JP2003209060A - プラズマｃｖｄ装置のクリーニング方法 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置のクリーニング方法Info
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｓｉ系薄膜を高速かつ高品質に低コストで製
膜することができる熱触媒体を内蔵したプラズマＣＶＤ
装置を簡便にクリーニングすることを目的とする。 【解決手段】 プラズマ生起用電源に接続されたガス噴
出穴を有する電極よりも上流側に、加熱用電源に接続さ
れた高融点金属からなる熱触媒体が配設されたガス導入
経路を設けるとともに、このガス導入経路とは別に熱触
媒体が配設されていないガス導入経路を設けたプラズマ
ＣＶＤ装置のクリーニング方法において、前記熱触媒体
が配設されたガス導入経路からキャリアガスを導入し、
前記熱触媒体が配設されていないガス導入経路からクリ
ーニングガスを導入し、前記クリーニングガスを前記プ
ラズマ生起用電源で生起されるプラズマを用いて活性化
させて装置内に付着した膜を除去したり、前記熱触媒体
が配設されたガス導入経路からクリーニングガスとして
Ｈ2ガスを導入し、このＨ2ガスを前記プラズマ生起用電
源で生起されるプラズマ及び前記熱触媒体の双方を用い
て活性化させて装置内に付着した膜を除去する。
膜することができる熱触媒体を内蔵したプラズマＣＶＤ
装置を簡便にクリーニングすることを目的とする。 【解決手段】 プラズマ生起用電源に接続されたガス噴
出穴を有する電極よりも上流側に、加熱用電源に接続さ
れた高融点金属からなる熱触媒体が配設されたガス導入
経路を設けるとともに、このガス導入経路とは別に熱触
媒体が配設されていないガス導入経路を設けたプラズマ
ＣＶＤ装置のクリーニング方法において、前記熱触媒体
が配設されたガス導入経路からキャリアガスを導入し、
前記熱触媒体が配設されていないガス導入経路からクリ
ーニングガスを導入し、前記クリーニングガスを前記プ
ラズマ生起用電源で生起されるプラズマを用いて活性化
させて装置内に付着した膜を除去したり、前記熱触媒体
が配設されたガス導入経路からクリーニングガスとして
Ｈ2ガスを導入し、このＨ2ガスを前記プラズマ生起用電
源で生起されるプラズマ及び前記熱触媒体の双方を用い
て活性化させて装置内に付着した膜を除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は装置内に付着した膜
のクリーニング方法に関し、特に、薄膜Ｓｉ系太陽電池
に代表されるＳｉ系薄膜を高速で高品質に製膜できる熱
触媒体を内蔵したプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法に関する。
のクリーニング方法に関し、特に、薄膜Ｓｉ系太陽電池
に代表されるＳｉ系薄膜を高速で高品質に製膜できる熱
触媒体を内蔵したプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】結晶
質Ｓｉ膜の高速で高品質な製膜は、特に薄膜Ｓｉ系太陽
電池の低コスト化に不可欠である。結晶質Ｓｉ膜の低温
製膜法としては、大別してプラズマＣＶＤ法と触媒ＣＶ
Ｄ法（Ｃａｔ−ＣＶＤ法、ホットワイヤーＣＶＤ法も同
様）とがある。ともに比較的低温度で結晶質Ｓｉ膜が得
られる利点があり、これまでに活発な研究開発がなされ
てきた。
質Ｓｉ膜の高速で高品質な製膜は、特に薄膜Ｓｉ系太陽
電池の低コスト化に不可欠である。結晶質Ｓｉ膜の低温
製膜法としては、大別してプラズマＣＶＤ法と触媒ＣＶ
Ｄ法（Ｃａｔ−ＣＶＤ法、ホットワイヤーＣＶＤ法も同
様）とがある。ともに比較的低温度で結晶質Ｓｉ膜が得
られる利点があり、これまでに活発な研究開発がなされ
てきた。
【０００３】しかし、現状ではこれらの製膜法では、高
速と高品質が両立しておらず、本発明者らはかねてから
プラズマＣＶＤ法と触媒ＣＶＤ法との融合化を検討し、
特願２０００−１３０８５８号でその基本構造を開示し
た。すなわち、プラズマＣＶＤ装置において、プラズマ
発生領域よりも上流側のガス経路にＷ等からなる熱触媒
体を配設し、この触媒体で活性化させたガスをプラズマ
発生領域に導入して製膜するものである。この製膜法に
よれば、高速と高品質を両立させることが可能となり、
低コスト薄膜Ｓｉ系太陽電池の実現が期待される。
速と高品質が両立しておらず、本発明者らはかねてから
プラズマＣＶＤ法と触媒ＣＶＤ法との融合化を検討し、
特願２０００−１３０８５８号でその基本構造を開示し
た。すなわち、プラズマＣＶＤ装置において、プラズマ
発生領域よりも上流側のガス経路にＷ等からなる熱触媒
体を配設し、この触媒体で活性化させたガスをプラズマ
発生領域に導入して製膜するものである。この製膜法に
よれば、高速と高品質を両立させることが可能となり、
低コスト薄膜Ｓｉ系太陽電池の実現が期待される。
【０００４】ところで、プラズマ発生領域よりも上流側
のガス経路に熱触媒体を配設したプラズマＣＶＤ法に限
らず、各種製膜装置においては、製膜中に基板以外の装
置内部の部材にも膜が付着する。この付着した膜は厚く
なると剥離して素子の欠陥原因になったり、製膜中の活
性ガスと反応して膜品質を変化させたりするため、装置
を適宜クリーニングする必要がある。
のガス経路に熱触媒体を配設したプラズマＣＶＤ法に限
らず、各種製膜装置においては、製膜中に基板以外の装
置内部の部材にも膜が付着する。この付着した膜は厚く
なると剥離して素子の欠陥原因になったり、製膜中の活
性ガスと反応して膜品質を変化させたりするため、装置
を適宜クリーニングする必要がある。
【０００５】装置のクリーニング方法としては、装置内
面に防着板等の部材を設置して、この防着板に膜を付着
させて、これを定期的に交換する方法がある。しかし、
この方法では装置を大気開放する必要があるため、生産
性に問題がある。
