專利名稱：等離子體cvd裝置、等離子體電極以及半導(dǎo)體膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在形成薄膜等時使用的等離子體CVD(Chemical Vapor Deposition, 化學(xué)氣相沉積)裝置、等離子體電極以及使用了該裝置的半導(dǎo)體膜的制造方法。
背景技術(shù)：
等離子體CVD裝置被廣泛用作為用于在基板上形成非晶硅薄膜、微晶硅薄膜等薄膜的裝置。目前，還開發(fā)出如下等離子體CVD裝置能夠高速且臨時形成例如薄膜硅太陽能電池的發(fā)電層中使用的硅薄膜那樣的大面積的薄膜。例如，在專利文獻1中，記載了如下等離子體CVD裝置通過對等離子體電極(對置電極)設(shè)置氣體吹出面板來能夠高速地形成大面積的薄膜，其中，在上述氣體吹出面板中形成有用于吹出反應(yīng)氣體的多個氣體吹出孔和用于促進產(chǎn)生等離子體的多個等離子體促進孔。在該等離子體CVD裝置中，在氣體吹出面板中的與基板對置的面，不貫通該氣體吹出面板而形成上述多個等離子體促進孔。另外，作為能夠比利用專利文獻1記載的等離子體CVD裝置的成膜更高速地臨時形成大面積的薄膜的方法，已知所謂“高壓枯竭法”。該高壓枯竭法是等離子體CVD法之一， 通過使載置被成膜基板的平臺部與等離子體電極的間隔縮窄至IOmm左右的等離子體CVD 裝置，將成膜室(真空容器)內(nèi)保持為高壓，并且使原料氣體枯竭(不足)的同時在高頻電場中生成等離子體來成膜。在通過等離子體CVD法臨時形成大面積的薄膜時，不論使用的等離子體CVD裝置的構(gòu)造、成膜原理如何，都使用大形的等離子體電極。等離子體電極在成膜時受到來自等離子體的輸入熱而升溫，所以該等離子體電極越大型化，成膜時的熱變形量越大。例如，如果從被成膜基板側(cè)俯視時的大小是Im方等離子體電極的溫度由于來自等離子體的輸入熱而上升20°C，則該等離子體電極一般在縱向以及橫向上分別熱膨脹0. 4mm左右。此時，如果等離子體電極的周圍被固定，則該等離子體電極向平臺部側(cè)鼓起最大IOmm左右，等離子體電極與平臺部的間隔大幅偏離設(shè)定值，對成膜時的工藝特性造成惡劣影響。從抑制等離子體電極的熱變形的觀點來看，優(yōu)選使來自等離子體的輸入熱盡可能向外部散熱。例如，如果如專利文獻2的等離子體電極(噴頭)那樣，用形成了工藝氣體導(dǎo)入孔的上部平板和形成了多個氣體通過孔的下部平板來形成氣體擴散空間，并將形成有多個氣體通過孔的中間平板設(shè)置到氣體擴散空間內(nèi)，并且在中間平板與上部平板之間以及下部平板與中間平板之間分別設(shè)置多個傳熱部件，則從等離子體傳導(dǎo)到下部平板的熱依次向傳熱部件、中間平板、傳熱部件、上部平板傳導(dǎo)而從上部平板向外部散熱，所以容易抑制等離子體電極的熱變形。專利文獻1 日本特開2002-237460號公報專利文獻2 日本特開2009-10101號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，在專利文獻2中具體記載的等離子體電極(噴頭)中，各傳熱部件配置成與中間平板的氣體通過孔不重疊，所以難以在保持所生成的等離子體的均勻性的同時增大傳熱部件的直徑、或增加傳熱部件的數(shù)量。作為結(jié)果，也難以提高從下部平板向上部平板的熱傳導(dǎo)性來提高等離子體電極的冷卻性能。本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于得到一種容易高速且穩(wěn)定地形成大面積的薄膜的等離子體CVD裝置、等離子體電極以及半導(dǎo)體膜的制造方法。