JPH08260155A - プラズマcvd装置 - Google Patents

プラズマcvd装置

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JPH08260155A
JPH08260155A JP6721295A JP6721295A JPH08260155A JP H08260155 A JPH08260155 A JP H08260155A JP 6721295 A JP6721295 A JP 6721295A JP 6721295 A JP6721295 A JP 6721295A JP H08260155 A JPH08260155 A JP H08260155A
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JP
Japan
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film
gas
susceptor
frequency electrode
plasma cvd
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JP6721295A
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English (en)
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Nobuo Imai
信雄 今井
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波電極およびサセプタへの膜の付着を防
止できるプラズマCVD装置を提供する。 【構成】 筐体21内に反応室22を形成し、上部にシャワ
ー孔を有する高周波電極23を配設し、接地電極25および
ヒータ26を一体に形成したサセプタ27を下部に配設す
る。反応室22には、成膜用ガスを供給するバルブ311
316 を有するガス供給装置321 〜326 を配設し、ガス供
給装置321 〜326 から高周波電極23のシャワー孔に連通
する流入管33を介して、シャワー孔から流出する。被成
膜のクリーニング用ガスを供給するバルブ317 を有する
ガス供給装置327 を配設し、ガス供給装置327 は流出管
46を介して、サセプタ27の側面に形成したガス流出孔45
に接続し、ガス流出孔45から非成膜ガスのN2 を流出す
る。反応室22に、ドライポンプなどの排気装置38を有す
る排気系39を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、サセプタおよび高周
波電極間に高周波を供給して成膜するプラズマCVD装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶を用いた表示素子としては、テレビ
ジョン表示やグラフィックディスプレイなどを指向した
大容量、高密度化の点から、たとえばラビングによる配
向処理が施された2枚の基板を、配向方向が互いに90
°をなすように平行に対向配置し、この対向基板間にネ
マチックタイプの液晶組成物を挟持させたいわゆるツイ
ストネマチック(TN型)のアクティブマトリクス型の
液晶表示素子が注目されている。
【0003】そして、このアクティブマトリクス型の液
晶表示素子では、クロストークの無い高コントラスト表
示が得られるように、マトリクスアレイ基板に形成され
る各画素の駆動および制御を半導体スイッチング素子で
行なう方式が採用されている。また、半導体スイッチン
グ素子としては、透過型表示が可能であり大面積化も容
易であるなどの理由から、透明絶縁基板上に形成された
非晶質硅素(a−Si)系の薄膜トランジスタ(TF
T)が用いられている。そして、このa−Si系の薄膜
トランジスタは、活性層であるa−Si膜を挟んで、下
層にゲート電極、上層にソース電極およびドレイン電極
を配置した逆スタガード構造が多く用いられている。
【0004】ここで、この逆スタガード構造のa−Si
系の薄膜トランジスタについて、図6を参照して説明す
る。
【0005】図6に示すように、透明絶縁性基板のガラ
ス絶縁基板1の一主面上にモリブデン−タンタル膜(M
o−Ta膜)からなる所定形状のゲート電極2が形成さ
れ、このゲート電極2を覆うようにガラス絶縁基板1上
に酸化シリコン膜(SiO2膜)からなるゲート絶縁膜
3が形成されている。また、このゲート絶縁膜3上に
は、ゲート電極2に対応して膜厚0.05μmの窒化シ
リコン膜(SiNx 膜)4と、膜厚0.05μmのa−
Si膜からなる半導体膜5とが積層形成されている。
【0006】さらに、この半導体膜5上のチャネル領域
には膜厚0.3μmのSiNx 膜からなるチャネル保護
膜6が形成され、このチャネル領域以外の部分には膜厚
0.05μmの燐ドープ非晶質シリコン膜(Pドープa
−Si膜)からなる低抵抗半導体膜7が形成され、この
低抵抗半導体膜7上のソース領域およびドレイン領域に
はクロム(Cr)またはアルミニウム(Al)などから
