JPH05160042A - プラズマ生成装置および半導体薄膜のプラズマ処理方法 - Google Patents
プラズマ生成装置および半導体薄膜のプラズマ処理方法Info
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- JPH05160042A JPH05160042A JP32356291A JP32356291A JPH05160042A JP H05160042 A JPH05160042 A JP H05160042A JP 32356291 A JP32356291 A JP 32356291A JP 32356291 A JP32356291 A JP 32356291A JP H05160042 A JPH05160042 A JP H05160042A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 反応管内にプラズマを生成させる装置および
半導体薄膜のプラズマ処理方法に関するものであり、一
度に大量の基板のプラズマ処理が可能な装置を提供し、
かつこの装置により均一なプラズマ処理方法を提供する
ことを目的とする。 【構成】 縦型円筒形の石英ガラスからなる反応管１内
に基板７をセットした支持台５を挿入し、反応管外部に
設けた電極12から電圧を印加することにより基板面と平
行な水平方向からプラズマを生じさせる構造である。ま
た、基板の支持台を回転させることにより、基板面内の
プラズマ電位分布が不均一でも、均一なプラズマ処理を
行な得るようにしたものである。さらに、プラズマ処理
中に印加電圧を変化させることにより、プラズマ電位分
布を変化させて、より均一なプラズマ処理を行な得るよ
うにしたものである。
半導体薄膜のプラズマ処理方法に関するものであり、一
度に大量の基板のプラズマ処理が可能な装置を提供し、
かつこの装置により均一なプラズマ処理方法を提供する
ことを目的とする。 【構成】 縦型円筒形の石英ガラスからなる反応管１内
に基板７をセットした支持台５を挿入し、反応管外部に
設けた電極12から電圧を印加することにより基板面と平
行な水平方向からプラズマを生じさせる構造である。ま
た、基板の支持台を回転させることにより、基板面内の
プラズマ電位分布が不均一でも、均一なプラズマ処理を
行な得るようにしたものである。さらに、プラズマ処理
中に印加電圧を変化させることにより、プラズマ電位分
布を変化させて、より均一なプラズマ処理を行な得るよ
うにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、反応管内にプラズマを
生成させる装置および半導体薄膜のプラズマ処理方法に
関する。
生成させる装置および半導体薄膜のプラズマ処理方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、プラズマを生成させる代表的な装
置としては、平行平板型プラズマＣＶＤ装置などがあ
る。この平行平板型プラズマＣＶＤ装置は、密閉容器内
で水平方向に配置された基板載置用の支持板と、同じく
この密閉容器内で上記支持板と平行に配置されたプラズ
マ発生用電極とを有している。
置としては、平行平板型プラズマＣＶＤ装置などがあ
る。この平行平板型プラズマＣＶＤ装置は、密閉容器内
で水平方向に配置された基板載置用の支持板と、同じく
この密閉容器内で上記支持板と平行に配置されたプラズ
マ発生用電極とを有している。
【０００３】そして、基板表面の薄膜にプラズマ処理を
施す場合、密閉容器内に基板を挿入するとともにガスを
注入した後、電極に電圧を印加させてプラズマを生成さ
せ、そして表面の薄膜にプラズマ処理を施すものであっ
た。
施す場合、密閉容器内に基板を挿入するとともにガスを
注入した後、電極に電圧を印加させてプラズマを生成さ
せ、そして表面の薄膜にプラズマ処理を施すものであっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のプラズマＣ
ＶＤ装置の構成によると、半導体薄膜のプラズマ処理を
行う場合、基板の面方向に垂直にプラズマを生じさせる
ため、一度に処理できる基板の処理枚数が電極面積に制
限され、例えば６インチサイズの基板で十数枚程度、１
０〜１５インチサイズの基板では数枚程度であり、長時
間プラズマ処理を行う場合、単位時間当りの処理枚数が
少なく、生産現場ではタクトタイムなどに問題があっ
た。
ＶＤ装置の構成によると、半導体薄膜のプラズマ処理を
行う場合、基板の面方向に垂直にプラズマを生じさせる
ため、一度に処理できる基板の処理枚数が電極面積に制
限され、例えば６インチサイズの基板で十数枚程度、１
