JP2008262781A - Atmosphere control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、雰囲気制御装置に関し、例えば薄膜形成・加工、および、表面処理用のプラズマ処理装置やCVD処理装置などに用いられる。 The present invention relates to an atmosphere control device, and is used in, for example, a plasma processing device or a CVD processing device for thin film formation / processing and surface treatment.
半導体、フラットパネルディスプレイ、太陽電池などのさまざまな電子デバイスの製造には、エッチング、成膜、アッシング、表面処理などのさまざまな処理を行うプロセス(処理)装置が用いられている。上記のデバイスのうち、特にフラットパネルディスプレイや薄膜アモルファスシリコンを用いた薄膜太陽電池などのデバイスは、デバイスの大型化と製造コスト削減のため、基板などの被処理物が2m以上のサイズに大型化しており、これに伴ってプラズマプロセス装置も大型化してきている。 In the manufacture of various electronic devices such as semiconductors, flat panel displays, and solar cells, process (processing) apparatuses that perform various processes such as etching, film formation, ashing, and surface treatment are used. Among the above devices, devices such as flat panel displays and thin-film solar cells using thin-film amorphous silicon increase the size of the substrate and other objects to be processed to 2 m or more in order to increase the size of the device and reduce manufacturing costs. As a result, the size of plasma processing apparatuses is also increasing.
これらプロセス装置の多くは、被処理物を処理するために使用される処理装置内に極めて純度の高いガス雰囲気を維持することを必要とする。プロセス雰囲気内への外気中に含まれる微粒子などの汚染物や湿分及び酸素などの混入は最小限に抑えなければならない。処理部近傍のガス雰囲気に外気が混入することにより、被処理物の酸化、生成した膜の酸化、エッチング部の酸化等が生じる場合があるため、密閉容器により外気と遮断し、プロセスガス雰囲気を保つのが通例である。
しかしながら、プロセスガス雰囲気を保つために、密閉容器内で一旦真空引きして処理を行うと、低圧下の処理と同じく処理効率の向上や大面積基板等に対応できないのが現状であった。
Many of these process devices require maintaining a very pure gas atmosphere within the processing device used to process the workpiece. Contamination such as fine particles and moisture and oxygen contained in the outside air in the process atmosphere must be minimized. Since outside air may be mixed into the gas atmosphere in the vicinity of the processing unit, oxidation of the object to be processed, oxidation of the generated film, oxidation of the etching unit, etc. may occur. It is customary to keep.
However, in order to maintain the process gas atmosphere, once processing is performed by evacuation in an airtight container, the current situation is that processing efficiency cannot be improved and large-area substrates and the like cannot be accommodated, as in the case of low-pressure processing.
これに対し、第1の方法として、処理部近傍のプロセスガス雰囲気を保つために、ガスカーテンにより外気を遮断する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、第2の方法として、ガスカーテンにより外気の流入及び処理ガスの流出を防ぎ、またガスカーテンと装置とで形成される空間内に処理ガスを閉じ込めて、処理ガスの使用量を低減する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、第1の方法では、プラズマと被処理体との接触部近傍をガス雰囲気調整機構により不活性ガス雰囲気に保つ場合、外気を遮断するカーテンガスにプロセスガスである不活性ガスを用いているため、プロセスガスである不活性ガスの使用量が大幅に増加してしまう。
また、第2の方法では定常時は外気の流入及び処理ガスの流出を防ぐことが可能であるが、基板搬入時の外気の流入防止、及び基板搬出時の処理ガス流出防止が十分でないという課題があった。
However, in the first method, when the vicinity of the contact portion between the plasma and the object to be processed is maintained in an inert gas atmosphere by the gas atmosphere adjusting mechanism, an inert gas that is a process gas is used as a curtain gas for blocking outside air. For this reason, the amount of the inert gas that is the process gas is greatly increased.
Further, in the second method, it is possible to prevent the inflow of outside air and the outflow of processing gas in a steady state, but the problem is that the prevention of the inflow of outside air when carrying in the substrate and the outflow of processing gas when carrying out the substrate are not sufficient. was there.
