JPH0950990A - シリコン酸化膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温プロセスを用いながら、緻密な膜質を有
するシリコン酸化膜を、高い成膜速度で、大面積の基板
上における膜厚の均一性を満足させながら形成すること
のできるシリコン酸化膜の製造方法を提供すること。 【解決手段】 プラズマ化学気相堆積法を用い、シリコ
ンを供給するための原料ガスとしてテトラエトキシシラ
ンを用いるとともに、プラズマを発生させるための電極
間距離を約１３ｍｍ以下とした条件下でシリコン酸化物
を形成する。また、反応室内を約６５０ｍＴｏｒｒより
低い圧力とした条件下でシリコン酸化物を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
などに用いる大面積基板の表面に下地保護膜などとして
シリコン酸化膜を形成する方法に関するものである。さ
らに詳しくは、プラズマ化学気相堆積法を用いたシリコ
ン酸化膜の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置その他の装置を製造する際に
は、シリコン酸化膜を形成することが多々あり、たとえ
ば、液晶ディスプレイのアクティブマトリクス基板の製
造工程では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を作り込む前
に、基板の表面に下地保護膜としてシリコン酸化膜を形
成しておくことがある。このシリコン酸化膜を製造する
方法としては、液晶ディスプレイの大面積化、低コスト
化などを図るという観点より、安価なガラス基板を使用
可能とする低温プロセスが望まれている。かかるシリコ
ン酸化膜を低温で形成する技術としては、従来より、常
圧ＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、ＥＣＲ−ＣＶＤ法などの成膜方
法があるが、常圧ＣＶＤ、減圧ＣＶＤ法は、生産性は高
いが、シリコン酸化膜としての安定性が劣る。また、Ｅ
ＣＲ−ＣＶＤ法では、膜質が比較的良好であるが、生産
性が著しく低いという問題点がある。

【０００３】さらに、シリコン酸化膜を形成するための
低温プロセスとしては、上記の成膜方法の他にも、プラ
ズマ化学気相堆積方法（プラズマＣＶＤ法）がある。プ
ラズマＣＶＤ法は、電極間に高周波を加えることによ
り、反応室内において原料ガスに放電を起こさせ、それ
によって形成されたプラズマにより、原料ガスが分解し
て反応を起こし、膜が形成されるという成膜方法であ
る。かかる成膜方法は、成膜速度が高いこと、基板に加
わるストレスが小さいこと、ステップカバレージが良い
ことなどの利点があるため、これまでにも、半導体集積
回路の層間絶縁膜の形成に用いられている。また、シャ
ープ技報（第６１号・１９９５年４月号）に記載されて
いるように、ＴＦＴのゲート絶縁膜を形成するための成
膜方法としても注目されつつある。ここに検討されてい
るプラズマＣＶＤ法の条件は、あくまで、プラズマを発
生させるための電極間距離が３５ｍｍから６５ｍｍまで
の範囲、反応室内の圧力が８００ｍＴｏｒｒから１２０
０ｍＴｏｒｒまでの範囲であり、かかる範囲を越えた条
件では、ＴＦＴのゲート絶縁膜を形成するのに適してい
ないというのが、シャープ技報（第６１号・１９９５年
４月号）などで示唆されている内容である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラズ
マＣＶＤ法は、上記の条件範囲内で各パラメータを変え
て種々検討されているものの、ＴＦＴなどの製造プロセ
スに本格的に適用されるまでには至っていない。その理
由は、シリコンウェーファなどといった比較的狭い基板
上にシリコン酸化膜を堆積する場合と相違して、大型絶
縁基板上にシリコン酸化膜を形成する場合には、成膜速
度が高いこと、基板に加わるストレスが小さいこと、ス
テップカバレージが良いことだけでなく、この分野特有
の追加の要件があるからである。すなわち、基板の下地
保護膜やＴＦＴのゲート絶縁膜等として形成する以上、
膜の緻密さが良好であって、しかも、３６０ｍｍ×４６
５ｍｍといった大面積の基板全面においてシリコン酸化
膜を均一に成膜できることが求められ、従来のように、
半導体集積回路の層間絶縁膜の形成に用いられていた成
膜条件を基板の下地保護膜やＴＦＴのゲート絶縁膜等の
形成にそのまま適用しただけでは、上記の要件を満たす
ことができないからである。

