JP4951840B2 - Plasma film forming apparatus, heat treatment apparatus, plasma film forming method, and heat treatment method - Google Patents

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Description

本発明は、ガラス基板に対して行われる熱処理に関する技術であり、例えばアモルファスシリコン膜の成膜、アモルファスシリコン膜の脱水素化あるいはアモルファスシリコン膜のポリ化を行う際に好適な技術である。   The present invention is a technique related to a heat treatment performed on a glass substrate, and is a technique suitable when, for example, an amorphous silicon film is formed, an amorphous silicon film is dehydrogenated, or an amorphous silicon film is polycrystallized.

例えば液晶ディスプレイ基板の駆動回路としては、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTという)が用いられているが、このTFTは、従来では、例えば図13に示すように、先ず枚葉式のプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)装置11にてガラス基板10上に例えばシランガスを励起したプラズマにより水素添加アモルファスシリコン膜(以下「アモルファスSi:H膜」という)を成膜し(成膜工程)、次いでアモルファスSi:H膜が成膜されたガラス基板10をバッチ式の熱処理炉12の図示しない載置部に多段に載置して、成膜工程よりも高い温度で熱処理を行うことにより、前記アモルファスSi:H膜中から水素(H)成分を除去してアモルファスシリコン膜(以下「アモルファスSi膜」という)を形成し(脱水素工程)、この後枚葉式のレーザアニール装置13にて前記アモルファスSi膜が形成されたガラス基板10を、脱水素工程よりも高い温度で加熱し、前記アモルファスSi膜を多結晶化(ポリ化)させること(ポリ化工程)により形成されている。   For example, a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) is used as a driving circuit for a liquid crystal display substrate. Conventionally, for example, as shown in FIG. (Chemical Vapor Deposition) apparatus 11 forms a hydrogenated amorphous silicon film (hereinafter referred to as “amorphous Si: H film”) on glass substrate 10 by plasma excited with, for example, silane gas (film formation process), and then amorphous Si A: The glass substrate 10 on which the H film is formed is placed in multiple stages on a placement unit (not shown) of the batch-type heat treatment furnace 12, and the amorphous Si: Removes the hydrogen (H) component from the H film and makes it amorphous A recon film (hereinafter referred to as “amorphous Si film”) is formed (dehydrogenation step), and then the glass substrate 10 on which the amorphous Si film is formed by the single-wafer type laser annealing apparatus 13 is more than the dehydrogenation step. It is formed by heating at a high temperature and polycrystallizing (polylizing) the amorphous Si film.

ここで上述の脱水素工程は400℃〜600℃の温度にて数時間加熱する必要があるが、ガラス基板10は熱容量が大きいので、前記成膜工程を行うCVD装置11にてこのような高温で大きなガラス基板10を均一に加熱することは困難であり、仮に均一に加熱できたとしてもエネルギーコストがかなり高くなってしまう。このため前記脱水素工程は、CVD装置11とは別にバッチ式の熱処理炉12を用意し、多数のガラス基板10が置かれた雰囲気全体を加熱することにより、エネルギーコストを抑えながら、ガラス基板10を均一に加熱するようにしている。   Here, the above-described dehydrogenation step needs to be heated at a temperature of 400 ° C. to 600 ° C. for several hours. However, since the glass substrate 10 has a large heat capacity, such a high temperature is used in the CVD apparatus 11 that performs the film formation step. Thus, it is difficult to uniformly heat the large glass substrate 10, and even if it can be uniformly heated, the energy cost becomes considerably high. For this reason, in the dehydrogenation step, a batch-type heat treatment furnace 12 is prepared separately from the CVD apparatus 11, and the entire atmosphere in which a large number of glass substrates 10 are placed is heated, thereby suppressing the energy cost and reducing the glass substrate 10. Is heated uniformly.

また前記ポリ化工程は、脱水素工程よりもさらにガラス基板10を高温に加熱することが必要であるが、脱水素工程のように雰囲気全体を加熱しなくても、ガラス基板10上のアモルファスSi膜のみを加熱すればよいので、前記脱水素工程を行うバッチ式の熱処理炉12にて継続してポリ化工程を実施するにはエネルギーコストの面で不利となってしまう。このため前記ポリ化工程は熱処理炉12と別のレーザーアニール装置13にて、アモルファスSi膜に対して、当該膜への吸収率の大きい紫外領域の光を照射することにより行っている。   In addition, the above-described polishing step needs to heat the glass substrate 10 to a higher temperature than the dehydrogenation step, but the amorphous Si on the glass substrate 10 can be heated without heating the entire atmosphere as in the dehydrogenation step. Since only the film needs to be heated, it is disadvantageous in terms of energy cost to carry out the polycrystallization step continuously in the batch heat treatment furnace 12 that performs the dehydrogenation step. For this reason, the polishing step is performed by irradiating the amorphous Si film with ultraviolet light having a large absorption rate to the amorphous Si film by a laser annealing apparatus 13 different from the heat treatment furnace 12.

このように従来では、ガラス基板10上にTFTを形成するためには、各工程に付き1台の装置、つまり枚葉式のCVD装置11、バッチ式の熱処理炉12、枚葉式のアニール装置13の3台が必要である。この際、ガラス基板10の大型化に伴い、各装置が大型化してしまうため、装置の設置スペースが非常に大きくなると共に、装置の製造コストも大きいものとなってしまう。また3台の装置が必要であるため、各装置間でのガラス基板10の搬送や、各装置においてプロセス条件が整うまでの調整等に時間がかかり、スループットの低下を招いている。   As described above, conventionally, in order to form TFTs on the glass substrate 10, one apparatus is attached to each process, that is, a single-wafer type CVD apparatus 11, a batch-type heat treatment furnace 12, and a single-wafer type annealing apparatus. Three of 13 are required. At this time, as the glass substrate 10 is increased in size, each apparatus is increased in size, so that the installation space for the apparatus becomes very large and the manufacturing cost of the apparatus also increases. In addition, since three apparatuses are required, it takes time to transfer the glass substrate 10 between the apparatuses and to adjust the process conditions in each apparatus, resulting in a decrease in throughput.

このようなことから、本発明者らは大きなガラス基板10を均一に高温に加熱することができる加熱源について検討しており、後述するように厚さ0.7mmのガラス基板を加熱するためには、5μm以上の波長の光をガラス基板照射することが有効であることを見出だした。ところでアモルファスSi膜に対して光を吸収させてポリ化を行う技術として、例えば特許文献1が提案されている。   For these reasons, the present inventors have studied a heating source capable of uniformly heating a large glass substrate 10 to a high temperature. In order to heat a glass substrate having a thickness of 0.7 mm as described later, Have found that it is effective to irradiate a glass substrate with light having a wavelength of 5 μm or more. Incidentally, for example, Patent Document 1 has been proposed as a technique for performing polymorphization by absorbing light to an amorphous Si film.

W099/41777W099 / 41777

上述の特許文献1は、基板を予備加熱して、その後アモルファスSi膜に光を吸収させてポリ化させる技術である。ここで当該構成ではランプを使用しており、発光源をガラス管に封入したものを用いているが、このガラス管とガラス基板10とは赤外線の吸収波長帯が同じであることから、発光源の光はこのガラス管に吸収されてしまい、ガラス基板10に吸収される量が低減してしまう。つまりガラス基板と発光源の間にガラスが存在するので、発光源の光がガラス基板に到達する前にガラス管に吸収されてしまい、ガラス基板の加熱効率が悪い。このため特許文献1の前段の工程はガラス基板の予備加熱に留まっている。   Patent Document 1 described above is a technique in which a substrate is preheated, and then light is absorbed into an amorphous Si film to be polycrystallized. Here, in this configuration, a lamp is used, and a light emitting source enclosed in a glass tube is used. Since the glass tube and the glass substrate 10 have the same infrared absorption wavelength band, the light emitting source is used. Is absorbed by the glass tube, and the amount absorbed by the glass substrate 10 is reduced. That is, since glass exists between the glass substrate and the light source, the light from the light source is absorbed by the glass tube before reaching the glass substrate, and the heating efficiency of the glass substrate is poor. For this reason, the process of the front | former stage of patent document 1 has remained in the preliminary heating of the glass substrate.

本発明は、このような事情の下になされたものであり、その目的は、ガラス基板を高い加熱効率で加熱することができるプラズマ成膜装置、熱処理装置及びプラズマ成膜方法並びに熱処理方法を提供することにある。   The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to provide a plasma film forming apparatus, a heat treatment apparatus, a plasma film forming method, and a heat treatment method capable of heating a glass substrate with high heating efficiency. There is to do.

このため本発明のプラズマ成膜装置は、処理ガスに高周波エネルギーを供給してプラズマ化し、気密容器内の載置部に載置されたガラス基板上にプラズマにより成膜を行うプラズマ成膜装置において、
前記載置部上のガラス基板を輻射熱により加熱するために当該ガラス基板に対して空間を介して対向するように加熱手段を設け、
この加熱手段は、熱源とこの熱源を封入する管状体とからなり、
この封入管は、その光吸収スペクトルの波長領域が二酸化珪素の光透過スペクトルの波長領域と重なる領域をもつ、アルミナと酸化クロムとの混合物からなる二次輻射源を構成し、
前記熱源からの輻射熱が前記二次輻射源を通ってガラス基板に輻射され、前記熱源とガラス基板との間には二酸化珪素からなる部材が存在しないように構成したことを特徴とする。ここで前記熱源は、例えばカーボンワイヤヒータよりなる抵抗発熱体である。
For this reason, the plasma film-forming apparatus of the present invention is a plasma film-forming apparatus in which high-frequency energy is supplied to a processing gas to form plasma, and a film is formed by plasma on a glass substrate placed on a placement part in an airtight container. ,
In order to heat the glass substrate on the mounting portion by radiant heat, a heating means is provided so as to face the glass substrate through a space,
This heating means consists of a heat source and a tubular body that encloses this heat source,
This sealed tube constitutes a secondary radiation source made of a mixture of alumina and chromium oxide , with a region where the wavelength region of its light absorption spectrum overlaps with the wavelength region of the light transmission spectrum of silicon dioxide,
Radiation heat from the heat source is radiated to the glass substrate through the secondary radiation source, and no member made of silicon dioxide exists between the heat source and the glass substrate. Here, the heat source is a resistance heating element made of, for example, a carbon wire heater.

ここで前記載置部に載置されるガラス基板と対向するように設けられ、処理ガスをシャワー状に供給するためのガスシャワーヘッドを備え、前記加熱手段は、載置部に載置されたガラス基板と前記ガスシャワーヘッドとの間に設けられるようにしてもよいし、ガラス基板よりも下方側に設けるようにしてもよい。 Here, a gas shower head is provided so as to face the glass substrate placed on the placement section, and the processing gas is supplied in a shower shape, and the heating means is placed on the placement section. It may be provided between the glass substrate and the gas shower head, or may be provided below the glass substrate .

このようなプラズマ成膜装置では、ガラス基板を加熱手段により加熱しながら、シリコンの活性種及び水素の活性種を含むプラズマによりガラス基板上にアモルファスシリコン膜を形成する成膜工程と、次いでプラズマの発生を停止した状態で、前記ガラス基板を加熱手段により成膜工程時の温度よりも高い温度に加熱することにより、前記アモルファスシリコン膜中の水素を除去する脱水素工程と、を含むことを特徴とするプラズマ成膜方法や、
ガラス基板を加熱手段により加熱しながら、シリコンの活性種及び水素の活性種を含むプラズマによりガラス基板上にアモルファスシリコン膜を形成する成膜工程を行いながら、前記アモルファスシリコン膜中の水素を除去する脱水素工程を行うことを特徴とするプラズマ成膜方法が実施される。
In such a plasma film-forming apparatus, a film forming step of forming an amorphous silicon film on a glass substrate with plasma containing active species of silicon and active species of hydrogen while heating the glass substrate by a heating means, and then plasma A dehydrogenation step of removing hydrogen in the amorphous silicon film by heating the glass substrate to a temperature higher than the temperature at the time of the film formation step by a heating means in a state where generation is stopped. Plasma film forming method and
While the glass substrate is heated by a heating means, hydrogen in the amorphous silicon film is removed while performing a film forming process for forming an amorphous silicon film on the glass substrate by plasma containing active species of silicon and active species of hydrogen. A plasma film forming method characterized by performing a dehydrogenation step is performed.

また本発明方法では、脱水素工程を行いながら、アモルファスシリコン膜をポリ化してポリシリコン膜を形成するポリ化工程を行うようにしてもよいし、脱水素工程を行った後、ガラス基板を脱水素工程時の温度よりも高い温度に加熱しながら、アモルファスシリコン膜をポリ化してポリシリコン膜を形成するポリ化工程を行うようにしてもよい。   In the method of the present invention, the amorphous silicon film may be polycrystallized to form a polysilicon film while performing the dehydrogenation process. After the dehydrogenation process, the glass substrate is dehydrated. While heating to a temperature higher than the temperature at the time of the elementary process, a polycrystallization step of polymorphizing the amorphous silicon film to form a polysilicon film may be performed.

さらに本発明の熱処理装置は、ガラス基板上の薄膜に対して熱処理を行う装置において、
前記載置部上のガラス基板を輻射熱により加熱するために当該ガラス基板に対して空間を介して対向するように加熱手段を設け、
この加熱手段は、熱源とこの熱源を封入する管状体とからなり、
この封入管は、その光吸収スペクトルの波長領域が二酸化珪素の光透過スペクトルの波長領域と重なる領域をもつ、アルミナと酸化クロムとの混合物からなる二次輻射源を構成し、
前記熱源からの輻射熱が前記二次輻射源を通ってガラス基板に輻射され、前記熱源とガラス基板との間には二酸化珪素からなる部材が存在しないように構成したことを特徴とする。ここで前記熱源は、例えばカーボンワイヤヒータよりなる抵抗発熱体である。
Furthermore, the heat treatment apparatus of the present invention is an apparatus for performing heat treatment on a thin film on a glass substrate,
In order to heat the glass substrate on the mounting portion by radiant heat, a heating means is provided so as to face the glass substrate through a space,
This heating means consists of a heat source and a tubular body that encloses this heat source,
This sealed tube constitutes a secondary radiation source made of a mixture of alumina and chromium oxide , with a region where the wavelength region of its light absorption spectrum overlaps with the wavelength region of the light transmission spectrum of silicon dioxide,
Radiation heat from the heat source is radiated to the glass substrate through the secondary radiation source, and no member made of silicon dioxide exists between the heat source and the glass substrate. Here, the heat source is a resistance heating element made of, for example, a carbon wire heater.

このような熱処理装置では、アモルファスシリコン膜が形成されたガラス基板を加熱手段により加熱することにより、前記アモルファスシリコン膜中の水素を除去する脱水素工程を行うことを特徴とする熱処理方法や、
アモルファスシリコン膜が形成されたガラス基板を加熱手段により加熱することにより、前記アモルファスシリコン膜をポリ化してポリシリコン膜を形成するポリ化工程を行うことを特徴とする熱処理方法が実施される。
In such a heat treatment apparatus, a heat treatment method characterized by performing a dehydrogenation step of removing hydrogen in the amorphous silicon film by heating the glass substrate on which the amorphous silicon film is formed by a heating means,
A heat treatment method is performed, in which a glass substrate on which an amorphous silicon film is formed is heated by a heating means to perform a polycrystallization step of polymorphizing the amorphous silicon film to form a polysilicon film.

また本発明方法では、脱水素工程を行いながら、前記アモルファスシリコン膜をポリ化してポリシリコン膜を形成するポリ化工程を行うようにしてもよいし、脱水素工程を行った後、ガラス基板を脱水素工程時の温度よりも高い温度に加熱することにより、前記アモルファスシリコン膜をポリ化してポリシリコン膜を形成するポリ化工程を行うようにしてもよい。   Further, in the method of the present invention, while performing the dehydrogenation step, the amorphous silicon film may be polycrystallized to form a polysilicon film, or after the dehydrogenation step, the glass substrate is formed. By heating to a temperature higher than the temperature at the time of the dehydrogenation process, the amorphous silicon film may be polycrystallized to form a polysilicon film.

このようなプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法では、ガラス基板を熱源により二次輻射源を介して加熱しているので、熱源からの光エネルギーのうちの二酸化珪素の光透過スペクトルの波長領域の光エネルギーが二次輻射源に吸収される。これにより二次輻射源からは熱源の発光スペクトルとは異なる波長領域、つまりガラス基板に吸収されやすい波長領域の光エネルギーが輻射され、こうしてガラス基板が高い加熱効率で加熱でき、エネルギーコストの低減を図ることができる。このためガラス基板上にアモルファスシリコン水素膜を成膜する成膜工程のみならず、1台の装置にてアモルファスシリコン水素膜の脱水素工程や、アモルファスシリコン膜のポリ化工程を実施することができるので、スループットの向上を図ることができる。   In such a plasma film forming apparatus and plasma film forming method, the glass substrate is heated by a heat source via a secondary radiation source, and therefore, in the wavelength region of the light transmission spectrum of silicon dioxide in the light energy from the heat source. Light energy is absorbed by the secondary radiation source. As a result, light energy in a wavelength region different from the emission spectrum of the heat source, that is, a wavelength region that is easily absorbed by the glass substrate, is radiated from the secondary radiation source, and thus the glass substrate can be heated with high heating efficiency, thereby reducing energy costs. Can be planned. Therefore, not only a film forming process for forming an amorphous silicon hydrogen film on a glass substrate, but also a dehydrogenation process for an amorphous silicon hydrogen film and a polycrystallizing process for an amorphous silicon film can be carried out with a single apparatus. Therefore, throughput can be improved.

さらにこのような熱処理装置及び熱処理方法では、ガラス基板を熱源により二次輻射源を介して加熱しているので、既述のように、二次輻射源からは熱源の光エネルギーとは異なる波長領域、つまりガラス基板に吸収しやすい波長領域の光エネルギーが輻射されるので、ガラス基板が高い加熱効率で加熱でき、エネルギーコストの低減を図ることができる。このためアモルファスシリコン水素膜の脱水素工程のみならず、1台の装置にてアモルファスシリコン水素膜の脱水素工程とアモルファスシリコン膜のポリ化工程を実施することができるので、スループットの向上を図ることができる。   Further, in such a heat treatment apparatus and heat treatment method, since the glass substrate is heated by the heat source via the secondary radiation source, the wavelength region different from the light energy of the heat source from the secondary radiation source as described above. That is, since light energy in a wavelength region that is easily absorbed by the glass substrate is radiated, the glass substrate can be heated with high heating efficiency, and energy costs can be reduced. Therefore, not only the dehydrogenation process of the amorphous silicon hydrogen film but also the dehydrogenation process of the amorphous silicon hydrogen film and the polymorphization process of the amorphous silicon film can be performed with one apparatus, so that the throughput can be improved. Can do.

また前記加熱手段としてカーボンワイヤヒータを用いる場合は、このカーボンワイヤヒータは金属不純物を飛散させないので、二次輻射源を介する必要はない。このため直接ガラス基板を加熱することができるので、ガラス基板の高い加熱効率を確保することができる。   In the case where a carbon wire heater is used as the heating means, the carbon wire heater does not scatter metal impurities, so there is no need to pass through a secondary radiation source. For this reason, since a glass substrate can be heated directly, the high heating efficiency of a glass substrate is securable.

従って本発明によれば、ガラス基板を高い加熱効率で加熱することができるので、エネルギーコストの低減を図ることができると共に、スループットの向上を図ることができる。   Therefore, according to the present invention, the glass substrate can be heated with high heating efficiency, so that the energy cost can be reduced and the throughput can be improved.

先ず本発明に係るプラズマ成膜装置の実施の形態について説明する。図1は前記プラズマ成膜装置の全体構造を示す縦断面図である。図中21は気密容器である真空チャンバであり、例えばアルミニウム(Al)により構成されると共にその表面は酸化膜処理が施されている。真空チャンバ21の底面には排気管22の一端が接続され、当該排気管22の他端側には真空チャンバ21内を所定の真空圧に維持するための真空排気手段23が接続されている。また真空チャンバ21の側壁にはウエハWの搬入出を行うためのゲートバルブ24が設けられている。   First, an embodiment of a plasma film forming apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the entire structure of the plasma film forming apparatus. In the figure, reference numeral 21 denotes a vacuum chamber which is an airtight container, which is made of, for example, aluminum (Al) and the surface thereof is subjected to an oxide film treatment. One end of an exhaust pipe 22 is connected to the bottom surface of the vacuum chamber 21, and a vacuum exhaust means 23 for maintaining the inside of the vacuum chamber 21 at a predetermined vacuum pressure is connected to the other end side of the exhaust pipe 22. A gate valve 24 for loading and unloading the wafer W is provided on the side wall of the vacuum chamber 21.

真空チャンバ21の内部には、真空チャンバ21の底面から上方に延びる支持部31によって下方側を支持される載置部をなす載置台32が設けられている。この載置台32は下部電極を兼ねるものであり、例えば窒化アルミニウム(AlN)、炭化珪素(SiC)、セラミックス等により構成され、その上面は基板であるガラス基板Gより僅かに大きく且つガラス基板Gを概ね水平に載置できるように形成されている。例えばガラス基板Gの大きさは、縦400〜1100mm、横500〜1200mm、厚さ0.7mm程度である。この載置台32は接地されており、ゲートバルブ24を介して進入してきた図示しない搬送アームとの間でウエハWの受け渡しを行うための図示しないリフトピンが設けられている。また載置台32には、ガラス基板Gの周縁領域を載置台32に押さえつける図示しないメカクランプ機構が設けられている。   Inside the vacuum chamber 21, there is provided a mounting table 32 that forms a mounting portion whose lower side is supported by a support portion 31 that extends upward from the bottom surface of the vacuum chamber 21. The mounting table 32 also serves as a lower electrode, and is made of, for example, aluminum nitride (AlN), silicon carbide (SiC), ceramics, or the like, and its upper surface is slightly larger than the glass substrate G that is a substrate, and the glass substrate G It is formed so that it can be mounted almost horizontally. For example, the size of the glass substrate G is about 400 to 1100 mm in length, 500 to 1200 mm in width, and about 0.7 mm in thickness. The mounting table 32 is grounded, and is provided with a lift pin (not shown) for transferring the wafer W to and from a transfer arm (not shown) that has entered through the gate valve 24. The mounting table 32 is provided with a mechanical clamp mechanism (not shown) that presses the peripheral region of the glass substrate G against the mounting table 32.

真空チャンバ21の天井部には、絶縁部材41を介して上部電極を兼ねるガスシャワーヘッド4が設けられている。このガスシャワーヘッド4は、2系統のガスがその内部で互いに混じり合うことを防ぎつつ、夫々が独立して載置台32に向けて均一に供給される構成とされたマトリックスタイプであり、例えば部材としてアルミニウム又はニッケルよりなる3つの板状の隔壁部(上段部4a,中段部4b,下段部4c)を上下に重ね合わせた構成とされている。そして第1のガス供給管42に接続される第1の流路42a、及び第2のガス供給管43に接続される第2の流路43aが各部4a,4b,4cに分割して形成され、各隔壁部との間にガスの拡散する空間が設けられ、その空間を介して下段部4cの下面に形成された孔部44(44a,44b)に夫々連通している。前記第1及び第2のガス供給管42,43の他端側は夫々バルブV1,V2を介して処理ガス供給源45、不活性ガス例えば窒素ガスの供給源46に接続されている。   A gas shower head 4 also serving as an upper electrode is provided on the ceiling of the vacuum chamber 21 via an insulating member 41. The gas shower head 4 is a matrix type in which each of the two systems of gas is prevented from being mixed with each other and is independently supplied uniformly to the mounting table 32. The three plate-shaped partition walls (upper step portion 4a, middle step portion 4b, and lower step portion 4c) made of aluminum or nickel are stacked vertically. A first flow path 42a connected to the first gas supply pipe 42 and a second flow path 43a connected to the second gas supply pipe 43 are divided into the respective parts 4a, 4b and 4c. A space in which gas diffuses is provided between the partition walls, and communicates with holes 44 (44a, 44b) formed in the lower surface of the lower step portion 4c via the spaces. The other ends of the first and second gas supply pipes 42 and 43 are connected to a processing gas supply source 45 and an inert gas supply source 46 such as nitrogen gas via valves V1 and V2, respectively.

またガスシャワーヘッド4の上面には整合器47を介して高周波電源部48が接続されている。この高周波電源部48は、成膜処理時においてガラス基板Gに
供給される処理ガスに高周波エネルギーを供給して処理ガスをプラズマ化し、成膜反応を促進させるためのものである。
A high frequency power supply unit 48 is connected to the upper surface of the gas shower head 4 through a matching unit 47. The high-frequency power supply unit 48 supplies high-frequency energy to the processing gas supplied to the glass substrate G during the film forming process to turn the processing gas into plasma and promote the film forming reaction.

さらにこのガスシャワーヘッド4には、加熱手段をなすヒータユニット5が組み合わせられている。このヒータユニット5は、ガラス基板を加熱するための熱源と、この熱源及びガラス基板Gとの間に介在し、その光吸収スペクトルの波長領域がガラスや石英等の主成分である二酸化珪素(SiO2)の光透過スペクトルの波長領域と重なる領域をもつ材質からなる二次輻射源と、を備えるものであり、前記熱源からの輻射熱が前記二次輻射源を通ってガラス基板Gに輻射されるように構成されている。   Further, the gas shower head 4 is combined with a heater unit 5 that constitutes a heating means. This heater unit 5 is interposed between a heat source for heating the glass substrate and the heat source and the glass substrate G, and has a light absorption spectrum wavelength region of silicon dioxide (SiO2) whose main component is glass or quartz. And a secondary radiation source made of a material having a region overlapping with the wavelength region of the light transmission spectrum of), so that radiant heat from the heat source is radiated to the glass substrate G through the secondary radiation source. It is configured.

ここで前記二次輻射源は、その光吸収スペクトルの波長領域がガラスや石英等の主成分である二酸化珪素の光透過スペクトルの波長領域と重なる領域をもつ材質より構成されるため、当該二次輻射源から輻射される光エネルギーの発光スペクトルが、熱源から輻射される光エネルギーの発光スペクトルよりも、発光波長が大きい側に温度に応じてシフトすることになる。   Here, the secondary radiation source is made of a material having a wavelength region of the light absorption spectrum that overlaps the wavelength region of the light transmission spectrum of silicon dioxide, which is the main component, such as glass and quartz. The emission spectrum of the light energy radiated from the radiation source is shifted according to the temperature to the side where the emission wavelength is larger than the emission spectrum of the light energy radiated from the heat source.

具体的にはヒータユニット5は、図2に示すように、例えば直管状の複数のヒータエレメント50が縦横に組み合わせられて構成され、各ヒータエレメント50は、高純度の線状の可撓成のある抵抗発熱体例えば線径10ミクロン前後のカーボン部材であるカーボンファイバの束を複数用いて編み込むことにより形成されたカーボンワイヤヒータ51よりなる熱源を、前記二次輻射源をなす封止部材管52の中に封入することにより、前記熱源を二次輻射源により被覆して構成されている。前記封止部材管52は、例えばアルミナ(Al2O3)や、アルミナと酸化クロム(Cr2O3)との混合物、アルミナと二酸化珪素との混合物等の透光性セラミックスより構成されている。   Specifically, as shown in FIG. 2, the heater unit 5 is configured by, for example, a plurality of straight tubular heater elements 50 combined vertically and horizontally, and each heater element 50 is formed of a high-purity linear flexible component. A heat source composed of a carbon wire heater 51 formed by weaving a certain resistance heating element, for example, a bundle of carbon fibers, which is a carbon member having a wire diameter of about 10 microns, is used as a sealing member tube 52 forming the secondary radiation source. The heat source is covered with a secondary radiation source by being enclosed in the inside. The sealing member tube 52 is made of translucent ceramics such as alumina (Al2O3), a mixture of alumina and chromium oxide (Cr2O3), or a mixture of alumina and silicon dioxide.

そしてこの例では、ヒータユニット5は、ガラス基板Gの周縁領域を集中的に加熱して、当該周縁領域からの放熱を低減し、ガラス基板Gを均一に加熱するように、ガラス基板Gの中央領域よりも周縁領域に対応する位置にヒータエレメント50が多く配置されるように構成される。ここで図2にガスシャワーヘッド4を下面側から見た平面図を示すが、ガラス基板Gの横方向の長さ方向に沿って、例えば当該ガラス基板Gの横方向の長さよりも僅かに長い横ヒータエレメント50aが7本、互いに平行に設けられ、ガラス基板Gの縦方向の長さ方向に沿って、例えば当該ガラス基板Gの縦方向の長さよりも僅かに長い縦ヒータエレメント50bが4本、互いに平行に設けられている。   In this example, the heater unit 5 centrally heats the peripheral area of the glass substrate G, reduces heat dissipation from the peripheral area, and uniformly heats the glass substrate G. More heater elements 50 are arranged at positions corresponding to the peripheral area than the area. Here, FIG. 2 shows a plan view of the gas shower head 4 as viewed from the lower surface side, and is slightly longer than the lateral length of the glass substrate G, for example, along the lateral length direction of the glass substrate G. Seven horizontal heater elements 50a are provided in parallel to each other, and four vertical heater elements 50b slightly longer than the vertical length of the glass substrate G, for example, along the vertical length direction of the glass substrate G. Are provided in parallel to each other.

これら横ヒータエレメント50a及び縦ヒータエレメント50bは、夫々ガスシャワーヘッド4の孔部44と干渉しない位置に設けられて、ガラス基板Gの端部に対応する領域には、横ヒータエレメント50a、縦ヒータエレメント50b共に2本設けられている。そして横ヒータエレメント50aは、ガスシャワーヘッド4の下段部4Cに埋めこめられており、横ヒータエレメント50aの下端には縦ヒータエレメント50bが接続されている。   The horizontal heater element 50a and the vertical heater element 50b are provided at positions where they do not interfere with the hole 44 of the gas shower head 4, and the horizontal heater element 50a and the vertical heater are provided in regions corresponding to the ends of the glass substrate G. Two elements 50b are provided. The horizontal heater element 50a is embedded in the lower step portion 4C of the gas shower head 4, and the vertical heater element 50b is connected to the lower end of the horizontal heater element 50a.

これら各ヒータエレメント50のカーボンワイヤヒータ51の端子には電力供給部53が接続され、夫々に電力供給されるようになっている。そしてこの電力量を制御することにより、ヒータエレメント50によって載置台32に載置されたガラス基板Gが所定温度に調整される。このように構成されたヒータエレメント50は、後述するように厚さが0.7mmのガラス基板Gが吸収しやすい発光波長領域、例えば発光波長が5μm以上の光を輻射するので、このヒータユニット5によりガラス基板Gが高い加熱効率で加熱される。   A power supply unit 53 is connected to a terminal of the carbon wire heater 51 of each heater element 50 so that power is supplied to each terminal. And by controlling this electric energy, the glass substrate G mounted on the mounting base 32 by the heater element 50 is adjusted to predetermined temperature. Since the heater element 50 configured in this manner radiates light having a light emission wavelength range that is easily absorbed by the glass substrate G having a thickness of 0.7 mm, for example, light having a light emission wavelength of 5 μm or more, as described later, the heater unit 5 Thus, the glass substrate G is heated with high heating efficiency.

このようなプラズマ成膜装置では、ヒータユニット5の電力供給部53の出力制御、真空排気手段23における排気流量の調節、ガスの給断といった成膜装置を構成する各部位のコントロールは、例えばコンピュータ等からなる図示しない制御部が予め用意したレシピに従って行うように構成されている。   In such a plasma film forming apparatus, control of each part of the film forming apparatus such as output control of the power supply unit 53 of the heater unit 5, adjustment of the exhaust flow rate in the vacuum evacuation means 23, and gas supply / disconnection is performed by, for example, a computer A control unit (not shown) composed of, for example, is configured to perform according to a recipe prepared in advance.

続いて上述のプラズマ成膜装置を用いて行われる本発明方法について、以下に処理の態様毎に説明する。   Subsequently, the method of the present invention performed using the above-described plasma film forming apparatus will be described for each processing mode.

