CN1585093A - 等离子处理装置及其清洗方法 - Google Patents

Abstract

一种等离子处理装置及其等离子清洗方法，在消除对被处理衬底的粒子冲击提高成膜质量的同时，由简单的构成有效地除去处理室内的粒子降低装置成本。等离子处理装置，是包括：处理室；设置在上述处理室内的，支撑被处理衬底的衬底支撑部分；在上述处理室内部面对上述衬底支撑部分设置的，具有产生等离子的复数个第1电极及第2电极的复合电极，向处理室内部提供原料气体的原料气体供给部分。还包括通过增大或减小形成在处理室内部的等离子区域的等离子区域增减器，通过等离子区域增减器增大或者是减小了的等离子区域的等离子，等离子清洗上述处理室内部的等离子清洗方法。

Description

等离子处理装置及其清洗方法

                        技术领域

本发明，是涉及处理室内，由等离子激起的化学气相成长法进行的等离子处理、干蚀刻或者是湿蚀刻等的同时，等离子清理处理室内的等离子处理装置及其等离子清理方法。

                        背景技术

以前，利用等离子制成半导体膜的等离子激起化学气相成长法(Chemi-cal Vapor Deposition，以下简称为等离子CVD法)，已为所知。在此，参照图28、图29说明以前的平行平板型等离子处理装置用等离子CVD法进行被处理基板上的成膜。

平行平板型等离子处理装置，包括：作为真空容器的处理室5；该处理室5的内部，平行配置的两枚导体板的电极2a、2b。

上述电极2a、2b，如图29所示，是由在处理室内设置的电极支撑部分22上固定支撑的阴极电极2a，以及相对于该阴极电极2a，在其上方对面设置的阳极电极2b构成的。在阴极电极2a中，连接着为发生等离子11的施加电压的电源电路1。作为电源电路1，一般适用通常频率为13.56MHz的高频电能等。另一方面，阳极电极2b接地(与地电连接)。

在阳极电极2b的下面，安装着作为处理对象的硅或者是玻璃等的被处理衬底4。在阴极电极2a中，形成着复数个气体导入孔6。并且是成为由气体供应部分13提供的原料气体介于上述气体导入孔6进入阴极电极2a和阳极电极2b间的空间。还有，处理室5上连接着真空泵10。

而且，驱动电源电路1，对阴极电极2a施加所规定的电压。再有，对阴极电极2a和阳极电极2b间的空间通过气体导入孔6导入来自气体供应部分13的原料气体。

由以上这些，在两极电极2a、2b之间发生电场，由于该电场的绝缘破坏现象产生充气放电现象的等离子11。称阴极电极2a的近旁的形成较大电场的部分为阴极屏极部分。阴极屏极部分以及其近旁，等离子11中的电子被加速，促进原料气体的分解生成游离基。游离基，如图29中的箭头R所示，向装在接地电位的阳极电极2b上的被处理衬底4扩散，并通过在该被处理衬底4的表面的堆积进行成膜。这时，在处理室5的内部，通过真空泵10进行排气而被减压。还有，在阳极电极2b的近旁也形成一定程度大小的电场的部分，称这部分为阳极屏极。

例如，在被处理衬底4的表面成膜非晶硅的情况中，使用了作为原料气体14的SiH4气体。并且，由充气放电等粒子生成包含SiH3等的Si的游离基，由该游离基在被处理衬底4上形成非晶硅膜。

这样，平行平板型等离子处理装置，由于简便性和操作性的优越，在济集成电路、液晶显示器、有机电发光元件、及太阳能电池等的种种电子装置的制造中得到广泛的应用。如激活驱动型的液晶显示器制造工序中，作为开关元件的TFT(Thin Film Transistor)，由上述等离子处理装置形成。在TFT中，由非晶硅膜或者是氮化硅等构成的半导体膜或者是栅极氧化膜，实现了重要的使命。为了充分发挥这个栅极氧化膜等的功能，高精度形成薄膜是不可欠的。还有，例如，为了制造有机电发光元件，在有机薄膜成膜后，作为保护暴露在大气中的表面的保护膜，高精度地形成透明绝缘膜是必要的。还有，同样地，为制作太阳能电池，在太阳能电池层成膜后，高质量地形成保护暴露在大气中的表面的保护膜是重要的。

然而，上述的平行平板型等离子处理装置中，从构造上讲，其进行成膜在精度上是有限度的，形成液晶显示器或者是非晶体太阳能电池等的高精度电子装置是困难的。

也就是，由平行平板型等离子处理装置进行成膜的情况中，由于被处理衬底设置在接地电极(阳极电极)上，在该被处理衬底表面上，经常处于形成电场的阳极屏极部分。这个阳极屏极部分，因为其加速等离子中的离子，在被处理衬底的成膜表面提供粒子冲撞，使成膜的质量劣化。

为此，以抑制对被处理衬底的粒子冲撞制成高品质的薄膜为目的，为生成放电等粒子的复数个阴极电极及阳极电极配置于被处理衬底的对面交替排列的复合电极型等离子处理装置已为所知(参照专利文件1)。这个复合电极型等离子处理装置中，因为被处理衬底和阴极电极分离设置，等离子中的粒子，不会被向被处理衬底的表面加速。其结果，因为抑制了对成膜表面的阳极电极的粒子冲击影响，与平行平板型等离子处理装置相比，高品质的薄膜形成就成为了可能。

然而，上述平行平板型等离子处理装置中，成膜时膜缺陷生成的担心就会有。也就是，等离子，因为无法避免在成膜处理中处理室内部一定程度的扩散，在处理室的内壁面等被处理衬底以外部分也形成了不必要的成膜。这个不要的膜，相对来讲粘结力较弱，随着成膜工序的反复膜厚增加，脱落后成为破裂，变为离子的发生源。还有，处理室5内的温度较低的区域或者是原料气体容易停留的区域中，在气相中游离基重合粉末产生。这个粉末，因为是随着成膜的重复而增加，就成为粒子的发生源。这些粒子，被卷入被处理衬底上的膜中，成为膜欠缺的原因。

在此，以防止膜缺陷提高生产性为目的，除去处理室内形成的不要的膜或者是粉末等的生成物进行等离子清洗已为所知。等离子清洗，如处理室内的形成非晶硅膜的成膜的情况中，在提供给处理室内反应气体的NF3气体的同时，通过产生充电放电生成氟素游离基，由该氟素游离基清洗处理室内部。

然而，特别在上述以前的复合电极型等离子处理装置中，具有充分等离子清洗处理室内是困难的问题。也就是，在处理室内阴极电极和阳极电极间形成的等离子区域，在成膜时和清洗时基本相同，限制在复合电极近旁的较狭窄的区域。还有，用于等离子清洗的氟素游离基寿命短，该氟素游离基，扩散到处理室内电极以外的区域是困难的。其结果，对于处理室内所有的不要的膜，进行充分的清洗是非常困难的。

另一方面，从以前开始，对平行平板型等离子处理装置，在处理室的内壁面上附加清洗用电极是已为所知(参照专利文献2)的了。这个装置中，通过使清洗用电极和处理室的内壁面之间产生清洗用等离子，等离子清洗处理室的内壁面。

(专利文献1)  特开2001-338885号公报

(专利文献2)  特开2002-57110号公报

(发明所要解决的课题)

所以，对于复合电极型等离子，可以考虑设置上述清洗用电极。但是，为了提高由清洗用电极的处理室内的清洗效果，需要另外在处理室的内壁面部分设置清洗用电极，所以存在着装置成本的上升的问题。

还有，处理室内部中，只能清洗设置了清洗用电极的壁面的问题(换句话说，无法清洗没有设置清洗用电极的壁面)。为此，要对处理室内的壁面全部进行等离子清洗，就必须在壁面全体设置清洗用电极，上述问题就变得更显著。

                        发明内容

本发明，是鉴于上述诸问题点而产生的，其目的为，就等离子处理装置及其等离子清洗方法，在消除对被处理衬底的离子冲击提高成膜质量的同时，由简单的构成有效地除去处理室内的破裂，谋得装置成本的降低。

还有，本发明的其他目的，是就等离子处理装置，在消除对被处理衬底的离子冲击提高成膜质量的同时，在离子冲撞必要的成膜工序中加上对被处理衬底的离子冲击，通过控制该离子冲击在同一装置中产生不同种类的优质膜的同时，谋得装置性能的提高和装置成本的降低。

(为解决课题的方法)

为达成上述目的，这个发明中，增大或者是减小在处理室内形成的等离子区域，进行等离子清洗。

具体地讲，本发明所涉及的等离子处理装置，是包括：处理室；设置在上述处理室内的，支撑被处理衬底的衬底支撑部分；在上述处理室内部面对上述衬底支撑部分设置的，具有产生等离子的复数个放电电极的复合电极的等离子处理装置，还包括：增大或减小形成在上述处理室内部的等离子区域的等离子区域增减器；通过上述等离子区域增减器增大或者是减小了的等离子区域的等离子，等离子清洗上述处理室内部的等离子清洗器。

