JP2000294535A

JP2000294535A - 気相加工方法及びその装置

Info

Publication number: JP2000294535A
Application number: JP11100805A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yamanaka; 英雄山中; Kikuo Kaise; 喜久夫貝瀬
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-04-08
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 2000-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】反応種（イオン、ラジカルなどの反応種）の
運動エネルギーを十分にし、基板にダメージを与えるこ
となしに、エッチング又はアッシングを行える方法と、
この方法に用いる装置を提供すること。【解決手段】ＣＦ₄ガスなどの反応ガス４０を加熱さ
れたタングステンなどの触媒体４６に接触させ、これに
よって生成した反応種又はその前駆体によって基板１上
の多結晶シリコンなどの所定の膜を気相エッチングす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多結晶シリコン膜
やフォトレジスト膜などを気相エッチング又は気相アッ
シンングする気相加工方法及びその装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、基板上に形成した多結晶シリコン
層をゲート電極に用いたＭＯＳＦＥＴ（Metal-oxide-se
miconductor field effect transistor)である例えばＴ
ＦＴ（薄膜トランジスタ）を構成するに際し、上記多結
晶シリコン層の気相エッチング法が採用されている。

【０００３】こうした気相エッチング法としては、従
来、プラズマ放電を利用して反応ガスを励起させ、それ
を基板又は基板上の膜に照射して反応させ、反応生成物
を気体化してエッチングする。このようなプラズマを用
いた反応性エッチングでは、通常は、集合電子とイオン
は易動度の違いにより、プラズマポテンシャル（陰極降
下）が生じ、その電位勾配によって加速される。この電
位による電界は基板に垂直であるため、イオン、ラジカ
ルは基板に垂直に照射され、これによりエッチング選択
性が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
たエッチングは、プラズマを使用することから、次の如
き欠点を有している。

【０００５】（１）プラズマ電界の不均一性、ゆらぎ、
プラズマ誘起電荷等による基板上の電界不均一性が生
じ、これらによってトランジスタへのダメージ、ショー
ト等（ゲート酸化膜などのチャージアップ又は放電破
壊、配線間の放電など）が発生することがある。この現
象は、特に、プラズマのオン／オフ時に発生し易い傾向
にある。（２）プラズマからの発光による紫外線損傷の可能性が
ある。（３）プラズマによって装置内壁の金属がダメージを受
け、金属原子のクロスコンタミネーションを発生するこ
とがある。（４）大面積でのプラズマ放電が難しく、定在波の発生
もあり、均一性が得にくい。（５）装置が複雑でかつ高価であり、メンテナンスが繁
雑である。

【０００６】こうしたプラズマによる問題点は、プラズ
マ放電によってフォトレジストのアッシング（灰化）を
行う場合にも同様に生じる。

【０００７】そこで、本発明の目的は、イオン、ラジカ
ルなどの反応種に十分な運動エネルギーを付与し、基板
にダメージを与えることなしに、エッチング（更にはア
ッシング）を行える方法と、この方法に用いる装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、反応ガ
スを加熱された触媒体に接触させ、これによって生成し
た反応種又はその前駆体によって、基体又は基体上の膜
をエッチング又はアッシングする気相加工方法に係るも
のである。

【０００９】また、本発明は、反応ガス供給手段と、触
媒体と、この触媒体の加熱手段と、エッチング又はアッ
シングされるべき基体又は膜付き基体を支持するサセプ
タとを有する気相加工装置も提供するものである。

【００１０】本発明の方法及びその装置によれば、反応
ガスを加熱された触媒体に接触させ、これによって生成
した反応種又はその前駆体をエッチング又はアッシング
に用いているので、次に示すような顕著な作用効果が得
られる。

【００１１】（１）反応種又はその前駆体に対し、触媒
体の触媒作用とその熱エネルギーにより十分な運動エネ
ルギーを付与して基体上に効率良く導け、化学反応及び
基体への衝突等によりエッチング又はアッシングが進行
する。このために、低ダメージで紫外線損傷なしにパタ
ーンエッチング又はアッシングを行うことができる。従
って、従来の反応性エッチングの欠点をカバーし、例え
ば、多結晶Ｓｉの選択エッチング、Ｓｉ上のＳｉＯ₂の
選択エッチング、スパッタ効果によるＡｌ合金のエッチ
ング、Ａｌ上のＡｌ₂Ｏ₃の除去、更には銅や高融点金
属のエッチング、高ドーズのイオン注入後のレジスト変
質層の除去を容易かつ良好に行える。（２）触媒体の加熱温度、触媒体の種類、反応ガスの選
択や条件によって、エッチング選択比を自由に設定で
き、異方性エッチング、等方的なエッチング、更にエッ
ジ部分の傾斜角度のコントロール、選択比を１にして表
面の平坦化を行える等の如く、変化に富んだ微細加工が
可能である。（３）プラズマの発生がないので、プラズマによるダメ
ージやショート、紫外線損傷、金属のクロスコンタミネ
ーション等がない。（４）触媒体で生成された反応種（イオン、ラジカル
等）を効率良く基体上に導けるので、反応ガスの利用効
率が高く、処理速度を早め、これによって生産性向上と
反応ガス削減によるコストダウンを図れる。（５）プラズマによる反応性エッチングに比べ、はるか
にシンプルで安価な装置が実現する。この場合、減圧下
又は常圧下で操作を行なえるが、減圧タイプよりも常圧
タイプの方がよりシンプルで安価な装置が実現する。（６）反応種の運動エネルギーが大きいために、大面積
での処理が可能になると共に、基体温度を低温化しても
処理が可能となり、大型で安価な絶縁基板（ガラス基
板、耐熱性樹脂基板等）も使用でき、この点でもコスト
ダウンが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の方法及びその装置におい
ては、前記基体又は前記サセプタと前記反応ガス供給手
段との間に前記触媒体を設置することができる。この場
合、前記反応ガスをシャワー状に導出するガス供給口を
前記反応ガス供給手段に形成するのがよい。

【００１３】前記触媒体はコイル状、メッシュ状、ワイ
ヤー状又は多孔板状に形成してよく、またガス流に沿っ
て複数個又は複数枚配設してよい。これによってガス流
を効果的に形成しつつ、触媒体とガスとの接触面積を増
大させ、触媒反応を促進し、反応ガスの利用効率を高
め、エッチング速度を向上させ、生産性の向上、コスト
ダウンを図ることができる。

【００１４】また、エッチング又はアッシングによる加
工時又は加工中に前記触媒体の触媒作用で反応ガス中に
イオンが発生し、これにより基体がチャージアップして
エッチング又はアッシングの加工ムラが生じることがあ
る。これを防止するために、前記反応種又はその前駆体
に荷電粒子（電子ビーム又はプロトンなど、特に電子ビ
ーム）を照射してイオンを中和することが望ましい。即
ち、前記サセプタの近傍に荷電粒子照射手段が設置され
ているのがよい。

【００１５】そして、エッチング等の気相加工後に、前
記基体を加工室外に取り出し、前記サセプタと前記反応
ガス供給手段との間に電圧を印加してプラズマ放電を生
じさせ、これによって前記加工室内をクリーニングする
こと（反応ガスはＣＦ₄、Ｃ₂Ｆ₆など）によって、気
相加工時に室内の内壁面や各構成部材に付着した異物を
エッチング除去することができるので、ダストが低減
し、歩留及び品質向上によるコストダウンが可能とな
る。これは、気相加工を行なう装置をそのまま用いて実
現することができるので、室外へ構成部材を取り出して
クリーニングする必要がなく、このために作業性が向上
し、生産性向上によるコストダウンが可能となる。ま
た、前記触媒体も同時にクリーニングできるが、室外へ
取り出して別途クリーニングしてもよい。

【００１６】本発明に基づく上記の気相加工は、具体的
には、前記触媒体を８００〜２０００℃の範囲であって
その融点未満の温度に加熱し（例えば触媒体に通電して
それ自体の抵抗加熱によって加熱し）、この加熱された
触媒体により前記反応ガスの少なくとも一部を触媒反応
又は熱分解反応させて生成した前記反応種又はその前駆
体（ラジカルなど）によって、−１００℃〜５００℃の
温度に保持した基板又は基板上の膜を気相エッチング又
は気相アッシングするものである。

【００１７】ここで、触媒体の加熱温度が８００℃未満
であると、反応ガスの触媒反応又は熱分解反応が不十分
となってエッチング等の加工速度が低下し易く、また２
０００℃を超えると触媒体の構成材料が膜中に混入して
膜の電気的特性を阻害し、膜質低下を生じ、また、触媒
体の融点以上の加熱は、その形態安定性が失われるの
で、回避するのがよい。触媒体の加熱温度は、その構成
材料の融点未満であって１１００℃〜１８００℃である
のが好ましい。

【００１８】また、基板温度は、−１００℃〜５００℃
が好ましく、より好ましくは常温〜２００℃とすれば、
効率的で高品質の加工を行なえる。基板温度が５００℃
を超えると、例えば集積回路装置において活性領域の不
純物のドーピング濃度分布が熱の影響で変化し易くな
る。

【００１９】本発明に基づく気相加工法では、プラズマ
や光励起を必要とせずに、上記のような低温での熱処理
が可能となるため、基板、例えばガラス基板として、歪
点が４７０〜６７０℃と低いガラスを用いることができ
る。これは、安価で、薄板化が容易であり、大型化（１
ｍ²以上）が可能であり、また長尺ロール化されたガラ
ス板を作製できる。例えば、長尺ロール化ガラス板上
に、上記手法を用いて、連続して又は非連続に処理する
ことができる。

【００２０】本発明による気相加工に使用する前記反応
ガスは、不活性のＮｅ、Ａｒ、Ｈｅ等の希釈ガス（キャ
リアガス）をベースにした、フロン系、塩素系等のハロ
ゲン又はその化合物ガス、又は酸素等の酸化性ガス（例
えばＣＦ₄＋Ｈｅ希釈Ｏ₂）であってよい。

