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技術 基板処理装置および基板処理方法

出願人 株式会社日立国際電気
発明者 岡山智彦江藤謙次
出願日 1998年9月7日 (22年3ヶ月経過) 出願番号 1998-268969
公開日 2000年3月31日 (20年9ヶ月経過) 公開番号 2000-091245
状態 特許登録済
技術分野 プラズマの発生及び取扱い CVD 気相成長(金属層を除く)
主要キーワード 天井蓋 抵抗加熱式ヒータ 分散供給 外排気口 製品欠陥 内槽内 アノードプレート ガスクリーニング
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題

外槽内槽対向電極とを備える基板処理装置において、処理に応じて対向電極の電極間隔を異ならせることができると共に、電極間隔を異ならせても外槽にまで処理用ガス等が漏れず、また、プラズマ処理を行う場合には内槽内プラズマ密度が低下しないようにする。

解決手段

外槽20と内槽30とを備える。外槽20の天井蓋22の周囲に上部内槽側壁31を設ける。内槽本体32の下部内槽側壁321を上昇させて上部内槽側壁31と当接させ内槽30を閉じる。アノード33を下部内槽側壁321とは独立して昇降させて、アノード33とカソード24との電極間隔Lを処理に応じて任意に設定する。

概要

背景

このようなプラズマCVD成膜装置として、図6に示す構造のものが提案されている。

この従来のプラズマCVD装置6は、外槽20内に密閉された内槽30が形成される内槽密閉式プラズマCVD装置である。

このプラズマCVD装置6においては、サセプタ35と共に下部電極アノード)33を構成するアノードプレート34の周囲に下部内槽壁37を取付け、アノードプレート34と共に下部内槽壁37を上昇させ、その側壁375を上部内槽側壁31に当接させることによって密閉された内槽30を形成している。従って、密閉された内槽30を形成すると、アノード33の位置が一義的に決定され、上部電極(カソード)24と下部電極(アノード)33の電極間隔Lが一義的に決定されてしまう。

今日のプラズマCVD装置の運用方法として、特にLCD(Liquid Crystal Display)用プラズマCVD装置においては、オンラインガスクリーニング処理を行うことが一般的である。つまり同一の電極においてCVD処理とガスクリーニング処理といった異なる2種類の処理を行う必要がある。

CVD装置においては、CVD処理とガスクリーニング処理の両方において処理速度の向上が望まれる。電極間隔は、処理速度を決定する大きな要因の一つであるが、CVD処理とガスクリーニング処理それぞれに適した電極間隔は同一であることは殆ど皆無であり、一般的にCVD処理とガスクリーニング処理の最適電極間隔は異なる。また、CVD処理においても膜種により最適な電極間隔は異なる。

概要

外槽と内槽と対向電極とを備える基板処理装置において、処理に応じて対向電極の電極間隔を異ならせることができると共に、電極間隔を異ならせても外槽にまで処理用ガス等が漏れず、また、プラズマ処理を行う場合には内槽内プラズマ密度が低下しないようにする。

外槽20と内槽30とを備える。外槽20の天井蓋22の周囲に上部内槽側壁31を設ける。内槽本体32の下部内槽側壁321を上昇させて上部内槽側壁31と当接させ内槽30を閉じる。アノード33を下部内槽側壁321とは独立して昇降させて、アノード33とカソード24との電極間隔Lを処理に応じて任意に設定する。

目的

従って、本発明の主な目的は、外槽と内槽と対向電極とを備える基板処理装置において、処理に応じて対向電極の電極間隔を異ならせることができると共に、電極間隔を異ならせても外槽にまで処理用のガス等が漏れず、また、プラズマ処理を行う場合には内槽内のプラズマ密度が低下しない基板処理装置および基板処理方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

外槽と、前記外槽内に設けられた内槽と、前記内槽内に設けられた対向電極とを備える基板処理装置であって、前記内槽がその内部にプラズマ閉じ込め可能な状態で、前記対向電極の電極間隔を変更可能なことを特徴とする基板処理装置。

請求項2

外槽と、前記外槽内に設けられた内槽と、前記内槽内に設けられた対向電極とを備える基板処理装置であって、前記対向電極の異なる2以上の電極間隔のそれぞれに対して、前記内槽がその内部にプラズマを閉じ込め可能なことを特徴とする基板処理装置。

請求項3

前記内槽が第1および第2の内槽構成部材を備え、前記第2の内槽構成部材が前記第1の内槽構成部材に接することにより、前記内槽がその内部にプラズマを閉じ込め可能な状態となることを特徴とする請求項1または2記載の基板処理装置。

請求項4

前記内槽が第1および第2の内槽構成部材を備え、前記第2の内槽構成部材のの側壁が前記第1の内槽構成部材の側壁と重なり合うことにより、前記内槽がその内部にプラズマを閉じ込め可能な状態となることを特徴とする請求項1または2記載の基板処理装置。

請求項5

外槽と、前記外槽内に設けられた内槽と、前記内槽内に設けられた対向電極とを備える基板処理装置であって、前記内槽が閉じた状態で前記対向電極の電極間隔を変更可能なことを特徴とする基板処理装置。

請求項6

外槽と、前記外槽内に設けられた内槽と、前記内槽内に設けられた対向電極とを備える基板処理装置であって、前記対向電極の異なる2以上の電極間隔のそれぞれに対して、前記内槽を閉じることが可能なことを特徴とする基板処理装置。

請求項7

外槽と、前記外槽内に設けられた内槽と、前記内槽内に設けられた対向電極とを備える基板処理装置であって、前記内槽の開閉とは独立して前記対向電極の電極間隔を変更可能なことを特徴とする基板処理装置。

請求項8

前記内槽が第1および第2の内槽構成部材を備え、前記第2の内槽構成部材が前記第1の内槽構成部材に接することにより、前記内槽が閉じた状態となることを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載の基板処理装置。

請求項9

前記内槽が第1および第2の内槽構成部材を備え、前記第2の内槽構成部材のの側壁が前記第1の内槽構成部材の側壁と重なり合うことにより、前記内槽が閉じた状態となることを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに基板処理装置。

請求項10

前記第1の内槽構成部材の側壁および前記第2の内槽構成部材の側壁の少なくとも一方の側壁が複数の副側壁を備え、前記第1の内槽構成部材の側壁および前記第2の内槽構成部材の側壁の前記少なくとも一方の前記複数の副側壁と、前記第1の内槽構成部材の側壁および前記第2の内槽構成部材の側壁の他方の側壁とが交互に重なり合うことにより、前記内槽が閉じた状態となることを特徴とする請求項9記載の基板処理装置。

請求項11

前記対向電極が互いに対向する第1および第2の電極を備え、前記第1の電極が前記第1の内槽構成部材側に配置され、前記第2の電極が前記第2の内槽構成部材側に配置され、前記第2の内槽構成部材が前記第1の内槽構成部材に接した状態で、前記第2の電極が移動可能であることを特徴とする請求項3または8記載の基板処理装置。

