JP2000150488A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フッ素原子を含むガスプラズマを使用するプラ
ズマ処理において、プラズマ処理速度の低下を防止した
プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供する。 【解決手段】プラズマ発生装置及び真空処理室を備えた
プラズマ処理装置によるプラズマ処理方法において、前
記プラズマ発生装置により塩素及びフッ素を含む処理ガ
スをプラズマ化するステップと、前記真空処理室内で、
該処理ガスのプラズマを用いて酸化シリコン膜を有する
試料をエッチング処理するステップと、前記プラズマ発
生装置により、リフォーミングガスをプラズマ化するス
テップと、該リフォーミングガスを用いて、前記プラズ
マ処理装置内の前記処理ガスに接した部分をリフォーミ
ングするステップとを含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プラズマエッチ
ング装置・プラズマＣＶＤ装置などのプラズマを利用し
て被処理物にエッチング等の処理を行うプラズマ処理装
置およびプラズマ処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの微細化、高集積化に伴って、プ
ラズマエッチング装置やプラズマＣＶＤ装置などのプラ
ズマ処理装置の真空処理室は塩素やフッ素などを含む腐
食性の高いガスが使用されるようになってきた。これら
のガスに対して、耐腐食性の高い材料として、従来はス
テンレス鋼や石英ガラス・アルミナセラミックスなどが
用いられていた。なお、この種の装置として例えば、特
開昭６２−１０３３７９号公報が挙げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】プラズマ処理装置の真
空処理室にステンレス鋼を用いる場合、ステンレス鋼自
体もプラズマ中の荷電粒子の衝撃によりその構成元素で
あるＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏなどを放出するため、半導体デバ
イスの製造においては、重金属汚染を引き起こすという
問題がある。

【０００４】一方、石英ガラスカバーを使用すれば重金
属汚染の問題はないが、プラズマの衝撃や熱輻射によっ
て経時的にその温度が上昇し、処理特性が変動する場合
がある。このような場合、なんらかの手段によって石英
ガラスを加熱もしくは冷却することが有効であるが、プ
ラズマ処理装置の場合、真空に接することやプラズマに
接することなどの事情により、構造的・技術的に困難な
場合が多いという問題がある。

【０００５】重金属汚染もなく、また加熱もしくは冷却
も含めた加工性に富む材料としてアルミニウム材料があ
げられるが、この場合、プラズマ処理装置で用いられる
塩素原子もしくはフッ素原子を含むガスプラズマに対す
る耐食性がないといる欠点がある。これに対する対策と
しては、例えば、特開昭６２−１０３３７９号公報に記
載のように、なんらかの手段によりアルミニウム材料の
表面にＡ１2Ｏ3，Ａ１Ｃ，ＴｉＮ，ＳｉＣ，Ａ１Ｎなど
の耐食性に優れた皮膜を形成する方法がある。

【０００６】しかしながら、フッ素原子を含むガスを使
用するプラズマ処理装置では、処理室を構成する材料自
体がフッ素化されることにより処理特性の経時的劣化を
もたらすことに対する対策はなされていなかった。

【０００７】本発明の目的は、フッ素原子を含むガスプ
ラズマを使用するプラズマ処理において、処理室材料の
フッ化の進行にともなうプロセス特性の変動を小さく
し、プラズマ処理速度の低下を防止したプラズマ処理装
置およびプラズマ処理方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、プラズ
マ発生装置及び真空処理室を備えたプラズマ処理装置に
よるプラズマ処理方法において、前記プラズマ発生装置
により塩素及びフッ素を含む処理ガスをプラズマ化する
ステップと、前記真空処理室内で、該処理ガスのプラズ
マを用いて酸化シリコン膜を有する試料をエッチング処
理するステップと、前記プラズマ発生装置により、リフ
ォーミングガスをプラズマ化するステップと、該リフォ
ーミングガスを用いて、前記プラズマ処理装置内の前記
処理ガスに接した部分をリフォーミングするステップと
を含む酸化シリコン膜を有する試料のプラズマ処理方法
にある。

