JPH0826458B2 - 薄膜処理装置 - Google Patents
薄膜処理装置Info
- Publication number
- JPH0826458B2 JPH0826458B2 JP31692491A JP31692491A JPH0826458B2 JP H0826458 B2 JPH0826458 B2 JP H0826458B2 JP 31692491 A JP31692491 A JP 31692491A JP 31692491 A JP31692491 A JP 31692491A JP H0826458 B2 JPH0826458 B2 JP H0826458B2
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- Japan
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は蒸着、スパッタ、ＣＶＤ
等の薄膜形成又は、エッチング等の薄膜加工などの真空
を利用した薄膜処理装置に関するものである。
等の薄膜形成又は、エッチング等の薄膜加工などの真空
を利用した薄膜処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より薄膜処理装置は、半導体、絶縁
体、金属の薄膜形成・加工に用いられている。これらの
膜の種類によっては、試料を加熱しながら形成・加工す
る必要があるため加熱機構を持つ装置がある。
体、金属の薄膜形成・加工に用いられている。これらの
膜の種類によっては、試料を加熱しながら形成・加工す
る必要があるため加熱機構を持つ装置がある。
【０００３】例えば、第４図に示す従来からのスパッタ
装置では、チャンバ５１内に、薄膜原料となるタ−ゲッ
ト５２を装着したタ−ゲット電極５３を設け、これに対
向して試料５４を載せる為のホルダ５５を設置してい
る。さらに、ホルダ５５裏側にヒータ５６を設けて試料
５４を加熱可能な構造にしてある。
装置では、チャンバ５１内に、薄膜原料となるタ−ゲッ
ト５２を装着したタ−ゲット電極５３を設け、これに対
向して試料５４を載せる為のホルダ５５を設置してい
る。さらに、ホルダ５５裏側にヒータ５６を設けて試料
５４を加熱可能な構造にしてある。
【０００４】この例においては、試料を加熱しながら薄
膜形成するときは、まず真空状態のチャンバ５１内を大
気圧に戻して試料をホルダ５５の所定の位置に取り付け
た後、真空排気弁５８を開いて真空ポンプ５９により真
空引きする。続いてヒ−タ５６の加熱を始め所定の温度
になるまで待つ。加熱完了した段階でスパッタ成膜を開
始し、所望の成膜を行う。成膜を終了すると、同時にヒ
−タ加熱も停止し、冷却が完了した時点でチャンバ５１
内を大気圧に戻して試料を取り出す。
膜形成するときは、まず真空状態のチャンバ５１内を大
気圧に戻して試料をホルダ５５の所定の位置に取り付け
た後、真空排気弁５８を開いて真空ポンプ５９により真
空引きする。続いてヒ−タ５６の加熱を始め所定の温度
になるまで待つ。加熱完了した段階でスパッタ成膜を開
始し、所望の成膜を行う。成膜を終了すると、同時にヒ
−タ加熱も停止し、冷却が完了した時点でチャンバ５１
内を大気圧に戻して試料を取り出す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記従来装置では、ヒ
ータを高温加熱している時は、ヒ−タ保護の必要からチ
ャンバ内を真空にしておく必要があった。これは、高温
状態でチャンバの圧力を大気圧に戻すと熱歪みや熱酸化
が発生し、ヒ−タ寿命が短くなるからである。そのた
め、試料の出し入れ、タ−ゲット交換等で真空チャンバ
を大気圧に戻す時はまずヒ−タの電源を切って冷却し、
次に大気圧に戻すことになる。そして所定の作業終了後
に、チャンバの真空引きを行いこれが終わるのを待って
再加熱するという一連の操作を行う。
ータを高温加熱している時は、ヒ−タ保護の必要からチ
ャンバ内を真空にしておく必要があった。これは、高温
状態でチャンバの圧力を大気圧に戻すと熱歪みや熱酸化
が発生し、ヒ−タ寿命が短くなるからである。そのた
め、試料の出し入れ、タ−ゲット交換等で真空チャンバ
を大気圧に戻す時はまずヒ−タの電源を切って冷却し、
次に大気圧に戻すことになる。そして所定の作業終了後
に、チャンバの真空引きを行いこれが終わるのを待って
再加熱するという一連の操作を行う。
【０００６】この方法では、ヒ−タの冷却、加熱に長い
待ち時間がある為、どうしても１回の成膜当たりに長い
処理時間が必要であった。
待ち時間がある為、どうしても１回の成膜当たりに長い
処理時間が必要であった。
【０００７】本発明は、装置の加熱や真空引きに要する