請求項12

前記対向電極が互いに対向する第1および第2の電極を備え、前記第1の電極が前記第1の内槽構成部材側に配置され、前記第2の電極が前記第2の内槽構成部材側に配置され、前記第2の電極の異なる2以上の位置のそれぞれに対して、前記第2の内槽構成部材が前記第1の内槽構成部材に接することができることを特徴とする請求項3または8記載の基板処理装置。

請求項13

前記対向電極が互いに対向する第1および第2の電極を備え、前記第1の電極が前記第1の内槽構成部材側に配置され、前記第2の電極が前記第2の内槽構成部材側に配置され、前記第2の内槽構成部材が側壁が前記第1の内槽構成部材の側壁と重なり合った状態で、前記第2の電極が移動可能であることを特徴とする請求項4または9記載の基板処理装置。

請求項14

前記対向電極が互いに対向する第1および第2の電極を備え、前記第1の電極が前記第1の内槽構成部材側に配置され、前記第2の電極が前記第2の内槽構成部材側に配置され、前記第2の電極の異なる2以上の位置のそれぞれに対して、前記第2の内槽構成部材が側壁が前記第1の内槽構成部材の側壁と重なり合うことができることを特徴とする請求項4または9記載の基板処理装置。

請求項15

前記第1の内槽構成部材の側壁および前記第2の内槽構成部材の側壁の少なくとも一方の側壁が複数の副側壁を備え、前記第2の内槽構成部材が側壁が前記第1の内槽構成部材の側壁と重なり合った状態が、前記第1の内槽構成部材の側壁および前記第2の内槽構成部材の側壁の前記少なくとも一方の前記複数の副側壁と、前記第1の内槽構成部材の側壁および前記第2の内槽構成部材の側壁の他方の側壁とが交互に重なり合った状態であることを特徴とする請求項13または14記載の基板処理装置。

請求項16

前記第2の電極に連結された内内槽構成部材であって、前記内内槽構成部材が前記第1の内槽構成部材に当接することによって前記内槽内に内内槽を構成可能な前記内内槽構成部材をさらに備えることを特徴とする請求項11乃至15のいずれかに記載の基板処理装置。

請求項17

前記第2の電極内または前記第2の電極に連結して加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項16記載の基板処理装置。

請求項18

前記内内槽構成部材が前記第2の電極の周囲に設けられていることを特徴とする請求項15または16記載の基板処理装置。

請求項19

前記請求項5乃至18のいずれかに記載の基板処理装置を使用して基板の処理を行う基板処理方法であって、前記対向電極の電極間隔を第1の間隔に設定し、前記内槽を閉じた状態で第1の処理を行う第1の工程と、前記対向電極の電極間隔を前記第1の間隔とは異なる第2の間隔に設定し、前記内槽を閉じた状態で前記第2の処理を行う第2の工程と、を備えることを特徴とする基板処理方法。

請求項20

前記第1の工程が終了した後に、前記内槽を閉じた状態のまま前記対向電極の電極間隔を前記第1の間隔から前記第2の間隔に変更し、その後前記第2の工程を行うことを特徴とする請求項19記載の基板処理方法。

請求項21

前記基板の前記処理が前記基板のプラズマ処理であり、前記第1の処理が、ガスクリーニング処理および前記基板のプラズマ処理のうちの一方であり、前記第2の処理が、ガスクリーニング処理および前記基板のプラズマ処理のうちの他方であることを特徴とする請求項20記載の基板処理方法。

請求項22

前記基板のプラズマ処理が、前記基板の成膜処理であり、前記基板のプラズマ処理時における前記対向電極の電極間隔が前記ガスクリーニング処理時における前記対向電極の電極間隔よりも小さいことを特徴とする請求項21記載の基板処理方法。

請求項23

請求項16記載の基板処理装置を使用して基板の処理を行う基板処理方法であって、前記内内槽構成部材を前記第1の内槽構成部材に当接させることによって前記内槽内に前記内内槽を構成し、前記対向電極の電極間隔を第1の間隔に設定し、前記内槽を閉じた状態で、前記基板の処理である第1の処理を行う第1の工程と、前記内内槽構成部材を前記第1の内槽構成部材から離間させ、前記対向電極の電極間隔を前記第1の間隔とは異なる第2の間隔に設定し、前記内槽を閉じた状態で第2の処理を行う第2の工程と、を備えることを特徴とする基板処理方法。

請求項24

前記第2の電極内または前記第2の電極に連結して加熱手段が設けられており、前記基板の前記処理が前記基板のプラズマ成膜処理であり、前記第2の処理が、ガスクリーニング処理であることを特徴とする請求項23記載の基板処理方法。

技術分野

0001

本発明は基板処理装置および基板処理方法に関し、特にプラズマ成膜装置およびプラズマ成膜処理方法に関する。

背景技術

0002

このようなプラズマCVD成膜装置として、図6に示す構造のものが提案されている。

0003

この従来のプラズマCVD装置6は、外槽20内に密閉された内槽30が形成される内槽密閉式プラズマCVD装置である。

0004

このプラズマCVD装置6においては、サセプタ35と共に下部電極アノード)33を構成するアノードプレート34の周囲に下部内槽壁37を取付け、アノードプレート34と共に下部内槽壁37を上昇させ、その側壁375を上部内槽側壁31に当接させることによって密閉された内槽30を形成している。従って、密閉された内槽30を形成すると、アノード33の位置が一義的に決定され、上部電極(カソード)24と下部電極(アノード)33の電極間隔Lが一義的に決定されてしまう。

0005

今日のプラズマCVD装置の運用方法として、特にLCD(Liquid Crystal Display)用プラズマCVD装置においては、オンラインガスクリーニング処理を行うことが一般的である。つまり同一の電極においてCVD処理とガスクリーニング処理といった異なる2種類の処理を行う必要がある。

0006

CVD装置においては、CVD処理とガスクリーニング処理の両方において処理速度の向上が望まれる。電極間隔は、処理速度を決定する大きな要因の一つであるが、CVD処理とガスクリーニング処理それぞれに適した電極間隔は同一であることは殆ど皆無であり、一般的にCVD処理とガスクリーニング処理の最適電極間隔は異なる。また、CVD処理においても膜種により最適な電極間隔は異なる。

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、従来のCVD装置においては、密閉構造を保持したままの電極間隔変更は不可能であり、一方に最適な電極間隔を設定した場合、他方においては非効率的な処理を行わざるを得ないという欠点があった。

0008

また、それぞれの処理に最適な電極間隔を設定した場合、どちらか一方の処理時には内槽は密閉構造を保持することが不可能となる。これにより外槽20にプラズマ広がりプラズマ密度が低下し、その結果処理速度が低下してしまうという問題があった。さらに外槽にガス漏れるため外槽20の汚れを引き起こすという問題があった。

0009

従って、本発明の主な目的は、外槽と内槽と対向電極とを備える基板処理装置において、処理に応じて対向電極の電極間隔を異ならせることができると共に、電極間隔を異ならせても外槽にまで処理用のガス等が漏れず、また、プラズマ処理を行う場合には内槽内のプラズマ密度が低下しない基板処理装置および基板処理方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

