JP2006173343A - Plasma cvd system and electrode for cvd system - Google Patents

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plasma cvd
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JP2004363437A
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Inventor
Tetsuo Kikuchi
Takashi Tsukamoto
Koichi Yamaho
剛史 塚本
公一 山舗
哲郎 菊池
Original Assignee
Sharp Corp
シャープ株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the occurrence of particles as less as possible inside a processing chamber by making a thin film attaching to a top electrode hardly be delaminated from the top electrode.
SOLUTION: The plasma CVD system comprises the processing chamber 1, a material gas supplying portion for supplying a material gas into the processing chamber 1, and a first electrode 2 and a second electrode 3 which are arranged opposite to each other inside the processing chamber 1. In this plasma CVD system, plasmas are generated between the first electrode 2 and the second electrode 3, exciting the material gas supplied into the processing chamber 1, to form the thin film on the surface of a processed substrate 4 located on the first substrate 2 side of the second electrode 3. The surface of the first electrode 2 on the second electrode 3 side is formed in a rough surface (surface roughness Ra is not less than 0.5 μm and less than 40 μm) over the entire surface.
COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、プラズマCVD装置及びCVD装置用電極に関するものである。 The present invention relates to a plasma CVD apparatus and a CVD apparatus electrode.

液晶表示装置等のスイッチング素子として使用される薄膜トランジスタを構成するアモルファスシリコン膜、窒化シリコン膜等のケイ素系の薄膜は、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により好適に成膜される。 Amorphous silicon film constituting the thin film transistor to be used as a switching element such as a liquid crystal display device, a thin film of silicon-based, such as a silicon nitride film is suitably deposited by CVD (Chemical Vapor Deposition).

このCVD法に用いられる成膜装置としては、プラズマCVD装置がよく知られている。 As the film formation apparatus used in this CVD method, a plasma CVD apparatus is well known.

例えば、平行平板型のプラズマCVD装置では、処理室の内部に設けられた一対の平行平板電極を有し、上記平行平板電極の一方を接地された下部電極とし、他方を高周波電源に接続された上部電極としている。 For example, a parallel plate type plasma CVD apparatus has a pair of parallel plate electrodes provided in the processing chamber, a lower electrode grounded one of the parallel plate electrodes, which are connected to the other high-frequency power source It is an upper electrode. そして、この上部電極に高周波電力を印加すると共に、両電極間に原料ガスを供給して、両電極間に形成したプラズマによって原料ガスを励起して成膜物質を生成させ、上記下部電極上に載置されたガラス基板の表面に薄膜を堆積させるようになっている。 Then, the high-frequency power is applied to the upper electrode, between the electrodes a material gas is supplied to excite the raw material gas by a plasma formed between the electrodes to produce a film forming substance, on the lower electrode and it is adapted to deposit a thin film on the mounting surface of the glass substrate.

特許文献1には、上記上部電極に対応するカソード電極の中央部分の表面に波状の凹凸を設けることにより、プラズマを電極の全面に一様な強さで発生させ、大面積の基板の表面に均一に膜質の良好な薄膜を形成することができる高周波プラズマCVD装置が記載されている。 Patent Document 1, by providing the wavy irregularities on the surface of the central portion of the cathode electrode corresponding to the upper electrode, plasma is generated in the entire surface in a uniform intensity of the electrode, the surface of the substrate having a large area describes a high-frequency plasma CVD apparatus capable of uniformly form a good thin film properties.

ところで、プラズマCVD装置において、薄膜は、処理室の内部に保持されたガラス基板の表面に成膜されるだけでなく、上部電極の表面にも成膜されてしまう。 Meanwhile, in the plasma CVD apparatus, a thin film is not only deposited inside the held surface of the glass substrate processing chamber, it would also be deposited on the surface of the upper electrode. この上部電極の表面に形成された余分な薄膜は、その電極表面から剥離した後、処理室の内部に飛散する恐れがある。 Extra thin film formed on the surface of the upper electrode, after separating from the electrode surface, there is a risk of splashing into the processing chamber. 例えば、その飛散物が上記ガラス基板にパーティクル(浮遊塵埃)として付着すると、そのガラス基板は不良となる恐れがある。 For example, if the debris adheres as particles (Dust) to the glass substrate, the glass substrate may become poor.

そこで、ガラス基板を所定枚数、成膜処理する毎に、処理室の内部に、例えば、NF 3ガスを導入して、上記余分な薄膜を除去するセルフクリーニングを行うことも知られている。 Therefore, a glass substrate a predetermined number, each time the film forming process, into the processing chamber, for example, by introducing NF 3 gas, it is also known to carry out the self-cleaning to remove the excess film. 具体的には、上記両電極間に形成するプラズマを用いてNF 3ガスを分解して、活性なフッ素ラジカルを生じさせ、そのフッ素ラジカルによって、上部電極の表面に付着している例えばケイ素系の薄膜をエッチング除去する。 Specifically, by decomposing NF 3 gas using a plasma formed between the two electrodes causes the active fluorine radicals by its fluorine radicals, for example silicon-based adhering to the surface of the upper electrode the thin film is removed by etching.

しかしながら、上記のような定期的なセルフクリーニングを行うだけでは、セルフクリーニングを行った後の成膜処理の回数が増加すると、上記上部電極に成膜された薄膜がガラス基板の表面に落下して、パーティクルとなることが避けられない。 However, only performs regular self-cleaning as described above, the number of film forming process after the self-cleaning is increased, the thin film formed on the upper electrode to fall on the surface of the glass substrate , does not it inevitable that the particle.

