JPH05343338A - Plasma cvd apparatus - Google Patents

Plasma cvd apparatus

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Publication number
JPH05343338A
JPH05343338A JP15233792A JP15233792A JPH05343338A JP H05343338 A JPH05343338 A JP H05343338A JP 15233792 A JP15233792 A JP 15233792A JP 15233792 A JP15233792 A JP 15233792A JP H05343338 A JPH05343338 A JP H05343338A
Authority
JP
Japan
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cathode electrode
plasma
reaction gas
cathode electrodes
plasma cvd
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP15233792A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayoshi Murata
正義 村田
Yoshiaki Takeuchi
良昭 竹内
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP15233792A priority Critical patent/JPH05343338A/en
Publication of JPH05343338A publication Critical patent/JPH05343338A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a high-frequency plasma CVD apparatus, in which the generation of powder and flakes can be suppressed and a good quality thin film can be uniformly formed on a substrate of large area. CONSTITUTION:A plurality of cathode electrodes 3a-3f are installed in one plane so as to face an anode electrode 4 in a reaction container 7, the side and rear faces of respective cathode electrodes 3a-3f are surrounded by an earth shield 5, a plurality of jets 8a-8c of reaction gas supply pipes 6a-6c are installed on the rear face side of the plurality of cathode electrodes 3a-3f and a plurality of air outlets 10a-10d are alternately arranged between the plurality of jets 8a-8c.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はa−Si薄膜、SiNx
(窒化シリコン)薄膜などの半導体膜や絶縁膜などを形
成する化学蒸着(Chemical Vapor De
position、以下CVDという)型薄膜形成に用
いられる高周波プラズマCVD装置に関する。
The present invention relates to an a-Si thin film, SiN x.
Chemical Vapor Deposition for forming a semiconductor film such as a (silicon nitride) thin film or an insulating film
position (hereinafter referred to as CVD) type high frequency plasma CVD apparatus used for forming a thin film.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は従来の平行平板型RFプラズマC
VD装置を示す概略構成図である。反応容器16内に
は、カソード電極11、カソード電極11と対向する位
置にアノード電極12、カソード電極11のアノード電
極12と対向しない部分にアースシールド13が配置さ
れている。カソード電極11は中空になっており、アノ
ード電極12に対向した部分に直径0.1〜0.5mm
程度の多数の穴が設けられている。カソード電極11に
はガス供給管15が接続されている。また、アノード電
極12上に基板14が設置される。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional parallel plate type RF plasma C.
It is a schematic block diagram which shows a VD apparatus. In the reaction container 16, a cathode electrode 11, an anode electrode 12 at a position facing the cathode electrode 11, and a ground shield 13 at a portion of the cathode electrode 11 not facing the anode electrode 12 are arranged. The cathode electrode 11 is hollow, and the diameter facing the anode electrode 12 is 0.1 to 0.5 mm.
A large number of holes are provided. A gas supply pipe 15 is connected to the cathode electrode 11. Further, the substrate 14 is placed on the anode electrode 12.

