JPH09501272A - 電子デバイスの製造時におけるプラズマ処理及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 薄膜アドレス兼駆動回路を有する大面積液晶ディスプレイ装置の如き大面積電子デバイスの製造に当っては、ガス送給有孔電極（１２）に対向する支持電極（１１）の上に取付けたデバイス基板（４）上にてプラズマ処理を行なう。反応性プラズマ（５）は前記両電極（１１，１２）間の空所内に、少なくとも有孔電極（１２）を経て前記空所内に送給される反応ガスの混合物から発生される。該反応ガスの混合物はプラズマ処理にて第２反応ガス（例えばＮ₂）よりも速い割合で消費される第１反応ガス（例えば、ＳｉＨ₄）を含んでいる。１個以上の第２供給ライン（２２）は有孔電極の或る領域（１２ｂ）を経て、第１供給ライン（２１）によって供給される一次混合物よりも第１反応ガスを多量に含む二次混合物を送給する。この装置によって、支持電極（１１）の領域上方にてプラズマ処理をより一層均一に行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】 電子デバイスの製造時におけるプラズマ処理及び装置 本発明はガス送給有孔電極に対向する支持電極の上に取付けたデバイス基板上 にてプラズマ処理（例えば、薄膜堆積又はエッチング処理）を行なって、電子デ バイスを製造する方法に関するものである。本発明はこのような方法によって製 造される電子デバイス及び斯様なプラズマ処理用の装置にも関するものである。 デバイスはモノリシック半導体集積回路とすることができるが、本発明は特に、 絶縁基板上に薄膜回路を具えている大面積のデバイスを製造するのに有利である 。このような薄膜回路を有するデバイスは、例えば能動マトリックス液晶ディス プレイとするか、又は他のフラットパネルディスプレイか、他の任意タイプの大 面積電子デバイス、例えば薄膜データ記憶装置又はイメージセンサとすることが できる。 プラズマ処理は斯種の電子デバイスの製造に当りしばしば用いられる。プラズ マ処理は装置内にてガス送給有孔電極に対向している支持電極の上に取付けたデ バイス基板上にて行われる。反応性プラズマは両電極間の空所内に、少なくとも 有孔電極を経て前記空所内に送給される反応ガスの混合物から発生される。日本 の特許公開公報ＪＰ−Ａ−５６−８７３２８の英語抄録及びこのＪＰ−Ａ−５６ −８７３２８の図面から、斯様な方法及び装置は既知であり、この場合には、ガ ス混合物が第１供給ラインによって供給される空所の第１領域から前記基板を横 切る方向へと前記ガス混合物を流し、且つ第２供給ラインが前記有孔電極を経て 前記空所の第２領域へ前記ガス混合物を送給するようにし；前記第２領域を前記 第１領域からガス混合物が流れる方向に沿って位置させている。 ＪＰ−Ａ−５６−８７３２８の装置では、ガス混合物は有孔電極の中央領域へ ガス混合物を送給する第１供給ラインと、有孔電極の周辺領域へガス混合物を送 給する第２供給ラインとにより有孔電極へと供給される。基板上方のガス流は中 央領域から放射状に外方へと流れる。この従来の装置及び方法では、同じガス混 合物を周辺及び中央領域の双方へ送給するも、これらの領域には第１供給ライン の第１質量流量計と、第２供給ラインの第２質量流量計とによって制御される異 なる流速でガス混合物を送給している。このようにすることにより中央領域と周 辺領域との間のプラズマの不均一性を低減させることができる。斯様なプラズマ 処理は、例えばシラン（ＳｉＨ₄）とアンモニア（ＮＨ₃）との混合物から窒化珪 素薄膜を堆積するのに用いることができる。 加工処理に用いられるプラズマは極めて複雑なものであり、プラズマ内及びプ ラズマに曝される表面の双方との物理的及び化学的相互作用の多くの詳細につい ては未だ理解されていない。このことはＳｉＨ₄及びＮＨ₃による周知の窒化珪素 の堆積法についても云えることである。