なるソース電極8およびドレイン電極9が形成されてい
る。
【0007】また、チャネル保護膜6、ソース電極8お
よびドレイン電極9を覆って膜厚0.3μmのSiNx
膜からなる保護膜10が形成されて、薄膜トランジスタ11
を構成している。
【0008】さらに、ソース電極8は、ゲート絶縁膜3
上に積層形成されたITO(Indium Tin O
xide)からなる画素電極12に接続され、マトリクス
アレイ基板13を形成している。
【0009】従来、このようなマトリクスアレイ基板13
の製造方法として、一度に6〜8枚のガラス絶縁基板1
をトレイに搭載し、SiNx 膜、a−Si膜、Pドープ
a−Si膜などの成膜を、トレイを搬送して連続処理す
るインライン式のプラズマCVD装置により形成してい
る。
【0010】ところが、このインライン式のプラズマC
VD装置は、量産性にはすぐれているものの、装置が巨
大で大きな設置スペースが必要である。
【0011】また、搬送用のトレイにも膜が付着し、こ
の付着した膜が剥がれてパーティクルの原因となり、歩
留まりを低下させる。
【0012】さらに、装置の内壁などに付着した膜の剥
がれを防止するために、定期的に装置を冷却して、クリ
ーニングを行なう必要があるため、装置の稼働率が低
い。
【0013】これに対し、半導体素子の製造分野では、
トレイを用いることなくガラス絶縁基板1のみを搬送
し、1つの反応室で一度に1枚の基板を処理する枚葉プ
ロセスが主流となっている。そして、この枚葉プロセス
では、通常、成膜とプラズマエッチングによる反応室の
クリーニングとを交互に周期的に行なっている。
【0014】そこで、近年、大型のガラス絶縁基板1を
用いるa−Si系の薄膜トランジスタ11の製造に、この
枚葉プロセスを導入する図7に示すようなCVD装置が
用いられている。この枚葉プロセスでは、処理装置が小
型化でき、設置スペースを小さくすることが可能であ
る。また、トレイを用いることなくガラス絶縁基板1の
みを搬送することにより、パーティクルの発生を低減で
きる。さらに、プラズマエッチングにより反応室をクリ
ーニングすることにより、パーティクルを低減できるば
かりでなく、装置の稼働率の大幅な向上が見込まれる。
【0015】この図7に示すCVD装置は、筐体21内に
反応室22が形成され、この反応室22の上部にはシャワー
孔を有する高周波電極23が配設され、この高周波電極23
は高周波電源24に接続されている。また、高周波電極23
に対向して、接地電極25およびヒータ26が一体に形成さ
れたサセプタ27が反応室22の下部に配設され、このサセ
プタ27は昇降装置28により昇降され、高周波電極23との
距離を任意の距離に設定する。
【0016】さらに、この反応室22には、シラン(Si
4 )、水素(H2 )、アンモニアガス(NH3 )、窒
素(N2 )、フォスフィン(PH3 )、アルゴン(A
r)、ふっ化窒素(NF3 )などの成膜またはクリーニ
ング用ガスを供給するバルブ311 〜317 を有するガス供
給装置321 〜327 が配設され、ガス供給装置321 〜327
から高周波電極23のシャワー孔に連通する流入管33を介
して、高周波電極23に設けられているシャワー孔より流
出される。
【0017】また、反応室22には、排気孔34が形成さ
れ、この排気孔34には排気管35が接続され、この排気管
35には逆止弁36およびバルブ37を有しており、ドライポ
ンプなどの排気装置38により排気され、排気系39を形成
している。
【0018】そして、ガラス絶縁基板1は、このサセプ
タ27の高周波電極23との対向面に固定される。また、ガ
ラス絶縁基板1はヒータ26により所定温度に加熱され、
高周波電極23のシャワー孔から成膜用のガスを供給し、
高周波電極23およびサセプタ27間でプラズマ放電を行な
い、ガラス絶縁基板1上に成膜する。なお、排気系39に
より反応室22内の排気を行なう。
【0019】ところで、この枚葉プロセスにおいて、パ
ーティクルの発生を抑制するためには、反応室の内壁な
ど反応室内のすべての部分に付着した膜を十分に除去す
ることが必要である。このため、この枚葉プロセスでの
反応室のクリーニングは、ふっ化窒素(NF3 )などの
エッチング性ガスであるクリーニングガスを供給してプ
ラズマ放電により付着した膜を除去する方法を採用して
いる。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
7に示すCVD装置では、高周波電極23の上側およびサ
セプタ27の下側にも膜の付着が起こる。
【0021】また、高周波電極23の上側およびサセプタ
27の下側に付着した膜は、NF3 を用いた反応室22のク
リーニングを行なっても十分に除去できず、この膜が堆
積していくとパーティクルとなり、歩留まり低下の原因
となる問題を有している。
【0022】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、高周波電極およびサセプタへの膜の付着を防止
できるプラズマCVD装置を提供することを目的とす
る。
