(57)【要約】【課題】チャンバ内に配置されるプロセス配管に副生成物を付着しにくくすることにより、チャンバ内のパーティクル量を減少させて、製品の品質および歩留まりの向上を図ることができる、プラズマＣＶＤ装置を提供する。【解決手段】チャンバ３と、原料ガス８をガス供給部１１に導入するプロセス配管５と、プロセス配管５の少なくとも一部を加熱するテープヒータ２１とを備える。【選択図】図１
2010265501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、
原料ガスをガス供給部に導入するプロセス配管と、
前記プロセス配管の少なくとも一部を加熱する加熱装置と
を備えるＣＶＤ装置。
【請求項２】
前記プロセス配管に接続され、前記プロセス配管を流れる前記原料ガスの流量を調整する流量調整装置をさらに備え、
前記加熱装置が、前記流量調整装置と前記ガス供給部との間に配置された、請求項１に記載のＣＶＤ装置。
【請求項３】
前記加熱装置が、前記チャンバ外に配置された、請求項１または２に記載のＣＶＤ装置。
【請求項４】
前記加熱装置として電熱加熱装置を用いた、請求項１から３のいずれかに記載のＣＶＤ装置。
【請求項５】
前記プロセス配管は、前記チャンバ内の前記チャンバの内壁から前記ガス供給部までの部分の少なくとも一部において、前記プロセス配管の内部と外部とを断熱する断熱部を有する、請求項１から４のいずれかに記載のＣＶＤ装置。
【請求項６】
チャンバと、
原料ガスをガス供給部に導入するプロセス配管とを備え、
前記プロセス配管は、前記チャンバ内の前記チャンバの内壁から前記ガス供給部までの部分の少なくとも一部において、前記プロセス配管の内部と外部とを断熱する断熱部を有する、ＣＶＤ装置。
【請求項７】
前記断熱部における前記プロセス配管は、前記原料ガスを流動させるための内管および該内管の外側に配置される外管を含む二重配管構造を有し、前記内管と前記外管との間に真空断熱層が形成された、請求項５または６に記載のＣＶＤ装置。
【請求項８】
前記断熱部における前記プロセス配管は、前記原料ガスを流動させるための内管および該内管の外側に配置される外管を含む二重配管構造を有し、前記内管と前記外管との間に断熱材が充填された、請求項５または６に記載のＣＶＤ装置。
【請求項９】
前記断熱部における前記プロセス配管は、前記プロセス配管の外表面に設けられた断熱材を含む、請求項５または６に記載のＣＶＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＶＤ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマＣＶＤ装置では、チャンバの内部において、ヒータによる加熱を行ないながら電極間に高電圧を負荷してプラズマを発生させることにより、電極間に配置した基板上に薄膜を形成している。薄膜の原料となる原料ガスは、所定の温度以下になると副生成物となって、チャンバの内部または排気配管に付着する。付着した副生成物のうち、剥離した副生成物、または、微粒子状の副生成物が、パーティクルとなる。
【０００３】
このパーティクルが成膜処理中の基板表面に付着すると、製品の品質劣化および不良品が発生し歩留まり低下の原因となる。そこで、チャンバの内部に付着する副生成物の量を減少させるプラズマＣＶＤ装置を開示した先行文献として、特許文献１(特開平８−１３３８８９号公報)がある。
【０００４】
特許文献１に記載されたプラズマＣＶＤ装置では、チャンバ内部の中心にヒータを設置し、そのヒータの内部に排気管、および、ヒータの側面に排気管と連通する排気口を設けている。このような構成にして、排気口付近の温度が常時３００℃〜４００℃になるように加熱して成膜を行なうことにより、排気口付近に付着する副生成物の量を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１３３８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラズマＣＶＤ装置には、原料ガスを電極間に供給するプロセス配管が配置されている。このプロセス配管は、チャンバの外部からチャンバの内部の電極近傍に設けられるガス供給部まで連通するように形成されている。成膜処理中のチャンバ内は、ヒータにより１５０℃より高温に保たれており、１５０℃程度以上の温度においては、チャンバ内のパーティクル量は少ない。
【０００７】
しかし、室温程度の温度の原料ガスが内部を大量に流動するプロセス配管の外表面では、熱が内部に奪われてしまい、温度が１５０℃以下まで低下してしまう。そのため、プロセス配管の外表面に副生成物の付着が発生する。この副生成物が剥離してパーティクルとなり、基板上への成膜処理中に異物として混入することにより、製品の品質低下および歩留まりの低下の原因となっていた。
【０００８】
上記のように、副生成物はプロセス配管の外表面にも付着するため、特許文献１に記載されているような、排気口付近の温度を常時３００℃〜４００℃に加熱して、排気口付近のパーティクル量を減少させるのみでは、製品となる基板の品質および歩留まりの向上を十分に図ることができない。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、チャンバ内に配置されるプロセス配管に副生成物を付着しにくくすることにより、チャンバ内のパーティクル量を減少させて、製品の品質および歩留まりの向上を図ることができる、ＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の局面におけるＣＶＤ装置では、チャンバと、原料ガスをガス供給部に導入するプロセス配管と、プロセス配管の少なくとも一部を加熱する加熱装置とを備える。
