(57)【要約】【課題】成膜工程の際にＣＶＤチャンバーの内壁、電極などの表面に付着、堆積したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物を、効率良く除去することができ、しかも、上部電極、対向電極ステージ（下部電極）へのダメージも少ないクリーニングを実施することができるとともに、高品質な薄膜製造が可能なＣＶＤ装置、およびそれを用いたＣＶＤ装置のクリーニング方法を提供する。【解決手段】基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングするＣＶＤ装置のクリーニング方法であって、ＲＦ電極に印加するＲＦの周波数が、成膜のために印加する第１の周波数と、プラズマクリーニングする際に印加する第２の周波数とを切替える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置であって、
基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングする際に、
前記ＲＦ電極に印加するＲＦの周波数が、成膜のために印加する第１の周波数と、プラズマクリーニングする際に印加する第２の周波数とを切替えることができるように構成されていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２】
ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置であって、
基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングする際に、
前記ＲＦ電極に第１の周波数のＲＦを印加してプラズマクリーニングする第１のステップと、
次いで第２の周波数のＲＦを印加してプラズマクリーニングする第２のステップとを有するように構成されていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項３】
前記第１のステップと第２のステップで電極間隔を変化させることを特徴とする請求項２に記載のＣＶＤ装置。
【請求項４】
前記第１のステップよりも第２のステップでの電極間隔を大きくすることを特徴とする請求項３に記載のＣＶＤ装置。
【請求項５】
ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置であって、
基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングする際に、
前記ＲＦ電極にＲＦを印加して、プラズマクリーニングを行う第１のステップと、
次いで、リモートプラズマにより活性化されたクリーニングガスをＣＶＤチャンバーの上下電極側面、裏面、ＣＶＤチャンバー壁面に導入し、クリーニングする第２のステップとを有するように構成されていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項６】
ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置であって、
基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングする際に、
前記ＲＦ電極にＲＦを印加して、プラズマクリーニングを行う第１のステップと、
次いで、前記ＲＦ電極とは別箇に設けた第２のＲＦ電極にＲＦを印加して放電し、前記ＲＦ電極、前記対向電極ステージの側面、裏面、前記ＣＶＤチャンバー側壁をプラズマクリーニングする第２のステップとを有するように構成されていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項７】
前記第２のＲＦ電極が、ＣＶＤチャンバーの側壁に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のＣＶＤ装置。
【請求項８】
前記第２の周波数が、６０ＭＨｚであることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載のＣＶＤ装置。
【請求項９】
前記第１の周波数が、１３．５６ＭＨｚであることを特徴とする請求項１、２、８のいずれかに記載のＣＶＤ装置。
【請求項１０】
前記クリーニングガスとして、ＣＯＦ２とＯ２の混合ガスを使用することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のＣＶＤ装置。
【請求項１１】
前記クリーニングガスとして、Ｆ２ガス、または、Ｆ２とＯ２の混合ガス、または、Ｆ２とＡｒの混合ガス、または、Ｆ２とＮ２の混合ガスを使用することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のＣＶＤ装置。
【請求項１２】
ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置において、
基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングするＣＶＤ装置のクリーニング方法であって、
前記ＲＦ電極に印加するＲＦの周波数が、成膜のために印加する第１の周波数と、プラズマクリーニングする際に印加する第２の周波数とを切替えることを特徴とするＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項１３】
ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置において、
基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングするＣＶＤ装置のクリーニング方法であって、
前記ＲＦ電極に第１の周波数のＲＦを印加してプラズマクリーニングする第１のステップと、
次いで第２の周波数のＲＦを印加してプラズマクリーニングする第２のステップとを有することを特徴とするＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項１４】
前記第１のステップと第２のステップで電極間隔を変化させることを特徴とする請求項１３に記載のＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項１５】
前記第１のステップよりも第２のステップでの電極間隔を大きくすることを特徴とする請求項１４に記載のＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項１６】
ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置において、
基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングするＣＶＤ装置のクリーニング方法であって、
前記ＲＦ電極にＲＦを印加して、プラズマクリーニングを行う第１のステップと、
次いで、リモートプラズマにより活性化されたクリーニングガスをＣＶＤチャンバーの上下電極側面、裏面、ＣＶＤチャンバー壁面に導入し、クリーニングする第２のステップとを有することを特徴とするＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項１７】
ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置において、
基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングするＣＶＤ装置のクリーニング方法であって、
前記ＲＦ電極にＲＦを印加して、プラズマクリーニングを行う第１のステップと、
次いで、前記ＲＦ電極とは別箇に設けた第２のＲＦ電極にＲＦを印加して放電し、前記ＲＦ電極、前記対向電極ステージの側面、裏面、前記ＣＶＤチャンバー側壁をプラズマクリーニングする第２のステップとを有することを特徴とするＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項１８】
前記第２のＲＦ電極が、ＣＶＤチャンバーの側壁に配置されていることを特徴とする請求項１７に記載のＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項１９】
前記第２の周波数が、６０ＭＨｚであることを特徴とする請求項１２から１３のいずれかに記載のＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項２０】
前記第１の周波数が、１３．５６ＭＨｚであることを特徴とする請求項１２、１３、１９のいずれかに記載のＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項２１】
前記クリーニングガスとして、ＣＯＦ２とＯ２の混合ガスを使用することを特徴とする請求項１２から２０のいずれかに記載のＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項２２】
前記クリーニングガスとして、Ｆ２ガス、または、Ｆ２とＯ２の混合ガス、または、Ｆ２とＡｒの混合ガス、または、Ｆ２とＮ２の混合ガスを使用することを特徴とする請求項１２から２０のいずれかに記載のＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項２３】
ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置であって、
前記ＣＶＤチャンバーから排ガスを排出するガス排出経路に配設した排ガス成分を分析する赤外線吸収分析器（ＦＴＩＲ）と、
成膜条件制御装置とを備え、
前記成膜条件制御装置が、
前記ＣＶＤ装置によって、基材表面上に堆積膜を形成する際に、前記対向電極ステージの温度、前記ＲＦ電極と対向電極ステージとの間の電極間隔などの成膜条件を変化させて成膜を行い、
前記ＣＶＤ装置によって、基材表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をクリーニングする際に、
前記赤外線吸収分析器（ＦＴＩＲ）によって、排ガス成分をモニターリングして、
所定の排ガス成分が、所定の濃度以下になるまでの排出量を比較して、前記対向電極ステージの温度、前記ＲＦ電極と対向電極ステージとの間の電極間隔などの成膜条件の最適条件を得て、
この最適条件にて、成膜を実施するように制御するように構成されていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２４】
前記最適条件における対向電極ステージの温度が、２５０〜４００℃であることを特徴とする請求項２３に記載のＣＶＤ装置。
【請求項２５】
