(57)【要約】【課題】  チャンバ内のクリーニングの終了時刻を自動検出して、スループットの向上、クリーニングガス費の低減およびプロセスキットの長寿命化を図ることができる半導体集積回路装置の製造方法を提供する。【解決手段】  プラズマガス生成部８でプラズマ化したクリーニングガスをチャンバ２内に導入して、チャンバ２の内壁や電極などに形成された不要な膜の除去を行う。一方、膜形成時より低出力にした高周波電源９により、下部電極４および上部電極５に高周波電圧を印加する。この電圧は、ＲＦセンサ１０により検知され、電子系モジュール１１で増幅される。電子系モジュール１１で増幅された電圧は、終了制御部１２に入力される。終了制御部１２は、入力した電圧が所定電圧以上でほぼ一定になっているかを判断し、クリーニングが終了したかを自動判定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）被処理ウェハが収容されていないプラズマＣＶＤ装置の第１の成膜処理室内に、前記第１の成膜処理室外で生成された第１のラジカルを含む第１の気体を導入しながら、前記第１の成膜処理室の内部に付着した不所望な膜部材をエッチング除去する工程；
（ｂ）前記（ａ）工程中において、前記第１の成膜処理室内にある前記第１の気体を、第１の強度の第１の高周波電力により、プラズマ励起し、その励起されたプラズマの物理的または化学的特性を観測することにより前記エッチング除去の終点を検出する工程；
（ｃ）前記（ｂ）工程の結果に基づいて、前記エッチング除去を停止する工程；
（ｄ）前記第１の成膜処理室内から前記第１の気体を排気する工程；
（ｅ）前記（ｃ）工程および前記（ｄ）工程の後、前記第１の成膜処理室内に第１の被処理ウェハを収容する工程；
（ｆ）前記第１の被処理ウェハが収容されている前記第１の成膜処理室内に第２の気体を導入しながら、前記第２の気体を、前記第１の強度よりも強い第２の強度の第２の高周波電力により、プラズマ励起することによって、前記第１の被処理ウェハの第１の主面上またはその上方に第１の膜部材を形成する工程；
（ｇ）前記（ｆ）工程の後、前記第１の被処理ウェハを前記第１の成膜処理室内から取り出す工程。
【請求項２】
請求項第１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記プラズマの物理的または化学的特性は前記プラズマのインピーダンスに対応する電気的特性である。
【請求項３】
請求項第１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記プラズマの物理的または化学的特性は前記プラズマの光学的特性である。
【請求項４】
請求項第１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の強度は前記第２の強度の０．０５％から４０％である。
【請求項５】
請求項第１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の強度は前記第２の強度の０．１％から３０％である。
【請求項６】
請求項第１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の強度は前記第２の強度の０．５％から２０％である。
【請求項７】
請求項第１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の強度は前記第２の強度の１％から１０％である。
【請求項８】
以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）被処理ウェハが収容されていないＣＶＤ装置の第１の成膜処理室内に、前記第１の成膜処理室外で生成された第１のラジカルを含む第１の気体を導入しながら、前記第１の成膜処理室の内部に付着した不所望な膜部材をエッチング除去する工程；
（ｂ）前記（ａ）工程中において、前記第１の成膜処理室内にある前記第１の気体を、第１の強度の第１の高周波電力により、プラズマ励起し、その励起されたプラズマの物理的または化学的特性を観測することにより前記エッチング除去の終点を検出する工程；
（ｃ）前記（ｂ）工程の結果に基づいて、前記エッチング除去を停止する工程；
（ｄ）前記第１の成膜処理室内から前記第１の気体を排気する工程；
（ｅ）前記（ｃ）工程および前記（ｄ）工程の後、前記第１の成膜処理室内に第１の被処理ウェハを収容する工程；
（ｆ）前記第１の被処理ウェハが収容されている前記第１の成膜処理室内に第２の気体を導入しながら、前記第１の高周波電力よりも強い高周波電力によるプラズマ励起を伴うことなく、前記第１の被処理ウェハの第１の主面上またはその上方に第１の膜部材を形成する工程；
（ｇ）前記（ｆ）工程の後、前記第１の被処理ウェハを前記第１の成膜処理室内から取り出す工程。
【請求項９】
請求項第８項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記プラズマの物理的または化学的特性は前記プラズマのインピーダンスに対応する電気的特性である。
【請求項１０】
請求項第８項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記プラズマの物理的または化学的特性は前記プラズマの光学的特性である。
【請求項１１】
請求項第８項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の膜部材の形成は熱ＣＶＤプロセスにより行われる。
【請求項１２】
以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）被処理ウェハが収容されていないプラズマＣＶＤ装置の第１の成膜処理室内に、前記第１の成膜処理室外で生成された第１のラジカルを含む第１の気体を導入しながら、前記第１の成膜処理室の内部に付着した不所望な膜部材をエッチング除去する工程；
（ｂ）前記（ａ）工程中において，前記エッチング除去の終点を検出する工程；
（ｃ）前記（ｂ）工程の結果に基づいて、前記エッチング除去を停止する工程；
（ｄ）前記第１の成膜処理室内から前記第１の気体を排気する工程；
（ｅ）前記（ｃ）工程および（ｄ）工程の後、前記第１の成膜処理室内に第１の被処理ウェハを収容する工程；
（ｆ）前記第１の被処理ウェハが収容されている前記第１の成膜処理室内に第２の気体を導入しながら、前記第２の気体を、プラズマ励起することによって、前記第１の被処理ウェハの第１の主面上またはその上方に第１の膜部材を形成する工程；
（ｇ）前記（ｆ）工程の後、前記第１の被処理ウェハを前記第１の成膜処理室内から取り出す工程；
（ｈ）前記（ｇ）工程の後、前記（ｆ）工程中に前記第１の成膜処理室内に付着した不所望な膜部材をエッチング除去する処理を実施することなく、前記第１の成膜処理室内に第２の被処理ウェハを収容する工程；
（ｉ）前記第２の被処理ウェハが収容されている前記第１の成膜処理室内に前記第２の気体を導入しながら、前記第２の気体を、プラズマ励起することによって、前記第２の被処理ウェハの第１の主面上またはその上方に前記第１の膜部材を形成する工程；
（ｊ）前記（ｉ）工程の後、前記第２の被処理ウェハを前記第１の成膜処理室内から取り出す工程。
【請求項１３】
請求項第１２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記エッチング除去の終点の検出は，前記第１の成膜処理室内におけるプラズマ励起された前記第１の気体のインピーダンスに対応する電気的特性を測定することにより行われる。
【請求項１４】
請求項第１２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記エッチング除去の終点の検出は、前記第１の成膜処理室内におけるプラズマ励起された前記第１の気体の光学的特性を測定することにより行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路装置の製造技術に関し、特に、半導体ウェハ（以下、単にウェハという）上に膜を形成する半導体製造装置のクリーニング工程に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
日本特開平９−０８２６４５号公報（特許文献１）には、ＣＶＤ装置のクリーニングの終点検出をクリーニングに関与するプラズマ種とクリーニングに関与しないプラズマ種の発光強度比や、クリーニング中の圧力変化、プラズマ電位の変化から検出する技術が開示されている。
【０００３】
日本特開平１０−０２２２８０号公報（特許文献２）には、カソード電極とアノード電極との間のインピーダンスの変化を検出するインピーダンス検出手段を設け、このインピーダンス検出手段により検出したインピーダンスの増加率または減少率が一定値以下になった場合にクリーニングを終了する技術が開示されている。
【０００４】
米国特許第６５３４００７号明細書（日本特表２００１−５２７１５１号公報）（特許文献３）には、以下に示す技術が開示されている。すなわち、クリーニングガスのエミッションラインの強度と、チャンバ内の少なくとも１つの背景ガスの強度をモニタすることにより、クリーニングガスエミッションラインに対する背景エミッションラインの強度比を測定する。そして、測定した強度比を予め定めたしきい値と比較し、この比較結果に基づいて、クリーニングの終了時点を検出する技術が開示されている。
【０００５】
日本特開平１１−１６２９５７号公報（特許文献４）には、以下に示す技術が開示されている。すなわち、移動可能な中間メッシュ電極を一対の電極の間に設け、一方の電極側にあるチャンバ内壁をクリーニングする場合は、前記一方の電極と中間メッシュ電極との間でエッチングガスのプラズマを発生させてエッチングを行う。一方、他方の電極側にあるチャンバ内壁をクリーニングする場合は、中間メッシュ電極を前記他方の電極との間でグロー放電を発生できる位置まで移動させた後、中間メッシュ電極と前記他方の電極との間でエッチングガスのプラズマを発生させてエッチングを行う技術が開示されている。
【特許文献１】特開平９−０８２６４５号公報（第３頁、図４）
【特許文献２】特開平１０−０２２２８０号公報（第２頁〜第３頁、図２〜図３）
【特許文献３】米国特許第６５３４００７号明細書
【特許文献４】特開平１１−１６２９５７号公報（第４頁〜第７頁、図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ウェハ上に膜を成膜する方法としてＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）法がある。ＣＶＤ法は、成膜する膜の種類に応じて、必要な原料をガス状態で供給し、このガスに各種エネルギーを与えて化学反応を起こさせ、下地表面での触媒反応を利用しながらウェハ上に膜を堆積する方法である。ＣＶＤ法にも色々な種類があり、与えるエネルギーの形態により熱ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法などがある。
【０００７】
プラズマＣＶＤ法は、減圧したチャンバ内に原料ガスを導入し、導入したガスを高周波電界などによりプラズマ化し、化学反応により膜を堆積するものである。このプラズマＣＶＤ法を実現する装置がプラズマＣＶＤ装置である。
【０００８】
プラズマＣＶＤ装置において、ウェハへの膜の形成はチャンバ内で行われるが、ウェハ上に膜を成膜する際、チャンバ内のウェハ以外の場所にも膜が形成される。これらチャンバ内に形成された膜は、異物発生の原因ともなる。このため、半導体集積回路装置の製造工程において、プラズマＣＶＤ装置内にあるチャンバのクリーニングが実施される。
【０００９】
ところで、チャンバ内のクリーニングを行う方法としては第１にＲＦ（Radio  Frequency）直接印加方法というものがある。このＲＦ直接印加方法は、以下に示すような方法である。すなわち、クリーニングガスをチャンバ内の一対の電極間に導入し、一対の電極にＲＦ発振器によって電圧を印加することによりクリーニングガスをプラズマ化する。そして、プラズマ化したクリーニングガスとチャンバ内に堆積した膜との化学反応により、チャンバ内に堆積した膜の除去を行うものである。
【００１０】
この方法では、化学反応の進行度によってフッ素ラジカルの量が異なる一方、チャンバ内で発生したフッ素ラジカルが遷移することにより発光する。このため、フッ素ラジカルの発光強度の変化を発光モニタで検出することにより、クリーニングの終了時刻を自動検出することができる。
【００１１】
また、チャンバ内の放電を一定にするため、チャンバのインピーダンスと電源のインピーダンスのマッチングが行われているが、クリーニングが終了するとチャンバのインピーダンスが変化し、放電が変化する。このため、チャンバのインピーダンスの変化を検出することによりクリーニングの終了時刻を自動検出することができる。
【００１２】
しかし、上記したＲＦ直接印加方法では、プラズマ化したクリーニングガスを生成するのに高出力を必要とするため、電極等の部品（プロセスキット）が損傷を受け易いという問題点がある。
【００１３】
そこで、チャンバ内のクリーニングを行う第２の方法としてリモートプラズマを使用したクリーニング方法が現在使用されている。この方法は、クリーニングガスとして例えばＮＦ3（不活性ガスであるアルゴンガスも混合する）を使用し、チャンバの外部に設けたプラズマガス発生部にクリーニングガスを導入してこのクリーニングガスをプラズマ化する。そして、プラズマ化したクリーニングガスをチャンバ内に導入して、ドライエッチングすることにより、チャンバ内に形成された不要な膜を除去するものである。
【００１４】
このリモートプラズマを使用したクリーニング方法では、上記したＲＦ直接印加方法のようにチャンバ内でＲＦ発振器を動作させることなくクリーニングを行う。したがって、クリーニングの終了時刻を上述した方法によって検知することができない。
【００１５】
ここで、リモートプラズマを使用したクリーニング方法で、クリーニングの終了時刻を自動検出するために考えられる方法を以下に示す。
【００１６】
例えば、チャンバの排気ラインにガス分析装置を設置し、排気ラインを流れるフッ素量の変化でクリーニングの終了時刻を検出しようとするものが考えられる。しかし、ガス分析装置のセンサがフッ素で腐食し、安定してクリーニングの終了時刻を検出することができない問題点がある。また、ガス分析装置は高価であるという問題点もある。
【００１７】
このようにリモートプラズマを使用したクリーニング方法では、安定してクリーニングの終了時刻を自動検出することができていない。そのため、現状では、チャンバのクリーニングの終了時刻を推定し、クリーニングの開始時刻から、推定したクリーニングの終了時刻に至るクリーニング時間の例えば約１．２倍の時間だけ１回の成膜プロセスごとに毎回クリーニングを行っている。このように長めにクリーニング時間を設定しているのは、チャンバ状態による変動もある程度加味しているためである。クリーニングの終了時刻の推定には、例えば上記したガス分析装置を使用することができる。すなわち、実験的にガス分析装置を使用してチャンバ内のクリーニング時間を測定する。そして、実際の製造ラインにおいては、ガス分析装置は使用せず、測定したクリーニング時間に基づき、このクリーニング時間の約１．２倍の時間だけクリーニングを行うようにする。
【００１８】
しかし、上記した方法ではクリーニング時間の約１．２倍の時間をクリーニングにかけているため、スループットが低下するという問題点がある。また、オーバーエッチングによる部品の劣化が生じる問題点がある。さらに、オーバーエッチングで部品をエッチングすることにより異物の発生が生じる可能性がある。また、オーバーエッチングにより使用するクリーニングガスの量が増加しコストが高くなる問題点もある。
【００１９】
本願に開示された一つの発明の目的は、チャンバ内のクリーニングの適切な終了時刻を自動検出することができる半導体集積回路装置の製造技術を提供することにある。
【００２０】
本願に開示された一つの発明の目的は、バッチ単位での処理時間が短い半導体集積回路装置の製造方法を提供することにある。
【００２１】
本願に開示された一つの発明の目的は、バッチ単位での処理時間が短いＣＶＤ処理技術を提供することにある。
【００２２】
本願に開示された一つの発明の目的は、ＣＶＤにおける効率的なクリーニング技術を提供することにある。
【００２３】
本願に開示された一つの発明の目的は、ＣＶＤにおけるクリーニングに適合したプロセス管理技術を提供することにある。
【００２４】
本願に開示された一つの発明の目的は、小バッチ処理に適合した半導体集積回路装置の製造方法を提供することにある。
【００２５】
本願に開示された一つの発明の目的は、プラズマＣＶＤに適合した効率的なクリーニング終点検出技術を提供することにある。
【００２６】
本願に開示された一つの発明の目的は、ＣＶＤに適合した効率的なクリーニング終点検出技術を提供することにある。
【００２７】
本願に開示された一つの発明の目的は、リモートプラズマクリーニング機構を利用したプラズマＣＶＤに適合した効率的なクリーニング終点検出技術を提供することにある。
【００２８】
本願に開示された一つの発明の目的は、処理時間が短いＣＶＤ処理技術を提供することにある。
【００２９】
本願に開示された一つの発明の目的は、クリーニングガスの消費が少ないＣＶＤにおけるクリーニング技術を提供することにある。
【００３０】
本願に開示された一つの発明の目的は、装置ダメージの少ないＣＶＤにおけるクリーニング技術を提供することにある。
【００３１】
本願に開示された一つの発明の目的は、汚染が少ないＣＶＤにおけるクリーニング技術を提供することにある。
【００３２】
本願に開示された一つの発明の目的は、枚葉処理に適合したＣＶＤ処理技術を提供することにある。
【００３３】
本願に開示された一つの発明の目的は、３００Φ以上のウェハの処理に適合したＣＶＤ処理技術を提供することにある。
【００３４】
本願に開示されたその他の発明の目的および上記のいずれかの発明のその他の目的は，本明細書の記述および添付図面からさらに明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００３６】
１．以下を含む半導体製造装置：（ａ）プラズマ化したクリーニングガスによりクリーニングするチャンバ、（ｂ）前記チャンバ内に設けられた一対の電極、（ｃ）前記チャンバのクリーニングを行う際、前記一対の電極に電力を供給する発振器、（ｄ）前記発振器によって供給した前記電力により前記一対の電極間に印加されている電圧を検知するセンサ、（ｅ）前記センサで検知した前記電圧に基づいて、プラズマ化した前記クリーニングガスによる前記チャンバ内のクリーニングを終了させる終了制御部。
【００３７】
２．以下を含む半導体製造装置：（ａ）プラズマ化したクリーニングガスを生成するプラズマガス生成部、（ｂ）プラズマ化した前記クリーニングガスを導入してクリーニングを行うチャンバであって、前記プラズマガス生成部とは離れている前記チャンバ、（ｃ）前記チャンバ内に設けられた一対の電極、（ｄ）前記チャンバのクリーニングを行う際、前記一対の電極に電力を供給する発振器、（ｅ）前記発振器によって供給した前記電力により前記一対の電極間に印加されている電圧を検知するセンサ、（ｆ）前記センサで検知した前記電圧に基づいて、プラズマ化した前記クリーニングガスによる前記チャンバ内のクリーニングを終了させる終了制御部。
【００３８】
３．半導体製造装置は、（ａ）プラズマ化したクリーニングガスを生成するプラズマガス生成部、（ｂ）プラズマ化した前記クリーニングガスを導入してクリーニングを行うチャンバであって、前記プラズマガス生成部とは離れている前記チャンバ、（ｃ）前記チャンバ内に設けられた一対の電極、（ｄ）前記チャンバのクリーニングを行う際、前記一対の電極に電力を供給する発振器、（ｅ）前記発振器によって供給した前記電力により前記一対の電極間に印加されている電圧を検知するセンサ、（ｆ）前記センサで検知した前記電圧に基づいて、プラズマ化した前記クリーニングガスによる前記チャンバ内のクリーニングを終了させる終了制御部を備え、前記終了制御部は、前記センサで検知した前記電圧が所定電圧以上でほぼ一定になると、プラズマ化した前記クリーニングガスの前記チャンバ内への供給および前記発振器による前記電力の供給を停止させるものである。
【００３９】
４．以下を含む半導体製造装置：プラズマ化した原料ガスをウェハ上に導入することにより、前記ウェハ上に膜を形成する半導体製造装置であって、（ａ）プラズマ化したクリーニングガスを生成するプラズマガス生成部、（ｂ）プラズマ化した前記クリーニングガスを導入してクリーニングを行うチャンバであって、前記プラズマガス生成部とは離れている前記チャンバ、（ｃ）前記チャンバ内に設けられた一対の電極、（ｄ）前記チャンバのクリーニングを行う際、前記一対の電極に電力を供給する発振器、（ｅ）前記発振器によって供給した前記電力により前記一対の電極間に印加されている電圧を検知するセンサ、（ｆ）前記センサで検知した前記電圧に基づいて、プラズマ化した前記クリーニングガスによる前記チャンバ内のクリーニングを終了させる終了制御部。
【００４０】
５．半導体製造装置は、（ａ）原料ガスを導入するチャンバ、（ｂ）前記チャンバ内に設けられた一対の電極、（ｃ）前記一対の電極に電力を供給する発振器を備え、前記発振器によって供給した前記電力により前記一対の電極間に第１電圧を印加して前記原料ガスをプラズマ化し、プラズマ化した前記原料ガスにより前記チャンバ内に配置されたウェハ上に膜を形成する半導体製造装置であって、（ｄ）プラズマ化したクリーニングガスを生成し、前記チャンバとは離れているプラズマガス生成部、（ｅ）プラズマ化した前記クリーニングガスを前記チャンバ内に導入してクリーニングする際、前記ウェハ上に前記膜を形成する場合よりも低出力で前記発振器を動作させることにより前記一対の電極に印加された第２電圧を検知するセンサ、（ｆ）前記センサで検知した前記第２電圧に基づいて、プラズマ化した前記クリーニングガスによる前記チャンバ内のクリーニングを終了させる終了制御部を備え、前記終了制御部は、前記センサで検知した前記第２電圧が所定電圧以上でほぼ一定になると、プラズマ化した前記クリーニングガスの前記チャンバ内への供給および前記発振器による前記第２電圧の印加を停止させる。
【００４１】
さらに、本願に開示された他の発明の概要を項に分けて示すとすれば以下のごとくである。
【００４２】
１．半導体集積回路装置の製造方法は、（ａ）チャンバ内でウェハ上に膜を形成する工程と、（ｂ）前記ウェハを前記チャンバから搬出する工程と、（ｃ）前記チャンバとは別の場所に配置されたプラズマガス生成部でクリーニングガスをプラズマ化する工程と、（ｄ）前記（ｂ）工程後、プラズマ化した前記クリーニングガスを前記チャンバ内に供給して前記チャンバ内のクリーニングを行う工程と、（ｅ）前記チャンバ内のクリーニングを行っている際、前記チャンバ内に設けられた一対の電極に発振器により電力を供給する工程と、（ｆ）前記電力を供給することにより前記一対の電極の間に発生した電圧を、前記電極に接続されたセンサにより検出する工程と、（ｇ）前記センサにより検出した前記電圧に基づいて、プラズマ化した前記クリーニングガスによる前記チャンバ内のクリーニングを終了する工程とを備える。
【００４３】
２．項１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記（ｇ）工程は、前記センサで検出した前記電圧が所定電圧以上でほぼ一定になると、プラズマ化した前記クリーニングガスの前記チャンバ内への供給を停止するものである。