(処理態様1−1)
先ず前記成膜装置を用いてガラス基板Gの表面に対してアモルファスSi:H膜を成膜する成膜工程と、このアモルファスSi:H膜から水素を除去する脱水素工程と、を同時に実施する。つまり先ずゲートバルブ24を開放し、ガラス基板Gを図示しない搬送アームにより真空チャンバ21内に搬入し、前記搬送アームと図示しないリフトピンとの協同作業にてガラス基板Gを載置台32上に載置し、図示しないメカクランプ機構により当該ガラス基板Gの周縁領域を載置台32に押し付ける。次いで排気管22を介して真空排気手段23により真空チャンバ21内を所定の真空雰囲気に排気する一方、第1のガス供給管42により処理ガス例えばシランガス(SiH4)を所定の流量で導入し、このガスをガスシャワーヘッド4の孔部44を介して均一に拡散させる。この際、処理ガスはガスシャワーヘッド4に組み込まれたヒータユニット5の隙間から拡散していく。
(Processing mode 1-1)
First, a film forming process for forming an amorphous Si: H film on the surface of the glass substrate G using the film forming apparatus and a dehydrogenation process for removing hydrogen from the amorphous Si: H film are simultaneously performed. . That is, first, the gate valve 24 is opened, the glass substrate G is carried into the vacuum chamber 21 by a transfer arm (not shown), and the glass substrate G is placed on the mounting table 32 by the cooperative operation of the transfer arm and a lift pin (not shown). Then, the peripheral area of the glass substrate G is pressed against the mounting table 32 by a mechanical clamp mechanism (not shown). Next, the inside of the vacuum chamber 21 is evacuated to a predetermined vacuum atmosphere by the vacuum evacuation means 23 through the exhaust pipe 22, while a processing gas such as silane gas (SiH4) is introduced at a predetermined flow rate by the first gas supply pipe 42. The gas is uniformly diffused through the hole 44 of the gas shower head 4. At this time, the processing gas diffuses from the gap between the heater units 5 incorporated in the gas shower head 4.

こうして真空チャンバ21内を例えば1〜100Pa程度の真空度に維持すると共に、ガスシャワーヘッド4に高周波電源部48から例えば13.56〜100MHzの高周波電圧を与えることにより、ガスシャワーヘッド4と載置台32との間にプラズマを発生させ、前記処理ガスをプラズマ化する。   In this way, the vacuum chamber 21 is maintained at a degree of vacuum of, for example, about 1 to 100 Pa, and a high frequency voltage of, for example, 13.56 to 100 MHz is applied from the high frequency power supply unit 48 to the gas shower head 4, thereby Plasma is generated between the gas and the gas and the processing gas is turned into plasma.

一方、ヒータユニット5を構成する各ヒータエレメント50のカーボンワイヤヒータ51に電力供給部53により所定の電力を供給し、これにより載置台32上のガラス基板Gを、アモルファスSi:H膜の脱水素を行う温度例えば400℃〜600℃程度の温度にて例えば0.01〜60秒程度加熱する。こうしてプラズマによる反応の促進により、前記プラズマ化された処理ガスの反応活性種にて、ガラス基板G上に、脱水素され、微結晶を含んだアモルファスSi膜を形成する。   On the other hand, predetermined power is supplied to the carbon wire heater 51 of each heater element 50 constituting the heater unit 5 by the power supply unit 53, whereby the glass substrate G on the mounting table 32 is dehydrogenated from the amorphous Si: H film. For example, heating is performed at a temperature of about 400 ° C. to 600 ° C. for about 0.01 to 60 seconds. In this way, by the promotion of the reaction by plasma, the plasma-processed reactive gas species is dehydrogenated on the glass substrate G to form an amorphous Si film containing microcrystals.

続いて前記成膜装置を引き続き用いて、ガラス基板Gに形成されたアモルファスSi膜をポリ化させ、ポリシリコン膜を形成するポリ化工程を実施する。つまりバルブV1を閉じて処理ガスの導入を停止し、プラズマの発生を停止した状態で、真空チャンバ21内を例えば1〜100Pa程度の真空度に維持すると共に、ヒータユニット5により載置台32上のガラス基板Gをガラス歪点以下のアモルファスSi膜のポリ化を行う温度例えば500℃〜666℃程度の温度にて例えば0.01〜60秒程度加熱する。こうして微結晶を含んだアモルファスSi膜を粒径成長させてポリシリコン膜を形成する。   Subsequently, using the film forming apparatus, the amorphous Si film formed on the glass substrate G is polycrystallized, and a polycrystallizing process is performed to form a polysilicon film. In other words, the inside of the vacuum chamber 21 is maintained at a degree of vacuum of, for example, about 1 to 100 Pa while the introduction of the processing gas is stopped by closing the valve V <b> 1 and the generation of plasma is stopped, and on the mounting table 32 by the heater unit 5. The glass substrate G is heated at a temperature at which the amorphous Si film below the glass strain point is polycrystallized, for example, at a temperature of about 500 ° C. to 666 ° C. for about 0.01 to 60 seconds. In this way, an amorphous Si film containing microcrystals is grown in grain size to form a polysilicon film.

この際ポリ化工程では、真空チャンバ21内を真空雰囲気に設定する以外に、バルブV2を開いて第2のガス供給管43により真空チャンバ21内に不活性ガス例えば窒素ガス(N2)を導入して、不活性ガス雰囲気にて行うようにしてもよい。こうしてポリシリコン膜を形成した後、真空チャンバ21内を常圧雰囲気に戻し、ゲートバルブ24を開いて搬送アームにより、当該ポリシリコン膜が形成されたガラス基板Gを真空チャンバ21の外部に搬出する。   At this time, in addition to setting the inside of the vacuum chamber 21 to a vacuum atmosphere, in the polishing process, the valve V2 is opened and an inert gas such as nitrogen gas (N2) is introduced into the vacuum chamber 21 by the second gas supply pipe 43. Then, it may be performed in an inert gas atmosphere. After forming the polysilicon film in this manner, the inside of the vacuum chamber 21 is returned to the atmospheric pressure, the gate valve 24 is opened, and the glass substrate G on which the polysilicon film is formed is carried out of the vacuum chamber 21 by the transfer arm. .

このような構成では、ヒータユニット5によりガラス基板Gが高い加熱効率で加熱できる。つまりヒータユニット5を構成するヒータエレメント50を、カーボンワイヤヒータ51を、その光吸収スペクトルの波長領域が二酸化珪素の光透過スペクトルの波長領域と重なる領域をもつ材質例えばアルミナからなる二次輻射源により被覆することにより構成しているので、後述するようにヒータエレメント50より輻射される光はガラス基板Gに吸収しやすいものとなり、ガラス基板Gが選択的に加熱され、加熱効率を高めることができる。   In such a configuration, the glass substrate G can be heated by the heater unit 5 with high heating efficiency. That is, the heater element 50 constituting the heater unit 5 is made of the carbon wire heater 51 by a secondary radiation source made of a material having a wavelength region of the light absorption spectrum overlapping the wavelength region of the light transmission spectrum of silicon dioxide, for example, alumina. Since it is configured by coating, the light radiated from the heater element 50 is easily absorbed by the glass substrate G, as will be described later, and the glass substrate G is selectively heated to increase the heating efficiency. .

ここで本発明者らは、厚さ0.7mmのガラス基板Gに光を照射した場合、0.3μm〜5μmの波長領域の光は殆どガラス基板Gを透過するが、0.3μm以短または5μm以長の波長領域の光の吸収率は非常に高くなることを見出した。つまり選択輻射の原理として、「上層材料の吸収長≦上層材料の膜厚d」の基準を満たす場合には、下層側を低温としたまま上層側のみを選択的に加熱できる。ここで吸収長とは上層に照射される光のエネルギーが1/e(自然対数)になる長さをいい、「吸収長=1/α(α:吸収係数)」で定義される。従って上層材料がガラス基板である場合、ガラス基板の厚さを吸収長よりも大きくすれば、光のエネルギーはガラス基板に殆ど吸収され、ガラス基板のみを選択的に加熱することができる。   Here, when the present inventors irradiate a glass substrate G having a thickness of 0.7 mm with light, most of light in the wavelength region of 0.3 μm to 5 μm is transmitted through the glass substrate G, but shorter than 0.3 μm or It has been found that the absorptance of light in the wavelength region of 5 μm or longer is very high. That is, as the principle of selective radiation, when the criterion of “absorption length of upper layer material ≦ film thickness d of upper layer material” is satisfied, only the upper layer side can be selectively heated while keeping the lower layer side at a low temperature. Here, the absorption length means a length at which the energy of light applied to the upper layer becomes 1 / e (natural logarithm), and is defined by “absorption length = 1 / α (α: absorption coefficient)”. Therefore, when the upper layer material is a glass substrate, if the thickness of the glass substrate is made larger than the absorption length, light energy is almost absorbed by the glass substrate, and only the glass substrate can be selectively heated.

以下に実験データを用いて具体的に説明する。図3に、ガラス基板Gの材料となるガラス基板物質(Corning社製1737F)の光学特性について示す。図3(a)は、ガラス基板の放射率εの波長特性、図3(b)は、図3(a)の放射率εから計算したガラス基板の吸収係数α(cm-1)の波長特性、図3(c)は図3(b)にて得られた吸収係数から算出したガラス基板の吸収長1/α(cm-1)の波長特性を夫々示している。   This will be specifically described below using experimental data. FIG. 3 shows optical characteristics of a glass substrate substance (Corning 1737F) that is a material of the glass substrate G. 3A is a wavelength characteristic of the emissivity ε of the glass substrate, and FIG. 3B is a wavelength characteristic of the absorption coefficient α (cm −1) of the glass substrate calculated from the emissivity ε of FIG. 3A. 3C shows the wavelength characteristics of the absorption length 1 / α (cm −1) of the glass substrate calculated from the absorption coefficient obtained in FIG. 3B.

ここでガラス基板Gの厚さは0.7mmであるので、吸収長が0.7mm以下の波長の光はガラス基板Gに吸収されることになるが、図3(c)の結果により、波長5μm以上の波長の光は吸収長が0.7mm以下であることが認められ、これにより波長5μm以上の光であれば、当該ガラス基板G内に殆ど吸収されることが認められた。   Here, since the thickness of the glass substrate G is 0.7 mm, light having a wavelength with an absorption length of 0.7 mm or less is absorbed by the glass substrate G. From the result of FIG. It was recognized that light having a wavelength of 5 μm or more has an absorption length of 0.7 mm or less, and thus, light having a wavelength of 5 μm or more was almost absorbed in the glass substrate G.

また図4(a)に、一定波長(10.6μm)の光をガラス基板に照射したときのガラス基板の温度変化、図4(b)に同じ条件で一定波長(1μm)の光をガラス基板に照射したときのガラス基板Gの温度変化の計算値を夫々示す。ガラス基板としては、図3の実験で用いたガラス基板と同じ材質のものを用いている。ここで△はガラス基板G表面から1μmの深さの温度変化、×はガラス基板G表面から10μmの深さの温度変化、○はガラス基板G表面から100μmの深さの温度変化、を夫々示す。   FIG. 4A shows the temperature change of the glass substrate when the glass substrate is irradiated with light having a constant wavelength (10.6 μm). FIG. 4B shows the glass substrate with light having a constant wavelength (1 μm) under the same conditions. The calculated value of the temperature change of the glass substrate G when irradiating is shown. As the glass substrate, the same material as the glass substrate used in the experiment of FIG. 3 is used. Here, Δ indicates a temperature change at a depth of 1 μm from the glass substrate G surface, × indicates a temperature change at a depth of 10 μm from the glass substrate G surface, and ○ indicates a temperature change at a depth of 100 μm from the glass substrate G surface. .

この結果より、波長1μmの光を照射した場合にはガラス基板の温度は全く変化しないが、波長10.6μmの光を照射した場合には、ガラス基板は昇温することが認められ、ガラス基板は5μm以上の光を吸収することが裏付けられる。また図4(a)より、ガラス基板の表面よりも1μm内側では650℃程度の温度になるのに対して、ガラス基板の表面よりも100μm内側の内部では100℃程度までしか昇温しないことが確認され、ガラス基板は表面近傍は高温に加熱されるものの、下面は加熱されず、これによりガラス基板のみ、またはガラス基板の上層側のみを選択的に加熱できることが理解される。   From this result, it is recognized that the temperature of the glass substrate does not change at all when irradiated with light having a wavelength of 1 μm, but the glass substrate is heated when irradiated with light having a wavelength of 10.6 μm. It is proved that absorbs light of 5 μm or more. 4A, the temperature is about 650 ° C. inside 1 μm from the surface of the glass substrate, whereas the temperature only rises to about 100 ° C. inside 100 μm from the surface of the glass substrate. It is confirmed that the glass substrate is heated to a high temperature in the vicinity of the surface, but the lower surface is not heated, so that only the glass substrate or only the upper layer side of the glass substrate can be selectively heated.

さらに図5に熱源の放射輝度の波長特性について示す。この放射輝度とは、ガラス基板の放射特性と、熱源とガラス基板との間に介在する部材の放射特性とをかけ合わせて算出したものであり、この値が大きい程、ガラス基板が高い温度に加熱されていることを意味する。図には熱源であるカンタルヒータによりガラス基板を直接加熱した場合のガラス基板の放射特性を実線で、カンタルヒータによりガラス基板を直接加熱した場合のガラス基板の放射輝度を一点鎖線で、カンタルヒータとガラス基板との間にセラミックス(アルミナと二酸化珪素との混合物)を介在させたときのガラス基板の放射輝度を長い破線で、カンタルヒータとガラス基板との間に溶融石英を介在させたときのガラス基板の放射輝度を短い破線で夫々示している。ガラス基板としては、図3の実験で用いたガラス基板と同じ材質のものを用いている。   FIG. 5 shows the wavelength characteristics of the radiance of the heat source. This radiance is calculated by multiplying the radiation characteristics of the glass substrate and the radiation characteristics of the members interposed between the heat source and the glass substrate. The larger this value, the higher the temperature of the glass substrate. It means that it is heated. In the figure, the radiation characteristics of the glass substrate when the glass substrate is directly heated by the Kanthal heater, which is a heat source, are indicated by solid lines, and the radiance of the glass substrate when the glass substrate is directly heated by the Kanthal heater are indicated by a one-dot chain line. The radiance of the glass substrate when a ceramic (a mixture of alumina and silicon dioxide) is interposed between the glass substrate and the glass substrate when molten quartz is interposed between the cantal heater and the glass substrate, with a long broken line. The radiance of the substrate is indicated by a short broken line. As the glass substrate, the same material as the glass substrate used in the experiment of FIG. 3 is used.

この結果により、波長5μm以上の領域では、カンタルヒータとガラス基板との間にセラミックスを介在させた場合のガラス基板の放射輝度は、カンタルヒータにより直接ガラス基板を介在させた場合のガラス基板の放射輝度よりも大きくなっており、これによりカンタルヒータによりセラミックスを介してガラス基板を加熱することによって、ガラス基板の高い加熱効率を得ることができることが認められる。これはセラミックスを介して加熱することにより、セラミックスから輻射される光エネルギーが波長5μm以上の成分を多く含むものとなり、ガラス基板に吸収されやすくなるためと理解される。   As a result, in a wavelength region of 5 μm or more, the radiance of the glass substrate when the ceramic is interposed between the cantal heater and the glass substrate is the radiation of the glass substrate when the glass substrate is directly interposed by the cantal heater. It is recognized that the heating efficiency of the glass substrate can be obtained by heating the glass substrate through ceramics with a Kanthal heater. This is understood to be because heating through the ceramics causes the light energy radiated from the ceramics to contain a large amount of components having a wavelength of 5 μm or more and is easily absorbed by the glass substrate.

一方カンタルヒータとガラス基板との間に溶融石英を介在させた場合のガラス基板の放射輝度は、カンタルヒータにより直接ガラス基板を介在させた場合のガラス基板の放射輝度よりも、波長5μm以上の領域では急激に小さくなることが認められた。これによりカンタルヒータからの光エネルギーが、ガラス基板と同じ光吸収スペクトルを持つ溶融石英自体に吸収されてしまい、ガラス基板に到達する成分が少なくなって、ガラス基板に吸収される光エネルギーの量が低減してしまうためと推察される。   On the other hand, the radiance of the glass substrate when molten quartz is interposed between the cantal heater and the glass substrate is a region having a wavelength of 5 μm or more than the radiance of the glass substrate when the glass substrate is directly interposed by the cantal heater. In, it was observed that it decreased rapidly. As a result, the light energy from the cantal heater is absorbed by the fused quartz itself having the same light absorption spectrum as the glass substrate, so that the amount of light energy absorbed by the glass substrate is reduced. It is guessed that it will decrease.

