(57)【要約】【課題】  既存の成膜装置に大きな変更を加えることなく、外部で生成したプラズマを利用して、効率よく、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。【解決手段】  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は、クリーニング時に外部で生成したクリーニングガスのプラズマを、ガス導入部を介して処理容器内に供給するとともに、処理容器内で、ガス導入部を通過することによって失活した状態のクリーニングガスのプラズマを再活性化させる。【選択図】図１
2006319042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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クリーニング方法であって、
前記処理容器には、該処理容器内に成膜用のガスを導入するガス導入部と、該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、が備えられているとともに、該処理容器内に外部からクリーニングガスのプラズマを供給するための外部プラズマ生成手段が接続されており、
クリーニング時には、外部で生成したクリーニングガスのプラズマを前記ガス導入部を介して前記処理容器内に供給するとともに、該処理容器内で、前記ガス導入部を通過することによって失活した状態のクリーニングガスのプラズマを再活性化させることを特徴とする、プラズマクリーニング方法。
【請求項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発生させることにより、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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
前記処理容器は、ＣＶＤ法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から請求項３のいずれか１項に記載のプラズマクリーニング方法。
【請求項５】
前記ＣＶＤ法は、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。
【請求項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は構成元素に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。
【請求項７】
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を特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプラズマクリーニング方法。
【請求項８】
前記ハロゲン化合物は、ＮＦ３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ニング方法。
【請求項９】
前記処理容器内で被処理体に対して成膜処理を繰り返し行なうとともに、所定数の被処理体を処理する毎に、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載されたプラズマクリーニング方法によるクリーニングを実施することを特徴とする、成膜方法。
【請求項１０】
被処理体に対し成膜処理を行なう処理容器を備えたプラズマ処理装置であって、
前記処理容器内で、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載されたプラズマクリーニング方法が行なわれるように制御する制御部を具備したことを特徴とする、プラズマ処理装置。
【請求項１１】
コンピュータ上で動作し、実行時に、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載されたプラズマクリーニング方法が行なわれるようにプラズマ処理装置を制御するものであることを特徴とする、制御プログラム。
【請求項１２】
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記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載されたプラズマクリーニング方法が行なわれるようにプラズマ処理装置を制御するものであることを特徴とする、コンピュータ記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマクリーニング方法および成膜方法に関し、詳細には、例えば化学気相堆積（ＣＶＤ；Chemical Vapor Deposition）などの成膜処理に用いる処理容器内を、プラズマを利用してクリーニングするプラズマクリーニング方法および成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ表面に成膜を行なうプラズマＣＶＤプロセスにおいては、半導体ウエハ表面だけでなく、処理容器の内壁面等にも膜成分が付着し、堆積物の膜を形成する。この堆積物膜は、プロセス中に剥離すると処理容器内を浮遊し、半導体装置のパーティクル汚染を引き起こす原因となる。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。処理容器内のクリーニング方法としては、ＮＦ３などのフッ素系ガスを含むクリーニングガスを処理容器の外部でプラズマ化し、これを処理容器内に導入してクリーニングを行なうリモートプラズマ方式のプラズマクリーニング方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−５７１０６号公報（図３など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１では、処理容器の外部で生成したプラズマを処理容器の側部から処理容器内に導入する構成を採用している。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、外部プラズマ生成手段を、成膜時に成膜用ガスの導入に使用する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方法が、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】
