JPH1041286A - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大面積の成膜を行う場合、放電用電極周囲の発
生微粒子の成長の促進によって基板へパーティクルが付
着し、品質劣化と排気系機器及び成膜ユニットのメンテ
ナンス増等、コスト高の要因となっている。 【解決手段】複数個の反応ガス噴出穴(7) を設けた反応
ガス供給管(4) 及びこの反応ガス供給管(4) と離間して
配置された放電用電極(8) を有した成膜ユニット(1)
と、前記放電用電極(8) と平行に配置され、基板(6) を
支持するヒータ(5)とを具備し、前記基板(6) に非晶質
薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置において、前記反応
ガス供給管(4) と放電用電極(8) 間に複数の第１のガス
ガイド板(9)を立てかけて配置したことを特徴とするプ
ラズマＣＶＤ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラズマＣＶＤ装置
に関し、特に半導体薄膜や半導体保護膜等の大面積の薄
膜を製造する際に適したプラズマＣＶＤ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プラズマＣＶＤ装置としては、図
３に示す構成のものが知られている。図中の符番31は、
反応容器内に配置された成膜ユニットである。この成膜
ユニット31の筐体32内には、反応ガスを供給するマニホ
ルド33、このマニホルド33に連結して並行に配列された
複数の反応ガス供給管34が配置されている。これらの反
応ガス供給管34には、ヒータ35に密着支持された基板36
側へ反応ガスを供給する反応ガス噴出穴（図示せず）が
複数個設けられている。前記反応ガス供給管34と基板36
間には、放電用電極37が配置されている。なお、図中の
符番38は、グロー放電プラズマ高圧領域である。

【０００３】こうした構成のプラズマＣＶＤ装置におい
ては、マニホルド33から反応ガス供給管34へ供給された
ガスは、放電用電極37のグロー放電プラズマ高圧領域を
通過した後、基板側へ流れ、ラジカル反応ガスは基板36
に堆積される。この際、反応ガスは放電用電極37周囲で
は急激なガス分解のため雰囲気が局部的に増加し、基板
36へのラジカル化反応ガスの到達遅延及び反応ガス新陳
代謝不足のため、放電用電極周囲の発生微粒子の成長を
促進することになる。

【０００４】この発生微粒子はパーティクルが基板36に
付着すると、欠陥となり、歩留りを低下させる。ここ
で、パーティクルいわゆるゴミは、反応生成物であった
り、基板や周辺材料の剥離物であったりする。そのた
め、成膜ユニットの定期的清掃、排気ライン，真空ポン
プ等のメンテナンスが重要であり、セルフクリーニング
機構の多用も不可欠である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のプラズマＣＶＤ
装置においては、大面積の成膜を行う場合、放電用電極
周囲の発生微粒子の成長の促進によって基板36へパーテ
ィクルが付着し、品質劣化と排気系機器及び成膜ユニッ
ト31のメンテナンス増等、コスト高の要因となってい
る。

【０００６】本発明はこうした事情を考慮してなされた
もので、反応ガス供給部材と放電用電極間に複数の第１
のガスガイド板を立てかけて配置することにより、放電
用電極近傍まで反応ガスを導入して、放電用電極周囲の
微粒子を拡散させ、パーティクル成長の抑制する作用を
利用してパーティクルの低減とメンテナンスの減少を同
時になしえるプラズマＣＶＤ装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、反応容器内に
収容され、複数個の反応ガス噴出穴を設けた反応ガス供
給部材及びこの反応ガス供給部材と離間して配置された
放電用電極を有した成膜ユニットと、前記放電用電極と
平行に配置され、被処理物を支持するヒータとを具備
し、前記被処理物に非晶質薄膜を形成するプラズマＣＶ
Ｄ装置において、前記反応ガス供給部材と放電用電極間
に複数の第１のガスガイド板を立てかけて配置したこと
を特徴とするプラズマＣＶＤ装置である。

【０００８】本発明において、前記第１のガスガイド板
は、通常直角に立てかけて配置することが好ましいが、
反応ガスの流れを基板側へスムーズに誘導できれば、若
干傾斜してもよい。

