(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内にＮＦ3 を導入し、同真空容器内の平面状に構成された電極に高周波電力をかけて、ＮＦ3 をプラズマ化して分解し、発生したＦラジカルにより同真空容器内のシリコン堆積膜を除去するシリコン堆積膜除去方法において、前記電極の対向する端縁部にそれぞれ第１、第２の給電点を設け、同第１、第２の給電点にそれぞれ第１、第２の高周波電源を接続し、同第１、第２の高周波電源の高周波電力の周波数を同じく且つ位相のずれを一定範囲内として前記第１の給電点と第２の給電点との間の中央部において主にプラズマが発生する中央プラズマモードと、前記第１、第２の高周波電源の高周波電力の周波数に一定範囲以上の差を設けることにより前記第１の給電点と第２の給電点の近傍部において主にプラズマが発生する上下プラズマモードとを、交互に行なうことを特徴とするシリコン堆積膜除去方法。
【請求項２】
真空容器内にＮＦ3 を導入し、同真空容器内の平面状に構成された電極に高周波電力をかけて、ＮＦ3 をプラズマ化して分解し、発生したＦラジカルにより同真空容器内のシリコン堆積膜を除去するシリコン堆積膜除去方法において、前記電極の対向する端縁部にそれぞれ第１、第２の給電点を設け、同第１、第２の給電点にそれぞれ第１、第２の高周波電源を接続し、同第１、第２の高周波電源の高周波電力の周波数を同じく且つ位相のずれを一定範囲内として前記第１の給電点と第２の給電点との間の中央部において主にプラズマが発生する中央プラズマモードと、前記第１、第２の高周波電源の高周波電力の周波数を同じく且つ位相のずれを一定範囲以上として前記第１の給電点と第２の給電点の近傍部において主にプラズマが発生する上下プラズマモードとを、交互に行なうとともに、前記中央プラズマモードと、前記上下プラズマモードとの間に高周波電力の供給を停止するインターバルを設けることを特徴とするシリコン堆積膜除去方法。
【請求項３】
請求項１に記載のシリコン堆積膜除去方法において、前記中央プラズマモードと、前記上下プラズマモードとの間に高周波電力の供給を停止するインターバルを設けることを特徴とするシリコン堆積膜除去方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のシリコン堆積膜除去方法において、前記第１、第２の給電点はそれぞれ複数設けることを特徴とするシリコン堆積膜除去方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のシリコン堆積膜除去方法において、前記平面状に構成された電極は、前記第１の給電点が設けられた第１の横方向電極棒と、前記第２の給電点が設けられた第２の横方向電極棒と、同第１、第２の横方向電極棒の間を接続する複数の縦方向電極棒を有するものであることを特徴とするシリコン堆積膜除去方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のシリコン堆積膜除去方法において、前記中央プラズマモードは、前記第１、第２の高周波電源の高周波電力の位相のずれを前記一定範囲内で正負にわたり周期的に変化させることを特徴とするシリコン堆積膜除去方法。
【請求項７】
請求項２または請求項３に記載のシリコン堆積膜除去方法において、前記中央プラズマモードと前記上下プラズマモードとを交互に行なったのち、前記真空容器内を冷却し、その後、前記インターバルの時間的割合を前記真空容器内の冷却前に比べ増加させて前記中央プラズマモードと前記上下プラズマモードとを交互に行うこと特徴とするシリコン堆積膜除去方法。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のシリコン堆積膜除去方法において、前記平面状に構成された電極は、前記真空容器内で製膜を行なうための電極であること特徴とするシリコン堆積膜除去方法。
【請求項９】
請求項８に記載のシリコン堆積膜除去方法において、前記真空容器はプラズマＣＶＤ装置を構成するものであることを特徴とするシリコン堆積膜除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマＣＶＤ装置等、電極に高周波電力をかけてプラズマを発生させ目的とする基板上にシリコン膜を製膜する装置において装置内に発生するシリコン堆積膜を除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電極に高周波電力をかけてプラズマを発生させ目的とする基板上にシリコン膜を製膜する装置の例として、プラズマＣＶＤ装置の一般的な構成を、図８、図９に基づいて説明する。図８はプラズマＣＶＤ装置の構成概要図であり、図９は、図８中Ａ−Ａ矢視によるプラズマＣＶＤ装置の真空容器内の断面配置図である。
