JP3706510B2 - Temperature control method in plasma CVD apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマCVD装置、ドライエッチング装置などの、反応性ガスをプラズマ雰囲気で分解反応させて基板加熱用ヒータに載置された基板表面に製膜等の処理を行うプラズマCVD装置における温度制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、プラズマCVD(PCVD)装置としては、図4に示すものが知られている。
図中の符番1は、製膜室を示す。前記製膜室1には、パネルヒータ2が配置されている。また、製膜室1内には、前記パネルヒータ2の加熱面に向き合う位置に基板(図示せず)を支持してパネルヒータ2側に移動可能なポジショナ3が配置されている。また、前記製膜室1内には、前記ポジショナ3の背後に配置されて矢印A方向に移動可能な製膜ユニット4が配置されている。前記製膜室1の上部には、電離真空計5が配置されている。この電離真空計5により製膜室1内は1×10−6Torrに保持される。前記製膜室1には、ターボ分子ポンプ6、ドライポンプ7を介装した高真空ライン8が接続されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、こうしたPCVD装置において、未処理基板が製膜室1に搬入されるまでの待ち時間の間は製膜室1は、高真空(1×10−6Torr)に保たれているため、製膜室1取付け部品(ポジショナ3、製膜ユニット4など)の加熱はパネルヒータ2の輻射熱のみとなる。従って、実際の製膜プロセスで求められる部品温度に比較して温度が下がってしまい、膜質/膜厚分布に悪い影響を与えていた。
【0004】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、プラズマCVD装置内での未処理基板の待機中、製膜ユニットをヒータに押しつけるとともに、製膜室に反応に寄与しないガスを製膜室内に供給して製膜室の圧を1〜3Torrに保持することにより、待機中のポジショナや製膜ユニットの温度の降下を防止でき、膜質/膜厚分布を改善し得るプラズマCVD装置における温度制御方法を提供することを目的とする。
【0005】
また、本発明は、ヒータ昇温時にポジショナ及び製膜ユニットをヒータに押しつけるとともに、反応に寄与しないガスを成膜室内に供給して成膜室の圧を1〜3Torrに保持することにより、待機中のポジショナや製膜ユニットの温度の降下を防止でき、装置の立ち上げを短縮して装置稼働率を向上し得るプラズマCVD装置における温度制御方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本願第1の発明は、製膜室と、この製膜室内に配置されたパネルヒータと、前記製膜室内に前記パネルヒータの加熱面に向き合う位置に配置されたポジショナと、このポジショナの背後に配置された製膜ユニットと、前記製膜室を精密引きする高真空ラインと、前記高真空ラインと製膜室間に設けられ、前記製膜室内を粗引きする粗引きラインとを具備したプラズマCVD装置において、プラズマCVD装置内での未処理基板の待機中、製膜ユニット及びポジショナをヒータに押しつけるとともに、製膜室に反応に寄与しないガスを製膜室内に供給して製膜室の圧を1〜3Torrに保持することを特徴とするプラズマCVD装置における温度制御方法である。
【0007】
本願第2の発明は、製膜室と、この製膜室内に配置されたパネルヒータと、前記製膜室内に前記パネルヒータの加熱面に向き合う位置に配置されたポジショナと、このポジショナの背後に配置された製膜ユニットと、前記製膜室を精密引きする高真空ラインと、前記高真空ラインと製膜室間に設けられ、前記製膜室内を粗引きする粗引きラインとを具備したプラズマCVD装置において、ヒータ昇温時にポジショナ及び製膜ユニットをヒータに押しつけるとともに、反応に寄与しないガスを製膜室内に供給して製膜室の圧を1〜3Torrに保持することを特徴とするプラズマCVD装置における温度制御方法である。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳述する。
本発明において、高真空ラインは、例えば後述するように、製膜室に接続された開閉弁と、ターボ分子ポンプ(TMP)と、ターボバルブ(TV)と乾式真空ポンプとから構成されている。高真空ラインは、〜10−6Torrまで真空引きされる。
本発明において、前記粗引きラインは、例えば前記製膜室に接続された開閉バルブと、この開閉バルブに接続されたモータコントロールバルブとから構成されている。粗引きラインにより、製膜室内は〜10−3Torrまで真空引きされる。
【0009】
本発明において、製膜室にバラトロン真空計を設け、この真空計と粗引きラインに介装された前記モーターコントローラバルブを電気的に接続させ、前記真空計及びモーターコントローラバルブにより製膜室内の圧を1〜3Torrに保持することができる。
