JP3064464B2 - プラズマ表面処理装置 - Google Patents
プラズマ表面処理装置Info
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- JP3064464B2 JP3064464B2 JP3085255A JP8525591A JP3064464B2 JP 3064464 B2 JP3064464 B2 JP 3064464B2 JP 3085255 A JP3085255 A JP 3085255A JP 8525591 A JP8525591 A JP 8525591A JP 3064464 B2 JP3064464 B2 JP 3064464B2
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- Japan
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- plasma
- substrate
- surface treatment
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁性透明基板上に予
め形成された非単結晶半導体で形成されるＴＦＴ等のプ
ラズマ表面処理装置の改良に関するものである。
め形成された非単結晶半導体で形成されるＴＦＴ等のプ
ラズマ表面処理装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＴＦＴ等の非単結晶半導体薄膜には、結
晶欠陥が存在する為これを低減する方法として従来より
平行平板電極を持つプラズマＣＶＤ装置等を用い水素プ
ラズマを拡散させる方法がよく知られている。
晶欠陥が存在する為これを低減する方法として従来より
平行平板電極を持つプラズマＣＶＤ装置等を用い水素プ
ラズマを拡散させる方法がよく知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのような従来
の方法では、ＴＦＴのＶth（しきい値電圧）のシフト、
ゲート耐圧不良等のプラズマダメージによる不良が多く
品質特性上の問題を有していた。さらに絶縁性被処理材
（以下基板）表面の温度バラツキが水素ドープ量分布バ
ラツキとなるために均一な特性を得るには加熱時間を長
くする必要があること、また電極に対向する基板だけが
プラズマ表面処理される構造のため生産性の向上に問題
を呈していた。そこで本発明はこのような問題点を解決
するためのもので、その目的とするところは、基板への
プラズマダメージ を無くしＴＦＴの電流電圧特性向上
を図ること、及び基板表面を均一に加熱しかつ基板表面
に均一なプラズマを形成することにより面内の特性の均
一性を図ること、さらにはプラズマ領域を増やすことに
より生産性を向上できる装置構造を提供することにあ
る。
の方法では、ＴＦＴのＶth（しきい値電圧）のシフト、
ゲート耐圧不良等のプラズマダメージによる不良が多く
品質特性上の問題を有していた。さらに絶縁性被処理材
（以下基板）表面の温度バラツキが水素ドープ量分布バ
ラツキとなるために均一な特性を得るには加熱時間を長
くする必要があること、また電極に対向する基板だけが
プラズマ表面処理される構造のため生産性の向上に問題
を呈していた。そこで本発明はこのような問題点を解決
するためのもので、その目的とするところは、基板への
プラズマダメージ を無くしＴＦＴの電流電圧特性向上
を図ること、及び基板表面を均一に加熱しかつ基板表面
に均一なプラズマを形成することにより面内の特性の均
一性を図ること、さらにはプラズマ領域を増やすことに
より生産性を向上できる装置構造を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマ処理装
置は、互いに対向配置された一つの電極板と多角形の回
転する基板ホルダ−によって構成される真空放電内に水
素ガスを供給しプラズマ状態にて基板以外の基板ホルダ
−表面を絶縁物で覆い、ホルダ−回転軸を介し被処理材
の裏面より電位を任意に与えられる構造を有し、さらに
は被処理材を均一に加熱できる様に多角形基板ホルダ−
と真空内壁との間に基板加熱ヒータと温度均一保持板を
備える。また、このヒ−タのチャンバ−側外周を絶縁物
で覆いかつチャンバ−と絶縁し高周波を印加可能な構造
とした上でプラズマ領域を基板ホルダ−全周に拡大でき
ることを特徴とする。
置は、互いに対向配置された一つの電極板と多角形の回
転する基板ホルダ−によって構成される真空放電内に水
素ガスを供給しプラズマ状態にて基板以外の基板ホルダ
−表面を絶縁物で覆い、ホルダ−回転軸を介し被処理材
の裏面より電位を任意に与えられる構造を有し、さらに
は被処理材を均一に加熱できる様に多角形基板ホルダ−
と真空内壁との間に基板加熱ヒータと温度均一保持板を
備える。また、このヒ−タのチャンバ−側外周を絶縁物
で覆いかつチャンバ−と絶縁し高周波を印加可能な構造
とした上でプラズマ領域を基板ホルダ−全周に拡大でき
ることを特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明の上記構成によるプラズマ表面処理装置
では、真空中で電極に高周波電力を印加することにより
プラズマが発生し基板表面にはフローティングポテンシ
ャルなる電位が誘起される。更に、基板裏面にも高周波
を印加することによりセルフバイアスを正電位から負電
位まで任意にコントロールが可能であり、プラズマダメ
ージを低減出来る。この際、基板表面以外の基板ホルダ
−の金属部分を絶縁物で覆うことによりプラズマ密度が
均一になるため基板面内での水素ド−プ量バラツキを押
え、特性の向上が計れる。また、基板加熱ヒータと基板
の間に温度均一保持板を設置することにより基板表面内
