JP3962323B2

JP3962323B2 - 膜付着防止用ガスパージ機構及びこの機構を備えた処理装置

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Publication number: JP3962323B2
Application number: JP2002380148A
Authority: JP
Inventors: 幹雄渡部; 修入野; 哲也金田; 敏治木村
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP2004214315A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、膜付着防止用ガスパージ機構及びこの機構を備えた処理装置に関し、特に処理装置における加熱手段を備えた基板ステージの周囲部及びその周辺の構成部材への膜付着防止用ガスパージ機構及びこの機構を備えた処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空チャンバを有するＣＶＤ装置（例えば、特許文献１及び２参照。）等の処理装置では、成膜プロセス中に、基板表面に成膜される以外に、例えば、基板の成膜面以外の面や、真空チャンバ内に設けられた加熱手段を備えた基板ステージの表面及び基板ステージ周辺の構成部材等の真空チャンバ内に設けた種々の部品の表面へも膜が付着・形成し、これらの部品から膜が剥がれて、ダストが発生する。このような異物が、基板上に形成された膜の表面状態を不良化し、形成された膜の特性に影響を与えることがある。そのため、基板の裏面への膜の付着を防止する目的で、また、加熱、冷却の目的で、真空チャンバ内に不活性ガスを流して、その解決を図ることがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２３９３０号公報
【特許文献２】
特開２０００−２１２７４９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、真空チャンバ内へ不活性ガスを単に流しただけでは、基板の成膜面以外や、基板ステージの表面及び基板ステージ周辺の構成部材等のチャンバ内に設けた種々の構成部品の表面への膜の付着を防止することは困難である。
本発明の課題は、上記した問題点を解決することにあり、基板の成膜面以外の面や、チャンバ内に設けられた加熱手段を備えた基板ステージの表面及び基板ステージ周辺の構成部材等のチャンバ内に設けられた種々の構成部品の表面に対して、成膜又はエッチング等のプロセス中に膜が付着・形成し、その結果、ダストが発生することを防止するために、膜付着防止用ガスパージ機構及びこの機構を備えた処理装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の膜付着防止用ガスパージ機構は、チャンバを有し、その天井部にプロセスガスのガス噴出手段を設け、該ガス噴出手段に対向して加熱手段を備えた昇降自在の基板ステージを設けた処理装置における膜付着防止用ガスパージ機構であって、不活性ガスが該基板ステージの裏面及び側面に沿って流れ、この側面に沿って流れた不活性ガスが基板ステージの上面の基板載置部以外の部分及び該基板ステージの外縁の延長部に設けた絶縁性部材の裏面に沿ってチャンバ内周側壁へ流れ、その後、チャンバ内周側壁へ達した不活性ガスがチャンバ下方へ流れるように、不活性ガス流路を形成したことを特徴とする。
この膜付着防止用ガスパージ機構において、さらに、不活性ガスが基板ステージの下方から上方へ流れるように、基板ステージを昇降せしめるための昇降ロッドの外周に不活性ガス流路が形成されいる。
【０００６】
