JP4334406B2

JP4334406B2 - 半導体製造装置

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Publication number: JP4334406B2
Application number: JP2004139939A
Authority: JP
Inventors: 英治柴田
Original assignee: Kokusai Electric Semiconductor Service Inc
Current assignee: Kokusai Electric Semiconductor Service Inc
Priority date: 2003-10-01
Filing date: 2004-05-10
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2024-05-10
Also published as: JP2005129890A

Description

本発明は、半導体デバイスの製造等に用いられる高周波誘導加熱方式の半導体製造装置に係り、特にワークコイルの取付構造に関するものである。

半導体デバイス等の製造には、図６のようなＣＶＤ装置が一般的に用いられている。被成膜基板（ウェーハ）１は、カーボンにＳｉＣをコートした円盤状のサセプタ２の上に置かれ、反応室としてのベルジャ３により外気から遮断されている。サセプタ２の下部には渦巻き状の形状を有するワークコイル４があり、その両端に高周波発振機８からフィーダ９を通して供給された高周波電流を流すことによって、サセプタ２は誘導加熱され、その上に置かれたウェーハ１も高温に加熱される。このような状態でノズル５を通して反応ガス及びキャリアガスを流しつつ、排気口２１から排気することにより、ウェーハ１の表面にＣＶＤ膜が成膜される。

ワークコイル４は、反応ガスとの接触による腐食や反応副生成物の付着を防止するように、石英製のワークコイルカバー６により覆われている。またサセプタ２は、回転機構７により回転され、ウェーハ１の表面に均一な成膜が実現される。

このようなＣＶＤ装置では、サセプタ２とワークコイル４の距離によりサセプタ２に供給される誘導加熱パワーが変化する。サセプタ２の温度均一性は成膜に大きな影響を及ぼすが、ワークコイル４の各点の高さを適切に調整することにより均一な温度分布を得ることができる。

図７及び図８に従来のワークコイル固定法の一例を示す。ワークコイル４の下部には、支持ボルト１０が溶接されている。チャンバベース１１の上には支持棒１２がスタッドボルト２０によって立てられ、その上に支持板１３がボルト１９で固定されている。支持板１３は絶縁材料でできており、例えばＳｉＮ等のセラミックスが使用される。支持板１３には支持ボルト挿通用のボルト孔があいており、このボルト孔に支持ボルト１０を通し、上下の固定ナット１４をスパナ等の工具を用いて固く締め付けることによって、ワークコイル４の高さを固定する。

図９に示すように、ウェーハ１は、成膜時には高温のサセプタ２からの輻射により温度が上昇し、成膜終了時は常温付近に戻る熱サイクルを繰り返す。この熱サイクルが、ワークコイル４を固定する固定ナット１４にも繰り返し印加される。

一方、ＣＶＤ成膜条件を変えた場合には、均一な温度分布を得る条件も変るので、ワークコイル４の高さを調整し直す必要がある。また、サセプタ２を交換したときにも、サセプタ２の寸法や抵抗率の違いにより、同様な調整が必要になる。
特開平１０−３１６４９０号公報（図１、図２）

しかしながら、上述した従来の様なワークコイルの固定方法では、次のような問題があった。
成膜時は温度が上昇し、成膜終了時は常温付近に戻る熱サイクルを何度か繰り返すと、固定ナットが弛んでワークコイルの高さが変化してしまう。この変化を緩和するため、固定ナットを２重にして弛みを抑えるような方法も用いられているが、完全には解決できない。

一方、ＣＶＤ成膜条件を変えたり、サセプタを交換したりする様な場合、上下の固定ナットを弛め、高さを調整し直して、再び締め付ける作業を行わなければならない。この場合、一般に、固定ナットは弛まないように堅く締められており、更にサセプタからの熱によって焼き付いているときがある。このため、固定ナットを弛めるのは容易ではなく、調整作業が大変で長時間を要するという問題があった。

本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、熱サイクルに起因するワークコイルの固定位置の経時変化を低減するとともに、サセプタ交換時などで要請されるサセプタに対するワークコイルの距離調整が容易な半導体製造装置を提供することにある。

第１の発明は、基板を処理する反応室と、前記反応室内に前記基板を載置するサセプタと、前記サセプタを高周波誘導加熱してサセプタに載置された前記基板を加熱するワークコイルと、前記ワークコイルを支持する支持ボルトと、前記支持ボルト挿通用のボルト孔を有し、該ボルト孔に前記支持ボルトを挿通固定することにより前記ワークコイルを固定する支持板と、前記支持板の両面から支持ボルトにはめられ、前記支持板を締め付けて支持ボルトを支持板に固定し、かつ、前記支持ボルトの前記支持板への固定位置によって前記サセプタに対するワークコイルの距離を調整する一対の固定ナットと、前記固定ナットをロックして該固定ナットの弛みを規制する規制手段とを備えた半導体製造装置である。

