JPH05295551A - インライン式プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インライン式プラズマＣＶＤ装置において、
基板を所定の温度とするまでの昇温時間が短く、また、
小型、軽量で装置コストの少ないものとする。 【構成】 インライン式プラズマＣＶＤ装置において、
基板に予備加熱を行う大気加熱炉と、前記大気加熱炉か
らの予備加熱された前記基板を搬送する連結ダクトと、
前記連結ダクトから搬送された基板を真空中で所定の温
度まで加熱を行うロード室と、基板表面に膜形成を行う
反応室と、基板の冷却を行うアンロード室とを連続して
配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置におい
て基板上に薄膜を形成する薄膜形成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の薄膜形成装置のプラズマＣＶＤ装
置おいては、ロード室において真空状態で基板を所定温
度まで加熱した後、反応室において薄膜材料を構成する
元素からなる一種または数種の化合物ガスを基板上に供
給し、気相または基板表面での化学反応によって所望の
薄膜を形成させている。

【０００３】図２は従来のインライン式プラズマＣＶＤ
装置のブロック図である。図において、従来のインライ
ン式プラズマＣＶＤ装置は、ロード室３と反応室４とア
ンロード室５とから構成され、基板カート１に乗せられ
た基板２４をロード室３、反応室４及びアンロード室５
に順に移動させながら処理を施して薄膜を形成する。こ
こで、ロード室３は上方及び下方に設置されたランプヒ
ータ１９、２０を有し、基板２４を基板カート１に乗せ
て移動させながら加熱する。また、このロード室３には
真空バルブ１５を介して排気装置によって減圧されてお
り、大気と連結している仕切弁６を開放することによっ
て基板２４の搬入を行っている。また、ロード室３はチ
ェンバーリークバルブ１２を介して大気と連結される。

【０００４】ロード室３に続いて反応室４が設けられ
る。この反応室４には高周波電極３０とシースヒータ２
１が設けられ、該シースヒータ２１で加熱しながらガス
バルブ２３を介して薄膜材料を構成する元素からなる一
種または数種の化合物ガスを導入すると共に、高周波電
源２２によって前記高周波電極３０を駆動してグロー放
電を起こさせてプラズマを発生させ基板２４に薄膜を形
成する。

【０００５】薄膜が形成されると、該基板１は基板カー
ト１と共に次のアンロード室５に搬送されて冷却され
る。反応室４及びアンロード室５には、アード室３と同
様に真空バルブ１６、１７を介して排気装置が接続さ
れ、またチェンバーリークバルブ１３、１４を介して大
気と連結される。

【０００６】基板１は基板カート１上に乗せられた状態
のまま搬送装置によってロード室３、反応室４及びアン
ロード室５を順に移動する。基板１はロード室３を移動
する間にランプヒータ１９とランプヒータ２０とによっ
て予備加熱され、反応室４においてシースヒータ２１に
よって加熱されながら薄膜形成の処理が施される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
薄膜形成装置においては、以下のような問題点がある。 （１）反応室において基板が必要とする温度が例えば摂
氏５００度程度の高温であり、またロード室を基板が通
過する通過時間が５分程度の短時間の場合には、従来の
１室だけのロード室では基板の温度を所定の温度まで上
げることができない。 （２）ロード室を増設して所定の温度に基板を加熱して
昇温するには、所定の温度に達するまでの昇温時間が増
し、また装置の大型化や重量化を招くと共にコストも増
大する。