待ち時間を短縮して、処理能力を向上させようとするも
のである。
待ち時間を短縮して、処理能力を向上させようとするも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求に係る薄膜
処理装置は、ヒ−タを加熱状態に保持しながらチャンバ
内の必要な空間のみを大気圧に戻すことを可能にした装
置である。
処理装置は、ヒ−タを加熱状態に保持しながらチャンバ
内の必要な空間のみを大気圧に戻すことを可能にした装
置である。
【０００９】そのための手段として、真空チャンバ内を
仕切り弁で分離し、一方はヒ−タを取り付けたヒ−タ
室、他方はその他成膜に必要な機構を取り付けた試料処
理室とした。
仕切り弁で分離し、一方はヒ−タを取り付けたヒ−タ
室、他方はその他成膜に必要な機構を取り付けた試料処
理室とした。
【００１０】
【作用】本発明の装置では、成膜後の試料取り出し等で
チャンバを大気圧に戻す時は、仕切り弁を閉じることに
よりヒ−タと試料処理室とを分離できるため、ヒ−タが
高温で真空状態に保持されたたまま試料処理室のみを大
気圧に戻すことができる。そして、試料を取り出して次
の成膜用の試料を装着した後、試料処理室を真空引き
し、ヒ−タ室と同圧力になった時点で仕切り弁を開く。
するとヒ−タは既に高温加熱されているため待ち時間な
く、直ちに試料を加熱することができる。
チャンバを大気圧に戻す時は、仕切り弁を閉じることに
よりヒ−タと試料処理室とを分離できるため、ヒ−タが
高温で真空状態に保持されたたまま試料処理室のみを大
気圧に戻すことができる。そして、試料を取り出して次
の成膜用の試料を装着した後、試料処理室を真空引き
し、ヒ−タ室と同圧力になった時点で仕切り弁を開く。
するとヒ−タは既に高温加熱されているため待ち時間な
く、直ちに試料を加熱することができる。
【００１１】
【実施例】第１図に本発明の一実施例であるスパッタ装
置を示す。図におけるスパッタ装置は、チャンバ１を試
料処理室２とヒ−タ室３とに分離するための仕切り弁４
と試料５を保持するホルダ６とタ−ゲット電極７とヒ−
タ８とから主に構成されている。チャンバ１には、成膜
時にＡｒガスを導入するガス弁９と、試料処理室２、ヒ
−タ室３を大気圧に戻すときにＮ2 ガスを導入するため
のベント弁１０、１１と、各室を真空ポンプ１２にて排
気するときに開ける排気弁１３、１４とが取り付けられ
ている。また、タ−ゲット電極７には、試料と対向する
表面にタ−ゲット７Ａが取り付けられているとともにプ
ラズマ発生用電源１５が接続されている。ヒ−タ８に
は、図示しない外部電源が接続されている。
置を示す。図におけるスパッタ装置は、チャンバ１を試
料処理室２とヒ−タ室３とに分離するための仕切り弁４
と試料５を保持するホルダ６とタ−ゲット電極７とヒ−
タ８とから主に構成されている。チャンバ１には、成膜
時にＡｒガスを導入するガス弁９と、試料処理室２、ヒ
−タ室３を大気圧に戻すときにＮ2 ガスを導入するため
のベント弁１０、１１と、各室を真空ポンプ１２にて排
気するときに開ける排気弁１３、１４とが取り付けられ
ている。また、タ−ゲット電極７には、試料と対向する
表面にタ−ゲット７Ａが取り付けられているとともにプ
ラズマ発生用電源１５が接続されている。ヒ−タ８に
は、図示しない外部電源が接続されている。
【００１２】次に、動作について説明する。装置を使用
する準備工程として真空ポンプ１２により排気弁１３、
１４を開いて試料処理室２、ヒ−タ室３をともに真空引
きしておく。このとき仕切り弁４は、開けておく。真空
状態になってからヒ−タ８を加熱し、これ以後ヒ−タ８
は、特に理由がない限り、高温状態で保持する。
する準備工程として真空ポンプ１２により排気弁１３、
１４を開いて試料処理室２、ヒ−タ室３をともに真空引
きしておく。このとき仕切り弁４は、開けておく。真空
状態になってからヒ−タ８を加熱し、これ以後ヒ−タ８
は、特に理由がない限り、高温状態で保持する。
【００１３】次に、試料を、ホルダ６に取り付ける工程
に入る。まず、仕切弁４を閉じる。そして排気弁１３を
閉じるとともに、ベント弁１０を開いてＮ2 ガスをチャ
ンバ内に導入し、試料処理室２のみを大気圧に戻す。そ
して試料５をホルダ６上の所定の位置に取り付けた後で
排気弁１３を開いて試料処理室２を再び真空状態にす
る。真空引きが終了してから、仕切り弁４を開くことで
試料５は、あらかじめ加熱してあったヒ−タ８により急
速に加熱される。
に入る。まず、仕切弁４を閉じる。そして排気弁１３を
閉じるとともに、ベント弁１０を開いてＮ2 ガスをチャ
ンバ内に導入し、試料処理室２のみを大気圧に戻す。そ