上述清洗器，包括将为等离子清洗处理室内部的反应气体提供给该处理室的反应气体提供器；上述等离子区域增减器，是由控制通过上述反应气体提供器提供了反应气体的处理室内的压力的压力控制机构构成亦可。

上述压力控制机构，最好的是，增减处理室内的压力使其发生变化的构成。

上述压力控制机构，最好的是，控制处理室内的压力使其保持所规定的第1压力的时间比保持低于第1压力的第2压力的时间长。

上述衬底支撑部分，作为电极构成；上述等离子区域增减器，是由将向上述衬底支撑部分及各放电电极的电压施加状态切换为使放电电极之间生成等离子的第1施加状态和将向上述衬底支撑部分及各放电电极的电压施加状态切换为使放电电极之间生成等离子的第2施加状态的切换机构构成亦可。

上述切换机构，最好的是，将电压施加状态交替切换为第1施加状态或者是第2施加状态的构成。

上述切换机构，最好的是，切换电压施加状态使其保持第1施加状态的时间比保持第2施加状态的时间长。

上述等离子区域增减器，由调整衬底支撑部分和复合电极之间的间隔的调整机构构成亦可。

上述复合电极，最好的是，对处理室可装卸的构成。

上述复合电极，包括绝缘复数个放电电极之间的电极间绝缘部分；上述放电电极，最好的是，由交替排列配置了的第1电极及第2电极构成。

上述复合电极，包括：第1电极；比该第1电极更接近于被处理衬底设置的第2电极；上述第1电极及第2电极，最好的是，从上述被处理衬底的法线方向只使可视面具有等离子放电面的功能。

上述第1电极及第2电极，形成为相互平行延伸的线条状亦可。

施加在上述复合电极上的电压频率，最好的是，在100KHz以上且在300MHz以下。

还有，本发明所涉及的等离子处理装置，其构成是包括：处理室；设置在上述处理室内部支撑被处理衬底的衬底支撑部分；在上述处理室内部与上述衬底支撑部分对面设置的具有发生等离子的复数个放电电极的复合电极；向上述处理室内部提供原料气体的原料气体供给器的等离子处理装置，上述处理室内部形成的增大或者是减小等离子区域的等离子区域增减器，由根据上述等离子区域增减器增大或者是减小了的等离子区域的等离子形成上述被处理衬底的成膜。

上述衬底支撑部分，作为电极构成；上述等离子区域增减器，是由将向上述衬底支撑部分及各放电电极的电压施加状态切换为使放电电极之间生成等离子的第1施加状态和将向上述衬底支撑部分及各放电电极的电压施加状态切换为使放电电极之间生成等离子的第2施加状态的切换机构构成亦可。

上述等离子区域增减器，由调整衬底支撑部分和复合电极之间的间隔的调整机构的构成亦可。

上述复合电极，包括绝缘复数个放电电极之间的电极间绝缘部分；上述放电电极，最好的是，由交替排列配置了的第1电极及第2电极的构成。

上述复合电极，包括：第1电极；比该第1电极更接近于被处理衬底设置的第2电极；上述第1电极及第2电极，最好的是，从上述被处理衬底的法线方向只使可视面具有等离子放电面的功能。

上述第1电极及第2电极，形成为相互平行延伸的线条状亦可。

施加在上述复合电极上的电压频率，最好的是，在100KHz以上且在300MHz以下。

还有，本发明涉及的等离子处理装置的清洗方法，是对于包括：设置在处理室内部的支撑被处理衬底的衬底支撑部分；在上述处理室内与上述衬底支撑部分对面设置的具有发生等离子的复数个放电电极的复合电极的等离子处理装置，进行等离子清洗上述处理室内部的清洗方法，是通过将上述处理室内部形成的等离子区域增大至大于处理被处理衬底时的状态下，向处理室内部提供反应气体除去生成物。

在将为等离子清洗上述处理室内部的反应气体提供给该处理室的同时，通过控制上述处理室内部的压力增减等离子区域亦可。

最好的是，增减上述处理室内部的压力使其改变。

控制上述处理室内部的压力使其保持所规定的第1压力的期间比保持低于该第1压力的第2压力的期间长亦可。

最好的是，通过切换对构成在电极上的上述衬底支撑部分和各放电电极的电压施加状态与在放电电极之间生成等离子的第1施加状态、对构成在电极上的上述衬底支撑部分和各放电电极的电压施加状态与在放电电极之间生成等离子的第2施加状态增减等离子区域。

将上述电压的施加状态与第1施加状态和第2施加状态交替切换亦可。

最好的是，切换上述电压的施加状态使其保持第1施加状态的期间比保持第2施加状态的期间长。

接下来，说明本发明的作用。

在被处理衬底上进行等离子处理时，在复合电极的放电电极上施加所规定的电压产生等离子的同时，通过原料气体供给器向处理室提供原料气体。这时，等离子区域，通过等离子区域增减器，被限制在复合电极近旁的较窄区域而减少。并且，由等离子分解原料气体，生成游离基。游离基，在支撑在衬底支撑部分上的被处理衬底上堆积形成膜。由此，抑制了对被处理衬底的离子冲击，表面粗糙度降低形成平坦的优质成膜成为了可能。

还有，进行等离子处理时，由等离子区域增减器增大等离子区域时，对被处理衬底加大离子冲击的状态下成膜成为可能。也就是，如氮化硅膜那样，会有为进行致密的膜生成适当的离子冲击是必要的情况。对此，本发明中，即便是适当的离子冲击是必要的，通过由等离子区域增减器控制的等离子区域的大小，调节对被处理衬底的等离子冲击的程度进行高品质的成膜就成为可能。其结果，就能够使用同一装置高品质地形成复数种膜。

另一方面，等离子清洗处理室内部时，由等离子区域增减器增大或者是减小等离子区域状态下，由清洗器等离子清洗处理室内部。

通过在增大等离子区域的状态下的等离子清洗，对处理室内部进行全部的清洗就成为可能。另一方面，通过限制等离子区域的减少状态下的等离子清洗，集中对复合电极周围等，处理室内的特定区域进行清洗成为可能。

还有，上述清洗器在包括反应气体提供器的同时，等离子区域增减器由压力控制机构构成时，通过改变处理室内的反应气体的压力，等离子区域就按照帕谢恩法则(Paschen’s law)增大或者是减小。

在此，帕谢恩法则，是能够开始放电的空间电场强度由气体压力和放电线路的长度的乘积决定，这个乘积为所定值时，取能够开始放电的空间电场强度为最小值，另一方面，在其前后，能够开始放电的空间电场强度上升的法则。

也就是，在施加于放电电极上的电压一定时，处理室内的反应气体的压力变大，这样，因为放电线路在短区域放电，所以，等离子区域增大。

通过使上述处理室内部的压力保持较高的第1压力的期间比保持较低的第2压力的期间长，等离子区域减少的期间变长，所以，对复合电极的周围更长时间地、集中地清洗就成为可能。

还有，由切换机构构成等离子区域增减器，通过切换在放电电极间生成等离子的第1施加状态和复合电极与衬底支撑部分间生成等离子的第2施加状态，等离子区域增大或者是减小。也就是，在第1施加状态中，等离子区域减小，而另一方面，在第2施加状态中，等离子区域增大。当使第1施加状态的期间比第2施加状态期间长的情况下，等离子区域减少的期间就变得较长。

等离子区域增减器由调整机构构成的情况下，通过该调整机构调大衬底支撑部分和复合电极之间的间距，增大等离子区域就成为可能。另一方面，通过该调整机构调小衬底支撑部分和复合电极之间的间距，减少等离子区域就成为可能。

复合电极对于处理室为可拆卸的情况下，将复合电极从处理室内取出，另外进行清洗就成为可能。还有，通过将所规定期间使用了的复合电极与洁净的新复合电极交换，可节省清洗所要的时间，进行高精度的等离子处理就成为可能。

还有，复合电极由线条状的第1电极及第2电极和电极间绝缘部分构成，电极间的距离均匀可以等到安定的放电。

(发明的效果)

根据本发明，由等离子区域增减器增大或者是减小等离子区域的状态下，可由清洗器等离子清洗处理室内部，所以，在等离子区域增大状态，通过清洗器的等离子清洗，可以进行处理室内部全部的清洗。另一方面，在等离子区域减小的状态，通过清洗器的等离子清洗，可以集中清洗复合电极周围等、处理室内的特定区域。

其结果，由于为成膜的等离子由复合电极生成，所以没有对被处理衬底的离子冲击可以提高成膜的质量，同时，又因为没有必要另外设置清洗用电极，所以，由简单的构成就能有效地除去处理室内的破裂等生成物，可以得到提高生产性和降低装置成本的效果。

