WO2010082467A1 - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents

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WO2010082467A1
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plasma cvd
cvd apparatus
shower plate
substrate
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PCT/JP2010/000106
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新井進
江藤謙次
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Ulvac Inc
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    • H01J2237/3321—CVD [Chemical Vapor Deposition]

Definitions

  • the present invention relates to a plasma CVD apparatus including a chamber having a divided structure.
  • a parallel plate type plasma CVD apparatus typically includes a vacuum chamber, a stage on which a substrate is placed, and a shower plate (counter electrode) facing the substrate (for example, see Patent Document 1 below).
  • process gas is introduced from the shower plate, and a high-frequency electric field is applied between the shower plate and the stage, whereby plasma of the process gas is formed inside the vacuum chamber.
  • the reaction product at this time is deposited on the substrate, whereby a thin film is formed.
  • the shower plate is disposed so as to face the substrate and is formed with an area larger than the area of the substrate.
  • the shower plate is formed so that a plurality of gas ejection holes are uniformly distributed in the plane.
  • the shower plate is typically installed inside the vacuum chamber or taken out from the inside of the vacuum chamber through an opening formed in one main surface of the vacuum chamber parallel to the shower plate.
  • the vacuum chamber has also increased in size with the recent increase in size of the substrate.
  • the vertical and horizontal dimensions of the substrate are expected to be about 2850 mm ⁇ 3250 mm in the 10th generation, and about 3200 mm ⁇ 3700 mm in the 11th generation.
  • Increasing the size of the vacuum chamber causes problems in production cost, installation workability, and transportation.
  • Patent Document 2 discloses a method of manufacturing a large vacuum chamber by forming a vacuum chamber main body by a plurality of chamber pieces and joining flange portions formed on the joining surfaces of the chamber pieces to each other. Are listed.
  • the vacuum chamber has an internal sealing property secured by a seal member mounted between the flange portions joined together by a plurality of bolts.
  • an object of the present invention is to provide a plasma CVD apparatus that has a vacuum chamber with a divided structure and can easily attach and detach a shower plate to and from the vacuum chamber.
  • a plasma CVD apparatus includes a first chamber block, a second chamber block, a shower plate, and an extraction portion.
  • the first chamber block has a first side surface and a second side surface.
  • the first side surface has a first opening that intersects the first direction.
  • the second side surface has a first transfer port for allowing the substrate to pass therethrough.
  • the second chamber block has a third side surface and a fourth side surface.
  • the third side surface has a second opening that intersects the first direction.
  • the fourth side surface opposes the third side surface in the first direction.
  • the second chamber block forms an internal space including the first and second openings and capable of being evacuated by joining the third side surface to the first side surface.
  • the shower plate is larger than a first length of the first chamber block along the first direction and a second length of the second chamber block along the first direction, and The third length is smaller than the sum of the first length and the second length.
  • the shower plate is disposed in the internal space with the third length direction parallel to the first direction.
  • the take-out portion is for carrying the shower plate in and out of the internal space, and is provided on the fourth side surface.
  • FIG. 1 is a cross-sectional perspective view of a plasma CVD apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a disassembled perspective view of the vacuum chamber which comprises the plasma CVD apparatus by embodiment of this invention.
  • a plasma CVD apparatus includes a first chamber block, a second chamber block, a shower plate, and an extraction unit.
  • the first chamber block has a first side surface formed with a first opening that intersects a first direction.
  • the second chamber block has a second side surface and a third side surface.
  • the second side surface has a second opening that intersects the first direction.
  • the third side surface opposes the second side surface in the first direction.
  • the second chamber block forms an internal space including the first and second openings and capable of being evacuated by joining the second side surface to the first side surface.
  • the shower plate is disposed in the internal space so as to penetrate the first and second openings.
  • the take-out portion is for taking out the shower plate from the internal space along the first direction, and is provided on the third side surface.
  • the plasma CVD apparatus has a vacuum chamber having a divided structure composed of a joined body of first and second chamber blocks.
  • the shower plate is taken out from the internal space via an extraction portion provided on the side surface (third side surface) on the non-joint surface side of the second chamber block. Accordingly, the shower plate can be easily attached to and detached from the internal space of the chamber without the shower plate having a divided structure.
  • the first (or second) opening intersecting the first direction means that the plane to which the opening belongs intersects the first direction.
  • the opening is orthogonal to the first direction, but is not limited thereto.
  • the first and second chamber blocks have a polyhedral shape and are made of a metal material such as stainless steel or aluminum alloy. Typically, the first and second chamber blocks can be composed of hexahedrons.
  • each chamber block is not restricted to the example comprised by a single component, You may comprise by the aggregate
  • the joint surface between the first chamber block and the second chamber block is sealed by a seal member.
  • the seal member is interposed on the joint surface of each chamber block.
  • the joining method is not particularly limited, and fastening using bolts or welding can be employed.
  • the take-out portion is provided on the third side surface facing the first direction. Therefore, by moving the shower plate in the first direction, the shower plate can be easily carried in / out via the take-out portion.
  • the take-out portion may include a transport port formed on the third side surface through which the shower plate can pass, and a lid member that can freely open and close the transport port.
  • a transport port formed on the third side surface through which the shower plate can pass
  • a lid member that can freely open and close the transport port.
  • the plasma CVD apparatus may further include a first electrode plate and a shaft member.
  • the first electrode plate is attached integrally with the shower plate.
  • the shaft member penetrates the first chamber block or the second chamber block, and is detachably connected to the first electrode plate.
  • the plasma CVD apparatus may include a second electrode plate.
  • the second electrode plate supports the substrate, is disposed in the internal space so as to penetrate the first and second openings, and the shower plate in a second direction orthogonal to the first direction. Opposite.
  • the second electrode plate can be used as a stage that supports the substrate.
  • the second electrode plate may incorporate a heater that heats the substrate to a predetermined temperature.
  • the transport port may be formed in a size that allows the second electrode plate to pass therethrough. As a result, not only the shower plate but also the second electrode plate can be easily removed.
  • the first chamber block may further include a fourth side surface.
  • the fourth side surface has an opening for transporting the substrate, and faces the first side surface in the first direction. As a result, the substrate can be transferred to the internal space of the vacuum chamber through the opening.