本発明は、内部に処理ガスを導入して被処理物を処理するための処理室の雰囲気を制御する装置であって、外部に露出する開口から処理室へ被処理物を搬入・搬出する通路を有する筐体と、前記通路に遮へいガスを噴出する複数のガスカーテン機構と、前記通路からガスを排出する複数の排気機構とを備え、ガスカーテン機構と排気機構とを前記開口から処理室の方向に向かって交互に隣接して設け、それによって処理室の雰囲気を制御する雰囲気制御装置を提供するものである。 The present invention is an apparatus for controlling the atmosphere of a processing chamber for introducing a processing gas into the processing chamber to process the processing object, and a passage through which the processing object is carried into and out of the processing chamber from an opening exposed to the outside A plurality of gas curtain mechanisms for ejecting a shielding gas into the passage, and a plurality of exhaust mechanisms for discharging the gas from the passage. The gas curtain mechanism and the exhaust mechanism are connected to the processing chamber from the opening. An atmosphere control device is provided that is alternately adjacent to each other in the direction, thereby controlling the atmosphere of the processing chamber.
本発明によれば、処理室と外部開口との間に開口から処理室に向けてガスカーテン機構、排気機構、ガスカーテン機構、排気機構の順に設置されたガスカーテン機構と排気機構を備えることにより、外部開口側に設置されたガスカーテン機構が主に外気の流入を遮断し、外部開口側に設置された排気機構が主に処理室側に設置されたガスカーテン機構から噴出されるカーテンガスを排気することによって生じる気流により開口側と処理室とを分離し、被処理物搬入搬出時においても外気の流入を防ぎ、処理ガスの流出を防ぐことができる。 According to the present invention, by including the gas curtain mechanism and the exhaust mechanism installed in this order from the opening toward the process chamber between the processing chamber and the external opening, the gas curtain mechanism, the exhaust mechanism, the gas curtain mechanism, and the exhaust mechanism. The gas curtain mechanism installed on the external opening side mainly blocks the inflow of outside air, and the exhaust mechanism installed on the external opening side mainly removes the curtain gas ejected from the gas curtain mechanism installed on the processing chamber side. The opening side and the processing chamber can be separated from each other by an air flow generated by exhausting, so that inflow of outside air can be prevented even during loading / unloading of the object to be processed, and outflow of processing gas can be prevented.
この発明の処理装置は、内部に処理ガスを導入して被処理物を処理するための処理室の雰囲気を制御する装置であって、外部に露出する開口から処理室へ被処理物を搬入・搬出する通路を有する筐体と、前記通路に遮へいガスを噴出する複数のガスカーテン機構と、前記通路からガスを排出する複数の排気機構とを備え、ガスカーテン機構と排気機構とを前記開口から処理室の方向に向かって交互に隣接して設け、それによって処理室の雰囲気を制御する雰囲気制御装置であることを特徴とする。 The processing apparatus according to the present invention is an apparatus for controlling the atmosphere of a processing chamber for introducing a processing gas into the processing chamber to process the processing object. The processing object is carried into the processing chamber from an opening exposed to the outside. A housing having a passage for carrying out, a plurality of gas curtain mechanisms for ejecting shielding gas into the passage, and a plurality of exhaust mechanisms for discharging gas from the passage, the gas curtain mechanism and the exhaust mechanism from the opening It is characterized by being an atmosphere control device which is provided adjacent to each other in the direction of the processing chamber and thereby controls the atmosphere of the processing chamber.
被処理物を処理する処理機構と、処理機構と被処理物とを相対的に移動させる搬送機構を備えてもよい。
隣接するガスカーテン機構と排気機構は所定の間隔を有してもよい。
前記開口に最も近く位置するガスカーテン機構は、前記開口に向けてガスを噴出する機構であってもよい。
前記開口に最も近く位置するガスカーテン機構は、開口から所定距離だけ処理室寄りに位置してもよい。
被処理物が平板状であり、複数のガスカーテン機構と排気機構とが被処理物の両面に対向するように配置されてもよい。
A processing mechanism for processing the workpiece and a transport mechanism for moving the processing mechanism and the workpiece relative to each other may be provided.
