(57)【要約】      （修正有）【課題】プラズマ成膜時に処理容器内壁面上の堆積物の剥がれに起因するパーティクル発生を抑制する。【解決手段】アルミニウムあるいはアルミニウム合金よりなる内壁面１１にフッ化アルミニウム層１１Ｆが形成されている処理容器の前記内壁面にシリコン酸化膜よりなる第１のコーティング膜３１を形成する工程（Ａ）と、工程（Ａ）の後、前記第１のコーティング膜上にシリコン酸化膜よりも硬度の高い膜よりなる第２のコーティング膜３２を形成する工程（Ｂ）と、工程（Ｂ）の後、前記処理容器中に被処理基板を搬入しサセプタ上に載置する工程（Ｃ）と、工程（Ｃ）の後、前記処理容器中に処理ガスを導入し前記サセプタ上の前記被処理基板に気相成長法により絶縁膜を形成する工程（Ｄ）と、を含み、工程（Ｄ）の後、前記処理容器内にフッ素を含むガスを導入し前記第１のコーティング膜および前記第２のコーティング膜をエッチング除去するクリーニング工程を行う。【選択図】図３Ｃ
2010205854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）アルミニウムあるいはアルミニウム合金よりなり、内壁面にフッ化アルミニウム層が形成されている処理容器の前記内壁面に、シリコン酸化膜よりなる第１のコーティング膜を形成する工程と、
前記工程（Ａ）の後、前記第１のコーティング膜上に、シリコン酸化膜よりも硬度の高い膜よりなる第２のコーティング膜を形成する工程と、
（Ｃ）前記工程（Ｂ）の後、前記処理容器中に被処理基板を搬入し、サセプタ上に載置する工程と、
（Ｄ）前記工程（Ｃ）の後、前記処理容器中に処理ガスを導入し、前記サセプタ上に載置された前記被処理基板の表面に、気相成長法により絶縁膜を形成する工程と、を含み、
（Ｅ）前記工程（Ｄ）の後、前記処理容器内にフッ素を含むエッチングガスを導入し、前記第１のコーティング膜および前記第２のコーティング膜をエッチングにより除去するクリーニング工程を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記工程（Ｅ）は、前記工程（Ａ）〜（Ｄ）が複数回繰り返された後で実行されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２のコーティング膜は炭化シリコン膜よりなることを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１のコーティング膜は、厚さが１００ｎｍ〜３００ｎｍのシリコン酸化膜よりなり、前記第２のコーティング膜は、厚さが１００ｎｍ〜３００ｎｍの炭化シリコン膜よりなることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記気相成長法は、プラズマを励起して実行されるものであることを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造に関し、特に気相成長法による成膜工程を含む半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造においては、シリコンウェハなどの半導体基板上に様々な絶縁膜を形成する工程が実行される。特に気相原料を使って半導体基板上に所望の絶縁膜を堆積する気相成長方法は、今日の半導体装置の製造において基本的な技術のひとつとなっている。このような気相成長方法には、ＣＶＤ（化学気相堆積）法やプラズマＣＶＤ法、さらにはＡＬＤ（原子層堆積）法が含まれる。
【０００３】
このような気相成長法では、膜の堆積が行われる成膜装置の処理容器中に設けられたサセプタ上にシリコンウェハなどの被処理基板が載置され、所定の温度に加熱した状態で処理ガスを前記処理容器中に、例えばシャワーヘッドなどから導入し、処理ガスを被処理基板表面近傍で分解させ、前記被処理基板表面に所望の膜を堆積させることが行われる。
