JP2588329Y2

JP2588329Y2 - Ｅｃｒプラズマｃｖｄ装置

Info

Publication number: JP2588329Y2
Application number: JP1992087920U
Authority: JP
Inventors: 義博下里; 祥夫福井
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1992-12-22
Filing date: 1992-12-22
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2007-12-22
Also published as: JPH0651265U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ＥＣＲプラズマＣＶＤ
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラズマ放電エネルギーを利用して化学
反応を推進させ熱的に励起されにくい分子を活性化し、
低温で膜形成を行うプラズマＣＶＤ装置があり、このプ
ラズマＣＶＤ装置の一つとしてＥＣＲプラズマＣＶＤ装
置が知られている。ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置は、電子
サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を用いて膜形成を行うも
のであり、図３に従来のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置の構
成図を示す。

【０００３】図３において、１は基板、２はベース板、
４は高周波電圧カバー、５はアースシールド、２０はマ
イクロ波電源、２１は導波管、２２はプラズマチャン
バ、２３はコイル、２４はプラズマ取出し窓、２５はラ
ンプヒータ、２６はプロセスチャンバ、２７は高周波電
圧電源、２８は仕切弁、２９はロードチャンバ、３０は
出入口弁、３１は基板ホルダである。

【０００４】同図において、ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置
は、プラズマチャンバ２２とプロセスチャンバ２６とロ
ードチャンバ２９の各チャンバから構成されている。こ
のプラズマチャンバ２２内には、プラズマ発生用ガスを
導入するとともに、マイクロ波電源２０から例えば周波
数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を導波管２１を介し
て、プラズマチャンバ２２に導入することによって放電
が起こされる。

【０００５】また、プラズマチャンバ２２の周囲に磁場
発生用のコイル２３を設置し、このコイル２３の発生す
る磁場によって、プラズマ中の電子をプラズマチャンバ
２２の壁に沿って回転させる。この回転周波数とマイク
ロ波の周波数を一致させることにより、マイクロ波のエ
ネルギーを効率よく電子に吸収させることができる。こ
のプラズマ中の電子は、電子サイクロトロン中の電子と
同様の運動を行う。

【０００６】ＥＣＲプラズマ装置においては、この磁界
による電子サイクロトロンと同様の電子の動きに伴って
生ずるイオン流が、プラズマ取り出し窓２４を介してプ
ロセスチャンバ２６内に導かれ、プロセスチャンバ２６
内に配置されている基板１を低エネルギーで衝撃して成
膜反応を支援している。ここで、基板１は基板ホルダ３
１上に支持されるとともにランプヒータ２５によって加
熱されている。そして、この基板ホルダ３１は、基板１
を直接支持するベース板２と、そのベース板２にバイア
ス電圧を印加するための高周波電圧カバー４と、高周波
電圧カバー４からの不要な放電を防止するためのアース
シールド５とから構成されている。なお、この高周波電
圧カバー４に印加されるバイアス電圧は、プロセスチャ
ンバ２６の外部に設けられた高周波電源２７によって供
給される。

【０００７】この高周波電源２７によるバイアス電圧
は、イオンを加速して基板１に入射させるためのもので
あり、これによって例えば高抵抗の膜の形成を行うこと
ができる。また、プロセスチャンバ２６には、ロードチ
ャンバ２９が仕切弁２８を介して隣接して設けられてお
り、このロードチャンバ２９を介して基板１のプロセス
チャンバ２６への導入及び導出を行っている。なお、ロ
ードチャンバ２９と外部とは出入口弁３０によって仕切
られている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置には以下のような、加
熱により基板ホルダの部分に生じる問題点がある。前記
従来のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置における基板ホルダの
詳細を図４によって説明する。

【０００９】図４において、１は基板、２はベース板、
３は防熱部材、４は高周波電圧カバー、５はアースシー
ルド、６はＬ形フランジ、７はアース用パイプ、８はパ
イプ、９はロッド、１０は支持ロッド、１１はガイドロ
ッド、１２は保持部材、Ｃは接合部である。基板ホルダ
３１は、ベース板２と、高周波電圧カバー４と、アース
シールド５と、高周波電圧カバー４及びベース板２にバ
イアス電圧を印加する部分と、基板１を保持する保持部
材１２及び該部材を昇降するための部分によって構成さ
れている。

