JPH1167727A - プラズマ処理装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】真空容器の壁面への膜の堆積をなくして処理室
内の発塵を防止し、製品歩留まりの向上を図ると共に、
装置としての稼働率を向上させ、製品コストの低減を図
ることができるようにしたプラズマ処理装置およびその
方法を提供することにある。 【解決手段】本発明は、真空容器内に処理ガスを導入し
て被処理基板上にプラズマを発生させ、該プラズマによ
り前記被処理基板に対して処理を行うプラズマ処理装置
において、前記真空容器内における前記プラズマに面す
る壁面に、炭素間の結合を切り離して水素またはフッ素
によるガス分子化を促進する触媒材料を有するように構
成したことを特徴とするプラズマ処理装置およびその方
法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子を製
造する際に用いられる層間絶縁膜に対するエッチング処
理、および半導体素子を製造する際に用いられる絶縁膜
形成や、磁気ディスクにおける保護膜形成等のＣＶＤ処
理に係り、特にその処理室内壁面上への膜堆積をなく
し、異物発生の低減を図るようにしたプラズマ処理装置
およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置等に多く用いられる層間絶縁
膜のパターン形成方法に関する従来技術１としては、例
えば特開平７−７８８０２号公報に記載されている様
に、被処理基板が設置された真空容器内にＣＦ₄等のフ
ッ化炭素ガスを導入し、基板と真空容器壁面との間に高
周波電界を印加しプラズマを発生させ、プラズマ中で形
成されるフッ素のイオン及びラジカルにより層間絶縁膜
中のＳｉをフッ化し、分解除去するエッチング方法が知
られている。また磁気ディスクに多く用いられる基板表
面への炭素保護膜の形成方法に関する従来技術２として
は、例えば特開平５−１４０７５２号公報に記載されて
いる様に、被処理基板が設置された真空容器内にメタン
等の炭化水素ガスを導入し、基板と真空容器壁面との間
に高周波電界を印加しプラズマを発生させ、基板表面へ
入射するプラズマ中のイオンの衝撃により炭化水素分子
を分解し、炭素皮膜を形成する方法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
１、２では、被処理基板以外の真空容器の壁面に、プラ
ズマ中あるいは該壁面で分解された炭素分子、フッ化炭
素化合物または炭化水素化合物が付着し、徐々にフッ化
炭素の重合膜や炭化水素化合物を含む炭素膜が堆積して
しまうことになる。特に、多数の被処理基板を連続して
処理しなければならない量産用プラズマ処理装置におい
ては、堆積する厚さは増えつづけ、やがて膜の内部応力
により壁面より剥離し、処理対象基板表面に付着し製品
歩留まりを低下させる課題を有する。この課題に対する
対応策としては、現状では真空容器壁上に交換可能な防
着板を設置し、膜を防着板に堆積するようにし、堆積膜
が剥離する膜厚になる以前に連続処理を停止して、防着
板を交換して製品歩留まりを維持している。しかし、防
着板の交換により装置が停止することによる生産性の低
下や、交換に要する人件費、また防着板の費用等が発生
し、製品コストを増加させる課題がある。

【０００４】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
真空容器の壁面への膜の堆積をなくして処理室内の発塵
を防止し、製品歩留まりの向上を図ると共に、装置とし
ての稼働率を向上させ、製品コストの低減を図ることが
できるようにしたプラズマ処理装置およびその方法を提
供することにある。また、本発明の他の目的は、被処理
基板に形成された絶縁膜等に対して、発塵に基づく異物
の付着を低減して、高品質のパターンをプラズマエッチ
ング処理して高歩留まりで形成することができるように
したプラズマ処理装置およびその方法を提供することに
ある。また、本発明の他の目的は、被処理基板上に、発
塵に基づく異物の付着を低減して、高品質の炭素膜や絶
縁膜等をプラズマＣＶＤ処理して高歩留まりで成膜する
ことができるようにしたプラズマ処理装置およびその方
法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、真空容器内に処理ガスを導入して被処理
基板上にプラズマを発生させ、該プラズマにより前記被
処理基板に対して処理を行うプラズマ処理装置におい
て、前記真空容器内における前記プラズマに面する壁面
に、炭素間の結合を切り離して水素またはフッ素による
ガス分子化を促進する触媒材料を有するように構成した
ことを特徴とするプラズマ処理装置である。

【０００６】また、本発明は、真空容器内に処理ガス
（例えばＡｒおよびＣＦ₄若しくはＣＨＦ₃若しくはＣ₄
Ｆ₈等の有機混合ガス）を導入して被処理基板上にプラ
ズマを発生させ、該プラズマにより前記被処理基板上に
形成された絶縁膜等に対してエッチング処理を行うプラ
ズマエッチング処理装置において、前記真空容器内にお
ける前記プラズマに面する壁面に、炭素間の結合を切り
離して水素またはフッ素によるガス分子化を促進する触
媒材料を有するように構成したことを特徴とするプラズ
マ処理装置である。また、本発明は、真空容器内に処理
ガス（メタンガスまたは珪化水素ガスもしくはその誘導
体のガス等）を導入して被処理基板上にプラズマを発生
させ、該プラズマにより前記被処理基板に対して炭素膜
や絶縁膜等についてＣＶＤ成膜処理を行うＣＶＤ処理装
置において、前記真空容器内における前記プラズマに面
する壁面に、炭素間の結合を切り離して水素またはフッ
素によるガス分子化を促進する触媒材料を有するように
構成したことを特徴とするプラズマ処理装置である。

【０００７】また、本発明は、真空容器内に処理ガスを
導入して被処理基板上にプラズマを発生させ、該プラズ
マにより前記被処理基板に対して処理を行うプラズマ処
理装置において、前記真空容器内における壁面を２重構
造にし、内壁を多孔質材料で形成し、前記プラズマに面
する前記内壁面に、炭素間の結合を切り離して水素また
はフッ素によるガス分子化を促進する触媒材料を有し、
前記内壁と外壁との間に導入された水素ガスまたはフッ
素ガスを前記多孔質材料を浸透させて前記触媒材料に供
給するように構成したことを特徴とするプラズマ処理装
置である。また、本発明は、真空容器内に処理ガスを導
入して被処理基板上にプラズマを発生させ、該プラズマ
により前記被処理基板に対してエッチング処理を行うプ
ラズマエッチング処理装置において、前記真空容器内に
おける壁面を２重構造にし、内壁を多孔質材料で形成
し、前記プラズマに面する前記内壁面に、炭素間の結合
を切り離して水素またはフッ素によるガス分子化を促進
する触媒材料を有し、前記内壁と外壁との間に導入され
た水素ガスまたはフッ素ガスを前記多孔質材料を浸透さ
せて前記触媒材料に供給するように構成したことを特徴
とするプラズマ処理装置である。

