JP4078185B2 - Ｃｖｄ装置 - Google Patents
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- 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
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学蒸着装置（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：以下、ＣＶＤと略称す）に係るもので、詳しくは、反応チャンバの下部空間に不必要な薄膜が蒸着されて、この部分がパーティクルソースとして作用することを防止し得るＣＶＤ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、従来ＣＶＤ装置は、気体排出口が主に反応チャンバの底面に設置されることを特徴とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来ＣＶＤ装置においては、薄膜蒸着に関与しなかった気体が気体排出口を通して外部に排出される時、反応チャンバの下部空間に蒸着されることで、この部分がパーティクルの発生ソース（ｓｏｕｒｃｅ）として作用する憂いがあるという不都合な点があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、薄膜蒸着に関与しなかった気体が反応チャンバの下部空間に下がらないように構成して、パーティクルの発生ソースを根本的に防止することで、装備の点検周期を延長して原価を低減し得るＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係るＣＶＤ装置においては、化学気相蒸着工程が施工される反応チャンバと、該反応チャンバの内部に装入設置されてウエハーが載置されるウエハー支持台と、該ウエハー支持台の周囲から上部空間中心部に工程気体を噴射するために、前記反応チャンバの側壁面部に設置される気体フォーカスリングと、前記反応チャンバ内部にパージ気体を供給するために、前記反応チャンバの底面に設置されるパージ気体供給口と、前記気体フォーカスリングを通して噴射される工程気体及び前記パージ気体供給口を通して供給されるパージ気体を外部に排出させるために、前記気体フォーカスリングより下部に位置するように前記反応チャンバの側壁に沿って水平に環状リング形態に設置される気体排出口と、該気体排出口と真空ポンプを相互連結する一つのポンピングラインと、前記気体排出口を通して排出される工程気体とパージ気体とが前記気体排出口の入口部位で相互混合されないように、前記気体排出口の中間部分に位置するように前記気体排出口に水平に設置される遮断膜とを具備している。一方、前記遮断膜下方の気体排出口部分を複数の空間に分けるために水平分割して、前記遮断膜より大きい内径を有する複数の下部分割膜と、前記遮断膜上部の気体排出口部分を複数の空間に分けるために水平分割して、前記遮断膜より大きい内径を有する複数の上部分割膜と、を更に具備することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
本発明に係るＣＶＤ装置においては、図１〜図２に示したように、反応チャンバ１０はウエハーが一枚ずつ装入される毎葉式反応チャンバで、反応チャンバ１０の上部は石英ドーム２０から構成されている。石英ドーム２０の外側には該石英ドーム２０を覆うベルジャー３０が設置されて、ベルジャー３０の内側にはベルジャーヒータ４０が被覆される。反応チャンバ１０の内部にはウエハー支持台５０が装入載置されて、ウエハー６０はウエハー支持台５０上に置かれる。
【０００７】
ウエハー支持台５０には、化学気相蒸着が発生し得るのに適切な温度でウエハー６０を加熱するためのメーンヒータ（図示せず）が設置される。ウエハー支持台５０は支持軸５２により支持されるが、支持軸５２はベローズ５５に囲まれて、該ベローズ５５によって支持軸５２が上下移送される場合も、外部と反応チャンバ１０の内部は密閉状態を維持するようになる。
【０００８】
気体フォーカスリング７０は、ウエハー支持台５０の側壁面を囲むように反応チャンバ１０の内側壁面に設置される。気体フォーカスリング７０には複数の噴射孔７２が形成されている。噴射孔７２の代りに環状の噴射リングが形成されることもある。
【０００９】
