部で
回転軸（15）が固定されており、ステージ本体（８）の
中心孔（8a）を挿通して、ベローズ（16）を有する真空
回転シール装置（17）により気密に、かつ回転可能に支
承されている。真空回転シール装置（17）は更に上下一
対のベアリング（18a）（18b）を有し、これらで回転軸
（15）を支承するのであるが、これらペアリング（18
a）（18b）を嵌着させたベアリングケース（19）は下端
部で中間取付板（20）に固定されている。A rotary shaft (15) is integrally fixed to the susceptor (9) at a central portion thereof, and a vacuum having a bellows (16) is inserted through a central hole (8a) of the stage body (8). It is rotatably and rotatably supported by the rotary seal device (17). The vacuum rotary seal device (17) further has a pair of upper and lower bearings (18a) (18b) which support the rotary shaft (15).
The bearing case (19) fitted with (a) and (18b) is fixed to the intermediate mounting plate (20) at the lower end.
回転軸（15）の下端部近くにはプーリ（21）が固定さ
れ、またこの下方に位置する下段取付板（26）には当板
（27）を介してモータ（25）が固定されている。当板
（27）はボルト（51）によりモータ（25）に固定され、
第５図に示すように該当板（27）はその垂直部（27a）
がアングル部材（120）にボルト（121）により固定され
ることにより取付板（26）に対し固定される。モータ
（25）の回転軸（24）の先端部にはプーリ（23）がキー
（122）と六角孔付止めねじ（123）により固定されてお
り、これと上述のプーリ（21）との間にタイミングベル
ト（22）が巻装されている。A pulley (21) is fixed near the lower end of the rotary shaft (15), and a motor (25) is fixed to a lower mounting plate (26) located below the rotary shaft (15) via a contact plate (27). . The plate (27) is fixed to the motor (25) with bolts (51),
As shown in Fig. 5, the corresponding plate (27) has its vertical portion (27a).
Is fixed to the mounting plate (26) by being fixed to the angle member (120) with bolts (121). A pulley (23) is fixed to the tip of the rotary shaft (24) of the motor (25) by a key (122) and a hexagon socket set screw (123), and between the pulley and the pulley (21). A timing belt (22) is wound around.
下段取付板（26）の下方には更に基台板（28）が配設
され、これは第３図〜第５図に明示されるように等角度
間隔で配設された３本のガイドシャフト（35）により上
方のステージ本体（８）と一体的に固定される。ガイド
シャフト（35）の上端部のねじ部（38a）がステージ本
体（８）のねじ孔に螺着固定され、下端部のねじ部（38
b）にはナット（124）が螺着締めつけられることにより
基台板（28）に固定される。上段取付板（39）及び中間
取付板（20）、下段取付板（26）にはリニアボールベア
リング（36）（37）が固定されており、ガイドシャフト
（35）を摺動自在に案内しており、これにより上段取付
板（39）、中間取付板（20）、下段取付板（26）はガイ
ドシャフト（35）に沿って正確に上下動することができ
るようになっている。A base plate (28) is further disposed below the lower mounting plate (26), and as shown in FIGS. 3 to 5, three guide shafts are arranged at equal angular intervals. It is fixed integrally with the upper stage body (8) by (35). The screw part (38a) at the upper end of the guide shaft (35) is screwed and fixed in the screw hole of the stage body (8), and the screw part (38a) at the lower end is
A nut (124) is screwed and fastened to b) to be fixed to the base plate (28). Linear ball bearings (36) (37) are fixed to the upper mounting plate (39), the intermediate mounting plate (20), and the lower mounting plate (26) to guide the guide shaft (35) slidably. As a result, the upper mounting plate (39), the intermediate mounting plate (20), and the lower mounting plate (26) can be accurately moved up and down along the guide shaft (35).
