JPH05160032A - Ｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＣＶＤ装置に於いて、プラズマの均一性を向上
させると共に合わせてＣＶＤ処理室の清掃作業の作業性
を向上させる。 【構成】プラズマ発生室２５周辺にジグザグ状の排気路
１８，３９，３９ａ，３９ｂ，３９ｃを形成し、前記プ
ラズマ発生室に導入した反応ガスを前記ジグザグ状の排
気路を介して排気する様にし、ジグザグ状の排気路の流
路断面積を選択することにより流路抵抗を調整し、生成
物の捕獲は排気路の屈曲によって行い、成膜に適正な流
路抵抗を得と共にプラズマ発生室より生成物が流出する
のを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置の１つ
である基板上に薄膜を形成するＣＶＤ装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造の製造工程の１つにシリコン
基板表面に所要の成膜をし、或は液晶表示装置の製造の
工程の１つにガラス基板上に成膜を行う工程がある。

【０００３】これは、気密な処理室に基板を装入し、該
処理室内に設けられた１対の電極間に高周波電力を印加
すると共に前記処理室内に反応ガスを供給してプラズマ
を発生させ、基板表面に薄膜を成膜させるものである
（Ｃｈｅｍｉｃｈａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ）。

【０００４】従来のＣＶＤ装置では気密な処理室内の１
面に前記基板が設置される１方の電極があり、該電極に
対峙して気密な処理室内の他方の面に電極が設けられ、
これら１対の電極間にプラズマを発生させてＣＶＤ処理
を行っていた。

【０００５】前記ＣＶＤ処理は、気相のガス分子を分解
し、基板上に薄膜として堆積させるものである。ところ
が、薄膜は基板上だけでなく基板に対峙する電極、処理
室内壁にも成膜する。電極、処理室内壁に堆積した成膜
は、やがて剥離し、処理中の基板上に付着して基板を汚
染する。基板が前記堆積物で汚染されると基板の成膜に
重大な欠陥を生じさせる。この為、従来より処理室内は
定期的に清掃されていた。

【０００６】従来、清掃作業は面倒であると共に時間を
要していた。従って、この清掃作業が装置の可動率を低
下させる原因となっていた。

【０００７】又、プラズマの均一性は成膜状態に大きく
影響し、如何に均一なプラズマを発生させるかがＣＶＤ
装置の課題の１つとなっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は斯かる実情に
鑑み、プラズマの均一性を向上させると共に合わせてＣ
ＶＤ処理室の清掃作業の作業性を向上させようとするも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、プラズマ発生
室周辺にジグザグ状の排気路を形成し、前記プラズマ発
生室に導入した反応ガスを前記ジグザグ状の排気路を介
して排気するよう構成したことを特徴とするものであ
る。

【００１０】

【作用】基板の成膜に影響する流路抵抗は、ジグザグ状
の排気路の流路断面積を選択することにより、又排気中
の生成物の捕獲は排気路の屈曲によって行い、捕獲効果
は屈曲の回数等、流れ方向の形状を適宜選択して調整す
る。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。

【００１２】図１は、本発明に斯かるＣＶＤ装置の処理
室の断面を示すものであり、図５、図６は該装置に設け
られた排気路を示すものである。

【００１３】本ＣＶＤ装置は、特に２重室構造に係るも
のを示しており、該２重室構造に係るものはプラズマの
発生空間を限定しすることで、均一なプラズマを発生さ
せるに適しているとされている。

【００１４】処理室１の上面に上電極ホルダ４を設け、
該上電極ホルダ４の中心に前記処理室１の上面を貫通す
るガイドパイプ５を設け、該ガイドパイプ５の下端に電
極上プレート６、電極下プレート７を設け、前記ガイド
パイプ５、電極上プレート６、電極下プレート７は絶縁
材８，９，１０，１１で絶縁する。

【００１５】前記電極上プレート６と前記電極下プレー
ト７との間には間隙１２が形成され、該間隙１２と前記
ガイドパイプ５の内部とは連通している。又、前記電極
下プレート７には所要数の供給孔１３が穿設されてい
る。

