CN106605292A - 等离子体处理方法和等离子体处理装置 - Google Patents

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Abstract

相对于等离子体保护腔室的内部的构件，防止变质和消耗。等离子体处理方法包括成膜工序、等离子体处理工序以及去除工序。在成膜工序中，利用含硅气体和还原性气体这两者的等离子体，在腔室的内部的构件的表面形成含硅膜。在等离子体处理工序中，在含硅膜形成于构件的表面之后，利用处理气体的等离子体对输入到腔室的内部的被处理体进行等离子体处理。在去除工序中，在等离子体处理后的被处理体输出到腔室的外部之后，利用含氟气体的等离子体从构件的表面去除含硅膜。

Description

等离子体处理方法和等离子体处理装置
技术领域
本发明的各种方面和实施方式涉及等离子体处理方法和等离子体处理装置。
背景技术
在半导体的制造工艺中，广泛使用了执行以薄膜的堆积或蚀刻等为目的的等离子体处理的等离子体处理装置。作为等离子体处理装置，可列举出进行例如薄膜的堆积处理的等离子体CVD(化学气相沉积，Chemical Vapor Deposition)装置、进行蚀刻处理的等离子体蚀刻装置等。
不过，在等离子体处理装置中，配置于腔室内的构件(以下适当称为“腔室内构件”)在各种等离子体处理的之际暴露于处理气体的等离子体，因此，要求耐等离子体性。对于这一点，在例如专利文献1中公开有如下内容：在对被处理体进行等离子体处理之前，将氧与SiF4的气体流量比设为1.7以上而供给含有氧的含硅气体，在腔室内构件的表面形成含氟的氧化硅膜作为保护膜，从而提高了腔室内构件的耐等离子体性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第6071573号说明书
发明内容
发明要解决的问题
然而，在含氟的氧化硅膜作为保护膜形成于腔室内构件的表面的现有技术中，处理气体的等离子体所致的氧化硅膜的蚀刻量变多。
即、在现有技术中，将氧与SiF4的气体流量比设为1.7以上而供给含有氧的含硅气体。另外，使含有氧的含硅气体的等离子体中的氧自由基和Si自由基在腔室内的空间中反应而生成硅氧化物，使生成的硅氧化物作为氧化硅膜堆积于腔室内构件。堆积于腔室内构件上的氧化硅膜含有F等残留卤素，因此，存在被处理气体的等离子体蚀刻了氧化硅膜的膜厚以上的情况。因此，在现有技术中，腔室内构件的表面就变质和消耗，无法充分地保护腔室内构件。
用于解决问题的方案
本发明的一技术方案的等离子体处理方法包括成膜工序、等离子体处理工序以及去除工序。在成膜工序中，利用含硅气体和还原性气体这两者的等离子体，在腔室的内部的构件的表面形成含硅膜。在等离子体处理工序中，在所述含硅膜形成于所述构件的表面之后，利用处理气体的等离子体对输入到所述腔室的内部的被处理体进行等离子体处理。在去除工序中，在等离子体处理后的所述被处理体输出到所述腔室的外部之后，利用含氟气体的等离子体从所述构件的表面去除所述含硅膜。
发明的效果
根据本发明的各种技术方案和实施方式，可实现能够相对于等离子体保护腔室的内部的构件、防止变质和消耗的等离子体处理方法和等离子体处理装置。
附图说明
图1是表示适用于本实施方式的等离子体处理方法的等离子体处理装置的概略剖视图。
图2是表示由本实施方式的等离子体处理装置进行的等离子体处理方法的处理的流程的一个例子的流程图。
图3是用于说明本实施方式中的腔室内的沉积物量的测定点的一个例子的图。
图4是表示还原性气体以及含硅气体的比率与沉积物量的一个例子的图。
图5是表示本实施方式中的含硅膜的沉积物量和蚀刻量的一个例子的图。
图6是表示本实施方式中的含硅膜的沉积物量和蚀刻量的一个例子的图。
图7的(a)、(b)是表示本实施方式中的含硅膜的沉积后的截面和表面的一个例子的图。
图8的(a)、(b)是表示本实施方式中的含硅膜的等离子体处理后的截面和表面的一个例子的图。
图9是表示比较例的含硅膜的沉积物量和蚀刻量的一个例子的图。
图10是表示比较例的含硅膜的沉积物量和蚀刻量的一个例子的图。
图11的(a)、(b)是表示比较例的含硅膜的沉积后的截面和表面的一个例子的图。
图12的(a)、(b)是表示比较例的含硅膜的等离子体处理后的截面和表面的一个例子的图。
图13是表示由本实施方式的等离子体处理装置进行的等离子体处理方法的处理的流程的另一个例子的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明各种实施方式。此外，在各附图中对相同或相当的部分标注相同的附图标记。
对于本实施方式的等离子体处理方法，在1个实施方式中包括：成膜工序，在该成膜工序中，利用含硅气体和还原性气体这两者的等离子体在腔室的内部的构件的表面上形成含硅膜；等离子体处理工序，在该等离子体处理工序中，在含硅膜形成于构件的表面之后，利用处理气体的等离子体对输入到腔室的内部的被处理体进行等离子体处理；去除工序，在该去除工序中，在等离子体处理后的被处理体输出到腔室的外部之后，利用含氟气体的等离子体从构件的表面去除含硅膜。
另外，对于本实施方式的等离子体处理方法，在1个实施方式中，含硅气体含有SiF4、SiCl4以及SiBr4中的至少任一者。
