インライン式プラズマＣＶＤ法及びその装置
【課題】減圧雰囲気下で基板を予備加熱する際に、予備加熱時間の短縮を可能にして省電力化及び置換ガスの費消の低減ができるインライン式プラズマＣＶＤ装置を提供すること。
【解決手段】外部に基板トレー５の搬入部及び搬出部並びに内部に所定容積の空間部を有し密閉された密閉室からなる予備加熱室２及び成膜室３がこの順に連設されて、基板トレー５に基板Ｗが収容されて、基板トレー５が予備加熱室２及び成膜室３へ連続して搬入及び搬出されて処理されるインライン式プラズマＣＶＤ装置１であって、予備加熱室２は、予備加熱室２の床面側に上下動可能に配設された第１の加熱ヒータＨ１と、予備加熱室２の外側にあって第１の加熱ヒータＨ１に連結されて加熱ヒータＨ１を基板トレー５に接触させると共に基板トレー５を昇降させる昇降機構Ｅ１と、この昇降機構Ｅ１を制御する制御手段Ｃとを有し、予備加熱室２は減圧装置Ｐ１に接続されている。
【解決手段】外部に基板トレー５の搬入部及び搬出部並びに内部に所定容積の空間部を有し密閉された密閉室からなる予備加熱室２及び成膜室３がこの順に連設されて、基板トレー５に基板Ｗが収容されて、基板トレー５が予備加熱室２及び成膜室３へ連続して搬入及び搬出されて処理されるインライン式プラズマＣＶＤ装置１であって、予備加熱室２は、予備加熱室２の床面側に上下動可能に配設された第１の加熱ヒータＨ１と、予備加熱室２の外側にあって第１の加熱ヒータＨ１に連結されて加熱ヒータＨ１を基板トレー５に接触させると共に基板トレー５を昇降させる昇降機構Ｅ１と、この昇降機構Ｅ１を制御する制御手段Ｃとを有し、予備加熱室２は減圧装置Ｐ１に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インライン式プラズマＣＶＤ法及びその装置に係り、詳しくは所定雰囲気で基板を連続して処理できるインライン式プラズマＣＶＤ法において、所定雰囲気で予め基板を所定温度に加熱した後に、この基板上に所定の薄膜を形成するインライン式プラズマＣＶＤ法及びその装置に関するものである。
【０００２】
半導体の製造ラインには、基板上に所定の薄膜を形成する成膜装置が設置されている。この成膜装置には、所定雰囲気で基板を連続して処理できるインライン式プラズマＣＶＤ装置が知られている（例えば、下記特許文献１、２参照）。
【０００３】
例えば、下記特許文献１に開示されたインライン式プラズマＣＶＤ装置は、基板が搬入されて減圧（真空）下の雰囲気で基板に所定の処理をするロード室と、このロード室で処理された基板上に薄膜材料を構成する元素からなる一種または数種の化合物ガスを供給して化学反応によって基板上に所望の薄膜を形成する反応室と、この反応室で成膜された基板を冷却して外部へ取出すアンロード室とを備え、これらのロード室、反応室及びアンロード室を一列に配列して、基板を基板トレーに収容して、これらの室間に搬送して所定の処理をするようになっている。これらのロード室、反応室及びアンロード室のうち、ロード室は、真空ポンプに連結されるとともに、その内部の上下に一対の加熱ヒータが隙間をあけて固定されて、これらの固定された加熱ヒータ間に基板トレーに収容した基板を搬送して加熱処理するようになっている。
【０００４】
また、下記特許文献２に開示されたインライン式プラズマＣＶＤ装置は、ロード室で加熱される前に予備加熱して、さらにロード室でも加熱するようにしたものである。具体的には、基板を大気圧下の雰囲気で予備加熱する大気加熱炉と、大気加熱炉から搬送された基板を真空中で所定温度に加熱するロード室と、基板上に薄膜を形成する反応室と、基板を冷却して外部へ取出すアンロード室とを備え、これらの大気加熱炉、ロード室、反応室及びアンロード室を一列に配設して、基板を基板トレーに収容して、これらの炉及び室間を連続搬送して処理するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２５９１７５号公報（第１頁下段右欄、図１）
【特許文献２】特許第３２１１３５６号公報（段落〔００１２〕〜〔００１４〕、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種のインライン式プラズマＣＶＤ装置は、反応室で成膜するときに、基板を高温度、例えば５００℃程度に加熱する必要があるので、成膜する基板を予めロード室において高温に加熱するようになっている。この基板の加熱法は、上記特許文献１のプラズマＣＶＤ装置では、ロード室内を減圧状態にして、このロード室の上下に固定された加熱ヒータ間に基板を搬送し、この加熱ヒータ間に基板を通過させる過程で基板を加熱している。しかしながら、このプラズマＣＶＤ装置のように、固定された一対の加熱ヒータ間に基板を通過させて加熱する方法では、基板と加熱ヒータ間に隙間が空き、加熱ヒータの熱エネルギーがこの隙間空間を介して基板へ伝導されるので、この隙間間で熱エネルギー損失が生じて効率よく加熱することができず、また、減圧（真空）下で基板が加熱されるので、この減圧雰囲気では熱伝達が低くなり、基板の加熱時間が長くなる。
【０００７】
その結果、ロード室での処理時間が長くなり、そのために使用電力が多くなり、続く反応室での処理を含めた全体の処理時間が長くなるので、処理のランニングコストが高騰することになる。一方、この長く掛かる加熱処理時間を短縮しようとすると、ロード室の増設が想定されるが、そうすると増設するロード室及び各ロード室の付属機器などが必須となり、プラズマＣＶＤ装置が大型化しその重量も重くなり設置費用も高額化することになる。
【０００８】
また、上記特許文献２のプラズマＣＶＤ装置は、ロード室の前に大気加熱炉を配設して、この大気加熱炉で基板を大気圧雰囲気下で所定の温度に予備加熱し、その後、ロード室で所定の高温温度まで加熱している。このプラズマＣＶＤ装置によれば、ロード室に搬送する前に基板をある程度まで予備的に加熱することができ、基板の加熱温度が高く、またロード室において短時間で基板を所定温度に加熱することができる。しかしながら、このプラズマＣＶＤ装置は、大気加熱炉の設置が必要となるので、新たな設備が必要になり装置が大型化する。また、空気中で加熱すると基板が酸化してしまうので、不活性ガス雰囲気中で加熱している。大気圧下では不活性ガスを常に供給し内圧を陽圧にしなければならないので、不活性ガスの消費量が多くなってしまう欠点がある。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、減圧雰囲気下で基板を予備加熱する際に、予備加熱時間の短縮を可能にして省電力化及び置換ガスの費消の低減ができるインライン式プラズマＣＶＤ法及びその装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、上記目的を備えるとともに、成膜時において加熱温度及び電極間の調節ができるインライン式プラズマＣＶＤ法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本願の請求項１に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法の発明は、予備加熱工程で基板を所定雰囲気で予備加熱した後に、続く次の薄膜工程で所定の成膜を形成するインライン式プラズマＣＶＤ法において、前記予備加熱工程では、減圧雰囲気下で第１の加熱ヒータを前記基板下面に接触させて該基板の一方の第１の面から加熱することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