前記最適条件における対向電極ステージの温度が、３５０℃であることを特徴とする請求項２４に記載のＣＶＤ装置。
【請求項２６】
前記最適条件におけるＲＦ電極と対向電極ステージとの間の電極間隔が、８〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項２３から２５のいずれかに記載のＣＶＤ装置。
【請求項２７】
前記最適条件におけるＲＦ電極と対向電極ステージとの間の電極間隔が、１７ｍｍであることを特徴とする請求項２６に記載のＣＶＤ装置。
【請求項２８】
ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置を用いた成膜方法であって、
前記ＣＶＤチャンバーから排ガスを排出するガス排出経路に配設した排ガス成分を分析する赤外線吸収分析器（ＦＴＩＲ）と、
成膜条件制御装置とを備え、
前記成膜条件制御装置によって、
前記ＣＶＤ装置によって、基材表面上に堆積膜を形成する際に、前記対向電極ステージの温度、前記ＲＦ電極と対向電極ステージとの間の電極間隔などの成膜条件を変化させて成膜を行い、
前記ＣＶＤ装置によって、基材表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をクリーニングする際に、
前記赤外線吸収分析器（ＦＴＩＲ）によって、排ガス成分をモニターリングして、
所定の排ガス成分が、所定の濃度以下になるまでの排出量を比較して、前記対向電極ステージの温度、前記ＲＦ電極と対向電極ステージとの間の電極間隔などの成膜条件の最適条件を得て、
この最適条件にて、成膜を実施することを特徴とするＣＶＤ装置を用いた成膜方法。
【請求項２９】
前記最適条件における対向電極ステージの温度が、２５０〜４００℃であることを特徴とする請求項２８に記載のＣＶＤ装置を用いた成膜方法。
【請求項３０】
前記最適条件における対向電極ステージの温度が、３５０℃であることを特徴とする請求項２９に記載のＣＶＤ装置を用いた成膜方法。
【請求項３１】
前記最適条件におけるＲＦ電極と対向電極ステージとの間の電極間隔が、８〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項２８から３０のいずれかに記載のＣＶＤ装置を用いた成膜方法。
【請求項３２】
前記最適条件におけるＲＦ電極と対向電極ステージとの間の電極間隔が、１７ｍｍであることを特徴とする請求項３１に記載のＣＶＤ装置を用いた成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェハなどの半導体用基材の表面に均一で高品質の酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４など）などの薄膜を形成する化学気相蒸着（ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））装置に関する。
【０００２】
より詳細には、薄膜形成処理後のＣＶＤチャンバーの内壁などに付着した副生成物を除去するためのクリーニングを実施することのできるＣＶＤ装置、およびそれを用いたＣＶＤ装置のクリーニング方法、ならびに、副生物の付着量を低減することのできるＣＶＤ装置、およびＣＶＤ装置を用いた成膜方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
従来より、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４など）などの薄膜は、薄膜トランジスタなどの半導体素子、光電変換素子などに広範に用いられている。このような酸化シリコン、窒化シリコンなどの薄膜を形成する方法には主に次の３種類が用いられている。
（１）スパッタ、真空蒸着等の物理的気相成膜法
すなわち、固体の薄膜材料を物理的手法である原子あるいは原子団にし、被成膜面上に堆積させて薄膜を形成する方法
（２）熱ＣＶＤ法
すなわち、気体の薄膜材料を高温にすることにより、化学反応を起こさせて薄膜を形成する方法
（３）プラズマＣＶＤ法
すなわち、気体の薄膜材料をプラズマ化させることで化学反応を起こさせて薄膜を形成する方法
特に、（３）のプラズマＣＶＤ法（ｐｌａｓｍａ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｕｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）が、緻密で均一な薄膜を効率的に形成することができるために広範に用いられるようになっている（特許文献１〜特許文献２参照）。
【０００４】
このプラズマＣＶＤ法に用いるプラズマＣＶＤ装置１００は、一般的には、図１１に示したように構成されている。
【０００５】
すなわち、プラズマＣＶＤ装置１００は、減圧に維持されたＣＶＤチャンバー１０２を備えており、ＣＶＤチャンバー１０２内に一定間隔離間して対向するように上部電極１０４と下部電極１０６が配置されている。この上部電極１０４には、図示しない成膜用ガス源に接続された成膜用ガス供給経路１０８が接続され、上部電極１０４を介して、成膜用ガスをＣＶＤチャンバー１０２内に供給するように構成されている。
【０００６】
また、ＣＶＤチャンバー１０２には、上部電極１０４の近傍に、高周波を印加する高周波印加装置１１０が接続されている。さらに、ＣＶＤチャンバー１０２には、ポンプ１１２を介して排気ガスを排気する排気経路１１４が接続されている。
【０００７】
このように構成されるプラズマＣＶＤ装置１００では、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）を成膜する際には、モノシラン（ＳｉＨ４）、Ｎ２Ｏ、Ｎ２、Ｏ２、Ａｒ等を、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４など）を成膜する際には、モノシラン（ＳｉＨ４）、ＮＨ３、Ｎ２、Ｏ２、Ａｒ等を、成膜用ガス供給経路１０８、上部電極１０４を介して、例えば、１３０Ｐａの減圧状態に維持されたＣＶＤチャンバー１０２内に導入される。
【０００８】
この際、高周波印加装置１１０を介して、ＣＶＤチャンバー１０２内に対向して配置された電極１０４、１０６間に、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力を印加して、高周波電界を発生させる。そして、この電界内で電子を成膜用ガスの中性分子に衝突させて、高周波プラズマを形成して成膜用ガスがイオンやラジカルに分解される。
【０００９】
そして、イオンやラジカルの作用によって、一方の電極である下部電極１０６に設置されたシリコンウェハなどの半導体製品Ｗの表面にシリコン薄膜を形成するように構成されている。
【００１０】
ところで、このようなプラズマＣＶＤ装置１００では、成膜工程の際に、ＣＶＤチャンバー１０２内の放電によって、成膜すべき半導体製品Ｗ以外のＣＶＤチャンバー１０２の内壁、電極などの表面にも、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの薄膜材料が付着、堆積して副生成物が形成される。
【００１１】
この副生成物が、一定の厚さまで成長すると自重や応力などによって剥離して、これが成膜工程の際に、異物として、半導体製品への微粒子の混入、汚染の原因となり、高品質な薄膜製造ができず、半導体回路の断線や短絡の原因となり、また、歩留まりなども低下するおそれがあった。
【００１２】
このため、従来より、プラズマＣＶＤ装置１００では、成膜工程が終了した後に、このような副生成物を随時除去するために、例えば、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＣＯＦ２などの含フッ素化合物と、必要に応じＯ２などを加えたクリーニングガスを用いて、副生成物を除去することが行われている（特許文献１参照）。
【００１３】
すなわち、特許文献１のようなクリーニングガスを用いた従来のプラズマＣＶＤ装置１００のクリーニング方法では、図１１に示したように、成膜工程が終了した後に、成膜時の成膜用ガスの代わりに、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＣＯＦ２などの含フッ素化合物からなるクリーニングガスを、Ｏ２および／またはＡｒなどのガスに同伴させて、成膜用ガス供給経路１０８、上部電極１０４を介して、減圧状態に維持されたＣＶＤチャンバー１０２内に導入される。
【００１４】
成膜時と同様に、高周波印加装置１１０を介して、ＣＶＤチャンバー１０２内に対向して配置された電極１０４、１０６間に高周波電力を印加して、高周波電界を発生させて、この電界内で電子をクリーニングガスの中性分子に衝突させて、高周波プラズマを形成してクリーニングガスがイオンやラジカルに分解される。
【００１５】
そして、イオンやラジカルが、ＣＶＤチャンバー１０２の内壁、電極などの表面に付着、堆積したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物と反応して、ＳｉＦ４として副生成物をガス化することによって、ポンプ１１２により排気ガスとともに排気経路１１４を介して、ＣＶＤチャンバー１０２の外部に排出されるようになっている。
【００１６】
また、特許文献２では、成膜処理とクリーニングを行う際に、高密度のプラズマを発生させることができるようにするために、下部電極を上部電極に対して接近離反できるように移動機構により移動可能な構成とし、上部電極とこれに接近させた状態の下部電極との間に、狭空間としてプラズマ生成およびプラズマ処理の狭い空間を形成するようにしている。
【００１７】
そして、この特許文献２では、狭空間として形成されるプラズマ生成およびプラズマ処理の空間に対してチャンバーの内面が露出していると、この露出面に膜が付着し易くなり、クリーニングが面倒となり、クリーニングの効率が低下することになるので、これを防止するために、成膜チャンバーの上部電極の主面から所定距離まで絶縁体リングで被うようにして、プラズマの広がりを抑制し、成膜チャンバー内における内面への膜付着量を低減するようにしている。
【００１８】
【特許文献１】特開平９−６９５０４号公報
【特許文献２】特開２００２−３４３７８７号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、成膜工程を行った後のＣＶＤチャンバー１０２の内部では、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物は、図１２に示したように、上部電極１０４の下面１０４ａ、ＣＶＤチャンバー１０２の側壁１０２ａ、下部電極１０６の周囲部分１０６ａに多く付着・堆積している。
【００２０】
