JPH0610143A - 磁気浮上プロセス装置 - Google Patents
磁気浮上プロセス装置Info
- Publication number
- JPH0610143A JPH0610143A JP4167170A JP16717092A JPH0610143A JP H0610143 A JPH0610143 A JP H0610143A JP 4167170 A JP4167170 A JP 4167170A JP 16717092 A JP16717092 A JP 16717092A JP H0610143 A JPH0610143 A JP H0610143A
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- JP
- Japan
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- magnetic field
- plasma
- sample
- holder
- thin film
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】プロセスプラズマ装置に関し、通常中央部に局
在する傾向のあるプラズマを以ってしても、大面積の基
板に均一成膜することを可能にする。 【構成】基板ホルダ６に永久磁石７を取付け、磁石７を
浮上させることにより、非接触で基板を回転・移動させ
る。 【効果】均一な成膜が可能となる。
在する傾向のあるプラズマを以ってしても、大面積の基
板に均一成膜することを可能にする。 【構成】基板ホルダ６に永久磁石７を取付け、磁石７を
浮上させることにより、非接触で基板を回転・移動させ
る。 【効果】均一な成膜が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマプロセス装置に
係り、特に、マイクロ波放電により生成したプラズマを
利用し、大面積の試料に薄膜形成若しくはエッチング加
工を均一に行うプラズマプロセス装置に関する。
係り、特に、マイクロ波放電により生成したプラズマを
利用し、大面積の試料に薄膜形成若しくはエッチング加
工を均一に行うプラズマプロセス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＥＣＲ装置の典型的な構成として
はジェイ．アスミュッセン，エレクトロン サイクロト
ロン レゾナンス マイクロウエーブ ディスチャージ
フォーエッチング アンド フィルム デポジティア
ム（J. Asmussen, ElectronCyclotron resonance micro
wave discharges for etching and thin film deposi
tiam, J. Vac. Sci. Technol ８８３，Ａ７，１９８
９）の図３に示すようなものがある。上部より導波管１
でマイクロ波２(通常２.４５ＧＨｚ）をプラズマ室内３
に導き、外部に設置した磁場コイル４により、プラズマ
室中に所要の磁場（通常８７５ガウス）を生成し、ＥＣ
Ｒ層を作ってプラズマを形成する。プラズマ中で生成さ
れた気相反応物が下方の基板上５に到達し、薄膜成長や
エッチングを行う。
はジェイ．アスミュッセン，エレクトロン サイクロト
ロン レゾナンス マイクロウエーブ ディスチャージ
フォーエッチング アンド フィルム デポジティア
ム（J. Asmussen, ElectronCyclotron resonance micro
wave discharges for etching and thin film deposi
tiam, J. Vac. Sci. Technol ８８３，Ａ７，１９８
９）の図３に示すようなものがある。上部より導波管１
でマイクロ波２(通常２.４５ＧＨｚ）をプラズマ室内３
に導き、外部に設置した磁場コイル４により、プラズマ
室中に所要の磁場（通常８７５ガウス）を生成し、ＥＣ
Ｒ層を作ってプラズマを形成する。プラズマ中で生成さ
れた気相反応物が下方の基板上５に到達し、薄膜成長や
エッチングを行う。
【０００３】この方式は効率よくプラズマが形成できる
ために急速に実用範囲を広げているが、薄膜トランジス
タ(ＴＦＴ thin film transister）を作成工程のうち、
ａ−Ｓｉ膜(amolphaus silicon膜）を大面積ガラス基板
に生成するときなどにつぎのような問題が生じている。
すなわち、キャリア移動度の大きい良質のａ−Ｓｉ膜を
