(57)【要約】【課題】シラン（SiH4）と酸素（O2）と窒素（N2)を材料としてシリコンオキシナイトライド（SiON)を成膜する工程において、シラン（SiH4)と酸素（O2)との反応性の高さに起因する膜厚の不均一性、膜質の悪化、および膜中の酸素（O)と窒素（N)の原子組成比の変動を防止し、良質なシリコンオキシナイトライド（SiON)を成膜する手段を提供する。【解決手段】シラン（SiH4)と窒素（N2)とを流し、プラズマを発生させてシリコンナイトライド(SiN)を成膜し、チャンバー内を排気し配管内のシラン（SiH4)を完全に排気した後、酸素（O2)を流しながらプラズマを発生させてシリコンナイトライド（SiN)膜に酸素（O2)をインプラントして、シリコンオキシナイトライド(SiON）に改質する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧された真空容器内に材料ガスを導入して、基板にシリコンオキシナイトライド（SiON）を成膜するCVD装置であって、シリコンオキシナイトライド（SiON）の成膜をシリコンナイトライド（SiN）の成膜工程とシリコンナイトライド（SiN）膜への酸素プラズマの照射工程とによって行うCVD装置。
【請求項２】
前記請求項１の装置において、成膜工程および酸素プラズマの照射工程においてアルゴン（Ar）を処理ガスに添加するCVD装置。
【請求項３】
減圧された真空容器内に処理ガスを導入して、基板に成膜を行うCVD装置において処理ガスを真空容器に導く配管に真空容器に連通する配管とバルブを設け処理ガスを真空容器に導く配管の真空引きの高速化をはかったCVD装置。
【請求項４】
前記請求項１の装置において、請求項２の配管を設けたCVD装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ELの保護膜を製造するCVD装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機EL素子の保護膜としてシリコンオキシナイトライド（SiON）は有効であるが、シリコンオキシナイトライド（SiON）の膜厚が均一で欠陥の少ない成膜が困難であった。
CVD装置による成膜は、所定の材料ガスを流した後、材料ガスを熱あるいはプラズマによって活性して行われる。
シリコンオキシナイトライド（SiON）を成膜する場合は、シラン（SiH４）と窒素（N２）と酸素（O２）とを材料ガスとして供給するが、シラン（SiH４）と酸素（O２）とは反応性が高く２つのガスが混合した瞬間に反応し基板の表面にシリコンオキシナイトライド（SiON）を成膜する事が困難である。
シラン（SiH４）と酸素（O２）とは反応性が高く２つのガスが混合した瞬間に反応し２酸化ケイ素（SiO２）の粉末となってしまう、この為、基板には粉末としての２酸化ケイ素（SiO２）が降り注ぐ結果となりもはやシリコンオキシナイトライド（SiON）を成膜する為の材料ではなく基板に対して有害なパーティクルとなる。
また、強力なプラズマを使って粉末としての２酸化ケイ素（SiO２）をも活性化する事は可能であるが、その結果基板にダメージを与えてしまう。
また、反応性の高いシラン（SiH４）と酸素（O２）とを基板に対して均一に供給しかつプラズマ等の活性化手段を均一に保つことは困難である。
シリコンオキシナイトライド（SiON）がシリコンオキシナイトライド（SiON）である為には、酸素（O）と窒素（N）との原子組成比がある範囲に入っている必要があるが、反応性のシラン（SiH４）と酸素（O２）との反応が起きている部位に窒素（N２）を適量供給する事は困難である。
【０００３】
減圧された真空容器内に処理ガスを導入して、基板に成膜を行うCVD装置において処理ガスを真空容器内に均一に供給する為に配管の最終段であるチャンバーへの入り口は複数のノズルが設けられる。
一つのノズルから放出される材料ガスの量がノズルの径によって制限されるので基板の面内における材料ガスの供給が均一になる。
しかし、同時に流したくない材料ガスを使ったプロセスの場合は、配管内のガスを完全に排気してからでないと次の材料ガスを流す事ができない、この為、ノズルの径が小さい事が配管内のガスを排気する場合の支障になる。
例えば、シリコンナイトライド（SiN）を成膜した後、酸素プラズマの照射する場合、配管内にシリコンナイトライド（SiN）の材料ガスであるシラン（SiH４）が残っている状態で酸素（O２）を流すとチャンバー内で爆発的な急速な反応が起きる。
配管内のガスを完全に排気する為には、排気時間を長くとる必要があるが、排気時間が長くなればプロセス時間全体が長くなる問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題の第１は、膜厚が均一であり高品質であってかつ膜中の酸素（O）と窒素（N）との原子組成比を制御可能なシリコンオキシナイトライド（SiON）の成膜手段を提供しようとするものである。
【０００５】
解決しようとする問題の第２は、配管内のガスを高速に完全に排気する手段を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
シリコンオキシナイトライド（SiON）の成膜をシリコンナイトライド（SiN）の成膜工程とシリコンナイトライド（SiN）膜への酸素プラズマの照射工程とに分けて行う事によって均一で高品質なシリコンオキシナイトライド（SiON）の成膜を行う。
