[发明专利]等离子体处理装置、薄膜制造方法和薄膜晶体管制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体处理装置、使用该等离子体处理装置的薄膜的制造方法和薄膜晶体管的制造方法。

背景技术

已有具备具有凸部及凹部的上部电极的平行平板型的等离子体处理装置，其使用分解效率高的气体和分解效率低的气体作为原料气体而在衬底上沉积均匀的膜。在该等离子体处理装置中，通过从上部电极中的离下部电极近的区域(即，凸部的表面)的引入口将分解效率高的气体(O₂)引入到处理室内，从上部电极中的离下部电极远的区域(即，凹部的表面)的引入口将分解效率低的气体(SiF₄)引入到处理室内，将频率为13.56MHz的高频电压施加到下部电极，并且将频率为27.12MHz的高频电压施加到上部电极，而在下部电极和上部电极之间产生等离子体。此时，不仅在凸部的表面和下部电极的表面之间产生等离子体，而且还在上部电极的凹部中产生等离子体，并且，在凸部的表面，垂直于设置在下部电极上的衬底的方向上的高密度等离子体区域窄，而在上部电极的凹部中，垂直于衬底的方向上的高密度等离子体区域宽。因为从上部电极中的凹部的表面的引入口将分解效率低的气体引入到凹部中的高密度等离子体区域，所以与分解效率高的气体相比，分解效率低的气体的暴露于等离子体的时间变长，而促进离解。结果，可以提高等离子体处理速度，并且可以使分解效率低的气体离解得充分而在衬底上沉积均匀的膜(参照专利文献1)。

专利文献1日本专利申请公开2000-269201号公报

发明内容

本发明的一个方式的目的在于提供一种可以形成均匀且优质的膜的等离子体处理装置。

本发明的一个方式的目的在于使用上述等离子体处理装置制造均匀且优质的膜。

本发明的一个方式的目的在于使用上述等离子体处理装置制造可靠性高的薄膜晶体管。

本发明的一个方式是一种等离子体处理装置，包括：上部电极和下部电极，其中，所述上部电极具有设置有第一引入口的凸部和设置有第二引入口的凹部，并且，所述上部电极的凸部的间隔为在产生等离子体时产生的鞘层(sheath)的厚度的2倍以下。

本发明的一个方式是一种等离子体处理装置，包括：上部电极和下部电极，其中，所述上部电极具有设置有第一引入口的凸部和设置有第二引入口的凹部，并且，所述上部电极的凸部和凹部的高低差为在产生等离子体时产生的鞘层的厚度以下。

本发明的一个方式是一种等离子体处理装置，包括：上部电极和下部电极，其中，所述上部电极具有设置有第一引入口的凸部和设置有第二引入口的凹部，并且，在所述上部电极的凸部附近产生电子密度高的主等离子体(bulk plasma)。

另外，在具有上述结构的等离子体处理装置中，从第一引入口引入到反应室的气体和从第二引入口引入到反应室的气体的种类优选为不相同。

本发明的一个方式是一种等离子体处理装置，包括：上部电极和下部电极，其中，所述上部电极具有设置有第一引入孔(第一气体管道)的凸部和设置有第二引入孔(第二气体管道)的凹部，所述上部电极的第一引入孔(第一气体管道)连接到填充有不容易离解的气体的第一汽缸且第二引入孔(第二气体管道)连接到填充有容易离解的气体的第二汽缸，从设置在所述上部电极的凸部的表面的第一引入孔(第一气体管道)的引入口将不容易离解的气体引入到反应室并从设置在凹部的表面的第二引入孔(第二气体管道)的引入口将容易离解的气体引入到反应室。这里，如在括号中描述那样，在本说明书中，“引入孔”表示气体管道，而“引入口”表示连接到气体管道的气体的出口部分。

本发明的一个方式是使用上述等离子体处理装置的膜的制造方法。

本发明的一个方式是应用上述膜的制造方法的薄膜晶体管的制造方法。

根据本发明的一个方式，可以制造均匀且优质的膜。再者，可以制造可靠性高的薄膜晶体管。

附图说明

图1是说明等离子体处理装置的一个例子的图；

图2是说明等离子体处理装置的一个例子的图；

图3A和3B是说明等离子体处理装置的上部电极的形状的图；

图4A和4B是说明等离子体处理装置的上部电极的形状的图；

图5是说明成膜装置的结构的一个例子的图；

图6是说明等离子体处理装置的上部电极和下部电极的图；

图7A和7B是说明计算结果的图；

图8A和8B是说明计算结果的图；

图9A和9B是说明等离子体处理装置中的等离子体的强度的图；

图10A和10B是说明等离子体处理装置中的等离子体的强度的图；