JPH08218172A - Gas treating device - Google Patents
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- JPH08218172A JPH08218172A JP4634495A JP4634495A JPH08218172A JP H08218172 A JPH08218172 A JP H08218172A JP 4634495 A JP4634495 A JP 4634495A JP 4634495 A JP4634495 A JP 4634495A JP H08218172 A JPH08218172 A JP H08218172A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はガス処理装置に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a gas treatment device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体製造工程では、シリコンなどの半
導体ウエハ（以下「ウエハ」という）上に集積回路を形
成するために、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）やスパッタリングなどの成膜
処理が行われる。このような成膜処理では薄膜をウエハ
上に均一に処理するためにウエハの全面を所定の温度に
均一に加熱維持することが重要な技術となっている。2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing process, a CVD (Chemical Vapor) is used to form an integrated circuit on a semiconductor wafer such as silicon (hereinafter referred to as "wafer").
A film forming process such as Deposition) or sputtering is performed. In such a film forming process, it is an important technique to uniformly heat and maintain the entire surface of the wafer at a predetermined temperature in order to uniformly process the thin film on the wafer.
【０００３】ウエハを加熱する方法としては大別してヒ
ータによる加熱とランプなどのエネルギー線を用いる方
法とがあり、このうち例えばセラミックスヒータを用い
た成膜処理装置のウエハ載置台及びその周辺の構造は従
来例えば図７に示すように構成されている。即ち真空チ
ャンバよりなる処理室の下部には、ウエハ載置台を兼用
するセラミックス体１が配置され、このセラミックス体
１の中には例えばタングステンなどの抵抗発熱線１１が
埋設されている。この抵抗発熱線１１の両端部は端子部
１２を介して、セラミックス体１の外から配線された例
えば銅よりなる給電線１３に接続されており、この給電
線１３はステンレスなどよりなるシースワイヤ１３ａに
囲まれて処理室の壁１４の外に引き出されている。Methods for heating a wafer are roughly classified into heating by a heater and a method of using energy rays such as a lamp. Of these, for example, the structure of the wafer mounting table and its periphery of a film forming apparatus using a ceramics heater is Conventionally, for example, it is configured as shown in FIG. That is, a ceramic body 1 which also serves as a wafer mounting table is disposed below a processing chamber formed of a vacuum chamber, and a resistance heating wire 11 made of, for example, tungsten is embedded in the ceramic body 1. Both ends of the resistance heating wire 11 are connected via terminals 12 to a power supply line 13 made of, for example, copper and wired from outside the ceramic body 1. The power supply line 13 is connected to a sheath wire 13a made of stainless steel or the like. It is surrounded and drawn out of the wall 14 of the processing chamber.
【０００４】またセラミックス体１の中には、通常シー
ス熱電対と呼ばれる熱電対ユニット１４ａが挿入され、
これによりセラミックス体１の温度制御が行われる。こ
のシース熱電対１４ａは、例えば熱電対をステンレスな
どよりなるシースワイヤの中に収納して構成され、セラ
ミックス体１の下部に例えば穴１４ｂを形成してこの穴
１４ｂの中に挿入されている。A thermocouple unit 14a usually called a sheath thermocouple is inserted in the ceramic body 1,
Thereby, the temperature control of the ceramic body 1 is performed. The sheath thermocouple 14a is configured by housing the thermocouple in a sheath wire made of stainless steel, for example, and forms a hole 14b in the lower portion of the ceramic body 1 and inserts it into the hole 14b.
【０００５】このような成膜処理装置では、処理室内を
所定の真空度にして成膜ガスを供給すると共に、抵抗発
熱線１１に給電線１３を介して給電することによりセラ
ミックス体１を加熱し、シース熱電対１４ａの温度検出
値にもとずいてセラミックス体１の温度、つまりウエハ
Ｗの温度を一定になるようにコントロールして成膜を行
っている。In such a film forming apparatus, the processing chamber is set to a predetermined vacuum degree to supply the film forming gas, and the resistance heating wire 11 is supplied with power via the power supply line 13 to heat the ceramic body 1. Based on the detected temperature value of the sheath thermocouple 14a, the temperature of the ceramic body 1, that is, the temperature of the wafer W is controlled to be constant, and the film formation is performed.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで給電線１２を
覆っているシースワイヤ１３ａは金属であるため、セラ
ミックス体１とは熱膨脹率が大きく異なり、成膜処理の
温度は例えば６００℃〜７００℃もの高温であることか
らシースワイヤ１３ａとセラミックス体１とを接合した
としても割れが起きやすく、これらを接合することが非
常に困難である。このため端子部１２は露出していて処
理室の中の雰囲気と接触することとなるが、成膜ガスと
してはハロゲン化ガスを用いることが多いので、気相反
応により腐食性の強いハロゲンガスが生成され、しかも
プロセス中は高温となってハロゲンガスの腐食性が極め
て強くなるため、端子部１２が腐食してその腐食生成物
が剥離し、パーティクルを発生させるし、またその寿命
が短かった。By the way, since the sheath wire 13a covering the power supply line 12 is made of metal, its coefficient of thermal expansion is greatly different from that of the ceramic body 1, and the temperature of the film forming process is as high as 600 ° C. to 700 ° C., for example. Therefore, even if the sheath wire 13a and the ceramic body 1 are joined together, cracks are likely to occur, and it is very difficult to join them. Therefore, the terminal portion 12 is exposed and comes into contact with the atmosphere in the processing chamber. However, since a halogenated gas is often used as the film forming gas, a halogen gas that is highly corrosive due to a gas phase reaction is generated. Moreover, since the halogen gas is generated and the temperature is high during the process, the corrosiveness of the halogen gas becomes extremely strong, so that the terminal portion 12 corrodes, the corrosion product is peeled off, particles are generated, and the life thereof is short.
