JP2845773B2 - 常圧ｃｖｄ装置 - Google Patents

常圧ｃｖｄ装置

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JP2845773B2 JP10374995A JP10374995A JP2845773B2 JP 2845773 B2 JP2845773 B2 JP 2845773B2 JP 10374995 A JP10374995 A JP 10374995A JP 10374995 A JP10374995 A JP 10374995A JP 2845773 B2 JP2845773 B2 JP 2845773B2
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    • 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
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
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    • C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は常圧ＣＶＤ装置に係わ
り、特に処理する半導体ウエハを載置するサセプタの清
浄化に関する。
【０００２】
【従来の技術】常圧ＣＶＤ装置では、半導体ウエハを搭
載したサセプタの下側にヒータが設置されていて、半導
体ウエハが所定の温度に加熱されたところで上部に設置
されているディスパージョンヘッドから吹き出す反応ガ
スが半導体ウエハの表面に当たりそこに所定の薄膜が形
成される。
【０００３】その際、半導体ウエハを支持するサセプタ
の上表面のうち半導体ウエハが載置されている部分以外
の露出している表面部分上にも当然のことながらＣＶＤ
による薄膜が堆積する。このサセプタに生じる薄膜はＣ
ＶＤ処理の回数の増加に伴って表面粒子が荒れて剥離し
易くなり、この剥離したダストが半導体ウエハの表面に
載って半導体ウエハの欠陥の大きな原因になっている。
【０００４】そこでサセプタ上に堆積した薄膜が、通常
２０〜３０μｍの厚さに達した時点で洗浄済みのサセプ
タとの交換を行なう。しかしサセプタの形状が大きく、
しかも高温状態でこの交換を行なうことは作業者の安全
面から避けなければならない。
【０００５】そのため、この交換は常圧ＣＶＤ装置のヒ
ータを切り、ほぼ室温まで下げてから行っている。この
温度降下の待ち時間は約５〜６時間であり、また温度の
立ち上げにもヒータを使用しているために約１時間の昇
温時間を必要とし、これら待ち時間の間は常圧ＣＶＤ装
置の使用ができない。このために１ケ月に約５０時間の
装置休止時間を必要として稼働率が約７％低下する。
【０００６】そこでこの温度降下および温度立ち上げの
無駄な待ち時間を排除してサセプタの洗浄を行なう図３
に示すような技術が実開昭６１−１７３１３３号に開示
されている。
【０００７】図３において、一定の間隔を有して多数の
サセプタ６３を固定配列した無端回動体４５が、矢印の
方向に回転する複数のプーリー４６により往路ー復路と
エンドレスに回転される。上側の往路４１の始点７１で
半導体ウエハ（図示省略）がサセプタ６３上に供給さ
れ、ヒータ４７による高温度の状態で、ディスパージョ
ンヘッド４３から吹き出す反応ガス４３Ａに当った半導
体ウエハの表面に所定の薄膜が形成され、往路の終点７
２でこの半導体ウエハがサセプタ６３上から取り出され
る。
【０００８】半導体ウエハがその上から除去されたサセ
プタ６３はそれが固着している無端回動体４５の部分と
ともに下側の復路４２で洗浄される。この洗浄は、まず
フィルタ５１およびポンプ５２が結合したエッチング槽
