JP2000294542A - Vapor phase working method and apparatus thereof - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for highly selectively operating etching (still further ashing), without having damages to a substrate by more than amply controlling the kinetic energy of reaction species (reaction species such as ions or radicals), and an apparatus to be used for this method. SOLUTION: Reaction gas 40 as CF4 gas is brought into contact with a heated catalyst 46 such as tungsten, and a DV voltage 49 which is 1 kV or lower of glow discharge start voltage or lower or a voltage obtained by superimposing an RF voltage or an AC voltage on this voltage is applied to reaction species generated by the process or the precursor. Then, the DC and RF/DC or AC/DC electric field is allowed to act, kinetic energy is imparted, and the vapor phase etching of a prescribed film such as a polycrystalline silicon on a substrate 1 is carried out.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多結晶シリコン膜
やフォトレジスト膜などを気相エッチング又は気相アッ
シンングする気相加工方法及びその装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vapor-phase processing method and apparatus for vapor-phase etching or vapor-phase ashes of a polycrystalline silicon film or a photoresist film.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、基板上に形成した多結晶シリコン
層をゲート電極に用いたＭＯＳＦＥＴ（Metal-oxide-se
miconductor field effect transistor)である例えばＴ
ＦＴ（薄膜トランジスタ）を構成するに際し、上記多結
晶シリコン層の気相エッチング法が採用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a MOSFET (metal-oxide-serial) using a polycrystalline silicon layer formed on a substrate as a gate electrode.
semiconductor field effect transistor)
In forming an FT (thin film transistor), a vapor phase etching method of the polycrystalline silicon layer is employed.

【０００３】こうした気相エッチング法としては、従
来、プラズマ放電を利用して反応ガスを励起させ、それ
を基板又は基板上の膜に照射して反応させ、反応生成物
を気体化してエッチングする。このようなプラズマを用
いた反応性エッチングでは、通常は、集合電子とイオン
は易動度の違いにより、プラズマポテンシャル（陰極降
下）が生じ、その電位勾配によって加速される。この電
位による電界は基板に垂直であるため、イオン、ラジカ
ルは基板に垂直に照射され、これによりエッチング選択
性が得られる。Conventionally, as such a gas phase etching method, a reaction gas is excited by utilizing a plasma discharge, and the reaction gas is irradiated to the substrate or a film on the substrate to cause a reaction. In the reactive etching using such a plasma, usually, a plasma potential (cathode fall) is generated between the collected electrons and the ions due to the difference in mobility, and is accelerated by the potential gradient. Since the electric field due to this potential is perpendicular to the substrate, ions and radicals are irradiated perpendicularly to the substrate, thereby obtaining etching selectivity.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
たエッチングは、プラズマを使用することから、次の如
き欠点を有している。However, such etching has the following disadvantages due to the use of plasma.

【０００５】（１）プラズマ電界の不均一性、ゆらぎ、
プラズマ誘起電荷等による基板上の電界不均一性が生
じ、これらによってトランジスタへのダメージ、ショー
ト等（ゲート酸化膜などのチャージアップ又は放電破
壊、配線間の放電など）が発生することがある。この現
象は、特に、プラズマのオン／オフ時に発生し易い傾向
にある。 （２）プラズマからの発光による紫外線損傷の可能性が
ある。 （３）プラズマによって装置内壁の金属がダメージを受
け、金属原子のクロスコンタミネーションを発生するこ
とがある。 （４）大面積でのプラズマ放電が難しく、定在波の発生
もあり、均一性が得にくい。 （５）装置が複雑でかつ高価であり、メンテナンスが繁
雑である。(1) Non-uniformity and fluctuation of the plasma electric field
Non-uniformity of the electric field on the substrate due to plasma-induced charges or the like occurs, which may cause damage to the transistor, short-circuiting (charge-up or discharge breakdown of a gate oxide film or the like, discharge between wirings, or the like). This phenomenon tends to occur particularly when plasma is turned on / off. (2) There is a possibility of ultraviolet damage due to light emission from the plasma. (3) The metal on the inner wall of the apparatus may be damaged by plasma, and cross-contamination of metal atoms may occur. (4) Plasma discharge in a large area is difficult, standing waves are generated, and it is difficult to obtain uniformity. (5) The apparatus is complicated and expensive, and maintenance is complicated.

【０００６】こうしたプラズマによる問題点は、プラズ
マ放電によってフォトレジストのアッシング（灰化）を
行う場合にも同様に生じる。[0006] Such a problem caused by plasma similarly occurs when ashing (ashing) of a photoresist by plasma discharge is performed.

【０００７】そこで、本発明の目的は、イオン、ラジカ
ルなどの反応種の運動エネルギーを十二分にコントロー
ルして、基板にダメージを与えることなしに、エッチン
グ（更にはアッシング）を高選択的に行える方法と、こ
の方法に用いる装置を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to control the kinetic energy of reactive species such as ions and radicals more than enough to selectively etch (and further ashing) without damaging the substrate. An object of the present invention is to provide a method that can be used and an apparatus used for the method.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、反応ガ
スを加熱された触媒体に接触させ、これによって生成し
た反応種又はその前駆体にグロー放電開始電圧以下の電
界を作用させて指向性の運動エネルギーを与え、基体又
は基体上の膜をエッチング又はアッシングする気相加工
方法に係るものである。That is, the present invention provides a method for directing a reaction gas or a precursor thereof by contacting a reaction gas with a heated catalyst and applying an electric field equal to or lower than a glow discharge starting voltage to a reaction species or a precursor thereof. The present invention relates to a vapor-phase processing method for imparting kinetic energy to etch or ash a substrate or a film on the substrate.

【０００９】また、本発明は、反応ガス供給手段と、触
媒体と、この触媒体の加熱手段と、グロー放電開始電圧
以下の電界を印加する電界印加手段と、エッチング又は
アッシングされるべき基体又は膜付き基体を支持するサ
セプタとを有する気相加工装置も提供するものである。Further, the present invention provides a reaction gas supply means, a catalyst body, a heating means for the catalyst body, an electric field application means for applying an electric field equal to or lower than a glow discharge starting voltage, a substrate to be etched or ashed, A vapor phase processing apparatus having a susceptor for supporting a substrate with a film is also provided.

【００１０】本発明の方法及びその装置によれば、反応
ガスを加熱された触媒体に接触させ、これによって生成
した反応種又はその前駆体に対し、グロー放電開始電圧
以下（即ち、パッシェンの法則によるプラズマ発生電圧
以下）の電界を作用させて運動エネルギーを与えている
ので、次に示すような顕著な作用効果が得られる。According to the method and the apparatus of the present invention, a reaction gas is brought into contact with a heated catalyst body, and a reaction species or a precursor thereof produced by the reaction gas is subjected to a glow discharge starting voltage or less (ie, Paschen's law). Kinetic energy is applied by applying an electric field of not more than the plasma generation voltage caused by the above-described method, so that the following remarkable effects can be obtained.

【００１１】（１）反応種又はその前駆体に対し、触媒
体の触媒作用とその熱エネルギーに加えて上記電圧によ
る指向性の加速電圧を与えるため、運動エネルギーが大
きくなって基体上に効率良く導け、化学反応及び基体へ
の衝突等によりエッチング又はアッシングが進行する。
このために、あたかも反応性イオンエッチングと同じよ
うな異方性エッチングとなるので、低ダメージで紫外線
損傷なしに高精細なパターンエッチング又はアッシング
を行うことができる。従って、従来の反応性エッチング
の欠点をカバーし、垂直に入射してくるイオンの衝撃に
より、高い異方性エッチングが可能となることから、例
えば、多結晶Ｓｉの選択エッチング、Ｓｉ上のＳｉＯ₂
の選択エッチング、スパッタ効果によるＡｌ合金のエッ
チング、Ａｌ上のＡｌ₂ Ｏ₃ の除去、更には銅や高融点
金属のエッチング、高ドーズのイオン注入後のレジスト
変質層の除去を容易かつ良好に行える。 （２）印加する加速電圧〔直流電圧（ＤＣ）、直流電圧
に低周波電圧重畳（ＡＣ／ＤＣ）、直流電圧に高周波電
圧重畳（ＲＦ／ＤＣ）等〕の種類とその値、触媒体の加
熱温度、触媒体の種類、反応ガスの選択や条件によっ
て、エッチング選択比を自由に設定でき、高異方性エッ
チング、等方的なエッチング、更にエッジ部分の傾斜角
度のコントロール、選択比を１にして表面の平坦化を行
える等の如く、変化に富んだ微細加工が可能である。 （３）プラズマの発生がないので、プラズマによるダメ
ージやショート、紫外線損傷、金属のクロスコンタミネ
ーション等がない。 （４）触媒体で生成された反応種（イオン、ラジカル
等）を電界で独立してコントロールし、効率良く基体上
に導けるので、反応ガスの利用効率が高く、処理速度を
早め、これによって生産性向上と反応ガス削減によるコ
ストダウンを図れる。 （５）プラズマによる反応性エッチングに比べ、はるか
にシンプルで安価な装置が実現する。この場合、減圧下
又は常圧下で操作を行なえるが、減圧タイプよりも常圧
タイプの方がよりシンプルで安価な装置が実現する。 （６）反応種の運動エネルギーが大きいために、大面積
での処理が可能になると共に、基体温度を低温化しても
処理が可能となり、大型で安価な絶縁基板（ガラス基
板、耐熱性樹脂基板等）も使用でき、この点でもコスト
ダウンが可能となる。(1) In addition to the catalytic action of the catalytic body and its thermal energy, a directivity accelerating voltage is applied to the reactive species or its precursor, so that the kinetic energy is increased and the kinetic energy is efficiently increased on the substrate. Etching or ashing proceeds due to conduction, chemical reaction, collision with the substrate, and the like.
For this reason, anisotropic etching similar to reactive ion etching is performed, so that high-definition pattern etching or ashing can be performed with low damage and no ultraviolet damage. Therefore, since the defects of the conventional reactive etching are covered and the highly anisotropic etching can be performed by the bombardment of vertically incident ions, for example, selective etching of polycrystalline Si, SiO ₂ on Si,
, Selective etching of Al, etching of Al alloy by sputtering effect, removal of Al ₂ O ₃ on Al, etching of copper and high melting point metal, removal of deteriorated resist layer after high dose ion implantation can be performed easily and satisfactorily. . (2) Type and value of the applied accelerating voltage (DC voltage (DC), DC voltage with low frequency voltage superposition (AC / DC), DC voltage with high frequency voltage superposition (RF / DC), etc.), and heating of the catalyst The etching selectivity can be set freely according to the temperature, the type of the catalyst, and the selection and conditions of the reaction gas. Highly anisotropic etching, isotropic etching, control of the inclination angle of the edge portion, and selection ratio of 1 It is possible to perform a variety of fine processing such that the surface can be flattened. (3) Since no plasma is generated, there is no plasma damage, short circuit, ultraviolet damage, metal cross contamination, or the like. (4) Since the reactive species (ions, radicals, etc.) generated by the catalyst can be independently controlled by an electric field and efficiently guided onto the substrate, the utilization efficiency of the reaction gas is high, the processing speed is increased, and the production is thereby performed. The cost can be reduced by improving the performance and reducing the reaction gas. (5) A much simpler and less expensive device is realized as compared with reactive etching by plasma. In this case, the operation can be performed under reduced pressure or normal pressure, but a simpler and cheaper apparatus is realized with the normal pressure type than with the reduced pressure type. (6) Since the kinetic energy of the reactive species is large, the treatment can be performed in a large area, and the treatment can be performed even if the substrate temperature is lowered, so that a large and inexpensive insulating substrate (glass substrate, heat-resistant resin substrate) can be used. Etc.) can be used, and the cost can be reduced in this respect as well.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の方法及びその装置におい
ては、前記電界として、グロー放電開始電圧以下の直流
電圧（即ち、パッシェンの法則により決まるプラズマ発
生電圧以下、例えば１ｋＶ以下、数１０Ｖ以上）を印加
し、前記反応種又はその前駆体を前記基体の側へ指向さ
せることが望ましい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the method and the apparatus according to the present invention, the electric field is a DC voltage lower than a glow discharge starting voltage (that is, lower than a plasma generation voltage determined by Paschen's law, for example, lower than 1 kV, higher than several tens V). And directing the reactive species or a precursor thereof toward the substrate.

【００１３】そして、前記電界として、グロー放電開始
電圧以下であって直流電圧に交流電圧を重畳させた電
圧、又は交流電圧（即ち、パッシェンの法則により決ま
るプラズマ発生電圧以下（交流電圧の場合はその絶対値
で）、例えば１ｋＶ以下、数１０Ｖ以上）を印加する
と、直流電圧に重畳させた交流電圧、又は交流電圧によ
り微妙な電界変化での運動エネルギーを反応種（イオ
ン、ラジカル等）に与えることができるため、上記した
作用効果に加えて、複雑な形状を有する基体表面（凹凸
段差等）に設けられた膜を任意の選択比、任意の傾斜角
度等で微細加工することができる。[0013] The electric field may be a glow discharge starting voltage or less and a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage, or an AC voltage (ie, a plasma generation voltage determined by Paschen's law or less (in the case of an AC voltage, the voltage is not more than the glow discharge starting voltage). When an absolute value is applied (for example, 1 kV or less, several tens of volts or more), kinetic energy due to an AC voltage superimposed on a DC voltage or a delicate electric field change is given to a reactive species (ion, radical, etc.) by the AC voltage. Therefore, in addition to the above-described functions and effects, it is possible to finely process a film provided on the surface of a substrate having a complicated shape (such as uneven steps) at an arbitrary selection ratio, an arbitrary inclination angle, and the like.

【００１４】この場合、前記交流電圧を高周波電圧及び
／又は低周波電圧としてよく、また例えば、グロー放電
開始電圧以下であって、直流電圧に、高周波電圧と低周
波電圧とを重複させた電圧を印加したり、或いは、グロ
ー放電開始電圧以下であって、高周波電圧と低周波電圧
とを重複させた電圧を印加してよい。この場合、高周波
電圧の周波数を１〜１００ＭＨｚ、低周波電圧の周波数
を１ＭＨｚ以下とするのがよい。In this case, the AC voltage may be a high-frequency voltage and / or a low-frequency voltage. For example, a voltage that is equal to or lower than the glow discharge starting voltage and in which the high-frequency voltage and the low-frequency voltage overlap the DC voltage. Alternatively, a voltage that is equal to or lower than the glow discharge starting voltage and that overlaps the high-frequency voltage and the low-frequency voltage may be applied. In this case, the frequency of the high-frequency voltage is preferably 1 to 100 MHz, and the frequency of the low-frequency voltage is preferably 1 MHz or less.

【００１５】本発明の方法及びその装置においては、前
記基体又は前記サセプタと前記電界印加用の電極との間
に前記触媒体を設置することができる。この場合、前記
反応ガスを導出するガス供給口を前記電極に形成するの
がよい。In the method and the apparatus according to the present invention, the catalyst can be provided between the substrate or the susceptor and the electric field applying electrode. In this case, a gas supply port for leading out the reaction gas is preferably formed in the electrode.

【００１６】また、前記基体又は前記サセプタと前記反
応ガス供給手段との間に前記触媒体と前記電界印加用の
電極とを設置してよい。The catalyst and the electrode for applying an electric field may be provided between the substrate or the susceptor and the reaction gas supply means.

【００１７】前記触媒体又は前記電界印加用の電極はコ
イル状、メッシュ状、ワイヤー状又は多孔板状に形成し
てよく、またガス流に沿って複数個又は複数枚配設して
よい。これによってガス流を効果的に形成しつつ、触媒
体とガスとの接触面積を増大させ、触媒反応を促進し、
反応ガスの利用効率を高め、エッチング速度を向上さ
せ、生産性の向上、コストダウンを図ることができる。The catalyst or the electrode for applying an electric field may be formed in a coil shape, a mesh shape, a wire shape or a perforated plate shape, and a plurality or a plurality of the electrodes may be arranged along a gas flow. This effectively forms a gas flow while increasing the contact area between the catalyst body and the gas, promoting the catalytic reaction,
The utilization efficiency of the reaction gas can be increased, the etching rate can be improved, the productivity can be improved, and the cost can be reduced.

【００１８】また、エッチング又はアッシングによる加
工時又は加工中に前記触媒体の触媒作用で反応ガス中に
イオンが発生し、これにより基体がチャージアップして
エッチング又はアッシングの加工ムラが生じることがあ
る。これを防止するために、前記反応種又はその前駆体
に荷電粒子（電子ビーム又はプロトンなど、特に電子ビ
ーム）を照射してイオンを中和することが望ましい。即
ち、前記サセプタの近傍に荷電粒子照射手段が設置され
ているのがよい。In addition, during or during processing by etching or ashing, ions are generated in the reaction gas by the catalytic action of the catalyst body, whereby the substrate is charged up and uneven processing of etching or ashing may occur. . In order to prevent this, it is desirable to irradiate the reactive species or the precursor thereof with charged particles (electron beam or proton, particularly electron beam) to neutralize the ions. That is, it is preferable that a charged particle irradiation unit is provided near the susceptor.

【００１９】そして、エッチング等の気相加工後に、前
記基体を加工室外に取り出し、所定の電極間（例えば前
記のサセプタと対向電極との間）に電圧を印加してプラ
ズマ放電を生じさせ、これによって前記加工室内をクリ
ーニングすること（反応ガスはＣＦ₄ 、Ｃ₂ Ｆ₆ など）
によって、気相加工時に室内の内壁面や各構成部材に付
着した異物をエッチング除去することができるので、ダ
ストが低減し、歩留及び品質向上によるコストダウンが
可能となる。これは、気相加工を行なう装置をそのまま
用いて実現することができるので、室外へ構成部材を取
り出してクリーニングする必要がなく、このために作業
性が向上し、生産性向上によるコストダウンが可能とな
る。また、前記触媒体も同時にクリーニングできるが、
室外へ取り出して別途クリーニングしてもよい。After gas phase processing such as etching, the substrate is taken out of the processing chamber, and a voltage is applied between predetermined electrodes (for example, between the susceptor and the counter electrode) to generate plasma discharge. Cleaning the processing chamber by (reaction gas is CF ₄ , C ₂ F ₆ etc.)
As a result, foreign substances adhering to the inner wall surface of the room and each constituent member during the vapor phase processing can be removed by etching, so that dust can be reduced, and cost can be reduced by improving yield and quality. Since this can be realized using the apparatus for performing the gas phase processing as it is, there is no need to take out and clean the components outside the room, thereby improving workability and reducing costs by improving productivity. Becomes Also, the catalyst body can be cleaned at the same time,
It may be taken out of the room and cleaned separately.

【００２０】本発明に基づく上記の気相加工は、具体的
には、前記触媒体を８００〜２０００℃の範囲であって
その融点未満の温度に加熱し（例えば触媒体に通電して
それ自体の抵抗加熱によって加熱し）、この加熱された
触媒体により前記反応ガスの少なくとも一部を触媒反応
又は熱分解反応させて生成した前記反応種又はその前駆
体（ラジカルなど）によって、−１００℃〜５００℃の
温度に保持した基板又は基板上の膜を気相エッチング又
は気相アッシングするものである。In the vapor phase processing according to the present invention, specifically, the catalyst is heated to a temperature in the range of 800 to 2000 ° C. and lower than its melting point (for example, the catalyst is energized by itself. Of the reaction gas or a precursor thereof (radical or the like) generated by a catalytic reaction or a thermal decomposition reaction of at least a part of the reaction gas with the heated catalyst. Vapor-phase etching or vapor-phase ashing is performed on a substrate or a film on the substrate held at a temperature of 500 ° C.

【００２１】ここで、触媒体の加熱温度が８００℃未満
であると、反応ガスの触媒反応又は熱分解反応が不十分
となってエッチング等の加工速度が低下し易く、また２
０００℃を超えると触媒体の構成材料が膜中に混入して
膜の電気的特性を阻害し、膜質低下を生じ、また、触媒
体の融点以上の加熱は、その形態安定性が失われるの
で、回避するのがよい。触媒体の加熱温度は、その構成
材料の融点未満であって１１００℃〜１８００℃である
のが好ましい。Here, if the heating temperature of the catalyst body is lower than 800 ° C., the catalytic reaction or the thermal decomposition reaction of the reaction gas becomes insufficient, and the processing speed such as etching tends to decrease.
If the temperature exceeds 000 ° C., the constituent materials of the catalyst body are mixed into the film to inhibit the electrical characteristics of the film, resulting in deterioration of the film quality, and heating above the melting point of the catalyst body loses its morphological stability. It is better to avoid. The heating temperature of the catalyst body is lower than the melting point of the constituent material and is preferably 1100 ° C to 1800 ° C.

【００２２】また、基板温度は、−１００℃〜５００℃
が好ましく、より好ましくは常温〜２００℃とすれば、
効率的で高品質の加工を行なえる。基板温度が５００℃
を超えると、例えば集積回路装置において活性領域の不
純物のドーピング濃度分布が熱の影響で変化し易くな
る。The substrate temperature is -100 ° C. to 500 ° C.
Is preferable, and more preferably, if the temperature is from room temperature to 200 ° C.,
Efficient and high quality processing can be performed. Substrate temperature is 500 ℃
Is exceeded, for example, in an integrated circuit device, the doping concentration distribution of impurities in the active region tends to change due to the influence of heat.

【００２３】本発明に基づく気相加工法では、プラズマ
や光励起を必要とせずに、上記のような低温での熱処理
が可能となるため、基板、例えばガラス基板として、歪
点が４７０〜６７０℃と低いガラスを用いることができ
る。これは、安価で、薄板化が容易であり、大型化（１
ｍ² 以上）が可能であり、また長尺ロール化されたガラ
ス板を作製できる。例えば、長尺ロール化ガラス板上
に、上記手法を用いて、連続して又は非連続に処理する
ことができる。In the vapor phase processing method according to the present invention, the above-mentioned heat treatment can be performed at a low temperature without the need for plasma or light excitation. Therefore, as a substrate, for example, a glass substrate, the strain point is 470-670 ° C. And low glass can be used. This is inexpensive, easy to thin, and large (1
m ² or more), and a long rolled glass plate can be produced. For example, it can be processed continuously or discontinuously on a long rolled glass plate using the above method.

【００２４】本発明による気相加工に使用する前記反応
ガスは、不活性のＮｅ、Ａｒ、Ｈｅ等の希釈ガス（キャ
リアガス）をベースにした、フロン系、塩素系等のハロ
ゲン又はその化合物ガス、又は酸素等の酸化性ガス（例
えばＣＦ₄ ＋Ｈｅ希釈Ｏ₂ ）であってよい。The reactive gas used in the gas phase processing according to the present invention is a halogen gas such as a fluorocarbon or chlorine gas or a compound gas thereof based on an inert diluent gas (carrier gas) such as Ne, Ar or He. Or an oxidizing gas such as oxygen (for example, CF ₄ + He diluted O ₂ ).

【００２５】上記の如き反応ガスを使用することによっ
て、多結晶シリコン、単結晶シリコン、アモルファスシ
リコン、シリコン−ゲルマニウム、炭化ケイ素、化合物
半導体（ガリウム−ナイトライド、ガリウム−ひ素、ガ
リウム−リン等の半導体膜をエッチングし、酸化シリコ
ン、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）、ＢＳＧ（ボロン
シリケートガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケート
ガラス）等の不純物含有の酸化シリコン、窒化シリコ
ン、酸窒化シリコン、酸化クロム等の絶縁性膜をエッチ
ングし、タングステン、窒化タングステン、チタン、窒
化チタン、モリブデン、窒化モリブデン、タンタル、窒
化タンタル等の高融点金属、アルミニウム、アルミニウ
ム合金（１％Ｓｉ入り、１〜２％Ｃｕ入りのものを含
む。）、シリサイド、銅等の金属膜をエッチングし、又
はフォトレジスト等の有機膜をエッチング又はアッシン
グすることができる。By using the above reaction gas, polycrystalline silicon, single crystal silicon, amorphous silicon, silicon-germanium, silicon carbide, and compound semiconductors (such as gallium-nitride, gallium-arsenic, gallium-phosphorus, etc.) Etching the film and insulating silicon oxide, silicon nitride, silicon nitride, silicon oxynitride, chromium oxide, etc. containing impurities such as silicon oxide, PSG (phosphorus silicate glass), BSG (boron silicate glass), BPSG (boron phosphorous silicate glass) Etching the film, refractory metals such as tungsten, tungsten nitride, titanium, titanium nitride, molybdenum, molybdenum nitride, tantalum, tantalum nitride, aluminum, aluminum alloys (including those containing 1% Si and 1-2% Cu .), Silicide, The metal film is etched etc., or an organic film such as a photoresist, can be etched or ashing.

【００２６】また、タングステン、トリア含有タングス
テン、モリブテン、白金、パラジウム、バナジウム、シ
リコン、アルミナ、金属を付着したセラミックス、及び
炭化ケイ素からなる群より選ばれた少なくとも１種の材
料によって、前記触媒体を形成することができる。この
触媒体は反応ガスによってエッチングされないことが望
ましい。なお、触媒反応又は熱分解反応でのエッチング
ガス、反応性ガスによる触媒体の劣化防止のために、白
金、白金コートセラミック、パラジウム、パラジウムコ
ートセラミック等の耐腐食性の材料で触媒体を形成する
のがよい。Further, the catalyst body is made of at least one material selected from the group consisting of tungsten, tungsten containing thoria, molybdenum, platinum, palladium, vanadium, silicon, alumina, ceramics to which metal is attached, and silicon carbide. Can be formed. Preferably, the catalyst is not etched by the reaction gas. In order to prevent the catalyst body from being deteriorated by the etching gas or the reactive gas in the catalyst reaction or the thermal decomposition reaction, the catalyst body is formed of a corrosion-resistant material such as platinum, platinum-coated ceramic, palladium, and palladium-coated ceramic. Is good.

