(57)【要約】【課題】洗浄しやすく、異常放電の問題もなく、成膜後の基板も冷却しやすい平行平板型プラズマＣＶＤ装置のプレートとする。【解決手段】装置上部の電極板に対向して配設したプレート２に基板を載置して成膜する平行平板型プラズマＣＶＤ装置であって、上記プレート２の上記基板の載置予定位置１０に貫通穴９を設けた。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置上部の電極板に対向して配設したプレートに基板を載置して成膜する平行平板型プラズマＣＶＤ装置において、前記プレートの前記基板の載置予定位置に貫通穴を設けたことを特徴とする平行平板型プラズマＣＶＤ装置。
【請求項２】
前記貫通穴は前記基板の載置予定位置に複数あることを特徴とする請求項１に記載の平行平板型プラズマＣＶＤ装置。
【請求項３】
前記貫通穴は前記基板の載置予定位置の少なくとも中央部と周辺部にあることを特徴とする請求項２に記載の平行平板型プラズマＣＶＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は平行平板型プラズマＣＶＤ装置に関し、特に基板を載置するプレートを有する平行平板型プラズマＣＶＤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
真空排気機構を備えたチャンバー内で基板上に薄膜を成膜するＣＶＤ装置は、半導体装置や液晶表示装置などの製造工程で使用されている。このようなＣＶＤ装置では装置上部の電極板に対向して配設したプレートに基板を載置して成膜を行う。
【０００３】
図８は従来の平行平板型プラズマＣＶＤ装置のプレートを電極板の方向からみた図である。また、図９は図８の断面図である。図８および図９に示すようにプレート２は平板構造となっている。このとき、表面を陽極酸化処理したアルミニウムまたはアルミニウム合金をプレート２として使用すると、プレート２の上に載置した基板１はプラズマ空間で発生した電場中に置かれることになり、そこでイオン衝撃を受ける結果、チャンバー４中でのプラズマ処理工程において帯電してプレート２に吸着してしまう。成膜が終了した後に基板１がプレート２に吸着していれば、プレート２から基板１を容易に取り外すことができず、特に量産の製造装置では時間の増加につながるため生産性に問題が発生する。この問題は陽極酸化処理したアルミニウムまたはアルミニウム合金をプレート２として使用した場合に限られるものではなく、例えばカーボンなどをプレートに使用した場合にも発生する。
【０００４】
これらの問題を解決するため、プレート２の表面に凹凸を形成し、またその凸部では急峻な凸部を除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、基板１とプレート２の接触面積が低減するため、帯電による吸着を防止できる。さらに、この方法によれば静電気による同様な吸着も防止できる。
【０００５】
また、図１０に示すように、一枚のプレート２に複数の基板１を載置する場合、作業性の観点から通常は基板１の間隔をある程度保って載置する。また、このように基板１間の間隔を取らない場合や、一枚のプレート２に一枚の基板１しか載置しない場合でも、成膜される膜の均一性の観点から基板１の面積よりも電極板３の対向電極であるプレート２の面積を広くする。
【０００６】
このとき被成膜体である基板１のみならず、基板１が載置されていないプレート２の表面にも膜が堆積されることになる。このプレート２上の不要な膜は定期的に洗浄して除去する必要がある。例えばチャンバー内にエッチングガスを導入してプラズマエッチングして除去する。しかし、この方法では使用するガスが高価であったり、エッチング中は成膜できないことから、装置の使用時間が短くなるなどの製造上の問題がある。
【０００７】
また、プレート２を装置から取出して薬液で化学的にエッチングするという方法もある。いずれの場合においても上述したようにプレート２の表面に凹凸を形成すると、その凹部に堆積された不要な膜をエッチングしにくかったり乾燥させにくいという問題があった。
【０００８】
さらに、プレート２の表面に凹凸が形成されていると、基板１が載置されていない部分の凸部によって成膜中に異常放電が発生することがあるという問題もあった。この問題を解決するためには、プレート２の基板１の載置予定位置には凹凸を形成し、その他の部分は平坦にしておけばよい。しかし、この方法ではプレート２の表面の加工が煩雑になり、プレート２の製造価格の高騰につながるため、製造コストの上昇を招くという問題があった。
【０００９】
