(57)【要約】 【課題】  金属酸化物例えばＴｉＯをバインダーとして含むセラミックプレートを載置台として用い、この載置台の上に被処理基板を載置して処理ガスとして有機シランガスにより成膜処理を行うにあたって、被処理基板の金属汚染を防止すること。【解決手段】  処理ガスとして有機シランガス例えばトリメチルシランガス（ＳｉＨ（ＣＨ3）3）を用いてＳｉＣＮ膜を成膜するにあたって、プリコート工程については有機シランガスを用いずに無機シランガスを用いる。あるいは無機シランガスを用いてプリコートを行った後、ダミー基板を載置台の上においてクリーニングすることで、被処理基板の載置領域のみ無機シランガスでプリコートし、その他の部位は有機シランガスによりプリコートする。無機シランガスはＨが少ないので、ＴｉＯの還元量が少なくなる。【選択図】  図４
2006294816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内に設けられ、金属酸化物が含有されているセラミックスからなる載置台の上に被処理基板を載置し、この被処理基板に対して成膜処理を行う成膜方法において、
前記処理容器内に無機シランガスを含む処理ガスを導入して、載置台を含む処理容器内の部材表面にシリコンを含む非金属の薄膜を成膜してプリコートを行う工程と、
次いで前記載置台の上に被処理基板を載置する工程と、
その後、前記処理容器内に有機シランガスを含む処理ガスを導入して前記載置台上の被処理基板の表面にシリコンを含む非金属の薄膜を成膜する工程と、を含むことを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
処理容器内に設けられ、金属酸化物が含有されているセラミックスからなる載置台の上に被処理基板を載置し、この被処理基板に対して成膜処理を行う成膜方法において、
前記処理容器内に無機シランガスを含む処理ガスを導入して、載置台を含む処理容器内の部材表面にシリコンを含む非金属の第１の薄膜を成膜してプリコートを行う工程と、
次いで前記載置台の上にダミー基板を載置する工程と、
第１の薄膜を取り除くためのクリーニングガスを処理容器内に導入し、ダミー基板により覆われる載置台上の領域以外の部分に成膜されている第１の薄膜を取り除く工程と、
その後、前記処理容器内に有機シランガスを含む処理ガスを導入して、前記処理容器の内壁及び載置台にシリコンを含む非金属の第２の薄膜を成膜してプリコートを行う工程と、
続いて前記処理容器からダミー基板を搬出する工程と、
次に前記載置台の上に被処理基板を載置する工程と、
前記処理容器内に有機シランガスを含む処理ガスを導入して前記載置台上の被処理基板の表面にシリコンを含む非金属の薄膜を成膜する工程と、を含むことを特徴とする成膜方法。
【請求項３】
無機シランガスは、モノシランガス、ジシランガス及びジクロロシランガスのいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜方法。
【請求項４】
有機シランガスを含む処理ガスを用いて形成されるシリコンを含む非金属の薄膜は、炭素、窒素添加シリコン膜（ＳｉＣＮ膜）、炭素添加シリコン酸化膜（ＳｉＣＯ膜）及び炭素、水素添加シリコン膜（ＳｉＣＨ膜）のいずれかであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の成膜方法。
【請求項５】
セラミックスからなる載置台にバインダーとして含有されている金属酸化物は、酸化チタンであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載の成膜方法。
【請求項６】
基板を載置する載置台が内部に設けられた処理容器と、前記処理容器内に無機シランガスを含む処理ガスを導入するための手段と、前記処理容器内に有機シランを含む処理ガスを導入するための手段と、基板を前記載置台に対して受け渡しするための手段と、を備えた成膜装置であって、
請求項１〜請求項５のいずれか一に記載の成膜方法を実施するように、前記各手段を制御する制御部を設けたことを特徴とする成膜装置。
【請求項７】
基板を載置する載置台が内部に設けられた処理容器と、前記処理容器内に無機シランガスを含む処理ガスを導入するための手段と、前記処理容器内に有機シランを含む処理ガスを導入するための手段と、基板を前記載置台に対して受け渡しするための手段と、を備えた成膜装置に用いられるコンピュータプログラムであって、
