JP2002057149A - 処理装置及びそのクリーニング方法 - Google Patents

処理装置及びそのクリーニング方法

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JP2002057149A
JP2002057149A JP2000240292A JP2000240292A JP2002057149A JP 2002057149 A JP2002057149 A JP 2002057149A JP 2000240292 A JP2000240292 A JP 2000240292A JP 2000240292 A JP2000240292 A JP 2000240292A JP 2002057149 A JP2002057149 A JP 2002057149A
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vacuum chamber
gas
processing apparatus
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Noriaki Fukiage
紀明 吹上
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Tokyo Electron Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確な終点検出の可能な処理装置のドライク
リーニング方法を提供する。 【解決手段】 クリーニング中の、チャンバ圧、物質濃
度又は堆積膜の厚さを測定、モニターするためのセンサ
を装置１１内に設け、センサからのデータを基に終点を
検出する。または、チャンバ１１内にプラズマを部分的
に発生させて、このプラズマの発光強度をモニターして
終点を検出する。或いは、チャンバ内に光を照射し、チ
ャンバ内を通過した光を測定、モニターして終点を検出
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、処理装置及びその
ドライクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェハ等の基板に、成膜、エッチ
ング等の処理を行う方法には、プラズマを用いた方法が
用いられる。この方法に使用される処理装置では、処理
の際、ウェハ上だけでなく、処理チャンバのいたるとこ
ろに膜堆積が起こる。このため、処理チャンバ内に堆積
した膜が剥離して、ウェハに堆積された膜上に取り込ま
れたり、ウェハ表面に付着したりする。これは、このウ
ェハが構成するデバイスの欠陥につながり、デバイスの
歩留まりの低下、デバイス特性の悪化といった問題を生
じる。従って、これらの処理チャンバ内に付着、堆積し
た膜を定期的にクリーニングする必要がある。
【０００３】そのためのクリーニング方法としては、ク
リーニング用のガスをプラズマ化してクリーニングを行
うドライクリーニング方法が主流である。例えば、ウェ
ハ上にＳｉＯＦ膜を成膜する処理を行った後、クリーニ
ングガスとしてＮＦ３を用いた場合は、下記式のように
クリーニングが進行する（化１）。ＮＦ３はラジカル化
（本明細書中では、「ラジカル化」とは、「プラズマ
化」の形態の１つに含まれるものとする）されてフッ素
ラジカルＦ＊を発生し、このＦ＊が膜であるＳｉＯＦと
反応して、ＳｉＯＦ膜はＳｉＦ４ガスの形で処理チャン
バ内から除外される。
【化１】ＳｉＯＦ＋ＮＦ３→ＳｉＦ４↑＋１／２Ｏ２↑
＋１／２Ｎ２↑
【０００４】上述のドライクリーニングでは、従来よ
り、処理チャンバ内でガスをプラズマ化させてクリーニ
ングを行っている。しかし、近年、チャンバ外部でプラ
ズマを発生させてラジカルのみを導入してクリーニング
を行う、リモートプラズマが行われている。このような
リモートプラズマクリーニングは、チャンバ内でガスを
プラズマ状態としてクリーニングする、ｉｎ ｓｉｔｕ
（その場）プラズマクリーニングよりもガスの活性が穏
やかであるため、チャンバ壁、フォーカスリング等のチ
ャンバ部材の劣化が抑えられるといった理由から好まし
い。
【０００５】従来のｉｎ ｓｉｔｕプラズマクリーニン
グでは、クリーニングの終点を検出する方法は、チャン
バ内でクリーニング処理のために発生させているプラズ
マの発光（例えば、Ｏ、Ｏ２の波長）を調べ、発光強度
が一定して下がった状態をクリーニングの終点とするも
のである。しかし、このようなｉｎ ｓｉｔｕプラズマ
クリーニングでは、生成した活性種がチャンバ部材を劣
化させたり、チャンバ内で異常放電が生じて汚染の原因
となったりする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のリモートプラズ
マクリーニングでは、クリーニング時にチャンバ内でプ
ラズマを発生させないため、プラズマ発光による終点検
出はできない。このため、リモートプラズマクリーニン
グを行う場合には、予めクリーニング条件を決定し、チ
ャンバでの積算膜厚から終点時間を算出していた。しか
し、この方法では、チャンバ内の実際の膜厚を知ること
ができないため、クリーニングし過ぎて部材を劣化させ
たり、また、逆にクリーニングが足りずにパーティクル
等が発生しやすいということがあった。従って、クリー
ニングの終点をｉｎ ｓｉｔｕで正確に検出する方法が
必要とされていた。
【０００７】上記事情を鑑みて、本発明は、正確な終点
検出の可能な処理装置及びそのドライクリーニング方法
の提供を目的とする。また、本発明は、適切にクリーニ
ングを行うことができる処理装置及びそのドライクリー
ニング方法の提供を他の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の観点に係る処理装置のクリーニング
方法は、被処理体に所定の処理を施す処理装置の真空チ
ャンバ内を、該真空チャンバの外部で活性化したガスを
用いてクリーニングする、処理装置のクリーニング方法
において、クリーニング時の前記真空チャンバ内の圧力
を測定し、測定により得られた圧力データをモニタして
クリーニングの終点検出を行う、ことを特徴とする。
【０００９】上記構成の方法によれば、チャンバ外部で
クリーニングガスを活性化してクリーニングを行うドラ
イクリーニングにおいて、チャンバ内の圧力をモニタし
てクリーニングの終点を正確に検出することができる。
従って、過度のクリーニングによる部材の劣化、また
は、逆にクリーニング不足によるパーティクル等の発生
を防ぐことができる。
【００１０】上記目的を達成するため、本発明の第２の