【００２７】また、本発明に基づく気相加工方法及びそ
の装置は、前記反応ガスを成膜用の原料ガスに変更し、
この原料ガスの供給によって前記基体上に所定の膜を成
膜する（即ち、触媒ＣＶＤ法による気相成膜を行う）よ
うにもなされるのがよい。例えば、マスクを用いて前記
反応ガスによるバイアス触媒エッチングで膜を選択的に
除去し、連続して酸化性ガスによるバイアス触媒アッシ
ングでマスクとしてのフォトレジスト膜を除去し、連続
して成膜用の原料ガスに変更し、バイアス触媒ＣＶＤ法
により前記基体上に所定の膜を成膜してもよい（即ち、
加熱された前記触媒体に原料ガスを接触させ、これによ
って生成した反応種又はその前駆体にグロー放電開始電
圧以下の電界を作用させて運動エネルギーを与え、基体
上に所定の膜を成膜してもよい）。この時、バイアスに
はＤＣ、ＡＣ／ＤＣ、ＲＦ／ＤＣのいずれを採用しても
よい。Further, in the vapor phase processing method and apparatus according to the present invention, the reaction gas is changed to a source gas for film formation,
By supplying the raw material gas, a predetermined film may be formed on the substrate (that is, a vapor-phase film is formed by a catalytic CVD method). For example, the film is selectively removed by bias catalyst etching using the reaction gas using a mask, the photoresist film as a mask is continuously removed by bias catalyst ashing using an oxidizing gas, and the film is continuously formed. A predetermined film may be formed on the substrate by the bias catalytic CVD method instead of the source gas (ie,
A raw material gas is brought into contact with the heated catalyst body, and a kinetic energy is applied by applying an electric field equal to or lower than a glow discharge starting voltage to a reaction species or a precursor thereof generated thereby to form a predetermined film on a substrate. May be). At this time, any of DC, AC / DC, and RF / DC may be adopted as the bias.

【００２８】これによって、気相加工を行う装置をその
まま用い、ガスを変更するだけでＣＶＤにより成膜する
こと等ができるので、作業性が向上し、生産性向上によ
るコストダウンが可能となる。即ち、薄膜エッチングと
フォトレジストアッシング、更にＣＶＤ膜形成が、連続
して作業できるので、不純物汚染の低減による膜質向
上、作業性向上での生産性向上によるコストダウンが可
能となる。Thus, the apparatus for performing the vapor phase processing can be used as it is, and the film can be formed by CVD only by changing the gas, so that the workability is improved and the cost can be reduced by improving the productivity. That is, thin film etching, photoresist ashing, and CVD film formation can be performed continuously, so that film quality can be improved by reducing impurity contamination, and cost can be reduced by improving productivity by improving workability.

【００２９】この触媒ＣＶＤ法による気相成長は、具体
的には、前記触媒体を８００〜２０００℃の範囲であっ
てその融点未満の温度に加熱し（例えば触媒体に通電し
てそれ自体の抵抗加熱によって加熱し）、この加熱され
た触媒体により前記原料ガスの少なくとも一部を触媒反
応又は熱分解反応させて生成した前記堆積種又はその前
駆体を原料種として、室温〜５５０℃に加熱した基板上
に減圧又は常圧下で熱ＣＶＤ法によって薄膜を堆積させ
るものである。In the vapor phase growth by the catalytic CVD method, specifically, the catalyst is heated to a temperature in the range of 800 to 2000 ° C. and lower than its melting point (for example, the catalyst is energized by applying a current to the catalyst itself). Heating by resistance heating), and heating the room temperature to 550 ° C. using the deposited species or its precursor generated by a catalytic reaction or a thermal decomposition reaction of at least a part of the source gas by the heated catalyst body as a source species. A thin film is deposited on the substrate by a thermal CVD method under reduced pressure or normal pressure.

【００３０】この場合、堆積種又はその前駆体に対し、
触媒体の触媒作用とその熱エネルギーに加えて上記電圧
（特にグロー放電開始電圧以下、即ちパッシェンの法則
によるプラズマ発生電圧以下の直流電圧又は直流電圧に
交流電圧を重畳した電圧、例えば１ｋＶ以下、数１０Ｖ
以上）による加速電圧を与えるため、運動エネルギーが
大きくなって基体上に効率良く導けると共に、基体上で
の泳動及び生成過程の膜中での拡散が十分となる。従っ
て、従来の触媒ＣＶＤ法に比べて、触媒体で生成された
堆積種（イオン、ラジカル等の反応種）の運動エネルギ
ーを電界で独立してコントロールできるため、生成膜の
基体との密着性向上、生成膜密度の向上、生成膜均一性
又は平滑性の向上、ビアホールなどへの埋め込み性とス
テップカバレージの向上、基体温度の更なる低温化、生
成膜のストレスコントロール等が可能となり、高品質膜
（例えばバルクに近い物性のシリコン膜や金属膜）が実
現する。しかも、プラズマの発生がないので、プラズマ
によるダメージがなく、低ストレスの生成膜が得られ
る。In this case, for the deposited species or its precursor,
In addition to the catalytic action of the catalyst body and its thermal energy, the voltage (especially a glow discharge starting voltage or less, that is, a DC voltage less than a plasma generation voltage according to Paschen's law or a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage, for example, 1 kV or less, 10V
As described above, the acceleration voltage is increased, the kinetic energy is increased, and the kinetic energy can be efficiently guided on the substrate, and the migration in the substrate and the diffusion in the film during the generation process are sufficient. Therefore, as compared with the conventional catalytic CVD method, the kinetic energy of the deposited species (reactive species such as ions and radicals) generated by the catalyst body can be independently controlled by the electric field, so that the adhesion of the generated film to the substrate is improved. It is possible to improve the density of the generated film, improve the uniformity or smoothness of the generated film, improve the embedding property in via holes and the like, improve the step coverage, further lower the substrate temperature, control the stress of the generated film, etc. (For example, a silicon film or a metal film having physical properties close to bulk) is realized. In addition, since there is no generation of plasma, there is no damage by plasma, and a low-stress generated film can be obtained.

【００３１】ここで、触媒体の加熱温度が８００℃未満
であると、原料ガスの触媒反応又は熱分解反応が不十分
となって堆積速度が低下し易く、また２０００℃を超え
ると触媒体の構成材料が堆積膜中に混入して膜の電気的
特性を阻害し、膜質低下を生じ、また、触媒体の融点以
上の加熱は、その形態安定性が失われるので、回避する
のがよい。触媒体の加熱温度は、その構成材料の融点未
満であって１１００℃〜１８００℃であるのが好まし
い。Here, if the heating temperature of the catalyst is less than 800 ° C., the catalytic reaction or the thermal decomposition reaction of the raw material gas becomes insufficient and the deposition rate tends to decrease. Constituent materials are mixed into the deposited film to inhibit the electrical properties of the film, resulting in deterioration of the film quality, and heating above the melting point of the catalytic body loses its morphological stability. The heating temperature of the catalyst body is lower than the melting point of the constituent material and is preferably 1100 ° C to 1800 ° C.

【００３２】また、基板温度は、室温〜５５０℃が好ま
しく、より好ましくは１５０〜４００℃とすれば、効率
的で高品質の成膜を行なえる。基板温度が５５０℃を超
えると、安価なガラスが使えず、基板材質に制約が生
じ、生産性が悪く（スループットダウンとなり）、膜
厚、膜質の均一性も悪くなり易く、また集積回路用のパ
ッシベーション膜を成膜するときには、熱の影響によっ
て不純物のドーピング濃度分布が変化し易くなる。The substrate temperature is preferably room temperature to 550 ° C., and more preferably 150 to 400 ° C., so that efficient and high quality film formation can be performed. When the substrate temperature exceeds 550 ° C., inexpensive glass cannot be used, the material of the substrate is restricted, the productivity is reduced (the throughput is reduced), the uniformity of the film thickness and the film quality is easily deteriorated, and the integrated circuit is difficult to use. When a passivation film is formed, the distribution of the doping concentration of impurities tends to change due to the influence of heat.

【００３３】通常の熱ＣＶＤ法でポリシリコン膜（多結
晶シリコン膜）を形成する場合では、基板温度を約６０
０〜９００℃とする必要があるが、この触媒ＣＶＤに基
づく成膜では、プラズマや光励起を必要とせずに、上記
のような低温での熱ＣＶＤが可能となることが極めて有
利である。この触媒ＣＶＤ時の基板温度が上記したよう
に低いため、基板、例えばガラス基板として、歪点が４
７０〜６７０℃と低いガラスを用いることができる。こ
れは、安価で、薄板化が容易であり、大型化（１ｍ² 以
上）が可能であり、また長尺ロール化されたガラス板を
作製できる。例えば、長尺ロール化ガラス板上に、上記
手法を用いて、薄膜を連続して又は非連続に作製するこ
とができる。When a polysilicon film (polycrystalline silicon film) is formed by a normal thermal CVD method, the substrate temperature is set to about 60
Although it is necessary to set the temperature to 0 to 900 ° C., it is extremely advantageous that the film formation based on the catalytic CVD enables the above-described low-temperature thermal CVD without requiring plasma or light excitation. Since the substrate temperature during this catalytic CVD is low as described above, the strain point of the substrate, for example, a glass substrate is 4
Glass as low as 70 to 670 ° C. can be used. It is inexpensive, can be easily thinned, can be large (1 m ² or more), and can produce a long rolled glass sheet. For example, a thin film can be continuously or discontinuously formed on a long rolled glass plate by using the above method.

【００３４】この気相成長に使用する前記原料ガスは、
水素系キャリアガス（Ｈ₂ 、Ｈ₂ ＋Ａｒ、Ｈ₂ ＋Ｎｅ、
Ｈ₂ ＋Ｈｅ等）をベースにした、下記の（ａ）〜（ｏ）
のいずれかであってよい。 （ａ）水素化ケイ素又はその誘導体 （ｂ）水素化ケイ素又はその誘導体と、水素、酸素、窒
素、ゲルマニウム、炭素又はスズを含有するガスとの混
合物 （ｃ）水素化ケイ素又はその誘導体と、周期表第３族又
は第５族元素からなる不純物を含有するガスとの混合物 （ｄ）水素化ケイ素又はその誘導体と、水素、酸素、窒
素、ゲルマニウム、炭素又はスズを含有するガスと、周
期表第３族又は第５族元素からなる不純物を含有するガ
スとの混合物 （ｅ）アルミニウム化合物ガス （ｆ）アルミニウム化合物ガスと、水素又は酸素を含有
するガスとの混合物 （ｇ）インジウム化合物ガス （ｈ）インジウム化合物ガスと、酸素を含有するガスと
の混合物 （ｉ）高融点金属のフッ化物ガス、塩化物ガス又は有機
化合物ガス （ｊ）高融点金属のフッ化物ガス、塩化物ガス又は有機
化合物ガスと、水素化ケイ素又はその誘導体との混合物 （ｋ）チタンの塩化物と、窒素及び／又は酸素を含有す
るガスとの混合物 （ｌ）銅化合物ガス （ｍ）アルミニウム化合物ガスと、水素又は水素化合物
ガスと、水素化ケイ素又はその誘導体及び／又は銅化合
物ガスとの混合物 （ｎ）炭化水素又はその誘導体 （ｏ）炭化水素又はその誘導体と水素ガスとの混合物The source gas used for the vapor phase growth is
Hydrogen carrier gas (H ₂ , H ₂ + Ar, H ₂ + Ne,
(A) to (o) based on H ₂ + He)
May be any of (A) Silicon hydride or its derivative (b) Mixture of silicon hydride or its derivative and gas containing hydrogen, oxygen, nitrogen, germanium, carbon or tin (c) Silicon hydride or its derivative and period Table 3. Mixture with gas containing impurities consisting of Group 3 or 5 elements (d) Silicon hydride or a derivative thereof, gas containing hydrogen, oxygen, nitrogen, germanium, carbon or tin; (E) Aluminum compound gas (f) Mixture of aluminum compound gas and gas containing hydrogen or oxygen (g) Indium compound gas (h) Mixture of indium compound gas and gas containing oxygen (i) Fluoride gas, chloride gas or organic compound gas of high melting point metal (j) Fluoride of high melting point metal (K) a mixture of a chloride gas of titanium and a gas containing nitrogen and / or oxygen (l) a copper compound gas (m A) a mixture of an aluminum compound gas, hydrogen or a hydrogen compound gas, a silicon hydride or a derivative thereof and / or a copper compound gas, (n) a hydrocarbon or a derivative thereof, and (o) a mixture of a hydrocarbon or a derivative thereof and a hydrogen gas.

【００３５】上記の如き原料ガスを使用することによっ
て、多結晶シリコン、単結晶シリコン、アモルファスシ
リコン、微結晶シリコン、シリコン−ゲルマニウム、炭
化ケイ素（ＳｉＣ）、化合物半導体（ＧａＡｓ、Ｇａ
Ｐ、ＧａＮ等）等の半導体薄膜、酸化シリコン、ＰＳＧ
（リンシリゲートガラス）、ＢＳＧ（ボロンシリケート
ガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケートガラス）等
の不純物含有の酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シ
リコン、酸化モリブデン、酸化チタン、酸化タンタン
ル、酸化アルミニウム、酸化インジウム等の絶縁性薄
膜、タングステン、チタン、タンタル、モリブデン、窒
化タングステン、窒化チタン、窒化タンタル、窒化モリ
ブデン等の高融点金属、シリサイド、銅、アルミニウ
ム、アルミニウム−シリコン又はアルミニウム−シリコ
ン−銅等からなる金属薄膜を気相成長させることができ
る。By using the raw material gas as described above, polycrystalline silicon, single crystal silicon, amorphous silicon, microcrystalline silicon, silicon-germanium, silicon carbide (SiC), and compound semiconductors (GaAs, Ga
Semiconductor thin film such as P, GaN, etc., silicon oxide, PSG
(Silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, molybdenum oxide, titanium oxide, titanium oxide, tantalum oxide, aluminum oxide, indium oxide) containing impurities such as (phosphorus silicate glass), BSG (boron silicate glass), and BPSG (boron phosphor silicate glass). And other high-melting metals such as tungsten, titanium, tantalum, molybdenum, tungsten nitride, titanium nitride, tantalum nitride, and molybdenum nitride; and metals composed of silicide, copper, aluminum, aluminum-silicon, aluminum-silicon-copper, etc. The thin film can be grown by vapor phase.

【００３６】そして、前記原料ガスを供給する前に、前
記触媒体を水素系ガス雰囲気中で加熱処理することが望
ましい。これは、原料ガスの供給前に触媒体を加熱する
と、酸化されて触媒体の構成材料が放出され、これが成
膜された膜中に混入することがあるが、触媒体を水素系
ガス雰囲気中で加熱することによってそのような混入を
解消することができる。従って、成膜室内に所定の水素
系キャリアガスを供給した状態で触媒体を加熱し、次い
で原料ガスを供給することがよい。Preferably, before supplying the raw material gas, the catalyst is heat-treated in a hydrogen-based gas atmosphere. This is because if the catalyst is heated before the source gas is supplied, the catalyst is oxidized and the constituent material of the catalyst is released, which may be mixed into the formed film. Such heating can be eliminated by heating. Therefore, it is preferable to heat the catalyst in a state where a predetermined hydrogen-based carrier gas is supplied into the film formation chamber, and then supply the source gas.

【００３７】本発明は、シリコン半導体装置、シリコン
半導体集積回路装置、シリコン−ゲルマニウム半導体装
置、シリコン−ゲルマニウム半導体集積回路装置、化合
物半導体装置、化合物半導体集積回路装置、炭化ケイ素
半導体装置、炭化ケイ素半導体集積回路装置、液晶表示
装置、エレクトロルミネセンス表示装置、プラズマディ
スプレイパネル（ＰＤＰ）装置、発光ポリマー表示装
置、発光ダイオード表示装置、ＣＣＤエリア／リニアセ
ンサ装置、ＭＯＳセンサ装置、強誘電体メモリー装置又
は太陽電池装置を製造するのに好適である。The present invention relates to a silicon semiconductor device, a silicon semiconductor integrated circuit device, a silicon-germanium semiconductor device, a silicon-germanium semiconductor integrated circuit device, a compound semiconductor device, a compound semiconductor integrated circuit device, a silicon carbide semiconductor device, and a silicon carbide semiconductor integrated device. Circuit device, liquid crystal display device, electroluminescence display device, plasma display panel (PDP) device, light emitting polymer display device, light emitting diode display device, CCD area / linear sensor device, MOS sensor device, ferroelectric memory device or solar cell It is suitable for manufacturing a device.

【００３８】次に、本発明を好ましい実施の形態につい
て更に詳細に説明する。Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments.

【００３９】第１の実施の形態 図１〜図１４について、本発明の第１の実施の形態を説
明する。 First Embodiment A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【００４０】＜ＤＣバイアス触媒エッチング法とその装
置＞本実施の形態では、ＣＦ₄ ガス等の反応ガスを加熱
された触媒体に接触させ、これによって生成した反応種
又はその前駆体にグロー放電開始電圧以下の電界を作用
させて運動エネルギーを与え、基板上の多結晶シリコン
等の所定の膜を気相エッチングするに際し、基板と対向
電極との間にグロー放電開始電圧以下の直流電圧（パッ
シェンの法則で決まる１ｋＶ以下の直流電圧）を印加
し、前記反応種又はその前駆体を基板の側へ指向させ
る。以下、本実施の形態によるエッチング法をＤＣバイ
アス触媒エッチング法と称する。<DC Bias Catalytic Etching Method and Apparatus> In the present embodiment, a reaction gas such as CF ₄ gas is brought into contact with a heated catalyst body, and a glow discharge is initiated by a reaction species or a precursor thereof produced thereby. A kinetic energy is applied by applying an electric field less than the voltage, and when a predetermined film such as polycrystalline silicon on the substrate is vapor-phase etched, a direct current voltage less than a glow discharge starting voltage (Paschen's voltage) is applied between the substrate and the counter electrode. A DC voltage of 1 kV or less determined by the law) is applied to direct the reactive species or a precursor thereof toward the substrate. Hereinafter, the etching method according to the present embodiment is referred to as a DC bias catalytic etching method.

【００４１】このＤＣバイアス触媒エッチング法は、図
１〜図３に示す如き装置を用いて実施される。This DC bias catalytic etching method is carried out by using an apparatus as shown in FIGS.

【００４２】この装置（ＤＣバイアス触媒エッチング装
置）によれば、フッ化炭素（例えばＣＦ₄ ）等の反応ガ
ス４０は、必要に応じてＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｎ₂ 等の希
釈又はキャリアガスと共に、供給導管４１からシャワー
ヘッド４２の供給口４３を通して気相エッチング室４４
へ導入される。室４４の内部には、エッチングされるべ
き多結晶シリコン層等の薄膜５６を有するガラス等の基
板１を支持するためのサセプタ４５と、耐熱性の良い
（望ましくは触媒体４６と同じか或いはそれ以上の融点
を有する材質の）シャワーヘッド４２と、コイル状の白
金コートのセラミックス、タングステン等の触媒体４６
と、更には開閉可能なシャッター４７とがそれぞれ配さ
れている。なお、サセプタ４５とエッチング室４４との
間には磁気シール５２が施されている。また、エッチン
グ室４４は前工程を行なう前室５３に後続され、ターボ
分子ポンプ５４等でバルブ５５を介して排気される。According to this apparatus (DC bias catalytic etching apparatus), the reaction gas 40 such as fluorocarbon (for example, CF ₄ ) is diluted with a carrier gas such as Ar, He, Ne, or N _{2 as} necessary. , From a supply conduit 41 through a supply port 43 of a shower head 42, a gas phase etching chamber 44.
Is introduced to Inside the chamber 44, a susceptor 45 for supporting the substrate 1 made of glass or the like having a thin film 56 such as a polycrystalline silicon layer to be etched, and a heat-resistant material (preferably the same as or preferably the same as the catalyst body 46) A shower head 42 (of a material having the above melting point) and a catalyst body 46 such as a coil-shaped platinum-coated ceramic or tungsten.
And a shutter 47 which can be opened and closed, respectively. A magnetic seal 52 is provided between the susceptor 45 and the etching chamber 44. The etching chamber 44 is followed by a pre-chamber 53 for performing a pre-process, and is evacuated via a valve 55 by a turbo molecular pump 54 or the like.

【００４３】そして、基板１はサセプタ４５内のヒータ
ー線５１等の加熱手段で必要あれば加熱され、また触媒
体４６は例えば抵抗線として融点以下（特に８００〜２
０００℃、白金コートセラミックスの場合は約１２００
℃、セラミックスコートタングステンの場合は約１６０
０〜１７００℃）に加熱されて活性化される。触媒体４
６の両端子は直流又は交流の触媒体電源４８に接続さ
れ、この電源からの通電により所定温度に加熱される。
また、シャワーヘッド４２は加速電極として、導管４１
を介して可変の直流電源（１ｋＶ以下、例えば５００
Ｖ）４９の正極側に接続され、サセプタ４５（従って、
基板１）との間に１ｋＶ以下の直流バイアス電圧が印加
されるようになっている。The substrate 1 is heated by a heating means such as a heater wire 51 in the susceptor 45 if necessary.
2,000 ° C, about 1200 for platinum-coated ceramics
℃, about 160 for ceramic coated tungsten
(0 to 1700 ° C.) to be activated. Catalyst 4
Both terminals 6 are connected to a DC or AC catalyst power supply 48, and are heated to a predetermined temperature by energization from the power supply.
The shower head 42 serves as an accelerating electrode
DC power supply (1 kV or less, for example, 500 kV)
V) connected to the positive electrode side of the susceptor 45 (accordingly,
A DC bias voltage of 1 kV or less is applied to the substrate 1).

【００４４】このＤＣバイアス触媒エッチング法を実施
するには、まず、気相エッチング室４４を１０^-3〜１０
^-1Ｔｏｒｒに排気してから基板を約１００〜２００℃に
昇温すると共に、図１に示す状態から、図２に示すよう
に、ＣＦ₄ 等の反応ガス４０をシャワーヘッド４２の供
給口から導入し、８００〜２０００℃（例えば約１２０
０℃）に加熱された白金コートのセラミックス等の触媒
体４６に接触させ、その後、シャッター４７を開ける。In order to carry out the DC bias catalytic etching method, first, the gas phase etching chamber 44 is set to 10 ⁻³ to 10 ^−3.
After evacuation to ^-1 Torr, the temperature of the substrate is raised to about 100 to 200 ° C., and a reaction gas 40 such as CF ₄ is supplied from the supply port of the shower head 42 from the state shown in FIG. Introduced at 800 to 2000 ° C. (for example, about 120 ° C.).
(0 ° C.), and brought into contact with a catalyst body 46 such as platinum-coated ceramics, and then the shutter 47 is opened.

【００４５】反応ガス４０の少なくとも一部は触媒体４
６と接触して触媒的に分解し、触媒分解反応または熱分
解反応によって、高エネルギーを与えられたフッ素等の
反応種、ラジカル集団（即ち、反応種又はその前駆体）
を形成する。こうして生成した反応種５０（又はその前
駆体）にグロー放電開始電圧（約１ｋＶ）以下、例えば
５００Ｖの直流電源４９による直流電界を作用させて運
動エネルギーを与え、基板１の側へ指向させて、エッチ
ングの選択性を発現せしめ、−１００℃〜５００℃（例
えば常温〜１００℃）に保持された基板１上の多結晶シ
リコン等の所定の膜５６を気相エッチングする。At least a part of the reaction gas 40 is
6, a reactive species such as fluorine, and a radical group (that is, a reactive species or a precursor thereof), which is catalytically decomposed by contact with and is given high energy by a catalytic decomposition reaction or a thermal decomposition reaction.
To form A kinetic energy is applied to the reaction species 50 (or a precursor thereof) thus generated by applying a DC electric field from a DC power supply 49 of a glow discharge starting voltage (about 1 kV) or less, for example, 500 V, and the kinetic energy is directed toward the substrate 1. A predetermined film 56 of polycrystalline silicon or the like on the substrate 1 held at -100 ° C to 500 ° C (for example, normal temperature to 100 ° C) is vapor-phase-etched so as to exhibit etching selectivity.

【００４６】こうして、プラズマを発生することなく、
反応種（イオン、ラジカル等）に対し、触媒体４６の触
媒作用とその熱エネルギーに直流電界による加速エネル
ギーを加えた指向性の運動エネルギーを与えるので、反
応ガスを効率良く反応種に変えて基体上に効率良く導
け、化学反応及び基板への衝突等によりエッチングを進
行する。このために、あたかも反応性イオンエッチング
と同じような高い異方性エッチングとなるので、低ダメ
ージで紫外線損傷なしに高精細な微細パターンエッチン
グ（又はアッシング）を行うことができる。Thus, without generating plasma,
The reactive species (ions, radicals, etc.) are imparted with the catalytic action of the catalyst body 46 and the directional kinetic energy obtained by adding the thermal energy thereof to the acceleration energy by the DC electric field. It can be efficiently guided to the top, and the etching proceeds by a chemical reaction and collision with the substrate. For this reason, high anisotropic etching is performed as if by reactive ion etching, so that high-definition fine pattern etching (or ashing) can be performed with low damage and no ultraviolet damage.

【００４７】従って、従来の反応性エッチングの欠点を
カバーし、垂直に入射してくるイオンの衝撃により、異
方性エッチングが可能となることから、例えば、多結晶
Ｓｉの選択エッチング、Ｓｉ上のＳｉＯ₂ の選択エッチ
ング、スパッタ効果によるＡｌ合金のエッチング、Ａｌ
上のＡｌ₂ Ｏ₃ の除去、更には銅や高融点金属のエッチ
ング、高ドーズのイオン注入後のレジスト変質層の除去
を容易かつ良好に行える。Accordingly, since the defects of the conventional reactive etching are covered and anisotropic etching can be performed by bombardment of vertically incident ions, for example, selective etching of polycrystalline Si, Selective etching of SiO ₂ , etching of Al alloy by sputtering effect, Al
The removal of the above Al ₂ O ₃ , the etching of copper or a high melting point metal, and the removal of the altered layer of the resist after the high dose ion implantation can be performed easily and satisfactorily.

