JPH01255213A - 真空堆積装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は平行平板型プラズマ化学気相堆積装置等の真
空堆積装置における真空槽内へのガスの導入方法に関す
るものである。

従来の技術 従来の平行平板型プラズマ化学気相堆積装置は第２図に
示す構造になっており、この図において真空槽内へのガ
スの導入方法は、以下に説明するようになっていた。

全てのバルブが閉っている状態より、まず最初にガス排
気バルブ２を開き、排気ポンプ３を用いてガス排気口４
より真空槽１内を高真空に排気する。次にガス流量設定
器５に所望のガス流量を設定する。次に前述のように真
空槽１内を高真空に排気しながらガス供給バルブ６を開
くと、ガスはガス供給源７より多数の穴のおいている放
電電極８を通して真空槽１内にシャワー状番こ導入され
る。

最後に真空計９を監視しながら排気バルブ２を調整して
真空槽１内部を所望のガス圧にしてガスの導入は終了す
る。

発明が解決しようとする課題 第４図において、前述の方法でガスを導入する場合、導
入初期、放１［極８から真空槽１に流れるガス１０は流
速が速い為放電電極８の表面等に存在する微粒子を舞い
上げてしまい、さらに放電電極８に対向する位置にある
対向電極１１に取付けられている基板１２の表面を微粒
子等で汚染してしまうという問題があった。これは下記
の理由による。

すなわち、ガス供給バルブ６を開いてガスを導入する時
、ガス供給バルブ６から放１［極８の内部及び真空槽１
内部までの真空状態に比ベガス供給バルブ６からガス流
量設定器５の内部及びガス供給源までのガスの圧力は非
常に高い状態である。

この為、ガス供給バルブ６を開けた瞬間、ガス流量設定
器５では充分に流量がコントロールされず流速の速いガ
スが真空槽１内部に流れ込んでしまう。また放電電極８
から流れるガス１０の流れは、この時放電電極８の表面
に存在する微粒子等を舞い上げてしまう。さらにこの吹
出したガス１０の流れは放電電極８に対向した位置に取
り付けられた基板１２の表面に達し、舞い上げたダスト
を基板１２の表面に付着させてしまうのであった。

そこで本発明はガスを導入する時に、ガスの吹出しを抑
え基板表面のダストの付着による汚染を防止するもので
ある。

課題を解決するための手段 前記問題点を解決する為の本発明の技術的な手段は、前
記のガス流量設定器と族１電極の間のパイプからバルブ
を介してパイプを出し、そのパイプをガス排気口と排気
バルブとを継ぐパイプの間に接続し、ガス排気口からも
真空槽内にガスが導入できるようにするものである。さ
らに、真空槽へのガスの導入は、真空槽を排気しながら
排気口よりガスを真空槽に導入し、真空槽内のガス圧を
所望の圧力に調整後、排気口から放￥！Ｌ電極側に切り
換えるという一連の動作を行うものである。

作　　用 この技術的手段による作用は次のようになる。

本発明では真空槽内にガスを導入する時、最初に真空槽
を排気口よりガスを排気しながら排気口よりガスを導入
する為、初期のガス流量設定器でコントロールされない
ガスは、真空槽に比べ真空度の高い排気ポンプの方に流
れる為真空槽内へのガスの突出は生じない。さらに、こ
の状態で真空槽内のガス圧を所望のガス圧に調整してか
らガスの導入を排気口から放電電極側に切り換える為、
真空槽と放電電極内部のガス圧は同圧になっており、ガ
ス流量設定器も充分にガスの流量をコントロールしてい
る為放Ｗ１．ｍ極から真空槽内へのガスの突出は生じな
いものである。

この結果、真空槽内における微粒子等のダストの舞い上
がりを防ぐことができ、基板表面のダストによる汚染を
防止することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

第１図において、１は立方状の真空槽である。

この真空槽１の底部にはガス導入土日である板状でシャ
ワー状にガスがでるように直径０．５ｍｒｎの円形の穴
が２０ｍｍ間隔で多数設けられた放電電極８が設けられ
ている。この放電電極８の上方には基板をセットする為
の基板ホルダーを兼用とする対向電極１１があり、そこ
に膜を堆債させたい側の面を放電電極８側に向けて基板
１２が取り付けられている。また真空槽１の側面には真
空槽１の内部を真空に排気する為の排気口と真空槽１に
ガスを導入する為のガス導入口とを兼ねるガス導入補助
口１７が取り付けられている。またガス導入補助口１７
と放電電極８はガス供給バルブ６、ガス導入補助バルブ
１４とガス排気バルブ２を介して一連のパイプで継れて
おり、これらのバルブ２．６．１４の開閉によりガス供
給源７から供給される原料ガスを放？！！電極８．ガス
導入補助口１７、排気ポンプ３へと振り分ける事ができ
るようになっている。さらにこれらのバルブ、ポンプ等
は、真空槽１の側壁に取り付けられた真空計９とガスの
流電をコントロールするガス流量設定器５と連動し、真
空槽１内へのガス導入の一連の操作が自動的に行われる
ようになっている。この動作は次に述べるようになる。

■真空計９．ガス流量設定器５に所望の値を設定して真
空槽１へのガス導入の自動制御を起動させる。■排気ポ
ンプ３が起動しガス排気バルブ２が徐々に開き、真空槽
１内部を一定時間排気して高真空に排気する。■ガス導
入補助バルブ１４が開かれる。■真空槽１内の真空状態
が所望の値になるようガス排気バルブ２が調整される。

■真空槽１内の真空状態が所望の値になったことが真空
計９で検知され、さらにガスの流量が所望の値になった
事がガス流量設定器５で検知されたらガス導入補助バル
ブ１４が閉じ、ガス供給バルブ６が開く動作が瞬時に実
行され、ガスは放電電極８から真空槽１内に導入される
ようになる。以上でガス導入の一連の自動制御が終了す
る。

