WO2006106857A1 - プラズマ処理装置、これを用いた処理方法、半導体装置、液晶パネルおよびプラズマディスプレイ - Google Patents

プラズマ処理装置、これを用いた処理方法、半導体装置、液晶パネルおよびプラズマディスプレイ Download PDF

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plasma processing
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impurity
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Bunji Mizuno
Ichiro Nakayama
Yuichiro Sasaki
Katsumi Okashita
Tomohiro Okumura
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4404—Coatings or surface treatment on the inside of the reaction chamber or on parts thereof

Definitions

  • Plasma processing apparatus processing method using the same, semiconductor device, liquid crystal panel
  • the present invention relates to a plasma processing apparatus, a processing method using the same, a semiconductor device, a liquid crystal panel and a plasma display, and more particularly to a plasma doping apparatus and a plasma doping method for implanting ions using plasma on a solid sample surface.
  • the present inventors have proposed an impurity introduction apparatus using plasma, ie, a plasma doping apparatus, when a semiconductor device is manufactured by introducing impurities into the surface of a semiconductor substrate (Patent Document 1).
  • a plasma doping apparatus when a semiconductor device is manufactured by introducing impurities into the surface of a semiconductor substrate.
  • an impurity solid thin film is deposited on the inner surface of the plasma chamber, and this thin film is used as an impurity source, exposed to a rare gas or reactive gas plasma, and sputtered to be mixed into the plasma.
  • This is a technology that performs plasma doping using plasma.
  • the impurity attaching table 1 is installed so as to represent the inner surface of the chamber and to adhere the impurity substance best.
  • a gas containing impurities such as B H
  • An impurity film 12 made of boron is deposited on the impurity adhesion table 1.
  • the shutter 2 is opened, a rare gas or a reactive gas is introduced into the vacuum chamber 10, and impurities are mixed into the plasma by sputtering the impurity film 12 made of boron deposited on the impurity deposition table 1, and the sample Impurities are introduced into the semiconductor substrate 14 placed on the holding table 3.
  • Patent Document 2 the inventors have proposed plasma doping performed from the beginning with plasma of a gas containing impurities. According to this method, the inner surface of the vacuum chamber is There is no possibility that pure substances will adhere.
  • Patent Document 1 JP-A-09-115851
  • Patent Document 2 Patent No. 2022204
  • Patent Document 2 shows that plasma doping is performed from the beginning with a plasma of a gas containing an impurity.
  • the vacuum used under certain conditions Impurity substances may adhere to the inner wall of the chamber. This can be imagined that in most cases the deposition and sputtering by plasma reach an equilibrium state and the impurity introduction is probably carried out stably, but it also includes instability.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to perform stable impurity introduction.
  • the plasma instability is eliminated so that the plasma region of the impurity introduction device is in an equilibrium state and maintained.
  • the first point is to keep the inner wall of the chamber one fresh.
  • a functional thin film is installed in the vicinity of the inner wall of the chamber 1 and is exchanged continuously or intermittently so that substances contained in the plasma do not adhere to the inner wall of the chamber.
  • the second point is an example of an impurity introduction apparatus.
  • a desired impurity substance is deposited on the inner wall of a full vacuum chamber as a pretreatment, and when used in an impurity introduction process, impurities are deposited.
  • Plasma sputtering is used in a stable equilibrium state.
  • the present invention is a plasma processing apparatus that has a plasma processing mechanism and uses plasma in some or all of the processes to modify the surface of the object to be processed and change the physical properties or shape.
  • a functional thin film is installed on the surface of a part or all of the structure facing the object to be processed through the impurity substance, or in the vicinity of the structure, and the plasma is maintained in an equilibrium state. It was made to do.
  • the functional thin film includes one having a replaceable function as needed. With this configuration, even if deposits adhere, exchange is easy, so that a stable plasma state can be maintained over a long period of time, and highly accurate and stable impurity introduction is possible.
  • the functional thin film includes a thin film made of a substance contained in plasma.
  • the functional thin film is made of a substance contained in the plasma, so that a stable plasma state can be maintained over a long period of time. Introduction becomes possible.
  • the plasma processing mechanism includes an impurity introduction mechanism for doping an object to be processed with an impurity substance, and using plasma for some or all of the processes.
  • the present invention includes a device in which the thin film is newly supplied continuously or intermittently.
