JPH0546956U - Ｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＣＶＤ装置に於いて、電極、電極加熱板の加熱
状態の経時的変化、加熱の不均一化を防止する。 【構成】基板が装填されるプラズマ電極１６と該プラズ
マ電極を加熱する電極加熱板２６とを分離可能とし、前
記プラズマ電極と前記電極加熱板接触面のとの間に間隙
５８を形成し、プラズマ電極の中央部を熱輻射によって
加熱する。電極加熱板が昇温し、プラズマ電極が加熱さ
れ、熱歪みの為生じた面の湾曲は、前記間隙によって吸
収する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、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 表示装置の製造工程の１つにガラス基板上に成膜を行うＣＶＤ処理工程がある。

【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 Ｖａｐ ｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）。

【０００４】 斯かるＣＶＤ処理工程に於いて、基板を処理に適した温度（４００℃前後）に 保持する為、基板が載置される電極を電極加熱板で加熱しており、該電極加熱板 と前記電極とは清掃等保守性を考慮して容易に分離可能としているものがある。 又、電極、電極加熱板は同質材料が用いられていることが多く、更に熱伝導性の 理由からアルミニウム材料が用いられることがある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

電極加熱板と電極とを分離可能とした場合、両者間の良好な熱伝達を確保する 為、両者は密着する必要があり、螺子等の締結具、或はスプリング等の加圧手段 を用いて電極加熱板と電極とを圧接している。

【０００６】 ところが、前記した様に、電極、電極加熱板が加熱されると熱歪みの為、表面 が湾曲し、両者の当接面に間隙を生ずる。電極、電極加熱板間の密着状態が不均 一になると、電極の加熱状態も不均一となり基板への成膜状態に影響を及ぼす。

【０００７】 本考案は斯かる実情に鑑み、電極、電極加熱板の加熱状態の経時的変化、加熱 の不均一化を防止するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、基板が装填されるプラズマ電極と該プラズマ電極を加熱する電極加 熱板とを分離可能とし、前記プラズマ電極と前記電極加熱板接触面のとの間に間 隙を形成したことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】

プラズマ電極の中央部は熱輻射によって加熱される。又、電極加熱板が昇温し 、プラズマ電極が加熱され、熱歪みの為、面が湾曲しても間隙によって吸収され 、プラズマ電極の加熱状態に変化を生ずることはない。

【００１０】

【実施例】

以下、図面を参照しつつ本考案の一実施例を説明する。

【００１１】 図１は、本考案に斯かるＣＶＤ装置の処理室の断面を示すものである。

【００１２】 本ＣＶＤ装置は、処理室にプラズマ発生室を形成した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。又、プラズマ発生室を 処理室に対して着脱可能とすることで清掃作業の容易化も図れる。

【００１３】 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。

【００１４】 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が穿設されいる。

【００１５】 前記上電極ホルダ４の下面に上下方向に分離可能な内室１５を設け、該内室１ ５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。

【００１６】 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。

【００１７】 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。

【００１８】 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１８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。

【００１９】 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。

【００２０】 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１９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。

【００２１】 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。

【００２２】 前記上電極カバー２２には多数の分散孔２３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。

【００２３】 前記下電極１６の下方に台座２７を昇降自在に設け、該台座２７は図示しない 昇降ユニットによって昇降される様になっている。該台座２７周辺には押圧ピン ２９が立設され、該押圧ピン２９は前記内室１５の下面周辺に当接する。該台座 ２７の上方に前記下電極１６の下面に当接可能な下電極加熱板２６を配設する。

【００２４】 該下電極１６の下面には周辺を残して、凹部５８を形成し、該凹部５８により 前記下電極加熱板２６間に間隙が形成される様にする。更に、該下電極加熱板２ ６と前記下電極１６の両面、又はいずれか１方の面にニッケル、或はセラミック 等の異種材料をコーティングする。特に、前記下電極１６側にコーティングする コーティング材料は、輻射熱を吸収し易いもの、或は表面の輻射熱を吸収し易い 状態とするのが好ましい。

【００２５】 前記下電極加熱板２６と前記台座２７を貫通する摺動ピン５６を設け、該摺動 ピン５６は抜脱不能とすると共に前記台座２７と前記下電極加熱板２６間にスプ リング２８を挾設して該下電極加熱板２６を上方に付勢する。

