(57)【要約】      （修正有）【課題】プラズマクリーニングを行うことなく電極ユニットを容易にクリーニングできることにより、装置のコストを低減し、装置の稼働率を向上させることができる薄膜形成装置を提供する。【解決手段】基板Ｗとプラズマ発生させる電極ユニット３とを収容するチャンバ２内に原料ガスを供給し、チャンバ内に形成されたプラズマ環境に原料ガスを曝して、基板上に薄膜を形成する薄膜形成装置１であって、前記電極ユニットは、導体で形成される電極部と、チャンバ内に位置する誘電体部とを有しており、少なくとも前記誘電体部がチャンバ内に位置する部分には、拭取りにより剥離可能な剥離膜７が形成されている構成とする。【選択図】図１
2014095140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板とプラズマ発生させる電極ユニットとを収容するチャンバ内に原料ガスを供給し、チャンバ内に形成されたプラズマ環境に原料ガスを曝して、基板上に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
前記電極ユニットは、導体で形成される電極部と、チャンバ内に位置する誘電体部とを有しており、少なくとも前記誘電体部がチャンバ内に位置する部分には、拭取りにより剥離可能な剥離膜が形成されていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
前記電極ユニットは、前記電極部が前記誘電体部で被覆されており、少なくとも前記チャンバ内に位置する誘電体部の表面に剥離膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記誘電体部はガラスで形成されており、前記剥離膜は、フッ素樹脂又はシリコーン樹脂で形成される離型膜と無機物で形成される無機膜との２層で形成されており、前記誘電体部側から前記離型膜、前記無機物の順に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止膜等の薄膜形成に適した薄膜形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ、太陽電池等の電子デバイスは水や酸に弱いため、その表面を封止膜で覆って耐久性を向上させることが提案されている。このような封止膜は、薄膜形成装置、いわゆるプラズマＣＶＤ装置で形成されている。この薄膜形成装置は、チャンバと、このチャンバ内にプラズマを発生させる電極ユニットを備えており、チャンバ内に原料ガスを供給すると原料ガスがプラズマ環境で分解されることにより、有効成分が基板上に堆積し薄膜が形成される。具体的には、電極ユニットに形成されたプラズマ雰囲気にプラズマガスが曝されると反応ガスとなり、この反応ガスと原料ガスとが反応することにより製膜粒子が基板全体に堆積することにより封止膜が形成される。
【０００３】
一方、基板上に封止膜が形成されるにしたがって、チャンバ内のあらゆるところに製膜粒子が付着する。チャンバ内に付着した製膜粒子は、ある程度の厚みが形成されると剥離し、再度チャンバ内を浮遊して基板上に堆積する虞があり、膜質を低下させる要因になる。そこで、チャンバ壁面は、壁面に沿って防着板を設けておき、この防着板を交換することにより、製膜粒子がチャンバ壁面に付着するのを防止できる（例えば特許文献１参照）。また、電極ユニットに製膜粒子が付着するとプラズマの発生状態が不安定になり膜質に影響するため、電極ユニットもクリーニングする必要がある。ところが、電極ユニットには防着板が設けることができないため、例えば、フッ素系ガスを用いた定期的なチャンバ内のプラズマクリーニングが行われることにより、電極ユニットに付着した製膜粒子の除去作業が行われていた（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２７２９７９
【特許文献１】特開２００４−１６５３４５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記プラズマクリーニングは、装置のコストが高くなるという問題がある。すなわち、フッ素系ガスを用いた場合には、フッ素系ガスによる大気汚染を防止するため、フッ素系ガスの除害設備を設置する必要がある。そして、フッ素系ガスの中には、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＮＦ３、ＦＣｌ４、ＳＦ６等がクリーニング用途に応じて使用することができるが、使用するフッ素系ガスの種類毎に除害設備を別々に設ける必要があり、プラズマクリーニングは、この除害設備が大きなコスト負担になるという問題があった。
【０００６】
