JPH02166726A

JPH02166726A - プラズマｃｖｄ装置

Info

Publication number: JPH02166726A
Application number: JP32044688A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Hirata; 教行平田; Masato Yoda; 余田　政人
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Device Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Development and Engineering Corp
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1990-06-27

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）本発明は半導体等の薄膜形成に用いられるプラズマＣＶ
Ｄ装置に係り、特に大型ガラス基板への成膜に好適する
平行平板型プラズマＣＶＤ装置の基板の保持構造に関す
る。

（従来の技術）近ｌｒ、大型デイスプレィ等に用いられるＴＰＴ（薄膜
トランジスタ）の製造においては半導体等のガラス基板
上への薄膜形成に大型の平行平板型プラズマＣＶＤ装置
が多用されている。

以下に従来のプラズマＣＶＤ装置を第３図に示す平行平
板型プラズマＣＶＤ装置及び第４図に示すトレイを参照
して説明する。

第３図は平行平板型プラズマＣＶＤ装置の概略断面図で
あり、予め排気装置＠）により高真空に排気された真空
炉（１）中にヒータ■によって加熱されたトレイ■に基
板（１１）が取付けられている。次いで原料ガス■を真
空炉α）中に導入し、コンダクタンスバルブ（８）によ
り真空炉（１）の混合原料ガスの圧力を一定にした後、
高周波電源（９により、カソード電極■に高周波電力を
印加し、搬送手段（１０）により一定間隔をおいてカソ
ード電極■に対向して保持されたアノード電極に相当す
るトレイ（ハ）との間にて高周波グロー放電を発生させ
基板（１１）上に薄膜を形成しているトレイ■は、真空
炉（１）に設けられた扉（９）の開閉により真空炉（υ
外へ取り出し可能となっており真空炉ω内に配設された
搬送手段（１０）によって搬出や搬入が行われる。

第４図はトレイ■の概略断面図であり、基板（１１）は
トレイ０の取り付は孔に落とし込み設置され、更に背板
（１２）によってはさみ込まれる。背板（１１）は仮バ
ネ（１３）等により押え込み固定され、基板（１１）と
の密着性を良好にしている。

この背板（１２）はヒータ■の熱を基板（］Ｉ１に均一
に伝導する目的とトレイ■とカソード電極■との間に発
生させる高周波グロー放電を均一として局所的な異常放
電を防止し、基板（１１）の成膜面に均一に薄膜を形成
させる目的で取り付けられる。

一般にトレイ０の材質としてはＳＯ３４３０，５Ｏ３３
０４が用いられ背板（Ｉ２）の材質としては４℃、５Ｉ
ＪＳ３０４、無酸素銅が好適する。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら上述した従来の平行平板型プラズマＣＶＤ
装置では次の様な課題があった。

第１にデイスプレィ等に用いられる大面積ガラス基板の
ＴＰＴの製造に際し、基板は、背板とトレイとの間には
さみ込まれる為、基板と背板との接触面にゴミが介在し
たり背板の基板での接触面に凹凸がある場合には、基板
に傷が発生したり割れが生じ製造歩留の低下の要因とな
っていた。

又１〜レイと背板はヒータによって加熱される為、熱歪
が発生し易く、歪んだトレイや背板を使用した場合も、
上述したようにガラス基板が割九るという問題があった
。

第２の基板は背板を介し主にヒータからの熱輻射によっ
て加熱されるが生産性を向上する等に、基板を短時間に
加熱した場合設定温度に対するオーバーシュートが発生
し易いという問題があった。

第３に背板とは完全な面接触とはならず、境界において
局部的な点接触部と非接触部とが混在し、その結果加熱
時の基板の面内温度にばらつきが生じ、形成した薄膜の
膜厚、膜質の均一性が得られないという問題があった。

第４に、背板のヒータに対向する面が、原料混合ガスと
反応し表面状態が化学的に変化する為背板の熱輻射係数
に変化が生じ、基板加熱時の再現性不良及び基板面内温
度の不均一を生じるという問題があった。

本発明の目的は上記問題点を解決し、安定した膜厚及び
膜質の薄膜を再現性良く形成することが可能なプラズマ
ＣＶＤ装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するために本発明のプラズマＣＶＤ装置
は、被膜が形成される被成膜体を背板を介して保持する
トレイと、処理室内に設けられた一方の電極と、前記処
理室内に前記一方の電極に対向するように設けられた他
方の電極と、前記両組極性を前記基板を介して対向させ
前記処理室内に成膜ガスを供給する手段と、前記両電極
間にプラズマを発生させる手段と、前記基板の成膜処理
面と反対側の背面に一定間隔を保つように背板を固定す
る手段とを具備することを特徴とするものである。

（作　　用）本発明の構成によるプラズマＣＶＤ装置によれば基板の
保持構造として、基板に対し一定間隔をあけて背板を配
置させるので、基板に傷や割れを発生させることなく背
板からの不均一な熱伝導がなくなり、１１１！射熱のみ
による基板加熱となる。

従って、基板加熱時のオーバーシュー１〜が抑制され基
板のｎ度分布も良好となる。

さらに背板の材料としてアルミニウム又は黒色クロ１１
メツキ無ＭＪ銅を用いることによりＬｑＣ料ガスと背板
表面との反応が抑制され常に背板表面を一定の熱輻射係
数に保てる為基板加熱時の再現性及び基板内温度分布は
極めて良好となる。これらの要因は、一定の熱吸収率を
有する背板表面を選択することによりその効果を一層高
めるものと推定される。