【００４４】
３．項２記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記（ｇ）工程は、前記センサで検出した前記電圧が所定時間内に所定電圧以上でほぼ一定にならない場合、プラズマ化した前記クリーニングガスの前記チャンバ内への供給を停止して前記プラズマガス生成部に異常があることを知らせるものである。
【００４５】
４．項１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記（ａ）工程は、（ａ１）一対の前記電極のうち、片側の前記電極上に前記ウェハを配置する工程と、（ａ２）前記ウェハ上に膜の原料を供給する工程と、（ａ３）一対の前記電極に前記発振器を使用して第１電力値の電力を供給することにより、一対の前記電極の間にある前記原料をプラズマ化し、プラズマ化した前記原料の化学反応を利用して前記ウェハ上に膜を形成する工程を含み、前記（ｅ）工程は、前記第１電力値より小さな第２電力値の電力を一対の前記電極に供給するものである。
【００４６】
５．項４記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記（ｅ）工程は、前記プラズマ生成部より前記チャンバ内へ供給されるプラズマ化した前記クリーニングガスのプラズマ状態を維持するために必要な最小限の電力を一対の前記電極に供給するものである。
【００４７】
６．項４記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第２電力値は、前記第１電力値の１％から１０％の間である。
【００４８】
７．項４記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第２電力値は、前記第１電力値の１％から５０％の間である。
【００４９】
８．項４記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第２電力値は、前記第１電力値の５０％から８０％の間である。
【００５０】
９．項１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記（ａ）工程は、酸化シリコン膜を前記ウェハ上に形成するものである。
【００５１】
１０．項９記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記酸化シリコン膜は、ＴＥＯＳを原料として形成されるものである。
【００５２】
１１．項９記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記酸化シリコン膜は、層間絶縁膜である。
【００５３】
１２．項１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記（ａ）工程は、窒化シリコン膜を前記ウェハ上に形成するものである。
【００５４】
１３．項１２記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記窒化シリコン膜は、パッシベーション膜である。
【００５５】
１４．半導体集積回路装置の製造方法は、（ａ）チャンバ内で１枚目のウェハ上に膜を形成する工程と、（ｂ）前記１枚目のウェハを前記チャンバから搬出する工程と、（ｃ）前記（ｂ）工程後、前記チャンバ内に２枚目のウェハを搬入する工程と、（ｄ）前記チャンバ内で前記２枚目のウェハ上に膜を形成する工程と、（ｅ）前記２枚目のウェハを前記チャンバから搬出する工程と、（ｆ）前記チャンバとは別の場所に配置されたプラズマガス生成部でクリーニングガスをプラズマ化する工程と、（ｇ）前記（ｅ）工程後、プラズマ化した前記クリーニングガスを前記チャンバ内に供給して前記チャンバ内のクリーニングを行う工程と、（ｈ）前記チャンバ内のクリーニングを行っている際、前記チャンバ内に設けられた一対の電極に発振器により電力を供給する工程と、（ｉ）前記電力を供給することにより前記一対の電極の間に発生した電圧を、前記電極に接続されたセンサにより検出する工程と、（ｊ）前記センサにより検出した前記電圧が所定電圧以上でほぼ一定になると、プラズマ化した前記クリーニングガスの前記チャンバ内への供給を停止する工程とを備える。
【００５６】
１５．半導体集積回路装置の製造方法は、（ａ）ウェハをチャンバ内に搬入して前記ウェハ上に膜を形成した後、前記ウェハを前記チャンバから搬出する工程をｎ枚のウェハについて繰り返し行う工程と、（ｂ）前記チャンバとは別の場所に配置されたプラズマガス生成部でクリーニングガスをプラズマ化する工程と、（ｃ）前記（ａ）工程後、プラズマ化した前記クリーニングガスを前記チャンバ内に供給して前記チャンバ内のクリーニングを行う工程と、（ｄ）前記チャンバ内のクリーニングを行っている際、前記チャンバ内に設けられた一対の電極に発振器により電力を供給する工程と、（ｅ）前記電力を供給することにより前記一対の電極の間に発生した電圧を、前記電極に接続されたセンサにより検出する工程と、（ｆ）前記センサにより検出した前記電圧が所定電圧以上でほぼ一定になると、プラズマ化した前記クリーニングガスの前記チャンバ内への供給を停止する工程とを備える。
【００５７】
１６．半導体集積回路装置の製造方法は、（ａ）チャンバ内でウェハ上に膜を形成する工程と、（ｂ）前記ウェハを前記チャンバから搬出する工程と、（ｃ）前記チャンバとは別の場所に配置されたプラズマガス生成部でクリーニングガスをプラズマ化する工程と、（ｄ）前記（ｂ）工程後、プラズマ化した前記クリーニングガスを前記チャンバ内に供給して前記チャンバ内のクリーニングを行う工程と、（ｅ）前記チャンバ内のクリーニングを行っている際、前記チャンバ内に設けられた一対の電極に発振器により電力を供給して前記一対の電極の間にある前記クリーニングガスをプラズマ化した状態で維持する工程と、（ｆ）プラズマ化した前記クリーニングガスによる発光を光電センサで検出する工程と、（ｇ）前記光電センサの出力電圧が所定電圧以上でほぼ一定になると、プラズマ化した前記クリーニングガスによる前記チャンバ内のクリーニングを終了する工程とを備える。
【００５８】
１７．半導体集積回路装置の製造方法は、（ａ）チャンバ内で１枚目のウェハ上に膜を形成する工程と、（ｂ）前記１枚目のウェハを前記チャンバから搬出する工程と、（ｃ）前記（ｂ）工程後、前記チャンバ内に２枚目のウェハを搬入する工程と、（ｄ）前記チャンバ内で前記２枚目のウェハ上に膜を形成する工程と、（ｅ）前記２枚目のウェハを前記チャンバから搬出する工程と、（ｆ）前記チャンバとは別の場所に配置されたプラズマガス生成部でクリーニングガスをプラズマ化する工程と、（ｇ）前記（ｅ）工程後、プラズマ化した前記クリーニングガスを前記チャンバ内に供給して前記チャンバ内のクリーニングを行う工程と、（ｈ）前記チャンバ内のクリーニングを行っている際、前記チャンバ内に設けられた一対の電極に発振器により電力を供給して前記一対の電極の間にある前記クリーニングガスをプラズマ化した状態で維持する工程と、（ｉ）プラズマ化した前記クリーニングガスによる発光を光電センサで検出する工程と、（ｊ）前記光電センサの出力電圧が所定電圧以上でほぼ一定になると、プラズマ化した前記クリーニングガスによる前記チャンバ内のクリーニングを終了する工程とを備える。
【００５９】
１８．半導体集積回路装置の製造方法は、（ａ）ウェハをチャンバ内に搬入して前記ウェハ上に膜を形成した後、前記ウェハを前記チャンバから搬出する工程をｎ枚のウェハについて繰り返し行う工程と、（ｂ）前記チャンバとは別の場所に配置されたプラズマガス生成部でクリーニングガスをプラズマ化する工程と、（ｃ）前記（ａ）工程後、プラズマ化した前記クリーニングガスを前記チャンバ内に供給して前記チャンバ内のクリーニングを行う工程と、（ｄ）前記チャンバ内のクリーニングを行っている際、前記チャンバ内に設けられた一対の電極に発振器により電力を供給して前記一対の電極の間にある前記クリーニングガスをプラズマ化した状態で維持する工程と、（ｅ）プラズマ化した前記クリーニングガスによる発光を光電センサで検出する工程と、（ｆ）前記光電センサの出力電圧が所定電圧以上でほぼ一定になると、プラズマ化した前記クリーニングガスによる前記チャンバ内のクリーニングを終了する工程とを備える。
【００６０】
また、さらに本願に開示された他の発明の概要を項に分けて示すとすれば以下のごとくである。
【００６１】
１．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：（ａ）被処理ウェハが収容されていないプラズマＣＶＤ装置の第１の成膜処理室内に、前記成膜処理室外で生成された第１のラジカルを含む第１の気体を導入しながら，前記第１の成膜処理室の内部に付着した不所望な膜部材（絶縁膜等）をエッチング除去する工程；（ｂ）前記（ａ）工程中において、前記第１の成膜処理室内にある前記第１の気体を、第１の強度の第１の高周波電力により、プラズマ励起し、その励起されたプラズマの物理的または化学的特性を観測することにより前記エッチング除去の終点を検出する工程（実施例においては、プラズマＣＶＤの成膜用のプラズマ励起電極に成膜用の高周波電力を供給して、クリーニング終点の検出を容易にしているが、成膜処理室内または排気系の途中に観測のために別に励起電極，励起コイル，励起アンテナ，励起用導波路または励起電力注入機構を設けることもできる。その場合には、成膜用のプラズマ励起電極がない熱ＣＶＤにおいても適用できるメリットがあるほか、プラズマＣＶＤにおいても、クリーニングによる成膜処理室へのダメージを低減でき、不所望なエッチングによる汚染の導入等も低減できる。特に、排気系の途中に設ける場合には、この効果は大きい。一方、既存の電極を使用する場合は、新たな電極及び高周波供給系を導入する必要がない等のメリットがある。また、エッチングの終点は以下に示すように、必ずしもすべてのクリーニングにおいて、観測する必要はなく、普段は同一チャンバの先行する終点測定結果から所定の方法で推測した値を用い、Ｃ回のクリーニングに一度実際に終点検出するようにしてもよい。このＣは一般に１から１０程度であるが、より望ましくは、１から５程度と考えられる。ただし、最も無駄を少なくするには毎回測定するのが有効である。また、Ｃの値は装置全体の定期的洗浄後の処理量で可変にしてもよい。このようにすることにより、必須でないクリーニング時の高周波印加による成膜処理室内の不所望なエッチングを最小限に抑えることができる。以上は、以下８、１２、１５または１６において同じ）；（ｃ）前記工程（ｂ）の結果に基づいて，前記エッチング除去を停止する工程；（ｄ）前記第１の成膜処理室内から前記第１の気体を排気する工程（このステップは必須とは限らず、また、一般的にそうであるように順序についても標記の順である必要はない）；（ｅ）前記工程（ｃ）および（ｄ）の後、前記第１の成膜処理室内に第１の被処理ウェハを収容する工程；（ｆ）前記第１の被処理ウェハが収容されている前記第１の成膜処理室内に第２の気体を導入しながら、前記第２の気体を、前記第１の強度よりも強い第２の強度の第２の高周波電力により、プラズマ励起することによって，前記第１の被処理ウェハの第１の主面上またはその上方に第１の膜部材を形成する工程；（ｇ）前記工程（ｆ）の後，前記第１の被処理ウェハを前記第１の成膜処理室内から取り出す工程。
【００６２】
２．項第１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記プラズマの物理的または化学的特性は前記プラズマのインピーダンスに対応する電気的特性である。
【００６３】
３．項第１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記プラズマの物理的または化学的特性は前記プラズマの光学的特性である。
【００６４】
４．項第１から３項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の強度は前記第２の強度の０．０５％から４０％である。
【００６５】
５．項第１から３項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の強度は前記第２の強度の０．１％から３０％である。
【００６６】
６．項第１から３項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の強度は前記第２の強度の０．５％から２０％である。
【００６７】
７．項第１から３項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の強度は前記第２の強度の１％から１０％である。
【００６８】
８．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：（ａ）被処理ウェハが収容されていないＣＶＤ装置の第１の成膜処理室内に、前記第１の成膜処理室外で生成された第１のラジカルを含む第１の気体を導入しながら、前記第１の成膜処理室の内部に付着した不所望な膜部材（絶縁膜等）をエッチング除去する工程；（ｂ）前記（ａ）工程中において、前記第１の成膜処理室内にある前記第１の気体を、第１の強度の第１の高周波電力により、プラズマ励起し、その励起されたプラズマの物理的または化学的特性を観測することにより前記エッチング除去の終点を検出する工程；（ｃ）前記工程（ｂ）の結果に基づいて，前記エッチング除去を停止する工程；（ｄ）前記第１の成膜処理室内から前記第１の気体を排気する工程（このステップは必須とは限らず、また、一般的にそうであるように順序についても標記の順である必要はない）；（ｅ）前記工程（ｃ）および（ｄ）の後、前記第１の成膜処理室内に第１の被処理ウェハを収容する工程；（ｆ）前記第１の被処理ウェハが収容されている前記第１の成膜処理室内に第２の気体を導入しながら、前記第１の高周波電力よりも強い高周波電力によるプラズマ励起を伴うことなく、前記第１の被処理ウェハの第１の主面上またはその上方に第１の膜部材を形成する工程；（ｇ）前記工程（ｆ）の後、前記第１の被処理ウェハを前記第１の成膜処理室内から取り出す工程。
【００６９】
９．項第８項の半導体集積回路装置の製造方法において，前記プラズマの物理的または化学的特性は前記プラズマのインピーダンスに対応する電気的特性である。
【００７０】
１０．項第８項の半導体集積回路装置の製造方法において，前記プラズマの物理的または化学的特性は前記プラズマの光学的特性である。
【００７１】
１１．項第８から１０項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において，前記第１の膜部材の形成は熱ＣＶＤプロセスにより行われる。
【００７２】
１２．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：（ａ）被処理ウェハが収容されていない（装置のウェハ待機部にウェハが収容されていてもよい）プラズマＣＶＤ装置の第１の成膜処理室内に、前記第１の成膜処理室外で生成された第１のラジカルを含む第１の気体を導入しながら、前記第１の成膜処理室の内部に付着した不所望な膜部材（絶縁膜等）をエッチング除去する工程；（ｂ）前記（ａ）工程中において、前記エッチング除去の終点を検出する工程；（ｃ）前記（ｂ）工程の結果に基づいて，前記エッチング除去を停止する工程；（ｄ）前記第１の成膜処理室内から前記第１の気体を排気する工程（このステップは必須とは限らず、また、一般的にそうであるように順序についても標記の順である必要はない）；（ｅ）前記（ｃ）工程および（ｄ）工程の後、前記第１の成膜処理室内に第１の被処理ウェハを収容する工程；（ｆ）前記第１の被処理ウェハが収容されている前記第１の成膜処理室内に第２の気体を導入しながら、前記第２の気体を、プラズマ励起することによって、前記第１の被処理ウェハの第１の主面上またはその上方に第１の膜部材を形成する工程；（ｇ）前記工程（ｆ）の後、前記第１の被処理ウェハを前記第１の成膜処理室内から取り出す工程；（ｈ）前記工程（ｇ）の後、前記工程（ｆ）中に前記第１の成膜処理室内に付着した不所望な膜部材をエッチング除去する処理を実施することなく，前記第１の成膜処理室内に第２の被処理ウェハを収容する工程；（ｉ）前記第２の被処理ウェハが収容されている前記第１の成膜処理室内に前記第２の気体を導入しながら、前記第２の気体を、プラズマ励起することによって、前記第２の被処理ウェハの第１の主面上またはその上方に前記第１の膜部材を形成する工程；（ｊ）前記（ｉ）工程の後、前記第２の被処理ウェハを前記第１の成膜処理室内から取り出す工程。
【００７３】
１３．項第１２項の半導体集積回路装置の製造方法において，前記エッチング除去の終点の検出は，前記第１の成膜処理室内におけるプラズマ励起された前記第１の気体のインピーダンスに対応する電気的特性を測定することにより行われる。
【００７４】
１４．項第１２項の半導体集積回路装置の製造方法において，前記エッチング除去の終点の検出は，前記第１の成膜処理室内におけるプラズマ励起された前記第１の気体の光学的特性を測定することにより行われる。
【００７５】
１５．半導体集積回路装置の製造方法は、（ａ）複数のＣＶＤ処理室；（ｂ）複数のウェハが待機できる待機部；（ｃ）複数のウェハ搬送容器を設置できるウエハ搬送容器設置部；（ｄ）それらの間でウェハを移送することができるウェハ移送機構を有するＣＶＤ装置を用いて、複数のウェハに対してＣＶＤ処理を施す際に、実質的に待機部において、クリーニングのためにウェハを待機させることなく、第１の待機ウェハ群（前記待機部に一回目に収容されるウェハ群）と第２の待機ウェハ群（前記待機部に二度目に収容されるウェハ群）の前記待機部への入れ替えの間に、前記複数のＣＶＤ処理のクリーニングを実行するものである。
【００７６】
１６．半導体集積回路装置の製造方法は、（ａ）複数のＣＶＤ処理室；（ｂ）複数のウェハ搬送容器を設置できるウェハ搬送容器設置部；（ｃ）それらの間でウェハを移送することができるウェハ移送機構を有するＣＶＤ装置を用いて、複数のウェハに対してＣＶＤ処理を施す際に、実質的に待機部において、クリーニングのためにウェハを待機させることなく、第１のウェハ群（前記ＣＶＤ処理室に一回目にＣＶＤ処理室に収容されるウェハ群）と第２のウェハ群（前記ＣＶＤ処理室に二度目にＣＶＤ処理室に収容されるウェハ群）の前記ＣＶＤ処理室への入れ替えの間に、前記複数のＣＶＤ処理のクリーニングを実行するものである。
【発明の効果】
【００７７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００７８】
チャンバ内のクリーニングの適切な終了時刻を自動検出することができるので、成膜処理時間を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００８０】
本願発明を詳細に説明する前に、本願における用語の意味を説明すると次の通りである。
【００８１】
半導体ウェハとは、集積回路の製造に用いるシリコン単結晶基板（一般にほぼ平面円形状）、サファイア基板、ガラス基板、その他の絶縁、反絶縁または半導体基板等並びにそれらの複合的基板を言う。また、本願において半導体集積回路装置というときは、シリコンウエハやサファイア基板等の半導体または絶縁体基板上に作られるものだけでなく、特に、そうでない旨明示された場合を除き、ＴＦＴ（Thin-Film-Transistor）およびＳＴＮ（Super-Twisted-Nematic）液晶等のようなガラス等の他の絶縁基板上に作られるもの等も含むものとする。
【００８２】
プラズマ化（またはプラズマ励起）とは、原子または分子をイオン化する場合だけでなくラジカル化する場合も含むものとする（一般に半導体集積回路技術分野でのプラズマはイオン成分は比較的少ないが、本願ではプラズマ励起等により生成されたラジカルを含むガスもプラズマと言う）。
【００８３】
リモートプラズマとは、主に被処理ウェハや装置自体にダメージを与えることがないように離れた位置でプラズマを発生させて、必要な活性種をプラズマ発生部からウェハ収容部に移送するもので、初期にはエッチング装置等で導入されたが、最近はＣＶＤ装置の成膜、クリーニング等にも適用されている。クリーニングでは、一般にウェハ成膜処理室とは別室でクリーニング用の活性種をプラズマ励起するものが多い。
【００８４】
枚葉処理（Wafer-By-Wafer  Processing）とは、一般に単一の処理室で同時に処理可能なウェハの枚数が１枚の場合を言う。単一の処理室といっても、図５に示されたようなプラズマＣＶＤ装置の場合は、隣り合う電極対が同一の処理室内（あるいは単一のチャンバ内に二つのサブチャンバがあると見ることもできる）にあると見ることもできるが、一般に電極対単位で見て、ウエハ１枚単位の処理と見る。この１枚を特定する場合は１枚葉処理（Single  Wafer  Processing）ということもある。また、図５と類似するが、熱ＣＶＤでは励起用の電極やアンテナがないので、空間的に連結した反応室（処理チャンバ）に２枚のウエハを収容する場合を特に２枚葉処理（Two  Wafer  Processing）と呼ぶ場合もある。また、これらの１枚および２枚単位の処理をまとめて、バッチ処理（同一処理室で３枚以上同時処理）との対比で、広義に枚葉処理（Wafer  Base  Processing）ということもある。
【００８５】
以下に本願実施例において、適用可能な絶縁膜について説明する（絶縁膜の種類及び必要な特性に）。半導体集積回路装置の層間絶縁膜（Interlayer  Dielectric  Film）、層内絶縁膜（Intralayer  Dielectric  Film；層間絶縁膜及び層内絶縁膜をあわせて広義に層間絶縁膜と言うことがある。また、この層間層内絶縁膜のことを略して“ＩＬＤ”と言う）。最終保護膜（Final  Passivation  Film）、絶縁性拡散バリア膜（Insulating  Diffusion  Barrier  Film）、反射防止膜（Anti-Reflection  Film）などに適用される絶縁膜の分類について説明する。従来から使用されている非Ｌｏｗ−ｋシリコン含有絶縁膜は、ＳｉＯ2などのシリコン酸化物系絶縁膜（実質的に炭素等を含まないものや、主として反射防止膜として使用される比較的少量の窒素を含むＳｉＯＮ等、その他ＰＳＧ、ＢＰＳＧのシリカガラスを含む）と窒化シリコン等に代表される非酸化物系シリコン含有絶縁膜（ＳｉＮ、ＳｉＮＨ等の窒化シリコン系、ＳｉＣ、ＳｉＣＮ等のシリコンカーバイド系を含む）に大分類される。
【００８６】
一方，Ｌｏｗ−ｋシリコン含有絶縁膜（非有機ポリマー系）には、ＳｉＯＦのようなフッ素含有シリカガラス系、ＳｉＯＣ（Carbon-Doped  Oxide、  Organosilicate  Glass、
Silicon  Oxicarbide）のような炭素ドープシリカガラス系（または有機シリカガラス系，有機シロキサン系シリカガラス）およびそれらの多孔質系絶縁膜がある。これらの絶縁膜の堆積方法による分類としては、ＳＯＧなどの塗布系およびプラズマＴＥＯＳ等のＣＶＤ系（有機前駆体としてはＴＥＯＳ等を使用）、ＨＤＰ−ＣＶＤ（High  Density  Plasma  CVD）等によるものがある。特に、ＨＤＰ−ＣＶＤによるＩＬＤは、その被覆平坦性から広く適用されるようになっている。一般に、ＥＣＲ（Electron  Cvclotron  Resonance）方式、ＴＣＰ（Transformer-Coupled  Plasma）方式、ＩＣＰ（Inductively  Coupled  Plasma）方式等と呼ばれるものがそれにあたる。本願では主に平行平板型ＣＶＤ技術を例にとり説明するが、それらに限定されないことは言うまでもない。
