JP2920539B2 - Vacuum processing equipment - Google Patents

Vacuum processing equipment

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JP2920539B2 JP16856089A JP16856089A JP2920539B2 JP 2920539 B2 JP2920539 B2 JP 2920539B2 JP 16856089 A JP16856089 A JP 16856089A JP 16856089 A JP16856089 A JP 16856089A JP 2920539 B2 JP2920539 B2 JP 2920539B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、熱CVD装置、プラズマCVD装置、エッチン
グ装置、スパッタリング装置等の真空処理装置に関する
ものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vacuum processing apparatus such as a thermal CVD apparatus, a plasma CVD apparatus, an etching apparatus, and a sputtering apparatus.

(従来の技術) 従来の真空処理装置には種々のものがあるが、第4図
はプラズマCVD装置の例を示している。同図において、
真空槽1にはガス導入口2と真空排気口3とが設けら
れ、そして真空槽1内には平板な陰極4と、同じく平板
な陽極5とが平行に対向して配設されている。平板な陰
極4には高周波電源6が接続され、平板な陽極5上には
基板7が置かれている。
(Prior Art) There are various conventional vacuum processing apparatuses, and FIG. 4 shows an example of a plasma CVD apparatus. In the figure,
The vacuum chamber 1 is provided with a gas inlet 2 and a vacuum exhaust port 3, and a flat cathode 4 and a similarly flat anode 5 are arranged in the vacuum chamber 1 so as to face each other in parallel. A high frequency power supply 6 is connected to the flat cathode 4, and a substrate 7 is placed on the flat anode 5.

したがって、上記装置では、陰極4と陽極5との間の
放電によって発生するプラズマの作用により、ガス導入
口2より導入されたガスと基板7とが反応して、基板7
の表面に薄膜が形成されようになる。
Therefore, in the above apparatus, the gas introduced from the gas inlet 2 reacts with the substrate 7 by the action of the plasma generated by the discharge between the cathode 4 and the anode 5, and the substrate 7
A thin film is formed on the surface of the substrate.

(発明が解決しようとする課題) ガスと反応して薄膜の形成される基板の表面を多数の
面素片ΔSiに細分化した場合、全ての面素片ΔSiにおい
て、反応するガスの分圧、温度等の反応条件が同一であ
れば、均一な薄膜が基板の表面に形成されるが、反対
に、反応条件が異なれば、不均一な薄膜が基板の表面に
形成されるようになる。
(Problems to be Solved by the Invention) When the surface of a substrate on which a thin film is formed by reacting with a gas is subdivided into a large number of plane pieces ΔSi, the partial pressure of the reacting gas is reduced in all the plane pieces ΔSi. If the reaction conditions such as temperature are the same, a uniform thin film is formed on the surface of the substrate. Conversely, if the reaction conditions are different, a non-uniform thin film is formed on the surface of the substrate.

従来の真空処理装置は上記のように平行に対向した陰
極4と陽極5との間の放電によって発生するプラズマの
作用により、ガス導入口2より導入されたガスと基板7
とが反応して、基板7の表面に薄膜を形成するようにし
ているが、ガス導入口2より導入されたガスと基板7と
が反応する際には、薄膜の形成に寄与しない余分な反応
生成物も発生するようになる。この余分な反応生成物が
たえず除去され、新鮮なガスと基板7とが反応していれ
ば、基板7の全ての表面での反応条件が同一になって、
基板7の表面に均一な薄膜が形成されるが、従来の装置
では余分な反応生成物の除去がうまくゆかなかったり、
反応するガスの分圧が基板7上の位置によって異なって
いたりするため、基板7の表面での反応条件が異なり、
基板7の表面に均一な薄膜を形成することが出来ない問
題があった。特に、基板7の表面の面積が大きくなった
場合には顕著であった。
In the conventional vacuum processing apparatus, the gas introduced from the gas inlet 2 and the substrate 7 are actuated by the action of the plasma generated by the discharge between the cathode 4 and the anode 5 opposed in parallel as described above.
Reacts with each other to form a thin film on the surface of the substrate 7. However, when the gas introduced from the gas inlet 2 and the substrate 7 react with each other, an extra reaction that does not contribute to the formation of the thin film occurs. Products will also be generated. If this excess reaction product is constantly removed and fresh gas reacts with the substrate 7, the reaction conditions on all surfaces of the substrate 7 become the same,
Although a uniform thin film is formed on the surface of the substrate 7, the conventional apparatus cannot remove excess reaction products,
Since the partial pressure of the reacting gas varies depending on the position on the substrate 7, the reaction conditions on the surface of the substrate 7 differ,
There was a problem that a uniform thin film could not be formed on the surface of the substrate 7. In particular, this was remarkable when the surface area of the substrate 7 was increased.

