(57)【要約】【課題】生産性を向上させることができるプラズマＣＶＤ装置及びそのクリーニング方法を提供すること【解決手段】プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法は、（Ａ）製膜室１０にフッ素系ガス６１を導入するステップと、（Ｂ）放電電極２０上の電圧分布がほぼ均一になるように、高周波電力を放電電極２０に供給するステップと、（Ｃ）放電電極２０上の電圧分布の最大点ＭＰが、第１給電点２５Ａと第２給電点２５Ｂの中間地点Ｃを挟んで往復するように、高周波電力を放電電極２０に供給するステップとを備える。上記（Ｃ）供給するステップは、上記（Ｂ）供給するステップに続いて実行される。【選択図】      図３
2006073576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法であって、
前記プラズマＣＶＤ装置は、製膜室内に配置された放電電極と、互いに対向するように前記放電電極上に形成された第１給電点及び第２給電点と、前記第１給電点及び前記第２給電点を介して前記放電電極に高周波電力を供給する高周波電源とを備え、
前記クリーニング方法は、
（Ａ）前記製膜室にフッ素系ガスを導入するステップと、
（Ｂ）前記放電電極上の電圧分布がほぼ均一になるように、前記高周波電力を前記放電電極に供給するステップと、
（Ｃ）前記放電電極上の電圧分布の最大点が、前記第１給電点と前記第２給電点の中間地点を挟んで往復するように、前記高周波電力を前記放電電極に供給するステップと
を具備し、
前記（Ｃ）供給するステップは、前記（Ｂ）供給するステップに続いて実行される
プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法であって、
前記（Ｃ）供給するステップにおける前記高周波電力は、前記（Ｂ）供給するステップにおける前記高周波電力より小さい
プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法であって、
前記（Ｃ）供給するステップにおいて単位時間あたりに導入される前記フッ素系ガスの量は、前記（Ｂ）供給するステップにおいて単位時間あたりに導入される前記フッ素系ガスの量より小さい
プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法であって、
前記（Ｃ）供給するステップの継続時間は、前記（Ｂ）供給するステップの継続時間より短い
プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法であって、
前記（Ｃ）供給するステップは、
（Ｃ１）前記第１給電点及び前記第２給電点に、同一周波数の第１高周波及び第２高周波のそれぞれを供給するステップと、
（Ｃ２）前記第１高周波と前記第２高周波との位相差を時間的に変動させるステップと
を具備する
プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項６】
請求項５に記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法であって、
前記（Ｃ２）変動させるステップにおいて、前記位相差は単振動的に変動する
プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法であって、
前記フッ素系ガスは、三フッ化窒素である
プラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項８】
製膜室内に配置された放電電極と、
互いに対向するように前記放電電極上に形成された第１給電点及び第２給電点と、
前記第１給電点を介して前記放電電極に第１高周波を供給する第１高周波電源と、
前記第２給電点を介して前記放電電極に前記第１高周波と同じ周波数の第２高周波を供給する第２高周波電源と、
前記第１高周波電源と前記第２高周波電源に接続され、前記第１高周波電源及び前記第２高周波電源の出力を制御する電源制御部と
を具備し、
前記電源制御部は、第１モードで動作した後に第２モードで動作し、
前記第１モードにおいて、前記電源制御部は、前記放電電極上の電圧分布がほぼ均一になるように、前記第１高周波電源及び前記第２高周波電源を制御し、
前記第２モードにおいて、前記電源制御部は、前記第１高周波と前記第２高周波との位相差が時間的に変動するように、前記第１高周波電源及び前記第２高周波電源を制御する
