JP2002212733A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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Abstract
受けづらくし、長期にわたって良好な視界にて内部を観
察することを可能とする。 【解決手段】 製膜室10を形成する真空チャンバ12
の上面に、孔部32にガラス製の窓部33を気密的に取
り付けることにより、製膜室内監視用ビューポート31
を設ける。製膜室内監視用ビューポート31を構成する
窓部33の内面側に、フッ素系ガス及びフッ素ラジカル
に対して耐食性に優れたMgF2を蒸着してなる被覆層
37を設ける。
Description
太陽電池等の半導体を製造する際に用いられるプラズマ
CVD装置やドライエッチング装置等のプラズマ処理装
置に関するものである。
を製造する際に、その製膜を行う装置として、プラズマ
CVD装置が用いられて、ここではプラズマ処理装置の
代表例としてプラズマCVD装置製膜室について説明を
行う。例えば、シリコン太陽電池を製造する際に用いら
れるプラズマCVD装置は、減圧にされた製膜室内へS
iH4からなる原料ガスを含む処理原料ガスである製膜
ガスを送り込み、高周波電流によってプラズマを生じさ
せ、製膜室内に支持されて加熱されたSi系の基板に製
膜を施すようになっている。
て、Si系の製膜を繰り返し行うと、製膜室の内面や製
膜室内の部材の表面にSi系の膜や粉からなる付着物が
付着し、これが多くなると剥離や脱落して製膜膜中への
パーティクル混入などの歩留り低下の要因となるため、
付着したSi系の付着物を定期的に除去する必要があ
り、一般的には製膜室を大気開放してSi系の付着物が
付着した製膜ユニット部品などを取り外して洗浄し、洗
浄品を再度製膜室に取り付け、装置を真空引きし立ち上
げるメンテナンスを実施している。また、この洗浄済部
品との取り替えメンテナンスを容易化して装置の稼働率
を向上させるために、量産対応用のプラズマCVD装置
には、製膜室を開放することなく、付着したSi系の付
着物を除去するセルフクリーニング機能が設けられてい
るものがある。このセルフクリーニング機能は、製膜室
内にNF3ガスなどのフッ素系ガスを導入してプラズマ
を発生させることにより、製膜室内にてフッ素ラジカル
を生成させ、このフッ素ラジカルと付着したSi系膜と
を反応させてSiF4ガスとして外部へ排出することに
より行われる。
真空チャンバにビューポートが設けられており、このビ
ューポートによって製膜室内部の観察を行うことができ
るようになっている。
1は、真空チャンバに固定された筒体2と、この筒体2
の端部に気密状態に取り付けられた石英ガラス等から形
成された窓部3と、筒体2の中間部分に設けられた金属
板からなるシャッター4とを備えている。シャッター4
は筒体2内にて回動可能に支持されており、回動軸5の
端部に設けられて筒体2の外部に配設されたレバー6を
把持して回動させることにより、筒体2内がシャッター
4によって開閉されるようになっている。つまり、シャ
ッター4を開くことにより、窓部3から製膜室内を観察
することができ、また、シャッター4を閉じることによ
り、窓部3が保護されてビューポート1の腐食や膜付着
による視界低下が抑制されるようになっている。
ーポート1にあっては、窓部3がシャッター4によって
保護されるが、シャッター4だけでは、筒体2を完全に
閉鎖することができず、セルフクリーニング時に発生し
たフッ素系ガス及びフッ素ラジカルによって窓部3が腐
食してしまうことがあった。つまり、窓部3は、主成分
がSiO2であり、Si系の付着物と同様に、フッ素系
ガスやフッ素系ガス及びフッ素ラジカルによって腐食さ
れて白濁してしまい、視界が妨げられて製膜室内の観察
を行うことができなくなることがあった。
部3がプラズマの発生箇所近傍に設けられている場合
は、フッ素ラジカルによる影響が大きく、したがって、
短期間の使用によってプラズマ状態の観察ができなくな
ってしまう恐れがあった。
ので、フッ素系ガスやフッ素ラジカルによる影響を受け
づらく、長期にわたって良好な視界にて内部を観察する
ことが可能なプラズマCVD装置やドライエッチング装
置等のプラズマ処理装置を提供することを目的としてい
る。
に、請求項1記載のプラズマ処理装置は、チャンバによ
って形成されたプラズマ処理室内に接地電極と非接地電
極とが設けられ、前記接地電極に基板を支持させて前記
プラズマ処理室内に処理原料ガスを導入するとともに前
記非接地電極に高周波電流を給電することにより、プラ
