JP3795012B2 - 薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜製造装置、及びそのクリーニング方法に関し、特に、薄膜形成後の薄膜形成装置から残留ガスを除去し、クリーニングガスに置換する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｓｉ系薄膜の製造には、Ｐ−ＣＶＤ装置（プラズマＣＶＤ装置）が用いられることが多い。Ｐ−ＣＶＤ装置においては、その内部に基板が設置され、真空に引かれた後に、原料ガスが封入されると共にプラズマ放電が行われることで、分解された原料ガス（以下、「分解生成物」と記す）が基板上に積層して薄膜が形成される。このとき、分解生成物は、薄膜形成の対象である基板以外のＰ−ＣＶＤ装置内部の壁面等にも付着するため、通常、酸化剤（ハロゲン原子を含む物質が主に用いられる）によるＰ−ＣＶＤ装置内部のクリーニングが行われる。一般的に、Ｓｉ系薄膜の製造には、ＳｉＨ_４ガスを主成分としたプロセスガスが用いられる。このガスは酸素、フッ素等と激しく反応するため、クリーニング時にプロセスガスがＰ−ＣＶＤ装置内部に残留していると、爆発的な反応が起きる。従って、残留しているプロセスガスと、クリーニングガス（酸化剤）との反応による発熱を抑制しながら、クリーニングを行うことが望ましい。
【０００３】
従来のＰ−ＣＶＤ装置内部のクリーニング方法は、特許文献１（プラズマＣＶＤ装置におけるクリーニングモニタ方法及びプラズマＣＶＤ装置）に例示される。特許文献１によれば、プラズマＣＶＤ装置においては、成膜室内に接地電極と非接地電極とが設けられ、基板を接地電極によって支持した状態で製膜室内に製膜ガスを導入すると共に、非接地電極に高周波電流を給電することで製膜室内にてプラズマを生じさせて製膜ガスを分解し、基板上に積層させることで基板上に膜が施される。その後、基板上への製膜の間に、基板以外の製膜室の構成部材（壁面等）に付着した付着物を除去するために、製膜室内部にクリーニングガス（ここでは、ＮＦ_３ガスとする）を導入し、同様の方法でプラズマを発生させる。その結果、フッ素ラジカルが生成して付着物と反応し、ＳｉＦ_４ガスが生成して排出される。このとき、フッ素ラジカルとＳｉとの反応は発熱反応であり、従って、この反応が進行することで製膜室の温度は上昇し、反応の終了によって温度上昇は停止する。即ち、温度上昇が停止したときに付着物の除去が終了したと考えられることから、特許文献１におけるプラズマＣＶＤ装置においては、製膜室の構成部材の温度をセンサによって検出し、その検出結果に基づいてクリーニングが終了したかどうかが判断される。尚、構成部材に抵抗検出センサを設置すると、それに付着物が付着することで電気抵抗値が減少することから、この電気抵抗値を検出し、その値が所定の値に上昇したときに、クリーニングが終了したかどうかが判断される方法も例示されている。
【０００４】
また、従来において、プラズマＣＶＤ装置（アルミニウムのドライエッチングにも用いられる）と共に用いられるガスの排出装置が、特許文献２（反応装置のガス排出装置）の図１と図２に例示される。特許文献２によれば、反応装置のガス排出装置を用いた一連の処理を特許文献２の図１に基づいて説明すると、次のようなものとなる。不要アルミの露出された真空反応室をターボポンプ、ロータリーポンプを使用して真空にし、塩素ガスを反応ガス導入管から導入して、不要アルミニウムをドライエッチングして除去する。このとき、塩素ガスとアルミニウムの反応によって三塩化アルミニウムが生成し、水平ダクトの底部に析出する。水平ダクトには、給水バルブと排水バルブが接続されており、三塩化アルミニウムは給水バルブから注入された水に溶解した後、排水バルブから排出される。尚、図２のように、傾斜バルブが備えられる構成であってもよく、この場合においても給水バルブと排水バルブが接続され、同様にして三塩化アルミニウムは排出される。
【０００５】
更に、従来において、ＣＶＤ装置の内部の洗浄を行うための生成物排出処理装置が、特許文献３の図１に例示される。この生成物排出処理装置においては、真空反応室内壁に付着した付着物を除去するために、真空反応室内部にクリーニングガスを加えてヒータによって加熱することで、付着物とクリーニングガスとの反応によるガス状の反応生成物を生成し、生成された反応生成物を真空ポンプによって真空排気する。その後、真空排気された反応生成物を再凝固させ、トラップによって捕獲し、更にヒータによって昇華される。昇華された反応生成物は、排気用ポンプによって排気され、再凝固用トラップによって再度凝固される。再凝固用トラップには、水を供給するための給水バルブが備えられており、凝固された反応生成物は水に溶解して排水ラインから排出される。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２１２７３４（第２−７頁、第１図、第３図）
【特許文献２】
特開平８−９２７６３（第２、３頁、第１図、第２図）
【特許文献３】
特開平１１−２０００５５（第２−５頁、第１−４図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、太陽電池の膜形成をするための膜形成室内のクリーニング（膜の原料となる原料ガスの除去）を行うときに、その内部に残留している原料ガスとクリーニングガス（原料ガスと反応するガス）との反応による発熱を抑制する薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、クリーニングプロセス（膜形成室内をクリーニングガスに置換させるためのプロセス）を開始する前に、膜形成室内に残留している原料ガスをクリーニングガスと反応させることで、クリーニングプロセスにおける反応の発熱を抑制する薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の更に他の目的は、クリーニングプロセスを開始する前に、膜形成室内に残留している原料ガスを酸化ガスと反応させることで、クリーニングプロセスにおける反応の発熱を抑制する薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、膜形成装置内において、原料ガスが相対的に残留し易い箇所でも原料ガスを効率良く除去する薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、膜形成室内に含まれるガスの温度上昇を抑制することで、クリーニングプロセスにおける反応の発熱を抑制する薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、クリーニングプロセスの前における、原料ガスの反応（クリーニングガス、又は酸化ガスとの反応）の速度を増大させることで、膜形成室からの原料ガスの除去プロセス、及びクリーニングプロセスに係る所要時間を短縮する薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の更に他の目的は、膜形成室内のガスの温度変化を計測することで、膜形成室内部の原料ガスが必要十分に除去されたか否かの判断を可能とする薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の更に他の目的は、膜形成装置内において、原料ガスが相対的に残留し易い箇所のガスの温度変化を計測することで、膜形成室内部の原料ガスが必要十分に除去されたか否かの判断を可能とする薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法を提供することにある。
【００１５】
本発明の更に他の目的は、膜形成装置内において、多数の箇所の温度変化を計測することで、より確実に、膜形成室内部の原料ガスが必要十分に除去されたか否かの判断を可能とする薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法を提供することにある。
【００１６】
本発明の更に他の目的は、膜形成装置内における箇所の温度変化を計測するための温度計として、計測可能な温度範囲が広く、耐食性の高い材料で構成されるものを用いることで、より確実に、膜形成室内部の原料ガスが必要十分に除去されたか否かの判断を可能とする薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法を提供することにある。