【0023】
【課題を解決するための手段】請求項1記載のプラズマ
CVD装置は、接地電極およびこの接地電極を加熱する
加熱手段が一体化されたサセプタと、このサセプタに対
して平行に対向して設けられた高周波電極と、前記サセ
プタおよび高周波電極間に位置する空間を除いた部分か
ら非成膜ガスを流出するガス流出孔とを備えた反応室を
具備したものである。
【0024】請求項2記載のプラズマCVD装置は、請
求項1記載のプラズマCVD装置において、非成膜ガス
は、N2 、H2 、He、Arのうち少なくともいずれか
1つ、もしくは、いずれかを主成分とする混合ガスであ
るものである。
【0025】請求項3記載のプラズマCVD装置は、請
求項1または2記載のプラズマCVD装置において、ガ
ス流出孔は、サセプタの側面に設けられているものであ
る。
【0026】請求項4記載のプラズマCVD装置は、請
求項1または2記載のプラズマCVD装置において、ガ
ス流出孔は、サセプタより下側の部分に設けられている
ものである。
【0027】請求項5記載のプラズマCVD装置は、請
求項1または2記載のプラズマCVD装置において、ガ
ス流出孔は、高周波電極の側面に設けられているもので
ある。
【0028】請求項6記載のプラズマCVD装置は、請
求項1または2記載のプラズマCVD装置において、ガ
ス流出孔は、高周波電極の上側の部分に設けられている
ものである。
【0029】
【作用】本発明は、サセプタと高周波電極との間の空間
を除いた部分にガス流出孔を設け、このガス流出孔より
非成膜ガスを流出するさせることにより、成膜時にサセ
プタおよび高周波電極のそれぞれ対向しない面への膜付
着を防止できるとともに、プラズマクリーニングによ
り、反応室内の膜の除去も行なえる。
【0030】
【実施例】以下、本発明のプラズマCVD装置の一実施
例を図面を参照して説明する。なお、従来例に対応する
部分には、同一符号を付して説明する。
【0031】図2に枚葉式のプラズマCVD装置は、た
とえば図6に示すマトリクスアレイ基板を形成するもの
で、中央にガラス絶縁基板1を搬送する搬送機構が設け
られた共通室41を備え、この共通室41を取り囲むように
成膜を行なう4つの反応室221 〜224 と、1つの加熱室
42と、2つの搬送入室431 ,432 とが配置されている。
【0032】その各反応室221 〜224 内には、図1に示
すように、筐体21内に反応室22が形成され、この反応室
22の上部にはシャワー孔を有する高周波電極23が配設さ
れ、この高周波電極23は高周波電源24に接続されてい
る。また、高周波電極23に対向して、接地電極25および
ヒータ26が一体に形成されたサセプタ27が反応室22の下
部に配設され、このサセプタ27は昇降装置28により昇降
され、高周波電極23との距離を任意の距離に設定する。
【0033】さらに、この反応室22には、シラン(Si
4 )、水素(H2 )、アンモニアガス(NH3 )、フ
ォスフィン(PH3 )、アルゴン(Ar)、あるいは、
ふっ化窒素(NF3 )などの成膜用ガスを供給するバル
ブ311 〜316 を有するガス供給装置321 〜326 が配設さ
れ、ガス供給装置321 〜326 から高周波電極23のシャワ
ー孔に連通する流入管33を介して、高周波電極23に設け
られているシャワー孔より流出される。
【0034】また、窒素N2 である被成膜のクリーニン
グ用ガスを供給するバルブ317 を有するガス供給装置32
7 が配設され、ガス供給装置327 は流出管46を介して、
サセプタ27および高周波電極23の間の空間を除いた部
分、たとえばサセプタ27の側面に形成されたガス流出孔
45に接続され、このガス流出孔45から非成膜ガスのN2
を流出する。
【0035】さらに、反応室22には、排気孔34が形成さ
れ、この排気孔34には排気管35が接続され、この排気管
35には逆止弁36およびバルブ37を有しており、ドライポ
ンプなどの排気装置38により排気され、排気系39を形成
している。
【0036】また、共通室41、加熱室42および搬出入室
431 ,432 にも、それぞれN2 ガスを供給する図示しな
いガス供給装置および排気系が付設されている。
【0037】次に、上記実施例の動作について説明す
る。
【0038】ガラス絶縁基板1を、このサセプタ27の高
周波電極23との対向面に固定させる。また、ガラス絶縁
基板1はヒータ26により所定温度に加熱され、高周波電
極23のシャワー孔からガス供給装置321 〜326 の成膜用
のガスを供給し、高周波電極23およびサセプタ27間でプ
ラズマ放電を行ない、ガラス絶縁基板1上に成膜する。
なお、排気系39により反応室22内の排気を行なう。ま
た、ガス流出孔45からガス供給装置327 のたとえばN2
の非成膜ガスを流出する。これにより、サセプタ27の側
面への膜付着を防止するとともに、サセプタ27の下側へ
の成膜用ガスの流入が抑えられ、サセプタ27の下側への
膜付着も抑えられる。
【0039】次に、他の実施例を図3を参照して説明す
る。
【0040】この図3に示す実施例は、図1に示す実施