０〜１５インチサイズの基板では数枚程度であり、長時
間プラズマ処理を行う場合、単位時間当りの処理枚数が
少なく、生産現場ではタクトタイムなどに問題があっ
た。
【０００５】また、平行平板型プラズマＣＶＤ装置の構
成によると、その反応部および基板の支持部が金属材料
で構成されているため、基板温度を４００℃以上に上げ
た場合、特に支持部が変形する可能性があるという問題
があった。
成によると、その反応部および基板の支持部が金属材料
で構成されているため、基板温度を４００℃以上に上げ
た場合、特に支持部が変形する可能性があるという問題
があった。
【０００６】なお、処理枚数を増やすために基板の面方
向に垂直ではなく水平に電界をかけてプラズマを生成さ
せる構造をとった場合、電界方向のプラズマ電位は分布
を持っているため基板面内に活性種密度の不均一さが生
じ、均一なプラズマ処理を行うことが困難になってしま
う。
向に垂直ではなく水平に電界をかけてプラズマを生成さ
せる構造をとった場合、電界方向のプラズマ電位は分布
を持っているため基板面内に活性種密度の不均一さが生
じ、均一なプラズマ処理を行うことが困難になってしま
う。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のプラズマ生成装置は、外周に、加熱部およ
び少なくとも１つ以上の電極が配置されるとともに、ガ
ス導入部および排気部が接続された反応管と、前記反応
管内に出退自在にされた基板の支持台とを備えたもので
ある。
め、本発明のプラズマ生成装置は、外周に、加熱部およ
び少なくとも１つ以上の電極が配置されるとともに、ガ
ス導入部および排気部が接続された反応管と、前記反応
管内に出退自在にされた基板の支持台とを備えたもので
ある。
【０００８】また、上記構成において、基板の支持台を
鉛直軸心回りで回転自在に構成したものであり、また回
転自在に設けられた基板の支持台に、その回転中心とは
異なる位置で基板を載置する載置台を、鉛直軸心回りで
回転自在に設けたものである。
鉛直軸心回りで回転自在に構成したものであり、また回
転自在に設けられた基板の支持台に、その回転中心とは
異なる位置で基板を載置する載置台を、鉛直軸心回りで
回転自在に設けたものである。
【０００９】また、上記構成において、電極を２つ以上
設けるとともに、この電極の形状が棒状、板状または編
目状のいずれかであり、そのうち少なくとも１つ以上を
アースに接続するとともに、少なくとも１つ以上を電源
に接続したものである。
設けるとともに、この電極の形状が棒状、板状または編
目状のいずれかであり、そのうち少なくとも１つ以上を
アースに接続するとともに、少なくとも１つ以上を電源
に接続したものである。
【００１０】さらに、上記構成において、反応管および
基板の支持台を石英ガラスで構成したものである。ま
た、上記課題を解決するため、本発明の半導体薄膜のプ
ラズマ処理方法は、加熱された反応管内に基板を挿入し
た後、排気部により前記反応管内の排気を行い、ガス導
入部により前記反応管内にガスを導入して一定の圧力に
保ち、前記反応管の外周に配置された電極間に電圧を印
加して反応管内にプラズマを生じさせて基板上の半導体
薄膜をプラズマにさらす方法である。
基板の支持台を石英ガラスで構成したものである。ま
た、上記課題を解決するため、本発明の半導体薄膜のプ
ラズマ処理方法は、加熱された反応管内に基板を挿入し
た後、排気部により前記反応管内の排気を行い、ガス導
入部により前記反応管内にガスを導入して一定の圧力に
保ち、前記反応管の外周に配置された電極間に電圧を印
加して反応管内にプラズマを生じさせて基板上の半導体
薄膜をプラズマにさらす方法である。
【００１１】また、上記のプラズマ処理方法において、
ガス導入部より導入するガスとしてＨ2 ガス、ＮＨ3 ま
たはＨ2 ガスとＮ2 ガスの混合ガスのいずれかを使用
し、基板上の半導体薄膜に水素プラズマ処理を施すよう
にしたものであり、さらに半導体薄膜のプラズマ処理を
行う際に、電極間に印加する電圧を周期的、段階的また
はランダムに変化させるようにしたものである。
ガス導入部より導入するガスとしてＨ2 ガス、ＮＨ3 ま
たはＨ2 ガスとＮ2 ガスの混合ガスのいずれかを使用
し、基板上の半導体薄膜に水素プラズマ処理を施すよう
にしたものであり、さらに半導体薄膜のプラズマ処理を
行う際に、電極間に印加する電圧を周期的、段階的また
はランダムに変化させるようにしたものである。
【００１２】
【作用】上記の構成によると、プラズマ生成装置は、反
応管の外部に取り付けた電極により基板の支持台に水平
に配置した基板面と平行な水平方向からプラズマを生じ
させる構造であるため、基板サイズより一回り大きいサ
イズの縦方向に長い反応管を用いることにより、支持台