観点に係る処理装置は、真空チャンバと、前記真空チャ
ンバをクリーニングするためのガスを該真空チャンバ内
に供給可能に構成されたガス供給ラインと、前記ガス供
給ラインを介して前記真空チャンバに供給されるガスを
活性化可能に構成されたガス活性化手段と、前記真空チ
ャンバ内の圧力を測定して、クリーニングの終点を検出
する終点検出手段と、から構成されることを特徴とす
る。
【００１１】上記構成の装置によれば、チャンバ外部で
クリーニングガスを活性化してクリーニングを行うドラ
イクリーニングにおいて、チャンバ内の圧力をモニタし
てクリーニングの終点を正確に検出することができる。
従って、過度のクリーニングによる部材の劣化、また
は、逆にクリーニング不足によるパーティクル等の発生
を防ぐことができる。
【００１２】上記目的を達成するため、本発明の第３の
観点に係る処理装置のクリーニング方法は、被処理体に
所定の処理を施す処理装置の真空チャンバ内を、該真空
チャンバの外部で活性化したガスを用いてクリーニング
する、処理装置のクリーニング方法において、クリーニ
ング時に前記チャンバ内に存在する物質の量を測定し、
測定により得られた前記物質の量データをモニタしてク
リーニングの終点検出を行う、ことを特徴とする。
【００１３】上記構成の方法によれば、チャンバ外部で
クリーニングガスを活性化してクリーニングを行うドラ
イクリーニングにおいて、チャンバに存在する物質の量
をモニタしてクリーニングの終点を正確に検出すること
ができる。従って、過度のクリーニングによる部材の劣
化、または、逆にクリーニング不足によるパーティクル
等の発生を防ぐことができる。
【００１４】上記構成の処理装置のクリーニング方法に
おいて、前記物質は酸素であってもよい。
【００１５】上記目的を達成するため、本発明の第４の
観点に係る処理装置は、真空チャンバと、前記真空チャ
ンバをクリーニングするためのガスを該真空チャンバ内
に供給可能に構成されたガス供給ラインと、前記ガス供
給ラインを介して前記真空チャンバに供給されるガスを
活性化可能に構成されたガス活性化手段と、前記真空チ
ャンバ内に存在する物質の量を測定して、クリーニング
の終点を検出する終点検出手段と、から構成されたこと
を特徴とする。
【００１６】上記構成の装置によれば、チャンバ外部で
クリーニングガスを活性化してクリーニングを行うドラ
イクリーニングにおいて、チャンバ内に存在する物質の
量を測定して、クリーニングの終点を検出することがで
きる。従って、過度のクリーニングによる部材の劣化、
または、逆にクリーニング不足によるパーティクル等の
発生を防ぐことができる。
【００１７】上記目的を達成するため、本発明の第５の
観点に係る処理装置のクリーニング方法は、被処理体に
所定の処理を施す処理装置の真空チャンバ内を、該真空
チャンバの外部で活性化したガスを用いてクリーニング
する、処理装置のクリーニング方法において、クリーニ
ング中に前記真空チャンバ内にプラズマを発生させ、発
生したプラズマの発光強度を測定し、測定により得られ
た発光強度データをモニタしてクリーニングの終点検出
を行う、ことを特徴とする。
【００１８】上記構成の方法によれば、チャンバ外部で
クリーニングガスを活性化してクリーニングを行うドラ
イクリーニングにおいて、チャンバ内に部分的にプラズ
マを発生させ、このプラズマの発光強度をモニタしてク
リーニングの終点を正確に検出することができる。従っ
て、過度のクリーニングによる部材の劣化、または、逆
にクリーニング不足によるパーティクル等の発生を防ぐ
ことができる。
【００１９】上記構成の処理装置のクリーニング方法
は、前記プラズマを誘導結合的に発生させてもよい。
【００２０】上記目的を達成するため、本発明の第６の
観点に係る処理装置は、真空チャンバと、前記真空チャ
ンバをクリーニングするためのガスを該真空チャンバ内
に供給可能に構成されたガス供給ラインと、前記ガス供
給ラインを介して前記真空チャンバに供給されるガスを
活性化可能に構成されたガス活性化手段と、前記チャン
バ内に局所的にプラズマを発生可能に構成されたプラズ
マ発生手段と、前記プラズマ発生手段により発生された
プラズマの発光強度を測定してクリーニングの終点検出
を行う終点検出手段と、から構成されたことを特徴とす
る。
【００２１】上記構成の装置によれば、チャンバ外部で
クリーニングガスを活性化してクリーニングを行うドラ
イクリーニングにおいて、チャンバ内に部分的にプラズ
マを発生させ、このプラズマの発光強度をモニタしてク
リーニングの終点を正確に検出することができる。従っ
て、過度のクリーニングによる部材の劣化、または、逆
にクリーニング不足によるパーティクル等の発生を防ぐ
ことができる。
【００２２】上記目的を達成するため、本発明の第７の
観点に係る処理装置のクリーニング方法は、被処理体に
所定の処理を施す処理装置の真空チャンバ内を、該真空
チャンバの外部で活性化したガスを用いてクリーニング
する、処理装置のクリーニング方法において、前記真空
チャンバは光透過可能な部材で構成された窓を有し、前
記窓を介して前記真空チャンバ内に光を通過させ、前記
真空チャンバを通過した光を測定し、測定により得られ
た光のデータに基づいてクリーニングの終点検出を行
う、ことを特徴とする。
【００２３】上記構成の方法によれば、チャンバ外部で
クリーニングガスを活性化してクリーニングを行うドラ
イクリーニングにおいて、チャンバ内に光を通過させ、
通過させた光の干渉状態をモニタしてクリーニングの終
点を正確に検出することができる。従って、過度のクリ
ーニングによる部材の劣化、または、逆にクリーニング
不足によるパーティクル等の発生を防ぐことができる。
【００２４】上記構成の処理装置のクリーニング方法に
おいて、前記窓は、耐プラズマ性材料でコーティングさ
れていてもよい。
【００２５】上記構成の処理装置のクリーニング方法に
おいて、前記光は、レーザー光であってもよい。
【００２６】上記構成の処理装置のクリーニング方法に
おいて、前記光の測定は、前記光をフォトダイオードに
受光させて行ってもよい。
【００２７】上記目的を達成するため、本発明の第８の
観点に係る処理装置は、光透過可能な部材で構成された
窓を備えた真空チャンバと、前記真空チャンバをクリー
ニングするためのガスを該真空チャンバ内に供給可能に
構成されたガス供給ラインと、前記ガス供給ラインを介
して前記真空チャンバに供給されるガスを活性化可能に
構成されたガス活性化手段と、前記窓を通して前記真空
チャンバ内に光を照射可能に構成された光照射手段と、
前記光照射手段により照射され、前記真空チャンバ内を