法において、前記予備加熱工程は、前記第１の加熱ヒータを前記基板下面に接触させた状態で、該第１の加熱ヒータを第２の加熱ヒータ側へ移動し、その距離間を調節して、該第２の加熱ヒータで該基板の他方の第２の面からも加熱することを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法において、前記予備加熱工程は、前半と後半とに分けて、前半は前記第１の加熱ヒータに接触された前記基板と第２の加熱ヒータ間の距離を短縮して該基板を加熱し、後半は該距離を離して加熱することを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法において、前記成膜工程は、第３の加熱ヒータを前記基板に接触させて該基板の一方の第１の面から加熱することを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法において、前記成膜工程は、前記第３の加熱ヒータを前記基板に接触させた状態で高周波電極側へ移動し、その距離間を調節して成膜することを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法において、前記基板は、所定形状の基板トレーに収容して、前記予備加熱工程及び前記成膜工程へ搬送して処理することを特徴とする。
【００１７】
本願の請求項７に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置の発明は、外部に基板トレーの搬入部及び搬出部並びに内部に所定容積の空間部を有し密閉された密閉室からなる予備加熱室及び成膜室がこの順に連設されて、前記基板トレーに基板が収容されて、該基板トレーが前記予備加熱室及び前記成膜室へ連続して搬入及び搬出されて処理されるインライン式プラズマＣＶＤ装置において、前記予備加熱室は、該予備加熱室の床面側に上下動可能に配設された第１の加熱ヒータと、該予備加熱室の外側にあって前記第１の加熱ヒータに連結されて該加熱ヒータを前記基板トレーに接触させると共に該基板トレーを昇降させる昇降機構と、前記昇降機構を制御する制御手段とを有し、該予備加熱室は減圧装置に接続されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項７に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置において、前記予備加熱室は、天井部に熱照射型ヒータからなる第２の加熱ヒータが設けられていることを特徴とする。
【００１９】
請求項９の発明は、請求項８に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置において、前記制御手段は、前記予備加熱室において、該予備加熱処理を前半と後半とに分けて、前半は前記第１の加熱ヒータを前記基板トレーに接触させた状態で前記第２の加熱ヒータ側へ移動してその距離間を短縮し、後半は該距離を離して基板を加熱処理制御することを特徴とする。
【００２０】
請求項１０の発明は、請求項７に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置において、前記成膜室は、該成膜室の床面側に上下動可能に配設された第３の加熱ヒータ及び該成膜室の外側にあって該第３の加熱ヒータに連結されて該加熱ヒータを前記基板トレーに接触させると共に該基板トレーを昇降させる昇降機構と、天井部に薄膜材料を構成する元素からなる一種または数種の化合物ガスを供給するガス供給口及び高周波電極と、前記昇降機構、前記ガス供給口へのガス供給及び高周波電極への高周波電源の供給を制御する制御手段とを有していることを特徴とする。
【００２１】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置において、前記制御手段は、前記成膜室において、前記第３の加熱ヒータを前記基板に接触させた状態で高周波電極側へ移動し、その距離を調節して成膜することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、上記構成を備えることにより、以下の優れた効果を奏する。すなわち、この発明のインライン式プラズマＣＶＤ法によれば、予備加熱工程及び成膜工程において、加熱ヒータを基板トレーに接触させて加熱するので、この基板トレーに収容された基板を熱損失を招くことなく効率よく加熱処理できる。特に、予備加熱工程では、加熱温度制御が容易になるとともに、置換ガスの使用量を低減できる。また、成膜工程においても、高周波電極との距離を調節して加熱温度の制御が可能になる。
【００２３】
また、この発明のインライン式プラズマＣＶＤ装置によれば、予備加熱室及び成膜室において、加熱ヒータを基板トレーに接触させて加熱できるので、基板トレーに収容した基板を熱損失を招くことなく効率よく加熱処理できる装置を提供できる。特に、予備加熱室では、加熱温度制御が容易になるとともに置換ガスの使用量を低減できる。また、成膜室においても、高周波電極との距離を調節して加熱温度の制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ法の概略工程図である。
【図２】図２は本発明の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するためのインライン式プラズマＣＶＤ法及びその装置を例示するものであって、本発明をこのインライン式プラズマＣＶＤ法及びその装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。
【００２６】
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ法を説明する。なお、図１は本発明の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ法の概略工程図である。
【００２７】
本発明の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ法は、基板を所定温度に予め加熱する予備加熱工程Ｉと、この予備加熱工程Ｉで加熱された基板をさらに加熱し所定雰囲気で基板上に薄膜を形成する成膜工程IIと、この成膜工程IIで成膜された基板を冷却して外部へ取出す冷却工程IIIとを有し、基板はこれらの工程順に搬送されて所定の成膜がなされる。基板は所定形状の基板トレーに１枚乃至複数枚を収容して、予備加熱工程Ｉ及び成膜工程IIへ搬送して処理される。本発明は、これらの工程のうち、加熱処理に特徴を有し、他の成膜処理などは公知の方法となっているので、以下、加熱処理を詳述し、公知の方法はその概要を説明する。
【００２８】