請求項１ないし５のいずれか一に記載した成膜方法を実施するためのステップ群が組み込まれていることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、載置台を含む処理容器内の部材表面に予め薄膜を付着させるいわゆるプリコートを行い、次いで有機シランガスを用いて非金属の薄膜を被処理基板の表面に成膜する成膜方法、成膜装置及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスの一つに成膜処理があり、このプロセスは通常真空雰囲気下で処理ガスを例えばプラズマ化あるいは熱分解することで活性化し、基板表面上に活性種あるいは反応生成物を堆積させることにより行われる。このような処理を行うための成膜装置は、真空チャンバである処理容器内に載置台を配置して構成され、前記載置台としては基板の温度調整を行うための温調部を内蔵し且つ表面部にチャック電極が埋設されて静電チャックを構成するセラミックプレートを用いることがある。
【０００３】
図６はこの種の載置台９の一例を示し、この載置台９は、例えばアルミニウム製の支持部９１の上に設けられた板状のセラミックプレートとして構成されており、前記支持部９１の中には図示しない搬送手段との間で基板１０の受け渡しを行うための例えば３本の昇降ピン９２が貫通して設けられていると共にセラミックプレートである載置台９の内部には被処理基板を吸着保持するための箔状の電極９３が埋設されている。
【０００４】
一方、前記成膜装置は、基板１０を載置台９の上に載置する前にプリコート（Pre-Coat）処理と呼ばれる処理が行われる。これは図６（ａ）に示すように基板１０の表面に成膜すべき膜１００と同じ膜１００を載置台９の表面及び処理容器（図示せず）の内壁に成膜するものである。このようにプリコートを行う理由は、処理容器の内壁面や載置台９の表面が剥き出しの状態であると、成膜処理を開始した初期段階において前記内壁面等への薄膜の付着速度が速く、当該内壁面等に薄膜がある程度付着すると、その付着速度（成膜速度）が落ち着いてくるため、基板１０側から見ると初めの何枚かについては予定とするスペックから外れてしまうからである。こうしたことからプリコート処理を行っているが（例えば、特許文献１）、プロセス中に前記内壁面等に付着している薄膜の成分が基板１０の表面にも飛散することから、プリコートされる膜はプロセスの対象となる薄膜と同じ成分のものあるいは成分が類似していて内壁面等に付着している薄膜が飛散して基板１０表面の薄膜に混入しても影響がないものであることが必要である。
【０００５】
また前記載置台９の表面にプリコートする理由は他にもある。即ち、載置台９を構成するセラミックプレートとしては窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用いることが多く、前記昇降ピン９２により受け取った基板１０を下降させて載置台９の上に置くときに基板１０が僅かに位置ずれし、これにより基板１０とセラミックプレートとが僅かに擦れて基板１０の裏面に窒化アルミニウムが付着してしまう。本発明者の分析結果によれば、基板１０の裏面へのアルミニウムの付着量は５×１０１０個／ｃｍ２程度と極微量ではあったが、製造ラインにおいては金属汚染の要因になるおそれがあり、このため載置台９の表面にプリコート処理を行っているのである。
【０００６】
ところで処理ガスとして有機シランガス例えばトリメチルシラン（ＳｉＨ（ＣＨ3）3）ガスを用いて成膜を行う場合がある。その例としてはトリメチルシランガスに窒素（Ｎ2）ガスを添加してＳｉＣＮ膜（炭素、窒素添加シリコン膜）を成膜する場合などが挙げられるが、窒化アルミニウムからなるセラミックプレートは、図６（ｂ）に示すように窒化アルミニウムの粉体にバインダーとして酸化チタン（ＴｉＯ）の粉末を添加混合して加圧成形し焼成したものであるため、次のような問題がある。即ち、有機シランガスを用いてＳｉＣＮ膜によりプリコートすると、窒化アルミニウムに含まれているＴｉＯは、下記の反応式（１）に示すようにトリメチルシラン（ＳｉＨ（ＣＨ3）3）のＨと反応してＴｉを生成する。
【０００７】
ＴｉＯ＋２Ｈ→Ｔｉ＋Ｈ2Ｏ      ……（１）