【０００７】そして端子部１２の腐食の問題の他にも端
子部１２間に導電性のある膜が付着してショートを起こ
すことがあった。この結果抵抗発熱線１１に安定して電
力を供給することができなくなってセラミツク体１の温
度即ちウエハＷの温度が不安定になり、膜厚の面内均一
性が悪くなるなど所定の成膜処理が行えないことがあっ
た。In addition to the problem of corrosion of the terminal portion 12, a conductive film may adhere between the terminal portions 12 to cause a short circuit. As a result, it becomes impossible to stably supply electric power to the resistance heating wire 11, the temperature of the ceramic body 1, that is, the temperature of the wafer W becomes unstable, and the in-plane uniformity of the film thickness deteriorates. Sometimes it could not be processed.
【０００８】一方本発明者は、シースワイヤなどの給電
線と端子部とを耐蝕性の金属管の中に収納し、金属管の
一端部をセラミックスの熱膨張率に近似した金属により
構成してこの一端部をセラミックス体の中に埋設するこ
とも検討している。しかしながらこの場合にも処理室を
洗浄するためのＣｌＦ3 、ＮＦ3 ガス等により金属管が
腐食し、これが剥離してパーティクルの原因になるし、
また金属管のセラミックスヒータの近傍は、ヒータと同
程度の温度になっているため、この部分で成膜反応が起
こり、これが厚く成長すると剥離してやはりパーティク
ルの原因になる。On the other hand, the inventor of the present invention stores a power supply line such as a sheath wire and a terminal portion in a corrosion-resistant metal tube, and constructs one end of the metal tube from a metal having a coefficient of thermal expansion close to that of ceramics. We are also considering embedding one end in a ceramic body. However, even in this case, the metal tube is corroded by ClF 3 , NF 3 gas or the like for cleaning the processing chamber, and this peels off to cause particles,
Further, since the temperature of the metal tube near the ceramics heater is about the same as that of the heater, a film-forming reaction occurs at this portion, and if it grows thickly, it peels off to cause particles.
【０００９】本発明はこのような事情の下になされたも
のであり、その目的は、被処理体の加熱手段の配線構造
部分あるいは給電路を取り囲む金属管からのパーティク
ルの発生、金属管の腐食による破壊、金属管腐食生成物
の膜中へのとり込み等を防止することができるガス処理
装置を提供することにある。The present invention has been made under such circumstances, and its object is to generate particles from a metal pipe surrounding a wiring structure portion of a heating means of a target object or a power feeding path and to corrode the metal pipe. It is an object of the present invention to provide a gas treatment device capable of preventing destruction due to the above, incorporation of a corrosion product of a metal pipe into a film, and the like.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、被処
理体に対して処理ガスにより処理を行うための気密な処
理室と、この処理室の中に設けられ、被処理体を加熱す
るために耐熱性の絶縁体の中に抵抗発熱体を内蔵してな
る加熱手段と、一端が前記抵抗発熱体に電気的に接続さ
れると共に他端側が前記処理室の外に配線された給電路
と、を含むガス処理装置において、前記加熱手段と処理
室の壁部との間において前記給電路を間隙を介して取り
囲むと共に、処理室内雰囲気と内部空間とは通気可能な
ように設けられた、耐蝕性の非金属材よりなる保護管
と、この保護管内に不活性ガスを導入するためのガス導
入部と、を備えたことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, an airtight processing chamber for processing an object to be processed with a processing gas, and a heating chamber provided in the processing chamber to heat the object to be processed are provided. In order to achieve this, a heating means having a resistance heating element built in a heat-resistant insulator, and a power supply whose one end is electrically connected to the resistance heating element and the other end side is wired outside the processing chamber A gas treatment device including a passage, and the electricity supply passage is surrounded by a gap between the heating means and the wall portion of the treatment chamber, and the atmosphere and the interior space of the treatment chamber are vented. A protective tube made of a corrosion-resistant non-metallic material and a gas introduction part for introducing an inert gas into the protective tube are provided.
【００１１】請求項２の発明は、被処理体に対して処理
ガスにより処理を行うための気密な処理室と、この処理
室の中に設けられ、被処理体を加熱するために耐熱性の
絶縁体の中に抵抗発熱体を内蔵してなる加熱手段と、一
端が前記抵抗発熱体に電気的に接続されると共に他端側
が前記処理室の外に配線された給電路と、を含むガス処
理装置において、前記加熱手段と処理室の壁部との間に
おいて前記給電路を間隙を介して取り囲むように設けら
れた、耐蝕性の非金属材よりなる保護管と、この保護管
内に不活性ガスを導入するためのガス導入部と、を備
え、保護管内に導入された不活性ガスが少なくとも前記
保護管と加熱手段との隙間から処理室内の雰囲気に排出
されることを特徴とする。According to the second aspect of the present invention, an airtight processing chamber for processing the object to be processed with a processing gas, and a heat-resistant chamber provided in the processing chamber for heating the object to be processed are provided. A gas including heating means having a resistance heating element built in an insulator, and a power supply path having one end electrically connected to the resistance heating element and the other end side wired outside the processing chamber. In the processing apparatus, a protection tube made of a corrosion-resistant non-metallic material, which is provided so as to surround the power supply path with a gap between the heating means and the wall of the processing chamber, and an inert gas inside the protection tube. A gas introduction part for introducing gas, and the inert gas introduced into the protective tube is discharged into the atmosphere in the processing chamber through at least the gap between the protective tube and the heating means.