基板処理時の熱サイクルに起因して固定ナットが弛んでも、規制手段によって固定ナットの回動が規制されるので、支持ボルトの支持板への固定位置の変動が少なく、サセプタに対するワークコイルの固定位置の経時変化を低減できる。また、固定ナットの弛みを許容する規制手段の存在によって、支持ボルトを支持板に固定するために、固定ナットで支持板を固く締め付ける必要がないので、サセプタ交換時等にサセプタに対するワークコイルの距離調整が容易となる。

第２の発明は、第１の発明において、前記規制手段は、前記支持板の端部から外周の一部がはみ出した一対の固定ナットの外周部に設けられるロック孔と、前記支持板の端部から外れた一対の固定ナットのロック孔間に挿通係止されて、前記固定ナットが回動したとき、前記固定ナットの回動とともに回動して前記支持板の端部に当たって前記固定ナットの回動を規制するロックピンとから構成されている半導体製造装置である。
固定ナットにロック孔を設けてロックピンを挿して止めるという簡単な構成で、固定ナットの弛みを規制することができる。
なお、この場合において、支持板にあけられる支持ボルト挿通用のボルト孔は支持板の端部側に偏椅して設け、偏椅して設けられたボルト孔に挿通される支持ボルトに、支持板の両面から一対の固定ナットがはめられるとき、その一対の固定ナットの外周の一部が支持板の端部からはみ出すようになっていることが好ましい。

第３の発明は、第２の発明において、前記ロック孔が２個以上設けられている半導体製造装置である。
ロック孔が２個以上設けられていると、固定ナットの締付け時、２個以上のロック孔のうち、少なくとも１個が支持板の端部からはみ出す確率が、１個の場合に比して高くなるため、固定ナットの締付け角度にあまり気を配る必要がなくなり、固定ナットの締付けが容易になる。

第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記ロックピンが取り外しが可能な構造である半導体製造装置である。
ロックピンが取り外しが可能であると、サセプタ交換時等、サセプタに対するワークコイルの距離調整が一層容易となる。

第５の発明は、第２ないし第４の発明において、前記支持ボルトを通すためのボルト孔に対向した支持板の端部に切欠きを設け、その切欠きに前記ロックピンが係合するようになっている半導体製造装置である。
支持板の端部に切欠きを設けると、固定ナットの支持板端部からのはみ出し度合いを低減、ないし解消することができる。したがって、支持板側のボルト孔に変更、ないし大幅な変更を施す必要がなくなり、既存部品を有効利用できる。

第６の発明は、第２ないし第４の発明において、前記ロック孔が長孔で形成されている半導体製造装置である。
ロック孔が長孔で形成されていると、１つのロック孔の支持板端部からのはみ出し範囲が拡大し、一対の固定ナットのロック孔が合致しやすくなるので、固定ナットを締めつける時、ロック孔の位置を気にしなくともよくなるので、使い勝手が向上する。

第７の発明は第１の発明において、前記規制手段は、前記一対の固定ナットの外周部に設けられたロック孔と、前記支持板に前記ロック孔に対向するように設けられた長孔と、前記長孔を挟んで前記ロック孔間に挿通係止されて、前記固定ナットが回動したとき、前記固定ナットの回動とともに回動して前記長孔の端部に当たって前記固定ナットの回動を規制するロックピンとから構成されている半導体製造装置である。固定ナットの外周の一部を支持板からはみ出したり、支持板の端部に切欠きを入れたりしなくても、固定ナットの回動が規制でき、ワークコイルの距離調整が容易となる。

第８の発明は、第２の発明において、前記一対の固定ナットのうち少なくとも前記ロックピンの頭部がはめられる側の固定ナットのロック孔が、前記ロックピンを前記固定ナットの外周から前記ロック孔に挿入することが可能な開口部と、前記ロックピンの頭部を沈める座ぐりとを有することを特徴とする半導体製造装置である。ロック孔が、外周に開口部を有していると、ロックピンの軸方向の空間がわずかであってもロック孔へのロックピンの挿入が可能になり、作業性が向上する。また、ロック孔が座ぐりを有していると、ロックピンが固定ナットから容易に外れることがない。

第９の発明は、第１の発明において、前記規制手段は、前記一対の固定ナットの表面にそれぞれ設けられるロック溝と、略コの字型を成してその開口部に弾性により内方に向かう一対の挟着部を有し、前記一対の固定ナットのロック溝に前記挟着部が係止されて、前記固定ナットが回動したとき前記固定ナットの回動とともに回動して前記支持板の端部に当たって前記固定ナットの回動を規制するロック金具と、から構成されている半導体製造装置である。
コの字型のロック金具を用いると、固定ナットの端が必ずしも支持板の外にはみ出す必要がないので、ロックピンを用いるときよりも比較的小さな固定ナットで良く、支持板と固体ナットの大きさの制約が緩和される。