また、プラズマクリーニングを行う場合には、製膜温度よりも低い常温で行う必要があるため、クリーニング毎にチャンバ内の温度を常温まで下げると共に、クリーニング後にはチャンバ内を製膜温度まで上昇させる必要がある。そして、クリーニング後には、チャンバ内のフッ素系ガスの影響を取り除く後処理も必要であり、プラズマクリーニングは、装置の稼働率を低下させるという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、プラズマクリーニングを行うことなく電極ユニットを容易にクリーニングできることにより、装置のコストを低減し、装置の稼働率を向上させることができる薄膜形成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】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の薄膜形成装置は、基板とプラズマ発生させる電極ユニットとを収容するチャンバ内に原料ガスを供給し、チャンバ内に形成されたプラズマ環境に原料ガスを曝して、基板上に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、前記電極ユニットは、導体で形成される電極部と、チャンバ内に位置する誘電体部とを有しており、少なくとも前記誘電体部がチャンバ内に位置する部分には、拭取りにより剥離可能な剥離膜が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
上記薄膜形成装置によれば、少なくとも電極ユニットの誘電体部がチャンバ内に位置する部分に、拭取りにより剥離可能な剥離膜が形成されているため、拭取り作業を行うことにより、容易に剥離膜を除去することができる。したがって、製膜粒子が誘電体部に付着した場合でも、プラズマクリーニングを行うことなく、拭取り作業だけで容易に電極ユニットに付着した製膜粒子を除去することができる。これにより、プラズマクリーニングを行うための除害設備が不要になり、プラズマクリーニングに伴う様々な処理が不要になるため、従来に比べて装置のコストを低減できるとともに、装置の稼働率を向上させることができる。
【００１０】
また、具体的な前記電極ユニットの様態としては、前記電極部が前記誘電体部で被覆されており、少なくとも前記チャンバ内に位置する誘電体部の表面に剥離膜が形成されている構成としてもよい。
【００１１】
また、前記誘電体部はガラスで形成されており、前記剥離膜は、フッ素樹脂又はシリコーン樹脂で形成される離型膜と無機物で形成される無機膜との２層で形成されており、前記誘電体部側から前記離型膜、前記無機物の順に形成されている構成としてもよい。
【００１２】
この構成によれば、剥離膜は、誘電体部側から離型膜と無機物で形成される無機膜との２層で形成されているため、誘電体部から容易に除去することができ、また、プラズマによる侵食が防止できるため、形成される薄膜の膜質に影響を与えるのを防止することができる。すなわち、前記誘電体部がガラスであり、このガラスと接する部分の離型膜はフッ素樹脂又はシリコーン樹脂で形成されているため、例えば、エタノール等の溶剤を含ませた布部材で拭き取ることにより、容易に剥離膜を除去することができる。また、離型膜上には無機物で形成される無機膜で覆われているため、電極ユニットでプラズマを発生させることにより剥離膜がプラズマ環境に曝された場合であっても、無機膜により剥離膜がプラズマに侵食されるのを抑えることができるため、侵食により不純物がチャンバ内に浮遊して膜質を低下させるのを抑えることができる。なお、無機膜はプラズマ放電に影響を与えにくい絶縁性であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の薄膜形成装置によれば、プラズマクリーニングを行うことなく電極ユニットをクリーニングできることにより、装置のコストを低減し、装置の稼働率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態における薄膜形成装置を示す概略図である。
【図２】上記薄膜形成装置の電極ユニットを上方から見た概略図である。
【図３】電極ユニットの断面を示す図であり、（ａ）は剥離膜を形成していない状態を示す図であり、（ｂ）は剥離膜を形成した状態を示す図である。
【図４】他の実施形態における電極ユニットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態における薄膜形成装置を示す概略的な正面図であり、図２は、電極ユニットを上方から見た概略図である。
【００１６】
図１、図２に示すように、薄膜形成装置１は、基板Ｗを収容するチャンバ２とそのチャンバ２内に設けられる電極ユニット３とを有しており、電極ユニット３によりプラズマを発生させた状態でチャンバ２内に原料ガスが供給されと、原料ガスが励起され製膜粒子が生成される。そして、製膜粒子が基板Ｗに堆積することにより、水分、酸などの侵入を防止する封止膜等の薄膜が形成される。