通過した光を測定してクリーニングの終点検出を行う終
点検出手段と、から構成されたことを特徴とする。
【００２８】上記構成の装置によれば、チャンバ外部で
クリーニングガスを活性化してクリーニングを行うドラ
イクリーニングにおいて、チャンバ内に光を通過させ、
通過させた光の干渉状態をモニタしてクリーニングの終
点を正確に検出することができる。従って、過度のクリ
ーニングによる部材の劣化、または、逆にクリーニング
不足によるパーティクル等の発生を防ぐことができる。
【００２９】上記目的を達成するため、本発明の第９の
観点に係る処理装置のクリーニング方法は、被処理体に
所定の処理を施す処理装置の真空チャンバ内を、該真空
チャンバの外部で活性化したガスを用いてクリーニング
する、処理装置のクリーニング方法において、クリーニ
ング時に除去される、真空チャンバ内に堆積された膜の
厚さを測定し、測定により得られた膜厚データに基づい
てクリーニングの終点検出を行う、ことを特徴とする。
【００３０】上記構成の方法によれば、チャンバ外部で
クリーニングガスを活性化してクリーニングを行うドラ
イクリーニングにおいて、クリーニングにより除去され
るチャンバ内に堆積された膜の厚さをモニタしてクリー
ニングの終点を正確に検出することができる。従って、
過度のクリーニングによる部材の劣化、または、逆にク
リーニング不足によるパーティクル等の発生を防ぐこと
ができる。
【００３１】上記構成の処理装置のクリーニング方法に
おいて、前記膜厚の測定は、振動子を用いた膜厚センサ
により行ってもよい。
【００３２】上記目的を達成するため、本発明の第１０
の観点に係る処理装置は、真空チャンバと、前記真空チ
ャンバをクリーニングするためのガスを該真空チャンバ
内に供給可能に構成されたガス供給ラインと、前記ガス
供給ラインを介して前記真空チャンバに供給されるガス
を活性化可能に構成されたガス活性化手段と、前記真空
チャンバ内に堆積され、クリーニングにより除去される
対象の膜の厚さを測定してクリーニングの終点検出を行
う終点検出手段と、から構成されたことを特徴とする。
【００３３】上記構成の装置によれば、チャンバ外部で
クリーニングガスを活性化してクリーニングを行うドラ
イクリーニングにおいて、クリーニングにより除去され
るチャンバ内に堆積された膜の厚さをモニタしてクリー
ニングの終点を正確に検出することができる。従って、
過度のクリーニングによる部材の劣化、または、逆にク
リーニング不足によるパーティクル等の発生を防ぐこと
ができる。
【００３４】上記構成の処理装置のクリーニング方法に
おいて、前記所定の処理は、ＰＥ−ＣＶＤ（Plasma Enh
anced Chemical Vapor Deposition）等のプラズマ処理
であってもよい。
【００３５】上記構成の処理装置のクリーニング方法に
おいて、前記活性化はプラズマ化であってもよい。
【００３６】上記構成の処理装置において、前記処理装
置は、前記真空チャンバ内に、電極等を備えたプラズマ
を生成して処理する手段を備えてもよい。
【００３７】上記構成の処理装置において、前記ガス活
性化手段は、前記ガス供給ラインから前記真空チャンバ
に供給されるガスをプラズマ化する手段を備えてもよ
い。
【００３８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に係る処理装
置について、以下図面を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１に第１の実施の形態に係る処
理装置の構成例を示す。この処理装置は、ＳｉＨ４、Ｓ
ｉＦ４をプロセスガスとして、被処理体にＳｉＯＦ膜を
成膜し、被処理体以外のチャンバ内に堆積したＳｉＯＦ
膜をＮＦ３、Ａｒのクリーニングガスによりクリーニン
グする機能を有するもので、図１に示すように、処理チ
ャンバ１１と、ラジカル発生装置１２と、システムコン
トローラ１００とから構成される。
【００３９】ラジカル発生装置１２は、バルブＶ１及び
マスフローコントローラＭＡ、ＭＢを介してクリーニン
グガス供給源であるＮＦ３源ＳＡ及びＡｒ源ＳＢに接続
されている。ラジカル発生装置１２は、プラズマ発生機
構を有し、内部を通過するガスをプラズマ状態として、
所定の原子をラジカル化する。クリーニングガス供給源
ＳＡ、ＳＢから供給されるＮＦ３等のクリーニングガス
は、ラジカル発生装置１２を通って、プラズマ化され、
さらに、電離されたＦ原子の少なくとも一部がラジカル
化され、排気側に接続されたクリーニングガス供給ライ
ンＬ１を介して処理チャンバ１１に供給される。
【００４０】処理チャンバ１１の排気側には、圧力調整
弁（Auto Pressure Control：ＡＰＣ）１４を介してタ
ーボ分子ポンプ（Turbo Molecular Pump：ＴＭＰ）１３
が接続されている。ターボ分子ポンプ１３は、処理チャ
ンバ１１内を排気し、圧力調整弁１４により、処理チャ
ンバ１１内の圧力は所定の真空度とされる。
【００４１】システムコントローラ１００は、成膜処理
及びクリーニング処理時に、ガス供給系、処理チャンバ
１１、ラジカル発生装置１２、圧力調整弁１４等、プラ
ズマ処理装置全体の制御を行う。また、システムコント
ローラは、タイマ、例えば、ソフトウェアタイマを備え
る。
【００４２】図２は、図１に示す処理装置の処理チャン
バ１１の断面図である。図に示すように、本実施の形態
のプラズマ処理装置の内部は、サセプタ２１と、電極板
２２と、ガス供給ラインＬ２と、圧力計２３とから構成
される。
【００４３】サセプタ２１は処理チャンバ１１の中央に
設けられ、例えば、アルミニウムから構成され、ほぼ円
柱状に形成されている。サセプタ２１には、被処理体、
例えば、半導体ウェハが戴置される。サセプタ２１の表
面には静電チャック（図示せず）が設けられている。こ
の静電チャックは、薄い誘電層の中にチャック電極を埋
設して構成され、チャック電極は直流電圧源から直流電
圧が印加されることにより、ウェハを静電吸着するもの
である。
【００４４】サセプタ２１内には、冷媒の流路が形成さ
れ、冷媒供給管２５から供給された冷媒が冷媒流路２４
を通って冷媒排出管２６から排出される。処理されるウ
ェハの温度は、この冷媒による冷熱等により調整され
る。
【００４５】サセプタ２１は平行平板型電極の一方の電
極である下部電極としても機能する。サセプタ２１は、
処理チャンバ１１に対して絶縁されるように、絶縁体２
７の上に配置されている。そして、下部電極であるサセ
プタ２１と基準電位、例えば、アースとの間には、整合
器２８及び第１のＲＦ電源３０が接続されている。
