(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンからなる活性層上にシリコン酸化膜を形成する工程と、
炭素と、水素と、フッ素と、を含む第１のエッチングガスを用いて、前記シリコン酸化膜をプラズマエッチングして、前記シリコン酸化膜に前記活性層の一部を露呈させるコンタクトホールを形成する第１のプラズマエッチング工程と、
酸素ガスを含む第２のエッチングガスを用いて前記活性層上に堆積した炭素とフッ素を含む堆積物を除去する第２のプラズマエッチング工程と、を備え、
前記第２のプラズマエッチング工程における前記第２のエッチングガスの流量を、この工程で発生するフッ素ラジカルの分圧が小さくなり、前記フッ素ラジカルによる前記活性層のエッチングの速度が、前記第２のエッチングガスによる前記堆積物のエッチングの速度よりも小さくなる流量とすることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
前記第２のプラズマエッチング工程における前記第２のエッチングガスの流量を、置換時間が１．０秒以内になるようにすることを特徴とする請求項１記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記第１のプラズマエッチング工程と、前記第２のプラズマエッチング工程と、を同一の処理室で行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
前記第２のプラズマエッチング工程における第２のエッチングガスに水蒸気が添加されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタの製造方法に関し、特に、液晶表示装置等に用いられる薄膜トランジスタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置等の平面表示装置では、薄膜トランジスタが用いられている。例えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置では、１画素の液晶を駆動するのに１つの薄膜トランジスタを有している。この薄膜トランジスタを、図１１に示す。ガラス基板５００上には、アンダーコート膜５１０を介して、島状に加工された活性層５２０が形成されている。この活性層５２０は、チャネル部５２２と、その両側のソース部５２１およびドレイン部５２３と、を含む。なお、後述のように、図１１は、ソース部５２１およびドレイン部５２３がエッチングされすぎた状態を示している。この活性層５２０は、ゲート絶縁膜（シリコン酸化膜）５４０で覆われ、ゲート絶縁膜５４０上の一部には、ゲート電極５５０が形成される。このゲート電極５５０は、層間絶縁膜（シリコン酸化膜）５６０で覆われる。そして、シリコン酸化膜５６０、５４０に形成されたコンタクトホールを介して、ソース部５２１およびドレイン部５２３の一部に接するように、ソース電極５７１およびドレイン電極５７２が形成される。上記の活性層５２０は、多結晶シリコンからなる。この多結晶シリコンは、非晶質シリコンに比べ、移動度が高い。このため、活性層５２０に多結晶シリコンを用いると、駆動回路を同一基板上に作りこむことが可能となる。この多結晶シリコンは、非晶質シリコンを形成した後に、これをビームアニールにより結晶化させる。このため、この結晶化を十分に行うために、活性層５２０の膜厚は、５０ｎｍと薄くしている。
【０００３】
上記のように、活性層５２０に多結晶シリコンを用いた多結晶シリコン薄膜トランジスタは、活性層５２０の膜厚が薄い。このため、シリコン酸化膜５６０、５４０をエッチングしてコンタクトホールを形成する際に、エッチングが進行しすぎないようにする必要がある。そこで、シリコン酸化膜５６０、５４０のエッチングでは、シリコン酸化物５６０、５４０に対するエッチングレートが早く、活性層５２０に対するエッチングレートが遅くなるような、選択的なプラズマエッチングを行っている。この選択エッチングでは、ＣＦ４、Ｃ２ＨＦ５、Ｈ２、等のエッチングガスを用いる。これらのガスを用いると、ガス自身の重合によるデポジションと、プラズマで生成したフッ素ラジカルによるエッチングと、の競争反応によって反応が進行する。膜中に酸素を含むシリコン酸化膜５６０、５４０をエッチングしている間は、膜からの酸素供給によって炭素主体の重合膜が酸素と結合して二酸化炭素などとなり、デポジションが進行しにくくなる。このため、エッチング速度が速くなる。これに対し、多結晶シリコン層５２０をエッチングしようとすると、膜中からの酸素供給が無いために、デポジションが優勢となる。このため、エッチング速度が遅くなる。このようにして、選択的なエッチングが行われる。
