JP2001073148A - Method for continuously using substrate surface heater for pcvd - Google Patents

Method for continuously using substrate surface heater for pcvd

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JP2001073148A
JP2001073148A JP25434299A JP25434299A JP2001073148A JP 2001073148 A JP2001073148 A JP 2001073148A JP 25434299 A JP25434299 A JP 25434299A JP 25434299 A JP25434299 A JP 25434299A JP 2001073148 A JP2001073148 A JP 2001073148A
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JP
Japan
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substrate
heater element
plasma
heater
electrode
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JP25434299A
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Japanese (ja)
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Kazuhiko Ogawa
和彦 小川
Yasuhiro Yamauchi
康弘 山内
Tatsufumi Aoi
辰史 青井
Eishiro Sasagawa
英四郎 笹川
Yoshiichi Nawata
芳一 縄田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the method capable of continuously using a substrate surface heater to be used for a PCVD SYSTEM. SOLUTION: This method comprises a stage where a beltlike heater element 4a, e.g. having a network shape or a parallel wirelike shape is arranged between an electrode 5 and the substrate 3 to be treated, a stage where reactive gas is fed to the space between the electrode and the substrate to be treated, moreover, high frequency voltage is applied to make the reactive gas into plasma, the surface of the substrate to be treated is heated by the heater element to activate radicals in the plasma on the substrate surface, and a film of high quality is formed on the surface of the substrate to be treated, a stage where the heater element deposited with film forming components in the film forming plasma is coiled, and, instead of this, a new heater element which has not yet been exposed to plasma is fed and deposited onto the space between the electrode and the substrate to be treated, and a stage where reactive gas is fed to the space between the electrode and the substrate to be treated, moreover, high frequency voltage is applied to mae the reactive gas into plasma, the surface of the substrate to be treated is heated by the new heater element to activate radicals in the plasma on the substrate surface, and a film of high quality is formed on the surface of the substrate to be treated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基板表面プラズマ
中のラジカルを活性化させ、高品質の膜を被処理基板の
表面へ製膜させるために、被処理基板表面を加熱する基
板表面加熱ヒータを長期間にわたり連続的に使用するこ
とができるPCVD用基板表面加熱ヒータの連続使用方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate surface heater for activating radicals in plasma on a substrate surface and heating the surface of the substrate to form a high-quality film on the surface of the substrate. The present invention relates to a method for continuously using a substrate surface heater for PCVD which can be used continuously for a long period of time.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3に示すように、プラズマCVD装置
は、基板3と電極5とで挟まれたプラズマ生成領域に基
板表面加熱ヒータ4を備えている。この基板表面加熱ヒ
ータ4は被処理基板表面を加熱して基板表面プラズマ中
のラジカルを活性化させ、高品質の膜を被処理基板の表
面への製膜させるためのものであるが、長時間の使用に
より多量の製膜成分が付着し、開口率が低下してプロセ
スガスの通過量、基板表面へ到達するラジカルの通過量
が低下し、被処理基板表面へ製膜される膜の膜質、膜厚
分布に影響を与えるため、頻繁に取り替える必要があ
る。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 3, a plasma CVD apparatus is provided with a substrate surface heater 4 in a plasma generation region sandwiched between a substrate 3 and an electrode 5. The substrate surface heater 4 heats the surface of the substrate to be processed to activate radicals in the plasma on the surface of the substrate, and forms a high-quality film on the surface of the substrate to be processed. A large amount of film-forming components adhere due to the use of, the aperture ratio is reduced, the amount of process gas passing, the amount of radicals reaching the substrate surface is reduced, and the film quality of the film formed on the surface of the substrate to be processed is reduced. Frequent replacement is required because it affects the film thickness distribution.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このため、現状では基
板表面加熱ヒータの交換のために製膜室を開放してメン
テナンスを頻繁に行なう必要があり、製膜室コンディシ
ョンの不安定化及びコスト上昇の原因となっている。
For this reason, at present, it is necessary to open the film forming chamber and perform frequent maintenance for replacing the substrate surface heater, which makes the condition of the film forming chamber unstable and increases the cost. Is the cause.