  • FIG. 1 is a perspective view of a main part of a vacuum processing apparatus 1 provided with a plasma CVD apparatus 3 according to an embodiment of the present invention.
  • the vacuum processing apparatus 1 is configured as a cluster type single wafer vacuum processing apparatus. That is, the vacuum processing apparatus 1 includes a transfer chamber 2 and a plurality of vacuum processing chambers arranged around the transfer chamber 2.
  • the transfer chamber 2 is maintained at a predetermined degree of vacuum, and a transfer robot (not shown) for transferring the substrate W (FIG. 2) to each of the vacuum processing chambers is installed.
  • the plurality of vacuum processing chambers are configured by appropriate processing chambers such as a load / unload chamber, a heat treatment chamber, a sputtering chamber, and a plasma CVD chamber.
  • the plasma CVD apparatus 3 of this embodiment is configured as one of the plurality of vacuum processing chambers.
  • the substrate W is, for example, a glass substrate (mother glass) for FPD (Flat Panel Display).
  • the size of the substrate W is not particularly limited, and is, for example, a size of 3250 mm or more in the horizontal direction (X direction in FIG. 1) and 2850 mm or more in the vertical direction (Y direction in FIG. 1).
  • FIG. 2 is a side sectional view of the plasma CVD apparatus 3, and FIG. 3 is a sectional perspective view thereof.
  • the plasma CVD apparatus 3 of this embodiment is configured as a parallel plate type (capacitive coupling type) plasma CVD apparatus, and includes a vacuum chamber 10, an electrode unit 6 including a shower plate 61, and a stage unit for supporting a substrate. 7.
  • the vacuum chamber 10 has a length direction in the X direction, a width direction in the Y direction, and a height (thickness) direction in the Z direction.
  • the vacuum chamber 10 has a first chamber block 11 and a second chamber block 12.
  • the first chamber block 11 and the second chamber block 12 are joined to each other in the Y direction to constitute a vacuum chamber 10 having a processing chamber 8 (internal space) inside.
  • Each of the chamber blocks 11 and 12 is formed of a metal material such as stainless steel or an aluminum alloy, and is formed into a polyhedral shape through processing steps such as press molding and welding.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the vacuum chamber 10 showing the first and second chamber blocks 11 and 12 and the seal member 13 mounted between them.
  • the first chamber block 11 is formed in a hexahedron shape having a side surface 111 (first side surface) in which an opening 11a (first opening) is formed in a YZ plane orthogonal to the X direction.
  • the second chamber block 12 is formed in a hexahedron shape having a side surface 121 (second side surface) in which an opening 12a (second opening) is formed in a YZ plane orthogonal to the X direction. .
  • seal member 13 for example, an annular seal part such as an O-ring is used.
  • the seal member 13 is mounted between the first side surface 111 and the second side surface 121 to ensure the sealability of the joint portion between the chamber blocks 11 and 12.
  • the first chamber block 11 has another side surface 112 (fourth side surface) that faces the side surface 111 in the X direction.
  • the side surface 112 is connected to the transfer chamber 2 via the gate valve 4 (FIG. 1).
  • an opening 11b for substrate conveyance is formed on the side surface 112.
  • the opening 11b is formed in a size that allows the substrate W to pass through, and the substrate W is transferred between the transfer chamber 2 and the vacuum chamber 10 through the opening 11b.
  • the first chamber block 11 has a window portion 11c formed on the upper surface 113 thereof.
  • the window portion 11c is normally closed by the lid body 21 (FIG. 1) via a seal member, and is opened when the electrode unit 6 (shower plate 61) is installed or removed.
  • the lid 21 is attached to the upper surface 113 of the chamber block 11 via a plurality of bolts.
  • the second chamber block 12 has another side surface 122 (third side surface) that faces the side surface 121 in the X direction.
  • the side surface 122 is provided with an extraction portion 5 (FIG. 1) of the electrode unit 6.
  • the take-out unit 5 includes a transport port 12b formed in the side surface 122, and a lid member 23 (FIG. 1) that opens and closes the transport port 12b.
  • the conveyance port 12b is formed in a size that allows the electrode unit 6 and the stage unit 7 to pass along the X direction.
  • the electrode unit 6 and the stage unit 7 are transported between the inside and the outside of the vacuum chamber 10 through the transport port 12b.
  • the transport port 12b is normally closed by the lid member 23, and is opened when the electrode unit 6 is installed or removed.
  • the lid member 23 is detachably attached to the side surface 122 via a plurality of bolts.
  • the second chamber block 12 has a window portion 12c formed on the upper surface 123 thereof.
  • the window portion 12c is normally closed by a lid 22 (FIG. 1) via a seal member (not shown), and is opened when the electrode unit 6 is installed or removed.
  • the lid 22 is detachably attached to the upper surface 123 of the chamber block 12 via a plurality of bolts.
  • the first chamber block 11 and the second chamber block 12 are joined by a plurality of bolts B1.
  • the bolt B ⁇ b> 1 is fastened through a plurality of bolt mounting holes 114 formed around the joint surface of the first chamber block 11.
  • the present invention is not limited to this, and flange portions may be formed on the joint surfaces of the first and second chamber blocks 11 and 12, and these flange portions may be joined with bolts.
  • the side surface 111 and the side surface 121 can be joined to each other by welding.
  • the first chamber block 11 includes a through hole 115 through which the shaft portion 9 for supporting the electrode unit 6 passes, a through hole 116 through which the support shaft 18 for supporting the stage unit 7 passes, and the vacuum chamber 10.
  • a connection port (not shown) with an evacuation system for exhausting the internal space is formed.
  • an electrode unit 6 and a stage unit 7 are installed in the processing chamber 8 of the vacuum chamber 10.
  • the electrode unit 6 and the stage unit 7 are detachably installed with respect to the vacuum chamber 10.
  • the electrode unit 6 includes a shower plate 61, an electrode plate 62 (first electrode plate), a dispersion plate 63, and an insulator 64.
  • the electrode unit 6 is installed at a predetermined position in the processing chamber 8 through the shaft portion 9.
  • the shower plate 61 is typically composed of a flat metal plate, and is opposed to the substrate W on the stage unit 7 with a predetermined distance.
