(57)【要約】  半導体、光電地、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイおよび微小電気機械システムのプラズマによって補助された製造のために、およびチャンバの清浄化のために、Ｆ２またはＣＯＦ２がエッチング剤として適用される。１５ＭＨｚ以上の周波数を有するマイクロ波を提供するプラズマエミッターがプラズマを非常に有効に提供することが見出された。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆ２またはＣＯＦ２を含むかまたはからなるエッチングガスをエッチング剤として提供する工程を含む、プラズマチャンバ内の基材のエッチングのための方法、または固形体からの堆積物の除去のための方法であって、エッチングまたはチャンバの清浄化が、プラズマを発生させるための無線周波数を提供することによって補助され、前記無線周波数が１５ＭＨｚ以上である、方法。
【請求項２】
前記プラズマが直接プラズマである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プラズマが遠隔プラズマである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記エッチングガスが、Ｆ２およびＦ２とＮ２および／またはアルゴンとを含むかまたはからなる混合物からなるエッチングガスから選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記エッチングガスの圧力が０．０１バール（ａｂｓ．）以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記エッチングガスの前記圧力が周囲圧力以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記エッチングガス中のＦ２の含有量が１０体積％以上である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
基材が半導体、光電地、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイおよび微小電気機械システムの製造時にエッチングされる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
チャンバの清浄化方法である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記無線周波数は約４０ＭＨｚ〜８０ＭＨｚが中心である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記プラズマを発生させるために印加された電力が５０００〜６００００Ｗ、好ましくは１００００〜４００００Ｗである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
分子フッ素またはＣＯＦ２含有ガスを請求項１０または１１によって４０〜８０ＭＨｚの周波数を有する高周波電場に暴露することによって得られたプラズマ。
【請求項１３】
前記分子フッ素含有ガスが、０．５〜５０トルのガス圧力において前記高周波電場に暴露された、請求項１２に記載のプラズマ。
【請求項１４】
前記プラズマを発生させるために印加された前記電力が５０００〜６００００Ｗ、好ましくは１００００〜４００００Ｗである、請求項１２または１３に記載のプラズマ。
【請求項１５】
半導体、ＭＥＭＳ、フラットパネルディスプレイまたは光電池要素の製造プロセスにおいて使用された処理チャンバを清浄化するための、請求項１２に記載のプラズマの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
２００９年１０月３０日に出願された欧州特許出願第Ｎ°０９１７４７０５．５号（その全内容を参照によって本願明細書に組み込む）の優先権を請求する本発明は、Ｆ２またはフッ化カルボニルをエッチングガスとしておよびプラズマに使用する、プラズマエッチングおよび特にチャンバの清浄化方法において堆積物を除去するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体、光電地、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）液晶ディスプレイ、および微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）の製造の間、しばしば、例えば化学蒸着（ＣＶＤ）によって処理チャンバ内の基材上に材料を堆積する連続工程が行なわれる。処理の間、基材は典型的に、処理チャンバ内に設けられた支持体上に配置される。処理プロセスはしばしばプラズマによって補助される。堆積工程の間、特にＣＶＤ工程において堆積物はしばしば、基材上に堆積されるだけでなく、チャンバ壁およびチャンバの内部部品上にも形成される。後続の製造段階の間の汚染問題を防ぐために、このような材料は好適には除去される。
