JP2002184704A

JP2002184704A - 回転電極のドライクリーニング装置及びプラズマ処理装置

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Publication number: JP2002184704A
Application number: JP2000381810A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Kugimiya; 敏洋釘宮; Kazuyuki Hayashi; 和志林; Kiyotaka Ishibashi; 清隆石橋; Akira Kobayashi; 明小林; Yasushi Goto; 裕史後藤; Kazuto Okada; 和人岡田; Akimitsu Nakagami; 明光中上; Yuzo Mori; 勇藏森
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2002-06-28
Anticipated expiration: 2020-12-15
Also published as: JP3670578B2

Abstract

(57)【要約】【課題】稼働率の向上を図れ、しかも生産コストの低廉
化が可能な回転電極のドライクリーニング装置及び回転
電極を用いたプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】電源１５により放電発生用電圧が印加さ
れ、サセプタ１７との間の処理用狭隙間１７ａにおいて
プラズマ１７ｂを発生させて反応ガスを分解させる回転
電極１２をドライクリーニングするためのものであっ
て、回転電極１２の周囲であって、サセプタ１７から回
転電極１２の周方向に外れた位置に、回転電極１２との
間にクリーニング用狭隙間１１２ａを形成する第２対向
電極１１２と、クリーニング用狭隙間１１２ａにクリー
ニングガスを存在させる雰囲気調整手段（隔壁部材１１
３、ガス導入管１１５、排気管１１６等）とを具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転電極を各々用いた
プラズマＣＶＤ装置、エッチング装置及び表面処理装置
などのプラズマ処理装置、並びにそのプラズマ処理装置
における回転電極のドライクリーニング装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】薄膜形成処理やエッチング処理、表面改
質などの表示処理に、プラズマを利用することが行われ
ている。そのプラズマとしては、反応ガスの導入を伴う
反応性プラズマ、一般的には０．１〜１０Ｔｏｒｒの低
圧下でのグロー放電プラズマが用いられている。

【０００３】上記グロー放電プラズマを用いる表面処理
装置では排気系が接続された真空容器が必要である故に
大型化を伴い、装置コストが高価なものとなってしまう
という難点がある。

【０００４】そこで、コストの低廉化を図るべく、低圧
下ではなく、大気圧付近の圧力下でグロー放電プラズマ
を生成させ、その生成したグロー放電プラズマを用いて
表面処理を行う方法が提案されている（特開平６−２１
４９）。

【０００５】更には、グロー放電プラズマの生成空間を
小さくする方法が提案されている（特開平９−１０４９
８５）。この方法は、対向する２つの対向電極の一方で
ある放電電極側を回転電極とし、回転電極ともう一方の
対向電極との狭隙間において線状のグロー放電プラズマ
を生成させ、そのプラズマ生成部に被処理体をスキャン
移動させて表面処理を行う方法である。この方法による
場合には、回転電極を用いる故に、回転電極と対向電極
の狭隙間において線状のプラズマ生成部を局所的に発生
させ得、放電空間を小さくすることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、回転電極を
用いる場合には、プラズマによって生成される反応種が
回転電極表面に堆積する。例えば、被処理体である基板
上にＳｉＨ₄を用いてアモルファスシリコンを堆積させ
る場合には、基板上の堆積量と同程度のアモルファスシ
リコンが回転電極表面に堆積する。また、ＣＦ₄などの
フルオロカーボンガスを用いてエッチングを行う場合に
も、回転電極にバイアス電圧が印加されていなければ、
同様に回転電極表面にフルオロカーボンポリマーが堆積
する。

【０００７】このように回転電極に堆積した膜はパーテ
ィクル発生の原因となり、また膜の累積厚が厚くなると
膜そのものが剥離して基板上へ落下するなどし、成膜条
件の悪化が招来されるという欠点がある。

【０００８】そこで、成膜条件の改善を図るべく、累積
膜厚がある程度に達するとメンテナンス作業を行ってい
る。そのメンテナンス作業としては、回転電極を交換す
ること、ウェットクリーニングを行うこと、あるいは、
容器内のガスを置換してＳＦ ₆などのクリーニングガス
を導入し、ドライクリーニングを行うことなどが用いら
れる。

【０００９】しかしながら、このメンテナンス作業は、
生産を一時停止して行われるため、稼働率の低下を招
き、生産コストが上がるなどの問題点がある。

【００１０】本発明は、このような従来技術の課題を解
消させるべくなされたものであり、稼働率の向上を図
れ、しかも生産コストの低廉化が可能な回転電極のドラ
イクリーニング装置及び回転電極を用いたプラズマＣＶ
Ｄ装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
回転電極のドライクリーニング装置は、放電発生用電圧
が印加され、対向電極との間の処理用狭隙間でグロー放
電によるプラズマを発生させて反応ガスを分解させる回
転電極をドライクリーニングするためのものであって、
該回転電極の周囲であり、該対向電極から回転電極の周
方向に外れた位置に、該回転電極との間にクリーニング
用狭隙間を形成する第２対向電極と、該クリーニング用
狭隙間にクリーニングガスを存在させる雰囲気調整手段
とを具備することを特徴とする。