  • the shower plate 61 has a plurality of holes 61 a for ejecting process gas at a predetermined flow rate between the electrode unit 6 and the stage unit 7. These holes 61 a are shown in a simplified manner in the drawing, but are formed with a uniform density in the plane of the shower plate 61.
  • the size and number of the holes 61a can be set as appropriate, and are not limited to the illustrated example.
  • the shower plate 61 is formed in a size that can cover the film formation surface of the substrate W.
  • the shower plate 61 has a length penetrating the openings 11 a and 11 b of the chamber blocks 11 and 12 in the processing chamber 8. That is, the length along the X direction of the shower plate 61 is larger than the individual lengths (the lengths in the Y direction) of the first and second chamber blocks 11 and 12, and the length of each chamber block 11 and 12. It is shorter than the total sum.
  • the shower plate 61 is rectangular, but may be circular.
  • the electrode plate 62 is fixed integrally with the shower plate 61.
  • the electrode plate 62 is composed of a metal plate formed in substantially the same shape and size as the shower plate 61.
  • a space 62 b having a predetermined volume is formed between the electrode plate 62 and the shower plate 61.
  • a through hole 62a that communicates with the space 62b is formed in the substantially central portion of the electrode plate 62.
  • the shaft portion 9 is made of a metal material and passes through a through hole 115 formed in the upper surface of the first chamber block 11.
  • An electrically insulating cylindrical member 91 is mounted on the outer peripheral surface of the shaft portion 9, thereby ensuring electrical insulation between the chamber block 11 and the shaft portion 9.
  • the shaft portion 9 connects between the electrode plate 62 and a control unit 24 that communicates with a high-frequency power source (not shown).
  • a lower end portion of the shaft portion 9 is connected to a substantially central portion of the electrode plate 62 via a plurality of bolts B2.
  • the shaft portion 9 is movable in the Z direction, for example, and can adjust the relative distance between the shower plate 61 and the stage unit 7.
  • the shaft portion 9 is connected to a process gas supply source (not shown), and a gas introduction passage 92 for guiding the process gas to the shower plate 61 is formed in the center portion of the shaft portion 9.
  • the gas introduction passage 92 is aligned with the through hole 62a of the electrode plate 62, and introduces the process gas supplied from the supply source to the space 62b through the through hole 62a.
  • the dispersion plate 63 is a single or a plurality of plate-like components arranged in the space 62b.
  • the dispersion plate 63 is for allowing the process gas introduced into the space 62 b to flow out from the holes 61 a of the shower plate 61 evenly.
  • the shape, size, number of installations, and the like of the dispersion plate can be appropriately set according to the volume of the space 62b, the size of the holes 61a of the shower plate 61, the formation density, and the gas flow rate.
  • the insulator 64 is for ensuring electrical insulation between the electrode unit 6 and the vacuum chamber 10, and is provided between the electrode plate 62 and the inner surface of the upper wall of the vacuum chamber 10.
  • the insulator 64 is in contact with the inner surface of the upper wall of the vacuum chamber 10, but is not limited thereto, and may be opposed to the inner surface of the upper wall of the vacuum chamber 10 with a certain gap.
  • the stage unit 7 includes a stage 71 (second electrode plate) that faces the shower plate 61 in the Z direction, and a heater 72 that heats the stage 71 to a predetermined temperature.
  • the stage unit 7 is installed in the processing chamber 8 via, for example, a support shaft 18 connected to a ground potential.
  • the stage 71 is made of a metal material and has a size that can support the entire substrate W.
  • the stage 71 is electrically connected to the support shaft 18 and is configured as a counter electrode of the electrode plate 62.
  • the heater 72 covers almost the entire area of the side periphery and the bottom of the stage 71.
  • the heater 72 typically includes a resistance heating source.
  • the stage unit 7 and the support shaft 18 are detachably connected via a coupling portion 19.
  • the coupling portion 19 can be configured by a coupling mechanism that mechanically or electromagnetically couples the stage unit 7 and the support shaft 18.
  • the plasma CVD apparatus 3 of the present embodiment is configured as described above. Next, a method for assembling the plasma CVD apparatus 3 will be described.
  • the side surface 111 having the opening 11a of the first chamber block 11 and the side surface 121 having the opening 12a of the second chamber block 12 are opposed to each other. Thereafter, the seal member 13 is sandwiched between the side surfaces 111 and 121 of the chamber blocks 11 and 12, and the first chamber block 11 and the second chamber block 12 are joined to each other with a plurality of bolts B1. Thereby, the vacuum chamber 10 in which the processing chamber 8 is formed is configured.
  • the attachment of the shaft portion 9 and the support shaft 18 to the through holes 115 and 116 of the first chamber block 11 may be performed before or after the chamber blocks 11 and 12 are joined.
  • the electrode unit 6 and the stage unit 7 are loaded into the processing chamber 8 and installed.
  • the electrode unit 6 and the stage unit 7 are carried in along the X direction from the transfer port 12 b formed in the side surface 122 of the second chamber block 12.
  • the electrode unit 6 carried into the processing chamber 8 is coupled to the shaft portion 9 using a plurality of bolts B2.
  • the coupling between the electrode unit 6 and the shaft portion 9 can be performed by the operator through the window portions 11c and 12c of the first and second chamber blocks 11 and 12, respectively.
  • the stage unit 7 carried into the processing chamber 8 is coupled to the support shaft 18 via the coupling portion 19.
  • the order of assembly of the electrode unit 6 and the stage unit 7 is not particularly limited.
  • the plasma CVD apparatus 3 is provided with the take-out portion 5 (transport port 12b) on the side surface 122 on the non-joint surface side of the vacuum chamber 10 having a divided structure, so that the electrode unit 6 is provided via the transport port 12b.
  • the stage unit 7 is carried into the processing chamber 8.
  • the shower plate 61 can be properly installed in the processing chamber 8 without having a divided structure. Further, since the division of the shower plate is avoided, the process gas can be uniformly irradiated onto the large substrate.
  • the windows 11c and 11d and the transfer port 12b of the vacuum chamber 10 are closed by the lids 21 and 22 and the lid member 23, respectively.
  • the side surface 112 of the vacuum chamber 10 in which the substrate transport opening 11 b is formed is hermetically fixed to the gate valve 4. As described above, a sealed structure of the processing chamber 8 is ensured.