に上下に数十枚配置した基板を一度にプラズマ処理する
ことができる。また、基板の支持台を回転させることに
より、基板面と平行な水平方向からプラズマを生じるこ
とにより起こる基板面内のプラズマの不均一さを防ぎ、
基板上の半導体薄膜表面が均一にプラズマ処理される。
また、上記の支持台に基板を載置する載置台を回転させ
ることにより、基板表面の半導体薄膜のより均一なプラ
ズマ処理を行うことが可能となる。また、電極間に印加
する電圧を変化させプラズマ電位を制御することで反応
管内の活性種の分布を変化させ、基板の回転だけでは均
一性を確保するのに不十分な領域内に関しても、プラズ
マ処理の均一性を可能にする。さらに、プラズマ生成装
置の反応管および支持台は、石英ガラスにより構成され
るとともに支持台が殆ど加熱されることがないので、加
熱による変形の心配がなくなる。
応管の外部に取り付けた電極により基板の支持台に水平
に配置した基板面と平行な水平方向からプラズマを生じ
させる構造であるため、基板サイズより一回り大きいサ
イズの縦方向に長い反応管を用いることにより、支持台
に上下に数十枚配置した基板を一度にプラズマ処理する
ことができる。また、基板の支持台を回転させることに
より、基板面と平行な水平方向からプラズマを生じるこ
とにより起こる基板面内のプラズマの不均一さを防ぎ、
基板上の半導体薄膜表面が均一にプラズマ処理される。
また、上記の支持台に基板を載置する載置台を回転させ
ることにより、基板表面の半導体薄膜のより均一なプラ
ズマ処理を行うことが可能となる。また、電極間に印加
する電圧を変化させプラズマ電位を制御することで反応
管内の活性種の分布を変化させ、基板の回転だけでは均
一性を確保するのに不十分な領域内に関しても、プラズ
マ処理の均一性を可能にする。さらに、プラズマ生成装
置の反応管および支持台は、石英ガラスにより構成され
るとともに支持台が殆ど加熱されることがないので、加
熱による変形の心配がなくなる。
【００１３】また、プラズマ生成装置を用いて半導体薄
膜の水素プラズマ処理を行う際に、導入ガスとしてＨ2
ガスにＮ2 ガスを混ぜることにより水素プラズマ処理の
効率を上げることができる。
膜の水素プラズマ処理を行う際に、導入ガスとしてＨ2
ガスにＮ2 ガスを混ぜることにより水素プラズマ処理の
効率を上げることができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１〜図４に
基づき説明する。まず、本発明に係るプラズマ生成装置
の概略断面図を示している。
基づき説明する。まず、本発明に係るプラズマ生成装置
の概略断面図を示している。
【００１５】図１〜図４において、１はプラズマ生成装
置で、上部２ａがドーム状にされるとともに胴部２ｂが
円筒状にされかつ底部が環状支持体３に支持された縦長
の主反応管２と、この主反応管２の内側位置でかつ所定
の環状の隙間ａを有して上記環状支持体３に設けられて
上端が開放された円筒状の補助反応管４と、上記主反応
管２底部に設けられた環状支持体３の中央穴部３ａから
その内部に向かって、すなわち鉛直方向で出退自在にさ
れるとともに鉛直軸心回りで回転自在された円形の支持
台５と、この支持台５を昇降させる昇降装置（図示しな
いが、例えばねじ機構などを使用したもの）および支持
台５を所定方向に回転させる第１回転駆動装置（図示し
ないが、例えばモータなどを使用したもの）と、この支
持台５の上面にかつその回転中心と偏心した位置で回転
自在に設けられた円形の載置台６と、上記支持台５側に
設けられてこの載置台６を支持台５と同一方向（逆方向
でもよい）に回転させる第２回転駆動装置（図示しない
が、例えばモータなどを使用したもの）と、この載置台
６上に載置されるとともに上下に多数の基板７を保持す
る基板保持体８と、上記主反応管２の外周部にかつ環状
に配置された加熱用ヒータ（加熱部）１１と、この加熱
用ヒータ１１と主反応管２との間の空間部に配置された
複数個の棒状の電極１２と、上記環状支持体３に形成さ
れたガス導入用穴１３を介して、主反応管２と補助反応
管４との間の隙間ａにガスを導入するガス導入管（ガス
導入部）１４と、上記環状支持体３の内周部に複数個形
成された排気穴１５を介して、主反応管２内の気体を排
出するための排気管（排気部）１６と、上記所定の電極
１２に高周波を印加するする高周波電源（ＲＦ電源）１
７とから構成されている。
置で、上部２ａがドーム状にされるとともに胴部２ｂが
円筒状にされかつ底部が環状支持体３に支持された縦長
の主反応管２と、この主反応管２の内側位置でかつ所定
の環状の隙間ａを有して上記環状支持体３に設けられて
上端が開放された円筒状の補助反応管４と、上記主反応
