WO2007083480A1 - プラズマ処理装置および同装置により製造された半導体素子 - Google Patents

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WO2007083480A1
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plasma processing
introduction pipe
dilution
reaction
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PCT/JP2006/325583
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Katsushi Kishimoto
Yusuke Fukuoka
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Sharp Kabushiki Kaisha
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    • C23C16/509—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 using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • C23C16/5096—Flat-bed apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means

Definitions

  • the present invention relates to a plasma processing apparatus, and more specifically, a plasma processing apparatus characterized by a gas piping structure for supplying gas to a plasma processing reaction vessel, and a semiconductor element manufactured by the plasma processing apparatus It is about.
  • a plasma processing apparatus introduces a plurality of types of gases into a plasma processing reaction vessel provided with a force sword / anode electrode pair, and the pressure of a mixed gas in the reaction vessel is controlled by a pressure adjusting valve provided in an exhaust system.
  • the non-processed material placed on the force sword electrode or the anode electrode is plasma-treated by adjusting the pressure to be substantially constant and further applying a high voltage between the electrodes to generate plasma between the electrodes.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a mixing box disclosed in Patent Document 1.
  • the shape of the mixing box 7 is cylindrical, and it has been described that pressure loss can be reduced.
  • Patent Document 1 Japanese Utility Model Publication No. 64-26373
  • the present invention has been made in view of the above points, and in a plasma processing apparatus that performs plasma processing by introducing a plurality of kinds of gases, a plurality of gases can be formed by a simple gas introduction pipe.
  • the purpose is to realize a mixture of Means for solving the problem
  • the present invention provides a plasma processing reaction vessel, a dilution gas introduction tube having one end connected to the plasma processing reaction vessel and introducing a dilution gas, and connected to the other end of the dilution gas introduction tube.
  • a dilution gas supply section for supplying a dilution gas
  • a reaction gas introduction pipe for introducing a reaction gas with one end connected to a portion closer to the dilution gas supply section than an intermediate portion of the dilution gas introduction pipe
  • a reaction gas introduction pipe And a reaction gas supply unit for supplying a reaction gas having a flow rate of 1 less than the flow rate of the dilution gas.
  • reaction gas introduction pipe is connected in the vicinity of the dilution gas supply section.
  • reaction gases there are a plurality of types of reaction gases, each of which is a material gas or a doping gas
  • the material gas introduction tube is a plasma treatment reaction vessel that is a dilution gas introduction tube rather than a doping gas introduction tube. It is desirable to be connected to the side.
  • the inner diameter of the dilution gas introduction pipe is larger than the inner diameter of the reaction gas introduction pipe.
  • a plasma processing reaction vessel there are a plurality of sets of a plasma processing reaction vessel, a dilution gas introduction pipe, a dilution gas supply section, a reaction gas introduction pipe, and a reaction gas supply section, and the dilution gas supply section and the reaction gas supply section include It is desirable that each be installed in one container.
  • the flow rate of the dilution gas is larger than that of the reaction gas.
  • the flow rate of the dilution gas is higher than that of the reaction gas.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view and a gas piping system diagram of a plasma processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view and a gas piping system diagram of a plasma processing apparatus according to Embodiment 2 and Example 2 of the present invention.
  • FIG. 3 is a gas piping system diagram of a plasma processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view and a gas piping system diagram of a plasma CVD apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 is a gas piping system diagram of a plasma CVD apparatus according to Example 3 of the present invention.
  • FIG. 6 is a gas piping system diagram of a conventional plasma processing apparatus.
  • FIG. 7 is a schematic sectional view of a matching box according to a prior device.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view and a gas piping system diagram of a plasma processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a pair of force sword electrode 102 and anode electrode 103 is installed in a sealable plasma processing reaction vessel 101, and a power source 104 for supplying power to the force sword electrode 102 outside the plasma processing reaction vessel 101;
  • a matching box 105 that performs impedance matching between the power source 104 and the plurality of force sword electrodes 102 and 103 anode electrodes is installed.
  • One end of a power introduction line 106a is connected to the power source 104, and the other end is connected to a matching box 105.
  • One end of the power introduction line 106 b is connected to the matching box 105, and the other end is connected to the force sword electrode 102.
  • the anode electrode 103 is electrically grounded, and a workpiece 107 that is an object of plasma processing is placed on the anode electrode 103.
  • Work 107 is a force sword electrode 102
  • the workpiece 107 may not be installed when the surface of the anode electrode 103 and the force sword electrode 102 is subjected to plasma treatment.
  • the plasma processing reaction vessel 101 is provided with a gas inlet 110! One end of a dilution gas introduction pipe 111 is connected to the gas introduction port 110, and the other end is connected to a dilution gas supply unit 112.
  • the dilution gas supply unit 112 is provided with a flow rate adjusting device 115 such as a mass flow controller in order to supply the dilution gas 108 at a predetermined flow rate. Further, a valve 207 may be provided at an appropriate location.
  • inert gas 108 inert gas such as N, Ar, He, Ne, etc.
  • the flow control device 115 and the valve 207 are installed in the gas box 118 and the gas box 118 is installed in order to cope with gas leakage.
  • a configuration is adopted in which the air is exhausted and discharged to the atmosphere through an abatement device (not shown).
  • a gas detector (not shown) for detecting a gas leak is provided in the container or the exhaust pipe.
  • the flow control device 115 and the valve 207 are installed in the gas box 118, and the gas box A configuration is adopted in which the interior of 118 is exhausted to the atmosphere.
  • the gas supply unit is a part including at least a flow rate adjusting device 115 having a function of adjusting the gas flow rate, and stores gas such as a gas cylinder. It does not matter whether or not it is equipped with part 119.
  • the gas storage unit 119 is provided separately, and the gas supply unit 119 may be provided in the gas supply unit. Also good.
  • reaction gas introduction pipe 113 One end of the reaction gas introduction pipe 113 is connected to the dilution gas introduction pipe 111, and the other end is connected to the reaction gas supply unit 114.
  • the reaction gas supply unit 114 supplies a reaction gas having a flow rate lower than that of the dilution gas 108.
  • the reaction gas supply unit 114 is provided with a flow rate adjusting device 115 such as a mass flow controller.
  • the reactive gas 109 include SiH, CH, and GeH.
  • Etching gas such as gas or NF, SF, CF is used.
  • the reactive gas supply unit 114 is installed in the gas box 118, and the gas box 118 is exhausted and released to the atmosphere via a detoxifying device. Furthermore, in the gas box 118 Is provided with a gas detector for detecting leakage gas.
