JPH01152275A - 常圧ｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体ウェハなどの被処理物の表面に常圧で
ＣＶＤ薄膜を形成する装置に係り、特に装置の稼動率向
上に関するものである。

（従来の技術） 従来の一般的な常圧ＣＶＤ装置は、第５図および第６図
に示すように、平板状のヒータ１０の上に同じく平板状
のサセプタ１１ヲ置き、このサセプタ１１の上に半導体
ウェハなどの被処理物１２ヲ配列し、これらの被処理物
１２０表面に沿ってガス供給へラド１３ヲ移動させて、
被処理物１２の表面に常圧でＣＶＤ薄膜を形成する。サ
セプタ１１は、生産性（スループット）全考慮して被処
理物１２が半導体ウェハの場合、２５枚／バッチを処理
できる大きさとし、それに従りて装置全体のサイズも決
められている。サセプタ１１は、一般にＡｔ合金などの
金属材料で作られている。これは、製作が容易なこと、
ヒータからの熱伝導性が良く温度むら全生じ難いこと、
などの理由によっていた。

（発明が解決しようとする問題点） サセプタ１１ハ、被処理物１２で被われずに露出してい
る部分の表面に膜付けされる。このサセプタ１１上に生
ずる膜は、ＣＶＤの回数の増加に伴って表面粒子が粗れ
て剥離し易くなり、これが被処理物１２上に載って欠陥
の原因となる。そこで、一般には膜厚が２０〜３０μｍ
に達したところで、サセプタ１１ヲ交換しているが、大
きなサセプタ１１ヲ高温下で取扱うことは作業者の安全
面から避けなければならず、また、材料の高温強度の不
足もあり、サセプタ１１の交換はヒータ１０　全ＯＦＦ
　してほぼ常温まで下げてから行なっている。この温度
低下の待ち時間は約５〜６時間であり、この間、装置は
使用できなかった。

本発明の目的は、処理前および処理後の被処理物全収納
するカセットの交換時などを利用して短時間で自動的に
サセプタを交換できるようにして装置の稼動率の向上を
図ることにある。

〔−発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、複数のスリット状のガス噴出口を有するガス
供給ヘッドと、このガス供給ヘッドに対向させて被処理
物を支持するサセプタとを有し、ガス供給ヘッドとサセ
プタと全サセプタの表面に沿って相対的に移動可能に構
成した常圧ＣＶＤ装置において、個々の被処理物にそれ
ぞれ独立して対応するように形成されヒータ上に着脱自
在に載置されるサセプタと、使用前および使用後のサセ
プタを載置するサセプタ収納部と、このサセプタ収納部
とヒータとの間のサセプタの搬送着脱を行なうサセプタ
交換手段とを具備させたものである。

（作　用） ヒータの上に載置されているサセプタ上に被処理物を置
いて加熱し、その表面に沿ってガス供給ヘッドとの間で
相対移動させつつ反応ガスを吹出して被処理物の表面に
ＣＶＤ薄膜を形成する。

このとき被処理物に被われていない部分のサセプタ表面
にもＣＶＤ薄膜が堆積する。この堆積量が数回のＣＶＤ
によって増加したならば、被処理物を収納するカセット
の交換時などのサセプタの空き時間を利用してサセプタ
交換手段により、ヒータ上の使用後のサセプタを取出し
てサセプタ収納部へ収納し、サセプタ収納部に収納Ｘさ
れている使用前のサセプタをヒータ上にセットする。サ
セプタは個々の被処理物にそれぞれ独立して対応するよ
うに形成されているため、小形、軽量であり、高温状態
でも問題なく交換される。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図ないし第４図について説
明する。ｌ＠１図において、２０はサセプタで、同図中
央において左右に２つずつ２組配置して使用される。こ
れらのサセプタ２０は、被処理物２１ヲそれぞれ１つず
つ載置するように形成されている。これらのサセプタ２
０は、ＳｉＣまた＆ＸＳｉＣコートカーボン製であり、
第２図に拡大して示すように厚さ約３簡の薄い円板状を
している。

サセプタ２０は、第２図に示すように、円板状のヒータ
２２の上に着脱自在に載せられる。ヒータ２２は複数の
支持片２３により回転台２４に取付けられている。回転
台２４はベアリング２５ヲ介して装置の固定フレーム２
６に回転自在に取付けられている。

回転台２４には、内部構造を図示省略した９０°などの
所定の回転角駆動を与えるロータリーアクチュエータ２
７の出力軸２８がキー２９ヲ介して連結されている。

前記サセプタ２０の中心にはチャック３０が出入自在に
嵌入されている。チャック３０ハ中空ロツド３１の上端
に固定されている。中空ロッド３１は、ヒータ２２、同
ヒータ２２の下方および外方を被う２枚のカバー　３２
　、３３、回転台２４ならびに出力軸２８の中心をわず
かなすき間をもって貫通して下方へ伸び、ロータリーア
クチュエータ２７の下部に取付けられているシリンダ３
４により上下動可能になっている。