【００１７】
本発明の更に他の目的は、膜形成室内部へのクリーニングガスの注入量を除去プロセスの開始後、徐々に増大させることで、膜形成室内部に付着した粉末に吸着された原料ガス（表面近傍に吸着されるもの程、反応性が高い）の除去を効率よく行うことの可能な薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法を提供することにある。
【００１８】
本発明の更に他の目的は、膜形成室内部へ注入されるガス（クリーニングガス、及びクリーニングガス又は原料ガスと反応性の低いガスを含む）中のクリーニングガス濃度を除去プロセスの開始後、徐々に増大させることで、膜形成室内部に付着した粉末に吸着された原料ガスの除去を効率よく行う薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法を提供することにある。
【００１９】
本発明の更に他の目的は、上記の薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法を適宜組み合わせて用いることで、膜形成室内部からの原料ガスの除去、及び膜形成室内部のクリーニングガスへの置換を安全に、効率良く行うことを可能とすることにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を括弧付で用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００２１】
本発明の薄膜製造装置（１００）は、シリコン含有プロセスガス（１Ａ）を供給するための第１ガス供給部（１）と、前記第１ガス供給部（１）からの前記シリコン含有プロセスガス（１Ａ）を用いて基板（Ｋ１）上にシリコン含有膜（Ｋ２）が形成される反応室（８）とを具備する。また、本発明の薄膜製造装置（１００）は、前記反応室（８）から前記シリコン含有プロセスガス（１Ａ）を排気するための排気ポンプ（２７）と、前記シリコン含有プロセスガス（１Ａ）の供給が停止された後、ハロゲン含有ガス（３Ａ）を供給するための第２ガス供給部（３）と、前記排気ポンプ（２７）に接続される排気管（１７、３４）とを具備する。更に、本発明の薄膜製造装置（１００）は、前記排気管（１７、３４）内の温度（Ｔｉ）を検出するための温度検出部（４７−ｉ）と、前記温度検出部（４７−ｉ）からの前記排気管温度（Ｔｉ）に基づいて前記第２ガス供給部（３）からの前記ハロゲン含有ガス（３Ａ）の供給量を制御するための制御部（４８Ｂ）とを具備する。
【００２２】
本発明の薄膜製造装置（１００）において、前記制御部（４８Ｂ）は、前記温度検出部（４７−ｉ）からの前記排気管温度（Ｔｉ）と、前記第２ガス供給部（３）から供給される前記ハロゲン含有ガス（３Ａ）の温度（Ｔｊ）とに基づいて、前記供給量を制御する。
【００２３】
本発明の薄膜製造装置（１００）において、前記温度検出部（４７−ｉ）は、複数であり、前記複数の温度検出部（４７−ｉ）の各々は、前記排気管（１７、３４）内の異なる箇所に設置される。前記制御部（４８Ｂ）は、前記各々の温度検出部（４７−ｉ）からの前記排気管温度（Ｔｉ）と、前記第２ガス供給部（３）から供給される前記ハロゲン含有ガス（３Ａ）の温度（Ｔｊ）とに基づいて、前記供給量を制御する。
【００２４】
本発明の薄膜製造装置（１００）において、前記排気管（１７、３４）には、前記シリコン含有プロセスガス（１Ａ）の分解により形成された粉末が付着して粉末付着部（４９−ｉ）が形成される。前記粉末付着部（４９−ｉ）の前記粉末には、前記シリコン含有プロセスガス（１Ａ）が吸着される。前記排気管温度（Ｔｉ）は、前記粉末付着部（４９−ｉ）の温度（Ｔｉ）である。前記温度検出部（４７−ｉ）は、前記粉末付着部温度（Ｔｉ）を検出する。前記制御部（４８Ｂ）は、前記温度検出部（４７−ｉ）からの前記粉末付着部温度（Ｔｉ）と、前記第２ガス供給部（３）から供給される前記ハロゲン含有ガス温度（Ｔｊ）とに基づいて、前記供給量を制御する。
【００２５】
本発明のクリーニング方法は、第１ガス供給部（１）、反応室（８）、第２ガス供給部（３）、排気管（１７、３４）、温度検出部（４７−ｉ）、制御部（４８Ｂ）の各々を具備する薄膜製造装置（１００）に対して実行される。前記排気管（１７、３４）は、排気ポンプ（２７）に接続されている。前記反応室（８）においては、前記第１ガス供給部（１）からの前記シリコン含有プロセスガス（１Ａ）を用いて基板（Ｋ１）上にシリコン含有膜（Ｋ２）が形成される。また、本発明のクリーニング方法は、前記第１ガス供給部（１）が、シリコン含有プロセスガス（１Ａ）を供給するステップ（Ｓ２１）と、前記排気ポンプ（２７）が、前記反応室（８）から前記シリコン含有プロセスガス（１Ａ）を排気するステップ（Ｓ２６）とを具備する。更に、本発明のクリーニング方法は、前記第２ガス供給部（３）が、前記シリコン含有プロセスガス（１Ａ）の供給が停止された後、ハロゲン含有ガス（３Ａ）を供給するステップ（Ｓ２４）と、前記温度検出部（４７−ｉ）が、前記排気管（４２）内の温度（Ｔｉ）を検出するステップ（Ｓ２７ｂ）と、前記制御部（４８Ｂ）が、前記温度検出部（４７−ｉ）からの前記排気管温度（Ｔｉ）に基づいて前記第２ガス供給部（３）からの前記ハロゲン含有ガス（３Ａ）の供給量を制御するステップ（Ｓ２８）とを具備する。
【００２６】
本発明のクリーニング方法において、前記制御部（４８Ｂ）は、前記温度検出部（４７−ｉ）からの前記排気管温度（Ｔｉ）と、前記第２ガス供給部（３）から供給される前記ハロゲン含有ガス（３Ａ）の温度（Ｔｊ）とに基づいて、前記供給量を制御する。
【００２７】
本発明のクリーニング方法において、前記温度検出部（４７−ｉ）は、複数であり、前記複数の温度検出部（４７−ｉ）の各々は、前記排気管（１７、３４）内の異なる箇所に設置される。前記制御部（４８Ｂ）は、前記各々の温度検出部（４７−ｉ）からの前記排気管温度（Ｔｉ）と、前記第２ガス供給部（３）から供給される前記ハロゲン含有ガス（３Ａ）の温度（Ｔｊ）とに基づいて、前記供給量を制御する。
【００２８】
本発明のクリーニング方法において、前記排気管（１７、３４）には、前記シリコン含有プロセスガス（１Ａ）の分解により形成された粉末が付着して粉末付着部（４９−ｉ）が形成される。前記粉末付着部（４７−ｉ）の前記粉末には、前記シリコン含有プロセスガス（１Ａ）が吸着される。前記排気管温度（Ｔｉ）は、前記粉末付着部（４９−ｉ）の温度（Ｔｉ）である。前記温度検出部（４７−ｉ）は、前記粉末付着部温度（Ｔｉ）を検出する。前記制御部（４８Ｂ）は、前記温度検出部（４７−ｉ）からの前記粉末付着部温度（Ｔｉ）と、前記第２ガス供給部（３）から供給される前記ハロゲン含有ガス温度（Ｔｊ）とに基づいて、前記供給量を制御する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
添付図面を参照して、本発明の薄膜製造装置１００に係る実施の形態について説明する。実施の形態１の薄膜製造装置１００（図１に構成が示される）は、ガスボンベ１、２、３、４、５Ａ、ガス導入管４、ガス導入管４に備えられる開閉弁５、６、７、７Ａ、７Ｂ、プラズマＣＶＤ装置８の各々を具備する。また、薄膜製造装置１００は、プラズマＣＶＤ装置８の内部に設置される製膜ユニット９、製膜ユニット９を構成する放電用電極１０、電極カバー１１の各々と、放電用電極１０に接続されるＲＦケーブル１２、高周波電源１２Ａ、基板加熱ヒータ１３、基板加熱ヒータ１３を構成するヒータ１４、ヒータカバー１５の各々とを具備する。
【００３０】
更に、薄膜製造装置１００は、排気管１７、放電装置１８、排気管１７と放電装置１８とを接続するガス導入管２０Ｂ、放電装置１８を構成する放電ユニット１９、放電用電極１９Ａ、放電用電極１９Ａに接続されるＲＦケーブル１９Ｂ、ＲＦケーブル１９Ｂに備えられる高周波電源１９Ｃの各々を具備する。更に、薄膜製造装置１００は、ガスボンベ２１、２２、２３、ガスボンベ２１、２２、２３と放電装置１８とを接続するガス導入管２０Ａ、ガス導入管２０Ａに備えられる開閉弁２４、２５、２６、排気管１７に接続される排出ポンプ２７の各々を具備する。更に、薄膜製造装置１００は、排出ポンプ２７及び排気管３４の各々と放電装置２８Ａとを接続するガス導入管２８、放電装置２８Ａを構成する放電ユニット２８Ｂ、放電用電極２８Ｃの各々と、放電用電極２８Ｃに接続されるＲＦケーブル２８Ｄ、ＲＦケーブル２８Ｄに備えられる高周波電源２８Ｅの各々を具備する。