另外，对于本实施方式的等离子体处理方法，在1个实施方式中，还原性气体含有H2、CH4以及C3H6中的至少任一者。
另外，对于本实施方式的等离子体处理方法，在1个实施方式中，在成膜工序中，还原性气体相对于含硅气体的流量比是0.2以上。
另外，对于本实施方式的等离子体处理方法，在1个实施方式中，在成膜工序之前还包括预成膜工序，在该预成膜工序中，利用含碳气体的等离子体在构件的表面形成含碳膜。
另外，对于本实施方式的等离子体处理方法，在1个实施方式中，含碳气体含有以CxHyFz〔式中，x、y和z表示整数、(z-y)÷x是2以下〕表示的气体。
另外，对于本实施方式的等离子体处理方法，在1个实施方式中，含碳气体含有CH4、C4F8、CHF3、CH3F以及C2H4中的至少任一者。
另外，对于本实施方式的等离子体处理方法，在1个实施方式中，去除工序包括：第1去除工序，在该第1去除工序中，利用含氟气体的等离子体从构件的表面去除含硅膜；第2去除工序，在该第2去除工序中，利用含氧气体的等离子体从构件的表面去除含碳膜。
另外，对于本实施方式的等离子体处理方法，在1个实施方式中，含硅气体还含有稀有气体。
另外，对于本实施方式的等离子体处理方法，在1个实施方式中，稀有气体是Ar或He。
对于本实施方式的等离子体处理装置，在1个实施方式中包括：腔室，其用于对被处理体进行等离子体处理；排气部，其用于对腔室的内部进行减压；气体供给部，其用于向腔室的内部供给处理气体；控制部，其执行如下工序：成膜工序，在该成膜工序中，利用含硅气体和还原性气体这两者的等离子体在腔室的内部的构件的表面形成含硅膜；等离子体处理工序，在该等离子体处理工序中，在含硅膜形成于构件的表面之后，利用处理气体的等离子体对输入到腔室的内部的被处理体进行等离子体处理；去除工序，在该去除工序中，在等离子体处理后的被处理体输出到腔室的外部之后，利用含氟气体的等离子体从构件的表面去除含硅膜。
图1是表示适用于本实施方式的等离子体处理方法的等离子体处理装置的概略剖视图。图1所示的等离子体处理装置具有气密地构成并设为电接地电位的处理腔室1。该处理腔室1呈圆筒状，由例如在表面形成有阳极氧化覆膜的铝等构成。在处理腔室1内设置有水平地支承作为被处理体的半导体晶圆W的载置台2。
载置台2的基材2a由导电性的金属、例如铝等构成，具有作为下部电极的功能。该载置台2隔着绝缘板3支承于导体的支承台4。另外，在载置台2的上方的外周设置有由例如单晶硅形成的聚焦环5。而且，以包围载置台2和支承台4的周围的方式设置有由例如石英等形成的圆筒状的内壁构件3a。
在载置台2的上方，以与载置台2平行地相对的方式，换言之，以与支承于载置台2的半导体晶圆W相对的方式设置有具有作为上部电极的功能的喷头16。喷头16和载置台2作为一对电极(上部电极和下部电极)发挥功能。载置台2的基材2a借助第1匹配器11a与第1高频电源10a连接。另外，载置台2的基材2a借助第2匹配器11b与第2高频电源10b连接。第1高频电源10a是等离子体产生用的电源，可从该第1高频电源10a向载置台2的基材2a供给预定频率(例如100MHz)的高频电力。另外，第2高频电源10b是离子吸引用(偏压用)的电源，可从该第2高频电源10b向载置台2的基材2a供给比第1高频电源10a的预定频率低的预定频率(例如，13MHz)的高频电力。
在载置台2的上表面设置有用于静电吸附半导体晶圆W的静电卡盘6。该静电卡盘6是使电极6a介于绝缘体6b之间而构成的，电极6a与直流电源12连接。并且，构成为，通过从直流电源12对电极6a施加直流电压，可利用库仑力吸附半导体晶圆W。
在载置台2的内部形成有制冷剂流路2b，制冷剂流路2b与制冷剂入口配管2c、制冷剂出口配管2d连接。并且，通过使热传导液等制冷剂在制冷剂流路2b中循环，可将支承台4和载置台2控制成预定的温度。另外，以贯通载置台2等的方式设置有用于向半导体晶圆W的背面侧供给氦气等冷热传递用气体(背侧气体)的背侧气体供给配管30。该背侧气体供给配管30与未图示的背侧气体供给源连接。利用这些结构，可将被静电卡盘6吸附保持于载置台2的上表面的半导体晶圆W控制成预定的温度。
上述的喷头16设置于处理腔室1的顶壁部分。喷头16具备主体部16a和构成电极板的上部顶板16b，借助绝缘性构件45支承于处理腔室1的上部。主体部16a构成为，包括导电性材料、例如表面进行了阳极氧化处理的铝，在其下部以能够装卸自由的方式支承有上部顶板16b。上部顶板16b由含硅物质形成，由例如石英形成。
在主体部16a的内部设置有气体扩散室16c、16d，以位于该气体扩散室16c、16d的下部的方式在主体部16a的底部形成有许多气体流通孔16e。气体扩散室被分割成设置于中央部的气体扩散室16c和设置于周缘部的气体扩散室16d这两个室，能够在中央部和周缘部独立地变更处理气体的供给状态。
另外，在上部顶板16b上，以沿着厚度方向贯通该上部顶板16b的方式并以与上述的气体流通孔16e重叠的方式设置有气体导入孔16f。利用这样的结构，供给到气体扩散室16c、16d的处理气体经由气体流通孔16e和气体导入孔16f向处理腔室1内呈喷淋状分散并供给。此外，在主体部16a等设置有未图示的加热器、用于使制冷剂循环的未图示的配管等温度调整器，在等离子体蚀刻处理中能够将喷头16的温度控制成所期望的温度。
