JP2004165690A - 薄膜集積回路の作製方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明に係る薄膜集積回路の作製方法は、第1、第2、及び第3の減圧可能な処理室を有し、前記第1、第2、及び第3の処理室は減圧可能な共通室を介してつなげられており、各処理室にガラス基板を搬送するための手段を前記共通室に設けているマルチチャンバー装置を用いた薄膜集積回路の作製方法であって、ガラス基板201上に窒化珪素膜200を前記第1の処理室で形成し、前記窒化珪素膜上に酸化珪素膜203を前記第2の処理室で形成し、前記酸化珪素膜上にアモルファスシリコン膜を前記第3の処理室で形成することによって、前記窒化珪素膜、前記酸化珪素膜、及び前記アモルファスシリコン膜を、大気に開放せずに連続的に形成することを特徴とする。
【選択図】 図3
Description
複数の減圧可能な処理室を有し、
前記複数の処理室は減圧可能な共通室を介して連結されており、
前記共通室には各処理室間において基板を搬送するための手段を有し、
前記複数の処理室の内の少なくとも一つは減圧熱CVDによる珪素膜の成膜が可能であり
前記複数の処理室の内の少なくとも一つはプラズマCVDによる酸化珪素膜あるいは窒化珪素膜の成膜が可能であること、
あるいは、
複数の減圧可能な処理室を有し、
前記複数の処理室は減圧可能な共通室を介して連結されており、
前記共通室には各処理室間において基板を搬送するための手段を有し、
前記複数の処理室の内の少なくとも一つは減圧熱CVDによる珪素膜の成膜が可能であり
前記複数の処理室の内の少なくとも一つはプラズマCVDによる酸化珪素膜の成膜が可能であり、
前記複数の処理室の内の少なくとも一つはプラズマCVDによる窒化珪素膜の成膜が可能である
ことをその最も大きな特徴とする。
同一圧力に保持された状態において、いずれか一つの処理室に保持された基板を共通室に移送すること、
あるいは共通室に保持された基板をいずれか一つの処理室に移送すること、
及び前記処理室の内の少なくとも一つにおいて減圧熱CVDにより珪素膜の成膜を行なうこと、
及び前記処理室の内の少なくとも一つにおいてプラズマCVDにより酸化珪素膜の成膜あるいは窒化珪素膜の成膜を行なうこと
あるいは、
同一圧力に保持された状態において、いずれか一つの処理室に保持された基板を共通室に移送すること、
あるいは共通室に保持された基板をいずれか一つの処理室に移送すること、
及び前記処理室の内の少なくとも一つにおいて減圧熱CVDにより珪素膜の成膜を行なうこと、
及び前記処理室の内の少なくとも一つにおいてプラズマCVDにより酸化珪素膜の成膜を行なうこと
及び前記処理室の内の少なくとも一つにおいてプラズマCVDにより窒化珪素膜の成膜を行なうこと
を特にその特徴とする。
本実施例の構成を図1に示す。本実施例においては、101と102が予備室であり、基板の出し入れを行なう機能を有する。これらのチャンバーは、複数の基板が収められたカセットを保持する機能を有する。また当然不活性ガスの導入手段やクリーニングガスの導入手段、さらにはガス排気手段を有している。
(1)予備室101と搬送室107とを同一減圧状態(高真空状態が望ましい)とし、その状態においてゲイトバルブ110を開け、ロボットアーム108によって基板109を搬送室に取り出す。その後ゲイトバルブ110は閉める。
(2)搬送室107と処理室103とを同一減圧状態とし、その状態においてゲイトバルブ112を開け、ロボットアーム108に保持された基板109をプロセス室に搬入する。その後ゲイトバルブ112は閉める。
(3)処理室103において所定のプロセスが行なわれる。