  • the reaction gas introduction pipe 113 is preferably connected to the dilution gas supply section 112 side from the middle part of the dilution gas introduction pipe 111, and is further preferably connected to the vicinity of the dilution gas supply section 112. .
  • the reaction gas introduction pipe 113 By connecting the reaction gas introduction pipe 113 to the dilution gas supply section 112 side of the dilution gas introduction pipe 111, the distance from the connection section to the plasma processing reaction vessel 101 is increased, and gas mixing is performed efficiently.
  • the length of the reaction gas introduction pipe 113 can be shortened and the gas pipe can be simplified.
  • the inner diameter of the dilution gas introduction pipe 111 is larger than the inner diameter of the reaction gas introduction pipe 113.
  • the volume inside the dilution gas introduction pipe 111 is large! The effect is that gas mixing is performed more efficiently.
  • a vacuum pump 116 and a pressure adjusting nove 117 are connected to the plasma processing reaction vessel 101 so that the gas pressure in the plasma processing reaction vessel 101 is kept substantially constant, and the power supply 104 power sword electrode 102 By supplying electric power to the electrode, plasma discharge is generated between the force sword electrode 102 and the anode electrode 103 to enable plasma processing.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view and a gas piping system diagram of a plasma processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the configuration other than the gas supply unit and the gas pipe unit is the same as that of the first embodiment.
  • One end of a doping gas introduction pipe 201 is connected to the dilution gas introduction pipe 111, and a doping gas supply unit 202 is connected to the other end.
  • One end of the material gas introduction pipe 203 is connected to the plasma processing reaction vessel 101 side from this connection point, and the other end is connected to the material gas supply unit 204.
  • the material gas 205 and the doping gas 206 are each one system, but a plurality of these may be provided. In this case, it is desirable that the smaller the required flow rate of the material gas 205 and the doping gas 206 is connected to the reaction gas supply unit 114 side of the dilution gas introduction pipe 111.
  • a gas to be used it is also possible to select a gas to be used by providing a valve 207 at a necessary location.
  • an inert gas such as N, Ar, He, Ne or H is used.
  • Doping gas 206 SiH, CH, GeH, etc.
  • the gas supply unit is provided in the gas box 118 as in the first embodiment.
  • the concentration of the doping gas 206 is as small as the ppm order of the material gas 205, and it is necessary to reliably mix the material gas and the dilution gas.
  • the inner diameter of the dilution gas introduction pipe 111 is larger than the inner diameters of the material gas introduction pipe 203 and the doping gas introduction pipe 201.
  • FIG. 3 is a gas piping system diagram of the plasma processing apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • a plurality of plasma processing reaction vessels 101 are installed, and a dilution gas introduction pipe 111 is connected to each plasma processing reaction vessel 101 from a dilution gas supply unit 112.
  • the reaction gas introduction pipe 113 is connected to the dilution gas introduction pipe 111 as in the first embodiment.
  • the gas supply portions for the dilution gas 108 and the reaction gas 109 are combined in one place and provided in one gas box 118.
  • This configuration is efficient because the number of necessary gas boxes 118 can be reduced and the number of necessary gas detectors can be reduced.
  • gas piping for each plasma processing reaction vessel 101 may be configured in the same manner as in the second embodiment.
  • FIG. 1 A schematic cross-sectional view of the plasma etching apparatus according to the present embodiment is the same as FIG. 1, and will be described below with reference to FIG.
  • An anode electrode 103 and a force sword electrode 102 are installed so as to face each other in the plasma processing reaction vessel 101, and an etching gas and a dilution gas 108 are introduced into the plasma processing reaction vessel 101 to supply power to the force sword electrode 102.
  • an etching gas and a dilution gas 108 are introduced into the plasma processing reaction vessel 101 to supply power to the force sword electrode 102.
  • plasma discharge is generated between the anode electrode 103 and the force sword electrode 102.
  • a pair of force sword electrode 102 and anode electrode 103 is arranged substantially perpendicularly to the bottom surface of the plasma treatment reaction vessel 101 in the center of the sealable vertical plasma treatment reaction vessel 101.
  • a glass substrate on which a silicon thin film was formed as a work 107 was disposed.
  • the anode electrode 103 was made of a material having conductivity and heat resistance such as stainless steel, aluminum alloy, and carbon.
  • the workpiece 107 is not particularly limited as long as it is a non-etched product. Also
  • the cake 107 need not be arranged.
  • the dimension of the anode electrode 103 was determined to an appropriate value in accordance with the dimension of the work 107 to be etched. In this example, the dimensions of the anode electrode 103 were set to 1000 mm ⁇ 1000 mm with respect to the dimensions of the glass substrate 900 mm ⁇ 900 mm.
  • the force sword electrode 102 may be made of force stainless steel or the like made of an aluminum alloy. The dimension of the force sword electrode 102 was set to an appropriate value in accordance with the dimension of the work 107, and in this example, it was set to 1000 mm ⁇ 1000 mm.
  • the sizes of the anode electrode 103, the force sword electrode 102, and the glass substrate are not limited to these, and may be any size, but usually those having a size of 500 to 1500 mm are used.
  • the plasma treatment reaction vessel 101 was provided with a gas inlet 110.
  • the gas inlet 110 was connected to one end of the dilution gas introduction pipe 111 and the other end connected to the dilution gas supply unit 112.
  • the dilution gas supply unit 112 is provided with a mass flow controller as a flow rate adjusting device 115 to supply a predetermined flow rate of the dilution gas 108, and the flow rate can be adjusted.
  • the dilution gas supply unit 112 is provided in the gas box 118, and the gas box 118 is exhausted and released into the atmosphere.
  • reaction gas introduction pipe 113 was connected to a part of the dilution gas introduction pipe 111, and the other end was connected to the reaction gas supply section 114.
  • the reaction gas supply unit 114 is provided with a mass flow controller so that the flow rate can be adjusted.
  • reaction gas 109 As the reaction gas 109, NF gas was used. Reactant gas supply unit 114 into gas box 118
  • the gas box 118 was connected to the exhaust system and released into the atmosphere through the abatement system.
  • each gas introduction pipe is determined by the type of gas used and the pressure, and it is sufficient if it has corrosion resistance and pressure resistance.
  • stainless steel which is commonly used, is used. I used it.
  • the inner diameter of the dilution gas introduction pipe 111 is preferably larger than the inner diameter of the reaction gas introduction pipe 113 for efficient gas mixing.
  • the inner diameter and outer diameter size of each gas introduction pipe are determined by the flow rate and pressure of the gas used and may be anything. In this example, a 3/8 inch gas introduction pipe was used as the dilution gas introduction pipe 111 and a 1/4 inch size gas introduction pipe was used as the reaction gas introduction pipe 113.
