WO2012014565A1 - Plasma cleaning method for parallel plate electrodes - Google Patents
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- C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
Definitions
- the PFC gases such as NF 3 and C 2 F 6 that are used have a high global warming potential and therefore have a large environmental load.
- the process pressure during cleaning is preferably 0.1 Pa or more and 1000 Pa or less, and particularly preferably 0.5 Pa or more and 500 Pa or less in order to improve the stability of plasma discharge.
- the temperature of the surface of the parallel plate electrode immediately below the discharge region is not increased excessively, and is 1 ⁇ m / min.
- the deposit can be cleaned at the above speed.
- Table 2 shows the cleaning conditions, the specimen material, the cleaning speed, and the evaluation results of the electrode surface after the test.
Abstract
The disclosed plasma cleaning method for parallel plate electrodes uses a gas containing F2 or CF3OF as a cleaning gas and generates plasma in order to remove Si-containing material, Ge-containing material or metal-containing material accumulated on the surface of plasma-generating parallel plate electrodes located in a reaction chamber of a parallel plate-type plasma CVD device, wherein said accumulations are removed by generating plasma with applied power density between 0.05W/cm2 and 0.5W/cm2 in the presence of said cleaning gas. Using this method, the parallel plate electrodes can be prevented from being damaged.
Description
本発明は、平行平板型のプラズマＣＶＤ装置の平行平板電極のプラズマクリーニング方法に関するものである。
The present invention relates to a plasma cleaning method for parallel plate electrodes of a parallel plate type plasma CVD apparatus.
平行平板型のプラズマＣＶＤ装置では、チャンバー内壁やプラズマ発生用平行平板電極上に発生した不要な堆積物を定期的に除去する必要がある。その方法の一つとして、チャンバー内にＮＦ3やＣ2Ｆ6等のパーフルオロカーボン（ＰＦＣ）ガスをクリーニングガスとして導入し、プラズマ発生用平行平板電極間にプラズマ放電させて、堆積物を揮発性の高い物質へと変換し、チャンバー外へと排気させるプラズマクリーニング法がある。
In the parallel plate type plasma CVD apparatus, it is necessary to periodically remove unnecessary deposits generated on the inner wall of the chamber and the parallel plate electrode for plasma generation. As one of the methods, a perfluorocarbon (PFC) gas such as NF 3 or C 2 F 6 is introduced into the chamber as a cleaning gas, and plasma discharge is performed between parallel plate electrodes for plasma generation to make the deposits volatile. There is a plasma cleaning method in which it is converted into a substance with a high content and exhausted out of the chamber.
ＮＦ3やＣ2Ｆ6を用いるプラズマクリーニング法では、プラズマ放電の安定性や排気ガスへのクリーニングガスの残留抑制を考慮して、一般的にプラズマクリーニング時にプラズマ発生用平行平板電極に印加する電力密度を１Ｗ／ｃｍ2以上に設定してプラズマクリーニングを行うため、プラズマクリーニング時のプラズマ発生用平行平板電極の温度が上昇し、該電極が腐食し易くなる。
In the plasma cleaning method using NF 3 or C 2 F 6 , in consideration of the stability of plasma discharge and the suppression of residual cleaning gas in the exhaust gas, generally the power applied to the parallel plate electrode for plasma generation during plasma cleaning Since the plasma cleaning is performed with the density set to 1 W / cm 2 or more, the temperature of the parallel plate electrode for plasma generation during the plasma cleaning rises and the electrode is easily corroded.
さらには、使用されるＮＦ3やＣ2Ｆ6等のＰＦＣガスは、地球温暖化係数が高いため、環境への負荷が大きい。
Furthermore, the PFC gases such as NF 3 and C 2 F 6 that are used have a high global warming potential and therefore have a large environmental load.