本發(fā)明的等離子體CVD裝置，具備成膜室、配設(shè)在成膜室的被成膜基板載置用的平臺部、以及以與平臺部對置的方式配設(shè)在成膜室的等離子體電極，其特征在于，等離子體電極具有主電極部，設(shè)置有工藝氣體導(dǎo)入孔；氣體噴板部，具有用于將工藝氣體吐出到平臺部側(cè)的多個氣體吐出孔，安裝于主電極部中的平臺部側(cè)并在與主電極部之間形成氣體擴散空間；氣體擴散板，具有用于工藝氣體流通的多個氣體流通孔，以與氣體噴板部相互對置的方式配置于氣體擴散空間內(nèi)；以及多個傳熱柱部，配置于氣體擴散空間內(nèi)，穿過氣體流通孔并將氣體噴板部和主電極部熱連接，其中，在氣體流通孔的內(nèi)壁與穿過該氣體流通孔的傳熱柱部的周面之間形成有空隙。在本發(fā)明的等離子體CVD裝置中，由于傳熱柱部穿過形成于氣體擴散板的氣體流通孔，所以在保持所生成的等離子體的均勻性的同時，容易增大傳熱柱部的直徑、或增加傳熱柱部的數(shù)量。作為其結(jié)果，也容易提高等離子體電極的冷卻性能來抑制其熱變形，容易高速且穩(wěn)定地形成大面積的薄膜。


圖1是概略地示出本發(fā)明的等離子體CVD裝置的實施方式1的剖面圖。圖2是將圖1中的等離子體電極的一部分放大的放大圖。圖3是概略地示出專利文獻2的等離子體電極(噴頭)的剖面圖。圖4是示出本發(fā)明的等離子體電極的實施方式3的概略結(jié)構(gòu)的一部分的剖面圖。圖5是將圖4的等離子體電極的一部分放大而示出的剖面圖。圖6是將圖5的等離子體電極分解而示出的剖面圖。圖7是示出本發(fā)明的等離子體電極的實施方式4的概略結(jié)構(gòu)的一部分的剖面圖。(符號說明)1 頂板部；Ia 第1工藝氣體導(dǎo)入孔；3 高頻絕緣部件；5 體部；5a 排氣口 ；7 底板部；9 排氣管連接部；DS 氣體擴散空間；10 成膜室；20 平臺部；21 主電極部；21a 第 2工藝氣體導(dǎo)入孔；21b 制冷劑的流路；23 氣體噴板部；23a 氣體吐出孔；25 氣體擴散板；2 氣體流通孔；27 傳熱柱部；30 等離子體電極；40 等離子體CVD裝置；50 被成膜基板；60 高頻電源；S1, S1'、S2 固定具；F1, F2 蓋子；70,83 锪孔；71,84 貫通洞；72 螺釘洞；73 凹陷；81 螺釘；82 螺母。
具體實施例方式以下，參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的等離子體CVD裝置的實施方式。另外，本發(fā)明不限于下述方式。
實施方式1.圖1是概略地示出本發(fā)明的等離子體CVD裝置的實施方式1的剖面圖，圖2是將圖1中的等離子體電極的一部分放大的放大圖。圖1所示的等離子體CVD裝置40是具備成膜室10、和配置在該成膜室10內(nèi)的平臺部20以及等離子體電極30的橫型的裝置，通過在等離子體電極30與平臺部20之間形成的高頻電場使從等離子體電極30向平臺部20側(cè)吐出的工藝氣體等離子體化，從而在載置于平臺部20上的玻璃基板等被成膜基板50上形成薄膜。如圖1所示，上述成膜室10是具有如下的部件的箱狀體頂板部1，形成有用于將工藝氣體導(dǎo)入到該成膜室10內(nèi)的第1工藝氣體導(dǎo)入孔Ia ；中空的體部5，在該頂板部1的下表面?zhèn)雀糁哳l絕緣部件3配置；底板部7，堵塞該體部5中的下端側(cè)；以及管狀的排氣管連接部9，安裝于體部5的外周且設(shè)置有與該體部5的排氣口 fe連通的排氣口 9a。雖然省略了圖示，但在頂板部1的周圍，配置了密封部件以便施加到該頂板部1的高頻不會向外部泄漏。另外，平臺部20設(shè)置于底板部7上，在成膜時，在該平臺部20上載置被成膜基板 50，并且該平臺部20被接地。