ここで、プリコート膜を成膜している間におけるＴｉの生成量は殆ど問題ないレベルであるが、有機シランガスは１分子中に含まれる水素の数が多いためプリコート膜中に含まれる水素の量が多くなる。この水素によりプリコート後であっても、時間の経過と共にＴｉが生成されてしまう。このように生成されたＴｉは、基板が載置台に載置されると当該基板の裏面に転写される。一例としてトリメチルシランを用いたＳｉＣＮ膜でプリコートされた載置台において、プリコート直後の基板の裏面に転写されたＴｉの量は５×１０１０個／ｃｍ２であるが、２〜３日経過後の基板の裏面に転写されたＴｉの量は５×１０１３個／ｃｍ２もの値に達してしまう。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−０９６０６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属酸化物を含むセラミックプレートを載置台として用い、この載置台の上に被処理基板を載置して有機シランガスにより成膜処理を行うにあたって、金属汚染を防止することのできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の成膜方法は、処理容器内に設けられ、金属酸化物が含有されているセラミックスからなる載置台の上に被処理基板を載置し、この被処理基板に対して成膜処理を行う成膜方法において、
前記処理容器内に無機シランガスを含む処理ガスを導入して、載置台を含む処理容器内の部材表面にシリコンを含む非金属の薄膜を成膜してプリコートを行う工程と、
次いで前記載置台の上に被処理基板を載置する工程と、
その後、前記処理容器内に有機シランガスを含む処理ガスを導入して前記載置台上の被処理基板の表面にシリコンを含む非金属の薄膜を成膜する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
また本発明の他の成膜方法は、処理容器内に設けられ、金属酸化物が含有されているセラミックスからなる載置台の上に被処理基板を載置し、この被処理基板に対して成膜処理を行う成膜方法において、
前記処理容器内に無機シランガスを含む処理ガスを導入して、載置台を含む処理容器内の部材表面にシリコンを含む非金属の第１の薄膜を成膜してプリコートを行う工程と、
次いで前記載置台の上にダミー基板を載置する工程と、
第１の薄膜を取り除くためのクリーニングガスを処理容器内に導入し、ダミー基板により覆われる載置台上の領域以外の部分に成膜されている第１の薄膜を取り除く工程と、
その後、前記処理容器内に有機シランガスを含む処理ガスを導入して、前記処理容器の内壁及び載置台にシリコンを含む非金属の第２の薄膜を成膜してプリコートを行う工程と、
続いて前記処理容器からダミー基板を搬出する工程と、
次に前記載置台の上に被処理基板を載置する工程と、
前記処理容器内に有機シランガスを含む処理ガスを導入して前記載置台上の被処理基板の表面にシリコンを含む非金属の薄膜を成膜する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
上述の発明において、「載置台を含む処理容器内の部材表面」の「部材」とは、例えば処理容器の内壁や処理雰囲気に接するガス供給部の部位などを指す。「プリコート」とは、被処理基板に薄膜を成膜する前に処理容器内に予め薄膜を成膜することを指す。上述した成膜方法において、無機シランガスは、例えばモノシランガス、ジシランガス及びジクロロシランガスのいずれかを挙げることができる。また有機シランガスを含む処理ガスを用いて形成されるシリコンを含む非金属の薄膜は、例えば炭素、窒素添加シリコン膜（ＳｉＣＮ膜）、炭素添加シリコン酸化膜（ＳｉＣＯ膜）及び炭素、水素添加シリコン膜（ＳｉＣＨ膜）などである。さらにセラミックスからなる載置台にバインダーとして含有されている金属酸化物は、例えば酸化チタンである。
【００１３】
また他の発明は、基板を載置する載置台が内部に設けられた処理容器と、前記処理容器内に無機シランガスを含む処理ガスを導入するための手段と、前記処理容器内に有機シランを含む処理ガスを導入するための手段と、基板を前記載置台に対して受け渡しするための手段と、を備えた成膜装置であって、
上述した成膜方法を実施するように、前記各手段を制御する制御部を設けたことを特徴とする。
【００１４】
さらに他の発明は、基板を載置する載置台が内部に設けられた処理容器と、前記処理容器内に無機シランガスを含む処理ガスを導入するための手段と、前記処理容器内に有機シランを含む処理ガスを導入するための手段と、基板を前記載置台に対して受け渡しするための手段と、を備えた成膜装置に用いられるコンピュータプログラムであって、
上述した成膜方法を実施するためのステップ群が組み込まれていることを特徴とする。このコンピュータプログラムの具体的構成について述べると、前記処理容器内に無機シランガスを含む処理ガスを導入して、載置台を含む処理容器内の部材表面にシリコンを含む非金属の薄膜を成膜してプリコートを行うステップと、
