WO2006121117A1

WO2006121117A1 - プラズマクリーニング方法および成膜方法

Info

Publication number: WO2006121117A1
Application number: PCT/JP2006/309484
Authority: WO
Inventors: Shigeo Ashigaki; Yoshihiro Kato; Satoru Kawakami; Masayuki Moroi
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2007-11-11
Also published as: JP2006319042A

Abstract

　プラズマを利用して成膜装置の処理容器内のクリーニングを行なうプラズマクリーニング方法が開示される。クリーニング時に、処理容器外に設けられたリモートプラズマユニットにより生成したクリーニングガス由来のプラズマを、放電防止部材が設けられたガス導入部を介して処理容器内に供給する。ガス導入部を通過することにより失活したプラズマは、処理容器に設けられたプラズマ生成手段により再活性化され、この再活性化されたプラズマを用いて処理容器内のクリーニングが行われる。

Description

明細書

プラズマクリーニング方法および成膜方法

技術分野

[0001] 本発明は、成膜装置の処理容器内をプラズマを利用してクリーニングする技術に関する。

背景技術

[0002] 半導体ウェハ表面に成膜を行なうプラズマ CVD (chemical vapor deposition)プロセスにおいては、半導体ウェハ表面だけでなぐ処理容器の内壁面等にも膜が堆積する。この膜が剥離すると、半導体装置のパーティクル汚染を引き起こすおそれがある。このため、プラズマ CVDプロセスに用いる処理容器は、定期的にクリーニングを行なう必要がある。

[0003] JP2002— 57106Aには、処理容器の外部に設けられたリモートプラズマユニットで NFなどのフッ素系ガスを含むクリーニングガスをプラズマ化し、このプラズマを処理

3

容器内に導入してこのプラズマにより処理容器内のクリーニングを行なう、いわゆるリモートプラズマ方式のプラズマクリーニング方法が開示されている。ここでは、プラズマを処理容器の側部から処理容器内に導入している。しかし、リモートプラズマ方式によるプラズマクリーニングを行なう場合には、プラズマを処理容器内に均等に分散させることがクリーニング効率の向上につながるので、処理容器の上部からプラズマを導入することが好ましいと考えられる。具体的には、リモートプラズマユニットを、成膜用ガスのを処理容器内に導入に使用するためのガス導入部に接続し、そこからガス拡散用のシャワーヘッドを介して処理容器内にプラズマを導入する。この導入方法は、クリーニング効率の点でも、また、別途プラズマ専用の導入部を設ける必要がなくなるため装置構成の簡略化の点でも優れている。

[0004] 成膜用ガスを処理容器内に導入するときに、成膜用ガスが処理容器の入口（ガス導入部）でプラズマ化する現象が起こることがある。ガス導入部で成膜用ガスがブラズマ化すると、この部分に膜が堆積してガス流路の閉塞を招くおそれがある。これを防止するため、ガス導入部には放電防止部材が配備され、ガス導入部で成膜用ガスがプラズマ化することを防止している。放電防止部材の概要を図 4 (a)、（b)に示した。図 4 (a)は放電防止部材 17の斜視図であり、図 4 (b)は断面図である。この放電防止部材 17は合成樹脂などの絶縁体で構成されており、放電防止部材 17の内部には折曲したラビリンス構造のガス流路 17aが複数形成されている。なお、現実の放電防止部材 17には、多数のガス流路 17aが形成されている力図 4では極めて簡略化して図示している。このような構造を有する放電防止部材 17はガス導入部の成膜用ガス流路に嵌め込まれ、屈曲した狭隘なガス流路 17aによってガス導入部のコンダクタンスを低下させ、ガス導入部での放電を防止する。

