(57)【要約】【課題】プラズマによるスパッタ効果等で内壁に付着している不要な薄膜を除去するようにし、後工程におけるプラズマ成膜時にパーティクルが発生することを大幅に抑制することが可能な処理装置のクリーニング方法を提供する。【解決手段】縦型の処理容器２４と、複数枚の被処理体Ｗを処理容器内へ収容する保持手段３２と、容器側壁に沿って設けられたプラズマ室７０と、プラズマ室にプラズマ用ガスを供給するプラズマ用ガス供給手段４８と、プラズマ室にプラズマを立てるためのプラズマ形成手段７２と、加熱手段１００とを有し、プラズマにより発生した活性種によるプラズマ成膜処理とプラズマを用いない加熱による成膜処理とを選択的に行うことができる処理装置をクリーニングする方法において、プラズマ用ガス供給手段からプラズマ化が可能なクリーニングガスを供給しつつ前記プラズマを発生させてクリーニング処理を行うようにする。【選択図】図１
2008021860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空引き可能になされた縦型の筒体状の処理容器と、
被処理体を複数枚保持して前記処理容器内へ収容する保持手段と、
前記処理容器の側壁にその長さ方向に沿って設けられてプラズマを発生するためのプラズマ室と、
前記プラズマ室にプラズマ用ガスを供給するプラズマ用ガス供給手段と、
前記プラズマ室にプラズマを立てるためのプラズマ形成手段と、
前記処理容器の周囲を囲むようにして設けた加熱手段とを有し、前記被処理体に対してプラズマにより発生した活性種によるプラズマ成膜処理とプラズマを用いない加熱による成膜処理とを選択的に行うことができる処理装置をクリーニングするクリーニング方法において、
前記プラズマ用ガス供給手段からプラズマ化が可能なクリーニングガスを供給しつつ前記プラズマを発生させてクリーニング処理を行うようにしたことを特徴とする処理装置のクリーニング方法。
【請求項２】
前記プラズマを連続的に発生させることを特徴とする請求項１記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項３】
前記プラズマをパルス状に間欠的に発生させることを特徴とする請求項１記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項４】
前記クリーニングガスは前記プラズマの発生と同期して供給されることを特徴とする請求項３記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項５】
前記プラズマ室内へは前記クリーニングガスを供給しない間欠期間には不活性ガスを供給することを特徴とする請求項４記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項６】
前記不活性ガスは前記プラズマガス供給手段から前記クリーニングガスと交互に切り替えて供給されることを特徴とする請求項５記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項７】
前記クリーニングガスは連続的に供給されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項８】
前記処理容器内へ不活性ガスが連続的に供給されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項９】
前記クリーニング処理を行う直前には、プラズマを用いない熱成膜処理が行われており、且つ前記クリーニング処理の直後には、プラズマを用いない熱成膜処理、或いはプラズマを用いたプラズマ成膜処理が行われることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項１０】
前記クリーニング処理を行う直前には、プラズマを用いた成膜処理が行われており、且つ前記クリーニング処理の直後には、プラズマを用いない熱成膜処理、或いはプラズマを用いたプラズマ成膜処理が行われることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項１１】
前記クリーニング処理における前記プラズマ形成手段の電力は、前記プラズマ成膜処理における前記プラズマ形成手段の電力よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項９又は１０記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項１２】
前記クリーニングガスは前記プラズマ成膜処理で用いられるガスであることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項１３】
前記クリーニングガスはＦ系及びＣｌ系ガス以外のガスであることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項１４】
真空引き可能になされた縦型の筒体状の処理容器と、
被処理体を複数枚保持して前記処理容器内へ収容する保持手段と、
前記処理容器の側壁にその長さ方向に沿って設けられてプラズマを発生するためのプラズマ室と、
前記プラズマ室にプラズマ用ガスを供給するプラズマ用ガス供給手段と、
前記プラズマ室にプラズマを立てるためのプラズマ形成手段と、
前記処理容器内の周囲を囲むようにして設けた加熱手段と、
前記処理容器内へ原料ガスを供給する原料ガス供給手段とを有し、前記被処理体に対してプラズマにより発生した活性種によるプラズマ成膜処理とプラズマを用いない加熱による成膜処理とを選択的に行うことができる処理装置において、
請求項１乃至１３のいずれかに記載のクリーニング方法を行うように制御する制御手段を設けるように構成したことを特徴とする処理装置。
【請求項１５】
真空引き可能になされた縦型の筒体状の処理容器と、
被処理体を複数枚保持して前記処理容器内へ収容する保持手段と、
前記処理容器の側壁にその長さ方向に沿って設けられてプラズマを発生するためのプラズマ室と、
前記プラズマ室にプラズマ用ガスを供給するプラズマ用ガス供給手段と、
前記プラズマ室にプラズマを立てるためのプラズマ形成手段と、
前記処理容器内の周囲を囲むようにして設けた加熱手段と、
前記処理容器内へ原料ガスを供給する原料ガス供給手段とを有し、前記被処理体に対してプラズマにより発生した活性種によるプラズマ成膜処理とプラズマを用いない加熱による成膜処理とを選択的に行うことができる処理装置を制御するに際して、
請求項１乃至１３のいずれかに記載のクリーニング方法を行なうように前記処理装置を制御するプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体にプラズマ成膜処理やプラズマを用いない熱による成膜処理を選択的に行うことができる兼用型の処理装置及びこのクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路を製造するためにはシリコン基板等よりなる半導体ウエハに対して、成膜処理、エッチング処理、酸化処理、拡散処理、改質処理、自然酸化膜の除去処理等の各種の処理が行なわれる。これらの処理を特許文献１等に開示されている縦型の、いわゆるバッチ式の処理装置にて行う場合には、まず、半導体ウエハを複数枚、例えば２５枚程度収容できるカセットから、半導体ウエハを縦型のウエハボートへ移載してこれに多段に支持させる。このウエハボートは、例えばウエハサイズにもよるが３０〜１５０枚程度のウエハを載置できる。このウエハボートは、排気可能な処理容器内にその下方より搬入（ロード）された後、処理容器内が気密に維持される。そして、処理ガスの流量、プロセス圧力、プロセス温度等の各種のプロセス条件を制御しつつ例えば所定の熱処理が施される。
