JP2008184666A - Film deposition system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板に材料を成膜する成膜装置に関する。 The present invention relates to a film forming apparatus for forming a material on a substrate.
従来より、太陽電池、液晶ディスプレイ、及び、有機EL等のフラットパネルの製造では、ガラスあるいはフィルム等の板状の基板の表面に、半導体膜を形成する成膜処理が行われている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in the manufacture of flat panels such as solar cells, liquid crystal displays, and organic EL, a film forming process for forming a semiconductor film on the surface of a plate-like substrate such as glass or film has been performed.
このような、基板に材料を成膜する成膜装置として、例えば、特許文献1に示されるような成膜装置が提案されている。この成膜装置は、成膜処理を行う成膜室と、この成膜室に材料となるガスを供給する分散ノズルと、基板を搭載する支持台と、を備え、いわゆるプラズマCVD法により、基板の表面に成膜処理を行うことが可能となっている。
しかしながら、特許文献1に記載された成膜装置では、例えば、連続して複数の基板を成膜処理する場合には、1枚の基板に成膜処理をする毎に、成膜室を開放し、処理を行う基板を交換する必要がある。つまり、大量の基板を成膜処理する際には、実際に装置を稼動する時間に加えて、基板を交換する時間が必要であった。特に、このような基板の交換には、基板の表面に傷が付くのを防止するために、時間が掛かるおそれがあった。
However, in the film forming apparatus described in
また、太陽電池については、光エネルギーを直接電気エネルギーに変換するものであり、資源的な制約が無いため、近年では需要が増加している。このため、大量の基板に成膜を行うにあたり、1枚の基板の成膜に掛かるタクトタイムの短縮が望まれていた。 In addition, for solar cells, since light energy is directly converted into electric energy and there are no resource restrictions, demand has increased in recent years. For this reason, when forming a film on a large number of substrates, it has been desired to reduce the tact time required for forming a single substrate.
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、成膜処理に掛かるタクトタイムを短縮できる成膜装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a film forming apparatus capable of shortening the tact time required for the film forming process.
本発明では、以下のようなものを提供する。 The present invention provides the following.
(1) 基板(例えば、後述の基板9L,9R)を収容しかつ真空引き可能な処理容器(例えば、後述の真空チャンバ2)と、前記処理容器内にプラズマを発生させるための電圧が印加される給電用電極(例えば、後述の材料導入管411)と、前記処理容器内に材料ガスを供給する材料供給手段(例えば、後述の材料ガス供給装置4)と、前記処理容器内で一組の基板(例えば、後述の一組の基板9L,9R)を保持する基板保持手段(例えば、後述の基板保持装置5)と、前記材料供給手段により供給された材料ガスを、前記基板保持手段に保持された基板へ向けて拡散する材料拡散手段(例えば、後述の材料ガス拡散装置6)と、を備え、前記材料供給手段は、前記処理容器の略中央から、互いに相反する方向へ材料ガスを供給する第1供給手段及び第2供給手段(例えば、後述の第1供給装置4L及び第2供給装置4R)を有し、前記材料拡散手段は、前記第1供給手段及び第2供給手段から供給された材料ガスを、それぞれ面状に拡散する第1拡散手段及び第2拡散手段(例えば、後述の第1拡散装置6L及び第2拡散装置6R)を有し、前記基板保持手段は、前記一組の基板のうち一方の基板(例えば、後述の基板9L)を保持する第1保持手段(例えば、後述の第1保持装置5L)と、他方の基板(例えば、後述の基板9R)を保持する第2保持手段(例えば、後述の第2保持装置5R)とを含んで構成され、前記第1保持手段及び第2保持手段は、それぞれ、保持する基板の処理面を、前記第1拡散手段及び第2拡散手段に向けた状態で、互いに対向して設けられることを特徴とする成膜装置(例えば、後述の成膜装置1)。
(1) A processing container (for example, a
(1)に記載の成膜装置によれば、真空引き可能な処理容器中に、互いに相反する方向へ材料ガスを供給する第1供給手段及び第2供給手段を設けると共に、これら第1供給手段及び第2供給手段から供給された材料ガスを面状に拡散する第1拡散手段及び第2拡散手段を設けた。さらに、一組の基板のうち一方の基板を保持する第1保持手段と、他方の基板を保持する第2保持手段とを、それぞれ、保持する基板の処理面を、これら第1拡散手段及び第2拡散手段に向けた状態で、互いに対向して設けた。 According to the film forming apparatus described in (1), the first supply means and the second supply means for supplying the material gas in directions opposite to each other are provided in the evacuable processing container, and these first supply means The first diffusion means and the second diffusion means for diffusing the material gas supplied from the second supply means in a planar shape are provided. Furthermore, the first holding means for holding one substrate of the set of substrates and the second holding means for holding the other substrate are respectively treated with the processing surface of the substrate to be held, the first diffusion means and the first holding means. Two facing each other in a state of facing the diffusion means.
これにより、一組の基板を、一の処理容器内で、同時に成膜処理することができる。つまり、一組の基板を、例えば、2枚で一組のものとすることにより、一の処理容器内で、2枚の基板を同時に成膜処理することができる。これにより、1枚ずつ基板の成膜処理を行う従来の成膜装置を用いた場合と比較して、大量の基板に成膜処理した場合に掛かるタクトタイムを大幅に短縮することができる。 Thereby, a set of substrates can be simultaneously formed in one processing container. That is, for example, by forming a set of two substrates as one set, two substrates can be simultaneously formed in one processing container. Thereby, compared with the case where the conventional film-forming apparatus which performs the film-forming process of a board | substrate one by one is used, the tact time required when the film-forming process is performed on a large number of substrates can be significantly shortened.
また、(1)に記載の成膜装置によれば、一の処理容器内で、同時に、複数の基板の成膜処理を行うことができる。つまり、略同一の条件下で複数の基板の成膜処理を行うことができるので、成膜品の品質を安定させることができる。 In addition, according to the film forming apparatus described in (1), a plurality of substrates can be simultaneously formed in one processing container. That is, since the film forming process for a plurality of substrates can be performed under substantially the same conditions, the quality of the film-formed product can be stabilized.
(2) (1)に記載の成膜装置において、前記処理容器内には、当該処理容器内を第1処理室及び第2処理室(例えば、後述の第1処理室2L及び第2処理室2R)に略2等分する仕切り板(例えば、後述の仕切り板3)が設けられ、前記第1供給手段及び第2供給手段は、それぞれ、前記第1処理室及び第2処理室に材料ガスを供給し、前記第1拡散手段及び前記第1保持手段は、前記第1処理室に設けられ、前記第2拡散手段及び前記第2保持手段は、前記第2処理室に設けられることを特徴とする成膜装置。
(2) In the film forming apparatus described in (1), the processing container includes a first processing chamber and a second processing chamber (for example, a
(2)に記載の成膜装置によれば、処理容器内は、仕切り板により、第1処理室と第2処理室との2つの室に分けられる。これにより、例えば、第1拡散手段及び第2拡散手段によって拡散された材料ガスが、処理容器内で混じり合うことにより、処理容器内で偏って分布することを防止できる。したがって、この成膜装置で一組の基板を成膜処理した場合に、これら複数の成膜品の間で、品質にばらつきが生じるのを防止できる。 According to the film forming apparatus described in (2), the inside of the processing container is divided into two chambers, a first processing chamber and a second processing chamber, by the partition plate. Thereby, for example, the material gas diffused by the first diffusing unit and the second diffusing unit can be prevented from being unevenly distributed in the processing container by being mixed in the processing container. Therefore, when a film is formed on a set of substrates by this film forming apparatus, it is possible to prevent the quality from being varied among the plurality of film formed products.
