JPH11350132A - 成膜装置 - Google Patents
成膜装置Info
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- JPH11350132A JPH11350132A JP15446898A JP15446898A JPH11350132A JP H11350132 A JPH11350132 A JP H11350132A JP 15446898 A JP15446898 A JP 15446898A JP 15446898 A JP15446898 A JP 15446898A JP H11350132 A JPH11350132 A JP H11350132A
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】成膜した薄膜の内部応力による基板の反りを低
減させる。 【解決手段】複数の成膜室１４−１、１４−２に順次基
板５を搬入し搬出して、当該基板５上に複数の薄膜を連
続形成する成膜装置であって、複数の成膜室１４−１、
１４−２内に設置される各基板保持手段１−１、１−２
の曲率が一方向のみで、異なる成膜室における基板保持
手段の前記曲率の方向３−１、３−２を互いに異ならせ
た。
減させる。 【解決手段】複数の成膜室１４−１、１４−２に順次基
板５を搬入し搬出して、当該基板５上に複数の薄膜を連
続形成する成膜装置であって、複数の成膜室１４−１、
１４−２内に設置される各基板保持手段１−１、１−２
の曲率が一方向のみで、異なる成膜室における基板保持
手段の前記曲率の方向３−１、３−２を互いに異ならせ
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置や液晶
表示装置等の製造に用いるスパッタリング装置、ＣＶＤ
装置、真空蒸着装置などの成膜装置に係り、特に、薄膜
を大型の基板や薄い基板の上に成膜する場合や、機械的
強度の弱い基板の上に成膜する場合に、薄膜の内部応力
による基板の反りを軽減した成膜装置に関する。
表示装置等の製造に用いるスパッタリング装置、ＣＶＤ
装置、真空蒸着装置などの成膜装置に係り、特に、薄膜
を大型の基板や薄い基板の上に成膜する場合や、機械的
強度の弱い基板の上に成膜する場合に、薄膜の内部応力
による基板の反りを軽減した成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の成膜装置としては、スパッタリ
ング装置、ＣＶＤ装置、真空蒸着装置などが知られてい
る。これらの装置は、真空室を有し、この中に処理すべ
き基板を導入し、真空室内を減圧した後に必要に応じて
基板を加熱し、化学反応やプラズマを利用したり、電子
ビームを使用したりして、基板上に薄膜を堆積するもの
である。
ング装置、ＣＶＤ装置、真空蒸着装置などが知られてい
る。これらの装置は、真空室を有し、この中に処理すべ
き基板を導入し、真空室内を減圧した後に必要に応じて
基板を加熱し、化学反応やプラズマを利用したり、電子
ビームを使用したりして、基板上に薄膜を堆積するもの
である。
【０００３】現在、最も多用されているものは、容量結
合型のプラズマ成膜装置である。この装置は、真空室内
に１組の平行平板電極を対向させて設置し、その一方に
電力を供給し、他方を接地すると共に基板を保持する手
段を設け、上記１組の平行平板電極の間にプラズマを発
生させて基板上に薄膜を形成するものである。
合型のプラズマ成膜装置である。この装置は、真空室内
に１組の平行平板電極を対向させて設置し、その一方に
電力を供給し、他方を接地すると共に基板を保持する手
段を設け、上記１組の平行平板電極の間にプラズマを発
生させて基板上に薄膜を形成するものである。
【０００４】これらの成膜装置やその他のプラズマ処理
装置において、成膜対象の基板は成膜した薄膜の内部応
力による基板に反りが生じる。基板の保持方法に関する
従来技術は、ドライエッチング装置における特開平８−
１３０２０７号公報や、特開平８−２５０４７２号公報
に開示されている。この従来技術は、ドライエッチング
時に基板の温度が上昇するのを抑制するために、基板の
裏面に冷却ガスを導入するものであり、その導入圧力に
より基板が反ってしまうことを考慮して、基板を予め反
らせて保持するようにしている。
装置において、成膜対象の基板は成膜した薄膜の内部応
力による基板に反りが生じる。基板の保持方法に関する
従来技術は、ドライエッチング装置における特開平８−
１３０２０７号公報や、特開平８−２５０４７２号公報
に開示されている。この従来技術は、ドライエッチング
時に基板の温度が上昇するのを抑制するために、基板の
裏面に冷却ガスを導入するものであり、その導入圧力に
より基板が反ってしまうことを考慮して、基板を予め反
らせて保持するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の基板保持技
術は、いずれも処理中の基板の反りを低減する目的で、
基板保持装置（基板ホルダー）に曲率を持たせているも
のであり、成膜処理後の基板の反りに対する配慮はなさ
れていない。また、基板に与える曲率は全ての方向（全
周）で一定としているため、基板が思った程は反らなく
効果が不十分であるという問題があった。
術は、いずれも処理中の基板の反りを低減する目的で、
基板保持装置（基板ホルダー）に曲率を持たせているも
のであり、成膜処理後の基板の反りに対する配慮はなさ
