JPH05160027A - 成膜装置 - Google Patents

成膜装置

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JPH05160027A
JPH05160027A JP34171491A JP34171491A JPH05160027A JP H05160027 A JPH05160027 A JP H05160027A JP 34171491 A JP34171491 A JP 34171491A JP 34171491 A JP34171491 A JP 34171491A JP H05160027 A JPH05160027 A JP H05160027A
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JP
Japan
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film forming
chamber
inner chamber
forming chamber
gas
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JP34171491A
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English (en)
Inventor
Ryoji Oritsuki
良二 折付
Takemi Toritsuka
武美 鳥塚
Fumio Muramatsu
文雄 村松
Tomohiko Takeda
智彦 竹田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】成膜空間であるインナーチャンバーの真空度を
正確に測定して、高品質の薄膜を形成する。 【構成】インナーチャンバー02に直接真空ゲージ7−
1を設置するか、または成膜チャンバー01からインナ
ーチャンバー02に貫通させて真空ゲージ7−2を設置
するか、あるいはガス導入管31に当該ガス導入管31
の真空度を測定する真空ゲージ7−3を設けた。 【効果】成膜チャンバー内で成膜空間を構成するインナ
ーチャンバーの真空度を正確に測定することが可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空雰囲気空間中,あ
るいは大気と遮断された空間中で気相または化学反応に
よって被成膜部材に薄膜を形成する成膜装置に関する。
【0002】
【従来の技術】絶縁体基板や半導体基板などの被成膜部
材(以下、基板という)の表面に所要の薄膜を形成する
この種の成膜装置としては、CVD装置,プラズマCV
D装置あるいは真空スパッタ装置等の蒸着装置が知られ
ている。近年、半導体素子,あるいは液晶表示素子の製
造における薄膜形成工程においては、プラズマCVD処
理が多用されている。
【0003】特に、プラズマCVDは非平衡プラズマ中
で気体状の物質(処理ガス)を反応させて基板上に新し
い固体種を析出させる方法であり、真空処理室である成
膜チャンバー中で処理ガス(例えばシランガス)を高周
波(以下、RFという)電力あるいは直流電力エネルギ
ーの印加で活性化(ラジカル化)し、基板上に薄膜(例
えばアモルファスシリコン膜)を生成堆積させるもので
ある。
【0004】図5は従来のプラズマCVD装置の概略構
造を説明する断面図であって、01は真空雰囲気空間を
保持する成膜チャンバー、02は成膜チャンバーの空間
内で独立した成膜空間を形成するインナーチャンバー、
03は多数のガス噴出開口を有するRF電極、04は基
板電極、05は排気口、06はRF電源、07は成膜チ
ャンバーに設置された真空ゲージ、09はガラス板ある
いは半導体ウエハ等の成膜対象である基板31は反応ガ
ス導入管である。
【0005】同図において、基板09は、基板電極04
上に載置され、真空雰囲気にあるインナーチャンバー0
2にガス導入管31を通して反応ガスが導入される。こ
の反応ガスは、RF電極03の基板電極側に設けられた
多数のガス噴出開口からインナーチャンバー02内に噴
出される。RF電極03には、RF電源06からRF電
力エネルギーが印加され、基板電極04との間に高電界