【００１２】請求項３の発明は、被処理体に対して処理
ガスにより処理を行うための気密な処理室と、この処理
室の中に設けられ、被処理体を加熱するために耐熱性の
絶縁体の中に抵抗発熱体を内蔵してなる加熱手段と、一
端が前記抵抗発熱体に電気的に接続されると共に他端側
が前記処理室の外に配線された給電路と、を含むガス処
理装置において、前記給電路を絶縁した状態で収納し、
両端が夫々前記絶縁体及び処理室の壁部に接合されると
共に少なくとも絶縁体と接合される端部がこの絶縁体の
熱膨張率と近似している耐蝕性の金属管と、前記加熱手
段と処理室の壁部との間において前記金属管を間隙を介
して取り囲むように設けられた、耐蝕性の非金属材より
なる保護管と、この保護管内に不活性ガスを導入するた
めのガス導入部と、を備え、保護管内に導入された不活
性ガスが少なくとも前記保護管と加熱手段との隙間から
処理室内の雰囲気に排出されることを特徴とする。According to the third aspect of the present invention, an airtight processing chamber for processing the object to be processed with the processing gas, and a heat-resistant chamber provided in the processing chamber for heating the object to be processed are provided. A gas including heating means having a resistance heating element built in an insulator, and a power supply path having one end electrically connected to the resistance heating element and the other end side wired outside the processing chamber. In the processing device, the power feeding path is stored in an insulated state,
Corrosion-resistant metal tubes whose both ends are respectively joined to the insulator and the wall of the processing chamber, and at least the ends joined to the insulator are close to the coefficient of thermal expansion of the insulator, and the heating means. A protective tube made of a corrosion-resistant non-metallic material, which is provided so as to surround the metal tube with a gap between the wall of the processing chamber, and a gas introduction for introducing an inert gas into the protective tube. And an inert gas introduced into the protective tube is discharged into the atmosphere in the processing chamber through at least the gap between the protective tube and the heating means.
【００１３】請求項４の発明は、請求項１、２または３
記載のガス処理装置において、加熱手段は、セラミック
ス体の中に抵抗発熱体を内蔵してなるセラミックスヒー
タであることを特徴とする。The invention of claim 4 is the invention of claim 1, 2 or 3.
In the gas treatment apparatus described above, the heating means is a ceramics heater in which a resistance heating element is contained in the ceramics body.
【００１４】請求項５の発明は、請求項１、２、３また
は４記載のガス処理装置において、、保護管は石英によ
り構成されていることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the gas treatment device according to the first, second, third or fourth aspect, the protective tube is made of quartz.
【００１５】請求項６の発明は、請求項５のガス処理装
置において、塩素及び弗素の少なくとも一方を含む洗浄
ガスにより処理室を洗浄するように構成されていること
を特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the gas treatment apparatus according to the fifth aspect, the treatment chamber is cleaned with a cleaning gas containing at least one of chlorine and fluorine.
【００１６】[0016]
【作用】被処理体に対して処理ガスにより処理を行って
いる間、保護管内に不活性ガスを導入する。この不活性
ガスは例えば保護管の一端と加熱手段との間の隙間、及
び保護管の他端と処理室の底部との間の隙間から処理室
の雰囲気に排出される。従って給電路が露出する雰囲気
は不活性ガス雰囲気になり、処理ガスとの接触を防止で
きるので、給電線や端子部の腐食が防止できる。The inert gas is introduced into the protective tube while the object to be processed is being processed with the processing gas. This inert gas is discharged into the atmosphere of the processing chamber through, for example, a gap between one end of the protective tube and the heating means and a gap between the other end of the protective tube and the bottom of the processing chamber. Therefore, the atmosphere in which the power supply path is exposed becomes an inert gas atmosphere, and it is possible to prevent contact with the processing gas, so that it is possible to prevent corrosion of the power supply line and the terminal portion.
【００１７】また給電路を金属管で囲み、この金属管の
一端を加熱手段の絶縁体例えばセラミックスに接合する
ことにより配線の端子部が処理室内と気密に隔離される
ため端子部の腐食のおそれはなく、また金属管は不活性
ガス雰囲気におかれるので金属管が腐食するおそれもな
い。そして処理室内を例えばＣｌＦ3 、ＮＦ3 ガスによ
り洗浄する場合この洗浄ガスが金属管の表面に達しない
ので腐食が起こらない。Also, by enclosing the power supply path with a metal tube and joining one end of this metal tube to the insulator of the heating means, for example, ceramics, the terminal portion of the wiring is airtightly isolated from the processing chamber, so that the terminal portion is not corroded. This is not the case, and since the metal pipe is placed in an inert gas atmosphere, there is no risk of corrosion of the metal pipe. When the processing chamber is cleaned with, for example, ClF 3 or NF 3 gas, this cleaning gas does not reach the surface of the metal tube, so corrosion does not occur.
【００１８】[0018]
【実施例】図１は本発明のガス処理装置をＣＶＤ装置に
適用した実施例を示す図である。図１において２は例え
ばアルミニウムよりなる気密な処理室であり、側壁には
ウエハＷの搬入口、搬出口を夫々開閉するゲートバルブ
Ｇ１、Ｇ２が設けられると共にこの処理室２の上部に
は、例えばガス供給管２１ａ、２１ｂから夫々送られた
ＴｉＣｌ4 ガス及びＮＨ3 ガスを処理室２内に別々に供
給するためのガス供給部２１が設けられている。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment in which the gas processing apparatus of the present invention is applied to a CVD apparatus. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes an airtight processing chamber made of, for example, aluminum, and gate valves G1 and G2 for opening and closing a loading port and a loading port for the wafer W are provided on a side wall of the processing chamber 2. A gas supply unit 21 for separately supplying the TiCl 4 gas and the NH 3 gas sent from the gas supply pipes 21 a and 21 b into the processing chamber 2 is provided.