[0005] 前述したように、処理容器の外部で生成したプラズマを利用してクリーニングを行なう場合、成膜用ガスの導入に使用するガス導入部を介してプラズマを導入することのメリットは非常に大きい。しかし、ガス導入部に放電防止部材が配備されていると、プラズマが失活し、そのクリーニング作用の大半が損なわれてしまうという問題がある。その理由は、放電防止部材が配備されたガス導入部を通過する際に、プラズマ中の活性種のうちの処理容器内の堆積物の除去に寄与する F (フッ素）ラジカルの多くが失活するためと考えられる。

発明の開示

[0006] 本発明の目的は、既存の成膜装置に大きな変更を加えることなぐ処理容器の外部で生成したプラズマを利用して、効率よぐかつ確実に処理容器内のクリーニングを行なうことが可能なプラズマクリーニング方法を提供することにある。

[0007] 上記課題を解決するため、本発明者らは鋭意研究を重ねたところ、放電防止部材によって失活したプラズマ中では、本来クリーニングに寄与すべき Fラジカルが分子状フッ素 Fに変化していると推測するに至った。そして、この分子状フッ素に比較的

2

弱い電界を作用させると、再び解離して Fラジカルとなること、すなわち失活したブラズマを再活性化できるとの知見を得て本発明を完成した。

[0008] すなわち、本発明の第 1の観点によれば、

プラズマを利用して成膜装置の処理容器内のクリーニングを行なうプラズマタリー二ング方法であって、

前記処理容器内に成膜用のガスを導入するためのガス導入部が前記処理容器に設けられ、前記ガス導入部に前記ガス導入部における放電を防止するための放電防止部材が設けられ、前記処理容器内にクリーニングガス由来のプラズマを供給するために前記処理容器の外部に設けられたリモートプラズマユニットが前記ガス導入部を介して前記処理容器に接続されており、

クリーニング時に、前記リモートプラズマユニットにより生成したクリーニングガス由来のプラズマが前記ガス導入部を介して前記処理容器内に供給され、前記ガス導入部を通過することにより失活したプラズマが前記処理容器内で再活性化され、この再活性化されたプラズマを用いて処理容器内のクリーニングを行うことを特徴とする、ブラズマクリーニング方法が提供される。

[0009] 上記第 1の観点において、前記処理容器内において、互いに対向して配置された上部電極と下部電極との間に高周波電界を発生させることにより、失活した前記ブラズマを再活性化することが好ましい。この場合、前記上部電極および/または前記下部電極に、被処理体の単位面積当りの出力が 0. 14W/cm²以上 0. 42W/cm²以下の高周波電力を印加することが好ましい。

[0010] また、前記処理容器は、 CVDにより被処理体に成膜を行なうための処理容器であることが好ましい。この場合、前記 CVDは、有機化合物を原料としたプラズマ CVDであることが好ましい。また、前記有機化合物は Siが含有し、前記プラズマ CVDは Siを含有する膜の成膜であることが好ましレ、。

[0011] また、クリーニングガスとして、ハロゲン化合物および酸素を含むガスを用いることが好ましい。この場合、前記ハロゲン化合物は、 NFであることが好ましい。

3

[0012] 本発明の第 2の観点によれば、前記処理容器内で被処理体に対する成膜処理を複数回行うとともに、前記処理容器内で被処理体に所定回数の成膜処理を行う毎に、或いは所定数の被処理体を処理する毎に、上述したプラズマクリーニング方法による処理容器内のクリーニングを実施することを特徴とする、成膜方法が提供される。

[0013] 更に本発明の第 3の観点によれば、

プラズマ処理装置において、

その内部で被処理体に成膜処理が行われる処理容器と、

前記処理容器に設けられ、そこを介して前記処理容器内に成膜用のガスが導入されるガス導入部と、

前記ガス導入部に設けられ、前記ガス導入部における放電を防止するための放電防止部材と、

前記処理容器内に供給されたガスを活性化してプラズマを生成するプラズマ生成手段と、

前記処理容器の外部に設けられるとともに前記ガス導入部を介して前記処理容器に接続され、処理容器内にクリーニングガス由来のプラズマを供給するリモートプラズマユニットと、