れていない。また、基板に与える曲率は全ての方向（全
周）で一定としているため、基板が思った程は反らなく
効果が不十分であるという問題があった。
【０００６】本発明の目的は、上記従来技術の問題を解
消し、特に大型基板や薄い基板上に成膜する場合、ある
いは機械的強度の弱い基板上に成膜する場合に、成膜し
た薄膜の内部応力による基板の反りを低減させた成膜装
置を提供することにある。
消し、特に大型基板や薄い基板上に成膜する場合、ある
いは機械的強度の弱い基板上に成膜する場合に、成膜し
た薄膜の内部応力による基板の反りを低減させた成膜装
置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】基板上に薄膜を成膜した
場合、薄膜の内部応力により基板が変形する。この変形
量（曲率）は、 １／Ｒ＝６ｄ（１−νS ）・σ／ＥS Ｄ2 ・・・・・（式１） δ＝３Ｌ2 ｄ（１−νS ）・σ／ＥS Ｄ2 ・・・・・（式２） 但し、Ｒ：曲率半径、ｄ：形成される薄膜の厚さ、Ｄ：
基板の厚さ、ＥS ：基板のヤング率、νS ：基板のポア
ソン比、Ｌ：基板の大きさ、δ：基板の反り、σ：形成
される薄膜の内部応力 で表される。
場合、薄膜の内部応力により基板が変形する。この変形
量（曲率）は、 １／Ｒ＝６ｄ（１−νS ）・σ／ＥS Ｄ2 ・・・・・（式１） δ＝３Ｌ2 ｄ（１−νS ）・σ／ＥS Ｄ2 ・・・・・（式２） 但し、Ｒ：曲率半径、ｄ：形成される薄膜の厚さ、Ｄ：
基板の厚さ、ＥS ：基板のヤング率、νS ：基板のポア
ソン比、Ｌ：基板の大きさ、δ：基板の反り、σ：形成
される薄膜の内部応力 で表される。
【０００８】上記（式１）と（式２）に示されるよう
に、薄膜の内部応力および膜厚が大きくなる程、基板の
大きさが大きくなる程、基板の厚さが薄くなる程、基板
のヤング率が小さくなる程、大きくなる。
に、薄膜の内部応力および膜厚が大きくなる程、基板の
大きさが大きくなる程、基板の厚さが薄くなる程、基板
のヤング率が小さくなる程、大きくなる。
【０００９】そこで、本発明では、基板や薄膜の厚さ、
薄膜の内部応力から上記（式１）で計算される曲率半径
を持つように、成膜時の基板保持を行うことで、成膜後
の基板の変形を打ち消すようにした。
薄膜の内部応力から上記（式１）で計算される曲率半径
を持つように、成膜時の基板保持を行うことで、成膜後
の基板の変形を打ち消すようにした。
【００１０】前記した従来技術のように基板の全周に曲
率を持たせて保持する方法では、基板の全ての方向に曲
率を持たせるように設計されているため、基板は思った
程変形せずに十分な効果が得られないことが多かった。
この理由は、基板の複数方向に曲率を与えるには、基板
を複雑に波打たせて変形させるか、基板の中央部および
／または周辺部を体積変化させることが必要であるから
である。例えば、平面基板を碗型に変形させるには、基
板の中央部を体積膨張させるか、基板の周辺部を体積収
縮させることが必要であり、無理矢理曲率を持たせると
基板は波打つように複雑に変形する。従って、基板の体
積変化なしに複数方向に曲率を持たせて保持することは
困難である。
率を持たせて保持する方法では、基板の全ての方向に曲
率を持たせるように設計されているため、基板は思った
程変形せずに十分な効果が得られないことが多かった。
この理由は、基板の複数方向に曲率を与えるには、基板
を複雑に波打たせて変形させるか、基板の中央部および
／または周辺部を体積変化させることが必要であるから
である。例えば、平面基板を碗型に変形させるには、基
板の中央部を体積膨張させるか、基板の周辺部を体積収
縮させることが必要であり、無理矢理曲率を持たせると
基板は波打つように複雑に変形する。従って、基板の体
積変化なしに複数方向に曲率を持たせて保持することは
困難である。
【００１１】そこで、本発明では、上記方法に加えて、
基板の１方向のみに曲率を持たせる構造とし、さらに複
数の成膜室でその基板に対する方向が異なるようにする
ことで、上記の効果が十分に得られるようにした。
基板の１方向のみに曲率を持たせる構造とし、さらに複
数の成膜室でその基板に対する方向が異なるようにする
ことで、上記の効果が十分に得られるようにした。
【００１２】この構造により、基板の弾性変形のみで容
易に曲率を持たせることが可能であり、複数の成膜でこ
の曲率の方向を変えることで全方向で曲率を持たせた場
合と同様の効果が得られる。この場合、少ない成膜で効
果を得るためには、異なる成膜室で曲率の方向を互いに
直交することが望ましい。
易に曲率を持たせることが可能であり、複数の成膜でこ
の曲率の方向を変えることで全方向で曲率を持たせた場
合と同様の効果が得られる。この場合、少ない成膜で効
果を得るためには、異なる成膜室で曲率の方向を互いに
直交することが望ましい。
【００１３】ところで、前記したように、薄膜の内部応
力による曲率は、薄膜の種類に関係なく前記（式１）で
計算できるので、複数の成膜は同種の物質である必要は
なく、例えば金属膜と酸化膜といった異種膜であっても
差支えはない。すなわち、前記（式１）を用いて全ての
成膜が終了した時点での最終的な基板の変形量を計算し
た後に、各々の成膜室で一方向のみに曲率を持つように
設計する。
力による曲率は、薄膜の種類に関係なく前記（式１）で
計算できるので、複数の成膜は同種の物質である必要は
なく、例えば金属膜と酸化膜といった異種膜であっても
差支えはない。すなわち、前記（式１）を用いて全ての
成膜が終了した時点での最終的な基板の変形量を計算し