【００２１】上記の如き反応ガスを使用することによっ
て、多結晶シリコン、単結晶シリコン、アモルファスシ
リコン、シリコン−ゲルマニウム、炭化ケイ素、化合物
半導体（ガリウム−ナイトライド、ガリウム−ひ素、ガ
リウム−リン等）等の半導体膜をエッチングし、酸化シ
リコン、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）、ＢＳＧ（ボ
ロンシリケートガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケ
ートガラス）等の不純物含有の酸化シリコン、窒化シリ
コン、酸窒化シリコン、酸化クロム等の絶縁性膜をエッ
チングし、タングステン、窒化タングステン、チタン、
窒化チタン、モリブデン、窒化モリブデン、タンタル、
窒化タンタル等の高融点金属、アルミニウム、アルミニ
ウム合金（１％Ｓｉ入り、１〜２％Ｃｕ入りのものを含
む。）、シリサイド、銅等の金属膜をエッチングし、又
はフォトレジスト等の有機膜をエッチング又はアッシン
グすることができる。

【００２２】また、タングステン、トリア含有タングス
テン、モリブテン、白金、パラジウム、バナジウム、シ
リコン、アルミナ、金属を付着したセラミックス、及び
炭化ケイ素からなる群より選ばれた少なくとも１種の材
料によって、前記触媒体を形成することができる。この
触媒体は反応ガスによってエッチングされないことが望
ましい。なお、エッチングガス、反応性ガスによる触媒
体の劣化防止のために、白金、白金コートセラミック、
パラジウム、パラジウムコートセラミック等の耐腐食性
の材料で触媒体を形成するのがよい。

【００２３】また、本発明に基づく気相加工方法及びそ
の装置は、前記反応ガスを成膜用の原料ガスに変更し、
この原料ガスの供給によって前記基体上に所定の膜を成
膜する（即ち、触媒ＣＶＤ法による気相成膜を行う）よ
うにも構成されるのがよい。例えば、マスクを用いて前
記反応ガスによる触媒エッチングで膜を選択的に除去
し、連続して酸化性ガスによる触媒アッシングでマスク
としてのフォトレジスト膜を除去し、連続して成膜用の
原料ガスに変更し、触媒ＣＶＤ法により前記基体上に所
定の膜を成膜してもよい（即ち、原料ガスを加熱された
前記触媒体に接触させ、これによって生成した反応種又
はその前駆体に運動エネルギーを与え、基体上に所定の
膜を成膜してもよい）。

【００２４】これによって、気相加工を行う装置をその
まま用い、ガスを変更するだけでＣＶＤにより成膜する
こと等ができるので、作業性が向上し、生産性向上によ
るコストダウンが可能となる。即ち、薄膜エッチングと
フォトレジストアッシング、更にＣＶＤ膜形成が、連続
して作業できるので、不純物汚染の低減による膜質向
上、作業性向上での生産性向上によるコストダウンが可
能となる。

【００２５】この触媒ＣＶＤ法による気相成長は、具体
的には、前記触媒体を８００〜２０００℃の範囲であっ
てその融点未満の温度に加熱し（例えば触媒体に通電し
てそれ自体の抵抗加熱によって加熱し）、この加熱され
た触媒体により前記原料ガスの少なくとも一部を触媒反
応又は熱分解反応させて生成した前記堆積種又はその前
駆体を原料種として、室温〜５５０℃に加熱した基板上
に減圧又は常圧下で熱ＣＶＤ法によって薄膜を堆積させ
るものである。

【００２６】この場合、堆積種又はその前駆体に対し、
触媒体の触媒作用とその熱エネルギーを与えるため、運
動エネルギーが大きくなって基体上に効率良く導けると
共に、基体上での泳動及び生成過程の膜中での拡散が十
分となる。従って、従来の触媒ＣＶＤ法に比べて、生成
膜の基体との密着性向上、生成膜密度の向上、生成膜均
一性又は平滑性の向上、ビアホールなどへの埋め込み性
とステップカバレージの向上、基体温度の更なる低温
化、生成膜のストレスコントロール等が可能となり、高
品質膜（例えばバルクに近い物性のシリコン膜や金属
膜）が実現する。しかも、プラズマの発生がないので、
プラズマによるダメージがなく、低ストレスの生成膜が
得られる。

【００２７】ここで、触媒体の加熱温度が８００℃未満
であると、原料ガスの触媒反応又は熱分解反応が不十分
となって堆積速度が低下し易く、また２０００℃を超え
ると触媒体の構成材料が堆積膜中に混入して膜の電気的
特性を阻害し、膜質低下を生じ、また、触媒体の融点以
上の加熱は、その形態安定性が失われるので、回避する
のがよい。触媒体の加熱温度は、その構成材料の融点未
満であって１１００℃〜１８００℃であるのが好まし
い。

【００２８】また、基板温度は、室温〜５５０℃が好ま
しく、より好ましくは１５０〜４００℃とすれば、効率
的で高品質の成膜を行なえる。基板温度が５５０℃を超
えると、基板材質に制約が生じ（安価なガラスが使えな
い）、生産性が悪く（スループットダウンとなり）、膜
質、膜厚の均一性も悪くなり易く、また集積回路用のパ
ッシベーション膜を成膜するときには、熱の影響によっ
て不純物のドーピング濃度分布が変化し易くなる。

【００２９】通常の熱ＣＶＤ法でポリシリコン膜（多結
晶シリコン膜）を形成する場合では、基板温度を約６０
０〜９００℃とする必要があるが、この触媒ＣＶＤに基
づく成膜では、プラズマや光励起を必要とせずに、上記
のような低温での熱ＣＶＤが可能となることが極めて有
利である。この触媒ＣＶＤ時の基板温度が上記したよう
に低いため、基板、例えばガラス基板として、歪点が４
７０〜６７０℃と低いガラスを用いることができる。こ
れは、安価で、薄板化が容易であり、大型化（１ｍ²以
上）が可能であり、また長尺ロール化されたガラス板を
作製できる。例えば、長尺ロール化ガラス板上に、上記
手法を用いて、薄膜を連続して又は非連続に作製するこ
とができる。

【００３０】この気相成長に使用する前記原料ガスは、
水素系キャリアガス（Ｈ₂、Ｈ₂＋Ａｒ、Ｈ₂＋Ｎｅ、
Ｈ₂＋Ｈｅ等）をベースにした、下記の（ａ）〜（ｏ）
のいずれかであってよい。（ａ）水素化ケイ素又はその誘導体（ｂ）水素化ケイ素又はその誘導体と、水素、酸素、窒
素、ゲルマニウム、炭素又はスズを含有するガスとの混
合物（ｃ）水素化ケイ素又はその誘導体と、周期表第３族又
は第５族元素からなる不純物を含有するガスとの混合物（ｄ）水素化ケイ素又はその誘導体と、水素、酸素、窒
素、ゲルマニウム、炭素又はスズを含有するガスと、周
期表第３族又は第５族元素からなる不純物を含有するガ
スとの混合物（ｅ）アルミニウム化合物ガス（ｆ）アルミニウム化合物ガスと、水素又は酸素を含有
するガスとの混合物（ｇ）インジウム化合物ガス（ｈ）インジウム化合物ガスと、酸素を含有するガスと
の混合物（ｉ）高融点金属のフッ化物ガス、塩化物ガス又は有機
化合物ガス（ｊ）高融点金属のフッ化物ガス、塩化物ガス又は有機
化合物ガスと、水素化ケイ素又はその誘導体との混合物（ｋ）チタンの塩化物と、窒素及び／又は酸素を含有す
るガスとの混合物（ｌ）銅化合物ガス（ｍ）アルミニウム化合物ガスと、水素又は水素化合物
ガスと、水素化ケイ素又はその誘導体及び／又は銅化合
物ガスとの混合物（ｎ）炭化水素又はその誘導体（ｏ）炭化水素又はその誘導体と水素ガスとの混合物

【００３１】上記の如き原料ガスを使用することによっ
て、多結晶シリコン、単結晶シリコン、アモルファスシ
リコン、微結晶シリコン、シリコン−ゲルマニウム、炭
化ケイ素（ＳｉＣ）、化合物半導体（ＧａＡｓ、Ｇａ
Ｐ、ＧａＮ等）等の半導体薄膜、酸化シリコン、ＰＳＧ
（リンシリゲートガラス）、ＢＳＧ（ボロンシリケート
ガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケートガラス）等
の不純物含有の酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シ
リコン、酸化モリブデン、酸化チタン、酸化タンタル、
酸化アルミニウム、酸化インジウム等の絶縁性薄膜、タ
ングステン、チタン、タンタル、モリブデン、窒化タン
グステン、窒化チタン、窒化タンタル、窒化モリブデン
等の高融点金属、シリサイド、銅、アルミニウム、アル
ミニウム−シリコン又はアルミニウム−シリコン−銅等
からなる金属薄膜を気相成長させることができる。

【００３２】そして、前記原料ガスを供給する前に、前
記触媒体を水素系ガス雰囲気中で加熱処理することが望
ましい。これは、原料ガスの供給前に触媒体を加熱する
と、酸化された触媒体の構成材料が放出され、これが成
膜された膜中に混入することがあるが、触媒体を水素系
ガス雰囲気中で加熱することによってそのような混入を
解消することができる。従って、成膜室内に所定の水素
系キャリアガスを供給した状態で触媒体を加熱し、次い
で原料ガスを供給することがよい。

【００３３】本発明は、シリコン半導体装置、シリコン
半導体集積回路装置、シリコン−ゲルマニウム半導体装
置、シリコン−ゲルマニウム半導体集積回路装置、化合
物半導体装置、化合物半導体集積回路装置、炭化ケイ素
半導体装置、炭化ケイ素半導体集積回路装置、液晶表示
装置、エレクトロルミネセンス表示装置、プラズマディ
スプレイパネル（ＰＤＰ）装置、発光ポリマー表示装
置、発光ダイオード表示装置、ＣＣＤエリア／リニアセ
ンサ装置、ＭＯＳセンサ装置、強誘電体メモリー装置又
は太陽電池装置を製造するのに好適である。