生成するには、マイクロ波の入力パワーを下げてラジカ
ル含有量に比してイオン含有量の少ないプラズマを形成
して、微結晶度の少ない薄膜を形成する必要があるが、
その場合、プラズマは容器中央部分に集中・局在化し、
その結果、薄膜分布が基板中央で厚く、周辺部で薄くな
ってしまうという問題である。
ために急速に実用範囲を広げているが、薄膜トランジス
タ(ＴＦＴ thin film transister）を作成工程のうち、
ａ−Ｓｉ膜(amolphaus silicon膜）を大面積ガラス基板
に生成するときなどにつぎのような問題が生じている。
すなわち、キャリア移動度の大きい良質のａ−Ｓｉ膜を
生成するには、マイクロ波の入力パワーを下げてラジカ
ル含有量に比してイオン含有量の少ないプラズマを形成
して、微結晶度の少ない薄膜を形成する必要があるが、
その場合、プラズマは容器中央部分に集中・局在化し、
その結果、薄膜分布が基板中央で厚く、周辺部で薄くな
ってしまうという問題である。
【０００４】このプラズマ不均一の問題を解決するため
に多くの出願がなされている。それらは二つのグループ
に分けることができて、その第１のグループに属するも
のは特開昭63−43324 号，特開平2−50429号，特開平1
−100263 号，特開昭63−219128号などであって、プラ
ズマ領域から基板に至るまでの磁力線を発散型にするこ
とによって、仮に生成プラズマが局所集中していても基
板に入射するときには充分に拡大されていて、不均一度
は緩和されるというものである。しかし、この方法は小
さなプラズマを拡大，希釈するものであるから、薄膜速
度が拡大率に反比例して下り、また、極端な拡大はでき
ないためＡ４サイズ以上の液晶パネルの作成には向かな
いという問題がある。
に多くの出願がなされている。それらは二つのグループ
に分けることができて、その第１のグループに属するも
のは特開昭63−43324 号，特開平2−50429号，特開平1
−100263 号，特開昭63−219128号などであって、プラ
ズマ領域から基板に至るまでの磁力線を発散型にするこ
とによって、仮に生成プラズマが局所集中していても基
板に入射するときには充分に拡大されていて、不均一度
は緩和されるというものである。しかし、この方法は小
さなプラズマを拡大，希釈するものであるから、薄膜速
度が拡大率に反比例して下り、また、極端な拡大はでき
ないためＡ４サイズ以上の液晶パネルの作成には向かな
いという問題がある。
【０００５】第２のグループに属する解決方策は、プラ
ズマ室内でプラズマ集中の原因となるマイクロ波の分布
を導波管やアンテナ形状の工夫によって拡げ、プラズマ
を均一化しようというものである。特開昭62−248226
号，特開平2−170978 号，特開昭63−316427号，特開昭
63−131500号などは、スリット付き板状アンテナをプラ
ズマ室の壁際に配し、そこでのマイクロ波を強くしてプ
ラズマ分布を周辺部に集めようとする。しかし、この方
法はプラズマが直接金属物に接触するため、成膜時の金
属汚染を引き起こす。
ズマ室内でプラズマ集中の原因となるマイクロ波の分布
を導波管やアンテナ形状の工夫によって拡げ、プラズマ
を均一化しようというものである。特開昭62−248226
号，特開平2−170978 号，特開昭63−316427号，特開昭
63−131500号などは、スリット付き板状アンテナをプラ
ズマ室の壁際に配し、そこでのマイクロ波を強くしてプ
ラズマ分布を周辺部に集めようとする。しかし、この方
法はプラズマが直接金属物に接触するため、成膜時の金
属汚染を引き起こす。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように従来技術で
は、大面積液晶パネルのような大面積成膜には適してお
らず、薄膜の径方向分布が中央に集中して不均一となる
問題があった。
は、大面積液晶パネルのような大面積成膜には適してお
らず、薄膜の径方向分布が中央に集中して不均一となる
問題があった。
【０００７】また、プロセス装置における薄膜形成は不
純物混入を極端に嫌うので、プラズマ室内に接触摺動部
分があることは避けなければならない。しかし、この接
触部分がまったくなく、基板のみを静かに動かすことが
できれば、発じんや不純物混入の問題はなくなると予想
される。
純物混入を極端に嫌うので、プラズマ室内に接触摺動部
分があることは避けなければならない。しかし、この接
触部分がまったくなく、基板のみを静かに動かすことが
できれば、発じんや不純物混入の問題はなくなると予想
