(57)【要約】【課題】製膜ガスの滞留を防止し、膜質の向上と装置自体の故障の少ない真空処理装置を提供することにある。【解決手段】製膜室を形成するチャンバ２１と、チャンバ内にて上下に配設された製膜ユニット２２と、製膜ユニットの少なくとも一側部に設けられた基板加熱ヒータ２４とを有し、製膜ユニットの対向位置に，下端側を基準として支持させた基板を基板加熱ヒータによつて加熱した状態にて、製膜ユニットによつて基板へ製膜を施す真空処理装置であつて、製膜ユニットは、基板に対向配置されたガスパイプ電極３１と、該ガスパイプ電極の背面を覆う防着板３０とを備え、防着板の頂部を多孔板としたので、製膜ガスが滞留することなく膜質の向上を図ることができる。また、粉粒体の付着による装置自体の故障を防止することができる。【選択図】　図１
2004083973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製膜室を形成するチャンバと、
該チャンバ内にて上下に配設された製膜ユニットと、
該製膜ユニットの少なくとも一側部に設けられた基板加熱ヒータとを有し、前記製膜ユニットの対向位置に，下端側を基準として支持させた基板を前記基板加熱ヒータによつて加熱した状態にて、前記製膜ユニットによつて前記基板へ製膜を施す真空処理装置であつて、
前記製膜ユニットは、前記基板に対抗配置されたガスパイプ電極と、
該ガスパイプ電極の背面を覆う防着板とを備え、該防着板の頂部を多孔板としたことを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記防着板とガスパイプ電極との間隔を小さく設定したことを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記ガスパイプ電極からのガスの噴出を１本おきに噴出させることを特徴とする請求項１または２に記載の真空処理装置。
【請求項４】
製膜室を形成するチャンバと、
該チャンバ内にて上下に配設された製膜ユニットと、
該製膜ユニットの少なくとも一側部に設けられた基板加熱ヒータとを有し、前記製膜ユニットの対向位置に，下端側を基準として支持させた基板を前記基板加熱ヒータによつて加熱した状態にて、前記製膜ユニットによつて前記基板へ製膜を施す真空処理装置であつて、
前記製膜ユニットは、前記基板に対抗配置されたガスパイプ電極と、
該ガスパイプ電極の背面を覆う防着板とを備え、
前記防着板の頂部に複数のスリットを設けたことを特徴とする真空処理装置。
【請求項５】
前記ガスパイプ電極からガス噴出方向を前記防着板に形成したスリットの位置に対応して調整したことを特徴とする請求項４に記載の真空処理装置。
【請求項６】
前記スリット近傍のガスパイプ電極からのガスの噴出を無くしたことを特徴とする請求項４または５に記載の真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，例えば、プラズマＣＶＤ装置、スパッタリング装置，ドライエッチング装置などの基板へ製膜を施す真空処理装置に関するものである，
【０００２】
【従来の技術】
従来より、基板へ製膜を施す真空処理装置としては、プラズマＣＶＤ装置、スパッタリング装置、ドライエッチング装置等が知られている。特に、シリコン太陽電池等の半導体を製造する際には、その製膜装置としてプラズマＣＶＤ装置が広く使用されている。
この種の真空処理装置を、プラズマＣＶＤ装置を例にとって説明する。
【０００３】
図１１、１２において、符号１は、製膜ユニットであり、この製膜ユニット１の両端部には、基板加熱ヒータ２が設けられている。
そして、これら製膜ユニット１及び基板加熱ヒータ２が、図示しない真空チャンバ内に収納されており、製膜ユニット１は、真空チャンバの上方から吊り下げられて支持されている。
この基板加熱ヒータ２と製膜ユニット１との間には、製膜ユニット１に対して近接離間方向に移動されるヒータカバー３が設けられており，このヒータカバー３に、製膜する母材である基板Ｋが下端を基準として支持されるようになっている。
【０００４】
また、製膜ユニット１には、中央に設けられた温度制御ヒータ４の両端に防着板５を介して配設されたガスパイプ電極６が配設されており、外周がガスパイプ電極６を臨む部分が開口された排気カバー７によって囲われた構造とされている。そして、前述したように、これら防着板５、ガスパイプ電極６及び排気カバー７などからなる製膜ユニット１は、真空チャンバの上方に吊り下げられて支持され、下方へ熱膨張される構造となっている。
【０００５】