【００４８】また、印加する加速電圧４９、触媒体４６
の加熱温度、触媒体４６の種類、反応ガス４０の選択や
条件によって、エッチング選択比を自由に設定でき、等
方的なエッチング、更にエッジ部分の傾斜角度のコント
ロール、選択比を１にして表面の平坦化を行える等の如
く、変化に富んだ微細加工が可能である。The acceleration voltage 49 to be applied and the catalyst 46
The etching selection ratio can be freely set by selecting the heating temperature of the catalyst, the type of the catalyst body 46, and the selection and conditions of the reaction gas 40, the isotropic etching, the control of the inclination angle of the edge portion, and the selection ratio of 1 It is possible to perform a variety of fine processing such that flattening can be performed.

【００４９】しかも、触媒体４６で生成された反応種
（イオン、ラジカル等）を直流電界で独立してコントロ
ールし、効率良く基板上に導けるので、反応ガスの利用
効率が高く、処理速度を早めて生産性向上と反応ガス削
減によるコストダウンを図れる。Moreover, the reactive species (ions, radicals, etc.) generated by the catalyst 46 are independently controlled by a DC electric field and can be efficiently guided onto the substrate, so that the utilization efficiency of the reaction gas is high and the processing speed is increased. As a result, cost can be reduced by improving productivity and reducing reaction gas.

【００５０】また、基板温度を低温化しても反応種の運
動エネルギーが大きいために、大面積でのエッチングが
可能であると共に、基板温度の低温化によって、スルー
プット向上による生産性向上でのコストダウン、基板温
度ムラの低減による膜厚及び膜質の均一性向上が可能と
なり、大型で安価な絶縁基板（ガラス基板、耐熱性樹脂
基板等）を使用でき、この点でもコストダウンが可能と
なる。しかも、上記した反応種の加速のための電極とし
て、反応ガス供給用のシャワーヘッド４２を兼用できる
ので、構造が簡略となる。シャワーヘッド４２はまた、
均一なガス吹出しが可能であるため、エッチングムラ又
はアッシングムラが生じにくい。Further, even if the substrate temperature is lowered, the kinetic energy of the reactive species is large, so that etching can be performed in a large area, and the lower substrate temperature lowers the cost, thereby improving productivity by improving throughput. In addition, uniformity of film thickness and film quality can be improved by reducing substrate temperature unevenness, and a large-sized and inexpensive insulating substrate (a glass substrate, a heat-resistant resin substrate, or the like) can be used. In addition, since the showerhead 42 for supplying the reaction gas can be used as an electrode for accelerating the above-described reactive species, the structure is simplified. The shower head 42 also
Since uniform gas blowing is possible, etching unevenness or ashing unevenness hardly occurs.

【００５１】また、勿論のことであるが、エッチング時
にプラズマの発生がないので、プラズマによるダメージ
やショート、紫外線損傷、金属のクロスコンタミネーシ
ョン等がなく、プラズマエッチング法（反応性エッチン
グ法）に比べ、はるかにシンプルで安価な装置が実現す
る。Needless to say, since plasma is not generated during etching, there is no plasma damage, short circuit, ultraviolet damage, metal cross-contamination, etc., and the plasma etching method (reactive etching method) is not required. A much simpler and cheaper device is realized.

【００５２】この場合、減圧下（例えば１０^-3〜数Ｔｏ
ｒｒ）又は常圧下で操作を行なえるが、減圧タイプより
も常圧タイプの方がよりシンプルで安価な装置が実現す
る。そして、常圧タイプでも上記の電界を加えるので、
高選択性のエッチングを行える。この場合も、減圧タイ
プよりも常圧タイプの方がスループットが大であり、生
産性が高く、コストダウンが可能である。In this case, under reduced pressure (for example, 10 ⁻³ to several To
The operation can be performed under rr) or normal pressure, but the normal pressure type realizes a simpler and less expensive device than the reduced pressure type. And even the normal pressure type applies the above electric field,
Highly selective etching can be performed. Also in this case, the normal pressure type has higher throughput, higher productivity, and cost reduction than the reduced pressure type.

【００５３】減圧タイプの場合は、直流電圧は真空度
（反応ガス流量）や反応ガス種類等によって左右される
が、いずれにしても、グロー放電開始電圧以下の任意の
電圧に調整する必要がある。常圧タイプの場合は、反応
ガス及び反応種の流れが基板上の膜の膜質に悪影響を及
ぼさないように、基板上に排ガス流が接しないように排
気を調整することが望ましい。In the case of the decompression type, the DC voltage depends on the degree of vacuum (reaction gas flow rate), the type of reaction gas, and the like, but in any case, it is necessary to adjust the voltage to an arbitrary voltage lower than the glow discharge starting voltage. . In the case of the normal pressure type, it is desirable to adjust the exhaust gas so that the flow of the reaction gas and the reactive species does not adversely affect the film quality of the film on the substrate and the exhaust gas flow does not contact the substrate.

【００５４】上記のエッチングにおいて、触媒体４６に
よる副射熱のために、基板温度は上昇するが、上記した
ように、必要に応じて温度調節装置、例えば基板加熱用
ヒーター５１（又は基板冷却用の冷媒供給手段）を設置
してよい。また、触媒体４６はコイル状（これ以外にメ
ッシュ、ワイヤー状、多孔板状もよい。）としている
が、更にガス流方向に複数段（例えば２〜３段）とし
て、ガスとの接触面積を増やすのが、触媒反応の促進に
よる反応ガスの利用効率の向上、処理速度の向上の点で
望ましい。なお、このエッチングにおいて、基板１をサ
セプタ４５の下面においてシャワーヘッド４２の上方に
配しているので、室４４内で生じたパーティクルが落下
して基板１又はその上の膜に付着することがないので、
ダスト低減による歩留及び品質向上が可能となる。もち
ろん、この逆に、基板１をサセプタ４５の上面に置いて
シャワーヘッド４２の下方に配してもよい（この時は、
生産性向上等が可能となる）。In the above-mentioned etching, the substrate temperature rises due to the sub-heating caused by the catalyst body 46. However, as described above, a temperature control device such as the substrate heating heater 51 (or the substrate cooling Refrigerant supply means). Further, the catalyst body 46 has a coil shape (a mesh shape, a wire shape, a perforated plate shape may be used in addition to the above shape), and further has a plurality of stages (for example, two to three stages) in the gas flow direction to reduce the contact area with the gas. It is desirable to increase the number in terms of improving the utilization efficiency of the reaction gas by promoting the catalytic reaction and improving the processing speed. In this etching, since the substrate 1 is disposed above the shower head 42 on the lower surface of the susceptor 45, particles generated in the chamber 44 do not fall and adhere to the substrate 1 or a film thereon. So
The yield and quality can be improved by reducing dust. Of course, conversely, the substrate 1 may be placed on the upper surface of the susceptor 45 and arranged below the shower head 42 (in this case,
It is possible to improve productivity, etc.).

【００５５】更に、本実施の形態において、上記のＤＣ
バイアス触媒エッチングを行なった後に、図４に示すよ
うに、基板１をエッチング室４４外に取り出し、Ｃ
Ｆ₄ 、Ｃ₂ Ｆ₆ 等の反応ガス５７を導入し（真空度は１
０^-2〜数Ｔｏｒｒ）、基板１のサセプタ４５と対向電極
であるシャワーヘッド４２との間に高周波電圧５８（又
は直流電圧）を印加してプラズマ放電を生じさせ、これ
によって室４４内をクリーニングすることができる。こ
の場合のプラズマ発生電圧は１ｋＶ以上、例えば２〜３
ｋＷで電圧は１．５〜２．０ｋＶとする。Further, in the present embodiment, the DC
After performing the bias catalytic etching, the substrate 1 is taken out of the etching chamber 44 as shown in FIG.
A reaction gas 57 such as F ₄ or C ₂ F ₆ is introduced (the degree of vacuum is 1
0 ⁻² to several Torr), a high-frequency voltage 58 (or a DC voltage) is applied between the susceptor 45 of the substrate 1 and the shower head 42 as the counter electrode to generate plasma discharge, thereby cleaning the inside of the chamber 44. can do. In this case, the plasma generation voltage is 1 kV or more, for example, 2-3.
The voltage is 1.5 to 2.0 kV at kW.

【００５６】即ち、気相エッチング時に室４４内の内壁
面やサセプタ４５、シャワーヘッド４２、シャッター４
７、更には触媒体４６等の各構成部材に付着した異物を
エッチング除去することができるので、ダストが低減
し、歩留及び品質向上によりコストダウンが可能とな
る。これは、気相加工を行なう装置をそのまま用いて実
現することができるので、室４４外へ構成部材を取り出
してクリーニングする必要がなく、このために作業性が
向上し、生産性向上によるコストダウンが可能となる。
なお、触媒体４６も同時にクリーニングできる（但し、
触媒体電源４８はオフとする。）が、室４４外へ取り出
して別途クリーニングしてもよい。That is, at the time of vapor phase etching, the inner wall surface in the chamber 44, the susceptor 45, the shower head 42, the shutter 4
7, and furthermore, foreign substances adhering to the respective constituent members such as the catalyst body 46 can be removed by etching, so that dust can be reduced, and cost can be reduced by improving yield and quality. Since this can be realized by using the apparatus for performing the gas phase processing as it is, there is no need to take out the component members out of the chamber 44 and perform cleaning, thereby improving workability and reducing costs by improving productivity. Becomes possible.
The catalyst body 46 can also be cleaned at the same time (however,
The catalyst power supply 48 is turned off. ) May be taken out of the chamber 44 and cleaned separately.

【００５７】なお、上記したエッチングされるべき薄膜
５６は、図１〜図３の装置において、反応ガス４０の代
わりに成膜用の原料ガスを供給し、触媒ＣＶＤ法によっ
て所定の薄膜５６を気相から成膜することができる。即
ち、図５に示す状態から、図６に示すように、シランガ
ス等の原料ガス１４０をシャワーヘッド４２の供給口か
ら導入し、８００〜２０００℃（例えば約１６５０℃）
に加熱されたタングステン等の触媒体４６に接触させ、
しかる後にシャッター４７を開ける。The thin film 56 to be etched is supplied with a source gas for film formation instead of the reaction gas 40 in the apparatus shown in FIGS. Films can be formed from phases. That is, from the state shown in FIG. 5, as shown in FIG. 6, a raw material gas 140 such as silane gas is introduced from the supply port of the shower head 42, and 800 to 2000 ° C. (for example, about 1650 ° C.).
Contact with a catalyst body 46 such as tungsten heated to
Then, the shutter 47 is opened.

【００５８】原料ガス１４０の少なくとも一部は触媒体
４６と接触して触媒的に分解し、触媒分解反応または熱
分解反応によって、高エネルギーをもつシリコン等のイ
オン、ラジカルの集団（即ち、堆積種又はその前駆体）
を形成する。こうして生成したイオン、ラジカル等の堆
積種１５０（又はその前駆体）にグロー放電開始電圧
（約１ｋＶ）以下、例えば５００Ｖの直流電源４９によ
る直流電界を作用させて運動エネルギーを与え、基板１
の側へ指向させて、室温〜５５０℃（例えば２００℃）
に保持された基板１上に多結晶シリコン等の所定の膜５
６を気相成長させる。At least a part of the raw material gas 140 is catalytically decomposed by contact with the catalyst body 46, and a group of ions and radicals (ie, deposited species) of silicon or the like having high energy by a catalytic decomposition reaction or a thermal decomposition reaction. Or its precursor)
To form The kinetic energy is applied to the deposited species 150 (or a precursor thereof), such as ions and radicals, by applying a DC electric field from a DC power supply 49 of a glow discharge starting voltage (about 1 kV) or less, for example, 500 V, to give the kinetic energy.
Room temperature to 550 ° C (eg, 200 ° C)
A predetermined film 5 such as polycrystalline silicon on the substrate 1 held in
6 is vapor-phase grown.

【００５９】こうして、成膜時もプラズマを発生するこ
となく、反応種（イオン、ラジカル等）に対し、触媒体
４６の触媒作用とその熱エネルギーに直流電界による加
速エネルギーを加えた指向性の運動エネルギーを与える
ので、原料ガスを効率良く反応種に変えて、直流電界に
より基板１上に均一に熱ＣＶＤで堆積することができ
る。この堆積種５６は基板１上で泳動し、薄膜中で拡散
するので、緻密でステップカバレージの良い平坦かつ均
一な薄膜５６を形成できる。In this way, even during the film formation, plasma is not generated, and the directional action of adding the acceleration energy due to the DC electric field to the catalytic action of the catalytic body 46 and its thermal energy to the reactive species (ions, radicals, etc.). Since the energy is applied, the source gas can be efficiently converted into a reactive species, and can be uniformly deposited on the substrate 1 by the thermal CVD using a DC electric field. The deposited species 56 migrates on the substrate 1 and diffuses in the thin film, so that a flat and uniform thin film 56 with high density and good step coverage can be formed.

【００６０】従って、このようなＤＣバイアス触媒ＣＶ
Ｄは、従来の触媒ＣＶＤのコントロールファクタである
基板温度、触媒体温度、真空度（原料ガス流量）、原料
ガス種類等に比べ、独立した任意の直流電界で薄膜生成
をコントロールすることを追加するのが特長である。こ
のため、生成膜の基板との密着性をはじめ、生成膜密
度、生成膜均一性又は平滑性、ビアホールなどへの埋め
込み性とステッップカバレージを向上させ、基板温度を
一層低温化し、生成膜のストレスコントロール等が可能
となり、高品質膜（例えばバルクに近い物性のシリコン
膜や金属膜）が得られる。しかも、触媒体４６で生成さ
れた反応種（イオン、ラジカル等）を直流電界で独立し
てコントロールし、効率良く基板上に堆積できるので、
原料ガスの利用効率が高く、生成速度を早めて生産性向
上と原料ガス削減によるコストダウンを図れる。Therefore, such a DC bias catalyst CV
D adds control of thin film formation by an arbitrary DC electric field independent of the conventional control factors of catalytic CVD such as substrate temperature, catalyst body temperature, degree of vacuum (source gas flow rate), source gas type, and the like. This is the feature. For this reason, the adhesion of the formed film to the substrate, the formed film density, the uniformity or smoothness of the formed film, the embedding property in via holes, and the step coverage are improved, and the substrate temperature is further lowered, and And a high quality film (for example, a silicon film or a metal film having physical properties close to bulk) can be obtained. In addition, the reactive species (ions, radicals, etc.) generated by the catalyst body 46 can be independently controlled by a DC electric field, and can be efficiently deposited on the substrate.
The utilization efficiency of the source gas is high, and the production rate can be increased to improve productivity and reduce costs by reducing the source gas.

【００６１】そして、上述のＤＣバイアス触媒エッチン
グと同様に、基板温度を低温化しても堆積種の運動エネ
ルギーが大きいために、目的とする良質の膜が得られ、
基板温度の低温化が可能となり、またプラズマの発生が
ないので、プラズマによるダメージがなく、低ストレス
で密度、均一性、密着性のよい高品質膜が得られる。As in the case of the above-described DC bias catalytic etching, even if the substrate temperature is lowered, the kinetic energy of the deposited species is large, so that a desired high-quality film can be obtained.
Since the substrate temperature can be lowered and no plasma is generated, a high-quality film with low stress, low density, uniformity, and good adhesion can be obtained without plasma.

【００６２】上記のプロセスをまとめると、図７に概略
的に示すように、基体Ｓ上の絶縁膜などの膜ＩＬ上にフ
ォトレジストＰＲを所定パターンに形成した後、反応ガ
スによるバイアス触媒エッチングで膜ＩＬの一部を除去
し、連続して反応ガスによるバイアス触媒アッシングで
フォトレジスト膜ＰＲを除去し、更に連続して成膜用の
原料ガスに変更し、バイアス触媒ＣＶＤにより基体Ｓ上
に所定の膜ＵＬを形成することができる。これによっ
て、薄膜のエッチング、フォトレジストのアッシング、
ＣＶＤ膜の形成を基本的に同一構成の装置で連続して行
えるので、不純物汚染の低減による膜質向上、作業性向
上での生産性向上によるコストダウンが可能となる。To summarize the above process, as schematically shown in FIG. 7, after a photoresist PR is formed in a predetermined pattern on a film IL such as an insulating film on a substrate S, bias catalyst etching using a reaction gas is performed. A part of the film IL is removed, the photoresist film PR is continuously removed by bias catalyst ashing using a reaction gas, and the film is continuously changed to a source gas for film formation. Can be formed. This allows for thin film etching, photoresist ashing,
Since the formation of the CVD film can be performed continuously by basically using the same apparatus, the film quality can be improved by reducing the impurity contamination, and the cost can be reduced by improving the productivity by improving the workability.

【００６３】この場合、バイアス触媒エッチングにおい
ては、希釈ガス又はキャリアガスとして、Ｈｅ、Ｎｅ、
Ａｒ、Ｎ₂ 、又はそれらの混合した不活性ガスに反応ガ
スを添加したものを使用してよい。バイアス触媒アッシ
ングにおいては、希釈ガス又はキャリアガスとしてＨ
ｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｎ₂ 、又はそれらの混合した不活性ガ
スに酸化性ガスを添加したものを使用してよい。そし
て、フォトレジスト膜は完全に除去することが必要であ
る。また、バイアス触媒ＣＶＤにおいては、Ｈ₂ 、Ｈ₂
＋Ａｒ、Ｈ₂ ＋Ｎｅ、Ｈ₂ ＋Ｈｅ、Ｈ₂ ＋Ａｒ＋Ｎｅ＋
Ｈｅ等のように、Ｈ₂ ガスをベースとした水素系キャリ
アガスに各原料ガスを添加したものを使用してよい。In this case, in the bias catalyst etching, He, Ne,
Ar, N ₂ , or a mixture of an inert gas and a reaction gas added thereto may be used. In bias catalyst ashing, H is used as a diluent gas or a carrier gas.
e, Ne, Ar, N ₂ , or a mixture of an inert gas with an oxidizing gas added thereto may be used. Then, the photoresist film needs to be completely removed. In bias catalytic CVD, H ₂ , H ₂
+ Ar, H ₂ + Ne, H ₂ + He, H ₂ + Ar + Ne +
A material obtained by adding each raw material gas to a hydrogen-based carrier gas based on H ₂ gas, such as He, may be used.

【００６４】上記の薄膜５６は、特開昭６３−４０３１
４号公報等に示されている従来の触媒ＣＶＤ装置で形成
することができる。この触媒ＣＶＤ装置によれば、図８
に示すように、例えば水素化ケイ素（例えばモノシラ
ン）ガス１４０（及び必要に応じてＢ₂ Ｈ₆ やＰＨ₃ な
どのドーピングガス）は供給導管から室１４１へ導入さ
れる。堆積室１４１の内部には、基板１を支持するため
のサセプター１４２と、このサセプターに対向配置され
たコイル状の触媒体４６とがそれぞれ配されている。そ
して、基板１は外部加熱手段１４４（例えば電熱手段）
で加熱され、また触媒体４６は例えば抵抗線として融点
以下（特に８００〜２０００℃、タングステンの場合は
約１７００℃）に加熱して活性化される。The above-mentioned thin film 56 is disclosed in JP-A-63-4031.
It can be formed by a conventional catalytic CVD apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4 (1994) -204, etc. According to this catalytic CVD apparatus, FIG.
As shown, for example, a silicon hydride (eg, monosilane) gas 140 (and optionally a doping gas such as B ₂ H ₆ or PH ₃ ) is introduced into the chamber 141 from a supply conduit. Inside the deposition chamber 141, a susceptor 142 for supporting the substrate 1 and a coil-shaped catalyst body 46 arranged opposite to the susceptor are arranged. Then, the substrate 1 is provided with an external heating means 144 (for example, an electric heating means).
The catalyst 46 is activated, for example, by heating it below the melting point (especially 800 to 2000 ° C., particularly about 1700 ° C. in the case of tungsten) as a resistance wire.

【００６５】そして、堆積室１４１内では、雰囲気を窒
素から水素系ガスに換気（約１５〜２０分）してから約
２００〜８００℃に昇温し、シランガスが触媒体４６と
接触して触媒的に分解し、低温（例えば３００℃）に保
持された基板１上に堆積する。堆積時間は成長させる多
結晶シリコン層厚から求め、また成長終了後は降温さ
せ、水素系ガスを窒素に換気し、基板１を取出す。この
ようにして、触媒体４６による触媒反応または熱分解反
応によって、高エネルギーをもつシリコン原子又は原子
の集団を形成し、絶縁性基板１上に堆積させるので、通
常の熱ＣＶＤ法における堆積可能温度より著しく低い低
温の領域で多結晶シリコン層を堆積させることができ
る。Then, in the deposition chamber 141, the atmosphere is ventilated from nitrogen to a hydrogen-based gas (about 15 to 20 minutes), and then the temperature is raised to about 200 to 800 ° C. And is deposited on the substrate 1 maintained at a low temperature (for example, 300 ° C.). The deposition time is determined from the thickness of the polycrystalline silicon layer to be grown. After the growth is completed, the temperature is lowered, the hydrogen gas is ventilated to nitrogen, and the substrate 1 is taken out. In this manner, a silicon atom or a group of atoms having a high energy is formed by the catalytic reaction or the thermal decomposition reaction by the catalyst body 46 and is deposited on the insulating substrate 1. Polysilicon layers can be deposited in much lower cold regions.

【００６６】＜ＭＯＳＴＦＴの製造＞次に、本実施の形
態によるＤＣバイアス触媒エッチング法を用いたＭＯＳ
ＴＦＴの製造例を示す。<Manufacture of MOSTFT> Next, a MOS transistor using the DC bias catalytic etching method according to the present embodiment is described.
An example of manufacturing a TFT will be described.

【００６７】図８又は図５〜図６に示した成膜装置を用
い、まず、図９の（１）に示すように、石英ガラス、結
晶化ガラスなどの絶縁基板１（歪点８００〜１４００
℃、厚さ０．１ｍｍ〜数ｍｍ）の一主面に、特開昭６３
−４０３１４号公報等に示されている触媒ＣＶＤ法（基
板温度２００〜８００℃）又は上述したＤＣバイアス触
媒ＣＶＤ法（基板温度は室温〜５５０℃、例えば２００
〜３００℃、真空度は１０^-1〜１０^-3Ｔｏｒｒ、例えば
１０^-2Ｔｏｒｒ、バイアス電圧は１ｋＶ以下、例えば５
００Ｖ）によって、多結晶シリコン膜７を数μｍ〜０．
００５μｍ（例えば０．１μｍ）の厚みに成長させる。Using the film forming apparatus shown in FIG. 8 or FIGS. 5 to 6, first, as shown in FIG. 9A, an insulating substrate 1 made of quartz glass, crystallized glass or the like (strain points 800 to 1400) is used.
(° C, thickness 0.1 mm to several mm)
No. 40314, etc., the catalytic CVD method (substrate temperature 200 to 800 ° C.) or the above-described DC bias catalytic CVD method (substrate temperature is room temperature to 550 ° C., for example, 200
To 300 ° C., a degree of vacuum of 10 ⁻¹ to 10 ⁻³ Torr, for example, 10 ⁻² Torr, and a bias voltage of 1 kV or less, for example, 5
00V), the polycrystalline silicon film 7 has a thickness of several μm to 0.1 μm.
It is grown to a thickness of 005 μm (for example, 0.1 μm).

【００６８】この場合、成膜室内の雰囲気を窒素から水
素系ガスに換気（約１５〜２０分）してから基板１を約
２００〜３００℃に昇温し、成膜室内の真空度を１０^-1
〜１０^-3Ｔｏｒｒ（例えば１０^-2Ｔｏｒｒ）とし、例え
ば水素系キャリアガス１５０ＳＣＣＭ（Standard cc pe
r minute :以下、同様) 、モノシラン１５〜２０ＳＣＣ
Ｍ（及び必要に応じてＢ₂ Ｈ₆ や、ＰＨ₃ などのドーピ
ングガスも含む。）を導入する。In this case, the atmosphere in the film formation chamber is ventilated from nitrogen to a hydrogen-based gas (about 15 to 20 minutes), and then the temperature of the substrate 1 is raised to about 200 to 300 ° C. ^-1
10 ^-3 and Torr (e.g. 10 ^-2 Torr), for example, hydrogen-based carrier gas 150 SCCM (Standard cc pe
r minute: the same applies hereinafter), monosilane 15 to 20 SCC
M (and a doping gas such as B ₂ H ₆ or PH ₃ as necessary) is introduced.

【００６９】基板１は、室温〜５５０℃（例えば２００
〜３００℃）に加熱し、また触媒体４６は例えば抵抗線
として融点以下（特に８００〜２０００℃、例えばタン
グステン線を約１６５０℃）に加熱して活性化する。水
素系キャリアガスと原料ガスを加熱されたタングステン
等の触媒体４６に接触させる。The substrate 1 is kept at room temperature to 550 ° C. (for example, 200 ° C.).
To 300 ° C.), and the catalyst body 46 is activated, for example, by heating to below the melting point (especially 800 to 2000 ° C., for example, a tungsten wire at about 1650 ° C.) as a resistance wire. The hydrogen-based carrier gas and the source gas are brought into contact with a heated catalyst body 46 such as tungsten.