  • the plasma processing reaction vessel 101 is provided with a pressure adjusting valve 117 and a vacuum pump 116 in series so that the gas pressure in the plasma processing reaction vessel 101 can be kept substantially constant. It was.
  • Ar gas as dilution gas 108 is flowed at 5 SLM
  • NF gas as reaction gas 109 is flowed at 1 SLM
  • the gas pressure in plasma processing reaction vessel 101 is set at 300 Pa.
  • Ar gas 1-5SLM, NF3 gas 0.1-1: LSLM, gas pressure 100-500Pa are set. .
  • the force sword electrode 102 is configured to be supplied with power by the plasma excitation power source 104.
  • the power source 104 an AC power source having a frequency of 13.56 MHz and an output power of 1 kW was used.
  • an AC power source having a frequency of 1.00 MHz to 100 MHz and an output power of 10 W is generally used.
  • the power source 104 is not limited to this, and a DC power source can also be used.
  • a matching box 105 that matches the impedance between the force sword electrode 102 and the anode electrode 103 and the power source 104 is disposed between the power source 104 and the plasma processing reaction vessel 101.
  • the power supply 104 and the matching box 105 were connected by the power introduction line 106a, and the matching box 105 and the force sword electrode 102 were connected by the power introduction line 106b.
  • the anode electrode 103 was electrically grounded.
  • a glow discharge region (plasma discharge region) is formed between the force sword electrode 102 and the anode electrode 103.
  • the silicon thin film on the surface of the work 107 was etched.
  • This plasma etching apparatus can be used, for example, for etching a silicon thin film.
  • a plasma CVD apparatus As a plasma processing apparatus according to the second embodiment, a plasma CVD apparatus will be described as an example with reference to the drawings.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view and a gas piping system diagram of the plasma CVD apparatus according to the present embodiment.
  • the anode electrode 103 and the force sword electrode 102 are installed so as to face each other in the plasma processing reaction vessel 101, and the reaction gases 205, 206a, 206b and the dilution gas 108 are introduced into the plasma processing reaction vessel 101, and the force sword electrode 102 By supplying electric power, a plasma discharge is generated between the anode electrode 103 and the force sword electrode 102.
  • This plasma etching apparatus will be described more specifically.
  • Sealable vertical type There is a plasma processing reaction vessel 101, and a force sword electrode 102 / anode electrode 103 pair is arranged substantially perpendicular to the bottom surface of the plasma processing reaction vessel 101 in the center of the inside thereof.
  • a glass substrate for depositing a silicon semiconductor thin film as a work 107 as an object to be processed was disposed on the surface of the anode electrode 103.
  • the anode electrode 103 was made of a material having conductivity and heat resistance such as stainless steel, aluminum alloy, and carbon.
  • the workpiece 107 may be any glass, metal, or semiconductor wafer as long as it forms a semiconductor thin film.
  • a film substrate or the like is generally used.
  • the dimension of the anode electrode 103 was determined to an appropriate value in accordance with the dimension of the workpiece 107 on which the film was formed.
  • the dimensions of the anode electrode 103 were set to 1000 mm ⁇ 1000 mm with respect to the dimensions of the glass substrate 900 mm ⁇ 900 mm.
  • the force sword electrode 102 may be made of force stainless steel or the like made of an aluminum alloy.
  • the dimension of the force sword electrode 102 was set to an appropriate value in accordance with the dimension of the work 107, and in this example, it was set to 1000 mm ⁇ 1000 mm.
  • the sizes of the anode electrode 103, the force sword electrode 102, and the glass substrate are not limited to these, and may be any size, but a size of 500 to 1500 mm is usually used.
  • the plasma processing reaction vessel 101 was provided with a gas inlet 110.
  • the gas inlet 110 was connected to one end of the dilution gas introduction pipe 111 and the other end connected to the dilution gas supply unit 112.
  • the dilution gas supply unit 112 is provided with a mass flow controller as a flow rate adjusting device 115 to supply a predetermined flow rate of the dilution gas 108, and the flow rate can be adjusted.
  • the gas box 118 is connected to the exhaust system and released into the atmosphere through the abatement system.
  • One end of the doping gas introduction pipes 201a and 201b was connected to a part of the dilution gas introduction pipe 111, and the other end was connected to the doping gas supply sections 202a and 202b.
  • One end of the material gas introduction pipe 203 is connected to the plasma processing reaction vessel 101 side from this connection point, and the other end is connected to the material gas supply unit.
  • a mass flow controller is provided as the flow rate adjusting device 115 to supply the material gas and the doping gas at a predetermined flow rate, and the flow rate can be adjusted.
  • the material gas 205 is SiH gas, and the doping gas 206 is 0.5% H diluted PH gas.
  • a and 206b are doping gases for n-type and p-type semiconductors, respectively, and one of them is selected and flowed by the nozzle 207.
  • the material gas supply unit 204 and the doping gas supply units 202a and 202b were respectively installed in the gas box 118, and the gas box 118 was connected to an exhaust system and released into the atmosphere through an abatement apparatus.
  • the plasma processing reaction vessel 101 is provided with a pressure adjusting valve 117 and a vacuum pump 116 in series so that the gas pressure in the plasma processing reaction vessel 101 can be kept substantially constant.
  • H gas is 10 SLM
  • SiH gas is 1 SLM
  • H gas 206a or 0.5% H dilution B H gas 206b flows for 1 SLM and plasma treatment reaction
  • the gas pressure in the container 101 was set to 150 Pa. This condition is an example, and other gas flow rates and gas pressures may be used, but usually hydrogen gas 1 ⁇ : L0SLM, SiH gas 0.1 ⁇ : LSLM, 0.
  • Electric power is supplied to the force sword electrode 102 by a plasma excitation power source 104.
  • the power source 104 an AC power source having a frequency of 13.56 MHz and an output power of 1 kW was used.
  • an AC power source having a frequency of 1.00 MHz to 100 MHz and an output power of 10 W is generally used.
  • the power source 104 is not limited to this, and a DC power source can also be used.
  • a matching box 105 that matches the impedance between the force sword electrode 102 and the anode electrode 103 and the power source 104 is disposed between the power source 104 and the plasma processing reaction vessel 101.
  • the power supply 104 and the matching box 105 were connected by the power introduction line 106a, and the matching box 105 and the force sword electrode 102 were connected by the power introduction line 106b.
  • the anode electrode 103 was electrically grounded.