この発明は、従来の上記問題を解決して、基板の全て
の表面での反応条件を同一にして、基坂の表面に均一な
薄膜を形成したり、あるいはその形成された薄膜を均一
に微細加工することの出来る真空処理装置を提供するこ
とを目的としている。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and forms a uniform thin film on the surface of the base slope by making the reaction conditions on all surfaces of the substrate the same, or makes the formed thin film uniformly fine. It is an object of the present invention to provide a vacuum processing apparatus capable of processing.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、
真空槽内に配置された基板の表面に薄膜を形成したり、
あるいは表面に形成された薄膜を微細加工する真空処理
装置であって、前記基板と対向する面に多数のガス噴出
口が形成されたガス噴出羽根を、回転軸の端部に少なく
とも2枚以上プロペラ状に取り付け、該回転軸を前記真
空槽の壁で軸支させ、前記各ガス噴出羽根を、前記回転
軸と共に回転させるように構成されたことを特徴とす
る。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is
Form a thin film on the surface of the substrate placed in the vacuum chamber,
Alternatively, there is provided a vacuum processing apparatus for finely processing a thin film formed on a surface, wherein at least two or more gas ejection blades having a plurality of gas ejection ports formed on a surface facing the substrate are provided at an end of a rotating shaft. The rotary shaft is supported by the wall of the vacuum chamber, and the gas ejection blades are rotated together with the rotary shaft.

この請求項1記載の真空処理装置については、請求項
2記載の発明のように、前記ガス噴出羽根のガス噴出口
の数は、前記回転軸の中心から離れるにしたがって多く
することが好ましい。
In the vacuum processing apparatus according to the first aspect, as in the second aspect, it is preferable that the number of gas ejection ports of the gas ejection blades increases as the distance from the center of the rotation shaft increases.

また、これら請求項1又は請求項2のいずれか1項記
載の真空処理装置については、請求項3記載の発明のよ
うに、前記ガス噴出羽根の前記基板と対向した面を、先
端部にゆくにしたがって広げることが好ましい。
Further, in the vacuum processing apparatus according to any one of claims 1 and 2, as in the invention according to claim 3, the surface of the gas ejection blade facing the substrate is extended to the tip. It is preferred to spread according to.

(作用) この発明においては、ガス噴出羽根の回転により、基
板の表面の面素片ΔSi上にガス噴出羽根の滞在する時間
が回転軸の中心より離れるにしたがって減少しても、ガ
ス噴出羽根のガス噴出口の数も回転軸の中心より離れる
にしたがって増加させているため、ガス噴出口より噴出
さるガスの量は回転軸の中心より離れるにしたがって多
くなり、ガスと基板とが反応する際に発生する薄膜の形
成に寄与しない余分な反応生成物がたえず除去されると
共に、基板の表面の面素片ΔSi上に供給される新鮮なガ
スの量は基板上の位置にかかわらず、一定となり、基板
の全ての表面での反応条件が同一となって、基板の表面
に均一な薄膜が形成さたり、あるいは形成された薄膜が
均一なエッチング等の微細加工されたりするようにな
る。
(Function) In the present invention, the rotation of the gas ejection blade reduces the time that the gas ejection blade stays on the surface element ΔSi on the surface of the substrate as the distance from the center of the rotation axis decreases. Since the number of gas ejection ports is also increased as the distance from the center of the rotation axis increases, the amount of gas ejected from the gas ejection ports increases as the distance from the center of the rotation axis increases. Excessive reaction products that do not contribute to the formation of the generated thin film are constantly removed, and the amount of fresh gas supplied on the surface piece ΔSi on the surface of the substrate is constant regardless of the position on the substrate, The reaction conditions are the same on all surfaces of the substrate, and a uniform thin film is formed on the surface of the substrate, or the formed thin film is finely processed by uniform etching or the like.

