JP2002080968A - Ｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の貫通孔を有する導電性隔壁部によって
真空容器の内部がプラズマ生成空間と成膜処理空間とに
隔離され、プラズマ生成空間で生成された活性種が隔壁
部の貫通孔を通してのみ成膜処理空間に導入されると共
に、隔壁部に外部から供給された材料ガスが、プラズマ
生成空間から隔離されかつ成膜処理空間と複数の拡散孔
を介して通じている隔壁部の内部空間及び前記拡散孔を
介して成膜処理空間に導入され、このように成膜処理空
間に導入された活性種と材料ガスとで、基板に成膜を行
うＣＶＤ装置において、プラズマの安定性を高め、高い
製品歩留まりを維持し、かつ安定的に連続稼動でき、大
面積にわたり膜厚及び膜質が均一な成膜を可能ならしめ
るＣＶＤ装置を提供する。 【解決手段】 導電性隔壁部（１４）の貫通孔（２５）
を、成膜処理空間（１６）側の孔径が、プラズマ生成空
間（１５）側の孔径と同等、又は、大きくなるように形
成することによって課題を解決した。また、貫通孔（２
５）を、導電性隔壁部（１４）から独立した構造体（３
０）によって形成して課題を解決した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は化学蒸着（ Chemica
l Vapor Deposition）（本明細書において「ＣＶＤ」と
表す）に関し、特に、大型のフラットパネル基板への成
膜に適したＣＶＤ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】大型の液晶ディスプレイの作製方法とし
て、従来、高温ポリシリコン型ＴＦＴ（薄膜トランジス
タ）を利用するものと、低温ポリシリコン型ＴＦＴを利
用するものとが知られている。高温ポリシリコン型ＴＦ
Ｔを利用する作製方法では、高品質な酸化膜を得るため
に、１０００℃以上の高温に耐える石英基板が使用され
ていた。これに対して低温ポリシリコン型ＴＦＴの作製
においては、通常のＴＦＴ用ガラス基板を使用するた
め、低温環境（例えば４００℃）で成膜を行う必要があ
る。低温ポリシリコン型ＴＦＴを利用して液晶ディスプ
レイを製作する方法は、特別な基板を使用する必要がな
く、成膜条件の設定が簡単であるという利点を有し、近
年実用化され、その生産量は拡大しつつある。

【０００３】低温ポリシリコン型ＴＦＴを利用する液晶
ディスプレイの作製で、低温でゲート絶縁膜として適当
なシリコン酸化膜を成膜する場合、プラズマＣＶＤが使
用される。

【０００４】このプラズマＣＶＤでシリコン酸化膜を成
膜する際、代表的な材料ガスとしてはシラン、テトラエ
トキシシラン（ＴＥＯＳ）などが使用される。

【０００５】材料ガスとしてシラン等を使用しプラズマ
によるＣＶＤでシリコン酸化膜を成膜する場合、従来の
プラズマＣＶＤ装置によれば、基板の前面空間に材料ガ
スと酸素などを導入し、材料ガスと酸素の混合ガスでプ
ラズマを生成し、当該プラズマに対して基板を晒すこと
により、当該基板の表面上にシリコン酸化膜を形成する
ようにしていた。このように従来のプラズマＣＶＤ装置
では、材料ガスは、プラズマＣＶＤ装置内に生成された
プラズマ中に直接的に供給するように構成されていた。
このため、従来のプラズマＣＶＤ装置の構成によれば、
基板の前面空間に存在するプラズマから基板の成膜面に
対して高エネルギーのイオンが入射し、シリコン酸化膜
にダメージを与え、膜特性が悪化するという問題が存在
した。さらにプラズマ中に材料ガスが直接的に導入され
るため、材料ガスとプラズマが激しく反応してパーティ
クルが発生し、これによって歩留まりが低下するという
問題もあった。

【０００６】そこで、上記問題を解決するため、先の出
願である特開２０００−３４５３４９号により、従来か
らある遠隔プラズマ方式のＣＶＤ装置の改善が試みら
れ、新たなＣＶＤ装置が提案されている。