このため、地球温暖化係数の低いガスを用いることが望まれており、例えば、Ｆ2を用いたノンプラズマクリーニング法が開示されている（例えば、特許文献１）。しかしながら、この方法によるとクリーニングに寄与するフッ素ラジカルを生成させるために、クリーニング時には反応チャンバー温度を４００℃以上に加熱する必要があるため、反応チャンバー内のプラズマ発生用平行平板電極が腐食し易く、一般的には、平行平板電極の材質としてニッケルやハステロイ等の高級部材を用いる必要がある。
For this reason, it is desired to use a gas having a low global warming potential. For example, a non-plasma cleaning method using F 2 is disclosed (for example, Patent Document 1). However, according to this method, in order to generate fluorine radicals that contribute to cleaning, it is necessary to heat the reaction chamber temperature to 400 ° C. or higher during cleaning, so the parallel plate electrodes for plasma generation in the reaction chamber are easily corroded, Generally, it is necessary to use a high-grade member such as nickel or hastelloy as the material of the parallel plate electrode.
一方、Ｆ2あるいはＣＦ3ＯＦを用いるプラズマクリーニング方法に関する報告が種々行われているが（例えば、特許文献２～４）、その装置を構成する材質の腐食による損傷を抑制することについて知られていない。
On the other hand, various reports on plasma cleaning methods using F 2 or CF 3 OF have been made (for example, Patent Documents 2 to 4), but it is known to suppress damage due to corrosion of materials constituting the apparatus. Absent.
特に、薄膜太陽電池の分野では、微結晶ＳｉあるいはアモルファスＳｉ薄膜の形成のためにＣＶＤ装置が用いられており、基板サイズが年々大型化する一方で、基板表面積当たりの単価は年々低下しており、ＣＶＤ装置の反応チャンバー内で使用する材質はより安価なものが求められている。
In particular, in the field of thin film solar cells, CVD devices are used to form microcrystalline Si or amorphous Si thin films. While the substrate size increases year by year, the unit price per surface area of the substrate decreases year by year. The material used in the reaction chamber of the CVD apparatus is required to be cheaper.
上記のとおり、平行平板型のプラズマＣＶＤ装置の反応チャンバー内のクリーニングに用いられるプラズマクリーニングガスとして、Ｆ2あるいはＣＦ3ＯＦなどの地球温暖化係数の低いガスを用いること、さらには、該反応チャンバー内の平行平板電極の材質として、ステンレス鋼のような安価なものを用いることが望まれている。
As described above, a gas having a low global warming potential such as F 2 or CF 3 OF is used as the plasma cleaning gas used for cleaning the reaction chamber of the parallel plate type plasma CVD apparatus, and further, the reaction chamber As a material of the inner parallel plate electrode, it is desired to use an inexpensive material such as stainless steel.
しかしながら従来の方法では、地球温暖化係数の低いＦ2あるいはＣＦ3ＯＦをプラズマクリーニングガスとして用いる場合、耐食性の観点から、平行平板電極の材質としてステンレス鋼のような安価なものを用いることが困難である。
However, in the conventional method, when F 2 or CF 3 OF having a low global warming potential is used as the plasma cleaning gas, it is difficult to use an inexpensive material such as stainless steel as the material of the parallel plate electrode from the viewpoint of corrosion resistance. It is.
本発明では、平行平板型のプラズマＣＶＤ装置の反応チャンバー内に備わっている平行平板電極表面の堆積物をプラズマを用いて除去する方法において、ステンレス等の安価な部材を用いても反応チャンバー内の材質に損傷を与えることなく、地球温暖化係数の低いＦ2あるいはＣＦ3ＯＦを含有するガスをプラズマクリーニングガスとして用いる、プラズマクリーニング方法を提供することを目的としている。
In the present invention, in the method of removing deposits on the surface of the parallel plate electrode provided in the reaction chamber of the parallel plate type plasma CVD apparatus using plasma, even if an inexpensive member such as stainless steel is used, An object of the present invention is to provide a plasma cleaning method in which a gas containing F 2 or CF 3 OF having a low global warming potential is used as a plasma cleaning gas without damaging the material.