  • the plasma CVD apparatus 3 in the vacuum processing apparatus 1 functions as a film forming chamber for forming a thin film on the surface of the substrate W by the plasma CVD method.
  • the window portions 11c and 12 of the chamber blocks 11 and 12 are sealed by the lids 21 and 22, respectively. Further, the transport port 12 b is also sealed by the lid member 23 with respect to the take-out unit 5 of the plasma CVD apparatus 3. Thereby, the internal space (processing chamber 8) of the vacuum chamber 10 can be exhausted or maintained in a predetermined reduced-pressure atmosphere.
  • the substrate W is carried into the processing chamber 8 through the gate valve 4 and the opening 11b by the transfer robot installed in the transfer chamber 2.
  • the substrate W carried into the processing chamber 8 is placed on the stage 71.
  • the gate valve 4 is closed.
  • process gas is supplied to the processing chamber 8 via the shower plate 61.
  • As the process gas various reactive gases, raw material gases, inert gases, or mixed gases thereof are used.
  • plasma of a process gas is generated between the stage 71 as a counter electrode.
  • the plasma active species or reaction products generated at this time are deposited on the surface of the substrate W to form a thin film.
  • the extraction unit 5 provided in the vacuum chamber 10 can be used to extract the electrode unit 6 from the vacuum chamber 10.
  • the shower plate 61 can be taken out without separating the first and second chamber blocks 11 and 12.
  • the take-out part 5 (conveying port 12b) is provided on the side surface 122 intersecting with the X direction, the electrode unit 6 can be easily taken out of the chamber by moving in the X direction.
  • the lid member 23 constituting the extraction unit 5 of the electrode unit 6 is not limited to the example configured to be separable from the side surface 122 of the vacuum chamber 10. That is, the lid member 23 may be attached to the side surface 122 so as to be slidable or pivotable, and may be configured to open and close the transport port 12b by a sliding operation or a pivoting operation of the lid member 23.
  • the shaft portion 9 that supports the electrode unit 6 and the support shaft 18 that supports the stage unit 7 are configured to penetrate the top surface and the bottom surface of the first chamber block 11, respectively.
  • the shaft portion 9 and the support shaft 18 may be configured to penetrate the upper surface and the bottom surface of the second chamber block 12.
  • the plasma CVD apparatus 3 is configured as a horizontal plasma CVD apparatus that forms a film in a posture in which the substrate W is laid sideways.
  • a vertical plasma CVD apparatus for forming a film in a posture in which the substrate W is upright in a substantially vertical direction may be used.
  • the stage unit 7 can function as a counter electrode of the electrode unit 6.

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Abstract

【課題】分割構造の真空チャンバを有し、真空チャンバに対するシャワープレートの着脱を容易に行うことができるプラズマＣＶＤ装置を提供する。 【解決手段】本発明の一実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置３は、第１及び第２のチャンバブロック１１、１２の接合体からなる分割構造の真空チャンバ１０を有する。シャワープレート６１は、第２のチャンバブロック１２の非接合面側の側面１２２に設けられた取出し部５を介して、内部空間から取り出される。これにより、シャワープレート６１を分割構造とすることなく、チャンバ１０の内部空間に対するシャワープレート６１の着脱作業を容易に行うことが可能となる。