請求項1によれば、外槽と、前記外槽内に設けられた内槽と、前記内槽内に設けられた対向電極とを備える基板処理装置であって、前記内槽がその内部にプラズマを閉じ込め可能な状態で、前記対向電極の電極間隔を変更可能なことを特徴とする基板処理装置が提供される。

0011

このようにすれば、対向電極の電極間隔を処理に応じて変更することができ、各処理において処理効率をそれぞれ高めることができると共に、内槽内にプラズマを閉じ込められるので、電極間隔を異ならせても内槽内のプラズマ密度が低下せずまた外槽にまでプラズマが漏れないので、処理効率が低下せずまた外槽を汚染することも防止できる。

0012

請求項2によれば、外槽と、前記外槽内に設けられた内槽と、前記内槽内に設けられた対向電極とを備える基板処理装置であって、前記対向電極の異なる2以上の電極間隔のそれぞれに対して、前記内槽がその内部にプラズマを閉じ込め可能なことを特徴とする基板処理装置が提供される。

0013

このようにすれば、対向電極の電極間隔を処理に応じて変更することができ、各処理において処理効率をそれぞれ高めることができると共に、内槽内にプラズマを閉じ込められるので、電極間隔を異ならせても内槽内のプラズマ密度が低下せずまた外槽にまでプラズマが漏れないので、処理効率が低下せずまた外槽を汚染することも防止できる。

0014

請求項3によれば、前記内槽が第1および第2の内槽構成部材を備え、前記第2の内槽構成部材が前記第1の内槽構成部材に接することにより、前記内槽がその内部にプラズマを閉じ込め可能な状態となることを特徴とする請求項1または2記載の基板処理装置が提供される。

0015

請求項4によれば、前記内槽が第1および第2の内槽構成部材を備え、前記第2の内槽構成部材のの側壁が前記第1の内槽構成部材の側壁と重なり合うことにより、前記内槽がその内部にプラズマを閉じ込め可能な状態となることを特徴とする請求項1または2記載の基板処理装置が提供される。

0016

請求項5によれば、外槽と、前記外槽内に設けられた内槽と、前記内槽内に設けられた対向電極とを備える基板処理装置であって、前記内槽が閉じた状態で前記対向電極の電極間隔を変更可能なことを特徴とする基板処理装置が提供される。

0017

このようにすれば、対向電極の電極間隔を処理に応じて変更することができ、各処理において処理効率をそれぞれ高めることができると共に、電極間隔を異ならせても内槽が閉じているので、プラズマ処理を行う場合には内槽内のプラズマ密度が低下せず、また、外槽にまで処理用のガス等が漏れないので、処理効率が低下せずまた外槽を汚染することも防止できる。

0018

請求項6によれば、外槽と、前記外槽内に設けられた内槽と、前記内槽内に設けられた対向電極とを備える基板処理装置であって、前記対向電極の異なる2以上の電極間隔のそれぞれに対して、前記内槽を閉じることが可能なことを特徴とする基板処理装置が提供される。

0019

このようにすれば、対向電極の電極間隔を処理に応じて変更することができ、各処理において処理効率をそれぞれ高めることができると共に、電極間隔を異ならせても内槽が閉じているので、プラズマ処理を行う場合には内槽内のプラズマ密度が低下せず、また、外槽にまで処理用のガス等が漏れないので、処理効率が低下せずまた外槽を汚染することも防止できる。

0020

請求項7によれば、外槽と、前記外槽内に設けられた内槽と、前記内槽内に設けられた対向電極とを備える基板処理装置であって、前記内槽の開閉とは独立して前記対向電極の電極間隔を変更可能なことを特徴とする基板処理装置が提供される。

0021

このようにすれば、対向電極の電極間隔を処理に応じて変更することができ、各処理において処理効率をそれぞれ高めることができると共に、電極間隔を異ならせても内槽が閉じた状態としておけるので、プラズマ処理を行う場合には内槽内のプラズマ密度が低下せず、また、外槽にまで処理用のガス等が漏れないので、処理効率が低下せずまた外槽を汚染することも防止できる。

0022

請求項8によれば、前記内槽が第1および第2の内槽構成部材を備え、前記第2の内槽構成部材が前記第1の内槽構成部材に接することにより、前記内槽が閉じた状態となることを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載の基板処理装置が提供される。

0023

請求項9によれば、前記内槽が第1および第2の内槽構成部材を備え、前記第2の内槽構成部材のの側壁が前記第1の内槽構成部材の側壁と重なり合うことにより、前記内槽が閉じた状態となることを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに基板処理装置が提供される。

0024

請求項10によれば、前記第1の内槽構成部材の側壁および前記第2の内槽構成部材の側壁の少なくとも一方の側壁が複数の副側壁を備え、前記第1の内槽構成部材の側壁および前記第2の内槽構成部材の側壁の前記少なくとも一方の前記複数の副側壁と、前記第1の内槽構成部材の側壁および前記第2の内槽構成部材の側壁の他方の側壁とが交互に重なり合うことにより、前記内槽が閉じた状態となることを特徴とする請求項9記載の基板処理装置が提供される。

0025

請求項11によれば、前記対向電極が互いに対向する第1および第2の電極を備え、前記第1の電極が前記第1の内槽構成部材側に配置され、前記第2の電極が前記第2の内槽構成部材側に配置され、前記第2の内槽構成部材が前記第1の内槽構成部材に接した状態で、前記第2の電極が移動可能であることを特徴とする請求項3または8記載の基板処理装置が提供される。

0026

請求項12によれば、前記対向電極が互いに対向する第1および第2の電極を備え、前記第1の電極が前記第1の内槽構成部材側に配置され、前記第2の電極が前記第2の内槽構成部材側に配置され、前記第2の電極の異なる2以上の位置のそれぞれに対して、前記第2の内槽構成部材が前記第1の内槽構成部材に接することができることを特徴とする請求項3または8記載の基板処理装置が提供される。

0027

請求項13によれば、前記対向電極が互いに対向する第1および第2の電極を備え、前記第1の電極が前記第1の内槽構成部材側に配置され、前記第2の電極が前記第2の内槽構成部材側に配置され、前記第2の内槽構成部材が側壁が前記第1の内槽構成部材の側壁と重なり合った状態で、前記第2の電極が移動可能であることを特徴とする請求項4または9記載の基板処理装置が提供される。

0028

請求項14によれば、前記対向電極が互いに対向する第1および第2の電極を備え、前記第1の電極が前記第1の内槽構成部材側に配置され、前記第2の電極が前記第2の内槽構成部材側に配置され、前記第2の電極の異なる2以上の位置のそれぞれに対して、前記第2の内槽構成部材が側壁が前記第1の内槽構成部材の側壁と重なり合うことができることを特徴とする請求項4または9記載の基板処理装置が提供される。