面に防着板等の部材を設置して、この防着板に膜を付着
させて、これを定期的に交換する方法がある。しかし、
この方法では装置を大気開放する必要があるため、生産
性に問題がある。
【０００６】これに対し、装置内にクリーニングガスを
導入してプラズマや熱エネルギーの作用で付着膜と反応
させ、付着膜を気体状の生成物にして排気除去するクリ
ーニング方法がある。この方法では、装置を大気開放す
る必要がないため、生産性において有利である。しか
も、細部に付着した膜も除去できるため効果的である。
導入してプラズマや熱エネルギーの作用で付着膜と反応
させ、付着膜を気体状の生成物にして排気除去するクリ
ーニング方法がある。この方法では、装置を大気開放す
る必要がないため、生産性において有利である。しか
も、細部に付着した膜も除去できるため効果的である。
【０００７】このクリーニング方法としては、プラズマ
ＣＶＤ装置の場合、製膜後、適当なタイミングで装置に
ＮＦ3やＣＦ4といったクリーニングガスを導入してプラ
ズマを発生させてクリーニングガスを活性化させ、これ
により付着膜を除去する。
ＣＶＤ装置の場合、製膜後、適当なタイミングで装置に
ＮＦ3やＣＦ4といったクリーニングガスを導入してプラ
ズマを発生させてクリーニングガスを活性化させ、これ
により付着膜を除去する。
【０００８】また、触媒ＣＶＤ装置の場合、製膜後、適
当なタイミングで装置にＮＦ3やＣＦ4といったクリーニ
ングガスを導入して触媒体を適当な温度に加熱してクリ
ーニングガスを活性化させ、これにより付着膜を除去す
る。この触媒ＣＶＤ装置のクリーニング方法としては、
例えば特開２０００−４９４３６号及び特開２０００−
４９４３７号に開示されており、触媒体を２０００℃以
上に加熱するか、あるいは表面が白金で構成された触媒
体を用いなければ、触媒体自体がクリーニングガスと反
応して細線化するため、生産装置に適用することができ
ないことが開示されている。
当なタイミングで装置にＮＦ3やＣＦ4といったクリーニ
ングガスを導入して触媒体を適当な温度に加熱してクリ
ーニングガスを活性化させ、これにより付着膜を除去す
る。この触媒ＣＶＤ装置のクリーニング方法としては、
例えば特開２０００−４９４３６号及び特開２０００−
４９４３７号に開示されており、触媒体を２０００℃以
上に加熱するか、あるいは表面が白金で構成された触媒
体を用いなければ、触媒体自体がクリーニングガスと反
応して細線化するため、生産装置に適用することができ
ないことが開示されている。
【０００９】プラズマ発生領域よりも上流側のガス経路
に熱触媒体を配設したプラズマＣＶＤ装置でクリーニン
グを行うには、装置にＮＦ3やＣＦ4といったクリーニン
グガスを導入して、プラズマ及び／又は加熱された触媒
体でクリーニングガスを活性化させ、これにより付着膜
を除去することが考えられる。活性化手段としてプラズ
マのみを用いる場合、活性化したクリーニングガスと触
媒体とが反応して細線化するのを防止するため、触媒体
表面に白金を用いる必要がある。また、活性化手段とし
て加熱された触媒体を用いる場合、触媒体温度を２００
０℃以上に加熱するか、触媒体表面に白金を用いる必要
がある。
に熱触媒体を配設したプラズマＣＶＤ装置でクリーニン
グを行うには、装置にＮＦ3やＣＦ4といったクリーニン
グガスを導入して、プラズマ及び／又は加熱された触媒
体でクリーニングガスを活性化させ、これにより付着膜
を除去することが考えられる。活性化手段としてプラズ
マのみを用いる場合、活性化したクリーニングガスと触
媒体とが反応して細線化するのを防止するため、触媒体
表面に白金を用いる必要がある。また、活性化手段とし
て加熱された触媒体を用いる場合、触媒体温度を２００
０℃以上に加熱するか、触媒体表面に白金を用いる必要
がある。
【００１０】いずれにしても、触媒体温度を２０００℃
以上に加熱するか、触媒体表面に白金を用いる必要があ
るが、触媒体の支持部においては熱が逃げやすいため、
その部分を２０００℃以上に保持するには、その支持機
構が複雑となり、装置のコストアップの要因となる。ま
た、触媒体表面に白金を用いた場合、非常に高価な材料
であることから、当然装置のコストアップの要因とな
る。さらに、プラズマ発生領域よりも上流側のガス経路
に熱触媒体を配設したプラズマＣＶＤ装置では、触媒体
がプラズマ生起用電源に接続された電極よりも上流側に
設置されているため、そこで活性化されたクリーニング
ガスが装置内に行き渡る前に活性度を失うため、触媒体
のみによる活性化ではクリーニング効果が弱い。
以上に加熱するか、触媒体表面に白金を用いる必要があ
るが、触媒体の支持部においては熱が逃げやすいため、
その部分を２０００℃以上に保持するには、その支持機
構が複雑となり、装置のコストアップの要因となる。ま
た、触媒体表面に白金を用いた場合、非常に高価な材料
であることから、当然装置のコストアップの要因とな
る。さらに、プラズマ発生領域よりも上流側のガス経路
に熱触媒体を配設したプラズマＣＶＤ装置では、触媒体
がプラズマ生起用電源に接続された電極よりも上流側に
設置されているため、そこで活性化されたクリーニング
ガスが装置内に行き渡る前に活性度を失うため、触媒体
のみによる活性化ではクリーニング効果が弱い。
【００１１】本発明は、このような背景のもとになされ
たものであり、Ｓｉ系薄膜を高速かつ高品質に低コスト
で製膜することができる熱触媒体を内蔵したプラズマＣ
ＶＤ装置のクリーニング方法を提供することを目的とす
る。
たものであり、Ｓｉ系薄膜を高速かつ高品質に低コスト
で製膜することができる熱触媒体を内蔵したプラズマＣ
ＶＤ装置のクリーニング方法を提供することを目的とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング
方法は、プラズマ生起用電源に接続されたガス噴出穴を
有する電極よりも上流側に、加熱用電源に接続された高