【０００３】
図８に示すように、プラズマＣＶＤ装置１００は、真空容器１内に電極３を設け、図９に示すように、電極３に向かい合わせて設けられたアース電極１２上にシリコン製膜を施そうとする基板７が配置される。電極３の基板７と反対側には電極３を囲むように製膜室２が形成されている。製膜室２は基板７側を開放した形としており、電極３と向かい合う面に図示しないガス供給源と接続したガス供給部１０が設けられている。また、真空容器１にはガスを排出するための排気管１１が設けられ図示しない排気装置（真空装置）と接続している。
【０００４】
なお、ガス供給部１０は図８に示すものに限らず、電極３自体がガスパイプとなっていて、ガスパイプに多数設けられた噴出孔からガスを噴出させるものもある。
【０００５】
プラズマＣＶＤ装置１００において基板７は、太陽電池、薄膜トランジスタ等に用いられるためにアモルファスシリコン等が製膜されるが、近年大サイズ化の要請が高く、大サイズの基板７に一様にシリコン製膜を施すために電極３も基板７と向かい合う平面状に構成され、大サイズ化している。
【０００６】
また、平面状に構成される電極３としては、図８に示すように、その対向する端縁部に配置された２本の横方向電極棒３ａ、３ｂと、その間を接続して複数平行に配された縦方向電極棒３ｃとで縦格子状に形成したラダー電極が多く用いられる。
【０００７】
電極３に１つの高周波電源を接続するものもあるが、大サイズ化したラダー電極３の場合、２つの高周波電源を接続する場合が多い。
【０００８】
その場合、図８の例では、上側の横方向電極棒３ａ（第１の横方向電極棒）は複数の上側給電点６ａ（第１の給電点）を介して給電線Ａ５ａが接続され、給電線Ａ５ａは高周波電源であるＲＦアンプＡ４ａ（第１の高周波電源）に接続し、下側の横方向電極棒３ｂ（第２の横方向電極棒）は複数の下側給電点６ｂ（第２の給電点）を介して給電線Ｂ５ｂが接続され、給電線Ｂ５ｂは高周波電源であるＲＦアンプＢ４ｂ（第２の高周波電源）に接続している。
【０００９】
なお、本明細書において「縦方向」「横方向」「上側」「下側」とは、本明細書において各部の相互の方向・位置の関係を説明するために、図８に示す状態で言うものであって、実際のプラズマＣＶＤ装置１００、真空容器１、電極３等の配置方向を規定するものではない。このことは、図１から図７に基づく本発明の実施の形態の説明において同じである。
【００１０】
上記のようなプラズマＣＶＤ装置１００でのアモルファスシリコンの製膜においては、基板７をセットし真空容器１内を真空とした後、ガス供給部１０からシランガス（ＳｉＨ4 ）を供給し電極３を通過させ基板７へ向けて流し、ＲＦアンプＡ４ａ、ＲＦアンプＡ４ｂからは電極３に、例えば、ＲＦ周波数６０ＭＨｚの高周波電力を供給し、シランガスをプラズマ化して、シリコン（Ｓｉ）を基板７上に製膜する。なお、製膜室２はシランガスが電極３と反対側に流れることを抑制し製膜の効率向上を図る働きがある。
【００１１】
しかしながら、アモルファスシリコン膜等の製膜を連続的に行なううちに、シリコンの膜が真空容器１内壁に堆積してさらに落下するものも生じ、あるいは気相中にシリコン粉が発生し、これらのシリコン粉末が製膜中の基板７に付着すると、不良品発生の問題が発生する。また、シリコン堆積膜は電極３自体にも発生し、出力の低下、プラズマ発生分布の不均一、等の問題も生じる。
【００１２】
そこで、このシリコン堆積膜の除去が行なわれるが、従来一般的な方法としては、電極３等の各部材を分解してアルカリ洗浄し、再組み立てすることが行なわれる。しかし分解、アルカリ洗浄、乾燥、再組み立ての工数は大きく、その間プラズマＣＶＤ装置１００は稼働を停止せざるを得ず、そのコストと稼働率の低下の問題があった。
【００１３】
それに対して、プラズマＣＶＤ装置１００の稼働率を上げられるセルフクリーニングプロセスとして、プラズマＣＶＤ装置１００の製膜作業を一時停止し、真空容器１内に、反応性の強いエッチングガスとなるＮＦ3 （三フッ化窒素）を注入し、製膜用の電極３に同様に高周波電力をかけて、ＮＦ3 をプラズマ化して分解し、分解により生じたＦ（フッ素）ラジカルにより真空容器１内をエッチングし、下記のようにシリコン膜やシリコン粉をＳｉＦ4 （フッ化珪素）として気化し除去する方法も考えられている。
【００１４】
Ｆラジカル＋Ｓｉ→ＳｉＦ4 （フッ化珪素：沸点−95.5°Ｃ）
この反応は、発熱反応であり、除去すべきＳｉがなくなれば温度上昇がなくなり、その分温度が低下するので、クリーニング完了検知の情報となり、自動的なシリコン堆積膜除去方法として利用できるものと考えられている。
【００１５】
しかし、この場合においても従来は、電極３が比較的小型（例えば、500 ｍｍ角以下) のものでは、ＮＦ3 プラズマを均一に発生することができたが、電極３の温度上昇が急激となりオーバーエッチング（表面に出た金属部分がＦラジカルにより腐食する）による電極３部材の腐食が問題となっていた。