Description

プラズマＣＶＤ装置
　本発明は、分割構造のチャンバを備えるプラズマＣＶＤ装置に関する。
　近年、プラズマＣＶＤ装置が広く用いられている。プラズマＣＶＤ装置は、プラズマの発生源によって平行平板型（容量結合型）、誘導結合型などに分類される。平行平板型のプラズマＣＶＤ装置は、典型的には、真空チャンバと、基板が載置されるステージと、基板と対向するシャワープレート（対向電極）とを有する（例えば、下記特許文献１参照）。成膜の際は、シャワープレートからプロセスガスが導入され、シャワープレートとステージとの間に高周波電場が印加されることで、真空チャンバの内部にプロセスガスのプラズマが形成される。このときの反応生成物が基板上に堆積することで、薄膜が形成される。
　シャワープレートは、基板と対向するように配置されており、基板の面積よりも大きな面積で形成される。ここで、基板表面に形成される薄膜の均一性を確保するため、シャワープレートには、複数のガス噴出孔が面内において一様に分布するように形成されている。さらに、シャワープレートは、典型的には、シャワープレートと平行な真空チャンバの一主面に形成された開口部を介して、真空チャンバの内部に設置され、あるいは、真空チャンバの内部から取り出される。
　一方、近年における基板の大型化に伴って、真空チャンバも大型化してきている。例えば、基板の縦及び横の寸法は、第１０世代では、２８５０ｍｍ×３２５０ｍｍ程度であり、第１１世代では、３２００ｍｍ×３７００ｍｍ程度になることが予想されている。真空チャンバの大型化は、製作コスト上の問題、設置作業性の問題、輸送上の問題を招く。
　そこで、真空チャンバを分割構造にすることで上記問題の解決を図ることが知られている。例えば下記特許文献２には、真空チャンバの本体を複数のチャンバ片で構成し、各チャンバ片の接合面に形成されたフランジ部を相互に接合することで、大型の真空チャンバを製造する方法が記載されている。この真空チャンバは、複数本のボルトによって相互に接合される上記フランジ部の間に装着されたシール部材によって、内部の密閉性が確保される。
特開２００８－２７７５８３号公報 特開２００６－１３７９９５号公報
　分割構造の真空チャンバにおいては、その分割領域のシール性を確保するため、各チャンバ片の接合面の間にシール部材を介在させる必要がある。したがって、シャワープレートの着脱に利用される開口部が分割されると、シール部材が装着されるチャンバ片の接合端部が上記開口部を横切るように位置するため、真空チャンバに対するシャワープレートの着脱に困難を極めることとなる。
　一方、シャワープレートを分割構造にすることも考えられる。しかしながら、シャワープレートを分割構造とすると、面内における均一なガス噴出機能を確保するのが非常に困難となるため、現実的でない。
　以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、分割構造の真空チャンバを有し、真空チャンバに対するシャワープレートの着脱を容易に行うことができるプラズマＣＶＤ装置を提供することにある。
　本発明の一形態に係るプラズマＣＶＤ装置は、第１のチャンバブロックと、第２のチャンバブロックと、シャワープレートと、取出し部とを具備する。
　上記第１のチャンバブロックは、第１の側面と、第２の側面とを有する。上記第１の側面は、第１の方向と交差する第１の開口を有する。上記第２の側面は、基板を通過させるための第１の搬送口を有する。
　上記第２のチャンバブロックは、第３の側面と、第４の側面とを有する。上記第３の側面は、上記第１の方向と交差する第２の開口を有する。上記第４の側面は、上記第１の方向において上記第３の側面に対向する。上記第２のチャンバブロックは、上記第３の側面が上記第１の側面と接合されることで、上記第１及び第２の開口を含む真空排気可能な内部空間を形成する。
　上記シャワープレートは、上記第１のチャンバブロックの上記第１の方向に沿う第１の長さ及び上記第２のチャンバブロックの上記第１の方向に沿う第２の長さよりも大きく、かつ、上記第１の長さと上記第２の長さの和よりも小さい第３の長さを有する。上記シャワープレートは、上記第３の長さ方向を上記第１の方向と平行にして上記内部空間に配置される。
　上記取出し部は、上記内部空間から上記シャワープレートを搬出入するためのものであり、上記第４の側面に設けられる。
本発明の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を含む真空処理装置の要部斜視図である。 本発明の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置の側断面図である。 本発明の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置の断面斜視図である。 本発明の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を構成する真空チャンバの分解斜視図である。
　本発明の一実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置は、第１のチャンバブロックと、第２のチャンバブロックと、シャワープレートと、取出し部とを具備する。
　上記第１のチャンバブロックは、第１の方向と交差する第１の開口が形成された第１の側面を有する。
　上記第２のチャンバブロックは、第２の側面と、第３の側面とを有する。上記第２の側面は、上記第１の方向と交差する第２の開口を有する。上記第３の側面は、上記第１の方向において上記第２の側面に対向する。上記第２のチャンバブロックは、上記第２の側面が上記第１の側面と接合されることで、上記第１及び第２の開口を含む真空排気可能な内部空間を形成する。
　上記シャワープレートは、上記第１及び第２の開口を貫通するように上記内部空間に配置される。
　上記取出し部は、上記内部空間から上記シャワープレートを上記第１の方向に沿って取り出すためのものであり、上記第３の側面に設けられる。
　上記プラズマＣＶＤ装置は、第１及び第２のチャンバブロックの接合体からなる分割構造の真空チャンバを有する。シャワープレートは、第２のチャンバブロックの非接合面側の側面（第３の側面）に設けられた取出し部を介して、内部空間から取り出される。これにより、シャワープレートを分割構造とすることなく、チャンバの内部空間に対するシャワープレートの着脱作業を容易に行うことが可能となる。
　ここで、「第１の方向と交差する第１（又は第２）の開口」とは、当該開口の属する平面が上記第１の方向と交差することを意味する。典型的には、上記開口は上記第１の方向と直交関係にあるが、これに限られない。
　第１及び第２のチャンバブロックは、多面体形状を有し、例えばステンレス鋼、アルミニウム合金等の金属材料で形成されている。典型的には、第１及び第２のチャンバブロックは、六面体で構成することができる。なお、各チャンバブロックは、単一部品で構成される例に限られず、複数部品の集合体（接合体）で構成されてもよい。
