(57)【要約】【課題】プラズマ処理装置のサセプタの基板載置面上に、固着する堆積物へのウエハ乗り上げによる膜質劣化を防止し、サセプタ寿命を伸長する。【解決手段】プラズマ処理装置のチャンバ１内にウエハＷを挿入し、成膜処理とセルフクリーニングとを繰り返すことにより複数のウエハＷ上に成膜することを含む半導体製造方法において、サセプタの基板載置面１０６上面に固着した堆積物１０５の上に温水を含んだ布を所定時間載置して吸湿させ、堆積物１０５の固着力を低下せしめ、しかる後に研磨材粒子付ナイロンたわし等で擦り取る。【選択図】図２
2004266147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内に取り付けられたサセプタ上への半導体基板の載置と、前記半導体基板上へのプラズマＣＶＤによる成膜とを繰り返し行うことにより複数の半導体基板上への成膜を行うプラズマ処理装置のチャンバ内を清掃する清掃方法であって、前記サセプタが、前記半導体基板に比較して大きな基板載置面を有し、前記複数の半導体基板上への成膜の間に、少なくとも１回、前記チャンバ内に付着した堆積物をプラズマエッチングにより除去するセルフクリーニングを行うとともに、前記複数の半導体基板上への成膜の後に、前記サセプタの基板載置面の前記半導体基板の外周部に対応する部分に固着した堆積物を、固着力を低下させることによって除去することを特徴とするプラズマ処理装置の清掃方法。
【請求項２】
前記成膜が、シリコン原料ガスとアンモニアガスとを利用したシリコン窒化膜の成膜であり、前記セルフクリーニングを、フッ素含有ガスを用いたプラズマエッチングにより行うことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置の清掃方法。
【請求項３】
前記複数の半導体基板上への成膜の後に、前記固着した堆積物の除去に加えて、前記チャンバ内に付着した固着していない堆積物の、拭き取りによる除去を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置の清掃方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかのプラズマ処理装置の清掃方法で清掃を行ったプラズマ処理装置内で半導体基板への成膜を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体基板上に成膜を行うプラズマ処理装置用のサセプタであって、前記半導体基板に比較して大きな基板載置面を有し、前記基板載置面が、前記半導体基板の外周部に対応する部分に形成された溝を有し、かつ前記溝が、前記基板載置面に対する前記半導体基板の載置位置がばらついても、前記半導体基板の外周部が前記溝内に堆積した堆積物に接触しないような、幅および深さを有することを特徴とするプラズマ処理装置用のサセプタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造装置の保守管理方法に係り、更に詳細には、プラズマ処理装置のチャンバ内を清掃する清掃方法、プラズマ処理装置用サセプタ、および半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体装置を製造するための半導体基板上に絶縁物等の膜を形成するため、チャンバ内に原料ガスを供給し、プラズマで分解して前記半導体基板上に成膜するプラズマＣＶＤ処理装置が知られている。図４（ａ）はプラズマＣＶＤ処理装置のチャンバ１００の概略構成を模式的に示した縦断面図であり、図４（ｂ）はその下部電極（サセプタ）１０４の縦断面図であり、図４（ｃ）は同サセプタ１０４の平面図である。このプラズマＣＶＤ処理装置では、成膜を行うことにより、半導体基板上に目的とする膜が成膜されるのみではなく、チャンバ１００内の様々な構成部品、例えば上下の電極やチャンバ壁内面等にも、原料ガスの分解によって生成された堆積物が付着する。この堆積物の付着量が増大すると、パーティクル増大等の問題が発生する。従って、所定の枚数の基板上への成膜を行った後には、この堆積物を除去するために、チャンバ１００内を清掃する必要がある。