【０００８】また、本発明は、真空容器内に処理ガスを
導入して被処理基板上にプラズマを発生させ、該プラズ
マにより前記被処理基板に対してＣＶＤ成膜処理を行う
ＣＶＤ処理装置において、前記真空容器内における壁面
を２重構造にし、内壁を多孔質材料で形成し、前記プラ
ズマに面する前記内壁面に、炭素間の結合を切り離して
水素またはフッ素によるガス分子化を促進する触媒材料
を有し、前記内壁と外壁との間に導入された水素ガスま
たはフッ素ガスを前記多孔質材料を浸透させて前記触媒
材料に供給するように構成したことを特徴とするプラズ
マ処理装置である。また、本発明は、前記プラズマ処理
装置において、前記触媒材料として、ＮｉまたはＰｔま
たはＰｄを主成分とすることを特徴とする。また、本発
明は、前記プラズマ処理装置において、前記触媒材料と
して、金属酸化膜を主成分とすることを特徴とする。ま
た、本発明は、前記プラズマ処理装置において、前記触
媒材料として、金属酸化膜を含有する焼結体であること
を特徴とする。また、本発明は、前記プラズマ処理装置
において、前記壁面に加熱手段を有することを特徴とす
る。また、本発明は、真空容器内に処理ガスを導入して
被処理基板上にプラズマを発生させ、該プラズマにより
前記被処理基板に対して処理を行うプラズマ処理方法に
おいて、前記真空容器内における前記プラズマに面する
壁面に有する触媒材料によって、炭素間の結合を切り離
して水素またはフッ素によるガス分子化を促進して壁面
から脱離させることを特徴とするプラズマ処理方法であ
る。

【０００９】また、本発明は、真空容器内に処理ガスを
導入して被処理基板上にプラズマを発生させ、該プラズ
マにより前記被処理基板上に形成された絶縁膜等に対し
てエッチング処理を行うプラズマエッチング処理方法に
おいて、前記真空容器内における前記プラズマに面する
壁面に有する触媒材料によって、炭素間の結合を切り離
して水素またはフッ素によるガス分子化を促進して壁面
から脱離させることを特徴とするプラズマ処理方法であ
る。また、本発明は、真空容器内に処理ガスを導入して
被処理基板上にプラズマを発生させ、該プラズマにより
前記被処理基板に対して炭素膜や絶縁膜等についてＣＶ
Ｄ成膜処理を行うＣＶＤ処理方法において、前記真空容
器内における前記プラズマに面する壁面に有する触媒材
料によって、炭素間の結合を切り離して水素またはフッ
素によるガス分子化を促進して壁面から脱離させること
を特徴とするプラズマ処理方法である。また、本発明
は、前記プラズマ処理装置およびその方法において、成
膜材料ガスとして珪化水素ガスもしくはその誘導体のガ
スを用い酸化珪素を主成分とする絶縁膜を成膜するよう
にしたことを特徴とする。

【００１０】以上説明したように、前記構成によれば、
エッチング装置やＣＤＶ装置の真空容器壁面への炭化物
膜の堆積をなくし、処理室内の発塵を防止し、それによ
り、製品歩留まりの向上を図ると共に、処理室内の清掃
や、防着板の交換による生産性の低下を解消し、交換に
要する人件費、や防着板の費用等をなくし、製品コスト
の低減を図ることが可能となる。また、前記構成によれ
ば、被処理基板に形成された絶縁膜等に対して、発塵に
基づく異物の付着を低減して、高品質のパターンをプラ
ズマエッチング処理して高歩留まりで形成することがで
きる。また、前記構成によれば、被処理基板上に、発塵
に基づく異物の付着を低減して、高品質の炭素膜や絶縁
膜等をプラズマＣＶＤ処理して高歩留まりで成膜するこ
とができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る実施の形態につい
て、図を用いて説明する。本発明者等は、種々実験検討
した結果、以下に説明するような有効な知見を得た。ま
ず、本発明に係るプラズマエッチング装置は、例えば図
１に示すように平行平板狭電極型で構成される。即ち、
平行平板狭電極型のプラズマエッチング装置は、真空容
器１と、該真空容器１内に設置された電極２、３と、該
電極２上に載置されるエッチング処理が施される処理対
象となる基板９と、上記電極２と電極３との間に接続さ
れ、電極間に数１００ｋＨｚ〜数１０ＭＨｚ程度の高周
波電位を印加しプラズマ８を発生させるための高周波電
源１０と、下部電極２と上部電極３との間にプラズマを
閉じ込めるための下部電極２における基板９の周囲およ
び上部電極３の周囲を覆うように設置された石英やセラ
ミック等の耐熱性の高い材料で形成された防着板（シー
ルド材）５、６と、真空容器１に接続された排気装置１
１、およびガス供給系４とによって構成される。ガス供
給系４より導入された処理ガスは、上部電極３に処理基
板９に向けて多数設けられたガス供給口４ａから被処理
基板１上に分散して供給される。上記ガス供給口４ａが
穿設された部材は、プラズマに晒されても問題のないカ
ーボンやシリコン等で形成される。また、防着板５、６
及び真空容器１には、加熱ヒータが取り付けてあり表面
温度を最大５００℃まで加熱することができるように構
成されている。

【００１２】平行平板狭電極型のプラズマエッチング装
置におけるエッチング処理は次のように行われる。ま
ず、下部電極２は降下し、基板供給装置（図示せず）か
らロボット等の搬送手段により被処理基板９を受け取
り、下部電極２上に設置する。その後、下部電極２は電
極昇降機構１２により上昇し、上部電極３との間に１０
ｍｍ程度の間隔が保たれる。ガス供給系４より処理ガス
として例えばＡｒおよびＣＦ₄若しくはＣＨＦ₃若しくは
Ｃ₄Ｆ₈等の有機混合ガスを導入し、電極２、３間を０．
５〜１００Ｐａ程度の圧力に設定する。処理ガスは、防
着板５、６間の間隙を通り排気される。この状態で、高
周波電源１０からの高周波電力を印加することで、電極
２、３との間にはプラズマ８が発生し、被処理基板９上
の例えばＳｉＯ₂膜、ＳｉＮ膜等がＣＦ₄、またはＣＨＦ
₃またはＣ₄Ｆ₈との反応によりエッチングが行われる。
プラズマ８は、電極２、３の間に電界がかかっているこ
とと防着板５と防着板６との間隙が２〜３ｍｍ程度と狭
いことにより、防着板５、６の内側のみに発生すること
になる。このように、プラズマ８が上下電極２、３間に
閉じ込められることにより、電極面以外のプラズマに接
する壁面での荷電粒子の損失が減り、高密度のプラズマ
が得られることと、そこに堆積する反応生成物からの発
生ガス、塵埃等による影響を極力抑えることが可能とな
る。

【００１３】このように、入射するイオンのエネルギと
密度の高いカソード電極（被処理基板９）２上におい
て、フッ化炭素の分解により発生するＦ、ＣＦ、Ｃ
Ｆ₂、ＣＦ₃といったフッ素ラジカルは被処理基板９の表
面（ＳｉＯ₂膜、またはＳｉＮ膜）のＳｉと反応してフ
ッ化珪素ガスとなり除去され、また分解した炭素原子も
ＳｉＯ₂、またはＳｉＮ中のＯ、Ｎと結合してＣＯ₂（炭
酸ガス）やＣＮとなり除去されてエッチングが行われ
る。即ち、被処理基板９上では、プラズマ中のイオンが
電界により加速して被処理基板９の表面に入射すること
で、被処理基板９の表面に予め形成していたＳｉＯ
₂（シリコン酸化）膜、またはＳｉＮ膜を分解し、シリ
コンのフッ化物と炭酸ガスまたは窒化炭素を生成する。
これに対し、イオンが加速入射しない防着板５、６及び
真空容器１の表面では、プラズマ中で分解されたラジカ
ルが吸着し互いに結合しあい、高分子の炭化物重合膜
（ＣＦ₃−(ＣＦ₂)_n−ＣＦ₃）が形成されることになる。
即ち、防着板５、６の表面及び真空容器１の壁面では、
表面へのイオンの入射エネルギと少なく十分に分解しな
いフッ化炭素イオンが、表面に吸着しているフッ化炭素
ガス分子と重合反応を起こし、フッ化炭素の重合膜（Ｃ
Ｆ₃−(ＣＦ₂)_n−ＣＦ₃）が形成されることになる。防着
板５、６の表面及び真空容器１の壁面に吸着したフッ化
炭素ガス分子がプラズマ中のフッ化炭素イオンの衝撃を
受けて、フッ素を放出したフラグメントを持つフッ化炭
素ラジカルが生成され、しかる後にフッ化炭素ラジカル
同士が重合して高分子の炭化物重合膜（ＣＦ₃−(ＣＦ₂)
_n−ＣＦ₃）が形成されることになる。