【０００３】
元素フッ素は、エッチングのためにそしてチャンバを清浄化して、望ましくない堆積物を除去するための両方について非常に有効な薬剤であることが観察された。この種の方法は、例えば、（特許文献１）（フッ素および特定の混合物をエッチング剤およびチャンバ洗浄剤として使用することが記載されている）、（特許文献２）（ＭＥＭＳの製造が記載されている）、（特許文献３）（太陽電池の製造が記載されている）、およびＴＦＴの製造に関する（特許文献４）（（特許文献５）に相当する）に記載されている。（特許文献６）は、ａ−ケイ素またはα−ケイ素としても示される非晶質ケイ素をフッ素ガスで熱的に清浄化することができるが、酸化ケイ素または窒化ケイ素をこの方法によって除去することはできないことを開示する。また、フッ化カルボニル（ＣＯＦ２）をエッチング剤およびチャンバ洗浄剤として適用することができる。
【０００４】
しばしば、エッチングまたはチャンバの清浄化の工程は、プラズマによって補助される。対向した電極間に高周波電圧を印加することによってまたはその周波数が無線周波数の上側の範囲にあるマイクロ波を提供するマグネトロンにおいてプラズマを発生させることができる。電磁波は、プラズマ反応器内の気相を加熱する。高い反応性を有する原子、例えばＦ原子が形成され、次いでそれが物質をエッチングにより除去し、揮発性反応生成物を形成する。非晶質、結晶質または微結晶質ケイ素は、例えばプラズマ反応器から除去され得る揮発性ＳｉＦ４を形成する。反応器の内壁上の望ましくない堆積物、例えばケイ素、窒化ケイ素の堆積物を同様に揮発性反応生成物に変化させることができる。
【０００５】
無線周波数およびマイクロ波周波数を印加して乾燥エッチングのために有用なプラズマを提供する装置が公知である。例えば、（特許文献７）は、２．４５ＧＨｚの波長を有するマイクロ波および１３．５６ＭＨｚの無線周波数を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００７／１１６０３３号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００９／０８０６１５号パンフレット
【特許文献３】国際公開第２００９／０９２４５３号パンフレット
【特許文献４】未公開ＰＣＴ出願Ｎ°ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６６１０９号明細書
【特許文献５】欧州特許出願第０９１７４０３４．０号明細書
【特許文献６】欧州特許出願公開第Ａ−１１３８８０２号明細書
【特許文献７】米国特許第４，４０１，０５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、無線周波数プラズマによって補助されたＦ２またはＣＯＦ２を使用するエッチングおよびチャンバの清浄化のための効率的方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の方法は、Ｆ２またはＣＯＦ２を含むかまたはからなるエッチングガスをエッチング剤として提供する工程を含む、プラズマチャンバ内の基材のエッチング、または固形体からの堆積物の除去のための方法に関し、プラズマを発生させるための無線周波数を提供することによってエッチングまたはチャンバの清浄化が補助され、無線周波数は１５ＭＨｚ以上、好ましくは３０ＭＨｚ以上、非常に好ましくは、４０ＭＨｚ以上である。
【０００９】
反応種、特にフッ素ラジカルは、分子フッ素またはＣＯＦ２から発生される。
【００１０】
フッ素は好ましくはエッチングガスまたはチャンバの清浄化ガスとして適用される。
【００１１】
用語「分子フッ素から発生された」は、分子フッ素（Ｆ２）が、高周波プラズマによって反応種を発生させるために使用されたガス中に初期に存在することを特に意味すると理解される。
【００１２】
基本的に、「無線周波数」の範囲は、３０ｋＨｚ〜３００ＧＨｚに及ぶと一般に考えられている。これらの範囲内で、マイクロ波の範囲は、３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの周波数を有する波を含める。マイクロ波の周波数の範囲をより低い周波数を有する無線周波数の範囲から区別するために、しばしば、３０ｋＨｚ〜３００ＭＨｚの周波数を有する電磁波は「無線周波数波」または省略して、「無線周波数」として示され、３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの周波数を有する電磁波は、「マイクロ波」として示される。本発明に関して、これらの定義が用いられ、用語「無線周波数」は一般に、発生された場の周波数が３０ｋＨｚ〜３００ＭＨｚの範囲であることを意味し、３００ＭＨＺ超〜３００ＧＨｚの範囲の周波数を有する「マイクロ波」を含めない。