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、地球温暖化係数の低いＦ2あるいはＣＦ3ＯＦを含有するプラズマクリーニングガスを用いて、平行平板電極間に特定の印加電力密度でプラズマを発生させることにより、平行平板電極への損傷を抑制できることを見出し、本発明に至ったものである。
As a result of intensive studies, the inventors have generated plasma with a specific applied power density between parallel plate electrodes using a plasma cleaning gas containing F 2 or CF 3 OF having a low global warming potential. Thus, it was found that damage to the parallel plate electrode can be suppressed, and the present invention has been achieved.
すなわち、本発明は、平行平板型のプラズマＣＶＤ装置の反応チャンバー内にあるプラズマを発生させる平行平板電極表面に堆積した、Ｓｉ含有物、Ｇｅ含有物、または金属含有物を、Ｆ2またはＣＦ3ＯＦを含有するガスをクリーニングガスとして用いてプラズマを発生させることにより除去する方法において、該クリーニングガスの存在下で印加電力密度が０．０５Ｗ／ｃｍ2以上０．５Ｗ／ｃｍ2以下の範囲内のプラズマを発生させて該堆積物を除去することを特徴とする、平行平板電極のプラズマクリーニング方法（第１方法）を提供するものである。
That is, according to the present invention, an Si-containing material, a Ge-containing material, or a metal-containing material deposited on the surface of a parallel plate electrode that generates plasma in a reaction chamber of a parallel plate type plasma CVD apparatus is converted into F 2 or CF 3. a method of removing by generating plasma using the gas containing the oF as a cleaning gas, applied power density in the presence of said cleaning gas 0.05 W / cm 2 or more 0.5 W / cm 2 within the range The present invention provides a plasma cleaning method (first method) for parallel plate electrodes, characterized in that plasma is generated to remove the deposit.
第１方法は、クリーニングガス中のＦ2またはＣＦ3ＯＦの濃度が、１０ｖｏｌ％以上１００ｖｏｌ％以下であることを特徴とする、平行平板電極のプラズマクリーニング方法（第２方法）であってもよい。
The first method may be a parallel plate electrode plasma cleaning method (second method) characterized in that the concentration of F 2 or CF 3 OF in the cleaning gas is 10 vol% or more and 100 vol% or less. .
第１または第２方法は、前記クリーニングガス中に、さらに、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、及びＮ２からなる群から選ばれる少なくとも１種類のガスを含有することを特徴とする、平行平板電極のプラズマクリーニング方法（第３方法）であってもよい。
In the first or second method, the cleaning gas further contains at least one gas selected from the group consisting of He, Ne, Ar, and N 2. Plasma cleaning of parallel plate electrodes, It may be a method (third method).
第１～第３方法のいずれか１つは、平行平板電極の材質が、ステンレス鋼であることを特徴とする、平行平板電極のプラズマクリーニング方法（第４方法）であってもよい。
Any one of the first to third methods may be a parallel plate electrode plasma cleaning method (fourth method) characterized in that the material of the parallel plate electrode is stainless steel.
第１～第４方法のいずれか１つは、プラズマ発生時の反応チャンバー内の圧力が、０．１Ｐａ以上１０００Ｐａ以下であることを特徴とする、平行平板電極のプラズマクリーニング方法であってもよい。
Any one of the first to fourth methods may be a parallel plate electrode plasma cleaning method, characterized in that the pressure in the reaction chamber during plasma generation is 0.1 Pa or more and 1000 Pa or less. .
本発明により、Ｆ2またはＣＦ3ＯＦを含有するガスを用いて、平行平板型のプラズマＣＶＤ装置の反応チャンバー内に備わっている平行平板電極表面の堆積物をプラズマクリーニングにより除去する場合、平行平板電極の損傷を抑制できる。
According to the present invention, when a gas containing F 2 or CF 3 OF is used to remove deposits on the surface of a parallel plate electrode provided in a reaction chamber of a parallel plate type plasma CVD apparatus by plasma cleaning, the parallel plate Electrode damage can be suppressed.