た後に、各々の成膜室で一方向のみに曲率を持つように
設計する。
【００１４】現在の成膜装置の多くは、基板を保持する
部分（基板保持手段：基板ホルダー）が着脱式のものを
使用している場合が多いため、この基板保持手段を交換
することで、異なった成膜プロセスにも容易に対応する
ことができる。
部分（基板保持手段：基板ホルダー）が着脱式のものを
使用している場合が多いため、この基板保持手段を交換
することで、異なった成膜プロセスにも容易に対応する
ことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例の図面を参照して詳細に説明する。図１は本
発明による成膜装置の１実施例の構成を示す模式図およ
び各成膜室内に設置される基板保持手段の曲率の説明図
である。
き、実施例の図面を参照して詳細に説明する。図１は本
発明による成膜装置の１実施例の構成を示す模式図およ
び各成膜室内に設置される基板保持手段の曲率の説明図
である。
【００１６】図１に示したように、この実施例の成膜装
置は、基板搬入室１２と基板搬出室１３、２つの成膜室
１４−１と１４−２、３つの搬送ロボット１５−１、１
５−２、１５−３を備えた基板搬送室１１−１、１１−
２、１１−３とから構成されるインライン型の成膜装置
である。
置は、基板搬入室１２と基板搬出室１３、２つの成膜室
１４−１と１４−２、３つの搬送ロボット１５−１、１
５−２、１５−３を備えた基板搬送室１１−１、１１−
２、１１−３とから構成されるインライン型の成膜装置
である。
【００１７】基板搬入室１２、２つの成膜室１４−１と
１４−２、３つの搬送ロボット１５−１、１５−２、１
５−３を備えた基板搬送室１１−１、１１−２、１１−
３、基板搬出室１３、はそれぞれ独立して真空排気可能
とされており、基板５は基板搬入室１２に搬入された
後、基板搬入室１２を真空排気してロボット１５−１で
基板搬送室１１−１を介して最初の成膜室１４−１に搬
入され、その中に設置されている基板保持手段１−１に
載置されて所定の成膜処理がなされる。
１４−２、３つの搬送ロボット１５−１、１５−２、１
５−３を備えた基板搬送室１１−１、１１−２、１１−
３、基板搬出室１３、はそれぞれ独立して真空排気可能
とされており、基板５は基板搬入室１２に搬入された
後、基板搬入室１２を真空排気してロボット１５−１で
基板搬送室１１−１を介して最初の成膜室１４−１に搬
入され、その中に設置されている基板保持手段１−１に
載置されて所定の成膜処理がなされる。
【００１８】成膜室１４−１で成膜された基板は、ロボ
ット１５−２で基板搬送室１１−２を介して次の成膜室
１４−２に搬入され、その中に設置されている基板保持
手段１−２に載置されて所定の成膜処理がなされる。成
膜が完了した基板はロボット１５−３で基板搬送室１１
−３を介して基板搬出室１３に搬入され、その中に設置
されている基板保持手段２−２に載置された後、当該基
板搬出室１３の内部を大気圧に戻し、図示しない搬出手
段で装置外に取りだされる。
ット１５−２で基板搬送室１１−２を介して次の成膜室
１４−２に搬入され、その中に設置されている基板保持
手段１−２に載置されて所定の成膜処理がなされる。成
膜が完了した基板はロボット１５−３で基板搬送室１１
−３を介して基板搬出室１３に搬入され、その中に設置
されている基板保持手段２−２に載置された後、当該基
板搬出室１３の内部を大気圧に戻し、図示しない搬出手
段で装置外に取りだされる。
【００１９】この成膜装置では、図１の（ａ）と（ｄ）
に示したように、基板搬入室１２および基板搬出室１３
に設置される基板保持手段２−１と２−２は、基板の保
持面に曲率を持たないものを使用する。これに対し、成
膜室１４−１、１４−２に設置される基板保持手段は、
図１の（ｂ）と（ｃ）に示したように、一方向の曲率の
方向３−１と３−２をそれぞれ持つ基板保持手段１−
１、１−２である。
に示したように、基板搬入室１２および基板搬出室１３
に設置される基板保持手段２−１と２−２は、基板の保
持面に曲率を持たないものを使用する。これに対し、成
膜室１４−１、１４−２に設置される基板保持手段は、
図１の（ｂ）と（ｃ）に示したように、一方向の曲率の
方向３−１と３−２をそれぞれ持つ基板保持手段１−
１、１−２である。
【００２０】成膜室１４−１に設置される基板保持手段
１−１の曲率方向３−１は基板５の短辺方向であり、成
膜室１４−２に設置される基板保持手段１−２の曲率方
向３−２は基板５の長辺方向である。すなわち、この実
施例では、連続する２つの成膜室に設置される基板保持
手段の曲率方向は互いに直交されている。
１−１の曲率方向３−１は基板５の短辺方向であり、成
膜室１４−２に設置される基板保持手段１−２の曲率方
向３−２は基板５の長辺方向である。すなわち、この実
施例では、連続する２つの成膜室に設置される基板保持
手段の曲率方向は互いに直交されている。
【００２１】図２は本発明の実施例における基板の変形
を説明する模式図である。同図の基板５の側縁に付した
太線は基板の変形状態を示す。図１の最初の成膜室１４
−１では、基板５は図２の（ａ）に示したように変形
し、次段の成膜室１４−２では、基板５は図２の（ｂ）
に示したように変形する。
を説明する模式図である。同図の基板５の側縁に付した
太線は基板の変形状態を示す。図１の最初の成膜室１４
−１では、基板５は図２の（ａ）に示したように変形
し、次段の成膜室１４−２では、基板５は図２の（ｂ）
に示したように変形する。