0029

請求項15によれば、前記第1の内槽構成部材の側壁および前記第2の内槽構成部材の側壁の少なくとも一方の側壁が複数の副側壁を備え、前記第2の内槽構成部材が側壁が前記第1の内槽構成部材の側壁と重なり合った状態が、前記第1の内槽構成部材の側壁および前記第2の内槽構成部材の側壁の前記少なくとも一方の前記複数の副側壁と、前記第1の内槽構成部材の側壁および前記第2の内槽構成部材の側壁の他方の側壁とが交互に重なり合った状態であることを特徴とする請求項13または14記載の基板処理装置が提供される。

0030

請求項16によれば、前記第2の電極に連結された内内槽構成部材であって、前記内内槽構成部材が前記第1の内槽構成部材に当接することによって前記内槽内に内内槽を構成可能な前記内内槽構成部材をさらに備えることを特徴とする請求項11乃至15のいずれかに記載の基板処理装置が提供される。

0031

請求項17によれば、前記第2の電極内または前記第2の電極に連結して加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項16記載の基板処理装置が提供される。

0032

このようにすれば、内内槽がいわゆるホットウォール型の処理槽となり、成膜ガス等の処理用ガスによる反応副生成物内壁に付着することが抑制される。

0033

請求項18によれば、前記内内槽構成部材が前記第2の電極の周囲に設けられていることを特徴とする請求項15または16記載の基板処理装置が提供される。

0034

このようにすれば、第2の電極の第1の電極に対する平行度が向上し、基板処理均一性向上する。

0035

請求項19によれば、前記請求項5乃至18のいずれかに記載の基板処理装置を使用して基板の処理を行う基板処理方法であって、前記対向電極の電極間隔を第1の間隔に設定し、前記内槽を閉じた状態で第1の処理を行う第1の工程と、前記対向電極の電極間隔を前記第1の間隔とは異なる第2の間隔に設定し、前記内槽を閉じた状態で前記第2の処理を行う第2の工程と、を備えることを特徴とする基板処理方法が提供される。

0036

このようにすれば、対向電極の電極間隔を処理に応じて変更することができ、各処理において処理効率をそれぞれ高めることができると共に、電極間隔を異ならせても内槽が閉じているので、プラズマ処理を行う場合には内槽内のプラズマ密度が低下せず、また、外槽にまで処理用のガス等が漏れないので、処理効率が低下せずまた外槽を汚染することも防止できる。

0037

請求項20によれば、前記第1の工程が終了した後に、前記内槽を閉じた状態のまま前記対向電極の電極間隔を前記第1の間隔から前記第2の間隔に変更し、その後前記第2の工程を行うことを特徴とする請求項19記載の基板処理方法が提供される。

0038

請求項21によれば、前記基板の前記処理が前記基板のプラズマ処理であり、前記第1の処理が、ガスクリーニング処理および前記基板のプラズマ処理のうちの一方であり、前記第2の処理が、ガスクリーニング処理および前記基板のプラズマ処理のうちの他方であることを特徴とする請求項20記載の基板処理方法が提供される。

0039

請求項22によれば、前記基板のプラズマ処理が、前記基板の成膜処理であり、前記基板のプラズマ処理時における前記対向電極の電極間隔が前記ガスクリーニング処理時における前記対向電極の電極間隔よりも小さいことを特徴とする請求項21記載の基板処理方法が提供される。

0040

請求項23によれば、請求項16記載の基板処理装置を使用して基板の処理を行う基板処理方法であって、前記内内槽構成部材を前記第1の内槽構成部材に当接させることによって前記内槽内に前記内内槽を構成し、前記対向電極の電極間隔を第1の間隔に設定し、前記内槽を閉じた状態で、前記基板の処理である第1の処理を行う第1の工程と、前記内内槽構成部材を前記第1の内槽構成部材から離間させ、前記対向電極の電極間隔を前記第1の間隔とは異なる第2の間隔に設定し、前記内槽を閉じた状態で第2の処理を行う第2の工程と、を備えることを特徴とする基板処理方法が提供される。

0041

請求項24によれば、前記第2の電極内または前記第2の電極に連結して加熱手段が設けられており、前記基板の前記処理が前記基板のプラズマ成膜処理であり、前記第2の処理が、ガスクリーニング処理であることを特徴とする請求項23記載の基板処理方法が提供される。

0042

このようにすれば、内内槽がいわゆるホットウォール型の処理槽となり、成膜ガスによる反応副生成物が内壁に付着することが抑制される。

発明を実施するための最良の形態

0043

次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

0044

(第1の実施の形態)図1は、本発明の第1の実施の形態のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を説明するための縦断面図である。

0045

本実施の形態のプラズマCVD装置1は外槽(真空容器)20と内槽30とを備えた2槽構造となっている。

0046

外槽20は、外槽本体21と天井蓋22とを備えている。天井蓋22はその断面が凸字状となっており、中央に形成された凹部に絶縁体23を介して上電極(カソード)24が設けられている。カソード24は、カソードプレート25とシャワープレート26と反応ガス導入管28とを備えている。カソープレート25とシャワープレート26との間には中空部27が形成されている。中空部27には反応ガス導入管28が連通している。シャワープレート26には多数のガス分散孔29が配設され、反応ガス導入管28より導入された反応ガスをガス分散孔29により内槽30内に分散供給し、その結果、サセプタ35上に載置された基板(本実施の形態では液晶表示素子用ガラス基板)36上に反応ガスを均一に供給するようになっている。

0047

外槽本体21の底板212には外排気口213が設けられており、外排気口213に連通する外排気管214が取り付けられている。外槽本体21の側板211には基板搬入搬出口48が設けられ、基板搬入/搬出口48にはゲートバルブ47が取付けられている。

0048

天井蓋22の周囲の下面には絶縁体23を囲繞する上部内槽側壁31が固着されている。

0049

外槽本体21内には内槽本体32が設けられている。内槽本体32の側壁である下部内槽側壁321は上部内槽側壁31に対応して設けられている。内槽本体32の底板322は内槽駆動軸42、43の上端に固着されており、内槽駆動軸42、43を昇降させることによって昇降し、内槽駆動軸42、43が上昇すると下部内槽側壁321も上昇して上部内槽側壁31と当接する。このようにして、カソード24、絶縁体23、上部内槽側壁31および内槽本体32により内槽30が構成され、その内部に内槽空間301が形成される。内槽駆動軸42、43は、外槽本体21の底板212を気密かつ昇降自在に貫通して設けられている。

0050

内槽本体32の底板322には、内排気口323が設けられており、内排気口323に連通する内排気管324が取り付けられている。内排気管324は、外排気口213や外排気管214内に挿入されている。外槽本体21、天井蓋22、上部内槽側壁31、内槽本体32、下部電極駆動軸41、内槽駆動軸42、43および内排気管324により外槽空間40が画成されている。

0051

内槽30内には、カソード24と対向して下電極(アノード)33が設けられている。アノード33はアノードプレート34とアノードプレート34上に設けられたサセプタ35とを備えている。アノードプレート34には、抵抗加熱式ヒータ線(図示せず。)が埋め込まれている。カソード24とアノード33とによりいわゆる平行平板型の電極を構成している。カソード24には高周波電源46が接続されており、アノード33は接地されており、カソード24とアノード33との間に高周波電力印加できるようになっている。

