堆積物の除去方法
水素化ケイ素を、分子フッ素または分子フッ素から発生する反応種を含むガスで処理する工程を含む、水素化ケイ素を固形体の表面から除去するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本特許出願は、２００９年１０月３０日に出願された欧州特許出願第０９１７４７０５．５号（その全内容を参照によって本特許出願に組み込む）の利益を請求する。
【０００２】
本発明は、特にチャンバ清浄化プロセスとして有用である堆積物の除去方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
処理チャンバは、半導体、フラットパネルディスプレイまたは光電池素子を製造するために半導体および光電池産業において使用されている。製造は一般に、処理の間、処理チャンバ内に設けられた支持体上に典型的に配置される基材のエッチングまたは化学蒸着などの作業を含む。
【０００４】
製造工程の間、特に化学蒸着工程の間、材料は一般に基材上に堆積されるだけでなく、チャンバ壁および対電極などのチャンバの内部部品上にも堆積される。後続の製造段階の間の汚染問題を防ぐために、このような材料は好適には除去される。
【０００５】
（特許文献１）には、処理チャンバの内部部品上に堆積された非晶質ケイ素が、清浄化ガスとしてフッ素によって熱的に清浄化され得ることが開示されている。また、この文献は、酸化ケイ素または窒化ケイ素をこの方法によって除去することができないことを教示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第Ａ−１１３８８０２号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は現在、特に、効率的なチャンバ清浄化プロセスを利用可能にしている。
【０００８】
したがって、本発明は、水素化ケイ素を分子フッ素を含むガスで処理する工程を含む、水素化ケイ素を固形体の表面から除去するための方法に関する。あるいは水素化ケイ素は、または分子フッ素から発生する反応種で処理され得る。
【０００９】
驚くべきことに、分子フッ素は水素化ケイ素の除去のために特に効率的であり、したがって、良い清浄化効率および低減された清浄化時間を可能にする。フッ素ガスは、水素化ケイ素堆積物を効率的に除去するが、地球温暖化を引き起こす恐れがなく、例えば慣例的に使用されたＮＦ３清浄化ガスと比べて比較的低いエネルギー消費量で使用され得る。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
「水素化ケイ素」は、ケイ素と水素とを含有する固体を特に意味すると理解される。固相中の水素原子含有量は一般に、１モルのケイ素に対して１モル未満である。この含有量は一般に、０．０１モル／モル以上のケイ素である。しばしばこの含有量は、０．１モル／モル以上のケイ素である。
【００１１】
しばしば、水素化ケイ素中のＨの濃度は、非晶相中、０．１〜０．３５モル／モルのケイ素である。それは典型的に、微結晶相中、０．０３〜０．１モル／モルのケイ素である。
【００１２】
「反応種」は、フッ素含有プラズマまたは原子フッ素を特に意味すると理解される。
【００１３】
「分子フッ素から発生する」は、分子フッ素（Ｆ２）が、反応種を発生させるために使用されたガス中に初期に存在することを特に意味すると理解される。
【００１４】
典型的に、水素化ケイ素は、シラン含有堆積ガスを用いて化学蒸着によって固形体の表面上に堆積された。典型的に堆積ガスはシランと水素とを含む。適したシランの例には、ＳｉＨ４およびＳｉ２Ｈ６などがある。シランと水素とを含む堆積ガスが使用されるとき、堆積ガス中のシラン含有量は一般に少なくとも５０％、しばしば少なくとも６０％である。シランと水素とを含む堆積ガスが使用されるとき、堆積ガス中のシラン含有量は一般に多くても９０％、しばしば８０％以下である。
【００１５】
欧州特許出願第１１３８８０２号明細書は、シランと水素とによるプラズマＣＶＤ法を実施して非晶質ケイ素層を形成することを教示する。本発明において除去される材料は、上に規定されたように特に水素化ケイ素である。堆積法は、水素化ケイ素の水素含有量およびその結晶度を制御するように実施され得る。
【００１６】
本発明の方法によって除去され得る水素化ケイ素は一般に、非晶質および微結晶質水素化ケイ素から選択される。１つの態様において水素化ケイ素は本質的に非晶質水素化ケイ素からなる。別の態様において水素化ケイ素は本質的に微結晶質水素化ケイ素からなる。さらに別の態様において、水素化ケイ素は非晶質および微結晶質水素化ケイ素を含む。
【００１７】
本発明において、分子フッ素（Ｆ２）は、ガスの必須成分として使用される。
【００１８】
１つの好ましい態様において、ガスは、分子フッ素からなるかまたは本質的に分子フッ素からなる。別の態様において、分子フッ素と例えば不活性ガス、例えば窒素、アルゴン、キセノンまたはそれらの混合物とを含む混合物、特に窒素とアルゴンと分子フッ素との混合物が使用される。この場合、混合物中の分子フッ素の含有量は典型的に５０％モル以下である。好ましくは、この含有量は２０％モル以下である。適した混合物は例えば、本出願者の名前での国際公開第２００７／１１６０３３号パンフレット（その全内容を参照によって本特許出願に組み込む）に開示されている。特定の混合物は本質的に約１０％モルのアルゴン、７０％モルの窒素、および２０％モルのＦ２からなる。
【００１９】
この態様の特定の実施形態において、上に記載されたような不活性ガスとの混合物中の分子フッ素の含有量は５０％モル超である。好ましくは、この含有量は８０％モル以上、例えば約９０％モルである。この特定の実施形態において、アルゴンは好ましい不活性ガスである。約９０モル％の分子フッ素および約１０モル％のアルゴンからなる混合物が特により好ましい。この態様のこの特定の実施形態において、上に記載されたような不活性ガスとの混合物中の分子フッ素の含有量は９５％モル以下である。
【００２０】
本発明において使用するための分子フッ素は、適したフルオロ金属酸塩、例えばフルオロニッケル酸塩または四フッ化マンガンを例えば加熱することによって製造され得る。好ましくは、分子フッ素は、溶融塩電解質、特にフッ化カリウム／フッ化水素電解質、最も好ましくはＫＦ．２ＨＦの電気分解によって製造される。
【００２１】