次に、この一実施例の構成における作用を説明する。

真空槽１内にガスを導入する時に、真空計９、ガス流量
設定器５に所望の値を設定してから真空ｆｉｔをガス排
気バルブ２を開き排気ポンプ３で高真空に排気しながら
ガス導入補助バルブ１４を開く。こうする事によりガス
導入管１５とガス導入補助管１３の圧力差により、ガス
流量設定器５でコントロールされない初期の流速の速い
ガスは真空槽１に比べ排気ポンプ３に近い為に真空度の
高いガス排気管１６の方に流れるようになり、この為、
真空槽１内へのガスの突出は生じない。次にガス排気バ
ルブ２を徐々に調整して真空槽１内のガス圧が所望の値
に調整されたら瞬時にガス導入補助バルブ１４を閉じ、
ガス供給バルブ６を開いて放電電極８よりガスを真空槽
１に導入する。この時、ガスの流量は充分にガス流量設
定器５でコントロールされている。そして、放電電極８
内部と真空槽１内部のガス圧は同圧になっている。従っ
て放電ｌ！極８から真空槽１に導入されるガス１０は突
出的には導入されず微粒子等のダストの舞上がりが防止
されるようになる。

この結果、基板１２の表面のダストによる汚染が防止さ
れる。第４図にレーザーダストカウンターにより測定さ
れた従来の手段でガス導入を行った場合の５インチ丸の
シリコン基板上のダスト分布を示す。第５図にはレーザ
ーダストカウンターにより測定された本発明の手段によ
りガスを導入した場合の５インチ丸のシリコン基板上の
ダスト分布を示す。それぞれの図に示す１８は５インチ
丸のシリコン基板の輪郭を示すものである。また、それ
ぞれの園内の黒い点が直径０．２８μｍ以上のダストの
分布を示すものである。これらの結果より第４図には約
２０　ｍ　ｍピッチずつのダストの固まりが見られるの
がわかる。これは放電電極８のガスを出す穴の間隔に一
致する事から放電電極８からのガスの突出により付着し
たダストであると断定できる。これが本発明による方法
を用いると放電電極８のガスの突出がなくなる為、第５
図に示すようにダストの固まりがなくなり、ダスト数が
減っているのが見られる。

次にこの時のダストの固数の変化を第３図に示す。この
図においてダストの直径側に（−）は０．２８μｍ以上
のダスト数、（ｂ）は０．２８μｍ−０，４μｒｎのダ
スト数、（、）は０．２５μｍ以上のダスト数、（ｄ）
は１．５μｍ〜２．５μｍのダスト数、（・）は０．４
　ｕ　ｍ〜１．５μｍのダスト数を示す。この図より本
発明の手段を用いる事により従来の手段に比べ基板表面
に付着するダスト数が５分の１以下に低減している結果
が得られた。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明は真空槽内にガスを導入
する時、初期に真空槽を排気しながらガス導入補助口よ
りガスを導入し、真空槽内のガス圧を調整してから放電
電極から真空槽内にガスを導入するようにする事により
真空槽内への急激なガスの導入を防ぎ、ダストの冑上げ
による基板表面の汚染を防止するという効果を有する。

なお本発明の一実施例として平行平板型プラズマ化学気
相堆積装置について説明してきたが、本発明はその他の
真空堆積装置のガス導入方法としてもその効果を損うも
のではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の平行平板型プラズマ化学気
相堆積装置の１１′断面図、第２図は従来の平行平板型
プラズマ化学気相堆積装置を示す縦断面図、第３図はレ
ーザーダストカウンターの測定による本発明の手段と従
来の手段を用い、ガスの導入を行って作成した時の５イ
ンチ丸シリコン基板上のダストの付着数を示す特性図、
第４図、第５図は各々レーザーダストカウンターの測定
による従来の手段と本発明の手段により作成した５イン
チ丸シリコン基板上に付着したダストの分布を示す図で
ある。 １・・・・・・真空槽、６・・・・・・ガス供給バルブ
、８・・・・・・放電電極、１３・・・・・・ガス導入
補助管、１４・・・・・・ガス導入補助バルブ、１５・
・・・・・ガス導入管、１６・・・・・・ガス排気管、
１７・・・・・・ガス導入補助口。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名／−
−−真空槓 ７−ｍ−カ゛スイ大（Ｃｒ源 ／、３．　／７−一一ガス傅入誦増膏 １４−−−ガ′ス埠八」惰勘ハ゛ｌレフ′１５−ガス導
入肯 １６−　　カ゛スフ〃ト気冑 第１図 第２図 ／ 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）膜形成の為の原料ガスを真空槽内に導入して薄膜
   を形成する真空堆積装置において、真空槽内に原料ガス
   を導入する為のガス導入口として、複数のガス導入口を
   有する事を特徴とする真空堆積装置。
2. （２）ガス導入口は真空槽内の膜形成領域がガス導入初
   期の流速の速いガスにさらされないように設計された事
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の真空堆積装置
   。
3. （３）ガス導入口はバルブを介して真空槽、ガス供給源
   、排気ポンプとにパイプで継がれており、ガス導入初期
   の流速の速いガスが真空槽内に導入されないようなバル
   ブの操作が行われるシーケンスを有する事を特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の真空堆積装置。
4. （４）真空堆積装置が平行平板型プラズマ化学気相堆積
   装置であり、ガス導入口として膜形成中に真空槽内にガ
   スを導入する為の多孔性の構造をもつガス導入主口と、
   排気口を兼ね膜形成前に真空槽内にガスを導入する為の
   ガス導入補助口を有する事を特徴とする真空堆積装置。