在上述的主体部16a上形成有用于将处理气体向气体扩散室16c、16d导入的两个气体导入口16g、16h。这些气体导入口16g、16h与气体供给配管15a、15b连接，该气体供给配管15a、15b的另一端与供给蚀刻用的处理气体的处理气体供给源15连接。处理气体供给源15是气体供给部的一个例子。在气体供给配管15a上，从上游侧依次设置有质量流量控制器(MFC)15c和开闭阀V1。另外，在气体供给配管15b上，从上游侧依次设置有质量流量控制器(MFC)15d和开闭阀V2。
并且，用于等离子体蚀刻的处理气体从处理气体供给源15经由气体供给配管15a、15b向气体扩散室16c、16d供给，并从该气体扩散室16c、16d经由气体流通孔16e和气体导入孔16f向处理腔室1内呈喷淋状分散并供给。例如，可从处理气体供给源15如后述那样地供给在配置于处理腔室1的内部的构件的表面形成含硅膜之际所使用的含硅气体和还原性气体等。另外，例如，可从处理气体供给源15供给在对被处理体进行等离子体处理之际所使用的含有HBr/NF3的处理气体等。另外，可从处理气体供给源15供给在从配置于处理腔室1的内部的构件的表面去除含硅膜之际所使用的含氟气体等。可由处理气体供给源15供给的气体的详细情况随后论述。
上述的作为上部电极的喷头16经由低通滤波器(LPF)51与可变直流电源52电连接。该可变直流电源52可利用通断开关53使供电通断。可变直流电源52的电流·电压以及通断开关53的通断由后述的控制部60控制。此外，如后述那样，在从第1高频电源10a、第2高频电源10b对载置台2施加高频电力而在处理空间产生等离子体之际，可根据需要利用控制部60使通断开关53连通，对作为上部电极的喷头16施加预定的直流电压。
在处理腔室1的底部形成有排气口71，该排气口71经由排气管72与排气装置73连接。排气装置73具有真空泵，通过使该真空泵工作，能够将处理腔室1内减压到预定的真空度。排气装置73是排气部的一个例子。另一方面，在处理腔室1的侧壁设置有半导体晶圆W的输入输出口74，在该输入输出口74设置有对该输入输出口74进行开闭的闸阀75。
图中的附图标记76、77是设为装卸自由的沉积物屏蔽件。沉积物屏蔽件76沿着处理腔室1的内壁面设置，具有防止蚀刻副产品(沉积物)附着于处理腔室1的作用。以下，有时将处理腔室1的内壁和沉积物屏蔽件76统称为“处理腔室1的内壁”。另外，沉积物屏蔽件77以覆盖作为下部电极的载置台2、内壁构件3a以及支承台4的外周面的方式设置。以下，有时将载置台2、内壁构件3a、支承台4以及沉积物屏蔽件77统称为“下部电极”。在沉积物屏蔽件76的与半导体晶圆W大致相同的高度位置，设置有以直流的方式接地的导电性构件(GND模块)79，由此，可防止异常放电。
另外，在处理腔室1的周围呈同心圆状配置有环状磁体80。环状磁体80对喷头16与载置台2之间的空间施加磁场。环状磁体80构成为利用未图示的旋转机构旋转自由。
上述结构的等离子体蚀刻装置的动作由控制部60综合地控制。在该控制部60设置有：用户接口62、存储部63以及具有CPU并对等离子体蚀刻装置的各部进行控制的工艺控制器61。
用户接口62由工序管理者为了管理等离子体蚀刻装置而进行指令的输入操作的键盘、使等离子体蚀刻装置的运转状况可视化而显示的显示器等构成。
存储部63储存有如下制程，所述制程存储有用于在工艺控制器61的控制下实现可由等离子体蚀刻装置执行的各种处理的控制程序(软件)、处理条件数据等。并且，根据需要利用来自用户接口62的指示等将任意的制程从存储部63调出而使工艺控制器61执行，从而可在工艺控制器61的控制下进行等离子体蚀刻装置中的所期望的处理。另外，控制程序、处理条件数据等的制程可利用储存于计算机可读取的计算机记录介质(例如、硬盘、CD、软盘、半导体存储器等)等的状态的制程、或者、从其他装置经由例如专用线路随时传输而在线利用。
例如，控制部60对等离子体处理装置的各部进行控制，以进行后述的等离子体处理方法。若列举详细的一个例子，则控制部60利用含硅气体和还原性气体这两者的等离子体在腔室的内部的构件的表面形成含硅膜。并且，控制部60在形成了含硅膜之后，利用处理气体的等离子体对输入到处理腔室1的内部的被处理体进行等离子体处理。并且，控制部60在等离子体处理后的被处理体输出到处理腔室1的外部之后，利用含氟气体的等离子体从构件的表面去除含硅膜。在此，配置于处理腔室1的内部的构件包括例如处理腔室1的内壁、配置于处理腔室1的内部的作为下部电极的载置台2、内壁构件3a、支承台4以及沉积物屏蔽件77。以下，有时将配置于处理腔室1的内部的构件称为“腔室内构件”。另外，其他构件包括在处理腔室1的内部与下部电极相对的作为上部电极的喷头16。另外，被处理体是例如半导体晶圆W。
接着，说明由本实施方式的等离子体处理装置进行的等离子体处理方法。图2是表示由本实施方式的等离子体处理装置进行的等离子体处理方法的处理的流程的一个例子的流程图。