４８を通過し、そこに充填されているフッ酸等のエッチ
ング液４９により表面に成長した薄膜をエッチング除去
し、次に純水導入管５３が結合しオーバーフロー排水口
５６を有する水洗槽５４を通過し、その内槽に充填され
ている純水５５により洗浄し、温風ファン５７により乾
燥した後、往路４１に戻ってその始点で新たに半導体ウ
エハが供給される。
【０００９】このような方法によれば、洗浄済みのサセ
プタとの交換を行なうための温度降下および温度上昇の
待ち時間が不要となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
にエンドレスの無端回動体にサセプタを固着して回転さ
せる方式では、サセプタを清浄化するエッチングの際に
サセプタの移動手段である無端回動体自体も必然的にエ
ッチングされるから、その材質等に特別の考慮を必要と
し、かつこれは剛体単体をチェーン式に物理的に繋ぎ合
わせて構成するものであるからその交換等の作業が困難
なものとなる。
【００１１】さらに無端回動体に固定されている１個も
しくは複数個の破損したサセプタを取り換える場合、無
端回動体の回転を停止して無端回動体からの取り外し、
新規なサセプタの取り付け固定を必要とし、その保守が
煩雑となる。
【００１２】また図３のようにウエットエッチングを用
いると、エッチング槽、水洗槽さらに乾燥手段を必要と
するから装置全体が大型なものとなってしまう。一方こ
の大型化を回避するために小型にすると、無端回動体の
移動スピードを遅くして必要な時間のエッチング、水
洗、乾燥を行なわなければならないから、ＣＶＤ作業能
率が低下してしまう。さらにこのような無端回動体を用
いたウエットエッチングででは、無端回動体のチェーン
機構に入り込んだエッチング液が水洗で取りとりきれず
にその後のＣＶＤ薄膜形成等に悪影響を及ぼす。
【００１３】したがって本発明の目的は、装置の稼働を
停止することなくサセプタの清浄化を行うことができ、
かつサセプタの清浄化エッチングの際にサセプタの移動
手段がエッチングされなく、破損サセプタの交換が容易
であり、さらに好ましくは清浄化手段が大型化しないで
もサセプタの清浄化を効率的に行なうことができる常圧
ＣＶＤ装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、上側
に、ウエハローダ機構、上部レール、上部サセプタ駆動
部、ヒータ、ディスパージョンヘッドおよびウエハアン
ローダ機構を設け、下側に、第１の下部レール、第１の
下部サセプタ駆動部、プラズマ反応部、第２の下部レー
ルおよび第２の下部サセプタ駆動部を設け、前記上側と
下側との間にモータおよび支持部を含むローダサセプタ
アップ機構ならびにモータおよび支持部を含むアンロー
ダサセプタダウン機構を設け、前記ウエハローダ機構に
より半導体ウエハが載置されたサセプタを前記上部サセ
プタ駆動部により前記上部レールに沿って搬送させ、こ
の搬送過程において前記半導体ウエハが前記ヒータによ
り所定の温度に加熱されたところで上部に設置されてい
る前記ディスパージョンヘッドからの反応ガスによりそ
の表面にＣＶＤ薄膜を形成し、そのまま前記サセプタを
搬送させてその上から前記ウエハアンローダ機構により
前記半導体ウエハを取り去り、その後、前記サセプタを
前記アンローダサセプタダウン機構により下降させて前
記第１の下部レールに沿って前記プラズマ反応部の方向
に前記第１の下部サセプタ駆動部により搬送し、前記プ
ラズマ反応部において清浄化した前記サセプタを前記第
２の下部サセプタ駆動部により前記第２の下部レールに
沿って前記ローダサセプタアップ機構の方向に搬送さ
せ、前記サセプタを前記ローダサセプタアップ機構によ
り上昇させて再度前記ウエハローダ機構により半導体ウ