【００８７】
また、これらのプロセスに用いられる原料ガスまたは有機前駆体ガスとしては，モノシラン等のシラン系化合物、ＴＥＯＳ、ＴＭＳ（Trimethylsilane），４ＭＳ（Tetramethylsilane）、ＴＯＭＣＡＴＳ（Tetramethylcvclotetrasiloxane）、ＯＭＣＴＳ（Octamethylcyclotetrasiloxane）、ＤＭＤＳＯ（Dimethyldimethoxvsilane）等がある。
【００８８】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００８９】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００９０】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００９１】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００９２】
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００９３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００９４】
（実施の形態１）
本実施の形態１は、例えばプラズマＣＶＤ装置に本発明を適用したものである。
【００９５】
図１は、本実施の形態１におけるプラズマＣＶＤ装置１の構成を示した図である。図１において、本実施の形態１におけるプラズマＣＶＤ装置１は、チャンバ２、ポンプ３、下部電極４、上部電極５、配管６、原料ガス供給部７、プラズマガス生成部８、高周波電源９、ＲＦ（Radio  Frequency）センサ１０、電子系モジュール１１、終了制御部１２を有している。
【００９６】
チャンバ２は、ウェハＡ上に膜を形成するための処理室であり、ポンプ３によってチャンバ２内は、減圧状態に維持されている。また、チャンバ２内には、下部電極４および上部電極５よりなる一対の電極が一定間隔離れた状態で配置されている。
【００９７】
下部電極４は、膜を形成するウェハＡを配置するステージとして機能するように構成されている。そして、この下部電極４は、チャンバ２の底面を貫通して図示しない駆動機構によって上下に動作可能なように構成され、下部電極４の上面に配置されるウェハＡの位置調整をすることができるようになっている。なお、チャンバ２の底面と下部電極４との間には、チャンバ２内の真空度を保持するためにシール部材が設置されている。
【００９８】
上部電極５は、配管６を介して原料ガス供給部７やプラズマガス生成部８に接続されており、原料ガス供給部７より供給される原料ガスやプラズマガス生成部８で生成されたプラズマガスをチャンバ２内に導入することができるように構成されている。
【００９９】
原料ガス供給部７は、下部電極４上に配置されたウェハＡ上に膜を形成するための原料ガスを供給するように構成されている。この原料ガス供給部７よりチャンバ２内へ供給される原料ガスとしては、例えば酸化シリコン膜を形成する場合には、モノシラン（ＳｉＨ4）、Ｎ2Ｏ、Ｎ2、Ｏ2およびＡｒ等のガスが供給される。また、窒化シリコン膜を成膜する場合には、モノシラン（ＳｉＨ4）、ＮＨ3、Ｎ2、Ｏ2およびＡｒ等のガスが供給される。なお、原料ガスとして上記に挙げたものに限定されず、成膜する膜の種類に応じて、例えばジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン；Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）等を供給してもよい。
【０１００】
プラズマガス生成部８は、チャンバ２内の内壁や下部電極４および上部電極５等に堆積した不要な膜を除去するために使用されるクリーニングガスを、プラズマ化して供給するために設けられたものである。クリーニングガスとしては、例えばＮＦ3が用いられる。プラズマガス生成部８においては、例えば高周波印加コイルなどの高周波印加装置を使用してＮＦ3ガスをプラズマ化し、イオンやラジカル（フッ素ラジカルなど）を形成することができるように構成されている。
【０１０１】
ここで、チャンバ２内の下部電極４および上部電極５の間に高周波電圧を印加して、クリーニングガスをプラズマ化するように構成した方式もあるが、この方式では、チャンバ２内の電極等の部品が損傷を受け易いため、現在では、チャンバ２から離れた外部（プラズマ生成部８）でプラズマ化したクリーニングガスを生成し、そこで生成したプラズマ化したクリーニングガスをチャンバ２内に導入する、いわゆるリモートプラズマ方式が採用されている。
【０１０２】
高周波電源（発振器）９は、下部電極４および上部電極５に電気接続されており、下部電極４および上部電極５よりなる一対の電極に電力を供給することができるようになっている。つまり、下部電極４と上部電極５との間に高周波（約１３．５６ＭＨｚ）で電圧を印加できるように構成されている。この下部電極４と上部電極５との間に印加した電圧（第１電圧）により生じた高周波電界により、原料ガス供給部７から供給された原料ガスは、プラズマ化してイオンやラジカルに分解される。そして、分解されたイオンやラジカルの化学反応により、ウェハＡ上に薄膜が形成される。なお、成膜時に使用される高周波電源９の出力は、例えば、約７００Ｗである。また、高周波電源９によって発生する周波数は、上記した約１３．５６ＭＨｚに限らない。なお、第１電圧とはウェハＡ上に膜を形成する場合に、下部電極４と上部電極５の間に印加される電圧を言う。
【０１０３】
また、上記したように成膜時には高周波電源９は稼働状態になるが、リモートプラズマ方式では、クリーニング時は、高周波電源９は使用されない。すなわち高周波電源９を使用せず、プラズマガス生成部８で生成したプラズマ化したクリーニングガスを、配管６を介してチャンバ２内に導入することによって、チャンバ２内に形成された不要な膜を除去していた。しかし、本実施の形態１では、クリーニング時においても高周波電源９を稼働状態にして使用する。このときの高周波電源９の出力は、膜形成時に比べて低出力であり、例えば約１０Ｗから約５０Ｗの範囲内である。このように低出力にするのは、電極などに高出力を与えることにより生ずるダメージを抑制するためである。
【０１０４】
ＲＦセンサ１０は、チャンバ２内のクリーニングを行っている際、高周波電源９によって下部電極４および上部電極５の間に印加されている電圧（第２電圧）を検知することができるように構成されている。そして、検知した電圧を後述する電子系モジュール１１へ出力するようになっている。なお、第２電圧とは、チャンバ２内のクリーニングを行う際に下部電極４と上部電極５の間に印加される電圧を言う。
【０１０５】
電子系モジュール（増幅部）１１は、ＲＦセンサ１０によって検知した電圧を入力し、この入力した電圧を増幅することができるようにするとともに後述する終了制御部１２へ出力する電圧を調整することができるように構成されている。例えば、ＲＦセンサ１０によって検知した電圧を増幅するには、オペアンプなどからなる電子回路が使用される。
【０１０６】
終了制御部１２は、ＲＦセンサ１０によって検知した電圧を増幅した電圧を、電子系モジュール１１より入力し、この入力した電圧の変化量に基づいて、チャンバ２内のクリーニングを終了させることができるように構成されている。具体的に、この終了制御部１２は、プラズマガス生成部８と高周波電源９と接続されており、電子系モジュール１１より入力した電圧の変化が所定電圧以上で一定になると、チャンバ２内のクリーニングが終了したと判断する。そして、プラズマガス生成部８によるプラズマ化したクリーニングガスの生成および高周波電源９による下部電極４および上部電極５への電力の供給を停止させることができるようになっている。なお、所定電圧は、例えば過去の実績などによって決定される。
【０１０７】
次に、終了制御部１２に入力された電圧と時刻との関係を図２に示す。図２において、縦軸は、ＲＦセンサ１０で検知され、電子系モジュール１１を介して終了制御部１２に入力された電圧を示しており、その単位は、ミリボルト（ｍＶ）である。一方、横軸は、チャンバ２内のクリーニングを開始した時刻を原点とした時刻を示しており、その単位は秒（ｓ）である。
【０１０８】
図２を見て分かるように、チャンバ２内のクリーニングを開始した直後から１０秒程度の時間においては、電圧が急激に上昇し、約２５００（ｍＶ）程度になる。その後、２０秒程度までの時間においては、電圧は約２５００（ｍＶ）程度でほぼ一定となり、２０秒から５５秒程度までの時間において、電圧は上昇する。そして、約５５秒付近において電圧が約７５００（ｍＶ）で、ほぼ一定になる。図２内の丸で囲んだ部分は、電圧がほぼ一定になっている部分を示している。ほぼ一定になると、チャンバ２内の不要な膜が除去されていることが本発明者の経験により判明している。したがって、約５５秒付近がチャンバ２内のクリーニングが終了した終点であることがわかる。なお、所定電圧は、約２５００（ｍＶ）以上約７５００（ｍＶ）以下の電圧値が設定されているものとする。
【０１０９】
本実施の形態１におけるプラズマＣＶＤ装置１は、上記のように構成されており、以下にその動作および作用を図１、図３、図４を参照しながら説明する。図３、図４は、本実施の形態１におけるプラズマＣＶＤ装置１の動作を説明したフローチャートである。
【０１１０】
まず、チャンバ２の底面に接続されているポンプ３によって、チャンバ２内にある気体を外部に排出し、チャンバ２内を一定の真空状態（減圧状態）にする。
【０１１１】
次に、プラズマＣＶＤ装置１にウェハＡが搬入され、ウェハＡは下部電極４上に配置される（Ｓ１０１）。そして、図示しない駆動機構によって上部電極５との距離が所定の距離になるように調整される。
【０１１２】
その後、原料ガス供給部７より原料ガスを、配管６を介してチャンバ２内へ供給する（Ｓ１０２）。例えば、ウェハＡ上に酸化シリコン膜を形成する場合は、原料ガスとして、モノシラン（ＳｉＨ4）、酸素ガス（Ｏ2）などがチャンバ２内に導入される。
【０１１３】
続いて、高周波電源９に接続された下部電極４および上部電極５に、高周波電圧（第１電圧）を印加する。すると、下部電極４と上部電極５の間に高周波電界が生じ、この高周波電界によって、原料ガス供給部７から供給された原料ガスがプラズマ化する（Ｓ１０３）。そして、原料ガスをプラズマ化することにより生成されたイオンやラジカルの作用によって、下部電極４に配置されたウェハＡ上に膜が形成される（Ｓ１０４）。このとき、ウェハＡ上に膜が形成されるとともに、チャンバ２の内壁や電極などにも異物発生の原因となる膜が形成される。このときの高周波電源９の出力は、例えば約７００Ｗである。
【０１１４】
次に、膜の形成を終了したウェハＡをチャンバ２の外部へ搬出した後（Ｓ１０５）、減圧状態にされたチャンバ２内に、プラズマガス生成部８でプラズマ化したクリーニングガス（例えばＮＦ3）を導入する（Ｓ１０６）。すなわち、クリーニングガスをプラズマ化することによって生成されたイオンやラジカルがチャンバ２内に導入される。すると、チャンバ２の内壁や電極などに形成された酸化シリコン膜や窒化シリコン膜とイオンやラジカルが反応して、気体であるＳｉＦ4などが生成される。そして、ＳｉＦ4などはポンプ３によってチャンバ２の外部へ排気される。このように付着していた膜をガス化して外部へ排気することにより、チャンバ２内のクリーニングを行うことができる。
【０１１５】
また、チャンバ２内のクリーニングを行う際には、高周波電源９により一対の電極に電力が供給されており、下部電極４と上部電極５との間に高周波電圧（第２電圧）が印加されている。このときの高周波電源９の出力は、膜形成時に比べて低出力であり、例えば約１０から約５０Ｗである。（Ｓ１０７）。そして、この電圧がＲＦセンサ１０によって検知される（Ｓ１０８）。ＲＦセンサ１０によって検知された電圧は、電子系モジュール１１で増幅され（Ｓ１０９）、電子系モジュール１１で増幅された電圧は、終了制御部１２へ出力される。
【０１１６】
終了制御部１２は、増幅された電圧を入力すると（Ｓ１１０）、所定電圧以上でほぼ一定になっているかを判定する（Ｓ１１１）。所定電圧以上でほぼ一定になっていない場合は、チャンバ２内のクリーニングを続行するとともに高周波電源９による電極への電力供給を続ける（Ｓ１０７）。一方、所定電圧以上でほぼ一定になっている場合は、高周波電源９による電極への電力供給を停止する。また、終了制御部１２によって、プラズマ化したクリーニングガスのチャンバ２への供給を停止する（Ｓ１１２）。プラズマ化したクリーニングガスのチャンバ２への供給を停止するには、例えばプラズマ化したクリーニングガスのチャンバ２内への供給を物理的に阻止するかあるいはプラズマガス生成部８でのプラズマ化したクリーニングガスの生成を停止することによって行うことができる。
【０１１７】
このように、クリーニングの終了時点を自動検出することができるので、チャンバ２内のクリーニングを効率良く行うことができる。したがって、スループットの向上を図ることができる。また、高価なガスの使用量を低減できるので、クリーニングガス費を低減することができる。
【０１１８】
さらに、チャンバ２内に形成された膜を除去した後もクリーニングする、いわゆるオーバーエッチングを抑制することができるため、プロセスキットの長寿命化を図ることができる。また、オーバーエッチングを抑制できるので、プロセスキット（部品）をエッチングすることによる異物の発生を抑制することができる。
【０１１９】
（実施の形態２）
本実施の形態２は、例えば、プラズマＣＶＤ装置を使用した半導体集積回路装置の製造方法に本発明を適用したものである。
【０１２０】
図５は、本実施の形態２に使用するプラズマＣＶＤ装置の外観を上部から見た図である。図５において、本実施の形態２に使用するプラズマＣＶＤ装置は、バッファチャンバ２０、バッファロボット２１、プロセスチャンバ（第１の成膜処理室）２２ａから２２ｆ、プラズマガス生成部２３、ストレージエレベータ２４、カセット室２５、フロントロボット２６を有している。
【０１２１】
バッファチャンバ２０は、ウェハをプロセスチャンバ２２ａから２２ｆへ搬入するためのチャンバであり、バッファロボット２１を有している。このバッファロボット２１は、ウェハをプロセスチャンバ２２ａから２２ｆに搬入したり、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆからウェハを搬出できるように構成されており、一度に２枚のウェハを処理できるようになっている。
【０１２２】
プロセスチャンバ２２ａから２２ｆは、ウェハ上に膜を形成するための処理室であり、本実施の形態２に使用するプラズマＣＶＤ装置は、一対のプロセスチャンバを３つほど備えている。例えば、プロセスチャンバ２２ａとプロセスチャンバ２２ｂが一対のプロセスチャンバを構成している。同様に、プロセスチャンバ２２ｃとプロセスチャンバ２２ｄ、プロセスチャンバ２２ｅとプロセスチャンバ２２ｆは一対のプロセスチャンバを構成している。
【０１２３】
プラズマ生成部２３は、一対のプロセスチャンバ毎に設けられており、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆの内部に形成された膜を除去するクリーニングの際に使用される。すなわち、プラズマガス生成部２３は、例えばＮＦ3（不活性ガスとしてアルゴンガスなども混合されている）などのクリーニングガスをプラズマ化してフッ素ラジカルなどを生成し、プラズマ化したクリーニングガスをプロセスチャンバ２２ａから２２ｆに導入するようになっている。このように本実施の形態２に使用するプラズマＣＶＤ装置では、プラズマガス生成部２３をプロセスチャンバ２２ａから２２ｆの外部に設けることにより、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆ内でクリーニングガスをプラズマ化する場合と比較して、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆ内の部品（プロセスキット）へ与えるダメージを低減することができる。したがって、プロセスキットの長寿命化を図ることができる。
【０１２４】
次に、ストレージエレベータ２４は、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆで成膜処理するウェハおよび成膜処理した後のウェハを一時的に置いておくものであり、例えば１２枚のウェハを置いておくことができる。カセット室２５は、ウェハを２５枚格納したカセットを配置できるように構成されており、フロントロボット２６は、カセット室２５にあるカセット２７とストレージエレベータ２４との間でウェハの搬送を行うものである。
【０１２５】
次に、上記したプラズマＣＶＤ装置においては、ウェハ上に膜を形成する工程と、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆ内をクリーニングする工程が実施されるが、このクリーニング工程は、ウェハ上に膜を形成する工程と交互に行われる。すなわち、半導体集積回路装置の製造ラインが稼働している状態で、プラズマＣＶＤ装置のクリーニングが実施される。
【０１２６】
図６に、本実施の形態２のプラズマＣＶＤ装置におけるウェハの成膜処理とプロセスチャンバ２２ａから２２ｆ内のクリーニング処理を実施する簡単なシーケンスを示す。図６を見てわかるように、まずプラズマＣＶＤ装置のプロセスチャンバ２２ａから２２ｆにウェハを搬入する。続いて、ウェハを搬入したプロセスチャンバ２２ａから２２ｆにおいて、ウェハの成膜処理を行う。そして、ウェハの成膜処理が終了してウェハをプロセスチャンバ２２ａから２２ｆから搬出した後、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニング処理を行う。続いて、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニング処理が終了すると、新たなウェハをプロセスチャンバ２２ａから２２ｆに搬入して、ウェハの成膜処理を実施する。その後、ウェハの成膜処理が終了するとウェハをプロセスチャンバ２２ａから２２ｆから搬出して、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニングを行う。以後は、同様にウェハの成膜処理とプロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニング処理を交互に行う。このようにして、プラズマＣＶＤ装置において、ウェハの成膜処理とプロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニング処理を行うことができる。
【０１２７】
図５と図７を参照してさらに詳細にウェハの成膜処理とプロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニング処理とを実施するシーケンスについて説明する。まず、図５に示すカセット室２５にウェハが２５枚入ったカセット２７を配置する。そして、フロントロボット２６により、カセット２７内のウェハを取り出し、ストレージエレベータ２４に１２枚のウェハを格納する。続いて、ストレージエレベータ２４に格納されている１２枚のウェハからバッファロボット２１により一度に２枚づつ取り出してプロセスチャンバ２２ａから２２ｆにウェハを搬入する。このとき、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆには一枚づつウェハが搬入されていることから、合計で６枚のウェハが搬入されている。続いて、ウェハを搬入したプロセスチャンバ２２ａから２２ｆにおいて、ウェハの成膜処理を行う。その後、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆに搬入された６枚のウェハをバッファロボット２１により取り出して、再びストレージエレベータ２４に格納する。そして、ウェハを搬出したプロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニング処理を行う。続いて、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニング処理が終了すると、ストレージエレベータ２４に格納されている未成膜のウェハ６枚を、バッファロボット２１によりプロセスチャンバ２２ａから２２ｆに一枚づつ搬入する。そして、ウェハの成膜処理を行った後、バッファロボット２１により、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆからストレージエレベータ２４に成膜後のウェハを搬送する。この時点で、ストレージエレベータ２４に格納されている１２枚のウェハは、すべて成膜されている。このため、フロントロボット２６により、ストレージエレベータ２４からカセット２７に戻される。このとき、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆでは、空き時間となるためクリーニング処理を行う。続いて、カセット２７から未成膜のウェハを１２枚取り出してストレージエレベータ２４に搬送する。その後、バッファストレージエレベータ２４に格納されている１２枚のウェハから、バッファロボット２１により一度に２枚づつ取り出してプロセスチャンバ２２ａから２２ｆにウェハを搬入する。そして、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆに搬入したウェハの成膜処理を行う。続いて、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆに搬入された６枚のウェハをバッファロボット２１により取り出して、ストレージエレベータ２４に格納する。そして、ウェハを搬出したプロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニング処理を行う。このようにして、プラズマＣＶＤ装置において、ウェハの成膜処理とプロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニング処理を行うことができる。
【０１２８】
次に、ウェハの成膜処理およびクリーニング処理を行うプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂの構成について図８を参照しながら説明する。図８は、一対のプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂの構成を示した図である。図８において、一対のプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂの外部にはプラズマガス生成部２３が設けられている。このプラズマガス生成部２３は、先程も述べたようにクリーニングガスをプラズマ化してフッ素ラジカルなどを発生できるようになっている。
【０１２９】
プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂ内には、下部電極４および上部電極５よりなる一対の電極が設けられている。この一対の電極には、高周波電源（発振器）９が電気接続されており、一対の電極に電力を供給することができるように構成されている。