これに対して、成膜処理を1回行う毎にセルフクリーニングを行えば、確実にパーティクルの発生を低減することができるが、成膜に係る製造コストが高くなり、液晶表示装置等の製造においては、非現実的である。 In contrast, by performing the self-cleaning each performing a film forming process once, but it is possible to reliably reduce the generation of particles, the higher the production cost of the film formation, in the manufacture of a liquid crystal display device is a non-realistic.

そこで、特許文献2には、反応室(処理室)の構成部品に一部あるいは全部品材料の表面処理として、ブラスト処理による粗化、あるいは多数の気孔を有するポーラスなメッキを施すことにより、連続して膜堆積してもパーティクルの発生が少なくすることができるプラズマCVD装置が記載されている。 Therefore, Patent Document 2, as the surface treatment of a part or the whole part material to the component of the reaction chamber (process chamber), by applying a porous coating having a roughening by blasting or multiple pores, continuous plasma CVD apparatus capable of generation of particles is reduced even if the film deposited is described.

また、特許文献3には、CVDによる堆積層が剥離して生じるダスト(パーティクル)の量を低減するために、プラズマCVD装置用の電極板の表面をブラスト処理又は溶射により、表面粗さが最大高さ(Rmax)において40〜100μmとすると記載されている。 Maximum Patent Document 3, in order to deposit by CVD layer reduces the amount of dust produced by peeling (particles), by blasting or thermal spraying the surface of the electrode plate for the plasma CVD apparatus, the surface roughness It is described as a 40~100μm in height (Rmax).

さらに、特許文献4には、パーティクル、コンタミネーション等の発生が殆ど起こらなくするために、反応ガス整流用の多数の小径孔を有する電極板において、小径孔内壁の表面粗さRaを0.01〜5μmの範囲に仕上げると記載されている。 Furthermore, Patent Document 4, a particle, in order to generate such contamination is hardly occurs in the electrode plate having a large number of small-diameter holes for the reaction gas rectifying, the surface roughness Ra of the small-diameter hole inner wall 0.01 it is described that finish in the range of 5 .mu.m.
特開平6−5522号公報 JP 6-5522 JP 特開平7−201742号公報 JP-7-201742 discloses 特開平11−181570号公報 JP 11-181570 discloses 特開平11−104950号公報 JP 11-104950 discloses

しかしながら、上記のように上部電極の表面を粗面にするだけでは、パーティクルの発生が低減できるとは限らない。 However, only the roughened surface of the upper electrode as described above is not always the generation of particles can be reduced.

具体的に、特許文献2には、粗化(表面粗さ)の程度が記載されておらず、上部電極の表面粗さを規定しないと、電極表面とその電極表面に堆積する薄膜との密着性を保証することができず、パーティクルの発生が低減できるとは限らない。 Specifically, Patent Document 2 does not describe the extent of roughening (surface roughness), the adhesion of the not define the surface roughness of the upper electrode, the thin film deposited on the electrode surface and its electrode surface can not be guaranteed sex, not necessarily generation of particles can be reduced.

また、特許文献3には、表面粗さが最大高さ値(Rmax)で規定されているので、電極表面とその電極表面に堆積する、例えば、1μm程度の薄膜との密着性を保証することができず、パーティクルの発生が低減できるとは限らない。 Further, Patent Document 3, since the surface roughness is defined by the maximum height value (Rmax), deposited with the electrode surface on the electrode surface, for example, to ensure the adhesion between the thin film of about 1μm can not, not necessarily the generation of particles can be reduced.

さらに、上記特許文献1のように、上部電極の中央部分の表面に対し、比較的ピッチ及び深さが大きい凹凸形状を形成するだけでは、上部電極の全面に付着する余分な薄膜を剥がれにくくすることは困難である。 Further, as in Patent Document 1, the surface of the central portion of the upper electrode, the only form a relatively pitch and large depth irregularities, to discourage removal of the excess film which adheres to the entire surface of the upper electrode it is difficult.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上部電極に付着した薄膜を上部電極から剥がれにくくして、処理室の内部におけるパーティクルの発生を可及的に抑止することにある。 The present invention has been made in view of the foregoing, it is an object to discourage removal of the thin film deposited on the upper electrode from the upper electrode, as much as possible the generation of particles in the processing chamber It is to suppress.

本発明は、第1電極(上部電極)の第2電極(下部電極)側の表面が全面に亘って粗面に形成されるようにしたものである。 The present invention second electrode (lower electrode) side of the surface of the first electrode (upper electrode) is to be formed on the rough surface over the entire surface.

具体的に本発明に係るプラズマCVD装置は、処理室と、上記処理室の内部に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、上記処理室の内部で互いに対向配置された第1電極及び第2電極とを備え、上記第1電極及び第2電極の間にプラズマを発生させて、上記処理室の内部に供給された原料ガスを励起することにより、上記第2電極の上記第1基板側に配置された基板の表面に薄膜を成膜するプラズマCVD装置であって、上記第1電極は、上記第2電極側の表面が全面に亘って粗面に形成されていることを特徴とする。 Plasma CVD apparatus according to the specific invention, the processing chamber and a source gas supply unit for supplying a source gas into the processing chamber, a first electrode and a second which face each other inside of the processing chamber and an electrode, the plasma is generated between the first electrode and the second electrode, by exciting the material gas supplied to the inside of the treatment chamber, in the first substrate side of the second electrode a plasma CVD apparatus for forming a thin film on the arrangement surface of the substrate, the first electrode, wherein a surface of the second electrode side is formed on the rough surface over the entire surface.