【０００３】
ところで、最近にあっては半導体集積回路の更なる高集積化及び高微細化の要求が強くなされており、回路素子の特性の向上の上から半導体集積回路の製造工程における熱履歴も低減化することが望まれている。このような状況下において、縦型の、いわゆるバッチ式の縦型の処理装置においても、ウエハをそれ程の高温に晒さなくても目的とする処理が可能なことから、原料ガス等を間欠的に供給しながら原子レベルで１層〜数層ずつ、或いは分子レベルで１層〜数層ずつ繰り返し成膜する方法が知られている（特許文献２、３等）。
【０００４】
そして、最近にあっては、半導体集積回路に用いる膜種の特性から、成膜温度等のプロセス処理時の更なる低温化が求められており、そのために、縦型のバッチ式の処理装置においても、プラズマのアシストを受けることによりウエハ温度が低温でも所望する反応が得られるプラズマ処理装置が提案されている（例えば特許文献４、５、６）。
【０００５】
ここで、上述した従来のプラズマ処理装置を図７に基づいて説明する。ここではシラン系ガスであるジクロロシラン（以下「ＤＳＣ」とも称す）と窒化ガスであるＮＨ３ ガスとを用いてシリコン窒化膜（ＳｉＮ）を形成する場合について説明する。図７は従来の一般的な縦型のプラズマ処理装置を示す概略構成図である。
このプラズマ処理装置は縦型の処理容器２を有しており、この処理容器２内には、ウエハボート４に多段に支持された被処理体として複数枚の半導体ウエハＷが収容されている。
【０００６】
この処理容器２の一側には、この容器をその半径方向外方へ突出させて容器の高さ方向に沿って形成されたプラズマ室６が設けられている。そして、このプラズマ室６には、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電源８に接続されたプラズマ電極９が設けられている。このプラズマ室６内には、プラズマ用ガスを流すプラズマ用ガス供給ノズル１０が起立させて設けられており、このノズル１０に設けた多数の噴射口１０Ａより、プラズマ用ガスとして例えばＮＨ３ ガスを噴射するようになっている。
【０００７】
また上記処理容器２内には、原料ガスを流す原料ガスノズル１２が起立させて設けられており、このノズル１２に設けた多数の噴射口１２Ａより原料ガスとして例えばＤＣＳガスを噴射するようになっている。また処理容器２の中心に対して上記プラズマ室６とは反対側の側壁には細長い排気口１４が設けられており、処理容器２内を横断して流れてきたガスをこの排気口１４を介して容器上方に設けたガス出口１６へ導き、これより真空排気されるようになっている。またこの処理容器２の外側には、これを囲んで円筒体状になされた抵抗加熱ヒータよりなる加熱手段１８が設けられており、これにより上記ウエハＷを加熱し得るようになっている。
【０００８】
このプラズマ装置においては、ＮＨ３ ガスとＤＣＳガスとを交互に異なるタイミングで供給し、ＮＨ３ ガスの供給時にはＮＨ３ ガスをプラズマ室６へ供給すると同時に高周波を印加してプラズマを立てて活性種を作るようになっている。そして、ウエハ表面上にＤＣＳガスが分子レベルで一層、或いは複数層吸着して余分なＤＣＳガスを不活性ガスでパージし、或いは真空引きで排除した後、ＮＨ３ の活性種で低温での窒化を促進して窒化膜を形成する。そして、この一連の工程を繰り返し行って所望の厚さのシリコン窒化膜を形成するようになっている。尚、このように、異種ガスを交互に間欠的に供給して成膜を行う方法を、いわゆるＡＬＤ法と称す。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−６８０１号公報
【特許文献２】特開平６−４５２５６号公報
【特許文献３】特開平１１−８７３４１号公報
【特許文献４】特開２００５−３４０７８７号公報
【特許文献５】特開２００６−４９８０８号公報
【特許文献６】特開２００５−１６７０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記したプラズマ処理装置では、プラズマを発生するための機構を有しているが、周知のようにこの種の半導体製造装置は非常に高価であることから、プラズマを用いることなく熱処理で例えば成膜処理を行う必要がある時には、このプラズマ処理装置を兼用してプラズマレスで熱処理を施すことも行われている。例えば、この処理装置でプラズマレスの熱ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やプラズマレスの熱ＡＬＤ法により成膜を行う場合には、高周波電源８をオフした状態で、加熱手段１８により処理容器２内のウエハＷを所定の温度に加熱維持し、この状態で各ノズル１０、１２から必要なガスをそれぞれ供給することにより熱ＣＶＤ法や熱ＡＬＤ法により成膜を行うようになっている。
【００１１】
しかしながら、このような処理装置をプラズマレスの成膜処理にも兼用して用いた場合、この処理容器２の内壁やプラズマ室６の内壁に不要な付着膜が堆積することは避けられない。そして、上記プラズマレスの成膜処理が終了して、次にプラズマを用いた成膜処理を行う時に、上記プラズマレスの成膜処理時に付着した付着膜が、クリーニングを行う必要のない僅かな付着膜量であっても特にプラズマ室６内ではプラズマによる衝撃により、プラズマ室６の内壁面から剥がれ落ちて、これがパーティクルとなってウエハＷに付着する、という問題があった。
【００１２】
この場合、プラズマを用いた成膜処理を再開する直前に、ＮＦ３ ガスやＣｌＦ３ ガス等のＦ系、或いはＣｌ系などのハロゲン系のエッチングガスを用いてクリーニング処理を行うことも考えられるが、このようなハロゲン系ガスを用いてクリーニング処理を行った場合には、容器内部に残留するＦ元素やＣｌ元素を処理容器２内から十分に排除するのに時間がかかるのみならず、更に、処理容器２内の壁面を所定のコンディションにするためのプリコート処理も行う必要があるので、多くの時間を要してしまい、全体的に処理装置の稼働率が低下してしまう、といった問題があった。
また、上記した不要な付着膜の問題は、プラズマを用いた成膜処理時にも、上記プラズマレスの熱ＣＶＤ法や熱ＡＬＤ法程ではないが、僅かに発生していた。
【００１３】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、プラズマ用ガス供給手段からプラズマ化が可能なクリーニングガスを供給しつつプラズマを発生させ、このプラズマによるスパッタ効果等で内壁に付着している不要な薄膜を除去するようにしたので、後工程における成膜時（特にプラズマ成膜時）にパーティクルが発生することを大幅に抑制することが可能な処理装置及びこの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】
【００１４】
請求項１に係る発明は、真空引き可能になされた縦型の筒体状の処理容器と、被処理体を複数枚保持して前記処理容器内へ収容する保持手段と、前記処理容器の側壁にその長さ方向に沿って設けられてプラズマを発生するためのプラズマ室と、前記プラズマ室にプラズマ用ガスを供給するプラズマ用ガス供給手段と、前記プラズマ室にプラズマを立てるためのプラズマ形成手段と、前記処理容器の周囲を囲むようにして設けた加熱手段とを有し、前記被処理体に対してプラズマにより発生した活性種によるプラズマ成膜処理とプラズマを用いない加熱による成膜処理とを選択的に行うことができる処理装置をクリーニングするクリーニング方法において、前記プラズマ用ガス供給手段からプラズマ化が可能なクリーニングガスを供給しつつ前記プラズマを発生させてクリーニング処理を行うようにしたことを特徴とする処理装置のクリーニング方法である。
【００１５】