【０００４】
一方、このような処理ガスの分解の際には、所望の膜の堆積と同時に、処理容器の内壁面あるいはシャワーヘッドの表面に、前記原料ガスの分解の結果生じる析出物が堆積することが避けられない。このため、ＣＶＤ法あるいはプラズマＣＶＤ法、ＡＬＤ法で使われる成膜装置では、定期的に、あるいは必要に応じて、このような処理容器の内壁面あるいはシャワーヘッドの表面に堆積した堆積物を、クリーニング処理により除去することが行われている。
【０００５】
このようなクリーニング処理は、一般にフッ素（Ｆ）を含有するエッチングガスを前記処理容器内に導入することにより行われるが、処理容器は一般にアルミニウム（Ａｌ）あるいはＡｌ合金より形成されているため、このようなクリーニング処理が繰り返されると、前記処理容器の内壁面にはフッ化アルミニウム（ＡｌＦ）の層が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１８０３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、このようにして形成された処理容器内壁面を覆うＡｌＦ改質層上に堆積した析出物は剥がれやすく、半導体装置の製造工程においてパーティクルとなって歩留まりを低下させる原因となる。特に最近の０．１μｍ世代以降の、例えば９０ｎｍや６５ｎｍ、あるいはそれ以下のゲート長を有する超微細化半導体装置では、管理しなければならないパーティクルの粒径が減少しており、上記のような、析出物の剥がれによるパーティクル発生は、半導体装置の歩留まりを低下させる深刻な要因となっている。このような処理容器内壁面に形成されたＡｌＦ改質層は安定であり、その除去は容易ではない。
【０００８】
処理容器内壁面におけるＡｌＦ改質層の形成を抑制するために、前記クリーニング処理の際にリモートプラズマプロセスを使い、低エネルギのフッ素ラジカルにより低温でクリーニングを行う技術も提案されてはいるが、このようなリモートプラズマプロセスを使ったとしても、このようなクリーニング処理は何度も繰り返されるためＡｌＦ改質層の形成を完全に抑制することは困難であり、ＡｌＦ改質層の形成を前提とした、別の解決方法が求められている。
【０００９】
一方、従来のプラズマ処理装置は、処理容器内壁面からプラズマによりスパッタされる金属元素により被処理基板の汚染が生じる問題を有している。この汚染の問題を抑制するため、従来、処理容器の内壁面を薄いシリコン酸化膜により覆う技術が使われている（プリコート）。しかし、シリコン酸化膜によるプリコートは化学的には安定なものの、薄く脆弱であり、例えばプラズマＣＶＤ処理など、プラズマを使った処理の場合、電界により加速されたイオンや電子によりスパッタされて消滅する恐れがある。プリコート膜が消滅してしまうと、露出したＡｌＦ膜からのスパッタによる金属汚染の問題や、その上に堆積した堆積物の剥離、およびパーティクル発生の問題が生じてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一の特徴によれば半導体装置の製造方法は、（Ａ）アルミニウムあるいはアルミニウム合金よりなり、内壁面にフッ化アルミニウム層が形成されている処理容器の前記内壁面に、シリコン酸化膜よりなる第１のコーティング膜を形成する工程と、前記工程（Ａ）の後、前記第１のコーティング膜上に、シリコン酸化膜よりも硬度の高い膜よりなる第２のコーティング膜を形成する工程と、（Ｃ）前記工程（Ｂ）の後、前記処理容器中に被処理基板を搬入し、サセプタ上に載置する工程と、（Ｄ）前記工程（Ｃ）の後、前記処理容器中に処理ガスを導入し、前記サセプタ上に載置された前記被処理基板の表面に、気相成長法により絶縁膜を形成する工程と、を含み、（Ｅ）前記工程（Ｄ）の後、前記処理容器内にフッ素を含むエッチングガスを導入し、前記第１のコーティング膜および前記第２のコーティング膜をエッチングにより除去するクリーニング工程を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