【００７０】水素系キャリアガスと原料ガスの少なくと
も一部は触媒体４６と接触して触媒的に分解し、触媒分
解反応または熱分解反応によって、高エネルギーをもつ
シリコンイオン、ラジカル、水素イオンの集団（即ち、
堆積種又はその前駆体）を形成する。その後、シャッタ
ー４７を開けて、生成したイオン、ラジカル等の堆積種
１５０（又はその前駆体）を基板１上に堆積させる。或
いは、グロー放電開始電圧（約１ｋＶ）以下、例えば５
００Ｖの直流電源４９による直流電界を作用させて運動
エネルギーを与え、基板１の側へ指向させて、室温〜５
５０℃（例えば２００〜３００℃）に保持された基板１
上に多結晶シリコン膜７を気相成長させる。At least a part of the hydrogen-based carrier gas and at least a part of the raw material gas are catalytically decomposed in contact with the catalyst body 46, and a group of silicon ions, radicals and hydrogen ions having high energy by a catalytic decomposition reaction or a thermal decomposition reaction. (That is,
Deposited species or precursors thereof). Thereafter, the shutter 47 is opened, and the deposited species 150 (or a precursor thereof) such as generated ions and radicals are deposited on the substrate 1. Alternatively, the glow discharge starting voltage (about 1 kV) or less, for example, 5
A kinetic energy is applied by applying a DC electric field from a DC power supply 49 of 00V, and the kinetic energy is directed to the substrate 1 side.
Substrate 1 maintained at 50 ° C. (for example, 200 to 300 ° C.)
A polycrystalline silicon film 7 is vapor-phase grown thereon.

【００７１】こうして、厚さが例えば０．１μｍ程度の
多結晶シリコン膜７を堆積させる。この堆積時間は成長
させる層厚から求め、また成長終了後は降温させ、水素
系ガスを窒素に換気し、基板１を取出す。Thus, a polycrystalline silicon film 7 having a thickness of, for example, about 0.1 μm is deposited. The deposition time is determined from the thickness of the layer to be grown. After the growth is completed, the temperature is lowered, the hydrogen-based gas is ventilated to nitrogen, and the substrate 1 is taken out.

【００７２】そして次に、多結晶シリコン層７をチャン
ネル領域とするＭＯＳトランジスタ（ＴＦＴ）の作製を
行なう。Then, a MOS transistor (TFT) using the polycrystalline silicon layer 7 as a channel region is manufactured.

【００７３】即ち、図９の（２）に示すように、例え
ば、熱酸化処理（９５０℃）、又はヘリウム（Ｈｅ）ガ
ス希釈の酸素ガス及びモノシランガス供給下での上記と
同様のＤＣバイアス触媒ＣＶＤ法によって多結晶シリコ
ン層７の表面に厚さ例えば３５０Åのゲート酸化膜８を
形成する。ＤＣバイアス触媒ＣＶＤ法でゲート酸化膜８
を形成する場合、基板温度及び触媒体温度等は上記した
ものと同様であるが、水素系キャリアガス１５０ＳＣＣ
Ｍ、モノシランガス１５〜２０ＳＣＣＭ、Ｈｅ希釈Ｏ₂
ガス１〜２ＳＣＣＭとしてよい。That is, as shown in FIG. 9B, for example, the same DC bias catalytic CVD as described above under thermal oxidation treatment (950 ° C.) or supply of oxygen gas and monosilane gas diluted with helium (He) gas. A gate oxide film 8 having a thickness of, for example, 350 ° is formed on the surface of polycrystalline silicon layer 7 by the method. Gate oxide film 8 by DC bias catalytic CVD
Is formed, the substrate temperature and the catalyst temperature are the same as those described above, but the hydrogen-based carrier gas 150SCC is used.
M, monosilane gas 15-20 SCCM, He diluted O ₂
The gas may be 1-2 SCCM.

【００７４】次いで、図９の（３）に示すように、Ｎチ
ャンネルＭＯＳトランジスタ用のチャンネル領域の不純
物濃度制御のために、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ
部をフォトレジスト９でマスクし、Ｐ型不純物イオン
（例えばＢ⁺ ）１０を例えば３０ｋＶで２．７×１０¹¹
ａｔｏｍｓ／ｃｍ² のドーズ量で打込み、多結晶シリコ
ン膜７の導電型をＰ型化した多結晶シリコン層１１とす
る。Next, as shown in FIG. 9C, in order to control the impurity concentration in the channel region for the N-channel MOS transistor, the P-channel MOS transistor portion is masked with a photoresist 9 and the P-type impurity ions ( For example, B ⁺ ) 10 is converted to 2.7 × 10 ^{11 at} 30 kV, for example.
The polycrystalline silicon film 7 is implanted at a dose of atoms / cm ^{2 to make} the polycrystalline silicon film 7 a P-type polycrystalline silicon layer 11.

【００７５】次いで、図９の（４）に示すように、Ｐチ
ャンネルＭＯＳトランジスタ用のチャンネル領域の不純
物濃度制御のために、今度はＮチャンネルＭＯＳトラン
ジスタ部をフォトレジスト１２でマスクし、Ｎ型不純物
イオン（例えばＰ⁺ ）１３を例えば５０ｋＶで１×１０
¹¹ａｔｏｍｓ／ｃｍ² のドーズ量で打込み、多結晶シリ
コン膜７のＰ型を補償した多結晶シリコン層１４とす
る。Next, as shown in FIG. 9D, in order to control the impurity concentration in the channel region for the P-channel MOS transistor, the N-channel MOS transistor portion is masked with a photoresist 12 and the N-type impurity is The ions (for example, P ⁺ ) 13 are set to 1 × 10 at 50 kV, for example.
^This is implanted at a dose of ¹¹ atoms / cm ² to form a polycrystalline silicon layer 14 in which the P-type of the polycrystalline silicon film 7 is compensated.

【００７６】次いで、図１０の（５）に示すように、ゲ
ート電極材料としてのリンドープド多結晶シリコン膜１
５を例えば水素系キャリアガス１５０ＳＣＣＭ、ＰＨ₃
５〜１０ＳＣＣＭ、モノシランガス１５ＳＣＣＭの供給
下での上記と同様のＤＣバイアス触媒ＣＶＤ法（基板温
度２００〜３００℃）又は通常の減圧ＣＶＤ法（基板温
度６２０℃）によって厚さ例えば４０００Åに堆積させ
る。Next, as shown in FIG. 10 (5), a phosphorus-doped polycrystalline silicon film 1 as a gate electrode material is formed.
5 is replaced with, for example, a hydrogen-based carrier gas of 150 SCCM, PH ₃
The film is deposited to a thickness of, for example, 4000 ° by the same DC bias catalytic CVD method (substrate temperature: 200 to 300 ° C.) or a normal reduced pressure CVD method (substrate temperature: 620 ° C.) under the supply of 5 to 10 SCCM and 15 SCCM of monosilane gas.

【００７７】次いで、図１０の（６）に示すように、フ
ォトレジスト１６を所定パターンに形成し、これをマス
クにして、図１〜図３に示した上述のＤＣバイアス触媒
エッチング法（希釈ガス（キャリアガス）１５０ＳＣＣ
Ｍ、ＣＦ₄ ＋Ｈｅ希釈Ｏ₂ ５〜１０ＳＣＣＭ、触媒体温
度は白金コートセラミックスで１２００℃、基板温度常
温〜１００℃）によって、多結晶シリコン膜１５をゲー
ト電極形状にパターニングする。Next, as shown in FIG. 10 (6), a photoresist 16 is formed in a predetermined pattern, and using this as a mask, the DC bias catalytic etching method (diluting gas) shown in FIGS. (Carrier gas) 150 SCC
The polycrystalline silicon film 15 is patterned into a gate electrode shape by M, CF ₄ + He diluted O _{2 5 to} 10 SCCM, the catalyst temperature is 1200 ° C. with platinum-coated ceramics, and the substrate temperature is normal temperature to 100 ° C.).

【００７８】更に、希釈ガス（キャリアガス）１５０Ｓ
ＣＣＭ、酸化性ガス（例えば、Ｈｅ希釈Ｏ₂ ）５〜１０
ＳＣＣＭによるＤＣバイアス触媒アッシングでフォトレ
ジスト１６を除去する。しかる後に図１０の（７）に示
すように、例えば９００℃で６０分間、Ｏ₂ 中での酸化
処理でゲート多結晶シリコン膜１５の表面に酸化膜１７
を形成する。Further, the dilution gas (carrier gas) 150S
CCM, oxidizing gas (for example, He diluted O ₂ ) 5 to 10
The photoresist 16 is removed by DC bias catalyst ashing by SCCM. Thereafter, as shown in FIG. 10 (7), an oxide film 17 is formed on the surface of the gate polycrystalline silicon film 15 by oxidation treatment in O ₂ at, for example, 900 ° C. for 60 minutes.
To form

【００７９】次いで、図１０の（８）に示すように、Ｐ
チャンネルＭＯＳトランジスタ部をフォトレジスト１８
でマスクし、Ｎ型不純物である例えばＡｓ⁺ イオン１９
を例えば７０ｋＶで５×１０¹⁵ａｔｏｍｓ／ｃｍ² のド
ーズ量でイオン注入し、９５０℃で４０分間、Ｎ₂ 中で
のアニールによって、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ
のＮ⁺ 型ソース領域２０及びドレイン領域２１をそれぞ
れ形成する。Next, as shown in (8) of FIG.
The channel MOS transistor is replaced with a photoresist 18
And an N-type impurity such as As ⁺ ion 19
Is implanted at a dose of 5 × 10 ¹⁵ atoms / cm ² at, for example, 70 kV, and an N ⁺ type source region 20 and a drain region 21 of an N-channel MOS transistor are annealed at 950 ° C. for 40 minutes in N _2. Form each.

【００８０】次いで、図１１の（９）に示すように、Ｎ
チャンネルＭＯＳトランジスタ部をフォトレジスト２２
でマスクし、Ｐ型不純物である例えばＢ⁺ イオン２３を
例えば３０ｋＶで５×１０¹⁵ａｔｏｍｓ／ｃｍ² のドー
ズ量でイオン注入し、９００℃で５分間、Ｎ₂ 中でのア
ニールによって、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタのＰ
⁺ 型ソース領域２４及びドレイン領域２５をそれぞれ形
成する。Next, as shown in (9) of FIG.
The channel MOS transistor portion is replaced with a photoresist 22
B ⁺ ions 23, which are P-type impurities, are implanted at a dose of 5 × 10 ¹⁵ atoms / cm ² at, for example, 30 kV, and annealed in N ₂ at 900 ° C. for 5 minutes to form a P-channel impurity. MOS transistor P
^{A +} type source region 24 and a drain region 25 are formed respectively.

【００８１】次いで、図１１の（１０）に示すように、
全面に通常のＣＶＤ法又は上記したと同様の触媒ＣＶＤ
法によって、水素系キャリアガス１５０ＳＣＣＭは共通
として、１〜２ＳＣＣＭのＨｅ希釈のＯ₂ 、１５〜２０
ＳＣＣＭのＳｉＨ₄ 供給下でＳｉＯ₂ 膜２６を例えば２
００〜３００℃で５００Åの厚みに、５０〜６０ＳＣＣ
ＭのＮＨ₃ 、１５〜２０ＳＣＣＭのＳｉＨ₄ 供給下でＳ
ｉＮ膜２７を例えば２００〜３００℃で２０００Åの厚
みに積層し、更に、１０〜２０ＳＣＣＭのＨｅ希釈のＢ
₂ Ｈ₆ 、１０〜２０ＳＣＣＭのＨｅ希釈のＰＨ₃ 、１０
〜２０ＳＣＣＭのＨｅ希釈のＯ₂ 、１５〜２０ＳＣＣＭ
のＳｉＨ₄ 供給下でボロン及びリンドープドシリケート
ガラス（ＢＰＳＧ）膜２８をリフロー膜として例えば２
００〜３００℃で６０００Åの厚みに形成し、このＢＰ
ＳＧ膜２８を例えば９００℃でＮ ₂ 中でリフローする。Next, as shown in (10) of FIG.
Normal CVD method or catalytic CVD as described above on the entire surface
Method, hydrogen carrier gas 150 SCCM is common
As an O of 1-2 SCCM in He dilution_Two, 15-20
SCCM SiH_FourSiO under supply_TwoThe film 26 is, for example, 2
50 ~ 60SCC to 500mm thickness at 00 ~ 300 ℃
M NH_Three, 15-20 SCCM SiH_FourS under supply
The thickness of the iN film 27 is, for example, 2000 °
And further diluted with 10-20 SCCM of He diluted B
_TwoH₆, 10-20 SCCM He dilution PH_Three, 10
O in He dilution of ~ 20 SCCM_Two, 15-20 SCCM
SiH_FourBoron and phosphorus doped silicate under supply
The glass (BPSG) film 28 is used as a reflow film, for example, 2
Formed to a thickness of 6000mm at 00-300 ° C, this BP
The SG film 28 is, for example, N _TwoReflow inside.

【００８２】次いで、図１１の（１１）に示すように、
上記の絶縁膜の所定位置に上記と同様の条件でＤＣバイ
アス触媒エッチング法（但し、希釈ガス又はキャリアガ
スをベースに反応ガスはＣＦ₄ ＋Ｈｅ希釈のＯ₂ ）によ
りコンタクト窓開けを行い、同様に、ＤＣバイアス触媒
アッシング法によりフォトレジスト除去を行い、しかる
後に各コンタクトホールを含む全面にアルミニウムなど
の電極材料をスパッタ法等で１５０℃で１μｍの厚みに
堆積し、これを上記と同様の条件でＤＣバイアス触媒エ
ッチング法（但し、希釈ガス又はキャリアガスをベース
に反応ガスはＣＣｌ₄ ＋Ｈｅ希釈のＯ₂ ）によりパター
ニングし、同様に、ＤＣバイアス触媒アッシング法によ
りフォトレジスト除去を行い、しかる後にＰチャンネル
ＭＯＳＴＦＴ及びＮチャンネルＭＯＳＴＦＴのそれぞれ
のソース又はドレイン電極２９（Ｓ又はＤ）とゲート取
出し電極又は配線３０（Ｇ）を形成し、トップゲート型
の各ＭＯＳトランジスタを形成する。Next, as shown in (11) of FIG.
A contact window is opened at a predetermined position of the insulating film by a DC bias catalytic etching method under the same conditions as described above (however, a reactive gas is CF ₄ + He diluted O ₂ based on a diluting gas or a carrier gas). The photoresist is removed by a DC bias catalytic ashing method, and thereafter, an electrode material such as aluminum is deposited on the entire surface including each contact hole at a temperature of 150 ° C. to a thickness of 1 μm by a sputtering method or the like, and is deposited under the same conditions as above. Patterning is performed by a DC bias catalyst etching method (however, the reaction gas is CCl ₄ + He diluted O ₂ based on a diluting gas or a carrier gas). Similarly, the photoresist is removed by a DC bias catalyst ashing method. The source or drain of each of the MOSTFT and N-channel MOSTFT Emission electrode 29 and the (S or D) forming a gate extraction electrode or wiring 30 (G), forming each MOS transistor having a top gate type.

【００８３】なお、上記のアルミニウムをＤＣバイアス
触媒ＣＶＤで形成すれば、例えば、ＤＣバイアス触媒エ
ッチング、ＤＣバイアス触媒アッシング、ＤＣバイアス
触媒ＣＶＤの如き順に連続した作業を同じ装置を用いて
行うことができる。If the above aluminum is formed by DC bias catalytic CVD, continuous operations such as DC bias catalytic etching, DC bias catalytic ashing, and DC bias catalytic CVD can be performed using the same apparatus. .

【００８４】＜ＬＣＤの製造＞次に、本実施の形態によ
るＤＣバイアス触媒エッチング法を用いた液晶表示装置
（ＬＣＤ）の液晶駆動基板（以後、ＴＦＴ基板と称す
る。）の製造例を示す。<Manufacture of LCD> Next, an example of manufacturing a liquid crystal drive substrate (hereinafter, referred to as a TFT substrate) of a liquid crystal display (LCD) using the DC bias catalytic etching method according to the present embodiment will be described.

【００８５】図８又は図５〜図６に示した成膜装置を用
い、まず、図１２の（１）に示すように、画素部及び周
辺回路部において、石英ガラス、結晶化ガラスなどの絶
縁基板１（歪点８００〜１４００℃、厚さ０．１ｍｍ〜
数ｍｍ）の一主面に、上述したＤＣバイアス触媒ＣＶＤ
法（基板温度は室温〜５５０℃、例えば２００〜３００
℃、真空度は１０^-1〜１０^-3Ｔｏｒｒ、例えば１０^-2Ｔ
ｏｒｒ、バイアス電圧印加の場合は１ｋＶ以下、例えば
５００Ｖ））によって、多結晶シリコン膜６７を数μｍ
〜０．００５μｍ（例えば０．１μｍ）の厚みに成長さ
せる。Using the film forming apparatus shown in FIG. 8 or FIGS. 5 to 6, first, as shown in FIG. 12A, an insulating material such as quartz glass or crystallized glass is used in the pixel portion and the peripheral circuit portion. Substrate 1 (strain point 800-1400 ° C, thickness 0.1 mm-
DC bias catalytic CVD described above on one main surface
Method (substrate temperature is from room temperature to 550 ° C., for example, 200 to 300
° C and the degree of vacuum is 10 ^-1 to 10 ^-3 Torr, for example, 10 ^-2 T
orr, 1 kV or less in the case of applying a bias voltage, for example, 500 V).
It is grown to a thickness of about 0.005 μm (for example, 0.1 μm).

【００８６】この場合、成膜室内の雰囲気を窒素から水
素系ガスに換気（約１５〜２０分）してから成膜室内の
真空度を１０^-1〜１０^-3Ｔｏｒｒとし、例えば水素系キ
ャリアガス１５０ＳＣＣＭ、モノシランガス１５〜２０
ＳＣＣＭ（及び必要に応じてＢ₂ Ｈ₆ や、ＰＨ₃ などの
ドーピングガスも含む。）を上述したと同様にして導入
する。In this case, the atmosphere in the film formation chamber is ventilated from nitrogen to a hydrogen-based gas (about 15 to 20 minutes), and then the degree of vacuum in the film formation chamber is set to 10 ⁻¹ to 10 ⁻³ Torr. 150 SCCM gas, monosilane gas 15-20
SCCM (and doping gas such as B ₂ H ₆ and PH ₃ as necessary) is introduced in the same manner as described above.

【００８７】基板１は上述したと同様にして室温〜５５
０℃（例えば２００〜３００℃）に加熱し、また触媒体
４６は例えば抵抗線として融点以下（特に８００〜２０
００℃、例えばタングステン線を１７００〜１８００
℃）に加熱して活性化する。そして、原料ガスを加熱さ
れたタングステン等の触媒体４６に接触させる。The substrate 1 is kept at room temperature to 55
The catalyst 46 is heated to 0 ° C. (for example, 200 to 300 ° C.).
00 ° C, for example, a tungsten wire of 1700 to 1800
C) to activate. Then, the source gas is brought into contact with the heated catalyst body 46 such as tungsten.

【００８８】原料ガスの少なくとも一部は触媒体４６と
接触して触媒的に分解し、触媒分解反応または熱分解反
応によって、高エネルギーをもつシリコンイオン、ラジ
カル、水素イオンの集団（即ち、堆積種又はその前駆
体）を形成し、基板１上に堆積させる。或いは、生成し
たイオン、ラジカル等の堆積種１５０（又はその前駆
体）にグロー放電開始電圧（約１ｋＶ）以下、例えば５
００Ｖの直流電源４９による直流電界を作用させて運動
エネルギーを与え、基板１の側へ指向させて、室温〜５
５０℃（例えば４００℃）に保持された基板１上に多結
晶シリコン膜６７を気相成長させる。At least a part of the raw material gas is catalytically decomposed by contacting the catalyst 46, and a group of silicon ions, radicals, and hydrogen ions having high energy (that is, deposited species) is catalyzed or thermally decomposed. (Or a precursor thereof) is formed and deposited on the substrate 1. Alternatively, a glow discharge starting voltage (about 1 kV) or less, for example, 5
A kinetic energy is applied by applying a DC electric field from a DC power supply 49 of 00V, and the kinetic energy is directed to the substrate 1 side.
A polycrystalline silicon film 67 is vapor-phase grown on the substrate 1 maintained at 50 ° C. (for example, 400 ° C.).

【００８９】こうして、厚さが例えば０．１μｍ程度の
多結晶シリコン膜６７を堆積させる。この堆積時間は成
長させる層厚から求め、また成長終了後は降温させ、水
素を窒素に換気し、基板１を取出す。Thus, a polycrystalline silicon film 67 having a thickness of, for example, about 0.1 μm is deposited. The deposition time is determined from the thickness of the layer to be grown, and after the growth is completed, the temperature is lowered, hydrogen is ventilated to nitrogen, and the substrate 1 is taken out.

【００９０】次いで、図１２の（２）に示すように、フ
ォトレジストマスクを用いて多結晶シリコン膜６７をパ
ターニングし、各部のトランジスタ活性層を形成する。Next, as shown in FIG. 12 (2), the polycrystalline silicon film 67 is patterned using a photoresist mask to form a transistor active layer in each part.

【００９１】次いで、図１２の（３）に示すように、例
えば、熱酸化処理（９５０℃）、又はＨｅ希釈の酸素ガ
ス及びモノシランガス供給下での上記と同様のＤＣバイ
アス触媒ＣＶＤ法によって多結晶シリコン膜６７の表面
に厚さ例えば３５０Åのゲート酸化膜６８を形成する。
ＤＣバイアス触媒ＣＶＤ法でゲート酸化膜６８を形成す
る場合、基板温度及び触媒体温度等は上記したものと同
様であるが、水素系キャリアガス１５０ＳＣＣＭ、モノ
シランガス１５〜２０ＳＣＣＭ、Ｈｅ希釈Ｏ₂ガス１〜
２ＳＣＣＭとしてよい。Next, as shown in FIG. 12 (3), for example, polycrystalline by a thermal oxidation treatment (950 ° C.) or a DC bias catalytic CVD method similar to the above under the supply of He diluted oxygen gas and monosilane gas. A gate oxide film 68 having a thickness of, for example, 350 ° is formed on the surface of the silicon film 67.
When the gate oxide film 68 is formed by the DC bias catalytic CVD method, the substrate temperature and the catalyst temperature are the same as those described above, but the hydrogen-based carrier gas 150 SCCM, the monosilane gas 15 to 20 SCCM, the He-diluted O ₂ gas 1 to
It may be 2SCCM.

【００９２】次いで、トランジスタ活性層６７のチャン
ネル領域の不純物濃度制御のためにＢ⁺ 又はＰ⁺ 等の所
定の不純物のイオン注入を行なった後、図１２の（４）
に示すように、ゲート電極材料として、例えばアルミニ
ウムをスパッタリングで厚さ例えば４０００Åに堆積さ
せるか、或いは、多結晶シリコン膜を水素系キャリアガ
スをベースに１５〜２０ＳＣＣＭのモノシランガスの供
給下での上記と同様のＤＣバイアス触媒ＣＶＤ法（基板
温度２００〜３００℃）によって厚さ例えば４０００Å
に堆積させる。その後、リン拡散等により高濃度、低抵
抗多結晶シリコン膜を形成する。そして、フォトレジス
トマスク１６０を用いて、ゲート電極材料層を上記と同
様の条件でＤＣバイアス触媒エッチング法によってゲー
ト電極７５の形状にパターニングする。なお、ＤＣバイ
アス触媒アッシング法によるフォトレジストマスクの除
去後に、例えば９００℃で６０分間、Ｏ₂ 中での酸化処
理でゲート多結晶シリコン膜７５の表面に酸化膜を形成
してよい。Next, ions of a predetermined impurity such as B ⁺ or P ⁺ are implanted for controlling the impurity concentration in the channel region of the transistor active layer 67, and then (4) in FIG.
As shown in the above, as a gate electrode material, for example, aluminum is deposited to a thickness of, for example, 4000 ° by sputtering, or a polycrystalline silicon film is formed as described above under a supply of a monosilane gas of 15 to 20 SCCM based on a hydrogen-based carrier gas. By the same DC bias catalytic CVD method (substrate temperature 200 to 300 ° C.), a thickness of, for example, 4000 °
To be deposited. Thereafter, a high-concentration, low-resistance polycrystalline silicon film is formed by phosphorus diffusion or the like. Then, using a photoresist mask 160, the gate electrode material layer is patterned into the shape of the gate electrode 75 by a DC bias catalytic etching method under the same conditions as described above. After the removal of the photoresist mask by the DC bias catalytic ashing method, an oxide film may be formed on the surface of the gate polycrystalline silicon film 75 by an oxidation treatment in O ₂ at, for example, 900 ° C. for 60 minutes.

【００９３】次いで、図１３の（５）に示すように、Ｐ
チャンネルＭＯＳトランジスタ部をフォトレジスト７８
でマスクし、Ｎ型不純物である例えばＡｓ⁺ （又は
Ｐ⁺ ）イオン７９を例えば７０ｋＶで１×１０¹⁵ａｔｏ
ｍｓ／ｃｍ² のドーズ量でイオン注入し、ＤＣバイアス
触媒アッシング法によりフォトレジスト膜を除去し、９
５０℃で４０分間、Ｎ₂ 中でのアニールによって、Ｎチ
ャンネルＭＯＳトランジスタのＮ⁺ 型ソース領域８０及
びドレイン領域８１をそれぞれ形成する。Next, as shown in (5) of FIG.
The channel MOS transistor is replaced with a photoresist 78
And the N-type impurity, for example, As ⁺ (or P ⁺ ) ion 79 is, for example, 1 × 10 ^{15 at} 70 kV.
The photoresist film was removed by DC bias catalytic ashing, and ion implantation was performed at 9 ms / cm ^2.
The N ⁺ -type source region 80 and the drain region 81 of the N-channel MOS transistor are formed by annealing in N ₂ at 50 ° C. for 40 minutes.

【００９４】次いで、図１３の（６）に示すように、Ｎ
チャンネルＭＯＳトランジスタ部をフォトレジスト８２
でマスクし、Ｐ型不純物である例えばＢ⁺ イオン８３を
例えば３０ｋＶで１×１０¹⁵ａｔｏｍｓ／ｃｍ² のドー
ズ量でイオン注入し、ＤＣバイアス触媒アッシング法に
よりフォトレジスト膜を除去し、９００℃で５分間、Ｎ
₂ 中でのアニールによって、ＰチャンネルＭＯＳトラン
ジスタのＰ⁺ 型ソース領域８４及びドレイン領域８５を
それぞれ形成する。Next, as shown in (6) of FIG.
The channel MOS transistor portion is formed by a photoresist 82
B ⁺ ions 83, which are P-type impurities, are implanted at a dose of 1 × 10 ¹⁵ atoms / cm ² at, for example, 30 kV, and the photoresist film is removed by a DC bias catalytic ashing method. 5 minutes, N
Annealing in ₂ forms a P ⁺ type source region 84 and a drain region 85 of the P-channel MOS transistor, respectively.