【０１３０】
プロセスチャンバ２２ａにおいては、高周波電源９と一対の電極との間にＲＦセンサ１０が設けられている。このＲＦセンサ１０は、高周波電源９によって一対の電極に電力を供給した際に一対の電極間に発生した電圧を検出することができるように構成されている。
【０１３１】
ＲＦセンサ１０には、電子系モジュール１１が接続され、この電子系モジュール１１には終了制御部１２が電気接続されている。電子系モジュール１１は、ＲＦセンサ１０で検出した電圧を増幅するように構成されており、終了制御部１２は、電子系モジュール１１を介してＲＦセンサで検出した電圧を入力し、この電圧の変化に基づいてプラズマ化したクリーニングガスのプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂへの供給および停止を制御できるようになっている。なお、プロセスチャンバ２２ｂには、ＲＦセンサ１０、電子系モジュール１１、終了制御部１２は設けても設けなくてもよい。
【０１３２】
本実施の形態２に使用するプラズマＣＶＤ装置は、上記のように構成されており、以下にウェハ上に膜を形成する動作とプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂ内のクリーニングを行う動作について説明する。
【０１３３】
まず、ウェハ上に膜を形成する動作について図８を参照しながら説明する。成膜処理をするため、ウェハがそれぞれプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂに搬入される。搬入されたウェハは下部電極４上に配置される。続いて、膜の原料となる原料ガス（第２の気体）をプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂ内に導入する。そして、下部電極４と上部電極５よりなる一対の電極に高周波電源９により電力（第２の強度の第２の高周波電力）を供給する。ここで、高周波電源９から供給される電力は高出力であり、例えば７００Ｗである。高周波電源９による電力の供給によって、一対の電極の間には高電圧が発生し、この高電圧により一対の電極間にある原料ガスがプラズマ化される。そして、プラズマ化した原料ガスの化学反応により、下部電極４上に配置されたウェハに膜が形成される。このようにして、ウェハ上に膜が形成されるが、この際、ウェハ以外のプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂ内にも膜（不所望な膜部材）が形成される。プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂ内に形成された膜は異物発生の原因となるため、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂのクリーニングが行われる。以下に、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂのクリーニング処理について図８を参照しながら説明する。
【０１３４】
プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂの外部に設けられたプラズマガス生成部２３に例えば、ＮＦ3（アルゴンガスなどの希ガス系希釈ガスも混合されている）などのクリーニングガスを導入する（対象がシリコン系絶縁膜の場合はクリーニングガスとしてはハロゲン化窒素に限らず、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、ＣＦ4などのフルオロカーボン系ガス等が可能であるが、温暖化係数の低さからＮＦ3等の炭素を含まない窒素のフッ化物系ガスまたはハロゲン化物系ガス等が有利である。基本的には不所望なダメージや汚染を発生することなく、フッ素ラジカルを生成することによりシリコンと反応して揮発性の物質に変わるものであればよい）。すると、プラズマガス生成部２３において、クリーニングガス（第１の気体）がプラズマ化し、フッ素ラジカルやイオンなどが生成される。そして、プラズマガス生成部２３においてプラズマ化したクリーニングガスは、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂに供給される。このプラズマ化したクリーニングガスは、反応性に富んでいるため、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂ内に形成された膜と反応する。そして、この反応によって生成された反応生成物は、プロセスチャンバ内から外部へ排気される。このようにして、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂ内に形成された膜を除去するクリーニングを行うことができる。
【０１３５】
このように、本実施の形態２では、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂの内部でクリーニングガスをプラズマ化するのではなく、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂの外部にあるプラズマガス生成部２３でクリーニングガスをプラズマ化し、このプラズマ化したクリーニングガスをプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂに供給する、いわゆるリモートプラズマ方式を採用している。
【０１３６】
リモートプラズマ方式によるクリーニング方法では、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂ内でクリーニングガスをプラズマ化しないため、下部電極４や上部電極５などの部品（プロセスキット）を損傷させずにクリーニングを行える利点がある。このリモートプラズマ方式において、通常クリーニングの終点は、実験などから予めクリーニング時間を決定し、実際の製造ラインではこの予め決定したクリーニング時間の１．２倍の時間だけクリーニングを行っている。
【０１３７】
しかし、クリーニング時間の約１．２倍の時間をクリーニングにかけているため、スループットが低下するだけでなく、オーバーエッチングによる部品の劣化が生じる。さらに、オーバーエッチングで部品をエッチングすることにより異物の発生が生じる可能性があるとともに、使用するクリーニングガスの量が増加しコストが高くなる。
【０１３８】
そこで、本実施の形態２では以下に示すようにして、クリーニングの自動終点検出を適切に行っている。通常、リモートプラズマを使用したクリーニングにおいては、部品の損傷を低減するため、下部電極４と上部電極５よりなる一対の電極には電力を供給しないが、本実施の形態２では、部品に損傷を与えない程度の電力を一対の電極に供給している。すなわち、本実施の形態２では、リモートプラズマを使用してプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂのクリーニングを行っている際、プラズマ化したクリーニングガスを維持するために必要な電力を一対の電極に供給している。
【０１３９】
一対の電極に供給する電力（第２電力値）（第１の強度の第１の高周波電力）は、ウェハ上に膜を成膜するために原料ガスをプラズマ化する場合に供給する電力（第１電力値）よりも小さくなっており、部品の損傷をなるべく与えない観点から、低いほど望ましい。したがって、プラズマ化したクリーニングガスを維持するために必要な最小限の電力を一対の電極に供給することが望ましい。具体的には、ウェハ上に膜を成膜する場合に一対の電極に供給される電力の１％から１０％であることが望ましい。ただし、一対の電極に供給される電力の値は上記した範囲に限定されるものではなく、ウェハ上に膜を形成するために原料ガスをプラズマ化する場合に供給する電力よりも小さければ、部品に与えるダメージを小さくできる。したがって、例えば、ウェハ上に膜を成膜する場合に一対の電力に供給される電力の１％から５０％でもよく、さらにはウェハ上に膜を成膜する場合に一対の電力に供給される電力の５０％から８０％でもよい。特に、部品に与えるダメージを小さくし、かつクリーニングガスをプラズマ化する（プラズマを立てる）観点からは、ウェハ上に膜を成膜する場合に一対の電極に供給される電力の０．０５％から４０％の範囲が望ましい。また、上記観点から、ウェハ上に膜を成膜する場合に一対の電極に供給される電力の０．１％から３０％の範囲でもよく、さらにはウェハ上に膜を成膜する場合に一対の電極に供給される電力の０．５％から２０％の範囲であってもよい。
【０１４０】
下部電極４と上部電極５よりなる一対の電極に高周波電源９により電力が供給されると、一対の電極の間に電圧（電位差）が生じる。この電圧は、電極に電気接続されたＲＦセンサ１０により検出され、ＲＦセンサ１０で検出された電圧は、電子系モジュール１１で増幅された後、終了制御部１２に入力される。終了制御部１２は、入力した電圧に基づきクリーニングの終点を自動的に検出している。すなわち、本実施の形態２では、プラズマの物理的または化学的特性として、プラズマのインピーダンスに対応する電気的特性を利用してクリーニングの終点を自動的に検出している。
【０１４１】
次に、終了制御部１２においてクリーニングの終点を自動検出する方法について図９を参照しながら具体的に説明する。
【０１４２】
図９は、終了制御部１２に入力される電圧とクリーニング開始時からの時刻を示したものである。図９において、曲線（１）は、プラズマガス生成部２３におけるプラズマ化したクリーニングガスの生成が正常に行われた場合における電圧と時間関係を示しており、曲線（２）は、例えば正常な電力を下回る異常な電力でプラズマ化したクリーニングガスを生成した場合の電圧と時刻の関係を示したものである。
【０１４３】
まず、曲線（１）について説明する。図９において、縦軸は終了制御部１２に入力される電圧（ｍＶ）を示しており、横軸はクリーニング開始からの時刻（秒）を示している。図９を見てわかるように、クリーニング開始からそれほど時間が経過していない段階では、電圧は２４００ｍＶから２５００ｍＶの間で変動しているが、クリーニング開始から２０秒を経過すると、電圧は次第に増加し、約６０秒を超えた当たりでほぼ一定になる。ほぼ一定になったときの電圧は２６００ｍＶから２７００ｍＶの間の値である。電圧がほぼ一定になる時刻はプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂ内のクリーニングが終了する時刻とおおよそ一致する。このように、クリーニング開始時からクリーニングの最中は電圧が変動し、クリーニングが終了に近づく時刻になると電圧がほぼ一定になる。これは、クリーニングの最中にはプラズマガス生成部２３よりプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂに供給されるプラズマ化したクリーニングガスが、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂの内壁に形成された膜と反応して消費されるのに対し、クリーニングの終了時には、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂ内に形成されている膜は除去されており、プラズマ化したクリーニングガスが消費されないためと考えられる。したがって、終了制御部１２は、入力した電圧が所定電圧（今の場合、例えば２６００ｍＶ）以上でほぼ一定になるとプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂ内のクリーニングが終了したと判断して、プラズマガス生成部２３からのプラズマ化したクリーニングガスの供給を停止する。
【０１４４】
このようにして、本実施の形態２によれば、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂにおけるクリーニングの終了時間を自動検出することができるので、チャンバ２内のクリーニングを効率良く行うことができる。したがって、スループットの向上を図ることができる。また、高価なガスの使用量を低減できるので、クリーニングガス費を低減することができる。
【０１４５】
さらに、チャンバ２内に形成された膜を除去した後もクリーニングする、いわゆるオーバーエッチングを抑制することができるため、プロセスキットの長寿命化を図ることができる。また、オーバーエッチングを抑制できるので、プロセスキット（部品）をエッチングすることによる異物の発生を抑制することができる。
【０１４６】
次に、曲線（２）について説明する。この曲線（２）は、プラズマガス生成部２３の出力異常により正常な電力を下回る電力でプラズマ化したクリーニングガスを生成した場合の電圧と時刻の関係を示したものである。図９を見てわかるように、この場合、クリーニング開始時刻以後、電圧は徐々に増加し続けることがわかる。そして、クリーニング開始時刻から約６０秒を経過する時点においても、電圧は一定にはならず増加し続けていることがわかる。すなわち、プラズマガス生成部２３が正常な場合、クリーニング開始後、約６０秒後に電圧は、ほぼ一定となりクリーニングが終了していると判断できるが、プラズマガス生成部２３が出力異常により正常時の電力を下回る電力で稼働している場合、電圧が所定電圧以上でほぼ一定とならないため、クリーニングの終点を検出することができない。これは、プラズマガス生成部２３で生成されるプラズマ化したクリーニングガスが正常時に比べて少ないため、クリーニング開始後６０秒を経過してもクリーニングが終了していないと考えられる。
【０１４７】
このように正常時のクリーニング時間を経過しても電圧が一定にならない場合、終了制御部は、プラズマＣＶＤ装置のプラズマガス生成部２３に異常があると判断し、プラズマＣＶＤ装置で異常のアラーム（インターロック）を発生させて、プラズマＣＶＤ装置を停止させる。具体的には、正常なクリーニング時間の１０％から４０％の時間だけ正常時のクリーニング時間からオーバーしている場合に、終了制御部１２はインターロックを発生させてプラズマＣＶＤ装置を停止させる。
【０１４８】
このように、本実施の形態２によれば、終了制御部１２によってプラズマガス生成部２３の異常も検知することができる。すなわち、従来のように予め決められた時間だけクリーニングを行う方法では、このようにプラズマガス生成部２３に異常がある場合でもクリーニングを規定時間で終了し、次のウェハの成膜処理が行われる。このとき、実際にはプラズマガス生成部２３の異常でプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂのクリーニングが終了していないにもかかわらず次のウェハの成膜処理が行われるので、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂのクリーニング不足による膜の異常が発生し、不良ウェハの作り込みが発生する。例えば、一対の電極にクリーニング不足により膜が残存すると、プラズマガスの状態が変化し、成膜条件が変化する。このため、ウェハ上に形成される膜の膜質に異常をきたすことがある。
【０１４９】
しかし、本実施の形態２では、上記したようクリーニングの段階でプラズマガス生成部２３の異常を検知することができるので、膜質の異常な膜をウェハ上に形成することを未然に防止することができる。
【０１５０】
プラズマガス生成部２３での異常は、電源の異常とプラズマガス生成部２３の内部に起因する異常に分けることができる。電源の異常は電源のエラーにより発見が可能であるが、プラズマガス生成部２３の内部に起因する異常は、発見が困難である。しかし、上記したように終了制御部１２に入力される電圧をモニタすることにより、発見が困難であった異常を検知することができる。
【０１５１】
次に、プラズマＣＶＤ装置で成膜する膜の膜厚を変えた場合、プラズマＣＶＤ装置のクリーニングにおいて、終了制御部１２に入力される電圧とクリーニング開始からの時刻の関係がどのようになるかについて図１０から図１５を参照しながら説明する。図１０から図１５において、縦軸は終了制御部１２に入力される電圧を示しており、横軸はクリーニング開始からの時刻を示している。
【０１５２】
図１０は、プラズマＣＶＤ装置でウェハ上に約２００ｎｍの膜厚の膜を形成した後、このプラズマＣＶＤ装置のプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂをクリーニングする場合を示したものである。図１０を見てわかるように、クリーニング開始時、電圧は一定となるが、時間が経つにつれて徐々に電圧が上昇し約３５秒前後でほぼ一定となる。このときのクリーニング時間は約３９秒であった。このように、波形はクリーニング終了時だけでなく、クリーニング開始時にも一定となるが、終了制御部１２においては、クリーニング開始から所定時間を経過するまでの波形を無視することができるようになっているので、誤動作を起すことはなく、適切なクリーニング終了時間を自動検出することができる。
【０１５３】
図１１は、ウェハ上に約３００ｎｍの膜厚の膜を形成した後、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂのクリーニングを実施した場合を示したものである。図１１を見て分かるように、クリーニング開始時から一定時間、電圧は一定となるが、時間の経過とともに電圧が上昇し、約３６秒前後でほぼ一定となる。このときのクリーニング時間は４０秒であった。このように図１０の場合に比べてクリーニング時間が長くなるのは、ウェハ上に成膜する膜厚を相対的に厚くしているためである。すなわち、ウェハ上に成膜される膜の膜厚が相対的に厚くなると、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂの内壁などに形成される膜の膜厚も相対的に厚くなり、この膜を除去するクリーニングに時間がかかるためである。
【０１５４】
図１２は、ウェハ上に約４００ｎｍの膜厚の膜を形成した後、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂのクリーニングを実施した場合を示したものである。図１２を見るとわかるように、クリーニング開始から徐々に電圧が上昇し約４１秒前後でほぼ一定となる。この場合のクリーニング時間は約４７秒となった。
【０１５５】
図１３は、ウェハ上に約６００ｎｍの膜厚の膜を形成した後、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂのクリーニングを実施した場合を示したものである。図１３を見てわかるように、クリーニング開始から徐々に電圧が上昇し約５０秒前後でほぼ一定となる。この場合のクリーニング時間は約５５秒となった。
【０１５６】
図１４は、ウェハ上に約８００ｎｍの膜厚の膜を形成した後、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂのクリーニングを実施した場合を示したものである。図１４を見てわかるように、クリーニング開始時から一定時間、電圧は一定であるが、クリーニング開始から約１０秒から２０秒経過する時点で、電圧は約２３００ｍＶと約２４５０ｍＶの間を変動し、その後徐々に増加し、約６５秒前後でほぼ一定となる。この場合のクリーニング時間は約６９秒となった。
【０１５７】
図１５は、ウェハ上に約１１００ｎｍの膜厚の膜を形成した後、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂのクリーニングを実施した場合を示したものである。図１５を見てわかるように、電圧は、クリーニング開始直後、約２３００ｍＶから約２７００ｍＶまで急峻に立ち上がり、その後２０秒付近まで減少する。そして、２０秒を経化すると電圧は徐々に増加し、約７１秒前後でほぼ一定となる。この場合のクリーニング時間は、約７８秒となった。
【０１５８】
図１０から図１５に示したように、ウェハ上に形成する膜の膜厚が異なる場合、クリーニング時における波形は相違するが、クリーニングの終了付近で電圧が一定となる点は
同じであることがわかる。したがって、プラズマＣＶＤ装置でウェハ上に形成する膜の膜厚が異なる場合であっても、所定電圧以上で電圧がほぼ一定となる時刻を終了制御部１２で検知することによって適切なクリーニングの終点を自動検出することができることがわかる。
【０１５９】
次に、本実施の形態２で説明したクリーニングの自動終点検出方法を使用した場合であっても、プラズマＣＶＤ装置で形成される膜の膜質に影響を及ぼすことがないかを検証した結果を示す。すなわち、本実施の形態２では、リモートプラズマによるクリーニングの際、下部電極４と上部電極５よりなる一対の電極に高周波電源９により電力を供給している。これに対し、従来のリモートプラズマによるクリーニングの際には、一対の電極に電力を供給していない。したがって、クリーニングの際に一対の電極に電力を供給することが、クリーニングの後に行われるウェハへの成膜処理に悪影響を及ぼすことがないかを検証した。
【０１６０】
図８に示すように、プロセスチャンバ２２ａには、高周波電源９、ＲＦセンサ１０、電子系モジュール１１および終了制御部１２が接続されており、本実施の形態２におけるクリーニングの自動終点検出が行われる。これに対し、プロセスチャンバ２２ｂではクリーニングの自動終点検出が行われない。すなわち、自動終点検出によってプロセスチャンバ２２ａのクリーニングを終了する際に、プロセスチャンバ２２ｂも同時にクリーニングを終了している。したがって、クリーニングの際、プロセスチャンバ２２ｂ内の一対の電極には、電力が供給されていない。このため、プロセスチャンバ２２ａで成膜処理されたウェハとプロセスチャンバ２２ｂで成膜処理されたウェハとを比較することによって、クリーニングの際に一対の電極に電力を供給することが、クリーニングの後に行われるウェハへの成膜処理に悪影響を及ぼすことがないかを調べることができる。
【０１６１】
図１６は、プロセスチャンバ２２ａにおいてウェハ上に形成された膜の膜厚とプロセスチャンバ２２ｂにおいてウェハ上に形成された膜の膜厚とを比較したものである。図１６において、縦軸は膜厚を示しており、横軸はｎ（ｎは自然数）番目に処理されたウェハを示している。図１６を見てわかるように、プロセスチャンバ２２ａにおいてウェハ上に形成された膜の膜厚は約８００ｎｍから約８２０ｎｍの間である一方、プロセスチャンバ２２ｂにおいてウェハ上に形成された膜の膜厚は、約７９０ｎｍから約８１０ｎｍの間である。したがって、プロセスチャンバ２２ａでウェハ上に形成された膜の膜厚とプロセスチャンバ２２ｂでウェハ上に形成された膜の膜厚との間には顕著な差はない。したがって、ウェハ上に形成される膜の膜厚の観点からは、本実施の形態２におけるクリーニング終点の自動検出方法がクリーニング後に行われるウェハへの成膜処理に悪影響を与えないことがわかる。なお、膜厚の許容範囲は、約７６０ｎｍから約８４０ｎｍであるので、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂでの成膜処理は正常であることがわかる。
【０１６２】
