(57)【要約】【課題】プラズマ処理装置において大型の対象物に対しても、高いダスト捕集効果を有し、一度捕集したダストを確実に系外へと排出する手段をもつダスト捕集・回収装置を提供する。【解決手段】ダスト捕集・回収装置は、対象物である被処理基板１１に対してプラズマを用いて処理を行なうための処理室を備えるプラズマ処理装置において処理中に処理室内部７に発生するダストを電気的引力により捕集するための捕集部としてのダスト捕集電極３１と、この捕集部を処理室内部７で移動させるための移動手段としてのモータードライブ３３と、上記捕集部によって捕集された上記ダストを回収するための回収手段とを備える。【選択図】        図１
2004247680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に対してプラズマを用いて処理を行なうための処理室を備えるプラズマ処理装置において前記処理中に前記処理室内に発生するダストを電気的引力により捕集するための捕集部と、
前記捕集部を前記処理室内で移動させるための移動手段と、
前記捕集部によって捕集された前記ダストを回収するための回収手段を備える、
ダスト捕集・回収装置。
【請求項２】
前記捕集部は、複数の開口部を有する板状の先端電極部を含む、請求項１に記載のダスト捕集・回収装置。
【請求項３】
前記先端電極部の上下方向の幅は、前記プラズマのシース厚より大きい、請求項２に記載のダスト捕集・回収装置。
【請求項４】
前記先端電極部を支持するシャフト部は、平面的に見て前記対象物の外周部より外側に備える、請求項２または３に記載のダスト捕集・回収装置。
【請求項５】
前記先端電極部の温度を制御するための温度制御手段を備える、請求項２から４のいずれかに記載のダスト捕集・回収装置。
【請求項６】
前記移動手段は、前記先端電極部が前記対象物の全域の上方を走査するように、前記捕集部を移動させる、請求項２から５のいずれかに記載のダスト捕集・回収装置。
【請求項７】
前記先端電極部を正に帯電させる帯電手段を備える、請求項２から６のいずれかに記載のダスト捕集・回収装置。
【請求項８】
前記回収手段は、前記処理室の外部に移動させた前記捕集部から前記ダストを回収するためのものである、請求項１から７のいずれかに記載のダスト捕集・回収装置。
【請求項９】
前記回収手段は、前記捕集部を内部に収納して加熱するための加熱室を備える、請求項８に記載のダスト捕集・回収装置。
【請求項１０】
前記回収手段は、前記加熱室と前記加熱室内を排気するための加熱室排気手段との間に、ダストを回収するための濾過手段を備える、請求項９に記載のダスト捕集・回収装置。
【請求項１１】
前記加熱室内を排気するための加熱室排気手段と、
前記加熱室と前記加熱室排気手段との間に配置されたバルブと、
前記濾過手段を冷却するための冷却手段とを備え、
前記濾過手段は、前記バルブと前記加熱室排気手段との間に配置されている、請求項１０に記載のダスト捕集・回収装置。
【請求項１２】
前記捕集部が前記ダストを捕集するタイミングが前記処理の開始直後および終了直前のうち少なくとも一方となるように規定するタイミング規定手段を備える、請求項１から１１のいずれかに記載のダスト捕集・回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体や液晶表示素子などの製造において、電磁波などにより励起されたプラズマを利用したエッチング処理、アッシング処理または成膜処理などに用いられるプラズマ処理装置の使用に当たって、浮遊するダストを捕集し、回収する装置に関する。本明細書では、「ダスト捕集・回収装置」とは、ダストの捕集および回収を行なう装置を意味するものとする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置や半導体装置などの製造現場においては、成膜工程、エッチング工程及びアッシング工程などに、プラズマを利用するプラズマ処理装置が使用されている。このプラズマ処理は、ウエハや基板を載置するためのホルダを備えた処理容器内に処理ガスを導入し、たとえば電磁波の形で電力エネルギーをこの処理ガスに供給してプラズマ化することによって行われる。
【０００３】
以下、図１３、図１４を参照して、マイクロ波を利用した従来のプラズマ処理装置により処理を行なう例について説明する。
【０００４】
図１３にマイクロ波励起によるプラズマ処理装置の概略を示す。チャンバ容器１０２は処理室を内部に有する容器であり、上側の開口部を上蓋１０１によって塞がれている。上蓋１０１はアルミナなどの誘電体から成る誘電体窓１０４を処理室内部１０７に露出するように保持している。上蓋１０１とチャンバ容器１０２との間にはＯリング１０６、上蓋１０１と誘電体窓１０４との間にはＯリング１０５が配置されており、処理室内部１０７を真空にしたときにはその真空状態を維持することができるようになっている。誘電体窓１０４の上側には、マイクロ波を処理室内部１０７に供給するための矩形導波管１０３が覆い被さるように配置されている。誘電体窓１０４と矩形導波管１０３との間には複数のスロット１０９が形成された金属製のスロットアンテナ板１０８が設置されている。矩形導波管１０３は導波管１１２を介して、マイクロ波発振器１１３に接続されている。マイクロ波発振器１１３より発振されたマイクロ波は、導波管１１２、矩形導波管１０３、スロット１０９、および誘電体窓１０４を経由して処理室内部１０７に放射される。一方、処理室内部１０７には、予めガス供給系１１４から反応ガスが導入されている。処理室内部１０７の反応ガスにマイクロ波が放射されることにより、反応ガスが励起され、プラズマが生成する。このプラズマによって載置台１１０の上に配置されたウエハや基板などの被処理基板１１１に対してプラズマ処理が行われる。