例において、サセプタ27の下側にガス流出孔51を設け、
このガス流出孔51からたとえばN2 ガスを流出するもの
である。
【0041】これにより、サセプタ27の下側への成膜用
ガスの流入を抑え、サセプタ27の側面およびサセプタ27
の下側への膜付着を防止できる。
【0042】また、他の実施例を図4を参照して説明す
る。
【0043】この図4に示す実施例は、図1に示す実施
例において、高周波電極23の側面にガス流出孔52を設
け、このガス流出孔52からたとえばN2 ガスを流出する
ものである。
【0044】これにより、高周波電極23の側面への膜付
着を防止するとともに、高周波電極23の上側への成膜用
ガスの流入が抑えられ、高周波電極23の上側への膜付着
も抑えられる。
【0045】さらに、他の実施例を図5を参照して説明
する。
【0046】この図5に示す実施例は、図1に示す実施
例において、高周波電極23の上側にガス流出孔53を設
け、このガス流出孔53からたとえばN2 ガスを流出する
ものである。
【0047】これにより、高周波電極23の上側への成膜
用ガスの流入を抑え、高周波電極23の側面および高周波
電極23の上側への膜付着を防止できる。
【0048】ここで、図1に示すサセプタ27の側面のガ
ス流出孔45、図3に示すサセプタ27の下側のガス流出孔
51、図4に示す高周波電極23の側面のガス流出孔52、お
よび、高周波電極23の上側のガス流出孔53から流出され
るガスは、N2 以外のH2 、He、Arのいずれか1
種、もしくは、これら4種のいずれかのガスを主成分と
する混合ガスであってもよい。
【0049】また、サセプタ27および高周波電極23が垂
直に対向して配置された平行平板型のプラズマCVD装
置においても、サセプタと高周波電極との間の空間を除
いた部分にガス流出孔を設け、そのガス流出孔より非成
膜ガスを流出することで、同様の効果を得ることもでき
る。
【0050】
【発明の効果】本発明によれば、サセプタと高周波電極
との間の空間を除いた部分にガス流出孔を設け、このガ
ス流出孔より非成膜ガスを流出するさせることにより、
成膜時にサセプタおよび高周波電極のそれぞれ対向しな
い面への膜付着を防止できるとともに、プラズマクリー
ニングにより、反応室内の膜の除去も行なえ、歩留まり
の向上などを図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプラズマCVD装置の一実施例の反応
室を示す説明図である。
【図2】同上プラズマCVD装置の配設状態を示す説明
図である。
【図3】同上他の実施例のプラズマCVD装置の反応室
を示す説明図である。
【図4】同上また他の実施例のプラズマCVD装置の反
応室を示す説明図である。
【図5】同上さらに他の実施例のプラズマCVD装置の
反応室を示す説明図である。
【図6】アクティブマトリクス型の液晶表示装置のマト
リクスアレイ基板の構造を示す断面図である。
【図7】従来例のプラズマCVD装置の反応室を示す説
明図である。
【符号の説明】
22 反応室 23 高周波電極 25 接地電極 26 加熱手段としてのヒータ 27 サセプタ 45,51,52,53 ガス流出孔

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 接地電極およびこの接地電極を加熱する
    加熱手段が一体化されたサセプタと、 このサセプタに対して平行に対向して設けられた高周波
    電極と、前記サセプタおよび高周波電極間に位置する空
    間を除いた部分から非成膜ガスを流出するガス流出孔と
    を備えた反応室を具備したことを特徴とするプラズマC
    VD装置。
  2. 【請求項2】 非成膜ガスは、N2 、H2 、He、Ar
    のうち少なくともいずれか1つ、もしくは、いずれかを
    主成分とする混合ガスであることを特徴とする請求項1
    記載のプラズマCVD装置。
  3. 【請求項3】 ガス流出孔は、サセプタの側面に設けら
    れていることを特徴とする請求項1または2記載のプラ
    ズマCVD装置。
  4. 【請求項4】 ガス流出孔は、サセプタより下側の部分
    に設けられていることを特徴とする請求項1または2記
    載のプラズマCVD装置。
  5. 【請求項5】 ガス流出孔は、高周波電極の側面に設け
    られていることを特徴とする請求項1または2記載のプ
    ラズマCVD装置。
  6. 【請求項6】 ガス流出孔は、高周波電極の上側の部分
    に設けられていることを特徴とする請求項1または2記
    載のプラズマCVD装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020231621A1 (en) * 2019-05-15 2020-11-19 Applied Materials, Inc. Methods of reducing chamber residues

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