【００１４】このように、多数の被処理基板９を連続し
て処理する量産用プラズマエッチング装置においては、
堆積する炭化物膜厚は増えつづけ、やがて膜の内部応力
により壁面より剥離し、処理対象基板９の表面に付着し
製品歩留まりを低下させることになる。ここで、真空容
器１内の防着板５、６も含めた壁面の材料として、炭素
化合物の水素化、フッ化に触媒として働くＮｉ，Ｐｔ，
Ｐｄ等を主成分とする金属触媒、または炭化物のクラッ
キング能と水素化能、フッ化能とを合わせ持つモリブデ
ン酸化物（ＭｏＯ₃−ＣｏＯ−Ａｌ₂Ｏ₃）、鉄酸化物
（Ｆｅ₂Ｏ₃）等を主成分とする金属酸化物触媒を用いる
ことで、処理中において真空容器１内の壁面にイオン衝
突により生成したフッ化炭素ラジカルは、上記壁面の触
媒により水素ラジカル(プロトン)またはフッ素ラジカル
（プロトン）を受け取って、ＣＦ₂同士の繋がりを切り
離して安定なフッ化水素ガス分子またはフッ化フッ素ガ
ス分子として壁面を脱離して、フッ化炭素の重合膜（Ｃ
Ｆ₃−(ＣＦ₂)_n−ＣＦ₃）の付着を低減または防止するこ
とができる。これらの触媒は、真空容器１の壁面をＮ
ｉ，Ｐｔ，Ｐｄ等を主成分とする金属触媒、またはモリ
ブデン酸化物（ＭｏＯ₃−ＣｏＯ−Ａｌ₂Ｏ₃）、鉄酸化
物（Ｆｅ₂Ｏ₃）等を主成分とする金属酸化物触媒そのも
のの材料で形成、または蒸着、スパッタリング、メッキ
等の手段により上記金属触媒の膜、または上記金属酸化
物触媒の膜として被覆して用いる。即ち、真空容器１内
の壁面を上記水素化、フッ化を促進する触媒で構成する
ことにより、容器壁面にイオン衝撃により生成したフッ
化炭素ラジカルは、容器壁面の触媒より、水素ラジカル
（プロトン）またはフッ素ラジカル（プロトン）を受け
取り、ＣＦ₂同士の繋がりを切り離して安定なフッ化水
素ガス分子、フッ化フッ素ガス分子として壁面を脱離す
る。フッ化炭素ラジカルの水素化、フッ化がラジカル同
士の重合反応より高速に反応が進むなら、真空容器１の
壁面にフッ化炭素の重合膜が堆積することはない。

【００１５】ラジカル同士の重合反応速度が早い場合で
も、ＭｏＯ₃−ＣｏＯ−Ａｌ₂Ｏ₃に代表されるモリブデ
ン等の酸化触媒からなるクラッキング触媒を用いること
で、すでに結合した炭素間（ＣＦ₂間）の結合を切断
し、そのフラグメントに水素、フッ素を付加して短分子
化してガス分子にすることができる。上記触媒反応を進
めるためには、触媒表面の温度の高温化と、触媒表面へ
の水素、フッ素の供給を促進することが重要である。実
験では触媒表面温度を１００〜５００℃程度に上げるこ
とで効果を得ることができる。触媒表面へ水素またはフ
ッ素を供給するために、処理ガス供給系４により、処理
ガスと同時に水素ガスとしてＨ₂ガス若しくはＨ₂Ｏガス
（水素ができる。）を混入し、またはフッ素ガスとして
Ｆ₂ガス若しくはＳＦ₆ガス、ＮＦ₃ガスを混入して真空
容器（処理室）１内に導入するか、あるいは処理前に真
空容器１内に水素ガス（Ｈ₂ガス若しくはＨ₂Ｏガス）ま
たはフッ素ガス（Ｆ₂ガス若しくはＳＦ₆ガス、ＮＦ₃ガ
ス）のみを高い圧力（１００〜１００００Ｐａ）で導入
し、触媒表面及びその内部に水素またはフッ素を吸着及
び吸蔵させ、しかる後に処理ガスを導入してエッチング
処理を行う。後者は工程が複雑であるが、表面に吸着、
吸蔵した水素またはフッ素により処理の間、壁面の表面
に膜が付着しても触媒内部からのガス供給により付着膜
を除去することができる。なお、一度真空容器１の壁面
にフッ化炭素の重合膜が付着してしまうと、除去できな
くなってしまうので、処理前に真空容器１内に水素ガス
またはフッ素ガスのみを高い圧力（１００〜１００００
Ｐａ）で導入して、触媒表面及びその内部に、即ち界面
に水素ガス分子またはフッ素ガス分子を吸着及び吸蔵さ
せることが望ましい。

【００１６】さらに触媒表面への水素またはフッ素の供
給を効率化する方法として、図２に示すように、防着板
（シールド材）５、６も含めて真空容器１の壁を二重に
して、プラズマと接する内壁１ａはセラミック等の焼結
体からなる多孔質材を用い、その表面に薄く前記触媒を
被覆させ、そして外壁１ｂと内壁１ａとの間に水素ガス
またはフッ素ガスを導入する。この構造により、外壁１
ｂと内壁１ａとの間に導入された水素ガスまたはフッ素
ガスは内壁１ａである多孔質材を浸透して触媒表面に供
給される。この方法により触媒表面に連続的に水素ガス
またはフッ素ガスを供給することができる。この実施の
形態の場合、常に壁面である界面から、水素ガスまたは
フッ素ガスが供給されるので、一度付着したフッ化炭素
の重合膜でも壁面から脱離することが可能となる。以上
説明したように、上記真空容器１内の壁面へのフッ化炭
素の重合膜（ＣＦ₃−(ＣＦ₂)_n−ＣＦ₃）の付着の低減ま
たは防止を助長するためには、壁面をプラズマ照射等
により触媒表面を清浄な状態に保つこと。壁面の温度
を１００〜５００℃の高温に保つこと。真空容器中に
フッ化炭素ガスと共に適量の水素ガス（Ｈ₂ガス若しく
はＨ₂Ｏガス（水素ができる。））またはフッ素ガス
（Ｆ₂ガス若しくはＳＦ₆、ＮＦ₃といったガス（フッ素
ができる。））を同時に導入すること。または成膜処理
前に十分高い圧力で水素ガス等を処理室内に導入し、処
理室内壁に水素ガス分子等を吸着させた後に処理ガスを
導入し成膜を行うこと。または水素ガス等の導入効果を
高めるために壁面を二重にして、プラズマと接する内壁
は前記触媒をセラミック等の多孔質材に付着させた物を
用い、外壁との間に水素ガス等を導入するという手段を
とることが有効である。