【００１９】前記処理室２内には、前記ガス供給部２１
と対向するようにウエハ載置部をなす加熱手段例えばセ
ラミックスヒータ３０が設けられ、このセラミックスヒ
ータ３０は絶縁体例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、
窒化シリコン（ＳｉＮ）あるいは酸化アルミニウム（Ａ
ｌ2 Ｏ3 ）などからなるセラミックス体３を備えてい
る。このセラミックス体３は、支持ロッド３１を介して
処理室２の底面に支持されている。In the processing chamber 2, the gas supply section 21 is provided.
A heating means such as a ceramics heater 30 that forms a wafer mounting portion is provided so as to face the ceramics heater 30. The ceramics heater 30 is an insulator such as aluminum nitride (AlN).
Silicon nitride (SiN) or aluminum oxide (A
1 2 O 3 ) and the like. The ceramic body 3 is supported on the bottom surface of the processing chamber 2 via a support rod 31.
【００２０】そして前記セラミックス体３の中には、図
２に示すように例えばタングステン（Ｗ）、モリブテン
（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）あるいはニッケル−クロム
合金（Ｎｉ−Ｃｒ）などよりなる抵抗発熱線３２が埋設
されており、この抵抗発熱線３２の両端は、図２及び図
３に示すように絶縁チューブ４０ａ、４０ｂで被覆され
た給電線４１ａ、４１ｂにセラミックス体に近似した熱
膨張率を有する金属例えばモリブデンよりなる端子部４
２ａ、４２ｂを介して接続されている。ここで抵抗発熱
線３２の配線構造部分に関して詳しく説明すると、前記
絶縁チューブ４０ａ、４０ｂで覆われた給電線４１ａ、
４１ｂは、処理室２の底板部２２に形成された貫通孔２
３を介して外部に引き出されている。セラミックスヒー
タ３の下面と前記底板部２２との間には、給電線４１
ａ、４１ｂを取り囲むように耐蝕性の金属管例えばＳＵ
Ｓ３１６やインコネルあるいはハステロイなどの金属管
５が設けられている。As shown in FIG. 2, a resistance heating wire made of, for example, tungsten (W), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), nickel-chromium alloy (Ni-Cr) or the like is provided in the ceramic body 3. 32 is embedded, and both ends of the resistance heating wire 32 have a coefficient of thermal expansion similar to that of a ceramic body in the power supply wires 41a and 41b covered with the insulating tubes 40a and 40b as shown in FIGS. Terminal part 4 made of metal such as molybdenum
It is connected via 2a and 42b. Here, the wiring structure of the resistance heating wire 32 will be described in detail. A power supply wire 41a covered with the insulating tubes 40a and 40b,
41b is a through hole 2 formed in the bottom plate portion 22 of the processing chamber 2.
It is pulled out to the outside through 3. Between the lower surface of the ceramics heater 3 and the bottom plate portion 22, a power supply line 41 is provided.
Corrosion-resistant metal pipe such as SU to surround a and 41b
A metal tube 5 such as S316, Inconel, or Hastelloy is provided.
【００２１】この金属管５は、成形ベローズなどと呼ば
れているステンレス製あるいはハステロイ、インコネル
ベローズ体よりなるフレキシブルチューブ５１を備え、
このフレキシブルチューブ５１の一端（上端）にはステ
ンレス製のエンドピース５２が固着され、更にエンドピ
ース５２の一端（上端）には、セラミックス体３に近似
した熱膨張率を有する金属例えばモリブデンよりなるリ
ング体５３がろう付けされている。The metal tube 5 is provided with a flexible tube 51 made of stainless steel, called a molded bellows, or made of Hastelloy or Inconel bellows,
An end piece 52 made of stainless steel is fixed to one end (upper end) of the flexible tube 51, and a ring made of metal such as molybdenum having a coefficient of thermal expansion similar to that of the ceramic body 3 is attached to one end (upper end) of the end piece 52. The body 53 is brazed.
【００２２】前記フレキシブルチューブ５１の下端は、
金属管５の一部をなすリングピース５４に接合されると
共に、このリングピース５４の下端には金属製の引き出
しチューブ５５が接合されている。これらリングピース
５４及び引き出しチューブ５５よりなる管状部分は、前
記貫通孔２３に密合されて前記底板部２２を気密に貫通
している。こうして給電線４１ａ、４１ｂが処理室２の
外部に引き出されている。なおこの例では金属管５内に
は、一端がセラミックス体３０の下面の凹部内に接触し
ている熱電対４３も収納されて外部に引き出されてい
る。The lower end of the flexible tube 51 is
It is joined to a ring piece 54 that forms a part of the metal tube 5, and a metal extraction tube 55 is joined to the lower end of the ring piece 54. A tubular portion including the ring piece 54 and the pull-out tube 55 is tightly fitted in the through hole 23 and penetrates the bottom plate portion 22 in an airtight manner. In this way, the power supply lines 41 a and 41 b are drawn out of the processing chamber 2. In this example, the thermocouple 43 whose one end is in contact with the recess of the lower surface of the ceramic body 30 is also housed in the metal tube 5 and is drawn out to the outside.