次いで前記載置台の上に被処理基板を載置するステップと、
その後、前記処理容器内に有機シランガスを含む処理ガスを導入して前記載置台上の被処理基板の表面にシリコンを含む非金属の薄膜を成膜するステップと、を実行するように作成される。
【００１５】
また他のコンピュータプログラムにおいては、前記処理容器内に無機シランガスを含む処理ガスを導入して、載置台を含む処理容器内の部材表面にシリコンを含む非金属の第１の薄膜を成膜してプリコートを行うステップと、
次いで前記載置台の上にダミー基板を載置するステップと、
続いて、第１の薄膜を取り除くためのクリーニングガスを処理容器内に導入し、ダミー基板により覆われている載置台上の領域以外の部分に成膜されている第１の薄膜を取り除くステップと、
その後、前記処理容器内に有機シランガスを含む処理ガスを導入して、載置台を含む処理容器内の部材表面にシリコンを含む非金属の第２の薄膜を成膜してプリコートを行うステップと、
そして前記処理容器からダミー基板を搬出するステップと、
前記載置台の上に被処理基板を載置するステップと、
前記処理容器内に有機シランガスを含む処理ガスを導入して前記載置台に載置されている被処理基板の表面にシリコンを含む非金属の薄膜を成膜するステップと、を実行するように作成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、有機シランガスを用いてシリコンを含む非金属の薄膜を成膜するにあたって、プリコート工程については無機シランガスを含む処理ガスを用いており、無機シランガスは、１分子あたりの水素の数が少ないことから、載置台をなすセラミックプレート中に例えばバインダとして含まれる酸化金属例えばＴｉＯと水素と反応して金属（この場合Ｔｉ）が生成されてプリコート膜（プリコートにより成膜された薄膜）中に取り込まれても、その生成量は少ないので、載置台上のプリコート膜から被処理基板に金属が転写されることに基づく金属汚染を低減できる。
【００１７】
そして一の発明によれば、無機シランガスを用いて処理容器内（内壁面や載置台などの表面）をプリコートしているが、無機シランガスはプロセス時の処理ガスである有機シランガスと同じシランガスであることから、プリコート膜と被処理基板に成膜する膜とは、同じかまたは似通ったものとなる。このためプリコート膜中の成分が飛散することによる被処理基板の膜への悪影響をなくすことが可能になる。
【００１８】
また他の発明によれば、セラミックプレートである載置台の表面において、ダミー基板を用いて被処理基板が載置される領域にのみ無機シランガスにより（あるいは更に他のガスを添加して）プリコート膜を成膜し、それ以外の部位である処理容器の内壁面などに対しては有機シランガスを用いてプリコート膜を成膜しているので、プリコート膜と被処理基板に成膜される膜とを同じ膜とすることができ、被処理基板の膜への悪影響はない。この点においてこの発明は、先の一の発明よりも優れており、例えば一の発明の手法では、被処理基板に成膜する膜に対して悪影響があるとオペレータが判断した場合には、この発明の手法を利用するといった運用も可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態を説明するにあたり、先ず、本発明の成膜方法（後述する第１及び第２の実施の形態）に用いられるプラズマ処理装置の一例について図１及び図２を参照しながら述べておく。図１中１は、例えばアルミニウムからなる処理容器（真空チャンバ）であり、この処理容器１内には、例えば円柱状に形成された載置部２が設けられている。この載置部２は、例えばアルミニウム製の支持部２１の上に設けられた例えば１０ｍｍ程度の板状のセラミックプレートである載置台２２として構成されている。前記載置台２２の内部には、箔状の電極２２ａが埋設されており、前記電極２２ａは、スイッチ２３を介して直流電源２４に接続されている。
【００２０】
セラミックスからなる載置台２２は、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の粉体とバインダとして酸化チタン（ＴｉＯ）の粉末とを混合したものからなり、窒化アルミニウム粉末に酸化チタン粉末が０．１％含有されている。
【００２１】