フッ化アルミニウム層が形成された処理容器の内壁面上にシリコン酸化膜よりなる第１のコーティング膜を形成することにより、前記内壁面と前記第１のコーティング膜との間に優れた密着性が実現され、前記処理容器中においてプラズマ処理などを行っても、被処理基板へ金属汚染の問題や堆積物の剥がれによるパーティクル発生の問題を効果的に抑制することができる。また前記第１のコーティング膜の下地にはフッ化アルミニウム層が形成されてもよいため、前記第１のコーティング膜は、Ｆを含むエッチングガスを使ったクリーニングにより必要に応じて、あるいは新たな被処理基板を処理するたびに、半導体装置の生産ラインのその場で除去することができ、半導体装置の製造スループットを大きく低下させることなく、処理容器内部状態の初期化を行うことが可能となる。これにより、特にゲ―ト長が１００ｎｍ以下の超高速半導体装置の製造において、製造歩留まりを向上させることができる。
【００１２】
またシリコン酸化膜よりなる前記第１のコーティング膜を、より硬度の高い第２のコーティング膜で覆うことにより、プラズマ処理の際に生じる高速の荷電粒子による前記第１のコーティング膜のスパッタを抑制することができ、被処理基板の金属汚染の問題やパーティクル発生の問題をさらに効果的に抑制することが可能となる。またその際、前記第１のコーティング膜として、アルミニウムあるいはアルミニウム合金に対して優れた密着性を有するシリコン酸化膜を使うことにより、第２のコーティング膜の前記処理容器内壁面への密着性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態で使われるプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。
【図２Ａ】図１のプラズマＣＶＤ装置の処理容器内壁面の状態を示す図（その１）である。
【図２Ｂ】図１のプラズマＣＶＤ装置の処理容器内壁面の状態を示す図（その２）である。
【図２Ｃ】図１のプラズマＣＶＤ装置の処理容器内壁面の状態を示す図（その３）である。
【図３Ａ】第１の実施形態を示す図（その１）である。
【図３Ｂ】第１の実施形態を示す図（その２）である。
【図３Ｃ】第１の実施形態を示す図（その３）である。
【図４】第１の実施形態を示すフローチャートである。
【図５】図４の一段階における処理容器内壁面の状態を示す図である。
【図６】図４の一段階における処理容器内壁面の状態を示す図である。
【図７】発明の効果を示す図である。
【図８Ａ】図７中の実験Ａを説明するフローチャートである。
【図８Ｂ】図７中の実験Ｂを説明するフローチャートである。
【図８Ｃ】図７中の実験Ｃを説明するフローチャートである。
【図９】第２の実施形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の一実施形態で使われる平行平板型のプラズマＣＶＤ装置１０の構成を示す。ただし本発明は平行平板型のプラズマＣＶＤ装置に限定されるものではない。
【００１５】
図１を参照するに、プラズマＣＶＤ装置１０は排気ポート１１Ａから排気される処理容器１１を有し、前記処理容器１１中には被処理基板Ｗを保持するサセプタ１２、および前記サセプタ上の被処理基板Ｗに対向するシャワーヘッド１３が設けられている。図示の例では、前記シャワーヘッドには処理ガスＡ〜Ｃがそれぞれのライン１３Ａ〜１３Ｃを介して、ライン１３Ｒの希ガスとともに供給され、前記処理容器１１中において前記被処理基板Ｗに向かって放出される。また図１のプラズマＣＶＤ装置１０は、前記シャワーヘッド１３にＦを含むエッチングガスを、クリーニング工程においてクリーニングガスとして供給するためのライン１３Ｄを有している。前記シャワーヘッド１３に供給されたクリーニングガスは、前記シャワーヘッド１３の内部をクリーニングするとともに前記処理容器１１内部の処理空間１１Ｂに放出され、前記処理容器１１の内部をクリーニングする。