プラズマＣＶＤ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のプラズマＣＶＤ装置であって、
前記電源制御部は、前記第２モードにおいて前記放電電極に供給される高周波電力が、前記第１モードにおいて前記放電電極に供給される高周波電力より小さくなるように、前記第１高周波電源及び前記第２高周波電源を制御する
プラズマＣＶＤ装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のプラズマＣＶＤ装置であって、
前記第２モードにおいて、前記電源制御部は、前記位相差が単振動的に変動するように、前記第１高周波電源及び前記第２高周波電源を制御する
プラズマＣＶＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｕｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置、及びプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池などの製造プロセスにおける半導体層の生成に使用される装置として「プラズマＣＶＤ装置」が知られている。プラズマＣＶＤ装置は、放電電極と、その放電電極に対向するように配置された接地電極とを、製膜室内に備えている。半導体膜が蒸着される被処理体としての基板は、接地電極上に保持される。所望の半導体膜の材料を含む材料ガスを製膜室内に導入し、放電電極に高周波電力を印加すると、放電電極と基板との間の領域の材料ガスがプラズマ状態になる。この材料ガスとしてシラン（ＳｉＨ４）が例示される。気相の材料ガスが活性化されることにより、基板表面に所望の半導体膜、例えばアモルファスシリコン膜が蒸着する。
【０００３】
このようなプラズマＣＶＤ装置において、基板に対して繰り返し製膜処理を続けると、放電電極や製膜室の内壁に半導体膜が付着してくる。この付着した半導体膜は、以下「付着膜」と参照される。このような付着膜は放電電極から剥離し、シリコン粉として処理中の基板に降り注ぐ可能性がある。このことは、製造される半導体装置の不良の原因となる。従って、製膜処理を所定の回数繰り返した後、プラズマＣＶＤ装置内を清掃する必要がある。装置内のクリーニング処理時、例えば、製膜室内にＮＦ３が供給される。この時、放電電極に高周波電力を印加すると、放電電極と接地電極との間の領域にＦラジカルが発生する。そのＦラジカルと付着膜が反応することにより、放電電極等から付着膜が除去される。このような作業は、「セルフクリーニング」と呼ばれている。
【０００４】
このセルフクリーニングの方法として、放電電極に例えば６ｋＷ程度の大電力を連続的に供給し、放電電極周辺に均一なプラズマを連続的に発生させる方法が知られている（以下、「均一モード」と参照される）。この均一モードによれば、クリーニング速度が増加する。しかしながら、放電電極における付着膜の分布は不均一であるため、ある場所においてまだ付着膜が残存している時に、他の場所において放電電極が露出してしまう可能性がある。この時、その露出した放電電極とＦラジカルとが反応することにより、放電電極が腐食するという問題が発生する。このような放電電極の腐食は、「オーバーエッチング」と呼ばれる。
【０００５】
セルフクリーニング処理後の製膜処理時、オーバーエッチングされた部分を含めて放電電極には再度付着膜が形成され始める。この時、オーバーエッチング部における付着膜は、腐食のない部分における付着膜よりも、放電電極から剥離しやすいことが知られている。従って、より少ない製膜処理回数の後に、セルフクリーニングを実施する必要が生じる。セルフクリーニングの頻度の上昇は、プラズマＣＶＤ装置の稼働率の低下を意味する。このように、オーバーエッチングは、製品不良だけでなく生産性の低下の原因となる。放電電極のオーバーエッチングを抑制することができる技術が望まれている。
【０００６】
特許文献１には、このオーバーエッチングを抑制することを目的としたクリーニング方法が開示されている。このクリーニング方法によれば、「中央プラズマモード」と「上下プラズマモード」が交互に実行される。「中央プラズマモード」においては、放電電極の対向する端縁部に設けられた第１給電点と第２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。そのため、第１給電点に第１高周波電源から供給される第１高周波の周波数と、第２給電点に第２高周波電源から供給される第２高周波の周波数は、同じ値に設定される。且つ、その第１高周波と第２高周波との位相差は、一定範囲内に収まるように調整される。一方、「上下プラズマモード」においては、第１給電点と第２給電点の“近傍部”において主にプラズマが発生する。そのため、第１高周波の周波数と第２高周波の周波数は同じに値に設定されるが、第１高周波と第２高周波との位相差は、一定範囲以上となるように調整される。