【０００５】たとえば、プラズマＣＶＤ法において、緻
密なシリコン酸化膜を得るという観点から、電極間距離
を３５ｍｍ、反応室内の圧力を１５００ｍＴｏｒｒ、原
料ガスであるＴＥＯＳガス流量を３０ＳＣＣＭ以下とし
た条件でシリコン酸化膜を形成すると、成膜速度が２５
０オングストローム／分程度と著しく低下するだけでな
く、後述する評価方法により式（１）から求めた値で膜
厚のばらつきを表せば、その値が約２０％と極めて大き
いという結果になる。ここで、ＴＦＴなどの製造工程に
本格的に適用するには、７００オングストローム／分以
上の成膜速度を維持し、かつ、膜厚のばらつきを１０％
以下に抑える必要がある。

【０００６】かかる問題点に鑑みて、本発明の目的は、
低温プロセスを用いながら、成膜速度が高く、かつ、大
面積の基板上における膜厚の均一性が高く、しかも緻密
なシリコン酸化膜を形成できるシリコン酸化膜の製造方
法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願発明者は、プラズマＣＶＤ法においてこれまで
適さないと考えられていた条件についても繰り返し検討
を行った結果、かかる条件範囲において、良好なシリコ
ン酸化膜を形成できることを見いだし、かかる成膜条件
のもとで形成したシリコン酸化膜を基板の下地保護膜な
どとして用いることを提案するものである。

【０００８】請求項１のシリコン酸化膜の製造方法は、
プラズマ化学気相堆積法を用いたシリコン酸化膜の製造
方法であって、シリコンを供給するための原料ガスとし
てテトラエトキシシランを用いるとともに、プラズマを
発生させるための電極間距離を約１３ｍｍ以下とした条
件下でシリコン酸化物を形成することを特徴とする。

【０００９】この条件であれば、成膜速度や膜厚の均一
性を犠牲にすることなく、シリコン酸化膜の緻密さを向
上することができる。それ故、アクティブマトリクス基
板などといった大型の基板上に下地保護膜などとして膜
質のよいシリコン酸化膜を高い生産性をもって製造する
ことができる。

【００１０】また、請求項２のシリコン酸化膜の製造方
法は、プラズマ化学気相堆積法を用いたシリコン酸化膜
の製造方法であって、シリコンを供給するための原料ガ
スとしてテトラエトキシシランを用いるとともに、反応
室内を約６５０ｍＴｏｒｒより低い圧力とした条件下で
シリコン酸化物を形成することを特徴とする。

【００１１】この条件であれば、膜厚の均一性を良好と
しながら、シリコン酸化膜の緻密さを向上することがで
きる。この場合でも十分な成膜速度が得られている。そ
れ故、アクティブマトリクス基板などといった大型の基
板上に下地保護膜などとして膜質のよいシリコン酸化膜
を高い生産性をもって製造することができる。

【００１２】さらに、請求項３のシリコン酸化膜の製造
方法は、請求項１のシリコン酸化膜の製造方法におい
て、シリコンを供給するための原料ガスとしてテトラエ
トキシシランを用いるとともに、反応室内を約６５０ｍ
Ｔｏｒｒより低い圧力とした条件下でシリコン酸化物を
形成することを特徴とする。

【００１３】この条件であれば、電極間に印加する電磁
波のパワー（電源の出力）を小さくするほど、膜厚の均
一性を向上することができ、この場合でも、成膜速度が
低下せず、また、ウェットエッチング速度から判断し
て、十分な緻密さ、安定性を確保できる。同様に、シリ
コン酸化膜の緻密さを高めても、成膜速度として、７０
０オングストローム／分以上を確保することができ、ま
た、膜厚の均一性についても十分なレベルを確保でき
る。

