连续式等离子体化学气相沉积装置的制造方法_3

文档序号:8926647阅读:来源:国知局
实际将化学气相沉积皮膜成膜的情况下的动作状态,使用图4A和图4B进行说明。另外,图4A是等离子体化学气相沉积装置100的平面图,图4B是等离子体化学气相沉积装置100的侧视图。
[0071](第I工序:基材W的准备) 首先将基材W设置到自转工作台4上。既可以将基材W直接固定到自转工作台4之上,也可以经由设置夹具13载置到自转工作台4之上。自转工作台4和公转工作台5—起构成基材工作台。进而,基材工作台能够一边被搭载到工作台台车50上,一边在等离子体化学气相沉积装置100中移动。
[0072](第2工序:向加载互锁真空室20的运入及前处理)
这样准备了基材W后,首先,将作为加载互锁真空室20的入口门的隔离阀41打开,搭载有基材W的工作台台车50进入加载互锁真空室20。接着,将作为加载互锁真空室20的入口门的隔离阀41闭合,作为真空排气机构的真空泵3将加载互锁真空室20内排气。然后,也可以在加载互锁真空室20内利用加热器将基材W加热。在该工序中隔离阀42维持闭合状态。在图4所示的例子中,在该加载互锁真空室20内也与成膜室I同样,处于加载互锁真空室20的底面的基材工作台的旋转机构上升,与处于工作台台车50上的基材工作台结合,由此,能够使基材工作台旋转。如果不需要基材工作台的旋转,则在加载互锁真空室20中不需要基材工作台的旋转机构。
[0073](第3工序:成膜室I中的处理)
接着,将加载互锁真空室20与预先被排气为真空的状态的成膜室I之间的隔离阀42打开,搭载着基材W的工作台台车50移动至成膜室I。在工作台台车50向成膜室I的移动完成后,将隔离阀42闭合,进行成膜室I内的真空排气。除此以外,在第I实施方式中,处于成膜室I的底部的基材工作台的旋转机构上升,与处于工作台台车50上的基材工作台结合,成为能够使基材工作台旋转的状态,并将上述基材工作台与等离子体产生电源10电气地连接。
[0074]接着,根据需要,气体供给部9将Ar等惰性气体及&、02等气体供给到真空腔室2内,等离子体产生电源10供给功率,使基材W之间产生用于表面净化的辉光放电(离子轰击处理)。
[0075]然后,气体供给部9将加工气体供给到真空腔室2内,由此,将真空腔室2内的压力保持为适合于成膜的0.1?100Pa的压力。
[0076]在成膜时,等离子体产生电源10向属于各组18、19的自转工作台4供给交流功率,在属于第I组18的自转工作台4的基材W与属于第2组19的自转工作台4的基材W之间产生辉光放电,由此,在基材W之间产生成膜所需要的等离子体。
[0077]成膜时的压力的优选值根据要成膜的化学气相沉积皮膜(加工气体及反应性气体)的种类而不同,但一般优选的是0.1Pa?100Pa左右的压力。如上述那样,0.1Pa?100Pa左右的压力能够产生稳定的辉光放电,能够以良好的成膜速度进行成膜。进而,在抑制伴随着气体中的反应的粉末生成的观点看,成膜时的压力优选的是10Pa以下。
[0078]从等离子体产生电源10供给的交流电压优选的是维持辉光放电所需要的300V?3000V之间(两极间的电压的峰值)。进而,从等离子体产生电源10供给的交流的输出功率如果换算为每单位面积的功率,则优选的是0.05?5W/cm2左右。
[0079]通过在这样调整了从等离子体产生电源10供给的交流的电压及功率后,使基材与自转工作台4 一起自转及公转,由此在周向上相邻的基材W (接近的基材W)之间产生稳定的辉光放电,能够在基材W的表面上形成膜厚均匀的化学气相沉积皮膜。在这些工序中,隔离阀42及隔离阀43维持闭合状态。
[0080](第4工序:向加载互锁真空室30的运入及后处理)
在成膜处理结束后,停止从等离子体产生电源10的输出及加工气体的导入。然后,将成膜室I和预先被排气为真空的下游侧的加载互锁真空室30之间的隔离阀43打开,通过工作台台车50的移动将基材W在搭载在基材工作台上的状态下移送至加载互锁真空室30,将隔离阀43闭合。然后,在加载互锁真空室30内,根据需要而等待基材W的温度下降。另夕卜,在该工序中隔离阀44维持闭合状态。
[0081](第5工序:从加载互锁真空室30的运出)
接着,将大气或惰性气体等向加载互锁真空室30导入。由此,在加载互锁真空室30内的压力成为大气压后,将作为加载互锁真空室30的出口门的隔离阀44打开,搭载着基材W的工作台台车50从加载互锁真空室30退出。
[0082](成膜工序中的动作状态)
在成膜室I中,如上述那样,通过相互为相反极性的第I组18的自转工作台4和第2组19的自转工作台4的周向的轮流(交替)配置,使得分别保持于在周向上相邻的自转工作台4上的基材W彼此之间产生电位差,在两者之间可靠地产生辉光放电。并且,如果将等离子体产生电源10的两电极的正负替换,则在周向上相邻的自转工作台4的极性也替换,接着在两者之间产生辉光放电。因此,能够对许多基材W —次且均匀地进行成膜。
[0083]g卩,当属于第I组18的自转工作台4的基材W作为作用极作用而在该基材W侧将化学气相沉积皮膜成膜时,属于第2组19的自转工作台4的基材W成为对极(相反极)。并且,如果等离子体产生电源10的正负替换,则属于第2组19的自转工作台4的基材W成为作用极,属于第I组18的自转工作台4的基材W成为对极。