さらに図6に熱源の分光放射発散度の放射特性について示す。この分光放射発散度とは、熱源の輝度と、ガラス基板の放射特性とをかけ合わせて算出したものであり、この値が大きい程、ガラス基板が高い温度に加熱されていることを意味する。図中熱源としてハロゲンランプ(250W輝度)を用いた場合を実線で、熱源としてハロゲンランプにセラミックス(アルミナと酸化クロムの混合物)を200μmの厚さでコーティングしたもの(250W輝度)を用いた場合を一点鎖線で、熱源としてハロゲンランプにセラミックス(アルミナと二酸化珪素の混合物)を200μmの厚さでコーティングしたもの(250W輝度)を用いた場合を破線で夫々示している。ガラス基板としては、図3の実験で用いたガラス基板と同じ材質のものを用いている。   FIG. 6 shows the radiation characteristics of the spectral radiation divergence of the heat source. The spectral divergence divergence is calculated by multiplying the luminance of the heat source and the radiation characteristics of the glass substrate. The larger this value, the higher the glass substrate is heated. In the figure, the case where a halogen lamp (250 W luminance) is used as a heat source is shown by a solid line, and the case where a ceramic lamp (a mixture of alumina and chromium oxide) is coated to a thickness of 200 μm (250 W luminance) is used as a heat source. Dotted lines indicate the case where a halogen lamp coated with ceramics (a mixture of alumina and silicon dioxide) with a thickness of 200 μm (250 W luminance) is used as a heat source. As the glass substrate, the same material as the glass substrate used in the experiment of FIG. 3 is used.

この結果により、波長5μm以上の領域では、熱源としてハロゲンランプを用いた場合よりも、ハロゲンランプにセラミックスをコーティングした場合の方がガラス基板の放射発散度が大きく、ガラス基板を高い温度に加熱できることが認められ、これにより二次輻射源としてはセラミックコーティング層も有効であることが理解される。またセラミックコーティング層としては、アルミナに二酸化珪素を混合した材料を用いる場合よりも、アルミナに酸化クロムを混合した材料を用いる場合の方が、波長5μm以上の領域ではガラス基板の放射発散度が大きいことが認められた。   As a result, in the region of wavelength of 5 μm or more, the radiation divergence of the glass substrate is larger when the halogen lamp is coated with ceramics than when the halogen lamp is used as a heat source, and the glass substrate can be heated to a higher temperature. It can be seen that a ceramic coating layer is also effective as a secondary radiation source. Further, as the ceramic coating layer, the radiant divergence of the glass substrate is larger in the wavelength region of 5 μm or more when the material in which alumina is mixed with chromium oxide is used than in the case of using material in which alumina is mixed with silicon dioxide. It was recognized that

さらに図7は、加熱効率における熱源比較実験の実験結果であり、熱源としてハロゲンランプ(図中実線で示す)と、ハロゲンランプにセラミックス(アルミナと二酸化珪素の混合物)を100μmの厚さで蒸着したもの(図中一点鎖線で示す)と、ハロゲンランプにセラミックス(アルミナと二酸化珪素の混合物)を200μmの厚さで蒸着したもの(図中点線で示す)とを夫々用いてガラス基板Gを加熱した場合の、ガラス基板Gの温度を示している。ここでガラス基板温度は、波長8〜16μmの放射温度計で測定した。ガラス基板としては、図3の実験で用いたガラス基板と同じ材質のものを用いている。   Further, FIG. 7 shows experimental results of a heat source comparison experiment in terms of heating efficiency. As a heat source, a halogen lamp (shown by a solid line in the figure) and ceramics (a mixture of alumina and silicon dioxide) were deposited on the halogen lamp to a thickness of 100 μm. The glass substrate G was heated using a glass substrate (indicated by a dashed line in the figure) and a ceramic lamp (a mixture of alumina and silicon dioxide) deposited on a halogen lamp with a thickness of 200 μm (indicated by a dotted line in the figure). In this case, the temperature of the glass substrate G is shown. Here, the glass substrate temperature was measured with a radiation thermometer having a wavelength of 8 to 16 μm. As the glass substrate, the same material as the glass substrate used in the experiment of FIG. 3 is used.

この結果、熱源としてハロゲンランプを用いた場合よりも、ハロゲンランプをセラミックスによりコーティングしたものを用いた場合の方が、ガラス基板の温度が高くなることが認められ、ハロゲンランプにセラミックスをコーティングすることにより、ガラス基板に吸収しやすい波長5μm以上の成分の光が多くなり、ガラス基板の加熱効率が上昇することが認められる。また200μmの厚さのセラミックスをコーティングしたハロゲンランプを用いた場合はガラス基板の温度が最も高くなり、より発光波長5μm以上の成分の光が多く、ガラス基板Gを高い加熱効率で加熱できることが理解される。   As a result, it is recognized that the temperature of the glass substrate is higher when the halogen lamp is coated with ceramics than when the halogen lamp is used as a heat source, and the halogen lamp is coated with ceramics. Thus, it is recognized that light having a wavelength of 5 μm or more that is easily absorbed by the glass substrate increases, and the heating efficiency of the glass substrate is increased. In addition, it is understood that when a halogen lamp coated with 200 μm thick ceramic is used, the temperature of the glass substrate is the highest, and there is much light with a component having an emission wavelength of 5 μm or more, so that the glass substrate G can be heated with high heating efficiency. Is done.

以上の実験例により、熱源(カンタルヒータやハロゲンランプ)とガラス基板との間に、セラミックスやセラミックコーティング層よりなる二次輻射源を介在させることにより、ガラス基板の高い加熱効率を確保できることが認められた。またカーボンワイヤヒータはカンタルヒータとほぼ同じ放射特性を持つため、このカーボンワイヤヒータを熱源として用いて、この熱源とガラス基板との間に、セラミックスやセラミックコーティング層よりなる二次輻射源を介在させることによっても、ガラス基板の高い加熱効率を確保できる。   From the above experimental examples, it was confirmed that a high heating efficiency of the glass substrate can be secured by interposing a secondary radiation source made of a ceramic or ceramic coating layer between the heat source (kanthal heater or halogen lamp) and the glass substrate. It was. Since the carbon wire heater has almost the same radiation characteristics as the Kanthal heater, this carbon wire heater is used as a heat source, and a secondary radiation source made of ceramics or a ceramic coating layer is interposed between the heat source and the glass substrate. Also, high heating efficiency of the glass substrate can be ensured.

この理由については次のように推察される。つまり熱源からの輻射熱が二次輻射源を通ってガラス基板に輻射された場合、二次輻射源はその光吸収スペクトルの波長領域がガラスや石英の主成分である二酸化珪素の光透過スペクトルの波長領域と重なる領域を持つ材質から構成されるので、熱源から二次輻射源に光エネルギーが輻射されると、この二次輻射源では二酸化珪素の光透過スペクトルの波長領域と重なる領域の光エネルギーが吸収され、これにより当該二次輻射源からは熱源とは異なる波長領域の光エネルギーが輻射される。   The reason is presumed as follows. In other words, when radiant heat from the heat source is radiated to the glass substrate through the secondary radiation source, the secondary radiation source has a wavelength range of light transmission spectrum of silicon dioxide whose main component is glass or quartz. Since it is made of a material having a region that overlaps the region, when light energy is radiated from the heat source to the secondary radiation source, the light energy in the region that overlaps the wavelength region of the light transmission spectrum of silicon dioxide is emitted from this secondary radiation source. Thus, light energy in a wavelength region different from that of the heat source is radiated from the secondary radiation source.

そしてこの二次輻射源から輻射される光エネルギーの発光スペクトルは、熱源から輻射される光エネルギーの発光スペクトルよりも、波長領域が温度に応じて波長の大きい側にシフトしたものであって、ガラス基板に吸収されやすい波長領域つまり5μm以上の波長領域の成分を多く含み、この成分の光はガラス基板に効率よく吸収されるので、ガラス基板の高い加熱効率を確保することができると推察される。   The emission spectrum of the light energy radiated from the secondary radiation source has a wavelength region shifted to a larger wavelength side depending on the temperature than the emission spectrum of the light energy radiated from the heat source, It contains many components in the wavelength region that is easily absorbed by the substrate, that is, a wavelength region of 5 μm or more, and the light of this component is efficiently absorbed by the glass substrate, so it is assumed that high heating efficiency of the glass substrate can be secured. .

これに対して熱源とガラス基板との間に二酸化珪素例えばガラスや石英を介在させた場合には、熱源からの光は、波長5μm以上であってガラス基板が吸収しやすい光エネルギーは、ガラス基板と同じ吸収スペクトルを持つガラスや石英に吸収されてしまい、ガラス基板に吸収される量が低減してしまうので、ガラス基板の加熱効率は低くなってしまう。また波長5μm以下であってガラスや石英を透過してしまう光エネルギーは、ガラス基板も透過してしまうので、ガラス基板に吸収されず、ガラス基板の加熱効率は低くなってしまう。   On the other hand, when silicon dioxide such as glass or quartz is interposed between the heat source and the glass substrate, the light energy from the heat source has a wavelength of 5 μm or more and is easily absorbed by the glass substrate. Is absorbed by glass or quartz having the same absorption spectrum as this, and the amount absorbed by the glass substrate is reduced, so that the heating efficiency of the glass substrate is lowered. Further, light energy having a wavelength of 5 μm or less and transmitting through glass or quartz is also transmitted through the glass substrate, so that it is not absorbed by the glass substrate and the heating efficiency of the glass substrate is lowered.

このように上述のプラズマ成膜装置では、加熱手段によりガラス基板を高い加熱効率で加熱しているため、熱容量の大きいガラス基板Gを短時間で高温に均一に加熱できる。このため前記成膜装置にてガラス基板Gを400℃〜600℃に加熱して処理を行なうことにより、アモルファスSi:H膜の成膜と脱水素と、微結晶のポリ化とを同時に行うことができ、これによりエネルギーコストを抑えながら大きいガラス基板を均一に加熱し、前記成膜工程と脱水素工程を行うことができる。   Thus, in the above-mentioned plasma film-forming apparatus, since the glass substrate is heated with high heating efficiency by the heating means, the glass substrate G having a large heat capacity can be uniformly heated to a high temperature in a short time. For this reason, the glass substrate G is heated to 400 ° C. to 600 ° C. and processed by the film forming apparatus, thereby simultaneously performing the film formation and dehydrogenation of the amorphous Si: H film and the polycrystallization of the microcrystal. Thus, a large glass substrate can be uniformly heated while suppressing energy costs, and the film formation step and the dehydrogenation step can be performed.

またこのプラズマ成膜装置では、エネルギーコストを抑えながら大きいガラス基板Gを均一に加熱することができるので、前記脱水素工程よりも処理温度が高いポリ化工程を行うことができる。これにより同じ装置を用いて、ガラス基板Gを500℃〜666℃に加熱してポリ化工程を行うことができる。   Moreover, in this plasma film-forming apparatus, since the large glass substrate G can be heated uniformly, restraining energy cost, the polycrystallization process whose processing temperature is higher than the said dehydrogenation process can be performed. Thereby, using the same apparatus, the glass substrate G can be heated to 500 ° C. to 666 ° C. to perform the polishing step.

従って上述のプラズマ成膜装置1台により、ガラス基板G上にポリシリコン膜を形成することができるので、従来のように成膜工程と、脱水素工程と、ポリ化工程との夫々に1台づつ、合わせて3台の装置が必要である場合に比べて、装置のトータルの製造コストや設置スペースを大幅に低減できる。   Accordingly, a polysilicon film can be formed on the glass substrate G by using one of the above-described plasma film forming apparatuses, so that one film forming process, one dehydrogenating process, and one polishing process are performed as in the conventional case. Therefore, compared to the case where three devices are required in total, the total manufacturing cost and installation space of the device can be greatly reduced.

さらにこの熱処理装置では、同じ装置を用いて成膜工程と脱水素工程を行った後、ポリ化工程を引き続いて行っているので、ポリ化工程では成膜・脱水素工程の際に暖められた室内を加熱すればよいので、冷えた室内を暖める場合に比べて昇温幅が小さく、さらにエネルギーコストが低減できると共に、3台の装置を用いて行う場合よりも、ガラス基板Gの装置間の搬送や、装置の調整時間が短縮されるので、スループットの向上を図ることができる。   Furthermore, in this heat treatment apparatus, the film forming process and the dehydrogenation process are performed using the same apparatus, and then the polishing process is continuously performed. Therefore, in the polishing process, the film was heated during the film formation / dehydrogenation process. Since it is only necessary to heat the room, the temperature rise range is smaller than when the cold room is warmed, the energy cost can be further reduced, and between the apparatuses of the glass substrate G as compared with the case of using three apparatuses. Since the time for carrying and adjusting the apparatus is shortened, the throughput can be improved.

この際、上述のプラズマ成膜装置では、均一に高温にガラス基板Gを加熱できるので、成膜時に処理ガスがガラス基板表面で十分に分解される。これによりアモルファスSi:H膜が水素が少ない状態で形成でき、同時に行われる脱水化工程も速やかに進行する。従って成膜工程と脱水化工程とを同時に行うことにより、トータルの処理時間を1枚当たり5分程度に短縮することができる。これに対して従来の成膜装置のように、ガラス基板Gを加熱できない場合には、ガラス基板G表面が冷たい状態であり、ここに供給された処理ガスは分解が進行しにくく、結果としてアモルファスSi:H膜中の水素含有量が多くなってしまい、後の脱水化工程では例えば1枚当たり60分程度の長い処理時間が必要となる。   At this time, since the glass substrate G can be uniformly heated to a high temperature in the above-described plasma film forming apparatus, the processing gas is sufficiently decomposed on the surface of the glass substrate during film formation. As a result, the amorphous Si: H film can be formed with a small amount of hydrogen, and the dehydration process performed simultaneously proceeds promptly. Therefore, by performing the film forming step and the dehydration step at the same time, the total processing time can be shortened to about 5 minutes per sheet. On the other hand, when the glass substrate G cannot be heated as in the conventional film forming apparatus, the surface of the glass substrate G is in a cold state, and the processing gas supplied here is not easily decomposed, resulting in an amorphous state. The hydrogen content in the Si: H film is increased, and the subsequent dehydration process requires a long processing time of, for example, about 60 minutes per sheet.

また上述の成膜装置では、図4(a)の実験データからも明らかなように、ガラス基板Gの上層側のみを選択的に高温に加熱することができる。このため成膜工程、脱水素工程、ポリ化工程において、ガラス基板Gの必要な領域のみを所定温度に選択的に加熱すればよいので、ガラス基板全体を加熱する場合に比べて、エネルギーコストが大幅に低減するほか、ガラス基板の熱歪の発生を抑えることができる。   Moreover, in the above-mentioned film-forming apparatus, only the upper layer side of the glass substrate G can be selectively heated to a high temperature, as is apparent from the experimental data in FIG. For this reason, in the film forming process, the dehydrogenation process, and the polishing process, only the necessary region of the glass substrate G needs to be selectively heated to a predetermined temperature, so that the energy cost is lower than when the entire glass substrate is heated. In addition to a significant reduction, the occurrence of thermal distortion of the glass substrate can be suppressed.

続いて本発明の成膜装置を用いて行われる他の処理態様について説明する。
(処理態様1−2)
この処理態様は、処理態様1−1において、前記成膜装置を用いて成膜工程と脱水素工程とを同時に実施した後、ポリ化工程を他の装置例えばレーザアニール装置にて行うものである。
Next, another processing mode performed using the film forming apparatus of the present invention will be described.
(Processing mode 1-2)
In this processing mode, in the processing mode 1-1, a film forming process and a dehydrogenation process are simultaneously performed using the film forming apparatus, and then a polycrystallization process is performed by another apparatus such as a laser annealing apparatus. .

この場合には、処理態様1−1と同様の処理条件にて、成膜装置内にて、ガラス基板Gに対してアモルファスSi:H膜の成膜と、アモルファスSi:H膜の脱水素とを同時に行ってアモルファスSi膜を形成した後、真空チャンバ21内を常圧雰囲気に戻し、当該アモルファスSi膜が形成されたガラス基板Gを真空チャンバ21の外部に搬出する。そして別個に設けられたレーザーアニール装置に搬送し、ここで例えばXeClや、KrF等を用いたエキシマレーザのビームを、ガラス基板上に形成されたアモルファスSi膜に、スキャンさせながら線状に照射することにより、アモルファスSi膜をポリシリコン膜にポリ化させるポリ化工程を行う。   In this case, the amorphous Si: H film is formed on the glass substrate G and the amorphous Si: H film is dehydrogenated in the film forming apparatus under the same processing conditions as in the processing mode 1-1. Are simultaneously performed to form an amorphous Si film, and then the inside of the vacuum chamber 21 is returned to a normal pressure atmosphere, and the glass substrate G on which the amorphous Si film is formed is carried out of the vacuum chamber 21. Then, it is transported to a laser annealing apparatus provided separately, where an amorphous Si film formed on a glass substrate is irradiated linearly with an excimer laser beam using, for example, XeCl or KrF. As a result, a polycrystallization process is performed for polymorphizing the amorphous Si film into a polysilicon film.

