JP6023559B2 - Thin film forming equipment - Google Patents
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本発明は、封止膜等の薄膜形成に適した薄膜形成装置に関するものである。 The present invention relates to a thin film forming apparatus suitable for forming a thin film such as a sealing film.
有機EL、太陽電池等の電子デバイスは水や酸に弱いため、その表面を封止膜で覆って耐久性を向上させることが提案されている。このような封止膜は、薄膜形成装置、いわゆるプラズマCVD装置で形成されている。この薄膜形成装置は、チャンバと、このチャンバ内にプラズマを発生させる電極ユニットを備えており、チャンバ内に原料ガスを供給すると原料ガスがプラズマ環境で分解されることにより、有効成分が基板上に堆積し薄膜が形成される。具体的には、電極ユニットに形成されたプラズマ雰囲気にプラズマガスが曝されると反応ガスとなり、この反応ガスと原料ガスとが反応することにより製膜粒子が基板全体に堆積することにより封止膜が形成される。 Since electronic devices such as organic EL and solar cells are vulnerable to water and acid, it has been proposed to improve durability by covering the surface with a sealing film. Such a sealing film is formed by a thin film forming apparatus, a so-called plasma CVD apparatus. The thin film forming apparatus includes a chamber and an electrode unit that generates plasma in the chamber. When a raw material gas is supplied into the chamber, the raw material gas is decomposed in a plasma environment, so that an active component is deposited on the substrate. A thin film is formed by deposition. Specifically, when a plasma gas is exposed to the plasma atmosphere formed in the electrode unit, it becomes a reaction gas, and the reaction gas and the raw material gas react to form a film-forming particle on the entire substrate for sealing. A film is formed.
一方、基板上に封止膜が形成されるにしたがって、チャンバ内のあらゆるところに製膜粒子が付着する。チャンバ内に付着した製膜粒子は、ある程度の厚みが形成されると剥離し、再度チャンバ内を浮遊して基板上に堆積する虞があり、膜質を低下させる要因になる。そこで、チャンバ壁面は、壁面に沿って防着板を設けておき、この防着板を交換することにより、製膜粒子がチャンバ壁面に付着するのを防止できる(例えば特許文献1参照)。また、電極ユニットに製膜粒子が付着するとプラズマの発生状態が不安定になり膜質に影響するため、電極ユニットもクリーニングする必要がある。ところが、電極ユニットには防着板が設けることができないため、例えば、フッ素系ガスを用いた定期的なチャンバ内のプラズマクリーニングが行われることにより、電極ユニットに付着した製膜粒子の除去作業が行われていた(例えば特許文献2参照)。 On the other hand, as the sealing film is formed on the substrate, the film-forming particles adhere everywhere in the chamber. The film-forming particles adhering to the chamber peel off when a certain thickness is formed, and the film-forming particles may float again in the chamber and be deposited on the substrate, which causes the film quality to deteriorate. Therefore, the chamber wall surface can be prevented from adhering to the wall surface of the chamber by providing a deposition plate along the wall surface and replacing the deposition plate (see, for example, Patent Document 1). In addition, if the film-forming particles adhere to the electrode unit, the plasma generation state becomes unstable and affects the film quality. Therefore, it is necessary to clean the electrode unit. However, since an electrode plate cannot be provided on the electrode unit, for example, a periodic plasma cleaning in the chamber using a fluorine-based gas is performed, so that the film forming particles attached to the electrode unit can be removed. (For example, refer to Patent Document 2).
しかし、上記プラズマクリーニングは、装置のコストが高くなるという問題がある。すなわち、フッ素系ガスを用いた場合には、フッ素系ガスによる大気汚染を防止するため、フッ素系ガスの除害設備を設置する必要がある。そして、フッ素系ガスの中には、CF4、C2F6、NF3、FCl4、SF6等がクリーニング用途に応じて使用することができるが、使用するフッ素系ガスの種類毎に除害設備を別々に設ける必要があり、プラズマクリーニングは、この除害設備が大きなコスト負担になるという問題があった。 However, the plasma cleaning has a problem that the cost of the apparatus becomes high. That is, when a fluorine-based gas is used, it is necessary to install a fluorine-based gas abatement facility in order to prevent air pollution by the fluorine-based gas. Among the fluorine-based gases, CF 4 , C 2 F 6 , NF 3 , FCl 4 , SF 6, etc. can be used depending on the cleaning application. There is a need to separately provide harmful equipment, and the plasma cleaning has a problem that this harmful equipment is a large cost burden.