しかしながら、このようなクリーニング方法では、半導体製品Ｗを搬出した後には、下部電極１０６の表面１０６ｂが露出しており、この下部電極１０６の表面がクリーニングガスのイオンやプラズマに長時間曝露されることになる。
【００２１】
これによって、下部電極１０６の表面の腐食が進行して、下部電極１０６が損傷することになり、その結果、ＣＶＤ装置自体の機能を損なうことにもなる。
【００２２】
一方、半導体装置製造工程において、プラズマＣＶＤによる成膜を行った際に、ＣＶＤチャンバ内に付着した副生物をクリーニングするが、クリーニングに使用するガスは地球温暖化係数が高く、完全に分解されないため、そのままの形で放出されると、地球温暖化の原因となる。
【００２３】
このため、プラズマＣＶＤから放出される地球温暖化ガス量を低減するには、幾つかの方法が考えられる。例えば、地球温暖化係数の小さいガスを使用する方法や、除害設備の導入もその方法であるが、ガスの変更や除害設備の導入には、その研究やコスト的な面で検討が必要となる。
【００２４】
本発明は、このような実状に鑑みて、成膜工程の際にＣＶＤチャンバーの内壁、電極などの表面に付着、堆積したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物を、効率良く除去することができ、しかも、上部電極、対向電極ステージ（下部電極）へのダメージも少ないクリーニングを実施することができるとともに、高品質な薄膜製造が可能なＣＶＤ装置、およびそれを用いたＣＶＤ装置のクリーニング方法を提供することを目的とする。
【００２５】
また、本発明は、成膜工程の際にＣＶＤチャンバーの内壁、電極などの表面に付着、堆積するＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物の量を低減することができ、その結果、クリーニングの際にクリーニング時間を短縮することが可能で、地球温暖化係数の高いガスの放出量を減らことのできるＣＶＤ装置、およびＣＶＤ装置を用いた成膜方法を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明のＣＶＤ装置は、ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置であって、
基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングする際に、
前記ＲＦ電極に印加するＲＦの周波数が、成膜のために印加する第１の周波数と、プラズマクリーニングする際に印加する第２の周波数とを切替えることができるように構成されていることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明のＣＶＤ装置のクリーニング方法は、ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置において、
基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングするＣＶＤ装置のクリーニング方法であって、
前記ＲＦ電極に印加するＲＦの周波数が、成膜のために印加する第１の周波数と、プラズマクリーニングする際に印加する第２の周波数とを切替えることを特徴とする。
【００２８】
このように、ＲＦ電極に印加するＲＦの周波数が、成膜のために印加する第１の周波数と、第２の周波数とを切替えることができるので、第１の周波数を用いることによって、成膜のために好適な条件で高密度のプラズマを発生させることができ高品質な薄膜製造が可能である。
【００２９】
しかも、プラズマクリーニングする際には、第２の周波数に切り替えることによって、プラズマクリーニングに好適な条件で高密度のプラズマを発生させることができ、成膜工程の際にＣＶＤチャンバーの内壁、電極などの表面に付着、堆積したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物を、効率良く除去することができる。
【００３０】
また、本発明のＣＶＤ装置は、ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置であって、
基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングする際に、
前記ＲＦ電極に第１の周波数のＲＦを印加してプラズマクリーニングする第１のステップと、
次いで第２の周波数のＲＦを印加してプラズマクリーニングする第２のステップとを有するように構成されていることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明のＣＶＤ装置のクリーニング方法は、ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置において、
基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングするＣＶＤ装置のクリーニング方法であって、
前記ＲＦ電極に第１の周波数のＲＦを印加してプラズマクリーニングする第１のステップと、
次いで第２の周波数のＲＦを印加してプラズマクリーニングする第２のステップとを有することを特徴とする。
【００３２】
このように構成することによって、基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングする際に、第１のステップにおいて、ＲＦ電極に第１の周波数として、比較的低い周波数のＲＦを印加することによって、まだクリーニングすべき堆積膜が残っている状態でクリーニングし、ダメージの影響を小さく保つようになっている。これによって、成膜工程の際にＣＶＤチャンバーの内壁、電極などの表面に付着、堆積したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物をおおよそ除去できる。
【００３３】
そして、この第１のステップでこれらの副生物をおおよそ除去した後、第２のステップにおいて、ＲＦ電極に第２の周波数として、比較的高い周波数のＲＦを印加することによって、付着残りの副生物を完全に除去することができる。また、比較的高い周波数を利用するために、チャンバー自体へのダメージを小さくすることができる。
【００３４】
しかも、この第２ステップにおけるプラズマクリーニングを短時間で行うことによって、上部電極、対向電極ステージへのダメージを軽減することができる。
【００３５】
また、本発明では、前記第１のステップと第２のステップで電極間隔を変化させることを特徴とする。
【００３６】
このように、第１のステップと第２のステップで電極間隔を変化させることによって、第１のステップにおいて、例えば、電極間の間隙を狭くすることによって、高密度のプラズマを発生させるとともに、上部電極、対向電極、ＣＶＤチャンバーの上方の側壁に付着した副生物を除去することができる。
【００３７】
そして、第２のステップにおいて、例えば、上記第１のステップよりも電極間の間隙を広くすることによって、ＣＶＤチャンバーの上下電極側面、裏面、ＣＶＤチャンバー壁面をクリーニングして、副生物を除去することができる。
【００３８】
また、本発明のＣＶＤ装置は、ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置であって、
基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングする際に、
前記ＲＦ電極にＲＦを印加して、プラズマクリーニングを行う第１のステップと、
次いで、リモートプラズマにより活性化されたクリーニングガスをＣＶＤチャンバーの上下電極側面、裏面、ＣＶＤチャンバー壁面に導入し、クリーニングする第２のステップとを有するように構成されていることを特徴とする。
【００３９】
また、本発明のＣＶＤ装置のクリーニング方法は、ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置において、
基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングするＣＶＤ装置のクリーニング方法であって、
前記ＲＦ電極にＲＦを印加して、プラズマクリーニングを行う第１のステップと、
次いで、リモートプラズマにより活性化されたクリーニングガスをＣＶＤチャンバーの上下電極側面、裏面、ＣＶＤチャンバー壁面に導入し、クリーニングする第２のステップとを有することを特徴とする。
【００４０】
このように構成することによって、第１のステップでは、平行平板電極を用いて、プラズマクリーニングを行うので、上部電極、対向電極、ＣＶＤチャンバーの上方の側壁に付着した副生物を除去することができる。
【００４１】
そして、第２のステップでは、リモートプラズマにより活性化されたクリーニングガスをＣＶＤチャンバーの上下電極側面、裏面、ＣＶＤチャンバー壁面に導入するので、プラズマが回り込みなどではなく直接、ＣＶＤチャンバーの上下電極側面、裏面、ＣＶＤチャンバー壁面に供給され、そこに付着したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物を、効率良く除去することができる。
【００４２】
しかも、この第２ステップにおけるプラズマクリーニングでは、リモートプラズマにより活性化されたクリーニングガスをＣＶＤチャンバーに導入するのであって、上部電極、対向電極の間でプラズマが励起するのではないので、上部電極、対向電極ステージへのダメージを軽減することができる。
【００４３】
また、本発明のＣＶＤ装置は、ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置であって、
基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングする際に、
前記ＲＦ電極にＲＦを印加して、プラズマクリーニングを行う第１のステップと、
次いで、前記ＲＦ電極とは別箇に設けた第２のＲＦ電極にＲＦを印加して放電し、前記ＲＦ電極、前記対向電極ステージの側面、裏面、前記ＣＶＤチャンバー側壁をプラズマクリーニングする第２のステップとを有するように構成されていることを特徴とする。
【００４４】
また、本発明のＣＶＤ装置のクリーニング方法は、ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置において、
基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングするＣＶＤ装置のクリーニング方法であって、
前記ＲＦ電極にＲＦを印加して、プラズマクリーニングを行う第１のステップと、
次いで、前記ＲＦ電極とは別箇に設けた第２のＲＦ電極にＲＦを印加して放電し、前記ＲＦ電極、前記対向電極ステージの側面、裏面、前記ＣＶＤチャンバー側壁をプラズマクリーニングする第２のステップとを有することを特徴とする。
