JPH08107073A

JPH08107073A - プラズマ処理装置、及びその洗浄方法

Info

Publication number: JPH08107073A
Application number: JP24100194A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Sonobe; 正園部; Michio Otsuka; 道夫大塚; Atsushi Chiba; 淳千葉; 健 ▲吉▼岡; Takeshi Yoshioka; Tsutomu Tetsuka; 勉手束
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-10-05
Filing date: 1994-10-05
Publication date: 1996-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、マイクロ波導入窓を高速に洗
浄することが可能であり、スループットが向上するプラ
ズマ処理装置、及びその洗浄方法を提供するにある。【構成】マイクロ波導入窓４，４ａを、ある隙間をあけ
て二重構造にし、大気圧に面する側は真空を仕切る強度
に耐えるだけの厚みとし、プラズマに面する側は厚みを
薄くし、この隙間に、クリーニングの工程で帯状電極１
２を差し込み、この電極をアースに接続するか、又は高
周波電源に接続して、プラズマ中のイオン電流を引き込
み、これにより、プラズマに面する側に付着した異物を
イオン衝撃で物理的にエッチングすると同時に、プラズ
マ中のラジカルによる化学的エッチングを併用させて、
高速にセルフクリーニングできるようにしたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラズマ処理装置、及び
その洗浄方法に係り、特に、プラズマを利用した化学的
気相法により膜の堆積、又はエッチング等を行う、例え
ばマイクロ波プラズマＣＶＤ装置，マイクロ波エッチン
グ装置，マイクロ波アッシング装置等に好適なプラズマ
処理装置、及びその洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプラズマ処理装置の一例として、
マイクロ波プラズマＣＶＤ装置を図１０に示す。

【０００３】該図に示すものは、特開平3−130369 号公
報に示されているものであるが、図示するごとく、マイ
クロ波プラズマＣＶＤ装置は、処理室５内を排気手段１
０で真空排気した後に、ガス供給源１１からガスを入れ
て必要圧力に調圧し、磁場発生手段３で処理室５内の一
部の磁場強度を例えば８７５ガウスとし、マイクロ波発
信器１から導波管２を介して、マイクロ波導入窓４より
例えば２.４５ＧＨｚのマイクロ波を導入すると、処理
室５内の一部で電子サイクロトロン共鳴（ECR)を起こ
し、高密度のプラズマが生成される。

【０００４】処理室５内には、基板ホルダ６が設けられ
ており、図示しない基板をプラズマ処理する場合には、
図示しない真空ロボットハンドで基板を基板ホルダ６上
に載置し、必要に応じ高周波電源９よりコンデンサ８を
介して基板に高周波が印加される。

【０００５】このような従来の装置で基板に成膜処理す
る場合には、まず、ガス供給源１１から成膜ガスが処理
室５内に供給されプラズマ化される。

【０００６】ところが、成膜ガスであるため成膜処理さ
れる基板以外に、プラズマに接する処理室５のテーパ状
壁、及びマイクロ波導入窓４にも成膜される。基板以外
のこれら処理室５内に成膜された膜は、温度変化による
熱応力，線膨張係数差による応力，プラズマ中の荷電粒
子によるスパッタエッチング等ではがれを生じ、異物の
原因となる。

【０００７】このため、マイクロ波プラズマＣＶＤ装置
では、基板の成膜を何枚か処理した後にin−situのセル
フクリーニングと称する処理室５内の真空中での洗浄工
程を入れる必要がある。この洗浄工程では、ガス供給源
１１からは洗浄ガスが処理室５内に供給されプラズマ化
される。

【０００８】通常、プラズマ処理装置の基板処理の出力
枚数、即ち、スループットを上げるためには、基板をプ
ラズマ処理する工程と、処理室５内をセルフクリーニン
グする工程との時間を如何に短くするかである。セルフ
クリーニングの難易度は、付着物の種類と何処に付いた
かで決まる。

【０００９】例えば、付着物がＳｉＮ_xの場合には、洗
浄ガスとしてＳＦ₆、又はＮＦ₃を用いて、マイクロ波
によるプラズマ励起のみで比較的容易に化学的エッチン
グでセルフクリーニングできる。一方、付着物がＳｉＯ
₂の場合には、洗浄ガスとしてＣＦ₄，Ｃ₂Ｆ₆，Ｓ
Ｆ₆，ＮＦ₃を用いても、マイクロ波プラズマによる化
学的エッチングのみでは、短時間のセルフクリーニング
はできない。