【０００３】
そのため、従来より次の様な方法でチャンバ１００内の清掃を行っている。まずチャンバ１００を大気開放してチャンバ１００内部に付着した堆積物を真空掃除機等で吸い取り、しかる後にチャンバ内壁１０１、上部電極１０３、下部電極１０４等の汚れを拭き取る、より具体的には、水拭き（純水を含ませたガーゼによって拭き取る）し、さらにＩＰＡ拭き（ＩＰＡ（ＩｓｏＰｒｏｐｙｌ  Ａｌｃｏｈｏｌ）を含ませたガーゼによって拭き取る）する清掃方法である。
【０００４】
しかし、このようにチャンバを大気開放して行う湿式清掃（通常、ウエットクリーニングと呼ばれる）は、多大な作業員の労力を必要とする上、事前の準備、実施後の立ち上げ作業等を含めて、例えば７．５時間にもおよぶ、極めて長い時間を要し、プラズマ処理装置の稼働率の低下を招く。そこで、このようなウエットクリーニングが必要となる頻度を低減するため、チャンバを真空状態に保ったまま、ＮＦ３  等のフッ素含有ガスをチャンバ内に導入し、プラズマを生成することにより堆積物を除去する、セルフクリーニングが提案されている（特許文献１参照）。これにより、チャンバ内に残留する堆積物の量を減少させ、必要なウエットクリーニングの頻度を減少させ、稼働率を向上させることが可能である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２０１７３８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、本発明者による検討により、このセルフクリーニングによって別の問題が発生することが明らかになった。すなわち、現実には、セルフクリーニングを行ってもチャンバ内の堆積物を完全に除去することはできない。従って、ウエットクリーニングは、頻度を減少させることはできるとしても、依然として必要である。しかも、このように完全に除去することができず、残留した堆積物は、従来行われていた水拭きによって除去することができない、固着した状態になることがわかった。特に、成膜対象の基板よりも大きな基板載置面に基板を載置して成膜を行う装置においては、基板載置面上の基板の外周部に対応する部分に、周状もしくは弧状に固着した堆積物１０５が形成される。この固着した堆積物１０５は、下部電極（サセプタ）１０４上への基板の載置および成膜と、セルフクリーニングとを繰り返すことにより、量（厚さ）が増大するとともに形成される範囲が広がる。これは、搬送機構の精度の限界により、載置面１０６上へのウエハＷの載置位置が、ウエハＷ毎にばらつくからである。
【０００７】
このような固着した堆積物１０５形成が進み、その厚さおよび範囲が広がると、図４（ｂ）に模式的に示すように、ウエハＷが、固着した堆積物１０５によって形成された段差上に乗り上げ、載置面１０４に密着せず、斜めに載置された状態になる。この状態で成膜すると得られる膜質が著しく劣化する。
【０００８】
ここで、一例として、半導体装置のパッシベーション膜として使用されるシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）をプラズマＣＶＤで成膜する場合、パッシベーション膜の劣化は、パッシベーション膜形成後に実施される、パッド部開口のためのエッチング時に下地とプラズマＳｉＮ膜との界面でサイドエッチを発生させ、極端な場合にはパッシベーション膜剥がれを引き起こす。パッシベーション膜剥がれは、半導体の信頼性上大問題となることから、段差の大きさが一定値以上になった時点で下部電極１０４を交換する必要がある。
【０００９】
しかし、下部電極１０４は高価なため、段差ができる度に下部電極１０４を交換するのは製造コストを上昇させるというコスト面での問題がある。また、下部電極１０４の交換は煩雑なため、交換作業に、上記のウェットクリーニングに比較してもはるかに長い時間と労力を要するという工程上の問題もある。