【００１７】
チャンバ２は、その内部で製膜粒子を発生させて基板Ｗ上に薄膜を形成させる容器である。このチャンバ２には、原料ガス供給口２１と排出口２２とが設けられている。原料ガス供給口２１は、原料ガスタンクと配管で接続されており、チャンバ２内に原料ガスを供給するものである。また、排出口２２は、真空ポンプと配管で接続されており、真空ポンプを作動させることによりチャンバ２内を所定の真空度に調節できると共に、チャンバ２内の不要なガスを排出することができる。
【００１８】
本実施形態では、原料ガス供給口２１から原料ガスが供給されるようになっている。具体的には、ＨＭＤＳガス（ヘキサメチルジシラザンガス）及びアルゴンガス、水素ガスが供給されることにより、Ｓｉ化合物（第１薄膜を形成する製膜粒子）が生成され、ＨＭＤＳ及び酸素ガスが供給されることにより、ＳｉＯ２（第２薄膜を形成する製膜粒子）が生成される。これを交互に繰り返すことにより、基板Ｗ上（電子デバイス上）には第１薄膜、第２薄膜を複数層備える封止膜を形成することができる。
【００１９】
また、このチャンバ２は、メッシュ部材４により２槽に分かれており、電極ユニット３が設けられる電極側チャンバ２３と、基板Ｗが保持される基板側チャンバ２４とが形成されている。基板側チャンバ２４は、薄膜を形成する対象である基板Ｗを保持する側のチャンバ２であり、この基板側チャンバ２４に上述の原料ガス供給口２１、排出口２２が形成されている。また、電極側チャンバ２３は、電極ユニット３が設けられる側のチャンバであり、水素ガスや酸素ガス等のプラズマガスを供給するプラズマガス供給口２５が設けられている。すなわち、このプラズマガス供給口２５からプラズマガスが供給されると、プラズマガスは、電極ユニット３で発生したプラズマに曝されることにより反応ガスになる。そして、この反応ガスと原料ガスが反応することにより、製膜粒子が形成される。
【００２０】
このメッシュ部材４は、アースされた網目状に形成された仕切り部材であり、電極側チャンバ２３で生成された反応ガスに含まれる膜質を低下させるイオンが通過しにくいようになっている。したがって、基板側チャンバ２４と電極側チャンバ２３とをメッシュ部材４で仕切ることにより、膜質を低下させるイオンを極力少なくした状態で製膜粒子を基板Ｗ上に堆積させることができ、膜質のよい薄膜を形成することができる。
【００２１】
このチャンバ２の壁面には、防着板５が設けられている。すなわち、基板側チャンバ２４及び電極側チャンバ２３の壁面それぞれに防着板５が設けられている。この防着板５は、製膜粒子の通過を抑えるものであり、チャンバ２壁面全体を覆うように設けられている。これにより、チャンバ２内に浮遊する製膜粒子は、チャンバ２の壁面に到達する前に防着板５に付着させることができる。そして、この防着板５が定期的に交換されることにより、製膜粒子がチャンバ２壁面に付着するのを防止し、さらに、防着板５に付着した製膜粒子が剥がれ落ちて基板Ｗ上に堆積することで膜質が低下するのを抑えることができるようになっている。
【００２２】
また、電極ユニット３は、プラズマを発生するものであり、電極チャンバ２に設けられている。本実施形態の電極ユニット３は、誘導結合型の電極であり、図２、図３に示すように、電極部３１と誘電体部３２とを有している。電極部３１は導体で形成されており、本実施形態ではＣｕで形成されている。また、誘電体部３２は、本実施形態ではガラスで形成されており、電極部３１全体を覆うように形成されている。具体的には、誘電体部３２は、図３に示すように、電極部３１の外周を所定の隙間ｔが形成されるように設けられており、この電極部３１と誘電体部３２とで形成される隙間ｔには、冷却水が流れることにより、電極部３１に通電した際に発生する熱を抑えることができるようになっている。
【００２３】
また、この電極ユニット３は、Ｕ字状に形成されている。具体的には、図２に示すように、外側からチャンバ２の壁面を貫通してチャンバ２内部（電極側チャンバ２３）に侵入し、貫通したチャンバ２の壁面に対面するチャンバ２の壁面を貫通するように延びている。そして、チャンバ２の外側で１８０°向きを変えて、さらにチャンバ２壁を貫通してチャンバ２内部に入り、再度チャンバ２壁を貫通して設けられている。すなわち、電極ユニット３は、直線状に形成される部分が電極側チャンバ２３内で同じ高さ位置に位置した状態で設けられている。言い換えれば、電極ユニット３は、直線状に延びる部分（直線状部分３４）がほぼ平行な状態で電極側チャンバ２３に位置しており、その他の部分がチャンバ２の外側に位置するように設けられている。
【００２４】
