JPH0453126A - 表面処理装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体製造工程での基板表面への薄膜形成
、あるいは基板表面のエツチングなど、基板表面の処理
に用いられる表面処理装置に関し、その構成として内部
に被処理基板が載置される基板台が配置されるとともに
、基板表面を処理するためのガスが導入されるガス導入
口と、基板台を取り巻いて周方向に配され前記導入され
たガスを基板表面の処理後に外部へ流出させる複数の排
気口とが形成された真空容器と、前記それぞれの排気口
に接続される排気配管と、該複数の排気配管を遣って排
出されるガスの流量を調整して真空容器内の圧力を所定
値に保つ圧力制御機構とを備えた表面処理装置に関する
。

〔従来の技術〕

この種の表面処理装置として、真空容器内に反応ガスを
導入して加熱ヒータ内蔵の基板台に載置された基板の表
面に薄膜を形成する熱ＣＶＤ装置の従来の構成例を第５
図に示す。成膜室を構成する真空容器１の内部には加熱
ヒータを内蔵した基板台２が配置され、真空容器ｌの壁
面には、薄膜成分を有する１種または複数のガスからな
る反応ガスが導入されるガス導入口３と、ゲート弁４に
より外部との気密を保って開閉される。基板搬出入のた
めの開口１４と、真空容器１内の圧力を検出する圧力セ
ンサ７に圧力を導くための開口１７と、薄膜形成に与か
った後の反応ガスを真空容器外へ排出するために基板台
２を取り巻いて周方向等間隔に複数形成された同径の円
形排気口１５とを備えている。排気口１５にはそれぞれ
金属製の排気配管５が接続され、この排気配管５の下流
側端部を集合させて各排気配管を流れる排気を１本の管
路内へ合流させた後、この合流点より下流側に配された
。ここではバターフライバルブ構造の圧力制御弁１６を
介して真空ポンプ６により外部へ排出するようにしてい
る。

このように構成された表面処理装置による成膜は、図示
されないロードロツタ室内で待機している基板をゲート
弁４を開いて真空容器１内に搬入して基板台２に載置し
、基板台２に内蔵された加熱ヒータに通電して基板を所
定温度に加熱した後、ガス導入口３から反応ガスを基板
へ向けて供給しつつ真空ポンプ６を運転し、圧力制御弁
１６の開度を調整して真空容器１内を所定の圧力に保っ
て行われる。薄膜形成に与かった反応ガスは基板の半径
方向外方へ基板台まわりの排気口から基板まわり均等に
排気される。なお、圧力制御弁１６の開度調整は、圧力
センサ７が検出した真空容器内圧力と外部に設定した圧
力との差圧に応じた量だけ圧力制御弁のサーボモータ１
６ａを回転駆動して行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来の装置では、薄膜形成に与かった反応
ガスの真空容器外への排出を、基板台まわりに周方向等
間隔に複数形成された同径の円形排気口のそれぞれに接
続された排気配管の下流側端部を集合させた後、圧力制
御弁を介して行っていた。そして、各排気口を通るガス
流量を等しくして基板まわりを均等に排気するために、
各排気配管が集合するまでの各排気配管の流れのコンダ
クタンスが等しくなるよう、同一長さに切断した複数の
金属管を同一曲率半径で曲げるか、曲がりの部分にエル
ボを用いるかした排気配管を用いていた。しかし、金属
管を曲げる場合、曲率半径を管径に比してかなり大きく
しないと、曲がりの部分で断面形状が変形してガスの通
過面積が変化し、その変化量が排気配管ごとに差異を生
じるため、排気配管の長さを長くして曲がりを小さくす
る必要があり、このために、圧力制御弁と真空容器との
間がかなり遠くなって装置が大形化するという問題があ
った。また、このために、圧力制御弁より上流側の容積
が大きくなり、圧力制御の応答性が低くなるという欠点
があった。また、曲がりの部分にエルボを用いたもので
は、エルボと直管部との溶接が必要となり、わずかでは
あるが、装置のコストが上昇するほか、圧力制御の応答
性はやや改善されるものの依然として低いという問題が
残されていた。