【００４６】サセプタ２１の上部周縁部には、ウェハに
反応性イオンを効果的に入射させるために絶縁材よりな
るフォーカスリング３２が設けられている。また、ウェ
ハの受け渡し用のリフトピン（図示せず）が、サセプタ
２１及び静電チャックを貫通して昇降可能に設けられて
いる。
【００４７】電極板２２は、処理チャンバ１１の天井部
に、サセプタ２１に対して平行、かつ、対向する上部電
極を構成するように設けられている。この電極板２２
は、例えば、アルミニウムから構成される。
【００４８】電極板２２を支持する電極支持体３３中に
は、ガス供給ラインＬ２に接続されたガス流路（図示せ
ず）が形成されており、ガス供給ラインＬ２からのガス
はガス流路を介して電極板２２のガス供給穴３５から処
理チャンバ１１内に供給される。ここで、電極板２２及
び電極支持体３３は、絶縁体３４により処理チャンバ１
１に対して絶縁されている。上部電極である電極板２２
と基準電位、例えば、アースとの間には整合器２９及び
第２のＲＦ電源３１が接続されている。
【００４９】ガス供給ラインＬ２は、バルブＶ２を介し
て、ＳｉＦ４、ＳｉＨ４、Ｏ２、Ａｒのガス源であるガ
ス供給源ＳＣ、ＳＤ、ＳＥ、ＳＦに接続されている。ガ
ス供給源ＳＣ、ＳＤ、ＳＥ、ＳＦから、マスフローコン
トローラＭＣ、ＭＤ、ＭＥ、ＭＦを介して、所望の処理
に応じて上記ガスが所定の順序、流量で供給される。
【００５０】圧力計２３は、処理チャンバ１１下方の壁
面に設置されている。圧力計２３は、処理チャンバ１１
内の圧力を測定し、アナログ信号として出力する。圧力
計２３の出力信号は、アナログ信号をデジタル信号に変
換するＡ／Ｄコンバータ３６を介して、システムコント
ローラ１００に供給されている。システムコントローラ
１００は、クリーニング時には圧力計２３から送られる
チャンバ圧データをモニタし、クリーニングの終点を所
定の条件に従って検出し、クリーニング動作を終了する
信号を発する。
【００５１】ここで、チャンバ圧から終点を検出する原
理について説明する。チャンバ内に堆積したＳｉＯＦを
ＮＦ３を含むガスでクリーニングすると、化学式２に示
すようにクリーニングが進行し、ＳｉＯＦ膜が分解され
るにつれ、ＳｉＦ４、Ｏ２、Ｎ２等の気体成分が増加
し、処理チャンバ１１内の圧力は上昇することになる。
ＳｉＯＦの除去が進み、残膜が減少するとともに生成す
る気体も減少し、圧力は減少に転じる。最終的にＳｉＯ
Ｆが除去されれば、圧力調整弁１４により圧力は一定と
なる。従って、圧力計２３により処理チャンバ１１内の
圧力の変化をモニタすれば、クリーニングの終点を検出
することができる。
【化２】ＳｉＯＦ＋ＮＦ３→ＳｉＦ４↑＋１／２Ｏ２↑
＋１／２Ｎ２↑
【００５２】具体的には、クリーニング時、システムコ
ントローラ１００は、ラジカル発生装置１２をオンとし
た時点から内部タイマ（例えば、ソフトウェアタイマ）
を起動させ、所定時間毎の圧力計２３の出力した圧力デ
ータの差分をとる。この差分が、所定期間中に所定回
数、負の値をとった場合、システムコントローラ１００
は処理チャンバ１１内の圧力が減少に転じたと判別し、
タイマを参照して時間を読み込み、この読み込んだ時間
を予め定められた係数倍した時間をクリーニングの終点
とする。システムコントローラ１００は、この算出した
終点時間に、クリーニングを終了する信号を発する。
【００５３】次に、本実施の形態の処理装置のクリーニ
ング時の動作に関して、図１及び図２を参照して説明す
る。被処理体であるウェハの処理チャンバ１１内への搬
入後、システムコントローラ１００の制御の下、ＳｉＦ
４、ＳｉＨ４、Ｏ２、Ａｒといったプロセスガスを処理
チャンバ１１内に供給し、上部電極及び下部電極にＲＦ
電力を印加して、ウェハ上にＳｉＯＦ膜を成膜する。所
定の膜厚のＳｉＯＦ膜がウェハ上に成膜された後、ウェ
ハは処理チャンバ１１から搬出される。上述の動作で所
定枚数のウェハを処理した後、システムコントローラ１
００は、処理チャンバ１１のクリーニングを開始する。
【００５４】まず、クリーニング用のダミーウェハを処
理チャンバ１１内に搬入してサセプタ２１上に戴置し、
静電チャックにより吸着保持する。続いて、バルブＶ１
を開放して、Ａｒガスをクリーニングガス供給源ＳＢか
ら、ラジカル発生装置１２、クリーニングガス供給ライ
ンＬ１を介してクリーニングガス供給口３７から処理チ
ャンバ１１内に供給する。
【００５５】Ａｒガスの供給の後、ラジカル発生装置１
２をオンとする。この後、ＮＦ３ガスがクリーニングガ
ス供給源ＳＡから、ラジカル発生装置１２に供給され
て、ＮＦ３ガスは電離され、さらに、多数のＦ原子がラ
ジカル化され、クリーニングガス供給ラインＬ１を介し
て処理チャンバ１１に供給される。生成されたＦ＊等が
処理チャンバ１１内に堆積、付着したＳｉＯＦ膜と反応
してＳｉＦ４等となり（化学式２）、これら反応生成物
は排気とともに除去される。
【００５６】システムコントローラ１００が、圧力計２
３からの圧力データからクリーニングが終点に達したと
判断すると、ラジカル発生装置１２をオフとし、バルブ
Ｖ１を閉鎖してクリーニングガスの処理チャンバ１１内
への供給を止める。次に、バルブＶ２を開放してＯ２ガ
スを処理チャンバ１１内に供給すると共に、ウェハの吸
着状態を解除する。続いて、バルブＶ１を閉鎖してＯ２
ガスの流入を止めると共に、上部電極２２へのＲＦ電力
の印加をオフとする。最後に、ダミーウェハを処理チャ
ンバ１１から搬出し、クリーニングを終了する。
【００５７】本実施の形態の処理装置のクリーニング時
の圧力変動を圧力計２３でモニタした結果を図３（ａ）
に示す。なお、クリーニング条件を示すと、電極間距離
が５０ｍｍ、ＳｉＯＦを４μｍ成膜し、その後ＮＦ３ガ
スとＡｒガスをラジカル発生装置１２でラジカル化し、
その流量は５００ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍ、ＮＦ３ガ
ス供給前の処理チャンバ１１内の圧力は２００Ｐａとし
た。
【００５８】図３（ａ）は、処理チャンバ１１内の圧力
変動をモニタした結果を示す。図より、チャンバ圧はＮ
Ｆ３ガス導入後約１１分で極大となり、約１４分後に圧
力の低下が始まっている。
【００５９】システムコントローラ１００は、圧力計２
３から得られる、図に示すような処理チャンバ１１内の
圧力変動をモニタしている。システムコントローラ１０
０は、上述したように、処理チャンバ１１内の圧力の低
下を検出すると、圧力低下の検出された時点でのタイマ
の値（約１４分）を読みとり、これを所定倍（１．３
倍）した時間（約１８分）後に、クリーニングを終了す