【0004】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであって、PCVD装置に用いる基板表面加熱
ヒータを連続的に使用することができるPCVD用基板
表面加熱ヒータの連続使用方法を提供することを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a method of continuously using a substrate surface heater for PCVD which can continuously use a substrate surface heater used in a PCVD apparatus. The purpose is to do.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係るPCVD用
基板表面加熱ヒータの連続使用方法は、網状または平行
並列ワイヤ状等の帯状のヒータエレメントを電極と被処
理基板との間に配置する工程と、電極と被処理基板との
間に反応性ガスを供給するとともに高周波電圧を印可し
て反応性ガスをプラズマ化し、前記ヒータエレメントに
より被処理基板表面を加熱して基板表面プラズマ中のラ
ジカルを活性化させ、高品質の膜を被処理基板の表面へ
製膜させる工程と、生成プラズマ中にて製膜成分が付着
したヒータエレメントを巻取り、これに代えてプラズマ
に未だ曝されていない新たなヒータエレメントを電極と
被処理基板との間に供給配置する工程と、電極と被処理
基板との間に反応性ガスを供給するとともに高周波電圧
を印可して反応性ガスをプラズマ化し、前記新たなヒー
タエレメントにより被処理基板表面を加熱して基板表面
プラズマ中のラジカルを活性化させ、高品質の膜を被処
理基板の表面へ製膜させる工程と、を具備することを特
徴とする。
A method for continuously using a substrate surface heater for PCVD according to the present invention comprises the steps of arranging a strip-shaped heater element such as a mesh or parallel parallel wire between an electrode and a substrate to be processed. And supplying a reactive gas between the electrode and the substrate to be processed and applying a high-frequency voltage to convert the reactive gas into plasma, and heating the surface of the substrate to be processed by the heater element to remove radicals in the plasma on the substrate surface. Activating and forming a high-quality film on the surface of the substrate to be processed, and winding the heater element with the film-forming component adhered in the generated plasma, and replacing it with a new one that has not yet been exposed to the plasma. Supplying a simple heater element between the electrode and the substrate to be processed, supplying a reactive gas between the electrode and the substrate to be processed, and applying a high frequency voltage to the reactive element. And heating the substrate surface by the new heater element to activate radicals in the substrate surface plasma to form a high quality film on the surface of the substrate. It is characterized by the following.

【0006】このように帯状ヒータエレメントを所定長
ずつ送給することを繰り返すことによりヒータの交換頻
度が少なくなるので、製造コストおよびメンテナンスコ
ストが低減すると共に、製膜室コンディションが長期安
定化する。
[0006] By repeating the feeding of the belt-shaped heater element by a predetermined length in this manner, the frequency of replacement of the heater is reduced, so that the manufacturing cost and the maintenance cost are reduced, and the condition of the film forming chamber is stabilized for a long time.

【0007】本発明に係るPCVD用基板表面加熱ヒー
タの連続使用方法は、網状または平行並列ワイヤ状等の
ヒータエレメントを電極と被処理基板との間に配置する
工程と、電極と被処理基板との間に反応性ガスを供給す
るとともに高周波電圧を印可して反応性ガスをプラズマ
化し、前記ヒータエレメントにより被処理基板表面を加
熱して基板表面プラズマ中のラジカルを活性化させ、高
品質の膜を被処理基板の表面へ製膜させる工程と、非プ
ラズマ生成時に製膜室と予備室とを連通させ、製膜成分
が付着したヒータエレメントを製膜室から予備室に搬出
し、これに代えてプラズマに未だ曝されていない新たな
ヒータエレメントを予備室から製膜室に搬入し、これを
電極と被処理基板との間に交換配置する工程と、電極と
被処理基板との間に反応性ガスを供給するとともに高周
波電圧を印可して反応性ガスをプラズマ化し、前記新た
なヒータエレメントにより被処理基板表面を加熱して基
板表面プラズマ中のラジカルを活性化させ、高品質の膜
を被処理基板の表面へ製膜させる工程と、を具備するこ
とを特徴とする。
A method of continuously using a substrate surface heater for PCVD according to the present invention includes a step of arranging a heater element, such as a mesh or parallel parallel wire, between an electrode and a substrate to be processed. A reactive gas is supplied during the reaction and a high-frequency voltage is applied to turn the reactive gas into plasma, and the surface of the substrate to be processed is heated by the heater element to activate radicals in the plasma on the substrate surface. And forming a film on the surface of the substrate to be processed, and connecting the film forming chamber and the preparatory chamber during non-plasma generation, carrying out the heater element with the film forming components from the film forming chamber to the preparatory chamber, and replacing the element. Transporting a new heater element not yet exposed to the plasma from the preliminary chamber to the film forming chamber and replacing it between the electrode and the substrate to be processed; A reactive gas is supplied and a high-frequency voltage is applied to convert the reactive gas into plasma.The surface of the substrate to be processed is heated by the new heater element to activate radicals in the plasma on the substrate surface, thereby forming a high-quality film. Forming a film on the surface of the substrate to be processed.