【０００９】また、本発明の他の特徴は、プラズマ発生
装置と、真空処理室と、該真空処理室に試料の処理ガス
を供給する手段と、該真空処理室内で前記処理ガスのプ
ラズマを用いて前記試料を処理する手段とを備えたプラ
ズマ処理装置において、前記真空処理室にリフォーミン
グガスを供給する手段と、前記プラズマ発生装置によ
り、前記リフォーミングガスをプラズマ化し、該リフォ
ーミングガスを用いて、前記プラズマ処理装置内の前記
処理ガスに接した部分をリフォーミングする手段とを含
むプラズマ処理装置にある。

【００１０】本発明のプラズマ処理方法によれば、ま
ず、処理室すなわち真空容器に、処理用のエッチングガ
スを導入し、このエッチングガスに高周波を印加してプ
ラズマを発生させる。次に、試料をエッチング処理す
る。以下同様にして、試料を一枚毎に処理する。

【００１１】所定の条件、例えば処理枚数が所定値に達
したら、真空容器内をリフオーミング（再生）処理、す
なわち処理用のガスに触れた部分をリフォーミングすな
わちエッチングにより薄く除去する処理に進む。まず、
試料の代りに、ダミーの基板を真空容器内に搬入し、次
に、リフオーミング用のガスを導入し、このガスをプラ
ズマ化する。このプラズマによって真空容器の壁面をリ
フォーミングする。このリフォーミング処理により、処
理材料の内面を薄く除去し、再び初期状態と同じ状態に
戻す。

【００１２】なお、リフオーミング処理の前に、エッチ
ング処理で生じた堆積物のクリーニング処理を行っても
良い。すなわち、真空容器内にクリーニングガスを導入
し、このガスをプラズマ化し、真空容器内のクリーニン
グ及び室の壁等に付着した反応生成物等の堆積物の除去
を行なう。

【００１３】

【実施例】以下、図に従って、本発明の一実施例を説明
する。図１は、本発明のプラズマ処理方法の原理を説明
するための図である。すなわち、マイクロ波プラズマエ
ッチング装置の真空処理室１０の壁面の変化を示す図で
ある。まず、（Ａ）に示すように、真空処理室１０に最
初に試料が搬入された時は、真空処理室の壁面に堆積物
の付着はなく、また、フッ素ガスの侵入もない。試料を
所定枚数エッチング処理した後の状態は（Ｂ）に示すよ
うになり、壁面にかなりの堆積物層１０Ａとフッ素ガス
侵入層１０Ｂとが形成される。そこで、（Ｃ）に示すよ
うに、クリーニング／デポ除去処理を行なうことによ
り、真空処理室の表面の堆積物が除去される。なお、堆
積物は完全に除去されないで一部が残っていてもよい。
次に、（Ｄ）のように、フッ化厚さに相当する部分につ
いてリフォーミング処理を行なうことによって、壁内の
フッ素ガス侵入層も除去され、最初の（Ａ）と同じ状態
に回復する。なお、クリーニング／デポ除去処理は、そ
れに続くリフォーミング処理を容易にする働きがある。

【００１４】図２は、マイクロ波プラズマエッチング装
置の真空処理室等のの構成材料として一般的な、アルミ
ニウム材を用い、フッ素を含む高周波プラズマにさらし
た時の、材料表面、フッ化厚さの経時変化を示したもの
である。破線は、なんらの処置も取らなかった場合を示
すもので、図から明らかな様に、フッ化厚さは、プラズ
マ処理時間の関数として増加することがわかる。実験に
よれば、アルミニウム材料で構成された真空処理室にお
いて、試料を１，０００枚処理したとき、真空処理室の
壁面のフッ化厚さは１．０μｍ程度に達した。