等離子體電極30具有設(shè)置了第2工藝氣體導(dǎo)入孔21a的主電極部21、在與該主電極部21之間形成氣體擴散空間DS的氣體噴板部23、和配置在氣體擴散空間DS內(nèi)的氣體擴散板25以及多個傳熱柱部27，從平臺部20的上表面隔開規(guī)定的間隔而配置于成膜室10 中的頂板部1側(cè)。等離子體電極30與平臺部20的間隔根據(jù)成膜條件例如被設(shè)為幾mm 幾十mm左右。上述主電極部21是平臺部20側(cè)開口的箱狀體，在該主電極部21中的頂側(cè)設(shè)置了第2工藝氣體導(dǎo)入孔21a。該主電極部21在使得第2工藝氣體導(dǎo)入孔21a與第1工藝氣體導(dǎo)入孔Ia相互連通之后，安裝在頂板部1的下表面，經(jīng)由頂板部1接受工藝氣體以及高頻電力的供給。另外，在主電極部21中的頂部內(nèi)，形成了用于使水等制冷劑流過而對該主電極部21進行冷卻的流路21b。如圖1以及圖2所示，氣體噴板部23是具有用于將工藝氣體吐出到平臺部20側(cè)的多個氣體吐出孔23a的平板狀的部件，各氣體吐出孔23a的配置被選定成能夠從等離子體電極30向平臺部20均勻地吐出工藝氣體。該氣體噴板部23例如通過螺釘?shù)裙潭ň逽1 (參照圖2)，安裝在主電極部21中的平臺部20側(cè)的端部，具體而言是主電極部21的側(cè)壁部的下端以及各傳熱柱部27的下端。主電極部21的內(nèi)側(cè)的頂面與氣體噴板部23的上表面之間的空間成為氣體擴散空間DS。氣體擴散板25是具有用于工藝氣體流通的多個氣體流通孔25a、和多個固定用柱部25b的板狀部件，從氣體噴板部23隔開間隔并且以與該氣體噴板部23相互對置的方式配置于氣體擴散空間DS內(nèi)。各氣體流通孔25a的配設(shè)位置被選定成在俯視時不與氣體噴板部23的氣體吐出孔23a重疊。該氣體擴散板25例如通過從氣體噴板部23側(cè)插入到固定用柱部25b的螺釘?shù)裙潭ň邊⒄請D2、被固定到主電極部21。通過在氣體擴散空間DS內(nèi)設(shè)置氣體擴散板25，使得通過第1工藝氣體導(dǎo)入孔Ia 以及第2工藝氣體導(dǎo)入孔21a導(dǎo)入到氣體擴散空間DS內(nèi)的工藝氣體容易在該氣體擴散空間DS內(nèi)均勻地擴散。另外，通過將各氣體流通孔2 配置成在俯視時不與氣體吐出孔23a 重疊，使得工藝氣體容易從等離子體電極30向成膜室10內(nèi)均勻地吐出。作為結(jié)果，容易提高在成膜時在等離子體電極30與被成膜基板50之間的空間中生成的等離子體的均勻性。 在圖2中，用虛線的箭頭A示出了等離子體電極30內(nèi)的工藝氣體的流動方向的一部分。各傳熱柱部27從主電極部21中的頂部朝向氣體噴板部23側(cè)突出設(shè)置，各個傳熱柱部27穿過氣體流通孔25a到達氣體噴板部23，將氣體噴板部23和主電極部21熱連接。 在氣體流通孔25a的內(nèi)壁與穿過該氣體流通孔25a的傳熱柱部27的周面之間形成了空隙， 以便工藝氣體能夠流通。在圖示的例子中，主電極部21和各傳熱柱部27由1個材料一體成形。構(gòu)成等離子體電極部30的主電極部21、氣體噴板部23、氣體擴散板25、以及傳熱柱部27的各個一般由鋁制作，但考慮熱傳導(dǎo)性、電氣傳導(dǎo)性、機械性強度等而還可以通過其他金屬材料、合金材料、復(fù)合金屬材料等制作。在使用具有上述結(jié)構(gòu)的等離子體CVD裝置40時，頂板部1經(jīng)由電源布線55 (參照圖1)以及高頻匹配器(阻抗匹配器；未圖示)連接到高頻電源60 (參照圖1)，從該高頻電源60接受高頻電力的供給。供給到頂板部1的高頻電力從該頂板部1傳導(dǎo)到等離子體電極30，從該等離子體電極30傳導(dǎo)到平臺部20以及載置在該平臺部20上的被成膜基板50。 