(3) (2)に記載の成膜装置において、前記仕切り板は、鉛直面内に設けられ、前記第1保持手段及び第2保持手段は、それぞれ、保持する基板を前記仕切り板と略平行にして設けられ、前記第1拡散手段及び第2拡散手段は、それぞれ、前記第1保持手段及び第2保持手段が保持する基板の処理面へ材料ガスを拡散することを特徴とする成膜装置。 (3) In the film forming apparatus according to (2), the partition plate is provided in a vertical plane, and each of the first holding unit and the second holding unit has a substrate to be held substantially parallel to the partition plate. The film forming apparatus is characterized in that the first diffusion means and the second diffusion means diffuse the material gas to the processing surface of the substrate held by the first holding means and the second holding means, respectively. .
ここで、例えば、基板を水平にして成膜処理を行う場合には、基板の非処理面を、処理容器内の台の表面に合わせる必要がある。特に、大型の基板を成膜処理する場合には、この基板が撓んだり、破損したりするのを防止するため、基板の非処理面を台の表面に合わせた状態で成膜処理を行う必要がある。このようにして、基板の非処理面を台の表面に合わせた状態で成膜処理を行う場合には、基板の非処理面に傷が付くおそれがある。 Here, for example, when the film formation process is performed with the substrate horizontal, it is necessary to match the non-processed surface of the substrate with the surface of the table in the processing container. In particular, when a film is formed on a large substrate, the film is formed with the non-processed surface of the substrate aligned with the surface of the table in order to prevent the substrate from being bent or damaged. There is a need. In this way, when the film forming process is performed in a state where the non-processed surface of the substrate is aligned with the surface of the table, the non-processed surface of the substrate may be damaged.
しかしながら、(3)に記載の成膜装置によれば、一組の基板は、第1保持手段及び第2保持手段により、鉛直面内に設けられた仕切り板と略平行、つまり、縦にして保持されることとなる。したがって、大型の基板であったとしても、基板の表面を、他の部材と接触させることなく成膜処理を行うことができるので、基板の表面に傷が付くのを防止できる。 However, according to the film forming apparatus described in (3), the pair of substrates is substantially parallel to the partition plate provided in the vertical plane by the first holding means and the second holding means, that is, vertically. Will be held. Therefore, even if the substrate is a large substrate, film formation can be performed without bringing the surface of the substrate into contact with other members, so that the surface of the substrate can be prevented from being damaged.
(4) (1)から(3)のいずれかに記載の成膜装置において、前記第1拡散手段及び第2拡散手段は、それぞれ、複数の孔(例えば、後述の噴出孔651)が形成され材料ガスを面状に略均一に拡散する平板状のシャワー板(例えば、後述のシャワー板65)を備え、前記第1拡散手段及び第2拡散手段のシャワー板は、それぞれ、前記第1保持手段及び第2保持手段が保持する基板の処理面と対向して設けられると共に、前記給電用電極と電気的に導通されていることを特徴とする成膜装置。
(4) In the film forming apparatus according to any one of (1) to (3), each of the first diffusing unit and the second diffusing unit has a plurality of holes (for example,
(4)に記載の成膜装置によれば、材料ガスを拡散するシャワー板と、高周波の電場を発生させる電極板とを兼用することにより、プラズマの生成を容易にし、成膜品の品質を向上させることができる。 According to the film forming apparatus described in (4), by combining the shower plate that diffuses the material gas and the electrode plate that generates a high-frequency electric field, plasma generation is facilitated and the quality of the film-formed product is improved. Can be improved.
(5) (4)に記載の成膜装置において、前記第1拡散手段及び第2拡散手段は、それぞれ、前記材料供給手段と前記シャワー板との間に設けられ前記第1供給手段及び第2供給手段から供給された材料ガスを前記シャワー板の裏面に略均一に分散させる分散部(例えば、後述の分散部67)を、さらに備えることを特徴とする成膜装置。
(5) In the film forming apparatus described in (4), the first diffusing unit and the second diffusing unit are provided between the material supplying unit and the shower plate, respectively. A film forming apparatus, further comprising: a dispersion unit (for example, a later-described
(5)に記載の成膜装置によれば、材料供給手段から供給された材料ガスは、シャワー板により拡散される前に、分散部によりシャワー板の裏面で略均一に分散される。これにより、材料ガスを基板の処理面へ略均一に拡散させることができ、したがって、基板の処理面に材料をむら無く成膜することができる。つまり、成膜品の品質を向上させることができる。 According to the film forming apparatus described in (5), the material gas supplied from the material supply unit is dispersed substantially uniformly on the back surface of the shower plate by the dispersing unit before being diffused by the shower plate. As a result, the material gas can be diffused substantially uniformly to the processing surface of the substrate, and therefore the material can be deposited evenly on the processing surface of the substrate. That is, the quality of the film-formed product can be improved.
(6) (5)に記載の成膜装置において、前記第1拡散手段及び第2拡散手段の分散部は、それぞれ、複数の孔(例えば、後述の噴出孔611)が形成され、前記材料供給手段と前記シャワー板との間に設けられた第1分散板(例えば、後述の第1分散板61)と、前記第1分散板よりも多い数の孔(例えば、後述の噴出孔631)が形成され、前記第1分散板と前記シャワーとの間に設けられた第2分散板(例えば、後述の第2分散板63)と、を含んで構成されることを特徴とする成膜装置。
(6) In the film forming apparatus according to (5), each of the first diffusion unit and the second diffusion unit has a plurality of holes (for example,
(6)に記載の成膜装置によれば、材料供給手段から、材料拡散手段に供給された材料ガスは、先ず、第1分散板と第2分散板との間で一時的に滞留し、次に、第2分散板とシャワー板との間で一時的に滞留した後に、シャワー板により基板の処理面へ拡散されることとなる。ここで、材料ガスを、第1分散板と第2分散板との間、及び、第2分散板とシャワー板との間で一時的に滞留させることにより、材料ガスをシャワー板の裏面に略均一に分散させることができる。したがって、基板の処理面に材料をむら無く成膜することができ、成膜品の品質を向上させることができる。 According to the film forming apparatus described in (6), the material gas supplied from the material supplying unit to the material diffusing unit first temporarily stays between the first dispersion plate and the second dispersion plate, Next, after temporarily staying between the second dispersion plate and the shower plate, it is diffused to the processing surface of the substrate by the shower plate. Here, the material gas is temporarily retained between the first dispersion plate and the second dispersion plate and between the second dispersion plate and the shower plate, so that the material gas is substantially reduced on the back surface of the shower plate. It can be uniformly dispersed. Therefore, a film can be deposited evenly on the processing surface of the substrate, and the quality of the film-formed product can be improved.
(7) (6)に記載の成膜装置において、前記シャワー板に形成された孔の径は、前記第1分散板及び第2分散板に形成された孔の径よりも小さいことを特徴とする成膜装置。 (7) In the film forming apparatus described in (6), the diameter of the hole formed in the shower plate is smaller than the diameter of the hole formed in the first dispersion plate and the second dispersion plate. A film forming apparatus.
(7)に記載の成膜装置によれば、(6)と同様の効果がある。 According to the film-forming apparatus as described in (7), there exists an effect similar to (6).
(8) (4)から(7)のいずれかに記載の成膜装置において、前記第1保持手段及び第2保持手段の各々が保持する基板と、前記第1拡散手段及び第2拡散手段のシャワー板との間隔を調整可能な、間隔調整機構をさらに備えることを特徴とする成膜装置。 (8) In the film forming apparatus according to any one of (4) to (7), the substrate held by each of the first holding means and the second holding means, and the first diffusion means and the second diffusion means. A film forming apparatus, further comprising an interval adjusting mechanism capable of adjusting an interval between the shower plate and the shower plate.