【００１５】以下、この明細書において、「アルミニウ
ム材料」という言葉は、純アルミニウムおよびアルミニ
ウム合金をさすものとする。

【００１６】図３は、図１の原理を適用してプラズマ処
理を行なう、本発明のマイクロ波プラズマエッチング装
置の要部縦断面図である。

【００１７】図３において、真空容器１０の壁は、アル
ミニウムで形成されている。真空容器１０頂部は、平面
視略円形となっている。真空容器１０の側壁底部には、
排気ノズル１１が形成されており、この排気ノズル１１
と真空容器１０外に設置されている真空排気装置２０の
吸気口とは、排気管２１で連結されている。排気管２１
には、開閉弁、排気抵抗可変弁などが設けられている
（図示省略）。

【００１８】３０は、内部にプラズマ生成領域を有する
放電ブロック３０であり、その形状はマイクロ波の進行
方向に対して断面積変化の少ない中空円筒である。放電
ブロック３０は、その内側中空部の軸心を略垂直軸と
し、この内側中空部が真空容器１０の円形開放部を介し
て真空容器１０に連通されており、また真空容器１０の
頂壁に気密に構設されている。放電ブロック３０の頂部
には、内側中空部の上端部を気密に封止してマイクロ波
透過窓４０が設けられている。このマイクロ波透過窓４
０は、石英、アルミナなどのマイクロ波透過材料で形成
されている。このようにして、真空容器１０内、放電ブ
ロック３０の内側中空部およびマイクロ波透過窓４０に
より、外部から遮断された空間５０が形成されている。

【００１９】６０は、試料台軸であり、その上部は空間
５０に突出し、また、その下部は真空容器１０外に突出
している。真空容器１０の底壁と試料台軸６０とは、電
気絶縁部材７０により電気的に絶縁されている。試料台
６１は、上面に試料設置面６１Ａを有している。試料台
６１は、その試料設置面を略水平面として試料台軸６０
の上端に設けられている。なお、試料台軸６０と試料台
６１とは、一体に形成されていても勿論良い。空間５０
の外には、バイアス用電源である高周波電源８０が設置
されている。試料台軸６０は、高周波電源８０に接続さ
れている。高周波電源８０の他端は接地され、試料台軸
６０、試料台６１は、共に導電材料で形成されており、
従って試料台６１は、試料台軸６０と導通状態にある。

【００２０】一方、真空容器１０は接地され、また、放
電ブロック３０も真空容器１０を介して接地されてい
る。なお、バイアス用電源としてはこの他に直流電源な
どの使用も可能である。また、試料台６１の内部には、
冷媒流路が形成され、試料台軸６０の内部には、冷媒流
路に連通して冷媒供給路、冷媒排出路がそれぞれ形成さ
れている（図示省略）。また、冷媒供給装置が空間５０
外に設置されている。

【００２１】マイクロ波透過窓４０と試料台６１の試料
設置面６１Ａ（該試料設置面に半導体素子基板などの試
料９０が設置された場合はその被処理面）とは、上下方
向に対向した状態となり、それらの面は略平行状態とな
る。なお、放電ブロック３０の内側中空部の軸心、マイ
クロ透過窓４０の中心および試料台６１の試料設置面６
１Ａ、つまり、試料９０の被処理面の中心がそれぞれ略
一致するように構成されることが望ましい。

【００２２】放電ブロック３０の内部には、ガス供給路
１００が形成されている。一方、エッチング処理ガス源
１０１、クリーニング用Ｏ2ガス源１０２、リフオーミ
ング用のＢＣl3ガスとＣｌ2ガス源１０３、シーズニン
グガス源（図示省略）が、空間５０の外に設置されてい
る。各ガス源１０１、１０２、１０３とガス供給路１０
０の一端とは、切り換え弁１０４及びガス供給管１０５
を介して連結されている。ガス供給管１０５には、開閉
弁、ガス流量制御器（図示省略）などが設けられてい
る。ガス供給路１００の他端は、放電ブロック３０の内
側中空部に開口している。