【００２２】このように、基板５を一方向のみに変形さ
せる場合、基板５がガラスのように弾性体であれば、基
板保持手段の曲率に倣って容易に変形させることができ
る。図３は基板の全周方向に曲率を持たせた基板保持手
段を設置した従来技術の成膜装置における基板の変形の
説明図である。同図中、矢印４は基板の体積膨張または
体積収縮方向を示す。基板５を図示したように変形させ
るためには、基板５の体積変化が必要である。すなわ
ち、同図の矢印４で示した方向に体積変化（中央部分で
体積膨張、周囲で体積収縮）を起こさない限り、基板５
は基板保持手段に倣って変形することができない。
せる場合、基板５がガラスのように弾性体であれば、基
板保持手段の曲率に倣って容易に変形させることができ
る。図３は基板の全周方向に曲率を持たせた基板保持手
段を設置した従来技術の成膜装置における基板の変形の
説明図である。同図中、矢印４は基板の体積膨張または
体積収縮方向を示す。基板５を図示したように変形させ
るためには、基板５の体積変化が必要である。すなわ
ち、同図の矢印４で示した方向に体積変化（中央部分で
体積膨張、周囲で体積収縮）を起こさない限り、基板５
は基板保持手段に倣って変形することができない。
【００２３】なお、基板５の弾性が十分に大きく、重量
が大きい場合には、ある程度の変形が期待できるが、こ
の場合は基板５が複雑に波打って変形してしまうことに
なる。
が大きい場合には、ある程度の変形が期待できるが、こ
の場合は基板５が複雑に波打って変形してしまうことに
なる。
【００２４】次に、図１に示した成膜装置において、基
板保持手段の曲率を決定する方法について説明する。基
板５に薄膜を成膜すると、薄膜の内部応力により基板５
が変形する。その変形量δは、薄膜の内部応力σと、薄
膜の厚さｄと、基板の厚さＤと、基板のヤング率Ｅ
S と、基板のポアソン比νS と、基板の大きさＬとから
前記（式２）により求められる。
板保持手段の曲率を決定する方法について説明する。基
板５に薄膜を成膜すると、薄膜の内部応力により基板５
が変形する。その変形量δは、薄膜の内部応力σと、薄
膜の厚さｄと、基板の厚さＤと、基板のヤング率Ｅ
S と、基板のポアソン比νS と、基板の大きさＬとから
前記（式２）により求められる。
【００２５】また、この場合の曲率半径Ｒは前記（式
１）によって求められる。従って、最終的に形成する薄
膜に対する上記の値が既知であれば、これを打ち消すよ
うに予め基板保持手段に曲率を持たせることができる。
１）によって求められる。従って、最終的に形成する薄
膜に対する上記の値が既知であれば、これを打ち消すよ
うに予め基板保持手段に曲率を持たせることができる。
【００２６】具体例として、大きさが６５０ｍｍ×８３
０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラスに、内部応力が１００
０ＭＰａのクロム膜を２００ｎｍの厚さで成膜する場合
を例として説明する。この場合、薄膜の内部応力による
基板５の変形は、基板５の対角線方向で最大となり、そ
の値は前記（式２）より３．５ｍｍと計算される。この
場合には、内部応力は引っ張り方向であるため、基板５
は凹形に変形していることになる。
０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラスに、内部応力が１００
０ＭＰａのクロム膜を２００ｎｍの厚さで成膜する場合
を例として説明する。この場合、薄膜の内部応力による
基板５の変形は、基板５の対角線方向で最大となり、そ
の値は前記（式２）より３．５ｍｍと計算される。この
場合には、内部応力は引っ張り方向であるため、基板５
は凹形に変形していることになる。
【００２７】次に、実際に成膜を施した後に測定したと
ころ、変形量は２．８ｍｍであったが、この差は基板５
の自重により反りが低減したことに起因しているものと
思われる。また、この場合の基板５の曲率半径を前記
（式１）より計算すると、６３６０１４ｍｍである。
ころ、変形量は２．８ｍｍであったが、この差は基板５
の自重により反りが低減したことに起因しているものと
思われる。また、この場合の基板５の曲率半径を前記
（式１）より計算すると、６３６０１４ｍｍである。
【００２８】そこで、一方向の曲率半径が６３６０１４
ｍｍで基板５を凸形（内部応力による基板の変形の方向
とは逆方向）に保持するような基板保持手段を作成し、
最初の成膜室１４−１と次の成膜室１４−２で各々１０
０ｎｍの成膜を実施した後に、基板５の反りを測定した
ところ、対角線方向で０．８ｍｍであった。なお、短辺
方向と長辺方向でも薄膜の内部応力による基板５の変形
も同様に低減していた。
ｍｍで基板５を凸形（内部応力による基板の変形の方向
とは逆方向）に保持するような基板保持手段を作成し、
最初の成膜室１４−１と次の成膜室１４−２で各々１０
０ｎｍの成膜を実施した後に、基板５の反りを測定した
ところ、対角線方向で０．８ｍｍであった。なお、短辺
方向と長辺方向でも薄膜の内部応力による基板５の変形
も同様に低減していた。
【００２９】次の具体例として、大きさが６５０ｍｍ×
８３０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラスに、内部応力が１
５０ＭＰａの窒化シリコン膜を７００ｎｍの厚さで成膜
する場合を例として説明する。この場合、薄膜の内部応
力による基板５の変形は、基板５の対角線方向で最大と
なり、その値は前記（式２）より１．６ｍｍと計算され