中空ロッド３１の下端には継手３５により図示しないサ
クシ目ンホースが接続され、チャック３０に真空吸着力
音生じさせるよつになっている。

ヒータ２２の周囲はカバー３６によって被われ、ヒータ
２２とカバー３２およびカバー３１とカバー３２の各間
からは図示しない排気装置によって排気するようになっ
ている。

再び第１図において、４０はガス供給ヘッドであり、ガ
イド４１とリニアパルスモータガイドなどの駆動手段４
２によりサセプタ２０および被処理物２１の表面に沿っ
て左右方向（第１図において）へ移動されるようになっ
ている。ガス供給ヘッド４０は、第５図および第６図に
示した従来のガス供給ヘッド１３と同様の構造をしてお
り、第２図に断面を拡１＝ 大して示すように、内部複数のガス噴出口４０ａ　ｆ有
すると共に、その外側に排気口４０ｂ　’に有し、ガス
噴出口４０ａ＆！ガス供給ヘツド４０の移動方向と直角
な巾方向すなわち第２図において紙面と垂直な方向であ
り第１図においては上下方向に伸びるスリット状になさ
れ、反応ガスを被処理物２１の表面に向けて噴出し、被
処理物２１の表面に常圧でＣｖＤ薄膜を形成するように
なっている。

なお、第１図および第２図は、ガス供給ヘッド４０が待
機位置にある状態を示しており、カバー３６には該待機
位置にあるガス供給ヘッド４０に対向する開口３７とそ
の開閉フタ３８が設けられ、その下方にガス供給ヘッド
４０ヲクリーニングするための回転ブラシ３９ａ　、　
３９ｂ　、　３９ｃからなるクリーニング装置３９が上
下動可能に配置されている。

第１図に示すガイド４１の同図において下方には被処理
物搬送手段５０が設けられている。この被処理物搬送手
段５０ハ、ガイド４１と平行に伸びるレール５１および
、このレール５１に沿って移動可能な搬送装置５２ヲ有
し、搬送装置５２ばボールネジなどの移動機構５３によ
りて＠１図に示すように左側のサセプタ２０に対応する
位置と、ここから右方へ移動して右側のサセプタ２０に
対応する位置に選択的に置かれるようになっている。

搬送装置５２は、＠３図に示すように、サドル５４、こ
のサドル５４に対して所定量上下動可能な上下台５５、
この上下台５５に対して回転可能なドラム５６、このド
ラム５６に設けられた第１．第２回転アーム５７　、５
８ならびにフィンガ５９とからなっている。

フィンガ５９ハ先端上面に真空チャック５９ａ　ｋ有し
、被処理物２１の下面全吸着するようになっている。

第１．第２回転アーム５７　、５８は、＠１図に矢印で
示す方向およびこれと逆の方向へ連動して回転され、フ
ィンガ５９は両アーム５７　、５８内に設けられた図示
しない伝動機構によって両アーム５７　、５８の回転に
関係なく一定の姿勢を保ち、その長手方向に進退のみを
行なうようになっている。６０は処理前の被処理物２１
ヲ収納するカセット、６１ハ処理後の被処理物２１ヲ収
納するカセットで、これらは図示されていないエレベー
タ上に交換可能にセクトされている。

７０はサセプタ交換手段であり、その構成は上記被処理
物搬送手段５０とほとんど同・じである。そこで、各部
の名称のみを示す。７１はレール、７２ハ搬送装置、７
３は移動機構であり、搬送装置７２＆工、第４図に示す
ように、サドル７４、上下台７５、ドラム７６、＠１．
第２回転アーム７７　、７８ならびにフィンガ７９から
なっている。なお、フィンガ７９ハ、前述したフィンガ
５９とは異なり、先端下面に真空チャック７９ａ　′ｆ
：有し、サセプタ２０の上面を吸着するようになってい
る。８０は使用前のサセプタ２０ヲ収納するカセット、
８１ハ使用後のサセプタ２０ｔ−収納するカセットであ
り、これらは図示されていないエレベータ上にセットさ
れている。