【００１２】この回転電極のドライクリーニング装置に
あっては、回転電極を用いたプラズマＣＶＤ装置、エッ
チング装置又は表面処理装置等のプラズマ処理装置にお
いて、該当する処理を行うと、つまり回転電極に放電発
生用電圧（例えば高周波或いは直流電圧）を印加する
と、処理用狭隙間だけでなく、クリーニング用狭隙間に
おいてもグロー放電によるプラズマが発生する。このプ
ラズマは被処理体に該当する処理を施すための反応ガス
によるプラズマではなく、第１空間内に導入されたクリ
ーニングガスによるプラズマであり、回転電極の表面を
ドライクリーニングすることができる。したがって、対
向電極側では被処理体への膜堆積などの処理を、その一
方、第２対向電極側では回転電極のドライクリーニング
処理を同時に行うことが可能となる。あるいは被処理体
への膜堆積などの処理と次処理との間の待ち時間、つま
り被処理体が処理用狭隙間に存在しない場合に、回転電
極に放電発生用電圧を印加し、第２対向電極側において
回転電極のクリーニング処理を行うことが可能となる。

【００１３】例えば、ＳｉＨ₄を用いて対向電極側でア
モルファスシリコンを被処理体上に成膜する場合、第２
対向電極側において、第１空間内に導入するクリーニン
グガスにＳＦ₆あるいはＮＦ₃を用いると、Ｆラジカルを
含むプラズマを発生させ得、これにより回転電極表面に
堆積するアモルファスシリコンをドライエッチングする
ことができる。あるいは、対向電極側においてＣＦ₄や
ＣＨＦ₃，Ｃ₂Ｆ₆，Ｃ₃Ｆ₆，Ｃ₄Ｆ₈などのフルオロカー
ボンガスを用いて被処理体にフルオロカーボンポリマー
を成膜する場合や、ＣＨ₄やＣ₂Ｈ₄などを用いて被処理
体にアモルファスカーボンやＤＬＣ（ダイヤモンドライ
クカーボン）を成膜する場合にあっては、第２対向電極
側においては、第１空間内に導入するクリーニングガス
にＯ₂を用いてＯラジカルを発生させ、回転電極表面に
堆積するフルオロカーボンポリマーやアモルファスカー
ボン、ＤＬＣなどを灰化させてドライエッチングするこ
とができる。また、ＣＦ₄およびＯ₂を用いて被処理体を
等方的にエッチングする場合や、ＣＦ₄やＣＨＦ₃，Ｃ₂
Ｆ₆，Ｃ₃Ｆ₆，Ｃ₄Ｆ₈などのフルオロカーボンガスを用
いると共に被処理体にバイアス電圧を印加して異方的に
エッチングする表面処理を行う場合なども、第１空間内
に導入するＯ₂によってＯラジカルを発生させ、回転電
極表面に堆積するフルオロカーボンポリマーなどを灰化
させてドライエッチングすることができる。

【００１４】このように対向電極側ではプラズマによる
被処理体への膜堆積やエッチング、或いは表示処理など
の処理を、第２対向電極側ではプラズマによるドライク
リーニング処理が同時に可能となる結果、あるいは被処
理体への処理間の待ち時間において同クリーニング処理
が可能となる結果、回転電極の交換や回転電極のウェッ
トクリーニングなどのメンテナンス作業のサイクルを大
幅に延ばすことができるため、稼働率の向上を図れ、生
産コストの低廉化が可能である。

【００１５】また、本発明の請求項２に係る回転電極の
ドライクリーニング装置は、前記回転電極、前記対向電
極及び前記第２対向電極を内部に含む容器を有し、前記
雰囲気調整手段は、該容器内の空間を、該クリーニング
用狭隙間を含む第１空間と該処理用狭隙間を含む第２空
間とに隔て、かつ回転電極との間に狭隙間を有する状態
で設けられた絶縁性の隔壁部材と、該第１空間内にクリ
ーニングガスを導入するための導入管と、該第１空間内
を排気するための排気管とを備えることを特徴とする。

【００１６】この発明にあっては、クリーニング用狭隙
間を含む第１空間と処理用狭隙間を含む第２空間とが隔
壁部材にて隔てられているので、第１空間に導入管を介
して導入したクリーニングガスが第２空間へ拡散し難く
なって第１空間から排気管によって容器外へ排気され
る。このため、第２空間で行われている前記該当する処
理は、クリーニングガスによる悪影響を受け難くなる。

【００１７】本発明の請求項３に係る回転電極のドライ
クリーニング装置は、前記第１空間の圧力が前記第２空
間の圧力よりも小さいことを特徴とする。

【００１８】この発明にあっては、第１空間の圧力が第
２空間の圧力よりも小さいので、隔壁部材と回転電極と
の間に狭隙間があっても、第１空間内に導入したクリー
ニングガスが第２空間に拡散することを抑制できる。

【００１９】また、本発明の請求項４に係る回転電極の
ドライクリーニング装置は、前記回転電極、前記対向電
極及び前記第２対向電極を内部に含む容器を有し、前記
雰囲気調整手段は、該容器内の空間を、前記クリーニン
グ用狭隙間を含む第１空間、前記処理用狭隙間を含む第
２空間、及び第1空間と第２空間との間の第３空間に隔
て、かつ回転電極との間に狭隙間を有する状態で設けら
れた複数の絶縁性の隔壁部材と、該第１空間内にクリー
ニングガスを導入するための導入管と、該第３空間内を
排気するための排気管とを備えることを特徴とする。

【００２０】この発明にあっては、容器内の空間を第１
空間と第２空間と第３空間とに隔壁部材により隔てら
れ、第１空間にはクリーニングガスが導入され、第３空
間には排気管が設けられているので、第１空間に導入さ
れたクリーニングガスが隔壁部材と回転電極との間の狭
隙間から第３空間に拡散しても排気管により排気され、
一方第２空間内の反応ガスが隔壁部材と回転電極との間
の狭隙間から第３空間に拡散しても排気管により排気さ
れるので、第１空間のクリーニングガスが第２空間に拡
散すること、及び第２空間の反応ガスが第１空間に拡散
することが抑制される。