如图2所示，等离子体处理装置进行利用含硅气体和还原性气体这两者的等离子体在腔室内构件的表面形成含硅膜的成膜工序(步骤S101)。腔室内构件包括例如处理腔室1的内壁、配置于处理腔室1的内部的作为下部电极的载置台2、内壁构件3a以及沉积物屏蔽件77。另外，其他构件包括在处理腔室1的内部与下部电极相对的作为上部电极的喷头16。另外，含硅气体含有例如SiF4、SiCl4以及SiBr4中的至少任一者。另外，还原性气体含有例如H2、CH4以及C3H6中的至少任一者。另外，还原性气体相对于含硅气体的流量比设为例如0.2以上。即、该流量比设为例如H2÷SiF4＝0.2以上。含硅气体优选还含有稀有气体。稀有气体是例如Ar或He。
等离子体处理装置利用成膜工序在腔室内构件的表面生成作为含硅膜的沉积物。等离子体处理装置的控制部60使含硅气体和还原性气体从处理气体供给源15向处理腔室1的内部供给，使等离子体生成用的高频电力从第1高频电源10a向处理腔室1内部施加而生成含硅气体和还原性气体这两者的等离子体。此时，控制部60不使离子吸引用的高频电力从第2高频电源10b施加。其结果，在腔室内构件的表面生成作为含硅膜的沉积物。
生成于腔室内构件的表面的含硅膜(沉积物)在处理腔室1的各部成为不同的量。图3是用于说明本实施方式中的腔室内的沉积物量的测定点的一个例子的图。如图3所示，作为沉积物量的测定点，设置有例如作为上部顶板16b的中心(UEL Cent)的测定点90、作为上部顶板16b的边缘(UEL Edge)的测定点91、作为处理腔室1的与排气口71相对应的顶壁部分(UEL Exhaust)的测定点92、沉积物屏蔽件(D/S)76的测定点93以及挡板(Buffle)的测定点94。
图4是表示还原性气体以及含硅气体的比率和沉积物量的一个例子的图。图4表示使用SiF4作为含硅气体和使用CH4作为还原性气体而使流量比变化了的情况的沉积物的膜厚。如图4所示，通过将CH4相对于SiF4添加两成以上、优选两成，能够使CVD的效率最大化。
图5和图6是表示本实施方式中的含硅膜的沉积物量和蚀刻量的一个例子的图。图5和图6使用了SiF4作为含硅气体，以及使用CH4作为还原性气体。另外，图5和图6表示在20mT、800W、2分钟以及将流量比设为SiF4/CH4＝300sccm/100sccm作为成膜条件的情况下的测定点90～94的沉积物量(Depo量)、也就是说含硅膜(沉积物)的膜厚。另外，图5和图6表示设为20mT和800W、将CF4气体设为30秒、将H2/N2气体设为60秒、将CF4气体设为30秒以及将O2/Ar气体设为30秒来作为耐等离子体评价条件的情况下的测定点90～94的蚀刻量(Etch量)、也就是说含硅膜(沉积物)的蚀刻量。
图7的(a)、(b)是表示本实施方式中的含硅膜的沉积后的截面和表面的一个例子的图。图7的(a)表示测定点90的沉积物的截面的一个例子，图7的(b)表示测定点90的沉积物的表面的一个例子。图8的(a)、(b)是表示本实施方式中的含硅膜的等离子体处理后的截面和表面的一个例子的图。图8的(a)表示测定点90的等离子体处理后的沉积物的截面的一个例子，图8的(b)表示测定点90的等离子体处理后的沉积物的表面的一个例子。若对图7和图8进行比较，则对于测定点90的沉积物，在等离子体处理的前后沉积物的状态的变化较少，形成了耐等离子体性较高的含硅膜。
图9和图10是表示比较例的含硅膜的沉积物量和蚀刻量的一个例子的图。图9和图10使用了SiF4作为含硅气体、使用O2作为含氧气体以及使用Ar作为稀有气体。另外，图9和图10表示在20mT、800W、2分钟以及将流量比设为SiF4/O2/Ar＝300/300/100sccm作为成膜条件的情况下的测定点90～94的含硅膜(沉积物)的膜厚。另外，图9和图10表示设为20mT和800W、将CF4气体设为30秒、将H2/N2气体设为60秒、将CF4气体设为30秒以及将O2/Ar气体设为30秒来作为耐等离子体评价条件的情况下的测定点90～94的蚀刻量(Etch量)、也就是说含硅膜(沉积物)的蚀刻量。
图11的(a)、(b)是表示比较例的含硅膜的沉积后的截面和表面的一个例子的图。图11的(a)表示测定点90的沉积物的截面的一个例子，图11的(b)是表示测定点90的沉积物的表面的一个例子。图12的(a)、(b)是表示比较例的含硅膜的等离子体处理后的截面和表面的一个例子的图。图12的(a)表示测定点90的等离子体处理后的沉积物的截面的一个例子，图12的(b)表示测定点90的等离子体处理后的沉积物的表面的一个例子。若对图11和图12进行比较，则可知：对于测定点90的沉积物，利用等离子体处理，沉积物被蚀刻，表面的状态变粗糙。
若与图9～图12所示的比较例的含硅膜相比较，则对于图5～图8所示的本实施方式中的含硅膜，基于等离子体处理的蚀刻量减少，沉积物的截面和表面都是致密的。即、若与比较例的含硅膜相比较，则对于本实施方式中的含硅膜，形成耐等离子体性高的含硅膜。例如，本实施方式中的含硅膜的测定点90处的蚀刻量是18.0nm，相对于此，比较例的含硅膜的测定点90处的蚀刻量是45.0nm，蚀刻量减少了。这样，通过利用含硅气体和还原性气体这两者的等离子体在腔室的内部的构件的表面形成含硅膜，可提高在腔室内构件的表面生成的含硅膜(沉积物)的耐等离子体性。
返回图2的说明。接下来，等离子体处理装置进行利用处理气体的等离子体对输入到处理腔室1的内部的被处理体进行等离子体处理的等离子体处理工序(步骤S102)。被处理体是例如层叠有氧化硅膜的半导体晶圆W。另外，处理气体是例如HBr/NF3。
