(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電発生用電圧が印加され、対向電極との間の処理用狭隙間でグロー放電によるプラズマを発生させて反応ガスを分解させる回転電極をドライクリーニングするためのものであって、
該回転電極の周囲であり、該対向電極から回転電極の周方向に外れた位置に、該回転電極との間にクリーニング用狭隙間を形成する第２対向電極と、
該クリーニング用狭隙間にクリーニングガスを存在させる雰囲気調整手段と、
前記回転電極、前記対向電極及び前記第２対向電極を内部に含む容器とを具備し、
前記雰囲気調整手段は、
該容器内の空間を、該クリーニング用狭隙間を含む第１空間と該処理用狭隙間を含む第２空間とに隔て、かつ回転電極との間に狭隙間を有する状態で設けられた絶縁性の隔壁部材と、
該第１空間内にクリーニングガスを導入するための導入管と、
該第１空間内を排気するための排気管とを備え、
前記第１空間の圧力が前記第２空間の圧力よりも小さいことを特徴とする回転電極のドライクリーニング装置。
【請求項２】
放電発生用電圧が印加され、対向電極との間の処理用狭隙間でグロー放電によるプラズマを発生させて反応ガスを分解させる回転電極をドライクリーニングするためのものであって、
該回転電極の周囲であり、該対向電極から回転電極の周方向に外れた位置に、該回転電極との間にクリーニング用狭隙間を形成する第２対向電極と、
該クリーニング用狭隙間にクリーニングガスを存在させる雰囲気調整手段と、
前記回転電極、前記対向電極及び前記第２対向電極を内部に含む容器とを具備し、
前記雰囲気調整手段は、
該容器内の空間を、前記クリーニング用狭隙間を含む第１空間、前記処理用狭隙間を含む第２空間、及び第1空間と第２空間との間の第３空間に隔て、かつ回転電極との間に狭隙間を有する状態で設けられた複数の絶縁性の隔壁部材と、
該第１空間内にクリーニングガスを導入するための導入管と、
該第３空間内を排気するための排気管とを備えることを特徴とする回転電極のドライクリーニング装置。
【請求項３】
前記隔壁部材が、第1空間と第３空間との間を隔てる第１隔壁部材と、第２空間と第３空間との間を隔てる第２隔壁部材とを有し、第１又は第２隔壁部材の少なくとも一方の内部に、前記回転電極に向けてパージガスを噴出するためのガス導入孔を有することを特徴とする請求項２に記載の回転電極のドライクリーニング装置。
【請求項４】
放電発生用電圧が印加され、対向電極との間の処理用狭隙間でグロー放電によるプラズマを発生させて反応ガスを分解させる回転電極をドライクリーニングするためのものであって、
該回転電極の周囲であり、該対向電極から回転電極の周方向に外れた位置に、該回転電極との間にクリーニング用狭隙間を形成する第２対向電極と、
該クリーニング用狭隙間にクリーニングガスを存在させる雰囲気調整手段とを具備し、
前記第２対向電極が、その回転電極側表面にクリーニングガスを回転電極に向けて噴出させる噴出口を有することを特徴とする回転電極のドライクリーニング装置。
【請求項５】
放電発生用電圧が印加され、対向電極との間の処理用狭隙間でグロー放電によるプラズマを発生させて反応ガスを分解させる回転電極をドライクリーニングするためのものであって、
該回転電極の周囲であり、該対向電極から回転電極の周方向に外れた位置に、該回転電極との間にクリーニング用狭隙間を形成する第２対向電極と、
該クリーニング用狭隙間にクリーニングガスを存在させる雰囲気調整手段とを具備し、
前記第２対向電極が、前記回転電極に対して接離可能に設けられ、前記クリーニング用狭隙間を調整できる構成となっていることを特徴とする回転電極のドライクリーニング装置。
【請求項６】
反応ガスが導入される容器と、該容器内に互いに対向して離隔設置された一対の回転電極及び対向電極と、該回転電極に放電発生用電圧を印加する電源とを備え、該回転電極と対向電極との間の処理用狭隙間においてグロー放電によるプラズマを発生させて、該処理用狭隙間に配した被処理体の表面に処理を施すプラズマ処理装置において、
該回転電極の周囲であって、該対向電極から回転電極の周方向に外れた位置に、請求項１乃至５のいずれかに記載の回転電極のドライクリーニング装置が設けられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、回転電極を各々用いたプラズマＣＶＤ装置、エッチング装置及び表面処理装置などのプラズマ処理装置、並びにそのプラズマ処理装置における回転電極のドライクリーニング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜形成処理やエッチング処理、表面改質などの表示処理に、プラズマを利用することが行われている。そのプラズマとしては、反応ガスの導入を伴う反応性プラズマ、一般的には０．１〜１０Ｔｏｒｒの低圧下でのグロー放電プラズマが用いられている。
【０００３】
上記グロー放電プラズマを用いる表面処理装置では排気系が接続された真空容器が必要である故に大型化を伴い、装置コストが高価なものとなってしまうという難点がある。
【０００４】
そこで、コストの低廉化を図るべく、低圧下ではなく、大気圧付近の圧力下でグロー放電プラズマを生成させ、その生成したグロー放電プラズマを用いて表面処理を行う方法が提案されている（特開平６−２１４９）。
【０００５】