【００１０】このため、高周波電源９を基板ホルダ６に
印加し、プラズマ中の荷電粒子を高周波電圧で加速し、
付着物をイオン衝突等で物理的にエッチングし、これと
前記化学的エッチングを併用させると高速にセルフクリ
ーニングすることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロ波導入窓４は、これで大気と真空を仕切るため、強度
的に３０mm位い厚さのある石英等の誘電体が用いられる
が、誘電体は電気的には絶縁物であるため、プラズマか
らのイオン電流の流入はなく、上記した物理的エッチン
グ作用は期待できず、従って、マイクロ波導入窓４を高
速に洗浄することができなかった。

【００１２】本発明は上述の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、マイクロ波導入窓を高速に洗
浄することが可能であり、スループットが向上するプラ
ズマ処理装置、及びその洗浄方法を提供するにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明はマイクロ波導入
窓部を洗浄する際には、少なくとも二重構造に形成され
ている該マイクロ波導入窓の間に設置されたアース電
極、又は高周波印加電極にプラズマ中のイオン電流が流
れ込むことによりプラズマ中の荷電粒子を加速し、この
プラズマ中の荷電粒子で、前記プラズマに面した窓部表
面を物理的にエッチングするか、又は洗浄ガスのプラズ
マで行う化学的エッチングを併用して洗浄するプラズマ
処理装置の洗浄方法、マイクロ波導入窓部を洗浄する際
には、少なくとも二重構造に形成されている該マイクロ
波導入窓の間に設置された連続した帯状で、かつ、一部
にマイクロ波導入窓部の径相当の孔があいていると共
に、該連続した帯状の電極の孔を前記マイクロ波導入窓
部に位置させたアース電極、又は高周波印加電極にプラ
ズマ中のイオン電流が流れ込むことによりプラズマ中の
荷電粒子を加速し、このプラズマ中の荷電粒子で、前記
プラズマに面した窓部表面を物理的にエッチングする
か、又は洗浄ガスのプラズマで行う化学的エッチングを
併用して洗浄するプラズマ処理装置の洗浄方法、マイク
ロ波導入窓部を洗浄する際には、少なくとも二重構造に
形成されている該マイクロ波導入窓の間の隙間に埋めら
れているアース電極、又は高周波印加電極となる水銀に
プラズマ中のイオン電流が流れ込むことによりプラズマ
中の荷電粒子を加速し、このプラズマ中の荷電粒子で前
記プラズマに面した窓部表面を物理的にエッチングする
か、又は洗浄ガスのプラズマで行う化学的エッチングを
併用して洗浄するプラズマ処理装置の洗浄方法、マイク
ロ波導入窓部を洗浄する際には、少なくとも二重構造に
形成されている該マイクロ波導入窓の間にアース電極、
又は高周波印加電極となるプラズマ用ガスを入れてプラ
ズマを付けて電極とし、この電極にプラズマ中のイオン
電流が流れ込むことによりプラズマ中の荷電粒子を加速
し、このプラズマ中の荷電粒子で、前記プラズマに面し
た窓部表面を物理的にエッチングするか、又は洗浄ガス
のプラズマで行う化学的エッチングを併用して洗浄する
プラズマ処理装置の洗浄方法、少なくとも二重構造にな
っているマイクロ波導入窓部の前記プラズマに面した窓
部分を、真空中で新たな窓と交換するプラズマ処理装置
の清浄化方法、大気側が大気圧に耐えられる強度を有す
る厚みで、真空側が大気側より薄い厚みとなる二重構造
に形成されたマイクロ波導入窓部の前記大気側より薄い
真空側の窓部を、真空中で新たな窓と交換するプラズマ
処理装置の清浄化方法、大気側が大気圧に耐えられる強
度を有する厚みで、真空側が大気側より薄い厚みとなる
二重構造に形成されたマイクロ波導入窓部の前記大気側
より薄い真空側の窓部は、クリーニング時にロール状に
巻かれたものを表面が清浄なものとなるまでリールに巻
き取ることにより、新たな窓とするプラズマ処理装置の
清浄化方法、マイクロ波導入窓を少なくとも二重構造に
形成し、その間に被処理物を処理する際にはマイクロ波
が通り、マイクロ波導入窓をクリーニングする際には電
極となる部材が配置されているプラズマ処理装置、マイ
クロ波導入窓を少なくとも二重構造に形成し、その間
に、マイクロ波導入窓をクリーニングする際には真空中
で抜き差しできるアース電極、又は高周波印加電極が差
し込まれていることを特徴とするプラズマ処理装置、マ
イクロ波導入窓を、大気圧に面する側が厚くプラズマに
面する側がこれより薄い二重構造に形成し、その間に
は、被処理物を処理する際にはマイクロ波が通り、マイ
クロ波導入窓をクリーニングする際には電極となる帯状
電極が配置されると共に、該帯状電極は巻取り手段で巻
取られることにより所定位置に移動可能であり、かつ、
これらプラズマに面する側のマイクロ波導入窓，帯状電
極，巻取り手段は、処理室とは独立した真空系に構成さ
れているプラズマ処理装置、マイクロ波導入窓を少なく
とも二重構造に形成し、その間に水銀を入れて被処理物
を処理する際には高周波用の電極となる水銀出入手段を
備えているプラズマ処理装置、マイクロ波導入窓を、大
気圧に面する側が厚くプラズマに面する側がこれより薄
い二重構造に形成し、かつ、そのプラズマに面する側の
薄いマイクロ波導入窓が汚れた際には、新しいマイクロ
波導入窓と真空中で交換する窓材交換手段を備えている
プラズマ処理装置、マイクロ波導入窓を、大気圧に面す
る側が厚くプラズマに面する側がこれより薄い二重構造
に形成し、かつ、そのプラズマに面する側の薄いマイク
ロ波導入窓が、該窓の両端部でロール状に巻かれたもの
であり、このマイクロ波導入窓が汚れた際には、該ロー
ル状に巻かれたマイクロ波導入窓を清浄な表面となるま
一方向に巻取り交換するプラズマ処理装置としたことを
特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明では、少なくとも二重構造に形成された
マイクロ波導入窓の間に被処理物を処理する際にはマイ
クロ波が通り、マイクロ波導入窓をクリーニングする際
には電極となる部材が配置されているので、この電極の
イオンの引込みにより、プラズマに面する側のマイクロ
波導入窓に付着した異物をイオン衝撃で物理的にエッチ
ングすると同時に、プラズマ中のラジカルによる化学的
エッチングを併用させて、高速にセルフクリーニングで
きるようにしたので、上記目的が達成される。