还有，根据本发明，在由等离子区域增减器增大或者是减小等离子区域的状态下成膜，所以，如上所述那样，由等离子区域减少状态下成膜就可形成高精度的成膜，而且，对于需要适当的离子冲击的膜，由等离子区域增大状态下的成膜，可进行高品质的成膜。

其结果，由简单构成且同一装置，可以高品质地形成复数种膜，所以，能够得到生产性的提高和装置成本的降低的效果。

                       附图说明

图1，是表示实施方式1的等离子处理装置的主要部分的立体图。

图2，是表示放电状态为N状态时的成膜等离子处理装置的剖面图。

图3，是表示复合电极及电极支撑部分的外观的正视图。

图4，是表示从电极支撑部分脱离的复合电极的剖面图。

图5，是表示清洗时的等离子处理装置的立体图。

图6，是表示放电状态为W状态时的清洗状态的等离子处理装置的剖面图。

图7，是表示切换开关和处理室内的气体压力变化的时间图。

图8，是表示实施方式2的切换开关和处理室内的气体压力变化的时间图。

图9，是表示放电状态为W状态时的清洗状态的等离子处理装置的剖面图。

图10，是表示实施方式3的切换开关和处理室内的气体压力变化的时间图。

图11，是表示实施方式4的等离子处理装置的主要部分的立体图。

图12，是表示实施方式4的切换开关和处理室内的气体压力变化的时间图。

图13，是表示实施方式5中等离子处理装置的与图2相当的图。

图14，是表示实施方式5的切换开关和处理室内的气体压力变化的时间图。

图15，是表示实施方式6的切换开关和处理室内的气体压力变化的时间图。

图16，是表示实施方式7的等离子处理装置的主要部分的立体图。

图17，是表示放电状态为N状态时的清洗状态的等离子处理装置的剖面图。

图18，是表示放电状态为M状态时的清洗状态的等离子处理装置的剖面图。

图19，是表示实施方式8的切换开关和处理室内的气体压力变化的时间图。

图20，是表示放电状态为L状态时的清洗状态的等离子处理装置的剖面图。

图21，是表示放电状态为W状态时的清洗状态的等离子处理装置的剖面图。

图22，是表示实施方式10的等离子处理装置的主要部分的立体图。

图23，是表示实施方式10中扩大N状态的放电状态的剖面图。

图24，是表示实施方式10中扩大M状态的放电状态的剖面图。

图25，是表示实施方式11中复合电极及电极支撑部分的构造的剖面图。

图26，是表示实施方式11中复合电极的平面图。

图27，是表示实施方式11中从电极支撑部分脱离的复合电极的剖面图。

图28，是表示以前平行平板型等离子处理装置的主要部分的立体图。

图29，是表示成膜时的平行平板型等离子处理装置的剖面图。

(符号说明)

A    等离子处理装置

HP   高压(第1压力)

LP   低压(第2压力)

2a   第1电极

2b   第2电极

3    电极间绝缘部分

4    被处理衬底

5    处理室

10   真空泵

13   气体供应部分(材料气体供应器、反应气体供给器)

21   切换机构(等离子区域增减器)

23   衬底保持部分

24   升降机构(调整机构、等离子区域增减器)

28   复合电极

                      具体实施方式

以下，基于图面详细说明本发明的实施方式。且，本发明，并不只限于以下的实施方式。

(发明的实施方式1)

图1~图7，表示本发明所涉及等离子处理装置的实施方式1。图1，是表示等离子处理装置的主要部分的立体图。图2，是表示等离子处理装置的剖面图。

等离子处理装置A，如图2所示，其构成为包括：处理室5；支撑作为被处理对象的被处理衬底4的衬底支撑部分23；为产生等离子的复合电极28；电源电路部分1；作为原料气体供给器的气体供应部分13。也就是，等离子处理装置A，是由复合电极型的等离子处理装置构成。并且，处理室5的内部，对于被处理衬底4，在进行由等离子CVD法的成膜的等离子处理的同时，处理室5的内部亦被清洗。

上述处理室5，是由包括拿出放入被处理衬底4的开闭部分(图中未示)的真空容器构成。处理室5上，连接着排除内部气体使其减压的真空泵10。

上述衬底支撑部分23，是设置在处理室5的内部，由基本水平延长的板状电极构成。在衬底支撑部分23的下面，除安装着被处理衬底4以外，其他部分由绝缘部件29覆盖。并且，衬底支撑部分23，介于绝缘部件29固定在处理室5的上部内壁上。

上述复合电极28，如图2所示，在处理室5内，面对上述衬底支撑部分23而设。也就是，复合电极28，与被处理衬底4对面而置。复合电极28和衬底支撑部分23的间隔，定为如35mm。并且，复合电极28，是由向下开口的凹状基座部分8，在该基座部分8上面设置的电极间绝缘部分3，在该电极绝缘部分3上接所规定间隔设置的复数个放电电极2a、2b构成。

放电电极2a、2b，如图1及图2所示，是由第1电极2a和第2电极2b构成。第1电极2a及第2电极2b，从上方看，形成为相互平行延伸的线条状，在电极绝缘部分3上交替排列配置。电极绝缘部分3，电绝缘上述第1电极2a和第2电极2b。并且，对第1电极及第2电极，通过施加所规定的电压使其产生等离子。

第1电极2a及第2电极2b，是由如宽为6mm，高为3mm，长为80mm的铝棒各自形成，间隔15mm交替配置。基座部分8的上部，是由90cm×100cm的铝板构成。并且，电极间绝缘部分3，是由如陶瓷(ceramic)构成。

还有，复合电极28上，相邻的第1电极2a和第2电极2b之间，形成有贯通电极绝缘部分3及基座部分8的复数个气体导入孔6。

上述电极支撑部分22，如图2及图4所示，设置在处理室5内，可拆卸地支撑着上述复合电极28。换句话说，复合电极28，相对于处理室5是可拆卸的构成。

电极支撑部分22，包括在上方的开口凹陷部分22a。凹陷部分22a，通过在该凹陷部分22a的开口部分安装复合电极28，凹陷部分22a的内部就变得闭塞。也就是，被这个复合电极28闭塞的凹陷部分22a的内部空间，构成了暗箱(chamber)。

另一方面，在凹陷部分22a的底上，连接着气体供应部分13。这样做，从气体供应部分13提供给凹陷部分22a内的气体，介于各气体导入孔6被导入处理室5内。

在此，就复合电极28及电极支撑部分22的装卸构造，参照复合电极28及电极支撑部分22的侧面图的图3及图4进行说明。在复合电极28的外周侧面和电极支撑部分22中的凹陷部分22a的外周侧面上，按所规定的间隔设置了复数个扣片(cramp)31。并且，复合电极28的基座部分8，在嵌入电极支撑部分22的凹陷部分22a的状态下，由上述扣片31可容易地固定。再有，上述基座部分8，通过相对凹陷部分22a用螺丝从侧面缔结，就能更强地固定住。另一方面，复合电极28，通过取掉螺丝32及扣片31，可以从电极支撑部分22脱离。

上述电源电路部分1，如图1所示，包括频率为13.56MHz的高频电源H、接触部分G和3个开关A、B、C。开关A上连接着第1电极2a。开关B上连接着第2电极2b。还有，开关C上连接着衬底支撑部分23。

并且，开关A，是将第1电极2a连结为切换高频电源H或者是接触部分G。开关B，是将第2电极2b连结为切换高频电源H或者是接触部分G。还有，开关C，是将衬底支撑部分23连结为切换高频电源H或者是接触部分G。这样做，衬底支撑部分23、第1电极2a及第2电极2b的各电极极性就成为可变的了。

上述气体供应部分13，对于处理室5的内部，构成为成膜时提供成为膜的材料的原料气体的原料气体供给器，另一方面，还构成清洗时提供为进行等离子清洗的反应气体的反应气体供应器。也就是，气体供应部分13，对于处理室5，为提供反应气体及原料气体双方的构成。

并且，本实施方式的等离子处理装置，包括：增大或者是减小形成在处理室5内部的等离子区域的等离子区域增减器21，通过由等离子区域增减器21增大的等离子区域的等离子，等离子清洗上述处理室5内部的清洗器10、13、23、28。

上述等离子区域增减器21，是由将处理室内的等离子生成状态(放电状态)切换为所规定的2个状态的任何一个的切换机构21构成。

切换机构21，是由电源电路部分1的3个开关A、B、C构成。并且，切换机构21，是将向衬底支撑部分23、第1电极2a及第2电极2b的电压施加状态切换为在第1电极2a及第2电极2b之间产生等离子的第1施加状态，或者是在复合电极28及衬底支撑部分23之间产生等离子的第2施加状态中的任何一种状态。

