JP2002212736A - Thin film deposition system - Google Patents

Thin film deposition system

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JP2002212736A
JP2002212736A JP2001011857A JP2001011857A JP2002212736A JP 2002212736 A JP2002212736 A JP 2002212736A JP 2001011857 A JP2001011857 A JP 2001011857A JP 2001011857 A JP2001011857 A JP 2001011857A JP 2002212736 A JP2002212736 A JP 2002212736A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a CVD system which is used for large-sized substrates and which is equipped with a partition plate having an area equivalent to or larger than the substrate becoming large-sized, having a structure such that the path is secured for excited species penetrating the partition plate, and gaseous starting materials or cleaning gases are introduced into a film deposition processing space, and having a variety of functions including control of the temperature of the partition plate itself. SOLUTION: The partition plate which separates the vacuum chamber to two rooms is composed of a plurality of stacked sheets mutually joined at the contact surfaces. The partition plate is provided with the temperature control means.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は化学気相成長装置
(本明細書において「CVD装置」と表す)に関し、特
に、大型のフラットパネル基板への成膜に適したCVD
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus (hereinafter referred to as "CVD apparatus"), and more particularly to a CVD method suitable for forming a film on a large flat panel substrate.
It concerns the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】大型の液晶ディスプレイの作製方法とし
て、従来、高温ポリシリコン型TFT(薄膜トランジス
タ)を利用するものと、低温ポリシリコン型TFTを利
用するものとが知られているが、低温ポリシリコン型T
FTを利用して液晶ディスプレイを製作する方法は、例
えば、400℃以下の低温で全プロセスが行えるため、
石英等の高価な基板を使用する必要がない。また、液晶
ディスプレイ等のデバイスを駆動するための駆動回路も
基板上に同じに作り込めるため、生産上の歩留まりが向
上すれば、コスト低減が可能であり、TFTも小型にで
きるため、高精細・高開口率が実現できるという特徴を
持つ。そのため、さらなる性能向上のための開発が鋭意
行われており、その生産量自体も拡大しつつある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for manufacturing a large-sized liquid crystal display, a method using a high-temperature polysilicon type TFT (thin film transistor) and a method using a low-temperature polysilicon type TFT are known. Type T
In a method of manufacturing a liquid crystal display using FT, for example, the entire process can be performed at a low temperature of 400 ° C. or less.
There is no need to use an expensive substrate such as quartz. In addition, since a driving circuit for driving a device such as a liquid crystal display can be formed on the substrate in the same manner, if the production yield is improved, the cost can be reduced, and the TFT can be reduced in size. The feature is that a high aperture ratio can be realized. Therefore, development for further improving the performance is being enthusiastically performed, and the production amount itself is expanding.

【0003】低温ポリシリコン型TFTを利用する液晶
ディスプレイの作製で、低温でゲート絶縁膜として適当
なシリコン酸化膜を成膜する場合、プラズマCVDが使
用されている。
In the production of a liquid crystal display using a low-temperature polysilicon type TFT, when forming a suitable silicon oxide film as a gate insulating film at a low temperature, plasma CVD is used.

【0004】その中で、先の特許出願である特願平11
−157692号で提案されたCVD装置は、真空容器
内でプラズマを生成して電気的に中性な励起活性種(本
明細書において「ラジカル」と表す)を発生させ、この
ラジカルと材料ガスで基板に成膜処理を行うものであ
る。つまり、ラジカルが通過する複数の穴を持つ隔壁板
を用いて真空容器内をプラズマ放電空間と成膜処理空間
とに分離し、プラズマ放電空間にガスを導入してプラズ
マによりラジカルを発生させ、このラジカルを前記隔壁
板の複数の穴を通して成膜処理空間に導入すると共に、
成膜処理空間に材料ガスを直接導入し(すなわち、材料
ガスを前記プラズマやラジカルに接触させることなく、
直接、成膜処理空間に導入し)、成膜処理空間において
前記導入されたラジカルと材料ガスとを反応させ、成膜
処理空間に配置されている基板上(例えば、370mm
×470mmのガラス基板の上)に成膜を行う方式が採
用されているものである。
[0004] Among them, an earlier patent application, Japanese Patent Application No. Hei 11
The CVD apparatus proposed in US Pat. No. 5,157,695 generates plasma in a vacuum chamber to generate electrically neutral excited active species (referred to as “radical” in the present specification), and the radical and material gas are used. A film is formed on the substrate. In other words, the inside of the vacuum vessel is separated into a plasma discharge space and a film formation processing space by using a partition plate having a plurality of holes through which radicals pass, and a gas is introduced into the plasma discharge space to generate radicals by plasma. A radical is introduced into the film formation processing space through the plurality of holes of the partition plate,
A material gas is directly introduced into the film formation processing space (that is, without contacting the material gas with the plasma or radical,
Directly into the film formation processing space), and reacts the introduced radicals with the material gas in the film formation processing space to form a substrate (for example, 370 mm) disposed in the film formation processing space.
A method of forming a film on a glass substrate (× 470 mm) is employed.

【0005】つまり、大型化する基板と同面積以上の隔
壁板が基板と対向する位置に配置され、しかも、真空容
器をプラズマ放電空間と成膜処理空間とに2分する形態
をもつため、装置の構成上、隔壁板により、2分された
プラズマ放電空間と別空間である成膜処理空間側に配置
された成膜中の基板は、隔壁板があるため直接プラズマ
にさらされることはなくなる。
That is, since a partition plate having the same area or more as the substrate to be enlarged is arranged at a position facing the substrate, and the vacuum vessel is divided into a plasma discharge space and a film formation processing space by two, the apparatus has a structure. Due to the partition plate, the substrate being formed, which is disposed on the side of the film formation processing space which is a space different from the plasma discharge space divided into two by the partition plate, is not directly exposed to plasma because of the partition plate.

【0006】本出願人は、更に、特願2000−188
667で、特願平11−157692号で提案された基
本形態のCVD装置において、隔壁板が積層された複数
枚の板体が全域にわたって相互にその板体間の接触面を
接合させた構造となっている薄膜形成装置を提案した。
これは、特願平11−157692号で提案された基本
形態のCVD装置を用いて薄膜形成を行う際に、プラズ
マ放電空間で生成されたラジカルが隔壁板の内部空間に
侵入し、隔壁板の内部空間においてラジカルと材料ガス
とが接触してしまうことを未然に防止し、良好な膜質の
薄膜形成を可能ならしめようとするものである。
The present applicant has further filed Japanese Patent Application No. 2000-188.
667, in the CVD apparatus of the basic form proposed in Japanese Patent Application No. 11-157694, a structure in which a plurality of plate bodies on which partition plates are laminated is joined to the contact surface between the plate bodies over the entire region. A thin film forming apparatus has been proposed.
This is because, when a thin film is formed using the CVD apparatus of the basic form proposed in Japanese Patent Application No. 11-157691, radicals generated in the plasma discharge space enter the internal space of the partition plate, and It is intended to prevent the radical and the material gas from coming into contact with each other in the internal space, and to form a thin film having good film quality.

【0007】特願平11−157692号で提案された
基本形態のCVD装置においては、プラズマ放電空間側
の隔壁板表面は、プロセス中、つねにプラズマにさらさ
れることになり、その温度は上昇を続ける。さらに、プ
ロセス中、基板を保持する基板ホルダーからの輻射熱も
加わり、隔壁板の温度が上昇し、プラズマ放電空間の気
体温度が変化するとともに、プラズマ放電空間の圧力が
変動するため、一定のプロセス条件を維持するために対
処することが要求される。
[0007] In the CVD apparatus of the basic form proposed in Japanese Patent Application No. 11-157691, the surface of the partition plate on the side of the plasma discharge space is always exposed to plasma during the process, and its temperature continues to rise. . Furthermore, during the process, radiant heat from the substrate holder holding the substrate is also applied, the temperature of the partition plate rises, the gas temperature of the plasma discharge space changes, and the pressure of the plasma discharge space fluctuates. Are required to be maintained.