反応チャンバ１０の底面には、反応チャンバ１０の内部にＮ２またはＡｒなどのパージ気体を供給するためのパージ気体供給口９０が設置される。
【００１０】
反応チャンバ１０の側壁面には、気体フォーカスリング７０を通して噴射される工程気体、及びパージ気体供給口９０を通して供給されるパージ気体を排出させるための気体排出口８０が設置されている。気体排出口８０は気体フォーカスリング７０より下部に位置して環状溝の形態を有している。気体排出口８０はウエハー支持台５０と同様な高さに設置されることが好ましい。気体排出口８０はポンピングライン８２により一つの真空ポンプ（図示せず）に連結される。
【００１１】
気体排出口８０で工程気体とパージ気体とが相互混合されないように、気体排出口８０の中間部分には遮断膜８５が環状に水平に設置される。従って、気体排出口８０は下部気体排出口８８と上部気体排出口８７に分割される。パージ気体供給口９０を通して注入されるパージ気体は下部気体排出口８８を通して排出され、気体フォーカスリング７０を通して注入される工程気体は上部気体排出口８７を通して排出される。
【００１２】
気体排出口８０は、遮断膜８５によって上下空間に分離されることはあるが、完全に分離されるのではなく、遮断膜８５の端部はこのような上下空間が連結されるように設置される。気体排出口８０に注入された工程気体及びパージ気体はポンピングライン８２を通して外部に排出される。
【００１３】
下部気体排出口８８は、二つの環状下部分割膜８４の水平分割によって三つの空間８８ａ、８８ｂ、８８ｃに分けられる。下部分割膜８４は遮断膜８５より大きい内径を有している。これらの空間８８ａ、８８ｂ、８８ｃは上にいくほど間隙が段々広くなる。下部気体排出口８８が分割されない場合、この部分にパージ気体が一斉に押し寄せて渦流が生じるようになる。然し、これらの空間８８ａ、８８ｂ、８８ｃがある場合、下の空間からパージ気体が順次的に少しずつ排出されるため渦流が生じなくなる。上部気体排出口８７も同様な理由により、二つの環状上部分割膜８６の水平分割によって三つの空間８７ａ、８７ｂ、８７ｃに分けられ、これらの空間８７ａ、８７ｂ、８７ｃは上から下にいくほど間隙が段々広くなる。上部分割膜８７も遮断膜８５より大きな内径を有している。
【００１４】
気体供給ライン７４を通して気体フォーカスリング７０に工程気体を注入すると、工程気体は噴射孔７２を通してウエハー支持台５０周囲から上部空間の中心部に噴射される。ウエハー支持台５０の上部空間の中心部に噴射された工程気体は、ベルジャーヒータ４０によって加熱されている石英ドーム２０にぶつかって熱分解されることで、ウエハー支持台５０の上部空間にまんべんなく分布される。従って、ウエハー６０が大口径の場合も、ウエハー６０全面に均一な化学気相蒸着が発生する。
【００１５】
化学気相蒸着に関与しなかった残留工程気体は気体排出口８０を通して外部に排出される。この時、工程気体が反応チャンバ１０の下部に下がらないように構成して、パージ気体供給口９０を通してパージ気体を適切な流速に供給する。もちろん、パージ気体も工程気体の圧力により反応チャンバ１０の上部に上がらないように構成すべきである。
【００１６】
工程気体はパージ気体の供給によってウエハー支持台５０の下部空間に下がらないため、ウエハー支持台５０、支持軸５２等反応チャンバ１０の下部内壁に薄膜が蒸着されることが防止される。パージ気体もウエハー支持台５０の上部空間に上がらないため、化学気相蒸着に影響を及ぼさなくなり、パージ気体によって薄膜の均一度及び蒸着速度が影響を受ける現象は起こらない。遮断膜８５の設置によってこのような効果はより大きくなる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＣＶＤ装置においては、工程気体はパージガスの圧力によって反応チャンバ１０の下部空間に下がらないため、工程気体が反応チャンバ１０の下部空間に蒸着されることを防止し得る。従って、パーティクルソースを最小化し得ることは勿論で、装備の点検周期を延長させることができる。また、パージガスも工程気体の圧力によって反応チャンバ１０の上部空間に上がらないため、パージ気体によりＣＶＤ工程が影響を受けることがないという効果がある。
【００１８】
