JP2002001100A

JP2002001100A - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JP2002001100A
Application number: JP2000188343A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Yoshida; 和人吉田; Masahiko Inoue; 雅彦井上; Hitoshi Sakamoto; 仁志坂本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-06-22
Filing date: 2000-06-22
Publication date: 2002-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】真空チャンバーの交換作業を容易に行うこと
ができること。【解決手段】真空チャンバー１を２分割構造にし、下
部チャンバー１２から上部チャンバー４まで側壁内にガ
ス通路３を形成する。下部チャンバー１２と上部チャン
バー４との接合面２１には、Ｏリングによりシールが施
されている。この構成であれば、上部チャンバー４を交
換するだけでノズル２２の位置などを容易に変更でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プラズマＣＶＤ
（Chemical Vapor Deposition）装置やＲＩＥ（Reactiv
e Ion Etching）装置などに用いる真空チャンバーの構
造に関するもので、特に真空チャンバーの交換作業を容
易にすることができるプラズマ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、従来のプラズマＣＶＤ装置の
一例を示す断面図である。図１５は、図１４に示したプ
ラズマＣＶＤ装置の説明図である。このプラズマＣＶＤ
装置９００は、筒状の真空チャンバー９０１内に基板支
持台９０２を設置し、その上部に上蓋９０３を設けた構
成である。また、真空チャンバー９０１の周囲には、当
該真空チャンバー９０１内に水平磁場を発生させる水平
磁場用コイル９０４が配置されている。また、上蓋９０
３の上部には、プラズマの励起を行う高周波用アンテナ
９０５が設置されている。

【０００３】真空チャンバー９０１の周囲には環状のガ
ス管９０６が配管されており、この環状のガス管９０６
からはその内径方向に複数の導入管９０７が延出してい
る。この導入管９０７は、真空チャンバー９０１の側壁
に設けたノズル９０８に接続されている。また、ガス管
９０６は、図示しないガス供給系に接続されている。こ
のプラズマＣＶＤ装置９００によって基板上に成膜を行
う場合、真空チャンバー内を真空引きし、続いて、ガス
供給系からガス管９０６、導入管９０７およびノズル９
０８を通じて真空チャンバー９０１内に原料ガスを供給
する。

【０００４】この状態で高周波用アンテナ９０５に高周
波を印加すると、原料ガスが励起されてプラズマＰが生
成する。また、水平磁場用コイル９０４によって、真空
チャンバー９０１内に水平磁場を発生させ、生成したプ
ラズマＰを閉じ込める。また、基板支持台９０２に所定
のバイアスが印加することで、荷電粒子を基板表面に輸
送する。基板表面では、荷電粒子により化学反応が促進
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記プラズマＣＶＤ装
置９００では、成膜条件などによって、ノズル９０８の
位置を変えたり真空チャンバー９０１の容積を変える必
要がある場合、当該真空チャンバー９０１と、別に用意
した異なるサイズの真空チャンバー９０１とをそのまま
全交換するようにしていた。しかしながら、真空チャン
バー９０１を全交換するようにした場合、その作業が大
掛かりになるという問題点があった。また、真空チャン
バー９０１に取り付けてあるガス管９０６などを外す必
要があるため、交換時の分解に手間がかかるという問題
点があった。

【０００６】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであって、真空チャンバーの交換作業を容易に行
うことができるプラズマ処理装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１に係るプラズマ処理装置は、内部にプラ
ズマ生成領域を有する筒状の真空チャンバーを上下方向
に分割し、この上側チャンバーと下側チャンバーとを積
み重ね接合面をもって当該真空チャンバーを構成すると
共に、最下側チャンバーの側壁内であってその周方向に
環状ガス通路が形成されており、この環状ガス通路から
上方に複数のガス通路が形成され、当該ガス通路が下側
チャンバーから前記接合面を通して上側チャンバーに至
りその端部が上側チャンバー内のプラズマ生成領域に向
いたノズルを構成し、さらに前記環状ガス通路にガスを
導入すると共に原料ガスを供給する外部のガス系統に連
結したゲート通路を有し、前記接合面におけるガス通路
の周囲にリング状のシールを施したものである。

【０００８】このプラズマ処理装置では、ガス系統から
供給された原料ガスが下側チャンバーのゲート通路から
入り、環状ガス通路内に至る。続いて、原料ガスは、環
状ガス通路から上方に形成したガス通路を通り、ノズル
を介して上側チャンバー内に放出される。上側チャンバ
ーと下側チャンバーの接合面のガス通路を通過する場合
にも、当該接合面にシールが施されているから、ガスが
漏洩することはない。なお、シールには、Ｏリングや金
属ガスケットを用いることができる。また、シールは、
上側チャンバーの自重によってシールするようにしても
よいし、ボルトなどで加圧するようにしてもよい。

