(57)【要約】【課題】本発明の主な課題は、成膜処理中、ボートを安定して磁気浮上させて、ボートに外部振動が伝達されないようにした縦型成膜装置を提供することである。【解決手段】本発明の縦型成膜装置１００は、ボート１４の下面／上面には、それぞれ下部永久磁石１０１／上部永久磁石１０３が取り付けられ、ボート台１３には、下部電磁石制御部１０５に電気接続された下部電磁石１０２が内蔵され、反応管５の外部上方には、上部電磁石制御部１０６に電気接続された上部電磁石１０４が配置され、これら上部／下部永久磁石１０３，１０１および上部／下部電磁石１０４，１０２は、ウェーハ２を収納するボート１４の重心を含む鉛直線上に配列され、ボート１４をボート台１３から浮上させるボート浮上手段を構成している。【選択図】図１
2007294755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を収納するためのボートの下方位置に配置され、互いに反発力を生じる一対の磁力発生手段と、前記ボートの上方位置に配置され、互いに吸引力を生じる一対の磁力発生手段とを有するボート浮上手段を備えたことを特徴とする縦型成膜装置。
【請求項２】
前記ボートの下方位置は、前記ボートの重心を通る鉛直線上の前記重心より下方位置であり、前記ボートの上方位置は、前記ボートの重心を通る鉛直線上の前記重心より上方位置であることを特徴とする請求項１に記載の縦型成膜装置。
【請求項３】
前記下方位置の一対の磁力発生手段は、前記ボートの下面に配設された第１磁力発生手段と前記ボートを載置するボート台に内蔵された第２磁力発生手段とでなり、前記上方位置の一対の磁力発生手段は、前記ボートの上面に配設された第３磁力発生手段と、前記第３の磁力発生手段の鉛直上方に設けられた第４磁力発生手段とでなることを特徴とする請求項１または２に記載の縦型成膜装置。
【請求項４】
前記第１，第３の磁力発生手段は永久磁石でなり、前記第２，第４の磁力発生手段は電磁石でなることを特徴とする請求項３に記載の縦型成膜装置。
【請求項５】
前記ボートと前記ボートを載置するボート台との間に、さらに、衝撃緩和手段を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の縦型成膜装置。
【請求項６】
前記衝撃緩和手段は、クッションバネでなることを特徴とする請求項５に記載の縦型成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縦型成膜装置に関し、特に、成膜処理中における外部振動に起因するパーティクルの発生を抑制する縦型成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の縦型成膜装置の一例の概略構成を図３に示す。尚、図３は縦断面図であり、ボート上昇状態を破線で示す。
【０００３】
図３において、１は従来の縦型成膜装置、２は半導体ウェーハ（以降、単にウェーハと呼ぶ）、３はカセット、４は真空チャンバ、５は反応管、６，１１は真空ポンプ、７は配管（およびバルブ）、８は原料ガス供給部、９はガス供給管、１０はガス排気管、１２はヒータ、１３はボート台、１４はボート、１５はボートエレベータ、１６は吸着搬送機構である。
【０００４】
縦型成膜装置１は、多数のウェーハ２を収納したカセット３を搬入して真空排気される真空チャンバ４と、この真空チャンバ４の上方に隣接して配置された反応管５とを備えている。
【０００５】
また、真空チャンバ４は、その内部を真空排気する真空ポンプ６と配管（およびバルブ）７で接続されている。
【０００６】
また、ボート台１３の上には、多数のウェーハ２を水平にして縦方向に並べて収納する縦長形状のボート１４が載置され、吸着搬送機構１６によってカセット３とボート１４間でウェーハ２の移載が可能となっている。
【０００７】
また、ボート台１３は、ボートエレベータ１５によって昇降動作（図中、白抜き矢印）して、ボート１４を反応管５内に挿脱するとともに、開口部に密接して反応管５と真空チャンバ４とを仕切る役目をする。
【０００８】
また、反応管５内には、原料ガス供給部８からの原料ガスを導入（図中、上向き破線矢印）するガス供給管９と、成膜処理で生じた反応生成ガスを排気（図中、下向き破線矢印）するためのガス排気管１０とが配置されている。
【０００９】
ガス排気管１０は真空ポンプ１１と配管（およびバルブ）７で接続されている。
【００１０】
また、反応管５の外部側方にはヒータ１２が配置されている。
【００１１】
次に、上記のような縦型成膜装置１の動作を説明する。
【００１２】