列举更详细的一个例子来说明。等离子体处理装置的控制部60使被处理体从输入输出口74和闸阀75向处理腔室1的内部输入，将所输入的被处理体载置于静电卡盘6上。之后，控制部60使处理气体从处理气体供给源15向处理腔室1内部供给，使等离子体生成用的高频电力从第1高频电源10a施加，并且使离子吸引用的高频电力从第2高频电源10b施加。其结果，被处理体被等离子体处理。
并且，等离子体处理装置进行去除工序(步骤S103)，在该去除工序中，在被处理体输出到处理腔室1的外部之后，利用含氟气体的等离子体从腔室内构件的表面去除含硅膜。含氟气体含有例如NF3、SF6以及CF4中的至少任一者。另外，含氟气体也可以含有O2。
列举更详细的一个例子来说明。等离子体处理装置的控制部60使被处理体从输入输出口74和闸阀75向处理腔室1的外部输出。之后，控制部60使含氟气体从处理气体供给源15向处理腔室1内部供给，使等离子体生成用的高频电力从第1高频电源10a施加。此时，控制部60不使离子吸引用的高频电力从第2高频电源10b施加。其结果，从处理腔室1内的构件的表面去除含硅物。
接下来，使用图13说明由本实施方式的等离子体处理装置进行的等离子体处理方法的处理的流程的另一个例子。图13是表示由本实施方式的等离子体处理装置进行的等离子体处理方法的处理的流程的另一个例子的流程图。图13所示的等离子体处理方法的处理的流程在含硅膜的成膜工序之前还包括预成膜工序，在该预成膜工序中，利用含碳气体的等离子体在腔室内构件的表面形成含碳膜。
如图13所示，等离子体处理装置进行利用含碳气体的等离子体在腔室内构件的表面形成含碳膜的预成膜工序(步骤S111)。含碳气体含有以例如CxHyFz〔式中，x、y和z表示整数、(z-y)÷x是2以下〕表示的气体。另外，含碳气体也可以是含有例如CH4、C4F8、CHF3、CH3F以及C2H4中的至少任一者的含碳气体。含碳气体优选还含有稀有气体。稀有气体是例如Ar或He。等离子体处理装置利用预成膜工序在腔室内构件的表面生成作为含碳膜的沉积物。
等离子体处理装置的控制部60使含碳气体从处理气体供给源15向处理腔室1的内部供给，使等离子体生成用的高频电力从第1高频电源10a向处理腔室1内部施加而生成含碳气体的等离子体。此时，控制部60不使离子吸引用的高频电力从第2高频电源10b施加。其结果，在腔室内构件的表面生成作为含碳膜的沉积物。
接着，等离子体处理装置进行利用含硅气体和还原性气体这两者的等离子体在腔室的内构件的表面形成含硅膜的成膜工序(步骤S112)。此外，步骤S112的详细情况与上述的步骤S101相同，因此，省略其说明。
接下来，等离子体处理装置进行利用处理气体的等离子体对输入到处理腔室1的内部的被处理体进行等离子体处理的等离子体处理工序(步骤S113)。此外，步骤S113的详细情况与上述的步骤S102相同，因此，省略其说明。
接下来，等离子体处理装置进行第1去除工序(步骤S114)，在该第1去除工序中，在被处理体输出到处理腔室1的外部之后，利用含氟气体的等离子体从腔室内构件的表面去除含硅膜。此外，步骤S114的详细情况与上述的步骤S103相同，因此，省略其说明。
并且，等离子体处理装置进行利用含氧气体的等离子体从腔室内构件的表面去除含碳膜的第2去除工序(步骤S115)。含氧气体至少含有O2，优选还含有稀有气体。稀有气体是例如Ar或He。
列举更详细的一个例子来说明。等离子体处理装置的控制部60在去除含硅膜的第1去除工序之后，使含氧气体从处理气体供给源15向处理腔室1内部供给，使等离子体生成用的高频电力从第1高频电源10a施加。此时，控制部60不使离子吸引用的高频电力从第2高频电源10b施加。其结果，从处理腔室1内的构件的表面去除含碳膜。
如上所述，根据本实施方式，在对被处理体进行等离子体处理之前，利用含硅气体和还原性气体这两者的等离子体在腔室的内部的构件的表面形成含硅膜。因此，根据本实施方式，可提高在腔室内构件的表面生成的含硅膜(沉积物)的耐等离子体性。其结果，与利用含氧气体和含硅气体这两者的等离子体形成氧化硅膜的方法相比较，含硅膜中的残留卤素的量变少，因此，可形成更致密且高品质的含硅膜而提高耐等离子体性。而且，通过在对被处理体进行等离子体处理之前进行成膜工序，可提高腔室内构件的耐等离子体性，可避免构件的消耗、来自构件的污染物的飞散。
另外，根据本实施方式，在等离子体处理后的被处理体输出到处理腔室1的外部之后，利用含氟气体的等离子体从腔室内构件的表面去除含硅膜。其结果，可使腔室内构件的表面清洁化。
另外，根据本实施方式，含硅气体含有SiF4、SiCl4以及SiBr4中的至少任一者。其结果，可提高在腔室内构件的表面生成的含硅膜(沉积物)的耐等离子体性。
另外，根据本实施方式，还原性气体含有H2、CH4以及C3H6中的至少任一者。其结果，含硅膜中的残留卤素的量变少，因此，可提高在腔室内构件的表面生成的含硅膜(沉积物)的耐等离子体性。
另外，根据本实施方式，在形成含硅膜的成膜工序中，还原性气体相对于含硅气体的流量比是0.2以上。其结果，含硅膜中的残留卤素的量变少，因此，可提高在腔室内构件的表面生成的含硅膜(沉积物)的耐等离子体性。