本発明の膜付着防止用ガスパージ機構において、基板ステージの裏面に沿って不活性ガスが流れるように形成された不活性ガス流路が、基板ステージの裏面とその近傍に設けた絶縁性部材の上面との間に形成された流路であり、基板ステージの側面に沿って不活性ガスが流れるように形成された不活性ガス流路が、基板ステージの側面とその近傍に設けた絶縁性部材の側面との間に形成された流路であり、基板ステージの上面の基板載置部以外の部分及び基板ステージの外縁の延長部に設けた絶縁性部材の裏面に沿って不活性ガスがチャンバ内周側壁へ流れるように形成された不活性ガス流路が、基板ステージの上面の基板載置部以外の部分及び基板ステージの外縁の延長部に設けた絶縁性部材の裏面と、基板ステージの側面の近傍に設けた絶縁性部材の上面との間に形成された流路であり、そしてチャンバ内周側壁へ達した不活性ガスがチャンバ下方へ流れるように形成された不活性ガス流路が、基板ステージの側面の近傍に設けた絶縁性部材の側壁とチャンバ内周側壁との間に形成された流路であることを特徴とする。
上記した膜付着防止用ガスパージ機構において、基板を水平に維持しながら移動できるように、基板ステージに基板リフト手段を設け、不活性ガスが、基板ステージの裏面に沿って流れると共に、不活性ガスの一部が、基板ステージから下方へ突出し、かつ基板ステージ裏面近傍に設けた絶縁性部材を貫通している基板リフト手段の下方部分の外周面に沿ってチャンバの下方へと流れるように、不活性ガス流路を形成してなる。
【０００７】
本発明の処理装置は、チャンバを有し、このチャンバ内に、その天井部にプロセスガスのガス噴出手段を設け、このガス噴出手段に対向して加熱手段を備えた昇降自在の基板ステージを設けた処理装置において、不活性ガスが基板ステージの裏面及び側面に沿って流れ、側面に沿って流れた不活性ガスが基板ステージの上面の基板載置部以外の部分及び基板ステージの外縁の延長部に設けた絶縁性部材の裏面に沿ってチャンバ内周側壁へ流れ、その後、チャンバ内周側壁へ達した不活性ガスがチャンバ下方へ流れるように、不活性ガス流路を形成してなる膜付着防止用ガスパージ機構を備えたことを特徴とする。
この処理装置において、さらに、不活性ガスが基板ステージの下方から上方へ流れるように、基板ステージを昇降せしめるための昇降ロッドの外周に不活性ガス流路を形成してなる膜付着防止用ガスパージ機構を備えている。
【０００８】
本発明の処理装置において、基板ステージの裏面に沿って不活性ガスが流れるように形成された不活性ガス流路が、基板ステージの裏面とその近傍に設けた絶縁性部材の上面との間に形成された流路であり、基板ステージの側面に沿って不活性ガスが流れるように形成された不活性ガス流路が、基板ステージの側面とその近傍に設けた絶縁性部材の側面との間に形成された流路であり、基板ステージの上面の基板載置部以外の部分及び基板ステージの外縁の延長部に設けた絶縁性部材の裏面に沿って不活性ガスがチャンバ内周側壁へ流れるように形成された不活性ガス流路が、基板ステージの上面の基板載置部以外の部分及び基板ステージの外縁の延長部に設けた絶縁性部材の裏面と、基板ステージの側面の近傍に設けた絶縁性部材の上面との間に形成された流路であり、そしてチャンバ内周側壁へ達した不活性ガスがチャンバ下方へと流れるように形成された不活性ガス流路が、基板ステージの側面の近傍に設けた絶縁性部材の側面とチャンバ内周側壁との間に形成された流路である膜付着防止用ガスパージ機構を備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記した処理装置は、さらに、基板を水平に維持しながら移動できるように、基板ステージに基板リフト手段を設け、不活性ガスが、基板ステージの裏面に沿って流れると共に、不活性ガスの一部が、基板ステージから下方へ突出し、かつ基板ステージ裏面近傍に設けた絶縁性部材を貫通している基板リフト手段の下方部分の外周面に沿ってチャンバの下方へと流れるように、不活性ガス流路を形成してなる膜付着防止用ガスパージ機構を備えてなる。