【００１６】前記上電極ホルダ４の下面に上下方向に分
離可能に内室１５を設け、該内室１５の底部中心に前記
電極下プレート７に対峙する下電極１６を設ける。

【００１７】該下電極１６の周囲に沿って排気板１７を
設け、該排気板１７の上面に石英製の排気蓋１８を乗設
する。

【００１８】前記排気板１７には上面側より排気溝３９
が形成され、該排気溝３９は中央に向かう直進部３９ａ
と、直進部先端に位置する吹溜まり部３９ｂと、前記直
進部３９ａと接続する横行部３９ｃとから形成されたジ
グザグ状をしており、該排気溝３９の中央位置には前記
処理室１内に連通する通孔４０が穿設されている。

【００１９】前記排気蓋１８は、前記排気溝３９を覆い
ジグザグ状の排気路を形成するものであり、該排気蓋１
８の所要位置には排気口４１が穿設され、該排気蓋１８
の下面側に形成した導気溝４２によって前記排気口４１
と前記排気溝３９とを連通する。

【００２０】又、該排気蓋１８と前記下電極１６とに掛
亘って石英製の下電極カバー１９を載置する。該下電極
カバー１９は、前記下電極１６に植設した石英製のピン
２０で位置合わせされる。

【００２１】前記内室１５の内側に、石英製の側壁カバ
ー２１を設け、該側壁カバー２１と前記下電極カバー１
９とは１部が重合する様にする。該側壁カバー２１の上
端段差部に上電極カバー２２を落込み設け、該上電極カ
バー２２と前記電極下プレート７とは間隙が形成される
様にする。

【００２２】前記内室１５の上内周縁に沿ってＯリング
１４を設け、該Ｏリング１４を前記上電極ホルダ４、側
壁カバー２１に同時に当接させることで、上電極ホルダ
４と内室１５、内室１５と側壁カバー２１との間を気密
にシールする。

【００２３】前記上電極カバー２２には多数の分散孔２
３が穿設され、前記ガイドパイプ５に設けた、反応ガス
供給管２４より反応ガスを供給することで、前記ガイド
パイプ５の中空部、前記間隙１２、供給孔１３を経て、
前記分散孔２３より反応ガスがプラズマ発生室２５に均
一に供給される。又、該プラズマ発生室２５内のガスは
前記排気蓋１８、排気板１７を経て処理室１内に排出さ
れ、更に該処理室１から該処理室１の底板４３に設けら
れた排気口３４より排気される。

【００２４】前記下電極１６の下面に当接する下電極加
熱板２６を昇降可能に設け、該下電極加熱板２６は、該
下電極加熱板２６は台座２７にスプリング２８を介して
設けられている。該下電極加熱板２６の下方には熱反射
板３８が多重に設けられ、該下電極加熱板２６の下方側
に対して熱絶縁をしている。又、前記台座２７には前記
内室１５の下面に当接する押圧ピン２９が設けられてい
る。

【００２５】該台座２７は特に図示しないが、昇降ユニ
ットに支持されており、該昇降ユニットは前記内室１５
を前記押圧ピン２９を介して前記上電極ホルダ４に押し
付けると共に前記下電極加熱板２６を前記スプリング２
８を介して前記下電極１６に押圧する。更に、排気蓋１
８、側壁カバー２１、上電極カバー２２を前記内室１５
に保持させた状態で下電極加熱板２６で支持して降下さ
せる様になっている。又、前記内室１５には車輪３５が
設けられ、該内室１５は降下した状態でレール３６に軌
乗する。

【００２６】前記内室１５、側壁カバー２１の１側面に
は基板２を搬入、搬出する為の搬入出孔３０が設けら
れ、該搬入出孔３０は平行リンク３１によって支持され
たシャッタ３２によって開閉される様になっており、該
シャッタ３２はシャッタ開閉装置３３によって回動され
る。