【０００７】
この特許文献１に開示されたクリーニング方法によれば、放電電極の過熱によるオーバーエッチングがある程度抑制される。しかしながら、中央プラズマモードによってプラズマが発生する領域と、上下プラズマモードによってプラズマが発生する領域とが重なる領域においては、放電電極がオーバーエッチングされる傾向にあることが見出された。更に、このクリーニング方法によれば、クリーニングに要する時間が、上記「均一モード」より大幅に増加してしまうことが明らかになった。このことは、生産性の低下の原因となる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２６４１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、セルフクリーニングに要する時間を短縮し、生産性を向上させることができるプラズマＣＶＤ装置及びそのクリーニング方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、放電電極のオーバーエッチングを抑制することができるプラズマＣＶＤ装置及びそのクリーニング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号を用いて、［課題を解決するための手段］を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［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。
【００１２】
本発明に係るクリーニング方法は、プラズマＣＶＤ装置（１）のクリーニング方法である。このプラズマＣＶＤ装置（１）は、製膜室（１０）内に配置された放電電極（２０）と、互いに対向するように放電電極（２０）上に形成された第１給電点（２５Ａ）及び第２給電点（２５Ｂ）と、第１給電点（２５Ａ）及び第２給電点（２５Ｂ）を介して放電電極（２０）に高周波電力を供給する高周波電源（４０Ａ、４０Ｂ）とを備える。本発明に係るクリーニング方法は、（Ａ）製膜室（１０）にフッ素系ガス（６１）を導入するステップと、（Ｂ）放電電極（２０）上の電圧分布がほぼ均一になるように、高周波電力を放電電極（２０）に供給するステップと、（Ｃ）放電電極（２０）上の電圧分布の最大点（ＭＰ）が、第１給電点（２５Ａ）と第２給電点（２５Ｂ）の中間地点（Ｃ）を挟んで往復するように、高周波電力を放電電極（２０）に供給するステップとを備える。上記（Ｃ）供給するステップは、上記（Ｂ）供給するステップに続いて実行される。
【００１３】
本発明に係るクリーニング方法において、上記（Ｃ）供給するステップにおける高周波電力（Ｐ２）は、上記（Ｂ）供給するステップにおける高周波電力（Ｐ１）より小さくなるように設定される。また、上記（Ｃ）供給するステップにおいて単位時間あたりに導入されるフッ素系ガス（６１）の量（Ｆ２）は、上記（Ｂ）供給するステップにおいて単位時間あたりに導入されるフッ素系ガス（６１）の量（Ｆ２）より小さくなるように設定される。また、上記（Ｃ）供給するステップの継続時間（Ｔ２）は、上記（Ｂ）供給するステップの継続時間（Ｔ１）より短い。
【００１４】
本発明に係るクリーニング方法において、上記（Ｃ）供給するステップは、（Ｃ１）第１給電点（２５Ａ）及び第２給電点（２５Ｂ）に、同一周波数の第１高周波及び第２高周波のそれぞれを供給するステップと、（Ｃ２）第１高周波と第２高周波との位相差（θ）を時間的に変動させるステップとを備える。上記（Ｃ２）変動させるステップにおいて、位相差（θ）は、単振動的に変動するように制御される。
