(57)【要約】【課題】半導体装置の製造工程において、プラズマクリーニング直後に処理室内に残留する浮遊異物が、直後のウエハ処理時に異物を増加させる原因となる場合がある。本発明の目的は、これらの課題の解決策を提供するものである。【解決手段】特にプラズマクリーニング後の処理室の真空排気時間を設定により変更可能にすることで、プラズマクリーニング直後の処理時における異物の増加を防止するものである。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器の中にプラズマを発生させる工程と、及び該発生させたプラズマにより表面加工される試料を試料台に設置する工程とを含むプラズマ処理方法において、前記試料を表面加工する前に、前記真空容器内壁の堆積膜を除去するためのプラズマによるクリーニング処理、またはプラズマを発生させることにより導入したガスを分解して真空容器内壁に堆積膜を形成するシーズニング処理を行うプラズマ処理方法であって、少なくとも前記クリーニングまたはシーズニングのどちらかの処理の終了後、前記試料を表面加工するまでの真空容器内の真空排気時間を、前記試料の表面加工終了後の真空排気時間と異なる時間に設定することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ処理方法において、クリーニングまたはシーズニングの少なくともどちらかの処理の間に試料を少なくとも２枚以上加工することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項３】
請求項１記載のプラズマ処理方法において、クリーニングまたはシーズニングの際に、試料台にシリコンウエハまたはシリコン酸化膜ウエハを設置することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項４】
請求項１記載のプラズマ処理方法において、クリーニング後にシーズニングを続けて行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項５】
請求項１記載のプラズマ処理方法において、クリーニングまたはシーズニングを周期的に行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項６】
請求項１記載のプラズマ処理方法において、クリーニングまたはシーズニング後の真空排気中に真空容器内に不活性ガスを導入することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項７】
真空容器と、真空容器中にプラズマを発生させる手段、及び該プラズマにより表面加工される試料を設置する試料台を含むプラズマ処理装置において、前記試料を表面加工する前に、前記真空容器内壁の堆積膜を除去するためのプラズマによるクリーニング処理、またはプラズマを発生させることにより導入したガスを分解して真空容器内壁に堆積膜を形成するシーズニング処理を行う手段を備えるプラズマ処理装置であって、少なくとも前記クリーニングまたはシーズニングのどちらかの処理の終了後、前記試料を表面加工するまでの真空容器内の真空排気時間を、前記試料の表面加工終了後の真空排気時間と異なる時間に設定する手段を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】
請求項７記載のプラズマ処理装置において、クリーニングまたはシーズニングの少なくともどちらかの処理の間に試料を少なくとも２枚以上加工することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項７記載のプラズマ処理装置において、クリーニングまたはシーズニングの際に、試料台にシリコンウエハまたはシリコン酸化膜ウエハを設置することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１０】
請求項７記載のプラズマ処理装置において、クリーニング後にシーズニングを続けて行うことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１１】
請求項７記載のプラズマ処理装置において、クリーニングまたはシーズニングを周期的に行うことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１２】
請求項７記載のプラズマ処理装置において、クリーニングまたはシーズニング後の真空排気中に真空容器内に不活性ガスを導入することを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子の表面加工方法に係わり、特にプラズマを用いて処理室となる真空容器のクリーニング処理またはシーズニング処理を行うエッチング方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板上にプラズマ処理によるエッチングを行った場合、処理を行うエッチング処理室としての真空容器の内壁には反応生成物が付着する。このような反応生成物は、異物の原因になるため、定期的に除去する必要がある。そこで、従来はエッチング処理室の内壁の異物を、プラズマによるドライエッチングにより除去し処理室内部をクリーニングする方法が用いられていたが、クリーニング時に発生した浮遊異物がクリーニング直後に処理するウエハの異物レベルを悪化させるケースについては検討されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