【０００４】
上記のように選択エッチングを行うと、デポジションが起きるガス種を使用するので、エッチング終了後には、活性層５２０上に堆積物が残る。この堆積物は、通常フロロカーボン（ＣＦｘ）である。このフロロカーボンを除去しないで電極を形成しようとすると、良好なコンタクト抵抗は得られない。このため、コンタクトホールを形成するプラズマエッチング後、酸素をエッチングガスとする酸素プラズマエッチングにより上記堆積物を除去し、この後に電極５７１、５７２を形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の薄膜トランジスタの製造方法では、活性層５２０上に堆積したフロロカーボン等を除去する酸素プラズマエッチングの際に、図１１に示すように、活性層５２０までエッチングされてしまう場合があった。この結果、従来の薄膜トランジスタの製造方法では、電極５７１、５７２のコンタクト抵抗が増加して、歩留まりが低下するという問題があった。これは、従来の酸素プラズマエッチング工程では、堆積物のみを選択的にエッチングすることができなかったからである。
【０００６】
すなわち、上述のように、酸素プラズマエッチングが不十分だと、活性層５２０上に堆積物が残ってしまい、電極５７１、５７２のコンタクトが取れなくなってしまう。しかし、エッチングが進行しすぎると、活性層５２０がエッチングされすぎてしまう。このように、従来の製造方法では、酸素プラズマエッチングの適切な調整が困難なために、歩留まりが低下していた。
【０００７】
一方、この歩留まり低下の問題を回避するために、上記酸素プラズマエッチング工程を、コンタクトホール形成に用いる処理室と別の処理室で、処理時間等を精密に制御して、行う方法も考えられていた。しかし、この方法では、タクト（１基板を処理するのにかかる効率）が低下し、生産性が低下してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたもので、その目的は、コンタクト抵抗の増加による歩留まりの低下がなく、生産性が高い、トランジスタの製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のトランジスタの製造方法は、シリコンからなる活性層上にシリコン酸化膜を形成する工程と、炭素と、水素と、フッ素と、を含む第１のエッチングガスを用いて、前記シリコン酸化膜をプラズマエッチングして、前記シリコン酸化膜に前記活性層の一部を露呈させるコンタクトホールを形成する第１のプラズマエッチング工程と、酸素ガスを含む第２のエッチングガスを用いて前記活性層上に堆積した炭素とフッ素を含む堆積物を除去する第２のプラズマエッチング工程と、を備え、前記第２のプラズマエッチング工程における前記第２のエッチングガスの流量を、この工程で発生するフッ素ラジカルの分圧が小さくなり、前記フッ素ラジカルによる前記活性層のエッチングの速度が、前記第２のエッチングガスによる前記堆積物のエッチングの速度よりも小さくなる流量とすることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照にしつつ本発明の実施の形態のトランジスタの製造方法について説明する。以下では、液晶表示装置に用いられる多結晶シリコン薄膜トランジスタを例にして説明する。本発明の特徴の１つは、図５、図６から分かるように、活性層１２０上の堆積物（フロロカーボン）ＣＦを除去するための酸素プラズマエッチングにおいて、エッチングガスとしての酸素の流量を、処理室の置換時間が１．０秒以内になるようにした点である。