【００１０】
本発明は上記従来の問題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、多大な労力や時間を要することなく低コストで清掃でき、固着物のウエハの乗り上げによる膜質劣化を防止し、しかも電極寿命を伸長できるプラズマ処理装置の清掃方法およびプラズマ処理装置用サセプタを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の清掃方法では、チャンバ内に取り付けられたサセプタ上への半導体基板の載置と、前記された半導体基板上へのプラズマＣＶＤによる成膜とを繰り返し行うことにより複数の半導体基板上への成膜を行うプラズマ処理装置のチャンバ内を清掃する清掃方法であって、前記サセプタが、前記半導体基板に比較して大きな基板載置面を有し、前記複数の半導体基板上への成膜の間に、少なくとも１回、前記チャンバ内に付着した堆積物をプラズマエッチングにより除去するセルフクリーニングを行うとともに、前記複数の半導体基板上への成膜の後に、前記サセプタの基板載置面の前記半導体基板の外周部に対応する部分に固着した堆積物を、固着力を低下させることによって除去することを特徴とする。
【００１２】
前記成膜が、シリコン原料ガスとアンモニアガスとを利用したシリコン窒化膜の成膜であり、前記セルフクリーニングが、フッ素含有ガスを用いたプラズマエッチングによるクリーニングであってよい。
【００１３】
前記固着した堆積物の除去は、前記サセプタを前記チャンバ内に取り付けたままの状態で行ってもよい。
【００１４】
前記複数の半導体基板上への成膜の後に、前記固着した堆積物の除去に加えて、前記チャンバ内に付着した固着していない堆積物の、拭き取りによる除去を行ってもよい。
【００１５】
前記複数の半導体基板上への成膜の後に、さらに、前記セルフクリーニングを行ってから、前記固着した堆積物の除去を行ってもよい。
【００１６】
本発明の半導体装置の製造方法は、上記いずれかのプラズマ処理装置の清掃方法で清掃を行ったプラズマ処理装置内で半導体基板への成膜を行うことを特徴とする。
【００１７】
本発明のプラズマ処理装置用のサセプタは、半導体基板上に成膜を行うプラズマ処理装置用のサセプタであって、前記半導体基板に比較して大きな基板載置面を有し、前記基板載置面が、前記半導体基板の外周部に対応する部分に形成された溝を有し、かつ前記溝が、前記基板載置面に対する前記半導体基板の載置位置がばらついても、前記半導体基板の外周部が前記溝内に堆積した堆積物に接触しないような、幅及び深さを有することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第一の実施形態）
以下、本発明の第一の実施形態について説明する。本発明に使用可能な処理装置としては、半導体基板を載置するサセプタを有する反応容器（チャンバ）と、エッチングガス、原料ガス等の反応ガスをこのチャンバに導入可能なガス導入系と、これらのガスに高周波電力を印加してプラズマを生成する電極等のプラズマ生成機構とを有する処理装置であればよく、特に限定されない。例えば、図１に模式的な縦断面図として示したような、プラズマＣＶＤ処理装置を好適に用いることができる。
【００１９】
エッチングガスとしては、成膜する膜がシリコン窒化膜等のシリコンを含む膜である場合、ＮＦ３  等のフッ素含有ガスを利用することができる。原料ガスは、シリコン窒化膜を成膜する場合には、シラン等のシリコン原料ガスと、アンモニア等の還元性ガスとを組み合わせて利用することができる。
【００２０】