図１７は、プロセスチャンバ２２ａにおいてウェハ上に形成された膜の膜厚の均一性とプロセスチャンバ２２ｂにおいてウェハ上に形成された膜の膜厚の均一性とを比較したものである。図１７において、縦軸は膜厚の均一性を示したものであり、横軸はｎ（ｎは自然数）番目に処理されたウェハを示している。ここで、均一性は、（ウェハ内の最大膜厚―ウェハ内の最小膜厚）／（ウェハ内の最大膜厚＋ウェハ内の最小膜厚）×１００によって算出されている。図１７を見てわかるように、プロセスチャンバ２２ａにおける膜厚の均一性は１．５％から２％の範囲にあるのに対し、プロセスチャンバ２２ｂにおける膜厚の均一性は１％から１．５％の範囲にある。したがって、プロセスチャンバ２２ａとプロセスチャンバ２２ｂの間に顕著な差はない。このため、ウェハ上に形成される膜における膜厚の均一性の観点からは、本実施の形態２におけるクリーニング終点の自動検出方法がクリーニング後に行われるウェハへの成膜処理に悪影響を与えないことがわかる。なお、膜厚の均一性の許容範囲は、５％以下であるので、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂでの成膜処理は正常であることがわかる。
【０１６３】
図１８は、プロセスチャンバ２２ａにおいてウェハ上にある異物数とプロセスチャンバ２２ｂにおいてウェハ上にある異物数とを比較したものである。図１８において、縦軸は、ウェハ１枚あたりの異物数を示したものであり、横軸はｎ（ｎは自然数）番目に処理されたウェハを示している。図１８を見てわかるように、プロセスチャンバ２２ａで処理されるウェハ上にある異物数は約２０個以下であるのに対し、プロセスチャンバ２２ｂで処理されるウェハ上にある異物数は約１０個以下である。したがって、プロセスチャンバ２２ａとプロセスチャンバ２２ｂとの間に顕著な差はない。このため、ウェハ上にある異物数の数からは、本実施の形態２におけるクリーニング終点の自動検出方法がクリーニング後に行われるウェハへの成膜処理に悪影響を与えないことがわかる。なお、異物数の許容範囲は、３０個以下であるので、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂでの成膜処理は正常であることがわかる。
【０１６４】
図１９は、プロセスチャンバ２２ａにおいてウェハ上に形成された膜のストレスとプロセスチャンバ２２ｂにおいてウェハ上に形成された膜のストレスとを比較したものである。図１９において、縦軸は膜のストレス（Ｍｐａ）を示したものであり、横軸はｎ（ｎは自然数）番目に処理されたウェハを示している。膜のストレスは、例えば膜の硬さなどの膜質を評価する指標となるものである。図１９を見てわかるように、プロセスチャンバ２２ａでウェハ上に形成される膜のストレスは、−１００（Ｍｐａ）から−９０（Ｍｐａ）の範囲にあるのに対し、プロセスチャンバ２２ｂでウェハ上に形成される膜のストレスは、−１１０（Ｍｐａ）から−１００（Ｍｐａ）の範囲にある。したがって、プロセスチャンバ２２ａとプロセスチャンバ２２ｂとの間に顕著な差はない。すなわち、ウェハ上に形成される膜の膜質に顕著な差はないことがわかる。このため、膜のストレスの観点からは、本実施の形態２におけるクリーニング終点の自動検出方法がクリーニング後に行われるウェハへの成膜処理に悪影響を与えないことがわかる。なお、膜のストレスの許容範囲は、−１２０（Ｍｐａ）から−８０（Ｍｐａ）であるので、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂでの成膜処理は正常であることがわかる。
【０１６５】
このように様々な観点から、本実施の形態２におけるクリーニング終点の自動検出方法がクリーニング後に行われるウェハへの成膜処理に悪影響を与えるか否かを検証したが、上記した結果から悪影響を及ぼさないことがわかる。
【０１６６】
次に、本実施の形態２におけるクリーニング終点の自動検出方法を用いたプラズマＣＶＤ装置を使用して半導体集積回路装置を製造する方法について説明する。
【０１６７】
図２０は、本実施の形態２におけるＭＩＳトランジスタＱ1およびＭＩＳトランジスタＱ2の製造工程中の断面図である。まず、図６を参照して、ＭＩＳトランジスタＱ1およびＭＩＳトランジスタＱ2の製造工程について説明する。
【０１６８】
図２０に示すように、例えば１から１０Ωｃｍ程度の比抵抗を有するウェハ３０を用意する。このウェハ３０は、ｐ型の単結晶シリコンよりなり、その主面には、素子分離領域３１が形成されている。素子分離領域３１は、酸化シリコンよりなり、例えばＳＴＩ（Shallow  Trench  Isolation）法やＬＯＣＯＳ（Local  Oxidization  Of  Silicon）などによって形成される。
【０１６９】
次に、ウェハ３０に形成された素子分離領域３１によって分けられた活性領域、すなわちｎチャネル型のＭＩＳトランジスタＱ1を形成する領域にｐ型ウェル３２を形成する。ｐ型ウェル３２は、例えばイオン注入法により、ボロン（Ｂ）やフッ化ボロン（ＢＦ2）を導入することによって形成される。同様に、ｐチャネル型のＭＩＳトランジスタＱ2を形成する領域にｎ型ウェル３３を形成する。ｎ型ウェル３３は、例えばイオン注入法により、リン（Ｐ）や砒素（Ａｓ）を導入することによって形成される。
【０１７０】
続いて、ウェハ３０上に、ゲート絶縁膜３４を形成する。ゲート絶縁膜３４は、例えば薄い酸化シリコン膜からなり、例えば熱酸化法を使用して形成することができる。
【０１７１】
そして、ゲート絶縁膜３４上に、ゲート電極３６ａ、３６ｂを形成する。ゲート電極３６ａ、３６ｂは、以下のようにして形成される。まず、ウェハ３０のゲート絶縁膜３４上にポリシリコン膜３５を形成し後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用してポリシリコン膜を３５パターニングすることにより、ポリシリコン膜３５よりなるゲート電極３６ａ、３６ｂを形成する。
【０１７２】
次に、ゲート電極３６ａの両側の領域に低濃度ｎ型不純物拡散領域３７、３８を形成する。低濃度ｎ型不純物拡散領域３７、３８は、例えばイオン注入法を使用してリンなどのｎ型不純物をｐ型ウェル３２内に導入することによって形成される。同様に、ゲート電極３６ｂの両側の領域に低濃度ｐ型不純物拡散領域３９、４０を形成する。低濃度ｐ型不純物拡散領域３９、４０は、例えばイオン注入法を使用してボロンやフッ化ボロンなどのｐ型不純物をｎ型ウェル３３内に導入することによって形成される。
【０１７３】
続いて、ゲート電極３６ａ、３６ｂの側壁にサイドウォール４１を形成する。サイドウォール４１は、ウェハ３０上に例えばＣＶＤ法を使用して酸化シリコン膜を堆積し、堆積した酸化シリコン膜を異方性エッチングすることにより形成することができる。
【０１７４】
サイドウォール４１を形成後、ゲート電極３６ａの両側の領域に高濃度ｎ型不純物拡散領域４２、４３を形成する。高濃度ｎ型不純物拡散領域４２、４３は、例えばイオン注入法を使用して、リンなどのｎ型不純物を導入することによって形成することができる。高濃度ｎ型不純物拡散領域４２、４３は、前述した低濃度ｎ型不純物拡散領域３７、３８よりも不純物濃度が高くなっている。同様にして、ゲート電極３６ｂの両側の領域に高濃度ｐ型不純物拡散領域４４、４５を形成する。高濃度ｐ型不純物拡散領域４４、４５は、例えばイオン注入法を使用して、ボロンやフッ化ボロンなどのｐ型不純物を導入することによって形成することができる。この高濃度ｐ型不純物拡散領域４４、４５には、低濃度ｐ型不純物拡散領域３９、４０よりも高濃度にｐ型不純物が導入されている。
【０１７５】
次に、高濃度ｎ型不純物拡散領域４２、４３および高濃度ｐ型不純物拡散領域４４、４５の表面を露出させた後、ウェハ３０上に例えばＣＶＤ法を使用してコバルト（Ｃｏ）膜を堆積させる。そして、熱処理を施すことによって、コバルトシリサイド膜４６を形成する。これにより、ポリシリコン膜３５とコバルトシリサイド膜４６よりなるゲート電極３６ａ、３６ｂを形成することができる。また、高濃度ｎ型不純物拡散領域４２、４３および高濃度ｐ型不純物拡散領域４４、４５にコバルトシリサイド膜４６を形成することができる。したがって、ゲート電極３６ａ、３６ｂを低抵抗化することができるとともに、高濃度ｎ型不純物拡散領域４２、４３および高濃度ｐ型不純物拡散領域４４、４５のシート抵抗を低抵抗化することができる。その後、未反応のコバルト膜は除去される。
【０１７６】
このようにして、ｎチャネル型のＭＩＳトランジスタＱ1およびｐチャネル型のＭＩＳトランジスタＱ2を形成することができる。
【０１７７】
続いて、配線工程について説明する。ウェハ３０上に、例えばＣＶＤ法を使用して層間絶縁膜となる絶縁膜４７を堆積する。その後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、絶縁膜４７を貫通するコンタクトホール４８を形成する。コンタクトホール４８の底部では、高濃度ｎ型不純物拡散領域４２、４３および高濃度ｐ型不純物拡散領域４４、４５に形成されたコバルトシリサイド膜４６が露出される。
【０１７８】
次に、コンタクトホール４８内にチタン／窒化チタン膜４９ａおよびタングステン膜４９ｂを埋め込んだプラグ５０を形成する。プラグ５０は、例えば以下のようにして形成することができる。まず、コンタクトホール４８内を含む絶縁膜４７上に、例えばスパッタリング法を使用して、チタン／窒化チタン膜４９ａを形成した後、例えばＣＶＤ法を使用してタングステン膜４９ｂをコンタクトホール４８内に埋め込むように形成する。そして、絶縁膜４７上に形成された不要なチタン／窒化チタン膜４９ａおよびタングステン膜４９ｂをＣＭＰ法やエッチバック法を使用して除去することにより、プラグ５０を形成する。
【０１７９】
続いて、プラグ５０を形成した絶縁膜４７上にチタン／窒化チタン膜５１ａ、アルミニウム膜５１ｂ、チタン／窒化チタン膜５１ｃを順次形成する。これらの膜は、例えばスパッタリング法を使用して形成することができる。そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、チタン／窒化チタン膜５１ａ、アルミニウム膜５１ｂおよびチタン／窒化チタン膜５１ｃをパターニングすることにより、配線５２を形成する。その後、絶縁膜４７および配線５２上に例えばＣＶＤ法を使用して絶縁膜５３を形成する。絶縁膜５３は、例えば酸化シリコン膜より形成されている。このようにして、図２０に示す構造のウェハ３０を形成することができる。
【０１８０】
次に、図２０に示す構造のウェハ３０を、図８に示す本実施の形態２に使用するプラズマＣＶＤ装置に搬入する。すなわち、プラズマＣＶＤ装置のプロセスチャンバ２２ａにウェハ３０を搬入し、このウェハ３０を下部電極４上に配置する。続いて、プロセスチャンバ２２ａ内に原料となるＴＥＯＳと酸素ガスを導入した後、下部電極４と上部電極５よりなる一対の電極に高周波電源９により電力を供給する。すると、一対の電極の間に電圧が発生して、原料ガスがプラズマ化される。
【０１８１】
その後、プラズマ化した原料ガスの化学反応により、図２１に示すような絶縁膜５４を形成する（プラズマＣＶＤ成膜プロセス２−１）。この絶縁膜５４は、層間絶縁膜を構成する膜であり、酸化シリコン膜より形成されている。なお、理解を簡単にするために、図２１から図２８では、絶縁膜４７より下の構造についての図示は省略している。
【０１８２】
絶縁膜５４を形成した後、ウェハ３０は図８に示すプロセスチャンバ２２ａから搬出される。次に、図８に示すプラズマガス生成部２３にクリーニングガスであるＮＦ3（アルゴンガスなども混合されている）を導入する。そして、プラズマガス生成部２３において、クリーニングガスはプラズマ化され、プラズマ化したクリーニングガスはプロセスチャンバ２２ａ内に供給される。プラズマ化したクリーニングガスは、プロセスチャンバ２２ａに導入されるとプロセスチャンバ２２ａ内に形成された膜と反応する。これにより、プロセスチャンバ２２ａ内に形成されていた膜が除去され、反応で生成された反応生成物はプロセスチャンバ２２ａの外部へ排気される。
【０１８３】
プラズマ化したクリーニングガスによってプロセスチャンバ２２ａ内のクリーニングを行っている際、一対の電極には高周波電源９により電力が供給されている。この電力は、プロセスチャンバ２２ａ内で原料ガスをプラズマ化したときの電力よりも小さな電力が供給されている。すなわち、プラズマ化したクリーニングガスを維持するために必要な最小限の電力が供給されている。このとき、一対の電極間には電圧が発生するが、この発生した電圧は、図８に示すＲＦセンサ１０で検出され、この検出された電圧は、電子系モジュール１１で増幅された後、終了制御部１２に入力される。終了制御部１２は、プロセスチャンバ２２ａ内のクリーニングを行っている際、常にＲＦセンサ１０からの電圧をモニタし、この入力した電圧が所定値以上でほぼ一定になるとプロセスチャンバ２２ａ内のクリーニングが終了したと判断してプラズマガス生成部２３からのプラズマ化したクリーニングガスの供給を停止してクリーニングを終了する。一方、所定時間内に終了制御部１２に入力される電圧がほぼ一定にならないときは、プラズマガス生成部２３に異常が発生したと判断してインターロックをかける。このようにして、クリーニングの終点検出を適切に行うことができる。
【０１８４】
本実施の形態２のＣＶＤ装置で図２１に示すような絶縁膜５４を形成したウェハ３０は、次工程での処理を行うため、搬送される。次に、図２２に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、配線５２に達する接続孔５５を形成する。そして、接続孔５５の内部を含む絶縁膜５４上にチタン／窒化チタン膜５６ａ、タングステン膜５６ｂを順次形成した後、ＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing）法により絶縁膜５４上に形成されている不要なチタン／窒化チタン膜５６ａおよびタングステン膜５６ｂを除去して、図２３に示すように接続孔５５だけを埋め込んだプラグ５７を形成する。
【０１８５】
続いて、絶縁膜５４上に、チタン／窒化チタン膜５８ａ、アルミニウム膜５８ｂ、チタン／窒化チタン膜５８ｃ、絶縁膜５８ｄ（プラズマＣＶＤ成膜プロセス２−２）および反射防止膜５８ｅ（プラズマＣＶＤ成膜プロセス２−３）を順次形成する。チタン／窒化チタン膜５８ａ、アルミニウム膜５８ｂおよびチタン／窒化チタン膜５８ｃは、例えばスパッタリング法を使用して形成することができる。絶縁膜５８ｄは、酸化シリコン膜よりなり、例えば、原料としてＴＥＯＳを使用したプラズマＣＶＤ法により形成することができる。反射防止膜５８ｅは、パターニングの際、下地からの反射光の影響を抑制するために形成される膜であり、例えば酸窒化シリコン膜より形成される。この反射防止膜５８ｅもプラズマＣＶＤ法によって形成される。
【０１８６】
次に、図２４に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して順次堆積した膜のパターニングを行い、配線５９を形成する。その後、図２５に示すように、配線５９および絶縁膜５４上に絶縁膜６０を形成する（プラズマＣＶＤ成膜プロセス２−４）。絶縁膜６０は例えば酸化シリコン膜よりなり、ＴＥＯＳを原料としたプラズマＣＶＤ法によって形成することができる。続いて、絶縁膜６０上に絶縁膜６１を形成する。絶縁膜６１は、例えばＳＯＧ（Spin  On  Glass）膜から形成されている。すなわち、シリカをアルコールなどの溶媒に溶かした液をウェハ３０の主面上に回転塗布した後、熱処理で溶媒を蒸発させて形成された酸化シリコン膜から絶縁膜６１は形成されている。
【０１８７】
次に、絶縁膜６１上に絶縁膜６２を形成する（プラズマＣＶＤ成膜プロセス２−５）。絶縁膜６２は例えば酸化シリコンよりなり、ＴＥＯＳを原料としたプラズマＣＶＤ法によって形成されている。その後、絶縁膜６２の表面をＣＭＰ法により研磨して平坦化する。
【０１８８】
続いて、図２６に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して配線５９に達する接続孔を形成した後、この接続孔にチタン／窒化チタン膜６３ａおよびタングステン膜６３ｂを埋め込んでプラグ６４を形成する。そして、プラグ６４および絶縁膜６２上に、チタン／窒化チタン膜６５ａ、アルミニウム膜６５ｂ、チタン／窒化チタン膜６５ｃ、絶縁膜６５ｄおよび反射防止膜６５ｅを順次形成する。チタン／窒化チタン膜６５ａ、アルミニウム膜６５ｂおよびチタン／窒化チタン膜６５ｃは、例えばスパッタリング法を使用して形成することができる。絶縁膜６５ｄ（プラズマＣＶＤ成膜プロセス２−６）は、酸化シリコン膜よりなり、例えば、原料としてＴＥＯＳを使用したプラズマＣＶＤ法により形成することができる。反射防止膜６５ｅ（プラズマＣＶＤ成膜プロセス２−７）は、例えば酸窒化シリコン膜より形成される。この反射防止膜６５ｅもプラズマＣＶＤ法によって形成される。
【０１８９】
次に、図２７に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、積層した膜をパターニングして配線６６を形成する。そして、図２８に示すように、この配線６６および絶縁膜６２上に絶縁膜６７を形成する。絶縁膜６７（プラズマＣＶＤ成膜プロセス２−８）は酸化シリコン膜より、ＴＥＯＳを原料としたプラズマＣＶＤ法によって形成することができる。
【０１９０】
続いて、水素ガスを用いたアニールを行った後、この絶縁膜６７上に絶縁膜６８（プラズマＣＶＤ成膜プロセス２−９）を形成する。絶縁膜６８は、窒化シリコン膜よりなり、プラズマＣＶＤ法を使用して形成することができる。窒化シリコン膜よりなる絶縁膜６８はパッシベーション膜（表面保護膜）として機能する。すなわち、チップを機械的応力や不純物の浸入から保護する役割を有している。このようにして、ウェハ３０上にＭＩＳトランジスタＱ1、Ｑ2および多層配線を形成することができる。その後、ウェハ３０はダイシング（レーザダイシングを含む、以下同じ）により個々のチップに切り分けられた後、個々のチップはリードフレームにマウントされる。そして、ワイヤボンディングにより、リードフレームとチップが電気接続された後、樹脂で封止してパッケージングする。このようにして、半導体集積回路装置を製造することができる。
【０１９１】
本実施の形態２に使用するプラズマＣＶＤ装置を、絶縁膜５４を形成する工程で使用する例を示したがこれに限らず、ＴＥＯＳを原料としたＣＶＤ法により形成される絶縁膜５８ｄ、絶縁膜６０、絶縁膜６２、絶縁膜６５ｄおよび絶縁膜６７を形成する工程で、本実施の形態２に使用するプラズマＣＶＤ装置を使用することができる。すなわち、クリーニング終点の自動検出機能を有するプラズマＣＶＤ装置を上記した膜を形成する工程に使用することができる。また、窒化シリコン膜よりなる絶縁膜（パッシベーション膜）６８を形成する工程でも本実施の形態２に使用するプラズマＣＶＤ装置を使用することができる。
【０１９２】
次に、上述した半導体集積回路装置の製造方法において、例えば、プロセスチャンバ２２ａで酸化シリコン膜よりなる絶縁膜５４を形成し、その後、プロセスチャンバ２２ａのクリーニング工程を実施する場合のプロセスシーケンスについて図２９から図３７を参照しながら説明する。
【０１９３】
図２９から図３７は、ＴＥＯＳを原料としたプラズマＣＶＤ法でウェハ３０上に酸化シリコン膜（絶縁膜５４）を形成した後、プロセスチャンバ２２ａ内をクリーニングする場合におけるプラズマＣＶＤ装置の各パラメータの経時変化を示したものである。このうち、図２９は、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力（Ｔｏｒｒ（＝１３３．３Ｐａ））と時刻（秒）との関係を示したものであり、図３０は、図８に示す高周波電源９により一対の電極に供給するＲＦ出力（Ｗ）と時刻との関係を示したものである。
【０１９４】
図３１は、下部電極４にあるヒータの温度と時刻の関係およびヒータポジション（ｍｉｌｓ（＝２５．４μｍ））と時刻との関係を示したものである。ヒータを含む下部電極４は上下に移動できるようになっており、このため、ヒータの位置を示すヒータポジションは工程により変化する。このヒータポジションは下部電極４と上部電極５との間の距離を表したものである。
【０１９５】
図３２は、原料となるＴＥＯＳの流量（ｓｃｃｍ（＝１ｃｃ／分））と時刻との関係を示したものであり、図３３は、ヘリウムガス（Ｈｅ）の流量と時刻との関係を示したものである。図３４は、原料となる酸素ガス（Ｏ2）の流量と時刻との関係を示したものであり、図３５は、クリーニングガスであるＮＦ3の流量と時刻との関係を示したものである。また、図３６は、アルゴンガスの流量と時刻の関係を示したものであり、図３７は、図８に示した終了制御部１２に入力される電圧と時刻との関係を示したものである。なお、図２９から図３７には、実施される工程Ｓ１からＳ１２が時系列に記載されている。
【０１９６】
以下に、工程Ｓ１からＳ１２に沿ってプロセスシーケンスを説明する。
【０１９７】
まず、プラズマＣＶＤ装置のプロセスチャンバ２２ａにウェハ３０を搬入する（工程Ｓ１）。このとき、図２９に示すように、プロセスチャンバ２２ａ内は高真空状態になっている。すなわち、ウェハ３０を搬入される段階（工程Ｓ１）では、図３２から図３６に示すように、プロセスチャンバ２２ａにはガスは導入されないため、プロセスチャンバ２２ａ内は高真空状態に保持されている。
【０１９８】
また、図３１に示すようにウェハ３０を搬入する段階でヒータの温度は約４００℃になっている。さらに、ヒータポジションは約２２００（ｍｉｌｓ）となっており、下部電極４と上部電極５とは相対的に離れた状態になっている。
【０１９９】
次に、ウェハ３０上に酸化シリコン膜（絶縁膜５４）を形成する準備をする（工程Ｓ２）。すなわち、図３２から図３４に示すように、ＴＥＯＳ、ヘリウムガスおよび酸素ガスをプロセスチャンバ２２ａ内に導入する。このため、図２９に示すように、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は徐々に上昇し約８（Ｔｏｒｒ）になる。また、図３１に示すように、ヒータを含む下部電極４を上昇させることにより、ヒータポジションを約３００（ｍｉｌｓ）にして相対的に下部電極４と上部電極５との間を狭める。このように下部電極４を上部電極５に近づけるのは、一対の電極間でガスをプラズマ化するためである。なお、ヒータの温度は約４００℃に維持されている。
【０２００】
続いて、プロセスチャンバ２２ａ内に導入したガスによる圧力が約８（Ｔｏｒｒ）で安定すると、ウェハ上に酸化シリコン膜（絶縁膜５４）を形成する成膜処理を行う（工程Ｓ３）。このとき、プロセスチャンバ２２ａ内には、図３２から図３４に示すように約２０００（ｓｃｃｍ）のＴＥＯＳ、ヘリウムガスおよび酸素ガスが導入されている。そして、図３０に示すように一対の電極に約７００（Ｗ）の電力を供給する。このように一対の電極に電力を供給した場合、一対の電極間には電位差が生じる。すると、一対の電極間にあるＴＥＯＳなどの原料ガスはプラズマ化する。そして、プラズマ化した原料ガスの化学反応により、ウェハ３０上に酸化シリコン膜（絶縁膜５４）が形成される。
【０２０１】
次に、ウェハ３０上に所定の膜厚の膜を形成すると、図３０に示すように、一対の電極への電力の供給を停止するとともに、図３２から図３４に示すように、ＴＥＯＳ、ヘリウムガスおよび酸素ガスのプロセスチャンバ２２ａへの供給を停止して成膜処理を終了する（工程Ｓ４）。このとき、プロセスチャンバ２２ａ内に残存するガスはポンプにより外部へ排気される。したがって、プロセスチャンバ２２ａの圧力は図２９に示すように約８（Ｔｏｒｒ）から減少し、高真空状態となる。また、図３１に示すように、ヒータポジションを約２２００（ｍｉｌｓ）に移動して、下部電極４と上部電極５との間の距離を相対的に離す。
【０２０２】