この処理態様においても、上述の成膜装置とポリ化工程を行うアニール装置との2台により、ガラス基板上にポリシリコン膜を形成することができるので、従来のように成膜工程と、脱水工程と、ポリ化工程との夫々に1台づつ、合わせて3台の装置が必要である場合に比べて、装置のトータルの製造コストや設置スペースを低減できる。またこの成膜装置では、成膜工程と脱水化工程とを同時に行っているので、これらの工程に別々の装置が必要である場合に比べてエネルギーコストが低減できると共に、3台の装置を用いて行う場合よりも、ガラス基板Gの装置間の搬送や、装置の調整時間が短縮されるので、スループットの向上を図ることができる。   Also in this processing mode, since the polysilicon film can be formed on the glass substrate by using the above-described film forming apparatus and the annealing apparatus for performing the polishing step, it is possible to form the film forming process and the dehydration as in the past. The total manufacturing cost and installation space of the apparatus can be reduced as compared with the case where three apparatuses are required, one for each of the process and the polishing process. In addition, since this film forming apparatus performs the film forming process and the dehydration process at the same time, the energy cost can be reduced as compared to the case where separate apparatuses are required for these processes, and three apparatuses are used. Compared with the case where it carries out, since the conveyance of the glass substrate G between apparatuses and the adjustment time of an apparatus are shortened, the improvement of a through-put can be aimed at.

(処理態様1−3)
この処理態様は、前記成膜装置を用いて成膜工程と、脱水素工程と、ポリ化工程を同時に行うものである。つまり先ず既述の手法にて、ガラス基板Gを真空チャンバ21内に搬入し、載置台32上に載置する。次いで真空チャンバ21内を所定の真空雰囲気に排気する一方、第1のガス供給管42により処理ガスを所定の流量で導入する。こうして真空チャンバ21内を例えば1〜100Pa程度の真空度に維持すると共に、ガスシャワーヘッド4と載置台32との間にプラズマを発生させ、前記処理ガスをプラズマ化する。一方、ヒータユニット5より載置台32上のガラス基板Gをガラス歪点以下のアモルファスSi膜のポリ化を行う温度例えば500〜666℃程度に加熱する。こうして処理ガスのプラズマにより、ガラス基板G上に、脱水素され、ポリ化されたポリシリコン膜を形成する。このようにこの処理態様では、成膜工程と、脱水素工程と、ポリ化工程とが同時に行われる。
(Processing 1-3)
In this processing mode, a film forming process, a dehydrogenation process, and a polishing process are simultaneously performed using the film forming apparatus. That is, first, the glass substrate G is carried into the vacuum chamber 21 and placed on the mounting table 32 by the method described above. Next, the inside of the vacuum chamber 21 is evacuated to a predetermined vacuum atmosphere, while a processing gas is introduced at a predetermined flow rate by the first gas supply pipe 42. In this way, the vacuum chamber 21 is maintained at a vacuum level of, for example, about 1 to 100 Pa, and plasma is generated between the gas shower head 4 and the mounting table 32 to convert the processing gas into plasma. On the other hand, the glass substrate G on the mounting table 32 is heated from the heater unit 5 to a temperature for polymorphizing the amorphous Si film below the glass strain point, for example, about 500 to 666 ° C. Thus, a polysilicon film that has been dehydrogenated and polycrystallized is formed on the glass substrate G by the plasma of the processing gas. As described above, in this processing mode, the film forming process, the dehydrogenation process, and the polishing process are performed simultaneously.

この処理態様では、上述の成膜装置を用いて、成膜工程と、脱水素工程と、ポリ化工程とを同時に行うので、さらにエネルギーコストが低減できると共に、脱水素工程とポリ化工程との間のバルブの切り替えやヒータユニット5の温度制御などが不要となるので、さらに調整時間が短縮され、よりスループットを高めることができる。   In this processing mode, since the film formation process, the dehydrogenation process, and the polycrystallization process are simultaneously performed using the film formation apparatus described above, the energy cost can be further reduced, and the dehydrogenation process and the polycrystallization process can be performed. Since it is not necessary to switch between the valves and control the temperature of the heater unit 5, the adjustment time is further shortened and the throughput can be further increased.

(処理態様1−4)
この処理態様は、前記成膜装置を用いて前記成膜工程と、前記脱水素工程と、前記ポリ化工程と、を異なる温度で行うものである。つまり先ず既述の手法にて、ガラス基板Gを真空チャンバ21内に搬入して載置台32上に載置する。次いで真空チャンバ21内を所定の真空雰囲気に排気する一方、第1のガス供給管42により処理ガスを所定の流量で導入する。こうして真空チャンバ21内を例えば1〜100Pa程度の真空度に維持すると共に、ガスシャワーヘッド4と載置台32との間にプラズマを発生させ、前記処理ガスをプラズマ化する。一方、ヒータユニット5により載置台32上のガラス基板Gを第1の温度例えば200〜400℃程度にて、例えば0.01〜60秒程度加熱する。こうして前記処理ガスのプラズマにより、ガラス基板G上にアモルファスSi:H膜を成膜する。
(Processing 1-4)
In this processing mode, the film formation process, the dehydrogenation process, and the polycrystallization process are performed at different temperatures using the film formation apparatus. That is, first, the glass substrate G is carried into the vacuum chamber 21 and mounted on the mounting table 32 by the method described above. Next, the inside of the vacuum chamber 21 is evacuated to a predetermined vacuum atmosphere, while a processing gas is introduced at a predetermined flow rate by the first gas supply pipe 42. In this way, the vacuum chamber 21 is maintained at a vacuum level of, for example, about 1 to 100 Pa, and plasma is generated between the gas shower head 4 and the mounting table 32 to convert the processing gas into plasma. On the other hand, the glass substrate G on the mounting table 32 is heated by the heater unit 5 at a first temperature, for example, about 200 to 400 ° C., for example, for about 0.01 to 60 seconds. Thus, an amorphous Si: H film is formed on the glass substrate G by the plasma of the processing gas.

続いて前記成膜装置を引き続き用いて脱水素工程を実施する。つまりバルブV1を閉じて処理ガスの導入を停止し、プラズマの発生を停止した状態で、真空チャンバ21内を例えば1〜100Pa程度の真空度に維持すると共に、ヒータユニット5により載置台32上のガラス基板Gを第1の温度よりも高い第2の温度例えば400℃〜600℃程度の温度にて例えば0.01〜60秒程度加熱し、これによりアモルファスSi:H膜を脱水素して、アモルファスSi膜を形成する。   Subsequently, a dehydrogenation step is performed using the film forming apparatus. In other words, the inside of the vacuum chamber 21 is maintained at a degree of vacuum of, for example, about 1 to 100 Pa while the introduction of the processing gas is stopped by closing the valve V <b> 1 and the generation of plasma is stopped, and on the mounting table 32 by the heater unit 5. The glass substrate G is heated at a second temperature higher than the first temperature, for example, about 400 ° C. to 600 ° C. for about 0.01 to 60 seconds, thereby dehydrogenating the amorphous Si: H film, An amorphous Si film is formed.

続いて前記成膜装置を引き続き用いてポリ化工程を実施する。つまり真空チャンバ21内を例えば1〜100Pa程度の真空度に維持すると共に、プラズマの発生を停止した状態で、ヒータユニット5により載置台32上のガラス基板Gを第2の温度よりも高い第3の温度例えばガラス歪点以下の500℃〜666℃程度の温度にて例えば0.01〜60秒程度加熱し、こうしてアモルファスSi膜を粒径成長させてポリシリコン膜を形成する。この際ポリ化工程では、真空チャンバ21内を真空雰囲気に設定する以外に、バルブV2を開いて第2のガス供給管43により真空チャンバ21内に不活性ガス例えば窒素ガスを導入して、不活性ガス雰囲気にて行うようにしてもよい。   Subsequently, the film forming apparatus is continuously used to carry out a polishing process. In other words, the vacuum chamber 21 is maintained at a vacuum degree of, for example, about 1 to 100 Pa, and the glass substrate G on the mounting table 32 is heated to a third temperature higher than the second temperature by the heater unit 5 while plasma generation is stopped. For example, at a temperature of about 500 ° C. to 666 ° C. below the glass strain point, for example, for about 0.01 to 60 seconds. Thus, the amorphous Si film is grown in grain size to form a polysilicon film. At this time, in the polishing step, in addition to setting the inside of the vacuum chamber 21 to a vacuum atmosphere, an inert gas such as nitrogen gas is introduced into the vacuum chamber 21 through the second gas supply pipe 43 by opening the valve V2. It may be performed in an active gas atmosphere.

このようにこの処理態様では、成膜工程と、脱水素工程と、ポリ化工程とを同じ成膜装置にて、処理条件を変えて行っているが、このようにしても、1台の成膜装置を用いて前記3つの工程を行うことができるので、上述の処理態様と同様の効果が得られる。   As described above, in this processing mode, the film forming process, the dehydrogenation process, and the polishing process are performed in the same film forming apparatus while changing the processing conditions. Since the three steps can be performed using the membrane apparatus, the same effect as the above-described processing mode can be obtained.

(処理態様1−5)
この処理態様は、前記成膜装置を用いて前記成膜工程を行った後、同じ成膜装置を用いて脱水素工程とポリ化工程とを同時に行うものである。つまり先ず既述の手法にて、ガラス基板Gを真空チャンバ21内に搬入して載置台32上に載置する。次いで真空チャンバ21内を所定の真空雰囲気に排気する一方、第1のガス供給管42により処理ガスを所定の流量で導入する。こうして真空チャンバ21内を例えば1〜100Pa程度の真空度に維持すると共に、ガスシャワーヘッド4と載置台32との間にプラズマを発生させ、前記処理ガスをプラズマ化する。一方、ヒータユニット5より載置台32上のガラス基板GをアモルファスSi:H膜の成膜を行うときの温度例えば200〜400℃程度にて、例えば0.01〜60秒程度加熱する。こうしてガラス基板G上にアモルファスSi:H膜を成膜する。
(Processing mode 1-5)
In this processing mode, after the film formation process is performed using the film formation apparatus, the dehydrogenation process and the polycrystallization process are simultaneously performed using the same film formation apparatus. That is, first, the glass substrate G is carried into the vacuum chamber 21 and mounted on the mounting table 32 by the method described above. Next, the inside of the vacuum chamber 21 is evacuated to a predetermined vacuum atmosphere, while a processing gas is introduced at a predetermined flow rate by the first gas supply pipe 42. In this way, the vacuum chamber 21 is maintained at a vacuum level of, for example, about 1 to 100 Pa, and plasma is generated between the gas shower head 4 and the mounting table 32 to convert the processing gas into plasma. On the other hand, the glass substrate G on the mounting table 32 is heated from the heater unit 5 at a temperature for forming an amorphous Si: H film, for example, about 200 to 400 ° C., for example, for about 0.01 to 60 seconds. Thus, an amorphous Si: H film is formed on the glass substrate G.

続いて前記成膜装置を引き続き用いて、脱水素工程とポリ化工程とを同時に実施する。つまりバルブV1を閉じて処理ガスの導入を停止し、プラズマの発生を停止した状態で、真空チャンバ21内を例えば1〜100Pa程度の真空度に維持すると共に、ヒータユニット5により載置台32上のガラス基板Gをガラス歪点以下のアモルファスSi膜のポリ化を行う温度例えば500℃〜666℃程度の温度にて例えば0.01〜60秒程度加熱する。これによりアモルファスSi:H膜の脱水素と、アモルファスSi膜の粒径成長とを同時に進行させてポリシリコン膜を形成する。この際この脱水素・ポリ化工程では、真空チャンバ21内を真空雰囲気に設定する以外に、真空チャンバ21内に不活性ガス例えば窒素ガスを導入して、不活性ガス雰囲気にて行うようにしてもよい。   Subsequently, using the film forming apparatus, the dehydrogenation process and the polycrystallization process are simultaneously performed. In other words, the inside of the vacuum chamber 21 is maintained at a degree of vacuum of, for example, about 1 to 100 Pa while the introduction of the processing gas is stopped by closing the valve V <b> 1 and the generation of plasma is stopped, and on the mounting table 32 by the heater unit 5. The glass substrate G is heated at a temperature at which the amorphous Si film below the glass strain point is polycrystallized, for example, at a temperature of about 500 ° C. to 666 ° C. for about 0.01 to 60 seconds. Thereby, the dehydrogenation of the amorphous Si: H film and the grain size growth of the amorphous Si film are simultaneously advanced to form a polysilicon film. At this time, in this dehydrogenation / polyization step, in addition to setting the inside of the vacuum chamber 21 to a vacuum atmosphere, an inert gas such as nitrogen gas is introduced into the vacuum chamber 21 so as to be performed in the inert gas atmosphere. Also good.

このようにこの処理態様は、脱水素工程とポリ化工程とを同じ成膜装置にて、処理条件を変えて行うものであるが、このようにしても、1台の成膜装置を用いて前記3つの工程を行うことができるので、上述の処理態様と同様の効果が得られる。   As described above, in this processing mode, the dehydrogenation process and the polycrystallization process are performed by the same film forming apparatus while changing the processing conditions. Since the three steps can be performed, the same effect as the above-described processing mode can be obtained.

続いて本発明の成膜装置の他の例について図8により説明する。図8に示す装置は、ヒータユニットを載置台32とガスシャワーヘッド4との間に設けた例であり、その他の部分は図1に示す成膜装置と同様に構成されている。図1に示す装置と異なる点について説明すると、本実施の形態のヒータユニット54は平面状に構成され、載置台32とガスシャワーヘッド4との間であって、載置台32に対してガラス基板Gを受け渡す際に、この受け渡しに支障のない位置に、載置台32やガスシャワーヘッド4と対向するように設けられている。   Next, another example of the film forming apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. The apparatus shown in FIG. 8 is an example in which a heater unit is provided between the mounting table 32 and the gas shower head 4, and other parts are configured in the same manner as the film forming apparatus shown in FIG. 1. The difference from the apparatus shown in FIG. 1 will be described. The heater unit 54 of the present embodiment is configured in a planar shape, between the mounting table 32 and the gas shower head 4, and is a glass substrate with respect to the mounting table 32. When G is delivered, it is provided so as to face the mounting table 32 and the gas shower head 4 at a position where the delivery is not hindered.

この例のヒータユニット54は、例えば図1、図2に示すヒータユニット5において、ガスシャワーヘッド4の下段部4cがない構成であり、当該下段部4cに組み込まれていない以外は上述のヒータユニット5と同様に構成されている。つまり当該ヒータユニット54は、既述のヒータエレメント50と同様に構成されたヒータエレメント50を、ガラス基板Gの中央領域よりも周縁領域に対応する位置に多く配置されるように、横ヒータエレメント50aと縦ヒータエレメント50bとを組み合わせて構成されている。またこれら横ヒータエレメント50a及び縦ヒータエレメント50bは、夫々ガスシャワーヘッド4の孔部44と干渉しない位置に設けられていて、ガスシャワーヘッド4を介して真空チャンバ21内に供給されたガスは、横ヒータエレメント50aと縦ヒータエレメント50bとの間の隙間を介して載置台32上のガラス基板Gに供給されるようになっている。   The heater unit 54 of this example has a configuration in which the lower step portion 4c of the gas shower head 4 is not provided in the heater unit 5 shown in FIGS. 1 and 2, for example, except that it is not incorporated in the lower step portion 4c. This is the same as in FIG. That is, in the heater unit 54, the horizontal heater element 50a is arranged such that the heater elements 50 configured in the same manner as the heater element 50 described above are arranged at positions corresponding to the peripheral area rather than the central area of the glass substrate G. And the vertical heater element 50b. The horizontal heater element 50a and the vertical heater element 50b are provided at positions that do not interfere with the hole 44 of the gas shower head 4, and the gas supplied into the vacuum chamber 21 through the gas shower head 4 is It is supplied to the glass substrate G on the mounting table 32 through a gap between the horizontal heater element 50a and the vertical heater element 50b.