【０００９】また、上側チャンバーは、下側チャンバー
から分離することができる。ここで、上側チャンバーと
下側チャンバーとは相対的な位置関係を述べたにすぎな
いため、真空チャンバーが３分割以上されていても構わ
ない。ただし、環状ガス通路は、最下側チャンバーに設
けるようにする。上側チャンバーに設けるとガス管など
を分解するのに手間がかかるからである。一方、ノズル
を設ける上側チャンバーは、必ずしも最上側チャンバー
でなくてもよい。

【００１０】また、この上側チャンバーを取り外すこと
により、別の上側チャンバーを取り付けることができ
る。上側チャンバーを交換しても、下側チャンバーから
のガス通路と交換した上側チャンバーのガス通路とがシ
ールされた状態で連結するから、上記同様に最下側チャ
ンバーからガスを供給して真空チャンバー内に原料ガス
を供給できる。なお、真空チャンバーは筒状であれば、
断面が円形のみならず角形であってもよい。また、この
プラズマ処理装置には、プラズマＣＶＤ装置やＲＩＥ装
置が含まれるものとする。

【００１１】また、請求項２に係るプラズマ処理装置
は、内部にプラズマ生成領域を有する筒状の真空チャン
バーを上下方向に分割し、この上側チャンバーと下側チ
ャンバーとを積み重ね接合面をもって当該真空チャンバ
ーを構成すると共に、最下側チャンバーの周囲に環状ガ
ス配管を設け、この環状ガス配管に対して、最下側チャ
ンバーに放射状に設けた各ゲート通路から配管を連結
し、各ゲート通路からガス通路が下側チャンバーから接
合面を通して上側チャンバーに至りその端部が上側チャ
ンバー内のプラズマ生成領域に向いたノズルを構成し、
さらに前記環状ガス配管にガスを導入すると共に原料ガ
スを供給するガス系統を外部に連結し、前記接合面にお
けるガス通路の周囲にリング状のシールを施したもので
ある。

【００１２】このプラズマ処理装置は、従来の真空チャ
ンバーの周囲に配管を設けると共に当該真空チャンバー
を分割構造にし、その内部に上記同様の配管を通した構
成である。かかる構成によれば、最下側チャンバーに環
状ガス通路を形成する必要がないので、簡単に製造でき
る。また、真空チャンバーを分割構造にすることによっ
て、上記同様の効果が得られる。

【００１３】また、請求項３にかかるプラズマ処理装置
は、上記プラズマ処理装置において、前記シールにＯリ
ングを用い、これを複数段設けたものである。上側チャ
ンバーと下側チャンバーとの接合面にはシールが設けら
れ、ガス通路の気密を保つようにしているが、このシー
ルにＯリングを用い、さらに多段構成にすることで確実
な気密を得ることができる。例えばＯリングをダブル構
成にすることで、当該接合面での漏洩を効果的に防止す
ることができる。

【００１４】また、請求項４にかかるプラズマ処理装置
は、上記プラズマ処理装置において、さらに、上側チャ
ンバーの下端であってガス通路以外の部分に突出部を設
けると共に下側チャンバーの上端に前記突出部と係合す
る段部を設けたものである。

【００１５】上側チャンバーの下端に突出部を設けるこ
とにより、当該上側チャンバーを取り外して床面に置い
たとき、ガス通路の部分が接地するのを防止できる。こ
れにより、シール面の状態が悪化するのを防止すること
ができる。また、シール面の保護に必須ではないが、下
側チャンバーの突出部と段部とを係合することにより、
積み重ねたときの位置決めを容易に行うことができるよ
うになる。

【００１６】また、請求項５にかかるプラズマ処理装置
は、上記プラズマ処理装置において、さらに、前記真空
チャンバー内には、基板支持台が配置されており、この
基板支持台の載置面の下付近で前記真空チャンバーを分
割したものである。

【００１７】プラズマは、基板支持台の載置面より上位
置で生成される。このため、主に、基板支持台の上に位
置するチャンバー内壁に原料ガスが付着するから、当該
付着した部分で真空チャンバーを分離できれば便利であ
る。そこで、このプラズマ処理装置では、基板支持台の
載置面の下付近で前記真空チャンバーを分割すること
で、上側チャンバーを外してクリーニングすれば済むよ
うにしている。