【００１１】
このような構成にすることにより、プロセス配管を加熱してプロセス配管の内部を流動する原料ガスを温めることができる。温められた原料ガスが、チャンバ内のプロセス配管内を流れるため、プロセス配管の外表面の温度の低下を抑制し、チャンバ内のプロセス配管の外表面に付着する副生成物を減少させることができる。そのため、基板上への成膜処理中に、パーティクルが異物として混入することによる、製品の品質低下および歩留まりの低下を抑制することができる。
【００１２】
好ましくは、プロセス配管に接続され、プロセス配管を流れる原料ガスの流量を調整する流量調整装置をさらに備え、加熱装置が、流量調整装置とガス供給部との間に配置されている。
【００１３】
このような構成にすることにより、プロセス配管を流れる原料ガスの流量を加熱前の状態で調整することができるため、精度良く流量調整を行なうことができる。仮に、流量調整前に加熱装置により原料ガスを加熱した場合、原料ガスの体積が膨張してしまい、プロセス配管を流動する原料ガスの正確な流量の調整が困難になる。
【００１４】
好ましくは、加熱装置がチャンバ外に配置されている。このような構成にすることにより、チャンバ外に位置するプロセス配管に加熱装置を容易に取り付けることができる。加熱装置として電熱加熱装置を用いてもよい。
【００１５】
好ましくは、プロセス配管は、チャンバ内のチャンバの内壁からガス供給部までの部分の少なくとも一部において、プロセス配管の内部と外部とを断熱する断熱部を有する。このような構成にすることにより、チャンバ内のプロセス配管の外表面の温度が低下しないため、プロセス配管の外表面への副生成物の付着量を減少させることができる。
【００１６】
本発明に係る第２の局面におけるＣＶＤ装置では、チャンバと、原料ガスをガス供給部に導入するプロセス配管とを備える。プロセス配管は、チャンバ内のチャンバの内壁からガス供給部までの部分の少なくとも一部において、プロセス配管の内部と外部とを断熱する断熱部を有するようにしてもよい。
【００１７】
このような構成にすることにより、チャンバ内のプロセス配管において、内部を原料ガスが流動するプロセス配管の内部と外表面とを断熱部により断熱することができる。この結果、プロセス配管内を比較的低温の原料ガスが流れてもチャンバ内のプロセス配管の外表面の温度が低下しにくいため、プロセス配管の外表面への副生成物の付着量を減少させることができる。そのため、基板上への成膜処理中に、パーティクルが異物として混入することによる、製品の品質低下および歩留まりの低下を抑制することができる。
【００１８】
好ましくは、断熱部におけるプロセス配管は、原料ガスを流動させるための内管およびこの内管の外側に配置される外管を含む二重配管構造を有し、内管と外管との間に真空断熱層が形成されている。このような構成にすることにより、真空断熱層による断熱性により、プロセス配管の内部と外表面とを断熱することができる。また、真空断熱層は、高温になっても劣化しないため、安定した断熱効果を維持することができる。
【００１９】
好ましくは、断熱部におけるプロセス配管は、原料ガスを流動させるための内管およびこの内管の外側に配置される外管を含む二重配管構造を有し、内管と外管との間に断熱材が充填されている。このような構成にすることにより、プロセス配管と外管との間に充填された断熱材の断熱性により、プロセス配管の内部と外表面とを断熱することができる。また、断熱材が劣化した場合にも、外管の内部に断熱材を配置しているため、断熱材がチャンバ内に落下する恐れがない。
【００２０】
好ましくは、断熱部におけるプロセス配管は、プロセス配管の外表面に設けられた断熱材を含む。このような構成にすることにより、断熱材の断熱性により、プロセス配管の内部と外表面とを断熱することができる。また、簡単な構造で、断熱部の構成が可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１の局面によれば、プロセス配管を加熱することにより、プロセス配管の内部を流動する原料ガスを温めることで、チャンバ内に位置するプロセス配管の外表面の温度の低下を抑制することができる。その結果、チャンバ内に位置するプロセス配管の外表面に付着する副生成物の量を減少し、基板上への成膜処理中に、パーティクルが異物として混入することによる、製品の品質低下および歩留まりの低下を抑制することができる。
【００２２】
本発明の第２の局面によれば、チャンバ内のプロセス配管に断熱部を形成することにより、プロセス配管の内部と外表面とを断熱することができる。そのため、比較的低温の原料ガスが内部を流動した場合でも、プロセス配管の外表面の温度が低下することを抑制することができる。その結果、チャンバ内に位置するプロセス配管の外表面に付着する副生成物の量を減少し、基板上への成膜処理中に、パーティクルが異物として混入することによる、製品の品質低下および歩留まりの低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る、電極が１段のプラズマＣＶＤ装置の構造を示す模式図である。
