JPH08288223A - 薄膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反応炉内全体の不要な被膜の除去が可能とな
り、製品を歩留まり良く製造できる薄膜の製造方法を提
供する。 【構成】 短時間で確実に反応炉の中央部および周辺部
の不要な被膜を除去するため、クリーニング条件の異な
る２つ以上のステップで清浄する。高圧側のステップの
初期圧力を２００ｍＴｏｒｒとして反応炉31の中央部の
エッチング速度を向上し、低圧側のステップは１５０ｍ
Ｔｏｒｒとして反応炉31の周辺部でのエッチング速度を
向上する。ガス導入電極36およびサセプタ41の電極間距
離は４０ｍｍとして反応炉31の中央部のエッチング速度
を向上し、１３ｍｍとして反応炉31の周辺部のエッチン
グ速度を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反応炉で薄膜を形成す
るとともに反応炉を洗浄する薄膜の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば半導体薄膜あるいは絶縁
膜を堆積して形成する際に、ＣＶＤ（Chemical Vapor D
eposition ）装置が用いられている。

【０００３】そして、ＣＶＤ装置には、原料ガスの活性
化に、熱を用いるもの、プラズマ反応を用いるもの、さ
らにはサイクロトロン共鳴を用いるものなどが知られて
いる。中でも、プラズマＣＶＤ装置は、均質で、比較的
生産性良く薄膜の堆積が可能であることから、各種分野
で利用されている。

【０００４】このようなプラズマＣＶＤ装置には、プラ
ズマ反応により活性化された原料ガスを反応炉内に導き
基板上に堆積させるもの、あるいは、原料ガスを反応炉
内で活性化して基板上に堆積させるものなど様々な構成
があるが、いずれにしても基板上のみならず反応炉の内
壁などにも同様の薄膜が堆積される。

【０００５】そして、反応炉の内壁に堆積された薄膜が
厚くなると、小片としてはがれ落ち、基板上に半導体薄
膜や絶縁膜を堆積するに際して、特性劣化の大きな原因
になるほか、パーティクルの要因となり、製品の歩留ま
りを低下させている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
反応炉の内壁に堆積される不要被膜は、四フッ化炭素
（ＣＦ₄ ）、三フッ化窒素（ＮＦ₃ ）などのフッ素系ク
リーニングガスとアルゴン（Ａｒ）などのキャリアガス
とを反応炉内に導入し、プラズマを発生させて除去する
ことが知られている。そして、このようなプラズマクリ
ーニングは供給ガスの量、反応炉圧力、高周波電力ある
いは電極間距離によってエッチング速度が変化する。

【０００７】たとえば、フッ素系クリーニングガスの流
量を増やして反応炉の圧力を上げて電極間距離を広くす
ることで、反応炉の中央部のエッチング速度を上げるこ
とができる。しかし、クリーニングガスが多流量で反応
炉内が高圧の条件では反応炉の周辺部でのエッチング速
度が中央部に比べ遅くなるので、反応炉の中央部に堆積
した不要な被膜は除去されても、反応炉周辺部、特にサ
セプタの側壁やマスク裏面に堆積した不要被膜を除去で
きない。したがって、この条件で薄膜の堆積とプラズマ
クリーニングとを繰り返すと、プラズマクリーニングで
取り切れない不要な被膜が次第に堆積し、一定の処理数
を越えたところで大量の膜はがれによるパーティクルが
発生し、製品の歩留まり低下を招いてしまう。

【０００８】反対に、クリーニングガス流量を減らして
反応炉の圧力を下げて電極間距離を狭めることで反応炉
の周辺部の不要の被膜をエッチングできる。しかし、反
応炉の中央部でのエッチング速度が落ちるので、反応炉
の中央部をクリーニングする時間が増大し、生産性が低
下してしまう。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、反応炉内全体の不要な被膜の除去が可能となり、成
膜時に発生するパーティクルの発生が抑えられ、製品を
歩留まり良く製造できる薄膜の製造方法を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の薄膜の製
造方法は、シリコンを含む活性化された原料ガスに基づ
いて、反応炉の基板上に薄膜を堆積させる薄膜形成工程
と、フッ素を含むクリーニングガスで前記反応炉内を清
浄する清浄工程とを具備した薄膜の製造方法において、
前記清浄工程は、クリーニング条件の異なる少なくとも
２つ以上のステップを備えるものである。