【００１４】さらにまた、請求項４のシリコン酸化膜の
製造方法は、請求項１乃至３のいずれかのシリコン酸化
膜の製造方法において、酸素を供給するための原料ガス
として酸素ガスを用いてシリコン酸化物を形成すること
を特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明を説明す
る。

【００１６】〔プラズマ化学気相堆積装置の構成〕本例
のシリコン酸化膜の製造方法は、アクティブマトリクス
基板の製造工程において行う基板上への下地保護膜の形
成工程をはじめ、各種の工程に利用でき、いずれも場合
にも、図１および図２に示すプラズマＣＶＤ装置（プラ
ズマ化学気相堆積装置）を用いることができる。

【００１７】図１は、プラズマＣＶＤ装置の反応室付近
の概略平面図、図２は、そのＡ−Ａ′線における断面図
である。

【００１８】これらの図において、本例のプラズマＣＶ
Ｄ装置２００は、容量結合型であり、プラズマは、高周
波電源を用いて平行平板電極間に発生させるようになっ
ている。

【００１９】プラズマＣＶＤ装置２００において、反応
室２０１は、反応容器２０２によって外気から隔絶さ
れ、成膜中には、約５ｍｔｏｒｒから約５ｔｏｒｒまで
の減圧状態とされる。反応容器２０２の内部には、下部
平板電極２０３と上部平板電極２０４が互いに平行に配
置されており、これらの２枚の電極が平行平板電極を構
成している。下部平板電極２０３と上部平板電極２０４
とからなる平行平板電極の間が反応室２０１である。本
例では、４１０ｍｍ×５１０ｍｍの平行平板電極を用
い、電極間距離は可変である。反応室２０１の容積も、
電極間距離の変更にともなって２０９１ｃｍ³ から１０
４５５ｃｍ³ までの範囲で可変である。電極間距離の変
更は、下部平板電極２０３の位置を上下させることによ
り行うことができ、任意の距離に設定できる。電極間距
離をある値に設定したときの平行平板電極の面内におけ
る電極間距離の偏差は、わずか０．１ｍｍである。従っ
て、電極間に生じる電界強度の偏差は、平行平板電極の
面内において１．０％以下であり、プラズマは、反応室
２０１において均質に発生する。

【００２０】下部平板電極２０３の上には、薄膜を堆積
すべきガラス製の大型の基板２０５が置かれ、基板２０
５の縁辺部２ｍｍがシャドーフレーム２０６により押さ
えつけられる。なお、図２では、装置の構成をわかりや
すいようにシャドーフレーム２０６を省略してある。

【００２１】下部平板電極２０３の内部には、基板２０
５を加熱するためのヒーター２０７が設けられており、
下部平板電極２０３の温度は、２５℃から４００℃まで
の間で任意に設定できる。電極の温度をある値に設定し
たとき、周辺５ｍｍを除く下部平板電極２０３の面内に
おける温度分布は、設定温度に対して±１．０℃以内で
あり、基板２０５の大きさを４００ｍｍ×５００ｍｍに
設定しても、基板２０５の面内における温度偏差を２．
０℃以下に保つことができる。

【００２２】シャドーフレーム２０６は、例えば、基板
２０５として汎用のガラス基板（例えば、コーニングジ
ャパン株式会社製♯７０５９、日本電気硝子株式会社製
ＯＡ−２、またはＮＨテクノグラス株式会社製ＮＡ３５
等）を用いたとき、基板２０５がヒーター２０７からの
熱によって凹形に変形するのを防ぐとともに、基板のエ
ッジ部、裏面に不要な薄膜が形成されないように、基板
２０５を押さえている。

