JPH03138369A - 低温処理装置 - 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】 以下の順序に従って本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ９発明の概要 Ｃ１従来技術 り９発明が解決しようとする問題点 Ｅ０問題点を解決するための手段 Ｆ０作用 Ｇ、実施例［第１図］ Ｈ８発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明は低温処理装置、特に反応種の露点以下という低
温（例えば−７０〜−１００℃）下で半導体ウニ八等の
被処理基板に成膜、エツチング等の処理を施す低温処理
装置に関する。

（Ｂ、発明の概要） 本発明は、上記の低温処理装置において、被処理基板支
持手段への反応種の堆積を防止するため。

低温処理室外部にてトレイ冷却手段により冷却したトレ
イにより被処理基板を載置し、この状態で被処理基板な
トレイごと低温処理室内に搬送して低温処理を行うよう
にしてなるものである。

（Ｃ，従来技術） ＣＶＤ技術は半導体ウェハ上に多結晶シリコン等の半導
体膜、Ｓｔｏｗ、ＳｉＮ等の絶縁膜、あるいは導電膜を
形成するのに利用され、半導体製造技術の一つとして重
要な位置を占めている。

ところで、従来のＣＶＤ技術は気相でＣＶＤを行うもの
であったが、この気相でのＣＶＤでは半導体素子の微細
化に対応することが難しくなりつつある。というのは、
半導体素子の微細化に伴い、高アスペクトレシオの溝や
ホール（コンタクトホール、スルーホール）を絶縁膜、
導電膜、半導体膜で埋めたり、あるいは凹凸のある面に
平坦化用絶縁膜を形成する技術の重要性が増しているが
、微細化が非常に激しいのでアスペクトレシオの高い溝
やホールそして凹凸のある面の凹部を気相によるＣＶＤ
により形成した膜では完全に埋めることが難しくなって
いるからである。

そこで、最近、半導体ウェハをＯ°以下に冷却して堆積
種の半導体ウニ八表面への吸着率を上げる−という着想
を発展させたところの液相ＣＶＤ技術が提案されている
（例えば応用物理学会゛８８春予稿集５２５頁、５ｓＤ
ＰＪ／１゛８７予稿集４５１頁、ＳＳＤＭ’　８８予稿
集５４９頁）、この液相ＣＶＤ技術は半導体ウェハを堆
積種の露点以下に冷却してその堆積種を液相に変換させ
てＣＶＤを行うものであり、堆積種が液相なので溝、ホ
ールその他の凹部がどんなに小さ（またアスペクトレシ
オが高くても溝等を堆積膜で埋めることができるという
利点を有するのである。

ところで、その低温で液相ＣＶＤを行う従来の低温処理
装置は、一般に堆積室内においてサセプタによって支持
した半導体ウェハをそのサセプタにより冷却し、外部か
ら堆積室内へ導入した活性種を半導体ウェハに吹き付け
て半導体ウニへ表面に膜を堆積させるようにしたもので
あった。

また、ドライエツチングを低温下で行う技術もあり、特
開昭６３−５６９２０号公報等によって紹介されている
。

（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）ところで、上述
した従来の低温処理装置によれば、堆積室内においてサ
セプタにより支持された半導体ウニへの表面だけでなく
そのサセプタも露点以下と低い温度になっているので、
堆積室内に供給されたガス状の活性種がサセプタの半導
体ウェハの外側にあたる部分においても露点以下に冷却
されて液相の膜となりサセプタ上に堆積してしまう。そ
して、この堆積膜は除去しなければならないので、装置
のメンテナンス頻度を多くするという問題があった。

また、半導体ウェハを低温処理を行うチャンバー内にて
サセプタ等により冷却するようにすると、チャンバー構
成がきわめて複雑になり、冷却機構によりガスの流れ等
が無視できない影響をうけるので、低温処理の各パラメ
ータが制御しに（くなるという問題もあった。

本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、被処理基板を支持する支持手段への反応種の堆積
を防止することができ、しかも低温処理をする低温処理
室の構成が簡単で且つ低温処理のパラメータを制御し易
い新規な低温処理装置を提供することを目的とする。