第１０の発明は、第１の発明において、前記支持ボルトが鉛直方向に設けられ、前記支持ボルトにはめられる前記一対の固定ナットのうち、上方の固定ナットは多角ナットで構成され、下方の固定ナットは外周に１箇所以上の係止溝を有するナットで構成され、前記規制手段は、略コ字型を成して、その開口部の上下に内方に向かう一対の係止部を有し、上方の係止部には前記固定ナットをはめて固定ナットの回動を規制する多角穴と、その多角穴に前記支持ボルトを挿入自在とするための開口部とが設けられ、下方の係止部には前記下方の固定ナットの前記係止溝に係合して、下方の固定ナットの回動を規制する係止片が設けられている請求項１に記載の半導体製造装置である。
コの字型のロック金具を用いると、固定ナットの端が必ずしも支持板の外にはみ出す必要がないので、ロックピンを用いるときよりも比較的小さな固定ナットで良く、支持板と固体ナットの大きさの制約が緩和される。

本発明によれば、ワークコイルのサセプタに対する距離を長期にわたり安定に保持することができ、しかもワークコイルのサセプタに対する距離の調整が必要な場合には、その調整を容易に行うことができる。

以下に本発明の半導体製造装置をＣＶＤ装置に適用した実施の形態を説明する。なお、ＣＶＤ装置は図６に示した構造と同じ構成をしており、またワークコイルを固定する固定機構は、基本的には、図７に示した機構と同じ構成をしているので、これらの構成は、ここでは省略する。

図２は、ＣＶＤ装置におけるワークコイル固定法を実施するための第１の実施の形態によるワークコイル固定機構の底面図である。

円盤状のサセプタの下部に、サセプタを高周波誘導加熱するための渦巻き状の形状を有するワークコイル４が水平に配置される。ワークコイル４は、ワークコイル４を固定するための水平に配置された支持板１３に固定される。支持板１３は、長方形をしており、ワークコイル４の下部に、ワークコイル４の径方向に延在し、ワークコイル４の周方向に等間隔に複数枚配置される。ここでは１２０度間隔で３枚の支持板１３が配置されている。支持板１３は、その長手方向両端がチャンバベース上の支持棒にボルト１９で固定される。また、支持板１３に挿通される支持ボルト１０にはめられた上下の固定ナット１４に、支持板１３が締付けられることにより、支持ボルト１０が固定され、その結果ワークコイル４が支持板１３に固定される。支持ボルト１０の固定箇所は、１枚の支持板１３あたり、４点としている。１枚の支持板１３の上を、渦巻き状の形状を有するワークコイル４が４回通過するから、この通過するワークコイル部を固定するためである。また、熱膨張の影響を低減するために、４点は千鳥状に配置とするとよい。

ここで、図８に示す従来例の固定方法と異なる点は、支持板１３にあけられる支持ボルト挿通用のボルト孔が、支持板１３の幅方向の端部側に偏椅して設けられ、偏椅して設けられたボルト孔に挿通される支持ボルト１０に、支持板１３の両面から一対の固定ナット１４がはめられるとき、その一対の固定ナット１４の外周の一部が支持板１３の幅方向端部からはみ出すように構成されている点である。

規制手段は支持板１３の幅方向端部からはみ出した一対の固定ナット１４の外周に設けられて、支持板１３の幅方向端部が一対の固定ナット１４の回動を止めるストッパになって、一対の固定ナット１４の弛みを規制するようになっている。上述した固定方法を図１を用いて詳しく説明する。ここでは、便宜上、２点の固定場所のみを示す。

図１はワークコイル固定方法を実施するための第１の実施の形態によるワークコイル固定機構の要部説明図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図である
図１に示すように、ワークコイル固定機構は、支持ボルト１０と支持板１３とを有する。支持ボルト１０は、ワークコイル４を支持する各点に、ワークコイル４の高さを調整するために溶接接続され、下部方向に伸びている。支持板１３は、ワークコイル４を固定するために設けられ、支持ボルト挿通用のボルト孔１５が、前述したように支持板１３の幅方向端部側に偏椅してあけられている。ワークコイル４に溶接接続された支持ボルト１０は、支持板１３のボルト孔１５に挿通される。