このように、プラズマ用ガス供給手段からプラズマ化が可能なクリーニングガスを供給しつつプラズマを発生させ、このプラズマによるスパッタ効果等で内壁に付着している不要な薄膜を除去するようにしたので、後工程における成膜時（特にプラズマ成膜時）にパーティクルが発生することを大幅に抑制することができる。
【００１６】
この場合、例えば請求項２に記載されたように、前記プラズマを連続的に発生させる。
また例えば請求項３に記載されたように、前記プラズマをパルス状に間欠的に発生させる。
このように、プラズマをパルス状に間欠的に発生させることにより、プラズマの着火時の大きな衝撃力をパルス状に繰り返し付与することができるので、不要な付着膜の除去効率を大幅に向上させることができる。
また例えば請求項４に記載されたように、前記クリーニングガスは前記プラズマの発生と同期して供給される。
【００１７】
また例えば請求項５に記載されたように、前記プラズマ室内へは前記クリーニングガスを供給しない間欠期間には不活性ガスを供給する。
また例えば請求項６に記載されたように、前記不活性ガスは前記プラズマガス供給手段から前記クリーニングガスと交互に切り替えて供給される。
また例えば請求項７に記載されたように、前記クリーニングガスは連続的に供給される。
また例えば請求項８に記載されたように、前記処理容器内へ不活性ガスが連続的に供給されている。
また例えば請求項９に記載されたように、前記クリーニング処理を行う直前には、プラズマを用いない熱成膜処理が行われており、且つ前記クリーニング処理の直後には、プラズマを用いない熱成膜処理、或いはプラズマを用いたプラズマ成膜処理が行われる。
また例えば請求項１０に記載されたように、前記クリーニング処理を行う直前には、プラズマを用いた成膜処理が行われており、且つ前記クリーニング処理の直後には、プラズマを用いない熱成膜処理、或いはプラズマを用いたプラズマ成膜処理が行われる。
【００１８】
また例えば請求項１１に記載されたように、前記クリーニング処理における前記プラズマ形成手段の電力は、前記プラズマ成膜処理における前記プラズマ形成手段の電力よりも大きく設定されている。
このように、クリーニング処理におけるプラズマ形成手段の電力を、プラズマ成膜処理におけるプラズマ形成手段の電力よりも大きく設定しているので、クリーニング処理後の後工程でプラズマ成膜処理を行った時には、このプラズマ成膜処理時においてプラズマを発生させても、この時の電力はクリーニング処理時の電力よりも小さいので、このプラズマ成膜処理時の小さな電力による小さな衝撃力で剥離するような不要な薄膜は、すでにクリーニング処理時の大きな電力による大きな衝撃力により剥離されて取り除かれている状態になっており、この結果、後工程でプラズマ成膜処理を行った場合にはパーティクルが発生することを一層抑制することができる。
【００１９】
また例えば請求項１２に記載されたように、前記クリーニングガスは前記プラズマ成膜処理で用いられるガスである。
このように、クリーニングガスとしては後工程で行うプラズマ成膜処理で用いられるガスを用いることにより、このプラズマ成膜処理において膜中に不純物元素が混入することを防止することができる。
【００２０】
また例えば請求項１３に記載されたように、前記クリーニングガスはＦ系及びＣｌ系ガス以外のガスである。
このように、クリーニングガスとしてはＦ系及びＣｌ系ガス以外のガスを用いることにより、その後に、Ｆ元素やＣｌ元素が残留する時に行う残留ハロゲン排除処理や処理容器内のコンディションを整えるプリコート処理を行う必要がなくなるので、その分、成膜装置の稼働率を向上させることができる。
【００２１】
請求項１４に係る発明は、真空引き可能になされた縦型の筒体状の処理容器と、被処理体を複数枚保持して前記処理容器内へ収容する保持手段と、前記処理容器の側壁にその長さ方向に沿って設けられてプラズマを発生するためのプラズマ室と、前記プラズマ室にプラズマ用ガスを供給するプラズマ用ガス供給手段と、前記プラズマ室にプラズマを立てるためのプラズマ形成手段と、前記処理容器内の周囲を囲むようにして設けた加熱手段と、前記処理容器内へ原料ガスを供給する原料ガス供給手段とを有し、前記被処理体に対してプラズマにより発生した活性種によるプラズマ成膜処理とプラズマを用いない加熱による成膜処理とを選択的に行うことができる処理装置において、前記いずれかに記載のクリーニング方法を行うように制御する制御手段を設けるように構成したことを特徴とする処理装置である。
【００２２】
請求項１５に係る発明は、真空引き可能になされた縦型の筒体状の処理容器と、被処理体を複数枚保持して前記処理容器内へ収容する保持手段と、前記処理容器の側壁にその長さ方向に沿って設けられてプラズマを発生するためのプラズマ室と、前記プラズマ室にプラズマ用ガスを供給するプラズマ用ガス供給手段と、前記プラズマ室にプラズマを立てるためのプラズマ形成手段と、前記処理容器内の周囲を囲むようにして設けた加熱手段と、前記処理容器内へ原料ガスを供給する原料ガス供給手段とを有し、前記被処理体に対してプラズマにより発生した活性種によるプラズマ成膜処理とプラズマを用いない加熱による成膜処理とを選択的に行うことができる処理装置を制御するに際して、前記いずれかに記載のクリーニング方法を行なうように前記処理装置を制御するプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る処理装置及びこのクリーニング方法によれば、次のような優れた作用効果を発揮することができる。
本発明によれば、プラズマ用ガス供給手段からプラズマ化が可能なクリーニングガスを供給しつつプラズマを発生させ、このプラズマによるスパッタ効果等で内壁に付着している不要な薄膜を除去するようにしたので、後工程における成膜時（特にプラズマ成膜時）にパーティクルが発生することを大幅に抑制することができる。
【００２４】
特に、請求項３に係る発明によれば、プラズマをパルス状に間欠的に発生させることにより、プラズマの着火時の大きな衝撃力をパルス状に繰り返し付与することができるので、不要な付着膜の除去効率を大幅に向上させることができる。
【００２５】
特に、請求項１１に係る発明によれば、クリーニング処理におけるプラズマ形成手段の電力を、プラズマ成膜処理におけるプラズマ形成手段の電力よりも大きく設定しているので、クリーニング処理後の後工程でプラズマ成膜処理を行った時には、このプラズマ成膜処理時においてプラズマを発生させても、この時の電力はクリーニング処理時の電力よりも小さいので、このプラズマ成膜処理時の小さな電力による小さな衝撃力で剥離するような不要な薄膜は、すでにクリーニング処理時の大きな電力による大きな衝撃力により剥離されて取り除かれている状態になっており、この結果、後工程でプラズマ成膜処理を行った場合にはパーティクルが発生することを一層抑制することができる。
【００２６】
特に、請求項１２に係る発明によれば、クリーニングガスとしては後工程で行うプラズマ成膜処理で用いられるガスを用いることにより、このプラズマ成膜処理において膜中に不純物元素が混入することを防止することができる。
特に、請求項１３に係る発明によれば、クリーニングガスとしてはＦ系及びＣｌ系ガス以外のガスを用いることにより、その後に、Ｆ元素やＣｌ元素が残留する時に行う残留ハロゲン排除処理や処理容器内のコンディションを整えるプリコート処理を行う必要がなくなるので、その分、成膜装置の稼働率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明に係る処理装置及びこのクリーニング方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明の係る処理装置の一例を示す縦断面構成図、図２は処理装置（加熱手段は省略）を示す横断面構成図、図３は本発明に係る処理装置の変形例の一部を示す部分断面図である。尚、ここでは原料ガスとしてシラン系ガスの１つであるジクロロシラン（ＤＣＳ）を用い、プラズマ用ガスとして窒化ガスの１つであるアンモニアガス（ＮＨ３ ）を用い、上記ＮＨ３ ガスをプラズマにより活性化して活性種を作ってシリコン窒化膜（ＳｉＮ）を成膜する場合を例にとって説明する。