【００１１】請求項２記載の薄膜の製造方法は、請求項
１記載の薄膜の製造方法において、清浄工程は、ステッ
プ間で連続放電するものである。

【００１２】請求項３記載の薄膜の製造方法は、請求項
１または２記載の薄膜の製造方法において、清浄工程
は、電極間距離が最大のステップと最小のステップで１
３ｍｍ以上異なるものである。

【００１３】請求項４記載の薄膜の製造方法は、請求項
１ないし３いずれか記載の薄膜の製造方法において、清
浄工程は、反応炉内の圧力が最大のステップと最小のス
テップで５０ｍＴｏｒｒ以上異なるものである。

【００１４】

【作用】本発明は、フッ素を含むクリーニングガスで清
浄する清浄工程では、反応炉の中央部のエッチング速度
を上げるためにクリーニングガスの流量を多くする必要
があるものの反応炉の周辺部の被膜を取り除けず、反応
炉の周辺部の不要な被膜を取り除くためにクリーニング
ガスの流量を少なくする必要があるものの反応炉の中央
部でのエッチング速度が低下し、また、反応炉の中央部
でのエッチング速度を上げるために反応炉内の圧力を上
げてプラズマクリーニング時の放電の広がりを抑える必
要があるものの反応炉の周辺部での被膜が取り除けず、
反応炉の周辺部での被膜を取り除くために反応炉の圧力
を下げてプラズマクリーニング時の放電を広くする必要
があるものの反応炉の中央部でのエッチング速度が低下
し、反応炉の中央部のエッチング速度を上げるために電
極間距離を広げる必要があり、反応炉の周辺部のエッチ
ング速度を上げるために電極間距離を狭くする必要があ
るので、２つ以上のステップを含むことにより、短時間
で確実に反応炉の中央部および周辺部の不要な被膜を除
去する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例の薄膜の製造方法に
ついて図面を参照して説明する。

【００１６】図１において、半導体薄膜製造装置１は、
図２に示すＣＶＤ成膜系２を有している。そして、ＣＶ
Ｄ成膜系２には、原料ガス供給系３、クリーニングガス
供給系４、排気系５および電源系６がそれぞれ接続され
ている。

【００１７】そして、原料ガス供給系３は、原料ガスで
あるシラン（ＳｉＨ₄ ）を収容するシランタンク11がバ
ルブ12を介してＣＶＤ成膜系２に接続された原料ガス供
給管13に接続され、原料ガスである水素（Ｈ₂ ）を収容
する水素タンク14がバルブ15を介して原料ガス供給管13
に接続され、原料ガスである窒素（Ｎ₂ ）を収容する窒
素タンク16がバルブ17を介して原料ガス供給管13に接続
され、原料ガスであるアンモニア（ＮＨ₃ ）を収容する
アンモニアタンク18がバルブ19を介して原料ガス供給管
13に接続されている。

【００１８】また、クリーニングガス供給系４は、クリ
ーニングガスである三フッ化窒素（ＮＦ₃ ）を収容する
三フッ化窒素タンク21がバルブ22を介してＣＶＤ成膜系
２に接続されたＣＶＤガス供給管23に接続され、クリー
ニングガスであるアルゴン（Ａｒ）を収容するアルゴン
タンク24がバルブ25を介してクリーニングガス供給管23
に接続されている。

【００１９】さらに、排気系５は、ドライポンプ26がバ
ルブ27を介して、ＣＶＤ成膜系２に接続された排気管28
に接続されている。

【００２０】また、電源系６は、高周波電圧を供給す
る。

【００２１】そして、ＣＶＤ成膜系２は、図２に示すよ
うに、アルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）が表面に被着されたアル
ミニウム（Ａｌ）の反応炉31を有し、この反応炉31は図
示しない導入炉および搬送炉に連通し、上下方向に移動
可能に支持された凹状の上収納体33と、この上収納体33
と合致する凹状の下収納体32とから構成されている。ま
た、上収納体33の上壁中央部には原料ガスあるいはクリ
ーニングガスを導入する原料ガス供給管13およびクリー
ニングガス供給管23に連通された導入孔34が形成され、
下収納体32の両側壁には排気管28に接続される排気孔3
5，35が形成されている。