【００１８】また、請求項６にかかるプラズマ処理装置
は、上記プラズマ処理装置において、さらに、上側チャ
ンバーに上蓋を設け、この上側チャンバーに形成したガ
ス通路を当該上蓋と上側チャンバーとの接合面を通して
上蓋内部まで形成すると共に、このガス通路の端部に真
空チャンバー内のプラズマ生成領域に向いたノズルを構
成し、上蓋と上側チャンバーとの接合面におけるガス通
路の周囲にリング状のシールを施したものである。

【００１９】すなわち、上蓋までガス通路を形成するよ
うにすれば、原料ガスを上蓋の下面から噴射することが
できる。また、ノズルの数は１つのガス通路に対して１
つに限られない。ノズルを増やした場合には、原料ガス
を均一に噴射することが可能になる。上蓋と上側チャン
バーとの接合面は、上記同様、シールによって気密を保
たれている。上蓋の着脱交換に関しても、上記同様、簡
単に行うことが可能である。

【００２０】また、請求項３にかかるプラズマ処理装置
は、内部にプラズマ生成領域を有する筒状の真空チャン
バーを上下方向に分割し、上側チャンバーと下側チャン
バーとを積み重ね接合面をもって当該真空チャンバーを
構成すると共に、最下側チャンバーに放射状に設けたゲ
ート通路に外部のガス系統から配管を連結し、ゲート通
路からガス通路が、下側チャンバーから接合面を通して
上側チャンバーに至り、さらに、最上側チャンバーに上
蓋が設けられ、前記ガス通路が上側チャンバーから接合
面を通して上蓋に至り、当該上蓋には、上側チャンバー
内のプラズマ生成領域に向いた複数のノズルが分散して
設けられ且つこれらノズルに原料ガスを供給する上蓋ガ
ス通路が形成されており、前記接合面におけるガス通路
の周囲にリング状のシールを施したものである。

【００２１】この構成では、下側チャンバーから原料ガ
スを導入し、当該下側チャンバーおよび上側チャンバー
内を通し、原料ガスを一旦上蓋まで導入する。そして、
上蓋内に形成した上蓋ガス通路によって上蓋に設けた複
数のノズルまで原料ガスを輸送し、真空チャンバー内に
噴射する。なお、ノズルが分散して設けられているの
は、基板の処理を均一に行えるようにするためである。
このような構成にすれば、チャンバー内のガス通路が少
なくて済むから、真空チャンバーの製造が簡単になる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。

【００２３】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１にかかるプラズマＣＶＤ装置を示す概略構成図
である。図２は、図１に示したプラズマＣＶＤ装置の一
部断面図である。図３は、図１に示したプラズマＣＶＤ
装置の組立図である。このプラズマＣＶＤ装置１００
は、筒状をしたアルミニウム製或いはステンレス製の真
空チャンバー１を２分割した構成であり、当該真空チャ
ンバー１内には基板支持台２が設けられている。また、
真空チャンバー１内には、３系統のガス通路３が形成さ
れている。上部チャンバー４の周囲には、水平磁場用コ
イル５が配置されている。また、上部チャンバー４に
は、焼結成形したアルミナ製の上蓋６が取り付けられて
いる。また、この上蓋６の上面には、高周波用アンテナ
７が設置されている。高周波用アンテナ７は、整合器８
を介してＲＦ電源９に接続されている。

【００２４】一方、前記基板支持台２には、整合器１０
を介してバイアス低周波電源１１が接続されている。下
部チャンバー１２には、真空排気系に接続される排気管
１３が設けられている。当該排気管１３には、自動圧力
制御弁１４が設けられている。この他、基板支持台２に
はヒーターおよび静電チャックが設けられている（図示
省略）。下部チャンバー１２には、図２に示すように、
外部のガス供給系からガスを導入するゲート通路２０が
形成されている。このガス通路３は、上部チャンバー４
と下部チャンバー１２との接合面２１を通り、上部チャ
ンバー４内部に向かって開口したノズル２２に至る。な
お、上部チャンバー４は、高温冷媒循環流用ジャケット
構造になっており、このジャケットはノズル２２の背面
或いは前面に形成される（図示省略）。ノズル前面に形
成する場合は、ノズル２２の一部を管にして当該ジャケ
ット中を通すようにする（図示省略）。

