JP2007096189A

JP2007096189A - プラズマｃｖｄ装置の管理方法

Info

Publication number: JP2007096189A
Application number: JP2005286377A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamamoto; 宥司山本
Original assignee: Epson Imaging Devices Corp
Current assignee: Epson Imaging Devices Corp
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2007-04-12

Abstract

【課題】プラズマＣＶＤ絶縁膜の加工性を均一化するとともに、薄膜トランジスタ特性（閾値など）への影響も均一し、薄膜トランジスタ特性（閾値など）を安定化させる。
【解決手段】各真空チャンバー１内の下部電極１１上に配置された基板１２上にシリコン窒化膜１７をプラズマＣＶＤにより成膜する。各真空チャンバー１で成膜されたシリコン窒化膜１７のエッチングレートを測定する。そして、それらのエッチングレートが所定範囲内（例えば、目標値の±１０％以内）となるように、ヒーター１３の加熱調整により、基板１２の温度を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のチャンバーを備えたプラズマＣＶＤ装置の管理方法に関する。

従来より、プラズマＣＶＤ装置は半導体装置や液晶表示装置のプラズマＣＶＤ絶縁膜の形成に広く用いられている。また、プラズマＣＶＤ工程の生産性を向上させるために、複数の真空チャンバーを備え、各真空チャンバーで同時にプラズマＣＶＤ絶縁膜を成膜することができるマルチチャンバー式のプラズマＣＶＤ装置が知られている。このマルチチャンバー式のプラズマＣＶＤ装置では、各真空チャンバーで形成されるプラズマＣＶＤ絶縁膜の膜質や膜の加工性の均一化を図る必要がある。そこで、従来は、プラズマＣＶＤ絶縁膜の成膜条件（各真空チャンバー内の反応ガスの流量、圧力、高周波電力、電極感距離）を各真空チャンバー間で統一するとともに、成膜時間の調整により、膜質の合わせ込みが行われていた。
特開２０００−１７８７４９号公報

しかしながら、マルチチャンバー式のプラズマＣＶＤ装置では、各真空チャンバーの状態が多少異なることから、上述のような成膜条件の統一化等を図っても、成膜されたプラズマＣＶＤ絶縁膜の膜質や加工性にばらつきが生じていた。特に、液晶表示装置で用いられる層間絶縁膜を成膜する場合には、この層間絶縁膜の膜質による薄膜トランジスタ特性（閾値など）への影響にもばらつきが生じるという問題があった。

そこで、本発明のプラズマＣＶＤ装置の管理方法は、複数の真空チャンバーを備えたプラズマＣＶＤ装置の管理方法において、各真空チャンバー内に配置された基板上にシリコン窒化膜をプラズマＣＶＤにより成膜し、各真空チャンバーで成膜されたシリコン窒化膜のエッチングレートを測定し、それらのエッチングレートが所定範囲内となるように前記基板の温度を調整することを特徴とするものである。

本発明のプラズマＣＶＤ装置の管理方法によれば、プラズマＣＶＤ絶縁膜の加工性が均一になるとともに、薄膜トランジスタ特性（閾値など）への影響も均一することができ、薄膜トランジスタ特性（閾値など）を安定化できるという効果を奏する。

次に、本発明のプラズマＣＶＤ装置の管理方法について図面を参照しながら説明する。図１はマルチチャンバー方式のプラズマＣＶＤ装置の平面図である。このプラズマＣＶＤ装置は４つの真空チャンバー１と１つの加熱チャンバー２を備えている。プラズマＣＶＤ絶縁膜が成膜される基板は、ロードロック機構３を通してプラズマＣＶＤ装置の内に搬入及び搬出が可能である。搬送ロボット４はロードロック機構３と各真空チャンバー１、加熱チャンバー２の間で基板の搬送を行っている。

図２は、１つの真空チャンバー１の断面構造図である。真空チャンバー１の底部に下部電極１１が配置され、この下部電極１１上にガラスや半導体等から成る基板１２が載置される。下部電極１１には下部電極１１を介して基板１２の温度調整を行うためのヒーター１３が取り付けられている。下部電極１１は接地されている。

また、下部電極１１の上方に対向して上部電極１４が配置されている。上部電極１４にはガス供給管１５が接続され、バルブＢを開けられると反応ガスが、ガス供給管１５から上部電極１４の空間を通して、真空チャンバー１内に導入されるように構成されている。また、上部電極１４には高周波電源１６から高周波電圧が供給される。