【００２３】原料となる気体と、必要に応じて追加の気
体とからなる反応ガスは、配管２０８を通して上部平板
電極２０４の内部に導入され、さらに上部平板電極２０
４の内部に設けられたガス拡散板２０９の間をすり抜け
て上部平板電極２０４の全面から略均一な圧力で反応室
２０１の流れ出る。成膜中であれば、反応ガスの一部
は、上部平板電極２０４から出たところで電離し、平行
平板電極間にプラズマを発生させる。反応ガスの一部な
いし全部は、成膜に関与する。これに対し、成膜に関与
しなかった残留反応ガス、および成膜の化学反応の結果
として生じた生成ガスは、排気ガスとして、反応容器２
０２の周辺上部に設けられた排気穴２１０から排出され
る。

【００２４】排気穴２１０のコンダクタンスは、平行平
板電極間のコンダクタンスの１００倍以上であることが
好ましい。さらに、平行平板電極間のコンダクタンス
は、ガス拡散板２０９のコンダクタンスよりも十分に大
きく、やはり、その値は、ガス拡散板２０９のコンダク
タンスの１００倍以上であることが好ましい。このよう
に構成することにより、４１０ｍｍ×５１０ｍｍの大型
の上部平板電極２０４の全面より略均一な圧力で反応ガ
スが反応室２０１に導入され、同時に排気ガスが反応室
２０１から全ての方向に均等な流量で排出される。

【００２５】各種の反応ガスの流量は、配管２０８に導
入される前にマス・フロー・コントローラー（図示せ
ず。）により所定の値に調整される。また、反応室２０
１の内部の圧力は、排気穴の出口に設けられたコンダク
タンス・バルブ２１１により所定の値に調整される。コ
ンダクタンス・バルブ２１１の排気側には、ターボ分子
ポンプ等の真空排気装置（図示せず。）が設けられてい
る。本例では、オイル・フリーの磁気浮上型ターボ分子
ポンプが真空排気装置の一部として用いられ、反応室内
の背景真空度を１０^-7ｔｏｒｒ台としている。

【００２６】図１および図２には、ガスの流れを矢印で
示してある。反応容器２０２および下部平板電極２０３
は、接地電位にあり、これらと上部平板電極２０４と
は、絶縁リング２１２により電気的な絶縁状態が保たれ
る。プラズマ発生時には、発振源２１３（電源）から出
力されたＲＦ波が増幅器２１４にて増幅された後、マッ
チング回路２１５を介して上部平板電極２０４に印加さ
れる。

【００２７】本例で用いたプラズマＣＶＤ装置２００
は、上述のとおり、電極間距離およびガス流に極めて精
巧な制御を実現したことにより、４００ｍｍ×５００ｍ
ｍの大型の基板にも対応できる薄膜形成装置として構成
されている。これらの基本的な設計思想され踏襲すれ
ば、さらに大型の基板にも容易に対応でき、５５０ｍｍ
×６５０ｍｍほどの大型の基板にも十分に対応し得る装
置を構成できる。

【００２８】本例では、ＲＦ電源を用いているが、マイ
クロ波やＶＨＦ波を発する電源を用いてもよい。また、
ＲＦ電源では、工業用ＲＦ周波数（１３．５６ＭＨｚ）
の整数倍である２７．１２ＭＨｚ、４０．６ＭＨｚ、５
４．２４ＭＨｚ、６７．８ＭＨｚ等、いずれの周波数に
設定してもよい。かかる周波数の変更は、発振源２１
３、増幅器２１４、およびマッチング回路２１５を交換
することにより容易に行うことができる。 なお、電磁波
プラズマでは、周波数を上げると、プラズマ中の電子温
度が上がり、ラジカルの発生が容易になる。

【００２９】〔成膜条件と成膜特性との検討結果〕かか
るプラズマＣＶＤ装置を用いて、本例では、表１に示す
条件についてシリコン酸化膜を形成し、その成膜特性を
評価した。 各評価結果を、図３ないし図１４に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】この検討では、３６０ｍｍ×４６５ｍｍの
基板上に、成膜条件を以下に説明するように変えなが
ら、プラズマＣＶＤ法によりシリコン酸化膜を形成す
る。このプラズマＣＶＤ法における成膜条件として、今
回の評価では、ＴＥＯＳの流量、ＲＦ電源のパワー（出
力）、平行平板電極の電極間距離、反応室内の圧力（真
空度）を変えてシリコン酸化膜を形成する。