での温度バラツキが少なくなり加熱時間を短縮できる。
更にはこのヒ−タに高周波電力を印加することにより、
プラズマ領域を増え、多角形基板ホルダ−に取付られた
基板全面同時に水素ド−プがはかられるため生産性を格
段に向上できる。
では、真空中で電極に高周波電力を印加することにより
プラズマが発生し基板表面にはフローティングポテンシ
ャルなる電位が誘起される。更に、基板裏面にも高周波
を印加することによりセルフバイアスを正電位から負電
位まで任意にコントロールが可能であり、プラズマダメ
ージを低減出来る。この際、基板表面以外の基板ホルダ
−の金属部分を絶縁物で覆うことによりプラズマ密度が
均一になるため基板面内での水素ド−プ量バラツキを押
え、特性の向上が計れる。また、基板加熱ヒータと基板
の間に温度均一保持板を設置することにより基板表面内
での温度バラツキが少なくなり加熱時間を短縮できる。
更にはこのヒ−タに高周波電力を印加することにより、
プラズマ領域を増え、多角形基板ホルダ−に取付られた
基板全面同時に水素ド−プがはかられるため生産性を格
段に向上できる。
【０００６】
【実施例】以下に本発明のプラズマ表面処理装置の一実
施例を図面に基ずいて説明する。図１は本発明の正面断
面図、図２は平面断面図である。
施例を図面に基ずいて説明する。図１は本発明の正面断
面図、図２は平面断面図である。
【０００７】真空チャンバ−５内部に配設された電極９
と、基板ホルダー３及びその間の放電空間、ガス導入
部、基板加熱部等より成っている。ホルダ−回転軸２を
外部駆動源（図示せず）にて回転することにより基板ホ
ルダ−３に取付られた基板１０が回転する。この際、予
め真空中で一定温度に加熱後ホルダ−回転軸２を介して
高周波電力を印加し、水素ガスを導入してプラズマ処理
をする。
と、基板ホルダー３及びその間の放電空間、ガス導入
部、基板加熱部等より成っている。ホルダ−回転軸２を
外部駆動源（図示せず）にて回転することにより基板ホ
ルダ−３に取付られた基板１０が回転する。この際、予
め真空中で一定温度に加熱後ホルダ−回転軸２を介して
高周波電力を印加し、水素ガスを導入してプラズマ処理
をする。
【０００８】この時基板にはフローティングポテンシャ
ルなる電位が誘起されるが、この値は正でかつ大きい方
がＴＦＴ特性に及ぼすプラズマダメージも大きく、基板
ホルダ−側にも高周波電力を印加できる構造が有効であ
ることがわかっている。
ルなる電位が誘起されるが、この値は正でかつ大きい方
がＴＦＴ特性に及ぼすプラズマダメージも大きく、基板
ホルダ−側にも高周波電力を印加できる構造が有効であ
ることがわかっている。
【０００９】（特願平２−８７９９８）この際、基板ホ
ルダ−に高周波電力を印加するためホルダ−は金属板と
なるが表面のプラズマにさらされると、この金属部分の
プラズマ密度は絶縁性基板表面より高くなるため、基板
表面の特性分布が均一にならない。
ルダ−に高周波電力を印加するためホルダ−は金属板と
なるが表面のプラズマにさらされると、この金属部分の
プラズマ密度は絶縁性基板表面より高くなるため、基板
表面の特性分布が均一にならない。
【００１０】本発明においてはそのために、基板以外の
ホルダ−表面部分を絶縁物で全て覆い、さらにチャンバ
−とは密封保持されているホルダー回転軸２を介し基板
ホルダー３に高周波電力を印加し基板１０の裏面よりセ
ルフバイアス電位をコントロールできる構造としてい
る。またシールド板４、６など基板ホルダ−の金属部分
を覆い異常放電や高周波電力損失を防でいる。
ホルダ−表面部分を絶縁物で全て覆い、さらにチャンバ
−とは密封保持されているホルダー回転軸２を介し基板
ホルダー３に高周波電力を印加し基板１０の裏面よりセ
ルフバイアス電位をコントロールできる構造としてい
る。またシールド板４、６など基板ホルダ−の金属部分
を覆い異常放電や高周波電力損失を防でいる。
【００１１】次に、図２において基板表面温度を一定に
保持可能な構造について記す。
保持可能な構造について記す。
【００１２】従来は図４の様にヒータ１３を基板ホルダ
ーに埋め込むか、赤外線ランプヒータなどで基板の裏側
から加熱するのが一般的であった。しかし、こうした方
式ではヒータの裏面を直接加熱するためにヒータの温度
ムラがそのまま基板表面の温度バラツキとなって表れ、
例えば水素処理に適した３００℃近辺では基板表面温度
を±１０％以内に入れることは困難であった。そこで、
図２の様に基板加熱ヒーターと基板ホルダーの間に温度
均一保持板１４を設けヒーターの熱を保持板に一旦伝達
させ間接的に基板１２を表面側より加熱することにより
±５％以内に入れることが可能となった。尚、温度均一
保持板は薄い板金に小穴を等間隔に空け真空中での熱伝
達を良くするとより効果的である。
ーに埋め込むか、赤外線ランプヒータなどで基板の裏側
から加熱するのが一般的であった。しかし、こうした方
式ではヒータの裏面を直接加熱するためにヒータの温度
ムラがそのまま基板表面の温度バラツキとなって表れ、
例えば水素処理に適した３００℃近辺では基板表面温度
を±１０％以内に入れることは困難であった。そこで、
図２の様に基板加熱ヒーターと基板ホルダーの間に温度
均一保持板１４を設けヒーターの熱を保持板に一旦伝達
させ間接的に基板１２を表面側より加熱することにより
±５％以内に入れることが可能となった。尚、温度均一
保持板は薄い板金に小穴を等間隔に空け真空中での熱伝
達を良くするとより効果的である。
【００１３】また、このヒ−タ−１３の外周面を絶縁物
で覆い、チャンバ−との下部設置面も絶縁しヒ−タ−１
３に高周波電力を印加することにより、請求項１記載の
プラズマ処理時の時と比べ、多角形基板ホルダ−全面が
プラズマ雰囲気にさらされるため、生産性を格段に向上