  • a stable plasma state can be maintained over a long period of time.
  • the present invention includes those in which the thin film is newly supplied continuously or intermittently, and the recovered thin film surface is cleaned and reused.
  • a stable plasma state can be maintained over a long period of time.
  • the section of the thin film on the newly supplied side has a continuous curved surface and does not include two or more discontinuous singular points! /, Including what you did.
  • the present invention includes a configuration in which the thin film has a continuous curved surface and does not include three or more discontinuous singular points.
  • the cross section of the thin film has a continuous curved surface and includes discontinuous singular points. Including things like that.
  • plasma processing is performed using the above apparatus.
  • the semiconductor device, the liquid crystal panel, and the plasma display of the present invention are formed by the above method and apparatus.
  • the inner wall of the chamber is composed of a functional thin film and is always kept fresh, so that the plasma state can be maintained stably, with high accuracy and high reliability. Impurities can be introduced.
  • a functional thin film near the inner wall of the chamber and continuously or intermittently replacing it to prevent substances contained in the plasma from adhering to the inner wall of the chamber, the plasma can be further stabilized. I can help
  • a desired impurity substance is sufficiently deposited on the inner wall of the vacuum chamber as a pretreatment, and when used in the impurity introduction process, the impurity deposition and sputtering by plasma are used in a stable equilibrium state. As described above, it is possible to introduce impurities with high accuracy.
  • FIG. 1 is a sectional structural view of an apparatus for explaining Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of an apparatus for explaining Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view of an apparatus for explaining Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 4 is a sectional structural view of an apparatus for explaining Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional structure diagram of an apparatus for explaining a conventional example.
  • Vacuum chamber vacuum chamber, bar
  • the inner wall of the chamber is always kept fresh and is kept in equilibrium.
  • a functional thin film is installed in the vicinity of the inner wall of the chamber, and this is continuously or intermittently exchanged so that substances contained in the plasma do not adhere to the inner wall of the chamber.
  • a vacuum or atmospheric pressure chamber or mechanism is used.
  • a vacuum or atmospheric pressure chamber or mechanism is used.
  • the plasma source 20 is installed in the vacuum chamber 10, and although not shown in the figure, a vacuum state is formed by a vacuum pump or the like, and a necessary gas is introduced from the gas feeder.
  • Plasma 30 is generated.
  • a semiconductor substrate 14 that is an object to be processed is placed on a holding table 50.
  • a functional thin film 60 is installed as shown in Fig. 1 (b), and it is replaced as needed so that the substance contained in the plasma does not adhere sufficiently to the surface in contact with the plasma.
  • a processing method will be described using an example in which a semiconductor substrate using this apparatus is a material to be processed.
  • the semiconductor substrate 14 is transferred to the vacuum chamber 10 using a substrate transfer mechanism and placed on the substrate table 50.
  • a desired gas is introduced, and a substance in the plasma 30 is introduced as an impurity into the semiconductor substrate 14.
  • some substances adhere to the surface of the functional thin film 60, but this is mixed again into the plasma and does not adversely affect the surface. Be exposed to plasma.
  • the moving speed and frequency vary depending on the gas used and plasma conditions, so select the optimum value.
  • FIG. Figure 2 is a plan view of the vacuum chamber.
  • the functional thin film 60 described in the cross-sectional view in the form 1 earlier shows a cross section.
  • a supply-side reel 70 is installed in order to supply the functional thin film 60 along the circle along the inner wall of the vacuum chamber.
  • a collection-side reel 80 is also installed on the collection side. The last end of the supply reel may be folded to hold it, but at least exit the chamber 10.
  • FIG. Figure 3 is a plan view of the vacuum chamber.
  • the functional thin film 60 described in the cross-sectional view in the first embodiment shows a cross section.
  • an auxiliary tiling chamber 90 having a function of transporting the functional film is installed.
  • the functional film is preferably a so-called seamless thin film formed continuously.
  • This functional thin film 60 enters and exits from the entrance 100 along the inner surface of the vacuum chamber 10, in this case in a circle. Since the material contained in the plasma adheres to the inner surface of the functional film exiting from the vacuum chamber 10, it is removed in the cleaning chamber 90 by plasma or wet process.
  • the functional thin film having a fresh surface after the adhered substances are removed is again introduced into the vacuum chamber and contacts the plasma to contribute to the plasma processing.
  • the removal process for the adhered substances differs depending on the substance, so use a suitable removal material.