【００１６】
また、500 ｍｍ角を越えるような大面積の電極３の場合は、ＮＦ3 プラズマを均一に発生することが困難なため、リモートプラズマ（別の場所でＮＦ3 プラズマを生成し、比較的寿命の長いＦラジカルを含むガスを電極部に導きエッチングを行なう）によるエッチングを用いる必要がある。
【００１７】
リモートプラズマでは、しかし、Ｆラジカル含有ガスの上流部はＦラジカル濃度が高くエッチング速度が早くなり、下流側はＦラジカル濃度が低くエッチング速度が遅くなるので、エッチング状態の差異が大きく、やはりオーバーエッチングによる電極３部材の腐食問題が生じる。しかもＦラジカル含有ガスを引き回すためその行程の各部分に耐Ｆ性の弱い材料は使用できないという制約も生じた。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来の電極に高周波電力をかけてプラズマを発生させ目的とする基板上にシリコン膜を製膜する装置におけるシリコン堆積膜の除去において、大面積電極上のシリコン堆積膜を均一にエッチングでき、プラズマによる電極部材の過熱によるオーバーエッチングを抑制できるようなプラズマ発生が可能で、エッチング分布の差異が生じてもオーバーエッチングによる電極部材腐食を抑制できるセルフクリーニングプロセスを可能とする、シリコン堆積膜除去方法を提供することを課題とするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の手段として、真空容器内にＮＦ3 を導入し、同真空容器内の平面状に構成された電極に高周波電力をかけて、ＮＦ3 をプラズマ化して分解し、発生したＦラジカルにより同真空容器内のシリコン堆積膜を除去するシリコン堆積膜除去方法において、前記電極の対向する端縁部にそれぞれ第１、第２の給電点を設け、同第１、第２の給電点にそれぞれ第１、第２の高周波電源を接続し、同第１、第２の高周波電源の高周波電力の周波数を同じく且つ位相のずれを一定範囲内として前記第１の給電点と第２の給電点との間の中央部において主にプラズマが発生する中央プラズマモードと、前記第１、第２の高周波電源の高周波電力の周波数に一定範囲以上の差を設けることにより前記第１の給電点と第２の給電点の近傍部において主にプラズマが発生する上下プラズマモードとを、交互に行なうことを特徴とするシリコン堆積膜除去方法を提供する。
【００２０】
第１の手段によれば、電極全体において時間平均的に均一にプラズマが発生し、電極の過熱を抑制しつつ電極全体のシリコン堆積膜が隈無く均一にエッチングされて除去され、また、電極全体で均一にプラズマが発生するため真空容器の内部全体も良好に一様のシリコン堆積膜除去がなされる。
【００２１】
（２）第２の手段としては、真空容器内にＮＦ3 を導入し、同真空容器内の平面状に構成された電極に高周波電力をかけて、ＮＦ3 をプラズマ化して分解し、発生したＦラジカルにより同真空容器内のシリコン堆積膜を除去するシリコン堆積膜除去方法において、前記電極の対向する端縁部にそれぞれ第１、第２の給電点を設け、同第１、第２の給電点にそれぞれ第１、第２の高周波電源を接続し、同第１、第２の高周波電源の高周波電力の周波数を同じく且つ位相のずれを一定範囲内として前記第１の給電点と第２の給電点との間の中央部において主にプラズマが発生する中央プラズマモードと、前記第１、第２の高周波電源の高周波電力の周波数を同じく且つ位相のずれを一定範囲以上として前記第１の給電点と第２の給電点の近傍部において主にプラズマが発生する上下プラズマモードとを、交互に行なうとともに、前記中央プラズマモードと、前記上下プラズマモードとの間に高周波電力の供給を停止するインターバルを設けることを特徴とするシリコン堆積膜除去方法を提供する。
第２の手段によっても、電極全体において時間平均的に均一にプラズマが発生し、電極の過熱を抑制しつつ電極全体のシリコン堆積膜が隈無く均一にエッチングされて除去され、また、電極全体で均一にプラズマが発生するため真空容器の内部全体も良好に一様のシリコン堆積膜除去がなされ、さらに、インターバルの時間的割合を調整することで、加熱量を調節でき、適切な温度範囲内でエッチングを進行することができる。
（３）第３の手段として、第１の手段のシリコン堆積膜除去方法において、前記中央プラズマモードと、前記上下プラズマモードとの間に高周波電力の供給を停止するインターバルを設けることを特徴とするシリコン堆積膜除去方法を提供する。
第３の手段によれば、第１の手段の作用に加え、インターバルの時間的割合を調整することで、加熱量を調節でき、適切な温度範囲内でエッチングを進行することができる。
【００２２】