半導体装置の製造工程において、塵埃（異物）が基板に付着すると、目的のデバイスのパターン欠陥を引き起こし、製造工程における歩留まりを低下させる。一方、近年の製造工程の微細加工においては、プラズマを利用するドライエッチングプロセスが重要になっている。すなわち、各種ガスを装置内に導入し、導入したガスのプラズマの反応を利用してエッチングを行うものである。このようなプロセスでは、エッチングにともなって発生する生成物が装置内壁のいたるところに堆積膜となって付着する。すなわち、ドライエッチングにおいてはエッチングガスがプラズマ中で分解や結合されること、また、エッチングにより生成されるエッチング副生成物により装置内壁に堆積膜が付着する。このような堆積膜は、処理枚数が増加し膜厚が厚くなると部分的に剥離して塵埃となり、デバイスパターンの欠陥となる。そこで、これらの付着堆積物を定期的に除去する必要が生じる。従来、このような付着堆積物の除去方法として、クリーニング用のプラズマを用いて行うプラズマクリーニングが利用されてきたが、クリーニング時に処理室内壁の堆積膜が除去される過程で発生した塵埃がプラズマ中の浮遊異物となり、プラズマクリーニング直後は処理室内に残留しているため、直後のウエハ処理時の異物レベルを悪化させる原因となる場合がある。本発明の目的は、これらの課題の解決策を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記浮遊異物は、プラズマクリーニング後の真空排気中に時間の経過と共に減少する傾向があり、上記課題を解決するために、プラズマクリーニング後の処理室の真空排気時間を設定により変更可能にすることで、プラズマクリーニング直後の試料処理時における異物レベルの悪化を防止するものである。また、この方法では上記の真空排気時間を半導体デバイスウエハ処理等の後の真空排気時間とは独立に変更できるため、装置のスループットの低下を最低限に抑えることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１〜２により説明する。
【０００６】
図１は、本発明を適用するプラズマ処理装置のプラズマ生成部の詳細を示した図である。本実施例はプラズマを生成する手段としてＵＨＦ波と磁界を利用した例である。ＵＨＦ波電源１０１から同軸ケーブル１０２、アンテナ１０３とＵＨＦ波透過窓（例えば石英平板）１０４を介して真空容器１１０にＵＨＦ波が導入される。真空容器１１０の廻りは、石英もしくはアルミナの円筒１１１で覆い、磁場を発生するソレノイドコイル１０５が設置されており、磁場とＵＨＦ波の相乗作用を利用して、プラズマ１０６を発生させる構造となっている。φ２００ｍｍの試料１０７は試料台１０８上に設置され、直流電源１１３により印加された直流電圧により誘電膜１０９と前記試料１０７を静電吸着している。前記試料台１０８には連続的もしくは周期的にオン、オフできる高周波電源１１２と前記試料台１０８温度調整のための冷媒温度コントローラ１１５が接続されている。また、前記真空容器１１０に隣接して、真空に排気されたバッファ室１１６が有り開閉可能なゲート１１７によって前記真空容器１１０と仕切られている。前記バッファ室１１６内には前記試料１０７の次に処理される試料１１８が真空中で試料の搬送を行うハンド１１９上に待機しており、試料１０７処理終了後は前記試料１０７はバッファ室１１６内のハンド１２０によって搬出される。
【０００７】
上述のエッチング装置を用いて、真空容器１１０内に前記試料１０７を前記試料台１０８上に設置した状態で、ＳＦ６ガスを導入し、プラズマクリーニングを実施した後、ゲート１１７を開放し、ウエハを真空容器１１０からハンド１２０によって搬出したのちゲート１１７を閉鎖する。前記ゲート１１７閉鎖後に所定時間、前記真空容器１１０を真空排気した後ゲート１１７を開放し、ハンド１１９上の試料１１８を前記試料台１０８上に設置し、Ａｒガスプラズマにさらして処理前後の試料１１８上の異物数の増加を調べた結果、前記プラズマクリーニング後の真空排気時間の延長と共に前記異物の増加数が低下することが判った。本測定結果を図２に示す。
【０００８】
上記のようにプラズマクリーニング後の真空排気時間を延長することによって直後の試料処理時の異物の増加を防止することができる。
【０００９】
尚、本技術はＥＣＲプラズマ方式の装置のみならず、反応性イオンエッチング、マグネトロンエッチング、誘導結合型プラズマエッチング等の処理装置にも応用可能であることは言うまでもない。
【００１０】
【発明の効果】
本発明によれば、プラズマクリーニング直後の浮遊異物による、直後の処理試料の異物レベルの悪化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例のプラズマ処理室構成を示す構成図。
【図２】図２は、本発明の一実施例のプラズマクリーニング後の真空排気時間に対するプラズマクリーニング直後の試料上の異物数を測定した例。
【符号の説明】
１０１−ＵＨＦ波電源、１０２−同軸ケーブル、１０３−アンテナ、１０４−ＵＨＦ波透過窓、１０５−ソレノイドコイル、１０６−プラズマ、１０７−試料、１０８−試料台、１０９−誘電膜、１１０−真空容器、１１１−円筒、１１２−高周波電源、１１３−直流電源、１１４−リング、１１５−冷媒温度コントローラ、１１６−バッファ室、１１７−ゲート、１１８−試料Ｂ、１１９−ハンドＡ、１２０−ハンドＢ
【図１】
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【図２】
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