【００２３】前記金属管５の周囲には、この金属管５を
間隙を介して取り囲むように耐蝕性の非金属材例えば石
英よりなる保護管６が設けられている。ただし保護管６
は石英に限らず例えばセラミックスで構成してもよい。
この保護管６は、下端部のフランジ部が、前記底板部２
２との間に介装されたバネ６０により上方に付勢される
と共に底板部２２に固定されたリング体６１の水平な内
面部に押し付けられている。また保護管６の上端はフリ
ーな状態でセラミックス体３０の下面に接している。そ
して前記保護管６には図示しない不活性ガス供給源より
の不活性ガス例えばＮ2 ガスを保護管６内に供給するた
めの例えば石英よりなる不活性ガス供給管７が接続され
ている。Around the metal tube 5, a protection tube 6 made of non-corrosive non-metal material such as quartz is provided so as to surround the metal tube 5 with a gap. However, protection tube 6
Is not limited to quartz and may be made of ceramics, for example.
The flange portion of the lower end portion of the protection tube 6 is the bottom plate portion 2
It is urged upward by a spring 60 interposed between the ring body 61 and the inner surface of the ring body 61 and is pressed against the horizontal inner surface portion of the ring body 61 fixed to the bottom plate portion 22. The upper end of the protective tube 6 is in contact with the lower surface of the ceramic body 30 in a free state. An inert gas supply pipe 7 made of, for example, quartz for supplying an inert gas such as N 2 gas from an inert gas supply source (not shown) to the protection pipe 6 is connected to the protection pipe 6.
【００２４】次に上述の配線構造部分以外の個所につい
て述べると、前記セラミックスヒータ３０の周縁部に
は、例えば処理室２内を洗浄するときに使用するプラズ
マ発生用の電極７１が周設され、この電極７１と処理室
２の壁部との間に高周波電源Ｅにより高周波電圧が印加
されるようになっている。また処理室２の底板部２２に
は、ウエハ載置部（セラミックスヒータ）３０と外部か
らの図示しない搬送アームとの間でウエハＷの受け渡し
をするときに使用するプッシャーピン７２を昇降させる
駆動機構７３が設けられている。このプッシャーピン７
２は例えばウエハＷの３点を支持するように配置されウ
エハ載置部３０内を貫通して設けられている。Next, to describe parts other than the above-mentioned wiring structure part, an electrode 71 for plasma generation, which is used for cleaning the inside of the processing chamber 2, is provided around the periphery of the ceramic heater 30. A high frequency voltage is applied between the electrode 71 and the wall of the processing chamber 2 by a high frequency power source E. Further, in the bottom plate portion 22 of the processing chamber 2, a drive mechanism for moving up and down a pusher pin 72 used when transferring the wafer W between the wafer mounting portion (ceramic heater) 30 and a transfer arm (not shown) from the outside. 73 is provided. This pusher pin 7
2 is arranged so as to support, for example, three points of the wafer W, and is provided so as to penetrate through the wafer mounting portion 30.
【００２５】更に前記底板部２２の中央部には排気管８
１の一端の開口部である排気口８２が形成されており、
排気管８１は真直く下方に伸びてターボ分子ポンプ８３
に接続されている。このターボ分子ポンプ８３の側部に
は図示しないドライポンプに接続される排気管８４が設
けられると共に、ターボ分子ポンプ８３の下部にはジャ
ッキ機構８５が設けられている。即ち処理室２の底板部
２２は、側壁の下端部に対して着脱自在に気密に接合さ
れており、ジャッキ機構８５により底板部２２が昇降で
きるようになっている。Further, an exhaust pipe 8 is provided at the center of the bottom plate portion 22.
An exhaust port 82, which is an opening at one end of 1, is formed,
The exhaust pipe 81 extends straight downward and extends to a turbo molecular pump 83.
It is connected to the. An exhaust pipe 84 connected to a dry pump (not shown) is provided on a side portion of the turbo molecular pump 83, and a jack mechanism 85 is provided below the turbo molecular pump 83. That is, the bottom plate portion 22 of the processing chamber 2 is detachably and airtightly joined to the lower end portion of the side wall, and the bottom plate portion 22 can be moved up and down by the jack mechanism 85.
【００２６】次に上述実施例の作用について述べる。先
ず被処理体であるウエハＷをゲートバルブＧ１を介して
図示しない搬送アームにより処理室２内に導入し、ウエ
ハ載置部（セラミックスヒータ）３０の上に載置すると
共に、図示しない電源部から給電線４１ａ、４１ｂを介
して抵抗発熱線３２に給電してセラミックス体３を加熱
し、これによりウエハＷを所定温度に加熱する。またガ
ス供給部２１を介して処理室２内に処理ガス例えばＴｉ
Ｃｌ4 ガスとＮＨ3 ガスとを所定の流量で導入し、ター
ボ分子ポンプ８３により排気管８１を介して排気するこ
とにより処理室２内を所定の真空度に維持し、ウエハＷ
表面にＴｉＮ膜を形成する。Next, the operation of the above embodiment will be described. First, a wafer W as an object to be processed is introduced into the processing chamber 2 by a transfer arm (not shown) through the gate valve G1 and mounted on the wafer mounting part (ceramic heater) 30. Electric power is supplied to the resistance heating wire 32 through the power supply wires 41a and 41b to heat the ceramic body 3, thereby heating the wafer W to a predetermined temperature. Further, a processing gas such as Ti is supplied into the processing chamber 2 through the gas supply unit 21.
The Cl 4 gas and the NH 3 gas are introduced at a predetermined flow rate, and the turbo molecular pump 83 exhausts the gas through the exhaust pipe 81 to maintain the inside of the processing chamber 2 at a predetermined vacuum degree.
A TiN film is formed on the surface.