が形成されて、上記噴射される反応ガスをプラズマ化す
る。このプラズマ化ガス(プラズマ種)は板09の表面
において当該基板構成物質との間で化学反応を生起さ
せ、外基板の表面に所要の薄膜を生成させる。
【0006】この成膜は、反応ガスの流入量,RF電力
エネルギーの大きさ,成膜空間であるインナーチャンバ
ー02の真空度によって左右される。反応ガスの流入量
とRF電力エネルギーは成膜装置の外部においてコント
ロールできる。従来、インナーチャンバー02の真空度
は、成膜チャンバー01にその内部真空度を測定する真
空ゲージ07を取り付け、この真空ゲージ07の測定値
からインナーチャンバーの真空度を算出していた。
【0007】すなわち、インナーチャンバー02に導入
される反応ガスの流入量をQ,インナーチャンバー02
の真空度をP1 ,成膜チャンバー01の真空度をP2
インナーチャンバー02から成膜チャンバー01に連通
する排気口05のコンダクタンスをCとすると、P1
2+Q/Cで算出される。なお、このような成膜室を
用いて基板の表面に所要の膜を形成する従来技術を開示
したものとしては、特開昭59−10224号公報、あ
るいは特開平2−294018号公報等を挙げることが
できる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の技術においては、インナーチャンバーの真空度を成膜
チャンバーの真空度の測定値に基づいて間接的に求めて
いたために、インナーチャンバー02の内部真空度を正
確に知ることができず、したがって、成膜品質のばらつ
きをある程度以下に抑制することが困難であるという問
題があった。
【0009】本発明の目的は、上記従来技術の問題を解
消し、成膜空間であるインナーチャンバーの内部真空度
を正確に測定して、基板に形成する薄膜のばらつきを低
減し、高品質の成膜を形成できる成膜装置を提供するこ
とにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、図1に示したような基本構成を採用した
ものである。図1は本発明による成膜装置の基本構成を
説明する模式図であり、同図に示したように、真空雰囲
気空間を保持する成膜チャンバー1と、前記成膜チャン
バー内に独立した成膜空間を形成するインナーチャンバ
ー2と、このインナーチャンバー02の内部に設置され
たRF電極3および基板電極4とを有し、前記インナー
チャンバー02の内部空間に反応ガスを導入するガス導
入管31および前記インナーチャンバー02に前記成膜
チャンバー1と連通するガス排気口5を備えた成膜装置
において、前記インナーチャンバー02に直接真空ゲー
ジ7−1を設置するか、または前記成膜チャンバー01
から前記インナーチャンバー02に貫通させて真空ゲー
ジ7−2を設置するか、あるいは前記ガス導入管31に
当該ガス導入管31の真空度を測定する真空ゲージ7−
3を設けたことによって、上記目的が達成される。図示
しないが、成膜処理後のガスは適宜の排出手段により成
膜チャンバー1から排出される。
【0011】すなわち、本発明は、真空雰囲気空間を保
持する成膜チャンバーと、前記成膜チャンバー内に設置
されて当該成膜チャンバーとは独立の成膜空間を形成す
るインナーチャンバーと、前記インナーチャンバーの内
部に対向配置された高周波電極および基板電極と、前記
インナーチャンバーの空間と前記成膜チャンバーの空間
とを連通するガス排気孔を備え、前記成膜チャンバーの
外部から前記インナーチャンバー内に反応ガスを導入す
ると共に、前記高周波電極および基板電極との間に高周
波電界エネルギーを印加して前記基板電極上に載置した
基板面に所定の薄膜を生成し、前記薄膜生成に関与後の
前記反応ガスを前記ガス排気孔から前記成膜チャンバー
を介して前記成膜チャンバーの外部に排出する成膜装置
において、前記インナーチャンバーの内部真空度を測定
する真空ゲージを当該インナーチャンバーに直接設けた
ことを特徴とする。
【0012】また、本発明は、真空雰囲気空間を保持す
る成膜チャンバーと、前記成膜チャンバー内に設置され
て当該成膜チャンバーとは独立の成膜空間を形成するイ
ンナーチャンバーと、前記インナーチャンバーの内部に
対向配置された高周波電極および基板電極と、前記イン