Adjacent gas curtain mechanisms and exhaust mechanisms may have a predetermined spacing.
The gas curtain mechanism located closest to the opening may be a mechanism that ejects gas toward the opening.
The gas curtain mechanism located closest to the opening may be located closer to the processing chamber by a predetermined distance from the opening.
The object to be processed may have a flat plate shape, and a plurality of gas curtain mechanisms and exhaust mechanisms may be arranged to face both surfaces of the object to be processed.
前記開口が搬入開口と搬出開口からなり、前記通路が搬入開口と処理室を結ぶ搬入通路と、処理室と搬出開口を結ぶ搬出通路からなり、搬入および搬出通路は、それぞれ搬入および搬出開口から処理室に向かって第1ガスカーテン機構、第2排気機構を交互に備えてもよい。
被処理物が平板状であり、処理機構が被処理物の片面を処理する処理部を備えてもよい。
被処理物が平板状であり、処理機構が被処理物の両面を同時に処理する処理部を備えてもよい。
この発明は、別の観点から、上記雰囲気制御装置において、前記開口から処理室に向かって、第1および第2ガスカーテン機構を設け、第1および第2ガスカーテン機構の間と、第2ガスカーテン機構および処理室の間に、それぞれ、第1および第2排気機構を設け、第1ガスカーテン機構によって外気の流入を阻止し、第1排気機構によって第2ガスカーテン機構から噴出されるガスを排気し、第2排気機構によって処理室の処理ガスを排気する処理室の雰囲気制御方法を提供するものである。
The opening comprises a carry-in opening and a carry-out opening, the passage comprises a carry-in passage connecting the carry-in opening and the processing chamber, and a carry-out passage connecting the processing chamber and the carry-out opening. The carry-in and carry-out passages are processed from the carry-in and carry-out openings, respectively. A first gas curtain mechanism and a second exhaust mechanism may be alternately provided toward the chamber.
The workpiece may be a flat plate, and the processing mechanism may include a processing unit that processes one side of the workpiece.
The object to be processed may have a flat plate shape, and the processing mechanism may include a processing unit that simultaneously processes both surfaces of the object to be processed.
According to another aspect of the present invention, in the atmosphere control device, the first and second gas curtain mechanisms are provided from the opening toward the processing chamber, and the second gas is provided between the first and second gas curtain mechanisms. A first and a second exhaust mechanism are provided between the curtain mechanism and the processing chamber, respectively, the flow of outside air is blocked by the first gas curtain mechanism, and the gas ejected from the second gas curtain mechanism by the first exhaust mechanism. A process chamber atmosphere control method for exhausting and exhausting process gas in the process chamber by a second exhaust mechanism is provided.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiment.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1による雰囲気制御装置を用いたプラズマ処理装置の構成を説明する図である。
図1に示すように、実施形態1による装置は、平板状の被処理物1の上方に配置されている処理部7a、及び、被処理物1を搭載する導電性のステージ6を備える。処理部7aは図示しない搬送機構によりステージ6上を矢印A方向に移動するようになっている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a plasma processing apparatus using an atmosphere control apparatus according to
As shown in FIG. 1, the apparatus according to the first embodiment includes a
処理部7aは、ガスカーテン機構3a−1,3a−2,3b−1,3b−2と、排気処理機構4a−1,4a−2,4b−1,4b−2と、プラズマ処理部5aとを備える。ガスカーテン機構3a−1,3a−2,3b−1,3b−2はそれぞれガス噴出ノズル10を備え、排気処理機構4a−1,4a−2,4b−1,4b−2は、それぞれ排気ノズル11を備える。
The
隣接するガスカーテン機構および排気機構は、50mmの間隔を有している。
図3はカーテンガス、排気、プロセスガスの流れを説明する図である。
被処理物入口側、及び出口側に設置されたガスカーテン機構3a−1,3b−1は装置内への外気の流入を遮断する。被処理物入口側、及び出口側に設置された排気機構4a−1,4b−1は、主にプラズマ処理部5a側に設置されたガスカーテン機構3a−2,3b−2から噴出されるカーテンガスの流量と同量の流量を排気し、それによって生じる気流により、被処理物入口側、及び出口側とプラズマ処理部5aを分離する。そして、被処理物搬入時における外気の流入、及び被処理物搬出時における処理ガスの流出を防ぐ。また、プラズマ処理部側に設置された排気機構4a−2,4b−2によりプラズマ処理部5aでプラズマ処理を行った後の処理ガスの排気を行う。
Adjacent gas curtain mechanisms and exhaust mechanisms have a spacing of 50 mm.