【図２】同実施の形態に係る、電極が２段のプラズマＣＶＤ装置の構造を示す模式図である。
【図３】同実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置のチャンバ外に位置するプロセス配管にテープヒータを取り付けた状態を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る、電極が１段のプラズマＣＶＤ装置の構造を示す模式図である。
【図５】同実施の形態に係る、電極が２段のプラズマＣＶＤ装置の構造を示す模式図である。
【図６】同実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置のチャンバ内に位置する二重配管構造を有するプロセス配管において、真空断熱層を設けた状態を示す模式図である。
【図７】同実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置のチャンバ内に位置する二重配管構造を有するプロセス配管において、断熱材を充填した状態を示す模式図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る、光ＣＶＤ装置の構造を示す模式図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る、光ＣＶＤ装置の構造を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態５に係る、熱ＣＶＤ装置の構造を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態６に係る、熱ＣＶＤ装置の構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明に基づいた実施の形態におけるＣＶＤ装置について、図を参照しながら説明する。
【００２５】
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１に係る、電極が１段のプラズマＣＶＤ装置の構造を示す模式図である。本発明の実施の形態１に係るプラズマＣＶＤ装置１００では、図１に示すように、チャンバ３の内部にアノード電極２と、アノード電極２と対向するようにカソード電極１とが、所定の間隔を置いて配置されている。このように、プラズマＣＶＤ装置１００は、１対のカソード電極１およびアノード電極２からなる１段の電極を備えている。カソード電極１と対向する側のアノード電極２の主面の近傍に、被処理物である基板１０が配置される。
【００２６】
アノード電極２には、基板１０を加熱するヒータ４が設けられている。ヒータ４により基板１０は、一般に、１００℃から３００℃程度に加熱される。アノード電極２は、チャンバ３の外部の接地部１４と配線により接続されて接地されている。カソード電極１およびアノード電極２は、平板状のステンレスまたはアルミ合金などの金属材料により形成されている。
【００２７】
カソード電極１のアノード電極２と対向する主面には、ガス供給部１１が形成されている。ガス供給部１１は、原料ガス８をカソード電極１とアノード電極２との間に供給する。本実施形態のカソード電極１は、いわゆる、シャワープレート型の電極であるが、カソード電極１はこれに限られるものではない。カソード電極１にガス供給部１１を設けずに、チャンバ３の壁面あるいは内部空間のいずれかの場所にガス供給部１１を設けてもよい。
【００２８】
本実施の形態においては、カソード電極１にガス供給部１１を形成しているため、カソード電極１の一方の側面に、原料ガス８を導入するプロセス配管１５が接続されている。チャンバ３の内部に位置するプロセス配管１５は、チャンバ３の外部に位置するプロセス配管５と連通している。プロセス配管５およびプロセス配管１５は、ステンレス製の中空のパイプにより形成されており、プロセス配管５およびプロセス配管１５の内部を原料ガス８が流れる。
【００２９】
図１に示すように、本実施の形態においては、チャンバ３外に位置するプロセス配管５を加熱する加熱装置として、テープヒータ２１を設けている。テープヒータ２１は、チャンバ３内に設けられてもよいし、チャンバ３の内外に亘る様に設けられてもよい。テープヒータ２１には、図示しない電源が接続され、電力が供給される。テープヒータ２１とは、帯状に形成された電熱加熱装置であり、被加熱対象物に捲きつけて使用される。その例としては、金属製の発熱体を耐熱性の繊維もしくは樹脂で面状に織り込んだものがある。また、テープヒータ２１には、図示しない温度制御装置が接続されて、所定の温度で加熱するように調節される。
【００３０】
テープヒータ２１は、図１に示すように、チャンバ３の外壁から後述するマスフローコントローラ６に至るまで隙間なくプロセス配管５に巻きつけてもよい。このようにした場合、チャンバ３外のプロセス配管５内を流動する原料ガス８を十分に加熱することができる。また、チャンバ３の外壁の近傍のみにテープヒータ２１を巻きつけてもよい。このようにした場合には、チャンバ３内のプロセス配管１５に流入する直前の原料ガス８を加熱することができ、効率良く加熱することができる。