第1施加状态中，如图1所示，第1电极2a介于开关A连接于高频电源H、且第2电极2b介于开关B连接于接地部分G、而衬底支撑部分23介于开关C连接于接触部分G。另一方面，第2施加状态中，如图5所示，改变了第1施加状态中的开关B的连接状态。也就是，第2电极2b介于开关B连接于高频电源H。

换句话说，处理室5内的放电状态，在第1施加状态时，为图2所示的第1放电状态(以下称为N状态)，另一方面，第2施加状态时，为如图6所示的第2放电状态(以下称为W状态)。N状态中，因为第1电极2a和第2电极2b之间产生的等离子形成在偏向于复合电极28近旁较窄的区域，等离子区域减少为较窄。另一方面，W状态中，因为复合电极28和衬底支撑部分23之间产生的等离子扩大形成在处理室5内较宽的区域，等离子区域增大为较宽。

上述清洗器10、13、23、28，包括：上述复合电极28、衬底支撑部分23、气体供应部分13、真空泵10。并且，放电状态为W状态时，对处理室5内部，在从气体供应部分13导入反应气体的同时由真空泵10排气，等离子清洗处理室5的内部。

-成膜方法及清洗方法-

接下来，说明由等离子处理装置A的成膜方法和清洗方法。本实施方式中，在放电状态为N状态时进行成膜，为W状态时进行清洗。

首先，进行成膜时，如图2所示，在衬底支撑部分23上安装着被处理衬底4。接下来，如图1及图7所示，由作为等离子区域增减器的切换机构21，将向上述各电极2a、2b、23的电压施加状态切换为第1施加状态，减少等离子区域。这时，第1电极作为阴极电极作用，第2电极2b作为阳极电极作用。其结果，放电状态成为N状态，如图2箭头所示，相互相邻的第1电极2a及第2电极2b之间发生形成拱形(arch)放电径路的辉光(glow)放电等离子。

这个N状态，对减少的等离子区域，提供介于气体导入孔6来自气体供应部分13的原料气体。在原料气体中，使用的是900sccm的SiH4气体和2200sccm的H2气体。并且，在300℃的衬底支撑部分23的温度，处理室5内部的气体压力为230Pa的状态，从高频电源H提供0.8KW的电力，产生等离子。

SiH4气体，由等离子分离为SiH3等的含Si的游离基。通过这个游离基堆积在被处理衬底4的表面，形成非晶硅膜(a-Si)。在这个成膜时，等离子区域的扩大，比平行平板型的等离子处理装置的小，在处理室5的内壁面的反应生成物的附着很少。为此，将处理室5内部的等离子清洗与平行平板型的等离子清洗相比就可以容易。

进行清洗时，事先将被处理衬底4从衬底支撑部分23卸下。并且，如图5及图7所示那样，通过切换机构21，将向上述各电极2a、2b、23的电压施加状态切换为第2施加状态，增大等离子区域。这时，第1电极2a及第2电极2b双方，在作为阴极电极的同时，衬底支撑部分23作为阳极电极作用。其结果，放电状态成为W状态，如图6箭头所示，在第1电极2a及第2电极2b与衬底支撑部分23之间发生充气放电等离子。

这个W状态，对增大的等离子区域，介于气体导入孔6从气体供应部分13提供反应气体。反应气体中，使用的是800sccm的CF4气体(四氟化甲烷)和100sccm的O2气体(氧气)的混合气体。CF4气体，由等离子产生氟素游离基。通过这个氟素游离基与处理室5的内壁面作用，该处理室5的内部被清洗。这时，将处理室5内部的气体压力设定为170Pa的同时，由高频电源H施加2.5kW的电力使其发生等离子，进行等离子清洗。

且，等离子清洗时的衬底支撑部分23的温度，最好的是与成膜时相同。要是等离子清洗时与成膜时的温度不同，在处理室5的内壁或者复合电极28上形成的生成物剥离容易，剥离的生成物在处理室5内扩大用等离子清洗除去困难，招致成膜品质的下降。

还有，对应于必要性，最好的是另外洗净复合电极28。也就是，开放处理室5的开放部分(省略图示)，如图3及图4所示，取掉缔结复合电极28和电极支撑部分22的螺丝32，使复合电极28从电极支撑部分22脱离。其后，将复合电极28取出到处理室5的外部进行清洗。洗净后，与上述取出顺序相反，将复合电极28安装到电极支撑部分22上。

-实施方式1的效果-

如以上所说明的，根据这个实施方式，是通过复合电极28的第1电极2a和第2电极2b之间生成等离子进行成膜的，所以，可以消除对被处理衬底4的离子冲击提高成膜质量。在这以上，由作为等离子区域增减器的切换机构21，在增大等离子区域的状态下，进行了处理室5内的等离子清洗，所以，可以对处理室5的内部的全体的剥落等的生成物进行除去。其结果，因为抑制了剥落的发生，防止了膜的欠缺，提高了成膜的品质。

还有，因为等离子区域增减器是由切换机构21的三个开关A、B、C构成的，所以，可由简单的构成增减等离子区域，也就可谋得装置成本的降低。

还有，因为是使复合电极28相对于电极支撑部分22为可装卸的构成，所以，可以将特别容易附着生成物的复合电极28从处理室5内取出单另清洗。其结果，就可以迅速地与清洁的复合电极进行交换，既可以省略等离子清洗所要的时间，又可以高精度地进行等离子成膜处理。换句话说，提高了装置的有效工作时间提高了生产性。

还有，将复合电极28的第1电极2a及第2电极2b设置为线条状，所以电极间的距离就成为均匀的，可以得到安定的放电。还因为成为单纯的电极构成，所以可使复合电极的制造容易。

(发明的实施方式2)

图8及图9，表示本发明的实施方式2。且，以后的各个实施方式中，图1~图7相同的部分，注以相同的符号并省略详细说明。

相对于上述实施方式1中清洗时使放电状态维持W状态，这个实施方式在清洗时使放电状态处于W状态和N状态交替变化这一点不同。换句话说，清洗时，切换机构21为将上述电压的施加状态与第1施加状态或第2施加状态交替切换的构成。

并且，本实施方式中，清洗器，其构成为通过由等离子区域增减器21增大或者是减小的等离子区域的等离子，等离子清洗上述处理室5的内部。

成膜方法，因为与上述第1实施方式相同，在以下的实施方式中省略其说明。在清洗等离子处理装置A时，如图8所示，断断续续切换开关B。也就是，通过将第2电极2b，在所规定的时间间隔，接续高频电源H，如图6所示，使放电状态维持W状态。其后，通过将第2电极2b，在所规定的时间间隔，接续接地部分G，如图9所示，使放电状态维持N状态。一边复数次切换这个切换动作，一边从气体供应部分13向处理室5内导入反应气体，进行等离子清洗。

-实施方式2的效果-

然而，根据这个实施方式，通过在增大等离子区域状态下的等离子清洗，可以进行处理室5内部全部的清洗，另一方面，在等离子区域减小的状态下的等离子清洗，可以集中清洗复合电极28的周围等。

也就是，如图9所示，放电状态为N状态时，可以有效地近100％除去附着在复合电极28上的生成物，但是，对于处理室5的内壁面附着的生成物的除去效率，约为70％~80％。对此，如图6所示，W状态中，因为放电等离子在电极间全部扩大，可近100％地除去处理室5内壁面上附着的生成物。

但是，W状态和N状态中，等离子密度不同。也就是，W状态中，放电等离子扩大，其等离子密度，比N状态的放电等离子低。其结果，与生成物的除去速度(蚀刻速度)形成差。实际上，与近100％除去附着物的除去速度相比，N状态，与W状态相比可以得到2倍至3倍的除去速度。为此，在N状态清洗生成物附着多的复合电极28的周围的同时，用W状态清洗处理室5的内部，就可以有效地近100％地除去生成物。

并且，在同一个清洗中，通过将放电状态与W状态和N状态复数次重复切换，使处理室5中的附着物的除去全体均衡地进行，在抑制粒子等反应物或者是尘雾的发生的同时有效的进行清洗。

(发明的实施方式3)

图10，表示本发明的实施方式3。相对于上述实施方式1中清洗时使放电状态维持W状态，这个实施方式在清洗时维持W状态或者是N状态的同时，使维持N状态的期间比维持W状态的期间长。换句话说，清洗时，切换机构21为将上述电压的施加状态与维持第1施加状态的期间比维持第2施加状态的期间长的交替切换构成。

并且，清洗器，其构成为通过作为上述切换机构21的等离子区域增减器21增大或者是减小的等离子区域的等离子，等离子清洗上述处理室5的内部。

在清洗等离子处理装置A时，如图10所示，切换开关B。也就是，通过将第2电极2b，在所规定的时间t1间隔，接续高频电源H，如图6所示，使放电状态维持W状态。其后，通过将第2电极2b，在比所规定的时间t1长的所规定时间t2的间隔，接续接地部分G，如图9所示，使放电状态维持N状态。在这个时间t1及时间t2的间隔，从气体供应部分13向处理室5内导入反应气体，进行等离子清洗。