エハを載置させる作業を繰り換えす常圧ＣＶＤ装置であ
って、前記プラズマ反応部はアップダウンステージおよ
びプラズマ反応チャンバーを有し、前記第１の下部レー
ルから搬送された前記サセプタを載置した前記アップダ
ウンステージを上昇させることにより前記プラズマ反応
チャンバーを気密封止してプラズマを発生させて前記サ
セプタを清浄化し、その後、前記アップダウンステージ
を下降させて清浄化した前記サセプタを前記第２の下部
レールに移してこのレールに沿って搬送させる常圧ＣＶ
Ｄ装置にある。
【００１５】ここで、前記上部レール上の複数の前記サ
セプタのうちの最後尾のサセプタに前記上部サセプタ駆
動部により送り動作を作用させて順にその前のサセプタ
を押し出して前記上部レール上の搬送をさせ、第１及び
第２の下部サセプタ駆動部により送り動作を個々のサセ
プタに作用させてそれぞれ前記第１及び第２の下部レー
ルに沿って搬送をさせることが好ましい。
【００１６】
【作用】このような本発明のサセプタの移動手段は、上
部レール、上部サセプタ駆動部、第１および第２の下部
レール、第１および第２の下部サセプタ駆動部、ローダ
サセプタアップ機構ならびアンローダサセプタダウン機
構であり、サセプタとともに清浄化エッチング雰囲気等
のエッチング相にさらされるものではないから、サセプ
タのエッチング条件を考慮して移動手段の材質等を決定
する必要がない。またサセプタが移動手段に固定されて
いるものではないから、サセプタが破損してもその交換
が容易となる。さらに本発明の移動手段は無端回動体の
ように全体が物理的に接続されたものではないから、そ
の交換は個々のパーツ毎に行なえばよく、したがって移
動手段の保守が容易になる。さらに清浄化にプラズマ反
応を用いているからウエットエッチングと比較して装置
が小型となり清浄化の作業が短時間で行なうことがで
き、さらにサセプタを搭載して上下駆動しかつ気密封止
を行うアップダウンステージを用いることによりプラズ
マ反応部の平面積は必要最小限に縮小することができ、
これにより装置はさらにコンパクトとなり、かつ搬送も
含めた清浄化がさらに能率的となる。
【００１７】
【実施例】以下図面を参照して本発明を説明する。図１
は本発明の実施例の常圧ＣＶＤ装置の概略を示す図であ
る。
【００１８】装置の上側には、ローダ側カセット部１、
ウエハローダ機構２、上部レール１３、上部サセプタ駆
動部１６、ヒータ５、ディスパージョンヘッド４、ウエ
ハアンローダ機構６およびアンローダ側カセット部７が
設けられている。
【００１９】また装置の下側には、第１の下部レール１
４、第１の下部サセプタ駆動部１７、アップダウンステ
ージ３１を含むプラズマ反応部３０、第２の下部レール
１５および第２の下部サセプタ駆動部１８が設けられて
いる。
【００２０】さらにモータ１１および支持部８Ａを含み
スクリュー機構となっているローダサセプタアップ機構
８ならびにモータ１２および支持部９Ａを含みスクリュ
ー機構となっているアンローダサセプタダウン機構９に
より上側と下側とが結合している。
【００２１】ローダ側カセット部１にセットされたカセ
ット内から半導体ウエハ１０がウエハローダ機構２によ
り、例えばＳｉＣからなるサセプタ３上に載置される。
サセプタ３は上部サセプタ駆動部１６により直線状の上
部レール１３に沿ってその上を矢印２１の方向に一定速
度もしくは一定速度の間歇送りで搬送される。この搬送
は上部レール１３上の最後尾のサセプタに上部サセプタ
駆動部１６が送り動作を作用し、順にその前のサセプタ
を押し出されるように行われるため、図に示すようにサ
セプタ３どうしが密着した態様となる。
【００２２】搬送過程において半導体ウエハ１０がヒー
タ５によりサセプタ３を介して所定の温度に加熱された
ところで上部に設置されているディスパージョンヘッド
４から吹き出す反応ガス４Ａに当り、その半導体ウエハ