これにより、酸素プラズマエッチングにおいて、活性層１２０に対して堆積物ＣＦのみを選択的にエッチングできるようになる。このため、活性層１２０がエッチングされすぎることを防止して、歩留まりを向上させることができる。以下、第１の実施の形態では酸素プラズマエッチングにおけるエッチングガスとして酸素を用いた例を、第２の実施の形態ではエッチングガスとして酸素と水蒸気を用いた例を、それぞれ説明する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態の薄膜トランジスタを示す断面図である。ガラス基板１００上には、アンダーコート層１１０を介して、多結晶シリコンからなる活性層１２０が形成されている。この活性層は、５０ｎｍの薄膜である。この活性層１２０は、ｎ型不純物イオンが注入されたソース領域１２１及びドレイン領域１２３と、これに挟まれ低濃度のｐ型不純物イオンが注入されたチャネル領域１２２と、を含む。この活性層１２０は、シリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜１４０で覆われている。このゲート絶縁膜１４０上の一部には、ゲート電極１５１が形成され、このゲート電極１５１は、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜１６０で覆われている。この層間絶縁膜１６０およびゲート絶縁膜１４０にはコンタクトホールが形成され、このコンタクトホールを介して、ソース１２１、ドレイン１２３に接するソース電極１７１、ドレイン電極１７２が形成されている。なお、図１では、説明をし易くするため、倍率を変えて示しており、実際の大きさは、例えば、ゲート絶縁膜の膜厚を１０〜２００ｎｍ、層間絶縁膜１６０の膜厚を約０．６μｍとすることができる。
【００１２】
次に、図１の薄膜トランジスタの製造方法を、図２〜図８を参照にして説明する。本実施形態の薄膜トランジスタの製造方法の特徴の１つは、後述の図５、図６のように、活性層１２０上の堆積物（フロロカーボン）ＣＦを除去するための酸素プラズマエッチング工程に着目したことであるが、この酸素プラズマエッチング工程について詳細に説明する前に、まず、製造方法の全体について、図２〜図７を参照にして、簡単に説明する。この製造方法では、４００ｎｍ×５００ｎｍのガラス基板１００上に多数の薄膜トランジスタを製造しているが、図２〜図７は、このうちの１つの薄膜トランジスタを拡大した断面図である。
【００１３】
（１）まず、図２から分かるように、ガラス基板１００上に、ＣＶＤ法により、アンダーコート層１１０を介して、膜厚５０ｎｍの非晶質シリコン薄膜を形成する。そして、この非晶質シリコン薄膜にボロンを低濃度に注入した後、この非晶質シリコンを、エキシマレーザーアニール法により多結晶化し、フォトリソグラフィ工程により島状にエッチング加工して、活性層（多結晶シリコン層）１２０を形成する。次に、この活性層１２０上に、膜厚１０ｎｍのゲート絶縁膜（シリコン酸化膜）１４０を形成し、このゲート絶縁膜１４０上にゲート電極１５１を形成する。その後、このゲート電極１５１をマスクとして、ＰＨ３をソースガスとして、活性層１２０のチャネル１２２を除く部分にリンを注入し、ソース１２１、ドレイン１２３を形成する。そして、ＣＤＶ法により、膜厚６００ｎｍの層間絶縁膜（シリコン酸化膜）１６０を被着する。
【００１４】
（２）次に、図３に示すように、層間絶縁膜１６０上に、マスクとなるレジストＲを約１〜２μｍの厚さで形成する。
【００１５】
（３）次に、図４に示すように、フォトリソグラフィー工程により、レジストＲを所定の形状にパターニングし、開口Ｍを形成する。
【００１６】
（４）次に、図５に示すように、第１のプラズマエッチングにより、シリコン酸化膜１６０、１４０、にコンタクトホールＨを形成する。エッチングには、Ｃ２ＨＦ５ガス、Ｈ２ガス、Ａｒガス、を２：２：１で混合させたガスを用いる。これらのガスを用いると、前述のように、ガス自身の重合によるフロロカーボン等のデンポジションと、プラズマで生成したフッ素ラジカルによるエッチングと、の競争反応によって反応が進行する。そして、前述のように、シリコン酸化膜１４０、１６０に対するエッチング速度が速く、多結晶シリコン層１２０に対するエッチング速度が遅い、選択的なエッチングが行われる。本実施形態では、選択比は１０〜２０程度であった。