-实施方式3的效果-

然而，根据这个实施方式，对于不要的膜附着较少的处理室5的内壁面，在较短的时间t1的清洗的同时，对于不要的膜附着容易的复合电极28，可以用较长的时间t2清洗，所以可以对等离子处理装置A全体进行有效的清洗。

(发明的实施方式4)

图11及图12，表示本发明的实施方式4。相对于上述实施方式1中由切换机构21增减等离子区域切换处理室5内的放电状态，这个实施方式中，通过对衬底支撑部分23施加偏电压增减等离子区域，切换处理室5内的放电状态。

电源电路部分1，如图1所示，包括取代上述实施方式1的开关C的开关D的同时，还包括偏压电源BH。在开关C上，连接了衬底支撑部分23，使衬底支撑部分23与偏电压电源BH或者是接地部分G切换连接。换句话说，等离子区域增减器，是由具有偏电压电源BH及开关D的电源电路部分1构成。

成膜时，第1电极2a介于开关A连接高频电源H，第2电极2b介于开关B连接于接地部分G，衬底支撑部分23介于开关D连接于接地部分G。也就是，将衬底支撑部分23介于开关D与偏电压电源BH连接。由此，处理室5内的放电状态，从图9所示的N状态变化为图6所示的W状态。

这个放电状态的变化，是遵循帕谢恩法则(Paschen’s law)而发生的。也就是，根据帕谢恩法则(Paschen’s law)，开始放电的电压V，是周围气体压力P和放电径路d的乘积的函数(也就是，V＝f(P×d))。因此，气体压力P为一定的状态下，电压V变大，放电径路d就变长。在此，本实施方式中，因为是对衬底支撑部分23施加偏压电压，所以在比复合电极28的邻接电极2a、2b之间更长的放电径路衬底支撑部分23和复合电极28之间生成等离子。其结果，放电状态成为W状态。

这样做，由切换开关D使放电状态变为W状态的同时，将反应气体导入处理室5进行等离子清洗。

实施方式4的效果

因此，根据这个实施方式，可以得到与上述实施方式1同样的效果。还有，成膜时，因可在复合电极28和衬底支撑部分23之间施加偏压电压，所以能够抑制成膜的品质。还有，可以提高清洗的效率。

(发明的实施方式5)

图13及图14，表示本发明的实施方式5。本实施方式，通过改变处理室5内的气体压力，增加或者是减小等离子区域。也就是，相对于上述实施方式1中，由切换机构21切换施加到各电极2a、2b、23的电压施加状态，切换处理室5内的放电状态，本实施方式，是通过改变处理室5内部的压力，切换该处理室5内的放电状态。

本实施方式的等离子区域增减器，如图13所示，包括从气体供应部分13提供反应气体控制处理室5内部的压力的压力控制机构40。上述压力控制机构40，是由检出处理室5内部的压力的检出部分41，控制气体供应部分13及真空泵10的控制部分42构成。

上述检出部分41，是由压力感应器等构成的。上述控制部分42，其构成为基于检出部分41检出的压力值，控制由气体供应部分13的反应气体供给量、由真空泵10的处理室5内的排气量。这样做，使处理室5内部的压力维持在所规定的压力。

并且，上述压力控制机构40，如图14所示，其构成为在清洗时，使放电状态成为图9所示的N状态，控制处理室5内部的压力为较高压力HP，另一方面，使放电状态成为图6所示的W状态，控制处理室5内的气体压力为较低压力LP。

也就是，根据帕谢恩法则(Paschen’s law)(V＝f(P×d))，当电压一定时，加大气体压力P，放电距离就缩短，所以，在第1电极2a和第2电极2b之间生成等离子放电。另一方面，电压一定时，减小气体压力P，放电距离就会变长，第1电极2a和衬底支撑部分23之间生成等离子。为此，处理室5内的放电状态，通过改变气体压力，可以切换为N状态或者是W状态。

-成膜方法及清洗方法-

本实施方式中，在成膜及清洗时的两方，不使电源电路部分1的切换机构21进行切换动作。也就是，如图1所示，维持第1电极2a连接于高频电源H，且，第2电极2b连接于接地部分G，再，衬底支撑部分23连接于接地部分G的连接状态。并且，成膜时，与上述实施方式1同样进行。这时，最好的是，处理室5内的气体压力为如200Pa。

清洗时，如图14所示，由上述压力控制机构40，增减处理室5内部的压力使其改变。也就是，压力控制机构40，控制处理室5内部的压力使其保持所规定的第1压力HP的期间，比保持低于该第1压力HP的第2压力LP的期间长。

也就是，首先，压力控制机构40，如图14所示，对于被提供给反应气体的处理室5，在所规定时间t1的间隔内，通过控制气体压力为较高的压力HP，维持放电状态为N状态。压力HP，最好的是为如300Pa。其后，通过控制处理室5内部的压力为较低的压力LP，维持放电状态为W状态。这个时间t1及t2的间隔，等离子清洗处理室5的内部。压力LP，最好的是，为如120Pa。

-实施方式5的效果-

因此，根据这个实施方式，与上述第3实施方式一样，对于不要的膜附着较容易的复合电极28，在较长的时间t1的清洗的同时，对于不要的膜附着较少的处理室5的内壁面，可以用较短的时间t2清洗，所以可以对等离子处理装置A全体进行有效的清洗。

(发明的实施方式6)

图15，表示本发明的实施方式6。对于上述实施方式5中清洗时使等离子区域变化的一次切换放电状态，这个实施方式，是在清洗时增减等离子区域，使放电状态与W状态和N状态交替切换这一点不同。换句话说，压力控制机构40，其构成为清洗时使处理室5内的气体压力与较高的压力HP和较低的压力LP交替切换。

-实施方式6的效果-

因此，根据这个实施方式，可以与第2实施方式得到同样的效果。也就是，处理室5的内部气体压力为高压HP时，放电状态成为N状态，所以可以集中清洗复合电极28的周围。另一方面，处理室5内部的压力处于低压LP时，放电状态成为W状态，可以清洗处理室5的内部全部。

(发明的实施方式7)

图16~图18，表示本发明的实施方式7。相对于上述实施方式5中衬底支撑部分23构成电极，这个实施方式，衬底支撑部分23不是电极这一点不同。

也就是，衬底支撑部分23，由绝缘材料构成，电源电路部分1，如图16所示，不包括开关C。并且，第1电极2a，维持在连接于高频电源H的状态的同时，第2电极2b，维持在连接于接地部分G的状态。并且，与上述第5实施方式一样，通过由压力控制机构40增减处理室5内的气体压力，改变放电状态，进行处理室5内部的清洗。

进行清洗的时候，如图14所示，在所规定的时间t1的间隔，维持处理室5内的压力为较高的压力HP。这时，处理室5内的放电状况，如图17所示，成为N状态，复合电极28的周围被集中清洗。接下来，在所规定的时间t2的间隔，维持处理室5的内部压力为较低的压力LP。这时，处理室5的内部放电状态，如图18所示，成为第3状态(以下成为M状态)。

在此，根据帕谢恩法则(Paschen’s law)，伴随着气体压力P的降低放电距离d加长，但是，因为衬底支撑部分23不是电极，即便是气体压力降低，第1电极2a与衬底支撑部分23之间不生成等离子放电。也就是，这个M状态，如图20所示，第1电极2a和第2电极2b之间生成等离子放电状态，这个等离子放电向上方延伸。其结果，等离子区域，从N状态增大到M状态，处理室5的内部全体都被清洗。

-实施方式7的效果-

因此，根据这个实施方式，可以得到与上述实施方式5相同的效果。在此基础上，因为衬底支撑部分23不构成电极，所以就没有必要控制衬底支撑部分23的极性，所以电源电路部分1的构成就变得简单。

(发明的实施方式8)

图19，表示本发明的实施方式8。对于上述第2实施方式中清洗时只由切换机构21增减等离子区域，使放电状态与W状态和N状态交替切换变化，这个实施方式，是由切换机构21及压力控制机构40增减等离子区域，切换放电状态。

也就是，等离子区域增减器，包括切换机构21和压力控制机构40。并且，如清洗时的时间图图19所示，由切换机构21切换放电状态后，进行由压力控制机构40的放电状态。

首先，在处理室5内的气体压力维持在所规定的压力状态下，通过对第1电极2a，第2电极2b，以及衬底支撑部分23切换电压施加状态，等离子区域增加或者是减少。其结果，交替切换放电状态与N状态和W状态。