好ましくは、精製された分子フッ素が本発明において使用される。本発明において使用するための精製された分子フッ素を得るために適している精製作業には、例えば濾過または吸収による粒子の除去、および例えば吸収による出発原料、特にＨＦの除去、および特にＣＦ４およびＯ２などの不純物の除去などがある。典型的に、本発明において使用された分子フッ素中のＨＦ含有量は１０ｐｐｍモル未満である。典型的に、本発明において使用されたフッ素は、少なくとも０．１モルｐｐｍのＨＦを含有する。
【００２２】
好ましい実施形態において、本発明において使用するための精製された分子フッ素は、
（ａ） 特に上に記載されたように溶融塩を電気分解して、ＨＦと粒子と任意の不純物とを含有する粗原料分子フッ素を提供する工程と、
（ｂ） 例えばフッ化ナトリウム上の吸着を含む、粗原料分子フッ素のＨＦ含有量に対してＨＦ含有量を低減させる作業および好ましくは分子フッ素中のＨＦ含有量を前述の値まで低減する工程と、
（ｃ） 例えば、粒子を含有するフッ素ストリームを例えばフッ化ナトリウムなどの固体吸収剤中に通す工程を含む、粗原料分子フッ素の粒子含有量に対して粒子含有量を低減させる作業とを含む方法によって得られる。
【００２３】
特に前述のように製造および精製された分子フッ素は、例えば、可搬型容器内で本発明による方法によって供給され得る。この供給方法は、特に上に記載されたようなフッ素ガスと不活性ガスとの混合物が本発明による方法において使用される時に好ましい。
【００２４】
あるいは、分子フッ素は、例えば、水素化ケイ素の除去工程とフッ素の製造および／または精製との両方に接続されたガス供給システムによって、本発明による方法によってその製造および任意選択の精製から直接に供給され得る。この実施形態は、本発明による方法において使用されたガスが分子フッ素からなるかまたは本質的にからなる場合、特に有利である。
【００２５】
本発明による方法において、固形体は一般に、電気導電材料、例えばアルミニウム、またはアルミニウム合金、特にアルミニウム／マグネシウム合金、ステンレス鋼および炭化ケイ素を含むかまたはからなる。アルミニウムおよびアルミニウム合金が好ましい。好ましい実施形態において、固形体は、半導体、フラットパネルディスプレイまたは光電池素子の製造のための処理チャンバの内部部品である。特定の態様において、固形体は、ＣＶＤ法において電場を生じるために適した電極であり、それは、特に上に記載されたような電気導電材料から好ましくは製造される。
【００２６】
本発明による方法は、光電池素子の製造のために使用されたプロセスチャンバ内の水素化ケイ素堆積物を清浄化するために特に適している。
【００２７】
本発明による方法の第１の特定の実施形態において、処理は、プラズマをガスから発生させる工程を含む。特定のプラズマ発生器が公知である。プラズマを発生するための典型的な方法は、ガスを高周波電場に暴露する工程を含む。
【００２８】
第１の特定の実施形態の第１の態様において、発生する場の周波数は１０〜１５ＭＨｚである。典型的な周波数は１３．５６ＭＨｚである。
【００２９】
第１の特定の実施形態の第２の態様において、発生する場の周波数は４０〜１００ＭＨｚであり、好ましくは４０〜８０ＭＨｚである。典型的な周波数は４０ＭＨｚおよび６０ＭＨｚから選択される。また、本発明は、上に記載されたような分子フッ素含有ガス、特に、分子フッ素からなるかまたは本質的にからなるガスを４０〜８０ＭＨｚの周波数を有する高周波電場に暴露することによって得られたプラズマに関する。また、本発明は、半導体、フラットパネルディスプレイまたは光電池素子製造プロセスにおいて使用された処理チャンバを清浄化するためにこのようなプラズマを使用することに関する。
【００３０】
本発明による方法の第１の特定の実施形態において、ガス圧力は一般に０．５〜５０トル、しばしば１〜１０トルおよび好ましくは５トル以下である。
【００３１】
本発明による方法の第１の特定の実施形態において、ガスの滞留時間は一般に１〜１８０ｓ、しばしば３０〜７０ｓおよび好ましくは４０〜６０ｓである。
【００３２】
本発明による方法の第１の特定の実施形態において、プラズマを発生させるために印加された電力は一般に１〜１０００００Ｗ、しばしば５０００〜６００００Ｗおよび好ましくは１００００〜４００００Ｗである。
【００３３】
また、これらの特定の条件は本発明によるプラズマおよび本発明によるその使用にも適用されるということは理解されたい。
【００３４】
第１の特定の実施形態の１つの態様において、処理は、遠隔プラズマ技術によって行なわれる。この実施形態の別の態様において、ｉｎ ｓｉｔｕプラズマが発生する。例えば、このようなｉｎ ｓｉｔｕプラズマは、上に説明されたガスから、特に、精製された分子フッ素からプラズマを発生させるために適したデバイスを含む処理チャンバ内で発生する。適したデバイスには、例えば、高周波電場を発生させうる一対の電極が挙げられる。
【００３５】
本発明による方法の第２の特定の実施形態において、処理は、水素化ケイ素を高温のガスと接触させる工程を含む。この実施形態において典型的な温度は１００℃〜３００℃の範囲である。しばしば温度は１５０℃〜２５０℃である。２００℃以下の温度が好ましい。
【００３６】
１つの態様において、温度は、固形体を所望の温度まで加熱することによって達成される。別の態様においてガスは例えば、それを加熱された管に流すことによって加熱されてもよい。また、加熱されたガスは、例えば、プラズマを発生するには不十分な条件下で上に記載されたような、特に４０〜６０ＭＨｚの周波数を有する高周波場を印加することによってｉｎ ｓｉｔｕ発生させてもよい。特定の態様において、ガスは、固形体の温度を所望の値に維持することに寄与するかまたは達成する反応熱を発生させるために処理工程に導入される。特に、ガスが分子フッ素からなるかまたは本質的にからなるとき、処理工程へのその導入は好ましくは高くても３００℃、好ましくは高くても２５０℃の温度を維持するように制御される。
【００３７】
本発明による方法の第２の特定の実施形態において、ガス圧力は一般に５０〜５００トル、しばしば７５〜３００トルおよび好ましくは１００〜２００トルである。
【００３８】
本発明による方法の第２の特定の実施形態において、ガスの滞留時間は一般に５０〜５００ｓ、しばしば１００〜３００ｓおよび好ましくは１５０〜２５０ｓである。
【００３９】
本発明による方法およびその特定の実施形態において、処理は一般に、表面上の水素化ケイ素の量をその初期含有量に対して１％未満まで、好ましくは０．１％未満まで低減させるために十分な時間にわたって行なわれる。
【００４０】
