JPH09326366A

JPH09326366A - 基板処理装置

Info

Publication number: JPH09326366A
Application number: JP14441596A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Chiba; ▲隆▼俊千葉; Hideo Nishihara; 英夫西原; Mitsuhiro Masuda; 充弘増田; Toshihiro Nakajima; 敏博中島
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 1997-12-16
Anticipated expiration: 2016-06-06
Also published as: JP3725612B2

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｏリングの長寿命化と汚染ガスの発生防止を
図ることができる基板処理装置を提供する。【解決手段】ランプ２からの光を石英窓３を介して基
板９に照射することにより、基板９の加熱処理を行う基
板処理装置１において、石英窓３をＯリング４１および
樹脂シート４２によって挟むように固定する。また、樹
脂シート４２を介して石英窓３を固定する蓋部１２内に
は、冷却用の水冷ジャケット５２を設ける。これによ
り、石英窓３の熱は樹脂シート４２を介して効率よく水
冷ジャケット５２へ吸収され、石英窓３の温度を低下さ
せることができる。その結果、Ｏリング４１と石英窓３
の接触部位の温度が高温となることはないのでＯリング
４１の長寿命化と汚染ガスの発生防止を図ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体基板にア
ニール処理やＣＶＤ処理などの加熱を伴う処理を施す基
板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体基板（以下、「基板」という。）
に酸化やシリサイド化などを施すアニール処理やＣＶＤ
処理などといった加熱を伴う処理を施す装置では、基板
の安定した品質を保つために汚染物質の発生が少ない石
英を材料とする部材が多数用いられる。図５はこのよう
な加熱を伴う処理を基板に施す装置の一例である基板処
理装置１０１の断面を示す図である。この装置はランプ
１０２を用いて基板１０９を加熱する装置であり、ラン
プ１０２と基板１０９との間に石英窓１０３が設けられ
ている。この石英窓１０３はチャンバ本体部１１１とと
もに基板１０９が処理される処理空間ＳＰを形成してい
る。このように石英窓１０３が設けられる理由は、所望
の処理環境中における基板１０９の処理の際に、不要な
領域への処理ガスの拡散や他の領域から処理空間ＳＰへ
の汚染物質の拡散を防止するために処理空間ＳＰの領域
を限定する必要があるからであり、また、処理環境に耐
えうる透明材料として汚染物質の発生が少ない石英が適
しているからである。

【０００３】ところで、石英は靱性に乏しい材料なので
温度変化などに起因する変形によって不均一な力が加わ
ると破損してしまうおそれがあり、これを防止する必要
がある。また、処理空間ＳＰの処理環境を適切な環境に
維持するためには石英窓１０３とチャンバ本体部１１１
との間において気密性を保つ必要もある。そこで、チャ
ンバ本体部１１１と石英窓１０３との間には破損防止お
よび気密性の確保を目的としてゴム系材料のＯリングや
樹脂ブロックなどの緩衝部材１４１が設けられており、
石英窓１０３を固定する固定部１２０と石英窓１０３と
間には破損防止を目的として同様の緩衝部材１４２が設
けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
基板に加熱を伴う処理を施す基板処理装置では、石英部
材を固定するに際し、処理空間の気密性の保持や石英窓
の破損防止を目的として緩衝部材が設けられる。

【０００５】しかし、緩衝部材はその目的を達成するた
めに樹脂で形成されており、これに熱が加わると劣化を
生じたり処理環境に悪影響を与える汚染ガスを発生した
りするという問題を有している。通常、図５に示す例の
ようにチャンバ本体部１１１や固定部１２０及びそれに
連接された蓋部１１２には、水冷パイプ１５３や水冷ジ
ャケット１５１、１５２を形成することにより冷却を行
っているが、石英窓１０３を伝達してくる光や熱によっ
て加熱される緩衝部材１４１、１４２を冷却するには十
分ではなく、その結果、緩衝部材１４１、１４２が劣化
したり、汚染ガスを発生して基板の処理環境に悪影響を
与えてしまうという問題を有している。