される。
【０００８】これを達成するには磁気浮上及びリニアド
ライブの考えを取り入れれば良いが、マイクロ波型プロ
セスプラズマ装置にはもともと８７５ガウス程度の強磁
場が基板部にかかっており、単純な従来の工業搬送用の
磁気浮上リニアドライブをそのまま応用するわけにいか
ない。すなわち、強磁場下で浮上し定位置にうまく止
められるかと、浮上のために用いる永久磁石等の付加
的な磁場がもとの磁場分布を乱してしまって、成膜プロ
セスそのものに悪影響を及ぼさないかについて解決する
必要がある。
ライブの考えを取り入れれば良いが、マイクロ波型プロ
セスプラズマ装置にはもともと８７５ガウス程度の強磁
場が基板部にかかっており、単純な従来の工業搬送用の
磁気浮上リニアドライブをそのまま応用するわけにいか
ない。すなわち、強磁場下で浮上し定位置にうまく止
められるかと、浮上のために用いる永久磁石等の付加
的な磁場がもとの磁場分布を乱してしまって、成膜プロ
セスそのものに悪影響を及ぼさないかについて解決する
必要がある。
【０００９】本発明の目的は形成しようとする薄膜基板
を動かして、平坦均一膜を作る手段を提供することにあ
る。
を動かして、平坦均一膜を作る手段を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する球め
に、本発明は基板を支持するホルダに永久磁石を装着
し、磁場発生手段の発生する磁場との相互作用によって
前記ホルダを一体で浮上させ、前記永久磁石で構成され
たガイドレールで前記ホルダの浮上高さを一定とし、前
記プラズマ生成室の外部に新たな外部コイルを設け、磁
気浮上している前記基板を薄膜形成中に並進あるいは回
転させるようにしたものである。
に、本発明は基板を支持するホルダに永久磁石を装着
し、磁場発生手段の発生する磁場との相互作用によって
前記ホルダを一体で浮上させ、前記永久磁石で構成され
たガイドレールで前記ホルダの浮上高さを一定とし、前
記プラズマ生成室の外部に新たな外部コイルを設け、磁
気浮上している前記基板を薄膜形成中に並進あるいは回
転させるようにしたものである。
【００１１】
【作用】以上のように構成することによって、たとえマ
イクロ波分布あるいはそれに基づくプラズマ分布が中央
部に集中して不均一な状態にあっても、基板を、成膜室
内で非接触で動かすことによって均一な成膜あるいはエ
ッチングなどのプラズマ処理が出来るようになる。
イクロ波分布あるいはそれに基づくプラズマ分布が中央
部に集中して不均一な状態にあっても、基板を、成膜室
内で非接触で動かすことによって均一な成膜あるいはエ
ッチングなどのプラズマ処理が出来るようになる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の実施例を示す図である。上部
より入射されたマイクロ波（通常２.４５ＧＨｚ)は導波
管１を伝わり、プラズマ室２に導かれる。磁場コイル３
は２.４５ＧＨｚ で共鳴を起こす程度の磁場（８７５ガ
ウス）をプラズマ室上部に形成し、そこで入射してきた
マイクロ波により電離反応が起きプラズマ４が形成され
る。既に述べたように、ａ−Ｓｉ膜形成時などは弱マイ
クロ波パワーとするために、プラズマは中央に局在化し
た分布となる。ここまでは従来技術におけるプロセス装
置の典型的な構成である。
より入射されたマイクロ波（通常２.４５ＧＨｚ)は導波
管１を伝わり、プラズマ室２に導かれる。磁場コイル３
は２.４５ＧＨｚ で共鳴を起こす程度の磁場（８７５ガ
ウス）をプラズマ室上部に形成し、そこで入射してきた
マイクロ波により電離反応が起きプラズマ４が形成され
る。既に述べたように、ａ−Ｓｉ膜形成時などは弱マイ
クロ波パワーとするために、プラズマは中央に局在化し
た分布となる。ここまでは従来技術におけるプロセス装
置の典型的な構成である。
【００１３】次に薄膜を形成するための基板５はホルダ
６に装着され、ホルダ下部には表面で１（Ｔ）程度の残
留磁束密度を有する永久磁石７が、磁場コイルの作る磁
場と引き合う方向に装着されている。この磁石、及び次
に述べるガイド磁石８は、不純物混入を避けるために石
英ガラスでコーティングされている。
６に装着され、ホルダ下部には表面で１（Ｔ）程度の残
留磁束密度を有する永久磁石７が、磁場コイルの作る磁
場と引き合う方向に装着されている。この磁石、及び次
に述べるガイド磁石８は、不純物混入を避けるために石
英ガラスでコーティングされている。
【００１４】ホルダ６の永久磁石７と磁場コイル３の磁