FIG. 3 is a diagram for explaining the flow of curtain gas, exhaust, and process gas.
The
図1において、処理部7aの外部へ噴出されたガスは、処理部7aを覆う筐体13aを介して2つの筐体排気ポート14aから外部へ排気される。
プラズマ処理部5aには電極12aが設置されている。電極12aと導電性ステージ6には電源30aが接続されて電力が供給される。プラズマ処理部5aには、プロセスガス用ガス流路23を介してプロセスガス用ガスボンベ21からプロセスガスが供給される。また、ガスカーテン機構3a−1,3a−2,3b−1,3b−2には、カーテンガス用流路22を介してカーテンガス用ガスボンベ20からカーテンガスが供給される。
In FIG. 1, the gas ejected to the outside of the
An
電極12aは、アルミニウム(Al)、又は、ステンレス(SUS)などの導電率の高い金属からなる金属部を備え、アーク放電を防ぐため、金属部を固体誘電体で被覆している。また、電極12aの近傍にプロセスガスを供給するために図示しないガス流路を設けている。
また、ガスカーテン機構3a−1,3b−1においては、図4に示すように、ガス噴出ノズル10がガスカーテン機構3a−1の被処理物入口側の端部にあり、このガス噴出ノズル10から被処理物1に向けガスが噴出される。噴出されたガスは被処理物1に反射して被処理物入口へ流出する。
The
Further, in the
このとき、ガス噴出ノズル10がガスカーテン機構3a−1の被処理物入口側の端部にあるため、前記端部からガスが噴出することにより、プラズマ処理部5aからのプロセスガスの流出が少なくなる。
次に、図1に示すプラズマ処理装置を用いたプラズマプロセス処理について説明する。
被処理物1であるガラス基板はステージ6上に静止させており、処理部7aがガラス基板方向へ移動し、プラズマ処理を行う。
ステージ6上にガラス基板をステージ6上に静止させることにより、被処理物1を搬送する場合に比べ、被処理物の平面度及び被処理物1と電極12aとのギャップの精度が高くなり、またギャップをより小さくすることができる。
ガラス基板と電極12a間のギャップは約2mmとしている。
At this time, since the
Next, plasma process processing using the plasma processing apparatus shown in FIG. 1 will be described.
The glass substrate which is the
By making the glass substrate rest on the
The gap between the glass substrate and the
大気圧、あるいは、大気圧近傍の圧力下で、プラズマ処理部間へ、例えば、He=80L/分、N2=40L/分、O2=0.6L/分、を混合したプロセスガスを数10秒以上導入し続けて、プラズマ処理部間付近の雰囲気を空気からプロセスガス雰囲気に置換する。
ガスカーテン機構、及び排気機構の流量は、被処理物入口側、及び出口側に設置されたガスカーテン機構3a−1,3b−1=300L/分、被処理物入口側、及び出口側に設置された排気機構4a−1,4b−1=200L/分、プラズマ処理部側に設置されたガスカーテン機構3a−2,3b−2=180L/分、プラズマ処理部側に設置された排気機構4a−2,4b−2=110L/分としている。
A process gas in which He = 80 L / min, N2 = 40 L / min, O2 = 0.6 L / min, for example, is mixed for several tens of seconds between the plasma processing units at atmospheric pressure or near atmospheric pressure. By continuing the introduction, the atmosphere in the vicinity of the plasma processing unit is replaced with the process gas atmosphere from air.