【0008】本発明に係るPCVD用ラジカルヒータの
連続使用方法は、網状または平行並列ワイヤ状等のヒー
タエレメントを電極と被処理基板との間に配置する工程
と、電極と被処理基板との間に反応性ガスを供給すると
ともに高周波電圧を印可して反応性ガスをプラズマ化
し、前記ヒータエレメントにより被処理基板表面を加熱
して基板表面プラズマ中のラジカルを活性化させ、高品
質の膜を被処理基板の表面へ製膜させる工程と、非プラ
ズマ生成時に前記ヒータエレメントを強制的に冷却する
ことにより熱膨張差を利用して表面付着した製膜成分を
前記ヒータエレメントから除去する工程と、再度、電極
と被処理基板との間に反応性ガスを供給するとともに高
周波電圧を印可して反応性ガスをプラズマ化し、前記ヒ
ータエレメントにより被処理基板表面を加熱して基板表
面プラズマ中のラジカルを活性化させ、高品質の膜を被
処理基板の表面へ製膜させる工程と、を具備することを
特徴とする。
A method for continuously using a radical heater for PCVD according to the present invention includes a step of disposing a heater element, such as a net-like or parallel-parallel wire, between an electrode and a substrate to be processed, A reactive gas is supplied to the substrate and a high-frequency voltage is applied to convert the reactive gas into plasma. The surface of the substrate to be processed is heated by the heater element to activate radicals in the plasma on the substrate surface, thereby forming a high quality film. A step of forming a film on the surface of the processing substrate, and a step of removing the film-forming component adhered to the surface using the difference in thermal expansion by forcibly cooling the heater element during non-plasma generation from the heater element. And supplying a reactive gas between the electrode and the substrate to be processed and applying a high-frequency voltage to convert the reactive gas into a plasma. Activating the radicals in the substrate surface plasma by heating the surface of the treatment substrate, characterized by comprising the step of film formation of high quality films to the surface of the substrate, the.

【0009】この場合に、水素ガスを吹き付けてヒータ
エレメントを強制冷却することが望ましい。また、反応
性ガスを供給するためのガス供給機構から水素ガスを上
記ヒータエレメントに吹き付けることが望ましい。一
方、反応性ガスを供給するためのガス供給機構以外の他
のノズルから水素ガスをヒータエレメントに吹き付ける
ようにしてもよい。さらに、熱電変換素子を用いて上記
ヒータエレメントを強制冷却するようにしてもよい。
In this case, it is desirable to forcibly cool the heater element by blowing hydrogen gas. Further, it is desirable that hydrogen gas be blown onto the heater element from a gas supply mechanism for supplying a reactive gas. On the other hand, hydrogen gas may be blown to the heater element from a nozzle other than the gas supply mechanism for supplying the reactive gas. Further, the heater element may be forcibly cooled using a thermoelectric conversion element.

【0010】また、上記冷却手段の2つ又はそれ以上を
組み合わせて用いることができる。すなわち、反応性ガ
スを供給するためのガス供給機構から水素ガスをヒータ
エレメントに吹き付けるとともに、熱電変換素子を用い
てヒータエレメントを強制冷却するようにしてもよい。
Further, two or more of the above cooling means can be used in combination. That is, hydrogen gas may be blown from a gas supply mechanism for supplying a reactive gas to the heater element, and the heater element may be forcibly cooled using a thermoelectric conversion element.

【0011】なお、ヒータエレメントの強制冷却に用い
るガスには、工業的に純粋な水素ガスを用いることが最
適である。
It is best to use industrially pure hydrogen gas as the gas used for forced cooling of the heater element.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しながら
本発明の種々の好ましい実施の形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Various preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0013】(第1の実施形態)図1および図3を参照
しながら第1の実施形態の装置について説明する。プラ
ズマCVD装置1はガラス基板3を所定の目標温度に加
熱するための基板加熱用ヒータ2を備えている。このヒ
ータ2は両面加熱型とすることも可能であり、この場合
は図示しない他面側にも基板3が保持されている。各基
板3は例えば図示しないポジショナーによりヒータ2の
加熱面にそれぞれ押し付け保持されている。なお、ヒー
タ2は接地されている。
(First Embodiment) An apparatus according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. The plasma CVD apparatus 1 includes a substrate heating heater 2 for heating the glass substrate 3 to a predetermined target temperature. The heater 2 may be of a double-sided heating type. In this case, the substrate 3 is held on the other side (not shown). Each substrate 3 is pressed and held against the heating surface of the heater 2 by, for example, a positioner (not shown). Note that the heater 2 is grounded.

【0014】ラダー電極5がヒータ2上の基板3に対面
するように配置されている。ラダー電極5には高周波電
源(図示せず)が接続されている。高周波電源は制御器
16のマッチング回路(図示せず)により動作が制御さ
れるようになっている。この高周波電源は13.56〜
100MHzの高周波電力(電圧)を電極5に印可し、
電極5と基板3との間にプラズマを生じさせるようにな
っている。
A ladder electrode 5 is arranged so as to face the substrate 3 on the heater 2. The ladder electrode 5 is connected to a high frequency power supply (not shown). The operation of the high frequency power supply is controlled by a matching circuit (not shown) of the controller 16. This high frequency power supply is 13.56 ~
100 MHz high frequency power (voltage) is applied to the electrode 5,
Plasma is generated between the electrode 5 and the substrate 3.

【0015】さらに、ガス供給機構6が電極5の背面側
に配置され、更にガス供給機構6の背面に防着板7が配
置されている。ガス供給機構6の配管は図示しないガス
供給源に連通接続され、反応性ガスとしてシランを主成
分とするプロセスガスが供給されるようになっている。
Further, a gas supply mechanism 6 is arranged on the back side of the electrode 5, and further, a deposition preventing plate 7 is arranged on the back side of the gas supply mechanism 6. The piping of the gas supply mechanism 6 is connected to a gas supply source (not shown) so that a process gas containing silane as a main component is supplied as a reactive gas.