本発明者等は、周辺及び中央領域におけ る流速を異なる速度に調整しても、堆積薄膜の厚さ、配合及び品質に依然として かなりの不均一性が生じ得ることを確めた。こうした不均一性は、薄膜を大面積 にわたって、例えば約０．５ｍ²（平方メートル）及びそれ以上の例えば１ｍ²（ 平方メートル）程度の電極面積で堆積する場合に特に目立つ。同様な不均一性は 他の大面積プラズマ処理、例えば大面積にわたってエッチングするために反応ガ スの混合物を用いるプラズマエッチング処理でも起り得る。 本発明の目的は斯様な不均一性を補正又は少なくとも低減させる手段を提供す ることにある。 本発明の第１要点は、ガス送給有孔電極に対向する支持電極の上に取付けたデ バイス基板上にてプラズマ処理を行ない、反応性プラズマは前記２つの電極間の 空所内に、少なくとも前記有孔電極を経て前記空所内に送給される反応性ガスの 混合物から発生させ、該ガス混合物が第１供給ラインによって供給される前記空 所の第１領域から前記ガス混合物を前記基板を横切る方向へと流し、且つ第２供 給ラインが前記有孔電極を経て前記空所の第２領域へ前記ガス混合物を送給し、 前記第２領域を前記第１領域からガス混合物が流れる方向に沿って位置させるよ うにして電子デバイスを製造する方法において、前記ガス混合物が、該混合物に おける第２反応ガスよりも速い割合でプラズマ処理にて消費される第１反応ガス を含み、且つ前記第２供給ラインが、前記第１供給ラインによって供給される一 次混合物よりも第１反応ガスを多量に含む二次混合物を供給して、プラズマ処理 が支持電極の領域全体にわたり均一に行われるようにすることを特徴とする電子 デバイスの製造方法にある。 本発明の第２要点は、内部に支持電極がガス送給有孔電極に対向して取付けら れる室と、これら電極間の空所内に、前記有孔電極を経て該空所内に送給される 反応ガスの混合物から反応性プラズマを発生させるために前記両電極間に電界を かけるための手段と、前記空所へガス混合物を供給する第１及び第２供給ライン であって、第１供給ラインが前記空所の第１領域へガス混合物を送給し、該第１ 領域から前記ガス混合物が前記空所の第２領域へと流れ、前記第２供給ラインが 前記有孔電極を経て前記第２領域へガス混合物を送給するようにした第１及び第 ２供給ラインと、前記ガス混合物が前記第１領域から前記基板を横切る方向へ流 れるように、前記支持電極に関連して位置付けした前記室からのガス出口手段と を具えているプラズマ処理装置において、前記第１及び第２供給ラインを前記ガ ス混合物のそれぞれ別個の一次及び二次供給部に接続し、前記各供給部がプラズ マ処理にて前記ガス混合物における第２反応ガスよりも速い割合で消費される第 １反応ガスを含み、且つ前記二次供給部が前記一次供給部よりも第１反応ガスを 多量に含むようにして、プラズマ処理が前記支持電極の領域全体にわたり均一に 行われるようにしたことを特徴とするプラズマ処理装置にある。 本発明は、大面積にわたるプラズマ処理の不均一性が、特定の処理（堆積か、 エッチングか、その他の処理）にてガス混合物における種々の反応ガスが異なる 割合で消費されることにより生じ、且つ大面積にわたる異なる消費率の影響は、 第２領域へ速い割合で消費される反応ガスを多量に含む混合物を供給することに より非常に簡単に（少なくとも部分的に）補償することができるという認識に基 いて成したものである。この方法によれば、先ずプラズマ処理によるデバイスの 所望される諸特性（例えば、堆積薄膜の配合及び品質）によってガスのパラメー タを決定することができ、次いで別個の供給ラインの流速及びガス配合を制御す ることによってこれらのガスパラメータの所定値を達成することができる。 プラズマ処理には基板の表面に材料を堆積することを含めることができる。特 定例では、第１反応ガスをシラン（ＳｉＨ₄）とし、第２反応ガスに窒素を含め 、堆積材料を窒化珪素とすることができる。