The flow rates of the gas curtain mechanism and the exhaust mechanism are the
プロセスガス雰囲気はガスカーテン機構、及び排気機構により外気と遮断され、プロセスガス雰囲気を保っている。
その後、電極12aとステージ6との間に周波数30kHz、電圧7.5kVを高周波電源から印加すると、電極12aとガラス基板の間にプラズマが生成される。
このように2組のガスカーテン機構、及び排気機構を用いて、装置内のプロセスガス濃度の指標として酸素濃度を、装置外に流出される処理ガス濃度としてオゾン濃度を評価した場合、装置内のプロセスガス濃度、及び装置外に流出される処理ガスの濃度は、従来の雰囲気調整機構に比べ向上し、またプロセスガスの消費量は低減している。
The process gas atmosphere is blocked from the outside air by the gas curtain mechanism and the exhaust mechanism, and the process gas atmosphere is maintained.
Thereafter, when a frequency of 30 kHz and a voltage of 7.5 kV are applied from the high frequency power source between the
When the oxygen concentration is evaluated as an index of the process gas concentration in the apparatus and the ozone concentration is evaluated as the process gas concentration flowing out of the apparatus using the two gas curtain mechanisms and the exhaust mechanism in this way, The concentration of the process gas and the concentration of the processing gas flowing out of the apparatus are improved as compared with the conventional atmosphere adjustment mechanism, and the consumption of the process gas is reduced.
(実施形態2)
図2は、本発明の実施形態2による雰囲気制御装置を用いたプラズマ処理装置の構成を 説明する説明図である。
この装置は、インライン方式の基板処理や、シート状、あるいは、ロール状の被処理物の処理をするプラズマ処理装置である。
図2に示すように、実施形態2による装置は、上下に対向する処理部7a,7b及び搬送機構2を備える。処理部7a,7bは、それぞれ板状の被処理物1の上方、及び、下方に配置されている。被処理物1は搬送機構2に搭載され、搬送機構2により処理部7a,7b方向(矢印Bの方向)へ搬送される。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the configuration of a plasma processing apparatus using an atmosphere control apparatus according to
This apparatus is a plasma processing apparatus that performs inline substrate processing and processing of a sheet-shaped or roll-shaped workpiece.
As shown in FIG. 2, the apparatus according to the second embodiment includes
処理部7a,7bは、ガスカーテン機構3a−1,3a−2,3b−1,3b−2,3c−1,3c−2,3d−1,3d−2と、排気処理機構4a−1,4a−2,4b−1,4b−2,4c−1,4c−2,4d−1,4d−2と、プラズマ処理部5a,5bとを備える。ガスカーテン機構3a−1,3a−2,3b−1,3b−2,3c−1,3c−2,3d−1,3d−2はそれぞれガス噴出ノズル10を備え、排気処理機構4a−1,4a−24b−1,4b−2,4c−1,4c−2,4d−1,4d−2は、それぞれ排気ノズル11を備える。
隣接するガスカーテン機構と排気機構は、50mmの間隔を有している。
The
Adjacent gas curtain mechanism and exhaust mechanism have an interval of 50 mm.
