JPS61152019A - 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、基板表面に吸着した所定の気体を光化学反
応により分解して、当該基板の表面処理を行なう装置に
関する。

（従来の技術） 第５図に示した従来の薄膜作成装置は、その処理室１内
に基板ホルダー２を設けるとともに、このホルダー２に
温度制御機構３を設けて、ホルダー２に載置した基板４
の温度を制御する。

上記処理室１には、基板ホルダー２に対向して光学窓５
を設け、この光学窓５を通して、その上方に設けた光源
６の光が、基板４及びその基板４の前面空間を照射でき
るようにしている。

そして、上記基板ホルダー２に基板４を載置したら、排
気系のバルブ７を開いて処理室ｌの圧力を１０′５Ｔｏ
ｒｒ以下にし、当該基板ｌの吸着気体の脱ガスを行なう
、このとき、温度制御機構３で当該基板４を加熱すると
、脱ガス効果がさらに良くなる。

基板４表面の脱ガスが終わったら、気体導入系のバルブ
８及び９から所定の気体を交互に導入して、その気体を
基板表面に吸着させる０次いで、その吸着分子を除く残
りの気体を排気系のバルブ７から取り除き、処理室ｌ内
を再び１Ｇ４Ｔｏｒｒ以下の圧力にする。そして、この
状態で、基板４を温度制御しつつ光ＩＩ６の光を、光学
窓５を通して基板４及びその基板４の前面空間に照射す
ると、基板表面に吸着された上記所定の気体が分解して
膜質化される。ただし、所定の気体の導入、排気の際に
も光照射を続ける場合もある。

このように基板１の表面処理が終わったら、その基板４
を処理室２から取り出し、さらに次の基板を基板ホルダ
ー２に載置し、上記と同様の行程を経て当該基板の表面
処理を行なう。

（本発明が解決しようとする問題点） 上記のようにした従来の装置では、新たな基板をセット
する毎に、処理室ｌ内の排気をしなければならないので
、この処理室ｌ内の圧力制御が難しくなるとともに、そ
れが原因となって吸着分子層の制御も困難になるという
問題があった。

また、処理室１に所定の気体を導入する毎に排気するの
で、当該処理室ｌを所望の圧力にするまでに時間がかか
り、それだけ量産性に劣るとともに、前回導入した気体
がどうしても残留してしまい、それが次の表面処理に悪
影響を及ぼすという問題もあった。

この発明は、気体の吸着行程と排気行程とを別々にして
、上記従来の欠点を解消した表面処理装置の提供を目的
にする。

（問題点を解決するための手段） この発明は、上記の目的を達成するために、吸着室と処
理室とを別々に設け、吸着室には、それを排気する排気
手段と、所定の気体を所定の圧力で導入する気体導入手
段と、この吸着室内の基板の温度を制御する温度制御機
構とを設け、上記処理室には、それを高真空あるいは超
高真空に保つ排気手段と、この室内の基板を照射する光
源と。

この基板の温度を制御する温度制御機構とを備え、上記
基板を搬送手段で搬送する構成にしている。

（本発明の作用） 上記のように構成したので、吸着室において当該基板に
所定の気体を吸着させるとともに、その気体を吸着させ
た基板を、処理室に搬送して当該基板の表面処理をする
ことができる。

（本発明の効果） 特許請求の範囲第１項記載の表面処理装置によれば、吸
着室と処理室とを別々にしたので、他の室に関係なくそ
れら両室の圧力制御ができる。したがって、基板に対す
る吸着分子層の制御が簡単になり、しかも、処理室内の
圧力を常時低い圧力に維持できる。また、処理室内には
気体が残留することもなくなるので、当該基板の膜質の
制御が確実になる。

なお、この発明は、光ドライエツチング装置、表面改質
装置等にも応用できること当然であり、その場合の効果
も同様である。

特許請求の範囲第２項記載の表面処理装置によれば、吸
着室と処理室とが圧力的にほぼ完全に独立するので、そ
れら各室において所定の圧力を維持しやすくなる。

特許請求の範囲第３項記載の表面処理装置によれば、所
定の室を連続して設けたので、全行程の律速段階となる
工程を分けることができ、全工程のスループットを上げ
ることができる。また、各行程を多様化でき、しかもそ
れらの処理を確実に行なうことができる。