【００２５】図２および図３に示すように、ガス通路３
の上部チャンバー４と下部チャンバー１２との接合面２
１には、Ｏリング２３が設けられている。Ｏリング２３
は、周囲の温度が１２０〜１５０℃程度まで上昇するた
め、耐熱用のものを用いる。Ｏリング２３は、下部チャ
ンバー１２の上面に設けた環状のＯリング溝２４に組み
込まれる。また、上部チャンバー４の下端には突出部２
５が形成され、下部チャンバー１２の上端には段部２６
が形成されている。上部チャンバー４を下部チャンバー
１２に載せたとき、前記突出部２５と段部２６とが係合
して互いの位置を固定する。また、Ｏリング２３は、上
部チャンバー４の自重によってつぶれ、シール機能を果
たす。なお、Ｏリング２３の代わりに金属ガスケットを
用いるようにしてもよい（図示省略）。また、前記突出
部２５は、上部チャンバー４を外して床面に置いたと
き、シール面２７が床面と接触するのを防止する。この
ため、シール機能の低下を防止することができる。

【００２６】また、下部チャンバー１２内には、その筒
の周方向に沿って円環状のガス管２８が形成されてい
る。この円環状のガス管２８は、下部チャンバー１２を
一旦２分割して当該ガス管２８およびゲート通路２０を
機械加工した後、再び分割したピースを溶接することで
形成する。溶接にはＴＩＧ溶接またはＭＩＧ溶接を用い
る。ゲート通路２０の入り口には、外部のガス供給系か
ら原料ガスの供給をうける配管２９が接続されている。

【００２７】ガス供給係から供給された原料ガスは、ゲ
ート通路２０から円環状のガス管２８に入り、このガス
管２８から上方に延びる複数のガス管３を通って上昇す
る。ここで、下部チャンバー１２と上部チャンバー４と
の接合面２１はＯリング２３により気密が保たれてい
る。このため、原料ガスは、下部チャンバー１２から上
部チャンバー４に漏洩なく輸送され、ノズル２２から真
空チャンバー１内に噴射される。

【００２８】つぎに、上部チャンバー４を交換する場合
は、図４の（ａ）に示すように、上蓋６を取り外し、同
図（ｂ）に示すように、上部チャンバー４をそのまま上
方に吊り上げればよい。つぎに、同図（ｃ）に示すよう
に、下端が同じ構成になっている別の上部チャンバー４
ｓを運んできて下部チャンバー１２上に載置する。例え
ば、この上部チャンバー４ｓは、高さが低いものであっ
てそのノズル２２位置が交換前のものに比べて低く位置
している。Ｏリング２３は、上部チャンバー４ｓの自重
によってつぶれ、当該上部チャンバー４ｓと下部チャン
バー１２との間で気密が保たれる。

【００２９】また、真空チャンバー１の分割位置は、基
板支持台２の多少下の位置になっている。これは、プラ
ズマの生成が基板支持台２の上側で行われるため、上部
チャンバー４の内壁に原料ガスの成分が付着するためで
ある。このように分割位置を基板支持台２の上面より多
少下側にすれば、上部チャンバー４のみを取り外してメ
カニカル・クリーニングを施せば済むため、メンテナン
スが容易に行える。

【００３０】つぎに、Ｏリング２３をダブルＯリング構
造にすることもできる。図５の（ａ）に部分組立図、
（ｂ）に断面図を示す。このように、下部チャンバー１
２の接合面２１にＯリング溝２４、３０を二重リング状
に形成し、この各Ｏリング溝２４、３０内に径の異なる
２つのＯリング２３、３１を嵌め入れる。このようにす
れば、ガス通路３の気密性を十分に高めることができ
る。また、図３に示したガス通路３のうち、漏洩が好ま
しくない原料ガスのガス通路３のみをダブルＯリング構
造にしてもよい。

【００３１】図６は、ガス通路の変形例を示す一部断面
図である。上記実施の形態では、真空チャンバー１の径
方向でガス通路３を１つ設けていたが、ガス系統が多く
なる場合には、同図に示すように、径方向に３つのガス
通路３ａ〜３ｃを形成するようにしてもよい。接合面２
１における各ガス通路３ａ〜３ｃの周囲は、それぞれＯ
リング２３でシールを施す。また、環状のガス通路２８
ａ〜２８ｃを径方向に３つ形成した場合には、当該ガス
通路３ａ〜３ｃに至るゲート通路２０ａ〜２０ｃは、同
図に示すように、高さを変えて形成するか、或いは放射
角度をずらして形成するようにする（図示省略）。３連
リング状に環状のガス通路３ａ〜３ｃを設けた場合に
は、外周部分は溶接によって接合するが、ガス通路３ａ
〜３ｃ同士の間にはＯリング３２によるシールを施すの
が好ましい。