この例では、第２反応ガスを窒素（ Ｎ₂）又はアンモニア（ＮＨ₃）とすることができる。 プラズマ処理には基板の表面から材料をエッチング除去することを含めること ができる。特定例では、第１反応ガスをＳＦ₆とし、第２反応ガスをＣＨＦ₃とし 、エッチング除去材料を窒化珪素又は例えば炭化珪素とすることができる。本発 明による異なる一次及び二次混合物をこの状況にて利用して、大面積にわたるエ ッチング速度及びエッチング特性の変動を補償することができる。 本発明による方法及び装置は様々な構造の反応室に使用することができる。最 近最もポピュラーな装置はガス流を放射状か、長手方向のいずれかに流すように したものである。最初の場合には、第１供給ラインが有孔電極の中央領域を経て ガス混合物を送給し、１個以上の第２供給ラインが有孔電極の１個又は複数の周 辺個所を経てガス混合物を送給し、支持電極上方のガス流が空所の第１（中央） 領域から放射状に外方へと流れるようにすることができる。下記に述べるように 、ガス流を半径方向へ内方に流すように装置を構成することもできる。前記第２ の場合には、第１供給ラインが有孔電極とは別の入口を経て空所の第１周辺領域 へガス混合物を送給し、支持電極上方のガス流が、前記第１周辺領域から空所の 反対側の周辺領域へと支持電極を長手方向に横切って流れ、１個以上の第２供給 ラインが有孔電極にガス混合物を送給するようにすることができる。 図面の簡単な説明 図１は本発明による方法によって電子デバイスを製造するのに用いられる本発 明によるプラズマ処理装置の一部を断面で、一部を図式的に示した図であり； 図２及び図３は本発明による製造方法の製造工程段における電子デバイスの一 部をそれぞれ示す断面図であり； 図４は本発明による他のプラズマ処理装置の一部を断面で、一部を図式的に示 した線図である。 図面はいずれも概略的に図示したものであり、実寸図示したものではないこと に留意すべきである。これらの図の各部の相対寸法及び全体のバランスは図面の 明瞭化のため及び便宜上大きさを拡大したり、縮小したりして示してある。異な る実施例における対応するか、又は同様な部分には大体同じ参照符号を用いてい る。 図１は半径方向のガス流を有する所謂“容量的に結合させた大面積平行板”タ イプのプラズマ反応器を示す。この反応器は反応室１０を具えており、この反応 室内には支持電極１１が有孔電極１２に対向して取付けられている。プラズマ処 理は支持電極１１の上に取付けた１個以上のデバイス基板４（１４）の表面にて 行われる。支持電極１１は接地する。無線周波電圧はＲＦ源５０からインピーダ ンス整合回路網５２を経て有孔電極１２に印加される。これらの手段５０，５２ により電極１１と１２との間に交流電界がかけられて、有孔電極１２を経て送り 込まれる反応ガスの混合物２５から電極１１と１２との間の空所内に反応性プラ ズマ５が発生する。有孔電極１２と、そのガス供給手段２１及び２２とのアセン ブリは所謂“シャワーヘッド”を形成し、この名はガスが有孔電極１２を経て斯 かる空所内に送り込まれることに由来している。これまでに述べたようなプラズ マ反応器は、モノリシック集積回路及び／又は液晶ディスプレイの如き大面積電 子デバイスにおける薄膜のプラズマ増速堆積又はプラズマエッチングに用いられ るような既知のタイプのものと見なすことができる。 大面積電子デバイスはモノリシック集積回路のウェハに較べて大きな面積の基 板４（１４）を有している。これらの基板４（１４）を１個以上電極１１に取付 けることからして、電極１１の面積も大きい。従って、極めて大きい反応室１０ が必要とされる。薄膜回路素子を有する大形フラットパネルディスプレイ及び他 の大面積電子デバイスにとっては電極の面積を１ｍ²（平方メートル）程度とす る傾向にある。特に斯かる薄膜回路の適用に当っては、大面積の支持電極１１の 全体にわたるプラズマ処理を十分に均一とする必要がある。