JP2005200680A - Ｃｖｄ装置 - Google Patents

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Kazuo Wada
和夫 和田
Satoru Osawa
哲 大沢
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Abstract

【課題】有機ＥＬ素子の保護膜としてシリコンオキシナイトライド(SiON)あるいはシリコンナイトライド（SiN)の製造工程において、その生産性を阻害する副生成物、有機汚染物質、パーティクルの除去を、効率的かつ安価に行う手段を提供する。
【解決手段】副生成物の除去をNF3ガスと装置付属のプラズマ発生器を使用して行い、有機汚染物質の除去をO2ガスと装置付属のプラズマ発生器を使用して行い、パーティクルの除去をN2ガスによる最小限の昇圧と真空引きによって行う。
装置付属のプラズマ発生器を使用するので装置価格を抑えられ、かつ副生成物が発生する部位に直接NF3プラズマを供給できるので効率的に副生成物の除去が行える。
また、パーティクルの除去を最小限の昇圧によって行うので消費するN2のガス量を最小に抑えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機ELの保護膜を製造するCVD装置に関するものである。
有機EL素子の保護膜として基板にシリコンオキシナイトライド(SiON)、シリコンナイトライド(SiN)を成膜するCVD装置は広く使われている。しかし、成膜されるシリコンオキシナイトライド(SiON)、シリコンナイトライド(SiN)は目的とする基板だけではなく
CVD装置の真空容器の内壁、排気用の真空ポンプ、配管に副生成物として付着する。緻密な膜質を持ち、優れた密着性を持つ副生成物としてのシリコンオキシナイトライド(SiON)、シリコンナイトライド(SiN)をメンテナンスの為に除去する事は逆に難しい。
反応性の高いNF3ガスを流して除去する場合もあるが、さらにNF3ガスの反応性を高める為にアプリケータを真空容器の外に設備しそこでNF3ガスをプラズマ化した後真空容器に導き副生成を除去する事が行われている。アプリケータを使うことによってNF3ガスの反応性は非常に高くなるが、反応性の高いNF3プラズマは最初にアプリケータの内面に作用し、次に真空容器に導かれる配管の内面、真空容器内面、排気用真空ポンプの内面にそれぞれ作用する。

NF3プラズマは副生成物を除去する為に生成されるが、その反応性はアプロケータ内部で最も高くなり配管を介してチャンバーに導かれる間に減衰した後目的の副生成物に到達する。この為、真空容器内部の副生成物としてのシリコンオキシナイトライド(SiON)、シリコンナイトライド(SiN)を除去できる量のNF3プラズマを発生させた場合、アプリケータ内部は非常に高い濃度のNF3プラズマにさらされアルミナ・石英で作られた内壁まで侵食されてしまう。アプリケータ内面が侵食される寿命上の問題と、侵食されたアルミナあるいは石英がパーティクルとして飛散する問題とがあった。