【００１７】なお、プラズマエッチング装置において、
炭素間の結合を切断するためにフッ素ガスを用いた場
合、真空容器１内に混入するなまのフッ素ガスが多くな
り、エッチングの選択比を悪くすることから、水素ガス
を用いた方が好ましい。以上は、プラズマエッチング装
置の場合について説明したが、図３および図４に示すＣ
ＶＤ炭素膜成膜装置にも適用することができる。即ち、
ＣＶＤ炭素膜成膜装置は、真空容器２０と、該真空容器
２０内の中央に基板保持機構２１に保持されて搬入さ
れ、処理後搬出され、電気的に接地された成膜対象とな
る被処理基板２２と、上記真空容器２０内に被処理基板
２２の両面に対向するように設置された電極２３ａ、２
３ｂと、該電極２３ａ、２３ｂの各々と被処理基板２２
との間に高周波電位を発生させるために電極２３ａ、２
３ｂの各々と整合器２６ａ、２６ｂの各々を介して接続
される高周波電源２７ａ、２７ｂと、各電極２３ａ、２
３ｂの表面温度を最大５００℃まで加熱することができ
る加熱ヒータ２８ａ、２８ｂと、被処理基板２２の両面
に炭素膜を形成するためのメタンガス等の有機ガスを上
記真空容器２０内に導入するガス供給系２４と、排気す
るための排気装置２９とにより構成される。

【００１８】ＣＶＤ炭素膜成膜装置における被処理基板
２２の両面への炭素膜の成膜は、次のようにして行われ
る。即ち、メタンガス等の有機ガスをガス供給系２４よ
り真空容器内で１〜３００Ｐａ程度になるように供給す
る。高周波電源２７ａ、２７ｂより所定の電力を所定の
時間供給する。電極２３ａ、２３ｂは整合器２６ａ、２
６ｂを介して高周波電源２７ａ、２７ｂに接続されてい
る関係から、処理ガス（メタンガス）は、各高周波電源
２７ａ、２７ｂによって印加される高周波電力により、
被処理基板２２と各電極２７ａ、２７ｂとの間において
周波数ｆで電位変動を起こして電離してプラズマ３０
ａ、３０ｂが発生することになる。このように発生した
各プラズマ３０ａ、３０ｂは、各電極２３ａ、２３ｂ
と、被処理基板２２との間に高周波電流を流すが、被処
理基板２２の面積が各電極２３ａ、２３ｂに比べ狭いた
め、被処理基板２２と各プラズマ３０ａ、３０ｂとの間
に大きな電位差が生じる。これにより投入された電力
は、主にプラズマ３０ａ、３０ｂと被処理基板２２との
間のシースの電位差によるイオンの基板への加速入射に
使われ、被処理基板２２の両面には、高品質の炭素膜が
成膜されることになる。

【００１９】しかし、プラズマに印加される電力は高周
波であるため、各電極２３ａ、２３ｂにもその面積の大
きさ故に電流密度は少ないが、同じ大きさのイオン電流
が流れる、したがって真空容器２０の壁面にもプラズマ
中あるいは該容器壁面で分解された炭素分子、または炭
化水素化合物が付着し、徐々に炭化水素化合物を含む炭
化物重合膜（ＣＨ₃−(ＣＨ₂)_n−ＣＨ₃）が堆積すること
になる。このように、多数の被処理基板２２を連続して
処理する量産用ＣＶＤ装置においては、堆積する炭化物
膜厚は増えつづけ、やがて膜の内部応力により壁面より
剥離し、処理対象基板２２の表面に付着し製品歩留まり
を低下させることになる。

【００２０】ここで、真空容器２０内の壁面の材料とし
て、炭素化合物の水素化、フッ化に触媒として働くＮ
ｉ，Ｐｔ，Ｐｄ等を主成分とする金属触媒、または炭化
物のクラッキング能と水素化能、フッ化能とを合わせ持
つモリブデン酸化物（ＭｏＯ₃−ＣｏＯ−Ａｌ₂Ｏ₃）、
鉄酸化物（Ｆｅ₂Ｏ₃）等を主成分とする金属酸化物触媒
を用いることで、処理中において真空容器２０内の壁面
にイオン衝突により生成した炭化水素ラジカルは、上記
壁面の触媒により水素ラジカル(プロトン)またはフッ素
ラジカル（プロトン）を受け取って、ＣＨ₂同士の繋が
りを切り離して安定な炭化水素ガス分子または炭化フッ
素ガス分子として壁面を脱離して、炭化水素の重合膜
（ＣＨ₃−(ＣＨ₂)_n−ＣＨ₃）の付着を低減または防止す
ることができる。これらの触媒は、真空容器２０の壁面
をＮｉ，Ｐｔ，Ｐｄ等を主成分とする金属触媒、または
モリブデン酸化物（ＭｏＯ₃−ＣｏＯ−Ａｌ₂Ｏ₃）、鉄
酸化物（Ｆｅ₂Ｏ₃）等を主成分とする金属酸化物触媒そ
のものの材料で形成、または蒸着、スパッタリング、メ
ッキ等の手段により上記金属触媒の膜、または上記金属
酸化物触媒の膜として被覆して用いる。即ち、真空容器
２０内の壁面を上記水素化、フッ化を促進する触媒で構
成することにより、容器壁面にイオン衝撃により生成し
た炭化水素ラジカルは、容器壁面の触媒より、水素ラジ
カル（プロトン）またはフッ素ラジカル（プロトン）を
受け取り、ＣＨ₂同士の繋がりを切り離して安定な炭化
水素ガス分子、炭化フッ素ガス分子として壁面を脱離す
る。炭化水素ラジカルの水素化、フッ化がラジカル同士
の重合反応より高速に反応が進むなら、真空容器２０の
壁面に炭化水素の重合膜が堆積することはない。

【００２１】ラジカル同士の重合反応速度が早い場合で
も、ＭｏＯ₃−ＣｏＯ−Ａｌ₂Ｏ₃に代表されるモリブデ
ン等の酸化触媒からなるクラッキング触媒を用いること
で、すでに結合した炭素間（ＣＨ₂間）の結合を切断
し、そのフラグメントに水素、フッ素を付加して短分子
化してガス分子にすることができる。上記触媒反応を進
めるためには、触媒表面の温度の高温化と、触媒表面へ
の水素、フッ素の供給を促進することが重要である。実
験では触媒表面温度を最大５００℃に加熱して上げるこ
とで効果を得ることができる。触媒表面へ水素またはフ
ッ素を供給するために、水素ガス等供給系２５により、
ガス供給系２４による処理ガス（メタンガス等の有機ガ
ス）と同時に水素ガスまたはフッ素ガスも真空容器（処
理室）２０内に導入するか、あるいは処理前に真空容器
２０内に水素ガスまたはフッ素ガスのみを高い圧力（１
００〜１００００Ｐａ）で導入し、触媒表面及びその内
部に水素またはフッ素を吸着及び吸蔵させ、しかる後に
メタンガス供給系２４によって処理ガス（メタンガス等
の有機ガス）を導入して炭素膜の成膜処理を行う。後者
は工程が複雑であるが、表面に吸着、吸蔵した水素また
はフッ素により処理の間、壁面の表面に膜が付着しても
触媒内部からのガス供給により付着膜を除去することが
できる。なお、一度真空容器２０の壁面に炭化水素の重
合膜が付着してしまうと、除去できなくなってしまうの
で、処理前に真空容器２０内に水素ガスまたはフッ素ガ
スのみを高い圧力（１００〜１００００Ｐａ）で導入し
て、触媒表面及びその内部に、即ち界面に水素ガス分子
またはフッ素ガス分子を吸着及び吸蔵させることが望ま
しい。