そして、このプラズマＣＶＤ装置では、真空チャンバ内が減圧された状態でＳｉＨ４からなる原料ガスを含む製膜ガスがガスパイプ電極６から送り込まれると共に、ガスパイプ電極６に高周波電流が給電されると、真空チャンバ内にてプラズマが発生し，基板加熱ヒータ２によって加熱された基板Ｋに製膜が施される。また、防着板５は、真空チャンバ内で発生したプラズマが基板Ｋの表面と反応するのを促すために、所定領域に封じ込める役目をしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したプラズマＣＶＤ装置では、ガスパイプ電極６から供給された製膜ガスが防着板５の下縁部分８を通って排気カバー７及びガス排気口９から排気されていた。ところで、プラズマＣＶＤ装置内で製膜ガスの滞留部が存在すると微粒子が発生し、この微粒子が製膜ガスの流れに乗って基板上に達すると、膜内に混入して膜質を悪化させる事が解った。また、この微粒子は、製膜ガスの滞留時間が長くなると、粒径が成長して粉状となって、基板の膜質を悪化させるだけでなく、ガス排気口９に配設された排気メッシュの目詰まり等、真空処理装置自体の故障の原因ともなっていた。
【０００７】
上記問題点を解決するため、本発明は製膜ガスの滞留の解消を図ると共に、膜質の向上と装置自体の故障の少ない真空処理装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、製膜室を形成するチャンバと、該チャンバ内にて上下に配設された製膜ユニットと、該製膜ユニットの少なくとも一側部に設けられた基板加熱ヒータとを有し、前記製膜ユニットの対向位置に，下端側を基準として支持させた基板を前記基板加熱ヒータによつて加熱した状態にて、前記製膜ユニットによつて前記基板へ製膜を施す真空処理装置であつて、前記製膜ユニットは、前記基板に対抗配置されたガスパイプ電極と、該ガスパイプ電極の背面を覆う防着板とを備え、該防着板の頂部を多孔板としたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の真空処理装置であって、前記防着板とガスパイプ電極との間隔を小さく設定したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、前記ガスパイプ電極からのガスの噴出を１本おきに噴出させることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、製膜室を形成するチャンバと、該チャンバ内にて上下に配設された製膜ユニットと、該製膜ユニットの少なくとも一側部に設けられた基板加熱ヒータとを有し、前記製膜ユニットの対向位置に，下端側を基準として支持させた基板を前記基板加熱ヒータによつて加熱した状態にて、前記製膜ユニットによつて前記基板へ製膜を施す真空処理装置であつて、前記製膜ユニットは、前記基板に対抗配置されたガスパイプ電極と、該ガスパイプ電極の背面を覆う防着板とを備え、前記防着板の頂部に複数のスリットを設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、前記ガスパイプ電極からガス噴出方向を前記防着板に形成したスリットの位置に対応して調整したことを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、前記スリット近傍のガスパイプ電極からのガスの噴出を無くしたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
ここでは、真空処理装置として、プラズマを発生させて基板へ化学蒸着させるプラズマＣＶＤ装置を例にとつて説明する。
図１において、符号２０は，プラズマＣＶＤ装置である。このプラズマＣＶＤ装置２０は、真空チヤンバ２１の中央に製膜ユニット２２が設けられており、この製膜ユニット２２の両側部に、基板Ｋが支持される基板ヒータカバー２３を介して基板加熱ヒータ２４が設けられている。
【００１５】
次に製膜ユニット２２の構成について説明する。
製膜ユニット２２は、ベース２５上に載置された製膜ユニット支持台２６を有しており、この製膜ユニット支持台２６上に各構成部品が支持された構造である。製膜ユニット支持台２６には、その中央に、支持突条２７が長手方向へ渡って形成されており、この支持突条２７の上部に、温度制御ヒータ２８が製膜ユニットヒータカバー２９を介して支持されている。
【００１６】
温度制御ヒータ２８の側面には、防着板３０、ガスパイプ電極３１及び基板保持板３２が順に配設されている。防着板３０は、図２、３に示すようにガスパイプ電極３１及び基板Ｋの背面を覆うように配設されており、製膜ユニットヒータカバー２９との間に所定間隔を有する排気路３３を形成している。ガスパイプ電極３１は、電極を兼ねた複数の格子部と上下のパイプ部とから構成されており、パイプ部から供給された製膜ガスが格子部に穿設した噴出孔から基板Ｋに向けて噴出される。排気路３３は、真空チヤンバ２１上端部の排気口３４に連通している。また、防着板３０の頂部（基板Ｋに対して平行に配置される板状部）は、複数の穿孔が均等に配設された多孔板３０ａから構成されている。
【００１７】