【００９５】なお、上記の図１３の（５）及び（６）に
示したフォトレジスト７８、８２はそれぞれ溶解除去す
るが、これを良好に行なうために、上述したＤＣバイア
ス触媒エッチング装置においてアッシング用の反応ガス
（例えばＯ₂ 又はＣＦ₄ 、Ｃ₂ Ｆ₆ など）を供給し、基
板温度約２００℃、触媒体温度約１６００℃として１ｋ
Ｖ以下（例えば５００Ｖ）の直流バイアス電界を印加す
る。これによって生成したラジカル等の反応種によって
フォトレジスト表面の不溶物をアッシング除去する。し
かる後、フォトレジストを溶媒で処理して完全に溶解除
去する。なお、このようなアッシングは、前述した図９
〜図１１のＭＯＳＴＦＴの製造においても同様に行なっ
てよい。反応ガスの種類やＤＣバイアス条件、及びフォ
トレジストの状態によっては、アッシング除去のみでフ
ォトレジストを完全に除去できるので、その後の溶媒処
理は不要である。The photoresists 78 and 82 shown in FIGS. 13 (5) and (6) are dissolved and removed, respectively. (For example, O ₂ or CF ₄ , C ₂ F _6, etc.) and the substrate temperature is about 200 ° C. and the catalyst temperature is about 1600 ° C.
A DC bias electric field of V or less (for example, 500 V) is applied. The insolubles on the photoresist surface are removed by ashing by reactive species such as radicals generated thereby. Thereafter, the photoresist is treated with a solvent to completely dissolve and remove the photoresist. Note that such ashing is performed in the manner shown in FIG.
11 may be similarly performed. Depending on the type of reaction gas, the DC bias condition, and the state of the photoresist, the photoresist can be completely removed only by ashing removal, so that subsequent solvent treatment is unnecessary.

【００９６】次いで、図１３の（７）に示すように、全
面に上記したと同様のＤＣバイアス触媒ＣＶＤ法によっ
て、水素系キャリアガス１５０ＳＣＣＭは共通とし、１
〜２ＳＣＣＭのＨｅ希釈Ｏ₂ 、１５〜２０ＳＣＣＭのＳ
ｉＨ₄ 供給下でＳｉＯ₂ 膜を例えば２００〜３００℃で
５００Åの厚みに、５０〜６０ＳＣＣＭのＮＨ₃ 、１５
〜２０ＳＣＣＭのＳｉＨ₄ 供給下でＳｉＮ膜を例えば２
００〜３００℃で２０００Åの厚みに積層し、更に、１
０〜２０ＳＣＣＭのＨｅ希釈のＢ₂ Ｈ₆ 、１０〜２０Ｓ
ＣＣＭのＨｅ希釈のＰＨ₃ 、１０〜２０ＳＣＣＭのＨｅ
希釈のＯ₂ 、１５〜２０ＳＣＣＭのＳｉＨ₄ 供給下でボ
ロン及びリンドープドシリケートガラス（ＢＰＳＧ）膜
をリフロー膜として例えば２００〜３００℃で６０００
Åの厚みに形成し、このＢＰＳＧ膜を例えば９００℃の
Ｎ₂ 中でリフローする。これらの絶縁膜の積層によって
層間絶縁膜８６を形成する。なお、このような層間絶縁
膜は、上記とは別の通常の方法で形成してもよい。Next, as shown in FIG. 13 (7), a hydrogen-based carrier gas of 150 SCCM is made common to the entire surface by the same DC bias catalytic CVD method as described above.
He diluted O ₂ at ~ ₂ SCCM, S at 15-20 SCCM
Under the supply of iH ₄ , the SiO ₂ film is formed to a thickness of, for example, 500 ° at 200 to 300 ° C. and 50 to 60 SCCM NH ₃ , 15
Under SiH ₄ supply of の 20 SCCM, the SiN film is
Laminated to a thickness of 2000 mm at 00 to 300 ° C.
B ₂ H ₆ of He dilution 0~20SCCM, 10~20S
PH ₃ diluted with CCM He, 10-20 SCCM He
A boron and phosphorus doped silicate glass (BPSG) film is used as a reflow film under a supply of diluted O ₂ and 15 to ₂₀ SCCM of SiH _4, for example, at a temperature of 200 to 300 ° C. and 6000.
Then, the BPSG film is reflowed in, for example, N ₂ at 900 ° C. An interlayer insulating film 86 is formed by stacking these insulating films. Note that such an interlayer insulating film may be formed by another ordinary method different from the above.

【００９７】次いで、図１４の（８）に示すように、上
記の絶縁膜８６の所定位置に上述したと同様の条件でＤ
Ｃバイアス触媒エッチング法によりコンタクト窓開けを
行い、同様に、ＤＣバイアス触媒アッシング法によりフ
ォトレジスト除去を行い、しかる後に各コンタクトホー
ルを含む全面にアルミニウムなどの電極材料をスパッタ
法等で１５０℃で１μｍの厚みに堆積し、これを上述し
たと同様のＤＣバイアス触媒エッチング法によりパター
ニングし、同様に、ＤＣバイアス触媒アッシング法によ
りフォトレジスト除去を行い、しかる後に画素部のＮチ
ャンネルＭＯＳＴＦＴのソース電極８７、周辺回路部の
ＰチャンネルＭＯＳＴＦＴ及びＮチャンネルＭＯＳＴＦ
Ｔのソース電極８８、９０とドレイン電極８９、９１を
それぞれ形成する。Next, as shown in FIG. 14 (8), D is placed at a predetermined position of the insulating film 86 under the same conditions as described above.
A contact window is opened by a C bias catalyst etching method, and similarly, a photoresist is removed by a DC bias catalyst ashing method. Thereafter, an electrode material such as aluminum is applied to the entire surface including each contact hole at 150 ° C. for 1 μm by sputtering or the like. , And patterned by the same DC bias catalytic etching method as described above. Similarly, the photoresist is removed by the DC bias catalytic ashing method. Thereafter, the source electrode 87 of the N-channel MOSTFT in the pixel portion is formed. P-channel MOSTFT and N-channel MOSTF in peripheral circuit section
T source electrodes 88 and 90 and drain electrodes 89 and 91 are formed, respectively.

【００９８】なお、上記のアルミニウムをＤＣバイアス
触媒ＣＶＤで形成すれば、例えば、ＤＣバイアス触媒エ
ッチング、ＤＣバイアス触媒アッシング、ＤＣバイアス
触媒ＣＶＤの如き順に連続した作業を同じ装置によって
行うことができる。If the above aluminum is formed by DC bias catalyst CVD, continuous operations such as DC bias catalyst etching, DC bias catalyst ashing, and DC bias catalyst CVD can be performed by the same apparatus.

【００９９】次いで、表面上にＳｉＯ₂ 等の層間絶縁膜
９２をバイアス触媒ＣＶＤ法又は触媒ＣＶＤ法で形成し
た後、図１４の（９）に示すように、画素部において層
間絶縁膜９２及び８６にコンタクトホールを開け、例え
ばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ：インジ
ウム酸化物にスズをドープした透明電極材料）を真空蒸
着法等で全面に堆積させ、パターニングしてドレイン領
域８１に接続された透明画素電極９３を形成する（な
お、この時、触媒エッチング及びアッシングでコンタク
トホール開けとフォトレジスト膜除去をそれぞれ行って
もよい）。こうして、透過型のＬＣＤのＴＦＴ基板を作
製することができる。なお、上記した工程は、反射型の
ＬＣＤのＴＦＴ基板の製造にも同様に適用可能である。Next, after an interlayer insulating film 92 of SiO ₂ or the like is formed on the surface by a bias catalytic CVD method or a catalytic CVD method, as shown in FIG. 14 (9), the interlayer insulating films 92 and 86 are formed in the pixel portion. A contact hole is formed in the transparent pixel electrode 93 connected to the drain region 81 by depositing, for example, indium tin oxide (ITO: a transparent electrode material in which tin is doped with indium oxide) by vacuum evaporation or the like. (At this time, contact holes may be opened and the photoresist film may be removed by catalytic etching and ashing, respectively). Thus, a TFT substrate of a transmission type LCD can be manufactured. The above-described steps can be similarly applied to the manufacture of a TFT substrate of a reflective LCD.

【０１００】第２の実施の形態 図１５について、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。 Second Embodiment Referring to FIG. 15, a second embodiment of the present invention will be described.

【０１０１】本実施の形態では、上述した第１の実施の
形態のＤＣバイアス触媒エッチング法及びその装置にお
いて、図１５に示すように、基板１又はサセプタ４５の
近傍に荷電粒子又はイオン（例えばエレクトロン）シャ
ワー１００を配設していることが特徴的である。従っ
て、上述した第１の実施の形態による作用効果に加え
て、次の優れた作用効果が得られる。In the present embodiment, in the DC bias catalytic etching method and the apparatus of the first embodiment described above, as shown in FIG. 15, charged particles or ions (for example, electrons) are placed near the substrate 1 or the susceptor 45. The feature is that a shower 100 is provided. Therefore, in addition to the functions and effects of the above-described first embodiment, the following excellent functions and effects can be obtained.

【０１０２】即ち、上述した多結晶シリコン膜等のエッ
チング時又はエッチング中に触媒体４６の触媒作用で反
応ガス中にイオン等の反応種又はその前駆体が発生し、
これにより基板１がチャージアップしてエッチングムラ
を生じることがあるが、例えば上記のエレクトロンシャ
ワー１００から上記イオン等に電子を照射することによ
って基板１上のチャージを中和し、そのチャージアップ
を十分に防止することができる。特に、基板１が絶縁物
からなっていると、電荷を蓄積し易いため、エレクトロ
ンシャワー１００の使用は効果的である。That is, a reactive species such as ions or a precursor thereof is generated in a reaction gas by the catalytic action of the catalyst body 46 during or during the etching of the above-described polycrystalline silicon film, etc.
As a result, the substrate 1 may be charged up, causing etching unevenness. For example, the electrons on the substrate 1 may be irradiated with electrons from the electron shower 100 to neutralize the charge on the substrate 1 and sufficiently increase the charge. Can be prevented. In particular, when the substrate 1 is made of an insulating material, charges are easily accumulated, and thus the use of the electron shower 100 is effective.

【０１０３】第３の実施の形態 図１６について、本発明の第３の実施の形態を説明す
る。 Third Embodiment Referring to FIG. 16, a third embodiment of the present invention will be described.

【０１０４】本実施の形態では、上述した第１の実施の
形態のＤＣバイアス触媒エッチング法及びその装置にお
いて、図１６に示すように、反応種を加速するための電
極を基板１と触媒体４６との間に配されたメッシュ電極
１０１としていることが特徴的である。In the present embodiment, in the DC bias catalytic etching method and the apparatus of the above-described first embodiment, as shown in FIG. 16, electrodes for accelerating the reactive species are formed on the substrate 1 and the catalyst 46. The feature is that the mesh electrode 101 is disposed between the two.

【０１０５】即ち、基板１と触媒体４６との間に、ガス
通過孔１０１ｃを有する複数のメッシュ電極１０１ａと
１０１ｂとを配し、これらの間に１ｋＶ以下のＤＣ電圧
４９を印加して、上述したと同様に、触媒体４６による
反応ガスの分解で生成した反応種に基板１の方向への運
動エネルギーを付与している。従って、上述した第１の
実施の形態と同様の作用効果に加えて、予め設計、加工
した加速電極をメッシュ電極１０１として基板１と触媒
体４６との間の間隙内に容易に挿入でき、また、加速電
極を加速効率を高める形状に予め加工した後に配設する
ことができる。なお、メッシュ電極１０１とシャワーヘ
ッド４２は共に、耐熱性の良い（望ましくは触媒体４６
と同じか或いはそれ以上の融点を有する材質）からなっ
ているのがよい。That is, a plurality of mesh electrodes 101a and 101b having gas passage holes 101c are arranged between the substrate 1 and the catalyst body 46, and a DC voltage 49 of 1 kV or less is applied between them, and Similarly to the above, kinetic energy in the direction of the substrate 1 is imparted to the reaction species generated by the decomposition of the reaction gas by the catalyst 46. Therefore, in addition to the same operation and effect as the above-described first embodiment, the acceleration electrode designed and processed in advance can be easily inserted into the gap between the substrate 1 and the catalyst body 46 as the mesh electrode 101, and Alternatively, the accelerating electrode can be disposed after being processed in advance into a shape that enhances the acceleration efficiency. Note that both the mesh electrode 101 and the shower head 42 have good heat resistance (preferably, the catalyst body 46).
Or a material having a melting point equal to or higher than the above.

【０１０６】第４の実施の形態 図１７について、本発明の第４の実施の形態を説明す
る。 Fourth Embodiment A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【０１０７】本実施の形態では、上述した第３の実施の
形態と比べ、加速用の一方のメッシュ電極１０１ａを触
媒体４６とシャワーヘッド４２との間に、加速用の他方
のメッシュ電極１０１ｂを基板１と触媒体４６との間に
それぞれ配置している点が異なっている。In the present embodiment, one mesh electrode 101a for acceleration is provided between the catalyst 46 and the shower head 42, and the other mesh electrode 101b for acceleration is provided in comparison with the third embodiment. The difference is that they are arranged between the substrate 1 and the catalyst body 46, respectively.

【０１０８】従って、本実施例では、上記メッシュ電極
１０１ａと１０１ｂとが触媒体４６の両側に存在してい
ることから、生成した反応種を基板１の方へより指向さ
せ易いものと考えられる。メッシュ電極１０１ａ及び１
０１ｂは、シャワーヘッド４２と共に、触媒体４６と同
じか或いはそれ以上の融点を有する材質の高耐熱性材料
で形成されていることが望ましい。Therefore, in the present embodiment, since the mesh electrodes 101a and 101b are present on both sides of the catalyst body 46, it is considered that the generated reactive species can be more easily directed toward the substrate 1. Mesh electrodes 101a and 1
It is desirable that 01b is formed of a high heat resistant material having a melting point equal to or higher than that of the catalyst body 46 together with the shower head 42.

【０１０９】第５の実施の形態 図１８について、本発明の第５の実施の形態を説明す
る。 Fifth Embodiment A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【０１１０】本実施の形態では、上述した加速電極１０
１の形状を図１８（Ａ）の多孔板状、図１８（Ｂ）のメ
ッシュ状とし、ガス流を妨げることなしに効率良く加速
作用を発揮させている。このような形状は、触媒体４６
についても同様に適用できるものである。In the present embodiment, the acceleration electrode 10 described above is used.
The shape of 1 is a perforated plate shape shown in FIG. 18A and a mesh shape shown in FIG. 18B, and the acceleration action is efficiently exhibited without obstructing the gas flow. Such a shape corresponds to the catalyst body 46.
Is similarly applicable.

【０１１１】第６の実施の形態 図１９について、本発明の第６の実施の形態を説明す
る。 Sixth Embodiment A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【０１１２】本実施の形態では、上述した第１の実施の
形態のＤＣバイアス触媒エッチング装置を常圧下で操作
する場合において、ガス流が基板１上の膜に接触しない
ように、例えばサセプタ４５に通気孔１０２を形成し、
基板１の周辺域から排ガス１０３を上方へ導き、排気口
（図示せず）へと流動させている。In this embodiment, when the above-described DC bias catalytic etching apparatus of the first embodiment is operated under normal pressure, the gas flow is prevented from coming into contact with the film on the substrate 1 by, for example, the susceptor 45. Forming a vent 102,
The exhaust gas 103 is guided upward from the peripheral area of the substrate 1 and flows to an exhaust port (not shown).

【０１１３】従って、常圧で操作しても、基板１上の膜
又は基板を汚染することはない。また、常圧タイプであ
ることから、装置構成がシンプルとなり、スループット
も向上する。Therefore, even if operated at normal pressure, the film on the substrate 1 or the substrate is not contaminated. In addition, since it is a normal pressure type, the device configuration is simplified and the throughput is improved.

【０１１４】第７の実施の形態 図２０〜図２３について、本発明の第７の実施の形態を
説明する。 Seventh Embodiment A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【０１１５】上述した各実施の形態では、基板１をシャ
ワーヘッド４２の上方に配したが、本実施の形態では、
図２０に示すように、基板１をシャワーヘッド４２の下
方に配している点のみが異なり、他の構成や、操作方法
は同様である。従って、基本的には、上述した第１の実
施の形態と同様の作用効果が得られる。In each of the above-described embodiments, the substrate 1 is disposed above the shower head 42. However, in the present embodiment,
As shown in FIG. 20, the only difference is that the substrate 1 is disposed below the shower head 42, and other configurations and operation methods are the same. Therefore, basically, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.

【０１１６】具体的な構成例としては、常圧タイプが挙
げられ、まず図２１に示すように、回転式のヒータ付き
サセプタ４５上に基板１を自転式の台１０４を介して複
数枚配置し、サセプタ中心孔内に導管兼回転軸１０５を
有する回転式のシャワーヘッド４２から反応ガス４０を
供給し、触媒体４６（但し、電源は図示省略：以下、同
様）による反応種をＤＣ電源４９によるＤＣ電界中で基
板１上に導き、その上の膜をエッチングする。排ガスは
サセプタ４５の周囲から下方へ導かれる。As a specific configuration example, there is a normal pressure type. First, as shown in FIG. 21, a plurality of substrates 1 are arranged on a rotary type susceptor 45 with a heater via a rotation type base 104. A reactive gas 40 is supplied from a rotary shower head 42 having a conduit / rotary shaft 105 in the center hole of the susceptor, and a reactive species by a catalyst 46 (a power source is not shown; the same applies hereinafter) is supplied by a DC power source 49. The film is guided on the substrate 1 in a DC electric field, and the film thereon is etched. The exhaust gas is guided downward from around the susceptor 45.

【０１１７】この例の場合、複数の基板１及びシャワー
ヘッド４２を回転させながら反応種を基板方向へ加速し
てエッチングするため、量産性が良い上にガスの分布が
一様となり、エッチングの均一性が向上する。In this example, since the reactive species are accelerated in the direction of the substrate while rotating the plurality of substrates 1 and the shower head 42 for etching, the mass productivity is good, the gas distribution is uniform, and the etching is uniform. The performance is improved.

【０１１８】また、図２２に示す例では、自転式のヒー
タ１０６付きサセプタ４５が円錐形のバッファ１０７の
周りで公転する自公転式とし、各サセプタ４５上に基板
１を固定し、円錐形のベルジャー１０８上のシャワーヘ
ッド４２から反応ガス４０を供給し、触媒体４６による
反応種をサセプタ４５（基板１）とメッシュ電極１０１
との間に印加するＤＣ電圧４９によって加速し、基板１
上の膜をエッチングする。In the example shown in FIG. 22, the susceptor 45 with the heater 106 of the self-rotating type revolves around the buffer 107 having a conical shape, and the substrate 1 is fixed on each susceptor 45 to form the conical type. The reaction gas 40 is supplied from the shower head 42 on the bell jar 108, and the reaction species by the catalyst body 46 is supplied to the susceptor 45 (substrate 1) and the mesh electrode 101.
Is accelerated by a DC voltage 49 applied between
Etch the upper film.

【０１１９】この例の場合、円錐形のベルジャー内で複
数の基板１を自公転させながら反応種を基板方向へ加速
しているため、量産性が良い上にガスの分布が一様とな
り、エッチングの均一性が一層向上する。In this example, the reaction species are accelerated in the direction of the substrate while revolving the plurality of substrates 1 in a conical bell jar, so that the mass productivity is good and the gas distribution becomes uniform, so that the etching is performed. Is further improved.

【０１２０】図２３は、別の連続式常圧エッチング装置
の例を示し、搬送ベルト１０９上に基板１を配置し、シ
ャワーヘッド４２から反応ガス４０を供給し、触媒体４
６による反応種を搬送ベルト１０９（基板１）とメッシ
ュ電極１０１との間に印加するＤＣ電圧４９によって加
速し、基板１上の膜をエッチングする。排ガス１０３は
基板１の上方へ導くので、膜への汚染等の問題はない。FIG. 23 shows another example of the continuous type normal pressure etching apparatus, in which the substrate 1 is placed on the conveyor belt 109, the reaction gas 40 is supplied from the shower head 42, and the catalyst 4
6 is accelerated by the DC voltage 49 applied between the conveyor belt 109 (substrate 1) and the mesh electrode 101, and the film on the substrate 1 is etched. Since the exhaust gas 103 is guided above the substrate 1, there is no problem such as contamination of the film.

【０１２１】この例の場合、基板１を一方向へ搬送しな
がら反応種を基板方向へ加速し、かつ排ガスを上方へ排
出しているので、エッチングの量産性が良く、常圧タイ
プであってもエッチングし易い。In this example, the reactive species are accelerated in the direction of the substrate while the substrate 1 is transported in one direction, and the exhaust gas is discharged upward. Therefore, the mass productivity of etching is good and the normal pressure type is used. Is also easy to etch.

【０１２２】第８の実施の形態 図２４について、本発明の第８の実施の形態を説明す
る。 Eighth Embodiment Referring to FIG. 24, an eighth embodiment of the present invention will be described.

【０１２３】本実施の形態による成膜装置は、例えば５
個のチャンバを選択的に用い、順次膜のエッチングが可
能である。基板１はサセプタ４５に真空吸着され、ロー
ドステーションのロボット１１０によりロード部１１１
に装入されてティスパージョンヘッド１１２により各チ
ャンバーに順次送られ、この間に基板面が下方を向く図
１の如きフェイスダウンの状態でエッチングが行なわれ
る。但し、上述した触媒体４６や加速電極は図示省略し
ている。The film forming apparatus according to the present embodiment is, for example, 5
The film can be sequentially etched by selectively using the chambers. The substrate 1 is vacuum-adsorbed to the susceptor 45, and is loaded by the loading unit
, And sequentially sent to each chamber by the dispersion head 112, during which etching is performed in a face-down state as shown in FIG. 1 in which the substrate surface faces downward. However, the catalyst body 46 and the accelerating electrode described above are not shown.

【０１２４】この例の場合、積層膜のエッチングに有利
であり、また基板１の熱源が上方にあるために対流効果
が少なく、また基板１がフェイスダウンのためにパーテ
ィクルの付着も抑制できる。In the case of this example, it is advantageous for etching of the laminated film, the convection effect is small because the heat source of the substrate 1 is above, and the adhesion of particles can be suppressed because the substrate 1 is face-down.

【０１２５】第９の実施の形態 図２５〜図２６について、本発明の第９の実施の形態を
説明する。 Ninth Embodiment A ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【０１２６】＜ＲＦ／ＤＣバイアス触媒エッチング法と
その装置＞本実施の形態では、ＣＦ₄ ガス等の反応ガス
を加熱された触媒体に接触させ、これによって生成した
反応種又はその前駆体にグロー放電開始電圧以下の電界
を作用させて運動エネルギーを与え、絶縁基板上の多結
晶シリコン等の所定の膜を気相エッチングするに際し、
基板と対向電極との間にグロー放電開始電圧以下であっ
て直流電圧に高周波電圧を重畳させた電圧（パッシェン
の法則で決まる１ｋＶ以下の電圧）を印加し、前記反応
種又はその前駆体を基板の側へ指向させると共に、微妙
な電界変化での運動エネルギーを与える。以下、本実施
の形態によるエッチング法をＲＦ／ＤＣバイアス触媒エ
ッチング法と称する。<RF / DC Bias Catalytic Etching Method and Apparatus> In the present embodiment, a reaction gas such as CF ₄ gas is brought into contact with a heated catalyst, and a reaction species or a precursor thereof is glowed. The kinetic energy is applied by applying an electric field equal to or lower than the discharge starting voltage, and when a predetermined film such as polycrystalline silicon on the insulating substrate is vapor-phase etched,
A voltage (a voltage of 1 kV or less determined by Paschen's law) that is equal to or lower than the glow discharge starting voltage and superimposed on a DC voltage and a high frequency voltage is applied between the substrate and the counter electrode, and the reactive species or a precursor thereof is applied to the substrate. And give kinetic energy due to subtle electric field change. Hereinafter, the etching method according to the present embodiment is referred to as an RF / DC bias catalytic etching method.

【０１２７】このＲＦ／ＤＣバイアス触媒エッチング法
は、図２５〜図２６に示す如き装置を用いて実施され
る。This RF / DC bias catalytic etching method is carried out using an apparatus as shown in FIGS.

【０１２８】この装置（ＲＦ／ＤＣバイアス触媒エッチ
ング装置）によれば、図１〜図３で述べたと同様に、フ
ッ化炭素（例えばＣＦ₄ ）等の反応ガス４０は、必要に
応じてＡｒ等の希釈又はキャリアガスと共に、供給導管
４１からシャワーヘッド４２の供給口を通して気相エッ
チング室４４へ導入される。室４４の内部には、エッチ
ングされるべき多結晶シリコン等の薄膜５６を有するガ
ラス等の基板１を支持するためのサセプタ４５と、耐熱
性の良い（望ましくは触媒体４６と同じか或いはそれ以
上の融点を有する材質の）シャワーヘッド４２と、コイ
ル状の白金コートのセラミックス、タングステン等の触
媒体４６と、更には開閉可能なシャッター４７とがそれ
ぞれ配されている。なお、サセプタ４５とエッチング室
４４との間には磁気シールが施されている。また、室４
４は前工程を行なう前室に後続され、ターボ分子ポンプ
等でバルブを介して排気される。According to this apparatus (RF / DC bias catalytic etching apparatus), as described with reference to FIGS. 1 to 3, the reaction gas 40 such as carbon fluoride (for example, CF ₄ ) Together with the carrier gas or dilution, the gas is introduced from the supply conduit 41 into the vapor phase etching chamber 44 through the supply port of the shower head 42. Inside the chamber 44, a susceptor 45 for supporting the substrate 1 made of glass or the like having a thin film 56 made of polycrystalline silicon or the like to be etched, and a heat-resistant material (preferably equal to or more than the catalyst body 46) Shower head 42), a coil-shaped platinum-coated ceramic, tungsten or other catalyst 46, and a shutter 47 that can be opened and closed. Note that a magnetic seal is provided between the susceptor 45 and the etching chamber 44. Room 4
4 is followed by a pre-chamber for performing a pre-process, and is exhausted through a valve by a turbo molecular pump or the like.