【0008】一方、特願平11−157692号で提案
された基本形態のCVD装置の構造は、プラズマ放電空
間で生成されたラジカルと原料ガスを、成膜処理空間側
のガス導入孔近傍で接触させて反応させるという、隔壁
板を中心とした限定された領域で成膜過程を進行させる
ものであるため、その箇所が、成膜によって堆積物等で
汚れてしまう。これは、生産の大きな支障となるので、
基板の所定処理枚数後に定期的なクリーニング作業を行
う必要があるが、このクリーニングをより効果的に行う
ことができれば、生産性の向上を図ることが可能であ
る。
On the other hand, the structure of the CVD apparatus of the basic form proposed in Japanese Patent Application No. 11-157692 is such that the radical generated in the plasma discharge space and the source gas are brought into contact with each other in the vicinity of the gas introduction hole on the film formation processing space side. Since the film formation process proceeds in a limited area centered on the partition wall plate, which is caused to react, the place is contaminated with deposits or the like by the film formation. This is a major obstacle to production,
Periodic cleaning work needs to be performed after a predetermined number of processed substrates. If this cleaning can be performed more effectively, productivity can be improved.

【0009】クリーニングをより効果的に行う上では、
隔壁板を加熱できることが望ましいが、以下に述べるよ
うに、特願平11−157692号で提案された基本形
態のCVD装置では、隔壁板を加熱できるような温度調
節機構を隔壁板内部に付設することは容易ではなかっ
た。
In order to perform cleaning more effectively,
Although it is desirable that the partition plate can be heated, as described below, in the CVD apparatus of the basic mode proposed in Japanese Patent Application No. 11-157691, a temperature control mechanism capable of heating the partition plate is provided inside the partition plate. It was not easy.

【0010】すなわち、隔壁板は、その構造上、成膜ガ
ス導入口から成膜処理空間側に導入される材料ガス又は
クリーニングガスがラジカルの通り道である、隔壁板の
複数のラジカル通過穴を介してしてプラズマ生成空間へ
逆流することを防ぎながら、かつ成膜処理空間における
成膜過程を十分に促進させて、プラズマ放電空間で生成
された、充分な量のラジカルを前記ラジカル通過穴を介
して成膜処理空間側へ誘導させる必要があり、所定の厚
さを有する隔壁板の内部に多様な機能を持たせた精巧な
構造を形成することは容易ではなかった。
That is, due to its structure, the partition plate is formed through a plurality of radical passage holes in the partition plate through which a material gas or a cleaning gas introduced from the film forming gas inlet to the film forming processing space is a radical passage. While preventing the backflow into the plasma generation space, and sufficiently promoting the film formation process in the film formation processing space, and allowing a sufficient amount of radicals generated in the plasma discharge space to pass through the radical passage hole. Therefore, it is not easy to form a sophisticated structure having various functions inside a partition plate having a predetermined thickness.

【0011】つまり、特願平11−157692号で提
案された基本形態のCVD装置においては、ラジカルが
通過する前記複数個のラジカル通過穴は、当該穴内での
ガス流速をu、実質的なラジカル通過穴の長さをL(図
1、図2、図3図示の実施例においては隔壁板14の厚
みと同等の長さになる)、相互ガス拡散係数(穴の両側
の2種のガスの相互ガス拡散係数)をDとするとき、u
L/D>1の条件を満たすように形成することで、成膜
処理空間に導入された材料ガスが、プラズマ放電空間側
に逆拡散する心配は無くなる。
That is, in the CVD apparatus of the basic mode proposed in Japanese Patent Application No. 11-157691, the plurality of radical passage holes through which radicals pass have a gas flow rate in the holes of u, a substantial radical The length of the passage hole is L (in the embodiment shown in FIGS. 1, 2 and 3, the length is equal to the thickness of the partition plate 14), the mutual gas diffusion coefficient (the two kinds of gas on both sides of the hole). When the mutual gas diffusion coefficient is D, u
By forming so as to satisfy the condition of L / D> 1, there is no fear that the material gas introduced into the film formation processing space is diffused back to the plasma discharge space side.

【0012】しかし、上記の条件を満たした上で、さら
に量産に適した成膜速度が確保されるようなL(実質的
なラジカル通過穴の長さ)を検討しなければならない。
However, after satisfying the above conditions, it is necessary to study L (substantial length of the radical passage hole) so as to secure a film forming rate suitable for mass production.

【0013】このように最適な隔壁板の厚みを考慮した
上で、しかも、大型化する基板と同等以上の面積を有す
る隔壁板に対して、貫通するラジカルの通り道を確保
し、しかも、材料ガス又はクリーニングガスを成膜処理
空間側に導入できる構造を持ち、かつ、隔壁板を温調で
きるといういくつもの機能を兼ね合わせた精巧な構造を
有する隔壁板は、実現されていなかった。
In consideration of the optimum thickness of the partition plate as described above, a passage for the radical to penetrate is secured for the partition plate having an area equal to or larger than the substrate to be enlarged, Alternatively, a partition plate having a structure capable of introducing a cleaning gas into the film formation processing space and having a sophisticated structure having several functions of controlling the temperature of the partition plate has not been realized.

【0014】また、原料ガスとして有機ガスを用い、プ
ラズマで生じたラジカルを利用して成膜する場合、一般
に有機ガスは蒸気圧が小さいため、雰囲気温度を所定の
温度以上に保つ必要がある。例えば、TEOS(テトラ
エトキシシラン)の場合、1300Pa以上の蒸気圧を
得るためには、60℃以上に保つ必要がある。
When an organic gas is used as a source gas and a film is formed using radicals generated by plasma, the organic gas generally has a low vapor pressure, so that the ambient temperature must be maintained at a predetermined temperature or higher. For example, in the case of TEOS (tetraethoxysilane), it is necessary to maintain the temperature at 60 ° C. or higher in order to obtain a vapor pressure of 1300 Pa or higher.

【0015】またCVD法による薄膜形成方法で、Cu
(hfac)(ビスヘキサフルオロアセチルアセトン
酸塩銅)を用いて、水素ラジカル還元により銅薄膜を成
膜する場合では、100Pa以上の蒸気圧を得るため
に、やはり60℃以上に保つ必要がある。しかも、30
0℃以上に加熱すると分解が始まるため、適切な温度管
理が必要になる。
In the method of forming a thin film by a CVD method, Cu
When a copper thin film is formed by hydrogen radical reduction using (hfac) 2 (copper bishexafluoroacetylacetonate), it is necessary to maintain the temperature at 60 ° C. or higher in order to obtain a vapor pressure of 100 Pa or higher. And 30
Decomposition starts when heated to 0 ° C. or higher, so that appropriate temperature control is required.