（４）また、第４の手段として、第１の手段ないし第３の手段のいずれかのシリコン堆積膜除去方法において、前記第１、第２の給電点はそれぞれ複数設けることを特徴とするシリコン堆積膜除去方法を提供する。
【００２３】
第４の手段によれば、第１の手段ないし第３の手段のいずれかの作用に加え、プラズマの発生の分布をより均一的にできる。
【００２４】
（５）第５の手段として、第１の手段ないし第３の手段のいずれかのシリコン堆積膜除去方法において、前記平面状に構成された電極は、前記第１の給電点が設けられた第１の横方向電極棒と、前記第２の給電点が設けられた第２の横方向電極棒と、同第１、第２の横方向電極棒の間を接続する複数の縦方向電極棒を有するものであることを特徴とするシリコン堆積膜除去方法を提供する。
【００２５】
第５の手段によれば、第１の手段ないし第３の手段のいずれかの作用を、大サイズの電極として有効なラダー電極において奏する。
【００２６】
（６）第６の手段として、第１の手段ないし第３の手段のいずれかのシリコン堆積膜除去方法において、前記中央プラズマモードは、前記第１、第２の高周波電源の高周波電力の位相のずれを前記一定範囲内で正負にわたり周期的に変化させることを特徴とするシリコン堆積膜除去方法を提供する。
【００２７】
第６の手段によれば、第１の手段ないし第３の手段のいずれかの作用に加え、第１、第２の給電点間の中央部をプラズマ強度のピークが周期的に揺動し、プラズマの発生の分布をより均一的にできる。
【００２８】
（７）第７の手段として、第２の手段または第３の手段のシリコン堆積膜除去方法において、前記中央プラズマモードと前記上下プラズマモードとを交互に行なったのち、前記真空容器内を冷却し、その後、前記インターバルの時間的割合を前記真空容器内の冷却前に比べ増加させて前記中央プラズマモードと前記上下プラズマモードとを交互に行うこと特徴とするシリコン堆積膜除去方法を提供する。
【００２９】
第７の手段によれば、第２の手段または第３の手段の作用に加え、シリコン堆積膜が厚いときは、まず比較的高温になるように調整しつつエッチング作用を高めてエッチングを早く進行させ、一旦冷却後、インターバルの時間的割合を増加させて比較的低温でオーバーエッチングを防止するようにエッチングを進行させることができる。
【００３０】
（８）第８の手段として、第１の手段ないし第７の手段のいずれかのシリコン堆積膜除去方法において、前記平面状に構成された電極は、前記真空容器内で製膜を行なうための電極であること特徴とするシリコン堆積膜除去方法を提供する。
【００３１】
第８の手段によれば、第１の手段ないし第７の手段のいずれかの作用に加え、製膜装置において製膜用の電極をそのまま使用でき、工数の増大が少なく、製膜工程に対する稼働停止等の影響も極めて少なく、安全且つ効率のよいセルフクリーニングプロセスを行なえる。
【００３２】
（９）第９の手段として、第８の手段のシリコン堆積膜除去方法において、前記真空容器はプラズマＣＶＤ装置を構成するものであることを特徴とするシリコン堆積膜除去方法を提供する。
【００３３】
第９の手段によれば、第８の手段の作用に加え、プラズマＣＶＤ装置においては、稼働率が向上し、また、真空容器内、電極のクリーニングを適切に実施できる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図１から図７に基づき、本発明の実施の一形態に係るシリコン堆積膜除去方法を説明する。図１は本実施の形態のシリコン堆積膜除去方法の実施態様の説明図であり、プラズマＣＶＤ装置の構成概要図である。図２は図１の電極におけるプラズマ発生モードの説明図、図３は図２中の中央プラズマモードの説明図、図４は図２中の上下プラズマモードの説明図、図５は本実施の形態のシリコン堆積膜除去方法の高温クリーニング時における電極の温度履歴のグラフ、図６は本実施の形態のシリコン堆積膜除去方法における電極温度コントロール運転の説明図、図７は本実施の形態のシリコン堆積膜除去方法の一実施例の諸値表である。
【００３５】
図１に示すように、本実施態様のプラズマＣＶＤ装置２００の装置構成は、ＲＦアンプＡ４ａ、ＲＦアンプＢ４ｂに対して位相制御信号源８が接続されている以外は、図８で説明した従来のプラズマＣＶＤ装置の例と同様に構成されており、図９に示した断面も同様であるので図示省略し、同じ箇所には同じ符号を付して説明を省略して異なる点を主に以下説明する。
【００３６】
図１において、８は位相制御信号源であり、その出力Ａ８ａはＲＦアンプＡ４ａに外部入力端子Ａ９ａを介して入力し、出力Ｂ８ｂはＲＦアンプＢ４ｂに外部入力端子Ｂ９ｂを介して入力し、両ＲＦアンプ８ａ、８ｂの出力する高周波電力の高周波の位相ずれθ、およびそれぞれのＲＦ周波数ｆａ、ｆｂの相互関係を制御するものである。
【００３７】