また、本発明は、製品の製造のための少なくとも１つの処理工程が処理チャンバ内で行なわれ、水素化ケイ素が処理チャンバの内部部品上に、例えば電極上に堆積される、製品の製造のための方法に関し、この方法は、本発明による方法によって前記内部部品を清浄化する工程を含む。典型的に、製品の製造は、上に記載されたように、非晶質および／または微結晶質水素化ケイ素の、基材上への少なくとも１つの化学蒸着工程を含む。典型的な製品は、半導体、フラットパネルディスプレイの他、ソーラーパネルなどの光電池素子から選択される。
【００４１】
以下の実施例は、本発明を説明することを意図しているが、しかしながら、それを限定しない。
【実施例】
【００４２】
以下の実施例のＳｉ−Ｈの水素濃度は、分子百分率として示される。
【００４３】
実施例１ 分子フッ素を使用する遠隔プラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。パネル基材をチャンバから取り出した後、本質的に分子フッ素からなるガスを、１００ｍｂの圧力において遠隔プラズマ（ＲＰＳ）装置（１０ｋＷ）を通してチャンバ内に３５ｓｌｍにおいて導入する。３分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００４４】
実施例２ 分子フッ素と不活性ガスとの混合物を使用する遠隔プラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。パネル基材をチャンバから取り出した後、分子フッ素（２０％）および窒素（７０％）およびＡｒ（１０％）からなるガス混合物を、２００ｍｂの圧力においてＲＰＳ装置（４０ｋＷ）を通して３５ｓｌｍにおいてチャンバ内に導入する。１０分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００４５】
実施例３ 分子フッ素を使用する熱清浄化
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。パネル基材をチャンバから取り出した後、２００℃まで予め加熱された本質的に分子フッ素からなるガスを、２２０ｍｂの圧力において３５ｓｌｍにおいてチャンバ内に導入する。２分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００４６】
実施例４ 分子フッ素を使用するｉｎ ｓｉｔｕプラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。パネル基材をチャンバから取り出した後、本質的に分子フッ素からなるガスを５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。１３．５６ＭＨｚにおいて運転するｉｎ ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。５分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００４７】
実施例５ 分子フッ素と不活性ガスとの混合物を使用するｉｎ ｓｉｔｕプラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。パネル基材をチャンバから取り出した後、分子フッ素（２０％）および窒素（７０％）およびＡｒ（１０％）からなるガス混合物を５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。２０分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００４８】
実施例６ 分子フッ素を使用するｉｎ ｓｉｔｕプラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。高周波（４０ＭＨｚ）のプラズマ源は、活性ａＳｉ：ＨおよびμｍＳｉ：Ｈを改良された速度においておよび十分な均一性によって堆積させることを可能にする。パネル基材をチャンバから取り出した後、本質的に分子フッ素からなるガスを５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。３分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００４９】
実施例７ 分子フッ素と不活性ガスとの混合物を使用するｉｎ ｓｉｔｕプラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。高周波（４０ＭＨｚ）のプラズマ源は、活性ａＳｉ：ＨおよびμｍＳｉ：Ｈを改良された速度においておよび十分な均一性によって堆積させることを可能にする。パネル基材をチャンバから取り出した後、分子フッ素（２０％）および窒素（７０％）およびＡｒ（１０％）からなるガス混合物を、５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。１５分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００５０】
実施例８ 分子フッ素と不活性ガスとの混合物を使用するｉｎ ｓｉｔｕプラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。高周波（６０ＭＨｚ）のプラズマ源は、活性ａＳｉ：ＨおよびμｍＳｉ：Ｈを改良された速度においておよび十分な均一性によって堆積させることを可能にする。パネル基材をチャンバから取り出した後、本質的に分子フッ素からなるガスを５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。２．５分の処理後に、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００５１】
実施例９ 分子フッ素と不活性ガスとの混合物を使用するｉｎ ｓｉｔｕプラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。高周波（６０ＭＨｚ）のプラズマ源は、活性ａ−Ｓｉ：Ｈおよびμｃ−Ｓｉ：Ｈを改良された速度においておよび十分な均一性によって堆積させることを可能にする。パネル基材をチャンバから取り出した後、分子フッ素（２０％）および窒素（７０％）およびＡｒ（１０％）からなるガス混合物を５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。１３分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００５２】
実施例１０ 分子フッ素と低含有量の不活性ガス（１０％のＡｒ）との混合物を使用するｉｎ ｓｉｔｕプラズマ洗浄
フッ素と低濃度の不活性ガスとの混合物は高純度フッ素の高い反応性をほぼ維持してバルク（チューブトレーラ）で輸送され得るので、重要である。