【００１０】同図において、プロセスチャンバの外部に
ある高周波電源からの高周波電圧パワーは、はじめにパ
イプ８を介して高周波電圧カバー４内のＬ形フランジ６
に導入される。このＬ形フランジ６はベース板２と接し
ており、導入された高周波電圧パワーを基板１に印加し
ている。このとき、基板１上に効率よく高周波電圧パワ
ーのエネルギーが注入し、また不要な箇所での放電防止
のためにアースシールド５を設置してグランド電位と
し、ベース板２から高周波電圧カバー４にバイアス電圧
を印加し、かつ、この高周波電圧カバー４とアースシー
ルド５との間に放電が生じないような適正なギャップを
設けている。

【００１１】前記高周波電圧カバー４は、ベース板２の
外周面に沿って接合されて配置されている。前記の構成
において、基板１はランプヒータ等によって例えば５０
０°Ｃ程度に加熱される。この加熱によってベース板２
及び高周波電圧カバー４は熱変形を起こす。この熱変形
を、図５及び図６の従来のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置の
熱変形状態図によって説明する。図６は図５を上方から
見た平面図である。

【００１２】図において、（ａ）は熱変形前の状態図で
あり、（ｂ）は熱変形後の状態図である。（ａ）に示す
ように熱変形前においては、ベース板２と高周波電圧カ
バー４は接合部Ｃにおいて接合しており、ベース板２か
らこの接合部Ｃを通して高周波電圧カバー４にバイアス
電圧が印加される。一方、（ｂ）に示すように熱変形後
においては、ベース板２と高周波電圧カバー４の間には
場所によって分離部Ｄが生じ、この分離部Ｄにおいて
は、ベース板２から高周波電圧カバー４へのバイアス電
圧の印加は行われない。

【００１３】この分離部Ｄが生じるのは、材質を例えば
１８−８ステンレスとした場合、加工時等の残留応力の
ため、加熱後ベース板２と高周波電圧カバー４との接合
部が変形し、接触しない部分が発生するためである。し
たがって、（ｂ）において、破線で示される熱変形前の
高周波電圧カバー４１から熱変形後に高周波電圧カバー
４２に変形し、高周波電圧カバー４とベース板２の間に
隙間が生じる。

【００１４】このベース板２と高周波電圧カバー４の分
離部Ｄによって、ベース板２上に配置された基板に印加
されるバイアス電圧の分布が不均一となり、基板１に形
成される膜の厚さの均一性に問題が生じることになる。
本考案の前記従来のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置の問題点
を解決して、ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置において、加熱
状態における基板へのバイアス電圧の印加を均一とし、
均一な膜圧を形成することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本考案は、前記の目的を
達成するために、基板に高周波電圧を印加し、かつ加熱
を行うＥＣＲプラズマＣＶＤ装置において、基板に高周
波電圧を印加する電極板の接合部分を嵌合部によって構
成して、加熱による熱変形の発生によって接合部分の分
離が生じないようにするものである。

【００１６】そして、この電極板はベース板と該ベース
板の外周部に設置される高周波電圧カバーとからなり、
この接合部分における嵌合部を、ベース板と高周波電圧
カバーとのそれぞれに形成される凹凸部によって構成
し、高周波電圧カバーの凸部をベース板の凸部の内側に
形成するものである。

【００１７】

【作用】本考案によれば、前記の構成によって、基板の
加熱状態においてベース板と高周波電圧カバーに生じる
熱変形において、高周波電圧カバーの嵌合部の熱変形を
ベース板の嵌合部の熱変形より大きくし、高周波電圧カ
バーの嵌合部がベース板の嵌合部を押圧することよっ
て、電極板の接合部分の接触を確実としてバイアス電圧
の分布のばらつきをなくし、均一な膜厚を形成すること
ができる。