次いで本装置の作用について説明する。まず、サセプタ
２２の交換について説明する。ヒータ２２上へ使用前の
清浄なサセプタ２（ｌ装填する場合は、サセプタ交換手
段７０の搬送装置７２ヲ第１図に示す位置に置き、ドラ
ム７６ヲ第１図において時計方向へ９０°回転させ、フ
ィンガ７９ヲ使用前のサセプタ２０全収納しているカセ
ット８０に向ける。このとき、上下台７５　（第４図参
照）全所定電上昇させておき、次に第１．＠２回転アー
ム７７　、７８を回転させてフィンガ７９ｆ：前進させ
、真空チャック７９ａ　ｆカセット８０内のサセプタ２
０の上面に対向させる。次に上下台７５ヲ下降させて、
真空チャック７９ａ　ｋサセプタ２０の上面に接触させ
ると共に真空チャツク７９ａｆ作動させてサセプタ２０
ｔ−吸着し、上下台７５ヲ再び所定量上昇させる。次い
で第１．第２回転アーム７７　、７８　を逆方向へ回転
させて、サセプタ２０をカセット（財）から取出し、ド
ラム７５を反時計方向へ９０°回転させ、フィンガ７９
ｔ”８１図に示すように、左方のヒータ２２に向ける。

なお、右方のヒータ２２ヘサセプタ２０　ｅ装填させる
ときは、移動機構７３によりサドル７４全右行させて、
フィンガ７９ヲ右方のヒータ２２に向ける。

次いで第１．第２回転アーム７７　、７８　？回転させ
、その回転量全選択的に指令することにより、フィンガ
７９の繰出量を定めて、チャックしているサセプタ２０
を第１図において上側または下側のヒータ２２の上方同
心上に、第４図に示すように位置させる。次いで上下台
７５全下降させ、サセプタ２０をヒータ２２上に載置す
る。

他方、後述するよ５にヒータ２２上に載置されて数回の
ＣＶＤに使用されて膜が付着したすなわち使用後のサセ
プタ２０は、前記サセプタ交換手段７０を逆に作動させ
ることによりて行なわれるが、フィンガ７９によってヒ
ータ２２上から搬出され念すセグタ２０は第１図におい
てレール７１の右方に位置するカセット８１内へ収納さ
れる。

次に、上記のようにヒータ２２上に置かれているサセプ
タ２０上に対する被処理物２１の搬出入について説明す
る。これは被処理物搬送手段５０によって、上記サセプ
タ交換手段７０とほぼ同様の動作により、カセット（処
理前用）　６０とサセプタ２０との間およびサセプタ２
０とカセット（処理後用）６１との間で行なわれる。た
だし、被処理物搬送手段５０の真空チャック５９ａは、
第３図に示すように、被処理物２１の下面を吸着するた
め、上下台５５の上下動は上記上下台７５と逆であり、
さらにサセプタ２０への載置および取り出し時には、第
３図に示すように、ヒータ２２に設けられているチャッ
ク３０ヲ上昇させ、被処理物２１ヲチヤツク３０に保持
させてフィンガ５９を被処理物２１の下から抜き出す。

次いでチャック３０全中空ロツド３１ヲ介してシリンダ
３４により下降させ、２ｇ２図に示すように、被処理物
２１ヲサセプタ２０上に載置する。

処理後の被処理物２１ヲサセグタ２０から搬出する動作
は、チャック３０および被処理物搬送手段５０ヲ上記搬
入動作と逆に行ないかつ被処理物２１ヲ処理後用のカセ
ット６１へ収納する。

次いで、本装電の全体的な動作について設明する。サセ
プタ２旧工サセプタ交換手段７０によって上記のように
ヒータ２２上に置かれ、ヒータ２２によりてＣＶＤのた
めの所定温度に加熱される。これらのサセプタ２０の５
ち、例えば第１図において左方のサセプタ２０　、２０
の上に被処理物搬送手段５０によって処理前の被処理物
２１ｔ−カセット６０から搬入する。サセプタ２０　、
２０上に載置された被処理物２１　、２１は、サセプタ
２０　、２０を介してヒータ２２．２２により所定温度
に加熱される。次いでガス供給ヘッド４０ｔ−作動させ
て反応ガスの給排を行ないつつ、該ガス供給ヘッド４０
ヲ駆動手段４２により第１図において左方へ移動させ、
前記左方のサセプタ２０　、２０上に置かれている被処
理物２１の表面にＣＶＤ薄膜を形成する。

ガス供給ヘッド４０が左方のサセプタ２０　、２０上を
左方へ完全に通過したところで、これらのサセプタ２０
　、２０に対応しているロータリーアクチュエータ２７
　（第２図参照）を作動させて、ヒータ２２ツド４０の
移動方向およびこれと直角な巾方向の膜厚むらを減少さ
せるために行なわれるものである。

次いでガス供給ヘッド４０を右方へ移動させ、再び被処
理物２１　、２１上にＣＶＤ薄膜を形成し、ガス供給へ
ラド４０が第１図に示す位置へ戻つ念ところで、左方の
サセプタ２０　、２０上に置かれた被処理物２１　、２
１へのＣＶＤ薄膜形成を終了する。