【００１５】また、マイクロ波導入窓のプラズマに接す
る側の窓部材を、真空中で清浄なものと短時間に交換す
ることにより、処理室全体の高速セルフクリーニングが
できるので、スループットを上げることができる。

【００１６】

【実施例】以下、図示した実施例に基づき本発明を詳細
に説明する。

【００１７】図１（ａ)，(ｂ）に本発明のプラズマ処理
装置の一実施例を示す。

【００１８】該図に示すごとく、本実施例のプラズマ処
理装置は、内部に基板ホルダー６上に保持された被処理
物である基板（図示せず）が収納され、真空に保持され
ている処理室５と、この処理室５にマイクロ波導入窓
４，４ａを介してマイクロ波発信器１からのマイクロ波
を導入する導波管２と、処理室５内の一部に磁場を発生
させる磁場発生手段３と、前記処理室５内に、基板を処
理する際には処理ガスを、処理室５内部をクリーニング
する際には洗浄ガスをそれぞれ供給するガス供給源１１
とから概略構成され、磁場発生手段３による磁場とマイ
クロ波導入窓４，４ａを介して導入されるマイクロ波と
により電子サイクロトロン共鳴を起こして処理室５内に
高密度のプラズマを生成し、このプラズマを利用して基
板を処理するものである。

【００１９】尚、９は基板にコンデンサ８を介して高周
波が印加する高周波電源、１０は処理室５内部を真空排
気する真空排気手段である。

【００２０】そして、本実施例におけるマイクロ波導入
窓は、大気圧に面する側が大気圧の強度に耐え得る厚み
を有するマイクロ波導入窓４と、プラズマに面する側が
マイクロ波導入窓４よりは薄く、高周波電流が通る薄さ
であるマイクロ波導入窓４ａとの二重構造となってい
る。

【００２１】マイクロ波導入窓４，４ａの材質は、石
英，アルミナ，セラミックス等の誘電体で、この両誘電
体の間（即ち、二重構造のマイクロ波導入窓４と４ａと
の間）を、帯状電極１２が移動する構造となっている。

【００２２】帯状電極１２の材質はアルミニウム，ステ
ンレス鋼，銅，チタン等で、その帯状電極１２の一部分
には、マイクロ波導入窓４，４ａ相当の大きさの孔ｈが
開いており、更に、この帯状電極１２は、左右に設けら
れている巻取り手段１３で巻取られ、基板を処理する工
程では、孔ｈがマイクロ波を導入するに差し支えない位
置に移動し、窓をセルフクリーニングする場合には、孔
ｈが窓から見えない位置に移動して、孔ｈのない部分が
電極となる位置に移動するようになっている。尚、巻取
り手段１３は、電位的に接地されている。

【００２３】更に、マイクロ波導入窓４ａ，帯状電極１
２，巻取り手段１３は、処理室５とは独立できる真空系
となるように、真空室１４で仕切られている。

【００２４】マイクロ波導入窓４ａは薄く大気圧に耐え
る強度がないために、真空室１４と処理室５とは、図示
しない配管と弁を介して接続され、処理室５と真空室１
４との間である値以上の圧力差が生じる場合には、圧力
が同じくなるように上記の弁が開かれる。