させることが可能である。 尚、このヒ−
タ−は図３のように円筒形状にし外表面と下部固定部を
真空チャンバ−５と絶縁し、高周波電極と兼用しても良
い。
で覆い、チャンバ−との下部設置面も絶縁しヒ−タ−１
３に高周波電力を印加することにより、請求項１記載の
プラズマ処理時の時と比べ、多角形基板ホルダ−全面が
プラズマ雰囲気にさらされるため、生産性を格段に向上
させることが可能である。 尚、このヒ−
タ−は図３のように円筒形状にし外表面と下部固定部を
真空チャンバ−５と絶縁し、高周波電極と兼用しても良
い。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように本発明のプラズマ表面
処理装置は、固定電極のみでなく、基板裏面にも高周波
を印加することにより基板表面に発注するセルフバイア
スを正電位から、負電位まで任意にコントロールが可能
でありプラズマダメージを低減出来る。
処理装置は、固定電極のみでなく、基板裏面にも高周波
を印加することにより基板表面に発注するセルフバイア
スを正電位から、負電位まで任意にコントロールが可能
でありプラズマダメージを低減出来る。
【００１５】さらには、基板加熱ヒータと基板の間に温
度均一保持板を、設置することにより基板表面内での温
度バラツキが少なくなり処理時間を短縮できると共に、
このヒ−タ−にも高周波電力を印加することによりプラ
ズマ領域を基板ホルダ−全面に拡大でき、生産性を格段
に向上できるものである。
度均一保持板を、設置することにより基板表面内での温
度バラツキが少なくなり処理時間を短縮できると共に、
このヒ−タ−にも高周波電力を印加することによりプラ
ズマ領域を基板ホルダ−全面に拡大でき、生産性を格段
に向上できるものである。
【図１】本発明の一実施例のプラズマ処理装置の正面断
面図。
面図。
【図２】本発明の一実施例のプラズマ処理装置の平面断
面図である。
面図である。
【図３】本発明の一実施例のプラズマ処理装置の平面断
面図である。
面図である。
【図４】従来のプラズマ処理装置の一実施例である。
１、１１、２２； 絶縁物 ２； ホルダー回転軸 ３； 基板ホルダー ４、６； シールド板 ５ 、２０； 真空チャンバ− ７、１８； 水素ガス ８； ガスノズル ９、１９； 電極 １０、１２、２１； 基板 １３、１６、２３； 基板加熱ヒータ １４、１７ ； 温度均一保持板
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 C23C 16/00 - 16/56 H01L 21/205 H01L 21/3065 H01L 21/324 H01L 21/336 H01L 29/786
Claims (3)
- 【請求項１】 互いに対向配置された一つの電極板と多
角形の回転する基板ホルダ−によって構成される真空放
電内に水素ガスを供給しプラズマ状態にて絶縁性被処理
材に表面処理するプラズマ表面処理装置に於て、被処理
材以外の基板ホルダ−表面を絶縁物で覆い、ホルダ−回
転軸を介し被処理材の裏面より電位を任意に与えられる
構造を備えたことを特徴とするプラズマ表面処理装置。 - 【請求項２】 前記プラズマ表面処理装置に於て、被処
理材を均一に加熱できる様に多角形基板ホルダ−と真空
内壁との間に加熱ヒ−タ−と温度均一保持板を備えたこ
とを特徴とする請求項１記載のプラズマ表面処理装置。 - 【請求項３】 前記加熱ヒ−タ−の外周を絶縁物で覆い
チャンバ−と絶縁し外部導入端子より高周波を印加でき
る構造を特徴とする請求項１或いは請求項２記載のプラ
ズマ表面処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3085255A JP3064464B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | プラズマ表面処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3085255A JP3064464B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | プラズマ表面処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04318176A JPH04318176A (ja) | 1992-11-09 |
| JP3064464B2 true JP3064464B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=13853469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3085255A Expired - Fee Related JP3064464B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | プラズマ表面処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3064464B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP3085255A patent/JP3064464B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04318176A (ja) | 1992-11-09 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090512 Year of fee payment: 9 |
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