【０００７】この特開２０００−３４５３４９号で提案
されたＣＶＤ装置は、真空容器内でプラズマを生成して
活性種（ラジカル）を発生させ、この活性種と材料ガス
で基板に成膜処理を行う装置である。真空容器には、真
空容器の内部を二室に隔離する導電性の隔壁部が設けら
れている。これらの２室のうち、一方の室の内部は高周
波電極が配置されたプラズマ生成空間として形成され、
他方の室の内部は基板を搭載する基板保持機構が配置さ
れた成膜処理空間として形成される。この導電性隔壁部
は、プラズマ生成空間と成膜処理空間を通じさせる複数
の貫通孔を有していると共に、プラズマ生成空間と隔離
され、かつ成膜処理空間と複数の拡散孔を介して通じて
いる内部空間を有している。この導電性隔壁部の内部空
間に外部から供給された材料ガスが、複数の拡散孔を通
して前記成膜処理空間に導入される。一方、プラズマ生
成空間で生成された活性種は、導電性隔壁部に形成され
た複数の貫通孔を通して成膜処理空間に導入される。こ
こで、前記の貫通孔及び拡散孔の大きさ（長さ及び径
等）・構造は、貫通孔に関しては成膜処理空間に導入さ
れた材料ガスがプラズマ生成空間に逆拡散しないような
大きさ（長さ及び径等）・構造に、拡散孔に関しては成
膜処理空間に導入された活性種が導電性隔壁部の内部空
間に逆拡散しないような大きさ（長さ及び径等）・構造
にされている。

【０００８】この特開２０００−３４５３４９号で提案
されたＣＶＤ装置によって、ガラス基板上に成膜された
シリコン酸化膜の膜特性の悪化を防止し、製品の歩留ま
りの改善を図ることができた。

【０００９】しかし、特開２０００−３４５３４９号で
提案されたＣＶＤ装置によって、３７０ｍｍ×４７０ｍ
ｍというような大面積のガラス基板上にシリコン酸化膜
を成膜すると、シリコン酸化膜の膜厚、膜質ともに、そ
れらの均一さの面において不十分となることがあった。
これは、図５に拡大して図示した特開２０００−３４５
３４９号で提案したＣＶＤ装置の導電性隔壁部１４にお
いては、導電性隔壁部１４により分割されたプラズマ生
成空間１５側と成膜処理空間１６側とを通じさせる貫通
孔２５のプラズマ生成空間１５側の開口部の内部空間３
２で、局在的な異常放電（ホローカソード放電）が誘発
されることによりプラズマが不安定な状態になることが
あったためと考えられる。

【００１０】又、上記のように大面積基板上に成膜され
たシリコン酸化膜の膜質、膜厚の均一性を左右する導電
性隔壁部の貫通孔は、材料ガスが充満した導電性隔壁部
の内部空間からのガス漏れの防止や、貫通孔部での異常
放電の防止、更に、良好な中性の励起種の輸送等を実現
させる重要な機能をもたせるため、製作上、精巧さが最
も要求される部分である。

【００１１】そこで、特開２０００−３４５３４９号で
提案されたＣＶＤ装置に対して、基板上に成膜される膜
厚の均一性向上といった性能面はもとより、最適な貫通
孔の構造、及び、作製手段の充分な検討を加える余地が
残されていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低温
ポリシリコン型ＴＦＴを利用した大型液晶ディスプレイ
の作製等で、プラズマを利用するＣＶＤに基づき、シラ
ン等の材料ガスを用いてシリコン酸化膜等を大面積基板
に成膜する場合において、材料ガスのプラズマ生成領域
への逆拡散などを防止した特開２０００−３４５３４９
号で新たに提案した前述のＣＶＤ装置に対し、プラズマ
の安定性を高めることで、高い製品歩留まりを維持し、
かつ安定的に連続稼動できることにより、大面積にわた
り膜厚及び膜質が均一な成膜を可能ならしめるＣＶＤ装
置を提供することにある。