【００２２】そして、上収納体33には、電源系６に電気
的に接続されて一方の電極として機能し、アルミナ（Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ ）が表面に被着されたアルミニウム（Ａｌ）の
ガス導入電極36が支持され、このガス導入電極36には導
入孔34から導入される原料ガスあるいはクリーニングガ
スを反応炉31内に均一に拡散させる吹出孔37が穿設され
ている。

【００２３】また、下収納体32上には、アルミナ（Ａｌ
₂ Ｏ₃ ）が表面に被着されたアルミニウム（Ａｌ）でグ
ランド電位に接地された他方の電極として機能し、ガス
導入電極36に対向するするサセプタ41を有し、このサセ
プタ41は温度を制御するヒータ42を内部に備えており、
サセプタ41の上面には開閉自在のマスク43が設けられ、
このマスク43およびサセプタ41の上面間で被成膜用のた
とえばマトリクスアレイ基板51が固定される。

【００２４】次に、これら図１および図２に示す半導体
薄膜製造装置１を用いて製造するたとえば液晶表示装置
のマトリクスアレイ基板51について説明する。

【００２５】このマトリクスアレイ基板51は、図７に示
すように、３６０ｍｍ×４６５ｍｍのガラス基板52の一
主面上に、モリブデン・タンタル（ＭｏＴａ）の複数本
のストライプ状のゲート電極53、このゲート電極53と一
体の図示しない走査線および補助容量線54が形成されて
いる。

【００２６】また、これらゲート電極53および補助容量
線54上に、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）などの第１のゲー
ト絶縁膜55が形成され、この第１のゲート絶縁膜55上に
はシリコンナイトライド（ＳｉＮｘ）などの第２のゲー
ト絶縁膜56が形成されている。

【００２７】さらに、この第２のゲート絶縁膜56上に
は、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）の活性層57および
チャネル保護膜58が積層形成され、活性層57およびチャ
ネル保護膜58状にはｎ＋型の非晶質シリコン（ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ）低抵抗半導体膜59，60が形成されている。

【００２８】また、補助容量線54の上方の第２のゲート
絶縁膜56上には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）の画素電
極61が形成され、この画素電極61は全体としてはマトリ
クス状に配置されている。

【００２９】さらに、低抵抗半導体膜59に対応して画素
電極61に接続されたモリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム
（Ａｌ）およびモリブデン（Ｍｏ）の３層構造のソース
電極62が形成され、低抵抗半導体膜60上にはモリブデン
（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）およびモリブデン（Ｍ
ｏ）の３層構造で図示しない信号線と一体形成されたド
レイン電極63が形成され、これらにてそれぞれ画素電極
61に対応する薄膜トランジスタ（Thin Film Transisto
r）64が形成されている。

【００３０】そして、このマトリクスアレイ基板51に、
図示しない対向基板を間隙を介して対向させ、これらマ
トリクスアレイ基板51および対向基板間に液晶組成物が
挟持されて、アクティブマトリクス型の液晶パネルが形
成される。

【００３１】次に、半導体薄膜製造装置１を用いて、ア
クティブマトリクス型の液晶パネルを製造する方法につ
いて説明する。

【００３２】まず、図３に示すように、３６０ｍｍ×４
６５ｍｍのガラス基板52の一主面上にモリブデン・タン
タル（ＭｏＴａ）膜を形成し、このモリブデン・タンタ
ル膜を複数本のストライプ状にパターニングして、ゲー
ト電極53、ゲート電極53と図示しない一体の走査線およ
び補助容量線54を形成する。そして、これらゲート電極
53および補助容量線54を含むガラス基板52上に、酸化シ
リコン（ＳｉＯ₂ ）膜の第１のゲート絶縁膜55を堆積す
る。