在等離子體電極30與平臺部20以及被成膜基板50之間的空間中，形成高頻電場。另外， 在使用等離子體CVD裝置40時，在主電極部21中的流路21b中流過水等制冷劑。另外，在使用等離子體CVD裝置40時，工藝氣體供給源(未圖示)和第1工藝氣體導(dǎo)入孔Ia經(jīng)由工藝氣體供給管(未圖示)相互連接而向等離子體電極30供給工藝氣體， 另一方面，對排氣管連接部9經(jīng)由排氣管連接排氣泵(未圖示)而成膜室10內(nèi)被調(diào)整為期望的壓力。在被成膜基板50上形成硅薄膜時，例如，作為硅源的硅烷(SiH4)氣體和作為載流子氣體的氫(H2)氣體的混合氣體被用作工藝氣體。工藝氣體從第1工藝氣體導(dǎo)入孔Ia通過第2工藝氣體導(dǎo)入孔21a導(dǎo)入到等離子體電極30內(nèi)之后，從氣體噴板部23的各氣體吐出孔23a向平臺部20側(cè)吐出，并在上述高頻電場中被等離子體化。通過該等離子體化，生成SiH3、SiH2, SiH、Si、H等活性物種，這些活性物種入射到被成膜基板50而在該被成膜基板50上堆積非晶質(zhì)或者微晶的硅。作為結(jié)果，在被成膜基板50上形成非晶質(zhì)或者微晶的硅薄膜。在進行成膜的期間，等離子體電極30的主電極部21受到來自等離子體的輸入熱， 但通過流過流路21b中的制冷劑，該主電極部21被冷卻，所以在主電極部21中熱變形被抑制。另外，氣體噴板部23也受到來自等離子體的輸入熱，但從等離子體傳導(dǎo)到該氣體噴板部23的熱從各傳熱柱部27傳導(dǎo)到主電極部21，所以在氣體噴板部23中熱變形也被抑制。 在圖2中，用單點劃線的箭頭B示出了成膜時的等離子體電極30中的熱的傳導(dǎo)方向的一部分。在成膜時的等離子體電極30的熱變形如上所述被抑制的等離子體CVD裝置40 中，由于傳熱柱部27穿過形成于氣體擴散板25的氣體流通孔25a，所以相比于以不穿過氣體流通孔25a的方式設(shè)置傳熱柱部的情況，容易在保持所生成的等離子體的均勻性的同時，增大傳熱柱部27的直徑、或增加傳熱柱部27的數(shù)量。對于這一點，參照圖3具體說明。圖3是概略地示出專利文獻2的等離子體電極(噴頭)的剖面圖。該圖所示的等離子體電極130具有上部平板121，設(shè)置了工藝氣體導(dǎo)入孔121a ；下部平板123，安裝在上部平板121的端部，在與該上部平板121之間形成氣體擴散空間DS ；中間平板125，配置在氣體擴散空間DS內(nèi)；以及罩部件127，安裝在下部平板123的下表面。另外，還具有配置在中間平板125與上部平板121之間的多個傳熱部件U9a、以及配置在中間平板125與下部平板123之間的多個傳熱部件129b。在下部平板123中，設(shè)置了用于工藝氣體流通的多個氣體通過孔123a，在中間平板125中設(shè)置了用于工藝氣體流通的多個氣體通過孔12fe。 另外，在罩部件127中，設(shè)置了用于吐出工藝氣體的多個氣體吐出孔127a。在如上所述構(gòu)成的等離子體電極130中，如果中間平板125的氣體通過孔12 和傳熱部件129a、129b重疊，則難以均勻地吐出工藝氣體，所生成的等離子體的均勻性降低。 因此，各傳熱部件U9a、129b被配置為不與氣體通過孔12 重疊。因此，在等離子體電極 130中設(shè)計的自由度比較低，難以增大傳熱部件129a、U9b的直徑、或難以增加傳熱部件 129aU29b的數(shù)量。相對于此，在圖1所示的等離子體CVD裝置40的等離子體電極30中，如上所述傳熱柱部27穿過氣體流通孔25a，所以在容易保持所生成的等離子體的均勻性的同時，增大傳熱柱部27的直徑、或增加傳熱柱部27的數(shù)量。 