【００１８】

【実施例】以下、本考案の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。図１は、本考案のＥＣＲプラズマ
ＣＶＤ装置の基板ホルダの構成図である。図１におい
て、１は基板、２はベース板、３は防熱部材、４は高周
波電圧カバー、５はアースシールド、６はＬ形フラン
ジ、７はアース用パイプ、８はパイプ、９はロッド、１
０は支持ロッド、１１はガイドロッド、１２は保持部
材、Ａ，Ｂは嵌合部である。

【００１９】基板ホルダは、ベース板２と、高周波電圧
カバー４と、アースシールド５と、高周波電圧カバー４
及びベース板２にバイアス電圧を印加する部分と、基板
１を保持する保持部材１２及びそれを昇降するための部
分によって構成されている。同図において、ベース板２
は膜形成を行うために基板１を支持する円板状の部材で
あり、嵌合部Ａ，Ｂを介して高周波電圧カバー４と接触
している。高周波電圧カバー４はほぼ円筒状の形状をし
ており、この高周波電圧カバー４とベース板２によって
囲まれる円筒状の空間内に保持部材１２を昇降する部分
が設置されている。

【００２０】保持部材１２を昇降する部分は、支持ロッ
ド１０及びガイドロッド１１からなり、支持ロッド１０
は外部のロッド９の昇降によってガイドロッド１１に沿
って移動する。この支持ロッド１０の移動により、支持
ロッド１０の先端部に設置されたコの字状の保持部材１
２が上昇して、基板１を図示されないロードチャンバか
ら搬送部を介して受け取り、その後下降して基板１をベ
ース板２上に保持する。

【００２１】また、アースシールド５は、前記高周波電
圧カバー４の外周部に間隔を開けて配置される部材であ
り、高周波電圧カバー４の形状にあわせてほぼ円筒状の
形状に形成されている。そして、このアースシールド５
は、基板１上に効率よく高周波電圧パワーのエネルギー
を注入し、また不要な箇所での放電防止のために接地し
てグランド電位とし、高周波電圧カバー４とアースシー
ルド５との間は放電が生じないように適正な間隔が設け
られている。

【００２２】プロセスチャンバの外部にある高周波電源
からの高周波電圧パワーは、はじめにパイプ８を介して
高周波電圧カバー４内のＬ形フランジ６に導入される。
このＬ形フランジ６はベース板２と接しており、導入さ
れた高周波電圧パワーを基板１に印加している。この高
周波電圧パワーによるバイアス電圧の印加によって、プ
ラズマイオンは基板１に引かれ、高抵抗の膜の形成が行
われる。

【００２３】なお、パイプ８の外周部にはアースパイプ
７が配置され、接地されてグランド電位となっている。
また、前記高周波電圧カバー４は、ベース板２と嵌合し
た状態で接合しており、この嵌合はベース板２に形成さ
れる嵌合部Ａと高周波電圧カバー４に形成される嵌合部
Ｂとによって行われる。

【００２４】図２は本考案のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置
のベース板と高周波電圧カバーの嵌合部の断面図であ
る。同図において、ベース板２の嵌合部Ａは、高周波電
圧カバー４の上端部と接する部分に形成される凸部Ａ１
と凹部Ａ２とからなり、ベース板２の外周部分に形成さ
れる。

【００２５】一方、高周波電圧カバー４の嵌合部Ｂは、
凹部Ｂ１と凸部Ｂ２とからなり、高周波電圧カバー４の
上端部でベース板２の外周部分に接する位置に形成され
る。そして、ベース板２側の凸部Ａ１は高周波電圧カバ
ー４側の凸部Ｂ２の外側に位置するように構成されてい
る。前記構成において、ベース板２の嵌合部Ａと高周波
電圧カバー４の嵌合部Ｂとの嵌合は、ベース板２の凸部
Ａ１と高周波電圧カバー４の凹部Ｂ１を嵌め込み、また
ベース板２の凹部Ａ２と高周波電圧カバー４の凸部Ｂ２
を嵌め込むことによって行われる。