次に、以上のように構成されたプラズマＣＶＤ装置２０の動作について説明する。真空チヤンバ２１内において、ガスパイプ電極３１から製膜ガスを供給しつつ電圧を印加することによりプラズマを発生させて基板Ｋ表面へ化学蒸着させる。この際に、防着板３０は、発生したプラズマ等を所定領域に封じ込め基板Ｋへの製膜反応を促すものである。しかし、製膜ガスの滞留部が存在すると、ここに膜質を悪化させる微粒子が発生し、この微粒子が製膜ガスの流れに乗って基板上に達すると、膜内に混入して膜質を悪化させる為、本発明では防着板３０の頂部に複数の穿孔が均等に配設された多孔板３０ａを設置した。ガスパイプ電極３１から噴出した製膜ガスの大部分を、多孔板３０ａ側へ吸い出し、基板Ｋ上の横流れを減らすことで、基板付近を滞留時間の長い製膜ガスが流れるのを防止することができる。
【００１８】
図４は、本発明の真空処理装置の他の実施の形態を示すプラズマＣＶＤ装置の右半部を示す概略縦断面図、図５は本発明のプラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部拡大横断面図である。本実施の形態において、防着板３５とガスパイプ電極３１との間隔を小さくし、排気路３３の幅を大きく設定している。また、防着板３５の頂部に多孔板３０ａが設置されているのは、第１の実施の形態と同様である。
【００１９】
以上のようにプラズマＣＶＤ装置を構成した場合、製膜ユニットヒータカバー２９と防着板３５との間隔を広くすることにより、排気路３３の断面積を大きくして、防着板３５の多孔部分から排出された使用済みガスの滞留をなくし、排気口３４への偏流を小さくすることができる。
【００２０】
図６は、本発明の真空処理装置の第３の実施の形態を示すプラズマＣＶＤ装置の右半部を示す概略縦断面図である。本実施の形態において、防着板３６の頂部に複数のスリット３７を設けたものである。スリット３７は、適宜間隔で数本形成される。スリット３７の幅、長さ等は、製膜ガスの噴出量を考慮して決定される。
【００２１】
このように構成した場合、従来、防着板の周囲下部から排気していたのをスリット部３７から排気でき、基板Ｋ上の横流れの距離を短くすることができる。したがって、製膜ユニット２２内の使用済みガスの滞留時間を短縮して、膜質の向上を図ることができる。
【００２２】
図７は、本発明の真空処理装置の第４の実施の形態を示すプラズマＣＶＤ装置の右半部を示す概略縦断面図、図８は、同プラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部拡大横断面図である。本実施の形態において、ガスパイプ電極３８からのガス噴出方向を防着板４０に形成したスリット３９の位置方向に傾ける。また、スリット３９近傍のガスパイプ電極３８ａは、製膜ガスを噴出しない。ガスパイプ電極３８は、それぞれ近くに位置するスリット３９方向に傾いている。
【００２３】
以上のように構成されたプラズマＣＶＤ装置は、防着板４０内のガスの排気流れを積極的に形成することができる。つまり、噴出ガスが排気ガスの流れ方向を形成する働きをすることにより、使用済みガスの滞留時間を短縮して、膜質の向上を図ることができる。また、スリット近傍のガスパイプ電極３８ａは、ガスを噴出しないので、スリットから排気される排ガス流の妨げとなることがない。
【００２４】
図９は、本発明の真空処理装置の第５の実施の形態を示すプラズマＣＶＤ装置の右半部を示す概略縦断面図、図１０は同プラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部拡大横断面図である。本実施の形態において、ガスパイプ電極４２からのガスの噴出を１本おきに噴出させるように構成したものである。つまり、ガスパイプ電極４２は、製膜ガスを噴出するものと、噴出しないものが交互に配置されている。
【００２５】
以上のように構成されたプラズマＣＶＤ装置は、図１０に示すように１本おきに配置したガスを噴出させない部分から積極的にガスが排気され、ガスの滞留が防止できる。また、排気ガスは、防着板４１の穿孔部分から排出され、排気路３３から排気口３４へ導かれる。したがって、排気口メッシュ部の目詰まり等が防止され製膜ユニットの故障を未然に防止することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載した真空処理装置は、製膜室を形成するチャンバと、該チャンバ内にて上下に配設された製膜ユニットと、該製膜ユニットの少なくとも一側部に設けられた基板加熱ヒータとを有し、前記製膜ユニットの対向位置に，下端側を基準として支持させた基板を前記基板加熱ヒータによつて加熱した状態にて、前記製膜ユニットによつて前記基板へ製膜を施す真空処理装置であつて、前記製膜ユニットは、前記基板に対抗配置されたガスパイプ電極と、該ガスパイプ電極の背面を覆う防着板とを備え、該防着板の頂部を多孔板としたので、ガスパイプ電極から噴出した製膜ガスの大部分を防着板側へ吸い出し、基板上の横流れを減少させる事で基板付近を滞留時間の長いガスが流れることを防止する。したがって、滞留ガスから発生する粉粒体が基板表面に混入して膜質を悪化させることがない。また、製膜ガスの滞留による粉粒体が装置の排気口周辺に付着して故障の原因となるのを防止できる。