【００３２】ここで、その成膜速度（成膜特性）を測定
するとともに、端部から１２ｍｍを除く領域について対
角線上に成膜後の膜厚を測定し、膜厚のばらつき（成膜
特性）を測定する。

【００３３】膜厚に係る各測定値のうち、結果を示す各
グラフ（図３ないし図１４）において、白丸で表してあ
るのは、段差測定法による測定結果であり、黒丸で表し
てあるのは、エリプソメトリによる測定結果である。

【００３４】成膜速度は、スループットを向上するとい
う観点からすれば、高いほど好ましいが、７００オング
ストローム／分程度でも許容できるレベルである。

【００３５】なお、膜厚のばらつきは、以下の式で求め
た値により評価する。

【００３６】

【数１】

【００３７】膜厚の均一性としては、基板上の各ＴＦＴ
の安定性という観点からすれば、１０％以下であること
が好ましい。

【００３８】また、シリコン酸化膜の緻密さを評価する
にあたって、本例では、エッチング液中でのシリコン酸
化膜のエッチング速度（Ｗ．Ｅ．Ｒ）で評価する。ここ
に用いたエッチング液は、フッ化水素とフッ化アンモニ
ウムとを１：６の比率で配合したバッファ液である。こ
の評価方法において、緻密なシリコン酸化膜であるほ
ど、エッチング速度が低く、アクティブマトリクス基板
の下地保護膜などとして適しており、緻密なシリコン酸
化膜の代表であるシリコンの熱酸化膜の場合、約１００
０オングストローム／分であるが、ほぼ２２００オング
ストローム／分以下のエッチング速度であれば、許容で
きる。なお、ウェットエッチング速度が遅くても、シリ
コン酸化膜の組成から大きくずれていることがあるた
め、シリコン酸化膜としての緻密さ、安定性を正確に評
価できるように、いずれのシリコン酸化膜についても、
屈折率を併せて測定し、いずれの膜もシリコン酸化膜で
あることを確認した。

【００３９】（検討１）表１に示すように、検討１で
は、ＴＥＯＳの流量を１２０ＳＣＣＭ、酸素の流量を３
０００ＳＣＣＭ、ＲＦ電源のパワーを９００Ｗ、反応室
の圧力を６５０ｍＴｏｒｒ、成膜時の基板温度を３００
℃に固定し、平行平板電極の電極間距離を１１．４ｍｍ
から１２．７ｍｍまでの範囲で変えて、平行平板電極の
電極間距離と成膜特性（成膜速度、ウェットエッチング
速度、膜厚のばらつき）との関係を評価した。その結果
を図３〜図５に示す。

【００４０】図３〜図５に示すように、平行平板電極の
電極間距離を変えたとき、成膜速度および膜厚の均一性
は変化しないが、平行平板電極の電極間距離を小さくす
るほど、ウェットエッチング速度が小さくなる。すなわ
ち、平行平板電極の電極間距離が約１３ｍｍ以下であれ
ば、１２００オングストローム／分という高い成膜速
度、および膜厚のばらつきが約５％という良好な膜厚の
均一性を確保しながら、シリコン酸化膜の緻密さを向上
させることができる。

【００４１】（検討２）表１に示すように、検討２で
は、ＴＥＯＳの流量を１２０ＳＣＣＭ、酸素の流量を３
０００ＳＣＣＭ、ＲＦ電源のパワーを９００Ｗ、平行平
板電極の電極間距離を１２．７ｍｍ、成膜時の基板温度
を３００℃に固定し、反応室の圧力を５００ｍＴｏｒｒ
から６５０ｍＴｏｒｒまでの範囲で変えて、反応室の圧
力と成膜特性（成膜速度、ウェットエッチング速度、膜
厚のばらつき）との関係を評価した。その結果を図６〜
図８に示す。

