JPH0834184B2

JPH0834184B2 - プラズマｃｖｄ装置の電極

Info

Publication number: JPH0834184B2
Application number: JP62017797A
Authority: JP
Inventors: 良孝鹿野; 正義今村
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1987-01-28
Filing date: 1987-01-28
Publication date: 1996-03-29
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPS63186419A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は基板に薄膜を形成するプラズマCVD装置に係
り、特に薄膜製造工程の効率化を向上できるように工夫
したプラズマCVD装置の電極に関する。

従来の技術プラズマCVD装置は、チャンバ内にそれぞれ配設した
高周波電極と基板ホルダとから成る電極対に高周波電力
を供給するとともに、生成ガスをチャンバ内に導入する
ことにより、電極対の間隙にプラズマ放電を生じせしめ
て、基板ホルダに載置してある基板に薄膜を形成する装
置である。

さらに詳しく説明すると、高周波電極における基板対
向面以外の部分は、導体のシールド枠体に略包囲されて
いて、このシールド枠体を基板ホルダと同電位にするこ
とにより、プラズマを電極対の間隙方向にだけ形成する
ようにしていた。

ところで光学的及び電気的に同一特性を有する基板を
製造するには、薄膜に関してその膜厚を均一にしなけれ
ばならない。これには基板の面方向にわたる高周波電界
の安定、つまりプラズマ密度の均一を必要とするが、こ
れを行うことは困難であるので、電極対の間隙において
平行電界が形成される面中央部に基板を配置することに
より、薄膜の均一化を図るようにしていた。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記従来の方式では以下述べるような
問題がある。つまり薄膜製造工程の効率向上の見地から
電極対面積に対する基板の有効面積又は高周波電力の供
給量をより大きくしたいという要求があるが、前者の場
合には上述したように薄膜の均一という観点からの制限
を受ける。即ちチャンバ自体を大型化する以外には基板
の有効面積を大きくすることができない。後者の場合に
は間隙の開面からプラズマが発散して上述した平行電界
が乱れ薄膜の不均一ということにつながる。さらにプラ
ズマの活性種が基板以外、例えばプラズマ状態を観察す
るのぞき窓等に付着し汚れるという不都合もある。従っ
て従来のプラズマCVD装置の電極では、薄膜製造工程の
効率を現状以上に向上させるというのは困難である。

本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであって、
薄膜製造工程の効率化を図ることができるプラズマCVD
装置の電極を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段本発明に係るプラズマCVD装置の電極構造は、基板ホ
ルダと同一電位にしてあり、高周波電極の側面側を包囲
するシールド枠体と、これと対をなす突起枠又は溝枠で
あって、基板ホルダの基板周囲近傍に設けてある枠部
と、電極対の間隙の開面を包囲すべく、基板ホルダ又は
シールド枠を移動させてシールド枠体と枠体とを近接さ
せる近接移動手段とを有している。この近接移動手段と
はシリンダ等により行うものである。

作用枠部とシールド枠体とを近接移動手段により近接させ
て、電極対における間隙の開面を包囲した状態におい
て、プラズマ放電を生じせしめた場合には、包囲してい
る枠部及びシールド枠体は基板ホルダと同一電位にして
いることに伴うシールド効果により、発生したプラズマ
は電極対の間隙に閉じ込められることになる。

実施例第１図は本発明に係るプラズマCVD装置の電極の一実
施例を示すチャンバの簡略断面図であり、第１図（ａ）
はシールド枠体と枠部とが近接している状態での簡略断
面図、第１図（ｂ）はシールド枠体と枠部とが近接して
いない状態での簡略断面図である。