【００３１】
更に、薄膜製造装置１００は、ガス導入管２８に備えられる開閉弁３３Ａ、３３Ｂ、ガスボンベ２９、３０、３０Ａ、ガスボンベ２９、３０、３０Ａと放電装置２８Ａとを接続するガス導入管２８´、ガス導入管２８´に備えられる開閉弁３１、３２、３２Ａの各々を具備する。更に、薄膜製造装置１００は、排出ポンプ２７とガス導入管２８とに接続される排気管３４、排出ポンプ２７に接続されるガス導入管４８Ｅ、ガス導入管４８Ｅに接続されるガスボンベ４８Ｃと開閉弁４８Ｄの各々を具備する。更に、薄膜製造装置１００は、排気管３４に備えられる開閉弁３５、排ガス処理装置３７、排気管３４に備えられる開閉弁３６、排ガス処理装置３８の各々を具備する。
【００３２】
ガスボンベ１には基板Ｋ１へシリコン含有膜Ｋ２を製膜するための原料であるＳｉＨ_４ガス（シリコン含有プロセスガス）１Ａ、ガスボンベ２には製膜時に用いられるＨ_２（水素）ガス２Ａ、ガスボンベ３にはプラズマＣＶＤ装置８の内部のクリーニングに用いられるクリーニングガス３Ａ（ＮＦ_３、ＣＦ_４，ＣｌＦ_３，ＣＣｌ_４のいずれかに例示される）が各々充填されている。ガスボンベ４にはＳｉＨ_４ガス１Ａ、又はクリーニングガス３Ａとの反応性の低い不活性ガス４Ａ（窒素ガス（Ｎ_２）、希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ）のいずれかに例示される）、ガスボンベ５Ａには支燃性ガス５Ｂ（酸素、亜酸化窒素、ＮＯｘ、塩素、フッ素のいずれかに例示される酸化ガス）が各々充填されている。不活性ガス４Ａは、ＳｉＨ_４ガス１Ａ、クリーニングガス３Ａ（又は、支燃性ガス５Ｂ）の希釈のために用いられ、可能な限り比熱の大きいガスであることが望ましい。開閉弁５、６、７、７Ａ、７Ｂは、制御装置４８Ａによって（所定開度への）開閉処理が行われ、その結果、各々、ＳｉＨ_４ガス１Ａ、Ｈ_２（水素）ガス２Ａ、クリーニングガス３Ａ、不活性ガス４Ａ、支燃性ガス５Ａがガス導入管４内を流通して、プラズマＣＶＤ装置８の内部に供給される。
【００３３】
開閉弁５は、基板Ｋ１上への製膜が行われるときに、所定開度１Ｂで開放される。開閉弁６は、基板Ｋ１上への製膜が行われるときに、所定開度２Ｂで開放される。その結果、ガス導入管４を介して、プラズマＣＶＤ装置８の内部にＳｉＨ_４ガス１ＡとＨ_２ガス２Ａが供給される。開閉弁７は、基板Ｋ１上への製膜が終了した後に、所定時間、所定開度３Ｂで開放され、その後、所定時間、所定開度４Ｂ（但し、３Ｂ＜４Ｂ）で開放される。その結果、ガス導入管４を介して、プラズマＣＶＤ装置８の内部にクリーニングガス３Ａが供給される。所定開度３Ｂで開放するのは、プラズマＣＶＤ装置８の内部に残留しているＳｉＨ_４ガス１Ａとクリーニングガス３Ａとの反応（ＳｉＨ_４ガス１Ａの除去プロセス）を急激にではなく、安全に進行させるためである。所定開度４Ｂで開放するのは、プラズマＣＶＤ装置８内の気相部をクリーニングガス３Ａへの置換（クリーニングガス３Ａへの置換プロセス）を行うためである。
【００３４】
開閉弁７Ａは、基板Ｋ１上への製膜が終了した後に、所定時間、所定開度５Ｂ´で開放される。その結果、ガス導入管４を介して、プラズマＣＶＤ装置８内部に所定量の不活性ガス４Ａが供給される（この結果、プラズマＣＶＤ装置８内部のガス量は増大し、従ってＳｉＨ_４ガス１Ａ、Ｈ_２ガス２Ａ、及びクリーニングガス３Ａの各々の濃度は減少し、反応性も小さくなる）。開閉弁７Ｂは、基板Ｋ１上への製膜が終了した後に、所定時間、所定開度６Ｂで開放される。この結果、ガス導入管４を介して、プラズマＣＶＤ装置８内部に所定量の支燃性ガス５Ａが供給される（この結果、プラズマＣＶＤ装置８内部に残留するＳｉＨ_４ガス４Ａは、支燃性ガス５Ａと反応する）。尚、支燃性ガス５Ａが供給されるときには、基板Ｋ１上への製膜が終了した後に、開閉弁７が所定時間、所定開度３Ｂで開放される処理は行われない（即ち、除去プロセスにおいて、クリーニングガス３Ａの代わりに支燃性ガス５Ａが用いられる）。
【００３５】
開閉弁５、６が各々所定開度１Ｂ、２Ｂで開放されているときには、開閉弁７〜７Ｂ（７、７Ａ、７Ｂ）は閉じられている。即ち、製膜時には、クリーニングガス３Ａ、不活性ガス４Ａ、及び支燃性ガス５Ａの各々は、プラズマＣＶＤ装置８内部に供給されない。また、開閉弁７が所定開度３Ｂ（又は４Ｂ）で開放されているとき、開閉弁７Ａが所定開度５Ｂ’で開放されているとき、又は開閉弁７Ｂが所定開度６Ｂで開放されているときには、開閉弁５、６は閉じられている。即ち、上記の除去プロセスと置換プロセス（以下、これらを総称するときには、「除去・置換プロセス」と記す）においては、ＳｉＨ４ガス１Ａ、Ｈ２ガス２Ａの各々は、プラズマＣＶＤ装置８内部に供給されない。
【００３６】
仮に除去・置換プロセスを行うときに、最初から開閉弁７を所定開度４Ｂで開放すると、プラズマＣＶＤ装置８内部におけるクリーニングガス３Ａの濃度が急激に大きくなる。その結果、ＳｉＨ_４ガス１Ａとクリーニングガス３Ａとの間で、爆発を伴った急激な反応が発生することがある。この反応は、次の（１）式で示される。
４Ｆ・ ＋ Ｓｉ → ＳｉＦ_４ ＋ １４３９ｋｃａｌ／ｍｏｌ−（１）
【００３７】
一方、最初に開閉弁７を所定開度３Ｂで開放し、ＳｉＨ_４ガス１Ａとクリーニングガス３Ａの反応を完了させてから、所定開度４Ｂで開放して置換プロセスを行うことで、プラズマＣＶＤ装置８内部において、ＳｉＨ_４ガス１Ａとクリーニングガス３Ａとの間で急激な反応を発生させることなく安全に、最終的にクリーニングガス３Ａへの置換を行うことが可能となる。
【００３８】
所定開度１Ｂ〜６Ｂは、制御装置４８Ａによって開閉弁５〜７Ｂに対して指示される。所定開度１Ｂ〜６Ｂ、及び所定開度１Ｂ〜６Ｂで開放弁５〜７Ｂを開放されるように定められた所定時間（所定開度１Ｂ〜６Ｂと所定時間により、供給量が決定される）は、製膜に係るプロセスによって変更される数値であり、これらの数値は、制御装置４８Ａによって予め記憶されている（各プロセスにより、ＳｉＨ_４ガス１Ａ、Ｈ_２ガス２Ａの供給量、及び使用される薄膜製造装置１００の内部容積に例示される要素が異なることが考えられる）。
【００３９】
除去・置換プロセスを行うときに、クリーニングガス３Ａと共に不活性ガス４Ａを用いることで、プラズマＣＶＤ装置８内の気相部における、クリーニングガス３Ａの濃度の急激な上昇が抑制される。その結果、特に粉末の堆積し易い排気ポンプ２７、排気管３４におけるＳｉＨ_４ガス１Ａの濃度、及びクリーニングガス３Ａの濃度がそれぞれ低下し（希釈され）、反応による温度上昇が抑制される。この結果、プラズマＣＶＤ装置８内部において、ＳｉＨ_４ガス１Ａとクリーニングガス３Ａとの間で急激な反応を発生させることなく安全に、最終的にクリーニングガス３Ａへの置換を行うことが可能となる。また、不活性ガス４Ａによる希釈を行わないときのように、ＳｉＨ_４ガス１Ａとクリーニングガス３Ａとの爆発的な反応を抑制するために、徐々にクリーニングガス３Ａを導入していくような処理（所定開度３Ｂで開閉弁７を開ける処理に相当する）が必ずしも必要なくなる（温度上昇を許容するガス量が増大するため）。従って、除去・置換プロセスに係る所要時間の短縮に繋がる。
【００４０】
電極カバー１１は、製膜ユニット９のうち、放電用電極１０の備えられる部分を除いた箇所を覆っている。これにより、放電時に製膜ユニット９の内部に供給され、分解されることで生成した、ＳｉＨ_４ガス１Ａ、Ｈ_２ガス２Ａの分解生成物（電子とイオン、又は分子ラジカル種同士に電離して生成される）同士の反応により生成する粉末が、プラズマＣＶＤ装置８の内部の壁面に必要以上に吸着することが防止されている。放電用電極１０は、ＲＦケーブル１２を介して高周波電源１２Ａから供給された高周波電流に応答して放電する（プラズマＣＶＤ装置８はアースされており、かつ、プラズマＣＶＤ装置８とＲＦケーブル１２とは離れるように設置されている）。
【００４１】
尚、ＳｉＨ_４ガス１Ａ、Ｈ_２ガス２Ａ、クリーニングガス３Ａ、及び支燃性ガス５Ｂが供給されるときには、高周波電源１２ＡはＯＮに設定されている。一方、不活性ガス４Ａがガスボンベ４から供給されるときには、高周波電源１２ＡはＯＦＦとなっており、従って、このときには、放電は行われない。