【００３３】そして、これらゲート電極53、補助容量線
54および第１のゲート絶縁膜55が配設されたガラス基板
52を、図示しない導入炉から搬送炉、搬送炉から反応炉
31に導く。

【００３４】また、上収納体33を下収納体32から開き、
ガラス基板52をゲート電極53、補助容量線54および第１
のゲート絶縁膜55が配置された主表面が、ガス導入電極
36と対向するようにサセプタ41上に配置し、ガラス基板
52上にマスク43を配置し、上収納体33で下収納体32を閉
塞する。

【００３５】そして、バルブ12を開きシランタンク11か
ら反応ガスとして２００ｓｃｃｍの流量のシラン（Ｓｉ
Ｈ₄ ）、バルブ19を開きアンモニアタンク18から１００
０ｓｃｃｍの流量のアンモニア（ＮＨ₃ ）、バルブ17を
開き窒素タンク16から７０００ｓｃｃｍの流量の窒素
（Ｎ₂ ）を原料ガス供給管13を介して導入孔34から吹出
孔37により反応炉31内に導入するとともに、反応炉31内
を１Ｔｏｒｒに維持する。

【００３６】また、同時に、ヒータ42を発熱させてサセ
プタ41を加熱し、サセプタ41上のガラス基板52の温度を
３３０℃まで上昇させる。

【００３７】そして、電源系６からガス導入電極36に１
３００Ｗの高周波電圧を供給し、図４に示すように、こ
れによりシラン（ＳｉＨ₄ ）およびアンモニア（Ｎ
Ｈ₃ ）をプラズマ励起させてガラス基板52上にシリコン
ナイトライド（ＳｉＮｘ）を５００オングストロームの
膜厚で堆積させ、第２のゲート絶縁膜56を形成する。

【００３８】この後、バルブ12を開きシランタンク11か
ら反応ガスとして５００ｓｃｃｍの流量のシラン（Ｓｉ
Ｈ₄ ）、バルブ15を開き水素タンク14から２８００ｓｃ
ｃｍの流量の水素（Ｈ₂ ）を原料ガス供給管13を介して
導入孔34から吹出孔37により反応炉31内に導入するとと
もに、ガラス基板52の温度を３３０℃に制御し、電源系
６から１５０Ｗの高周波電力を供給して、第２のゲート
絶縁膜56上に半導体薄膜としての非晶質シリコン（ａ−
Ｓｉ：Ｈ）膜71を５００オングストロームの膜厚で堆積
させる。なお、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜71の
堆積に際しても反応炉31内を１Ｔｏｒｒに維持する。

【００３９】再び、バルブ12を開きシランタンク11から
反応ガスとして２００ｓｃｃｍの流量のシラン（ＳｉＨ
₄ ）、バルブ19を開きアンモニアタンク18から１０００
ｓｃｃｍの流量のアンモニア（ＮＨ₃ ）、バルブ17を開
き窒素タンク16からキャリアガスとして７０００ｓｃｃ
ｍの流量の窒素（Ｎ₂ ）を原料ガス供給管13を介して導
入孔34から吹出孔37により反応炉31内に導入するととも
に、ガラス基板52の温度を３３０℃に制御し、電源系６
からガス導入電極36に１３００Ｗの高周波電圧を供給し
て、シリコンナイトライド（ＳｉＮｘ）膜72を３０００
オングストロームの膜厚で堆積させる。なお、シリコン
ナイトライド（ＳｉＮｘ）膜72の堆積に際しても、反応
炉31内は同様の１Ｔｏｒｒに維持する。

【００４０】以上のようにして、第１のゲート絶縁膜55
を含むガラス基板52上に、第２のゲート絶縁膜56、非晶
質シリコン膜71およびシリコンナイトライド膜72の３層
を連続して堆積させた後、反応炉31内を５０ｍＴｏｒｒ
に減圧し、図示しないが、この減圧状態と同様の減圧状
態にある搬送炉を介して排出炉に導く。

【００４１】この後、図５に示すように、非晶質シリコ
ン膜71を島状にパターニングして活性層57とするととも
に、ゲート電極53をマスクとした裏面露光によりゲート
電極53に自己整合されたチャネル保護膜58を形成する。