【００４２】図６〜図８に示すように、反応室の圧力を
変えたとき、膜厚の均一性はあまり変化しないが、反応
室の圧力を下げるほど、ウェットエッチング速度が小さ
くなる。すなわち、反応室の圧力が６５０ｍＴｏｒｒ以
下であれば、７００オングストローム／分以上という十
分な成膜速度、および膜厚のばらつきが約５％という良
好な膜厚の均一性を確保しながら、シリコン酸化膜の緻
密さを向上させることができる。

【００４３】（検討３）表１に示すように、検討３で
は、ＴＥＯＳの流量を１２０ＳＣＣＭ、酸素の流量を３
０００ＳＣＣＭ、平行平板電極の電極間距離を１２．７
ｍｍ、反応室の圧力を６５０ｍＴｏｒｒ、成膜時の基板
温度を３００℃に固定し、ＲＦ電源のパワーを９００Ｗ
から１２００Ｗまでの範囲で変えて、ＲＦ電源のパワー
と成膜特性（成膜速度、ウェットエッチング速度、膜厚
のばらつき）との関係を評価した。その結果を図９〜図
１１に示す。

【００４４】図９〜図１１に示すように、電極間距離が
約１３ｍｍ以下、かつ、反応室の圧力が約６５０ｍＴｏ
ｒｒ以下の条件下においては、電極間に印加する電磁波
のパワー（電源の出力）を小さくするほど、膜厚の均一
性は向上する。この場合でも、成膜速度は低下しない。
また、ウェットエッチング速度から判断して、シリコン
酸化膜に十分な緻密さ、安定性を確保できる。すなわ
ち、電極間距離が約１３ｍｍ以下、かつ、反応室の圧力
が約６５０ｍＴｏｒｒ以下の条件下において、電極間に
印加する電磁波のパワー（電源の出力）を９００Ｗ位ま
で小さくすれば、１２００オングストローム／分という
高い成膜速度を確保しながら、膜厚のばらつきが約５％
という良好な膜厚の均一性を達成できる。この場合に、
ウェットエッチング速度は、やや高くなる傾向にある
が、それでも２２００オングストローム／分以下であ
る。

【００４５】（検討４）表１に示すように、検討４で
は、酸素の流量を３０００ＳＣＣＭ、ＲＦ電源のパワー
を９００Ｗ、平行平板電極の電極間距離を１２．７ｍ
ｍ、反応室の圧力を６５０ｍＴｏｒｒ、成膜時の基板温
度を３００℃に固定し、ＴＥＯＳの流量を８０ＳＣＣＭ
から１２０ＳＣＣＭまでの範囲で変えて、ＴＥＯＳガス
の流量と成膜特性（成膜速度、ウェットエッチング速
度、膜厚のばらつき）との関係を評価した。その結果を
図１２〜図１４に示す。

【００４６】図１２〜図１４に示すように、電極間距離
が約１３ｍｍ以下、かつ、反応室の圧力が約６５０ｍＴ
ｏｒｒ以下の条件下において、ＴＥＯＳ流量を下げるこ
とによりシリコン酸化膜の緻密さを高めても、成膜速度
として、７００オングストローム／分以上を確保するこ
とができ、また、膜厚のばらつきが約１０％以下という
十分な膜厚の均一性を確保できる。

【００４７】〔実施例の効果〕このように、シリコン酸
化膜を形成する際に、プラズマ化学気相堆積法を用いる
とともに、シリコンを供給するためのガスとしてＴＥＯ
Ｓを用い、かつ、プラズマを発生させるための電極間距
離を約１３ｍｍ以下とすると、成膜速度および膜厚の均
一性を犠牲にすることなく、シリコン酸化膜の緻密性
（耐ウェットエッチング性）を高めることができる。