請求項 1に記載されたプラズマクリーニング方法を実施するために、前記プラズマ生成手段および前記リモートプラズマユニットを制御する制御部と、

を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。

[0014] 本発明の第 4の観点によれば、コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読みとり可能な記憶媒体であって、

前記制御プログラムは、実行されたときに、プラズマ処理装置の制御部を成すコンピュータが前記プラズマ処理装置を制御して上述したプラズマクリーニング方法を実施させるものであることを特徴とする記憶媒体が提供される。

[0015] 本発明によれば、処理容器の外部で生成され、放電防止部材によって失活したプラズマを処理容器内に導入した後に再活性化することにより、確実にクリーニングを行なうこと力できる。この場合、放電防止部材を配備した成膜用ガス導入部を介してプラズマを導入できるので、成膜装置の構成を大きく変更する必要はなぐ既存の成膜装置においてガス供給経路にリモートプラズマユニットを配備するだけでよいため、クリーニングのための装置構成を簡略化できる。また、クリーニング時には、処理容器の上部から均一にプラズマを導入できるので、クリーニング効率も改善できる。

[0016] さらに、前記プラズマを再活性化するために、互いに対向して配置された上部電極と下部電極との間に高周波電界を発生させる場合には、クリーニング効果の向上も期待できる。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]本発明方法の実施に適したプラズマ CVD装置の概略構成を示す断面図である。

[図 2]クリーニングを含む成膜プロセスの手順を示すフロー図である。

[図 3]エッチングレートの測定結果を示すグラフ図である。

[図 4]放電防止部材を概略的に示す図面であり、（a)は斜視図、（b)は垂直断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0018] 本発明のプラズマクリーニング方法でクリーニング対象となる処理容器は、成膜プロセスを実施するための処理容器である。成膜プロセスとしては熱 CVDプロセス及びプラズマ CVDプロセス等が例示される力本発明においては好ましくはプラズマ CV Dプロセスである。

[0019] 成膜プロセスにより成膜される膜 (すなわちクリーニング対象）としては、有機化合物を原料としてプラズマ CVDにより形成される膜が例示されるが、これには限定されなレ、。有機化合物としては、 Siを含有する有機化合物、例えばトリメチルシラン、ジメチルエトキシシラン、トリェチルシラザン、テトラメチルジシラザンが例示される。具体的には、成膜される膜として、 Si系膜 (Siを含有する膜)が挙げられ、例えば、 SiCH膜、 Si〇CH膜等の SiC系膜のほか、 SiCN膜、 Si〇N膜、 SiN膜、 SiO膜等が例示され

2

る。

[0020] クリーニングガスは、好ましくはハロゲンィ匕合物ガス特にフッ素化合物ガスを含む。

クリーニングガスは、好ましくは更に酸素ガスを含む。好ましくは、クリーニングガスには、キャリアガス及び/又は希釈ガスとしての不活性ガスを含めることができる。好適なクリーニングガス（混合ガス）として： NF /O /He ; NF /〇 /Ar ; NF /He ; N

3 2 3 2 3

F /Ar ; COF /He ; COF /Ar ; CF /He ; CF /Ar ; CF /〇 /He ; CF /〇

3 2 2 4 4 4 2 4 2

/Arが例示される。

[0021] 図 1は、本発明方法の実施に適したプラズマ CVD装置 1の概略構成を示す断面図である。このプラズマ CVD装置 1は、上下方向に対向して互いに平行に配置された一対の電極（上部電極および下部電極）を有する容量結合型平行平板プラズマ CV D装置として構成されてレヽる。