更には、グロー放電プラズマの生成空間を小さくする方法が提案されている（特開平９−１０４９８５）。この方法は、対向する２つの対向電極の一方である放電電極側を回転電極とし、回転電極ともう一方の対向電極との狭隙間において線状のグロー放電プラズマを生成させ、そのプラズマ生成部に被処理体をスキャン移動させて表面処理を行う方法である。この方法による場合には、回転電極を用いる故に、回転電極と対向電極の狭隙間において線状のプラズマ生成部を局所的に発生させ得、放電空間を小さくすることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、回転電極を用いる場合には、プラズマによって生成される反応種が回転電極表面に堆積する。例えば、被処理体である基板上にＳｉＨ4を用いてアモルファスシリコンを堆積させる場合には、基板上の堆積量と同程度のアモルファスシリコンが回転電極表面に堆積する。また、ＣＦ4などのフルオロカーボンガスを用いてエッチングを行う場合にも、回転電極にバイアス電圧が印加されていなければ、同様に回転電極表面にフルオロカーボンポリマーが堆積する。
【０００７】
このように回転電極に堆積した膜はパーティクル発生の原因となり、また膜の累積厚が厚くなると膜そのものが剥離して基板上へ落下するなどし、成膜条件の悪化が招来されるという欠点がある。
【０００８】
そこで、成膜条件の改善を図るべく、累積膜厚がある程度に達するとメンテナンス作業を行っている。そのメンテナンス作業としては、回転電極を交換すること、ウェットクリーニングを行うこと、あるいは、容器内のガスを置換してＳＦ6などのクリーニングガスを導入し、ドライクリーニングを行うことなどが用いられる。
【０００９】
しかしながら、このメンテナンス作業は、生産を一時停止して行われるため、稼働率の低下を招き、生産コストが上がるなどの問題点がある。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の課題を解消させるべくなされたものであり、稼働率の向上を図れ、しかも生産コストの低廉化が可能な回転電極のドライクリーニング装置及び回転電極を用いたプラズマＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る回転電極のドライクリーニング装置は、放電発生用電圧が印加され、対向電極との間の処理用狭隙間でグロー放電によるプラズマを発生させて反応ガスを分解させる回転電極をドライクリーニングするためのものであって、該回転電極の周囲であり、該対向電極から回転電極の周方向に外れた位置に、該回転電極との間にクリーニング用狭隙間を形成する第２対向電極と、該クリーニング用狭隙間にクリーニングガスを存在させる雰囲気調整手段と、前記回転電極、前記対向電極及び前記第２対向電極を内部に含む容器とを具備し、前記雰囲気調整手段は、該容器内の空間を、該クリーニング用狭隙間を含む第１空間と該処理用狭隙間を含む第２空間とに隔て、かつ回転電極との間に狭隙間を有する状態で設けられた絶縁性の隔壁部材と、該第１空間内にクリーニングガスを導入するための導入管と、該第１空間内を排気するための排気管とを備え、前記第１空間の圧力が前記第２空間の圧力よりも小さいことを特徴とする。
【００１２】
この請求項１に係る回転電極のドライクリーニング装置にあっては、回転電極を用いたプラズマＣＶＤ装置、エッチング装置又は表面処理装置等のプラズマ処理装置において、該当する処理を行うと、つまり回転電極に放電発生用電圧（例えば高周波或いは直流電圧）を印加すると、処理用狭隙間だけでなく、クリーニング用狭隙間においてもグロー放電によるプラズマが発生する。このプラズマは被処理体に該当する処理を施すための反応ガスによるプラズマではなく、第１空間内に導入されたクリーニングガスによるプラズマであり、回転電極の表面をドライクリーニングすることができる。したがって、対向電極側では被処理体への膜堆積などの処理を、その一方、第２対向電極側では回転電極のドライクリーニング処理を同時に行うことが可能となる。あるいは被処理体への膜堆積などの処理と次処理との間の待ち時間、つまり被処理体が処理用狭隙間に存在しない場合に、回転電極に放電発生用電圧を印加し、第２対向電極側において回転電極のクリーニング処理を行うことが可能となる。
【００１３】
例えば、ＳｉＨ4を用いて対向電極側でアモルファスシリコンを被処理体上に成膜する場合、第２対向電極側において、第１空間内に導入するクリーニングガスにＳＦ6あるいはＮＦ3を用いると、Ｆラジカルを含むプラズマを発生させ得、これにより回転電極表面に堆積するアモルファスシリコンをドライエッチングすることができる。あるいは、対向電極側においてＣＦ4やＣＨＦ3，Ｃ2Ｆ6，Ｃ3Ｆ6，Ｃ4Ｆ8などのフルオロカーボンガスを用いて被処理体にフルオロカーボンポリマーを成膜する場合や、ＣＨ4やＣ2Ｈ4などを用いて被処理体にアモルファスカーボンやＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）を成膜する場合にあっては、第２対向電極側においては、第１空間内に導入するクリーニングガスにＯ2を用いてＯラジカルを発生させ、回転電極表面に堆積するフルオロカーボンポリマーやアモルファスカーボン、ＤＬＣなどを灰化させてドライエッチングすることができる。また、ＣＦ4およびＯ2を用いて被処理体を等方的にエッチングする場合や、ＣＦ4やＣＨＦ3，Ｃ2Ｆ6，Ｃ3Ｆ6，Ｃ4Ｆ8などのフルオロカーボンガスを用いると共に被処理体にバイアス電圧を印加して異方的にエッチングする表面処理を行う場合なども、第１空間内に導入するＯ2によってＯラジカルを発生させ、回転電極表面に堆積するフルオロカーボンポリマーなどを灰化させてドライエッチングすることができる。