【００５３】
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。高周波（６０ＭＨｚ）のプラズマ源は、活性ａ−Ｓｉ：Ｈおよびμｃ−Ｓｉ：Ｈを改良された速度においておよび十分な均一性によって堆積させることを可能にする。パネル基材をチャンバから取り出した後、分子フッ素（９０％）およびＡｒ（１０％）からなるガス混合物を、５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。２，５分の処理後に、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。高純度フッ素と上述の混合物との間にエッチング速度のいかなる偏差も測定できなかった。
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本特許出願は、２００９年１０月３０日に出願された欧州特許出願第０９１７４７０５．５号（その全内容を参照によって本特許出願に組み込む）の利益を請求する。
【０００２】
本発明は、特にチャンバ清浄化プロセスとして有用である堆積物の除去方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
処理チャンバは、半導体、フラットパネルディスプレイまたは光電池素子を製造するために半導体および光電池産業において使用されている。製造は一般に、処理の間、処理チャンバ内に設けられた支持体上に典型的に配置される基材のエッチングまたは化学蒸着などの作業を含む。
【０００４】
製造工程の間、特に化学蒸着工程の間、材料は一般に基材上に堆積されるだけでなく、チャンバ壁および対電極などのチャンバの内部部品上にも堆積される。後続の製造段階の間の汚染問題を防ぐために、このような材料は好適には除去される。
【０００５】
（特許文献１）には、処理チャンバの内部部品上に堆積された非晶質ケイ素が、清浄化ガスとしてフッ素によって熱的に清浄化され得ることが開示されている。また、この文献は、酸化ケイ素または窒化ケイ素をこの方法によって除去することができないことを教示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第Ａ−１１３８８０２号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は現在、特に、効率的なチャンバ清浄化プロセスを利用可能にしている。
【０００８】
したがって、本発明は、水素化ケイ素を分子フッ素を含むガスで処理する工程を含む、水素化ケイ素を固形体の表面から除去するための方法に関する。あるいは水素化ケイ素は、または分子フッ素から発生する反応種で処理され得る。
【０００９】
驚くべきことに、分子フッ素は水素化ケイ素の除去のために特に効率的であり、したがって、良い清浄化効率および低減された清浄化時間を可能にする。フッ素ガスは、水素化ケイ素堆積物を効率的に除去するが、地球温暖化を引き起こす恐れがなく、例えば慣例的に使用されたＮＦ３清浄化ガスと比べて比較的低いエネルギー消費量で使用され得る。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
「水素化ケイ素」は、ケイ素と水素とを含有する固体を特に意味すると理解される。固相中の水素原子含有量は一般に、１モルのケイ素に対して１モル未満である。この含有量は一般に、０．０１モル／モル以上のケイ素である。しばしばこの含有量は、０．１モル／モル以上のケイ素である。
【００１１】
しばしば、水素化ケイ素中のＨの濃度は、非晶相中、０．１〜０．３５モル／モルのケイ素である。それは典型的に、微結晶相中、０．０３〜０．１モル／モルのケイ素である。
【００１２】
「反応種」は、フッ素含有プラズマまたは原子フッ素を特に意味すると理解される。
【００１３】
「分子フッ素から発生する」は、分子フッ素（Ｆ２）が、反応種を発生させるために使用されたガス中に初期に存在することを特に意味すると理解される。
【００１４】
典型的に、水素化ケイ素は、シラン含有堆積ガスを用いて化学蒸着によって固形体の表面上に堆積された。典型的に堆積ガスはシランと水素とを含む。適したシランの例には、ＳｉＨ４およびＳｉ２Ｈ６などがある。シランと水素とを含む堆積ガスが使用されるとき、堆積ガス中のシラン含有量は一般に少なくとも５０％、しばしば少なくとも６０％である。シランと水素とを含む堆積ガスが使用されるとき、堆積ガス中のシラン含有量は一般に多くても９０％、しばしば８０％以下である。
【００１５】
欧州特許出願第１１３８８０２号明細書は、シランと水素とによるプラズマＣＶＤ法を実施して非晶質ケイ素層を形成することを教示する。本発明において除去される材料は、上に規定されたように特に水素化ケイ素である。堆積法は、水素化ケイ素の水素含有量およびその結晶度を制御するように実施され得る。
【００１６】
本発明の方法によって除去され得る水素化ケイ素は一般に、非晶質および微結晶質水素化ケイ素から選択される。１つの態様において水素化ケイ素は本質的に非晶質水素化ケイ素からなる。別の態様において水素化ケイ素は本質的に微結晶質水素化ケイ素からなる。さらに別の態様において、水素化ケイ素は非晶質および微結晶質水素化ケイ素を含む。
【００１７】
本発明において、分子フッ素（Ｆ２）は、ガスの必須成分として使用される。
【００１８】
１つの好ましい態様において、ガスは、分子フッ素からなるかまたは本質的に分子フッ素からなる。別の態様において、分子フッ素と例えば不活性ガス、例えば窒素、アルゴン、キセノンまたはそれらの混合物とを含む混合物、特に窒素とアルゴンと分子フッ素との混合物が使用される。この場合、混合物中の分子フッ素の含有量は典型的に５０％モル以下である。好ましくは、この含有量は２０％モル以下である。適した混合物は例えば、本出願者の名前での国際公開第２００７／１１６０３３号パンフレット（その全内容を参照によって本特許出願に組み込む）に開示されている。特定の混合物は本質的に約１０％モルのアルゴン、７０％モルの窒素、および２０％モルのＦ２からなる。
【００１９】
この態様の特定の実施形態において、上に記載されたような不活性ガスとの混合物中の分子フッ素の含有量は５０％モル超である。好ましくは、この含有量は８０％モル以上、例えば約９０％モルである。この特定の実施形態において、アルゴンは好ましい不活性ガスである。約９０モル％の分子フッ素および約１０モル％のアルゴンからなる混合物が特により好ましい。この態様のこの特定の実施形態において、上に記載されたような不活性ガスとの混合物中の分子フッ素の含有量は９５％モル以下である。