【００１７】
上記のように、図５の第１のプラズマエッチングでは、フロロカーボンを堆積させながらエッチングを進行させる。このため、コンタクトホールＨ形成後、図５に示すように、活性層１２０上、レジストＲ上、にフロロカーボンＣＦが堆積する。
【００１８】
（５）次に、コンタクトホールＨ形成と同一エッチング処理室内で、第２のプラズマエッチングを行う。エッチングガスには酸素を用いる。この酸素プラズマエッチング（酸素プラズマ処理）により、図６に示すように、多結晶シリコン層１２０上、およびレジストＲ上に堆積したフロロカーボンＣＦが除去される。
【００１９】
（６）次に、図７に示すように、レジストＲを、レジスト用剥離液にて４５秒処理して、除去する。その後、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉなどの金属により信号線１７１、１７２を形成し、図１の画素ＴＦＴとなる。
【００２０】
以上説明した薄膜トランジスタの製造方法では、図５、図６に示すように、多結晶シリコン層１２０上に堆積したフロロカーボン１２０を除去するために、酸素プラズマエッチング（第２のプラズマエッチング）を行っている。本実施形態は、この酸素プラズマエッチング方法に着目している。この酸素プラズマエッチングは、コンタクトホールＨを形成する第１のプラズマエッチング（図５）と同一の処理室で行う。そこで、以下、この第１および第２のプラズマエッチングについて詳細に説明する。
【００２１】
図８は、本実施形態のプラズマエッチングに用いるプラズマエッチング装置である。図８の装置は、イオン引き込み電源を有する誘導結合型プラズマエッチング装置である。処理室２０１内の容量は、３２０Ｌである。この装置を用いて、図５、図６のプラズマエッチングを、以下のように行う。
【００２２】
（１）まず、図４の基板１００を、図８の装置の処理室２０１の基板ステージ２０２上にセットし、真空に排気する。そして、第１のプラズマエッチングにより、コンタクトホールＨ（図５）を形成する。すなわち、まず、Ｃ２ＨＦ５ガス、Ｈ２ガス、Ａｒガス、を２：２：１で混合させたエッチングガスを、ガスノズル２０３から処理室内に導入する。その後、ガスを流した状態で、排気口２０４に設けられたプレッシャーコントロールバルブ２０４Ａを調整して、処理室内を所定の圧力になるように調整する。そして、上部ＲＦ電源２０５からコイル２０６にＲＦ電力を印加して、誘電体窓２０６を介して、処理室内にプラズマを生成する。同時に、基板バイアス電源２０８からも、ＲＦ電力を印加する。処理室の温度は、８０℃とした。この状態で所定の時間プラズマエッチングを行い、コンタクトホールＨを形成する。
【００２３】
エッチング時間は、削れて生成したガスのプラズマ発光をモニターし、エッチングの終点（エッチングすべきシリコン酸化膜１４０、１６０無くなった時点）を検出して調整する。このエッチング時間は、面内分布を考慮して、最もエッチング速度が遅くなる部分でもエッチング残りが無いように、エッチング開始から最もエッチング速度が速い部分でエッチングの終点が検出されるまでの時間の１．３倍の時間とする。この時、最もエッチング速度が速い部分の多結晶シリコン層１１０は、５０ｎｍ中、約２０ｎｍ削れる。
【００２４】
前述のように、図５の第１のプラズマエッチングでは、フロロカーボンを堆積させながらエッチングを進行させる。このため、コンタクトホールＨ形成後、活性層１２０上に１０ｎｍ程度のフロロカーボンＣＦが堆積する。また、レジストＲ上にも、フロロカーボンＣＦが堆積する。
【００２５】