【００３１】
チャンバ３の外部において、プロセス配管５には、プロセス配管５を流れる原料ガス８の流量を調整する流量調整装置であるマスフローコントローラ６が接続されている。さらに、プロセス配管５は、原料ガス８が貯蔵されているガスボンベ７に接続されている。マスフローコントローラ６は、ガスボックス内に収納されている。ガスボックスの内部において、異なる気体を貯蔵する複数のガスボンベ７から供給されたガスをそれぞれマスフローコントローラ６で流量調整した後に、原料ガス８の成分となるように所定の混合比に配合する。
【００３２】
カソード電極１の他方の側面には、チャンバ外３に配置されるインピーダンス整合回路１２を介して、外部電源１３と配線により接続されている。外部電源１３からカソード電極１に、周波数が１ＭＨｚ以上６０ＭＨｚ以下の高周波の電力が供給される。外部電源１３とカソード電極１を繋ぐ配線は、カソード電極１がプラズマのエネルギにより加熱された際の熱ひずみによる応力を緩和するために、金属製の網などの可撓性導体からなることが好ましい。
【００３３】
チャンバ３には、チャンバ３内を減圧するための減圧手段としてロータリポンプ９が設けられている。ロータリポンプ９により、チャンバ３の内部の反応しなかった原料ガス８が外部に排出される。チャンバ３は、ステンレスまたはアルミ合金などの金属材料により形成されている。
【００３４】
図２は、本実施の形態に係る、電極が２段のプラズマＣＶＤ装置の構造を示す模式図である。本実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置２００では、図２に示すように、チャンバ３の内部にアノード電極２と、アノード電極２と対向するようにカソード電極１とが、所定の間隔を置いて、２対配置されている。このように、プラズマＣＶＤ装置２００は、２対のカソード電極１およびアノード電極２からなる２段の電極を備えている。
【００３５】
プラズマＣＶＤ装置２００には、チャンバ３内に２つのカソード電極１が配置されているため、原料ガス８をそれぞれのカソード電極１に設けられたガス供給部１１に導入するプロセス配管１５が分岐して配設される。この場合、プロセス配管１５の長さが長くなるため、副生成物が付着する可能性のあるプロセス配管１５の外表面の表面積が増加する。
【００３６】
本実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置では、さらに多くの電極を備えていてもよい。その場合、チャンバ３内に位置するプロセス配管１５は、それぞれのカソード電極１に接続されるため、チャンバ３内に位置するプロセス配管１５の長さが長くなる。よって、副生成物が付着する可能性のあるプロセス配管１５の外表面の表面積が増加する。プラズマＣＶＤ装置２００における、その他の構成については、プラズマＣＶＤ装置１００の構成と同様であるため説明を省略する。
【００３７】
以下、本実施の形態１に係るプラズマＣＶＤ装置１００，２００の動作について説明する。
【００３８】
プラズマＣＶＤ装置１００，２００では、ロータリポンプ９によってチャンバ３の内部を所定の圧力まで減圧する。複数の異なるガスを貯蔵しているガスボンベ７からガスが供給され、マスフローコントローラ６によってそれぞれ所定の流量になるように調整される。図示しないガスボックスにより所定の混合比でガスが調整され、原料ガス８が生成されてプロセス配管５に送られる。
【００３９】
チャンバ３外のプロセス配管５の内部を流れた原料ガス８は、チャンバ３内のプロセス配管１５を通過して、カソード電極１のガス供給部１１に到達する。ガス供給部１１から原料ガス８は、カソード電極１とアノード電極２との間に供給される。この状態で、カソード電極１に高周波電力を印加することにより、カソード電極１とアノード電極２との間にプラズマを発生させる。
【００４０】
原料ガス８が、たとえば、モノシランなどから形成されている場合、アノード電極２の主面近傍に配置された基板１０の表面に熱分解したシリコンなどを堆積させることにより、シリコンなどからなる薄膜を形成することができる。原料ガス８は、モノシランに限られず、基板１０の上面に形成する薄膜の種類によって、様々な成分のガスが用いられる。
【００４１】
上記のように、原料ガス８は、被処理物である基板１０の表面に薄膜として堆積されるが、チャンバ３内の装置の表面にも副生成物が付着してしまう。たとえば、カソード電極１およびアノード電極２の表面などに付着する。
【００４２】
原料ガス８としてモノシランなどから形成されるガスを使用する場合に発生するポリシランからなる副生成物は、温度が１５０℃程度以上であれば、チャンバ３内の装置の表面に付着しにくい。使用される原料ガス８の種類によっては、ポリシランとは異なる副生成物となる。チャンバ３内は、ヒータ４によって加熱されているため、基板１０の近傍では１５０℃程度以上の温度に維持されている。
【００４３】
しかし、従来のプラズマＣＶＤ装置においては、チャンバ３の内部に位置するプロセス配管１５は、チャンバ３の外部に位置するプロセス配管５を通過した室温の原料ガス８が大量に内部を流動するため、外表面の温度が１５０℃より低下してしまう。よって、ポリシランからなる副生成物が、プロセス配管１５の外表面に付着する。この副生成物が、基板１０の上面への成膜処理中に剥がれ落ちてパーティクルとなり、異物として膜中に混入すると、製品である基板１０の品質の低下または不良品が発生し歩留まりが低下する。