先ず、吸着搬送機構１６を作動させ、成膜処理未了のウェーハ２をカセット３からボート１４に移載した後、真空ポンプ６を作動させ、真空チャンバ４内を所定の真空度とする。
【００１３】
次に、ボートエレベータ１５を作動させ、ボート１４を上昇させ反応管５内に挿入する。
【００１４】
その後、ガス供給管９から一定圧の原料ガスを供給しつつ、真空ポンプ１１を作動させ、反応生成ガスを排気しながら所定の成膜処理を施す。
【００１５】
そして、成膜処理が完了したら、再び、ボートエレベータ１５を作動させ、ボート１４を下降させる。
【００１６】
その後、吸着搬送機構１６を作動させ、成膜処理完了のウェーハ２をボート１４からカセット３に移載する。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１７９４４７号公報  図４
【特許文献２】特開平０８−３１６１５７号公報
【特許文献３】特開平１０−３０３１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上記のような特許文献１に記載の縦型成膜装置１では、成膜処理の間、反応生成ガスを排気するための真空ポンプ１１を作動させておくため、真空ポンプ１１が発生する振動などの外部振動が配管（およびバルブ）７や筺体などを介して、ボート台１３およびボート１４に伝達され、ウェーハ２とボート１４間に生じる摩擦でパーティクルが発生する原因となった。そして、成膜処理中に、そのパーティクルがウェーハ２に付着した場合、パターン欠陥となるおそれがあった。
【００１８】
このため、特に成膜処理中は、ボート１４に外部振動が伝達されないように工夫することが重要であり、そのためには、ボート１４をボート台１３から磁気浮上させることが有効な手段となった。
【００１９】
ここで、従来の他の構成として、特許文献２には、図４に示すように、ボート１４を複数本の支持棒４１で支持し、その支持棒４１の下端に支持マグネット４２を取り付け、それと磁気結合したチャンバ外部の上下駆動マグネット４３，回転駆動マグネット４４および補正マグネット４５を昇降回転機構４６で上下動作させて、ボート１４を上下搬送する構成が開示されている。尚、図４は縦断面図および横断面図であり、ボート上昇状態を破線で示す。図３と同一部分には同一符号を付す。
【００２０】
しかしながら、この構成では、ボート１４を昇降動作の全ストロークに亘って磁気浮上させる構成であるため、ストローク長に対応する長さの支持棒４１とそれを収容する二重構造部４７のスペースが必要となり、装置高さが高くなった。
【００２１】
また、縦長形状のボート１４の姿勢を、同心状に配列した直径の異なるマグネット４２，４３，４４を用いて、ボート１４からほぼストローク長だけ離れた遠い位置で、ボート１４の自重力（鉛直方向）に対して垂直方向（水平方向）の力で保持制御しなければならず安定したバランス制御ができないおそれがあった。
【００２２】
また、中央の支持マグネット４２を大きさの異なるマグネット４３，４４で両側から等しい力で引き合ってバランスするため、少しでもバランスが崩れた場合、このアンバランスはさらに増大方向に変化する磁気結合形態であった。
【００２３】
また、ウェーハ２の積載状況により、ボート１４の重心位置が若干、ばらついて支持マグネット４２の中心位置からズレた場合、安定したバランス制御ができないおそれがあった。
【００２４】
また、特許文献３では、図５（ａ），図５（ｂ）に示すように、ボート１４の側部または下部に内部磁石５１を、チャンバ外部に外部磁石５２をそれぞれ配置して、外部磁石５２の上下動作にともなってボート１４を上下搬送する構成が開示されているが、成膜処理中においては、ボート台１３は反応管５に当接するため外部振動はボートに伝達される構成であり、本発明の課題を解決するものではない。尚、図５は縦断面図であり、図３と同一部分には同一符号を付す。
【００２５】
本発明の主な課題は、成膜処理中、ボートを安定して磁気浮上させて、ボートに外部振動が伝達されないようにし、かつ、ボートのバランス制御が容易な縦型成膜装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の縦型成膜装置は、被処理物を収納するためのボートの下方位置に配置され、互いに反発力を生じる一対の磁力発生手段と、ボートの上方位置に配置され、互いに吸引力を生じる一対の磁力発生手段とを有するボート浮上手段を備えたことを特徴とする縦型成膜装置である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の縦型成膜装置によれば、成膜処理中、ボートを安定して磁気浮上させて、ボートに外部振動が伝達されないようにし、かつ、ボートのバランス制御が容易な縦型成膜装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の縦型成膜装置の一例の概略構成を図１に示す。尚、図１は縦断面図であり、ボートの磁気浮上状態を破線で示す。また、図３と同一部分には同一符号を付す。