【００３４】次に、本発明を好ましい実施の形態につい
て更に詳細に説明する。

【００３５】第１の実施の形態図１〜図１１について、本発明の第１の実施の形態を説
明する。

【００３６】＜触媒エッチング法とその装置＞本実施の
形態では、ＣＦ₄ガス等の反応ガスを加熱された触媒体
に接触させ、これによって生成した反応種又はその前駆
体に十分な運動エネルギーを与え、基板上の多結晶シリ
コン等の所定の膜を気相エッチングする。以下、本実施
の形態によるエッチング法を触媒エッチング法と称す
る。

【００３７】この触媒エッチング法は、図１〜図３に示
す如き装置を用いて実施される。

【００３８】この装置（触媒エッチング装置）によれ
ば、フッ化炭素（例えばＣＦ₄）等の反応ガス４０は、
必要に応じてＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｎ₂等の希釈又はキャ
リアガスと共に、供給導管４１からシャワーヘッド４２
の供給口４３を通して気相エッチング室４４へ導入され
る。室４４の内部には、エッチングされるべき多結晶シ
リコン層等の薄膜５６を有するガラス等の基板１を支持
するためのサセプタ４５と、耐熱性の良い（望ましくは
触媒体４６と同じか或いはそれ以上の融点を有する材質
の）シャワーヘッド４２と、コイル状の白金コートのセ
ラミックス、タングステン等の触媒体４６と、更には開
閉可能なシャッター４７とがそれぞれ配されている。な
お、サセプタ４５とエッチング室４４との間には磁気シ
ール５２が施されている。また、エッチング室４４は前
工程を行なう前室５３に後続され、ターボ分子ポンプ５
４等でバルブ５５を介して排気される。

【００３９】そして、基板１はサセプタ４５内のヒータ
ー線５１等の加熱手段で必要あれば加熱され、また触媒
体４６は例えば抵抗線として融点以下（特に８００〜２
０００℃、白金コートセラミックスの場合は約１２００
℃、セラミックスコートタングステンの場合は約１６０
０〜１７００℃）に加熱されて活性化される。触媒体４
６の両端子は直流又は交流の触媒体電源４８に接続さ
れ、この電源からの通電により所定温度に加熱される。

【００４０】この触媒エッチング法を実施するには、ま
ず、気相エッチング室４４内を１０^-3〜１０^-1Ｔｏｒｒ
に排気してから基板を約１００〜２００℃に昇温すると
共に、図１に示す状態から、図２に示すように、ＣＦ₄
等の反応ガス４０をシャワーヘッド４２の供給口から導
入し、８００〜２０００℃（例えば約１２００℃）に加
熱された白金コートのセラミックス等の触媒体４６に接
触させ、その後、シャッター４７を開ける。

【００４１】反応ガス４０の少なくとも一部は触媒体４
６と接触して触媒的に分解し、触媒分解反応または熱分
解反応によって、高エネルギーを与えられたフッ素等の
反応種、ラジカル集団（即ち、反応種又はその前駆体）
は十分な運動エネルギーで−１００℃〜５００℃（例え
ば常温〜１００℃）に保持された基板１上の多結晶シリ
コン等の所定の膜５６を気相エッチングする。

【００４２】こうして、プラズマを発生することなく、
反応種（イオン、ラジカル等）に対し、触媒体４６の触
媒作用とその熱エネルギーにより十分な運動エネルギー
を与えるので、反応ガスを効率良く反応種に変えて基体
上に効率良く導け、化学反応及び基板への衝突等により
エッチングを進行する。このために、低ダメージで紫外
線損傷なしにパターンエッチング（又はアッシング）を
行うことができる。

【００４３】従って、従来の反応性エッチングの欠点を
カバーし、例えば、多結晶Ｓｉの選択エッチング、Ｓｉ
上のＳｉＯ₂の選択エッチング、スパッタ効果によるＡ
ｌ合金のエッチング、Ａｌ上のＡｌ₂Ｏ₃の除去、更に
は銅や高融点金属のエッチング、高ドーズのイオン注入
後のレジスト変質層の除去を容易かつ良好に行える。

【００４４】また、触媒体４６の加熱温度、触媒体４６
の種類、反応ガス４０の選択や条件によって、エッチン
グ選択比を自由に設定でき、等方的なエッチング、更に
エッジ部分の傾斜角度のコントロール、選択比を１にし
て表面の平坦化を行える等の如く、変化に富んだ微細加
工が可能である。

【００４５】しかも、触媒体４６で生成された反応種
（イオン、ラジカル等）を効率良く基板上に導けるの
で、反応ガスの利用効率が高く、処理速度を早めて生産
性向上と反応ガス削減によるコストダウンを図れる。

【００４６】また、基板温度を低温化しても反応種の運
動エネルギーが大きいために、大面積でのエッチングが
可能であると共に、基板温度の低温化によって、スルー
プットの向上による生産性向上でのコストダウン、基板
温度ムラの低減による膜厚及び膜質の均一性向上が可能
となり、大型で安価な絶縁基板（ガラス基板、耐熱性樹
脂基板等）を使用でき、この点でもコストダウンが可能
となる。シャワーヘッド４２は、均一なガス吹出しが可
能であるため、エッチングムラ又はアッシングムラが生
じにくい。

【００４７】また、勿論のことであるが、エッチング時
にプラズマの発生がないので、プラズマによるダメージ
やショート、紫外線損傷、金属のクロスコンタミネーシ
ョン等がなく、プラズマエッチング法（反応性エッチン
グ法）に比べ、はるかにシンプルで安価な装置が実現す
る。

【００４８】この場合、減圧下（例えば１０^-3〜数Ｔｏ
ｒｒ）又は常圧下で操作を行なえるが、減圧タイプより
も常圧タイプの方がよりシンプルで安価な装置が実現
し、スループットが大であり、生産性が高く、コストダ
ウンが可能である。常圧タイプの場合は、反応ガス及び
反応種の流れが基板上の膜の膜質に悪影響を及ぼさない
ように、基板上に排ガス流が接しないように排気を調整
することが望ましい。

【００４９】上記のエッチングにおいて、触媒体４６に
よる副射熱のために、基板温度は上昇するが、上記した
ように、必要に応じて温度調節装置、例えば基板加熱用
ヒーター５１（又は基板冷却用の冷媒供給手段）を設置
してよい。また、触媒体４６はコイル状（これ以外にメ
ッシュ、ワイヤー状、多孔板状もよい。）としている
が、更にガス流方向に複数段（例えば２〜３段）とし
て、ガスとの接触面積を増やすのが、触媒反応の促進に
よる反応ガスの利用効率の向上、処理速度の向上の点で
望ましい。なお、このエッチングにおいて、基板１をサ
セプタ４５の下面においてシャワーヘッド４２の上方に
配しているので、室４４内で生じたパーティクルが落下
して基板１又はその上の膜に付着することがないので、
ダスト低減による歩留及び品質向上が可能となる。もち
ろん、この逆に、基板１をサセプタ４５の上面に置いて
シャワーヘッド４２の下方に配してもよい（この時は、
生産性向上等が可能となる）。

【００５０】更に、本実施の形態において、上記の触媒
エッチングを行なった後に、図４に示すように、基板１
をエッチング室４４外に取り出し、ＣＦ₄、Ｃ₂Ｆ₆等
の反応ガス５７を導入し（真空度は１０^-2〜数Ｔｏｒ
ｒ）、基板１のサセプタ４５と対向電極であるシャワー
ヘッド４２との間に高周波電圧５８（又は直流電圧）を
印加してプラズマ放電を生じさせ、これによって室４４
内をクリーニングすることができる。この場合のプラズ
マ発生電圧は１ｋＶ以上、例えば２〜３ｋＷで電圧は
１．５〜２．０ｋＶとする。

【００５１】即ち、気相エッチング時に室４４内の内壁
面やサセプタ４５、シャワーヘッド４２、シャッター４
７、更には触媒体４６等の各構成部材に付着した異物を
エッチング除去することができるので、ダストが低減
し、歩留及び品質向上によりコストダウンが可能とな
る。これは、気相加工を行なう装置をそのまま用いて実
現することができるので、室４４外へ構成部材を取り出
してクリーニングする必要がなく、このために作業性が
向上し、生産性向上によるコストダウンが可能となる。
なお、触媒体４６も同時にクリーニングできる（但し、
触媒体電源４８はオフとする。）が、室４４外へ取り出
して別途クリーニングしてもよい。

【００５２】なお、上記したエッチングされるべき薄膜
５６は、図１〜図３の装置において、反応ガス４０の代
わりに成膜用の原料ガスを供給し、触媒ＣＶＤ法によっ
て所定の薄膜５６を気相から成膜することができる。即
ち、図２に示すように、シランガス等の原料ガスをシャ
ワーヘッド４２の供給口から導入し、８００〜２０００
℃（例えば約１６５０℃）に加熱されたタングステン等
の触媒体４６に接触させ、しかる後にシャッター４７を
開ける。

【００５３】原料ガスの少なくとも一部は触媒体４６と
接触して触媒的に分解し、触媒分解反応または熱分解反
応によって、高エネルギーをもつシリコン等のイオン、
ラジカルの集団（即ち、堆積種又はその前駆体）を形成
する。こうして生成したイオン、ラジカル等の堆積種
（又はその前駆体）を十分な運動エネルギーで室温〜５
５０℃（例えば２００℃）に保持された基板１に導き、
その上に多結晶シリコン等の所定の膜５６を気相成長さ
せる。

【００５４】こうして、成膜時もプラズマを発生するこ
となく、反応種（イオン、ラジカル等）に対し、触媒体
４６の触媒作用とその熱エネルギーにより十分な運動エ
ネルギーを与えるので、原料ガスを効率良く反応種に変
えて、基板１上に均一に熱ＣＶＤで堆積することができ
る。この堆積種は基板１上で泳動し、薄膜中で拡散する
ので、緻密でステップカバレージの良い平坦かつ均一な
薄膜５６を形成できる。

【００５５】従って、このような触媒ＣＶＤは、基板温
度、触媒体温度、真空度（原料ガス流量）、原料ガス種
類等により成膜をコントロールできると共に、プラズマ
の発生がないので、プラズマによるダメージがなく、低
ストレスで密度、均一性、密着性のよい高品質膜が得ら
れる。