このためにはガス混 合物２５を有孔電極１２へ供給する供給ラインを数個（例えば第１及び第２）の ライン２１及び２２とするのが有利である。従って、図１に示してあるように、 第１供給ライン２１は有孔電極１２の中央領域１２ａへガス混合物を送給でき、 第２供給ライン２２は有孔電極１２の環状周辺領域１２ｂへガス混合物を送給す ることができる。反応室１０は、この室内を適当な圧力に保つためにポンプ（図 示せず）に接続されるガスの出口２９を有している。これらの出口２９は、支持 電極１１（及びその上の１個又は複数の基板４（１４）の上方のガス流２８が中 央領域から放射状に外へ向うように支持電極１１に関連して位置付けるようにす る。 先ず、プラズマ処理による堆積膜（又は他のいずれかのもの）の所望な諸特性 を達成するように、プラズマ処理過程の主要件（例えば、温度、圧力、反応ガス 、ガス混合物の配合、流速等）を最適化することは標準的で、しかも望ましいや り方である。しかし、同一配合のガス組成物を供給ライン２１及び２２を経て送 給する場合に、（別個の供給ライン２１及び２２内の流速を異なるように調整し ても）或る反応ガスは気相中でのプラズマ反応にて、ガス流２８が大面積電極１ １の周辺個所におけるデバイス基板４（１４）に達する前にこの基板の中央表面 領域にてかなり使用されることになり、基板全体にわたり不均一な堆積又はエッ チングが生じ得ることを本発明者等は確めた。従って、シャワーヘッド１２から 放射状に流れるガスはプラズマ空間内で処理反応により変動量にて消費される。 このために、反応室１０内のガス分布は個々のガスの利用率の関数並びに有孔電 極領域１２ａ及び１２ｂからの流れ配列の関数となる。たいていの場合、本発明 を採用しなければ処理がかなり不均一となる。 窒化珪素の薄膜３２（例えば、図２及び図３に示したようなＭＩＭ用）をＳｉ Ｈ₄及びＮ₂でプラズマ増速堆積する特定例では、ＳｉＨ₄が中央領域における組 成物に較べて周辺領域にて２０％〜３０％消費されるような量だけ反応するのに 対し、Ｎ₂は中央領域の組成物に較べて周辺領域にて０．０５〜０．２％消費さ れるに過ぎないことを本発明者等は確めた。従って、堆積された窒化珪素膜３２ の全領域にわたる配合の不均一性は、ＭＩＭ及び薄膜から形成される他の任意の 薄膜回路素子（例えばＴＦＴ）の諸特性を著しく変えることができる。同様な不 均一性は他の物質（例えばオキシ窒化珪素及び炭化珪素）を大面積に堆積する場 合及び大領域をプラズマエッチングする場合にも生じる。 本発明により斯様な不均一性をなくすためには、第１及び第２供給ライン２１ 及び２２をガス混合物のそれぞれ別個の一次及び二次供給部（２３ａ，２４ａ， ５５，５６）及び（２３ｂ，２４ｂ，５５，５６）に接続する。各供給部はボン ベ５６からの第２反応ガス（例えばＮ₂又はＮＨ₃）よりも速い割合でプラズマ処 理にて消費される第１反応ガス（例えばＳｉＨ₄）を収容しているボンベ５５を 具えている。図１の例によって示してある装置では、一次供給部（２３ａ，２４ ａ，５５，５６）と、二次供給部（２３ｂ，２４ｂ，５５，５６）との双方が 共通の第１ボンベ５５及び共通の第２ボンベ５６を共有する。一次供給部では、 ボンベ５５及び５６を各質量流量計２３ａ及び２４ａによって供給ライン２２の 弁２６ａに接続する。第２供給部では、ボンベ５５及び５６を各質量流量計２３ ｂ、及び２４ｂによって供給ライン２１の弁２６に接続する。流量計２３ａ，２ ３ｂ，２４ａ，２４ｂは、第１反応ガス（例えばＳｉＨ₄）が流量計２３ａから よりも流量計２３ｂから多量に流れるように設定し、及び／又は第２反応ガス（ 例えばＮ₂）が流量計２４ａからよりも流量計２４ｂから少なめに流れるように 設定する。こうすることにより、第２供給部（２３ｂ，２４ｂ，５５，５６）は 電極領域１２ａを経て中央のガス混合物２５ａを供給する一次供給部（２３ａ， ２４ａ，５５，５６）よりも第１反応ガスを多量に含む周辺のガス混合物２５ｂ を供給する。 