专利名称：Cvd装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及CVD装置，本发明特别是涉及CVD装置，该CVD装置适合在下述场合，于多个面上形成膜，在该场合，具有等离子体形成空间与膜形成空间分离开的结构，象薄膜晶体管，集成电路等那样，在衬底上，形成薄膜。
在采用等离子体的衬底处理装置中，一般，要求提高处理的效率与降低成本。最好，可通过提高处理效率，在相同的真空容器内部，一次性地同时对多块衬底进行处理。于是，在过去，人们提出有在同一真空腔内，可同时进行多块衬底的处理的装置(JP特开昭59-14633号文献等)。在这样的装置中，通常，在真空腔的中间处，设置衬底固定件，以衬底固定件为中心，在其两侧，设置RF(Radio Frequecy射频)外加电极。在RF外加电极上，分别连接有另一射频电源。如果向相应的RF外加电极，供给RF功率，则在衬底固定件与相应的RF外加电极之间，产生等离子体。由此，薄膜叠置于设在衬底固定件上的衬底上。
但是，上述等离子体CVD装置具有下述这样的缺点。
第1，在相应的RF外加电极上，必须要求各自的射频电源，成本增加。第2，如果在1个真空容器内，同时使用多个射频电源，则产生电磁波的干涉。该电磁波的干涉使放电不稳定，或使等离子体产生不均匀。另外，不稳定的放电对膜的特性造成较大的妨碍。在过去，为了消除该电磁波的干涉，采用调整相互的电源的频率，相位的方法。但是，为了通过这样的方法，解决电磁波的干涉，故必须要求复杂的装置，调整，另外，成本增加。
为了实现上述目的，第1项发明的CVD装置作为前述的方案，按照下述方式构成，该方式为等离子体产生空间按照与设置有衬底的膜形成空间分离的方式设置，从在上述等离子体产生空间中产生的等离子体中，将活性类等离子体取出到上述膜形成空间中，在上述膜形成空间中，根据CVD作用，在上述衬底上，形成膜。另外，按照下述方式构成，该方式为在真空容器的内部，具有由外加电极与接地电极形成的结构体，上述等离子体产生空间设置于上述结构体的内部，从分别不同的方向与上述结构体相对，并且同时在按照上述RF外加电极，接地电极，衬底的位置关系设置的多个衬底上，形成膜。
按照上述第1项发明，由于分离型的，具有等离子体产生空间的CVD装置按照下述方式构成，该方式为在真空容器的内部，具有由外加电极与接地电极形成的结构体，等离子体产生空间设置于结构体的内部，从分别不同的方向与上述结构体相对，并且同时在按照上述RF外加电极，接地电极，衬底的位置关系设置的多个衬底上，形成膜，故可在接地电极的外侧，制作膜形成区域，可设置多个衬底，在多个面上形成膜。另外，通过简单的方案，实现形成电极装置部的结构体，可使制作成本较低。
第2项发明的CVD装置涉及上述的方案，其中，最好，向上述RF外加电极，供给射频功率的射频电源的数量，与上述接地电极，或上述衬底的个数不相关，而为1个。
按照上述的第2项发明，由于向上述RF外加电极，供给射频功率的射频电源的数量，与上述接地电极，或上述衬底的个数不相关，而为1个，故可降低射频电源所需要的成本，可使膜形成的成本较低。
第3项发明的CVD装置涉及上述的方案，其中，最好，上述RF外加电极与接地电极均呈平板状，在上述RF外加电极的两侧，按照平行方式设置上述接地电极，并且在2个接地电极的相应的外侧，按照平行方式设置上述衬底。
按照上述的第3项发明，由于上述RF外加电极与接地电极均呈平板状，在上述RF外加电极的两侧，按照平行方式设置上述接地电极，并且在2个接地电极的相应的外侧，按照平行方式设置上述衬底，故可在2个面上形成膜。
第4项发明的CVD装置涉及上述的方案，其中，最好，上述RF外加电极的整个外周由上述接地电极围绕。
第5项发明的CVD装置涉及上述的方案，其中，最好，上述RF外加电极和接地电极均呈球形，或多面体形。