本実施の形態のシリコン堆積膜除去方法は、従来例で説明したような、真空容器１内にＮＦ3 を導入し、製膜用の電極３に高周波電力をかけて、ＮＦ3 をプラズマ化して分解し、Ｆラジカルにより真空容器１内のシリコン堆積膜をエッチングし、シリコンをフッ化珪素として気化し除去する方法において、さらに、図２（ａ）に示すように、電極３の上側給電点６ａと下側給電点６ｂとの間の中央部（図２中の、中央域Ｘ、その上側の中央上寄り域Ｘａおよび下側の中央下寄り域Ｘｂ）において主にプラズマが発生する「中央プラズマモード」（本明細書において「中央プラズマモード」とは、その意味に用いる）と、（ｂ）に示すように、電極３の上側給電点６ａの近傍部（図２中の上端域Ｙａ）と下側給電点６ｂの近傍部（図２中の下端域Ｙｂ）とにおいて主にプラズマが発生する「上下プラズマモード」（本明細書において「上下プラズマモード」とは、その意味に用いる）とを、積極的に交互に現出させるように位相制御信号源８により制御し、その結果、電極３の全域に時間平均的に均一にプラズマが発生するようにする。なお、電極３の上側給電点６ａと下側給電点６ｂは複数設けることにより、横方向のプラズマ発生の分布をより均一的にでき、より大サイズの電極に対処できる。
【００４８】
図３により、「中央プラズマモード」を説明すると、図１に示されるような構成のプラズマＣＶＤ装置２００において、位相制御信号源８によりＲＦアンプＡ４ａとＲＦアンプＢ４ｂの高周波電力の位相ずれθを制御する位相変調法により、電極３における上下の電圧分布、すなわちプラズマ強度Ｐの分布が制御される。
【００３９】
ＲＦアンプＡ４ａのＲＦ周波数ｆａ、ＲＦアンプＢ４ｂのＲＦ周波数ｆｂが同周波数、例えば６０ＭＨｚのとき、両高周波に位相ずれθがないときは図３中（ａ）に示すように、プラズマ強度Ｐは中央域Ｘで最も高い分布となる。
【００４０】
なお、６０ＭＨｚのＲＦ周波数ｆａ、ｆｂは、製膜工程上設定された仕様であるが、ＲＦアンプＡ４ａ、ＲＦアンプＢ４ｂの高周波電力をそのままシリコン堆積層除去のエッチングのために用いることができる。
【００４１】
ＲＦ周波数ｆａ側に対してＲＦ周波数ｆｂ側の高周波が一定範囲内の角度の位相ずれ−θを有するようにすると、図３中（ｂ）に示すように、プラズマ強度Ｐは中央下寄り域Ｘｂで最も高い分布となる。ここで、一定範囲内の位相ずれ角（変調角度）θの例としては、θ≒４０°である。
【００４２】
逆に、ＲＦ周波数ｆａ側に対してＲＦ周波数ｆｂ側の高周波が＋θ（θ≒４０°）の位相ずれ角を有するようにすると、図３中（ｃ）に示すように、プラズマ強度Ｐは中央上寄り域Ｘａで最も高い分布となる。
【００４３】
そこで、位相制御信号源８の出力Ａ８ａ、出力Ｂ８ｂを、それぞれＲＦアンプＡ４ａ、ＲＦアンプＢ４ｂに入力して、位相変調法により位相ずれθを一定範囲内で、例えば−４０°〜＋４０°にわたって、周期的に揺動周期Ｔｆで変化させると、中央上寄り域Ｘａから中央下寄り域Ｘｂの間を周期Ｔｆでプラズマ強度Ｐのピークの揺動Ｆが生じ、中央域Ｘを中心に中央上寄り域Ｘａから中央下寄り域Ｘｂの間に時間平均的に均一にプラズマが強く発生し、「中央プラズマモード」が形成される。
【００４４】
揺動周期Ｔｆの例としては、Ｔｆ≒１０ｓｅｃであるが、揺動周期Ｔｆおよび位相ずれ角θは、上下給電点６ａ、６ｂ間の中央部、すなわち図示の中央域Ｘを中心に中央上寄り域Ｘａから中央下寄り域Ｘｂの間に時間平均的に均一にプラズマが発生するように設定する。中央域Ｘだけで上下給電点６ａ、６ｂ間の中央部に実質的に均一にプラズマが発生すれば、位相ずれ角θを小さく、あるいは零としてプラズマ強度Ｐのピークの揺動Ｆを抑えてもよい。
【００４５】
一方、「上下プラズマモード」は、図４に示すように、位相ずれ角（変調角度）θをさらに一定範囲以上に大きくすることによって、プラズマ強度Ｐのピークを、上端域Ｙａと、下端域Ｙｂに発生させるものである。
【００４６】
一定範囲以上の位相ずれ角θとしては、例えばθを１００°以上とし（好ましくは１１５°程度）、ＲＦ周波数ｆａ側に対してＲＦ周波数ｆｂ側が位相ずれ±θを有するときは、図４中（ａ）に示すように、プラズマ強度Ｐは上下給電点６ａ、６ｂの近傍部である図示の上端域Ｙａと、下端域Ｙｂで最も高い分布となり、中央域Ｘ周辺が低い分布となって「上下プラズマモード」が形成される。この場合、上下給電点６ａ、６ｂにプラズマが集中しやすい特性があり、「上下プラズマモード」はその特性を利用したものである。
【００４７】
また、「上下プラズマモード」は、図４（ｂ）に示すように、位相ずれθに代えて、ＲＦ周波数ｆａに対してＲＦ周波数ｆｂが一定範囲以上の周波数差±Δｆｂを有するように設定しても形成することができ、例えば、ｆａ＝６０ＭＨｚ、Δｆｂ≒１．５ＭＨｚで、ｆｂ＝ｆａ−Δｆｂ≒５８．５ＭＨｘｚの場合、「上下プラズマモード」が形成された。この場合、Δｆｂ／ｆａは２．５％である。
【００４８】