（２）次に、同一処理室２０１内で、コンタクトホールＨ内の多結晶シリコン層１２０上やレジストＲ上に堆積したフロロカーボンＣＦ（図５）を除去するために、酸素をエッチングガスとして、第２のプラズマエッチング（酸素プラズマ処理）を行う。上部ＲＦ電源２０５のパワーは１．５〜３ｋＷ、基板バイアス電源２０８のパワーは３００〜６００Ｗに設定する。処理室内の圧力は２．６６Ｐａとする。本実施形態の特徴の１つは、この酸素プラズマ処理において、ガスノズル２０３から処理室２０１内に導入する酸素の流量を０．８Ｌ／ｍｉｎと多くし、処理室内の置換時間が０．６３秒と速くなるようした点である。このようにすると、フロロカーボンＣＦのエッチング速度に対し、多結晶シリコン層１１０のエッチング速度が遅くなる。つまり、フロロカーボンＣＦが選択的にエッチングされる。
【００２６】
上記の条件で、酸素プラズマエッチング処理を３０ｓｅｃ行う。フロロカーボンＣＦのエッチング速度にも面内分布があるが、この３０ｓｅｃのエッチングにより、基板１００の全領域で、コンタクトホールＨ内の多結晶シリコン層１２０上、および、レジストＲ上のフロロカーボンＣＦが除去された。このエッチングの際、基板１００内での多結晶シリコン層１２０の最大の削れ量は、８ｎｍであった。そして、基板１００内で、多結晶シリコン層１２０は、少なくとも２３ｎｍ以上残った。その後、ＲＦ電源２０５、基板バイアス電源２０８、エッチングガス、を止め、プラズマエッチングが終了する。
【００２７】
以上説明した製造工程によって製造される図２のトランジスタでは、活性層１２０上のフロロカーボンＣＦ（図６）を除去する酸素プラズマ処理において酸素の流量を大きくし、処理室内の置換速度を速くしたので、多結晶シリコン層１２０に対してフロロカーボンＣＦを選択的にエッチングすることができる。このため、活性層１２０が削れすぎを防ぐことができる。これにより、電極１７１、１７２のコンタクト抵抗が増加せず、歩留まりを高くすることができる。本発明者の実験によれば、この理由は、以下のように解析される。
【００２８】
すなわち、プラズマエッチングによりコンタクトホールＨを開口する工程（図７）では、コンタクトホールＨ内のポリシリコン１２０上や、レジストＲ上のみならず、処理室内の壁にも５０ｎｍ程度のフロロカーボンが堆積する。このため、酸素プラズマ処理（図６）では、処理室２０１内の壁に堆積したフロロカーボンもエッチングされる。これにより、酸素プラズマ処理では、処理室２０１内の壁の堆積物から４ＣＦｘ＋３Ｏ２→２ＣＯ＋２ＣＯ２＋４Ｆ＊の反応でフッ素ラジカルが発生する。このフッ素ラジカルは、そのままでは、多結晶シリコン１２０をエッチングしてしまう。しかし本実施形態では、この第２のプラズマエッチング工程における酸素（第２のエッチングガス）の流量を速くして、処理室の置換速度を速くしている。これにより、この工程で発生するフッ素ラジカルの分圧が小さくなり、このフッ素ラジカルによる活性層１２０のエッチングの速度が、酸素による堆積物ＣＦのエッチングの速度よりも小さくなる。この結果、フッ素ラジカルの影響を小さくし、多結晶シリコン層１２０がエッチングされるのを防ぐことができる。
【００２９】
これに対し、従来の酸素プラズマエッチングでは、多結晶シリコン層１２０とフロロカーボンＣＦとのエッチングレートの差が少なく、多結晶シリコン１２０までエッチングされてしまうことがあった。もっともこれは、酸素プラズマエッチングを用いた場合には、仕方がないことであると考えられていた。
【００３０】
しかしながら本発明者は、酸素プラズマ処理において、フロロカーボンＣＦのエッチングレートに比べて多結晶シリコン１２０のエッチングレートを遅くすべくさまざまな条件で実験を繰り返した。その結果、酸素プラズマ処理（図７）の際に、処理室の内壁に堆積しているフロロカーボンが無ければ、多結晶シリコン層１２０のエッチングレートが遅くなることを独自に知得した。このことから、本発明者は、酸素プラズマ処理において多結晶シリコンのエッチングレートが速くなるのは、上述のように、処理室２０１の内壁の堆積物から発生するフッ素ラジカルに起因することを独自に知得した。そして、この独自の知得に基づいて、上記のように処理室内の置換速度を速くすることにより、フッ素ラジカルの影響を減らし、多結晶シリコン１２０のエッチングレートを遅くする方法を発明するに至った。
【００３１】
以上のように、本実施形態の薄膜トランジスタの製造方法によれば、電極１７１、１７２のコンタクト抵抗の増加をなくし、歩留まりを高くすることができる。
【００３２】