  • This embodiment takes advantage of the fact that the plasma has several modes.
  • the desired impurity substance is sufficiently deposited on the inner wall of the vacuum chamber as a pretreatment, and when used in the impurity introduction process, the impurity deposition and plasma sputtering are used in a stable equilibrium state.
  • the inner wall of the vacuum chamber is once covered with a desired impurity substance.
  • a desired gas is introduced into the vacuum chamber 10 to generate a plasma 30, and a mechanism for depositing a desired impurity substance on the inner wall of the vacuum chamber 10 by a so-called CVD (Chemical Vapor Deposition) reaction (CVD power supply 110). Etc.).
  • CVD power supply 110 Chemical Vapor Deposition
  • Etc. a power supply voltage potential control mechanism is added. Prior to doping, this power supply potential control mechanism is used to adjust the CVD power supply 110, thereby lowering the potential of the inner wall of the vacuum chamber and allowing the impurity plasma to flow into the vacuum chamber. Lead to the inner wall of the bar and allow it to accumulate.
  • the impurity film 12 is deposited on the inner wall of the vacuum chamber 10.
  • a holding base 50 for holding a semiconductor substrate, a plasma source 20 for generating plasma, and the like are provided.
  • a vacuum pump for maintaining a vacuum and a gas feed for introducing a desired gas are provided in the same manner as a general vacuum apparatus.
  • the impurity film formed intentionally is sputtered by plasma and mixed into the plasma again.
  • the deposition and sputtering are in an equilibrium state, and the plasma treatment is stabilized.
  • the power source for plasma processing is illustrated.
  • This embodiment is effective for manufacturing a thin film transistor in a semiconductor device, particularly a liquid crystal panel or a plasma display.
  • a thin film transistor is effective for miniaturization and high accuracy because the impurity concentration and depth can be controlled with high accuracy when forming an impurity region for forming a shallow source / drain region.