これらの問題点を解決するため、各排気口と排気配管と
の間に小形の圧力制御弁を介装し、この圧力制御弁を絞
ることにより、後方の排気配管のガス通過面積の変化に
よる排気配管のコンダクタンスの変化を排気量に影響さ
せないようにすることも考えられるが、この場合には、
基板まわりの排気を均等化するための各圧力制御弁の連
動が難しく、実際には均等排気が困難であるという問題
が生じる。

この発明の目的は、排気配管相互のコンダクタンスに差
異が生じても、基板まわりの均等排気が連動等の問題を
生じることなく確実に達成される。

構造の簡単な排気構造を有する表面処理装置を提供する
ことである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明においては、表面
処理装置を、基板台を取り巻いて周方向に配される複数
の排気口が被処理基板の中心を中心とする正多角形の各
頂点位置にかつ互いに合同な形状で周方向同じ向きに形
成されるとともに、前記正多角形と中心を同じくする。

該正多角形と合同な正多角形の各頂点位置に互いに合同
な形状の排気スリットが周方向同じ向きに形成され前記
複数の排気口の前面側に面内回動可能に配される円板を
備え、該円板を回動させて排気口を通過ｒるガス流量が
調整される装置とするものとする。

〔作用〕

表面処理装置をこのように構成し、排気スリットが形成
された円板を、排気口もしくは排気スリットの断面積と
比べて各排気口位置での排気の通過面積が有意に小さく
なる目的の位置まで回動させることにより、各排気口を
遣る排気路のコンダクタンスが実質的に排気口と排気ス
リットとにより形成された排気の遭遇面積のみにより決
まり、各排気配管の製作中に生じうる排気配管自体のコ
ンダクタンスの違いは基板まわりの均等排気に実質的な
影響を及ぼさなくなる。すなわち、本発明によれば、各
排気口を通る排気路のコンダクタンスが常に等しくかつ
同時に同一量可変となるとともに、この均等排気を可能
にする圧力制御機構が真空容器内に組み込まれるため、
装置の小形化も可能になる。

〔実施例〕

第１図ないし第３図に本発明による表面処理装置構成の
一実施例を示す。これらの図において第５図と同一の部
材には同一符号を付して説明を省略する。

基板台２を取り巻き、基板中心を中心とする正多角形の
各頂点位置に複数、ここでは６個形成された同径の円形
排気口１３の前面側には、排気口１３と同径の円形スリ
ット１２が排気口１３の正多角形と同心の、かつ合同な
正多角形の各頂点位置に形成された円板８が、合成樹脂
からなるリング状のガイド９０円形溝に内周縁側を案内
されて面内回動可能に配されている。この円板８の外周
縁の内側には、周方向の限られた区間内に歯車が形成さ
れ、これと噛み合う駆動歯車１１をサーボモータ１０で
回転駆動することにより、円板８のスリット１２ト真空
容器１の排気口１３との重なり状態が変化し、膜形成に
与かった反応ガスすなわち排気が遭遇する最小面積が変
化する。従って、真空容器内の圧力を所定値に保持する
のに必要な排気量によって決まる排気の通過面積の、装
置として想定される最大値よりも排気口を大きく形成す
るとともに、この排気口に接続される排気配管の内径を
排気口と同等以上とすることにより、排気口を通る排気
路のコンダクタンスが実質的に排気口１３と円形スリッ
ト１２とにより形成される排気の通過面積のみによって
決まり、排気配管の製作中に各排気配管自体のコンダク
タンスが変化したり、変化量にばらつきが生じたりして
も、各排気口を通過する排気量が排気配管自体のコンダ
クタンスの変化やそのばらつきの影響を受けることがな
くなる。

なお、従来の装置では、圧力制御弁１６に、成膜中に生
じたパーティクルが付着し、弁の動きが渋くなるため、
かなり頻繁にメンテナンス作業を行う必要があるが、本
発明の排気構造とすれば、円板８の摺動面が、パーティ
クル付着防止用のリング状防看板１９．２０により覆わ
れ、メンテナンス作業の頻度を大幅に低減させることが
できる。また、メンテナンス作業を行う場合にも、真空
容器を大気開放することにより作業が容易に可能である
。