(8)に記載の成膜装置によれば、基板保持手段が保持する基板の処理面と、材料ガスを拡散するシャワー板の表面との間隔を調整することができる。これにより、基板の処理面とシャワー板の表面との間から吹き抜ける材料ガスの量を調整することができる。言い換えれば、基板の処理面とシャワー板の表面との間に封じ込められる材料ガスの量を調整することができる。このようにして、材料ガスの封じ込める量を調整することにより、基板の処理面の全面に亘って、略均一に成膜することができる。 According to the film forming apparatus described in (8), the distance between the processing surface of the substrate held by the substrate holding means and the surface of the shower plate that diffuses the material gas can be adjusted. Thereby, the amount of the material gas blown through between the processing surface of the substrate and the surface of the shower plate can be adjusted. In other words, the amount of material gas confined between the processing surface of the substrate and the surface of the shower plate can be adjusted. In this way, by adjusting the amount of the material gas that is confined, the film can be formed substantially uniformly over the entire processing surface of the substrate.
(9) (5)から(8)に記載の成膜装置において、前記第1供給手段及び第2供給手段は、それぞれ、材料ガスを前記処理容器の外部から内部へ導入する材料導入部を備え、前記第1供給手段及び第2供給手段の材料導入部は、それぞれ、前記給電用電極として低抵抗性の導電材料で形成され材料ガスが流れる導入管(例えば、後述の材料導入管411)と、絶縁材料で形成され前記導入管の外周を覆う絶縁被覆(例えば、後述の被覆部419)と、を含んで構成され、前記導入管は、前記第1拡散手段及び第2拡散手段のシャワー板に導通することを特徴とする成膜装置。
(9) In the film forming apparatus described in (5) to (8), each of the first supply unit and the second supply unit includes a material introduction unit that introduces a material gas from the outside to the inside of the processing container. The material introduction portions of the first supply means and the second supply means are each formed of an introduction pipe (for example, a
(9)に記載の成膜装置によれば、材料ガスが流れる導入管を、高周波電源が接続される給電用電極として用いることにより、成膜装置の製造に必要な部品の点数を削減できる。したがって、成膜装置の製造に掛かるコストを削減できる。 According to the film-forming apparatus described in (9), the number of parts required for manufacturing the film-forming apparatus can be reduced by using the introduction tube through which the material gas flows as a power supply electrode to which a high-frequency power source is connected. Therefore, the cost for manufacturing the film forming apparatus can be reduced.
(10) (9)に記載の成膜装置において、前記第1供給手段及び第2供給手段の材料導入部には、それぞれ、前記第1拡散手段及び第2拡散手段の分散部の複数の箇所へ材料ガスを噴出する噴出部(例えば、後述の噴出孔414a,415a,416a,417a)が形成されていることを特徴とする成膜装置。
(10) In the film forming apparatus described in (9), the material introduction portions of the first supply unit and the second supply unit include a plurality of locations of the dispersion unit of the first diffusion unit and the second diffusion unit, respectively. A film forming apparatus in which a jet part (for example,
(10)に記載の成膜装置によれば、第1拡散手段及び第2拡散手段の複数の箇所へ材料ガスを噴出させることにより、第1拡散手段及び第2拡散手段により材料ガスを拡散させる効果を促進させることができる。 According to the film forming apparatus described in (10), the material gas is diffused by the first diffusion means and the second diffusion means by ejecting the material gas to a plurality of locations of the first diffusion means and the second diffusion means. The effect can be promoted.
(11) (9)または(10)に記載の成膜装置において、前記シャワー板の外縁部を支持する枠部材(例えば、後述の枠部材8)をさらに備え、前記枠部材は、絶縁材料で形成されていることを特徴とする成膜装置。
(11) The film forming apparatus according to (9) or (10), further including a frame member (for example, a
(11)に記載の成膜装置によれば、材料ガスを拡散させるシャワー板を電極板として兼用すると共に、このシャワー板を絶縁材料で形成された枠部材により、その外縁部を支持することにより、シャワー板と、処理容器内の他の装置との間を、電気的に絶縁させることができる。 According to the film forming apparatus described in (11), the shower plate for diffusing the material gas is also used as the electrode plate, and the shower plate is supported by the frame member formed of an insulating material. The shower plate can be electrically insulated from other devices in the processing container.
(12) (1)から(11)のいずれかに記載の成膜装置において、前記第1保持手段及び第2保持手段は、それぞれ、基板の外縁部の一部を保持する基板保持部(例えば、後述の基板保持部52U,52D)と、前記基板保持部に保持された基板を、処理面の裏側から加熱する基板加熱部(例えば、後述の基板加熱部54)と、前記基板保持部に保持された基板と前記基板加熱部との間隔を調整可能な調整機構と、を備えることを特徴とする成膜装置。
(12) In the film forming apparatus according to any one of (1) to (11), each of the first holding unit and the second holding unit includes a substrate holding unit (for example, a part of an outer edge portion of the substrate). ,
(12)に記載の成膜装置によれば、基板は、基板保持部によりその外縁部の一部が保持された状態で、成膜処理が行われることとなる。つまり、基板の処理面及び非処理面を、例えば、基板加熱部等の他の装置と接触させること無く、成膜処理を行うことができる。これにより、基板の表面に傷が付くのを防止でき、したがって、成膜品の品質を向上させることができる。 According to the film forming apparatus described in (12), the substrate is subjected to the film forming process in a state where a part of the outer edge portion is held by the substrate holding portion. That is, the film forming process can be performed without bringing the processing surface and non-processing surface of the substrate into contact with another device such as a substrate heating unit. Thereby, it can prevent that the surface of a board | substrate is damaged, Therefore, the quality of the film-forming goods can be improved.
また、(12)に記載の成膜装置によれば、基板と、基板加熱部との間隔を調整することができる。これにより、例えば、成膜処理を行う場合には、基板と基板加熱部との間隔を狭くし、基板の交換を行う場合には、基板と基板加熱部との間隔を大きくすることができる。特に、基板の交換時に、基板と基板加熱部とを離間させることにより、基板と基板加熱部とが接触して基板に傷が付くのを確実に防止できる。 Moreover, according to the film-forming apparatus as described in (12), the space | interval of a board | substrate and a board | substrate heating part can be adjusted. Thereby, for example, when performing a film-forming process, the space | interval of a board | substrate and a board | substrate heating part can be narrowed, and when replacing | exchanging a board | substrate, the space | interval of a board | substrate and a board | substrate heating part can be enlarged. In particular, when the substrate is replaced, the substrate and the substrate heating unit are separated from each other, so that the substrate and the substrate heating unit can be reliably prevented from coming into contact with each other and being damaged.
(13) (12)に記載の成膜装置において、前記基板加熱部は、前記基板保持部に保持された基板に対して略平行な熱板(例えば、後述の熱板542)と、前記熱板を裏面から加熱する加熱部(例えば、後述のヒータユニット544)と、を備え、前記熱板の基板側の面には、セラミック皮膜が設けられていることを特徴とする成膜装置。
(13) In the film forming apparatus according to (12), the substrate heating unit includes a heat plate (for example, a
(13)に記載の成膜装置によれば、基板は、加熱部で加熱された熱板により、間接的に加熱されることとなる。これにより、基板を全面に亘ってむら無く加熱することができる。また、この(13)に記載の成膜装置によれば、熱板の基板側の面には、セラミック皮膜が設けられている。このような皮膜を設けることにより、熱板の表面の温度むらを小さくすることができるので、これにより、基板の温度むらをさらに小さくできる。 According to the film forming apparatus described in (13), the substrate is indirectly heated by the hot plate heated by the heating unit. Thereby, a board | substrate can be heated uniformly over the whole surface. Also, according to the film forming apparatus described in (13), the ceramic film is provided on the surface of the hot plate on the substrate side. By providing such a coating, it is possible to reduce the temperature unevenness of the surface of the hot plate, and thus the temperature unevenness of the substrate can be further reduced.
(14) (13)に記載の成膜装置において、前記熱板の板厚は、8mm〜40mmであることを特徴とする成膜装置。 (14) The film forming apparatus according to (13), wherein the thickness of the hot plate is 8 mm to 40 mm.