基台板（28）には本発明の構成要素であるシリンダ装
置（29）が固定されており、その駆動ロッド（30）の先
端部はボルト（31）により下段取付板（26）に固定され
ている。回転軸（15）の下端部は下段取付板（26）の開
口（26a）を挿通しており、これに軸部水冷導入装置（5
0）が取り付けられている。これは主としてロータリー
ユニオンから成っており、図示せずとも、こゝから冷媒
が導入され、回転軸（15）の中空部を通って、ステージ
本体（８）の中空部に供給され、更に回転軸（15）の他
方の中空部を通って循環するようになっている。（矢印
で冷媒の導入、導出を示す） 上段取付板（39）には更にウェハー・リフトピン（4
0）が第４図に明示されるように３本その下端部で螺
着、固定されており、その上端部はステージ本体（８）
の周縁部に形成した貫通孔（8b）を挿通している。ステ
ージ本体（８）の底部と上段取付板（39）との間にはウ
ェハー・リフトピン（40）を被覆するようにベロース
（41）が張設されている。これにより、ウェハー・リフ
トピン（40）は大気とは遮断した状態におかれる。A cylinder device (29), which is a component of the present invention, is fixed to the base plate (28), and the tip end of the drive rod (30) is fixed to the lower mounting plate (26) by a bolt (31). ing. The lower end of the rotating shaft (15) passes through the opening (26a) of the lower mounting plate (26), and the shaft water cooling introducing device (5
0) is installed. This is mainly composed of a rotary union, and although not shown, the refrigerant is introduced from this and is supplied to the hollow part of the stage body (8) through the hollow part of the rotary shaft (15). It circulates through the other hollow part of (15). (Indicates the introduction and derivation of the refrigerant by the arrows.) Wafer lift pins (4
0) are screwed and fixed at their lower ends, as clearly shown in FIG. 4, and their upper ends are at the stage body (8).
The through hole (8b) formed in the peripheral portion of the is inserted. A bellows (41) is stretched between the bottom of the stage body (8) and the upper mounting plate (39) so as to cover the wafer lift pins (40). As a result, the wafer lift pins (40) are kept in a state of being shielded from the atmosphere.
基台板（28）には更にウェハー上下駆動シリンダー装
置（32）が固定され、その駆動ロッド（33）の先端部は
リンクボール（34）を介して上段取付板（39）に結合さ
れている。A wafer vertical drive cylinder device (32) is further fixed to the base plate (28), and the tip end of the drive rod (33) is connected to the upper mounting plate (39) via a link ball (34). .
第２図に示すようにサセプタ（９）には中心の周りに
等角度間隔で３個の長孔（42）が形成され、これらは上
述のウェハー・リフトピン（40）が配設されている円周
と同一の円周上にあって、第３図では整列していない
が、サセプター（９）をステージ本体（８）に対し回動
させることにより第２図に示すように整列するようにな
っている。各図でウェハーは図示されていないが、サセ
プター（９）の上に載置されたウェハーはウェハー上下
駆動シリンダー装置（32）の駆動により駆動ロッド（3
3）は上昇し、従って上段取付板（39）及びウェハー・
リフトピン（40）が、上昇するとウェハーを押し上げる
ようになっている。サセプター（９）はモータ（25）に
より回転駆動されるのであるが、その長孔（42）がウェ
ハー・リフトピン（40）と整列する位置で停止するよう
にするための位置決め手段（102）はプーリ（21）の下
方に配設されている。As shown in FIG. 2, the susceptor (9) is formed with three elongated holes (42) at equal angular intervals around the center thereof, which are circles on which the above-mentioned wafer lift pins (40) are arranged. It is on the same circumference as the circumference and is not aligned in FIG. 3, but by rotating the susceptor (9) with respect to the stage body (8), it becomes aligned as shown in FIG. ing. Although the wafer is not shown in each figure, the wafer placed on the susceptor (9) is driven by the wafer vertical drive cylinder device (32) to drive the drive rod (3
3) rises, so the upper mounting plate (39) and wafer
The lift pins (40) are designed to push the wafer up when they are raised. The susceptor (9) is rotationally driven by the motor (25), and the positioning means (102) for stopping the elongated hole (42) at a position aligned with the wafer lift pin (40) is a pulley. It is arranged below (21).