【００２９】
図１において、１００は本発明の縦型成膜装置、２は半導体ウェーハ（以降、単にウェーハと呼ぶ）、３はカセット、４は真空チャンバ、５は反応管、６，１１は真空ポンプ、７は配管（およびバルブ）、８は原料ガス供給部、９はガス供給管、１０はガス排気管、１２はヒータ、１３はボート台、１４はボート、１５はボートエレベータ、１６は吸着搬送機構、１０１は第１の磁力発生手段としての下部永久磁石、１０２は第２の磁力発生手段としての下部電磁石、１０３は第３の磁力発生手段としての上部永久磁石、１０４は第４の磁力発生手段としての上部電磁石、１０５は下部電磁石制御部、１０６は上部電磁石制御部、１０７はクッションバネでなる衝撃緩和手段である。
【００３０】
縦型成膜装置１００は、多数のウェーハ２を収納したカセット３を搬入して真空排気される真空チャンバ４と、この真空チャンバ４の上方に隣接して配置された反応管５とを備えている。
【００３１】
また、真空チャンバ４は、その内部を真空排気する真空ポンプ６と配管（およびバルブ）７で接続されている。
【００３２】
また、ボート台１３の上には、多数のウェーハ２を水平にして縦方向に並べて収納する縦長形状のボート１４が載置され、吸着搬送機構１６によってカセット３とボート１４間でウェーハ２の移載が可能となっている。
【００３３】
ここで、ボート１４の下面および上面には、それぞれ、下部永久磁石１０１および上部永久磁石１０３が取り付けられている。
【００３４】
また、ボート台１３は、ボートエレベータ１５によって昇降動作（図中、白抜き矢印）して、ボート１４を反応管５内に挿脱するとともに、開口部に密接して反応管５と真空チャンバ４とを仕切る役目をする。
【００３５】
ここで、ボート台１３には、下部永久磁石１０１と相対向する位置に下部電磁石１０２が内蔵されている。
【００３６】
この下部電磁石１０２は、ボート台１３下面より真空チャンバ４を経由して、気密性よく引き出された配線で、チャンバ外部に配置された、下部電磁石１０２に流す電流の強さを制御する下部電磁石制御部１０５に電気接続されている。
【００３７】
また、反応管５内には、原料ガス供給部８からの原料ガスを導入（図中、上向き破線矢印）するガス供給管９と、成膜処理で生じた反応生成ガスを排気（図中、下向き破線矢印）するためのガス排気管１０とが配置されている。
【００３８】
ガス排気管１０は真空ポンプ１１と配管（およびバルブ）７で接続されている。
【００３９】
また、反応管５の外部側方にはヒータ１２が配置されている。
【００４０】
また、反応管５の外部上方には、上部永久磁石１０３と相対向する位置に上部電磁石１０４が配置されている。
【００４１】
この上部電磁石１０４は、上部電磁石１０４に流す電流の強さを制御する上部電磁石制御部１０６に電気接続されている。
【００４２】
そして、これら上部／下部永久磁石１０３，１０１および上部／下部電磁石１０４，１０２は、ウェーハ２を収納するボート１４の重心（図中、黒点）を通る鉛直線上に配列され、ボート１４をボート台１３から浮上させるボート浮上手段を構成している。
【００４３】
そして、上部／下部電磁石制御部１０６，１０５は、下部永久磁石１０１／下部電磁石１０２間に生じる反発力（図中、上向き太矢印）と、上部永久磁石１０３／上部電磁石１０４間に生じる吸引力（図中、上向き太矢印）の合力と、ボート１４の自重力（図中、下向き太矢印）とを釣り合わせて、ボート１４をボート台１３から安定して浮上させるように電流制御する。
【００４４】
ここで、上部／下部永久磁石１０３，１０１および上部／下部電磁石１０４，１０２の大きさ（平面積）は、ボート１４の底面積とほぼ同じ程度の大きさとし、磁力がボート１４の全底面に作用するようにしておく。
【００４５】
このような磁気結合形態にすると、下部永久磁石１０１と下部電磁石１０２とが近接して対面するため安定した強力な磁力が得られる。
【００４６】
また、前述したように、磁力がボート１４の全底面に作用するようにしてあるため、ウェーハ２の積載状況によってボート１４の重心位置が若干ばらついても、大きな回転モーメントを生ぜしめることがない。
【００４７】