  • a glow discharge region (plasma discharge region) is formed between the force sword electrode 102 and the anode electrode 103.
  • a silicon semiconductor thin film was formed on the surface of the glass substrate as work 107.
  • This plasma CVD apparatus can be used for manufacturing a semiconductor element using a silicon semiconductor thin film such as a TFT or a thin film solar cell.
  • Example 3 As a plasma processing apparatus according to Example 3, a plasma CVD apparatus will be described as an example with reference to the drawings.
  • FIG. 5 is a gas piping system diagram of the plasma CVD apparatus according to the present embodiment.
  • Four plasma treatment reaction vessels 101 were installed, and a dilution gas introduction pipe 111 was connected to each plasma treatment reaction vessel 101 from one dilution gas supply unit 112.
  • the unit 204 and the doping gas supply units 202a and 202b have the same configuration as that of the second embodiment, and a similar silicon semiconductor film can be formed.
  • the gas supply 112, 204, 202a, 202b of the dilution gas 108, the material gas 205, and the doping gas 206 are collected in one place and provided in one gas box 118.
  • This configuration is efficient because the number of necessary gas boxes 118 can be reduced and the number of necessary gas detectors can be reduced.
  • each dilution gas introduction pipe 111 is inevitably increased and the internal volume thereof is increased, so that gas mixing occurs while passing through the dilution gas introduction pipe 111. There is an advantage that it is performed more efficiently.
  • the number of gas supply pipes 501a, 501b, 501c, and 501d from the gas storage unit 119 to the gas supply units 112, 202a, 202b, and 204 corresponding to each plasma processing reactor 101 is provided for each gas type. This has the effect of reducing the piping volume.

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Abstract

　反応ガスと比較して希釈ガスの流量が多い場合に、希釈ガス供給部（１１２）とプラズマ処理反応容器（１０１）を接続する希釈ガス導入管（１１１）の一部に、反応ガス導入管（１１３）を接続する。それにより、希釈ガス導入管（１１１）内において希釈ガスと反応ガスを十分に混合することができ、かつ、ガス供給配管をより簡易な構成とすることができる。

Description

明 細 書
プラズマ処理装置および同装置により製造された半導体素子
技術分野
[0001] 本発明は、プラズマ処理装置に関するものであり、より詳しくは、プラズマ処理反応 容器にガスを供給するガス配管構造に特徴を有するプラズマ処理装置およびこのプ ラズマ処理装置により製造された半導体素子に関するものである。
背景技術
[0002] プラズマ処理装置は、力ソード ·アノード電極対を設けたプラズマ処理反応容器内 に複数種のガスを導入し、排気系に設けられた圧力調整バルブによって反応容器内 の混合ガスの圧力を略一定に調整し、さらに、高電圧を電極間に印加することにより 、電極間にプラズマを発生させ力ソード電極あるいはアノード電極上に載置された非 処理物をプラズマ処理するものである。
[0003] 従来のプラズマ処理装置について図を基に説明する。図 6は従来のプラズマ処理 装置のガス配管系統図である。反応容器 1に複数種のガス A, Bを導入する前にガス を混合するためのミキシングボックス 7を設け、ガス Aおよび Bをミキシングボックス 7内 で混合した後、反応容器 1に導入する構造である。図 7は特許文献 1に開示されてい るミキシングボックスの断面図である。ミキシングボックス 7の形状は円筒形であり、圧 力損失を低減することができると 、つた記載がなされて 、る。
特許文献 1 :実開昭 64— 26373号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] しかしながら、上記のようなミキシングボックスを用いた場合は、ミキシングボックスを 反応容器毎に設ける必要があり、ガス配管系の構成が複雑になるといった問題があ る。
[0005] 本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、複数種のガスを導入すること〖こ よりプラズマ処理を行うプラズマ処理装置にぉ 、て、簡易なガス導入配管により複数 ガスの混合を実現することを目的とする。 課題を解決するための手段
[0006] 上記目的を達成するために本発明は、プラズマ処理反応容器と、プラズマ処理反 応容器に一端が接続され希釈ガスを導入する希釈ガス導入管と、希釈ガス導入管の 他端に接続され希釈ガスを供給する希釈ガス供給部と、希釈ガス導入管の中間部よ り希釈ガス供給部寄りの部分において一端が接続されて反応ガスを導入する反応ガ ス導入管と、反応ガス導入管の他端に接続され希釈ガスの流量より少な 1、流量の反 応ガスを供給する反応ガス供給部と、を有するプラズマ処理装置とした。