【００３２】以上、このプラズマＣＶＤ装置１００によ
れば、真空チャンバー１を分割構造にし、ガス通路３を
真空チャンバー１の側壁内に形成したので、上部チャン
バー４を交換することによりノズル２２の位置や真空チ
ャンバー１の容積を調節することができ、下部チャンバ
ー１２はそのままであるからガス供給系からの配管２９
などを分解する手間がかからない。このため、真空チャ
ンバー１の交換作業を容易に行うことができるようにな
る。

【００３３】（実施の形態２）図７は、この発明の実施
の形態２にかかるプラズマＣＶＤ装置を示す断面図であ
る。図８は、図７に示したプラズマＣＶＤ装置の一部断
面図である。図９は、図７に示した上蓋の平面図であ
る。このプラズマＣＶＤ装置２００は、図１に示したプ
ラズマＣＶＤ装置１００と略同様の構成であるが、ガス
通路３を上蓋６まで延ばした点が異なる。その他の構成
は、実施の形態１と同様であるからその説明を省略す
る。上部チャンバー４の上端には、Ｏリング溝２０１が
形成されている。このＯリング溝２０１には、上記同様
のＯリング２０２が嵌め込まれる。また、上蓋６の周縁
には、突出部２０３が形成されている。また、上部チャ
ンバー４の上端には、前記突出部２０３と係合する段部
２０４が形成されている。

【００３４】この突出部２０３と段部２０４とが係合す
ることにより上蓋６が上部チャンバー４に対して位置決
めされる。また、上蓋６を上部チャンバー４上に載せる
ことにより、当該上部チャンバー４の自重でＯリング２
０２がつぶれ、ガス通路３の気密が保たれる。上蓋６に
形成したガス通路２０５は、図９に示すように、放射状
に形成されており、各ガス通路２０５にはぞれぞれ複数
のノズル２０６が設けられている。ノズル２０６を均一
に配置することにより、成膜を均一に行うことができ
る。ガス通路２０５は、上蓋６が金属製の場合、機械加
工により形成する。また、アルミナ製の場合、ガス通路
２０５となる部分に中子を入れて焼結後に取り出すこと
で形成すればよい。

【００３５】原料ガスは、ガス供給系から供給されてゲ
ート通路２０を介して円環状のガス通路２８に至る。続
いて、このガス通路２８から上方に延びたガス通路３を
通り、上蓋６のガス通路２０５に至り、複数のノズル２
０６から真空チャンバー１内に原料ガスを噴出する。こ
のとき、上蓋６、上部チャンバー４、下部チャンバー１
２のそれぞれの接合面２１、２０７は、Ｏリング２３、
２０２によって気密性を保持されているから、原料ガス
が漏洩することはない。

【００３６】上蓋６は、上部チャンバー４同様に交換可
能である。例えばノズル２０６の配置パターンが異なる
上蓋６と交換することにより、原料ガスの噴出形態を調
整することができる。また、交換作業自体も、上蓋６を
吊り上げて交換するだけで可能であり、新しい上蓋６を
上部チャンバー４の載置するだけで、ガス通路３、２０
５の気密を確保することができる。なお、上記したよう
なダブルＯリングの構成にすることも可能である。ま
た、図７では、ガス系統を１系統のみ図示したが、これ
に限られず、複数系統設けることも可能である。

【００３７】（実施の形態３）図１０は、この発明の実
施の形態３にかかるプラズマＣＶＤ装置を示す断面図で
ある。このプラズマＣＶＤ装置３００は、実施の形態１
のプラズマＣＶＤ装置１００と略同様の構成であるが、
円環状のガス通路２８に代えて従来のプラズマＣＶＤ装
置に用いたような円環状のガス配管３０１を用いた点に
特徴がある。すなわち、下部チャンバー１２の周囲に
は、円環状のガス配管３０１が設けられており、このガ
ス配管３０１には下部チャンバー１２のゲート通路２０
から放射状に延出した配管３０２が連結されている。円
環状のガス配管３０１には、外部に設けたガス供給系が
接続されている。その他の構成は、実施の形態１と同様
であるからその説明を省略する。

【００３８】かかる構成のプラズマＣＶＤ装置３００に
よれば、下部チャンバー１２内に円環状のガス通路２８
を加工形成する必要がないので、製造が簡単である。な
お、実施の形態２に示した上蓋６にノズル２０６を設け
たものに、当該構成を用いることもできる（図示省
略）。