【０００９】本発明において、前記第１のガスガイド板
とは異なる第２のガスガイド板を、両ガスガイド板で格
子状となるように前記反応ガス供給部材と放電用電極間
に立てかけて配置することが好ましい。これにより、上
下及び水平方向への反応ガスの流れをさらに均一化し、
放電用電極のグロー放電プラズマ高圧領域を短時間で通
過することができ、発生微粒子の過剰な成長を抑制する
効果が更に向上し、均一した膜を基板へ付着することが
できる。

【００１０】本発明において、反応ガス供給部材は後述
する実施例１，２のように反応ガス噴出穴を有したパイ
プ状のもの（反応ガス供給管）でもよいし、あるいは反
応ガス噴出穴を複数格子状に有したプレート状のもので
もよい。

【００１１】従来は、放電用電極の周囲では急激なガス
分解のため、雰囲気圧力が局部的に増加し、反応ガス供
給部材からの反応ガスの流れが放電用電極を通過しにく
く、また基板へ到達しにくくかった。しかるに、本発明
では、上記したように第１のガスガイド板を立てかけて
配置した構成を採ることにより、放電用電極近傍まで反
応ガスを導入して放電用電極周囲の発生微粒子を拡散さ
せ、パーティクルの成長を抑制する。また、基板へラジ
カル化反応ガスの到達時間の遅延防止及び反応ガス新陳
代謝の促進におおいに寄与するものと推測され、パーテ
ィクルの低減とスループットの向上が可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。 （実施例１）図１及び図２を参照する。ここで、図１は
本発明の実施例１に係るプラズマＣＶＤ装置の要部を一
部切欠して示す斜視図、図２は図１の筐体，マニホルド
を除く平面図である。

【００１３】図中の符番１は、反応容器内に配置された
成膜ユニットである。この成膜ユニット１の筐体２内に
は、反応ガスを供給するマニホルド３、該マニホルド３
に連結して並行に配列された複数の反応ガス供給管４が
配置されている。これらの反応ガス供給管４には、ヒー
タ５に適宜な手段で密着支持された基板６側へ反応ガス
を供給する反応ガス噴出穴７が複数個設けられている。
前記反応ガス供給管４と基板６間には、放電用電極８が
配置されている。前記反応ガス供給管４と放電用電極８
間には、複数の第１のガスガイド板９が等間隔に直角に
立てかけて配置されている。なお、図２中の符番10は、
グロー放電プラズマ高圧領域である。

【００１４】こうした構成のプラズマＣＶＤ装置は、真
空の反応容器内部に基板６が台車で搬入されたものを受
け取る機能を有し、薄膜製造に際しては、基板６をヒー
タ５に密着させた後、成膜ユニット１も基板６へ密着さ
せる。図示しないが、反応容器の外部のボンベより配管
によってマニホルド３へ成膜用混合ガスを導入する。成
膜用混合ガスはマニホルド３から複数の反応ガス供給管
４へ流れ、該供給管４のガス噴出穴７より吐出し、基板
側へ向う。しかるに、ガス噴出穴７より吐出したガスは
第１のガスガイド板９に沿って流れ、成膜ユニット１側
面への流路となり、反応容器内に充満するが、図示しな
いはっ反応容器の排気口で内部圧力を調整（約１．０Ｔ
orr ）しながら排気する。圧力が一定になった後、放電
用電極８に高周波電力を供給すると、放電用電極８のま
わりにグロー放電プラズマが発生する。即ち、放電用電
極８と基板６の間もほぼ一様な発光がみられ、供給され
た混合ガスのラジカル化された膜が基板に一様に付着す
る。

【００１５】このように、上記実施例１に係るプラズマ
ＣＶＤ装置によれば、複数の反応ガス供給管４と放電用
電極８間に、複数の第１のガスガイド板９を等間隔に直
角に立てかけて配置した構成にすることにより、放電用
電極近傍まで反応ガスを導入して放電用電極周囲の発生
微粒子を拡散させ、パーティクルの成長を抑制する。ま
た、基板へラジカル化反応ガスの到達時間の遅延防止及
び反応ガス新陳代謝の促進におおいに寄与するものと推
測され、パーティクルの低減とスループットの向上が可
能となる。