【００１６】
さらに前記シャワーヘッド１３とサセプタ１２には、高周波電源１４から高周波電力が供給され、前記被処理基板Ｗの表面において前記希ガスを励起することにより、プラズマ１１Ｐが形成される。その結果、前記ライン１３Ａ〜１３Ｃを介して導入された処理ガスは前記プラズマ１１Ｐにより分解され、前記被処理基板Ｗの表面に、所望の膜が堆積する。
【００１７】
また図１の構成では、前記処理容器１１の一部の前記被処理基板を搬入し、また搬出するためにゲートバルブ１３Ｇが形成されている。
【００１８】
図２Ａ〜図２Ｃは、図１のプラズマＣＶＤ装置１０を使って前記被処理基板Ｗ上に成膜を行った場合の、前記処理容器１１内壁面の様子を拡大して示す図である。
【００１９】
図２Ａを参照するに、ＡｌあるいはＡｌ合金よりなる前記処理容器１１の内壁面１１Ｗには、堆積物が剥がれて粒子になるのを抑制するために凹凸が形成されているが、前記被処理基板Ｗ表面への、例えばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜などの堆積の結果、前記内壁面１１Ｗの表面にも、同様な前記被処理基板Ｗ上に堆積した膜と同様な堆積物２１が堆積する。
【００２０】
そこで前記被処理基板Ｗ上への前記膜の堆積が終了すると、前記処理容器１１中にＦ（フッ素）を含有する、例えばＮＦ3やＣＦ4などのエッチングガスが導入され、図２Bに示すように前記堆積物２１が前記エッチングガスによるクリーニングにより除去され、処理容器１１内部が初期化される。同様な堆積物の堆積およびクリーニングは、シャワーヘッド１３や、サセプタ１２の表面においてもなされる。
【００２１】
ところで、先にも説明したように前記処理容器１１は一般にＡｌあるいはＡｌ合金より形成されているため、前記クリーニングが繰り返されて処理容器内壁面１１ＷがこのようなＦを含有したエッチングガスに接すると、図３Ａに示すように前記内壁面１１Ｗにフッ化アルミニウム（ＡｌＦ）よりなる改質層１１Ｆが形成されるのが避けられない。
【００２２】
このような内壁面１１Ｗの表面に改質層１１Ｆが形成された処理容器１１を使って前記図２Ｂのような成膜を行うと、堆積物２１が前記改質層１１Ｆ上に直接に堆積することになるが、このような堆積物２１は、ＡｌＦよりなる前記改質層１１Ｆに対する密着性が一般に低いため剥がれやすく、パーティクルとなりやすい恐れがある。また前記処理容器内においてプラズマプロセスを行うと、プラズマ中の加速された電子やイオンにより前記ＡｌＦ改質層がスパッタされ、被処理基板の金属汚染の問題が発生する。
【００２３】
このため本発明の第１の実施形態では、図３Ｂに示すように、所望の絶縁膜の成膜に先立って、前記内壁面１１Ｗ表面のＡｌＦ改質層１１Ｆを覆って、シリコン酸化膜よりなる第１のコーティング膜３１を、１００ｎｍ〜３００ｎｍの膜厚に形成し、さらにその上に、前記第１のコーティング膜３１を覆って、シリコン炭化（ＳｉＣ）膜など、より硬度の大きい第２のコーティング膜３２を、１００ｎｍ〜３００ｎｍの膜厚に形成する。
【００２４】