【００２３】ブロック３０の外側には、該ブロック３０
を内部に含んだ状態で導波管１１０が配設されている。
導波管１１０は、真空容器１０で終端している。導波管
１１０の形状は、略円筒形である。導波管１１０の閉止
端壁である頂壁と放電ブロック３０の上端部面（マイク
ロ波透過窓４０の上面）との間には、所定の高さ（間
隔）を有する空間１２０が形成されている。導波管１１
０の頂壁のマイクロ波透過窓４０の上面と対向する部分
には、開口が形成されている。

【００２４】空間５０、１２０の外には、マイクロ波を
発振する手段であるマグネトロン１３０が設けられてい
る。マグネトロン１３０と導波管１１０とは、導波管１
１１、１１２で連結されている。導波管１１１、１１２
内は、導波管１１０の頂壁の開口を介して空間１２０と
連通状態にある。ここで、導波管１１１は、矩形・円形
直角変換用の導波管であり、また、導波管１１２は、矩
形の導波管である。なお、マグネトロン１３０と導波管
１１０とは、その他のマイクロ波伝播手段、例えば、同
軸ケーブルなどで連結されていても良い。

【００２５】導波管１１１０の側壁外周には、磁界を発
生する手段である空心コイル１４０、１４１が、高さ方
向には２段環装されている。更に、空心コイル１４０は
空間１２０に、また、空心コイル１４１は放電ブロック
３０の外周側面に略対応させられている。空心コイル１
４０、１４１は、ＯＮ−ＯＦＦ手段や通電量調節手段な
どをそれぞれ介して電源に接続されている（図示省
略）。

【００２６】１５０は制御手段であり、公知の搬送手段
（図示省略）を制御して試料９０を１枚ずつ真空容器１
０内に搬入する制御するコントローラ１５１、試料９０
の搬入枚数を計測するカウンター１５２を有する。ま
た、１５３は切り換え手段であり、、試料９０の処理枚
数が所定値に達したら真空容器内のクリーニングおよび
リフオーミング処理を行なうように、エッチング処理ガ
ス源１０１と、クリーニング用Ｏ2ガス源１０２やリフ
オーミング用のガス源１０３及びシーズニングガス源と
を切り換える。

【００２７】次に、図４で本発明のエッチング処理方法
のフローを説明する。まず、真空容器１０内に試料９０
を搬入する（ステップ４０２）。すなわち、公知の搬送
手段で試料９０が１枚だけ真空容器１０内に搬入され
る。真空容器１０内に試料９０を搬入した搬送手段は、
試料９０の処理を阻害しない場所に退避させられる。試
料台６１に渡された試料９０は、試料台６１の試料設置
面６１Ａに被処理面上向き姿勢にて設置される。開閉
弁、排気抵抗可変弁を開弁し真空排気装置２０を作動さ
せて、空間５０を減圧排気する（４０４）。さらに、空
間５０には、エッチング用ガスが導入される（４０
６）。すなわち、ガス供給管１０５、切り換え弁１０
４、ガス供給路１００を介して、処理ガス源１０１から
放電ブロック３０の内側中空部に所定流量で所定のエッ
チング用ガスが導入される。空間５０に導入されたエッ
チング用ガスの一部は、排気抵抗可変弁の弁開度調節に
より真空排気装置２０を介して排気され、これにより、
空間５０の圧力は、所定のエッチング処理圧力に調節さ
れる。

【００２８】また、空心コイル１４０、１４１が作動
し、放電ブロック３０の内側中空部には、磁界が印加さ
れる。次に、マグネトロン１３０で発生し、導波管１１
０で導かれたマイクロ波を用いて、空間５０内のエッチ
ング用ガスをプラズマ化する（ステップ４０８）。この
プラズマにより、試料のＳｉＯ2をエッチング処理する
（４１０）。さらにエッチング処理の終了に伴って真空
容器１０内を排気し（４１２）、試料９０を真空容器１
０外に搬出する（ステップ４１４）。以下同様にして、
試料９０を真空容器１０内に一枚毎に搬入して処理す
る。

