JP2000345348A - 成膜方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】成膜方法に関し、特に、ＴＥＯＳ(テトラエト
キシシラン)等を原料ガスとして用いるプラズマＣＶＤ
法に関する。 【解決手段】本発明の成膜方法では、原料ガスを真空槽
２内に導入する前に、Ｎ2ガス等を冷却ガスとしてシャ
ワープレート５のガス噴出口７から真空槽２内に導入し
ている。このため、真空中放置で温度上昇したシャワー
プレート５を冷却することで、連続して複数の基板１０
上に成膜しても、真空槽２内の雰囲気をほぼ一定にする
ことができるので、成膜枚数が増えても成膜速度がほと
んど変化しないようにすることができる。
キシシラン)等を原料ガスとして用いるプラズマＣＶＤ
法に関する。 【解決手段】本発明の成膜方法では、原料ガスを真空槽
２内に導入する前に、Ｎ2ガス等を冷却ガスとしてシャ
ワープレート５のガス噴出口７から真空槽２内に導入し
ている。このため、真空中放置で温度上昇したシャワー
プレート５を冷却することで、連続して複数の基板１０
上に成膜しても、真空槽２内の雰囲気をほぼ一定にする
ことができるので、成膜枚数が増えても成膜速度がほと
んど変化しないようにすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は成膜方法に関し、特
に、液晶表示装置の製造工程において、ガラス基板上に
絶縁膜を成膜する方法に関する。
に、液晶表示装置の製造工程において、ガラス基板上に
絶縁膜を成膜する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶表示パネルの技術分野では、
表示速度と表示品質を向上させるために薄膜トランジス
タを用いたアクティブマトリクス駆動方式が多く用いら
れている。この方式では、ガラス基板上に多数の薄膜ト
ランジスタを形成するため、大面積のガラス基板上に、
膜質のよいゲート絶縁膜を形成する必要がある。大面積
のガラス基板に、低温で膜質の良好なゲート絶縁膜を成
膜する方法として、ＴＥＯＳ(テトラエトキシシラン)／
Ｏ2系プラズマＣＶＤ法が用いられている。
表示速度と表示品質を向上させるために薄膜トランジス
タを用いたアクティブマトリクス駆動方式が多く用いら
れている。この方式では、ガラス基板上に多数の薄膜ト
ランジスタを形成するため、大面積のガラス基板上に、
膜質のよいゲート絶縁膜を形成する必要がある。大面積
のガラス基板に、低温で膜質の良好なゲート絶縁膜を成
膜する方法として、ＴＥＯＳ(テトラエトキシシラン)／
Ｏ2系プラズマＣＶＤ法が用いられている。
【０００３】図１０の符号１０１に、ＴＥＯＳ／Ｏ2系
プラズマＣＶＤ法を実施する成膜装置を示す。この成膜
装置１０１は、真空槽１０２を有している。真空槽１０
２内には、上下に平板状のカソード電極１０３、アノー
ド電極１０４が互いに平行に対向配置されている。この
うちカソード電極１０３は中空部１２４を有し、中空部
１２４に通じるガス導入口１０７とシャワープレート１
０５とを有している。
プラズマＣＶＤ法を実施する成膜装置を示す。この成膜
装置１０１は、真空槽１０２を有している。真空槽１０
２内には、上下に平板状のカソード電極１０３、アノー
ド電極１０４が互いに平行に対向配置されている。この
うちカソード電極１０３は中空部１２４を有し、中空部
１２４に通じるガス導入口１０７とシャワープレート１
０５とを有している。
【０００４】ガス導入口１０７は真空槽１０２の外部に
設けられ、シャワープレート１０５は真空槽１０２の内
部に設けられ、シャワープレート１０５には多数のガス
噴出口１０６が設けられており、ガス導入口１０７から
ガスを中空部１２４内に導入すると、ガス噴出口１０６
から真空槽１０２内へとガスを噴出させることができる
ようにされている。また、シャワープレート１０５は、
アノード電極１０４に対向するように配置されているの
で、ガス噴出口１０６から噴出されたガスは、アノード
電極１０４へ向けて吹き付けられる。
設けられ、シャワープレート１０５は真空槽１０２の内
部に設けられ、シャワープレート１０５には多数のガス
噴出口１０６が設けられており、ガス導入口１０７から
ガスを中空部１２４内に導入すると、ガス噴出口１０６
から真空槽１０２内へとガスを噴出させることができる
ようにされている。また、シャワープレート１０５は、
アノード電極１０４に対向するように配置されているの
で、ガス噴出口１０６から噴出されたガスは、アノード
電極１０４へ向けて吹き付けられる。
【０００５】他方、カソード電極１０３は高周波電源１
０９に接続され、アノード電極１０４は接地されてお
り、高周波電源１０９から高周波電力を供給すると、電
極１０３、１０４間に放電を生じさせ、プラズマを発生
させることができるようにされている。
０９に接続され、アノード電極１０４は接地されてお
り、高周波電源１０９から高周波電力を供給すると、電
極１０３、１０４間に放電を生じさせ、プラズマを発生
させることができるようにされている。
【０００６】上述の成膜装置１０１を用いて、ＴＥＯＳ
／Ｏ2系プラズマＣＶＤ法で、複数のガラス基板の表面
に、連続的にSiO2膜を成膜するには、まず、図示しない
搬送系で成膜済みの基板を真空槽１０２から搬出する。
次に、搬送系で不図示の加熱室から、予め所定温度まで
昇温された未処理の基板１１０を搬出し、アノード電極