【００１３】
プラズマガスは、Ｆ２またはＣＯＦ２から発生された反応種を含む。用語「反応種」は、原子フッ素含有プラズマを特に意味すると理解される。好ましくは、原子フッ素含有プラズマは、プラズマに変換されるガス中に初期に存在している分子Ｆ２から発生される。
【００１４】
好ましくは、発生された場の無線周波数、または換言すれば、周波数は１００ＭＨｚ以下である。より好ましくは、無線周波数は４０〜１００ＭＨｚ、特に４０〜８０ＭＨｚである。典型的な周波数は４０ＭＨｚおよび６０ＭＨｚである。有用な周波数は、例えば約４０．６８ＭＨｚが中心である。
【００１５】
本発明による方法の第１の特定の実施形態において、ガス圧力は一般に０．５〜５０トル、しばしば１〜１０トルおよび好ましくは５トル以下である。
【００１６】
本発明による方法の第１の特定の実施形態において、ガスの滞留時間は一般に１〜１８０秒、しばしば３０〜７０秒および好ましくは４０〜６０秒である。
【００１７】
本発明による方法の第１の特定の実施形態において、プラズマを発生させるために印加された電力は一般に１〜１０００００Ｗ、しばしば５０００〜６００００Ｗおよび好ましくは１００００〜４００００Ｗである。
【００１８】
本発明による方法の第２の特定の実施形態において、ガス圧力は一般に５０〜５００トル、しばしば７５〜３００トルおよび好ましくは１００〜２００トルである。
【００１９】
本発明による方法の第２の特定の実施形態において、ガスの滞留時間は一般に５０〜５００秒、しばしば１００〜３００秒および好ましくは１５０〜２５０秒である。
【００２０】
驚くべきことに、プラズマ方法の効率は、同等の電力レベルまたはエミッターにおいても、より低い周波数範囲の無線周波数によって提供された無線周波数プラズマと比べて改善する。
【００２１】
本発明の方法は、本発明の１つの実施形態によって、半導体、光電地、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイおよび微小電気機械システムの製造時に基材をエッチングするために特に適している。用語「基材」は、例えば、ウエハを所望のサイズにバルク材料から切り出すことによって、ホウ素をドープされたケイ素（Ｐ型ドーピング）の単結晶ブロックからまたはキャストケイ素インゴット（多結晶質ケイ素、ホウ素をドープされたＰ型）から通常は製造される太陽電池を意味し、任意選択により、リンをドープされたケイ素を形成して、Ｎ型ドープトコーティング、半導体を提供する。用語「基材」はさらに、ＴＦＴ、一般にサイズがマイクロメートル〜ミリメートルの範囲の微小電気機械デバイスまたは機械装置、例えば、圧電気または熱気泡の射出によって作動するインクジェットプリンタ、例えば衝突時のエアバッグ導入のための車用の加速度計、例えば車のタイヤまたは血圧をモニタするためのジャイロスコープ、ケイ素圧力センサー、光スイッチング技術または医学および健康関連技術においてのバイオＭＥＭＳ用途を意味する。
【００２２】
堆積物の除去に関する本発明による他の実施形態において、堆積物は、原子フッ素との揮発性反応生成物を形成するいかなる元素またはいかなる化合物を含んでもよい。堆積物は、特に非晶質ケイ素、微結晶質ケイ素、または結晶質ケイ素、ポリケイ素、窒化ケイ素、リン、水素化ケイ素オキシ窒化ケイ素、フッ素をドープされるかまたは炭素をドープされた石英ガラス、ＳｉＯ２をベースとした他の低ｋ誘電体、もしくは固形体からの金属、例えば、タングステンを含んでもよく、固形体は一般に、電気導電材料、例えばアルミニウム、またはアルミニウム合金、特にアルミニウム／マグネシウム合金、ステンレス鋼および炭化ケイ素を含むかまたはからなる。アルミニウムおよびアルミニウム合金が好ましい。好ましい実施形態において、固形体は、半導体、フラットパネルディスプレイ、ＭＥＭＳまたは光電池要素の製造のための処理チャンバの内部部品である。特定の態様において、固形体は、ＣＶＤ法において電場を生じるために適した電極であり、それは、特に上に記載されたような電気導電材料から好ましくは製造される。
【００２３】
本発明による方法は、光電池要素の製造のために使用されたプロセスチャンバ内の堆積物を清浄化するために特に適している。堆積物は、原子フッ素との揮発性反応生成物を形成するいかなる元素またはいかなる化合物を含んでもよく、例えば堆積物は、金属、例えばＷ、非晶質ケイ素、微結晶質ケイ素、または結晶質ケイ素、窒化ケイ素または水素化ケイ素オキシ窒化ケイ素、フッ素をドープされるかまたは炭素をドープされた石英ガラス、ＳｉＯ２をベースとした他の低ｋ誘電体、もしくは金属、例えば、タングステンを含む。また、この方法を「チャンバの清浄化方法」として示すことができる。
【００２４】