本発明における除去対象となる平行平板電極上に堆積した、Ｓｉ含有物、Ｇｅ含有物、または金属含有物としては、Ｓｉ、Ｓｉ酸化物、Ｓｉ窒化物、ＳｉＧｅ、Ｇｅ、Ｗ、Ｔｉ、Ｉｎ、またはＩｒが挙げられる。
The Si-containing material, Ge-containing material, or metal-containing material deposited on the parallel plate electrode to be removed in the present invention includes Si, Si oxide, Si nitride, SiGe, Ge, W, Ti, In, Or Ir is mentioned.
プラズマを発生させるための印加電力密度は、０．０５Ｗ／ｃｍ2～０．５Ｗ／ｃｍ2の範囲にあることが好ましく、更には０．１０Ｗ／ｃｍ2～０．４５Ｗ／ｃｍ2の範囲にあることが特に好ましい。０．５Ｗ／ｃｍ2を超える印加電力密度ではプラズマ放電による発熱が著しく、電極基板材質の損傷を著しく促進するため好ましくない。一方、０．０５Ｗ／ｃｍ2未満の印加電力密度ではクリーニングに要する時間が著しく増大し、実用的ではない。
The applied power density for generating plasma is preferably in the range of 0.05 W / cm 2 to 0.5 W / cm 2 , and more preferably in the range of 0.10 W / cm 2 to 0.45 W / cm 2 . It is particularly preferred. An applied power density exceeding 0.5 W / cm 2 is not preferable because heat generation due to plasma discharge is remarkable and damage to the electrode substrate material is remarkably promoted. On the other hand, when the applied power density is less than 0.05 W / cm 2, the time required for cleaning is remarkably increased, which is not practical.
プラズマ発生に用いる高周波電源の周波数は、特に限定されないが、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚのＨＦ帯や４０ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、１００ＭＨｚのＶＨＦ帯を用いることができる。
The frequency of the high-frequency power source used for plasma generation is not particularly limited, but 13.56 MHz, 27.12 MHz HF bands and 40 MHz, 60 MHz, and 100 MHz VHF bands can be used.
Ｆ2、ＣＦ3ＯＦはそれぞれを単独でクリーニングガスとして用いてもよく、あるいはＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、及びＮ2からなる群から選ばれる少なくとも１種類のガスを所望の割合で混合したものを用いてもよい。
Each of F 2 and CF 3 OF may be used alone as a cleaning gas, or a mixture of at least one gas selected from the group consisting of He, Ne, Ar, and N 2 at a desired ratio is used. May be.
クリーニングガス中のＦ2またはＣＦ3ＯＦの濃度は、１０ｖｏｌ％以上１００ｖｏｌ％以下であることが好ましく、電極基板材質の損傷を更に抑制するためには１０ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下であることが特に好ましい。
The concentration of F 2 or CF 3 OF in the cleaning gas is preferably 10 vol% or more and 100 vol% or less, and particularly preferably 10 vol% or more and 30 vol% or less in order to further suppress damage to the electrode substrate material. .
クリーニング中のプロセス圧力は、０．１Ｐａ以上１０００Ｐａ以下であることが好ましく、プラズマ放電の安定性を高めるためには０．５Ｐａ以上５００Ｐａ以下であることが特に好ましい。
The process pressure during cleaning is preferably 0.1 Pa or more and 1000 Pa or less, and particularly preferably 0.5 Pa or more and 500 Pa or less in order to improve the stability of plasma discharge.
平行平板電極の材質は、一般的にプラズマＣＶＤ装置の平行平板電極に用いられている、ニッケル、ハステロイ等を用いることができる。さらには、従来Ｆ2またはＣＦ3ＯＦを含有するガスをクリーニングガスとして用いる場合、使用が困難であり、従来用いられる材質より安価な、ステンレス鋼を用いることができる。コスト面を考慮すると、ステンレス鋼を用いることが好ましい。
As a material of the parallel plate electrode, nickel, hastelloy, or the like generally used for a parallel plate electrode of a plasma CVD apparatus can be used. Furthermore, when a conventional gas containing F 2 or CF 3 OF is used as a cleaning gas, stainless steel, which is difficult to use and cheaper than a conventionally used material, can be used. In consideration of cost, it is preferable to use stainless steel.