このような成膜装置では上述の装置と同様に、成膜工程や脱水素工程、ポリ化工程を行うことができ、上述の処理態様1〜5が実施される。例えば成膜工程を実施するときについて説明すると、既述の手法にてガラス基板Gを真空チャンバ21内に搬入して、載置台32上に載置する。次いで真空チャンバ21内を所定の真空雰囲気に排気する一方、処理ガスをガスシャワーヘッド4を介して均一に拡散させる。こうして真空チャンバ21内を例えば1〜100Pa程度の真空度に維持すると共に、ガスシャワーヘッド4に高周波電源部48から所定の高周波電圧を与えることにより、ガスシャワーヘッド4と載置台32との間にプラズマを発生させ、前記処理ガスをプラズマ化する。この際、処理ガスやプラズマ化された処理ガスは、ヒータユニット54の隙間から拡散していく。一方、ヒータユニット54により載置台32上のガラス基板GをアモルファスSi:H膜の成膜を行うときの温度に加熱し、こうして前記処理ガスのプラズマにより、ガラス基板G上にアモルファスSi:H膜を形成する。   In such a film formation apparatus, the film formation process, the dehydrogenation process, and the polycrystallization process can be performed similarly to the above-described apparatus, and the above-described processing modes 1 to 5 are performed. For example, when the film forming process is performed, the glass substrate G is carried into the vacuum chamber 21 and mounted on the mounting table 32 by the method described above. Next, the inside of the vacuum chamber 21 is exhausted to a predetermined vacuum atmosphere, while the processing gas is uniformly diffused through the gas shower head 4. Thus, the vacuum chamber 21 is maintained at a degree of vacuum of, for example, about 1 to 100 Pa, and a predetermined high frequency voltage is applied to the gas shower head 4 from the high frequency power supply unit 48, so that the gas shower head 4 is placed between the gas shower head 4 and the mounting table 32. Plasma is generated and the process gas is turned into plasma. At this time, the processing gas or the plasma processing gas diffuses from the gap between the heater units 54. On the other hand, the glass substrate G on the mounting table 32 is heated by the heater unit 54 to a temperature at which the amorphous Si: H film is formed, and thus the amorphous Si: H film is formed on the glass substrate G by the plasma of the processing gas. Form.

また図9に示す装置は、ヒータユニット55を載置台に組み合わせて設けた例であり、その他の部分は図1に示す成膜装置と同様に構成されている。以下に図1に示す装置と異なる点について説明する。本実施の形態のヒータユニット55は、ガラス基板Gの載置部を兼用するように構成され、支持部材55aにより真空チャンバ21の底面に固定されていて、当該ヒータユニット55の上面がガラス基板Gの載置面として構成されている。前記ヒータユニット55は、熱源をなすカーボンワイヤヒータ51を縦横に組み合わせて構成されたワイヤユニット56を、二次輻射源をなすセラミックス製の筐体57の内部に収納し、カーボンワイヤヒータ51をセラミックスよりなる二次輻射源により囲むことにより構成されている。このカーボンワイヤヒータ51は既述のカーボンワイヤヒータ51と同様に構成されたものであり、前記セラミックスとしては例えばアルミナや、アルミナと二酸化珪素との混合物や、アルミナと酸化クロムとの混合物等が用いられる。   Further, the apparatus shown in FIG. 9 is an example in which the heater unit 55 is provided in combination with a mounting table, and other parts are configured in the same manner as the film forming apparatus shown in FIG. Hereinafter, differences from the apparatus shown in FIG. 1 will be described. The heater unit 55 of the present embodiment is configured so as to also serve as a placement portion for the glass substrate G, and is fixed to the bottom surface of the vacuum chamber 21 by a support member 55a, and the upper surface of the heater unit 55 is the glass substrate G. It is comprised as a mounting surface. The heater unit 55 accommodates a wire unit 56 configured by combining a carbon wire heater 51 that forms a heat source vertically and horizontally in a ceramic casing 57 that forms a secondary radiation source. It is comprised by surrounding with the secondary radiation source which consists of. The carbon wire heater 51 is configured in the same manner as the carbon wire heater 51 described above. As the ceramic, for example, alumina, a mixture of alumina and silicon dioxide, a mixture of alumina and chromium oxide, or the like is used. It is done.

前記ワイヤユニット56は、例えばガラス基板Gの周縁領域を集中的に加熱して、当該周縁領域からの放熱を低減し、ガラス基板Gを均一に加熱するように、ガラス基板Gの中央領域よりも周縁領域に対応する位置にカーボンワイヤヒータ51が多く配置されるように、カーボンワイヤヒータ51を組み合わせて構成される。このレイアウトは、例えば図2に示す例の横ヒータエレメント50a、縦ヒータエレメント50bに対応する位置に、夫々横カーボンワイヤヒータ51a、縦カーボンワイヤヒータ51bが配置されるようになっており、図9に示す例では、横カーボンワイヤヒータ51aの上部に縦カーボンワイヤヒータ51bが設けられている。   For example, the wire unit 56 intensively heats the peripheral region of the glass substrate G to reduce heat dissipation from the peripheral region, and heats the glass substrate G more uniformly than the central region of the glass substrate G. The carbon wire heaters 51 are combined so that many carbon wire heaters 51 are arranged at positions corresponding to the peripheral region. In this layout, for example, the horizontal carbon wire heater 51a and the vertical carbon wire heater 51b are arranged at positions corresponding to the horizontal heater element 50a and the vertical heater element 50b in the example shown in FIG. In the example shown in FIG. 2, a vertical carbon wire heater 51b is provided on the top of the horizontal carbon wire heater 51a.

これら各カーボンワイヤヒータ51a,51bの端子には電力供給部53が接続され、夫々に電力供給されるようになっている。そしてこの電力量を制御することにより、ヒータユニット55によって当該ヒータユニット55上に載置されたガラス基板Gが所定温度に調整される。   A power supply unit 53 is connected to the terminals of each of the carbon wire heaters 51a and 51b so that power is supplied to each. And by controlling this electric energy, the glass substrate G mounted on the said heater unit 55 is adjusted by the heater unit 55 to predetermined temperature.

前記支持部材55aで囲まれる領域にはヒータユニット55の下方側に、このヒータユニット55と所定の空間を空けて、接地された下部電極58が設けられており、この下部電極58と真空チャンバ21の底面との間には絶縁層58aが設けられている。また前記支持部材55aで囲まれる領域の外側の領域には真空排気手段23と接続された排気管59が設けられている。   In a region surrounded by the support member 55a, a grounded lower electrode 58 is provided on the lower side of the heater unit 55 with a predetermined space between the heater unit 55 and the ground, and the lower electrode 58 and the vacuum chamber 21 are provided. An insulating layer 58a is provided between the bottom surface of the first and second electrodes. Further, an exhaust pipe 59 connected to the vacuum exhaust means 23 is provided in a region outside the region surrounded by the support member 55a.

このようなプラズマ成膜装置では上述の装置と同様に、成膜工程や脱水素工程、ポリ化工程を行うことができ、上述の処理態様1〜5が実施される。例えば成膜工程を実施するときについて説明すると、既述の手法にてガラス基板Gを真空チャンバ21内に搬入して、載置部を兼用するヒータユニット55上に載置する。次いで真空チャンバ21内を所定の真空雰囲気に排気する一方、処理ガスをガスシャワーヘッド4を介して均一に拡散させる。   In such a plasma film forming apparatus, the film forming process, the dehydrogenation process, and the polycrystallization process can be performed as in the above-described apparatus, and the above-described processing modes 1 to 5 are performed. For example, when the film forming process is performed, the glass substrate G is carried into the vacuum chamber 21 by the above-described method and placed on the heater unit 55 that also serves as a placement unit. Next, the inside of the vacuum chamber 21 is exhausted to a predetermined vacuum atmosphere, while the processing gas is uniformly diffused through the gas shower head 4.

こうして真空チャンバ21内を例えば1〜100Pa程度の真空度に維持すると共に、ガスシャワーヘッド4に高周波電源部48から所定の高周波電圧を与えることにより、ガスシャワーヘッド4と載置台32との間にプラズマを発生させ、前記処理ガスをプラズマ化する。   Thus, the vacuum chamber 21 is maintained at a degree of vacuum of, for example, about 1 to 100 Pa, and a predetermined high frequency voltage is applied to the gas shower head 4 from the high frequency power supply unit 48, so that the gas shower head 4 is placed between the gas shower head 4 and the mounting table 32. Plasma is generated and the process gas is turned into plasma.

一方、ヒータユニット55を構成する各カーボンワイヤヒータ51a,51bに電力供給部53により所定の電力を供給し、これによりヒータユニット55上のガラス基板GをアモルファスSi:H膜の成膜を行うときの温度に加熱する。この際ガラス基板Gは、熱源をなすカーボンワイヤヒータ51から、二次輻射源をなすセラミックスの筐体57を介して加熱される。こうして前記処理ガスのプラズマにより、ガラス基板G上にアモルファスSi:H膜を形成する。   On the other hand, when a predetermined power is supplied from the power supply unit 53 to the carbon wire heaters 51a and 51b constituting the heater unit 55, thereby forming an amorphous Si: H film on the glass substrate G on the heater unit 55. Heat to the temperature of. At this time, the glass substrate G is heated from a carbon wire heater 51 serving as a heat source through a ceramic casing 57 serving as a secondary radiation source. Thus, an amorphous Si: H film is formed on the glass substrate G by the plasma of the processing gas.

続いて本発明に係る熱処理装置の実施の形態について説明する。図10は前記熱処理装置の全体構造を示す縦断面図である。図中61は加熱室を構成する石英チャンバであり、この側壁の一部には当該チャンバ61内にガラス基板Gを搬入するための搬入口60が設けられ、当該搬入口60はシャッタ62により開閉されるようになっている。この石英チャンバ61の内部にはガラス基板Gの裏面側を支持するための載置部材63が設けられており、前記石英チャンバ61の上壁及び下壁の内面には、この載置部材63に支持されたガラス基板Gの上方側及び下方側から、前記ガラス基板Gを加熱するための第1のヒータユニット64及び第2のヒータユニット65が夫々設けられている。   Next, an embodiment of the heat treatment apparatus according to the present invention will be described. FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing the overall structure of the heat treatment apparatus. In the figure, reference numeral 61 denotes a quartz chamber constituting a heating chamber. A part of the side wall is provided with a carry-in port 60 for carrying the glass substrate G into the chamber 61, and the carry-in port 60 is opened and closed by a shutter 62. It has come to be. The quartz chamber 61 is provided with a mounting member 63 for supporting the back side of the glass substrate G. The upper surface of the quartz chamber 61 and the inner surface of the lower wall are provided with the mounting member 63. A first heater unit 64 and a second heater unit 65 for heating the glass substrate G are provided from above and below the supported glass substrate G, respectively.

前記石英チャンバ61の外側には、所定の空間を介して、金属製の外装体66が、例えばガラス繊維よりなる断熱体67を介して設けられており、石英チャンバ61は断熱体67の底面から浮上した状態で支持部材61aにより支持されている。   A metal exterior body 66 is provided outside the quartz chamber 61 through a predetermined space via a heat insulating body 67 made of, for example, glass fiber, and the quartz chamber 61 extends from the bottom surface of the heat insulating body 67. It is supported by the support member 61a in a floating state.

前記ヒータユニット64,65は、複数のヒータエレメント50を組み合わせて構成され、この例では、図10(b)に示すように、ガラス基板Gの縦方向の長さよりも長いヒータエレメント50が、ガラス基板Gの横方向に、ガラス基板の面内に沿って互いに等間隔で並ぶように配置されている。このヒータエレメント50は既述のヒータエレメント50と同様に構成されている。   The heater units 64 and 65 are configured by combining a plurality of heater elements 50. In this example, as shown in FIG. 10B, the heater element 50 longer than the length of the glass substrate G in the vertical direction is made of glass. In the lateral direction of the substrate G, they are arranged at equal intervals along the plane of the glass substrate. The heater element 50 is configured in the same manner as the heater element 50 described above.

これら各ヒータエレメント50のカーボンワイヤヒータ51の端子には、電力供給部53が接続され、夫々に電力供給されるようになっている。そしてこの電力量を制御することにより、ヒータエレメント50によって載置部材63に載置されたガラス基板Gが所定温度に調整される。このような熱処理装置では、ヒータユニット64,65の電力供給部53の出力制御といった熱処理装置を構成する各部位のコントロールは、例えばコンピュータ等からなる図示しない制御部が予め用意したレシピに従って行うように構成されている。   A power supply unit 53 is connected to a terminal of the carbon wire heater 51 of each heater element 50 so that power is supplied to each terminal. And by controlling this electric energy, the glass substrate G mounted in the mounting member 63 by the heater element 50 is adjusted to predetermined temperature. In such a heat treatment apparatus, control of each part constituting the heat treatment apparatus such as output control of the power supply unit 53 of the heater units 64 and 65 is performed according to a recipe prepared in advance by a control unit (not shown) such as a computer. It is configured.

続いて上述の熱処理装置を用いて行われる本発明方法について、以下に処理の態様毎に説明する。   Subsequently, the method of the present invention performed using the above-described heat treatment apparatus will be described below for each processing mode.

(処理態様2−1)
この処理態様は、上述の熱処理装置を用いて前記脱水素工程と、前記ポリ化工程を実施するものである。つまり先ずシャッタを開き、ガラス基板Gを図示しない搬送アームにより石英チャンバ61内に搬入し、載置部材63上に載置する。ここで石英チャンバ61内に搬入されるガラス基板Gは、前工程にて表面にアモルファスSi:H膜が成膜されたものであり、この成膜は従来の成膜装置を用いて行っても、本発明のプラズマ成膜装置を用いて行ってもよい。
(Processing mode 2-1)
In this treatment mode, the dehydrogenation step and the polycrystallization step are performed using the heat treatment apparatus described above. That is, the shutter is first opened, and the glass substrate G is carried into the quartz chamber 61 by a transfer arm (not shown) and placed on the placement member 63. Here, the glass substrate G carried into the quartz chamber 61 is obtained by forming an amorphous Si: H film on the surface in the previous step, and this film formation can be performed using a conventional film formation apparatus. The plasma film forming apparatus of the present invention may be used.

次いでヒータユニット64,65を構成する各ヒータエレメント50のカーボンワイヤヒータ51に電力供給部53により所定の電力を供給し、これにより載置部材63上のガラス基板GをアモルファスSi:H膜の脱水素を行う温度例えば400℃〜600℃程度の温度にて例えば0.01〜60秒程度加熱する。こうしてヒータユニット64,65による加熱により、ガラス基板G上のアモルファスSi:H膜が徐々に脱水素され、アモルファスSi膜が形成される。   Next, predetermined power is supplied to the carbon wire heater 51 of each heater element 50 constituting the heater units 64 and 65 by the power supply unit 53, thereby dehydrating the amorphous Si: H film on the glass substrate G on the mounting member 63. Heating is performed for about 0.01 to 60 seconds, for example, at a temperature for performing the element, for example, about 400 ° C. to 600 ° C. Thus, the amorphous Si: H film on the glass substrate G is gradually dehydrogenated by heating by the heater units 64 and 65, and an amorphous Si film is formed.

続いて前記熱処理装置を引き続き用いて、ポリ化工程を実施する。つまりヒータユニット64,65によりガラス基板Gをガラス歪点以下のアモルファスSi膜のポリ化を行う温度例えば500℃〜666℃程度の温度にて例えば0.01〜60秒程度加熱して熱処理を行う。こうしてアモルファスSi膜を粒径成長させてポリシリコン膜を形成する。こうしてポリシリコン膜を形成するための加熱処理が終了した後、シャッタ62を開いて搬送アームにより、当該ポリシリコン膜が形成されたガラス基板Gを石英チャンバ61の外部に搬出する。   Subsequently, using the heat treatment apparatus, a polishing process is performed. That is, the glass substrate G is heated by the heater units 64 and 65 at a temperature for polymorphizing the amorphous Si film below the glass strain point, for example, at a temperature of about 500 ° C. to 666 ° C., for example, for about 0.01 to 60 seconds. . In this way, the amorphous Si film is grown to form a polysilicon film. After the heat treatment for forming the polysilicon film is thus completed, the shutter 62 is opened, and the glass substrate G on which the polysilicon film is formed is carried out of the quartz chamber 61 by the transfer arm.