管２底部に設けられた環状支持体３の中央穴部３ａから
その内部に向かって、すなわち鉛直方向で出退自在にさ
れるとともに鉛直軸心回りで回転自在された円形の支持
台５と、この支持台５を昇降させる昇降装置（図示しな
いが、例えばねじ機構などを使用したもの）および支持
台５を所定方向に回転させる第１回転駆動装置（図示し
ないが、例えばモータなどを使用したもの）と、この支
持台５の上面にかつその回転中心と偏心した位置で回転
自在に設けられた円形の載置台６と、上記支持台５側に
設けられてこの載置台６を支持台５と同一方向（逆方向
でもよい）に回転させる第２回転駆動装置（図示しない
が、例えばモータなどを使用したもの）と、この載置台
６上に載置されるとともに上下に多数の基板７を保持す
る基板保持体８と、上記主反応管２の外周部にかつ環状
に配置された加熱用ヒータ（加熱部）１１と、この加熱
用ヒータ１１と主反応管２との間の空間部に配置された
複数個の棒状の電極１２と、上記環状支持体３に形成さ
れたガス導入用穴１３を介して、主反応管２と補助反応
管４との間の隙間ａにガスを導入するガス導入管（ガス
導入部）１４と、上記環状支持体３の内周部に複数個形
成された排気穴１５を介して、主反応管２内の気体を排
出するための排気管（排気部）１６と、上記所定の電極
１２に高周波を印加するする高周波電源（ＲＦ電源）１
７とから構成されている。
【００１６】なお、図４に示すように、上記支持台５上
に回転自在に設けられている載置台６の半径ｒは、支持
台５の回転中心（ａ）と載置台６の回転中心位置（ｂ）
との距離、すなわち偏心距離Ｌよりも小さくされてい
る。
に回転自在に設けられている載置台６の半径ｒは、支持
台５の回転中心（ａ）と載置台６の回転中心位置（ｂ）
との距離、すなわち偏心距離Ｌよりも小さくされてい
る。
【００１７】また、前記主反応管２、補助反応管４、支
持台５および載置台６は、石英ガラスにより構成されて
いる。次に、上記のプラズマ生成装置を使用して、基板
上に形成された半導体薄膜のプラズマ処理方法について
説明する。
持台５および載置台６は、石英ガラスにより構成されて
いる。次に、上記のプラズマ生成装置を使用して、基板
上に形成された半導体薄膜のプラズマ処理方法について
説明する。
【００１８】まず、支持台５を下降させて、その載置台
６上に、複数個の基板７が所定間隔を有して上下に保持
した基板保持体８を載置する。次に、この状態で、昇降
装置により支持台５を上昇させて補助反応管４内に移動
させる。
６上に、複数個の基板７が所定間隔を有して上下に保持
した基板保持体８を載置する。次に、この状態で、昇降
装置により支持台５を上昇させて補助反応管４内に移動
させる。
【００１９】次に、排気管１６により主反応管内２の空
気を排出し、所定の圧力以下になると、ガス導入管１４
より主反応管２内にＨ2 ガスなどを一定流量導入し、所
定の圧力に維持する。このとき、補助反応管４内は所定
の温度になるように予め加熱用ヒータ１１により加熱さ
れている。
気を排出し、所定の圧力以下になると、ガス導入管１４
より主反応管２内にＨ2 ガスなどを一定流量導入し、所
定の圧力に維持する。このとき、補助反応管４内は所定
の温度になるように予め加熱用ヒータ１１により加熱さ
れている。
【００２０】主反応管２内が所定圧力に達してから所定
時間、基板７を加熱し、そして基板７の温度が所定の温
度に到達したら、高周波電源１７に接続された電源側電
極１２Ａに高周波電力を加えアース側電極１２Ｂとの間
にプラズマ放電を生じさせ、基板７上に形成された半導
体薄膜にプラズマ処理が施される。
時間、基板７を加熱し、そして基板７の温度が所定の温
度に到達したら、高周波電源１７に接続された電源側電
極１２Ａに高周波電力を加えアース側電極１２Ｂとの間
にプラズマ放電を生じさせ、基板７上に形成された半導
体薄膜にプラズマ処理が施される。
【００２１】このようにして生じたプラズマ電位は、基
板７の表面と水平方向になるため、各々の基板７表面に
大きなダメージを与えることなく達し、良好な半導体薄
膜のプラズマ処理が行われる。
板７の表面と水平方向になるため、各々の基板７表面に
大きなダメージを与えることなく達し、良好な半導体薄
膜のプラズマ処理が行われる。
【００２２】ところで、本実施例におけるプラズマ生成
装置では、上述したように、一度に処理できる基板枚数
を増やすために、電源側電極１２Ａとアース側電極１２
Ｂとにより生じる電界方向に沿って水平に基板７をセッ
トしている。このような構造をとることにより、基板７
の処理枚数を増やすことが可能となるが、電界方向には
プラズマ電位の分布があるため基板表面に存在する活性
種に分布ができ、均一なプラズマ処理を行うことが困難