また、高価なアプリケータの設備はCVD装置の価格を引き上げてしまう問題があった。
CVD装置による成膜は、所定の材料ガスを流して行われる。例えば、シリコンナイトライド（SiN4)の成膜では、シラン（SiH4)と窒素（N2)を流して所定の圧力に維持して行われる。この時に意図しないガスが含まれていると生成される膜に影響を及ぼす。
意図しないガスはその殆どが真空容器内面から放出されるものであり、特に有機成分よりなる汚れからはCH、CO等の成膜時に悪い影響を与えるガスが放出される。
有機EL素子の保護膜を製造するCVD装置においては、不要な有機成分が基板に同伴して真空容器に入ってくる事は避けられず、それがプロセスを経ることによって真空容器内に蓄積されていた。この為、成膜時に意図しないガスが混入するという問題があった。
有機EL素子の製造工程は厳重に管理されパーティクルの発生は極力抑えられているが、有機ELの蒸着時のパーティクルの発生を０に抑える事は出来ない。プロセスを何回か経る間に保護膜の成膜装置であっても真空容器内にパーティクルが蓄積されていた。チャンバーを大気圧に戻した後真空引きを行えばパーティクルは除去できるが、チャンバーを大気圧に戻す為に必要なN2ガスの全量が排出される。この為パーティクルを完全に除去しようと大気圧へ復帰と真空引きを繰り返せば大量のN2を消費する問題があった。
解決しようとする問題の第１は、副生成物としてのシリコンオキシナイトライド(SiON)、シリコンナイトライド(SiN)を効率的にかつ安価に除去する手段を提供しようとするものである。解決しようとする問題の第2は、効率的かつ安価に有機物汚染を除去する手段を提供しようとするものである。解決しようとする問題の第3は、効率的かつ安価にパーティクルを除去する手段を提供しようとするものである。
本発明は、成膜する場合と同じ経路を使ってNF3ガスを流し CVD装置に付属するプラズマ発生装置によってNF3プラズマを生成する事によって副生成物としてのシリコンオキシナイトライド(SiON)、シリコンナイトライド(SiN)を効率的に除去し、かつプラズマ発生装置を兼用する事によって装置価格の上昇をおさえた。
本発明は、CVD装置に付属するプラズマ発生装置によってO2プラズマを生成する事によって有機物よりなる汚染物質を真空容器から除去し、かつプラズマ発生装置を兼用する事によって装置価格の上昇をおさえた。
本発明は、N2ガスを導入し真空容器内の圧力を1330Pa以上の最小圧力に昇圧した後真空引きを行うパージを繰り返す事によって真空容器内のパーティクルを除去する。
減圧された真空容器内にNF3ガスを流し、13.56KHZの高周波を、プラズマ発生器、基板保持の基板電極3に印加する事により副生成物としてのシリコンオキシナイトライド(SiON)、シリコンナイトライド(SiN)を除去する。
減圧された真空容器内にO2ガスを流し、13.56KHZの高周波を、プラズマ発生器、基板保持の基板電極3に印加する事によって有機物よりなる汚染物質を真空容器から除去する。
N2ガスを導入し真空容器内の圧力を1330Pa以上に昇圧した後真空引きを行うパージを繰り返す事によって真空容器内のパーティクルを除去する。
成膜する場合と同じ経路を使ってNF3ガスを流し成膜する場合と同じプラズマ発生装置によってNF3プラズマを生成する事によって副生成物が発生する場所に直接NF3プラズマを発生させるので、必要十分であり最小限の量のNF3プラズマを必要な箇所に供給する事になり、効率的な副生成物の除去が行える。また、成膜する場合と同じプラズマ発生装置によってNF3プラズマを生成するので装置価格の上昇が抑えられる。
成膜する場合と同じプラズマ発生装置によってO2プラズマを生成するので装置価格の上昇が抑えられる。
真空容器内のパーティクルの除去を N2ガスを導入し真空容器内の圧力を1330Pa以上の最小圧力に昇圧した後真空引きを行うパージを繰り返す事によって行うのでパージに伴って排出されるN2ガスの量が最小に抑えられる。
図1は、本発明装置の実施例の断面図である。
図1は、本発明装置の実施例の断面図である。装置の本来の目的であるシリコンオキシナイトライド(SiON)、シリコンナイトライド(SiN)はSiH4、N2、O2のそれぞれのガスをMFCを介して規定の流量流しながらプラズマを発生させる事によって行われる。 副生成物としてのシリコンオキシナイトライド(SiON)、シリコンナイトライド(SiN)の除去はNF3ガスをMFCを介して規定の流量流しながらプラズマを発生させる事によって行われる。 有機物汚染物質の除去はO2ガスをMFCを介して規定の流量流しながらプラズマを発生させる事によって行われる。 パーティクルの除去はN2ガスを導入し真空容器内の圧力を1330Pa以上の最小圧力に昇圧した後真空引きを行うパージを繰り返す事によって行われる。 図2は、副生成物の除去を行う従来の装置の実施例である。 NF3ガスをアプリケータを通過させる事によってプラズマ化させ反応性を高めた後チャンバーに導入しチャンバー内の副生成物を除去する。 成膜に使われるガスはチャンバー内で均一になるよう通常4〜32個のノズルから供給されるが、NF3プラズマをこの様なノズルを介して供給しようとしてもチャンバーに届く前に壁面に吸収されてしまう。 NF3プラズマは比較的内径の大きい配管にてチャンバーに接続されるのでNF3プラズマは副生成物の付着量が最も多い部位適切に供給されている訳ではない。
符号の説明
１ 高周波電源
２ 整合回路
３ 基板電極
４ 基板用整合回路
５ 基板用高周波電源
６ ガス導入系
７ 排気ポンプ
８ 有機ELパネル
９ 誘導結合型プラズマ発生器
１０ MFC SiH4
１１ ボンベ SiH4
１２ MFC N2
１３ ボンベ N2
１４ MFC O2
１５ ボンベ O2
１６ MFC NF3
１７ ボンベ NF3
１８ プラズマ
１９ アプリケータ整合回路
２０ アプリケータ高周波電源
２１ アプリケータプラズマ発生器
２２ アプリケータ

Claims (6)

  1. 減圧された真空容器内に処理ガスを導入して、基板にシリコンオキシナイトライド(SiON)、シリコンナイトライド(SiN)を成膜するCVD装置であって、真空容器内壁に付着する副生成物の除去を、NF3ガスを導入し真空容器上部に設けたコイル状の外部電極に13.56MHZの高周波電カを印加し発生させたプラズマによっておこなうCVD装置。
  2. 前記装置において、有機汚染物質の除去を、O2ガスを導入し真空容器上部に設けたコイル状の外部電極に13.56MHZの高周波電カを印加し発生させたプラズマによっておこなうCVD装置。
  3. 前記装置において、パーティクルの除去をN2ガスを導入し真空容器内の圧力を1330Pa以上の最小圧力に昇圧した後真空引きを行うパージを繰り返す事によって行うCVD装置。
  4. 前記装置において、請求項１および３の手段を持つCVD装置。
  5. 前記装置において、請求項２および３の手段を持つCVD装置。
  6. 前記装置において、請求項１および２および３の手段を持つCVD装置。
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