続いて、酸化シリコン膜（絶縁膜５４）を成膜したウェハ３０をプロセスチャンバ２２ａの外へ搬出する（工程Ｓ５）。そして、プロセスチャンバ２２ａ内のクリーニングを行う準備をする（工程Ｓ６）。すなわち、図３６や図３７に示すようにアルゴンガスやプラズマ化したＮＦ3ガスを導入し始める。また、図３１に示すように、ヒータポジションを約６００（ｍｉｌｓ）にして下部電極４と上部電極５の間の距離を相対的に近づける。
【０２０３】
次に、プロセスチャンバ２２ａ内にクリーニングガスを導入してクリーニングを行う（工程Ｓ７）。具体的には、図３５に示すように、約１０００（ｓｃｃｍ）のプラズマ化したＮＦ3ガスをプロセスチャンバ２２ａに導入するととともに、図３６に示すように、約２０００（ｓｃｃｍ）のアルゴンガスを導入する。このため、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は、図２９に示すように、約３（Ｔｏｒｒ）に上昇する。また、図８に示すＲＦセンサ１０、電子系モジュール１１および終了制御部１２を稼働状態にする。
【０２０４】
プラズマ化したＮＦ3は、反応性に富んでおり、プロセスチャンバ２２ａ内に形成された酸化シリコン膜と反応するため、プロセスチャンバ２２ａ内に形成されている酸化シリコン膜が除去される。このとき、一対の電極には、図３０に示すように、約２０Ｗ程度の電力が供給されている。この電力は、プラズマ化したＮＦ3ガスのプラズマ状態を維持するのに必要最小限の電力である。電力を供給された一対の電極には電圧が発生しており、発生した電圧はＲＦセンサ１０で検知される。ＲＦセンサ１０で検知された電圧は、電子系モジュール１１で増幅された後、終了制御部１２に入力される。図３７に示すように、終了制御部１２に入力される電圧は、クリーニング開始直後は変動するがその後増加し、やがてほぼ一定となる。終了制御部１２は入力した電圧が所定電圧以上でほぼ一定になると、プロセスチャンバ２２ａのクリーニングが終了したと判断し、図３５および図３６に示すように、アルゴンガスおよびプラズマ化したＮＦ3ガスのプロセスチャンバ２２ａへの供給を停止する。また、図３０に示すように、終了制御部１２は、一対の電極に供給している電力を供給停止にする。このようにして、クリーニングの終点を適切に検出することができる。
【０２０５】
続いて、プロセスチャンバ２２ａ内に残存しているアルゴンガスやＮＦ3ガスをプロセスチャンバ２２ａの外部へ排出する（工程Ｓ８）。このため、図２９に示すように、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は約３（Ｔｏｒｒ）から減少して、高真空状態になる。
【０２０６】
次に、シーズニング（Seasoning）を行うための準備をする（工程Ｓ９）。シーズニングとは、上記したクリーニングによって空中に飛散した異物（酸化シリコン膜片など）がプロセスチャンバ２２ａ内の空間に停留することを防止するための処理であって、わずかな成膜処理を行うことにより異物をプロセスチャンバ２２の内壁に固着させて異物の発生を抑制する処理のことをいう。
【０２０７】
シーズニングを行う準備のため、図３２から図３４に示すように、ＴＥＯＳ、ヘリウムガスおよび酸素ガスをプロセスチャンバ２２ａに導入する。したがって、図２９に示すように、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は上昇して上述した成膜時と同じ約８（Ｔｏｒｒ）になる。また、図３１に示すように、ヒータポジションを約６００（ｍｉｌｓ）から前述した成膜時と同様の約３００（ｍｉｌｓ）にして、下部電極４と上部電極５との間の距離を相対的に狭める。
【０２０８】
次に、シーズニング処理をする（工程Ｓ１０）。すなわち、図３２から図３４に示すように約２０００（ｓｃｃｍ）のＴＥＯＳ、ヘリウムガスおよび酸素ガスを供給し続ける。これにより、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は図２９に示すように約８（Ｔｏｒｒ）に維持される。このとき、図３０に示すように、一対の電極間に約７００（Ｗ）の電力を前述した成膜処理に比べて短い時間だけ供給する。このように一対の電極に電力を供給した場合、一対の電極間には電位差が生じる。すると、一対の電極間にあるＴＥＯＳなどの原料ガスはプラズマ化する。そして、プラズマ化した原料ガスの化学反応により、プロセスチャンバ２２ａに内壁に僅かな酸化シリコン膜が形成される。この過程で、プロセスチャンバ２２ａ内の空間に停留していた異物もプロセスチャンバ２２ａの内壁に固着する。
【０２０９】
次に、シーズニング処理を終了する（工程Ｓ１１）。具体的には、図３０に示すように、一対の電極に供給されている電力を停止する。また、図３２から図３４に示すように、ＴＥＯＳ、ヘリウムガスおよび酸素ガスのプロセスチャンバ２２ａへの供給を停止するとともに、プロセスチャンバ２２ａ内に残存するＴＥＯＳ、ヘリウムガスおよび酸素ガスを外部へ排気する。このため、図２９に示すように、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は約８（Ｔｏｒｒ）から減少して高真空状態になる。さらに、図３１に示すように、ヒータポジションを約３００（ｍｉｌｓ）から約２２００（ｍｉｌｓ）にして下部電極４と上部電極５との間を相対的に離す。その後、次に成膜処理するウェハをプロセスチャンバ２２ａ内に搬入する（工程Ｓ１２）。この後、上述したシーケンス動作が繰り返される。
【０２１０】
次に、上記した半導体集積回路装置の製造方法において、例えば、プロセスチャンバ２２ａで窒化シリコン膜よりなる絶縁膜６８を形成し、その後、プロセスチャンバ２２ａのクリーニング工程を実施する場合のプロセスシーケンスについて図３８から図４６を参照しながら説明する。
【０２１１】
図３８から図４６は、プラズマＣＶＤ法でウェハ３０上に窒化シリコン膜（絶縁膜６８）を形成した後、プロセスチャンバ２２ａ内をクリーニングする場合におけるプラズマＣＶＤ装置の各パラメータの経時変化を示したものである。
【０２１２】
図３８は、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力（Ｔｏｒｒ）と時刻（秒）との関係を示したものであり、図３９は、図８に示す高周波電源９により一対の電極に供給するＲＦ出力（Ｗ）と時刻との関係を示したものである。
【０２１３】
図４０は、下部電極４にあるヒータの温度と時刻の関係およびヒータポジション（ｍｉｌｓ）と時刻との関係を示したものである。図４１は、原料となるシランガス（ＳｉＨ4）の流量（ｓｃｃｍ）と時刻との関係を示したものであり、図４２は、アンモニアガス（ＮＨ3）の流量と時刻との関係を示したものである。
【０２１４】
図４３は、窒素ガス（Ｎ2）の流量と時刻との関係を示したものであり、図４４は、クリーニングガスであるＮＦ3の流量と時刻との関係を示したものである。また、図４５は、アルゴンガスの流量と時刻の関係を示したものであり、図４６は、図８に示した終了制御部１２に入力される電圧と時刻との関係を示したものである。なお、図３８から図４６には、実施される工程Ｓ１からＳ１２が時系列に記載されている。
【０２１５】
以下に、工程Ｓ１からＳ１２に沿ってプロセスシーケンスを説明する。
【０２１６】
まず、プラズマＣＶＤ装置のプロセスチャンバ２２ａにウェハ３０を搬入する（工程Ｓ１）。このとき、図３８に示すように、プロセスチャンバ２２ａ内は約０．５Ｔｏｒｒの高真空状態になっている。
【０２１７】
また、図４０に示すようにウェハ３０を搬入する段階でヒータの温度は約３８０℃になっている。さらに、ヒータポジションは約２２００（ｍｉｌｓ）となっており、下部電極４と上部電極５とは相対的に離れた状態になっている。
【０２１８】
次に、ウェハ３０上に窒化シリコン膜（絶縁膜６８）を形成する準備をする（工程Ｓ２）。すなわち、図４１から図４３に示すように、シランガスおよび窒素ガスをプロセスチャンバ２２ａ内に導入する。具体的には、約１５０（ｓｃｃｍ）のシランガスと約８０００（ｓｃｃｍ）の窒素ガスをプロセスチャンバ２２ａ内に導入する。したがって、図３８に示すように、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は徐々に上昇する。また、図４０に示すように、ヒータを含む下部電極４を動かして上昇させることにより、ヒータポジションを約５００（ｍｉｌｓ）にして相対的に下部電極４と上部電極５との間を狭める。このように下部電極４を上部電極５に近づけるのは、一対の電極間でガスをプラズマ化するためである。なお、ヒータの温度は約３８０℃に維持されている。
【０２１９】
続いて、ウェハ３０上に窒化シリコン膜（絶縁膜６８）を形成する成膜処理を行う（工程Ｓ３）。このとき、プロセスチャンバ２２ａ内には、図４１から図４３に示すように約４００（ｓｃｃｍ）のシランガス、約３００（ｓｃｃｍ）のアンモニアガスおよび約８０００（ｓｃｃｍ）の窒素ガスが導入されている。そして、図３９に示すように一対の電極に約７００（Ｗ）の電力を供給する。このように一対の電極に電力を供給した場合、一対の電極間には電位差が生じる。すると、一対の電極間にあるシランガスやアンモニアガスはプラズマ化する。そして、プラズマ化したガスの化学反応により、ウェハ３０上に窒化シリコン膜（絶縁膜６８）が形成される。
【０２２０】
次に、ウェハ３０上に所定の膜厚の膜を形成すると、図３９に示すように、一対の電極への電力の供給を停止するとともに、図４１から図４３に示すように、シランガス、アンモニアガスおよび窒素ガスのプロセスチャンバ２２ａへの供給を停止して成膜処理を終了する（工程Ｓ４）。このとき、プロセスチャンバ２２ａ内に残存するガスはポンプにより外部へ排気される。したがって、プロセスチャンバ２２ａの圧力は図３８に示すように減少し、高真空状態となる。また、図４０に示すように、ヒータポジションを約２２００（ｍｉｌｓ）に移動して、下部電極４と上部電極５との間の距離を相対的に離す。
【０２２１】
続いて、窒化シリコン膜（絶縁膜６８）を成膜したウェハ３０をプロセスチャンバ２２ａの外へ搬出する（工程Ｓ５）。そして、プロセスチャンバ２２ａ内のクリーニングを行う準備をする（工程Ｓ６）。すなわち、図４０に示すように、ヒータポジションを約６００（ｍｉｌｓ）にして下部電極４と上部電極５の間の距離を相対的に近づける。
【０２２２】
次に、プロセスチャンバ２２ａ内にクリーニングガスを導入してクリーニングを行う（工程Ｓ７）。具体的には、図４４に示すように、約１０００（ｓｃｃｍ）のプラズマ化したＮＦ3ガスをプロセスチャンバ２２ａに導入するととともに、図４５に示すように、約２０００（ｓｃｃｍ）のアルゴンガスを導入する。このため、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は、図３８に示すように、約３（Ｔｏｒｒ）に上昇する。また、図８に示すＲＦセンサ１０、電子系モジュール１１および終了制御部１２を稼働状態にする。
【０２２３】
プロセスチャンバ２２ａ内にプラズマ化したＮＦ3ガスが供給されると、プラズマ化したＮＦ3ガスは、プロセスチャンバ２２ａ内に形成された窒化シリコン膜と反応するため、プロセスチャンバ２２ａ内に形成されている窒化シリコン膜が除去される。このとき、一対の電極には、図３９に示すように、約２０Ｗ程度の微小な電力が供給されている。この電力は、プラズマ化したＮＦ3ガスのプラズマ状態を維持するのに必要最小限の電力である。電力を供給された一対の電極には電圧が発生しており、発生した電圧はＲＦセンサ１０で検知される。ＲＦセンサ１０で検知された電圧は、電子系モジュール１１で増幅された後、終了制御部１２に入力される。図４６に示すように、終了制御部１２に入力される電圧は、クリーニング開始直後は変動するがその後増加し、やがてほぼ一定となる。終了制御部１２は入力した電圧が所定電圧以上でほぼ一定になると、プロセスチャンバ２２ａのクリーニングが終了したと判断し、図４４および図４５に示すように、アルゴンガスおよびプラズマ化したＮＦ3ガスのプロセスチャンバ２２ａへの供給を停止する。また、図３９に示すように、終了制御部１２は、一対の電極に供給している電力を供給停止にする。このようにして、クリーニングの終点を適切に検出することができる。
【０２２４】
続いて、プロセスチャンバ２２ａ内に残存しているアルゴンガスやＮＦ3ガスをプロセスチャンバ２２ａの外部へ排出する（工程Ｓ８）。このため、図３８に示すように、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は約３（Ｔｏｒｒ）から減少して、高真空状態になる。
【０２２５】
次に、シーズニングを行うための準備をする（工程Ｓ９）。具体的には、図４１から図４３に示すように、シランガス、アンモニアガスおよび窒素ガスをプロセスチャンバ２２ａに導入する。したがって、図３８に示すように、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は上昇して上述した成膜時と同じ約４（Ｔｏｒｒ）になる。また、図４０に示すように、ヒータポジションを約６００（ｍｉｌｓ）から前述した成膜時と同様の約５００（ｍｉｌｓ）にして、下部電極４と上部電極５との間の距離を相対的に狭める。
【０２２６】
次に、シーズニング処理をする（工程Ｓ１０）。すなわち、図４１から図４３に示すように約４００（ｓｃｃｍ）のシランガス、約３００（ｓｃｃｍ）のアンモニアガスおよび約８０００（ｓｃｃｍ）の窒素ガスを供給し続ける。これにより、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は図３８に示すように約４（Ｔｏｒｒ）に維持される。このとき、図３９に示すように、一対の電極間に約７００（Ｗ）の電力を前述した成膜処理に比べて短い時間だけ供給する。すると、一対の電極間にあるシランガスなどの原料ガスはプラズマ化する。そして、プラズマ化した原料ガスの化学反応により、プロセスチャンバ２２ａに内壁に僅かな酸化シリコン膜が形成される。この過程で、プロセスチャンバ２２ａ内の空間に停留していた異物もプロセスチャンバ２２ａの内壁に固着する。
【０２２７】
次に、シーズニング処理を終了する（工程Ｓ１１）。具体的には、図３９に示すように、一対の電極に供給されている電力を停止する。また、図４１から図４３に示すように、シランガス、アンモニアガスおよび窒素ガスのプロセスチャンバ２２ａへの供給を停止するとともに、プロセスチャンバ２２ａ内に残存するシランガス、アンモニアガスおよび窒素ガスを外部へ排気する。このため、図３８に示すように、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は約４（Ｔｏｒｒ）から減少して高真空状態になる。さらに、図４０に示すように、ヒータポジションを約５００（ｍｉｌｓ）から約２２００（ｍｉｌｓ）にして下部電極４と上部電極５との間を相対的に離す。その後、次に成膜処理するウェハをプロセスチャンバ２２ａ内に搬入する（工程Ｓ１２）。この後、上述したシーケンス動作が繰り返される。
【０２２８】
次に、上記した半導体集積回路装置の製造方法において、例えばプロセスチャンバ２２ａで酸窒化シリコン膜よりなる反射防止膜５８ｅを形成し、その後、プロセスチャンバ２２ａのクリーニング工程を実施する場合のプロセスシーケンスについて図４７から図５５を参照しながら説明する。
【０２２９】
図４７から図５５は、プラズマＣＶＤ法でウェハ３０上に酸窒化シリコン膜（反射防止膜５８ｅ）を形成した後、プロセスチャンバ２２ａ内をクリーニングする場合におけるプラズマＣＶＤ装置の各パラメータの経時変化を示したものである。
【０２３０】
図４７は、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力（Ｔｏｒｒ）と時刻（秒）との関係を示したものであり、図４８は、図８に示す高周波電源９により一対の電極に供給するＲＦ出力（Ｗ）と時刻との関係を示したものである。
【０２３１】
図４９は、下部電極４にあるヒータの温度と時刻の関係およびヒータポジション（ｍｉｌｓ）と時刻との関係を示したものである。図５０は、原料となるシランガス（ＳｉＨ4）の流量（ｓｃｃｍ）と時刻との関係を示したものであり、図５１は、Ｎ2Ｏガスの流量と時刻との関係を示したものである。
【０２３２】
図５２は、ヘリウムガス（Ｈｅ）の流量と時刻との関係を示したものであり、図５３は、クリーニングガスであるＮＦ3の流量と時刻との関係を示したものである。また、図５４は、アルゴンガスの流量と時刻の関係を示したものであり、図５５は、図８に示した終了制御部１２に入力される電圧と時刻との関係を示したものである。なお、図４７から図５５には、実施される工程Ｓ１からＳ１２が時系列に記載されている。
【０２３３】
以下に、工程Ｓ１からＳ１２に沿ってプロセスシーケンスを説明する。
【０２３４】
まず、プラズマＣＶＤ装置のプロセスチャンバ２２ａにウェハ３０を搬入する（工程Ｓ１）。このとき、図４７に示すように、プロセスチャンバ２２ａ内は約０．５Ｔｏｒｒの高真空状態になっている。
【０２３５】
また、図４９に示すようにウェハ３０を搬入する段階でヒータの温度は約４００℃になっている。さらに、ヒータポジションは約２２００（ｍｉｌｓ）となっており、下部電極４と上部電極５とは相対的に離れた状態になっている。
【０２３６】
次に、ウェハ３０上に酸窒化シリコン膜（反射防止膜５８ｅ）を形成する準備をする（工程Ｓ２）。すなわち、図５０から図５２に示すように、シランガス、Ｎ2Ｏガスおよびヘリウムガスをプロセスチャンバ２２ａ内に導入する。具体的には、約１３０（ｓｃｃｍ）のシランガス、約３００（ｓｃｃｍ）のＮ2Ｏガスおよび約４０００（ｓｃｃｍ）のヘリウムガスをプロセスチャンバ２２ａ内に導入する。このため、図４７に示すように、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は徐々に上昇して約５．５（Ｔｏｒｒ）になる。また、図４９に示すように、ヒータを含む下部電極４を動かして上昇させることにより、ヒータポジションを約５００（ｍｉｌｓ）にして相対的に下部電極４と上部電極５との間を狭める。このように下部電極４を上部電極５に近づけるのは、一対の電極間でガスをプラズマ化するためである。なお、ヒータの温度は約４００℃に維持されている。
【０２３７】
続いて、ウェハ３０上に酸窒化シリコン膜（反射防止膜５８ｅ）を形成する成膜処理を行う（工程Ｓ３）。このとき、図４８に示すように一対の電極に約１３０（Ｗ）の電力を供給する。このように一対の電極に電力を供給した場合、一対の電極間には電位差が生じる。すると、一対の電極間にあるシランガス、Ｎ2Ｏガスはプラズマ化する。そして、プラズマ化したガスの化学反応により、ウェハ３０上に酸窒化シリコン膜（反射防止膜５８ｅ）が形成される。
【０２３８】
次に、ウェハ３０上に所定の膜厚の膜を形成すると、図４８に示すように、一対の電極への電力の供給を停止するとともに、図５０から図５２に示すように、シランガス、Ｎ2Ｏガスおよびヘリウムガスのプロセスチャンバ２２ａへの供給を停止して成膜処理を終了する（工程Ｓ４）。このとき、プロセスチャンバ２２ａ内に残存するガスはポンプにより外部へ排気される。したがって、プロセスチャンバ２２ａの圧力は図４７に示すように減少し、高真空状態となる。また、図４９に示すように、ヒータポジションを約２２００（ｍｉｌｓ）に移動して、下部電極４と上部電極５との間の距離を相対的に離す。
【０２３９】
続いて、酸窒化シリコン膜（反射防止膜５８ｅ）を成膜したウェハ３０をプロセスチャンバ２２ａの外へ搬出する（工程Ｓ５）。そして、プロセスチャンバ２２ａ内のクリーニングを行う準備をする（工程Ｓ６）。すなわち、図５４に示すように、アルゴンガスをプロセスチャンバ２２ａ内に導入し始める。また、図４９に示すようにヒータポジションを約６００（ｍｉｌｓ）にして下部電極４と上部電極５の間の距離を相対的に近づける。
【０２４０】
次に、プロセスチャンバ２２ａ内にクリーニングガスを導入してクリーニングを行う（工程Ｓ７）。具体的には、図５３に示すように、約１０００（ｓｃｃｍ）のプラズマ化したＮＦ3ガスをプロセスチャンバ２２ａに導入するととともに、図５４に示すように、約２０００（ｓｃｃｍ）のアルゴンガスを導入する。このため、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は、図３８に示すように、約３（Ｔｏｒｒ）に上昇する。また、図８に示すＲＦセンサ１０、電子系モジュール１１および終了制御部１２を稼働状態にする。
【０２４１】
プロセスチャンバ２２ａ内にプラズマ化したＮＦ3ガスが供給されると、プラズマ化したＮＦ3ガスは、プロセスチャンバ２２ａ内に形成された酸窒化シリコン膜と反応するため、プロセスチャンバ２２ａ内に形成されている酸窒化シリコン膜が除去される。このとき、一対の電極には、図４８に示すように、約２０Ｗ程度の微小な電力が供給されている。この電力は、プラズマ化したＮＦ3ガスのプラズマ状態を維持するのに必要最小限の電力である。電力を供給された一対の電極には電圧が発生しており、発生した電圧はＲＦセンサ１０で検知される。ＲＦセンサ１０で検知された電圧は、電子系モジュール１１で増幅された後、終了制御部１２に入力される。図５５に示すように、終了制御部１２に入力される電圧は、クリーニング開始直後は変動するがその後増加し、やがてほぼ一定となる。終了制御部１２は入力した電圧が所定電圧以上でほぼ一定になると、プロセスチャンバ２２ａのクリーニングが終了したと判断し、図５３および図５４に示すように、アルゴンガスおよびプラズマ化したＮＦ3ガスのプロセスチャンバ２２ａへの供給を停止する。また、図４８に示すように、終了制御部１２は、一対の電極に供給している電力を供給停止にする。このようにして、クリーニングの終点を適切に検出することができる。
【０２４２】
続いて、プロセスチャンバ２２ａ内に残存しているアルゴンガスやＮＦ3ガスをプロセスチャンバ２２ａの外部へ排出する（工程Ｓ８）。このため、図３８に示すように、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は約３（Ｔｏｒｒ）から減少して、高真空状態になる。
【０２４３】
次に、シーズニングを行うための準備をする（工程Ｓ９）。具体的には、図５０、図５１に示すように、シランガスおよびＮ2Ｏガスをプロセスチャンバ２２ａに導入する。したがって、図４７に示すように、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は上昇して約３（Ｔｏｒｒ）になる。また、図４９に示すように、ヒータポジションを約６００（ｍｉｌｓ）から前述した成膜時と同様の約５００（ｍｉｌｓ）にして、下部電極４と上部電極５との間の距離を相対的に狭める。
【０２４４】
次に、シーズニング処理をする（工程Ｓ１０）。すなわち、図５０、図５１に示すように約２５０（ｓｃｃｍ）のシランガスおよび約４０００（ｓｃｃｍ）のＮ2Ｏガスを供給する。これにより、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は図４７に示すように約３（Ｔｏｒｒ）に維持される。このとき、図４８に示すように、一対の電極間に約７００（Ｗ）の電力を前述した成膜処理に供給する。すると、一対の電極間にあるシランガスなどの原料ガスはプラズマ化する。そして、プラズマ化した原料ガスの化学反応により、プロセスチャンバ２２ａに内壁に僅かな酸窒化シリコン膜が形成される。この過程で、プロセスチャンバ２２ａ内の空間に停留していた異物もプロセスチャンバ２２ａの内壁に固着する。
【０２４５】