るすと判別する。システムコントローラ１００はそのま
まクリーニングを続け、タイマの値が１８分を示すと終
了させる。
【００６０】図３（ｂ）は、従来のように、同一のクリ
ーニング中に処理チャンバ１１内で発生したプラズマ発
光をモニタした結果である。これによると、発生したプ
ラズマの発光強度はＮＦ３ガス導入後１８分から一定と
なり、従ってクリーニングの終了時間は１８分であるこ
とがわかる。これは、圧力変動をモニタして得られた終
点と同様の値である。
【００６１】上記結果に見られるように、チャンバ圧の
変動をモニタしてクリーニングの終点検出を行う本実施
の形態によれば、従来の、プラズマを発光させてその発
光強度をモニタする方法と同様の確度で終点を検出する
ことができる。従って、クリーニング時に処理チャンバ
１１内にプラズマを発生させなくても、チャンバ１１内
の圧力の変化をモニタすることにより正確な終点の検出
ができる。
【００６２】上記実施の形態では、終点を圧力低下の始
まった時間を係数倍（１．３倍）した時間を終点とし
た。しかし、係数を１．３よりも大きくし、クリーニン
グされにくい部分も十分にクリーニングされるようして
もよい。また、時間を係数倍するのではなく、例えば、
圧力低下の始まった時間の４分後というように、所定時
間を加えて終点を求める等、正確な終点が検出可能な処
理であればいかなる処理も可能である。
【００６３】さらに、圧力が低下を始めた時間を基準と
するのではなく、圧力が極大化した時間（例えば、図３
（ａ）に示す１１分後）を基準として、係数倍等の処理
を行ってクリーニングの終点を求める等、基準とする時
間は、圧力変動が検出される時間であればいかなる時間
でもよい。
【００６４】上記実施の形態では、圧力調整弁（ＡＰ
Ｃ）１４により初期圧力を固定して、処理チャンバ１１
内の圧力をモニタする構成とした。しかし、処理チャン
バ１１内の圧力を固定して、圧力調整弁１４による排気
流量の制御の様子をモニタしてクリーニングの終点検出
を行う構成も可能である。
【００６５】（第２の実施の形態）図４に第２の実施の
形態の処理装置の構成を示す。図４において、図１、図
２と同一部分には同一符号を付す。上記実施の形態と同
様に、この処理装置は、ＳｉＨ４、ＳｉＦ４ガスにより
被処理体にＳｉＯＦ膜を成膜し、処理チャンバ１１内に
堆積したＳｉＯＦ膜をクリーニングする機能を有する。
【００６６】図に示すように、ターボ分子ポンプ１３の
排気側に接続された排気ラインＬ３には、排気ラインＬ
３から分岐し、再合流するループ部分Ｌ４が設けられて
いる。このループ部分Ｌ４には、２つのバルブＶ４、Ｖ
５に挟まれて、Ｏ２濃度を示すアナログ信号を出力する
酸素濃度計４１が配置されている。酸素濃度計４１は、
例えば、酸化ジルコニウムを用いたジルコニア式酸素濃
度計から構成される。
【００６７】酸素濃度計４１の出力信号は、Ａ／Ｄコン
バータ３６を介して、システムコントローラ１００に供
給されている。システムコントロ−ラ１００は、クリー
ニング時には酸素濃度計４１から送られる酸素濃度デー
タをモニタし、クリーニングの終点を所定の条件に従っ
て検出し、クリーニング動作を終了する信号を発する。
【００６８】ここで、図５を参照して、酸素濃度データ
に基づいてクリーニングの終点を検出する原理について
説明する。図５にＳｉＯＦ膜の成膜後にＮＦ３を含むク
リーニングガスを用いてチャンバのクリーニングを行っ
た場合のチャンバ内の酸素濃度の変動の様子を示す。上
記化学式２に示すように、クリーニングが進行し、Ｓｉ
ＯＦ膜が分解されていくにつれ、Ｏ２が発生する。この
ように発生したＯ２の濃度は、クリーニング初期には上
昇するが、クリーニングが進むにつれ、残膜が減少する
ためＯ２濃度も低下し、最終的には一定となる。
【００６９】システムコントローラ１００は、ラジカル
発生装置１２をオンとした時点からタイマを起動させ、
所定時間毎の酸素濃度計４１の出力した酸素濃度データ
の差分をとる。この差分が、所定期間中に所定回数、所
定範囲内の値をとった場合、システムコントローラ１０
０は処理チャンバ１１内の酸素濃度が一定になったと判
別し、タイマを参照して時間ｔ１を読み込み、この読み
込んだ時間ｔ１を所定係数倍した時間ｔ２をクリーニン
グの終点と判別する。システムコントローラ１００は、
そのままクリーニングを続け、タイマの値が時間ｔ２を
示すとクリーニングを終了する。
【００７０】次に、本実施の形態の処理装置のクリーニ
ング時の動作に関して図２及び図４を参照して説明す
る。上記第１の実施の形態で説明したのと同様に、Ｓｉ
ＯＦ膜の成膜工程の後、クリーニングガスの供給に始ま
るクリーニング工程が開始される。クリーニング工程
中、システムコントローラ１００は、バルブＶ４及びＶ
５を開放し、ループ部分Ｌ４に処理チャンバ１１からの
排気を流入させる。システムコントローラ１００は、ル
ープ部分Ｌ４に配設された酸素濃度計４１から得られ
る、処理チャンバ１１内の酸素濃度の変動をモニタして
いて、クリーニングが終点に達したと判断すると、ラジ
カル発生装置１２をオフとし、バルブＶ１を閉鎖してク
リーニングガスの処理チャンバ１１内への供給を止め
る。次に、バルブＶ２を開放してＯ２ガスを処理チャン
バ１１内に供給すると共に、ウェハの吸着状態を解除す
る。続いて、バルブＶ２を閉鎖してＯ２ガスの流入を止
めると共に、上部電極へのＲＦ電力の印加をオフとす
る。最後に、ダミーウェハを処理チャンバ１１から搬出
し、クリーニングを終了する。
【００７１】以上説明したように、この実施の形態の発
明によれば、処理装置のドライクリーニングにおいて、
処理チャンバ１１内のＯ２濃度の変動をモニタすること
により、クリーニングの終点を正確に検出することが可
能となる。
【００７２】上記実施の形態では、終点を酸素濃度が一
定となった時間を係数倍した時間を終点とした。ここ
で、係数は、クリーニングされにくい部分も十分にクリ
ーニングされるよう実験等により決定することが可能で
ある。また、時間を係数倍するのではなく、例えば、酸
素濃度が一定となった時間の所定時間後というように、
所定時間を加えて終点を求める等、正確な終点が検出可
能な処理であればいかなる処理も可能である。
【００７３】上記実施の形態では、酸素濃度計４１は、
ターボ分子ポンプ１３の下流、ドライポンプの上流に配
置された。ここで、酸素濃度計４１の劣化を防ぐため、
上流側にＦフィルターを設けることが望ましい。また、
酸素濃度計４１の位置は、Ｏ ２濃度の変化がモニタ可能
な位置であれば、どのような場所であっても構わない。
【００７４】この実施の形態では、酸素濃度をモニタし
てクリーニングの終点検出を行う。しかし、酸素に限ら