予備加熱工程Ｉでは、所定大きさのロード室内などに上下動可能な第１の加熱ヒータを収容して、この加熱ヒータを昇降機構などで昇降できるようにして、このロード室へ搬送した基板トレーの下面に加熱ヒータを接触させて、減圧（真空）雰囲気下で基板を直接加熱する。この加熱方法によれば、第１の加熱ヒータを基板トレーに接触させて、基板トレーに収容した基板を裏面から直接加熱するので、加熱ヒータと基板との間に殆ど隙間がなく接触した状態での加熱となり、熱エネルギーの損失がなくなり、効率よく加熱することができる。第１の加熱ヒータは、基板トレーの裏面面積と略同じ大きさの面積を有する抵抗加熱式プレートヒータを用いるのが好ましい。また、昇降機構は、第１の加熱ヒータを基板トレーに接触させるだけでなく、この加熱ヒータを基板トレーに接触させた状態でこの基板トレーをも上方へ持上げるようにするのが好ましい。この持上げにより、後述する第２の加熱ヒータとの距離を調節して基板の加熱温度の制御が可能になる。また、基板トレーと対向する位置に第２の加熱ヒータを配設して、この加熱ヒータで基板の表面を加熱するのが好ましい。この方法によれば、基板を表裏面から同時に加熱することが可能になるので、より効率的に加熱ができて加熱時間を短縮できる。また、この第２の加熱ヒータには赤外線ランプヒータを用い、このランプヒータをロード室内などの天井面に固定するのが好ましい。天井にランプヒータを固定すると、第１の加熱ヒータ及び基板トレーの上下動により、基板トレーと第２のランプヒータとの距離の調節が可能になり基板の加熱温度を制御することができる。
【００２９】
また、予備加熱工程Ｉでは、制御装置により、その工程を前半と後半とに分けて、前半は第１の加熱ヒータに接触された基板トレーと第２の加熱ヒータ間の距離を短縮して、基板トレーに収容された基板を加熱し、後半はこの距離を離して加熱するのが好ましい。この方法によれば、工程の前半で基板を短時間で効率よく加熱できる。しかしながら、ランプヒータに近い基板と遠い基板とで温度差が生じてしまうので、後半の工程で加熱温度の均一性をはかり基板温度を均一にする。
【００３０】
さらに、この予備加熱工程Ｉでは、ロード室などで基板を減圧（真空）雰囲気下で処理するので、ロード室を希ガスで置換するときに、そのガスの使用量を低減できる。希ガスは、基板処理の汚染を防止するために使用しＮ２やＨｅなどを用いる。
【００３１】
成膜工程IIは、薄膜材料を構成する元素からなる一種または数種の化合物ガスを供給して化学反応によって所望の薄膜を形成する。この成膜工程IIでは、所定大きさの反応室内などの床面側に上下動可能な第３の加熱ヒータを収容するとともに天井側にガス供給口及び高周波電極を固定して、第３の加熱ヒータは、昇降機構などで昇降できるようにして、この反応室へ搬送された基板トレーの下面に加熱ヒータを接触させて基板を直接加熱する。反応室での成膜は、ガス供給口から薄膜材料を構成する元素からなる一種または数種の化合物ガスを反応室などに供給すると共に、高周波電源によって高周波電極を駆動させて、反応室内にグロー放電を起こさせてプラズマを発生させ基板に薄膜を形成する。なお、この反応室での成膜は、公知の方法により行うので、詳細な説明は省略する。また、成膜を積層する場合は、複数の反応室を連設して同様の処理を行って積層する。
【００３２】
この成膜工程によれば、第３の加熱ヒータを基板トレーに接触させて、基板トレーに収容した基板は裏面からの加熱になり、加熱ヒータと基板との間に殆ど隙間がなく直接加熱になるので、熱エネルギーの損失がなくなり、効率よく加熱することができる。昇降機構は、第３の加熱ヒータを基板トレーに接触させるだけでなく、この加熱ヒータを基板トレーに接触させた状態でこの基板トレーをも上方へ持上げるようにするのが好ましい。この持上げにより、高周波電極との距離を調節して、基板上に成膜される薄膜の膜質を制御することが可能になる。
【００３３】
成膜された基板は、次の冷却室へ搬送して、冷却された後に、外部へ搬出される。なお、この冷却室での処理も公知の方法で実施するので説明を省略する。
【００３４】
このインライン式プラズマＣＶＤ法によれば、予備加熱工程Ｉ及び成膜工程IIにおいて、加熱ヒータを基板トレーに接触させて加熱するので、この基板トレーに収容した基板を熱損失を招くことなく効率よく加熱処理できる。特に、予備加熱工程Ｉでは、加熱温度制御が容易になるとともに置換ガスの使用量を低減できる。また、成膜工程IIにおいても、高周波電極との距離を調節して、加熱温度の制御が可能になる。
【００３５】
次に、図２を参照して、図１のインライン式プラズマＣＶＤ法を採用したインライン式プラズマＣＶＤ装置を説明する。なお、図２は本発明の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ装置の概略図である。
【００３６】
本発明の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ装置１は、ロード室２と、一つ乃至複数の反応室３と、アンロード室４とを有し、これらの室は一列に配列した構成となっている。基板Ｗは、基板トレー５に１枚乃至複数枚収容されてロード室２、反応室３及びアンロード室４の順に略水平状態で搬送されて所定の処理がされて基板上に薄膜が形成される。なお、特許請求の範囲では、ロード室は予備加熱室及び反応室は成膜室と表現されている。
【００３７】
ロード室２は、所定大きさの略矩形状の底壁２ａと、この底壁の周囲から所定高さ立設された側壁２ｂ〜２ｅと、各側壁の頂部を覆う天井壁２ｆとを有し、内部に基板トレー５、搬送機構２５及び所定のガスなどが収容される大きさの略直方体形状の密閉された箱状体、いわゆるチェンバーで構成されている。なお、側壁２ｅは図２の前方に設けられている。このチェンバーの一方の側壁２ｂには、基板トレー５が搬入される仕切弁２１、及び他の側壁２ｃにも仕切弁２２が設けられている。このロード室２は仕切弁２２を介して反応室３に連結されている。他の反応室３及びアンロード室４もロード室２と略同じ形状のチェンバーで構成されている。
【００３８】
ロード室２は、内部の底壁２ａ面側に第１の加熱ヒータＨ１及び天井壁２ｆ面に第２の加熱ヒータＨ２が設けられている。第２の加熱ヒータＨ２は、赤外線ランプヒータからなり、この赤外線ランプヒータは天井壁２ｆの内壁面に固定されている。また、第１の加熱ヒータＨ１は、基板トレー５の底面と略同じ大きさの抵抗加熱式プレートヒータからなり、このプレートヒータは、天井壁２ｆに向かって上下動可能になっている。
【００３９】
底壁２ａには、所定大きさの貫通孔２３が形成されて、これらの貫通孔２３に第１の加熱ヒータＨ１を上下動させる作動部材２４がシールされた状態で移動可能に挿通されるようになっている。使用状態では、チェンバー内を減圧（真空）するので、シールは真空を維持できるシール手段が使用されている。なお、このシール手段は公知のものを使用するので説明を省略する。ロード室２の底壁２ａの下方に、昇降装置Ｅ１が設けられている。この昇降装置Ｅ１は、作動部材２４を上下動させるようになっている。昇降装置Ｅ１は、制御手段Ｃによって制御される。
【００４０】
ロード室２は、真空バルブＶ１を介して真空ポンプＰ１に連結され、また、チェンバーリークバルブＶ２を介して大気と連結されるようになっている。また、このロード室２には、置換ガスを供給する装置が付設されているが省略されている。搬送機構２５は、搬送ローラで構成されている。この搬送ローラは、基板トレー５がロード室２内に搬入される前は、プレートヒータＨ１上に位置して、基板トレー５を移動できるようになっている。また、この搬送ローラは、プレートヒータＨ１が昇降装置Ｅ１によって持上げられるときに、例えば、基板トレー５上に基板Ｗがない基板トレー５の端の部分のみローラ搬送するように、この昇降に支障を来たさないように設置されている。
【００４１】
ロード室２では、制御手段Ｃにより、加熱ヒータＨ１を基板トレー５に接触させるとともに、この基板トレー５を持ち上げて、第２の加熱ヒータＨ２との距離を調節して基板Ｗの加熱処理をする。この加熱処理により熱損失を招くことなく効率よく基板Ｗを加熱処理できる。
【００４２】
また、プレートヒータＨ１が昇降装置Ｅ１によって持上げられることを利用して、前半は第２の加熱ヒータＨ２に近づけて、より速く基板を昇温させる。