【００１５】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置（１）は、製膜室（１０）内に配置された放電電極（２０）と、互いに対向するように放電電極（２０）上に形成された第１給電点（２５Ａ）及び第２給電点（２５Ｂ）と、第１給電点（２５Ａ）を介して放電電極（２０）に第１高周波を供給する第１高周波電源（４０Ａ）と、第２給電点（２５Ｂ）を介して放電電極（２０）に第１高周波と同じ周波数の第２高周波を供給する第２高周波電源（４０Ｂ）と、第１高周波電源（４０Ａ）と第２高周波電源（４０Ｂ）に接続された電源制御部（７０）とを備える。この電源制御部（７０）は、第１高周波電源（４０Ａ）及び第２高周波電源（４０Ｂ）の出力を制御する。また、この電源制御部（７０）は、第１モードで動作した後に第２モードで動作する。具体的には、第１モードにおいて、電源制御部（７０）は、放電電極（２０）上の電圧分布がほぼ均一になるように、第１高周波電源（４０Ａ）及び第２高周波電源（４０Ｂ）を制御する。また、第２モードにおいて、電源制御部（７０）は、第１高周波と第２高周波との位相差（θ）が時間的に変動するように、第１高周波電源（４０Ａ）及び第２高周波電源（４０Ｂ）を制御する。
【００１６】
また、電源制御部（７０）は、第２モードにおいて放電電極（２０）に供給される高周波電力（Ｐ２）が、第１モードにおいて放電電極（２０）に供給される高周波電力（Ｐ１）より小さくなるように、第１高周波電源（４０Ａ）及び第２高周波電源（４０Ｂ）を制御する。更に、第２モードにおいて、電源制御部（７０）は、位相差（θ）が単振動的に変動するように、第１高周波電源（４０Ａ）及び第２高周波電源（４０Ｂ）を制御する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置及びそのクリーニング方法によれば、セルフクリーニングに要する時間が短縮される。
【００１８】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置及びそのクリーニング方法によれば、放電電極のオーバーエッチングが抑制される。
【００１９】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置及びそのクリーニング方法によれば、生産性及び生産安定性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
添付図面を参照して、本発明によるプラズマＣＶＤ装置及びそのクリーニング方法を説明する。
【００２１】
（構成）
図１は、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置１の構成を示す概略図である。このプラズマＣＶＤ装置１は、製膜室（真空容器）１０、その製膜室１０内に配置された放電電極２０、及びその放電電極２０に高周波電力を供給する高周波電源４０を備えている。この製膜室１０には、ガス供給管５１及びガス排気管５２が備えつけられている。ガス供給管５１は、図示しないガス供給源に接続されており、このガス供給管５１を通して、製膜室１０内に所定のガスが導入される。また、ガス排気管５２は、図示しない排気装置に接続されており、このガス排気管５２を通して製膜室１０内から反応後ガスが排気される。製膜処理時、基板５は、放電電極２０に対向するように、接地電極（図示されない）に保持される。
【００２２】
この放電電極２０は、複数の電極棒が梯子状に組み合わされた「ラダー電極」である。具体的には、放電電極２０は、第１Ｘ方向電極２１、第２Ｘ方向電極２２、及び複数のＹ方向電極２３を備えている。第１Ｘ方向電極２１と第２Ｘ方向電極２２は、図中のＸ方向に沿って略平行に配置されている。複数のＹ方向電極２３は、第１Ｘ方向電極２１と第２Ｘ方向電極とを接続するように、図中のＹ方向に沿って略平行に配置されている。このようなラダー電極は、高周波電圧の制御、また電界分布の均一化において優れた特性を有する。
【００２３】
本実施の形態において、放電電極２０は、少なくとも１つの第１給電点２５Ａと少なくとも１つの第２給電点２５Ｂを有している。これら第１給電点２５Ａと第２給電点２５Ｂは、放電電極２０上に、互いに対向するように形成されている。例えば、図１において、複数の第１給電点２５Ａが、第１Ｘ方向電極２１上にほぼ等間隔で形成されており、複数の第２給電点２５Ｂが、第２Ｘ方向電極２２上にほぼ等間隔で形成されている。
【００２４】
複数の第１給電点２５Ａは、高周波ケーブルを介して電力分配器４２Ａに接続されている。この電力分配器４２Ａは、インピーダンスの整合を行うマッチングボックス４１Ａを介して、第１高周波電源４０Ａに接続されている。この第１高周波電源４０Ａは、複数の第１給電点２５Ａを介して、第１Ｘ方向電極２１の側から放電電極２０に「第１高周波」を供給する。一方、複数の第２給電点２５Ｂは、高周波ケーブルを介して電力分配器４２Ｂに接続されている。この電力分配器４２Ｂは、インピーダンスの整合を行うマッチングボックス４１Ｂを介して、第２高周波電源４０Ｂに接続されている。この第２高周波電源４０Ｂは、複数の第２給電点２５Ｂを介して、第２Ｘ方向電極２２の側から放電電極２０に「第２高周波」を供給する。このように、複数のＹ方向電極２３には、上下から挟むように高周波電力が供給される。