【００２１】また、本発明の請求項５に係る回転電極の
ドライクリーニング装置は、前記隔壁部材が、第1空間
と第３空間との間を隔てる第１隔壁部材と、第２空間と
第３空間との間を隔てる第２隔壁部材とを有し、第１又
は第２隔壁部材の少なくとも一方の内部に、前記回転電
極に向けてパージガスを噴出するためのガス導入孔を有
することを特徴とする。

【００２２】この発明にあっては、第１隔壁部材及び第
２隔壁部材の少なくとも一方から回転電極に向けて噴出
するパージガスにより該当する隔壁部材と回転電極との
狭隙間がパージされるので、第１空間のクリーニングガ
スが第３空間に拡散すること、及び第２空間の反応ガス
が第３空間に拡散することが抑制され、これにより、第
１空間のクリーニングガスが第２空間に拡散すること、
及び第２空間の反応ガスが第１空間に拡散することがさ
らに抑制される。

【００２３】また、本発明の請求項６に係る回転電極の
ドライクリーニング装置は、前記第２対向電極が、その
回転電極側表面にクリーニングガスを回転電極に向けて
噴出させる噴出口を有することを特徴とする。

【００２４】この発明にあっては、回転電極に接近して
設けられる第２対向電極の回転電極側表面からクリーニ
ングガスが噴出するので、回転電極の表面を確実にドラ
イクリーニングすることが可能になる。

【００２５】本発明の請求項７に係る回転電極のドライ
クリーニング装置は、前記第２対向電極が、前記回転電
極に対して接離可能に設けられ、前記クリーニング用狭
隙間を調整できる構成となっていることを特徴とする。

【００２６】この発明にあっては、第２対向電極を回転
電極に対して接離することができるので、例えば対向電
極側で被処理体への堆積等の処理中において、あるいは
処理間の待ち時間において、第２対向電極を回転電極に
接近させてプラズマを発生させたり、或いは第２対向電
極を回転電極から遠ざけてプラズマを消滅させるといっ
た制御を行うことが可能となる。

【００２７】本発明の請求項８に係るプラズマ処理装置
は、反応ガスが導入される容器と、該容器内に互いに対
向して離隔設置された一対の回転電極及び対向電極と、
該回転電極に放電発生用電圧を印加する電源とを備え、
該回転電極と対向電極との間の処理用狭隙間においてグ
ロー放電によるプラズマを発生させて、該処理用狭隙間
に配した被処理体の表面に処理を施すプラズマ処理装置
において、該回転電極の周囲であって、該対向電極から
回転電極の周方向に外れた位置に、請求項１乃至７のい
ずれかに記載の回転電極のドライクリーニング装置が設
けられていることを特徴とする。

【００２８】このプラズマ処理装置にあっては、回転電
極を用いたプラズマＣＶＤ装置、エッチング装置又は表
面処理装置等のプラズマ処理装置において、該当する処
理を行うと、つまり回転電極に放電発生用電圧（例えば
高周波或いは直流電圧）を印加すると、処理用狭隙間だ
けでなく、クリーニング用狭隙間においてもグロー放電
によるプラズマが発生する。このプラズマは被処理体に
該当する処理を施すための反応ガスによるプラズマでは
なく、第１空間内に導入されたクリーニングガスによる
プラズマであり、回転電極の表面をドライクリーニング
することができる。したがって、対向電極側では被処理
体への膜堆積などの処理を、その一方、第２対向電極側
では回転電極のドライクリーニング処理を同時に行うこ
とも可能であり、もちろん処理間の待ち時間において同
クリーニング処理のみを行うことも可能となる。

【００２９】このように対向電極側ではプラズマによる
被処理体への膜堆積などの処理を、第２対向電極側では
プラズマによるドライクリーニング処理が同時に可能と
なる結果、回転電極の交換や回転電極のウェットクリー
ニングなどのメンテナンス作業のサイクルを大幅に延ば
すことができるため、稼働率の向上を図れ、生産コスト
の低廉化が可能である。

【００３０】また、第１空間と第２空間とが隔壁部材に
て隔てられているので、第１空間に導入管を介して導入
したクリーニングガスが第２空間へ拡散し難くなって第
１空間から排気管によって容器外へ排気される。このた
め、第２空間で行われている前記該当する処理は、クリ
ーニングガスによる悪影響を受け難くなる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を具体的
に説明する。

【００３２】（第１実施形態）図１に、本発明の第１実
施形態に係る回転電極のドライクリーニング装置を組み
込んだプラズマＣＶＤ装置の模式図を示す。

【００３３】このプラズマＣＶＤ装置は、容器１１と、
容器１１内に設置され、回転軸１３にて回転可能に支持
された回転電極１２と、容器１１内であって回転電極１
２の下側に設けられ、回転電極１２に対向して第１対向
電極として機能するサセプタ１７と、容器１１内であっ
て回転電極１２の上側に設けられ、回転電極１２に対向
する第２対向電極１１２とを有する。

【００３４】回転電極１２は、軸心部に回転軸１３を有
する概略円柱状のアルミニウム製であり、その外径は３
００ｍｍ、幅は５００ｍｍである。回転電極１２の表面
にはＡｌ₂Ｏ₃膜が、例えば厚さ１００μｍで溶射被覆さ
れている。回転電極１２の回転数は０〜３０００ｒｐｍ
の範囲で可変可能となっており、本実施形態では１５０
０ｒｐｍとした。回転軸１３には整合器１４を介して高
周波電源１５が接続されている。高周波電源１５は、本
実施形態ではその周波数を１５０ＭＨｚとし、また高周
波電力を１ｋＷとした。