上記の構成によれば、薄膜が基板の表面だけでなく、第1電極の第2電極側の表面にも成膜されたとしても、その第1電極の第2電極側の表面が全面に亘って粗面に形成されているので、その成膜された薄膜と第1電極の表面との接触面積が増え、その薄膜の密着性が高まることになる。 According to the above structure, the thin film is not only on the surface of the substrate, as both are formed on the surface of the second electrode side of the first electrode, the surface of the second electrode side of the first electrode over the entire surface because it is formed on the rough surface Te, the contact area between the deposited thin film and the surface of the first electrode increases and the adhesion of the film is increased.

そのため、第1電極の第2電極側の表面に付着した薄膜が剥がれ難くなり、その薄膜が基板の表面に落下してパーティクルとなることが抑止される。 Therefore, it becomes difficult thin film peeling adhered to the surface of the second electrode side of the first electrode, the thin film that is prevented that the particles to fall to the surface of the substrate.

従って、第1電極の第2電極側の表面が粗面に形成されることにより、上部電極に付着した薄膜が上部電極から剥がれにくくなり、処理室の内部におけるパーティクルの発生が可及的に抑止される。 Therefore, since the second electrode side surface of the first electrode is formed on the rough surface, it films adhering to the upper electrode is hard to peel off from the upper electrode, inhibiting as much as possible the particle generation in the processing chamber It is.

上記第1電極の上記第2電極側の表面の表面粗さRaは、0.5μm以上且つ40μm未満であってもよい。 Surface roughness Ra of the second electrode side surface of the first electrode may be and less than 40μm more than 0.5 [mu] m.

上記の構成によれば、第1電極の表面粗さRaが0.5μm以上であるので、成膜された薄膜と第1電極の表面との接触面積が増え、その薄膜の密着性が高まることになる。 According to the above configuration, the surface roughness Ra of the first electrode is at 0.5μm or more, increasing the contact area between the formed film and the surface of the first electrode, the adhesion of the film is increased become.

そのため、第1電極の第2電極側の表面に付着した薄膜が剥がれ難くなり、その薄膜が基板の表面に落下してパーティクルとなることが抑止される。 Therefore, it becomes difficult thin film peeling adhered to the surface of the second electrode side of the first electrode, the thin film that is prevented that the particles to fall to the surface of the substrate.

そして、第1電極の表面粗さRaが40μm未満であるので、成膜の際に、プラズマが基板に対してほぼ均一に発生することになり、基板の表面に成膜される薄膜の膜厚がほぼ均一になる。 Then, the surface roughness Ra of the first electrode is less than 40 [mu] m, at the time of film formation, the plasma will be generated substantially uniformly to the substrate, the film thickness of the thin film formed on a surface of the substrate There is substantially uniform.

上記第1電極の粗面は、ブラスト処理又はラッピング処理により形成されていてもよい。 The rough surface of the first electrode may be formed by blasting or lapping process.

上記の構成によれば、第1電極の表面に、例えば、サンドブラスト等のブラスト処理、又は、ラッピング処理を施すことにより、容易に第1電極の第2電極側の表面が粗面に形成される。 According to the above structure, are formed on the surface of the first electrode, for example, blast treatment such as sand blasting, or by lapping process, easily surface rough surface of the second electrode side of the first electrode .

上記処理室の内部表面は、粗面に形成されていてもよい。 Inner surface of the processing chamber may be formed on the rough surface.

上記の構成によれば、薄膜が基板の表面だけでなく、第1電極の第2電極側の表面及び処理室の内部表面にも成膜されたとしても、その第1電極の第2電極側の表面及び処理室の内部表面が全面に亘って粗面に形成されているので、その成膜された薄膜と第1電極の表面及び処理室の内部表面との接触面積が増え、その薄膜の密着性が高まることになる。 According to the above structure, the thin film is not only on the surface of the substrate, as both are formed on the second electrode side surface and the interior surface of the processing chamber of the first electrode, the second electrode side of the first electrode internal surface because it is formed on the rough surface over the entire surface, increasing the contact area between the deposited thin film and the surface and the processing chamber of the internal surface of the first electrode, the thin film of the surface and the processing chamber so that the adhesion is improved.

そのため、第1電極の第2電極側の表面及び処理室の内部表面に付着した薄膜が剥がれ難くなり、その薄膜が基板の表面に落下してパーティクルとなることが抑止される。 Therefore, the second electrode side of it surfaces and difficult to thin film peeling attached to the interior surface of the processing chamber of the first electrode, the thin film that is prevented that the particles to fall to the surface of the substrate.

上記処理室の粗面は、ブラスト処理又はラッピング処理により形成されていてもよい。 Rough surface of the processing chamber may be formed by blasting or lapping process.

上記の構成によれば、処理室の内部表面に、例えば、サンドブラスト等のブラスト処理、又は、ラッピング処理を施すことにより、容易に処理室の内部表面が粗面に形成される。 According to the above configuration, the interior surface of the processing chamber, for example, blast treatment such as sand blasting, or by lapping process, the inner surface of the easy processing chamber is formed on the rough surface.

また、本発明に係るCVD装置用電極は、処理室と、上記処理室の内部に原料ガスを供給する原料ガス供給部とを備え、上記処理室の内部にプラズマを発生させて、上記処理室の内部に供給された原料ガスを励起することにより、上記処理室の内部に配置された基板の表面に薄膜を成膜するプラズマCVD装置に用いられ、上記プラズマを発生させるためのCVD装置用電極であって、上記基板に対向配置され、上記基板側の表面が全面に亘って粗面に形成されていることを特徴とする。 Further, CVD device electrode according to the present invention, a processing chamber, and a raw material gas supply unit for supplying a source gas into the processing chamber to generate plasma inside said process chamber, said process chamber by exciting the inside supplied raw material gas, used in the plasma CVD apparatus for forming a thin film on the surface of the substrate disposed in the interior of the processing chamber, a CVD apparatus for electrodes for generating the plasma a is disposed opposite to the substrate, the surface of the substrate side, characterized in that it is formed on the rough surface over the entire surface.