【００２７】該シャッタ開閉装置３３を図２〜図４に於
いて説明する。

【００２８】前記した様に、シャッタ３２は平行リンク
３１を介して前記内室１５に設けており、該シャッタ３
２には水平方向に貫通する係合溝４４が刻設され、更に
シャッタ３２の下端はテーパ形状となっている。

【００２９】前記底板４３にシールブロック４５が貫設
され、該底板４３の上面には軸受ブロック４８が固着さ
れ、該シールブロック４５にリフトロッド４６が気密且
摺動自在に設けられると共に該リフトロッド４６は前記
軸受ブロック４８を摺動自在に貫通する。該リフトロッ
ド４６の下端にシャッタ開閉シリンダ４７が連結され、
前記リフトロッド４６の上端には押圧板４９が固着され
る。又、該押圧板４９には下方に延びるガイドロッド５
０が設けられ、該ガイドロッド５０は前記軸受ブロック
４８に摺動自在に嵌合している。

【００３０】前記押圧板４９の上面側にはスライドピン
５１を介して係合子５２が押圧板４９に昇降自在に設け
られ、又該係合子５２はスプリング５５によって下方に
付勢されている。該係合子５２には係合ピン５３が左右
１対設けられており、該係合ピン５３は前記係合溝４４
に遊嵌する。

【００３１】前記押圧板４９には所要のピッチでシャッ
タ押圧ローラ５４が設けられ（本実施例では４個）、該
シャッタ押圧ローラ５４は前記シャッタ３２下端のテー
パ部に当接可能となっている。

【００３２】図２〜図４は、前記シャッタ３２を閉じて
いる状態を示し、この閉鎖状態からシャッタ３２を解放
するには、前記シャッタ開閉シリンダ４７を駆動し、前
記リフトロッド４６を介して前記押圧板４９を降下させ
る。前記シャッタ３２は前記内室１５に密着しているこ
とがあるが、前記係合溝４４に遊嵌した前記係合ピン５
３が前記シャッタ３２を引下げる。この場合、該シャッ
タ３２には係合ピン５３を介して引下げ力が作用するの
で過度の力が作用して損傷することがない。

【００３３】シャッタ３２の閉塞は、前記シャッタ開閉
シリンダ４７を駆動して前記押圧板４９を上昇させれば
よい。前記シャッタ押圧ローラ５４を介して前記シャッ
タ３２は押上げられ、該シャッタ３２は前記内室１５の
搬入出孔３０を密閉する。前記シャッタ３２が搬入出孔
３０を密閉した後も、前記シャッタ開閉シリンダ４７が
所要の上昇力を発揮する様にし、前記シャッタ３２を前
記シャッタ押圧ローラ５４を介して複数箇所で内室１５
に均等に押圧させ前記搬入出孔３０の密閉を完全にす
る。

【００３４】而して、前記シャッタ開閉装置３３による
前記搬入出孔３０の開閉によって、前記プラズマ発生室
２５での基板２の処理に必要な該基板２の搬入搬出が可
能となる。

【００３５】前記内室１５が降下して前記レール３６に
軌乗することは前述したが、該内室１５は更に清掃作業
の為、前記レール３６に沿って前記基板２の搬入搬出方
向と直角方向に引出し得る様になっており、前記内室１
５の水平方向の移動に際し、前記係合ピン５３は前記係
合溝４４内を移動し、前記シャッタ３２と前記シャッタ
開閉装置３３との係合は容易に解除され、又同様に清掃
後に前記内室１５が装入される場合も確実にシャッタ３
２とシャッタ開閉装置３３との係合がなされる。

【００３６】前記処理室１の搬入出孔３０に対向する位
置には、他のユニットと結合する為の連絡孔３７が設け
られており、該連絡孔３７を通して搬送機のロボットア
ーム（図示せず）が出入りする。該連絡孔３７は図示し
ないゲートバルブによって開閉される。