前記載置部２の中には、図示しない搬送手段との間でウエハＷの受け渡しを行うための例えば３本の昇降ピン２５が貫通して設けられており、この昇降ピン２５は支持部材２６を介して処理容器２の外部に設けられた昇降機構２７により、先端が載置台２２の上方側に位置する受け渡し位置と、先端が載置台２２の内部に位置する待機位置との間で昇降自在に構成されている。
【００２２】
また前記支持部２１の内部には、温調手段である温調媒体の流路２８が設けられており、流入路２９からの温調媒体である冷媒が流路２８内を通って流出路３０から排出され、この温調媒体及び図示しないヒータによって載置台２２上の被処理基板である半導体ウエハ（以下、ウエハという。）Ｗが所定温度に維持されることとなる。また前記支持部２１には例えば１３．６５ＭＨｚのバイアス用高周波電源３１が接続されている。
【００２３】
更に前記載置部２の上方には、例えば平面形状が略円形状のガスシャワーヘッドとして構成された導電体例えばアルミニウムからなる第１のガス供給部４が設けられ、この第１のガス供給部４における載置台２２と対向する面には多数のガス供給孔４１が形成されている。この第１のガス供給部４の内部には、例えば図２に示すようにガス供給孔４１と連通する格子状のガス流路４２が形成されており、このガス流路４２にはガス供給路４３が接続されている。
【００２４】
このガス供給路４３の基端側は、分岐管５ａ及び５ｂに分岐されている。一方の分岐管５ａには、処理ガスである有機シリコンガス例えばトリメチルシランガス（ＳｉＨ（ＣＨ3）3）を気化して得た蒸気の供給源であるガス供給源５１がガス供給機器群５２を介して接続されている。また他方の分岐管５ｂには、処理ガスである無機シランガス例えばＳｉＨ4ガスの供給源５３がガス供給機器群５４を介して接続されている。なお、ガス供給機器群５２及び５４はバルブや流量調整部であるマスフローコントローラなどを含み、ガス供給の制御を行うためのものである。
【００２５】
前記第１のガス供給部４には、図２に示すように当該ガス供給部４を貫通するように、多数の開口部４４が形成されている。この開口部４４は、この上方側の空間で生成されるプラズマを当該ガス供給部４の下方側の空間に通過させるためのものであり、例えば隣接するガス流路４２同士の間に形成されている。
【００２６】
前記第１のガス供給部４の上方側には、第２のガス供給部であるガス供給路をなすガス供給路６が設けられている。このガス供給路６の基端側は、分岐管６ａ、６ｂ、６ｃに分岐されている。分岐管６ａには処理ガスであるＮ2（窒素）ガスのガス供給源６１がガス供給機器群６２を介して接続され、分岐管６ｂにはクリーニングガスのガス供給源６４がガス供給機器群６５を介して接続され、分岐管６ｃにはプラズマガスであるＡｒガスのガス供給源６６がガス供給機器群６７を介して接続されている。なお、ガス供給機器群６２、６５、６７はバルブや流量調整部であるマスフローコントローラなどを含み、ガス供給の制御を行うためのものである。
【００２７】
前記第２のガス供給部６の上部側には、誘電体プレート（マイクロ波透過窓）７が設けられ、この誘電体プレート７の上部側には、当該誘電体プレート７と密接するようにアンテナ部８が設けられている。このアンテナ部８は、平面形状が円形の扁平なアンテナ本体８０と、このアンテナ本体８０の下面側に遅相板８３を介して設けられ、多数のスロット対が形成された円板状の平面アンテナ部材（スロット板）８１とを備えている。これらアンテナ本体８０と平面アンテナ部材８１とは導体により構成されており、扁平な中空の円形導波管を構成すると共に、同軸導波管１１に接続されている。これらアンテナ本体８０、平面アンテナ部材８１及び遅相板８３によりラジアルラインスロットアンテナ（ＲＬＳＡ）が構成されている。
【００２８】
そしてこのアンテナ部８は同軸導波管１１を介して外部のマイクロ波が供給されるようになっている。前記同軸導波管１１の外側の導波管１１Ａはアンテナ本体８０に接続され、中心導体１１Ｂは遅相板８３に形成された開口部を介して平面アンテナ部材８１に接続されている。
【００２９】
また処理容器１の底部には排気管１３が接続されており、この排気管１３の基端側には例えばバタフライバルブなどからなる圧力調整部１４を介して真空排気手段である真空ポンプ１５が接続されている。更にまた処理容器１の内壁の内側には、加熱手段であるヒータ１６が設けられた囲い部材（ウオール部）１７が設けられている。また処理容器１の下部側空間には、ゲートバルブ１８により開閉自在なウエハＷの搬出入口１９が形成されている。
【００３０】