【0010】
本発明において、製膜室には反応に寄与しないガスを導入して製膜室内の圧力を上げるためのガスパージラインを設けることが好ましい。ここで、反応に寄与しないガスとしては、例えばH2、Ar、N2のいずれかが挙げられる。
【0011】
【実施例】
以下、本発明の各実施例を図面参照して説明する。但し、下記実施例に述べられる各構成部材の数値等は一例を示すもので、本発明の権利範囲を特定するものではない。
【0012】
(実施例1)
図1を参照する。
図中の付番11は、製膜室を示す。前記製膜室11には、パネルヒータ12が配置されている。また、製膜室11内には、前記パネルヒータ12の加熱面に向き合う位置に基板(図示せず)を支持してパネルヒータ12側(矢印A側)に移動可能なポジショナ13が配置されている。また、前記製膜室11内には、前記ポジショナ13の背後に配置されて矢印A方向に移動可能な製膜ユニット14が配置されている。
【0013】
なお、図1の状態は、ポジショナ13及び製膜ユニット14がパネルヒータ12側に移動させ、ポジショナ13をパネルヒータ12の加熱面に密着させ、かつ製膜ユニット14はポジショナ13を介してパネルヒータ12に押し付けた状態を示す。前記製膜室11の上部には、ピラニー真空計15、電離真空計16、バラトロン真空計17が夫々配置されている。前記ピラニー真空計15は大気圧〜10−3Torrの範囲を測定し、前記電離真空計16は10−3〜10−6Torrの範囲を測定し、前記バラトロン真空計17はプロセスガスを製膜室11に導入したときに内圧を測定するためのものである。
【0014】
前記製膜室11には、第1の開閉バルブ18、ターボ分子ポンプ(TMP)19、ターボバルブ(TV)20及び乾式真空ポンプ21を夫々介装した高真空ライン22が接続されている。また、前記TV20,乾式真空ポンプ21間の高真空ライン22と製膜室11とは、第2の開閉バルブ23、モーターコントロールバルブ(MCV)24を介装した粗引きライン25により接続されている。前記バラトロン真空計17とMCV24のモーター24aとは、電気的に接続されている。前記製膜室11には、製膜室11内にH2ガスを導入するパージガスライン26が接続されている。
【0015】
こうした構成のPCVD装置におけるベーキングモード制御(温度制御)のフローチャートは図2に示す通りである。即ち、量産ラインにおいてCVD装置に未処理基板がある一定時間(15分程度)待っても到達しない場合は、基板待機モード(製膜室温度降下防止機能)に切り替わる。つまり、まず、高真空ライン22は開けた状態であり、粗引きライン25は閉めた状態になっている。次に、ベーキングモードの指令がきたら、ベーキングモードをスタートさせ、ポジショナ13は未処理基板をキャッチする位置に、製膜ユニット14は堆積位置に配置させ、パージガスライン28からH2ガスを導入して製膜室11内を3Torrに保持する。そして、基板がきたら、信号を受けて高真空ライン22を第1の制御バルブ18、TV20の順に閉める。つづいて、例えば30秒経過後、高真空排気(1×10−6Torr)で動作する。なお、ベーキングモードは随時監視でき、未処理基板が到着した通常基板の製膜処理となり、未処理基板が到着していないときは、ベーキングモードになる。また、未処理基板がある一定時間PCVD装置に搬入されなければ、ポジショナ13、製膜ユニット14等の製膜室取付け部品を製膜プロセスの状態と同様の位置に移動させ、パネルヒータ12に密着した状態で保持し、取付け部品の温度の低下を防止する。
【0016】
上記実施例1によれば、プラズマCVD装置内での待機中、ポジショナ13及び製膜ユニット14をパネルヒータ12に押しつけるとともに、製膜室11にH2を製膜室11内に供給して製膜室11の圧を3Torrに保持するため、パネルヒータ12の熱伝播を高め、製膜室11の内壁の温度効果を防止するとともに、ポジショナ13及び製膜ユニット14の温度低下を防止できる。従って、基板に製膜する膜質及び膜厚分布を従来と比べ改善できる。
【0017】
(実施例2)
図3を参照する。図3は実施例2に係るPCVD装置におけるベーキングモード制御のフローチャートを示す。但し、PCVD装置は図1と同様な装置を用いる。
本実施例2では、量産ラインCVD装置においてオーバーホール後の立ち上げ時間の短縮が非常に重要な課題であることを考慮して、PCVD装置立ち上げ時のヒータ昇温時に、ヒータ昇温時にポジショナ13及び製膜ユニット14をパネルヒータ12に押しつけるとともに、反応に寄与しないガスを製膜室11内に供給して製膜室11の圧を3Torrに保持した。
【0018】
具体的なフローチャートは、図3に示す通りである。まず、製膜室11の昇温を開始する。次に、製膜室11のパネルヒータ12をONした。つづいて、ポジショナ13は未処理基板をキャッチする位置にかつ製膜ユニット14は膜堆積位置の状態でH2ガスを製膜室11内に導入する。そして、粗引きライン25を用いて製膜室11内の圧力を3Torrに保持した。更に、8分経過後、H2ライン28の弁を閉じ、製膜室11内を高真空ライン22を用いて排気した。これにより、製膜室11内が高真空に到達した。この後、図3の(A)〜(B)の一連の操作を繰り返し行い、7200秒経過後、高速昇温が終了した。
