JP4713747B2 - 薄膜形成装置 - Google Patents

Description

【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。
【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ＴＦＴ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。
【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。
【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。
【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。
【０００６】
本出願人は、更に、特願２０００−１８８６６７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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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、ｕＬ／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。
【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。
【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。
【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。
【００１５】
またＣＶＤ法による薄膜形成方法で、Ｃｕ（ｈｆａｃ）_２（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、３００℃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。
【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。
【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。
【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。
【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を備え、前記複数枚の板体うちの１つは、前記第一の内部空間を区画する第一の板体であり、前記第一の板体よりも前記プラズマ放電空間側に積層される板体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。
【００２０】
なお前記において、隔壁板は、その内部に、第二の板体で区画され、前記第一の内部空間よりも前記プラズマ放電空間側に形成され、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、前記温度調節手段は、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。
【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。
【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。
【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。
【００２４】
また、前記温度調節手段を、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。
【００２５】
なお、本発明の薄膜形成装置においては、前記第一の内部空間に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。
【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。
【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。
【００２８】
また、本出願人が特願２０００−１８８６６７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１１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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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１７（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１５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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【００４７】
板状の電極（高周波電極）３１は、電極３１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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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１６に導入する。
【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。
【００５８】
クリーニング作業が行われるときには、例えば、ＮＦ_３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。
【００５９】
図５は、前述した図１、２図示の隔壁板１４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。
【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１５を形成する。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【符号の説明】
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）

Claims (7)

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、前記第一の内部空間に導入した材料ガスを前記拡散孔を介して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を備え、
   前記複数枚の板体のうちの１つは、前記第一の内部空間を区画する第一の板体であり、前記第一の板体よりも前記プラズマ放電空間側に積層される板体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。
2. 隔壁板は、その内部に、第二の板体で区画され、前記第一の内部空間よりも前記プラズマ放電空間側に形成され、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、前記温度調節手段は、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。
3. 前記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。
4. 前記流体の熱交換材は、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。
5. 前記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。
6. 前記温度調節手段は、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。
7. 前記第一の内部空間に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。

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