以上の条件にてプラズマクリーニングを実施することにより、放電領域直下の平行平板電極表面の温度を過度に上昇させることなく、１μｍ／ｍｉｎ．以上の速度で堆積物のクリーニングが可能となる。
By performing plasma cleaning under the above conditions, the temperature of the surface of the parallel plate electrode immediately below the discharge region is not increased excessively, and is 1 μm / min. The deposit can be cleaned at the above speed.
以下に実施例及び比較例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail using Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
図１は本試験で用いるプラズマＣＶＤ装置の概略系統図である。
FIG. 1 is a schematic system diagram of a plasma CVD apparatus used in this test.
Ｆ2、ＣＦ3ＯＦ、及び不活性ガスは、マスフローコントローラ（図中省略）により流量調整して所定の流量でガス導入口６より反応チャンバー１に導入できる。
F 2 , CF 3 OF, and inert gas can be introduced into the reaction chamber 1 from the gas inlet 6 at a predetermined flow rate by adjusting the flow rate with a mass flow controller (not shown).
反応チャンバー１には、平行平板型の容量結合型プラズマ発生装置が備え付けられており、高周波電源３が反応チャンバー１内の上部平板電極５に、アースが反応チャンバー１内の下部平板電極４に接続されている。上部平板電極５と下部平板電極４の材質にはＳＵＳ３０４が用いられている。下部平板電極４の表面温度を測定するため、下部平板電極４に熱伝対が設置してある（図中省略）。
The reaction chamber 1 is equipped with a parallel plate type capacitively coupled plasma generator, and the high frequency power source 3 is connected to the upper plate electrode 5 in the reaction chamber 1 and the ground is connected to the lower plate electrode 4 in the reaction chamber 1. Has been. SUS304 is used as the material of the upper plate electrode 5 and the lower plate electrode 4. In order to measure the surface temperature of the lower plate electrode 4, a thermocouple is installed on the lower plate electrode 4 (not shown in the figure).
さらに反応チャンバー１には、チャンバー内の圧力を検出する圧力計２とチャンバー内のガスを排出する排ガスラインが接続されている。プラズマクリーニングにより発生する生成物やクリーニングガスは、排ガスライン（図中省略）に接続されているガス排出口７より排出される。
Furthermore, the reaction chamber 1 is connected to a pressure gauge 2 for detecting the pressure in the chamber and an exhaust gas line for discharging the gas in the chamber. Products and cleaning gas generated by plasma cleaning are discharged from a gas discharge port 7 connected to an exhaust gas line (not shown).
プラズマクリーニング時には、マスフローコントローラにより流量調整されたクリーニングガスをガス導入口６から導入し、排ガスラインの排気量の調節によりチャンバー内の圧力が調整された状態（このときの圧力がプロセス圧力）で、高周波電源３より所定の周波数で高周波（ＲＦ）を所定の電力密度で印加し、プラズマを発生させる。
At the time of plasma cleaning, the cleaning gas whose flow rate is adjusted by the mass flow controller is introduced from the gas introduction port 6 and the pressure in the chamber is adjusted by adjusting the exhaust amount of the exhaust gas line (the pressure at this time is the process pressure) A high frequency (RF) is applied at a predetermined frequency from the high frequency power source 3 at a predetermined power density to generate plasma.
本試験では、除去対象物として、サイズが、厚さ１．５ｍｍ、面積１０ｃｍ2の、所定の材質の試験片８を用い、試験片８を下部平板電極４上に堆積物として設置して、所定の条件でプラズマクリーニングを行った。
In this test, as a removal object, a test piece 8 of a predetermined material having a size of 1.5 mm in thickness and an area of 10 cm 2 is used, and the test piece 8 is placed on the lower plate electrode 4 as a deposit, Plasma cleaning was performed under predetermined conditions.