１０４上に載置させる。その後、ガス導入口１０７か
ら、ＴＥＯＳガスと酸素ガスとの混合ガスを原料ガスと
して導入して、ガス噴出口１０６から真空槽１０２内に
噴出させる。すると、原料ガスはアノード電極１０４上
に載置された基板１１０の表面へと吹き付けられる。
／Ｏ2系プラズマＣＶＤ法で、複数のガラス基板の表面
に、連続的にSiO2膜を成膜するには、まず、図示しない
搬送系で成膜済みの基板を真空槽１０２から搬出する。
次に、搬送系で不図示の加熱室から、予め所定温度まで
昇温された未処理の基板１１０を搬出し、アノード電極
１０４上に載置させる。その後、ガス導入口１０７か
ら、ＴＥＯＳガスと酸素ガスとの混合ガスを原料ガスと
して導入して、ガス噴出口１０６から真空槽１０２内に
噴出させる。すると、原料ガスはアノード電極１０４上
に載置された基板１１０の表面へと吹き付けられる。
【０００７】この状態で、高周波電源１０９からカソー
ド電極１０３に高周波電力を供給し、電極１０３、１０
４間に放電を生じさせ、プラズマを発生させると、プラ
ズマで原料ガスが分解されて基板１１０の表面で気相成
長し、基板１１０の表面にSiO2膜が成膜される。
ド電極１０３に高周波電力を供給し、電極１０３、１０
４間に放電を生じさせ、プラズマを発生させると、プラ
ズマで原料ガスが分解されて基板１１０の表面で気相成
長し、基板１１０の表面にSiO2膜が成膜される。
【０００８】所定膜厚のSiO2膜が基板１１０の表面に成
膜されたら、原料ガスの導入及びプラズマの生成を停止
させ、搬送系で基板１１０を真空槽１０２外へと搬出す
る。基板１１０を搬出したら、新たな未処理の基板１１
０を搬送系で真空槽１０２内へ搬入する。
膜されたら、原料ガスの導入及びプラズマの生成を停止
させ、搬送系で基板１１０を真空槽１０２外へと搬出す
る。基板１１０を搬出したら、新たな未処理の基板１１
０を搬送系で真空槽１０２内へ搬入する。
【０００９】上述の工程を繰り返すことにより、複数の
基板１０の表面にSiO2膜を成膜することができる。しか
しながら、上述の成膜方法では、複数の基板に連続して
成膜すると、成膜速度が徐々に低下してしまうという問
題が生じていた。
基板１０の表面にSiO2膜を成膜することができる。しか
しながら、上述の成膜方法では、複数の基板に連続して
成膜すると、成膜速度が徐々に低下してしまうという問
題が生じていた。
【００１０】図１１の曲線(Ｙ)に、成膜枚数と成膜速度
との関係を示す。図１１中で規格化成膜速度とは、１枚
目の基板の成膜速度を１としたときの成膜速度の比率を
示す値である。
との関係を示す。図１１中で規格化成膜速度とは、１枚
目の基板の成膜速度を１としたときの成膜速度の比率を
示す値である。
【００１１】曲線(Ｙ)に示すように、基板の枚数が増え
るごとに成膜速度は低下し、１２枚目の基板の規格化成
膜速度は０．８３となり、１枚目の基板の成膜速度の８
３％まで低下することがわかる。
るごとに成膜速度は低下し、１２枚目の基板の規格化成
膜速度は０．８３となり、１枚目の基板の成膜速度の８
３％まで低下することがわかる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の不都合を解決するために創作されたものであり、その
目的は、複数の基板に連続的に絶縁膜を成膜する際に、
各成膜工程の成膜速度の変動を小さくする技術を提供す
ることにある。
の不都合を解決するために創作されたものであり、その
目的は、複数の基板に連続的に絶縁膜を成膜する際に、
各成膜工程の成膜速度の変動を小さくする技術を提供す
ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、真空槽と、前記真空槽内に
設けられたシャワープレートとを有する成膜装置を用い
て、前記真空槽内に基板を搬入し、前記シャワープレー
トから真空槽内に原料ガスを導入し、前記基板と前記シ
ャワープレートとの間にプラズマを発生させ、該プラズ
マで前記原料ガスを分解して気相成長させることにより
前記基板表面に薄膜を成膜する成膜方法であって、前記
真空槽内に前記原料ガスを導入する前に、前記シャワー
プレートから前記真空槽内に冷却ガスを導入することを
特徴とする。請求項２記載の発明は、請求項１記載の成
膜方法であって、酸素原子とシリコン原子とを化学構造
式中に含む有機ガスと、酸素ガス又は亜酸化窒素ガスと
を少なくとも有するガスを、前記原料ガスとして前記真
空槽内に導入することを特徴とする。請求項３記載の発
明は、請求項１又は請求項２記載の成膜方法であって、
前記冷却ガスを、前記真空槽内の圧力が５Ｐａ以上にな
るように導入することを特徴とする。請求項４記載の発
明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の成膜
方法であって、前記冷却ガスは、酸素原子とシリコン原
子とを化学構造式中に含む有機ガス、酸素ガス、亜酸化
窒素ガス、窒素ガス、水素ガス、アルゴンガス又はヘリ
ウムガスのいずれか一つを少なくとも含むことを特徴と
する。請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４の
いずれか１項記載の成膜方法であって、前記冷却ガスと
して酸素ガス、亜酸化窒素ガス、窒素ガス、水素ガス、
アルゴンガス又はヘリウムガスの少なくともいずれか一
つを含むガスを導入する際に、前記基板と前記シャワー
プレートとの間に高周波電圧を印加してプラズマを生成