融点金属からなる熱触媒体が配設されたガス導入経路を
設けるとともに、このガス導入経路とは別に熱触媒体が
配設されていないガス導入経路を設けたプラズマＣＶＤ
装置のクリーニング方法において、前記熱触媒体が配設
されたガス導入経路からキャリアガスを導入し、前記熱
触媒体が配設されていないガス導入経路からクリーニン
グガスを導入し、前記クリーニングガスを前記プラズマ
生起用電源で生起されるプラズマを用いて活性化させて
装置内に付着した膜を除去することを特徴とする。
に、請求項１に係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング
方法は、プラズマ生起用電源に接続されたガス噴出穴を
有する電極よりも上流側に、加熱用電源に接続された高
融点金属からなる熱触媒体が配設されたガス導入経路を
設けるとともに、このガス導入経路とは別に熱触媒体が
配設されていないガス導入経路を設けたプラズマＣＶＤ
装置のクリーニング方法において、前記熱触媒体が配設
されたガス導入経路からキャリアガスを導入し、前記熱
触媒体が配設されていないガス導入経路からクリーニン
グガスを導入し、前記クリーニングガスを前記プラズマ
生起用電源で生起されるプラズマを用いて活性化させて
装置内に付着した膜を除去することを特徴とする。
【００１３】上記プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法では、前記熱触媒体が配設されてないガス導入経路の
噴出穴が、前記プラズマ生起用電源に接続されたガス噴
出穴を有する電極部分に併設されていることが望まし
い。
法では、前記熱触媒体が配設されてないガス導入経路の
噴出穴が、前記プラズマ生起用電源に接続されたガス噴
出穴を有する電極部分に併設されていることが望まし
い。
【００１４】上記プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法では、前記熱触媒体が配設されてないガス導入経路の
噴出穴が、前記プラズマ生起用電源に接続されたガス噴
出穴を有する電極部分以外に設けられていることが望ま
しい。
法では、前記熱触媒体が配設されてないガス導入経路の
噴出穴が、前記プラズマ生起用電源に接続されたガス噴
出穴を有する電極部分以外に設けられていることが望ま
しい。
【００１５】上記プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法では、前記クリーニングガスがフッ素系ガス又は塩素
系ガスを含むことが望ましい。
法では、前記クリーニングガスがフッ素系ガス又は塩素
系ガスを含むことが望ましい。
【００１６】上記プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法では、前記フッ素系ガスがＦ2、ＣＨＦ3、ＳＦ6、Ｎ
Ｆ3、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ5Ｆ8、ＣｌＦ3、Ｃ2Ｃ
ｌＦ 5のうち少なくとも１種を含むことが望ましい。
法では、前記フッ素系ガスがＦ2、ＣＨＦ3、ＳＦ6、Ｎ
Ｆ3、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ5Ｆ8、ＣｌＦ3、Ｃ2Ｃ
ｌＦ 5のうち少なくとも１種を含むことが望ましい。
【００１７】上記プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法では、前記塩素系ガスがＣｌ2、ＣＣｌ4、ＣｌＦ3、
Ｃ2ＣｌＦ5のうち少なくとも１種を含むことが望まし
い。
法では、前記塩素系ガスがＣｌ2、ＣＣｌ4、ＣｌＦ3、
Ｃ2ＣｌＦ5のうち少なくとも１種を含むことが望まし
い。
【００１８】上記プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法では、前記キャリアガスがＨ2ガス及び／又は不活性
ガスを含むことが望ましい。
法では、前記キャリアガスがＨ2ガス及び／又は不活性
ガスを含むことが望ましい。
【００１９】上記プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法では、前記不活性ガスがＮ2、Ａｒ、Ｈｅを含むこと
が望ましい。
法では、前記不活性ガスがＮ2、Ａｒ、Ｈｅを含むこと
が望ましい。
【００２０】上記プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法では、前記キャリアガスを前記熱触媒体で加熱するこ
とが望ましい。
法では、前記キャリアガスを前記熱触媒体で加熱するこ
とが望ましい。
【００２１】上記プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法では、前記キャリアガスを加熱する際の前記熱触媒体
の温度が１２００℃以上であることが望ましい。
法では、前記キャリアガスを加熱する際の前記熱触媒体
の温度が１２００℃以上であることが望ましい。
【００２２】また、請求項１１に係るプラズマＣＶＤ装
置のクリーニング方法では、プラズマ生起用電源に接続
されたガス噴出穴を有する電極よりも上流側に、加熱用
電源に接続された高融点金属からなる熱触媒体が配設さ
れたガス導入経路を設けるとともに、このガス導入経路
とは別に熱触媒体が配設されていないガス導入経路を設
けたプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法において、
前記熱触媒体が配設されたガス導入経路からクリーニン
グガスとしてＨ2ガスを導入し、このＨ2ガスを前記プラ
ズマ生起用電源で生起されるプラズマ及び前記熱触媒体
の双方を用いて活性化させて装置内に付着した膜を除去
することを特徴とする。
置のクリーニング方法では、プラズマ生起用電源に接続
されたガス噴出穴を有する電極よりも上流側に、加熱用