【００２７】一方このようなガス処理例えば成膜処理を
行っている間不活性ガス供給管７より例えばＮ2 ガスを
保護管６内に例えば５０ＳＣＣＭの流量で供給する。保
護管６の両端部はセラミックスヒータ３０及び処理室２
の底板部２２側に気密に接合されているのではなく軽く
接触しているだけであるから、図４に示すように両端部
の隙間からＮ2 ガスが保護管６の外（処理室２内の雰囲
気）に流れ出し、こうして保護管６内がＮ2 ガスにより
パージされる。ただし不活性ガスとしては例えばＡｒガ
スやＨｅガスなどであってもよい。On the other hand, for example, N 2 gas is supplied from the inert gas supply pipe 7 into the protective pipe 6 at a flow rate of 50 SCCM during the gas treatment such as film formation. Both ends of the protective tube 6 are connected to the ceramic heater 30 and the processing chamber 2.
Of from the bottom plate portion 22 side is only in contact lightly rather than being joined hermetically, out of N 2 gas protection pipe 6 from the gap at both ends as shown in FIG. 4 (processing chamber 2 Atmosphere) and thus the inside of the protective tube 6 is purged with N 2 gas. However, the inert gas may be, for example, Ar gas or He gas.
【００２８】そしてまた定期的に処理室２内に洗浄ガス
例えばＣｌＦ3 、ＮＦ3 ガスをガス供給部２１より導入
し、例えば洗浄用のプラズマ電極７１と処理室２の壁部
との間に高周波電圧を印加してＣｌＦ3 、ＮＦ3 ガスを
プラズマ化し、処理室２の壁部やセラミックスヒータ３
あるいは保護管６に付着した反応副生成物をエッチング
して除去するがこの洗浄時においても保護管６内にＮ2
ガスを供給する。ただしＣｌＦ3 、ＮＦ3 ガスは、必ず
しもプラズマ化しなくともよい。Further, a cleaning gas such as ClF 3 or NF 3 gas is periodically introduced into the processing chamber 2 from the gas supply unit 21, and a high frequency wave is applied between the cleaning plasma electrode 71 and the wall of the processing chamber 2. A voltage is applied to turn ClF 3 and NF 3 gases into plasma, and the walls of the processing chamber 2 and the ceramic heater 3
Alternatively, the reaction by-product adhering to the protective tube 6 is removed by etching, but N 2 remains in the protective tube 6 even during this cleaning.
Supply gas. However, ClF 3 and NF 3 gas do not necessarily have to be turned into plasma.
【００２９】このような実施例によれば給電線４１ａ、
４１ｂを保護している金属管５は不活性ガスにより処理
ガス雰囲気から遮断される。なおミクロ的には処理ガス
が保護管６の接触部分の表面に沿って極く微量ながら侵
入するおそれがあるが、不活性ガスのパージにより上述
の金属管５は腐食されるおそれがない。また処理室２内
の洗浄時に用いられるＣｌＦ3 、ＮＦ3 ガスは非常に腐
食性の強いガスであるが、このＣｌＦ3 、ＮＦ3 ガスと
金属管５との接触も実質的には防止され、従って金属管
５が腐食するおそれがない。このため金属管５の表面に
腐食生成物が生じないのでその剥離によるパーティクル
の発生の問題がないし、保護管６は石英で構成されてい
るのでＣｌＦ3 、ＮＦ3 ガスにより劣化することもな
い。また保護管６とセラミックスヒータ３０との接触が
軽いため、セラミックスヒータ３０からの熱伝導が悪
く、従って保護管６の上部の温度は反応温度まで達しな
いので成膜反応（ＴｉＮの生成反応）が起こりにくく、
この結果反応生成物の付着が抑えられるのでパーティク
ルの発生を防止できる。According to such an embodiment, the power supply line 41a,
The metal tube 5 protecting 41b is shielded from the processing gas atmosphere by an inert gas. Microscopically, there is a possibility that the processing gas may enter along the surface of the contact portion of the protection tube 6 in a very small amount, but the above-mentioned metal tube 5 is not likely to be corroded by the purge of the inert gas. Further, the ClF 3 and NF 3 gases used for cleaning the inside of the processing chamber 2 are highly corrosive gases, but the contact between the ClF 3 and NF 3 gases and the metal pipe 5 is substantially prevented, Therefore, there is no risk of the metal tube 5 corroding. Therefore, since no corrosion product is generated on the surface of the metal tube 5, there is no problem of particle generation due to the peeling, and since the protective tube 6 is made of quartz, it is not deteriorated by ClF 3 and NF 3 gas. Further, since the contact between the protective tube 6 and the ceramics heater 30 is light, the heat conduction from the ceramics heater 30 is poor, and the temperature of the upper part of the protective tube 6 does not reach the reaction temperature, so that the film formation reaction (TiN formation reaction) occurs. Hard to happen,
As a result, the adhesion of reaction products can be suppressed, and the generation of particles can be prevented.
【００３０】更にまた上述実施例のように金属管５の上
端部をセラミックスに近似した熱膨張率を有するモリブ
デンなどで構成して接合部分の割れの防止を図り、この
金属管５の中に給電線４１ａ、４１ｂや熱電対４３を封
じ込める構成とすれば端子部４０ａ、４０ｂは処理室２
内の雰囲気から完全に遮断されるので、処理ガスや洗浄
用のガスにより劣化するおそれがないという利点があ
る。ただし本発明では例えば従来技術の項で述べた、端
子部が露出している構造の場合にも、給電線及び端子部
を囲むように保護管を設ける構成としてもよく、この場
合にも端子部や給電線の露出部分の腐食を防止できる。Furthermore, as in the above-described embodiment, the upper end of the metal tube 5 is made of molybdenum or the like having a coefficient of thermal expansion similar to that of ceramics to prevent cracking of the joint portion, and the metal tube 5 is supplied with the same. If the electric wires 41a and 41b and the thermocouple 43 are enclosed, the terminal portions 40a and 40b will be disposed in the processing chamber 2.