(14)に記載の成膜装置によれば、熱板の温度変化を小さくできる。つまり、成膜装置を稼動させる際には、熱板を加熱するのに時間がかかるものの、成膜を行うのに適した温度に達した後は、この適した温度付近で連続して成膜処理を行うことができる。これにより、成膜品の品質にばらつきが生じるのを防止できる。また、熱板の温度を長時間に亘って安定させることができるので、この熱板を再加熱する頻度を少なくでき、したがって、大量の基板を成膜処理する場合に掛かるタクトタイムをさらに短縮できる。 According to the film forming apparatus described in (14), the temperature change of the hot plate can be reduced. In other words, when operating the film forming apparatus, it takes time to heat the hot plate, but after reaching a temperature suitable for film formation, the film is continuously formed in the vicinity of this suitable temperature. Processing can be performed. Thereby, it is possible to prevent variations in the quality of the film-formed product. In addition, since the temperature of the hot plate can be stabilized over a long period of time, the frequency of reheating the hot plate can be reduced, and therefore the tact time required when a large number of substrates are formed can be further reduced. .
本発明の成膜装置によれば、一組の基板を、一の処理容器内で、同時に成膜処理することができる。つまり、一組の基板を、例えば、2枚で一組のものとすることにより、一の処理容器内で、2枚の基板を同時に成膜処理することができる。これにより、1枚ずつ基板の成膜処理を行う従来の成膜装置を用いた場合と比較して、大量の基板に成膜処理した場合に掛かるタクトタイムを大幅に短縮することができる。また、本発明の成膜装置によれば、一の処理容器内で、同時に、複数の基板の成膜処理を行うことができる。つまり、略同一の条件下で複数の基板の成膜処理を行うことができるので、成膜品の品質を安定させることができる。 According to the film forming apparatus of the present invention, a set of substrates can be simultaneously formed in one processing container. That is, for example, by forming a set of two substrates as one set, two substrates can be simultaneously formed in one processing container. Thereby, compared with the case where the conventional film-forming apparatus which performs the film-forming process of a board | substrate one by one is used, the tact time required when the film-forming process is performed on a large number of substrates can be significantly shortened. Further, according to the film forming apparatus of the present invention, it is possible to simultaneously perform film forming processes on a plurality of substrates in one processing container. That is, since the film forming process for a plurality of substrates can be performed under substantially the same conditions, the quality of the film-formed product can be stabilized.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2は、本発明の実施形態に係る成膜装置1の構成を示す断面図である。具体的には、図1は、略立方体状の成膜装置1を側部から視た側部断面図であり、図2は、成膜装置1を上部から視た上部断面図である。
1 and 2 are cross-sectional views showing a configuration of a
本発明の成膜装置1は、2枚で一組の略正方形状の基板9L,9Rの各々の処理面に、材料を成膜する装置である。より具体的には、真空チャンバ2中に高周波の電場中に材料ガスを噴出してプラズマを生成し、一組の基板9L,9Rに材料を成膜する装置である。以下、この成膜装置1の構成について説明する。なお、本実施形態では、主に太陽電池の生産を目的として基板9L,9Rにガラス基板を用いるが、これに限るものではない。
The
この成膜装置1は、基板9L,9Rを収容し且つその内部を真空引き可能な処理容器としての真空チャンバ2と、この真空チャンバ2内に材料ガスを供給する材料供給手段としての材料ガス供給装置4と、真空チャンバ2内で一組の基板9L,9Rを保持する基板保持手段としての基板保持装置5と、材料ガス供給装置4により供給された材料ガスを、基板保持装置5に保持された基板9L,9Rへ向けて拡散する材料拡散手段としての材料ガス拡散装置6と、を備える。また、これらに加えて、後に詳述するように、高周波の交流電圧が印加される給電用電極が材料ガス供給装置4に設けられており、これにより、真空チャンバ2内にプラズマを生成させることが可能となっている。
This
真空チャンバ2は、基板9L,9Rを互いに平行にした状態で収容できるように、これら基板9L,9Rの形状に合わせて、略立方体状となっている。
この真空チャンバ2内部のうち中央には、材料ガス供給装置4及び材料ガス拡散装置6が、真空チャンバ2を略2等分する仕切り板3と共に、枠部材8を介して設けられている。また、真空チャンバ2内部のうち図1中左右両側には、基板保持装置5が設けられている。
The
In the center of the
仕切り板3は、真空チャンバ2内部の中央のうち、鉛直面内に延びるように設けられており、これにより、真空チャンバ2内部は、図1中左側に位置する第1処理室2Lと、図1中右側に位置する第2処理室2Rと、に略2等分される。一組の基板9L,9Rは、それぞれ、第1処理室2L及び第2処理室2Rに配置され、各々同時に成膜処理が行われる。
The
また、このようにして基板9L,9Rを処理室2L,2Rに分けて配置するに伴い、上述の材料ガス供給装置4、基板保持装置5、及び、材料ガス拡散装置6も、処理室2L,2Rに分けて配置される。
Further, as the
具体的には、材料ガス供給装置4は、第1処理室2L内に設けられ該処理室2Lに材料ガスを供給する第1供給装置4Lと、第2処理室2R内に設けられ該処理室2Rに材料ガスを供給する第2供給装置4Rと、に分けられる。これら第1供給装置4L及び第2供給装置4Rは、それぞれ、図1中左右両側へ向けて、すなわち互いに相反する方向へ向けて材料ガスを供給する。
Specifically, the material
また、基板保持装置5及び材料ガス拡散装置6も、それぞれ、第1処理室2L内に設けられる第1保持装置5L及び第1拡散装置6Lと、第2処理室2R内に設けられる第2保持装置5R及び第2拡散装置6Rと、に分けられる。
In addition, the
真空チャンバ2のうち図2中上方の壁部22には、スロット221L,221Rと、これらスロット221L,221Rを開閉する蓋体223が設けられている。真空チャンバ2内部の基板9L,9Rは、これらスロット221L,221Rを介して出し入れ可能となっている。
The
一方、真空チャンバ2のうち図2中下方の壁部24には、材料ガス供給装置4の第1供給装置4L及び第2供給装置4Rが挿通される挿通孔241が形成されており、これにより、真空チャンバ2の外部から材料ガスを供給可能となっている。
On the other hand, an
また、真空チャンバ2には、この真空チャンバ2内部の気体を外部に排出する排気装置(図示せず)が接続されている。この排気装置は、圧力制御弁及び真空ポンプ等を含んで構成され、これにより、真空チャンバ2内部を排気して、任意の圧力に調整することが可能となっている。なお、以下では詳述しないが、真空チャンバ2内の圧力は、材料ガスの種類及び基板の処理面の面積等の成膜条件を左右する種々の要因に応じて、適した圧力に調整される。
The
以上のように、本発明の成膜装置1は、仕切り板3を中心として、左右が略対称な構成となっている。以下では、これら材料ガス供給装置4、基板保持装置5、及び、材料ガス拡散装置6のうち、主に第1処理室2L内に配置されるものについて、それぞれ詳しく説明するが、第2処理室2R内に配置されるものも略同様の構成であるので、その詳細な説明を省略する。
As described above, the