【０１２９】そして、基板１はサセプタ４５内のヒータ
ー線等の加熱手段で必要あれば加熱され、また触媒体４
６は例えば抵抗線として融点以下（特に８００〜２００
０℃、白金コートセラミックスの場合は約１２００℃、
白金コートタングステンの場合は約１６００〜１７００
℃）に加熱されて活性化される。触媒体４６の両端子は
直流又は交流の触媒体電源４８に接続され、この電源か
らの通電により所定温度に加熱される。また、シャワー
ヘッド４２は加速電極として、導管４１からロウパス
（高周波）フィルタ１１３を介して可変の直流電源（１
ｋＶ以下、例えば５００Ｖ）４９の正極側に接続され、
また整合回路１１４を介して高周波電源１１５（１００
〜２００Ｖ_P-P 及び１〜１００ＭＨｚ、例えば１５０Ｖ
_P-P 、１３．５６ＭＨｚ）に接続され、サセプタ４５
（従って、基板１）との間に１ｋＶ以下の高周波電圧重
畳の直流バイアス電圧が印加されるようになっている。Then, the substrate 1 is heated by a heating means such as a heater wire in the susceptor 45 if necessary.
6 is, for example, a melting point or lower (especially 800 to 200) as a resistance wire.
0 ° C, about 1200 ° C for platinum-coated ceramics,
About 1600 to 1700 for platinum-coated tungsten
C) to activate. Both terminals of the catalyst body 46 are connected to a DC or AC catalyst power supply 48, and are heated to a predetermined temperature by energization from the power supply. The shower head 42 serves as an accelerating electrode and a variable DC power supply (1) from the conduit 41 through a low-pass (high-frequency) filter 113.
kV or less, for example, 500 V).
Also, a high frequency power supply 115 (100
~ 200V _PP and 1-100MHz, for example 150V
_PP , 13.56 MHz) and the susceptor 45
Therefore, a DC bias voltage of 1 kV or less of a high-frequency voltage superimposed is applied between the substrate and the substrate 1.

【０１３０】このＲＦ／ＤＣバイアス触媒エッチング法
を実施するには、まず、気相エッチング室４４内を１０
^-3〜１０^-2Ｔｏｒｒに排気してから約１００〜２００℃
に昇温すると共に、図２５に示す状態から、図２６に示
すように、ＣＦ₄ ガス等の反応ガス４０をシャワーヘッ
ド４２の供給口から導入し、８００〜２０００℃（例え
ば約１２００℃）に加熱された白金コートのセラミック
ス等の触媒体４６に接触させ、その後、シャッター４７
を開ける。In order to carry out the RF / DC bias catalytic etching method, first, the inside of the vapor phase etching chamber 44 is
^After exhausting to ^-3 to 10 ^-2 Torr, about 100 to 200 ° C
At the same time, the reaction gas 40 such as CF ₄ gas is introduced from the supply port of the shower head 42 from the state shown in FIG. 25 to the 800-2000 ° C. (for example, about 1200 ° C.) as shown in FIG. The heated catalyst body 46 such as platinum-coated ceramics is brought into contact with
Open.

【０１３１】反応ガス４０の少なくとも一部は触媒体４
６と接触して触媒的に分解し、触媒分解反応または熱分
解反応によって、高エネルギーを与えられたフッ素等の
反応種、ラジカルの集団（即ち、反応種又はその前駆
体）を形成する。こうして生成した反応種５０（又はそ
の前駆体）にグロー放電開始電圧（約１ｋＶ）以下、例
えば５００Ｖの直流電源４９の直流電圧に１００〜２０
０Ｖ_P-P 、１３．５６ＭＨｚの高周波電源１１５の高周
波電圧が重畳されたＲＦ／ＤＣバイアス電界を作用させ
て微妙な電界変化での運動エネルギーを与え、基板１の
側へ指向させると共に、エッチングの選択性を十分に発
現させ、−１００℃〜５００℃（例えば常温〜１００
℃）に保持された基板１上の多結晶シリコン等の所定の
膜５６をエッチングする。At least a part of the reaction gas 40 is
6 and catalytically decompose to form a group of reactive species and radicals (ie, reactive species or precursors thereof), such as fluorine, to which high energy is given by a catalytic decomposition reaction or a thermal decomposition reaction. The reaction species 50 (or a precursor thereof) thus generated is applied with a glow discharge starting voltage (about 1 kV) or less, for example, a DC voltage of a DC power supply 49 of 500 to 100 to 20.
By applying an RF / DC bias electric field on which a high frequency voltage of a high frequency power supply 115 of 0 V _PP and 13.56 MHz is superimposed, a kinetic energy due to a slight electric field change is given, and the kinetic energy is directed to the substrate 1 side and etching selectivity is provided. -100 ° C. to 500 ° C. (for example, room temperature to 100 ° C.).
A predetermined film 56 of polycrystalline silicon or the like on the substrate 1 held at (° C.) is etched.

【０１３２】こうして、プラズマを発生することなく、
反応種（イオン、ラジカル等）に対し、触媒体４６の触
媒作用とその熱エネルギーに（直流＋高周波）電界によ
る電界変化を伴う加速エネルギーを加えた指向性の運動
エネルギーを与えるので、反応ガスを効率良く反応種に
変えて、基板上に効率良く導け、（直流＋高周波）電界
により化学反応及び基板への衝突等によりエッチングが
進行する。このために、あたかも反応性イオンエッチン
グと同じような高い異方性エッチングとなるので、低ダ
メージで紫外線損傷なしにパターンエッチング又はアッ
シングを行うことができると共に、直流電圧に重畳させ
た高周波電圧により微妙な電界変化での運動エネルギー
を反応種（イオン、ラジカル等）に与えることができる
ため、上述した第１の実施の形態で述べた作用効果に加
えて、複雑な形状を有する基体表面（凹凸段差等）に設
けられた膜を任意の選択比、任意の傾斜角度等で微細加
工することができる。Thus, without generating plasma,
The reaction gas (ion, radical, etc.) is provided with directional kinetic energy obtained by adding the catalytic action of the catalyst body 46 and its thermal energy to acceleration energy accompanied by an electric field change due to a (DC + RF) electric field. It is efficiently converted into a reactive species and efficiently guided on a substrate, and etching proceeds due to a chemical reaction and collision with the substrate by a (DC + RF) electric field. For this reason, high anisotropic etching is performed as if by reactive ion etching, so that pattern etching or ashing can be performed with low damage without UV damage, and subtle by a high frequency voltage superimposed on a DC voltage. Since a kinetic energy due to a large electric field change can be given to the reactive species (ions, radicals, etc.), in addition to the effects described in the first embodiment, the surface of the substrate having a complicated shape (the uneven surface Etc.) can be finely processed at an arbitrary selection ratio, an arbitrary inclination angle, and the like.

【０１３３】従って、従来の反応性エッチングの欠点を
カバーし、（直流＋高周波）電界下で垂直に入射してく
るイオンの衝撃により、高い異方性エッチングが可能と
なることから、高精細な微細加工、例えば、多結晶Ｓｉ
の選択エッチング、Ｓｉ上のＳｉＯ₂ の選択エッチン
グ、スパッタ効果によるＡｌ合金のエッチング、Ａｌ上
のＡｌ₂ Ｏ₃ の除去、更には銅や高融点金属のエッチン
グ、高ドーズのイオン注入後のレジスト変質層の除去を
容易かつ良好に行える。Accordingly, the defect of the conventional reactive etching is covered, and the high anisotropic etching can be performed by the bombardment of ions which are vertically incident under the (DC + high frequency) electric field. Microfabrication, for example, polycrystalline Si
Selective etching of SiO ₂ on Si, selective etching of Al alloy by sputtering effect, removal of Al ₂ O ₃ on Al, further etching of copper and refractory metal, deterioration of resist after high dose ion implantation The layer can be easily and well removed.

【０１３４】また、印加する加速電圧４９、触媒体４６
の加熱温度、触媒体４６の種類、反応ガス４０の選択や
条件によって、エッチング選択比を自由に設定でき、等
方的なエッチング、更にエッジ部分の傾斜角度のコント
ロール、選択比を１にして表面の平坦化を行える等の如
く、変化に富んだ微細加工が可能である。The acceleration voltage 49 to be applied and the catalyst 46
The etching selection ratio can be freely set by selecting the heating temperature of the catalyst, the type of the catalyst body 46, and the selection and conditions of the reaction gas 40, the isotropic etching, the control of the inclination angle of the edge portion, and the selection ratio of 1 It is possible to perform a variety of fine processing such that flattening can be performed.

【０１３５】しかも、触媒体４６で生成された反応種
（イオン、ラジカル等）を（直流＋高周波）電界で独立
してコントロールし、効率良く基板上に導けるので、反
応ガスの利用効率が高く、処理速度を早め、生産性向上
と反応ガス削減によるコストダウンを図れる。In addition, the reactive species (ions, radicals, etc.) generated by the catalyst body 46 can be independently controlled by a (DC + RF) electric field and can be efficiently guided on the substrate, so that the utilization efficiency of the reactive gas is high. The processing speed can be increased, and the cost can be reduced by improving the productivity and reducing the reaction gas.

【０１３６】また、基板温度を低温化しても反応種の運
動エネルギーが大きいために、大面積でのエッチングが
可能であると共に、基板温度の低温化によって、スルー
プット向上による生産性向上でのコストダウン、基板温
度ムラの低減による膜厚及び膜質の均一性向上が可能と
なり、また大型で安価な絶縁基板（ガラス基板、耐熱性
樹脂基板等）を使用でき、この点でもコストダウンが可
能となる。しかも、上記した反応種の加速のための電極
として、反応ガス供給用のシャワーヘッド４２を兼用で
きるので、構造が簡略となる。シャワーヘッド４２はま
た、均一なガス吹出しが可能であるため、エッチングム
ラ又はアッシングムラが生じにくい。Further, even if the substrate temperature is lowered, the kinetic energy of the reactive species is large, so that etching can be performed on a large area. In addition, uniformity of film thickness and film quality can be improved by reducing substrate temperature unevenness, and a large and inexpensive insulating substrate (a glass substrate, a heat-resistant resin substrate, or the like) can be used. In addition, since the showerhead 42 for supplying the reaction gas can be used as an electrode for accelerating the above-described reactive species, the structure is simplified. The shower head 42 is also capable of uniformly blowing gas, so that etching unevenness or ashing unevenness is unlikely to occur.

【０１３７】また、勿論のことであるが、プラズマの発
生がないので、プラズマによるダメージやショート、紫
外線損傷、金属のクロスコンタミネーション等がなく、
プラズマエッチング法（反応性エッチング法）に比べ、
はるかにシンプルで安価な装置が実現する。Also, needless to say, since no plasma is generated, there is no plasma damage, short-circuit, ultraviolet damage, metal cross contamination, etc.
Compared with the plasma etching method (reactive etching method),
A much simpler and cheaper device is realized.

【０１３８】この場合、減圧下（例えば１０^-3〜数Ｔｏ
ｒｒ）又は常圧下で操作を行なえるが、減圧タイプより
も常圧タイプの方がよりシンプルで安価な装置が実現す
る。そして、常圧タイプでも上記の電界を加えるので、
高選択性のエッチングを行える。この場合も、減圧タイ
プよりも常圧タイプの方がスループットが大であり、生
産性が高く、コストダウンが可能である。In this case, under reduced pressure (for example, 10 ⁻³ to several To
The operation can be performed under rr) or normal pressure, but the normal pressure type realizes a simpler and less expensive device than the reduced pressure type. And even the normal pressure type applies the above electric field,
Highly selective etching can be performed. Also in this case, the normal pressure type has higher throughput, higher productivity, and cost reduction than the reduced pressure type.

【０１３９】減圧タイプの場合は、（直流＋高周波）電
圧は真空度（反応ガス流量）や反応ガス種類等によって
左右されるが、いずれにしても、グロー放電開始電圧以
下の任意の電圧に調整する必要がある。常圧タイプの場
合は、反応ガス及び反応種の流れが基板上の膜の膜質に
悪影響を及ぼさないように、基板上に排ガス流が接しな
いように排気を調整することが望ましい。In the case of the decompression type, the (DC + high frequency) voltage depends on the degree of vacuum (reaction gas flow rate), the type of reaction gas, etc., but in any case, is adjusted to an arbitrary voltage equal to or lower than the glow discharge starting voltage. There is a need to. In the case of the normal pressure type, it is desirable to adjust the exhaust gas so that the flow of the reaction gas and the reactive species does not adversely affect the film quality of the film on the substrate and the exhaust gas flow does not contact the substrate.

【０１４０】上記のエッチングにおいて、触媒体４６に
よる副射熱のために、基板温度は上昇するが、上記した
ように、必要に応じて温度調節装置、例えば基板加熱用
ヒーター５１（又は基板冷却用の冷媒供給手段）を設置
してよい。また、触媒体４６はコイル状（これ以外にメ
ッシュ、ワイヤー、多孔板状もよい）としているが、更
にガス流方向に複数段（例えば２〜３段）として、ガス
との接触面積を増やすのがよい。なお、このエッチング
において、基板１をサセプタ４５の下面においてシャワ
ーヘッド４２の上方に配しているので、室４４内で生じ
たパーティクルが落下して基板１又はその上の膜に付着
することがない。もちろん、この逆に、基板１をサセプ
タ４５の上面に置いてシャワーヘッド４２の下方に配し
てもよい（この時は、生産性向上等が可能となる）。In the above-mentioned etching, the substrate temperature rises due to the sub-heating caused by the catalyst body 46. However, as described above, a temperature control device, for example, the substrate heating heater 51 (or the substrate cooling Refrigerant supply means). Further, the catalyst body 46 has a coil shape (a mesh, a wire, or a perforated plate may be used in addition to the above shape). However, the catalyst body 46 may have a plurality of stages (for example, two to three stages) in the gas flow direction to increase the contact area with the gas. Is good. In this etching, since the substrate 1 is disposed above the shower head 42 on the lower surface of the susceptor 45, particles generated in the chamber 44 do not fall and adhere to the substrate 1 or a film thereon. . Of course, on the contrary, the substrate 1 may be placed on the upper surface of the susceptor 45 and arranged below the shower head 42 (in this case, productivity can be improved).

【０１４１】更に、本実施の形態において、上記のＲＦ
／ＤＣバイアス触媒エッチングを行なった後に、図４に
示したと同様に、基板１を室４４外に取り出し、Ｃ
Ｆ₄ 、Ｃ₂ Ｆ₆ 等の反応ガス５７を導入し（真空度は１
０^-2〜数Ｔｏｒｒ）、基板１のサセプタ４５と対向電極
であるシャワーヘッド４２との間に高周波電圧５８（又
は直流電圧）を印加してプラズマ放電を生じさせ、これ
によって室４４内をクリーニングすることができる。こ
の場合のプラズマ発生電圧は１ｋＶ以上、例えば２〜３
ｋＷで１．５〜２．０ｋＶとする。Further, in the present embodiment, the above RF
After performing the / DC bias catalytic etching, the substrate 1 is taken out of the chamber 44 in the same manner as shown in FIG.
A reaction gas 57 such as F ₄ or C ₂ F ₆ is introduced (the degree of vacuum is 1
0 ⁻² to several Torr), a high-frequency voltage 58 (or a DC voltage) is applied between the susceptor 45 of the substrate 1 and the shower head 42 as the counter electrode to generate plasma discharge, thereby cleaning the inside of the chamber 44. can do. In this case, the plasma generation voltage is 1 kV or more, for example, 2-3.
kW at 1.5 to 2.0 kV.

【０１４２】なお、本実施の形態においても、上述した
第１の実施の形態で述べたと同様に、ＤＣバイアス触媒
エッチング法の代わりにＲＦ／ＤＣバイアス触媒エッチ
ング法をＭＯＳＴＦＴの製造や液晶表示装置（ＬＣＤ）
のＴＦＴ基板の製造に適用することができる。In this embodiment, as in the first embodiment, the RF / DC bias catalytic etching method is replaced with the RF / DC bias catalytic etching method, as described in the first embodiment, for manufacturing a MOSTFT or a liquid crystal display device. LCD)
Can be applied to the manufacture of the TFT substrate.

【０１４３】また、図２４において、整合回路１１４の
前位に、一点鎖線で示すようにスイッチ１１６を設け、
これをオンすることにより、上記のＲＦ／ＤＣバイアス
触媒エッチング法を実施することができる。また、スイ
ッチ１１６をオフとすれば、直流電源４９のみを作動さ
せる上述の第１の実施の形態のＤＣバイアス触媒エッチ
ング法を実施することができる。In FIG. 24, a switch 116 is provided in front of the matching circuit 114 as shown by a dashed line.
By turning this on, the above-described RF / DC bias catalytic etching method can be performed. When the switch 116 is turned off, the DC bias catalytic etching method of the first embodiment described above in which only the DC power supply 49 is operated can be performed.

【０１４４】第１０の実施の形態 図２７について、本発明の第１０の実施の形態を説明す
る。 Tenth Embodiment A tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【０１４５】本実施の形態では、上述した第９の実施の
形態のＲＦ／ＤＣバイアス触媒エッチング法及びその装
置において、図２７に示すように、基板１又はサセプタ
４５の近傍に荷電粒子又はイオン（例えばエレクトロ
ン）シャワー１００を配設していることが特徴的であ
る。従って、上述した第９の実施の形態による作用効果
に加えて、次の優れた作用効果が得られる。In this embodiment, as shown in FIG. 27, in the RF / DC bias catalytic etching method and its apparatus of the ninth embodiment, charged particles or ions ( A characteristic feature is that an (electron) shower 100 is provided. Therefore, in addition to the effects of the ninth embodiment, the following excellent effects can be obtained.

【０１４６】即ち、上述した多結晶シリコン膜等のエッ
チング時又はエッチング中に触媒体４６の触媒作用で反
応ガス中にイオンが発生し、これにより基板１がチャー
ジアップしてエッチングムラを生じることがあるが、例
えば上記のエレクトロンシャワー１００から照射される
電子によって基板１上にチャージを中和し、そのチャー
ジアップを十分に防止することができる。特に、基板１
が絶縁物からなっていると、電荷を蓄積し易いため、エ
レクトロンシャワー１００の使用は効果的である。That is, ions are generated in the reaction gas by the catalytic action of the catalyst body 46 during or during the etching of the above-mentioned polycrystalline silicon film or the like, whereby the substrate 1 is charged up and etching unevenness may occur. However, the charge on the substrate 1 can be neutralized by the electrons emitted from the electron shower 100, for example, and the charge-up can be sufficiently prevented. In particular, substrate 1
Is made of an insulator, the electric charge is easily accumulated, and thus the use of the electron shower 100 is effective.

【０１４７】なお、上記の第９の実施の形態において、
第３の実施の形態〜第６の実施の形態で述べたと同様
に、加速用のメッシュ電極１０１や通気孔１０２付きサ
セプタ４５を設けると、同様の作用効果が得られる。Note that, in the ninth embodiment,
As described in the third to sixth embodiments, when the mesh electrode 101 for acceleration and the susceptor 45 with the ventilation hole 102 are provided, the same operation and effect can be obtained.

【０１４８】第１１の実施の形態 図２８について、本発明の第１１の実施の形態を説明す
る。 Eleventh Embodiment Referring to FIG. 28, an eleventh embodiment of the present invention will be described.

【０１４９】上述した各実施の形態では、基板１をシャ
ワーヘッド４２の上方に配したが、本実施の形態では、
基板１をシャワーヘッド４２の下方に配している点のみ
が異なり、他の構成や、操作方法は同様である。従っ
て、基本的には、上述した第９の実施の形態と同様の作
用効果が得られる。In each of the above-described embodiments, the substrate 1 is disposed above the shower head 42, but in this embodiment,
The only difference is that the substrate 1 is disposed below the shower head 42, and other configurations and operation methods are the same. Therefore, basically, the same operation and effect as those of the ninth embodiment can be obtained.

【０１５０】具体的な構成例としては、常圧タイプが挙
げられ、図２１〜図２４に示した如き構成のエッチング
装置に適用してよい。As a specific configuration example, there is a normal pressure type, which may be applied to an etching apparatus having a configuration as shown in FIGS.

【０１５１】第１２の実施の形態 図２９について、本発明の第１２の実施の形態を説明す
る。Twelfth Embodiment Referring to FIG. 29, a twelfth embodiment of the present invention will be described.

【０１５２】＜ＡＣ／ＤＣバイアス触媒エッチング法と
その装置＞本実施の形態では、ＣＦ₄ ガス等の反応ガス
を加熱された触媒体に接触させ、これによって生成した
反応種又はその前駆体にグロー放電開始電圧以下の電界
を作用させて運動エネルギーを与え、絶縁基板上の多結
晶シリコン等の所定の膜を気相エッチングするに際し、
基板と対向電極との間にグロー放電開始電圧以下であっ
て直流電圧に低周波電圧を重畳させた電圧（パッシェン
の法則で決まる１ｋＶ以下の電圧）を印加し、前記反応
種又はその前駆体を基板の側へ指向させると共に、電界
変化での運動エネルギーを与える。以下、本実施の形態
によるエッチング法をＡＣ／ＤＣバイアス触媒エッチン
グ法と称する。<AC / DC Bias Catalytic Etching Method and Apparatus> In the present embodiment, a reaction gas such as CF ₄ gas is brought into contact with a heated catalyst, and a reaction species generated thereby or a precursor thereof is glowed. The kinetic energy is applied by applying an electric field equal to or lower than the discharge starting voltage, and when a predetermined film such as polycrystalline silicon on the insulating substrate is vapor-phase etched,
A voltage (a voltage of 1 kV or less determined by Paschen's law) that is a glow discharge starting voltage or less and is superimposed on a DC voltage and a low frequency voltage is applied between the substrate and the counter electrode, and the reactive species or a precursor thereof is removed. It is directed to the side of the substrate and gives kinetic energy due to electric field change. Hereinafter, the etching method according to the present embodiment is referred to as an AC / DC bias catalytic etching method.

【０１５３】このＡＣ／ＤＣバイアス触媒エッチング法
は、上述した第９の実施の形態において図２９に示す如
く高周波電源１１５に代えて低周波電源１２５を用い、
他は同様の構成のエッチング装置を用いて実施される。This AC / DC bias catalytic etching method uses a low frequency power supply 125 in place of the high frequency power supply 115 as shown in FIG.
The other steps are performed using an etching apparatus having the same configuration.

【０１５４】即ち、シャワーヘッド４２は加速電極とし
て、導管４１を介して（周波数によっては上述のロウパ
スフィルタ１１３は省略可）可変の直流電源（１ｋＶ以
下、例えば５００Ｖ）４９の正極側に接続され、また整
合回路１１４を介して低周波電源１２５（１００〜２０
０Ｖ_P-P 及び１ＭＨｚ以下、例えば１５０Ｖ_P-P 、２６
ｋＨｚ）に接続され、サセプタ４５（従って、基板１）
との間に１ｋＶ以下の低周波電圧重畳の直流バイアス電
圧が印加されるようになっている。That is, the shower head 42 is connected as an acceleration electrode to the positive electrode side of a variable DC power supply (1 kV or less, for example, 500 V) 49 via the conduit 41 (the above-mentioned low-pass filter 113 may be omitted depending on the frequency). And a low frequency power supply 125 (100 to 20) via a matching circuit 114.
0 V _PP and 1 MHz or less, for example, 150 V _PP , 26
kHz) and the susceptor 45 (therefore, the substrate 1)
A DC bias voltage of a superimposed low-frequency voltage of 1 kV or less is applied between them.

【０１５５】こうして、プラズマを発生することなく、
反応種（イオン、ラジカル等）に対し、触媒体４６の触
媒作用とその熱エネルギーに（直流＋低周波）電界によ
る電界変化を伴う加速エネルギーを加えた指向性の運動
エネルギーを与えるので、反応ガスを効率良く反応種に
変えて、（直流＋低周波）電界により基板１上の膜を均
一にエッチングすることができる。その他、上述した第
９の実施の形態と同様の作用効果が得られる。Thus, without generating plasma,
The reactive species (ions, radicals, etc.) are given directional kinetic energy obtained by adding the catalytic action of the catalyst body 46 and its thermal energy to acceleration energy accompanied by an electric field change due to a (DC + low frequency) electric field. Can be efficiently converted into reactive species, and the film on the substrate 1 can be uniformly etched by the (DC + low frequency) electric field. In addition, the same functions and effects as those of the ninth embodiment can be obtained.

【０１５６】なお、本実施の形態において、上記のＡＣ
／ＤＣバイアス触媒エッチングを行なった後に、図４に
示したと同様に、基板１を室４４外に取り出し、Ｃ
Ｆ₄ 、Ｃ₂ Ｆ₆ 等の反応ガス５７を導入し（真空度は１
０^-2〜数Ｔｏｒｒ）、基板１のサセプタ４５と対向電極
であるシャワーヘッド４２との間に高周波電圧５８（又
は直流電圧）を印加してプラズマ放電を生じさせ、これ
によって室４４内をクリーニングすることができる。こ
の場合のプラズマ発生電圧は１ｋＶ以上、例えば２〜３
ｋＷで１．５〜２．０ｋＶとする。In the present embodiment, the above AC
After performing the / DC bias catalytic etching, the substrate 1 is taken out of the chamber 44 in the same manner as shown in FIG.
A reaction gas 57 such as F ₄ or C ₂ F ₆ is introduced (the degree of vacuum is 1
0 ⁻² to several Torr), a high-frequency voltage 58 (or a DC voltage) is applied between the susceptor 45 of the substrate 1 and the shower head 42 as the counter electrode to generate plasma discharge, thereby cleaning the inside of the chamber 44. can do. In this case, the plasma generation voltage is 1 kV or more, for example, 2-3.
kW at 1.5 to 2.0 kV.