させることを特徴とする。請求項６記載の発明は、請求
項１乃至請求項５のいずれか１項記載の成膜方法であっ
て、前記酸素原子とシリコン原子とを化学構造式中に含
む有機ガスは、ＴＥＯＳガス又はＴＲＩＥＳガスである
ことを特徴とする。
に、請求項１記載の発明は、真空槽と、前記真空槽内に
設けられたシャワープレートとを有する成膜装置を用い
て、前記真空槽内に基板を搬入し、前記シャワープレー
トから真空槽内に原料ガスを導入し、前記基板と前記シ
ャワープレートとの間にプラズマを発生させ、該プラズ
マで前記原料ガスを分解して気相成長させることにより
前記基板表面に薄膜を成膜する成膜方法であって、前記
真空槽内に前記原料ガスを導入する前に、前記シャワー
プレートから前記真空槽内に冷却ガスを導入することを
特徴とする。請求項２記載の発明は、請求項１記載の成
膜方法であって、酸素原子とシリコン原子とを化学構造
式中に含む有機ガスと、酸素ガス又は亜酸化窒素ガスと
を少なくとも有するガスを、前記原料ガスとして前記真
空槽内に導入することを特徴とする。請求項３記載の発
明は、請求項１又は請求項２記載の成膜方法であって、
前記冷却ガスを、前記真空槽内の圧力が５Ｐａ以上にな
るように導入することを特徴とする。請求項４記載の発
明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の成膜
方法であって、前記冷却ガスは、酸素原子とシリコン原
子とを化学構造式中に含む有機ガス、酸素ガス、亜酸化
窒素ガス、窒素ガス、水素ガス、アルゴンガス又はヘリ
ウムガスのいずれか一つを少なくとも含むことを特徴と
する。請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４の
いずれか１項記載の成膜方法であって、前記冷却ガスと
して酸素ガス、亜酸化窒素ガス、窒素ガス、水素ガス、
アルゴンガス又はヘリウムガスの少なくともいずれか一
つを含むガスを導入する際に、前記基板と前記シャワー
プレートとの間に高周波電圧を印加してプラズマを生成
させることを特徴とする。請求項６記載の発明は、請求
項１乃至請求項５のいずれか１項記載の成膜方法であっ
て、前記酸素原子とシリコン原子とを化学構造式中に含
む有機ガスは、ＴＥＯＳガス又はＴＲＩＥＳガスである
ことを特徴とする。
【００１４】一般に、プラズマで原料ガスを分解させて
気相成長させる際に、連続して複数の基板に成膜させる
と、成膜した基板の枚数(以下で成膜枚数と称する。)が
多くなるにつれて成膜速度が低下してしまっていた。
気相成長させる際に、連続して複数の基板に成膜させる
と、成膜した基板の枚数(以下で成膜枚数と称する。)が
多くなるにつれて成膜速度が低下してしまっていた。
【００１５】本発明の発明者等は、成膜速度の低下につ
いて調べた結果、冷却ガスを真空槽内に導入してシャワ
ープレートを冷却したところ、成膜枚数が多くなって
も、成膜速度がほとんど変動しないことを確かめた。
いて調べた結果、冷却ガスを真空槽内に導入してシャワ
ープレートを冷却したところ、成膜枚数が多くなって
も、成膜速度がほとんど変動しないことを確かめた。
【００１６】本発明はかかる知見に基づいて創作された
ものであり、原料ガスを分解させるプラズマを発生させ
て成膜する前に、真空槽内に冷却ガスを導入することに
より、シャワープレートを冷却して、シャワープレート
の温度が過度に上昇しないようにすることができるの
で、真空槽内の雰囲気をほぼ一定に保って安定化するこ
とにより、成膜枚数が多くなっても成膜速度をほぼ一定
にすることができる。
ものであり、原料ガスを分解させるプラズマを発生させ
て成膜する前に、真空槽内に冷却ガスを導入することに
より、シャワープレートを冷却して、シャワープレート
の温度が過度に上昇しないようにすることができるの
で、真空槽内の雰囲気をほぼ一定に保って安定化するこ
とにより、成膜枚数が多くなっても成膜速度をほぼ一定
にすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図１の符号１は本発明の成膜装置
であり、真空槽２を有している。図１の符号１に、ＴＥ
ＯＳ／Ｏ2系プラズマＣＶＤ法を実施する成膜装置を示
す。この成膜装置１は、真空槽２を有している。真空槽
２内には、上下に平板状のカソード電極３、アノード電
極４が互いに平行に対向配置されている。このうちカソ
ード電極３は中空部２４を有し、中空部２４に通じるガ
ス導入口７とシャワープレート５とを有している。シャ
ワープレート５は多数のガス噴出口６が設けられた板で
あり、真空槽２の内部に、アノード電極４と対向するよ
うに配置されている。他方、ガス導入口７は真空槽２の
外部に設けられ、不図示の導入系に接続されており、ガ
ス導入口７からガスを中空部２４内に導入すると、ガス
噴出口６から、アノード電極４へ向けてガスを吹き出す
ことができるようにされている。
を参照して説明する。図１の符号１は本発明の成膜装置
であり、真空槽２を有している。図１の符号１に、ＴＥ
ＯＳ／Ｏ2系プラズマＣＶＤ法を実施する成膜装置を示
す。この成膜装置１は、真空槽２を有している。真空槽
２内には、上下に平板状のカソード電極３、アノード電
極４が互いに平行に対向配置されている。このうちカソ
ード電極３は中空部２４を有し、中空部２４に通じるガ
ス導入口７とシャワープレート５とを有している。シャ
ワープレート５は多数のガス噴出口６が設けられた板で