【００５６】上記のプロセスをまとめると、図５に概略
的に示すように、基体Ｓ上の絶縁膜などの膜ＩＬ上にフ
ォトレジストＰＲを所定パターンに形成した後、反応ガ
スによる触媒エッチングで膜ＩＬの一部を除去し、連続
して反応ガスによる触媒アッシングでフォトレジスト膜
ＰＲを除去し、更に連続して成膜用の原料ガスに変更
し、触媒ＣＶＤにより基体Ｓ上に所定の膜ＵＬを形成す
ることができる。これによって、薄膜のエッチング、フ
ォトレジストのアッシング、ＣＶＤ膜の形成を基本的に
同一構成の装置で連続して行えるので、不純物汚染の低
減による膜質向上、作業性向上での生産性向上によるコ
ストダウンが可能となる。

【００５７】この場合、触媒エッチングにおいては、希
釈ガス又はキャリアガスとして、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｎ
₂、又はそれらの混合した不活性ガスに反応ガスを添加
したものを使用してよい。触媒アッシングにおいては、
希釈ガス又はキャリアガスとしてＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｎ
₂、又はそれらの混合した不活性ガスに酸化性ガスを添
加したものを使用してよい。そして、フォトレジスト膜
は完全に除去することが必要である。また、触媒ＣＶＤ
においては、Ｈ₂、Ｈ₂＋Ａｒ、Ｈ₂＋Ｎｅ、Ｈ₂＋Ｈ
ｅ、Ｈ₂＋Ａｒ＋Ｎｅ＋Ｈｅ等のように、Ｈ₂ガスをベ
ースとした水素系キャリアガスに各原料ガスを添加した
ものを使用してよい。

【００５８】上記の薄膜５６は、特開昭６３−４０３１
４号公報等に示されている従来の触媒ＣＶＤ装置で形成
することができる。この触媒ＣＶＤ装置によれば、図６
に示すように、例えば水素化ケイ素（例えばモノシラ
ン）ガス１４０（及び必要に応じてＢ₂Ｈ₆やＰＨ₃な
どのドーピングガス）は供給導管から室１４１へ導入さ
れる。堆積室１４１の内部には、基板１を支持するため
のサセプター１４２と、このサセプターに対向配置され
たコイル状の触媒体４６とがそれぞれ配されている。そ
して、基板１は外部加熱手段１４４（例えば電熱手段）
で加熱され、また触媒体４６は例えば抵抗線として融点
以下（特に８００〜２０００℃、タングステンの場合は
約１７００℃）に加熱して活性化される。

【００５９】そして、堆積室１４１内では、雰囲気を窒
素から水素系ガスに換気（約１５〜２０分）してから約
２００〜８００℃に昇温し、シランガスが触媒体４６と
接触して触媒的に分解し、低温（例えば３００℃）に保
持された基板１上に堆積する。堆積時間は成長させる多
結晶シリコン層厚から求め、また成長終了後は降温さ
せ、水素系ガスを窒素に換気し、基板１を取出す。この
ようにして、触媒体４６による触媒反応または熱分解反
応によって、高エネルギーをもつシリコン原子又は原子
の集団を形成し、絶縁性基板１上に堆積させるので、通
常の熱ＣＶＤ法における堆積可能温度より著しく低い低
温の領域で多結晶シリコン層を堆積させることができ
る。

【００６０】＜ＭＯＳＴＦＴの製造＞次に、本実施の形
態による触媒エッチング法を用いたＭＯＳＴＦＴの製造
例を示す。

【００６１】図６又は図１〜図３に示した装置を用い、
まず、図７の（１）に示すように、石英ガラス、結晶化
ガラスなどの絶縁基板１（歪点８００〜１４００℃、厚
さ０．１ｍｍ〜数ｍｍ）の一主面に、特開昭６３−４０
３１４号公報等に示されている触媒ＣＶＤ法（基板温度
２００〜８００℃）又は上述した触媒ＣＶＤ法（基板温
度は室温〜５５０℃、例えば２００℃〜３００℃、真空
度は１０^-1〜１０^-3Ｔｏｒｒ、例えば１０^-2Ｔｏｒｒ）
によって、多結晶シリコン膜７を数μｍ〜０．００５μ
ｍ（例えば０．１μｍ）の厚みに成長させる。

【００６２】この場合、成膜室内の雰囲気を窒素から水
素系ガスに換気（約１５〜２０分）してから基板１を約
２００〜３００℃に昇温し、成膜室内の真空度を１０^-1
〜１０^-3Ｔｏｒｒ（例えば１０^-2Ｔｏｒｒ）とし、例え
ば水素系キャリアガス１５０ＳＣＣＭ（Standard cc pe
r minute :以下、同様) 、モノシラン１５〜２０ＳＣＣ
Ｍ（及び必要に応じてＢ₂Ｈ₆や、ＰＨ₃などのドーピ
ングガスも含む。）を導入する。

【００６３】基板１は、室温〜５５０℃（例えば２００
〜３００℃）に加熱し、また触媒体４６は例えば抵抗線
として融点以下（特に８００〜２０００℃、例えばタン
グステン線を約１６５０℃）に加熱して活性化する。水
素系キャリアガスと原料ガスを加熱されたタングステン
等の触媒体４６に接触させる。

【００６４】水素系キャリアガスと原料ガスの少なくと
も一部は触媒体４６と接触して触媒的に分解し、触媒分
解反応または熱分解反応によって、高エネルギーをもつ
シリコンイオン、ラジカル、水素イオンの集団（即ち、
堆積種又はその前駆体）を形成する。その後、シャッタ
ー４７を開けて、生成したイオン、ラジカル等の堆積種
（又はその前駆体）を基板１上に多結晶シリコン膜７と
して堆積させる。

【００６５】こうして、厚さが例えば０．１μｍ程度の
多結晶シリコン膜７を堆積させる。この堆積時間は成長
させる層厚から求め、また成長終了後は降温させ、水素
系ガスを窒素に換気し、基板１を取出す。

【００６６】そして次に、多結晶シリコン層７をチャン
ネル領域とするＭＯＳトランジスタ（ＴＦＴ）の作製を
行なう。

【００６７】即ち、図７の（２）に示すように、例え
ば、熱酸化処理（９５０℃）、又はヘリウム（Ｈｅ）ガ
ス希釈の酸素ガス及びモノシランガス供給下での上記と
同様の触媒ＣＶＤ法によって多結晶シリコン層７の表面
に厚さ例えば３５０Åのゲート酸化膜８を形成する。触
媒ＣＶＤ法でゲート酸化膜８を形成する場合、基板温度
及び触媒体温度等は上記したものと同様であるが、水素
系キャリアガス１５０ＳＣＣＭ、モノシランガス１５Ｓ
ＣＣＭ、Ｈｅ希釈Ｏ₂ガス１〜２ＳＣＣＭとしてよい。

【００６８】次いで、図７の（３）に示すように、Ｎチ
ャンネルＭＯＳトランジスタ用のチャンネル領域の不純
物濃度制御のために、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ
部をフォトレジスト９でマスクし、Ｐ型不純物イオン
（例えばＢ⁺）１０を例えば３０ｋＶで２．７×１０¹¹
ａｔｏｍｓ／ｃｍ²のドーズ量で打込み、多結晶シリコ
ン膜７の導電型をＰ型化した多結晶シリコン層１１とす
る。

【００６９】次いで、図７の（４）に示すように、Ｐチ
ャンネルＭＯＳトランジスタ用のチャンネル領域の不純
物濃度制御のために、今度はＮチャンネルＭＯＳトラン
ジスタ部をフォトレジスト１２でマスクし、Ｎ型不純物
イオン（例えばＰ⁺）１３を例えば５０ｋＶで１×１０
¹¹ａｔｏｍｓ／ｃｍ²のドーズ量で打込み、多結晶シリ
コン膜７のＰ型を補償した多結晶シリコン層１４とす
る。

【００７０】次いで、図８の（５）に示すように、ゲー
ト電極材料としてのリンドープド多結晶シリコン膜１５
を例えば水素系キャリアガス１５０ＳＣＣＭ、ＰＨ₃５
〜１０ＳＣＣＭ、モノシランガス１５ＳＣＣＭの供給下
での上記と同様の触媒ＣＶＤ法（基板温度２００〜３０
０℃）又は通常の減圧ＣＶＤ法（基板温度６２０℃）に
よって厚さ例えば４０００Åに堆積させる。

【００７１】次いで、図８の（６）に示すように、フォ
トレジスト１６を所定パターンに形成し、これをマスク
にして、図１〜図３に示した上述の触媒エッチング法
（希釈ガス（キャリアガス）１５０ＳＣＣＭ、ＣＦ₄＋
Ｈｅ希釈Ｏ₂５〜１０ＳＣＣＭ、触媒体温度は白金コー
トセラミックスで１２００℃、基板温度常温〜１００
℃）によって、多結晶シリコン膜１５をゲート電極形状
にパターニングする。

【００７２】更に、希釈ガス（キャリアガス）１５０Ｓ
ＣＣＭ、酸化性ガス（例えば、Ｈｅ希釈Ｏ₂）５〜１０
ＳＣＣＭによる触媒アッシングでフォトレジスト１６を
除去する。しかる後に図８の（７）に示すように、例え
ば９００℃で６０分間、Ｏ₂中での酸化処理でゲート多
結晶シリコン膜１５の表面に酸化膜１７を形成する。

【００７３】次いで、図８の（８）に示すように、Ｐチ
ャンネルＭＯＳトランジスタ部をフォトレジスト１８で
マスクし、Ｎ型不純物である例えばＡｓ⁺イオン１９を
例えば７０ｋＶで５×１０¹⁵ａｔｏｍｓ／ｃｍ²のドー
ズ量でイオン注入し、９５０℃で４０分間、Ｎ₂中での
アニールによって、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタの
Ｎ⁺型ソース領域２０及びドレイン領域２１をそれぞれ
形成する。

【００７４】次いで、図９の（９）に示すように、Ｎチ
ャンネルＭＯＳトランジスタ部をフォトレジスト２２で
マスクし、Ｐ型不純物である例えばＢ⁺イオン２３を例
えば３０ｋＶで５×１０¹⁵ａｔｏｍｓ／ｃｍ²のドーズ
量でイオン注入し、９００℃で５分間、Ｎ₂中でのアニ
ールによって、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタのＰ⁺
型ソース領域２４及びドレイン領域２５をそれぞれ形成
する。