  • the present invention can realize high-precision, high-productivity V and impurity introduction during the treatment of solid surfaces, especially in the manufacture of semiconductor devices. It can also be applied to the formation of source / drain regions of thin film transistors and electrode surface treatment of plasma displays.

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Abstract

　本発明の課題は、プラズマを用いて不純物物質を導入する際、用いる真空チャンバー内壁に対象とする不純物物質が若干量付着する。これが再度プラズマによりスパッタされて、プラズマに混入する。そこで、混入を避け、混入を制御することによりプロセスの安定化を図ることを目的とすることである。 　本発明のプラズマ処理装置は、チャンバーの内壁を常に新鮮な状態に保持する為にチャンバーの内壁近傍に機能性薄膜を設置しこれを連続的もしくは断続的に交換して、プラズマ中に含まれる物質がチャンバー内壁に付着しないようにする。もしくは、所望の不純物物質を前処理として十分真空チャンバー内壁に堆積させておいて、不純物導入工程に使用する際には不純物の堆積とプラズマによるスパッタリングを安定な平衡状態にして使用する。

Description

プラズマ処理装置、これを用いた処理方法、半導体装置、液晶パネルお
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技術分野
[0001] 本発明は、プラズマ処理装置、これを用いた処理方法、半導体装置、液晶パネル およびプラズマディスプレイにかかり特に、固体試料表面にプラズマを用いてイオン を注入するプラズマドーピング装置及びプラズマドーピング方法に関するものである 背景技術
[0002] 本発明者らは、半導体基板表面に不純物を導入して半導体装置を製造する際に、 プラズマを用いた不純物導入装置即ちプラズマドーピング装置を提案しされて ヽる ( 特許文献 1)。これによれば、プラズマチャンバ一内面に不純物固体薄膜を堆積させ て、この薄膜を不純物源として、希ガス又は反応性ガスのプラズマに曝し、スパッタリ ングしてプラズマに混入させ、この不純物を含んだプラズマにより、プラズマドーピン グを行う技術である。
[0003] この方法は、図 5に示すように、チャンバ一内面を代表し、かつ最も良好に不純物 物質が付着する様に、不純物付着台 1を設置する。シャッター 2を閉じて試料保持台 3とプラズマ領域 4との間を遮断した状態で、不純物を含むガス、例えば B Hを真空
2 6 槽 (真空チャンバ一） 10内に毎分 50cc供給すると共に、プラズマを発生させる。この 様にすると、 B Hがプラズマ化し、ボロンイオンが不純物付着台 1に向力つて進み、
2 6
不純物付着台 1にボロンよりなる不純物膜 12が堆積する。
[0004] 次いでシャッター 2を開き、真空槽 10に希ガスもしくは反応性のガスを導入し、不純 物付着台 1に堆積したボロンよりなる不純物膜 12をスパッタリングによりプラズマ中に 不純物を混入させ、試料保持台 3に設置した半導体基板 14に不純物を導入するの である。
[0005] 又、発明者らは、最初から不純物を含んだガスのプラズマで行うプラズマドーピング を提案している（特許文献 2)。この手法によれば、何らかの条件で、真空槽内面に不 純物物質が付着する可能性が無 、とは言えな 、。
特許文献 1：特開平 09-115851
特許文献 2：特許第 2022204号明細書
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] また前記特許文献 2には、最初から不純物を含んだガスのプラズマで行うプラズマ ドーピングが示されていることは既に述べた力 この手法によればある条件下では、 使用している真空チャンバ一の内壁に不純物物質が付着する可能性がある。これは 大部分の場合付着とプラズマによるスパッタリングが平衡状態に達して、恐らく安定 的に不純物導入が実施されることが想像できるが、不安定性をも含んでいる。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、安定な不純物導入を行うことを目的と する。
課題を解決するための手段
[0007] 上記目的を達成するため、本発明では、不純物導入装置のプラズマ領域を平衡状 態にし、維持するように、プラズマの不安定性を解消するようにしている。
先ず第 1点は、チャンバ一の内壁を常に新鮮な状態に保持することである。その為 にチャンバ一の内壁近傍に機能性薄膜を設置しこれを連続的もしくは断続的に交換 して、プラズマ中に含まれる物質がチャンバ一内壁に付着しな 、ようにする。
[0008] また第 2点は不純物導入装置の例である力 所望の不純物物質を前処理として充 分真空チャンバ一内壁に堆積させておき、不純物導入工程に使用する際には不純 物の堆積とプラズマによるスパッタリングを安定な平衡状態にして使用する。