１０の表面に、例えばシリコン酸化膜のＣＶＤ薄膜が形
成される。その際に半導体ウエハ１０を支持しているサ
セプタ３の露出する表面にもＣＶＤ薄膜が堆積されてし
まう。
【００２３】その後、所定のＣＶＤ薄膜が形成された半
導体ウエハ１０を載置したサセプタ３はそのまま矢印２
１の方向に搬送され、この半導体ウエハ１０はウエハア
ンローダ機構６によりアンローダ側カセット部７にセッ
トされてあるカセット内に収納される。
【００２４】半導体ウエハ１０が除去されたサセプタ３
は、上部レール１３と同じ高さに上昇しているアンロー
ダサセプタダウン機構９の支持部９Ａ上にそのまま搬送
される。そこでモータ１２の駆動により支持部９Ａが下
降し、サセプタ３を矢印２２の方向に搬送する。
【００２５】第１の下部レール１４と同じ高さまで下降
した支持部９Ａ上のサセプタ３は第１の下部サセプタ駆
動部１７により直線状の第１の下部レール１４に沿って
矢印２３の方向に搬送される。そしてサセプタ３がその
上から取り除かれた支持部９Ａはモータ１２の駆動で上
部レール１３の位置まで上昇して次のサセプタ３の下方
向への搬送に備える。すなわちサセプタ３の移動は下方
向２２のみであるが、支持部９Ａの移動は上下方向２２
Ａである。
【００２６】サセプタ３は第１のサセプタ駆動部１７に
より搬送されてアップダウンステージ３１上に載置され
て、このアップダウンステージ３１が上昇してプラズマ
反応部３０内でサセプタ３上に不所望に堆積されたＣＶ
Ｄ薄膜や汚れを取り除いてクリーンにする。尚上記した
ように上部サセプタ駆動部１６はサセプタ３を押し出す
ように搬送させるものであるから、上部サセプタ駆動部
１６自体は上部レール１３に沿って全行程の移動はしな
い。しかし第１の下部サセプタ駆動部１７はサセプタ３
を支持して第１の下部レール１４に沿って移動する機構
となっている。したがってサセプタ３をアップダウンス
テージ３１上に載置した後、第１の下部サセプタ駆動部
１７はアンローダサセプタダウン機構９の方向に戻って
次のサセプタ３の搬送に備える。すなわちサセプタ３は
第１の下部レール１４に沿って一方向２３のみを移動す
るが、第１の下部サセプタ駆動部１７は第１の下部レー
ル１４に沿って往復方向２３Ａの移動をする。またこの
搬送において、サセプタ３を第１の下部レール１４上に
載置して第１の下部サセプタ駆動部１７でそのサセプタ
を押す形式にすることができる。あるいは第１の下部サ
セプタ駆動部１７でサセプタ３を把持し、この第１の下
部サセプタ駆動部１７が第１の下部レール１４を滑動す
る形式にすることもできる。
【００２７】所定のクリーニングが終了するとアップダ
ウンステージ３１が第１の下部レール１４と同じ高さの
第２の下部レール１５の高さまで下降し、そこに載置さ
れている清浄が完了したサセプタ３は第２の下部サセプ
タ駆動部１８により直線状の第２の下部レール１５に沿
って矢印２４の方向に搬送され、第２の下部レール１５
と同じ高さまで下降しているローダサセプタアップ機構
８の支持部８Ａ上に載置され、第２の下部サセプタ駆動
部１８はアップダウンステージ３１の方向に戻って次の
清浄化されたサセプタ３の搬送に備える。すなわち第１
の下部サセプタ駆動部１７と同様に第２の下部サセプタ
駆動部１８も第２の下部レール１５に沿って往復方向２
４Ａの移動をする。またこの搬送においても、サセプタ
３を第２の下部レール１５上に載置して第２の下部サセ
プタ駆動部１８でそのサセプタを押す形式にすることが
できる。あるいは第２の下部サセプタ駆動部１８でサセ
プタ３を把持し、この第２の下部サセプタ駆動部１８が
第２の下部レール１５を滑動する形式にすることもでき
る。
【００２８】サセプタ３を搭載したローダサセプタアッ
プ機構８の支持部８Ａはモータ１１の駆動により上部レ