以下、このプラズマＣＶＤ処理装置の概略構成を図１に基づいて説明する。図１に示したように、チャンバ壁２によって囲まれたチャンバ（反応室）１内に、対向する一組の電極、即ち上部電極３と下部電極（サセプタ）４とが収容されている。下部電極４は、アース電位に保持されるとともに、その上部は、成膜対象の半導体基板としてのウエハＷが載置されるサセプタとして機能する。上部電極３にはプラズマ生成用の高周波電源８から出力された高周波電力がインピーダンスマッチング回路９を介して印加されるようになっている。また、上部電極３の下面は、配管６から供給された反応ガスをチャンバ１に導入するシャワーノズルを備えている。導入された反応ガスはチャンバ２の排気口７から排気され、チャンバ１内に所定圧力の反応ガス雰囲気が形成される構造となっている。また、下部電極４側には温度制御用のヒータ１０が設けられている。
【００２１】
下部電極（サセプタ）４は、図４に示されたように、その上面に、ウエハＷよりも大きな、平坦な載置面１０６を有する。載置面１０６には、例えば陽極酸化によって保護膜が形成されている。この載置面１０６の周囲には、ウエハＷが滑り落ちることを防止するための凸部１０７が形成されている。ウエハＷは、この載置面上に、図示しない搬送機構によって、１枚ずつ載置される。
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の好適な例について詳細に説明する。図１に示した構成のプラズマＣＶＤ処理装置を用いて成膜処理およびセルフクリーニング処理を行い、しかる後に本発明の湿式清掃プロセスを順次行う場合について説明する。
【００２３】
図２は本実施形態に係る湿式清掃を含んだ成膜工程運用方法のプロセスフローを示したフローチャートである。このフローチャートの各プロセスについて以下に説明する。まず最初に、予め例えば４００℃に加熱したサセプタの載置面１０６上にウエハＷを載置し、所定の温度に加熱する。
【００２４】
（成膜プロセス）
次いで、チャンバ１内に例えばＳｉＨ４  ／ＮＨ３  ／Ｎ２  系の原料ガスを導入する。これに高周波発振源８から所定の周波数の電力を印加し、プラズマ放電エネルギにより活性化させて、ウエハＷの表面にシリコン窒化膜を形成させる。成膜終了後にチャンバ１内を減圧して残留した原料ガスを除去し、ウエハＷをチャンバ１の外部に搬出する。以下に、このプロセス条件を示す。
【００２５】
圧力  ：    ３．０〜６．５  Ｔｏｒｒ（４００〜８７０Ｐａ）
周波数：    １３．５６          ＭＨｚ
電力：      １００〜１０００Ｗ
ウエハ温度：３００〜４００  ℃
電極間距離：１８０〜６００    ｍｉｌｓ（４．６〜１５．２ｍｍ）
ＳｉＨ４  ：  ５０〜３００      ｓｃｃｍ
ＮＨ３  ：      ３０〜３００      ｓｃｃｍ
Ｎ２  ：      ５００〜５０００ｓｃｃｍ
処理時間：    １０〜１００      秒
この条件により得られた窒化膜の成膜速度は０．２〜１．０μｍ／ｍｉｎで、屈折率は１．９〜２．２であった。
【００２６】
このとき、ウエハＷ表面上のみではなく、上部電極や下部電極、チャンバ壁２の内面等にも、原料ガスの分解によって生成された堆積物が付着する。特に、下部電極の基板載置面１０６の、ウエハＷによって覆われていない周辺部には、ウエハＷとほぼ同一温度に加熱されているため、ウエハＷ表面上と同様に、シリコン窒化膜が堆積される。
【００２７】
（クリーニングプロセス）
反応室１内に、ＮＦ３  あるいはＮＦ３  ／Ｎ２  Ｏ／Ｏ２  系のエッチングガスを導入し、これに高周波発振源８から所定の周波数を有する電力を印加し、プラズマ放電エネルギにより活性化させ、チャンバ１の内部の各部に付着した堆積物に作用させてドライエッチングを行う。以下に、好ましいプロセス条件を示す。
【００２８】
圧力：            ０．５〜３．０  Ｔｏｒｒ（６７〜４００Ｐａ）
周波数：        １３．５６          ＭＨｚ
電力：            ４００〜１２００Ｗ
ウエハ温度：２５〜４００      ℃
電極間距離：１８０〜９９９  ｍｉｌｓ（４．６〜２５．４ｍｍ）
ＮＦ３  ：        １００〜１０００ｓｃｃｍ
Ｎ２  Ｏ：        １００〜１０００ｓｃｃｍ