【0016】基板3と電極5との相互間距離は20〜4
0mmに設定され、基板3とガス供給機構6との相互間
距離は例えば40〜90mmに設定されている。プラズ
マは基板3と電極5とで挟まれた狭い領域に生成される
ようになっている。この狭い領域にヒータエレメント4
aを有する基板表面加熱ヒータ4が配置され、図示しな
い電源から給電されて発熱するようになっている。
The distance between the substrate 3 and the electrode 5 is 20 to 4
The distance between the substrate 3 and the gas supply mechanism 6 is set to, for example, 40 to 90 mm. The plasma is generated in a narrow area sandwiched between the substrate 3 and the electrode 5. In this narrow area, the heater element 4
A substrate surface heater 4 having a is disposed, and is supplied with power from a power source (not shown) to generate heat.

【0017】ヒータエレメント4aは、例えば網目の粗
さが5〜20メッシュ程度の抵抗発熱する合金網からな
り、かつ帯状をなすものである。このような帯状ヒータ
エレメント4aはヒータ連続供給装置としてのモータ1
5の上下リール14にそれぞれ巻き付けられている。上
リール14は供給側にあたり、これからは基板3と電極
5とで挟まれた狭い領域に絶縁バー12を介してヒータ
エレメント4aが送給されるようになっている。下リー
ル14は回収側にあたり、これは製膜成分が付着した使
用済みのヒータエレメント4aを絶縁バー12を介して
巻き取るようになっている。
The heater element 4a is, for example, made of an alloy net that generates resistance heat with a mesh roughness of about 5 to 20 mesh and has a belt shape. Such a belt-shaped heater element 4a is provided with a motor 1 as a continuous heater supply device.
5 are wound around the upper and lower reels 14, respectively. The upper reel 14 corresponds to the supply side, and the heater element 4a is supplied to the narrow region between the substrate 3 and the electrode 5 via the insulating bar 12 from now on. The lower reel 14 corresponds to the collecting side, and winds up the used heater element 4 a to which the film forming component has adhered via the insulating bar 12.

【0018】各絶縁バー12は上下シリンダ13の軸1
3aにそれぞれ昇降可能に連結支持されている。これら
の上下シリンダ13によりヒータエレメント4aに付与
される張力が調整されるようになっている。なお、各シ
リンダ13および各モータ15の動作は制御器16によ
りそれぞれ制御されるようになっている。
Each of the insulating bars 12 is a shaft 1 of an upper and lower cylinder 13.
3a are connected and supported so as to be able to move up and down. The tension applied to the heater element 4a by the upper and lower cylinders 13 is adjusted. The operation of each cylinder 13 and each motor 15 is controlled by a controller 16.

【0019】上記装置を用いて基板3上に実際にアモル
ファスシリコン膜を形成し、基板表面加熱ヒーターの連
続使用を試みた。
An amorphous silicon film was actually formed on the substrate 3 using the above apparatus, and continuous use of a substrate surface heater was attempted.

【0020】被処理基板3として400mm×505m
mサイズのガラス基板を供試した。原料プロセスガスと
してシランガスを用いた。また、製膜雰囲気の圧力は0.
1〜0.03Torrとした。また、基板表面加熱ヒータに
よる加熱条件は、基板3の表面温度で100〜150℃
とした。
The substrate 3 to be processed is 400 mm × 505 m.
An m-size glass substrate was tested. Silane gas was used as a raw material process gas. Also, the pressure of the film formation atmosphere is 0.
1 to 0.03 Torr. The heating condition of the substrate surface heater is 100 to 150 ° C. at the surface temperature of the substrate 3.
And

【0021】このような製膜条件下で使用したところ、
ヒータエレメント4aの表面に製膜成分が付着してメッ
シュ開口率が低下してプロセスガスの通過量、基板表面
へ到達するラジカルの通過量が低下し、被処理基板表面
へ製膜される膜の膜質、膜厚分布に影響を与えるため、
これ以上は使用不可能となるまでに600回の製膜処理
を繰り返した。次いで、成分付着した使用済みのヒータ
エレメント4aを下リール14に巻き取るとともに、上
リール14から新たなヒータエレメント4aを基板3と
電極5との間の狭い領域に供給配置した。そして、上記
条件で製膜処理を更に600回繰り返した後に、再びヒ
ータエレメント4aの巻き取り交換を行なった。
When used under such film forming conditions,
The film forming component adheres to the surface of the heater element 4a, and the mesh opening ratio is reduced, so that the amount of process gas and the amount of radicals reaching the substrate surface are reduced. Because it affects the film quality and film thickness distribution,
The film forming process was repeated 600 times before the film could not be used any more. Next, the used heater element 4 a to which the components were attached was wound around the lower reel 14, and a new heater element 4 a was supplied from the upper reel 14 to a narrow area between the substrate 3 and the electrode 5. Then, after the film forming process was further repeated 600 times under the above conditions, the winding and replacement of the heater element 4a were performed again.