【００２６】ベース板２に印加されたバイアス電圧は、
この嵌合部分を通して高周波電圧カバー４に導かれる。
この嵌合状態で、基板１はベース板２上に配置されラン
プヒータ等によって例えば５００°Ｃ程度に加熱され
る。この加熱によって、基板１の加熱が行われるととも
に、ベース板２及び高周波電圧カバー４も加熱されて熱
変形を起こす。

【００２７】この熱変形において、ベース板２の嵌合部
Ａと高周波電圧カバー４の嵌合部Ｂの熱変形の程度が異
なる。つまり、前記のベース板２と高周波電圧カバー４
の形状及び構成においては、ベース板２の嵌合部Ａの熱
変形は高周波電圧カバー４の嵌合部Ｂの熱変形よりも小
さく、さらにその熱変形の方向は高周波電圧カバー４の
嵌合部Ｂが外側に開くような方向である。

【００２８】なお、加工等により生じる残留応力による
加熱後の変形において、高周波電圧カバー４の材質を１
８−８ステンレスとすることにより、高周波電圧カバー
４の嵌合部Ｂの方がベース板２の嵌合部Ａに比べて大き
くなるようにして前記の方向の熱変形を行わせることが
できる。したがって、熱変形によって高周波電圧カバー
４の凸部Ｂ２は、該高周波電圧カバー４の凸部Ｂ２と当
接しているベース板２の凸部Ａ１を外方向に押圧するこ
とになり、高周波電圧カバー４の凸部Ｂ２とベース板２
の凸部Ａ１とが接合する方向に力が発生することにな
り、従来のような分離状態の発生はなく、ベース板２の
嵌合部Ａと高周波電圧カバー４の嵌合部Ｂの接触状態は
確実となる。

【００２９】したがって、ベース板２と高周波電圧カバ
ー４は加熱状態においても良好な接触状態としてバイア
ス電圧の分布のばらつきを防止し、基板１上に形成する
膜厚を均一とすることができる。前記実施例の説明にお
いては、基板１が例えば６インチのシリコンウェハ等に
適用できるよう、ベース板２、高周波電圧カバー４、ア
ースシールド５の形状を円板状あるいは円筒状の円形を
基本としているが、この形状は円形に限らず角形等にす
ることも可能である。

【００３０】なお、本考案は上記実施例に限定されるも
のではなく、本考案の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本考案の範囲から排除するものではな
い。

【００３１】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によればＥ
ＣＲプラズマＣＶＤ装置において、加熱状態における熱
変形が生じる場合であっても、電極板の接合部分の接触
を確実としてバイアス電圧の分布のばらつきをなくし、
均一な膜厚を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置の基板ホル
ダの構成図である。

【図２】本考案のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置のベース板
と高周波電圧カバーの嵌合部の断面図である。

【図３】従来のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置の構成図であ
る。

【図４】従来のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置における基板
ホルダの詳細図である。

【図５】従来のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置の熱変形状態
図である。

【図６】従来のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置の熱変形状態
図である。

【符号の説明】

１…基板、２…ベース板、３…防熱部材、４…高周波電
圧カバー、５…アースシールド、６…Ｌ形フランジ、７
…アース用パイプ、８…パイプ、９…ロッド、１０…支
持ロッド、１１…ガイドロッド、１２…保持部材、Ａ，
Ｂ…嵌合部、Ａ１，Ｂ２…凸部、Ａ２，Ｂ１…凹部

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】基板に高周波電圧を印加し、かつ加熱を
行うＥＣＲプラズマＣＶＤ装置において、前記基板に高周波電圧を印加する電極板は、ベース板と
該ベース板の外周に設置する高周波電圧カバーとを備
え、前記ベース板及び高周波電圧カバーは、両者を接合する
接合部分に凹凸形状を有する嵌合部を備え、該嵌合部に
おいて高周波電圧カバーの凸部をベース板の凸部の内側
とし、前記加熱により生じる熱変形による前記接合部分
の分離を防止することを特徴とするＥＣＲプラズマＣＶ
Ｄ装置。