ズマ処理室内にてプラズマを生じさせて前記基板に製膜
を施すプラズマ処理装置であって、前記チャンバには、
前記プラズマ処理室内の監視用ビューポートが設けら
れ、該製膜室内監視用ビューポートは、前記チャンバに
形成された孔部に気密的に取り付けられたガラス製の窓
部を有し、該窓部には、前記プラズマ処理室側に、フッ
素系ガス及びフッ素ラジカルに対して耐食性を有する耐
食材をコーティングしてなる被覆層が設けられているこ
とを特徴としている。
バに設けられた製膜室内監視用ビューポートを構成する
ガラス製の窓部の内面側に、プラズマに対して耐食性を
有する耐食材をコーティングしてなる被覆層が設けられ
ているので、プラズマ処理室内にクリーニングガスを導
入してプラズマを生じさせてプラズマ処理室内をクリー
ニングする際に発生するフッ素系ガス及びフッ素ラジカ
ルによる窓部の腐食を防止することができ、良好な視界
を長期的に確保することができる。
項1記載のプラズマ処理装置において、前記被覆層が、
前記窓部に、フッ素系ガス及びフッ素ラジカルに対して
耐食性に優れたMgF2を蒸着してなることを特徴とし
ている。
構成する窓部の内面側に、フッ素系ガス及びフッ素ラジ
カルに対して極めて良好な耐食性を有するMgF2を蒸
着することにより被覆層が形成されているので、製膜室
内監視用ビューポートにおける良好な視界をさらに長期
的に確保することができる。
項1または請求項2記載のプラズマ処理装置において、
前記製膜室内監視用ビューポートの前記窓部が、前記チ
ャンバに固定された筒体に設けられ、該筒体には、前記
窓部のプラズマ処理室側に、筒体内を開閉させる金属板
からなるシャッターが設けられていることを特徴として
いる。
成する窓部の内側に金属板からなるシャッターが設けら
れているので、プラズマ処理室内を監視しないときは、
金属板によって筒体内を閉鎖して、窓部とプラズマ処理
室内とのガス拡散を抑制することができ、窓部の劣化を
さらに長期的に防止することができる。
項1〜3のいずれか1項記載のプラズマ処理装置におい
て、前記製膜室内監視用ビューポートの窓部が、フッ素
系ガス及びフッ素ラジカルに対して耐食性に優れたアル
ミナを主成分としたサファイアガラスから形成されてい
ることを特徴としている。
を構成する窓部が、フッ素系ガス及びフッ素ラジカルに
対して耐食性に優れたアルミナを主成分としたサファイ
アガラスから形成されているので、窓部の腐食による劣
化をさらに長期的に防止することができる。
項1〜4のいずれか1項記載のプラズマ処理装置におい
て、前記非接地電極に高周波電流を給電することにより
生じるプラズマの発生箇所を囲う防着板が設けられ、該
防着板には、プラズマ監視用ビューポートが設けられ、
該プラズマ監視用ビューポートは、前記防着板に形成さ
れた孔部に取り付けられたガラス製の窓部を有し、該窓
部は、フッ素系ガス及びフッ素ラジカルに対して耐食性
に優れたアルミナを主成分としたサファイアガラスから
形成されていることを特徴としている。
に設けられて強いフッ素系ガス及びフッ素ラジカルに曝
されるプラズマ監視用ビューポートに用いられる窓部が
フッ素系ガス及びフッ素ラジカルに対して耐食性に優れ
たアルミナを主成分としたサファイアガラスから形成さ
れているので、このプラズマ監視用ビューポートの劣化
を極力抑えることができる。
項5記載のプラズマ処理装置において、前記プラズマ監
視用ビューポートの少なくとも内面側に好ましくは両面
側に、フッ素系ガス及びフッ素ラジカルに対して耐食性
を有する耐食材をコーティングしてなる被覆層が設けら
れていることを特徴としている。
構成する窓部の内面側に、プラズマに対して耐食性を有
する耐食材をコーティングしてなる被覆層が設けられて
いるので、フッ素系ガス及びフッ素ラジカルによる窓部
の腐食をさらに抑えることができ、良好な視界を長期的
に確保することができる。
項6記載のプラズマ処理装置において、前記被覆層が、
前記窓部に、フッ素系ガス及びフッ素ラジカルに対して
耐食性に優れたMgF2を蒸着してなることを特徴とし
ている。
を構成する窓部の内面側に、フッ素系ガス及びフッ素ラ
ジカルに対して極めて良好な耐食性を有するMgF2を
蒸着することにより被覆層が形成されているので、プラ
ズマ監視用ビューポートにおける良好な視界をさらに長
期的に確保することができる。
ズマ処理装置を図面を参照して説明する。ここでは、プ
ラズマ処理装置として、プラズマCVD装置を例にとっ
て説明する。図1及び図2において、符号11は、プラ
ズマCVD装置(プラズマ処理装置)である。このプラ
ズマCVD装置11は、図示しない真空ポンプによって