となる。しかし、本実施例においては、基板保持体８に
載置する載置台６を、回転される支持台５に対して偏心
した位置でさらに回転させるようにしているため、電界
方向のプラズマ電位に分布があってもトータルでは均一
なプラズマ処理を行うことが可能となる。
装置では、上述したように、一度に処理できる基板枚数
を増やすために、電源側電極１２Ａとアース側電極１２
Ｂとにより生じる電界方向に沿って水平に基板７をセッ
トしている。このような構造をとることにより、基板７
の処理枚数を増やすことが可能となるが、電界方向には
プラズマ電位の分布があるため基板表面に存在する活性
種に分布ができ、均一なプラズマ処理を行うことが困難
となる。しかし、本実施例においては、基板保持体８に
載置する載置台６を、回転される支持台５に対して偏心
した位置でさらに回転させるようにしているため、電界
方向のプラズマ電位に分布があってもトータルでは均一
なプラズマ処理を行うことが可能となる。
【００２３】ところで、上記実施例のように、載置台６
の中心と支持台５の中心との距離すなわち偏心距離Ｌを
載置台６の半径ｒより大きくすると、補助反応管４およ
び主反応管２の径がかなり大きくなり、例えば６インチ
サイズ程度の基板であれば問題ないが、１０〜１５イン
チサイズの基板になるとそのような大きさの反応管を石
英ガラスで作製するのは困難となる。
の中心と支持台５の中心との距離すなわち偏心距離Ｌを
載置台６の半径ｒより大きくすると、補助反応管４およ
び主反応管２の径がかなり大きくなり、例えば６インチ
サイズ程度の基板であれば問題ないが、１０〜１５イン
チサイズの基板になるとそのような大きさの反応管を石
英ガラスで作製するのは困難となる。
【００２４】そこで、基板の径が大きい場合には、図５
に示すように、載置台６の半径ｒを偏心距離Ｌよりも大
きくしたり、または図６に示すように、載置台６の半径
ｒが支持台５の半径Ｒに近い場合には、電源側電極１２
Ａとアース側電極１２Ｂとの間の印加電力を例えば、２
００Ｗ・４００Ｗ・６００Ｗと順次変化させ、それぞれ
２０分間・２０分間・１０分間のプラズマ放電を行うこ
とにより基板７の表面に到達する活性種の状態や数を変
化させてトータルで均一なプラズマ処理を行うようにす
ればよい。なお、図６に示す場合には、載置台６は回転
されず、また場合によっては、支持台５および載置台６
の両方ともは回転しなくてもよい。
に示すように、載置台６の半径ｒを偏心距離Ｌよりも大
きくしたり、または図６に示すように、載置台６の半径
ｒが支持台５の半径Ｒに近い場合には、電源側電極１２
Ａとアース側電極１２Ｂとの間の印加電力を例えば、２
００Ｗ・４００Ｗ・６００Ｗと順次変化させ、それぞれ
２０分間・２０分間・１０分間のプラズマ放電を行うこ
とにより基板７の表面に到達する活性種の状態や数を変
化させてトータルで均一なプラズマ処理を行うようにす
ればよい。なお、図６に示す場合には、載置台６は回転
されず、また場合によっては、支持台５および載置台６
の両方ともは回転しなくてもよい。
【００２５】ここで、前記プラズマ生成装置を用いたプ
ラズマ処理の具体例として、ポリシリコン薄膜に水素プ
ラズマ処理を施す場合について説明する。例えば、ＬＰ
−ＣＶＤ装置により成膜されたポリシリコン薄膜やアモ
ルファスシリコン薄膜にレーザー光を照射して結晶化し
たポリシリコン薄膜はそのままでは良好な電気特性を示
さない。このため、前記ポリシリコン薄膜を水素プラズ
マ雰囲気中で処理することにより結晶粒界のダングリン
グボンドを水素原子でターミネートし、電気特性を向上
させる必要がある。
ラズマ処理の具体例として、ポリシリコン薄膜に水素プ
ラズマ処理を施す場合について説明する。例えば、ＬＰ
−ＣＶＤ装置により成膜されたポリシリコン薄膜やアモ
ルファスシリコン薄膜にレーザー光を照射して結晶化し
たポリシリコン薄膜はそのままでは良好な電気特性を示
さない。このため、前記ポリシリコン薄膜を水素プラズ
マ雰囲気中で処理することにより結晶粒界のダングリン
グボンドを水素原子でターミネートし、電気特性を向上
させる必要がある。
【００２６】そこで、例えば、膜厚５００オングストロ
ームのアモルファスシリコン薄膜にエキシマレーザー
（ＸｅＣｌ）光を照射することにより形成したポリシリ
コン薄膜を、図１に示したプラズマ生成装置１の基板保
持体８にセットし、図２に示すように、４００℃に加熱
された補助反応管４内に挿入する。この時、基板保持体
８を１分間に２〜５回転の割合で回転させておく。その
後、排気管１６により、１０-3Torrまで排気を行い、次
にＮ2 ガスを１０００sccm主反応管２内に導入し、圧力
を１Torrに維持した状態で６０分間基板７を加熱する。
基板７の加熱が完了すると、Ｎ2 ガスの導入をやめ再度