【０００５】
プラズマ処理としてエッチングやアッシングを行なう際、プラズマ中の励起したガスと基板表面材料との反応により反応生成物が発生する。その大部分は排気口１１５から排気管１１６を通って、排気ポンプ１１７により系外に排出される。しかし、一部の反応生成物は処理室内部１０７に留まり、チャンバ容器１０２の内壁や誘電体窓１０４の表面に付着し、堆積する。ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの成膜プロセスの場合も同様に、ウエハや基板に成膜されなかった分子などがチャンバ容器１０２の内壁や誘電体窓１０４の表面に付着する。付着物は経時的に堆積・成長し、プラズマ中のラジカルやイオンなどの壁面への衝突により、壁面から剥離する。剥離した付着物はダストとなり、ウエハや基板の上に落下する。落下したダストはパターニング精度の悪化、ピンホールによる絶縁不良、半導体膜の特性悪化など、製品の品質や歩留まりに関わる重大な問題を引き起こす。
【０００６】
従来、このような課題に対処するに当たっては、以下のようなプラズマ中におけるダストの振る舞いが注目されていた。
【０００７】
プラズマ処理中は図１４に示すように誘電体窓１０４と被処理基板１１１との間に、バルクプラズマ１２０が存在する。イオンに比べ移動度の大きい電子がバルクプラズマ１２０から被処理基板１１１表面に飛び込むため、処理室内部１０７の被処理基板１１１近傍では、イオンが過剰になってシース領域１２１が形成される。この結果、バルクプラズマ１２０から被処理基板１１１表面に向かうにつれて電位が急激に降下し、被処理基板１１１表面はブロッキングコンデンサを介して接地されている場合には負の電位となる。プラズマを通過するダストについても、イオンと電子の移動度の差のために、同様に負に帯電する。このように負に帯電したダストは、ダスト自体にかかる重力と、被処理基板１１１表面での電位降下領域での電界による電気的な反発力との釣り合いで、基板１１１上方のシース領域１２１に閉じ込められ、浮遊する。しかし、マイクロ波などによる電力エネルギーの供給を絶ち、プラズマがなくなると、接地電位へのコンデンサ放電を通じて被処理基板１１１表面の帯電はなくなるため、シース領域１２１で浮遊していたダストは被処理基板１１１上に落下する。
【０００８】
このようなプラズマ中でのダストの振る舞いを利用し、捕集する方法として、たとえば、特公平７−１１１９５９号公報（特許文献１）に開示されるように、基板ホルダの外周部分に微粒子を集めて排除方向へ導くための凹部を設け、最終的に排気ポンプにより系外へ排出する方法があった。また、特開平７−１０６３０７号公報（特許文献２）に開示されるようにチャンバ内部の両端において、被処理基板と垂直、すなわちチャンバの側壁と平行な向きで互いに対向するように集塵電極を配し、集塵電極を正の電位に保持することで電気的に吸引捕捉する方法があった。他に、特開２０００−９１２４７号公報（特許文献３）に開示されるように処理室内において半導体ウエハの周囲を取り囲むようにダスト引き込み用の電極をリング状に設けるとともに、半導体ウエハの上方においてもリング状に電極を設け、これら２ヶ所の電極にそれぞれ正電圧を印加することでダストを引き込む方法もあった。
【０００９】
【特許文献１】
特公平７−１１１９５９号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開平７−１０６３０７号公報
【００１１】
【特許文献３】
特開２０００−９１２４７号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来のダスト捕集方法では次のような問題があった。まず、第一に、上記各公報に記載されているダスト捕集手段はいずれも固定状態で設けられているので、ウエハや基板との相対位置は不変であり、捕集可能な範囲が捕集機構の設けられているウェハや基板の周囲に限定されているため、ダスト捕集手段から離れるほどその効果は薄くなる。したがって、ＴＦＴ  （Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）  液晶表示装置用のガラス基板のように基板が大型化した場合には、基板中央部分の捕集が不完全となる。
【００１３】
第二に、一度捕集したダストを確実に系外へと放出するための仕組みがないため、捕集されても放出されなかったダストがプラズマを停止した瞬間や基板の搬送途中に基板上に付着する可能性がある。以上は、上記各公報に記載された技術に共通の問題点である。
【００１４】