上記の構成によれば、CVD装置用電極の基板側の表面が全面に亘って粗面に形成されているので、そのCVD装置用電極をプラズマCVD装置の内部に取り付ければ、薄膜が基板の表面だけでなく、CVD装置用電極の表面にも成膜されたとしても、その表面が全面に亘って粗面に形成されているので、その成膜された薄膜とCVD装置用電極の表面との接触面積が増え、その薄膜の密着性が高まることになる。 According to the above configuration, the substrate-side surface of the CVD apparatus electrode is formed on the rough surface over the entire surface, by attaching the CVD device electrodes inside the plasma CVD device, a surface thin film of the substrate well, as both formed on a surface of a CVD device electrodes, since the surface thereof is formed on the rough surface over the entire surface, with its deposited thin film and a CVD apparatus for the surface of the electrode increased contact area, so that the adhesion of the film is increased.

そのため、CVD装置用電極の表面に付着した薄膜が剥がれ難くなり、その薄膜が基板の表面に落下してパーティクルとなることが抑止される。 Therefore, it becomes difficult to peel off a thin film adhering to the surface of the CVD device electrodes, the thin film that is prevented that the particles to fall to the surface of the substrate. その結果、処理室の内部におけるパーティクルの発生が可及的に抑止される。 As a result, generation of particles in the processing chamber is suppressed as much as possible.

本発明のプラズマCVD装置は、第1電極の第2電極側の表面が全面に亘って粗面に形成されているので、第1電極の表面に成膜される薄膜と、第1電極の表面との接触面積が増え、第1電極の表面における薄膜の密着性が高まる。 The plasma CVD apparatus of the present invention, since the second electrode side surface of the first electrode is formed on the rough surface over the entire surface, and thin film formed on the surface of the first electrode, the surface of the first electrode contact area with the increases, increasing the adhesion of a thin film on the surface of the first electrode. そのため、第1電極の表面に付着した薄膜が剥がれ難くなり、その薄膜が基板の表面に落下してパーティクルとなることを抑止することができる。 Therefore, it becomes difficult to peel off a thin film adhered to the surface of the first electrode can be a thin film thereof is suppressed to be a particle to fall on the surface of the substrate.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 It will be described in detail with reference to embodiments of the present invention with reference to the drawings. 但し、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、他の構成であってもよい。 However, the present invention is not limited to the following embodiments, it may be other configurations.

図1は、本発明の実施形態に係るプラズマCVD装置20の断面模式図である。 Figure 1 is a cross-sectional schematic view of a plasma CVD apparatus 20 according to an embodiment of the present invention.

このプラズマCVD装置20は、処理室1と、ガス供給部(例えば、ガス供給部7等)と、排気部(例えば、排気配管9等)と、高周波電源(RF電源)8とを有している。 The plasma CVD apparatus 20 includes a processing chamber 1, having a gas supply portion (e.g., a gas supply unit 7 and the like), an exhaust unit (for example, an exhaust pipe 9, etc.) and, a radio frequency power supply (RF power supply) 8 there.

処理室1は、その内部に、CVD装置用電極である第1電極(上部電極)2と、第1電極2に対向配置された第2電極(下部電極)3とを備えている。 Processing chamber 1, therein, and a first electrode (upper electrode) 2 is an electrode for CVD apparatus, and a second electrode (lower electrode) 3 disposed opposite to the first electrode 2.

第1電極2は、その内部に中空部10を有し、また、その第2電極3側に、中空部10に繋がった複数のガス噴出口6が形成されており、それら複数のガス噴出口6を介して、上記ガス供給部からの原料ガス及びクリーニングガスがそれぞれ噴出されるように構成されている。 The first electrode 2 has a hollow portion 10 therein, also to the second electrode 3 side, a plurality of gas ejection port 6 connected to the hollow portion 10 is formed, the plurality of gas ejection outlets 6 through the raw material gas and the cleaning gas from the gas supply unit is configured to be ejected, respectively.

また、第1電極2は、アルミニウム合金等の金属材料により構成されており、後述する理由により、その第2電極3側の表面粗さRaが0.5μm以上且つ40μmになるように、全面に亘って粗面に形成されている。 The first electrode 2 is formed of a metal material such as aluminum alloy, for the reasons described below, so that the surface roughness Ra of the second electrode 3 side becomes and 40μm more than 0.5 [mu] m, on the entire surface It is formed on the rough surface over.

さらに、第1電極2は、高周波電源8に接続され、高周波電源8からの高周波電力が印加されるように構成されている。 Further, the first electrode 2 is connected to a high-frequency power source 8, the RF power from the RF power supply 8 is configured to be applied.

また、第1電極2の表面は、陽極酸化等の表面処理が施されていてもよい。 The surface of the first electrode 2, the surface treatment such as anodic oxidation may be subjected.

なお、第1電極2の粗面の形成は、第1電極2の表面に、サンドブラスト等のブラスト処理、ラッピング処理、エッチング等の薬液処理、その他の表面処理を施すことによってなされ、その表面処理は、第1電極2となる電極板にガス噴出口6となる複数の孔を形成する前に施しても、その後に施してもよい。 The formation of the rough surface of the first electrode 2, the surface of the first electrode 2, blasting etc. sandblasting, lapping, chemical treatment such as etching, made by applying other surface treatment, the surface treatment , it is subjected to prior to forming the plurality of holes comprising a gas ejection port 6 to the electrode plate with a first electrode 2, may be subsequently subjected.