排気を行い、その後Ｈ2 ガスを５００sccm導入し、圧力
を０．８Torrに維持した状態で電源側電極１２Ａに５０
０Ｗの高周波電力を供給してアース側電極１２Ｂとの間
で放電を起こす。そして、３０〜１２０分間後に放電を
停止させ、Ｈ2 ガスの導入をやめて排気を行い、主反応
管２内をリークさせ、基板７を取り出す。このようにし
て水素プラズマ処理を行ったポリシリコン薄膜はプラズ
マのダメージも少なく良好な電気特性を示す。さらに、
前記導入ガスであるＨ2 ガスをＮ2 ガスとの混合ガス
（Ｈ2 ／（Ｈ2 ＋Ｎ2）＝１０〜１００％）にすること
により、Ｈ2 プラズマの強度が高くなり水素プラズマ処
理効率を高めることができる。
ームのアモルファスシリコン薄膜にエキシマレーザー
（ＸｅＣｌ）光を照射することにより形成したポリシリ
コン薄膜を、図１に示したプラズマ生成装置１の基板保
持体８にセットし、図２に示すように、４００℃に加熱
された補助反応管４内に挿入する。この時、基板保持体
８を１分間に２〜５回転の割合で回転させておく。その
後、排気管１６により、１０-3Torrまで排気を行い、次
にＮ2 ガスを１０００sccm主反応管２内に導入し、圧力
を１Torrに維持した状態で６０分間基板７を加熱する。
基板７の加熱が完了すると、Ｎ2 ガスの導入をやめ再度
排気を行い、その後Ｈ2 ガスを５００sccm導入し、圧力
を０．８Torrに維持した状態で電源側電極１２Ａに５０
０Ｗの高周波電力を供給してアース側電極１２Ｂとの間
で放電を起こす。そして、３０〜１２０分間後に放電を
停止させ、Ｈ2 ガスの導入をやめて排気を行い、主反応
管２内をリークさせ、基板７を取り出す。このようにし
て水素プラズマ処理を行ったポリシリコン薄膜はプラズ
マのダメージも少なく良好な電気特性を示す。さらに、
前記導入ガスであるＨ2 ガスをＮ2 ガスとの混合ガス
（Ｈ2 ／（Ｈ2 ＋Ｎ2）＝１０〜１００％）にすること
により、Ｈ2 プラズマの強度が高くなり水素プラズマ処
理効率を高めることができる。
【００２７】ところで、上記実施例においては、電極を
棒状として説明したが、この棒状の電極に限定されるも
のではなく、加熱用ヒータからの熱を反応管側に伝達し
易い構造であればよく、例えば所定幅の板状または網目
状のものであってもよい。
棒状として説明したが、この棒状の電極に限定されるも
のではなく、加熱用ヒータからの熱を反応管側に伝達し
易い構造であればよく、例えば所定幅の板状または網目
状のものであってもよい。
【００２８】また、上記実施例においては、基板上に形
成される薄膜として、アモルファスシリコン薄膜および
ポリシリコン薄膜を示したが、例えば窒化シリコン薄
膜、酸化シリコン薄膜および炭化シリコン薄膜のいずれ
かであってもよい。
成される薄膜として、アモルファスシリコン薄膜および
ポリシリコン薄膜を示したが、例えば窒化シリコン薄
膜、酸化シリコン薄膜および炭化シリコン薄膜のいずれ
かであってもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、基
板面の水平方向からプラズマを生じるプラズマ生成装置
を用いることにより、従来の平行平板型プラズマＣＶＤ
装置に比べて１回当りの基板処理枚数が格段に増加す
る。また、基板の支持台を回転させるとともに、基板を
直接載置する載置台を支持台に対して偏心した位置で、
回転させながらプラズマ処理を行ったり、あるいは基板
を回転させると同時に印加電力を変化させてプラズマ処
理を行うことにより、基板面内のプラズマの不均一さを
解決して均一なプラズマ処理を行うことができる。
板面の水平方向からプラズマを生じるプラズマ生成装置
を用いることにより、従来の平行平板型プラズマＣＶＤ
装置に比べて１回当りの基板処理枚数が格段に増加す
る。また、基板の支持台を回転させるとともに、基板を
直接載置する載置台を支持台に対して偏心した位置で、
回転させながらプラズマ処理を行ったり、あるいは基板
を回転させると同時に印加電力を変化させてプラズマ処
理を行うことにより、基板面内のプラズマの不均一さを
解決して均一なプラズマ処理を行うことができる。
【００３０】また、プラズマ生成装置の反応管および支
持台は、石英ガラスにより構成されていることと、支持
台が殆ど加熱されることがないことにより、従来のよう
に、基板支持部が加熱により変形する心配がなくなる。
持台は、石英ガラスにより構成されていることと、支持
台が殆ど加熱されることがないことにより、従来のよう
に、基板支持部が加熱により変形する心配がなくなる。
【００３１】さらに、半導体薄膜を水素プラズマ処理す
る際の導入ガスとして、Ｈ2 ガスとＮ2 ガスとの混合ガ
スを用いることにより、効率の高い水素プラズマ処理を