【００４８】また、シリコン酸化膜を形成するにあたっ
て、プラズマ化学気相堆積法を用いるとともに、シリコ
ンを供給するためのガスとしてＴＯＥＳを用い、かつ、
反応室内の圧力を約６５０ｍＴｏｒｒ以下とすると、膜
厚の均一性を良好としながら、シリコン酸化膜の緻密さ
を向上することができる。この場合でも、成膜速度とし
て、７００オングストローム／分以上を確保できる。

【００４９】また、電極間距離が約１３ｍｍ以下、か
つ、反応室の圧力が約６５０ｍＴｏｒｒ以下の条件下で
あれば、電極間に印加する電磁波のパワー（電源の出
力）を小さくするほど、膜厚の均一性を向上することが
でき、この場合でも、成膜速度が低下しない。また、ウ
ェットエッチング速度から判断して、シリコン酸化膜と
して十分な緻密さを確保できる。同様に、電極間距離が
約１３ｍｍ以下、かつ、反応室の圧力が約６５０ｍＴｏ
ｒｒ以下の条件下であれば、ＴＥＯＳ流量を下げること
によりシリコン酸化膜の緻密さを高めても、成膜速度に
ついては、７００オングストローム／分以上を確保する
ことができ、かつ、膜厚の均一性についても十分なレベ
ルを確保できる。

【００５０】なお、平行平板電極の電極間距離および反
応室の圧力の下限については、製造すべきシリコン酸化
膜に要求される特性との関係、その他の成膜条件（ＴＥ
ＯＳ流量、酸素流量、パワー、温度）との関係から適正
な値に設定される。また、シリコン酸化膜の用途につい
ては、アクティブマトリクス基板における下地保護膜に
限らず、各種の絶縁膜、保護膜として利用でき、いずれ
の場合でも、基板が大きいほど、本例の効果をより活か
すことができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るＴＦ
Ｔの製造方法では、シリコン酸化膜をプラズマ化学気相
堆積法により製造するとともに、シリコンを供給するた
めの原料ガスとしてテトラエトキシシランを用い、か
つ、プラズマを発生させるための電極間距離を１３ｍｍ
以下とすることに特徴を有する。かかる条件によれば、
従来行われてきた評価結果からすれば、膜特性が低下す
ると見做されていた条件範囲であるにもかかわらず、成
膜速度や膜厚の均一性を犠牲にすることなく、シリコン
酸化膜の緻密さを向上することができる。それ故、アク
ティブマトリクス基板などといった大型の基板上に下地
保護膜などとして膜質のよいシリコン酸化膜を高い生産
性をもって製造することができる。

【００５２】また、本発明では、シリコン酸化膜をプラ
ズマ化学気相堆積法により製造するとともに、シリコン
を供給するための原料ガスとしてテトラエトキシシラン
を用い、かつ、反応室内の圧力を６５０ｍＴｏｒｒ以下
とすることに特徴を有する。かかる条件によれば、従来
行われてきた評価結果からすれば、膜特性が低下すると
見做されていた条件範囲であるにもかかわらず、膜厚の
均一性を良好としながら、シリコン酸化膜の緻密さを向
上することができる。この場合でも、成膜速度として
は、７００オングストローム／分以上を確保できる。そ
れ故、アクティブマトリクス基板などといった大型の基
板上に下地保護膜などとして膜質のよいシリコン酸化膜
を高い生産性をもって製造することができる。

【００５３】また、電極間距離が約１３ｍｍ以下、か
つ、反応室の圧力が約６５０ｍＴｏｒｒ以下の条件下で
あれば、電極間に印加する電磁波のパワー（電源の出
力）を小さくするほど、膜厚の均一性を向上することが
でき、この場合でも、成膜速度が低下しない。また、ウ
ェットエッチング速度から判断して、シリコン酸化膜と
して、十分な緻密さを確保できる。同様に、電極間距離
が約１３ｍｍ以下、かつ、反応室の圧力が約６５０ｍＴ
ｏｒｒ以下の条件下であれば、ＴＥＯＳ流量を下げるこ
とによりシリコン酸化膜の緻密さを高めても、成膜速度
については、７００オングストローム／分以上を確保す
ることができ、かつ、膜厚の均一性についても十分なレ
ベルを確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 プラズマ化学気相堆積装置の反応室付近の概
略平面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ′線における断面図である。