る。この場合には、内部応力は圧縮方向であるため、基
板５は凸形に変形していることになる。
８３０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラスに、内部応力が１
５０ＭＰａの窒化シリコン膜を７００ｎｍの厚さで成膜
する場合を例として説明する。この場合、薄膜の内部応
力による基板５の変形は、基板５の対角線方向で最大と
なり、その値は前記（式２）より１．６ｍｍと計算され
る。この場合には、内部応力は圧縮方向であるため、基
板５は凸形に変形していることになる。
【００３０】次に、実際に成膜を施した後に測定したと
ころ、変形量は１．５ｍｍであったが、この差は基板５
の自重により反りが低減したことに起因しているものと
思われる。また、この場合の基板５の曲率半径を前記
（式１）より計算すると、１３９８１８１ｍｍである。
ころ、変形量は１．５ｍｍであったが、この差は基板５
の自重により反りが低減したことに起因しているものと
思われる。また、この場合の基板５の曲率半径を前記
（式１）より計算すると、１３９８１８１ｍｍである。
【００３１】そこで、一方向の曲率半径が１４００００
０ｍｍで基板５を凹形に保持するような基板保持手段を
作成し、最初の成膜室１４−１と次の成膜室１４−２で
各々３００ｎｍ、４００ｎｍの成膜を異なる成膜条件
（実際には成膜温度のみを変えた条件）で実施した後
に、基板５の反りを測定したところ、対角線方向で０．
５ｍｍであった。なお、短辺方向と長辺方向でも薄膜の
内部応力による基板５の変形も同様に低減していた。
０ｍｍで基板５を凹形に保持するような基板保持手段を
作成し、最初の成膜室１４−１と次の成膜室１４−２で
各々３００ｎｍ、４００ｎｍの成膜を異なる成膜条件
（実際には成膜温度のみを変えた条件）で実施した後
に、基板５の反りを測定したところ、対角線方向で０．
５ｍｍであった。なお、短辺方向と長辺方向でも薄膜の
内部応力による基板５の変形も同様に低減していた。
【００３２】さらに、次の具体例として、大きさが６５
０ｍｍ×８３０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラスに、内部
応力が１５０ＭＰａの窒化シリコン膜を３００ｎｍ、内
部応力が５０ＭＰａのアモルファスシリコン膜を１９０
ｎｍ連続成膜する場合を例として説明する。この場合、
薄膜の内部応力による基板５の変形は、基板５の対角線
方向で最大となり、その値は前記（式２）より各々の薄
膜による変形量を計算した和となるため、０．６ｍｍと
計算される。ここで、窒化シリコンの内部応力は圧縮方
向であり、その変形量は０．８ｍｍ、アモルファスシリ
コンの内部応力は引っ張り方向であり、その変形量は
０．２ｍｍであるため、両者は相殺されて最終的に基板
５は凸形に変形していることになる。
０ｍｍ×８３０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラスに、内部
応力が１５０ＭＰａの窒化シリコン膜を３００ｎｍ、内
部応力が５０ＭＰａのアモルファスシリコン膜を１９０
ｎｍ連続成膜する場合を例として説明する。この場合、
薄膜の内部応力による基板５の変形は、基板５の対角線
方向で最大となり、その値は前記（式２）より各々の薄
膜による変形量を計算した和となるため、０．６ｍｍと
計算される。ここで、窒化シリコンの内部応力は圧縮方
向であり、その変形量は０．８ｍｍ、アモルファスシリ
コンの内部応力は引っ張り方向であり、その変形量は
０．２ｍｍであるため、両者は相殺されて最終的に基板
５は凸形に変形していることになる。
【００３３】次に、実際に成膜を施した後に測定したと
ころ、変形量は０．５ｍｍであった。また、この場合の
基板５の曲率半径を前記（式１）より計算すると、４４
５２１００ｍｍである。
ころ、変形量は０．５ｍｍであった。また、この場合の
基板５の曲率半径を前記（式１）より計算すると、４４
５２１００ｍｍである。
【００３４】そこで、一方向の曲率半径が４４５０００
０ｍｍで基板５を凹形に保持するような基板保持手段を
作成し、最初の成膜室１４−１で窒化シリコンを３００
ｎｍ、次の成膜室１４−２でアモルファスシリコンを１
９０ｎｍ成膜した後に基板５の反りを測定したところ、
対角線方向で０．２ｍｍであった。この場合は、各々の
成膜室１４−１、１４−２で形成する薄膜の種類が異な
ること（厳密には内部応力の方向が異なること）であま
り効果が得られなかった可能性があるが、薄膜の内部応
力による変形の低減は達成された。なお、異なる種類の
薄膜形成の場合には、内部応力の方向が同じであり、各
々の薄膜単独での基板変形が同程度である場合に、十分
な効果が得られることになる。
０ｍｍで基板５を凹形に保持するような基板保持手段を
作成し、最初の成膜室１４−１で窒化シリコンを３００
ｎｍ、次の成膜室１４−２でアモルファスシリコンを１
９０ｎｍ成膜した後に基板５の反りを測定したところ、
対角線方向で０．２ｍｍであった。この場合は、各々の
成膜室１４−１、１４−２で形成する薄膜の種類が異な
ること（厳密には内部応力の方向が異なること）であま
り効果が得られなかった可能性があるが、薄膜の内部応
力による変形の低減は達成された。なお、異なる種類の
薄膜形成の場合には、内部応力の方向が同じであり、各
々の薄膜単独での基板変形が同程度である場合に、十分
な効果が得られることになる。
【００３５】図４は本発明による成膜室の構成例を説明
する模式図であって、ここでは成膜装置としてプラズマ