場によってホルダ全体には浮上力が働く。残留磁束１
（Ｔ）クラスの磁石であれば厚さ５mm，面積３０cm2 程
度の者を用いれば充分な浮上力がでる。
場によってホルダ全体には浮上力が働く。残留磁束１
（Ｔ）クラスの磁石であれば厚さ５mm，面積３０cm2 程
度の者を用いれば充分な浮上力がでる。
【００１５】図１には更にガイド磁石８がある。これは
ホルダが浮き上がってしまわないように適当な浮上高さ
で静止させるためのものであって、これも残留磁束密度
１(Ｔ)程度の永久磁石を用いる。ホルダ磁石７とは極性
が逆になるようにおいて反発力を利用する。永久磁石の
強磁場が及ぶ範囲は磁場コイルの磁場と違って二重極磁
場であるため短く、数cm離れると充分小さくなり、ホル
ダ磁石やガイド磁石を数cm離しておけば、成膜時に必要
なもとの磁場分布を乱すことはない。
ホルダが浮き上がってしまわないように適当な浮上高さ
で静止させるためのものであって、これも残留磁束密度
１(Ｔ)程度の永久磁石を用いる。ホルダ磁石７とは極性
が逆になるようにおいて反発力を利用する。永久磁石の
強磁場が及ぶ範囲は磁場コイルの磁場と違って二重極磁
場であるため短く、数cm離れると充分小さくなり、ホル
ダ磁石やガイド磁石を数cm離しておけば、成膜時に必要
なもとの磁場分布を乱すことはない。
【００１６】浮上磁石とあまり離れない距離にステンレ
ス鋼製の真空容器９があり、その外側に浮上ドライブ用
の制御磁場コイル１０がある。このコイルによって移動
磁界あるいは回転磁界を与えることにより、ホルダ全体
を並進あるいは回転運動させる。この動きは６０rpm 程
度のゆっくりで良く、従って制御磁場コイルの起超磁力
は磁場コイルのそれの１／１０程度と少なく、小規模の
ものでよい。
ス鋼製の真空容器９があり、その外側に浮上ドライブ用
の制御磁場コイル１０がある。このコイルによって移動
磁界あるいは回転磁界を与えることにより、ホルダ全体
を並進あるいは回転運動させる。この動きは６０rpm 程
度のゆっくりで良く、従って制御磁場コイルの起超磁力
は磁場コイルのそれの１／１０程度と少なく、小規模の
ものでよい。
【００１７】図２は本発明の平面図を示すものである。
制御磁場コイル１０は４極になっていて４相交流をかけ
れば回転磁界が発生し、基板全体を回転させることがで
るようになっている。
制御磁場コイル１０は４極になっていて４相交流をかけ
れば回転磁界が発生し、基板全体を回転させることがで
るようになっている。
【００１８】また図２に示すように、回転コイルを二層
にしてそれらへの通電比率をかえれば、並進運動を加え
ることができて、全体としてまんべんなく基板表面をプ
ラズマにさらすことができるようになって、均一な成膜
が可能になる。
にしてそれらへの通電比率をかえれば、並進運動を加え
ることができて、全体としてまんべんなく基板表面をプ
ラズマにさらすことができるようになって、均一な成膜
が可能になる。
【００１９】このように本実施例によれば基板及び支持
ホルダを非接触で移動させることができ、たとえ局在性
の強いプラズマ下についても、大面積を均一に形成する
ことが可能となる。
ホルダを非接触で移動させることができ、たとえ局在性
の強いプラズマ下についても、大面積を均一に形成する
ことが可能となる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、局在するプラズマを用
いて、大面積の基板に均一成膜できる。
いて、大面積の基板に均一成膜できる。
【図１】本発明の一実施例を示すプロセス装置の説明
図。
図。
【図２】本発明の一実施例の平面図。
【図３】従来技術を示す断面図。
１…矩形導波管、２…プラズマ放電室、３…磁場コイ
ル、４…プラズマ、５…基板、６…ホルダ、７…ホルダ
磁石、８…ガイド磁石、９…真空容器、１０…制御磁場
コイル。
ル、４…プラズマ、５…基板、６…ホルダ、７…ホルダ
磁石、８…ガイド磁石、９…真空容器、１０…制御磁場
コイル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 数見 秀之 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社日 立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者 白川 真司 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社日 立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者 鈴木 和夫 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内