第三に、特開平７−１０６３０７号公報および特開２０００−９１２４７号公報に開示された技術では、負に帯電したダストを正に帯電した電極表面に付着させる方式であるため、捕集を続けていくと徐々に集塵能力が低下する。そのため、電極の交換や、電極を取り外してのクリーニングなどのメンテナンスを要する。
【００１５】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、本発明は、大型の対象物に対しても、高いダスト捕集効果を有し、一度捕集したダストを確実に系外へと排出する手段をもつダスト捕集・回収装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に基づくダスト捕集・回収装置は、対象物に対してプラズマを用いて処理を行なうための処理室を備えるプラズマ処理装置において上記処理中に上記処理室内に発生するダストを電気的引力により捕集するための捕集部と、上記捕集部を上記処理室内で移動させるための移動手段と、上記捕集部によって捕集された上記ダストを回収するための回収手段とを備える。この構成を採用することにより、捕集部が処理室内で移動するので、対象物が大きい場合でも、全体に渡ってダストの捕集を漏れなく行なうことができる。
【００１７】
上記発明において好ましくは、上記捕集部は、複数の開口部を有する板状の先端電極部を含む。この構成を採用することにより、開口部のない場合に比べて先端電極部が軽量化でき、また、ダストに接する表面積が多くなるので、ダスト捕集能力を期待できる。また、開口部の大きさや形状、分布を変えることもできるので、設計の自由度が高いものとなる。
【００１８】
上記発明において好ましくは、上記先端電極部の上下方向の幅は、上記プラズマのシース厚より大きい。この構成を採用することにより、ダスト閉じ込め領域内に浮遊するダストを確実に捕集することができる。
【００１９】
上記発明において好ましくは、上記先端電極部を上記処理室内で移動させるための移動手段の一部であるシャフト部は、平面的に見て上記対象物の外周部より外側にあって上記先端電極部を支持している。この構成を採用することにより、プラズマ生成中に上記先端電極部を走査した場合においても、プロセスへの影響を極力抑えることができる。
【００２０】
上記発明において好ましくは、上記先端電極部の温度を制御するための温度制御手段を備える。この構成を採用することにより、先端電極部にダストを吸着させたり、一旦吸着したダストを気体化させて放出させたりすることができる。
【００２１】
上記発明において好ましくは、上記移動手段は、上記先端電極部が上記対象物の全域の上方を走査するように、上記捕集部を移動させる。この構成を採用することにより、対象物の全面において上空に浮遊するダストを確実に捕集することができる。
【００２２】
上記発明において好ましくは、上記先端電極部を正に帯電させる帯電手段を備える。この構成を採用することにより、負に帯電しているダストを先端電極部に電気的引力によって吸着させることができる。
【００２３】
上記発明において好ましくは、上記回収手段は、上記処理室の外部に移動させた上記捕集部から上記ダストを回収するためのものである。この構成を採用することにより、処理室の内部を汚染することなくダストの回収を行なうことができる。また、処理室における作業を継続したまま処理室外でダスト回収作業を並行して行なうことができる。
【００２４】
上記発明において好ましくは、上記回収手段は、上記捕集部を内部に収納して加熱するための加熱室を備える。この構成を採用することにより、捕集部に吸着したダストを気体化させて捕集部から除去することができる。気体化することによって捕集部から離れたダストは加熱室の内部に閉じ込められているので、気体のまま回収することができる。
【００２５】
上記発明において好ましくは、上記回収手段は、前記加熱室と前記加熱室内を排気するための加熱室排気手段との間に、ダストを回収するための濾過手段を備える。この構成を採用することにより、加熱室において気体化したダストを、加熱室排気手段に到達する前に回収することができる。
【００２６】
上記発明において好ましくは、上記加熱室内を排気するための加熱室排気手段と、上記加熱室と上記加熱室排気手段との間に配置されたバルブと、上記濾過手段を冷却するための冷却手段とを備える。ただし、上記濾過手段は、上記バルブと上記加熱室排気手段との間に配置されている。この構成を採用することにより、加熱室において気体化したダストを濾過手段によって回収することができる。濾過手段を交換する際にはバルブを閉じておくことによって加熱室や処理室の圧力を解放することなく交換作業を行なうことができる。
【００２７】
上記発明において好ましくは、上記捕集部が上記ダストを捕集するタイミングが上記処理の開始直後および終了直前のうち少なくとも一方となるように規定するタイミング規定手段を備える。この構成を採用することにより、処理の途中においてプラズマの安定を乱すことを避けつつ、処理によって発生しているダストを対象物の上に落下する前に効率的に捕集することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
（構成）
図１〜図１０を参照して、本発明に基づく実施の形態１におけるプラズマ処理装置およびダスト捕集・回収装置について説明する。このプラズマ処理装置の断面図を図１に示す。
【００２９】