【０１５７】なお、本実施の形態においても、上述した
第１の実施の形態で述べたと同様に、ＤＣバイアス触媒
エッチング法の代わりにＡＣ／ＤＣバイアス触媒エッチ
ング法をＭＯＳＴＦＴの製造や液晶表示装置（ＬＣＤ）
の製造に適用することができる。In this embodiment, as described in the first embodiment, the AC / DC bias catalyst etching method is used instead of the DC bias catalyst etching method for manufacturing a MOSTFT or a liquid crystal display device. LCD)
It can be applied to the manufacture of

【０１５８】第１３の実施の形態 図３０について、本発明の第１３の実施の形態を説明す
る。 Thirteenth Embodiment A thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【０１５９】本実施の形態では、上述した各実施の形態
において、使用する反応ガスを種々に変えて、対応する
各種の薄膜をエッチング又はアッシングするものであ
る。ここでは、上述したＤＣバイアス、ＲＦ／ＤＣバイ
アス、ＡＣ／ＤＣバイアスのいずれの触媒エッチング又
はアッシング法も適用可能である。この時、反応ガスの
希釈ガス又はキャリアガスとしては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａ
ｒ、Ｎ₂ 又はこれらの組み合わせ等の不活性ガスを使用
する。In the present embodiment, in the above-described embodiments, the reaction gas used is changed variously, and various kinds of corresponding thin films are etched or ashed. Here, any of the above-described catalytic etching or ashing method of the DC bias, the RF / DC bias, and the AC / DC bias can be applied. At this time, He, Ne, A
An inert gas such as r, N ₂ or a combination thereof is used.

【０１６０】また、図３１は、上述したＣＶＤにより成
膜する際に用いる原料ガス種と、対応する各種の薄膜を
示している。FIG. 31 shows the types of source gases used when forming a film by the above-described CVD and various corresponding thin films.

【０１６１】以上に述べた本発明の実施の形態は、本発
明の技術的思想に基づいて種々変形が可能である。The embodiments of the present invention described above can be variously modified based on the technical idea of the present invention.

【０１６２】例えば、上述したエッチング又はアッシン
グ条件や装置構成、使用する反応ガスと被加工材料の種
類などは様々に変更してよい。For example, the above-described etching or ashing conditions, the structure of the apparatus, and the types of the reaction gas and the material to be processed may be variously changed.

【０１６３】また、上述したチャージアップ防止のため
のエレクトロンシャワーに代えて、他の負電荷の粒子も
照射でき、或いはチャージアップの極性によってはプロ
トンなどの正電荷の粒子を照射してもよい。Instead of the electron shower for preventing charge-up, other negatively-charged particles may be irradiated, or positively-charged particles such as protons may be irradiated depending on the polarity of charge-up.

【０１６４】また、上述の第９及び第１２の実施の形態
においても、上述の第３〜第８の実施の形態で述べた電
界印加手段を採用することができる。電界印加手段は、
高周波又は低周波の交流電界のみを形成するものであっ
てよい（但し、高周波又は低周波の交流電圧の絶対値は
グロー放電開始電圧以下とする）。絶対値がグロー放電
開始電圧以下であれば、直流に高周波電圧と低周波電圧
とを重畳させた電圧を印加してもよく、低周波電圧と高
周波電圧とを重畳させた電圧を印加してもよい。なお、
本発明によるエッチング又はアッシングの対象は、基板
上の膜以外にも、ガラスや半導体などの基板自体であっ
てもよい。In the ninth and twelfth embodiments, the electric field applying means described in the third to eighth embodiments can be employed. The electric field applying means is
Only the high-frequency or low-frequency AC electric field may be formed (however, the absolute value of the high-frequency or low-frequency AC voltage is not more than the glow discharge starting voltage). If the absolute value is equal to or lower than the glow discharge starting voltage, a voltage obtained by superimposing a high frequency voltage and a low frequency voltage on a direct current may be applied, or a voltage obtained by superimposing a low frequency voltage and a high frequency voltage may be applied. Good. In addition,
The object of the etching or ashing according to the present invention may be a substrate such as glass or a semiconductor other than a film on the substrate.

【０１６５】[0165]

【発明の作用効果】本発明によれば、反応ガスを加熱さ
れた触媒体に接触させ、これによって生成した反応種又
はその前駆体にグロー放電開始電圧以下の電界を作用さ
せて運動エネルギーを与え、基体又は基体上の所定の膜
を気相エッチング又はアッシングしているので、次に示
すような顕著な作用効果が得られる。According to the present invention, a reaction gas is brought into contact with a heated catalyst body, and an kinetic energy is given to the reaction species or a precursor thereof by applying an electric field equal to or lower than a glow discharge starting voltage. Since the substrate or a predetermined film on the substrate is subjected to gas phase etching or ashing, the following remarkable effects can be obtained.

【０１６６】（１）反応種又はその前駆体に対し、触媒
体の触媒作用とその熱エネルギーに加えて上記電圧によ
る加速電圧を与えるため、運動エネルギーが大きくなっ
て基体上に効率良く導け、化学反応及び基体への衝突等
によりエッチング又はアッシングが進行する。このため
に、あたかも反応性イオンエッチングと同じような高い
異方性エッチングとなるので、低ダメージで紫外線損傷
なしにパターンエッチング又はアッシングを行うことが
できる。従って、従来の反応性エッチングの欠点をカバ
ーし、垂直に入射してくるイオンの衝撃により、高い異
方性エッチングが可能となることから、高精細な微細加
工、例えば、多結晶Ｓｉの選択エッチング、Ｓｉ上のＳ
ｉＯ₂ の選択エッチング、スパッタ効果によるＡｌ合金
のエッチング、Ａｌ上のＡｌ₂ Ｏ₃ の除去、更には銅や
高融点金属のエッチング、高ドーズのイオン注入後のレ
ジスト変質層の除去を容易かつ良好に行える。(1) In addition to the catalytic action of the catalytic body and its thermal energy, the accelerating voltage is applied to the reactive species or the precursor thereof, so that the kinetic energy is increased and the kinetic energy is efficiently guided onto the substrate, thereby increasing the chemical efficiency. Etching or ashing proceeds due to reaction, collision with the substrate, and the like. For this reason, high anisotropic etching is performed as if by reactive ion etching, so that pattern etching or ashing can be performed with low damage and no ultraviolet damage. Therefore, since the defects of the conventional reactive etching can be covered and the highly anisotropic etching can be performed by the impact of vertically incident ions, high-precision fine processing, for example, selective etching of polycrystalline Si can be performed. , S on Si
Selective etching of iO ₂ , etching of Al alloy by sputtering effect, removal of Al ₂ O ₃ on Al, further etching of copper and refractory metal, removal of resist altered layer after high dose ion implantation is easy and good Can be done.

【０１６７】（２）印加する加速電圧（ＤＣ、ＡＣ／Ｄ
Ｃ、ＲＦ／ＤＣ等）の種類と値、触媒体の加熱温度、触
媒体の種類、反応ガスの選択や条件によって、エッチン
グ選択比を自由に設定でき、高選択比又は等方的なエッ
チング、更にエッジ部分の傾斜角度のコントロール、選
択比を１にして表面の平坦化を行える等の如く、変化に
富んだ微細加工が可能である。(2) Acceleration voltage to be applied (DC, AC / D
C, RF / DC, etc.), the etching selectivity can be freely set depending on the type and value of the catalytic body, the type of the catalytic body, the type of the catalytic body, and the selection and conditions of the reaction gas. Further, fine processing with a variety of variations is possible, such as control of the inclination angle of the edge portion and flattening of the surface by setting the selection ratio to 1.

【０１６８】（３）プラズマの発生がないので、プラズ
マによるダメージやショート、紫外線損傷、金属のクロ
スコンタミネーション等がない。(3) Since no plasma is generated, there is no plasma damage, short circuit, UV damage, metal cross contamination, or the like.

【０１６９】（４）触媒体で生成された反応種（イオ
ン、ラジカル等）をＤＣ、ＲＦ／ＤＣ、ＡＣ／ＤＣ等の
任意の電界で独立してコントロールし、効率良く基体上
に導けるので、反応ガスの利用効率が高く、処理速度を
早めて生産性向上と反応ガス削減によるコストダウンを
図れる。(4) The reactive species (ions, radicals, etc.) generated by the catalyst can be independently controlled by an arbitrary electric field such as DC, RF / DC, AC / DC, etc., and can be efficiently guided onto the substrate. The use efficiency of the reaction gas is high, and the processing speed is increased to improve the productivity and reduce the cost by reducing the reaction gas.

【０１７０】（５）プラズマによる反応性エッチングに
比べ、はるかにシンプルで安価な装置が実現する。この
場合、減圧下又は常圧下で操作を行なえるが、減圧タイ
プよりも常圧タイプの方がよりシンプルで安価な装置が
実現する。(5) A much simpler and less expensive apparatus can be realized as compared with reactive etching using plasma. In this case, the operation can be performed under reduced pressure or normal pressure, but a simpler and cheaper apparatus is realized with the normal pressure type than with the reduced pressure type.

【０１７１】（６）反応種の運動エネルギーが大きいた
めに、大面積での処理が可能になると共に、基体温度を
低温化しても処理が可能となり、大型で安価な絶縁基板
（ガラス基板、耐熱性樹脂基板等）を使用でき、この点
でもコストダウンが可能となる。そして、更なる基板の
低温化により、スループット向上による生産性向上での
コストダウン、基板温度ムラ低減による膜厚及び膜質の
均一性向上が可能となる。(6) Since the kinetic energy of the reactive species is large, the treatment can be performed on a large area, and the treatment can be performed even if the substrate temperature is lowered. Resin substrate) can be used, and also in this regard, the cost can be reduced. Further, by further lowering the temperature of the substrate, it is possible to reduce the cost by improving the productivity by improving the throughput and to improve the uniformity of the film thickness and the film quality by reducing the unevenness in the substrate temperature.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１の実施の形態によるＤＣバイアス
触媒エッチング装置の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a DC bias catalytic etching apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図２】同、触媒エッチング装置のエッチング時の概略
断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the catalyst etching apparatus during etching.

【図３】同、触媒エッチング装置のより詳細な概略断面
図である。FIG. 3 is a more detailed schematic sectional view of the catalyst etching apparatus.

【図４】同、触媒エッチング装置のクリーニング時の概
略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the catalyst etching apparatus during cleaning.

【図５】同、ＤＣバイアス触媒ＣＶＤ装置の概略断面図
である。FIG. 5 is a schematic sectional view of the same DC bias catalytic CVD apparatus.

【図６】同、ＤＣバイアス触媒ＣＶＤ装置のＣＶＤ時の
概略断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view of the DC bias catalytic CVD apparatus during CVD.

【図７】バイアス触媒エッチング、バイアス触媒アッシ
ング、バイアス触媒ＣＶＤを順次行うときの工程を示す
概略断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing steps when bias catalyst etching, bias catalyst ashing, and bias catalyst CVD are sequentially performed.

【図８】同、触媒ＣＶＤ装置の概略断面図である。FIG. 8 is a schematic sectional view of the same catalytic CVD apparatus.

【図９】同、触媒エッチング装置を用いたＭＯＳＴＦＴ
の製造プロセスを工程順に示す断面図である。FIG. 9 shows a MOSTFT using a catalytic etching apparatus.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process in order of steps.

【図１０】同、触媒エッチング装置を用いたＭＯＳＴＦ
Ｔの製造プロセスを工程順に示す断面図である。FIG. 10 shows a MOSTF using the same catalyst etching apparatus.
It is sectional drawing which shows the manufacturing process of T in order of a process.

【図１１】同、触媒エッチング装置を用いたＭＯＳＴＦ
Ｔの製造プロセスを工程順に示す断面図である。FIG. 11 shows a MOSTF using the same catalyst etching apparatus.
It is sectional drawing which shows the manufacturing process of T in order of a process.

【図１２】同、触媒エッチング装置を用いたＬＣＤの製
造プロセスを工程順に示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing an LCD manufacturing process using a catalyst etching apparatus in the order of steps.

【図１３】同、触媒エッチング装置を用いたＬＣＤの製
造プロセスを工程順に示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing an LCD manufacturing process using a catalyst etching apparatus in the order of steps.

【図１４】同、触媒エッチング装置を用いたＬＣＤの製
造プロセスを工程順に示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing an LCD manufacturing process using a catalyst etching apparatus in the order of steps.

【図１５】本発明の第２の実施の形態によるＤＣバイア
ス触媒エッチング装置の要部の概略断面図である。FIG. 15 is a schematic sectional view of a main part of a DC bias catalytic etching apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図１６】本発明の第３の実施の形態によるＤＣバイア
ス触媒エッチング装置の要部の概略断面図である。FIG. 16 is a schematic sectional view of a main part of a DC bias catalytic etching apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図１７】本発明の第４の実施の形態によるＤＣバイア
ス触媒エッチング装置の要部の概略断面図である。FIG. 17 is a schematic sectional view of a main part of a DC bias catalytic etching apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図１８】本発明の第５の実施の形態によるＤＣバイア
ス触媒エッチング装置に用いる加速電極の概略斜視図で
ある。FIG. 18 is a schematic perspective view of an accelerating electrode used in a DC bias catalytic etching apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図１９】本発明の第６の実施の形態によるＤＣバイア
ス触媒エッチング装置の要部の概略断面図である。FIG. 19 is a schematic sectional view of a main part of a DC bias catalytic etching apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図２０】本発明の第７の実施の形態によるＤＣバイア
ス触媒エッチング装置の要部の概略断面図である。FIG. 20 is a schematic sectional view of a main part of a DC bias catalytic etching apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.

【図２１】同、他のＤＣバイアス触媒エッチング装置の
要部の概略断面図である。FIG. 21 is a schematic sectional view of a main part of another DC bias catalytic etching apparatus.

【図２２】同、他のＤＣバイアス触媒エッチング装置の
概略断面図である。FIG. 22 is a schematic sectional view of another DC bias catalytic etching apparatus.

【図２３】同、他のＤＣバイアス触媒エッチング装置の
概略断面図である。FIG. 23 is a schematic sectional view of another DC bias catalytic etching apparatus.

【図２４】本発明の第８の実施の形態によるＤＣバイア
ス触媒エッチング装置の要部の概略平面図である。FIG. 24 is a schematic plan view of a main part of a DC bias catalytic etching apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.

【図２５】本発明の第９の実施の形態によるＲＦ／ＤＣ
バイアス触媒エッチング装置の概略断面図である。FIG. 25 shows an RF / DC according to a ninth embodiment of the present invention.
It is a schematic sectional drawing of a bias catalyst etching apparatus.

【図２６】同、触媒エッチング装置のエッチング時の概
略断面図である。FIG. 26 is a schematic cross-sectional view of the catalyst etching apparatus during etching.

【図２７】本発明の第１０の実施の形態によるＲＦ／Ｄ
Ｃバイアス触媒エッチング装置の要部の概略断面図であ
る。FIG. 27 shows an RF / D according to a tenth embodiment of the present invention.
It is a schematic sectional drawing of the principal part of a C bias catalyst etching apparatus.

【図２８】本発明の第１１の実施の形態によるＲＦ／Ｄ
Ｃバイアス触媒エッチング装置の要部の概略断面図であ
る。FIG. 28 illustrates an RF / D according to an eleventh embodiment of the present invention.
It is a schematic sectional drawing of the principal part of a C bias catalyst etching apparatus.

【図２９】本発明の第１２の実施の形態によるＡＣ／Ｄ
Ｃバイアス触媒エッチング装置の概略断面図である。FIG. 29 shows an AC / D according to a twelfth embodiment of the present invention.
It is a schematic sectional drawing of a C bias catalyst etching apparatus.

【図３０】本発明の第１３の実施の形態によるＤＣ、Ｒ
Ｆ／ＤＣ又はＡＣ／ＤＣバイアス触媒エッチング又はア
ッシングにおける各種反応ガスと被加工膜との組み合わ
せを示す図である。FIG. 30 shows DC, R according to a thirteenth embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the combination of various reaction gases and a to-be-processed film in F / DC or AC / DC bias catalyst etching or ashing.

【図３１】同、ＣＶＤによる薄膜の成膜に用いる原料ガ
スと薄膜との組み合わせを示す図である。FIG. 31 is a view showing a combination of a source gas and a thin film used for forming a thin film by CVD.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…ガラスなどの基板、４０…反応ガス、４１…導管、
４２…シャワーヘッド、４４…気相エッチング室、４５
…サセプタ、４６…触媒体、４７…シャッター、４８…
触媒体電源、４９…ＤＣ電源、５６…薄膜、５８、１１
５…高周波電源、１００…エレクトロンシャワー、１０
１、１０１ａ、１０１ｂ…メッシュ電極、１１３…ロウ
パスフィルタ、１１４…整合回路、１２５…低周波電源1 ... substrate such as glass, 40 ... reaction gas, 41 ... conduit,
42: shower head, 44: vapor phase etching chamber, 45
... susceptor, 46 ... catalyst, 47 ... shutter, 48 ...
Catalyst power supply, 49 DC power supply, 56 thin film, 58, 11
5 ... High frequency power supply, 100 ... Electron shower, 10
1, 101a, 101b ... mesh electrode, 113 ... low pass filter, 114 ... matching circuit, 125 ... low frequency power supply

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F004 AA00 AA01 AA02 AA06 BA19 BB11 BB12 BB17 BB18 BB19 BB25 BB26 BB28 BD01 BD03 BD04 CA01 CA03 CA04 DA00 DA01 DA02 DA05 DA22 DA23 DA24 DA25 DA26 DB01 DB02 DB03 DB04 DB05 DB06 DB07 DB08 DB09 DB10 DB12 DB13 DB14 DB15 DB16 DB17 DB18 DB19 DB20 DB23 DB26 DB27 DB30 EA34 EA35 Continued on the front page F term (reference) DB14 DB15 DB16 DB17 DB18 DB19 DB20 DB23 DB26 DB27 DB30 EA34 EA35