【００４２】
基板加熱ヒータ１３は、それを構成するヒータ１４とヒータカバー１５の各々と製膜ユニット９とが平行になるように配置され、ヒータカバー１５の表面上には基板Ｋ１が支持されている。ヒータ１４は、図示されないヒータ制御装置によって制御され、その結果、ヒータカバー１５の表面は均一に、目的とするシリコン含有膜Ｋ２（Ｓｉ系薄膜（アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、ポリシリコン、ＳｉＯ_２膜に例示される））の製膜に必要な所定温度にまで昇温する。
【００４３】
ガスボンベ２１には、クリーニングガス３Ａが充填されている。ガスボンベ２２には、不活性ガス４Ａが充填されている。ガスボンベ２３には、支燃性ガス５Ｂが充填されている。製膜終了後、開閉弁２４が所定開度３Ｂで開放、又は、開閉弁２６が所定開度６Ｂで開放される。開閉弁２４、２５、２６は、開閉弁５〜７Ｂと同じで、制御装置４８Ａによって制御される。但し、ガスボンベ３（又はガスボンベ２９）からクリーニングガス３Ａが供給されるとき、又はガスボンベ５Ａ（又はガスボンベ３０Ａ）から支燃性ガス５Ｂが供給されるときには、ガスボンベ２１からのクリーニングガス３Ａの供給、又はガスボンベ２３からの支燃性ガス５Ｂの供給は行われない。
【００４４】
放電装置１８は、製膜終了後に、クリーニングガス３Ａ又は支燃性ガス５Ｂが除去プロセスにおいて用いられるときに、高周波電源１９ＣからＲＦケーブル１９Ｂを介して放電用電極１９Ａに高周波電流を流すことによって起動される。放電装置１８の内部に導入されたクリーニングガス３Ａ又は支燃性ガス５Ａは、活性化される。従って、クリーニングガス３Ａと比較して活性の低い支燃性ガス５Ｂについても、活性が増大された上で排気管１７に導入されることから、ＳｉＨ_４ガス１Ａと支燃性ガス５Ａとの反応速度を増大させることが可能となり、結果的に除去・置換プロセスに要する処理時間の短縮に繋がる。
【００４５】
排気ポンプ２７は、プラズマＣＶＤ装置８の内部からＳｉＨ_４ガス１ＡとＨ_２ガス２Ａを排気するためのものである。排気ポンプ２７には、作動ガスとして窒素ガス（不活性ガス４Ａ）が流通している。この窒素ガスは、ガスボンベ４８Ｃからガス導入管４８Ｅを介して供給され、この窒素ガスの流量は、開閉弁４８Ｄの開度を調節することで、調節される。
【００４６】
プラズマＣＶＤ装置８、排気管１７、及び排気ポンプ２７内は、製膜時、及び除去・置換プロセスの実行されているときには、ほぼ真空に近い状態に保たれており、仮にＳｉＨ_４ガス１Ａが残留していても、クリーニングガス３Ａとの反応性は小さい。一方、排気管３４内の圧力は大気圧に近く、また、排気ポンプ２７と接していることから双方で大きな圧力差があり、排気ポンプ２７から排気管３４にガスが流通するときにおいて、ガス流速が低下する。このガス流速の低下のために、排気管３４の内部においてはＳｉの粉末が堆積され易く、この粉末にはＳｉＨ_４ガス１Ａが吸着される。従って、排気管３４においては特にＳｉＨ_４ガス１Ａの除去の必要性が高いが、プラズマＣＶＤ装置８を介さずに、排気管３４により近い箇所からクリーニングガス３Ａ、又は支燃性ガス５Ａを導入することで、排気管３４内のＳｉＨ_４ガス１Ａの除去をより効率良く行うことが可能となる。
【００４７】
ガスボンベ２１からクリーニングガス３Ａを供給、又はガスボンベ２３から支燃性ガス５Ｂを供給するときには、プラズマＣＶＤ装置８の内部にはクリーニングガス３Ａ、又は支燃性ガス５Ｂが流通しない。従って、除去プロセスの後、表面にシリコン含有膜Ｋ２の形成された基板Ｋ１の外部への搬出を含む除去・置換プロセスの準備を容易に行うことが可能となる（クリーニングガス３Ａを含むプラズマＣＶＤ装置８の内部を開放することが不要となるため）。また、支燃性ガス５Ｂのように置換プロセスには用いられないガスを除去プロセスにおいて用いるときには、置換プロセスの前にプラズマＣＶＤ装置８の内部の支燃性ガス５Ｂによる汚染が防止される。
【００４８】
ガスボンベ３０には、不活性ガス４Ａが充填されており、製膜終了後、開放弁３２を所定開度５Ｂ´で開放することで、所定量の不活性ガス４Ａが排気ポンプ２７、排気管３４に導入される（排気ポンプ２７に不活性ガス４Ａが導入されるのは、開放弁３３Ｂが開放され、開放弁３３Ａが閉塞されているときである）。これにより、ＳｉＨ_４ガス１Ａとクリーニングガス３Ａとの反応に起因する温度上昇を抑制することが可能となると共に、不活性ガス４Ａの流通経路がガスボンベ４又は２３から導入されるときと比較して短くなることから、除去・置換プロセスにおける、不純物の混入を低減することが可能となる。
【００４９】
ガスボンベ２９には、クリーニングガス３Ａが充填されている。ガスボンベ３０Ａには、支燃性ガス５Ｂが充填されている。製膜終了後、開閉弁３１が所定開度３Ｂで開放、又は、開閉弁３２Ａが所定開度６Ｂで開放される。開閉弁２９、３０、３０Ａは、制御装置４８Ａによって制御される。但し、ガスボンベ３（又はガスボンベ２１）からクリーニングガス３Ａが供給されるとき、又はガスボンベ５Ａ（又はガスボンベ２３）から支燃性ガス５Ｂが供給されるときには、ガスボンベ２９からのクリーニングガス３Ａの供給、又はガスボンベ３０Ａからの支燃性ガス５Ｂの供給は行われない。
【００５０】
放電装置２８Ａは、放電ユニット２８Ｂと放電用電極２８Ｃを具備しており、製膜終了後に、クリーニングガス３Ａ又は支燃性ガス５Ｂが除去プロセスにおいて用いられるときに、高周波電源２８ＥからＲＦケーブル２８Ｄを介して放電用電極２８Ｃに高周波電流を流すことによって起動される。放電装置２８Ａの内部に導入されたクリーニングガス３Ａ又は支燃性ガス５Ａは、活性化される。従って、ガスボンベ２３から支燃性ガス５Ｂが供給されるときと同様に、支燃性ガス５Ｂのように活性の低いガスを活性化した上で、排気ポンプ２７、又は排気管３４に導入することが可能となる。従って、ＳｉＨ_４ガス１Ａと支燃性ガス５Ａとの反応速度を増大させることが可能となり、結果的に除去・置換プロセスに要する処理時間の短縮に繋がる。
【００５１】
尚、放電装置１８、２８Ａの各々によって行われる放電はＲＦ放電の他に、ＤＣ放電、ＡＣ放電、無声放電、縁面放電に例示される。
【００５２】
開閉弁３３Ａと開閉弁３３Ｂは、ガス導入管２８に備えられており、開放又は閉塞されている。開閉弁３３Ａが開放されているときは、開放弁３３Ｂは閉塞されている。このとき、クリーニングガス３Ａ、不活性ガス４Ａ、又は支燃性ガス５Ｂは排気管３４に供給される。一方、開閉弁３３Ａが閉塞されているときは、開放弁３３Ｂは開放されている。このとき、クリーニングガス３Ａ、不活性ガス４Ａ、又は支燃性ガス５Ｂは排気ポンプ２７に供給される。
【００５３】
ガスボンベ２９、３０、３０Ａからガスを供給することで、更に次の効果が得られる。
【００５４】
排気管１７にクリーニングガス３Ａ又は支燃性ガス５Ａを導入するときと比較して、導入されたクリーニングガス３Ａ又は支燃性ガス５ＡのプラズマＣＶＤ装置８への逆流を確実に防止することが可能となる。また、排気ポンプ２７の内部においては、導入されたクリーニングガス３Ａは高度に圧縮されるため、瞬間的に温度が上昇し、ＳｉＨ_４ガス１Ａとの反応性が生じる。従って、排気ポンプ２７からクリーニングガス３Ａを導入することで、排気ポンプ２７内、又は排気管３４内に残留しているＳｉＨ_４ガス１Ａを更に確実に除去することが可能となる。
【００５５】
開閉弁３５は、製膜時には開放され、除去・置換プロセスの時には閉塞されている。開閉弁３６は、除去・置換プロセスの時には開放され、製膜時には閉塞されている。排ガス処理装置３７は、可燃性ガスを分解して処理するための装置である。排ガス処理装置３８は、支燃性ガス５Ｂを分解して処理するための装置である。
【００５６】
以下に、図２を参照して、本発明の薄膜製造装置１００のクリーニング方法において行われる処理の過程について説明する。尚、以下においては、基板Ｋ１上への製膜に係る処理については概略のみ説明し、製膜後に行われる処理については詳細に説明する。
【００５７】