ここに説明するプラズマCVD装置は、インライン式で
あって、チャンバ10内には生成ガス導入機構を有する高
周波電極20と基板ホルダ30とが互いに対向して配置して
ある。これらは電極対を構成する。高周波電極20はチャ
ンバ10に電気絶縁された状態で固定されており、基板ホ
ルダ30は基板32を載置した搬送台車であって、この下部
の四隅に取付けられている車輪31（奥側の２個が図示さ
れている）をチャンバ10の下部に配設してある２つのレ
ール16で規制させ図におい手前方向に移動可能にしてあ
る。またこれはレール16を介してチャンバ10と同電位に
なるようにしてある。さらにチャンバ10の側面には真空
排気系用の排気口13が設けてあり、高周波電極20と対向
した位置のチャンバ10の下面には、基板32を加熱する加
熱ユニット17が設けてある。そしてプラズマCVD装置を
動作させる時には、電極対に高周波電力が供給され、と
同時に高周波電極20の基板対向面に開設してあるガス導
入孔2121を介して生成ガスが供給されるようにしてあ
る。高周波電力を供給する電源は図示されていないが、
電源の基準電位側はチャンバ10及び基板ホルダ30に、一
方の出力電位側は高周波電極20に接続してある。

さらに詳しく説明すると高周波電極20は、上記電極板
211と下部電極板により区切られた２つの空間を有する
電極部21と、この上面中央部に溶接されている電極棒22
とを備えている。この電極棒22の内部には図示されてい
ないが生成ガス導入管が配設してある。そしてこれによ
り導かれた生成ガスは、電極部21の中央上部に開設して
あるガス取り入れ口113を通過後、上部電極板211、下部
電極板212にそれぞれ開設してあるガス導入孔2111、212
1を順次通過して間隙70に導入される。また生成ガスの
流量安定化を図るために、ガス導入孔2111、2121は互い
に位相のずれた位置関係にしてある。この高周波電極20
はチャンバ10に溶接されているシールド枠体40を介して
取付けられていて、チャンバ10の上部に開設してある開
口14にシールド枠体40の筒体部41を挿入して溶接し、そ
して電極棒22を真空シール15を介して筒体部41の内側に
挿入することにより、高周波電極20をチャンバ10に固定
するようにしてある。さらに真空シール15に関し絶縁体
のものを使用するようにして、チャンバ10と高周波電極
20とを互いに電気絶縁するようにしてある。シールド枠
体40の詳しいことについては後述する。

ところでプラズマCVD装置は、基板ホルダ30を高周波
電極20の所定位置にまで搬送させ、この状態においてプ
ラズマ放電を行うものであるが、かかる発明は、この電
極対の間隙に発生したプラズマをこの空間に閉じ込める
ためになされたもので、以下このプラズマCVD装置の電
極について説明する。

この基本構成は、高周波電極20において基板対向以外
を略包囲するシールド枠体40と、これと対を成す突起枠
であって、基板ホルダ30上の基板32周囲近傍に設けてあ
る枠部50と、間隙70の開面を包囲すべく、基板ホルダ30
を上下移動させ、シールド枠体40と枠部50とを近接させ
る近接移動手段としてのシリンダ60とからなる。シール
ド枠体40及び枠部50は共に導体である。

シールド枠体40は、高周波電極20の電極部21を略包囲
する枠部50と、この中央上部に設けてあり、かつ電極棒
22を略包囲する円筒部41から成る。また必ずしも必要で
はないが、枠部50の先端部には溝421を刻設してある。
また上述したように互いに溶接されているシールド枠体
40とチャンバ10とは、基板ホルダ30と同電位となる。