【００３９】（実施の形態４）図１１は、この発明の実
施の形態４にかかるプラズマＣＶＤ装置を示す断面構成
図である。このプラズマＣＶＤ装置４００は、上蓋６に
複数のノズル４０１を設けると共に真空チャンバー１側
壁内のガス通路３を少数、例えば各ガス系統毎に１本と
した構成である。これ以外の構成は、上記実施の形態２
と同様であるから説明を省略する。下部チャンバー１２
のゲート通路２０から導入された原料ガスは、ゲート通
路２０から上方に延びたガス通路３を通り、上蓋６のゲ
ート通路４０２に至る。なお、この構成において、ゲー
ト通路２０からゲート通路４０２までは直結されている
から、下部チャンバー１２内の円環状のガス通路２８は
不要である。

【００４０】図１２は、図１１に示した上蓋の平面図で
ある。上蓋６のガス通路４０３は、ゲート通路４０２か
ら繋がる中央部４０４から放射状に形成されており、各
ガス通路４０３には所定間隔でノズル４０１が設けられ
ている。なお、ノズル４０１の穴径は、中央ほど小さく
するのが好ましい。真空チャンバー１内に噴射する原料
ガスを均一化するためである。かかる構成によれば、上
蓋６から均一に原料ガスを噴出できるので、成膜を均一
に行うことができるようになる。また、真空チャンバー
１に形成するガス通路３が簡略化される。

【００４１】（実施の形態５）図１３は、この発明の実
施の形態５にかかるプラズマＣＶＤ装置を示す断面構成
図である。このプラズマＣＶＤ装置５００は、上部チャ
ンバー５０１、中部チャンバー５０２、下部チャンバー
５０３の３ピース構造である。上部チャンバー５０１に
は上蓋６が取り付けられている。上蓋６の上部には高周
波用アンテナ７が設けられ、この高周波用アンテナ７
は、整合器８を介して高周波電源９に接続されている。
上部チャンバー５０１および中部チャンバー５０２の周
囲には、水平磁場を発生する水平磁場用コイル５が配置
されている。真空チャンバー５１０内には、基板支持台
２が設置され、当該基板支持台２には、整合器１０を介
してバイアス低周波電源１１が接続されている。

【００４２】上部チャンバー５０１と中部チャンバー５
０２との接合面５０４、中部チャンバー５０２と下部チ
ャンバー５０３との接合面５０５にはガス通路５０６が
通っており、上記実施の形態と同様、そのガス通路５０
６の周囲はＯリング２３によってシールされている。下
部チャンバー５０３には、ゲート通路２０が形成されて
いる。また、下部チャンバー５０３側壁内には、円環状
のガス通路２８が形成されている。このガス通路２８
は、上記実施の形態１と同じ方法により形成する。円環
状のガス通路２８から上方に延びるガス通路５０６は、
その端部にノズル５０７、５０８を構成している。ノズ
ル５０７、５０８は、中部チャンバー５０２と上部チャ
ンバー５０１とに設けられる。

【００４３】この構成のプラズマＣＶＤ装置５００で
は、中部チャンバー５０２或いは上部チャンバー５０１
を容易に交換することができる。また、中部チャンバー
５０２のみで使用することで真空チャンバー５１０の容
積を小さくできる。また、この実施の形態５では、真空
チャンバー５１０を３分割した例を示したが、４分割以
上にすることも可能である。さらに、実施の形態２に示
したような上蓋６を用いることもできる。

【００４４】（その他の実施の形態）また、上記実施の
形態１〜５では、プラズマＣＶＤ装置を例にあげて説明
したが、原料ガスを導入するガス供給系、真空チャンバ
ーを備えたエッチング装置やスパッタ装置などであって
もこの発明の構成を適用できる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のプラズ
マ処理装置（請求項１）では、内部にプラズマ生成領域
を有する筒状の真空チャンバーを上下方向に分割し、こ
の上側チャンバーと下側チャンバーとを積み重ね接合面
をもって当該真空チャンバーを構成すると共に、最下側
チャンバーの側壁内であってその周方向に環状ガス通路
が形成されており、この環状ガス通路から上方に複数の
ガス通路が形成され、当該ガス通路が下側チャンバーか
ら接合面を通して上側チャンバーに至りその端部が上側
チャンバー内のプラズマ生成領域に向いたノズルを構成
し、さらに前記環状ガス通路にガスを導入すると共に原
料ガスを供給する外部のガス系統に連結したゲート通路
を有し、前記接合面におけるガス通路の周囲にリング状
のシールを施したので、真空チャンバーの交換作業を容
易に行うことができる。