Since it is completely shielded from the internal atmosphere, there is an advantage that there is no possibility of deterioration due to the processing gas or the cleaning gas. However, in the present invention, for example, even in the case of the structure in which the terminal portion is exposed as described in the section of the prior art, a protective tube may be provided so as to surround the power supply line and the terminal portion. It is possible to prevent corrosion of exposed parts of the power supply line.
【００３１】そしてまた処理室２内の排気口８２を中央
に形成すれば、図５に示すように、ガス供給部２１から
供給された処理ガスがウエハＷの表面に降りた後均一に
横に広がって排気口８２内に排気されていくため、ウエ
ハＷの表面の処理ガスの流れが均一になり、均一性の高
い成膜処理を行うことができる。Further, if the exhaust port 82 in the processing chamber 2 is formed at the center, as shown in FIG. 5, the processing gas supplied from the gas supply part 21 is evenly laid down after it reaches the surface of the wafer W. Since it spreads and is exhausted into the exhaust port 82, the flow of the processing gas on the surface of the wafer W becomes uniform, and a highly uniform film forming process can be performed.
【００３２】ここで上述のＣＶＤ装置をメンテナンスす
る場合には、図６に示すように処理室２の底板部２２と
側壁部との図示しないネジを外し、その後ジャッキ機構
８５により底板部２２を排気管８１やターボ分子ポンプ
８４と共に降下させ、底板部２２に装着されている内部
部品、例えばセラミックスヒータ３０、プッシャーピン
の駆動機構７２、洗浄用のプラズマ電極７１、セラミッ
クスヒータ３０の配線構造部分などを引き出すことがで
きるので、処理室２を解体する構造に比べてメンテナン
スを極めて容易に行うことができる。When performing maintenance on the above-described CVD apparatus, screws (not shown) for the bottom plate 22 and the side wall of the processing chamber 2 are removed as shown in FIG. 6, and then the jack mechanism 85 is used to exhaust the bottom plate 22. The internal parts mounted on the bottom plate 22 such as the ceramics heater 30, the pusher pin drive mechanism 72, the cleaning plasma electrode 71, and the wiring structure of the ceramics heater 30 are lowered together with the pipe 81 and the turbo molecular pump 84. Since it can be pulled out, maintenance can be performed extremely easily as compared with the structure in which the processing chamber 2 is disassembled.
【００３３】なお被処理体としてはウエハに限られるも
のではないし、またガス処理についても成膜処理に限ら
ずエッチング処理などであってもよい。The object to be processed is not limited to the wafer, and the gas treatment is not limited to the film forming treatment but may be an etching treatment or the like.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
被処理体を加熱する加熱手段例えば請求項４の発明のよ
うにセラミックスヒータの給電路を耐蝕性の保護管で取
り囲み、この保護管内を不活性ガスでパージするように
しているので、給電線や端子部の腐食を防止でき、パー
ティクルの発生を抑えることができると共に、その使用
寿命を長くすることができる。As described above, according to the invention of claim 1,
Heating means for heating the object to be processed, for example, as in the invention of claim 4, the ceramic heater power supply path is surrounded by a corrosion-resistant protective tube, and the inside of this protective tube is purged with an inert gas. Corrosion of the terminal portion can be prevented, generation of particles can be suppressed, and the service life of the terminal portion can be extended.
【００３５】請求項２の発明によれば保護管と加熱手段
との間に隙間が介在するかあるいは両者がソフトな接触
であるため、保護管の端部の温度が反応温度よりも低
く、例えば成膜処理の場合にはこの部分の成膜が起こり
にくく、パーティクルの発生が抑えられる。According to the second aspect of the present invention, since the clearance is provided between the protective tube and the heating means or both are in soft contact, the temperature at the end of the protective tube is lower than the reaction temperature, for example, In the case of a film forming process, film formation on this portion is unlikely to occur, and generation of particles can be suppressed.
【００３６】請求項３の発明によれば給電路を耐蝕性の
金属管の中に収納しているため給電路の腐食を確実に防
止でき、また金属管の表面が処理ガスや洗浄ガスから保
護されるので腐食することもなく、パーティクルの発生
を防止できる。According to the third aspect of the present invention, since the power feeding path is housed in the corrosion resistant metal tube, the corrosion of the power feeding path can be surely prevented, and the surface of the metal tube is protected from the processing gas and the cleaning gas. Therefore, the generation of particles can be prevented without corrosion.
【図１】本発明の実施例の全体構成を示す縦断側面図で
ある。FIG. 1 is a vertical sectional side view showing an overall configuration of an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例に係る加熱手段の配線構造部分
を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a wiring structure portion of the heating means according to the embodiment of the present invention.
【図３】前記配線構造部分の内部構成を示す断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an internal configuration of the wiring structure portion.
【図４】保護管内の不活性ガスの流れを示す説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a flow of an inert gas in a protection tube.
【図５】処理ガスの流れを示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a flow of processing gas.
【図６】処理室の底板部を降下した状態を示す縦断側面
図である。FIG. 6 is a vertical cross-sectional side view showing a state where the bottom plate portion of the processing chamber is lowered.
【図７】従来のセラミックスヒータの給電路の構造を示
す縦断側面図である。FIG. 7 is a vertical sectional side view showing a structure of a power feeding path of a conventional ceramics heater.