【0003】この装置により例えばアモルファスシリコ
ン薄膜(以下a−Si薄膜という)を形成する場合につ
いて説明する。反応容器16内は真空ポンプ(図示省
略)により薄膜形成に必要な所定の真空度に真空引きさ
れる。SiH4 などの反応ガスはガス供給管15よりカ
ソード電極11の中空部に供給され、アノード電極12
側に設けられた微小な穴よりシャワー状に放出され、ア
ノード電極12上に設置された基板14の表面に均一に
供給される。通常、この方式はシャワー方式と呼ばれ、
大面積の基板表面にも均一にガスを供給できるという特
徴をもっている。高周波電源(図示省略)より13.5
6MHzの高周波電力がインピーダンス整合器(図示省
略)を介してカソード電極11に供給される。カソード
電極11のアノード電極12と対向しない部分はアース
シールド13で囲われているので、この部分ではプラズ
マは発生しない。つまり、前述の高周波電力により、カ
ソード電極11とアノード電極12との間でグロー放電
プラズマが発生する。カソード電極11の穴よりシャワ
ー状に供給される反応ガス(SiH4 )はプラズマによ
り解離され、基板14表面にa−Si薄膜が堆積する。
A case where an amorphous silicon thin film (hereinafter referred to as an a-Si thin film) is formed by this apparatus will be described. The inside of the reaction vessel 16 is evacuated by a vacuum pump (not shown) to a predetermined degree of vacuum required for thin film formation. A reaction gas such as SiH 4 is supplied from the gas supply pipe 15 to the hollow portion of the cathode electrode 11,
It is emitted in the shape of a shower from minute holes provided on the side, and is uniformly supplied to the surface of the substrate 14 placed on the anode electrode 12. This method is usually called the shower method,
It has the feature that gas can be uniformly supplied to the surface of a large area substrate. 13.5 from a high frequency power source (not shown)
A high frequency power of 6 MHz is supplied to the cathode electrode 11 via an impedance matching device (not shown). Since the portion of the cathode electrode 11 which does not face the anode electrode 12 is surrounded by the earth shield 13, plasma is not generated in this portion. That is, glow discharge plasma is generated between the cathode electrode 11 and the anode electrode 12 by the high frequency power described above. The reaction gas (SiH 4 ) supplied in a shower shape from the hole of the cathode electrode 11 is dissociated by plasma, and an a-Si thin film is deposited on the surface of the substrate 14.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】a−Si薄膜の成膜に
は、主としてSiH4 親分子がプラズマにより分解され
て生成される中性ラジカルが関与している。その中で
も、特にSiH3 ラジカルが成膜を支配していると考え
られている。しかし、プラズマ中にはSiH3 以外のラ
ジカル、例えばSiH2 、SiH、Siなどが多数発生
している。SiH3以外のラジカルは、気相中に十分多
く存在するSiH4 親分子と2次反応を起こす。この結
果、例えばSiH2 ラジカルの場合、次式のような反応
に従って高次シランが発生する。 SiH2 + SiH4 = Si2 6 SiH2 + Si2 6 = Si3 8 SiH2 + Si3 8 = Si4 10 SiH2 + Sin-1 2n = Sin 2n+2 (1)
The film formation of an a-Si thin film mainly involves neutral radicals produced by the decomposition of SiH 4 parent molecules by plasma. Among them, it is considered that the SiH 3 radicals dominate the film formation. However, many radicals other than SiH 3 , such as SiH 2 , SiH, and Si, are generated in the plasma. Radicals other than SiH 3 cause a secondary reaction with the SiH 4 parent molecule, which is sufficiently present in the gas phase. As a result, for example, in the case of SiH 2 radicals, higher order silane is generated according to the following reaction. SiH 2 + SiH 4 = Si 2 H 6 SiH 2 + Si 2 H 6 = Si 3 H 8 SiH 2 + Si 3 H 8 = Si 4 H 10 SiH 2 + Si n-1 H 2n = Si n H 2n + 2 (1)

【0005】このようにしてある程度の大きさになった
高次シランがプラズマ中に漂うことになる。この高次シ
ランはプラズマ中で電子付着により負に帯電するので、
正の電位をもつプラズマ中に捕捉され、プラズマ中に長
期滞在する。さらに、その表面に膜堆積が起こって徐々
にサイズが大きくなり、最終的にはプラズマ中にパウダ
ー(粉)が発生する。高次シランSin 2n+2の密度
[Sin 2n+2]は、簡単な近似と速度方程式により次
式で与えられる。 [Sin 2n+2]=K{Ne ・Vth・σ・k-1}[SiH4 n (2)
The high-order silane having a certain size in this way floats in the plasma. Since this higher order silane is negatively charged by electron attachment in plasma,
It is trapped in the plasma with a positive potential and stays in the plasma for a long time. Further, a film is deposited on the surface, the size gradually increases, and finally powder is generated in the plasma. The density of the higher silane Si n H 2n + 2 [Si n H 2n + 2] is given by the following equation by simple approximation and velocity equations. [Si n H 2n + 2 ] = K {N e · V th · σ · k −1 } [SiH 4 ] n (2)

【0006】ここで、Kは定数、Ne はプラズマ中でS
iH4 と衝突してSiH2 ラジカルを生成するのに必要
なエネルギーをもつ電子の密度、Vthは電子の熱速度、
σはSiH4 親分子の電子衝突分解断面積、kはSiH
2 とSiH4 親分子との反応速度、[SiH4 ]はSi
4 親分子密度を表している。この式から明らかなよう
に、電子密度Ne (すなわち投入電力)、またはSiH
4 の圧力をわずかに上げると、急激にパウダーが発生す
ることがわかる。
Where K is a constant and N e is S in the plasma.
Density of electrons having the energy necessary to collide with iH 4 to generate SiH 2 radicals, V th is the thermal velocity of electrons,
σ is the electron impact decomposition cross section of the SiH 4 parent molecule, and k is SiH
2 and the reaction rate of SiH 4 parent molecule, [SiH 4 ] is Si
It represents the H 4 parent molecule density. As is clear from this equation, the electron density N e (that is, input power), or SiH
It can be seen that when the pressure of 4 is slightly increased, powder is rapidly generated.