減圧される製膜室(プラズマ処理室)10を形成する真
空チャンバ12の略中央に、両側面にラダー電極13が
設けられた製膜ユニット14を有しており、この製膜ユ
ニット14の両側面側に、ヒータカバー15を介して基
板加熱ヒータ16が設けられている。
中央に温度制御ヒータ21が設けられ、この温度ヒータ
21の両側部に、防着板22を介して配設された前記ラ
ダー電極13が配設された構造とされており、外周がラ
ダー電極13を臨む部分が開口された排気カバー23に
よって囲われた構造とされている。そして、このプラズ
マCVD装置11では、真空チャンバ12内が減圧され
た状態にてSiH4からなる原料ガスを含む処理原料ガ
スである製膜ガスが送り込まれ、ラダー電極13に高周
波電流が供給されると、真空チャンバ11内にてプラズ
マが発生し、基板加熱ヒータ16によって加熱された基
板Kに製膜が施されるようになっている。
ャンバ12の上面に、複数の製膜室内監視用ビューポー
ト31が設けられ、基板搬送や製膜時のプラズマ発光状
況を含めた各処理状況を確認できるようになっている。
図4に示すように、この製膜室内監視用ビューポート3
1は、真空チャンバ12に形成された孔部32に、窓部
33が取り付けられた構造とされている。窓部33は、
その周囲が、真空チャンバ12にネジ止め固定された固
定具34によって固定されており、その両面における外
周に設けられたパッキン35によって気密状態に取り付
けられている。
成する窓部33は、石英ガラス等から形成されており、
その製膜室10側に、耐食材をコーティングしてなる被
覆層37が設けられている。この被覆層37としては、
フッ素系ガス及びフッ素ラジカルに対して耐食性に優れ
たものが用いられており、ここでは、MgF2が用いら
れている。そして、このMgF2は、窓部33の表面
に、真空蒸着によって薄膜形成することによりコーティ
ングされている。
ンホールが生じることなくかつ膜自体の光干渉模様によ
る視界不良が生じることのない0.05〜1.0μmの範
囲でコーティングされており、0.1μm程度が好適で
ある。
1によれば、製膜室10を形成する真空チャンバ12に
設けられた製膜室内監視用ビューポート31を構成する
ガラス製の窓部33の内面側に、フッ素系ガス及びフッ
素ラジカルに対して極めて良好な耐食性を有するMgF
2からなる耐食材を蒸着してコーティングしてなる被覆
層37が設けられているので、製膜室12内にフッ素系
ガスからなるクリーニングガスを導入してプラズマを生
じさせて製膜室12内をクリーニングする際に発生する
フッ素系ガス及びフッ素ラジカルによる窓部33の腐食
を防止することができ、良好な視界を長期的に確保する
ことができる。
て用いたMgF2と他の材料とのフッ素ラジカルによる
腐食量の比較実験の結果を示すものである。つまり、耐
食材として使用候補にあるMgF2、Ni、Al2O3、
Al、及び比較用に通常の真空チャンバ構成材であるS
US304をフッ素ラジカルに所定時間暴露し、フッ素
ラジカルによる腐食量を、断面を顕微鏡で腐食箇所の厚
みを測定することにより求めた。
優れるNiの腐食量を1とした際に、SUS304が腐
食量:約10、Alが腐食量:約2であったのに対し
て、MgF2は、Ni、Al2O3とともに腐食量:1以
下であった。つまり、耐食材として用いたMgF2は、
フッ素ラジカルに対して極めて良好な耐食性を有するこ
とが分かった。
14を構成する防着板22の側部にプラズマ監視用ビュ
ーポート41を設け、さらに、真空チャンバ12の側部
にも製膜室内監視用ビューポート42を設けたものであ
り、これらプラズマ監視用ビューポート41及び製膜室
内監視用ビューポート42は、略同一軸線上に配置され
ている。これにより、真空チャンバ12の外側の大気下
において、これらビューポート41、42を介して、O
ES(Optical Emission Spectroscope)によって製膜
ユニット14にて生じているプラズマの発光状況を観察
することができるようになっている。
監視用ビューポート41は、防着板22に形成された孔
部に窓部43を嵌め込んだ構造とされており、この窓部
43としては、図5の耐食材腐食量評価試験にあるよう
に、フッ素系ガス及びフッ素ラジカルに対して極めて耐
食性に優れたアルミナを主成分としたガラスであるいわ
ゆるサファイアガラスから形成されている。なお、真空
チャンバ12に設けられた製膜室内監視用ビューポート
42は、前述した製膜室内監視用ビューポート31と同
一構造とされている。
1によれば、プラズマの発生箇所を覆う防着板22に設
けられて強いフッ素ラジカルに曝されるプラズマ監視用