【００２９】試料９０の処理枚数を計数し、処理枚数が
所定値、例えば２５枚に達したら（４１６）、試料９０
の処理によって生成された真空容器１０表面の付着物や
フッ化層を除去するために、クリーニングおよびリフオ
ーミング処理（ステップ４１８以下）に進む。

【００３０】すなわち、フッ素を含有するガスでプラズ
マを発生させ、プラズマ処理する場合、徐々に処理室内
面上に付着物が付いてくる。このため、一枚毎もしくは
複数枚毎にクリーニングを行う必要がある。このクリー
ニングを行うガスとしては、酸素含有ガスを用いること
が好ましい。クリーニング処理では、まず、試料９０の
代りに、ダミーの基板を真空容器内に搬入し（４１
８）、真空容器１０内を高真空に排気（４２０）した
後、ガス供給路１００の切り換え弁１０４を制御して、
ガス供クリーニング用Ｏ2ガスを導入する（４２２）。
次に、このＯ2ガスをプラズマ化し（４２４）、真空容
器内のクリーニング、すなわち室の壁等に付着した反応
生成物等の堆積物の除去を行なう（４２６）。

【００３１】次に、真空容器１０内を排気した後、リフ
オーミング用のＢＣl3とＣｌ2ガスを導入し（４３
０）、このガスをプラズマ化する（４３２）。プラズマ
化されたリフオーミングガスによって、真空容器１０の
壁面等がリフォーミング、すなわち薄く除去される（４
３４）。除去される量は、例えば試料１枚当り０．００
４μｍ、２５枚毎に０．１μｍとする。エッチングの望
ましい値は、試料１枚当り、０．００１〜０．０１６μ
ｍ、試料２５枚毎に０．０２５〜０．４μｍ程度であ
る。最後に真空容器内を排気して（４３６）、リフォー
ミングが終了する。

【００３２】次に、シーズニング処理を行うために、真
空容器１０にシーズニングガスを導入し（４３８）、こ
のガスをプラズマ化し（４４０）、シーズニングを行な
う（４４２）。ここでシーズニングとは、試料の第１枚
目と第ｎ枚目（例えばｎ＝２５）との処理条件（各部の
温度や真空容器１０の表面の状態など）を一致させるた
めの慣らし放電等の総称である。そして、真空容器１０
内を排気し（４４４）、ダミー基板を排出して（４４
６）、一連の処理が終了する。

【００３３】なお、図４の例に代えて、スタート後、最
初の試料を搬入する前に、シーズニングを行なうのがよ
り望ましい。

【００３４】図５に、各ステップの処理条件、ガスの種
類とガス圧の一例を示す。

【００３５】なお、エッチング処理において、ポリシリ
コンの下地の上に成膜された酸化シリコン膜を、パター
ニングされたホトレジストの通りにエッチングする場合
のガスは例えばＣＨＦ3もしくはこのガスにＣＨ2Ｆ2ガ
スを少量まぜて使う。

【００３６】窒化シリコンの下地の上に成膜された酸化
シリコン膜を、パターニングされたホトレジストの通り
にエッチングする場合のガスはＣ4Ｆ8ガス、もしくはこ
のガスに、希ガスや一酸化炭素ガスを多量まぜて使う。

【００３７】ポリシリコン下地の上に成膜された窒化シ
リコン膜を、パターニングされたホトレジストの通りに
エッチングする場合のガスは、例えばＣＨ2Ｆ2やＣＨＦ
3あるいはこれらの混合ガスを使う。ガス圧はマイクロ
波を用いる場合、上の３ケース共、０．５〜１０ｍＴｏ
ｒｒとする。