して試料５をホルダ６上の所定の位置に取り付けた後で
排気弁１３を開いて試料処理室２を再び真空状態にす
る。真空引きが終了してから、仕切り弁４を開くことで
試料５は、あらかじめ加熱してあったヒ−タ８により急
速に加熱される。
【００１４】加熱が完了すると、ガス弁９を開いてＡｒ
ガスを流して所定の圧力にする。圧力はＡｒの流量によ
って制御してもよいし、排気弁１３のチャンバ側に制御
弁を設けて制御してもよい。所定圧力になると電源１５
によりタ−ゲット電極７に電力を投入し、試料５との間
にプラズマを発生させる。これによりスパッタによる成
膜が始まる。
ガスを流して所定の圧力にする。圧力はＡｒの流量によ
って制御してもよいし、排気弁１３のチャンバ側に制御
弁を設けて制御してもよい。所定圧力になると電源１５
によりタ−ゲット電極７に電力を投入し、試料５との間
にプラズマを発生させる。これによりスパッタによる成
膜が始まる。
【００１５】成膜を終えた後は、電源１５を切り、ガス
弁９を閉じる。そして試料処理室２のみを大気圧に戻せ
るように仕切り弁４を閉じる。その後は、試料を取り付
けたときと同様に、排気弁１３を閉じベント弁１０を開
けることで試料処理室を大気圧状態に戻して試料５を取
り出す。これ以後は、上記の操作を繰り返す。
弁９を閉じる。そして試料処理室２のみを大気圧に戻せ
るように仕切り弁４を閉じる。その後は、試料を取り付
けたときと同様に、排気弁１３を閉じベント弁１０を開
けることで試料処理室を大気圧状態に戻して試料５を取
り出す。これ以後は、上記の操作を繰り返す。
【００１６】以上のように本実施例では、試料処理室を
ヒ−タ室と分離して大気解放できるようにしたためヒ−
タ昇降温の待ち時間がなくなり、処理能力が向上する。
ヒ−タ室と分離して大気解放できるようにしたためヒ−
タ昇降温の待ち時間がなくなり、処理能力が向上する。
【００１７】尚、この実施例は、バッチ式のスパッタ装
置に適用したが、インライン移動式のスパッタ装置にお
いても適用できる。これを第２図の実施例で示す。
置に適用したが、インライン移動式のスパッタ装置にお
いても適用できる。これを第２図の実施例で示す。
【００１８】第２図の例では、装置は、入口室２１、反
応室２２、出口室２３の３室から構成され、そのうち反
応室２２は、さらにヒ−タ室２２Ａ、試料処理室（スパ
ッタ室）２２Ｂに分けられる。これらは仕切り弁２４、
２５、２６、２７、２８により区切られている。このう
ち仕切り弁２６は、本発明のための仕切り弁であり、通
常開いた状態で使用する。ヒ−タ室２２Ａにはヒ−タ２
９が、試料処理室２２Ｂにはタ−ゲット材３０Ａを取り
付けたタ−ゲット電極３０が取り付けられ、それぞれ図
示していないが、従来通りの配線がなされている。又、
各室には従来通りの真空排気用の真空ポンプ３１及び排
気弁３２が取り付けられている。
応室２２、出口室２３の３室から構成され、そのうち反
応室２２は、さらにヒ−タ室２２Ａ、試料処理室（スパ
ッタ室）２２Ｂに分けられる。これらは仕切り弁２４、
２５、２６、２７、２８により区切られている。このう
ち仕切り弁２６は、本発明のための仕切り弁であり、通
常開いた状態で使用する。ヒ−タ室２２Ａにはヒ−タ２
９が、試料処理室２２Ｂにはタ−ゲット材３０Ａを取り
付けたタ−ゲット電極３０が取り付けられ、それぞれ図
示していないが、従来通りの配線がなされている。又、
各室には従来通りの真空排気用の真空ポンプ３１及び排
気弁３２が取り付けられている。
【００１９】本装置では、入口弁２４を介して試料が入
口室２１内の所定の位置３３Ａに搬入される。入口室２
１を真空排気後、仕切り弁２５を通過してヒ−タ室２２
Ａ内の所定位置３３Ｂに搬送され、高温状態に保持され
ているヒ−タ２９により加熱される。続いて常時開いて
ある仕切り弁２６を通過してタ−ゲット電極３０の前に
搬送され、この時通常の方法でスパッタ成膜される。成
膜終了後は、仕切り弁２７を通過して出口室２３の所定
位置３３Ｄに搬送され、仕切り弁２７を閉じた後に、出
口室２３が大気圧に戻される。そして出口弁２８を開い
て試料が搬出される。
口室２１内の所定の位置３３Ａに搬入される。入口室２
１を真空排気後、仕切り弁２５を通過してヒ−タ室２２
Ａ内の所定位置３３Ｂに搬送され、高温状態に保持され
ているヒ−タ２９により加熱される。続いて常時開いて
ある仕切り弁２６を通過してタ−ゲット電極３０の前に
搬送され、この時通常の方法でスパッタ成膜される。成
膜終了後は、仕切り弁２７を通過して出口室２３の所定
位置３３Ｄに搬送され、仕切り弁２７を閉じた後に、出
口室２３が大気圧に戻される。そして出口弁２８を開い
て試料が搬出される。
【００２０】以上の通常運転を繰り返すうちに成膜原料