【００４６】また、この発明のプラズマ処理装置（請求
項２）では、内部にプラズマ生成領域を有する筒状の真
空チャンバーを上下方向に分割し、この上側チャンバー
と下側チャンバーとを積み重ね接合面をもって当該真空
チャンバーを構成すると共に、最下側チャンバーの周囲
に環状ガス配管を設け、この環状ガス配管に対して、最
下側チャンバーに放射状に設けた各ゲート通路から配管
を連結し、各ゲート通路からガス通路が下側チャンバー
から接合面を通して上側チャンバーに至りその端部が上
側チャンバー内のプラズマ生成領域に向いたノズルを構
成し、さらに前記環状ガス配管にガスを導入すると共に
原料ガスを供給するガス系統を外部に連結し、前記接合
面におけるガス通路の周囲にリング状のシールを施し
た。このため、真空チャンバーの交換が容易になると共
に簡単に製造できるようになる。

【００４７】また、この発明のプラズマ処理装置（請求
項３）では、シールにＯリングを用い、これを複数段設
けたので、上側チャンバーと下側チャンバーとの接合面
におけるガス漏洩を効果的に防止できる。

【００４８】また、この発明のプラズマ処理装置（請求
項４）では、上側チャンバーの下端であってガス通路以
外の部分に突出部を設けると共に下側チャンバーの上端
に前記突出部と係合する段部を設けたので、シール面が
保護されるので、接合面での漏洩を防止することができ
る。

【００４９】また、この発明のプラズマ処理装置（請求
項５）では、前記真空チャンバー内に設けた基板支持台
の載置面の下付近で前記真空チャンバーを分割したの
で、上側チャンバーのみを外してクリーニングすれば済
む。このため、メンテナンスが楽になる。

【００５０】また、この発明のプラズマ処理装置（請求
項６）では、さらに、上側チャンバーに上蓋を設け、こ
の上側チャンバーに形成したガス通路を当該上蓋と上側
チャンバーとの接合面を通して上蓋内部まで形成すると
共に、このガス通路の端部に真空チャンバー内のプラズ
マ生成領域に向いたノズルを構成し、上蓋と上側チャン
バーとの接合面におけるガス通路の周囲にリング状のシ
ールを施したので、基板上部から原料ガスを噴射でき
る。このため、基板の処理を均一化できる。

【００５１】また、この発明のプラズマ処理装置（請求
項７）では、内部にプラズマ生成領域を有する筒状の真
空チャンバーを上下方向に分割し、上側チャンバーと下
側チャンバーとが積み重ね接合面をもって当該真空チャ
ンバーを構成すると共に、最下側チャンバーに放射状に
設けたゲート通路に外部のガス系統から配管を連結し、
ゲート通路からガス通路が下側チャンバーから接合面を
通して上側チャンバーに至り、さらに、最上側チャンバ
ーに上蓋が設けられ、前記ガス通路が上側チャンバーか
ら接合面を通して上蓋に至り、当該上蓋には、上側チャ
ンバー内のプラズマ生成領域に向いた複数のノズルが分
散して設けられ且つこれらノズルに原料ガスを供給する
上蓋ガス通路が形成されており、前記接合面におけるガ
ス通路の周囲にリング状のシールを施したので、真空チ
ャンバーの製造が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１にかかるプラズマＣＶ
Ｄ装置を示す概略構成図である。

【図２】図１に示したプラズマＣＶＤ装置の一部断面図
である。

【図３】図１に示したプラズマＣＶＤ装置の組立図であ
る。

【図４】上部チャンバーの交換作業を示す説明図であ
る。

【図５】ダブルＯリングを使用する場合の構成を示す組
立図である。

【図６】ガス通路の変形例を示す一部断面図である。

【図７】この発明の実施の形態２にかかるプラズマＣＶ
Ｄ装置を示す断面図である。

【図８】図７に示したプラズマＣＶＤ装置の一部断面図
である。

【図９】図７に示した上蓋の平面図である。

【図１０】この発明の実施の形態３にかかるプラズマＣ
ＶＤ装置を示す断面図である。

【図１１】この発明の実施の形態４にかかるプラズマＣ
ＶＤ装置を示す断面構成図である。

【図１２】図１１に示した上蓋の平面図である。

【図１３】この発明の実施の形態５にかかるプラズマＣ
ＶＤ装置を示す断面構成図である。

【図１４】従来のプラズマＣＶＤ装置の一例を示す断面
図である。

【図１５】図１４に示したプラズマＣＶＤ装置の説明図
である。

【符号の説明】

１真空チャンバー２基板支持台３ガス通路４上部チャンバー５水平磁場用コイル６上蓋７高周波用アンテナ８整合器９高周波電源１０整合器１１バイアス低周波電源１２下部チャンバー１３排気管１４自動圧力制御弁２０ゲート通路２１接合面２２ノズル２３Ｏリング２４リング溝２５突出部２６段部２７シール面２８ガス管２９配管