[0009] すなわち、本発明では、プラズマ処理機構を保有しプラズマを一部もしくは全部の 工程に使用して、被処理物表面を改質し、物性もしくは形状等に変化を与えるプラズ マ処理装置であって、前記処理機構の内、被処理物と不純物物質を介して対面する 構造物の一部もしくは全部の表面、又は前記構造物の近傍に機能性薄膜を設置し、 プラズマを平衡状態に維持するようにしたことを特徴とする。
この構成により、安定なプラズマ状態を維持することができ、高精度で安定な不純 物導入が可能となる。 [0010] また、本発明では、前記機能性薄膜が、随時交換可能な機能をもつものを含む。 この構成により、堆積物が付着したとしても交換が容易であるため、長期にわたって 安定なプラズマ状態を維持することができ、高精度で安定な不純物導入が可能とな る。
[0011] また、本発明では、前記機能性薄膜は、プラズマに含まれる物質により構成される 薄膜であるものを含む。
この構成により、堆積物力 Sスパッタリングされたりあるいは、付着したとしても機能性 薄膜がプラズマに含まれる物質で構成されるため、長期にわたって安定なプラズマ 状態を維持することができ、高精度で安定な不純物導入が可能となる。
[0012] また、本発明では、前記プラズマ処理機構は、被処理物に不純物物質をドーピング する不純物導入機構を保有し、プラズマを一部もしくは全部の工程に使用するものを 含む。
[0013] また、本発明では、前記薄膜を連続的にもしくは断続的に新規に供給するようにし たものを含む。
この構成によれば、長期にわたって安定したプラズマ状態を維持することができる。
[0014] また、本発明では、前記薄膜を連続的にもしくは断続的に新規に供給し、回収した 薄膜表面をクリーニングして再度使用するようにしたものを含む。
この構成によれば、長期にわたって安定したプラズマ状態を維持することができる。
[0015] また、本発明では、プラズマ処理機構又は不純物導入機構の外部において、新規 に供給される側の前記薄膜の断面が連続した曲面を保有し不連続な特異点を 2点 以上含まな!/、ようにしたものを含む。
この構成により、特異点に物質が堆積したり、パーティクルを吸蔵 ·放出するなど電 子デバイス製造に好ましく無い影響を与えるのを防止することができる。
[0016] また、本発明では、前記薄膜の断面が連続した曲面を保有し不連続な特異点 3点 以上含まな!/、ようにしたものを含む。
この構成により、特異点に物質が堆積したり、パーティクルを吸蔵 ·放出するなど電 子デバイス製造に好ましく無い影響を与えるのを防止することができる。
[0017] また、本発明では、前記薄膜の断面が連続した曲面を保有し不連続な特異点を含 まな 、ようにしたものを含む。
この構成により、特異点に物質が堆積したり、パーティクルを吸蔵 ·放出するなど電 子デバイス製造に好ましく無い影響を与えるのを防止することができる。
[0018] また、本発明のプラズマ処理方法では、上記装置を用いてプラズマ処理を行う。
[0019] また、本発明の半導体装置、液晶パネル、プラズマディスプレイは、上記方法およ び装置で形成される。
発明の効果
[0020] 本発明によれば、プラズマ状態が不安定となる要因となる物質の、真空チャンバ一 内壁への付着を防止することができ、プラズマプロセスを平衡な状態にし、安定させ ることが可能となる。
[0021] 本発明によれば、チャンバ一の内壁を機能性薄膜で構成し、常に新鮮な状態に保 持することにより、プラズマ状態を安定に維持することが出来、高精度で信頼性の高 い不純物の導入が可能となる。特に、チャンバ一の内壁近傍に機能性薄膜を設置し これを連続的もしくは断続的に交換して、プラズマ中に含まれる物質がチャンバ一内 壁に付着しないようにすることにより、プラズマのさらなる安定ィ匕をは力ることができる
[0022] また所望の不純物物質を前処理として充分真空チャンバ一内壁に堆積させておき 、不純物導入工程に使用する際には不純物の堆積とプラズマによるスパッタリングを 安定な平衡状態にして使用することにより、上記と同様高精度の不純物導入が可能 となる。
図面の簡単な説明
[0023] [図 1]本発明の実施の形態 1を説明する為の装置の断面構造図
[図 2]本発明の実施の形態 2を説明する為の装置の平面図
[図 3]本発明の実施の形態 3を説明する為の装置の平面図
[図 4]本発明の実施の形態 4を説明する為の装置の断面構造図
[図 5]従来例を説明する為の装置の断面構造図
符号の説明
[0024] 1 不純物付着台 2 シャッター
3 試料保持台
4 プラズマ領域
10 真空槽（真空チャン ,バー)
12 不純物膜
14 半導体基板
20 プラズマ源
30 プラズマ
50 保持台
60 機能性薄膜
70 供給側リール
80 回収側リール
90 クリーニングチャンベ^ ~
100 出入り口
110 CVD用電源
発明を実施するための最良の形態
[0025] 本発明の実施の形態を図を参照しながら説明する。本発明の内容は以下の実施の 形態に限られるものでは無い。
(実施の形態 1)