【００４５】
このように構成することによって、第１のステップでは、主として、上部電極、対向電極、ＣＶＤチャンバーの上方の側壁に付着した副生物を除去することができる。
【００４６】
そして、第２のステップでは、ＲＦ電極とは別箇に、例えば、ＣＶＤチャンバーの側壁に設けた第２のＲＦ電極にＲＦを印加して放電するので、ＲＦ電極、対向電極ステージの側面、裏面、ＣＶＤチャンバー側壁をプラズマクリーニングすることができる。
【００４７】
しかも、この場合、ＲＦ電極と対向電極との間の放電ではないので、上部電極、対向電極ステージへのダメージを軽減することができる。
【００４８】
また、本発明では、前記第２の周波数が、６０ＭＨｚであり、第１の周波数が、１３．５６ＭＨｚであるのが望ましい。
【００４９】
このように構成することによって、基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングする際に、第１のステップにおいて、ＲＦ電極に第１の周波数として、比較的低い周波数である１３．５６ＭＨｚのＲＦを印加することによって、対向電極ステージへのダメージが少ない条件で、高密度のプラズマを発生して、成膜工程の際にＣＶＤチャンバーの内壁、電極などの表面に付着、堆積したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物をおおよそ除去できる。
【００５０】
そして、この第１のステップでこれらの副生物をおおよそ除去した後、第２のステップにおいて、ＲＦ電極に第２の周波数として、比較的高い周波数である６０ＭＨｚのＲＦを印加することによって、付着残りの副生物を完全に除去することができる。
【００５１】
また、本発明では、前記クリーニングガスとして、ＣＯＦ２とＯ２の混合ガスを使用することを特徴とする。
【００５２】
このように、クリーニングガスとして、ＣＯＦ２とＯ２の混合ガスを使用することによって、ＣＶＤ装置の腐蝕を低減するとともに、プラズマクリーニングで発生する排気ガス中の温暖化ガスの発生を最小限に抑制することができる。
【００５３】
また、本発明では、前記クリーニングガスとして、Ｆ２ガス、または、Ｆ２とＯ２の混合ガス、または、Ｆ２とＡｒの混合ガス、または、Ｆ２とＮ２の混合ガスを使用することを特徴とする。
【００５４】
このように、クリーニングガスとして、Ｆ２ガス、または、Ｆ２とＯ２の混合ガス、または、Ｆ２とＡｒの混合ガス、または、Ｆ２とＮ２の混合ガスを使用することによって、炭素の混入を嫌う液晶などのプロセスにおいても、ＣＶＤ装置の腐蝕を低減するとともに、プラズマクリーニングで発生する排気ガス中の温暖化ガスの発生を極端に少なくすることができる。
【００５５】
また、本発明のＣＶＤ装置は、ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置であって、
前記ＣＶＤチャンバーから排ガスを排出するガス排出経路に配設した排ガス成分を分析する赤外線吸収分析器（ＦＴＩＲ）と、
成膜条件制御装置とを備え、
前記成膜条件制御装置が、
前記ＣＶＤ装置によって、基材表面上に堆積膜を形成する際に、前記対向電極ステージの温度、前記ＲＦ電極と対向電極ステージとの間の電極間隔などの成膜条件を変化させて成膜を行い、
前記ＣＶＤ装置によって、基材表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をクリーニングする際に、
前記赤外線吸収分析器（ＦＴＩＲ）によって、排ガス成分をモニターリングして、
所定の排ガス成分が、所定の濃度以下になるまでの排出量を比較して、前記対向電極ステージの温度、前記ＲＦ電極と対向電極ステージとの間の電極間隔などの成膜条件の最適条件を得て、
この最適条件にて、成膜を実施するように制御するように構成されていることを特徴とする。
【００５６】
また、本発明のＣＶＤ装置を用いた成膜方法は、ＣＶＤチャンバー内にＲＦを印加するＲＦ電極とそれに対向し堆積膜を形成する基板を載置することのできる対向電極ステージを有するＣＶＤ装置を用いた成膜方法であって、
前記ＣＶＤチャンバーから排ガスを排出するガス排出経路に配設した排ガス成分を分析する赤外線吸収分析器（ＦＴＩＲ）と、
成膜条件制御装置とを備え、
前記成膜条件制御装置によって、
前記ＣＶＤ装置によって、基材表面上に堆積膜を形成する際に、前記対向電極ステージの温度、前記ＲＦ電極と対向電極ステージとの間の電極間隔などの成膜条件を変化させて成膜を行い、
前記ＣＶＤ装置によって、基材表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をクリーニングする際に、
前記赤外線吸収分析器（ＦＴＩＲ）によって、排ガス成分をモニターリングして、
所定の排ガス成分が、所定の濃度以下になるまでの排出量を比較して、前記対向電極ステージの温度、前記ＲＦ電極と対向電極ステージとの間の電極間隔などの成膜条件の最適条件を得て、
この最適条件にて、成膜を実施することを特徴とする。
【００５７】
このように構成することによって、例えば、ＳｉＯ２の成膜を行った際に、ＳｉＯ２膜はクリーニングされる時に、ＳｉＦ４として排出されるので、赤外線吸収分析器（ＦＴＩＲ）でモニタされたＳｉＦ４の排出量が、ＣＶＤチャンバー内に付着した副生物である膜の量と見なすことができる。
【００５８】
従って、成膜の際に、例えば、対向電極ステージの温度、ＲＦ電極と対向電極ステージとの間の電極間隔などの成膜条件を変化させて成膜を行い、クリーニングする際に、赤外線吸収分析器（ＦＴＩＲ）で排ガス成分をモニターリングして、所定の排ガス成分が、所定の濃度以下、例えば、ＳｉＦ４の排出量が１００ｐｐｍを越え、クリーニングが進み、再び１００ｐｐｍ以下となるまでの排出量を比較することによって、副生物の付着、堆積量の少ない成膜条件の最適条件を得ることができる。
【００５９】
この最適条件にて、成膜を実施することによって、成膜工程の際にＣＶＤチャンバーの内壁、電極などの表面に付着、堆積するＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物の量を低減することができ、その結果、クリーニングの際にクリーニング時間を短縮することが可能で、地球温暖化係数の高いガスの放出量を減らことができる。
【００６０】
また、本発明では、前記最適条件における対向電極ステージの温度が、２５０〜４００℃、好ましくは、３５０℃であるのが望ましい。
【００６１】
このような温度に対向電極ステージの温度を設定することによって、成膜工程の際にＣＶＤチャンバーの内壁、電極などの表面に付着、堆積するＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物の量が極めて少なくなる。
【００６２】
また、本発明では、前記最適条件におけるＲＦ電極と対向電極ステージとの間の電極間隔が、８〜３０ｍｍ、好ましくは、１７ｍｍであるのが望ましい。
【００６３】
このような大きさにＲＦ電極と対向電極ステージとの間の電極間隔を設定することによって、成膜工程の際にＣＶＤチャンバーの内壁、電極などの表面に付着、堆積するＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物の量が極めて少なくなる。
【００６４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
【００６５】
図１は、本発明のＣＶＤ装置の実施例を示す概略図である。
【００６６】
図１に示したように、プラズマＣＶＤ法に用いるプラズマＣＶＤ装置１０は、減圧状態（真空状態）に維持されるＣＶＤチャンバー１２を備えており、ＣＶＤチャンバー１２の底壁１２ｃに形成された排気経路１６を介して、メカニカルブースターポンプ１１、ドライポンプ１４、排気ガスを無毒化する除害装置１３によって、内部の気体を外部に排出することによって、一定の真空状態（減圧状態）に維持されるようになっている。
【００６７】
また、ＣＶＤチャンバー１２の内部には、例えば、シリコンウェハなどの表面にシリコン薄膜を堆積（蒸着を含む）する基材Ａを載置するためのステージ（対向電極ステージ）を構成する下部電極１８が配置されている。この下部電極１８は、ＣＶＤチャンバー１２の底壁１２ｃを貫通して、図示しない駆動機構によって上下に摺動可能に構成され、位置調整可能となっている。なお、図示しないが、下部電極１８と底壁１２ｃとの間の摺動部分には、ＣＶＤチャンバー１２内の真空度を確保するために、シールリングなどのシール部材が配設されている。
【００６８】
一方、ＣＶＤチャンバー１２の上方には、反応ガス導入装置を構成するＲＦ電極である上部電極２０が設けられており、その基端部分２２が、ＣＶＤチャンバー１２の頂壁１２ａを貫通して、ＣＶＤチャンバー１２外部に設けられた高周波電源２４に接続されている。この上部電極２０には、図示しないが、高周波印加コイルなどの高周波印加装置２５が設けられており、この高周波印加装置２５と高周波電源２４の間には、図示しないマッチング回路が配設されている。これにより、高周波電源２４により発生した高周波を損失なく高周波印加コイルなどの高周波印加装置２５へ伝播できるようになっている。
【００６９】
また、上部電極２０には、反応ガス供給経路２６が形成されており、成膜用ガス供給源２８から、反応ガス供給経路２６、上部電極２０を介して、成膜用ガスが、減圧状態に維持されたＣＶＤチャンバー１２内に導入されるように構成されている。
【００７０】
さらに、反応ガス供給経路２６には、クリーニングガス供給経路３０が分岐して接続されており、クリーニングガス源３４からのクリーニングガスを、クリーニングガス供給経路３０を介して、ＣＶＤチャンバー１２内に導入することができるようになっている。
【００７１】
なお、図中、５２、５４、５６は、開閉バルブを示している。
【００７２】
このように構成される本発明のＣＶＤ装置１０は、下記のように作動される。
【００７３】
先ず、ＣＶＤチャンバー１２の下部電極１８のステージ上に、例えば、シリコンウェハなどの表面にシリコン薄膜を蒸着する基材Ａを載置して、図示しない駆動機構によって、上部電極２０との間の距離を所定の距離に調整される。
【００７４】
そして、ＣＶＤチャンバー１２の底壁１２ｃに形成された排気経路１６を介して、ドライポンプ１４を介して内部の気体を外部に排出することによって、一定の真空状態（減圧状態）例えば、１０〜２０００Ｐａの減圧状態に維持される。
【００７５】
そして、反応ガス供給経路２６に配設された開閉バルブ５２を開弁して、成膜用ガス供給源２８から、反応ガス供給経路２６、上部電極２０を介して、成膜用ガスが、減圧状態に維持されたＣＶＤチャンバー１２内に導入される。
【００７６】
この際、反応ガス供給経路２６に配設された開閉バルブ５２と、排気経路１６に配設された開閉バルブ５４は開弁し、クリーニングガス供給経路３０に配設された開閉バルブ５６は閉止されている。