【００２０】
本発明において使用するための分子フッ素は、適したフルオロ金属酸塩、例えばフルオロニッケル酸塩または四フッ化マンガンを例えば加熱することによって製造され得る。好ましくは、分子フッ素は、溶融塩電解質、特にフッ化カリウム／フッ化水素電解質、最も好ましくはＫＦ．２ＨＦの電気分解によって製造される。
【００２１】
好ましくは、精製された分子フッ素が本発明において使用される。本発明において使用するための精製された分子フッ素を得るために適している精製作業には、例えば濾過または吸収による粒子の除去、および例えば吸収による出発原料、特にＨＦの除去、および特にＣＦ４およびＯ２などの不純物の除去などがある。典型的に、本発明において使用された分子フッ素中のＨＦ含有量は１０ｐｐｍモル未満である。典型的に、本発明において使用されたフッ素は、少なくとも０．１モルｐｐｍのＨＦを含有する。
【００２２】
好ましい実施形態において、本発明において使用するための精製された分子フッ素は、
（ａ） 特に上に記載されたように溶融塩を電気分解して、ＨＦと粒子と任意の不純物とを含有する粗原料分子フッ素を提供する工程と、
（ｂ） 例えばフッ化ナトリウム上の吸着を含む、粗原料分子フッ素のＨＦ含有量に対してＨＦ含有量を低減させる作業および好ましくは分子フッ素中のＨＦ含有量を前述の値まで低減する工程と、
（ｃ） 例えば、粒子を含有するフッ素ストリームを例えばフッ化ナトリウムなどの固体吸収剤中に通す工程を含む、粗原料分子フッ素の粒子含有量に対して粒子含有量を低減させる作業とを含む方法によって得られる。
【００２３】
特に前述のように製造および精製された分子フッ素は、例えば、可搬型容器内で本発明による方法によって供給され得る。この供給方法は、特に上に記載されたようなフッ素ガスと不活性ガスとの混合物が本発明による方法において使用される時に好ましい。
【００２４】
あるいは、分子フッ素は、例えば、水素化ケイ素の除去工程とフッ素の製造および／または精製との両方に接続されたガス供給システムによって、本発明による方法によってその製造および任意選択の精製から直接に供給され得る。この実施形態は、本発明による方法において使用されたガスが分子フッ素からなるかまたは本質的にからなる場合、特に有利である。
【００２５】
本発明による方法において、固形体は一般に、電気導電材料、例えばアルミニウム、またはアルミニウム合金、特にアルミニウム／マグネシウム合金、ステンレス鋼および炭化ケイ素を含むかまたはからなる。アルミニウムおよびアルミニウム合金が好ましい。好ましい実施形態において、固形体は、半導体、フラットパネルディスプレイまたは光電池素子の製造のための処理チャンバの内部部品である。特定の態様において、固形体は、ＣＶＤ法において電場を生じるために適した電極であり、それは、特に上に記載されたような電気導電材料から好ましくは製造される。
【００２６】
本発明による方法は、光電池素子の製造のために使用されたプロセスチャンバ内の水素化ケイ素堆積物を清浄化するために特に適している。
【００２７】
本発明による方法の第１の特定の実施形態において、処理は、プラズマをガスから発生させる工程を含む。特定のプラズマ発生器が公知である。プラズマを発生するための典型的な方法は、ガスを高周波電場に暴露する工程を含む。
【００２８】
第１の特定の実施形態の第１の態様において、発生する場の周波数は１０〜１５ＭＨｚである。典型的な周波数は１３．５６ＭＨｚである。
【００２９】
第１の特定の実施形態の第２の態様において、発生する場の周波数は４０〜１００ＭＨｚであり、好ましくは４０〜８０ＭＨｚである。典型的な周波数は４０ＭＨｚおよび６０ＭＨｚから選択される。また、本発明は、上に記載されたような分子フッ素含有ガス、特に、分子フッ素からなるかまたは本質的にからなるガスを４０〜８０ＭＨｚの周波数を有する高周波電場に暴露することによって得られたプラズマに関する。また、本発明は、半導体、フラットパネルディスプレイまたは光電池素子製造プロセスにおいて使用された処理チャンバを清浄化するためにこのようなプラズマを使用することに関する。
【００３０】
本発明による方法の第１の特定の実施形態において、ガス圧力は一般に０．５〜５０トル、しばしば１〜１０トルおよび好ましくは５トル以下である。
【００３１】
本発明による方法の第１の特定の実施形態において、ガスの滞留時間は一般に１〜１８０ｓ、しばしば３０〜７０ｓおよび好ましくは４０〜６０ｓである。
【００３２】
本発明による方法の第１の特定の実施形態において、プラズマを発生させるために印加された電力は一般に１〜１０００００Ｗ、しばしば５０００〜６００００Ｗおよび好ましくは１００００〜４００００Ｗである。
【００３３】
また、これらの特定の条件は本発明によるプラズマおよび本発明によるその使用にも適用されるということは理解されたい。
【００３４】
第１の特定の実施形態の１つの態様において、処理は、遠隔プラズマ技術によって行なわれる。この実施形態の別の態様において、ｉｎ ｓｉｔｕプラズマが発生する。例えば、このようなｉｎ ｓｉｔｕプラズマは、上に説明されたガスから、特に、精製された分子フッ素からプラズマを発生させるために適したデバイスを含む処理チャンバ内で発生する。適したデバイスには、例えば、高周波電場を発生させうる一対の電極が挙げられる。
【００３５】
本発明による方法の第２の特定の実施形態において、処理は、水素化ケイ素を高温のガスと接触させる工程を含む。この実施形態において典型的な温度は１００℃〜３００℃の範囲である。しばしば温度は１５０℃〜２５０℃である。２００℃以下の温度が好ましい。
【００３６】
１つの態様において、温度は、固形体を所望の温度まで加熱することによって達成される。別の態様においてガスは例えば、それを加熱された管に流すことによって加熱されてもよい。また、加熱されたガスは、例えば、プラズマを発生するには不十分な条件下で上に記載されたような、特に４０〜６０ＭＨｚの周波数を有する高周波場を印加することによってｉｎ ｓｉｔｕ発生させてもよい。特定の態様において、ガスは、固形体の温度を所望の値に維持することに寄与するかまたは達成する反応熱を発生させるために処理工程に導入される。特に、ガスが分子フッ素からなるかまたは本質的にからなるとき、処理工程へのその導入は好ましくは高くても３００℃、好ましくは高くても２５０℃の温度を維持するように制御される。
【００３７】
本発明による方法の第２の特定の実施形態において、ガス圧力は一般に５０〜５００トル、しばしば７５〜３００トルおよび好ましくは１００〜２００トルである。
【００３８】