【００３８】なお、これまでは処理室の材質としてアル
ミニウムの場合について述べたが、これに限定されるも
のではない。アルミニウムの表面をアルマイト処理した
もの、アルミナ膜（Ａ１2Ｏ3）あるいはアルミナを主成
分とした膜（ムライトなど）を付着させたもの、あるい
は他の金属や他の絶縁物（膜および単体）でも同様の効
果がある。

【００３９】また、図６に、真空容器等の構成材料とリ
フォーミングに用いるガスの組合せの例を示す。このよ
うに真空容器１０等の処理装置を構成する材料によっ
て、リフォーミングに用いるガスは変ってくる。つま
り、処理装置を構成する材料を均一に除去可能なガスで
なければならない。

【００４０】図７は、本発明の効果を示す図である。従
来の方法であれば、試料のエッチング処理枚数の増加に
伴って、フッ化層が成長するため、破線で示すようにエ
ッチング処理速度が低下する。これにたいし、本発明に
よれば、真空処理室の壁面をリフォーミングすることに
よりフッ化層の成長が押さえられるために、実線で示す
ように試料のエッチング処理枚数が増加しても、エッチ
ング処理速度がほぼ一定に維持される。試料を２５枚処
理する毎に両側で０．２μｍずつ真空処理室の壁面を削
るとすると、１５，０００枚処理したとき、壁面のエッ
チング量は１２０μｍとなる。真空処理室のこの程度の
寸法変化では、実用上、試料のエッチング処理になんら
支障をきたすことはない。リフォーミングの周期や壁面
の削り量は試料のエッチング処理条件等に応じて適宜設
定することができる。

【００４１】図４に示した実施例では、一定の試料のエ
ッチング処理枚数毎に、クリーニング／デポ除去処理及
びリフォーミングを行なう例を示したが、これに代る方
法として、真空処理室の壁面へのガス侵入状況をモニタ
して、所定の条件に達したら、デポ除去やリフォーミン
グを行なってもよい。図８に、そのモニタ装置の一例を
示す。図８において、２本の絶縁されたピン７０、７２
を真空処理室１０の内表面に押し立て、抵抗計７４で壁
面の電気抵抗を測定することによって、フッ化層の成長
をモニタする。壁面の電気抵抗は、図９に示すように、
フッ化層の厚さに応じて増大するので、電気抵抗の測定
によってリフォーミングすべき時期をモニタできる。抵
抗計７４を使用しないときは、ソレノイド７６によって
ピン７０、７２を試料台よりも下もしくは真空処理室外
に下げておくようにするのが望ましい。

【００４２】なお、本発明は何ら特定のプラズマの発生
手段に限定されるものではなく、高周波を用いてプラズ
マを発生する場合にも同様に適用できることは勿論であ
る。

【００４３】図１０は、図１の原理を適用してプラズマ
エッチング処理を行う誘導結合型プラズマ発生装置の要
部縦断面図である。図１０において、筒状の真空容器１
０は、アルミナ製であり、その内側に外部から遮断され
た空間５０が形成されている。試料台６１は、上面に試
料設置面６１Ａを有している。空間５０の外には、マッ
チングボックス１３２を介して、バイアス用電源である
高周波電源８０が接続されている。真空容器１０の外側
には、ヒータで加熱されるアンテナブロック１３４が設
けられている。このアンテナブロック１３４は、マッチ
ングボックス１３２を介して、プラズマ発生用の電源１
３３に接続されている。真空容器１０の上側には、シリ
コン上板１３６、ヒータ１３８が配置されている。真空
容器１０の下側には、絶縁体１６０が配置されている。
空間５０は、ガス供給路１００、ガス供給管１０５、切
り換え弁１０４を介して、エッチング処理ガス源１０
１、クリーニング用Ｏ2ガス源１０２、リフオーミング
用のＣｌ2ガス源１０３、シーズニングガス源（図示省
略）に接続されている。

