JP5302834B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
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Description
さらに、従来のプラズマ処理装置では、処理室103の筐体の壁部内に温度上昇を抑制するための冷却配管が設けられていたが、この場合にはシャワープレート105の周縁部は冷却できるものの、シャワープレート105の平面視中央部付近を冷却することが困難であった。
前記ガス導入室内に、冷却装置が設けられているおり、
前記冷却装置は、冷却水が通流可能な冷却配管と、該冷却配管を支持するための冷却板と、該冷却板と前記シャワープレートとの間に配された伝熱板と、を備え、前記冷却板および前記伝熱板には、前記原料ガスが通過するためのガス流路が形成されると共に、前記冷却配管に通流させる前記冷却水の流量を可変可能に構成されており、
前記伝熱板の貫通孔αは、前記シャワープレートの複数のガス噴出口に対して1個の前記貫通孔αが対応するように形成され、かつ、前記冷却板には、前記伝熱板の貫通孔αに対応した位置に貫通孔βが複数形成されていることを特徴としている。
また、冷却配管に冷却水を流すことで、処理室内に生じている熱を吸熱することができる。したがって、処理室内の温度上昇を抑制することができる。また、伝熱板をシャワープレートと冷却板との間に配することにより、シャワープレートの熱をより効果的に吸熱することができる。
さらに、冷却水の流量を可変させることにより、処理室内の温度を略一定に保持することができる。したがって、連続的に基板に成膜を施す際に、反応室内の温度を略均一に保持することが可能となるため、膜質を略均一に保持することができる。
より詳細には、伝熱板の貫通孔αの前段には冷却板の貫通孔βが、伝熱板の貫通孔αの後段にはシャワープレートのガス噴出口が位置することにより、まず冷却板を通過したガスが、伝熱板の貫通孔α内部で混合されることにより、ガスの温度が均一になる。その後、この温度が均一化されたガスは、シャワープレートのガス噴出口を通過させて、基板が配置される反応室に噴出される(段落22、図1、図2)。つまり、伝熱板の貫通孔αが原料ガスのガス流路の一部として機能しており、貫通孔αが形成されていない箇所がシャワープレートと当接しているため、伝熱板はシャワープレートの熱を吸熱してその熱を冷却板に伝熱する伝熱部として機能できる(段落25)。
ゆえに、請求項1に記載した発明によれば、シャワープレートの平面視周縁部のみなならず、平面視中央部付近も均一に冷却することができる。
図1は、本実施形態におけるプラズマ処理装置1の概略構成図である。
図1に示すように、プラズマCVD法を実施するプラズマ処理装置1は、絶縁フランジ81を挟んで真空チャンバ2と電極フランジ4から構成される処理室3を有している。処理室3の内部は、シャワープレート5により基板10が配置される反応室31と、原料ガスが導入されるガス導入室32と、に区画されている。
すなわち、図1〜5に示すように、本発明のプラズマ処理装置においては、伝熱板51の貫通孔61(貫通孔α)に連通すると共に、伝熱板51の貫通孔61(貫通孔α)を介して対応するように設けられた、シャワープレート5のガス噴出口6の開口部と冷却板52の貫通孔62(貫通孔β)とが、冷却板52と伝熱板51とシャワープレート5の重なり方向から見て、互いに異なる位置に配されている。これにより、冷却板52を通過したガスは、伝熱板51の貫通孔61(貫通孔α)内部で混合され、ガスの温度が均一化された後に、シャワープレート5のガス噴出口6を通過するように、ガス流量に依存することなくガスを安定に誘導することができる。ゆえに、シャワープレート5の平面視周縁部のみなならず、平面視中央部付近も均一に、かつ安定に冷却することができる。
また、図1〜5に示すように、本発明のプラズマ処理装置においては、伝熱板51の貫通孔61(貫通孔α)に連通する、シャワープレート5に形成された複数のガス噴出口6の開口部と、冷却板52に形成された複数の貫通孔62(貫通孔β)の開口部とは、ガス噴出口6の開口部の方が、貫通孔62(貫通孔β)の開口部より、貫通孔61(貫通孔α)に対して広範囲に分散して配されている。これにより、冷却板52を通過したガスは、伝熱板51の貫通孔61(貫通孔α)内部で混合され、ガスの温度が均一化される。その後、この温度が均一化されたガスは、伝熱板51の個々の貫通孔61(貫通孔α)内部において、拡がるように(その隅々に行き渡るように)誘導される。ゆえに、シャワープレートの平面視周縁部のみなならず、平面視中央部付近も均一に、かつ安定に冷却することができる。
まず、真空ポンプ28で真空チャンバ2内を真空排気する。真空チャンバ2内を真空状態に維持した状態で、基板10を真空チャンバ2内の反応室31に搬入し、ヒータ15上に載置する。ここで、基板10を載置する前は、ヒータ15は真空チャンバ2内の下方に位置している。つまり、ヒータ15とシャワープレート5との間隔が広くなっており、基板10をヒータ15上に載置しやすい状態に保持されている。
例えば、本実施形態では、プラズマ処理装置に冷却装置のみを配置した場合の説明をしたが、従来のように電極フランジ内にも冷却配管を設けて、冷却装置および冷却配管の両方でシャワープレートや処理室内の温度を調節するように構成してもよい。
Claims (4)
- 原料ガスを導入して交流電圧を印加可能に構成された処理室と、該処理室内を前記原料ガスが導入されるガス導入室と、基板が配置される反応室と、に区画するシャワープレートと、を備えたプラズマ処理装置において、
前記ガス導入室内に、冷却装置が設けられており、
前記冷却装置は、冷却水が通流可能な冷却配管と、該冷却配管を支持するための冷却板と、該冷却板と前記シャワープレートとの間に配された伝熱板と、を備え、前記冷却板および前記伝熱板には、前記原料ガスが通過するためのガス流路が形成されると共に、前記冷却配管に通流させる前記冷却水の流量を可変可能に構成されており、
前記伝熱板の貫通孔αは、前記シャワープレートの複数のガス噴出口に対して1個の前記貫通孔αが対応するように形成され、かつ、前記冷却板には、前記伝熱板の貫通孔αに対応した位置に貫通孔βが複数形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記伝熱板の貫通孔αに連通する、前記シャワープレートに形成された複数のガス噴出口の開口部と、前記冷却板に形成された複数の貫通孔βの開口部とは、該記冷却板と該伝熱板と該シャワープレートの重なり方向から見て、互いに異なる位置に配されていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- 前記伝熱板の貫通孔αに連通する、前記シャワープレートに形成された複数のガス噴出口の開口部と、前記冷却板に形成された複数の貫通孔βの開口部とは、該ガス噴出口の開口部の方が、該貫通孔βの開口部より、該貫通孔αに対して広範囲に分散して配されていることを特徴とする請求項2に記載のプラズマ処理装置。
- 前記冷却板が、第1冷却板と第2冷却板とに分割可能に構成されており、前記第1冷却板と前記第2冷却板との間に前記冷却配管を配置可能に構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
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