１つの好ましい態様において、ガスは、分子フッ素からなるかまたは本質的にからなる。別の態様において、分子フッ素と例えば窒素、アルゴン、キセノンまたはそれらの混合物などの不活性ガスとを含む混合物が使用される。好ましくはエッチングガスは、Ｆ２およびＦ２とＮ２および／またはアルゴンとを含むかまたはからなる混合物からなるエッチングガスから選択される。特に、窒素、アルゴンおよび分子フッ素の混合物が使用される。この場合、混合物中の分子フッ素の含有量は典型的に５０％モル以下である。好ましくは、この含有量は２０％モル以下である。適した混合物は、例えば、出願人の名前で国際公開第２００７／１１６０３３号パンフレット（その全内容を本特許出願に参照によって組み込む）に開示されている。特定の混合物は本質的に約１０％モルのアルゴン、７０％モルの窒素、および２０％モルのＦ２からなる。
【００２５】
この態様の特定の実施形態において、上に記載されたような不活性ガスとの混合物中の分子フッ素の含有量は５０％モルより多い。好ましくは、この含有量は８０％モル以上、例えば約９０％モルである。この特定の実施形態において、アルゴンが好ましい不活性ガスである。約９０モル％の分子フッ素および約１０モル％のアルゴンからなる混合物が特により好ましい。この態様のこの特定の実施形態において、上に記載されたような不活性ガスとの混合物中の分子フッ素の含有量は、９５％モル以下である。好ましくは、ガスの分子フッ素含有量は５０％モル超〜９５％モル、好ましくは８０〜９０％モルであり、不活性ガス含有量は５％モル〜５０％モル、好ましくは１０％モル〜２０％モルである。
【００２６】
本発明において使用するための分子フッ素は、適したフルオロ金属酸塩、例えばフルオロニッケル酸塩または四フッ化マンガンを例えば加熱することによって製造され得る。好ましくは、分子フッ素は、溶融塩電解質、特にフッ化カリウム／フッ化水素電解質、最も好ましくはＫＦ．２ＨＦの電気分解によって製造される。
【００２７】
好ましくは、精製された分子フッ素が本発明において使用される。本発明において使用するための精製された分子フッ素を得るために適している精製作業には、例えば濾過または吸収による粒子の除去、および例えば吸収による出発原料、特にＨＦの除去、および特にＣＦ４およびＯ２などの不純物の除去などがある。典型的に、本発明において使用された分子フッ素中のＨＦ含有量は１０ｐｐｍモル未満である。典型的に、本発明において使用されたフッ素は、少なくとも０．１モルｐｐｍのＨＦを含有する。
【００２８】
好ましい実施形態において、本発明において使用するための精製された分子フッ素は、
（ａ）特に上に記載されたように溶融塩を電気分解して、ＨＦと粒子と任意の不純物とを含有する粗原料分子フッ素を提供する工程と、
（ｂ）例えばフッ化ナトリウム上の吸着を含む、粗原料分子フッ素のＨＦ含有量に対してＨＦ含有量を低減させる作業および好ましくは分子フッ素中のＨＦ含有量を前述の値まで低減する工程と、
（ｃ）例えば、粒子を含有するフッ素ストリームを例えばフッ化ナトリウムなどの固体吸収剤中に通す工程を含む、粗原料分子フッ素の粒子含有量に対して粒子含有量を低減させる作業とを含む方法によって得られる。
【００２９】
特に前述のように製造および精製された分子フッ素は、例えば、可搬型容器内で本発明による方法によって供給され得る。この供給方法は、特に上に記載されたようなフッ素ガスと不活性ガスとの混合物が本発明による方法において使用される時に好ましい。
【００３０】
あるいは、分子フッ素は、例えば、水素化ケイ素の除去工程とフッ素の製造および／または精製との両方に接続されたガス供給システムによって、本発明による方法によってその製造および任意選択の精製から直接に供給され得る。この実施形態は、本発明による方法において使用されたガスが分子フッ素からなるかまたは本質的にからなる場合、特に有利である。
【００３１】
これらの混合物において、Ｆ２の含有量は一般に、例えば１体積％〜９９体積％に変化することができる。しばしば、Ｆ２の含有量は１０体積％以上である。しばしば、それは８０体積％以下である。Ｆ２の濃度が高くなればなるほどエッチングの速度またはチャンバの清浄化の速度が大きくなるが、おそらく選択率は低くなる。
【００３２】
また、これらの特定の条件は、以下に説明されたように本発明によるプラズマおよび本発明によるその使用にも適用されるということは理解されたい。
【００３３】
第１の特定の実施形態の１つの態様において、遠隔プラズマ技術によって処理を行なうが、ＣＯＦ２について誘導結合プラズマにおいて行なわれてもよい。この実施形態の別の態様において、ｉｎ−ｓｉｔｕプラズマが発生される。例えば、プラズマを上述のガスから、特に、特別に容量結合された精製された分子フッ素から発生させるために適したデバイスを含む処理チャンバ内でこのようなｉｎ−ｓｉｔｕプラズマが発生される。適したデバイスには、例えば、高周波電場を発生させうる一対の電極が挙げられる。
【００３４】