【0019】
実施例2によれば、PCVD装置立ち上げ時のヒータ昇温時に、ヒータ昇温時にポジショナ13及び製膜ユニット14をパネルヒータ12に押しつけるとともに、反応に寄与しないガスを成膜室11内に供給して成膜室11の圧を3Torrに保持することにより、装置立ち上げ時間が短縮され、装置稼動率を向上できる。事実、従来立ち上げ時間は3〜3.5時間であったのに対し、実施例2では1.5から2時間に短縮できることが確認された。
【0020】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、プラズマCVD装置内での待機中、製膜ユニットをヒータに押しつけるとともに、製膜室に反応に寄与しないガスを製膜室内に供給して製膜室の圧を1〜3Torrに保持することにより、待機中のポジショナや製膜ユニットの温度の降下を防止でき、膜質/膜厚分布を改善し得るプラズマCVD装置における温度制御方法を提供できる。
【0021】
また、本発明によれば、ヒータ昇温時にポジショナ及び製膜ユニットをヒータに押しつけるとともに、反応に寄与しないガスを成膜室内に供給して成膜室の圧を1〜3Torrに保持することにより、待機中のポジショナや製膜ユニットの温度の降下を防止でき、装置の立ち上げを短縮して装置稼働率を向上し得るプラズマCVD装置における温度制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係るPCVD装置の説明図。
【図2】図1の装置におけるベーキングモード制御のフローチャート。
【図3】本発明の実施例2に係るPCVD装置におけるベーキングモード制御のフローチャート。
【図4】従来のPCVD装置の説明図。
【符号の説明】
11…製膜室、
12…パネルヒータ、
13…ポジショナ、
14…製膜ユニット、
15…ピラニー真空計、
16…電離真空計、
17…バラトロン真空計、
18、23…制御バルブ、
19…ターボ分子ポンプ(TMP)、
20…ターボバルブ(TV)、
21…乾式真空ポンプ、
22…高真空ライン、
24…モーターコントロールバルブ(MCV)、
25…粗引きライン、
26…パージガスライン。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to temperature control in a plasma CVD apparatus, such as a plasma CVD apparatus or a dry etching apparatus, in which a reactive gas is decomposed and reacted in a plasma atmosphere to form a film on a substrate surface placed on a substrate heating heater. Regarding the method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a plasma CVD (PCVD) apparatus shown in FIG. 4 is known.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a PCVD apparatus, the
[0004]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and while waiting for an unprocessed substrate in the plasma CVD apparatus, the film forming unit is pressed against the heater, and a gas that does not contribute to the reaction is input into the film forming chamber. A temperature control method in a plasma CVD apparatus that can prevent a drop in temperature of a standing positioner or a film forming unit by supplying and maintaining the pressure in the film forming chamber at 1 to 3 Torr, and can improve film quality / film thickness distribution The purpose is to provide.