そしてこのプラズマ処理装置は例えばコンピュータからなる制御部１０１を備えており、前記ガス供給機器群５２、５４、６２、６５、６７、圧力調整部１４、ヒータ１６、マイクロ波発生手段１２及び載置台２２の静電チャックのスイッチ２３、ゲートバルブ１８の開閉、昇降機構２７などを制御するように構成されている。また処理容器１の外側には、具体的な構造は記載していないが、載置台２２に対してウエハＷを受け渡すための受け渡し手段である搬送アームが設けられており、図１の下側にブロック図で示すように制御部１０１は、この搬送アーム１０２を制御する。より具体的には、制御部１０１は、処理容器１内で行われる後述の一連の処理のステップを実行するためのシーケンスプログラムを記憶した記憶部、各プログラムの命令を読み出して各部に制御信号を出力する手段などを備えている。
【００３１】
（本発明方法の第１の実施の形態）
続いてこの第１の実施の形態により行われる一連の処理の一例を図３に基づいて説明する。先ず被処理基板を処理容器１内に搬入する前にプリコートが行われる。即ち、処理容器１の内部を所定の圧力まで真空引きし、第２のガス供給部であるガス供給路６を介してＮ2ガスを供給すると共に、ガス供給路４３を介して第１のガス供給部４から無機シランガスである処理ガス例えばモノシラン（ＳｉＨ4）ガスを供給する。そして処理容器１内を所定のプロセス圧力に維持し、載置台２２の表面温度を所定の温度例えば３８０℃に設定する。
【００３２】
一方、マイクロ波発生手段１２から例えば２．４５ＧＨｚ、２０００Ｗの高周波（マイクロ波）を供給すると、このマイクロ波は、ＴＭモードあるいはＴＥモードあるいはＴＥＭモードで同軸導波管１１内を伝搬してアンテナ部８の平面アンテナ部材８１に到達し、同軸導波管１１の内部導体１１Ｂを介して、平面アンテナ部材８１の中心部から周縁領域に向けて放射状に伝搬される間に、スロット対からマイクロ波が誘電体プレート７を介して下方側の空間に向けて放出される。
【００３３】
このとき既述のようにスロット対から円偏波が平面アンテナ部材８１の平面に亘って均一に放出され、この下方の処理空間の電界密度が均一化される。そしてこのマイクロ波のエネルギーによりＮ2ガスが活性化され、第１のガス供給部４の上方空間に高密度で均一なプラズマが励起される。そして、この窒素の活性種は第１のガス供給部４の開口部４４を介して当該ガス供給部４の下方側の処理空間を流れ込んで行く。また当該ガス供給部４からこの処理空間に供給されるＳｉＨ4ガスは、流れ込んできた窒素の活性種により活性化され、図３（ａ）に示すように載置台２２の表面及び処理容器１内の壁面、更に第１のガス供給部４の表面等にＳｉ3Ｎ4（窒化シリコン）膜２００が例えば５ｎｍの膜厚でプリコート膜として成膜され、このようにしてプリコート処理が実施される。なお、この例ではＳｉＨ4ガスとＮ2ガスとを用いてＳｉ3Ｎ4膜を成膜したが、ＳｉＨ4ガスの代わりにＳｉ2Ｈ6ガスなどを用いてＳｉ3Ｎ4膜を成膜してもよい。
【００３４】
次に図３（ｂ）に示すように既述の搬送アーム１０２（図１参照）によって既に層間絶縁膜が形成されている被処理基板であるウエハＷを搬入し、上述したプリコート処理によりＳｉ3Ｎ4膜２００が成膜された載置台２２の上に載置する。前記載置台２２の上に載置されたウエハＷは、直流電源２４から電極２２ａに直流電圧を印加することで生じるクーロン力によって吸着保持される。
【００３５】
続いて図３（ｃ）に示すように前記ウエハＷの表面に例えばハードマスクとしてＳｉＣＮ膜（炭素添加窒化シリコン膜）２０１を成膜する。ここでは第２のガス供給部であるガス供給路６を介してＮ2ガスが供給される共に、ガス供給路４３を介して第１のガス供給部４から処理ガスである有機シランガス例えばトリメチルシラン（ＳｉＨ（ＣＨ3）3）ガスが供給される。そして上述と同様にマイクロ波発生手段１２からのマイクロ波のエネルギーに基づいてＮ2とＳｉＨ（ＣＨ3）3とがプラズマ化され、ウエハＷの表面にＳｉＣＮ膜２０１が例えば５ｎｍの膜厚で成膜されることになる。ウエハＷに対する成膜処理が終了した後、当該ウエハＷが搬出され、後続のウエハＷが順次搬入されて同様に成膜処理が行われる。そして予め設定していた枚数のウエハＷを成膜処理した後、処理容器１内をクリーニングして、各部位に付着している膜を除去し、最初のステップであるプリコート工程を行う。このようにして一連の処理が繰り返し行われていく。なお、Ｓｉ3Ｎ4膜及びＳｉＣＮ膜を成膜するときに窒素の活性種を得るためのガスとしては、窒素ガスに限られずアンモニアガスであってもよい。
【００３６】