第2電極3は、その第1電極2側にガラス基板等の処理基板4を載置するように構成されていると共に、電気的に接地されている。 The second electrode 3, as well is configured to mount the substrate 4 such as a glass substrate to the first electrode 2 side, and is electrically grounded.

また、第2電極3は、アルミニウム合金等の金属材料により構成され、その内部にはヒーター5が内蔵されており、その表面の温度制御ができるようになっている。 The second electrode 3 is composed of a metal material such as an aluminum alloy, its inside has a built-in heater 5, so that the temperature can be controlled in its surface.

上記ガス供給部は、原料ガスを供給する原料ガス供給部である原料ガスボンベ(不図示)と、クリーニングガスを供給するクリーニングガスボンベ(不図示)と、それら両方のガスボンベに接続され、各ガスの流量を個別に制御するマスフローコントローラー等からなるガス制御部(不図示)と、そのガス制御部と処理室1とを接続して、それら原料ガス又はクリーニングガスを処理室1の内部に供給するガス供給配管7とにより構成されている。 The gas supply section, a raw material gas cylinder (not shown) as a source gas supply unit for supplying a raw material gas, a cleaning gas cylinder for supplying a cleaning gas (not shown), connected to them both of the gas cylinder, the flow rate of each gas and a gas control unit comprising a mass flow controller or the like for individually controlling (not shown), and connects the processing chamber 1 and its gas control unit, a gas supply for supplying them raw material gas or cleaning gas into the processing chamber 1 It is constituted by a pipe 7.

上記排気部は、真空ポンプ等からなる排気装置(不図示)と、その排気装置と処理室1とを接続する排気配管9と、排気配管9の中間部分に設けられ、開度を調整することによって処理室1の内部圧力を制御する開度可変バルブ11とにより構成されている。 The exhaust unit includes an exhaust system comprising a vacuum pump (not shown), an exhaust pipe 9 which connects the processing chamber 1 and its exhaust system, provided in an intermediate portion of the exhaust pipe 9, by adjusting the degree of opening It is composed of a variable opening valve 11 for controlling the internal pressure of the processing chamber 1 by.

また、処理室1の内部表面は、第1電極2の第2電極3側の表面と同様に、粗面に形成されている。 The internal surface of the processing chamber 1, as in the second electrode 3 side surface of the first electrode 2 is formed on the rough surface.

次に、上記構成のプラズマCVD装置20を用いて、例えば、アモルファスシリコン薄膜を成膜する成膜処理、及びクリーニング処理について説明する。 Next, using a plasma CVD device 20 of the above configuration, for example, film formation process for forming an amorphous silicon thin film, and the cleaning process will be described.

<成膜処理> <Film forming process>
まず、搬送ロボット等を用いて、処理基板4を処理室1に搬入させ、処理室1の内部にある第2電極3にその処理基板4を載置させた後、ガス供給配管7と第1電極2にある中空部10及びガス噴出口6とを介して、処理室1の内部にSiH 4等の原料ガスを供給しながら、開度可変バルブ11の開度を調整して、処理室1の内部圧力を100〜200Paにする。 First, using the transfer robot or the like, to load the substrate 4 into the processing chamber 1, after placing the substrate 4 to the second electrode 3 in the interior of the processing chamber 1, a gas supply pipe 7 and the first through the hollow portion 10 and the gas ejection port 6 at the electrode 2, while supplying the raw material gas such as SiH 4 into the processing chamber 1, by adjusting the degree of opening of the variable opening valve 11, the processing chamber 1 the internal pressure of the 100~200Pa.

次いで、処理室1の内部圧力を100〜200Paに維持したまま、第1電極2に高周波電源8からの高周波電力を印加する。 Then, while maintaining the internal pressure of the processing chamber 1 to 100~200Pa, applying high-frequency power from the high-frequency power source 8 to the first electrode 2. このとき、第1電極2及び第2電極3の間に形成されたプラズマによって、原料ガス(SiH 4 )が励起されることにより成膜物質が生成して、第2電極3上に載置された処理基板4の表面にアモルファスシリコン薄膜が形成(堆積)される。 At this time, the plasma formed between the first electrode 2 and second electrode 3, the raw material gas deposited material by (SiH 4) is excited is generated, it is placed on the second electrode 3 amorphous silicon thin film on the surface of the substrate 4 is formed (deposited).

次いで、高周波電源8からの高周波電力の出力を停止し、処理室1の内部の圧力制御、及び処理室1への原料ガスの供給を停止した後、搬送ロボット等を用いて処理基板4を処理室1から搬出させる。 Then, to stop the high-frequency power output from the high-frequency power source 8, after stopping the supply of the source gas of the internal pressure control of the processing chamber 1, and to the processing chamber 1, processes the substrate 4 using the transfer robot or the like to be unloaded from the chamber 1.

以上のようにして、1回の成膜処理が完了する。 As described above, the film-forming process of one is completed.

そして、上記成膜処理を例えば5回繰り返した後に、定期的なセルフクリーニングとして、以下のクリーニング処理を行うことになる。 Then, after repeating the above-described film forming process such as 5 times, as regular self-cleaning, thereby performing the following cleaning process.