【００４４】
図３は、本実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置のチャンバ外に位置するプロセス配管にテープヒータを取り付けた状態を示す模式図である。図３に示すように、本実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置１００，２００では、プロセス配管５の少なくとも一部を加熱する加熱装置として、テープヒータ２１を備えている。
【００４５】
テープヒータ２１により、プロセス配管５を加熱することにより、プロセス配管５の内部を流動する原料ガス８も加熱される。テープヒータ２１による加熱は、ヒータ４によって加熱された際のチャンバ３内のプロセス温度以下の温度で行なわれる。加熱された原料ガス８は、チャンバ３の内部に位置するプロセス配管１５を通過するが、加熱された原料ガス８とプロセス配管１５との外表面との温度差が小さいため、プロセス配管１５の外表面の温度低下を低減することができる。
【００４６】
プロセス配管１５の外表面の温度が、１５０℃程度を下回らないようにすることにより、プロセス配管１５の外表面に付着する副生成物の量を低減することができる。その結果、製品となる基板１０の品質および歩留まりの向上を図ることができる。なお、原料ガス８の種類によっては、発生する副生成物が異なり、ポリシランからなる副生成物が発生する場合に限らない。
【００４７】
本実施の形態では、加熱装置として電熱加熱装置を用いた。具体的には、テープヒータ２１を用いたが、コイルヒータなど他の電熱加熱装置を用いてもよい。加熱装置として、電熱加熱装置を用いることにより、比較的容易に加熱装置を取り付けることができる。電熱加熱装置以外の加熱装置を用いることも可能である。たとえば、温水をプロセス配管５の外表面に接触するように流すことにより、プロセス配管５を加熱してもよい。温水を用いて加熱した場合には、温水を循環させて加熱することにより熱効率を向上させることができる。ただし、テープヒータ２１のような電熱加熱装置を用いて加熱する場合、プロセス配管５を乾燥した状態で加熱することができるため、プロセス配管５が腐食することを防ぐことができる。
【００４８】
本実施の形態では、テープヒータ２１をチャンバ３外に配置した。チャンバ３の外部は、チャンバ３内のような閉鎖空間ではないため取付作業性が良い。また、テープヒータ２１をチャンバ３外に配置することにより、テープヒータ２１に接続される電源との配線も容易になる。
【００４９】
さらに、テープヒータ２１を、マスフローコントローラ６とチャンバ３の外壁との間のプロセス配管５に配置した。よって、プロセス配管５の内部を流れてマスフローコントローラ６を通過する原料ガス８は、室温の状態で流量を調整されるため、精度良く流量調整が行なわれる。仮に、流量調整前にテープヒータ２１により原料ガス８を加熱した場合、原料ガス８の体積が膨張してしまい、プロセス配管５の内部を流動する原料ガス８の正確な流量の調整が困難になる。
【００５０】
本実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置１００，２００では、チャンバ３外に位置するプロセス配管５を加熱することにより、プロセス配管５の内部を流動する原料ガス８を温めて、チャンバ３内に位置するプロセス配管１５の外表面の温度の低下を抑制することができる。その結果、チャンバ３内に位置するプロセス配管１５の外表面に付着する副生成物の量を減少し、基板１０上への成膜処理中に、パーティクルが異物として混入することによる、製品の品質低下および歩留まりの低下を抑制することができる。
【００５１】
実施の形態２
図４は、本発明の実施の形態２に係る、電極が１段のプラズマＣＶＤ装置の構造を示す模式図である。本発明の実施の形態２に係るプラズマＣＶＤ装置３００では、図４に示すように、チャンバ３内のチャンバ３の内壁からガス供給部１１まで間のプロセス配管１５に断熱部が設けられている。実施の形態１に係るプラズマＣＶＤ装置１００とは、テープヒータ２１を設けていない点で異なるが、同一の構成要素については説明を繰り返さない。
【００５２】
図５は、本実施の形態に係る、電極が２段のプラズマＣＶＤ装置の構造を示す模式図である。本実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置４００では、図５に示すように、チャンバ３内のチャンバ３の内壁からガス供給部１１まで間のプロセス配管１５に断熱部が設けられている。実施の形態１に係るプラズマＣＶＤ装置２００とは、テープヒータ２１を設けていない点で異なるが、同一の構成要素については説明を繰り返さない。
【００５３】
図６は、本実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置のチャンバ内に位置する二重配管構造を有するプロセス配管において、真空断熱層を設けた状態を示す模式図である。図７は、本実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置のチャンバ内に位置する二重配管構造を有するプロセス配管において、断熱材を充填した状態を示す模式図である。
【００５４】