フロントページの続き (72)発明者坂本仁志兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA51 BC02 BC04 BC06 BD14 CA47 CA65 DA02 EA06 EB15 EB41 EC02 EC06 EC26 EC30 EE13 FB02 FB04 4K030 EA06 FA04 KA10 KA30 5F045 AA08 BB10 EB02 EB06 EB10 EF01 EF08 EH02 EJ04 EJ09 EM05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部にプラズマ生成領域を有する筒状の
真空チャンバーを上下方向に分割し、この上側チャンバ
ーと下側チャンバーとを積み重ね接合面をもって当該真
空チャンバーを構成すると共に、最下側チャンバーの側
壁内であってその周方向に環状ガス通路が形成されてお
り、この環状ガス通路から上方に複数のガス通路が形成
され、当該ガス通路が下側チャンバーから前記接合面を
通して上側チャンバーに至りその端部が上側チャンバー
内のプラズマ生成領域に向いたノズルを構成し、さらに
前記環状ガス通路にガスを導入すると共に原料ガスを供
給する外部のガス系統に連結したゲート通路を有し、前
記接合面におけるガス通路の周囲にリング状のシールを
施したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】内部にプラズマ生成領域を有する筒状の
真空チャンバーを上下方向に分割し、この上側チャンバ
ーと下側チャンバーとを積み重ね接合面をもって当該真
空チャンバーを構成すると共に、最下側チャンバーの周
囲に環状ガス配管を設け、この環状ガス配管に対して、
最下側チャンバーに放射状に設けた各ゲート通路から配
管を連結し、各ゲート通路からガス通路が下側チャンバ
ーから接合面を通して上側チャンバーに至りその端部が
上側チャンバー内のプラズマ生成領域に向いたノズルを
構成し、さらに前記環状ガス配管にガスを導入すると共
に原料ガスを供給するガス系統を外部に連結し、前記接
合面におけるガス通路の周囲にリング状のシールを施し
たことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】前記シールにＯリングを用い、これを複
数段設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の
プラズマ処理装置。
【請求項４】さらに、上側チャンバーの下端であって
ガス通路以外の部分に突出部を設けると共に下側チャン
バーの上端に前記突出部と係合する段部を設けたことを
特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のプラズ
マ処理装置。
【請求項５】さらに、前記真空チャンバー内には、基
板支持台が配置されており、この基板支持台の載置面の
下付近で前記真空チャンバーを分割したことを特徴とす
る請求項１〜４のいずれか一つに記載のプラズマ処理装
置。
【請求項６】さらに、上側チャンバーに上蓋を設け、
この上側チャンバーに形成したガス通路を当該上蓋と上
側チャンバーとの接合面を通して上蓋内部まで形成する
と共に、このガス通路の端部に真空チャンバー内のプラ
ズマ生成領域に向いたノズルを構成し、上蓋と上側チャ
ンバーとの接合面におけるガス通路の周囲にリング状の
シールを施したことを特徴とする請求項１〜５のいずれ
か一つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】内部にプラズマ生成領域を有する筒状の
真空チャンバーを上下方向に分割し、上側チャンバーと
下側チャンバーとを積み重ね接合面をもって当該真空チ
ャンバーを構成すると共に、最下側チャンバーに放射状
に設けたゲート通路に外部のガス系統から配管を連結
し、ゲート通路からガス通路が、下側チャンバーから接
合面を通して上側チャンバーに至り、さらに、最上側チ
ャンバーに上蓋が設けられ、前記ガス通路が上側チャン
バーから接合面を通して上蓋に至り、当該上蓋には、上
側チャンバー内のプラズマ生成領域に向いた複数のノズ
ルが分散して設けられ且つこれらノズルに原料ガスを供
給する上蓋ガス通路が形成されており、前記接合面にお
けるガス通路の周囲にリング状のシールを施したことを
特徴とするプラズマ処理装置。