周辺のガス混合物２５ｂにおける第１反応ガスの供給量を斯様に増やすことに より、支持電極１１の周辺領域での第１反応ガスの消費量を少なくとも部分的に 補償することができる。このようにして、プラズマ処理を支持電極１１の全領域 にわたりかなり均一に行うことができる。さらに、均一性を改善するこの方法に よれば、処理過程の動作に関する主要件（例えば、温度、圧力、一次ガス混合物 ２５ａの配合、流速等）を先ず最適化し、その後１個以上の二次供給部（２３ｂ ，２４ｂ，５５，５６）とのガス配合の微調整を行なって、特定の装置内でのプ ラズマ処理操作にて観察される不均一性を補償するようにガス混合物２５ｂを調 整することができる。さらに、図１には支持電極１１上に取付けた２個のデバイ ス基板４（１４）を図示してあるが、本発明は極めて大きなデバイス基板４（１ ４）、例えばプラズマ処理装置の支持電極１１上に僅か１個の斯様の基板しか載 せられないような大きさのデバイス基板の全体にわたる均一性を良好とするのに 特に有利である。 大面積の電子デバイスを製造するのに本発明を用いる特殊な例を図２及び図３ につき説明する。 このデバイスはＭＩＭ（英語の“ metallic- insulative- metallic”switchi ng diodesからの頭字語に由来する）タイプ及びＴＦＴ（英語の“ thin film t ransistors”からの頭字語に由来する）タイプの薄膜回路素子を具えている。 本発明によるプラズマ反応器を使用することを除けば、このデバイスを製造する 方法は、公開された欧州特許出願ＥＰ−Ａ−０５６１４６２に記載されている方 法に似たものとすることができる。本願の図２及び図３はＥＰ−Ａ−０５６１４ ６２の図４及び図２にそれぞれ対応し、且つＥＰ−Ａ−０５６１４６２で用いた 参照符号に対応する参照符号を付してある。本願の図２及び図３に従って製造さ れるデバイスは、例えばＥＰ−Ａ−０５６１４６２の図１におけるＴＦＴ回路に よって駆動されるＭＩＭスイッチングアレイを含む能動マトリックスデバイスに 似た設計のものとすることができる。薄膜回路の設計、材料及び図２及び図３に 示した種々の特徴部の他のパラメータはＥＰ−Ａ−０５６１４６２に記載されて いるものと同じようにすることができる。 従って、デバイス基板４（１４）はガラス又は他の低コストの絶縁材料製の平 板１４で構成することができる。次いでこの平板１４の上に電極パターン１８， ３０及び３１や、窒化珪素の薄膜３２又は少なくとも１個の他の元素と合金化す る他の絶縁性の不定比珪素化合物の薄膜を堆積する。斯かる絶縁材料は図３に示 したようなＭＩＭデバイス５３，３２，３０の絶縁層を形成するのに好適な特性 を有するものとすることができる。絶縁材料３２は、それをＥＰ−Ａ−０５６１ ４６２に開示されている発明に従ってレーザビームで加熱することにより半導電 性の結晶質珪素物質に変換することができるような性質のものとすることができ る。 支持電極１１上の１個又は複数の全基板領域の上に絶縁膜３２を十分均一に堆 積するためには、この堆積を図１に示したような反応器内にて行なう。支持電極 １１はデバイス基板４（１４）を上に載せるキャリヤプレート１１ｂと、サセプ タプレート１１ａとを具えており、このサセプタプレートを介してデバイス基板 ４（１４）を加熱する。反応器の種類に応じて、キャリヤプレート１１ｂをトラ ック上に取付け、このトラックを介してデバイス基板４（１４）を装置の一方の 反応室１０から他方の反応室へと動かして、異なるプラズマ処理を行なうように することができる。 適当な不定比窒化珪素薄膜３２を堆積する場合には、デバイス基板４（１４） を低温、例えば約２００〜２５０℃に加熱することができる。一次供給部２３ａ ，２４ａ，５５，５６から中央領域１２ａに送給するガス混合物２５ａは１：４ ０の比率のＳｉＨ₄及びＮ₂で組成することができる。