(57)【要約】【課題】パーティクルの剥離に起因するプロセスチャンバーの内部の環境の劣化を防止できる成膜装置を提供する。【解決手段】処理対象のワーク１００が格納されるプロセスチャンバー１０と、プロセスチャンバー１０の側壁の内壁面に沿って配置され、内壁面に垂直な断面形状が上部に開口部を有するポケット形状を構成する収納領域２００を有するパーティクル収納部２０とを備える。【選択図】図１
2017133061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象のワークが格納されるプロセスチャンバーと、
前記プロセスチャンバーの側壁の内壁面に沿って配置され、前記内壁面に垂直な断面形状が上部に開口部を有するポケット形状を構成する収納領域を有するパーティクル収納部と
を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
互いに対向する第１の主面と第２の主面を有し、前記第１の主面を前記内壁面に向けて前記プロセスチャンバーの前記側壁の前記内壁面を覆って配置されたシールド板を更に備え、
前記パーティクル収納部が、前記シールド板の前記第２の主面との間に前記収納領域を構成するように前記第２の主面に配置された、上部が前記第２の主面と離間し、下部が前記第２の主面に接合された収納板を備えることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
パーティクル収納部が、前記プロセスチャンバーの前記側壁の前記内壁面との間に前記収納領域を構成するように前記内壁面に配置された、上部が前記内壁面と離間し、下部が前記内壁面に接合された収納板を有することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記収納板が、前記プロセスチャンバーの前記内壁面に対して一定の角度をなして斜め上方に延伸する平板形状の傾斜部を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記プロセスチャンバーの前記側壁に沿って左右方向に延在する前記収納領域が、上下方向に沿って複数配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記プロセスチャンバーの前記側壁に設けられた開放口を開閉するゲート弁を更に備え、
前記ゲート弁の前記プロセスチャンバーの内部に露出する面に前記パーティクル収納部が配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理対象のワークに膜を形成する成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
成膜工程に、プラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）装置や蒸着装置、スパッタ装置などの種々の成膜装置が使用されている。これらの成膜装置では、成膜対象のワークだけでなく、ワークを格納するプロセスチャンバーの内壁面に膜の材料が付着する。内壁面に付着した物質（以下において「パーティクル」という。）が、その後の成膜工程などにおいて剥離してプロセスチャンバーの内部に散乱されることにより、例えばワークに形成された膜にパーティクルが混入して膜質を低下させるなど、種々の問題が生じる。
【０００３】
このため、プロセスチャンバーの内壁面にパーティクルを付着させるシールド板を配置し、シールド板を定期的に洗浄する方法などが提示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９１２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、シールド板を洗浄する間の期間においてパーティクルがシールド板から剥離する問題がある。剥離したパーティクルは、成膜中のワークの表面に付着したり、ワークをプロセスチャンバーの内部に格納するためにプロセスチャンバーに設けられた開放口を開閉するゲート弁のＯリング（シールリング）に付着したりする。例えば、Ｏリングにパーティクルが付着することによってゲート弁でリークが発生する。これにより、プロセスチャンバーの内部への原料ガス以外の気体の混入やプロセスチャンバーの外部への原料ガスの漏出が発生するなどして、成膜工程中でのプロセスチャンバーの内部の環境が劣化する。その結果、ワークに形成される膜の膜質の劣化や、劣化の復旧のために装置ダウンタイム（停止時間）が増加することによる生産量の低下などが生じる。
【０００６】