ＳｉＨ_４ガス１Ａ、Ｈ_２ガス２ＡをプラズマＣＶＤ装置８の内部に導入し、高周波電源１２Ａを起動してプラズマを発生させてＳｉＨ_４ガス１Ａ、Ｈ_２ガス２Ａの各々を分解する。その結果、分解生成物の一部は基板Ｋ１上に堆積してシリコン含有膜Ｋ２を形成し、残りは導入されたＳｉＨ_４ガス１Ａ、Ｈ_２ガス２Ａと共に図１のａ方向に流通し、プラズマＣＶＤ装置８、排気管１７、排気ポンプ２７、排気管３４の内部に付着する。（ステップＳ１１）。開閉弁５、６、開閉弁３５は閉塞され、開閉弁３６は開放される（ステップＳ１２）。高周波電源１２Ａが停止される。開閉弁７Ａが所定開度５Ｂ´で開放され、その結果、不活性ガス４Ａがガスボンベ４からガス導入管４を介して供給され、排気ポンプ２７によって吸引されてａ方向に流通する（ステップＳ１３）。
【００５８】
高周波電源２８Ｅが起動され、高周波電流が流される（ステップＳ１４ａ）。開閉弁３１が所定開度３Ｂで開放され、又は、開閉弁３２Ａが所定開度６Ｂで開放される（ステップＳ１５ａ）。それらの結果、所定量のクリーニングガス３Ａ、又は支燃性ガス５Ｂが放電装置２８Ａに供給され、放電によって分解される（ステップＳ１６ａ）。分解された、クリーニングガス３Ａ、又は支燃性ガス５Ｂは、排気ポンプ２７によって吸引され、ガス導入管２８を介して排気ポンプ２７、又は排気管３４に供給され、ｃ方向に流通する（ステップＳ１７ａ）。
【００５９】
尚、図２において、ステップＳ１３ａとステップＳ１４ａの各々の処理は、除去プロセスにおいて、ガス導入管２８から排気ポンプ２７又は排気管３４に対し、クリーニングガス３Ａ又は支燃性ガス５Ｂが供給されるときの例である。ガス導入管２０Ｂから排気管１７に対し、クリーニングガス３Ａ又は支燃性ガス５Ｂが供給されるときには、「高周波電源２８Ｅ」は「高周波電源１９Ｃ」、「開閉弁３１」は「開閉弁２４」、「開閉弁３２Ａ」は「開閉弁２６」、「ｃ方向」は「ｂ方向」にそれぞれ読み替えられる。また、不活性ガス４Ａは高周波電源２８Ｅ（又は１９Ｃ）の起動前に、ガスボンベ２２又はガスボンベ３０から供給されてもよい。このときには、図２のステップ１３において、「ガスボンベ４」は「ガスボンベ２２」、「ガス導入管４Ｂ」は「ガス導入管２０Ａ、２０Ｂ及び放電装置１８」の各々、又は、「ガスボンベ４」は「ガスボンベ３０」、「ガス導入管４Ｂ」は「ガス導入管２８、２８´及び放電装置２８Ｃ」の各々にそれぞれ読み替えられる。
【００６０】
更に、ステップＳ１３は、「開閉弁４８Ｄの開度が大きくなるように調節される」処理（ステップＳ１３ａ）に読み替えられてもよい。更に、クリーニングガス３Ａはガスボンベ３から、又は支燃性ガス５Ｂはガスボンベ５Ａから供給されてもよい。このときには、次のステップ１４ｂ、ステップ１５ｂの処理が行われる。また、このとき、ステップ１６ａの代わりにステップ１６ｂ、ステップ１７ａの代わりにステップ１７ｂの処理が行われる。
【００６１】
高周波電源１２Ａが起動される（ステップ１４ｂ）。開閉弁７が所定開度３Ｂで開放されてクリーニングガス３Ａが放電ユニット９に供給され、又は開閉弁７Ｂが所定開度６Ｂで開放されて支燃性ガス５Ｂが放電ユニット９に供給される（ステップ１５ｂ）。放電ユニット９に供給されたクリーニングガス３Ａ、又は支燃性ガス５Ｂは、放電によって分解される（ステップ１６ｂ）。分解されたクリーニングガス３Ａ、又は支燃性ガス５Ｂは、排気ポンプ２７によって吸引され、ａ方向に流通する（ステップ１７ｂ）。
【００６２】
排気ポンプ２７によって吸引されるクリーニングガス３Ａ、又は支燃性ガス５Ｂの一部は、プラズマＣＶＤ装置８、排気管１７、排気ポンプ２７、排気管３４の内部に残留しているＳｉＨ_４ガス１Ａと反応してＳｉＦ_４ガスを生成し、排ガス処理装置３８に送出される（ステップＳ１８）。排ガス処理装置３８は、ＳｉＦ_４ガスの処理を行う（ステップＳ１９）。
【００６３】
尚、ステップ１８においてＳｉＦ_４ガスが生成するのは、ＮＦ_３ガス（クリーニングガス３Ａ）が用いられたときである。ＮＦ_３ガス以外のクリーニングガス３Ａ、又は支燃性ガス５Ｂが用いられたときには、ＳｉＦ_４ガス以外のガスが生成する。
【００６４】
（実施の形態２）
図３に、本発明の薄膜製造装置１００に係る実施の形態２の構成を示す。尚、図３に示される各構成要素のうち、実施の形態１と同じ処理を行うものについては図１と同一の番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６５】
実施の形態２の薄膜製造装置１００は、ガスボンベ１、２、３、４、５Ａ、ガス導入管４、ガス導入管４に備えられる開閉弁５、６、７、７Ａ、７Ｂ、プラズマＣＶＤ装置８の各々を具備する。また、薄膜製造装置１００は、プラズマＣＶＤ装置８の内部に設置される製膜ユニット９、製膜ユニット９を構成する放電用電極１０、電極カバー１１の各々と、放電用電極１０に接続されるＲＦケーブル１２、基板加熱ヒータ１３、基板加熱ヒータ１３を構成するヒータ１４、ヒータカバー１５の各々とを具備する。更に、薄膜製造装置１００は、排気管１７、排気ポンプ２７、排気管３４、開閉弁３５、開閉弁３６、排ガス処理装置３７、排ガス処理装置３８、熱電対４７−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）、制御装置４８Ｂの各々を具備する。
【００６６】
排気管１７、３４は、複数の屈曲形状部（図３では４箇所であるが、通常、更に多くの屈曲形状部を有している）４９−ｉを有しており、屈曲形状部４９−ｉを含む複数の箇所に熱電対４７−ｉが備えられている。熱電対４７−ｉは、耐食性が高く、計測可能な温度範囲の広いシースタイプの材料により構成された温度計であり、排気管１７、３４の底部の壁面から１０ｍｍ程度以内の高さに設置されており、温度Ｔを計測し、計測された温度Ｔを制御装置４８Ｂに出力する。
【００６７】
制御装置４８Ｂは、開閉弁５〜７Ｂに対し、所定開度１Ｂ〜６Ｂ（１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ、５Ｂ´、６Ｂ）を指示する。また、制御装置４８Ｂは、入力した各々の箇所の温度Ｔに基づいて、薄膜製造装置１００の気相部からのＳｉＨ_４ガス１Ａの除去の程度を判断し、判断結果に基づいて開閉弁５〜７Ｂのうち、少なくともいずれかの開度を所定開度１Ｂ〜６Ｂから最適な程度に調節する。その調節は、以下のようにして行われるが、この調節処理は、実施の形態１において上述したように、Ｆ・（フッ素ラジカル）とＳｉＨ_４ガス１Ａとの反応が発熱反応であることに基づいている。
【００６８】
制御装置４８Ｂは、温度Ｔの上昇を検出したときには、薄膜製造装置１００の気相部からのＳｉＨ４ガス１Ａが十分に除去されていないものと判断し、温度上昇の度合いに応じて開閉弁７又は開閉弁７Ｂに対し、開度を大きくすることを要求する開度調節信号１Ｓを出力する（開度調節信号１Ｓは、除去プロセスにおいて、クリーニングガス３Ａが用いられているように設定されているときには開閉弁７へ、支燃性ガス５Ｂが用いられているように設定されているときには開閉弁７Ｂへ出力される）。一方、温度Ｔの低下（又は上昇の停止）を検出したときには、制御装置４８Ｂは、薄膜製造装置１００の気相部からのＳｉＨ４ガス１Ａが十分に除去されたものと判断し、開閉弁７Ｂに対して閉塞することを要求する閉塞要求信号２Ｓを出力し（但し、除去プロセスにおいて支燃性ガス５Ｂが用いられているとき）、開放弁７に対して所定開度４Ｂで開放するように要求する開度変更要求信号３Ｓも共に出力する。また、制御装置４８Ｂは、熱電対４７−ｉから入力した温度Ｔが非常に高く、薄膜製造装置１００の内部で爆発の危険が生じているものと予測されるときには、開閉弁７Ａに対し、開度を所定開度５Ｂ’から大きくすることを要求する開度調節信号４Ｓを出力すると共に、開閉弁７Ｂに開度を小さくすることを要求する開度調節信号１Ｓを出力する。
【００６９】
上記の実施の形態２により、次に述べるような効果が得られる。
【００７０】
薄膜製造装置１００の気相部にＳｉＨ_４ガス１Ａが残留しているときには、排気管１７、３４内の温度上昇が起こる。逆に、ＳｉＨ_４ガス１Ａがほぼ完全に除去されたときには、排気管１７、３４内の温度低下（又は温度上昇の停止）が起こることになり、制御装置４８Ｂは、ＳｉＨ_４ガス１Ａの除去が終了したか否かの判断を確実に行うことが可能となり、除去プロセスにおける無駄なクリーニングガス３Ａ（又は支燃性ガス５Ｂ）の使用が防止される。
【００７１】