であるタ−ゲット３０Ａが消耗するため、交換メンテナ
ンス作業が必要となる。この時、ヒ−タ２９を高温に保
持した状態でタ−ゲット交換するために、今まで開いて
いた仕切り弁２６を閉じてタ−ゲットのある試料処理室
２２Ｂとヒ−タ室２２Ａを分離する。そして、試料処理
室２２Ｂのみを大気圧に戻すとともにメンテナンス用の
扉３４Ｃを開いてタ−ゲット交換作業を実施する。
であるタ−ゲット３０Ａが消耗するため、交換メンテナ
ンス作業が必要となる。この時、ヒ−タ２９を高温に保
持した状態でタ−ゲット交換するために、今まで開いて
いた仕切り弁２６を閉じてタ−ゲットのある試料処理室
２２Ｂとヒ−タ室２２Ａを分離する。そして、試料処理
室２２Ｂのみを大気圧に戻すとともにメンテナンス用の
扉３４Ｃを開いてタ−ゲット交換作業を実施する。
【００２１】交換作業終了後は、試料処理室２２Ｂを再
び真空排気して仕切り弁２６を開けるだけで、ヒ−タは
既に加熱されているため昇降温の待ち時間なく次の成膜
が開始できる。
び真空排気して仕切り弁２６を開けるだけで、ヒ−タは
既に加熱されているため昇降温の待ち時間なく次の成膜
が開始できる。
【００２２】さて第２図の例では、ヒ−タの昇降温の待
ち時間を短縮する目的で反応室をヒ−タ室と試料処理室
とに分離する仕切り弁を設けたが、ヒ−タを使用しない
スパッタ装置においても同様の仕切り弁を取り付けるこ
とで別の効果が生じる。これを第３図に示す。
ち時間を短縮する目的で反応室をヒ−タ室と試料処理室
とに分離する仕切り弁を設けたが、ヒ−タを使用しない
スパッタ装置においても同様の仕切り弁を取り付けるこ
とで別の効果が生じる。これを第３図に示す。
【００２３】第３図は、第２図と同じく入り口室４１、
反応室４２、出口室４３の３室からなる装置である。反
応室４２にはタ−ゲット４４を装着したタ−ゲット電極
４５が設置してあり、その前を試料ホルダ４６が移動し
ながら成膜プロセスを実施する。成膜される試料が大型
化するにつれ装置の試料ホルダ４６も大きくなる。移動
成膜装置の反応室４２には、成膜領域の左右にその試料
ホルダ４６を待機させるための空間が必要であり、大き
な試料ホルダを使用する装置では、これら待機用の空間
も含めた大きな反応室が必要となる。
反応室４２、出口室４３の３室からなる装置である。反
応室４２にはタ−ゲット４４を装着したタ−ゲット電極
４５が設置してあり、その前を試料ホルダ４６が移動し
ながら成膜プロセスを実施する。成膜される試料が大型
化するにつれ装置の試料ホルダ４６も大きくなる。移動
成膜装置の反応室４２には、成膜領域の左右にその試料
ホルダ４６を待機させるための空間が必要であり、大き
な試料ホルダを使用する装置では、これら待機用の空間
も含めた大きな反応室が必要となる。
【００２４】このような大きな反応室をタ−ゲット交換
等で大気圧に戻した後は、チャンバ内壁の表面積が大き
いために吸着したガスを追い出すのに時間がかかり、再
び高真空状態にするのには、長時間の真空引きが必要で
ある。
等で大気圧に戻した後は、チャンバ内壁の表面積が大き
いために吸着したガスを追い出すのに時間がかかり、再
び高真空状態にするのには、長時間の真空引きが必要で
ある。
【００２５】そこでこの図において示すように、反応室
のうちでタ−ゲット付近のみを仕切り弁４７にて分離で
きる構造として、タ−ゲット交換時は仕切り弁４７を閉
じることとする。この結果、交換に必要な最小限の空間
のみを大気圧に戻せるようになり、吸着ガス量を減らす
ことができて、所定の真空度に達するまでの真空引きに
要する時間が短縮される効果を生じる。
のうちでタ−ゲット付近のみを仕切り弁４７にて分離で
きる構造として、タ−ゲット交換時は仕切り弁４７を閉
じることとする。この結果、交換に必要な最小限の空間
のみを大気圧に戻せるようになり、吸着ガス量を減らす
ことができて、所定の真空度に達するまでの真空引きに
要する時間が短縮される効果を生じる。
【００２６】第３図で示す例では、タ−ゲットが一つと
して説明したが、これを二つ以上にしてそれぞれを仕切
り弁で分離した構造としてもよい。タ−ゲット毎を仕切
り弁で分離する利点は、タ−ゲット交換時に交換作業の
必要なタ−ゲットだけを大気に戻すようにしてやはり吸
着ガス量を減らせることである。
して説明したが、これを二つ以上にしてそれぞれを仕切
り弁で分離した構造としてもよい。タ−ゲット毎を仕切
り弁で分離する利点は、タ−ゲット交換時に交換作業の
必要なタ−ゲットだけを大気に戻すようにしてやはり吸
着ガス量を減らせることである。
【００２７】以上の例は、スパッタ装置について適用し
たがプラズマＣＶＤ装置、エッチング装置その他の薄膜