0052

アノードプレート34は下部電極駆動軸41の上端に固着されており、下部電極駆動軸41を昇降させることによって昇降する。下部電極駆動軸41は、外槽本体21の底板212を気密かつ昇降自在に貫通して設けられている。下部電極駆動軸41は内槽駆動軸42、43と独立して駆動可能であるので、下部内槽側壁321を上昇させて上部内槽側壁31と当接させ内槽30を閉じた状態で、下部電極駆動軸41によりアノード33を昇降させて、サセプタ35の上面とシャワープレート26の下面との距離、すなわち電極間隔Lを任意に設定できる。

0053

成膜時およびガスエッチング時には、内槽30内は、外排気管214、内排気管324、内排気口323を介して排気され、外槽空間40は、外排気管214を介して排気される。このように内槽30内および外槽空間40を排気しながら、反応ガス導入管28から成膜用の反応ガスまたはガスエッチング用の反応ガスを内槽30内に導入して内槽30内および外槽空間40をそれぞれ所定の圧力に制御する。

0054

次に、このような構成のプラズマCVD装置1の操作を説明する。

0055

基板36の搬入時には、内槽駆動軸42、43を駆動させて内槽本体32を下降させて内槽30を開放する。また、下部電極駆動軸41を駆動させてアノード33を下降させる。外排気管214を介して外槽(真空容器)20内を所定の真空度に排気しておく。

0056

ゲートバルブ47を開き、移載機(図示せず。)により基板36を基板搬入/搬出口48から外槽(真空容器)20内に搬入し、基板36をサセプタ35上に載せる。移載機が外槽(真空容器)20の外に後退した後、ゲートバルブ47を閉じる。その後、下部電極駆動軸41によりアノード33を上昇させ、サセプタ35の上面とシャワープレート26の下面との距離、すなわち電極間隔LをプラズマCVDに適した値にすると共に、内槽駆動軸42、43により内槽本体を上昇させて、下部内槽側壁321を上部内槽側壁31に当接させて、内槽30を閉じる。

0057

その後、内槽30内および外槽空間40を排気しながら、反応ガス導入管28から成膜用の反応ガスを内槽30内に導入して内槽30内および外槽空間40をそれぞれ所定の圧力に制御し、アノードプレート34に埋め込まれた抵抗加熱式ヒータ線(図示せず。)により加熱しつつ、高周波電源46よりカソード24、アノード33間に高周波電力を印加してプラズマを発生させて、基板36上へのプラズマCVD法により成膜を行う。成膜時においては、反応ガスや反応副生成物は、内排気口323、内排気管324および外排気管214を介して排気される。

0058

成膜が終わると、反応ガスの供給が止められ、内槽30内および外槽空間40が内排気管324、外排気管214等を介して排気される。

0059

その後、内槽本体32を下降させ、また、アノード33も下降させ、その後、ゲートバルブ47を開き、移載機(図示せず。)により基板36を基板搬入/搬出口48から搬出する。

0060

その後、再び、移載機(図示せず。)により基板36を基板搬入/搬出口48から搬入して、基板36への成膜処理を行う。このようにして基板36への成膜処理を所定回数行った後に、ガスクリーニングを行う。

0061

ガスクリーニングを行うには、基板36をサセプタ35上に載置しない状態で、下部電極駆動軸41によりアノード33を上昇させてサセプタ35の上面とシャワープレート26の下面との距離、すなわち電極間隔Lをガスクリーニングに適した値にする。ガスクリーニングに適した電極間隔LはプラズマCVD成膜に適した電極間隔Lよりも大きい値とする。また、内槽駆動軸42、43により内槽本体を上昇させて、下部内槽側壁321を上部内槽側壁31に当接させて、内槽30を閉じる。

0062

その後、内槽30内および外槽空間40を排気しながら、反応ガス導入管28からガスクリーニング用の反応ガスを内槽30内に導入して内槽30内および外槽空間40をそれぞれ所定の圧力に制御し、高周波電源46よりカソード24、アノード33間に高周波電力を印加してプラズマを発生させて、内槽30の内壁に付着・堆積した反応副生成物をエッチング除去する。ガスクリーニング時においては、クリーニング残渣は、内排気口323、内排気管324および外排気管214を介して排気される。

0063

ガスクリーニングが終わると、クリーニングガスの供給が止められ、内槽30内および外槽空間40が内排気管324、外排気管214等を介して排気される。

0064

その後、上記のようにして再び基板36への成膜処理が行われる。

0065

このように、本実施の形態においては、電極間隔LをプラズマCVD成膜時およびガスクリーニングにそれぞれ適したものとすることができるので、プラズマCVD成膜処理およびガスクリーニング処理の処理効率をそれぞれ高めることができる。

0066

また、プラズマCVD成膜およびガスクリーニングのいずれをも、下部内槽側壁321を上部内槽側壁31に当接させて、内槽30を密閉して行っているので、成膜時やガスクリーニング時に発生するプラズマを内槽30内に限定することができる。その結果、プラズマ密度を上げることができて、成膜やガスエッチングを効率よく行うことができ、また、外槽空間40にまで成膜やガスエッチング処理用のガス等が漏れないので、外槽20内を汚染することも防止できる。

0067

(第2の実施の形態)図2は、本発明の第2の実施の形態のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を説明するための縦断面図である。

0068

内槽本体32の底板322は内槽駆動軸73の上端に固着されている。内槽駆動軸73はバネ74によりベース72に乗っている状態である。ベース72には下部電極駆動軸71が固定されており下部電極(アノード)33は下部電極駆動軸71上に固定されている。ACモータ75を駆動させることにより、ボールネジ76を介してベース72が上下すると同時に下部電極駆動軸71、内槽駆動軸73が共に上下する。ベース72を上昇させると、下部電極駆動軸71および内槽駆動軸73が上昇し、下部内槽側壁321も上昇して上部内槽側壁31と当接する。さらにベース72を上昇させると、バネ74が縮み、下部電極(アノード)33だけが上昇する。他の構造は第1の実施の形態と同様であり、操作方法も同様である。

0069

本実施の形態では、バネ力により下部内槽側壁321を上部内槽側壁31に接触させ密閉内槽構造を保ったまま電極間隔Lを任意に設定することができる。

0070

(第3の実施の形態)図3は、本発明の第3の実施の形態のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を説明するための縦断面図である。

0071

本実施の形態においては、天井蓋22の周囲の下面には絶縁体23を囲繞する上部内槽側壁31が固着されているが、第1の実施の形態の上部内槽側壁31よりも幅広のものとしている。

0072

外槽本体21内には内槽本体32が設けられている。内槽本体32の側壁である下部内槽側壁321は上部内槽側壁31の外側に対応して設けられている。内槽本体32の底板322は内槽駆動軸42、43の上端に固着されており、内槽駆動軸42、43を昇降させることによって昇降し、内槽駆動軸42、43が上昇すると下部内槽側壁321も上昇して上部内槽側壁31と当接する。このようにして、カソード24、絶縁体23、上部内槽側壁31および内槽本体32により内槽30が構成され、その内部に内槽空間301が画成される。