例えば前記第１のコーティング膜は、前記サセプタ１２の温度を約４００℃に設定し、シラン（ＳｉＨ4）ガス、亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）ガスおよび窒素（Ｎ2）ガスをそれぞれライン１３Ａ〜１３Ｃより、ライン１３Ｒを介して供給されるアルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、あるいはクリプトン（Ｋｒ）ガスなどの希ガスとともに、前記処理容器１１内の処理空間１１Ｂに、前記シャワーヘッド１３を介して、例えば２００Ｐａ〜６５０Ｐａの全圧力で導入し、前記希ガスを前記高周波電源１４により、例えば４００ｋＨｚの高周波で励起させることにより、形成される。なおこの状態で、前記第１のコーティング膜３１の形成される処理容器１１の内壁面１１Ｗは、一般に１００℃〜１６０℃程度の温度に昇温している。
【００２５】
また前記第２のコーティング膜は、前記サセプタ１２の温度を同様に約４００℃に設定し、テトラメチルシランＳｉ（ＣＨ3）4ガス、二酸化炭素（ＣＯ2）ガスおよび窒素（Ｎ2）ガスをそれぞれライン１３Ａ〜１３Ｃより、ライン１３Ｒを介して供給されるアルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、あるいはクリプトン（Ｋｒ）ガスなどの希ガスとともに、前記処理容器１１内の処理空間１１Ｂに、前記シャワーヘッド１３を介して、例えば２００Ｐａ〜６００Ｐａの全圧力で導入し、前記希ガスを前記高周波電源１４により、例えば４００ｋＨｚの高周波で励起させることにより、形成される。なおこの状態でも、前記第１のコーティング膜３１の形成される処理容器１１の内壁面１１Ｗは、一般に１００℃〜１６０℃程度の温度に冷却されている。
【００２６】
前記第１のコーティング膜３１および前記第２のコーティング膜３２の形成は、前記処理容器１１中において連続して、間に前記処理容器１１を大気解放することなく実行するのが好ましい。このようにして形成された第１のコーティング膜は、約１．４６の屈折率を示し、またこのようにして形成された第２のコーティング膜は、１．８〜１．９の屈折率を示す。
【００２７】
また同様なコーティング膜３１，３２は、前記シャワーヘッド１３あるいはサセプタ１２の表面にも形成されている。
【００２８】
なお図３Ｂ，３Ｃのコーティング膜３１，３２の形成は、前記サセプタ１２上にウェハを載置しない状態で行われているが、前記サセプタ１２上にダミーウェハを載置した状態で行ってもよい。
【００２９】
図４は、このようなコーティング膜３１，３２の形成工程を含む、第１の実施形態による半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【００３０】
図４を参照するに、前記処理容器１１の内壁面１１Ｗには前記第１のコーティング膜３１および第２のコーティング膜３２が図３Ｃで説明したように形成されており、前記
ステップ１において前記処理容器１１中に被処理基板Ｗが前記ゲートバルブ１３Ｇを開くことにより導入され、前記サセプタ１２上に載置される。前記被処理基板Ｗが前記サセプタ１２上に載置された後、前記ゲートバルブ１３Ｇは閉鎖される。
【００３１】
次にステップ２の工程において前記サセプタ１２を所定の温度、例えば４００℃に加熱し、前記処理容器１１中に所定の処理ガスを導入し、前記被処理基板Ｗの表面に所望の絶縁膜を形成する。
【００３２】
例えば前記所望の絶縁膜がシリコン炭化膜（ＳｉＣ膜）である場合、前記ライン１３Ａにはテトラメチルシランガスが、ライン１３Ｂには二酸化炭素ガスが、ライン１３Ｃには窒素ガスが導入され、前記ライン１３Ｒから導入されたアルゴンやヘリウム，クリプトンなどの希ガスを前記高周波源１４により励起することで前記所望のシリコン炭化膜の成膜がなされる。また前記絶縁膜がシリコン酸化膜である場合、前記ライン１３Ａにはシランガスが、ライン１３Ｂには亜酸化窒素ガスが、ライン１３Ｃには窒素ガスが導入され、前記ライン１３Ｒから導入されたアルゴンやヘリウム，クリプトンなどの希ガスを前記高周波源１４により励起することにより、前記所望のシリコン酸化膜の成膜がなされる。