JPH11181570A - プラズマcvd装置用電極板及びその表面処理方法 - Google Patents

プラズマcvd装置用電極板及びその表面処理方法

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JPH11181570A
JPH11181570A JP9348060A JP34806097A JPH11181570A JP H11181570 A JPH11181570 A JP H11181570A JP 9348060 A JP9348060 A JP 9348060A JP 34806097 A JP34806097 A JP 34806097A JP H11181570 A JPH11181570 A JP H11181570A
Authority
JP
Japan
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electrode plate
plasma cvd
reaction chamber
dust
cvd device
Prior art date
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JP9348060A
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English (en)
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Kenji Iida
謙二 飯田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマCVD装置の反応室(チャンバ
ー)1中において、CVDによる堆積層が剥離して生じ
るダスト量を低減することで、液晶セル等の製造におけ
る不良を減少させる。 【解決手段】 プラズマCVD装置中に装着される電極
板4の表面をブラスト処理又は溶射により、表面粗さ
が、最大高さ(Rmax)値において40〜100μm、
ピッチ(λa)値において50μm以下とする。電極板
4の表面とCVDによる堆積層との間でのアンカー効果
の増大により、層間接着性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示パネル、
LSI、又はその他電子デバイスの製造に用いるプラズ
マCVD装置に装着される電極板、およびその表面処理
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示パネル等の電子デバイスを製造
するにあたって、プラズマCVD(プラズマ化学気相堆
積)法による成膜装置が用いられる。プラズマCVDに
おいては、真空ポンプにより減圧された反応室(チャン
バー)中に高周波電力(RF)と反応ガスが導入され、
高電圧によりプラズマが作られる。
【0003】プラズマCVDにおいて、反応室箱体内壁
および反応室中に装着される電極板、特にRFを印加す
る電極板の表面に汚染物質が付着していると成膜対象物
を汚染しうるため、予め液体又は気体の腐食性の薬品で
もって十分に洗浄が行われている。このように洗浄され
た電極板表面は非常に清浄かつ平滑である。
【0004】しかし、以下のように、CVD堆積物その
ものに由来するダストが汚染物質と同様、不良の一つの
原因となっていた。
【0005】反応室内におけるプラズマCVDの位置選
択性が少ないため成膜対象物のみならず、反応室内の他
の表面上にも同様に堆積する。そして、堆積層が基材と
の熱膨張係数の違いなどにより徐々に剥離を起こす。こ
のようにして生じたダストは反応室内を浮遊して成膜対
象物表面に付着することとなり、特にある程度以上のサ
イズの粒子の場合に成膜不良を引き起こすため問題とな
っていた。
【0006】一方、このようなダストによる不良率を低
減するために、プラズマCVD反応室内表面の堆積層を
頻繁に除去することは、装置の生産効率を大きく損なう
こととなる。
【0007】図4には、ダスト量測定結果を示す。液晶
ディスプレイ装置のTFT(薄膜トランジスタ)の半導
体薄膜を形成するプラズマCVD工程において、ガラス
基板6に付着したダスト量を計数し、電極板上に堆積さ
れていく積層膜の厚さとの関係で示す。ここでは、不良
の原因となる、径5μm以上のダストのみを計数した。
また、ガラス基板6としては230×250mmの寸法
のものを用い、非晶質ケイ素(a−Si)薄膜を成膜す
るCVD工程について調べたものである。
【0008】図4に示すように、堆積層の厚さ(積層膜
厚)が10μm前後を越えるところから、ダスト量計数
値が急増する。特に、突出したピークが出現し、積層膜
厚10μm付近で既に約5千個、積層膜厚20〜23μ
mの領域では7500〜1万個という計測数ピーク値が
見られた。このようにダスト量が増加した時にCVDに
おいて、成膜不良が増加する。ここで、ダスト量の少な
い積層膜厚10μm以下の領域を含めて、積層膜厚25
μmまでの計測範囲におけるダスト量計測数の単純平均
値は2177であった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、プラズマC
VD装置のチャンバー中に装着される電極板において、
CVDによる堆積層との密着性を改善することで、CV
D反応室(チャンバー)中へのダスト発生の少ないもの
を与える。また、そのための電極板の表面処理方法を与
える。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1のプラズマCV
D装置用電極板は、電子デバイス製造用プラズマCVD