また、プラズマクリーニングを行う場合には、製膜温度よりも低い常温で行う必要があるため、クリーニング毎にチャンバ内の温度を常温まで下げると共に、クリーニング後にはチャンバ内を製膜温度まで上昇させる必要がある。そして、クリーニング後には、チャンバ内のフッ素系ガスの影響を取り除く後処理も必要であり、プラズマクリーニングは、装置の稼働率を低下させるという問題もあった。 In addition, when performing plasma cleaning, it is necessary to perform at room temperature lower than the film forming temperature, so it is necessary to lower the temperature in the chamber to room temperature for each cleaning and to raise the chamber to the film forming temperature after cleaning. There is. Further, after cleaning, a post-treatment for removing the influence of the fluorine-based gas in the chamber is necessary, and the plasma cleaning has a problem that the operating rate of the apparatus is lowered.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、プラズマクリーニングを行うことなく電極ユニットを容易にクリーニングできることにより、装置のコストを低減し、装置の稼働率を向上させることができる薄膜形成装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and can easily clean an electrode unit without performing plasma cleaning, thereby reducing the cost of the device and improving the operating rate of the device. An object is to provide a forming apparatus.
上記課題を解決するために本発明の薄膜形成装置は、基板とプラズマ発生させる電極ユニットとを収容するチャンバ内に原料ガスを供給し、チャンバ内に形成されたプラズマ環境に原料ガスを曝して、基板上に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、前記電極ユニットは、導体で形成される電極部と、チャンバ内に位置する誘電体部とを有しており、少なくともチャンバ内に位置する前記誘電体部の表面には、拭取りにより剥離可能な剥離膜が形成されていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a thin film forming apparatus of the present invention supplies a source gas into a chamber that houses a substrate and an electrode unit that generates plasma, and exposes the source gas to a plasma environment formed in the chamber. a thin film forming apparatus for forming a thin film on a substrate, wherein the electrode unit includes an electrode section formed of a conductor, has a dielectric portion positioned in the chamber, less the position in the chamber even A release film that can be peeled off by wiping is formed on the surface of the dielectric part .
上記薄膜形成装置によれば、少なくとも電極ユニットの誘電体部がチャンバ内に位置する部分に、拭取りにより剥離可能な剥離膜が形成されているため、拭取り作業を行うことにより、容易に剥離膜を除去することができる。したがって、製膜粒子が誘電体部に付着した場合でも、プラズマクリーニングを行うことなく、拭取り作業だけで容易に電極ユニットに付着した製膜粒子を除去することができる。これにより、プラズマクリーニングを行うための除害設備が不要になり、プラズマクリーニングに伴う様々な処理が不要になるため、従来に比べて装置のコストを低減できるとともに、装置の稼働率を向上させることができる。 According to the thin film forming apparatus, since a release film that can be peeled off by wiping is formed at least in a portion where the dielectric portion of the electrode unit is located in the chamber, it is easily peeled off by performing wiping work. The film can be removed. Therefore, even when the film-forming particles adhere to the dielectric portion, the film-forming particles attached to the electrode unit can be easily removed only by wiping without performing plasma cleaning. This eliminates the need for an abatement facility for performing plasma cleaning, and eliminates the need for various processes associated with plasma cleaning, thereby reducing the cost of the apparatus and improving the operating rate of the apparatus. Can do.
また、具体的な前記電極ユニットの様態としては、前記電極部が前記誘電体部で被覆されており、少なくとも前記チャンバ内に位置する誘電体部の表面に剥離膜が形成されている構成としてもよい。 As a specific mode of the electrode unit, the electrode part may be covered with the dielectric part, and a peeling film may be formed at least on the surface of the dielectric part located in the chamber. Good.
また、前記誘電体部はガラスで形成されており、前記剥離膜は、フッ素樹脂又はシリコーン樹脂で形成される離型膜と無機物で形成される無機膜との2層で形成されており、前記誘電体部側から前記離型膜、前記無機物の順に形成されている構成としてもよい。 Further, the dielectric part is formed of glass, and the release film is formed of two layers of a release film formed of a fluorine resin or a silicone resin and an inorganic film formed of an inorganic material, It is good also as a structure currently formed in order of the said release film and the said inorganic substance from the dielectric material part side.