【0022】本実施形態によれば、リール巻取方式とす
ることにより基板表面加熱ヒータを保守点検や交換する
ことなく、最長で3000回までの製膜処理を連続的に
繰り返すことができた。
According to the present embodiment, the film winding process can be continuously repeated up to 3000 times at the maximum without the maintenance and inspection or replacement of the substrate surface heater by employing the reel winding system.

【0023】(第2の実施形態)図2および図3を参照
しながら第2の実施形態の装置について説明する。な
お、本実施形態が上述の実施形態と共通する部分の説明
は省略する。この第2実施形態のPCVD装置1Aでは
製膜室10に連通可能な予備室20を用いて使用済みの
基板表面加熱ヒータ4を新品に交換するようにしてい
る。なお、基板表面加熱ヒータ4は、抵抗発熱体として
のヒータエレメント4aと、このヒータエレメント4a
を成形保持するとともに端子の役割をもつフレーム4b
を備えている。
(Second Embodiment) An apparatus according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. Note that description of parts common to the present embodiment with the above-described embodiment will be omitted. In the PCVD apparatus 1A of the second embodiment, the used substrate surface heater 4 is replaced with a new one by using the spare chamber 20 which can communicate with the film forming chamber 10. The substrate surface heater 4 includes a heater element 4a as a resistance heating element and a heater element 4a.
4b which forms and holds the frame and serves as a terminal
It has.

【0024】予備室20内には複数の予備の基板表面加
熱ヒータ4が収納されている。予備室20はシャッタ2
2で開閉される下部開口を有し、シャッタ22を開ける
と予備室20は製膜室10に連通するようになってい
る。予備室20のほうには図示しない搬送機構が設けら
れ、これにより使用済みの基板表面加熱ヒータ4が新品
のものに交換されるようになっている。
A plurality of spare substrate surface heaters 4 are housed in the spare chamber 20. The spare room 20 has the shutter 2
2 has a lower opening that can be opened and closed. When the shutter 22 is opened, the preliminary chamber 20 communicates with the film forming chamber 10. A transport mechanism (not shown) is provided in the preliminary chamber 20 so that the used substrate surface heater 4 can be replaced with a new one.

【0025】上述の第1実施形態と同じ製膜条件により
基板表面加熱ヒータ4を使用した結果、平均600回の
製膜処理した後に使用済みの基板表面加熱ヒータ4を新
品に交換した。なお、回収した使用済みヒータ4は図示
しない扉を介して予備室20から搬出した。
As a result of using the substrate surface heater 4 under the same film forming conditions as in the first embodiment described above, the used substrate surface heater 4 was replaced with a new one after an average of 600 film forming processes. The collected used heater 4 was carried out of the preliminary chamber 20 through a door (not shown).

【0026】本実施形態によれば、予備ヒータ交換方式
とすることにより基板表面加熱ヒータを保守点検や交換
することなく、最長で2000回までの製膜処理を連続
的に繰り返すことができた。
According to the present embodiment, by adopting the spare heater replacement method, the film forming process up to 2,000 times can be continuously repeated without maintenance and inspection or replacement of the substrate surface heater.

【0027】(第3の実施形態)図4を参照しながら第
3の実施形態の装置について説明する。なお、本実施形
態が上述の実施形態と共通する部分の説明は省略する。
この第3実施形態のPCVD装置1Bでは、ヒータエレ
メント4aに加熱/冷却の熱サイクルを与えることによ
り、付着した製膜成分をヒータエレメント4aから除去
するようにしている。加熱/冷却の熱サイクルはヒータ
エレメント4aを強制冷却することにより達成される。
すなわち、製膜モードからヒートサイクルモードに切り
替え、非製膜時において熱電変換素子30によりヒータ
エレメント4aを直接又は間接に電子冷却するととも
に、ガス供給機構6を利用してヒータエレメント4aに
水素ガスを吹付けて冷却する。熱電変換素子30にはぺ
ルティエ効果を利用する電子冷却素子を用いた。熱電変
換素子30はヒータエレメント4aを直接冷却するよう
にしてもよいし、フレーム4bを介して間接的に冷却す
るようにしてもよい。
(Third Embodiment) An apparatus according to a third embodiment will be described with reference to FIG. Note that description of parts common to the present embodiment with the above-described embodiment will be omitted.
In the PCVD apparatus 1B of the third embodiment, the attached film forming component is removed from the heater element 4a by giving a heating / cooling heat cycle to the heater element 4a. The heat cycle of heating / cooling is achieved by forcibly cooling the heater element 4a.
That is, the mode is switched from the film formation mode to the heat cycle mode, and the heater element 4a is directly or indirectly electronically cooled by the thermoelectric conversion element 30 during non-film formation, and hydrogen gas is supplied to the heater element 4a using the gas supply mechanism 6. Spray and cool. As the thermoelectric conversion element 30, an electronic cooling element utilizing the Peltier effect was used. The thermoelectric conversion element 30 may directly cool the heater element 4a or may indirectly cool the heater element 4a via the frame 4b.