上記のように構成した膜付着防止用ガスパージ機構を設けた処理装置を用いて行う成膜プロセス中に、基板の成膜面以外の面や、チャンバ内に設けられた加熱手段を備えた基板ステージの上面及び側面を含めた表面及び基板ステージ周辺の構成部材等のチャンバ内の種々の構成部品の表面に対して、不要な膜が付着し難くなり、その結果、ダストが発生することを防止することができる。これは、チャンバ内に上記した不活性ガス流路を設け、プロセス中にこの流路に不活性ガスを流すことによって、この流路にはプロセスガスが流れ難くなるからである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる膜付着防止用ガスパージ機構及びこの機構を備えた処理装置の一実施の形態である薄膜形成装置を例にとり、図面を参照して説明する。
図１及び図２に示す薄膜形成装置には、膜付着防止用ガスパージ機構が設けられている。図１は、基板ステージが成膜位置にある薄膜形成装置の断面図を模式的に示すものであり、成膜プロセス中のプロセスガス及び不活性ガスの流れを矢印で示してある。また、図２は、基板ステージが基板搬送位置にある薄膜形成装置の断面図を模式的に示すものである。図１及び２において、同じ構成部品は同じ参照符号を付けてある。
【００１１】
薄膜形成装置１は、シリコンウエハやガラス等の基板Ｓ上に気相化学反応により薄膜を形成するＣＶＤ装置として構成され、ターボポンプ等の真空排気手段２を備えた所定の容積の真空チャンバ３を有する。
真空チャンバ３の天井部の中央部には、原料ガスと反応ガスとから構成されるプロセスガスを真空チャンバ３内へ供給するためのガス噴射手段が設けられている。このガス噴射手段は、シャワープレート４を先端部に有すると共に、所望によりプロセスガスを拡散させるための拡散室６を有している。プロセスガスは、真空チャンバ３の天井部に接続されたガス供給管７を通って導入され、拡散室６を経て真空チャンバ内へ供給される。このガス供給管７の他端は、原料ガスと反応ガスとを混合する混合室、また、必要に応じて気化室を介して複数のガス源へ接続されている。
【００１２】
真空チャンバ３内には、ガス噴射手段に対向して基板Ｓを載置するための基板ステージ８が設けられ、この基板ステージの上部は基板載置部９として機能する。基板ステージ８には、その上面の基板載置部９上に載置される基板Ｓの温度を制御するための加熱手段（図示せず）が組み込まれている。この基板Ｓは、真空チャンバ３の壁面に設けられたゲートバルブを備えた基板搬送口１０を介して、基板ステージ８上に搬入・搬出される。
【００１３】
基板ステージ８は、所定の薄膜形成プロセスを実施する際の成膜位置と基板Ｓを搬入・搬出する基板搬送位置との間で、又はそれらの位置よりも余裕を持たせて、昇降自在に構成されている。そのため、基板ステージ８には昇降ロッド１１を接続し、さらにこの昇降ロッドには圧縮空気又はモーター等で駆動される駆動手段（図示せず）を接続して、基板ステージが昇降自在になるように構成してある。この昇降ロッド１１は、その一部が真空チャンバ３の底面から突出されて設けられ、その突出部分の周囲にはベローズ１２が設けられ、真空シールしてある。
【００１４】
本実施の形態によれば、基板Ｓ自体を水平に維持しながら移動できるように、基板ステージ８の所定の位置に、例えば、正三角形の各頂点に対応する位置に、３個の基板リフト手段１３を設けてある。この基板リフト手段１３は、既知の基板搬送ロボットのような基板搬送手段（図示せず）によって基板Ｓを基板載置部９上にロード又はアンロードする際に、基板Ｓを所定の高さに保持できるように構成されており、基板搬送手段の構成を簡素化するために設けてある。
【００１５】
上記実施の形態によれば、真空チャンバ３内に設けられた基板ステージ８とその周辺部材との間に不活性ガスが流れるように不活性ガス流路が形成されている。この不活性ガスは、基板ステージ８の下方から、基板ステージの裏面及び側面を通って真空チャンバ３の内壁側面へ向かい、次いで真空チャンバ下方へ流れると共に、その不活性ガスの一部は、基板リフト手段１３の基板ステージから突出した下方部分に沿って真空チャンバ下方へと流れる。
【００１６】