ＣＶＤ装置の電極構造およびその付帯設備の説明図であ
る。この成膜室は、排気装置２７で真空排気される真空
室２２内にカソード電極２３とアノード電極（サセプ
タ）２４が平行に設置され、カソード電極２３のアノー
ド電極側にはカソード電極２３とアノード電極２４の間
の空間に供給するシャワー板２５が設置されている。カ
ソード電極２３には、ＲＦ電源２１が整合回路（図示せ
ず）を介して電気的に接続されている。
する模式図であって、ここでは成膜装置としてプラズマ
ＣＶＤ装置の電極構造およびその付帯設備の説明図であ
る。この成膜室は、排気装置２７で真空排気される真空
室２２内にカソード電極２３とアノード電極（サセプ
タ）２４が平行に設置され、カソード電極２３のアノー
ド電極側にはカソード電極２３とアノード電極２４の間
の空間に供給するシャワー板２５が設置されている。カ
ソード電極２３には、ＲＦ電源２１が整合回路（図示せ
ず）を介して電気的に接続されている。
【００３６】また、基板５はアノード電極２４上に設置
された基板保持手段（基板ホルダー）１上に保持され
る。成膜処理時には、反応ガス供給装置２６から反応ガ
スを真空室２２内に導入してシャワー板２５からカソー
ド電極２３とアノード電極２４の間の空間に供給し、圧
力調整装置（図示せず）により真空室２２内を所定の圧
力に調整した後にＲＦ電源２１より電力を供給し、カソ
ード電極２３とアノード電極２４間にプラズマを発生さ
せて成膜を行う。この処理の詳細に関しては本発明と直
接関係しないので、ここでは説明を省略する。
された基板保持手段（基板ホルダー）１上に保持され
る。成膜処理時には、反応ガス供給装置２６から反応ガ
スを真空室２２内に導入してシャワー板２５からカソー
ド電極２３とアノード電極２４の間の空間に供給し、圧
力調整装置（図示せず）により真空室２２内を所定の圧
力に調整した後にＲＦ電源２１より電力を供給し、カソ
ード電極２３とアノード電極２４間にプラズマを発生さ
せて成膜を行う。この処理の詳細に関しては本発明と直
接関係しないので、ここでは説明を省略する。
【００３７】図５は本発明による成膜装置の一例である
クラスタ型の成膜装置の構成を説明する概略図である。
なお、この成膜装置は上記図４で説明したプラズマＣＶ
Ｄ装置を想定しているが、他の成膜装置でよいことは言
うまでもない。
クラスタ型の成膜装置の構成を説明する概略図である。
なお、この成膜装置は上記図４で説明したプラズマＣＶ
Ｄ装置を想定しているが、他の成膜装置でよいことは言
うまでもない。
【００３８】この成膜装置は基板搬送室１１の周りに基
板搬入室１２、基板搬出室１３、複数の成膜室１４が配
置され、基板搬送室１１には搬送ロボット１５が配置さ
れている。なお、成膜室１４の数は図示したものに限ら
ない。
板搬入室１２、基板搬出室１３、複数の成膜室１４が配
置され、基板搬送室１１には搬送ロボット１５が配置さ
れている。なお、成膜室１４の数は図示したものに限ら
ない。
【００３９】基板（図示せず）は基板搬入室１２に搬入
され、基板搬入室１２を真空配置した後に基板搬送室１
１に設置された搬送ロボット１５により所定の成膜室１
４に搬入される。搬送ロボット１５はハンド１５ａ，１
５ｂを有し、このハンドにより基板の搬入と搬出を行
う。
され、基板搬入室１２を真空配置した後に基板搬送室１
１に設置された搬送ロボット１５により所定の成膜室１
４に搬入される。搬送ロボット１５はハンド１５ａ，１
５ｂを有し、このハンドにより基板の搬入と搬出を行
う。
【００４０】成膜室１４で成膜処理された基板は、必要
に応じて次の成膜室１４に搬入されて成膜処理が施さ
れ、処理された基板は再び搬送ロボット１５により基板
搬出室１３に搬出される。基板搬出室１３を大気圧に戻
した後、成膜装置の外に取り出されて処理が完了する。
に応じて次の成膜室１４に搬入されて成膜処理が施さ
れ、処理された基板は再び搬送ロボット１５により基板
搬出室１３に搬出される。基板搬出室１３を大気圧に戻
した後、成膜装置の外に取り出されて処理が完了する。
【００４１】図６は本発明による成膜装置の他例である
インライン型の成膜装置の構成を説明する概略図であ
る。この成膜装置は図５に示した成膜装置を基板移送室
１６で複数台インラインに接続したものであり、成膜処
理の工程数がクラスタ型で処理される工程数よりも多い
場合に好適である。なお、インラインに接続する２つの
い成膜装置は上記図４で説明したプラズマＣＶＤ装置を
想定しているが、他の成膜装置と組合せてよいことは言
うまでもない。
インライン型の成膜装置の構成を説明する概略図であ
る。この成膜装置は図５に示した成膜装置を基板移送室
１６で複数台インラインに接続したものであり、成膜処
理の工程数がクラスタ型で処理される工程数よりも多い
場合に好適である。なお、インラインに接続する２つの
い成膜装置は上記図４で説明したプラズマＣＶＤ装置を
想定しているが、他の成膜装置と組合せてよいことは言
うまでもない。
【００４２】図６において、基板搬送室１１の周りに基
板搬入室１２、複数の成膜室１４が配置され、基板搬送
室１１には搬送ロボット１５が配置された第１の成膜装
置２０と、基板搬送室１１の周りに基板搬出室１３、複
数の成膜室１４が配置され、基板搬送室１１には搬送ロ
ボット１５が配置された第２の成膜装置３０を基板移送
室１６で結合して構成される。なお、成膜室１４の数は
図示したものに限らない。
板搬入室１２、複数の成膜室１４が配置され、基板搬送
室１１には搬送ロボット１５が配置された第１の成膜装