処理時間：    ５０〜１５０      秒
【００２９】
ここで上記のＮＦ３  の代わりに、ＣＦ４  、Ｃ２  Ｆ６  等のフッ素化合物ガスを用いることもできる。
【００３０】
しかし、上記のセルフクリーニング条件の範囲内では、チャンバ内に付着した堆積物は完全には除去されず、一部残留する。特に、サセプタの載置面１０６の周辺部に形成されたシリコン窒化膜は、完全には除去されない。上記以外の条件についても検討したが、実用的な条件範囲内では、堆積物の残留を解消することはできなかった。
【００３１】
上記の成膜プロセスとセルフクリーニングプロセスとを、複数のウエハＷについて繰り返して行う。すなわち、サセプタの載置面１０６上へのウエハＷの載置と、成膜と、セルフクリーニングによるチャンバ内に付着した堆積物の除去とを、多数、例えば４０００枚のウエハＷについて繰り返して行う。１枚のウエハＷへの成膜を行うたびに、その１枚の成膜の間にチャンバ内に付着した堆積物を除去するためのセルフクリーニングを行うようにしてもよい。パーティクル発生等の問題が発生しない範囲で複数のウエハＷへの成膜を行ったあとで、それら複数のウエハＷへの成膜の間に付着した堆積物を除去するためのセルフクリーニングを行うようにしてもよい。このように、複数のウエハＷのサセプタ上への載置と成膜とを繰り返す間に、適切なタイミングでセルフクリーニングを行うことで、チャンバのウエットクリーニングを行うことなく、多数のウエハＷについての成膜処理を実施することが可能になる。
【００３２】
なお、前記特許文献１に記されたように、成膜プロセスを行う前に、例えばＮＨ３  ガス等の還元性ガスをチャンバ内に導入してプラズマを生成し、セルフクリーニングプロセスにおいて残留したフッ素成分を除去するようにしてもよい。しかし、前記のようにサセプタの載置面１０６の周辺に付着した堆積物は、セルフクリーニングによっても完全には除去することができず、部分的に残留する。そして、その後に行われる成膜プロセスの際には、このように残留した付着物の上に、さらに、シリコン窒化膜が堆積する。この時、搬送系の機械精度の限界により、ウエハＷ毎に載置される位置がばらつくため、載置面１０６上のシリコン窒化膜が付着される範囲が変化する。そして、次に行われるセルフクリーニングプロセスにおいても、サセプタ上の堆積物を完全に除去することはできない。このようにして、成膜とセルフクリーニングを繰り返すにつれて、サセプタの載置面１０６上の、ウエハＷの外周部に対応する部分に残留する堆積物の厚さが増大するとともに、残留範囲が広がる。
【００３３】
（湿式清掃プロセス）
次に、上記の成膜とセルフクリーニングとを所定の枚数のウエハＷについて繰り返した後、ウエットクリーニングを行うために、下部電極の冷却の後、チャンバを大気解放する。この時、チャンバ内には２種類の堆積物が存在していた。すなわち、まず、チャンバ内壁や上部電極等には、従来の水拭きによって除去することが可能な、固着していない堆積物が付着していた。そして、これに加えて、サセプタの載置面１０６の、ウエハＷの外周部に対応する部分には、周状もしくは弧状に、水拭きによっては除去することができない、固着した堆積物が存在していた。
【００３４】
なお、湿式清掃を行う直前には、通常よりも長時間のセルフクリーニング処理を行い、除去可能な範囲の堆積物除去を行うことが好ましい。しかし、この湿式清掃前のセルフクリーニング処理も、上記の処理条件の範囲内のもので十分である。それ以上に時間を長くしても、固着した堆積物を除去することはできず、装置稼働率が低下するだけである。
【００３５】
そこでまず、従来通り、真空掃除機等による吸い取り、純水を含ませたベンコットン（ガーゼ状の布）による水拭き、次いで、ＩＰＡを含ませたベンコットンによるＩＰＡ拭きによって、固着していない堆積物の除去を行った。一方、固着した堆積物は、通常の純水もしくはＩＰＡによる拭き取りで除去することはできず、また例えば、スコッチブライト（登録商標）等のアルミナ粒子のような研磨粒子を接着したナイロンたわしでこすっても、現実的な作業時間内に除去することはできなかった。しかも、サセプタの保護酸化膜の形成された載置面１０６を痛めることなく除去するためには、細心の注意を払う必要があった。