【００３５】サセプタ１７は、矢印１９方向にスキャン
移動可能となっていて、その上側には、被処理体として
の基板１６が真空チャックにて設置される。なお、図１
中の１１ｂ、１１ｃは、基板１６の出し入れを行うため
の開閉部である。基板１６は、本実施形態では３０ｃｍ
角で厚さ１．１ｍｍのガラス基板を使用した。回転電極
１２とガラス基板１６との間の処理用狭隙間１７ａは、
本実施形態では１ｍｍとした。この狭隙間１７ａには、
回転電極１２に高周波電源１５から前記高周波電力を供
給することによりグロー放電プラズマ１７ｂが発生す
る。サセプタ１７内にはヒーター１８が内蔵され、基板
１６の温度は０〜３００℃の範囲で可変可能である。

【００３６】容器１１内にはガス導入管１１０と排気管
１１１とが連通連結されていて、ガス導入管１１０より
反応ガスが導入され、排気管１１１より反応ガスの排気
が行われ、容器１１内は所望の圧力を維持できるように
なっている。反応ガスの容器１１内への導入は、本実施
形態ではＨｅを１０ｓｌｍ、Ｈ₂を１０ｓｌｍ、ＳｉＨ₄
を１ｓｌｍで導入した。容器１１内の圧力は、本実施形
態では２００Ｔｏｒｒに設定した。

【００３７】第２対向電極１１２は、回転軸１３に沿っ
て長いライン状のものであり、第２対向電極１１２には
昇降装置１１４が具備されている。昇降装置１１４によ
り昇降される第２対向電極１１２と回転電極１２との間
のクリーニング用狭隙間１１２ａは０〜５０ｍｍまで可
変可能となっており、本実施形態では１ｍｍとした。

【００３８】第２対向電極１１２の外側には、クリーニ
ング用狭隙間１１２ａを含む空間１１３ａと容器内空間
１１ａとに隔てる絶縁性の隔壁部材１１３が設置されて
いる。隔壁部材１１３は、図２に示すように回転電極１
２の上側表面を覆う４側面１１３Ａ、１１３Ｂ、１１３
Ｃ、１１３Ｄを有し、各側面１１３Ａ〜１１３Ｄに、例
えば厚み２０ｍｍのＡｌ₂Ｏ₃セラミックを使用したもの
で、容器１１の天井１１ｂに垂下状態で取付けられ、隔
壁部材１１３と回転電極１２との間の狭隙間１１３ｂは
０．５ｍｍとした。上記空間１１３ａの内部には、ガス
導入管１１５と排気管１１６とが連通連結されていて、
空間１１３ａにはガス導入管１１５よりガスが導入され
る。本実施形態ではガス導入管１１５より希ガスＨｅを
１ｓｌｍ、クリーニングガスＳＦ₆を１００ｓｃｃｍ導
入した。また、空間１１３ａの圧力を容器内圧力２００
Ｔｏｒｒよりも減圧の１００Ｔｏｒｒに設定し、その圧
力差により、空間１１３ａに導入したクリーニングガス
が狭隙間１１３ｂを介して容器内空間１１ａへ拡散する
ことを抑制している。なお、隔壁部材１１３、ガス導入
管１１５及び排気管１１６は雰囲気調整手段を構成し、
また、その雰囲気調整手段及び第２対向電極１１２は回
転電極１２をクリーニングするドライクリーニング装置
を構成する。

【００３９】次に、このように構成された、ドライクリ
ーニング装置を備えるプラズマＣＶＤ装置の動作内容を
説明する。

【００４０】所定の準備が終了すると、サセプタ１７上
に設置したガラス基板１６の先端１６ａを回転電極１２
の直下に位置させておき、回転電極１２に高周波電力１
５を供給し、回転電極１２とガラス基板１６間の狭隙間
１７ａにグロー放電プラズマ１７ｂを発生させて前記反
応ガスを分解する。

【００４１】プラズマ１７ｂが発生した後、サセプタ１
７を矢印１９方向に、例えばスキャン速度を４ｍｍ／ｓ
ｅｃとしてスキャン移動させる。これにより、ガラス基
板１６上にはアモルファスシリコンが堆積する。ガラス
基板１６上に堆積するアモルファスシリコンの成膜厚み
はスキャン速度に依存する。

【００４２】然る後、ガラス基板１６の後端１６ｂが回
転電極１２直下に到着すると、高周波電源１５からの高
周波電力の供給を停止し、プラズマをオフさせる。

【００４３】上述したプラズマ１７ｂの発生とほぼ同時
に、第２対向電極１１２と回転電極１２との間のクリー
ニング用狭隙間１１２ａにもプラズマ１１２ｂが発生す
る。このプラズマ１１２ｂはＳＦ₆を含む反応性プラズ
マであり、このプラズマ１１２ｂによって回転電極１２
の表面に堆積したアモルファスシリコンがエッチングさ
れる。