[0007] 本構成とすることにより、プラズマ処理反応容器に複数種のガスを導入する際に、 複数種のガスを十分に混合することができると共に、ガス導入配管をより簡易な構成 とすることができる。
[0008] また、本発明にお ヽては、反応ガス導入管は希釈ガス供給部の近傍にお!ヽて接続 されていることが望ましい。
[0009] また、本発明にお 、ては、反応ガスは複数種あり、それぞれは材料ガスまたはドー ビングガスであって、材料ガス導入管はドーピングガス導入管より希釈ガス導入管の プラズマ処理反応容器側に接続されて ヽることが望まし ヽ。
[0010] また、本発明においては、希釈ガス導入管の内径は反応ガス導入管の内径より大 きいことが望ましい。
[0011] また、本発明においては、プラズマ処理反応容器、希釈ガス導入管、希釈ガス供給 部、反応ガス導入管、反応ガス供給部の組は複数あり、希釈ガス供給部および反応 ガス供給部はそれぞれ 1つの容器内に設置されて 、ることが望ま U、。
[0012] また、本発明のプラズマ処理装置を用いて製造された半導体素子が提供される。
発明の効果
[0013] 本発明にお 、ては、反応ガスと比較して希釈ガスの流量が多 、場合に、希釈ガス 供給部とプラズマ処理反応容器を接続する希釈ガス導入管の希釈ガス供給部寄りの 部分に反応ガス導入管を接続することにより、希釈ガス導入管内において希釈ガスと 反応ガスを十分に混合することができると共に、ガス供給配管をより簡易な構成とす ることがでさる。
図面の簡単な説明 [0014] [図 1]本発明の実施形態 1に係るプラズマ処理装置の概略断面図およびガス配管系 統図である。
[図 2]本発明の実施形態 2、実施例 2に係るプラズマ処理装置の概略断面図およびガ ス配管系統図である。
[図 3]本発明の実施形態 3に係るプラズマ処理装置のガス配管系統図である。
[図 4]本発明の実施例 2に係るプラズマ CVD装置の概略断面図およびガス配管系統 図である。
[図 5]本発明の実施例 3に係るプラズマ CVD装置のガス配管系統図である。
[図 6]従来のプラズマ処理装置のガス配管系統図である。
[図 7]先行考案に係るマッチングボックスの概略断面図である。
符号の説明
[0015] 101 プラズマ処理反応容器、 108 希釈ガス、 112 希釈ガス供給部、 111 希釈 ガス導入管、 109 反応ガス、 114 反応ガス供給部、 113 反応ガス導入管、 204 材料ガス供給部、 203 材料ガス導入管、 202 ドーピングガス供給部、 201 ドーピ ングガス導入管。
発明を実施するための最良の形態
[0016] (実施形態 1)
本発明の実施形態 1に係るプラズマ処理装置を図を基に説明する。図 1は、本発明 の実施形態 1に係るプラズマ処理装置の概略断面図およびガス配管系統図である。 密閉可能なプラズマ処理反応容器 101内に力ソード電極 102 ·アノード電極 103対 が設置されており、プラズマ処理反応容器 101外には、力ソード電極 102に電力を供 給するための電源 104と、電源 104と複数の力ソード電極 102·アノード電極 103対 間のインピーダンス整合を行うマッチングボックス 105が設置されている。
[0017] 電源 104には、電力導入線 106aの一端が接続され、他端は、マッチングボックス 1 05に接続されている。マッチングボックス 105には、電力導入線 106bの一端が接続 され、他端は力ソード電極 102に接続されている。
[0018] 一方、アノード電極 103は電気的に接地されており、アノード電極 103上には、プラ ズマ処理の対象物であるワーク 107が設置される。ワーク 107は、力ソード電極 102 上に設置されていても構わず、また、アノード電極 103 ·力ソード電極 102表面をプラ ズマ処理する場合にはワーク 107を設置する必要はない。
[0019] プラズマ処理反応容器 101にはガス導入口 110が設けられて!/、る。ガス導入口 11 0には、希釈ガス導入管 111の一端が接続されており、他端は、希釈ガス供給部 112 に接続されている。希釈ガス供給部 112には、希釈ガス 108を所定流量供給するた めにマスフローコントローラ等の流量調整装置 115が設けられる。また、適当な箇所 にバルブ 207を設けても良い。希釈ガス 108として、 N、 Ar、 He、 Ne等の不活性ガ
2
スまたは H等が用いられる。
2
[0020] 通常、可燃性、支燃性または毒性ガスを使用する場合には、ガス漏れに対応する ために、流量調整装置 115およびバルブ 207をガスボックス 118内に設置し、ガスボ ックス 118内を排気し、除害装置（図示して 、な 、）を通して大気に放出する構成が 採られる。また、容器内あるいは排気配管内にはガス漏れを検知するガス検知器（図 示して 、な 、）が設けられる。
[0021] また、不活性ガスを使用する場合であっても、不活性ガスが漏れた場合にその充満 を防止するため、流量調整装置 115およびバルブ 207をガスボックス 118内に設置 し、ガスボックス 118内を排気し大気に放出する構成が採られる。
[0022] 本実施形態および以降の実施形態、実施例において、ガス供給部とは、少なくとも ガス流量を調整する機能を有する流量調整装置 115を備えている部分であり、ガス ボンべ等のガス貯蔵部 119を備えている力否かは問わない。例えば、本実施形態の ように、ガス貯蔵部 119が別に設けられておりガス配管によりガス供給部に供給され る構成であっても良ぐガス供給部内にガス貯蔵部 119が設けられて 、ても良 、。
[0023] 希釈ガス導入管 111には、反応ガス導入管 113の一端が接続され、他端は、反応 ガス供給部 114に接続されている。反応ガス供給部 114は、希釈ガス 108より少ない 流量の反応ガスを供給する。反応ガス供給部 114には、マスフローコントローラ等の 流量調整装置 115が設けられる。反応ガス 109としては、 SiH、 CH、 GeH等の材
4 4 4 料ガスあるいは NF、 SF、 CF等のエッチングガスが用いられる。
3 6 4
[0024] 反応ガス供給部 114は、ガスボックス 118内に設置され、ガスボックス 118内部は排 気され、除害装置を介して大気に放出される構成である。さらに、ガスボックス 118内 には、漏洩ガスを検知するガス検知器が設けられる。
[0025] 反応ガス導入管 113は、希釈ガス導入管 111の中間部より希釈ガス供給部 112側 に接続されることが望ましぐさらに希釈ガス供給部 112近傍に接続されることが望ま L ヽ。希釈ガス導入管 111の希釈ガス供給部 112側に反応ガス導入管 113を接続 することにより、その接続部からプラズマ処理反応容器 101までの距離が長くなり、ガ スの混合が効率良く行われると共に、反応ガス導入管 113の長さを短くしガス配管を 簡略ィ匕することができる。
[0026] さらに、希釈ガス導入管 111の内径は、反応ガス導入管 113の内径より大きいこと が望ま ヽ。希釈ガス導入管 111内部の容積が大き!、ほどガスの混合が効率よく行 われるといった効果がある。
[0027] また、プラズマ処理反応容器 101には、真空ポンプ 116と圧力調整用ノ レブ 117 が接続され、プラズマ処理反応容器 101内のガス圧力が略一定に保たれ、電源 104 力 力ソード電極 102に電力を供給することで力ソード電極 102·アノード電極 103対 間にプラズマ放電を発生させ、プラズマ処理が可能となる。