不活性ガスを上記のような流路を通して流すために、図１に示すように、基板ステージ８の裏面及び側面の高温部分の近傍に、それぞれ、絶縁性部材１４及び１５を設け、また、基板載置部９上の基板を載置する部分以外の部分（基板Ｓの径よりも基板載置部９が大きい場合）及び基板ステージの外縁の延長線上に絶縁性部材１６を直接設けてもよい。この場合、絶縁性部材１４は、以下詳細に述べるように、基板リフト手段１３の基板ステージ８から突出した下方部分の周辺近傍にも設けられている。また、絶縁性部材１６の上面が、成膜位置における基板の上面と面一になるように又は面がほぼ揃うように設けることが好ましい。
【００１７】
不活性ガスは、ガス供給管１７から昇降ロッドの周囲に設けられた不活性ガス流路を介して、基板ステージ８の裏面と絶縁性部材１４とで形成された流路を通り、次いで、基板ステージの側面と絶縁性部材１５とで形成された流路を経て、絶縁性部材１５と絶縁性部材１６とで形成された流路を通り、その後、真空チャンバ３の内壁側面と絶縁性部材１５とで形成された流路を通って下方へ流れ、真空排気手段２から排出される。また、基板ステージ８の裏面と絶縁性部材１４とで形成された流路を流れる不活性ガスの一部は、以下詳細に述べるように、基板リフト手段１３の基板ステージ８から突出した部分の外周面と絶縁性部材１４とで形成される流路を真空チャンバ３の下方へと流れる。
【００１８】
一方、ガス供給管７から導入されたプロセスガスは、ガス噴出手段のシャワープレート４を介して真空チャンバ３内へ供給され、基板上での反応により成膜を終了した後、真空チャンバ３の内壁側面と絶縁性部材１５とで形成された流路を通って下方へ流れ、真空排気手段２から排出される。
不活性ガスを上記のように流すことにより、プロセスガスがこの不活性ガスの流路に流れ込むことがなくなり、基板ステージ８の側面や裏面及び周辺部材への膜付着防止が可能となる。
【００１９】
上記不活性ガスとしては、成膜用又はエッチング用のプロセスガスに対して不活性なものであれば特に制限されない。例えば、アルゴンガス、ヘリウムガス、クリプトンガス、ネオンガス、キセノンガス、窒素ガス等からなる群から選ばれる少なくとも一種類のガスを用いることにより同様の効果が得られる。経済性、入手のしやすさの点からは、アルゴンガスや窒素ガスが好ましい。
なお、図１及び２において、符号１８は後述する基板温度測定器である。
基板リフト手段１３は、図３に示すように、基板ステージ８の裏面側から開設された孔１３ａに螺着される中空円筒形状のガイド部材１３ｂを有する。このガイド部材１３ｂの下方部は基板ステージ８の底面から突出している。
【００２０】
ガイド部材１３ｂの内部には、リフトピン１３ｃが設けられている。このリフトピン１３ｃは、上部にフランジ１３ｄを有する下部ピン１３ｅと、フランジ１３ｄに接続され、基板ステージ８に開設された貫通孔を通って基板載置部９の上面から突出し得るようになっている上部ピン１３ｆとから構成されている。上部ピン１３ｆの長さ寸法は、フランジ１３ｄがガイド部材１３ｂ内の下方に設けたリフトピン１３ｃのストッパ部に接触し、リフトピンを持ち上げる時に、基板載置部９の面と面一になるように又は面がほぼ揃うように設定されている。
【００２１】
また、下部ピン１３ｅは、基板ステージ８が基板搬送位置にある場合（図２）、下部ピンの下端が真空チャンバ３の底面のストッパと接触し、上部ピン１３ｆが基板載置部９から所定の高さだけ突出するように設定されている。なお、下部ピン１３ｅの下端部は丸み加工してあることが好ましい。この下部ピン１３ｅの下端にウエイトを設けると共に、このウエイトとガイド部材との間にバネを設けて、リフトピンを下方に向かって付勢しても良い。
【００２２】
さらに、基板ステージの昇降に伴ってリフトピン１３ｃが上下に移動する際に、リフトピンがガイド部材１３ｂ内でがたつかないようにするため、ガイド部材１３ｂから突出した下部ピン１３ｅが貫通する孔を備えた別のガイド部材をガイド部材１３ｂの下端近傍に設けても良く、このガイド部材によってガイド及びピンの落下を防止しても良い。また、リフトピン１３ｃが上下に移動する際、摩擦抵抗が増加しても、ガイド部材１３ｂに対するリフトピンの円滑な移動が維持されるように、例えば、フランジ１３ｄの上端部に丸み加工を施したり、フランジの外周面及びガイド部材の内周面を研磨加工、例えば鏡面加工しても良い。