置２０と、基板搬送室１１の周りに基板搬出室１３、複
数の成膜室１４が配置され、基板搬送室１１には搬送ロ
ボット１５が配置された第２の成膜装置３０を基板移送
室１６で結合して構成される。なお、成膜室１４の数は
図示したものに限らない。
【００４３】基板（図示せず）は第１の成膜装置２０の
基板搬入室１２に搬入され、基板搬入室１２を真空配置
した後に基板搬送室１１に設置された搬送ロボット１５
により所定の成膜室１４に搬入される。搬送ロボット１
５はハンド１５ａ，１５ｂを有し、このハンドにより基
板の搬入と搬出を行う。
基板搬入室１２に搬入され、基板搬入室１２を真空配置
した後に基板搬送室１１に設置された搬送ロボット１５
により所定の成膜室１４に搬入される。搬送ロボット１
５はハンド１５ａ，１５ｂを有し、このハンドにより基
板の搬入と搬出を行う。
【００４４】成膜室１４で成膜処理された基板は、必要
に応じて次の成膜室１４に搬入されて成膜処理が施さ
れ、処理された基板は再び搬送ロボット１５により基板
移送室１６に移送され、第２の成膜装置３０の基板搬送
室１１に設置された搬送ロボット１５により所定の処理
室１４に搬入される。
に応じて次の成膜室１４に搬入されて成膜処理が施さ
れ、処理された基板は再び搬送ロボット１５により基板
移送室１６に移送され、第２の成膜装置３０の基板搬送
室１１に設置された搬送ロボット１５により所定の処理
室１４に搬入される。
【００４５】第２の成膜装置３０で処理された基板は搬
送ロボット１５により基板搬出室１３に搬出される。基
板搬出室１３を大気圧に戻した後、成膜装置の外に取り
出されて処理が完了する。
送ロボット１５により基板搬出室１３に搬出される。基
板搬出室１３を大気圧に戻した後、成膜装置の外に取り
出されて処理が完了する。
【００４６】このインライン型成膜装置は、上記した２
つの成膜装置の接続に限るものではなく、さらに同様の
成膜装置を多段にインライン接続することもできる。
つの成膜装置の接続に限るものではなく、さらに同様の
成膜装置を多段にインライン接続することもできる。
【００４７】なお、上記図５あるいは図６に示した成膜
装置には、前記した基板保持手段が設置されている。ま
た、これらの成膜装置の処理の詳細は本発明と直接関係
しないため、説明は省略する。
装置には、前記した基板保持手段が設置されている。ま
た、これらの成膜装置の処理の詳細は本発明と直接関係
しないため、説明は省略する。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特に大型の基板、あるいは薄い基板上に薄膜を成膜する
場合に、当該成膜した薄膜の内部応力に起因する基板の
反りを低減することが可能となり、基板の搬送速度やこ
の基板を用いて製作される最終製品の変形等を低減し、
精度を向上させた成膜装置を提供できる。
特に大型の基板、あるいは薄い基板上に薄膜を成膜する
場合に、当該成膜した薄膜の内部応力に起因する基板の
反りを低減することが可能となり、基板の搬送速度やこ
の基板を用いて製作される最終製品の変形等を低減し、
精度を向上させた成膜装置を提供できる。
【図１】本発明による成膜装置の１実施例の構成を示す
模式図および各成膜室内に設置される基板保持手段の曲
率の説明図である。
模式図および各成膜室内に設置される基板保持手段の曲
率の説明図である。
【図２】本発明の実施例における基板の変形を説明する
模式図である。
模式図である。
【図３】基板の全周方向に曲率を持たせた基板保持手段
を設置した従来技術の成膜装置における基板の変形の説
明図である。
を設置した従来技術の成膜装置における基板の変形の説
明図である。
【図４】本発明による成膜室の構成を説明する模式図で
ある。
ある。
【図５】本発明による成膜装置の一例であるクラスタ型
の成膜装置の構成を説明する概略図である。
の成膜装置の構成を説明する概略図である。
【図６】本発明による成膜装置の他例であるインライン
型の成膜装置の構成を説明する概略図である。
型の成膜装置の構成を説明する概略図である。
１，１−１，１−２ 一方向に曲率を持った基板保持手
段 ２−１，２−２ 曲率を持たない基板保持手段 ３−１，３−２ 曲率の方向を示す矢印 ４ 基板の体積膨張または体積収縮を示す矢印 ５ 基板 １１ 基板搬送室 １２ 基板搬入室 １３ 基板搬出室 １４ 成膜室 １５ 搬送ロボット １６ 基板移送室 ２１ ＲＦ電源 ２２ 真空室 ２３ カソード電極 ２４ アノード電極 ２５ シャワー板 ２６ 反応ガス供給装置 ２７ 排気装置。
段 ２−１，２−２ 曲率を持たない基板保持手段 ３−１，３−２ 曲率の方向を示す矢印 ４ 基板の体積膨張または体積収縮を示す矢印 ５ 基板 １１ 基板搬送室 １２ 基板搬入室 １３ 基板搬出室 １４ 成膜室 １５ 搬送ロボット １６ 基板移送室 ２１ ＲＦ電源 ２２ 真空室 ２３ カソード電極 ２４ アノード電極 ２５ シャワー板 ２６ 反応ガス供給装置 ２７ 排気装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｂ 21/68 21/68 Ｎ
Claims (3)
- 【請求項１】複数の成膜室に順次基板を搬入し搬出し
て、当該基板上に複数の薄膜を連続形成する成膜装置で
あって、前記複数の成膜室内に設置される各基板保持手
段の曲率が一方向のみで、異なる成膜室における前記基
板保持手段の前記曲率の方向を互いに異ならせたことを
特徴とする成膜装置。 - 【請求項２】前記異なる成膜室における基板保持手段の