【００１３】さらに、材料ガスが充満した導電性隔壁部
からのガス漏れの防止、プラズマ生成空間側から成膜処
理空間側へ通じる貫通孔部での異常放電の防止、プラズ
マ生成空間側からの効率的な中性の励起種の輸送等、貫
通孔を中心とした導電性隔壁部がはたすべき多くの機能
を安定的に維持できるＣＶＤ装置を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るＣＶＤ装置
は、上記目的を達成するため次の構造をとる。

【００１５】つまり、本発明に係るＣＶＤ装置は、真空
容器内でプラズマを生成して活性種を発生させ、この活
性種と材料ガスで基板に成膜を行うＣＶＤ装置である。
真空容器にはその内部を二室に隔離する導電性隔壁部が
真空容器内に設けられており、隔離された前記二室のう
ち、一方の室の内部は高周波電極が配置されたプラズマ
生成空間として、他方の室の内部は基板を搭載する基板
保持機構が配置された成膜処理空間としてそれぞれ形成
されている。前記導電性隔壁部は、前記プラズマ生成空
間と前記成膜処理空間を通じさせる複数の貫通孔を有し
ていると共に、前記プラズマ生成空間から隔離されかつ
前記成膜処理空間と複数の拡散孔を介して通じている内
部空間を有している。そして、前記導電性隔壁部の内部
空間に外部から供給された材料ガスが前記複数の拡散孔
を通して前記成膜処理空間に導入され、前記高周波電極
に高周波電力を与えて前記プラズマ生成空間でプラズマ
放電を発生させることにより前記プラズマ生成空間で生
成された前記活性種が、前記導電性隔壁部の複数の貫通
孔を通して前記成膜処理空間に導入されるＣＶＤ装置で
ある。

【００１６】このＣＶＤ装置では、酸素ガスを利用して
プラズマを生成し、シラン等の材料ガスを用いて基板の
表面に薄膜を堆積する構成において、処理室である真空
容器の内部空間を、導電性隔壁部で隔離することによっ
て、プラズマを生成するプラズマ生成空間と成膜処理空
間とに分離し、成膜処理空間に配置された基板の処理表
面がプラズマに晒されない構成が採用されている。また
導電性隔壁部によって隔離されていることから、成膜処
理空間に導入された材料ガスがプラズマ生成空間側に移
動することが十分に制限される。すなわち、導電性隔壁
部には複数の貫通孔が形成され、導電性隔壁部の両側の
プラズマ生成空間と成膜処理空間は貫通孔を通してのみ
つながっているが、当該貫通孔に関しては、成膜処理空
間に導入された材料ガスがプラズマ生成空間側に逆拡散
するのを防ぐ大きさ・構造が採用されている。

【００１７】この貫通孔に適用されている大きさ・構造
は、先の出願である特開２０００−３４５３４９号にお
いて提案しているｕＬ／Ｄ＞１の条件を満たすものであ
る。ここで、ｕは、貫通孔内でのガス流速、すなわち、
プラズマ生成空間に導入され、活性種を生成して成膜に
寄与するガス、例えば酸素ガスの貫通孔内での流速を表
すものである。また、Ｌは、図３、図４に図示している
ように、実質的な貫通孔の長さを表すものである。な
お、この場合、Ｌは貫通孔の直径が最小の部分における
貫通孔の長さである。更に、Ｄは、相互ガス拡散係数、
すなわち２種のガス（材料ガス、例えば、シランガス
と、プラズマ生成空間に導入され、活性種を生成して成
膜に寄与するガス、例えば酸素ガス）の相互ガス拡散係
数を表すものである。なお、拡散孔にも、導電性隔壁部
の内部空間に外部から供給され拡散孔を通して成膜処理
空間に導入されている材料ガスの拡散孔内での流速をｕ
としたときに（但し、希釈ガスがある場合には、材料ガ
スと希釈ガスとの混合ガスの拡散孔内での流速をｕとし
たときに）、貫通孔に適用されている前記条件（ｕＬ／
Ｄ＞１）が適用されるようにしておけば、成膜処理空間
に導入された活性種が、隔壁部の内部空間内へ逆拡散す
ることを防止する上で効果的であり、本発明のＣＶＤ装
置における隔壁部の貫通孔、拡散孔は、前記の条件を満
たすようにして形成されている。