【0028】なお、冷却ガスには水素ガスが最適であ
る。水素ガスは製膜成分を除去するクリーニング作用を
有するからである。
Hydrogen gas is most suitable as the cooling gas. This is because hydrogen gas has a cleaning action of removing film forming components.

【0029】このようにして製膜時に昇温したヒータエ
レメント4aを強制冷却することにより熱サイクルが生
じ、付着成分8がヒータエレメント4aから効率よく除
去される。
By thus forcibly cooling the heater element 4a which has been heated during film formation, a heat cycle is generated, and the adhered component 8 is efficiently removed from the heater element 4a.

【0030】本実施形態の方法によれば、平均1000
回までのヒータエレメント4aの連続使用が可能になっ
た。
According to the method of this embodiment, an average of 1000
The heater element 4a can be continuously used up to the number of times.

【0031】(第4の実施形態)図5を参照しながら第
4の実施形態の装置について説明する。なお、本実施形
態が上述の実施形態と共通する部分の説明は省略する。
この第4実施形態のPCVD装置1Cでは、プロセスガ
ス供給用のガス供給機構6とは異なる他の複数のガスノ
ズル40を用いてヒータエレメント4aを強制冷却し、
ヒータエレメント4aに加熱/冷却の熱サイクルを与え
ることにより、付着した製膜成分をヒータエレメント4
aから除去するようにしている。ガスノズル40はガス
の温度を調整する機構を備えた水素ガス供給源(図示せ
ず)に連通している。
(Fourth Embodiment) An apparatus according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. Note that description of parts common to the present embodiment with the above-described embodiment will be omitted.
In the PCVD apparatus 1C of the fourth embodiment, the heater element 4a is forcibly cooled by using a plurality of other gas nozzles 40 different from the gas supply mechanism 6 for supplying the process gas.
By applying a heat cycle of heating / cooling to the heater element 4a, the attached film forming component is removed from the heater element 4a.
a. The gas nozzle 40 is connected to a hydrogen gas supply source (not shown) provided with a mechanism for adjusting the temperature of the gas.

【0032】製膜モードからヒートサイクルモードに切
り替え、各ノズル40からの吹付けガスによりヒータエ
レメント4aを強制冷却すると、付着成分8がヒータエ
レメント4aから効率よく除去される。
When the mode is switched from the film forming mode to the heat cycle mode and the heater element 4a is forcibly cooled by the blowing gas from each nozzle 40, the adhering component 8 is efficiently removed from the heater element 4a.

【0033】なお、本実施形態のガスノズル40を上記
第3実施形態のペルティエ素子30と組み合わせて用い
るようにしてもよい。
The gas nozzle 40 of the present embodiment may be used in combination with the Peltier element 30 of the third embodiment.

【0034】なお、上記実施形態では400mm×50
5mmサイズの基板に製膜する場合について説明した
が、本発明はこれのみに限られることなく例えば100
0mm×1000mmサイズの大型基板に適用すること
も可能である。
In the above embodiment, 400 mm × 50
Although the case where a film is formed on a substrate having a size of 5 mm has been described, the present invention is not limited thereto.
It is also possible to apply to a large substrate of 0 mm × 1000 mm size.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、P
CVD装置において基板表面加熱ヒータを繰り返し連続
的に使用することができる。このため、製膜処理のスル
ープットが大幅に向上するとともに、製造コストおよび
メンテナンスコストが低減される。
As described in detail above, according to the present invention, P
In the CVD apparatus, the substrate surface heater can be used repeatedly and continuously. For this reason, the throughput of the film forming process is significantly improved, and the manufacturing cost and the maintenance cost are reduced.

【0036】また、製膜室開放によるメンテナンスが低
減する為、製膜室のコンディションを長期安定化できる
Further, since the maintenance due to the opening of the film forming chamber is reduced, the condition of the film forming chamber can be stabilized for a long time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係るPCVD用基板
表面加熱ヒータの連続使用方法に使用される装置の概要
を示す構成ブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of an apparatus used for a method for continuously using a substrate surface heater for PCVD according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施形態に係るPCVD用基板
表面加熱ヒータの連続使用方法に使用される装置の概要
を示す構成ブロック図。
FIG. 2 is a configuration block diagram showing an outline of an apparatus used for a method of continuously using a substrate surface heater for PCVD according to a second embodiment of the present invention.

【図3】プラズマCVD装置の概要斜視図。FIG. 3 is a schematic perspective view of a plasma CVD apparatus.