【００２５】真空室１４の圧力は、基板をプラズマ処理
する工程では、およそ０.１mmTorr以下とすれば、マイ
クロ波でこの部分にプラズマは発生せず、従って、マイ
クロ波伝播の損失は殆ど発生せず、基板のプラズマ処理
に影響はしない。

【００２６】マイクロ波導入窓４ａを洗浄する工程で
は、帯状電極１２がマイクロ波導入窓４ａを塞ぐため、
マイクロ波の電源はＯＦＦとし、高周波電源９のみで洗
浄ガスをプラズマ化する。この場合は、真空室１４の圧
力は、帯状電極１２を冷却するために、マイクロ波導入
窓４ａが強度上耐えられる範囲内で、数Torrの圧力まで
上げることも可能である。

【００２７】上記の構成により、マイクロ波導入窓４ａ
の洗浄工程では、高周波電源９により加速されたプラズ
マ中の荷電粒子は、マイクロ波導入窓４ａに衝突して付
着異物を物理的にスパッタエッチングすると同時に、洗
浄ガスのプラズマで化学的にもエッチングされ、高速な
セルフクリーニングが可能となる。この場合、マイクロ
波導入窓４ａを介して高周波電流が帯状電極１２へ流れ
る。

【００２８】このような本実施例によれば、マイクロ波
導入窓４ａを高速にセルフクリーニングできる効果があ
る。

【００２９】図２に本発明の他の実施例を示す。本実施
例の構成では、板状電極１２ａを図示しない真空中のロ
ボットハンドで、大気圧に面する側が大気圧の強度に耐
え得る厚みを有するマイクロ波導入窓４と、プラズマに
面する側がマイクロ波導入窓４よりは薄く、高周波電流
が通る薄さであるマイクロ波導入窓４ａとの二重構造と
なっているマイクロ波導入窓の二重構造の間を、抜き差
しする構造となっている。

【００３０】この場合の板状電極１２ａには孔はなく、
基板をプラズマ処理する工程ではマイクロ波の導入を妨
げないように板状電極１２ａは挿入せず、マイクロ波導
入窓４ａをセルフクリーニングする場合のみ挿入する。
挿入される板状電極１２ａは接地される構造とする。

【００３１】このような本実施例の構造であっても、そ
の効果は、上述した実施例と同様である。

【００３２】図３に本発明の更に他の実施例を示す。該
図の実施例は、図１に示した実施例に類似しているが、
図１に示した実施例と異なる点は、大気圧に面する側が
大気圧の強度に耐え得る厚みを有するマイクロ波導入窓
４と、プラズマに面する側がマイクロ波導入窓４よりは
薄く、高周波電流が通る薄さであるマイクロ波導入窓４
ａとを離して設置したことである。

【００３３】このような構成であっても、その効果は上
述した実施例と同様であるが、本実施例では、帯状電極
１２を組み込むスペースに余裕ができる効果がある。ま
た、本実施例では、帯状電極１２に高周波電源１５を印
加でき、マイクロ波導入窓４ａをより能動的に物理的エ
ッチングできる効果がある。

【００３４】図４（ａ）,（ｂ）,（ｃ）に本発明の更に
他の実施例を示す。上述した各実施例では、クリーニン
グ時の電極は孔のない例を示したが、本実施例は電極の
一部にマイクロ波の通る孔ｈ₁，ｈ₂（図４（ａ）は半円
状、（ｂ）は矩形状、（ｃ）は複数の形状の組合せ）を
開け、クリーニング時の圧力を数mmTorr以上として、マ
イクロ波でプラズマを付け、これに高周波を印加してク
リーニングするものである。

【００３５】本実施例の場合、クリーニングは、最初に
孔ｈ₁をマイクロ波導入窓４ａの隙間に入れ、孔ｈ₁の
開いていない部分の窓の領域をクリーニングし、その後
に孔ｈ₂をマイクロ波導入窓４ａに移動して残りの領域
をクリーニングするものである。尚、図４（ａ）,
（ｂ）,（ｃ）に示した孔の形状，個数は共に一例を示
したにすぎず、マイクロ波を入射できれば任意のもので
よいことは勿論である。

【００３６】このような本実施例とすることにより、マ
イクロ波により数mmTorrの低圧力でプラズマを付けるこ
とができるので、プラズマ中のイオン密度が高く、従っ
て、イオンによる物理的エッチング作用を高めることが
できるので、化学的エッチングと併せると、より高速の
クリーニングができる効果がある。