【0016】このように、産業上、温度調節が可能な隔
壁板の必要性が高まっている。
As described above, the necessity of a partition plate capable of controlling the temperature is increasing in industry.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特願
平11−157692号で提案された基本形態のCVD
装置と、特願2000−188667で提出した薄膜形
成装置を更に発展させ、しかも、大型化する基板と同等
以上の面積を有する隔壁板に対して、貫通する励起種の
通り道を確保し、原料ガス又はクリーニングガスを成膜
処理空間側に導入できる構造を持ち、かつ、上記の理由
から隔壁板を温調するといういくつもの機能を兼ね合わ
せた隔壁板を有する、大型基板用CVD装置を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a basic type of CVD proposed in Japanese Patent Application No. 11-157694.
The apparatus and the thin film forming apparatus submitted in Japanese Patent Application No. 2000-188667 are further developed, and a passage for the excited species to penetrate is secured for the partition plate having an area equal to or larger than the substrate to be enlarged. Alternatively, there is provided a CVD apparatus for a large-sized substrate having a structure capable of introducing a cleaning gas into a film formation processing space side and having a partition plate having several functions of controlling the temperature of the partition plate for the above-described reason. It is in.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明が提案
する薄膜形成装置は、真空容器内が隔壁板によってプラ
ズマ放電空間と成膜処理空間とに分離されており、当該
隔壁板は内部に前記プラズマ放電空間と隔離されかつ成
膜処理空間と複数個の拡散孔を介して通じている第一の
内部空間を有していると共に、前記プラズマ放電空間と
成膜処理空間とを貫通する複数個の貫通孔を有している
ものである。そして、前記プラズマ放電空間にガスを導
入してプラズマによりラジカルを発生させ、このラジカ
ルを前記隔壁板の複数個の貫通孔を通して前記成膜処理
空間に導入すると共に、前記成膜処理空間に材料ガスを
直接導入し、成膜処理空間において前記導入されたラジ
カルと材料ガスを反応させ、成膜処理空間に配置されて
いる基板上に成膜を行うものである。
That is, in a thin film forming apparatus proposed by the present invention, the inside of a vacuum vessel is separated into a plasma discharge space and a film forming processing space by a partition plate, and the partition plate is provided therein. A first inner space that is isolated from the plasma discharge space and communicates with the film formation processing space through a plurality of diffusion holes, and has a plurality of holes that penetrate the plasma discharge space and the film formation processing space; Having a through hole. Then, a gas is introduced into the plasma discharge space to generate radicals by plasma, and the radicals are introduced into the film formation processing space through a plurality of through holes of the partition plate, and a material gas is introduced into the film formation processing space. Is directly introduced, and the introduced radicals react with the material gas in the film formation processing space to form a film on a substrate disposed in the film formation processing space.

【0019】ここで、本発明が提案する薄膜形成装置
は、前述した課題を解決するため、前記隔壁板は、積層
された複数枚の板体が相互にその接触面で接合されて形
成されていると共に、温度調節手段を備えていることを
特徴とするものである。
Here, in the thin film forming apparatus proposed by the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, the partition plate is formed by joining a plurality of laminated plate members at their contact surfaces. And a temperature control means.

【0020】なお前記において、隔壁板は、その内部
に、プラズマ放電空間及び成膜処理空間と隔離されてい
る第二の内部空間を更に備えており、隔壁板に備えられ
ている温度調節手段は、当該第二の内部空間に備えられ
ている熱交換手段又は加熱手段とすることができる。
In the above, the partition plate further includes a second internal space separated from the plasma discharge space and the film formation processing space therein, and the temperature control means provided in the partition plate is The heat exchange means or the heating means provided in the second internal space can be used.

【0021】そして、温度調節手段を隔壁板の第二の内
部空間に備えられている熱交換手段とする場合は、これ
を当該第二の内部空間に流体の熱交換材を流動させて実
現することができる。
When the temperature control means is a heat exchange means provided in the second internal space of the partition plate, this is realized by flowing a heat exchange material of a fluid into the second internal space. be able to.

【0022】また、この場合、流体の熱交換材は、前記
真空容器を貫通して隔壁板に取り付けられているノズル
によって前記隔壁板の第二の内部空間に導入されるもの
であって、当該ノズルは、前記真空容器に気密材を介し
て水平方向に可動な状態で保持され、前記隔壁板に水平
に取り付けられて前記隔壁板の第二の内部空間に連結さ
れるようにすることができる。
In this case, the heat exchange material for the fluid is introduced into the second internal space of the partition plate by a nozzle attached to the partition plate through the vacuum vessel. The nozzle may be held in the vacuum vessel in a horizontally movable state via an airtight material, may be horizontally attached to the partition plate, and may be connected to the second internal space of the partition plate. .

【0023】一方、温度調節手段を隔壁板の第二の内部
空間に備えられている加熱手段とする場合は、これを当
該第二の内部空間に配置された加熱ヒータとすることが
できる。
On the other hand, when the temperature adjusting means is a heating means provided in the second internal space of the partition plate, it can be a heater arranged in the second internal space.

【0024】また、隔壁板に備えられている温度調節手
段を、熱伝導性の高い材質からなる隔壁板(例えば、ア
ルミニューム製の隔壁板)の外周部に設けられている加
熱手段によって実現することもできる。
Further, the temperature adjusting means provided on the partition plate is realized by a heating means provided on an outer peripheral portion of a partition plate made of a material having high heat conductivity (for example, a partition plate made of aluminum). You can also.

【0025】なお、本発明の薄膜形成装置においては、
成膜処理空間に直接導入される材料ガスを、真空容器を
貫通して隔壁板に取り付けられているノズルによって前
記隔壁板の第一の内部空間に導入され、前記複数個の拡
散孔を介して成膜処理空間に導入されるものとし、当該
ノズルを、前記の流体の熱交換材の場合と同じように、
真空容器に気密材を介して水平方向に可動な状態で保持
され、隔壁板に水平に取り付けられて隔壁板の第一の内
部空間に連結されているようにすれば、隔壁板の熱膨脹
による水平方向の変形を吸収できるので有利である。
In the thin film forming apparatus of the present invention,
The material gas directly introduced into the film forming process space is introduced into the first internal space of the partition plate by a nozzle attached to the partition plate through a vacuum vessel, and through the plurality of diffusion holes. It is assumed that the nozzle is introduced into the film formation processing space, and the nozzle is, as in the case of the fluid heat exchange material,
If it is held in a vacuum container in a horizontally movable state via an airtight material, and is horizontally attached to the partition plate and connected to the first internal space of the partition plate, the horizontal expansion due to the thermal expansion of the partition plate is achieved. This is advantageous because deformation in the direction can be absorbed.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】図1、2は、本発明の薄膜形成装
置の真空容器24を、プラズマ放電空間15(図1、2
中、上側)と成膜処理空間16(図1、2中、下側)と
に隔離する隔壁板14の第1、第2の実施例を表すもの
でありであり、図1(a)、図2(a)は断面図、図1
(b)、図2(b)は、それぞれ、図1(a)、図2
(a)中、X−Xから内部を見た平面図である。
1 and 2 show a vacuum vessel 24 of a thin film forming apparatus according to the present invention in a plasma discharge space 15 (FIGS. 1 and 2).
FIGS. 1A and 1B show a first embodiment and a second embodiment of a partition plate 14 which is isolated between a middle and an upper part) and a film forming space 16 (a lower part in FIGS. 1 and 2). FIG. 2A is a sectional view, and FIG.
2 (b) and FIG. 2 (b) correspond to FIG. 1 (a) and FIG.
It is the top view which looked at the inside from XX in (a).

【0027】この隔壁板14には、例えば、特願平11
−157692号で提案された基本形態のCVD装置に
おいて採用されている隔壁板の基本的な構造、すなわ
ち、ラジカルが通過する複数個の貫通孔4内でのガス流
速をu、実質的な貫通孔の長さをL(図1、図2、図3
図示の実施例においては隔壁板14の厚みと同等の長さ
になる)、相互ガス拡散係数(貫通孔の両側の2種のガ
スの相互ガス拡散係数)をDとするとき、uL/D>1
の条件を満たす構造が採用されている。
For example, Japanese Patent Application No. Hei 11
No. 157,695, the basic structure of the partition plate employed in the CVD apparatus of the basic form, that is, the gas flow velocity in the plurality of through holes 4 through which radicals pass, u, the substantial through hole Is L (FIGS. 1, 2 and 3).
In the illustrated embodiment, when the mutual gas diffusion coefficient (the mutual gas diffusion coefficient of the two gases on both sides of the through-hole) is D, uL / D> 1
Is adopted.