電源に接続された高融点金属からなる熱触媒体が配設さ
れたガス導入経路を設けるとともに、このガス導入経路
とは別に熱触媒体が配設されていないガス導入経路を設
けたプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法において、
前記熱触媒体が配設されたガス導入経路からクリーニン
グガスとしてＨ2ガスを導入し、このＨ2ガスを前記プラ
ズマ生起用電源で生起されるプラズマ及び前記熱触媒体
の双方を用いて活性化させて装置内に付着した膜を除去
することを特徴とする。
【００２３】上記プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法では、前記クリーニングガスを活性化させる際の前記
熱触媒体の温度が１８００℃以上であることが望まし
い。
法では、前記クリーニングガスを活性化させる際の前記
熱触媒体の温度が１８００℃以上であることが望まし
い。
【００２４】上記プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法では、除去すべき膜が付着した部材の温度を２００℃
以下にしてクリーニングすることが望ましい。
法では、除去すべき膜が付着した部材の温度を２００℃
以下にしてクリーニングすることが望ましい。
【００２５】上記プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法では、前記装置内に付着した膜がＳｉ系膜又はＣ系膜
であることが望ましい。
法では、前記装置内に付着した膜がＳｉ系膜又はＣ系膜
であることが望ましい。
【００２６】上記プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法では、前記クリーニングガスを活性化させる際の前記
プラズマ生起用電源が高周波電源であることが望まし
い。
法では、前記クリーニングガスを活性化させる際の前記
プラズマ生起用電源が高周波電源であることが望まし
い。
【００２７】上記プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法では、前記高周波電源の周波数が１０〜２００ＭＨｚ
であることが望ましい。
法では、前記高周波電源の周波数が１０〜２００ＭＨｚ
であることが望ましい。
【００２８】上記プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法では、前記熱触媒体がＷ、Ｔａ、Ｍｏのうち少なくと
も１つを含む材料からなることが望ましい。
法では、前記熱触媒体がＷ、Ｔａ、Ｍｏのうち少なくと
も１つを含む材料からなることが望ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、請求項１に係る発明の実施
形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、高周波
電源１ａに接続された平板状のシャワー電極１ｂからガ
スを噴出させて製膜する熱触媒体を内蔵したプラズマＣ
ＶＤ装置１ｃを示している。電極１ｂの形状は平板状に
限られたものではなく、ラダー型等を用いることもでき
る。
形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、高周波
電源１ａに接続された平板状のシャワー電極１ｂからガ
スを噴出させて製膜する熱触媒体を内蔵したプラズマＣ
ＶＤ装置１ｃを示している。電極１ｂの形状は平板状に
限られたものではなく、ラダー型等を用いることもでき
る。
【００３０】排気系には真空ポンプ１ｄが配設されてお
り、ポンプ１ｄの前段に配置される圧力調整バルブ（不
図示）で圧力を調整する。
り、ポンプ１ｄの前段に配置される圧力調整バルブ（不
図示）で圧力を調整する。
【００３１】シャワー電極１ｂの上流側には加熱用電源
１ｉに接続された高融点金属からなる熱触媒体１ｊが配
設されたガス導入経路１ｇと、熱触媒体１ｊが配設され
ていないガス導入経路１ｈとを設けている。熱触媒体１
ｊが配設されていないガス導入経路１ｈを通過するクリ
ーニングガス１ｅは、熱触媒体に接触することなくシャ
ワー電極１ｂのガス噴出穴１ｎから噴出される。また、
この熱触媒体１ｊが配設されていないガス導入経路１ｈ
は、シャワー電極１ｂ内に設ける必要はなく、製膜室内
の適当な場所に設置できる。この導入経路１ｈは製膜時
にはＳｉＨ4等の原料ガスの導入経路として利用でき
る。
１ｉに接続された高融点金属からなる熱触媒体１ｊが配
設されたガス導入経路１ｇと、熱触媒体１ｊが配設され
ていないガス導入経路１ｈとを設けている。熱触媒体１
ｊが配設されていないガス導入経路１ｈを通過するクリ
ーニングガス１ｅは、熱触媒体に接触することなくシャ
ワー電極１ｂのガス噴出穴１ｎから噴出される。また、
この熱触媒体１ｊが配設されていないガス導入経路１ｈ
は、シャワー電極１ｂ内に設ける必要はなく、製膜室内
の適当な場所に設置できる。この導入経路１ｈは製膜時
にはＳｉＨ4等の原料ガスの導入経路として利用でき
る。
【００３２】熱触媒体１ｊが配設されたガス導入経路１
ｇは、少なくとも熱触媒体１ｊが配設されていないガス
導入経路１ｈとはシャワー電極１ｂを通過するまで分離
されている。熱触媒体１ｊは直流電源１ｉに接続されて
いる。この熱触媒体１ｊが配設されたガス導入経路１ｇ
は製膜時にはＨ2等の希釈ガスの導入経路として利用で
きる。
ｇは、少なくとも熱触媒体１ｊが配設されていないガス
導入経路１ｈとはシャワー電極１ｂを通過するまで分離
されている。熱触媒体１ｊは直流電源１ｉに接続されて
いる。この熱触媒体１ｊが配設されたガス導入経路１ｇ
は製膜時にはＨ2等の希釈ガスの導入経路として利用で
きる。
【００３３】熱触媒体１ｊには、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ等の高