【００２２】さらに触媒表面への水素またはフッ素の供
給を効率化する方法として、図４に示すように、真空容
器２０の壁を二重にして、プラズマと接する内壁２０ａ
はセラミック等の焼結体からなる多孔質材を用い、その
表面に薄く前記触媒を被覆させ、そして外壁２０ｂと内
壁２０ａとの間に水素ガスまたはフッ素ガスを導入す
る。この構造により、外壁２０ｂと内壁２０ａとの間に
導入された水素ガスまたはフッ素ガスは内壁２０ａであ
る多孔質材を浸透して触媒表面に供給される。この方法
により触媒表面に連続的に水素ガスまたはフッ素ガスを
供給することができる。この実施の形態の場合、常に壁
面である界面から、水素ガスまたはフッ素ガスが供給さ
れるので、一度付着した炭化水素の重合膜でも壁面から
脱離することが可能となる。

【００２３】以上説明したように、上記真空容器２０内
の壁面への炭化水素の重合膜（ＣＨ₃−(ＣＨ₂)_n−Ｃ
Ｈ₃）の付着の低減または防止を助長するためには、
壁面をプラズマ照射等により触媒表面を清浄な状態に保
つこと。壁面の温度を１００〜５００℃の高温に保つ
こと。真空容器中にメタンガス等の有機ガスと共に適
量の水素ガスまたはフッ素ガス、またはＨ₂Ｏといった
ガスを同時に導入すること。または成膜処理前に十分高
い圧力で水素ガス等を処理室内に導入し、処理室内壁に
水素ガス分子等を吸着させた後に処理ガスを導入し成膜
を行うこと。または水素ガス等の導入効果を高めるため
に壁面を二重にして、プラズマと接する内壁は前記触媒
をセラミック等の多孔質材に付着させた物を用い、外壁
との間に水素ガス等を導入するという手段をとることが
有効である。なお、ＣＶＤ装置においても、炭素間の結
合を切断するためにフッ素ガスを用いた場合、フッ素ガ
スが真空容器２０内に混入することになり、被処理物２
２に成膜する炭素膜の品質を悪くすることから、水素ガ
スを用いた方が好ましい。また、成膜材料ガスとして珪
化水素ガスもしくはその誘導体のガスを用い酸化珪素を
主成分とする絶縁膜を形成するＣＶＤ成膜装置に適用す
ることも可能である。この場合、真空容器の壁面上に有
する触媒材料が珪素の水素化もしくはフッ化を促進する
ものであることが必要となる。以上説明した本発明に係
る実施の形態によれば、エッチング装置、ＣＤＶ装置の
真空容器壁面への炭化物膜の堆積をなくし、処理室内の
発塵を防止し、それにより、製品歩留まりの向上を図る
と共に、処理室内の清掃や、防着板の交換による生産性
の低下を解消し、交換に要する人件費、や防着板の費用
等をなくし、製品コストの低減を図ることが可能にな
る。

【００２４】［第１の実施例］本発明に係る第１の実施
例について図１を用いて説明する。図１は、本発明に係
る第１の実施例である珪素酸化膜（ＳｉＯ₂膜）をエッ
チングするための平行平板狭電極型のエッチング装置の
概略構成を示す断面図である。真空容器１内には、電極
２、３が載置される。エッチング処理対象となる被処理
基板９は、電極２上に設置される。真空容器１には排気
装置１１、ガス供給系４が接続される。高周波電源１０
は、電極２、３に接続されており、それぞれの電極間に
高周波電位を印加してプラズマ８を発生させて被処理基
板９に対してエッチング処理を施す。電極２、３の表面
の周囲には、石英やセラミック等で形成されている防着
板（シールド材）５、６が設置されている、また電極
２、３の裏面側は、絶縁材１５でカバーされている。上
記防着板５、６及び真空容器１のプラズマに接する表面
は、炭化物の水素化を促進する触媒としての白金（Ｐ
ｄ）がスパッタ法により１〜１００μｍの厚さで成膜し
て形成される。防着板５、６及び真空容器１には、表面
温度を最大５００℃まで加熱することができる加熱ヒー
タが取り付けてあ。

【００２５】次に珪素酸化膜に対するエッチング方法に
ついて説明する。真空容器１は、排気装置２２により
０．００１Ｐａ以下の高真空に排気された後、ガス供給
系２４から水素ガスを真空容器内へ１００〜１００００
Ｐａになるように供給し、しかる後再び高真空に排気す
る。次に速やかにガス供給系２４よりＡｒ及びＣＦ₄を
真空容器内で０．５〜１００Ｐａ程度になるように供給
する。そして、高周波電源１０より所定の電力を所定の
時間供給すると、処理ガスは、高周波電源１０により印
加される高周波電力により、被処理基板９と電極３との
間で電離してプラズマ８が発生する。電極３０と被処理
基板９との間にプラズマ８を介して高周波電流が流れ、
プラズマ中において投入された高周波電力によりＦ、Ｃ
Ｆ、ＣＦ₂、ＣＦ₃といったラジカルが発生する。また被
処理基板９上では、プラズマ中のイオンが電界により加
速して基板表面に入射することで被処理基板９の表面に
予め形成していたシリコン酸化膜を分解し、シリコンの
フッ化物と炭酸ガスを生成してエッチング処理が行われ
る。しかし、イオンが加速入射しない防着板５、６及び
真空容器１の表面は、プラズマ中で分解されたラジカル
が吸着し、互いに結合しあって高分子の炭化物重合膜
（ＣＦ₃−(ＣＦ₂)_n−ＣＦ₃）を形成する。特に、多数の
被処理基板９を連続して処理しなければならない量産用
プラズマエッチング装置においては、堆積する炭化物膜
厚は増えつづけ、やがて膜の内部応力により壁面より剥
離し、処理対象基板の表面に付着して製品歩留まりを低
下させることになる。

【００２６】しかし、本第１の実施例では、真空容器１
の壁面に白金膜を被覆させ、炭化物の水素化を促進する
触媒として機能させているので、容器１の壁面に吸着し
たフッ化炭素ラジカルは、容器１の壁面の触媒より、水
素ラジカル（プロトン）を受取り、炭素間の一重および
２重結合（ＣＦ₂間の一重および２重結合）を切り離
し、そのフラグメントに水素を付加して短分子化して、
安定なフッ化炭化水素ガス分子として壁面を脱離する。
フッ化炭素ラジカルの水素化がラジカル同士の重合反応
より高速に反応が進むなら、真空容器１の壁面にフッ化
炭素重合膜（ＣＦ₃−(ＣＦ₂)_n−ＣＦ₃）が堆積すること
はない。これにより電極２、３への投入電力がある値以
下の場合では、防着板５、６も含めて真空容器１の内壁
面には堆積膜が観察されなかった。また防着板５、６及
び真空容器１に取り付けられたヒータに電力を印加して
防着板５、６及び真空容器１を加熱することにより、触
媒反応を活性化させ、堆積膜の除去効率が向上し、電極
２、３へより大きな電力を印加しても防着板５、６も含
めて真空容器１の内壁面に重合膜が付着することはな
い。このように第１の実施例によれば、エッチング装置
の真空容器の壁面への炭化物膜の堆積をなくし、処理室
内の発塵を防止し、それにより、製品歩留まりの向上を
図ると共に、処理室内の清掃や、防着板の交換による生
産性の低下を解消し、交換に要する人件費、や防着板の
費用等をなくし、製品コストの低減を図ることが可能に
なった。また、第１の実施例において、触媒材料として
Ｎｉ及びＰｄを用いてもほぼ同様の効果を得ることがで
きた。