このように、上述の熱処理装置では、当該ガラス基板Gに吸収しやすい光を照射して加熱しているため、これにより熱容量の大きいガラス基板Gを短時間で高温に均一に加熱できる。これによりエネルギーコストを抑えながら大きいガラス基板Gを均一に加熱し、前記脱水素工程を行うことができる。   Thus, in the above-mentioned heat treatment apparatus, the glass substrate G is irradiated with light that is easily absorbed and heated, so that the glass substrate G having a large heat capacity can be uniformly heated to a high temperature in a short time. Thereby, the large glass substrate G can be uniformly heated while suppressing the energy cost, and the dehydrogenation step can be performed.

またこの熱処理装置では、エネルギーコストを抑えながら大きいガラス基板Gを均一に加熱することができるので、前記脱水素工程よりも処理温度が高いポリ化工程を行うことができる。これにより同じ装置を用いて、アモルファスSi:H膜の脱水素と、アモルファスSi膜のポリ化とを行うことにより、従来のように脱水工程と、ポリ化工程との夫々に1台づつ、合わせて2台の装置が必要である場合に比べて、装置のトータルの製造コストや設置スペースを大幅に低減できる。さらにこの熱処理装置では、同じ装置を用いて脱水素工程とポリ化工程とを引き続いて行っているので、ポリ化工程では脱水素工程の際に暖められた室内を加熱すればよいので、冷えた室内を暖める場合に比べて昇温幅が小さく、エネルギーコストが低減できると共に、2台の装置を用いて行う場合よりも、ガラス基板Gの装置間の搬送や、装置の調整時間が短縮されるので、スループットの向上を図ることができる。   Moreover, in this heat processing apparatus, since the large glass substrate G can be heated uniformly, suppressing energy cost, the polycrystallization process whose processing temperature is higher than the said dehydrogenation process can be performed. As a result, by using the same apparatus, dehydrogenation of the amorphous Si: H film and polymorphization of the amorphous Si film, one by one for each of the dehydration process and the polycrystallization process as in the past. Compared to the case where two devices are required, the total manufacturing cost and installation space of the device can be greatly reduced. Further, in this heat treatment apparatus, since the dehydrogenation process and the polycrystallization process are continuously performed using the same apparatus, the room heated in the dehydrogenation process may be heated in the polycrystallization process, so that the temperature is cooled. Compared to the case where the room is warmed, the temperature increase range is small, the energy cost can be reduced, and the conveyance of the glass substrate G between apparatuses and the adjustment time of the apparatus are shortened as compared with the case where two apparatuses are used. Therefore, throughput can be improved.

また上述の熱処理装置では、既述のようにガラス基板Gの上層側のみを選択的に高温に加熱することができる。このため脱水素工程、ポリ化工程において、ガラス基板Gの必要な領域のみを所定温度に選択的に加熱すればよいので、ガラス基板全体を加熱する場合に比べて、エネルギーコストが大幅に低減するほか、ガラス基板の熱歪の発生を抑えることができる。   In the above-described heat treatment apparatus, only the upper layer side of the glass substrate G can be selectively heated to a high temperature as described above. For this reason, in the dehydrogenation step and the polishing step, only the necessary region of the glass substrate G needs to be selectively heated to a predetermined temperature, so that the energy cost is greatly reduced compared to the case where the entire glass substrate is heated. In addition, the occurrence of thermal strain on the glass substrate can be suppressed.

(処理態様2−2)
この処理態様は、上述の熱処理装置を用いて前記脱水素工程を実施するものである。つまりガラス基板Gを石英チャンバ61内に搬入し、載置部材63上に載置する。ここで石英チャンバ61内に搬入されるガラス基板Gは、前工程にて表面にアモルファスSi:H膜が成膜されたものであり、この成膜工程は、従来の成膜装置を用いて行ったものでもよいし、本発明のプラズマ成膜装置を用いて行ったものでもよい。
(Processing mode 2-2)
In this treatment mode, the dehydrogenation step is performed using the heat treatment apparatus described above. That is, the glass substrate G is carried into the quartz chamber 61 and placed on the placement member 63. Here, the glass substrate G carried into the quartz chamber 61 has an amorphous Si: H film formed on the surface in the previous process, and this film forming process is performed using a conventional film forming apparatus. Or may be performed using the plasma film forming apparatus of the present invention.

次いでヒータユニット64、65により載置部材63上のガラス基板Gを前記脱水素を行う温度例えば400℃〜600℃程度の温度にて例えば0.01〜60秒程度加熱し、こうしてアモルファスSi:H膜から水素を除去してアモルファスSi膜を形成する。   Next, the glass substrate G on the mounting member 63 is heated by the heater units 64 and 65 at a temperature for performing the dehydrogenation, for example, about 400 ° C. to 600 ° C. for about 0.01 to 60 seconds, and thus amorphous Si: H Hydrogen is removed from the film to form an amorphous Si film.

このように、上述の熱処理装置では、当該ガラス基板Gに吸収しやすい光を照射して加熱しているため、これにより熱容量の大きいガラス基板Gを短時間で高温に均一に加熱できる。このためガラス基板Gの面内において均一に脱水素化が進行し、アモルファスSi膜の膜質を面内において揃えることができる。この際、この熱処理装置は枚葉式であり、石英チャンバ61内に1枚のガラス基板Gを載置し、当該ガラス基板Gのみをヒータユニット5により加熱しているので、従来のバッチ式の熱処理炉に比べて加熱空間が小さく、加熱の際のエネルギーコストを低減できる。   Thus, in the above-mentioned heat treatment apparatus, the glass substrate G is irradiated with light that is easily absorbed and heated, so that the glass substrate G having a large heat capacity can be uniformly heated to a high temperature in a short time. For this reason, dehydrogenation proceeds uniformly in the plane of the glass substrate G, and the film quality of the amorphous Si film can be made uniform in the plane. At this time, this heat treatment apparatus is a single-wafer type, and a single glass substrate G is placed in the quartz chamber 61 and only the glass substrate G is heated by the heater unit 5. Compared to a heat treatment furnace, the heating space is small, and the energy cost for heating can be reduced.

(処理態様2−3)
この処理態様は、上述の熱処理装置を用いて前記ポリ化工程を実施するものである。つまりガラス基板Gを石英チャンバ61内に搬入し、載置部材63上に載置する。ここで石英チャンバ61内に搬入されるガラス基板Gは、前工程にて表面にアモルファスSi:H膜が成膜され、さらに脱水素されてアモルファスSi膜が形成されたものであり、これら成膜工程と脱水素工程とは、従来の成膜装置と熱処理炉との組み合わせにより行ったものでもよいし、本発明のプラズマ成膜装置を用いて行ったものでもよい。
(Processing mode 2-3)
In this treatment mode, the above-described polycrystallization step is performed using the above-described heat treatment apparatus. That is, the glass substrate G is carried into the quartz chamber 61 and placed on the placement member 63. Here, the glass substrate G carried into the quartz chamber 61 is obtained by forming an amorphous Si: H film on the surface in the previous step and further dehydrogenating to form an amorphous Si film. The step and the dehydrogenation step may be performed by a combination of a conventional film forming apparatus and a heat treatment furnace, or may be performed using the plasma film forming apparatus of the present invention.

次いでヒータユニット64、65により載置部材63上のガラス基板Gを前記ポリ化を行う温度例えば500℃〜666℃程度の温度にて例えば0.01〜60秒程度加熱し、こうしてアモルファスSi膜を粒径成長させてポリシリコン膜を形成する。   Next, the glass substrate G on the mounting member 63 is heated by the heater units 64 and 65 at a temperature at which the above-described polishing is performed, for example, about 500 ° C. to 666 ° C. for about 0.01 to 60 seconds, and thus the amorphous Si film is formed. A grain size is grown to form a polysilicon film.

このように、上述の熱処理装置では、当該ガラス基板Gに吸収しやすい光を照射して加熱しているため、これにより熱容量の大きいガラス基板Gを短時間で高温に均一に加熱できる。このためガラス基板Gの面内において均一にポリ化が進行し、ポリシリコン膜のポリ化率を面内において揃えることができる。   Thus, in the above-mentioned heat treatment apparatus, the glass substrate G is irradiated with light that is easily absorbed and heated, so that the glass substrate G having a large heat capacity can be uniformly heated to a high temperature in a short time. For this reason, polycrystallization progresses uniformly in the plane of the glass substrate G, and the polycrystallization rate of the polysilicon film can be made uniform in the plane.

これに対して従来のレーザアニール装置では、高出力のレーザ光をスキャンさせながらアモルファスSi膜に照射しているので、アモルファスSi膜は瞬間的に例えば1000℃程度の高温で加熱され、その後は瞬時に室温まで冷却される。このためポリシリコン膜に熱応力が発生し、これにより結晶欠陥が生じて十分なポリ化率を確保できなかったり、冷却時にポリシリコン膜が収縮して歪みが発生してしまうという問題がある。   On the other hand, in the conventional laser annealing apparatus, since the amorphous Si film is irradiated while scanning with a high-power laser beam, the amorphous Si film is instantaneously heated at a high temperature of about 1000 ° C., and thereafter Cool to room temperature. For this reason, there is a problem that thermal stress is generated in the polysilicon film, thereby causing crystal defects, and a sufficient polycrystallization rate cannot be secured, or the polysilicon film contracts during cooling to generate distortion.

(処理態様2−4)
この処理態様は、上述の熱処理装置を用いて、前記脱水素工程と前記ポリ化工程とを同時に実施するものである。つまり先ずガラス基板Gを石英チャンバ61内に搬入し、載置部材63上に載置する。ここで石英チャンバ61内に搬入されるガラス基板Gは、前工程にて表面にアモルファスSi:H膜が成膜されたものであり、この成膜工程は従来の成膜装置を用いて行っても、本発明のプラズマ成膜装置を用いて行ってもよい。
(Processing mode 2-4)
In this treatment mode, the dehydrogenation step and the polycrystallization step are simultaneously performed using the above-described heat treatment apparatus. That is, first, the glass substrate G is carried into the quartz chamber 61 and placed on the placement member 63. Here, the glass substrate G carried into the quartz chamber 61 is obtained by forming an amorphous Si: H film on the surface in the previous process, and this film forming process is performed using a conventional film forming apparatus. Alternatively, the plasma film forming apparatus of the present invention may be used.

次いでヒータユニット64,65により載置部材63上のガラス基板Gを例えばガラス歪点以下の前記ポリ化を行う温度例えば500℃〜666℃程度の温度にて例えば0.01〜60秒程度加熱する。こうしてヒータユニット64,65による加熱により、ガラス基板G上のアモルファスSi:H膜の脱水素によるアモルファスSi膜の形成と、アモルファスSi膜のポリ化によるポリシリコン膜の形成が同時に進行し、ポリシリコン膜が形成される。   Next, the glass substrate G on the mounting member 63 is heated by the heater units 64 and 65, for example, for about 0.01 to 60 seconds, for example, at a temperature for performing the above-described polycrystallization below the glass strain point, for example, about 500 to 666 ° C. . Thus, by heating by the heater units 64 and 65, formation of an amorphous Si film by dehydrogenation of the amorphous Si: H film on the glass substrate G and formation of a polysilicon film by polymorphization of the amorphous Si film proceed simultaneously. A film is formed.

このように、上述の熱処理装置では、当該ガラス基板Gに吸収しやすい光を照射して加熱しているため、これにより熱容量の大きいガラス基板Gを短時間で高温に均一に加熱できる。これによりエネルギーコストを抑えながら大きいガラス基板Gを均一に加熱し、前記脱水素工程と加熱工程とを同時に行うことができる。これにより上述の処理態様2−1と同様の効果を得ることができる他、同じ装置を用いて脱水素工程とポリ化工程とを同時に行っているので、1回の加熱により脱水素工程とポリ化工程を行うことができて、エネルギーコストをより低減できるほか、スループットのさらなる向上を図ることができる。   Thus, in the above-mentioned heat treatment apparatus, the glass substrate G is irradiated with light that is easily absorbed and heated, so that the glass substrate G having a large heat capacity can be uniformly heated to a high temperature in a short time. Thereby, the large glass substrate G can be uniformly heated while suppressing the energy cost, and the dehydrogenation step and the heating step can be performed simultaneously. As a result, the same effects as those of the above-described treatment mode 2-1 can be obtained, and the dehydrogenation step and the polycrystallization step are simultaneously performed using the same apparatus. In addition to reducing the energy cost, the throughput can be further improved.

続いて本発明の熱処理装置の他の例について図11により説明する。図11に示す装置は、加熱室をセラミックスにより構成して二次輻射源とし、この加熱室の外側にカーボンワイヤヒータ51を設けた例であり、その他の部分は図10に示す加熱装置と同様に構成されている。図10に示す装置と異なる点について説明すると、本実施の形態のヒータユニット71は、前記セラミックス例えばアルミナにより構成された二次輻射源をなす加熱室72と、この加熱室72の上壁面と底壁面の外側に設けられた第1及び第2のカーボンワイヤヒータ51a,51bよりなり、加熱室72の内部には載置部材63上にガラス基板Gが載置されるようになっている。第1及び第2のカーボンワイヤヒータ51a,51bは、既述のカーボンワイヤヒータ51と同様に構成されている。   Next, another example of the heat treatment apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. The apparatus shown in FIG. 11 is an example in which the heating chamber is made of ceramics and used as a secondary radiation source, and a carbon wire heater 51 is provided outside the heating chamber, and other parts are the same as those of the heating apparatus shown in FIG. It is configured. The difference from the apparatus shown in FIG. 10 will be described. The heater unit 71 of the present embodiment includes a heating chamber 72 that constitutes a secondary radiation source composed of the ceramics, for example, alumina, and an upper wall surface and a bottom surface of the heating chamber 72. The first and second carbon wire heaters 51 a and 51 b are provided outside the wall surface, and the glass substrate G is placed on the placement member 63 in the heating chamber 72. The first and second carbon wire heaters 51a and 51b are configured in the same manner as the carbon wire heater 51 described above.

この例のカーボンワイヤヒータ51は、図10に示す例と同様に、この例では、図11(b)に示すように、ガラス基板Gの縦方向の長さよりも長いカーボンワイヤヒータ51a,51bを、ガラス基板Gの横方向に、ガラス基板の面内に沿って互いに等間隔で並ぶように配置されている。これら各カーボンワイヤヒータ51a,51bの端子には電力供給部53が接続され、夫々に電力供給されるようになっており、この電力量を制御することにより、カーボンワイヤヒータ51a,51bによって加熱室72を介して、載置部材63に載置されたガラス基板Gが所定温度に調整される。   As in the example shown in FIG. 10, the carbon wire heater 51 of this example includes carbon wire heaters 51 a and 51 b that are longer than the length of the glass substrate G in the vertical direction, as shown in FIG. In the horizontal direction of the glass substrate G, they are arranged at equal intervals along the plane of the glass substrate. A power supply unit 53 is connected to the terminals of each of the carbon wire heaters 51a and 51b so that power is supplied to each of the terminals. By controlling the amount of power, the heating chamber is formed by the carbon wire heaters 51a and 51b. The glass substrate G placed on the placement member 63 is adjusted to a predetermined temperature via 72.

このような熱処理装置では上述の装置と同様に、カーボンワイヤヒータ51からの光は透光性セラミックスによりなる加熱室72を介して、載置部材63上のガラス基板Gを輻射するので、前記加熱室72によりカーボンワイヤヒータ51からの光エネルギーが、ガラス基板Gに吸収しやすい波長領域の成分を多く含むものとなる。これにより載置部材63上のガラス基板Gに光エネルギーが選択的に吸収され、こうして当該ガラス基板Gを短時間で均一に高温に加熱できる。またこの熱処理装置を用いても、脱水素工程やポリ化工程を行うことができ、上述の処理態様1〜3が実施される。   In such a heat treatment apparatus, similarly to the above-described apparatus, the light from the carbon wire heater 51 radiates the glass substrate G on the mounting member 63 through the heating chamber 72 made of translucent ceramics. Due to the chamber 72, the light energy from the carbon wire heater 51 contains many components in the wavelength region that are easily absorbed by the glass substrate G. Thereby, light energy is selectively absorbed by the glass substrate G on the mounting member 63, and thus the glass substrate G can be uniformly heated to a high temperature in a short time. Moreover, even if it uses this heat processing apparatus, a dehydrogenation process and a polycrystallization process can be performed and the above-mentioned processing aspects 1-3 are implemented.