１本の支持ボルト１０には、支持板１３を挟んで上下に一対の固定ナット１４がはめてある。固定ナット１４は、その中心部に支持ボルト用のボルト孔２２があけられ、支持板１３の幅方向端部からはみ出す外周部に、ロック孔１６があけられて構成されている。ロック孔１６の数は、ロック孔１６が固定ナット１４の締付け角度位置を制限する関係から、固定ナット１４の外周部に均等に複数個あけられていることが好ましい。少なくとも２個とすることが好ましいが、多いほどよい。図示例では、固定ナット１４が何れの角度位置にあっても、必ず１つのロック孔１６が支持板１３の幅方向端部からはみ出すように８個としている。ここで、ロック孔１６のはみ出し具合は、ロック孔１６の少なくとも１個の孔の全体が、もしくは孔の一部が、ワークコイル４の高さ固定位置において、支持板１３の端部から外れて、端部から外れている孔の全体もしくは孔の一部からロックピン１７が挿入できるようになっていればよい。

上下の固定ナット１４の、このはみ出したロック孔１６に係脱自在に貫通して、ロックピン１７が通してある。ロックピン１７は、頭部１７ａとこれよりも径の小さい胴部１７ｂとを有する。頭部１７ａはロック孔１６の径よりも大きく形成される。ロックピン１７を、ロック孔１６に挿通すると、ロックピン１７の自重によって頭部１７ａがロック孔１６に引っ掛かって、通常の使用状態で落下しないようになっている。ロックピン１７をロック孔１６に係合させることにより、上下の固定ナット１４を一体に連結することができる。また、ロックピン１７をロック孔１６から引き出すことにより、ロックピン１７を容易に取り外すことが可能であり、ロックピン１７をロック孔１６から抜くことにより、上下の固定ナット１４の連結を解除することができる。
上述したロック孔１６とロックピン１７とから、本発明の規制手段が構成される。

次に、上述したワークコイル固定機構を用いた実施の形態のワークコイル高さ調整の手順を説明する。

ワークコイル４の高さの調整は、従来と同様に固定ナット１４を回転し、ワークコイル４が所定の高さになったところで、上下の固定ナット１４で支持板１３を締めつける。支持ボルト１０にはめた上下各１個の固定ナット１４で、支持板１３を挟み込むことにより、支持ボルト１０の支持板１３への固定位置が決められて、ワークコイル４の各点が定められた高さに固定される。なお、支持ボルト１０にはめる固定ナット１３は、上下各１個以上であってもよい。
ただし、ここでは、従来のように固く締め付ける必要はない。大きな緩みがない程度に締めつけ、上下の固定ナット１４のロック孔１６が垂直方向で一致するように合わせて、合致したロック孔１６間にロックピン１７を通す。

このようにすることにより、固定ナット１４の回転は、図３に示すように、θの範囲に規制される。固定ナット１４が回転しようとすると、ロック孔１６間に通されたロックピン１７もその回転にしたがって回転するが、支持板１３の幅方向の端部１３ａにぶつかって、それ以上の角度の固定ナット１４の回転が止められるからである。規制角度θは、支持板１３の幅方向端部１３ａからはみ出した固定ナット１４の外周と、支持板１３の幅方向端部１３ａとが交わる２つの交点に、ナット１４の回転中心からそれぞれ伸ばした直線間のなす角度よりも、若干小さい角度である。その若干小さい角度は、ロック孔１６の位置、ロックピン１７の遊びにより決定される。

このように、固定ナット１４の回転はロックピン１７によって規制されるので、サセプタ２からの熱サイクルによる緩みが生じたとしても、θの範囲内に止まる。ロックピン数を８つとした場合の本実施の形態では、θの範囲内に止まることによるワークコイル４の高さの変化は０．５ｍｍ以下である。この程度の変化は、サセプタ２の温度には殆ど影響を与えず、ワークコイル４の温度分布を常に一定に保つことができる。従って、従来のように、固定ナット１４が弛んでワークコイル４の高さが変化してしまうことも、固定ナットを２重にし、強固に締着して弛みを抑えるような方法もとる必要もない。

また、ＣＶＤ成膜条件を変えたり、サセプタを交換したりする様な場合において、ワークコイル４の高さを調整しようとするときには、ロックピン１７を固定ナット１４のロック孔１６から抜き取った後、固定ナット１４を回転して行う。この場合、固定ナット１４は固く締め付けられていないので、容易に回転することができ、作業は極めて容易に行える。したがって、従来のように固定ナットが堅く締められていたり、サセプタからの熱によって固定ナットが焼き付いていたりする場合と比べて、調整作業を短時間にすることができる。