作為其結(jié)果，在等離子體CVD裝置40中，在為了臨時形成大面積的薄膜而將等離子體電極30設(shè)為大形化時，也通過增大傳熱柱部27的直徑、或增加傳熱柱部27的數(shù)量， 來提高該等離子體電極30的冷卻性能，能夠容易抑制成膜時的熱變形。因此，容易高速且穩(wěn)定地形成大面積的薄膜。例如，即使將等離子體電極30大形化成其俯視時的大小為 1. ImX 1.4m左右，也容易在具有1. ImX 1.4m左右的被成膜面的被成膜基板中高速且穩(wěn)定地形成硅薄膜等薄膜。另外，還容易提高成品率。實施方式2.在本實施方式中，說明使用圖1所示的裝置利用硅烷氣體(SiH4)和氫氣(H2)，在玻璃基板上堆積了微晶硅膜的例子。此處使用的等離子體CVD裝置的等離子體電極30在俯視時是1. 2mX 1. 5m的大小。另外，在氣體擴散空間DS中以間距40mm配置了直徑為15mm 的傳熱柱部27。在真空排氣的成膜室10內(nèi)的平臺部20上設(shè)置1400mmX IlOOmm的玻璃基板7(厚度4mm)，通過未圖示的加熱器使基板溫度升溫至200°C。接下來，將平臺部20設(shè)定成氣體噴板部23與玻璃基板的間隔成為5mm。在該狀態(tài)下，向第1工藝氣體導(dǎo)入孔Ia分別以Islm和50slm的流量供給了 SiH4 氣體和H2氣體。所供給的工藝氣體導(dǎo)入到氣體擴散空間DS，經(jīng)由氣體流通孔2 從氣體噴板部23的氣體吐出孔23a供給到成膜室10內(nèi)。接下來，從排氣口 fe通過未圖示的排氣泵進行排氣，以使成膜室10內(nèi)的氣體壓力成為lOOOPa。在氣體壓力穩(wěn)定之后，供給13. 56MHz的高頻電力，從而在等離子體電極30與玻璃基板之間產(chǎn)生了 SiH4/H2混合等離子體。供給12kW(電力密度=約0. 67ff/cm2)的高頻電力來進行了 50分鐘成膜。如果以該條件進行成膜，則硅薄膜以膜厚2μπκ膜厚的面內(nèi)均勻性士8%被堆積，能夠在實用性的大面積的基板尺寸下進行均勻的成膜。另外，通過拉曼光譜法測定的 520cm-1下的結(jié)晶硅的峰值I。相對480CHT1下的非晶質(zhì)硅的峰值Ia的強度比I。/Ia的平均值是7. 4，面內(nèi)均勻性是士 10%，能夠均勻地得到良好的微晶硅薄膜。
此處，從氣體噴板23的背面?zhèn)燃礆怏w擴散空間DS側(cè)，使用光纖溫度計，測量了進行成膜的狀態(tài)下的氣體噴板23的溫度上升。其結(jié)果，在將制冷劑的流路21b中流過的制冷劑的溫度設(shè)定為20度的情況下，噴板背面溫度上升至33度并達到平衡。成膜中的上升溫度是13度，可知，根據(jù)本實施方式的方法，通過對氣體噴板23的冷卻所需的傳熱柱部27的直徑以及個數(shù)進行最佳化而進行了充分冷卻。另外，得到上述微晶硅薄膜的膜厚以及膜質(zhì)的均勻性是因為通過本實施方式的方法，能夠同時容易地進行為了確保均勻性而所需的氣體吐出孔23a的最佳配置、和氣體噴板23的冷卻所需的傳熱柱部27的結(jié)構(gòu)的最佳化。由于將上述那樣的等離子體CVD裝置使用于硅等半導(dǎo)體膜的制造中，所以在氣體噴板部23與玻璃基板的間隔窄至IOmm以下的條件下成膜時的膜的面內(nèi)均勻性變得良好。 另外，在以在氣體噴板部23表面中高頻電力的平均密度成為0. 5W/平方cm以上的方式投入大電力而進行成膜的條件下，氣體噴板部23的變形也小，膜的面內(nèi)均勻性也良好。由此， 能夠在面積是1平方m以上，例如一邊是Im以上的大型基板上高速地形成均勻性優(yōu)良的半導(dǎo)體膜，生產(chǎn)性優(yōu)良。實施方式3.