另外，根据本实施方式，在形成含硅膜的成膜工序之前，还包括利用含碳气体的等离子体在构件的表面形成含碳膜的预成膜工序。其结果，在利用含氟气体的等离子体从腔室内构件的表面去除含硅膜之际，含氟气体不与腔室内构件的表面接触，因此，可更加抑制腔室内构件的表面的变质和消耗。
另外，根据本实施方式，含碳气体含有以CxHyFz〔式中，x、y和z表示整数、(z-y)÷x是2以下〕表示的气体。其结果，可更加抑制腔室内构件的表面的变质和消耗。
另外，根据本实施方式，含碳气体含有CH4、C4F8、CHF3、CH3F以及C2H4中的至少任一者。其结果，可更加抑制腔室内构件的表面的变质和消耗。
另外，根据本实施方式，去除工序包括利用含氟气体的等离子体从构件的表面去除含硅膜的第1去除工序和利用含氧气体的等离子体从构件的表面去除含碳膜的第2去除工序。其结果，可使腔室内构件的表面更清洁化。
另外，根据本实施方式，含硅气体还含有稀有气体。其结果，可使含硅膜(沉积物)更均匀地堆积于腔室内构件整体。
另外，根据本实施方式，稀有气体是Ar或He。其结果，可使含硅膜(沉积物)更均匀地堆积于腔室内构件整体。
(其他实施方式)
以上，对本实施方式的等离子体处理方法和等离子体处理装置进行了说明，但实施方式并不限定于此。以下，说明其他实施方式。
(偏压)
例如，也可以在成膜工序中施加偏压。即、控制部60在成膜工序中使含硅气体和还原性气体从处理气体供给源15向处理腔室1内部供给，使等离子体生成用的高频电力从第1高频电源10a向处理腔室1内部施加而生成含硅气体和还原性气体这两者的等离子体。此时，控制部60通过使离子吸引用的高频电力从第2高频电源10b向载置台2施加，对载置台2施加偏压。于是，等离子体中的离子被朝向载置台2吸引。其结果，与不施加偏压的方法相比较，可对构件上的膜的膜厚更致密地进行控制。
附图标记说明
1、处理腔室；2、载置台；2a、基材；2b、制冷剂流路；2c、制冷剂入口配管；2d、制冷剂出口配管；3、绝缘板；3a、内壁构件；4、支承台；5、聚焦环；6、静电卡盘；6a、电极；6b、绝缘体；10a、第1高频电源；10b、第2高频电源；15、处理气体供给源；16、喷头；16a、主体部；16b、上部顶板；52、可变直流电源；60、控制部；61、工艺控制器；62、用户接口；63、存储部；71、排气口；72、排气管；73排气装置。

Claims (11)

1.一种等离子体处理方法，其特征在于，
该等离子体处理方法包括：
成膜工序，在该成膜工序中，利用含硅气体和还原性气体这两者的等离子体在腔室的内部的构件的表面形成含硅膜；
等离子体处理工序，在该等离子体处理工序中，在所述含硅膜形成于所述构件的表面之后，利用处理气体的等离子体对输入到所述腔室的内部的被处理体进行等离子体处理；
去除工序，在该去除工序中，在等离子体处理后的所述被处理体输出到所述腔室的外部之后，利用含氟气体的等离子体从所述构件的表面去除所述含硅膜。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其特征在于，
所述含硅气体含有SiF4、SiCl4以及SiBr4中的至少任一者。
3.根据权利要求1或2所述的等离子体处理方法，其特征在于，
所述还原性气体含有H2、CH4以及C3H6中的至少任一者。
4.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其特征在于，
在所述成膜工序中，所述还原性气体相对于所述含硅气体的流量比是0.2以上。
5.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其特征在于，
该等离子体处理方法在所述成膜工序之前还包括预成膜工序，在该预成膜工序中，利用含碳气体的等离子体在所述构件的表面形成含碳膜。
6.根据权利要求5所述的等离子体处理方法，其特征在于，
所述含碳气体含有以CxHyFz表示的气体，式中，x、y和z表示整数，(z-y)÷x是2以下。
7.根据权利要求5所述的等离子体处理方法，其特征在于，
所述含碳气体含有CH4、C4F8、CHF3、CH3F以及C2H4中的至少任一者。
8.根据权利要求5所述的等离子体处理方法，其特征在于，
所述去除工序包括：第1去除工序，在该第1去除工序中，利用所述含氟气体的等离子体从所述构件的表面去除所述含硅膜；第2去除工序，在该第2去除工序中，利用含氧气体的等离子体从所述构件的表面去除所述含碳膜。
9.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其特征在于，
所述含硅气体还含有稀有气体。
10.根据权利要求9所述的等离子体处理方法，其特征在于，
所述稀有气体是Ar或He。
11.一种等离子体处理装置，其特征在于，
该等离子体处理装置包括：
腔室，其用于对被处理体进行等离子体处理；
排气部，其用于对所述腔室的内部进行减压；
气体供给部，其用于向所述腔室的内部供给处理气体；