ビューポート41に用いられる窓部43がフッ素系ガス
及びフッ素ラジカルに対して耐食性に優れたアルミナを
主成分としたサファイアガラスから形成されているの
で、このプラズマ監視用ビューポート41の劣化を極力
抑えることができる。
設けた製膜室内監視用ビューポート31、42に、被覆
層37がコーティングされた石英ガラスからなる窓部3
3を用い、防着板22に設けたプラズマ監視用ビューポ
ート41に、サファイアガラスから形成された窓部43
を用いたが、特に、強いプラズマに暴露される部分に
は、サファイアガラスから形成された窓部43の好まし
くは両側表面に被覆層37をコーティングしても良く、
このようにすると、フッ素系ガス及びフッ素ラジカルに
対するさらなる耐食性を確保することができる。
シャッター51によって開閉される筒体52の端部に窓
部53を設けた製膜室内監視用ビューポート54であ
り、この窓部53として、前述した実施形態例の被覆層
37がコーティングされた石英ガラスからなる窓部33
あるいはサファイアガラスから形成された窓部43、さ
らには、表面に被覆層37をコーティングしたサファイ
アガラスからなる窓部43を用いることにより、フッ素
系ガス及びフッ素ラジカルに対して極めて高い耐食性を
得ることができる。
54による観察を行う場合は、シャッター51によって
筒体52を閉じ、観察時にシャッター51を回動させて
筒体52を開くことにより、非観察時における窓部53
へのフッ素系ガス及びフッ素ラジカルの拡散侵入を少な
くし、窓部53の腐食をシャッター51によって防ぐこ
とができる。なお、符号56は、回動軸55を中心とし
てシャッター51を回動させるためのレバーである。な
おまた、これらの監視用ビューポートの耐食化にかかる
本発明内容は、同様にフッ素系ガス及びフッ素ラジカル
を用いてプラズマ処理を行うドライエッチング装置にお
いても同様に用いることができる。
マ処理装置によれば、下記の効果を得ることができる。
請求項1記載のプラズマ処理装置によれば、プラズマ処
理室を形成するチャンバに設けられた製膜室内監視用ビ
ューポートを構成するガラス製の窓部の内面側に、プラ
ズマに対して耐食性を有する耐食材をコーティングして
なる被覆層が設けられているので、プラズマ処理室内に
クリーニングガスを導入してプラズマを生じさせてプラ
ズマ処理室内をクリーニングする際に発生するフッ素系
ガス及びフッ素ラジカルによる窓部の腐食を防止するこ
とができ、良好な視界を長期的に確保することができ
る。
ば、製膜室内監視用ビューポートを構成する窓部の内面
側に、フッ素系ガス及びフッ素ラジカルに対して極めて
良好な耐食性を有するMgF2を蒸着することにより被
覆層が形成されているので、製膜室内監視用ビューポー
トにおける良好な視界をさらに長期的に確保することが
できる。
ば、製膜室内監視用ビューポートを構成する窓部の内側
に金属板からなるシャッターが設けられているので、プ
ラズマ処理室内を監視しないときは、金属板によって筒
体内を閉鎖して、窓部とプラズマ処理室内とを遮断して
おくことができ、窓部の劣化をさらに長期的に防止する
ことができる。
ば、製膜室内監視用ビューポートを構成する窓部が、フ
ッ素系ガス及びフッ素ラジカルに対して耐食性に優れた
アルミナを主成分としたサファイアガラスから形成され
ているので、窓部の劣化をさらに長期的に防止すること
ができる。
ば、プラズマの発生箇所を覆う防着板に設けられて強い
フッ素系ガス及びフッ素ラジカルに曝されるプラズマ監
視用ビューポートに用いられる窓部がフッ素系ガス及び
フッ素ラジカルに対して耐食性に優れたアルミナを主成
分としたサファイアガラスから形成されているので、こ
のプラズマ監視用ビューポートの劣化を極力抑えること
ができる。
ば、プラズマ監視用ビューポートを構成する窓部の内面
側に、プラズマに対して耐食性を有する耐食材をコーテ
ィングしてなる被覆層が設けられているので、フッ素系
ガス及びフッ素ラジカルによる窓部の腐食をさらに抑え
ることができ、良好な視界を長期的に確保することがで
きる。
ば、プラズマ監視用ビューポートを構成する窓部の内面
側に、フッ素系ガス及びフッ素ラジカルに対して極めて
良好な耐食性を有するMgF2を蒸着することにより被
覆層が形成されているので、プラズマ監視用ビューポー
トにおける良好な視界をさらに長期的に確保することが
できる。
るプラズマCVD装置の構成及び構造を説明するプラズ
マCVD装置の概略断面図である。
るプラズマCVD装置の構成及び構造を説明するプラズ
マCVD装置の斜視図である。
るプラズマCVD装置の内部構造を説明するプラズマC