この実施の形態によれば、処理ガスとして有機シランガスであるトリメチルシランガスを用いてハードマスクであるＳｉＣＮ膜を成膜するにあたって、プリコート工程については処理ガスとして無機シランガスであるモノシランガスを用いており、モノシランガスは１分子あたりの水素の数が４つと少ないことから、プリコート膜中に取り込まれる水素の量が少なく、時間の経過と共に生成されるＴｉも無視できるレベルとなり、ウエハ裏面にＴｉが転写されることに基づく金属汚染を大幅に低減することができる。このようにして成膜されたプリコート膜を有する載置台において、ウエハ裏面のＴｉのコンタミ量を測定したところ、プリコート直後においても、２〜３日経過した後においても、その数値は検出限界（１×１０１０個／ｃｍ２）以下であった。
【００３７】
またこの実施の形態によれば、モノシランガスを用いて処理容器１内（内壁面、載置台２２及びその他の部位）をプリコートしているが、モノシランガスはプロセス時の処理ガスであるトリメチルシランガスと同じシランガスであることから、プリコート膜であるＳｉ3Ｎ4膜２００とウエハＷに成膜するＳｉＣＮ膜２０１とは、似通った材質である。ウエハＷに対して成膜処理を行うと、処理雰囲気中にはプラズマが存在することからプリコート後の最初の何枚かのウエハＷについては、プラズマとの接触によりプリコート膜（Ｓｉ3Ｎ4膜）から飛散した飛散成分が薄膜（ＳｉＣＮ膜）中に取り込まれるのを避けることができないが、その飛散量は僅かであり、また両者の膜は似通ったものであるため、この例では悪影響はない。但しこのような実施の形態において、悪影響がないといっても成膜の種別や膜厚、あるいはデバイスのどの部位の膜であるかなどによって、オペレータの判断で影響の有無が判断されることになり、悪影響がない場合には有効な手法である。
【００３８】
（本発明方法の第２の実施の形態）
さらにこの第２の実施の形態により行われる一連の処理を図４及び図５に基づいて説明する。先ず被処理基板を処理容器１内に搬入する前にプリコートが行われるが、これは上述の第１の実施の形態と同様にしてＳｉＨ4ガス及びＮ2ガスを用いて図４（ａ）に示すように処理容器１内にＳｉ3Ｎ4膜２００が例えば５ｎｍの膜厚で第１のプリコート膜として成膜される。続いて図４（ｂ）に示すように既述の搬送アーム１０２（図１参照）によってウエハＷと同じサイズのダミー基板Ｄを搬入し、Ｓｉ3Ｎ4膜２００が成膜された載置台２２の上に載置し、既述のようにして前記載置台２２の上に静電吸着する。
【００３９】
次にクリーニングガスのガス供給源６４から処理容器１内にクリーニングガスである例えばＣＦ系ガス及び／またはＣＨＦ系ガスを導入し、処理容器１内をクリーニングする。これにより図４（ｃ）に示すように載置台２２の表面に形成されているＳｉ3Ｎ4膜２００において、ダミー基板Ｄの下方領域（ダミー基板Ｄで覆われている領域）以外の部分のＳｉ3Ｎ4膜２００及び処理容器１内に成膜されているＳｉ3Ｎ4膜２００を取り除く。
【００４０】
続いて図５（ａ）に示すように処理ガスとしてトリメチルシランガス及びＮ2ガスを処理容器１内に導入し、先の実施の形態でＳｉＣＮ膜を成膜したと同様にして処理容器１内に例えば５ｎｍの膜厚で第２のプリコート膜を成膜する。この場合、載置台２２の上にはダミー基板Ｄが載置されているのでダミー基板Ｄの下方領域には第２のプリコート膜であるＳｉＣＮ膜が成膜されない。
【００４１】
続いて図５（ｂ）に示すように載置台２２の上に載置されているダミー基板Ｄを処理容器１内から搬出した後、既に層間絶縁膜が形成されている被処理基板であるウエハＷを処理容器１内に搬入して、前記載置台２２の上に載置し、静電吸着する。
【００４２】
しかる後、トリメチルシランガス及びＮ2ガスを用いて図５（ｃ）に示すように載置台２２の上に載置されているウエハＷの表面に同様にして例えばハードマスクとしてＳｉＣＮ膜２０１を例えば５ｎｍの膜厚で成膜する。その後、このウエハＷが処理容器１内から搬出され、後続のウエハＷに対して順次成膜処理が行われる。
【００４３】