【００７７】
この場合、成膜用ガス供給源２８から供給される成膜用ガスとしては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）を成膜する際には、モノシラン（ＳｉＨ４）、Ｎ２Ｏ、Ｎ２、Ｏ２、Ａｒ等を、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４など）を成膜する際には、モノシラン（ＳｉＨ４）、ＮＨ３、Ｎ２、Ｏ２およびＡｒを供給すればよい。しかしながら、この成膜用ガスとしては、これに限定されるものではなく、成膜する薄膜の種類などに応じて、例えば、成膜用ガスとして、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン；Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）等、同伴ガスとして、Ｏ２、Ｏ３などを使用するなど適宜変更することができる。
【００７８】
そして、高周波電源２４により発生した高周波を高周波印加コイルなどの高周波印加装置２５から上部電極２０に高周波電界を発生させて、この電界内で電子を成膜用ガスの中性分子に衝突させて、高周波プラズマを形成して成膜用ガスがイオンとラジカルに分解される。そして、イオンやラジカルの作用によって、下部電極１８に設置されたシリコンウェハなどの基材Ａの表面にシリコン薄膜を形成する。
【００７９】
ところで、このようなＣＶＤ装置１０では、成膜工程の際に、ＣＶＤチャンバー１２内の放電によって、成膜すべき基材Ａ以外のＣＶＤチャンバー１２の内壁、電極などの表面にも、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの薄膜材料が付着、堆積して副生成物が形成される。この副生成物が、一定の厚さまで成長すると自重、応力などによって剥離、飛散して、これが成膜工程の際に、異物として、半導体製品への微粒子の混入、汚染の原因となり、高品質な薄膜製造ができず、半導体回路の断線や短絡の原因となり、また、歩留まりなども低下するおそれがある。
【００８０】
このため、本発明のＣＶＤ装置１０では、含フッ素化合物を含んだフッ素系のクリーニングガス、すなわち、クリーニングガス源３４からのクリーニングガスを、クリーニングガス供給経路３０を介して、ＣＶＤチャンバー１２内に導入するようになっている。
【００８１】
すなわち、上記のように薄膜処理が終了した後、反応ガス供給経路２６に配設された開閉バルブ５２を閉止して、成膜用ガス供給源２８からのＣＶＤチャンバー１２内への成膜用ガスの供給を停止する。
【００８２】
そして、クリーニングガス供給経路３０に配設された開閉バルブ５６を開弁して、クリーニングガス源３４からのクリーニングガスを、クリーニングガス供給経路３０を介して、ＣＶＤチャンバー１２内に導入する。
【００８３】
そして、高周波電源２４により発生した高周波を高周波印加コイルなどの高周波印加装置２５から上部電極２０に高周波電界を発生させて、高周波プラズマを形成してクリーニングガスがイオンやラジカルに分解され、イオンやラジカルが、ＣＶＤチャンバー１２の内壁、電極などの表面に付着、堆積したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物と反応して、ＳｉＦ４として副生成物をガス化されるようになっている。
【００８４】
そして、ガス化された副生物が、ＣＶＤチャンバー１２の底壁１２ｃに形成された排気経路１６を介して、メカニカルブースターポンプ１１、ドライポンプ１４、排気ガスを無毒化する除害装置１３によって、内部の気体を外部に排出するようになっている。
【００８５】
この場合、上記の成膜のために印加する第１の周波数と、プラズマクリーニングする際に印加する第２の周波数とを切替えることができるように構成されている。
【００８６】
このように構成することによって、ＲＦ電極に印加するＲＦの周波数が、成膜のために印加する第１の周波数と、プラズマクリーニングする際に印加する第２の周波数とを切替えることができるので、第１の周波数を用いることによって、成膜のために好適な条件で高密度のプラズマを発生させることができ高品質な薄膜製造が可能である。
【００８７】
しかも、プラズマクリーニングする際には、第２の周波数に切り替えることによって、プラズマクリーニングに好適な条件で高密度のプラズマを発生させることができ、成膜工程の際にＣＶＤチャンバーの内壁、電極などの表面に付着、堆積したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物を、効率良く除去することができる。
【００８８】
さらに、この場合、プラズマクリーニングする際に、ＲＦ電極に第１の周波数のＲＦを印加してプラズマクリーニングする第１のステップと、次いで第２の周波数のＲＦを印加してプラズマクリーニングする第２のステップとを有するのが望ましい。
【００８９】
すなわち、この場合、プラズマクリーニングする際に印加する第１の周波数としては、１３．５６ＭＨｚの高周波電力であり、プラズマクリーニングする際に印加する第２の周波数としては、６０ＭＨｚであるのが望ましい。
【００９０】
このように構成することによって、基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングする際に、第１のステップにおいて、ＲＦ電極に第１の周波数として、比較的低い周波数である、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦを印加する。この場合、対向電極、ＣＶＤチャンバー内壁などに堆積膜が残っている状態である。このため、対向電極ステージなどへのダメージが少ない条件で、高密度のプラズマを発生して、成膜工程の際にＣＶＤチャンバーの内壁、電極などの表面に付着、堆積したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物をおおよそ除去できる。
【００９１】
そして、この第１のステップでこれらの副生物をおおよそ除去した後、第２のステップにおいて、ＲＦ電極に第２の周波数として、比較的高い周波数である、例えば、６０ＭＨｚのＲＦを印加することによって、腐蝕の少ない条件下で付着残りの副生物を完全に除去することができる。
【００９２】
しかも、この第２ステップにおけるプラズマクリーニングを短時間で行うことによって、上部電極、対向電極ステージへのダメージを軽減することができる。
【００９３】
さらに、この場合、第１のステップと第２のステップで、下部電極１８と上部電極２０との間の電極間隔を変化させることを特徴とする。
【００９４】
このように、第１のステップと第２のステップで電極間隔を変化させることによって、第１のステップにおいて、例えば、電極間の間隙を狭くすることによって、高密度のプラズマを発生させるとともに、上部電極、対向電極、ＣＶＤチャンバーの上方の側壁に付着した副生物を除去することができる。
【００９５】
そして、第２のステップにおいて、例えば、上記第１のステップよりも電極間の間隙を広くすることによって、ＣＶＤチャンバーの上下電極側面、裏面、ＣＶＤチャンバー壁面を広くクリーニングして、副生物を除去することができる。
【００９６】
このような電極間隔としては、第１のステップにおいては、電極間隔ｄとしては、好ましくは、５〜５０ｍｍ、さらに好ましくは８〜２０ｍｍ、第２のステップにおいて、電極間隔ｄとして、好ましくは、１０〜１００ｍｍ、さらに好ましくは２０〜６０ｍｍとするのが望ましい。
【００９７】
この場合、クリーニング処理に使用するフッ素化合物を含んだフッ素系のクリーニングガスとしては、例えば、
ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ１０、Ｃ５Ｆ１２などの鎖状脂肪族系パーフルオロカーボン類；
Ｃ４Ｆ８、Ｃ５Ｆ１０、Ｃ６Ｆ１２などの脂環系パーフルオロカーボン類；
ＣＦ３ＯＣＦ３、ＣＦ３ＯＣ２Ｆ５、Ｃ２Ｆ５ＯＣ２Ｆ５などの直鎖状パーフルオロエーテル類；
Ｃ３Ｆ６Ｏ、Ｃ４Ｆ８Ｏ、Ｃ５Ｆ１０Ｏなどの環状パーフルオロエーテル類；
Ｃ３Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、Ｃ５Ｆ１０などの不飽和系パーフルオロカーボン類；
Ｃ４Ｆ６、Ｃ５Ｆ８などのジエン系パーフルオロカーボン類
などの炭素原子数１〜６のパーフルオロカーボン類が挙げられる。
【００９８】
また、ＣＯＦ２、ＣＦ３ＣＯＦ、ＣＦ３ＯＦなどの酸素を含むパーフルオロカーボン類、ＮＦ３、ＦＮＯ、Ｆ３ＮＯ、ＦＮＯ２などの窒素を含むフッ素化合物、好ましくは酸素と窒素を含むフッ素化合物などを用いることもできる。
【００９９】
なお、これらの含フッ素化合物は、フッ素原子の一部が水素原子で置き換えられた少なくとも１個のフッ素原子を含む含フッ素化合物であってもよい。
これらのうちでは、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、ＣＯＦ２を用いることが好ましく、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＣＯＦ２を用いることがさらに好ましい。
【０１００】
これらの含フッ素化合物は、１種単独でまたは複数を組み合わせて用いることができる。
【０１０１】
また、本発明で用いる含フッ素化合物を含んだクリーニングガスは、本発明の効果を損なわない範囲で、適宜他のガスを混合して用いることができる。このような他のガスとしては、たとえば、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｏ２などが挙げられる。このような他のガスの配合量は特に限定されず、ＣＶＤ装置１０のＣＶＤチャンバー１２の内壁などに付着した副生成物（付着物）の量、厚さ、使用する含フッ素化合物の種類、副生成物の組成などに対応して決定することができる。
【０１０２】
また、クリーニング処理に使用するクリーニングガスとしては、上記のフッ素化合物を含んだフッ素系のクリーニングガス以外にも、フッ素ガス（Ｆ２）を用いることができる。
【０１０３】
すなわち、通常、プラズマクリーニングの際には、クリーニングガスとともに、酸素、アルゴン等の適量の添加ガスを混合して用いている。
【０１０４】
ところで、クリーニングガスと添加ガスとの混合ガス系において、ガス総流量一定の条件下に、クリーニングガスの含有濃度を高めてゆくと、エッチング速度が上昇する傾向がある。しかしながら、クリーニングガスが一定濃度を超えるとプラズマの発生の不安定化、エッチング速度の鈍化、低下が起こったり、クリーニング均一性が悪化したりするなどの問題がある。特に、クリーニングガスを１００％の濃度で用いると、プラズマの発生の不安定化、エッチング速度の鈍化、低下や、クリーニング均一性の悪化がより顕著となる傾向があり、実用性に欠けるという問題がある。