【0028】また、本出願人が特願2000−1886
67で提案した、積層された複数枚の板体が全面にわた
って相互にその板体間の接触面を接合させた構造が採用
されている。具体的には、図1、2図示の隔壁板14
は、積層された複数の板体(上部板10、中間板11、
成膜側ガス吹き出し板12)が、板体相互の接触面(す
なわち、上部板10と中間板11との接触面、中間板1
1と成膜側ガス吹き出し板12との接触面)を全面にわ
たり密着させて相互に接合されているものである。
Also, the present applicant has filed Japanese Patent Application No. 2000-1886.
The structure proposed in 67, in which a plurality of stacked plate members are joined to each other over the entire surface and the contact surfaces between the plate members are joined to each other. Specifically, the partition plate 14 shown in FIGS.
Is a plurality of laminated plate bodies (upper plate 10, intermediate plate 11,
The gas-ejecting plate 12 on the film formation side is provided with a contact surface between the plate members (that is, a contact surface between the upper plate 10 and the intermediate plate 11, the intermediate plate 1).
1 and the film blowing side gas blowing plate 12) are brought into close contact with each other and joined to each other.

【0029】これら隔壁板14を構成する上部板10、
中間板11、成膜側ガス吹き出し板12の板体相互の接
触面を全面にわたり密着させて相互に接合する方法とし
ては、例えば、真空ロー付け、圧接等を用いることがで
きる。
The upper plate 10, which constitutes these partition plates 14,
As a method of bringing the contact surfaces of the plate bodies of the intermediate plate 11 and the film-forming-side gas blowing plate 12 into close contact with each other over the entire surface and joining them together, for example, vacuum brazing, pressure welding, or the like can be used.

【0030】図1図示の隔壁板14の場合、上部板10
と中間板11の接合のない空間である領域に、水、空
気、油等の気体又は液体状の熱交換材が流動できる熱交
換材導入口(又は熱交換材排出口)6、7を設け、これ
らが隔壁板14内の第二の内部空間8に連通されてい
る。
In the case of the partition plate 14 shown in FIG.
Heat exchange material inlets (or heat exchange material discharge ports) 6 and 7 through which a gas or liquid heat exchange material such as water, air, or oil can flow in a region where there is no joining between the heat exchange material and the intermediate plate 11. These are communicated with the second internal space 8 in the partition plate 14.

【0031】また、中間板11と成膜側ガス吹き出し板
12の接合のない空間である領域には、シラン等の材料
ガスが、材料ガス導入口28を通して、第一の内部空間
である材料ガス拡散空間2に導入できる空間が設けられ
ている。そして、材料ガスは、ここを介して、第一の内
部空間である材料ガス拡散空間2と成膜処理空間16と
を通じさせる複数個の拡散孔に該当する材料ガス吹出し
口3から成膜処理空間16に、直接に、すなわちプラズ
マやラジカルに接触することなく、成膜処理空間16に
導入できる。
A material gas such as silane is supplied through a material gas inlet 28 into a region where there is no joining between the intermediate plate 11 and the film-forming side gas blowing plate 12 through a material gas inlet 28. A space that can be introduced into the diffusion space 2 is provided. The material gas passes through the material gas outlet 3 corresponding to the plurality of diffusion holes through which the material gas diffusion space 2 as the first internal space and the film formation processing space 16 pass. 16 can be introduced directly into the film formation processing space 16, that is, without coming into contact with plasma or radicals.

【0032】材料ガスは、材料ガス導入口28から第一
の内部空間に該当する材料ガス拡散空間2に入り、ここ
で拡散した後に、拡散孔である材料ガス吹出し口3から
成膜処理空間16に放出される。
The material gas enters the material gas diffusion space 2 corresponding to the first internal space from the material gas introduction port 28, and diffuses here. Will be released.

【0033】プラズマ放電空間15で生成されたラジカ
ルは、貫通孔4を通り成膜処理空間16に放出され、材
料ガスと反応することで成膜処理が行われる。
The radicals generated in the plasma discharge space 15 are released through the through-holes 4 into the film formation processing space 16 and react with the material gas to perform the film formation.

【0034】熱交換材導入口(又は熱交換材排出口)6
(又は7)から導入された、水、空気、油等の気体又は
液体状の熱交換材は、第二の内部空間8を通る間に、プ
ラズマ放電空間15のエネルギーや、成膜処理空間16
の、ヒータ18によって加熱されている基板ホルダー1
7(図4、5)からの輻射熱を受けて温度の上昇した隔
壁板14本体の熱エネルギーを吸収して、熱交換材排出
口7から外部に排出される。また、プラズマ放電空間1
5内でプラズマが生成されていない間は、隔壁板14の
温度を一定に維持するため、前記液体状の熱交換材を導
入して、隔壁板14を加熱しておくことができる。
Heat exchange material inlet (or heat exchange material outlet) 6
The gas or liquid heat exchange material such as water, air, oil, etc. introduced from (or 7) passes through the second internal space 8 during the energy of the plasma discharge space 15 and the film forming processing space 16.
Of the substrate holder 1 being heated by the heater 18
7 (FIGS. 4 and 5) absorbs the heat energy of the main body of the partition plate 14 whose temperature has increased due to the radiant heat from the heat exchange material 7 and is discharged outside through the heat exchange material discharge port 7. In addition, the plasma discharge space 1
As long as the plasma is not generated in the partition 5, the liquid heat exchange material can be introduced to heat the partition plate 14 in order to keep the temperature of the partition plate 14 constant.

【0035】熱交換材排出口7から外部に排出された熱
交換材の温度をモニター(不図示)して、その温度に応
じて、導入する熱交換材の温度を制御することで、隔壁
板14の温度を一定にすることができ、従って、プラズ
マ放電空間15の温度変化をなくし、これによって圧力
変動を抑制して、放電状態を一定に保つことができる。
The temperature of the heat exchange material discharged to the outside from the heat exchange material discharge port 7 is monitored (not shown), and the temperature of the heat exchange material to be introduced is controlled in accordance with the temperature, so that the partition plate is provided. Therefore, the temperature of the plasma discharge space 15 can be kept constant, thereby suppressing the pressure fluctuation and keeping the discharge state constant.

【0036】さらに、有機ガスを材料ガスとして利用す
る場合においては、隔壁板14の温度を凝縮点以上の温
度に保たなくては、内部で凝縮するおそれがあるが、本
発明の隔壁板14を使うことで、各ガスに応じて凝縮点
以上に隔壁板14の温度を保つことで、隔壁板14内部
での凝縮を防止することができる。
Further, when an organic gas is used as a material gas, the partition plate 14 may be condensed unless the temperature of the partition plate 14 is maintained at a temperature higher than the condensation point. By keeping the temperature of the partition plate 14 above the condensation point for each gas, condensation inside the partition plate 14 can be prevented.

【0037】図2図示の隔壁板14の場合、加熱ヒータ
9や隔壁板14の温度が測定できる検知器等を埋め込め
る空間(第二の内部空間)を、上部板10と中間板ll
の接合のない空間である領域に設けている。
In the case of the partition plate 14 shown in FIG. 2, a space (second internal space) in which the heater 9 and a detector capable of measuring the temperature of the partition plate 14 can be embedded is formed by the upper plate 10 and the intermediate plate 11.
Is provided in an area that is a space where there is no joining.