さらに膜厚の厚いシリコンオキシナイトライド（SiON）を成膜する場合は、前記の工程を繰り返す。
【０００７】
処理ガスを真空容器に導く配管に真空容器に連通する配管とバルブを設け処理ガスを真空容器に導く配管の真空引きの高速化をはかる。
【発明の効果】
【０００８】
図１は本発明装置の実施例の断面図である。
最初、シラン（SiH４）と窒素（N２）を流しながらプラズマを発生させてシリコンナイトライド（SiN）の成膜を行う。
チャンバー内を排気し配管内のシラン（SiH４）を完全に排気する。
酸素（O２）を流しながらプラズマを発生させてシリコンナイトライド（SiN）膜に酸素（O２）をインプラントする。
さらに厚い膜を成膜する場合は、シリコンナイトライド（SiN）の成膜、配管内のシラン（SiH４）の排気、酸素（O２）のインプラント、配管内の酸素（O２）の排気を繰り返す。
【実施例１】
【０００９】
図５は本発明装置の実施例の断面図である。
ノズルより口径の大きい配管によってバイパスされるので配管内のガスの排気が完全にかつ高速に行える。
【００１０】
チャンバー内でシラン（SiH４）と酸素（O２）とが混合する事が無いのでパーティクルが発生する事が無い。
シラン（SiH４）と窒素（N２）とからプラズマによってシリコンナイトライド（SiN）の成膜するプロセスの均一性は非常高く、酸素プラズマも均一に生成できるのでシリコンオキシナイトライド（SiON）の成膜が均一に行える。
酸素プラズマの照射時間によってシリコンオキシナイトライド（SiON）の膜中の酸素（O）の原子組成比を制御でき必要とする酸素（O）と窒素（N）との原子組成比を持つシリコンオキシナイトライド（SiON）を得る事ができる。
【００１１】
図５は本発明装置の実施例の断面図である。
ノズルより口径の大きい配管によってバイパスされるので配管内のガスの排気が完全にかつ高速に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の装置の実施例の断面図である。最初、シラン（SiH４）と窒素（N２）とを流し、プラズマを発生させてシリコンナイトライド（SiN）を成膜する。チャンバー内を排気し配管内のシラン（SiH４）を完全に排気する。酸素（O２）を流しながらプラズマを発生させてシリコンナイトライド（SiN）膜に酸素（O２）をインプラントして、シリコンオキシナイトライド（SiON）に改質する。
【図２】図２は、本発明の装置の実施例の断面図である。最初、ガス供給バルブ２４を開き、排気バルブ２５を閉じてシラン（SiH４）と窒素（N２）とを流し、プラズマを発生させてシリコンナイトライド（SiN）を成膜する。ガス供給バルブ２４を閉じ、排気バルブ２５を開いた上で、チャンバー内を排気し配管内のシラン（SiH４）を完全に排気する。酸素（O２）を流しながらプラズマを発生させてシリコンナイトライド（SiN）膜に酸素（O２）をインプラントして、シリコンオキシナイトライド（SiON）に改質する。
【図３】図３は、本発明の装置の実施例の断面図であり、図１に示す実施例にアルゴン（Ar）を追加したものである。シリコンナイトライド（SiN）の成膜工程、および酸素（O）をインプラントする工程での、プラズマ発生を容易にする為に材料ガスにアルゴン（Ar）を添加する。
【図４】図４は一般的なCVD装置のガス供給ノズルの断面図である。ガス供給口２６から材料ガスが供給されノズル２８よりチャンバー内に供給される。通常ノズル２８は４〜３６個設けられており、ガスたまり２７でそれぞれが繋がっている。ガスたまり２７が繋がっているので、内部の圧力が均一になり各ノズル２８からほぼ同じ量のガスが放出される。ノズル２８が流れに対する抵抗になるので流量の均一性が保証されるが、配管内を排気する場合には逆に抵抗になるので排気に時間がかかる。
【図５】図５は本発明を適用したCVD装置のガス供給ノズルの断面図である。ガス供給口２６から材料ガスが供給されバルブ２９の横を通りノズル２８よりチャンバー内に供給される。通常ノズル２８は４〜３６個設けられており、ガスたまり２７でそれぞれが繋がっている。ガスたまり２７が繋がっているので、内部の圧力が均一になり各ノズル２８からほぼ同じ量のガスが放出される。図４とほぼ同じ構造であるが、バルブ２９が組み込まれている。配管内を排気する場合にはバルブ２９が開き配管が直接チャンバーに連通するので配管内のガスの排気が完全にかつ高速に行える。
【符号の説明】
【００１３】
１  高周波電源
２  整合回路
３  基板電極
４  基板用整合回路
５  基板用高周波電源
６  ガス導入系
７  排気ポンプ
８  有機ELパネル
９  誘導結合型プラズマ発生器
１０  MFC  SiH４
１１  ボンベ  SiH４
１２  MFC  N２
１３  ボンベ  N２
１４  MFC  O２
１５  ボンベ  O２
１６  MFC  Ar
１７  ボンベ  Ar
２４  ガス供給バルブ
２５  排気バルブ
２６  ガス供給口
２７  ガスたまり
２８  ノズル
２９  バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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