ール１３まで上昇し、この清浄化されたサセプタ３上
に、再度これからＣＶＤ処理をする半導体ウエハ１０が
ウエハローダ機構２により載置され、上部サセプタ駆動
部１６により再度矢印２１の方向に搬送される。またそ
してサセプタ３がその上から取り除かれた支持部８Ａは
モータ１１の駆動で第２の下部レール１５の位置まで下
降して清浄化された次のサセプタ３の上方向への搬送に
備える。すなわちローダサセプタアップ機構８におい
て、サセプタ３の移動は上方向２５のみであるが、支持
部８Ａの移動は上下方向２５Ａである。そして上記全て
の動作、処理は、破損したサセプタの取り換え等の保守
を除き、全て自動的に行なわれる。
【００２９】次に図２を参照して本実施例のプラズマ反
応部３０を説明する。第１の下部レール１４から搬送さ
れた汚れたサセプタ３を載置したアップダウンステージ
３１が上方向２６Ａに移動して、Ｏ−リング３５を介し
てプラズマ反応チャンバー３７のフランジ部に当接す
る。サセプタ３はヒータ３２により所定の温度に加熱さ
れ、アップダウンステージ３１の当接により気密封止さ
れたプラズマ反応チャンバー３７が真空排気口３４より
真空排気され、エッチングガス導入口３６よりエッチン
グガス、例えばＣＦ4 とＮ2 ＯとＳｉＨ4 との混合ガス
あるいはＳＦ4 と酸素との混合ガスを導入して電極３３
に高周波を印加してプラズマを発生させてサセプタ３の
上表面に不所望に堆積されたＣＶＤ薄膜や汚れをエッチ
ング除去してサセプタ３を清浄化する。
【００３０】このプラズマエッチングが終了するとアッ
プダウンステージ３１が下方向２６Ｂに移動して第２の
下部レール１５に清浄化されたサセプタ３を搬送する。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明はＣＶＤ薄膜
のためのヒータをＯＦＦすることなくサセプタのクリー
ニングを行なうことができるから、装置の稼働率を低下
させることがない。また、本発明のサセプタの搬送手段
は、サセプタを固定した無端回動体ではなく、サセプタ
の清浄化エッチングの際にともにエッチング雰囲気等に
さらされるものではないから、サセプタの清浄化エッチ
ング条件に関係なくサセプタの搬送手段の材質等を自由
に設定することができる。また本発明のサセプタの搬送
手段はサセプタを固定したものではないから、サセプタ
が破損した場合の取り換えが容易となり保守が簡素化さ
れる。また搬送手段は個々のパーツに別れているから、
搬送手段自信の保守も容易になる。
【００３２】さらにウエットエッチングを用いるのでは
なく清浄化にプラズマ反応を用いているから、ウエット
エッチングと比較して装置が小型となり清浄化の作業が
短時間で行なうことができ、さらにサセプタを搭載して
上下駆動しかつ気密封止を行うアップダウンステージを
用いることにより装置はさらにコンパクトとなり、かつ
搬送も含めた清浄化がさらに能率的となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の常圧ＣＶＤ装置の概略を示す
図である。
【図２】本発明の実施例の常圧ＣＶＤ装置におけるプラ
ズマ反応部を示す図である。
【図３】従来技術の常圧ＣＶＤ装置を示す図である。
【符号の説明】
１ ローダ側カセット部 ２ ウエハローダ機構 ３ サセプタ ４ ディスパージョンヘッド ４Ａ 反応ガス ５ ヒータ ６ ウエハアンローダ機構 ７ アンローダ側カセット部 ８ ローダサセプタアップ機構 ８Ａ 支持部 ９ アンローダサセプタダウン機構 ９Ａ 支持部 １０ 半導体ウエハ １１，１２ モータ １３ 上部レール １４ 第１の下部レール １５ 第２の下部レール １６ 上部サセプタ駆動部 １７ 第１の下部サセプタ駆動部 １８ 第２の下部サセプタ駆動部 ２１，２２，２３，２４，２５ サセプタの搬送方向 ２２Ａ 