【００２８】
図１及び図２に示すように、プラズマを形成することができるこの処理装置２２は、下端が開口された有天井の円筒体状の処理容器２４を有している。この処理容器２４の全体は、例えば石英により形成されており、この処理容器２４内の天井には、石英製の天井板２６が設けられて封止されている。また、この処理容器２４の下端開口部には、例えばステンレススチールにより円筒体状に成形されたマニホールド２８がＯリング等のシール部材３０を介して連結されている。尚、このマニホールド２８を、上記処理容器２４と同じ材料の例えば石英で処理容器２４と一体成形してもよい。
【００２９】
上記処理容器２４の下端は、上記マニホールド２８によって支持されており、このマニホールド２８の下方より多数枚の被処理体としての半導体ウエハＷを多段に載置した保持手段としての石英製のウエハボート３２が昇降可能に挿脱自在になされている。本実施例の場合において、このウエハボート３２の支柱３２Ａには、例えば５０〜１００枚程度の直径が３００ｍｍのウエハＷを略等ピッチで多段に支持できるようになっている。
【００３０】
このウエハボート３２は、石英製の保温筒３４を介してテーブル３６上に載置されており、このテーブル３６は、マニホールド２８の下端開口部を開閉する例えばステンレススチール製の蓋部３８を貫通する回転軸４０上に支持される。
そして、この回転軸４０の貫通部には、例えば磁性流体シール４２が介設され、この回転軸４０を気密にシールしつつ回転可能に支持している。また、蓋部３８の周辺部とマニホールド２８の下端部には、例えばＯリング等よりなるシール部材４４が介設されており、処理容器２４内のシール性を保持している。
【００３１】
上記した回転軸４０は、例えばボートエレベータ等の昇降機構（図示せず）に支持されたアーム４６の先端に取り付けられており、ウエハボート３２及び蓋部３８等を一体的に昇降して処理容器２４内へ挿脱できるようになされている。尚、上記テーブル３６を上記蓋部３８側へ固定して設け、ウエハボート３２を回転させることなくウエハＷの処理を行うようにしてもよい。
【００３２】
このマニホールド２８には、処理容器２４内の方へプラズマ化されるプラズマ用ガスとして例えば窒化ガスの１つであるアンモニア（ＮＨ３ ）ガスを供給するプラズマ用ガス供給手段４８と、原料ガスとして例えばシラン系ガスの１つであるＤＣＳ（ジクロロシラン）ガスを供給する原料ガス供給手段５０と、パージガスとして不活性ガス、例えばＮ２ ガスを供給するパージガス供給手段５２とが設けられる。尚、ここで上記アンモニアは、クリーニング時にはプラズマ化が可能なクリーニングガスとして兼用される。具体的には、上記プラズマ用ガス供給手段４８は、上記マニホールド２８の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて延びる石英管よりなるプラズマ用ガス分散ノズル５４を有している。このプラズマ用ガス分散ノズル５４には、その長さ方向に沿って複数（多数）のガス噴射孔５４Ａが所定の間隔を隔てて形成されており、各ガス噴射孔５４Ａから水平方向に向けて略均一にアンモニアガスを噴射できるようになっている。
【００３３】
また同様に上記原料ガス供給手段５０も、上記マニホールド２８の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて延びる石英管よりなる原料ガス分散ノズル５６を有している。上記原料ガス分散ノズル５６には、その長さ方向に沿って複数（多数）のガス噴射孔５６Ａが所定の間隔を隔てて形成されており、各ガス噴射孔５６Ａから水平方向に向けて略均一に原料ガスであるＤＣＳガスを噴射できるようになっている。また同様にパージガス供給手段５２も、上記マニホールド２８の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて延びる石英管よりなるパージガス分散ノズル５８を有している。このパージガス分散ノズル５８には、その長さ方向に沿って複数（多数）のガス噴射孔５８Ａ（図２参照）が所定の間隔を隔てて形成されており、各ガス噴射孔５８Ａから水平方向に向けて略均一にＮ２ ガスを噴射できるようになっている。
【００３４】
上記各ノズル５４、５６、５８には、それぞれのガス通路６２、６４、６６が接続されている。そして、各ガス通路６２、６４、６６には、それぞれ開閉弁６２Ａ、６４Ａ、６６Ａ及びマスフローコントローラのような流量制御器６２Ｂ、６４Ｂ、６６Ｂが介設されており、ＮＨ３ ガス、ＤＣＳガス及びＮ２ ガスをそれぞれ流量制御しつつ供給できるようになっている。また、ここでは上記プラズマ用ガスのガス通路６２の最下流側とパージガス用のガス通路６６の最下流側とを連結して迂回ガス通路６８が設けられると共に、この迂回ガス通路６８の途中には開閉弁６８Ａが介設されており、上記開閉弁６８Ａ等を制御することにより、必要に応じてＮ２ ガスを迂回させてプラズマ用ガス分散ノズル５４から噴射できるようになっている。
【００３５】
そして、上記処理容器２４の側壁には、その長さ方向（高さ方向）に沿ってプラズマを発生するためのプラズマ室７０が形成されていると共に、このプラズマ室７０にプラズマを立てるためのプラズマ形成手段７２が設けられている。また、このプラズマ室７０に対向する処理容器２４の反対側には、この内部雰囲気を真空排気するために処理容器２４の側壁を、例えば上下方向へ削り取ることによって形成した細長い排気口７１が設けられている。
【００３６】
具体的には、上記プラズマ室７０は、上記処理容器２４の側壁を上下方向に沿って所定の幅で削り取ることによって上下に細長い縦長の開口部７４（図２参照）を形成し、この開口部７４をその外側より覆うようにして断面凹部状になされた上下に細長い例えば石英製のプラズマ区画壁７６を容器外壁に気密に溶接接合することにより形成されている。上記開口部７４は、ウエハボート３２に保持されている全てのウエハＷを高さ方向においてカバーできるように上下方向に十分に長く形成されている。そして、上記プラズマ室７０の開口部７４は、所定のガス口７８Ａの形成された例えば石英製の仕切板７８が、その周辺部を開口部７４の区画壁に溶接等することによって閉じられており、プラズマ室７０と処理容器２４内（ウエハ収容領域内）とを区画して仕切るようになっている。上記ガス口７８Ａは、例えば各ウエハ間に対応させて形成されており、上記プラズマ室７０内が上記処理容器２４内よりも圧力が高くなるように圧力差を生ぜしめつつプラズマ室７０から処理容器２４内へガス（活性種を含む）を通すように連通されている。
【００３７】
また、上記プラズマ区画壁７６の両側壁の外側面には、その長さ方向（上下方向）に沿って互いに対向するようにして上記プラズマ形成手段７２の一部を形成する細長い一対のプラズマ電極８０が設けられる。このプラズマ電極８０にはプラズマ発生用の高周波電源８２が給電ライン８４を介して接続されており、上記プラズマ電極８０に例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加することによりプラズマを発生し得るようになっている。尚、この高周波電圧の周波数は１３．５６ＭＨｚに限定されず、他の周波数、例えば４００ｋＨｚ等を用いてもよい。
【００３８】