【００２５】
図１に示されるように、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置１は、上記第１及び第２高周波電源４０Ａ、４０Ｂに接続された電源制御部７０を備えている。この電源制御部７０は、第１及び第２高周波電源４０Ａ、４０Ｂの出力を制御する。例えば、電源制御部７０は、第１高周波電源４０Ａが出力する第１高周波の周波数ｆＡ、第２高周波電源４０Ｂが出力する第２高周波の周波数ｆＢ、第１高周波と第２高周波との位相差θを制御する。
【００２６】
（クリーニング方法）
次に、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法を説明する。
【００２７】
セルフクリーニング時、製膜室１０には、ガス供給管５１を介してクリーニングガス６１が導入される。このクリーニングガス６１としては、フッ素系のガスが用いられ、そのフッ素系ガスとして三フッ化窒素（ＮＦ３）が例示される。第１高周波電源４０Ａ及び第２高周波電源４０Ｂから放電電極２０に高周波電力が供給されると、放電電極２０と接地電極との間の放電により、フッ素系ガスからＦラジカルが生成される。このＦラジカルと放電電極２０に付着したシリコン膜（付着膜）とが反応し、ＳｉＦ４が発生する。このようにして、放電電極２０から付着膜が除去される。発生したＳｉＦ４は、反応後ガス６２として、ガス排気管５２から製膜室１０外部に排気される。
【００２８】
本発明によれば、第１高周波電源４０Ａ及び第２高周波電源４０Ｂから放電電極２０への高周波電力の供給方法として、少なくとも２つのモードが用いられる。放電電極２０上の電圧分布は、これら２つのモード間で異なる。放電電極２０上の電圧分布は、生成されるＦラジカルの分布状況に対応する。つまり、生成されるＦラジカルの分布状況は、以下に説明される２つのモードで異なる。
【００２９】
図２は、「第１モード」を説明するためのグラフ図である。図２において、図１に示された放電電極２０の線Ｓ−Ｓ’に沿った断面図が示されている。また、断面図に示された放電電極２０（Ｙ方向電極２３）の位置に対応した電圧（Ｖ）が示されている。つまり、図２は、第１モードにおける、放電電極２０上のＹ方向に沿った電圧分布を示している。
【００３０】
第１モードは、従来技術と同様の「均一モード」である。つまり、第１モードにおいて、放電電極２０周辺に均一なプラズマが連続的に発生する。そのため、放電電極２０上の電圧分布がほぼ均一になるように、高周波電力が連続的に放電電極２０に供給される。その電力は、例えば６ｋＷに設定される。電源制御部７０は、放電電極２０上の電圧分布がほぼ均一になるように、第１高周波電源４０Ａ及び第２高周波電源４０Ｂを制御する。
【００３１】
図３は、「第２モード」を説明するためのグラフ図である。図２と同様に、図３は、第２モードにおける、放電電極２０上のＹ方向に沿った電圧分布を示している。第２モードにおいて、放電電極２０上の電圧分布は、ある位置において最大点ＭＰを有している。そして、図３に示されるように、この第２モードによれば、電圧分布の最大点ＭＰは、第１給電点２５Ａと第２給電点２５Ｂの中間地点Ｃ（Ｙ方向電極２３の中間点）を挟んで往復する。電源制御部７０は、電圧分布の最大点ＭＰが中間地点Ｃを挟んで往復するように、第１高周波電源４０Ａ及び第２高周波電源４０Ｂを制御する。ここで、放電電極２０に供給される電力は、第１モードにおける電力より小さくなるように設定され、その大きさは例えば３ｋＷである。尚、以下の説明において、この第２モードは、「スイングモード」と参照される場合がある。
【００３２】
図４は、このスイングモードを実現するための具体例を示すグラフ図である。図３と同様に、図４は、スイングモードにおける、放電電極２０上のＹ方向に沿った電圧分布を示している。このスイングモードにおいて、第１高周波電源４０Ａから出力される第１高周波の周波数ｆＡと、第２高周波電源４０Ｂから出力される第２高周波の周波数ｆＢは、電源制御部７０によって同一に設定される。その周波数ｆＡ、ｆＢとして、６０．０ＭＨｚが例示される。第１高周波は、第１給電点２５Ａから放電電極２０に供給され、第２高周波は、第２給電点２５Ｂから放電電極２０に供給される。