其后，将第1电极2a连接到高频电源H，且，将第2电极2b连接到接地部分G的状态下，由压力控制机构40交替改变处理室5内的气体压力与较高压力HP和较低压力LP。其结果，气体压力为高压力HP时等离子区域减少，另一方面，气体压力处于低压LP时等离子区域增加，所以，交替切换放电状态与N状态和W状态。

由此，可以得到与上述实施方式2及实施方式6相同的效果。

(发明的实施方式9)

图20及图21，表示本发明的实施方式9。对于上述实施方式1中由切换机构21增减等离子区域，这个实施方式，由调整衬底支撑部分23和复合电极28之间的间隔的调整机构24增加或者是减少等离子区域。

也就是，等离子区域增减器，包括作为调整机构24的升降机构24，切换机构21。升降机构24，设置在处理室5的上部，由本体部分24a和设置在该本体部分24a下部的，在处理室5内部上下伸缩的伸缩部分24b构成。伸缩部分24b的下端，介于绝缘部件29连接着上述衬底支撑部分23。并且，衬底支撑部分23，在图21所示的上升位置和图20所示的下降位置之间可以平行移动。

这样做，复合电极28和衬底支撑部分23之间生成等离子的状态下，通过衬底支撑部分23由升降机构24的升降，使等离子区域增减。也就是，衬底支撑部分23位于图21所示的上升位置时，等离子区域增大，放电状态成为W状态。另一方面，衬底支撑部分23位于图20所示的下降位置时，等离子区域减少，放电状态成为第4状态(以下称为L状态)。

-成膜方法及清洗方法-

在成膜时，将衬底支撑部分23通过升降机构24配置在上升位置状态下，进行与上述实施方式1相同的成膜。也就是，将向第1电极2a、第2电极2b、及衬底支撑部分23的电压施加状态，通过切换机构21切换到第1施加状态，如图2所示，使放电状态成为N状态。在这个N状态下，将原料气体从气体供应部分13导入处理室5进行成膜。

在清洗时，将上述的电压施加状态通过切换机构21切换到第2施加状态。并且，如图21所示，使衬底支撑部分23上升到上升位置，在增大等离子区域状态下，通过等离子清洗，清洗处理室5内部的全体。这时，复合电极28与衬底支撑部分23的间隔，为如60mm。

接下来，如图20所示，维持上述电压施加状态，使衬底支撑部分23下降到下降位置。并且，使等离子区域在复合电极28近旁区域减少的状态下，通过等离子清洗，集中清洗复合电极28。这时，复合电极28与衬底支撑部分23的间隔，为如30mm。

-实施方式9的效果-

因此，根据这个实施方式，由升降机构24，在清洗时增加或者是减少等离子区域，所以，对处理室5内部的全体和复合电极28双方，可以恰好进行等离子清洗。特别是，通过将衬底支撑部分23向下降位置移动来减少等离子区域，能够集中清洗复合电极28。

(发明的实施方式10)

图22~图24，表示本发明的实施方式10。本实施方式，相对于上述实施方式8，复合电极28的构造不同。

本实施方式的复合电极28，其大致的立体图如图22所示，是由与被处理衬底4平行配置的板状阴极电极的第1电极2a，以及在该第1电极2a上按所规定的间隔相互平行配设的复数条凸条部分9构成。凸条部分9，是由形成在第1电极2a上面的电极间绝缘部分3，以及在该电极间绝缘部分3上沉积的阳极电极的第2电极2b构成。凸条部分9，其全体是由立方体构成。第1电极2a上，相邻各凸条部分9之间设置了复数个上下贯通的气体导入孔6。

上述被处理衬底4，安装在绝缘部件的衬底支撑部分23上。上述复合电极28，与上述实施方式8同样，安装在电极支撑部分(省略图示)的同时与电源电路部分1连接。开关A上，连接着第1电极2a。还有，开关B上，连接着第2电极2b。

并且，如图23及图24所示，其构成为相邻的各凸条部分9之间上方露出的第1电极2a的上表面，以及构成凸条部分9的上表面的第2电极2b之间，生成等离子放电。

换句话说，复合电极28，具有第1电极2a，比该第1电极2a更接近被处理衬底4配置的第2电极2b，上述第1电极2a及第2电极2b，其构成为只在从上述被处理衬底4的法线方向的可视面上成为等离子放电面的功能。也就是，第1电极2a和第2电极2b，从上方看(俯视)，设置为交替排列的线条状态。

在此，所谓等离子放电面，不是第1电极2a及第2电极2b所使用的部件的表面之意，而是相互交往的等离子部分和荷电粒子(电荷)，实际起放电电极作用的表面。

-成膜方法及清洗方法-

进行成膜时，如图22所示，将第1电极2a介于开关A连接于高频电源H。还有，将第2电极2b介于开关B连接于接地部分G。由此，等离子放电，如图23所示，是在凸条部分9的上表面的第2电极2b，以及该凸条部分9左右相邻露出的各第1电极2a之间形成。

这时，将原料气体从气体供应部分(省略图示)介于气体导入孔6导入处理室5内。如图23中箭头14所示，原料气体，从气体导入孔6提供给凸条部分9之间。原料气体，在这个凸条部分9之间，由等离子放电分解生成游离基。这个游离基沉积在设置于上方的被处理衬底4的表面进行成膜。

进行清洗时，与上述实施方式8一样，通过压力控制机构(省略图示)控制处理室5内部的压力，增加或者是减少等离子区域。也就是，根据帕谢恩法则(Paschen’s law)，在电压V一定的状态下提高气体压力，放电径路d就变短。其结果，如图23所示等离子区域减少，放电状态就成为N状态。另一方面，降低气体压力，放电径路d变长，如图24所示，等离子区域增大，放电状态成为M状态。

因此，首先，在所规定的间隔，维持处理室5的气体压力为较高气体压力。这时，处理室5内的放电状态，如图23所示成为N状态，复合电极28的周围就被集中清洗。接下来，在所规定的间隔，维持处理室5内的气体压力为较低压力LP。这时，处理室5内的放电状态，如图24所示成为M状态，处理室5内的全部都被清洗。

-实施方式10的效果-

因此，根据这个实施方式10，可以得到与上述实施方式8相同的效果。在这基础上，因为原料气体从气体导入孔6导入到在相邻的各凸条部分9之间形成的等离子区域，所以，是沿着该等离子区域的放电径路流动。其结果，原料气体在等离子中的流动距离增长，促进原料气体的分解，提高成膜初度。换句话说，可快速形成高品质的膜。

(发明的实施方式11)

图25~图27，表示本发明的实施方式11。这个实施方式，对于上述实施方式1，复合电极28的装卸构造不同。也就是，上述实施方式1中，复合电极28和电极支撑部分22处于嵌合状态下，对于由扣片31及螺丝32固定而言，这个实施方式中，将板状复合电极28安装在电极支撑部分的状态下，由螺丝32缔结固定。

复合电极28，如图27所示，是由板状的空间部分8，设置在该空间部分8的上表面的电极间绝缘部分3，在该电极间绝缘部分3上按所规定的间隔交替设置的第1电极2a及第2电极2b构成。

另一方面，电极支撑部分22，包括上方开口的凹陷部分22a，在该凹陷部分22a的底部设置的衬垫33(spacer33)。衬垫33，构成为与凹陷部分22a的侧壁部分同样高度，如间隔所规定的距离设置两个。

并且，将复合电极28安装在电极支撑部分22上时，如图25所示，将复合电极28的空间部分8配置在凹陷部分22a的侧壁部分和衬垫33上。其后，如平面图的图6所示，复合电极28的外周部分，缔结固定该复合电极28和凹陷部分22a的侧壁部分。由此，凹陷部分22a的内部被闭塞，构成暗箱(chamber)。还有，通过取掉螺丝32，很容易使复合电极28从电极支撑部分22脱离。

(发明的实施方式12)

接下来，参照图1~图7，说明本发明所涉及的等离子处理装置的

实施方式12。

本实施方式的等离子处理装置，有着与上述实施方式1相同的装置构成，而成膜操作不同。

也就是，本实施方式的等离子处理装置A，包括形成在处理室5的内部的增大或者是减小等离子区域的等离子区域增减器21，通过等离子区域增减器21增大的等离子区域的等离子、以及减小的等离子区域的等离子双方，成膜上述被处理衬底4的机构。

并且，是通过第1电极2a和第2电极2b之间生成的等离子进行第1成膜工序的同时，由衬底支撑部分23和第1电极2a及第2电极2b之间生成的等离子进行第2成膜工序的构成。

