(57)【要約】【課題】基板の供給と回収時の位置合わせを高精度に行うことができる連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置を提供する。【解決手段】基板１をプレート２上に載置して反応室８に搬入して成膜した後に搬出して回収する連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置であって、上記プレート２に欠損部４を設け、この欠損部４で上記プレート２を位置決めした後に、上記基板１をこのプレート２上に載置したり、このプレート２上から回収する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をプレート上に載置して反応室に搬入して成膜した後に搬出して回収する連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置において、前記プレートに欠損部を設け、この欠損部で前記プレートを位置決めした後、前記基板をこのプレート上に載置することを特徴とする連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置。
【請求項２】
基板をプレート上に載置して反応室に搬入して成膜した後に搬出して回収する連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置において、前記プレートに欠損部を設け、この欠損部で前記プレートを位置決めした後、前記基板をこのプレートから回収することを特徴とする平行平板型プラズマＣＶＤ装置。
【請求項３】
前記反応室にはヒータが取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の連続式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、特に基板をプレート上に載置して反応室に搬入して成膜した後に搬出して回収する連続式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】
半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、真空排気機構を備えたチャンバー内に順次供給される基板上に薄膜を連続して成膜する連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置が使用されている。図５に従来の連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置の構造を示す（例えば特許文献１参照）。図５において、１は基板、６はカート、７はロード室、８は反応室、９はアンロード室、１１は搬送機構を示す。
【０００３】
基板１が載置されたカート６は搬送機構１１で入口側からロード室７に搬入されて反応室８で薄膜が成膜され、アンロード室９に運ばれて出口側から搬出される。さらに連続して処理するために、出口側から搬出されたカート６は外部を通り入口側にもどされる。このときロード室７の入口側に基板１の供給機構を設けて装置の上部側からロボットなどで成膜前の基板１をカート６の上に供給したり、アンロード室９の出口側に基板１の回収機構を設けて成膜した基板１を回収する。
【０００４】
図６はカート６の構造および位置決め方法を説明するための図であり、図７は図６におけるＢ−Ｂ’間の断面図である。図６および図７において、１は基板、２はプレート、３は基板位置決めピン、６はカート、１７は金属枠、１８はプレート固定冶具、１９はカート位置決め冶具を示す。カート６は金属枠１７とプレート２からなり、搬送機構１１上を移動する金属枠１７に例えばカーボンからなるプレート２をはめ込んでプレート固定冶具１８で固定して構成される。
【０００５】
搬送中の基板１同志の重なりや転落を防止するために、プレート２の表面には基板位置決めピン３が植設されている。基板位置決めピン３は、基板１の大きさよりも広くなるように植設するものの、基板１同志の重なりや転落を防止する目的やプレート２の上に搭載する基板枚数をなるべく多くする目的から、基板１に近づけて植設する必要がある。そのため基板１の供給作業や回収作業をロボットなどの自動機で行う場合には、基板１が所定の場所に位置するような高い精度の位置合わせが必要になる。この位置合わせは、従来、図６および図７に示すように、金属枠１７の外周をカート位置決め冶具１９で押さえることで行っていた。
【０００６】
ところが、プラズマＣＶＤ法で成膜すると、その反応による熱で反応室８内が加熱される。さらに、良好な膜質の膜を得るために、被成膜体である基板１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）。また、５００℃程度まで加熱することもある（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
カート６をこのような高温に加熱すると、金属枠１７とプレート２との熱収縮率の違いによってがたつきが生じたりプレート２自体に反りが生じたりして供給機構や回収機構に対してプレート２を正確に位置合わせできない場合があった。このように供給機構や回収機構に対してプレート２が位置ずれすると、供給機構のロボットが下降した際に基板１が基板位置決めピン３の上に押しつけられて割れたり、基板１を回収できないという問題を発生することがあった。
【０００８】
これらの問題を防ぐ方法としては、プレート固定冶具１８の締め付けをきつくすることや、数を増やすことや、プレート２との接触面積を広くするなどの方法が考えられるが、いずれの方法でもプレート２の割れの原因になり、解決手段とはならない。
【０００９】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、基板をプレートに供給するときやプレートから回収するときの位置合わせ精度が悪いという従来の問題を解消した連続式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。