第6项发明的CVD装置涉及上述的方案，其中，最好，上述RF外加电极和接地电极均呈筒状。
按照上述第4，第5，第6项发明，特别是，由于RF外加电极的整个外周按照3维，或2维尺寸由接地电极围绕，故可在接地电极的周围外侧，形成较宽的膜形成区域，可设置多块衬底，在多个面上，形成膜。
第7项发明的CVD装置涉及上述的方案，其中，最好，上述RF外加电极具有将等离子体产生用气体送入上述等离子体产生空间的结构，并且上述接地电极具有通过不同的通路，将上述活性类等离子体与材料气体送入上述膜形成空间的结构。
按照上述第7项发明，由于上述RF外加电极具有将等离子体产生用气体送入上述等离子体产生空间的结构，并且上述接地电极具有通过不同的通路，将上述活性类等离子体与材料气体送入上述膜形成空间的结构，故确保形成分离型的具有等离子体产生空间的CVD装置，基于本发明的多个面上的膜的形成适合于这样的方案的CVD装置。
下面对本发明的CVD装置的作用进行描述。
在本发明的CVD装置中，通过CVD的作用，在衬底的表面上，形成膜。从等离子体产生空间中的等离子体中，仅仅将活性类等离子体取出到膜形成空间中，在膜形成空间中，使活性类等离子体与材料气体(SiH4等)发生化学反应，将膜物质叠置于衬底的表面上。等离子体产生空间设置于下述结构体中，该结构体由位于内侧的RF外加电极与位于外侧的接地电极构成。此外，在RF外加电极与接地电极之间，形成用于产生等离子体的空间。膜形成空间形成于外侧的接地电极的外侧的区域，衬底按照与该接地电极相对的方式，设置于接地电极的外侧区域。将所需的射频功率供给RF外加电极。向RF外加电极供给射频(RF)的射频电源的个数与接地电极，衬底的数量无关，仅仅为1个，可通过简单的方案，形成该装置。另外，由于可通过一个射频电源构成，即使在不采用多个射频电源的情况下，也可以，故可降低成本。通过射频能量，对送入等离子体形成空间的等离子体形成用气体，进行放电，产生等离子体。
在上面描述中，RF外加电极与接地电极的形式不受到特别地限定。RF外加电极位于接地电极的内侧的区域，在RF外加电极与接地电极之间的空间，产生等离子体，从所产生的等离子体中，取出活性类等离子体，通过形成于接地电极上的通路，将其供给位于接地电极的外侧区域的膜形成空间。膜形成空间可位于接地电极的外侧，衬底可以任意块设置于接地电极的外侧位置，可进行膜的形成处理。象这样，实现可在多个面上形成膜的方案。在于多个面上形成膜时，衬底按照与接地电极相对的方式设置，但是，该设置位置可通过选择不同的方向而任意地确定。
在通常的方案中，RF外加电极与接地电极均呈平板状，在1个RF外加电极的两个外侧，以平行方式设置有接地电极，另外，在2个接地电极的相应外侧，以平行方式设置处理对象的衬底。通过该方案，2块衬底构成膜形成对象。通过2块衬底，夹持下述结构体，该结构体按照分离的方式于CVD装置的腔内。RF外加电极与接地电极通过绝缘体连接，电极以外的部位由绝缘部件围绕，RF外加电极与接地电极之间的空间除去气体通路以外而保持在封闭的状态。
当上述两个电极均呈球形，或多面体形时，内侧的RF外加电极位于外侧的接地电极的内部空间，其整个外周由接地电极围绕。接地电极的外侧周围可完全用作膜形成区域，可将膜叠置于多块衬底的表面上。
当上述两个电极均呈筒状时，RF外加电极的整个外周由接地电极围绕。上述筒状可采用比如，圆筒状，或方形筒状。筒状的RF外加电极与接地电极的两个端部通过绝缘部件连接。按照上述方案，在筒状的接地电极的外侧周围，设置多块膜形成对象的衬底。