【００１４】
このように対向電極側ではプラズマによる被処理体への膜堆積やエッチング、或いは表示処理などの処理を、第２対向電極側ではプラズマによるドライクリーニング処理が同時に可能となる結果、あるいは被処理体への処理間の待ち時間において同クリーニング処理が可能となる結果、回転電極の交換や回転電極のウェットクリーニングなどのメンテナンス作業のサイクルを大幅に延ばすことができるため、稼働率の向上を図れ、生産コストの低廉化が可能である。
【００１５】
また、請求項１の発明にあっては、クリーニング用狭隙間を含む第１空間と処理用狭隙間を含む第２空間とが隔壁部材にて隔てられているので、第１空間に導入管を介して導入したクリーニングガスが第２空間へ拡散し難くなって第１空間から排気管によって容器外へ排気される。このため、第２空間で行われている前記該当する処理は、クリーニングガスによる悪影響を受け難くなる。更に、第１空間の圧力が第２空間の圧力よりも小さいので、隔壁部材と回転電極との間に狭隙間があっても、第１空間内に導入したクリーニングガスが第２空間に拡散することを抑制できる。
【００１６】
また、本発明の請求項２に係る回転電極のドライクリーニング装置は、放電発生用電圧が印加され、対向電極との間の処理用狭隙間でグロー放電によるプラズマを発生させて反応ガスを分解させる回転電極をドライクリーニングするためのものであって、該回転電極の周囲であり、該対向電極から回転電極の周方向に外れた位置に、該回転電極との間にクリーニング用狭隙間を形成する第２対向電極と、該クリーニング用狭隙間にクリーニングガスを存在させる雰囲気調整手段と、前記回転電極、前記対向電極及び前記第２対向電極を内部に含む容器とを具備し、前記雰囲気調整手段は、該容器内の空間を、前記クリーニング用狭隙間を含む第１空間、前記処理用狭隙間を含む第２空間、及び第1空間と第２空間との間の第３空間に隔て、かつ回転電極との間に狭隙間を有する状態で設けられた複数の絶縁性の隔壁部材と、該第１空間内にクリーニングガスを導入するための導入管と、該第３空間内を排気するための排気管とを備えることを特徴とする。
【００１７】
この請求項２の発明にあっては、請求項１の発明と同様に、対向電極側ではプラズマによる被処理体への膜堆積やエッチング、或いは表示処理などの処理を、第２対向電極側ではプラズマによるドライクリーニング処理が同時に可能となる結果、あるいは被処理体への処理間の待ち時間において同クリーニング処理が可能となる結果、回転電極の交換や回転電極のウェットクリーニングなどのメンテナンス作業のサイクルを大幅に延ばすことができるため、稼働率の向上を図れ、生産コストの低廉化が可能であるという効果に加え、以下の効果を奏する。即ち、容器内の空間を第１空間と第２空間と第３空間とに隔壁部材により隔てられ、第１空間にはクリーニングガスが導入され、第３空間には排気管が設けられているので、第１空間に導入されたクリーニングガスが隔壁部材と回転電極との間の狭隙間から第３空間に拡散しても排気管により排気され、一方第２空間内の反応ガスが隔壁部材と回転電極との間の狭隙間から第３空間に拡散しても排気管により排気されるので、第１空間のクリーニングガスが第２空間に拡散すること、及び第２空間の反応ガスが第１空間に拡散することが抑制される。
【００１８】
また、本発明の請求項３に係る回転電極のドライクリーニング装置は、前記隔壁部材が、第1空間と第３空間との間を隔てる第１隔壁部材と、第２空間と第３空間との間を隔てる第２隔壁部材とを有し、第１又は第２隔壁部材の少なくとも一方の内部に、前記回転電極に向けてパージガスを噴出するためのガス導入孔を有することを特徴とする。
【００１９】
この請求項３の発明にあっては、第１隔壁部材及び第２隔壁部材の少なくとも一方から回転電極に向けて噴出するパージガスにより該当する隔壁部材と回転電極との狭隙間がパージされるので、第１空間のクリーニングガスが第３空間に拡散すること、及び第２空間の反応ガスが第３空間に拡散することが抑制され、これにより、第１空間のクリーニングガスが第２空間に拡散すること、及び第２空間の反応ガスが第１空間に拡散することがさらに抑制される。
【００２０】
また、本発明の請求項４に係る回転電極のドライクリーニング装置は、放電発生用電圧が印加され、対向電極との間の処理用狭隙間でグロー放電によるプラズマを発生させて反応ガスを分解させる回転電極をドライクリーニングするためのものであって、該回転電極の周囲であり、該対向電極から回転電極の周方向に外れた位置に、該回転電極との間にクリーニング用狭隙間を形成する第２対向電極と、該クリーニング用狭隙間にクリーニングガスを存在させる雰囲気調整手段とを具備し、前記第２対向電極が、その回転電極側表面にクリーニングガスを回転電極に向けて噴出させる噴出口を有することを特徴とする。
【００２１】