上記のように、チャンバ３内のプロセス配管１５の外表面の温度が１５０℃程度を下回ると、プロセス配管１５の外表面に付着するポリシランの副生成物量が増加する。そのため、プロセス配管１５の外表面の温度を１５０℃程度以上に保持することが好ましい。
【００５５】
図６に示すように、本実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置３００，４００において、チャンバ３内のチャンバ３の内壁からガス供給部１１まで断熱部を設ける。断熱部におけるプロセス配管１５は、原料ガス８を流動させるための内管１６および内管１６の外側に配置される外管１７からなる二重配管構造で形成されている。
【００５６】
内管１６と外管１７との間に真空断熱層１９が形成されている。真空断熱層１９は、熱伝導率が低いため、プロセス配管１５の内部と外表面とを断熱することができ、プロセス配管１５の外表面の温度が低下することを防ぐことができる。また、真空断熱層１９は、高温になっても劣化しないため、安定した断熱効果を維持することができる。
【００５７】
真空断熱層１９は、以下のように形成される。プロセス配管１５において、原料ガス８を流動させるための内管１６の外側に、内径が内管１６の外径より大きい中空でステンレス製の外管１７を配置する。外管１７の両端部付近で、外管１７と内管１６との隙間を埋めるように溶接する。このようにして、外管１７、内管１６および溶接部１８で囲まれた空間内を真空にすることで、真空断熱層１９を形成することができる。
【００５８】
または、図７に示すように、本実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置３００，４００において、チャンバ３内のチャンバ３の内壁からガス供給部１１まで断熱部を設ける。断熱部におけるプロセス配管１５は、原料ガス８を流動させるための内管１６および内管１６の外側に配置される外管１７からなる二重配管構造で形成されている。
【００５９】
内管１６と外管１７との間にグラスファイバなどから形成される断熱材２０が充填されている。本実施の形態では、断熱材２０としてグラスファイバを充填したが、他の断熱材を用いてもよい。断熱材２０は、熱伝導率が低いため、プロセス配管１５の内部と外表面とを断熱することができ、プロセス配管１５の外表面の温度が低下することを防ぐことができる。また、断熱材２０が劣化した場合にも、外管１７の内部に断熱材２０を配置しているため、断熱材２０がチャンバ３内に落下する恐れがない。
【００６０】
もしくは、断熱部におけるプロセス配管１５は、プロセス配管１５の外表面側に設けられたグラスファイバなどの断熱材などから構成される。プロセス配管１５の外表面側に断熱材を設けることにより、プロセス配管１５の内部と外表面とを断熱することができるため、プロセス配管１５の外表面の温度が低下することを防ぐことができる。また、簡単な構造で、断熱部の構成が可能となる。
【００６１】
本実施の形態に係るプラズマＣＶＤ装置３００，４００では、チャンバ３内のプロセス配管１５に断熱部を形成することにより、プロセス配管１５の内部と外表面とを断熱することができる。そのため、比較的低温の原料ガス８が内部を流動することによりプロセス配管１５の外表面の温度が低下することを抑制することができる。その結果、チャンバ３内に位置するプロセス配管１５の外表面に付着する副生成物の量が減少し、基板１０上への成膜処理中に、パーティクルが異物として混入することによる、製品の品質低下および歩留まりの低下を抑制することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態１および本実施の形態２を組合わせて実施してもよい。具体的には、プロセス配管５にテープヒータ２１を設けて、かつ、プロセス配管１５に断熱部を設けてもよい。このような構成にすることにより、チャンバ３内のプロセス配管１５の外表面の温度低下をさらに防いで、副生成物がプロセス配管１５の外表面に付着することを抑制することができる。
【００６３】
実施の形態３
図８は、本発明の実施の形態３に係る、光ＣＶＤ装置の構造を示す模式図である。本発明の実施の形態３に係る光ＣＶＤ装置５００では、図８に示すように、チャンバ３３の内部にＡｒ2、Ｋｒ2またはＸｅ2などを用いたエキシマランプ３２と、エキシマランプ３２と対向するようにステージ３１とが、所定の間隔を置いて配置されている。このように、光ＣＶＤ装置５００は、ステージ３１およびエキシマランプ３２を備えている。エキシマランプ３２と対向する側のステージ３１の主面の近傍に、被処理物である基板４０が配置される。
【００６４】
ステージ３１には、基板４０を加熱するヒータ３４が設けられている。ヒータ３４により基板４０は、一般に、室温から２００℃程度に加熱される。ステージ３１の主面の近傍に、ガス供給部４１が形成されている。ガス供給部４１は、原料ガス３８をステージ３１とエキシマランプ３２との間に供給する。
【００６５】
本実施の形態においては、ガス供給部１１をステージ３１の主面の近傍に形成しているため、原料ガス３８を導入するプロセス配管４５が、チャンバ３３の内壁からガス供給部４１まで設けられている。チャンバ３３の内部に位置するプロセス配管４５は、チャンバ３３の外部に位置するプロセス配管３５と連通している。プロセス配管３５およびプロセス配管４５は、ステンレス製の中空のパイプにより形成されており、プロセス配管３５およびプロセス配管４５の内部を原料ガス３８が流れる。