二次供給部（２３ｂ，２４ ｂ，５５，５６）から周辺領域１２ｂに送給するガス混合物２５ｂは、流速、有 孔電極１２の周辺部１２ｂと中央部１２ａとの相対面積及び支持電極１１の面積 に応じて、もっと小さな比率、例えば１：２５又は１：３０のＳｉＨ₄及びＮ₂で 組成することができる。特定例では、電極１１及び１２の総面積を０．５ｍ²〜 １ｍ²の範囲内の大きさとすることができ；（供給ライン２１によって送給され る）中央領域１２ａの直径を有孔電極１２の全径の４０％〜６０％とすることが でき；ガス混合物２５ａ及び２５ｂを電極１１と１２との間の空所に送り込む開 口の幅を１ｍｍ以下とすることができ；電極１１と１２との間の空所の大きさを ３ｃｍ〜４ｃｍとすることができ；ＲＦ源５０の周波数を通常の１３．５６ＭＨ ｚとすることができ；流量計２３ａ及び２３ｂを流れるＳｉＨ₄の流速は同じで 、例えば１ｃｍ³／分とすることができ；流量計２４ａを流れるＮ₂の流速は１分 当り３５〜４０ｃｍ³の範囲内の流速とするも、流量計２４ｂを流れるＮ₂の流速 は１分当り２５〜３０ｃｍ³の範囲内の流速とすることができる。堆積膜３２の 配合及び他の諸特性（例えば膜応力）を調整するために、他の反応ガス（例えば Ｈ₂）を双方のガス流２５ａ及び２５ｂに加えることができ；従って、Ｈ₂ボンベ を各質量流量計を介して弁２６ａ及び２６ｂに接続して、例えば１分当り０〜２ ０ｃｍ³の範囲内の割合でＨ₂ガス流を双方の供給ライン２１及び２２に送給する ことができる。 このようにして一次及び二次混合物２５ａ及び２５ｂに異なるガス配合を用い ることにより、ＭＩＭデバイスを形成するデバイス基板４（１４）の中央領域と 、ＴＦＴを形成する周辺領域との双方における薄膜３２の諸特性を十分均一に、 且つ再現性をもって得ることができる。 本願の図３に示すように、又ＥＰ−Ａ−０５６１４６２に説明されているよう に、ＭＩＭデバイス及びＴＦＴの製造は、薄膜の過剰領域をその厚さ全体にわた りエッチング除去するためにホトリソグラフィ兼エッチング段を伴なう。このエ ッチング段は図１に示したようなプラズマ反応器内にて行なうこともできる。例 えば、ＳＦ₆及びＣＨＦ₃のような様々なガス混合物をプラズマ用に用いること ができる。この場合には、第２供給部５５ｂから周辺領域１２ｂに送給されるガ ス混合物２５ｂの或る反応ガスの量を、第１供給部５５ａから中央領域１２ａに 送給されるガス混合物２５ａにおける対応する反応ガスの量よりも多くなるよう にガス配合を調整して、エッチング速度及びエッチング特性を補償するようにす る。このエッチングエ程段の後に、デバイス基板４（１４）をＥＰ−Ａ−０５６ １４６２に記載されているようにさらに処理して、完成大面積電子デバイス、例 えば液晶ディスプレイデバイスを形成する。 本発明の範鴫内にて多くの変更をすることができることは明らかである。例え ば、窒化珪素の薄膜３２を堆積するに当り、第２反応ガスとしてＮ₂の代りにＮ Ｈ₃を用いることができる。オキシ窒化珪素をプラズマ増速堆積する場合には、 第１反応ガスとしてのＳｉＨ₄と、第２反応ガスとしてのＮＨ₃及び亜酸化窒素（ Ｎ₂Ｏ）とを含むガス混合物を用いることができる。不定比の炭化珪素薄膜３２ をプラズマ増速堆積する場合には、第１反応ガスとしてのＳｉＨ₄と、第２反応 ガスとしてのメタン（ＣＨ₄）とを含むガス混合物を用いることができ、この混 合物に水素（Ｈ₂）を含めることもできる。いずれの場合にも、第２供給部５５ ｂからの周辺混合物２５ｂにおけるＳｉＨ₄量は、第１供給部５５ａからの中央 混合物におけるよりも多くする。 そのほかにも多くの変更をすることができることは明らかである。例えば、ガ スの出口２９は反応室１０の周囲に設ける代りに、反応室１０からのガス出口２ ９は支持電極１１の後方で、ガス流２８を支持電極１１の上方にて放射状に外へ 流すように設けることができる。図１のシャワーヘッド１２，２１，２２は周辺 のガス供給手段２２を１個具えているだけである。