　第１のチャンバブロックと第２のチャンバブロックとの接合面は、シール部材によってシールされる。典型的には、シール部材は、各チャンバブロックの接合面に介装される。接合方法は特に限定されず、ボルトなどを用いた締結や、溶接などが採用可能である。
　上記取出し部は、上記第１の方向に対向する上記第３の側面に設けられる。したがって、シャワープレートを上記第１の方向に移動させることにより、上記取出し部を介してシャワープレートを容易に搬出入することが可能である。
　上記取出し部は、上記第３の側面に形成され上記シャワープレートが通過可能な搬送口と、上記搬送口を開閉自在な蓋部材とを有してもよい。
　これにより、取出し部の構成を簡素化でき、蓋部材を開閉するだけでシャワープレートの搬送作業を実行することができる。蓋部材は、機械式あるいは電磁式に開閉するバルブで構成することも可能である。
　上記プラズマＣＶＤ装置は、第１の電極プレートと、軸部材とをさらに具備してもよい。上記第１の電極プレートは、上記シャワープレートと一体的に取り付けられる。上記軸部材は、上記第１のチャンバブロック又は上記第２のチャンバブロックを貫通し、上記第１の電極プレートに対して着脱自在に連結される。
　この構成により、第１の電極プレートと軸部材との連結操作及びその解除操作によって、内部空間へのシャワープレートの取り付け及び取り外しを行うことが可能となる。
　上記プラズマＣＶＤ装置は、第２の電極プレートを具備してもよい。上記第２の電極プレートは、上記基板を支持し、上記第１及び第２の開口を貫通するように上記内部空間に配置され、上記第１の方向と直交する第２の方向において上記シャワープレートと対向する。
　第２の電極プレートは、基板を支持するステージとして用いることができる。第２の電極プレートは、基板を所定温度に加熱するヒータを内蔵してもよい。
　上記搬送口は、上記第２の電極プレートが通過可能な大きさに形成されてもよい。
　これにより、シャワープレートのみならず、第２の電極プレートの取り外し作業も容易に行うことが可能となる。
　上記第１のチャンバブロックは、第４の側面をさらに有してもよい。上記第４の側面は、基板搬送用の開口部を有し、上記第１の側面と上記第１の方向において対向する。
　これにより、上記開口部を介して真空チャンバの内部空間に基板を搬送することが可能となる。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
　図１は、本発明の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置３を備えた真空処理装置１の要部の斜視図である。上記真空処理装置１は、クラスター型の枚葉式真空処理装置として構成されている。すなわち、真空処理装置１は、搬送室２と、搬送室２の周囲に配置された複数の真空処理室とを備えている。
　搬送室２は、所定の真空度に維持されており、上記各真空処理室へ基板Ｗ（図２）を搬送するための搬送ロボット（図示略）が設置されている。上記複数の真空処理室は、ロード／アンロード室、熱処理室、スパッタ室、プラズマＣＶＤ室などの適宜の処理室で構成される。本実施形態のプラズマＣＶＤ装置３は、上記複数の真空処理室のひとつとして構成されている。
　ここで、基板Ｗは、例えばＦＰＤ（Flat Panel Display）用のガラス基板（マザーガラス）である。基板Ｗの大きさは特に限定されず、例えば、横（図１においてＸ方向）３２５０ｍｍ以上、縦（図１においてＹ方向）２８５０ｍｍ以上の大きさとされる。
　図２はプラズマＣＶＤ装置３の側断面図、図３はその断面斜視図である。本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置３は、平行平板型（容量結合型）のプラズマＣＶＤ装置として構成され、真空チャンバ１０と、シャワープレート６１を含む電極ユニット６と、基板を支持するためのステージユニット７とを備えている。
　真空チャンバ１０は、Ｘ方向に長さ方向、Ｙ方向に幅方向、Ｚ方向に高さ（厚さ）方向をそれぞれ有する。真空チャンバ１０は、第１のチャンバブロック１１と第２のチャンバブロック１２とを有する。第１のチャンバブロック１１と第２のチャンバブロック１２はＹ方向に相互に接合されることで、内部に処理室８（内部空間）を有する真空チャンバ１０を構成する。各チャンバブロック１１、１２は、ステンレス鋼やアルミニウム合金などの金属材料で形成されており、プレス成形や溶接などの加工工程を経て、多面体形状に形成されている。
　図４は、真空チャンバ１０の分解斜視図であり、第１及び第２のチャンバブロック１１、１２及びこれらの間に装着されるシール部材１３を示している。
　第１のチャンバブロック１１は、Ｘ方向と直交するＹＺ平面内に開口１１ａ（第１の開口）が形成された側面１１１（第１の側面）を有する６面体形状に形成されている。同様に、第２のチャンバブロック１２は、Ｘ方向と直交するＹＺ平面内に開口１２ａ（第２の開口）が形成された側面１２１（第２の側面）を有する６面体形状に形成されている。
　シール部材１３としては、例えばＯリングのような環状のシール部品が用いられる。シール部材１３は、上記第１の側面１１１と第２の側面１２１との間に装着されることで、各チャンバブロック１１、１２の接合部のシール性を確保する。
　第１のチャンバブロック１１は、Ｘ方向において側面１１１と対向する他の側面１１２（第４の側面）を有している。この側面１１２は、ゲートバルブ４を介して搬送室２と接続されている（図１）。側面１１２には、基板搬送用の開口部１１ｂが形成されている。開口部１１ｂは、基板Ｗが通過可能な大きさに形成されており、この開口部１１ｂを介して、搬送室２と真空チャンバ１０との間において基板Ｗが搬送される。
　また、第１のチャンバブロック１１は、その上面１１３に窓部１１ｃが形成されている。この窓部１１ｃは、通常時は、シール部材を介して蓋体２１（図１）によって閉塞されており、電極ユニット６（シャワープレート６１）の設置時あるいは取り外し時に開放される。蓋体２１は、チャンバブロック１１の上面１１３に対して複数本のボルトを介して取り付けられている。
　第２のチャンバブロック１２は、Ｘ方向において側面１２１と対向する他の側面１２２（第３の側面）を有している。この側面１２２には、電極ユニット６の取出し部５（図１）が設けられている。
　取出し部５は、側面１２２に形成された搬送口１２ｂと、搬送口１２ｂを開閉する蓋部材２３(図１)とを有する。搬送口１２ｂは、電極ユニット６及びステージユニット７をＸ方向に沿って通過させることができる大きさに形成されている。電極ユニット６及びステージユニット７は、この搬送口１２ｂを介して、真空チャンバ１０の内部と外部との間を搬送される。搬送口１２ｂは、通常時は蓋部材２３によって閉塞されており、電極ユニット６の設置時あるいは取り外し時に開放される。蓋部材２３は、側面１２２に対して複数本のボルトを介して着脱自在に取り付けられる。
　また、第２のチャンバブロック１２は、その上面１２３に窓部１２ｃが形成されている。この窓部１２ｃは、通常時は、図示しないシール部材を介して蓋体２２（図１）によって閉塞されており、電極ユニット６の設置時あるいは取り外し時に開放される。蓋体２２は、チャンバブロック１２の上面１２３に対して複数本のボルトを介して着脱自在に取り付けられている。