【００４２】さらに、図６に示すように、透明導電膜と
なるＩＴＯを成膜し、パターニングして画素電極61を形
成する。

【００４３】また、ｎ＋型の非晶質シリコン（ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ）膜73を堆積し、島状にパターニングして低抵抗
半導体膜59，60を形成した後、モリブデン（Ｍｏ）、ア
ルミニウム（Ａｌ）およびモリブデン（Ｍｏ）の３層構
造の導電体層74を堆積する。

【００４４】この後、チャネル保護膜58上の低抵抗半導
体膜59，60および導電体層74を切断するとともに、導電
体層74をパターニングして画素電極61に接続されるソー
ス電極62、信号線と一体のドレイン電極63をそれぞれ形
成して、薄膜トランジスタ64を形成し、マトリクスアレ
イ基板51が完成する。

【００４５】そして、マトリクスアレイ基板51に図示し
ない対向基板を間隙を介して対向させて貼り合わせ、こ
れらマトリクスアレイ基板51および対向基板の間隙に液
晶組成物を注入し、封止して液晶パネルを構成する。

【００４６】さらに、液晶セルと駆動回路基板とを電気
的に接続するとともに、必要であれば液晶パネルの外表
面に偏光板を貼り付けて液晶表示装置としての液晶ディ
スプレイを完成させる。

【００４７】ところで、上述の実施例では、第２のゲー
ト絶縁膜56、非晶質シリコン膜71およびシリコンナイト
ライド膜72の３層の連続成膜の前に、次のような操作を
行なう。

【００４８】すなわち、図２に示す反応炉31の内壁、ガ
ス導入電極36、サセプタ41およびマスク43の表面には、
先の成膜工程での非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜や
シリコンナイトライド（ＳｉＮｘ）膜が複数層にわたり
堆積される。

【００４９】したがって、このような反応炉31の内壁、
ガス導入電極36、サセプタ41およびマスク43の表面に堆
積されてしまう非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜やシ
リコンナイトライド（ＳｉＮｘ）膜の膜厚が増大する
と、これら反応炉31の内壁、ガス導入電極36、サセプタ
41およびマスク43から剥離して小片となり、表面に堆積
された成膜途中に膜中に混入することなどが生じ、製造
歩留りの低下を招いてしまう。特に、ガス導入電極36と
サセプタ41との間に挟まれる反応空間に接する領域、た
とえばガス導入電極36の主表面やマスク43の表面あるい
は裏面などに堆積される不要な被膜が問題となる。

【００５０】このため、反応空間に接する領域での不要
な被膜の膜厚が増大した際に、反応炉31の内壁をクリー
ニングする必要があり、このクリーニングを２つの段階
である２ステップで行なう場合について説明する。

【００５１】まず、ガス導入電極36およびサセプタ41の
電極間距離を４０ｍｍに設定し、クリーニングガス供給
系４から、バルブ25を開き三フッ化窒素タンク21から８
００ｓｃｃｍの流量の三フッ化窒素（ＮＦ₃ ）と、バル
ブ22を開きアルゴンタンク24から１００ｓｃｃｍの流量
のアルゴン（Ａｒ）とをクリーニングガス供給管23を介
して導入孔34から吹出孔37により反応炉31内に導入し、
反応炉31の圧力を０．２０Ｔｏｒｒとする。

【００５２】そして、電源系６からガス導入電極36に１
６００Ｗの高周波電圧を供給し、８分間清浄して、反応
炉31の内壁、ガス導入電極36、サセプタ41の表面および
マスク43の表面の不要な被膜をプラズマ・クリーニング
により除去する。

【００５３】続いて、放電を継続しながらガス導入電極
36およびサセプタ41の電極間距離を１３ｍｍにし、バル
ブ25を開き三フッ化窒素タンク21から４００ｓｃｃｍの
流量の三フッ化窒素（ＮＦ₃ ）と、バルブ22を開きアル
ゴンタンク24から４０ｓｃｃｍの流量のアルゴン（Ａ
ｒ）とをクリーニングガス供給管23を介して導入孔34か
ら吹出孔37により反応炉31内に導入し、反応炉31内の圧
力を０．１５Ｔｏｒｒとする。