【０１０５】
このため、クリーニングガスの濃度をエッチング速度−クリーニングガス濃度曲線のピークの濃度または、それら以下の低濃度に希釈して使用する必要があり、希釈化に伴うエッチング速度の低下を抑えるためにクリーニング時のチャンバー圧を高める、もしくはガス流量を増加させて、クリーニング条件の最適化がなされている。しかしながら、このように、クリーニング時のチャンバー圧を高める、もしくはガス流量を増加させると、プラズマの発生が安定しなくなり、クリーニング均一性が損なわれ、効率的なクリーニングが行えないことになる。
【０１０６】
一方、フッ素ガス、またはフッ素ガスと、プラズマ中において実質的にフッ素と反応しないガスとの混合ガスをクリーニングガスとして用いると、プラズマ処理することができ、極めて優れたエッチング速度が得られ、しかも、ガス総流量が１０００ｓｃｃｍ程度でチャンバー圧が４００Ｐａ程度の条件下においても安定してプラズマを発生させることができるとともに、良好なクリーニング均一性が確保できる。
【０１０７】
このようなクリーニングガスとして用いるフッ素ガスは、１００容量％のフッ素ガスであって、放電によりプラズマを発生させるフッ素ガスであるのが望ましい。
【０１０８】
また、クリーニング用ガスが、放電によりプラズマを発生させるフッ素ガスと、プラズマ中において実質的にフッ素と反応しないガスとから構成されていてもよい。
【０１０９】
この場合、放電によりプラズマを発生させるフッ素ガスの濃度が２０容量％を超えて１００容量％未満の範囲にあり、前記プラズマ中で実質的にフッ素と反応しないガスの濃度が０容量％を超えて８０容量％以下の範囲にある（ただし、放電によりプラズマを発生させるフッ素ガス＋実質的にフッ素と反応しないガス＝１００容量％）ことが好ましい。
【０１１０】
また、前記放電によりプラズマを発生させるフッ素ガスの濃度が３０容量％を超えて１００容量％未満の範囲にあり、前記プラズマ中で実質的にフッ素と反応しないガスの濃度が０容量％を超えて７０容量％以下の範囲にある（ただし、放電によりプラズマを発生させるフッ素ガス＋実質的にフッ素と反応しないガス＝１００容量％）ことがより好ましい。
【０１１１】
さらに、プラズマ中で実質的にフッ素と反応しないガスが、窒素、酸素、二酸化炭素、Ｎ２Ｏ、乾燥空気、アルゴン、ヘリウム、ネオンからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【０１１２】
なお、この場合、実質的にフッ素と反応しないガスにおける「フッ素」は、フッ素分子、フッ素原子、フッ素ラジカル、フッ素イオンなどを含んでいる。
【０１１３】
このようなフッ素系化合物によるチャンバークリーニングの目的化合物としては、ＣＶＤ法等により、ＣＶＤチャンバー壁あるいはＣＶＤ装置の冶具等に付着した、ケイ素系化合物からなる付着物が挙げられる。このようなケイ素系化合物の付着物としては、たとえば、
（１）ケイ素からなる化合物、
（２）酸素、窒素、フッ素または炭素のうちの少なくとも１種と、ケイ素とからなる化合物、または
（３）高融点金属シリサイドからなる化合物
などのうちの少なくとも１種が挙げられ、より具体的には、たとえば、Ｓｉ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＷＳｉ等の高融点金属シリサイドなどが挙げられる。
【０１１４】
また、クリーニングガスのＣＶＤチャンバー１２内への導入流量としては、上記のチャンバー１２の内壁に付着した副生成物をクリーニングする効果を考慮すれば、０．１〜１０Ｌ／分、好ましくは、０．５〜１Ｌ／分とするのが望ましい。すなわち、クリーニングガスのＣＶＤチャンバー１２内への導入流量が、０．１Ｌ／分より少なければ、上記クリーニング効果が期待できず、逆に導入流量が、１０Ｌ／分より多くなれば、クリーニングに寄与せずに外部に排出されるクリーニングガスの量が多くなってしまうからである。
【０１１５】
なお、この導入流量は、例えば、フラットパネルディスクなど、基材Ａの種類、大きさなどにもよって適宜変更可能である。一例を挙げれば、例えば、含フッ素化合物が、Ｃ２Ｆ６の場合には、０．５〜５Ｌ／分とすればよい。
【０１１６】
さらに、クリーニングガスのＣＶＤチャンバー１２内での圧力としては、上記のチャンバー１２の内壁に付着した副生成物をクリーニングする効果を考慮すれば、１０〜２０００Ｐａ、好ましくは、５０〜５００Ｐａとするのが望ましい。すなわち、クリーニングガスのＣＶＤチャンバー１２内での圧力が、１０Ｐａより小さいか、もしくは、逆に、ＣＶＤチャンバー１２内での圧力が、２０００Ｐａより大きくなれば、上記クリーニング効果が期待できないからである。なお、このＣＶＤチャンバー１２内での圧力は、例えば、フラットパネルディスクなど、基材Ａの種類、大きさなどにもよって適宜変更可能である。一例を挙げれば、例えば、含フッ素化合物が、Ｃ２Ｆ６の場合には、１００〜５００Ｐａとすればよい。
【０１１７】
なお、この場合、クリーニングガスとして、ＣＯＦ２とＯ２の混合ガスを使用するのが好適である。
【０１１８】
すなわち、クリーニングガスとして、ＣＯＦ２とＯ２の混合ガスを使用することによって、ＣＶＤ装置の腐蝕を低減するとともに、プラズマクリーニングで発生する排気ガス中の温暖化ガスの発生を最小限に抑制することができる。
【０１１９】
このようなＣＯＦ２とＯ２の混合ガスとしては、第１のステップにおける第１のクリーニングガスとして、例えば、全体のモル数を１００％とした時に、ＣＯＦ２が５０％〜９８％の混合ガスでクリーニングし、第２のステップにおける第２のクリーニングガスとして、例えば、全体のモル数を１００％とした時に、ＣＯＦ２が４０％〜９０％の混合ガスでクリーニングするのが望ましい。
【０１２０】
さらに、この場合、クリーニングガスとして、Ｆ２ガス、または、Ｆ２とＯ２の混合ガス、または、Ｆ２とＡｒの混合ガス、または、Ｆ２とＮ２の混合ガスを使用するのが好適である。
【０１２１】
すなわち、クリーニングガスとして、Ｆ２ガス、または、Ｆ２とＯ２の混合ガス、または、Ｆ２とＡｒの混合ガス、または、Ｆ２とＮ２の混合ガスを使用することによって、炭素の混入を嫌う液晶などのプロセスにおいても、ＣＶＤ装置の腐蝕を低減するとともに、プラズマクリーニングで発生する排気ガス中の温暖化ガスの発生を極端に少なくすることができる。
【０１２２】
この場合、Ｆ２とＡｒの混合ガスとしては、第１のステップにおける第１のクリーニングガスとして、例えば、全体のモル数を１００％とした時に、Ｆ２が３０％〜１００％の混合ガスでクリーニングし、第２のステップにおける第２のクリーニングガスとして、例えば、全体のモル数を１００％とした時に、Ｆ２が２０％〜１００％の混合ガスでクリーニングするのが望ましい。
【０１２３】
図２は、本発明のＣＶＤ装置の別の実施例を示す概略図である。
【０１２４】
この実施例のＣＶＤ装置１０は、図１に示したＣＶＤ装置１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０１２５】
この実施例のＣＶＤ装置１０では、さらに、ＣＶＤチャンバー１２の側部には、含フッ素化合物を含んだフッ素系のクリーニングガスをプラズマ化するリモートプラズマ発生装置６０が備えられている。
【０１２６】
そして、このリモートプラズマ発生装置６０によってプラズマ化されたクリーニングガスは、ガス導入経路を構成する接続配管６２を介して、ＣＶＤチャンバー１２の側壁１２ｂ内に導入されるように構成されている。
【０１２７】
すなわち、この実施例のプラズマＣＶＤ装置１０では、リモートプラズマ発生装置６０によって、含フッ素化合物を含んだフッ素系のクリーニングガスをプラズマ化して、接続配管６２を介して、減圧状態に維持されたＣＶＤチャンバー１２内に導入されるようになっている。
【０１２８】
そして、このリモートプラズマ発生装置６０では、高周波プラズマを形成してクリーニングガスがイオンやラジカルに分解され、イオンとラジカルが、ＣＶＤチャンバー１２の内壁、電極などの表面に付着、堆積したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物と反応して、ＳｉＦ４として副生成物をガス化することによって、ポンプ１４により排気ガスとともに排気経路１６を介して、ＣＶＤチャンバー１２の外部に排出されるようになっている。
【０１２９】
この場合、高周波印加装置２５から上部電極２０に高周波を印加を印加して、プラズマクリーニングを行う第１のステップと、次いで、リモートプラズマ発生装置６０により活性化されたクリーニングガスをＣＶＤチャンバー１２の上下電極側面、裏面、ＣＶＤチャンバー壁面に導入し、クリーニングする第２のステップとを有するようにするのが望ましい。
【０１３０】
このように構成することによって、第１のステップでは、平行平板電極を用いて、プラズマクリーニングを行うので、上部電極２０、対向電極１８、ＣＶＤチャンバー１２の上方の側壁に付着した副生物を除去することができる。
【０１３１】
そして、第２のステップでは、リモートプラズマ発生装置６０により活性化されたクリーニングガスをＣＶＤチャンバー１２の上下電極側面、裏面、ＣＶＤチャンバー壁面に導入するので、クリーニングガスの解離効率が良く、ＣＶＤチャンバーの上下電極側面、裏面、ＣＶＤチャンバー壁面に付着したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物を、効率良く除去することができる。
【０１３２】
しかも、この第２ステップにおけるプラズマクリーニングでは、リモートプラズマにより活性化されたクリーニングガスをＣＶＤチャンバーに導入するので、上部電極２０、対向電極１８の間でプラズマを励起するのものではなく、上部電極、対向電極ステージへのダメージを軽減することができる。
【０１３３】
この場合、リモートプラズマ発生装置６０とＣＶＤチャンバー１２との間の距離、すなわち、接続配管６２の長さＬとしては、０〜２００ｃｍ、好ましくは、０〜１００ｃｍ、さらに好ましくは、０〜５０ｃｍとするのが望ましい。すなわち、長さＬが、２００ｃｍより大きくなれば、接続配管６２の壁部に、プラズマ化したクリーニングガスが接触、衝突してしまい、副生成物をガス化する効率が低下するからである。なお、この長さＬとしては、短ければ短いほどよく、適宜、基材Ａの種類、大きさなどに応じて決めればよい。
【０１３４】
この場合、接続配管６２の材質としては、特に限定されるものではないが、上記のガス化効率の低下を防ぐ効果を考慮すれば、例えば、アルミナ、不働態化したアルミニウム、フッ素系樹脂、フッ素系樹脂でコーティングした金属などとするのが望ましい。
【０１３５】