本発明による方法の第２の特定の実施形態において、ガスの滞留時間は一般に５０〜５００ｓ、しばしば１００〜３００ｓおよび好ましくは１５０〜２５０ｓである。
【００３９】
本発明による方法およびその特定の実施形態において、処理は一般に、表面上の水素化ケイ素の量をその初期含有量に対して１％未満まで、好ましくは０．１％未満まで低減させるために十分な時間にわたって行なわれる。
【００４０】
また、本発明は、製品の製造のための少なくとも１つの処理工程が処理チャンバ内で行なわれ、水素化ケイ素が処理チャンバの内部部品上に、例えば電極上に堆積される、製品の製造のための方法に関し、この方法は、本発明による方法によって前記内部部品を清浄化する工程を含む。典型的に、製品の製造は、上に記載されたように、非晶質および／または微結晶質水素化ケイ素の、基材上への少なくとも１つの化学蒸着工程を含む。典型的な製品は、半導体、フラットパネルディスプレイの他、ソーラーパネルなどの光電池素子から選択される。
【００４１】
以下の実施例は、本発明を説明することを意図しているが、しかしながら、それを限定しない。
【実施例】
【００４２】
以下の実施例のＳｉ−Ｈの水素濃度は、分子百分率として示される。
【００４３】
実施例１ 分子フッ素を使用する遠隔プラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。パネル基材をチャンバから取り出した後、本質的に分子フッ素からなるガスを、１００ｍｂの圧力において遠隔プラズマ（ＲＰＳ）装置（１０ｋＷ）を通してチャンバ内に３５ｓｌｍにおいて導入する。３分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００４４】
実施例２ 分子フッ素と不活性ガスとの混合物を使用する遠隔プラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。パネル基材をチャンバから取り出した後、分子フッ素（２０％）および窒素（７０％）およびＡｒ（１０％）からなるガス混合物を、２００ｍｂの圧力においてＲＰＳ装置（４０ｋＷ）を通して３５ｓｌｍにおいてチャンバ内に導入する。１０分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００４５】
実施例３ 分子フッ素を使用する熱清浄化
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。パネル基材をチャンバから取り出した後、２００℃まで予め加熱された本質的に分子フッ素からなるガスを、２２０ｍｂの圧力において３５ｓｌｍにおいてチャンバ内に導入する。２分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００４６】
実施例４ 分子フッ素を使用するｉｎ ｓｉｔｕプラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。パネル基材をチャンバから取り出した後、本質的に分子フッ素からなるガスを５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。１３．５６ＭＨｚにおいて運転するｉｎ ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。５分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００４７】
実施例５ 分子フッ素と不活性ガスとの混合物を使用するｉｎ ｓｉｔｕプラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。パネル基材をチャンバから取り出した後、分子フッ素（２０％）および窒素（７０％）およびＡｒ（１０％）からなるガス混合物を５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。２０分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００４８】
実施例６ 分子フッ素を使用するｉｎ ｓｉｔｕプラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。高周波（４０ＭＨｚ）のプラズマ源は、活性ａＳｉ：ＨおよびμｍＳｉ：Ｈを改良された速度においておよび十分な均一性によって堆積させることを可能にする。パネル基材をチャンバから取り出した後、本質的に分子フッ素からなるガスを５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。３分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００４９】
実施例７ 分子フッ素と不活性ガスとの混合物を使用するｉｎ ｓｉｔｕプラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。高周波（４０ＭＨｚ）のプラズマ源は、活性ａＳｉ：ＨおよびμｍＳｉ：Ｈを改良された速度においておよび十分な均一性によって堆積させることを可能にする。パネル基材をチャンバから取り出した後、分子フッ素（２０％）および窒素（７０％）およびＡｒ（１０％）からなるガス混合物を、５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。１５分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００５０】
実施例８ 分子フッ素と不活性ガスとの混合物を使用するｉｎ ｓｉｔｕプラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。高周波（６０ＭＨｚ）のプラズマ源は、活性ａＳｉ：ＨおよびμｍＳｉ：Ｈを改良された速度においておよび十分な均一性によって堆積させることを可能にする。パネル基材をチャンバから取り出した後、本質的に分子フッ素からなるガスを５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。２．５分の処理後に、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００５１】
実施例９ 分子フッ素と不活性ガスとの混合物を使用するｉｎ ｓｉｔｕプラズマ洗浄