この請求項４の発明にあっては、請求項１の発明と同様に、対向電極側ではプラズマによる被処理体への膜堆積やエッチング、或いは表示処理などの処理を、第２対向電極側ではプラズマによるドライクリーニング処理が同時に可能となる結果、あるいは被処理体への処理間の待ち時間において同クリーニング処理が可能となる結果、回転電極の交換や回転電極のウェットクリーニングなどのメンテナンス作業のサイクルを大幅に延ばすことができるため、稼働率の向上を図れ、生産コストの低廉化が可能であるという効果に加え、以下の効果を奏する。即ち、回転電極に接近して設けられる第２対向電極の回転電極側表面からクリーニングガスが噴出するので、回転電極の表面を確実にドライクリーニングすることが可能になる。
【００２２】
本発明の請求項５に係る回転電極のドライクリーニング装置は、放電発生用電圧が印加され、対向電極との間の処理用狭隙間でグロー放電によるプラズマを発生させて反応ガスを分解させる回転電極をドライクリーニングするためのものであって、該回転電極の周囲であり、該対向電極から回転電極の周方向に外れた位置に、該回転電極との間にクリーニング用狭隙間を形成する第２対向電極と、該クリーニング用狭隙間にクリーニングガスを存在させる雰囲気調整手段とを具備し、前記第２対向電極が、前記回転電極に対して接離可能に設けられ、前記クリーニング用狭隙間を調整できる構成となっていることを特徴とする。
【００２３】
この請求項５の発明にあっては、請求項１の発明と同様に、対向電極側ではプラズマによる被処理体への膜堆積やエッチング、或いは表示処理などの処理を、第２対向電極側ではプラズマによるドライクリーニング処理が同時に可能となる結果、あるいは被処理体への処理間の待ち時間において同クリーニング処理が可能となる結果、回転電極の交換や回転電極のウェットクリーニングなどのメンテナンス作業のサイクルを大幅に延ばすことができるため、稼働率の向上を図れ、生産コストの低廉化が可能であるという効果に加え、以下の効果を奏する。即ち、第２対向電極を回転電極に対して接離することができるので、例えば対向電極側で被処理体への堆積等の処理中において、あるいは処理間の待ち時間において、第２対向電極を回転電極に接近させてプラズマを発生させたり、或いは第２対向電極を回転電極から遠ざけてプラズマを消滅させるといった制御を行うことが可能となる。
【００２４】
本発明の請求項６に係るプラズマ処理装置は、反応ガスが導入される容器と、該容器内に互いに対向して離隔設置された一対の回転電極及び対向電極と、該回転電極に放電発生用電圧を印加する電源とを備え、該回転電極と対向電極との間の処理用狭隙間においてグロー放電によるプラズマを発生させて、該処理用狭隙間に配した被処理体の表面に処理を施すプラズマ処理装置において、該回転電極の周囲であって、該対向電極から回転電極の周方向に外れた位置に、請求項１乃至５のいずれかに記載の回転電極のドライクリーニング装置が設けられていることを特徴とする。
【００２５】
この請求項６のプラズマ処理装置にあっては、回転電極を用いたプラズマＣＶＤ装置、エッチング装置又は表面処理装置等のプラズマ処理装置において、該当する処理を行うと、つまり回転電極に放電発生用電圧（例えば高周波或いは直流電圧）を印加すると、処理用狭隙間だけでなく、クリーニング用狭隙間においてもグロー放電によるプラズマが発生する。このプラズマは被処理体に該当する処理を施すための反応ガスによるプラズマではなく、第１空間内に導入されたクリーニングガスによるプラズマであり、回転電極の表面をドライクリーニングすることができる。したがって、対向電極側では被処理体への膜堆積などの処理を、その一方、第２対向電極側では回転電極のドライクリーニング処理を同時に行うことも可能であり、もちろん処理間の待ち時間において同クリーニング処理のみを行うことも可能となる。
【００２６】
このように対向電極側ではプラズマによる被処理体への膜堆積などの処理を、第２対向電極側ではプラズマによるドライクリーニング処理が同時に可能となる結果、回転電極の交換や回転電極のウェットクリーニングなどのメンテナンス作業のサイクルを大幅に延ばすことができるため、稼働率の向上を図れ、生産コストの低廉化が可能である。
【００２７】
また、第１空間と第２空間とが隔壁部材にて隔てられているので、第１空間に導入管を介して導入したクリーニングガスが第２空間へ拡散し難くなって第１空間から排気管によって容器外へ排気される。このため、第２空間で行われている前記該当する処理は、クリーニングガスによる悪影響を受け難くなる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を具体的に説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態に係る回転電極のドライクリーニング装置を組み込んだプラズマＣＶＤ装置の模式図を示す。
【００３０】
このプラズマＣＶＤ装置は、容器１１と、容器１１内に設置され、回転軸１３にて回転可能に支持された回転電極１２と、容器１１内であって回転電極１２の下側に設けられ、回転電極１２に対向して第１対向電極として機能するサセプタ１７と、容器１１内であって回転電極１２の上側に設けられ、回転電極１２に対向する第２対向電極１１２とを有する。
【００３１】
回転電極１２は、軸心部に回転軸１３を有する概略円柱状のアルミニウム製であり、その外径は３００ｍｍ、幅は５００ｍｍである。回転電極１２の表面にはＡｌ2Ｏ3膜が、例えば厚さ１００μｍで溶射被覆されている。回転電極１２の回転数は０〜３０００ｒｐｍの範囲で可変可能となっており、本実施形態では１５００ｒｐｍとした。回転軸１３には整合器１４を介して高周波電源１５が接続されている。高周波電源１５は、本実施形態ではその周波数を１５０ＭＨｚとし、また高周波電力を１ｋＷとした。