あり、真空槽２の内部に、アノード電極４と対向するよ
うに配置されている。他方、ガス導入口７は真空槽２の
外部に設けられ、不図示の導入系に接続されており、ガ
ス導入口７からガスを中空部２４内に導入すると、ガス
噴出口６から、アノード電極４へ向けてガスを吹き出す
ことができるようにされている。
【００１８】アノード電極４は接地され、カソード電極
３は高周波電源９に接続されており、高周波電源９から
高周波電力を供給すると、電極３、４間に放電を生じさ
せ、プラズマを発生させることができるようにされてい
る。
３は高周波電源９に接続されており、高周波電源９から
高周波電力を供給すると、電極３、４間に放電を生じさ
せ、プラズマを発生させることができるようにされてい
る。
【００１９】上述の成膜装置１を用いて、ＴＥＯＳ／Ｏ
2系プラズマＣＶＤ法で、複数のガラス基板表面にSiO2
膜を成膜するには、まず、成膜開始前に不図示の導入系
から、冷却ガスとして、Ｎ2ガスを真空槽２内へ導入
し、ガス噴出口６から真空槽２内へと噴出させる。所定
時間経過したら、Ｎ2ガスの噴出を中止する。
2系プラズマＣＶＤ法で、複数のガラス基板表面にSiO2
膜を成膜するには、まず、成膜開始前に不図示の導入系
から、冷却ガスとして、Ｎ2ガスを真空槽２内へ導入
し、ガス噴出口６から真空槽２内へと噴出させる。所定
時間経過したら、Ｎ2ガスの噴出を中止する。
【００２０】次いで、不図示の搬送系で、予め所定温度
まで昇温された未処理の基板１０を不図示の加熱室から
搬出し、アノード電極４上に載置させる。次に、不図示
の排気系で真空槽２内を真空排気し、不図示の導入系か
ら、ＴＥＯＳガスとＯ2ガスの混合ガスを導入し、真空
槽２内の圧力が１６０Ｐａになるようにする。
まで昇温された未処理の基板１０を不図示の加熱室から
搬出し、アノード電極４上に載置させる。次に、不図示
の排気系で真空槽２内を真空排気し、不図示の導入系か
ら、ＴＥＯＳガスとＯ2ガスの混合ガスを導入し、真空
槽２内の圧力が１６０Ｐａになるようにする。
【００２１】この状態で、高周波電源９からカソード電
極３に高周波電力を供給して、電極３、４間に放電を生
じさせると、放電によりプラズマが生じて原料ガスが分
解され、基板１０の表面で気相成長して、基板１０の表
面にSiO2膜が成膜される。所定膜厚のSiO2膜が成膜され
たら、高周波電力の供給と原料ガスの導入を停止し、不
図示の搬送系で基板１０を真空槽２外へと搬出する。
極３に高周波電力を供給して、電極３、４間に放電を生
じさせると、放電によりプラズマが生じて原料ガスが分
解され、基板１０の表面で気相成長して、基板１０の表
面にSiO2膜が成膜される。所定膜厚のSiO2膜が成膜され
たら、高周波電力の供給と原料ガスの導入を停止し、不
図示の搬送系で基板１０を真空槽２外へと搬出する。
【００２２】引き続いて不図示の搬送系で未処理の基板
を新たに真空槽２内へ搬入し、アノード電極４上に載置
させた後に、上述と同様の工程を経て、未処理の基板１
０の表面に所定膜厚のSiO2膜を成膜する。
を新たに真空槽２内へ搬入し、アノード電極４上に載置
させた後に、上述と同様の工程を経て、未処理の基板１
０の表面に所定膜厚のSiO2膜を成膜する。
【００２３】このようにして、次々に未処理の基板にSi
O2膜を成膜することにより、複数枚の基板１０の表面
に、連続的にSiO2膜を成膜することができる(以下で連
続成膜と称する。)。こうして所定枚数の基板について
連続成膜が終了したら、真空槽２内をクリーニングして
一連の作業が終了する。
O2膜を成膜することにより、複数枚の基板１０の表面
に、連続的にSiO2膜を成膜することができる(以下で連
続成膜と称する。)。こうして所定枚数の基板について
連続成膜が終了したら、真空槽２内をクリーニングして
一連の作業が終了する。
【００２４】その後、引き続いて連続成膜を行う場合に
は、クリーニングが終了した後に、再びＮ2ガスを真空
槽２内へ導入し、所定時間経過後に新たな連続成膜を開
始する。従来では、連続して複数の基板に成膜させる
と、真空中に放置されたシャワープレート５の温度が徐
々に低下し、真空槽２内の雰囲気が変化し、基板１０の
成膜枚数が増えるごとに、成膜速度が徐々に低下してし
まうという問題があった。特に、最初の基板に成膜する
際にシャワープレート５の温度が過度に高いと、複数枚
処理することによるシャワープレート５の温度変化幅が
大きく、真空槽２内の雰囲気の変化が大きくなるため、
成膜速度の低下が甚だしかった。
は、クリーニングが終了した後に、再びＮ2ガスを真空
槽２内へ導入し、所定時間経過後に新たな連続成膜を開
始する。従来では、連続して複数の基板に成膜させる
と、真空中に放置されたシャワープレート５の温度が徐
々に低下し、真空槽２内の雰囲気が変化し、基板１０の
成膜枚数が増えるごとに、成膜速度が徐々に低下してし
まうという問題があった。特に、最初の基板に成膜する
際にシャワープレート５の温度が過度に高いと、複数枚
処理することによるシャワープレート５の温度変化幅が
大きく、真空槽２内の雰囲気の変化が大きくなるため、
成膜速度の低下が甚だしかった。
【００２５】しかしながら、上述した本実施形態の成膜
方法によれば、基板１０に成膜するプラズマ放電の開始
前に、冷却ガスとしてＮ2ガスを導入して、シャワープ
レート５を冷却しているので、シャワープレート５が所
定の温度(２６０℃)より昇温しないようにすることがで
きる。