またステージ本体（８）の外周縁部にはセンサー取付
支柱（44）の上端部が固定されており、これにはセンサ
ー（45）（62）が取付けられていて、センサー（45）は
下段取付板（26）の上昇位置、従ってサセプター（９）
の上昇位置を検出し、センサー（62）は上段取付板（3
9）、従ってウェハー・リフトピン（40）の上昇位置を
検出するようになっている。Further, the upper end of the sensor mounting column (44) is fixed to the outer peripheral edge of the stage body (8), and the sensors (45) and (62) are mounted on this, and the sensor (45) is mounted on the lower stage. The raised position of the plate (26) and thus the susceptor (9)
The rising position of the sensor (62) is detected by the upper mounting plate (3
9) Therefore, the lifted position of the wafer lift pin (40) is detected.
なお、第３図に概略的に示すが、ステージ本体（８）
には電路（101）を介してRF電力供給部（100）からRF電
力が供給されるようになっている。The stage body (8) is shown schematically in FIG.
RF power is supplied from the RF power supply unit (100) via the electric path (101).
以上、本発明の実施例の構成について説明したが、次
に、この作用、効果などについて説明する。The configuration of the embodiment of the present invention has been described above. Next, the operation, effect and the like will be described.
図示せずともサセプター（９）の上にはウェハーもし
くは基板が載置されているものとする。また、真空槽
（１）内は所望の圧力に排気され、またグロー放電によ
るプアズマ発生に必要なガス気体が所定の圧力迄導入さ
れているものとする。Although not shown, it is assumed that a wafer or substrate is placed on the susceptor (9). Further, it is assumed that the inside of the vacuum chamber (1) is exhausted to a desired pressure, and the gas gas necessary for generating a plasma by glow discharge is introduced up to a predetermined pressure.
シリンダ装置（29）を駆動すると、ロッド（30）の上
昇と共に下段取付板（26）、中間取付板（20）、これと
ベアリングケース（19）及びベアリング（18a）（18b）
を介して一体的な回転軸（15）は上昇する。従って、こ
れと一体的なサセプター（９）も上昇し、ステージ本体
（８）の上面からの距離ｄが増大する。When the cylinder device (29) is driven, the lower mounting plate (26), the intermediate mounting plate (20), this and the bearing case (19) and the bearings (18a) (18b) as the rod (30) rises.
The integral rotary shaft (15) rises through. Therefore, the susceptor (9) integral with this also rises, and the distance d from the upper surface of the stage body (8) increases.
第８図Ａ、Ｂ、Ｃはこのときのｄの変化と、プラズマ
発生時にサセプター（９）表面又はこの上のウェハーＷ
表面に発生する電位Ｖとの関係を示しているが、第８図
Ａではｄがd1と小さいがDCバイアス電圧Vdc1は比較的大
きい。第８図Ｂに示すようにｄがd2と更に大きくなると
DCバイアス電圧Vdc2は更に小さくなる。次いで第８図Ｃ
に示すようにｄがd3と更に大きくなるとDCバイアス電圧
Vdc3は更に小さくなる。すなわち、サセプター（９）の
上昇距離に応じて、これに発生する電位、及びDCバイア
ス電圧を変化させることができる。FIGS. 8A, 8B and 8C show changes in d at this time and the wafer W on the surface of the susceptor (9) or at the time of plasma generation.
The relationship with the potential V generated on the surface is shown. In FIG. 8A, d is as small as d 1 but the DC bias voltage Vdc 1 is relatively large. As shown in FIG. 8B, when d becomes larger and becomes d 2.
The DC bias voltage Vdc 2 becomes even smaller. Then, FIG. 8C
As shown in, DC bias voltage increases as d increases to d 3.
Vdc 3 becomes smaller. That is, the potential and the DC bias voltage generated in the susceptor (9) can be changed according to the rising distance of the susceptor (9).