次に、シーズニング処理を終了する（工程Ｓ１１）。具体的には、図４８に示すように、一対の電極に供給されている電力を停止する。また、図５０、図５１に示すように、シランガスおよびＮ2Ｏガスのプロセスチャンバ２２ａへの供給を停止するとともに、プロセスチャンバ２２ａ内に残存するシランガスおよびＮ2Ｏガスを外部へ排気する。このため、図４７に示すように、プロセスチャンバ２２ａ内の圧力は約３（Ｔｏｒｒ）から減少して高真空状態になる。さらに、図４９に示すように、ヒータポジションを約５００（ｍｉｌｓ）から約２２００（ｍｉｌｓ）にして下部電極４と上部電極５との間を相対的に離す。その後、次に成膜処理するウェハをプロセスチャンバ２２ａ内に搬入する（工程Ｓ１２）。この後、上述したシーケンス動作が繰り返される。
【０２４６】
（実施の形態３）
前記実施の形態２では、アルミニウム配線（アルミニウムを主要な成分とする相互接続を有する配線構造）を有する半導体集積回路装置の製造方法に本発明を適用した例を説明したが、本実施の形態３では、ダマシン法またはデュアルダマシン法を使用して形成された銅配線（銅を主要な成分とする相互接続を有する配線構造）を有する半導体集積回路装置の製造方法に本発明を適用する例について、図５６から図６２を参照しながら説明する。
【０２４７】
図５６において、ウェハ３０上にＭＩＳトランジスタＱ3を形成する。ＭＩＳトランジスタＱ3は、前記実施の形態２で説明したＭＩＳトランジスタＱ1と同様の工程を経ることにより形成することができる。
【０２４８】
続いて、ＭＩＳトランジスタＱ3を形成したウェハ３０の主面に、例えばＣＶＤ法を使用して絶縁膜４７ａを形成する。絶縁膜４７ａは窒化シリコン膜より形成されている。そして、絶縁膜４７ａ上に絶縁膜４７を形成する。この絶縁膜４７は酸化シリコン膜より形成されている。その後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して絶縁膜４７および絶縁膜４７ａに接続孔７０を形成する。
【０２４９】
次に、接続孔７０内を含むウェハの主面にチタン／窒化チタン膜７１ａおよびタングステン膜７１ｂを形成した後、接続孔７０以外の絶縁膜４７上に形成された不要なチタン／窒化チタン膜７１ａおよびタングステン膜７１ｂを化学機械研磨（Chemical Mechanical Polishing；以下ＣＭＰ法と言う）法などにより除去することにより、プラグ７２を形成する。
【０２５０】
続いて、プラグ７２を形成した絶縁膜４７上に絶縁膜７３を形成する。絶縁膜（シリコン含有絶縁性拡散バリア膜）７３は、炭化シリコン系膜（ＳｉＣ，ＳｉＣＮ等）または窒化シリコン系膜（ＳｉＮ）より形成され、例えばＣＶＤ法を使用して形成することができる。その後、絶縁膜７３を形成したウェハ３０を、図８に示すプラズマＣＶＤ装置のプロセスチャンバ２２ａ内に搬入し、下部電極４上にウェハ３０を配置する。次に、プロセスチャンバ２２ａ内に原料となるＴＥＯＳと酸素ガスを導入した後、下部電極４と上部電極５よりなる一対の電極に高周波電源９により電力を供給する。すると、一対の電極の間に電圧が発生して、原料ガスがプラズマ化される。そして、プラズマ化した原料ガスの化学反応により、絶縁膜７３上に酸化シリコン膜よりなる絶縁膜７４（プラズマＣＶＤ成膜プロセス３−１）が形成される。
【０２５１】
次に、絶縁膜７４を形成したウェハ３０をプロセスチャンバ２２ａから搬出した後、プロセスチャンバ２２ａ内のクリーニングを前記実施の形態２で述べた方法と同様の方法で行う。具体的には、図８に示すプラズマガス生成部２３で生成されたプラズマ化したクリーニングガスをプロセスチャンバ２２ａに導入する。プラズマ化したクリーニングガスは、プロセスチャンバ２２ａ内に導入されると、プロセスチャンバ２２ａ内に形成された膜と反応するため、プロセスチャンバ２２ａ内に形成されている不要な膜が除去される。
【０２５２】
プラズマ化したクリーニングガスによってプロセスチャンバ２２ａ内のクリーニングを行っている際、一対の電極には高周波電源９により電力が供給されている。このとき、一対の電極間には電圧が発生するが、この発生した電圧は、図８に示すＲＦセンサ１０で検出され、この検出された電圧は、電子系モジュール１１で増幅された後、終了制御部１２に入力される。終了制御部１２は、プロセスチャンバ２２ａ内のクリーニングを行っている際、常にＲＦセンサ１０からの電圧をモニタし、この入力した電圧が所定値以上でほぼ一定になるとプロセスチャンバ２２ａ内のクリーニングが終了したと判断してプラズマガス生成部２３からのプラズマ化したクリーニングガスの供給を停止してクリーニングを終了する。一方、所定時間内に終了制御部１２に入力される電圧がほぼ一定にならないときは、プラズマガス生成部２３に異常が発生したと判断してインターロックをかける。このようにして、クリーニングの終点検出を適切に行うことができる。
【０２５３】
次に、図５７に示すように、絶縁膜７４を形成したウェハ３０に対し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、絶縁膜７４および絶縁膜７４の下層に形成された絶縁膜７３に配線溝７５を形成する。この配線溝７５の底部にはプラグ７２が露出している。続いて、図５８に示すように、ウェハ３０の主面上にチタン膜と窒化チタン膜の積層膜よりなるチタン／窒化チタン膜７６ａを形成する。このとき、配線溝７５の内壁にチタン／窒化チタン膜７６ａが形成される。チタン／窒化チタン膜７６ａは、例えばスパッタリング法を使用して形成することができる。このチタン／窒化チタン膜７６ａは、導電性バリア膜としての機能を有している。すなわち、後述するように配線溝７５へ埋め込まれる銅のシリコンなどへの拡散を防止する機能を有している。このような導電性バリア膜としては、チタン膜や窒化チタン膜に代えて、例えばタンタル膜、窒化タンタル膜、タングステン膜、窒化タングステン膜等の高融点金属の窒化物膜や、窒化チタンシリサイド膜、窒化タングステンシリサイド膜を用いてもよい。また、これらの合金を主材料に用いている膜でもよい。さらに、上記した単体膜だけでなく積層膜を使用することもできる。
【０２５４】
次に、チタン／窒化チタン膜７６ａ上に銅（Ｃｕ）膜からなる比較的薄いシード膜を形成する。シード膜は、例えばスパッタリング法を使用して形成することができる。このシード膜は、後述する主導体膜である銅膜７６ｂとチタン／窒化チタン膜７６ａとの密着性を向上させるために形成される。また、シード膜は、後述する電解めっき法を行う際の電極としての役割も有する。
【０２５５】
その後、ウェハ３０の全面にシード膜に比べて相対的に厚い銅膜７６ｂを、配線溝７５へ埋め込むように形成する。銅膜７６ｂは、例えば電解めっきや無電解めっきなどのめっき法を使用して形成される。また、チタン／窒化チタン膜７６ａ上に直接スパッタリング法により銅膜７６ｂを形成した後、リフローすることにより表面を平坦化することによっても形成することができるし、ＣＶＤ法を使用して銅膜７６ｂを堆積させるようにしてもよい。
【０２５６】
続いて、配線溝７５に埋め込まれたチタン／窒化チタン膜７６ａおよび銅膜７６ｂを残す一方で、絶縁膜７４上に形成された不要なチタン／窒化チタン膜７６ａおよび銅膜７６ｂを除去することにより、図５９に示すような配線７７を形成する。不要なチタン／窒化チタン膜７６ａおよび銅膜７６ｂの除去には、例えばＣＭＰを使用した研磨によって行うことができる。
【０２５７】
次に、図６０に示すように、配線７７を形成した絶縁膜７４上に絶縁膜７８（プラズマＣＶＤ成膜プロセス３−２）を形成し、この絶縁膜７８上に絶縁膜７９（プラズマＣＶＤ成膜プロセス３−３）を形成する。絶縁膜７８は、炭窒化シリコン膜よりなり、絶縁膜７９はＴＥＯＳを原料としたプラズマＣＶＤ法を使用することにより形成された酸化シリコン膜よりできている。
【０２５８】
そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して絶縁膜７８および絶縁膜７９に配線溝８０および接続孔８１を形成する。このとき、接続孔８１の底部では、配線７７が露出している。その後、配線溝８０および接続孔８１の内壁を含むウェハ３０の主面上にチタン／窒化チタン膜８２ａを形成する。
【０２５９】
続いて、チタン／窒化チタン膜８２ａが形成されたウェハ３０に、例えばスパッタリング法を使用して銅膜よりなる比較的薄いシード膜を形成する。そして、シード膜より厚い銅膜８２ｂを配線溝８０および接続孔８１へ埋め込むように形成する。
【０２６０】
次に、配線溝８０および接続孔８１に埋め込まれたチタン／窒化チタン膜８２ａおよび銅膜８２ｂを残す一方で、絶縁膜７９上に形成された不要なチタン／窒化チタン膜８２ａおよび銅膜８２ｂを除去することにより、配線８３およびプラグ８４を形成する。不要なチタン／窒化チタン膜８２ａおよび銅膜８２ｂの除去には、例えばＣＭＰを使用した研磨によって行うことができる。
【０２６１】
次に、図６１に示すように、配線８０およびプラグ８１を形成した絶縁膜７９上に、順次絶縁膜８５から絶縁膜８９を形成する。絶縁膜８５（プラズマＣＶＤ成膜プロセス３−４）は炭窒化シリコン膜であり、絶縁膜８７は窒化シリコン膜である。また、絶縁膜８６（プラズマＣＶＤ成膜プロセス３−５）および絶縁膜８８（プラズマＣＶＤ成膜プロセス３−６）は、ＴＥＯＳを原料としたプラズマＣＶＤ法を使用することにより形成された酸化シリコン膜である。さらに、絶縁膜８９（プラズマＣＶＤ成膜プロセス３−７）は反射防止膜である。
【０２６２】
続いて、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して絶縁膜８５から絶縁膜８９に配線溝９０および接続孔９１を形成する。このとき、接続孔９１の底部では、配線８３が露出している。その後、配線溝９０および接続孔９１の内壁を含むウェハ３０の主面上にチタン／窒化チタン膜９２ａを形成する。
【０２６３】
そして、チタン／窒化チタン膜９２ａが形成されたウェハ３０に、例えばスパッタリング法を使用して銅膜よりなる比較的薄いシード膜を形成する。そして、シード膜より厚い銅膜９２ｂを配線溝９０および接続孔９１へ埋め込むように形成する。
【０２６４】
次に、配線溝９０および接続孔９１に埋め込まれたチタン／窒化チタン膜９２ａおよび銅膜９２ｂを残す一方で、絶縁膜８９上に形成された不要なチタン／窒化チタン膜９２ａおよび銅膜９２ｂを除去することにより、配線９３およびプラグ９４を形成する。不要なチタン／窒化チタン膜９２ａおよび銅膜９２ｂの除去には、例えばＣＭＰを使用した研磨によって行うことができる。
【０２６５】
続いて、図６２に示すように、配線９３を形成した絶縁膜８９上に絶縁膜９５を形成する。この絶縁膜９５（プラズマＣＶＤ成膜プロセス３−８）は表面保護膜（パッシベーション膜）として機能する膜であり、例えばプラズマＣＶＤ法を使用した窒化シリコン膜より形成されている。以上述べたようにして、銅配線を有する半導体集積回路装置の製造方法に本発明を適用することができる。すなわち、クリーニング終了時の自動検出機能を備えたプラズマＣＶＤ装置を使用して、銅配線を有する半導体集積回路装置を製造することができる。
【０２６６】
なお、本実施の形態３に使用するプラズマＣＶＤ装置を、絶縁膜７４を形成する工程で使用する例を示したがこれに限らず、ＴＥＯＳを原料としたＣＶＤ法により形成される絶縁膜７９、絶縁膜８６、絶縁膜８８を形成する工程で、本実施の形態３に使用するプラズマＣＶＤ装置を使用することができる。すなわち、クリーニング終点の自動検出機能を有するプラズマＣＶＤ装置を上記した膜を形成する工程に使用することができる。また、酸窒化シリコン膜よりなる絶縁膜８９や窒化シリコン膜よりなる絶縁膜９５を形成する工程でも本実施の形態３に使用するプラズマＣＶＤ装置を使用することができる。
【０２６７】
（実施の形態４）
前記実施の形態２に使用するプラズマＣＶＤ装置では、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆでウェハを１枚処理する毎にプロセスチャンバ２２ａから２２ｆ内のクリーニングを行っていたが、本実施の形態４では、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆで２枚のウェハを処理した後にプロセスチャンバ２２ａから２２ｆ内のクリーニングをする例について説明する。本実施の形態４に使用するプラズマＣＶＤ装置の構成も図５および図８に示した構成している。
【０２６８】
図６３に、本実施の形態４に使用するプラズマＣＶＤ装置におけるウェハの成膜処理とプロセスチャンバ２２ａから２２ｆ内のクリーニング処理を実施する簡単なシーケンスを示す。図６３を見てわかるように、まずプラズマＣＶＤ装置のプロセスチャンバ２２ａから２２ｆにそれぞれ１枚目のウェハを搬入する。続いて、ウェハを搬入したプロセスチャンバ２２ａから２２ｆにおいて、ウェハの成膜処理を行う。そして、ウェハの成膜処理が終了してウェハをプロセスチャンバ２２ａから２２ｆから搬出する。その後、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆにそれぞれ２枚目のウェハを搬入し、ウェハの成膜処理を行う。そして、２枚目のウェハの成膜処理が終了すると、２枚目のウェハを搬出し、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニング処理を行う。以後は、同様にウェハの成膜処理を２回行った後、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニング処理を行うことを繰り返す。なお、２５枚目のウェハは、次のウェハカセット（ウェハ搬送容器）のウェハとともに同様に処理される。一般にウェハカセットは複数セット（２個、４個等）できるようになっている。このようにすることにより、本実施の形態４に使用するプラズマＣＶＤ装置において、スループットの向上を図ることができる。
【０２６９】
前記実施の形態２では、１枚目のウェハの成膜処理が終了すると次にクリーニング処理をするようになっており、図７に示すシーケンスで動作していた。つまり、図７に示すように、２５枚のウェハが入ったカセット２７から１２枚のウェハを取り出し、この１２枚のウェハをストレージエレベータ２４に配置する。そして、６つのプロセスチャンバ２２ａから２２ｆで１枚目のウェハの成膜処理を行う。ここでは合計６枚のウェハが処理される。そして、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆでの１枚目のウェハ処理が終了すると、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニングが実施される。このとき、ストレージエレベータ２４には未処理のウェハが６枚残っており、この未処理のウェハは、クリーニング処理が終了するまで処理待ち状態になる。すなわち、図７の破線で囲ったクリーニング処理においては、未処理のウェハがストレージエレベータ２４内で処理待ちになっている。このため、ロスタイムが発生しスループットが低下する。このように前記実施の形態２では、１枚のウェハを処理するごとにクリーニングするため、ウェハの処理を常にクリーニングされたプロセスチャンバ２２ａから２２ｆで行える一面があるが、スループットが低下する面もある。
【０２７０】
そこで、本実施の形態４では図６４に示すシーケンスで動作させる。図６４において、まず、ウェハが２５枚入ったカセット２７から１２枚のウェハを取り出し、この１２枚のウェハをストレージエレベータ２４に配置する。そして、６つのプロセスチャンバ２２ａから２２ｆで１枚目のウェハの成膜処理を行う。続いて、成膜処理を終えた６枚のウェハをストレージエレベータ２４に戻すとともに、残りの未処理のウェハすべて（６枚）をプロセスチャンバ２２ａから２２ｆに搬入し、各プロセスチャンバ２２ａから２２ｆで２枚目のウェハの成膜処理を行う。その後、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆから処理済みのウェハをストレージエレベータ２４に戻す。このとき、ストレージエレベータ２４にある１２枚のウェハはすべて成膜処理が終了している。したがって、ストレージエレベータ２４からカセット２７へ処理済の１２枚のウェハを戻すとともに、カセット２７から新たな未処理のウェハをストレージエレベータ２４に搬入する。ここで、ストレージエレベータ２４とカセット２７の間でウェハのやり取りを行っているとき、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆでは処理を行わない空き時間となっている。このため、この空き時間を利用してクリーニング処理を行う。このように、本実施の形態４では、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆに空き時間があるときだけクリーニングを行うため効率が良くスループットの向上を図ることができる。すなわち、本実施の形態４では、ウェハを待ち状態にしてプロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニングを行わずに、ウェハをストレージエレベータ２４とカセット２７の間で搬送している時間を利用してクリーニングを行っているため、スループットの向上を図ることができる。つまり、本実施の形態４によれば、クリーニング回数を前記実施の形態２に比べて減少させたことによるスループットの向上だけでなく、ウェハの処理待ちをなくしたことによって、さらなるスループットの向上を図ることができる。なお，３００Φ以上のウェハプロセスで使用されるフープ（Foup）と呼ばれる密封型ウェハ搬送容器（密封といっても外部とはエアフィルタで連結されている）を使用する場合は、１２枚バッチその他の小バッチ構成が適用されるので，搬送容器との間でのウエハの移送期間中（その処理室からウェハを取り出してからその処理室に新たなウェハを搬入する前までの期間、またはその処理室からウェハを取り出してからその処理室に新たな搬送容器から取り出した新たなウェハを搬入する前までの期間）にクリーニングを実施するとスループットを効率的に向上することができる。
【０２７１】
以上説明したように、本実施の形態４によれば、装置全体として同時に処理できるウェハ枚数をＰ枚、装置の内部での待機可能なウェハ枚数をＷ枚とした場合に、装置全体としてＷ枚処理するごとにクリーニングを実施することで、すでに待機しているウェハ群に付加的に待機させることなくスムースに処理することができる。
【０２７２】
なお、上記のような小バッチの場合は、バッチサイズをＢ枚とすると、待機機構がない場合においても、２Ｐ＝Ｂとすると、バッチとしての迅速な処理を達成することができる。また、毎回クリーニングを実施する場合においても，Ｐ＝Ｂとすることにより、ウェハライン内においてのバッチ単位の迅速な進行を確保することができる。
【０２７３】
なお、本実施の形態４におけるクリーニングの終点検出機能の構成および動作は前記実施の形態２と同様である。また、本実施の形態４でのプロセスシーケンスは、前記実施の形態２でのプロセスシーケンスを説明した図２９から図５５において、工程Ｓ１から工程Ｓ５までの工程を２回繰り返し、その後、工程Ｓ６から工程Ｓ１２を実施するシーケンスとなる。
【０２７４】
（実施の形態５）
前記実施の形態２では、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆでウェハを１枚処理する毎にプロセスチャンバ２２ａから２２ｆ内のクリーニングを行っていたが、本実施の形態５では、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆでそれぞれｎ（ｎは３以上の整数）枚のウェハを処理した後にプロセスチャンバ２２ａから２２ｆ内のクリーニングをする例について説明する。本実施の形態５に使用するプラズマＣＶＤ装置の構成も図５および図８に示した構成している。
【０２７５】
図６５に、本実施の形態５に使用するプラズマＣＶＤ装置におけるウェハの成膜処理とプロセスチャンバ２２ａから２２ｆ内のクリーニング処理を実施する簡単なシーケンスを示す。図６５を見てわかるように、プラズマＣＶＤ装置のプロセスチャンバ２２ａから２２ｆにウェハを搬入し、ウェハの成膜処理を行う。そして、ウェハの成膜処理が終了してウェハをプロセスチャンバ２２ａから２２ｆから搬出する。この動作を各プロセスチャンバ２２ａから２２ｆでそれぞれｎ（ｎは３以上の整数）枚のウェハについて繰り返し行う。その後、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニング処理を行う。以後は、同様にウェハの成膜処理をｎ回行った後、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニング処理を行うことを繰り返す。このようにすることにより、本実施の形態５に使用するプラズマＣＶＤ装置において、スループットの向上を図ることができる。特に、前記実施の形態４を考慮すれば、ｎが偶数のときクリーニング時におけるウェハの処理待ちをなくすことができるので、さらなるスループットの向上を図ることができる。
【０２７６】
上記したようにスループットの向上の観点からは、ｎを大きくする方が望ましいが、ｎを大きくするということは、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニング回数を減らすことを意味している。プロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニング回数が減少すると成膜時に異物が発生しやすくなり不良のウェハを作り込み製品の歩留まりが低下する。このため、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆ内の異物発生を防止する観点から、ｎは大きければよいというのではなく、ある上限値以下にする必要がある。すなわち、ウェハへの成膜処理をしていない非成膜処理時間帯（ウェハの搬送容器への返還時およびウェハの搬送容器からの成膜処理室への移送時等）にクリーニングを実施するのであれば、ｎは４以下等が好ましい値と考えられる。一方、クリーニングを非成膜処理時間帯に行えない場合でもｎは１０以下等が好ましい値と考えられる。
【０２７７】
図６６は、プラズマＣＶＤ装置における累積膜厚（ｎｍ）と異物数との関係を示したものである。図６６において、縦軸はウェハ１枚当たりの異物数を示したものであり、横軸はプラズマＣＶＤ装置における累積膜厚（ｎｍ）を示している。この累積膜厚は、クリーニング処理を行わずに成膜処理を行い続けたものを示している。例えば、横軸の値が１６００ｎｍであるという意味は、１枚のウェハに４００ｎｍの膜を形成するとして、クリーニングを行わずに４枚のウェハを処理したことを意味している。また、１枚のウェハに２００ｎｍの膜を形成する場合は、８枚のウェハを処理したことを意味している。
【０２７８】
図６６を見てわかるように、累積膜厚が４００ｎｍから３２００ｎｍのとき、異物数は１ウェハ当たり１０個から２０個で推移している。しかし、累積膜厚が３２００ｎｍを超えて３６００ｎｍになると急激に異物数が増加し、１ウェハ当たり１００個にもなる。この結果から、累積膜厚が３２００ｎｍ以下になるようにｎを選択することが望ましいことがわかる（図６６はプラズマＴＥＯＳによる通常のシリコン酸化膜の場合であるが、このことは一般にＳｉＯＣ等のシリコン酸化膜系の絶縁膜、窒化シリコン系などの非酸化物系シリコン含有絶縁間全般に当てはまる）。すなわち、累積膜厚が３２００ｎｍ以下になるようにｎを選択することにより、工程のスループットを向上できるとともに製品の歩留まり向上を図ることができる。