特許請求の範囲第４項記載の表面処理装置によれば、そ
れぞれの室での光源の波長等を変化させることよって、
いろいろな態様の表面処理が可能になる。

特許請求の範囲第５項記載の表面処理装置によれば、各
室がほぼ完全にシールされるので、各室の圧力が他の室
に影響を及ぼすことがない。

特許請求の範囲第６項記載の表面処理装置によれば、そ
の処理作業を連続的にできるので、量産性が一暦向上す
る。

（本発明の実施例） 第１図は薄膜作成装置として示した第１実施例で、搬送
方向上流側から予備排気室Ａ、吸着室Ｂ、処理室Ｃを設
けるとともに、予備排気室Ａと吸着室Ｂとはゲートバル
ブ１１を介して連絡し、吸着室Ｂと処理室Ｃとはオリフ
ィス１２を介して連絡している。

そして、表面処理をしようとする基板Ｆは、公知の搬送
機構によって、予備排気室Ａ→吸着室Ｂ→処理室Ｃの順
に搬送されていく。

上記予備排気室Ａはふた１３で密閉され、排気系のバル
ブ１４を介して高真空に排気されるとともに、温度制御
機構１５によって温度制御されるようにしている。

そして、この予備排気室Ａは、基板Ｆのローディング部
として機能するが、この予備排気室Ａを高真空に保ちな
がら基板Ｆの温度を上昇させれば、その基板表面の吸着
分子を脱ガスして洗浄することもできる。

なお、基板１表面の洗浄化には、当該予備排気室Ａ内に
プラズマを生じさせる機構を設けて、基板１表面を軽く
スパッタリングするようにしてもよい。

上記のようにして表面を洗浄された基板Ｆは。

吸着室Ｂに搬送されるとともに、この吸着室Ｂの温度制
御機構１８で温度コントロールされる。

また、この吸着室Ｂは、排気系のバルブ１７から排気し
て、その使用初期の段階で高真空あるいは　　′超高真
空に保つとともに、当該基板Ｆを加熱して脱ガスを行な
う、そして、使用状態では気体導入系のバルブ１Ｂから
気体を導入するが、このときの気体導入量及び上記排気
量をコントロールすることによって、当該吸着室Ｂ内の
圧力が定まる。

そして、この吸着室Ｂに供給された気体は、上記基板Ｆ
に吸着されるが、このときの吸着室Ｂの圧力と基板Ｆの
温度との２つのパラメータをコントロールすることによ
って、当該吸着層の厚さを任意に調整できる。このとき
の基板温度は、室温に限定されるのではなく、その室温
以上、あるいいは室温以下であってもよい。

吸着室Ｂで所定の気体を表面に吸着させた基板Ｆは、処
理室Ｃに搬送されるとともに、この処理室Ｃ内の温度制
御機構！３の作用で温度コントロールされる。

そして、この処理室Ｃは、排、曳糸のバルブ２ｏを開く
ことによって、高真空あるいは超高真空に保たれるとと
もに、この処理室Ｃの外方に設けた光源２１の光が、光
学窓２２を通して上記基板Ｆに照射されるようにしてい
る。

このように基板Ｆに光源２１の光が照射すると、その表
面に吸着した気体が化学反応を起し、所期の表面処理を
行なうことができる。そして、この場合にも、基板表面
に吸着した気体分子の状態は、当該基板Ｆの温度と処理
室Ｃの圧力とによって変化すること、先に説明したと同
様である。

なお、この処理室Ｃと吸着室Ｂとを、オリフィス１２を
介して連通しているために、処理室Ｃの圧力を十分に低
くできないことも考えられるが、この場合には、上記両
室ＣとＢとの間にゲートバルブを設けて、当該処理室を
真空シールするようにしてもよい。

この装置の処理順序としては、先ず予備排気室Ａの外方
から所定の基板Ｆを搬送する。この予備排気室Ａは、高
真空あるいは超高真空に排気し。

基板Ｆの表面を洗浄するとともに、温度制御機構１５で
当該基板Ｆの温度コントロールをする。

この予備排気室Ａでの表面洗浄が終了したら、ゲートバ
ルブ１１を開いて当該基板Ｆを吸着室Ｂに搬送する。

この吸着室Ｂは、使用初期の段階で高真空あるいは超高
真空に保たれるとともに、予備排気室Ａとの間をゲート
バルブ１１で真空シールされているので、基板Ｆを吸着
室に搬入した直後でも、この吸着室を即座に高真空ある
いは超高真空にすることができる。

上記のようにした吸着室Ｂで表面に気体を吸着させた基
板Ｆは、オリフィス１２を経由して処理室Ｃに搬入する
。この処理室Ｃでは、気体を吸着させた基板Ｆの表面を
光源２１の光で照射し、その気体を光分解して基板Ｆの
表面処理を行なう。

なお、上記処理室Ｃにおいて、光源２１にフィルターや
モノクロメータ−等を用いれば、基板Ｆに吸着した気体
の反応に必要な波長を有する光のみを照射することもで
きる。