チャンバ容器２は処理室を内部に有する容器であり、上側の開口部を上蓋１によって塞がれている。上蓋１はアルミナ等の誘電体から成る誘電体窓４を処理室内部７に露出するように保持している。上蓋１とチャンバ容器２との間にはＯリング６、上蓋１と誘電体窓４との間にはＯリング５が配置されており、処理室内部７を真空にしたときにはその真空状態を維持することができるようになっている。処理室内部７の底部には、処理の対象物である被処理基板１１を設置するための載置台１０が配置されている。チャンバ容器２は、処理室内部７を排気するために、排気口１５、排気管１６および排気ポンプ１７を備える。
【００３０】
誘電体窓４の上側には、マイクロ波を処理室内部７に供給するための矩形導波管３が覆い被さるように配置されている。誘電体窓４と矩形導波管３との間には複数のスロット９が形成された金属製のスロットアンテナ板８が設置されている。矩形導波管３は導波管１２を介して、マイクロ波発振器１３に接続されている。スロットアンテナ板８は、矩形導波管３内に導入されたマイクロ波などの高周波を分配して処理室内部７に供給するためのものである。
【００３１】
マイクロ波発振器１３より発振されたマイクロ波は、導波管１２、矩形導波管３、スロット９、および誘電体窓４を経由して処理室内部７に放射される。一方、処理室内部７には、予めガス供給系１４から反応ガスが導入されている。処理室内部７の反応ガスにマイクロ波が放射されることにより、反応ガスが励起され、プラズマ化する。プラズマ化した反応ガスは、被処理基板１１に到達し、ラジカルの反応促進効果や、電子やイオンの物理的衝突によりエッチングやアッシングを進行させる。また、ＣＶＤの場合にはプラズマにより種ガスを分解し、シリコンなどの薄膜を堆積したりする。
【００３２】
なお、図１はマイクロ波励起による表面波プラズマ装置を前提としているが、装置の構成は、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）、リモートプラズマ、平行平板などの方式でも基本的に同じである。
【００３３】
（ダスト捕集・回収装置の構成）
上述のプラズマ処理装置は、本発明に基づくダスト捕集・回収装置を備える。図１〜図５を参照して、このダスト捕集・回収装置の構成について説明する。
【００３４】
図１においてダスト回収用排気口４２を介してチャンバ容器２と接続されているのがダスト捕集・回収装置である。ダスト捕集・回収装置の中核をなす捕集部としてのダスト捕集電極３１は、図３〜図５に示すようにダスト捕集電極先端部３１ａとそれを支持するダスト捕集電極シャフト部３１ｂからなり、たとえば硝子などの絶縁体３２（図１参照）を介して、チャンバ容器２とは別に設けられた加熱室３０の壁面において摺動可能な状態で保持されている。ダスト捕集電極シャフト部３１ｂはたとえばアルミナなどの絶縁体材料で形成されており、内部にダスト捕集電極に電圧を印加するための配線３４（図１参照）や、ダスト捕集電極先端部３１ａを加熱するための配線や、冷却を行なうための配管が設けられている。したがって、ダスト捕集電極先端部３１ａは加熱も冷却もできるようになっている。
【００３５】
図１に示すように、ダスト捕集電極先端部３１ａおよびダスト捕集電極シャフト部３１ｂは配線３４により電源３５と電気的に接続されており、電圧を印加することができる。ここで電圧を印加する形態としては、直流、パルス、正弦波の中から選択するいずれかひとつのタイプの電圧を用いることができる。あるいは、これらの中から選択した複数のタイプの電圧の組み合わせを用いてもよい。
【００３６】
実際にプラズマ装置を使用した場合、図２に示すように、バルクプラズマ２０と被処理基板１１との間にはダスト閉じ込め領域２１が存在することとなる。ダスト捕集電極先端部３１ａの上下方向の寸法は、図２に示すように、ダスト閉じ込め領域２１の厚みより大きく、バルクプラズマ２０の下部に掛かる程度とする。これは、ダスト閉じ込め領域２１内に浮遊するダストを確実に捕集するためである。また、ダスト捕集電極先端部３１ａは、図３に示すように平面的に見た場合に、ダスト捕集電極３１の移動方向に対して垂直な方向の長さが、被処理基板１１以上の長さとなっている導電性の板であり、被処理基板１１の直上をモータードライブ３３（図１参照）により図３における右から左へと移動することができる。こうして、被処理基板１１の全域に対応する上方の空間を、１回の走査で網羅し、この空間にあるダストを捕集することが可能となる。ここで、ダスト捕集電極先端部３１ａを支持するダスト捕集電極シャフト部３１ｂは、図３に示すように平面的に見た場合に、被処理基板１１の外周部より外側にあるので、プラズマ生成中に走査した場合においても、プロセスへの影響を極力抑えることができる。
【００３７】
図１に示すように、加熱室３０とチャンバ容器２との間にはゲートバルブ４１が設置されている。ゲートバルブ４１が閉じられた際には加熱室３０が処理室内部７に対して独立して気密を保持することができるように、ゲートバルブ４１に接する位置にＯリング４３が配置されている。加熱室３０の内壁面およびゲートバルブ４１の加熱室３０側の面は、加熱できる構造となっている。加熱室３０と排気ポンプ４０とをつなぐ排気管３６も、内壁面が加熱できる構造となっている。排気管３６の途中にはダスト回収用のフィルタ３７，３８と排気バルブ３９とが配設されている。ただし、フィルタ３８は排気管３６を遮る状態と遮らない状態との２通りの間で切り替え可能となっている。