また、この場合、この実施例の場合には、リモートプラズマ発生装置６０とＣＶＤチャンバー１２を、接続配管６２を介して、チャンバー側壁１２ｂからプラズマ化したクリーニングガスを導入するようにしたが、これに限定されるものではなく、直接クリーニングガスをＣＶＤチャンバー１２内に導入するようにすればよく、例えば、チャンバー１２の頂壁１２ａから、底壁１２ｃから導入してチャンバー壁面を直接クリーニングするようにしても良い。
【０１３６】
このようなリモートプラズマ発生装置６０としては、公知のリモートプラズマ発生装置を用いれば良く、特に限定されるものではないが、一例を挙げれば、「ＡＳＴＲＯＮ」（ＡＳＴＥＸ社製）を使用することができる。
【０１３７】
図３は、本発明のＣＶＤ装置の別の実施例を示す概略図である。
【０１３８】
この実施例のＣＶＤ装置１０、図１に示したＣＶＤ装置１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０１３９】
この実施例のＣＶＤ装置１０では、上部電極２０とは別に、ＣＶＤチャンバー１２の側壁１２ｂに別の第２のＲＦ電極２１が設けられている。
【０１４０】
そして、この第２のＲＦ電極２１が、高周波電源２３に接続されている。この第２のＲＦ電極２１には、図示しないが、高周波印加コイルなどの高周波印加装置２７が設けられており、この高周波印加装置２７と高周波電源２３の間には、図示しないマッチング回路が配設されている。
【０１４１】
この場合、上部電極２０にＲＦを印加して、プラズマクリーニングを行う第１のステップと、次いで、上部電極２０とは別箇に設けた第２のＲＦ電極２１にＲＦを印加して放電し、上部電極２０、対向電極ステージ１８の側面、裏面、ＣＶＤチャンバー側壁をプラズマクリーニングする第２のステップとを有するようにするのが望ましい。
【０１４２】
このように構成することによって、第１のステップでは、主として、上部電極、対向電極、ＣＶＤチャンバーの上方の側壁に付着した副生物を除去することができる。
【０１４３】
そして、第２のステップでは、例えば、ＣＶＤチャンバーの側壁に設けた、上部電極とは別箇に設けた第２のＲＦ電極にＲＦを印加して放電するので、上部電極、対向電極ステージの側面、裏面、ＣＶＤチャンバー側壁をプラズマクリーニングすることができる。
【０１４４】
しかも、この場合、ＲＦ電極と対向電極との間で放電するものではないので、上部電極、対向電極の間でプラズマが励起することなく、上部電極、対向電極ステージへのダメージを軽減することができる。
【０１４５】
図４は、本発明のＣＶＤ装置の別の実施例を示す概略図である。
【０１４６】
この実施例のＣＶＤ装置１０は、図１に示したＣＶＤ装置１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０１４７】
この実施例のＣＶＤ装置１０では、図４に示したように、ガス排出経路である排気経路１６に、ドライポンプ１４の下流側にドライポンプと除害装置１３との間に、排ガス成分を分析する赤外線吸収分析器（ＦＴＩＲ）（Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）５０を配設している。
【０１４８】
すなわち、図５の時間−濃度（ＳｉＦ４の濃度）のグラフに示したように、ＣＶＤチャンバー１２からの排ガス中のＳｉＦ４の濃度は、所定時間Ｔ４の時点において、一定のレベルＱ１以下となる。
【０１４９】
従って、赤外線吸収分析器５０によって、ＣＶＤチャンバー１２からの排ガス中のＳｉＦ４の濃度データをモニターリングして、クリーニング制御装置６０において、予め記憶されたＳｉＦ４の濃度データと比較して、所定のクリーニング終点濃度Ｑ１に達した時点Ｔ４において、クリーニングを終了するように制御するように構成されている。
【０１５０】
このように構成することによって、クリーニングの際にＣＶＤチャンバー１２の内壁、電極などの表面、ならびにガス排出経路の配管などに付着、堆積したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物と反応して生じるガス化されたＳｉＦ４の濃度を直接モニターすることになるので、正確にクリーニングが終了する時間にクリーニングを終了することができるようになっている。
【０１５１】
この場合、クリーニング終点濃度としては、ＣＶＤ装置１０のＣＶＤチャンバー１２の大きさにもよるが、ＣＶＤチャンバー１２の内壁、電極などの表面、ならびにガス排出経路の配管などに付着、堆積したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物が残存することがなく、完全に副生物を除去するためには、１００ｐｐｍであるのが望ましい。
【０１５２】
これにより、クリーニング終点濃度が、１００ｐｐｍであれば、ＣＶＤチャンバー１２からの排ガス中のＳｉＦ４の濃度が、ＣＶＤチャンバー１２の内壁、電極などの表面だけでなく、ガス排出経路の配管などに付着、堆積したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物を完全に除去できる濃度に対応している。
【０１５３】
従って、このクリーニング終点濃度が、１００ｐｐｍでクリーニングを終了するようにすることによって、正確にクリーニングが終了する時間Ｔ４（この実施例では、１１７秒後）にクリーニングを終了することができ、その結果、副生成物を完全に除去できる。
【０１５４】
なお、このような赤外線吸収分析器（ＦＴＩＲ）５０としては、特に限定されるものではないが、例えば、ＭＩＤＡＣ社製の「ＧＭＳ−１０００」などが使用可能である。
【０１５５】
このように構成することによって、例えば、ＳｉＯ２の成膜を行った際に、ＳｉＯ２膜はクリーニングされる時に、ＳｉＦ４として排出されるので、赤外線吸収分析器（ＦＴＩＲ）５０でモニタされたＳｉＦ４の排出量が、ＣＶＤチャンバー１２内に付着した副生物である膜の量と見なすことができる。
【０１５６】
従って、成膜の際に、例えば、対向電極ステージ１８の温度、ＲＦ電極２０と対向電極ステージ１８との間の電極間隔などの成膜条件を変化させて成膜を行い、クリーニングする際に、赤外線吸収分析器（ＦＴＩＲ）５０で排ガス成分をモニターリングして、所定の排ガス成分が、所定の濃度以下、例えば、ＳｉＦ４の排出量が１００ｐｐｍを越え、クリーニングが進み、再び１００ｐｐｍ以下となるまでの排出量を比較することによって、副生物の付着、堆積量の少ない成膜条件の最適条件を得ることができる。
【０１５７】
このようなクリーニング制御装置６０での最適条件データが、図４に示したように、成膜条件制御装置７０に入力され、この成膜条件制御装置７０の制御によって、この最適条件にて、成膜を実施するようになっている。
【０１５８】
これによって、成膜工程の際にＣＶＤチャンバー１２の内壁、電極などの表面に付着、堆積するＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物の量を低減することができ、その結果、クリーニングの際にクリーニング時間を短縮することが可能で、地球温暖化係数の高いガスの放出量を減らことができる。
【０１５９】
また、図６のグラフに示したように、最適条件における対向電極ステージ１８の温度が、２５０〜４００℃、好ましくは、３５０℃であるのが望ましい。
【０１６０】
このような温度に対向電極ステージ１８の温度を設定することによって、成膜工程の際にＣＶＤチャンバー１２の内壁、電極などの表面に付着、堆積するＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物の量が極めて少なくなる。
【０１６１】
また、図６のグラフに示したように、最適条件におけるＲＦ電極２０と対向電極ステージ１８との間の電極間隔が、８〜３０ｍｍ、好ましくは、１７ｍｍであるのが望ましい。
【０１６２】
このような大きさにＲＦ電極２０と対向電極ステージ１８との間の電極間隔を設定することによって、成膜工程の際にＣＶＤチャンバー１２の内壁、電極などの表面に付着、堆積するＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物の量が極めて少なくなる。
【０１６３】
なお、上記の成膜条件としては、対向電極ステージ１８の温度、ＲＦ電極２０と対向電極ステージ１８との間の電極間隔などの成膜条件に限定されるものではなく、例えば、このようなパラメータとしては、ガス流量、圧力、ＲＦのＰｏｗｅｒ、ＲＦの周波数などが挙げられる。
【０１６４】
【実施例】
【０１６５】
【実施例１】
図１に示したような構成のＣＶＤ装置を用いて、下記の表１に示した条件で、クリーニングガスとして、Ｃ２Ｆ６とＯ２の混合ガス（Ｎｏ．１、Ｎｏ．２）、ＣＯＦ２とＯ２の混合ガス（Ｎｏ．３、Ｎｏ４）を用いて、クリーニングダメージ測定を行い、ＲＦ周波数（１３．５６ＭＨｚ、６０ＭＨｚ）の効果の比較を行った。
【０１６６】
評価方法としては、ＡＥＳ深さ方向分析による腐食層の比較として、Ａｌ７０％以上までのスパッタ時間に１３ｎｍ／ｍｉｎ（ＳｉＯ２のスパッタレート）を乗じ、腐食層深さとした。
【０１６７】
【表１】
2004343026.tif 000003
【０１６８】
その結果を、図７（Ｃ２Ｆ６とＯ２の混合ガス：Ｎｏ．１、６０ＭＨｚ）、図８（Ｃ２Ｆ６とＯ２の混合ガス：Ｎｏ．２、１３．５６ＭＨｚ）、図９（ＣＯＦ２とＯ２の混合ガス：Ｎｏ．３、６０ＭＨｚ）、図１０（ＣＯＦ２とＯ２の混合ガス：Ｎｏ．４、１３．５６ＭＨｚ）に示した。
【０１６９】
これらの図８〜図１０から明らかなように、１３．５６ＭＨｚの方が、６０ＭＨｚよりも、腐食層深さ（ダメージ深度）が深くなっている。
【０１７０】
従って、１３．５６ＭＨｚを第１の周波数として用いて、副生物をおおよそ除去した後、第２の周波数として、６０ＭＨｚを用いれば、効率良く副生物を除去できるとともに、上部電極、対向電極ステージ１８などへのダメージも少なくなることが分かる。
【０１７１】
【実施例２】
図４に示したような構成のＣＶＤ装置を用いて、下記の成膜条件で、ＳｉＯ２の成膜を行った。
【０１７２】
ＳｉＨ４    ７０ｓｃｃｍ
Ｎ２０    ２０００ｓｃｃｍ
圧力  ２００Ｐａ
電源周波数    １３．５６ＭＨｚ
Ｐｏｗｅｒ    ３５０Ｗ、
の各条件を一定として成膜を行った。
【０１７３】
この際、下部電極温度を３００℃と  ３５０℃、電極間隔を１０ｍｍと１７ｍｍにそれぞれ変えて成膜を行った。
【０１７４】
そして、成膜の後、下記のクリーニング条件で、ＣＶＤチャンバー１２のクリーニングをそれぞれ実施した。
【０１７５】
ＮＦ３／Ａｒ＝３００／７００  ｓｃｃｍ
圧力；  ２００Ｐａ
電極間隔＝  ３０ｍｍ
Ｐｏｗｅｒ＝ｌ０００Ｗ
この際、ＣＶＤチャンバー１２のクリーニングを行った時に排出されるガスを、赤外線吸収分析器（ＦＴＩＲ）５０でモニターした。
【０１７６】