行うことが可能となる。
る際の導入ガスとして、Ｈ2 ガスとＮ2 ガスとの混合ガ
スを用いることにより、効率の高い水素プラズマ処理を
行うことが可能となる。
【図１】本発明の一実施例におけるプラズマ生成装置の
断面図である。
断面図である。
【図２】同実施例におけるプラズマ生成装置の動作を説
明する断面図である。
明する断面図である。
【図３】同実施例におけるプラズマ生成装置の水平断面
図である。
図である。
【図４】同実施例におけるプラズマ生成装置の要部平面
図である。
図である。
【図５】他の実施例におけるプラズマ生成装置の要部平
面図である。
面図である。
【図６】他の実施例におけるプラズマ生成装置の要部平
面図である。
面図である。
１ プラズマ生成装置 ２ 主反応管 ４ 補助反応管 ５ 支持台 ６ 載置台 ７ 基板 ８ 基板保持体 １１ 加熱用ヒータ １２ 電極 １２Ａ 電源側電極 １２Ｂ アース側電極 １４ ガス導入管 １６ 排気管 １７ 高周波電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 筒 博司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 宮田 豊 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】外周に、加熱部および少なくとも１つ以上
の電極が配置されるとともに、ガス導入部および排気部
が接続された反応管と、前記反応管内に出退自在にされ
た基板の支持台とを備えたプラズマ生成装置。 - 【請求項２】基板の支持台を鉛直軸心回りで回転自在に
設けた請求項１記載のプラズマ生成装置。 - 【請求項３】回転自在に設けられた基板の支持台に、そ
の回転中心とは異なる位置で基板を載置する載置台を、
鉛直軸心回りで回転自在に設けた請求項２記載のプラズ
マ生成装置。 - 【請求項４】電極を２つ以上設けるとともに、この電極
の形状が棒状、板状または編目状のいずれかであり、そ
のうち少なくとも１つ以上をアースに接続するととも
に、少なくとも１つ以上を電源に接続した請求項１記載
のプラズマ生成装置。 - 【請求項５】反応管および基板の支持台を石英ガラスで
構成した請求項１記載のプラズマ生成装置。 - 【請求項６】加熱された反応管内に基板を挿入した後、
排気部により前記反応管内の排気を行い、ガス導入部に
より前記反応管内にガスを導入して一定の圧力に保ち、
前記反応管の外周に配置された電極間に電圧を印加して
反応管内にプラズマを生じさせて基板上の半導体薄膜を
プラズマにさらすようにした半導体薄膜のプラズマ処理
方法。 - 【請求項７】ガス導入部より導入するガスとしてＨ2 ガ
ス、ＮＨ3 またはＨ2 ガスとＮ2 ガスの混合ガスのいず
れかを使用し、基板上の半導体薄膜に水素プラズマ処理
を施すようにした請求項６記載の半導体薄膜のプラズマ
処理方法。 - 【請求項８】半導体薄膜がアモルファスシリコン薄膜、
ポリシリコン薄膜、窒化シリコン薄膜、酸化シリコン薄
膜および炭化シリコン薄膜のいずれかである請求項６記
載の半導体薄膜のプラズマ処理方法。 - 【請求項９】半導体薄膜のプラズマ処理を行う際に、電
極間に印加する電圧を周期的、段階的またはランダムに
変化させるようにした請求項６記載の半導体薄膜のプラ
ズマ処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32356291A JPH05160042A (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | プラズマ生成装置および半導体薄膜のプラズマ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32356291A JPH05160042A (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | プラズマ生成装置および半導体薄膜のプラズマ処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05160042A true JPH05160042A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18156085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32356291A Pending JPH05160042A (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | プラズマ生成装置および半導体薄膜のプラズマ処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05160042A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6153867A (en) * | 1998-11-23 | 2000-11-28 | Lg Electronics Inc. | Heater cover for microwave ovens using light wave heaters |