第４図は円板８のスリット１真空容器１の排気口ともに
円弧状の長孔とした。上記実施例の変形例を示す、この
ように、幅が一定の長孔とすることにより、コンダクタ
ンスの変化量が円板８の回動角に比例する。従って、真
空容器１内への導入ガス量、真空ポンプ６の排気能力お
よび真空容器内圧力の設定値が与えられれば、必要な開
口角度が得られるよう直ちに円板を回動させることがで
き、圧力制御の応答性を高めることができる。

〔発明の効果〕

以上に延べたように、本発明においては、表面処理装置
を、基板台を取り巻いて周方向に配される真空容器壁面
の複数の排気口が被処理基板の中心を中心とする正多角
形の各頂点位置にかつ互いに合同な形状で周方向同じ閏
きに形成されるとともに、前記正多角形と中心を同じく
する。該正多角形と合同な正多角形の各頂点位置に互い
に合同な形状の排気スリットが周方向同じ向きに形成さ
れ前記複数の排気口の前面側に面内回動可能に配される
円板を備え、該円板を回動させて排気口を通過するガス
流量が調整される装置としたので、各排気口のスリット
による絞られ方が常に等しく、従って排気が通過する最
小面積が常に等しくかつ同時に同量可変となり、かつス
リットの絞りによって排気路のコンダクタンスが支配的
に変えられ、排気配管自体のコンダクタンスやそのばら
つきは排気量に実質的な影響を与えなくなるため、特に
薄膜形成の際に重要な基板面のガス流均一化を助けるた
めの基板まわりの排気の均等性が恒常的に実現可能とな
った。従ってまた、排気配管の、コンダクタンスの面か
ら見た均等性もさほどきびしさを必要としなくなり、こ
れにより、手作業を多く必要とする排気配管の製作、設
置に際して設計面、工作面での自由度が増し、装置の製
作が容易となった。さらに、圧力制御機構が真空容器内
に組み込まれ、制御対象空間の容積が真空容器内のみの
容積となり、圧力制御の応答性が向上して成膜条件が向
上し、かつ装置の小形化が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による表面処理装置構成の一実施例を示
す断面図、第２図は第１図の表面処理装置における真空
容器壁面の排気口および円板のスリットそれぞれの形成
位置と形状ならびに円板の回動駆動方法を示す平面図、
第３図は第１図の表面処理装置における円板の駆動機構
を示す要部断面図、第４図は第２図と異なる排気口およ
びスリットの形状例を示す平面図、第５図は従来の表面
処理装置の構成例を示す断面図である。 １：真空容器、２：基板台、３：ガス導入口、５：排気
配管、８：円板、１２．２２＝スリツト、！３．１５．
２３：排気口。 ふ誹゛フ 第２肥 第１図 第４図 ￥＝３肥

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）内部に被処理基板が載置される基板台が配置される
   とともに、基板表面を処理するためのガスが導入される
   ガス導入口と、基板台を取り巻いて周方向に配され前記
   導入されたガスを基板表面の処理後に外部へ流出させる
   複数の排気口とが形成された真空容器と、前記それぞれ
   の排気口に接続される排気配管と、該複数の排気配管を
   通って排出されるガスの流量を調整して真空容器内の圧
   力を所定値に保つ圧力制御機構とを備えた表面処理装置
   において、前記複数の排気口が被処理基板の中心を中心
   とする正多角形の各頂点位置にかつ互いに合同な形状で
   周方向同じ向きに形成されるとともに、前記圧力制御機
   構が、前記正多角形と中心を同じくする、該正多角形と
   合同な正多角形の各頂点位置に互いに合同な形状の排気
   スリットが周方向同じ向きに形成され前記複数の排気口
   の前面側に面内回動可能に配される円板を備え、該円板
   を回動させて排気口を通過するガス流量が調整されるこ
   とを特徴とする表面処理装置。