Claims (56)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 反応ガスを加熱された触媒体に接触さ
せ、これによって生成した反応種又はその前駆体にグロ
ー放電開始電圧以下の電界を作用させて運動エネルギー
を与え、基体又は基体上の膜をエッチング又はアッシン
グする気相加工方法。A reaction gas is brought into contact with a heated catalyst, and a kinetic energy is applied to a reaction species or a precursor thereof by applying an electric field equal to or lower than a glow discharge starting voltage to give a kinetic energy to the substrate or a film on the substrate. Phase processing method of etching or ashing. 【請求項２】 グロー放電開始電圧以下の直流電圧を印
加し、前記反応種又はその前駆体を前記基体の側へ指向
させる、請求項１に記載した気相加工方法。2. The vapor phase processing method according to claim 1, wherein a DC voltage equal to or lower than a glow discharge starting voltage is applied to direct the reactive species or a precursor thereof toward the substrate. 【請求項３】 グロー放電開始電圧以下であって直流電
圧に交流電圧を重畳させた電圧、又は絶対値がグロー放
電開始電圧以下の交流電圧を印加する、請求項１に記載
した気相加工方法。3. The vapor-phase processing method according to claim 1, wherein a voltage obtained by superimposing an AC voltage on the DC voltage or lower than the glow discharge start voltage or an AC voltage having an absolute value equal to or lower than the glow discharge start voltage is applied. . 【請求項４】 前記交流電圧を高周波電圧及び／又は低
周波電圧とする、請求項３に記載した気相加工方法。4. The vapor phase processing method according to claim 3, wherein the AC voltage is a high frequency voltage and / or a low frequency voltage. 【請求項５】 グロー放電開始電圧以下であって、直流
電圧に、高周波電圧と低周波電圧とを重畳させた電圧を
印加する、請求項１に記載した気相加工方法。5. The vapor phase processing method according to claim 1, wherein a voltage that is equal to or lower than a glow discharge starting voltage and is obtained by superimposing a high frequency voltage and a low frequency voltage on a DC voltage is applied. 【請求項６】 グロー放電開始電圧以下であって、高周
波電圧と低周波電圧とを重畳させた電圧を印加する、請
求項１に記載した気相加工方法。6. The vapor phase processing method according to claim 1, wherein a voltage which is equal to or lower than a glow discharge starting voltage and in which a high frequency voltage and a low frequency voltage are superimposed is applied. 【請求項７】 前記高周波電圧の周波数を１〜１００Ｍ
Ｈｚ、前記低周波電圧の周波数を１ＭＨｚ以下とする、
請求項４に記載した気相加工方法。7. The frequency of the high-frequency voltage is 1 to 100 M
Hz, the frequency of the low-frequency voltage is 1 MHz or less,
The vapor phase processing method according to claim 4. 【請求項８】 前記基体と前記電界印加用の電極との間
に前記触媒体を設置する、請求項１に記載した気相加工
方法。8. The vapor phase processing method according to claim 1, wherein the catalyst is disposed between the substrate and the electrode for applying an electric field. 【請求項９】 前記反応ガスを導出するガス供給口を前
記電極に形成する、請求項８に記載した気相加工方法。9. The vapor phase processing method according to claim 8, wherein a gas supply port for leading out the reaction gas is formed in the electrode. 【請求項１０】 前記基体と反応ガス供給手段との間に
前記触媒体と前記電界印加用の電極とを設置する、請求
項１に記載した気相加工方法。10. The vapor phase processing method according to claim 1, wherein the catalyst and the electrode for applying an electric field are provided between the substrate and the reactive gas supply means. 【請求項１１】 前記触媒体又は前記電界印加用の電極
をコイル状、メッシュ状、ワイヤー状又は多孔板状に形
成する、請求項１に記載した気相加工方法。11. The vapor phase processing method according to claim 1, wherein the catalyst body or the electrode for applying an electric field is formed in a coil shape, a mesh shape, a wire shape, or a perforated plate shape. 【請求項１２】 前記反応種又はその前駆体に帯電防止
用の荷電粒子を照射する、請求項１に記載した気相加工
方法。12. The vapor phase processing method according to claim 1, wherein the reactive species or a precursor thereof is irradiated with charged particles for preventing static charge. 【請求項１３】 前記荷電粒子として電子ビーム又はプ
ロトンを使用する、請求項１２に記載した気相加工方
法。13. The vapor phase processing method according to claim 12, wherein an electron beam or a proton is used as the charged particles. 【請求項１４】 前記気相加工後に、前記基体を気相加
工室外に取り出し、所定の電極間に電圧を印加してプラ
ズマ放電を生じさせ、これによって前記気相加工室内を
クリーニングする、請求項１に記載した気相加工方法。14. After the vapor-phase processing, the substrate is taken out of the vapor-phase processing chamber, and a voltage is applied between predetermined electrodes to generate plasma discharge, thereby cleaning the vapor-phase processing chamber. 2. The vapor phase processing method according to 1. 【請求項１５】 前記気相加工を減圧又は常圧下で行な
う、請求項１に記載した気相加工方法。15. The vapor phase processing method according to claim 1, wherein the vapor phase processing is performed under reduced pressure or normal pressure. 【請求項１６】 前記触媒体を８００〜２０００℃の範
囲であってその融点未満の温度に加熱し、この加熱され
た触媒体により前記反応ガスの少なくとも一部を触媒反
応又は熱分解反応させて生成した前記反応種又はラジカ
ルによって、−１００℃〜５００℃の温度に保持した基
板又は基板上の膜を気相エッチング又は気相アッシング
する、請求項１に記載した気相加工方法。16. The catalyst body is heated to a temperature in the range of 800 to 2000 ° C. and lower than its melting point, and at least a part of the reaction gas is caused to undergo a catalytic reaction or a thermal decomposition reaction by the heated catalyst body. The vapor phase processing method according to claim 1, wherein the substrate or the film on the substrate held at a temperature of −100 ° C. to 500 ° C. is subjected to vapor phase etching or vapor phase ashing by the generated reactive species or radicals. 【請求項１７】 前記触媒体をそれ自体の抵抗加熱によ
って加熱する、請求項１６に記載した気相加工方法。17. The gas phase processing method according to claim 16, wherein the catalyst is heated by its own resistance heating. 【請求項１８】 前記反応ガスとして、ハロゲン又はそ
の化合物ガス、又は酸化性ガスを使用する、請求項１に
記載した気相加工方法。18. The vapor phase processing method according to claim 1, wherein a halogen or a compound gas thereof or an oxidizing gas is used as the reaction gas. 【請求項１９】 多結晶シリコン、単結晶シリコン、ア
モルファスシリコン、シリコン−ゲルマニウム、炭化ケ
イ素、化合物半導体（ガリウム−ナイトライド、ガリウ
ム−ひ素、ガリウム−リン等）等の半導体膜をエッチン
グし、酸化シリコン、不純物含有の酸化シリコン、窒化
シリコン、酸窒化シリコン、酸化クロム等の絶縁性膜を
エッチングし、タングステン、窒化タングステン、チタ
ン、窒化チタン、モリブデン、窒化モリブデン、タンタ
ル、窒化タンタル等の高融点金属、アルミニウム、アル
ミニウム合金（１％Ｓｉ入り、１〜２％Ｃｕ入りのもの
を含む。）、シリサイド、銅等の金属膜をエッチング
し、又はフォトレジスト等の有機膜をエッチング又はア
ッシングする、請求項１８に記載した気相加工方法。19. A semiconductor film such as polycrystalline silicon, single crystal silicon, amorphous silicon, silicon-germanium, silicon carbide, or a compound semiconductor (gallium-nitride, gallium-arsenic, gallium-phosphorus, etc.) is etched to form silicon oxide. Etching insulating films such as impurity-containing silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, and chromium oxide; and refractory metals such as tungsten, tungsten nitride, titanium, titanium nitride, molybdenum, molybdenum nitride, tantalum, and tantalum nitride; 20. Etching a metal film such as aluminum, an aluminum alloy (including one containing 1% Si and 1-2% Cu), silicide, copper, or etching or ashing an organic film such as a photoresist. Vapor-phase processing method described in 1 above. 【請求項２０】 タングステン、トリア含有タングステ
ン、モリブテン、白金、パラジウム、バナジウム、シリ
コン、アルミナ、金属を付着したセラミックス、及び炭
化ケイ素からなる群より選ばれた少なくとも１種の材料
によって、前記触媒体を形成する、請求項１に記載した
気相加工方法。20. The catalyst body is made of at least one material selected from the group consisting of tungsten, tungsten containing thoria, molybdenum, platinum, palladium, vanadium, silicon, alumina, a ceramic to which a metal is attached, and silicon carbide. The vapor phase processing method according to claim 1, wherein the method is performed. 【請求項２１】 前記反応ガスを成膜用の原料ガスに変
更し、この原料ガスの供給によって前記基体上に所定の
膜を成膜する、請求項１に記載した気相加工方法。21. The vapor phase processing method according to claim 1, wherein the reaction gas is changed to a source gas for film formation, and a predetermined film is formed on the substrate by supplying the source gas. 【請求項２２】 マスクを用いて前記エッチングによっ
て所定の膜を選択的に除去した後、前記アッシングによ
って前記マスクを除去し、更に前記反応ガスを成膜用の
原料ガスに変更して加熱された前記触媒体に接触させ、
これによって生成した反応種又はその前駆体にグロー放
電開始電圧以下の電界を作用させて運動エネルギーを与
え、前記基体上に所定の膜を成膜する、請求項２１に記
載した気相加工方法。22. After selectively removing a predetermined film by etching using a mask, the mask is removed by ashing, and the reaction gas is changed to a source gas for film formation and heated. Contacting the catalyst body,
22. The vapor phase processing method according to claim 21, wherein a predetermined film is formed on the base by applying a kinetic energy by applying an electric field equal to or lower than a glow discharge starting voltage to the reactive species or a precursor thereof generated thereby. 【請求項２３】 前記成膜を減圧又は常圧下で行なう、
請求項２１に記載した気相加工方法。23. The film formation is performed under reduced pressure or normal pressure.
The vapor phase processing method according to claim 21. 【請求項２４】 前記触媒体を８００〜２０００℃の範
囲であってその融点未満の温度に加熱し、この加熱され
た触媒体により前記原料ガスの少なくとも一部を触媒反
応又は熱分解反応させて生成した堆積種又はその前駆体
を原料種として、室温〜５５０℃に加熱した基板上に熱
ＣＶＤ法によって薄膜を堆積させる、請求項２１に記載
した気相加工方法。24. The catalyst body is heated to a temperature in the range of 800 to 2000 ° C. and lower than its melting point, and at least a part of the raw material gas is subjected to a catalytic reaction or a thermal decomposition reaction by the heated catalyst body. 22. The vapor phase processing method according to claim 21, wherein a thin film is deposited by thermal CVD on a substrate heated to room temperature to 550 [deg.] C. using the generated deposition species or a precursor thereof as a raw material species. 【請求項２５】 前記原料ガスとして、下記の（ａ）〜
（ｏ）のいずれかを使用する、請求項２１に記載した気
相加工方法。 （ａ）水素化ケイ素又はその誘導体 （ｂ）水素化ケイ素又はその誘導体と、水素、酸素、窒
素、ゲルマニウム、炭素又はスズを含有するガスとの混
合物 （ｃ）水素化ケイ素又はその誘導体と、周期表第３族又
は第５族元素からなる不純物を含有するガスとの混合物 （ｄ）水素化ケイ素又はその誘導体と、水素、酸素、窒
素、ゲルマニウム、炭素又はスズを含有するガスと、周
期表第３族又は第５族元素からなる不純物を含有するガ
スとの混合物 （ｅ）アルミニウム化合物ガス （ｆ）アルミニウム化合物ガスと、水素又は酸素を含有
するガスとの混合物 （ｇ）インジウム化合物ガス （ｈ）インジウム化合物ガスと、酸素を含有するガスと
の混合物 （ｉ）高融点金属のフッ化物ガス、塩化物ガス又は有機
化合物ガス （ｊ）高融点金属のフッ化物ガス、塩化物ガス又は有機
化合物ガスと、水素化ケイ素又はその誘導体との混合物 （ｋ）チタンの塩化物と、窒素及び／又は酸素を含有す
るガスとの混合物 （ｌ）銅化合物ガス （ｍ）アルミニウム化合物ガスと、水素又は水素化合物
ガスと、水素化ケイ素又はその誘導体及び／又は銅化合
物ガスとの混合物 （ｎ）炭化水素又はその誘導体 （ｏ）炭化水素又はその誘導体と水素ガスとの混合物25. The following source gases (a) to (a):
The vapor phase processing method according to claim 21, wherein any one of (o) is used. (A) Silicon hydride or its derivative (b) Mixture of silicon hydride or its derivative and gas containing hydrogen, oxygen, nitrogen, germanium, carbon or tin (c) Silicon hydride or its derivative and period Table 3. Mixture with gas containing impurities consisting of Group 3 or 5 elements (d) Silicon hydride or a derivative thereof, gas containing hydrogen, oxygen, nitrogen, germanium, carbon or tin; (E) Aluminum compound gas (f) Mixture of aluminum compound gas and gas containing hydrogen or oxygen (g) Indium compound gas (h) Mixture of indium compound gas and gas containing oxygen (i) Fluoride gas, chloride gas or organic compound gas of high melting point metal (j) Fluoride of high melting point metal (K) a mixture of a chloride gas of titanium and a gas containing nitrogen and / or oxygen (l) a copper compound gas (m A) a mixture of an aluminum compound gas, hydrogen or a hydrogen compound gas, a silicon hydride or a derivative thereof and / or a copper compound gas, (n) a hydrocarbon or a derivative thereof, and (o) a mixture of a hydrocarbon or a derivative thereof and a hydrogen gas. 【請求項２６】 多結晶シリコン、単結晶シリコン、ア
モルファスシリコン、微結晶シリコン、シリコン−ゲル
マニウム、炭化ケイ素、化合物半導体（ガリウム−ヒ
素、ガリウム−リン、ガリウム−ナイトライド等）等の
半導体薄膜、酸化シリコン、不純物含有の酸化シリコ
ン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化モリブデン、
酸化チタン、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化イ
ンジウム等の絶縁性薄膜、タングステン、チタン、タン
タル、モリブデン、窒化タングステン、窒化チタン、窒
化タンタル、窒化モリブデン等の高融点金属、シリサイ
ド、銅、アルミニウム、アルミニウム−シリコン又はア
ルミニウム−シリコン−銅等からなる金属薄膜を気相成
長させる、請求項２５に記載した気相加工方法。26. Semiconductor thin films such as polycrystalline silicon, single crystal silicon, amorphous silicon, microcrystalline silicon, silicon-germanium, silicon carbide, and compound semiconductors (such as gallium-arsenic, gallium-phosphorus, and gallium-nitride), and oxidation. Silicon, impurity-containing silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, molybdenum oxide,
Insulating thin films such as titanium oxide, tantalum oxide, aluminum oxide, and indium oxide; refractory metals such as tungsten, titanium, tantalum, molybdenum, tungsten nitride, titanium nitride, tantalum nitride, and molybdenum nitride; silicide, copper, aluminum, and aluminum 26. The vapor phase processing method according to claim 25, wherein a metal thin film made of silicon or aluminum-silicon-copper is vapor-phase grown. 【請求項２７】 前記原料ガスを供給する前に、前記触
媒体を水素系ガス雰囲気中で加熱処理する、請求項２１
に記載した気相加工方法。27. The catalyst body is heated in a hydrogen-based gas atmosphere before supplying the raw material gas.
Vapor-phase processing method described in 1 above. 【請求項２８】 シリコン半導体装置、シリコン半導体
集積回路装置、シリコン−ゲルマニウム半導体装置、シ
リコン−ゲルマニウム半導体集積回路装置、化合物半導
体装置、化合物半導体集積回路装置、炭化ケイ素半導体
装置、炭化ケイ素半導体集積回路装置、液晶表示装置、
エレクトロルミネセンス表示装置、プラズマディスプレ
イパネル（ＰＤＰ）装置、発光ポリマー表示装置、発光
ダイオード表示装置、ＣＣＤエリア／リニアセンサ装
置、ＭＯＳセンサ装置、強誘電体メモリー装置又は太陽
電池装置を製造する際に適用する、請求項１に記載した
気相加工方法。28. A silicon semiconductor device, a silicon semiconductor integrated circuit device, a silicon-germanium semiconductor device, a silicon-germanium semiconductor integrated circuit device, a compound semiconductor device, a compound semiconductor integrated circuit device, a silicon carbide semiconductor device, and a silicon carbide semiconductor integrated circuit device. , Liquid crystal display,
Applied when manufacturing electroluminescent display, plasma display panel (PDP), light emitting polymer display, light emitting diode display, CCD area / linear sensor device, MOS sensor device, ferroelectric memory device or solar cell device The vapor phase processing method according to claim 1, wherein 【請求項２９】 反応ガス供給手段と、触媒体と、この
触媒体の加熱手段と、グロー放電開始電圧以下の電界を
印加する電界印加手段と、エッチング又はアッシングさ
れるべき基体又は膜付き基体を支持するサセプタとを有
する気相加工装置。29. A reaction gas supply means, a catalyst body, a heating means for the catalyst body, an electric field application means for applying an electric field equal to or lower than a glow discharge starting voltage, and a substrate or a substrate with a film to be etched or ashed. A vapor processing apparatus having a supporting susceptor. 【請求項３０】 前記電圧印加手段が、グロー放電開始
電圧以下の直流電圧を印加する電源を有している、請求
項２９に記載した気相加工装置。30. The vapor phase processing apparatus according to claim 29, wherein said voltage applying means has a power supply for applying a DC voltage equal to or lower than a glow discharge starting voltage. 【請求項３１】 前記電圧印加手段が、グロー放電開始
電圧以下であって直流電圧に交流電圧を重畳させた電
圧、又は絶対値がグロー放電開始電圧以下の交流電圧を
印加する電源を有している、請求項２９に記載した気相
加工装置。31. A power supply for applying a voltage that is equal to or lower than a glow discharge start voltage and is obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage or an absolute value that is equal to or lower than a glow discharge start voltage. 30. The gas phase processing apparatus according to claim 29, wherein: 【請求項３２】 前記交流電圧が高周波電圧及び／又は
低周波電圧である、請求項３１に記載した気相加工装
置。32. The gas phase processing apparatus according to claim 31, wherein the AC voltage is a high frequency voltage and / or a low frequency voltage. 【請求項３３】 グロー放電開始電圧以下であって、直
流電圧に、高周波電圧と低周波電圧とを重畳させた電圧
が印加される、請求項２９に記載した気相加工装置。33. The vapor-phase processing apparatus according to claim 29, wherein a voltage that is equal to or lower than the glow discharge starting voltage and is obtained by superimposing a high-frequency voltage and a low-frequency voltage on a DC voltage is applied. 【請求項３４】 グロー放電開始電圧以下であって、高
周波電圧と低周波電圧とを重畳させた電圧が印加され
る、請求項２９に記載した気相加工装置。34. The vapor phase processing apparatus according to claim 29, wherein a voltage that is equal to or lower than a glow discharge starting voltage and is obtained by superimposing a high frequency voltage and a low frequency voltage is applied. 【請求項３５】 前記高周波電圧の周波数が１〜１００
ＭＨｚ、前記低周波電圧の周波数が１ＭＨｚ以下であ
る、請求項２９に記載した気相加工装置。35. The frequency of the high-frequency voltage is 1 to 100.
30. The gas phase processing apparatus according to claim 29, wherein the frequency of the low frequency voltage is 1 MHz or less. 【請求項３６】 前記サセプタと前記電界印加用の電極
との間に前記触媒体が設置される、請求項２９に記載し
た気相加工装置。36. The gas phase processing apparatus according to claim 29, wherein the catalyst is disposed between the susceptor and the electrode for applying an electric field. 【請求項３７】 前記反応ガスを導出するガス供給口が
前記電極に形成されている、請求項３６に記載した気相
加工装置。37. The gas phase processing apparatus according to claim 36, wherein a gas supply port for leading out the reaction gas is formed in the electrode. 【請求項３８】 前記サセプタと前記反応ガス供給手段
との間に前記触媒体と前記電界印加用の電極とが設置さ
れている、請求項２９に記載した気相加工装置。38. The gas phase processing apparatus according to claim 29, wherein the catalyst and the electrode for applying an electric field are provided between the susceptor and the reactant gas supply unit. 【請求項３９】 前記触媒体又は前記電界印加用の電極
がコイル状、メッシュ状、ワイヤー状又は多孔板状に形
成されている、請求項２９に記載した気相加工装置。39. The gas phase processing apparatus according to claim 29, wherein the catalyst or the electrode for applying an electric field is formed in a coil shape, a mesh shape, a wire shape, or a perforated plate shape. 【請求項４０】 前記サセプタの近傍に荷電粒子照射手
段が設置されている、請求項２９に記載した気相加工装
置。40. The vapor phase processing apparatus according to claim 29, wherein charged particle irradiation means is provided near the susceptor. 【請求項４１】 前記荷電粒子照射手段が電子ビーム又
はプロトン照射手段からなっている、請求項４０に記載
した気相加工装置。41. The gas phase processing apparatus according to claim 40, wherein said charged particle irradiation means comprises an electron beam or proton irradiation means. 【請求項４２】 所定の電極間に電圧を印加して気相加
工室内をクリーニングするためのプラズマ放電形成手段
が設けられている、請求項２９に記載した気相加工装
置。42. The gas phase processing apparatus according to claim 29, further comprising a plasma discharge forming means for applying a voltage between predetermined electrodes to clean the gas phase processing chamber. 【請求項４３】 前記気相加工が減圧又は常圧下で行な
われる、請求項２９に記載した気相加工装置。43. The vapor processing apparatus according to claim 29, wherein the vapor processing is performed under reduced pressure or normal pressure. 【請求項４４】 前記触媒体が８００〜２０００℃の範
囲であってその融点未満の温度に加熱され、この加熱さ
れた触媒体により前記反応ガスの少なくとも一部を触媒
反応又は熱分解反応させて生成した反応種又はラジカル
によって、−１００℃〜５００℃の温度に保持した基板
又は基板上の膜が気相エッチング又は気相アッシングさ
れる、請求項２９に記載した気相加工装置。44. The catalyst body is heated to a temperature in the range of 800 to 2000 ° C. and lower than its melting point, and at least a part of the reaction gas is caused to undergo a catalytic reaction or a thermal decomposition reaction by the heated catalyst body. 30. The vapor-phase processing apparatus according to claim 29, wherein the substrate or the film on the substrate held at a temperature of -100C to 500C is subjected to vapor-phase etching or vapor-phase ashing by the generated reactive species or radicals. 【請求項４５】 前記触媒体がそれ自体の抵抗加熱によ
って加熱される、請求項４４に記載した気相加工装置。45. The gas phase processing apparatus according to claim 44, wherein the catalyst body is heated by its own resistance heating. 【請求項４６】 前記反応ガスとして、ハロゲン又はそ
の化合物ガス、又は酸化性ガスが使用される、請求項２
９に記載した気相加工装置。46. The reaction gas according to claim 2, wherein a halogen or a compound gas thereof, or an oxidizing gas is used.
9. The vapor phase processing apparatus according to 9. 【請求項４７】 多結晶シリコン、単結晶シリコン、ア
モルファスシリコン、シリコン−ゲルマニウム、炭化ケ
イ素、化合物半導体（ガリウム−ナイトライド、ガリウ
ム−ヒ素、ガリウム−リン等）等の半導体膜がエッチン
グされ、酸化シリコン、不純物含有の酸化シリコン、窒
化シリコン、酸窒化シリコン、酸化クロム等の絶縁性膜
をエッチングし、タングステン、窒化タングステン、チ
タン、窒化チタン、モリブデン、窒化モリブデン、タン
タル、窒化タンタル等の高融点金属、アルミニウム、ア
ルミニウム合金（１％Ｓｉ入り、１〜２％Ｃｕ入りのも
のを含む。）、シリサイド、銅等の金属膜がエッチング
され、又はフォトレジスト等の有機膜がエッチング又は
アッシングされる、請求項４６に記載した気相加工装
置。47. A semiconductor film of polycrystalline silicon, single crystal silicon, amorphous silicon, silicon-germanium, silicon carbide, a compound semiconductor (gallium-nitride, gallium-arsenic, gallium-phosphorus, etc.) is etched, and silicon oxide is formed. Etching insulating films such as impurity-containing silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, and chromium oxide; and refractory metals such as tungsten, tungsten nitride, titanium, titanium nitride, molybdenum, molybdenum nitride, tantalum, and tantalum nitride; A metal film such as aluminum, an aluminum alloy (including one containing 1% Si and one to 2% Cu), silicide, copper, or the like, or an organic film such as a photoresist is etched or ashed. 46. The gas phase processing apparatus according to 46. 【請求項４８】 タングステン、トリア含有タングステ
ン、モリブテン、白金、パラジウム、バナジウム、シリ
コン、アルミナ、金属を付着したセラミックス、及び炭
化ケイ素からなる群より選ばれた少なくとも１種の材料
によって、前記触媒体が形成されている、請求項２９に
記載した気相加工装置。48. The catalyst body is made of at least one material selected from the group consisting of tungsten, tungsten containing thoria, molybdenum, platinum, palladium, vanadium, silicon, alumina, a ceramic to which a metal is attached, and silicon carbide. The vapor phase processing apparatus according to claim 29, wherein the apparatus is formed. 【請求項４９】 前記反応ガスを成膜用の原料ガスに変
更し、この原料ガスの供給によって前記基体上に所定の
膜を成膜するようにも構成された、請求項２９に記載し
た気相加工装置。49. The gas supply according to claim 29, wherein the reaction gas is changed to a source gas for film formation, and the supply of the source gas forms a predetermined film on the substrate. Phase processing equipment. 【請求項５０】 マスクを用いて前記エッチングによっ
て所定の膜を選択的に除去した後、前記アッシングによ
って前記マスクを除去し、更に前記反応ガスを成膜用の
原料ガスに変更して加熱された前記触媒体に接触させ、
これによって生成した反応種又はその前駆体にグロー放
電開始電圧以下の電界を作用させて運動エネルギーを与
え、前記基体上に所定の膜を成膜するようにも構成され
た、請求項４９に記載した気相加工装置。50. After a predetermined film is selectively removed by etching using a mask, the mask is removed by ashing, and the reaction gas is changed to a source gas for film formation and heated. Contacting the catalyst body,
50. The method according to claim 49, further comprising applying a kinetic energy by applying an electric field equal to or lower than a glow discharge initiation voltage to the reactive species or a precursor thereof generated thereby to form a predetermined film on the substrate. Vapor processing equipment. 【請求項５１】 前記成膜が減圧又は常圧下で行なわれ
る、請求項４９に記載した気相加工装置。51. The vapor phase processing apparatus according to claim 49, wherein the film formation is performed under reduced pressure or normal pressure. 【請求項５２】 前記触媒体が８００〜２０００℃の範
囲であってその融点未満の温度に加熱され、この加熱さ
れた触媒体により前記原料ガスの少なくとも一部を触媒
反応又は熱分解反応させて生成した堆積種又はその前駆
体を原料種として、室温〜５５０℃に加熱した基板上に
熱ＣＶＤ法によって薄膜が堆積される、請求項４９に記
載した気相加工装置。52. The catalyst body is heated to a temperature in a range of 800 to 2000 ° C. and lower than its melting point, and at least a part of the raw material gas is subjected to a catalytic reaction or a thermal decomposition reaction by the heated catalyst body. 50. The vapor phase processing apparatus according to claim 49, wherein a thin film is deposited by a thermal CVD method on a substrate heated to room temperature to 550 [deg.] C. using the generated deposition species or a precursor thereof as a source species. 【請求項５３】 前記原料ガスとして、下記の（ａ）〜
（ｏ）のいずれかが使用される、請求項４９に記載した
気相加工装置。 （ａ）水素化ケイ素又はその誘導体 （ｂ）水素化ケイ素又はその誘導体と、水素、酸素、窒
素、ゲルマニウム、炭素又はスズを含有するガスとの混
合物 （ｃ）水素化ケイ素又はその誘導体と、周期表第３族又
は第５族元素からなる不純物を含有するガスとの混合物 （ｄ）水素化ケイ素又はその誘導体と、水素、酸素、窒
素、ゲルマニウム、炭素又はスズを含有するガスと、周
期表第３族又は第５族元素からなる不純物を含有するガ
スとの混合物 （ｅ）アルミニウム化合物ガス （ｆ）アルミニウム化合物ガスと、水素又は酸素を含有
するガスとの混合物 （ｇ）インジウム化合物ガス （ｈ）インジウム化合物ガスと、酸素を含有するガスと
の混合物 （ｉ）高融点金属のフッ化物ガス、塩化物ガス又は有機
化合物ガス （ｊ）高融点金属のフッ化物ガス、塩化物ガス又は有機
化合物ガスと、水素化ケイ素又はその誘導体との混合物 （ｋ）チタンの塩化物と、窒素及び／又は酸素を含有す
るガスとの混合物 （ｌ）銅化合物ガス （ｍ）アルミニウム化合物ガスと、水素又は水素化合物
ガスと、水素化ケイ素又はその誘導体及び／又は銅化合
物ガスとの混合物 （ｎ）炭化水素又はその誘導体 （ｏ）炭化水素又はその誘導体と水素ガスとの混合物53. The following source gases (a) to (a):
50. The gas phase processing apparatus according to claim 49, wherein any one of (o) is used. (A) Silicon hydride or its derivative (b) Mixture of silicon hydride or its derivative and gas containing hydrogen, oxygen, nitrogen, germanium, carbon or tin (c) Silicon hydride or its derivative and period Table 3. Mixture with gas containing impurities consisting of Group 3 or 5 elements (d) Silicon hydride or a derivative thereof, gas containing hydrogen, oxygen, nitrogen, germanium, carbon or tin; (E) Aluminum compound gas (f) Mixture of aluminum compound gas and gas containing hydrogen or oxygen (g) Indium compound gas (h) Mixture of indium compound gas and gas containing oxygen (i) Fluoride gas, chloride gas or organic compound gas of high melting point metal (j) Fluoride of high melting point metal (K) a mixture of a chloride gas of titanium and a gas containing nitrogen and / or oxygen (l) a copper compound gas (m A) a mixture of an aluminum compound gas, hydrogen or a hydrogen compound gas, a silicon hydride or a derivative thereof and / or a copper compound gas, (n) a hydrocarbon or a derivative thereof, and (o) a mixture of a hydrocarbon or a derivative thereof and a hydrogen gas. 【請求項５４】 多結晶シリコン、単結晶シリコン、ア
モルファスシリコン、微結晶シリコン、シリコン−ゲル
マニウム、炭化ケイ素、化合物半導体（ガリウム−ヒ
素、ガリウム−リン、ガリウム−ナイトライド等）等の
半導体薄膜、酸化シリコン、不純物含有の酸化シリコ
ン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化モリブデン、
酸化チタン、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化イ
ンジウム等の絶縁性薄膜、タングステン、チタン、タン
タル、モリブデン、窒化タングステン、窒化チタン、窒
化タンタル、窒化モリブデン等の高融点金属、シリサイ
ド、銅、アルミニウム、アルミニウム−シリコン又はア
ルミニウム−シリコン−銅等からなる金属薄膜が気相成
長される、請求項５２に記載した気相加工装置。54. Semiconductor thin films such as polycrystalline silicon, single crystal silicon, amorphous silicon, microcrystalline silicon, silicon-germanium, silicon carbide, and compound semiconductors (gallium-arsenic, gallium-phosphorus, gallium-nitride, etc.), oxidation Silicon, impurity-containing silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, molybdenum oxide,
Insulating thin films such as titanium oxide, tantalum oxide, aluminum oxide, and indium oxide; refractory metals such as tungsten, titanium, tantalum, molybdenum, tungsten nitride, titanium nitride, tantalum nitride, and molybdenum nitride; silicide, copper, aluminum, and aluminum 53. The vapor phase processing apparatus according to claim 52, wherein a metal thin film made of silicon or aluminum-silicon-copper or the like is grown by vapor phase. 【請求項５５】 前記原料ガスを供給する前に、前記触
媒体を水素系ガス雰囲気中で加熱処理するように構成さ
れた、請求項４９に記載した気相加工装置。55. The gas phase processing apparatus according to claim 49, wherein the catalyst is heated in a hydrogen-based gas atmosphere before supplying the raw material gas. 【請求項５６】 シリコン半導体装置、シリコン半導体
集積回路装置、シリコン−ゲルマニウム半導体装置、シ
リコン−ゲルマニウム半導体集積回路装置、化合物半導
体装置、化合物半導体集積回路装置、炭化ケイ素半導体
装置、炭化ケイ素半導体集積回路装置、液晶表示装置、
エレクトロルミネセンス表示装置、プラズマディスプレ
イパネル（ＰＤＰ）装置、発光ポリマー表示装置、発光
ダイオード表示装置、ＣＣＤエリア／リニアセンサ装
置、ＭＯＳセンサ装置、強誘電体メモリー装置又は太陽
電池装置を製造するのに用いられる、請求項２９に記載
した気相加工装置。56. A silicon semiconductor device, a silicon semiconductor integrated circuit device, a silicon-germanium semiconductor device, a silicon-germanium semiconductor integrated circuit device, a compound semiconductor device, a compound semiconductor integrated circuit device, a silicon carbide semiconductor device, and a silicon carbide semiconductor integrated circuit device , Liquid crystal display,
Used to manufacture electroluminescent displays, plasma display panel (PDP) devices, light emitting polymer displays, light emitting diode displays, CCD area / linear sensor devices, MOS sensor devices, ferroelectric memory devices or solar cell devices 30. The gas phase processing apparatus according to claim 29, wherein