且つ、遮断膜８５を設置した２段ポンピング構造によって工程気体及びパージ気体の混合による渦流発生を防止し得る。もし気体排出口８０から渦流が発生すると、気体が多少渋滞することとなり、ウエハー支持台５０に設置されたメーンヒータの熱気によるバーニング（ｂｕｒｎｉｎｇ）現象が生じるようになる。そして、上部分割膜８６及び下部分割膜８４によって形成された空間により、工程気体及びパージ気体それぞれが各部分から少しずつ排出されるため、このような渦流現象はより一層減少するようになる。排出量は遮断膜８５側にいくほど段々多くなる。
【００１９】
本発明は、前記実施形態のみに限定されなく、本発明の技術的思想内で当分野で通常の知識を有する者によって多くの変形が可能であることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＣＶＤ装置の構造を示した概略説明図である。
【図２】図1の部分拡大図である。
【符号の説明】
１０ 反応チャンバ
２０ 石英ドーム
３０ ベルジャー
４０ ベルジャーヒータ
５０ ウエハー支持台
５２ 支持軸
６０ ウエハー
７０ 気体フォーカスリング
７２ 噴射孔
７４ 気体供給ライン
８０ 気体排出口
８２ ポンピングライン
８４ 下部分割膜
８６ 上部分割膜
８５ 遮断膜
８７ 上部気体排出口
８８ 下部気体排出口
９０ パージ気体供給口
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学蒸着装置（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：以下、ＣＶＤと略称す）に係るもので、詳しくは、反応チャンバの下部空間に不必要な薄膜が蒸着されて、この部分がパーティクルソースとして作用することを防止し得るＣＶＤ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、従来ＣＶＤ装置は、気体排出口が主に反応チャンバの底面に設置されることを特徴とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来ＣＶＤ装置においては、薄膜蒸着に関与しなかった気体が気体排出口を通して外部に排出される時、反応チャンバの下部空間に蒸着されることで、この部分がパーティクルの発生ソース（ｓｏｕｒｃｅ）として作用する憂いがあるという不都合な点があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、薄膜蒸着に関与しなかった気体が反応チャンバの下部空間に下がらないように構成して、パーティクルの発生ソースを根本的に防止することで、装備の点検周期を延長して原価を低減し得るＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係るＣＶＤ装置においては、化学気相蒸着工程が施工される反応チャンバと、該反応チャンバの内部に装入設置されてウエハーが載置されるウエハー支持台と、該ウエハー支持台の周囲から上部空間中心部に工程気体を噴射するために、前記反応チャンバの側壁面部に設置される気体フォーカスリングと、前記反応チャンバ内部にパージ気体を供給するために、前記反応チャンバの底面に設置されるパージ気体供給口と、前記気体フォーカスリングを通して噴射される工程気体及び前記パージ気体供給口を通して供給されるパージ気体を外部に排出させるために、前記気体フォーカスリングより下部に位置するように前記反応チャンバの側壁に沿って水平に環状リング形態に設置される気体排出口と、該気体排出口と真空ポンプを相互連結する一つのポンピングラインと、前記気体排出口を通して排出される工程気体とパージ気体とが前記気体排出口の入口部位で相互混合されないように、前記気体排出口の中間部分に位置するように前記気体排出口に水平に設置される遮断膜とを具備している。一方、前記遮断膜下方の気体排出口部分を複数の空間に分けるために水平分割して、前記遮断膜より大きい内径を有する複数の下部分割膜と、前記遮断膜上部の気体排出口部分を複数の空間に分けるために水平分割して、前記遮断膜より大きい内径を有する複数の上部分割膜と、を更に具備することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
本発明に係るＣＶＤ装置においては、図１〜図２に示したように、反応チャンバ１０はウエハーが一枚ずつ装入される毎葉式反応チャンバで、反応チャンバ１０の上部は石英ドーム２０から構成されている。石英ドーム２０の外側には該石英ドーム２０を覆うベルジャー３０が設置されて、ベルジャー３０の内側にはベルジャーヒータ４０が被覆される。反応チャンバ１０の内部にはウエハー支持台５０が装入載置されて、ウエハー６０はウエハー支持台５０上に置かれる。