以上のような、「中央プラズマモード」と「上下プラズマモード」とを交互に形成すると、電極３全体において時間平均的に均一にプラズマが発生し、電極３全体のシリコン堆積膜が、隈無く均一にエッチングされて除去される。また、電極３全体で均一にプラズマが発生するため、真空容器１内部全体も良好に一様のシリコン堆積膜除去をなすことが可能となる。
【００４９】
以上のような作用効果に加え、本実施の形態のシリコン堆積膜除去方法によれば、電極３の過熱を抑制し、過熱によるオーバーエッチングが防止される。図５に、シリコン堆積膜除去を行なう高温クリーニングの時間経過と、電極３の中央部（中央上寄り域Ｘａから中央下寄り域Ｘｂの間）の電極温度Ｔｃおよび電極３の下側給電点６ｂ近傍（下端域Ｙｂ）の電極温度Ｔｂの関係を示す。
【００５０】
なお、本実施の形態のシリコン堆積膜除去方法においては、シリコン堆積膜が厚いときは、３００ないし４００°Ｃ程度の温度になるように調整しつつエッチング作用を高めてエッチングを早く進行させる高温クリーニングを行い、金属面が出る前にプラズマを止めてＮＦ3 ガスまたはＮ2 ガス等を流して１５０°Ｃ程度まで冷却し、その後２００ないし２５０°Ｃ程度の温度に調整しつつエッチングを進行させる低温クリーニングを行なうことが、効率上およびオーバーエッチング防止上有効であり、図５はその高温クリーニングの例である。
【００５１】
図５の電極３の温度履歴例に示されるように、電極温度Ｔｃ、電極温度Ｔｂはともに、やや漸増の傾向はあるものの略一定範囲内に止めることができ、温度は上下に変化しつつ温度上昇は約３００°Ｃまでに抑制される。
【００５２】
これは、本実施の形態のシリコン堆積膜除去方法は、「中央プラズマモード」と「上下プラズマモード」とを交互に行なうため、「中央プラズマモード」においては上端域Ｙａと下端域Ｙｂの加熱が弱まり、「上下プラズマモード」においては中央上寄り域Ｘａから中央下寄り域Ｘｂの加熱が弱まるためである。
【００５３】
また、「中央プラズマモード」と「上下プラズマモード」との切替えに際して、高周波電力の供給を停止するインターバルを設け、インターバルの時間的割合によって、加熱量を調節できるためである。
【００５４】
その結果、連続的に加熱された場合に生じる恐れのある電極３の過熱が防止され、過熱による電極３のオーバーエーチングを防止することができ、且つ適切な温度範囲内でエッチングを進行することができ、製膜室２等の構造物の熱変形、損傷も防止される。
【００５５】
なお、「中央プラズマモード」と「上下プラズマモード」との切替えは、図６に「中央プラズマモード」のプラズマ強度ＰC と「上下プラズマモード」のプラズマ強度ＰA の時間変化の例を示すように、例えば「中央プラズマモード」のプラズマＯＮ時間ｔC ＝３分、インターバル時間ｔI ＝１分、「上下プラズマモード」のプラズマＯＮ時間ｔA ＝３分、インターバル時間ｔI ＝１分、というような繰り返しとなる。
【００５６】
各プラズマＯＮ時間ｔC 、ｔA 、インターバル時間ｔI によって、加熱量の調整ができるので、高温クリーニング、低温クリーニングの温度設定、また時関経過に従う温度漸増に対する抑制等を行なうことができる。
【００５７】
そして、そのように制御しても電極３部材の温度が上昇する場合は、万一電極金属が露出しても電極温度の急増が抑制されているので腐食速度は遅く、従来に比べ遙に電極部材の腐食量は小さいので（従来の場合は約５００°Ｃまで温度が上昇し、本発明の１０倍以上の腐食量となる場合があった）、一旦プラズマを停止し、ＮＦ3 ガスまたはＮ2 ガス等を流して製膜室２全体を１００〜１５０°Ｃ程度に低下させて、再度プラズマによるエッチングを行なうことで腐食速度を抑制しつつクリーニングを行なうことができる。
【００５８】
図７に、本実施の形態のシリコン堆積膜除去方法の一実施例の諸値を示す。この実施例の場合、ＲＦ周波数ｆａ、ｆｂ＝６０ＭＨｚ、中央プラズマモード：位相ずれθ＝±４０°、上下プラズマモード：位相ずれθ＝±１００°以上、プラズマＯＮ時間合計１６２分、インターバルを含むクリーニング総時間３３４分で、腐食無し、残膜、一部箇所に微少、という結果が得られ、実質的に真空室内全体のシリコン堆積膜を除去できた。
【００５９】
したがって、本実施の形態のシリコン堆積膜除去方法によれば、製膜装置において製膜用の電極をそのまま使用でき、追加設備コストが少なく、工数の増大が少なく、製膜工程に対する稼働停止等の影響も極めて少ない。また、電極のオーバーエッチングも防止できるので、安全且つ効率のよいセルフクリーニングプロセスが可能となる。
【００６０】
特に実施態様のプラズマＣＶＤ装置においては、稼働率が向上し、また、真空容器内、電極のクリーニングを適切に実施できるため、アモルファスシリコン製膜等、製膜製品の歩留り、品質の向上が得られる。