[0022] このプラズマ CVD装置 1は、表面がセラミック溶射処理されたアルミニウムからなる円筒形状に成形された処理容器としてのチャンバ一 2を有している。チャンバ一 2の内表面がセラミック溶射処理されたものとすることができる。チャンバ一 2は保安接地されている。チャンバ一 2内には下部電極として機能するサセプタ 3が設けられている。サセプタ 3の上には、被処理体、例えばシリコンウェハ Wが載置される。このサセプタ 3には、導電体（図示せず）が坦設されており、この導電体を通じて高周波の電力の供給を受けるように構成されている。

[0023] サセプタ 3の上部には、円板状の静電チャック 5が設けられている。静電チャック 5 は、絶縁材と、絶縁材内部に坦設された電極 6とを有する。電極 6に直流電圧を印加することにより、クーロン力によってウェハ Wが静電チャック 5に吸着される。また、サセプタ 3の外周には、セラミックス材料、例えばアルミナにより形成されたフォーカスリング 7が設けられている。

[0024] サセプタ 3の上方には、上部電極として機能するシャワーヘッド 10が設けられている。このシャワーヘッド 10は、アルミニウム力ら形成することができ、図示しない絶縁材を介してチャンバ一 2の上部壁 2aに支持されている。サセプタ 3と対向するシャワーヘッド 10の下面 10aには、多数のガス吐出孔 11が設けられている。ウェハ W表面とシャワーヘッド 10の下面 10aとの間の距離は昇降機構 (後述）により調節可能である

[0025] チャンバ一 2の上部壁 2aの中央部付近には、シャワーヘッド 10に接続するガス導入口 12が設けられている。ガス導入口 12は、シャワーヘッド 10内部のガス拡散室 10 bを介して、ガス吐出孔 1 1に連通している。ガス導入口 12の内部には、放電防止部材 17が嵌装されている。この明細書の冒頭で図 4を参照して説明したように、放電防止部材 17は、合成樹脂などの絶縁体からなり、その内部にはラビリンス構造の流路を有しており、成膜用ガスのコンダクタンスを調節することによりガス導入口 12内における放電を防止する。ガス導入口 12は、リモートプラズマユニット 50及びガス供給管 23を介してクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給源 22に接続されているとともに、ガス供給管 27を介して成膜用ガスを供給する成膜用ガス供給源 21に接続されている。ガス供給管 23, 27にはそれぞれ、バルブ 24、マスフローコントローラー 25およびバルブ 26が介設されてレ、る。 [0026] 例示的かつ非限定的な本実施形態では、 CVDによる成膜用ガスとして（CH ) Si

3 3

Hと Heとの混合ガス、クリーニングガスとして NFと〇と Arとの混合ガスが用いられる

3 2

。成膜用ガスは、成膜用ガス供給源 21から、ガス供給管 27およびガス導入口 12を介してシャワーヘッド 10のガス拡散室 10b内に流れ、そこから吐出孔 11を介してチヤンバー 2内の処理空間へ吐出される。クリーニングガスは、クリーニングガス供給源 2 2から、ガス供給管 23、リモートプラズマユニット 50およびガス導入口 12を介してシャヮーヘッド 10のガス拡散室 10b内に流れ、そこから吐出孔 11を介してチャンバ一 2 内の処理空間へ吐出される。クリーニングガスは、リモートプラズマユニット 50内を通過するときにプラズマ化され、生成されたプラズマがチャンバ一 2に送出される。

[0027] リモートプラズマユニット 50におけるプラズマ生成方式には、特に制限はなぐ例えば、誘導結合方式（Inductive Coupling Plasma ; ICP方式）によりクリーニングガスをプラズマイ匕することができる。商業的に入手可能な好適なリモートプラズマユニット 50としては、米国の MKS Instruments, Inc.により提供される ASTRON國 (Remote Plasma S ources for Chamber Cleaning)が例示される。チャンバ一 2内へ導入されるプラズマ中でラジカルが支配的に存在するように、リモートプラズマユニット 50の出口付近に、プラズマ中のイオンをトラップするためのイオンフィルタを設けておくことが好ましい。