ところで、上述した実施の形態では、支持ボルト１０に、支持板１３の両面から一対の固定ナット１４がはめられるとき、その一対の固定ナット１４の外周の一部を支持板１３の幅方向端部から、はみ出すようにしている。この場合、固定ナット１４の回転角をより狭く制限するには、ロック孔の数を増加してロック孔間の距離を短くしてやればよい。しかし、ロック孔間の距離を短くすると、固定ナットの強度が落ちるため、好ましくない。そこで、ロック孔間の距離を短くしないで、回転角をより狭く制限することができれば、ワークコイル４の高さの変化をより低減できるので好ましい。
また、上述した実施の形態では、ロック孔１６を支持板１３の幅方向端部から完全にはみ出させる必要がある。そうすると、既存の支持板１３は使えなくなり、新たに幅方向端部側に偏椅したボルト孔１５をあけた支持板１３が必要になる。また、そのボルト孔１５に合わせるためにワークコイル４への支持ボルト位置の変更も必要となる。支持ボルト１０はワークコイル４に溶接で取り付けているため、この変更作業は大変である。このため、既存設備の有効利用が図れなくなる。

図４に示す第２の実施の形態は、ロック孔間の間隔を縮めることなく、回転角をより狭く制限し、しかも既存設備を有効利用できるようにしたものである。この実施の形態では、支持ボルトを通すためのボルト孔１５に対応した支持板１３の幅方向端部１３ａにボルト孔１５側に凹んだ切欠き１３ｂを設けて、ボルト孔１５を支持板１３の幅方向端部１３ａ側に偏椅させなくても、固定ナット１４の外周部に設けたロック孔１６が、支持板１３の幅方向端部１３ａ、すなわち切欠き１３ａからはみ出すようになっている。

このように支持板１３の幅方向端部１３ａにロックピン１７が納まる切欠き１３ｂを設けると、切欠きを設けない場合に比して、ロックピン１７の遊び角度を小さくできるので、固定ナット１４の弛みによる回転角をより狭く制限することができる。
また、支持板１３の幅方向端部１３ａにロックピン１７が納まる切欠き１３ｂを設けると、固定ナット１４の、支持板１３の端部１３ａからのはみ出し度合いを低減、ないし解消することができる。したがって、支持板１３の端部を切り欠くだけでよく、支持板１３側のボルト孔１５の位置に変更、ないし大幅な変更を施す必要がなくなり、また、ワークコイル４への支持ボルト１０の取付け箇所も変更する必要がなくなるので、既存部品を有効利用でき、固定ナット１４のロック孔１６の新規形成と、ロックピン１７の追加のみで済ますことができ、経済的である。

ところで、第１、第２の実施の形態では、固定ナット１４を締め付けるとき、固定ナット１４の外周部に設けた複数のロック孔１６のうちの少なくとも１つが、支持板１３の幅方向端部よりはみ出している必要がある。そのため、固定ナット１４の締付けにより固定ナット１４が任意の角度位置に来ても、必ずロック孔１６の一つが支持板１３の幅方向端部よりはみ出す位置に来るように、ロック孔の数を多く（実施の形態では８個）設ける必要がある。しかし、この場合でも、上下の固定ナット１４のロック孔１６同士を上下方向で合致させる必要があるため、上下の固定ナット１４同士を、上下のロック孔１６の対向位置を無視して、独立して締め付けることが出来ず、改善の余地がある。

図５に示す第３の実施の形態は、ロック孔の位置に気を使うことなく、上下の固定ナット１４を独立して締め付けることができるようにしたものである。そのために、固定ナット１４の外周部に設けるロック孔を長孔１８としている。ここでは長孔１８は、固定ナット１４の外周部に４個設けている。第１、第２の実施の形態に示す８つのロック孔１６のうち、隣同士の２つのロック孔１６をまとめて、１つの長孔１８としたものである。これによれば、８つのロック孔を設けた場合と比べて、上下の固定ナット１４がいずれの角度位置にあっても、上下の長孔１８は必ず重なる部分が存在するので、固定ナット位置調整による上下のロック孔の位置合せが不要となるので、ロック作業が容易となる。

上述した第１〜第３の実施の形態では、いずれも支持板１３の端部を利用し、この端部にロックピン１７を当接させることによって、固定ナット１４の弛みを規制している。しかし、支持板１３の端部を用いず、支持板の他の部分を利用することも可能である。例えば、支持板１３に貫通孔をあけ、そこにロックピン１７を通すようにして、固定ナット１４の回転を制限することも可能である。この場合、支持板１３にあける貫通孔は、長孔とすると良い。これにより、固定ナット１４の外周部の一部を支持板１３の端部からはみ出させる必要もなくなる。
また、上述した第１〜第３の実施の形態の他に、さらに第４、第５及び第６の実施の形態によるワークコイル固定機構を採用することもできる。