また、縦長形状のボート１４の上部を真上方向から調整可能な大きさの磁力（吸引力）で引っ張るためボート１４の姿勢を直立姿勢に維持しやすい。
【００４８】
尚、上記では、第１，３磁力発生手段として永久磁石１０１，１０３を採用し、第２，４磁力発生手段として電磁石１０２，１０４を採用する構成で説明したが、特にこれに限定するものでない。
【００４９】
また、第４磁力発生手段をチャンバ外部に配置する構成で説明したが、原料ガスに対する配線の耐久性確保の被覆をするならばチャンバ内部に配置してもよい。
【００５０】
次に、上記のような縦型成膜装置１００の動作を説明する。
【００５１】
先ず、吸着搬送機構１６を作動させ、成膜処理未了のウェーハ２をカセット３からボート１４に移載した後、真空ポンプ６を作動させ、真空チャンバ４内を所定の真空度とする。
【００５２】
次に、ボートエレベータ１５を作動させ、ボート１４を上昇させ反応管５内に挿入する。
【００５３】
ボート１４の上昇動作が完了したら、上部／下部電磁石制御部１０６，１０５を作動させ、下部永久磁石１０１と下部電磁石１０２との間に反発力、上部永久磁石１０３と上部電磁石１０４との間に吸引力を、それぞれ生じせしめて、ボート１４をボート台１３から数ｍｍ程度、磁気浮上させて維持する。
【００５４】
その後、ガス供給管９から一定圧の原料ガスを供給しつつ、真空ポンプ１１を作動させ、反応生成ガスを排気しながら所定の成膜処理を施す。
【００５５】
そして、成膜処理が完了したら、上部／下部電磁石制御部１０６，１０５を徐々に停止させ、浮上していたボート１４をボート台１３上にゆっくり着地させる。
【００５６】
そして、再び、ボートエレベータ１５を作動させ、ボート１４を下降させる。
【００５７】
その後、吸着搬送機構１６を作動させ、成膜処理完了のウェーハ２をボート１４からカセット３に移載する。
【００５８】
尚、上記の例では、浮上していたボート１４をボート台１３上にソフトランディングさせるため、上部／下部電磁石制御部１０６，１０５を徐々に停止させることで説明したが、本発明の変形例として、図２に示すように、ボート１４とボート台１３との間に、さらに、クッションバネ１０７でなる衝撃緩和手段を設けると好適である。
【００５９】
このような衝撃緩和手段は、ボート１４側に配設されてもよく、また、コイルバネであっても板バネであってもよいことは言うまでもない。
【００６０】
本発明はＣＶＤ装置やスパッタ装置などの成膜装置に用いることができる。とくに成膜中に減圧（大気圧未満）にする減圧成膜装置では真空ポンプの振動の影響をボート内のウェーハが受けやすいので効果が大きい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、成膜処理中、ボートを磁気浮上させ、ボートに外部振動が伝達されないようにした縦型成膜装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の縦型成膜装置の一例の概略構成を示す縦断面図
【図２】本発明の変形例の概略構成を示す縦断面図
【図３】従来の縦型成膜装置の一例の概略構成を示す縦断面図
【図４】従来の縦型成膜装置の他の例の概略構成を示す縦断面図および横断面図
【図５】従来の縦型成膜装置の他の例の概略構成を示す縦断面図および横断面図
【符号の説明】
【００６３】
１    従来の縦型成膜装置
２    半導体ウェーハ
３    カセット
４    真空チャンバ
５    反応管
６，１１    真空ポンプ
７    配管（およびバルブ）
８    原料ガス供給部
９    ガス供給管
１０    ガス排気管
１２    ヒータ
１３    ボート台
１４    ボート
１５    ボートエレベータ
１６    吸着搬送機構
４１    支持棒
４２    支持マグネット
４３    上下駆動マグネット
４４    回転駆動マグネット
４５    補正マグネット
４６    昇降回転機構
４７    二重構造部
５１    内部磁石
５２    外部磁石
１００    本発明の縦型成膜装置
１０１    下部永久磁石
１０２    下部電磁石
１０３    上部永久磁石
１０４    上部電磁石
１０５    下部電磁石制御部
１０６    上部電磁石制御部
１０７    クッションバネ
【図１】
2007294755.tif 000003
【図２】
2007294755.tif 000004
【図３】
2007294755.tif 000005
【図４】
2007294755.tif 000006
【図５】
2007294755.tif 000007