ところで、成膜用ガスを導入する場合には、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プラズマ化すると、この部分に膜成分が堆積してガス流路の閉塞を招くおそれがある。このため、ガス導入部には放電防止部材が配備され、この部位で成膜用ガスがプラズマ化することを防止している。このような役割を果たす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の外観斜視図であり、同図（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、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が形成されているが、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て使用され、屈曲しかつ狭隘なガス流路１７ａによって、ガス導入部のコンダクタンスを低下させ、この部分での放電を防止するように作用するものである。
【０００５】
前記のように、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った。この現象は、放電防止部材が配備されたガス導入部を通過する際に、外部で生成したプラズマ中の活性種の中で、処理容器内の堆積物の除去に寄与するＦ原子（Ｆラジカル）の多くが失われてしまうためであると考えられる。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、既存の成膜装置に大きな変更を加えることなく、外部で生成したプラズマを利用して、効率よく、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。
【課題を解決するための手段】
【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原子が分子状フッ素Ｆ２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弱い電界を作用させると、再びＦ原子に解離し、プ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の観点は、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であって、
前記処理容器には、該処理容器内に成膜用のガスを導入するガス導入部と、該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、が備えられているとともに、該処理容器内に外部からクリーニングガスのプラズマを供給するための外部プラズマ生成手段が接続されており、
クリーニング時には、外部で生成したクリーニングガスのプラズマを前記ガス導入部を介して前記処理容器内に供給するとともに、該処理容器内で、前記ガス導入部を通過することによって失活した状態のクリーニングガスのプラズマを再活性化させることを特徴とする、プラズマクリーニング方法を提供する。
【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、前記プ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法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法は、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を含有するものであり、前記プラズマＣＶＤは構成元素にＳｉを含有する膜の成膜であることが好ましい。
【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、ＮＦ３であることが好ましい。
【００１２】
本発明の第２の観点は、前記処理容器内で被処理体に対して成膜処理を繰り返し行なうとともに、所定数の被処理体を処理する毎に、上記第１の観点のプラズマクリーニング方法によるクリーニングを実施することを特徴とする、成膜方法を提供する。
【００１３】
本発明の第３の観点は、被処理体に対し成膜処理を行なう処理容器を備えたプラズマ処理装置であって、
前記処理容器内で、上記第１の観点のプラズマクリーニング方法が行なわれるように制御する制御部を具備したことを特徴とする、プラズマ処理装置を提供する。
【００１４】
本発明の第４の観点は、コンピュータ上で動作し、実行時に、上記第１の観点のプラズマクリーニング方法が行なわれるようにプラズマ処理装置を制御するものであることを特徴とする、制御プログラムを提供する。
【００１５】
本発明の第５の観点は、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記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、上記第１の観点のプラズマクリーニング方法が行なわれるようにプラズマ処理装置を制御するものであることを特徴とする、コンピュータ記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、処理容器の外部で生成し、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ができる。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く、既存の成膜装置においてガス供給経路上に外部プラズマ生成手段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。
【００１７】
さらに、前記プラズマを再活性化する手段として、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場合には、クリーニング効果の向上も期待できる。
【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、例えば、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法などによる成膜プロセスに用いられるものであり、特にプラズマを利用して成膜を行なうプラズマＣＶＤ用の成膜装置に好適に適用できる。