【００２７】［第２の実施例］本発明に係る第２の実施
例について図２を用いて説明する。図２は、本発明に係
る第２の実施例である珪素酸化膜をエッチングするため
の平行平板狭電極型のエッチング装置の概略構成を示す
断面図である。上記第１の実施例と相違する点は、防着
板５、６も含めて真空容器１の壁面を２重構造にし、内
壁１ａをアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）を主成分とする多孔質の
焼結体で構成してプラズマに接する表面に白金等の触媒
をスパッタ法により１〜１００μｍ程度の厚さで成膜
し、内壁１ａと外壁１ｂとの間に水素ガスが供給される
ように水素ガス供給系１３、１４を接続したことにあ
る。そして、内壁１ａには最大５００℃まで加熱できる
加熱ヒータが埋め込まれている。従って、真空容器１
は、排気装置１１により０．００１Ｐａ以下の高真空に
排気された後、処理ガス供給系４よりＡｒ及びＣＦ₄を
真空容器内で０．５〜１００Ｐａ程度になるように供給
する。また水素ガス供給系１３、１４より内壁１ａと外
壁１ｂとの間に水素ガスを供給し、この時真空容器内の
圧力増加が５０％以内であるように水素供給量を設定す
る。

【００２８】上記構成により、真空容器１の内壁１ａ面
にイオン衝撃により生成したフッ化炭素ラジカルは、内
壁面の触媒により、水素ラジカル（プロトン）を受取
り、炭素結合を切り離して水素に置換させて、安定なフ
ッ化炭素ガス分子として防着板５、６も含めて壁面を脱
離する。このように、フッ化炭素ラジカルの水素化がラ
ジカル同士の重合反応より高速に反応が進むなら、真空
容器１の内壁面にフッ化炭素重合膜が堆積することはな
い。また内壁１ａの表面へは多孔質の内壁材料内を通し
て水素ガスが常に供給されており、前記第１の実施例に
記載したようにエッチング処理前に触媒への水素吸蔵処
理は不要となる。この第２の実施例は、仮りに真空容器
１の内壁面にフッ化炭素重合膜が付着されたとしても、
多孔質の焼結体を通して水素ガスが供給される関係で、
内壁面の触媒により内壁面にイオン衝撃により生成した
フッ化炭素ラジカルの炭素結合を切り離し、そのフラグ
メントに水素を付加して短分子化して、安定なフッ化炭
素ガス分子として防着板５、６も含めて内壁面を脱離す
ることになる。第１の実施例の場合、一度内壁面にフッ
化炭素重合膜が付着されるとそれを取り除くことは困難
になるが、第２の実施例の場合には、界面に多孔質の焼
結体を通して水素ガスが供給される関係で、一度内壁面
にフッ化炭素重合膜が付着されたとしても取り除くこと
が可能となる。

【００２９】このように第２の実施例によっても、エッ
チング装置の真空容器の壁面への炭化物膜の堆積をなく
し、処理室内の発塵を防止し、それにより、製品歩留ま
りの向上を図ると共に、処理室内の清掃や、防着板の交
換による生産性の低下を解消し、交換に要する人件費、
や防着板の費用等をなくし、製品コストの低減を図るこ
とが可能になる。また、第２の実施例において、触媒材
料としてＮｉ及びＰｄを用いてもほぼ同様の効果を得る
ことができる。

【００３０】［第３の実施例］本発明に係る第３の実施
例について図３を用いて説明する。図３は、本発明に係
る第３の実施例である磁気記憶装置用磁気ディスク基板
への炭素膜（カーボン膜）を成膜するＣＶＤ成膜装置の
概略構成を示す断面図である。即ち、真空容器２０内に
は、被処理基板２２の両面に対向するように電極２３
ａ、２３ｂが載置される。各電極２３ａ、２３ｂは、絶
縁材２８でカバーされている。炭素膜の成膜対象となる
被処理基板２２は、電極２３ａ、２３ｂの中間に各面を
それぞれの電極に向けるように基板保持機構２１に保持
されて搬入、搬出され、電気的に接地される。真空容器
２０には、排気装置２９、メタンガス供給系２４および
水素ガス供給系２５が接続される。各高周波電源２７
ａ、２７ｂは、各整合器２６ａ、２６ｂを介して各電極
２３ａ、２３ｂに接続され、アース電位である被処理基
板２２との間に高周波電位を発生させる。電極２３ａ、
２３ｂはステンレス合金で形成され、プラズマに接する
表面には白金等の触媒がスパッタ法により１〜１００μ
ｍ程度の厚さで成膜される。各電極２３ａ、２３ｂに
は、加熱ヒータ（図示せず）が取り付けてあり、電極表
面温度を最大５００℃まで加熱することが可能である。

【００３１】次に第３の実施例による成膜方法を説明す
る。真空容器２０は、排気装置２９により０．００１Ｐ
ａ以下の高真空に排気された後、水素ガス供給系２５か
ら水素ガスを真空容器内へ１００〜１００００Ｐａにな
るように供給し、しかる後再び高真空に排気する。次に
速やかに処理ガス供給系２４よりメタンガスを真空容器
内で１〜３０Ｐａになるように供給する。そして、高周
波電源２７ａ、２７ｂから各整合器２６ａ、２６ｂを介
して各電極２３ａ、２３ｂに所定の電力を所定の時間供
給する。各電極２３ａ、２３ｂは各整合器２６ａ、２６
ｂを介して高周波電源２７ａ、２７ｂに接続されている
ことから、高周波電源２７ａ、２７ｂから印加される高
周波電力により、被処理基板２２と各電極２３ａ、２３
ｂとの間に周波数ｆで電位変動を起こし、処理ガス（メ
タンガス）を電離してプラズマ３０ａ、３０ｂを発生す
る。発生したプラズマ３０ａ、３０ｂは、各電極２３
ａ、２３ｂと被処理基板２２との間に高周波電流を流す
が、被処理基板２２の面積が各電極２３ａ、２３ｂに比
べて狭いため、被処理基板２２とプラズマ３０ａ、３０
ｂとの間に大きな電位差が生じる。これにより投入され
た電力は、主にプラズマ３０ａ、３０ｂと被処理基板２
２との間のシースの電位差によるイオンの被処理基板へ
の加速入射に使われ、被処理基板の両面に高品質の炭素
膜が形成される。

【００３２】しかし、プラズマに印加される電力は高周
波であるため、各電極２３ａ、２３ｂにもその面積の大
きさ故に電流密度は少ないが、同じ大きさのイオン電流
が流れる。したがって、真空容器２０の壁面にもプラズ
マ中あるいは容器壁面で分解された炭素分子、または炭
化水素化合物が付着し、徐々に炭化水素化合物を含む炭
素膜も含む炭化水素重合膜（ＣＨ₃−(ＣＨ₂)_n−ＣＨ₃）
が堆積することになる。特に、多数の被処理基板を連続
して処理しなければならない量産用ＣＶＤ成膜装置にお
いては、堆積する炭化水素重合膜の膜厚は増えつづけ、
やがて膜の内部応力により容器壁面より剥離し、処理対
象基板の表面に付着し製品歩留まりを低下させることに
なる。しかしながら、第３の実施例においても、真空容
器２０の壁面に白金膜を被覆させて炭化物の水素化を促
進する触媒として機能させているので、容器の壁面にイ
オン衝撃により生成した炭化水素ラジカルは、上記触媒
より、水素ラジカル（プロトン）を受取って炭素間の結
合（ＣＨ₂間の結合）を切り離し、そのフラグメントに
水素を付加して短分子化して、安定な炭化水素ガス分子
として壁面を脱離する。炭化水素ラジカルの水素化がラ
ジカル同士の重合反応より高速に反応が進むなら、真空
容器２０の壁面に炭素膜も含む炭化水素重合膜（ＣＨ₃
−(ＣＨ₂)_n−ＣＨ₃）が堆積することはない。これによ
り各電極２３ａ、２３ｂへの投入電力がある値以下の場
合では、真空容器２０の内壁面である電極の内壁面には
堆積膜が観察されなかった。