Ｓｉの粉末には、ＳｉＨ_４ガス１Ａが吸着し、吸着したＳｉＨ_４ガス１Ａとクリーニングガス３Ａ、又は支燃性ガス５Ｂとの反応による温度上昇が起こる。Ｓｉの粉末は、排気管１７、３４内の各所に分布するが、排気管１７、３４内における、多数の箇所に熱電対４７−ｉが設置されることから、Ｓｉの粉末が多く蓄積している箇所の温度検出も可能となり、それに基づいて開放弁５〜７Ｂの開度を調節することも可能となる。特に、屈曲形状部４９−ｉは通常、Ｓｉの粉末が蓄積し易い箇所であることから、この効果は大きい。また、薄膜製造装置１００内のガスの流れにより、Ｓｉ粉末の堆積状態が変化したときにおいても、各箇所の温度Ｔの変化から堆積状態の変化を検出することが可能であり、それに基づいて開放弁５〜７Ｂの開度を調節することも可能である。
【００７２】
次に、図４を用いて、本発明の薄膜製造装置１００のクリーニング方法の処理の過程について説明する。尚、ステップＳ２１についてはステップＳ１１、ステップＳ２２についてはステップＳ１２と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００７３】
開閉弁７Ａが所定開度５Ｂ’で開放されることで、不活性ガス４Ａがガス導入管４を介してプラズマＣＶＤ装置８に導入される（ステップＳ２３）。高周波電源１２Ａが起動され、開閉弁７（又は、開閉弁７Ｂ）が所定開度３Ｂ（又は、所定開度６Ｂ）で開放されることで、クリーニングガス３Ａ（又は、支燃性ガス５Ｂ）が供給される（ステップＳ２４）。供給されたクリーニングガス３Ａ（又は、支燃性ガス５Ｂ）は、高周波電源１２Ａから供給される高周波電流によってプラズマ状に分解され（ステップＳ２５）、吸引ポンプ２７からの吸引によってａ方向に流通する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６のときに、プラズマＣＶＤ装置８、排気管１７、３４、及び排気ポンプ２７からＳｉＦ４ガスが排ガス処理装置３８に対して送出される。
【００７４】
以下、ステップＳ２７ａとステップＳ２７ｂの処理が平行して行われ、更にステップＳ２８、ステップＳ２９の処理が行われる。
【００７５】
プラズマ状に分解されたクリーニングガス３Ａ又は、支燃性ガス５Ｂは、プラズマＣＶＤ装置８、排気管１７、排気ポンプ２７、排気管３４を流通して、その一部は、内部に残留するＳｉＨ４ガス１Ａと反応して、ＳｉＦ４ガスを生成する（ステップＳ２７ａ）。熱電対４７−ｉは、温度Ｔを計測して制御装置４８Ｂに出力する（ステップＳ２７ｂ）。制御装置４８Ｂは、熱電対４７−ｉから入力した温度Ｔに基づいて、開閉弁７（又は７Ｂ）の開度を所定開度３Ｂ（又は６Ｂ）から調節するための開度調節信号１Ｓを出力する。このとき、制御装置４８Ｂは、ステップＳ２８において、入力した温度Ｔが非常に高く、薄膜製造装置１００の内部で爆発の危険が生じているものと予測されるときには、開閉弁７Ａ、及び開閉弁７（又は７Ｂ）に対して開度調節信号４Ｓ、及び１Ｓを出力する（ステップＳ２８）。排ガス処理装置３６は、排気管３４を介して導入されたＳｉＦ４ガスの処理を行う（ステップＳ２９）。
【００７６】
（実施の形態３）
実施の形態３においては、図５に示される構成の薄膜製造装置１００が用いられる。ここでは、製膜終了後、次の（ａ）〜（ｄ）のいずれかに基づいて、薄膜製造装置１００に導入されるガス量が調節される。尚、制御装置４８Ｃは、制御装置４８Ａ又は制御装置４８Ｂとは異なり、開閉弁７〜７Ｂ、２４〜２６、３１〜３２Ａに対する、所定開度３Ｂ、５Ｂ´、６Ｂの指示は行わない（但し、（ａ）〜（ｄ）の処理が行われた後、制御装置４８Ｃは、置換プロセスの開始前に開閉弁７に対し、所定開度４Ｂで開放するように要求する）。
【００７７】
（ａ）制御装置４８Ｃから開閉弁７に対し、設定時間間隔（例えば５分間隔）で開度調節信号１Ｓ´が出力される。開度調節信号１Ｓ´においては、例えば、製膜終了直後（終了後の経過時間＝０分）から設定時間間隔で、徐々に開度を大きくする（但し、所定時間後（例えば２０分）以降は閉塞する）ように要求されている。この結果、例えば、製膜終了後の時間＝０〜５分においては１ＳＬＭ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｌｉｔｅｒ ｐｅｒ Ｍｉｎｕｔｅｓ）、５〜１０分においては２ＳＬＭ、１０〜１５分においては４ＳＬＭ、１５〜２０分においては６ＳＬＭのクリーニングガス３Ａが薄膜製造装置１００に供給される。
【００７８】
（ｂ）制御装置４８Ｃから開閉弁７に対し、設定時間間隔で開度調節信号２Ｓ´が出力され、開閉弁７Ａに対して設定時間間隔で開度調節信号３Ｓ´が出力される。開度調節信号２Ｓ´においては、製膜終了直後から設定時間毎に、徐々に開度を大きくする（但し、所定時間後（例えば３０分）以降は一定）ように要求されている。開度調節信号３Ｓ´においては、例えば、製膜終了直後から設定時間毎に、徐々に開度を小さくする（所定時間後（例えば３０分）以降は閉塞する）ように要求されている。この結果、例えば、▲１▼：製膜終了後の時間＝０〜５分においては不活性ガス４Ａ（窒素ガスが主に用いられる）：９．５ＳＬＭ、クリーニングガス３Ａ：０．５ＳＬＭ、▲２▼：５〜１５分においては不活性ガス４Ａ：８ＳＬＭ、クリーニングガス３Ａ：２ＳＬＭ、▲３▼：１５〜２５分においては不活性ガス４Ａ：６ＳＬＭ、クリーニングガス３Ａ：４ＳＬＭ、▲４▼：２５〜３０分においてはクリーニングガス３Ａ：１０ＳＬＭが各々、薄膜製造装置１００に供給される。
【００７９】
（ｃ）制御装置４８Ｃから開閉弁７に対し、設定時間間隔で開度調節信号４Ｓ´が出力され、開閉弁７Ａに対し、設定時間間隔で開度調節信号５Ｓ´が出力される。開度調節信号４Ｓ´においては、例えば、製膜終了直後から設定時間毎に、徐々に開度を大きくする（但し、所定時間（例えば１５分）以後は一定とする）ように要求されている。開度調節信号５Ｓ´においては、製膜終了直後から設定時間毎に、徐々に開度を小さくする（但し、所定時間後（例えば１０分）以降は閉塞する）ように要求されている。この結果、例えば、▲１▼：製膜終了後の時間＝０〜５分においては不活性ガス４Ａ（窒素ガスが主に用いられる）：９．５ＳＬＭ、クリーニングガス３Ａ：０．５ＳＬＭ、▲２▼：５〜１０分においては不活性ガス４Ａ：６ＳＬＭ、クリーニングガス３Ａ：４ＳＬＭ、▲３▼：１０〜１５分においては不活性ガス４Ａ：０ＳＬＭ、クリーニングガス３Ａ：５ＳＬＭ、▲４▼：１５〜２０分においてはクリーニングガス３Ａ：１０ＳＬＭが各々、薄膜製造装置１００に供給される。
【００８０】
（ｄ）制御装置４８Ｃから開閉弁７に対し、設定時間間隔で開度調節信号６Ｓ´が出力され、開閉弁７Ａに対して設定時間間隔で開度調節信号７Ｓ´が出力される。開度調節信号６Ｓ´においては、製膜終了直後から徐々に開度を大きくする（製膜終了直後は開度０、即ち閉塞する）ように要求されている。開度調節信号７Ｓ´においては、製膜終了直後から徐々に開度を小さくするように要求されている（所定時間後（例えば１５分後）には開度０、即ち閉塞するように要求されている）。この結果、例えば、▲１▼：製膜終了後の時間＝０〜５分においては不活性ガス４Ａ（窒素ガスが主に用いられる）：１０ＳＬＭ、クリーニングガス３Ａ：０ＳＬＭ、▲２▼：５〜１０分においては不活性ガス４Ａ：８ＳＬＭ、クリーニングガス３Ａ：２ＳＬＭ、▲３▼：１０〜１５分においては不活性ガス４Ａ：６ＳＬＭ、クリーニングガス３Ａ：４ＳＬＭ、▲４▼：１５〜２０分においてはクリーニングガス３Ａ：１０ＳＬＭが各々、薄膜製造装置１００に供給される。
【００８１】
（ａ）は導入されるクリーニングガス３Ａの量を徐々に増大させる処理であり、（ｂ）は導入されるクリーニングガス３Ａの不活性ガス４Ａによる希釈率を徐々に低下させる処理である。（ｃ）はクリーニングガス３Ａの不活性ガス４Ａによる希釈率を徐々に低下させ、導入されるクリーニングガス３Ａの量が予め規定された値（ここでは、５ＳＬＭ）に達した後に、導入されるクリーニングガス３Ａの量を増大させる処理であり、（ｄ）は、（ｂ）において製膜終了直後にはクリーニングガス３Ａを導入せず、不活性ガス４Ａを導入する処理である。これらの処理の結果、次のような効果が得られる。
【００８２】