【００４３】
しかしながら、第２の加熱ヒータＨ２は、図２に示すように、とびとびに設置されているので、第２の加熱ヒータＨ２に近い基板はより早く昇温し、第２の加熱ヒータＨ２から遠い基板は昇温に時間がかかるような加熱の不均一性が生じてしまう。
【００４４】
そこで、基板の温度を均一にするために、後半は少し昇降装置Ｅ１の高さを下げて第２の加熱ヒータＨ２からの熱を均一に受けられるようにする。これにより、十分に昇温した基板も十分に昇温できなかった基板も均一に熱が与えられ、また、十分に昇温した基板の熱も周りに分散していくので、下部のプレートヒータＨ１の熱とともに均一に昇温できる。しかも、前半に不均一ながら速く昇温できるので、全体的にも昇温時間の短縮が可能となる。
【００４５】
ロード室２に隣接して反応室３が設けられている。この反応室３は、ロード室２と略同じ形状の箱状体、いわゆるチェンバーで構成されて、内部に第３の加熱ヒータＨ３、ガス供給口付き電極２６及び搬送機構２５が収容されている。ガス供給口付き電極２６は、天井壁の内壁面に固定されている。このガス供給口付き電極２６は、ガスバルブＶ５を介してガス供給源及び高周波電源２７に接続されている。ガス供給源は、薄膜材料を構成する元素からなる一種または数種の化合物ガスとなっている。また、第３の加熱ヒータＨ３は、基板トレー５の底面と略同じ大きさの抵抗加熱式プレートヒータからなり、このプレートヒータは、昇降装置Ｅ２によって天井壁に向かって上下動可能になっている。昇降装置Ｅ２、プレートヒータＨ３及び搬送機構２５は、ロード室のものと同じ構成となっている。さらに、この反応室３は、真空バルブＶ３を介して真空ポンプＰ２に連結され、また、チェンバーリークバルブＶ４を介して大気と連結されるようになっている。この反応室３では、予備加熱された基板Ｗが基板トレー５に収容され、第３の加熱ヒータＨ３が昇降装置Ｅ２で昇降されて、基板トレー５に接触させて加熱されて薄膜が形成される。反応室３での制御は制御手段Ｃによって行われる。
【００４６】
薄膜が形成されると、基板Ｗは基板トレー５と共に次のアンロード室４に搬送されて冷却され仕切弁４１から搬出される。このアンロード室４には、ロード室２と同様に真空バルブＶ６を介して真空ポンプＰ３に連結され、また、チェンバーリークバルブＶ７を介して大気と連結されている。
【００４７】
このインライン式プラズマＣＶＤ装置によれば、装置を大型化することなく、基板を効率よく加熱処理して成膜することができる。特に、ロード室において、第１の加熱ヒータＨ１を基板トレー５に接触させて、基板トレー５に収容した基板Ｗを裏面から加熱するので、加熱ヒータと基板との間に殆ど隙間がなく直接加熱となり、熱エネルギーの損失がなくなり、効率よく加熱することができる。また、第２の加熱ヒータＨ２との距離を調節して基板加熱温度及び加熱の不均一性の制御が可能になる。また、反応室においても高周波電極との距離を調節して膜質の制御が可能になる。
【符号の説明】
【００４８】
Ｉ 予備加熱工程
II 成膜工程
III 冷却工程
１ インライン式プラズマＣＶＤ装置
２ ロード室（予備加熱室）
３ 反応室（成膜室）
４ アンロード室
５ 基板トレー
２１、２２、３１、４１ 仕切弁
２４ 作動部材
２５ 搬送機構
２６ ガス供給口付き電極
２７ 高周波電源
Ｅ１、Ｅ２ 昇降装置
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 真空ポンプ
Ｈ１ 第１の加熱ヒータ（プレートヒータ）
Ｈ２ 第２の加熱ヒータ
Ｈ３ 第３の加熱ヒータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インライン式プラズマＣＶＤ法及びその装置に係り、詳しくは所定雰囲気で基板を連続して処理できるインライン式プラズマＣＶＤ法において、所定雰囲気で予め基板を所定温度に加熱した後に、この基板上に所定の薄膜を形成するインライン式プラズマＣＶＤ法及びその装置に関するものである。
【０００２】
半導体の製造ラインには、基板上に所定の薄膜を形成する成膜装置が設置されている。この成膜装置には、所定雰囲気で基板を連続して処理できるインライン式プラズマＣＶＤ装置が知られている（例えば、下記特許文献１、２参照）。
【０００３】
例えば、下記特許文献１に開示されたインライン式プラズマＣＶＤ装置は、基板が搬入されて減圧（真空）下の雰囲気で基板に所定の処理をするロード室と、このロード室で処理された基板上に薄膜材料を構成する元素からなる一種または数種の化合物ガスを供給して化学反応によって基板上に所望の薄膜を形成する反応室と、この反応室で成膜された基板を冷却して外部へ取出すアンロード室とを備え、これらのロード室、反応室及びアンロード室を一列に配列して、基板を基板トレーに収容して、これらの室間に搬送して所定の処理をするようになっている。これらのロード室、反応室及びアンロード室のうち、ロード室は、真空ポンプに連結されるとともに、その内部の上下に一対の加熱ヒータが隙間をあけて固定されて、これらの固定された加熱ヒータ間に基板トレーに収容した基板を搬送して加熱処理するようになっている。
【０００４】
また、下記特許文献２に開示されたインライン式プラズマＣＶＤ装置は、ロード室で加熱される前に予備加熱して、さらにロード室でも加熱するようにしたものである。具体的には、基板を大気圧下の雰囲気で予備加熱する大気加熱炉と、大気加熱炉から搬送された基板を真空中で所定温度に加熱するロード室と、基板上に薄膜を形成する反応室と、基板を冷却して外部へ取出すアンロード室とを備え、これらの大気加熱炉、ロード室、反応室及びアンロード室を一列に配設して、基板を基板トレーに収容して、これらの炉及び室間を連続搬送して処理するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２５９１７５号公報（第１頁下段右欄、図１）
【特許文献２】特許第３２１１３５６号公報（段落〔００１２〕〜〔００１４〕、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種のインライン式プラズマＣＶＤ装置は、反応室で成膜するときに、基板を高温度、例えば５００℃程度に加熱する必要があるので、成膜する基板を予めロード室において高温に加熱するようになっている。この基板の加熱法は、上記特許文献１のプラズマＣＶＤ装置では、ロード室内を減圧状態にして、このロード室の上下に固定された加熱ヒータ間に基板を搬送し、この加熱ヒータ間に基板を通過させる過程で基板を加熱している。しかしながら、このプラズマＣＶＤ装置のように、固定された一対の加熱ヒータ間に基板を通過させて加熱する方法では、基板と加熱ヒータ間に隙間が空き、加熱ヒータの熱エネルギーがこの隙間空間を介して基板へ伝導されるので、この隙間間で熱エネルギー損失が生じて効率よく加熱することができず、また、減圧（真空）下で基板が加熱されるので、この減圧雰囲気では熱伝達が低くなり、基板の加熱時間が長くなる。
【０００７】
その結果、ロード室での処理時間が長くなり、そのために使用電力が多くなり、続く反応室での処理を含めた全体の処理時間が長くなるので、処理のランニングコストが高騰することになる。一方、この長く掛かる加熱処理時間を短縮しようとすると、ロード室の増設が想定されるが、そうすると増設するロード室及び各ロード室の付属機器などが必須となり、プラズマＣＶＤ装置が大型化しその重量も重くなり設置費用も高額化することになる。
【０００８】
