JPH01184928A - 薄膜形成方法 - Google Patents

薄膜形成方法

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JPH01184928A
JPH01184928A JP988288A JP988288A JPH01184928A JP H01184928 A JPH01184928 A JP H01184928A JP 988288 A JP988288 A JP 988288A JP 988288 A JP988288 A JP 988288A JP H01184928 A JPH01184928 A JP H01184928A
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JP
Japan
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chamber
film
cathode electrode
chambers
thin film
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JP988288A
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Mitsuyuki Takahashi
高橋 光之
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、薄膜形成方法に関し、特に三層の薄膜を連続
的に形成する方法に係わるものである。
(従来の技術) 例えば、薄膜トランシタはガラス基板上にゲート電極を
形成し、このゲート電極を含むガラス基板上にゲート絶
縁膜、半導体膜、モリブテン等の保護膜を堆積し、前記
保護膜及半導体膜の表面層を選択的に除去して上面に保
護膜が被着されたソース、ドレイン領域を形成し、これ
らソース、ドレイン領域に接続されたソース、ドレイン
電極を形成することにより製造されている。
ところで、前記薄膜トランジスタの製造工程での絶縁膜
、半導体膜及び保護膜のの堆積は従来、次のような方法
が採用されている。まず、プラズマCVD装置内にゲー
ト電極が予め形成されたガラス基板を配置し、装置内の
ガスの排気、原料ガスの供給、プラズマによる原料ガス
の分解により絶縁膜と半導体膜を順次成膜する。次いで
、半導体膜を形成したガラス基板をプラズマCVD装置
から取出し、別の成膜装置(例えばスパッタリング装置
)に入れ、該半導体薄膜上にモリブデン等の保護膜を成
膜する。
しかしながら、上述した従来の薄膜形成方法では成膜の
ために2台の装置を必要とするので、成膜時間が長くか
かるばかりか、操作が繁雑となる問題があった。また、
別の成膜装置に移し替える時にガラス基板上に形成され
た半導体膜が大気に曝され、半導体膜表面が汚染される
。その結果、三層薄膜を堆積後のバターニング等により
製造された薄膜トランジスタは特性が劣化する問題があ
った。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、絶縁膜、半導体膜及び′半導体保護膜を大気に
曝すことなく連続的に成膜し得る薄膜形成方法を提供し
ようとするものである。
[発明の構成コ (問題点を解決するための手段) 本発明は、互いに開閉扉を介して連通された第1〜第3
のチャンバと、これら各チャンバ内に配置されたカソー
ド電極板と、前記各チャンバに設けられた排気管と、前
記各チャンバに設けられたガス供給管とを備えた連続プ
ラズマCVD装置を用いて薄膜を形成する方法であって
、前記第1のチャンバ内に基板が載置されたアノード電
極としての基板ホルダを搬送した後、該チャンバ内を真
空排気し、絶縁膜生成用原料ガスをガス供給管を通して
チャンバ内に供給し、更にカソード電極に高周波電力を
投入して該カソード電極と基板ホルダ間にプラズマを生
成して該ホルダ上の基板表面に絶縁膜を成膜する工程と
、前記第1のチャンバ内への原料ガスの供給停止、カソ
ード電極への高周波電力の投入停止を行ない、第1、第
2のチャンバ間の開閉扉を開いて基板ホルダを第2のチ
ャンバ内に搬送し、該開閉扉を閉じた後、該チャンバ内
を真空排気し、半導体膜生成用原料ガスをガス供給管を