方法によれば、基板１０に成膜するプラズマ放電の開始
前に、冷却ガスとしてＮ2ガスを導入して、シャワープ
レート５を冷却しているので、シャワープレート５が所
定の温度(２６０℃)より昇温しないようにすることがで
きる。
【００２６】従って、成膜枚数を重ねて、シャワープレ
ートの温度が下降しても、シャワープレートの温度が過
度に高くないため、シャワープレート５の温度変化幅を
ごく小さくできる。これにより、従来に比して真空槽２
内の雰囲気をほぼ一定に保って安定化することができ、
成膜枚数が多くなった場合でも、成膜速度がほぼ一定に
なるようにすることができる。
ートの温度が下降しても、シャワープレートの温度が過
度に高くないため、シャワープレート５の温度変化幅を
ごく小さくできる。これにより、従来に比して真空槽２
内の雰囲気をほぼ一定に保って安定化することができ、
成膜枚数が多くなった場合でも、成膜速度がほぼ一定に
なるようにすることができる。
【００２７】本発明の発明者等は、上述した成膜方法の
効果を確認すべく、条件を変えて冷却ガスを導入したと
きに、導入時間によってシャワープレート５の中心の温
度がどのように変化するかを測定する実験を行った。そ
の結果を図２〜図５のグラフに示す。
効果を確認すべく、条件を変えて冷却ガスを導入したと
きに、導入時間によってシャワープレート５の中心の温
度がどのように変化するかを測定する実験を行った。そ
の結果を図２〜図５のグラフに示す。
【００２８】図２の曲線(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)は、基板搬入
前に１６０Ｐａ、７００Ｐａ、１０Ｐａの条件でＮ2ガ
スを導入した場合における、ガス導入時間とシャワープ
レート中心の温度との関係をそれぞれ示している。
前に１６０Ｐａ、７００Ｐａ、１０Ｐａの条件でＮ2ガ
スを導入した場合における、ガス導入時間とシャワープ
レート中心の温度との関係をそれぞれ示している。
【００２９】図３の曲線(Ｄ)、(Ｅ)、(Ｆ)は、１６０Ｐ
ａの条件で、Ｈ2ガス、Ｈｅガス、Ａｒガスを導入した
場合における、ガス導入時間とシャワープレート中心の
温度との関係をそれぞれ示している。
ａの条件で、Ｈ2ガス、Ｈｅガス、Ａｒガスを導入した
場合における、ガス導入時間とシャワープレート中心の
温度との関係をそれぞれ示している。
【００３０】図４の曲線(Ｇ)、(Ｈ)、(Ｉ)は、１６０Ｐ
ａの条件で、Ｏ2ガス、ＴＥＯＳ／Ｏ2ガス、Ｎ2Ｏガス
を導入した場合における、ガス導入時間とシャワープレ
ート中心の温度との関係をそれぞれ示している。
ａの条件で、Ｏ2ガス、ＴＥＯＳ／Ｏ2ガス、Ｎ2Ｏガス
を導入した場合における、ガス導入時間とシャワープレ
ート中心の温度との関係をそれぞれ示している。
【００３１】図５の曲線(Ｊ)、(Ｋ)、(Ｌ)は、１６０Ｐ
ａの条件で、Ｎ2ガスを導入しながら、高周波電力を０
ｋＷ、１ｋＷ、２ｋＷとした場合における、ガス導入時
間とシャワープレート中心の温度との関係をそれぞれ示
している。
ａの条件で、Ｎ2ガスを導入しながら、高周波電力を０
ｋＷ、１ｋＷ、２ｋＷとした場合における、ガス導入時
間とシャワープレート中心の温度との関係をそれぞれ示
している。
【００３２】図２〜図５では全ての曲線(Ａ)〜(Ｌ)にお
いて、ガス導入開始時にはシャワープレート５の温度は
約２８５℃程度であったが、ガス導入によりシャワープ
レート５の中心温度は徐々に低下し、ガス導入開始時か
ら５０分を経過すると、シャワープレート５の温度はほ
ぼ一定温度になる。一定温度は、全て２６０±５℃の範
囲内におさまっている。
いて、ガス導入開始時にはシャワープレート５の温度は
約２８５℃程度であったが、ガス導入によりシャワープ
レート５の中心温度は徐々に低下し、ガス導入開始時か
ら５０分を経過すると、シャワープレート５の温度はほ
ぼ一定温度になる。一定温度は、全て２６０±５℃の範
囲内におさまっている。
【００３３】このように、ガスの種類や、真空槽内の圧
力の高低や、高周波電力の大小等によらずに、真空槽内
に冷却ガスを導入することにより、シャワープレート５
の中心を冷却し、ほぼ一定の温度にすることができるこ
とが確認できた。
力の高低や、高周波電力の大小等によらずに、真空槽内
に冷却ガスを導入することにより、シャワープレート５
の中心を冷却し、ほぼ一定の温度にすることができるこ
とが確認できた。
【００３４】また、本発明の発明者等は、上述の成膜方
法で複数の基板に連続的に成膜した場合に、各基板ごと
の成膜速度を測定するという実験を行った。図６〜図９
のグラフに、基板の処理枚数と、規格化成膜速度との関
係を示す。ここで規格化成膜速度とは、１枚目の基板の
成膜速度を１としたときの成膜速度の比率を示す値であ
る。
法で複数の基板に連続的に成膜した場合に、各基板ごと
の成膜速度を測定するという実験を行った。図６〜図９
のグラフに、基板の処理枚数と、規格化成膜速度との関
係を示す。ここで規格化成膜速度とは、１枚目の基板の
成膜速度を１としたときの成膜速度の比率を示す値であ
る。
【００３５】図６の曲線(Ｍ)、(Ｎ)、(Ｏ)は、それぞれ
がＮ2ガスを１６０Ｐａ、７００Ｐａ、１０Ｐａの条件
で導入する場合における、基板の処理枚数と、規格化成
膜速度の関係を示している。
がＮ2ガスを１６０Ｐａ、７００Ｐａ、１０Ｐａの条件
で導入する場合における、基板の処理枚数と、規格化成
膜速度の関係を示している。
【００３６】図７の曲線(Ｐ)、(Ｑ)、(Ｒ)は、それぞれ