【００１８】本発明のＣＶＤ装置の特徴は、前述したＣ
ＶＤ装置において、前記貫通孔は、成膜処理空間側の孔
径が、プラズマ生成空間側の孔径と同等、又は、大きく
なるように形成されている点にある。

【００１９】ここで、成膜処理空間側の孔径が、プラズ
マ生成空間側の孔径と同等、又は、大きくなるように形
成されている貫通孔の形状としては、プラズマ生成空間
側から成膜処理空間側に向う円筒状の形状、又は、プラ
ズマ生成空間側から成膜処理空間側に向かう円筒状部分
と当該円筒状部分に連続して拡径する円錐状部分とから
なる形状などを採用することができる。

【００２０】前記貫通孔を前記のような特徴的な形状に
することによって、ホローカソード放電の条件を満たす
部分を排除できる。そこで、プラズマの安定性を高める
と共に、プラズマ生成空間側から成膜処理空間側へ通じ
る貫通孔部のプラズマ生成空間側での異常放電を防止で
き、プラズマ生成空間側からの効率的な中性の励起種の
輸送を図ることができる。また、高い製品歩留まりを維
持しつつ、安定的に連続稼動できることにより、大面積
にわたり膜厚及び膜質が均一な成膜を可能ならしめるＣ
ＶＤ装置を提供することができる。

【００２１】なお、前記本発明のＣＶＤ装置において、
前記貫通孔は、前記導電性隔壁部から独立した構造体に
よって形成することができる。

【００２２】これによって、前述した作用に加えて、貫
通孔が独立の構造体として導電性隔壁部の内部空間と隔
絶されるため、材料ガスが充満した導電性隔壁部の内部
空間から貫通孔へのガス漏れ防止が図られたＣＶＤ装置
を提供することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００２４】図１、図２を参照して本発明に係るＣＶＤ
装置の実施形態を説明する。図１、図２において、この
ＣＶＤ装置では、好ましくはシランを材料ガスとして使
用し、通常のＴＦＴ用ガラス基板１１の上面にシリコン
酸化膜をゲート絶縁膜として成膜する。ＣＶＤ装置の容
器１２は、成膜処理を行う際、排気機構１３によってそ
の内部が所望の真空状態に保持される真空容器である。
排気機構１３は真空容器１２に形成された排気ポート１
２ｂ−１に接続されている。

【００２５】真空容器１２の内部には、水平な状態で導
電性部材で作られた隔壁部１４が設けられており、平面
形状が例えば矩形の隔壁部１４は、その周縁部が導電材
固定部２２の下面に押さえ付けられて密閉状態を形成す
るように配置されている。

【００２６】こうして、真空容器１２の内部は隔壁部１
４によって上下の２つの室に隔離されて、上側の室はプ
ラズマ生成空間１５を形成し、下側の室は成膜処理空間
１６を形成する。隔壁部１４は、所望の特定の厚みを有
し、かつ全体的に平板状の形態を有し、さらに真空容器
１２の水平断面形状に類似した平面形状を有する。隔壁
部１４には内部空間２４が形成されている。

【００２７】ガラス基板１１は、成膜処理空間１６に設
けられた基板保持機構１７の上に配置されている。ガラ
ス基板１１は隔壁部１４に実質的に平行であって、その
成膜面（上面）が隔壁部１４の下面に対向するように配
置されている。

【００２８】基板保持機構１７の電位は真空容器１２と
同じ電位である接地電位４１に保持される。さらに基板
保持機構１７の内部にはヒータ１８が設けられている。
このヒータ１８によってガラス基板１１の温度は所定の
温度に保持される。

【００２９】真空容器１２の構造を説明する。真空容器
１２は、その組立て性を良好にする観点から、プラズマ
生成空間１５を形成する上容器１２ａと、成膜処理空間
１６を形成する下容器１２ｂとから構成される。上容器
１２ａと下容器１２ｂを組み合わせて真空容器１２を作
るとき、両者の間の位置に隔壁部１４が設けられる。隔
離部１４は、その周縁部が、真空容器１２と同電位の導
電材固定部２２に接触するようにして取り付けられる。
これによって、隔壁部１４の上側と下側に、隔離された
プラズマ生成空間１５と成膜処理空間１６が形成され
る。隔壁部１４と上容器１２ａとによってプラズマ生成
空間１５が形成される。