ず、クリーニングの対象に応じて、クリーニング時に濃
度変化がモニタできる物質が生成するようなクリーニン
グであれば、上記手法の応用が可能である。
【００７５】（第３の実施の形態）図６に第３の実施の
形態の処理装置の構成を示す。図６において、図１、２
と同一部分には同一符号を付す。図に示すように、処理
チャンバ１１の下部に、例えば、Ｆプラズマ耐性の強い
ＡｌＮ等のセラミックからなる円筒状の突起６１が形成
され、その周りを第３のＲＦ電源６３に接続されたコイ
ル６２が配置されている。さらに、円筒部６１の外側に
はプラズマ発光センサ６４が備えられている。
【００７６】プラズマ発光センサ６４は、プラズマ発光
強度を示すアナログ信号を出力する。プラズマ発光セン
サ６４の出力信号はＡ／Ｄコンバータ３６を介して、シ
ステムコントローラ１００に供給されている。システム
コントローラ１００は、クリーニング時にはプラズマ発
光センサ６４から送られる発光強度データをモニタし、
クリーニングの終点を所定の条件に従って検出し、クリ
ーニング動作を終了する信号を発する。
【００７７】ここで、プラズマ発光強度データからクリ
ーニングの終点を検出する原理について説明する。ま
ず、第３のＲＦ電源６３により、コイル６２に電流を流
すことにより、この円筒部６１の内部に誘導結合プラズ
マ（Inductive Coupled Plasma：ＩＣＰ）を発生させ、
処理チャンバ内に部分的にＯプラズマ等のプラズマを発
生させる。この円筒部６１の少なくとも一部は石英とさ
れていて、この部分を透過するプラズマの発光を、プラ
ズマ発光センサ６４は測定し、発光強度データのアナロ
グ信号として出力する。プラズマ発光センサ６４より得
られるデータは、図３（ｂ）に示すものと同様のものと
なる。
【００７８】詳細には、システムコントローラ１００
は、ラジカル発生装置１２をオンとした時点からタイマ
を起動させ、所定時間毎のプラズマ発光センサ６４の出
力した発光強度データの差分をとる。この差分が、所定
期間中に所定回数、所定範囲内の値をとった場合、シス
テムコントローラ１００は発光強度が一定になったと判
別し、この時間をクリーニングの終点と判別する。シス
テムコントローラ１００は、この時点でクリーニングを
終了する信号を発する。
【００７９】次に、本実施の形態の処理装置のクリーニ
ング時の動作に関して図１及び図６を参照して説明す
る。上記第１の実施の形態で説明したのと同様に、Ｓｉ
ＯＦ膜の成膜工程の後、クリーニングガスの供給に始ま
るクリーニング工程が開始される。クリーニング工程
中、システムコントローラ１００は、第３のＲＦ電源６
３をオンとしてコイル６２に電流を流し、円筒部６１に
プラズマを発生させる。システムコントローラ１００
は、プラズマ発光センサ６４から得られるプラズマ発光
強度の変動をモニタしていて、クリーニングが終点に達
したと判断すると、ラジカル発生装置１２と第３のＲＦ
電力をオフとし、バルブＶ１を閉鎖してクリーニングガ
スの処理チャンバ１１内への供給を止める。次に、バル
ブＶ２を開放してＯ２ガスを処理チャンバ１１内に供給
すると共に、ウェハの吸着状態を解除する。続いて、バ
ルブＶ２を閉鎖してＯ２ガスの流入を止めると共に、上
部電極２２へのＲＦ電力の印加をオフとする。最後に、
ダミーウェハを処理チャンバ１１から搬出し、クリーニ
ングを終了する。
【００８０】この構成によれば、処理チャンバ１１全体
ではなく、処理チャンバ１１の下流の一部にのみプラズ
マを発生させて、そのプラズマの発光をモニタすること
が可能となり、チャンバ部材へのダメージを低減させつ
つ、クリーニングの終点を検出することが可能になる。
【００８１】上記構成では、円筒部６１の一部を石英と
して、この部分を通してプラズマ発光をモニタする。し
かし、石英はプラズマに弱いため、石英部分にはＦ耐性
が強く、Ｏプラズマ発光の波長を通す材料（例えば、サ
ファイア）をコーティングする等してもよい。
【００８２】この実施の形態では、処理チャンバ１１の
下部で部分的に誘導結合プラズマを発生させてプラズマ
発光をモニタする構成とした。しかしながら、プラズマ
を発生させる位置は、チャンバ部材を劣化させない場所
ならばいかなる位置でもよく、また、プラズマを発生さ
せる方法には、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonanc
e）法等を用いてもよい。
【００８３】（第４の実施の形態）図７（ａ）、７
（ｂ）に第４の実施の形態の処理装置の構成を示す。図
７（ａ）において、図１、２と同一部分には同一符号を
付す。図中、クリーニングガス供給ラインＬ１は省略し
た。図に示すように、処理チャンバ１１の内壁には、対
向する２つの石英窓７１、７２が設けられている。この
２つの窓７１、７２の真空側はＦ＊耐性を有するサファ
イアでコーティングされている。一方の窓７１の非真空
側にはレーザー等の光源７３が配置されており、他方の
窓７２の非真空側にはフォトダイオード等を用いた受光
センサ７４が配置されている。
【００８４】一方の窓７１に入射された光源７３からの
光７５は、処理チャンバ１１内、そして、他方の窓７２
を通過して受光センサ７４により受光される。受光セン
サ７４の出力信号は、Ａ／Ｄコンバータ３６を介して、
システムコントローラ１００に供給されている。システ
ムコントロ−ラ１００は、クリーニング時には受光セン
サ７４から送られる受光強度データをモニタし、クリー
ニングの終点を所定の条件に従って検出し、クリーニン
グ動作を終了する信号を発する。
【００８５】ここで、プラズマ発光強度データからクリ
ーニングの終点を検出する原理について図８を参照して
説明する。上記クリーニング中、光源７３からはレーザ
ー光７５が２つの窓７１、７２を通して、受光センサ７
４に当てられている。このときの受光センサ７４の受光
した光の干渉状態は図に示すようなものとなる。成膜工
程後の窓７１、７２の真空側の表面にはＳｉＯＦが堆積
している。クリーニングが開始されると、この堆積膜の
膜厚の減少に従って、膜を透過する光の位相にずれが生
じ、受光センサ７４で測定される光の干渉状態が変化し
ていく。窓７１、７２部分の堆積膜が除かれ、サファイ
アコートが露出した状態に達すると、もはや位相差は生
じず、波形は一定となる（時間ｔ３）。時間ｔ３では、
まだクリーニングレートの遅い他の部分には堆積膜が残
っている状態なので、ｔ３を係数倍したｔ４をクリーニ
ングの終点とする。
【００８６】詳細には、システムコントローラ１００
は、ラジカル発生装置１２をオンとした時点からタイマ
を起動させ、所定時間毎の受光センサ７４の出力した光