圖4是示出本發(fā)明的等離子體電極的實施方式3的概略結(jié)構(gòu)的一部分的剖面圖， 圖5是將圖4的等離子體電極的一部分放大而示出的剖面圖，圖6是將圖5的等離子體電極分解而示出的剖面圖。在圖4 圖6中，本實施方式3是如下構(gòu)造以比噴板面(產(chǎn)生等離子體的一側(cè)的面)沉入的方式安裝用于固定傳熱柱部27和氣體噴板部23的固定具S/， 并在該固定具S/上安裝蓋子(罩)F1來使噴板面成為大致平坦。為了使得容易更換，氣體噴板部23通過能夠從平臺部20側(cè)(等離子體面?zhèn)?擰緊擰下的固定具S1'(螺釘或螺栓)安裝到傳熱柱部27。為了使固定具S/不從氣體噴板部23的表面突出，在氣體噴板部23中設(shè)置帶有锪孔70的貫通洞71，并從等離子體面?zhèn)炔迦霂ь^的螺釘即固定具S1'，并插入到背面?zhèn)鹊膫鳠嶂?7的螺釘洞72并將螺釘擰緊。為了得到良好的熱傳導(dǎo)，針對每個傳熱柱部27用螺釘充分連結(jié)而使各傳熱柱部27和氣體噴板部23緊貼。在實施方式1中，將氣體噴板部23通過螺釘安裝于傳熱柱部27。在本實施方式1 中，如圖2所示，通過頭的前端平坦的埋頭螺釘(flat countersunk screw)即固定具31、和锪錐形沉孔(countersunk hole)的組合，使螺釘?shù)念^與氣體噴板部23的等離子體面?zhèn)却笾乱恢聛韺怏w噴板部23設(shè)為大致平坦。但是，對螺釘實施了用于用改錐來旋轉(zhuǎn)安裝的+或-的凹陷。將對米尺寸的基板進行成膜的CVD裝置的氣體噴板部23固定到傳熱柱部27的螺釘使用M5左右的大小，所以一般情況下，上述凹陷部的深度通常為 2mm，產(chǎn)生以下的缺點。為了充分施加力來連結(jié)，為了使螺釘?shù)念^與連結(jié)工具的前端咬合，需要某種程度大小的正、或六邊的洞、或負(fù)的槽，并難以減小該凹陷部的深度。如上所述，在高壓枯竭法工藝中，將載置被成膜基板的平臺部20與等離子體電極 30的間隔設(shè)定為窄至IOmm左右。其結(jié)果，上述螺釘相對所設(shè)定的氣體噴板部23與平臺部 20的間隔的凹陷量為幾十％，所以與等離子體相接的等離子體電極面不會成為平坦而會產(chǎn)生凹凸。因此，從平臺部20觀察的到等離子體電極30的實質(zhì)距離在氣體噴板部23面內(nèi)產(chǎn)生偏差。該凹凸對等離子體生成造成影響，在存在螺釘和不存在螺釘?shù)牟课恢?，例如等離子體密度增減而產(chǎn)生偏差。為了消除該問題，如圖4 圖6所示，將對傳熱柱部27固定氣體噴板部23的固定具S/比噴板面更沉入地安裝。為了將螺釘即固定具S1'沉入地安裝，在氣體噴板部23中設(shè)置锪孔70。在安裝了該螺釘即固定具S1'之后，將蓋子F1安裝到锪孔70。在該情況下， 锪孔70的深度設(shè)為與蓋子F1的厚度相同，以使得在與噴板面不產(chǎn)生凹凸。蓋子F1是用設(shè)置于氣體噴板部23的螺釘來安裝的。蓋子F1的安裝固定不特別需要強度，但如果在蓋子 F1中設(shè)置Imm以下的稍微的凹陷73，就能夠?qū)⑸w子F1可靠地擰進并安裝到氣體噴板部23。該蓋子F1與將氣體噴板部23和傳熱柱部27連結(jié)的固定具S1'不同，不需要用強的力來連結(jié)，所以可以如稍微的凹陷73那樣極小地形成裝卸蓋子F1時使用的螺釘洞或槽。 如果能夠通過表面的摩擦力旋轉(zhuǎn)來裝卸，則也可以沒有凹陷73。蓋子F1的材質(zhì)沒有特別規(guī)定，但優(yōu)選為與氣體噴板部23相同的材料。通過以上的結(jié)構(gòu)，能夠以充分的力來連結(jié)氣體噴板部23和傳熱柱部27，并且氣體噴板部23的與等離子體相接的表面成為沒有凹凸的平坦的面，所以等離子體的均勻性提