【００４４】したがって、第１実施形態のプラズマＣＶ
Ｄ装置による場合には、サセプタ１７側ではガラス基板
１６上にアモルファスシリコンが堆積する処理が行わ
れ、第２対向電極１１２側では回転電極１２の表面に堆
積したアモルファスシリコンをエッチングする処理が行
われるので、生産を一時中止することなく回転電極１２
をクリーニングすることができる。このとき、上述した
本実施形態の条件で生産した場合は、放電終了後の回転
電極１２における累積膜厚を、クリーニングしない場合
の累積膜厚に対して１／１０にまで低減することができ
た。これにより、メンテナンス作業のサイクルを大幅に
延ばすことが可能となる故に、稼働率の向上を図れ、し
かも生産コストの低廉化が可能となる。

【００４５】また、昇降装置１１４により第２対向電極
１１２を回転電極１２に対して接離することができるの
で、例えばサセプタ１７側で基板１６への処理中におい
て、第２対向電極１１２を回転電極１２に接近させてプ
ラズマを発生させたり、或いは第２対向電極１１２を回
転電極１２から遠ざけてプラズマを消滅させる制御を行
うことが可能となる。これによって被処理体への膜堆積
などの処理間の待ち時間、つまりガラス基板１６が処理
用狭隙間１７ａに存在しない場合に、第２対向電極１１
２を昇降装置１１４を通じて回転電極１２に接近させて
プラズマを発生させることで、処理間の待ち時間をメン
テナンス時間へと変えることにより待ち時間を減少また
は無くすことも可能となる。

【００４６】（第２実施形態）図３に、本発明の第２実
施形態に係る回転電極のドライクリーニング装置を示
す。

【００４７】このドライクリーニング装置は、隔壁部材
を二重構造とし、クリーニングガスの容器内空間への拡
散を極力抑制したものであり、以下に詳述する。

【００４８】回転電極２１の上側に、第２対向電極２２
が回転電極２１との間のクリーニング用狭隙間２２ａを
確保して設置されている。第２対向電極２２は、昇降装
置２３を備え、これにより昇降可能となっていて、狭隙
間２２ａを０〜５０ｍｍの範囲で可変可能である。

【００４９】第２対向電極２２の外側には絶縁性の第１
隔壁部材２４が設置されている。第１隔壁部材２４は、
図４に示すように回転電極２１の上側表面を覆う４側面
２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄを有し、各側面２４Ａ
〜２４Ｄに例えば厚みが２０ｍｍのＡｌ₂Ｏ₃セラミック
を使用したものであり、容器天井２８ｂに垂下状態で取
付けられ、第１隔壁部材２４と回転電極２１との間の狭
隙間２４ｂは０．５ｍｍとした。

【００５０】さらに第１隔壁部材２４の外側には絶縁性
の第２隔壁部材２５が設置されている。第２隔壁部材２
５は、図４に示すように回転電極２１の上側表面を覆う
４側面２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄを有し、各側面
２５Ａ〜２５Ｄに、例えば厚みが２０ｍｍのＡｌ₂Ｏ₃セ
ラミックを使用したものであり、容器天井２８ｂに垂下
状態で取付けられ、第２隔壁部材２５と回転電極２１と
の間の狭隙間２５ｂは０．５ｍｍとした。

【００５１】第１隔壁部材２４で囲まれた空間２４ａに
はガス導入管２６が連通連結されており、さらに第１隔
壁部材２４と第２隔壁部材２５とで囲まれた空間２５ａ
には排気管２７が連通連結されている。なお、第１隔壁
部材２４、第２隔壁部材２５、ガス導入管２６及び排気
管２７は雰囲気調整手段を構成する。

【００５２】このように構成された第２実施形態のドラ
イクリーニング装置において、ガス導入管２６から第１
実施形態と同様にＨｅとＳＦ₆を導入してクリーニング
用狭隙間２２ａにプラズマ２２ｂを発生させると共に、
容器内空間２８の圧力を２００Ｔｏｒｒ、第１隔壁部材
２４と第２隔壁部材２５内の空間２５ａの圧力を１００
Ｔｏｒｒに設定した。この場合、容器内空間２８の圧力
と、空間２５ａの圧力と、空間２４ａの圧力との関係
が、下記（１）式及び（２）式の関係が成り立つように
なり、これらの圧力差により、空間２４ａに導入された
クリーニングガスが狭隙間２４ｂから空間２５ａに拡散
しても排気管２７により排気され、一方容器内空間２８
内の反応ガスが狭隙間２５ｂから空間２５ａに拡散して
も排気管２７により排気される。

【００５３】容器内空間２８圧力＞空間２５ａの圧力
…（１）空間２５ａの圧力＜空間２４ａの圧力 …
（２）以上のことにより、第２実施形態のドライクリー
ニング装置による場合には、空間２４ａに導入したクリ
ーニングガスが容器内空間２８へ拡散すること、及び容
器内空間２８の反応ガスが空間２４ａへ拡散することを
抑制することができる。

【００５４】（第３実施形態）図５に、本発明の第３実
施形態に係る回転電極のドライクリーニング装置を示
す。

【００５５】このドライクリーニング装置は、回転電極
３１の上側に、第２対向電極３２が回転電極３１との間
のクリーニング用狭隙間３２ａを確保して設置されてい
る。第２対向電極３２は、昇降装置３３を備え、これに
より昇降可能となっていて、狭隙間３２ａを０〜５０ｍ
ｍの範囲で可変可能である。