【００２７】
請求項２記載の真空処理装置によれば、防着板とガスパイプ電極との間隔を小さく設定したので、製膜ユニットヒータカバーと防着板との間隔を広くすることができ、防着板の多孔部分から排出された使用済みガスの滞留をなくし、排気口への偏流を小さくすることができる。
【００２８】
請求項３記載の真空処理装置によれば、ガスパイプ電極からのガスの噴出を１本おきに噴出させるので、ガス噴出のない部分から積極的に使用済みガスの排気を促すことができる。
【００２９】
請求項４記載の真空処理装置によれば、製膜室を形成するチャンバと、該チャンバ内にて上下に配設された製膜ユニットと、該製膜ユニットの少なくとも一側部に設けられた基板加熱ヒータとを有し、前記製膜ユニットの対向位置に，下端側を基準として支持させた基板を前記基板加熱ヒータによつて加熱した状態にて、前記製膜ユニットによつて前記基板へ製膜を施す真空処理装置であつて、前記製膜ユニットは、前記基板に対抗配置されたガスパイプ電極と、該ガスパイプ電極の背面を覆う防着板とを備え、前記防着板の頂部に複数のスリットを設けたので、従来、防着板の外周部から排気していたのをスリット部から排気でき、基板上の横流れの距離を短くすることができる。したがって、製膜ユニット内の使用済みガスの滞留時間を短縮できる。
【００３０】
請求項５記載の真空処理装置によれば、ガスパイプ電極からガス噴出方向を前記防着板に形成したスリットの位置に対応して調整したので、ガス噴出方向が近傍のスリット方向に向けられ、ガスの排気流れを積極的形成することができる。つまり、噴出ガスが排気ガスの流れ方向を形成する。
【００３１】
請求項６記載の真空処理装置によれば、スリット近傍のガスパイプ電極からのガスの噴出を無くしたので、防着板に形成したスリットから使用済みガスの排出を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わる真空処理装置の一実施の形態であるプラズマＣＶＤ装置を示す一部を省略した縦断面図である。
【図２】同プラズマＣＶＤ装置の右半部を示す概略縦断面図である。
【図３】同プラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部拡大横断面図である。
【図４】本発明の真空処理装置の他の実施の形態を示すプラズマＣＶＤ装置の右半部を示す概略縦断面図である。
【図５】同プラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部拡大横断面図である。
【図６】本発明の真空処理装置の第３の実施の形態を示すプラズマＣＶＤ装置の右半部を示す概略縦断面図である。
【図７】本発明の真空処理装置の第４の実施の形態を示すプラズマＣＶＤ装置の右半部を示す概略縦断面図である。
【図８】同プラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部拡大横断面図である。
【図９】本発明の真空処理装置の第５の実施の形態を示すプラズマＣＶＤ装置の右半部を示す概略縦断面図である。
【図１０】同プラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部拡大横断面図である。
【図１１】従来のプラズマＣＶＤ装置の右半部を示す概略縦断面図である。
【図１２】従来のプラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す要部横断面図である。
【符号の説明】
２０　　　プラズマＣＶＤ装置
２１　　　真空チヤンバ
２２　　　製膜ユニット
２３　　　基板ヒータカバー
２４　　　基板加熱ヒータ
２５　　　ベース
２６　　　製膜ユニット支持台
２７　　　支持突条
２８　　　温度制御ヒータ
２９　　　製膜ユニットヒータカバー
３０　　　防着板
３１　　　ガスパイプ電極
３２　　　基板保持板
３３　　　排気路
３４　　　排気口
【図１】
2004083973.tif 000003
【図２】
2004083973.tif 000004
【図３】
2004083973.tif 000005
【図４】
2004083973.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004083973.tif 000008
【図７】
2004083973.tif 000009
【図８】
2004083973.tif 000010
【図９】
2004083973.tif 000011
【図１０】
2004083973.tif 000012
【図１１】
2004083973.tif 000013
【図１２】
2004083973.tif 000014