【００３２】
サセプタ１７は、矢印１９方向にスキャン移動可能となっていて、その上側には、被処理体としての基板１６が真空チャックにて設置される。なお、図１中の１１ｂ、１１ｃは、基板１６の出し入れを行うための開閉部である。基板１６は、本実施形態では３０ｃｍ角で厚さ１．１ｍｍのガラス基板を使用した。回転電極１２とガラス基板１６との間の処理用狭隙間１７ａは、本実施形態では１ｍｍとした。この狭隙間１７ａには、回転電極１２に高周波電源１５から前記高周波電力を供給することによりグロー放電プラズマ１７ｂが発生する。サセプタ１７内にはヒーター１８が内蔵され、基板１６の温度は０〜３００℃の範囲で可変可能である。
【００３３】
容器１１内にはガス導入管１１０と排気管１１１とが連通連結されていて、ガス導入管１１０より反応ガスが導入され、排気管１１１より反応ガスの排気が行われ、容器１１内は所望の圧力を維持できるようになっている。反応ガスの容器１１内への導入は、本実施形態ではＨｅを１０ｓｌｍ、Ｈ2を１０ｓｌｍ、ＳｉＨ4を１ｓｌｍで導入した。容器１１内の圧力は、本実施形態では２００Ｔｏｒｒに設定した。
【００３４】
第２対向電極１１２は、回転軸１３に沿って長いライン状のものであり、第２対向電極１１２には昇降装置１１４が具備されている。昇降装置１１４により昇降される第２対向電極１１２と回転電極１２との間のクリーニング用狭隙間１１２ａは０〜５０ｍｍまで可変可能となっており、本実施形態では１ｍｍとした。
【００３５】
第２対向電極１１２の外側には、クリーニング用狭隙間１１２ａを含む空間１１３ａと容器内空間１１ａとに隔てる絶縁性の隔壁部材１１３が設置されている。隔壁部材１１３は、図２に示すように回転電極１２の上側表面を覆う４側面１１３Ａ、１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｄを有し、各側面１１３Ａ〜１１３Ｄに、例えば厚み２０ｍｍのＡｌ2Ｏ3セラミックを使用したもので、容器１１の天井１１ｂに垂下状態で取付けられ、隔壁部材１１３と回転電極１２との間の狭隙間１１３ｂは０．５ｍｍとした。上記空間１１３ａの内部には、ガス導入管１１５と排気管１１６とが連通連結されていて、空間１１３ａにはガス導入管１１５よりガスが導入される。本実施形態ではガス導入管１１５より希ガスＨｅを１ｓｌｍ、クリーニングガスＳＦ6を１００ｓｃｃｍ導入した。また、空間１１３ａの圧力を容器内圧力２００Ｔｏｒｒよりも減圧の１００Ｔｏｒｒに設定し、その圧力差により、空間１１３ａに導入したクリーニングガスが狭隙間１１３ｂを介して容器内空間１１ａへ拡散することを抑制している。なお、隔壁部材１１３、ガス導入管１１５及び排気管１１６は雰囲気調整手段を構成し、また、その雰囲気調整手段及び第２対向電極１１２は回転電極１２をクリーニングするドライクリーニング装置を構成する。
【００３６】
次に、このように構成された、ドライクリーニング装置を備えるプラズマＣＶＤ装置の動作内容を説明する。
【００３７】
所定の準備が終了すると、サセプタ１７上に設置したガラス基板１６の先端１６ａを回転電極１２の直下に位置させておき、回転電極１２に高周波電力１５を供給し、回転電極１２とガラス基板１６間の狭隙間１７ａにグロー放電プラズマ１７ｂを発生させて前記反応ガスを分解する。
【００３８】
プラズマ１７ｂが発生した後、サセプタ１７を矢印１９方向に、例えばスキャン速度を４ｍｍ／ｓｅｃとしてスキャン移動させる。これにより、ガラス基板１６上にはアモルファスシリコンが堆積する。ガラス基板１６上に堆積するアモルファスシリコンの成膜厚みはスキャン速度に依存する。
【００３９】
然る後、ガラス基板１６の後端１６ｂが回転電極１２直下に到着すると、高周波電源１５からの高周波電力の供給を停止し、プラズマをオフさせる。
【００４０】
上述したプラズマ１７ｂの発生とほぼ同時に、第２対向電極１１２と回転電極１２との間のクリーニング用狭隙間１１２ａにもプラズマ１１２ｂが発生する。このプラズマ１１２ｂはＳＦ6を含む反応性プラズマであり、このプラズマ１１２ｂによって回転電極１２の表面に堆積したアモルファスシリコンがエッチングされる。
【００４１】
したがって、第１実施形態のプラズマＣＶＤ装置による場合には、サセプタ１７側ではガラス基板１６上にアモルファスシリコンが堆積する処理が行われ、第２対向電極１１２側では回転電極１２の表面に堆積したアモルファスシリコンをエッチングする処理が行われるので、生産を一時中止することなく回転電極１２をクリーニングすることができる。このとき、上述した本実施形態の条件で生産した場合は、放電終了後の回転電極１２における累積膜厚を、クリーニングしない場合の累積膜厚に対して１／１０にまで低減することができた。これにより、メンテナンス作業のサイクルを大幅に延ばすことが可能となる故に、稼働率の向上を図れ、しかも生産コストの低廉化が可能となる。
【００４２】
また、昇降装置１１４により第２対向電極１１２を回転電極１２に対して接離することができるので、例えばサセプタ１７側で基板１６への処理中において、第２対向電極１１２を回転電極１２に接近させてプラズマを発生させたり、或いは第２対向電極１１２を回転電極１２から遠ざけてプラズマを消滅させる制御を行うことが可能となる。これによって被処理体への膜堆積などの処理間の待ち時間、つまりガラス基板１６が処理用狭隙間１７ａに存在しない場合に、第２対向電極１１２を昇降装置１１４を通じて回転電極１２に接近させてプラズマを発生させることで、処理間の待ち時間をメンテナンス時間へと変えることにより待ち時間を減少または無くすことも可能となる。