（Ｅ、問題点を解決するための手段） 本発明低温処理装置は上記問題点を解決するため、低温
処理室の外部にてトレイ冷却手段により冷却したトレイ
により被処理基板を載置し、この状態で被処理基板をト
レイごと低温処理室内に搬送して低温処理を行うように
してなることを特徴とする。

（Ｆ、作用） 本発明低温処理装置によれば、低温処理室外で被処理基
板を支持するトレイな冷却するので、冷却するとき毎に
トレイの堆積膜を除去することが可能である。従って、
トレイに堆積膜が厚く形成されるのを防止することがで
きる。

そして、トレイ冷却手段を低温処理室の外部に設けたの
で低温処理室の構成を簡単にすることができ、また低温
処理のパラメータが制御し易くなる。

（Ｇ、実施例）［第１図］ 以下、本発明低温処理装置を図示実施例に従って詳細に
説明する。

第１図は本発明低温処理装置の概略構成図である。同図
には本発明の本質に係る部分のみを示した。

図面において、■はロードロツタ室で、該室１内には低
温処理が施される半導体ウェハ２．２、・・・が収納さ
れている。３はゲートバルブで、ロードロック室１は該
ゲートバルブ３を介して冷却室４と接している。該冷却
室４は、その下側に設けられたトレイ冷却室５において
冷却されここから送られたトレイ６によりロードロック
室１からの半導体ウェハ２を堆積種の露点以下の温度に
冷却する部屋である。トレイ６はトレイ冷却室Ｓ内で冷
却された後、低温処理に必要な時間半導体ウェハ６を所
定の低い温度に保つだけの熱容量−を有している。

７はトレイ冷却室５内に設けられたトレイ冷却手段であ
る。８はゲートバルブで、該ゲートバルブ８を介して冷
却室４が低温処理室９と接している。低温処理室９は半
導体ウェハ２に対して低温でのＣＶＤあるいはエツチン
グ等の処理を施す部屋である。半導体ウェハ２はトレイ
冷却室５で既に冷却済のトレイ６によりこれに支持され
た状態で冷却室４内において冷却されているので、低温
処理室９内においては冷却されない。低温処理されるだ
けである。しかして、低温処理室９内部にはトレイ冷却
手段なるものは特に設けられていない。

１０はゲートバルブで、該ゲートバルブ１０を介して低
温処理室９が加熱室１１と接している。

該加熱室１１は半導体ウェハ２を大気に取り出すときに
露結させないように加熱する部屋で、低温処理室９内に
て低温処理を終えた半導体ウェハ２はゲートバルブ１０
を通して加熱室１１に運ばれる。

一方、半導体ウェハ２を支持していたトレイ６は低温処
理室９からこの下側に設けられたトレイパージ室１２に
運ばれる。そして、該トレイパージ室１２に運ばれたト
レイ６は低温処理室９内においての低温処理によって堆
積した反応種が図示しない例えばガスジェットノズル等
によるガスの吹き付けによって除去され、清浄にされる
。そして、その後、このトレイ６は上記トレイ冷却室５
内に搬送されそこで冷却される。

このように、トレイ６．６．６．６はトレイ冷却室５、
冷却室４、低温処理室９、トレイパージ室１２を循環し
ている。

１３は加熱室１１にて半導体ウェハ２を支持して加熱す
る加熱用トレイで、加熱室１１の下側に配置されたトレ
イ加熱室１４内において例えば１００℃程度の温度で加
熱され、その時蓄えた熱により半導体ウェハ２を加熱す
るのである。該加熱用トレイ１３は加熱室１１で半導体
ウェハ２に対する加熱が終るとトレイ加熱室１４へ送ら
れてここで加熱され、加熱が終ると加熱室ｌｌ内に送ら
れてここで半導体ウェハ２を加熱するのである。該加熱
用トレイ１３は低温処理を終えた半導体ウェハ２を大気
に出したとき露結しない程度の温度まで加熱できるよう
な熱容量を有している。

該加熱室１１はゲートバルブ１５を介してアンロードロ
ック室１６と接しており、加熱室１１で加熱された半導
体ウェハ２は上記ゲートバルブ１５を通してアンロード
ロック室１６に搬送される。そして、該室１６から大気
に半導体ウェハ２が取り出される。