【０００６】そこで、この発明は上記課題に鑑みなされ
たもので、緩衝部材が高温となることを防ぎ、緩衝部材
の劣化を妨げ、汚染ガスの発生を防止することができる
基板処理装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基板
に加熱を伴う処理を施す基板処理装置であって、処理対
象の基板を支持して収容する処理空間を規定するととも
に、上部に開口を有するチャンバ本体部と、前記処理空
間の上部に配設され、前記処理空間内で支持された前記
基板を加熱する加熱手段と、前記チャンバ本体部と前記
加熱手段との間に介挿され、前記開口を覆う面状の石英
部材と、前記石英部材を冷却するとともに、前記石英部
材を前記チャンバ本体部に固定する固定部と、前記開口
の縁部と前記石英部材との間に配設され、前記石英部材
とチャンバ本体部との間を密閉するとともに、前記石英
部材への応力を緩衝する緩衝密閉部材と、前記開口の縁
部に相当する位置において、前記固定部と前記石英部材
との間に介挿された樹脂シートとを備える。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載の基板処
理装置であって、前記加熱手段がランプである。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の基板処理装置であって、前記樹脂シートの厚みが、１
００μｍ以上５００μｍ以下である。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１ないし３のい
ずれかに記載の基板処理装置であって、前記樹脂シート
がポリイミドフィルムである。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１ないし４のい
ずれかに記載の基板処理装置であって、前記樹脂シート
が、前記開口の縁部に沿って相互に間隔を隔てつつ順次
に配列された複数の樹脂シート素片からなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１はこの発明にかかる一の実施
の形態である基板処理装置１の断面を示す図であり、図
２は図１中のＡで示される部分の拡大図である。

【００１３】この装置１は、ランプ２からの光を基板９
に短時間照射し、基板９の温度を急激に昇降させること
によりアニール処理を行うＲＴＰ（Rapid Thermal Proc
essing)装置であり、大きく分けて外郭を構成するチャ
ンバ本体部１１、蓋部１２、および、チャンバ本体部１
１と蓋部１２との間に設けられてチャンバ本体部１１と
ともに基板９の処理が施される空間（処理空間）ＳＰを
形成する円盤状の石英窓３とから構成される。処理空間
ＳＰ内の下方には、ベース１４が設けられ、さらにその
上に基板９を支持する基板支持台１３が設けられてい
る。また、処理空間ＳＰ内の側方には、処理空間ＳＰ内
の処理ガスが側壁に付着するのを防止するとともに汚染
物質の基板９周辺への侵入を防止するライナー１５が設
けられており、さらに、チャンバ本体部１１自身の内部
にはチャンバ本体部１１を冷却する水路である水冷ジャ
ケット５１が設けられている。蓋部１２には、加熱手段
であるランプ２が取り付けられるとともに、蓋部１２自
身の内部には冷却用の水路である水冷パイプ５３や水冷
ジャケット５２が設けられている。

【００１４】また、図２に示すように、チャンバ本体部
１１と石英窓３との間には応力集中を緩和して石英窓３
の破損を防止するとともに処理空間ＳＰの気密性の保持
を目的として緩衝密閉部材であるＯリングが設けられて
おり、蓋部１２と石英窓３との間には石英窓３の破損防
止を目的とするリング状の緩衝性のある樹脂シートとし
てポリイミドフィルムが設けられている。

【００１５】次に、この基板処理装置１の処理動作につ
いて説明する。

【００１６】この装置では、まず、矢印Ｂに沿って基板
９が搬入口１６からロボットハンドにより処理空間ＳＰ
内に搬入され、基板支持台１３上に載置される。基板９
の搬入が完了すると、搬入口１６はシャッタ（図示省
略）により塞がれて密閉された後、供給口１７から処理
ガスを矢印Ｆ１に沿って処理空間ＳＰ内に供給し、ある
いは、排気口１８から処理空間ＳＰ内のガスを矢印Ｆ２
に沿って排気することにより、処理空間ＳＰ内の基板処
理環境が調整される。基板処理環境が整うとランプ２が
点灯されて基板９が加熱処理される。なお、基板９が処
理される間も、ガスの供給・排気を適宜行って、処理空
間ＳＰ内の処理環境は調整される。