【０００７】
ウエハー支持台５０には、化学気相蒸着が発生し得るのに適切な温度でウエハー６０を加熱するためのメーンヒータ（図示せず）が設置される。ウエハー支持台５０は支持軸５２により支持されるが、支持軸５２はベローズ５５に囲まれて、該ベローズ５５によって支持軸５２が上下移送される場合も、外部と反応チャンバ１０の内部は密閉状態を維持するようになる。
【０００８】
気体フォーカスリング７０は、ウエハー支持台５０の側壁面を囲むように反応チャンバ１０の内側壁面に設置される。気体フォーカスリング７０には複数の噴射孔７２が形成されている。噴射孔７２の代りに環状の噴射リングが形成されることもある。
【０００９】
反応チャンバ１０の底面には、反応チャンバ１０の内部にＮ２またはＡｒなどのパージ気体を供給するためのパージ気体供給口９０が設置される。
【００１０】
反応チャンバ１０の側壁面には、気体フォーカスリング７０を通して噴射される工程気体、及びパージ気体供給口９０を通して供給されるパージ気体を排出させるための気体排出口８０が設置されている。気体排出口８０は気体フォーカスリング７０より下部に位置して環状溝の形態を有している。気体排出口８０はウエハー支持台５０と同様な高さに設置されることが好ましい。気体排出口８０はポンピングライン８２により一つの真空ポンプ（図示せず）に連結される。
【００１１】
気体排出口８０で工程気体とパージ気体とが相互混合されないように、気体排出口８０の中間部分には遮断膜８５が環状に水平に設置される。従って、気体排出口８０は下部気体排出口８８と上部気体排出口８７に分割される。パージ気体供給口９０を通して注入されるパージ気体は下部気体排出口８８を通して排出され、気体フォーカスリング７０を通して注入される工程気体は上部気体排出口８７を通して排出される。
【００１２】
気体排出口８０は、遮断膜８５によって上下空間に分離されることはあるが、完全に分離されるのではなく、遮断膜８５の端部はこのような上下空間が連結されるように設置される。気体排出口８０に注入された工程気体及びパージ気体はポンピングライン８２を通して外部に排出される。
【００１３】
下部気体排出口８８は、二つの環状下部分割膜８４の水平分割によって三つの空間８８ａ、８８ｂ、８８ｃに分けられる。下部分割膜８４は遮断膜８５より大きい内径を有している。これらの空間８８ａ、８８ｂ、８８ｃは上にいくほど間隙が段々広くなる。下部気体排出口８８が分割されない場合、この部分にパージ気体が一斉に押し寄せて渦流が生じるようになる。然し、これらの空間８８ａ、８８ｂ、８８ｃがある場合、下の空間からパージ気体が順次的に少しずつ排出されるため渦流が生じなくなる。上部気体排出口８７も同様な理由により、二つの環状上部分割膜８６の水平分割によって三つの空間８７ａ、８７ｂ、８７ｃに分けられ、これらの空間８７ａ、８７ｂ、８７ｃは上から下にいくほど間隙が段々広くなる。上部分割膜８７も遮断膜８５より大きな内径を有している。
【００１４】
気体供給ライン７４を通して気体フォーカスリング７０に工程気体を注入すると、工程気体は噴射孔７２を通してウエハー支持台５０周囲から上部空間の中心部に噴射される。ウエハー支持台５０の上部空間の中心部に噴射された工程気体は、ベルジャーヒータ４０によって加熱されている石英ドーム２０にぶつかって熱分解されることで、ウエハー支持台５０の上部空間にまんべんなく分布される。従って、ウエハー６０が大口径の場合も、ウエハー６０全面に均一な化学気相蒸着が発生する。
【００１５】
化学気相蒸着に関与しなかった残留工程気体は気体排出口８０を通して外部に排出される。この時、工程気体が反応チャンバ１０の下部に下がらないように構成して、パージ気体供給口９０を通してパージ気体を適切な流速に供給する。もちろん、パージ気体も工程気体の圧力により反応チャンバ１０の上部に上がらないように構成すべきである。
【００１６】