また、プラズマＣＶＤ法で成膜すると反応によって熱が発生し、チャンバー４内は加熱される。さらに、膜質の良好な膜を得るために、被成膜体である基板を例えば４００℃程度まで加熱して成膜することも一般的に行われている（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
しかし、この方法によると、成膜後に基板１が冷却しきれずに取り出すことができなかったり、冶具などを用いて熱いままで取り出すと成膜した膜に傷をつけてしまうという問題が発生することがあった。
【００１１】
本発明はこれら従来の問題点に鑑みてなされたものであり、洗浄しやすく、異常放電も発生しにくく、かつ成膜後の基板を冷却させやすいプレートを有する平行平板型プラズマＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【特許文献１】
特開平７−３３５５６１号公報
【特許文献２】
特開平１０‐３４０８９６号公報
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る平行平板型プラズマＣＶＤ装置によれば、装置上部の電極板に対向して配設したプレートに基板を載置して成膜する平行平板型プラズマＣＶＤ装置において、前記プレートの前記基板の載置予定位置に貫通穴を設けたことを特徴とする。
【００１４】
上記平行平板型プラズマＣＶＤ装置では、前記貫通穴は前記基板の載置予定位置に複数あったほうがよい。
【００１５】
また、上記平行平板型プラズマＣＶＤ装置では、前記貫通穴は前記基板の載置予定位置の少なくとも中央部と周辺部にあったほうがよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明に係る平行平板型プラズマＣＶＤ装置の構造を示す図である。図１において、１は基板、２はプレート、３は電極板、４はチャンバー、５はＲＦ電源、６はマスフローコントローラ、７は真空ポンプ、８はアースを示す。
【００１８】
チャンバー４内を真空ポンプ７で排気するとともに、ＲＦ電極５からＲＦ電力を導入することで、電極板３とアース８側のプレート２の間でプラズマを発生させる。マスフローコントローラ６部分からガスをプラズマ空間内に導入して活性状態に励起させてプレート２に載置した基板１の表面に半導体膜や絶縁膜や導電膜などの薄膜を成膜する。
【００１９】
図２は本発明に係る平行平板型プラズマＣＶＤ装置に用いるプレート２の構造を説明するための図である。図２において、２はプレート、９は貫通穴、１０は基板載置予定位置を示す。本発明によればプレート２の基板載置予定位置１０の下に貫通穴９を形成する。このようにすることにより、プレート２と基板１との接触面積を減らすことができるので、従来の吸着の問題を解決できる。
【００２０】
また、貫通穴９が開いているので、静電気による吸着でも基板１を上方向に持ち上げると、プレート２の裏面側からの空気の流れがスムーズになり、プレート２から基板１を簡単に剥がすことができる。さらに、基板１の表裏両面が外気に触れることから、成膜後の冷却速度が早くなり作業効率の向上につながる。
【００２１】
このプレート４の材料としては、カーボン、アルミニウム、アルミニウム合金など従来から用いられている材料を選択して用いることができる。
【００２２】
図３は図２のＡ−Ａ‘間の断面図である。本発明によるプレート２は図８に示す従来のプレート２の基板載置予定位置１０の内側に貫通穴９を形成しただけでもよいし、図４に示すように貫通穴９の周囲に段差を形成することにより、基板１を落とし込んで載置するようにしてもよい。図４のように周囲に段差を形成して基板１を落とし込んで載置する場合には、基板１を載置した後にプレート２よりも基板１が高くなるような段差を形成した方がよい。このようにすることにより、貫通穴９の端部で異常放電が発生することを防止できる。なお、図３のように平坦な構造のプレート２であれば異常放電が発生しやすいという問題はない。さらに、図３、図４のいずれの構造でもプレート２の表面は平坦であるので、従来の洗浄の問題も解決できる。
【００２３】
図５は本発明に係る平行平板型プラズマＣＶＤ装置に用いるプレート２の他の構造を示す図である。貫通穴９は図２に示すように角型でもよし、図５に示すように丸型でもよい。さらに、貫通穴９は丸型や角型に限らず、貫通していればどのような形状でもよい。ただし、基板１の破損を防止するために、基板載置側の表面は平坦にしておく必要がある。そのためには貫通穴９の基板載置面側の端面の面取り加工を行っておくことも有効な手段である。
【００２４】