上記左方のサセプタ２０　、２０上の被処理物２１゜２
１に対してＣＶＤ薄膜を形成している間に、被処理物搬
送手段５０によりてカセク）　６０内の処理前の被処理
物２１を、第１図において右方のサセプタ２０．２０上
に搬入し、所定温度に加熱しておく。

そこで、上記のように左方のＣＶＤ薄膜形成を終了した
ガス供給へラド４０ハ引続いて第１図に示す位置から右
方へ移動し、右方のサセプタ２０　、２０上に置かれて
いる被処理物２１　、２１に対し左方の場合と同様にＣ
ＶＤ薄膜を形成する。

この右方でＣＶＤ薄膜を形成している間に、左方の処理
を終った被処理物２１　、２１　’を被処理物搬送手段
５０によって処理後用のカセ／）６１へ収納すると共に
、カセット６０かも新たな被処理物２１　、２１を左方
のサセプタ２０　、２０上へ再び搬入して所定温度に加
熱する。以下同様にして左右のサセプタ２０、・・・上
で交互にＣＶＤ薄膜形成を行なう。

こうしてカセット６０が空になり、他方のカセット６１
が満たされたならば、これらのカセット６０゜６１を交
換してさらにＣＶＤ薄膜の形成２続けるが、このカセッ
）　６０　、６１の交換時間など全利用してサセプタ２
０の交換を行なう。すなわち、サセプタ２０はＣＶＤ薄
膜形成に伴って、被処理物２１に被われない部分の表面
に薄膜が次第に堆積し、これが前述したように剥離して
欠陥を生じさせるため、上記カセツ）　６０　、６１の
交換時間など全利用してサセプタ交換手段７０全上記の
ように作動させてサセプタ２１の交換なう。このとき、
サセプタ２１は個々の被処理物２１にそれぞれ独立して
対応するように小形かつ軽量に形成されているため、容
易に自動交換することができ、しかも高温であっても交
換によって変形を生ずるような不都合もない。

ｆた、ガス供給ヘッド４０の先端面（下面）および排気
口４０ｂの内面にも反応物が堆積するため、前記サセプ
タ２０の交換時間などを利用してクリーニング装置３９
によりクリーニングする。

本発明は、前述した実施例に限定されるものではな（、
例えば被処理物交換手段５０やサセプタ交換手段７０の
具体的構造など、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々
変形可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、常圧ＣＶＤ装置のサ
セプタを短時間でかつ自動的に交換できるため、稼動率
を飛躍的に向上させることができると共に、作業者の安
全も図かれる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２図は第１
図のＴＩ−ＩＮ線による拡大断面図、第３図は第１図の
ＩＮ−Ａ−Ｉ線による拡大展開断面図、第４図＆′ｆ、
第１図の■−■線による拡大展開断面図、第５図は従来
装置の平面図、第６図は第５図の正面図である。 ２０・・・・・・サセプタ、　２１・・・・・・被処理
物、　２２・・・・・・ヒータ、２４・・・・・・回転
台、２７・・・・・・ロータリーアクチュエータ、３０
・・・・・・チャック、３４・・・・・・シリンダ、　
３９・・・・・・クリーニング装置、　４０・・・・・
・ガス供給ヘッド、　　４０ａ・・・・・・ガス噴出口
、　　４０ｂ・・・・・・排気口、　５０・・・・・・
被処理物搬送手段、　５１・・・・・・レール、　５２
・・・・・・搬送装置、　５９・・・・・・フィンガ、
６０　、６１・・・・・・カセット、７０・・・・・・
サセプタ交換手段、　７１・・・・・・レール、　７２
・・・・・・搬送装置、　７９・・・・・・フィンガ、
８０，８１・・・・・・サセプタ収納部（カセ　　ッ　
　ト　　）　。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のスリット状のガス噴出口を有するガス供給ヘ
   ッドと、同ガス供給ヘッドに対向させて被処理物を支持
   するサセプタとを有し、前記ガス供給ヘッドとサセプタ
   とを該サセプタの表面に沿って相対的に移動可能に構成
   した常圧ＣＶＤ装置において、個々の被処理物にそれぞ
   れ独立して対応するように形成されヒータ上に着脱自在
   に載置されるサセプタと、使用前および使用後のサセプ
   タを載置するサセプタ収納部と、同サセプタ収納部と前
   記ヒータとの間のサセプタの搬送着脱を行なうサセプタ
   交換手段とを具備することを特徴とする常圧ＣＶＤ装置
   。 ２、サセプタが、ＳｉＣ製の薄板からなることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の常圧ＣＶＤ装置。 ３、サセプタが、ＳｉＣコートカーボン製の薄板からな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の常圧Ｃ
   ＶＤ装置。 ４、ヒータが、個々のサセプタにそれぞれ独立して対応
   するように形成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１、２または３項記載の常圧ＣＶＤ装置。