【００７５】次いで、図９の（１０）に示すように、全
面に通常のＣＶＤ法又は上記したと同様の触媒ＣＶＤ法
によって、水素系キャリアガス１５０ＳＣＣＭは共通と
して、１〜２ＳＣＣＭのＨｅ希釈のＯ₂、１５〜２０Ｓ
ＣＣＭのＳｉＨ₄供給下でＳｉＯ₂膜２６を例えば２０
０〜３００℃で５００Åの厚みに、５０〜６０ＳＣＣＭ
のＮＨ₃、１５〜２０ＳＣＣＭのＳｉＨ₄供給下でＳｉ
Ｎ膜２７を例えば２００〜３００℃で２０００Åの厚み
に積層し、更に、１０〜２０ＳＣＣＭのＨｅ希釈のＢ₂
Ｈ₆、１０〜２０ＳＣＣＭのＨｅ希釈のＰＨ₃、１０〜
２０ＳＣＣＭのＨｅ希釈Ｏ₂、１５〜２０ＳＣＣＭのＳ
ｉＨ₄供給下でボロン及びリンドープドシリケートガラ
ス（ＢＰＳＧ）膜２８をリフロー膜として例えば２００
〜３００℃で６０００Åの厚みに形成し、このＢＰＳＧ
膜２８を例えば９００℃でＮ₂中でリフローする。

【００７６】次いで、図９の（１１）に示すように、上
記の絶縁膜の所定位置に上記と同様の条件で触媒エッチ
ング法（但し、希釈ガス又はキャリアガスをベースに反
応ガスはＣＦ₄＋Ｈｅ希釈のＯ₂）によりコンタクト窓
開けを行い、同様に、触媒アッシング法によりフォトレ
ジスト膜除去を行い、しかる後に各コンタクトホールを
含む全面にアルミニウムなどの電極材料をスパッタ法等
で１５０℃で１μｍの厚みに堆積し、これを上記と同様
の条件で触媒エッチング法（但し、希釈ガス又はキャリ
アガスをベースに反応ガスはＣＣｌ₄＋Ｈｅ希釈の
Ｏ₂）によりパターニングし、同様に、触媒アッシング
法によりフォトレジスト膜除去を行い、しかる後に、Ｐ
チャンネルＭＯＳＴＦＴ及びＮチャンネルＭＯＳＴＦＴ
のそれぞれのソース又はドレイン電極２９（Ｓ又はＤ）
とゲート取出し電極又は配線３０（Ｇ）を形成し、トッ
プゲート型の各ＭＯＳトランジスタを形成する。

【００７７】なお、上記のアルミニウムを触媒ＣＶＤで
形成すれば、例えば、触媒エッチング、触媒アッシン
グ、触媒ＣＶＤの如き順に連続した作業を同じ装置を用
いて行うことができる。

【００７８】＜ＬＣＤの製造＞次に、本実施の形態によ
る触媒エッチング法を用いた液晶表示装置（ＬＣＤ）の
液晶駆動基板（以後、ＴＦＴ基板と称する。）の製造例
を示す。

【００７９】図６又は図１〜図３に示した装置を用い、
まず、図１０の（１）に示すように、画素部及び周辺回
路部において、石英ガラス、結晶化ガラスなどの絶縁基
板１（歪点約８００〜１４００℃、厚さ０．１ｍｍ〜数
ｍｍ）の一主面に、上述した触媒ＣＶＤ法（基板温度は
室温〜５５０℃、例えば２００〜３００℃、真空度は１
０^-1〜１０^-3Ｔｏｒｒ、例えば１０^-2Ｔｏｒｒ）によっ
て、多結晶シリコン膜６７を数μｍ〜０．００５μｍ
（例えば０．１μｍ）の厚みに成長させる。

【００８０】この場合、成膜室内の雰囲気を窒素から水
素系ガスに換気（約１５〜２０分）してから成膜室内の
真空度を１０^-1〜１０^-3Ｔｏｒｒとし、例えば水素系キ
ャリアガス１５０ＳＣＣＭ、モノシランガス１５〜２０
ＳＣＣＭ（及び必要に応じてＢ₂Ｈ₆や、ＰＨ₃などの
ドーピングガスも含む。）を上述したと同様にして導入
する。

【００８１】基板１は上述したと同様にして室温〜５５
０℃（例えば２００〜３００℃）に加熱し、また触媒体
４６は例えば抵抗線として融点以下（特に８００〜２０
００℃、例えばタングステン線を１７００〜１８００
℃）に加熱して活性化する。そして、原料ガスを加熱さ
れたタングステン等の触媒体４６に接触させる。

【００８２】原料ガスの少なくとも一部は触媒体４６と
接触して触媒的に分解し、触媒分解反応または熱分解反
応によって、高エネルギーをもつシリコンイオン、ラジ
カル、水素イオンの集団（即ち、堆積種又はその前駆
体）を形成し、基板１上に多結晶シリコン膜６７を気相
成長させる。

【００８３】こうして、厚さが例えば０．１μｍ程度の
多結晶シリコン膜６７を堆積させる。この堆積時間は成
長させる層厚から求め、また成長終了後は降温させ、水
素を窒素に換気し、基板１を取出す。

【００８４】次いで、図１０の（２）に示すように、フ
ォトレジストマスクを用いて多結晶シリコン膜６７をパ
ターニングし、各部のトランジスタ活性層を形成する。

【００８５】次いで、図１０の（３）に示すように、例
えば、熱酸化処理（９５０℃）、又はＨｅ希釈の酸素ガ
ス及びモノシランガス供給下での上記と同様の触媒ＣＶ
Ｄ法によって多結晶シリコン膜６７の表面に厚さ例えば
３５０Åのゲート酸化膜６８を形成する。触媒ＣＶＤ法
でゲート酸化膜６８を形成する場合、基板温度及び触媒
体温度等は上記したものと同様であるが、水素系キャリ
アガス１５０ＳＣＣＭ、モノシランガス１５ＳＣＣＭ、
Ｈｅ希釈Ｏ₂ガス１〜２ＳＣＣＭとしてよい。

【００８６】次いで、トランジスタ活性層６７のチャン
ネル領域の不純物濃度制御のためにＢ⁺又はＰ⁺等の所
定の不純物のイオン注入を行なった後、図１０の（４）
に示すように、ゲート電極材料として、例えばアルミニ
ウムをスパッタリングで厚さ例えば４０００Åに堆積さ
せるか、或いは、多結晶シリコン膜を例えば水素系キャ
リアガスをベースに１５〜２０ＳＣＣＭのモノシランガ
スの供給下での上記と同様の触媒ＣＶＤ法（基板温度２
００〜３００℃）によって厚さ例えば４０００Åに堆積
させる。その後、リン拡散等により高密度、低抵抗の多
結晶シリコン膜を形成する。そして、フォトレジストマ
スク１５０を用いて、ゲート電極材料層を上記したと同
様の条件で触媒エッチング法によってゲート電極７５の
形状にパターニングする。なお、触媒アッシング法によ
るフォトレジストマスクの除去後に、例えば９００℃で
６０分間、Ｏ₂中での酸化処理でゲート多結晶シリコン
膜７５の表面に酸化膜を形成してよい。

【００８７】次いで、図１１の（５）に示すように、Ｐ
チャンネルＭＯＳトランジスタ部をフォトレジスト７８
でマスクし、Ｎ型不純物である例えばＡｓ⁺（又は
Ｐ⁺）イオン７９を例えば７０ｋＶで１×１０¹⁵ａｔｏ
ｍｓ／ｃｍ²のドーズ量でイオン注入し、触媒アッシン
グ法によりフォトレジスト膜を除去し、９５０℃で４０
分間、Ｎ₂中でのアニールによって、ＮチャンネルＭＯ
ＳトランジスタのＮ⁺型ソース領域８０及びドレイン領
域８１をそれぞれ形成する。

【００８８】次いで、図１１の（６）に示すように、Ｎ
チャンネルＭＯＳトランジスタ部をフォトレジスト８２
でマスクし、Ｐ型不純物である例えばＢ⁺イオン８３を
例えば３０ｋＶで１×１０¹⁵ａｔｏｍｓ／ｃｍ²のドー
ズ量でイオン注入し、触媒アッシング法によりフォトレ
ジスト膜を除去し、９００℃で５分間、Ｎ₂中でのアニ
ールによって、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタのＰ⁺
型ソース領域８４及びドレイン領域８５をそれぞれ形成
する。

【００８９】なお、上記の図１１の（５）及び（６）に
示したフォトレジスト７８、８２はそれぞれ溶解除去す
るが、これを良好に行なうために、上述した触媒エッチ
ング装置においてアッシング用の反応ガス（例えばＯ₂
又はＣＦ₄、Ｃ₂Ｆ₆など）を供給し、基板温度約２０
０℃、触媒体温度約１６００℃とする。これによって生
成したラジカル等の反応種によってフォトレジスト表面
の不溶物をアッシング除去する。しかる後、フォトレジ
ストを溶媒で処理して完全に溶解除去する。なお、この
ようなアッシングは、前述した図７〜図９のＭＯＳＴＦ
Ｔの製造においても同様に行なってよい。反応ガスの種
類及びフォトレジストの状態によっては、アッシング除
去のみでフォトレジストを完全に除去できるので、その
後の溶媒処理は不要である。