【００１９】
ＣＶＤプロセスによる成膜対象となる膜としては、特に限定されるものではないが、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を挙げることができる。ここで、有機化合物としては、Ｓｉを含有する有機化合物が好ましく、例えばトリメチルシラン、ジメチルエトキシシラン、トリエチルシラザン、テトラメチルジシラザンなどを挙げることができる。
【００２０】
また、成膜対象となる膜としては、膜の構成元素にＳｉを含有するＳｉ系膜が挙げられ、例えば、ＳｉＣＨ膜、ＳｉＯＣＨ膜等のＳｉＣ系膜のほか、ＳｉＣＮ膜、ＳｉＯＮ膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯ２膜等を挙げることができる。
【００２１】
クリーニングガスとしては、構成元素にフッ素と酸素を含むガスを用いることが好ましく、例えば、フッ素化合物および／または酸素と、キャリヤーとしての不活性ガスとの混合ガスが挙げられ、好適なものとして、ＮＦ３／Ｏ２／Ｈｅ、ＮＦ３／Ｏ２／Ａｒ、ＮＦ３／Ｈｅ、ＮＦ３／Ａｒ、ＣＯＦ２／Ｈｅ、ＣＯＦ２／Ａｒ、ＣＦ４／Ｈｅ、ＣＦ４／Ａｒ、ＣＦ４／Ｏ２／Ｈｅ、ＣＦ４／Ｏ２／Ａｒ等の混合ガスを例示することができる。
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい形態について説明する。
図１は、本発明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、電極板が上下平行に対向した容量結合型平行平板プラズマＣＶＤ装置として構成されている。
【００２３】
このプラズマＣＶＤ装置１は、例えば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ー２を有しており、このチャンバー２は保安接地されている。前記チャンバー２内には、例えばシリコンからなり、その上に所定の膜を形成するウエハＷを載置するとともに、下部電極として機能するサセプタ３が設けられている。このサセプタ３には、導電体（図示せず）が埋設されており、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。
【００２４】
サセプタ３は、その上部の中央が凸状の円板状に成形され、その上に絶縁材の間に電極６が介在されてなる静電チャック５が設けられており、この電極６に直流電圧が印加されることにより、例えばクーロン力によってウエハＷを静電吸着できるように構成されている。また、サセプタ３の外周部には、セラミックス材料、例えばアルミナなどで形成されたフォーカスリング７が設けられている。
【００２５】
前記サセプタ３の上方には、このサセプタ３と平行に対向して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、Ａｌなどの材質で構成されており、図示しない絶縁材を介してチャンバー２の上部壁２ａに支持されている。シャワーヘッド１０のサセプタ３との対向面１０ａには、多数の吐出孔１１が設けられている。なお、ウエハＷ表面とシャワーヘッド１０とは、所定間隔で離間され、この距離は昇降機構（後述）により調節可能となっている。
【００２６】
チャンバー２の上部壁２ａの中央部付近には、前記シャワーヘッド１０に接続するガス導入口１２が設けられており、シャワーヘッド１０内部のガス供給室１０ｂを介して前記吐出孔１１まで連通している。ガス導入口１２の内部には、合成樹脂などの絶縁体からなり、ラビリンス構造の流路を有する放電防止部材１７が嵌装されており、成膜用ガスのコンダクタンスを調節することにより放電防止が図られている（図４参照）。さらに、ガス導入口１２は、リモートプラズマユニット５０、ガス供給管２３を介してクリーニングガスを供給するガス供給源２０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ガス供給源２０に接続されている。
【００２７】
ガス供給源２０は、成膜用ガス供給源２１と、クリーニングガス供給源２２を有しており、これらのガス源は、ガス供給管２３，２７に、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を介して接続されている。本実施形態では、ＣＶＤによる成膜用ガスとして例えば（ＣＨ３）３ＳｉＨとＨｅとの混合ガス、クリーニングガスとして例えばＮＦ３とＯ２とＡｒとの混合ガスなどが用いられる。成膜用ガスは、成膜用ガス供給源２１からガス供給管２７を通過し、ガス導入口１２を介してシャワーヘッド１０内の空間に至り、吐出孔１１から吐出される。クリーニングガスは、クリーニングガス供給源２２から、ガス供給管２３、リモートプラズマユニット５０を通過し、ガス導入口１２を介してシャワーヘッド１０内の空間に至り、吐出孔１１から吐出される。このとき、リモートプラズマユニット５０を「入（ＯＮ）」にすることにより、前記例示のフッ素含有ガスなどのクリーニングガスがリモートプラズマユニット５０内でプラズマ化され、チャンバー２へ送出される。
【００２８】
リモートプラズマユニット５０におけるプラズマ生成手段としては、特に制限はなく、例えば誘導結合方式（Inductive Coupling Plasma；ＩＣＰ方式）などの方式で前記クリーニングガスをプラズマ化することができる。リモートプラズマユニット５０としては、例えば「アストロン」（商品名；ｍｋｓ社製）等の市販品を好適に利用可能である。なお、チャンバー２内へ導入されるプラズマ中でラジカルが支配的になるように、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。
【００２９】
このように、プラズマＣＶＤ装置１のクリーニングに際しては、外部のリモートプラズマユニット５０で別途プラズマを生成させ、励起されたＦラジカルなどをチャンバー２内に導入してクリーニングを行なうリモートプラズマ方式のクリーニングが実施可能に構成されている。
【００３０】
前記チャンバー２の側壁には、排気管１５が設けられており、この排気管１５は、例えばドライポンプなどの排気装置４０に接続されており、チャンバー２内を所定の減圧雰囲気、例えば１０Ｐａ以下の所定の圧力まで真空引きできるように構成されている。なお、チャンバー２の側壁には、ウエハＷの搬入出口と、この搬入出口を開閉するゲートバルブとが設けられており（いずれも図示を省略）、これらを介してウエハＷが搬送されるようになっている。