また、本実施形態の薄膜トランジスタの製造方法によれば、コンタクトホールＨを形成する第１のプラズマエッチング工程（図５）と、フロロカーボンＣＦを除去する第２のプラズマエッチング工程（図６）と、を同一のプラズマエッチング装置で連続して行うことができるので、生産性を高くすることができる。
【００３３】
次に、上記の酸素プラズマ処理における処理室の置換速度、および処理温度について検討する。すなわち、本実施形態では、処理室の置換速度を０．６３秒、処理温度を８０℃としたが、これを他の値にすることも可能なので、この範囲について検討する。
【００３４】
まず、処理室の置換速度について検討する。図９は、本実施形態の酸素プラズマ処理と同一の条件において、処理室の酸素ガスの置換時間を変化させた場合の、多結晶シリコン層１２０（図６）の削れ量の平均値を示す図である。処理時間は３０ｓｅｃである。本発明者の実験によれば、多結晶シリコン層１２０の削れ量は、図９から分かるように、置換時間を短くすると急激に減少した。そして、置換時間を１．０秒以内にすると、多結晶シリコン１２０の削れ量は約１０ｎｍ以下となった。これに対し、同一の条件でフロロカーボンの削れ量を調べた結果、図１０の範囲で置換時間を変化させても、ほとんど変化しなかった。このことから、置換時間を長くすると、多結晶シリコン１２０のエッチング速度が速くなり、選択的なエッチングができなくなることが分かる。逆に、置換時間を短くし、１．０秒以内になるようにすると、フロロカーボンのエッチング速度が速いのに対し、多結晶シリコン１２０のエッチング速度は十分に遅くなり、選択的エッチングが行えることが分かる。以上から、本実施形態では、酸素プラズマ処理における酸素ガスの流量を、処理室の置換速度が１．０秒以内になるようにすると良いことが分かる。
【００３５】
次に、処理温度について検討する。図１０は、処理温度を３０℃と８０℃に変化させた場合の、多結晶シリコン層１２０の削れ量を表す図である。図中右側の点は置換時間を０．６３秒とした場合、図中左側の点は置換時間を１．３秒とした場合、を示している。図１０から、置換時間が１．３秒と長い場合は処理温度が低い方が削れ量が少なくなるが、置換時間が０．６３秒と短い場合は、処理温度が高い方が削れ量が少なくなることが分かる。これに対し、フロロカーボンＣＦの削れ量は、処理温度によりほとんど変化しない。このことから、本実施形態のように置換時間を短くする場合は、処理温度が高い方が、多結晶シリコン１２０とフロロカーボンＣＦとのエッチングの選択比を高くできることが分かる。本発明者の実験によれば、選択比を高くするためには、処理温度を６０℃以上、好ましくは７０℃以上、さらに好ましくは８０℃以上にすると良い。また、生産性の観点からも、処理温度を６０℃以上とすることが好ましい。すなわち、図６の酸素プラズマ処理すなわち第２のプラズマエッチングと、図５の第１のプラズマエッチングと、では処理温度を変えないことが好ましいが、第１のプラズマエッチングの処理温度を低くすると、フロロカーボンＣＦの堆積量が増加してしまう。このため、第１および第２のプラズマエッチングの処理温度を低くすると、第２のプラズマエッチングの処理時間が長くなったり、処理室２０１のクリーニングを頻繁に行わなければならなくなったりして、生産性が低下する。本発明者の実験によれば、生産性を低下させないためには、処理温度を６０℃以上にすると良い。もっとも、処理温度を高くしすぎると、レジストＲが焼きついてしまう。すなわち、レジストＲは、フォトリソグラフィー工程時のポストベークにおいて１２０℃〜１３０℃でベークするが、エッチング工程でそれ以上の温度である約１２０℃以上になると、基板上に焼きついてしまい、その後の工程の剥離で剥離残りが生じてしまう。このため、処理温度を１２０℃以下、好ましくは１００℃以下、さらに好ましくは８０℃以下にすると良い。以上から、本発明者の実験によれば、酸素プラズマ処理における処理温度を６０℃以上１２０℃以下、好ましくは７０℃以上１００℃以下、さらに好ましくは約８０℃とすると良いことが分かった。