-成膜方法-

在此说明等离子处理装置A的成膜方法。本实施方式中，放电状态为N状态时进行第1成膜工序的同时，W状态时进行第2成膜工序。

首先，第1成膜工序中，如图2所示，在衬底支撑部分23上安装着被处理衬底4。接下来，如图1及图7所示，由作为等离子区域增减器的切换机构21，将向上述各电极2a、2b、23的电压施加状态切换为第1施加状态，使放电状态成为N状态减少等离子区域。这时，第1电极2a作为阴极电极作用，而第2电极2b作为阳极电极作用。其结果，放电状态成为N状态，如图2的箭头所示，在相互邻接的第1电极2a和第2电极2b之间形成了拱形(arch)放电径路的充气放电等离子。

这个N状态下，对减少了的等离子区域，将原料气体从气体供应部分13介于气体导入孔6进行提供。原料气体中，使用如900sccm的SiH4气体和2200sccm的H2气体。并且，在衬底支撑部分23的温度为300℃，处理室5内部的气体压力为230Pa的状态下，从高频电源H提供0.8kW的电力，产生等离子。

SiH4气体，由等离子分解生成SiH3等含Si的游离基。通过这个游离基堆积在被处理衬底4的表面，形成非晶体硅膜(a-Si)。在这个成膜的时候，等离子区域的扩大与平行平板型等离子处理装置相比要小，被处理衬底4与等离子区域又分离，所以，对被处理衬底4的粒子冲击少。这样，与平行平板型的等离子处理装置相比粒子冲击少，所以，能够形成优质的非晶硅膜。

另一方面，第2成膜工序中，如图5及图7所示，由切换机构21，将上述各电极2a、2b、23的电压施加状态切换为第2施加状态，使放电状态为W状态增大等离子区域。这时，第1电极2a及第2电极2b的双方，作为阴极电极作用的同时，衬底支撑部分23作为阳极电极作用。其结果，如图6箭头所示，在第1电极2a及第2电极2b和衬底支撑部分23之间发生充气放电等离子。

这个W状态下、对增大了的等离子区域，从气体供应部分13介于气体导入孔6提供原料气体。原料气体中，使用如500sccm的SiH4气体，1200sccm的NH3(氨)气体和4000sccm的N2气体(氮)的混合气体。并且，设定衬底支撑部分23的温度为300℃，处理室5内部的气体压力为150Pa的同时，从高频电源H施加2kW的电力产生等离子，形成氮化硅膜(SiN)。在这个成膜时，因为等离子区域扩大，被处理衬底4又接近等离子区域，所以对被处理衬底4适当地施加了粒子冲击。其结果，能够提高对为进行致密的膜的生成而必须粒子冲击的如氮化硅膜等的膜的质量，可形成优质氮化硅膜。

上述第1成膜工序和上述第2成膜工序，根据膜的种类的不同按所规定的周期交替进行亦可。这样做，控制膜的质量就成为可能。还有，相对于进行第1成膜工序的时间，通过增减进行第2成膜工序的时间比例，控制粒子冲击的程度就成为可能。也就是，相对于进行第1成膜工序的时间增大进行第2成膜工序的时间比例，就可以增大加在被处理衬底4上的粒子冲击。另一方面，减小进行上述第2成膜工序的时间比例，就可以减小加在被处理衬底4上d的粒子冲击。

-实施方式12的效果-

如以上所说明的，根据这个实施方式，由复合电极28的第1电极2a和第2电极2b之间生成的等离子进行成膜，可以消除对被处理衬底4的粒子冲击，对于非晶硅膜等的因为粒子冲击会损坏膜的质量的种类的膜，可以提高成膜的质量。在这个基础上，通过作为等离子区域增减器的切换机构21，在增大等离子区域的状态下，进行成膜，可以适当地向被处理衬底4施加粒子冲击，对于氮化硅膜等施加粒子冲击能够改善膜的质量的种类的膜，能够提高成膜的质量。其结果，对应于膜的种类能够控制粒子冲击，连续成膜复数个不同的膜，可以提高其品质。

还有，因为是将等离子区域增减器由作为切换机构21的三个开关A、B、C构成的，由简单的构成能够增减等离子区域，所以，可以得到降低装置成本的效果。

还有，是将复合电极28的第1电极2a及第2电极2b设置成线条状，所以电极间的距离就变得一致，可以得到安定的放电。还有，是单纯的电极构成，使复合电极的制造容易化。

(发明的实施方式13)

接下来，参照图11及图12，说明本发明所涉及的等离子处理装置的实施方式13。

相对于上述实施方式12中，由切换机构21增减等离子区域，切换处理室5内的放电状态，这个实施方式中，通过在衬底支撑部分23上施加偏电压增减等离子区域，切换处理室5内的放电状态。

也就是，本实施方式的等离子处理装置，具有与上述实施方式4相同的装置构成，电源电路部分1，如图11所示，取代上述电源电路部分1的开关C包括开关D的同时，还包括偏压电源BH。在开关D上，连接着衬底支撑部分23，使衬底支撑部分23切换连接偏压电源BH或者是接地部分D。换句话说，等离子区域增减器，是由具有偏压电源BH及开关D的电源电路部分1构成。

-成膜方法-

在此说明等离子处理装置A的成膜方法。在本实施方式中，也进行第1成膜工序和第2成膜工序。

第1成膜工序中，第1电极2a介于开关A连接于高频电源H，第2电极2b介于开关B连接于接地部分G，衬底支撑部分23介于开关D连接于接地部分G。这样做，使放电状态为N状态，可以在消除粒子冲击的状态下进行被处理衬底4上的成膜。

另一方面，第2成膜工序中，只切换开关D。也就是，使衬底支撑部分23介于开关D连接于偏电压电源BH。这样做，处理室5内的放电状态，遵从帕谢恩法则(Paschen’s law)，从图9所示的N状态变化为图6所示的W状态。

这个成膜时，因为等离子区域增大，被处理衬底4又和等离子区域接近，适当地向被处理衬底4施加了粒子冲击。其结果，可以提高进行致密的膜的生成所必要的粒子冲击，如氮化硅膜等的膜的质量，可以形成优质氮化硅膜。

-实施方式13的效果-

因此，根据这个实施方式，可以得到与实施方式1相同的效果。也就是，通过切换开关D在复合电极28和衬底支撑部分23之间施加偏电压，增减等离子区域的大小，可以控制粒子冲击量。其结果，能够对应膜的种类控制粒子冲击的有无，所以在同一装置上连续成膜复数种不同的膜，还可提高其品质。

(发明的实施方式14)

接下来，参照图22~图24，说明本发明所涉及的等离子处理装置的实施方式14。

本实施方式，具有同上述实施方式10相同的复合电极28。也就是，复合电极28，是由板状的阴极电极的第1电极2a，在第1电极2a上等间距配置的复数个电极间绝缘部分3，各电极间绝缘部分3上沉积的阳极电极的第2电极2b构成。

-成膜方法-

并且，本实施方式中，如图23所示，将第1电极2a介于开关A连接于高频电源H。还有，将第2电极2b介于开关B连接于接地部分G。衬底支撑部分23连接于接地部分G。这时，等离子放电，如图23所示，在凸条部分9的上表面的第2电极2b和该凸条部分9左右两邻露出各第1电极2a之间生成。

还有，将原料气体，从原料气体供给部分(省略图示)介于气体导入孔6导入处理室5内。如图23中箭头所示，原料气体，从气体导入孔6提供给凸条部分9之间。原料气体，在这个凸条部分9之间，由等离子放电分解生成游离基。这个游离基堆积在设置于上方的被处理衬底4的表面进行成膜。这样做，对于被处理衬底4，可以进行没有粒子冲击的成膜。

另一方面，第2成膜工程中，将第2电极2b，介于开关B连接于高频电源H。等离子放电通过在复合电极28和衬底支撑部分23之间生成，使放电状态为W状态，增加等离子区域。这样做，在被处理衬底4上施加适当地粒子冲击，可以高精度形成氮化硅膜。

-实施方式14的效果-

因此，根据这个实施方式14，可以促进原料气体的分离加大成膜速度，再加上能够快速形成高品质膜，对应于不同种类的膜可控制粒子冲击，连续进行复数个不同种类膜的成膜，可提高膜的品质。

(其他的实施方式)

本发明，上述实施方式1，使高频电源H的电压频率在13.56MHz以上的高频(VHF带)亦可。最好的是如27.12MHz。这样做，加大对被处理衬底4的成膜速度，可进行高速成膜。但是，作为频率的上限值，300MHz是适当的。这时因为基于第1电极2a和第2电极2b之间的电子被捕捉的电子密度提高效果的界限是300MHz的原因。还有，因为实际投入300MHz以上的高频电力是困难的。

另一方面，其他的，电源H的电压频率，设定为13.56MHz以下的低频亦可。本发明中，成膜时，因为在被处理衬底4表面近旁几乎不形成等离子区域，13.56MHz以下的低频，对平行平板型装置的成为问题的等离子区破坏的影响少。但是，频率的下限值，100kHz为适当。这是基于第1电极2a和第2电极2b之间粒子被捕捉，粒子密度的提高界限是100kHz。