また、電極ユニット３の端部に位置する電極部３１は、高周波電源６と接続されており、高周波電源６のスイッチが入れられることにより、電極側チャンバ２３内に位置する電極ユニット３の平行な直線状部分３４にプラズマが発生するようになっている。したがって、この電極ユニット３で形成されたプラズマ環境にプラズマガスが曝されることにより、プラズマガスが分解され反応ガスになる。
【００２５】
また、電極ユニット３の誘電体部３２には、剥離膜７が形成されている。剥離膜７は、電極ユニット３に付着する製膜粒子を容易に除去するために設けられている。すなわち、この剥離膜７は、少なくともチャンバ２内に位置する電極ユニット３の誘電体部３２全体（図２におけるハッチング部分）に設けられており、拭き取ることにより容易に剥離膜７が電極ユニット３の誘電体部３２から除去することができるようになっている。なお、この剥離膜７は、本実施形態ではチャンバ２内に位置する誘電体部３２に設けられているが、チャンバ２内外を問わず、誘電体部３２全てを被覆するように設けてもよい。
【００２６】
また、剥離膜７は、離型膜７１及び無機膜７２の２層で形成されており、誘電体部３２側から順に離型膜７１、無機物の順に形成されている。すなわち、誘電体部３２の表面に離型膜７１が形成されており、その離型膜７１を覆うように無機膜７２が形成されている。
【００２７】
離型膜７１は、誘電体部３２上に形成されており、拭取りにより除去できる性質を有している。すなわち、離型膜７１は、誘電体部３２には完全に固着されることなく付着する材料で形成されている。具体的には、離型膜７１は、ガラスで形成される誘電体部３２から剥離しやすい材料として、フッ素樹脂又はシリコーン樹脂等で形成されている。また、無機膜７２は、無機物で形成されており、仮に離型膜７１がプラズマ雰囲気でエッチングされるとガスが発生することにより薄膜に不純物が取り込まれるのを防止するために設けられている。本実施形態では、離型膜７１としてフッ素樹脂又はシリコーン樹脂等の有機物が使用されておりプラズマ雰囲気に曝されるとガスを発生するため、プラズマ雰囲気でもガスを発生しない酸化珪素等の無機膜７２が設けられている。
【００２８】
このような剥離膜７は、拭取りにより容易に除去することができる。上述したように、誘電体部３２上に形成される離型膜７１が除去可能な材料で形成されているため、エタノールなどの溶剤を含ませた布材料で拭き取ることにより、溶剤が離型膜７１に浸透することで剥離膜７全体を誘電体部３２から容易に除去することができる。すなわち、電極ユニット３に製膜粒子が付着した場合でも、プラズマクリーニングを行うことなく、拭取り作業だけで容易に電極ユニット３に付着した製膜粒子を除去することができる。これにより、プラズマクリーニングを行うための除害設備が不要になり、プラズマクリーニングに伴う様々な処理が不要になるため、従来に比べて薄膜形成装置１のコストを低減できるとともに、薄膜形成装置１の稼働率を向上させることができる。
【００２９】
上記実施形態では、電極ユニット３の電極部３１が誘電体部３２で覆われている構成について説明したが、管状の誘電体部３２の外周を電極部３１が巻回する電極ユニット３であってもよい。具体的には、図４に示すように、チャンバ２の上部に管状の誘電体部３２が備えられており、その外周部分に線状の電極部３１が巻回されている。そして、電極部３１は高周波電源６に接続されており、高周波電源６をＯＮにすることにより、電極部３１に電流が流れ誘電体部３２の内周側、すなわち、チャンバ２内部と連通する部分にプラズマが発生するようになっている。このような構成の電極ユニット３であっても、誘電体部３２の少なくともチャンバ２内部に位置する部分（チャンバ２内部に連通する部分）に剥離膜７を形成しておくことにより、容易にクリーニングすることができる。すなわち、チャンバ２内部に連通する部分に製膜粒子が付着した場合でも、剥離膜７を拭き取ることにより、製膜粒子を剥離膜７といっしょに拭取り除去することができる。
【００３０】
また、上記実施形態では、剥離膜７が離型膜７１と無機膜７２とで形成される２層構造のものについて説明したが、離型膜７１上に性質の異なる無機膜７２を複数層設けた剥離膜７にしてもよい。また、誘電体部３２から拭取り除去できるものであって、プラズマ環境により分解されない材料を用いて１層構造の剥離膜７にしてもよい。もしくは、誘電体部３２の上に離型膜７１と無機膜７２を形成しているが、誘電体部３２と離型膜７１の間に、別の機能膜（例えば平坦化目的の膜など）を入れた３層以上の膜構成としても良い。
【符号の説明】
【００３１】
１  薄膜形成装置
２  チャンバ
３  電極ユニット
５  基板
７  剥離膜
３１  電極部
３２  誘電体部
７１  離型膜
７２  無機膜
【図１】
2014095140.tif 000003
【図２】
2014095140.tif 000004
【図３】
2014095140.tif 000005
【図４】
2014095140.tif 000006