工程気体はパージ気体の供給によってウエハー支持台５０の下部空間に下がらないため、ウエハー支持台５０、支持軸５２等反応チャンバ１０の下部内壁に薄膜が蒸着されることが防止される。パージ気体もウエハー支持台５０の上部空間に上がらないため、化学気相蒸着に影響を及ぼさなくなり、パージ気体によって薄膜の均一度及び蒸着速度が影響を受ける現象は起こらない。遮断膜８５の設置によってこのような効果はより大きくなる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＣＶＤ装置においては、工程気体はパージガスの圧力によって反応チャンバ１０の下部空間に下がらないため、工程気体が反応チャンバ１０の下部空間に蒸着されることを防止し得る。従って、パーティクルソースを最小化し得ることは勿論で、装備の点検周期を延長させることができる。また、パージガスも工程気体の圧力によって反応チャンバ１０の上部空間に上がらないため、パージ気体によりＣＶＤ工程が影響を受けることがないという効果がある。
【００１８】
且つ、遮断膜８５を設置した２段ポンピング構造によって工程気体及びパージ気体の混合による渦流発生を防止し得る。もし気体排出口８０から渦流が発生すると、気体が多少渋滞することとなり、ウエハー支持台５０に設置されたメーンヒータの熱気によるバーニング（ｂｕｒｎｉｎｇ）現象が生じるようになる。そして、上部分割膜８６及び下部分割膜８４によって形成された空間により、工程気体及びパージ気体それぞれが各部分から少しずつ排出されるため、このような渦流現象はより一層減少するようになる。排出量は遮断膜８５側にいくほど段々多くなる。
【００１９】
本発明は、前記実施形態のみに限定されなく、本発明の技術的思想内で当分野で通常の知識を有する者によって多くの変形が可能であることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＣＶＤ装置の構造を示した概略説明図である。
【図２】図1の部分拡大図である。
【符号の説明】
１０ 反応チャンバ
２０ 石英ドーム
３０ ベルジャー
４０ ベルジャーヒータ
５０ ウエハー支持台
５２ 支持軸
６０ ウエハー
７０ 気体フォーカスリング
７２ 噴射孔
７４ 気体供給ライン
８０ 気体排出口
８２ ポンピングライン
８４ 下部分割膜
８６ 上部分割膜
８５ 遮断膜
８７ 上部気体排出口
８８ 下部気体排出口
９０ パージ気体供給口
Claims (6)
- 化学気相蒸着工程が施工される反応チャンバと、
該反応チャンバの内部に装入されてウエハーが載置されるウエハー支持台と、
該ウエハー支持台の周囲から上部空間中心部に工程気体を噴射するために前記反応チャンバの内側壁面に設置された気体フォーカスリングと、
前記反応チャンバの内部にパージ気体を供給するために前記反応チャンバの底面に設置されるパージ気体供給口と、
前記気体フォーカスリングを通して噴射される工程気体及び前記パージ気体供給口を通して供給されるパージ気体を排出させるために、前記気体フォーカスリングより下部の前記ウエハー支持台と同様な高さに位置するように、前記反応チャンバの側壁に沿って水平な環状リング形態に設置される気体排出口と、
該気体排出口と真空ポンプを相互連結する一つのポンピングラインと、
前記気体排出口を通して排出される工程気体とパージ気体とがその気体排出口の入口部位で相互混合されないように、その気体排出口の中間部分に位置するように前記気体排出口に環状に水平に、且つ、前記反応チャンバ内側壁面とウエハー支持体との隙間を狭めるように設置される遮断膜と、を包含して構成されることを特徴とするＣＶＤ装置。 - 前記反応チャンバは上部が石英ドームから構成されて、該石英ドームの外側には前記石英ドームを覆うベルジャーヒータが被覆されることを特徴とする請求項１記載のＣＶＤ装置。
- 前記反応チャンバには前記ウエハー支持台が１つ装入載置されて、ウエハーが一枚ずつ装入される毎葉式反応チャンバであることを特徴とする請求項１記載のＣＶＤ装置。
- 前記遮断膜下方の気体排出口部分を複数の空間に分けるために水平分割して、前記遮断膜よりも大きい内径を有する複数の下部分割膜を形成し、前記遮断膜の上部の気体排出口部分を複数の空間に分けるために水平分割して、前記遮断膜より大きい内径を有する複数の上部分割膜を更に形成して構成されることを特徴とする請求項１記載のＣＶＤ装置。
- 前記各下部分割膜によって形成される複数の空間は、下から上にいくほど間隙が段々広く形成されて、前記上部分割膜によって形成される複数の空間は、上から下にいくほど間隙が段々広く形成されることを特徴とする請求項４記載のＣＶＤ装置。
- 前記ウエハー支持台の内部にはヒータが設置されていることを特徴とする請求項１記載のＣＶＤ装置。
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