　第１のチャンバブロック１１と第２のチャンバブロック１２とは、複数本のボルトＢ１によって接合される。本実施形態では、第１のチャンバブロック１１の接合面の周囲に形成された複数のボルト取付孔１１４を介してボルトＢ１が締結される。これに限られず、第１及び第２のチャンバブロック１１、１２の各々の接合面にフランジ部を形成し、これらフランジ部をボルトで接合するようにしてもよい。あるいは、側面１１１及び側面１２１を溶接によって相互に接合することも可能である。
　さらに、第１のチャンバブロック１１には、電極ユニット６を支持するための軸部９が貫通する貫通孔１１５、ステージユニット７を支持するための支持軸１８が貫通する貫通孔１１６、真空チャンバ１０の内部空間を排気する真空排気系統との接続ポート（図示略）などが形成されている。
　次に、真空チャンバ１０の内部の構成について説明する。
　真空チャンバ１０の処理室８には、電極ユニット６と、ステージユニット７とが設置されている。これら電極ユニット６及びステージユニット７は、真空チャンバ１０に対して取り外し自在に設置されている。
　電極ユニット６は、シャワープレート６１と、電極プレート６２（第１の電極プレート）と、分散板６３と、絶縁体６４とを有する。電極ユニット６は、軸部９を介して処理室８の所定位置に設置されている。
　シャワープレート６１は、典型的には、平板状の金属プレートで構成されており、ステージユニット７上の基板Ｗと所定の距離をあけて対向している。シャワープレート６１は、電極ユニット６とステージユニット７との間にプロセスガスを所定の流量で噴出するための複数の孔６１ａを有している。これらの孔６１ａは、図では簡素化して示されているが、シャワープレート６１の面内において均一な密度で形成されている。孔６１ａの大きさ、数などは適宜設定可能であり、図示の例に限られない。
　シャワープレート６１は、基板Ｗの被成膜面を被覆することができる程度の大きさで形成されている。本実施形態では、シャワープレート６１は、処理室８において、チャンバブロック１１、１２の各々の開口１１ａ、１１ｂを貫通する長さを有している。すなわち、シャワープレート６１のＸ方向に沿った長さは、第１及び第２のチャンバブロック１１、１２の個々の長さ（Ｙ方向の長さ）よりも大きく、各チャンバブロック１１、１２の長さの総和よりも短い。シャワープレート６１は矩形であるが、円形でもよい。
　電極プレート６２は、シャワープレート６１と一体的に固定されている。本実施形態においては、電極プレート６２はシャワープレート６１とほぼ同一の形状及び大きさに形成された金属板で構成されている。電極プレート６２とシャワープレート６１との間には所定容積の空間部６２ｂが形成されている。電極プレート６２のほぼ中央部には、空間部６２ｂに連通する貫通孔６２ａが形成されている。
　軸部９は、金属材料でなり、第１のチャンバブロック１１の上面に形成された貫通孔１１５を貫通している。軸部９の外周面には電気絶縁性の筒部材９１が装着されており、これによりチャンバブロック１１と軸部９との間の電気的絶縁が確保されている。
　軸部９は、電極プレート６２と、高周波電源（図示略）に連絡する制御ユニット２４との間を接続している。軸部９の下端部は、電極プレート６２のほぼ中央部に複数本のボルトＢ２を介して接続されている。軸部９は、例えば、Ｚ方向に移動可能であり、シャワープレート６１とステージユニット７との間の相対距離を調整可能としている。
　また、軸部９は、プロセスガスの供給源（図示略）と接続されており、軸部９の中心部にはプロセスガスをシャワープレート６１へ導くためのガス導入通路９２が形成されている。ガス導入通路９２は、電極プレート６２の貫通孔６２ａに整列しており、この貫通孔６２ａを介して上記供給源から供給されたプロセスガスを空間部６２ｂへ導入する。
　分散板６３は、空間部６２ｂに配置された単数又は複数枚の板状部品である。分散板６３は、空間部６２ｂへ導入されたプロセスガスをシャワープレート６１の各孔６１ａから均等に流出させるためのものである。分散板の形状、大きさ、設置数などは、空間部６２ｂの容積やシャワープレート６１の孔６１ａの大きさ、形成密度、ガス流量に応じて適宜設定することが可能である。
　絶縁体６４は、電極ユニット６と真空チャンバ１０との間の電気的絶縁を確保するためのものであり、電極プレート６２と真空チャンバ１０の上壁内面との間に設けられている。絶縁体６４は、真空チャンバ１０の上壁内面に接触しているが、これに限られず、真空チャンバ１０の上壁内面との間に一定の間隙を介して対向させるようにしてもよい。
　一方、ステージユニット７は、Ｚ方向においてシャワープレート６１と対向するステージ７１（第２の電極プレート）と、ステージ７１を所定温度に加熱するヒータ７２とを有する。ステージユニット７は、例えばグラウンド電位に接続された支持軸１８を介して処理室８に設置されている。
　ステージ７１は、金属材料で構成されており、基板Ｗの全体を支持できる程度の大きさに形成されている。ステージ７１は支持軸１８に電気的に接続されており、電極プレート６２の対向電極として構成される。ヒータ７２は、ステージ７１の側周部とその底部のほぼ全域を被覆する。ヒータ７２は、典型的には抵抗加熱源を内蔵する。
　ステージユニット７と支持軸１８との間は、結合部１９を介して着脱自在に接続される。結合部１９は、機械的または電磁的にステージユニット７と支持軸１８との間を結合するカップリング機構で構成することができる。
　本実施形態のプラズマＣＶＤ装置３は以上のように構成される。次に、このプラズマＣＶＤ装置３の組立方法について説明する。
　まず、図４に示すように、第１のチャンバブロック１１の開口１１ａを有する側面１１１と、第２のチャンバブロック１２の開口１２ａを有する側面１２１とを相互に対向させる。その後、各チャンバブロック１１、１２の側面１１１、１２１でシール部材１３を挟み、複数のボルトＢ１で第１のチャンバブロック１１と第２のチャンバブロック１２とを相互に接合する。これにより、内部に処理室８が形成された真空チャンバ１０が構成される。
　第１のチャンバブロック１１の貫通孔１１５、１１６に対する軸部９及び支持軸１８の取り付けは、チャンバブロック１１、１２の接合前に行ってもよいし、接合後に行ってもよい。
　次に、処理室８の内部に電極ユニット６及びステージユニット７をそれぞれ搬入し、設置する。本実施形態において、電極ユニット６及びステージユニット７は、第２のチャンバブロック１２の側面１２２に形成された搬送口１２ｂからＸ方向に沿って搬入される。処理室８に搬入された電極ユニット６は、複数のボルトＢ２を用いて軸部９と結合される。電極ユニット６と軸部９との結合は、作業者により、第１及び第２のチャンバブロック１１、１２のそれぞれの窓部１１ｃ、１２ｃを介して行うことができる。同様にして、処理室８に搬入されたステージユニット７は、結合部１９を介して支持軸１８と結合される。電極ユニット６及びステージユニット７の組み付けの順序は特に限定されない。
　本実施形態のプラズマＣＶＤ装置３は、分割構造を有する真空チャンバ１０の非接合面側の側面１２２に取出し部５（搬送口１２ｂ）を設けることで、この搬送口１２ｂを介して、電極ユニット６及びステージユニット７を処理室８の内部に搬入するようにしている。これにより、シャワープレート６１を分割構造とすることなく、処理室８に適正に設置することが可能になる。また、シャワープレートの分割化が回避されるため、大型基板へのプロセスガスの均一な照射が可能となる。