図１０は、第４の実施の形態を示したもので、固定ナット２４のロック孔２６が座ぐり２５と開口部２７とを有する方式である。すなわち、ロックピン１７を固定ナット２４の外周からロック孔２６に挿入することが可能な開口部２７と、ロックピン１７の頭部１７ａを沈める座ぐり２５とを有する。開口部２７がないロック孔の場合、ロックピン１７をロック孔に挿入するには、固定ナット２４の上部にロックピン１７の長さ以上程度の空間が必要である。しかし、ロック孔２６に通じる開口部２７を設けることにより、この開口部２７を介して水平方向からロックピン１７をロック孔２６へ挿入できるので、固定ナット２４の上部の空間がわずかであっても、ロックピン１７のロック孔２６への挿入が可能になり、作業性が向上する利点がある。また、座ぐり２５にロックピン１７の頭部１７ａが沈む形ではめられるので、ロックピン１７が固定ナット２４から外れることはない。なお、対になっている下部の固定ナットは、開口部のない固定ナットでも良いし、開口部を有する固定ナットを使用しても良い。また、対になっている下部の固定ナットは、座ぐりを有する必要はないが、上下部の固定ナットを共通化するために、開口部２７と座ぐり２５を有する上部の固定ナット２４と同一のものを使用しても良い。

図１１は、第５の実施の形態を示したもので、固定ナット３４がロック孔を有しないもので、代りにロック溝３５を有する方式である。また、ロックピンの代りにロック金具３６を用いている。図１１ではロック溝３５は１個のみ示しているが、これは前述したロック孔１６、２６と同様に固定ナット３４の周辺部に複数個設けてある。ロック金具３６は、１枚の金属板を側面略コの字型に折り曲げて形成しており、対向した開口部に内向きに湾曲させた金属の弾性を利用する挟着部３７を形成する。この挟着部３７により、上下の固定ナット３４を挟着する。挟着部３７の間隔は、常態として、支持板１３の上下に固定ナット３４を重ねたときの上下のロック溝３５間の距離よりも狭くなるように設定している。挟着方法は、上下の固定ナット３４のロック溝３５の位置を合わせた後、支持板１３の側面から上下の固定ナット３４及び支持板１３を挟み込むようにロック金具３６を押し込み、挟着部３７をロック溝３５に落とし込み固定する。このようにすることにより、前述したロック孔方式と同様な効果が得られる。この方式の利点は、固定ナット３４の端が必ずしも支持板１３の外に出る必要がなく、比較的小さな固定ナット３４でよく、支持板１３と固定ナット３４の大きさの制約が緩和されることである。

図１２〜図１４は、第６の実施の形態を示したもので、第５の実施の形態のロック金具を変形したものである。支持ボルト１０にはめられる上下一対の固定ナット４１、４２のうち、上方の固定ナット４１は、多角形のナットで構成される。ここでは一般的に用いられる六角ナット４１が用いられている。一方、下方の固定ナット４５は、略円形ナットで構成され、その外周側面の複数箇所、ここでは４箇所に、径方向に延びる係止溝としてのロック溝４９が鉛直方向に切り欠かれている。
上下の固定ナット４１、４２は、支持板１３を跨いで、図１２に示すような規制手段としてのロック金具４５により連結されている。ロック金具４５は、図１４に示すように、長方形状の金属板であって、金属板を垂直に立てた状態で、その長手方向の上部を幅方向にわたって水平方向に折り曲げて、垂直部に対する水平部を上方の係止部として形成する。また、垂直部の下部に、水平部と同じ方向に折り曲げて下方の係止部となる係止片４６を後述するように形成する。このようにして、ロック金具４５は、略コ字型の開口部の上下に内方に向かう一対の係止部を有する。

そして、上方の係止部には、その先端寄りに、六角ナット４１の外形よりも幾分大きく、かつ自由な回転ができない程度の大きさの多角穴としての六角穴４６を形成し、六角穴４６に六角ナット４１をはめて六角ナット４１の回動を規制するようになっている。その六角穴４６の六辺のうち、上方の係止部先端に位置する一辺には、支持ボルト１０の直径よりも少し大きな幅の開口部４７を形成し、その開口部４７から六角穴４６内に支持ボルト１０を挿入できるようになっている。

また、下方の係止部には、垂直部の途中に、垂直部の一側から中心部までを食い込む矩形状の切欠き４８を形成し、垂直部の下部にＬ字部を形成する。そのＬ字部の突出部を、垂直状態を維持したまま、その付根位置から水平部の存在する側と同じ側に向けて９０度折り曲げ、下方の係止部となる係止片４６を形成する。この下方の係止片４６は、下方の固定ナット４２のロック溝４９に係合して、下方の固定ナット４２の回動を規制するようになっている。

次に、このようなロック金具４５を用いてワークコイル高さ調整の手順を説明する。ワークコイル４の高さの調整は、支持ボルト１０にはめた上部固定ナット４１及び下部固定ナット４２を回転し、枠コイル４が所定の高さになったところで、支持板１３に固定するように締める。但し、ここでは、固く締める必要はない。大きな緩みがない程度に締めた後、上部固定ナット４１の六角形の方向をロック金具４５の六角穴４６の方向と一致させるようにし、下部固定ナット４２のロック溝４９の方向は、ロック金具４５の係止片４６の方向を向くようにしておく。