【００４３】
（第２実施形態）
図３に、本発明の第２実施形態に係る回転電極のドライクリーニング装置を示す。
【００４４】
このドライクリーニング装置は、隔壁部材を二重構造とし、クリーニングガスの容器内空間への拡散を極力抑制したものであり、以下に詳述する。
【００４５】
回転電極２１の上側に、第２対向電極２２が回転電極２１との間のクリーニング用狭隙間２２ａを確保して設置されている。第２対向電極２２は、昇降装置２３を備え、これにより昇降可能となっていて、狭隙間２２ａを０〜５０ｍｍの範囲で可変可能である。
【００４６】
第２対向電極２２の外側には絶縁性の第１隔壁部材２４が設置されている。第１隔壁部材２４は、図４に示すように回転電極２１の上側表面を覆う４側面２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄを有し、各側面２４Ａ〜２４Ｄに例えば厚みが２０ｍｍのＡｌ2Ｏ3セラミックを使用したものであり、容器天井２８ｂに垂下状態で取付けられ、第１隔壁部材２４と回転電極２１との間の狭隙間２４ｂは０．５ｍｍとした。
【００４７】
さらに第１隔壁部材２４の外側には絶縁性の第２隔壁部材２５が設置されている。第２隔壁部材２５は、図４に示すように回転電極２１の上側表面を覆う４側面２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄを有し、各側面２５Ａ〜２５Ｄに、例えば厚みが２０ｍｍのＡｌ2Ｏ3セラミックを使用したものであり、容器天井２８ｂに垂下状態で取付けられ、第２隔壁部材２５と回転電極２１との間の狭隙間２５ｂは０．５ｍｍとした。
【００４８】
第１隔壁部材２４で囲まれた空間２４ａにはガス導入管２６が連通連結されており、さらに第１隔壁部材２４と第２隔壁部材２５とで囲まれた空間２５ａには排気管２７が連通連結されている。なお、第１隔壁部材２４、第２隔壁部材２５、ガス導入管２６及び排気管２７は雰囲気調整手段を構成する。
【００４９】
このように構成された第２実施形態のドライクリーニング装置において、ガス導入管２６から第１実施形態と同様にＨｅとＳＦ6を導入してクリーニング用狭隙間２２ａにプラズマ２２ｂを発生させると共に、容器内空間２８の圧力を２００Ｔｏｒｒ、第１隔壁部材２４と第２隔壁部材２５内の空間２５ａの圧力を１００Ｔｏｒｒに設定した。この場合、容器内空間２８の圧力と、空間２５ａの圧力と、空間２４ａの圧力との関係が、下記（１）式及び（２）式の関係が成り立つようになり、これらの圧力差により、空間２４ａに導入されたクリーニングガスが狭隙間２４ｂから空間２５ａに拡散しても排気管２７により排気され、一方容器内空間２８内の反応ガスが狭隙間２５ｂから空間２５ａに拡散しても排気管２７により排気される。
【００５０】
容器内空間２８圧力＞空間２５ａの圧力  …（１）
空間２５ａの圧力＜空間２４ａの圧力  …（２）
以上のことにより、第２実施形態のドライクリーニング装置による場合には、空間２４ａに導入したクリーニングガスが容器内空間２８へ拡散すること、及び容器内空間２８の反応ガスが空間２４ａへ拡散することを抑制することができる。
【００５１】
（第３実施形態）
図５に、本発明の第３実施形態に係る回転電極のドライクリーニング装置を示す。
【００５２】
このドライクリーニング装置は、回転電極３１の上側に、第２対向電極３２が回転電極３１との間のクリーニング用狭隙間３２ａを確保して設置されている。第２対向電極３２は、昇降装置３３を備え、これにより昇降可能となっていて、狭隙間３２ａを０〜５０ｍｍの範囲で可変可能である。
【００５３】
第２対向電極３２の外側には、第２実施形態と同様にして、絶縁性の第１隔壁部材３４が設置され、その外側に絶縁性の第２隔壁部材３５が設置されている。第１隔壁部材３４は、図６に示すように回転電極３１の上側表面を覆う４側面３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄを有し、各側面３４Ａ〜３４Ｄに、例えば厚みが２０ｍｍのＡｌ2Ｏ3セラミックを使用したものであり、容器天井３８ｂに垂下状態で取付けられ、第１隔壁部材３４と回転電極３１との間の狭隙間３４ｂは０．５ｍｍとした。また、第１隔壁部材３４を構成する４側面３４Ａ〜３４Ｄそれぞれの内部にはガス導入孔３４ｄが設けられ、ガス導入孔３４ｄにはガス導入管３４ｃが連通連結されている。
【００５４】
第２隔壁部材３５は、図６に示すように回転電極３１の上側表面を覆う４側面３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄを有し、各側面３５Ａ〜３５Ｄに、例えば厚みが２０ｍｍのＡｌ2Ｏ3セラミックを使用したものであり、容器天井３８ｂに垂下状態で取付けられ、第２隔壁部材３５と回転電極３１との間の狭隙間３５ｂは０．５ｍｍとした。また、第２隔壁部材３５を構成する４側面３５Ａ〜３５Ｄそれぞれの内部にはガス導入孔３５ｄが設けられ、ガス導入孔３５ｄにはガス導入管３５ｃが連通連結されている。
【００５５】