在上述各方案中，RF外加电极具有将等离子体形成用气体送入等离子体形成空间的结构，并且接地电极具有通过不同的通路，将活性类等离子体与材料气体送入膜形成空间的结构。在形成于RF外加电极与接地电极之间的等离子体形成空间，用于产生等离子体的气体(N2，H2，O2等)利用RF外加电极的内部，并且通过形成于接地电极中的气体通路而供给。另外，为了在形成于接地电极的外侧的膜形成空间中，形成CVD的环境，接地电极具有将等离子体中的活性类等离子体扩散于膜形成空间的孔，以及用于供给材料气体(SiH4等)的结构。将活性类等离子体与材料气体供给到膜形成空间的接地电极按照下述方式构成，该方式为活性类等离子体与材料气体仅仅在膜形成空间内反应，在衬底表面上，叠置膜，在膜形成空间以外的部位，不反应。
图1为以示意方式表示本发明的CVD装置的有代表性的实施例的主要部分的纵向剖视图；图2为图1所示的组成的平面图；图3为本发明的CVD装置的另一实施例的主要部分的剖视图；图4为图3所示的实施例的主要部分的平面图；图5为以示意方式表示本发明的CVD装置的还一实施例的纵向剖视图。
下面根据附图，对本发明的优选实施例进行描述。
图1和图2表示本发明的CVD装置的有代表性的实施例。另外，在图中，真空容器本身的图示省略。真空容器内部保持在所需的真空状态。使真空容器的内部处于真空状态的排气机构的图示也省略。本实施例的CVD装置为形成双面(两面)膜用的装置。等离子体产生用结构体11主要由1个RF外加电极12和2个接地电极13构成。RF外加电极12与接地电极13具有平板状的形式，其按照从两侧，通过接地电极13夹持RF外加电极12的方式，并且以相互平行的方式相对地设置。RF外加电极12与接地电极13之间的靠近自己一侧与相对侧的侧面部，以及顶端部和底端部通过绝缘部件14连接。由此，在RF外加电极12和各接地电极13之间，形成空间15。该空间15为等离子体产生空间，在对作为放电电极的RF外加电极12，外加射频功率的场合，在该空间，产生放电，等离子体形成(在下面称为“放电空间15”)。在位于两侧的2个接地电极13中的与RF外加电极12相反侧的中空容器内部，设置于保持在接地电极的衬底固定件16。在该衬底固定件16中的与结构体11相对的面上，安装有衬底17。薄膜叠置于衬底17的表面上。
平板状的RF外加电极12具有一定的厚度，在其内部，形成有使等离子体产生用气体通过的气体通路12a。从气体供给管18，向该等离子体产生用气体通路12a，供给等离子体的产生用的等离子体产生用气体(N2，H2，O2等)。另外，在RF外加电极12中的与接地电极13相对的壁部分上，形成有多个气体吹出孔19。从气体供给管18，进入等离子体产生用气体通路12a的等离子体产生用气体象箭头20所示的那样，通过气体吹出孔19，送入放电空间15。另外，在平板状的接地电极13上，形成有作为活性类等离子体供给孔26，该孔26用于象箭头25那样，从等离子体中，将活性类等离子体送入膜形成空间21，该等离子体是在用于在其内部，象箭头22那样，将材料气体(SiH4等)送入膜形成空间21中的多个材料气体通路23和材料气体供给孔24与放电空间15中产生的。另外，由于在接地电极13上，用于将材料气体送入膜形成空间21的材料气体通路23，以及用于将活性类等离子体送入膜形成空间21的活性类等离子体供给孔26在结构上，是分离的，故在膜形成空间21中，最初，材料气体与活性类等离子体反应。
在上述方案中，标号27表示射频电源(RF)。该射频电源27与RF外加电极12连接。另外，2个接地电极13和2个衬底固定件16分别接地。在RF外加电极12与其两侧的接地电极13之间，分别同时地外加从单一的射频电源27供给的射频的电压。
如果采用上述实施例，则CVD装置的真空容器的全部空间通过图中未示出的排气机构，保持在所需的真空状态。在该状态，在放电空间15，通过RF外加电极12内部，送入材料气体，并且在该RF外加电极12与两侧的接地电极13之间，从射频电源27，供给射频电压，此时，在放电空间15中，产生放电，产生等离子体。在放电空间15中产生的等离子体中包含的活性类等离子体，通过形成于接地电极13上的活性类等离子体供给孔26，在膜形成空间21中扩散。另外，由于在2个接地电极13的每个电极中，具有使材料气体通过的材料气体通路23和材料气体供给孔24，故通过这些结构，将材料气体送入膜形成空间21中。送入到膜形成空间21中的材料气体与活性类等离子体产生反应，根据CVD的作用，膜叠置于衬底17的表面上。