必要ならば、特にエッチングのために、好ましくは４０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲、より好ましくは、４０ＭＨｚ〜８０ＭＨｚの範囲の周波数を有する無線周波数をマイクロ波エミッター、例えばマグネトロンと組み合わせることができる。
【００３５】
基本的には、３００ＭＨＺ〜３００ＧＨＺの任意の波長を有するマイクロ波を放射するマグネトロンは、この実施形態において適用可能である場合がある。２．４５ＧＨｚの周波数を有する波を放射するマグネトロンは、よく使用されるので好ましい。しばしば使用される他のマイクロ波の周波数は９１５ＭＨｚ、５．８ＧＨｚおよび２４．１２５ＧＨｚが中心である。
【００３６】
本発明の方法のために用いることができる装置は市販されている。
【００３７】
好ましい実施形態において、本発明は、非晶質ケイ素または水素化ケイ素を除去するための方法、特に、α−ケイ素、微結晶質ケイ素および結晶質ケイ素を固形体の表面から除去するための方法に関し、それは、発生された場の周波数が好ましくは４０〜８０ＭＨｚの範囲である高周波プラズマによって補助された分子フッ素から発生された反応種で水素化ケイ素を処理する工程を含む。
【００３８】
驚くべきことに、分子フッ素は非晶質ケイ素および水素化ケイ素の除去のために特に効率的であり、したがって、良い清浄化効率および低減された清浄化時間を可能にする。フッ素ガスは、水素化ケイ素堆積物および非晶質ケイ素の堆積物を効率的に除去するが、地球温暖化を引き起こす恐れがなく、例えば慣例的に使用されたＮＦ３清浄化ガスと比べて比較的低いエネルギー消費量で使用され得る。
【００３９】
「水素化ケイ素」は、ケイ素と水素とを含有する固体を特に意味すると理解される。固相中の水素原子含有量は一般に、１モルのケイ素に対して１モル未満である。この含有量は一般に、０．０１モル／モル以上のケイ素である。しばしばこの含有量は、０．１モル／モル以上のケイ素である。
【００４０】
しばしば、水素化ケイ素中のＨの濃度は、非晶相中、０．１〜０．３５モル／モルのケイ素である。それは、微結晶相中、０．０３〜０．１モル／モルのケイ素である。
【００４１】
用語「反応種」は、フッ素含有プラズマまたは原子フッ素を特に意味すると理解される。
【００４２】
「分子フッ素から発生された」は、分子フッ素（Ｆ２）が、高周波プラズマによって反応種を発生させるために使用されたガス中に初期に存在することを特に意味すると理解される。
【００４３】
典型的に、非晶質ケイ素または水素化ケイ素は、シラン含有堆積ガスを用いて化学蒸着によって固形体の表面上に堆積された。典型的に堆積ガスはシランと水素とを含む。適したシランの例には、ＳｉＨ４およびＳｉ２Ｈ６などがある。シランと水素とを含む堆積ガスが使用されるとき、堆積ガス中のシラン含有量は一般に少なくとも５０％、しばしば少なくとも６０％である。シランと水素とを含む堆積ガスが使用されるとき、堆積ガス中のシラン含有量は一般に多くても９０％、しばしば８０％以下である。
【００４４】
欧州特許出願公開第Ａ−１１３８８０２号明細書は、シランと水素とによるプラズマＣＶＤ法を実施して非晶質ケイ素層を形成することを教示する。本発明において除去される材料は、上に規定されたように特に非晶質ケイ素および水素化ケイ素である。堆積法は、水素化ケイ素の水素含有量およびその結晶度を制御するように実施され得る。
【００４５】
本発明の方法によって除去され得る水素化ケイ素は一般に、非晶質および微結晶質水素化ケイ素から選択される。１つの態様において水素化ケイ素は本質的に非晶質水素化ケイ素からなる。別の態様において水素化ケイ素は本質的に微結晶質水素化ケイ素からなる。さらに別の態様において、水素化ケイ素は非晶質および微結晶質水素化ケイ素を含む。
【００４６】
本発明において、分子フッ素（Ｆ２）は、ガスの必須成分として使用される。
【００４７】
発生された場の周波数は好ましくは４０〜８０ＭＨｚである。典型的な周波数は好ましくは４０ＭＨｚおよび６０ＭＨｚからである。
【００４８】
また、本発明は、上に記載されたような分子フッ素またはＣＯＦ２含有ガス、特に、分子フッ素からなるかまたは本質的にからなるガスを４０〜８０ＭＨｚの周波数を有する高周波電場に暴露することによって得られたプラズマに関する。また、本発明は、半導体、フラットパネルディスプレイまたは光電池要素の製造プロセスにおいてのフレームにおいて基板のエッチングに、または半導体、フラットパネルディスプレイまたは光電池要素の製造プロセスにおいて使用された処理チャンバを清浄化するためにこのようなプラズマを使用することに関する。
【００４９】
好ましい圧力、電力、特定のガスまたはガス混合物に特に関連するこのプラズマの好ましい実施形態は、上述のそれらの好ましい実施形態である。
【００５０】
好ましくは、分子フッ素含有ガスは０．５〜５０トルのガス圧力において高周波電場に暴露された。
【００５１】
好ましくは、プラズマを発生させるために印加された電力は５０００〜６００００Ｗ、好ましくは１００００〜４００００Ｗである。