が１６０Ｐａの条件で、Ｈ2ガス、Ｈｅガス、Ａｒガス
を導入した場合における、基板の処理枚数と、規格化成
膜速度との関係を示している。
が１６０Ｐａの条件で、Ｈ2ガス、Ｈｅガス、Ａｒガス
を導入した場合における、基板の処理枚数と、規格化成
膜速度との関係を示している。
【００３７】図８の曲線(Ｓ)、(Ｔ)、(Ｕ)は、それぞれ
が１６０Ｐａの条件でＯ2ガス、ＴＥＯＳ／Ｏ2ガス、Ｎ
2Ｏガスを導入した場合における、基板の処理枚数と、
規格化成膜速度との関係を示している。
が１６０Ｐａの条件でＯ2ガス、ＴＥＯＳ／Ｏ2ガス、Ｎ
2Ｏガスを導入した場合における、基板の処理枚数と、
規格化成膜速度との関係を示している。
【００３８】図９の曲線(Ｖ)、(Ｗ)、(Ｘ)は、それぞれ
が１６０Ｐａの条件でＮ2ガスを導入しながら、高周波
電力を０ｋＷ、１ｋＷ、２ｋＷとした場合における、基
板の処理枚数と、規格化成膜速度との関係を示してい
る。
が１６０Ｐａの条件でＮ2ガスを導入しながら、高周波
電力を０ｋＷ、１ｋＷ、２ｋＷとした場合における、基
板の処理枚数と、規格化成膜速度との関係を示してい
る。
【００３９】以上の図６〜図９の曲線(Ｍ)〜(Ｘ)による
と、規格化成膜速度は、いずれの曲線においても０．９
９程度で一定になっており、本発明の成膜方法では、成
膜枚数が増加しても、図６〜図９によれば、全ての曲線
(Ｍ)〜(Ｘ)において、規格化成膜速度は、いずれの曲線
においても０．９９程度でほぼ一定であることがわか
る。
と、規格化成膜速度は、いずれの曲線においても０．９
９程度で一定になっており、本発明の成膜方法では、成
膜枚数が増加しても、図６〜図９によれば、全ての曲線
(Ｍ)〜(Ｘ)において、規格化成膜速度は、いずれの曲線
においても０．９９程度でほぼ一定であることがわか
る。
【００４０】このように、ガスの種類や、真空槽内の圧
力の高低や、高周波電力の大小等によらずに、処理枚数
が増えても、成膜速度にほとんど変化がないことが確認
できた。
力の高低や、高周波電力の大小等によらずに、処理枚数
が増えても、成膜速度にほとんど変化がないことが確認
できた。
【００４１】なお、本実施形態では、原料ガスとして、
ＴＥＯＳガスとＯ2ガスの混合ガスを用いたが、本発明
はこれに限らず、ＴＥＯＳガスに代えてＴＲＩＥＳ(ト
リエトキシシラン)ガスを用いてもよい。さらに、酸素
ガスに代えて亜酸化窒素ガスを用いてもよい。
ＴＥＯＳガスとＯ2ガスの混合ガスを用いたが、本発明
はこれに限らず、ＴＥＯＳガスに代えてＴＲＩＥＳ(ト
リエトキシシラン)ガスを用いてもよい。さらに、酸素
ガスに代えて亜酸化窒素ガスを用いてもよい。
【００４２】また、本実施形態では、冷却ガスとして、
Ｎ2ガスを用いているが、本発明はこれに限らず、ＴＥ
ＯＳガス、ＴＲＩＥＳガス、酸素ガス、亜酸化窒素ガ
ス、水素ガス、アルゴンガス又はヘリウムガスのうち、
いずれか一つを少なくとも含むガスを用いても良い。
Ｎ2ガスを用いているが、本発明はこれに限らず、ＴＥ
ＯＳガス、ＴＲＩＥＳガス、酸素ガス、亜酸化窒素ガ
ス、水素ガス、アルゴンガス又はヘリウムガスのうち、
いずれか一つを少なくとも含むガスを用いても良い。
【００４３】さらに、上述した本実施形態の成膜方法で
は、冷却ガスを導入する際に電極３、４間に放電を生じ
させていないが、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性
ガスを冷却ガスとする場合には、図９に示したように、
高周波電力の有無や大小は、成膜速度にほとんど影響し
ないので、高周波電力を供給して電極３、４間に放電を
生じさせた状態で、冷却ガスを導入してもよい。
は、冷却ガスを導入する際に電極３、４間に放電を生じ
させていないが、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性
ガスを冷却ガスとする場合には、図９に示したように、
高周波電力の有無や大小は、成膜速度にほとんど影響し
ないので、高周波電力を供給して電極３、４間に放電を
生じさせた状態で、冷却ガスを導入してもよい。
【００４４】さらにまた、上述の本実施形態では、冷却
ガスを真空槽２内に導入して、真空槽２内の圧力が１６
０Ｐａになるようにしたが、本発明はこれに限らず、真
空槽２内の圧力が５Ｐａ以上になるようにしてもよい。
この場合、真空槽２内の圧力は５Ｐａ以上であれば、大
気圧(約１０5Ｐａ)程度でもよく、必要があればそれ以
上の高圧でもよい。
ガスを真空槽２内に導入して、真空槽２内の圧力が１６
０Ｐａになるようにしたが、本発明はこれに限らず、真
空槽２内の圧力が５Ｐａ以上になるようにしてもよい。
この場合、真空槽２内の圧力は５Ｐａ以上であれば、大
気圧(約１０5Ｐａ)程度でもよく、必要があればそれ以
上の高圧でもよい。
【００４５】さらに、本実施形態において、連続成膜が
終了し、クリーニングが終了した後に、新たに連続成膜
を開始するまでに、少しでも空き時間があった場合に
は、自動的に冷却ガスを導入するように構成してもよ
い。
終了し、クリーニングが終了した後に、新たに連続成膜
を開始するまでに、少しでも空き時間があった場合に
は、自動的に冷却ガスを導入するように構成してもよ
い。
【００４６】
【発明の効果】成膜速度が変動しないようにしながら、
薄膜を複数の基板に連続的に成膜することができる。
薄膜を複数の基板に連続的に成膜することができる。
【図１】本発明の一実施形態の成膜方法に用いる成膜装