【0038】図2は、隔壁板14内部に加熱ヒータ9を
組み込んだ本発明の第2の実施例であり、隔壁板14の
本体の貫通孔の無い部分であって、かつ、上部板10と
中間板llの接合のない空間である領域に、加熱ヒータ
9や隔壁板14の温度が測定できる検知器等(不図示)
を埋め込める空間(第二の内部空間)を設けている。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention in which the heater 9 is incorporated inside the partition plate 14, which is a portion of the main body of the partition plate 14 having no through-hole, and which A detector or the like (not shown) capable of measuring the temperature of the heater 9 or the partition plate 14 in a region where there is no joining of the intermediate plate 11.
Is provided (a second internal space) in which can be embedded.

【0039】前記の図1図示の実施例と同様、加熱ヒー
タに加えて熱検知器(不図示)を組込むことにより、隔
壁板14の温度をモニターして、加熱ヒータ9の投入電
力を制御することで隔壁板14の温度を一定に保つこと
ができる。
As in the embodiment shown in FIG. 1, by incorporating a heat detector (not shown) in addition to the heater, the temperature of the partition plate 14 is monitored and the power supplied to the heater 9 is controlled. Thus, the temperature of the partition plate 14 can be kept constant.

【0040】図2図示の実施例では、加熱ヒータ9を内
部に組込んでいるが、熱伝導性の高いアルミニュームな
どの材料で隔壁板14を構成することで、隔壁板14の
外周部に加熱手段(例えば、ヒ一タ)を張り付けたりし
た場合でも、隔壁板14自身の熱伝導性の高さで、隔壁
板の中心部まで加熱できるために、同様の効果を期待で
きる。
Although the heater 9 is incorporated in the embodiment shown in FIG. 2, the partition plate 14 is made of a material such as aluminum having high thermal conductivity so that the outer periphery of the partition plate 14 can be formed. Even when a heating means (for example, a heater) is attached, the same effect can be expected because the center of the partition plate can be heated by the high thermal conductivity of the partition plate 14 itself.

【0041】図3は、図1図示の実施形態の隔壁板14
における、内部空間8への熱交換材の導入形態の一実施
例を説明するものである。
FIG. 3 shows the partition plate 14 of the embodiment shown in FIG.
FIG. 4 illustrates an embodiment of a mode of introducing a heat exchange material into the internal space 8 in FIG.

【0042】隔壁板14は、真空容器24内にある導電
材固定部22に固定されており、真空容器24の外部
(大気側)からの熱交換材導入口6は、真空容器24を
貫通して隔壁板14に取り付けられているノズル5によ
って隔壁板14の内部空間8と連通している。ノズル5
は、真空容器24に気密材、例えば、耐熱Oリング1を
介して、真空容器24の内部の真空を維持しながら水平
方向に可動な状態で保持され、隔壁板14に水平に取り
付けられて隔壁板14の内部空間8に連結されている。
The partition plate 14 is fixed to the conductive material fixing portion 22 in the vacuum vessel 24, and the heat exchange material introduction port 6 from the outside (atmosphere side) of the vacuum vessel 24 penetrates the vacuum vessel 24. The nozzle 5 attached to the partition plate 14 communicates with the internal space 8 of the partition plate 14. Nozzle 5
Is held in a vacuum container 24 via an airtight material, for example, a heat-resistant O-ring 1, while being kept movable in the horizontal direction while maintaining the vacuum inside the vacuum container 24, and is mounted horizontally on the partition plate 14 to partition the partition wall. It is connected to the internal space 8 of the plate 14.

【0043】このような構造をとることで、隔壁板14
の熱膨張による水平方向の変形を吸収することができ、
しかも熱交換材導入口6が設けられている部分における
気密性を維持できる。
By adopting such a structure, the partition plate 14
Can absorb horizontal deformation due to thermal expansion of
In addition, the airtightness at the portion where the heat exchange material introduction port 6 is provided can be maintained.

【0044】熱交換材導入口6におけるノズル5を用い
て隔壁板14の内部空間8と連結する構造は、熱交換材
排出口7、材料ガス導入口28においても同様に採用す
ることができる。この場合、気密性維持のために使用さ
れる耐熱性Oリング1の素材は、熱交換材の種類や温
度、材料ガスの種類等を考慮することで種々選択するこ
とができる。
The structure in which the nozzle 5 at the heat exchange material inlet 6 is connected to the internal space 8 of the partition plate 14 can be similarly applied to the heat exchange material outlet 7 and the material gas inlet 28. In this case, the material of the heat-resistant O-ring 1 used for maintaining the airtightness can be variously selected in consideration of the type and temperature of the heat exchange material, the type of the material gas, and the like.

【0045】図4は、図1図示の隔壁板14が採用され
ている本発明に係る薄膜形成装置の好ましい実施形態を
説明するものである。
FIG. 4 illustrates a preferred embodiment of the thin film forming apparatus according to the present invention, in which the partition plate 14 shown in FIG. 1 is employed.

【0046】真空容器24の内部は、導電材固定部22
を介して真空容器24と同じ接地電位に保たれている隔
壁板14(図1、2図示)によって上下の2つの室に隔
離され、上側の室はプラズマ放電空間15を形成し、下
側の室は成膜処理空間16を形成している。
The inside of the vacuum vessel 24 is
Are separated into two upper and lower chambers by a partition plate 14 (shown in FIGS. 1 and 2) which is maintained at the same ground potential as the vacuum vessel 24, and the upper chamber forms a plasma discharge space 15, The chamber forms a film formation processing space 16.

【0047】板状の電極(高周波電極)31は、電極3
1の周縁部の側面が、真空容器24を構成する上側の容
器12aとの間に介設される絶縁部材21a、21bの
うちの上側の絶縁部材21aに、また電極31の周縁部
の下端面が、真空容器24を構成する上側の容器12a
との間に介設される絶縁部材21a、21bのうちの下
側の絶縁部材21bにそれぞれ接触するようにして取り
付けられている。
The plate-like electrode (high-frequency electrode) 31 is
1 is provided on the upper insulating member 21a of the insulating members 21a and 21b interposed between the upper container 12a constituting the vacuum container 24 and the lower end surface of the peripheral portion of the electrode 31. Is the upper container 12a constituting the vacuum container 24
Are attached so as to be in contact with the lower insulating member 21b of the insulating members 21a and 21b interposed therebetween.

【0048】隔壁板14は、所望の特定の厚みを有し、
かつ全体的に平面状の形態を有し、さらに真空容器24
の水平断面形状に類似した平面形状を有している。
The partition plate 14 has a desired specific thickness,
And has a generally planar shape, and further has a vacuum container 24
Has a planar shape similar to the horizontal cross-sectional shape.

【0049】図4図示の薄膜形成装置においては、プラ
ズマ放電空間15で酸素プラズマ19が生成されている
領域は、中央の位置に電極31を挟んで、隔壁板14と
真空容器24を構成する上側の容器12aで囲まれた箇
所である。電極31には、複数の孔20aが形成されて
いる。
In the thin film forming apparatus shown in FIG. 4, the region where the oxygen plasma 19 is generated in the plasma discharge space 15 is located at the center with the electrode 31 interposed therebetween, and the upper side constituting the partition plate 14 and the vacuum vessel 24. Is a portion surrounded by the container 12a. The electrode 31 has a plurality of holes 20a.