また、上記特許文献２のプラズマＣＶＤ装置は、ロード室の前に大気加熱炉を配設して、この大気加熱炉で基板を大気圧雰囲気下で所定の温度に予備加熱し、その後、ロード室で所定の高温温度まで加熱している。このプラズマＣＶＤ装置によれば、ロード室に搬送する前に基板をある程度まで予備的に加熱することができ、基板の加熱温度が高く、またロード室において短時間で基板を所定温度に加熱することができる。しかしながら、このプラズマＣＶＤ装置は、大気加熱炉の設置が必要となるので、新たな設備が必要になり装置が大型化する。また、空気中で加熱すると基板が酸化してしまうので、不活性ガス雰囲気中で加熱している。大気圧下では不活性ガスを常に供給し内圧を陽圧にしなければならないので、不活性ガスの消費量が多くなってしまう欠点がある。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、減圧雰囲気下で基板を予備加熱する際に、予備加熱時間の短縮を可能にして省電力化及び置換ガスの費消の低減ができるインライン式プラズマＣＶＤ法及びその装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、上記目的を備えるとともに、成膜時において加熱温度及び電極間の調節ができるインライン式プラズマＣＶＤ法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本願の請求項１に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法の発明は、予備加熱工程で基板を所定雰囲気で予備加熱した後に、続く次の薄膜工程で所定の成膜を形成するインライン式プラズマＣＶＤ法において、前記予備加熱工程では、減圧雰囲気下で第１の加熱ヒータを前記基板下面に接触させて該基板の一方の第１の面から加熱することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法において、前記予備加熱工程は、前記第１の加熱ヒータを前記基板下面に接触させた状態で、該第１の加熱ヒータを第２の加熱ヒータ側へ移動し、その距離間を調節して、該第２の加熱ヒータで該基板の他方の第２の面からも加熱することを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法において、前記予備加熱工程は、前半と後半とに分けて、前半は前記第１の加熱ヒータに接触された前記基板と第２の加熱ヒータ間の距離を短縮して該基板を加熱し、後半は該距離を離して加熱することを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法において、前記成膜工程は、第３の加熱ヒータを前記基板に接触させて該基板の一方の第１の面から加熱することを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法において、前記成膜工程は、前記第３の加熱ヒータを前記基板に接触させた状態で高周波電極側へ移動し、その距離間を調節して成膜することを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法において、前記基板は、所定形状の基板トレーに収容して、前記予備加熱工程及び前記成膜工程へ搬送して処理することを特徴とする。
【００１７】
本願の請求項７に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置の発明は、外部に基板トレーの搬入部及び搬出部並びに内部に所定容積の空間部を有し密閉された密閉室からなる予備加熱室及び成膜室がこの順に連設されて、前記基板トレーに基板が収容されて、該基板トレーが前記予備加熱室及び前記成膜室へ連続して搬入及び搬出されて処理されるインライン式プラズマＣＶＤ装置において、前記予備加熱室は、該予備加熱室の床面側に上下動可能に配設された第１の加熱ヒータと、該予備加熱室の外側にあって前記第１の加熱ヒータに連結されて該加熱ヒータを前記基板トレーに接触させると共に該基板トレーを昇降させる昇降機構と、前記昇降機構を制御する制御手段とを有し、該予備加熱室は減圧装置に接続されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項７に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置において、前記予備加熱室は、天井部に熱照射型ヒータからなる第２の加熱ヒータが設けられていることを特徴とする。
【００１９】
請求項９の発明は、請求項８に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置において、前記制御手段は、前記予備加熱室において、該予備加熱処理を前半と後半とに分けて、前半は前記第１の加熱ヒータを前記基板トレーに接触させた状態で前記第２の加熱ヒータ側へ移動してその距離間を短縮し、後半は該距離を離して基板を加熱処理制御することを特徴とする。
【００２０】
請求項１０の発明は、請求項７に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置において、前記成膜室は、該成膜室の床面側に上下動可能に配設された第３の加熱ヒータ及び該成膜室の外側にあって該第３の加熱ヒータに連結されて該加熱ヒータを前記基板トレーに接触させると共に該基板トレーを昇降させる昇降機構と、天井部に薄膜材料を構成する元素からなる一種または数種の化合物ガスを供給するガス供給口及び高周波電極と、前記昇降機構、前記ガス供給口へのガス供給及び高周波電極への高周波電源の供給を制御する制御手段とを有していることを特徴とする。
【００２１】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置において、前記制御手段は、前記成膜室において、前記第３の加熱ヒータを前記基板に接触させた状態で高周波電極側へ移動し、その距離を調節して成膜することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、上記構成を備えることにより、以下の優れた効果を奏する。すなわち、この発明のインライン式プラズマＣＶＤ法によれば、予備加熱工程及び成膜工程において、加熱ヒータを基板トレーに接触させて加熱するので、この基板トレーに収容された基板を熱損失を招くことなく効率よく加熱処理できる。特に、予備加熱工程では、加熱温度制御が容易になるとともに、置換ガスの使用量を低減できる。また、成膜工程においても、高周波電極との距離を調節して加熱温度の制御が可能になる。
【００２３】
また、この発明のインライン式プラズマＣＶＤ装置によれば、予備加熱室及び成膜室において、加熱ヒータを基板トレーに接触させて加熱できるので、基板トレーに収容した基板を熱損失を招くことなく効率よく加熱処理できる装置を提供できる。特に、予備加熱室では、加熱温度制御が容易になるとともに置換ガスの使用量を低減できる。また、成膜室においても、高周波電極との距離を調節して加熱温度の制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ法の概略工程図である。
【図２】図２は本発明の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するためのインライン式プラズマＣＶＤ法及びその装置を例示するものであって、本発明をこのインライン式プラズマＣＶＤ法及びその装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。