そして、上記処理容器２４内を上方向に延びて行くプラズマ用ガス分散ノズル５４は途中で処理容器２４の半径方向外方へ屈曲されて、上記プラズマ区画壁７６内の一番奥（処理容器２４の中心より一番離れた部分）に位置され、この一番奥の部分に沿って上方に向けて起立させて設けられている。従って、高周波電源８２がオンされている時に上記プラズマ用ガス分散ノズル５４のガス噴射孔５４Ａから噴射されたアンモニアガスはここで活性化されて活性種を発生して処理容器２４の中心に向けて拡散しつつ流れるようになっている。
【００３９】
そして上記プラズマ区画壁７６の外側には、これを覆うようにして例えば石英よりなる絶縁保護カバー８６が取り付けられている。また、この絶縁保護カバー８６の内側部分には、図示しない冷媒通路が設けられており、冷却された窒素ガスを流すことにより上記プラズマ電極８０を冷却し得るようになっている。
【００４０】
そして上記プラズマ区画壁７６の仕切板７８の外側近傍、すなわち仕切板７８の外側（処理容器２４内）の両側には、上記原料ガス分散ノズル５６とパージガス分散ノズル５８とがそれぞれ片側ずつに起立させて設けられており、各ノズル５６、５８に設けた各ガス噴射孔５６Ａ、５８Ａより処理容器２４の中心方向に向けてＤＣＳガスとＮ２ ガスとをそれぞれ噴射し得るようになっている。尚、図２に示す場合には、プラズマ室７０内にはプラズマ用ガス分散ノズル５４を設け、パージガス分散ノズル５８を処理容器２４内に設けたが、これに限定されず、図３に示すプラズマ形成手段７２の変形例を示す断面図のようにプラズマ室７０内にプラズマ用ガス分散ノズル５４とパージガス分散ノズル５８とを並べて設けるようにしてもよい。
【００４１】
一方、上記プラズマ室７０に対向させて設けた排気口７１には、これを覆うようにして石英よりなる断面コ字状に成形された排気口カバー部材８８が溶接により取り付けられている。この排気口カバー部材８８は、上記処理容器２４の側壁に沿って上方に延びており、処理容器２４の上方のガス出口９０に連通されている。そして、上記ガス出口９０には、真空排気系９２が接続されている。この真空排気系９２は、上記ガス出口９０に連結された排気通路９４を有しており、この排気通路９４の途中には、ゲートバルブよりなる圧力制御弁９６や真空ポンプ９８が順次介設されている。そして、この処理容器２４の外周を囲むようにしてこの処理容器２４及びこの内部のウエハＷを加熱する筒体状の加熱手段１００が設けられている。
【００４２】
そして、上記各ガスの供給、供給停止、ガス流量の制御及び高周波のオン・オフ制御、圧力制御弁９６による圧力制御等は例えばマイクロコンピュータ等よりなる制御手段１０２により行われる。そして、この制御手段１０２は、この処理装置２２の全体の動作も制御することになる。またこの制御手段１０２は、上記した装置全体の動作を制御するためのプログラムを記憶する例えばフロッピディスクやフラッシュメモリやハードディスクドライバ等の記憶媒体１０４を有している。
【００４３】
次に、以上のように構成された処理装置を用いて行なわれる成膜方法について図４乃至図６も参照して説明する。上述したように、以下に説明する動作は、上記記憶媒体１０４に記憶されたプログラムに基づいて行われる。図４は本発明装置を用いて行われる各処理の流れの概要を示すフローチャート、図５は本発明に係るプラズマを用いたクリーニング処理時の各ガスの供給態様とプラズマのオン・オフの態様の関係を示すフローチャート、図６は成膜処理の進行に従って発生するパーティクル数を示すグラフである。
【００４４】
前述したように、本発明に係る処理装置２２では、プラズマを用いた所定のプラズマ成膜処理とプラズマを用いない所定の熱処理とを選択的に行うことができるようになっている。上記プラズマを用いない加熱による所定の成膜処理としては、例えば熱ＣＶＤ処理や熱ＡＬＤ処理が対応する。このような、プラズマを用いない成膜処理を行うと（図４中のＳ１）、必然的に処理容器２４内の内壁面やプラズマ室７０を区画するプラズマ区画壁７６の内面等に不要な付着膜が堆積することは避けられない。
【００４５】
このような不要な付着膜は、このようなプラズマを用いない成膜処理を複数バッチに亘って連続的に行う場合には、かなりの厚さの不要な付着膜が堆積した時に、通常のようにドライクリーニングやウェットクリーニング処理を行えばよいが、プラズマを用いた成膜処理（図４中のＳ３）を行う場合には、特にプラズマ区画壁７６の内面に僅かな厚さの不要な付着膜が付着しているだけでも、この付着膜がプラズマの発生時の衝撃力により、或いはプラズマ自体によるスパッタ等により壁面から剥がれ落ちてパーティクルの発生原因となってしまう。
【００４６】
そのため、図４に示すように、特にプラズマを用いない成膜処理（Ｓ１）から、プラズマを用いた成膜処理（Ｓ３）へ移行する際には、その直前に本発明方法に係るプラズマを用いたクリーニング処理Ｓ２を実行することとし、これにより僅かな不要な付着膜でもこれを除去するようにする。この結果、後工程のステップＳ３で行うプラズマを用いた成膜処理時にパーティクルが発生しないようにすることが可能となる。
【００４７】
ここで具体的な成膜処理について説明する。まず、常温の多数枚、例えば５０〜１００枚の３００ｍｍサイズのウエハＷが載置された状態のウエハボート３２を予め所定の温度になされた処理容器２４内にその下方より上昇させてロードし、蓋部３８でマニホールド２８の下端開口部を閉じることにより容器内を密閉する。そして処理容器２４内を真空引きして所定のプロセス圧力に維持すると共に、加熱手段１００への供給電力を増大させることにより、ウエハ温度を上昇させてプロセス温度を維持し、上記ＤＣＳガスとＮＨ３ ガスとを原料ガス供給手段５０及びプラズマ用ガス供給手段４８からそれぞれ供給し、回転しているウエハボート３２に支持されているウエハＷの表面にシリコン窒化膜（ＳｉＮ）を形成する。
【００４８】
この際、プラズマを用いない成膜処理、例えば熱ＣＶＤ処理を行う場合には、原料ガス分散ノズル５６からのＤＣＳガスとプラズマ用ガス分散ノズル５４からのＮＨ３ ガスとを同時に且つ連続的に供給し、これによりこれらの混合ガスは各ウエハＷ間を通過しつつ反応してウエハ表面にＳｉＮ膜を堆積し、この混合ガスは反対側の排気口７１より排気されて行くことになる。尚、この場合、高周波電源８２はオフ状態になっており、プラズマを用いていないのは勿論である。
【００４９】
またプラズマレスの熱ＡＬＤ処理を行う場合には、ＮＨ３ ガスはプラズマ用ガス分散ノズル５４の各ガス噴射孔５４Ａから水平方向へ噴射され、また、ＤＣＳガスは原料ガス分散ノズル５６の各ガス噴射孔５６Ａから水平方向へ噴射される。この場合、上記各ガスは、連続的に供給されるのではなく、互いにタイミングをずらして供給する。そして、タイミングをずらしたガス同士は、間に間欠期間（パージ期間）を挟んで交互に間欠的に繰り返し供給され、シリコン窒化膜の薄膜を繰り返し積層する。上記両ガスは、先にＤＣＳガスを供給して原料ガスをウエハ表面に付着させ、その後にＮＨ３ ガスを供給してウエハ表面に付着している原料ガスを窒化して薄い層状のシリコン窒化膜を形成する、という１サイクルの処理を複数回繰り返し行う。
【００５０】
この場合、両ガスの供給動作の間の間欠期間ではパージガスとしてＮ２ ガスを供給し、容器内の残留ガスの排出を促進させる。そして、この成膜処理が行われている間は、真空排気系９２によって連続的に真空引きが行われている。またこの熱ＣＶＤ処理や熱ＡＬＤ処理時におけるプロセス温度は例えば６５０℃以上である。尚、この場合にも、高周波電源８２はオフ状態になっており、プラズマを用いていないのは勿論である。
上記熱ＣＶＤ処理や熱ＡＬＤ処理では、上述したように特にプラズマ室７０を区画するプラズマ区画壁７６の内面に特に不要な付着膜が堆積するので、プラズマを用いた成膜処理を開始するに先立って、本発明に係るクリーニング処理を行う。