　電極ユニット６及びステージユニット７の設置後、真空チャンバ１０の窓部１１ｃ、１１ｄ及び搬送口１２ｂは、それぞれ蓋体２１、２２及び蓋部材２３によって閉塞される。基板搬送用の開口部１１ｂが形成された真空チャンバ１０の側面１１２は、ゲートバルブ４に気密に固定される。以上のようにして、処理室８の密閉構造が確保される。
　次に、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置３の作用について説明する。プラズマＣＶＤ装置３は、真空処理装置１において、プラズマＣＶＤ装置３は、基板Ｗの表面に、プラズマＣＶＤ法によって薄膜を形成する成膜室として機能する。
　成膜時を含む通常時において、各チャンバブロック１１、１２の窓部１１ｃ、１２は、蓋体２１、２２によってそれぞれ密閉される。また、プラズマＣＶＤ装置３の取出し部５に関しても、搬送口１２ｂが蓋部材２３によって密閉される。これにより、真空チャンバ１０の内部空間（処理室８）は、所定の減圧雰囲気に排気又は維持可能とされる。
　基板Ｗは、搬送室２内に設置された搬送ロボットによって、ゲートバルブ４及び開口部１１ｂを介して、処理室８に搬入される。処理室８に搬入された基板Ｗは、ステージ７１の上に載置される。基板Ｗがステージ７１に載置された後、ゲートバルブ４が閉止される。成膜時、シャワープレート６１を介して処理室８にプロセスガスが供給される。プロセスガスとしては、各種反応性ガス、原料ガス、不活性ガスあるいはこれらの混合ガスが用いられる。さらに、軸部９を介して電極プレート６２へ所定の高周波電力が印加されることで、対向電極としてのステージ７１との間に、プロセスガスのプラズマを発生させる。このとき生成されたプラズマ活性種あるいはその反応生成物が基板Ｗの表面に堆積し、薄膜が形成される。
　成膜後、プロセスガスの供給と高周波電力の印加が停止され、処理室８内の残留ガスが排気される。そして、ゲートバルブ４が開放され、上記搬送ロボットによって、処理室８から搬送室２へ基板Ｗが搬出される。そして、未成膜の基板Ｗが処理室８へ搬入され、上述と同様な成膜処理が行われる。
　上述の成膜処理が繰り返されることにより、シャワープレート６１を含む電極ユニット６に反応性生物が付着、堆積する。これらの堆積物は、パーティクルの発生原因となるため、シャワープレート６１を定期的に浄化あるいは交換する必要がある。
　本実施形態によれば、シャワープレート６１の浄化あるいは交換に際して、電極ユニット６を真空チャンバ１０から取り出すのに、真空チャンバ１０に設けられた取出し部５を利用することができる。これにより、第１及び第２のチャンバブロック１１、１２を分離することなく、シャワープレート６１を取り出すことができる。また、取出し部５（搬送口１２ｂ）がＸ方向と交差する側面１２２に設けられているため、電極ユニット６をＸ方向に移動させることで、容易にチャンバ外部へ取り出すことが可能である。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。
　例えば、電極ユニット６の取出し部５を構成する蓋部材２３は、真空チャンバ１０の側面１２２と分離可能に構成される例に限られない。すなわち、蓋部材２３は、側面１２２にスライドあるいは回動可能に取り付けられ、蓋部材２３のスライド動作あるいは回動動作によって搬送口１２ｂを開閉する構成であってもよい。
　また、以上の実施形態では、電極ユニット６を支持する軸部９及びステージユニット７を支持する支持軸１８は、それぞれ第１のチャンバブロック１１の上面及び底面を貫通するように構成された。これに代えて、上記軸部９及び支持軸１８は、第２のチャンバブロック１２の上面及び底面を貫通するように構成されてもよい。
　また、以上の実施形態では、プラズマＣＶＤ装置３は、基板Ｗを横向きに横臥させた姿勢で成膜する横型のプラズマＣＶＤ装置として構成された。これに代えて、基板Ｗをほぼ垂直方向に直立させた姿勢で成膜する縦型のプラズマＣＶＤ装置として構成されてもよい。この場合、ステージユニット７は、電極ユニット６の対向電極として機能させることができる。
　１…真空処理装置
　２…搬送室
　３…プラズマＣＶＤ装置
　４…ゲートバルブ
　５…取出し部
　６…電極ユニット
　７…ステージユニット
　８…処理室（内部空間）
　９…軸部
　１０…真空チャンバ
　１１…第１のチャンバブロック
　１１ａ、１２ａ…開口（第１、第２の開口）
　１１ｂ…開口部
　１２ｂ…搬送口
　１１ｃ、１２ｃ…窓部
　１２…第２のチャンバブロック
　１３…シール部材
　１８…支持軸
　１９…結合部
　２１、２２…蓋体
　２３…蓋部材
　６１…シャワープレート
　６２…電極プレート
　７１…ステージ
　７２…ヒータ

Claims (6)

  1. 　第１の方向と交差する第１の開口が形成された第１の側面を有する第１のチャンバブロックと、
    　前記第１の方向と交差する第２の開口が形成された第２の側面と、前記第１の方向において前記第２の側面に対向する第３の側面とを有し、前記第２の側面が前記第１の側面と接合されることで、前記第１及び第２の開口を含む真空排気可能な内部空間を形成する第２のチャンバブロックと、
    　前記第１及び第２の開口を貫通するように前記内部空間に配置されたシャワープレートと、
    　前記第３の側面に設けられ、前記内部空間から前記シャワープレートを前記第１の方向に沿って取り出すための取出し部と
    　を具備するプラズマＣＶＤ装置。
  2. 　請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置であって、
    　前記取出し部は、
    　前記第３の側面に形成され前記シャワープレートが通過可能な搬送口と、
    　前記搬送口を開閉自在な蓋部材とを有する
    　プラズマＣＶＤ装置。
  3. 　請求項２に記載のプラズマＣＶＤ装置であって、
    　前記シャワープレートと一体的に取り付けられた第１の電極プレートと、
    　前記第１のチャンバブロック又は前記第２のチャンバブロックを貫通し、前記第１の電極プレートに対して着脱自在に連結された軸部材とをさらに具備する
    　プラズマＣＶＤ装置。
  4. 　請求項３に記載のプラズマＣＶＤ装置であって、
    　前記基板を支持し、前記第１及び第２の開口を貫通するように前記内部空間に配置され、前記第１の方向と直交する第２の方向において前記シャワープレートと対向する第２の電極プレートをさらに具備する
    　プラズマＣＶＤ装置。
  5. 　請求項４に記載のプラズマＣＶＤ装置であって、
    　前記搬送口は、前記第２の電極プレートが通過可能な大きさに形成されている
    　プラズマＣＶＤ装置。
  6. 　請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置であって、
    　前記第１のチャンバブロックは、基板搬送用の開口部が形成された第４の側面をさらに有し、
    　前記第４の側面は、前記第１の側面と前記第１の方向において対向する
    　プラズマＣＶＤ装置。
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