このプラズマＣＶＤ装置の管理方法は、各真空チャンバー１内に配置された基板１２上にシリコン窒化膜１７をプラズマＣＶＤにより成膜し、各真空チャンバー１で成膜されたシリコン窒化膜１７のエッチングレートを測定し、それらのエッチングレートが所定範囲内（例えば、目標値の±１０％以内）となるように、ヒーター１３の加熱調整により、基板１２の温度を調整するというものである。

具体的には、加熱チャンバー２で基板１２を予めある程度加熱し、その後、その基板１２を真空チャンバー１内の下部電極１１上に載せる。そして、不図示の真空ポンプにより真空チャンバー１内の空気を排気して真空チャンバー１内を真空状態とする。そして、バルブＢを開け、真空チャンバー１内にＳｉＨ_４ガス、Ｎ_２ガス及びＮＨ_３ガスを供給する。真空チャンバー１の上部電極１４と下部電極１１の容量がおよそ４０００ｃｃ程度であれば、ＳｉＨ_４ガスの流量は、１００ｓｃｃｍ〜５００ｓｃｃｍ、Ｎ_２ガスの流量は３０００ｓｃｃｍ〜６０００ｓｃｃｍ、ＮＨ_３ガスの流量は５００ｓｃｃｍ〜２０００ｓｃｃｍである。また、真空チャンバー１内の圧力は０．５Ｔｏｒｒ〜２Ｔｏｒｒである。

そして、真空チャンバー１内に供給される上記ガスが安定した後、上部電極１４に高周波電源１６から５００Ｗ〜２０００Ｗの高周波電力を供給することでチャンバー１内にプラズマ放電を生じさせると、ＳｉＨ_４ガス、Ｎ_２ガス、ＮＨ_３ガスの化学反応が起こり、基板１２上にシリコン窒化膜１７が気相成長される。真空チャンバー１からシリコン窒化膜１７が形成された基板１２を搬送ロボット４を用いて取り出し、さらにロードロック機構３を用いて、プラズマＣＶＤ装置の外に排出する。

そして、基板１２上にシリコン窒化膜１７をフッ酸によってウエットエッチングし、そのエッチングレートを測定する。図３はシリコン窒化膜１７のエッチングレートと基板１２の温度の関係を示す図である。例えば、ある真空チャンバー１について、エッチングレートの目標値が１０００Åであるとすると、そのエッチングレートを実現するための基板１２の温度は３６０℃である。いま、エッチングレートの実測値が１２００Åであったとすれば、基板１２の温度を３６０℃まで上げればよい。このようにして、実測されたエッチングレートが目標値の±１０％以内に収まるように、４つの真空チャンバー１のそれぞれについて、基板１２の温度が調整される。

本発明によれば、シリコン窒化膜１７のエッチングレートが各真空チャンバー１間で均一化されることにより、その膜質や加工性も均一化され、シリコン窒化膜１７を液晶表示装置等の層間絶縁膜として用いる場合に、薄膜トランジスタ特性（閾値など）への影響も均一することができ、薄膜トランジスタ特性（閾値など）も安定化するという効果を奏する。また、シリコン窒化膜１７のエッチングートをモニターして各真空チャンバー１の状態を調整した結果、シリコン酸化膜等の成膜を行う場合にも、それらの膜質や加工性も均一化されるという効果がある。

本発明の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の平面図である。本発明の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の断面図である。シリコン窒化膜のエッチングレートと基板の温度の関係を示す図である。

符号の説明

１真空チャンバー２加熱チャンバー３ロードロック機構
４搬送ロボット１１下部電極１２基板
１３ヒーター１４上部電極１５ガス供給管
１６高周波電源１７シリコン窒化膜

Claims

複数の真空チャンバーを備えたプラズマＣＶＤ装置の管理方法において、各真空チャンバー内に配置された基板上にシリコン窒化膜をプラズマＣＶＤにより成膜し、各真空チャンバーで成膜されたシリコン窒化膜のエッチングレートを測定し、それらのエッチングレートが所定範囲内となるように前記基板の温度を調整することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置の管理方法。
前記基板を載せる下部電極と、前記下部電極に取り付けられたヒーターとを備え、前記エッチングレートが所定範囲内となるように前記ヒーターの加熱調整を行うことを特徴とする請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置の管理方法。
前記エッチングレートはウエットエッチングによるエッチングレートであること特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプラズマＣＶＤ装置の管理方法。