プラズマクリーニングの間、下部平板電極４の表面温度を測定した。また、試験前と後で試験片の質量をそれぞれ測定し、下記算出式（１）により堆積物のクリーニング速度を算出した。
During the plasma cleaning, the surface temperature of the lower plate electrode 4 was measured. Further, the mass of the test piece was measured before and after the test, and the cleaning rate of the deposit was calculated by the following calculation formula (1).
さらに、試験後の、上部、下部の平板電極表面の腐食による変色および損傷により発生するＦｅＦ3由来の淡黄色のパーティクルの有無を目視観察し、電極表面の損傷を評価した。
Further, after the test, the presence or absence of FeY 3 -derived light yellow particles generated by corrosion and discoloration due to corrosion on the upper and lower flat electrode surfaces was visually observed to evaluate the damage on the electrode surface.
損傷の評価は、電極表面の変色が発生しない場合をＡ、電極表面が腐食により変色した場合をＢ、電極表面が腐食により変色し且つＦｅＦ3由来のパーティクルが発生した場合をＣと定義する。
In the evaluation of damage, A is defined when the electrode surface is not discolored, B is defined when the electrode surface is discolored due to corrosion, and C is defined when the electrode surface is discolored due to corrosion and FeF 3 -derived particles are generated.
実用上、クリーニング速度は少なくとも１μｍ／ｍｉｎ．以上が必要であるため、電極の損傷が生じなかった場合でも、クリーニング速度が１μｍ／ｍｉｎ．未満は、実用的なものではないと判断できる。
Practically, the cleaning speed is at least 1 μm / min. Since the above is necessary, even when the electrode is not damaged, the cleaning speed is 1 μm / min. It can be judged that less than is not practical.
［実施例１～３４］
本試験では、表１に示す材質の試験片８を用い、反応チャンバー１内に表１に示す組成のクリーニングガスを総流量４００ｓｃｃｍにて流通させながら周波数１３．５６ＭＨｚでＲＦを表１に示す電力密度で印加するプラズマクリーニングを、５時間連続して行い、クリーニング速度の算出および電極表面の損傷観察による評価を行った。 [Examples 1 to 34]
In this test, thetest piece 8 made of the material shown in Table 1 was used, and the cleaning gas having the composition shown in Table 1 was circulated in the reaction chamber 1 at a total flow rate of 400 sccm, and the RF power shown in Table 1 at a frequency of 13.56 MHz. Plasma cleaning applied at a density was performed continuously for 5 hours, and the evaluation was performed by calculating the cleaning rate and observing damage on the electrode surface.
本試験では、表１に示す材質の試験片８を用い、反応チャンバー１内に表１に示す組成のクリーニングガスを総流量４００ｓｃｃｍにて流通させながら周波数１３．５６ＭＨｚでＲＦを表１に示す電力密度で印加するプラズマクリーニングを、５時間連続して行い、クリーニング速度の算出および電極表面の損傷観察による評価を行った。 [Examples 1 to 34]
In this test, the
表１に、クリーニング条件、試験片材質、クリーニング速度、試験終了後の電極表面の評価結果を示す。
Table 1 shows the cleaning conditions, the test piece material, the cleaning speed, and the evaluation results of the electrode surface after the test.
表１に示すとおり、いずれのクリーニング条件においても、クリーニング速度は１μｍ／ｍｉｎ．以上であり且つ電極表面の損傷観察による評価はＡと電極の損傷は確認できなかった。さらに、実施例１～８、１２、１３、１８、１９、２５、２６、３０、３１、３２、３３、および３４の条件では、２μｍ／ｍｉｎ．以上のクリーニング速度を得ながら且つ電極表面の最高温度をステンレス鋼の腐食開始温度である１６０℃未満に抑制できていることから、長期間に渡るプラズマクリーニングの使用に対して、電極の損傷抑制が期待できる。
As shown in Table 1, the cleaning speed is 1 μm / min. As described above, the evaluation by observing the damage on the electrode surface could not confirm the damage of A and the electrode. Furthermore, under the conditions of Examples 1 to 8, 12, 13, 18, 19, 25, 26, 30, 31, 32, 33, and 34, 2 μm / min. Since the maximum temperature of the electrode surface can be suppressed to less than 160 ° C., which is the corrosion start temperature of stainless steel, while obtaining the above cleaning speed, it is possible to suppress damage to the electrode for the use of plasma cleaning over a long period of time. I can expect.