| WO2006030857A1 (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-23 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | 熱処理装置及び基板の製造方法 |
| JP2006332498A (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
| JP2007059527A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
| JP2010103544A (ja) * | 2001-01-11 | 2010-05-06 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 成膜装置および成膜方法 |
| US7958842B2 (en) | 2004-02-27 | 2011-06-14 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus |
| KR101145538B1 (ko) * | 2007-07-31 | 2012-05-15 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 배치식 플라즈마 처리 장치 |
| JP2017201055A (ja) * | 2016-02-22 | 2017-11-09 | ウルトラテック インク | 石英起因汚染物低減ｐｅ−ａｌｄ法 |
-
1991
- 1991-12-09 JP JP32356291A patent/JPH05160042A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6153867A (en) * | 1998-11-23 | 2000-11-28 | Lg Electronics Inc. | Heater cover for microwave ovens using light wave heaters |
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| US7958842B2 (en) | 2004-02-27 | 2011-06-14 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus |
| US8518182B2 (en) | 2004-02-27 | 2013-08-27 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus |
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| KR100825356B1 (ko) * | 2004-09-16 | 2008-04-28 | 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 | 열처리장치 및 기판의 제조방법 |
| JP4815352B2 (ja) * | 2004-09-16 | 2011-11-16 | 株式会社日立国際電気 | 熱処理装置、基板の製造方法、基板処理方法、及び半導体装置の製造方法 |
| US8963051B2 (en) | 2004-09-16 | 2015-02-24 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Heat treatment apparatus and method of manufacturing substrates |
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| JP2017201055A (ja) * | 2016-02-22 | 2017-11-09 | ウルトラテック インク | 石英起因汚染物低減ｐｅ−ａｌｄ法 |
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