(実施例) 以下、この発明の実施例について図面を参照しながら
説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図はこの発明の実施例のプラズマCVD装置の全体
の構成を示しており、同図において、真空槽1内の下部
には陽極5の上に基板7が置かれている。真空槽1の上
方の壁には内部にガス通路8aを有する回転自在な回転軸
8がベアリング9を介して垂直になるように軸支され、
その回転軸8の真空槽1内の端部には、内部に回転軸8
のガス通路8aしたガス噴出室10aをもった陰極となるガ
ス噴出羽根10が基板7と対向するように取付けられてい
る。ガス噴出羽根10は第2図に示すようにその枚数は2
枚であり、そして、その形状は先端部にゆくにしたがっ
て拡がっている。ガス噴出羽根10の基板7と対向する面
には多数のガス噴出口10bが設けられ、このガス噴出口1
0bよりガスが真空槽1内の基板7方向に噴出されてい
る。ガス噴出口10bの数は第2図に示されるように回転
軸8の中心(A点)より離れるにしたがって増加してい
る。
FIG. 1 shows the overall configuration of a plasma CVD apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a substrate 7 is placed on an anode 5 at a lower portion in a vacuum chamber 1. A rotatable rotating shaft 8 having a gas passage 8a therein is vertically supported via a bearing 9 on the upper wall of the vacuum chamber 1,
An end of the rotating shaft 8 in the vacuum chamber 1 is provided inside the rotating shaft 8.
A gas ejection blade 10 serving as a cathode having a gas ejection chamber 10 a having a gas passage 8 a is mounted so as to face the substrate 7. As shown in FIG. 2, the number of gas ejection blades 10 is two.
It is a sheet, and its shape expands toward the tip. A large number of gas ejection ports 10b are provided on the surface of the gas ejection blade 10 facing the substrate 7, and the gas ejection ports
From 0b, gas is jetted toward the substrate 7 in the vacuum chamber 1. As shown in FIG. 2, the number of gas outlets 10b increases as the distance from the center (point A) of the rotating shaft 8 increases.

なお、第1図において、6は回転軸8に接続され、ガ
ス噴出羽根10を陰極にする高周波電源、3は真空排気口
である。そして、回転軸8は回転機(図示せず)によっ
て回転させられている。
In FIG. 1, reference numeral 6 denotes a high-frequency power supply which is connected to the rotating shaft 8 and uses the gas ejection blade 10 as a cathode. The rotating shaft 8 is rotated by a rotating machine (not shown).

上記実施例においては、回転軸8の回転に伴ってガス
噴出羽根10が回転しているときに、ガス噴出口10bより
ガスが基板7方向に噴出され、そして、陰極となるガス
噴出羽根10と陽極5との間の放電によって真空槽1内に
発生するプラズマの作用により、ガス噴出羽根10のガス
噴出口10bから噴出されたガスと基板7とが反応して、
基板7の表面に薄膜が形成されるようになるが、ガス噴
出口10bから噴出されたガスと基板7とが反応する際
に、薄膜の形成に寄与しない余分な反応生成物も発生す
るようになる。
In the above embodiment, when the gas ejection blade 10 is rotating with the rotation of the rotating shaft 8, gas is ejected from the gas ejection port 10 b toward the substrate 7, and the gas ejection blade 10 serving as a cathode is connected to the gas ejection blade 10. By the action of the plasma generated in the vacuum chamber 1 by the discharge between the anode 5 and the substrate 7, the gas ejected from the gas ejection port 10b of the gas ejection blade 10 reacts with the substrate 7.
Although a thin film is formed on the surface of the substrate 7, when the gas ejected from the gas ejection port 10b reacts with the substrate 7, an extra reaction product that does not contribute to the formation of the thin film is generated. Become.

しかしながら、上記実施例ではガス噴出羽根10の回転
により、回転軸8の中心(A点)より距離Lだけ離れた
点における基板7の表面の新鮮なガスに露出する時間は
1/2πLに比例するようになるが、ガス噴出口10bの数が
回転軸8の中心(A点)より離れるにしたがって増加す
るため、ガス噴出口10bより噴出されるガスの量が回転
軸8の中心(A点)より離れるにしたがって多くなり、
ガスと基板7とが反応する際に発生する薄膜の形成に寄
与しない余分な反応生成物がたえず除去されると共に、
基板7上のどの位置においても供給されるる新鮮なガス
が一定となるため、基板7の全ての表面での反応条件が
同一となり、基板7の表面に均一な薄膜が形成されるよ
うになる。
However, in the above embodiment, due to the rotation of the gas ejection blade 10, the time of exposing to the fresh gas on the surface of the substrate 7 at a point L away from the center (point A) of the rotating shaft 8 is
Although it becomes proportional to 1 / 2πL, since the number of gas ejection ports 10b increases as the distance from the center (point A) of the rotating shaft 8 increases, the amount of gas ejected from the gas ejection ports 10b decreases. The distance increases from the center (point A) of
Excessive reaction products that do not contribute to the formation of a thin film generated when the gas reacts with the substrate 7 are constantly removed, and
Since the fresh gas supplied at any position on the substrate 7 is constant, the reaction conditions on all surfaces of the substrate 7 are the same, and a uniform thin film is formed on the surface of the substrate 7.