この実施の形態によれば、セラミックプレートである載置台２２の表面において、ダミー基板Ｄを用いてウエハＷが載置される領域にのみ処理ガスとして無機シランガスであるモノシランガスを用いて第１のプリコート膜であるＳｉ3Ｎ4膜２００を成膜し、それ以外の部位である処理容器１内の壁面などに対しては処理ガスとして有機シランガスであるトリメチルシランガスを用いて第２のプリコート膜であるＳｉＣＮ膜２０１を成膜している。従って、ウエハＷの下方にあるプリコート膜は無機シランガスに基づいて成膜されていることから、第１の実施の形態と同様に、載置台２２を構成する窒化アルミニウム中のＴｉＯの還元量は少ないので、当該プリコート膜中のＴｉの量は少なく、そのためこの上に置かれるウエハＷへのＴｉの転写量が抑えられる。そして処理容器１内の第２のプリコート膜とウエハＷに成膜される膜とを同じ膜（この例ではＳｉＣＮ膜２０１）としているので、第２のプリコート膜の成分の飛散によるウエハＷ上の膜への悪影響はない。この点においてこの発明は、先の第１の実施の形態よりも優れており、例えば先の発明の手法では、ウエハＷに成膜する膜に対して悪影響があるとオペレータが判断した場合には、この発明の手法を利用するといった運用も可能である。なお、第２の実施の形態において第２のプリコート膜を無機シランガスを用いて成膜する場合も本発明の範囲に含まれる。
【００４４】
本発明では、プリコート膜としてＳｉ3Ｎ4膜に限られるものではなく、有機シランガスである例えばＴＥＯＳガスとＯ2（酸素）ガスとを用いて被処理基板にＳｉＯ2膜を成膜しようとする場合、無機シランガスを用いて成膜されるプリコート工程は、例えばＳｉＨ4ガス、Ｓｉ2Ｈ6ガス及びＳｉＣｌ2Ｈ2ガスなどとＯ2ガスとを用いてプリコート膜であるＳｉＯ2膜を成膜する工程であってもよい。
【００４５】
さらに無機シランガスを用いたプリコート工程は、例えばＳｉＨ4ガスを用い、例えばプロセス温度を６００℃以上にしてポリシリコン膜を成膜する工程であってもよい。第２の実施の形態における第１のプリコート膜の膜種については、実質制限はないと思われるが、処理容器１の内壁等にプリコートされるプリコート膜については、被処理基板に成膜される膜との関係で適宜設定すればよい。
【００４６】
また上述した実施の形態において、ウエハＷの表面に形成するハードマスクとしてＳｉＣＮ膜を成膜したが、原料ガスとしてトリメチルシランガスを用い、プラズマガスとしてＯ2ガスを用いてハードマスクとしてＳｉＣＯ膜（炭素添加シリコン酸化膜）を成膜してもよいし、また原料ガスとしてトリメチルシランガスを用い、プラズマガスとしてＡｒガスを用いてハードマスクとしてＳｉＣＨ膜（炭素、水素添加シリコン膜）を成膜してもよい。なお、本発明の方法を実施する装置としては、上述のプラズマ処理装置に限らず、平行平板型のプラズマ処理装置、あるいは熱ＣＶＤ装置などであってもよい。
【００４７】
また、ＳｉＣＮ膜又はＳｉＣＯ膜若しくはＳｉＣＨを成膜するときに使用される有機シランガスとしては、トリメチルシランガスに限られず、ＣＨ3ＳｉＨ3、(ＣＨ3)2ＳｉＨ2、(ＣＨ3)3ＳｉＨ、(ＣＨ3)4Ｓｉ、(ＣＨ3)2Ｓｉ(ＯＣ2Ｈ5)2、(ＣＨ3)2Ｓｉ(ＯＣＨ3)2、ＣＨ3Ｓｉ(ＯＣ2Ｈ5)3、ＣＨ3Ｓｉ(ＯＣＨ3)3、(ＨＣＨ3ＳｉＯ)4［環状構造］、((ＣＨ3)3Ｓｉ)2Ｏ、(Ｈ(ＣＨ3)2Ｓｉ)2Ｏ、(Ｈ2ＣＨ3Ｓｉ)2Ｏ、((ＣＨ3)2ＳｉＯ)3、(ＣＨ3ＡＳｉＯ)3、((ＣＨ3)2ＳｉＯ)4、(ＣＨ3ＡＳｉＯ)4などであってもよい。なお最後の３つの化合物は環状構造であり、「Ａ」はビニル基（ＣＨ−ＣＨ3）である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明方法を実施するためのプラズマ処理装置の一例の全体構成を示す断面図である。
【図２】上記プラズマ処理装置に設けられる第１のガス供給部の一部を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態を説明する作用図である。
【図４】本発明の他の実施の形態を説明する作用図である。
【図５】本発明の他の実施の形態を説明する作用図である。
【図６】従来の技術に係る処理装置の載置台を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
Ｗ      ウエハ
１      処理容器
１１    同軸導波管
１２    マイクロ波発生手段
２      載置部
２１    支持部
２２    載置台（セラミックプレート）
２２ａ  電極
２６    支持部材
４      第１のガス供給部（シャワーヘッド）
６      第２のガス供給部（ガス供給路）
８      アンテナ部
８１    平面アンテナ部材
１０１  制御部
１０２  搬送アーム
２００  Ｓｉ3Ｎ4膜
２０１  ＳｉＣＮ膜
【図１】
2006294816.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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