JPH03166373A - インライン型ｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば液晶ディスプレイ用薄膜トランジスタ
（Ｔ　Ｆ　Ｔ）や太陽電池等に用いられるアモルファス
Ｓ，：Ｈ膜やＳＩＮ．膜を形成するのに使用され得るイ
ンライン型ＣＶＤ装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、液晶ディスプレイ用薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）
や太陽電池等に用いられるアモルファスＳｔ　　：Ｈ膜
やＳ，Ｎ．膜は一般にプラズマＣＶＤ法により成膜され
ている。そしてこれに用いられる量産装置としては、大
気中にて基板を基板ホルダーに装着し、基板の装着され
た基板ホルダーを仕込み室に搬入して真空排気し、そし
てプラズマＣＶＤ成膜室でＣＶＤ成膜を行い、その後取
出し室へ移動させてベントし、そして基板取外し部へ移
して大気中で基板を取外すという工程を連続して実施す
るように構成したインライン型プラズマＣＶＤ装置が一
般的である。

そして実際の装置の構成として、基板ホルダー垂直に設
置した縦型装置や、基板ホルダーを垂直にして装置の両
側を移動させるようにした縦型両面装置、基板ホルダー
水平に設置して移動させるようにした横型装置等が知ら
れている。

このような従来公知の装置はいずれも、まず基板ホルダ
ーに処理すべき基板を装着し、仕込み室に移動させて、
真空排気を行い１０−’〜ｔｏ−５Ｔｏｒｒまで排気し
た後、ＣＶＤ成膜室へ移動する。この場合仕込み室にお
いて基板を２００℃〜３００℃程度に加熱するようにし
たものもある。ＣＶＤ成膜室では、Ｓ＋　Ｈａ　、ＮＨ
３　、Ｎ２等のガスを導入して基板上にａ−Ｓ，：Ｈ膜
やＳ＋Ｎ−膜が形威される。この場合プラズマＣＶＤ法
では、ＣｖＤ成膜室内において基板に対向する位置にＲ
Ｆカソード電極を設け、この電極にＲＦ電圧を印加し、
グロー放電を発生させて上記のガスを分解させ、基板上
にａｓ＋：Ｈ膜やＳ，Ｎ，膜を析出させるようにしてい
る。また将来的に考えられ得る熱ＣＶＤや光ＣＶＤを適
用する場合にはＲＦカソード電極の代わりにヒーターや
光源を設け、熱エネルギーや光エネルギーにより上記ガ
スを分解させてａｓ＋：Ｈ膜やｓ．Ｎ，膜、さらには多
結晶ＳＩ膜やＳ．Ｏ２膜を析出させるようにされる。

またＣＶＤ或膜室は複数の部屋からに構戊されている例
もあり、例えば、ａ−Ｓｔ：Ｈ膜とＳ．Ｎ．膜との二層
膜を形成する場合に、二つのＣＶＤ成膜室を連結するか
、それぞれのガスが混入するのを防止する場合には二つ
のＣＶＤ成膜室の間に隔離室を設けている。

ＣＶＤ戊膜室で或膜した後、基板ホルダーは取出し室へ
移され、ベントされる。こうして大気中に出された基板
ホルダーは最初の基板装着場所へ戻され、新たに成膜処
理すべき基板が装着され、上記の工程を繰返すようにさ
れている。この場合、基板ホルダーは全系において複数
個が順次連続して動くようにされている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来のインライン型ＣＶＤ装置においては
、同一基板ホルダーを順次繰返し使用するため、基板以
外のホルダ一部分にもａ−Ｓ．：Ｈ膜やＳ．Ｎ．膜が積
層されていくことになる。

特１．ｍ　Ｔ　Ｆ　Ｔ用のＣｖＤ装置ではＳＩＮ！膜を
５０００〜１００００大程度の膜厚で形成するため、基
板ホルダー上には極めて厚く積層されることになる。そ
の結果、この膜が剥離し、基板上に欠陥を生じさせる原
因となり、特にＳ，Ｎ．膜は、内部応力が大きいので剥
離し易い性質がある。

そのため、従来装置においてはこのような堆積膜の剥離
が生じ始めた段階で、装置を停止させて内部を掃除する
こと必要であった。このため、装置の稼動率が著しく悪
く、そして製品の歩留まりも悪かった。

また、従来のインライン型プラズマＣＶＤ装置において
は、基板ホルダーと同様にカソード電極表面にも同程度
の膜が析出される。そのためカソード電極からの析出膜
の剥離による欠陥形成も重要な問題となっている。カソ
ード電極板は通常真空容器に固定されているので、掃除
をするためには容器内を大気圧に戻す必要があり、その
為に結果として装置の稼動率の低下が避けられない。