【0050】図示しない搬送ロボットによってガラス基
板11が真空容器24の内部に搬入され、真空容器24
と同じ電位である接地電位に保持されている基板ホルダ
ー17の上に配置される。
The glass substrate 11 is carried into the vacuum container 24 by a transfer robot (not shown),
It is arranged on a substrate holder 17 which is maintained at the ground potential which is the same potential as.

【0051】成膜処理空間16に設けられた基板ホルダ
ー17は、ヒータ18に通電が行われているため、予め
所定温度に保持されている。真空容器24の内部は、排
気機構13によって排気され、減圧されて所定の真空状
態に保持される。
The substrate holder 17 provided in the film formation processing space 16 is maintained at a predetermined temperature in advance because the heater 18 is energized. The inside of the vacuum vessel 24 is evacuated by the evacuation mechanism 13, decompressed, and maintained in a predetermined vacuum state.

【0052】次に、酸素ガス導入パイプ23aを通して
酸素ガスがプラズマ放電空間15に導入される。
Next, oxygen gas is introduced into the plasma discharge space 15 through the oxygen gas introduction pipe 23a.

【0053】この状態で、電極31に対し、他の金属部
分との絶縁が図られている電力導入棒29を介して高周
波電力が供給される。この高周波電力によって放電が生
じ、プラズマ放電空間15内において電極31の周囲に
酸素プラズマ19が生成される。酸素プラズマ19を生
成することで、中性の励起種であるラジカル(励起活性
種)が生成され、これが隔壁板14に設けられている貫
通孔4を通過して成膜処理空間16に導入される。
In this state, high-frequency power is supplied to the electrode 31 via the power supply rod 29 which is insulated from other metal parts. A discharge is generated by this high frequency power, and oxygen plasma 19 is generated around the electrode 31 in the plasma discharge space 15. By generating the oxygen plasma 19, radicals (excited active species), which are neutral excited species, are generated, and are introduced into the film formation processing space 16 through the through holes 4 provided in the partition plate 14. You.

【0054】一方、材料ガスである、例えば、シランが
材料ガス導入口28を通して隔壁板14の第一の内部空
間に該当する材料ガス拡散空間2(図1〜3)に導入さ
れる。シランは、材料ガス吹出し口3から成膜処理空間
16に、直接に、すなわちプラズマやラジカルに接触す
ることなく成膜処理空間16に導入される。
On the other hand, a material gas, for example, silane is introduced into the material gas diffusion space 2 (FIGS. 1 to 3) corresponding to the first internal space of the partition plate 14 through the material gas inlet 28. Silane is introduced from the material gas outlet 3 directly into the film formation processing space 16, that is, without contacting plasma or radicals.

【0055】このとき、隔壁板14内部の第二の内部空
間8には、成膜時にプラズマ放電空間15のエネルギー
や、成膜処理空間16の基板ホルダー17からの輻射熱
を受けて温度上昇する隔壁板14本体の熱エネルギーを
吸収するため、又は、成膜処理空間16内で進行するプ
ロセスに応じて隔壁板14を所定の温度領域に加熱、保
持させるため、熱交換材導入口6からノズル5(図3)
を介して、水、空気、油等の気体又は液体状の熱交換材
が導入されている。熱交換材の種類やその流量は、成膜
の設定条件(投入電力、成膜時間等)で任意に選択する
ことができる。
At this time, in the second internal space 8 inside the partition plate 14, a partition wall which rises in temperature due to the energy of the plasma discharge space 15 and the radiant heat from the substrate holder 17 in the film formation processing space 16 during film formation. In order to absorb the thermal energy of the plate 14 main body, or to heat and hold the partition plate 14 in a predetermined temperature range according to the process progressing in the film forming processing space 16, the heat exchange material inlet 6 through the nozzle 5 (Fig. 3)
, A gaseous or liquid heat exchange material such as water, air, oil or the like is introduced. The type of heat exchange material and its flow rate can be arbitrarily selected according to the set conditions for film formation (input power, film formation time, etc.).

【0056】また、材料ガスがTEOS(テトラエトキ
シシラン)等のような、常温常圧では液体状態である場
合、十分な蒸気圧が確保される適切な温度に気化させた
後に材料ガスとして、材料ガス導入口28を通して隔壁
板14の第一の内部空間に該当する材料ガス拡散空間2
(図1〜図3)に導入される。このとき、隔壁板14内
に導入されたTEOSガスが、凝縮を起こさないよう
に、かつ十分な蒸気圧が保たれるようにするため、隔壁
板14は、100℃に保持して蒸気圧を約11KPa程
度にする。このように、隔壁板14内部のTEOSガス
を適切な温度に調整することで、十分な蒸気圧が確保さ
れる適切な温度に気化されている材料ガスを、材料ガス
吹出し口3から成膜処理空間16に、直接に、すなわち
プラズマやラジカルに接触することなく成膜処理空間1
6に導入する。
When the material gas is in a liquid state at normal temperature and pressure, such as TEOS (tetraethoxysilane), the material gas is vaporized to an appropriate temperature at which a sufficient vapor pressure is secured, and then converted to a material gas. The material gas diffusion space 2 corresponding to the first internal space of the partition plate 14 through the gas inlet 28
(FIGS. 1 to 3). At this time, in order to prevent the TEOS gas introduced into the partition plate 14 from condensing and to maintain a sufficient vapor pressure, the partition plate 14 is maintained at 100 ° C. to reduce the vapor pressure. Approximately 11 KPa. As described above, by adjusting the TEOS gas inside the partition plate 14 to an appropriate temperature, the material gas vaporized to an appropriate temperature at which a sufficient vapor pressure is secured can be formed from the material gas outlet 3 into a film forming process. In the space 16, the film formation processing space 1 is directly provided, that is, without contacting plasma or radicals.
Introduce to 6.

【0057】その結果、成膜処理空間16内で前記ラジ
カルと、シランやTEOSのような材料ガスとがはじめ
て接触して化学反応を起こし、ガラス基板11の表面上
にシリコン酸化膜が堆積し、薄膜が形成される。
As a result, the radicals and a material gas such as silane or TEOS contact for the first time in the film formation processing space 16 to cause a chemical reaction, and a silicon oxide film is deposited on the surface of the glass substrate 11. A thin film is formed.

【0058】クリーニング作業が行われるときには、例
えば、NF等のクリーニングガスが、クリーニングガ
ス導入パイプ23bを通して、前述の酸素ガスの時と同
じように、プラズマ生成空間15に導入され、プラズマ
によりフッ素ラジカルが生成される。生成されたフッ素
ラジカルは、酸素ガスのラジカルと同様、隔壁板14の
貫通孔4を通って、成膜処理空間16に拡散し、クリー
ニングが行われる。このとき、隔壁板14を所定温度に
加熱することでクリーニング効果、すなわち、成膜処理
空間16内に堆積した被膜に対するエッチング速度を向
上させることができる。
When the cleaning operation is performed, for example, a cleaning gas such as NF 3 is introduced into the plasma generation space 15 through the cleaning gas introduction pipe 23b in the same manner as in the case of the oxygen gas, and fluorine radicals are generated by the plasma. Is generated. The generated fluorine radicals, like the oxygen gas radicals, pass through the through holes 4 of the partition plate 14 and diffuse into the film forming processing space 16 to be cleaned. At this time, by heating the partition plate 14 to a predetermined temperature, the cleaning effect, that is, the etching rate for the film deposited in the film formation processing space 16 can be improved.

【0059】図5は、前述した図1、2図示の隔壁板1
4によって真空容器24の内部が二室に分離されている
本発明の薄膜形成装置の他の一例の概略を表すものであ
る。
FIG. 5 shows the partition plate 1 shown in FIGS.
4 schematically shows another example of the thin film forming apparatus of the present invention in which the inside of the vacuum vessel 24 is divided into two chambers.