【００３８】
フィルタ３７，３８の種類は状況に応じ適切なものを選択する必要があるが、ＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ａｉｒ）フィルタとＵＬＰＡ（Ｕｌｔｒａ  Ｌｏｗ  Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ  Ａｉｒ）フィルタなど、トラップできるダストのサイズが異なるものを組み合わせて用いることが好ましい。また、フィルタ３７には冷却機構が備わっている。
【００３９】
（ダスト捕集・回収装置の動作）
次にダスト捕集・回収装置の動作について説明する。
【００４０】
正に帯電したダスト捕集電極先端部３１ａは、ダスト回収用排気口４２から処理室内部７に挿入され、図４に示すように被処理基板１１の直上に浮遊している負に帯電しているダストを、ダスト捕集電極先端部３１ａ表面に電気的に吸着することにより捕集する。ダスト捕集電極３１は被処理基板１１の真上の全面を走査することとなる。ダスト捕集作業を行なった後、図５に示すようにダスト捕集電極先端部３１ａは加熱室３０内に格納され、ゲートバルブ４１が閉じられる。ここで、Ｏリング４３があることにより、加熱室３０内は処理室内部７に対して独立して気密を保持することができるので、加熱室３０内に高真空状態を形成しやすくなっている。その後、ダスト捕集電極先端部３１ａが加熱室３０内で高真空状態の中で加熱される。また、加熱室３０の内壁面やゲートバルブ４１の加熱室３０側の面も加熱される。この加熱により、加熱室３０内は高温となり、ダスト捕集電極先端部３１ａの表面に吸着していたダストが気体化し、除去される。加熱室３０をチャンバ容器２と別に設けた理由は、上記のように気体化したダストが再び処理室内部７に入り込むのを防ぐためである。
【００４１】
排気管３６の内壁面は予め加熱しておく。また、フィルタ３８は排気管３６を遮っていない状態にしておく。フィルタ３７は冷却しておく。
【００４２】
排気管３６の内壁面が加熱されているので、気体化したダストは内壁面にほぼ付着することなく排気管３６内を通過する。また、フィルタ３８は排気管３６を遮っていないので、気体化したダストはそのままフィルタ３７に達する。ここで、フィルタ３７は冷却されているので、気体化したダストは再び固体化し、固体化したダストはフィルタ３７により濾過され、回収される。使用済みのフィルタ３７を交換する場合、排気バルブ３９（図１参照）をクローズ状態にしておけば、処理室内部７を大気解放する必要はなく、好都合である。
【００４３】
また排気バルブ３９を隔てて処理室内部７側と排気ポンプ４０側に圧力差があり、排気バルブ３９をオープンにした際、フィルタ３７にトラップされているダストや排気管３６の内壁に付着しているダストが処理室内部７に侵入することが予想される場合には排気管３６を遮るようにフィルタ３８を配置する。こうすることで、排気管３６内を逆流してくるダストをフィルタ３８によって捕集する。このようなダスト逆流防止用のフィルタ３８を状況に応じて挿入することは、排気ポンプ４０側からの逆流が考えられる場合に対し有効である。
【００４４】
また、排気バルブ３９の開閉を行なう際のみならず、ダスト除去を行なう際にもフィルタ３７とフィルタ３８とを併用してもよい。その場合、フィルタ３７、３８は、ＨＥＰＡフィルタとＵＬＰＡフィルタとを組み合わせて用いることが好ましい。すなわち、処理室内部７側のフィルタ３８に比較的粗いＨＥＰＡフィルタを用いて大きなダストをトラップし、排気ポンプ４０側のフィルタ３７にＵＬＰＡフィルタを用いてＨＥＰＡフィルタを通過したダストをトラップさせる。これにより、フィルタ３７，３８のメンテナンスサイクルを長くしながら、細かいダストをトラップすることができる。
【００４５】
加熱室３０においては、ダスト捕集電極先端部３１ａに吸着しているダストが除去されるとダスト捕集電極先端部３１ａ自体や加熱室３０内壁面などの加熱が停止される。処理室内部７にプロセスガスが供給される前に、ゲートバルブ４１が開かれる。その後、処理室側でエッチング処理が行なわれている間に、ダスト捕集電極先端部３１ａはそれ自体の内部に設けられている冷却機構により冷却される。前記エッチング処理が終了する直前になると再び、次のダスト捕集作業が行われる。
【００４６】
（実施例）
図１、図６および図７を参照して、Ｗ配線およびＷ膜が形成された基板をＣｌ２によりエッチングした際のダスト捕集作業の実施例について説明する。
【００４７】