【００３６】
しかし、固着した堆積物の組成を評価するとともに、種々の清掃方法を検討した結果、固着した堆積物も、温水によって吸湿させることにより、載置面１０６を痛めることなく、比較的短い作業時間で除去できることが明らかになった。すなわちこの堆積物は、主にアンモニウムヘキサフルオロシリケート［（ＮＨ４  ）２  ＳｉＦ６  ］、アモルファスシリコンおよびシリコンナイトライドの混合物である。前記混合物中のアンモニウムヘキサフルオロシリケートは水に可溶性である。そのため前記堆積物を吸湿させると、前記堆積物中のアンモニウムヘキサフルオロシリケートが溶解して固着力が低下する。こうして固着力の低下した堆積物をナイロンたわし等で擦り取る。こうすることにより下部電極表面の陽極酸化膜を傷めることなく前記堆積物を除去することができる。
【００３７】
具体的には、前記下部電極４を露出させた状態で、下部電極４上面の基板載置面１０６周辺部に固着した堆積物上に約８０℃の温水で湿潤させたベンコットンを載置し、所定時間放置して前記堆積物を湿潤し、吸湿させる。前記所定時間、例えば１０〜１５分の経過後、前記ベンコットンを取り除いた後、ナイロンたわし等で擦ることにより前記堆積物を除去することができる。
【００３８】
すなわち、温水による吸湿を行わせない状態では、ナイロンたわしで擦っても、表面層のみが粉状に剥離するだけであり、現実的な作業時間の範囲内で顕著な除去効果を得ることができなかったのに対して、温水による吸湿を行わせると、同程度の力で擦ることによって、堆積物が、その堆積物の膜厚全体にわたってサセプタの基板載置面から剥がれることが観察された。固着力が完全に失われたわけではなく、通常の純水またはＩＰＡを用いた拭き取りによって除去することはできず、ナイロンたわしで擦ることは必要であった。しかし固着力が低下したことは明らかであった。より具体的には、１０分程度の時間をかけてナイロンたわしで擦り取ることによって、基板の外周部に対応する部分全体において基板載置面の表面が表れるまで、固着していた堆積物を除去することができた。
【００３９】
このように本実施形態では、固着した堆積物を、温水によって吸湿させることにより固着力を低下させて、除去した。使用する温水は、高温であるほど効果が高いが、簡便に実施するためには、上記のように８０℃程度の温水を使用することが好ましい。この場合、実際にベンコットンに含ませて載置面１０６上に載せた時の温度は、５０〜６０℃程度に低下していると考えられるが、それでも顕著な固着力低下効果が得られた。
【００４０】
しかしもちろん、温度が低すぎたばあいには十分な効果は得られないので、少なくとも６０℃程度の温水を利用することが好ましい。なお、吸湿による固着力の低下は、上記のように、温水を含ませた布等を載置面１０６上に載せること以外にも、様々な方法によって実施することができる。例えば、蒸気状態の温水を吹き付けることによっても実施することができる。
【００４１】
アンモニウムヘキサフルオロシリケート等を含む固着した堆積物が生成される詳しい機構は明らかになっていない。しかし、上記のように、成膜プロセス時にサセプタ面の周囲に堆積されたシリコン窒化膜が、セルフクリーニング時に除去されずに残留する時に、部分的に変質した状態で残留することと、その後に行われる成膜プロセスの際に、原料ガスのプラズマにさらされてさらに変質することによって生成されたものと推定できる。
【００４２】
なお、吸湿させた後、超音波振動を与えることで固着力をより弱くすることが出来る。また例えば、弗硝酸溶液を使用することにより、アンモニウムヘキサフルオロシリケート［（ＮＨ４  ）２  ＳｉＦ６  ］の他にアモルファスシリコンとシリコンナイトライドをも溶解させることができるので、堆積物の固着力をより効果的に低下させることができる。