【００３３】また各電極２３ａ、２３ｂに取り付けられ
たヒータに電力を印加して各電極２３ａ、２３ｂを加熱
することにより、触媒反応を活性化させ、堆積膜の除去
効率が向上し、各電極２３ａ、２３ｂへより大きな電力
を印加しても電極の内壁面に膜が付着することはない。
このように第３の実施例によっても、ＣＤＶ装置の真空
容器２０の壁面への炭素膜も含む炭化水素重合膜の堆積
をなくし、処理室内の発塵を防止し、それにより、製品
歩留まりの向上を図ると共に、処理室内の清掃や、防着
板の交換による生産性の低下を解消し、交換に要する人
件費、や防着板の費用等をなくし、製品コストの低減を
図ることが可能になる。また、第３の実施例において、
触媒材料としてＮｉ及びＰｄを用いてもほぼ同様の効果
を得ることができる。

【００３４】［第４の実施例］本発明に係る第４の実施
例について図４を用いて説明する。図４は、本発明に係
る第４の実施例である磁気記憶装置用磁気ディスク基板
への炭素膜（カーボン膜）を成膜するＣＶＤ成膜装置の
概略構成を示す断面図である。上記第３の実施例と相違
する点は、真空容器２０の壁面（電極２３ａ、２３ｂの
壁面）を２重構造にし、内壁３２ａ、３２ｂをアルミナ
（Ａｌ₂Ｏ₃）を主成分とする多孔質の焼結体で構成して
プラズマに接する表面に白金等の触媒をスパッタ法によ
り１〜１００μｍ程度の厚さで成膜し、内壁３２ａ、３
２ｂと外壁３３ａ、３３ｂとの間に水素ガスが供給され
るように水素ガス供給系２５ａ、２５ｂを接続したこと
にある。そして、内壁３２ａ、３２ｂには最大５００℃
まで加熱できる加熱ヒータが埋め込まれている。従っ
て、真空容器２０は、排気装置２９により０．００１Ｐ
ａ以下の高真空に排気された後、処理ガス供給系２４よ
り水素ガス（Ｈ₂ガス）を含んだメタンガス（ＣＨ₄ガ
ス）を真空容器内で１〜３００Ｐａ程度になるように供
給する。また水素ガス供給系２５ａ、２５ｂより内壁３
２ａ、３２ｂと外壁３３ａ、３３ｂとの間に水素ガスを
供給し、この時真空容器内の圧力増加が５０％以内であ
るように水素供給量を設定する。

【００３５】上記構成により、真空容器２０の内壁３２
ａ、３２ｂ面にイオン衝撃により生成した炭化水素ラジ
カルは、内壁面の触媒により、水素ラジカル（プロト
ン）を受取り、炭素結合を切り離し、そのフラグメント
に水素を付加して短分子化して、安定な炭化水素ガス分
子として壁面を脱離する。このように、炭化水素ラジカ
ルの水素化がラジカル同士の重合反応より高速に反応が
進むなら、真空容器２０の内壁面に炭素膜も含めて炭化
水素重合膜が堆積することはない。また３２ａ、３２ｂ
の表面へは多孔質の内壁材料内を通して水素ガスが常に
供給されており、前記第３の実施例に記載したようにＣ
ＶＤ処理前に触媒への水素吸蔵処理は不要となる。この
第４の実施例は、仮りに真空容器２０の内壁面に炭素膜
も含めた炭化水素重合膜が付着されたとしても、多孔質
の焼結体を通して水素ガスが供給される関係で、内壁面
の触媒により内壁面にイオン衝撃により生成した炭化水
素ラジカルの炭素結合は切り離されて、安定な炭化水素
ガス分子として内壁面を脱離することになる。第３の実
施例の場合、一度内壁面に炭化水素重合膜が付着される
とそれを取り除くことは困難になるが、第４の実施例の
場合には、界面に多孔質の焼結体を通して水素ガスが供
給される関係で、一度内壁面に炭化水素重合膜が付着さ
れたとしても取り除くことが可能となる。

【００３６】このように第４の実施例によっても、ＣＤ
Ｖ装置の真空容器２０の壁面への炭素膜も含む炭化水素
重合膜の堆積をなくし、処理室内の発塵を防止し、それ
により、製品歩留まりの向上を図ると共に、処理室内の
清掃や、防着板の交換による生産性の低下を解消し、交
換に要する人件費、や防着板の費用等をなくし、製品コ
ストの低減を図ることが可能になる。また、第４の実施
例において、触媒材料としてＮｉ及びＰｄを用いてもほ
ぼ同様の効果を得ることができる。

【００３７】［第５の実施例］本発明に係る第５の実施
例について説明する。本発明に係る第５の実施例として
は、前記第４の実施例の内壁３２ａ、３２ｂの材料を、
モリブデン等の金属酸化物からなる触媒を含有するアル
ミナ等の多孔質の焼結体（例えばＭｏＯ₃−ＣｏＯ−Ａ
ｌ₂Ｏ₃の焼結体）を用いた場合である。この第５の実施
例では、内壁３２ａ、３２ｂそのものが、触媒を含有す
る多孔質の焼結体（例えばＭｏＯ₃−ＣｏＯ−Ａｌ₂Ｏ₃
の焼結体）である点を除いて前記第３の実施例と同様の
構成であり、その処理方法も同様に行うことができる。
即ち、第５の実施例は、例えばＭｏＯ₃−ＣｏＯ−Ａｌ₂
Ｏ₃の焼結体からなる触媒により、すでに結合した炭素
間の結合を切断し、そのフラグメントに水素を付加して
短分子化することができ、その結果、炭素同士の重合反
応が早い高電力を印加する成膜処理に対しても有効堆積
膜の除去を進行させることが可能となる。