象根据前述的实施例知道的那样，在本实施例的CVD装置中，在将放电空间15与膜形成空间21分离的方案中，上述放电空间15可由下述结构体实现，该结构体由平板状的1个RF外加电极12与位于其两侧的2个接地电极13组成，可在各接地电极13中的，和与RF外加电极12相对的面相对一侧的空间中，形成膜形成空间21，可同时在真空容器内部的2块衬底17的相应表面上，形成膜。此外，由于可采用单一射频电源27，在RF外加电源12与2个接地电源13的每个电源13之间，外加射频电压，故可减小膜形成装置的制作成本。
下面参照图3和图4，对本发明的另一实施例进行描述。按照本实施例，在CVD装置中，可进行2个面以上的多个面上的膜的成形。在图3中，在前述的实施例中描述的同一部件采用同一标号。在本实施例中，形成在与膜形成空间30分离的等离子体产生空间的结构体31中，RF外加电极32与接地外侧电极33按照均呈圆筒状的方式形成。上述RF外加电极32位于接触电极33的内侧空间，圆筒状的RF外加电极32与接地电极33象图4所示的那样，设置于同心圆的位置。圆筒形的RF外加电极32的整个圆周由圆筒形的接地电极33围绕。供给设置于RF外加电极32的内部的等离子体产生用气体的结构(气体通路32a)，以及将该等离子体产生用气体送入放电空间34中的气体吹出孔19的结构，与前述的实施例相同。另外，接地电极33中的，将等离子体中的活性类等离子体送入膜形成空间的结构，以及使等离子体产生用气体通过，并且借助气体吹出孔19，将该气体送入放电空间34的结构，与前述的实施例相同。另外，RF外加电极32与接地电极33的两端部分别通过绝缘部件35连接，RF外加电极32与接地电极33之间的放电空间34形成等离子体产生空间。在RF外加电极32与接地电极33之间，通过射频电源27而外加射频功率的方案，在接地电极33的外侧，设置衬底，形成膜形成空间的方案与前述的实施例的场合相同。形成膜形成空间的真空容器的图示省略。通过以上的方案，在圆筒形的RF施加电极32，以及其周围的接地电极33之间，产生等离子体，将活性类等离子体与材料气体送入形成于接地电极33的外侧周围的膜形成空间，在多个衬底的多个面上，形成膜。
在具有上述方案的CVD装置中，与膜形成空间分离的等离子体产生空间，形成于均呈圆筒形的RF外加电极32与接地电极33之间，在接地电极33的外侧周围，形成膜形成空间，即，用于通过CVD作用，进行膜的成形的区域。作为膜形成对象的衬底可象图4中的虚线36所示的那样，设置于接地电极33的周围空间的任意的部位，由此，可获得在接地电极33的周围扩大的膜形成区域，这样，可在多个衬底上，进行多个面的膜的成形。
在上述的实施例中，RF外加电极32和接地电极33呈圆筒状，但是并不限于此。它们既可呈筒形，也呈比如，方筒状。
下面参照图5，对本发明的还一实施例进行描述。如果本实施例，在CVD装置中，可进行2个面以上的多个面的膜的成形。在图中，在与前述的实施例中描述的部件同一的部件采用同一标号。在本实施例中，形成与膜形成空间分离的等离子体产生空间的结构体41中的RF外加电极42与接地电极43按照均呈球形的方式形成。上述RF外加电极42位于接地电极43的内部空间，球形的RF外加电极42与接地电极43按照中心位置保持一致，以同心球的结构的方式设置。由此，球形的RF外加电极42的整个外周由球形的接触电极43围绕。供给设置于RF外加电极42的内部的等离子体产生用气体的结构，以及将该等离子体产生用气体送入等离子体产生空间44的气体吹出孔的结构，与前述的实施例相同。