２ 処理室 ２１ ガス供給部 ２２ 底板部 ３０ セラミックスヒータ Ｗ ウエハ ４１ａ、４１ｂ 給電線 ４２ａ、４２ｂ 端子部 ５ 金属管 ６ 保護管 ７ 不活性ガス導入管 ７１ プッシャーピン ８１ 排気管 ８２ 排気口 ８５ ジャッキ機構 2 processing chamber 21 gas supply section 22 bottom plate section 30 ceramics heater W wafer 41a, 41b power supply line 42a, 42b terminal section 5 metal tube 6 protection tube 7 inert gas introduction tube 71 pusher pin 81 exhaust pipe 82 exhaust port 85 jack mechanism
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 21/205 H01L 21/205
Claims (6)
行うための気密な処理室と、この処理室の中に設けら
れ、被処理体を加熱するために耐熱性の絶縁体の中に抵
抗発熱体を内蔵してなる加熱手段と、一端が前記抵抗発
熱体に電気的に接続されると共に他端側が前記処理室の
外に配線された給電路と、を含むガス処理装置におい
て、 前記加熱手段と処理室の壁部との間において前記給電路
を間隙を介して取り囲むと共に、処理室内雰囲気と内部
空間とは通気可能なように設けられた、耐蝕性の非金属
材よりなる保護管と、 この保護管内に不活性ガスを導入するためのガス導入部
と、を備えたことを特徴とするガス処理装置。1. An airtight processing chamber for processing an object to be processed with a processing gas, and a heat-resistant insulator provided in the processing chamber for heating the object. A gas processing apparatus comprising: a heating unit having a built-in resistance heating element; and a power supply path having one end electrically connected to the resistance heating element and the other end side wired outside the processing chamber, wherein: A protective tube made of a corrosion-resistant non-metallic material, which is provided so as to surround the power supply path with a gap between the heating means and the wall of the processing chamber, and to allow ventilation between the atmosphere and the internal space of the processing chamber. And a gas introduction unit for introducing an inert gas into the protective tube.
行うための気密な処理室と、この処理室の中に設けら
れ、被処理体を加熱するために耐熱性の絶縁体の中に抵
抗発熱体を内蔵してなる加熱手段と、一端が前記抵抗発
熱体に電気的に接続されると共に他端側が前記処理室の
外に配線された給電路と、を含むガス処理装置におい
て、 前記加熱手段と処理室の壁部との間において前記給電路
を間隙を介して取り囲むように設けられた、耐蝕性の非
金属材よりなる保護管と、 この保護管内に不活性ガスを導入するためのガス導入部
と、を備え、 保護管内に導入された不活性ガスが少なくとも前記保護
管と加熱手段との隙間から処理室内の雰囲気に排出され
ることを特徴とするガス処理装置。2. An airtight processing chamber for processing an object to be processed with a processing gas, and a heat-resistant insulator provided in the processing chamber for heating the object to be processed. A gas processing apparatus comprising: a heating unit having a built-in resistance heating element; and a power supply path having one end electrically connected to the resistance heating element and the other end side wired outside the processing chamber, wherein: A protective tube made of a corrosion-resistant non-metallic material, which is provided between the heating means and the wall of the processing chamber so as to surround the power supply path with a gap, and to introduce an inert gas into the protective tube. And an inert gas introduced into the protective tube is discharged into the atmosphere in the processing chamber through at least the gap between the protective tube and the heating means.
行うための気密な処理室と、この処理室の中に設けら
れ、被処理体を加熱するために耐熱性の絶縁体の中に抵
抗発熱体を内蔵してなる加熱手段と、一端が前記抵抗発
熱体に電気的に接続されると共に他端側が前記処理室の
外に配線された給電路と、を含むガス処理装置におい
て、 前記給電路を絶縁した状態で収納し、両端が夫々前記絶
縁体及び処理室の壁部に接合されると共に少なくとも絶
縁体と接合される端部がこの絶縁体の熱膨張率と近似し
ている耐蝕性の金属管と、 前記加熱手段と処理室の壁部との間において前記金属管
を間隙を介して取り囲むように設けられた、耐蝕性の非
金属材よりなる保護管と、 この保護管内に不活性ガスを導入するためのガス導入部
と、を備え、 保護管内に導入された不活性ガスが少なくとも前記保護
管と加熱手段との隙間から処理室内の雰囲気に排出され
ることを特徴とするガス処理装置。3. An airtight processing chamber for processing an object to be processed with a processing gas, and a heat-resistant insulator provided in the processing chamber for heating the object to be processed. A gas processing apparatus comprising: a heating unit having a built-in resistance heating element; and a power supply path having one end electrically connected to the resistance heating element and the other end side wired outside the processing chamber, wherein: The power supply path is housed in an insulated state, both ends are joined to the insulator and the wall of the processing chamber, respectively, and at least the ends joined to the insulator are close to the coefficient of thermal expansion of this insulator. Metal tube, a protection tube made of a corrosion-resistant non-metal material, provided between the heating means and the wall of the processing chamber so as to surround the metal tube with a gap, and A gas introduction part for introducing an inert gas is provided and protected. Gas treatment apparatus, wherein the inert gas introduced is discharged to the atmosphere in the processing chamber through a gap between at least the protective tube and the heating means within.
発熱体を内蔵してなるセラミックスヒータであることを
特徴とする請求項１、２または３記載のガス処理装置。4. The gas treatment apparatus according to claim 1, wherein the heating means is a ceramic heater having a resistance heating element built in a ceramic body.
を特徴とする請求項１、２、３または４記載のガス処理
装置。5. The gas processing apparatus according to claim 1, wherein the protective tube is made of quartz.
浄ガスにより処理室を洗浄するように構成されているこ
とを特徴とする請求項５記載のガス処理装置。6. The gas processing apparatus according to claim 5, wherein the processing chamber is cleaned with a cleaning gas containing at least one of chlorine and fluorine.
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