（実　施　例）以下、本発明のプラズマＣＶＤ装置の一実施例を第１図
及び第２図を参照して説明する。なお、従来と同一箇所
においては同一符号を記すことにする。

第１図は本発明の一実施例におけるプラズマＣＶＤ装置
のトレイの概略断面図である。装置の全体構成は第３図
に示した平行平板型プラズマＣＶＤ装置と同様なので、
ここでは説明を省略する。

第１図に示すように、被成膜体であるガラス製の基板、
（１１）はトレイ０の取り付は孔に落とし込み設置され
、更に押しバネ（１４）を複数個取り付けた背板（１２
）によって、はさみ込まれる。背板（１２）はトレイ０
と面合せし、基板（１１）と背板（１２）とが常に一定
間隔に保たれる様なソバを設けである。このツバは背板
（１２）全周に設けており、成膜時の基板（１１）裏面
への膜まわり込み付着を防止する役割も果す。

但し、輻射熱の温度分布を考慮すると、基板（１１）に
対する接触面積はできる限り小さい方が望ましく、　そ
の接触面積は、５０００＋ｎｍ”以下が望ましν）。

背板（１２）は板バネ（１３）によってトレイ０に抑圧
固定される。本実施例では基板（１１）と背板（１２）
との間隔を１ｍに設定したが、効果が得られるものとし
てその間隔は、３ｍｍまで設定可能である。即ち、３ｍ
ｍを越えると電界の分布に乱れが生じ基板（１１）の膜
厚分布が不良となるからである。

尚、背板（１２）の材質はその表面が原料ガスと反応し
熱輻射係数が変化しない様に、アルミニウム又は黒色ク
ロムメツキ無酸素銅の材質が選択される。アルミニウム
の場合には軽量であり作業性が良好であるが、加熱時の
温度勾配は、輻射熱係数の大きい黒色クロムメツキ無酸
素銅の方が優れており、加熱所要時間が短縮される。

この様に構成された１−レイ（ハ）を平行平板型プラズ
マＣＶＤ装置に用いれば第２図に示すように良好な基板
温度加熱特性が得られる。

第２図において横軸の時間は加熱開始後の経過時間を示
し縦軸は基板温度を示している。基板の設定温度３００
℃に対し従来のプラズマＣＶＤ装置では背板として光沢
表面を有する無酸素鋼材を用いた場合、基板温度は加熱
後設定温度をオーバーシュートし、約３０分後に設定温
度となる。又設定温度に対し基板面内の温度分布は図示
する如く±３０°Ｃとかなりのばらつきを有する。

一方、本発明のプラズマＣＶＤ装置によればアルミニラ
１１材による背板を用いた場合には、加熱開始後約２０
分で基板は設定温度に達し、そのときの温度分布は±１
０°Ｃと良好であり、又黒色クロムメツキ無酸素銅材質
による背板を用いた場合には加熱開始後約１４分で基板
は設定温度に達しそのときの温度分布は±１０℃と良好
である。

この様に本発明によるプラズマＣＶＤ装置では基板を短
時間に改定温度に対してもオーバーシュートすることな
く加熱可能であり、加熱後の基板温度分布も良好である
。

又基板と背板との間に空間を設けたことにより本発明の
プラズマＣＶＤ装置により基板上に形成せしめた薄膜の
膜厚及び膜質が従来のプラズマＣＶＤ装置を用いた場合
と異なることが心配されたが、本発明のプラズマＣＶＤ
装置の膜堆積速度は従来の装置と同等であり、又膜厚分
布及び膜質分布は大幅に改善された。

尚、本発明のプラズマＣＶＤ装置の実施例は第１図（ａ
）で説明した背板を用いるものに限られるものではなく
第１図（ｂ）に示す様に背板（１２）の胴部のみ基板（
１１）に接触させ押しバネ（１４）をなくした方式を用
いても同様の効果を有するものである。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明のプラズマＣＶＤ装置によれ
ば、基板と背板との間に隙間を設けることにより、基板
にゴミが付着しない。又、基板加熱時設定温度に対して
オーバーシュートすることがなく、加熱したときの基板
温度分布が良好となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプラズマＣＶＤ装置の背板の一実施例
を説明するための概略断面図、第２図は本発明のプラズ
マＣＶＤ装置の基板加熱結果をグラフで示す図、第３図
は従来のプラズマＣＶＤ装置を示す概略断面図、第４図
は従来のプラズマＣＶＤ装置の背板を説明するための概
略断面図である。 ■・・・真空炉 ■・・・ヒータ０・・・高周波電極（１１）・・・基板（１３）・・・板バネ ■・・・カソード電極 ■・・・トレイ ■・・・原料ガス（１２）・・・背板（１４）・・・押しバネ代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　　　竹　花　喜久男

Claims

【特許請求の範囲】

被膜が形成される被成膜体を背板を介して保持するトレ
イと、処理室内に設けられた一方の電極と、前記処理室
内に前記一方の電極に対向するように設けられた他方の
電極と、前記両電極性を前記基板を介して対向させ前記
処理室内に成膜ガスを供給する手段と、前記両電極間に
プラズマを発生させる手段と、前記基板の成膜処理面と
反対側の背面に一定間隔を保つように背板を固定する手
段とを具備することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。