前記絶縁膜がシリコン窒化膜である場合、前記ライン１３Ａにはシランガスが、ライン１３Ｂにはアンモニア（ＮＨ3）ガスが、ライン１３Ｃには窒素ガスが導入され、前記ライン１３Ｒから導入されたアルゴンやヘリウム，クリプトンなどの希ガスを前記高周波源１４により励起することにより、前記所望のシリコン窒化膜の成膜がなされる。さらに前記絶縁膜が低誘電率シリコン炭化膜（ＳｉＯＣ膜）である場合、前記ライン１３Ａにはテトラメチルシクロテトラシラン（ＴＯＭＣＡＴＳ）ガスが、ライン１３Ｂには二酸化炭素ガスが導入され、前記ライン１３Ｒから導入されたアルゴンやヘリウム，クリプトンなどの希ガスを前記高周波源１４により励起することにより、前記所望のｌｏｗ−ｋＳｉＯＣＨ膜の成膜がなされる。
【００３３】
このステップ２の成膜工程においては、前記被処理基板Ｗ上への所望の膜の成膜と同時に、前記処理容器１１の内壁面、シャワーヘッド１３の表面、さらには前記サセプタ１２の表面にも、前記膜と同様な組成の析出物３３が、図５に示すように堆積する。
【００３４】
さらに前記ステップ２の後、ステップ３において前記ゲートバルブ１３Ｇが開かれ、前記被処理基板Ｗは前記処理容器１１から前記ゲートバルブ１３Ｇを通って搬出される。前記被処理基板Ｗの搬出の後、前記ゲートバルブ１３Ｇは閉鎖される。これにより、前記被処理基板Ｗ上への成膜が完了する。
【００３５】
次にステップ４において、前記処理容器１１中に次にステップ４において、前記処理容器１１中に、前記ライン１３Ｒからのアルゴンガスやヘリウムガス、クリプトンガスなどの希ガスとともに、別のライン１３ＤよりＮＦ3あるいはＣＦ4など、Ｆを含むエッチングガスが、クリーニングガスとして導入される。
【００３６】
ステップ４では、さらに前記高周波源１４が駆動され、前記処理空間１１Ｂに放出された前記希ガスを例えば周波数が４００ｋＨｚの高周波により励起することによりプラズマ１１Ｐを、先のステップ２の場合と同様に形成し、プラズマにより励起されたＦラジカルなどのＦ活性種のエッチング作用により前記堆積物３３を除去するクリーニングを行う。このようなクリーニングの結果、前記第１および第２のコーティング膜３１，３２も除去され、前記処理容器１１の内壁面１１Ｗは、先に図３Ａで示したＡｌＦ改質層１１Ｆが露出した状態に戻る。なお同様なクリーニングは、シャワーヘッド１３やサセプタ１２に対してもなされる。
【００３７】
さらに、前記ステップ４のクリーニング工程の後、前記第１および第２のコーティング膜３１，３２を前記処理容器Ｗの内壁面１１Ｗ上に形成する工程が、先に説明したように実行され、プロセスは前記ステップ１に戻り、次の被処理基板Ｗの処理が開始される。
【００３８】
本実施形態では、前記図４のステップ２において、前記堆積物３３が前記コーティング膜３２上に堆積するまでの間、図６に示すように前記コーティング膜３２はプラズマ中の加速された電子やイオンに晒されるが、本実施形態では前記コーティング膜３２は硬度が高く、結合エネルギが大きいことから物理的にも化学的にも安定なＳｉＣ膜より構成されているため、前記コーティング膜３２はこのような加速粒子に晒されても持ちこたえることができ、消失したりすることがない。
【００３９】
一方、その下のシリコン酸化膜よりなるコーティング膜３１は、先に説明したようにプラズマＣＶＤ法により形成されるため、ダングリングボンドや不純物などの欠陥を含んでいる場合があるが、下地のＡｌＦ改質層１１Ｆとの密着性に優れ、また弾性率が低く、容易に変形するため、前記内壁面１１Ｗとコーティング膜３２との間において、優れた応力緩和層として作用する。このため前記コーティング膜３２は、前記内壁面１１Ｗ上に高い密着性で保持される。また仮に前記コーティング膜３２が部分的に消滅しても、その下のコーティング膜３１が処理容器１１の内壁面１１Ｗを保護しているため、被処理基板Ｗが処理容器１１の内壁面１１WからスパッタされたＡｌにより汚染される問題は生じない。
【００４０】
