表面波等离子体CVD设备以及成膜方法技术

一种表面波等离子体CVD设备，其包括：波导(3)，其连接到微波源(2)并且形成有多个槽孔天线(S)；电介质构件(4)，其将从多个槽孔天线(S)发出的微波导入到等离子体处理室(1)中以产生表面波等离子体；移动装置(6)，其以使基板状的成膜对象(11)经过面对电介质构件(4)的成膜处理区域的方式使成膜对象往复运动；以及控制装置(20)，其根据成膜条件通过移动装置(6)控制成膜对象(11)的往复移动以在成膜对象上进行成膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及表面波等离子体CVD设备以及使用该设备的成膜方法。
技术介绍
迄今为止，已知利用表面波等离子体的CVD设备(参见例如专利文献1)。在表面波等离子体CVD设备中，经由设置于真空室处的电介质窗将微波导入真空室中。微波沿着等离子体和电介质窗之间的界面作为表面波传播。结果，电介质窗附近产生高密度等离子体。上面要形成膜的基板固定地配置于面对电介质窗的位置处。专利文献1 日本特开2005-142448号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，产生的等离子体的密度分布在与电介质窗对应的区域中并不总是均勻的。 例如，产生的等离子体的密度在电介质窗的周边区域下降。因此电介质窗的面积必须被设定为大于作为成膜对象的基板的面积，导致难以控制系统获得用于覆盖液晶玻璃基板的大到2. 5mX2. 5m的大表面积的均勻的高密度等离子体并且导致生产成本增加。在诸如表面波等离子体等高密度等离子体的情况下，将材料处理气体(material process gas)均勻地提供到等离子体区域以使膜质或膜厚均勻是重要的。为此，需要精细地配置气体喷出部。当基板具有大的表面积时，有时是气体供给管配置于等离子体中的情况，这导致粒子趋于产生在气体供给管上的问题。用于解决问题的方案根据本专利技术的表面波等离子体CVD设备包括波导，其形成有多个槽孔天线并且连接到微波源；电介质构件，其将从所述多个槽孔天线发出的微波导入到等离子体处理室中以产生表面波等离子体；移动装置，其以使基板状的成膜对象经过面对所述电介质构件的成膜处理区域的方式使所述成膜对象往复运动；以及控制装置，其根据成膜条件通过所述移动装置控制所述成膜对象的往复运动以在所述成膜对象上进行成膜。所述等离子体处理室设置有所述成膜对象不面对所述电介质构件的第一待机区域和第二待机区域，使得面对所述电介质构件的所述成膜处理区域沿着所述成膜对象的移动路线被所述第一待机区域和所述第二待机区域夹在中间，以及所述移动装置可以使所述成膜对象在所述第一待机区域和所述第二待机区域之间往复运动。可以设置气体喷出部和气体折流构件，其中所述气体喷出部在所述电介质构件和经过所述成膜处理区域的所述成膜对象之间喷出材料处理气体；以及所述气体折流构件布置为面对所述气体喷出部的喷出方向并且使喷出的所述材料处理气体在所述表面波等离子体产生的区域中对流。控制所述成膜对象的温度的背板可以布置在所述成膜对象被所述移动装置移动经过的整个区域。 可以设置改变所述成膜对象和所述背板之间的距离的背板驱动装置。所述设备可以构造为使得所述成膜对象包括膜状基板，所述背板在面对所述电介质构件的区域中支撑所述膜状基板，以及所述移动装置以使得所述膜状基板的要形成膜的区域经过所述成膜处理区域的方式使所述膜状基板往复运动。所述成膜对象可以包括基板上的功能器件，并且形成保护所述功能器件的保护膜。根据本专利技术的成膜方法是通过使用上述任一项所述的表面波等离子体CVD设备在成膜对象上成膜的方法，所述方法包括在往复运动的去路和回路中在不同的成膜条件下形成膜层，由此形成在所述不同的成膜条件下形成的所述膜层层叠而成的薄膜。专利技术的效果根据本专利技术，在成膜对象以经过面对电介质构件的区域的方式往复移动的状态下进行成膜。这允许以低成本形成具有均勻的膜质和膜厚的薄膜。