[0028] 上述したように、プラズマ CVD装置 1は、チャンバ一 2の外部に設けられたリモートプラズマユニット 50により生成されたプラズマ中に含まれるラジカル（例えば Fラジカノレ）をチャンバ一 2内に供給することによりチャンバ一 2内をクリーニングするリモートプラズマ方式のクリーニングを実施可能なように構成されている。

[0029] チャンバ一 2の側壁には、排気管 15が接続されている。排気管 15は、ドライポンプなどの排気装置 40に接続されており、これにより、チャンバ一 2内を真空引きして所定の減圧、例えば 10Pa以下の所定の圧力にすることができる。チャンバ一 2の側壁には、ウェハ Wの搬入出口と、この搬入出口を開閉するゲートバノレブとが設けられており（いずれも図示を省略）、これらを介してウェハ Wがチャンバ一 2内に搬出入される。

[0030] サセプタ 3は、支柱 4に支持されており、この支柱 4にはボールねじ機構などの昇降機構 16の駆動シャフト 16aが接続されている。昇降機構 16を動作させることにより、サセプタ 3が昇降し、これによりシャワーヘッド 10とサセプタ 3との間の距離、すなわち上部電極と下部電極との間の電極間ギャップを任意に調節できる。支柱 4の周囲は、ステンレス鋼製のベローズ 14で覆われている。ベローズ 14の外側には、ベローズ力バー 13が設けられている。

[0031] 上部電極として機能するシャワーヘッド 10には、整合器 31が介在する給電線を介して高周波電源 30が接続されている。高周波電源 30は、所定周波数例えば 13. 56 MHzの高周波電力をシャワーヘッド 10に供給し、上部電極であるシャワーヘッド 10 と下部電極であるサセプタ 3との間にプラズマ形成用の高周波電界を形成する。シャヮーヘッド 10には、図示しないローパスフィルター（LPF)が接続されている。

[0032] 下部電極として機能するサセプタ 3には、整合器 33が介在する給電線を介して高周波電源 32が接続されている。高周波電源 32は、所定周波数例えば 2. OMHzの高周波電力を下部電極であるサセプタ 3に供給できるものである。このサセプタ 3には、図示しなレ、ノヽィパスフィルター（HPF)が接続されてレ、る。

[0033] プラズマ CVD装置 1に設けられた構成部品（高周波電力供給系、ガス供給系、リモートプラズマユニット等）は、 CPUを備えたコンピュータからなるプロセスコントローラ 6 0に接続されてプロセスコントローラ 60により制御される。プロセスコントローラ 60には、工程管理者がプラズマ CVD装置 1を管理するためのコマンドの入力操作を行うキ一ボードと、プラズマ CVD装置 1の稼働状況を可視化して表示するディスプレイとを含むユーザーインターフェース 61が接続されてレ、る。

[0034] また、プラズマ CVD装置 1には、プラズマ CVD装置 1で実行される各種処理をプロセスコントローラ 60の制御下で実現するための制御プログラム（ソフトウェア）と、プロセス条件データが記録されたプロセスレシピと、が格納された記憶部 62が接続されている。

[0035] ユーザーインターフェース 61を介してプロセスコントローラ 60にコマンドが入力されると、プロセスコントローラ 60は、記憶部 62から前記コマンドに対応するプロセスレシピを呼び出すとともに制御プログラムを実行し、プラズマ CVD装置 1の各構成部品をプロセスレシピに定義されたプロセス条件が実現されるように制御する。これにより、プロセスコントローラ 60の制御下で、プラズマ CVD装置 1により所望の処理が行われる。制御プログラムおよびプロセスレシピは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えば CD— ROM、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどに格納することができる。これに代えて、制御プログラムおよびプロセスレシピは、これらを格納した他の装置から、通信媒体 (例えば専用回線)を介してオンデマンドで提供することもできる。