【００５１】
また、ステップＳ３に示すプラズマを用いた成膜処理としては、例えばプラズマＣＶＤ処理やプラズマＡＬＤ処理が対応する。一例としてプラズマＡＬＤ処理を行う場合について説明すると、この時のガスの供給形態は先に説明した熱ＡＬＤ処理を行う時と同様であり、ＮＨ３ ガスとＤＣＳガスとを交互に且つ間欠的にパルス状に供給すると同時に、この間欠期間ではパージガスとして例えばＮ２ ガスを供給し、容器内の残留ガスの排出を促進させる。そして、ここではＮＨ３ ガスを供給する時に同期させて高周波電力をパルス状に供給し、プラズマを立ててＮＨ３ の活性種を形成する。
【００５２】
これにより、シリコン窒化膜の薄膜が一層ずつ繰り返し形成されることになる。この場合には、プラズマのアシストによりシリコン窒化膜が形成されるので、先のプラズマレスの熱ＡＬＤ処理時のプロセス温度よりも低い温度で成膜を行うことができる。
また、この時のプラズマ形成のためのプラズマ形成手段７２の電力は例えば３００ワット程度である。
【００５３】
ここではプラズマＡＬＤ処理について説明したが、プラズマＣＶＤ処理によりシリコン窒化膜を形成するようにしてもよく、この場合には、ＮＨ３ ガス及びＤＣＳガスを同時に連続的に供給し、これと同時にプラズマも連続的に立ててＮＨ３ ガスの活性種を形成する。この場合にも、プラズマ形成手段７２の電力は例えば３００ワット程度である。また、このプラズマＡＬＤ処理やプラズマＣＶＤ処理時のプロセス温度は例えば６５０℃より低く設定する。
また、ここではＳｉＮ膜を形成する場合を例にとって説明したが、この薄膜に炭素やホウ素やリン等の不純物元素を導入した薄膜を形成するようにしてもよく、必要に応じて不純物ガス導入用の分散ノズルを設ければよい。
【００５４】
次に、上記プラズマを用いない成膜処理（Ｓ１）とプラズマを用いた成膜処理（Ｓ３）の間に行われる本発明に係るプラズマを用いたクリーニング処理（Ｓ２）について説明する。
図５にこのクリーニング処理時のガスの供給態様とプラズマのオン・オフの態様が示されている。クリーニング処理を行う時には、当然のこととして処理容器２４内にはウエハＷは収容しておらず、また空のウエハボート３２を処理容器２４内に収容していてもよく、或いは収容していなくてもよい。
【００５５】
このクリーニング処理時には、プラズマ化が可能なクリーニングガスとしてＮＨ３ ガスをプラズマ用ガス分散ノズル５４から所定のサイクルで間欠的に供給し（図５（Ａ）参照）、またＮＨ３ ガスを供給しない時（間欠期間）にはプラズマ用ガス分散ノズル５４から不活性ガスとして例えばＮ２ ガスを供給する（図５（Ｂ）参照）。このＮ２ ガスの供給により、剥がれた薄膜の排出を促進させる。このノズル５４からのＮ２ ガスの供給は、図１において、迂回ガス通路６８に介設した開閉弁６８Ａを開状態に設定することにより行うことができる。
これと同時に、処理容器２４内のパージガス分散ノズル５８からは、不活性ガスとして例えばＮ２ ガスを連続的に供給する（図５（Ｃ）参照）。これにより、先に剥がれた薄膜の排出を促進させる。
【００５６】
更に、上記ＮＨ３ ガスの供給のタイミングに同期させて、高周波電源８２をオン・オフ制御して、ＮＨ３ ガスの供給時に同時にプラズマが立つように制御する（図５（Ｄ）参照）。これにより、ＮＨ３ ガスの供給時にタイミングを合わせてプラズマが立つことになるので、プラズマがパルス状に発生することになり、このプラズマの着火時の大きな衝撃力やプラズマによるスパッタ作用によりプラズマ区画壁７６の内面に堆積していた不要な付着膜が効率的に剥がれることになる。
【００５７】
このように剥がれ落ちた薄膜は、ＮＨ３ ガスの供給ノズルと同じノズル５４より供給されるＮ２ ガスにより、また処理容器２４内に設けたノズル５８より供給されるＮ２ ガスにより随伴して流れて行くので、上述したように排出が促進されて排出口７１を介して流出して行く。尚、このＮ２ ガスの供給は２つのノズル５４、５８の内の少なくともいずれか一方のノズルからの供給を行えばよい。
このクリーニング処理時のプロセス条件については、プラズマのオン時のパルス幅Ｔ１は、例えば５ｓｅｃ程度、ＮＨ３ ガスのパルス状の供給開始から次のパルス状の供給開始までの１サイクルの期間Ｔ２は例えば２５ｓｅｃ程度である。このクリーニング処理時間は、累積膜厚にもよるが、例えば数時間程度である。
【００５８】
またＮＨ３ ガスの供給量は例えば５リットル／ｍｉｎ程度、ノズル５４からのＮ２ ガスの供給量は例えば３リットル／ｍｉｎ程度、ノズル５８からのＮ２ ガスの供給量は例えば３リットル／ｍｉｎ程度である。またクリーニング処理時のプラズマ室７０内の圧力は、プラズマが発生し得るような圧力範囲内に設定し、例えば本実施例のようにＮＨ３ ガスを用いた場合には１０Ｔｏｒｒ（１３３３Ｐａ）以下に設定するのがよい。また、この時の処理容器２４内の温度は例えば    ℃程度に設定する。
【００５９】
このように、プラズマ用ガス供給手段４８からプラズマ化が可能なクリーニングガスを供給しつつプラズマを発生させ、このプラズマによるスパッタ効果等で内壁に付着している不要な薄膜を除去するようにしたので、後工程におけるプラズマ成膜時にパーティクルが発生することを大幅に抑制することができる。
【００６０】
また、ここでプラズマを点火して発生させる時のプラズマ形成手段７２における電力は、このクリーニング処理の直後に行われるプラズマを用いた成膜処理（図４中のＳ３）時のプラズマ電力よりも大きくなるように設定する。例えば上記プラズマを用いた成膜処理時のプラズマ電力は、前述のように例えば３００ワットであるのに対して、このクリーニング処理時には上記３００ワットの電力よりも大きな電力、例えば３５０ワット程度に設定するのがよい。これにより、このクリーニング処理の直後に行われるプラズマを用いた成膜処理時に剥がれ落ちる可能性のある薄膜は、この大きな電力による衝撃力が伴ったクリーニング処理でほとんど剥がれ落として除去することができるので、この直後に行われるプラズマを用いた成膜処理時にパーティクルが発生することを一層抑制することができる。
【００６１】
換言すれば、クリーニング処理におけるプラズマ形成手段７２の電力を、プラズマ成膜処理におけるプラズマ形成手段７２の電力よりも大きく設定しているので、クリーニング処理後の後工程であるプラズマ成膜処理時においてプラズマを発生させても、この時の電力はクリーニング処理時の電力よりも小さいので、このプラズマ成膜処理時の小さな電力による小さな衝撃力で剥離するような不要な薄膜は、すでにクリーニング処理時の大きな電力による大きな衝撃力により剥離されて取り除かれている状態になっており、この結果、後工程であるプラズマ成膜処理時においてパーティクルが発生することを一層抑制することができる。
【００６２】
また、ここではクリーニングガスとして、プラズマ化が可能であって、且つ後工程のプラズマを用いた成膜処理においても用いるガス、すなわちここではＮＨ３ ガスを用いているので、後工程のプラズマを用いた成膜処理時に膜中に余分な不純物が混入する恐れがない。
また、ここでは上記クリーニング処理時に、クリーニングガスとしてＮＨ３ ガスを供給したが、このクリーニングガスとしては、Ｆ系及びＣｌ系のハロゲン系ガス以外のプラズマ化が可能なガスならばどのようなガス種を用いてもよい。例えばＮＨ３ ガスに代えて、不活性ガスとしてＨｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅガス等を用いてもよく、この場合にも、後工程のプラズマを用いた成膜処理時に膜中に余分な不純物が混入する恐れがない。
【００６３】