0073

内槽30内には、カソード24と対向して下電極(アノード)33が設けられている。アノード33はアノードプレート34とアノードプレート34上に設けられたサセプタ35とを備えている。アノードプレート34には、抵抗加熱式ヒータ線(図示せず。)が埋め込まれている。

0074

アノードプレート34の周囲には、下部内内槽壁81が固着されている。下部内内槽壁81の外周には側壁811が上部内槽側壁31の内側部分に対応して設けられている。下部内内槽壁81はアノード33を昇降させることによって昇降し、アノード33が上昇すると下部内内槽壁81も上昇して、下部内内槽壁81の側壁811の上面812が上部内槽側壁31の下面311の内側と当接する。このようにして、カソード24、絶縁体23、アノード33、上部内槽側壁31および下部内内槽側壁81により内槽30内にさらに内内槽50が構成され、その内部に内内槽空間501が画成される。また、アノードプレート34、下部内内槽壁81、上部内槽側壁31および内槽本体32により、アノードプレート34と内槽本体32との間に排気槽空間51が画成される。

0075

このように下部内内槽壁81の側壁811を上部内槽側壁31の下面311に当接させることによって、アノード33の高さ方向の位置決めが正確に行え、アノード33のカソード24に対する平行精度が向上する。また、アノードプレート34には抵抗加熱式ヒータ線(図示せず。)が埋め込まれているので、このヒータ熱源として熱伝導により、上部内槽側壁31の内壁等、内内槽50の内壁や、さらには、内槽本体32の内壁等、内槽30の内壁も加熱することができる。その結果、内内槽50や内槽30をホットウォール状態に維持することができるので、内内槽50の内壁や内槽30の内壁に剥離しやすい反応副生成物が発生せず、パーティクルの発生が防止できる。

0076

下部内内槽壁81には、所定の間隔で内排気口342が、サセプタ35およびアノードプレート33の外周の全周にわたって設けられている。内内槽空間501は内排気口342を介して排気槽空間51に連通している。

0077

アノードプレート34は下部電極駆動軸41の上端に固着されており、下部電極駆動軸41を昇降させることによって昇降する。下部電極駆動軸41は内槽駆動軸42、43と独立して駆動可能であるので、下部内槽側壁321を上昇させて上部内槽側壁31と当接させ内槽30を閉じた状態で、下部電極駆動軸41によりアノード33を昇降させて、サセプタ35の上面とシャワープレート26の下面との距離、すなわち電極間隔Lを任意に設定できる。但し、本実施の形態においては、下部内内槽壁81の側壁811の上面812が上部内槽側壁31の下面311と当接した状態で電極間隔Lの最小値となる。そして、この際には、密閉された内内槽50が構成される。

0078

その他の構造は第1の実施の形態と同じであるので説明は省略する。

0079

成膜時およびガスエッチング時には、内槽30内は、外排気管214、内排気管324、内排気口323を介して排気され、外槽空間40は、外排気管214を介して排気される。このように内槽30内および外槽空間40を排気しながら、反応ガス導入管28から成膜用の反応ガスまたはガスエッチング用の反応ガスを内槽30内に導入して内槽30内および外槽空間40をそれぞれ所定の圧力に制御する。

0080

次に、このような構成のプラズマCVD装置3の操作を説明する。

0081

基板36の搬入時には、内槽駆動軸42、43を駆動させて内槽本体32を下降させて内槽30を開放する。また、下部電極駆動軸41を駆動させてアノード33を下降させる。外排気管214を介して外槽(真空容器)20内を所定の真空度に排気しておく。

0082

ゲートバルブ47を開き、移載機(図示せず。)により基板36を基板搬入/搬出口48から外槽(真空容器)20内に搬入し、基板36をサセプタ35上に載せる。移載機が外槽(真空容器)20の外に後退した後、ゲートバルブ47を閉じる。その後、下部電極駆動軸41によりアノード33を上昇させ、下部内内槽壁81の側壁811の上面812を上部内槽側壁31の下面311に当接させて密閉された内内槽50を構成すると共に、内槽駆動軸42、43により内槽本体32を上昇させて、下部内槽側壁321を上部内槽側壁31に当接させて、内槽30を閉じる。

0083

その後、内内槽50、内槽30内および外槽空間40を排気しながら、反応ガス導入管28から成膜用の反応ガスを内内槽50内に導入して内内槽50、内槽30内および外槽空間40を所定の圧力に制御し、アノードプレート34に埋め込まれた抵抗加熱式ヒータ線(図示せず。)により加熱しつつ、高周波電源46よりカソード24、アノード33間に高周波電力を印加してプラズマを発生させて、基板36上へのプラズマCVD法により成膜を行う。成膜時においては、反応ガスや反応副生成物は、内排気口342、排気槽空間51、内排気口323、内排気管324および外排気管214を介して排気される。

0084

成膜が終わると、反応ガスの供給が止められ、内内槽50、内槽30内および外槽空間40が内排気口342、排気槽空間51、内排気口323、内排気管324、外排気管214等を介して排気される。

0085

その後、内槽本体32を下降させ、また、アノード33も下降させ、その後、ゲートバルブ47を開き、移載機(図示せず。)により基板36を基板搬入/搬出口48から搬出する。

0086

その後、再び、移載機(図示せず。)により基板36を基板搬入/搬出口48から搬入して、基板36への成膜処理を行う。このようにして基板36への成膜処理を所定回数行った後に、ガスクリーニングを行う。

0087

ガスクリーニングを行うには、基板36をサセプタ35上に載置しない状態で、下部電極駆動軸41によりアノード33を上昇させてサセプタ35の上面とシャワープレート26の下面との距離、すなわち電極間隔Lをガスクリーニングに適した値にする。ガスクリーニングに適した電極間隔LはプラズマCVD成膜に適した電極間隔Lよりも大きい値とする。この場合には、下部内内槽壁81の側壁811の上面812を上部内槽側壁31の下面311には当接させず、内内槽50を閉じたものとはしない。一方、内槽駆動軸42、43により内槽本体を上昇させて、下部内槽側壁321を上部内槽側壁31に当接させて、内槽30を閉じる。

0088

その後、内槽30内および外槽空間40を排気しながら、反応ガス導入管28からガスクリーニング用の反応ガスを内槽30内に導入して内槽30内および外槽空間40をそれぞれ所定の圧力に制御し、高周波電源46よりカソード24、アノード33間に高周波電力を印加してプラズマを発生させて、内槽30の内壁に付着・堆積した反応副生成物をエッチング除去する。ガスクリーニング時においては、クリーニング残渣は、内排気口323、内排気管324および外排気管214を介して排気される。