此外，接地电极43内部的，将等离子体中的活性类等离子体送入膜形成空间的结构，以及使等离子体产生用气体通过，并且借助气体吹出孔，将该气体送入膜形成空间45的结构，与前述的实施例相同。标号46表示形成CVD装置的真空容器，该真空容器46也呈球形。在RF外加电极42与接地电极43之间，通过射频电源27而外加射频电压的方案，在接地电极43的外侧，设置衬底，形成膜形成空间的方案与前述的实施例的场合相同。通过以上的方案，在球形的RF施加电极42，以及其周围的接地电极43之间，产生等离子体，将活性类等离子体与材料气体送入形成于接地电极43的外侧周围的膜形成空间，在图中未示出的多个衬底的多个面上，形成膜。
在具有上述方案的CVD装置中，与膜形成空间分离的等离子体产生空间，形成于均呈圆筒形的RF外加电极42与接地电极43之间，在接地电极33的外侧周围，形成膜形成空间45，即，用于通过CVD作用，进行膜的成形的区域。作为膜形成对象的衬底可设置于接地电极43的外侧周围的三维空间的任意的部位，由此，可获得在接地电极33的周围扩大的膜形成区域，这样，可在多个衬底上，进行多个面的膜的成形。
在上述实施例中，RF外加电极42和接地电极43均呈球形，但是并不限于此，其也可为，比如，多面体形状。
基于上述CVD装置的多个面上的膜的形成适合于比如，移动膜的形成，可容易在大面积的玻璃衬底，卷状的薄膜上，叠置膜。
权利要求
1.一种CVD装置，在该CVD装置中，等离子体产生空间按照与设置有衬底的膜形成空间分离的方式设置，从在上述等离子体产生空间中产生的等离子体中，将活性类等离子体取出到上述膜形成空间中，在上述膜形成空间中，根据CVD作用，在上述衬底上，形成膜，其特征在于在真空容器的内部，具有由外加电极与接地电极形成的结构体，上述等离子体产生空间设置于上述结构体的内部，从分别不同的方向与上述结构体相对，并且同时在按照上述RF外加电极，接地电极，衬底的位置关系设置的多个衬底上，形成膜。
2.根据权利要求1所述的CVD装置，其特征在于向上述RF外加电极，供给射频功率的射频电源的数量，与上述接地电极，或上述衬底的个数不相关，而为1个。
3.根据权利要求1或2所述的CVD装置，其特征在于上述RF外加电极与接地电极均呈平板状，在上述RF外加电极的两侧，按照平行方式设置上述接地电极，并且在2个接地电极的相应的外侧，按照平行方式设置上述衬底。
4.根据权利要求1所述的CVD装置，其特征在于上述RF外加电极的整个外周由上述接地电极围绕。
5.根据权利要求4所述的CVD装置，其特征在于上述RF外加电极和接地电极均呈球形，或多面体形。
6.根据权利要求4所述的CVD装置，其特征在于上述RF外加电极和接地电极均呈筒状。
7.根据权利要求1～6中的任何一项所述的CVD装置，其特征在于上述RF外加电极具有将等离子体产生用气体送入上述等离子体产生空间的结构，并且上述接地电极具有通过不同的通路，将上述活性类等离子体与材料气体送入上述膜形成空间的结构。
全文摘要
CVD装置具有与膜形成空间分离的等离子体产生空间，将活性类等离子体，从等离子体中取出，在膜形成空间中，根据CVD作用，在衬底上形成膜，另外，具有由RF外加电极和接地电极构成的结构体。等离子体产生空间设置于上述两个电极之间，并且RF外加电极由接地电极包围。在从分别不同的方向与上述结构体相对，并且按照RF外加电极，接地电极，衬底的位置关系设置的多个衬底上，同时地形成膜。向RF外加电极供给RF功率的射频电源的数量与接地电极，或衬底的个数无关，而为1个。如果采用该CVD装置，采用分离型等离子体产生空间，将活性类等离子体供给到膜形成空间，可在多个面上形成膜，使在多个面上形成膜时的成本降低，使装置的结构简化。
文档编号C23C16/50GK1421543SQ02153329
公开日2003年6月4日 申请日期2002年11月25日 优先权日2001年11月26日
发明者佐藤正律 申请人:安内华股份有限公司