附图说明图1表示示出本专利技术的第一实施方式的图，该图示出表面波等离子体CVD设备的概略构造；图2表示沿着图1中的线A-A截取的截面图；图3表示沿着图1中的线B-B截取的截面图；图4表示示出第二实施方式的图，该图示出表面波等离子体CVD设备的概略构造；图5表示沿着图4中的线B-B截取的截面图；图6表示示出气体折流板Ib的功能的图；图7表示示出第二实施方式的图，其中(a)是气体喷出部52的放大图，(b)是从喷出方向看的气体喷出部52的图，(c)是沿着线C-C的截面图；图8表示在有和没有槽缝521的情况下关于喷出气体的扩散方式的差别的概略图，其中(a)是侧视图，(b)是俯视图，(c)是从方向D看的视图；图9表示示出气体喷出部52的另一示例的图；图10表示示出真空室1中的材料处理气体的分布的示意图，其中(a)是平面图， (b)是正视图；图11表示示出第四实施方式的图；图12表示示出图11中所示的设备的图，其中设置有气体折流板11 ；图13示出不进行基板的往复移动的传统表面波等离子体CVD设备的示例，其中 (a)是平面图，(b)是正视图；图14表示示出处理气体中的氮的流量比与氮化硅膜的内应力之间的关系的图；图15表示示出通过交替地层叠压应力氮化硅层和张应力氮化硅膜而形成的层叠薄膜100的截面图；图16表示示出形成于塑料膜基板上的有机EL元件的截面图。具体实施方式下文中，参照附图说明用于实现本专利技术的最优模式。第一实施方式图1至图3表示说明本专利技术的第一实施方式的图并且示出表面波等离子体CVD设备的概略构造。图1提供从前侧看的截面图，图2提供沿着图1中的线A-A截取的截面图。 图3提供沿着图1中的线B-B截取的截面图。CVD设备包括真空室1，在该真空室中进行成膜处理；微波输出单元2，其在表面波等离子体产生时供应微波；波导3 ；电介质构件4 ； 气体供给装置5 ；基板移动装置6和控制装置20。在真空室1的上部设置电介质窗4，电介质窗4为平板状并且由例如石英制成。由附图标记R指示的面对电介质窗4的区域是成膜处理区域，在该区域中进行基板11上的成膜。在电介质窗4的上部安装波导3，微波(例如频率为2. 45GHz的微波)输入到波导3 中。微波输出单元2包括微波电源、微波振荡器、隔离件、方向性耦合器以及匹配盒。如图2中的虚线所示，电介质窗4是Y方向上较长的矩形形状。如图1所示，电介质窗4的上表面接触波导3的底板3a。底板3a的与电介质窗4接触的部分形成有多个槽孔天线S，槽孔天线S是来自波导3的微波发射所经过的开口。从微波输出单元2导入的微波在波导3中形成驻波。如图3所示，要从气体供给装置5供给的等离子体产生用气体和成膜用材料处理气体经由气体供给管51a、51b被导入到真空室1中。在真空室1中，矩形形状的支撑构件 Ia设置成包围电介质窗4的外周。气体供给管51a、51b被固定到支撑构件la。等离子体形成在由支撑构件Ia包围的区域中。来自气体供给装置5的气体从气体喷出部52喷出到支撑构件Ia中的等离子体区域。气体供给装置5设置有各种气体用的质量流量控制器。通过借助于控制装置20控制各质量流量控制器，能够进行各气体的流动的开/关和流率的控制。设置在比气体供给管51b接近电介质窗4的位置处的气体供给管51a供给用作活性反应组分的材料气体以及稀有气体，所述材料气体诸如队、02、N2O, NO或NH3,所述稀有气体诸如Ar、He或Ne。气体供给管51b供给材料处理气体，诸如TE0S、SiH4j20、NH3為或H2。 气体供给管51a、51b距电介质窗4的距离不同；气体供给管51a比气体供给管51b离电介质窗4的距离近。根据本实施方式，气体供给管51a、51b配置在支撑构件Ia的外侧。等离子体产生在由支撑构件Ia包围的区域中，使得气体供给管51a、51b不暴露于等离子体。因此，将不会发生诸如由于气体供给管配置在等离子体区域中而引起的膜形成在气体供给管上的问本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木正康，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：