しかし、本発明による反応器 には、各々が固有の流量コントローラ２３及び固有のガス供給部５５ｂを有する ２個以上の同心的な周辺ガス供給手段２２を設けることができる。これらの別個 のガス供給部５５ｂのうちで、周辺部におけるものの方が、内側の周辺ガス供給 部５５ｂよりも第１反応ガスを多く含むようにすることができる。中央及び周辺 のガス流２５ａ及び２５ｂを（図１のように）常に電極１２の同じ固定領域１２ ａ及び１２ｂに送給する代りに、同心的なガス供給領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 等を含むシャワーヘッドを摺動自在のピストンと共に用いて、ガス混合物２５ａ 又は２５ｂを送給する領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ等の大きさを制御することが できる。斯種のシャワーヘッド（しかし、別個のガス供給部５５ａ又は５５ｂを 有していない）の一例は日本の特開昭６１−８７８７２号公報の英文特許抄録及 びその図面に開示されている。 放射状の外向きのガス流２８とする代りに、例えばガスの出口２９を支持電極 １１の中心に１個だけ設けることにより、ガス流が内向きに半径方向に流れるよ うに反応室を形成することもできる。このような装置では、中央のガス混合物の 方が周辺のガス混合物２５ｂよりも第１反応ガス（例えばＳｉＨ₄）を多量に含 むように流量計２３ａ，２３ｂ，２４ａ及び２４ｂを経るガス流を調整する。 本発明は他の構成の反応室、例えば支持電極１１の上方を長手方向にガス流２ ８が流れる構成のものにも使用することができる。ガス流２８を長手方向に流す プラズマ反応器の一例を図４に示してある。この例では、第１供給ライン２１が 有孔電極に１２とは別の入口６２からプラズマ空所の第１周辺領域にガス混合物 を供給する。入口６２は、ガス混合物２５ａを反応室１０の片側に均一に送給す るために長さ方向に沿って複数の開口をあけてあるパイプとすることができ、こ の有孔パイプ６２の断面を図４に示してある。反応室１０は反対側に出口２９を 有している。従って、支持電極１１の上方のガス流２８は第１周辺領域（入口６ ２）から反対側の周辺領域（出口２９）の方向へと電極１１を長手方向に横切っ て進む。 ２つの二次ガス混合物２５ｂ及び２５ｃはガス流方向２８に沿う２つの連続位 置１２ｂ及び１２ｃにおける有孔電極１２を経てプラズマ空所内へ送給される。 二次供給部（２３ｂ，２４ｂ，５５，５６）からのガス混合物２５ｂは、一次供 給部（２３ａ，２４ａ，５５，５６）からの一次ガス混合物２５ａよりも第１反 応ガス（例えばＳｉＨ₄）の消費が多く、且つ二次供給部（２３ｃ，２４ｃ，５ ５，５６）からのガス混合物２５ｃは、供給部（２３ｂ，２４ｂ，５５，５６） からのガス混合物２５ｂよりも第１反応ガス（例えばＳｉＨ₄）の消費が多くな るようにする。図４の図面では便宜上及び簡単化のために、これらの一次及び二 次供給部が別々に存在するように示してある。しかし、実際にはこれらの別個の 供給部は図１の場合と同様に、共通ボンベ５５（例えばＳｉＨ₄）及び共通ボン ベ５６（例えばＮ₂）を共有し、且つ一次ガス混合物２５ａに対しては別個の質 量流量コントローラ２３ａ，２４ａを経て、二次ガス混合物２５ｂに対しては別 個の質量流量コントローラ２３ｂ，２４ｂを経て、又別の二次ガス混合物２５ｃ に対しては別個の質量流量コントローラ２３ｃ，２４ｃを経てそれぞれのボンベ からガス流を導出するようにする。図４に示した反応装置では、一次ガス混合物 ２５ａを別個の入力６２に隣接しているシャワーヘッドの第１領域１２ａにも送 給する。 