【図３】 本発明の実施例（検討１）において、成膜時
の電極間距離と成膜速度との関係を示すグラフである。

【図４】 本発明の実施例（検討１）において、成膜時
の電極間距離とウェットエッチング速度との関係を示す
グラフである。

【図５】 本発明の実施例（検討１）において、成膜時
の電極間距離と膜厚のばらつきとの関係を示すグラフで
ある。

【図６】 本発明の実施例（検討２）において、成膜時
の反応室の圧力と成膜速度との関係を示すグラフであ
る。

【図７】 本発明の実施例（検討２）において、成膜時
の反応室の圧力とウェットエッチング速度との関係を示
すグラフである。

【図８】 本発明の実施例（検討２）において、成膜時
の反応室の圧力と膜厚のばらつきとの関係を示すグラフ
である。

【図９】 本発明の実施例（検討３）において、成膜時
のＲＦ電源のパワー（出力）の流量と成膜速度との関係
を示すグラフである。

【図１０】 本発明の実施例（検討３）において、成膜
時のＲＦ電源のパワー（出力）とウェットエッチング速
度との関係を示すグラフである。

【図１１】 本発明の実施例（検討３）において、成膜
時のＲＦ電源のパワー（出力）と膜厚のばらつきとの関
係を示すグラフである。

【図１２】 本発明の実施例（検討４）において、成膜
時のＴＥＯＳガスの流量と成膜速度との関係を示すグラ
フである。

【図１３】 本発明の実施例（検討４）において、成膜
時のＴＥＯＳガスの流量とウェットエッチング速度との
関係を示すグラフである。

【図１４】 本発明の実施例（検討４）において、成膜
時のＴＥＯＳガスの流量と膜厚のばらつきとの関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

２００・・・プラズマＣＶＤ装置 ２０１・・・反応室 ２０３・・・下部平板電極 ２０４・・・上部平板電極 ２０６・・・シャドーフレーム ２０７・・・ヒーター ２１３・・・発振源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グオフォ フェング アメリカ合衆国カルフォルニア州サンタク ララ市バワーズアベニュー3050 アプライ ド コマツ テクノロジー株式会社内 (72)発明者 ロバート ロバートソン アメリカ合衆国カルフォルニア州サンタク ララ市バワーズアベニュー3050 アプライ ド コマツ テクノロジー株式会社内 (72)発明者 山本 正彦 アメリカ合衆国カルフォルニア州サンタク ララ市バワーズアベニュー3050 アプライ ド コマツ テクノロジー株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラズマ化学気相堆積法を用いたシリコ
   ン酸化膜の製造方法であって、シリコンを供給するため
   の原料ガスとしてテトラエトキシシランを用いるととも
   に、プラズマを発生させるための電極間距離を約１３ｍ
   ｍ以下とした条件下でシリコン酸化物を形成することを
   特徴とするシリコン酸化膜の製造方法。
2. 【請求項２】 プラズマ化学気相堆積法を用いたシリコ
   ン酸化膜の製造方法であって、シリコンを供給するため
   の原料ガスとしてテトラエトキシシランを用いるととも
   に、反応室内を約６５０ｍＴｏｒｒより低い圧力とした
   条件下でシリコン酸化物を形成することを特徴とするシ
   リコン酸化膜の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載のシリコン酸化膜の製造方
   法において、反応室内を６５０ｍＴｏｒｒより低い圧力
   とした条件下でシリコン酸化物を形成することを特徴と
   するシリコン酸化膜の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかの請求項に記
   載のシリコン酸化膜の製造方法において、酸素を供給す
   るための原料ガスとして酸素ガスを用いてシリコン酸化
   物を形成することを特徴とするシリコン酸化膜の製造方
   法。