【0007】従来のシャワー方式の装置では、カソード
電極11に設けられた微小な穴より反応ガスを供給する
ので、カソード電極11近傍でSiH4 親分子密度が高
くなっている。また、カソード電極11近傍では、反応
ガスを分解する電子の密度も高い。つまり、反応ガス
は、カソード電極に開けられた微小な穴から最もプラズ
マ密度の高い領域へ、高速・高密度で噴出し、その後断
熱膨張により反応容器全体に拡散する。前記(2)式で
示したように、パウダーはプラズマ密度および親分子密
度が高い条件で発生しやすいので、従来の装置はパウダ
ー発生確率が高い構造になっている。さらに、従来の装
置では成膜時にカソード電極の反応ガス噴出口の周囲に
も内部応力の高い膜が堆積するので、図6に示すように
堆積した膜の端部が高速で噴き出すガスにより吹き飛ば
されてフレークとなり、これが基板14上に飛来して付
着する。このように成膜時に発生するパウダーおよびフ
レークは、基板14上に堆積した膜にピンホールを作る
原因とされている。そして、このことがa−Si薄膜を
使用するTFT液晶ディスプレイやa−Si太陽電池の
歩留りを低下させる原因になっていた。また、高速低温
で噴出したガスが対向する電極上に設置されている基板
表面を部分的に冷却するために膜厚は均一に見えても膜
質の不均一化が起こる。
In the conventional shower type apparatus, since the reaction gas is supplied from the minute holes provided in the cathode electrode 11, the SiH 4 parent molecule density is high in the vicinity of the cathode electrode 11. Further, near the cathode electrode 11, the density of electrons that decompose the reaction gas is high. That is, the reaction gas is jetted at high speed and high density from a minute hole formed in the cathode electrode to a region having the highest plasma density, and then diffused throughout the reaction container by adiabatic expansion. As shown by the equation (2), powder is likely to be generated under the condition that the plasma density and the parent molecule density are high, so that the conventional apparatus has a structure with a high probability of powder generation. Furthermore, in the conventional apparatus, since a film having high internal stress is deposited around the reaction gas ejection port of the cathode electrode during film formation, the end portion of the deposited film is blown off by the gas ejected at high speed as shown in FIG. Becomes flake, which flies onto the substrate 14 and adheres thereto. The powder and flakes generated during the film formation are considered to be the cause of forming pinholes in the film deposited on the substrate 14. And, this has been a cause of lowering the yield of TFT liquid crystal displays using a-Si thin films and a-Si solar cells. Further, since the gas ejected at high speed and low temperature partially cools the surface of the substrate placed on the opposing electrode, the film quality becomes nonuniform even though the film thickness seems to be uniform.

【0008】以上のように、従来のシャワー方式の装置
はパウダーおよびフレークを発生させやすい構造を有し
ており、また膜質の不均一化をひき起こしており、これ
が製品の歩留り低下の原因となっていた。そこで、パウ
ダーおよびフレークの発生を抑制するために、また膜質
の均一化を図るために、カソード電極11上のガス噴出
口の径を大きくし、噴出口で反応ガスを低速度・低密度
にすることが考えられる。しかし、このような対策を採
用すると、噴出口での異常放電が生じ、全体的に膜質が
劣化するので、実用上問題があった。また、従来の方法
では、基板面積が大きくなると、基板中央部の膜厚は、
図7に示すように厚くなる場合もあれば、図8に示すよ
うに薄くなる場合もあり、膜厚分布が均一にならなかっ
た。
As described above, the conventional shower-type apparatus has a structure that easily produces powder and flakes, and causes non-uniformity of the film quality, which causes a reduction in product yield. Was there. Therefore, in order to suppress the generation of powders and flakes and to make the film quality uniform, the diameter of the gas ejection port on the cathode electrode 11 is increased, and the reaction gas is made to have a low velocity and low density at the ejection port. It is possible. However, if such a measure is adopted, abnormal discharge occurs at the ejection port, and the film quality is deteriorated as a whole, which is a practical problem. Further, in the conventional method, when the substrate area increases, the film thickness in the central portion of the substrate becomes
The thickness may not be uniform as shown in FIG. 7 and may be thin as shown in FIG.