【００３７】図５に示す実施例は、大気圧に面する側が
大気圧の強度に耐え得る厚みを有するマイクロ波導入窓
４と、プラズマに面する側がマイクロ波導入窓４よりは
薄く、高周波電流が通る薄さであるマイクロ波導入窓４
ａとの二重構造となっているマイクロ波導入窓の二重構
造の隙間に、クリーニング時には水銀出入手段１６によ
り水銀を入れ、これを高周波用の電極とするものであ
る。

【００３８】これによっても、その効果は図１，図２，
図３に示したものと同様である。

【００３９】図６に示した実施例は、図３に示した実施
例と類似しているが、本実施例ではクリーニング時に
は、マイクロ波導入窓４とマイクロ波導入窓４ａとの間
に、非成膜系のガス、例えばアルゴン，酸素，窒素，ヘ
リウム等のガスをガス供給源１７より供給し、マイクロ
波によりマイクロ波導入窓４とマイクロ波導入窓４ａの
空間にプラズマを付けて、このプラズマをアース電極の
代わりとするものである。

【００４０】基板のプラズマ処理時には、バイパス排気
系１８でこの部分を真空引きして、この空間にはプラズ
マを付けないようにする。

【００４１】本実施例では、アース電極を簡単に設けら
れる効果がある。

【００４２】図７に示した実施例は、渦巻状の平面アン
テナ１９を用いた例である。渦巻状の平面アンテナ１９
には、マッチング回路２０を介して高周波電源１５より
電力が供給される。

【００４３】本実施例では、平面アンテナ１９が作る磁
場とプラズマが誘導的に結合できる構造なので、平面ア
ンテナコイルの作る磁界が透過できれば、多少マイクロ
波導入窓４ａは厚くてもよい。

【００４４】図８に本発明の別の実施例を示す。本実施
例でもマイクロ波導入窓は、大気圧に面する側が大気圧
の強度に耐え得る厚みを有するマイクロ波導入窓４と、
プラズマに面する側がマイクロ波導入窓４よりは薄く、
交換し易い薄さであるマイクロ波導入窓４ａとの二重構
造となっている。

【００４５】洗浄工程においては、処理室５のテーパ状
壁面等はアルミニウム等の金属であるために、洗浄ガス
をガス供給源１１から入れてプラズマ化し、必要に応じ
て高周波電源９からの電流も基板ホルダー６に印加し
て、処理室５のテーパ状壁面を洗浄ガスのプラズマによ
る化学的エッチングと、洗浄ガスのプラズマ中のイオン
衝撃による物理的エッチングとで高速にクリーニングす
る。

【００４６】一方、マイクロ波導入窓４ａは絶縁物であ
るために、イオン衝撃による物理的エッチングが不可能
なために、処理室５内での洗浄は行わず、清浄な別の窓
部材と交換するようにしたものである。

【００４７】図示した如く、基板処理の際に汚れたマイ
クロ波導入窓４ａは、窓材交換手段により真空室１４内
の一方に位置（４ａ₂の位置）に運びだされ、次に、清
浄なマイクロ波導入窓４ａ₁を真空室１４内の他方の位
置から窓材交換手段により、正常な位置に運び込まれマ
イクロ波導入窓の交換が完了する。

【００４８】このような本実施例によれば、In−situセ
ルフクリーニングの最も難しいマイクロ波導入窓の清浄
化を短時間にできるので、処理室全体の高速クリーニン
グができる効果がある。

【００４９】図９に更に別の実施例を示す。本実施例で
は、プラズマに面する側のマイクロ波導入窓４ａがロー
ル状に巻かれ、真空室１４の中に収納されている。基板
のプラズマ処理でマイクロ波導入窓４ａの表面が汚れ
が、クリーニング工程でマイクロ波導入窓４ａは、清浄
な表面で覆われるまでリールが一方向に巻かれ、これに
よりマイクロ波導入窓４ａの交換を行うものである。

【００５０】本実施例によれば、マイクロ波導入窓の清
浄化を短時間にできるので、処理室全体の高速クリーニ
ングができる効果があるし、また、マイクロ波導入窓を
誘電体のフィルム状とすれば、使い捨ても可能で、メン
テナンス性も良くなる。

【００５１】尚、図ではロール状に巻いたマイクロ波導
入窓の例を示したが、連続したものを折りたたんだマイ
クロ波導入窓としてもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上説明した本発明のプラズマ処理装
置、及びその洗浄方法によれば、少なくとも二重構造に
形成されたマイクロ波導入窓の間に被処理物を処理する
際にはマイクロ波が通り、マイクロ波導入窓をクリーニ
ングする際には電極となる部材が配置されているので、
この電極のイオンの引込みにより、プラズマに面する側
のマイクロ波導入窓に付着した異物をイオン衝撃で物理
的にエッチングすると同時に、プラズマ中のラジカルに
よる化学的エッチングを併用させて、高速にセルフクリ
ーニングできるようにしたので、マイクロ波導入窓を高
速に洗浄することが可能であり、スループットが向上す
る。