[0005]
Further, the present invention waits by pressing the positioner and the film forming unit against the heater when the heater is heated, and supplying a gas that does not contribute to the reaction into the film forming chamber to keep the pressure in the film forming chamber at 1 to 3 Torr. It is an object of the present invention to provide a temperature control method in a plasma CVD apparatus that can prevent a temperature drop of a positioner and a film forming unit therein and can shorten the start-up of the apparatus and improve the operation rate of the apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The first invention of the present application includes a film forming chamber, a panel heater disposed in the film forming chamber, a positioner disposed in a position facing the heating surface of the panel heater in the film forming chamber, and behind the positioner. A plasma comprising: a film forming unit arranged; a high vacuum line for precisely drawing the film forming chamber; and a roughing line provided between the high vacuum line and the film forming chamber for roughing the film forming chamber. In the CVD apparatus, while the unprocessed substrate is waiting in the plasma CVD apparatus, the film forming unit and the positioner are pressed against the heater, and a gas that does not contribute to the reaction is supplied to the film forming chamber. Is maintained at 1 to 3 Torr, a temperature control method in a plasma CVD apparatus.
[0007]
A second invention of the present application includes a film forming chamber, a panel heater disposed in the film forming chamber, a positioner disposed in a position facing the heating surface of the panel heater in the film forming chamber, and behind the positioner. A plasma comprising: a film forming unit arranged; a high vacuum line for precisely drawing the film forming chamber; and a roughing line provided between the high vacuum line and the film forming chamber for roughing the film forming chamber. In a CVD apparatus, plasma is characterized in that the positioner and the film forming unit are pressed against the heater when the heater is heated, and a gas that does not contribute to the reaction is supplied into the film forming chamber to maintain the pressure in the film forming chamber at 1 to 3 Torr. This is a temperature control method in a CVD apparatus.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, the high vacuum line is composed of, for example, an on-off valve connected to the film forming chamber, a turbo molecular pump (TMP), a turbo valve (TV), and a dry vacuum pump, as will be described later. The high vacuum line is evacuated to 10 −6 Torr.
In the present invention, the roughing line includes, for example, an opening / closing valve connected to the film forming chamber and a motor control valve connected to the opening / closing valve. The film forming chamber is evacuated to 10 −3 Torr by the roughing line.
[0009]
In the present invention, the film forming chamber is provided with a Baratron vacuum gauge, the vacuum controller and the motor controller valve interposed in the roughing line are electrically connected, and the vacuum gauge and the motor controller valve are used for pressure in the film forming chamber. Can be maintained at 1 to 3 Torr.
[0010]
In the present invention, it is preferable to provide a gas purge line for increasing the pressure in the deposition chamber by introducing a gas that does not contribute to the reaction into the deposition chamber. Here, examples of the gas that does not contribute to the reaction include any of H 2 , Ar, and N 2 .
[0011]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the numerical values and the like of the respective constituent members described in the following examples show an example and do not specify the scope of rights of the present invention.
[0012]
(Example 1)
Please refer to FIG.
[0013]
In the state of FIG. 1, the positioner 13 and the film forming unit 14 are moved to the
[0014]
The
[0015]
The flowchart of the baking mode control (temperature control) in the PCVD apparatus having such a configuration is as shown in FIG. That is, in the mass production line, when the unprocessed substrate does not reach the CVD apparatus after waiting for a certain time (about 15 minutes), the substrate is switched to the substrate standby mode (film formation chamber temperature drop prevention function). That is, first, the high vacuum line 22 is in an open state, and the roughing line 25 is in a closed state. Next, when the baking mode command is received, the baking mode is started, the positioner 13 is placed at a position for catching an unprocessed substrate, the film forming unit 14 is placed at a deposition position, and H 2 gas is introduced from the purge gas line 28. The inside of the
[0016]
According to the first embodiment, during the standby in the plasma CVD apparatus, the positioner 13 and the film forming unit 14 are pressed against the
[0017]
(Example 2)
Please refer to FIG. FIG. 3 shows a flowchart of baking mode control in the PCVD apparatus according to the second embodiment. However, the same PCVD apparatus as that in FIG. 1 is used.