【００５４】そして、電源系６からガス導入電極36に１
６００Ｗの高周波電圧を供給し、３分間清浄して、反応
炉31の内壁、ガス導入電極36、サセプタ41の側壁および
マスク43の裏面の不要な被膜をプラズマ・クリーニング
により除去する。

【００５５】さらに、このプラズマ・クリーニング後、
プリコート工程として、実際の成膜の工程と同様の条件
で、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜とシリコンナイ
トライド（ＳｉＮｘ）膜を堆積させる。

【００５６】このような工程を経た後に、第２のゲート
絶縁膜56、非晶質シリコン膜71およびシリコンナイトラ
イド膜72の３層の連続成膜を実施している。

【００５７】また、プラズマＣＶＤ装置の成膜時にサセ
プタ41上に付着する３μｍ以上のパーティクル評価を行
なったところ、従来のサセプタ41の中央が高エッチング
レートのクリーニング方法のみのプラズマＣＶＤ装置よ
り得られたパーティクル評価では０．０７個／ｃｍ² で
あったものが、上述の実施例により得られたクリーニン
グ方法のプラズマＣＶＤ装置のパーティクル評価では
０．０４個／ｃｍ² 以下に減少できた。

【００５８】以上のように、この実施例によれば、大量
生産時において、従来に比べて製造途中でのパーティク
ル発生量の少ない第２のゲート絶縁膜56、非晶質シリコ
ン膜71およびシリコンナイトライド膜72を得ることがで
きる。

【００５９】また、堆積とエッチングを繰り返しても、
不要な被膜のエッチング残りの堆積が非常に少なくな
り、膜はがれからのパーティクルの発生が抑えられ、パ
ーティクルに関するメンテナンスの時間が減り、装置の
稼動時間を大幅に増やすことができる。

【００６０】なお、ガラス基板52の主表面に対して平行
にガス導入電極36が配置され、原料ガスが垂直に照射さ
れる平行平板型のプラズマＣＶＤ装置を用いて説明した
が、これに限定されるものではなく、他の構成のプラズ
マＣＶＤ装置でも同様の効果が得られる。

【００６１】また、プラズマ・クリーニング工程におい
て、クリーニングガスに三フッ化窒素（ＮＦ₃ ）を用い
た説明をしたが、四フッ化炭素（ＣＦ₄ ）などを用いて
も同様の効果が得られる。

【００６２】さらに、ステップ移行時の放電を安定させ
るために、２つのステップ間をさらに多段階に分けても
よい。

【００６３】また、高圧側のステップは初期圧力が２０
０ｍＴｏｒｒ、低圧側のステップは１５０ｍＴｏｒｒの
２つのステップを用いたが、プラズマクリーニングの開
始初期の反応炉31内の圧力が、最大のステップと最小の
ステップとで５０ｍＴｏｒｒ以上異なればよい。すなわ
ち、反応炉31の圧力が高いと反応炉31の中央部のエッチ
ング速度が上がり、反応炉31の圧力が低いと反応炉31の
周辺部でのエッチング速度を上げることができるので、
圧力差は５０ｍＴｏｒｒ以上あればよい。

【００６４】さらに、ガス導入電極36およびサセプタ41
の電極間距離は４０ｍｍと１３ｍｍとのステップを用い
たが、最大のステップと最小のステップで１３ｍｍ以上
異なる２つ以上異なればよい。すなわち、電極間距離を
広げると反応炉31の中央部のエッチング速度が上がり、
電極間距離を狭めると反応炉31の周辺部のエッチング速
度を上げることができ、電極間距離の差は１３ｍｍ以上
あるとよい。

【００６５】また、一般に、フッ素（Ｆ）を含むクリー
ニングガスで清浄する清浄工程は、エッチング速度を上
げるため、クリーニングガス流量を多くする必要があ
る。一方、プラズマクリーニング時の放電の広がりは反
応炉内の圧力に依存し、クリーニングガス流量を多くす
ると反応炉31の圧力が上がるため放電の広がりが抑えら
れ、反応炉31の中央部でのエッチング速度は上がるが、
反応炉31の周辺部のエッチング速度は低下する。そのた
め、多流量、高圧の条件だけでクリーニングを行なえ
ば、反応炉31の周辺やサセプタ41の側壁、マスク43の裏
面に堆積した不要被膜が取りきれずに残ってしまう。