このような基板ホルダー及びカソード電極板に析出され
た膜の掃除には従来、ＣＶＤ成膜室へＣＦ４やＳＦ６を
導入し、カソード電極にＲＦ電圧を印加してドライエッ
チングする方法も使用されているが、しかし、長時間に
わたって析出された厚膜をエッチングにより除去するた
めには極めて長い時間装置を停止させる必要があり、こ
の方法も装置の稼動率を著しく低下させることになって
いた。

そこで、本発明はこれらの従来装置に伴う問題点を解決
して実質的に稼動率を低下させることなしに基板ホルダ
ー等に析出される膜を除去できるように構威したインラ
イン型ＣＶＤ装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明によれば、大気中
にて基板を基板ホルダーに装着する基板装着部と、真空
排気される仕込み部と、基板に或膜を行う成膜処理部と
、基板取出し部と、基板ホルダーから成膜された基板を
取外す基板取外し部とを順次設け、上記の各部を順次移
動しながら連続的に基板に成膜を行うインライン型ＣＶ
Ｄ装置において、基板取外し部の後に成膜された基板の
取外された少なくとも基板ホルダーを真空中でエッチン
グ処理するエッチング処理部が設けられ、このエッチン
グ処理部を介して上記基板取外し部と上記基板装着部と
が連続して配列される。

本発明を特にプラズマＣＶＤに適用する場合には、基板
ホルダーと共にカソード電極表面板も移動可能に構成さ
れ、基板ホルダーと同時にまたは別々にドライエッチン
グできるようにされる。

本発明の装置におけるエッチング処理部は、エッチング
対象物をアノード側にしたプラズマエッチング法やエッ
チング対象物をカソード側にしたＲＩＥ法等の通常のド
ライエッチング法を用いて構成され、プラズマＣＶＤ装
置として実施する場合には、エッチング処理部内におい
てもカソード電極表面板にＲＦ電圧を印加し、基板ホル
ダーをアノード電極としてプラズマＣＶＤと同様な関係
でエッチング処理するように構成することもてきる。ま
たエッチング処理には真空排気、ガス導入しながらのエ
ッチング及びベントの三工程が必要であるが、本発明の
装置におけるエッチング処理部は、これらの工程を一つ
のチャンバーで或いはそれぞれ別個のチャンバーで行う
ように構威してもよい。

［作　　用］ このように構或された本発明によるインライン型ＣＶＤ
装置においては、インラインプロセスのー工程として基
板ホルダー等のクリーニング工程を実施できる装置を組
み込んで構或したことにより、基板ホルダー及び必要に
よりカソード電極表面板は各基板の戒膜工程終了毎にエ
ッチングクリニングされる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図には熱ＣＶＤ法を利用した本発明の一実施例によ
るインライン型ＣＶＤ装置の構成を示し、図示装置は、
基板装着部１と、仕込み部２と、成膜処理部３と、基板
取出し部４と、基板取外し部５と、エッチング処理部６
とを有し、各隣接した部間はそれぞれド７゜バルブ７、
８、９、１０、ｔｉで仕切られている。

エッチング処理部６の出口側はドアバルブ１２を介して
リターンコンベアｌ３の一端に結合され、このリターン
コンベアｌ３の他端は基板装着部１の入口側に直接結合
されている。

基板装着部１は或膜処理すべき基板１４を移動可能な基
板ホルダー１５に大気中で装着できるように構成されて
いる。

仕込み部２はバルブｔ６を介して真空排気系に接続され
、真空排気されるように構成されている。

またこの仕込み部２を加熱室として兼用する場合には図
面に点線で示すヒーター｛７が組み込まれ、真空排気中
に加熱するようにされ得る。

成膜処理部３には、可変流量バルブ１８を介してＳＩ　
Ｈ４　、ＮＨ，等の反応ガスのガス供給系がまたバルブ
１９を介して真空排気系がそれぞれ接続され、所要の反
応ガスを導入して成膜処理が行われる。

基板取出し部４はバルブ２０を介して真空排気系に接続
され、成膜処理部３で戒膜処理された基板ｌ４の装着さ
れた基板ホルダー１５を真空を破らずに或膜処理部３か
ら取出すように機能する。

基板取外し部５では基板取出し部４から移送されてきた
基板ホルダーｌ５から或膜処理済みの基板ｌ４が外され
、基板ホルダーｌ５だけが次段のエッチング処理部６へ
送られる。