(4)処理室103でのプロセス終了後、処理室103の真空度を搬送室107と同一減圧状態とし、その後ゲイトバルブ112を開け、ロボットアーム108によって基板を搬送室107に搬出する。そしてゲイトバルブ112は閉める。
(5)搬送室107と処理室104とを同一減圧状態とし、その状態においてゲイトバルブ113を開け、ロボットアーム108に保持された基板を処理室104に搬入する。その後ゲイトバルブは閉める。
(6)処理室104において所定のプロセスが行なわれる。
(7)処理室104でのプロセス終了後、処理室104の真空度を搬送室107と同一減圧状態とし、その後ゲイトバルブ113を開け、ロボットアーム108によって基板を搬送室107に搬出する。そしてゲイトバルブ113は閉める。
(8)搬送室107と予備室102とを同一減圧状態とし、その状態においてゲイトバルブ111を開け、ロボットアーム108によって基板を予備室102に搬入し、その後ゲイトバルブ111を閉める。
図1に示す多目的成膜装置を用いて多結晶珪素を活性層とするTFTを少なくとも一つ有する薄膜集積回路を作製する例を図2に示す。まず、本実施例において用いる多目的成膜装置について説明する。本実施例においては、101、106を基板の搬入搬出を行なうために予備室とした。特にここでは101を基板搬入用に、106を基板搬出用とした。また104を赤外光の短時間照射によるラピットサーマルアニールプロセス(RTAまたはRTPという)、または予備加熱を行なう処理室とし、103をプラズマCVD法によって窒化アルミニウムを主成分とする膜(窒化アルミオキサイドを以下窒化アルミニウムという)または窒化珪素膜を成膜する処理室とし、104をTEOSを原料としてプラズマCVD法により酸化珪素膜を成膜する処理室とし、105をLPCVD法により非晶質珪素膜を成膜する処理室とする。また各処理室には、各処理室を減圧状態にするための排気手段、さらには必要とされるガスを導入するためのガス導入手段が設けられている。
TEOS/O2 =10/100sccm
RFパワー 350W
基板温度 400℃
成膜圧力 0.25Torr
また、上記反応において、C2 F6 を添加して、SiOFx で示される膜を形成してもよい。
その際の成膜条件は、代表的には
Si2H6 100〜500sccm
He 500sccm
成膜温度 430℃〜500℃
成膜圧力 0.1〜1Torr
TEOS/O2 =10/100sccm
RFパワー 300W
基板温度 350℃
成膜圧力 0.25Torr
かくして、図2(A)に示す如くガラス基板201上に窒化アルミニューム、または窒化珪素のブロッキング層202、酸化珪素膜203、非晶質珪素半導体膜204、保護膜212を連続して多層に形成することができる。この図1に示す装置は、各チャンバーとロボットアームのある搬送室とはそれぞれゲイトバルブで仕切られているので、個々のチャンバー間において不純物が相互に混入することがなく、特に珪素膜中におけるC、N、Oの値を少なくとも5×1018cm-3以下とすることができる。
図1に示す多目的成膜装置を用いてTFTを少なくとも一つ有する薄膜集積回路を作製する例を図3に示す。まず、本実施例において用いる多目的成膜装置について説明する。本実施例においては、101を基板の搬入搬出を行なうために予備室とした。また106を加熱を行なう処理室とし、103をプラズマCVD法によって窒化珪素膜を成膜する処理室とし、104をTEOSを原料としてプラズマCVD法により酸化珪素膜を成膜する処理室とし、105をLPCVD法により非晶質珪素膜を成膜する処理室とする。また、102をPをドープした多結晶珪素膜を減圧熱CVD法によって成膜する処理室とした。また各処理室には、各処理室を減圧状態にするための排気手段、さらには必要とされるガスを導入するためのガス導入手段が設けられている。