装置の反応室内に装着される電極板において、前記電極
板の表面粗さにおける最大高さの値が40〜100μm
であることを特徴とする。
【0011】電極板表面の表面粗さが十分に大きいた
め、CVDによる堆積層と電極板との密着性が大きくな
り、CVD工程中に堆積層の剥離によるダスト発生が低
減される。
【0012】請求項2のプラズマCVD装置用電極板に
おいては、電子デバイス製造用プラズマCVD装置の反
応室内に装着される電極板において、前記電極板の表面
粗さにおけるピッチ(λa)値が50μm以下であるこ
とを特徴とする。
【0013】請求項3のプラズマCVD装置用電極板の
表面処理方法においては、電子デバイス製造用プラズマ
CVD装置の反応室内に装着される電極板を表面処理す
る方法において、ブラスト法を用いることを特徴とす
る。
【0014】請求項4のプラズマCVD装置用電極板の
表面処理方法においては、電子デバイス製造用プラズマ
CVD装置の反応室内に装着される電極板を表面処理す
る方法において、ステンレス鋼製の前記電極板の表面に
金属アルミニウム、又はアルミニウムを成分に含む合金
を溶射して皮膜を形成したことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施例を図
1〜3を用いて説明する。
【0016】本実施例においては、液晶ディスプレイ装
置におけるTFT(薄膜トランジスタ)の半導体薄膜を
形成するプラズマCVD工程において、ブラスト法によ
り表面処理した電極板を用いた。
【0017】図1(a)は、本実施例に用いた液晶セル製
造用プラズマCVD装置の反応室(チャンバー)の構成
を示す縦断面模式図である。
【0018】用いたプラズマCVD装置の反応室1は縦
型平行平板式である。略直方体形の箱体2の対向する2
枚の垂直壁10,10のそれぞれには、略中央部に、高
周波電力及び反応ガスの導入部8,8が設けられてい
る。2枚の垂直壁からほぼ等距離の位置には電熱による
ヒータ3が設けられ、垂直壁10,10とヒータ3との
間には、垂直壁10,10側から順にRF印加電極板
4,4、トレイ電極板5,5が全て互いに平行に配され
ており、トレイ電極板5のRF印加電極板4側の面には
CVDの対象となる複数のガラス基板6が配置される。
さらに、2枚の垂直のトレイ電極板5は、1枚の水平の
搬送トレイ7によって支えられている。反応室1の箱体
2の下壁の、ヒータ3の略中央部には減圧排出口9が設
けられている。ここで、図1(b)に示すように、RF印
加電極板4のトレイ電極5と対向する面(正面)には、
吹き出し口11が碁盤目状に多数配され、上記導入部8
よりRF印加電極板4中の反応ガス供給経路12を経
て、反応ガスが供給される。
【0019】反応室1は中央のヒータ3の面を対称面と
して左右対称に構成されている。また、箱体2の、電極
板4,5に垂直な側壁は開閉自在となっており、ガラス
基板6の出し入れは搬送トレイ7の移動によってトレイ
電極板5とともに引き出して行われる。
【0020】上記反応室1において、反応ガス及びその
キャリアガスは、箱体2の両垂直壁10,10の略中央
部を貫きRF印加電極板4に背面(箱体2側の面)から
接続される導入部8および該電極板内部の供給経路12
を経て、正面の吹き出し口12へと導かれる。さらにガ
ラス基板6およびそれを支えるトレイ電極板5へと流
れ、反応室1中央のヒータ3の周囲を経てヒータ3の下
方において箱体2下壁に設けられた減圧排出口9から排
出される。
【0021】上記のような反応室をもつプラズマCVD
装置の、RF印加電極板4に対して、従来の技術におけ
る薬品による表面洗浄処理にかえて、ブラスト法による
処理を施した。
【0022】図2(a)には、本実施例のRF印加電極基
板4の表面凹凸形状を模式的に示す。また、図2(b)に
は、比較のため、従来技術によるRF印加電極基板4に
ついて示す。
【0023】ブラスト処理は、ステンレス鋼または金属
アルミニウムからなる電極板の表面に対して、46メッ
シュの炭化ケイ素粉末を用い、圧縮空気圧2kgf/c
2にてドライ方式で行った。10分、20分、および
30分間の処理後に、先端曲率半径2μmの触針式表面
粗さ計により表面粗さを10個所以上において測定した
ところ(JIS B 0651)、最大高さRmax(J
IS B 0601)が、それぞれ40〜70μm、5
0〜90μm、および50〜100μmの範囲内であっ
た。
【0024】また、このときの山のピッチλaはいずれ
も50μmの範囲内であった。
【0025】これに対して、薬品処理による従来技術に
おいて、最大高さRmaxは約10μmに過ぎず、ピッチ
は70μm以上の範囲内であった(図2(b))。
【0026】ここで、ピッチλaは基準長L(ここでは
2.5mmとした)における山と山の間隔の平均値であ
る。
【0027】図3の変動曲線は、本実施例におけるRF
印加電極板4を用いた場合におけるガラス基板6に付着
したダストの計数量と、電極板上に堆積されていく積層
膜の厚さとの関係を示す。ここで、本実施例の成膜にお
いて不良の原因となる、径5μm以上のダストのみを計
数した。また、ガラス基板6としては230×250m
mの寸法のものを用い、非晶質ケイ素(a−Si)薄膜
の成膜工程について測定を行った。
【0028】積層膜厚が8μm以下では、図4に示す従
来技術のものと同様である。しかし、それ以降の領域に
おいては従来技術に比べ顕著に減少していることが知ら
れる。積層膜厚8〜10μm以降の領域において、鋸歯
状変動曲線の波動の中心線が従来技術のものに比べて低
いとともに、鋸歯状変動のピークにおける値が顕著に小
さくなっている。10〜20μm範囲における最大ピー