通してチャンバ内に供給し、更にカソード電極に高周波
電力を投入して該カソード電極と基板ホルダ間にプラズ
マを生成して該ホルダ上の基板表面の絶縁膜上に半導体
膜を成膜する工程と、 前記第2のチャンバ内への原料ガスの供給停止、カソー
ド電極への高周波電力の投入停止を行ない、第2、第3
のチャンバ間の開閉扉を開いて基板ホルダを第3のチャ
ンバ内に搬送し、該開閉扉を閉じた後、該チャンバ内を
真空排気し、半導体保護膜生成用原料ガスをガス供給管
を通してチャンバ内に供給し、更にカソード電極に高周
波電力を投入して該カソード電極と基板ホルダ間にプラ
ズマを生成して該ホルダ上の基板表面の半導体股上に半
導体保護膜を成膜する工程と、 を具備したことを特徴とする薄膜形成方法である。
(作用) 本発明よれば、互いに開閉扉を介して連通された第1〜
第3のチャンバと、これら各チャンバ内に配置されたカ
ソード7h極板と、前記各チャンバに設けられた排気管
と、前記各チャンバに設けられたガス供給管とを備えた
連続プラズマCVD装置の各チャンバ内に基板を順次搬
送させて成膜することによって、簡単な操作で大気中に
曝すことに伴う汚染等のない良好な膜質の絶縁膜、半導
体膜及び半導体保護膜を連続的に形成することができる
(発明の実施例) 以ド、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
第1図は、本実施例に使用する連続プラズマCVD装置
を示す概略図である。図中の1゛は絶縁膜を成膜する第
1のチャンバ、2は半導体膜を成膜する第2のチャンバ
、3は半導体保護膜を成膜する第3のチャンバであり、
これら第1〜第3のチャンバ1〜3は一方向に並んで配
置されている。
これらチャンバ1〜3には、各チャンバ1〜3内を高真
空するための真空ポンプla、 2a、 3aが夫々連
結されている。前記各チャンバ1〜3内には、カソード
電極1b、 2b、 3bが夫々吊架されており、かつ
これらカソード電極1b、 2b、 3bには高周波電
源1c、2c、3cが夫々接続されている。前記各チャ
ンバ1〜3の土壁には、原料ガス供給管1d、 2d。
3dが夫々設けられている。前記各チャンバ1〜3の底
部付近には、アノード電極としての基板ホルダ4を搬送
するための複数の送りローラlcs 2e。
30が夫々配設されている。また、前記TS1のチャン
バlのド部側壁には搬入部5が設けられており、かつ前
記第3のチャンバ3のド部側壁には搬出部6が設けられ
ている。
前記第1、第2のチャンバ1.2間及び第2、第3のチ
ャンバ2.3間には第1、第2のバッファ室7.8がそ
れらチャンバ1〜3と連通ずるように夫々配設されてい
る。これらバッファ室7.8には、各バッファ室7.8
内を高真空するための真空ポンプ7a、8aが夫々連結
されている。前記各バッファ室7.8の土壁には、不活
性ガスガス共給管7b、 8bが夫々設けられている。
前記各バッファ室7.8の底部付近には、複数の送りロ
ーラ7c、 8cが夫々配設されている。更に、前記搬
入部5、第1のチャンバlと第1のバッファ室7間、第
1のバッファ室7と第2のチャンバ2間、第2のチャン
バ2と第2のバッファ室8間及び第2のバッファ室8と
第3のチャンバ3間の各連通部、並びに前記搬出部5に
は、開閉扉としての第1〜第6のゲートバルブ91〜9
6が夫々介装されている。
次いで、前述した第1図図示の連続プラズマCVD装置
を用いて三層薄膜を形成すると共に、該三層薄膜のエツ
チング処理等による薄膜トランジスタの製造方法を第2
図(a)〜(e)を参照して説明する。
まず、搬入部5の第1のゲートバルブ91を開き、ガラ
ス基板11が載置されたアノード電極としての基板ホル
ダ4を第1のチャンバ1内に搬送した後、第1のゲート
バルブ91を閉じる。ここに用いるガラス基板11上に
は、第2図(a)に示すようにゲート電極12が予め形
成されている。つづいて、真空ポンプlaを作動して第
1のチャンバ1内を真空排気した後、絶縁膜生成用原料
ガスとしてのSIH,、及びN20をガス供給管1dを
通してチャンバ1内に供給すると共に、カソード電極1
bに高周波電源1cから高周波電力を投入してカソード
電極1cと基板ホルダ4間のチャンバ内Iにプラズマ1
0を生成する。こうしたプラズマ10の生成により前記