また、載置される基板１の面積に対する貫通穴９の開口率は０．１％程度あれば充分にその効果を発揮する。図５に示すように基板載置予定位置１０の中央部に０．１％程度の開口率の穴をあければ、図２のように大きな開口率の穴をあけるよりもプレート２の強度が増加する。また、処理中に基板１が割れ、貫通穴９から下に落ちることによってプラズマの発生状態がかわり、その周囲の基板１に成膜される膜の状態が変化してしまうという問題が発生することもない。さらに、これと同じ理由により、プレート２の基板載置予定位置１０以外には貫通穴９は形成しない方がよい。また、貫通穴９がプレート２の基板載置予定位置１０からはみ出すことも避けた方がよい。
【００２５】
図６は本発明に係る平行平板型プラズマＣＶＤ装置に用いるプレート２の他の構造を示す図である。図６に示すように、貫通穴９は一枚の基板載置予定位置１０に対して複数形成した方がよい。このようにすることにより、基板１を上方向に持ち上げても、プレート２の裏面側からの空気の流れがよりスムーズになり、基板１とプレート２の間に隙間が短時間でできるため、プレート２から基板１をより簡単に剥がすことができる。
【００２６】
また、複数の貫通穴９は基板載置予定位置１０の中央部と周辺部に形成したほうがよい。このようにすることにより、基板１を上方向に持ち上げたときにプレート２と基板１の吸着によって基板１に力が加わったとしても、力のかからない貫通穴９が分散して存在するため、基板が割れるという問題を効果的に抑制することが可能になる。
【００２７】
上述したように貫通穴９の形状は図６の形状に限定されるものではなく、図７のように丸型にしても角型にしてもそれらが混在するようにしてもよい。さらに、基板１は角型のもので説明したが、この形状に限定されるものではなく、例えば丸型形状とすることも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る平行平板型プラズマＣＶＤ装置によれば、成膜用の基板を載置するプレートに貫通穴を設けたことから、プレートと基板との接触面積を減らすことができ、従来の吸着の問題を解消できる。また、貫通穴が開いているので、静電気による吸着でも基板を上方向に持ち上げると、プレートの裏面側からの空気の流れがスムーズになり、プレートから基板を簡単に剥がすことができる。さらに、基板の表裏両面が外気に触れることから、成膜後の冷却速度が早くなり作業効率の向上につながる。また、プレートの表面は平坦であるので、従来の洗浄の問題も解決できる。
【００２９】
また、貫通穴を基板の載置予定位置に複数設けた場合、洗浄しやすく、異常放電も発生しにくくなるとともに、吸着防止および成膜後の基板を冷却させやすいという効果がよりいっそう高まる。これは特に大面積の基板を成膜する平行平板型プラズマＣＶＤ装置の場合に有効である。
【００３０】
さらに、貫通穴を基板の載置予定位置の少なくとも中央部と周辺部に設けた場合、洗浄しやすく、異常放電も発生しにくく、成膜後の基板を冷却させやすくなるとともに、基板を上方向に持ち上げたときにプレートと基板の吸着によって基板に力が加わったとしても、力のかからない貫通穴が分散して存在するため、基板が割れるという問題をより効果的に抑制することが可能になる。これは厚みや材質などの違いにより割れやすい基板に成膜する平行平板型プラズマＣＶＤ装置の場合に特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る平行平板型プラズマＣＶＤ装置を説明するための図である。
【図２】本発明に係る平行平板型プラズマＣＶＤ装置のプレートの構造を説明するための平面図である。
【図３】本発明に係る平行平板型プラズマＣＶＤ装置のプレートの構造を説明するための断面図である。
【図４】本発明に係る平行平板型プラズマＣＶＤ装置のプレートの他の構造を説明するための断面図である。
【図５】本発明に係る平行平板型プラズマＣＶＤ装置のプレートの他の構造を説明するための平面図である。
【図６】本発明に係る平行平板型プラズマＣＶＤ装置のプレートの他の構造を説明するための平面図である。
【図７】本発明に係る平行平板型プラズマＣＶＤ装置のプレートの他の構造を説明するための平面図である。
【図８】従来の平行平板型プラズマＣＶＤ装置のプレートの構造を説明するための平面図である。
【図９】従来の平行平板型プラズマＣＶＤ装置のプレートの構造を説明するための断面図である。
【図１０】従来の平行平板型プラズマＣＶＤ装置のプレートの他の構造を説明するための図である。
【符号の説明】
１・・・基板、２・・・プレート、３・・・電極板、４・・・チャンバー、５・・・ＲＦ電源、６・・・マスフロー、７・・・真空ポンプ、８・・・アース、９・・・貫通穴、１０・・・基板載置予定位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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