ナーチャンバーの空間と前記成膜チャンバーの空間とを
連通するガス排気孔を備え、前記成膜チャンバーの外部
から前記インナーチャンバーの内部に反応ガスを導入す
ると共に、前記高周波電極および基板電極との間に高周
波電界エネルギーを印加して前記基板電極上に載置した
基板面に所定の薄膜を生成し、前記薄膜生成に関与後の
前記反応ガスを前記ガス排気孔から前記成膜チャンバー
を介して前記成膜チャンバーの外部に排出する成膜装置
において、前記成膜チャンバーの外壁から前記インナー
チャンバーの内部に貫通して前記成膜チャンバーの内部
真空度を測定する真空ゲージを設けたことを特徴とす
る。
【0013】さらに、本発明は、真空雰囲気空間を保持
する成膜チャンバーと、前記成膜チャンバー内に設置さ
れて当該成膜チャンバーとは独立の成膜空間を形成する
インナーチャンバーと、前記インナーチャンバーの内部
に対向配置された高周波電極および基板電極と、前記成
膜チャンバーの外部から前記インナーチャンバーの内部
に反応ガスを供給するガス導入管と、前記インナーチャ
ンバーの空間と前記成膜チャンバーの空間とを連通する
ガス排気孔を備え、前記成膜チャンバーの外部から前記
インナーチャンバーの内部に反応ガスを導入すると共
に、前記高周波電極および基板電極との間に高周波電界
エネルギーを印加して前記基板電極上に載置した基板面
に所定の薄膜を生成し、前記薄膜生成に関与後の前記反
応ガスを前記ガス排気孔から前記成膜チャンバーを介し
て前記成膜チャンバーの外部に排出する成膜装置におい
て、前記ガス導入管の真空度を測定する真空ゲージを設
け、前記インナーチャンバーに供給されるガス流量を
Q,前記ガス導入管の真空度をP,前記ガス導入管の前
記インナーチャンバー出口でのコンダクタンスをCとし
たとき、前記インナーチャンバーの真空度P1 を、P1
=P−Q/Cで求めることを特徴とする。
【0014】なお、反応ガスの成膜チャンバー1内への
導入は上記構成によるものに限るものではなく、他の適
宜の手段で導入してもよく、例えば、RF電極3に近接
または接触させて石英板等の絶縁平板、あるいはこの絶
縁平板に多数のガス噴射口を穿設したものを備えて、こ
のガス噴射口から基板方向に反応ガスをシャワー状に噴
射させることにより、プラズマ種を有効に利用する構成
とすることができる。
【0015】また、図1はプラズマCVD方式の成膜装
置の概略構成図として本発明の構成を示しているが、本
発明はこのようなものに限るものではなく、常圧CV
D,減圧CVD方式、あるいは真空スパッタ装置,エッ
チング装置、その他処理空間を二重化した蒸着装置,加
工装置全般に適用できるものである。
【0016】
【作用】本発明は、上記のように構成したことにより、
インナーチャンバーの真空度を正確に測定することが可
能となり、この成膜チャンバーを用いた成膜装置を構成
するシステムのコントロールを正確に行うことができ、
基板に形成される成膜のばらつきを低減し、品質のよい
成膜を得ることができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図2は本発明による成膜装置の第1実施例
を説明する概略縦断面図であって、1は成膜チャンバ
ー、2はインナーチャンバー、3はRF電極、4は基板
電極、5はガス排気口、7−1は真空ゲージ、8は石英
シャワー板、9は成膜処理を行う基板である。なお、1
0は車輪、11はレールであり、インナーチャンバーを
移動式とする場合に必要となるものである。
【0018】同図において、成膜チャンバー1は真空雰
囲気に保持され、ガス導入管31から導入された反応ガ
スがRF電極3のガス孔からシャワー板8のガス孔を通
して基板9方向に噴射される。RF電極3と基板電極4
との間にはRF電界エネルギーによる高電界が形成さ
れ、この高電界によって活性化された反応ガスのプラズ
マ種が基板9の表面において化学反応を生起し、該基板
上に所要の薄膜を生成する。
【0019】反応ガスはインナーチャンバー2の底部に
設けたガス排出孔5から成膜チャンバー1を介して、適
宜の図示しない手段によって外部に排出される。なお、
基板電極の背面には基板9を所要の成膜条件温度に加熱
するヒータは設置されるが、図示は省略する。インナー