原料ガスが下記(1)式に示すように反応してゲート電
極12を含むガラス基板ll上に5Io2膜13が成膜
される(第2図(b)図示)。
S I 115 + 4N20→5i02 +2112
0 +4N2・・・(1)次いで、前記第1のチャンバ
l内への原料ガスの供給停止、カソード電極1bへの高
周波電力の投入停止を行なった後、第2のゲートバルブ
92を開き、ガラス基板を第1のバッファ室7に搬送し
、更に第2のゲートバルブ92を閉じる。つづいて、バ
ッファ室7の真空ポンプ7aを作動して該バッファ室7
内を真空排気した缶、ガス供給管7bから不活性ガス(
例えばA「ガス)を供給して前段の第1のチャンバ1の
成膜工程で付着した原料ガスをArガスで置換し、除去
する。
次いで、第1のバッファ室7内へのArガスの供給を停
止し、第3のゲートバルブ93を開き、第1のバッファ
室7内のガラス基板を第2のチャンバ2内に搬送した後
、第3のゲートバルブ93を閉じる。つづいて、真空ポ
ンプ2aを作動して第2のチャンバ2内を真空排気した
後、半導体膜用原料ガスとしてのSIH,、及びH2を
ガス供給管2dを通してチャンバ2内に供給すると共に
、カソード電極2bに高周波電源2Cから高周波電力を
投入してカソード電極2cと基板ホルダ間のチャンバ内
2にプラズマを生成する。こうしたプラズマの生成によ
り前記原料ガスが下記(2)式に示すように反応してガ
ラス基板11の5iO2N13上にアモルファスシリコ
ン(以下、a−91と称す)膜14が成膜される(第2
図(C)図示)。
Si H5+H2”a−Si +3H2−(2)次いで
、前記第2のチャンバ2内への原料ガスの供給停止、カ
ソード電極2bへの高周波電力の投入停止を行なった後
、第4のゲートバルブ94を開き、ガラス基板を第2の
バッファ室8に搬送し、更に第4のゲートバルブ94を
閉じる。つづいて、バッファ室8の真空ポンプ8aを作
動して該バッファ室8内を真空排気した後、ガス供給管
8bからArガスを供給して前段の第2のチャンバ2の
成膜1−程で付むした原料ガスをA「ガスで置換し、除
去する。
次いで、第2のバッファ室8内へのArガスの供給を停
止し、第5のゲートバルブ95を開き、第2のバッファ
室8内のガラス基板を第3のチャンバ3内に搬送した後
、第5のゲートバルブ95を閉じる。つづいて、真空ポ
ンプ3aを作動して第3のチャンバ3内を真空排気した
後、半導体保護膜用原料ガスとしてのMoF6及びH2
をガス供給管3dを通してチャンバ3内に供給すると共
に、カソード電極3bに高周波電源3cから高周波電力
を投入してカソード電極3Cと基板ホルダ間のチャンバ
内3にプラズマを生成する。こうしたプラズマの生成に
より前記原料ガスが下記(3)式に示すように反応して
ガラス基板11のa−3l膜14上にM 。
膜15が成膜される(第2図(d)図示)。
Mo F b + 3 H2−Mo + 6 HF =
13)次いで、前記第3のチャンバ3内への原料ガスの
供給停止1−1真空排気停止ト、カソード電極3bへの
高周波電力の投入停止を行なった後、第6のゲートバル
ブ9bを開き、ガラス基板を搬出部6から取出す。この
時、a−8i膜14表面にはMo成膜5が被覆されてい
るため、大気に曝しても該a −8i膜14の汚染を防
止できる。つづい□て、ガラス基板11上のMo成膜5
及びa−Si膜14をバターニングしてa−5Iからな
る半導体領域16を形成すると共に、該半導体領域16
に上面にMoパターン17.17が被覆されたソース、
ドレイン領域18.19を形成し、更に5i02膜13
上の一部に画素電極20を形成した後、前記ソース領域
18のMoパターン17及び前記画素電極20と接続さ
れるソース電極21と前記ドレイン領域19のMoパタ
ーン17と接続されるドレイン電極22を形成して薄膜
トランジスタを製造する(第2図(e)図示)。こうし
た薄膜トランジータの製造において、ソース、ドレイン
領域18.19とソース、ドレイン電極2L 22との
間にMoパターン17.17を介在することによってそ
れらをオーミック接続できる。
しかして、本発明によればガラス基板11を大気に曝す
ことなく第1〜第3のチャンバ1〜3内に連続して搬送
し、各チャンバ1〜3内でプラズマCVDを行なうため
、ガラス基板11上に汚染等のない膜質が良好な5ho