図3は、材料ガス供給装置4のうち第1供給装置4Lの構成を示す側面図である。具体的には、図3は、第1供給装置4Lを、図1の仕切り板3側から視た図である。
FIG. 3 is a side view showing the configuration of the
第1供給装置4Lは、基板9Lに成膜する材料ガスを生成する材料ガス生成部43と、この材料ガス生成部43で生成された材料ガスを真空チャンバ2の内部へ供給する材料導入部41と、を備える。
The
図3に示すように、材料導入部41は管状であり、その内部を材料ガスが流れる材料導入管411と、この材料導入管411の外周を覆う被覆部419と、を含んで構成される。この材料導入管411は、低抵抗性の導電材料で形成されており、上述のようにその内部に材料ガスが導入されると共に、真空チャンバ2内にプラズマを発生させるために高周波の交流電圧が印加される。また、被覆部419は、絶縁性の材料で形成されており、これにより、材料導入管411と真空チャンバ2内の他の装置との間は電気的に絶縁される。
As shown in FIG. 3, the
また、この材料導入管411は、図3中左右方向に直線状に延びる主導入管413と、この主導入管413の先端部から4つ又に分岐して接続される第1分岐管414、第2分岐管415、第3分岐管416、及び、第4分岐管417で構成される。
Further, the
主導入管413は、真空チャンバ2の外部から内部の略中央まで延びており、その基端側から材料ガスを導入可能となっている。主導入管413の先端側は、第1分岐管414、第2分岐管415、第3分岐管416、及び、第4分岐管417に連結されており、これら分岐管414〜417の先端側へ材料ガスを供給する。
The
また、主導入管413には、基端側から順に、材料ガス生成部43が接続される材料ガス導入部413aと、高周波電源7の給電線が接続される電源接続部413bと、が形成されている。なお、これら材料ガス導入部413aと電源接続部413bとの間には、例えば、石英やセラミック等で形成された絶縁材413cが介装されており、材料ガス導入部413aと電源接続部413bとは電気的に絶縁されている。ここで、本実施形態では、高周波電源7として、例えば、10MHz〜100MHz、1000W〜5000Wの出力を有するものを用いるが、これに限るものではない。
Further, in the
各分岐管414〜417は、主導入管413の先端部から、同一平面内に延びている。また、これら分岐管414〜417の先端側は、それぞれ、略垂直に折れ曲がり、第1拡散装置6Lに接続されている。
Each of the
図4は、図3中の線IV−IVに沿った断面図である。具体的には、第1分岐管414に沿った断面図である。
図4に示すように、第1分岐管414は、第1分散板61、第2分散板63、及び、シャワー板65の3枚で構成される第1拡散装置6Lに略垂直にして接続されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. Specifically, it is a cross-sectional view along the
As shown in FIG. 4, the
具体的には、第1分岐管414の先端部は、第1拡散装置6Lのシャワー板65に電気的に接続されており、これにより、高周波電源7から供給された電力がシャワー板65に導通される。また、第1分岐管414には、噴出孔414aが第1分散板61の裏面へ向けて形成されており、これにより、供給された材料ガスは、第1分散板61へ噴出される。
Specifically, the distal end portion of the
なお、第2分岐管415、第3分岐管416、及び、第4分岐管417も同様にして、第1拡散装置6Lに接続されていると共に、噴出孔415a〜417a(図3参照)が形成されており、これにより、第1拡散装置6Lの第1分散板61に複数の箇所から材料ガスを噴出させることが可能となっている。
Similarly, the
次に材料ガス拡散装置6の第1拡散装置6Lについて説明する。図5は、第1拡散装置6Lの構成を示す分解斜視図である。
Next, the
図5に示すように、第1拡散装置6Lは、2枚の平板状の第1分散板61及び第2分散板63で構成される分散部67と、シャワー板65とを合わせて形成される。これら第1分散板61、第2分散板63、及びシャワー板65には、それぞれ複数の孔が形成されている。この第1拡散装置6Lは、図5の白抜き矢印の方向へ材料ガスを通過させることにより、基板9Lの処理面へ材料ガスを略均一に拡散させる。
As shown in FIG. 5, the
シャワー板65は、基板9Lの形状に合わせて略正方形状の平板となっている。シャワー板65には、所定の内径の噴出孔651が、全面に亘って略等間隔に形成されている。このシャワー板65は、第1保持装置5Lが保持する基板9Lの処理面と対向する位置に設けられ、第1分散板61及び第2分散板63を通過した材料ガスを、基板9Lの処理面へ向けて面状に略均一に拡散する。
The
また、このシャワー板65は、導電性の材料で形成されていると共に、上述の給電用電極としての材料導入管411と電気的に導通される。より具体的には、シャワー板65は、導電性のアルミ合金板で形成されており、これにより、このシャワー板65は、プラズマを発生させるための電極板としても作用する。
The
第1分散板61及び第2分散板63は、それぞれ、上述のシャワー板65と略同形の平板である。これら第1分散板61及び第2分散板63には、それぞれ、所定の内径の噴出孔611,631が、全面に亘って略等間隔に形成されている。
Each of the
具体的には、第1分散板61には、上述のシャワー板65に形成された噴出孔651よりも大きな内径を有する噴出孔611が、所定の間隔で形成されている。
Specifically, the
ここで、第1分散板61において噴出孔611が形成される間隔は、シャワー板65に形成された噴出孔651の間隔よりも大きい。つまり、第1分散板61に形成される噴出孔611の数は、シャワー板65に形成される噴出孔651の数よりも少ない。さらに言い換えれば、シャワー板65には、噴出孔651が、第1分散板61よりも密に形成されている。
Here, the interval at which the ejection holes 611 are formed in the
また、第2分散板63には、上述の第1分散板61に形成された噴出孔611と略等しい内径を有する噴出孔631が、所定の間隔で形成されている。
In addition, the
ここで、第2分散板63において噴出孔631が形成される間隔は、シャワー板65に形成された噴出孔651の間隔と略等しい。つまり、第2分散板63に形成される噴出孔631の数は、第1分散板61に形成される噴出孔611の数よりも多い。さらに言い換えれば、第2分散板63には、噴出孔631が、第1分散板61よりも密に形成されている。
Here, the interval at which the ejection holes 631 are formed in the
これら第1分散板61及び第2分散板63は、それぞれ、絶縁性の材料で形成されている。具体的には、ステンレス鋼板で形成される。また、第1分散板61及び第2分散板63には、それぞれ、第1供給装置4Lの材料導入管411を挿通させる孔が形成されている(図4参照)。
The
なお、以上のような第1分散板61、第2分散板63、及びシャワー板65の表面には、GBB処理(ガラスビーズドブラスト処理)が施されている。一般に、工作機械によって切削された切削面は一見滑らかに見えるが、その切削面には鋸の歯のようなミクロレベルのギザギザの山が形成されている。そこで、その切削面に上述のGBB処理をすることにより、このギザギザの山は潰され、切削面の表面積が減少し滑らかになる。つまり、GBB処理を施すことにより、第1分散板61、第2分散板63、及びシャワー板65の表面を流れる気体の摩擦抵抗が減少するので、真空チャンバ2内の真空度を向上させることができる。
The surface of the
また、第1分散板61、第2分散板63、及びシャワー板65の表面にGBB処理を施しておくことにより、成膜した時に、基板9L,9R以外の真空チャンバ2内及び真空チャンバ2の内蔵物(例えば、第1分散板61、第2分散板63、及びシャワー板65等)にも膜が付着することがある。この付着した膜の剥離は付着したものの表面粗さに関係し、この表面が滑らか過ぎると膜がこれから剥がれてパーテイクルになることがある。GBB処理に用いるビーズの大きさを適切なものに選択して、ほどよい表面粗さを形成することにより、膜の剥がれを防止し、また、セルフクリーニング時のクリーニングが容易になる。良好な表面粗さを得るためには、100番〜120番のGBB処理を切削面に施すことが好ましい。
Further, by performing GBB treatment on the surfaces of the
図1に戻って、以上のように構成された第1拡散装置6Lは、第1供給装置4L側から基板9L側へ向かって、第1分散板61、第2分散板63、シャワー板65の順で、枠部材8で固定することにより形成される。
Returning to FIG. 1, the
枠部材8は、第1分散板61、第2分散板63、及びシャワー板65の各々の外縁部が嵌合する嵌合枠81と、これら第1分散板61、第2分散板63、及びシャワー板65を嵌合枠81に固定する固定部82と、を含んで構成される。これにより、第1分散板61、第2分散板63、及びシャワー板65は、それぞれ、仕切り板3に対し平行にした状態で真空チャンバ2内に設けられる。
The
また、これら嵌合枠81及び固定部82は、それぞれ、絶縁性の材料で形成されている。具体的には、これら嵌合枠81及び固定部82は、それぞれ、石英で形成されており、これにより、シャワー板65は真空チャンバ2内で電気的に絶縁される。
The
またここで、第1分散板61、第2分散板63、及びシャワー板65は、各々の間にインシュレータが介装されており、互いに所定の距離だけ離間させた状態で固定される。これにより、第1分散板61と第2分散板63との間、及び、第2分散板63とシャワー板65との間には、それぞれ、材料ガスが一時的に滞留する第1滞留室68及び第2滞留室69が形成される。