【図4】本発明の第3の実施形態に係るPCVD用基板
表面加熱ヒータの連続使用方法に使用される装置の概要
を示す構成ブロック図。
FIG. 4 is a configuration block diagram showing an outline of an apparatus used for a method for continuously using a PCVD substrate surface heater according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施形態に係るPCVD用基板
表面加熱ヒータの連続使用方法に使用される装置の概要
を示す構成ブロック図。
FIG. 5 is a configuration block diagram showing an outline of an apparatus used for a method for continuously using a PCVD substrate surface heater according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1A,1B,1C…PCVD装置、2…基板加熱用
ヒータ、3…基板、4…基板表面加熱ヒータ、4a…ヒ
ータエレメント(メッシュ)、4b…フレーム、5…電
極、6…ガス供給機構、7…防着板、8…付着異物、1
0…製膜室、12…絶縁ローラ、13…シリンダ、14
…リール、15…モータ、16…制御器、20…予備
室、22…シャッタ、30…熱電変換素子(ペルティエ
素子)、40…ガスノズル。
1, 1A, 1B, 1C: PCVD apparatus, 2: heater for substrate heating, 3: substrate, 4: substrate surface heater, 4a: heater element (mesh), 4b: frame, 5: electrode, 6: gas supply mechanism , 7: anti-adhesion plate, 8: attached foreign matter, 1
0: film forming chamber, 12: insulating roller, 13: cylinder, 14
... Reel, 15 ... Motor, 16 ... Controller, 20 ... Preparatory room, 22 ... Shutter, 30 ... Thermoelectric conversion element (Peltier element), 40 ... Gas nozzle.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青井 辰史 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 笹川 英四郎 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 縄田 芳一 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 Fターム(参考) 3F064 AA06 CA01 FA04 4K030 FA03 KA24 KA25 KA26 KA45 4M104 BB01 DD44 5F045 AA08 AB04 AC01 AD05 AE17 AE19 AF07 BB08 BB10 EB08 EH04 EJ06 EJ08 EJ10 EK07 EK08  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tatsufumi Aoi 1-1, Akunoura-cho, Nagasaki City, Nagasaki Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagasaki Shipyard (72) Inventor Eishiro Sasakawa 1-1-1, Akunoura-cho, Nagasaki City, Nagasaki Prefecture Inside Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagasaki Shipyard (72) Inventor Yoshikazu Nawata 1-1, Akunoura-cho, Nagasaki City, Nagasaki Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagasaki Shipyard F-term (reference) 3F064 AA06 CA01 FA04 4K030 FA03 KA24 KA25 KA26 KA45 4M104 BB01 DD44 5F045 AA08 AB04 AC01 AD05 AE17 AE19 AF07 BB08 BB10 EB08 EH04 EJ06 EJ08 EJ10 EK07 EK08