まず本発明の実施の形態について図 1を参照しながら説明する。この装置では、チ ヤンバーの内壁を常に新鮮な状態に保持し、平衡状態を維持している。その為にチ ヤンバーの内壁近傍に機能性薄膜を設置しこれを連続的もしくは断続的に交換して 、プラズマ中に含まれる物質がチャンバ一内壁に付着しな 、ようにする。
[0026] プラズマ処理や不純物導入を行う場合、真空もしくは大気圧のチャンバ一や機構を 用いる。ここでは、真空チャンバ一の例を説明する。図 1 (a)にあるように、真空チャン バー 10にプラズマ源 20を設置し、図示していないが、真空ポンプなどで真空状態を 形成し、ガスフィードカゝら必要なガスを導入してプラズマ 30を発生させる。被処理物 である半導体基板 14は保持台 50の上に載せられている。 [0027] この状態で、プラズマ処理を行うわけである力 プラズマに含まれる物質が条件によ り、チャンバ一内壁に付着する。これを防止する為に図 1 (b)にあるように機能性薄膜 60を設置し、随時これを交換してプラズマに接する表面にプラズマに含まれる物質 が十分付着しないようにする。
[0028] これによりプラズマチャンバ一内壁は実質的に常に新鮮に保たれ、好ましくない物 質の混入が避けられる。たとえ所望の不純物や物質と同種のものであっても量的な 制御に悪影響を及ぼす可能性もあるので、常に新鮮なチャンバ一内壁を構成するこ とは重要である。
[0029] (実施例 1)
この装置を用いた半導体基板を被処理物質とした例を用いて処理方法の実施例を 説明する。半導体基板 14は、図示していないが、基板搬送用の機構を用いて真空 チャンバ一 10に搬送され、基板台 50の上に載せられる。所定の真空に到達すると、 所望のガスが導入され、半導体基板 14にプラズマ 30中の物質が不純物として導入 される。その際に、若干の物質が機能性薄膜 60の表面に付着するが、これが再度プ ラズマに混入して悪影響を及ぼさな ヽ様に随時機能性薄膜 60を移動して、新 U、表 面がプラズマに曝される様にする。この移動速度や頻度などは、使用するガスやブラ ズマの条件などに依存して変化するので、最適値を選定する。
[0030] (実施の形態 2)
次に本発明の実施の形態 2について図 2を参照しながら説明する。図 2は真空チヤ ンバーの平面図である。先ほど形態 1で断面図で説明した機能性薄膜 60は断面を 見せていることになる。真空チャンバ一の内壁に沿ってここでは円に沿って機能性薄 膜 60を供給する為に供給側リール 70を設置する。回収側にも回収側リール 80を設 備する。供給側リールの最終端は保持する為に折り曲げられる場合もあるが、少なく ともチャンバ一 10を出る。
[0031] 図示した地点 Aまでは、折り曲げなどの特異点を設けな 、方が好ま 、。これは、特 異点に物質が堆積したり、パーティクルを吸蔵 ·放出するなど電子デバイス製造に好 ましく無 、影響を与えるからである。この様にして随時移動可能とした機能性薄膜は 実質上のプラズマ内壁と見做され、プラズマの状況により随時新しい面に交換可能 である。
[0032] (実施の形態 3)
本発明の実施の形態について図 3を参照しながら説明する。図 3は，真空チャンバ 一の平面図である。前記実施の形態 1で断面図で説明した機能性薄膜 60は断面を 見せていることになる。真空チャンバ一の内壁に沿ってここでは円に沿って機能性薄 膜 60を供給する為に、機能性フィルムの搬送機能を持たせた、補助的なタリーニン グチャンバ一 90を設置する。
[0033] 機能性フィルムは連続的に形成された所謂シームレスの薄膜が好ましい。この機能 性薄膜 60は真空チャンバ一 10の内面に沿って、この場合は円を描いて出入り口 10 0から出入りをする。真空チャンバ一 10から出た機能性フィルムの内面にはプラズマ に含まれる物資が付着しているので、これをクリーニングチャンバ一 90内で、プラズ マや湿式のプロセスで除去する。付着した物質が除去されて新鮮な表面を保有した 機能性薄膜は再び、真空チャンバ一に導入されて、プラズマに接し、プラズマ処理に 寄与する。付着した物質の除去工程は、物質によって異なるので、夫々に適した除 去材料を用いて行う。
[0034] (実施の形態 4)
次に、本発明の実施の形態について図 4を参照しながら説明する。
この実施の形態はプラズマがいくつかのモードを保有していることを利用する。所望 の不純物物質を前処理として充分真空チャンバ一内壁に堆積させておき、不純物導 入工程に使用する際には不純物の堆積とプラズマによるスパッタリングを安定な平衡 状態にして使用するものである。
[0035] 又、背景技術でも説明した様にガスプラズマドーピングを用いる際に、一旦真空チ ヤンバー内壁を所望の不純物物質で被覆するものである。真空チャンバ一 10に所望 のガスを導入し、プラズマ 30を発生させ、所謂 CVD (Chemical Vapor Deposition)の 反応により、真空チャンバ一 10の内壁に所望の不純物物質を堆積する機構 (CVD用 の電源 110など)を設ける。具体的には、電源電圧電位制御機構を付加している。こ の電源電位制御機構を用いて、ドーピングに先立ち、この CVD用の電源 110を調整 することにより、真空チャンバ一の内壁の電位を下げ、不純物プラズマを真空チャン バー内壁に導き堆積するようにする。