【０２７９】
なお、本実施の形態５におけるクリーニングの終点検出機能の構成および動作は前記実施の形態２と同様である。また、本実施の形態５でのプロセスシーケンスは、前記実施の形態２でのプロセスシーケンスを説明した図２９から図５５において、工程Ｓ１から工程Ｓ５までの工程をｎ回繰り返し、その後、工程Ｓ６から工程Ｓ１２を実施するシーケンスとなる。
【０２８０】
（実施の形態６）
前記実施の形態２では、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニングにおいて、ＲＦセンサ１０を使用してクリーニングの終点検出を自動で行う例について説明したが、本実施の形態６では、クリーニングの終点検出を光電センサ（フォトダイオード、光電管、イメージセンサ、光電子倍増管、ストリーク管、マイクロチャネルプレート、半導体光センサ等）で行う例について説明する。
【０２８１】
本実施の形態６に使用するプラズマＣＶＤ装置の構成は、前述した図５と同様の構成をしている。また、図６７はウェハの成膜処理およびクリーニング処理を行うプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂの構成を示したものであるが、図６７は前記実施の形態２におけるプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂを示した図８とほぼ同様であるため、異なる部分について説明する。
【０２８２】
図６７において、図８と異なる点は図８では下部電極４と上部電極５よりなる一対の電極の間に発生した電圧をＲＦセンサ１０で検出するように構成されているが、図６７では、一対の電極の間にあるプラズマ化したクリーニングガスの発光を光電センサ１０ａによって検出するように構成されている。このようにプラズマ化したクリーニングガスの発光を光電センサ１０ａで検出することによっても、クリーニングの終点を自動検出することができる。すなわち、本実施の形態６では、プラズマの物理的または化学的特性としてプラズマの光学的特性を利用している。
【０２８３】
以下に、本実施の形態６におけるクリーニング処理の動作について図６７を参照しながら説明する。まず、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂでウェハの成膜処理を行った後、成膜処理したウェハをプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂから搬出する。続いて、例えばＮＦ3（アルゴンガスなども混合されている）などをプラズマガス生成部２３に導入する。導入されたクリーニングガスは、プラズマガス生成部２３でプラズマ化され、プラズマ化したクリーニングガスがプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂに導入される。プラズマ化したクリーニングガスは、化学反応性に富んでいるため、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂに導入されると、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂの内部に形成された膜と化学反応を起し、反応生成物が形成される。これにより、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂの内部に形成された膜が除去されクリーニング処理が実施される。なお、反応生成物は、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂの外部へ排気される。
【０２８４】
プラズマ化したクリーニングガスによるクリーニング処理が行われているとき、一対の電極には、高周波電源９により電力が供給され、一対の電極の間に存在するクリーニングガスのプラズマ化が維持される。ここで、一対の電極に供給される電力は、成膜処理時に供給される電力に比べて極めて小さく、クリーニングガスのプラズマ化が維持されるのに必要最小限の電力が供給されている。これにより、プラズマによる部品の劣化を低減できる。
【０２８５】
プラズマ化したクリーニングガスにはフッ素ラジカルなども含まれているが、例えば、フッ素ラジカルは励起状態にあり、励起状態から基底状態に電子が遷移する際、光を発生する。この発光は、光電センサ１０ａにより検知されて光電変換により電圧に変換される。変換された電圧は、電子系モジュールで増幅された後、終了制御部１２に入力される。終了制御部１２は入力した電圧が、所定電圧以上でほぼ一定になると、クリーニングが終了したと判断し、プラズマガス生成部２３からプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂへのプラズマ化したクリーニングガスの供給を停止し、クリーニングを終了させる。このようにして、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂのクリーニングにおける終点を適切に検出することができる。
【０２８６】
プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂのクリーニングが行われている最中、プラズマ化したクリーニングガスはプロセスチャンバ２２ａ、２２ｂに形成された膜と反応するのに使用されるため、フッ素ラジカルを含むプラズマ化したクリーニングガスは消費される。したがって、フッ素ラジカルにより発光も相対的に少なくなる。しかし、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂに形成された膜の除去が進むと、プラズマ化したクリーニングガスが消費されなくなる。このため、プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂでのフッ素ラジカルの量も一定となり、フッ素ラジカルから発光量も一定となる。したがって、この発光量に比例する電圧も一定となり、終了制御部１２はクリーニングの終了時点を適切に判断することができる。
【０２８７】
本実施の形態６では、光電センサ１０ａを使用している。したがって、光電センサ１０ａの表面がプラズマ化したクリーニングガスによる反応で曇り、適切な検出ができないとも考えられる。しかし、本実施の形態６では、クリーニングガスをプラズマ化するのに必要な最小限の電力を一対の電極に供給しているため、クリーニングガスのプラズマ化が激しく生じている領域は一対に電極間の比較的狭い領域であると考えられる。したがって、一対の電極から離れている光電センサ１０ａにおいては、プラズマ化したクリーニングガスの影響は少ないと考えられる。なお、本実施例においては、主に発光分析について説明したが、必要に応じて吸光分析が有効な場合もある。すなわち、所定のバンド幅の光を成膜処理室に導入して、反対側から透過してくる光のスペクトルを観測する等の方法が考えられる。
【０２８８】
なお、本実施の形態６においては、前記実施の形態２で説明したように各プロセスチャンバ２２ａから２２ｆにおいてそれぞれ１枚目のウェハが処理される毎に、プロセスチャンバ２２ａから２２ｆのクリーニング処理を行ってもよいし、前記実施の形態４で説明したように各プロセスチャンバ２２ａから２２ｆで１枚目と２枚目のウェハの成膜処理を実施した後にクリーニング処理を行ってもよい。さらに、前記実施の形態５で説明したように、各プロセスチャンバ２２ａ、２２ｂでｎ（ｎは３以上の整数）枚のウェハを処理した後にクリーニング処理を行うようにしてもよい。
（実施例相互の関係およびその他の留意点）
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０２８９】
リモートプラズマ方式でチャンバ内のクリーニングを行い、加熱により原料ガスを分解させて膜の形成をする熱ＣＶＤに本発明を適用しても良い。この場合、例えば約１００Ｗ程度の高周波電源および前記実施の形態で説明した構成を取り付けることによって、クリーニングの終了時点を自動検出させることができる。
【０２９０】
前記実施の形態２に開示された製造プロセス、特にアルミ配線プロセス（タングステンプラグ形成から最終保護膜工程まで）等、および、実施の形態３に開示された製造プロセス，特に銅配線プロセス（タングステンプラグ形成から最終保護膜工程まで）等の集積回路製造ウェハプロセスは、相互に実施の形態１から６において適用できることは、言うまでもない。また、逆に実施の形態１、２、４、５、６に開示された終点検出およびＣＶＤにおけるウェハ処理技法は、実施の形態２、３の集積回路製造ウェハプロセスに適用できることは、言うまでもない。
【０２９１】
また、本願に開示された一般ＩＬＤ用シリコン酸化膜系の絶縁膜材料およびプロセスは、プラズマＣＶＤ成膜プロセス２−１、２、４、５、６、８および３−１、３、６に適用することができる。
【０２９２】
また，本願に開示された反射防止膜用シリコン酸化膜系の絶縁膜材料（ＳｉＯＮなど）およびプロセスは、プラズマＣＶＤ成膜プロセス２−３、７および３−７に適用することができる。
【０２９３】
また，本願に開示された非シリコン酸化膜系の絶縁膜材料（ＳｉＮ，ＳｉＣ，ＳｉＣＮなど）およびプロセスは，プラズマＣＶＤ成膜プロセス２−９および３−２、４、５、８に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２９４】
本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、半導体集積回路装置、液晶表示装置、プラズマディスプレイ、その他の集積回路装置、半導体装置等の電子装置に幅広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２９５】
【図１】本発明の実施の形態１であるプラズマＣＶＤ装置の構成を示した構成図である。
【図２】終了制御部に入力される電圧と時刻との関係を示したグラフである。
【図３】実施の形態１におけるプラズマＣＶＤ装置の動作を説明したフローチャートである。
【図４】実施の形態１におけるプラズマＣＶＤ装置の動作を説明したフローチャートである。
【図５】実施の形態２に使用するプラズマＣＶＤ装置の外観を示した図である。
【図６】実施の形態２に使用するプラズマＣＶＤ装置において、成膜処理とクリーニング処理とを行うシーケンスを説明した図である。
【図７】実施の形態２に使用するプラズマＣＶＤ装置において、成膜処理とクリーニング処理とを行うシーケンスを詳細に説明した図である。
【図８】実施の形態２に使用するプラズマＣＶＤ装置の構成を示した図である。
【図９】終了制御部に入力される電圧とクリーニング開始からの時刻を示した図である。
【図１０】２００ｎｍの膜を成膜処理した後のクリーニング処理において、終了制御部に入力される電圧とクリーニング開始からの時刻を示した図である。
【図１１】３００ｎｍの膜を成膜処理した後のクリーニング処理において、終了制御部に入力される電圧とクリーニング開始からの時刻を示した図である。
【図１２】４００ｎｍの膜を成膜処理した後のクリーニング処理において、終了制御部に入力される電圧とクリーニング開始からの時刻を示した図である。
【図１３】６００ｎｍの膜を成膜処理した後のクリーニング処理において、終了制御部に入力される電圧とクリーニング開始からの時刻を示した図である。
【図１４】８００ｎｍの膜を成膜処理した後のクリーニング処理において、終了制御部に入力される電圧とクリーニング開始からの時刻を示した図である。
【図１５】１１００ｎｍの膜を成膜処理した後のクリーニング処理において、終了制御部に入力される電圧とクリーニング開始からの時刻を示した図である。
【図１６】ウェハに形成された膜の膜厚のばらつきを示した図である。
【図１７】ウェハに形成された膜の均一性のばらつきを示した図である。
【図１８】ウェハに付着した異物数を示した図である。
【図１９】ウェハに形成された膜のストレスのばらつきを示した図である。
【図２０】本発明の実施の形態２における半導体集積回路装置の製造工程を示した断面図である。
【図２１】図２０に続く半導体集積回路装置の製造工程を示した断面図である。
【図２２】図２１に続く半導体集積回路装置の製造工程を示した断面図である。
【図２３】図２２に続く半導体集積回路装置の製造工程を示した断面図である。
【図２４】図２３に続く半導体集積回路装置の製造工程を示した断面図である。
【図２５】図２４に続く半導体集積回路装置の製造工程を示した断面図である。
【図２６】図２５に続く半導体集積回路装置の製造工程を示した断面図である。
【図２７】図２６に続く半導体集積回路装置の製造工程を示した断面図である。
【図２８】図２７に続く半導体集積回路装置の製造工程を示した断面図である。
【図２９】プロセスチャンバ内の圧力と時刻との関係を示した図である。
【図３０】ＲＦ出力と時刻との関係を示した図である。
【図３１】ヒータ温度と時刻の関係およびヒータポジションと時刻との関係を示した図である。
【図３２】プロセスチャンバ内に導入されるＴＥＯＳの流量と時刻との関係を示した図である。
【図３３】プロセスチャンバ内に導入されるヘリウムガスの流量と時刻との関係を示した図である。
【図３４】プロセスチャンバ内に導入される酸素ガスの流量と時刻との関係を示した図である。
【図３５】プロセスチャンバ内に導入されるＮＦ3ガスの流量と時刻との関係を示した図である。
【図３６】プロセスチャンバ内に導入されるアルゴンガスの流量と時刻との関係を示した図である。
【図３７】終了制御部に入力される電圧と時刻との関係を示した図である。
【図３８】プロセスチャンバ内の圧力と時刻との関係を示した図である。
【図３９】ＲＦ出力と時刻との関係を示した図である。
【図４０】ヒータ温度と時刻の関係およびヒータポジションと時刻との関係を示した図である。
【図４１】プロセスチャンバ内に導入されるシランガスの流量と時刻との関係を示した図である。
【図４２】プロセスチャンバ内に導入されるアンモニアガスの流量と時刻との関係を示した図である。
【図４３】プロセスチャンバ内に導入される窒素ガスの流量と時刻との関係を示した図である。
【図４４】プロセスチャンバ内に導入されるＮＦ3ガスの流量と時刻との関係を示した図である。
【図４５】プロセスチャンバ内に導入されるアルゴンガスの流量と時刻との関係を示した図である。
【図４６】終了制御部に入力される電圧と時刻との関係を示した図である。
【図４７】プロセスチャンバ内の圧力と時刻との関係を示した図である。
【図４８】ＲＦ出力と時刻との関係を示した図である。
【図４９】ヒータ温度と時刻の関係およびヒータポジションと時刻との関係を示した図である。
【図５０】プロセスチャンバ内に導入されるシランガスの流量と時刻との関係を示した図である。
【図５１】プロセスチャンバ内に導入されるＮ2Ｏガスの流量と時刻との関係を示した図である。
【図５２】プロセスチャンバ内に導入されるヘリウムガスの流量と時刻との関係を示した図である。
【図５３】プロセスチャンバ内に導入されるＮＦ3ガスの流量と時刻との関係を示した図である。
【図５４】プロセスチャンバ内に導入されるアルゴンガスの流量と時刻との関係を示した図である。
【図５５】終了制御部に入力される電圧と時刻との関係を示した図である。
【図５６】本発明の実施の形態３における半導体集積回路装置の製造工程を示した断面図である。
【図５７】図５６に続く半導体集積回路装置の製造工程を示した断面図である。
【図５８】図５７に続く半導体集積回路装置の製造工程を示した断面図である。
【図５９】図５８に続く半導体集積回路装置の製造工程を示した断面図である。
【図６０】図５９に続く半導体集積回路装置の製造工程を示した断面図である。
【図６１】図６０に続く半導体集積回路装置の製造工程を示した断面図である。
【図６２】図６１に続く半導体集積回路装置の製造工程を示した断面図である。
【図６３】実施の形態４に使用するプラズマＣＶＤ装置において、成膜処理とクリーニング処理とを行うシーケンスを説明した図である。
【図６４】実施の形態４に使用するプラズマＣＶＤ装置において、成膜処理とクリーニング処理とを行うシーケンスを詳細に説明した図である。
【図６５】実施の形態５に使用するプラズマＣＶＤ装置において、成膜処理とクリーニング処理とを行うシーケンスを説明した図である。
【図６６】累積膜厚とウェハ上に付着した異物の数との関係を示した図である。
【図６７】実施の形態６に使用するプラズマＣＶＤ装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
【０２９６】
１  プラズマＣＶＤ装置
２  チャンバ
３  ポンプ
４  下部電極
５  上部電極
６  配管
７  原料ガス供給部
８  プラズマガス生成部
９  高周波電源（発振器）
１０  ＲＦセンサ
１０ａ  光電センサ
１１  電子系モジュール
１２  終了制御部
２０  バッファチャンバ
２１  バッファロボット
２２ａから２２ｆ  プロセスチャンバ
２３  プラズマガス生成部
２４  ストレージエレベータ
２５  カセット室
２６  フロントロボット
２７  カセット
３０  ウェハ
３１素子分離領域
３２  ｐ型ウェル
３３  ｎ型ウェル
３４  ゲート絶縁膜
３５  ポリシリコン膜
３６ａ  ゲート電極
３６ｂ  ゲート電極
３７  低濃度ｎ型不純物拡散領域
３８  低濃度ｎ型不純物拡散領域
３９  低濃度ｐ型不純物拡散領域
４０  低濃度ｐ型不純物拡散領域
４１  サイドウォール
４２  高濃度ｎ型不純物拡散領域
４３  高濃度ｎ型不純物拡散領域
４４  高濃度ｐ型不純物拡散領域
４５  高濃度ｐ型不純物拡散領域
４６  コバルトシリサイド膜
４７  絶縁膜
４７ａ  絶縁膜
４８  コンタクトホール
４９ａ  チタン／窒化チタン膜
４９ｂ  タングステン膜
５０  プラグ
５１ａ  チタン／窒化チタン膜
５１ｂ  アルミニウム膜
５１ｃ  チタン／窒化チタン膜
５２  配線
５３  絶縁膜
５４  絶縁膜
５５  接続孔
５６ａ  チタン／窒化チタン膜
５６ｂ  タングステン膜
５７  プラグ
５８ａ  チタン／窒化チタン膜
５８ｂ  アルミニウム膜
５８ｃ  チタン／窒化チタン膜
５８ｄ  絶縁膜
５８ｅ  反射防止膜
５９  配線
６０  絶縁膜
６１  絶縁膜
６２  絶縁膜
６３ａ  チタン／窒化チタン膜
６３ｂ  タングステン膜
６４  プラグ
６５ａ  チタン／窒化チタン膜
６５ｂ  アルミニウム膜
６５ｃ  チタン／窒化チタン膜
６５ｄ  絶縁膜
６５ｅ  反射防止膜
６６  配線
６７  絶縁膜
６８  絶縁膜
７０  接続孔
７１ａ  チタン／窒化チタン膜
７１ｂ  タングステン膜
７２  プラグ
７３  絶縁膜
７４  絶縁膜
７５  配線溝
７６ａ  チタン／窒化チタン膜
７６ｂ  銅膜
７７  配線
７８  絶縁膜
７９  絶縁膜
８０  配線溝
８１  接続孔
８２ａ  チタン／窒化チタン膜
８２ｂ  銅膜
８３  配線
８４  プラグ
８５  絶縁膜
８６  絶縁膜
８７  絶縁膜
８８  絶縁膜
８９  絶縁膜
９０  配線溝
９１  接続孔
９２ａ  チタン／窒化チタン膜
９２ｂ  銅膜
９３  配線
９４  プラグ
９５  絶縁膜
Ａ  ウェハ
【図１】
2005033173.tif 000003
【図２】
2005033173.tif 000004
【図３】
2005033173.tif 000005
【図４】
2005033173.tif 000006
【図５】
2005033173.tif 000007
【図６】
2005033173.tif 000008
【図７】
2005033173.tif 000009
【図８】
2005033173.tif 000010
【図９】
2005033173.tif 000011
【図１０】
2005033173.tif 000012
【図１１】
2005033173.tif 000013
【図１２】
2005033173.tif 000014
【図１３】
2005033173.tif 000015
【図１４】
2005033173.tif 000016
【図１５】
2005033173.tif 000017
【図１６】
2005033173.tif 000018
【図１７】
2005033173.tif 000019
【図１８】
2005033173.tif 000020
【図１９】
2005033173.tif 000021
【図２０】
2005033173.tif 000022
【図２１】
2005033173.tif 000023
【図２２】
2005033173.tif 000024
【図２３】
2005033173.tif 000025
【図２４】
2005033173.tif 000026
【図２５】
2005033173.tif 000027
【図２６】
2005033173.tif 000028
【図２７】
2005033173.tif 000029
【図２８】
2005033173.tif 000030
【図２９】
2005033173.tif 000031
【図３０】
2005033173.tif 000032
【図３１】
2005033173.tif 000033
【図３２】
2005033173.tif 000034
【図３３】
2005033173.tif 000035
【図３４】
2005033173.tif 000036
【図３５】
2005033173.tif 000037
【図３６】
2005033173.tif 000038
【図３７】
2005033173.tif 000039
【図３８】
2005033173.tif 000040
【図３９】
2005033173.tif 000041
【図４０】
2005033173.tif 000042
【図４１】
2005033173.tif 000043
【図４２】
2005033173.tif 000044
【図４３】
2005033173.tif 000045
【図４４】
2005033173.tif 000046
【図４５】
2005033173.tif 000047
【図４６】
2005033173.tif 000048
【図４７】
2005033173.tif 000049
【図４８】
2005033173.tif 000050
【図４９】
2005033173.tif 000051
【図５０】
2005033173.tif 000052
【図５１】
2005033173.tif 000053
【図５２】
2005033173.tif 000054
【図５３】
2005033173.tif 000055
【図５４】
2005033173.tif 000056
【図５５】
2005033173.tif 000057
【図５６】
2005033173.tif 000058
【図５７】
2005033173.tif 000059
【図５８】
2005033173.tif 000060
【図５９】
2005033173.tif 000061
【図６０】
2005033173.tif 000062
【図６１】
2005033173.tif 000063
【図６２】
2005033173.tif 000064
【図６３】
2005033173.tif 000065
【図６４】
2005033173.tif 000066
【図６５】
2005033173.tif 000067
【図６６】
2005033173.tif 000068
【図６７】
2005033173.tif 000069