続いて本発明の熱処理装置のさらに他の例について図12により説明する。図12に示す装置は、内部が3つの処理領域に区画されており、真ん中の処理室が加熱室73として構成されている。この加熱室73の両側は、ガラス基板Gを加熱室73の一方側から他方側に搬送するための搬送室74,75であり、これらの搬送室74,75には、ガラス基板Gを載置して加熱室73に向けて図中矢印の方向に送るためのベルト搬送機構よりなる搬送手段76A,76Bが設けられている。   Next, still another example of the heat treatment apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. In the apparatus shown in FIG. 12, the inside is divided into three processing regions, and the middle processing chamber is configured as a heating chamber 73. Both sides of the heating chamber 73 are transfer chambers 74 and 75 for transferring the glass substrate G from one side to the other side of the heating chamber 73, and the glass substrate G is placed in these transfer chambers 74 and 75. Then, conveying means 76A and 76B comprising a belt conveying mechanism for feeding the heating chamber 73 in the direction of the arrow in the figure are provided.

前記加熱室73には、当該加熱室73を通るガラス基板Gの表裏面を加熱するためのヒータエレメント50A,50Bが設けられている。このヒータエレメント50A,50Bは、既述のヒータエレメント50と同様に構成されている。前記加熱室73及び搬送室74,75の内部は不活性ガス例えば窒素ガスにより陽圧に維持されている。このヒータエレメント50A,50Bのカーボンワイヤヒータ51の端子には、電力供給部53が接続され、夫々に電力供給されるようになっている。そしてこの電力量を制御することにより、一方の搬送室75から加熱室73を介して他方の搬送室74にガラス基板Gが搬送される際、加熱室73ではガラス基板Gの表裏面に対してヒータエレメント50A,50Bにより、脱水素処理やポリ化処理が行われるようになっている。この熱処理装置を用いても、脱水素工程やポリ化工程を行うことができ、上述の処理態様1〜3が実施される。   The heating chamber 73 is provided with heater elements 50 </ b> A and 50 </ b> B for heating the front and back surfaces of the glass substrate G passing through the heating chamber 73. The heater elements 50A and 50B are configured in the same manner as the heater element 50 described above. The inside of the heating chamber 73 and the transfer chambers 74 and 75 is maintained at a positive pressure by an inert gas such as nitrogen gas. A power supply unit 53 is connected to the terminals of the carbon wire heaters 51 of the heater elements 50A and 50B so that power is supplied to each. And by controlling this electric energy, when the glass substrate G is conveyed from one conveyance chamber 75 to the other conveyance chamber 74 via the heating chamber 73, in the heating chamber 73, with respect to the front and back surfaces of the glass substrate G The heater elements 50A and 50B are adapted to perform dehydrogenation processing and polycrystallization processing. Even if this heat treatment apparatus is used, the dehydrogenation step and the polycrystallization step can be performed, and the above-described processing modes 1 to 3 are performed.

以上において、本発明では、カーボンワイヤヒータは金属不純物を発生させないので、このカーボンワイヤヒータを加熱手段として用いて直接ガラス基板を加熱するようにしてもよい。この場合であっても、カーボンワイヤヒータとガラス基板との間にガラスや石英などの二酸化珪素が介在しないので、カーボンワイヤヒータからの光が前記ガラス等により吸収されることがなく、ガラス基板に直接吸収されるので、ガラス基板を高い加熱効率で加熱することができる。   In the present invention, since the carbon wire heater does not generate metal impurities in the present invention, the glass substrate may be directly heated using the carbon wire heater as a heating means. Even in this case, since silicon dioxide such as glass or quartz is not interposed between the carbon wire heater and the glass substrate, the light from the carbon wire heater is not absorbed by the glass or the like, and the glass substrate Since it is directly absorbed, the glass substrate can be heated with high heating efficiency.

また本発明のプラズマ成膜装置は、平面アンテナを用いて処理ガスに高周波エネルギーを供給するものであってもよい。また本発明は、液晶ディスプレイ用のガラス基板以外に、サファイア基板、炭化珪素(SiC)基板及びシリコン(Si)基板といった基板に対しても適用できる。さらにまた本発明では、熱源としては、カーボンワイヤヒータの他に、カンタルヒータ等を用いることができ、二次輻射源としては、水晶、窒化アルミニウム、酸化イットリウム(Y2O5)、炭化珪素等を用いることができる。   Moreover, the plasma film-forming apparatus of this invention may supply a high frequency energy to process gas using a planar antenna. The present invention can also be applied to substrates such as sapphire substrates, silicon carbide (SiC) substrates, and silicon (Si) substrates, in addition to glass substrates for liquid crystal displays. Furthermore, in the present invention, a Kanthal heater or the like can be used as the heat source in addition to the carbon wire heater, and quartz, aluminum nitride, yttrium oxide (Y2O5), silicon carbide or the like is used as the secondary radiation source. Can do.

本発明に係るプラズマ成膜装置の一例を示す縦断断面図である。1 is a longitudinal sectional view showing an example of a plasma film forming apparatus according to the present invention. 前記プラズマ成膜装置の加熱手段を示す平面図である。It is a top view which shows the heating means of the said plasma film-forming apparatus. ガラス基板の放射率、吸収係数、吸収長を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the emissivity, absorption coefficient, and absorption length of a glass substrate. ガラス基板一定波長の光エネルギーを照射したときの温度時間変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows a temperature time change when irradiating the light energy of a glass substrate fixed wavelength. ガラス基板に、熱源を変えて光エネルギーを照射したときの放射輝度の波長特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the wavelength characteristic of a radiance when a glass substrate is irradiated with light energy by changing a heat source. ガラス基板に、熱源を変えて光エネルギーを照射したときの分光放射発散度の波長特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the wavelength characteristic of spectral radiation divergence when a glass substrate is irradiated with light energy by changing a heat source. ガラス基板に、熱源を変えて光エネルギーを照射したときのガラス基板温度の時間変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the time change of glass substrate temperature when changing a heat source and irradiating a glass substrate with light energy. 本発明の他の例のプラズマ成膜装置を示す縦断断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the plasma film-forming apparatus of the other example of this invention. 本発明のさらに他の例のプラズマ成膜装置を示す縦断断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the plasma film-forming apparatus of the further another example of this invention. 本発明に係る熱処理装置の一例を示す縦断断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the heat processing apparatus which concerns on this invention. 本発明の他の例の熱処理装置の一例を示す縦断断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the heat processing apparatus of the other example of this invention. 本発明のさらに他の例の熱処理装置の一例を示す縦断断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the heat processing apparatus of the further another example of this invention. 従来のポリシリコン膜の形成工程を示す説明図である。 G ガラス基板 21 真空チャンバ 22 排気管 23 真空排気手段 32 載置台 4 ガスシャワーヘッド 44 孔部 48 高周波電源部 5 ヒータユニット 50、50A、50B ヒータエレメント 50a 縦ヒータエレメント 50b 横ヒータエレメント 51、51a、51b カーボンワイヤヒータ 52 封止部材管 53 電力供給部 61 石英チャンバ 63 載置部材 64 第1のヒータユニット 65 第2のヒータユニットIt is explanatory drawing which shows the formation process of the conventional polysilicon film. G glass substrate 21 vacuum chamber 22 exhaust pipe 23 vacuum exhaust means 32 mounting table 4 gas shower head 44 hole 48 high frequency power supply 5 heater unit 50, 50A, 50B heater element 50a vertical heater element 50b horizontal heater element 51, 51a, 51b Carbon wire heater 52 Sealing member tube 53 Power supply unit 61 Quartz chamber 63 Placement member 64 First heater unit 65 Second heater unit

Claims (18)

処理ガスに高周波エネルギーを供給してプラズマ化し、気密容器内の載置部に載置されたガラス基板上にプラズマにより成膜を行うプラズマ成膜装置において、
前記載置部上のガラス基板を輻射熱により加熱するために当該ガラス基板に対して空間を介して対向するように加熱手段を設け、
この加熱手段は、熱源とこの熱源を封入する管状体とからなり、
この封入管は、その光吸収スペクトルの波長領域が二酸化珪素の光透過スペクトルの波長領域と重なる領域をもつ、アルミナと酸化クロムとの混合物からなる二次輻射源を構成し、
前記熱源からの輻射熱が前記二次輻射源を通ってガラス基板に輻射され、前記熱源とガラス基板との間には二酸化珪素からなる部材が存在しないように構成したことを特徴とするプラズマ成膜装置。
In a plasma film forming apparatus that supplies high-frequency energy to a processing gas to form plasma, and forms a film with plasma on a glass substrate placed on a placement part in an airtight container.
In order to heat the glass substrate on the mounting portion by radiant heat, a heating means is provided so as to face the glass substrate through a space,
This heating means consists of a heat source and a tubular body that encloses this heat source,
This sealed tube constitutes a secondary radiation source made of a mixture of alumina and chromium oxide , with a region where the wavelength region of its light absorption spectrum overlaps with the wavelength region of the light transmission spectrum of silicon dioxide,
Radiation heat from the heat source is radiated to the glass substrate through the secondary radiation source, and there is no plasma film formed between the heat source and the glass substrate. apparatus.
前記熱源は、抵抗発熱体であることを特徴とする請求項1記載のプラズマ成膜装置。   The plasma film forming apparatus according to claim 1, wherein the heat source is a resistance heating element. 前記抵抗発熱体は、カーボンワイヤヒータであることを特徴とする請求項2記載のプラズマ成膜装置。   3. The plasma film forming apparatus according to claim 2, wherein the resistance heating element is a carbon wire heater. 前記二次輻射源は、熱源を被覆した構造であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一つに記載のプラズマ成膜装置。   4. The plasma film forming apparatus according to claim 1, wherein the secondary radiation source has a structure in which a heat source is covered. 前記載置部に載置されるガラス基板と対向するように設けられ、処理ガスをシャワー状に供給するためのガスシャワーヘッドを備え、
前記加熱手段は、載置部に載置されたガラス基板と前記ガスシャワーヘッドとの間に設けられることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一つに記載のプラズマ成膜装置。
It is provided so as to face the glass substrate placed on the placement unit, and includes a gas shower head for supplying a processing gas in a shower shape,
5. The plasma film forming apparatus according to claim 1, wherein the heating unit is provided between a glass substrate placed on a placement unit and the gas shower head.
前記加熱手段は、ガラス基板よりも下方側に設けられていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一つに記載のプラズマ成膜装置。   6. The plasma film forming apparatus according to claim 1, wherein the heating unit is provided below the glass substrate. ガラス基板上の薄膜に対して熱処理を行う装置において、
前記載置部上のガラス基板を輻射熱により加熱するために当該ガラス基板に対して空間を介して対向するように加熱手段を設け、
この加熱手段は、熱源とこの熱源を封入する管状体とからなり、
この封入管は、その光吸収スペクトルの波長領域が二酸化珪素の光透過スペクトルの波長領域と重なる領域をもつ、アルミナと酸化クロムとの混合物からなる二次輻射源を構成し、
前記熱源からの輻射熱が前記二次輻射源を通ってガラス基板に輻射され、前記熱源とガラス基板との間には二酸化珪素からなる部材が存在しないように構成したことを特徴とする熱処理装置。
In an apparatus for performing heat treatment on a thin film on a glass substrate,
In order to heat the glass substrate on the mounting portion by radiant heat, a heating means is provided so as to face the glass substrate through a space,
This heating means consists of a heat source and a tubular body that encloses this heat source,
This sealed tube constitutes a secondary radiation source made of a mixture of alumina and chromium oxide , with a region where the wavelength region of its light absorption spectrum overlaps with the wavelength region of the light transmission spectrum of silicon dioxide,
Radiation heat from the heat source is radiated to the glass substrate through the secondary radiation source, and a heat treatment apparatus is configured so that no member made of silicon dioxide exists between the heat source and the glass substrate.
前記熱源は、抵抗発熱体であることを特徴とする請求項7記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 7, wherein the heat source is a resistance heating element. 前記抵抗発熱体は、カーボンワイヤヒータであることを特徴とする請求項8記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 8, wherein the resistance heating element is a carbon wire heater. 前記二次輻射源は、熱源を被覆した構造であることを特徴とする請求項7ないし9のいずれか一つに記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 7, wherein the secondary radiation source has a structure in which a heat source is covered. 請求項1ないし6のいずれか一つに記載したプラズマ成膜装置を用い、
ガラス基板を加熱手段により加熱しながら、シリコンの活性種及び水素の活性種を含むプラズマによりガラス基板上にアモルファスシリコン膜を形成する成膜工程と、
次いでプラズマの発生を停止した状態で、前記ガラス基板を加熱手段により成膜工程時の温度よりも高い温度に加熱することにより、前記アモルファスシリコン膜中の水素を除去する脱水素工程と、を含むことを特徴とするプラズマ成膜方法。
Using the plasma film forming apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A film forming step of forming an amorphous silicon film on the glass substrate by plasma containing active species of silicon and active species of hydrogen while heating the glass substrate by a heating means;
Next, a dehydrogenation step of removing hydrogen in the amorphous silicon film by heating the glass substrate to a temperature higher than the temperature at the time of the film formation step by a heating unit in a state where generation of plasma is stopped. A plasma film forming method.
請求項1ないし6のいずれか一つに記載したプラズマ成膜装置を用い、
ガラス基板を加熱手段により加熱しながら、シリコンの活性種及び水素の活性種を含むプラズマによりガラス基板上にアモルファスシリコン膜を形成する成膜工程を行いながら、前記アモルファスシリコン膜中の水素を除去する脱水素工程を行うことを特徴とするプラズマ成膜方法。
Using the plasma film forming apparatus according to any one of claims 1 to 6,
While the glass substrate is heated by a heating means, hydrogen in the amorphous silicon film is removed while performing a film forming process for forming an amorphous silicon film on the glass substrate by plasma containing active species of silicon and active species of hydrogen. A plasma film forming method comprising performing a dehydrogenation step.
脱水素工程を行いながら、アモルファスシリコン膜をポリ化してポリシリコン膜を形成するポリ化工程を行うことを特徴とする請求項12に記載のプラズマ成膜方法。   13. The plasma film forming method according to claim 12, wherein a polycrystallization step of polymorphizing the amorphous silicon film to form a polysilicon film is performed while performing the dehydrogenation step. 脱水素工程を行った後、ガラス基板を脱水素工程時の温度よりも高い温度に加熱しながら、アモルファスシリコン膜をポリ化してポリシリコン膜を形成するポリ化工程を行うことを特徴とする請求項12または13に記載のプラズマ成膜方法。   After performing the dehydrogenation step, the polycrystallizing step of polycrystallizing the amorphous silicon film to form a polysilicon film is performed while heating the glass substrate to a temperature higher than the temperature during the dehydrogenation step. Item 14. The plasma film forming method according to Item 12 or 13. 請求項7ないし10のいずれかに一つに記載した熱処理装置を用い、
アモルファスシリコン膜が形成されたガラス基板を加熱手段により加熱することにより、前記アモルファスシリコン膜中の水素を除去する脱水素工程を行うことを特徴とする熱処理方法。
Using the heat treatment apparatus according to any one of claims 7 to 10,
A heat treatment method characterized by performing a dehydrogenation step of removing hydrogen in the amorphous silicon film by heating the glass substrate on which the amorphous silicon film is formed by a heating means.
請求項7ないし10のいずれかに一つに記載した熱処理装置を用い、
アモルファスシリコン膜が形成されたガラス基板を加熱手段により加熱することにより、前記アモルファスシリコン膜をポリ化してポリシリコン膜を形成するポリ化工程を行うことを特徴とする熱処理方法。
Using the heat treatment apparatus according to any one of claims 7 to 10,
A heat treatment method characterized by performing a policing step of polymorphizing the amorphous silicon film to form a polysilicon film by heating the glass substrate on which the amorphous silicon film is formed by a heating means.
脱水素工程を行いながら、前記アモルファスシリコン膜をポリ化してポリシリコン膜を形成するポリ化工程を行うことを特徴とする請求項16記載の熱処理方法。   The heat treatment method according to claim 16, wherein a polycrystallization step of polymorphizing the amorphous silicon film to form a polysilicon film is performed while performing a dehydrogenation step. 脱水素工程を行った後、ガラス基板を脱水素工程時の温度よりも高い温度に加熱することにより、前記アモルファスシリコン膜をポリ化してポリシリコン膜を形成するポリ化工程を行うことを特徴とする請求項16記載の熱処理方法。   After performing the dehydrogenation step, the glass substrate is heated to a temperature higher than the temperature at the time of the dehydrogenation step, thereby performing a polycrystallization step of polymorphizing the amorphous silicon film to form a polysilicon film. The heat treatment method according to claim 16.
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