【００３１】
サセプタ３は、支持台４により支持されており、例えばボールねじ機構などの昇降機構１６によってシャフト１６ａを介して昇降可能となっている。これにより、上下の電極間の距離、すなわち、シャワーヘッド１０とサセプタ３の電極間ギャップを任意に設定できる。また、支持台４の駆動部分は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの材質のベローズ１４で覆われている。ベローズ１４の外側には、ベローズカバー１３が設けられている。
【００３２】
上部電極として機能するシャワーヘッド１０には、高周波電源３０が接続されており、その給電線には整合器３１が介在されている。この高周波電源３０は、例えば１３．５６ＭＨｚの周波数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。また、シャワーヘッド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。
【００３３】
下部電極として機能するサセプタ３には、高周波電源３２が接続されており、その給電線には、整合器３３が介在されている。この高周波電源３２は、例えば２．０ＭＨｚの周波数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。また、このサセプタ３には、図示しないハイパスフィルター（ＨＰＦ）が接続されている。
【００３４】
プラズマＣＶＤ装置１の各構成部は、ＣＰＵを備えたプロセスコントローラ６０に接続されて制御される構成となっている。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を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、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等からなるユーザーインターフェース６１が接続されている。
【００３５】
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の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部６２が接続されている。
【００３６】
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース６１からの指示等にて任意のレシピを記憶部６２から呼び出してプロセスコントローラ６０に実行させることで、プロセスコントローラ６０の制御下で、プラズマＣＶＤ装置１での所望の処理が行われる。また、前記制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、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、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどに格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
【００３７】
以上の構成のプラズマＣＶＤ装置１において、ウエハＷの表面に成膜を行なう場合には、まず、ウエハＷをサセプタ３上に載置し、静電チャック５により吸着、静置する。次に、排気装置４０により、チャンバー２内を所定の真空度まで排気する。支持台４は、昇降機構１６によって上昇し、ウエハＷを処理位置に置く。この状態で、サセプタ３を所定の温度に制御するとともに、排気装置４０によりチャンバー２内の排気を行ない、所定の高真空状態とする。
【００３８】
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に制御されてチャンバー２内に供給される。シャワーヘッド１０に供給された成膜用ガスは、吐出孔１１からウエハ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、例えば１３．５６ＭＨｚ程度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プタ３との間に高周波電界を生じさせ、成膜用ガスをプラズマ化する。このプラズマは、シャワーヘッド１０に印加される高周波電力よりも低周波の電力をサセプタ３に印加することでサセプタ３付近に引き込まれる。そして引き込まれたプラズマによってウエハＷ表面での化学反応が生じ、ウエハＷの表面にＳｉＣＨ等の膜が形成される。
【００３９】
次に、プラズマＣＶＤ装置１におけるチャンバー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Ａｌ製のシャワーヘッド１０にプラズマダメージが入るのを防止するため、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ー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としては、ＮＦ３などを含むクリーニングガスを用いることが好ましく、例えば、ＮＦ３ガス、Ｏ２ガスおよびＡｒガスを流量比ＮＦ３／Ｏ２／Ａｒ＝２００〜４００／５０〜１５０／１０００〜２０００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）用いてチャンバー２の外部のリモートプラズマユニット５０内でクリーニングガスのプラズマを生成する。リモートプラズマによるクリーニング時には、チャンバー２内を１３３〜４００Ｐａ（１〜３Ｔｏｒｒ）に調整することが好ましい。
【００４０】
リモートプラズマユニット５０内において生成し、ガス導入口１２から導入されるプラズマは、放電防止部材１７により失活してしまうので、チャンバー２内で平行平板方式のプラズマ生成手段で生成したプラズマ（以下、便宜上、「平行平板プラズマ」と記すことがある）を立ち上げて再活性化を図る。