【００６６】反対に、反応炉31の周辺部の不要な被膜を
取りきるためにフッ素を含むクリーニングガス流量を少
なくし、反応炉内の圧力を下げれば、反応炉31の周辺部
でのエッチング速度は上がるが、反応炉31の中央部での
クリーニングに要する時間に長く掛かるため、生産性が
悪くなる。

【００６７】そこで、反応炉31内に堆積した不要な被膜
のエッチング速度がフッ素系クリーニングガス流量と電
極間距離と反応炉内圧力に大きく依存しているため、不
要な被膜の除去する場所に合わせてクリーニング条件を
変えてプラズマクリーニングを実施する、すなわち、プ
ラズマクリーニングの工程を多段階に分けることにし
た。

【００６８】そして、反応炉31の中央部の不要な被膜を
除去することを主な目的としてクリーニングガス流量を
多くし、反応炉31内の圧力も高く、電極間距離も広くし
たステップと、反応炉31の周辺部、サセプタ41の側壁、
マスク43の裏面の不要な被膜を除去することを主な目的
としてクリーニングガス流量を減らし、反応炉31内の圧
力も低く、電極間距離も狭めたステップを具備すること
で、２つのプラズマクリーニング条件の優位性を取り込
み、クリーニング時間の伸長も抑えた。

【００６９】また、ステップの移行時を連続放電にする
ことで、後のステップの放電を安定させている。

【００７０】上記実施例に限らず、クリーニングガスに
よる清浄には、熱、光、プラズマ反応あるいはサイクロ
トロン共鳴などを適宜用いることができ、また、ＳｉＨ
₄ （シラン）などを含む原料ガスの活性化にも、同様に
熱、光、プラズマ反応あるいはサイクロトロン共鳴など
を適宜用いることができるが、中でもプラズマ反応を用
いる手法は、均質で、比較的生産性良く薄膜の堆積が可
能であることから、シリコン（Ｓｉ）を含む半導体薄膜
の堆積するクリーニングに有用である。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、清浄工程を２つのステ
ップにより行なうことで、清浄時間を長くせずに反応炉
の中央部および周辺部のいずれもクリーニングでき、パ
ーティクルの発生を防止できるので、清浄時間を長くす
ることなく歩留まりを向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の薄膜の製造方法に用いられ
る半導体薄膜製造装置を示すブロック図である。

【図２】同上図１に示すＣＶＤ成膜系を示す断面図であ
る。

【図３】同上マトリクスアレイ基板の一製造工程を示す
断面図である。

【図４】同上マトリクスアレイ基板の図３に示す次の製
造工程を示す断面図である。

【図５】同上マトリクスアレイ基板の図４に示す次の製
造工程を示す断面図である。

【図６】同上マトリクスアレイ基板の図５に示す次の製
造工程を示す断面図である。

【図７】同上マトリクスアレイ基板の図６に示す次の製
造工程を示す断面図である。

【符号の説明】

52 ガラス基板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリコンを含む活性化された原料ガスに
   基づいて、反応炉の基板上に薄膜を堆積させる薄膜形成
   工程と、フッ素を含むクリーニングガスで前記反応炉内
   を清浄する清浄工程とを具備した薄膜の製造方法におい
   て、 前記清浄工程は、クリーニング条件の異なる少なくとも
   ２つ以上のステップを備えることを特徴とする薄膜の製
   造方法。
2. 【請求項２】 清浄工程は、ステップ間で連続放電する
   ことを特徴とする請求項１記載の薄膜の製造方法。
3. 【請求項３】 清浄工程は、電極間距離が最大のステッ
   プと最小のステップで１３ｍｍ以上異なることを特徴と
   する請求項１または２記載の薄膜の製造方法。
4. 【請求項４】 清浄工程は、反応炉内の圧力が最大のス
   テップと最小のステップで５０ｍＴｏｒｒ以上異なるこ
   とを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の薄膜の
   製造方法。