融点金属材料を用い、加熱用電源１ｉから電流を供給す
ることで発熱させて高温化させる。熱触媒体１ｊの形状
は線状でも面状でもよい。
融点金属材料を用い、加熱用電源１ｉから電流を供給す
ることで発熱させて高温化させる。熱触媒体１ｊの形状
は線状でも面状でもよい。
【００３４】次に、図１の装置を参照して、製膜及びク
リーニング方法を説明する。基板ヒーターを兼ねるサセ
プター１l上に被製膜用基板１ｋを配置して、排気系に
より、所定の圧力まで真空排気する。基板１ｋの温度が
所望の温度まで上昇したら、熱触媒体１ｊが配設されて
いないガス導入経路１ｈから原料ガスとしてのＳｉＨ4
を導入するとともに、熱触媒体１ｊが配設されたガス導
入経路１ｇから希釈ガスとしてのＨ2を導入する。圧力
調整バルブ（不図示）で所定の圧力に制御した後、熱触
媒体１ｊを１２００℃程度以上に加熱してＨ2を活性化
させる。しかる後に、プラズマを生起させると基板１ｋ
上にはＳｉ膜が製膜される。所望の膜厚が堆積した時点
で、プラズマ生起用電極１ｂ、触媒体１ｊへのエネルギ
ーの供給と、ガスの供給を停止し、装置内を真空排気し
た後、基板１ｋを取り出す。
リーニング方法を説明する。基板ヒーターを兼ねるサセ
プター１l上に被製膜用基板１ｋを配置して、排気系に
より、所定の圧力まで真空排気する。基板１ｋの温度が
所望の温度まで上昇したら、熱触媒体１ｊが配設されて
いないガス導入経路１ｈから原料ガスとしてのＳｉＨ4
を導入するとともに、熱触媒体１ｊが配設されたガス導
入経路１ｇから希釈ガスとしてのＨ2を導入する。圧力
調整バルブ（不図示）で所定の圧力に制御した後、熱触
媒体１ｊを１２００℃程度以上に加熱してＨ2を活性化
させる。しかる後に、プラズマを生起させると基板１ｋ
上にはＳｉ膜が製膜される。所望の膜厚が堆積した時点
で、プラズマ生起用電極１ｂ、触媒体１ｊへのエネルギ
ーの供給と、ガスの供給を停止し、装置内を真空排気し
た後、基板１ｋを取り出す。
【００３５】以上の製膜を行うと、装置１ｃの内壁、サ
セプター１ｌ、シャワー電極１ｂ等にＳｉを主成分とす
る膜（粉体）が付着する。この付着した膜（粉体）は厚
くなると剥離して素子の欠陥原因になったり、製膜中の
活性ガスと反応して膜品質を変化させたりするため、装
置を適宜クリーニングする必要がある。
セプター１ｌ、シャワー電極１ｂ等にＳｉを主成分とす
る膜（粉体）が付着する。この付着した膜（粉体）は厚
くなると剥離して素子の欠陥原因になったり、製膜中の
活性ガスと反応して膜品質を変化させたりするため、装
置を適宜クリーニングする必要がある。
【００３６】クリーニングは、装置１ｃ内を真空排気し
た後、熱触媒体１ｊが配設されていないガス導入経路１
ｈからクリーニングガスとして例えばＮＦ3を導入する
とともに、熱触媒体１ｊが配設されたガス導入経路１ｇ
からキャリアガスとしてＡｒを導入する。圧力調整バル
ブ（不図示）で所定の圧力に制御した後、プラズマを生
起させてクリーニングガスを活性化させる。このクリー
ニング開始手順としては、活性化したクリーニングガス
が熱触媒体１ｊに接触しないようにすればよく、少なく
ともプラズマ生起用電極１ｂへエネルギーを供給する前
にキャリアガスを供給する。この活性ガスは装置１ｃ内
に付着した膜（粉体）と反応し、気体状物質に変換させ
る。この気体状物質が排気系で外部に排気されることに
よりクリーニングされる。所定時間経過後、プラズマ生
起用電極１ｂへのエネルギーの供給と、ガスの供給を停
止してクリーニングを終了する。このクリーニング停止
手順としては、触媒体１ｊへ活性化したクリーニングガ
スが接触しないようにすればよく、プラズマ生起用電極
１ｂへのエネルギーの供給と、クリーニングガスの供給
を停止し、所定時間経過後、キャリアガスの供給を停止
する。
た後、熱触媒体１ｊが配設されていないガス導入経路１
ｈからクリーニングガスとして例えばＮＦ3を導入する
とともに、熱触媒体１ｊが配設されたガス導入経路１ｇ
からキャリアガスとしてＡｒを導入する。圧力調整バル
ブ（不図示）で所定の圧力に制御した後、プラズマを生
起させてクリーニングガスを活性化させる。このクリー
ニング開始手順としては、活性化したクリーニングガス
が熱触媒体１ｊに接触しないようにすればよく、少なく
ともプラズマ生起用電極１ｂへエネルギーを供給する前
にキャリアガスを供給する。この活性ガスは装置１ｃ内
に付着した膜（粉体）と反応し、気体状物質に変換させ
る。この気体状物質が排気系で外部に排気されることに
よりクリーニングされる。所定時間経過後、プラズマ生
起用電極１ｂへのエネルギーの供給と、ガスの供給を停
止してクリーニングを終了する。このクリーニング停止
手順としては、触媒体１ｊへ活性化したクリーニングガ
スが接触しないようにすればよく、プラズマ生起用電極
１ｂへのエネルギーの供給と、クリーニングガスの供給
を停止し、所定時間経過後、キャリアガスの供給を停止
する。
【００３７】この実施形態でのクリーニング手順は、本
発明の一例であり、これに限られるものではない。
発明の一例であり、これに限られるものではない。
【００３８】本発明のクリーニング方法では、クリーニ
ングガスの種類やクリーニング条件を適宜調整すること
によりＳｉＮx、ＳｉＯx等のＳｉ系膜やアモルファスカ
ーボン、ダイヤモンドライクカーボン等のＣ系膜のクリ
ーニングに適用することができる。
ングガスの種類やクリーニング条件を適宜調整すること
によりＳｉＮx、ＳｉＯx等のＳｉ系膜やアモルファスカ
ーボン、ダイヤモンドライクカーボン等のＣ系膜のクリ
ーニングに適用することができる。
【００３９】クリーニングガスとしても付着膜の種類、
処理条件等により、適宜選択されるが、特にフッ素系ガ
ス、塩素系ガスが好適に用いられ、この中でもＦ2、Ｃ
ＨＦ3、ＳＦ6、ＮＦ3、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ
5Ｆ8、ＣｌＦ3、Ｃ2ＣｌＦ5、Ｃｌ 2、ＣＣｌ4を用いる
のが好ましい。これらのガスは１００％として用いて
も、また、Ａｒ、Ｈｅ等のガスで希釈したものを用いて
もよい。
処理条件等により、適宜選択されるが、特にフッ素系ガ
ス、塩素系ガスが好適に用いられ、この中でもＦ2、Ｃ
ＨＦ3、ＳＦ6、ＮＦ3、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ
5Ｆ8、ＣｌＦ3、Ｃ2ＣｌＦ5、Ｃｌ 2、ＣＣｌ4を用いる
のが好ましい。これらのガスは１００％として用いて
も、また、Ａｒ、Ｈｅ等のガスで希釈したものを用いて
もよい。
【００４０】また、キャリアガスとしてはＡｒの他、不
活性ガスであるＮ2、Ｈｅ及びＨ2を用いることもでき
る。この場合、キャリアガスを熱触媒体で加熱すること
で間接的にクリーニングガスを加熱することができ、特
別な機構無しでクリーニング効果を向上させることがで
きる。当然ながら、熱触媒体が配設されてないガス導入
経路に加熱機構を設けて加熱することもできる。キャリ
アガスは加熱しない場合あり、ヒーターで加熱するなど
触媒体以外で加熱することも可能である。
活性ガスであるＮ2、Ｈｅ及びＨ2を用いることもでき
る。この場合、キャリアガスを熱触媒体で加熱すること
で間接的にクリーニングガスを加熱することができ、特
別な機構無しでクリーニング効果を向上させることがで
きる。当然ながら、熱触媒体が配設されてないガス導入
経路に加熱機構を設けて加熱することもできる。キャリ
アガスは加熱しない場合あり、ヒーターで加熱するなど
触媒体以外で加熱することも可能である。
【００４１】触媒体を加熱する場合、触媒体の温度は１
２００℃以上であることが望ましい。１２００℃以上で
あれば、キャリアガスとしてのＨ2は活性化し、エッチ
ング効果を付加することができる。
２００℃以上であることが望ましい。１２００℃以上で
あれば、キャリアガスとしてのＨ2は活性化し、エッチ
ング効果を付加することができる。
【００４２】次に、請求項１１に係る発明の実施形態を
説明する。成膜装置と成膜方法は請求項１に係る発明の
実施形態で説明したものと同じである。特に、膜品質を
維持することを主目的とする場合、製膜毎にクリーニン
グを行うことが望ましい。クリーニングガスとして製膜
に用いないガスを用いる場合、ガスのパージ等に時間が
かかり、タクトを上げることが難しくなる。この場合、
製膜に用いるガスであるＨ2を用いてクリーニングを行
うことができれば、このような問題は生じない。
説明する。成膜装置と成膜方法は請求項１に係る発明の
実施形態で説明したものと同じである。特に、膜品質を
維持することを主目的とする場合、製膜毎にクリーニン
グを行うことが望ましい。クリーニングガスとして製膜
に用いないガスを用いる場合、ガスのパージ等に時間が
かかり、タクトを上げることが難しくなる。この場合、
製膜に用いるガスであるＨ2を用いてクリーニングを行
うことができれば、このような問題は生じない。
【００４３】クリーニングは、装置１ｃ内を真空排気し
た後、熱触媒体１ｊが配設されたガス導入経路１ｇから
Ｈ2を導入する。圧力調整バルブ（不図示）で所定の圧
力に制御した後、プラズマを生起させると同時に触媒体
１ｊを加熱してクリーニングガスであるＨ2を活性化さ
せる。クリーニング開始手順としては、触媒体１ｊの加
熱が先でも、プラズマ生起が先でもよい。ただし、触媒
体１ｊの温度を触媒体１ｊの抵抗値で制御する場合は、
プラズマ生起でノイズが発生しやすいため、触媒体１ｊ
の加熱を先に行う方が望ましい。この活性水素は装置１
ｃ内に付着した膜（粉体）と反応し、気体状物質に変換
させる。この気体状物質が排気系で外部に排気されるこ
とによりクリーニングされる。所定時間経過後、プラズ
マ生起用電極１ｂ、触媒体１ｊへのエネルギーの供給
と、ガスの供給を停止してクリーニングを終了する。
た後、熱触媒体１ｊが配設されたガス導入経路１ｇから
Ｈ2を導入する。圧力調整バルブ（不図示）で所定の圧
力に制御した後、プラズマを生起させると同時に触媒体
１ｊを加熱してクリーニングガスであるＨ2を活性化さ
せる。クリーニング開始手順としては、触媒体１ｊの加
熱が先でも、プラズマ生起が先でもよい。ただし、触媒
体１ｊの温度を触媒体１ｊの抵抗値で制御する場合は、
プラズマ生起でノイズが発生しやすいため、触媒体１ｊ
の加熱を先に行う方が望ましい。この活性水素は装置１
ｃ内に付着した膜（粉体）と反応し、気体状物質に変換
させる。この気体状物質が排気系で外部に排気されるこ
とによりクリーニングされる。所定時間経過後、プラズ
マ生起用電極１ｂ、触媒体１ｊへのエネルギーの供給
と、ガスの供給を停止してクリーニングを終了する。
【００４４】この実施形態でのクリーニング手順は、本
発明の一例であり、これに限られるものではない。
発明の一例であり、これに限られるものではない。
【００４５】本発明のクリーニング方法では、クリーニ
ング条件を適宜調整することでＳｉＮx、ＳｉＯx等のＳ
ｉ系膜やアモルファスカーボン、ダイヤモンドライクカ
ーボン等のＣ系膜のクリーニングに適用することができ
る。
ング条件を適宜調整することでＳｉＮx、ＳｉＯx等のＳ
ｉ系膜やアモルファスカーボン、ダイヤモンドライクカ
ーボン等のＣ系膜のクリーニングに適用することができ
る。
【００４６】触媒体１ｊの温度は１８００℃以上である
ことが望ましい。高温であればあるほどＨ2の活性度は
向上するが、特に１８００℃以上であれば原子状水素へ
の分解が進むため、エッチング効果を向上させることが
可能となる。
ことが望ましい。高温であればあるほどＨ2の活性度は
向上するが、特に１８００℃以上であれば原子状水素へ
の分解が進むため、エッチング効果を向上させることが
可能となる。
【００４７】また、活性水素でエッチング効果を引き出
そうとする場合、被エッチング膜の温度が２００℃以下