すなわち、ＳｉＯ２の成膜を行った際に、ＳｉＯ２膜はクリーニングされる時に、ＳｉＦ４として排出されるので、赤外線吸収分析器（ＦＴＩＲ）５０でモニターされたＳｉＦ４の排出量が、ＣＶＤチャンバー１２内に付着した副生物である膜の量と見なすことができる。
【０１７７】
従って、成膜の際に、上記のように、対向電極ステージ１８の温度、ＲＦ電極２０と対向電極ステージ１８との間の電極間隔の成膜条件を変化させて成膜を行い、クリーニングする際に、赤外線吸収分析器（ＦＴＩＲ）５０で排ガス成分をモニターリングして、所定の排ガス成分が、所定の濃度以下、例えば、ＳｉＦ４の排出量が１００ｐｐｍを越え、クリーニングが進み、再び１００ｐｐｍ以下となるまでの排出量を比較することによって、副生物の付着、堆積量の少ない成膜条件の最適条件を得ることができる。
【０１７８】
その結果を、下記の表２に示した。また、この表２の結果を、図６にグラフ化した。図６のグラフから明らかなように、下部電極である対向電極ステージ１８の温度が高い方がＳｉＯ２の付着量が少なく、電極間隔が広い方が付着量が少ないことが分かる。
【０１７９】
また、図６のグラフに示したように、最適条件における対向電極ステージ１８の温度が、２５０〜４００℃、好ましくは、３５０℃であるのが望ましい。
【０１８０】
さらに、図６のグラフに示したように、最適条件におけるＲＦ電極２０と対向電極ステージ１８との間の電極間隔が、８〜３０ｍｍ、好ましくは、１７ｍｍであるのが望ましい。
【０１８１】
【表２】
2004343026.tif 000004
【０１８２】
以上、本発明のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング装置の実施例について説明したが、本発明の範囲内において、例えば、以上の実施例については、シリコン薄膜の形成について述べたが、他のシリコンゲルマニウム膜（ＳｉＧｅ）、シリコンカーバイド膜（ＳｉＣ）、ＳｉＯＦ膜、ＳｉＯＮ膜、含炭素ＳｉＯ２膜などの薄膜を形成する場合にも適用可能である。
【０１８３】
また、上記実施例では、横置き型の装置について説明したが、縦置き型の装置に変更することも可能であり、また、上記実施例では、枚葉式のものについて説明したが、バッチ式のＣＶＤ装置にも適用可能である。
【０１８４】
さらには、上記実施例では、一例としてプラズマＣＶＤ装置に適用したが、薄膜材料を高温中で熱分解、酸化、還元、重合、気相化反応などによって基板上に薄膜を堆積する、真空蒸着法などのその他のＣＶＤ法にも適用可能であるなど種々変更することが可能であることはもちろんである。
【０１８５】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【０１８６】
【発明の効果】
本発明によれば、ＲＦ電極に印加するＲＦの周波数が、成膜のために印加する第１の周波数と、第２の周波数とを切替えることができるので、第１の周波数を用いることによって、成膜のために好適な条件で高密度のプラズマを発生させることができ高品質な薄膜製造が可能である。
【０１８７】
しかも、プラズマクリーニングする際には、第２の周波数に切り替えることによって、プラズマクリーニングに好適な条件で高密度のプラズマを発生させることができ、成膜工程の際にＣＶＤチャンバーの内壁、電極などの表面に付着、堆積したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物を、効率良く除去することができる。
【０１８８】
また、本発明によれば、基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングする際に、第１のステップにおいて、ＲＦ電極に第１の周波数として、比較的低い周波数のＲＦを印加することによって、堆積膜の残っている状態である対向電極ステージへのダメージが少ない条件で、高密度のプラズマを発生して、成膜工程の際にＣＶＤチャンバーの内壁、電極などの表面に付着、堆積したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物をおおよそ除去できる。
【０１８９】
そして、この第１のステップでこれらの副生物をおおよそ除去した後、第２のステップにおいて、ＲＦ電極に第２の周波数として、比較的高い周波数のＲＦを印加することによって、付着残りの副生物を完全に除去することができる。
【０１９０】
しかも、この第２ステップにおけるプラズマクリーニングを短時間で行うことによって、上部電極、対向電極ステージへのダメージを軽減することができる。
【０１９１】
また、本発明によれば、第１のステップと第２のステップで電極間隔を変化させることによって、第１のステップにおいて、例えば、電極間の間隙を狭くすることによって、高密度のプラズマを発生させるとともに、上部電極、対向電極、ＣＶＤチャンバーの上方の側壁に付着した副生物を除去することができる。
【０１９２】
そして、第２のステップにおいて、例えば、上記第１のステップよりも電極間の間隙を広くすることによって、ＣＶＤチャンバーの上下電極側面、裏面、ＣＶＤチャンバー壁面をクリーニングして、副生物を除去することができる。
【０１９３】
また、本発明によれば、第１のステップでは、平行平板電極を用いて、プラズマクリーニングを行うので、上部電極、対向電極、ＣＶＤチャンバーの上方の側壁に付着した副生物を除去することができる。
【０１９４】
そして、第２のステップでは、リモートプラズマにより活性化されたクリーニングガスをＣＶＤチャンバーの上下電極側面、裏面、ＣＶＤチャンバー壁面に導入するので、クリーニングガスの解離効率が良く、ＣＶＤチャンバーの上下電極側面、裏面、ＣＶＤチャンバー壁面に付着したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物を、効率良く除去することができる。
【０１９５】
しかも、この第２ステップにおけるプラズマクリーニングでは、リモートプラズマにより活性化されたクリーニングガスをＣＶＤチャンバーに導入するのであって、上部電極、対向電極の間でプラズマが励起するのではないので、上部電極、対向電極ステージへのダメージを軽減することができる。
【０１９６】
また、本発明によれば、第１のステップでは、主として、上部電極、対向電極、ＣＶＤチャンバーの上方の側壁に付着した副生物を除去することができる。
【０１９７】
そして、第２のステップでは、例えば、ＣＶＤチャンバーの側壁に設けた、ＲＦ電極とは別箇に設けた第２のＲＦ電極にＲＦを印加して放電するので、ＲＦ電極、対向電極ステージの側面、裏面、ＣＶＤチャンバー側壁をプラズマクリーニングすることができる。
【０１９８】
しかも、この場合、ＲＦ電極と対向電極との間で放電するのではないので、上部電極、対向電極の間でプラズマが励起するのではなく、上部電極、対向電極ステージへのダメージを軽減することができる。
【０１９９】
また、本発明によれば、基板表面上に堆積膜を形成した後に、クリーニングガスを導入してＣＶＤチャンバー内をプラズマクリーニングする際に、第１のステップにおいて、ＲＦ電極に第１の周波数として、比較的低い周波数である１３．５６ＭＨｚのＲＦを印加することによって、対向電極ステージへのダメージが少ない条件範囲で、高密度のプラズマを発生して、成膜工程の際にＣＶＤチャンバーの内壁、電極などの表面に付着、堆積したＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などの副生成物をおおよそ除去できる。
【０２００】
そして、この第１のステップでこれらの副生物をおおよそ除去した後、第２のステップにおいて、ＲＦ電極に第２の周波数として、比較的高い周波数である６０ＭＨｚのＲＦを印加することによって、付着残りの副生物を完全に除去することができる。
【０２０１】
しかも、この第２ステップにおけるプラズマクリーニングを短時間で行うことによって、上部電極、対向電極ステージへのダメージを軽減することができるなどの幾多の顕著で特有な作用効果を奏する極めて優れた発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のＣＶＤ装置の実施例を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明のＣＶＤ装置の別の実施例の概略図である。
【図３】図３は、本発明のＣＶＤ装置の別の実施例の概略図である。
【図４】図４は、本発明のＣＶＤ装置の別の実施例の概略図である。
【図５】図５は、時間−濃度（ＳｉＦ４の濃度）の関係を示すグラフである。
【図６】図６は、下部電極温度及び電極間隔とＳｉＦ４の排出量との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、Ｃ２Ｆ６とＯ２の混合ガスを用いて、６０ＭＨｚの高周波を印加した場合の腐食層深さ（ダメージ深度）を示すグラフである。
【図８】図８は、Ｃ２Ｆ６とＯ２の混合ガスを用いて、１３．５６ＭＨｚの高周波を印加した場合の腐食層深さ（ダメージ深度）を示すグラフである。
【図９】図９は、ＣＯＦ２とＯ２の混合ガスを用いて、６０ＭＨｚの高周波を印加した場合の腐食層深さ（ダメージ深度）を示すグラフである。
【図１０】図１０は、ＣＯＦ２とＯ２の混合ガスを用いて、１３．５６ＭＨｚの高周波を印加した場合の腐食層深さ（ダメージ深度）を示すグラフである。
【図１１】図１１は、従来のプラズマＣＶＤ法に用いるプラズマＣＶＤ装置示す概略図である。
【図１２】図１２は、従来のプラズマＣＶＤ法に用いるプラズマＣＶＤ装置におけるＣＶＤチャンバー内に付着、堆積した副生成物の状態を示す概略図である。
【符号の説明】
１０  ＣＶＤ装置
１１  メカニカルブースターポンプ
１２  ＣＶＤチャンバー
１２ａ  頂壁
１２ｂ  側壁
１２ｃ  底壁
１３  除害装置
１４  ドライポンプ
１６  排気経路
１８  下部電極（対向電極ステージ）
２０  上部電極
２１  第２のＲＦ電極
２２  基端部分
２３  高周波電源
２４  高周波電源
２５  高周波印加装置
２６  反応ガス供給経路
２７  高周波印加装置
２８  成膜用ガス供給源
３０  クリーニングガス供給経路
３４  クリーニングガス源
５２  開閉バルブ
５４  開閉バルブ
５６  開閉バルブ
６０  リモートプラズマ発生装置
６２  接続配管
１００  プラズマＣＶＤ装置装置
１０２  ＣＶＤチャンバー
１０２ａ  側壁
１０４  上部電極
１０４ａ  下面
１０６  下部電極
１０６ａ  周囲部分
１０６ｂ  表面
１０８  成膜用ガス供給経路
１１０  高周波印加装置
１１２  ポンプ
１１４  排気経路
Ａ  基材
Ｗ  半導体製品
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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