すなわち、リモートプラズマの導入と同時並行して、上部電極であるシャワーヘッド１０に、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を、ウエハ単位面積当りの出力０．１４Ｗ／ｃｍ２以上０．４２Ｗ／ｃｍ２以下（下部電極であるサセプタ３には０Ｗ；つまり、下部電極には高周波電力を印加していない状態を意味する。以下、同様である）で印加して電極間に高周波電界を生じさせ、プラズマを再活性化する。ここでシャワーヘッド１０に印加する高周波電力は、放電防止部材１７を通過することにより生じたＦ２分子を解離して再びＦラジカルに変えることが目的であるため、ＮＦ３ガスによる平行平板プラズマのみを用いてクリーニングを行なう場合に比べて小さな出力でも同等なクリーニング効果が得られる。
【００４１】
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、所定枚数（例えば３〜１０枚、好ましくは５〜７枚）のウエハＷに対し、ＳｉＣ系膜などを形成する成膜処理を行なった後、第１回目のクリーニングを実施し、次に、同様に所定枚数のウエハＷに成膜処理を実施した後、第２回目のクリーニングを実施する、という順番で、成膜処理の間に間欠的にプラズマクリーニングを挿入する。
【００４２】
所定枚数のウエハＷを処理する毎にプラズマクリーニングを実施することによって、累積処理枚数が増加しても、パーティクル汚染やウエハＷ間およびウエハＷ面内での膜厚並びに膜質の均一性を確保できるので、長期間継続的な成膜処理が可能になる。従って、プラズマダメージによるシャワーヘッド１０等の部品の修理、交換や、チャンバー２を分解してウエットクリーニングする場合などに必要となる装置のダウンタイムを極力削減できる。よって、チャンバー２のクリーニングに伴うランニングコストが大幅に低減され、成膜処理の効率を向上させることが可能になる。
【００４３】
次に、本発明の効果を確認した試験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（ＳｉＯ２膜）を載置してクリーニングガスのプラズマによるエッチング試験を実施した。ここでＴＥＯＳ膜へのエッチング試験を実施したのは、ＳｉＣ系膜では、エッチングレートが速すぎて全てエッチングされてしまう可能性があり、評価が困難なため、替わりにＳｉＣ系膜に比べてエッチング速度が遅く、エッチング特性を評価可能なＴＥＯＳ膜を用いた試験を採用したものである。なお、ＳｉＣ系膜とＴＥＯＳ膜とは、エッチング特性に一定の相関関係があるので、間接的にＳｉＣ系膜へのエッチング特性（つまり、クリーニング特性）を評価することが可能である。
【００４４】
試験は、リモートプラズマのみの場合（比較例１）、平行平板プラズマのみの場合（比較例２）、リモートプラズマを導入しつつ平行平板プラズマを立ち上げた場合（実施例１）とした。なお、平行平板プラズマは、上部電極であるシャワーヘッド１０に１３．５６ＭＨｚの高周波電力を出力２００Ｗ（ウエハ単位面積当り０．２８Ｗ／ｃｍ２；下部電極であるサセプタ３には０Ｗ）で印加して立ち上げた。
【００４５】
この試験では、上下の電極間の距離（ギャップ；具体的には、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）を１８ｍｍに設定し、チャンバー２内は２６６Ｐａ（２Ｔｏｒｒ）に調整した。クリーニングガスとしては、ＮＦ３ガス、Ｏ２ガスおよびＡｒガスを流量比３００／１００／１５００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）で用いた。静電チャック５の温度は３００℃とした。
【００４６】
試験結果を図３に示した。リモートプラズマのみの比較例１では、エッチングされなかった。これは、放電防止部材１７の作用により、プラズマが失活したためと考えられた。また、リモートプラズマユニットを「切（ＯＦＦ）」にしてクリーニングガスをそのままチャンバー２に導入し、平行平板プラズマのみを立ち上げた比較例２では、一般的なエッチングと同様のエッチング効果が得られた。しかし、リモートプラズマを導入しつつ平行平板プラズマを立ち上げた場合（実施例１）では、エッチング速度が約２倍近くに達し、クリーニング効率の大幅な向上が期待できる値となった。これは、放電防止部材１７によって失活したプラズマが、上下の電極間の高周波電界によって再活性化された結果であると考えられる。この機構としては、放電防止部材１７を通過した際にプラズマ内のＦラジカルがＦ２に変り、一旦は失活したが、チャンバー内の高周波電界によりＦ２が再びクリーニング活性種であるＦラジカルに変化したということであり、さらにＦ２はＮＦ３に比べて解離効率が高いためであると考えられる。
【００４７】
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く、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、プラズマを用いない熱ＣＶＤ装置の処理容器等であってもよい。
【００４８】
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ワーヘッド１０に高周波を印加したが、下部電極に印加してもよく、上部電極と下部電極の両方に印加してもよい。さらに、プラズマを再活性化させるためには、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。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明方法の実施に適したプラズマＣＶＤ装置の概略を示す断面図。
【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。
【図３】エッチングレートの測定結果を示すグラフ図面。
【図４】放電防止部材の概要を模式的に説明するための図面であり、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は垂直断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１：プラズマＣＶＤ装置
２：チャンバー
３：サセプタ
４：支持台
５：静電チャック
６：電極
７：フォーカスリング
１０：シャワーヘッド
１０ａ：対向面
１１：吐出孔
２０：ガス供給源
２１：成膜用ガス供給源
２２：クリーニングガス供給源
３０：高周波電源
３１：整合器
３２：高周波電源
３３：整合器
５０：リモートプラズマユニット
【図１】
2006319042.tif 000003
【図２】
2006319042.tif 000004
【図３】
2006319042.tif 000005
【図４】
2006319042.tif 000006