【００９０】次いで、図１１の（７）に示すように、全
面に上記したと同様の触媒ＣＶＤ法によって、水素系キ
ャリアガス１５０ＳＣＣＭを共通として、１〜２ＳＣＣ
ＭのＨｅ希釈Ｏ₂、１５〜２０ＳＣＣＭのＳｉＨ₄供給
下でＳｉＯ₂膜を例えば２００〜３００℃で５００Åの
厚みに、５０〜６０ＳＣＣＭのＮＨ₃、１５〜２０ＳＣ
ＣＭのＳｉＨ₄供給下でＳｉＮ膜を例えば２００〜３０
０℃で２０００Åの厚みに積層し、更に、１０〜２０Ｓ
ＣＣＭのＨｅ希釈のＢ₂Ｈ₆、１０〜２０ＳＣＣＭのＨ
ｅ希釈のＰＨ₃、１０〜２０ＳＣＣＭのＨｅ希釈の
Ｏ₂、１５〜２０ＳＣＣＭのＳｉＨ₄供給下でボロン及
びリンドープドシリケートガラス（ＢＰＳＧ）膜をリフ
ロー膜として例えば２００〜３００℃で６０００Åの厚
みに形成し、このＢＰＳＧ膜を例えば９００℃のＮ₂中
でリフローする。これらの絶縁膜の積層によって層間絶
縁膜８６を形成する。なお、このような層間絶縁膜は、
上記とは別の通常の方法で形成してもよい。

【００９１】次いで、図１２の（８）に示すように、上
記の絶縁膜８６の所定位置に上述したと同様の条件で触
媒エッチング法によりコンタクト窓開けを行い、同様
に、触媒アッシング法でフォトレジスト膜除去を行い、
各コンタクトホールを含む全面にアルミニウムなどの電
極材料をスパッタ法等で１５０℃で１μｍの厚みに堆積
し、これを上述したと同様の触媒エッチング法によりパ
ターニングし、同様に、触媒アッシング法でフォトレジ
スト膜除去を行い、画素部のＮチャンネルＭＯＳＴＦＴ
のソース電極８７、周辺回路部のＰチャンネルＭＯＳＴ
ＦＴ及びＮチャンネルＭＯＳＴＦＴのソース電極８８、
９０とドレイン電極８９、９１をそれぞれ形成する。

【００９２】なお、上記のアルミニウムを触媒ＣＶＤで
形成すれば、例えば、触媒エッチング、触媒アッシン
グ、触媒ＣＶＤの如き順に連続した作業を同じ装置を用
いて行うことができる。

【００９３】次いで、表面上にＳｉＯ₂等の層間絶縁膜
９２をＣＶＤ法又は触媒ＣＶＤ法で形成した後、図１２
の（９）に示すように、画素部において層間絶縁膜９２
及び８６にコンタクトホールを開け、例えばＩＴＯ（Ｉ
ｎｄｉｕｍｔｉｎｏｘｉｄｅ：インジウム酸化物に
スズをドープした透明電極材料）を真空蒸着法等で全面
に堆積させ、パターニングしてドレイン領域８１に接続
された透明画素電極９３を形成する（なお、この時、触
媒エッチング及びアッシングでコンタクトホール開けと
フォトレジスト膜除去をそれぞれ行ってもよい）。こう
して、透過型のＬＣＤのＴＦＴ基板を作製することがで
きる。なお、上記した工程は、反射型のＬＣＤのＴＦＴ
基板の製造にも同様に適用可能である。

【００９４】第２の実施の形態図１３について、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。

【００９５】本実施の形態では、上述した第１の実施の
形態の触媒エッチング法及びその装置において、図１３
に示すように、基板１又はサセプタ４５の近傍に荷電粒
子又はイオン（例えばエレクトロン）シャワー１００を
配設していることが特徴的である。従って、上述した第
１の実施の形態による作用効果に加えて、次の優れた作
用効果が得られる。

【００９６】即ち、上述した多結晶シリコン膜等のエッ
チング時又はエッチング中に触媒体４６の触媒作用で反
応ガス中にイオン等の反応種又はその前駆体が発生し、
これにより基板１がチャージアップしてエッチングムラ
を生じることがあるが、例えば上記のエレクトロンシャ
ワー１００から上記イオン等に電子を照射することによ
って基板１上のチャージを中和し、そのチャージアップ
を十分に防止することができる。特に、基板１が絶縁物
からなっていると、電荷を蓄積し易いため、エレクトロ
ンシャワー１００の使用は効果的である。

【００９７】第３の実施の形態図１４について、本発明の第３の実施の形態を説明す
る。

【００９８】本実施の形態では、上述した触媒体４６の
形状を図１４（Ａ）の多孔板状、図１４（Ｂ）のメッシ
ュ状とし、ガス流を妨げることなしに効率良く触媒作用
を発揮させている。

【００９９】第４の実施の形態図１５について、本発明の第４の実施の形態を説明す
る。

【０１００】本実施の形態では、上述した第１の実施の
形態の触媒エッチング装置を常圧下で操作する場合にお
いて、ガス流が基板１上の膜に接触しないように、例え
ばサセプタ４５に通気孔１０２を形成し、基板１の周辺
域から排ガス１０３を上方へ導き、排気口（図示せず）
へと流動させている。

【０１０１】従って、常圧で操作しても、基板１上の膜
又は基板を汚染することはない。また、常圧タイプであ
ることから、装置構成がシンプルとなり、スループット
も向上する。

【０１０２】第５の実施の形態図１６〜図１９について、本発明の第５の実施の形態を
説明する。

【０１０３】上述した各実施の形態では、基板１をシャ
ワーヘッド４２の上方に配したが、本実施の形態では、
図１６に示すように、基板１をシャワーヘッド４２の下
方に配している点のみが異なり、他の構成や、操作方法
は同様である。従って、基本的には、上述した第１の実
施の形態と同様の作用効果が得られる。

【０１０４】具体的な構成例としては、常圧タイプが挙
げられ、まず図１７に示すように、回転式のヒータ付き
サセプタ４５上に基板１を自転式の台１０４を介して複
数枚配置し、サセプタ中心孔内に導管兼回転軸１０５を
有する回転式のシャワーヘッド４２から反応ガス４０を
供給し、触媒体４６による反応種を基板１上に導き、そ
の上の膜をエッチングする。排ガスはサセプタ４５の周
囲から下方へ導かれる。

【０１０５】この例の場合、複数の基板１及びシャワー
ヘッド４２を回転させながら反応種を基板方向へ導いて
エッチングするため、量産性が良い上にガスの分布が一
様となり、エッチングの均一性が向上する。

【０１０６】また、図１８に示す例では、自転式のヒー
タ１０６付きサセプタ４５が円錐形のバッファ１０７の
周りで公転する自公転式とし、各サセプタ４５上に基板
１を固定し、円錐形のベルジャー１０８上のシャワーヘ
ッド４２から反応ガス４０を供給し、触媒体４６による
反応種によって基板１上の膜をエッチングする。

【０１０７】この例の場合、円錐形のベルジャー内で複
数の基板１を自公転させながら反応種を基板方向へ加速
して成膜するため、量産性が良い上にガスの分布が一様
となり、エッチングの均一性が一層向上する。

【０１０８】図１９は、別の連続式常圧エッチング装置
の例を示し、搬送ベルト１０９上に基板１を配置し、シ
ャワーヘッド４２から反応ガス４０を供給し、触媒体４
６による反応種によって基板１上の膜をエッチングす
る。排ガス１０３は基板１の上方へ導くので、膜への汚
染等の問題はない。

【０１０９】この例の場合、基板１を一方向へ搬送しな
がら反応種を基板方向へ導き、かつ排ガスを上方へ排出
しているので、エッチングの量産性が良く、常圧タイプ
であってもエッチングし易い。

【０１１０】第６の実施の形態図２０について、本発明の第６の実施の形態を説明す
る。

【０１１１】本実施の形態による成膜装置は、例えば５
個のチャンバを選択的に用い、順次膜のエッチングが可
能である。基板１はサセプタ４５に真空吸着され、ロー
ドステーションのロボット１１０によりロード部１１１
に装入されてティスパージョンヘッド１１２により各チ
ャンバーに順次送られ、この間に基板面が下方を向く図
１の如きフェイスダウンの状態でエッチングが行なわれ
る。但し、上述した触媒体４６は図示省略している。

【０１１２】この例の場合、積層膜のエッチングに有利
であり、また基板１の熱源が上方にあるために対流効果
が少なく、また基板１がフェイスダウンのためにパーテ
ィクルの付着も抑制できる。

【０１１３】第７の実施の形態図２１について、本発明の第７の実施の形態を説明す
る。

【０１１４】本実施の形態では、上述した各実施の形態
において、使用する反応ガスを種々に変えて、対応する
各種の薄膜をエッチング又はアッシングするものであ
る。この時、反応ガスの希釈ガス又はキャリアガスとし
ては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｎ₂又はこれらの組み合わせ
等の不活性ガスを使用する。

【０１１５】また、図２２は、上述したＣＶＤにより成
膜する際に用いる原料ガス種と、対応する各種の薄膜を
示している。

【０１１６】以上に述べた本発明の実施の形態は、本発
明の技術的思想に基づいて種々変形が可能である。

【０１１７】例えば、上述したエッチング又はアッシン
グ条件や装置構成、使用する反応ガスと被加工材料の種
類などは様々に変更してよい。

【０１１８】また、上述したチャージアップ防止のため
のエレクトロンシャワーに代えて、他の負電荷の粒子も
照射でき、或いはチャージアップの極性によってはプロ
トンなどの正電荷の粒子を照射してもよい。

【０１１９】なお、本発明によるエッチング又はアッシ
ングの対象は、基板上の膜以外にも、ガラスや半導体な
どの基板自体であってもよい。

【０１２０】

【発明の作用効果】本発明によれば、反応ガスを加熱さ
れた触媒体に接触させ、これによって生成した反応種又
はその前駆体によって基体又は基体上の所定の膜を気相
エッチング又はアッシングしているので、次に示すよう
な顕著な作用効果が得られる。

【０１２１】（１）反応種又はその前駆体に対し、触媒
体の触媒作用とその熱エネルギーを与えるため、運動エ
ネルギーが大きくなって基体上に効率良く導け、化学反
応及び基体への衝突等によりエッチング又はアッシング
が進行する。このために、低ダメージで紫外線損傷なし
にパターンエッチング又はアッシングを行うことができ
る。従って、従来の反応性エッチングの欠点をカバー
し、例えば、多結晶Ｓｉの選択エッチング、Ｓｉ上のＳ
ｉＯ₂の選択エッチング、スパッタ効果によるＡｌ合金
のエッチング、Ａｌ上のＡｌ₂Ｏ₃の除去、更には銅や
高融点金属のエッチング、高ドーズのイオン注入後のレ
ジスト変質層の除去を容易かつ良好に行える。