【００５６】第２対向電極３２の外側には、第２実施形
態と同様にして、絶縁性の第１隔壁部材３４が設置さ
れ、その外側に絶縁性の第２隔壁部材３５が設置されて
いる。第１隔壁部材３４は、図６に示すように回転電極
３１の上側表面を覆う４側面３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、
３４Ｄを有し、各側面３４Ａ〜３４Ｄに、例えば厚みが
２０ｍｍのＡｌ₂Ｏ₃セラミックを使用したものであり、
容器天井３８ｂに垂下状態で取付けられ、第１隔壁部材
３４と回転電極３１との間の狭隙間３４ｂは０．５ｍｍ
とした。また、第１隔壁部材３４を構成する４側面３４
Ａ〜３４Ｄそれぞれの内部にはガス導入孔３４ｄが設け
られ、ガス導入孔３４ｄにはガス導入管３４ｃが連通連
結されている。

【００５７】第２隔壁部材３５は、図６に示すように回
転電極３１の上側表面を覆う４側面３５Ａ、３５Ｂ、３
５Ｃ、３５Ｄを有し、各側面３５Ａ〜３５Ｄに、例えば
厚みが２０ｍｍのＡｌ₂Ｏ₃セラミックを使用したもので
あり、容器天井３８ｂに垂下状態で取付けられ、第２隔
壁部材３５と回転電極３１との間の狭隙間３５ｂは０．
５ｍｍとした。また、第２隔壁部材３５を構成する４側
面３５Ａ〜３５Ｄそれぞれの内部にはガス導入孔３５ｄ
が設けられ、ガス導入孔３５ｄにはガス導入管３５ｃが
連通連結されている。

【００５８】第１隔壁部材３４で囲まれた空間３４ａに
はガス導入管３６が連通連結されており、さらに第１隔
壁部材３４と第２隔壁部材３５とで囲まれた空間３５ａ
には排気管３７が連通連結されている。上記ガス導入管
３６からは、クリーニングガスが空間３４ａに導入され
る。第２隔壁部材３５の外側は容器内空間３８となって
いる。図５中の３２ｂは、狭隙間３２ａに発生するプラ
ズマである。

【００５９】このように構成された第３実施形態のドラ
イクリーニング装置において、ガス導入管３４ｃ及びガ
ス導入孔３４ｄを介して第１隔壁部材３４と回転電極３
１との間の狭隙間３４ｂにパージガス、例えばＨｅ等の
希ガスを噴出すると共に、ガス導入管３５ｃ及びガス導
入孔３５ｄを介して第２隔壁部材３５と回転電極３１間
の狭隙間３５ｂにパージガス、例えばＨｅ等の希ガスを
噴出することで、狭隙間３４ｂ、３５ｂが希ガスにより
パージされるので、空間３４ａのクリーニングガスが空
間３５ａに拡散すること、及び容器内空間３８の反応ガ
スが空間３５ａに拡散することが抑制され、これによ
り、空間３４ａのクリーニングガスが容器内空間３８に
拡散すること、及び容器内空間３８の反応ガスが空間３
４ａに拡散することをより効果的に抑制できる。

【００６０】なお、ガス導入管３４ｃ及びガス導入孔３
４ｄを介して狭隙間３４ｂにパージガスを噴出させるこ
とと、ガス導入管３５ｃ及びガス導入孔３５ｄを介して
狭隙間３５ｂにパージガスを噴出させることとのいずれ
か一方を行うようにしてもよい。この場合においても、
空間３４ａのクリーニングガスが容器内空間３８に拡散
すること、及び容器内空間３８の反応ガスが空間３４ａ
に拡散することをより効果的に抑制できる。

【００６１】また、第３実施形態のドライクリーニング
装置におけるガス導入孔３４ｄ、３５ｄは種々の形態を
採ることができる。例えば、ガス導入孔３４ｄ、３５ｄ
は第１隔壁部材３４、第２隔壁部材３５の４側面に沿っ
た矩形状に形成したり、４側面に沿って多数配設した構
成としてもよい。要は、ガス導入孔３４ｄ、３５ｄから
のパージガスが狭隙間３４ｂ、３５ｂの全域をパージで
きればよい。

【００６２】また、ガス導入孔３４ｄ、３５ｄのそれぞ
れに連通連結させるガス導入管３４ｃ、３５ｃは、ガス
導入孔３４ｄ、３５ｄと同様に矩形状に形成したり、４
側面に沿って多数配設した構成としてもよい。要は、狭
隙間３４ｂ、３５ｂの全域をパージできるようにガス導
入孔３４ｄ、３５ｄにパージガスを供給できればよい。

【００６３】（第４実施形態）図７に、本発明の第４実
施形態に係る回転電極のドライクリーニング装置の要部
を示す。

【００６４】このドライクリーニング装置においては、
第２対向電極４２の内部及び昇降装置４３の内部を通っ
てガス導入孔４５が設けられ、そのガス導入孔４５にガ
ス導入管４６が連通連結されている。これらガス導入管
４６及びガス導入孔４５を介してクリーニングガスが第
２対向電極４２から回転電極４１に向けて噴出されるよ
うに構成されている。

【００６５】このように構成された第４実施形態のドラ
イクリーニング装置にあっては、回転電極４１に接近し
ている第２対向電極４２からクリーニングガスがプラズ
マ発生部４２ｂに供給されるので、プラズマ発生部４２
ｂにおいてプラズマを確実に発生させることが可能にな
る。