(実施形態 2)
本発明の実施形態 2に係るプラズマ処理装置を図を基に説明する。図 2は、本発明 の実施形態 2に係るプラズマ処理装置の概略断面図およびガス配管系統図である。 ガス供給部およびガス配管部以外の構成は実施形態 1と同様である。
[0028] 希釈ガス導入管 111には、ドーピングガス導入管 201の一端が接続され、他端に は、ドーピングガス供給部 202が接続されている。この接続点よりプラズマ処理反応 容器 101側に材料ガス導入管 203の一端が接続され、他端は、材料ガス供給部 204 に接続されている。
[0029] 本実施形態において、材料ガス 205およびドーピングガス 206をそれぞれ 1系統と したがこれらを複数設けても良い。この場合、材料ガス 205、ドーピングガス 206のう ち必要な流量が少な 、ものほど希釈ガス導入管 111の反応ガス供給部 114側に接 続されていることが望ましい。
[0030] また、必要な箇所にバルブ 207を設けて使用するガスを選択することも可能である 希釈ガス 108として、 N、 Ar、 He、 Ne等の不活性ガスや H等が用いられ、材料ガ
2 2
ス 205として SiH、 CH、 GeH等、ドーピングガス 206として PH、 AsH、 B H等
4 4 4 3 3 2 6 が用いられる。
[0031] 本実施形態においても、実施形態 1と同様にガスボックス 118内にガス供給部が設 けられた構成とした。
[0032] プラズマ CVD法により半導体膜を成膜する場合には、ドーピングガス 206の濃度 は材料ガス 205の ppmオーダーと微量であり、材料ガス、希釈ガスとの混合を確実に 行う必要がある。材料ガス 205、ドーピングガス 206、希釈ガス 108を効率よく混合す るためには、プラズマ処理反応容器 101からより遠い位置において材料ガス 205、ド 一ビングガス 206を希釈ガス導入管 111に導入することが望ま 、。
[0033] また、希釈ガス導入管 111の内径は、材料ガス導入管 203、ドーピングガス導入管 201の内径より大き 、ことが望ま 、。希釈ガス導入管 111内部の容積が大き 、ほど ガスの混合が効率よく行われる。
(実施形態 3)
本発明の実施形態 3に係るプラズマ処理装置を図を基に説明する。図 3は、本発明 の実施形態 3に係るプラズマ処理装置のガス配管系統図である。プラズマ処理反応 容器 101が複数設置されており、希釈ガス供給部 112からそれぞれのプラズマ処理 反応容器 101に対して希釈ガス導入管 111が接続されて ヽる構成である。反応ガス 導入管 113は、実施形態 1と同様に希釈ガス導入管 111に接続されて!ヽる。
[0034] 複数のプラズマ処理反応容器 101を設けた場合に、それぞれのプラズマ処理反応 容器 101に対応したガス供給部を別の位置に設けたときは、同種のガス供給部に対 してガスボックス 118が複数個必要であり、それぞれのガスボックス 118にガス検知器 が必要となる。
[0035] 本実施形態にぉ ヽては、希釈ガス 108、反応ガス 109のガス供給部それぞれを 1 箇所にまとめ、 1つのガスボックス 118内に設けた。本構成とすることにより、必要なガ スボックス 118の数を減らし、必要なガス検知器数を低減することができ効率的であ る。
[0036] また、プラズマ処理反応容器 101を複数台設けた場合、それぞれの希釈ガス導入 管 111の長さが必然的に長くなり、その内部容積が増大することから、希釈ガス導入 管 111を通過する間にガス混合がより効率よく行われるといった利点がある。さらに、 ガス貯蔵部 119から各ガス供給部 112、 114へのガス供給配管 301a、 301bの本数 をガス種ごとに 1系統設ければよぐ配管ボリュームを低減できるといった効果がある
[0037] また、個々のプラズマ処理反応容器 101に対するガス配管を実施形態 2と同様の 構成にすることも可能である。
(実施例 1)
実施例 1に係るプラズマ処理装置として、プラズマエッチング装置を例にとって図に 基づき説明する。
[0038] 本実施例に係るプラズマエッチング装置の概略断面図は図 1と同様であり、以降、 図 1を基に説明する。アノード電極 103および力ソード電極 102を、プラズマ処理反 応容器 101内に対向するように設置し、プラズマ処理反応容器 101内に、エッチング ガスおよび希釈ガス 108を導入し、力ソード電極 102に電力を供給することによって アノード電極 103 ·力ソード電極 102間にプラズマ放電を発生させる。
[0039] このプラズマエッチング装置についてより具体的に説明する。密封可能な縦型ブラ ズマ処理反応容器 101の内部中央に、力ソード電極 102 ·アノード電極 103対をプラ ズマ処理反応容器 101の底面に対して略垂直に配置した。アノード電極 103の表面 には、ワーク 107としてシリコン薄膜を成膜したガラス基板を配置した。
[0040] プラズマ処理反応容器 101にはステンレス鋼またはアルミニウム合金などを使用し 、また、断熱材としてセラミックスなどを使用した。アノード電極 103は、ステンレス鋼、 アルミニウム合金、カーボンなどの導電性および耐熱性を備えた材料で製作した。
[0041] ワーク 107は、非エッチング処理物であればよく特に限定されるものではない。また
、プラズマ CVD装置と兼用する場合に、反応容器内のクリーニングを行うときは、ヮ ーク 107を配置しなくてもよい。
[0042] アノード電極 103の寸法は、エッチングを行うワーク 107の寸法に合わせて適当な 値に決定した。本実施例では、ガラス基板の寸法 900mm X 900mmに対して、ァノ ード電極 103の寸法を 1000mm X 1000mmとした。 [0043] 力ソード電極 102は、アルミニウム合金により作製した力 ステンレス鋼等により作製 しても良い。力ソード電極 102の寸法は、ワーク 107の寸法に合わせて適当な値に設 定し、本実施例においては、 1000mm X 1000mmとした。
[0044] アノード電極 103、力ソード電極 102およびガラス基板のサイズはこれらに限られる ものではなく、どのような大きさであっても良いが、通常、 500〜 1500mmサイズのも のが用いられる。
[0045] プラズマ処理反応容器 101には、ガス導入口 110を設けた。ガス導入口 110〖こは、 希釈ガス導入管 111の一端を接続し、他端を希釈ガス供給部 112に接続した。希釈 ガス供給部 112には、希釈ガス 108を所定流量供給するために流量調整装置 115と してマスフローコントローラを設け、流量調整が可能な構成とした。
[0046] 希釈ガス 108としては Arガスを使用した。希釈ガス供給部 112をガスボックス 118 内に設け、ガスボックス 118を排気し、大気放出する構成とした。
[0047] 希釈ガス導入管 111の一部には反応ガス導入管 113の一端を接続し他端を反応 ガス供給部 114に接続した。反応ガス供給部 114にも希釈ガス供給部 112と同様マ スフローコントローラを設け流量調整できるようにした。
[0048] 反応ガス 109としては NFガスを使用した。反応ガス供給部 114をガスボックス 118
3
内に設け、ガスボックス 118を排気系に接続し除害装置を通じで大気放出する構成 とした。