【０１２２】（２）触媒体の加熱温度、触媒体の種類、
反応ガスの選択や条件によって、エッチング選択比を自
由に設定でき、高選択比又は等方的なエッチング、更に
エッジ部分の傾斜角度のコントロール、選択比を１にし
て表面の平坦化を行える等の如く、変化に富んだ微細加
工が可能である。

【０１２３】（３）プラズマの発生がないので、プラズ
マによるダメージやショート、紫外線損傷、金属のクロ
スコンタミネーション等がない。

【０１２４】（４）触媒体で生成された反応種（イオ
ン、ラジカル等）を効率良く基体上に導けるので、反応
ガスの利用効率が高く、処理速度を早めて生産性向上と
反応ガス削減によるコストダウンを図れる。

【０１２５】（５）プラズマによる反応性エッチングに
比べ、はるかにシンプルで安価な装置が実現する。この
場合、減圧下又は常圧下で操作を行なえるが、減圧タイ
プよりも常圧タイプの方がよりシンプルで安価な装置が
実現する。

【０１２６】（６）反応種の運動エネルギーが大きいた
めに、大面積での処理が可能になると共に、基体温度を
低温化しても処理が可能となり、大型で安価な絶縁基板
（ガラス基板、耐熱性樹脂基板等）を使用でき、この点
でもコストダウンが可能となる。そして、更なる基板の
低温化により、スループット向上による生産性向上での
コストダウン、基板温度ムラ低減による膜厚及び膜質の
均一性向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による触媒エッチン
グ装置の概略断面図である。