【００５３】また、マイクロ波導入窓のプラズマに接す
る側の窓部材を、真空中で清浄なものと短時間に交換す
ることにより、処理室全体の高速セルフクリーニングが
できるので、スループットを上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマ処理装置の一実施例を示し、
（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【図２】本発明のプラズマ処理装置の他の実施例を示す
断面図である。

【図３】本発明のプラズマ処理装置の更に他の実施例を
示す断面図である。

【図４】本発明のプラズマ処理装置に採用される帯状電
極の例を示す平面図である。

【図５】本発明のプラズマ処理装置の更に他の実施例を
示す断面図である。

【図６】本発明のプラズマ処理装置の更に他の実施例を
示す断面図である。

【図７】本発明のプラズマ処理装置に採用される平面ア
ンテナ電極の例を示す概略図である。

【図８】本発明のプラズマ処理装置の更に別の実施例を
示す断面図である。

【図９】本発明のプラズマ処理装置の更に別の実施例を
示す断面図である。

【図１０】従来のプラズマ処理装置の例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１…マイクロ波発信器、２…導波管、３…磁場発生手
段、４…厚手のマイクロ波導入窓、４ａ…薄手のマイク
ロ波導入窓、５…処理室、６…基板ホルダー、８…コン
デンサ、９，１５…高周波電源、１０…排気手段、１
１，１７…ガス供給源、１２…帯状電極、１３…巻取
り手段、１４…真空室、１６…水銀出入手段、１８…バ
イパス排気系、１９…平面アンテナ、２０…マッチング
回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲吉▼岡健茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者手束勉茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所エネルギー研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラズマを利用した化学的気相法により膜
の堆積、又はエッチング等を行うプラズマ処理装置のマ
イクロ波導入窓の前記プラズマに面する側の表面を、前
記プラズマに高周波エネルギを与えて洗浄するプラズマ
処理装置の洗浄方法において、前記マイクロ波導入窓部を洗浄する際には、少なくとも
二重構造に形成されている該マイクロ波導入窓の間に設
置されたアース電極、又は高周波印加電極にプラズマ中
のイオン電流が流れ込むことによりプラズマ中の荷電粒
子を加速し、このプラズマ中の荷電粒子で、前記プラズ
マに面した窓部表面を物理的にエッチングするか、又は
洗浄ガスのプラズマで行う化学的エッチングを併用して
洗浄することを特徴とするプラズマ処理装置の洗浄方
法。
【請求項２】プラズマを利用した化学的気相法により膜
の堆積、又はエッチング等を行うプラズマ処理装置のマ
イクロ波導入窓の前記プラズマに面する側の表面を、前
記プラズマに高周波エネルギを与えて洗浄するプラズマ
処理装置の洗浄方法において、前記マイクロ波導入窓部を洗浄する際には、少なくとも
二重構造に形成されている該マイクロ波導入窓の間に設
置された連続した帯状で、かつ、一部にマイクロ波導入
窓部の径相当の孔があいていると共に、該連続した帯状
の電極の孔を前記マイクロ波導入窓部に位置させたアー
ス電極、又は高周波印加電極にプラズマ中のイオン電流
が流れ込むことによりプラズマ中の荷電粒子を加速し、
このプラズマ中の荷電粒子で、前記プラズマに面した窓
部表面を物理的にエッチングするか、又は洗浄ガスのプ
ラズマで行う化学的エッチングを併用して洗浄すること
を特徴とするプラズマ処理装置の洗浄方法。
【請求項３】前記連続した帯状のアース電極、又は高周
波印加電極は、前記マイクロ波導入窓の外周端近傍で巻
き取られることを特徴とする請求項２記載のプラズマ処
理装置の洗浄方法。
【請求項４】プラズマを利用した化学的気相法により膜
の堆積、又はエッチング等を行うプラズマ処理装置のマ
イクロ波導入窓の前記プラズマに面する側の表面を、前
記プラズマに高周波エネルギを与えて洗浄するプラズマ
処理装置の洗浄方法において、前記マイクロ波導入窓部を洗浄する際には、少なくとも
二重構造に形成されている該マイクロ波導入窓の間の隙
間に埋められているアース電極、又は高周波印加電極と
なる水銀にプラズマ中のイオン電流が流れ込むことによ