Ｗ配線およびＷ膜が形成された基板に対してＣｌ２ガスをプラズマ励起させて、エッチング処理を行なう。処理室内部７の圧力は２．０［Ｐａ］である。図６のフローチャートに示すように、処理終了直前（Ｓ１）に、図１に示すように、ダスト捕集電極３１を加熱室３０から処理室内部７に挿入する（Ｓ１１）。ダスト閉じ込め領域２１には、ＷとＣｌとの反応生成物であるＷＣｌ６が、ダストとなり、かつ負に帯電した状態で浮遊している。正に帯電したダスト捕集電極先端部３１ａが被処理基板１１の直上の全面を走査することにより、ＷＣｌ６のダストが電気的に捕集される。ダスト捕集作業が終了した後、ダスト捕集電極先端部３１ａは加熱室３０内に格納され（Ｓ１２）、ゲートバルブ４１が閉じられる（Ｓ１３）。ゲートバルブ４１が閉じられた後、処理室側では、電磁波の供給が停止され（Ｓ２）、ガスの供給が停止され（Ｓ３）、エッチング処理が終了し、被処理基板の搬出作業が行われる（Ｓ４）。一方、ゲートバルブ４１が閉じられた後、加熱室３０内に格納されたダスト捕集電極先端部３１ａは加熱開始される（Ｓ１４）。こうしてダスト捕集電極先端部３１ａの温度は２００℃、加熱室３０内の圧力は４．０×１０−３［Ｐａ］となる。図７に示す蒸気圧曲線より、この条件ではＷＣｌ６は気体状態となる。よって、このような高真空状態で加熱されることにより、ダスト捕集電極先端部３１ａに捕集されていたダストは気体化し、ダスト捕集電極先端部３１ａから離れる。この作業においては、図１に示す加熱室３０の内壁面およびゲートバルブ４１の加熱室３０側の面も同様に加熱されており、壁面へのダストの再付着は防止される。気体化したＷＣｌ６からなるダストは、排気ポンプ４０により排気管３６の方に引き込まれ、排気管３６の加熱された壁面に付着することなく通過し、フィルタ３７に達する。ここで、フィルタ３７は冷却されているので、気体化したダストは再び固体化し、固体化したダストはダスト回収用のフィルタ３７により濾過され、回収される。
【００４８】
ダスト捕集電極先端部３１ａ表面のダストが除去されると、ダスト捕集電極３１に対する加熱は停止する（Ｓ１５）。処理室側における次の被処理基板の搬入作業が終了すると（Ｓ５）、ゲートバルブ４１は開かれる（Ｓ１６）。ゲートバルブ４１が開かれるタイミングがエッチング処理開始前であるのは、仮にエッチング処理開始後にゲートバルブ４１を開くと既にプラズマを生成している処理室内部に圧力変化が起き、プラズマが安定に生成できなくなるおそれがあるためである。その後、処理室内部７へのプロセスガスの供給が開始され（Ｓ６）、電磁波の供給も開始される（Ｓ７）。こうして、放電が開始し（Ｓ８）、次のエッチング処理が行われる。ゲートバルブ４１が開かれた後、エッチング処理が行われている間に、ダスト捕集電極先端部３１ａはその表面温度が８０℃程度になるまで冷却される（Ｓ１７）。このエッチング処理が終了する直前に、次のダスト捕集作業が開始される。
【００４９】
以上のステップを経て、被処理基板１１の直上に浮遊しているダストを効率よく捕集・回収することを可能とした。
【００５０】
ダスト捕集作業を行なうタイミングは、処理の開始直後および終了直前のうち少なくとも一方であることが好ましく、本実施の形態におけるダスト捕集・回収装置は、このようなタイミングでダスト捕集作業が行なわれるように規定するタイミング規定手段を備える。タイミング規定手段としては、たとえば、そのようなタイミングにダスト捕集作業が行なわれるように設定された制御用コンピュータのプログラムなどが適用可能である。
【００５１】
（幾つかの変形例など）
ダスト捕集電極先端部３１ａの形状は、単なる板状あるいは板を曲げた形状に限らず、メッシュあるいは導電性を有する板に複数の開口部を設けた構造としてもよい。ダスト捕集電極先端部３１ａを導電性部材からなるメッシュにした幾つかの例の斜視図を図８（ａ）〜（ｃ）に示す。それぞれ側方から見たときの断面が直線、くの字、半円弧である。図８（ｂ），（ｃ）は図８（ａ）に比べて表面積がより大きくなる分、より高いダスト捕集能力を期待できる。一方、導電性を有する板に複数の開口を設けた例を図８（ｄ）に示す。図８（ｄ）の構造においては、各開口の大きさや形状、分布を任意に変えることができる。図示していないが、図８（ｄ）の例の考え方を採用して導電性を有する板に複数の開口を設ける場合も、図８（ｂ），（ｃ）のように側方から見たときの断面を、くの字、半円弧にすることができる。
【００５２】
ここで、ダスト捕集電極先端部３１ａを、メッシュ構造、または導電性を有する板に複数の開口を設けた構造とする場合は、メッシュの開口部や導電性を有する板の開口部をダストが通り抜けない程度に開口部を小さくする必要がある。なお、ここでいう「ダストが通り抜けない程度」というのは、「開口部サイズがダストサイズより小さい」という意味ではなく、「電気的な引力の強弱に応じて、ダストが捕集電極に捕集されずに通過することがない程度」という意味である。
【００５３】
ダスト捕集電極先端部３１ａの側方から見た断面のさらに幾つかの例を図９（ａ）〜（ｉ）に示す。図９（ａ），  （ｂ），  （ｄ），  （ｈ）で下方の電極の辺を長い構造としているのは、上方の電極で捕集したダストが落下した場合に、受けることができるためである。また、図９（ｃ）はブラシ状に電極を形成したものであり、図９（ｉ）は電極を樹木状に形成したものである。これらの構造では電極表面積を大きくすることができ、より高いダストの捕集能力を期待できる。また、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、長辺方向に沿って高さを変化させることや、図１０（ｃ）に示すように、奥行き方向、すなわち、ダスト捕集電極先端部３１ａの進退方向に曲げることとしてもよい。
【００５４】