【図２】同、触媒エッチング装置のエッチング時の概略
断面図である。

【図３】同、触媒エッチング装置のより詳細な概略断面
図である。

【図４】同、触媒エッチング装置のクリーニング時の概
略断面図である。

【図５】触媒エッチング、触媒アッシング、触媒ＣＶＤ
を順次行うときの工程を示す概略断面図である。

【図６】同、他の触媒ＣＶＤ装置の概略断面図である。

【図７】同、触媒エッチング装置を用いたＭＯＳＴＦＴ
の製造プロセスを工程順に示す断面図である。

【図８】同、触媒エッチング装置を用いたＭＯＳＴＦＴ
の製造プロセスを工程順に示す断面図である。

【図９】同、触媒エッチング装置を用いたＭＯＳＴＦＴ
の製造プロセスを工程順に示す断面図である。

【図１０】同、触媒エッチング装置を用いたＬＣＤの製
造プロセスを工程順に示す断面図である。

【図１１】同、触媒エッチング装置を用いたＬＣＤの製
造プロセスを工程順に示す断面図である。

【図１２】同、触媒エッチング装置を用いたＬＣＤの製
造プロセスを工程順に示す断面図である。

【図１３】本発明の第２の実施の形態による触媒エッチ
ング装置の要部の概略断面図である。

【図１４】本発明の第３の実施の形態による触媒エッチ
ング装置に用いる触媒体の概略斜視図である。

【図１５】本発明の第４の実施の形態による触媒エッチ
ング装置の要部の概略断面図である。

【図１６】本発明の第５の実施の形態による触媒エッチ
ング装置の要部の概略断面図である。

【図１７】同、他の触媒エッチング装置の概略断面図で
ある。

【図１８】同、他の触媒エッチング装置の概略断面図で
ある。

【図１９】同、他の触媒エッチング装置の概略断面図で
ある。

【図２０】本発明の第６の実施の形態による触媒エッチ
ング装置の要部の概略断面図である。

【図２１】本発明の第７の実施の形態による触媒エッチ
ング又はアッシングにおける各種反応ガスと被加工材料
との組み合わせを示す図である。

【図２２】同、ＣＶＤによる薄膜の成膜に用いる原料ガ
スと薄膜との組み合わせを示す図である。

【符号の説明】

１…ガラスなどの基板、４０…反応ガス、４１…導管、
４２…シャワーヘッド、４４…気相エッチング室、４５
…サセプタ、４６…触媒体、４７…シャッター、４８…
触媒体電源、５６…薄膜、１００…エレクトロンシャワ
ー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5F004 AA00 AA01 AA06 BA19 BB11 BB12 BB17 BB18 BB19 BB25 BB26 BB28 BD01 BD03 BD04 CA01 CA03 CA04 DA00 DA01 DA02 DA05 DA22 DA23 DA24 DA25 DA26 DB01 DB02 DB03 DB04 DB05 DB06 DB07 DB08 DB09 DB10 DB12 DB13 DB14 DB15 DB16 DB19 DB20 DB26 DB27 DB30 EA34 EA35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反応ガスを加熱された触媒体に接触さ
せ、これによって生成した反応種又はその前駆体によっ
て、基体又は基体上の膜をエッチング又はアッシングす
る気相加工方法。
【請求項２】前記基体と反応ガス供給手段との間に前
記触媒体を設置する、請求項１に記載した気相加工方
法。
【請求項３】前記反応ガスをシャワー状に導出するガ
ス供給口を前記反応ガス供給手段に形成する、請求項２
に記載した気相加工方法。
【請求項４】前記触媒体をコイル状、メッシュ状、ワ
イヤー状又は多孔板状に形成する、請求項１に記載した
気相加工方法。
【請求項５】前記反応種又はその前駆体に帯電防止用
の荷電粒子を照射する、請求項１に記載した気相加工方
法。
【請求項６】前記荷電粒子として電子ビーム又はプロ
トンを使用する、請求項５に記載した気相加工方法。
【請求項７】前記気相加工後に、前記基体を気相加工
室外に取り出し、前記基体のサセプタと反応ガス供給手
段との間に電圧を印加してプラズマ放電を生じさせ、こ
れによって前記気相加工室内をクリーニングする、請求
項１に記載した気相加工方法。
【請求項８】前記気相加工を減圧下又は常圧下で行な
う、請求項１に記載した気相加工方法。
【請求項９】前記触媒体を８００〜２０００℃の範囲
であってその融点未満の温度に加熱し、この加熱された
触媒体により前記反応ガスの少なくとも一部を触媒反応
又は熱分解反応させて生成した前記反応種又はそのラジ
カルによって、−１００℃〜５００℃の温度に保持した
基板又は基板上の膜を気相エッチング又は気相アッシン
グする、請求項１に記載した気相加工方法。
【請求項１０】前記触媒体をそれ自体の抵抗加熱によ
って加熱する、請求項９に記載した気相加工方法。
【請求項１１】前記反応ガスとして、ハロゲン又はそ
の化合物ガス、又は酸化性ガスを使用する、請求項１に
記載した気相加工方法。
【請求項１２】多結晶シリコン、単結晶シリコン、ア
モルファスシリコン、シリコン−ゲルマニウム、炭化ケ
イ素、化合物半導体（ガリウム−ヒ素、ガリウム−ナイ
トライド、ガリウム−リン等）等の半導体膜をエッチン
グし、酸化シリコン、不純物含有の酸化シリコン、窒化
シリコン、酸窒化シリコン、酸化クロム等の絶縁性膜を
エッチングし、タングステン、窒化タングステン、チタ
ン、窒化チタン、モリブデン、窒化モリブデン、タンタ
ル、窒化タンタル等の高融点金属、アルミニウム、アル
ミニウム合金（１％Ｓｉ入り、１〜２％Ｃｕ入りのもの
を含む。）、シリサイド、銅等の金属膜をエッチング
し、又はフォトレジスト等の有機膜をエッチング又はア
ッシングする、請求項１１に記載した気相加工方法。
【請求項１３】タングステン、トリア含有タングステ
ン、モリブテン、白金、パラジウム、バナジウム、シリ
コン、アルミナ、金属を付着したセラミックス、及び炭
化ケイ素からなる群より選ばれた少なくとも１種の材料
によって、前記触媒体を形成する、請求項１に記載した
気相加工方法。
【請求項１４】前記反応ガスを成膜用の原料ガスに変
更し、この原料ガスの供給によって前記基体上に所定の
膜を成膜する、請求項１に記載した気相加工方法。
【請求項１５】マスクを用いて前記エッチングによっ
て所定の膜を選択的に除去した後、前記アッシングによ
って前記マスクを除去し、更に前記反応ガスを成膜用の
原料ガスに変更して加熱された前記触媒体に接触させ、
これによって生成した反応種又はその前駆体に運動エネ
ルギーを与え、前記基体上に所定の膜を成膜する、請求
項１４に記載した気相加工方法。
【請求項１６】前記成膜を減圧又は常圧下で行なう、
請求項１４に記載した気相加工方法。
【請求項１７】前記触媒体を８００〜２０００℃の範
囲であってその融点未満の温度に加熱し、この加熱され
た触媒体により前記原料ガスの少なくとも一部を触媒反
応又は熱分解反応させて生成した堆積種又はその前駆体
を原料種として、室温〜５５０℃に加熱した基板上に熱
ＣＶＤ法によって薄膜を堆積させる、請求項１４に記載
した気相加工方法。
【請求項１８】前記原料ガスとして、下記の（ａ）〜
（ｏ）のいずれかを使用する、請求項１４に記載した気
相加工方法。（ａ）水素化ケイ素又はその誘導体（ｂ）水素化ケイ素又はその誘導体と、水素、酸素、窒
素、ゲルマニウム、炭素又はスズを含有するガスとの混
合物（ｃ）水素化ケイ素又はその誘導体と、周期表第３族又
は第５族元素からなる不純物を含有するガスとの混合物（ｄ）水素化ケイ素又はその誘導体と、水素、酸素、窒
素、ゲルマニウム、炭素又はスズを含有するガスと、周
期表第３族又は第５族元素からなる不純物を含有するガ
スとの混合物（ｅ）アルミニウム化合物ガス（ｆ）アルミニウム化合物ガスと、水素又は酸素を含有
するガスとの混合物（ｇ）インジウム化合物ガス（ｈ）インジウム化合物ガスと、酸素を含有するガスと
の混合物（ｉ）高融点金属のフッ化物ガス、塩化物ガス又は有機
化合物ガス（ｊ）高融点金属のフッ化物ガス、塩化物ガス又は有機
化合物ガスと、水素化ケイ素又はその誘導体との混合物（ｋ）チタンの塩化物と、窒素及び／又は酸素を含有す
るガスとの混合物（ｌ）銅化合物ガス（ｍ）アルミニウム化合物ガスと、水素又は水素化合物
ガスと、水素化ケイ素又はその誘導体及び／又は銅化合
物ガスとの混合物（ｎ）炭化水素又はその誘導体（ｏ）炭化水素又はその誘導体と水素ガスとの混合物
【請求項１９】多結晶シリコン、単結晶シリコン、ア
モルファスシリコン、微結晶シリコン、シリコン−ゲル
マニウム、炭化ケイ素、化合物半導体（ガリウム−ヒ
素、ガリウム−リン、ガリウム−ナイトライド等）等の
半導体薄膜、酸化シリコン、不純物含有の酸化シリコ
ン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化モリブデン、
酸化チタン、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化イ
ンジウム等の絶縁性薄膜、タングステン、チタン、タン
タル、モリブデン、窒化タングステン、窒化チタン、窒
化タンタル、窒化モリブデン等の高融点金属、シリサイ
ド、銅、アルミニウム、アルミニウム−シリコン又はア
ルミニウム−シリコン−銅等からなる金属薄膜を気相成
長させる、請求項１８に記載した気相加工方法。
【請求項２０】前記原料ガスを供給する前に、前記触
媒体を水素系ガス雰囲気中で加熱処理する、請求項１４
に記載した気相加工方法。
【請求項２１】シリコン半導体装置、シリコン半導体
集積回路装置、シリコン−ゲルマニウム半導体装置、シ
リコン−ゲルマニウム半導体集積回路装置、化合物半導
体装置、化合物半導体集積回路装置、炭化ケイ素半導体
装置、炭化ケイ素半導体集積回路装置、液晶表示装置、
エレクトロルミネセンス表示装置、プラズマディスプレ
イパネル（ＰＤＰ）装置、発光ポリマー表示装置、発光
ダイオード表示装置、ＣＣＤエリア／リニアセンサ装
置、ＭＯＳセンサ装置、強誘電体メモリー装置又は太陽
電池装置を製造する際に適用する、請求項１に記載した
気相加工方法。
【請求項２２】反応ガス供給手段と、触媒体と、この
触媒体の加熱手段と、エッチング又はアッシングされる
べき基体又は膜付き基体を支持するサセプタとを有する
気相加工装置。
【請求項２３】前記サセプタと前記ガス供給手段との
間に前記触媒体が設置されている、請求項２２に記載し
た気相加工装置。
【請求項２４】前記反応ガスをシャワー状に導出する
ガス供給口が前記反応ガス供給手段に形成されている、
請求項２２に記載した気相加工装置。
【請求項２５】前記触媒体がコイル状、メッシュ状、
ワイヤー状又は多孔板状に形成されている、請求項２２
に記載した気相加工装置。
【請求項２６】前記サセプタの近傍に荷電粒子照射手
段が設置されている、請求項２２に記載した気相加工装
置。
【請求項２７】前記荷電粒子照射手段が電子ビーム又
はプロトン照射手段からなっている、請求項２６に記載
した気相加工装置。
【請求項２８】前記サセプタと前記反応ガス供給手段
との間に電圧を印加して気相加工室内をクリーニングす
るためのプラズマ放電形成手段が設けられている、請求
項２２に記載した気相加工装置。
【請求項２９】前記気相加工が減圧下又は常圧下で行
なわれる、請求項２２に記載した気相加工装置。
【請求項３０】前記触媒体を８００〜２０００℃の範
囲であってその融点未満の温度に加熱され、この加熱さ
れた触媒体により前記反応ガスの少なくとも一部を触媒
反応又は熱分解反応させて生成した前記反応種又はその
ラジカルによって、−１００℃〜５００℃の温度に保持
した基板又は基板上の膜が気相エッチング又は気相アッ
シングされる、請求項２２に記載した気相加工装置。
【請求項３１】前記触媒体がそれ自体の抵抗加熱によ
って加熱される、請求項３０に記載した気相加工装置。
【請求項３２】前記反応ガスとして、ハロゲン又はそ
の化合物ガス、又は酸化性ガスが使用される、請求項２
２に記載した気相加工装置。
【請求項３３】多結晶シリコン、単結晶シリコン、ア
モルファスシリコン、シリコン−ゲルマニウム、炭化ケ
イ素、化合物半導体（ガリウム−ヒ素、ガリウム−ナイ
トライド、ガリウム−リン等）等の半導体膜をエッチン
グし、酸化シリコン、不純物含有の酸化シリコン、窒化
シリコン、酸窒化シリコン、酸化クロム等の絶縁性膜を
エッチングし、タングステン、窒化タングステン、チタ
ン、窒化チタン、モリブデン、窒化モリブデン、タンタ
ル、窒化タンタル等の高融点金属、アルミニウム、アル
ミニウム合金（１％Ｓｉ入り、１〜２％Ｃｕ入りのもの
を含む。）、シリサイド、銅等の金属膜をエッチング
し、又はフォトレジスト等の有機膜をエッチング又はア
ッシングする、請求項３２に記載した気相加工装置。
【請求項３４】タングステン、トリア含有タングステ
ン、モリブテン、白金、パラジウム、バナジウム、シリ
コン、アルミナ、金属を付着したセラミックス、及び炭
化ケイ素からなる群より選ばれた少なくとも１種の材料
によって、前記触媒体が形成されている、請求項２２に
記載した気相加工装置。
【請求項３５】前記反応ガスを成膜用の原料ガスに変
更し、この原料ガスの供給によって前記基体上に所定の
膜を成膜するようにも構成された、請求項２２に記載し
た気相加工装置。
【請求項３６】マスクを用いて前記エッチングによっ
て所定の膜を選択的に除去した後、前記アッシングによ
って前記マスクを除去し、更に前記反応ガスを成膜用の
原料ガスに変更して加熱された前記触媒体に接触させ、
これによって生成した反応種又はその前駆体に運動エネ
ルギーを与え、前記基体上に所定の膜を成膜するように
も構成された、請求項３５に記載した気相加工方法。
【請求項３７】前記成膜が減圧又は常圧下で行なわれ
る、請求項３５に記載した気相加工装置。
【請求項３８】前記触媒体が８００〜２０００℃の範
囲であってその融点未満の温度に加熱され、この加熱さ
れた触媒体により前記原料ガスの少なくとも一部を触媒
反応又は熱分解反応させて生成した堆積種又はその前駆
体を原料種として、室温〜５５０℃に加熱した基板上に
熱ＣＶＤ法によって薄膜が堆積される、請求項３５に記
載した気相加工装置。
【請求項３９】前記原料ガスとして、下記の（ａ）〜
（ｏ）のいずれかが使用される、請求項３５に記載した
気相加工装置。（ａ）水素化ケイ素又はその誘導体（ｂ）水素化ケイ素又はその誘導体と、水素、酸素、窒
素、ゲルマニウム、炭素又はスズを含有するガスとの混
合物（ｃ）水素化ケイ素又はその誘導体と、周期表第３族又
は第５族元素からなる不純物を含有するガスとの混合物（ｄ）水素化ケイ素又はその誘導体と、水素、酸素、窒
素、ゲルマニウム、炭素又はスズを含有するガスと、周
期表第３族又は第５族元素からなる不純物を含有するガ
スとの混合物（ｅ）アルミニウム化合物ガス（ｆ）アルミニウム化合物ガスと、水素又は酸素を含有
するガスとの混合物（ｇ）インジウム化合物ガス（ｈ）インジウム化合物ガスと、酸素を含有するガスと
の混合物（ｉ）高融点金属のフッ化物ガス、塩化物ガス又は有機
化合物ガス（ｊ）高融点金属のフッ化物ガス、塩化物ガス又は有機
化合物ガスと、水素化ケイ素又はその誘導体との混合物（ｋ）チタンの塩化物と、窒素及び／又は酸素を含有す
るガスとの混合物（ｌ）銅化合物ガス（ｍ）アルミニウム化合物ガスと、水素又は水素化合物
ガスと、水素化ケイ素又はその誘導体及び／又は銅化合
物ガスとの混合物（ｎ）炭化水素又はその誘導体（ｏ）炭化水素又はその誘導体と水素ガスとの混合物
【請求項４０】多結晶シリコン、単結晶シリコン、ア
モルファスシリコン、微結晶シリコン、シリコン−ゲル
マニウム、炭化ケイ素、化合物半導体（ガリウム−ヒ
素、ガリウム−リン、ガリウム−ナイトライド等）等の
半導体薄膜、酸化シリコン、不純物含有の酸化シリコ
ン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウ
ム、酸化モリブデン、酸化チタン、酸化タンタル、酸化
インジウム等の絶縁性膜、タングステン、チタン、タン
タル、モリブデン、窒化タングステン、窒化チタン、窒
化タンタル、窒化モリブデン等の高融点金属、シリサイ
ド、銅、アルミニウム、アルミニウム−シリコン又はア
ルミニウム−シリコン−銅等からなる金属薄膜が気相成
長される、請求項３９に記載した気相加工装置。
【請求項４１】前記原料ガスを供給する前に、前記触
媒体を水素ガス雰囲気中で加熱処理するように構成され
た、請求項３５に記載した気相加工装置。
【請求項４２】シリコン半導体装置、シリコン半導体
集積回路装置、シリコン−ゲルマニウム半導体装置、シ
リコン−ゲルマニウム半導体集積回路装置、化合物半導
体装置、化合物半導体集積回路装置、炭化ケイ素半導体
装置、炭化ケイ素半導体集積回路装置、液晶表示装置、
エレクトロルミネセンス表示装置、プラズマディスプレ
イパネル（ＰＤＰ）装置、発光ポリマー表示装置、発光
ダイオード表示装置、ＣＣＤエリア／リニアセンサ装
置、ＭＯＳセンサ装置、強誘電体メモリー装置、又は太
陽電池装置を製造するのに用いられる、請求項２２に記
載した気相加工装置。