置を説明する断面図
置を説明する断面図
【図２】本発明の成膜方法におけるガス導入時間とシャ
ワープレートの中心温度との関係を説明する第１のグラ
フ
ワープレートの中心温度との関係を説明する第１のグラ
フ
【図３】本発明の成膜方法におけるガス導入時間とシャ
ワープレートの中心温度との関係を説明する第２のグラ
フ
ワープレートの中心温度との関係を説明する第２のグラ
フ
【図４】本発明の成膜方法におけるガス導入時間とシャ
ワープレートの中心温度との関係を説明する第３のグラ
フ
ワープレートの中心温度との関係を説明する第３のグラ
フ
【図５】本発明の成膜方法におけるガス導入時間とシャ
ワープレートの中心温度との関係を説明する第４のグラ
フ
ワープレートの中心温度との関係を説明する第４のグラ
フ
【図６】本発明の成膜方法における成膜枚数と、規格化
成膜速度との関係を説明する第１のグラフ
成膜速度との関係を説明する第１のグラフ
【図７】本発明の成膜方法における成膜枚数と、規格化
成膜速度との関係を説明する第２のグラフ
成膜速度との関係を説明する第２のグラフ
【図８】本発明の成膜方法における成膜枚数と、規格化
成膜速度との関係を説明する第３のグラフ
成膜速度との関係を説明する第３のグラフ
【図９】本発明の成膜方法における成膜枚数と、規格化
成膜速度との関係を説明する第４のグラフ
成膜速度との関係を説明する第４のグラフ
【図１０】従来の成膜方法に用いる成膜装置を説明する
断面図
断面図
【図１１】従来の成膜方法における基板の処理枚数と、
規格化成膜速度との関係を説明するグラフ
規格化成膜速度との関係を説明するグラフ
１……成膜装置 ２……真空槽 ３……アノード電
極 ４……カソード電極 ５……シャワープレート
６……ガス噴出口 ７……ガス導入口 ８……排
気口 ９……高周波電源 １０……基板
極 ４……カソード電極 ５……シャワープレート
６……ガス噴出口 ７……ガス導入口 ８……排
気口 ９……高周波電源 １０……基板
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年６月３０日（１９９９．６．３
０）
０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】本発明はかかる知見に基づいて創作された
ものであり、原料ガスを分解させるプラズマを発生させ
て成膜する前に、真空槽内に冷却ガスを導入することに
より、シャワープレートを冷却して、シャワープレート
の温度が過度に変動しないようにすることができるの
で、真空槽内の雰囲気をほぼ一定に保って安定化するこ
とにより、成膜枚数が多くなっても成膜速度をほぼ一定
にすることができる。
ものであり、原料ガスを分解させるプラズマを発生させ
て成膜する前に、真空槽内に冷却ガスを導入することに
より、シャワープレートを冷却して、シャワープレート
の温度が過度に変動しないようにすることができるの
で、真空槽内の雰囲気をほぼ一定に保って安定化するこ
とにより、成膜枚数が多くなっても成膜速度をほぼ一定
にすることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 征典 千葉県山武郡山武町横田523番地 日本真 空技術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者 森村 太郎 千葉県山武郡山武町横田523番地 日本真 空技術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者 小柴 陽子 千葉県山武郡山武町横田523番地 日本真 空技術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者 安井 孝騎 千葉県山武郡山武町横田523番地 日本真 空技術株式会社千葉超材料研究所内 Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA11 AA14 BA44 CA06 EA04 FA01 GA11 KA30 KA49 LA02 LA11 5F045 AA08 AB32 AC07 AC11 AC16 AC17 AE17 AE19 AE21 AE23 AE25 AF07 BB03 DP03 DQ10 EE14 EF05 EH05 EH13 EJ05
Claims (6)
- 【請求項１】真空槽と、前記真空槽内に設けられたシャ
ワープレートとを有する成膜装置を用いて、 前記真空槽内に基板を搬入し、 前記シャワープレートから真空槽内に原料ガスを導入
し、前記基板と前記シャワープレートとの間にプラズマ
を発生させ、該プラズマで前記原料ガスを分解して気相
成長させることにより前記基板表面に薄膜を成膜する成
膜方法であって、 前記真空槽内に前記原料ガスを導入する前に、前記シャ
ワープレートから前記真空槽内に冷却ガスを導入するこ
とを特徴とする成膜方法。 - 【請求項２】酸素原子とシリコン原子とを化学構造式中
に含む有機ガスと、酸素ガス又は亜酸化窒素ガスとを少
なくとも有するガスを、前記原料ガスとして前記真空槽
内に導入することを特徴とする請求項１記載の成膜方
法。 - 【請求項３】前記冷却ガスを、前記真空槽内の圧力が５
Ｐａ以上になるように導入することを特徴とする請求項
１又は請求項２記載の成膜方法。 - 【請求項４】前記冷却ガスは、酸素原子とシリコン原子
とを化学構造式中に含む有機ガス、酸素ガス、亜酸化窒