【００１７】基板９の加熱処理が完了すると、搬入口１
６のシャッタが開き、ロボットハンドが基板９を矢印Ｂ
と反対方向に搬出する。

【００１８】以上、この基板処理装置１の処理動作につ
いて説明したが、次に、この基板処理装置１の石英窓３
の固定方法およびその効果について説明する。

【００１９】この基板処理装置１では、図２に示すよう
にチャンバ本体部１１と蓋部１２との間に挟まれるよう
に石英窓３が配置されている。また、石英窓３とチャン
バ本体部１１との間には緩衝密閉部材であるＯリング４
１が設けられており、石英窓３と蓋部１２との間にはＯ
リングではなく応力集中の緩和を目的とするポリイミド
フィルム４２が設けられている。なお、この実施の形態
では石英窓３は図３に示すように円盤状の形状をしてお
り、この上に配置されるポリイミドフィルム４２は円形
をしている。Ｏリング４１およびポリイミドフィルム４
２は共に緩衝性のある樹脂により形成されているので、
石英窓３に対して局所的に応力を生じさせることはな
く、また、石英窓３の温度変化による伸縮に対して柔軟
に変形することができる。したがって、石英窓３、チャ
ンバ本体部１１および蓋部１２が処理空間ＳＰ内の急峻
な温度変化に伴って膨張・収縮しても、石英窓３とＯリ
ング４１やポリイミドフィルム４２との間には過大な応
力は発生せず、石英窓３は破損することはない。

【００２０】ところで、ポリイミドフィルム４２はその
形状より、Ｏリングに比べて石英窓３との接触面積を大
きくすることができ、また、厚みは非常に小さい。した
がって、熱伝導性はＯリングに比べて非常に良い。ま
た、ポリイミドフィルム４２の形状が平らであるので、
ポリイミドフィルム４２の近くの蓋部１２内部に容易に
水冷ジャケット５２を設けることができる。したがっ
て、石英窓３の熱をポリイミドフィルム４２を介して水
冷ジャケット５２内を流れる冷却水に容易に吸収させる
ことができ、石英窓３の周縁部の温度上昇を抑えること
ができる。これにより、この領域と接するＯリング４１
の温度も高温となることはない。その結果、Ｏリングを
長寿命化を図るとともに汚染ガスの発生を防止すること
ができ、処理空間ＳＰ内の処理環境を良好に保つことが
できる。なお、この実施の形態においては蓋部１２は、
石英窓３に対してチャンバ本体部１１側に圧力を与え、
石英窓３を固定するとともに、石英窓３を冷却するとい
う固定部の役割を有しているが、水冷ジャケットのみを
固定部として形成し、蓋部１２が下方にこの固定部を有
するようにしてももちろんよい。

【００２１】以上のように、この装置ではポリイミドフ
ィルム４２を用いることにより石英窓３の冷却が実現さ
れている。また、ポリイミドフィルム４２は厚みが小さ
いほど熱伝導性が良く、石英窓３を効率よく冷却するこ
とができるが、石英窓３を固定する際に発生する応力を
低減する緩衝部材としての役割も果たす必要があるの
で、その厚みは１００μｍ〜５００μｍ程度であること
が好ましい。もちろん、この程度の厚みとなるように複
数枚のポリイミドフィルムを重ね合わせて用いてもよ
い。

【００２２】また、蓋部１２と石英窓３との間には気密
性は要求されないので、ポリイミドフィルム４２は図３
に示すように円形である必要はなく、図４に示すよう
に、４つの円弧状のポリイミドフィルム４２ｓを樹脂シ
ート素片として相互に分離させて配置するようにしても
よい。これによりポリイミドフィルムの加工が容易とな
ると共に、材料費の削減も図ることができる。

【００２３】以上この発明に係る実施の形態について説
明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定される
ものではない。例えば、上記実施の形態では、樹脂シー
トとしてポリイミドフィルム４２を用いているが、耐熱
性のある樹脂であれば利用可能であり、フッ素系の樹脂
シートなどであってもよい。

【００２４】また、上記実施の形態では、基板処理装置
１としてランプを用いてアニール処理を施す枚葉式のＲ
ＴＰ装置について説明したが、石英部材を介して基板を
加熱する装置であれば有効に利用することができ、例え
ば、加熱工程がＲＴＰである必要はないし、加熱手段が
ヒータなどであってもよいし、処理方式が複数枚の基板
を石英管中において一度に処理するバッチ式であっても
よいし、処理内容もＣＶＤ(Chemical Vapor Depositio
n)などであってもよい。このような様々な形態の基板処
理装置における石英部材の固定部位において有効に冷却
することができ、緩衝部材の超寿命化や汚染ガスの発生
の防止を図ることができる。