【００３６】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態の多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法が第１の実施の形態と異なる点は、酸素プラズマ処理におけるエッチングガスとして、酸素に水蒸気を添加した点である。他の製造方法は第１の実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００３７】
第２の実施の形態の製造方法の酸素プラズマ処理では、エッチングガスとして、酸素ガス：水蒸気＝２：１の混合ガスを用いた。これによって、水蒸気を添加しない場合に比べて、フロロカーボンＣＦの削れ量は代わらないのに対し、多結晶シリコン層１２０の削れ量を２／３に低減できた。これは、本発明者の実験によれば、処理室内の堆積物（フロロカーボン）から発生するＦラジカルが、
２Ｆ＊＋２Ｈ２Ｏ→２ＨＦ＋Ｏ２
という反応で、ＨＦとして排気され、多結晶シリコン層１２０と反応するフッ素ラジカルが減少したからであると解析される。
【００３８】
以上説明した実施の形態では、多結晶シリコンからなる活性層１２０の厚さを５０ｎｍとした。このように、活性層１２０の厚さが１００ｎｍ以下の薄膜の場合には、活性層１２０がエッチングされすぎることが多くなるので、本発明を特に有効に用いることができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、薄膜トランジスタの製造方法において、薄膜シリコン層上に堆積したフッ素と炭素を含む堆積物を除去する酸素プラズマ処理工程で、酸素ガスの流量を、この工程で発生するフッ素ラジカルの分圧が小さくなり、このフッ素ラジカルによる薄膜シリコン層のエッチングの速度が、酸素による堆積物のエッチングの速度よりも小さくなる流量としたので、堆積物を薄膜シリコン層に対して選択的にエッチングし、薄膜シリコン層の削れすぎを防止して、歩留まりを高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の多結晶シリコン薄膜トランジスタを示す断面模式図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法を示す断面模式図。
【図３】本発明の第１の実施の形態の多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法を示す断面模式図で、図２に続く図。
【図４】本発明の第１の実施の形態の多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法を示す断面模式図で、図３に続く図。
【図５】本発明の第１の実施の形態の多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法を示す断面模式図で、図４に続く図。
【図６】本発明の第１の実施の形態の多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法を示す断面模式図で、図５に続く図。
【図７】本発明の第１の実施の形態の多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法を示す断面模式図で、図６に続く図。
【図８】本発明の第１の実施の形態の多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法で用いるプラズマエッチング装置の模式図。
【図９】酸素プラズマ処理における、処理室の酸素ガスの置換時間と、多結晶シリコン層の削れ量と、の関係を示す図。
【図１０】酸素プラズマ処理における、処理温度と、多結晶シリコン層の削れ量と、の関係を示す図。
【図１１】従来の多結晶シリコン薄膜トランジスタを示す断面模式図。
【符号の説明】
１２０  活性層（多結晶シリコン層）
１４０  ゲート絶縁膜（シリコン酸化膜）
１６０  層間絶縁膜（シリコン酸化膜）
Ｈ  コンタクトホール
ＣＦ  フロロカーボン（堆積物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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