また、薄膜作成時の膜厚が十分でなく、何回かの処理を
必要とするときには、吸着室Ｂと処理室Ｃとの間で基板
Ｆを往復させればよい。

さらには、化合物半導体の薄膜の作成等の場合には、上
記往復処理の過程で、吸着室Ｂへの導入気体の種類を変
えたり、光源２１の波長を変えたりすれば、他の処理も
可能になる。

第２図に示した第２実施例は、吸着室Ｂと処理室Ｃとの
間に、差動排気室２３を設けたもので、この差動排気室
２３は、排気系バルブ２９を開いて排気するとともに、
邪魔板２４を開閉して処理室Ｃと連通させたり、その連
通を遮断したりする。

このように吸着室Ｂと処理室Ｃとの間に、差動排気室２
３を設けることによって、処理室Ｃの真空シール性をよ
り向上させることができる。

第３．４図に示した第３実施例は、吸着室Ｂ。

差動排気室２３及び処理室Ｃの順で、それら各室を円形
状に連続させたもので、ドーナッツ状の基板ホルダー２
５の内側孔２５ｍに駆動ローター２８と案内ローター２
７とを接触させている。そして、上記駆動ローター２６
はモータｍに連結しているので、このモータｍを駆動す
ると、駆動ローター２Ｂが回転して当該基板ホルダー２
５を回すことになる。

したがって、基板ホルダー２５に基板Ｆを載置し、各室
における処理が終了したら当該基板ホルダー２５を回転
させ、吸着室Ｂにある基板を差動排気室２３に、差動排
気室２３にある基板を処理室Ｃに移動し、それぞの室に
おいて所定の処理を行なう。

なお、第４図中、符号２８は温度制御機構を構成する赤
外線光源である。

この第３実施例では、上記のように各室を連続させ、し
かも、基板ホルダー２５を回転させるようにしたので、
各室に対する基板の搬送が流れ作業的になり、量産性が
向上する。

また、２種類以上の気体を使用するときには、使用する
気体の種類に対応した数の吸着室を複数設け、それら各
吸着室において、それぞれ異なった気体を吸着させるよ
うにすれば、その量産性がさらに向上する。

なお、この第３実施例において、差動排気室２３は絶対
的必要条件ではなく、場合によってはそれを省略しても
よい。

さらに、１つの過程に多くの時間を必要とするときは、
それを処理するための室を連続的に設けることによって
、無駄な時間を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す装置の各室を断面
にして示す概略図、第２図は第２実施例を示す要部の拡
大断面図、第３．４図は第３実施例を示すもので、第３
図は当該装置の概略を示す平面図、第４図は要部の断面
図、第５図は従来装置の概略的な断面図である。 Ｂ・・・吸着室、Ｃ・・・処理室、１１・・・ゲートバ
ルブ、Ｆ・・・基板、　１Ｂ・・・気体導入系のバルブ
、１７．２０・・・排気系のバルブ、　１８．　Ｈｌ、
２８・・・温度制御機構、　２１・・・光源、２３・・
・差動排気室、２５・・・基板ホルダー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）吸着室と処理室とを別々に設け、吸着室には、そ
   れを排気する排気手段と、所定の気体を所定の圧力で導
   入する気体導入手段と、この吸着室内の基板の温度を制
   御する温度制御機構とを設け、上記処理室には、それを
   高真空あるいは超高真空に保つ排気手段と、この室内の
   基板を照射する光源と、この基板の温度を制御する温度
   制御機構とを備え、上記基板を搬送手段で搬送する構成
   にした表面処理装置。 （２）吸着室と処理室との間に、差動排気室を設けた特
   許請求の範囲第１項記載の表面処理装置。（３）吸着室
   及び処理室、あるいは吸着室、処理室及び差動排気室を
   連続的に設けた特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   表面処理装置。 （４）吸着室、差動排気室のいずれか、あるいは双方に
   、それら室内の基板、あるいは基板とその基板の前面空
   間とに、光を照射する光源を設けた特許請求の範囲第１
   項ないし第３項のいずれかに記載の表面処理装置。 （５）吸着室や処理室等の各室の間にバルブを設け、そ
   れら各室を真空シールした特許請求の範囲第１項ないし
   第４項のいずれかに記載の表面処理装置。 （６）吸着室及び処理室、あるいは吸着室、処理室及び
   差動排気室を一組として、それら各組を円上に連続させ
   るとともに、ドーナッツ状の基板ホルダーに載置した基
   板を上記各室に連続的に搬入する構成にした特許請求の
   範囲第２項ないし第４項のいずれかに記載の表面処理装
   置。