第１隔壁部材３４で囲まれた空間３４ａにはガス導入管３６が連通連結されており、さらに第１隔壁部材３４と第２隔壁部材３５とで囲まれた空間３５ａには排気管３７が連通連結されている。上記ガス導入管３６からは、クリーニングガスが空間３４ａに導入される。第２隔壁部材３５の外側は容器内空間３８となっている。図５中の３２ｂは、狭隙間３２ａに発生するプラズマである。
【００５６】
このように構成された第３実施形態のドライクリーニング装置において、ガス導入管３４ｃ及びガス導入孔３４ｄを介して第１隔壁部材３４と回転電極３１との間の狭隙間３４ｂにパージガス、例えばＨｅ等の希ガスを噴出すると共に、ガス導入管３５ｃ及びガス導入孔３５ｄを介して第２隔壁部材３５と回転電極３１間の狭隙間３５ｂにパージガス、例えばＨｅ等の希ガスを噴出することで、狭隙間３４ｂ、３５ｂが希ガスによりパージされるので、空間３４ａのクリーニングガスが空間３５ａに拡散すること、及び容器内空間３８の反応ガスが空間３５ａに拡散することが抑制され、これにより、空間３４ａのクリーニングガスが容器内空間３８に拡散すること、及び容器内空間３８の反応ガスが空間３４ａに拡散することをより効果的に抑制できる。
【００５７】
なお、ガス導入管３４ｃ及びガス導入孔３４ｄを介して狭隙間３４ｂにパージガスを噴出させることと、ガス導入管３５ｃ及びガス導入孔３５ｄを介して狭隙間３５ｂにパージガスを噴出させることとのいずれか一方を行うようにしてもよい。この場合においても、空間３４ａのクリーニングガスが容器内空間３８に拡散すること、及び容器内空間３８の反応ガスが空間３４ａに拡散することをより効果的に抑制できる。
【００５８】
また、第３実施形態のドライクリーニング装置におけるガス導入孔３４ｄ、３５ｄは種々の形態を採ることができる。例えば、ガス導入孔３４ｄ、３５ｄは第１隔壁部材３４、第２隔壁部材３５の４側面に沿った矩形状に形成したり、４側面に沿って多数配設した構成としてもよい。要は、ガス導入孔３４ｄ、３５ｄからのパージガスが狭隙間３４ｂ、３５ｂの全域をパージできればよい。
【００５９】
また、ガス導入孔３４ｄ、３５ｄのそれぞれに連通連結させるガス導入管３４ｃ、３５ｃは、ガス導入孔３４ｄ、３５ｄと同様に矩形状に形成したり、４側面に沿って多数配設した構成としてもよい。要は、狭隙間３４ｂ、３５ｂの全域をパージできるようにガス導入孔３４ｄ、３５ｄにパージガスを供給できればよい。
【００６０】
（第４実施形態）
図７に、本発明の第４実施形態に係る回転電極のドライクリーニング装置の要部を示す。
【００６１】
このドライクリーニング装置においては、第２対向電極４２の内部及び昇降装置４３の内部を通ってガス導入孔４５が設けられ、そのガス導入孔４５にガス導入管４６が連通連結されている。これらガス導入管４６及びガス導入孔４５を介してクリーニングガスが第２対向電極４２から回転電極４１に向けて噴出されるように構成されている。
【００６２】
このように構成された第４実施形態のドライクリーニング装置にあっては、回転電極４１に接近している第２対向電極４２からクリーニングガスがプラズマ発生部４２ｂに供給されるので、プラズマ発生部４２ｂにおいてプラズマを確実に発生させることが可能になる。
【００６３】
第４実施形態に係る回転電極のドライクリーニング装置は、上述した第１〜第３実施形態に適用することが可能である。但し、第１実施形態に適用する場合には、排気系については、隔壁部材４４で囲まれた空間４４ａと連通連結するように二点鎖線にて示す排気管４７を設けるようにすればよい。また、第２実施形態に適用する場合には、隔壁部材４４と回転電極４１との狭隙間から隔壁部材４４の外側の空間（図３の２５ａ）に拡散したクリーニングガスを排気管（図３の２７）から排気するようにすればよい。また、第３実施形態に適用し、かつ隔壁部材４４の内部を通りパージガスを回転電極４１に向けて噴出させる場合には、二点鎖線にて示す排気管４７を設けるようにすればよく、一方、第３実施形態に適用し、かつ隔壁部材４４の内部を通りパージガスを回転電極４１に向けて噴出させない場合には、第２実施形態に適用する場合と同様にすればよい。
【００６４】
なお、上述した第１〜第４実施形態では回転電極のドライクリーニング装置を適用させたプラズマＣＶＤ装置では、ＳｉＨ4を用いて被処理体であるガラス基板上にアモルファスシリコンを成膜し、一方、ドライクリーニング装置では回転電極に堆積したアモルファスシリコンをドライエッチングすべくクリーニングガスにＳＦ6を用いているが、本発明はこれに限らない。例えば、ＣＦ4やＣＨＦ3、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ6、Ｃ4Ｆ8などのフルオロカーボンガスを用いて被処理体上にフルオロカーボンポリマーを成膜する場合、或いはＣＨ4やＣ2Ｈ4などを用いて被処理体上にアモルファスカーボンやＤＬＣを成膜する場合には、第２対向電極やクリーニング用狭隙間を含む空間に導入するクリーニングガスにＯ2を用いて、第２対向電極でプラズマ放電を発生させることにより、回転電極表面に堆積するフルオロカーボンポリマーやアモルファスカーボン、ＤＬＣなどをドライエッチングする場合にも適用できることは勿論である。
【００６５】