上記問題点に鑑み、本発明は、パーティクルの剥離に起因するプロセスチャンバーの内部の環境の劣化を防止できる成膜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】
【０００７】
本発明の一態様によれば、（ア）処理対象のワークが格納されるプロセスチャンバーと、（イ）プロセスチャンバーの側壁の内壁面に沿って配置され、前記内壁面に垂直な断面形状が上部に開口部を有するポケット形状を構成する収納領域を有するパーティクル収納部とを備える成膜装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、パーティクルの剥離に起因するプロセスチャンバーの内部の環境の劣化を防止できる成膜装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置のパーティクル収納部の構造を示す模式図であり、図２（ａ）はプロセスチャンバーの内壁面の面法線方向から見た側面図であり、図２（ｂ）は断面図であり、図２（ｃ）は斜視図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る成膜装置のパーティクル収納部の他の構造を示す模式図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る成膜装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。また、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１１】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る成膜装置１は、図１に示すように、処理対象のワーク１００が格納されるプロセスチャンバー１０と、プロセスチャンバー１０の側壁の内壁面に沿って配置されたパーティクル収納部２０とを備える。パーティクル収納部２０は、内壁面に垂直な断面形状が上部に開口部を有するポケット形状を構成する収納領域２００を有する。
【００１２】
図１に示した成膜装置１は、プロセスチャンバー１０の側壁の内壁面を覆って配置されたシールド板１１を更に備える。即ち、シールド板１１の互いに対向する第１の主面１１１と第２の主面１１２のうちの第１の主面１１１を内壁面に向けて、シールド板１１がプロセスチャンバー１０の内部に配置されている。シールド板１１によって覆われるため、プロセスチャンバー１０の側壁の内壁面にパーティクルが付着することが抑制される。
【００１３】
パーティクル収納部２０は、シールド板１１との間に収納領域２００を構成する収納板２１を備える。即ち、上部が第２の主面１１２と離間し、下部が第２の主面１１２に接合された収納板２１が、シールド板１１の第２の主面１１２に配置されている。
【００１４】
図１に示した成膜装置１では、ワーク１００の搬入や搬出のためにプロセスチャンバー１０の側壁に開放口が設けられている。この開放口を開閉するゲート弁３０が、プロセスチャンバー１０の側壁に配置されている。ゲート弁３０は、例えば図１に矢印Ｍで示したように斜め上方にスライドしながら移動し、開放口を開閉する。ゲート弁３０のＯリング３１によって、ゲート弁３０が閉じた状態でのプロセスチャンバー１０の内部の気密性が確保される。
【００１５】
なお、図１は、成膜装置１がプラズマＣＶＤ装置である場合を例示的に示している。図１に示した成膜装置１を用いた成膜工程では、ワーク１００がボートタイプのサンプルホルダ８０に搭載されてプロセスチャンバー１０に格納される。このとき、ワーク１００と対向するようにカソード電極６０が配置されている。ガス供給装置４０によって原料ガス４００がプロセスチャンバー１０内に導入され、ガス排気装置５０によってプロセスチャンバー１０内が減圧される。プロセスチャンバー１０の内部が所定のガス圧に調整された後、交流電源７０により所定の交流電力がサンプルホルダ８０とカソード電極６０間に供給される。これにより、プロセスチャンバー１０内の原料ガス４００がプラズマ化される。形成されたプラズマにワーク１００を曝すことにより、原料ガスに含まれる原料を主成分とする所望の薄膜がワーク１００の表面に形成される。
【００１６】
既に述べたように、上記の成膜工程中にシールド板１１の表面にパーティクルが付着する。そして、これらのパーティクルが付着面から剥離することによって、プロセスチャンバー１０の内部の環境が劣化する。例えば、剥離したパーティクルがゲート弁３０のＯリング３１の表面に付着することによって、ゲート弁３０でリークが発生する。
【００１７】