リフトピン１３ｃは、例えば、セラミックス等の耐熱性材料で一体に成形されている。この耐熱性材料としては、基板ステージが加熱されることを考慮すれば、高純度アルミナ等が良い。
【００２３】
上記基板リフト手段１３の基板ステージ８の裏面から突出している部分に膜が付着しないようにするため、上記したように、突出部分の周辺は絶縁性部材１４で囲まれている。すなわち、この突出部分は、絶縁性部材１４を貫通して設けられている。不活性ガスのガス供給管１７から昇降ロッドの周囲に設けた不活性ガス流路を介して基板ステージ８の裏面と絶縁性部材１４との間を通って流れる不活性ガスの一部が、この突出部分と絶縁性部材１４とで形成された流路を通って流れ、その後真空排気手段２から排気される。このように不活性ガスを流すことにより、基板リフト手段１３の突出部分への膜付着防止が可能となり、ダストの発生が抑えられる。
この真空排気手段２の排気口は、シャワープレート４と基板Ｓと間の成膜空間に不活性ガスが流れ込まないような位置、例えば、シャワープレート４に対向する位置である真空チャンバ３の底壁や、側壁に設ける場合には、不活性ガスが流れる流路の出口位置よりも下方に設けることがよい。
【００２４】
次に、基板リフト手段１３の作動について、図１〜３を参照して説明する。
基板ステージ８が基板搬送位置にある場合（図２）、基板リフト手段１３のガイド部材１３ｂの下端から突出した下部ピン１３ｅが真空チャンバ底面のストッパで持ち上げられているので、上部ピン１３ｆが基板載置部９から上方へ突出している。この状態で、基板搬送口１０に設けたゲートバルブを開け、突出している上部ピン１３ｆ上に真空搬送手段によって被処理基板Ｓをロードする。次いで、ゲートバルブを閉じ、基板ステージ８を上昇させる。
【００２５】
基板ステージ８が上昇しても、当初は、リフトピン１３ｃは移動しないが、さらなる基板ステージの上昇によるガイド部材１３ｂの上昇と共に、基板Ｓと基板載置部９との距離が短くなる。さらに上昇してフランジ１３ｄがガイド部材１３ｂの下部に設けたストッパ部に当接すると、基板Ｓが基板載置部９上に載置される。次いで、下部ピン１３ｅの係止が外れ、基板ステージの上昇と共に基板Ｓが成膜位置に到達する（図１）。
【００２６】
成膜位置での所定の成膜プロセスが終了した後、基板ステージ８を下降させると、まず、下部ピン１３ｅの下端が真空チャンバ３の底面のストッパと接触し、その後、リフトピン１３ｃは下降しなくなる。その際、基板ステージの下降に伴って、上部ピン１３ｆが基板載置部９の上面から突出して、基板Ｓを基板載置部から持ち上げ、基板を所定の高さに保持する。基板ステージ８がこのような基板搬送位置に到達したら、真空搬送手段によって基板Ｓをアンロードし、新たな基板を上記と同様にしてロードし、再び成膜処理を行う。
【００２７】
本発明に係わる別の実施の形態によれば、図４及び５に示すように、上記した薄膜形成装置に基板の表面温度を正確に測定できる手段を設け、成膜時と同じ雰囲気又はほぼ同じ雰囲気で基板の表面温度を連続して測定できるようにする。図４は、基板ステージが基板搬送位置にあるこの実施の形態に係る薄膜形成装置の断面図を模式的に示すものである。また、図５は、基板ステージが成膜位置にあるこの実施の形態に係る薄膜形成装置の断面図を模式的に示すものである。図４及び５において、図１及び２と同じ構成部品は同じ参照符号を付けてある。
【００２８】
図４及び５に示すように、真空チャンバ３を有する薄膜形成装置１において、この真空チャンバ３内に設けられたガス拡散室６の高さを、所定の長さを有する筺体の先端部に熱電対線の測温部を埋設した測温手段１８ａの収納を可能とする高さとし、この測温手段１８ａをシャワープレート４の所定の位置に設けた少なくとも１個の貫通孔で保持し、真空チャンバの天井部に設けたガス噴射手段と対向して設けられた基板ステージ８の基板載置部９上に載置した基板Ｓに測温手段１８ａの測温部を接触させて基板の表面温度を測定できるようにしてある。この場合、ガス噴射手段を介して所定のプロセスガスを流しつつ、上記したような不活性ガスを流しつつ基板を加熱して基板の表面温度を測定する。