【００３７】而して、前記シャッタ３２が開状態で、基
板２がプラズマ発生室２５に搬入され、前記下電極１６
に載置され、更に、シャッタ３２が前記搬入出孔３０を
閉塞した図１の状態で、反応ガス供給管２４より反応ガ
スをプラズマ発生室２５に供給しつつ、前記電極下プレ
ート７と下電極１６との間にプラズマを発生させ、前記
基板２上に成膜する。

【００３８】成膜が完了すると、前記シャッタ開閉装置
３３により前記搬入出孔３０を開口し、図示ない搬送機
によって本ＣＶＤ装置より基板２を搬出する。

【００３９】前記した様に、反応ガスは前記ガイドパイ
プ５より供給され、前記処理室１の排気口３４より排気
される。この排気の過程で、反応ガスは前記上電極カバ
ー２２より分散して均一に前記プラズマ発生室２５内に
導入され、更にプラズマ発生室２５底部の周辺に分散し
た排気口４１より吸引され、前記排気蓋１８と前記排気
板１７によって形成された排気路を流通し、前記通孔４
０を経て処理室１内に流出する。

【００４０】前記排気路の流路抵抗は、前記プラズマ発
生室２５内の反応ガスの流れに大きく影響する。従っ
て、該排気路の適正な流路抵抗を選択することが要求さ
れる。

【００４１】而して、該排気路の適正な流路抵抗は流路
断面積を調整すれば良く、前記排気溝３９の溝幅と溝の
深さを適宜選択することで得られる。

【００４２】次に、ＣＶＤ処理によって発生する生成物
は、前記プラズマ発生室２５の内壁に堆積すると共に排
気ガスに浮遊する。ＣＶＤ装置を２重構造にした利点の
１つは、ＣＶＤ処理によって汚染される部分を前記プラ
ズマ発生室２５に限定できることであり、斯かる限定に
より清掃を前記プラズマ発生室２５に限って行えばよい
ということである。

【００４３】前述した様に排気溝３９によって形状が決
定される排気路は、ジグザグ状であり、前記排気口４１
から流入した排気は排気溝３９内で壁面と衝突を繰返し
ながら前記通孔４０より流出する。従って、排気ガスに
浮遊する生成物は衝突の度に、排気溝３９の壁に付着堆
積して排気ガスから除去される。この、生成物の捕獲効
果は、排気路の屈曲回数の選択等、排気の流れ方向の形
状を選択すればよい。

【００４４】而して、前記通孔４０から流出する排気は
生成物を含まないものであり、前記処理室１を汚染する
ことはない。清掃作業は、前記プラズマ発生室２５内壁
面と前記排気板１７及び排気蓋１８について行えばよ
い。

【００４５】尚、上記実施例は２重室構造のＣＶＤ装置
について説明したが、通常の単室構造のＣＶＤ装置にも
実施可能であることは勿論である。又、排気路の形状は
前記したものに限定されるものではなく、流れの方向が
適宜回数変更されるものであればよい。

【００４６】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、プラズ
マ分布の均一化を図れ、成膜品質の向上を図れると共
に、清掃作業性を向上させ、装置の稼働率の向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＣＶＤ装置の断面図で
ある。

【図２】本ＣＶＤ装置に於けるシャッタ開閉装置の正面
図である。

【図３】同前シャッタ開閉装置の平面図である。

【図４】同前シャッタ開閉装置側面図である。

【図５】本ＣＶＤ装置に於ける内室に設けられる排気構
造を示す断面図である。

【図６】同前排気構造を示す平面図である。

【符号の説明】

１７ 排気板 １８ 排気蓋 ２５ プラズマ発生室 ３９ 排気溝 ４０ 通孔 ４１ 排気口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 清 東京都港区虎ノ門二丁目３番13号 国際電 気株式会社内 (72)発明者 小野 雅史 東京都港区虎ノ門二丁目３番13号 国際電 気株式会社内 (72)発明者 折付 良二 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所茂原工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラズマ発生室周辺にジグザグ状の排気
   路を形成し、前記プラズマ発生室に導入した反応ガスを
   前記ジグザグ状の排気路を介して排気するよう構成した
   ことを特徴とするＣＶＤ装置。