【００６６】第４実施形態に係る回転電極のドライクリ
ーニング装置は、上述した第１〜第３実施形態に適用す
ることが可能である。但し、第１実施形態に適用する場
合には、排気系については、隔壁部材４４で囲まれた空
間４４ａと連通連結するように二点鎖線にて示す排気管
４７を設けるようにすればよい。また、第２実施形態に
適用する場合には、隔壁部材４４と回転電極４１との狭
隙間から隔壁部材４４の外側の空間（図３の２５ａ）に
拡散したクリーニングガスを排気管（図３の２７）から
排気するようにすればよい。また、第３実施形態に適用
し、かつ隔壁部材４４の内部を通りパージガスを回転電
極４１に向けて噴出させる場合には、二点鎖線にて示す
排気管４７を設けるようにすればよく、一方、第３実施
形態に適用し、かつ隔壁部材４４の内部を通りパージガ
スを回転電極４１に向けて噴出させない場合には、第２
実施形態に適用する場合と同様にすればよい。

【００６７】なお、上述した第１〜第４実施形態では回
転電極のドライクリーニング装置を適用させたプラズマ
ＣＶＤ装置では、ＳｉＨ₄を用いて被処理体であるガラ
ス基板上にアモルファスシリコンを成膜し、一方、ドラ
イクリーニング装置では回転電極に堆積したアモルファ
スシリコンをドライエッチングすべくクリーニングガス
にＳＦ₆を用いているが、本発明はこれに限らない。例
えば、ＣＦ₄やＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₆、Ｃ₄Ｆ₈などの
フルオロカーボンガスを用いて被処理体上にフルオロカ
ーボンポリマーを成膜する場合、或いはＣＨ₄やＣ₂Ｈ₄
などを用いて被処理体上にアモルファスカーボンやＤＬ
Ｃを成膜する場合には、第２対向電極やクリーニング用
狭隙間を含む空間に導入するクリーニングガスにＯ₂を
用いて、第２対向電極でプラズマ放電を発生させること
により、回転電極表面に堆積するフルオロカーボンポリ
マーやアモルファスカーボン、ＤＬＣなどをドライエッ
チングする場合にも適用できることは勿論である。

【００６８】また、上述した実施形態では４側面からな
る隔壁部材を使用して回転電極の上側表面を覆い、第２
対向電極の周りと容器内空間とを隔てるようにしている
が、本発明に係る回転電極のクリーニング装置に適用で
きる隔壁部材はこれに限らない。例えば、回転電極の両
端が容器に接触又は接近している場合には、第２対向電
極の両側にそれぞれ板状の隔壁部材を設けて、回転電極
の上側表面を覆うようにしてもよいことは勿論である。
要は、隔壁部材により、少なくとも第２対向電極を含む
空間に導入されるクリーニングガスが容器内空間へ拡散
しない状態を確保できればよい。

【００６９】また、上述した実施形態ではプラズマＣＶ
Ｄ装置に適用しているが、本発明の回転電極のドライク
リーニング装置は、エッチング装置や表面処理装置など
のプラズマ処理装置にも同様に適用することが可能であ
る。例えば、エッチング装置により、ＣＦ₄およびＯ₂を
用いて被処理体を等方的にエッチングする場合や、表面
処理装置により、ＣＦ₄やＣＨＦ₃，Ｃ₂Ｆ₆，Ｃ₃Ｆ₆，Ｃ
₄Ｆ₈などのフルオロカーボンガスを用いると共に被処理
体にバイアス電圧を印加して異方的にエッチングする表
面処理を行う場合なども、第２対向電極を含む空間内に
導入するＯ₂によってＯラジカルを発生させ、回転電極
表面に堆積するフルオロカーボンポリマーなどを灰化さ
せてドライエッチングすることができる。

【００７０】また、上述した実施形態では回転電極のク
リーニング装置を、対向電極とは反対側である回転電極
の上側に設けるようにしているが、本発明はこれに限ら
ず、クリーニング装置を回転電極の周囲の任意な箇所
（但し、基板上への膜生成に支障の無い箇所に限る。）
に設けてもよいことは勿論である。

【００７１】また、上述した実施形態では容器内の圧力
を１００Ｔｏｒｒ〜２００Ｔｏｒｒの範囲としている
が、本発明のプラズマ処理装置では容器内の圧力を大気
圧と同様なレベルとした場合にも適用できる。

【００７２】また、本発明は、被処理体への処理時だけ
でなく、被処理体への処理間（つまり待ち時間）におい
てもクリーニング処理を行うことができるが、待ち時間
においてクリーニング処理をする場合には、回転電極を
低速回転させてクリーニングすること、例えば待ち時間
が１ｍｉｎであるときに回転電極の回転数を１ｒｐｍと
低速で回転させてクリーニングすることが好ましい。こ
のように回転電極を低速回転させてクリーニング処理を
行う場合は、隔壁部材と回転電極間の隙間からクリーニ
ングガスが漏れることを大幅に抑制できる利点があるか
らである。但し、被処理体への処理時に電極クリーニン
グ処理も同時に行うと、クリーニングガスの拡散による
被処理体への処理空間への漏れがｐｐｍやｐｐｂオーダ
ーで問題となる場合には、被処理体への処理と電極クリ
ーニング処理とを同時に行わず、電極クリーニング処理
のみを行うようにし、かつ回転電極を低速回転させるこ
とが望ましい。

【００７３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、回転電極
と対向電極との間の処理用狭隙間に発生するプラズマに
よる被処理体への膜堆積などの処理と、その一方では回
転電極と第２対向電極との間のクリーニング用狭隙間に
発生するプラズマによるクリーニング処理が同時に可能
となる。また被処理体への処理間の待ち時間にも第２対
向電極による回転電極のクリーニングが可能となる。そ
の結果、回転電極の交換や回転電極に対するウェットク
リーニングなどのメンテナンス作業のサイクルを大幅に
延ばすことができるため、稼働率の向上を図れ、しかも
生産コストの低廉化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る回転電極のドライ
クリーニング装置を組み込んだプラズマＣＶＤ装置を模
式的に示す正面図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る回転電極のドライ
クリーニング装置を構成する隔壁部材を回転電極と共に
示す斜視図である。