【００２６】
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ法を説明する。なお、図１は本発明の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ法の概略工程図である。
【００２７】
本発明の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ法は、基板を所定温度に予め加熱する予備加熱工程Ｉと、この予備加熱工程Ｉで加熱された基板をさらに加熱し所定雰囲気で基板上に薄膜を形成する成膜工程IIと、この成膜工程IIで成膜された基板を冷却して外部へ取出す冷却工程IIIとを有し、基板はこれらの工程順に搬送されて所定の成膜がなされる。基板は所定形状の基板トレーに１枚乃至複数枚を収容して、予備加熱工程Ｉ及び成膜工程IIへ搬送して処理される。本発明は、これらの工程のうち、加熱処理に特徴を有し、他の成膜処理などは公知の方法となっているので、以下、加熱処理を詳述し、公知の方法はその概要を説明する。
【００２８】
予備加熱工程Ｉでは、所定大きさのロード室内などに上下動可能な第１の加熱ヒータを収容して、この加熱ヒータを昇降機構などで昇降できるようにして、このロード室へ搬送した基板トレーの下面に加熱ヒータを接触させて、減圧（真空）雰囲気下で基板を直接加熱する。この加熱方法によれば、第１の加熱ヒータを基板トレーに接触させて、基板トレーに収容した基板を裏面から直接加熱するので、加熱ヒータと基板との間に殆ど隙間がなく接触した状態での加熱となり、熱エネルギーの損失がなくなり、効率よく加熱することができる。第１の加熱ヒータは、基板トレーの裏面面積と略同じ大きさの面積を有する抵抗加熱式プレートヒータを用いるのが好ましい。また、昇降機構は、第１の加熱ヒータを基板トレーに接触させるだけでなく、この加熱ヒータを基板トレーに接触させた状態でこの基板トレーをも上方へ持上げるようにするのが好ましい。この持上げにより、後述する第２の加熱ヒータとの距離を調節して基板の加熱温度の制御が可能になる。また、基板トレーと対向する位置に第２の加熱ヒータを配設して、この加熱ヒータで基板の表面を加熱するのが好ましい。この方法によれば、基板を表裏面から同時に加熱することが可能になるので、より効率的に加熱ができて加熱時間を短縮できる。また、この第２の加熱ヒータには赤外線ランプヒータを用い、このランプヒータをロード室内などの天井面に固定するのが好ましい。天井にランプヒータを固定すると、第１の加熱ヒータ及び基板トレーの上下動により、基板トレーと第２のランプヒータとの距離の調節が可能になり基板の加熱温度を制御することができる。
【００２９】
また、予備加熱工程Ｉでは、制御装置により、その工程を前半と後半とに分けて、前半は第１の加熱ヒータに接触された基板トレーと第２の加熱ヒータ間の距離を短縮して、基板トレーに収容された基板を加熱し、後半はこの距離を離して加熱するのが好ましい。この方法によれば、工程の前半で基板を短時間で効率よく加熱できる。しかしながら、ランプヒータに近い基板と遠い基板とで温度差が生じてしまうので、後半の工程で加熱温度の均一性をはかり基板温度を均一にする。
【００３０】
さらに、この予備加熱工程Ｉでは、ロード室などで基板を減圧（真空）雰囲気下で処理するので、ロード室を希ガスで置換するときに、そのガスの使用量を低減できる。希ガスは、基板処理の汚染を防止するために使用しＮ２やＨｅなどを用いる。
【００３１】
成膜工程IIは、薄膜材料を構成する元素からなる一種または数種の化合物ガスを供給して化学反応によって所望の薄膜を形成する。この成膜工程IIでは、所定大きさの反応室内などの床面側に上下動可能な第３の加熱ヒータを収容するとともに天井側にガス供給口及び高周波電極を固定して、第３の加熱ヒータは、昇降機構などで昇降できるようにして、この反応室へ搬送された基板トレーの下面に加熱ヒータを接触させて基板を直接加熱する。反応室での成膜は、ガス供給口から薄膜材料を構成する元素からなる一種または数種の化合物ガスを反応室などに供給すると共に、高周波電源によって高周波電極を駆動させて、反応室内にグロー放電を起こさせてプラズマを発生させ基板に薄膜を形成する。なお、この反応室での成膜は、公知の方法により行うので、詳細な説明は省略する。また、成膜を積層する場合は、複数の反応室を連設して同様の処理を行って積層する。
【００３２】
この成膜工程によれば、第３の加熱ヒータを基板トレーに接触させて、基板トレーに収容した基板は裏面からの加熱になり、加熱ヒータと基板との間に殆ど隙間がなく直接加熱になるので、熱エネルギーの損失がなくなり、効率よく加熱することができる。昇降機構は、第３の加熱ヒータを基板トレーに接触させるだけでなく、この加熱ヒータを基板トレーに接触させた状態でこの基板トレーをも上方へ持上げるようにするのが好ましい。この持上げにより、高周波電極との距離を調節して、基板上に成膜される薄膜の膜質を制御することが可能になる。
【００３３】
成膜された基板は、次の冷却室へ搬送して、冷却された後に、外部へ搬出される。なお、この冷却室での処理も公知の方法で実施するので説明を省略する。
【００３４】
このインライン式プラズマＣＶＤ法によれば、予備加熱工程Ｉ及び成膜工程IIにおいて、加熱ヒータを基板トレーに接触させて加熱するので、この基板トレーに収容した基板を熱損失を招くことなく効率よく加熱処理できる。特に、予備加熱工程Ｉでは、加熱温度制御が容易になるとともに置換ガスの使用量を低減できる。また、成膜工程IIにおいても、高周波電極との距離を調節して、加熱温度の制御が可能になる。
【００３５】
次に、図２を参照して、図１のインライン式プラズマＣＶＤ法を採用したインライン式プラズマＣＶＤ装置を説明する。なお、図２は本発明の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ装置の概略図である。
【００３６】
本発明の実施形態に係るインライン式プラズマＣＶＤ装置１は、ロード室２と、一つ乃至複数の反応室３と、アンロード室４とを有し、これらの室は一列に配列した構成となっている。基板Ｗは、基板トレー５に１枚乃至複数枚収容されてロード室２、反応室３及びアンロード室４の順に略水平状態で搬送されて所定の処理がされて基板上に薄膜が形成される。なお、特許請求の範囲では、ロード室は予備加熱室及び反応室は成膜室と表現されている。
【００３７】
ロード室２は、所定大きさの略矩形状の底壁２ａと、この底壁の周囲から所定高さ立設された側壁２ｂ〜２ｅと、各側壁の頂部を覆う天井壁２ｆとを有し、内部に基板トレー５、搬送機構２５及び所定のガスなどが収容される大きさの略直方体形状の密閉された箱状体、いわゆるチェンバーで構成されている。なお、側壁２ｅは図２の前方に設けられている。このチェンバーの一方の側壁２ｂには、基板トレー５が搬入される仕切弁２１、及び他の側壁２ｃにも仕切弁２２が設けられている。このロード室２は仕切弁２２を介して反応室３に連結されている。他の反応室３及びアンロード室４もロード室２と略同じ形状のチェンバーで構成されている。
【００３８】
ロード室２は、内部の底壁２ａ面側に第１の加熱ヒータＨ１及び天井壁２ｆ面に第２の加熱ヒータＨ２が設けられている。第２の加熱ヒータＨ２は、赤外線ランプヒータからなり、この赤外線ランプヒータは天井壁２ｆの内壁面に固定されている。また、第１の加熱ヒータＨ１は、基板トレー５の底面と略同じ大きさの抵抗加熱式プレートヒータからなり、このプレートヒータは、天井壁２ｆに向かって上下動可能になっている。