0089

ガスクリーニングが終わると、クリーニングガスの供給が止められ、内槽30内および外槽空間40が内排気管324、外排気管214等を介して排気される。

0090

その後、上記のようにして再び基板36への成膜処理が行われる。

0091

このように、本実施の形態においては、電極間隔LをプラズマCVD成膜時およびガスクリーニングにそれぞれ適したものとすることができるので、プラズマCVD成膜処理およびガスクリーニング処理の処理効率をそれぞれ高めることができる。

0092

また、プラズマCVD成膜およびガスクリーニングのいずれをも、下部内槽側壁321を上部内槽側壁31に当接させて、内槽30を密閉して行っているので、成膜時やガスクリーニング時に発生するプラズマを内槽30内に限定することができる。その結果、プラズマ密度を上げることができて、成膜やガスエッチングを効率よく行うことができ、また、外槽空間40にまで成膜やガスエッチング処理用のガス等が漏れないので、外槽20内を汚染することも防止できる。

0093

本実施の形態においてはさらに、アノードプレート34の周囲に下部内内槽壁81を固着し、下部内内槽壁81の側壁811の上面812を上部内槽側壁31の下面311と当接させて内槽30内に内内槽50を構成できる。その結果、内槽30よりもさらに狭い内内槽50内に成膜時等に発生するプラズマを限定することができる。その結果、プラズマ密度をより一層上げることができて、成膜やガスエッチングをさらに効率よく行うことができる。

0094

また、このように下部内内槽壁81の側壁811を上部内槽側壁31の下面311に当接させることによって、アノード33のカソード24に対する平行精度が向上し、また、内内槽50や内槽30をホットウォール状態に維持することができるので、パーティクルの発生が防止できる。

0095

(第4の実施の形態)図4は、本発明の第4の実施の形態のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を説明するための縦断面図であり、図5図4のA部の部分拡大縦断面図である。

0096

本実施の形態においては、天井蓋22の周囲の下面には絶縁体23を囲繞する上部内槽側壁39が固着されているが、第1の実施の形態の上部内槽側壁31よりも縦長のものとしている。

0097

外槽20内には、カソード24と対向して下電極(アノード)33が設けられている。アノード33はアノードプレート34とアノードプレート34上に設けられたサセプタ35とを備えている。アノードプレート34には、抵抗加熱式ヒータ線(図示せず。)が埋め込まれている。

0098

アノードプレート34の周囲には、下部内槽壁37が固着されている。下部内内槽壁37の外周には側壁38が上部内槽側壁39の外側に位置するようにして設けられている。

0099

アノードプレート34の下には集気槽61が設けられており、集気槽61の側板63の上部は下部内槽壁37の下部に固着されている。アノードプレート34、下部内槽壁37および集気槽61により集基槽空間60が画成されている。

0100

下部内槽壁37には、所定の間隔で内排気口342が、サセプタ35およびアノードプレート33の外周の全周にわたって設けられている。

0101

集気槽61の底板62には、排気口621が設けられており、排気口621に連通する排気管622が取り付けられている。排気管622は、外排気口213や外排気管214内に挿入されている。外槽本体21、天井蓋22、上部内槽側壁39、下部内槽壁37、集気槽61、下部電極駆動軸41および排気管622により外槽空間40が画成されている。

0102

集気槽61の底板62は下部電極駆動軸41の上端に固着されており、下部電極駆動軸41を昇降させることによって昇降する。下部電極駆動軸41は、外槽本体21の底板212を気密かつ昇降自在に貫通して設けられている。

0103

下部電極駆動軸41を上昇させることによって下部内槽壁37の側壁38が上昇し、下部内槽壁37の側壁38と上部内槽側壁39とが重なりあうようになる。但し下部内槽壁37の側壁38と上部内槽側壁39との間には所定の間隔Gが設けられている。

0104

下部内槽壁37の側壁38と上部内槽側壁39とが重なりあうことによって、カソード24、絶縁体23、アノード33、上部内槽側壁39および下部内槽壁37により内槽30が構成され、その内部に内槽空間301が画成される。内槽空間301は内排気口342を介して集気槽空間60に連通している。

0105

下部電極駆動軸41を上昇させることによって下部内槽壁37の側壁38が上昇し、下部内槽壁37の側壁38と上部内槽側壁39とが重なりあうようになり、内槽30が閉じたものとなる。これによりプラズマを内槽30内に閉じ込めることができるようになる。

0106

また、下部電極駆動軸41を上昇させることによって下部内槽壁37の側壁38と共にアノード33も上昇するので、この後、さらに下部電極駆動軸41を上昇させると、下部内槽壁37の側壁38と上部内槽側壁39とが重なりあって内槽30が閉じた状態で、アノード33が上昇し、サセプタ35の上面とシャワープレート26の下面との距離、すなわち電極間隔Lを短くすることができる。

0107

本実施の形態においては、下部内槽壁37の側壁38と上部内槽側壁39とを密着させないため、下部電極駆動軸41にACサーボモータ等を駆動源とする上下機構を設置することにより、内槽30が閉じた状態で電極間隔Lを任意に変更することが可能である。

0108

成膜時およびガスエッチング時には、内槽30内は、外排気管214、排気管622、排気口621、集気槽空間60、内排気口342を介して排気され、外槽空間40は、外排気管214を介して排気される。このように内槽30内および外槽空間40を排気しながら、反応ガス導入管28から成膜用の反応ガスまたはガスエッチング用の反応ガスを内槽30内に導入して内槽30内および外槽空間40をそれぞれ所定の圧力に制御する。

0109

また、図5(A)〜5(C)に示すように、下部内槽壁37の側壁38と上部内槽側壁39との重なりを複数段設けることにより、内槽30のガスシール性が向上し、より確実にプラズマを閉じこめることができる。

0110

下部内槽壁37の側壁38と上部内槽側壁39との重なりを複数段設けるには、例えば、図5(A)に示すように、上部内槽側壁39を2つの副側壁391、392から構成し、下部内槽壁37の側壁38をこれら2つの副側壁391、392間に挟み込む構造としたり、図5(B)に示すように、上部内槽側壁39を2つの副側壁391、392から構成し、下部内槽側壁39も2つの副側壁381、382から構成し、これら副側壁391、392および副側壁381、382を交互に重ねり合う構造としたり、図5(C)に示すように、上部内槽側壁39を2つの副側壁391、392から構成し、下部内槽側壁39を3つの副側壁383〜385から構成し、これら副側壁391、392および副側壁383〜385を交互に重ねり合う構造としたりすることが好ましい。

0111

その他の構造は第1の実施の形態と同じであるので説明は省略する。

0112

次に、このような構成のプラズマCVD装置4の操作を説明する。

0113

基板36の搬入時には、下部電極駆動軸41を駆動させてアノード33および下部内槽壁37を下降させて、内槽30を開放する。また、外排気管214を介して外槽(真空容器)20内を所定の真空度に排気しておく。