【0009】本発明は前記問題点を解決するためになさ
れたものであり、パウダーおよびフレークの発生を抑制
でき、大面積の基板上に均一に膜質の良好な薄膜を形成
できる高周波プラズマCVD装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a high-frequency plasma CVD apparatus capable of suppressing the generation of powder and flakes and uniformly forming a thin film having a good film quality on a large-area substrate. The purpose is to provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のプラズマCVD
装置は、反応容器内に、カソード電極と、前記カソード
電極の側面および裏面を囲うアースシールドと、前記カ
ソード電極に対向して設けられ基板が設置されるヒータ
ー内蔵アノード電極とを有するとともに、反応ガス供給
管および反応ガス排気管とを有し、高周波電源からイン
ピーダンス整合器を介して前記カソード電極に高周波電
力を供給することにより前記反応容器内でプラズマを発
生させるプラズマCVD装置において、前記アノード電
極に対向して、複数個のカソード電極を平面的に設置
し、各カソード電極の側面および裏面をアースシールド
で囲い、前記複数個のカソード電極の裏面側に反応ガス
供給管の噴出口を複数個設置し、かつ前記複数個の噴出
口の間に交互に複数個の排気口を配置したことを特徴と
するものである。
Means for Solving the Problems Plasma CVD of the present invention
The apparatus has, in a reaction container, a cathode electrode, an earth shield that surrounds the side surface and the back surface of the cathode electrode, and an anode electrode with a built-in heater that faces the cathode electrode and on which a substrate is installed. A plasma CVD apparatus that has a supply pipe and a reaction gas exhaust pipe, and that generates high-frequency plasma in the reaction container by supplying high-frequency power from a high-frequency power source to the cathode electrode via an impedance matching device. A plurality of cathode electrodes are installed in a plane so as to face each other, the side surface and the back surface of each cathode electrode are surrounded by an earth shield, and a plurality of ejection ports of a reaction gas supply pipe are installed on the back surface side of the plurality of cathode electrodes. In addition, a plurality of exhaust ports are alternately arranged between the plurality of jet ports.

【0011】[0011]

【作用】本発明の装置では、複数個のカソード電極を平
面的に配置して各カソード電極の側面および裏面をアー
スシールドで囲うことにより、アノード電極と対向して
いない部分での余分な放電を抑制している。また、複数
個のカソード電極の裏面側、すなわちアースシールドで
囲まれてプラズマが発生しない領域に反応ガス供給管の
噴出口を複数個配置して反応ガスをカソード電極間の間
隙から拡散させ、かつ複数個の噴出口の間に交互に複数
個の排気口を配置することにより反応容器全体に均一に
ガスが拡散するようにしている。
In the device of the present invention, a plurality of cathode electrodes are arranged in a plane and the side surface and the back surface of each cathode electrode are surrounded by the earth shield, so that an extra discharge is generated in a portion not facing the anode electrode. It's suppressed. Further, a plurality of ejection ports of the reaction gas supply pipe are arranged on the back surface side of the plurality of cathode electrodes, that is, in a region surrounded by an earth shield and where plasma is not generated, and the reaction gas is diffused from the gap between the cathode electrodes, and By arranging a plurality of exhaust ports alternately between a plurality of jet ports, the gas is made to diffuse uniformly throughout the reaction vessel.