【０００８】本発明は以上の問題点を除去し、基板を所
定の温度とするまでの昇温時間が短く、また、小型、軽
量で装置コストも少ないインライン式プラズマＣＶＤ装
置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の欠点を
克服するために、インライン式プラズマＣＶＤ装置にお
いて、基板に予備加熱を行う大気加熱炉と、前記大気加
熱炉からの予備加熱された前記基板を搬送する連結ダク
トと、前記連結ダクトから搬送された基板を真空中で所
定の温度まで加熱を行うロード室と、基板表面に膜形成
を行う反応室と、基板の冷却を行うアンロード室とを連
続して配置したものである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、基板は大気加熱炉においてロ
ード室で加熱される前に予備加熱され、さらにロード室
で加熱された後反応室で薄膜形成されアンロード室にお
いて冷却が行われる。そして、以上のような構成によっ
て、基板をロード室に導入する前にある程度まで予備的
に加熱することができ、基板の加熱温度が高く、またロ
ード室での基板の加熱時間が短時間の場合であっても基
板を所定の温度まで十分に加熱することができる。

【００１１】また、大気加熱炉における加熱は、その熱
伝導率が減圧下のロード室での加熱と比較して良いので
昇温時間を短縮することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。図１は本発明のインライン式プラ
ズマＣＶＤ装置のブロック図である。図において、ロー
ド室３と反応室４とアンロード室５の装置部分の構成は
従来のインライン式プラズマＣＶＤ装置と同じであり、
本発明のインライン式プラズマＣＶＤ装置は該装置部分
のロード室３の入口側に大気加熱炉２と連結ダクト１８
を設け、大気加熱炉２によって基板２４を予備加熱する
ものである。

【００１３】始めに大気加熱炉２について説明する。大
気加熱炉２は、ヒータ３１、３２などからなる加熱装置
とステンレスチェーンコンベア２５の搬送装置とを有
し、ガス導入バルブ１０とガス排気バルブ１１が接続さ
れている。ガス導入バルブ１０からは通常Ｎ₂ やＨｅ等
の基板の薄膜形成に影響を与えないような希ガスが導入
され、大気加熱炉２内を基板面が汚染されない状態で内
部圧を大気圧と同レベルとしている。また、大気加熱炉
２の端部には、基板２４を乗せた基板カート１を搬入及
び搬出するための入口とびら２６と出口とびら２７が設
けられている。基板２４は基板カート１に乗せられた状
態のままステンレスチェーンコンベア２５によって入口
とびら２６から大気加熱炉２内に搬入され、大気加熱炉
２内を搬送中にヒータ３１、３２などからなる加熱装置
によって加熱される。この加熱によって基板２４はある
程度まで昇温され、出口とびら２７から連結ダクト１８
に搬出される。

【００１４】次に、連結ダクトについて説明する。連結
ダクト１８は前記大気加熱炉２とロード室３との間に設
置され、ガス導入バルブ２８とガス排気バルブ２９が接
続されている。ガス導入バルブ２８からは大気加熱炉２
に導入されるガスと同様に通常Ｎ₂ やＨｅ等の希ガスが
導入され、大気加熱炉２内を基板面が汚染されない状態
で内部圧を大気圧と同レベルとしている。大気加熱炉２
において予備加熱された基板２４は、その基板面が汚染
されない状態で反応室３に搬送される。連結ダクト１８
とロード室３との間には仕切弁６が設けられ、大気圧の
連結ダクト１８と、減圧状態のロード室３とを区切って
いる。

【００１５】大気加熱炉２において予備加熱された基板
２４は連結ダクト１８から仕切弁６を介してロード室３
に搬入される。ロード室３に搬入された基板２４は、従
来のインライン式プラズマＣＶＤ装置と同様にして薄膜
形成処理が行われる。基板２４はロード室３に搬入され
たとき予備加熱された状態にあるので、ロード室３での
基板２４の所定温度への昇温は従来のインライン式プラ
ズマＣＶＤ装置と比較して容易となる。したがって、ロ
ード室３での加熱の時間を短縮することができる。

【００１６】ここで、予備加熱手段としてロード室を複
数個用いた場合との比較を行う。図３はロード室３を複
数個用いた場合のインライン式プラズマＣＶＤ装置のブ
ロック図である。図の構成は、基板２４の予備加熱の手
段として複数個のロード室３を連結したものであり、基
板カート１に乗せられて搬送される基板２４は複数個の
ロード室３を通過する間に加熱される。この構成によっ
て、ロード室３を通過する通過の速度が速い場合におい
ても、基板２４を所定の温度まで加熱することができ
る。しかしながら、このロード室３を複数個用いた場合
には、ロード室３を減圧状態に維持するための構造が必
要であり、またロード室３を減圧するための排気装置を
増設する必要であるため、ロード室は大型となり重量も
増大することになる。