りプラズマ中の荷電粒子を加速し、このプラズマ中の荷
電粒子で前記プラズマに面した窓部表面を物理的にエッ
チングするか、又は洗浄ガスのプラズマで行う化学的エ
ッチングを併用して洗浄することを特徴とするプラズマ
処理装置の洗浄方法。
【請求項５】プラズマを利用した化学的気相法により膜
の堆積、又はエッチング等を行うプラズマ処理装置のマ
イクロ波導入窓の前記プラズマに面する側の表面を、前
記プラズマに高周波エネルギを与えて洗浄するプラズマ
処理装置の洗浄方法において、前記マイクロ波導入窓部を洗浄する際には、少なくとも
二重構造に形成されている該マイクロ波導入窓の間にア
ース電極、又は高周波印加電極となるプラズマ用ガスを
入れてプラズマを付けて電極とし、この電極にプラズマ
中のイオン電流が流れ込むことによりプラズマ中の荷電
粒子を加速し、このプラズマ中の荷電粒子で、前記プラ
ズマに面した窓部表面を物理的にエッチングするか、又
は洗浄ガスのプラズマで行う化学的エッチングを併用し
て洗浄することを特徴とするプラズマ処理装置の洗浄方
法。
【請求項６】プラズマを利用した化学的気相法により膜
の堆積、又はエッチング等を行うプラズマ処理装置のマ
イクロ波導入窓の前記プラズマに面する側の表面を清浄
化する方法において、少なくとも二重構造になっている前記マイクロ波導入窓
部の前記プラズマに面した窓部分を、真空中で新たな窓
と交換することを特徴とするプラズマ処理装置の清浄化
方法。
【請求項７】プラズマを利用した化学的気相法により膜
の堆積、又はエッチング等を行うプラズマ処理装置のマ
イクロ波導入窓の前記プラズマに面する側の表面を清浄
化する方法において、大気側が大気圧に耐えられる強度を有する厚みで、真空
側が大気側より薄い厚みとなる二重構造に形成された前
記マイクロ波導入窓部の前記大気側より薄い真空側の窓
部を、真空中で新たな窓と交換することを特徴とするプ
ラズマ処理装置の清浄化方法。
【請求項８】プラズマを利用した化学的気相法により膜
の堆積、又はエッチング等を行うプラズマ処理装置のマ
イクロ波導入窓の前記プラズマに面する側の表面を清浄
化する方法において、大気側が大気圧に耐えられる強度を有する厚みで、真空
側が大気側より薄い厚みとなる二重構造に形成された前
記マイクロ波導入窓部の前記大気側より薄い真空側の窓
部は、クリーニング時にロール状に巻かれたものを表面
が清浄なものとなるまでリールに巻き取ることにより、
新たな窓とすることを特徴とするプラズマ処理装置の清
浄化方法。
【請求項９】内部に被処理物が収納され、真空に保持さ
れている処理室と、該処理室にマイクロ波導入窓を介し
てマイクロ波発信器からのマイクロ波を導入する導波管
と、前記処理室内の一部に磁場を発生させる磁場発生手
段と、前記処理室内に、前記被処理物を処理する際には
処理ガスを、処理室内部をクリーニングする際には洗浄
ガスをそれぞれ供給するガス供給源とを備え、前記磁場
発生手段による磁場とマイクロ波導入窓を介して導入さ
れるマイクロ波とにより電子サイクロトロン共鳴を起こ
して前記処理室内に高密度のプラズマを生成し、このプ
ラズマを利用して前記被処理物を処理するプラズマ処理
装置において、前記マイクロ波導入窓を少なくとも二重構造に形成し、
その間に前記被処理物を処理する際にはマイクロ波が通
り、マイクロ波導入窓をクリーニングする際には電極と
なる部材が配置されていることを特徴とするプラズマ処
理装置。
【請求項１０】内部に被処理物が収納され、真空に保持
されている処理室と、該処理室にマイクロ波導入窓を介
してマイクロ波発信器からのマイクロ波を導入する導波
管と、前記処理室内の一部に磁場を発生させる磁場発生
手段と、前記処理室内に、前記被処理物を処理する際に
は処理ガスを、処理室内部をクリーニングする際には洗
浄ガスをそれぞれ供給するガス供給源とを備え、前記磁
場発生手段による磁場とマイクロ波導入窓を介して導入
されるマイクロ波とにより電子サイクロトロン共鳴を起
こして前記処理室内に高密度のプラズマを生成し、この
プラズマを利用して前記被処理物を処理するプラズマ処
理装置において、前記マイクロ波導入窓を少なくとも二重構造に形成し、
その間に、マイクロ波導入窓をクリーニングする際には
真空中で抜き差しできるアース電極、又は高周波印加電
極が差し込まれていることを特徴とするプラズマ処理装
置。
【請求項１１】内部に被処理物が収納され、真空に保持
されている処理室と、該処理室にマイクロ波導入窓を介
してマイクロ波発信器からのマイクロ波を導入する導波
管と、前記処理室内の一部に磁場を発生させる磁場発生