従って、クリーニング処理を短時間で行い、且つ直ちに次のプラズマを用いた成膜処理へ移行することができるので、装置の稼働率を向上させることができる。この点に関して、Ｆ系やＣｌ系のハロゲン系ガスをクリーニングガスとして用いると、クリーニング処理後にＦ元素やＣｌ元素を容器内より排除するのに多くの時間を要し、また、容器内のコンディションを整えるプリコート処理も必要なので、装置稼働率を大幅に低下させてしまう。従って、ハロゲン系ガスはクリーニングガスとしては適さない。
【００６４】
ここで、本発明に係るクリーニング処理を行った時のパーティクルの発生量について実験を行って評価したので、従来方法と比較しつつ、その評価結果について説明する。
図６は成膜処理の進行に従って発生するウエハ上のパーティクル数を示すグラフである。図６（Ａ）はクリーニング処理を行っていない時のパーティクル量の変化を示し、図６（Ｂ）は途中で本発明に係るクリーニング処理を行った時のパーティクル量の変化を示す。パーティクルは０．１８μｍ以上のものをカウントした。図中において、”ＴＯＰ”はウエハボートの上段に位置するウエハ上のパーティクル数を示し、”ＣＴＲ”はウエハボートの中段に位置するウエハ上のパーティクル数を示し、”ＢＴＭ”はウエハボートの下段に位置するウエハ上のパーティクル数を示す。
【００６５】
図６（Ａ）に示す場合には、熱ＣＶＤ処理（プラズマレス）［累積成膜量：０．６５μｍ］→プラズマＡＬＤ処理→プラズマＡＬＤ処理→熱ＣＶＤ処理（プラズマレス）［累積成膜量：０．６５μｍ］→プラズマＡＬＤ処理→プラズマＡＬＤ処理の順序で処理を行っている。この場合には、プラズマを用いないプラズマレスの熱ＣＶＤ処理を行った後に、プラズマＡＬＤ処理を行った場合には、パーティクル数が１００００個程度、或いはそれ以上になっており、多量のパーティクルが発生している。この理由は、プラズマレスの熱ＣＶＤ処理を行った時にプラズマ室７０の内壁に付着した不要な膜が、プラズマＡＬＤ処理を行った時にプラズマの衝撃力により剥がれ落ちてパーティクルになっているからである。
【００６６】
これに対して、図６（Ｂ）に示す場合には、熱ＣＶＤ処理（プラズマレス）［累積成膜量：０．６５μｍ］→本発明のプラズマを用いたクリーニング処理→プラズマＡＬＤ処理→プラズマＡＬＤ処理→プラズマＡＬＤ処理の順序で処理を行っている。この場合には、プラズマレスの熱ＣＶＤ処理の後に、本発明のプラズマを用いたクリーニング処理を行っているので、その後、３回連続でプラズマＡＬＤ処理を行っても、発生するパーティクル数は最高でも５０個程度であり、発生するパーティクル数を大幅に抑制できることを確認することができた。また、プラズマＡＬＤ処理中では、プラズマ室７０を区画する壁面がプラズマにより常にスパッタされているので、ここに不要な膜が付着することは非常に少ないことも確認することができた。
【００６７】
尚、以上説明した実施例ではクリーニング処理時に、図５（Ｄ）に示すようにプラズマを、ＮＨ３ ガスの間欠供給に同期させてパルス状にオンさせるようにしたが、これに限定されず、図５（Ｅ）に示す変形例のように、プラズマを連続的に形成するようにしてもよい。これによれば、プラズマが着火する時の大きな衝撃力は１回だけなので、図５（Ｄ）に示す場合よりも不要な薄膜の剥離効果は少し劣るが、この場合でもプラズマによるスパッタ効果で不要な薄膜を十分に剥がし落とすことができる。また、図５（Ａ）において、ガスの使用量が大量になるが、このＮＨ３ ガスをパルス状ではなく、連続的に供給するようにしてもよい。
【００６８】
また図３に示すように、パージガス分散ノズル５８をプラズマ室７０内へ収容した場合には、このノズル５８より図５（Ｃ）に示すように連続的にＮ２ ガスを供給して剥がれ落とした薄膜のプラズマ室７０からの排出を促進しているので、図５（Ｂ）に示すような他方のノズル５４からのＮ２ ガスの供給を不要とすることができる。
また、ここではパージ用の不活性ガスとしてＮ２ ガスを用いたが、これに代えて他の不活性ガス、例えばＨｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅ等を用いてもよい。
【００６９】
また上記各実施例では、図４に示すように、熱ＣＶＤ処理や熱ＡＬＤ処理のようなプラズマを用いない成膜処理（Ｓ１）から、プラズマＣＶＤ処理やプラズマＡＬＤ処理のようなプラズマを用いた成膜処理（Ｓ３）へ成膜方法を切り替える時に、本発明方法のクリーニング処理（Ｓ２）を行なう場合を例にとって説明したが、これに限定されない。すなわち、プラズマを用いる、用いないに係わらず、ある程度の不要な付着膜が堆積したならば、本発明方法のプラズマを用いたクリーニング処理を行えばよい。従って、例えばある程度の枚数のウエハに対してプラズマを用いた、或いは用いない成膜処理を行った後に、本発明のプラズマを用いたクリーニング処理を行ない、その後に、再度、プラズマを用いた、或いは用いない成膜処理を行うようにしてもよい。
【００７０】
更に、本実施例では主にシリコン窒化膜を形成する場合を例にとって説明したが、形成される膜種はこれに限定されず、どのような薄膜を形成する場合にも、本発明方法を適用することができる。
また、本発明のプラズマを用いたクリーニング処理の前後に行われる成膜の膜種も同一のものに限らず、クリーニング処理の前後で異なる膜種の成膜を行ってもよいのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の係る処理装置の一例を示す縦断面構成図である。
【図２】処理装置（加熱手段は省略）を示す横断面構成図である。
【図３】本発明に係る処理装置の変形例の一部を示す部分断面図である。
【図４】本発明装置を用いて行われる各処理の流れの概要を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係るプラズマを用いたクリーニング処理時の各ガスの供給態様とプラズマのオン・オフの態様の関係を示すフローチャートである。
【図６】成膜処理の進行に従って発生するパーティクル数を示すグラフである。
【図７】従来の一般的な縦型のプラズマ処理装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００７２】
２２  処理装置
２４  処理容器
３２  ウエハボート（保持手段）
４８  プラズマ用ガス供給手段
５０  原料ガス供給手段
５２  パージガス供給手段
５４  プラズマ用ガス分散ノズル
５６  原料ガス分散ノズル
５８  パージガス分散ノズル
７０  プラズマ室
７２  プラズマ形成手段
８０  プラズマ電極
８２  高周波電源
９２  真空排気系
１００  加熱手段
１０２  制御手段
１０４  記憶媒体
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
【図１】
2008021860.tif 000003
【図２】
2008021860.tif 000004
【図３】
2008021860.tif 000005
【図４】
2008021860.tif 000006
【図５】
2008021860.tif 000007
【図６】
2008021860.tif 000008
【図７】
2008021860.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月12日(2007.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空引き可能になされた縦型の筒体状の処理容器と、
被処理体を複数枚保持して前記処理容器内へ収容する保持手段と、
前記処理容器の側壁にその長さ方向に沿って設けられてプラズマを発生するためのプラズマ室と、
前記プラズマ室にプラズマ用ガスを供給するプラズマ用ガス供給手段と、
前記プラズマ室にプラズマを立てるためのプラズマ形成手段と、