図７は、図１の基板処理装置において、２５枚の被処理基板Ｗ（＃１〜＃２５）上にシリコン窒化膜を順次、連続して、図８Ａ〜図８Ｃのフローチャートに従って実行した後、＃１、＃５、＃１０目、＃１５、＃２０、＃２５の被処理基板Ｗについて観察された、粒径が０．１μｍ以上のパーティクルの数、および粒径が０．２μｍ以上のパーティクルの数を示す図である。ただし図７において実験例Ａは前記処理容器１１の内壁面１１Ｗに何らのコーティング膜も形成しなかった比較例を、実験例Ｂは前記処理容器１１の内壁面１１Ｗに前記シリコン酸化膜よりなるコーティング膜３１のみを形成した場合を、さらに実験例Ｃは前記処理容器１１の内壁面１１Ｗに前記シリコン酸化膜よりなるコーティング膜３１とシリコン炭化膜よりなるコーティング膜３２とを、この順序で先に説明した条件で形成した場合を示す。
【００４１】
図８Ａを参照するに、実験Ａでは、最初にステップ１１において前記処理容器１１内においてＮＦ3ガスを使ったドライクリーニングを先に説明した条件で実行し、次に前記側壁面１１ＷにＡｌＦ改質層１１Ｆが形成された状態でステップ１２を実行し、前記被処理基板Ｗ上に前記図４のステップ２に対応する成膜を行う。さらにステップ１１，１２を繰り返し、＃１〜＃２５の被処理基板Ｗを処理している。
【００４２】
また実験Ｂでは、図８Ｂに示すように、最初にステップ２１において前記処理容器１１内においてＮＦ3ガスを使ったドライクリーニングを先に説明した条件で実行し、次に前記側壁面１１ＷにＡｌＦ改質層１１Ｆが形成された状態でステップ２２を実行し、前記処理容器１１の内壁面１１Ｗ上にシリコン酸化膜よりなる前記第１のコーティング膜３１を、先に図４のステップ５で説明した条件で形成している。さらにステップ２３において前記被処理基板Ｗ上に前記図４のステップ２に対応する成膜を行い、ステップ２１〜２３を繰り返し、＃１から＃２５の被処理基板Ｗを処理している。
【００４３】
また実験Ｃでは、図８Ｃに示すように、最初にステップ３１において前記処理容器１１内においてＮＦ3ガスを使ったドライクリーニングを先に説明した条件で実行し、次に前記側壁面１１ＷにＡｌＦ改質層１１Ｆが形成された状態でステップ３２を実行し、前記処理容器１１の内壁面１１Ｗ上にシリコン酸化膜よりなる前記第１のコーティング膜３１を、先に図４のステップ５で説明した条件で形成し、さらにステップ３３において前記第１のコーティング膜３１上にシリコン炭化膜よりなる前記第２のコーティング膜３２を、先に図４のステップ５で説明した条件で形成している。さらにステップ３４において前記被処理基板Ｗ上に前記図４のステップ２に対応する成膜を行い、ステップ３１〜３４を繰り返し＃１〜＃２５の被処理基板Ｗを処理している。
【００４４】
図７を参照するに、粒径が０．２μｍ以上のパーティクルの数は、いずれの実験例でもおおよそ２０個以下に抑制されているが、実験例Ｃの場合に最小になっていることがわかる。一方、粒径が０．１μｍ以上のパーティクルの数について見ると、実験例Ａでは２０個から８０個と非常に多く、またばらつきが大きく、粒径が０．１μｍから０．２μｍの間のパーティクルの発生が抑制できていないことを示している。さらに実験例Ｂでは、前記実験例Ａに比較すると大きく改善されているものの、０．１μｍ以上の粒径を有するパーティクルの数は平均で１０個を超えており、最大で２０個近くに達することがわかる。
【００４５】
これに対し実験例Ｃでは、先にも述べたように粒径が０．２μｍ以上のパーティクルの平均個数が１０個以下であるのみならず、粒径が０．１μｍ以上のパーティクルの平均個数が５個以下で、かつ最大でも１０個以下となっており、０．１μｍから０．２μｍの範囲の粒径を有するパーティクルについても、効果的に発生が抑制されていることが示されている。
【００４６】