【００６６】
図８に示すように、本実施の形態においては、チャンバ３３外に位置するプロセス配管３５を加熱する加熱装置として、テープヒータ５１を設けている。テープヒータ５１は、チャンバ３３内に設けられてもよいし、チャンバ３３の内外に亘る様に設けられてもよい。テープヒータ５１には、図示しない電源が接続され、電力が供給される。テープヒータ５１とは、帯状に形成された電熱加熱装置であり、被加熱対象物に捲きつけて使用される。その例としては、金属製の発熱体を耐熱性の繊維もしくは樹脂で面状に織り込んだものがある。また、テープヒータ５１には、図示しない温度制御装置が接続されて、所定の温度で加熱するように調節される。
【００６７】
テープヒータ５１は、図８に示すように、チャンバ３３の外壁からマスフローコントローラ３６に至るまで隙間なくプロセス配管３５に巻きつけてもよい。このようにした場合、チャンバ３３外のプロセス配管３５内を流動する原料ガス３８を十分に加熱することができる。また、チャンバ３３の外壁の近傍のみにテープヒータ５１を巻きつけてもよい。このようにした場合には、チャンバ３３内のプロセス配管４５に流入する直前の原料ガス３８を加熱することができ、効率良く加熱することができる。
【００６８】
チャンバ３３には、チャンバ３３内を減圧するための減圧手段としてロータリポンプ３９が設けられている。ロータリポンプ３９により、チャンバ３３の内部の反応しなかった原料ガス３８が外部に排出される。その他の構成については、実施の形態１に係るプラズマＣＶＤ装置１００の構成と同様であるため説明を省略する。
【００６９】
本実施の形態に係る光ＣＶＤ装置５００では、チャンバ３３外に位置するプロセス配管３５を加熱することにより、プロセス配管３５の内部を流動する原料ガス３８を温めて、チャンバ３３内に位置するプロセス配管４５の外表面の温度の低下を抑制することができる。その結果、チャンバ３３内に位置するプロセス配管４５の外表面に付着する副生成物の量を減少し、基板４０上への成膜処理中に、パーティクルが異物として混入することによる、製品の品質低下および歩留まりの低下を抑制することができる。
【００７０】
実施の形態４
図９は、本発明の実施の形態４に係る、光ＣＶＤ装置の構造を示す模式図である。本発明の実施の形態４に係る光ＣＶＤ装置６００では、図９に示すように、チャンバ３３内のチャンバ３３の内壁からガス供給部４１まで間のプロセス配管４５に断熱部が設けられている。実施の形態３に係る光ＣＶＤ装置５００とは、テープヒータ５１を設けていない点で異なるが、同一の構成要素については説明を繰り返さない。また、プロセス配管４５の断熱部については、実施の形態２と同様であるため説明を繰り返さない。
【００７１】
本実施の形態に係る光ＣＶＤ装置６００では、チャンバ３３内のプロセス配管４５に断熱部を形成することにより、プロセス配管４５の内部と外表面とを断熱することができる。そのため、比較的低温の原料ガス３８が内部を流動することによりプロセス配管４５の外表面の温度が低下することを抑制することができる。その結果、チャンバ３３内に位置するプロセス配管４５の外表面に付着する副生成物の量が減少し、基板４０上への成膜処理中に、パーティクルが異物として混入することによる、製品の品質低下および歩留まりの低下を抑制することができる。
【００７２】
なお、本実施の形態３および本実施の形態４を組合わせて実施してもよい。具体的には、プロセス配管３５にテープヒータ５１を設けて、かつ、プロセス配管４５に断熱部を設けてもよい。このような構成にすることにより、チャンバ３３内のプロセス配管４５の外表面の温度低下をさらに防いで、副生成物がプロセス配管４５の外表面に付着することを抑制することができる。
【００７３】
実施の形態５
図１０は、本発明の実施の形態５に係る、熱ＣＶＤ装置の構造を示す模式図である。本発明の実施の形態５に係る熱ＣＶＤ装置７００では、図１０に示すように、チャンバ６３の内部には、シャワープレート６２と、シャワープレート６２と対向するようにステージ６１とが、所定の間隔を置いて配置されている。このように、熱ＣＶＤ装置７００は、ステージ６１およびシャワープレート６２を備えている。シャワープレート６２と対向する側のステージ６１の主面の近傍に、被処理物である基板７０が配置される。
【００７４】
ステージ６１には、基板７０を加熱するヒータ６４が設けられている。ヒータ６４により基板７０は、一般に、６００℃から８００℃程度に加熱される。ガス供給部７１は、原料ガス６８をステージ６１とシャワープレート６２との間に供給する。シャワープレート６２にガス供給部７１を設けずに、チャンバ６３の壁面あるいは内部空間のいずれかの場所にガス供給部７１を設けてもよい。
【００７５】
本実施の形態においては、シャワープレート６２にガス供給部７１を形成しているため、原料ガス６８を導入するプロセス配管７５が、チャンバ６３の内壁からガス供給部７１まで設けられている。チャンバ６３の内部に位置するプロセス配管７５は、チャンバ６３の外部に位置するプロセス配管６５と連通している。プロセス配管６５およびプロセス配管７５は、ステンレス製の中空のパイプにより形成されており、プロセス配管６５およびプロセス配管７５の内部を原料ガス６８が流れる。
【００７６】