手段と、前記処理室内に、前記被処理物を処理する際に
は処理ガスを、処理室内部をクリーニングする際には洗
浄ガスをそれぞれ供給するガス供給源とを備え、前記磁
場発生手段による磁場とマイクロ波導入窓を介して導入
されるマイクロ波とにより電子サイクロトロン共鳴を起
こして前記処理室内に高密度のプラズマを生成し、この
プラズマを利用して前記被処理物を処理するプラズマ処
理装置において、前記マイクロ波導入窓を、大気圧に面する側が厚くプラ
ズマに面する側がこれより薄い二重構造に形成し、その
間には、前記被処理物を処理する際にはマイクロ波が通
り、マイクロ波導入窓をクリーニングする際には電極と
なる帯状電極が配置されると共に、該帯状電極は巻取り
手段で巻取られることにより所定位置に移動可能であ
り、かつ、これらプラズマに面する側のマイクロ波導入
窓、帯状電極、巻取り手段は、前記処理室とは独立した
真空系に構成されていることを特徴とするプラズマ処理
装置。
【請求項１２】前記帯状電極の一部にはマイクロ波導入
窓相当の大きさの孔が設けられ、前記帯状電極が巻取り
手段で巻取られて前記被処理物を処理する際には、この
孔がマイクロ波を導入するに差し支えない位置に移動
し、マイクロ波導入窓をクリーニングする際には、該孔
がマイクロ波導入窓から見えない位置に移動することを
特徴とする請求項１１記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】内部に被処理物が収納され、真空に保持
されている処理室と、該処理室にマイクロ波導入窓を介
してマイクロ波発信器からのマイクロ波を導入する導波
管と、前記処理室内の一部に磁場を発生させる磁場発生
手段と、前記処理室内に、前記被処理物を処理する際に
は処理ガスを、処理室内部をクリーニングする際には洗
浄ガスをそれぞれ供給するガス供給源とを備え、前記磁
場発生手段による磁場とマイクロ波導入窓を介して導入
されるマイクロ波とにより電子サイクロトロン共鳴を起
こして前記処理室内に高密度のプラズマを生成し、この
プラズマを利用して前記被処理物を処理するプラズマ処
理装置において、前記マイクロ波導入窓を少なくとも二重構造に形成し、
その間に水銀を入れて前記被処理物を処理する際には高
周波用の電極となる水銀出入手段を備えていることを特
徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１４】前記電極は、連続巻線形状をした平面ア
ンテナであることを特徴とする請求項１０記載のプラズ
マ処理装置。
【請求項１５】内部に被処理物が収納され、真空に保持
されている処理室と、該処理室にマイクロ波導入窓を介
してマイクロ波発信器からのマイクロ波を導入する導波
管と、前記処理室内の一部に磁場を発生させる磁場発生
手段と、前記処理室内に、前記被処理物を処理する際に
は処理ガスを、処理室内部をクリーニングする際には洗
浄ガスをそれぞれ供給するガス供給源とを備え、前記磁
場発生手段による磁場とマイクロ波導入窓を介して導入
されるマイクロ波とにより電子サイクロトロン共鳴を起
こして前記処理室内に高密度のプラズマを生成し、この
プラズマを利用して前記被処理物を処理するプラズマ処
理装置において、前記マイクロ波導入窓を、大気圧に面する側が厚くプラ
ズマに面する側がこれより薄い二重構造に形成し、か
つ、そのプラズマに面する側の薄いマイクロ波導入窓が
汚れた際には、新しいマイクロ波導入窓と真空中で交換
する窓材交換手段を備えていることを特徴とするプラズ
マ処理装置。
【請求項１６】内部に被処理物が収納され、真空に保持
されている処理室と、該処理室にマイクロ波導入窓を介
してマイクロ波発信器からのマイクロ波を導入する導波
管と、前記処理室内の一部に磁場を発生させる磁場発生
手段と、前記処理室内に、前記被処理物を処理する際に
は処理ガスを、処理室内部をクリーニングする際には洗
浄ガスをそれぞれ供給するガス供給源とを備え、前記磁
場発生手段による磁場とマイクロ波導入窓を介して導入
されるマイクロ波とにより電子サイクロトロン共鳴を起
こして前記処理室内に高密度のプラズマを生成し、この
プラズマを利用して前記被処理物を処理するプラズマ処
理装置において、前記マイクロ波導入窓を、大気圧に面する側が厚くプラ
ズマに面する側がこれより薄い二重構造に形成し、か
つ、そのプラズマに面する側の薄いマイクロ波導入窓
が、該窓の両端部でロール状に巻かれたものであり、こ
のマイクロ波導入窓が汚れた際には、該ロール状に巻か
れたマイクロ波導入窓を清浄な表面となるま一方向に巻
取り交換することを特徴とするプラズマ処理装置。