この構成によれば、剥離膜は、誘電体部側から離型膜と無機物で形成される無機膜との2層で形成されているため、誘電体部から容易に除去することができ、また、プラズマによる侵食が防止できるため、形成される薄膜の膜質に影響を与えるのを防止することができる。すなわち、前記誘電体部がガラスであり、このガラスと接する部分の離型膜はフッ素樹脂又はシリコーン樹脂で形成されているため、例えば、エタノール等の溶剤を含ませた布部材で拭き取ることにより、容易に剥離膜を除去することができる。また、離型膜上には無機物で形成される無機膜で覆われているため、電極ユニットでプラズマを発生させることにより剥離膜がプラズマ環境に曝された場合であっても、無機膜により剥離膜がプラズマに侵食されるのを抑えることができるため、侵食により不純物がチャンバ内に浮遊して膜質を低下させるのを抑えることができる。なお、無機膜はプラズマ放電に影響を与えにくい絶縁性であることが望ましい。 According to this configuration, since the release film is formed of two layers of the release film and the inorganic film formed of an inorganic material from the dielectric part side, it can be easily removed from the dielectric part. Since erosion by plasma can be prevented, it is possible to prevent the film quality of the formed thin film from being affected. That is, the dielectric part is glass, and the part of the release film in contact with the glass is formed of fluororesin or silicone resin.For example, by wiping with a cloth member containing a solvent such as ethanol, The release film can be easily removed. In addition, since the release film is covered with an inorganic film formed of an inorganic material, even if the release film is exposed to a plasma environment by generating plasma in the electrode unit, the release film is peeled off by the inorganic film. Since the film can be prevented from being eroded by the plasma, impurities can be prevented from floating in the chamber due to the erosion and deteriorating the film quality. Note that it is desirable that the inorganic film has an insulating property that does not easily affect the plasma discharge.
本発明の薄膜形成装置によれば、プラズマクリーニングを行うことなく電極ユニットをクリーニングできることにより、装置のコストを低減し、装置の稼働率を向上させることができる。 According to the thin film forming apparatus of the present invention, since the electrode unit can be cleaned without performing plasma cleaning, the cost of the apparatus can be reduced and the operating rate of the apparatus can be improved.
図1は、本発明の一実施形態における薄膜形成装置を示す概略的な正面図であり、図2は、電極ユニットを上方から見た概略図である。 FIG. 1 is a schematic front view showing a thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic view of an electrode unit as viewed from above.
図1、図2に示すように、薄膜形成装置1は、基板Wを収容するチャンバ2とそのチャンバ2内に設けられる電極ユニット3とを有しており、電極ユニット3によりプラズマを発生させた状態でチャンバ2内に原料ガスが供給されと、原料ガスが励起され製膜粒子が生成される。そして、製膜粒子が基板Wに堆積することにより、水分、酸などの侵入を防止する封止膜等の薄膜が形成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the thin