しかし、図１に示した成膜装置１では、パーティクルがパーティクル収納部２０の収納領域２００に落下する。落下したパーティクルは収納領域２００に保持されるため、プロセスチャンバー１０の内部の環境が劣化することが抑制される。
【００１８】
図２（ａ）にプロセスチャンバー１０の内壁面の面法線方向から見たパーティクル収納部２０の収納板２１の側面図、図２（ｂ）に収納領域２００の図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ方向に沿った断面図、図２（ｃ）に収納板２１の斜視図を示す。図示したように、プロセスチャンバー１０の側壁の面法線方向に沿った収納領域２００の断面形状は、ポケット形状である。図２（ｂ）に例示したように、この収納領域２００に、プロセスチャンバー１０の内壁面やシールド板１１に付着した後に剥離したパーティクルＰが収納される。
【００１９】
図２（ａ）〜図２（ｃ）に示したパーティクル収納部２０の収納板２１は、プロセスチャンバー１０の内壁面に対して一定の角度をなして斜め上方に延伸する平板形状の傾斜部２１１を有する。傾斜部２１１とプロセスチャンバー１０の内壁面とのなす角は、例えば４５度程度である。収納板２１は、傾斜部２１１に連結する取り付け部２１２においてシールド板１１に取り付けられている。例えば、溶接によって取り付け部２１２がシールド板１１に接合される。上記のように上部が開口され、且つ下部が接合された収納板２１によって収納領域２００が構成され、この収納領域２００に剥離したパーティクルが収納される。
【００２０】
シールド板１１は、プロセスチャンバー１０に脱着自在な構成とする。これにより、収納領域２００に溜まったパーティクルを除去する洗浄などのために、パーティクル収納部２０を配置されたシールド板１１をプロセスチャンバー１０から適宜取り外すことができる。例えば、シールド板１１の第１の主面１１１に設けられた凸部をプロセスチャンバー１０の内壁面に設けた凹部とはめ合わせることによって、シールド板１１をプロセスチャンバー１０の内部に固定する。
【００２１】
なお、収納板２１を長くするなどして収納領域２００の容量を大きくするほど、パーティクル収納部２０に保持されるパーティクルの量が増加する。これにより、パーティクル収納部２０のクリーニングの頻度が少なくなる。その結果、成膜装置１の停止期間を短くできる。しかし、収納板２１の外側にもパーティクルが付着するため、収納板２１から剥離するパーティクルの増大を抑制するために、収納板２１の長さに制限を設けることが好ましい。例えば、収納板２１の外側の総面積がプロセスチャンバー１０の側壁の内壁面の総面積よりも狭いように、収納領域２００を形成する。
【００２２】
図２（ａ）〜図２（ｃ）では、平板形状の傾斜部２１１によってパーティクル収納部２０の収納領域２００が構成される例を示した。即ち、収納領域２００の下部がＶ字形状である。しかし、パーティクルが収納される形状であれば、収納領域２００が他の形状であってもよい。即ち、プロセスチャンバー１０の内壁面に垂直な収納領域２００の断面形状が、上側が開放されたポケット形状であればよい。例えば、図３（ａ）に示すように、収納領域２００の下部の断面形状が、緩やかに曲がるＵ字形状であってもよい。或いは、図３（ｂ）に示すように、収納領域２００の下部が矩形状の凹部であってもよい。
【００２３】
付着面から剥離したパーティクルをできるだけ収納するために、パーティクル収納部２０はすべての側壁の内壁面に配置される。即ち、パーティクル収納部２０が配置されたシールド板１１によって、プロセスチャンバー１０のすべての側壁の内壁面が覆われる。
【００２４】
また、プロセスチャンバー１０の内部に露出するゲート弁の露出面にもパーティクルが付着するため、ゲート弁３０の露出面にパーティクル収納部２０が配置されている。即ち、ゲート弁３０の露出面は、収納板２１を配置されたシールド板１１によって覆われている。
【００２５】
なお、剥離したパーティクルを収納するために、プロセスチャンバー１０の左右方向の全域に渡って収納板２１を延在させることが好ましい。更に、プロセスチャンバー１０の側壁に沿って左右方向に延在する収納板２１を、図１に示すように上下方向に沿って複数段に配置することが好ましい。これにより、１つの収納板２１あたりに収納されるパーティクルの剥離する面積が小さくなる。その結果、すべての収納板２１に収納されるパーティクルの総量を増大させることができる。このため、パーティクル収納部２０を洗浄する周期を長くできる。
【００２６】
このとき、プロセスチャンバー１０の側壁の下方側に付着したパーティクルを収納するために、最下段の収納板２１をプロセスチャンバー１０の底面に近接させて配置することが好ましい。図１では、上下方向に３段の収納板２１を配置した例を示したが、収納板２１の段数は３段に限られないことはもちろんである。