薄膜製造装置１００内部の壁面には、上述のようにＳｉ粉末が付着しており、このＳｉ粉末にはＳｉＨ_４ガス１Ａが吸着している。このＳｉＨ_４ガス１Ａは、相対的にＳｉ粉末表面に近い部位に吸着している分子程、クリーニングガス３Ａとの反応性が高い。従って、一定時間内に導入されるクリーニングガス３Ａが一定のときには、反応初期はＳｉＨ_４ガス１Ａとクリーニングガス３Ａとの反応速度は相対的に速いが、反応の進行に従って、徐々に反応速度は遅くなる。ここで、反応初期においてもＳｉＨ_４ガス１Ａとクリーニングガス３Ａとの反応が急激に進行しないように、導入されるクリーニングガス３Ａの量を調節すると、その分、除去プロセスに多くの時間を要する。しかしながら、（ａ）、（ｂ）のように、徐々に導入されるクリーニングガス３Ａの量を増大させていくか、導入されるクリーニングガス３Ａの希釈率を低下させていくことで（又は、（ｃ）、（ｄ）のように、（ａ）、（ｂ）を組み合わせて用いることで）、Ｓｉ粉末に吸着されるＳｉＨ_４ガス１Ａの反応性に基づいて、時間あたりに導入されるガス量の調節を行うことが可能となる。これは、結果的に、除去プロセスに対する所要時間の短縮に繋がる。
【００８３】
更に、薄膜製造装置１００において、反応初期における、導入されるクリーニングガス３Ａの流量の調節が薄膜製造装置１００の性能上、困難であるときにおいても、（ｄ）のように製膜直後には不活性ガス４Ａのみを導入し、その後に徐々に導入されるクリーニングガス３Ａの量を増大させていくことで、Ｓｉ粉末に吸着されるＳｉＨ_４ガス１Ａの反応性に基づいて、時間あたりに導入されるガス量の調節を行うことが可能となる。
【００８４】
更に、製膜終了後、制御装置４８Ｃは、熱電対４７−ｉから排気管１７、３４内の温度Ｔを入力し、入力した温度Ｔに基づいて、開度を調節するように開閉弁７〜７Ｂ、２４〜２６、３１〜３２Ａに対して要求することも可能である。このとき、制御装置４８Ｃは、開度調節信号１Ｓ´〜７Ｓ´（１Ｓ´、２Ｓ´、３Ｓ´、４Ｓ´、５Ｓ´、６Ｓ´、７Ｓ´）において所定時間毎に開度を調節するように要求するのではなく、入力した温度Ｔに基づいて薄膜製造装置１００のガスの希釈が必要か、又は更にクリーニングガス３Ａ（又は、支燃性ガス５Ｂ）を加える必要があるかどうかを判断する。更に、制御装置４８Ｃは、その判断結果に基づいて、開閉弁７〜７Ｂ、２４〜２６、３１〜３２Ａに対し、開度の調節を要求する（（開閉弁７、２４、３１のいずれか）、（開閉弁７Ａ、２５、３２のいずれか）、（開閉弁７Ｂ、２６、３２Ａのいずれか）の各々に対し、開度の調節が要求される）。
【００８５】
次に、図６を用いて、本発明の薄膜製造装置１００を用いたクリーニング方法の実施の形態３に係る処理の過程について説明する。ここでは、ステップＳ３３の後に、ステップＳ３４ａの後にステップＳ３５ａ、又はステップＳ３４ｂの後にステップＳ３５ｂが行われる。尚、ステップＳ３１はステップＳ１１、ステップＳ３２はステップＳ１２、ステップＳ３３はステップＳ１３、ステップＳ３４ａはステップＳ１４ａ、ステップＳ３５ａはステップＳ１５ａとそれぞれ同じであるので、その詳細な説明は省略する。また、ステップＳ３４ｂはステップＳ１４ｂ、ステップＳ３５ｂはステップＳ１５ｂ、ステップＳ３６はステップＳ３７ａ、ステップＳ３８ａはステップＳ２７ａ、ステップＳ３７ｂはステップＳ２７ｂ、ステップＳ４０はステップＳ２０とそれぞれ同じであるので、その詳細な説明は省略する。
【００８６】
制御装置４８Ｃは、開閉弁７〜７Ｂ、２４〜２６、３１〜３２Ａに対し、開度調節信号１Ｓ´〜７Ｓ´を出力する（ステップＳ３４ｃ）。
【００８７】
制御装置４８Ｃは、熱電対４７−ｉから温度Ｔを入力し、入力した温度Ｔに基づいて開度の調節の必要があるかどうかを判断する。判断の結果、その必要があると判断したときには、制御装置４８Ｃは、開閉弁７〜７Ｂ、２４〜２６、３１〜３２Ａに対し、開度を調節するための信号を出力することで、開閉弁７〜７Ｂ、２４〜２６、３１〜３２Ａの開度は、その信号に基づいて調節される。これにより、クリーニングガス３Ａ（又は支燃性ガス５Ｂ）とＳｉＨ_４ガス１Ａとの供給比が調節される。（ステップＳ３９）。
【００８８】
上述した薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法の実施の形態１〜３は、適宜、組み合わせて用いることが可能である。
【００８９】
【発明の効果】
本発明の薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法により、太陽電池の膜形成をするための膜形成室内のクリーニング（膜の原料となる原料ガスの除去）を行うときに、その内部に残留している原料ガスとクリーニングガス（原料ガスと反応するガス）との反応による発熱を抑制することが可能となる。
【００９０】
本発明の薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法により、クリーニングプロセス（膜形成室内をクリーニングガスに置換させるためのプロセス）を開始する前に、膜形成室内に残留している原料ガスをクリーニングガスと反応させることで、クリーニングプロセスにおける反応の発熱を抑制することが可能となる。
【００９１】
本発明の薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法により、クリーニングプロセスを開始する前に、膜形成室内に残留している原料ガスを酸化ガスと反応させることで、クリーニングプロセスにおける反応の発熱を抑制することが可能となる。
【００９２】
本発明の薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法により、膜形成装置内において、原料ガスが相対的に残留し易い箇所でも原料ガスを効率良く除去することが可能となる。
【００９３】
本発明の薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法により、膜形成室内に含まれるガスの温度上昇を抑制することで、クリーニングプロセスにおける反応の発熱を抑制することが可能となる。
【００９４】
本発明の薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法により、除去プロセスにおける、原料ガスの反応（クリーニングガス、又は酸化ガスとの反応）の速度を増大させることで、膜形成室からの原料ガスの除去プロセス、及びクリーニングプロセスに係る所要時間を短縮することが可能となる。
【００９５】
本発明の薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法により、膜形成室内のガスの温度変化を計測することで、膜形成室内部の原料ガスが必要十分に除去されたか否かを判断することが可能となる。
【００９６】
本発明の薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法により、膜形成装置内において、原料ガスが相対的に残留し易い箇所のガスの温度変化を計測することで、膜形成室内部の原料ガスが必要十分に除去されたか否かを判断することが可能となる。
【００９７】
本発明の薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法により、膜形成装置内において、多数の箇所の温度変化を計測することで、より確実に、膜形成室内部の原料ガスが必要十分に除去されたか否かを判断することが可能となる。
【００９８】
本発明の薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法により、膜形成装置内における箇所の温度変化を計測するための温度計として、計測可能な温度範囲が広く、耐食性の高い材料で構成されるものを用いることで、より確実に、膜形成室内部の原料ガスが必要十分に除去されたか否かを判断することが可能となる。
【００９９】
本発明の薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法により、膜形成室内部へのクリーニングガスの注入量を除去プロセスの開始後、徐々に増大させることで、膜形成室内部に付着した粉末に吸着された原料ガス（表面近傍に吸着されるもの程、反応性が高い）の除去を効率よく行うことが可能となる。
【０１００】
本発明の薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法により、膜形成室内部へ注入されるガス（クリーニングガス、及びクリーニングガス又は原料ガスと反応性の低いガスを含む）中のクリーニングガス濃度を除去プロセスの開始後、徐々に増大させることで、膜形成室内部に付着した粉末に吸着された原料ガスの除去を効率よく行うことが可能となる。