【0012】このような構造を採用することにより、反
応ガスの噴出口ではプラズマが発生しないのでパウダー
の発生がなく、しかもこの部分では膜堆積が生じないの
でフレークの発生もない。そして、基板の中央部におい
ても反応ガスはプラズマ中へ均一に供給されるので、大
面積の基板表面に一様な厚みおよび膜質を有する薄膜を
形成できる。
By adopting such a structure, plasma is not generated at the ejection port of the reaction gas, so that powder is not generated, and since film is not deposited at this portion, flakes are not generated. Since the reaction gas is evenly supplied into the plasma even in the central portion of the substrate, a thin film having a uniform thickness and film quality can be formed on the surface of the large-area substrate.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は本発明に係る高周波プラズマCVD
装置の概略構成図である。図1において、反応容器7内
には複数個のカソード電極3a、3b、3c、3d、3
e、3fが平面的に配置され、さらに各カソード電極3
a〜3fと対向する位置にヒーター内蔵アノード(接
地)電極4が、また各カソード電極3a〜3fのアノー
ド電極4と対向しない部分すなわち側面および裏面を囲
うようにアースシールド5が配置されている。カソード
電極3a〜3fの裏面側にはガス供給管6a、6b、6
cのガス噴出口8a、8b、8cが複数個配置されてい
る。また、カソード電極3a〜3fの裏面側に、ガス噴
出口8a〜8cの間に交互に配置されるように複数個の
ガス排気口10a、10b、10c、10dが配置され
ている。アノード電極4上に基板9が設置される。ま
た、各カソード電極3a〜3fにはインピーダンス整合
器2および高周波電源1が接続されている。図2は前述
したカソード電極3a〜3f、ガス噴出口8a〜8cお
よびガス排気口10a〜10dの配置状態を示す平面図
である。
FIG. 1 shows a high frequency plasma CVD according to the present invention.
It is a schematic block diagram of an apparatus. In FIG. 1, a plurality of cathode electrodes 3a, 3b, 3c, 3d, 3 are provided in a reaction vessel 7.
e and 3f are arranged in a plane, and each cathode electrode 3
An anode (ground) electrode with a built-in heater 4 is arranged at a position facing a to 3f, and a ground shield 5 is arranged so as to surround a portion of each cathode electrode 3a to 3f not facing the anode electrode 4, that is, a side surface and a back surface. Gas supply pipes 6a, 6b, 6 are provided on the back side of the cathode electrodes 3a to 3f.
A plurality of gas ejection ports 8a, 8b, 8c of c are arranged. Further, a plurality of gas exhaust ports 10a, 10b, 10c, 10d are arranged on the back surface side of the cathode electrodes 3a to 3f so as to be alternately arranged between the gas ejection ports 8a to 8c. The substrate 9 is placed on the anode electrode 4. An impedance matching device 2 and a high frequency power source 1 are connected to each of the cathode electrodes 3a to 3f. FIG. 2 is a plan view showing an arrangement state of the cathode electrodes 3a to 3f, the gas ejection ports 8a to 8c, and the gas exhaust ports 10a to 10d described above.

【0015】この装置によりa−Si薄膜を形成する場
合について以下に説明する。反応容器7内は真空ポンプ
(図示省略)により薄膜形成に必要な所定の真空度に真
空引きされる。反応ガス例えばSiH4 を供給した後、
高周波電源1より13.56MHzの高周波電力がイン
ピーダンス整合器2を介して各カソード電極3a〜3f
に供給される。図3に示すように、カソード電極3a〜
3fのまわりの電界強度は一様な分布を示すので、密度
の一様なプラズマが生成可能となる。また、各カソード
電極3a〜3fの側面および裏面はアースシールド5に
より囲われているので、この部分ではプラズマは発生し
ない。つまり、カソード電極3a〜3fとアノード電極
4との間でのみグロー放電プラズマが発生する。
The case of forming an a-Si thin film with this apparatus will be described below. The inside of the reaction vessel 7 is evacuated by a vacuum pump (not shown) to a predetermined degree of vacuum required for thin film formation. After supplying a reaction gas such as SiH 4 ,
13.56 MHz high frequency power from the high frequency power supply 1 is passed through the impedance matching device 2 to the cathode electrodes 3a to 3f.
Is supplied to. As shown in FIG. 3, the cathode electrodes 3a ...
Since the electric field strength around 3f shows a uniform distribution, it is possible to generate plasma with a uniform density. Further, since the side surfaces and the back surfaces of the cathode electrodes 3a to 3f are surrounded by the earth shield 5, plasma is not generated in this portion. That is, glow discharge plasma is generated only between the cathode electrodes 3 a to 3 f and the anode electrode 4.