チャンバー2の側壁に設置された真空ゲージ7−1は、
インナーチャンバー2の内部空間の真空度を直接測定
し、図示しない信号伝達手段を介して成膜チャンバーの
外部に取り出される。
【0020】この構成によれば、インナーチャンバー2
の内部真空度を直接測定でき、その測定値は最も正確な
ものとなる。そし、この実施例をインナーチャンバー移
動形式の成膜装置に適用する場合は、インナーチャンバ
ーそれぞれに真空ゲージを設置して置く。図3は本発明
による成膜装置の第2実施例を説明する概略縦断面図で
あって、図2と同一符号は同一部分に対応し、7−2は
真空ゲージである。
【0021】この実施例においては、インナーチャンバ
ー2の内部真空度を測定するための真空ゲージ7−2
を、成膜チャンバー1の側壁からインナーチャンバー2
の側壁を貫通して設け、成膜チャンバー1の外部からイ
ンナーチャンバー2の内部真空度を直接測定するように
したものである。インナーチャンバー2が固定式である
場合は、真空ゲージ7−2は図示した状態で固定状態に
設置してよいが、インナーチャンバー2が移動される形
式では、真空ゲージ7−2は成膜チャンバー側から挿入
/引抜き可能に設置する。
【0022】何れの場合も、成膜チャンバーと真空ゲー
ジとの間には真空パッキングを介して成膜チャンバーの
真空度を保持するようにする。この実施例においても、
上記第1実施例と同様に、インナーチャンバー2の内部
真空度を直接測定でき、その測定値は最も正確なものと
なる。図4は本発明による成膜装置の第3実施例を説明
する概略縦断面図であって、図1,図2と同一符号は同
一部分に対応し、7−3は真空ゲージである。
【0023】同図においては、反応ガスの導入管31に
真空ゲージ7−3を設置し、このガス導入管31の真空
度を測定してインナーチャンバー2の内部真空度を知る
ように構成したものである。すなわち、ガス導入管31
から前記インナーチャンバー2に供給されるガス流量を
Q,真空ゲージ7−3で測定した前記ガス導入管の真空
度をP,前記ガス導入管の前記インナーチャンバー出口
(RF電極3のガス孔、またはシャワー板8を備えたも
のにおいては当該シャワー板のガス孔)のコンダクタン
スをCとしたとき、前記インナーチャンバーの真空度P
1 を、P1 =P−Q/Cで求めるものである。
【0024】この実施例によれば、インナーチャンバー
2の真空度を反応ガスの導入側で算出するため、前記図
5で説明した従来の真空度測定にように、成膜チャンバ
ー1の真空度P2 からインナーチャンバー2の真空度P
1の算出を行うものがインナーチャンバー2の構造間隙
等による予測できない真空度の変動で不正確な値となる
ものに比較し、より正確な値を得ることができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
成膜チャンバー内で成膜空間を構成するインナーチャン
バーの真空度を正確に測定することが可能となり、この
成膜チャンバーを用いた成膜装置を構成するシステムの
コントロールを正確に行うことができ、基板に形成され
る成膜のばらつきを低減し、品質のよい成膜を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による成膜装置の基本構成を説明する模
式図である。
【図2】本発明による成膜装置の第1実施例を説明する
概略縦断面図である。
【図3】本発明による成膜装置の第2実施例を説明する
概略縦断面図である。
【図4】本発明による成膜装置の第3実施例を説明する
概略縦断面図である。
【図5】従来のプラズマCVD装置の概略構造を説明す
る断面図である。
【符号の説明】
1 成膜チャンバー 2 インナーチャンバー 3 RF電極 4 基板電極 5 ガス排気口 6 RF電源 7−1,7−2,7−3 真空ゲージ 9 基板 31 反応ガス導入管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村松 文雄 富山県婦負郡八尾町保内2丁目1番地 国 際電気株式会社富山工場内 (72)発明者 竹田 智彦 富山県婦負郡八尾町保内2丁目1番地 国 際電気株式会社富山工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空雰囲気空間を保持する成膜チャンバー