【００３０】図１図示の本発明に係るＣＶＤ装置の第１
の実施形態においては、プラズマ生成空間１５において
プラズマ１９が生成されている領域は、隔壁部１４と上
容器１２ａ及びこれらのほぼ中央位置に配置される板状
の電極（高周波電極）２０とから形成されている。電極
２０には複数の電極孔２０ａが形成されている。電極２
０は、上容器１２ａの側部内面に沿って設けられた２つ
の絶縁部材２１ａ、２１ｂによって支持され、固定され
る。上容器１２ａの天井部には、電極２０に接続された
電力導入棒２９が設けられている。電力導入棒２９によ
って電極２０に放電用高周波電力が給電される。電極２
０は高周波電極として機能する。電力導入棒２９は、絶
縁物３１で被われており、他の金属部分との絶縁が図ら
れている。

【００３１】隔壁部１４は導電材固定部２２を介して接
地電位４１となっている。

【００３２】絶縁部材２１ａには、外部からプラズマ生
成空間１５へ酸素ガスを導入する酸素ガス導入パイプ２
３ａと、フッ化ガス等のクリーニングガスを導入するク
リーニングガス導入パイプ２３ｂが設けられている。

【００３３】真空容器１２の内部は、隔壁部１４によっ
てプラズマ生成空間１５と成膜処理空間１６に隔離され
るが、隔壁部１４には成膜処理空間１６に導入された材
料ガスがプラズマ生成空間１５側に逆拡散するのを防ぐ
大きさ（長さ及び径等）・構造の複数の貫通孔２５が、
内部空間２４を貫通する状態で均等に形成されており、
これらの貫通孔２５を介してのみプラズマ生成空間１５
と成膜処理空間１６はつながっている。

【００３４】図３は隔壁部１４の断面方向から見た内部
構造の概略拡大図であり、図４は隔壁部１４の他の実施
形態の断面方向から見た内部構造の概略拡大図である。

【００３５】貫通孔２５は１つの独立した構造体３０に
よって形成されている。そこで、貫通孔２５は、隔壁部
１４作製時に隔壁部１４と別工程で微細加工することが
でき、このように微細加工された貫通孔２５を有する独
立した構造体３０が最終工程で隔壁部１４本体に組み込
まれ、図３、図４図示のように、かしめて固定される。

【００３６】この構造体３０は主にアルミニウムから形
成されており、形状は直方体又は円筒状であるが、これ
らに限定されるものではない。なお、構造体３０は、隔
壁部１４全体が基板などから熱を受け、温度が上がるこ
とを考慮し、その様な場合であっても隔壁部１４と構造
体３０との間に隙間が発生することがないように隔壁部
１４を構成する部材と同等の熱膨脹率を有し、更に、貫
通孔２５を介しての励起種の輸送性や加工性に問題のな
い材料であれば、種々の材料を用いて形成することがで
きる。

【００３７】隔壁部１４内に形成されている内部空間２
４は、隔壁部１４に外部から導入された材料ガスを拡散
させて均一に成膜処理空間１６に供給するための空間で
ある。さらに隔壁部１４の下部板２７ｃには材料ガスを
成膜処理空間１６に供給する複数の拡散孔２６が形成さ
れている。

【００３８】内部空間２４には、材料ガスを外部から導
入するための材料ガス導入パイプ２８が接続されている
（図１、図２）。材料ガス導入パイプ２８は側方から接
続されるように配置されている。

【００３９】また内部空間２４の中には、材料ガスが拡
散孔２６から均一に供給されるように、複数の孔を有す
るように穿孔された均一板２７ｂがほぼ水平に設けられ
ている。隔壁部１４の内部空間２４は、均一板２７ｂに
よって上下の２つの空間部分に分けられている。