そしてロック金具４５をセットする。手順としては、まずロック金具４５の上部の水平部を水平姿勢にして、上部固定ナット４１の上面よりも少し高い位置からロック金具４５の開口部４７を通して、ワークコイル４の支持ボルト１０を六角孔４６の中に入れる。その後、ロック金具４５を下に移動し、その六角穴４６を上部固定ナット４１に合うように落とし込む。一方、ロック金具４５の下方の係止片４６は下部固定ナット４２のロック溝４９に差し込む。

このようにすることにより、上部固定ナット４１及び下部固定ナット４２が熱サイクル等により回転しようとしても、ロック金具４５により連結されているため、ある程度の角度以上は回転することができず、従ってワークコイル４の高さを常に一定に保つことができる。

次に、ワークコイル４の高さを調整する場合には、ロック金具４５を上方に動かし、上部固定ナット４１の上面よりも高い位置から水平方向に移動して抜き取る。その後、上部固定ナット４１及び下部固定ナット４２を回転して高さの調整を行なう。この場合、上部固定ナット４１及び下部固定ナット４２は固く締め付けられていないので、容易に回転することができ、作業は極めて容易に行える。

なお、ここでは、上部固定ナット４１は六角形としたが、四角形や八角形等、任意の多角形で良い。また、下部固定ナット４２のロック溝４９は４箇所設けたが、これは１箇所以上であれば何箇所でも良い。但し、高さ調整を行なう上では多いほうが調整が容易である。

このようにすることにより、前述したロック孔方式と同様な効果が得られる。この方式の利点は、固定ナット３４の端が必ずしも支持板１３の外に出る必要がなく、比較的小さな固定ナット３４でよく、支持板１３と固定ナット３４の大きさの制約が緩和されることである。

以上述べたように、実施の形態によれば、熱サイクルに起因する支持ボルトの弛みによって生じるワークコイルの高さの経時変化がなくなり、ワークコイルの高さを長期にわたり安定に保持できる。また、ＣＶＤ成膜条件を変えたり、サセプタを交換したりする様な場合であっても、ワークコイルの高さの調整を容易に行うことができる。

なお、本発明の半導体製造装置としては、熱ＣＶＤ装置やプラズマＣＶＤ装置などのＣＶＤ装置の他に、高周波誘導加熱コイルを使用するエピタキシャル成長装置、または熱拡散装置などの薄膜形成装置にも適用できる。

第１の実施の形態によるワークコイル固定機構の一例を示す要部の説明図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は底面図である。第１の実施の形態によるワークコイル固定機構を示す底面図である。第１の実施の形態による固定ナットの回転角の規制領域を示す説明図である。第２の実施の形態によるワークコイル固定機構を説明する固定ナットの平面図である。第３の実施の形態による固定ナットの平面図である。実施の形態と従来例とに共通したＣＶＤ装置の概略的な断面図である。実施の形態と従来例とに共通したワークコイル固定機構を説明する断面図である。従来例のワークコイル固定機構を説明する底面図である。成膜時の熱サイクルを示す説明図である。第４の実施の形態によるワークコイル固定機構を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。第５の実施の形態によるワークコイル固定機構を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。第６の実施の形態によるワークコイル固定機構の一例を示す要部図であり、支持板の左半分は断面図、支持板の右半分は正面図である。図１２の矢視図であって、（ａ）はＡ−Ａ矢視平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ矢視底面図である。第６の実施の形態によるロック金具の斜視図である。