導電性を有するダスト捕集電極先端部を構成する材料としては、金属、導電性の金属化合物、カーボンなどを用いることができる。
【００５５】
ダスト捕集作業を行なうタイミングはプラズマ処理の終了直前が好ましい。エッチングやアッシングなどの表面加工、表面改質プロセスではプラズマ処理後に起こる基板上へのダスト落下が問題となる。これを防ぐためには、プラズマ処理終了直前にダスト捕集作業を行なうことが最も効率が良く好ましい。また、ＣＶＤなどの成膜を行なう場合は、前述のダスト落下に加え、膜中への不純物混入を防ぐため、プラズマ処理開始直後とプラズマ終了直前の両方においてダスト捕集作業を行なうことが好ましい。なお、プラズマ処理の最中にプラズマを停止することが望ましくなく、ダスト捕集作業の間もプラズマを維持する必要がある場合は、ダスト捕集作業中のプラズマの維持は、たとえばＡｒなどの不活性ガスのみで行なうこととしてもよい。
【００５６】
また、生成するダストの種類としては、ＷとＣｌとの反応生成物であるＷＣｌ６を例として挙げたが、必ずしもこれに限らない。図７に示すように、ＴａとＣｌとの反応生成物であるＴａＣｌ５や、ＡｌとＣｌとの反応生成物であるＡｌ２Ｃｌ６なども、条件を適合させれば除去することが可能である。
【００５７】
また、ダスト捕集電極先端部３１ａを加熱する方法は、上記のように電極内部から加熱する方法には限らない。加熱された加熱室壁面などからの輻射熱による加熱や赤外線ビームによる加熱など、電極外部から加熱するような方法であってもよい。
【００５８】
また、実施例においてはダスト捕集電極先端部３１ａに吸着したダストを除去する方法として、真空状態で電極を加熱するという方法を行なったが、必ずしもこれに限らない。機械的にブラシなどで電極表面のダストを削り落とす方法や、ダスト捕集電極先端部３１ａとゲートバルブ４１の壁面との間でプラズマ放電を起こし、除去する方法なども考えられる。複数の方法を併用してもよく、たとえば、機械的にあらかた削り落とした後、真空での加熱により十分に除去する併用方法は、効率的である。
【００５９】
また、本実施の形態においては、濾過手段として、ダストを回収する方法として気体化したダストを固体化して濾過するフィルタを用いたが、必ずしもこれに限らない。濾過手段としては、化学的または物理的にダストを吸着する性質を有する物質が充填された容器を用いてもよい。この場合は、この容器内に気体状態または固体状態のダストを含む排気を通過させ、容器内の物質にダストを吸着させることによって回収することができる。
【００６０】
（実施の形態２）
本発明に基づく実施の形態２におけるダスト捕集・回収装置について、チャンバ容器２内の平面図である図１１と、ゲートバルブ４１付近を図１１中の矢印の向きに見た斜視図である図１２とを参照して説明する。
【００６１】
本実施の形態では、実施の形態１で示したようなダスト捕集電極シャフト３１ｂ（図３〜図５参照）の代わりに、図１１に示すように、チャンバ容器２と加熱室３０との側壁またはそれぞれの内部に差し渡すように、ガイドレール３１ｃが設けられている。ガイドレール３１ｃは、一対のガイドレール３１ｃ１，３１ｃ２を含む。捕集部としてのダスト捕集電極先端部３１ａは、ガイドレール３１ｃに沿って走行するためのガイド走行部３１ｄ１，３１ｄ２を有する。このような構成をもって、ダスト捕集電極先端部３１ａは、ガイドレール３１ｃに沿ってスライド駆動可能となっている。したがって、本実施の形態におけるダスト捕集・回収装置には、ダスト回収用排気口４２を介してチャンバ容器２の外側に接続される部分だけではなく、チャンバ容器２内に設置されたガイドレール３１ｃも含まれる。
【００６２】
他の部分の構成については、実施の形態１におけるものと同様である。
（作用・効果）
本実施の形態のダスト捕集・回収装置であれば、固定されたガイドレール上を電極が走行し、なおかつ、電極を支持する部分が片持ち梁とならないため、電極が大型化して重量が増加しても、安定した駆動が行なえる。したがって、基板の大型化に対応して電極先端部も大型化した場合にも問題なく駆動できる。
【００６３】
ガイドレール３１ｃは図１２に示すように断面がコの字型をしており、その内側の上面と下面とに図示しない軸受が設けられている。ダスト捕集電極先端部３１ａの両端には、ガイド走行部３１ｄ１，３１ｄ２が設けられており、ガイド走行部３１ｄ１はガイドレール３１ｃ１に対して２ヶ所の走行板３１ｅ１１，３１ｅ１２で上下の軸受に接触し、同様に、ガイド走行部３１ｄ２はガイドレール３１ｃ２に対して２ヶ所の走行板３１ｅ２１，３１ｅ２２で上下の軸受に接触している。以下、これらの４ヶ所の走行板を総称して「走行板３１ｅ」と称する。その結果、抵抗を少なくして走行することができる。ガイドレール３１ｃ１は、加熱室３０に入るダスト回収用排気口４２（図１参照）にあるゲートバルブ４１の部分で、一度途切れて、図１２に示すようにチャンバ側部分３１ｃ１ｃと加熱室側部分３１ｃ１ｈとに分かれる。一方、ガイドレール３１ｃ２も、同様の位置で一端途切れて、チャンバ側部分３１ｃ２ｃと加熱室側部分３１ｃ２ｈとに分かれる。このため、捕集部の走行時はガイドレールよりも下方へ下降していたゲートバルブ４１は、ダスト捕集電極先端部３１ａが加熱室に入り込んだ後は、ガイドレール３１ｃに干渉することなく上昇することができ、ダスト回収排気口４２を完全に閉じることができる。