【００２９】
このような測温手段により基板表面温度を正確に測定する理由は次の通りである。すなわち、ＣＶＤ装置等のような薄膜形成装置によって複数枚の基板を連続して処理する場合、各基板上に形成される薄膜の膜厚分布や組成分布を均一にするには、基板に対してプロセスガスを均等に供給するだけでなく、各基板をその全体に亘って同一温度にそれぞれ加熱することが重要である。この場合、連続して処理される各基板へのヒータ等の加熱手段による加熱量を予め測定し、それに応じて加熱手段を制御する必要がある。このため、実際の成膜プロセスと同一雰囲気又はほぼ同じ雰囲気の条件下で、基板ステージに基板を連続してロードし、加熱手段で加熱して各基板毎にその表面温度を測定し、各基板への加熱量の最適化ができるように薄膜形成装置を構成するのがよいからである。
【００３０】
この別の実施の形態によれば、測温手段１８ａの筺体を、シャワープレート４の所定の位置に設けた少なくとも１個の貫通孔の上方から挿入し、筺体の先端部に設けた測温部を基板ステージ上に載置した基板と接触させ得るように構成する。この筺体の一部はガス拡散室６内に突出している。そして、ガス噴射手段を介して所定のプロセスガス又は不活性ガスを流しつつ基板を加熱して基板の表面温度を測定する。このガス拡散室６は筺体の収納を可能とする高さを有するので、筐体の長さに関係なく、シャワープレート４と基板Ｓとの間の間隔が最適な状態で基板の表面温度を測定できる。
【００３１】
この実施の形態によれば、基板ステージ８を昇降自在に構成すると共に、測温手段１８ａを筐体が貫通孔で吊り下げるようにしてある。そのため、基板Ｓの載置された基板ステージを上昇させて測温部と基板とを接触させると、測温手段の一部がガス拡散室６内に突出するので、貫通孔で吊り下げられた測温手段の貫通孔内での高さ調節等が不要になる。このように、測温手段１８ａの筐体がシャワープレート４の所定の位置に設けた貫通孔で吊し下げられるようにした場合、ガス拡散室６の高さは測温手段の筐体の長さより高くしてある。
上記貫通孔は、シャワープレート４に、例えば、その同一円周上で９０度ずらして４個設けられており、シャワープレート４を、例えば、８箇所で固定して真空チャンバ天井部に取り付ければ、その取付位置を円周方向にずらすことにより、基板表面の測定点を変更できる。
【００３２】
測温手段１８ａは、上記したように、例えば、絶縁材料から構成した所定の長さの円筒形状部材の末端部に重しの役割を担うフランジを接続した筐体を有し、測温時に基板と当接させるその先端部には熱電対線の測温部が埋設されている。この測温手段１８ａのフランジには熱電対線が接続されており、この熱電対線は真空チャンバ３の天井壁面に貫通して設けた接続部を介して温度測定器１８に接続されている。
【００３３】
上記したように測温手段を構成すれば、基板ステージ８を上昇させると、基板Ｓが測温手段１８ａの先端の測温部と接触し、さらに基板ステージ８を上昇させれば、測温手段の筐体はガス拡散室６内に突出することができるので、測温手段の筐体の長さに関係なく、シャワープレート４と基板Ｓとの間の間隔が最適である実際の成膜プロセスを行う雰囲気又は実プロセスに近い雰囲気で、連続してロードされる基板Ｓ毎にその表面温度が測定できる。
次に、基板Ｓの表面温度の測定の一例について説明する。
先ず、シャワープレート４を一旦取外してシャワープレートの所定の位置に設けた貫通孔に、測温手段１８ａをその先端部方向から挿入し、再度シャワープレートを装着する。この場合、測温手段１８ａは、そのフランジによって貫通孔で吊り下げられた状態になる（図４参照）。
【００３４】
次いで、真空排気手段２を介して真空チャンバ３内を所定の真空度に到達するまで排気する。所定の真空度に到達したら、真空搬送手段によって基板搬送口１０を介して基板ステージ８上に基板Ｓを載置する。基板Ｓを載置したら、基板ステージ８を上昇させる。基板Ｓと、測温手段１８ａの先端部に設けた熱電対線の測温部とが接触すると、基板ステージ８の上昇に伴って測温手段が上昇し始める。