0114

ゲートバルブ47を開き、移載機(図示せず。)により基板36を基板搬入/搬出口48から外槽(真空容器)20内に搬入し、基板36をサセプタ35上に載せる。移載機が外槽(真空容器)20の外に後退した後、ゲートバルブ47を閉じる。その後、下部電極駆動軸41によりアノード33および下部内槽壁37を上昇させ、下部内槽壁37の側壁38と上部内槽側壁39とを重なり合わせて内槽30を閉じたものとし、その後、さらに下部電極駆動軸41によりアノード33および下部内槽壁37を上昇させて、内槽30を閉じたまま、電極間隔Lを成膜に適した値とする。

0115

その後、内槽30内および外槽空間40を排気しながら、反応ガス導入管28から成膜用の反応ガスを内槽30内に導入して内槽30内および外槽空間40を所定の圧力に制御し、アノードプレート34に埋め込まれた抵抗加熱式ヒータ線(図示せず。)により加熱しつつ、高周波電源46よりカソード24、アノード33間に高周波電力を印加してプラズマを発生させて、基板36上へのプラズマCVD法により成膜を行う。成膜時においては、反応ガスや反応副生成物は、内排気口342、集気槽空間60、排気口621、排気管622および外排気管214を介して排気される。

0116

成膜が終わると、反応ガスの供給が止められ、内槽30内および外槽空間40が内排気口342、集気槽空間60、排気口621、排気管622および外排気管214等を介して排気される。

0117

その後、アノード33および下部内槽壁37を下降させ、その後、ゲートバルブ47を開き、移載機(図示せず。)により基板36を基板搬入/搬出口48から搬出する。

0118

その後、再び、移載機(図示せず。)により基板36を基板搬入/搬出口48から搬入して、基板36への成膜処理を行う。このようにして基板36への成膜処理を所定回数行った後に、ガスクリーニングを行う。

0119

ガスクリーニングを行うには、基板36をサセプタ35上に載置しない状態で、下部電極駆動軸41によりアノード33および下部内槽壁37を上昇させ、下部内槽壁37の側壁38と上部内槽側壁39とを重なり合わせて内槽30を閉じたものとし、その後、さらに下部電極駆動軸41によりアノード33および下部内槽壁37を上昇させて、内槽30を閉じたまま、電極間隔Lをガスクリーニングに適した値にする。ガスクリーニングに適した電極間隔LはプラズマCVD成膜に適した電極間隔Lよりも大きい値とする。

0120

その後、内槽30内および外槽空間40を排気しながら、反応ガス導入管28から成膜用の反応ガスを内槽30内に導入して内槽30内および外槽空間40を所定の圧力に制御し、高周波電源46よりカソード24、アノード33間に高周波電力を印加してプラズマを発生させて、内槽30の内壁に付着・堆積した反応副生成物をエッチング除去する。ガスクリーニング時においては、クリーニング残渣は、内排気口342、集気槽空間60、排気口621、排気管622および外排気管214等を介して排気される。

0121

ガスクリーニングが終わると、クリーニングガスの供給が止められ、内槽30内および外槽空間40が内排気管324、集気槽空間60、外排気管214等を介して排気される。

0122

その後、上記のようにして再び基板36への成膜処理が行われる。

0123

このように、本実施の形態においては、電極間隔LをプラズマCVD成膜時およびガスクリーニングにそれぞれ適したものとすることができるので、プラズマCVD成膜処理およびガスクリーニング処理の処理効率をそれぞれ高めることができる。

0124

また、プラズマCVD成膜およびガスクリーニングのいずれをも、下部内槽壁37の側壁38と上部内槽側壁39とを重なり合わせて内槽30を閉じたものとして行っているので、成膜時やガスクリーニング時に発生するプラズマを内槽30内に限定することができる。その結果、プラズマ密度を上げることができて、成膜やガスエッチングを効率よく行うことができ、また、外槽空間40にまで成膜やガスエッチング処理用のガス等が漏れないので、外槽20内を汚染することも防止できる。

0125

以上のように、本発明によるオンラインガスクリーニング機能を有したプラズマCVD装置において、成膜プロセス、クリーニングプロセスの異なる2つのプロセスにそれぞれ適した電極間隔を選択することが可能であり、装置の処理能力を向上させることができる利点がある。

0126

また、ワークの処理は、成膜プロセスにより行われる。成膜プロセスにより電極壁面には膜および反応生成物が付着するが、付着量が増加するとやがて空間を浮遊し、ワーク上に堆積する。これにより製品欠陥を引き起こす。クリーニングプロセスは、この電極壁面の膜および反応生成物を製品欠陥を引き起こす以前に除去するために行われる。従ってクリーニングプロセスは、その間隔が長く、1度の処理時間が短いほど装置の能力を向上させることが可能である。第3の実施の形態では、内槽30の内壁面を加熱することが可能であり、膜の付着力を強固にし、付着力が弱く空間を浮遊し易い反応生成物を抑制することによりクリーニングプロセスの間隔を延長し、かつクリーニングプロセスに適した電極間隔を選択することが可能であるため、処理時間の短縮することができるという利点がある。

0127

本発明は、上述の利点を有しつつ、常に密閉構造を確保することが可能であり外槽の汚れも抑制することができるという利点もある。

0128

なお、本発明のプラズマCVD装置に使用される基板としては、半導体ウェーハ液晶ディスプレー用のガラス基板等が好適に使用される。

0129

また、上記各実施の形態においては、プラズマCVD成膜およびガスクリーニングの間で電極間隔を異ならせたが、同じ装置で異なる種類の成膜を行う場合等にも異なる種類の成膜に応じて電極間隔を異ならせることもできる。

発明の効果

0130

本発明によれば、対向電極の電極間隔を処理に応じて変更することができ、各処理において処理効率をそれぞれ高めることができると共に、電極間隔を異ならせても、例えばプラズマ処理を行う場合には内槽内のプラズマ密度が低下せず、また、外槽にまで処理用のガス等が漏れないので、処理効率が低下せずまた外槽を汚染することも防止できる。

図面の簡単な説明

0131

図1本発明の第1の実施の形態のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を説明するための縦断面図である。
図2本発明の第2の実施の形態のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を説明するための縦断面図である。
図3本発明の第3の実施の形態のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を説明するための縦断面図である。
図4本発明の第4の実施の形態のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を説明するための縦断面図である。
図5本発明の第4の実施の形態のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を説明するための部分拡大縦断面図である。
図6従来のプラズマ処理装置を説明するための縦断面図である。

--

0132

1〜6…プラズマCVD装置
20…外槽(真空容器)
21…外槽本体
22…天井蓋
23…絶縁体
24…上部電極(カソード)
25…カソードプレート
26…シャワープレート
27…中空部
28…反応ガス導入管
29…ガス分散孔
30…内槽
301…内槽空間
31…上部内槽側壁
32…内槽本体
321…下部内槽側壁
33…下部電極(アノード)
34…アノードプレート
35…サセプタ
36…基板
37…下部内槽壁
38…側壁
381〜385、391、392…副側壁
39…上部内槽側壁
40…外槽空間
41、71…下部電極駆動軸
42、43、73…内槽駆動軸
46…高周波電源
50…内内槽
501…内内槽空間
81…下部内内槽壁
811…側壁
L…電極間隔
G…間隙

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