VD装置の分解斜視図である。
るプラズマCVD装置に設けられるビューポートの断面
構造図である。
るプラズマCVD装置に設けられるビューポートの被覆
層として用いられる耐食材の腐食量の比較実験の結果を
示すグラフ図である。
であるプラズマCVD装置の内部構造を説明するプラズ
マCVD装置の分解斜視図である。
であるプラズマCVD装置の構成及び構造を説明するプ
ラズマCVD装置の概略斜視図である。
であるプラズマCVD装置に設けられたビューポート一
部を断面視した斜視図である。
トの従来例を説明するビューポートの一部を断面視した
斜視図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 チャンバによって形成されたプラズマ処
理室内に接地電極と非接地電極とが設けられ、前記接地
電極に基板を支持させて前記プラズマ処理室内に処理原
料ガスを導入するとともに前記非接地電極に高周波電流
を給電することにより、プラズマ処理室内にてプラズマ
を生じさせて前記基板に製膜を施すプラズマCVD装置
などのプラズマ処理装置であって、 前記チャンバには、前記プラズマ処理室内の監視用ビュ
ーポートが設けられ、 該プラズマ処理室内監視用ビューポートは、前記チャン
バに形成された孔部に気密的に取り付けられたガラス製
の窓部を有し、 該窓部には、前記プラズマ処理室側に、フッ素系ガス及
びフッ素ラジカルに対して耐食性を有する耐食材をコー
ティングしてなる被覆層が設けられていることを特徴と
するプラズマ処理装置。 - 【請求項2】 前記被覆層は、前記窓部に、フッ素系ガ
ス及びフッ素ラジカルに対して耐食性に優れたMgF2
を蒸着してなることを特徴とする請求項1記載のプラズ
マ処理装置。 - 【請求項3】 前記製膜室内監視用ビューポートの前記
窓部は、前記チャンバに固定された筒体に設けられ、該
筒体には、前記窓部のプラズマ処理室側に、筒体内を開
閉させる金属板からなるシャッターが設けられているこ
とを特徴とする請求項1または請求項2記載のプラズマ
処理装置。 - 【請求項4】 前記製膜室内監視用ビューポートの窓部
は、フッ素系ガス及びフッ素ラジカルに対して耐食性に
優れたアルミナを主成分としたサファイアガラスから形
成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
1項記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項5】 前記非接地電極に高周波電流を給電する
ことにより生じるプラズマの発生箇所を囲う防着板が設
けられ、該防着板には、プラズマ監視用ビューポートが
設けられ、 該プラズマ監視用ビューポートは、前記防着板に形成さ
れた孔部に取り付けられたガラス製の窓部を有し、 該窓部は、フッ素系ガス及びフッ素ラジカルに対して耐
食性に優れたアルミナを主成分としたサファイアガラス
から形成されていることを特徴とする請求項1〜4のい
ずれか1項記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項6】 前記プラズマ監視用ビューポートには、
少なくとも内面側に、フッ素系ガス及びフッ素ラジカル
に対して耐食性を有する耐食材をコーティングしてなる
被覆層が設けられていることを特徴とする請求項5記載
のプラズマ処理装置。 - 【請求項7】 前記被覆層は、前記窓部に、フッ素系ガ
ス及びフッ素ラジカルに対して耐食性に優れたMgF2
を蒸着してなることを特徴とする請求項6記載のプラズ
マ処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002212733A true JP2002212733A (ja) | 2002-07-31 |
JP3501399B2 JP3501399B2 (ja) | 2004-03-02 |
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JP7496476B2 (ja) | 2020-10-08 | 2024-06-06 | ハンソル アイワンス カンパニー リミテッド | 耐プラズマガラス及びその製造方法 |
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- 2001-01-22 JP JP2001013323A patent/JP3501399B2/ja not_active Expired - Fee Related
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