【００１０】
【特許文献１】
特開平５−２９５５５１号公報
【特許文献２】
特開平１０‐３４０８９６号公報
【００１１】
【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に係る連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置では、基板をプレート上に載置して反応室に搬入して成膜した後に搬出して回収する連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置において、前記プレートに欠損部を設け、この欠損部で前記プレートを位置決めした後、前記基板をこのプレート上に載置することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に係る連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置では、基板をプレート上に載置して反応室に搬入して成膜した後に搬出して回収する連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置において、前記プレートに欠損部を設け、この欠損部で前記プレートを位置決めした後、前記基板をこのプレートから回収することを特徴とする。
【００１３】
上記連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置では、前記反応室にヒータが取り付けられていてもよい。
【００１４】
【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。
本発明に係る連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置においても、基本構造は図５に示す従来のものと同じである。すなわち、真空を解除するリーク弁１５と仕切弁１６（１６ａ〜１６ｄ）を設けて高真空状態に保たれるロード室７、反応室８、およびアンロード室９を設けるとともに、反応室８にはヒータ１０とＲＦ電源１２から電源が供給される電極板１３と供給ガスの流量を制御するマスフローメータ１４を設けたものである。基板１はカート６に載置されて搬送機構１１で反応室８に搬入される。
【００１５】
本発明に係る連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置では、まず成膜前の基板１を供給機構（不図示）でカート６の上に供給して載置する。次に、ロード室７をリーク弁１５で大気に開放する。次に、ロード室７の入口側の仕切弁１６ａを開いて基板１を搭載したカート６をロード室７内の搬送機構１１でロード室７内に搬入する。ロード室７の入口側の仕切弁１６ａを閉じて真空ポンプ（不図示）でロード室７内を真空排気するとともに、ロード室７内の上方および下方に設けたヒータ７で加熱する。
【００１６】
次に、ロード室７と反応室８の間の仕切弁１６ｂを開いてカート６を反応室８に搬入して仕切弁１６ｂを閉じる。反応室８内ではヒータ７で基板１の温度が例えば５００℃程度になるまで加熱するとともに、マスフローメータ１４を介してガスを反応室８内に導入する。また、ＲＦ電源１２からＲＦ電力を供給して電極板１３とカート６との間にプラズマを発生させて基板１上に薄膜を成膜する。
【００１７】
次に、反応室８とアンロード室９の間の仕切弁１６ｃを開けてカート６をアンロード室９内に搬送する。その後、仕切弁１６ｃを閉じてリーク弁１５を介してアンロード室９を大気に戻し、アンロード室９の出口側の仕切弁１６ｄを開けてカート６を出口側から搬出する。アンロード室９の出口側の仕切弁１６ｄを閉めた後に再び真空排気する。
【００１８】
出口側に搬出されたカート６は、各室７、８、９の上方、下方、もしくは横などから入口側にもどし、回収機構（不図示）で成膜後の基板１を取り外して回収し、さらに供給機構で成膜前の新たな基板１をカート６の上に再び搭載して供給する。これを一つ以上のカート６で繰り返すことで連続的に成膜処理する。この場合、基板１の回収機構はロード室７の入口側に設ける場合に限らず、アンロード室９から出た出口側に設けてもよい。
【００１９】
この基板１の供給機構や回収機構は基板１を真空吸着する真空チャックとそれを移動させる移動機構などからなる。
【００２０】
基板１を搬送するカート６の構造および位置決め方法も基本的には図６に示す従来のものと同じである。すなわち、基板位置決めピン３が植設されたプレート２を金属枠１７にはめ込んでプレート固定冶具１８で固定する。この金属枠１７を搬送機構１１の螺旋溝を設けたシャフトの回転に伴って移動させることによって基板１を搬送する。プレート２は例えばカーボンなどからなり、金属枠１７は例えばＳＵＳなどからなる。
【００２１】
本発明に係る連続式平行平板型ＣＶＤ装置に用いられるプレートを図１および図２に示す。図２はプレートを金属枠にはめ込んで位置決めしているときの図１中のＡ−Ａ’間の断面図である。図１および図２において、１は基板、２はプレート、３は基板位置決めピン、４は欠損部、５はプレート位置決め冶具、１７は金属枠、１９はカート位置決め冶具を示す。
【００２２】
図１および図２に示すように、本発明に係る連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置ではプレート２に欠損部４を設け、この欠損部４にプレート位置決め冶具５を押しつけることによってプレート２を位置決めする。すなわち、プレート２の周縁部の四箇所の厚み方向にプレート２の一部を除去した欠損部４を設け、この欠損部４に横方向からプレート位置決め冶具５を挿入してプレート２を位置決めする。この欠損部４はプレート２の厚み方向の全長にあってもよいし、一部にあってもよい。また、この欠損部４は平面視して略Ｕ字状、略Ｖ字状、略コ字状など種々の形態を取り得る。