[0049] 各ガス導入管の材質は、使用ガス種、圧力により決定され、耐腐食性、耐圧性を有 していれば良ぐ本実施例においては一般によく使用されるステンレス製のものを使 用した。
[0050] 希釈ガス導入管 111の内径は、反応ガス導入管 113の内径より大きいことがガス混 合を効率よく行うためには好ましい。各ガス導入管の内径、外径サイズは使用ガスの 流量および圧力によって決定され、どのようなものでも良い。本実施例においては、 希釈ガス導入管 111として 3/8インチ、反応ガス導入管 113として 1/4インチサイ ズのガス導入管を使用した。
[0051] プラズマ処理反応容器 101には圧力調整用バルブ 117と真空ポンプ 116を直列に 設け、プラズマ処理反応容器 101内のガス圧力を略一定に保つことができる構成とし た。本実施例においては、希釈ガス 108である Arガスを 5SLM、反応ガス 109である NFガスを 1SLM流し、プラズマ処理反応容器 101内のガス圧力を 300Paと設定し
3
た。本条件は一例であり、他のガス流量、ガス圧力であっても良いが、通常、 Arガス 1 〜5SLM、 NF3ガス 0. 1〜： LSLM、ガス圧力 100〜500Paの範囲内で設定される。
[0052] 力ソード電極 102へは、プラズマ励起電源 104により電力が供給される構成とした。
電源 104は、周波数 13. 56MHz,出力電力 lkWの交流電源を使用した。電源 104 としては、周波数 1. 00MHz〜100MHz、出力電力 10W〜： LOOkW程度の交流電 源が一般的に使用されるが、これに限るものではなく直流電源を使用することもでき る。
[0053] 電源 104とプラズマ処理反応容器 101との間には、力ソード電極 102·アノード電極 103および電源 104の間のインピーダンスを整合するマッチングボックス 105を配設 した。電源 104とマッチングボックス 105は電力導入線 106aで接続し、マッチングボ ックス 105と力ソード電極 102は電力導入線 106bで接続した。アノード電極 103は電 気的に接地された構造とした。
[0054] 以上のように構成されたプラズマ処理装置において、力ソード電極 102に高周波電 力を印加することで、力ソード電極 102とアノード電極 103との間にグロ一放電領域（ プラズマ放電領域)を発生させ、ワーク 107の表面のシリコン薄膜をエッチングした。
[0055] このプラズマエッチング装置は、例えばシリコン薄膜のエッチングに使用することが できる。
(実施例 2)
実施例 2に係るプラズマ処理装置として、プラズマ CVD装置を例にとって図に基づ き説明する。
[0056] 図 4は本実施例に係るプラズマ CVD装置の概略断面図およびガス配管系統図で ある。アノード電極 103および力ソード電極 102を、プラズマ処理反応容器 101内に 対向するように設置し、プラズマ処理反応容器 101内に反応ガス 205、 206a, 206b および希釈ガス 108を導入し、力ソード電極 102に電力を供給することによって、ァノ ード電極 103 ·力ソード電極 102間にプラズマ放電を発生させる。
[0057] このプラズマエッチング装置にっ 、て、より具体的に説明する。密封可能な縦型プ ラズマ処理反応容器 101があり、その内部中央に、力ソード電極 102 ·アノード電極 1 03対をプラズマ処理反応容器 101の底面に対して略垂直に配置した。アノード電極 103の表面には、被処理物であるワーク 107としてシリコン半導体薄膜を成膜するた めのガラス基板を配置した。
[0058] プラズマ処理反応容器 101にはステンレス鋼またはアルミニウム合金などを使用し 、また、断熱材としてセラミックスなどを使用した。アノード電極 103は、ステンレス鋼、 アルミニウム合金、カーボンなどの導電性および耐熱性を備えた材料で製作した。
[0059] ワーク 107は、半導体薄膜を成膜するものであればよくガラス、金属、半導体ウェハ
、フィルム基板等が一般的に用いられる。
[0060] アノード電極 103の寸法は、成膜を行うワーク 107の寸法に合わせて適当な値に決 定した。本実施例では、ガラス基板の寸法 900mm X 900mmに対して、アノード電 極 103の寸法を 1000mm X 1000mmとした。
[0061] 力ソード電極 102は、アルミニウム合金により作製した力 ステンレス鋼等により作製 しても良い。力ソード電極 102の寸法は、ワーク 107の寸法に合わせて適当な値に設 定し、本実施例においては、 1000mm X 1000mmとした。
[0062] アノード電極 103、力ソード電極 102およびガラス基板のサイズはこれらに限られる ものではなく、どのような大きさであっても良いが、通常、 500〜 1500mmサイズが用 いられる。
[0063] プラズマ処理反応容器 101には、ガス導入口 110を設けた。ガス導入口 110〖こは、 希釈ガス導入管 111の一端を接続し、他端を希釈ガス供給部 112に接続した。希釈 ガス供給部 112には、希釈ガス 108を所定流量供給するために流量調整装置 115と してマスフローコントローラを設け、流量調整が可能な構成とした。
[0064] 希釈ガス 108としては Hガスを使用した。希釈ガス供給部 112をガスボックス 118
2
内に設け、ガスボックス 118を排気系に接続し除害装置を通じで大気放出される構 成とした。
[0065] 希釈ガス導入管 111の一部には、ドーピングガス導入管 201a、 201bの一端を接 続し他端はドーピングガス供給部 202a、 202bに接続した。この接続点よりプラズマ 処理反応容器 101側に材料ガス導入管 203の一端を接続し他端を材料ガス供給部 204に接続した。材料ガス供給部 204、ドーピングガス供給部 202a、 202bには、材 料ガスおよびドーピングガスを所定流量供給するために流量調整装置 115としてマ スフローコントローラを設け、流量調整が可能な構成とした。
[0066] 材料ガス 205としては SiHガス、ドーピングガス 206としては 0. 5%H希釈 PHガ
4 2 3 ス 206aおよび 0. 5%H希釈 B Hガス 206bを用いた。 2種類のドーピングガス 206
2 2 6
a、 206bは、それぞれ n型と p型半導体用のドーピングガスであり、ノ レブ 207により どちらか一方を選択して流すこととした。
[0067] 材料ガス供給部 204、ドーピングガス供給部 202a、 202bをそれぞれガスボックス 1 18内に設置し、ガスボックス 118は排気系に接続し除害装置を通じて大気放出され る構成とした。
[0068] プラズマ処理反応容器 101には圧力調整用バルブ 117と真空ポンプ 116を直列に 設け、プラズマ処理反応容器 101内のガス圧力を略一定に保つことができる構成とし た。本実施例においては、 Hガスを 10SLM、 SiHガスを 1SLM、 0. 5%H希釈 P
2 4 2
Hガス 206aまたは 0. 5%H希釈 B Hガス 206bを 1SLM流し、プラズマ処理反応
3 2 2 6
容器 101内のガス圧力を 150Paと設定した。本条件は一例であり、他のガス流量、ガ ス圧力であっても良いが、通常、水素ガス 1〜： L0SLM、 SiHガス 0. 1〜： LSLM、 0.