尚、１７はトレイ加熱１４とトレイパージ室１２との間
を熱的に遮断する断熱隔壁である。

本低温処理装置によれば、トレイ冷却室５において冷却
されたトレイ６よって半導体ウェハ２が冷却室４にて冷
却されるので低温処理室９内部においては冷却されない
。従って、低温処理室９の内部には冷却手段を設ける必
要がない。依って、従来における冷却手段によってガス
の流れ等が影響されて低温処理のパラメータの制御が難
しくなるという問題を回避−することができる。

そして、冷却用トレイ６は低温処理室９においての低温
処理が済む毎に低温処理室９からトレイバージ室１２へ
搬送され低温処理時に堆積した膜がそのトレイパージ室
１２内において除去される。従って、従来におけるよう
にサセプタに堆積する膜が徐々に厚くなり、低温処理に
悪影響を及ぼしたり、堆積膜を除去するためにメンテナ
ンスを必要としコスト増を招（という問題を回避するこ
とができる。

また、従来においては露結防止のための加熱を加熱用ラ
ンプにより光線を照射することにより行っていたので半
導体ウェハ２の裏面まで充分に加熱できない場合が多々
生じたが、本低温処理装置によればトレイ１４において
加熱された加熱用トレイ１３によって半導体ウェハ２が
支持された状態で加熱されるので半導体ウェハ２が有効
に加熱されることになり、露結の虞れを完全になくすこ
とができる。

尚、上記実施例においては冷却室４における冷却を冷却
用トレイのみにより行うようにしていたが一必ずしもそ
のようにする必要はなく、冷却用トレイによる冷却とそ
れ以外の手段による冷却とを冷却室４において行うよう
にしても良い。同様に、加熱室１１での加熱を加熱用ト
レイ１３のみで行うのではなくトレイ１３以外の手段に
よって行うようにしても良い。あるいは、トレイ１３と
それ以外の手段を併用して加熱を行うようにしても良い
。また、トレイ１３を循環させるのではなく、トレイを
加熱室１１内部に位置を固定させ、トレイ内部にヒータ
ーを設けてそのヒーターにより加熱するようにしても良
い。

尚、上記実施例においては低温処理室９と加熱室１１と
の間にゲートバルブｌＯのみが介在するだけであったが
、画室間の温度差が大きいのでその間に熱的にバッファ
室を介在させるようにすると各室９．１１の温度制御が
しやすくなる。

このように、本発明は種々の態様で実施することができ
、第１図に示した実施例に限定されるものではない。

（Ｈ，発明の効果） 以上に述べたように、本発明低温処理装置は、低温処理
室と、該低温処理室が外部に設けられたトレイ冷却手段
を少な（とも備え、該トレイ冷却手段により冷却された
トレイに被処理基板を載置させて上記低温処理室内に搬
送し、該低温処理室内にて上記被処理基板に対する低温
処理を行うようにしてなることを特徴とするものである
。

従って、本発明低温処理装置によれば、低温処理室外で
被処理基板を支持するトレイな冷却するので、冷却する
とき毎にトレイの堆積膜を除去することが可能である。

依って、トレイに堆積膜が厚く形成されるのを防止する
ことができる。

そして、トレイ冷却手段を低温処理室外に設けたので低
温処理室の構成を簡単にすることができ、また低温処理
のパラメータが制御し易くなる。

第１図は本発明低温処理装置の一つの実施例を示す概略
構成図である。

符号の説明 ２・・・被処理基板、 ６・・・加熱用トレイ、 ７・・・トレイ冷却手段、 ９・・・低温処理室。

出　願　人　　ソニー株式会社

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）低温処理室と、 上記低温処理室の外部に設けられたトレイ冷却手段と、 を少なくとも備え、 上記トレイ冷却手段により冷却されたトレイに被処理基
   板を載置させて上記低温処理室内に搬送し、該低温処理
   室内にて上記被処理基板に対する低温処理を行うように
   してなる ことを特徴とする低温処理装置