<クリーニング処理> <Cleaning process>
上記成膜処理が完了した処理基板4を処理室1の外部に搬出させた状態で、開度可変バルブ11を全開にして、ガス供給配管7と第1電極2にある中空部10及びガス噴出口6とを介して、処理室1の内部にNF 3等のクリーニングガスを供給しながら、第1電極2に高周波電源8からの高周波電力を印加して、フッ素ラジカルを生成するか、あるいは、あらかじめ生成させたフッ素ラジカルを処理室1に導入して、第1電極2の表面及び処理室1の内部表面に付着しているアモルファスシリコン薄膜がエッチングされる。 While being unloaded substrate 4 in which the deposition process is completed outside the processing chamber 1, variable opening valve 11 to fully open the hollow portion 10 and the gas injection in the gas supply pipe 7 to the first electrode 2 via the outlet 6, while supplying a cleaning gas such as NF 3 into the processing chamber 1, the first electrode 2 by applying a high frequency power from the high-frequency power source 8 generates or fluorine radicals, or by introducing fluorine radicals is pre-generated in the processing chamber 1, an amorphous silicon thin film adhering to the surface of the first electrode 2 and the inner surface of the processing chamber 1 is etched. そして、真空ポンプ等を用いて、エッチングにより発生したガスが排気配管9を介して処理室1の外部に排出される。 Then, using a vacuum pump or the like, the gas generated is discharged outside the processing chamber 1 through the exhaust pipe 9 by etching.

以上のようにして、クリーニング処理が完了する。 As described above, the cleaning process is completed.

以上説明したように本発明のプラズマCVD装置20は、アモルファスシリコン薄膜が処理基板4の表面だけでなく、第1電極2の第2電極3側の表面にも成膜されたとしても、その第1電極2の第2電極3側の表面が全面に亘って粗面に、具体的には、表面粗さRaが、0.5μm以上且つ40μm未満になるように形成されているので、第1電極2の表面粗さRaが、0.5μm以上であることにより、その成膜されたアモルファスシリコン薄膜と第1電極2の表面との接触面積が増え、そのアモルファスシリコン薄膜の密着性が高まることになる。 The plasma CVD apparatus 20 of the present invention described above, an amorphous silicon thin film not only on the surface of the substrate 4, as was also deposited on the surface of the second electrode 3 side of the first electrode 2, the first roughened surface over the entire surface of the second electrode 3 side of the first electrode 2, specifically, the surface roughness Ra, is formed so as to and less than 40μm more than 0.5 [mu] m, the first surface roughness Ra of the electrode 2, by at 0.5μm or more, that the film formation is increased, the contact area between the amorphous silicon thin film and the first electrode 2 of the surface, increases the adhesion of the amorphous silicon thin film become.

そのため、第1電極2の第2電極3側の表面に付着したアモルファスシリコン薄膜が剥がれ難くなり、そのアモルファスシリコン薄膜が処理基板4の表面に落下してパーティクルとなることを抑止することができる。 Therefore, the amorphous silicon thin film is hardly peeled adhered to the surface of the second electrode 3 side of the first electrode 2, it is possible to prevent that the particles thereof an amorphous silicon thin film may fall to the surface of the substrate 4.

従って、第1電極2の第2電極3側の表面が粗面に形成されることにより、上部電極2に付着したアモルファスシリコン薄膜が上部電極2から剥がれにくくなり、処理室1の内部におけるパーティクルの発生を可及的に抑止することができる。 Thus, the surface of the second electrode 3 side of the first electrode 2 is formed on the rough surface, an amorphous silicon thin film deposited on the upper electrode 2 is hardly peeled off from the upper electrode 2, the particles in the processing chamber 1 it is possible to suppress the occurrence as much as possible.

また、第1電極2の表面粗さRaが40μm未満であることにより、成膜の際に、プラズマが処理基板4に対してほぼ均一に発生することになり、処理基板4の表面に成膜されるアモルファスシリコン薄膜の膜厚をほぼ均一にすることができる。 Further, the film formation by a surface roughness Ra of the first electrode 2 is less than 40 [mu] m, at the time of film formation, the substantially uniformly will be generated, processed surface of the substrate 4 relative to the plasma processing substrate 4 the thickness of the amorphous silicon thin film to be capable of substantially uniform.

さらに、処理室1の内部表面も、粗面に形成されているので、アモルファスシリコン薄膜が処理基板4の表面だけでなく、第1電極2の第2電極3側の表面及び処理室1の内部表面にも成膜されたとしても、その第1電極2の第2電極3側の表面及び処理室1の内部表面が全面に亘って粗面に形成されているので、その成膜されたアモルファスシリコン薄膜と第1電極2の表面及び処理室1の内部表面との接触面積が増え、そのアモルファスシリコン薄膜の密着性が高まることになる。 Furthermore, the interior surface of the processing chamber 1 is also because it is formed on the rough surface, an amorphous silicon thin film not only on the surface of the substrate 4, the surface and the inside of the processing chamber 1 of the second electrode 3 side of the first electrode 2 even were also formed on the surface, the surface and the interior surface of the processing chamber 1 of the second electrode 3 side of the first electrode 2 is formed on the rough surface over the entire surface, is the deposited amorphous It increased contact area between the silicon thin film and the surface and the processing chamber 1 of the internal surface of the first electrode 2, so that the adhesion of the amorphous silicon thin film is increased.

そのため、第1電極2の第2電極3側の表面及び処理室1の内部表面に付着したアモルファスシリコン薄膜が剥がれ難くなり、そのアモルファスシリコン薄膜が処理基板4の表面に落下してパーティクルとなることを抑止することができる。 Therefore, the amorphous silicon thin film is hardly peeled adhered to the surface and the interior surface of the processing chamber 1 of the second electrode 3 side of the first electrode 2, it is a particle that amorphous silicon thin film may fall to the surface of the substrate 4 it is possible to suppress.