【００３３】
第１高周波と第２高周波の位相差θがゼロの場合（θ＝０）、Ｙ方向電極２３の中間地点Ｃ近傍に定在波の腹が形成される。つまり、図４中のグラフ（ａ）に示されるように、放電電極２０上の電圧分布Ｄａは、中間地点Ｃ近傍に最大点ＭＰを有する。
【００３４】
第２高周波の位相が第１高周波の位相から遅れている場合（θ＝−α：αの正数）、定在波の腹は第２給電点２５Ｂの方向へずれる。つまり、図４中のグラフ（ｂ）に示されるように、放電電極２０上の電圧分布Ｄｂは、中間地点Ｃと第２給電点２５Ｂとの間に最大点ＭＰを有する。
【００３５】
第２高周波の位相が第１高周波の位相から進んでいる場合（θ＝＋α：αの正数）、定在波の腹は第１給電点２５Ａの方向へずれる。つまり、図４中のグラフ（ｃ）に示されるように、放電電極２０上の電圧分布Ｄｃは、中間地点Ｃと第１給電点２５Ａとの間に最大点ＭＰを有する。
【００３６】
従って、第１高周波と第２高周波の位相差θを時間的に変動させることによって、このスイングモードが実現される。具体的には、位相差θは、０を含む所定の範囲内で変動するように制御される。例えば、位相差θは、−１２０度〜＋１２０度の間で変動するように制御される。更に具体的には、位相差θは、その所定の範囲内で単振動的に変動するように制御される。つまり、スイングモードにおいて、電源制御部７０は、位相差θが所定の範囲内で単振動的に変動するように、第１高周波電源４０Ａの出力及び第２高周波電源４０Ｂの出力を制御する。その位相差θの振動数として、０．２Ｈｚが例示される。この時、図３に示された電圧分布の最大点ＭＰも、中間地点Ｃを挟んで０．２Ｈｚで振動する。従って、放電電極２０周辺に発生するＦラジカルの分布も、中間地点Ｃを中心に約０．２Ｈｚで振動する。
【００３７】
図５は、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法を示すタイミングチャートである。本発明によれば、第１モードと第２モードが連続して実行され、第２モードは、第１モードの後に続いて実行される。
【００３８】
図５に示されるように、第１モードは、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで実行され、その継続時間はＴ１である。また、第１モードにおいて放電電極２０に供給される電力はＰ１であり、製膜室１０に単位時間あたりに導入されるフッ素系ガスの量はＦ１である。一方、第２モードは、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで実行され、その継続時間はＴ２である。また、第２モードにおいて放電電極２０に供給される電力はＰ２であり、製膜室１０に単位時間あたりに導入されるフッ素系ガスの量はＦ２である。また、総クリーニング時間はＴａｌｌ（＝Ｔ１＋Ｔ２）で与えられる。
【００３９】
本発明に係るクリーニング方法によれば、第１モードにおいて、大電力が放電電極２０に供給され、付着膜の除去が高速に行われる。この第１モードは、任意の個所で付着膜が完全に除去され放電電極２０が露出する寸前まで実行される。つまり、オーバーエッチングが発生する直前まで、第１モードが実行される。その後、“クリーニングの仕上げ”として第２モード（スイングモード）が実行される。第２モードにおいては、オーバーエッチングを抑制するため、供給電力Ｐ２は、第１モードにおける供給電力Ｐ１よりも小さく設定される。例えば、電源制御部７０は、供給電力Ｐ１及び供給電力Ｐ２を、それぞれ６ｋＷ及び３ｋＷに設定する。また、第２モードにおいては、オーバーエッチングを抑制するため、単位時間あたりのガス供給量Ｆ２は、第１モードにおけるガス供給量Ｆ１よりも小さく設定される。例えば、ガス供給量Ｆ２は、ガス供給量Ｆ１の半分に設定される。また、第１モードの継続時間Ｔ１として、１４０分が例示され、第２モードの継続時間Ｔ２として、８０分が例示される。この時、総クリーニング時間Ｔａｌｌは、２２０分である。
【００４０】
図６は、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法を要約して示す表である。図６において、本実施の形態における実施条件と結果が示されている。また、比較のため、従来の均一モードによる実施条件と結果、及び特許文献１に開示された技術による実施条件と結果が、それぞれ比較例１及び比較例２として示されている。
【００４１】