尚ο另外，在如圖2那樣固定具S1的頭露出到等離子體面的情況下，優(yōu)選將固定具S1 的材質(zhì)設(shè)為與氣體噴板部23相同，但由于在本實施方式3中固定具S1'的頭完全被隱藏， 所以也可以使用與氣體噴板部23不同的材質(zhì)。例如，在氣體噴板部23由鋁或其合金等構(gòu)成的情況下，能夠使用比它們硬質(zhì)的不銹鋼或銅合金的螺釘。在該情況下，如果在傳熱柱部27側(cè)的螺釘洞72中插入例如由不銹鋼或銅合金等構(gòu)成的螺紋螺套(screw thread insert)、例如螺旋螺套(Helical Insert) 則更好。即使通過硬質(zhì)的螺釘、螺釘洞反復(fù)進行緊固連結(jié)，螺釘?shù)钠茡p也少。另外，為了使螺釘?shù)臄Q緊擰下變得容易，也可以在螺釘槽中形成固體潤滑劑等 (例如二硫化鉬等)的覆膜。氣體噴板部23的更換作業(yè)變得容易，由于有蓋子F1,所以還能夠防止這些固體潤滑劑從螺釘槽進入成膜室10內(nèi)而污染。實施方式4.在上述實施方式中，說明了將氣體噴板部23通過螺釘安裝到傳熱柱部27的方法， 但也可以用螺母安裝。圖7是示出本發(fā)明的等離子體電極的實施方式4的概略結(jié)構(gòu)的一部分的剖面圖。在圖7中，在傳熱柱部27的安裝氣體噴板部23的一側(cè)的端部安裝了螺釘81。 氣體噴板部23的安裝固定是將螺母82擰緊到螺釘81來進行。在安裝了螺母82之后，與上述同樣地安裝蓋子F2。在該情況下，在氣體噴板部23的平臺側(cè)的表面，設(shè)置螺母82和蓋子F2進入的锪孔83，將锪孔83的深度設(shè)為蓋子F2的表面與氣體噴板部23表面成為同一面并且不產(chǎn)生凹凸。以上，針對本發(fā)明的等離子體CVD裝置，舉出實施方式而進行了說明，但如上所述，本發(fā)明不限于上述方式。例如，可以適當(dāng)?shù)剡x定是否用1種材料與主電極部一體成形傳熱柱部。也可以在各自地制作出沒有傳熱柱部的主電極部或者該主電極部的頂部和傳熱柱部之后，例如，通過螺釘?shù)裙潭ň邔⒏鱾€傳熱柱部安裝到主電極部的頂部。但是，從得到冷卻性能高的等離子體電極這樣的觀點來看，優(yōu)選由1種材料將各傳熱柱部和主電極部一體地成形。如果用1種材料與主電極部一體地成形了各傳熱柱部，則在傳熱柱部與主電極部之間沒有接觸界面，所以接觸界面中的熱傳導(dǎo)降低會消除，容易得到冷卻性能高的等離子體電極。傳熱柱部的數(shù)量和氣體擴散板中的氣體流通孔的數(shù)量既可以設(shè)為相同數(shù)量，也可以將氣體流通孔的數(shù)量設(shè)為多于傳熱柱部的數(shù)量。構(gòu)成等離子體電極的主電極部以及氣體噴板部各自的形狀是能夠在這些主電極部與氣體噴板部之間形成氣體擴散空間的形狀即可，除了將某一方設(shè)為箱狀體并將另一方設(shè)為平板狀以外，還可以將兩方設(shè)為箱狀體。另外，還可以使主電極部的頂部兼有作為成膜室的頂板部的功能。即，還可以將主電極部的頂部作為成膜室的頂板部而構(gòu)成等離子體CVD
直ο本發(fā)明的等離子體CVD裝置可以是橫型以及縱型中的任意一種，可以根據(jù)該等離子體CVD裝置的用途等適當(dāng)選擇采用什么樣的型。對于本發(fā)明，除了上述以外，還可以進行各種變形、修飾、組合等。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的等離子體CVD裝置作為用于形成硅薄膜等薄膜的裝置、特別是用于高速且臨時形成大面積的薄膜的裝置是有用的。
10
權(quán)利要求