【００２５】また、上記実施の形態では水冷ジャケット
５２を用いて石英窓３を冷却しているが、冷却方法はこ
れに限定されるものではなく、空冷などであってもよ
い。

【００２６】さらに、上記実施の形態では、加熱手段で
あるランプ２が基板９の上方から光を照射するようにな
っているが、もちろん、上下関係が逆であってもよい
し、上方と下方の双方に石英窓とランプとを設け、上下
から基板を加熱するようにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明では、石英部材と冷却機能を有する蓋部との間に樹脂
シートを設けているので、石英部材に過大な応力を発生
させることなく石英部材を効率よく冷却することがで
き、その結果、緩衝密閉部材の長寿命化や汚染ガスの発
生の防止を図ることができる。

【００２８】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明と同様、石英部材を効率よく冷却することができる
ので、石英部材を伝達する光および熱により緩衝密閉部
材が高温となることはなく、緩衝密閉部材の長寿命化や
汚染ガスの発生の防止を図ることができる。

【００２９】請求項３記載の発明では、樹脂シートの厚
みが１００μｍ以上５００μｍ以下であるので、石英部
材を効率よく冷却するとともに石英部材での過大な応力
の発生を適切に防ぐことができ、その結果、請求項１の
発明の効果とともに石英部材の破損を適切に防止するこ
とができる。

【００３０】請求項４記載の発明では、樹脂シートがポ
リイミドフィルムからなるので、石英部材の破損を防止
しつつ、石英部材を冷却することができ、緩衝密閉部材
の長寿命化や汚染ガスの発生の防止を図ることができ
る。

【００３１】請求項５記載の発明では、樹脂シートとし
て複数の樹脂シート素片が分散配置されるので、請求項
１の効果と同様、緩衝密閉部材の長寿命化や汚染ガスの
発生の防止を図ることができ、その上、樹脂シートの製
造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る一の実施の形態である基板処理
装置を示す断面図である。

【図２】図１に示されるＡ部の拡大図である。

【図３】石英窓とポリイミドフィルムとを示す斜視図で
ある。

【図４】石英窓とポリイミドフィルムとを示す斜視図で
ある。

【図５】従来の基板処理装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１基板処理装置２ランプ３石英窓９基板１１チャンバ本体部１２蓋部１３基板支持台４１Ｏリング４２ポリイミドフィルム４２ｓポリイミドフィルム５２水冷ジャケット

フロントページの続き (72)発明者増田充弘京都市伏見区羽束師古川町322番地大日本スクリーン製造株式会社洛西事業所内 (72)発明者中島敏博京都市伏見区羽束師古川町322番地大日本スクリーン製造株式会社洛西事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に加熱を伴う処理を施す基板処理装
置であって、 (a) 処理対象の基板を支持して収容する処理空間を規定
するとともに、上部に開口を有するチャンバ本体部と、 (b) 前記処理空間の上部に配設され、前記処理空間内で
支持された前記基板を加熱する加熱手段と、 (c) 前記チャンバ本体部と前記加熱手段との間に介挿さ
れ、前記開口を覆う面状の石英部材と、 (d) 前記石英部材を冷却するとともに、前記石英部材を
前記チャンバ本体部に固定する固定部と、 (e) 前記開口の縁部と前記石英部材との間に配設され、
前記石英部材とチャンバ本体部との間を密閉するととも
に、前記石英部材への応力を緩衝する緩衝密閉部材と、 (f) 前記開口の縁部に相当する位置において、前記固定
部と前記石英部材との間に介挿された樹脂シートと、を
備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】請求項１記載の基板処理装置であって、前記加熱手段がランプであることを特徴とする基板処理
装置。
【請求項３】請求項１または２記載の基板処理装置で
あって、前記樹脂シートの厚みが、１００μｍ以上５００μｍ以
下であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の基
板処理装置であって、前記樹脂シートがポリイミドフィルムであることを特徴
とする基板処理装置。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の基
板処理装置であって、前記樹脂シートが、前記開口の縁部に沿って相互に間隔
を隔てつつ順次に配列された複数の樹脂シート素片から
なることを特徴とする基板処理装置。