【００１７】これに対して、本発明のインライン式プラ
ズマＣＶＤ装置の大気加熱炉２及び連結ダクト１８から
なる予熱手段は、減圧状態を維持するための構造が不要
であり、また室を減圧するための排気装置が不要であ
る。したがって、大気加熱炉２は、ロード室３と比較し
て小型で軽量とすることができる。さらに、大気加熱炉
２内での加熱は、減圧下での加熱と比較して熱伝導率が
よいので基板２４を昇温させるために要する時間を短縮
することができる。

【００１８】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図４は本発明のインライン式プラズマＣＶＤ装置
の第２の実施例のブロック図である。予備加熱の段階に
おいて、第１の実施例の様なあるガス雰囲気中で予備加
熱を行う必要が無い場合には、大気加熱炉２内へのガス
の導入、排出のためのガス導入バルブやガス排出バルブ
等の設備や、大気加熱炉２とロード室３とを連結する連
結ダクト１８及びその連結ダクト１８へのガスの導入、
排出のためのガス導入バルブやガス排出バルブ等の設備
を省略することができる。

【００１９】この場合においては、基板２４は基板カー
ト１に乗せられた状態で搬送され、大気加熱炉２内にお
いてはステンレスチェーンコンベア２５で搬送中に大気
雰囲気中で予備加熱が行われる。予備加熱された基板２
４は、基板カート１と共に仕切弁６を通過してロード室
３内に挿入され、以後は通常の薄膜形成が行われる。な
お、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを
本発明の範囲から排除するものではない。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 （１）基板をロード室に導入する前にある程度まで予備
的に加熱することができ、基板の加熱温度が高く、また
ロード室での基板の加熱時間が短時間の場合であっても
基板を所定の温度まで十分に加熱することができる。 （２）大気加熱炉における加熱は、その熱伝導率が減圧
下のロード室での加熱と比較して良いので昇温時間を短
縮することができる。 （３）大気加熱炉及び連結ダクトからなる予熱手段は、
減圧状態を維持するための構造が不要であり、また室内
を減圧するための排気装置が不要である。したがって、
装置を小型で軽量とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインライン式プラズマＣＶＤ装置のブ
ロック図である。

【図２】従来のインライン式プラズマＣＶＤ装置のブロ
ック図である。

【図３】ロード室３を複数個用いた場合のインライン式
プラズマＣＶＤ装置のブロック図である。

【図４】本発明のインライン式プラズマＣＶＤ装置の第
２の実施例のブロック図である。

【符号の説明】

１…基板カート、２…大気加熱炉、３…ロード室、４…
反応室、５…アンロード室、６，７，８，９…仕切弁、
１０，２８…ガス導入バルブ、１１，２９…ガス排出バ
ルブ、１２，１３，１４…チェンバーリークバルブ、１
５，１６，１７…真空バルブ、１８…連結ダクト、１
９，２０…ランプヒータ、２４…基板、２５…ステンレ
スチェーンコンベア、２６…入口とびら、２７…出口と
びら、３１，３２…ヒータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インライン式プラズマＣＶＤ装置におい
   て、（ａ）基板に予備加熱を行う大気加熱炉と、（ｂ）
   前記大気加熱炉からの予備加熱された前記基板を搬送す
   る連結ダクトと、（ｃ）前記連結ダクトから搬送された
   基板を真空中で所定の温度まで加熱を行うロード室と、
   （ｄ）基板表面に膜形成を行う反応室と、（ｅ）基板の
   冷却を行うアンロード室とを連続して配置してなること
   を特徴とするインライン式プラズマＣＶＤ装置。