控制部，其执行如下工序：成膜工序，在该成膜工序中，利用含硅气体和还原性气体这两者的等离子体在腔室的内部的构件的表面形成含硅膜；等离子体处理工序，在该等离子体处理工序中，在所述含硅膜形成于所述构件的表面之后，利用处理气体的等离子体对输入到所述腔室的内部的被处理体进行等离子体处理；去除工序，在该去除工序中，在等离子体处理后的所述被处理体输出到所述腔室的外部之后，利用含氟气体的等离子体从所述构件的表面去除所述含硅膜。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112185790A (zh) * 2019-07-05 2021-01-05 东京毅力科创株式会社 清洁方法和等离子体处理装置
CN117321740A (zh) * 2021-12-22 2023-12-29 东京毅力科创株式会社 基板处理装置的维护方法和基板处理装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6723659B2 (ja) * 2017-01-12 2020-07-15 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
JP6779165B2 (ja) * 2017-03-29 2020-11-04 東京エレクトロン株式会社 金属汚染防止方法及び成膜装置
US10923328B2 (en) * 2017-06-21 2021-02-16 Tokyo Electron Limited Plasma processing method and plasma processing apparatus
JP7130548B2 (ja) * 2018-07-30 2022-09-05 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及び成膜装置
CN118471789A (zh) 2018-11-16 2024-08-09 玛特森技术公司 腔室上光以通过减少化学成分改善刻蚀均匀性
JP7190938B2 (ja) * 2019-02-27 2022-12-16 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
CN113097041B (zh) * 2019-12-23 2023-10-31 中微半导体设备(上海)股份有限公司 防止产生污染物的零部件处理方法及等离子体处理装置
JP7403382B2 (ja) * 2020-05-01 2023-12-22 東京エレクトロン株式会社 プリコート方法及び処理装置
JP2023080566A (ja) 2021-11-30 2023-06-09 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法及びプラズマ処理装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050191827A1 (en) * 2000-08-11 2005-09-01 Collins Kenneth S. Plasma immersion ion implantation process
US20070004220A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-04 Oc Oerlikon Balzers Ag Method for manufacturing flat substrates
JP2008244292A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置の処理性能安定化方法
JP2013214584A (ja) * 2012-04-02 2013-10-17 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
CN103861844A (zh) * 2012-12-18 2014-06-18 上海华虹宏力半导体制造有限公司 Pad刻蚀机台工艺腔的清洁方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0648858A1 (en) * 1993-10-15 1995-04-19 Applied Materials, Inc. Methods of coating plasma etch chambers and apparatus for plasma etching workpieces
JP3323764B2 (ja) * 1996-11-14 2002-09-09 東京エレクトロン株式会社 処理方法
US6624064B1 (en) * 1997-10-10 2003-09-23 Applied Materials, Inc. Chamber seasoning method to improve adhesion of F-containing dielectric film to metal for VLSI application
US6071573A (en) 1997-12-30 2000-06-06 Lam Research Corporation Process for precoating plasma CVD reactors