であるとその効果が顕著となる。２００℃以下とするの
は触媒体以外の全ての部材とするのが望ましいが、基板
加熱ヒーター１ｌ等の部材は常時高温に保たれており、
クリーニング毎に温度を下げるのはタクト上は好ましく
ない。一方、これら高温部材に付着した膜は製膜中の活
性ガスと反応する度合いが比較的低いため、剥離等によ
る影響が出ない範囲であればクリーニングしなくてもよ
い。このため、膜品質に影響する膜が付着した部材につ
いては２００℃以下にするのが望ましい。
そうとする場合、被エッチング膜の温度が２００℃以下
であるとその効果が顕著となる。２００℃以下とするの
は触媒体以外の全ての部材とするのが望ましいが、基板
加熱ヒーター１ｌ等の部材は常時高温に保たれており、
クリーニング毎に温度を下げるのはタクト上は好ましく
ない。一方、これら高温部材に付着した膜は製膜中の活
性ガスと反応する度合いが比較的低いため、剥離等によ
る影響が出ない範囲であればクリーニングしなくてもよ
い。このため、膜品質に影響する膜が付着した部材につ
いては２００℃以下にするのが望ましい。
【００４８】触媒体１ｊの材質としてはＷ、Ｔａ、Ｍｏ
の少なくとも１つを含むことが望ましい。その他の高融
点金属を用いることもできるが、上記材質が比較的安価
で加工性にも優れており、触媒体として適当である。
の少なくとも１つを含むことが望ましい。その他の高融
点金属を用いることもできるが、上記材質が比較的安価
で加工性にも優れており、触媒体として適当である。
【００４９】プラズマを生起させるための電源（不図
示）としては、高周波電源が望ましい。その周波数とし
ては、１０ＭＨｚ以上２００ＭＨｚ以下であることが望
ましい。特に高周波であれば、プラズマ密度も高くなる
ことからクリーニングガスの活性度も向上し、クリーニ
ング効果も向上する。さらに、この高周波電源は製膜用
プラズマに用いる電源と共有するのが装置のコスト低減
には有効であり、この意味からも１０〜２００ＭＨｚが
最適である。
示）としては、高周波電源が望ましい。その周波数とし
ては、１０ＭＨｚ以上２００ＭＨｚ以下であることが望
ましい。特に高周波であれば、プラズマ密度も高くなる
ことからクリーニングガスの活性度も向上し、クリーニ
ング効果も向上する。さらに、この高周波電源は製膜用
プラズマに用いる電源と共有するのが装置のコスト低減
には有効であり、この意味からも１０〜２００ＭＨｚが
最適である。
【００５０】なお、本実施形態では、容量結合型のプラ
ズマＣＶＤ装置を例にとって説明したが、それ以外のプ
ラズマＣＶＤ装置、例えば誘導結合型プラズマＣＶＤ装
置、マイクロ波による表面波プラズマを用いたプラズマ
ＣＶＤ装置、ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置、ヘリコン波プ
ラズマＣＶＤ装置などに応用しても同様な効果が得られ
ることは容易に推察される。
ズマＣＶＤ装置を例にとって説明したが、それ以外のプ
ラズマＣＶＤ装置、例えば誘導結合型プラズマＣＶＤ装
置、マイクロ波による表面波プラズマを用いたプラズマ
ＣＶＤ装置、ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置、ヘリコン波プ
ラズマＣＶＤ装置などに応用しても同様な効果が得られ
ることは容易に推察される。
【００５１】
【発明の効果】以上のように、請求項１に係る熱触媒体
を内蔵したプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法で
は、熱触媒体が配設されたガス導入経路からキャリアガ
スを導入し、前記熱触媒体が配設されていないガス導入
経路からクリーニングガスを導入して、前記クリーニン
グガスをプラズマを用いて活性化させるようにしたこと
から、触媒体が活性化したクリーニングガスと反応して
細線化することなく付着膜を効果的に除去することが可
能になる。
を内蔵したプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法で
は、熱触媒体が配設されたガス導入経路からキャリアガ
スを導入し、前記熱触媒体が配設されていないガス導入
経路からクリーニングガスを導入して、前記クリーニン
グガスをプラズマを用いて活性化させるようにしたこと
から、触媒体が活性化したクリーニングガスと反応して
細線化することなく付着膜を効果的に除去することが可
能になる。
【００５２】また、請求項１１に係る熱触媒体を内蔵し
たプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法では、熱触媒
体が配設されたガス導入経路からＨ2ガスを導入し、Ｈ2
ガスをプラズマ及び加熱された熱触媒体を用いて活性化
させるようにしたことから、クリーニングガスを用いた
ときに必要なパージが不要となり、タクトを落とすこと
なく付着膜を除去することが可能になる。
たプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法では、熱触媒
体が配設されたガス導入経路からＨ2ガスを導入し、Ｈ2
ガスをプラズマ及び加熱された熱触媒体を用いて活性化
させるようにしたことから、クリーニングガスを用いた
ときに必要なパージが不要となり、タクトを落とすこと
なく付着膜を除去することが可能になる。
【図１】本発明のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法の一形態を説明するための図である。
法の一形態を説明するための図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4G069 AA02 BC56A BC59A BC60A
CD10 DA06 EA03Y EE03
4K030 DA06 EA03 JA06 JA10 JA18
KA17 KA25 KA46 LA16