Claims (1)
- 【請求項１】放電ガスが導入され、プラズマを生成する
プラズマ生成室と前記プラズマ生成室に磁場を発生する
磁場発生手段と、前記プラズマ生成室にマイクロ波を導
入するための導波管を有し、前記マイクロ波と前記プラ
ズマ生成室内の前記磁場との共鳴作用により生成したマ
イクロ波放電プラズマを用いて、前記プラズマ生成室内
に設置された試料に薄膜形成や表面処理を行うプラズマ
プロセス装置において、前記試料を支持するホルダに永
久磁石を装着し、前記磁場発生手段の発生する前記磁場
との相互作用によって前記試料ホルダを一体で浮上さ
せ、前記永久磁石で構成されたガイドレールで前記ホル
ダの浮上高さを一定とし、前記プラズマ生成室外部に新
たな外部コイルを設け、磁気浮上している前記試料を薄
膜形成中に並進あるいは回転させることを特徴とする磁
気浮上プロセス装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4167170A JPH0610143A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 磁気浮上プロセス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4167170A JPH0610143A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 磁気浮上プロセス装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610143A true JPH0610143A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=15844722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4167170A Pending JPH0610143A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 磁気浮上プロセス装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610143A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011032544A (ja) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Tokuyama Corp | チャンバ内基体回転装置およびチャンバ内基体の回転方法 |
| JP2018527455A (ja) * | 2016-05-18 | 2018-09-20 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | キャリア又は基板を搬送するための装置及び方法 |
| WO2020080016A1 (ja) * | 2018-10-16 | 2020-04-23 | Ｊｓｗアフティ株式会社 | プラズマ成膜装置およびプラズマ成膜方法 |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP4167170A patent/JPH0610143A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011032544A (ja) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Tokuyama Corp | チャンバ内基体回転装置およびチャンバ内基体の回転方法 |
| JP2018527455A (ja) * | 2016-05-18 | 2018-09-20 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | キャリア又は基板を搬送するための装置及び方法 |
| WO2020080016A1 (ja) * | 2018-10-16 | 2020-04-23 | Ｊｓｗアフティ株式会社 | プラズマ成膜装置およびプラズマ成膜方法 |
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