[0036] 上記のプラズマ CVD装置 1においてウェハ Wの表面に成膜を行なう場合には、まず、ウェハ Wをサセプタ 3上に載置し、静電チャック 5により吸着する。次に、排気装置 40により、チャンバ一 2内を所定の真空度まで排気する。昇降機構 16により支柱 4 すなわちサセプタ 3が上昇し、これによりウェハ Wがチャンバ一 2内の所定の処理位置に設置される。この状態で、サセプタ 3の温度を所定値に制御するとともに、排気装置 40によりチャンバ一 2内の排気を行ない所定の高真空状態とする。

[0037] その後、成膜用ガス供給源 21から成膜用ガスが所定の流量でシャワーヘッド 10に供給され、そこから吐出孔 11を介してウェハ Wに向けて均一に吐出される。そして、高周波電源 30からシャワーヘッド 10に、所定周波数例えば 13. 56MHzの高周波電力を印加し、これにより、上部電極としてのシャワーヘッド 10と下部電極としてのサセブタ 3との間の空間に高周波電界を生じさせ、当該空間で成膜用ガスをプラズマ化する。サセプタ 3にはシャワーヘッド 10に印加される高周波電力よりも周波数の低い電力が印可されており、このため生成されたプラズマはサセプタ 3に引き込まれる。そして引き込まれたプラズマによってウェハ W表面での化学反応が生じ、ウェハ Wの表面に SiCH等の膜が形成される。

[0038] 次に、プラズマ CVD装置 1におけるチャンバ一 2内のクリーニングについて述べる。

クリーニングに際しては、クリーニングガスのプラズマにより A1製のシャワーヘッド 10 がプラズマダメージを受けることを防止するため、マイルドなリモートプラズマが使用される。リモートプラズマによるクリーニングは、リモートプラズマユニット 50内において生成した F含有プラズマをチャンバ一 2内に導入することにより行なわれる。リモートプラズマの原料ガス（クリーニングガス）は、 NFを含むことが好ましい。好適な一実施形

3

態において、クリーニングガスは、 NFガス、〇ガスおよび Arガスの混合ガスからなり

3 2

、これらのガスが、流量比 NF /O /Ar= 200〜400/50〜150/1000〜2000 mL/min (sccm)でリモートプラズマユニット 50に供給されそこでプラズマ化される。リモートプラズマによるクリーニング時には、チャンバ一 2内の圧力を 133〜400Pa (l 〜3Torr)に調整することが好ましい。

[0039] リモートプラズマユニット 50内において生成されたプラズマの相当の量が、ガス導入口 12を通る際に放電防止部材 17により失活するため、これをチャンバ一 2内で再活性化する。すなわち、リモートプラズマをチャンバ一 2内に導入するときに、上部電極であるシャワーヘッド 10に、所定周波数例えば 13. 56MHzの高周波電力を、ゥェハ単位面積当りに換算した出力 0. 14W/cm²以上 0. 42W/cm²以下で印加して電極間に高周波電界を生じさせ、失活したリモートプラズマをチャンバ一 2内で再活性化する。なお、このとき、下部電極に印加される電力は 0Wであり、言い換えれば下部電極には高周波電力を印加しない。ここで高周波電界を形成する目的は、放電防止部材 17を通過することにより生じた F分子を解離させて再び Fラジカルに変える

2

ことにあるため、高周波電界の強度は比較的小さくても十分である。すなわち、本発明に基づく方法によれば、 NFガスを含むクリーニングガスをチャンバ

3 一 2内に導入した後に初めてプラズマ化する方法（リモートプラズマユニット 50を使用しない場合）と比較して、高周波電界の強度すなわちシャワーヘッド 10に印加される高周波電力力 M、さくても同等なクリーニング効果が得られる。