処理装置についても同様に適用できる。
たがプラズマＣＶＤ装置、エッチング装置その他の薄膜
処理装置についても同様に適用できる。
【００２８】
【発明の効果】本発明の装置では、加熱機構が試料処理
機構と仕切り弁により分離できる。そのため加熱機構の
昇降温のための待ち時間が無くなり、処理能力の優れた
装置が実現できる。
機構と仕切り弁により分離できる。そのため加熱機構の
昇降温のための待ち時間が無くなり、処理能力の優れた
装置が実現できる。
【図１】本発明の一実施例であるスパッタ装置。
【図２】本発明の一実施例であるインライン移動成膜ス
パッタ装置。
パッタ装置。
【図３】本発明の変形実施例。
【図４】従来のスパッタ装置例。
１：真空チャンバ ２：資料処理室 ３：ヒ−タ室 ４：仕切り弁 ５：試料 ６：ホルダ ７：タ−ゲット電極 ８：ヒ−タ ９：Ａｒガス導入用ガスバルブ １０、１１：ベント弁 １２：真空ポンプ １３：排気弁 １５：電源
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/3065
Claims (1)
- 【請求項１】 真空チャンバを使用する薄膜形成装置又
は薄膜加工装置であって、試料加熱機構を含む空間領域
を試料処理部の空間領域に対して一時的に隔離するため
の仕切り弁が設けられていることを特徴とする薄膜処理
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31692491A JPH0826458B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 薄膜処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31692491A JPH0826458B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 薄膜処理装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8108897A Division JPH1025570A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 薄膜処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05148650A JPH05148650A (ja) | 1993-06-15 |
| JPH0826458B2 true JPH0826458B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=18082438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31692491A Expired - Lifetime JPH0826458B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 薄膜処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0826458B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3611780B2 (ja) * | 1992-09-07 | 2005-01-19 | 三菱電機株式会社 | 半導体製造装置 |
| JP2006211482A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Kyocera Kinseki Corp | 周波数調整装置 |
| JP7520522B2 (ja) * | 2020-02-05 | 2024-07-23 | アリオス株式会社 | 反応性スパッタ装置 |
| CN111139447B (zh) * | 2020-02-25 | 2023-11-03 | 费勉仪器科技（上海）有限公司 | 一种利用差分抽气系统实现超高真空蒸镀的装置 |
| CN115110040B (zh) * | 2022-06-20 | 2024-05-14 | 北京维开科技有限公司 | 一种独立双腔室电子束蒸发镀膜设备 |
-
1991
- 1991-11-29 JP JP31692491A patent/JPH0826458B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05148650A (ja) | 1993-06-15 |
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