ク値は4千個より小さく、20〜30μm範囲における
それは5千個以下である。積層膜厚30μmまでの計測
数を単純平均した値は1519であって、従来技術にお
ける積層膜厚25μmまでの平均値2177に比べても
かなり小さい。ここで、図4のデータ測定条件は、電極
板4の表面処理法が違う以外は本実施例と全く同一であ
る。
【0029】図3に示す本実施例の試験結果は、RF印
加電極板4に堆積される積層膜厚が30μm程度までの
範囲でガラス基板6の成膜工程を連続して行ったとして
も、ダスト量増加による問題がほとんど生じないことを
示している。
【0030】本実施例の効果は、RF印加電極板4と該
電極板上の堆積層との接着性がアンカー効果の増大によ
って向上したことによると考えられる。実際にアンカー
効果に寄与している凹凸形状は、本発明において表現さ
れている数十μmのオーダーでなくそれより小さいオー
ダーの凹凸形状によると考えられる。しかし、ブラスト
法といった通常の洗浄を兼ねた金属板の表面処理におい
ては、これらの、比較的大きな凹凸の増大と微細な凹凸
の増大とが一致する。このとは、光学的な測定によって
容易に確かめられる。
【0031】一方、ガラス基板6に付着するダストは、
RF印加電極板4以外にも、反応室箱体2の内壁、トレ
イ電極5、および搬送トレイ7にも起因すると考えられ
るがそれらの影響は比較的少ない。これは、前述したよ
うに反応ガスがRF印加電極板4の吹き出し口11から
ガラス基板6に向かってシャワー状に流れるためと考え
られる。
【0032】本実施例のようにブラスト処理したRF印
加電極板4を用いることにより、反応室1内に堆積され
る積層膜厚が30μmまたはそれ以上に達するまで連続
してCVDを行ったとしても、従来技術におけるような
成膜不良の増加を起こさない。したがって、生産効率を
高く保ちながら製品不良を著しく低減できる。また、ブ
ラスト法による表面処理は、極めて簡易で一般的なもの
であるため工程およびコストをほとんど増加させること
がない。
【0033】別の実施例においては、ステンレス鋼製の
電極板の表面に金属アルミニウムを溶射して、皮膜を形
成した。アーク溶射により厚さ約200μmの金属アル
ミニウムの皮膜を形成した。前記実施例と同様に表面粗
さを測定したところ、最大高さが50〜90μm、山の
ピッチλaが40〜50μmであった。この電極板を前
記プラズマCVD装置に用いたところ、ダスト量減少に
おいて前記実施例と全く同様の効果が得られた。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、プラズマCVD工程に
おいて、電極板表面処理を改善することにより、電極板
とその上のCVD堆積層との剥離を抑制することで、ダ
スト発生量を減少させる。したがって、プラズマCVD
工程の生産性を損なうことなく、製品の歩留まりと信頼
性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) プラズマCVD装置の構成を示す縦断面
模式図である。 (b) プラズマCVD装置のRF印加電極板の斜視図で
ある。
【図2】(a) ブラスト法により表面処理された、実施
例のプラズマCVD装置用電極基板の表面凹凸形状を示
す模式図である。 (b) 腐食性薬品により表面処理された、従来の技術の
プラズマCVD装置用電極基板の表面凹凸形状を示す模
式図である。
【図3】実施例のRF印加電極板を用いた場合の、ダス
ト量(5μm)とCVDにより堆積される積層膜厚との
関係を示すグラフである。
【図4】従来技術のRF印加電極板を用いた場合の、ダ
スト量(5μm)とCVDにより堆積される積層膜厚と
の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 反応室(チャンバー) 2 箱体 3 ヒータ 4 RF印加電極板 5 トレイ電極板 6 ガラス基板 7 搬送トレイ 8 高周波電力(RF)及び反応ガスの導入部 9 減圧排出口

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子デバイス製造用プラズマCVD装置の
    反応室内に装着される電極板において、前記電極板の表
    面粗さにおける最大高さの値が40〜100μmである
    ことを特徴とするプラズマCVD装置用電極板。
  2. 【請求項2】電子デバイス製造用プラズマCVD装置の
    反応室内に装着される電極板において、前記電極板の表
    面粗さにおけるピッチの値が50μm以下であることを
    特徴とするプラズマCVD装置用電極板。
  3. 【請求項3】電子デバイス製造用プラズマCVD装置の
    反応室内に装着される電極板を表面処理する方法におい
    て、前記電極板の表面をブラスト法により処理すること
    を特徴とするプラズマCVD装置用電極板の表面処理方
    法。
  4. 【請求項4】電子デバイス製造用プラズマCVD装置の
    反応室内に装着される電極板を表面処理する方法におい
    て、ステンレス鋼製の前記電極板の表面に金属アルミニ
    ウム、又はアルミニウムを成分に含む合金を溶射して皮
    膜を形成したことを特徴とするプラズマCVD装置用電
    極板の表面処理方法。
JP9348060A 1997-12-17 1997-12-17 プラズマcvd装置用電極板及びその表面処理方法 Pending JPH11181570A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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