ところで、上記実施例は、ガス噴出羽根の枚数を2枚
にしているが、これに限らず、例えば、第3図に示すよ
うに3枚にしてもよく、更に必要なならばそれ以上の整
数値の枚数にしてもよい。また、上記実施例はプラズマ
CVD装置の例を示しているが、これに限らず、熱CVD装
置、エッチング装置、スパッタリング装置等の真空処理
装置にも、上記実施例のプラズマCVD装置と同様に、回
転軸の中心より離れるにしたがってガス噴出口の数が増
加するガス噴出羽根を備え、そのガス噴出羽根を回転さ
せるものであってもよい。
In the above embodiment, the number of gas ejection blades is two. However, the number of gas ejection blades is not limited to two. For example, three gas ejection blades may be provided as shown in FIG. A numerical value may be used. In the above embodiment, the plasma
Although an example of the CVD apparatus is shown, the present invention is not limited to this, and the thermal processing apparatus, the etching apparatus, and the vacuum processing apparatus such as the sputtering apparatus are also separated from the center of the rotation axis similarly to the plasma CVD apparatus of the above embodiment. Therefore, a gas ejection blade having an increased number of gas ejection ports may be provided, and the gas ejection blade may be rotated.

(発明の効果) この発明は、上記のように回転軸の中心より離れるに
したがって、ガス噴出羽根のガス噴出口の数を増加させ
ているので、ガス噴出口より噴出さるガスの量が回転軸
の中心より離れるにしたがって多くなる。また、回転軸
に2枚以上のガス噴出羽根が取り付けられており、各ガ
ス噴出羽根は、回転軸と共に回転しているので、ガスと
基板が反応する際に発生する薄膜の形成に寄与しない余
分な反応生成物がガス噴出羽根間の隙間からたえず除去
される。したがって、常に、新鮮なガスと基板とが接触
し、反応する時間も基板上の場所によって変らず、基板
の全ての表面での反応条件が同一となって、基板の表面
に均一な薄膜が形成さたり、あるいは形成された薄膜が
均一なエッチング等の微細加工されたりするようにな
る。
(Effects of the Invention) In the present invention, as the distance from the center of the rotation shaft increases, the number of gas ejection ports of the gas ejection blades increases. Increases as the distance from the center increases. Also, two or more gas ejecting blades are attached to the rotating shaft, and each gas ejecting blade rotates with the rotating shaft, so that extra gas that does not contribute to the formation of a thin film generated when the gas reacts with the substrate is provided. Reaction products are constantly removed from the gaps between the gas ejection blades. Therefore, the fresh gas always comes into contact with the substrate, and the reaction time does not change depending on the location on the substrate, the reaction conditions on all surfaces of the substrate become the same, and a uniform thin film is formed on the surface of the substrate. In addition, the formed thin film is finely processed by uniform etching or the like.

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

第1図はこの発明の実施例を示す全体構成図、第2図は
第1図のI−I線より見たガス噴出羽根の説明図、第3
図はガス噴出羽根の変形例を示す説明図である。第4図
は従来の装置の全体構成図である。 図中 1……真空槽 7……基板 8……回転軸 8a……ガス通路 10……ガス噴出羽根 10a……ガス噴出室 10b……ガス噴出口 なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示してい
る。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a gas ejection blade as viewed from a line II in FIG.
The figure is an explanatory view showing a modified example of the gas ejection blade. FIG. 4 is an overall configuration diagram of a conventional apparatus. In the figure, 1 ... Vacuum chamber 7 ... Substrate 8 ... Rotating shaft 8a ... Gas passage 10 ... Gas ejection blade 10a ... Gas ejection chamber 10b ... Gas ejection port The part is shown.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】真空槽内に配置された基板の表面に薄膜を
形成したり、あるいは表面に形成された薄膜を微細加工
する真空処理装置であって、前記基板と対向する面に多
数のガス噴出口が形成されたガス噴出羽根を、回転軸の
端部に少なくとも2枚以上プロペラ状に取り付け、該回
転軸を前記真空槽の壁で軸支させ、前記各ガス噴出羽根
を、前記回転軸と共に回転させるように構成されたこと
を特徴とする真空処理装置。
1. A vacuum processing apparatus for forming a thin film on a surface of a substrate placed in a vacuum chamber or finely processing a thin film formed on the surface, wherein a plurality of gases are provided on a surface facing the substrate. At least two or more gas ejecting blades having an ejection port are attached to the end of a rotating shaft in a propeller shape, and the rotating shaft is supported by the wall of the vacuum chamber. A vacuum processing apparatus configured to be rotated together with the vacuum processing apparatus.
【請求項2】前記ガス噴出羽根のガス噴出口の数は、前
記回転軸の中心から離れるにしたがって多くなっている
ことを特徴とする請求項1記載の真空処理装置。
2. The vacuum processing apparatus according to claim 1, wherein the number of gas ejection ports of the gas ejection blades increases as the distance from the center of the rotation shaft increases.
【請求項3】前記ガス噴出羽根の前記基板と対向した面
は、先端部にゆくにしたがって広がっていることを特徴
とする請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の真空
処理装置。
3. The vacuum processing apparatus according to claim 1, wherein the surface of the gas ejection blade facing the substrate expands toward the tip.
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