TEOS/O2 =10/100sccm
RFパワー 350W
基板温度 400℃
成膜圧力 0.25Torr
Si2H6 100sccm
He 200sccm
加熱温度 500℃〜570℃
成膜圧力 0.3Torr
グロースレート 50Å〜500Å/分
108・・・・・・・・ロボットアーム
109・・・・・・・・基板
110〜115・・・・ゲイトバルブ
201・・・・・・・・ガラス基板
202・・・・・・・・窒化アルミ膜
200・・・・・・・・窒化珪素膜
203・・・・・・・・酸化珪素膜
204・・・・・・・・珪素膜
205・・・・・・・・酸化珪素膜(ゲイト絶縁膜)
206・・・・・・・・ゲイト電極
209・・・・・・・・陽極酸化物層
217・・・・・・・・ゲイト電極
210・・・・・・・・層間絶縁物
211・・・・・・・・ITO電極(画素電極)
214/215・・・・ソース/ドレイン電極
Claims (7)
- 第1、第2、及び第3の減圧可能な処理室を有し、
前記第1、第2、及び第3の処理室は減圧可能な共通室を介してつなげられており、
各処理室にガラス基板を搬送するための手段を前記共通室に設けているマルチチャンバー装置を用いた薄膜集積回路の作製方法であって、
ガラス基板上に窒化珪素膜を前記第1の処理室で形成し、
前記窒化珪素膜上に酸化珪素膜を前記第2の処理室で形成し、
前記酸化珪素膜上にアモルファスシリコン膜を前記第3の処理室で形成することによって、前記窒化珪素膜、前記酸化珪素膜、及び前記アモルファスシリコン膜を、大気に開放せずに連続的に形成することを特徴とする薄膜集積回路の作製方法。 - 第1、第2、及び第3の減圧可能な処理室を有し、
前記第1、第2、及び第3の処理室は減圧可能な共通室を介してつなげられており、
各処理室にガラス基板を搬送するための手段を前記共通室に設けているマルチチャンバー装置を用いた薄膜集積回路の作製方法であって、
ガラス基板上に窒化珪素膜を前記第1の処理室で形成し、
前記窒化珪素膜上に酸化珪素膜を前記第2の処理室で形成し、
前記酸化珪素膜上にアモルファスシリコン膜を前記第3の処理室で形成することによって、前記窒化珪素膜、前記酸化珪素膜、及び前記アモルファスシリコン膜を、大気に開放せずに連続的に形成した後、
前記第3の処理室から前記共通室を介して前記マルチチャンバー装置の外部に前記ガラス基板を取り出し、
前記アモルファスシリコン膜をパターニングして、島状のアモルファスシリコン膜を形成し、
前記島状のアモルファスシリコン膜を結晶化することを特徴とする薄膜集積回路の作製方法。 - 第1、第2、及び第3の減圧可能な処理室を有し、
前記第1、第2、及び第3の処理室は減圧可能な共通室を介してつなげられており、
各処理室にガラス基板を搬送するための手段を前記共通室に設けているマルチチャンバー装置を用いた薄膜集積回路の作製方法であって、
ガラス基板上に窒化珪素膜を前記第1の処理室で形成し、
前記窒化珪素膜上に酸化珪素膜を前記第2の処理室で形成し、
前記酸化珪素膜上にアモルファスシリコン膜を前記第3の処理室で形成することによって、前記窒化珪素膜、前記酸化珪素膜、及び前記アモルファスシリコン膜を、大気に開放せずに連続的に形成した後、
前記第3の処理室から前記共通室を介して前記マルチチャンバー装置の外部に前記ガラス基板を取り出し、
前記アモルファスシリコン膜をパターニングして、島状のアモルファスシリコン膜を形成し、
前記島状のアモルファスシリコン膜を結晶化して、シリコン膜中におけるC、N、Oの濃度を5×1018cm−3以下とすることを特徴とする薄膜集積回路の作製方法。 - 第1、第2、及び第3の減圧可能な処理室を有し、
前記第1、第2、及び第3の処理室は減圧可能な共通室を介してつなげられており、