In addition, here, the
次に、図4を参照して、以上のように構成された第1分散板61、第2分散板63、及び、シャワー板65を通過する材料ガスの流れについて説明する。
Next, the flow of the material gas passing through the
先ず、第1供給装置4Lの材料導入管411から供給された材料ガスは、噴出孔414aから第1分散板61の裏面へ向けて噴出される。第1供給装置4Lから供給された材料ガスは、第1分散板61の噴出孔611、第2分散板63の噴出孔631、及び、シャワー板65の噴出孔651、を順に通過して、基板9Lの処理面に拡散される。
First, the material gas supplied from the
ここで、上述のように、第1供給装置4Lには、材料ガスを噴出する孔として4つの噴出孔414a,415a,416a,417aが形成されている。また、第1分散板61、第2分散板63、シャワー板65には、噴出孔611,631,651が、基板9L側に向かうに従い密に形成されている。換言すると、シャワー板65の噴出孔651と分散板63の噴出孔631とは互いに千鳥配列に配置されており、分散板63の噴出孔631と分散板61の噴出孔611とも互いに千鳥配列に配置されている。また、噴出孔651,631,611のうち、シャワー板65の噴出孔651の孔径が最も小さく、次いで、分散板63の噴出孔631の孔径が大きく、分散板61の噴出孔611の孔径が最も大きい。このように、材料ガスを噴出する孔を段階的に増やすことにより、材料ガスを基板9Lの処理面に全面に亘って拡散することができる。
Here, as described above, the four
また、特に、シャワー板65の裏面側には、第1分散板61及び第2分散板63を互いに離間して設けることにより、第1滞留室68及び第2滞留室69が形成されている。これにより、第1供給装置4Lから供給された材料ガスは、これら第1滞留室68及び第2滞留室69において、一時的に滞留した後に、シャワー板65から基板9Lの処理面へ噴出される。ここで、第1滞留室68及び第2滞留室69で、材料ガスを一次的に滞留させることにより、第1供給装置4Lから供給された材料ガスを、シャワー板65の裏面に略均一に分散させることができる。
In particular, on the back surface side of the
以上のようにして、第1拡散装置6Lは、第1保持装置5Lが保持する基板9Lの処理面へ向けて、面状に材料ガスを拡散する。
As described above, the
次に、図1に戻って、基板保持装置5の第1保持装置5Lについて説明する。
第1保持装置5Lは、基板9Lを保持する基板保持部52U,52Dと、これら基板保持部52U,52Dにより保持された基板9Lを処理面の裏側から加熱する基板加熱部54と、これら基板保持部52U,52D及び基板加熱部54の縁部を上下で支持する支持部56U,56Dと、を備え、全体の形状が略立方体状となっている。
Next, returning to FIG. 1, the
The
図1及び図2に示すように、第1保持装置5Lの上側に設けられる基板保持部52Uは、複数のガイドローラ521U及びシャフト523Uを含んで構成され、下側に設けられる基板保持部52Dも同様に、複数のガイドローラ521D及びシャフト523Dを含んで構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ガイドローラ521U,521Dの外周部には、基板9Lの厚みに合わせた溝部が形成されており、基板9Lの端部がこの溝部に嵌合可能となっている。
シャフト523U,523Dは、水平方向に延びる棒状の部材である。シャフト523U,523Dの先端側には、ガイドローラ521U,521Dが回転可能に取り付けられている。一方、シャフト523U,523Dの基端側は、基板加熱部54の後述の熱板542を貫通し、支持部56により支持されている。
A groove portion corresponding to the thickness of the
The
以上のように構成された基板保持部52U,52Dは、複数のガイドローラ521Uの溝部に基板9Lの上端部を嵌合させると共に、複数のガイドローラ521Dの溝部に基板9Lの下端部を嵌合させることにより、基板9Lを保持する。
The
基板加熱部54は、基板保持部52U,52Dに保持された基板9Lに対して略平行に延びる熱板542と、この熱板542を裏面から加熱する加熱部としてのヒータユニット544と、を備える。
The
熱板542は、基板9Lを全面に亘りむら無く加熱するために、基板9Lとヒータユニット544との間に介装される板である。この熱板542は、熱伝導性の高いアルミ合金で形成される。また、この熱板542は、接地されており、上記シャワー板65に対向する電極板としても作用する。ヒータユニット544は、この熱板542を介して間接的に基板9Lを加熱し、所定の温度にする。
The
また、熱板542の基板9L側の面には、石英で形成された枠状のシールド546が、基板9Lの外周に沿って設けられている。
Further, a frame-shaped
また、この熱板542の表面は、GBB処理が施されると共に、その基板9L側の面には、セラミックコーティング処理を施すことにより、セラミックの皮膜が設けられている。これにより、熱板542の表面の温度むらを小さくすることができる。すなわち、このようなセラミック皮膜を設けることにより、基板9Lの温度むらを小さくすることができ、したがって、基板9Lの処理面に材料を略均一に成膜できる。
Further, the surface of the
また、本実施形態では、熱板542として、板厚が12mmのステンレス板と20mmのアルミ合金板を組み合わせて用いるが、これに限るものではない。この熱板542の板厚は、8mm〜40mmの範囲内であることが好ましい。このような熱板542を用いることにより、熱板542の温度変化を小さくすることができる。
熱板の材質としては、カーボン(C)、炭化珪素(SiC)、ステンレス(SUS)及びアルミ(Al)等を用いることができる。
In the present embodiment, a stainless steel plate having a thickness of 12 mm and an aluminum alloy plate having a thickness of 20 mm are used in combination as the
As a material of the hot plate, carbon (C), silicon carbide (SiC), stainless steel (SUS), aluminum (Al), or the like can be used.
熱板の厚みは、成膜しようとする基板の面積に応じて決めることが好ましい。具体的には、基板の面積が300cm2以下の場合、熱板の厚みを8mm〜12mm程度に、基板の面積が300cm2〜2000cm2の場合、熱板の厚みを15mm〜20mm程度に、基板の面積が2000cm2〜10000cm2の場合、熱板の厚みを20mm〜40mm程度に、基板の面積が10000cm2以上の場合、熱板の厚みを30mm以上にすることが好ましい。ただし、カーボン(C)及び炭化珪素(SiC)等の黒体材料を熱板とする場合は、この限りではない。また、ステンレスとアルミとの組合せ、ステンレスと炭化珪素(SiC)との組合せ、ステンレスとカーボンとの組合せ、または、アルミと炭化珪素(SiC)アルミとカーボンとの組合せた材質を熱板とする場合も、この限りでない。 The thickness of the hot plate is preferably determined according to the area of the substrate to be formed. Specifically, when the area of the substrate is 300 cm 2 or less, the thickness of the hot plate to about 8 mm to 12 mm, when the area of the substrate is 300cm 2 ~2000cm 2, the thickness of the hot plate to approximately 15 mm to 20 mm, the substrate If the area is 2000cm 2 ~10000cm 2 of the thickness of the hot plate to approximately 20 mm to 40 mm, when the area of the substrate is 10000 cm 2 or more, it is preferable that the thickness of the hot plate more than 30 mm. However, this is not the case when a black body material such as carbon (C) and silicon carbide (SiC) is used as the hot plate. In addition, a combination of stainless steel and aluminum, a combination of stainless steel and silicon carbide (SiC), a combination of stainless steel and carbon, or a combination of aluminum, silicon carbide (SiC) aluminum and carbon is used as a hot plate. But this is not the case.