強度データの差分をとる。この差分が、所定期間中に所
定回数、所定範囲内の値をとった場合、システムコント
ローラ１００は受光センサ７４の受光した光強度が一定
になったと判別し、タイマを参照して時間ｔ３を読み込
み、この読み込んだ時間ｔ３を所定係数倍した時間ｔ４
をクリーニングの終点と判別する。システムコントロー
ラ１００は、そのままクリーニングを続け、タイマが時
間ｔ４を示すとクリーニングを終了する信号を発する。
【００８７】次に、本実施の形態の処理装置のクリーニ
ング時の動作に関して図１及び図７（ａ）を参照して説
明する。上記第１の実施の形態で説明したのと同様に、
ＳｉＯＦ膜の成膜工程の後、クリーニングガスの供給に
始まるクリーニング工程が開始される。クリーニング工
程中、システムコントローラ１００は、光源７３をオン
として処理チャンバ１１内に光を照射し、窓７１、７２
を介して受光センサ７４に受光させる。システムコント
ローラ１００は、受光センサ７４から得られる光強度の
変動をモニタしていて、クリーニングが終点に達したと
判断すると、ラジカル発生装置１２と光源７３をオフと
し、バルブＶ１を閉鎖してクリーニングガスの処理チャ
ンバ１１内への供給を止める。次に、バルブＶ２を開放
してＯ２ガスを処理チャンバ１１内に供給すると共に、
ウェハの吸着状態を解除する。続いて、バルブＶ２を閉
鎖してＯ２ガスの流入を止めると共に、上部電極２２へ
のＲＦ電力の印加をオフとする。最後に、ダミーウェハ
を処理チャンバ１１から搬出し、クリーニングを終了す
る。
【００８８】上記構成に限らず、窓７１、７２の材質、
表面コートは、Ａｌ２Ｏ３等他の材料も可能であり、光
を透過し、クリーニングガスにより劣化されない材料で
あればよい。
【００８９】図７（ｂ）の破線矢印に示すように、モニ
タ用の光線７５は、必ずしも処理チャンバ１１の中心を
通る必要はなく、処理チャンバ１１内の一部を通過すれ
ばよい。従って、モニタ用の光線７５が処理チャンバ１
１内を通過可能なように窓７１、７２を配置すればよ
い。
【００９０】また、モニタに使用する光は、単波長光が
特に好ましいが、複数の波長または一定範囲の波長を有
する光も可能である。受光センサ７４は上記光を受光
し、この光の干渉状態をモニタ可能なものであれば、い
かなるものも可能である。
【００９１】この実施の形態では、クリーニングされに
くい部分も十分にクリーニングされるよう、レーザー光
の干渉状態が一定となった時間ｔ３を係数倍してクリー
ニングの終点ｔ４とした。この係数は一定のものではな
く、窓の材料組成、配置位置、処理条件等により可変で
ある。また、ｔ３を係数倍して終点ｔ４とするのではな
く、ｔ３に所定時間を足すことにより終点ｔ４としても
よい。
【００９２】（第５の実施の形態）図９に第５の実施の
形態の処理装置の構成を示す。図１、２と同一部分には
同一符号を付す。図中、クリーニングガス供給ラインＬ
１は省略した。図に示すように、処理チャンバ１１内に
スパッタリング等の処理で用いる膜厚測定用のセンサ９
１が３個、Ａ、Ｂ、Ｃの各地点に配置されている。この
膜厚センサ９１は水晶振動子を含んで構成され、水晶に
付着した膜の厚さにより周波数が変化することを利用し
て膜厚を測定するものである。
【００９３】膜厚センサ９１は、アナログ信号をデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ３６を介して、シス
テムコントローラ１００に電気的に接続されている。シ
ステムコントロ−ラ１００は、クリーニング時には膜厚
センサ９１から送られる膜厚データのアナログ信号をモ
ニタし、クリーニングの終点を所定の条件に従って検出
し、クリーニング動作を終了する信号を発する。
【００９４】詳細には、システムコントローラ１００
は、ラジカル発生装置１２をオンとした時点からタイマ
を起動させ、３カ所の膜厚センサ９１の全てから膜厚が
０であるという出力を受け取ると、タイマを参照して時
間を読み込み、この読み込んだ時間を所定係数倍した時
間をクリーニングの終点と判別する。システムコントロ
ーラ１００は、そのままクリーニングを続け、タイマが
係数倍した時間を示すとクリーニングを終了する信号を
発する。
【００９５】次に、本実施の形態の処理装置のクリーニ
ング時の動作に関して図１及び図９を参照して説明す
る。上記第１の実施の形態で説明したのと同様に、Ｓｉ
ＯＦ膜の成膜工程の後、クリーニングガスの供給に始ま
るクリーニング工程が開始される。クリーニング工程
中、システムコントローラ１００は、膜厚センサ９１か
ら得られる膜厚の変動をモニタしていて、クリーニング
が終点に達したと判断すると、ラジカル発生装置１２を
オフとし、バルブＶ１を閉鎖してクリーニングガスの処
理チャンバ１１内への供給を止める。次に、バルブＶ２
を開放してＯ２ガスを処理チャンバ１１内に供給すると
共に、ウェハの吸着状態を解除する。続いて、バルブＶ
２を閉鎖してＯ２ガスの流入を止めると共に、上部電極
２２へのＲＦ電力の印加をオフとする。最後に、ダミー
ウェハを処理チャンバ１１から搬出し、クリーニングを
終了する。
【００９６】図１０は、本実施の形態の装置でクリーニ
ングを行った結果を示す。クリーニング条件を示すと、
電極間距離が５０ｍｍ、ＳｉＯＦを４μｍ成膜し、その
後ＮＦ３ガスとＡｒガスをラジカル発生装置１２でプラ
ズマ化して、Ｆラジカル等を生成し、その流量は５００
ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍ、ＮＦ３ガス供給前の処理チ
ャンバ１１内の圧力は２００Ｐａとした。
【００９７】本実施の形態では、処理チャンバ１１内の
Ａ、Ｂ、Ｃの３カ所に膜厚センサ９１を配置している。
図よりわかるように各地点の膜厚は経時的に減少に向か
い、最もクリーニングされにくいＣ点でのクリーニング
の終点は約１４分であった。従って、システムコントロ
ーラ１００は、この時間を係数倍（例えば、１．３倍）
した時間（約１８分）をクリーニングの終点として判別
する。
【００９８】この実施の形態の構成によれば、膜厚測定
用のセンサ９１を用いて膜厚の変化をモニタすることに
より、ドライクリーニング時のクリーニングの進行状況
を経時的に知ることができ、従って、クリーニングの終
点を検出することが可能となる。
【００９９】この実施の形態では、水晶振動子を用いた
膜厚測定用センサ９１を処理チャンバ１１内に複数配置
した構成とした。しかし、処理チャンバ１１内で膜厚の
測定が可能なセンサならどのようなセンサでもよく、セ
ンサの配置位置、個数は上記構成に限られない。