[0040] 次に、本発明のプラズマクリーニング方法を組み込んだ成膜方法について説明する。図 2は、成膜方法の手順の一例を示す工程図である。図 2に示すように、成膜処理を所定回数実施した後に、或いは所定数の被処理体を処理した後に、その都度上述のプラズマクリーニング処理を実施する。

[0041] このように in_situクリーニングを定期的に実行することにより、チャンバ一 2内を許容範囲内の清浄度に維持することができ、プラズマ CVD装置 1の分解を伴うタリーニング (例えばウエットクリーニング)を行わなくても、高品質な成膜処理が長期間継続的に可能となる。また、上述のプラズマクリーニングは、シャワーヘッド 10に大きなダメージを与えないため、シャワーヘッド 10のメンテナンスサイクルを長くすることができる。従ってプラズマ CVD装置 1のダウンタイムを最小限に抑制し、プラズマ CVD装置 1を効率良く運用することができる。 [0042] 次に、本発明の効果を確認するために行った試験の結果について述べる。図 1のプラズマ CVD装置 1を用いて、サセプタ 3上に TEOS膜（SiO膜）が形成されたゥェ

2

ハを載置し、 TEOS膜をエッチングする試験を行った。なお、 SiC系膜はエッチングレートが大きすぎて短時間で全ての膜が消失してしまうためクリーニング（エッチング）条件の違いによるクリーニング (エッチング)効果の相違を評価することが困難である

。このため、試料として SiC系膜に比べてエッチングレートが小さい TEOS膜を用いた。なお、 SiC系膜と TEOS膜とは、エッチング特性に相関関係があるので、 TEOS 膜のエッチング特性を評価することにより、間接的に SiC系膜のエッチング特性を評価すること力 Sできる。

[0043] エッチング（クリーニング）条件は以下の通りである。

比較例 1：リモートプラズマユニット 50内でクリーニングガスをプラズマ化し、このプラズマをチャンバ一 2内に導入する。チャンバ一 2内に高周波電界は形成しない。比較例 2：リモートプラズマユニット 50によりクリーニングガスをプラズマ化しなレ、で（リモートプラズマユニット OFF)クリーニングガスをチャンバ一 2内に導入する。チャンバー 2内に高周波電界を形成して、クリーニングガスをチャンバ一 2内で初めてプラズマ化する。

実施例 1：リモートプラズマユニット 50内でクリーニングガスをプラズマ化し、このプラズマをチャンバ一 2内に導入する。失活したプラズマを再活性化するための高周波電界をチャンバ一 2内に形成する。

チャンバ一 2内における高周波電界を形成する際には、上部電極であるシャワーへッド 10に 13. 56MHzの高周波電力を出力 200W (ウェハ単位面積当り 0. 28W/c m²)で印加した。このとき、下部電極であるサセプタ 3には電力を印加しなかった。

[0044] 上下の電極間のギャップ（シャワーヘッド 10の下面からサセプタ 3の上面までの距離）は 18mmとした。チャンバ一 2内圧力は 266Pa (2Torr)とした。クリーニングガスとして、 NFガス、〇ガスぉょび八1"ガスを流量比3007100715001111^711^11 (3

3 2

m)で用いた。静電チャック 5の温度は 300°Cとした。

[0045] 試験結果を図 3に示す。比較例 1では、 TEOS膜はエッチングされな力つた。これは、放電防止部材 17の作用により、リモートプラズマが失活したためと考えられる。実施例 1では、従来の一般的なプラズマクリーニングと同じ手法による比較例 2と比べて、エッチングレートが約 2倍近くに達した。これは、放電防止部材 17によって失活したプラズマが、チャンバ一 2内の高周波電界によって再活性化されたためであると考えられる。すなわち、リモートプラズマ中の Fラジカル力放電防止部材 17を通過した際に Fに変りー且は失活したが、チャンバ一内の高周波電界により Fが再びタリーニン