符号の説明

１ウェーハ
２サセプタ
３ベルジャ（反応室）
４ワークコイル
１０支持ボルト
１３支持板
１４固定ナット
１５ボルト孔
１６ロック孔
１７ロックピン
１８長孔

Claims

基板を処理する反応室と、
前記反応室内に前記基板を載置するサセプタと、
前記サセプタを高周波誘導加熱してサセプタに載置された前記基板を加熱するワークコイルと、
前記ワークコイルを支持する支持ボルトと、
前記支持ボルト挿通用のボルト孔を有し、該ボルト孔に前記支持ボルトを挿通固定することにより前記ワークコイルを固定する支持板と、
前記支持板の両面から支持ボルトにはめられ、前記支持板を締め付けて支持ボルトを支持板に固定し、かつ、前記支持ボルトの前記支持板への固定位置によって前記サセプタに対するワークコイルの距離を調整する一対の固定ナットと、
前記固定ナットをロックして、該固定ナットの弛みを規制する規制手段と
を備え、
前記規制手段は、
前記支持板の端部から外周の一部がはみ出した前記一対の固定ナットの外周に設けられるロック孔と、
前記一対の固定ナットのロック孔間に挿通係止されて、前記固定ナットが回動したとき、前記固定ナットの回動とともに回動して前記支持板の端部に当たって前記固定ナットの回動を規制するロックピンと
から構成されていることを特徴とする半導体製造装置。
前記支持ボルトを通すためのボルト孔に対向した支持板の端部に切欠きを設け、その切欠きに前記ロックピンが係合するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
前記ロック孔が長孔で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体製造装置。
基板を処理する反応室と、
前記反応室内に前記基板を載置するサセプタと、
前記サセプタを高周波誘導加熱してサセプタに載置された前記基板を加熱するワークコ
イルと、
前記ワークコイルを支持する支持ボルトと、
前記支持ボルト挿通用のボルト孔を有し、該ボルト孔に前記支持ボルトを挿通固定することにより前記ワークコイルを固定する支持板と、
前記支持板の両面から支持ボルトにはめられ、前記支持板を締め付けて支持ボルトを支持板に固定し、かつ、前記支持ボルトの前記支持板への固定位置によって前記サセプタに対するワークコイルの距離を調整する一対の固定ナットと、
前記固定ナットをロックして、該固定ナットの弛みを規制する規制手段と
を備え、
前記規制手段は、
前記一対の固定ナットの外周部に設けられたロック孔と、
前記支持板に前記ロック孔に対向するように設けられた長孔と、
前記長孔を挟んで前記ロック孔間に挿通係止されて、前記固定ナットが回動したとき、前記固定ナットの回動とともに回動して前記長孔の端部に当たって前記固定ナットの回動を規制するロックピンと
から構成されていることを特徴とする半導体製造装置。
前記一対の固定ナットのうち少なくとも前記ロックピンの頭部がはめられる側の固定ナットのロック孔が、
前記ロックピンを前記固定ナットの外周から前記ロック孔に挿入することが可能な開口部と、
前記ロックピンの頭部を沈める座ぐりと
を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
基板を処理する反応室と、
前記反応室内に前記基板を載置するサセプタと、
前記サセプタを高周波誘導加熱してサセプタに載置された前記基板を加熱するワークコイルと、
前記ワークコイルを支持する支持ボルトと、
前記支持ボルト挿通用のボルト孔を有し、該ボルト孔に前記支持ボルトを挿通固定することにより前記ワークコイルを固定する支持板と、
前記支持板の両面から支持ボルトにはめられ、前記支持板を締め付けて支持ボルトを支持板に固定し、かつ、前記支持ボルトの前記支持板への固定位置によって前記サセプタに対するワークコイルの距離を調整する一対の固定ナットと、
前記固定ナットをロックして、該固定ナットの弛みを規制する規制手段と
を備え、
前記規制手段は、
前記一対の固定ナットの表面にそれぞれ設けられるロック溝と、
略コの字型を成してその開口部に弾性により内方に向かう一対の挟着部を有し、前記一対の固定ナットのロック溝に前記挟着部が係止されて、前記固定ナットが回動したとき前記固定ナットの回動とともに回動して前記支持板の端部に当たって前記固定ナットの回動を規制するロック金具と
から構成されていることを特徴とする記載の半導体製造装置。
基板を処理する反応室と、
前記反応室内に前記基板を載置するサセプタと、
前記サセプタを高周波誘導加熱してサセプタに載置された前記基板を加熱するワークコイルと、
前記ワークコイルを支持する支持ボルトと、
前記支持ボルト挿通用のボルト孔を有し、該ボルト孔に前記支持ボルトを挿通固定する
ことにより前記ワークコイルを固定する支持板と、
前記支持板の両面から支持ボルトにはめられ、前記支持板を締め付けて支持ボルトを支持板に固定し、かつ、前記支持ボルトの前記支持板への固定位置によって前記サセプタに対するワークコイルの距離を調整する一対の固定ナットと、
前記固定ナットをロックして、該固定ナットの弛みを規制する規制手段と
を備え、
前記支持ボルトが鉛直方向に設けられ、
前記支持ボルトにはめられる前記一対の固定ナットのうち、上方の固定ナットは多角ナットで構成され、下方の固定ナットは外周に１箇所以上の係止溝を有するナットで構成され、
前記規制手段は、略コ字型を成して、その開口部の上下に内方に向かう一対の係止部を有し、上方の係止部には前記固定ナットをはめて固定ナットの回動を規制する多角穴と、その多角穴に前記支持ボルトを挿入自在とするための開口部とが設けられ、下方の係止部には前記下方の固定ナットの前記係止溝に係合して、下方の固定ナットの回動を規制する係止片が設けられている
ことを特徴とする半導体製造装置。