本発明はそのほかにも幾多の変更を加え得ることは当業者に明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/3065 9275−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ガス送給有孔電極に対向する支持電極の上に取付けたデバイス基板上にてプ ラズマ処理を行ない、反応性プラズマは前記２つの電極間の空所内に、少なくと も前記有孔電極を経て前記空所内に送給される反応性ガスの混合物から発生させ 、該ガス混合物が第１供給ラインによって供給される前記空所の第１領域から前 記ガス混合物を前記基板を横切る方向へと流し、且つ第２供給ラインが前記有孔 電極を経て前記空所の第２領域へ前記ガス混合物を送給し、前記第２領域を前記 第１領域からガス混合物が流れる方向に沿って位置させるようにして電子デバイ スを製造する方法において、前記ガス混合物が、該混合物における第２反応ガス よりも速い割合でプラズマ処理にて消費される第１反応ガスを含み、且つ前記第 ２供給ラインが、前記第１供給ラインによって供給される一次混合物よりも第１ 反応ガスを多量に含む二次混合物を供給して、プラズマ処理が支持電極の領域全 体にわたり均一に行われるようにすることを特徴とする電子デバイスの製造方法 。 ２．前記プラズマ処理が前記基板の表面上に材料を堆積することを伴うことを特 徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ３．前記第１反応ガスをシラン（ＳｉＨ₄）とすることを特徴とする請求の範囲 第２項に記載の方法。 ４．前記第２反応ガスが窒素（Ｎ₂）を含み、且つ前記堆積材料を窒化珪素とす ることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の方法。 ５．前記第２反応ガスをアンモニア（ＮＨ₃）とすることを特徴とする請求の範 囲第４項に記載の方法。 ６．前記プラズマ処理が前記基板の表面から材料をエッチング除去することを伴 なうことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ７．内部に支持電極がガス送給有孔電極に対向して取付けられる室と、これら電 極間の空所内に、前記有孔電極を経て該空所内に送給される反応ガスの混合物か ら反応性プラズマを発生させるために前記両電極間に電界をかけるための手段と 、前記空所へガス混合物を供給する第１及び第２供給ラインであって、第 １供給ラインが前記空所の第１領域へガス混合物を送給し、該第１領域から前記 ガス混合物が前記空所の第２領域へと流れ、前記第２供給ラインが前記有孔電極 を経て前記第２領域へガス混合物を送給するようにした第１及び第２供給ライン と、前記ガス混合物が前記第１領域から前記基板を横切る方向へ流れるように、 前記支持電極に関連して位置付けした前記室からのガス出口手段とを具えている プラズマ処理装置において、前記第１及び第２供給ラインを前記ガス混合物のそ れぞれ別個の一次及び二次供給部に接続し、前記各供給部がプラズマ処理にて前 記ガス混合物における第２反応ガスよりも速い割合で消費される第１反応ガスを 含み、且つ前記二次供給部が前記一次供給部よりも第１反応ガスを多量に含むよ うにして、プラズマ処理が前記支持電極の領域全体にわたり均一に行われるよう にしたことを特徴とするプラズマ処理装置。 ８．前記第１供給ラインが前記有孔電極の中央領域を経て一次ガス混合物を送給 し、且つ前記第２供給ラインが前記有孔電極の周辺領域を経て二次ガス混合物を 送給し、前記支持電極上方のガス流の方向が前記空所の第１領域から放射状に外 方へと向くようにしたことを特徴とする請求の範囲第１〜６項のいずれか一項に 記載の方法又は請求の範囲第７項に記載の装置。 ９．前記第１供給ラインが前記有孔電極とは別の入口を経て前記空所の第１周辺 領域へガス混合物を送給し、前記支持電極上方のガス流の方向が、前記第１周辺 領域から前記空所の反対側の周辺領域へと前記支持電極を長手方向に横切る方向 となるようにしたことを特徴とする請求の範囲第１〜６項のいずれか一項に記載 の方法又は請求の範囲第７項に記載の装置。