[0036] この機構により真空チャンバ一 10の内壁には不純物膜 12が堆積する。この他には 、半導体基板を保持する保持台 50、プラズマを発生するプラズマ源 20などを設備し ている。図には示していないが、真空を保持する為の真空ポンプや所望のガスを導 入するガスフィードなどは一般の真空装置と同様具備している。
[0037] ここで意図的に形成した不純物膜をプラズマがスパッタリングして再度プラズマ中に 混入するが、堆積とスパッタリングが平衡状態となり、プラズマ処理が安定する。なお ここでは、プラズマ処理用の電源は図示して ヽな 、。
[0038] (実施の形態 5)
次に本発明の実施の形態 5について説明する。本実施の形態では、半導体装置、 特に液晶パネルやプラズマディスプレイにおける薄膜トランジスタの製造に有効であ る。薄膜トランジスタにおいては、浅いソースドレイン領域を形成するための不純物領 域の形成に際し、高精度に不純物濃度および深さを制御できることから微細化、高 精度化に有効である。
[0039] また、高濃度領域を形成し、コンタクトを形成する場合、など種々の場合に有効であ る。中でも、半導体装置においてトランジスタの浅い PN接合や高濃度の PN接合、液 晶の薄膜トランジスタのソースドレイン領域の形成、プラズマディスプレイの電極表面 処理などにも適用可能である。
[0040] 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲 を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明ら かである。
本出願は、 2005年 3月 30日出願の日本特許出願、出願番号 2005-099147に基づく ものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
産業上の利用可能性
[0041] 本発明は、固体表面の処理、中でも半導体装置製造時に、高精度で、生産性の高 V、不純物導入を実現できることから、トランジスタの浅 、PN接合や高濃度の PN接合、 液晶の薄膜トランジスタのソースドレイン領域の形成、プラズマディスプレイの電極表 面処理などにも適用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] プラズマ処理機構を保有しプラズマを一部もしくは全部の工程に使用して、被処理 物表面を改質し、物性もしくは形状等に変化を与えるプラズマ処理装置であって、 前記処理機構の内、被処理物と不純物物質を介して対面する構造物の一部もしく は全部の表面、又は前記構造物の近傍に機能性薄膜を設置し、プラズマを平衡状 態に維持するようにしたプラズマ処理装置。
[2] 請求項 1に記載のプラズマ処理装置であって、
前記機能性薄膜は、随時交換可能な機能をもつプラズマ処理装置。
[3] 請求項 1に記載のプラズマ処理装置であって、
前記機能性薄膜は、プラズマに含まれる物質により構成される薄膜であるプラズマ 処理装置。
[4] 請求項 1乃至 3のいずれ力 1項に記載のプラズマ処理装置であって、
前記プラズマ処理機構は、被処理物に不純物物質をドーピングする不純物導入機 構を保有し、プラズマを一部もしくは全部の工程に使用する不純物ドーピング装置。
[5] 請求項 2に記載のプラズマ処理装置であって、
前記薄膜を連続的にもしくは断続的に新規に供給するようにしたプラズマ処理装置
[6] 請求項 5に記載のプラズマ処理装置であって、
前記薄膜を連続的にもしくは断続的に新規に供給し、回収した薄膜表面をタリー- ングして再度使用するようにしたプラズマ処理装置。
[7] 請求項 4乃至 6の!、ずれかに記載のプラズマ処理装置であって、
プラズマ処理機構又は不純物導入機構の外部において、新規に供給される側の 前記薄膜の断面が連続した曲面を保有し不連続な特異点を 2点以上含まないように したプラズマ処理装置。
[8] 請求項 7に記載のプラズマ処理装置であって、
前記薄膜の断面が連続した曲面を保有し不連続な特異点 3点以上含まないように したプラズマ処理装置。
[9] 請求項 7に記載のプラズマ処理装置であって、 前記薄膜の断面が連続した曲面を保有し不連続な特異点を含まないようにしたブラ ズマ処理装置。
[10] 請求項 1乃至 9のいずれか 1項に記載のプラズマ処理装置を用いてプラズマ処理を 行うプラズマ処理方法。
[11] 請求項 1乃至 9のいずれか 1項に記載のプラズマ処理装置で処理された半導体装 置。
[12] 請求項 1乃至 9の 、ずれか 1項に記載のプラズマ処理装置で処理された液晶パネ ル。
[13] 請求項 1乃至 9の 、ずれか 1項に記載のプラズマ処理装置で処理されたプラズマデ イスプレイ。
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CN102912318A (zh) * 2012-10-19 2013-02-06 上海宏力半导体制造有限公司 减少反应腔内杂质颗粒的方法和化学气相沉积设备

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