【０１０１】
本発明の薄膜製造装置、及びそれに対するクリーニング方法を適宜組み合わせて用いることで、膜形成室内部からの原料ガスの除去、及び膜形成室内部のクリーニングガスへの置換を安全に、効率良く行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薄膜製造装置の実施の形態１に係る構成を示す図である。
【図２】本発明の薄膜製造装置に対するクリーニング方法の実施の形態１における処理を示す図である。
【図３】本発明の薄膜製造装置の実施の形態２に係る構成を示す図である。
【図４】本発明の薄膜製造装置に対するクリーニング方法の実施の形態２における処理を示す図である。
【図５】本発明の薄膜製造装置の実施の形態３に係る構成を示す図である。
【図６】本発明の薄膜製造装に対するクリーニング方法の実施の形態３における処理を示す図である。
【符号の説明】
１、２、３、４、５Ａ、２４、２５、２６、３１、３２、３２Ａ：ガスボンベ
１Ａ：ＳｉＨ_４ガス
１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ、５Ｂ´、６Ｂ：所定開度
２Ａ：Ｈ_２ガス
３Ａ：クリーニングガス
４Ａ：不活性ガス
５Ｂ：支燃性ガス
５、６、７、７Ａ、７Ｂ：開閉弁
８：プラズマＣＶＤ装置
９：製膜ユニット
１０：放電用電極
１１：電極カバー
１２：ＲＦケーブル
１２Ａ：高周波電源
１３：基板加熱用ヒータ
１４：ヒータ
１５：ヒータカバー
１７：排気管
１８：放電装置
１９：放電ユニット
１９Ａ：放電用電極
１９Ｂ：ＲＦケーブル
１９Ｃ：高周波電源
２１、２２、２３：ガスボンベ
２４、２５、２６：開閉弁
２７：排気ポンプ
２８：ガス導入管
２８Ａ：放電装置
２８Ｂ：放電ユニット
２８Ｃ：放電用電極
２８Ｄ：ＲＦケーブル
２８Ｅ：高周波電源
２９、３０、３０Ａ：ガスボンベ
３１、３２、３２Ａ、３３Ａ、３３Ｂ：開閉弁
３４：排気管
３５、３６：開閉弁
３７、３８：排ガス処理装置
４７−ｉ：熱電対
４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ：制御装置
４９−ｉ：屈曲形状部

Claims (12)

1. シリコン含有プロセスガスを供給するための第１ガス供給部と、
   前記第１ガス供給部からの前記シリコン含有プロセスガスを用いて基板上にシリコン含有膜が形成される反応室と、
   前記反応室から前記シリコン含有プロセスガスを排気するための排気ポンプと、
   前記シリコン含有プロセスガスの供給が停止された後、第１ハロゲン含有ガスを供給するための第２ガス供給部と、
   前記排気ポンプに接続される排気管と、
   前記排気管の屈曲形状部内の温度を検出するための温度検出部と、
   前記温度検出部からの前記排気管温度に基づいて前記第１ハロゲン含有ガスの供給量を制御するための制御部と
   を具備し、
   前記制御部は、前記第１ハロゲン含有ガスを第１供給量で供給し、その後、前記排気管温度の下降に対応して、前記第１ハロゲン含有ガスを前記第１供給量よりも大きい第２供給量で供給するように制御する
   薄膜製造装置。
2. 請求項１において、
   前記制御部は、前記排気管温度の上昇に対応して、前記第２供給量未満の範囲内で前記第１供給量を上昇させて前記第１ハロゲン含有ガスを供給し、その後、前記排気管温度の下降に対応して、前記第１ハロゲン含有ガスを前記第２供給量で供給するように制御する
   薄膜製造装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記反応室を介さずに前記排気管へ接続され、前記シリコン含有プロセスガスの供給が停止された後、第２ハロゲン含有ガスを供給するための第３ガス供給部を更に具備し、
   前記制御部は、更に、前記第２ハロゲン含有ガスを第３供給量で供給するように制御する
   薄膜製造装置。
4. 請求項３において、
   前記第３ガス供給部と前記排気管との間に設けられ、前記第２ハロゲン含有ガスの放電に用いる放電装置を更に具備する
   薄膜製造装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項において、
   前記温度検出部は、複数であり、前記複数の温度検出部の各々は、前記排気管内の異なる箇所に設置され、
   前記制御部は、前記各々の温度検出部からの前記排気管温度に基づいて、各供給量を制御する
   薄膜製造装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項において、
   前記排気管の屈曲形状部には、前記シリコン含有プロセスガスの分解により形成された粉末が付着して粉末付着部が形成され、前記粉末付着部の前記粉末には、前記シリコン含有プロセスガスが吸着され、前記排気管温度は、前記粉末付着部の温度であり、
   前記温度検出部は、前記粉末付着部温度を検出し、
   前記制御部は、前記温度検出部からの前記粉末付着部温度に基づいて、各供給量を制御する
   薄膜製造装置。
7. 第１ガス供給部、反応室、排気ポンプ、第２ガス供給部、排気管、温度検出部、及び制御部の各々を具備する薄膜製造装置に対するクリーニング方法において、
   前記排気管は、前記排気ポンプに接続され、前記反応室においては、前記第１ガス供給部からの前記シリコン含有プロセスガスを用いて基板上にシリコン含有膜が形成され、
   （ａ）前記排気ポンプが、前記第１ガス供給部から前記反応室へ供給されたシリコン含有プロセスガスを前記反応室から排気するステップと、
   （ｂ）前記第２ガス供給部が、前記シリコン含有プロセスガスの供給が停止された後、第１ハロゲン含有ガスを供給するステップと、
   （ｃ）前記温度検出部が、前記排気管の屈曲形状部内の温度を検出するステップと、
   （ｄ）前記制御部が、前記温度検出部からの前記排気管温度に基づいて、前記第１ハロゲン含有ガスを第１供給量で供給し、その後、前記排気管温度の下降に対応して、前記第１ハロゲン含有ガスを前記第１供給量よりも大きい第２供給量で供給するように制御するステップと
   を具備する
   クリーニング方法。
8. 請求項７において、
   前記（ｄ）ステップは、
   （ｄ１）前記制御部が、前記排気管温度の上昇に対応して、前記第２供給量未満の範囲内で前記第１供給量を上昇させて前記第１ハロゲン含有ガスを供給し、その後、前記排気管温度の下降に対応して、前記第１ハロゲン含有ガスを前記第２供給量で供給するように制御するステップを備える
   クリーニング方法。
9. 請求項７又は８において、
   前記薄膜製造装置が第３ガス供給部を更に具備し、
   （ｅ）前記第３ガス供給部が、前記シリコン含有プロセスガスの供給が停止された後、前記反応室を介さずに前記排気管へ、第２ハロゲン含有ガスを供給するステップと、
   （ｆ）前記制御部が、前記第２ハロゲン含有ガスを第３供給量で供給するように制御するステップと
   を更に具備する
   クリーニング方法。
10. 請求項９において、
    前記薄膜製造装置が放電装置を更に具備し、
    前記（ｅ）ステップは、
    （ｅ１）前記放電装置が、前記排気管へ供給される前に前記第２ハロゲン含有ガスの放電を行うステップを備える
    クリーニング方法。
11. 請求項７乃至１０のいずれか一項において、
    前記温度検出部は、複数であり、前記複数の温度検出部の各々は、前記排気管内の異なる箇所に設置され、
    前記制御部は、前記各々の温度検出部からの前記排気管温度に基づいて、前記供給量を制御する
    クリーニング方法。
12. 請求項７乃至１１のいずれか一項において、
    前記排気管の屈曲形状部には、前記シリコン含有プロセスガスの分解により形成された粉末が付着して粉末付着部が形成され、前記粉末付着部の前記粉末には、前記シリコン含有プロセスガスが吸着され、前記排気管温度は、前記粉末付着部の温度であり、
    前記温度検出部は、前記粉末付着部温度を検出し、
    前記制御部は、前記温度検出部からの前記粉末付着部温度に基づいて、前記供給量を制御する
    クリーニング方法。

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