1.一種等離子體CVD裝置，具備成膜室、配設(shè)在該成膜室的被成膜基板載置用的平臺部、以及以與該平臺部對置的方式配設(shè)在所述成膜室的等離子體電極，其特征在于，所述等離子體電極具有 主電極部，設(shè)置有工藝氣體導(dǎo)入孔；氣體噴板部，具有用于將工藝氣體吐出到所述平臺部側(cè)的多個氣體吐出孔，安裝于所述主電極部中的所述平臺部側(cè)，并在與該主電極部之間形成氣體擴散空間；氣體擴散板，具有用于所述工藝氣體流通的多個氣體流通孔，以與所述氣體噴板部相互對置的方式配置于所述氣體擴散空間內(nèi)；以及多個傳熱柱部，配置于所述氣體擴散空間內(nèi)，穿過氣體流通孔并將所述氣體噴板部和所述主電極部熱連接，在所述氣體流通孔的內(nèi)壁與穿過該氣體流通孔的所述傳熱柱部的周面之間形成有空隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體CVD裝置，其特征在于， 所述主電極部和所述傳熱柱部由1種材料一體成形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的等離子體CVD裝置，其特征在于，在所述主電極部的內(nèi)部，形成了用于使制冷劑流過而對該主電極部進行冷卻的流路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任意一項所述的等離子體CVD裝置，其特征在于，所述傳熱柱和噴板通過螺釘固定，所述螺釘沉入地安裝到設(shè)置于噴板的平臺側(cè)表面的锪孔，并且對所述锪孔設(shè)置了蓋子。
5.一種等離子體電極，其特征在于，具備 主電極部，設(shè)置有工藝氣體導(dǎo)入孔；氣體噴板部，與所述主電極部對置配置成在與所述主電極部之間形成氣體擴散空間， 設(shè)置有多個氣體吐出孔，該多個氣體吐出孔吐出經(jīng)由所述工藝氣體導(dǎo)入孔流入到所述氣體擴散空間的工藝氣體；氣體擴散板，以與所述氣體噴板部對置的方式配置于所述氣體擴散空間內(nèi)，設(shè)置有使所述工藝氣體流通的多個氣體流通孔；以及多個傳熱柱部，穿過所述氣體流通孔并將所述氣體噴板部和所述主電極部熱連接，在與所述氣體流通孔之間設(shè)置了間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的等離子體電極，其特征在于， 所述氣體流通孔和所述間隙被配置成俯視時不相互重疊。
7.一種半導(dǎo)體膜的制造方法，其特征在于，是使用了權(quán)利要求1 4中的任意一項所述的等離子體CVD裝置的半導(dǎo)體膜的制造方法，以使所述氣體噴板部與基板的間隔成為IOmm以下的方式將基板載置在所述平臺部， 并在所述基板上堆積硅薄膜。
全文摘要
在構(gòu)成等離子體CVD裝置(40)的等離子體電極(30)時，設(shè)置設(shè)置有工藝氣體導(dǎo)入孔(第2工藝氣體導(dǎo)入孔(21a))的主電極部(21)、和安裝于主電極部的端部并在與該主電極部之間形成氣體擴散空間(DS)的氣體噴板部(23)，在氣體噴板部中形成用于吐出工藝氣體的多個氣體吐出孔(23a)，在氣體擴散空間內(nèi)，配置具有用于工藝氣體流通的多個氣體流通孔(25a)的氣體擴散板(25)、和穿過氣體擴散板的氣體流通孔并將氣體噴板部和主電極部熱連接的多個傳熱柱部(27)，在氣體流通孔的內(nèi)壁與穿過該氣體流通孔的傳熱柱部的周面之間形成空隙。
文檔編號H01L21/205GK102473612SQ20108003537
公開日2012年5月23日 申請日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月10日
發(fā)明者今村謙, 新谷賢治, 津田睦, 滝正和 申請人:三菱電機株式會社