被処理物入口側、及び出口側に設置されたガスカーテン機構3a−1,3b−1は装置内への外気の流入を遮断する。被処理物入口側、及び出口側に設置された排気機構4a−1,4b−1は、主にプラズマ処理部側に設置されたガスカーテン機構3a−2,3b−2から噴出されるカーテンガスの流量と同量の流量を排気し、それによって生じる気流により、被処理物入口側、及び出口側とプラズマ処理部5aを分離する。そして、被処理物搬入時における外気の流入、及び被処理物搬出時における処理ガスの流出を防ぐ。プラズマ処理部側に設置された排気機構4a−2,4b−2によりプラズマ処理部5aでプラズマ処理を行った後の処理ガスの排気を行う。ガスカーテン機構3c−1,3c−2,3d−1,3d−2および排気機構4c−1,4c−2,4d−1,4d−2も同様の動作を行う。
The
処理部7a,7bの外部へ噴出されたガスは、処理部7a,7bを覆う筐体13a,13bを介して筐体排気ポート14a,14bから外部へ排気される。
プラズマ処理部5a,5bには電極12a,12bがそれぞれ設置されている。電極12a,12bには電源30a,30bが接続されてそれぞれ電力が供給される。プラズマ処理部5a,5bには、プロセスガス用ガス流路23を介してプロセスガス用ガスボンベ21からそれぞれプロセスガスが供給される。
The gas ejected to the outside of the
また、ガスカーテン機構3a−1,3a−2、3b−1,3b−2,3c−1,3c−2,3d−1,3d−2には、ガスカーテン用流路22を介して、カーテンガス用ガスボンベ20からカーテンガスが供給される。
電極12a,12bは、アルミニウム(Al)、又は、ステンレス(SUS)などの導電率の高い金属からなる金属部を備え、アーク放電を防ぐため、金属部を固体誘電体で被覆している。
Further, the
The
ここで、ガスカーテン機構3a−1〜3d−1の詳細について説明する。図5は、実施形態2による雰囲気制御装置のガスカーテン機構3a−1,3c−1を示す説明図である。
図5に示すように、ガス噴出ノズル10がガスカーテン機構3a−1,3c−1被処理物入口側の端部にあり、このガス噴出ノズル10から被処理物1に向けガスが噴出される。
噴出されたガスは被処理物1に反射して被処理物入口へ流出する。
前記端部からガスが噴出することにより、プラズマ処理部5a,5bからのプロセスガスの流出が少なくなる。
Here, the details of the
As shown in FIG. 5, the
The jetted gas is reflected by the
By ejecting the gas from the end portion, the outflow of the process gas from the
図6は、ガスカーテン機構3a−1,3c−1のガスカーテン噴出ノズル10の位置が図5と異なる例を示す図である。図6においてもガスカーテン機構3a−1,3c−1は、上下に対向しているが、ガス噴出ノズル10はガスカーテン機構3a−1,3c−1の被処理物入口側端部に対して若干の距離(例えば、5mm)を有して設けられる。そして、このように設けられたガス噴出ノズル10から被処理物1に向けガスが噴出されると、被処理物1に対してカーテンガスが接する面積が広くなるため、外気混入防止効果が向上する。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which the position of the gas
次に実施の形態2におけるプラズマプロセス処理について説明する。
被処理物1であるガラス基板は搬送機構2によって処理部7a方向へ搬送され、プラズマ処理を行う。
大気圧、あるいは、大気圧近傍の圧力下で、プラズマ処理部間へ、例えば、He=80L/分、N2=40L/分、O2=0.6L/分、を混合したプロセスガスを数10秒以上導入し続けて、プラズマ処理部間付近の雰囲気を空気からプロセスガス雰囲気に置換する。
ガスカーテン機構、及び排気機構の流量は、被処理物入口側、及び出口側に設置されたガスカーテン機構3a−1、3b−1,3c−1,3d−1=300L/分、被処理物入口側、及び出口側に設置された排気機構4a−1、4b−1,4c−1,4d−1=200L/分、プラズマ処理部側に設置されたガスカーテン機構3a−2、3b−2,3c−2,3d−2=180L/分、プラズマ処理部側に設置された排気機構4a−2、4b−2,4c−2,4d−2=110L/分としている。
Next, the plasma process process in
The glass substrate that is the object to be processed 1 is transported in the direction of the
A process gas in which He = 80 L / min, N2 = 40 L / min, O2 = 0.6 L / min, for example, is mixed for several tens of seconds between the plasma processing units at atmospheric pressure or near atmospheric pressure. By continuing the introduction, the atmosphere in the vicinity of the plasma processing unit is replaced with the process gas atmosphere from air.