【００３８】［第６の実施例］本発明に係る第６の実施
例について説明する。本発明に係る第６の実施例として
は、図３および図４に示すＣＶＤ成膜装置を半導体素子
を製造するためにＳｉＯ₂等の絶縁膜を形成する場合に
適用するものである。この第６の実施例としては、成膜
材料ガスとして珪化水素ガスもしくはその誘導体のガス
を用いて酸化珪素を主成分とする絶縁膜をＣＶＤ成膜す
るものである。触媒材料としては、珪素の水素化若しく
はフッ化を促進するものが使用される。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、真空容器壁面の材料を
Ｎｉ，Ｐｔ，Ｐｄといった炭素化合物の水素化に触媒と
して働く金属、または炭化物のクラッキング能と水素化
能を合わせ持つモリブデン等の金属酸化物からなる触媒
（例えば、ＭｏＯ₃−ＣｏＯ−Ａｌ₂Ｏ₃，Ｆｅ₂Ｏ₃等）
を用いることで、エッチング装置やＣＤＶ装置の真空容
器壁面への炭化物膜の堆積をなくし、処理室内の発塵を
防止し、それにより、製品歩留まりの向上を図ると共
に、処理室内の清掃や、防着板の交換による生産性の低
下を解消し、交換に要する人件費、や防着板の費用等を
なくし、製品コストの低減を図ることが可能となる効果
を奏する。また、本発明によれば、被処理基板に形成さ
れた絶縁膜等に対して、発塵に基づく異物の付着を低減
して、高品質のパターンをプラズマエッチング処理して
高歩留まりで形成することができる効果を奏する。ま
た、本発明によれば、被処理基板上に、発塵に基づく異
物の付着を低減して、高品質の炭素膜や絶縁膜等をプラ
ズマＣＶＤ処理して高歩留まりで成膜することができる
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施例である珪素酸化膜
（ＳｉＯ₂膜）をエッチングするための平行平板狭電極
型のエッチング装置の概略構成を示す断面図である。

【図２】本発明に係る第２の実施例である珪素酸化膜
（ＳｉＯ₂膜）をエッチングするための平行平板狭電極
型のエッチング装置の概略構成を示す断面図である。

【図３】本発明に係る第３の実施例である磁気記憶装置
用磁気ディスク基板への炭素膜（カーボン膜）を成膜す
るＣＶＤ成膜装置の概略構成を示す断面図である。

【図４】本発明に係る第４の実施例である磁気記憶装置
用磁気ディスク基板への炭素膜（カーボン膜）を成膜す
るＣＶＤ成膜装置の概略構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１、２０…真空容器、１ａ、３２ａ、３２ｂ…内壁、１
ｂ、３３ａ、３３ｂ…外壁、２、３、２３ａ、２３ｂ…
電極、４…ガス供給系、５、６…防着板（シールド
材）、８、３０ａ、３０ｂ…プラズマ、１０、２７ａ、
２７ｂ…高周波電源、１１、２９…排気装置、１５、２
８…絶縁材、２４…メタンガス供給系、１３、１４、２
５、２５ａ、２５ｂ…水素ガス供給系、２１…基板保持
機構、２７ａ、２７ｂ…整合器

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空容器内に処理ガスを導入して被処理基
   板上にプラズマを発生させ、該プラズマにより前記被処
   理基板に対して処理を行うプラズマ処理装置において、 前記真空容器内における前記プラズマに面する壁面に、
   炭素間の結合を切り離して水素またはフッ素によるガス
   分子化を促進する触媒材料を有するように構成したこと
   を特徴とするプラズマ処理装置。
2. 【請求項２】真空容器内に処理ガスを導入して被処理基
   板上にプラズマを発生させ、該プラズマにより前記被処
   理基板に対してエッチング処理を行うプラズマエッチン
   グ処理装置において、 前記真空容器内における前記プラズマに面する壁面に、
   炭素間の結合を切り離して水素またはフッ素によるガス
   分子化を促進する触媒材料を有するように構成したこと
   を特徴とするプラズマ処理装置。
3. 【請求項３】真空容器内に処理ガスを導入して被処理基
   板上にプラズマを発生させ、該プラズマにより前記被処
   理基板に対してＣＶＤ成膜処理を行うＣＶＤ処理装置に
   おいて、 前記真空容器内における前記プラズマに面する壁面に、
   炭素間の結合を切り離して水素またはフッ素によるガス
   分子化を促進する触媒材料を有するように構成したこと
   を特徴とするプラズマ処理装置。
4. 【請求項４】真空容器内に処理ガスを導入して被処理基
   板上にプラズマを発生させ、該プラズマにより前記被処
   理基板に対して処理を行うプラズマ処理装置において、 前記真空容器内における壁面を２重構造にし、内壁を多
   孔質材料で形成し、前記プラズマに面する前記内壁面
   に、炭素間の結合を切り離して水素またはフッ素による
   ガス分子化を促進する触媒材料を有し、前記内壁と外壁
   との間に導入された水素ガスまたはフッ素ガスを前記多
   孔質材料を浸透させて前記触媒材料に供給するように構
   成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
5. 【請求項５】真空容器内に処理ガスを導入して被処理基
   板上にプラズマを発生させ、該プラズマにより前記被処
   理基板に対してエッチング処理を行うプラズマエッチン
   グ処理装置において、 前記真空容器内における壁面を２重構造にし、内壁を多
   孔質材料で形成し、前記プラズマに面する前記内壁面
   に、炭素間の結合を切り離して水素またはフッ素による
   ガス分子化を促進する触媒材料を有し、前記内壁と外壁
   との間に導入された水素ガスまたはフッ素ガスを前記多
   孔質材料を浸透させて前記触媒材料に供給するように構
   成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
6. 【請求項６】真空容器内に処理ガスを導入して被処理基
   板上にプラズマを発生させ、該プラズマにより前記被処
   理基板に対してＣＶＤ成膜処理を行うＣＶＤ処理装置に
   おいて、 前記真空容器内における壁面を２重構造にし、内壁を多
   孔質材料で形成し、前記プラズマに面する前記内壁面
   に、炭素間の結合を切り離して水素またはフッ素による
   ガス分子化を促進する触媒材料を有し、前記内壁と外壁
   との間に導入された水素ガスまたはフッ素ガスを前記多
   孔質材料を浸透させて前記触媒材料に供給するように構
   成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
7. 【請求項７】前記触媒材料として、ＮｉまたはＰｔまた
   はＰｄを主成分とすることを特徴とする請求項１または
   ２または３または４または５または６記載のプラズマ処
   理装置。
8. 【請求項８】前記触媒材料として、金属酸化膜を主成分
   とすることを特徴とする請求項１または２または３また
   は４または５または６記載のプラズマ処理装置。
9. 【請求項９】前記触媒材料として、金属酸化膜を含有す
   る焼結体であることを特徴とする請求項１または２また
   は３または４または５または６記載のプラズマ処理装
   置。
10. 【請求項１０】前記壁面に加熱手段を有することを特徴
    とする請求項１または２または３または４または５また
    は６記載のプラズマ処理装置。
11. 【請求項１１】真空容器内に処理ガスを導入して被処理
    基板上にプラズマを発生させ、該プラズマにより前記被
    処理基板に対して処理を行うプラズマ処理方法におい
    て、 前記真空容器内における前記プラズマに面する壁面に有
    する触媒材料によって、炭素間の結合を切り離して水素
    またはフッ素によるガス分子化を促進して壁面から脱離
    させることを特徴とするプラズマ処理方法。
12. 【請求項１２】真空容器内に処理ガスを導入して被処理
    基板上にプラズマを発生させ、該プラズマにより前記被
    処理基板に対してエッチング処理を行うプラズマエッチ
    ング処理方法において、 前記真空容器内における前記プラズマに面する壁面に有
    する触媒材料によって、炭素間の結合を切り離して水素
    またはフッ素によるガス分子化を促進して壁面から脱離
    させることを特徴とするプラズマ処理方法。
13. 【請求項１３】真空容器内に処理ガスを導入して被処理
    基板上にプラズマを発生させ、該プラズマにより前記被
    処理基板に対してＣＶＤ成膜処理を行うＣＶＤ処理方法
    において、 前記真空容器内における前記プラズマに面する壁面に有
    する触媒材料によって、炭素間の結合を切り離して水素
    またはフッ素によるガス分子化を促進して壁面から脱離
    させることを特徴とするプラズマ処理方法。