各処理室にガラス基板を搬送するための手段を前記共通室に設けているマルチチャンバー装置を用いた薄膜集積回路の作製方法であって、
ガラス基板上に窒化珪素膜を前記第1の処理室で形成し、
前記窒化珪素膜上に第1の酸化珪素膜を前記第2の処理室で形成し、
前記酸化珪素膜上にアモルファスシリコン膜を前記第3の処理室で形成することによって、前記窒化珪素膜、前記酸化珪素膜、及び前記アモルファスシリコン膜を、大気に開放せずに連続的に形成した後、
前記第3の処理室から前記共通室を介して前記マルチチャンバー装置の外部に前記ガラス基板を取り出し、
前記アモルファスシリコン膜をパターニングして、島状のアモルファスシリコン膜を形成し、
前記島状のアモルファスシリコン膜を結晶化し、
前記結晶化された島状のシリコン膜にイオンドーピングにより不純物を注入して、ソース領域およびドレイン領域を形成することを特徴とする薄膜集積回路の作製方法。 - 第1、第2、及び第3の減圧可能な処理室を有し、
前記第1、第2、及び第3の処理室は減圧可能な共通室を介してつなげられており、
各処理室にガラス基板を搬送するための手段を前記共通室に設けているマルチチャンバー装置を用いた薄膜集積回路の作製方法であって、
ガラス基板上に、窒化珪素膜を前記第1の処理室で形成し、
前記窒化珪素膜上に第1の酸化珪素膜を前記第2の処理室で形成し、
前記酸化珪素膜上にアモルファスシリコン膜を前記第3の処理室で形成することによって、前記窒化珪素膜、前記酸化珪素膜、及び前記アモルファスシリコン膜を、大気に開放せずに連続的に形成した後、
前記第3の処理室から前記共通室を介して前記マルチチャンバー装置の外部に前記ガラス基板を取り出し、
前記アモルファスシリコン膜をパターニングして、島状のアモルファスシリコン膜を形成し、
前記島状のアモルファスシリコン膜を結晶化した後、
前記共通室を介して前記マルチチャンバー装置の内部に搬入し、
前記結晶化された島状のシリコン膜上に第2の酸化珪素膜を前記第2の処理室で形成し、
前記窒化珪素膜をエッチングストッパーとして前記第2の酸化珪素膜をエッチングして、前記結晶化された島状のシリコン膜に対してコンタクトホールを形成し、
前記コンタクトホールにおいて、前記結晶化された島状のシリコン膜の上面及び側面に接する配線を形成することを特徴とする薄膜集積回路の作製方法。 - 第1、第2、及び第3の減圧可能な処理室を有し、
前記第1、第2、及び第3の処理室は減圧可能な共通室を介してつなげられており、
各処理室にガラス基板を搬送するための手段を前記共通室に設けているマルチチャンバー装置を用いた薄膜集積回路の作製方法であって、
ガラス基板上に窒化珪素膜を前記第1の処理室で形成し、
前記窒化珪素膜上に第1の酸化珪素膜を前記第2の処理室で形成し、
前記第1の酸化珪素膜上にアモルファスシリコン膜を前記第3の処理室で形成し、
前記アモルファスシリコン膜上に第2の酸化珪素膜を前記第2の処理室で形成することによって、前記窒化珪素膜、前記第1の酸化珪素膜、前記アモルファスシリコン膜、及び前記第2の酸化珪素膜を、大気に開放せずに連続的に形成した後、
前記第2の処理室から前記共通室を介して前記マルチチャンバー装置の外部に前記ガラス基板を取り出し、
前記アモルファスシリコン膜及び前記第2の酸化珪素膜をパターニングし、
前記パターニングされたアモルファスシリコン膜を結晶化することを特徴とする薄膜集積回路の作製方法。 - 請求項1乃至6のいずれか一において、前記薄膜集積回路と周辺回路を同一基板上に形成することを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置の作製方法。
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