【００３９】
底壁２ａには、所定大きさの貫通孔２３が形成されて、これらの貫通孔２３に第１の加熱ヒータＨ１を上下動させる作動部材２４がシールされた状態で移動可能に挿通されるようになっている。使用状態では、チェンバー内を減圧（真空）するので、シールは真空を維持できるシール手段が使用されている。なお、このシール手段は公知のものを使用するので説明を省略する。ロード室２の底壁２ａの下方に、昇降装置Ｅ１が設けられている。この昇降装置Ｅ１は、作動部材２４を上下動させるようになっている。昇降装置Ｅ１は、制御手段Ｃによって制御される。
【００４０】
ロード室２は、真空バルブＶ１を介して真空ポンプＰ１に連結され、また、チェンバーリークバルブＶ２を介して大気と連結されるようになっている。また、このロード室２には、置換ガスを供給する装置が付設されているが省略されている。搬送機構２５は、搬送ローラで構成されている。この搬送ローラは、基板トレー５がロード室２内に搬入される前は、プレートヒータＨ１上に位置して、基板トレー５を移動できるようになっている。また、この搬送ローラは、プレートヒータＨ１が昇降装置Ｅ１によって持上げられるときに、例えば、基板トレー５上に基板Ｗがない基板トレー５の端の部分のみローラ搬送するように、この昇降に支障を来たさないように設置されている。
【００４１】
ロード室２では、制御手段Ｃにより、加熱ヒータＨ１を基板トレー５に接触させるとともに、この基板トレー５を持ち上げて、第２の加熱ヒータＨ２との距離を調節して基板Ｗの加熱処理をする。この加熱処理により熱損失を招くことなく効率よく基板Ｗを加熱処理できる。
【００４２】
また、プレートヒータＨ１が昇降装置Ｅ１によって持上げられることを利用して、前半は第２の加熱ヒータＨ２に近づけて、より速く基板を昇温させる。
【００４３】
しかしながら、第２の加熱ヒータＨ２は、図２に示すように、とびとびに設置されているので、第２の加熱ヒータＨ２に近い基板はより早く昇温し、第２の加熱ヒータＨ２から遠い基板は昇温に時間がかかるような加熱の不均一性が生じてしまう。
【００４４】
そこで、基板の温度を均一にするために、後半は少し昇降装置Ｅ１の高さを下げて第２の加熱ヒータＨ２からの熱を均一に受けられるようにする。これにより、十分に昇温した基板も十分に昇温できなかった基板も均一に熱が与えられ、また、十分に昇温した基板の熱も周りに分散していくので、下部のプレートヒータＨ１の熱とともに均一に昇温できる。しかも、前半に不均一ながら速く昇温できるので、全体的にも昇温時間の短縮が可能となる。
【００４５】
ロード室２に隣接して反応室３が設けられている。この反応室３は、ロード室２と略同じ形状の箱状体、いわゆるチェンバーで構成されて、内部に第３の加熱ヒータＨ３、ガス供給口付き電極２６及び搬送機構２５が収容されている。ガス供給口付き電極２６は、天井壁の内壁面に固定されている。このガス供給口付き電極２６は、ガスバルブＶ５を介してガス供給源及び高周波電源２７に接続されている。ガス供給源は、薄膜材料を構成する元素からなる一種または数種の化合物ガスとなっている。また、第３の加熱ヒータＨ３は、基板トレー５の底面と略同じ大きさの抵抗加熱式プレートヒータからなり、このプレートヒータは、昇降装置Ｅ２によって天井壁に向かって上下動可能になっている。昇降装置Ｅ２、プレートヒータＨ３及び搬送機構２５は、ロード室のものと同じ構成となっている。さらに、この反応室３は、真空バルブＶ３を介して真空ポンプＰ２に連結され、また、チェンバーリークバルブＶ４を介して大気と連結されるようになっている。この反応室３では、予備加熱された基板Ｗが基板トレー５に収容され、第３の加熱ヒータＨ３が昇降装置Ｅ２で昇降されて、基板トレー５に接触させて加熱されて薄膜が形成される。反応室３での制御は制御手段Ｃによって行われる。
【００４６】
薄膜が形成されると、基板Ｗは基板トレー５と共に次のアンロード室４に搬送されて冷却され仕切弁４１から搬出される。このアンロード室４には、ロード室２と同様に真空バルブＶ６を介して真空ポンプＰ３に連結され、また、チェンバーリークバルブＶ７を介して大気と連結されている。
【００４７】
このインライン式プラズマＣＶＤ装置によれば、装置を大型化することなく、基板を効率よく加熱処理して成膜することができる。特に、ロード室において、第１の加熱ヒータＨ１を基板トレー５に接触させて、基板トレー５に収容した基板Ｗを裏面から加熱するので、加熱ヒータと基板との間に殆ど隙間がなく直接加熱となり、熱エネルギーの損失がなくなり、効率よく加熱することができる。また、第２の加熱ヒータＨ２との距離を調節して基板加熱温度及び加熱の不均一性の制御が可能になる。また、反応室においても高周波電極との距離を調節して膜質の制御が可能になる。
【符号の説明】
【００４８】
Ｉ 予備加熱工程
II 成膜工程
III 冷却工程
１ インライン式プラズマＣＶＤ装置
２ ロード室（予備加熱室）
３ 反応室（成膜室）
４ アンロード室
５ 基板トレー
２１、２２、３１、４１ 仕切弁
２４ 作動部材
２５ 搬送機構
２６ ガス供給口付き電極
２７ 高周波電源
Ｅ１、Ｅ２ 昇降装置
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 真空ポンプ
Ｈ１ 第１の加熱ヒータ（プレートヒータ）
Ｈ２ 第２の加熱ヒータ
Ｈ３ 第３の加熱ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予備加熱工程で基板を所定雰囲気で予備加熱した後に、続く次の薄膜工程で所定の成膜を形成するインライン式プラズマＣＶＤ法において、
前記予備加熱工程では、減圧雰囲気下で第１の加熱ヒータを前記基板下面に接触させて該基板の一方の第１の面から加熱することを特徴とするインライン式プラズマＣＶＤ法。
【請求項２】
前記予備加熱工程は、前記第１の加熱ヒータを前記基板下面に接触させた状態で、該第１の加熱ヒータを第２の加熱ヒータ側へ移動し、その距離間を調節して、該第２の加熱ヒータで該基板の他方の第２の面からも加熱することを特徴とする請求項１に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法。
【請求項３】
前記予備加熱工程は、前半と後半とに分けて、前半は前記第１の加熱ヒータに接触された前記基板と第２の加熱ヒータ間の距離を短縮して該基板を加熱し、後半は該距離を離して加熱することを特徴とする請求項２に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法。
【請求項４】
前記成膜工程は、第３の加熱ヒータを前記基板に接触させて該基板の一方の第１の面から加熱することを特徴とする請求項１に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法。
【請求項５】
前記成膜工程は、前記第３の加熱ヒータを前記基板に接触させた状態で高周波電極側へ移動し、その距離間を調節して成膜することを特徴とする請求項４に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法。
【請求項６】
前記基板は、所定形状の基板トレーに収容して、前記予備加熱工程及び前記成膜工程へ搬送して処理することを特徴とする請求項１に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法。