【００２３】
このようにプレート２に欠損部４を設け、この欠損部４にプレート位置決め冶具５を押しつけてプレート２自体を位置決めすると、金属枠１７でしか位置決めしていなかった従来の装置よりも、基板１の供給機構や回収機構に対してプレート２を正確に位置合わせすることができ、基板１が供給機構で基板位置決めピン３の上に押しつけられて割れたり、回収機構が基板１を回収できないという従来の問題を抑制できる。
【００２４】
図３および図４は他のプレートを示す図であり、図４は図３における欠損部を拡大して示す断面図である。図３および図４において、１は基板、２はプレート、３は基板位置決めピン、４は欠損部、５はプレート位置決め冶具を示す。
【００２５】
図３に示すように、欠損部４はプレート２の中に設けた穴形状のものでもよい。この穴は貫通していてもよいし、貫通していなくてもよい。図４に示すように、プレート２に略円錐状の欠損部４となる穴を形成して上方から同じく略円錐状のカート位置決め冶具１９を押しつけることで位置決めする。このように略円錐状の欠損部４に略円錐状のプレート位置決め冶具５を押しつけて位置決めすると、基板１の供給機構や回収機構に対してプレート２が位置ずれしていても瞬時にその位置ずれを修正できる。
【００２６】
基板１の供給機構や回収機構に対するプレート２の位置合わせは、基板１をプレート２に載置する前および基板１をプレート２から回収する前に行う。このように基板１をプレート２に載置する前および基板１をプレート２から回収する前にプレート２を位置決めすると、供給機構や回収機構に対する基板１の位置ずれを防止できる。さらに、プレート２の位置合わせを一旦行った場合、基板１の供給もしくは回収が完了するまでプレート２をプレート位置決め冶具５で押さえつけておくのがよい。このようにすることにより、基板１の供給機構や回収機構に対する基板１の位置合わせ精度をさらに高めることができる。
【００２７】
また、本発明による連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置は反応室８にヒータが取り付けられ、良好な膜質を得るために基板１を例えば５００℃などの高温に加熱して成膜する連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置であるときに特にその効果を有効に発揮する。これはカート６が加熱されたときに金属枠１７とプレート２との間に熱収縮率の違いによってプレート２にがたつきなどが発生したとしても基板１の回収と供給時には正確な位置合わせができるからである。つまり、基板１の回収と供給時の加熱による位置ずれを考慮することなく良好な膜質の膜を得るために基板１を充分に加熱できる。
【００２８】
以上本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば基板１は丸型でもよいし、プレート２の上に搭載する基板１の枚数も限定されない。また、プレート位置決め冶具５はプレート２に対し上方、下方、側方のいずれからでも押しつけるができる。プレート２の欠損部４を穴形状にして下方からプレート位置決め冶具５を押しつける場合、欠損部４はプレート２の裏面側に形成する必要がある。さらにプレート２の欠損部４の位置および個数もこれに制限されるものではない。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置によれば、基板を載置するプレートに欠損部を設けてプレート自体を位置決めすることから、基板の供給機構や回収機構に対して基板を正確に位置合わせすることができ、基板が基板位置決めピンに押しつけられて割れたり、基板を回収できなかったりする従来の問題を解消できる。また、本発明による連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置によれば、反応室にヒータを取り付けて基板を加熱しながら処理する場合に特に有効にその効果を発揮する。これはカートが加熱されたときに金属枠とプレートとの熱収縮率の違いによってプレートにがたつきなどが生じたとしても基板の回収と供給時には正確な位置合わせができるからである。これにより基板の回収と供給時の加熱による位置ずれを考慮することなく良好な膜質の膜を得るために基板を充分に加熱できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置に用いるプレートの一例を示す図である。
【図２】本発明に係る連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置のプレートの位置合わせ方法を示す図である。
【図３】本発明に係る連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置に用いる他のプレートを示す図である。
【図４】本発明に係る連続式平行平板型プラズマＣＶＤ装置のプレートの他の位置合わせ方法を示す図である。
【図５】従来の平行平板型プラズマＣＶＤ装置を示す図である。
【図６】従来の平行平板型プラズマＣＶＤ装置のカートの構造とその位置合わせ方法を説明するための図である。
【図７】従来の平行平板型プラズマＣＶＤ装置のカートの構造とその位置合わせ方法を説明するための図であり、図６中のＢ−Ｂ’間の断面図である。
【符号の説明】
１・・・基板、２・・・プレート、３・・・基板位置決めピン、４・・・欠損部、５・・・プレート位置決め冶具、６・・・カート、７・・・ロード室、８・・・反応室、９・・・アンロード室、１０・・・ヒータ、１１・・・搬送機構、１２・・・ＲＦ電源、１３・・・電極板、１４・・・マスフローメータ、１５・・・リーク弁、１６・・・仕切弁、１７・・・金属枠、１８・・・プレート固定冶具、１９・・・カート位置決め冶具
【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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