【００６１】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲でその具体的構成に種々の変更を加えてもよいことは言うまでもない。
【００６２】
例えば、電極３はラダー電極を例示して説明したが、それに限られることなく、基板と向かい合って平面的に構成され、相対する２辺にそれぞれ高周波電源が接続される電極であれば、例えば平板電極等においても、本発明は同様に適用できる。
【００６３】
【発明の効果】
（１）請求項１の発明によれば、シリコン堆積膜除去方法を、真空容器内にＮＦ3 を導入し、同真空容器内の平面状に構成された電極に高周波電力をかけて、ＮＦ3 をプラズマ化して分解し、発生したＦラジカルにより同真空容器内のシリコン堆積膜を除去するシリコン堆積膜除去方法において、前記電極の対向する端縁部にそれぞれ第１、第２の給電点を設け、同第１、第２の給電点にそれぞれ第１、第２の高周波電源を接続し、同第１、第２の高周波電源の高周波電力の周波数を同じく且つ位相のずれを一定範囲内として前記第１の給電点と第２の給電点との間の中央部において主にプラズマが発生する中央プラズマモードと、前記第１、第２の高周波電源の高周波電力の周波数に一定範囲以上の差を設けることにより前記第１の給電点と第２の給電点の近傍部において主にプラズマが発生する上下プラズマモードとを、交互に行なうように構成したので、電極全体において時間平均的に均一にプラズマが発生し、電極全体のシリコン堆積膜が、隈無く均一にエッチングされて除去され、また、電極全体で均一にプラズマが発生するため真空容器の内部全体も良好に一様のシリコン堆積膜除去をなすことが可能となる。
【００６４】
（２）請求項２の発明によれば、真空容器内にＮＦ3 を導入し、同真空容器内の平面状に構成された電極に高周波電力をかけて、ＮＦ3 をプラズマ化して分解し、発生したＦラジカルにより同真空容器内のシリコン堆積膜を除去するシリコン堆積膜除去方法において、前記電極の対向する端縁部にそれぞれ第１、第２の給電点を設け、同第１、第２の給電点にそれぞれ第１、第２の高周波電源を接続し、同第１、第２の高周波電源の高周波電力の周波数を同じく且つ位相のずれを一定範囲内として前記第１の給電点と第２の給電点との間の中央部において主にプラズマが発生する中央プラズマモードと、前記第１、第２の高周波電源の高周波電力の周波数を同じく且つ位相のずれを一定範囲以上として前記第１の給電点と第２の給電点の近傍部において主にプラズマが発生する上下プラズマモードとを、交互に行なうとともに、前記中央プラズマモードと、前記上下プラズマモードとの間に高周波電力の供給を停止するインターバルを設けるように構成したので、電極全体において時間平均的に均一にプラズマが発生し、電極全体のシリコン堆積膜が、隈無く均一にエッチングされて除去され、また、電極全体で均一にプラズマが発生するため真空容器の内部全体も良好に一様のシリコン堆積膜除去をなすことが可能となり、さらに、インターバルの時間的割合を調整することで、加熱量を調節でき、連続的に加熱された場合に生じる恐れのある電極の過熱が防止され、過熱による電極のオーバーエッチングを防止することができ、且つ適切な温度範囲内でエッチングを進行することができ、真空容器内の構造物の熱変形、損傷も防止される。
（３）請求項３の発明によれば、請求項１に記載のシリコン堆積膜除去方法において、前記中央プラズマモードと、前記上下プラズマモードとの間に高周波電力の供給を停止するインターバルを設けるように構成したので、請求項１の発明の効果に加え、インターバルの時間的割合を調整することで、加熱量を調節でき、連続的に加熱された場合に生じる恐れのある電極の過熱が防止され、過熱による電極のオーバーエッチングを防止することができ、且つ適切な温度範囲内でエッチングを進行することができ、真空容器内の構造物の熱変形、損傷も防止される。
【００６５】
（４）請求項４の発明によれば、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のシリコン堆積膜除去方法において、前記第１、第２の給電点はそれぞれ複数設けるように構成したので、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明の効果に加え、プラズマの発生の分布をより均一的にでき、より大サイズの電極に対処できる。
【００６６】
（５）請求項５の発明によれば、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のシリコン堆積膜除去方法において、前記平面状に構成された電極は、前記第１の給電点が設けられた第１の横方向電極棒と、前記第２の給電点が設けられた第２の横方向電極棒と、同第１、第２の横方向電極棒の間を接続する複数の縦方向電極棒を有するものであるように構成したので、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明の効果を、大サイズの電極として有効なラダー電極において奏することができる。