次に、具体的に行った実験について説明する。 It will now be described an experiment performed specifically.

本発明の実施例及び比較例として、ラッピング処理によって、表面粗さRaが0.1μm、0.3μm、0.5μm、1.0μm及び1.5μmに形成された電極を準備して、その電極を上述の実施形態と同一のプラズマCVD装置の第1電極として取り付けた後、各電極に対して上述の実施形態と同様に、ガラス基板上に連続5回のアモルファスシリコン薄膜の成膜処理を行い、アモルファスシリコン薄膜が成膜されたガラス基板上のパーティクルの個数を測定した。 As the examples and comparative examples of the present invention, the lapping process, the surface roughness Ra of 0.1 [mu] m, 0.3 [mu] m, 0.5 [mu] m, to prepare an electrode formed on 1.0μm and 1.5 [mu] m, the electrode the after attaching a first electrode of the above-described embodiment and the same plasma CVD apparatus, similarly to the embodiment described above with respect to each electrode, it performs a film forming process of the amorphous silicon thin film 5 consecutive times onto a glass substrate , amorphous silicon thin film was measured and the number of particles on the glass substrate which is formed.

図2(a)は、比較例として準備した表面粗さRaが0.3μmに形成された電極の表面の表面粗さを測定したデータであり、図2(b)は、実施例として準備した表面粗さRaが1.0μmに形成された電極の表面の表面粗さを測定したデータである。 Figure 2 (a) is a data preparation surface roughness Ra was measured surface roughness of the surface of the electrode formed on 0.3μm as a comparative example, FIG. 2 (b) was prepared as in Example surface roughness Ra is data obtained by measuring the surface roughness of the surface of the electrodes formed on 1.0 .mu.m.

結果を以下に示す。 The results are shown below.

図3及び図4は、準備した各電極に対するパーティクル数の変化を示したグラフである。 3 and 4 are graphs showing changes in the number of particles for each electrode prepared. ここで、図中の横軸は、クリーニング後の成膜枚数を示し、図中の縦軸は、ガラス基板当たりのパーティクルの個数を示している。 The horizontal axis in the figure indicates the deposition number after the cleaning, the vertical axis in the figure shows the number of particles per glass substrate.

まず、図3に示された結果について説明する。 First, it will be described results shown in Figure 3.

図3は、400mm×500mmの大きさのガラス基板において、そのガラス基板当たりの1μm以上のパーティクルの個数の変化を示したグラフである。 3, the glass substrate of the size of 400 mm × 500 mm, which is a graph showing changes in the number of 1μm or more particles of the glass per substrate.

表面粗さRaが0.5μm、1.0μm及び1.5μmに形成された電極を用いた実施例では、成膜枚数が増えても、パーティクル数が増加せず、成膜枚数が5枚の場合であっても、パーティクル数が10個未満であった。 Surface roughness Ra of 0.5 [mu] m, in 1.0μm and embodiments using an electrode formed on the 1.5 [mu] m, even increasing the deposition number, without increasing the number of particles, deposition number of five even if, the number of particles was less than 10.

これに対して、表面粗さRaが0.1μm及び0.3μmに形成された電極を用いた比較例では、成膜枚数が増える毎にパーティクル数が増加して、成膜枚数が5枚の場合においては、パーティクル数が350〜400個に達した。 In contrast, surface roughness Ra of comparative example in which the electrodes formed on 0.1μm and 0.3 [mu] m, and the number of particles is increased for each deposition number is increased, the deposition quantity of five in case, the number of particles reached 350 to 400 pieces.

次に、図4に示された結果について説明する。 It will now be described results shown in Figure 4.

図4は、1500mm×1800mmの大きさのガラス基板において、そのガラス基板当たりの5μm以上のパーティクルの個数の変化を示したグラフである。 Figure 4 is the glass substrate of the size of 1500 mm × 1800 mm, is a graph showing changes in the number of 5μm or more particles of the glass per substrate.

表面粗さRaが0.5μm以上に形成された電極を用いた実施例では、成膜枚数が増えても、パーティクル数が増加せず、成膜枚数が5枚の場合であっても、パーティクル数が50個未満であった。 In the embodiment the surface roughness Ra of using an electrode formed above 0.5 [mu] m, even increasing the deposition number, the number of particles does not increase, even when the deposition number is five, the particles the number was less than 50.

これに対して、表面粗さRaが0.5μm未満に形成された電極を用いた比較例では、成膜枚数が増える毎にパーティクル数が増加して、成膜枚数が5枚の場合においては、パーティクル数が800〜900個に達した。 In contrast, in the comparative example using the electrode surface roughness Ra is formed on less than 0.5 [mu] m, and the number of particles is increased for each deposition number is increased, when the deposition number is five is , the number of particles has reached the 800 to 900 pieces.

このように、本発明のプラズマCVD装置を用いた表面粗さRaが0.5μm以上である実施例では、成膜枚数が増えても、パーティクル数がほとんど増加しなかったに対して、表面粗さRaが0.5μm未満である比較例では成膜枚数が増えると、パーティクル数が成膜枚数に対して比例的に増加したので、本発明によって、パーティクルの発生が抑止されることが確認できた。 Thus, for the plasma CVD device surface roughness Ra with the present invention in which embodiment is 0.5μm or more, even if increasing the deposition number, number of particles hardly increases, surface roughness When the Ra is deposited sheets is increased in the comparative example is less than 0.5 [mu] m, since the number of particles is proportional to an increase with respect to the deposition number, the present invention, it is confirmed that generation of particles is suppressed It was.