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 網状または平行並列ワイヤ状等の帯状の
ヒータエレメントを電極と被処理基板との間に配置する
工程と、 電極と被処理基板との間に反応性ガスを供給するととも
に高周波電圧を印可して反応性ガスをプラズマ化し、前
記ヒータエレメントにより被処理基板表面を加熱して基
板表面プラズマ中のラジカルを活性化させ、高品質の膜
を被処理基板の表面へ製膜させる工程と、 生成プラズマ中にて製膜成分が付着したヒータエレメン
トを巻取り、これに代えてプラズマに未だ曝されていな
い新たなヒータエレメントを電極と被処理基板との間に
供給配置する工程と、 電極と被処理基板との間に反応性ガスを供給するととも
に高周波電圧を印可して反応性ガスをプラズマ化し、前
記新たなヒータエレメントにより被処理基板表面を加熱
して基板表面プラズマ中のラジカルを活性化させ、高品
質の膜を被処理基板の表面へ製膜させる工程と、を具備
することを特徴とするPCVD用基板表面加熱ヒータの
連続使用方法。
1. A step of arranging a strip-shaped heater element such as a mesh or parallel parallel wire between an electrode and a substrate, supplying a reactive gas between the electrode and the substrate, and applying a high-frequency voltage Applying a plasma to the reactive gas, heating the substrate surface to be processed by the heater element to activate radicals in the substrate surface plasma, and forming a high-quality film on the surface of the substrate to be processed. Winding the heater element having the film-forming component attached thereto in the generated plasma, and supplying and arranging a new heater element which is not yet exposed to the plasma between the electrode and the substrate to be processed; A reactive gas is supplied between the substrate and the substrate to be processed, and a high-frequency voltage is applied to convert the reactive gas into plasma, and the surface of the substrate to be processed is heated by the new heater element. Activating the radicals in the plasma on the substrate surface to form a high-quality film on the surface of the substrate to be processed.
【請求項2】 網状または平行並列ワイヤ状等のヒータ
エレメントを電極と被処理基板との間に配置する工程
と、 電極と被処理基板との間に反応性ガスを供給するととも
に高周波電圧を印可して反応性ガスをプラズマ化し、前
記ヒータエレメントにより被処理基板表面を加熱して基
板表面プラズマ中のラジカルを活性化させ、高品質の膜
を被処理基板の表面へ製膜させる工程と、 非プラズマ生成時に製膜室と予備室とを連通させ、製膜
成分が付着したヒータエレメントを製膜室から予備室に
搬出し、これに代えてプラズマに未だ曝されていない新
たなヒータエレメントを予備室から製膜室に搬入し、こ
れを電極と被処理基板との間に交換配置する工程と、 電極と被処理基板との間に反応性ガスを供給するととも
に高周波電圧を印可して反応性ガスをプラズマ化し、前
記新たなヒータエレメントにより被処理基板表面を加熱
して基板表面プラズマ中のラジカルを活性化させ、高品
質の膜を被処理基板の表面へ製膜させる工程と、を具備
することを特徴とするPCVD用基板表面加熱ヒータの
連続使用方法。
2. A step of disposing a heater element, such as a mesh or parallel parallel wire, between an electrode and a substrate, supplying a reactive gas between the electrode and the substrate and applying a high-frequency voltage. Reacting the reactive gas into plasma, heating the substrate surface by the heater element to activate radicals in the substrate surface plasma, and forming a high-quality film on the surface of the substrate. When plasma is generated, the film forming chamber and the preparatory chamber are communicated with each other, and the heater element with the film forming components is carried out of the film forming chamber to the preparatory chamber, and a new heater element not yet exposed to the plasma is preliminarily replaced. A process of carrying the film from the chamber to the film forming chamber and replacing it between the electrode and the substrate to be processed; supplying a reactive gas between the electrode and the substrate to be processed; Converting the gas into plasma, heating the substrate surface by the new heater element to activate radicals in the substrate surface plasma, and forming a high-quality film on the surface of the substrate to be processed. A method for continuously using a substrate surface heater for PCVD.
【請求項3】 網状または平行並列ワイヤ状等のヒータ
エレメントを電極と被処理基板との間に配置する工程
と、 電極と被処理基板との間に反応性ガスを供給するととも
に高周波電圧を印可して反応性ガスをプラズマ化し、前
記ヒータエレメントにより被処理基板表面を加熱して基
板表面プラズマ中のラジカルを活性化させ、高品質の膜
を被処理基板の表面へ製膜させる工程と、 非プラズマ生成時に前記ヒータエレメントを強制的に冷
却することにより熱膨張差を利用して表面付着した製膜
成分を前記ヒータエレメントから除去する工程と、 再度、電極と被処理基板との間に反応性ガスを供給する
とともに高周波電圧を印可して反応性ガスをプラズマ化
し、前記ヒータエレメントにより被処理基板表面を加熱
して基板表面プラズマ中のラジカルを活性化させ、高品
質の膜を被処理基板の表面へ製膜させる工程と、 を具備することを特徴とするPCVD用基板表面加熱ヒ
ータの連続使用方法。
3. A step of arranging a heater element, such as a mesh or parallel parallel wire, between an electrode and a substrate, supplying a reactive gas between the electrode and the substrate and applying a high-frequency voltage. Reacting the reactive gas into plasma, heating the substrate surface by the heater element to activate radicals in the substrate surface plasma, and forming a high-quality film on the surface of the substrate. Removing the film-forming components adhered to the surface from the heater element by utilizing the difference in thermal expansion by forcibly cooling the heater element at the time of plasma generation; and reacting again between the electrode and the substrate to be processed. The reactive gas is turned into plasma by supplying a gas and applying a high-frequency voltage, and the surface of the substrate to be processed is heated by the heater element, thereby causing the A method of activating the substrate and forming a high-quality film on the surface of the substrate to be processed.
【請求項4】 水素ガスを吹き付けて上記ヒータエレメ
ントを強制冷却することを特徴とする請求項3記載のP
CVD用基板表面加熱ヒータの連続使用方法。
4. The P according to claim 3, wherein said heater element is forcibly cooled by blowing hydrogen gas.
A method of continuously using a substrate surface heater for CVD.
【請求項5】 上記反応性ガスを供給するためのガス供
給機構から水素ガスを上記ヒータエレメントに吹き付け
ることを特徴とする請求項4記載のPCVD用基板表面
加熱ヒータの連続使用方法。
5. The method for continuously using a substrate surface heater for PCVD according to claim 4, wherein hydrogen gas is blown from said gas supply mechanism for supplying said reactive gas to said heater element.
【請求項6】 上記反応性ガスを供給するためのガス供
給機構以外の他のノズルから水素ガスを上記ヒータエレ
メントに吹き付けることを特徴とする請求項4記載のP
CVD用基板表面加熱ヒータの連続使用方法。
6. The P according to claim 4, wherein hydrogen gas is blown to the heater element from a nozzle other than a gas supply mechanism for supplying the reactive gas.
A method of continuously using a substrate surface heater for CVD.
【請求項7】 熱電変換素子を用いて上記ヒータエレメ
ントを強制冷却することを特徴とする請求項3記載のP
CVD用基板表面加熱ヒータの連続使用方法。
7. The P according to claim 3, wherein said heater element is forcibly cooled using a thermoelectric conversion element.
A method of continuously using a substrate surface heater for CVD.
【請求項8】 上記反応性ガスを供給するためのガス供
給機構から水素ガスを上記ヒータエレメントに吹き付け
るとともに、熱電変換素子を用いて上記ヒータエレメン
トを強制冷却することを特徴とする請求項3記載のPC
VD用基板表面加熱ヒータの連続使用方法。
8. The method according to claim 3, wherein a hydrogen gas is blown from a gas supply mechanism for supplying the reactive gas to the heater element, and the heater element is forcibly cooled using a thermoelectric conversion element. PC
How to use VD substrate surface heater continuously.
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