【請求項７】
外部に基板トレーの搬入部及び搬出部並びに内部に所定容積の空間部を有し密閉された密閉室からなる予備加熱室及び成膜室がこの順に連設されて、前記基板トレーに基板が収容されて、該基板トレーが前記予備加熱室及び前記成膜室へ連続して搬入及び搬出されて処理されるインライン式プラズマＣＶＤ装置において、
前記予備加熱室は、該予備加熱室の床面側に上下動可能に配設された第１の加熱ヒータと、該予備加熱室の外側にあって前記第１の加熱ヒータに連結されて該加熱ヒータを前記基板トレーに接触させると共に該基板トレーを昇降させる昇降機構と、前記昇降機構を制御する制御手段とを有し、該予備加熱室は減圧装置に接続されていることを特徴とするインライン式プラズマＣＶＤ装置。
【請求項８】
前記予備加熱室は、天井部に熱照射型ヒータからなる第２の加熱ヒータが設けられていることを特徴とする請求項７に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記予備加熱室において、該予備加熱処理を前半と後半とに分けて、前半は前記第１の加熱ヒータを前記基板トレーに接触させた状態で前記第２の加熱ヒータ側へ移動してその距離間を短縮し、後半は該距離を離して基板を加熱処理制御することを特徴とする請求項８に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置。
【請求項１０】
前記成膜室は、該成膜室の床面側に上下動可能に配設された第３の加熱ヒータ及び該成膜室の外側にあって該第３の加熱ヒータに連結されて該加熱ヒータを前記基板トレーに接触させると共に該基板トレーを昇降させる昇降機構と、天井部に薄膜材料を構成する元素からなる一種または数種の化合物ガスを供給するガス供給口及び高周波電極と、前記昇降機構、前記ガス供給口へのガス供給及び高周波電極への高周波電源の供給を制御する制御手段とを有していることを特徴とする請求項７に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記成膜室において、前記第３の加熱ヒータを前記基板に接触させた状態で高周波電極側へ移動し、その距離を調節して成膜することを特徴とする請求項１０に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置。
【請求項１】
予備加熱工程で基板を所定雰囲気で予備加熱した後に、続く次の薄膜工程で所定の成膜を形成するインライン式プラズマＣＶＤ法において、
前記予備加熱工程では、減圧雰囲気下で第１の加熱ヒータを前記基板下面に接触させて該基板の一方の第１の面から加熱することを特徴とするインライン式プラズマＣＶＤ法。
【請求項２】
前記予備加熱工程は、前記第１の加熱ヒータを前記基板下面に接触させた状態で、該第１の加熱ヒータを第２の加熱ヒータ側へ移動し、その距離間を調節して、該第２の加熱ヒータで該基板の他方の第２の面からも加熱することを特徴とする請求項１に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法。
【請求項３】
前記予備加熱工程は、前半と後半とに分けて、前半は前記第１の加熱ヒータに接触された前記基板と第２の加熱ヒータ間の距離を短縮して該基板を加熱し、後半は該距離を離して加熱することを特徴とする請求項２に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法。
【請求項４】
前記成膜工程は、第３の加熱ヒータを前記基板に接触させて該基板の一方の第１の面から加熱することを特徴とする請求項１に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法。
【請求項５】
前記成膜工程は、前記第３の加熱ヒータを前記基板に接触させた状態で高周波電極側へ移動し、その距離間を調節して成膜することを特徴とする請求項４に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法。
【請求項６】
前記基板は、所定形状の基板トレーに収容して、前記予備加熱工程及び前記成膜工程へ搬送して処理することを特徴とする請求項１に記載のインライン式プラズマＣＶＤ法。
【請求項７】
外部に基板トレーの搬入部及び搬出部並びに内部に所定容積の空間部を有し密閉された密閉室からなる予備加熱室及び成膜室がこの順に連設されて、前記基板トレーに基板が収容されて、該基板トレーが前記予備加熱室及び前記成膜室へ連続して搬入及び搬出されて処理されるインライン式プラズマＣＶＤ装置において、
前記予備加熱室は、該予備加熱室の床面側に上下動可能に配設された第１の加熱ヒータと、該予備加熱室の外側にあって前記第１の加熱ヒータに連結されて該加熱ヒータを前記基板トレーに接触させると共に該基板トレーを昇降させる昇降機構と、前記昇降機構を制御する制御手段とを有し、該予備加熱室は減圧装置に接続されていることを特徴とするインライン式プラズマＣＶＤ装置。
【請求項８】
前記予備加熱室は、天井部に熱照射型ヒータからなる第２の加熱ヒータが設けられていることを特徴とする請求項７に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記予備加熱室において、該予備加熱処理を前半と後半とに分けて、前半は前記第１の加熱ヒータを前記基板トレーに接触させた状態で前記第２の加熱ヒータ側へ移動してその距離間を短縮し、後半は該距離を離して基板を加熱処理制御することを特徴とする請求項８に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置。
【請求項１０】
前記成膜室は、該成膜室の床面側に上下動可能に配設された第３の加熱ヒータ及び該成膜室の外側にあって該第３の加熱ヒータに連結されて該加熱ヒータを前記基板トレーに接触させると共に該基板トレーを昇降させる昇降機構と、天井部に薄膜材料を構成する元素からなる一種または数種の化合物ガスを供給するガス供給口及び高周波電極と、前記昇降機構、前記ガス供給口へのガス供給及び高周波電極への高周波電源の供給を制御する制御手段とを有していることを特徴とする請求項７に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記成膜室において、前記第３の加熱ヒータを前記基板に接触させた状態で高周波電極側へ移動し、その距離を調節して成膜することを特徴とする請求項１０に記載のインライン式プラズマＣＶＤ装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１５９４６３（Ｐ２０１０−１５９４６３Ａ）
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９０２（Ｐ２００９−２９０２）
【出願日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（５９１０３８５９８）株式会社日本生産技術研究所 (1)
【出願人】（３９１０６０３９５）エス・イー・エス株式会社 (46)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（５９１０３８５９８）株式会社日本生産技術研究所 (1)
【出願人】（３９１０６０３９５）エス・イー・エス株式会社 (46)
【Ｆターム（参考）】
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