【００２７】
また、収納板２１の外側にもパーティクルが付着するが、複数の収納板２１を上下方向に沿って配列することよって、上段の収納板２１の外側から剥離したパーティクルを下段の収納板２１によって収納することができる。
【００２８】
以上に説明したように、図１に示した成膜装置１では、剥離したパーティクルがパーティクル収納部２０の収納領域２００に収納される。このため、成膜装置１によれば、プロセスチャンバー１０の内壁面に付着したパーティクルが剥離することに起因する、プロセスチャンバーの内部の環境の劣化を防止できる。例えば、ワーク１００に形成される膜にパーティクルが混入することが防止される。また、ゲート弁３０のシール性能が低下することが抑制される。
【００２９】
特に、成膜装置１によれば、ゲート弁３０でのリークが抑制されることにより、種々の効果が得られる。例えば、プロセスチャンバー１０に原料ガス４００以外の気体が混入して、ワーク１００に形成される膜の膜質が劣化することが防止される。また、プロセスチャンバー１０の内部から外部に原料ガス４００が漏出することが防止される。これにより、人体に有害な原料ガスが大気中に流出したり、原料ガス４００が大気と接触して爆発したりするなどの事故を防止できる。このように、成膜装置１によれば、ゲート弁３０でのリークによるトラブルの発生が抑制される。
【００３０】
更に、成膜装置１によれば、パーティクルを除去するための洗浄の周期を長くすることができる。その結果、成膜装置１のメンテナンス時間が短縮され、生産性が向上する。
【００３１】
（第２の実施形態）
上記では、プロセスチャンバー１０の内壁面を覆って配置されたシールド板１１の表面に収納板２１を配置する例を示した。しかし、図４に示すように、シールド板１１を使用せずに、プロセスチャンバー１０の内壁面にパーティクル収納部２０を直接に配置してもよい。
【００３２】
即ち、図４に示したパーティクル収納部２０は、プロセスチャンバー１０の側壁の内壁面との間に収納領域２００を構成するように内壁面に沿って配置された、上部が内壁面と離間し、下部が内壁面に接合された収納板２１を有する。例えば、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示した平板形状の傾斜部２１１を有する収納板２１の取り付け部２１２を、プロセスチャンバー１０の内壁面に接合する。パーティクル収納部２０は、ゲート弁３０の露出面にも配置される。
【００３３】
図４に示した成膜装置１によれば、プロセスチャンバー１０の内壁面から剥離したパーティクルがパーティクル収納部２０の収納領域２００に収納される。このため、パーティクルの剥離に起因するプロセスチャンバー１０の内部の環境の劣化を防止できる。パーティクル収納部２０を定期的に洗浄することによって、プロセスチャンバー１０の内部の清浄度を高く維持することができる。
【００３４】
例えば、ゲート弁３０をプロセスチャンバー１０から取り外した状態で、パーティクル収納部２０を洗浄する。他は第１の実施形態と同様であり、重複した説明を省略する。
【００３５】
（その他の実施形態）
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００３６】
例えば、上記ではゲート弁３０が配置されている構造のプロセスチャンバー１０について例示的に説明したが、ゲート弁３０が配置されていないプロセスチャンバー１０についても本発明は適用可能である。例えば、天井部或いは底面部と側壁とが分離してプロセスチャンバー１０の内部が開放されるような成膜装置であってもよい。
【００３７】
また、上記では成膜装置１がプラズマＣＶＤ装置である場合を示したが、プラズマＣＶＤ装置以外の成膜装置にも本発明を適用できる。例えば、蒸着装置やスパッタ装置などの成膜装置においても本発明を適用することができる。
【００３８】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことはもちろんである。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００３９】
１…成膜装置
１０…プロセスチャンバー
１１…シールド板
２０…パーティクル収納部
２１…収納板
３０…ゲート弁
３１…Ｏリング
１００…ワーク
２００…収納領域
２１１…傾斜部
２１２…取り付け部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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