【００４４】この誘導結合型プラズマ発生装置は、その
真空容器１０が、アルミナ製であり、図３の実施例と同
様の方法で、真空容器１０の壁面等をエッチングするこ
とによりフッ化層の成長が押さえられるために、試料の
エッチング処理枚数が増加しても、エッチング処理速度
がほぼ一定に維持される。

【００４５】なお、アンテナ１３４を、上部絶縁板１３
６の上に設置し、チャンバ壁１０をアルミニウム製とし
た誘導結合型プラズマ発生装置でも同様の効果がある。

【００４６】図１１は、図１の原理を適用してプラズマ
エッチング処理を行う、平行平板形プラズマ発生装置の
要部縦断面図である。図１１において、真空容器１０
は、アルミニウム製であり、その内側に外部から遮断さ
れた空間５０が形成されている。試料台９０は、セラミ
ック１７０で保持された下部電極６３の上に載置され
る。真空容器１０の上側には、セラミック１７０で保持
された上部電極６２、バッフルプレート１７２、ガス拡
散板１０６が配置されている。ガス拡散板１０６は、ガ
ス供給路１００、ガス供給管１０５、切り換え弁１０４
を介して、エッチング処理ガス源１０１、クリーニング
用Ｏ2ガス源１０２、リフオーミング用のＢＣl3ガスと
Ｃｌ2ガス源１０３、シーズニングガス源（図示省略）
に接続されている。上部および下部電極６２、６３に
は、冷却水の通路１８０が設けられている。１９０は、
冷却用のヘリウム供給通路である。下部電極６３と上部
電極６２に接続された上部プレート１７２との間には、
ＲＦ電源１９２が接続されている。

【００４７】この平行平板形プラズマ発生装置も、その
真空容器１０は、アルミニウム製であり、図３の実施例
と同様の方法で、真空容器１０の壁面等をリフォーミン
グすることによりフッ化層の成長が押さえられるため
に、試料のエッチング処理枚数が増加しても、エッチン
グ処理速度がほぼ一定に維持される。

【００４８】

【発明の効果】真空容器の壁面等をリフォーミングする
ことによりフッ化層の成長が押さえられるために、試料
のエッチング処理枚数が増加しても、エッチング処理速
度がほぼ一定に維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマ処理方法の原理を説明するた
めの図である。

【図２】アルミニウム材料表面のフッ化層の厚みとプラ
ズマ処理時間の関係を示す図。

【図３】本発明のマイクロ波プラズマエッチング装置の
要部縦断面図である。

【図４】本発明のプラズマ処理方法のフローを示す図で
ある。

【図５】各ステップの処理条件、ガスの種類とガス圧の
一例を示す図である。

【図６】真空容器等の構成材料とリフォーミングに用い
るガスの組合せの例を示す図である。

【図７】本発明の効果を示す図である。

【図８】モニタ装置の一例を示す図である。

【図９】フッ化層の厚さと壁面の電気抵抗の関係を示す
図である。

【図１０】図１の原理を適用してプラズマエッチング処
理を行う、誘導結合型プラズマ発生装置の要部縦断面図
である。

【図１１】図１の原理を適用してプラズマエッチング処
理を行う、平行平板形プラズマ発生装置の要部縦断面図
である。

【符号の説明】

１０…真空容器、２０…真空排気装置、３０…放電ブロ
ック、４０…マイクロ波透過窓、６１…試料台、８０…
高周波電源、９０…試料、…１０１…処理ガス源、１１
０〜１１２…導波管、１２０…空間、１３０…マグネト
ロン、１４０〜１４１…空心コイル。