【００５２】
本発明のさらに別の態様は、半導体、ＭＥＭＳ、フラットパネルディスプレイまたは光電池要素の製造プロセスにおいて使用された処理チャンバを清浄化するための、上に記載されたようなプラズマの使用に関する。
【００５３】
本発明による方法およびその特定の実施形態において、処理は一般に、表面上の堆積物、例えば非晶質ケイ素、α−ケイ素、微結晶質ケイ素、ポリケイ素および水素化ケイ素の量をその初期含有量に対して１％未満まで、好ましくは０．１％未満まで低減させるために十分な時間にわたって行なわれる。
【００５４】
また、本発明は、製品の製造のための少なくとも１つの処理工程が処理チャンバ内で行なわれ、水素化ケイ素が処理チャンバの内部部品上に、例えば電極上に堆積される、製品の製造のための方法に関し、この方法は、本発明による方法によって前記内部部品を清浄化する工程を含む。典型的に、製品の製造は、上に記載されたように、非晶質、多結晶質および／または微結晶質ケイ素または水素化ケイ素の、基材上への少なくとも１つの化学蒸着工程を含む。典型的な製品は、半導体、ＭＥＭＳ、フラットパネルディスプレイの他、ソーラーパネルなどの光電池要素から選択される。
【００５５】
以下の実施例は、本発明を説明することを意図しているが、しかしながら、それを限定しない。
【実施例】
【００５６】
全般：実施例のＨ含有量をモルパーセンテージとして示す。Ｆ２、ＡｒおよびＮ２のパーセンテージも同じくモルパーセンテージで示す。
【００５７】
実施例１：分子フッ素を使用する遠隔プラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。プラズマ条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。パネル基材をチャンバから取り出した後、本質的に分子フッ素からなるガスを、１００ｍｂの圧力において遠隔プラズマ（ＲＰＳ）装置（１０ｋＷ）を通してチャンバ内に３５ｓｌｍにおいて導入する。３分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００５８】
実施例２：分子フッ素と不活性ガスとの混合物を使用する遠隔プラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。パネル基材をチャンバから取り出した後、分子フッ素（２０％）および窒素（７０％）およびＡｒ（１０％）からなるガス混合物を、２００ｍｂの圧力においてＲＰＳ装置（４０ｋＷ）を通して３５ｓｌｍにおいてチャンバ内に導入する。１０分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００５９】
実施例３：分子フッ素を使用する熱清浄化（比較例）
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。パネル基材をチャンバから取り出した後、２００℃まで予め加熱された本質的に分子フッ素からなるガスを、２２０ｍｂの圧力において３５ｓｌｍにおいてチャンバ内に導入する。２分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００６０】
実施例４：分子フッ素を使用するｉｎ  ｓｉｔｕプラズマ洗浄（比較例）
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。パネル基材をチャンバから取り出した後、本質的に分子フッ素からなるガスを５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。１３．５６ＭＨｚにおいて運転するｉｎ  ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。５分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００６１】
実施例５：分子フッ素と不活性ガスとの混合物を使用するｉｎ  ｓｉｔｕプラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。パネル基材をチャンバから取り出した後、分子フッ素（２０％）および窒素（７０％）およびＡｒ（１０％）からなるガス混合物を５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ  ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。２０分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００６２】