支持部56U,56Dは、それぞれ、第1保持装置5Lのうち上部及び下部に、熱板542の上下端部に沿って延びる。支持部56U,56Dは、それぞれ、熱板542の上下端部と、基板保持部52U,52Dを支持する。また、この支持部56U,56Dは、保持する基板9Lの処理面を、シャワー板65に向けた状態で、真空チャンバ2内に設けられる。
The
図6及び図7は、第1保持装置5Lの構成を示す拡大図である。
図6に示すように、支持部56は、基板保持部52U,52Dのシャフト523U,523Dを摺動可能に支持すると共に、図示しないアクチュエータを備えており、これらシャフト523U,523Dを図6中の左右方向に沿って駆動可能となっている。これにより、成膜装置1では、基板保持部52U,52Dに保持された基板9Lと、熱板542との間隔を調整できる。
6 and 7 are enlarged views showing the configuration of the
As shown in FIG. 6, the support portion 56 slidably supports the
ここで、例えば、基板9Lを交換する場合には、図6に示すように、シャフト523Uを押し出して、基板9Lと、熱板542及びシールド546とを離間させた状態で、ガイドローラ521Uを回転させながら、基板9Lをスロット221Lから出し入れする。このように、基板9Lと熱板542とを離間させた状態で基板9Lを交換することにより、この基板9Lの表面が傷付くのを防止できる。
Here, for example, when replacing the
図7に示すように、この支持部56は、基板加熱部54及び基板保持部52Uと共に、シャワー板65に対して略垂直な方向に摺動可能に設けられていると共に、図示しない駆動手段が接続されている。これにより、基板保持部52U,52Dが保持する基板9Lと、シャワー板65との間隔を調整できる。
As shown in FIG. 7, the support part 56 is provided so as to be slidable in a direction substantially perpendicular to the
このようにして基板9Lとシャワー板65との間隔を調整することにより、シャワー板65から拡散して噴出された材料ガスの吹き抜け量が調整可能となっている。ここで、材料ガスの吹き抜け量とは、図7の白抜き矢印に示すように、基板9Lの処理面とシャワー板65との間から、シールド546と枠部材8の固定部82との間を介して排出される材料ガスの量を示す。
By adjusting the distance between the
本発明の成膜装置1では、このような材料ガスの吹き抜け量を調整可能にすることにより、基板9Lの処理面とシャワー板65との間に滞留する材料ガスの量を適切に調整することができる。
In the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this.
実施形態の成膜装置1は、いわゆるプラズマCVD法により基板の処理面に材料を成膜するものとしたが、これに限るものではない。
In the
例えば、実施形態の成膜装置1は、アニール装置、拡散装置、常圧CVD、減圧熱CVD等にも応用できる。
For example, the
また、実施形態では、成膜装置1で成膜処理を行う一組の基板として2枚の基板9L,9Rを用い、各々を第1処理室2L及び第2処理室2Rに配置したが、これに限るものではない。例えば、一組の基板として4枚の基板を用い、第1処理室に2枚の基板を配置し、第2処理室に2枚の基板を配置するようにしてもよい。
In the embodiment, the two
また、実施形態では、シャワー板65の裏面側へ材料ガスを分散させる分散部67を、第1分散板61及び第2分散板63の2枚の分散板で構成したが、これに限るものではない。分散部は、例えば、1枚の分散板で構成してもよいし、あるいは、より多くの分散板で構成してもよい。
In the embodiment, the
1…成膜装置
2…真空チャンバ(処理容器)、2L…第1処理室(第1処理室)、2R…第2処理室(第2処理室)、22,24…壁部、221L,221R…スロット、223…蓋体、241…挿通孔
3…仕切り板(仕切り板)
4…材料ガス供給装置(材料供給手段)、4L…第1供給装置(第1供給手段)、4R…第2供給装置(第2供給手段)、41…材料導入部(材料導入部)、411…材料導入管(導入管、給電用電極)、413…主導入管、413a…材料ガス導入部、413b…電源接続部、413c…絶縁材、414…第1分岐管、414a…噴出孔、415…第2分岐管、415a…噴出孔、416…第3分岐管、416a…噴出孔、417…第4分岐管、417a…噴出孔、419…被覆部(絶縁被覆)、43…材料ガス生成部
5…基板保持装置(基板保持手段)、5L…第1保持装置(第1保持手段)、5R…第2保持装置(第2保持手段)、52U,52D…基板保持部(基板保持部)、521U,521D…ガイドローラ、523U,523D…シャフト、54…基板加熱部(基板加熱部)、542…熱板(熱板)、544…ヒータユニット(加熱部)、546…シールド、56U,56D…支持部
6…材料ガス拡散装置(材料拡散手段)、6L…第1拡散装置(第1拡散手段)、6R…第2拡散装置(第2拡散手段)、67…分散部(分散部)、61…第1分散板(第1分散板)、611…噴出孔、63…第2分散板(第2分散板)、631…噴出孔、65…シャワー板(シャワー板)、651…噴出孔、68…第1滞留室、69…第2滞留室
7…高周波電源
8…枠部材(枠部材)、81…嵌合枠、82…固定部
9L,9R…基板
DESCRIPTION OF
4 ... Material gas supply device (material supply means), 4L ... First supply device (first supply means), 4R ... Second supply device (second supply means), 41 ... Material introduction section (material introduction section), 411 ... Material introduction pipe (introduction pipe, power supply electrode), 413 ... Main introduction pipe, 413a ... Material gas introduction part, 413b ... Power supply connection part, 413c ... Insulating material, 414 ... First branch pipe, 414a ... Injection hole, 415 2nd branch pipe, 415a ... ejection hole, 416 ... 3rd branch pipe, 416a ... ejection hole, 417 ... 4th branch pipe, 417a ... ejection hole, 419 ... coating part (insulation coating), 43 ... material
Claims (14)
前記処理容器内にプラズマを発生させるための電圧が印加される給電用電極と、
前記処理容器内に材料ガスを供給する材料供給手段と、
前記処理容器内で一組の基板を保持する基板保持手段と、
前記材料供給手段により供給された材料ガスを、前記基板保持手段に保持された基板へ向けて拡散する材料拡散手段と、を備え、
前記材料供給手段は、前記処理容器の略中央から、互いに相反する方向へ材料ガスを供給する第1供給手段及び第2供給手段を有し、
前記材料拡散手段は、前記第1供給手段及び第2供給手段から供給された材料ガスを、それぞれ面状に拡散する第1拡散手段及び第2拡散手段を有し、
前記基板保持手段は、前記一組の基板のうち一方の基板を保持する第1保持手段と、他方の基板を保持する第2保持手段とを含んで構成され、
前記第1保持手段及び第2保持手段は、それぞれ、保持する基板の処理面を、前記第1拡散手段及び第2拡散手段に向けた状態で、互いに対向して設けられることを特徴とする成膜装置。 A processing container that contains a substrate and can be evacuated;
A power supply electrode to which a voltage for generating plasma in the processing container is applied;
Material supply means for supplying a material gas into the processing container;
Substrate holding means for holding a set of substrates in the processing vessel;
Material diffusion means for diffusing the material gas supplied by the material supply means toward the substrate held by the substrate holding means,
The material supply means has a first supply means and a second supply means for supplying a material gas in a direction opposite to each other from substantially the center of the processing container,
The material diffusion means includes first diffusion means and second diffusion means for diffusing the material gas supplied from the first supply means and the second supply means in a plane shape, respectively.