前記処理容器の周囲を囲むようにして設けた加熱手段とを有し、前記被処理体に対してプラズマにより発生した活性種によるプラズマ成膜処理とプラズマを用いない加熱による成膜処理とを選択的に行うことができる処理装置をクリーニングするクリーニング方法において、
前記プラズマ用ガス供給手段からプラズマ化が可能なクリーニングガスを供給しつつ前記プラズマを発生させてクリーニング処理を行うようにしたことを特徴とする処理装置のクリーニング方法。
【請求項２】
前記プラズマを連続的に発生させることを特徴とする請求項１記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項３】
前記プラズマをパルス状に間欠的に発生させることを特徴とする請求項１記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項４】
前記クリーニングガスは前記プラズマの発生と同期して供給されることを特徴とする請求項３記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項５】
前記プラズマ室内へは前記クリーニングガスを供給しない間欠期間には不活性ガスを供給することを特徴とする請求項４記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項６】
前記不活性ガスは前記プラズマガス供給手段から前記クリーニングガスと交互に切り替えて供給されることを特徴とする請求項５記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項７】
前記クリーニングガスは連続的に供給されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項８】
前記処理容器内へ不活性ガスが連続的に供給されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項９】
前記クリーニング処理を行う直前には、プラズマを用いない熱成膜処理が行われており、且つ前記クリーニング処理の直後には、プラズマを用いない熱成膜処理、或いはプラズマを用いたプラズマ成膜処理が行われることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項１０】
前記クリーニング処理を行う直前には、プラズマを用いた成膜処理が行われており、且つ前記クリーニング処理の直後には、プラズマを用いない熱成膜処理、或いはプラズマを用いたプラズマ成膜処理が行われることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項１１】
前記クリーニング処理における前記プラズマ形成手段の電力は、前記プラズマ成膜処理における前記プラズマ形成手段の電力よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項９又は１０記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項１２】
前記クリーニングガスは前記プラズマ成膜処理で用いられるガスであることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項１３】
前記クリーニングガスはＦ系及びＣｌ系ガス以外のガスであることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項１４】
前記Ｆ系及びＣｌ系ガス以外のガスは、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅよりなる群から選択されるガスであることを特徴とする請求項１３記載の処理装置のクリーニング方法。
【請求項１５】
真空引き可能になされた縦型の筒体状の処理容器と、
被処理体を複数枚保持して前記処理容器内へ収容する保持手段と、
前記処理容器の側壁にその長さ方向に沿って設けられてプラズマを発生するためのプラズマ室と、
前記プラズマ室にプラズマ用ガスを供給するプラズマ用ガス供給手段と、
前記プラズマ室にプラズマを立てるためのプラズマ形成手段と、
前記処理容器内の周囲を囲むようにして設けた加熱手段と、
前記処理容器内へ原料ガスを供給する原料ガス供給手段とを有し、前記被処理体に対してプラズマにより発生した活性種によるプラズマ成膜処理とプラズマを用いない加熱による成膜処理とを選択的に行うことができる処理装置において、
請求項１乃至１４のいずれかに記載のクリーニング方法を行うように制御する制御手段を設けるように構成したことを特徴とする処理装置。
【請求項１６】
真空引き可能になされた縦型の筒体状の処理容器と、
被処理体を複数枚保持して前記処理容器内へ収容する保持手段と、
前記処理容器の側壁にその長さ方向に沿って設けられてプラズマを発生するためのプラズマ室と、
前記プラズマ室にプラズマ用ガスを供給するプラズマ用ガス供給手段と、
前記プラズマ室にプラズマを立てるためのプラズマ形成手段と、
前記処理容器内の周囲を囲むようにして設けた加熱手段と、
前記処理容器内へ原料ガスを供給する原料ガス供給手段とを有し、前記被処理体に対してプラズマにより発生した活性種によるプラズマ成膜処理とプラズマを用いない加熱による成膜処理とを選択的に行うことができる処理装置を制御するに際して、
請求項１乃至１４のいずれかに記載のクリーニング方法を行なうように前記処理装置を制御するプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、例えば請求項１４に記載されたように、前記Ｆ系及びＣｌ系ガス以外のガスは、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅよりなる群から選択されるガスである。
請求項１５に係る発明は、真空引き可能になされた縦型の筒体状の処理容器と、被処理体を複数枚保持して前記処理容器内へ収容する保持手段と、前記処理容器の側壁にその長さ方向に沿って設けられてプラズマを発生するためのプラズマ室と、前記プラズマ室にプラズマ用ガスを供給するプラズマ用ガス供給手段と、前記プラズマ室にプラズマを立てるためのプラズマ形成手段と、前記処理容器内の周囲を囲むようにして設けた加熱手段と、前記処理容器内へ原料ガスを供給する原料ガス供給手段とを有し、前記被処理体に対してプラズマにより発生した活性種によるプラズマ成膜処理とプラズマを用いない加熱による成膜処理とを選択的に行うことができる処理装置において、前記いずれかに記載のクリーニング方法を行うように制御する制御手段を設けるように構成したことを特徴とする処理装置である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項１６に係る発明は、真空引き可能になされた縦型の筒体状の処理容器と、被処理体を複数枚保持して前記処理容器内へ収容する保持手段と、前記処理容器の側壁にその長さ方向に沿って設けられてプラズマを発生するためのプラズマ室と、前記プラズマ室にプラズマ用ガスを供給するプラズマ用ガス供給手段と、前記プラズマ室にプラズマを立てるためのプラズマ形成手段と、前記処理容器内の周囲を囲むようにして設けた加熱手段と、前記処理容器内へ原料ガスを供給する原料ガス供給手段とを有し、前記被処理体に対してプラズマにより発生した活性種によるプラズマ成膜処理とプラズマを用いない加熱による成膜処理とを選択的に行うことができる処理装置を制御するに際して、前記いずれかに記載のクリーニング方法を行なうように前記処理装置を制御するプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体である。