2膜13、a−3i膜14及びMorIA15を夫々成
膜できる。特に、大気中での汚染を受は易すく、かつ薄
膜トランジスタの動作上極めて重要な半導体領域16等
と用いられるa −St膜14の成膜後、大気に曝すこ
となくそのまま次の成膜工程に搬送できるため、汚染な
いa −3i膜14を有する三層薄膜を簡単な操作によ
り効率的に形成できる。従って、かかる三層薄膜の形成
後、第2図(e)に示すようにバターニング等の処理を
施すことによって、特性の安定した高品質の薄膜トラン
ジスタを高歩留りで製造できる。
また、各チャンバ1〜3間にバッファ室7.8を設けた
構造の連続プラズマCVD装置を用いれば、各チャンバ
1〜3内の原料ガスがゲートバルブの開閉動作において
相互に流入するのを防止して、膜質の安定した5102
膜等を成膜できる。
なお、上記実施例では半導体保護膜としてM。
膜を用いたが、これに限定されず、w、Ta。
Cr等の半導体膜への汚染を防止し得る金属膜を用いれ
ばよい。
[発明の効果] 以上詳述したIJ日<、本発明の薄膜形成方法によれば
絶縁膜、半導体膜及び半導体保護膜を大気に曝すことな
く連続的に成膜して該半導体膜への汚染防止、作業能率
の向上を達成でき、ひいては薄膜トランジスタの製造に
適用することによって高品質化、高歩留り化を図ること
ができる等顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例で使用した連続プラズマCVD
装置を示す概略図、第2図は本実施例の薄膜トランジス
タ製造工程を示す断面図である。 1〜3・・・チャンバ、1a12as 3as 7as
 8a・”真空ポンプ、lb、 2b、 3b・・・カ
ソード電極、ld、 2d、 3d・・・原料ガス供給
管、4・・・基板ホルダ、7.8・・・バッファ室、9
、〜9.・・・ゲートバルブ、10・・・プラズマ、1
1・・・ガラス基板、12・・・ゲート電極、13・・
・5i02膜、14−a −S i膜、15−Mo膜、
t e −・・半導体領域、18・・・ソース領域、1
9・・・ドレイン領域。 出願人代理人 弁理士  鈴江武彦

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  互いに開閉扉を介して連通された第1〜第3のチャン
    バと、これら各チャンバ内に配置されたカソード電極板
    と、前記各チャンバに設けられた排気管と、前記各チャ
    ンバに設けられたガス供給管とを備えた連続プラズマC
    VD装置を用いて薄膜を形成する方法であって、 前記第1のチャンバ内に基板が載置されたアノード電極
    としての基板ホルダを搬送した後、該チャンバ内を真空
    排気し、絶縁膜生成用原料ガスをガス供給管を通してチ
    ャンバ内に供給し、更にカソード電極に高周波電力を投
    入して該カソード電極と基板ホルダ間にプラズマを生成
    して該ホルダ上の基板表面に絶縁膜を成膜する工程と、 前記第1のチャンバ内への原料ガスの供給停止カソード
    電極への高周波電力の投入停止を行ない、第1、第2の
    チャンバ間の開閉扉を開いて基板ホルダを第2のチャン
    バ内に搬送し、該開閉扉を閉じた後、該チャンバ内を真
    空排気し、半導体膜生成用原料ガスをガス供給管を通し
    てチャンバ内に供給し、更にカソード電極に高周波電力
    を投入して該カソード電極と基板ホルダ間にプラズマを
    生成して該ホルダ上の基板表面の絶縁膜上に半導体膜を
    成膜する工程と、 前記第2のチャンバ内への原料ガスの供給停止、カソー
    ド電極への高周波電力の投入停止を行ない、第2、第3
    のチャンバ間の開閉扉を開いて基板ホルダを第3のチャ
    ンバ内に搬送し、該開閉扉を閉じた後、該チャンバ内を
    真空排気し、半導体保護膜生成用原料ガスをガス供給管
    を通してチャンバ内に供給し、更にカソード電極に高周
    波電力を投入して該カソード電極と基板ホルダ間にプラ
    ズマを生成して該ホルダ上の基板表面の半導体膜上に半
    導体保護膜を成膜する工程と、 を具備したことを特徴とする薄膜形成方法。
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