【００６７】
（６）請求項６の発明によれば、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のシリコン堆積膜除去方法において、前記中央プラズマモードは、前記第１、第２の高周波電源の高周波電力の位相のずれを前記一定範囲内で正負にわたり周期的に変化させるように構成したので、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明の効果に加え、第１、第２の給電点間の中央部をプラズマ強度のピークが周期的に揺動し、プラズマの発生の分布をより均一的にでき、より大サイズの電極に対処できる。
【００６８】
（７）請求項７の発明によれば、請求項２または請求項３に記載のシリコン堆積膜除去方法において、前記中央プラズマモードと前記上下プラズマモードとを交互に行なったのち、前記真空容器内を冷却し、その後、前記インターバルの時間的割合を前記真空容器内の冷却前に比べ増加させて前記中央プラズマモードと前記上下プラズマモードとを交互に行うように構成したので、請求項２または請求項３の発明の効果に加え、シリコン堆積膜が厚いときは、まず比較的高温になるように調整しつつエッチング作用を高めてエッチングを早く進行させ、一旦冷却後、インターバルの時間的割合を増加させて比較的低温でエッチングを進行させることにより、効率が向上しオーバーエッチングが防止される。
【００６９】
（８）請求項８の発明によれば、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のシリコン堆積膜除去方法において、前記平面状に構成された電極は、前記真空容器内で製膜を行なうための電極であるように構成したので、請求項１ないし請求項７のいずれかの発明の効果に加え、製膜装置において製膜用の電極をそのまま使用でき、追加設備コストが少なく、工数の増大が少なく、製膜工程に対する稼働停止等の影響も極めて少ない。また、電極のオーバーエッチングも防止できるので、安全且つ効率のよいセルフクリーニングプロセスが可能となる。
【００７０】
（９）請求項９の発明によれば、請求項８に記載のシリコン堆積膜除去方法において、前記真空容器はプラズマＣＶＤ装置を構成するものであるようにしたので、請求項８の発明の効果に加え、プラズマＣＶＤ装置においては、稼働率が向上し、また、真空容器内、電極のクリーニングを適切に実施できるため、アモルファスシリコン製膜等、製膜製品の歩留り、品質の向上が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の一形態に係るシリコン堆積膜除去方法の実施態様の説明図であり、プラズマＣＶＤ装置の構成概要図である。
【図２】  図１の電極におけるプラズマ発生モードの説明図である。
【図３】  図２中の中央プラズマモードの説明図である。
【図４】  図２中の上下プラズマモードの説明図である。
【図５】  本実施の形態のシリコン堆積膜除去方法の高温クリーニング時における電極の温度履歴のグラフである。
【図６】  本実施の形態のシリコン堆積膜除去方法における電極温度コントロール運転の説明図である。
【図７】  本実施の形態のシリコン堆積膜除去方法の一実施例の諸値表である。
【図８】  プラズマＣＶＤ装置の一般的な構成概要図である。
【図９】  図８中Ａ−Ａ矢視によるプラズマＣＶＤ装置の真空容器内の断面配置図である。
【符号の説明】
１                  真空容器
２                  製膜室
３                  電極
３ａ、３ｂ          横方向電極棒
３ｃ                縦方向電極棒
４ａ                ＲＦアンプＡ
４ｂ                ＲＦアンプＢ
５ａ                給電線Ａ
５ｂ                給電線Ｂ
６ａ                上側給電点
６ｂ                下側給電点
７                  基板
８                  位相制御信号源
１０                ガス供給部
１１                排気管
１２                アース電極
１００、２００      プラズマＣＶＤ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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