【図３】本発明の第２実施形態に係る回転電極のドライ
クリーニング装置を模式的に示す正面図である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る回転電極のドライ
クリーニング装置を構成する隔壁部材を回転電極と共に
示す斜視図である。

【図５】本発明の第３実施形態に係る回転電極のドライ
クリーニング装置を模式的に示す正面図である。

【図６】本発明の第３実施形態に係る回転電極のドライ
クリーニング装置を構成する隔壁部材を回転電極と共に
示す斜視図である。

【図７】本発明の第４実施形態に係る回転電極のドライ
クリーニング装置の要部を模式的に示す正面図である。

【符号の説明】

１１容器１１ａ、２８容器内空間１２、２１、３１、４１回転電極１５高周波電源１６基板（ガラス基板）１７サセプタ（対向電極）１７ａ回転電極と基板との間の狭隙間（処理用狭隙
間）２４、３４第１隔壁部材３４ｃ、３５ｃガス導入管３４ｄ、３５ｄ、４５ガス導入孔２５、３５第２隔壁部材１１２、２２、３２第２対向電極１１２ａ、２２ａ、３２ａ第２対向電極と回転電極と
の間の狭隙間（クリーニング用狭隙間）１１３、４４隔壁部材１１４、２３、３３、４３昇降装置１１５、２６、３６、４６ガス導入管１１６、２７、３７、４７排気管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者林和志神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者石橋清隆神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者小林明神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者後藤裕史神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者岡田和人神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者中上明光神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者森勇藏大阪府交野市私市８丁目16番19号Ｆターム(参考） 4K030 AA06 BA30 CA06 DA06 EA12 FA03 KA16 KA30 5F004 AA15 BA20 BB13 BB32 BC02 BD04 CA05 DA00 DA01 DA02 DA03 DA16 DA18 DA22 DA26 5F045 AA08 AB01 AB04 AB39 AC01 AC02 DP03 EB06 EG01 EH04 EH07 EH12 EN04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電発生用電圧が印加され、対向電極と
の間の処理用狭隙間でグロー放電によるプラズマを発生
させて反応ガスを分解させる回転電極をドライクリーニ
ングするためのものであって、該回転電極の周囲であり、該対向電極から回転電極の周
方向に外れた位置に、該回転電極との間にクリーニング
用狭隙間を形成する第２対向電極と、該クリーニング用狭隙間にクリーニングガスを存在させ
る雰囲気調整手段とを具備することを特徴とする回転電
極のドライクリーニング装置。
【請求項２】前記回転電極、前記対向電極及び前記第
２対向電極を内部に含む容器を有し、前記雰囲気調整手段は、該容器内の空間を、該クリーニング用狭隙間を含む第１
空間と該処理用狭隙間を含む第２空間とに隔て、かつ回
転電極との間に狭隙間を有する状態で設けられた絶縁性
の隔壁部材と、該第１空間内にクリーニングガスを導入するための導入
管と、該第１空間内を排気するための排気管とを備えることを
特徴とする請求項１に記載の回転電極のドライクリーニ
ング装置。
【請求項３】前記第１空間の圧力が前記第２空間の圧
力よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の回転
電極のドライクリーニング装置。
【請求項４】前記回転電極、前記対向電極及び前記第
２対向電極を内部に含む容器を有し、前記雰囲気調整手段は、該容器内の空間を、前記クリーニング用狭隙間を含む第
１空間、前記処理用狭隙間を含む第２空間、及び第1空
間と第２空間との間の第３空間に隔て、かつ回転電極と
の間に狭隙間を有する状態で設けられた複数の絶縁性の
隔壁部材と、該第１空間内にクリーニングガスを導入するための導入
管と、該第３空間内を排気するための排気管とを備えることを
特徴とする請求項１に記載の回転電極のドライクリーニ
ング装置。
【請求項５】前記隔壁部材が、第1空間と第３空間と
の間を隔てる第１隔壁部材と、第２空間と第３空間との
間を隔てる第２隔壁部材とを有し、第１又は第２隔壁部
材の少なくとも一方の内部に、前記回転電極に向けてパ
ージガスを噴出するためのガス導入孔を有することを特
徴とする請求項４に記載の回転電極のドライクリーニン
グ装置。
【請求項６】前記第２対向電極が、その回転電極側表
面にクリーニングガスを回転電極に向けて噴出させる噴
出口を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
かに記載の回転電極のドライクリーニング装置。
【請求項７】前記第２対向電極が、前記回転電極に対
して接離可能に設けられ、前記クリーニング用狭隙間を
調整できる構成となっていることを特徴とする請求項１
乃至６のいずれかに記載の回転電極のドライクリーニン
グ装置。
【請求項８】反応ガスが導入される容器と、該容器内
に互いに対向して離隔設置された一対の回転電極及び対
向電極と、該回転電極に放電発生用電圧を印加する電源
とを備え、該回転電極と対向電極との間の処理用狭隙間
においてグロー放電によるプラズマを発生させて、該処
理用狭隙間に配した被処理体の表面に処理を施すプラズ
マ処理装置において、該回転電極の周囲であって、該対向電極から回転電極の
周方向に外れた位置に、請求項１乃至７のいずれかに記
載の回転電極のドライクリーニング装置が設けられてい
ることを特徴とするプラズマ処理装置。