【００４３】
図１に示されたように、下部電極とサセプタとが一体になっているプラズマ処理装置においては、サセプタをプラズマ処理装置にチャンバ内に取り付けたままの状態で、このように超音波や薬液を使用して清掃を行うことは困難である。しかし例えば、下部電極の上部のサセプタ部分が取り外し可能な構造を有するプラズマ処理装置の場合には、このような超音波や薬品を使って、効率的に清掃を行うことが可能である。なお、本実施形態では、まず、水拭きによって固着していない堆積物を除去してから、固着した堆積物を、固着力を低下させることによって除去したが、この順番を逆にすることも可能である。
【００４４】
（実施例１）
前記第一の実施形態で説明した手順に従って、ウエハＷ４０００枚について成膜処理およびセルフクリーニングを行った後、チャンバ１の上部カバーを取り外したところ、サセプタ４上面の基板載置面１０６の外周に沿って、堆積物が固着していた。
【００４５】
そこで、従来通りの真空掃除機、水拭き、ＩＰＡ拭きによって固着していない堆積物を除去した後、固着した堆積物の除去を行った。すなわち、基板載置面１０６上の、堆積物が固着した部分に対して、約８０℃の純水に浸したベンコットンを１０分間載置し、前記堆積物を吸湿させて固着力を低下させ、ナイロンたわしで擦って除去する湿式清掃を行った。この湿式清掃の後、再びチャンバの上部カバーを閉じ、前記と同じ処理条件で４０００枚のウエハＷの成膜、セルフクリーニング処理を行い、再び同様の湿式清掃を行った。以下同様に４０００枚のウエハＷの成膜、セルフクリーニングおよび湿式清掃を繰り返した。
【００４６】
その結果、少なくとも処理したウエハＷの総合計枚数が約２００００枚に達するまで下部電極４を交換する必要は発生しなかった。
【００４７】
（比較例）
実施例１と同一の条件で、４０００枚のウエハＷに対して成膜とセルフクリーニングとを繰り返して行った後、チャンバ１を大気解放し、真空掃除機、水拭きおよびＩＰＡ拭きによる湿式清掃のみを行い、再び、成膜、セルフクリーニングを繰り返して行った。その結果、８０００枚のウエハＷを処理した時点で、サセプタの基板載置面１０６のウエハＷの外周部に対応する部分に固着した堆積物によって形成された段差への乗り上げによる、シリコン窒化膜の膜質劣化が顕著になり、サセプタを含めた下部電極の交換が必要になった。
【００４８】
この比較例との比較により、本発明の実施例１の清掃方法によって、サセプタの基板載置面への固着した堆積物の蓄積が抑制され、サセプタを含めた下部電極の使用可能時間を少なくとも２．５倍に大幅に延長できることが実証された。これにより、下部電極の交換に伴う費用の発生や、装置稼働率の低下を防止することができる。
【００４９】
なお、４０００枚の処理枚数は、他の理由によって湿式清掃が必要になる処理枚数であり、本発明の湿式清掃を行うために湿式清掃の頻度が増えることはない。また、温水による堆積物の吸湿とナイロンたわしによる除去に必要な作業時間は３０分程度であり、従来の湿式清掃に要していた時間（７．５時間）に比較して短い。従って、本発明の適用によって湿式清掃時間が顕著に長くなることもない。
【００５０】
（第二の実施形態）
次に本発明の第二の実施形態について説明する。本第二の実施形態は、固着物を除去するのではなく、サセプタの基板載置面の形状を変える事によって、固着物を除去するのと同様の効果を得るようにしたものである。すなわち、本実施形態は、固着物が固着する基板載置面の外周部に、固着物で形成される段差分の溝を設けることで固着物へのウエハＷの乗り上げを防止するものである。
【００５１】
図３（ａ）は本実施形態に係る下部電極（サセプタ）４の平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）中のＡ−Ａ線を含む平面で前記サセプタ４を切断したときの断面を示した縦断面図である。図３（ｂ）に示したように、本実施形態に係るサセプタ４では、上面側の基板載置面４２外周縁に沿って、溝４４が形成されている。そのため、サセプタ４上面側の基板載置面４２上にウエハＷを載置すると、ウエハＷの外周縁の下面と基板載置面４２との間が前記溝４４により離間する。