エッチング処理部６は可変流量バルプ２ｌを介してＣＦ
４等のエッチングガスのガス供給系に、またバルブ２２
を介して真空排気系にそれぞれ接続され、そしてエッチ
ング処理部６内には表面にＳＩＯ２板を装着したＲＦカ
ソード電極２３が設けられ、このＲＦカソード電極２３
は外部のＲＦ電源２４に接続されている。

第２図には第１図の装置で使用される基板ホルダーｌ５
の移動機構が示され、図示基板ホルダーは縦型両面装着
式のものであり、基板ホルダー１５の垂直両側支持面に
基板ｌ４を押えピン２５によりそれぞれ支持するように
されている。基板ホルダーｌ５の基部にはローラー２６
が取り付けられ、各ローラー２６は第１図には示されて
ないが各処理部を通って設けられるレール２７上を転勤
する。また基板ホルダーｉ５の下側にはラック２８が軸
線方向に沿って設けられ、このラック２８は各処理部に
設けられた駆動用ピニオン２９と係合し、それで駆動用
ピニオン２９の回転に応じて基板ホルダーＩ５はレール
２７に沿って移動することができる。

このように構或された図示装置の動作においては、まず
成膜処理すべき基板ｌ４は基板装着部１において適当な
手段により基板ホルダー１５の両側而に装着される。基
板１４の装着された基板ホルダー１５はドアバルブ７を
開けて仕込み部２へ搬入される。仕込み部２ではドアバ
ルブ７を閉じた後真空排気され、或いは必要によりヒー
ターＩ７を作動させて真空排気中に加熱される。こうし
て所定の真空度及び（または）温度になった後、ドアバ
ルブ８を開けて予め真空排気されている成膜処理部３へ
移送される。或膜処理部３では、可変流量バルブ１８を
開いてＳＩ　Ｈ４　、ＮＨ，等の反応ガスが導入され通
常の熱ＣＶＤ法により各基板１４に対して成膜が行われ
る。或膜処理の終了後、ドアバルブ９が開かれ、基板取
出し部４へ送られ、ベントされ、そしてドアバルブｌＯ
を介して基板取外し部５へ移送され、成膜された各基板
ｌ４が取外される。

その後、基板ｌ４の取外された基板ホルダー１５はエッ
チング処理部６へ移され、エッチング処理部６において
は、バルブ２２を介して真空排気系により１０−３Ｔｏ
ｒｒ程度まで真空排気され、そして、可変流量バルブ２
｛を介してＣＦ４等のエッチングガスを０．５Ｔｏｒｒ
導入し、ＲＦカソード電極２３に外部のＲＦ電源２４か
ら１３．５６Ｍ！ＩｚのＲＦ電力を印加する。

それにより基板ホルダーｌ５を対向アース電極としてプ
ラズマエッチングが行なわれ、基板ホルダー１５に付着
している膜、例えばａＳ＋膜やａ一Ｓ，Ｎ膜が除去され
る。膜の除去後、エッチングガスを止め、代わりにＨ２
ガスを０．５Ｔｏｒｒ導入してエッチング過程で生じた
微量のＣや重合物が除去される。その後、ＲＦ電力を止
め、大気圧間でベントし、そしてドアゲートバルブｌ２
を介してクリーニングされた基板ホルダーｌ５はリター
ンコンベア１３へ移され、リターンコンベア１３によっ
て基板装着部１へ戻され、次の動作のため用意される。

第３図にはプラズマＣＶＤを利用した本発明の別の実施
例の構成を概略的に示す。この図面において３１は基板
装着部、３２は仕込み部、３３は或膜処理部、３４は基
板取出し部、３５は基板取外し部、３６はエッチング処
理部であり、それぞれドアバルブ３７、３８、３９、４
０、４１を介して順次連接されている。

エッチング処理部３６の出口側は第１図の実施例の場合
と同様にドアバルブ４２を介してリターンコンベア４３
の一端に結合され、このリターンコンベア４３の他端は
基板装着部３ｌの人口側に直接結合されている。

各処理部は戊膜処理部３３の構戊を除いて基本的には第
１図の実施例の場合と同様に構成されている。

或膜処理部３３は第１図の場合の構或に加えてＲＦカソ
ード電極板４４が設けられ、このＲＦカソ−ド電極板４
４は後で説明するように基板ホルダー４５と一緒にまた
は別個に移動可能に構成されそして動作時には外部のＲ
Ｆ電源４Ｂに接続される。