また、表面粗さRaが40μm以上に形成された電極を用いてアモルファスシリコン薄膜の成膜処理を行った場合には、ガラス基板上のアモルファスシリコン薄膜の膜厚のばらつきが大きくなり、アモルファスシリコン薄膜の膜質の低下が確認された。 Further, when the surface roughness Ra was performed a film forming process of the amorphous silicon thin film using an electrode which is formed above 40μm, the variation of the thickness of the amorphous silicon thin film on a glass substrate is increased, an amorphous silicon thin film lowering of the film quality was confirmed.

以上説明したように、本発明は、処理室内のパーティクルの発生が抑止されるので、液晶表示装置の製造等、高スループットで連続成膜が不可欠なCVD装置について有用である。 As described above, the present invention, the generation of the processing chamber of the particle is suppressed, production of a liquid crystal display device is useful for essential CVD apparatus formed successively at a high throughput.

本発明の実施形態に係るプラズマCVD装置20の断面模式図である。 It is a cross-sectional schematic view of a plasma CVD apparatus 20 according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例及び比較例における第1基板の第2基板側の表面の表面粗さを測定したデータである。 Is data obtained by measuring a second surface roughness of the substrate-side surface of the first substrate in the examples and comparative examples of the present invention. 本発明の実施例及び比較例におけるパーティクル数の変化を示すグラフである。 It is a graph showing changes in the number of particles in Examples and Comparative Examples of the present invention. 本発明の他の実施例及び比較例におけるパーティクル数の変化を示すグラフである。 Is a graph showing changes in the number of particles in another embodiment of the present invention and comparative examples.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 処理室2 第1電極3 第2電極4 処理基板5 ヒーター6 ガス噴出口7 ガス供給配管8 高周波電源9 排気配管10 中空部11 開度可変バルブ20 プラズマCVD装置 1 the processing chamber 2 first electrode 3 and the second electrode 4 substrate 5 heater 6 gas port 7 a gas supply pipe 8 high-frequency power supply 9 exhaust pipe 10 hollow portion 11 opening variable valve 20 plasma CVD apparatus

Claims (6)

  1. 処理室と、 A processing chamber,
    上記処理室の内部に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、 A source gas supply unit for supplying a source gas into the processing chamber,
    上記処理室の内部で互いに対向配置された第1電極及び第2電極とを備え、 And a first electrode and a second electrode disposed opposite each other within the process chamber,
    上記第1電極及び第2電極の間にプラズマを発生させて、上記処理室の内部に供給された原料ガスを励起することにより、上記第2電極の上記第1基板側に配置された基板の表面に薄膜を成膜するプラズマCVD装置であって、 By generating plasma between the first electrode and the second electrode, by exciting the material gas supplied to the inside of the treatment chamber, the said first substrate disposed on the substrate side of the second electrode a plasma CVD apparatus for forming a thin film on the surface,
    上記第1電極は、上記第2電極側の表面が全面に亘って粗面に形成されていることを特徴とするプラズマCVD装置。 The first electrode, a plasma CVD apparatus, wherein a surface of the second electrode side is formed on the rough surface over the entire surface.
  2. 請求項1に記載されたプラズマCVD装置において、 In the plasma CVD apparatus according to claim 1,
    上記第1電極の上記第2電極側の表面の表面粗さRaは、0.5μm以上且つ40μm未満であることを特徴とするプラズマCVD装置。 The surface roughness Ra of the second electrode side surface of the first electrode, a plasma CVD apparatus which is a and less than 40μm more than 0.5 [mu] m.
  3. 請求項1に記載されたプラズマCVD装置において、 In the plasma CVD apparatus according to claim 1,
    上記第1電極の粗面は、ブラスト処理又はラッピング処理により形成されていることを特徴とするプラズマCVD装置。 The rough surface of the first electrode, a plasma CVD apparatus characterized by being formed by blasting or lapping process.
  4. 請求項1に記載されたプラズマCVD装置において、 In the plasma CVD apparatus according to claim 1,
    上記処理室の内部表面は、粗面に形成されていることを特徴とするプラズマCVD装置。 The inner surface of the processing chamber, a plasma CVD apparatus characterized by being formed on the rough surface.
  5. 請求項4に記載されたプラズマCVD装置において、 In the plasma CVD apparatus according to claim 4,
    上記処理室の粗面は、ブラスト処理又はラッピング処理により形成されていることを特徴とするプラズマCVD装置。 Rough surface of the processing chamber, a plasma CVD apparatus characterized by being formed by blasting or lapping process.
  6. 処理室と、上記処理室の内部に原料ガスを供給する原料ガス供給部とを備え、上記処理室の内部にプラズマを発生させて、上記処理室の内部に供給された原料ガスを励起することにより、上記処理室の内部に配置された基板の表面に薄膜を成膜するプラズマCVD装置に用いられ、上記プラズマを発生させるためのCVD装置用電極であって、 A processing chamber, and a raw material gas supply unit for supplying a source gas into the processing chamber to generate plasma inside said process chamber, exciting the material gas supplied to the inside of the processing chamber Accordingly, it used in the plasma CVD apparatus for forming a thin film on the surface of the substrate disposed in the interior of the processing chamber, a CVD apparatus for electrodes for generating the plasma,
    上記基板に対向配置され、上記基板側の表面が全面に亘って粗面に形成されていることを特徴とするCVD装置用電極。 The substrate to be opposed, CVD apparatus for electrode surface of the substrate side, characterized in that it is formed on the rough surface over the entire surface.
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