还有，反应气体，使用了CF4气体及O2气体，其他，使用SF6气体(六氟化硫)，O2气体亦可。还有，NF3气体(三氟化氮)和Ar气体(氩气)的组合亦可。再有，NF3气体和CHF3气体(三氟化甲烷)的组合亦可。

还有，对于上述实施方式2，实施方式3，实施方式5或者是实施方式7，设置升降机构24亦可。也就是，由上述切换机构21或者是压力控制机构40，在清洗时增大等离子区域时，由升降机构24向上升位置上升衬底支撑部分23。这样做，可以进一步扩大等离子区域。

还有，上述实施方式10中，对于包括具有凸条部分9的复合电极28的等离子处理装置，由压力控制机构40增减等离子区域，但是，取代压力控制机构40使用切换机构21亦可。也就是，如上述实施方式1那样，将衬底支撑部分23构成为电极，介于开关C连接于电源电路部分1。并且，清洗时，通过切换连接在第2电极2b的开关B，在复合电极28和衬底支撑部分23之间生成等离子。即便是这样做，可使等离子区域，在成膜时减少，而在清洗时增大，就能够得到与上述实施方式10同样的效果。

还有，上述各个实施方式中表示了将复合电极28配置在下部，将衬底支撑部分23配置在上部的装置构成，但是，本发明并不只限于此，将复合电极28配置在上部，而将衬底支撑部分23配置在下部亦可，同时将复合电极28及衬底支撑部分23水平对面配置亦可。

还有，上述实施方式1~14中，通过控制粒子冲击的有无，进行不同种类膜的成膜，但是，在同一种成膜时控制粒子冲击的有无亦可能。例如，利用不同种的结合界面的装置中(TFT、太阳能电池等)，为防止结合界面的破坏，在开始的所规定时间内在无粒子冲击状态下成膜，其后的所规定的时间内在粒子冲击状态下成膜亦可。例如，非晶硅膜上形成氮化硅膜时就可适用。

还有，上述实施方式12~14中，只说明了成膜方法，但是在上述成膜方法以后，如上述实施方式1~11所示进行清洗亦可。也就是，成模时，由等离子区域增减器21增大或者是减小处理室5内的等离子区域的状态下，成膜被处理衬底4，另一方面，清洗时，通过等离子区域增减器21增大等离子区域状态下，等离子清洗处理室5内部亦可。

(产业上利用的可能性)

如以上所说明的那样，本发明，对于由等离子CVD法在处理室内进行等离子处理的等离子处理装置及其等离子清洗方法是有用的，特别是，在消除对被处理衬底的粒子冲击提高成膜质量的同时，由简单的构成有效地除去处理室内的粒子降低装置成本是适合的。

Claims (29)

1.一种等离子处理装置，其特征为：

是在包括：

处理室；

设置在上述处理室内的，支撑被处理衬底的衬底支撑部分；

在上述处理室内面对上述衬底支撑部分设置的，具有产生等离子的复数个放电电极的复合电极；

的等离子处理装置中，还包括：

增大或减小形成在上述处理室内部的等离子区域的等离子区域增减器；

通过上述等离子区域增减器增大或者是减小了的等离子区域的等离子，等离子清洗上述处理室内部的清洗器。

2.根据权利要求1所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述清洗器，包括将为等离子清洗处理室内部的反应气体提供给该处理室的反应气体提供器；

上述等离子区域增减器，是由控制通过上述反应气体提供器提供了反应气体的处理室内的压力的压力控制机构构成。

3.根据权利要求2所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述压力控制机构，为增减处理室内的压力使其变化的构成。

4.根据权利要求2所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述压力控制机构，控制处理室内的压力使其保持所规定的第1压力的时间比保持低于第1压力的第2压力的时间长。

5.根据权利要求1所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述衬底支撑部分，作为电极构成；

上述等离子区域增减器，是由将上述衬底支撑部分及各放电电极的电压施加状态，切换为使放电电极之间生成等离子的第1施加状态、或者是使放电电极之间生成等离子的第2施加状态的切换机构构成。

6.根据权利要求5所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述切换机构，为将上述电压施加状态，交替切换为上述第1施加状态、或者是上述第2施加状态的构成。

7.根据权利要求5所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述切换机构，切换上述电压施加状态，使其保持上述第1施加状态的期间能够比保持上述第2施加状态的期间长。

8.根据权利要求1所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述等离子区域增减器，由调整上述衬底支撑部分与上述复合电极之间的间隔的调整机构构成。

9.根据权利要求1所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述复合电极，为相对于处理室可装卸的构成。

10.根据权利要求1所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述复合电极，包括绝缘上述复数个放电电极之间的电极间绝缘部分；

上述放电电极，由交替排列配置的第1电极及第2电极构成。

11.根据权利要求10所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述第1电极及第2电极，形成为相互平行延伸的线条状。

12.根据权利要求1所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述复合电极，包括：第1电极；比该第1电极更接近于被处理衬底设置的第2电极；

上述第1电极及第2电极，只使从上述被处理衬底的法线方向可视面具有等离子放电面的功能。

13.根据权利要求12所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述第1电极及第2电极，形成为相互平行延伸的线条状。

14.根据权利要求1所涉及的等离子处理装置，其特征为：

施加在上述复合电极上的电压频率，在100KHz以上且在300MHz以下。

15.一种等离子处理装置，其特征为：

包括：

处理室；

设置在上述处理室内部支撑被处理衬底的衬底支撑部分；

在上述处理室内部与上述衬底支撑部分对面设置的具有发生等离子的复数个放电电极的复合电极；

向上述处理室内部提供原料气体的原料气体供给器；

的等离子处理装置，

包括在上述处理室内部形成的增大或者是减小等离子区域的等离子区域增减器；

由根据上述等离子区域增减器增大或者是减小了的等离子区域的等离子，形成上述被处理衬底上的成膜。

16.根据权利要求15所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述衬底支撑部分，作为电极构成；

上述等离子区域增减器，是由将向上述衬底支撑部分及各放电电极的电压施加状态，切换为使放电电极之间生成等离子的第1施加状态、或者是使放电电极之间生成等离子的第2施加状态的切换机构构成。

17.根据权利要求15所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述等离子区域增减器，由调整衬底支撑部分和复合电极之间的间隔的调整机构构成。

18.根据权利要求15所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述复合电极，包括绝缘复数个放电电极之间的电极间绝缘部分；

上述放电电极，由交替排列配置了的第1电极及第2电极构成。

19.根据权利要求18所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述第1电极及第2电极，形成为相互平行延伸的线条状。

20.根据权利要求15所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述复合电极，包括：第1电极；比该第1电极更接近于被处理衬底设置的第2电极；

上述第1电极及第2电极，只使从上述被处理衬底的法线方向可视面具有等离子放电面的功能。

21.根据权利要求20所涉及的等离子处理装置，其特征为：

上述第1电极及第2电极，形成为相互平行延伸的线条状。

22.根据权利要求15所涉及的等离子处理装置，其特征为：

施加在上述复合电极上的电压频率，在100KHz以上且在300MHz以下。

23.一种等离子处理装置的清洗器，其特征为：

是对包括：

设置在处理室内部的支撑被处理衬底的衬底支撑部分；

在上述处理室内与上述衬底支撑部分对面设置的具有发生等离子的复数个放电电极的复合电极；

的等离子处理装置进行等离子清洗上述处理室内部的清洗方法，

通过将上述处理室内部形成的等离子区域，在增大或者是减小的状态下，向处理室内部提供反应气体除去生成物。

24.根据权利要求23所涉及的等离子处理装置的清洗方法，其特征为：

在将为等离子清洗上述处理室内部的反应气体提供给该处理室的同时，通过控制上述处理室内部的压力增减等离子区域。

25.根据权利要求24所涉及的等离子处理装置的清洗方法，其特征为：

增减上述处理室内部的压力使其改变。

26.根据权利要求24所涉及的等离子处理装置的清洗方法，其特征为：

控制上述处理室内部的压力，使其能够保持所规定的第1压力的期间比保持低于该第1压力的第2压力的期间长。

27.根据权利要求23所涉及的等离子处理装置的清洗方法，其特征为：

通过将构成在电极上的上述衬底支撑部分和各放电电极的电压施加状态，切换为在放电电极之间生成等离子的第1施加状态、或者是在放电电极之间生成等离子的第2施加状态，增减等离子区域。

28.根据权利要求27所涉及的等离子处理装置的清洗方法，其特征为：

将上述电压的施加状态，交替切换为第1施加状态、或者是第2施加状态。

29.根据权利要求27所涉及的等离子处理装置的清洗方法，其特征为：

切换上述电压的施加状态，使其能够保持第1施加状态的期间比保持第2施加状态的期间长。

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