【0060】図5図示の実施形態の特徴的構成は、真空
容器24を構成する上側の容器12aの天井部の内側に
絶縁部材21aを設け、かつその下側に電極31を配置
するようにした点である。電極31には、図4図示の実
施形態の場合のような穴20aは形成されておらず一枚
の板状の形態を有する。つまり、電極31と隔壁板14
によって平行平板型電極構造によるプラズマ放電空間1
5を形成する。
The characteristic configuration of the embodiment shown in FIG. 5 is such that an insulating member 21a is provided inside the ceiling of the upper container 12a constituting the vacuum container 24, and the electrode 31 is disposed below the insulating member 21a. Is a point. The electrode 31 does not have the hole 20a as in the embodiment shown in FIG. 4 and has a single plate shape. That is, the electrode 31 and the partition plate 14
Plasma discharge space 1 with parallel plate electrode structure
5 is formed.

【0061】その他の構成は、図4図示の実施形態の構
成と実質的に同じである。そこで、図5において図4で
説明した要素と実質的に同一な各要素には同一の符号を
付し、ここで詳細な説明を反復することは省略する。更
に、図5図示の実施形態の薄膜形成装置による作用、効
果も前述の図4図示の実施形態の場合と同様であるの
で、その説明を反復することは省略する。
The other structure is substantially the same as the structure of the embodiment shown in FIG. Therefore, in FIG. 5, each element substantially the same as the element described in FIG. 4 is denoted by the same reference numeral, and a detailed description thereof will not be repeated. Further, the operation and effect of the thin film forming apparatus of the embodiment shown in FIG. 5 are the same as those of the embodiment shown in FIG. 4, and therefore, the description thereof will not be repeated.

【0062】以上、添付図面を参照して本発明の好まし
い実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限
定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握
される技術的範囲において種々の態様に変更可能であ
る。
As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to such embodiments, and has the technical scope understood from the description of the claims. It can be changed to various modes.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明により、真空容器内を、ラジカル
が通過する複数個の貫通孔を持つ隔壁板によってプラズ
マ放電空間と成膜処理空間とに分離し、プラズマ放電空
間にガスを導入してプラズマによりラジカルを発生さ
せ、このラジカルを前記隔壁板の複数個の貫通孔を通し
て成膜処理空間に導入すると共に、成膜処理空間に材料
ガスを直接(すなわちプラズマやラジカルに接触させる
ことなく)導入し、成膜処理空間において、前記導入さ
れたラジカルと材料ガスとを反応させ、成膜処理空間に
配置されている基板上に成膜を行う薄膜形成装置におい
て、プラズマを生成しない間の隔壁板の加熱、温度維
持、又は、プロセス中、プラズマ放電空間からのエネル
ギーや基板ホルダーからの輻射熱を受ける隔壁板の温度
を一定に保つことができ、その結果、プラズマ放電空間
の実効的な圧力変動がなくなり、一定で安定なプロセス
条件を維持することができる。
According to the present invention, the inside of a vacuum vessel is separated into a plasma discharge space and a film formation processing space by a partition plate having a plurality of through holes through which radicals pass, and gas is introduced into the plasma discharge space. Radicals are generated by plasma, and the radicals are introduced into the film formation processing space through a plurality of through holes of the partition plate, and a material gas is directly introduced into the film formation processing space (that is, without contacting the plasma or the radicals). Then, in a thin film forming apparatus in which the introduced radicals react with the material gas in the film formation processing space to form a film on a substrate disposed in the film formation processing space, a partition plate during which plasma is not generated During the process, the temperature of the partition plate, which receives energy from the plasma discharge space and radiation heat from the substrate holder, can be kept constant. As a result, there is no effective pressure fluctuations in the plasma discharge space, it is possible to maintain a constant in a stable process conditions.

【0064】また、定期的なクリーニング作業が行われ
るときは、隔壁板を加熱することにより効果的なクリー
ニングが行われるような温度調節が行える。
When a periodic cleaning operation is performed, the temperature can be adjusted so that effective cleaning can be performed by heating the partition plate.

【0065】さらに、本発明の薄膜形成装置が、プラズ
マ放電空間で励起種を生成するプラズマCVD法ではな
く、有機化合物などの液体原料を気化して使用する場
合、隔壁板を、気化した液体原料を凝縮させない温度、
または熱分解を起こさない温度等に制御することが可能
であるため、隔壁板を利用した、TEOS等の有機ガス
などの熱に敏感な有機化合物を原料とした薄膜形成装置
の応用を可能にした。
Further, when the thin film forming apparatus of the present invention uses a liquid raw material such as an organic compound instead of the plasma CVD method for generating excited species in the plasma discharge space, the partition plate is formed by the vaporized liquid raw material. Temperature that does not condense
In addition, since it is possible to control the temperature at which thermal decomposition does not occur, it is possible to apply a thin film forming apparatus using a partition plate and made of a heat-sensitive organic compound such as an organic gas such as TEOS as a raw material. .

【0066】また、隔壁板の温度調節の手段として、冷
却又は加熱用の流体を真空容器の外から隔壁板に導入す
る場合及び、材料ガスを隔壁板内の第一の内部空間を介
して成膜処理空間に直接導入するために材料ガスを隔壁
板に導入する場合、それらの導入口をプロセス中プラズ
マにさらされている隔壁部の熱膨張による水平方向の変
形を吸収できる構造としたため、導入口での破損、亀裂
等を防止できる、安定した温度制御及び、材料ガスの導
入を可能にすることができる。
As means for controlling the temperature of the partition plate, a case where a cooling or heating fluid is introduced into the partition plate from outside the vacuum vessel, and a material gas is formed via the first internal space in the partition plate. When material gases are introduced into the partition plate for direct introduction into the membrane processing space, their inlets are structured to absorb horizontal deformation due to thermal expansion of the partition exposed to plasma during the process. Stable temperature control and introduction of a material gas that can prevent breakage, cracks, and the like at the mouth can be made possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の薄膜形成装置の真空容器二室に隔離
する隔壁板の第1の実施例を表すものでありであり、
(a)は一部拡大断面図、(b)は、図1(a)中、X
−Xから内部を見た平面図。
FIG. 1 shows a first embodiment of a partition plate separated into two vacuum chambers of a thin film forming apparatus of the present invention,
(A) is a partially enlarged cross-sectional view, (b) is X in FIG.
The top view which looked at the inside from -X.

【図2】 本発明の薄膜形成装置の真空容器二室に隔離
する隔壁板の第2の実施例を表すものでありであり、
(a)は一部拡大断面図、(b)は、図1(a)中、X
−Xから内部を見た平面図。
FIG. 2 shows a second embodiment of a partition plate separated into two vacuum chambers of the thin film forming apparatus of the present invention,
(A) is a partially enlarged cross-sectional view, (b) is X in FIG.
The top view which looked at the inside from -X.

【図3】 隔壁板の内部空間への熱交換材の導入形態の
一実施例を説明する、真空容器への取り付け部にの一部
拡大断面図。
FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of an attachment portion to a vacuum vessel, illustrating an embodiment of introducing a heat exchange material into an internal space of a partition plate.

【図4】 本発明の薄膜形成装置の内部構造を説明する
断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the internal structure of the thin film forming apparatus of the present invention.