一般に、スパッター、エッチング、Ｐ−CVD等の処理
中にはウェハーにRFバイアスを与え、また膜質、ステッ
プカバレージ、エッチングの異方性等に対する処理効果
を図るために適切なDCバイアス電圧をウェハーに供給す
るようにしているが、従来はこれを電気的な調節により
行なっていた。然しながら、本実施例によれば、サセプ
ター（９）を上下に移動させてステージ本体（８）から
の上下方向の距離ｄを変えることにより容易にこのDCバ
イアス電圧を変えることができる。Generally, an RF bias is applied to the wafer during processing such as sputtering, etching, and P-CVD, and an appropriate DC bias voltage is supplied to the wafer to achieve processing effects on film quality, step coverage, etching anisotropy, etc. However, in the past, this was done by electrical adjustment. However, according to this embodiment, the DC bias voltage can be easily changed by moving the susceptor (9) up and down to change the vertical distance d from the stage body (8).
従って、本実施例ではサセプター（９）の上に載置さ
せるウェハーの表面に形成される膜質、その他の特性を
考慮してサセプター（９）の上昇位置が決められる。中
間取付板（20）、下段取付板（26）はガイドシャフト
（35）により案内されて上昇する。従って回転軸（15）
はガイドシャフト（35）に沿って正確に芯ぶれすること
なく上昇し、所定高さに至ると、これがセンサー取付支
柱（44）に取り付けられたセンサー（45）がこれを検知
し、この検知信号をシリンダ装置（29）に供給する。こ
れによりシリンダ装置（29）の駆動は停止し、サセプタ
ー（９）はステージ本体（８）から所定距離、離れた高
さで停止する。Therefore, in this embodiment, the rising position of the susceptor (9) is determined in consideration of the quality of the film formed on the surface of the wafer placed on the susceptor (9) and other characteristics. The intermediate mounting plate (20) and the lower mounting plate (26) are guided by the guide shaft (35) and ascend. Therefore the rotating shaft (15)
Accurately rises along the guide shaft (35) without eccentricity, and when it reaches a predetermined height, this is detected by the sensor (45) attached to the sensor mounting column (44), and this detection signal Is supplied to the cylinder device (29). As a result, the drive of the cylinder device (29) is stopped, and the susceptor (9) is stopped at a height apart from the stage body (8) by a predetermined distance.
次いでモータ（25）が駆動される。この回転力はタイ
ミングベルト（22）、プーリ（21）を介して回転軸（1
5）に伝達され、サセプター（９）が回転する。反応ガ
ス導入用ノズル（２）から真空槽（１）内に反応ガスが
導入され、サセプター（９）の上に載置されたウェハー
の表面に反応ガスの成分で成る薄膜が回転により一様な
厚さで形成される。Then, the motor (25) is driven. This torque is transmitted through the timing belt (22) and pulley (21) to the rotary shaft (1
5) and the susceptor (9) is rotated. A reaction gas is introduced into the vacuum chamber (1) from the reaction gas introduction nozzle (2), and a thin film composed of the components of the reaction gas is uniformly rotated on the surface of the wafer placed on the susceptor (9). Formed in thickness.
所定の厚さの薄膜が形成されると、反応ガスの導入を
停止し、モータ（25）の駆動は停止される。すなわち、
サセプター（９）の回転は停止される。次いでシリンダ
装置（29）が駆動され、駆動ロッド（30）は下降され、
サセプター（９）は下降され、センサー（45）の検知信
号によりシリンダ装置（29）は停止させられる。よっ
て、サセプター（９）は第３図に示す位置をとる。な
お、モータ（25）の駆動停止時には位置決め手段（10
2）によりサセプター（９）はその長孔（42）が下方の
ウェハー・リフトピン（40）と整列した角度位置で回転
停止する。When the thin film having a predetermined thickness is formed, the introduction of the reaction gas is stopped and the driving of the motor (25) is stopped. That is,
The rotation of the susceptor (9) is stopped. Next, the cylinder device (29) is driven, the drive rod (30) is lowered,
The susceptor (9) is lowered, and the cylinder device (29) is stopped by the detection signal of the sensor (45). Therefore, the susceptor (9) assumes the position shown in FIG. When the drive of the motor (25) is stopped, the positioning means (10
2) The susceptor (9) stops rotating at the angular position where the elongated hole (42) is aligned with the lower wafer lift pin (40).