【0016】反応ガスは、ガス供給管6a〜6cより複
数個のカソード電極3a〜3fの裏面側に配置された複
数個の噴出口8a〜8cから供給される。噴出口8a〜
8cの近傍では、ガスの分圧が高くなっているが、この
部分ではアースシールド5が設けられており、プラズマ
が発生しないため、ガス分解は生じず、パウダーは発生
しない。さらに、反応ガスは複数個の噴出口8a〜8c
よりカソード電極3a〜3fとアノード電極4との間に
拡散してプラズマとなり、最も近くにある排気口10a
〜10dから排出される。プラズマ領域では、反応ガス
は十分に拡散して一様になっているので、パウダーは発
生しない。そして、反応ガスはプラズマにより解離さ
れ、基板9表面にa−Si薄膜が堆積する。
The reaction gas is supplied from the gas supply pipes 6a to 6c through a plurality of ejection ports 8a to 8c arranged on the back side of the plurality of cathode electrodes 3a to 3f. Jet 8a ~
In the vicinity of 8c, the partial pressure of gas is high, but since the earth shield 5 is provided in this portion and plasma is not generated, gas decomposition does not occur and powder does not occur. Further, the reaction gas is supplied to the plurality of ejection ports 8a to 8c.
As a result, it is diffused between the cathode electrodes 3a to 3f and the anode electrode 4 to become plasma, and the exhaust port 10a located closest to the plasma.
It is discharged from 10d. In the plasma region, the reaction gas is sufficiently diffused and uniform, so that no powder is generated. Then, the reaction gas is dissociated by plasma, and an a-Si thin film is deposited on the surface of the substrate 9.

【0017】実際に、図1の装置を用い、以下のような
条件で基板表面にa−Si薄膜を堆積させた。アノード
電極4上に基板9を設置し、200〜300℃に加熱し
た。反応容器7の真空度を約10-8Torrまで減圧
し、内部の不純物ガスを十分排気した後、反応ガス供給
管6a〜6cからSiH4 ガスを10cc/minの流
量で供給して反応容器7内の圧力を5×10-2Torr
とした。
Actually, using the apparatus of FIG. 1, an a-Si thin film was deposited on the surface of the substrate under the following conditions. The substrate 9 was placed on the anode electrode 4 and heated to 200 to 300 ° C. After the vacuum degree of the reaction vessel 7 is reduced to about 10 −8 Torr and the impurity gas inside is sufficiently exhausted, SiH 4 gas is supplied from the reaction gas supply pipes 6 a to 6 c at a flow rate of 10 cc / min. The internal pressure is 5 × 10 -2 Torr
And

【0018】このような状態で高周波電力を印加し、基
板9表面にa−Si薄膜を堆積させた。この場合、2〜
6オングストローム/secの成膜速度が得られた。ま
た、成膜時にプラズマ中のパウダーの発生数をミー散乱
法により観測した。その結果、従来の装置を用いて前記
の成膜速度が得られた場合と比較して、パウダーの発生
は100分の1以下に抑制されていることがわかった。
また、図4に示すように、大面積の基板(500mm×
500mm)への成膜でも、一様な膜厚分布が得られ
た。
In such a state, high frequency power was applied to deposit an a-Si thin film on the surface of the substrate 9. In this case, 2
A film formation rate of 6 Å / sec was obtained. In addition, the number of powders generated in the plasma during film formation was observed by the Mie scattering method. As a result, it was found that the generation of powder was suppressed to 1/100 or less as compared with the case where the above film forming rate was obtained using the conventional apparatus.
In addition, as shown in FIG. 4, a large-area substrate (500 mm ×
A uniform film thickness distribution was obtained even when the film was formed to a thickness of 500 mm.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上詳述したように本発明の高周波プラ
ズマCVD装置を用いれば、パウダーおよびフレークの
発生を抑制でき、かつ基板全面にわたって反応ガスを一
様に拡散できるので大面積の基板上に均一にピンホール
の少ない膜質の良好な薄膜を形成でき、液晶ディスプレ
イやa−Si太陽電池の製造歩留りを向上できる。この
ように、本発明は工業上の価値が著しく大きいといえ
る。
As described in detail above, when the high frequency plasma CVD apparatus of the present invention is used, the generation of powder and flakes can be suppressed, and the reaction gas can be uniformly diffused over the entire surface of the substrate. It is possible to uniformly form a thin film having good film quality with few pinholes and improve the manufacturing yield of liquid crystal displays and a-Si solar cells. Thus, it can be said that the present invention has a great industrial value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例における高周波プラズマCVD
装置の概略構成図。
FIG. 1 is a high frequency plasma CVD according to an embodiment of the present invention.
The schematic block diagram of a device.