チャンバ2は、その内部で製膜粒子を発生させて基板W上に薄膜を形成させる容器である。このチャンバ2には、原料ガス供給口21と排出口22とが設けられている。原料ガス供給口21は、原料ガスタンクと配管で接続されており、チャンバ2内に原料ガスを供給するものである。また、排出口22は、真空ポンプと配管で接続されており、真空ポンプを作動させることによりチャンバ2内を所定の真空度に調節できると共に、チャンバ2内の不要なガスを排出することができる。
The
本実施形態では、原料ガス供給口21から原料ガスが供給されるようになっている。具体的には、HMDSガス(ヘキサメチルジシラザンガス)及びアルゴンガス、水素ガスが供給されることにより、Si化合物(第1薄膜を形成する製膜粒子)が生成され、HMDS及び酸素ガスが供給されることにより、SiO2(第2薄膜を形成する製膜粒子)が生成される。これを交互に繰り返すことにより、基板W上(電子デバイス上)には第1薄膜、第2薄膜を複数層備える封止膜を形成することができる。
In the present embodiment, the source gas is supplied from the source
また、このチャンバ2は、メッシュ部材4により2槽に分かれており、電極ユニット3が設けられる電極側チャンバ23と、基板Wが保持される基板側チャンバ24とが形成されている。基板側チャンバ24は、薄膜を形成する対象である基板Wを保持する側のチャンバ2であり、この基板側チャンバ24に上述の原料ガス供給口21、排出口22が形成されている。また、電極側チャンバ23は、電極ユニット3が設けられる側のチャンバであり、水素ガスや酸素ガス等のプラズマガスを供給するプラズマガス供給口25が設けられている。すなわち、このプラズマガス供給口25からプラズマガスが供給されると、プラズマガスは、電極ユニット3で発生したプラズマに曝されることにより反応ガスになる。そして、この反応ガスと原料ガスが反応することにより、製膜粒子が形成される。
The
このメッシュ部材4は、アースされた網目状に形成された仕切り部材であり、電極側チャンバ23で生成された反応ガスに含まれる膜質を低下させるイオンが通過しにくいようになっている。したがって、基板側チャンバ24と電極側チャンバ23とをメッシュ部材4で仕切ることにより、膜質を低下させるイオンを極力少なくした状態で製膜粒子を基板W上に堆積させることができ、膜質のよい薄膜を形成することができる。
The
このチャンバ2の壁面には、防着板5が設けられている。すなわち、基板側チャンバ24及び電極側チャンバ23の壁面それぞれに防着板5が設けられている。この防着板5は、製膜粒子の通過を抑えるものであり、チャンバ2壁面全体を覆うように設けられている。これにより、チャンバ2内に浮遊する製膜粒子は、チャンバ2の壁面に到達する前に防着板5に付着させることができる。そして、この防着板5が定期的に交換されることにより、製膜粒子がチャンバ2壁面に付着するのを防止し、さらに、防着板5に付着した製膜粒子が剥がれ落ちて基板W上に堆積することで膜質が低下するのを抑えることができるようになっている。
An adhesion prevention plate 5 is provided on the wall surface of the
また、電極ユニット3は、プラズマを発生するものであり、電極チャンバ2に設けられている。本実施形態の電極ユニット3は、誘導結合型の電極であり、図2、図3に示すように、電極部31と誘電体部32とを有している。電極部31は導体で形成されており、本実施形態ではCuで形成されている。また、誘電体部32は、本実施形態ではガラスで形成されており、電極部31全体を覆うように形成されている。具体的には、誘電体部32は、図3に示すように、電極部31の外周を所定の隙間tが形成されるように設けられており、この電極部31と誘電体部32とで形成される隙間tには、冷却水が流れることにより、電極部31に通電した際に発生する熱を抑えることができるようになっている。
The
また、この電極ユニット3は、U字状に形成されている。具体的には、図2に示すように、外側からチャンバ2の壁面を貫通してチャンバ2内部(電極側チャンバ23)に侵入し、貫通したチャンバ2の壁面に対面するチャンバ2の壁面を貫通するように延びている。そして、チャンバ2の外側で180°向きを変えて、さらにチャンバ2壁を貫通してチャンバ2内部に入り、再度チャンバ2壁を貫通して設けられている。すなわち、電極ユニット3は、直線状に形成される部分が電極側チャンバ23内で同じ高さ位置に位置した状態で設けられている。言い換えれば、電極ユニット3は、直線状に延びる部分(直線状部分34)がほぼ平行な状態で電極側チャンバ23に位置しており、その他の部分がチャンバ2の外側に位置するように設けられている。
The
また、電極ユニット3の端部に位置する電極部31は、高周波電源6と接続されており、高周波電源6のスイッチが入れられることにより、電極側チャンバ23内に位置する電極ユニット3の平行な直線状部分34にプラズマが発生するようになっている。したがって、この電極ユニット3で形成されたプラズマ環境にプラズマガスが曝されることにより、プラズマガスが分解され反応ガスになる。
Moreover, the
また、電極ユニット3の誘電体部32には、剥離膜7が形成されている。剥離膜7は、電極ユニット3に付着する製膜粒子を容易に除去するために設けられている。すなわち、この剥離膜7は、少なくともチャンバ2内に位置する電極ユニット3の誘電体部32全体(図2におけるハッチング部分)に設けられており、拭き取ることにより容易に剥離膜7が電極ユニット3の誘電体部32から除去することができるようになっている。なお、この剥離膜7は、本実施形態ではチャンバ2内に位置する誘電体部32に設けられているが、チャンバ2内外を問わず、誘電体部32全てを被覆するように設けてもよい。