素ガス、窒素ガス、水素ガス、アルゴンガス又はヘリウ
ムガスのいずれか一つを少なくとも含むことを特徴とす
る請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の成膜方
法。 - 【請求項５】前記冷却ガスとして酸素ガス、亜酸化窒素
ガス、窒素ガス、水素ガス、アルゴンガス又はヘリウム
ガスの少なくともいずれか一つを含むガスを導入する際
に、前記基板と前記シャワープレートとの間に高周波電
圧を印加してプラズマを生成させることを特徴とする請
求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の成膜方法。 - 【請求項６】前記酸素原子とシリコン原子とを化学構造
式中に含む有機ガスは、ＴＥＯＳガス又はＴＲＩＥＳガ
スであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいず
れか１項記載の成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11155898A JP2000345348A (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11155898A JP2000345348A (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000345348A true JP2000345348A (ja) | 2000-12-12 |
Family
ID=15615931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11155898A Pending JP2000345348A (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000345348A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6902648B2 (en) | 2003-01-09 | 2005-06-07 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Plasma etching device |
| JP2008512004A (ja) * | 2004-09-01 | 2008-04-17 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | フォトレジストの除去速度を増加する装置及びプラズマアッシング方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63297567A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-05 | Shimadzu Corp | プラズマｃｖｄ装置 |
| JPH06140342A (ja) * | 1992-10-28 | 1994-05-20 | Ulvac Japan Ltd | プラズマｃｖｄ装置のクリーニング方法 |
| JPH07335626A (ja) * | 1994-06-10 | 1995-12-22 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| JPH08311666A (ja) * | 1995-05-19 | 1996-11-26 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| JPH09102491A (ja) * | 1995-10-02 | 1997-04-15 | Ulvac Japan Ltd | ＳｉＯ２絶縁膜の形成方法 |
| JPH09156916A (ja) * | 1995-11-29 | 1997-06-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 多結晶珪素作製装置およびその動作方法 |
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| JPH1131599A (ja) * | 1997-07-08 | 1999-02-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プラズマ処理装置における予熱方法及びプラズマ処理装置 |
-
1999
- 1999-06-03 JP JP11155898A patent/JP2000345348A/ja active Pending
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| KR101170861B1 (ko) * | 2004-09-01 | 2012-08-03 | 액셀리스 테크놀로지스, 인크. | 포토레지스터 제거 레이트를 증가시키는 플라즈마 애싱프로세스 및 냉각 수단을 갖는 장치 |
| JP2012191242A (ja) * | 2004-09-01 | 2012-10-04 | Axcelis Technologies Inc | フォトレジストの除去速度を増加するプラズマアッシング方法 |
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