2 2

グに有効な活性種である Fラジカルに変化したということである。なお、実施例 1が比較例 2と比べて大幅にエッチングレートが大きくなつているのは、比較例 2では比較的解離しにくい NFを初めてチャンバ

3 一 2内で解離させなければならないのに対して、実施例 1では比較的解離しやすい Fをチャンバ

2 一 2内で解離させればよいため、チヤンバー 2内に存在する Fラジカルの量が多いためであると考えられる。

[0046] 以上、本発明の実施形態を述べたが、本発明は上記実施形態に制約されることはなぐ種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、プラズマ CVD装置のクリーニングを例に挙げて述べたが、クリーニングにプラズマを利用できる装置であれば、 CVD成膜にはプラズマを使用しなくてもよい。つまり、クリーニング対象は、ブラズマを用いなレ、熱 CVD装置の処理容器等であってもよレ、。

[0047] また、上記実施形態では、プラズマを再活性化させるために上部電極であるシャヮ一ヘッド 10に高周波を印加した力 S、下部電極に印加してもよぐ上部電極と下部電極の両方に印加してもよい。さらに、失活したプラズマを再活性化させるために、平行平板方式に限らず、他の方式、例えば ICP方式、 ECR方式、表面波方式、マグネトロン方式等のプラズマ生成方式を利用することも可能である。

Claims

請求の範囲

[1] プラズマを利用して成膜装置の処理容器内のクリーニングを行なうプラズマタリー二ング方法であって、

クリーニング時に、前記リモートプラズマユニットにより生成したクリーニングガス由来のプラズマが前記ガス導入部を介して前記処理容器内に供給され、前記ガス導入部を通過することにより失活したプラズマが前記処理容器内で再活性化され、この再活性化されたプラズマを用いて処理容器内のクリーニングを行うことを特徴とする、ブラズマクリーニング方法。

[2] 前記処理容器内において、互いに対向して配置された上部電極と下部電極との間に高周波電界を形成することにより、失活した前記プラズマを再活性化することを特徴とする、請求項 1に記載のプラズマクリーニング方法。

[3] 前記上部電極および/または前記下部電極に、前記処理容器内で処理されるべき被処理体の単位面積当りの出力が 0. 14WZcm²以上 0. 42W/cm²以下の高周波電力を印加することを特徴とする、請求項 2に記載のプラズマクリーニング方法。

[4] 前記処理容器は、 CVDにより被処理体に成膜を行なうための処理容器であることを特徴とする、請求項 1に記載のプラズマクリーニング方法。

[5] 前記 CVDは、有機化合物を原料としたプラズマ CVDであることを特徴とする、請求項 4に記載のプラズマクリーニング方法。

[6] 前記有機化合物は Siを含有するものであり、前記プラズマ CVDは Siを含有する膜の成膜であることを特徴とする、請求項 5に記載のプラズマクリーニング方法。

[7] クリーニングガスとして、ハロゲンィ匕合物および酸素を含むガスを用いることを特徴とする、請求項 1に記載のプラズマクリーニング方法。

[8] 前記ハロゲン化合物は、 NFであることを特徴とする、請求項 7に記載のプラズマクリーユング方法。

[9] 前記処理容器内で被処理体に対する成膜処理を複数回行うとともに、前記処理容器内で被処理体に所定回数の成膜処理を行う毎に、或いは所定数の被処理体を処理する毎に、請求項 1に記載されたプラズマクリーニング方法による処理容器内のクリーユングを実施することを特徴とする、成膜方法。

[10] プラズマ処理装置において、

その内部で被処理体に成膜処理が行われる処理容器と、

を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。

[11] コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読みとり可能な記'慮媒体であって、

前記制御プログラムは、実行されたときに、プラズマ処理装置の制御部を成すコンピュータが前記プラズマ処理装置を制御して請求項 1に記載されたプラズマタリー二ング方法を実施させるものであることを特徴とする記憶媒体。