実施例６：分子フッ素を使用するｉｎ  ｓｉｔｕプラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。高周波（４０ＭＨｚ）のプラズマ源は、活性ａＳｉ：ＨおよびμｍＳｉ：Ｈを改良された速度においておよび十分な均一性によって堆積させることを可能にする。パネル基材をチャンバから取り出した後、本質的に分子フッ素からなるガスを５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ  ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。３分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００６３】
実施例７：分子フッ素と不活性ガスとの混合物を使用するｉｎ  ｓｉｔｕプラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。高周波（４０ＭＨｚ）のプラズマ源は、活性ａＳｉ：ＨおよびμｍＳｉ：Ｈを改良された速度においておよび十分な均一性によって堆積させることを可能にする。パネル基材をチャンバから取り出した後、分子フッ素（２０％）および窒素（７０％）およびＡｒ（１０％）からなるガス混合物を、５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ  ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。１５分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００６４】
実施例８：分子フッ素と不活性ガスとの混合物を使用するｉｎ  ｓｉｔｕプラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。高周波（６０ＭＨｚ）のプラズマ源は、活性ａＳｉ：ＨおよびμｍＳｉ：Ｈを改良された速度においておよび十分な均一性によって堆積させることを可能にする。パネル基材をチャンバから取り出した後、本質的に分子フッ素からなるガスを５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ  ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。２，５分の処理後に、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００６５】
実施例９：分子フッ素と不活性ガスとの混合物を使用するｉｎ  ｓｉｔｕプラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。高周波（６０ＭＨｚ）のプラズマ源は、活性ａＳｉ：ＨおよびμｍＳｉ：Ｈを改良された速度においておよび十分な均一性によって堆積させることを可能にする。パネル基材をチャンバから取り出した後、分子フッ素（２０％）および窒素（７０％）およびＡｒ（１０％）からなるガス混合物を５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ  ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。１３分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００６６】
実施例１０：窒化ケイ素の除去のために分子フッ素と不活性ガスとの混合物を使用するｉｎ  ｓｉｔｕプラズマ洗浄
【００６７】
実施例１０：分子フッ素と低含有量の不活性ガス（１０％のＡｒ）との混合物を使用するｉｎ  ｓｉｔｕプラズマ洗浄
フッ素と低濃度の不活性ガスとの混合物は高純度フッ素の高い反応性をほぼ維持してバルク（チューブトレーラ）で輸送され得るので、重要である。
【００６８】
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。高周波（６０ＭＨｚ）のプラズマ源は、活性ａ−Ｓｉ：Ｈおよびμｃ−Ｓｉ：Ｈを改良された速度においておよび十分な均一性によって堆積させることを可能にする。パネル基材をチャンバから取り出した後、分子フッ素（９０％）およびＡｒ（１０％）からなるガス混合物を、５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ  ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。２，５分の処理後に、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。高純度フッ素と上述の混合物との間にエッチング速度のいかなる偏差も測定できなかった。
【００６９】
参照によって本願に組み込まれる特許、特許出願、および刊行物の開示内容のいずれかが、用語を不明確にしてしまうほど本出願の説明と矛盾する場合、本願の説明が優先されるものとする。
【国際調査報告】
2013509700.tif 000002
2013509700.tif 000003
2013509700.tif 000004