このように、本実施形態によれば、ＡｌあるいはＡｌ合金よりなる処理容器１１の側壁面１１Ｗに、Ｆを含むエッチングガスを使ったクリーニングプロセスを行った結果、ＡｌＦなどの改質層１１Ｆが形成されていても、その上に高い密着性でプラズマに対して耐性の高いコーティング膜を、シリコン酸化膜３１とシリコン炭化膜３２の積層の形で形成することができ、パーティクル発生を抑制できると同時に、処理容器１１の側壁面１１Ｗのプラズマによるスパッタに起因する金属汚染の問題を抑制することが可能となる。
【００４７】
［第２の実施形態］
図９は、前記図４のフローチャートで示した半導体製造方法の一変形例を示す。ただし図９中、先に図４で説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００４８】
図９を参照するに、本実施形態では前記ステップ３において一枚の被処理基板Ｗ上への成膜が完了すると、ステップ３Ａにおいて、それまでに処理された被処理基板Ｗの積算膜厚数が、所定値に達しているかどうかが判定され、所定枚数に達していなければ（Ｎｏ）、プロセスは前記ステップ１に戻り、次の被処理基板Ｗについて、前記ステップ１〜３の工程が繰り返される。一方前記ステップ３Ａにおいて所定枚数の被処理基板Ｗが処理されたと反転されると（ＹＥＳ）、プロセスは次のステップ４、５へと進み、クリーニングにより第１および第２のコーティング膜３１，３２が、その上の堆積物共々除去され、さらに第１、第２のコーティング膜３１，３２の新たな形成がなされる。
【００４９】
図９のプロセスでは、前記第１、第２のコーティング膜３１，３２の新たな形成を、所定数の被処理基板Ｗについてまとめて行うため、前記図４のフローチャートで示す、被処理基板Ｗの一枚一枚に対して前記第１、第２のコーティング膜３１，３２の形成を行う方法に比べて、半導体装置の製造スループットを向上させることができる。
【００５０】
前記第１および第２の実施形態で前記被処理基板Ｗ上に形成されるシリコン炭化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ＳｉＯＣ膜は、例えば半導体装置において多層配線構造を構成する低誘電率層間絶縁膜として使われる。
【００５１】
なお以上の説明において、前記第２のコーティング膜３２はシリコン炭化膜に限定されるものではなく、前記第１のコーティング膜３１を構成するシリコン酸化膜よりも硬度の高いシリコン窒化膜により構成してもよい。このようなシリコン窒化膜の形成は、先に被処理基板Ｗ上への成膜に関連して説明した条件で実行することができる。
【００５２】
以上、本発明を図１の、いわゆる平行平板型のプラズマ処理装置を使った場合について説明したが、本発明はこのような平行平板型のプラズマ処理装置に限定されるものではなく、ＩＣＰ型のプラズマ処理装置やＥＣＲ形のプラズマ処理装置、リモートプラズマ処理装置、あるいはマイクロ波プラズマ処理装置においても同様に有効である。
【００５３】
さらに本発明において、Ｆ以外のＢｒやＣｌなど他のハロゲンを使ったクリーニング方法を適用することも可能である。
【００５４】
以上、本発明を好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  プラズマＣＶＤ装置
１１  処理容器
１１Ａ  排気ポート
１１Ｂ  処理空間
１１Ｆ  ＡｌＦ改質層
１１Ｐ  プラズマ
１１Ｗ  内壁面
１２  サセプタ
１３  シャワーヘッド
１３Ａ〜１３Ｄ，１３Ｒ  ガスライン
１３Ｇ  ゲートバルブ
１４  高周波源
２１，３３  析出物
３１  第１のコーティング膜
３２  第２のコーティング膜
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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