In the second embodiment, considering that the shortening of the start-up time after overhaul is a very important issue in the mass production line CVD apparatus, the positioner 13 is used when the heater is heated and when the heater is heated. The film forming unit 14 was pressed against the
[0018]
A specific flowchart is as shown in FIG. First, the temperature of the
[0019]
According to the second embodiment, when the heater is heated when the PCVD apparatus is started up, the positioner 13 and the film forming unit 14 are pressed against the
[0020]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, during the standby in the plasma CVD apparatus, the film forming unit is pressed against the heater, and a gas that does not contribute to the reaction is supplied to the film forming chamber. By maintaining the pressure at 1 to 3 Torr, it is possible to provide a temperature control method in the plasma CVD apparatus that can prevent the temperature drop of the waiting positioner and film forming unit and can improve the film quality / film thickness distribution.
[0021]
Further, according to the present invention, the positioner and the film forming unit are pressed against the heater when the heater is heated, and a gas that does not contribute to the reaction is supplied into the film forming chamber to maintain the pressure in the film forming chamber at 1 to 3 Torr. Further, it is possible to provide a temperature control method in a plasma CVD apparatus that can prevent a temperature drop of a standing positioner or a film-forming unit, and can shorten the start-up of the apparatus and improve the apparatus operating rate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a PCVD apparatus according to
FIG. 2 is a flowchart of baking mode control in the apparatus of FIG.
FIG. 3 is a flowchart of baking mode control in a PCVD apparatus according to
FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional PCVD apparatus.
[Explanation of symbols]
11 ... film formation room,
12 ... Panel heater,
13 ... positioner,
14 ... film forming unit,
15 ... Pirani vacuum gauge,
16 ... Ionization gauge,
17 ... Baratron vacuum gauge,
18, 23 ... control valve,
19 ... turbo molecular pump (TMP),
20 ... Turbo valve (TV),
21 ... Dry vacuum pump,
22 ... High vacuum line,
24 ... Motor control valve (MCV),
25 ... Rough drawing line,
26 Purge gas line.
Claims (6)
プラズマCVD装置内での未処理基板の待機中、製膜ユニット及びポジショナをヒータに押しつけるとともに、製膜室に反応に寄与しないガスを製膜室内に供給して製膜室の圧を1〜3Torrに保持することを特徴とするプラズマCVD装置における温度制御方法。A film forming chamber, a panel heater disposed in the film forming chamber, a positioner disposed in a position facing the heating surface of the panel heater in the film forming chamber, and a film forming unit disposed behind the positioner In a plasma CVD apparatus comprising a high vacuum line for precisely drawing the film forming chamber, and a rough drawing line provided between the high vacuum line and the film forming chamber for roughing the film forming chamber,
While waiting for the unprocessed substrate in the plasma CVD apparatus, the film forming unit and the positioner are pressed against the heater, and a gas that does not contribute to the reaction is supplied to the film forming chamber to increase the pressure in the film forming chamber to 1 to 3 Torr. The temperature control method in the plasma CVD apparatus characterized by holding | maintaining to.
ヒータ昇温時にポジショナ及び製膜ユニットをヒータに押しつけるとともに、反応に寄与しないガスを製膜室内に供給して製膜室の圧を1〜3Torrに保持することを特徴とするプラズマCVD装置における温度制御方法。A film forming chamber, a panel heater disposed in the film forming chamber, a positioner disposed in a position facing the heating surface of the panel heater in the film forming chamber, and a film forming unit disposed behind the positioner In a plasma CVD apparatus comprising a high vacuum line for precisely drawing the film forming chamber, and a rough drawing line provided between the high vacuum line and the film forming chamber for roughing the film forming chamber,
The temperature in the plasma CVD apparatus is characterized by pressing the positioner and the film forming unit against the heater when the heater is heated, and supplying a gas that does not contribute to the reaction into the film forming chamber to maintain the pressure in the film forming chamber at 1 to 3 Torr. Control method.
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