US6589868B2 (en) * 2001-02-08 2003-07-08 Applied Materials, Inc. Si seasoning to reduce particles, extend clean frequency, block mobile ions and increase chamber throughput
US20050221020A1 (en) 2004-03-30 2005-10-06 Tokyo Electron Limited Method of improving the wafer to wafer uniformity and defectivity of a deposited dielectric film
JP4541864B2 (ja) * 2004-12-14 2010-09-08 東京エレクトロン株式会社 シリコン酸窒化膜の形成方法、形成装置及びプログラム
JP4720266B2 (ja) * 2005-04-08 2011-07-13 東京エレクトロン株式会社 成膜方法、成膜装置及びコンピュータプログラム
US7578258B2 (en) * 2006-03-03 2009-08-25 Lam Research Corporation Methods and apparatus for selective pre-coating of a plasma processing chamber
JP2009188257A (ja) * 2008-02-07 2009-08-20 Tokyo Electron Ltd プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置並びに記憶媒体
JP2010205854A (ja) * 2009-03-02 2010-09-16 Fujitsu Semiconductor Ltd 半導体装置の製造方法
US7989365B2 (en) * 2009-08-18 2011-08-02 Applied Materials, Inc. Remote plasma source seasoning
JP5807511B2 (ja) * 2011-10-27 2015-11-10 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及びその運用方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050191827A1 (en) * 2000-08-11 2005-09-01 Collins Kenneth S. Plasma immersion ion implantation process
US20070004220A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-04 Oc Oerlikon Balzers Ag Method for manufacturing flat substrates
JP2008244292A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置の処理性能安定化方法
JP2013214584A (ja) * 2012-04-02 2013-10-17 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
CN103861844A (zh) * 2012-12-18 2014-06-18 上海华虹宏力半导体制造有限公司 Pad刻蚀机台工艺腔的清洁方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112185790A (zh) * 2019-07-05 2021-01-05 东京毅力科创株式会社 清洁方法和等离子体处理装置
US12002664B2 (en) 2019-07-05 2024-06-04 Tokyo Electron Limited Cleaning method and plasma processing apparatus
CN112185790B (zh) * 2019-07-05 2024-08-30 东京毅力科创株式会社 清洁方法和等离子体处理装置
CN117321740A (zh) * 2021-12-22 2023-12-29 东京毅力科创株式会社 基板处理装置的维护方法和基板处理装置
CN117321740B (zh) * 2021-12-22 2024-06-25 东京毅力科创株式会社 基板处理装置的维护方法和基板处理装置

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Publication number Publication date
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KR102340222B1 (ko) 2021-12-15
US20170316919A1 (en) 2017-11-02

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