    と、前記成膜チャンバー内に設置されて当該成膜チャン
    バーとは独立の成膜空間を形成するインナーチャンバー
    と、前記インナーチャンバーの内部に対向配置された高
    周波電極および基板電極と、前記インナーチャンバーの
    空間と前記成膜チャンバーの空間とを連通するガス排気
    孔を備え、前記成膜チャンバーの外部から前記インナー
    チャンバー内に反応ガスを導入すると共に、前記高周波
    電極および基板電極との間に高周波電界エネルギーを印
    加して前記基板電極上に載置した基板面に所定の薄膜を
    生成し、前記薄膜生成に関与後の前記反応ガスを前記ガ
    ス排気孔から前記成膜チャンバーを介して前記成膜チャ
    ンバーの外部に排出する成膜装置において、 前記インナーチャンバーの内部真空度を測定する真空ゲ
    ージを当該インナーチャンバーに直接設けたことを特徴
    とする成膜装置。
  2. 【請求項2】真空雰囲気空間を保持する成膜チャンバー
    と、前記成膜チャンバー内に設置されて当該成膜チャン
    バーとは独立の成膜空間を形成するインナーチャンバー
    と、前記インナーチャンバーの内部に対向配置された高
    周波電極および基板電極と、前記インナーチャンバーの
    空間と前記成膜チャンバーの空間とを連通するガス排気
    孔を備え、前記成膜チャンバーの外部から前記インナー
    チャンバーの内部に反応ガスを導入すると共に、前記高
    周波電極および基板電極との間に高周波電界エネルギー
    を印加して前記基板電極上に載置した基板面に所定の薄
    膜を生成し、前記薄膜生成に関与後の前記反応ガスを前
    記ガス排気孔から前記成膜チャンバーを介して前記成膜
    チャンバーの外部に排出する成膜装置において、 前記成膜チャンバーの外壁から前記インナーチャンバー
    の内部に貫通して前記成膜チャンバーの内部真空度を測
    定する真空ゲージを設けたことを特徴とする成膜装置。
  3. 【請求項3】真空雰囲気空間を保持する成膜チャンバー
    と、前記成膜チャンバー内に設置されて当該成膜チャン
    バーとは独立の成膜空間を形成するインナーチャンバー
    と、前記インナーチャンバーの内部に対向配置された高
    周波電極および基板電極と、前記成膜チャンバーの外部
    から前記インナーチャンバーの内部に反応ガスを供給す
    るガス導入管と、前記インナーチャンバーの空間と前記
    成膜チャンバーの空間とを連通するガス排気孔を備え、
    前記成膜チャンバーの外部から前記インナーチャンバー
    の内部に反応ガスを導入すると共に、前記高周波電極お
    よび基板電極との間に高周波電界エネルギーを印加して
    前記基板電極上に載置した基板面に所定の薄膜を生成
    し、前記薄膜生成に関与後の前記反応ガスを前記ガス排
    気孔から前記成膜チャンバーを介して前記成膜チャンバ
    ーの外部に排出する成膜装置において、 前記ガス導入管の真空度を測定する真空ゲージを設け、 前記インナーチャンバーに供給されるガス流量をQ,前
    記ガス導入管の真空度をP,前記ガス導入管の前記イン
    ナーチャンバー出口でのコンダクタンスをCとしたと
    き、前記インナーチャンバーの真空度P1 を、P1 =P
    −Q/Cで求めることを特徴とする成膜装置。
JP34171491A 1991-12-02 1991-12-02 成膜装置 Pending JPH05160027A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002246314A (ja) * 2001-02-14 2002-08-30 Komatsu Electronic Metals Co Ltd 成膜装置
DE10352606B4 (de) * 2002-11-12 2007-12-27 Sharp K.K. Plasmabehandlungsvorrichtung
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