The flow rates of the gas curtain mechanism and the exhaust mechanism are as follows:
プロセスガス雰囲気はガスカーテン機構、及び排気機構により外気と遮断され、プロセスガス雰囲気を保っている。
その後、電極12a,12bに周波数30kHz、電圧7.5kVを高周波電源からそれぞれ逆位相で印加すると、電極12a,12b間には15kVの電圧が印加され、電極12a,12b間にプラズマが生成される。
The process gas atmosphere is blocked from the outside air by the gas curtain mechanism and the exhaust mechanism, and the process gas atmosphere is maintained.
Thereafter, when a frequency of 30 kHz and a voltage of 7.5 kV are applied to the
このように2組のガスカーテン機構、及び排気機構を用いて、装置内のプロセスガス濃度の指標として酸素濃度を、装置外に流出される処理ガス濃度としてオゾン濃度を評価した場合、装置内のプロセスガス濃度、及び装置外に流出される処理ガスの濃度は、従来の雰囲気調整機構に比べ向上し、またプロセスガスの消費量は低減している。 When the oxygen concentration is evaluated as an index of the process gas concentration in the apparatus and the ozone concentration is evaluated as the process gas concentration flowing out of the apparatus using the two gas curtain mechanisms and the exhaust mechanism in this way, The concentration of the process gas and the concentration of the processing gas flowing out of the apparatus are improved as compared with the conventional atmosphere adjustment mechanism, and the consumption of the process gas is reduced.
(実施形態3)
図7は、本発明の実施形態3による雰囲気制御装置を用いたCVD処理装置の構成を説明する説明図である。この処理装置は、インライン方式の基板処理や、シート状、あるいは、ロール状の被処理物のCVDに用いられる。
図7に示す装置は、平板状の被処理物1(ガラス基板)の上方に配置されている処理部7a、及び、被処理物1を搭載する導電性のステージ6を備える。
ステージ6は搬送機構15により被処理物1を搭載した状態で矢印A方向に移動するようになっている。
(Embodiment 3)
FIG. 7 is an explanatory view illustrating the configuration of a CVD processing apparatus using the atmosphere control apparatus according to the third embodiment of the present invention. This processing apparatus is used for in-line substrate processing and CVD of a sheet-shaped or roll-shaped workpiece.
The apparatus shown in FIG. 7 includes a
The
搬送機構15の下にヒーター16が設置されており、これにより被処理物1を加熱する。
処理部9aは、ガスカーテン機構3a−1,3a−2,3b−1,3b−2と、排気処理機構4a−1,4a−2,4b−1,4b−2と、CVD処理部8とを備える。ガスカーテン機構3a−1,3a−2,3b−1,3b−2はそれぞれガス噴出ノズル10を備え、排気処理機構4a−1,4a−2,4b−1,4b−2は、それぞれ排気ノズル11を備える。
A
The
隣接するガスカーテン機構、及び排気機構は、50mmの間隔を有している。
被処理物入口側、及び出口側に設置されたガスカーテン機構3a−1,3b−1は装置内への外気の流入を遮断する。被処理物入口側、及び出口側に設置された排気機構4a−1,4b−1は主にCVD処理部8処理部側に設置されたガスカーテン機構3a−2, 3b−2から噴出されるカーテンガスの流量と同量の流量を排気することによって生じる気流により、被処理物入口側、及び出口側とCVD処理部8を分離し、ガラス基板搬入時における外気の流入、及びガラス基板搬出時における処理ガスの流出を防ぐ。そして、CVD処理部8側に設置された排気機構4a−2,4b−2によりCVD処理部8でCVD処理を行った後の処理ガスの排気を行う。
処理部7aの外部へ噴出されたガスは、処理部7aを覆う筐体13aを介して筐体排気ポート14aから外部へ排気される。
Adjacent gas curtain mechanisms and exhaust mechanisms have a spacing of 50 mm.