【図2】本発明の実施例における高周波プラズマCVD
装置のカソード電極、ガス噴出口およびガス排気口の配
置状態を示す平面図。
FIG. 2 is a high-frequency plasma CVD method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of a cathode electrode, a gas ejection port, and a gas exhaust port of the device.

【図3】本発明に係る高周波プラズマCVD装置に用い
られる複数個のカソード電極により形成される電界強度
を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing the electric field strength formed by a plurality of cathode electrodes used in the high-frequency plasma CVD apparatus according to the present invention.

【図4】本発明の一実施例で得られたアモルファスシリ
コンの膜厚分布を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a film thickness distribution of amorphous silicon obtained in one example of the present invention.

【図5】従来の高周波プラズマCVD装置の概略構成
図。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional high frequency plasma CVD apparatus.

【図6】従来の高周波プラズマCVD装置において、カ
ソード電極のガス噴出口におけるフレークの発生状況を
示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a flake generation state at a gas ejection port of a cathode electrode in a conventional high frequency plasma CVD apparatus.

【図7】従来の高周波プラズマCVD装置で得られるア
モルファスシリコンの膜厚分布の一例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a film thickness distribution of amorphous silicon obtained by a conventional high frequency plasma CVD apparatus.

【図8】従来の高周波プラズマCVD装置で得られるア
モルファスシリコンの膜厚分布の他の一例を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing another example of the film thickness distribution of amorphous silicon obtained by a conventional high-frequency plasma CVD apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…高周波電源、2…インピーダンス整合器、3a〜3
f…カソード電極、4…アノード電極、5…アースシー
ルド、6a〜6c…ガス供給管、7…反応容器、8a〜
8c…ガス噴出口、9…基板、10a〜10d…ガス排
気口。
1 ... High frequency power source, 2 ... Impedance matching device, 3a-3
f ... Cathode electrode, 4 ... Anode electrode, 5 ... Earth shield, 6a-6c ... Gas supply pipe, 7 ... Reaction vessel, 8a ...
8c ... Gas ejection port, 9 ... Substrate, 10a-10d ... Gas exhaust port.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反応容器内に、カソード電極と、前記カ
ソード電極の側面および裏面を囲うアースシールドと、
前記カソード電極に対向して設けられ基板が設置される
ヒーター内蔵アノード電極とを有するとともに、反応ガ
ス供給管および反応ガス排気管とを有し、高周波電源か
らインピーダンス整合器を介して前記カソード電極に高
周波電力を供給することにより前記反応容器内でプラズ
マを発生させるプラズマCVD装置において、前記アノ
ード電極に対向して、複数個のカソード電極を平面的に
設置し、各カソード電極の側面および裏面をアースシー
ルドで囲い、前記複数個のカソード電極の裏面側に反応
ガス供給管の噴出口を複数個設置し、かつ前記複数個の
噴出口の間に交互に複数個の排気口を配置したことを特
徴とするプラズマCVD装置。
1. A cathode electrode, an earth shield surrounding a side surface and a back surface of the cathode electrode in a reaction vessel,
It has an anode electrode with a built-in heater which is provided facing the cathode electrode and on which a substrate is installed, and also has a reaction gas supply pipe and a reaction gas exhaust pipe, and from the high frequency power source to the cathode electrode via an impedance matching device. In a plasma CVD apparatus that generates plasma in the reaction vessel by supplying high-frequency power, a plurality of cathode electrodes are installed in a plane so as to face the anode electrode, and the side surface and the back surface of each cathode electrode are grounded. It is characterized in that it is surrounded by a shield, a plurality of ejection ports of a reaction gas supply pipe are provided on the back side of the plurality of cathode electrodes, and a plurality of exhaust ports are alternately arranged between the plurality of ejection ports. And a plasma CVD apparatus.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6189485B1 (en) 1998-06-25 2001-02-20 Anelva Corporation Plasma CVD apparatus suitable for manufacturing solar cell and the like
JP2001077035A (en) * 1999-09-07 2001-03-23 Nec Kyushu Ltd Device and method for manufacturing semiconductor
US6936310B1 (en) 1999-04-02 2005-08-30 Sharp Kabushiki Kaisha Plasma processing method
KR101239110B1 (en) * 2011-09-23 2013-03-06 주성엔지니어링(주) Chamber for uniform layer deposition
JPWO2017149738A1 (en) * 2016-03-03 2018-12-06 コアテクノロジー株式会社 Structure of plasma processing apparatus and reaction container for plasma processing

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