次いで、ウェハー上下駆動シリンダ装置（32）が駆動
され、上段取付板（39）が上昇させられる。従ってウェ
ハー・リフトピン（40）が共に上昇し、サセプター
（９）の長孔（42）から突出し、ウェハーを押し上げ
る。図示せずとも、真空槽（１）内に開口（70）より導
入された搬送用フォークがウェハーの下に挿入され、次
いで該フォークが若干上昇し、ウェハーをウェハー・リ
フトピン（40）から離脱させ、かつこのウェハーを受け
て、真空槽（１）の一側壁部に形成した開口（70）を通
って隣接する取出室へと導出される。Next, the wafer up-down drive cylinder device (32) is driven, and the upper mounting plate (39) is raised. Therefore, the wafer lift pins (40) are raised together and protrude from the long holes (42) of the susceptor (9) to push up the wafer. Although not shown, a transfer fork introduced into the vacuum chamber (1) through the opening (70) is inserted under the wafer, and then the fork slightly moves up to separate the wafer from the wafer lift pin (40). Then, the wafer is received and led out to an adjacent take-out chamber through an opening (70) formed in one side wall of the vacuum chamber (1).
取出室では、次のウェハーがフォークにのせられ、真
空槽（１）内へ搬送され、突出しているウェハー・リフ
トピン（40）の上で停止し、次いでフォークを下降させ
てウェハーをウェハー・リフトピン（40）の上にのせ
る。フォークは更に若干、下降した後、開口（70）から
取出室へと退却する。In the unloading chamber, the next wafer is placed on the fork, transferred into the vacuum chamber (1), stopped on the protruding wafer lift pin (40), and then the fork is lowered to move the wafer to the wafer lift pin ( 40) Place on top. The fork further descends slightly and then retreats from the opening (70) into the ejection chamber.
次いで、ウェハー上下駆動シリンダー装置（32）が駆
動されてウェハー・リフトピン（40）は第３図に示す位
置まで下降する。よってウェハーはサセプター（９）の
上に載置される。なお、センサー（62）により下降位置
は検知され、この検知信号によりウェハー上下駆動シリ
ンダー装置（32）の駆動は停止される。以下、再び上述
の作用が繰り返される。Then, the wafer vertical drive cylinder device (32) is driven and the wafer lift pin (40) is lowered to the position shown in FIG. Thus, the wafer is placed on the susceptor (9). The sensor (62) detects the lowered position, and the detection signal stops driving the wafer up-and-down drive cylinder device (32). Hereinafter, the above operation is repeated again.
以上本発明の実施例について説明したが勿論、本発明
はこれに限定することなく本発明の技術的思想にもとづ
いて種々の変形が可能である。Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
例えば、以上の実施例では真空によるCVD装置を説明
したが、これに限ることなくスパッター、プラズマエッ
チング、Ｐ−CVD装置など広範囲の基板の表面処理装置
に本発明は適用可能である。For example, although the CVD apparatus by vacuum has been described in the above embodiments, the present invention is not limited to this and can be applied to a wide range of surface treatment apparatuses for substrates such as sputtering, plasma etching, and P-CVD apparatus.
以上述べたように本発明の真空槽内における基板の表
面処理方法及び装置によれば純粋に機械的に基板表面に
発生するDCバイアスを変えることができ、従来の電気的
な方法及び装置によるものがもっていた種々の欠点を克
服することができる。As described above, according to the method and apparatus for treating a surface of a substrate in a vacuum chamber of the present invention, the DC bias generated on the surface of the substrate can be changed purely mechanically. It is possible to overcome various drawbacks of the above.
第１図は本発明の実施例によるCVD装置の部分破断正面
図、第２図は第１図におけるII−II線方向断面図、第３
図は第２図におけるIII−III線方向断面図、第４図は第
３図におけるIV−IV線方向断面図、第５図は同Ｖ−Ｖ線
方向断面図、第６図は第５図におけ流VI−VI線方向断面
図、第７図は本CVD装置の要部の部分破断斜視図、第８
図は本実施例の作用を示す要部の概略図及び電圧を示す
グラフ、第９図は従来例のCVD装置の側面図及び第10図
は他従来例のCVD装置の側面図である。 なお図において、 （８）……ステージ本体 （９）……サセプター （15）……回転軸 （29）……シリンダ装置1 is a partially cutaway front view of a CVD apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG.