比較例１において、６ｋＷの高周波電力を連続的に放電電極２０に供給することにより、「均一モード」が実行された。その結果、プラズマを発生させる時間（プラズマＯＮ時間）として、１７３分が必要であった。また、高周波電力の連続的な印加による過熱のため、ＲＦケーブルを冷却する時間として、６０分が必要であった。結果として、総クリーニング時間Ｔａｌｌとして、２３３分が必要であった。また、放電電極２０のオーバーエッチングにより、膜剥離トラブルが多数発生した。
【００４２】
比較例２において、６ｋＷの高周波電力を用いた「上下プラズマモード」と、２．６ｋＷの高周波電力を用いた「中央プラズマモード」が交互に実行された。その結果、プラズマＯＮ時間及び総クリーニング時間として、３７２分が必要であった。この例において、ＲＦケーブルを冷却する時間は、必要ではなかった。また、中央プラズマモードに対応する領域と、上下プラズマモードに対応する領域とが重なる領域において、オーバーエッチングが発生し、膜剥離トラブルが多少発生した。
【００４３】
本発明によれば、まず、高速で付着膜を除去することが可能な「第１モード」が実行され、その後に仕上げとして「第２モード」が実行される。その結果として、総クリーニング時間Ｔａｌｌは２２０分となった。このように、特許文献１に開示された技術と比較して、総クリーニング時間Ｔａｌｌが１５２分短縮されることが確認された。従って、プラズマＣＶＤ装置１の稼働率を増加させることが可能となる。すなわち、生産性が向上する。
【００４４】
また、第２モードにおいて、放電電極２０上の電圧分布の最大点ＭＰは、放電電極２０の中央地点Ｃを挟んで往復するように制御される。第１モードと異なり、放電電極２０周辺にＦラジカルが均一に発生することはない。また、供給電力Ｐ２やガス供給量Ｆ２は、第１モードよりも小さく設定される。その結果として、放電電極２０に対するオーバーエッチングが抑制されることが確認された。図６に示された例においては、膜剥離トラブルは１例も発生しなかった。このように、本発明によれば、オーバーエッチングが抑制され、付着膜の放電電極２０からの剥離が低減される。従って、生産安定性及び製品品質が向上する。また、付着膜の剥離が低減されるため、セルフクリーニング処理を一回実施した後に、基板に製膜処理を施すことができる期間（バッチ数）が長くなる。プラズマＣＶＤ装置１の稼働率が増加するため、生産性が向上する。
【００４５】
更に、高電力を用いる第１モードの後に、低電力を用いる第２モードが実行されるため、ＲＦケーブルの冷却時間は不要であった。また、特許文献１に開示された方法と異なり、「上下プラズマモード」も不要であった。
【００４６】
以上に説明されたように、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置１及びそのクリーニング方法によれば、セルフクリーニングに要する時間が短縮される。また、放電電極のオーバーエッチングが抑制される。従って、生産性及び生産安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法のうち、第１モードを説明するためのグラフ図である。
【図３】図３は、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法のうち、第２モードを説明するためのグラフ図である。
【図４】図４は、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法のうち、第２モードの具体例を示すグラフ図である。
【図５】図５は、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法を示すタイミングチャートである。
【図６】図６は、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法の効果を説明するための表である。
【符号の説明】
【００４８】
１    プラズマＣＶＤ装置
５    基板
１０    製膜室
２０    放電電極
２１    第１Ｘ方向電極
２２    第２Ｘ方向電極
２３    Ｙ方向電極
２５    給電点
４０    高周波電源
４１    マッチングボックス
４２    電力分配器
５１    ガス供給管
５２    ガス排気管
６１    クリーニングガス
６２    排気ガス
７０    電源制御部
【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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