A
また、剥離膜7は、離型膜71及び無機膜72の2層で形成されており、誘電体部32側から順に離型膜71、無機物の順に形成されている。すなわち、誘電体部32の表面に離型膜71が形成されており、その離型膜71を覆うように無機膜72が形成されている。
The
離型膜71は、誘電体部32上に形成されており、拭取りにより除去できる性質を有している。すなわち、離型膜71は、誘電体部32には完全に固着されることなく付着する材料で形成されている。具体的には、離型膜71は、ガラスで形成される誘電体部32から剥離しやすい材料として、フッ素樹脂又はシリコーン樹脂等で形成されている。また、無機膜72は、無機物で形成されており、仮に離型膜71がプラズマ雰囲気でエッチングされるとガスが発生することにより薄膜に不純物が取り込まれるのを防止するために設けられている。本実施形態では、離型膜71としてフッ素樹脂又はシリコーン樹脂等の有機物が使用されておりプラズマ雰囲気に曝されるとガスを発生するため、プラズマ雰囲気でもガスを発生しない酸化珪素等の無機膜72が設けられている。
The
このような剥離膜7は、拭取りにより容易に除去することができる。上述したように、誘電体部32上に形成される離型膜71が除去可能な材料で形成されているため、エタノールなどの溶剤を含ませた布材料で拭き取ることにより、溶剤が離型膜71に浸透することで剥離膜7全体を誘電体部32から容易に除去することができる。すなわち、電極ユニット3に製膜粒子が付着した場合でも、プラズマクリーニングを行うことなく、拭取り作業だけで容易に電極ユニット3に付着した製膜粒子を除去することができる。これにより、プラズマクリーニングを行うための除害設備が不要になり、プラズマクリーニングに伴う様々な処理が不要になるため、従来に比べて薄膜形成装置1のコストを低減できるとともに、薄膜形成装置1の稼働率を向上させることができる。
Such a
上記実施形態では、電極ユニット3の電極部31が誘電体部32で覆われている構成について説明したが、管状の誘電体部32の外周を電極部31が巻回する電極ユニット3であってもよい。具体的には、図4に示すように、チャンバ2の上部に管状の誘電体部32が備えられており、その外周部分に線状の電極部31が巻回されている。そして、電極部31は高周波電源6に接続されており、高周波電源6をONにすることにより、電極部31に電流が流れ誘電体部32の内周側、すなわち、チャンバ2内部と連通する部分にプラズマが発生するようになっている。このような構成の電極ユニット3であっても、誘電体部32の少なくともチャンバ2内部に位置する部分(チャンバ2内部に連通する部分)に剥離膜7を形成しておくことにより、容易にクリーニングすることができる。すなわち、チャンバ2内部に連通する部分に製膜粒子が付着した場合でも、剥離膜7を拭き取ることにより、製膜粒子を剥離膜7といっしょに拭取り除去することができる。
In the embodiment described above, the configuration in which the
また、上記実施形態では、剥離膜7が離型膜71と無機膜72とで形成される2層構造のものについて説明したが、離型膜71上に性質の異なる無機膜72を複数層設けた剥離膜7にしてもよい。また、誘電体部32から拭取り除去できるものであって、プラズマ環境により分解されない材料を用いて1層構造の剥離膜7にしてもよい。もしくは、誘電体部32の上に離型膜71と無機膜72を形成しているが、誘電体部32と離型膜71の間に、別の機能膜(例えば平坦化目的の膜など)を入れた3層以上の膜構成としても良い。
In the above embodiment, the two-layer structure in which the
1 薄膜形成装置
2 チャンバ
3 電極ユニット
5 基板
7 剥離膜
31 電極部
32 誘電体部
71 離型膜
72 無機膜
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記電極ユニットは、導体で形成される電極部と、チャンバ内に位置する誘電体部とを有しており、少なくとも前記チャンバ内に位置する前記誘電体部の表面に、拭取りにより剥離可能な剥離膜が形成されていることを特徴とする薄膜形成装置。 A thin film forming apparatus for forming a thin film on a substrate by supplying a raw material gas into a chamber containing a substrate and an electrode unit for generating plasma, exposing the raw material gas to a plasma environment formed in the chamber,
Peeling the electrode unit includes an electrode section formed of a conductor, has a dielectric portion located within the chamber, the dielectric portion surface located least the chamber also, by wiping A thin film forming apparatus characterized in that a possible release film is formed.
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