The substrate holding means includes a first holding means for holding one substrate of the set of substrates and a second holding means for holding the other substrate,
The first holding unit and the second holding unit are provided to face each other with the processing surfaces of the substrates to be held facing the first diffusion unit and the second diffusion unit, respectively. Membrane device.
前記処理容器内には、当該処理容器内を第1処理室及び第2処理室に略2等分する仕切り板が設けられ、
前記第1供給手段及び第2供給手段は、それぞれ、前記第1処理室及び第2処理室に材料ガスを供給し、
前記第1拡散手段及び前記第1保持手段は、前記第1処理室に設けられ、
前記第2拡散手段及び前記第2保持手段は、前記第2処理室に設けられることを特徴とする成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 1,
A partition plate is provided in the processing container to divide the processing container into a first processing chamber and a second processing chamber in approximately two equal parts,
The first supply unit and the second supply unit supply a material gas to the first processing chamber and the second processing chamber, respectively.
The first diffusion means and the first holding means are provided in the first processing chamber,
The film forming apparatus, wherein the second diffusing unit and the second holding unit are provided in the second processing chamber.
前記仕切り板は、鉛直面内に設けられ、
前記第1保持手段及び第2保持手段は、それぞれ、保持する基板を前記仕切り板と略平行にして設けられ、
前記第1拡散手段及び第2拡散手段は、それぞれ、前記第1保持手段及び第2保持手段が保持する基板の処理面へ材料ガスを拡散することを特徴とする成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 2,
The partition plate is provided in a vertical plane,
The first holding means and the second holding means are each provided with a substrate to be held substantially parallel to the partition plate,
The film forming apparatus, wherein the first diffusing unit and the second diffusing unit diffuse the material gas to the processing surface of the substrate held by the first holding unit and the second holding unit, respectively.
前記第1拡散手段及び第2拡散手段は、それぞれ、複数の孔が形成され材料ガスを面状に略均一に拡散する平板状のシャワー板を備え、
前記第1拡散手段及び第2拡散手段のシャワー板は、それぞれ、前記第1保持手段及び第2保持手段が保持する基板の処理面と対向して設けられると共に、前記給電用電極と電気的に導通されていることを特徴とする成膜装置。 In the film-forming apparatus in any one of Claim 1 to 3,
Each of the first diffusing means and the second diffusing means includes a flat shower plate that has a plurality of holes formed therein and diffuses the material gas substantially uniformly in a planar shape,
The shower plates of the first diffusing unit and the second diffusing unit are provided to face the processing surface of the substrate held by the first holding unit and the second holding unit, respectively, and are electrically connected to the feeding electrode. A film forming apparatus which is electrically connected.
前記第1拡散手段及び第2拡散手段は、それぞれ、
前記材料供給手段と前記シャワー板との間に設けられ、前記第1供給手段及び第2供給手段から供給された材料ガスを前記シャワー板の裏面に略均一に分散させる分散部を、さらに備えることを特徴とする成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 4,
The first diffusion means and the second diffusion means are respectively
A dispersion unit provided between the material supply unit and the shower plate, and which disperses the material gas supplied from the first supply unit and the second supply unit substantially uniformly on the back surface of the shower plate; A film forming apparatus characterized by the above.
前記第1拡散手段及び第2拡散手段の分散部は、それぞれ、
複数の孔が形成され、前記材料供給手段と前記シャワー板との間に設けられた第1分散板と、
前記第1分散板よりも多い数の孔が形成され、前記第1分散板と前記シャワー板との間に設けられた第2分散板と、を含んで構成されることを特徴とする成膜装置。 In the film-forming apparatus of Claim 5,
The dispersion parts of the first diffusion means and the second diffusion means are respectively
A plurality of holes are formed, a first dispersion plate provided between the material supply means and the shower plate,
A film having a number of holes larger than that of the first dispersion plate, and includes a second dispersion plate provided between the first dispersion plate and the shower plate. apparatus.
前記シャワー板に形成された孔の径は、前記第1分散板及び第2分散板に形成された孔の径よりも小さいことを特徴とする成膜装置。 In the film-forming apparatus of Claim 6,
The film forming apparatus, wherein the diameter of the hole formed in the shower plate is smaller than the diameter of the hole formed in the first dispersion plate and the second dispersion plate.
前記第1保持手段及び第2保持手段の各々が保持する基板と、前記第1拡散手段及び第2拡散手段のシャワー板との間隔を調整可能な、間隔調整機構をさらに備えることを特徴とする成膜装置。 In the film-forming apparatus in any one of Claim 4 to 7,
It further comprises an interval adjusting mechanism capable of adjusting an interval between the substrate held by each of the first holding means and the second holding means and the shower plate of the first diffusion means and the second diffusion means. Deposition device.
前記第1供給手段及び第2供給手段は、それぞれ、材料ガスを前記処理容器の外部から内部へ導入する材料導入部を備え、
前記第1供給手段及び第2供給手段の材料導入部は、それぞれ、前記給電用電極として低抵抗性の導電材料で形成され材料ガスが流れる導入管と、絶縁材料で形成され前記導入管の外周を覆う絶縁被覆と、を含んで構成され、
前記導入管は、前記第1拡散手段及び第2拡散手段のシャワー板に導通することを特徴とする成膜装置。 In the film-forming apparatus of Claim 5 to 8,
Each of the first supply unit and the second supply unit includes a material introduction unit that introduces a material gas from the outside to the inside of the processing container,
The material introduction portions of the first supply means and the second supply means are respectively an introduction pipe formed of a low-resistance conductive material as the power feeding electrode and through which a material gas flows, and an outer periphery of the introduction pipe formed of an insulating material. And an insulating coating covering the
The film forming apparatus, wherein the introduction pipe is electrically connected to a shower plate of the first diffusion means and the second diffusion means.
前記第1供給手段及び第2供給手段の材料導入部には、それぞれ、前記第1拡散手段及び第2拡散手段の分散部の複数の箇所へ材料ガスを噴出する噴出部が形成されていることを特徴とする成膜装置。 In the film-forming apparatus of Claim 9,
The material introduction portions of the first supply means and the second supply means are formed with ejection portions for ejecting material gas to a plurality of locations of the dispersion portions of the first diffusion means and the second diffusion means, respectively. A film forming apparatus characterized by the above.
前記シャワー板の外縁部を支持する枠部材をさらに備え、
前記枠部材は、絶縁材料で形成されていることを特徴とする成膜装置。 In the film-forming apparatus of Claim 9 or 10,
A frame member for supporting the outer edge of the shower plate;
The film forming apparatus, wherein the frame member is formed of an insulating material.
前記第1保持手段及び第2保持手段は、それぞれ、
基板の外縁部の一部を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板を、処理面の裏側から加熱する基板加熱部と、
前記基板保持部に保持された基板と前記基板加熱部との間隔を調整可能な調整機構と、を備えることを特徴とする成膜装置。 In the film-forming apparatus in any one of Claim 1 to 11,
The first holding means and the second holding means are respectively
A substrate holding part for holding a part of the outer edge of the substrate;
A substrate heating unit for heating the substrate held by the substrate holding unit from the back side of the processing surface;
A film forming apparatus comprising: an adjustment mechanism capable of adjusting an interval between the substrate held by the substrate holding unit and the substrate heating unit.
前記基板加熱部は、前記基板保持部に保持された基板に対して略平行な熱板と、前記熱板を裏面から加熱する加熱部と、を備え、
前記熱板の基板側の面には、セラミック皮膜が設けられていることを特徴とする成膜装置。 In the film-forming apparatus of Claim 12,
The substrate heating unit includes a hot plate that is substantially parallel to the substrate held by the substrate holding unit, and a heating unit that heats the hot plate from the back surface.
A film forming apparatus, wherein a ceramic film is provided on a substrate side surface of the hot plate.
前記熱板の板厚は、8mm〜40mmであることを特徴とする成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 13.
The thickness of the hot plate is from 8 mm to 40 mm.
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