また、上述した実施形態では４側面からなる隔壁部材を使用して回転電極の上側表面を覆い、第２対向電極の周りと容器内空間とを隔てるようにしているが、本発明に係る回転電極のクリーニング装置に適用できる隔壁部材はこれに限らない。例えば、回転電極の両端が容器に接触又は接近している場合には、第２対向電極の両側にそれぞれ板状の隔壁部材を設けて、回転電極の上側表面を覆うようにしてもよいことは勿論である。要は、隔壁部材により、少なくとも第２対向電極を含む空間に導入されるクリーニングガスが容器内空間へ拡散しない状態を確保できればよい。
【００６６】
また、上述した実施形態ではプラズマＣＶＤ装置に適用しているが、本発明の回転電極のドライクリーニング装置は、エッチング装置や表面処理装置などのプラズマ処理装置にも同様に適用することが可能である。例えば、エッチング装置により、ＣＦ4およびＯ2を用いて被処理体を等方的にエッチングする場合や、表面処理装置により、ＣＦ4やＣＨＦ3，Ｃ2Ｆ6，Ｃ3Ｆ6，Ｃ4Ｆ8などのフルオロカーボンガスを用いると共に被処理体にバイアス電圧を印加して異方的にエッチングする表面処理を行う場合なども、第２対向電極を含む空間内に導入するＯ2によってＯラジカルを発生させ、回転電極表面に堆積するフルオロカーボンポリマーなどを灰化させてドライエッチングすることができる。
【００６７】
また、上述した実施形態では回転電極のクリーニング装置を、対向電極とは反対側である回転電極の上側に設けるようにしているが、本発明はこれに限らず、クリーニング装置を回転電極の周囲の任意な箇所（但し、基板上への膜生成に支障の無い箇所に限る。）に設けてもよいことは勿論である。
【００６８】
また、上述した実施形態では容器内の圧力を１００Ｔｏｒｒ〜２００Ｔｏｒｒの範囲としているが、本発明のプラズマ処理装置では容器内の圧力を大気圧と同様なレベルとした場合にも適用できる。
【００６９】
また、本発明は、被処理体への処理時だけでなく、被処理体への処理間（つまり待ち時間）においてもクリーニング処理を行うことができるが、待ち時間においてクリーニング処理をする場合には、回転電極を低速回転させてクリーニングすること、例えば待ち時間が１ｍｉｎであるときに回転電極の回転数を１ｒｐｍと低速で回転させてクリーニングすることが好ましい。このように回転電極を低速回転させてクリーニング処理を行う場合は、隔壁部材と回転電極間の隙間からクリーニングガスが漏れることを大幅に抑制できる利点があるからである。但し、被処理体への処理時に電極クリーニング処理も同時に行うと、クリーニングガスの拡散による被処理体への処理空間への漏れがｐｐｍやｐｐｂオーダーで問題となる場合には、被処理体への処理と電極クリーニング処理とを同時に行わず、電極クリーニング処理のみを行うようにし、かつ回転電極を低速回転させることが望ましい。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、回転電極と対向電極との間の処理用狭隙間に発生するプラズマによる被処理体への膜堆積などの処理と、その一方では回転電極と第２対向電極との間のクリーニング用狭隙間に発生するプラズマによるクリーニング処理が同時に可能となる。また被処理体への処理間の待ち時間にも第２対向電極による回転電極のクリーニングが可能となる。その結果、回転電極の交換や回転電極に対するウェットクリーニングなどのメンテナンス作業のサイクルを大幅に延ばすことができるため、稼働率の向上を図れ、しかも生産コストの低廉化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態に係る回転電極のドライクリーニング装置を組み込んだプラズマＣＶＤ装置を模式的に示す正面図である。
【図２】  本発明の第１実施形態に係る回転電極のドライクリーニング装置を構成する隔壁部材を回転電極と共に示す斜視図である。
【図３】  本発明の第２実施形態に係る回転電極のドライクリーニング装置を模式的に示す正面図である。
【図４】  本発明の第２実施形態に係る回転電極のドライクリーニング装置を構成する隔壁部材を回転電極と共に示す斜視図である。
【図５】  本発明の第３実施形態に係る回転電極のドライクリーニング装置を模式的に示す正面図である。
【図６】  本発明の第３実施形態に係る回転電極のドライクリーニング装置を構成する隔壁部材を回転電極と共に示す斜視図である。
【図７】  本発明の第４実施形態に係る回転電極のドライクリーニング装置の要部を模式的に示す正面図である。
【符号の説明】
１１  容器
１１ａ、２８  容器内空間
１２、２１、３１、４１  回転電極
１５  高周波電源
１６  基板（ガラス基板）
１７  サセプタ（対向電極）
１７ａ  回転電極と基板との間の狭隙間（処理用狭隙間）
２４、３４  第１隔壁部材
３４ｃ、３５ｃ  ガス導入管
３４ｄ、３５ｄ、４５  ガス導入孔
２５、３５  第２隔壁部材
１１２、２２、３２  第２対向電極
１１２ａ、２２ａ、３２ａ  第２対向電極と回転電極との間の狭隙間（クリーニング用狭隙間）
１１３、４４  隔壁部材
１１４、２３、３３、４３  昇降装置
１１５、２６、３６、４６  ガス導入管
１１６、２７、３７、４７  排気管
【図１】
0003670578.tif 000002
【図２】
0003670578.tif 000003
【図３】
0003670578.tif 000004
【図４】
0003670578.tif 000005
【図５】
0003670578.tif 000006
【図６】
0003670578.tif 000007
【図７】
0003670578.tif 000008