［比較例１～１４］
本試験では、材質がＳｉの試験片８を用い、反応チャンバー１内に表２に示す組成のクリーニングガスを総流量４００ｓｃｃｍにて流通させながら、プロセス圧力２００Ｐａ、周波数１３．５６ＭＨｚでＲＦを表２に示す電力密度で印加するプラズマクリーニングを、５時間連続して行い、クリーニング速度の算出および電極表面の損傷観察による評価を行った。 [Comparative Examples 1 to 14]
In this test, atest piece 8 made of Si was used, and a cleaning gas having the composition shown in Table 2 was circulated in the reaction chamber 1 at a total flow rate of 400 sccm, while RF was measured at a process pressure of 200 Pa and a frequency of 13.56 MHz. The plasma cleaning applied at the power density shown in FIG. 5 was performed continuously for 5 hours, and the evaluation was performed by calculating the cleaning rate and observing damage on the electrode surface.
本試験では、材質がＳｉの試験片８を用い、反応チャンバー１内に表２に示す組成のクリーニングガスを総流量４００ｓｃｃｍにて流通させながら、プロセス圧力２００Ｐａ、周波数１３．５６ＭＨｚでＲＦを表２に示す電力密度で印加するプラズマクリーニングを、５時間連続して行い、クリーニング速度の算出および電極表面の損傷観察による評価を行った。 [Comparative Examples 1 to 14]
In this test, a
表２に、クリーニング条件、試験片材質、クリーニング速度、試験終了後の電極表面の評価結果を示す。
Table 2 shows the cleaning conditions, the specimen material, the cleaning speed, and the evaluation results of the electrode surface after the test.
表２に示されているとおり、比較例１、４、６、８、１０、１１、および１４では、クリーニングプロセス上有効とされるクリーニング速度１μｍ／ｍｉｎ．以上を得ることができているが、プラズマクリーニング中の放電領域直下の平行平面電極の表面温度が過度に上昇し、特に、比較例６と８では試験片に火花が発生しプラズマが不安定であった。さらに、電極表面の評価は、比較例１、４、６、８、１０、１１、および１４において、ＢまたはＣであり電極の損傷が確認された。
As shown in Table 2, in Comparative Examples 1, 4, 6, 8, 10, 11, and 14, the cleaning speed effective in the cleaning process is 1 μm / min. Although the above can be obtained, the surface temperature of the parallel plane electrode immediately under the discharge region during plasma cleaning rises excessively. In particular, in Comparative Examples 6 and 8, a spark is generated in the test piece and the plasma is unstable. there were. Furthermore, the evaluation of the electrode surface was B or C in Comparative Examples 1, 4, 6, 8, 10, 11, and 14, and damage to the electrode was confirmed.
比較例３では、プラズマクリーニング中の平行平面電極の表面温度を過度に上昇させることなく、さらには、電極表面の評価がＡと電極の損傷も無いものの、クリーニングプロセス上有効とされるクリーニング速度１μｍ／ｍｉｎ．以上を得ることができなかった。
In Comparative Example 3, the surface temperature of the parallel flat electrode during plasma cleaning is not increased excessively, and further, although the evaluation of the electrode surface is neither A nor damage to the electrode, the cleaning speed is 1 μm effective in the cleaning process. / Min. I couldn't get more.