[0084]S卩,如果是上述结构,则即使基材W为对极,公转工作台5及真空腔室2的壳体也不会成为对极。由于这些部件不作为放电产生电极作用,所以不直接暴露在将原料气体分解的等离子体下,与现有技术相比皮膜不易堆积在这些部件上。结果,也不易发生皮膜的较厚的堆积所导致的薄片的飞散,也不易发生皮膜缺陷。此外,这些部件不作为用于生成等离子体的辉光放电产生用电极作用,即使绝缘皮膜因长时间的运转而厚厚地堆积,也不产生等离子体的不稳定化。因而,还能够稳定地生产在膜质及厚度方面没有偏差的化学气相沉积皮膜。
[0085]特别谋求连续式的等离子体化学气相沉积装置的成膜室I不大气开放地进行许多基材的处理,所以皮膜不会厚厚地堆积在真空腔室2的壳体上的第I实施方式的等离子体化学气相沉积装置100的结构是非常有效的。
[0086]以上,对大气状态下运入一真空排气一加热一利用等离子体化学气相沉积的成膜—冷却一大气状态下取出这一最小限度的成膜工艺进行了说明,但根据需要,也可以通过使等离子体化学气相沉积装置100的工作室数量增加等方法来实现更复杂的成膜工艺。例如,等离子体化学气相沉积装置100也可以具备分别执行不同的工序的以下这样的许多隔室。
[0087]I)加载互锁真空室:真空排气
2)加热室:基材W的预加热
3)前处理室:基材W的蚀刻等密接性提高处理
4)中间层成膜室:通过溅镀法等形成用于提高密接性的中间层 5)成膜室:将基材分为两组的利用等离子体化学气相沉积的成膜
6)冷却室:冷却
7)加载互锁真空室:大气开放。
[0088]在该情况下,也通过在“5)成膜室”中采用第I实施方式的等离子体化学气相沉积装置100的结构,而能够实现成膜室中的稳定的成膜和低维护频率。
[0089]〈第2实施方式>
以下,对图5A?图所示的本发明的第2实施方式的等离子体化学气相沉积装置200进行说明。第2实施方式的等离子体化学气相沉积装置200在基材工作台上的基材W的配置上与上述第I实施方式的等离子体化学气相沉积装置100不同。除此以外与第I实施方式是相同的,所以关于与上述说明重复的部分在这里不重复说明。
[0090]图5A表不第2实施方式的等离子体化学气相沉积装置200。该图5A对应于图4A。
[0091]如图5A所示,该等离子体化学气相沉积装置200包括:作为包括等离子体化学气相沉积机构的成膜室201的具有真空腔室202的室;加载互锁真空室220,配置在其上游侧;和加载互锁真空室230,配置在其下游侧。在该等离子体化学气相沉积装置200中,如图5B和图5C所示,在工作台台车上设置有一对旋转的基材工作台4,在这些基材工作台4上分别搭载着基材W。
[0092]上述一对基材工作台被相互绝缘,此外也被从真空腔室202绝缘,各工作台上的基材W构成组。成膜室201、加载互锁真空室220及加载互锁真空室230具备能够收纳这些基材工作台的大小。在成膜室201中,在上述各基材工作台上的基材W的组间生成等离子体,将基材W成膜。
[0093]上述基材工作台也可以如图所示具有使各基材W行星旋转的机构。
[0094]〈第3实施方式>
以下,对图6A所示的本发明的第3实施方式的等离子体化学气相沉积装置300进行说明。该等离子体化学气相沉积装置300在基材W的配置上与上述第I实施方式的等离子体化学气相沉积装置100不同。除此以外与第I实施方式是相同的,所以关于与上述说明重复的部分在这里不重复说明。
[0095]图6A表不第3实施方式的等离子体化学气相沉积装置300。该图6A是对应于图4A的用于说明连续式等离子体化学气相沉积装置的动作状态的平面图。
[0096]如图6A所示,等离子体化学气相沉积装置300包括:作为包括等离子体化学气相沉积机构的成膜室301的具有真空腔室302的室;加载互锁真空室320,配置在其上游侧;和加载互锁真空室330,配置在其下游侧。在该等离子体化学气相沉积装置300中,在一对基材保持器313上分别搭载至少一个基材W。上述各基材保持器313如图6B所示那样呈平板状,由此将一个或多个基材W固定。在图6B所示的基材保持器313上搭载9个基材W。搭载在一个基材保持器上的基材W形成一个组。
[0097]一对基材保持器313至少在成膜室301中相互被绝缘,并且也被从真空腔室302绝缘,可以具有相互独立的电位。在加载互锁真空室320内、成膜室301内及加载互锁真空室330内,一对基材保持器313以相互对置的方式配置。详细地讲,各基材保持器313的各自的两面中的搭载基材W的面以相互面对的方式配置。
[0098]将这样配置且搭载有基材W的一对基材保持器313向加载互锁真空室320运入,然后将该加载互锁真空室320内排气至真空状态。根据需要,利用设置在该加载互锁真空室320内的加热器将加载互锁真空室320内预先加热。
[0099]在预定的真空排气或加热完成后,将装载锁定320室与成膜室301之间的隔离阀42打开,将搭载有基材W的一对基材保持器313运入到成膜室1,然后将隔离阀42闭合。然后,将加载互锁真空室320再次向大气开放,进行下个处理物的接纳的准备。
[0100]被运入到成膜室301中的基材W的成膜如下所述进展。向真空排气后的成膜室301的基材保持器313间的空间供给加工气体(成膜原料气体、反应气体、辅助气体),由此将该成膜室301内维持为预定压力。在该状态下,交流的等离子体产生电源10对一对基材保持器313供给高频的交流功率。结果,向固定
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