この実施例で使用され得る基板ホルダー４５の一例は第
４図に示され、この例では二つの基板ホルダー４５が設
けられ、それぞれ一側に処理すべき基板４７が装着され
、そして各処理部の上下に設けられた移動ローラー４８
、４９で垂直に支持され移動されるように構成されてい
る。各基板ホルダー４５の横方向外側にはＲＦカソード
電極板５０が絶縁部材５ｌを介して移動ローラー４８、
４９により垂直に支持され移動される支持枠５２に取り
付けられている。

従ってこの例では各ＲＦカソード電極板５０は各基板ホ
ルダー４５と共に移動ローラー４８、４９により移動さ
れ得る。また成膜処理部３３及びエッチング処理部３６
には各ＲＦカソード電極板５０に対して横方向から接触
するＲＦ導入電極５３が設けられており、これらの各Ｒ
Ｆ導入電極５３は横方向に移動可能に構成され、各ＲＦ
導入電極５３は各ＲＦカソード電極板５０の移動時には
それらから離れるようにされている。また第４図におい
て５４、５５はアースシールドで、各でＲＦカソード電
極板５０及び各基板ホルダー４５の裏面に膜が付着しな
いようにされている。

この実施例では、各基板ホルダー４５と各ＲＦカソード
電極板５０とは同時に移動できるので、一動作サイクル
毎にエッチングしてクリーニングすることができる。そ
の他の処理は第１図に示す実施例の場合と実質的に同じ
であるので詳細な説明は省略する。

ところで、図示の各実施例おける基板ホルダー及びＲＦ
カソード電極板の移動機構は第２図及び第４図に例示し
たものに限定されず、当該技術で使用されている任意の
他の機構を採用することができ、また基板ホルダーにつ
いても任意の形式のものを用いることができる。

また、図示実施例では、プラズマＣＶＤやエッチングは
二極ＲＦ放電を用いて行うよう構或てされているが、当
然、本発明はマグネトロン放電やペニング放電、ＥＣＲ
放電等の全てのプラズマ方式に適用できる。

さらに、エッチング処理部は図示実施例では同一のチャ
ンバーで排気、エッチング、ベントを行うようにしてい
るが、必要により、例えば時間が足りない場合には仕込
み室、エッチング室及び取出し室の三室に分離して構成
してもよい。

さらにまた、第３図及び第４図に示す実施例において、
各ＲＦカソード電極板を基板ホルダーと一緒に移動させ
る代わりに、独立して移動させるように構戊することも
可能であ、その場合には基板ホルダーとＲＦカソード電
極板とのエッチング処理は別個に行われ得る。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、インライン
型ＣＶＤ装置において、成膜後大気に取出した基板ホル
ダーから基板を取外した後、基板ホルダー等を一工程と
してエッチングしてクリーニングするエッチング処理部
を組み込んで構成したことにより、基板ホルダー等に付
着した膜の剥離による欠陥の発生が減少され、また動作
サイクル毎のエッチングによるクリーニングによって掃
除するサイクルを延ばすことができるので、装置の稼動
率を飛躍的に増加させることができる。

さらに、本発明をプラズマＣＶＤ装置として実施した場
合には、カソード電極板を移動可能として、基板ホルダ
ーと同様にエッチング処理することができるので、付着
膜の剥離の危険を一層低減でき、それにより上記の効果
はさらに増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す磯略線図、第２図は第
１図の装置に用いられる基板ホルダーの移動機構の一例
を示す断面図、第３図は本発明の別の実施例を示す概略
線図、第４図は第３図の装置に用いられる基板ホルダー
及びカソード電極板の移動機構の一例を示す断面図であ
る。 図　　　中 １二基板装着部、２：仕込み部、３：成膜処理部、４：
基板取出し部、５：基板取外し部、６：エッチング処理
部、７〜１２；ドアバルブ、ｉ３：リターンコンベア、 ｌ４：基板、 ｌ５：基板ホルダー 第 ４ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．大気中にて基板を基板ホルダーに装着する基板装着
   部と、真空排気される仕込み部と、基板に成膜を行う成
   膜処理部と、基板取出し部と、基板ホルダーから成膜さ
   れた基板を取外す基板取外し部とを順次設け、上記の各
   部を順次移動しながら連続的に基板に成膜を行うインラ
   イン型ＣＶＤ装置において、上記基板取外し部の後に成
   膜された基板の取外された少なくとも基板ホルダーを真
   空中でエッチング処理するエッチング処理部を設け、こ
   のエッチング処理部を介して上記基板取外し部と上記基
   板装着部とを連続させて配列したことを特徴とするイン
   ライン型ＣＶＤ装置。
2. ２．基板ホルダーと共にカソード電極表面板を移動可能
   に構成した請求項１に記載のインライン型ＣＶＤ装置。