比較例２、５，７，９、１２、および１３では、プラズマ放電できず、プラズマクリーニングを行えなかった。
In Comparative Examples 2, 5, 7, 9, 12, and 13, plasma discharge could not be performed and plasma cleaning could not be performed.
本発明は、ＣＶＤ装置のクリーニングに用いることができ、特に、薄膜太陽電池製造の分野おいて、基板面積当たりの単価が大幅に低下するような材料の成膜に用いられる平行平板型のプラズマＣＶＤ装置に備えられている、平行平板電極のクリーニングに利用できる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for cleaning a CVD apparatus, and in particular, in the field of thin film solar cell manufacturing, a parallel plate type plasma CVD used for film formation of a material whose unit price per substrate area is greatly reduced. It can be used for cleaning parallel plate electrodes provided in the apparatus.
１・・・反応チャンバー
２・・・圧力計
３・・・高周波電源
４・・・下部平板電極
５・・・上部平板電極
６・・・ガス導入口
７・・・ガス排出口
８・・・試験片 DESCRIPTION OFSYMBOLS 1 ... Reaction chamber 2 ... Pressure gauge 3 ... High frequency power source 4 ... Lower plate electrode 5 ... Upper plate electrode 6 ... Gas inlet 7 ... Gas outlet 8 ... Test pieces
２・・・圧力計
３・・・高周波電源
４・・・下部平板電極
５・・・上部平板電極
６・・・ガス導入口
７・・・ガス排出口
８・・・試験片 DESCRIPTION OF
Claims (5)
- 平行平板型のプラズマＣＶＤ装置の反応チャンバー内にあるプラズマを発生させる平行平板電極表面に堆積した、Ｓｉ含有物、Ｇｅ含有物、または金属含有物を、Ｆ2またはＣＦ3ＯＦを含有するガスをクリーニングガスとして用いてプラズマを発生させることにより除去する方法において、該クリーニングガスの存在下で印加電力密度が０．０５Ｗ／ｃｍ2以上０．５Ｗ／ｃｍ2以下の範囲内のプラズマを発生させて該堆積物を除去することを特徴とする、平行平板電極のプラズマクリーニング方法。 A Si-containing material, a Ge-containing material, or a metal-containing material deposited on the surface of a parallel plate electrode that generates plasma in a reaction chamber of a parallel plate type plasma CVD apparatus, and a gas containing F 2 or CF 3 OF. In a method of removing by generating a plasma using a cleaning gas, a plasma having an applied power density in the range of 0.05 W / cm 2 to 0.5 W / cm 2 is generated in the presence of the cleaning gas. A plasma cleaning method for parallel plate electrodes, wherein the deposit is removed.
- クリーニングガス中のＦ2またはＣＦ3ＯＦの濃度が、１０ｖｏｌ％以上１００ｖｏｌ％以下であることを特徴とする請求項１に記載の平行平板電極のプラズマクリーニング方法。 2. The plasma cleaning method for a parallel plate electrode according to claim 1, wherein the concentration of F 2 or CF 3 OF in the cleaning gas is 10 vol% or more and 100 vol% or less.
- 前記クリーニングガス中に、さらに、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、及びＮ２からなる群から選ばれる少なくとも１種類のガスを含有することを特徴とする請求項１または２に記載の平行平板電極のプラズマクリーニング方法。 3. The parallel plate electrode plasma cleaning method according to claim 1, wherein the cleaning gas further contains at least one gas selected from the group consisting of He, Ne, Ar, and N2. .
- 平行平板電極の材質が、ステンレス鋼であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の平行平板電極のプラズマクリーニング方法。 4. The plasma cleaning method for a parallel plate electrode according to claim 1, wherein the material of the parallel plate electrode is stainless steel.
- プラズマ発生時の反応チャンバー内の圧力が、０．１Ｐａ以上１０００Ｐａ以下であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の平行平板電極のプラズマクリーニング方法。 The method for plasma cleaning of parallel plate electrodes according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressure in the reaction chamber at the time of plasma generation is 0.1 Pa or more and 1000 Pa or less.
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