図１０に示すように、本実施の形態においては、チャンバ６３外に位置するプロセス配管６５を加熱する加熱装置として、テープヒータ８１を設けている。テープヒータ８１は、チャンバ６３内に設けられてもよいし、チャンバ６３の内外に亘る様に設けられてもよい。テープヒータ８１には、図示しない電源が接続され、電力が供給される。テープヒータ８１とは、帯状に形成された電熱加熱装置であり、被加熱対象物に捲きつけて使用される。その例としては、金属製の発熱体を耐熱性の繊維もしくは樹脂で面状に織り込んだものがある。また、テープヒータ８１には、図示しない温度制御装置が接続されて、所定の温度で加熱するように調節される。
【００７７】
テープヒータ８１は、図１０に示すように、チャンバ６３の外壁からマスフローコントローラ６６に至るまで隙間なくプロセス配管６５に巻きつけてもよい。このようにした場合、チャンバ６３外のプロセス配管６５内を流動する原料ガス６８を十分に加熱することができる。また、チャンバ６３の外壁の近傍のみにテープヒータ８１を巻きつけてもよい。このようにした場合には、チャンバ６３内のプロセス配管７５に流入する直前の原料ガス６８を加熱することができ、効率良く加熱することができる。
【００７８】
チャンバ６３には、チャンバ６３内を減圧するための減圧手段としてロータリポンプ６９が設けられている。ロータリポンプ６９により、チャンバ６３の内部の反応しなかった原料ガス６８が外部に排出される。その他の構成については、実施の形態１に係るプラズマＣＶＤ装置１００の構成と同様であるため説明を省略する。
【００７９】
本実施の形態に係る熱ＣＶＤ装置７００では、チャンバ６３外に位置するプロセス配管６５を加熱することにより、プロセス配管６５の内部を流動する原料ガス６８を温めて、チャンバ６３内に位置するプロセス配管７５の外表面の温度の低下を抑制することができる。その結果、チャンバ６３内に位置するプロセス配管７５の外表面に付着する副生成物の量を減少し、基板７０上への成膜処理中に、パーティクルが異物として混入することによる、製品の品質低下および歩留まりの低下を抑制することができる。
【００８０】
実施の形態６
図１１は、本発明の実施の形態６に係る、熱ＣＶＤ装置の構造を示す模式図である。本発明の実施の形態６に係る熱ＣＶＤ装置８００では、図１１に示すように、チャンバ６３内のチャンバ６３の内壁からガス供給部７１まで間のプロセス配管７５に断熱部が設けられている。実施の形態５に係る熱ＣＶＤ装置７００とは、テープヒータ８１を設けていない点で異なるが、同一の構成要素については説明を繰り返さない。また、プロセス配管７５の断熱部については、実施の形態２と同様であるため説明を繰り返さない。
【００８１】
本実施の形態に係る熱ＣＶＤ装置８００では、チャンバ６３内のプロセス配管７５に断熱部を形成することにより、プロセス配管７５の内部と外表面とを断熱することができる。そのため、比較的低温の原料ガス６８が内部を流動することによりプロセス配管７５の外表面の温度が低下することを抑制することができる。その結果、チャンバ６３内に位置するプロセス配管７５の外表面に付着する副生成物の量が減少し、基板７０上への成膜処理中に、パーティクルが異物として混入することによる、製品の品質低下および歩留まりの低下を抑制することができる。
【００８２】
なお、本実施の形態５および本実施の形態６を組合わせて実施してもよい。具体的には、プロセス配管６５にテープヒータ８１を設けて、かつ、プロセス配管７５に断熱部を設けてもよい。このような構成にすることにより、チャンバ６３内のプロセス配管７５の外表面の温度低下をさらに防いで、副生成物がプロセス配管７５の外表面に付着することを抑制することができる。
【００８３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８４】
１  カソード電極、２  アノード電極、３，３３，６３  チャンバ、４，３４，６４  ヒータ、５，１５，３５，４５，６５，７５  プロセス配管、６，３６，６６  マスフローコントローラ、７，３７  ガスボンベ、８，３８，６８  原料ガス、９，３９，６９  ロータリポンプ、１０，４０，７０  基板、１１，４１，７１  ガス供給部、１２  インピーダンス整合回路、１３  外部電源、１４  接地部、１６  内管、１７  外管、１８  溶接部、１９  真空断熱層、２０  断熱材、２１，５１，８１  テープヒータ、３１，６１  ステージ、３２  エキシマランプ、６２  シャワープレート、１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００  プラズマＣＶＤ装置。
【図１】
2010265501.tif 000003
【図２】
2010265501.tif 000004
【図３】
2010265501.tif 000005
【図４】
2010265501.tif 000006
【図５】
2010265501.tif 000007
【図６】
2010265501.tif 000008
【図７】
2010265501.tif 000009
【図８】
2010265501.tif 000010
【図９】
2010265501.tif 000011
【図１０】
2010265501.tif 000012
【図１１】
2010265501.tif 000013