【００４０】従って、材料ガス導入パイプ２８で隔壁部
１４の内部空間２４に導入される材料ガスは、上側の空
間に導入され、均一板２７ｂの孔を通って下側の空間に
至り、さらに拡散孔２６を通って成膜処理空間１６に拡
散されることになる。

【００４１】以上の構造に基づいて成膜処理空間１６の
全体にわたって材料ガスを均一に供給することが可能と
なるが、隔壁部１４の内部構造は、成膜処理空間１６の
全体にわたって材料ガスを均一に供給することのできる
構造であれば、前述した構造に限られるものではない。

【００４２】貫通孔２５の形状としては、プラズマ生成
空間１５側から成膜処理空間１６側に向う円筒状の形
状、又は、プラズマ生成空間１５側から成膜処理空間１
６側に向かう円筒状部分と当該円筒状部分に連続して拡
径する円錐状部分とからなる形状などを採用することが
できる。

【００４３】図３は、貫通孔２５がプラズマ生成空間１
５側から成膜処理空間１６側に向う円筒状の形状である
場合を表したものである。この場合、プラズマ生成空間
１５に面する貫通孔２５の開口部の径は、貫通孔２５の
開口部がホロカソード放電誘発の原因となる広がりを持
たない程度の大きさとし、なおかつ、貫通孔２５の大き
さ、形状が、前述の先の出願である特開２０００−３４
５３４９号において提案した条件（ｕＬ／Ｄ＞１）を満
たすものでなければならない。

【００４４】図４は、貫通孔２５がプラズマ生成空間１
５側から成膜処理空間１６側に向かう円筒状部分と当該
円筒状部分に連続して拡径する円錐状部分とからなる形
状である場合を表したものである。図４図示の場合も、
前記と同一の理由から、プラズマ生成空間１５に面する
貫通孔２５の開口部の径及び、貫通孔２５の大きさ、形
状は、図３図示の場合と同様の条件を満たすものでなけ
ればならない。

【００４５】但し、この場合の円錐状部分の径は、成膜
処理空間１６に開口しているため、ホロカソード放電を
起こすことがないので、特に制約されるものではない。

【００４６】要するに、貫通孔２５は、プラズマ生成空
間１５に面する開口部において局在的な異常放電が誘発
されず、なおかつ成膜処理空間１６に導入された材料ガ
スがプラズマ生成空間１５側に逆拡散するのを防ぐ前述
した条件（ｕＬ／Ｄ＞１）を満たし、成膜処理空間１６
に面する開口部においてその径が、プラズマ生成空間１
５側の径と同等、又は、プラズマ生成空間１５側より大
きくなるように形成されているということが本発明の特
徴である。

【００４７】図２は本発明に係るＣＶＤ装置の第２の実
施形態を表すものである。図２図示の実施形態の特徴的
構成は、上容器１２ａの天井部の内側に絶縁部材２１ａ
を設け、かつその下側に電極２０を配置するようにした
点にある。電極２０には図１図示の第１の実施形態の場
合のような電極孔２０ａは形成されず、一枚の板状の形
態を有する。電極２０と隔壁部１４によって平行平板型
電極構造によるプラズマ生成空間１５を形成する。その
他の構成は第１実施形態の構成と実質的に同じである。
そこで、図２において、図１で説明した要素と実質的に
同一な各要素には同一の符号を付し、ここで詳細な説明
を反復することは省略する。さらに、第２実施形態によ
るＣＶＤ装置による作用、効果も前述の第１実施形態と
同じである。

【００４８】上記のように構成されたＣＶＤ装置による
成膜方法を説明する。図示しない搬送ロボットによって
ガラス基板１１が真空容器１２の内部に搬入され、基板
保持機構１７の上に配置される。真空容器１２の内部
は、排気機構１３によって排気され、減圧されて所定の
真空状態に保持される。次に、酸素ガス導入パイプ２３
ａを通して酸素ガスが真空容器１２のプラズマ生成空間
１５に導入される。