【００２６】 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。該熱反射板３８を貫通する短筒５７ を前記スプリング２８と同心に設ける。

【００２７】 図１は、図示しない昇降ユニットによって、前記内室１５が前記上電極ホルダ ４に密着され、又下電極加熱板２６がスプリング２８の反撥力によって前記下電 極１６に当接された状態を示している。

【００２８】 図示しない昇降ユニットによって前記台座２７を押上げると、前記内室１５、 前記下電極加熱板２６は一体となって上昇する。前記内室１５が前記上電極ホル ダ４に当接すると、Ｏリング１４によって、前記内室１５と前記上電極ホルダ４ 間がシールされ、更にスプリング２８が撓んで、前記押圧ピン２９が前記内室１ ５に当接する。前記昇降ユニット（図示せず）は該押圧ピン２９を介して内室１ ５を所要の圧力で前記上電極ホルダ４に押付ける。又、前記下電極１６と前記下 電極加熱板２６との接触圧は前記スプリング２８の反撥力によって与えられる。

【００２９】 基板処理中は該下電極加熱板２６によって前記下電極１６を加熱し、該下電極 １６を介して基板２を所定の温度に加熱保持する。ここで、下電極加熱板２６に よる前記下電極１６の加熱は、下電極加熱板２６が前記下電極１６に当接する周 辺部からの熱伝導と、更に中央部大部分からの熱輻射による。前記下電極加熱板 ２６が昇温し、又下電極１６が加熱されて面に歪みが生じたとしても、前記凹部 ５８よる間隙がこの歪みを吸収し、更に中央部は熱輻射による加熱であるので、 前記下電極１６の加熱状態に影響を与えることはない。

【００３０】 昇降ユニットによって前記台座２７を下降させると排気蓋１８、側壁カバー２ １、上電極カバー２２を前記内室１５に保持させた状態で前記下電極加熱板２６ が下降する。又、前記内室１５には車輪３５が設けられており、該内室１５は降 下した状態でレール３６に軌乗する。

【００３１】 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。

【００３２】 該シャッタ開閉装置３３について説明する。

【００３３】 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３２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。

【００３４】 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５０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。

【００３５】 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４ ９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。

【００３６】 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。

【００３７】 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 、スプリング５５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。

【００３８】 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３ ２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。

【００３９】 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。

【００４０】 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１５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３２とシャッタ開閉装置３３との係合がなされる 。

【００４１】 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。

【００４２】 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、加熱された前記下電極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。

【００４３】 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、図示しない搬送機によって本ＣＶＤ装置より基板２を搬出する。

【００４４】 前記プラズマ発生室２５内を清掃する場合は図示しない昇降ユニットによって 前記台座２７を下降させ、前記内室１５を前記車輪３５を介して前記レール３６ に軌乗させる。前記昇降ユニットは内室１５が前記レール３６に軌乗した後も若 干降下し、前記下電極１６と前記下電極加熱板２６とを離反させる。

【００４５】 ここで、両者がアルミニウム等の、同質材料であった場合に、加熱状態で加圧 すると両者が溶着してしまう事態が生ずるが、前記した様に、下電極１６と下電 極加熱板２６の接触面には異種材料をコーティングしてあるので、下電極１６と 下電極加熱板２６が溶着を起こすことはない。

【００４６】 前記内室１５を図示しない横行ユニットによって、前記レール３６に沿い前記 基板２の搬入搬出方向とは直角方向に引出し、該内室１５の清掃を行う。清掃は 、主に排気蓋１８、下電極カバー１９、側壁カバー２１、上電極カバー２２につ いて行う。

【００４７】 前記内室１５の装入は前記引出しの逆の手順によって行う。

【００４８】 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。

【００４９】

【考案の効果】

以上述べた如く本考案によれば、電極加熱板と電極とを分離可能とした場合に 、電極加熱板と電極との溶着を防止することができるという優れた効果を発揮す る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る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】

１６ 下電極 ２６ 下電極加熱板 ２７ 台座 ２８ スプリング ３８ 熱反射板 ５８ 凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 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)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板が装填されるプラズマ電極と該プラ
   ズマ電極を加熱する電極加熱板とを分離可能とし、前記
   プラズマ電極と前記電極加熱板接触面のとの間に間隙を
   形成したことを特徴とするＣＶＤ装置。