フロントページの続き (72)発明者 小野 哲郎 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 縄田 誠 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラズマ発生装置及び真空処理室を備えた
   プラズマ処理装置によるプラズマ処理方法において、 前記プラズマ発生装置により塩素及びフッ素を含む処理
   ガスをプラズマ化するステップと、 前記真空処理室内で、該処理ガスのプラズマを用いて酸
   化シリコン膜を有する試料をエッチング処理するステッ
   プと、 前記プラズマ発生装置により、リフォーミングガスをプ
   ラズマ化するステップと、 該リフォーミングガスを用いて、前記プラズマ処理装置
   内の前記処理ガスに接した部分をリフォーミングするス
   テップとを含む、 ことを特徴とする酸化シリコン膜を有する試料のプラズ
   マ処理方法。
2. 【請求項２】プラズマ発生装置及び真空処理室を備えた
   プラズマ処理装置によるプラズマ処理方法において、 前記プラズマ発生装置により塩素及びフッ素を含む処理
   ガスをプラズマ化するステップと、 前記真空処理室内で、該処理ガスのプラズマを用いて窒
   化シリコン膜を有する試料をエッチング処理するステッ
   プと、 前記プラズマ発生装置により、リフォーミングガスをプ
   ラズマ化するステップと、 該リフォーミングガスを用いて、前記プラズマ処理装置
   内の前記処理ガスに接した部分をリフォーミングするス
   テップとを含む、 ことを特徴とする窒化シリコン膜を有する試料のプラズ
   マ処理方法。
3. 【請求項３】プラズマ発生装置及び真空処理室を備えた
   プラズマ処理装置のリフォーミングに方法において、 前記プラズマ発生装置により、リフォーミングガスをプ
   ラズマ化し、 該リフォーミングガスのプラズマを用いて、前記真空処
   理室の壁部分を所定量除去する、 ことを特徴とするプラズマ処理装置のリフォーミング方
   法。
4. 【請求項４】プラズマ発生装置と、真空処理室と、該真
   空処理室に試料の処理ガスを供給する手段と、該真空処
   理室内で前記処理ガスのプラズマを用いて前記試料を処
   理する手段とを備えたプラズマ処理装置において、 前記真空処理室にリフォーミングガスを供給する手段
   と、 前記プラズマ発生装置により、前記リフォーミングガス
   をプラズマ化し、該リフォーミングガスを用いて、前記
   プラズマ処理装置内の前記処理ガスに接した部分をリフ
   ォーミングする手段とを含む、 ことを特徴とするプラズマ処理装置。
5. 【請求項５】プラズマ発生装置と、真空処理室と、該真
   空処理室に試料の処理ガスを供給する手段と、該真空処
   理室内で前記処理ガスのプラズマを用いて前記試料を処
   理する手段とを備えたプラズマ処理装置において、 前記真空処理室にクリーニングガスを供給する手段と、 前記プラズマ発生装置により、クリーニングガスをプラ
   ズマ化し、前記試料の処理によって前記プラズマ処理装
   置内に付着した堆積物を、前記クリーニングガスのプラ
   ズマを用いて除去する手段と、 前記真空処理室にリフォーミングガスを供給する手段
   と、 前記プラズマ発生装置により、前記リフォーミングガス
   をプラズマ化し、該リフォーミングガスを用いて、前記
   プラズマ処理装置内の前記処理ガスに接した部分をリフ
   ォーミングする手段とを含む、 ことを特徴とするプラズマ処理装置。
6. 【請求項６】前記真空処理室における前記試料の処理
   が、所定の処理条件に達する毎に、前記リフォーミング
   ガスを供給する手段と、前記リフォーミングガスにより
   前記プラズマ処理装置内の前記処理ガスに接した部分を
   リフォーミングする手段とを、動作させる制御装置を備
   えた、 ことを特徴とする請求項３または４記載のプラズマ処理
   装置。
7. 【請求項７】前記試料の処理が所定の処理条件に達する
   ことを検出するために、前記真空処理室の壁面の電気抵
   抗を測定する手段を備えた、 ことを特徴とする請求項５記載のプラズマ処理装置。