【００４９】一方、材料ガスである、例えば、シランが
材料ガス導入パイプ２８を通して隔壁部１４の内部空間
２４に導入される。シランは、最初に内部空間２４の上
側部分に導入され、均一板２７ｂを介して均一化されて
下側部分に移動し、次に拡散孔２６を通って成膜処理空
間１６に直接に、すなわちプラズマに接触することなく
導入される。成膜処理空間１６に設けられた基板保持機
構１７は、ヒータ１８に通電が行われているため、予め
所定温度に保持されている。

【００５０】上記の状態で、電極２０に対して電力導入
棒２９を介して高周波電力が供給される。この高周波電
力によって放電が生じ、プラズマ生成空間１５内におい
て電極２０の周囲に酸素プラズマ１９が生成される。酸
素プラズマ１９を生成することで、中性の励起種である
ラジカル（励起活性種）が生成され、これが貫通孔２５
を通過して成膜処理空間１６に導入され、その一方、材
料ガスが隔壁部１４の内部空間２４、拡散孔２６を通っ
て成膜処理空間１６に導入される。その結果、成膜処理
空間１６内で当該ラジカルと材料ガスとがはじめて接触
し、化学反応を起こし、ガラス基板１１の表面上にシリ
コン酸化物が堆積し、薄膜が形成される。

【００５１】なお、ここで、貫通孔２５の形状が図３図
示のものであるとしたときに、前述したｕＬ／Ｄ＞１を
満たす条件としては、例えば、隔壁部１４の温度を３０
０℃、隔壁部１４に形成された貫通孔２５の直径を０．
５ｍｍ、直径０．５ｍｍの部分の長さ（Ｌ）を３ｍｍ、
貫通孔２５の総数を５００個、酸素ガスのガス流量を標
準状態で５００ｃｍ^３／ｍｉｎ（５００ｓｃｃｍ）、成
膜処理空間１６の圧力を１００Ｐａとすることができ
る。この場合、ｕＬ／Ｄ＝１１となって条件が満たされ
る。

【００５２】以上説明した本発明に係るＣＶＤ装置は、
材料ガス等を変えることにより、窒化膜、フッ化膜、炭
化膜にも適用可能である。

【００５３】また、前記の実施形態では、成膜処理空間
１６に面する開口部においてその径がプラズマ生成空間
１５側の径と同等、又は、プラズマ生成空間１５側より
大きくなるように形成されている形状である貫通孔２５
の例として、図３、図４図示の形態を説明したが、前述
したｕＬ／Ｄ＞１の条件が満たされていて、成膜処理空
間１６に面する開口部においてその径がプラズマ生成空
間１５側の径と同等、又は、プラズマ生成空間１５側よ
り大きくなるように形成されている形状でありさえすれ
ば、貫通孔２５の形状は、図３、図４図示の形態のみに
限定されるものではない。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、大面積基
板にプラズマＣＶＤによりシラン等の材料ガスを用いて
シリコン酸化膜等を成膜できる装置、例えば、複数の貫
通孔を有する導電性隔壁部によって真空容器の内部がプ
ラズマ生成空間と成膜処理空間とに隔離され、プラズマ
生成空間で生成された活性種が隔壁部の貫通孔を通して
のみ成膜処理空間に導入されると共に、隔壁部に外部か
ら供給された材料ガスが、プラズマ生成空間から隔離さ
れかつ成膜処理空間と複数の拡散孔を介して通じている
隔壁部の内部空間及び前記拡散孔を介して成膜処理空間
に導入され、このように成膜処理空間に導入された活性
種と材料ガスとで、基板に成膜を行うＣＶＤ装置におい
て、プラズマの安定性を高めることができ、高い製品歩
留まりを維持し、かつ安定的に連続稼動を可能にし、大
面積にわたり膜厚及び膜質の均一性を向上させることが
できる。

【００５５】例えば、従来のプラズマＣＶＤ装置におい
て達成されていた一般的な膜厚分布は±１０％〜１５％
であったが、本発明のＣＶＤ装置によれば、３７０ｍｍ
×４７０ｍｍのガラス基板で±５．２％の膜厚分布を得
ることができた（シリコン酸化膜の厚さ：２００ｎ
ｍ）。