基板ホルダ30と同電位となる。

枠部50は、溝421に挿入可能な形状をしてあり、枠部5
0の厚みは溝421の巾よりも小さくしてある。

シリンダ60は、上記した所定位置にある基板ホルダ30
を支持するレール16の一部分を独立に上下移動させて、
枠部50をシールド枠体40の溝421に挿入する機構であ
り、レール16にそれぞれ３個ずつ計６個設けられている
（図ではその中央のものが示されている）。さらに詳し
く説明すると、このシリンダ60は、チャンバ10の外下部
に設けられている油圧シリンダで、そのロッド61はチャ
ンバ10に開設してある開孔18に真空シール62を介して摺
動するようになされている。次にシリンダ60の動作につ
いて簡単に説明する。第１図（ａ）は、プラズマ放電時
におけるシリンダ60の動作状態を示し、第１図（ｂ）は
それ以外の通常時の動作状態を示している。つまりプラ
ズマ放電時には、枠部50をシリンダ60の溝421に完全に
挿入するのではなく、枠体40と溝421との間に隙間を開
けるようにしている。これはガス導入孔2121から取り入
れた生成ガスを排気口13へ逃がすためであって、これに
より電極対の間隙70には常に新鮮な生成ガスが供給され
るようにしてある。

以上のように構成されたプラズマCVD装置の電極にお
いて、プラズマを閉じ込めることができる原理について
以下簡単に説明する。

第１図（ａ）に示すようにシールド枠体40と枠部50と
を近接させると、電極対における間隙70の開面はシール
ド枠体40及び枠部50により包囲されることになる。しか
もこの包囲している導体は、基板ホルダ30と同電位にし
てあるのての、この状態においてプラズマ放電を生じせ
しめると、そのシールド効果によりプラズマは間隙70に
閉じ込められることになる。

尚、本実施例において間隙70の開面を包囲する方法と
しては、シールド枠体40の端部に刻設してある溝421に
突起部である枠部50に挿入するという方法で説明した
が、これに限定することなく、例えばシールド枠体40と
枠部50との位置関係をずらせてそれぞれ配設し、そして
互いに近接させることにより間隙70の開面を包囲するよ
うにしても構わない。さらに近接移動手段に関しても、
基板ホルダ30側を移動させるのではなく、シールド枠体
40側を移動させる方法も勿論考えられる。この場合は、
基板支持型の基板ホルダが採用される他は、チャンバに
対する高周波電極及びシリンダ等の位置関係が変わるだ
けであり、同様の効果を得ることができる。

発明の効果本発明に係るプラズマCVD装置の電極は、プラズマCVD
装置を電極対に閉じ込めるように構成されているので、
高周波電力量を従来より大きくしても薄膜の不均一が生
じることはない。しかも既存の設備を大幅に変更するこ
となく、電極対に対する基板の有効面積を大きくするこ
とが可能であり、さらにプラズマの活性種がプラズマ状
態を観察するのぞき窓等に付着することが少ないので、
これを除去する目的でチャンバを開ける回数も低減する
ことができる。従って薄膜製造工程の効率化を図ること
ができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプラズマCVD装置の電極の一実施
例を示すチャンバの簡略断面図であり、第１図（ａ）は
シールド枠体と枠部とが近接している状態での簡略断面
図、第１図（ｂ）はシールド枠体と枠部とが近接してい
ない状態での簡略断面図である。 10……チャンバ、 20……高周波電極、 2121……ガス導入孔、 30……基板ホルダ、 32……基板、 40……シールド枠体、 50……枠部、 60……シリンダ、 70……間隙、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板が取り付けてある基板ボルダとこれに
対向する高周波電極からなる電極対はチャンバ内に配設
されており、前記電極対に高周波電力を供給する一方、
前記高周波電極の対向面に開設してあるガス導入孔を介
して生成ガスを導入することにより、前記電極対の間隙
にプラズマを生じせしめるプラズマCVD装置において、
前記基板ホルダと同一電位にしてあり、前記高周波電極
の側面側を包囲するシールド枠体と、これと対をなす突
起枠又は溝枠であって、前記基板ホルダの前記基板周囲
近傍に設けてある枠部と、前記隙間の開面を包囲すべ
く、前記基板ホルダ又は前記シールド枠を移動させて前
記シールド枠体と前記枠体を近接させる近接移動手段と
を具備することを特徴とするプラズマCVD装置の電極。