4
5%水素希釈 PHガスまたは 0. 5%水素希釈 B Hガス： 0. 1〜： LSLM、ガス圧力： 5
3 2 6
0〜3000Paの範囲内で設定される。
[0069] 力ソード電極 102へは、プラズマ励起電源 104により電力が供給される構成とした。
電源 104は、周波数 13. 56MHz,出力電力 lkWの交流電源を使用した。電源 104 としては、周波数 1. 00MHz〜100MHz、出力電力 10W〜： LOOkW程度の交流電 源が一般的に使用されるが、これに限るものではなく直流電源を使用することもでき る。
[0070] 電源 104とプラズマ処理反応容器 101との間には、力ソード電極 102·アノード電極 103および電源 104の間のインピーダンスを整合するマッチングボックス 105を配設 した。電源 104とマッチングボックス 105は電力導入線 106aで接続し、マッチングボ ックス 105と力ソード電極 102は電力導入線 106bで接続した。アノード電極 103は電 気的に接地された構造とした。 [0071] 以上のように構成されたプラズマ処理装置において、力ソード電極 102に高周波電 力を印加することで、力ソード電極 102とアノード電極 103との間にグロ一放電領域（ プラズマ放電領域)を発生させ、ワーク 107であるガラス基板の表面にシリコン半導体 薄膜を成膜した。
[0072] このプラズマ CVD装置は、例えば TFTや薄膜太陽電池等のシリコン半導体薄膜を 用いた半導体素子の作製に使用することができる。
(実施例 3)
実施例 3に係るプラズマ処理装置として、プラズマ CVD装置を例にとって図に基づ き説明する。
[0073] 図 5は本実施例に係るプラズマ CVD装置のガス配管系統図である。プラズマ処理 反応容器 101を 4台設置し、 1箇所の希釈ガス供給部 112からそれぞれのプラズマ 処理反応容器 101に対して希釈ガス導入管 111を接続した。
[0074] 各プラズマ処理反応容器 101と、各プラズマ処理反応容器 101に対応する希釈ガ ス導入管 111、材料ガス導入管 203、ドーピングガス導入管 201a、 201b,希釈ガス 供給部 112、材料ガス供給部 204、ドーピングガス供給部 202a、 202bは、実施例 2 と同様の構成であり、同様のシリコン半導体膜を成膜することができる。
[0075] 本実施例においては、希釈ガス 108、材料ガス 205、ドーピングガス 206のガス供 給咅 112、 204、 202a, 202bそれぞれを 1箇所にまとめ、 1つのガスボックス 118内 に設けた。本構成とすることにより、必要なガスボックス 118の数を減らし、必要なガス 検知器数を低減することができるため効率的である。
[0076] また、本構成とすることにより、必然的にそれぞれの希釈ガス導入管 111の長さが 長くなりその内部容積が増大することから、希釈ガス導入管 111を通過する間にガス 混合がより効率よく行われるといった利点がある。さらに、ガス貯蔵部 119から各ブラ ズマ処理反応容器 101に対応するガス供給部 112、 202a, 202b, 204へのガス供 給配管 501a、 501b, 501c, 501dの本数をガス種ごとに 1系統設ければよぐ配管 ボリュームを低減できるといった効果がある。
[0077] 以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なった力 上述 の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初カゝら予定してい る。また、今回開示した実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限 的なものではな!/、と考えられるべきである。

Claims

請求の範囲
[1] プラズマ処理反応容器（101)と、前記プラズマ処理反応容器（101)に一端が接続 され希釈ガスを導入する希釈ガス導入管（111)と、前記希釈ガス導入管（111)の他 端に接続され希釈ガスを供給する希釈ガス供給部（112)と、前記希釈ガス導入管（1 11)の中間部より前記希釈ガス供給部（112)寄りの部分において一端が接続されて 反応ガスを導入する反応ガス導入管（113)と、前記反応ガス導入管（113)の他端に 接続され前記希釈ガスの流量より少ない流量の反応ガスを供給する反応ガス供給部 (114)と、を有するプラズマ処理装置。
[2] 前記反応ガス導入管（113)は前記希釈ガス供給部（112)の近傍にぉ 、て前記希 釈ガス導入管（111)に接続されて ヽることを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ処 理装置。
[3] 前記反応ガスは材料ガスとドーピングガスとを含み、
前記反応ガス導入管（113)は、前記材料ガスを導入する材料ガス導入管（203)と
、前記ドーピングガスを導入するドーピングガス導入管（201)とを含み、
前記材料ガス導入管（203)は前記ドーピングガス導入管（201)より前記希釈ガス 導入管（111)の前記プラズマ処理反応容器（101)側に接続されて!ヽることを特徴と する請求項 1に記載のプラズマ処理装置。
[4] 前記希釈ガス導入管（ 111 )の内径は前記反応ガス導入管（ 113)の内径より大きい ことを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ処理装置。
[5] 前記プラズマ処理反応容器（101)、前記希釈ガス導入管（111)、前記希釈ガス供 給部（112)、前記反応ガス導入管（113)、前記反応ガス供給部（114)の組は複数 あり、前記希釈ガス供給部（112)および前記反応ガス供給部（114)はそれぞれ 1つ の容器内に設置されて ヽることを特徴とする請求項 1に記載のプラズマ処理装置。
[6] 前記希釈ガスは、不活性ガスまたは水素ガスである、請求項 1に記載のプラズマ処 理装置。
[7] 前記希釈ガス供給部（112)は、第 1ガスボックス（118)と、該第 1ガスボックス内に 設けられた第 1流量調整装置（115)および第 1バルブ（207)とを含み、
前記反応ガス供給部（114)は、第 2ガスボックス（118)と、該第 2ガスボックス内に 設けられた第 2流量調整装置（115)および第 2バルブ（207)とを含む、請求項 1に 記載のプラズマ処理装置。
[8] 前記希釈ガス導入管（111)の一端が接続されるガス導入口（110)と、
前記プラズマ処理反応容器（101)内に対向して配置された力ソード電極（102)お よびアノード電極（103)と、
前記プラズマ処理反応容器（101)に接続された真空ポンプ（116)と、 前記真空ポンプ（116)を介してプラズマ処理反応容器（101)と接続される圧力調 整用バルブ（117)とをさらに備え、
前記力ソード電極（102)およびアノード電極（103)に対して前記ガス導入口（110 )と反対側に位置する前記プラズマ処理反応容器（101)に前記真空ポンプ（116)を 接続した、請求項 1に記載のプラズマ処理装置。
[9] 請求項 1に記載のプラズマ処理装置を用いて製造された半導体素子。
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