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。高周波（６０ＭＨｚ）のプラズマ源は、活性ａ−Ｓｉ：Ｈおよびμｃ−Ｓｉ：Ｈを改良された速度においておよび十分な均一性によって堆積させることを可能にする。パネル基材をチャンバから取り出した後、分子フッ素（２０％）および窒素（７０％）およびＡｒ（１０％）からなるガス混合物を５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。１３分の処理後、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。
【００５２】
実施例１０ 分子フッ素と低含有量の不活性ガス（１０％のＡｒ）との混合物を使用するｉｎ ｓｉｔｕプラズマ洗浄
フッ素と低濃度の不活性ガスとの混合物は高純度フッ素の高い反応性をほぼ維持してバルク（チューブトレーラ）で輸送され得るので、重要である。
【００５３】
ソーラーパネルの製造において、シランガスとＨ２とＰＨ３含有ドーピングガスとを使用する化学蒸着工程を実施し、アルミニウム合金から製造された内壁を有する処理チャンバ内の支持体上に取り付けられたパネル基材上にケイ素含有層を堆積させる。堆積条件および試薬の濃度に応じて、ＰＥＣＶＤ工程の後に微結晶質および／または非晶質Ｓｉ：Ｈ堆積物がチャンバの内壁上および対電極上に存在することが観察される。水素化ケイ素中のＨの濃度は非晶相において１０％〜２５％であるが、微結晶相においてそれは３％〜１０％である。高周波（６０ＭＨｚ）のプラズマ源は、活性ａ−Ｓｉ：Ｈおよびμｃ−Ｓｉ：Ｈを改良された速度においておよび十分な均一性によって堆積させることを可能にする。パネル基材をチャンバから取り出した後、分子フッ素（９０％）およびＡｒ（１０％）からなるガス混合物を、５ｍｂの圧力においてチャンバ内に１０ｓｌｍにおいて導入する。ｉｎ ｓｉｔｕプラズマ源が作動され、安定なプラズマが達せられる。２，５分の処理後に、微結晶質および非晶質Ｓｉ：Ｈ層がチャンバ壁および対電極から実質的に除去される。高純度フッ素と上述の混合物との間にエッチング速度のいかなる偏差も測定できなかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素化ケイ素を、分子フッ素または分子フッ素から発生する反応種を含むガスで処理する工程を含む、水素化ケイ素を固形体の表面から除去するための方法。
【請求項２】
前記水素化ケイ素が非晶質および微結晶質水素化ケイ素から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水素化ケイ素が、シラン含有堆積ガスを用いて化学蒸着によって前記固形体の前記表面上に堆積された、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記固形体が、半導体、フラットパネルディスプレイまたは光電池素子の製造のための処理チャンバの内部部品である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ガスが本質的に分子フッ素からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ガスが分子フッ素と好ましくは窒素およびアルゴンから選択される不活性ガスとの混合物である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ガスの分子フッ素含有量が５０％モル超〜９５％モル、好ましくは８０〜９０％モルであり、不活性ガス含有量が５％モル〜５０％モル、好ましくは１０％モル〜２０％モルである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ガスが約９０モル％の分子フッ素および約１０モル％のアルゴンからなる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記処理がプラズマを前記ガスから発生させる工程を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記プラズマを発生させる工程が、前記ガスを４０〜８０ＭＨｚの周波数を有する高周波電場に暴露する工程を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ガス圧力が０．５〜５０トルである、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記プラズマを発生させるために印加された電力が５０００〜６００００Ｗ、好ましくは１００００〜４００００Ｗである、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記処理が前記水素化ケイ素を１００〜３００℃の温度の前記ガスと接触させる工程を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ガス圧力が５０〜５００トルである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
加熱されたガスを、プラズマを発生するには不十分な条件下で特に４０〜６０ＭＨｚの周波数を有する高周波場を印加することによってｉｎ ｓｉｔｕ発生させる、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記処理が、前記表面上の水素化ケイ素層の量をその初期量に対して１％未満に低減させるために十分な時間にわたって行なわれる、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記固形体がアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼およびＳｉＣから選択される材料を含むかまたはからなる、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記方法において使用するための分子フッ素を溶融塩電解質の電気分解によって提供する工程をさらに含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
製品の製造のための方法であって、製品の製造のための少なくとも１つの処理工程が処理チャンバ内で行なわれ、水素化ケイ素が前記処理チャンバの内部部品上に堆積され、方法が、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法によって前記内部部品を清浄化する工程を含む方法。
【請求項２０】
前記製品が半導体、フラットパネルディスプレイおよびソーラーパネルから選択される、請求項１９に記載の方法。
【請求項１】
水素化ケイ素を、分子フッ素または分子フッ素から発生する反応種を含むガスで処理する工程を含む、水素化ケイ素を固形体の表面から除去するための方法。