【００５６】さらに、材料ガスが充満した隔壁部の内部
空間からのガス漏れの防止、貫通孔部での異常放電の防
止、貫通孔を介しての良好な中性の励起種の輸送等、貫
通孔を中心とした導電性隔壁部がはたすべき多くの機能
を安定的に維持させながら、貫通孔を独立した構造体に
することで、貫通孔を形成する部分を隔壁部とは個別に
微細加工し、貫通孔の機能を十分に満たしたものに仕上
げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のＣＶＤ装置の第１の実施形態を示す
縦断面図である。

【図２】 本発明のＣＶＤ装置の第２の実施形態を示す
縦断面図である。

【図３】 本発明のＣＶＤ装置の隔壁部の断面方向から
見た内部構造の概略拡大図である。

【図４】 本発明のＣＶＤ装置の隔壁部の他の実施形態
の断面方向から見た内部構造の概略拡大図である。

【図５】 他の発明のＣＶＤ装置における隔壁部の断面
方向から見た内部構造の概略拡大図。

【符号の説明】

１０ 取り付けネジ １１ ガラス基板 １２ 真空容器 １２ａ 上容器 １２ｂ 下容器 １２ｂ−１ 排気ポート １３ 排気機構 １４ 隔壁部 １５ プラズマ生成空間 １６ 成膜処理空間 １７ 基板保持機構 １８ ヒータ １９ プラズマ ２０ 電極 ２０ａ 電極孔 ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 絶縁部材 ２２ 導電材固定部 ２３ａ 酸素ガス導入パイプ ２３ｂ クリーニングガス導入パイプ ２４ 内部空間 ２５ 貫通孔 ２６ 拡散孔 ２７ａ 上部板 ２７ｂ 均一板 ２７ｃ 下部板 ２８ 材料ガス導入パイプ ２９ 電力導入棒 ３０ 構造体 ３１ 絶縁物 ４１ 接地電位

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空容器内でプラズマを生成して活性種
   を発生させ、この活性種と材料ガスとで基板に成膜を行
   うＣＶＤ装置であり、 真空容器の内部を二室に隔離する導電性隔壁部が真空容
   器内に設けられており、隔離された前記二室のうち、一
   方の室の内部は高周波電極が配置されたプラズマ生成空
   間として、他方の室の内部は基板を搭載する基板保持機
   構が配置された成膜処理空間としてそれぞれ形成されて
   おり、 前記導電性隔壁部は、前記プラズマ生成空間と前記成膜
   処理空間を通じさせる複数の貫通孔を有していると共
   に、前記プラズマ生成空間から隔離されかつ前記成膜処
   理空間と複数の拡散孔を介して通じている内部空間を有
   し、 前記導電性隔壁部の内部空間に外部から供給された材料
   ガスが前記複数の拡散孔を通して前記成膜処理空間に導
   入されると共に、 前記高周波電極に高周波電力を与えて前記プラズマ生成
   空間でプラズマ放電を発生させることにより前記プラズ
   マ生成空間で生成された活性種が、前記導電性隔壁部の
   複数の貫通孔を通して前記成膜処理空間に導入されるＣ
   ＶＤ装置において、 前記貫通孔は、成膜処理空間側の孔径が、プラズマ生成
   空間側の孔径と同等、又は、大きくなるように形成され
   ていることを特徴とするＣＶＤ装置。
2. 【請求項２】 貫通孔の形状は、プラズマ生成空間側か
   ら成膜処理空間側に向う円筒状、又は、プラズマ生成空
   間側から成膜処理空間側に向かう円筒状部分と当該円筒
   状部分に連続して拡径する円錐状部分とからなる形状で
   あることを特徴とする請求項１記載のＣＶＤ装置。
3. 【請求項３】 貫通孔は、当該貫通孔内でのガス流速を
   ｕ、実質的な貫通孔の長さをＬ、相互ガス拡散係数をＤ
   とするとき、ｕＬ／Ｄ＞１の条件を満たすように形成さ
   れていることを特徴とする請求項２記載のＣＶＤ装置。
4. 【請求項４】 貫通孔は、前記導電性隔壁部から独立し
   た構造体によって形成されていることを特徴とする請求
   項１乃至３のいずれか一項記載のＣＶＤ装置。