The
The gas ejected to the outside of the
CVD処理部8にはシャワーヘッド17が設置されている。シャワーヘッド17と導電性のステージ6には電源30aが接続されて電力が供給されると共に、プロセスガス用ガス流路23を介してプロセスガス用ガスボンベ21からプロセスガス1が供給され、プロセスガス用ガス流路29を介してプロセスガス用ガスボンベ28からプロセスガス2が供給される。
シャワーヘッド17からはプロセスガス用ガスボンベ21とプロセスガス用ガスボンベ28から供給されたプロセスガス1と2が混合されてCVD処理部8に注入される。
A
From the
次に、図7に示すCVD処理装置を用いたCVD処理について説明する。
ステージ6が搬送機構15により被処理物1を搭載した状態で矢印A方向に移動し、処理部9aにおいてCVD処理が行われる。
大気圧、あるいは、大気圧近傍の圧力下で、CVD処理部8へ、例えば、キャリアガスとしてN2をプロセスガス用ボンベ21から導入し、プロセスガス用ボンベ28からSnCl4、H2O/D2O、O2、Fドーパントガスを混合したガスを導入する。
ヒーター16は、被処理物1の温度が400〜600℃の所定温度に保持されるよう被処理物1を加熱する。
Next, a CVD process using the CVD processing apparatus shown in FIG. 7 will be described.
The
Under atmospheric pressure or a pressure close to atmospheric pressure, for example, N2 is introduced as a carrier gas from the
The
ガスカーテン機構、及び排気機構の流量は、被処理物入口側、及び出口側に設置されたガスカーテン機構3a−1, 3b−1=300L/分、被処理物入口側、及び出口側に設置された排気機構4a−1, 4b−1=200L/分、CVD処理部8側に設置されたガスカーテン機構3a−2, 3b−2=180L/分、CVD処理部8側に設置された排気機構4a−2, 4b−2=110L/分としている。
The flow rates of the gas curtain mechanism and the exhaust mechanism are the
CVD処理部8は、ガスカーテン機構、及び排気機構により外気と遮断され、プロセスガス雰囲気を保っている。
この2組のガスカーテン機構、及び排気機構を用いて、装置内のプロセスガス濃度の指標として酸素濃度を、装置外に流出される処理ガス濃度としてプロセスガスの濃度を評価した場合、装置内のプロセスガス濃度及び装置外に流出される処理ガスの濃度は、他の雰囲気調整機構に比べ向上し、またプロセスガスの消費量は低減している。
The
When these two sets of gas curtain mechanism and exhaust mechanism are used to evaluate the oxygen concentration as an index of the process gas concentration in the apparatus and the process gas concentration as the process gas concentration flowing out of the apparatus, The concentration of the process gas and the concentration of the processing gas flowing out of the apparatus are improved as compared with other atmosphere adjustment mechanisms, and the consumption of the process gas is reduced.
実施形態1、及び、2に示した条件は一例であり、カーテンガス流量、及び排気流量、各ガスカーテン機構・排気機構間の距離は、プロセスガスの種類、構成比率、総流量、流速、電極間ギャップ、及び、電極形状被処理物の搬送速度などによって決定される。 The conditions shown in the first and second embodiments are examples, and the curtain gas flow rate and the exhaust flow rate, the distance between each gas curtain mechanism / exhaust mechanism, the process gas type, the composition ratio, the total flow rate, the flow velocity, the electrode It is determined by the gap between the electrodes and the conveyance speed of the electrode-shaped workpiece.
1 被処理物
2 搬送機構
3a−1,3a−2,3b−1,3b−2,3c−1,3c−2,3d−1,3d−2 ガスカーテン機構
4a−1,4a−2,4b−1,4b−2,4c−1,4c−2,4d−1,4d−2 排気機構
5a,5b プラズマ処理部
6 ステージ
7a,7b,9a 処理部
8 CVD処理部
10 ガス噴出ノズル
11 排気ノズル
12a,12b 電極
13a,13b 筐体
14a,14b 筐体排気ポート
15 搬送機構
16 ヒーター
17 シャワーヘッド
20 カーテンガス用ガスボンベ
21 プロセスガス用ガスボンベ
22 カーテンガス用ガス流路
23 プロセスガス用ガス流路
24 プロセスガス流れ方向
25 排気流れ方向
26 ガスカーテン流れ方向
27 装置内ガス気流方向
28 プロセスガス用ボンベ
29 プロセスガス流路
30a,30b 電源
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