5F045 AA08 AC00 AC02 EB02 EB06
Claims (17)
- 【請求項１】 プラズマ生起用電源に接続されたガス噴
出穴を有する電極よりも上流側に、加熱用電源に接続さ
れた高融点金属からなる熱触媒体が配設されたガス導入
経路を設けるとともに、このガス導入経路とは別に熱触
媒体が配設されていないガス導入経路を設けたプラズマ
ＣＶＤ装置のクリーニング方法において、前記熱触媒体
が配設されたガス導入経路からキャリアガスを導入し、
前記熱触媒体が配設されていないガス導入経路からクリ
ーニングガスを導入し、前記クリーニングガスを前記プ
ラズマ生起用電源で生起されるプラズマを用いて活性化
させて装置内に付着した膜を除去することを特徴とする
プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。 - 【請求項２】 前記熱触媒体が配設されてないガス導入
経路の噴出穴が、前記プラズマ生起用電源に接続された
ガス噴出穴を有する電極部分に併設されていることを特
徴とする請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置のクリー
ニング方法。 - 【請求項３】 前記熱触媒体が配設されてないガス導入
経路の噴出穴が、前記プラズマ生起用電源に接続された
ガス噴出穴を有する電極部分以外に設けられていること
を特徴とする請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置のク
リーニング方法。 - 【請求項４】 前記クリーニングガスがフッ素系ガス又
は塩素系ガスを含むことを特徴とする請求項１に記載の
プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。 - 【請求項５】 前記フッ素系ガスがＦ2、ＣＨＦ3、ＳＦ
6、ＮＦ3、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ5Ｆ8、ＣｌＦ3、
Ｃ2ＣｌＦ5のうち少なくとも１種を含むことを特徴とす
る請求項４に記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング
方法。 - 【請求項６】 前記塩素系ガスがＣｌ2、ＣＣｌ4、Ｃｌ
Ｆ3、Ｃ2ＣｌＦ5のうち少なくとも１種を含むことを特
徴とする請求項４に記載のプラズマＣＶＤ装置のクリー
ニング方法。 - 【請求項７】 前記キャリアガスがＨ2ガス及び／又は
不活性ガスを含むことを特徴とする請求項１に記載のプ
ラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。 - 【請求項８】 前記不活性ガスがＮ2、Ａｒ、Ｈｅを含
むことを特徴とする請求項７に記載のプラズマＣＶＤ装
置のクリーニング方法。 - 【請求項９】 前記キャリアガスを前記熱触媒体で加熱
することを特徴とする請求項１に記載のプラズマＣＶＤ
装置のクリーニング方法。 - 【請求項１０】 前記キャリアガスを加熱する際の前記
熱触媒体の温度が１２００℃以上であることを特徴とす
る請求項９に記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング
方法。 - 【請求項１１】 プラズマ生起用電源に接続されたガス
噴出穴を有する電極よりも上流側に、加熱用電源に接続
された高融点金属からなる熱触媒体が配設されたガス導
入経路を設けるとともに、このガス導入経路とは別に熱
触媒体が配設されていないガス導入経路を設けたプラズ
マＣＶＤ装置のクリーニング方法において、前記熱触媒
体が配設されたガス導入経路からクリーニングガスとし
てＨ2ガスを導入し、このＨ2ガスを前記プラズマ生起用
電源で生起されるプラズマ及び前記熱触媒体の双方を用
いて活性化させて装置内に付着した膜を除去することを
特徴とするプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。 - 【請求項１２】 前記クリーニングガスを活性化させる
際の前記熱触媒体の温度が１８００℃以上であることを
特徴とする請求項１１に記載のプラズマＣＶＤ装置のク
リーニング方法。 - 【請求項１３】 除去すべき膜が付着した部材の温度を
２００℃以下にしてクリーニングすることを特徴とする
請求項１１に記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング
方法。 - 【請求項１４】 前記装置内に付着した膜がＳｉ系膜又
はＣ系膜であることを特徴とする請求項１又は請求項１
１に記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。 - 【請求項１５】 前記クリーニングガスを活性化させる
際の前記プラズマ生起用電源が高周波電源であることを
特徴とする請求項１又は請求項１１に記載のプラズマＣ
ＶＤ装置のクリーニング方法。 - 【請求項１６】 前記高周波電源の周波数が１０〜２０
０ＭＨｚであることを特徴とする請求項１５に記載のプ
ラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。 - 【請求項１７】 前記熱触媒体がＷ、Ｔａ、Ｍｏのうち
少なくとも１つを含む材料からなることを特徴とする請
求項１又は請求項１１に記載のプラズマＣＶＤ装置のク
リーニング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002007147A JP3748060B2 (ja) | 2002-01-16 | 2002-01-16 | プラズマｃｖｄ装置のクリーニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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