【図5】 本発明の他の薄膜形成装置の内部構造を説明
する断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of another thin film forming apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 耐熱Oリング 2 材料ガス拡散空間(第一の内部空間) 3 材料ガス吹出し口 4 貫通孔 5 ノズル 6 熱交換
材導入口 7 熱交換材排出口 8 第二の
内部空間 9 加熱ヒータ 10 上部板 11 中間板 12 成膜側
ガス吹き出し板 12a 真空容器を構成する上側の容器 12b 真空容器を構成する下側の容器 13 排気機構 14 隔壁板 15 プラズマ放電空間 16 成膜処
理空間 17 基板ホルダー 18 ヒータ 19 酸素プラズマ 20a 板状の電極(高周波電極)形成されている孔 21a、21b 絶縁部材 22 導電材
固定部 23a 酸素ガス導入パイプ 23b クリーニングガス導入パイプ 24 真空容器 25 ガラ
ス基板 28 材料ガス導入口 29 電力
導入棒 31 板状の電極(高周波電極)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat-resistant O-ring 2 Material gas diffusion space (first internal space) 3 Material gas outlet 4 Through hole 5 Nozzle 6 Heat exchange material inlet 7 Heat exchange material outlet 8 Second internal space 9 Heater 10 Upper plate DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Intermediate plate 12 Film-forming side gas blowing plate 12a Upper container which forms a vacuum container 12b Lower container which forms a vacuum container 13 Exhaust mechanism 14 Partition plate 15 Plasma discharge space 16 Film-forming processing space 17 Substrate holder 18 Heater 19 Oxygen plasma 20a Holes in which plate-shaped electrodes (high-frequency electrodes) are formed 21a, 21b Insulating member 22 Conductive material fixing part 23a Oxygen gas introduction pipe 23b Cleaning gas introduction pipe 24 Vacuum container 25 Glass substrate 28 Material gas introduction port 29 Power introduction Rod 31 Plate-shaped electrode (high-frequency electrode)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊谷 晃 東京都府中市四谷5丁目8番1号 アネル バ株式会社内 Fターム(参考) 4K030 EA05 FA01 KA12 KA25 KA46 5F045 AA08 AB32 AC01 AC02 AC11 AF07 EB02 EB03 EB06 EF05 EH12 EH18 EK05 EK10 EK27 GB05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Akira Kumagai 5-8-1, Yotsuya, Fuchu-shi, Tokyo Anelva Co., Ltd. F-term (reference) 4K030 EA05 FA01 KA12 KA25 KA46 5F045 AA08 AB32 AC01 AC02 AC11 AF07 EB02 EB03 EB06 EF05 EH12 EH18 EK05 EK10 EK27 GB05

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空容器内が隔壁板によってプラズマ放
電空間と成膜処理空間とに分離されており、当該隔壁板
は内部に前記プラズマ放電空間と隔離されかつ成膜処理
空間と複数個の拡散孔を介して通じている第一の内部空
間を有していると共に、前記プラズマ放電空間と成膜処
理空間とを貫通する複数個の貫通孔を有しているもので
あって、前記プラズマ放電空間にガスを導入してプラズ
マによりラジカルを発生させ、このラジカルを前記隔壁
板の複数個の貫通孔を通して前記成膜処理空間に導入す
ると共に、前記成膜処理空間に材料ガスを直接導入し、
成膜処理空間において前記導入されたラジカルと材料ガ
スを反応させ、成膜処理空間に配置されている基板上に
成膜を行う装置において、 前記隔壁板は、積層された複数枚の板体が相互にその接
触面で接合されて形成されていると共に、温度調節手段
を備えていることを特徴とする薄膜形成装置。
1. The vacuum vessel is separated into a plasma discharge space and a film formation processing space by a partition plate, and the partition plate is internally separated from the plasma discharge space and has a plurality of diffusion regions. A first internal space that communicates with the plasma discharge space and a film forming process space, and a plurality of through holes that penetrate the plasma discharge space and the film formation processing space. A gas is introduced into the space to generate radicals by plasma, and the radicals are introduced into the film formation processing space through a plurality of through holes of the partition plate, and a material gas is directly introduced into the film formation processing space.
In the apparatus for reacting the introduced radicals and the material gas in the film formation processing space and forming a film on a substrate arranged in the film formation processing space, the partition plate is formed by stacking a plurality of plate bodies. A thin film forming apparatus which is formed by being joined to each other at its contact surfaces and further comprising a temperature adjusting means.
【請求項2】 隔壁板は、その内部に、プラズマ放電空
間及び成膜処理空間と隔離されている第二の内部空間を
更に備えており、隔壁板に備えられている温度調節手段
は、当該第二の内部空間に備えられている熱交換手段又
は加熱手段であることを特徴とする請求項1記載の薄膜
形成装置。
2. The partition plate further includes a second internal space separated from the plasma discharge space and the film formation processing space therein, and the temperature control means provided on the partition plate includes The thin film forming apparatus according to claim 1, wherein the thin film forming apparatus is a heat exchange means or a heating means provided in the second internal space.
【請求項3】 隔壁板の第二の内部空間に備えられてい
る熱交換手段は、当該第二の内部空間に流体の熱交換材
を流動させてなるものであることを特徴とする請求項2
記載の薄膜形成装置。
3. The heat exchange means provided in the second internal space of the partition plate is made by flowing a heat exchange material of a fluid into the second internal space. 2
The thin film forming apparatus as described in the above.
【請求項4】 流体の熱交換材は、前記真空容器を貫通
して隔壁板に取り付けられているノズルによって前記隔
壁板の第二の内部空間に導入されるものであって、当該
ノズルは、前記真空容器に気密材を介して水平方向に可
動な状態で保持され、前記隔壁板に水平に取り付けられ
て前記隔壁板の第二の内部空間に連結されていることを
特徴とする請求項3記載の薄膜形成装置。
4. A heat exchange material for a fluid is introduced into a second internal space of the partition plate by a nozzle penetrating the vacuum vessel and attached to the partition plate, wherein the nozzle is: 4. The vacuum container is held in a horizontally movable state via an airtight material, is horizontally attached to the partition plate, and is connected to a second internal space of the partition plate. The thin film forming apparatus as described in the above.
【請求項5】 隔壁板の第二の内部空間に備えられてい
る加熱手段は、当該第二の内部空間に配置された加熱ヒ
ータからなることを特徴とする請求項2記載の薄膜形成
装置。
5. The thin film forming apparatus according to claim 2, wherein the heating means provided in the second internal space of the partition plate comprises a heater arranged in the second internal space.
【請求項6】 隔壁板に備えられている温度調節手段
は、熱伝導性の高い材質からなる隔壁板の外周部に設け
られている加熱手段であることを特徴とする請求項1記
載の薄膜形成装置。
6. The thin film according to claim 1, wherein the temperature adjusting means provided on the partition plate is a heating means provided on an outer peripheral portion of the partition plate made of a material having high thermal conductivity. Forming equipment.
【請求項7】 成膜処理空間に直接導入される材料ガス
は、前記真空容器を貫通して隔壁板に取り付けられてい
るノズルによって前記隔壁板の第一の内部空間に導入さ
れ、前記複数個の拡散孔を介して成膜処理空間に導入さ
れるものであって、当該ノズルは、前記真空容器に気密
材を介して水平方向に可動な状態で保持され、前記隔壁
板に水平に取り付けられて前記隔壁板の第一の内部空間
に連結されていることを特徴とする請求項1乃至6のい
ずれか一項記載の薄膜形成装置。
7. A material gas directly introduced into the film formation processing space is introduced into the first internal space of the partition plate by a nozzle attached to the partition plate through the vacuum vessel. Is introduced into the film formation processing space through the diffusion hole, the nozzle is held in the vacuum vessel in a horizontally movable state via an airtight material, and is horizontally attached to the partition plate. The thin film forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the thin film forming apparatus is connected to a first internal space of the partition plate by a pressure switch.
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