The drawing is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 2, FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3, FIG. 5 is a sectional view taken along the line VV, and FIG. 6 is FIG. Flow direction VI-VI line sectional view, FIG. 7 is a partially cutaway perspective view of the main part of the present CVD apparatus, FIG.
FIG. 9 is a schematic view of a main part showing the operation of this embodiment and a graph showing voltage, FIG. 9 is a side view of a conventional CVD apparatus, and FIG. 10 is a side view of another conventional CVD apparatus. In the figure, (8) …… Stage body (9) …… Susceptor (15) …… Rotating shaft (29) …… Cylinder device
Claims (2)
槽内にグロー放電によるプラズマを発生させるべく交流
電圧を印加されるステージ本体と、前記プラズマにより
表面処理されるべき基板を支持するためのサセプターと
の間の距離を変えることにより前記サセプター表面又は
該サセプター表面にマウントされた基板表面に発生する
前記交流電圧に対するDCバイアスを変化させるようにし
たことを特徴とする真空槽内における基板の表面処理方
法。1. A stage body electrically insulated from a wall of a vacuum chamber, to which an AC voltage is applied to generate plasma by glow discharge in the vacuum chamber, and a substrate to be surface-treated by the plasma. A vacuum chamber characterized in that a DC bias with respect to the AC voltage generated on the susceptor surface or a substrate surface mounted on the susceptor surface is changed by changing a distance between the susceptor for supporting and the susceptor. Of surface treatment of substrate in.
槽内にグロー放電によるプラズマを発生させるべく交流
電圧を印加されるステージ本体と；該ステージ本体を摺
動自在に挿通する回転軸と；前記ステージ本体の上部に
位置し、かつ前記回転軸の前記真空槽側の端部に固定さ
れ、前記プラズマにより表面処理されるべき基板を支持
するためのサセプターと；前記回転軸をその軸方向に沿
って駆動するためのシリンダ装置と；から成り、該シリ
ンダ装置の駆動により前記ステージ本体と、前記サセプ
ターとの間の距離を変えて、前記サセプター表面又は該
サセプター表面にマウントされた基板表面に発生する前
記交流電圧に対するDCバイアスを変化させるようにした
ことを特徴とする真空槽内における基板の表面処理装
置。2. A stage body electrically insulated from the wall of the vacuum chamber and to which an AC voltage is applied to generate plasma by glow discharge in the vacuum chamber; and the stage body is slidably inserted. A rotating shaft; a susceptor located above the stage body and fixed to an end of the rotating shaft on the vacuum chamber side, for supporting a substrate to be surface-treated by the plasma; A cylinder device for driving along the axial direction of the susceptor. The cylinder device is driven to change the distance between the stage main body and the susceptor, and is mounted on the susceptor surface or the susceptor surface. A surface treatment apparatus for a substrate in a vacuum chamber, wherein a DC bias with respect to the AC voltage generated on the surface of the substrate is changed.
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|---|---|---|---|
| JP61259458A JP2546995B2 (en) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | Method and device for surface treatment of substrate in vacuum chamber |
| US07/113,117 US4902531A (en) | 1986-10-30 | 1987-10-27 | Vacuum processing method and apparatus |
| DE8787420292T DE3776079D1 (en) | 1986-10-30 | 1987-10-28 | VACUUM COATING METHOD AND DEVICE THEREFOR. |
| EP87420292A EP0266288B1 (en) | 1986-10-30 | 1987-10-28 | Vacuum processing method and apparatus |
| US07/299,935 US5125360A (en) | 1986-10-30 | 1989-01-23 | Vacuum processing apparatus |
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Publications (2)
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|---|---|
| JPS63111174A JPS63111174A (en) | 1988-05-16 |
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| JP5793028B2 (en) * | 2011-09-01 | 2015-10-14 | 株式会社日立国際電気 | Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method |
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1986
- 1986-10-30 JP JP61259458A patent/JP2546995B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS63111174A (en) | 1988-05-16 |
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