支持部９Ａの移動方向 ２３Ａ 第１の下部サセプタ駆動部の移動方向 ２４Ａ 第２の下部サセプタ駆動部の移動方向 ２５Ａ 支持部８Ａの移動方向 ２６Ａ，２６Ｂ アップダウンステージの移動方向 ３０ プラズマ反応部 ３１ アップダウンステージ ３２ ヒータ ３３ 電極 ３４ 真空排気口 ３５ Ｏ−リング ３６ エッチングガス導入口 ３７ プラズマ反応チャンバー ４１ 往路 ４２ 復路 ４３ ディスパージョンヘッド ４３Ａ 反応ガス ４５ 無端回動体 ４６ プーリー ４７ ヒータ ４８ エッチング槽 ４９ エッチング液 ５１ フィルタ ５２ ポンプ ５３ 純水導入管 ５４ 水洗槽 ５５ 純水 ５６ オーバーフロー排水口 ５７ 温風ファン ６３ サセプタ ７１ 往路の始点 ７２ 往路の終点

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上側に、ウエハローダ機構、上部レー
    ル、上部サセプタ駆動部、ヒータ、ディスパージョンヘ
    ッドおよびウエハアンローダ機構を設け、下側に、第１
    の下部レール、第１の下部サセプタ駆動部、プラズマ反
    応部、第２の下部レールおよび第２の下部サセプタ駆動
    部を設け、前記上側と下側との間にモータおよび支持部
    を含むローダサセプタアップ機構ならびにモータおよび
    支持部を含むアンローダサセプタダウン機構を設け、前
    記ウエハローダ機構により半導体ウエハが載置されたサ
    セプタを前記上部サセプタ駆動部により前記上部レール
    に沿って搬送させ、この搬送過程において前記半導体ウ
    エハが前記ヒータにより所定の温度に加熱されたところ
    で上部に設置されている前記ディスパージョンヘッドか
    らの反応ガスによりその表面にＣＶＤ薄膜を形成し、そ
    のまま前記サセプタを搬送させてその上から前記ウエハ
    アンローダ機構により前記半導体ウエハを取り去り、そ
    の後、前記サセプタを前記アンローダサセプタダウン機
    構により下降させて前記第１の下部レールに沿って前記
    プラズマ反応部の方向に前記第１の下部サセプタ駆動部
    により搬送し、前記プラズマ反応部において清浄化した
    前記サセプタを前記第２の下部サセプタ駆動部により前
    記第２の下部レールに沿って前記ローダサセプタアップ
    機構の方向に搬送させ、前記サセプタを前記ローダサセ
    プタアップ機構により上昇させて再度前記ウエハローダ
    機構により半導体ウエハを載置させる作業を繰り換えす
    常圧ＣＶＤ装置であって、前記プラズマ反応部はアップ
    ダウンステージおよびプラズマ反応チャンバーを有し、
    前記第１の下部レールから搬送された前記サセプタを載
    置した前記アップダウンステージを上昇させることによ
    り前記プラズマ反応チャンバーを気密封止してプラズマ
    を発生させて前記サセプタを清浄化し、その後、前記ア
    ップダウンステージを下降させて清浄化した前記サセプ
    タを前記第２の下部レールに移してこのレールに沿って
    搬送させることを特徴とする常圧ＣＶＤ装置。
  2. 【請求項２】 前記上部レール上の複数の前記サセプタ
    のうちの最後尾のサセプタに前記上部サセプタ駆動部に
    より送り動作を作用させて順にその前のサセプタを押し
    出して前記上部レール上の搬送をさせ、第１及び第２の
    下部サセプタ駆動部により送り動作を個々のサセプタに
    作用させてそれぞれ前記第１及び第２ の下部レールに沿
    って搬送をさせることを特徴とする請求項１記載の常圧
    ＣＶＤ装置。
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