実際の成膜プロセスが実行される基板ステージ８の高さ位置まで基板ステージを上昇させると、測温手段１８ａの筐体の一部はガス拡散室６内に突出する（図５）。この場合、筐体の一端に設けたフランジが重しの役割を担えば、測温手段１８ａの筐体自体が基板方向に向かって付勢され、基板Ｓと測温部とは常時接触した状態となる。
【００３５】
成膜位置に到達したら、基板ステージ８に組込んだ加熱手段で基板Ｓへの加熱を開始すると共に、ガス噴射手段を介して所定のプロセスガス、又は不活性ガス等を流す。そして、４個の測温手段１８ａによって各位置での基板Ｓの表面温度を測定する。
その後、所定の温度までの基板表面温度の測定が終了すると、基板ステージ８を基板搬送位置まで下降させ、基板Ｓをアンロードし、次ぎの基板を基板ステージ８にロードして、上記と同様の手順で連続して複数枚の基板の表面温度を測定する。その結果、実際の成膜プロセスにおける各基板への加熱量の最適化が可能となる
【００３６】
【発明の効果】
本発明の膜付着防止用ガスパージ機構によれば、チャンバ内に、その天井部に設けたガス噴出手段に対向して設けられた加熱手段を備えた昇降自在の基板ステージとその周辺部材との間に不活性ガスを流す不活性ガス流路を形成したので、基板ステージの裏面及び側面並びに基板ステージ周辺の構成部材等のチャンバ内に設けた種々の構成部品の表面に対する膜付着・形成が防止され得る。
また、基板ステージに少なくとも２個の基板リフト手段を設けて、基板搬送手段の構成を簡略化した場合には、基板ステージから突出した基板リフト手段の下方部分の外周部に沿って下方へと不活性ガスが流れるように、不活性ガス流路を形成したので、その外周部への膜付着も防止され得る。
【００３７】
本発明の処理装置によれば、上記膜付着防止用ガスパージ機構を備えているので、基板の成膜面以外の、基板ステージ等のチャンバ内の種々の構成部品に対して、また、基板リフト手段を設けた場合にはその基板リフト手段の外周面に対して、成膜中に不要な膜が形成されることもなく、膜の剥がれによるダスト等の発生がなく、基板上に得られた膜の特性が害されることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板ステージが成膜位置にある本発明に係る薄膜形成装置の一実施の形態の模式的断面図。
【図２】基板ステージが基板搬送位置にある本発明に係る薄膜形成装置の一実施の形態の模式的断面図。
【図３】図１に示す基板リフト手段の拡大図。
【図４】基板ステージが基板搬送位置にある本発明に係る薄膜形成装置の別の実施の形態の模式的断面図。
【図５】基板ステージが成膜位置にある本発明に係る薄膜形成装置の別の実施の形態の模式的断面図。
【符号の説明】
１薄膜形成装置２真空排気手段
３真空チャンバ４シャワープレート
６拡散室７ガス供給管
８基板ステージ９基板載置部
１０基板搬送口１１昇降ロッド
１２ベローズ１３基板リフト手段
１３ａ孔１３ｂガイド部材
１３ｃリフトピン１３ｄフランジ
１３ｅ下部ピン１３ｆ上部ピン
１４、１５、１６絶縁性部材１７ガス供給管
１８基板温度測定器１８ａ測温手段
Ｓ基板

Claims

チャンバを有し、その天井部にプロセスガスのガス噴出手段を設け、該ガス噴出手段に対向して加熱手段を備えた昇降自在の基板ステージを設けた処理装置における膜付着防止用ガスパージ機構であって、不活性ガスが該基板ステージの裏面及び側面に沿って流れ、該側面に沿って流れた不活性ガスが該基板ステージの上面の基板載置部以外の部分及び該基板ステージの外縁の延長部に設けた絶縁性部材の裏面に沿って該チャンバ内周側壁へ流れ、その後、該チャンバ内周側壁へ達した不活性ガスが該チャンバ下方へ流れるように、不活性ガス流路を形成したことを特徴とする膜付着防止用ガスパージ機構。
請求項１において、該不活性ガスが該基板ステージの下方から上方へ流れるように、該基板ステージを昇降せしめるための昇降ロッドの外周に不活性ガス流路を形成したことを特徴とする膜付着防止用ガスパージ機構。