また、Ｏリング４３により、加熱室３０内は処理室内部７に対して独立して気密を保持することができるので、加熱室３０内に高真空状態を形成しやすくなっている。図１１に示すように、各走行板３１ｅのガイドレールに沿った方向の長さＬｐは、ゲートバルブ４１の部分でガイドレール３１ｃが途切れている長さＬｇよりも長く、また、走行板３１ｅは合計４ヶ所あるため、走行板３１ｅは、ガイドレール３１ｃが途切れた部分を通過する際にもガイドレール３１ｃから脱落することなく、安定して、チャンバ容器内と加熱室内部との間を往復できる。ダスト捕集電極先端部３１ａの駆動については、ガイド走行部に駆動手段を設けてもよいし、ガイド走行部を押したり引っ掛けて引いたりできる駆動棒を加熱室側からまたはチャンバ側から設けてもよい。なお、ガイド走行部とガイドレールとは、接触状態で走行させるばかりではなく、電磁気力や気流などにより非接触状態で走行させてもよい。
【００６４】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、捕集部が処理室内で対象物の上方を走査するように移動することが可能であるので、対象物が大きい場合でも、全体に渡ってダストの捕集を漏れなく行なうことができる。また、捕集部によって一度捕集したダストは、回収手段によって確実に系外へと排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく実施の形態１におけるダスト捕集・回収装置を備えるプラズマ処理装置の断面図である。
【図２】本発明に基づく実施の形態１におけるプラズマ処理装置に生じるダスト閉じ込め領域の説明図である。
【図３】本発明に基づく実施の形態１におけるダスト捕集・回収装置によるダスト捕集作業の第１の説明図である。
【図４】本発明に基づく実施の形態１におけるダスト捕集・回収装置によるダスト捕集作業の第２の説明図である。
【図５】本発明に基づく実施の形態１におけるダスト捕集・回収装置によるダスト捕集作業の第３の説明図である。
【図６】本発明に基づく実施の形態１におけるダスト捕集・回収装置を備えるプラズマ処理装置全体の動作のフローチャートである。
【図７】ダストとなりうる各種物質の蒸気圧曲線である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、本発明に基づく実施の形態１で説明に用いたダスト捕集電極先端部の変形例の斜視図である。
【図９】（ａ）〜（ｉ）は、本発明に基づく実施の形態１で説明に用いたダスト捕集電極先端部の他の変形例の断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に基づく実施の形態１で説明に用いたダスト捕集電極先端部のさらに他の変形例の斜視図である。
【図１１】本発明に基づく実施の形態２におけるダスト捕集・回収装置を備えるプラズマ処理装置のチャンバ容器内の平面図である。
【図１２】図１１中の矢印の向きに見た斜視図である。
【図１３】従来技術に基づくプラズマ処理装置の断面図である。
【図１４】従来技術に基づくプラズマ処理装置に生じるシース領域の説明図である。
【符号の説明】
１，１０１  上蓋、２，１０２  チャンバ容器、３，１０３  矩形導波管、４，１０４  誘電体窓、５，６，４３，１０５，１０６  Ｏリング、７，１０７  処理室内部、８，１０８  スロットアンテナ板、９，１０９  スロット、１０，１１０  載置台、１１，１１１  被処理基板、１２，１１２  導波管、１３，１１３  マイクロ波発振器、１４，１１４  ガス供給系、１５，１１５  排気口、１６，１１６  排気管、１７，１１７  排気ポンプ、２０，１２０  バルクプラズマ、２１  ダスト閉じ込め領域、３０  加熱室、３１  ダスト捕集電極、３１ａ  ダスト捕集電極先端部、３１ｂ  ダスト捕集電極シャフト部、３１ｃ  ガイドレール、３１ｃ１，３１ｃ２  ガイドレール、３１ｃ１ｃ  チャンバ側部分、３１ｃ１ｈ  加熱室側部分、３１ｄ１，３１ｄ２  ガイド走行部、３１ｅ１１，３１ｅ１２，３１ｅ２１，３１ｅ２２  走行板、３２  絶縁体、３３  モータードライブ、３６  排気管、３７，３８  フィルタ、３９  排気バルブ、４０  排気ポンプ、４１  ゲートバルブ、４２  ダスト回収用排気口、１２１  シース領域。
【図１】
2004247680.tif 000003
【図２】
2004247680.tif 000004
【図３】
2004247680.tif 000005
【図４】
2004247680.tif 000006
【図５】
2004247680.tif 000007
【図６】
2004247680.tif 000008
【図７】
2004247680.tif 000009
【図８】
2004247680.tif 000010
【図９】
2004247680.tif 000011
【図１０】
2004247680.tif 000012
【図１１】
2004247680.tif 000013
【図１２】
2004247680.tif 000014
【図１３】
2004247680.tif 000015
【図１４】
2004247680.tif 000016