【請求項２】
前記水素化ケイ素が非晶質および微結晶質水素化ケイ素から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水素化ケイ素が、シラン含有堆積ガスを用いて化学蒸着によって前記固形体の前記表面上に堆積された、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記固形体が、半導体、フラットパネルディスプレイまたは光電池素子の製造のための処理チャンバの内部部品である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ガスが本質的に分子フッ素からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ガスが分子フッ素と好ましくは窒素およびアルゴンから選択される不活性ガスとの混合物である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ガスの分子フッ素含有量が５０％モル超〜９５％モル、好ましくは８０〜９０％モルであり、不活性ガス含有量が５％モル〜５０％モル、好ましくは１０％モル〜２０％モルである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ガスが約９０モル％の分子フッ素および約１０モル％のアルゴンからなる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記処理がプラズマを前記ガスから発生させる工程を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記プラズマを発生させる工程が、前記ガスを４０〜８０ＭＨｚの周波数を有する高周波電場に暴露する工程を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ガス圧力が０．５〜５０トルである、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記プラズマを発生させるために印加された電力が５０００〜６００００Ｗ、好ましくは１００００〜４００００Ｗである、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記処理が前記水素化ケイ素を１００〜３００℃の温度の前記ガスと接触させる工程を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ガス圧力が５０〜５００トルである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
加熱されたガスを、プラズマを発生するには不十分な条件下で特に４０〜６０ＭＨｚの周波数を有する高周波場を印加することによってｉｎ ｓｉｔｕ発生させる、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記処理が、前記表面上の水素化ケイ素層の量をその初期量に対して１％未満に低減させるために十分な時間にわたって行なわれる、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記固形体がアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼およびＳｉＣから選択される材料を含むかまたはからなる、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記方法において使用するための分子フッ素を溶融塩電解質の電気分解によって提供する工程をさらに含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
製品の製造のための方法であって、製品の製造のための少なくとも１つの処理工程が処理チャンバ内で行なわれ、水素化ケイ素が前記処理チャンバの内部部品上に堆積され、方法が、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法によって前記内部部品を清浄化する工程を含む方法。
【請求項２０】
前記製品が半導体、フラットパネルディスプレイおよびソーラーパネルから選択される、請求項１９に記載の方法。
【公表番号】特表２０１３−５０９７０１（Ｐ２０１３−５０９７０１Ａ）
【公表日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３５８３７（Ｐ２０１２−５３５８３７）
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６６４０８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５１４１０
【国際公開日】平成２３年５月５日（２０１１．５．５）
【出願人】（５９２１６５３１４）ゾルファイ フルーオル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (55)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｏｌｖａｙ Ｆｌｕｏｒ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｈａｎｓ−Ｂｏｅｃｋｌｅｒ−Ａｌｌｅｅ ２０，Ｄ−３０１７３ Ｈａｎｎｏｖｅｒ，Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６６４０８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５１４１０
【国際公開日】平成２３年５月５日（２０１１．５．５）
【出願人】（５９２１６５３１４）ゾルファイ フルーオル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (55)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｏｌｖａｙ Ｆｌｕｏｒ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｈａｎｓ−Ｂｏｅｃｋｌｅｒ−Ａｌｌｅｅ ２０，Ｄ−３０１７３ Ｈａｎｎｏｖｅｒ，Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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