請求項１において、該基板ステージの裏面に沿って不活性ガスが流れるように形成された不活性ガス流路が、該基板ステージの裏面とその近傍に設けた絶縁性部材の上面との間に形成された流路であり、該基板ステージの側面に沿って不活性ガスが流れるように形成された不活性ガス流路が、該基板ステージの側面とその近傍に設けた絶縁性部材の側面との間に形成された流路であり、該基板ステージの上面の基板載置部以外の部分及び該基板ステージの外縁の延長部に設けた絶縁性部材の裏面に沿って不活性ガスが該チャンバ内周側壁へ流れるように形成された不活性ガス流路が、該基板ステージの上面の基板載置部以外の部分及び該基板ステージの外縁の延長部に設けた絶縁性部材の裏面と、該基板ステージの側面の近傍に設けた絶縁性部材の上面との間に形成された流路であり、そして該チャンバ内周側壁へ達した不活性ガスが該チャンバ下方へ流れるように形成された不活性ガス流路が、該基板ステージの側面の近傍に設けた絶縁性部材の側面と該チャンバ内周側壁との間に形成された流路であることを特徴とする膜付着防止用ガスパージ機構。
請求項１〜３のいずれかにおいて、基板を水平に維持しながら移動できるように、該基板ステージに基板リフト手段を設け、該不活性ガスが、該基板ステージの裏面に沿って流れると共に、該不活性ガスの一部が、該基板ステージから下方へ突出し、かつ該基板ステージ裏面近傍に設けた絶縁性部材を貫通している該基板リフト手段の下方部分の外周面に沿って該チャンバの下方へ流れるように、不活性ガス流路を形成したことを特徴とする膜付着防止用ガスパージ機構。
チャンバを有し、該チャンバ内に、その天井部にプロセスガスのガス噴出手段を設け、該ガス噴出手段に対向して加熱手段を備えた昇降自在の基板ステージを設けた処理装置において、不活性ガスが該基板ステージの裏面及び側面に沿って流れ、該側面に沿って流れた不活性ガスが該基板ステージの上面の基板載置部以外の部分及び該基板ステージの外縁の延長部に設けた絶縁性部材の裏面に沿って該チャンバ内周側壁へ流れ、その後、該チャンバ内周側壁へ達した不活性ガスが該チャンバ下方へ流れるように、不活性ガス流路を形成してなる膜付着防止用ガスパージ機構を備えたことを特徴とする処理装置。
請求項５において、該不活性ガスが該基板ステージの下方から上方へ流れるように、該基板ステージを昇降せしめるための昇降ロッドの外周に不活性ガス流路を形成してなる膜付着防止用ガスパージ機構を備えたことを特徴とする処理装置。
請求項５において、該基板ステージの裏面に沿って不活性ガスが流れるように形成された不活性ガス流路が、該基板ステージの裏面とその近傍に設けた絶縁性部材の上面との間に形成された流路であり、該基板ステージの側面に沿って不活性ガスが流れるように形成された不活性ガス流路が、該基板ステージの側面とその近傍に設けた絶縁性部材の側面との間に形成された流路であり、該基板ステージの上面の基板載置部以外の部分及び該基板ステージの外縁の延長部に設けた絶縁性部材の裏面に沿って不活性ガスが該チャンバ内周側壁へ流れるように形成された不活性ガス流路が、該基板ステージの上面の基板載置部以外の部分及び該基板ステージの外縁の延長部に設けた絶縁性部材の裏面と、該基板ステージの側面の近傍に設けた絶縁性部材の上面との間に形成された流路であり、そして該チャンバ内周側壁へ達した不活性ガスが該チャンバ下方へ流れるように形成された不活性ガス流路が、該基板ステージの側面の近傍に設けた絶縁性部材の側面と該チャンバ内周側壁との間に形成された流路であることを特徴とする処理装置。
請求項５〜７のいずれかにおいて、基板を水平に維持しながら移動できるように、該基板ステージに基板リフト手段を設け、該不活性ガスが、該基板ステージの裏面に沿って流れると共に、該不活性ガスの一部が、該基板ステージから下方へ突出し、かつ該基板ステージ裏面近傍に設けた絶縁性部材を貫通している該基板リフト手段の下方部分の外周面に沿って該チャンバの下方へ流れるように、不活性ガス流路を形成したことを特徴とする処理装置。