曲率の方向を互いに直交させたことを特徴とする請求項
１に記載の成膜装置。 - 【請求項３】前記基板保持手段の曲率が １／Ｒ＝６ｄ（１−νS ）・σ／ＥS Ｄ2 但し、Ｒ：曲率半径、ｄ：形成される薄膜の厚さ、Ｄ：
基板の厚さ、ＥS ：基板のヤング率、νS ：基板のポア
ソン比、σ：形成される薄膜の内部応力 で表されることを特徴とする請求項１に記載の成膜装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15446898A JPH11350132A (ja) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | 成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15446898A JPH11350132A (ja) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | 成膜装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11350132A true JPH11350132A (ja) | 1999-12-21 |
Family
ID=15584916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15446898A Pending JPH11350132A (ja) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | 成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11350132A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002020868A (ja) * | 2000-07-04 | 2002-01-23 | Anelva Corp | 薄膜形成装置 |
| JP2007067334A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Denso Corp | 半導体装置の製造方法およびその製造方法の実施に用いられる製造装置 |
| JP2008186944A (ja) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 気相成長用サセプタ及び気相成長装置並びに気相成長用サセプタの設計方法及び気相成長方法 |
| WO2009060539A1 (ja) * | 2007-11-09 | 2009-05-14 | Canon Anelva Corporation | インライン型ウェハ搬送装置 |
| CN102002681A (zh) * | 2009-08-28 | 2011-04-06 | 东京毅力科创株式会社 | 模型基板的使用方法 |
| JP2019099403A (ja) * | 2017-11-29 | 2019-06-24 | 日本電気硝子株式会社 | 膜付きガラス基板の製造方法、及び膜付きガラス基板の製造装置 |
-
1998
- 1998-06-03 JP JP15446898A patent/JPH11350132A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002020868A (ja) * | 2000-07-04 | 2002-01-23 | Anelva Corp | 薄膜形成装置 |
| JP2007067334A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Denso Corp | 半導体装置の製造方法およびその製造方法の実施に用いられる製造装置 |
| JP4652177B2 (ja) * | 2005-09-02 | 2011-03-16 | 株式会社デンソー | 半導体装置の製造方法およびその製造方法の実施に用いられる製造装置 |
| JP2008186944A (ja) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 気相成長用サセプタ及び気相成長装置並びに気相成長用サセプタの設計方法及び気相成長方法 |
| WO2009060539A1 (ja) * | 2007-11-09 | 2009-05-14 | Canon Anelva Corporation | インライン型ウェハ搬送装置 |
| JP4494523B2 (ja) * | 2007-11-09 | 2010-06-30 | キヤノンアネルバ株式会社 | インライン型ウェハ搬送装置および基板搬送方法 |
| JPWO2009060539A1 (ja) * | 2007-11-09 | 2011-03-17 | キヤノンアネルバ株式会社 | インライン型ウェハ搬送装置および基板搬送方法 |
| CN102002681A (zh) * | 2009-08-28 | 2011-04-06 | 东京毅力科创株式会社 | 模型基板的使用方法 |
| JP2019099403A (ja) * | 2017-11-29 | 2019-06-24 | 日本電気硝子株式会社 | 膜付きガラス基板の製造方法、及び膜付きガラス基板の製造装置 |
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