【００５２】
従って、複数枚のウエハＷについて成膜処理を行い、セルフクリーニング処理を定期的に行うことにより基板載置面４２上に固着した堆積物が形成されたとしても、形成されるのは前記溝４４の内部である。そのため、固着した堆積物にウエハＷの外周部が乗り上げて膜質劣化を引き起こすことが未然に防止される。
【００５３】
なお、溝４４は、基板載置面４２に対するウエハＷの載置位置がばらついても、ウエハＷ外周部が溝内に固着した堆積物に接触しないような寸法を有することが望ましい。具体的には、直径８インチのウエハＷを処理する場合、溝４４の寸法としては、４〜１０ｍｍの幅および１〜３ｍｍの深さを有するものが好ましい。
【００５４】
成膜処理とセルフクリーニング処理とを繰り返すことにより、固着した堆積物は成長し、最終的にはサセプタ４の交換が必要となるが、本実施形態に係るサセプタ４では予め溝４４が形成してあるので、堆積物が溝４４底部から基板載置面４２の表面を超える高さになるまでには相当な時間と処理枚数を必要とする。その結果、サセプタ４の寿命を伸長させることができる。
【００５５】
なお、本実施形態では断面が矩形の溝４４を備えたサセプタを例にして説明したが、これに限定されるものではない。溝４４としては断面が半円、台形、三角形等など、適宜変更することが可能である。また、本実施形態に係るサセプタ４を使用し、更に上記第一の実施形態で説明した湿式清掃を行って固着した堆積物の除去を行うことにより、サセプタ４の寿命を更に伸長させることができる。
【００５６】
（実施例２）
前記第二の実施形態で説明した下部電極４を使用して、ウエハＷ４０００枚について成膜およびセルフクリーニング処理を行った後、チャンバの上部カバーを取り外したところ、基板載置面４２上の溝４４内に堆積物が固着していた。この後、真空掃除機、水拭き、ＩＰＡ拭きによる湿式清掃を行い、すなわち、固着した堆積物については除去せずに、再びチャンバの上部カバーを閉じ、前記と同じ処理条件で４０００枚の成膜処理を行い、再び、同一の条件で湿式清掃を行った。以下、４０００枚のウエハＷの処理と湿式清掃とを繰り返した。
【００５７】
その結果、ウエハＷの総処理枚数が約２００００枚に達するまでサセプタ４を交換せずに処理することが可能であった。これはサセプタ４上面外周縁部に溝４４を設けたため、溝４４底部から固着した堆積物が成長して基板載置面４２を超える高さになるまでの時間が伸長し、この結果、ウエハＷ外周部が固着した堆積物に乗り上げて膜質異常が発生するまでの時間が伸長したためである。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、湿式清掃を、多大な労力や時間を要することなく低コストで実施でき、固着物へのウエハ乗り上げによる膜質劣化を防止して、サセプタの寿命を大きく延長することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるプラズマＣＶＤ処理装置の縦断面図である。
【図２】本発明の清掃方法のフローチャートである。
【図３】本発明の下部電極の平面図および縦断面図である。
【図４】代表的なプラズマ処理装置および下部電極（サセプタ）の縦断面図と下部電極の平面図である。
【符号の説明】
１  チャンバ
２  チャンバ壁
３  上部電極
４  下部電極（サセプタ）
５  堆積物
７  ヒータ
８  高周波電源
９  インピーダンスマッチング回路
Ｗ  ウエハ
【図１】
2004266147.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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