【００１６】事実、実施例１に係るプラズマＣＶＤ装置
を用いて基板全面にパッシベーション膜を成膜したとこ
ろ、パーティクル量を従来のそれ（０．２０ｇ）の１／
１０（０．０２ｇ）に低減でき、かつ従来の成膜速度を
２倍程度上回る効果が得られた。従って、アモルファス
シリコン薄膜，アモルファスシリコン太陽電池，薄膜半
導体，光センサー，及びその他半導体保護膜等の製造分
野では非常に価値がある。

【００１７】なお、上述したようなパーティクルの減少
は、基板生産歩留りの上昇，ポンプ排気系機器、及び成
膜ユニットのメンテナンス，セルフクリーニングの減少
にむすびつき、コスト低減にも非常に有効である。

【００１８】（実施例２）図４を参照する。但し、図
１，図２と同部材は同符号を付して説明を省略し、要部
のみ説明する。図中の符番41は、第１のガスガイド板９
と格子状となるように前記反応ガス供給管４と放電用電
極８間に直角に立てかけて配置された第２のガスガイド
板である。

【００１９】このように、上記実施例２に係るプラズマ
ＣＶＤ装置によれば、第２のガスガイド板41を反応ガス
供給管４と放電用電極８間に第１のガスガイド板９と格
子状となるように直角に立てかけて配置した構成となっ
ている。こうした装置において、反応ガス供給管４のガ
ス噴出穴７から吐出した反応ガスは格子状に取り付けら
れたガスガイド板９，41に沿って流れるため、上下及び
水平方向への反応ガスの流れをさらに均一化し、放電用
電極８のグロー放電プラズマ高圧領域10を実施例１の場
合より短時間で通過することができ、発生微粒子の過剰
な成長を抑制する効果が更に向上し、均一した膜を基板
６へ付着することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、反
応ガス供給部材と放電用電極間に複数の第１のガスガイ
ド板を立てかけて配置することにより、放電用電極近傍
まで反応ガスを導入して、放電用電極周囲の微粒子を拡
散させ、パーティクル成長の抑制する作用を利用してパ
ーティクルの低減とメンテナンスの減少を同時になしえ
るプラズマＣＶＤ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係るプラズマＣＶＤ装置の
一部切欠した状態の斜視図。

【図２】図１のプラズマＣＶＤ装置の筐体及びマニホル
ドを除く平面図。

【図３】従来のプラズマＣＶＤ装置の平面図。

【図４】本発明の実施例２に係るプラズマＣＶＤ装置の
一部切欠した状態の斜視図。

【符号の説明】

１…成膜ユニット、 ２…筐体、 ３…マニホルド、 ４…反応ガス供給管、 ５…ヒータ、 ６…基板、 ７…反応ガス噴出穴、 ８…放電用電極、 ９…第１のガスガイド板、 10…グロー放電プラズマ高圧領域、 41…第２のガスガイド板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 克俊 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 大石 正純 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応容器内に収容され、複数個の反応ガ
   ス噴出穴を設けた反応ガス供給部材及びこの反応ガス供
   給部材と離間して配置された放電用電極を有した成膜ユ
   ニットと、前記放電用電極と平行に配置され、被処理物
   を支持するヒータとを具備し、前記被処理物に非晶質薄
   膜を形成するプラズマＣＶＤ装置において、 前記反応ガス供給部材と放電用電極間に複数の第１のガ
   スガイド板を立てかけて配置したことを特徴とするプラ
   ズマＣＶＤ装置。
2. 【請求項２】 前記第１のガスガイド板とは異なる第２
   のガスガイド板を、両ガスガイド板で格子状となるよう
   に前記反応ガス供給部材と放電用電極間に立てかけて配
   置したことを特徴とする請求項１記載のプラズマＣＶＤ
   装置。