【０１００】（第６の実施の形態）図１１に第６の実施
の形態の処理装置の構成を示す。図１、２と同一部分に
は同一符号を付す。図中、クリーニングガス供給ライン
Ｌ１は省略した。図よりわかるように、本実施の形態の
装置は、上記実施の形態で説明した、圧力計２３、光源
７３と受光センサ７４及び膜厚センサ９１を備え、これ
らは全てＡ／Ｄコンバータ３６を介してシステムコント
ローラ１００に接続されている。
【０１０１】システムコントローラ１００は、圧力計２
３、受光センサ７４及び膜厚センサ９１がそれぞれ出力
した圧力データ、光の干渉データ及び膜厚データを、上
記実施の形態で説明したようにモニタする。そして、シ
ステムコントローラ１００は、各データをモニタして得
られる、圧力低下が始まった時間、光の波形が一定とな
った時間及び膜厚が一定となった時間の中で、最も遅く
検出された時間を係数倍し、その時間を終点としてクリ
ーニングを終了する。ここで、システムコントローラ１
００が終点検出に利用する上記データは、３種すべてで
はなく、２種以上であるよう設定可能である。
【０１０２】図１２は、第６の実施の形態の処理装置で
処理を行った結果を示す。クリーニング条件を示すと、
電極間距離が５０ｍｍ、ＳｉＯＦを８μｍ成膜し、その
後ＮＦ３ガスとＡｒガスをラジカル発生装置１２でラジ
カル化し、その流量は５００ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃ
ｍ、ＮＦ３ガス供給前の処理チャンバ１１内の圧力は２
００Ｐａとした。
【０１０３】図中、平均パーティクル量は、上記プロセ
ス条件下での成膜、及び、各終点検出方法を用いたクリ
ーニング工程により、ウェハを２，０００枚処理した場
合のパーティクル発生量の平均値（個／ウェハ）であ
る。なお、パーティクルの測定は、１カセット（２５
枚）ごとに１枚行った。
【０１０４】図中、Ｉは、所定時間（２０分）クリーニ
ングを行った結果である。ＩＩは、圧力データのみから
終点を求めてクリーニングを行った結果である。ＩＩＩ
は、光の干渉データのみから終点を求めてクリーニング
を行った結果である。ＩＶは、膜厚データのみから終点
を求めてクリーニングを行った結果である。Ｖは、圧力
データ及び光の干渉データから終点を求めてクリーニン
グを行った結果である。ＶＩは、圧力データ及び膜厚デ
ータのみから終点を求めてクリーニングを行った結果で
ある。ＶＩＩは、膜厚データ及び光の干渉データのみか
ら終点を求めてクリーニングを行った結果である。ＶＩ
ＩＩは、圧力データ、光の干渉データ及び膜厚データか
ら終点を求めてクリーニングを行った結果である。
【０１０５】図よりわかるように、圧力データ、光の干
渉データ及び膜厚データの２種以上を利用してクリーニ
ングの終点を検出する本実施の形態の処理装置では、こ
れらのデータを単独で用いる場合よりも、パーティクル
発生量を低減することができ、さらに、クリーニング後
の処理チャンバ１１の清浄度のばらつきを抑えることが
できる。
【０１０６】上記実施の形態では、クリーニングの終点
検出に用いるデータには、圧力データ、光の干渉データ
及び膜厚データの３種を用いた。しかし、モニタにより
終点検出の可能なデータであれば、いかなるデータを用
いてもよい。
【０１０７】以上説明したように、本発明によれば、終
点を正確に検出可能なプラズマ処理装置のドライクリー
ニング方法が提供される。上記方法によれば、特に、プ
ラズマ発光を伴わないリモートプラズマクリーニングに
おいて、正確なクリーニングの終点検出が可能となる。
【０１０８】上記実施の形態では、平行平板型プラズマ
処理装置でウェハにＳｉＯＦ膜を成膜した後にＮＦ３ガ
スでクリーニングを行う場合を例として説明した。しか
し、本発明は、ドライクリーニングが行われるいかなる
処理装置にも適用可能である。また、膜としては、Ｓｉ
ＯＦの他、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＣＮ、ＳｉＣＨ、Ｓ
ｉＯＣＨ等も可能である。クリーニングガスとしては、
ＮＦ３の他に、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＳＦ６等のフッ素系
ガス、Ｃｌ２、ＢＣｌ４等の塩素系ガスを使用してもよ
い。
【０１０９】
【発明の効果】本発明によれば、正確な終点検出の可能
なプラズマ処理装置等の処理装置及びそのドライクリー
ニング方法が提供される。上記方法によれば、特に、プ
ラズマ発光を伴わないリモートプラズマクリーニングに
おいて、正確な終点検出が可能となる。従って、クリー
ニングし過ぎてチャンバ部材が劣化したり、また、逆に
クリーニングが足りずにパーティクル等が発生するとい
ったことを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態のプラズマ処理装置の構成図
である。
【図２】第１の実施の形態のプラズマ処理装置の構成図
である。
【図３】（ａ）は、プラズマ処理装置のドライクリーニ
ングをチャンバ圧に基づいてモニタした結果を示すグラ
フであり、（ｂ）は、プラズマ処理装置のドライクリー
ニングをプラズマ発光に基づいてモニタした結果を示す
グラフである。
【図４】第２の実施の形態のプラズマ処理装置の構成図
である。
【図５】プラズマ処理装置のドライクリーニングを酸素
濃度に基づいてモニタした結果を示すグラフである。
【図６】第３の実施の形態のプラズマ処理装置の構成図
である。
【図７】第４の実施の形態のプラズマ処理装置の構成図
である。
【図８】プラズマ処理装置のドライクリーニングをチャ
ンバ内にレーザー光を透過させてモニタした結果を示す
グラフである。
【図９】第５の実施の形態のプラズマ処理装置の構成図
である。
【図１０】プラズマ処理装置のドライクリーニングを膜
厚センサによりモニタした結果を示すグラフである。
【図１１】第６の実施の形態のプラズマ処理装置の構成
図である。
【図１２】各種終点検出方法に従いウェハを２０００枚
処理した場合のパーティクル発生量及びその標準偏差を
示すグラフである。
【符号の説明】
１１ 処理チャンバ １２ ラジカル発生装置 １３ ターボ分子ポンプ １４ 圧力調整弁 ２１ サセプタ ２２ 電極板 ２３ 圧力計 ２４ 冷媒流路 ２５ 冷媒供給管 ２６ 冷媒排出管 ２７、３４ 絶縁体 ２８、２９ 整合器 ３０、３１、６３ ＲＦ電源 ３２ フォーカスリング ３３ 電極支持体 ３５ ガス供給穴 ３６ Ａ／Ｄコンバータ ３７ クリーニングガス供給口 ４１ 酸素濃度計 ６１ 円筒部 ６２ コイル ６４ プラズマ発光センサ ７１、７２ 窓 ７３ 光源 ７４ 受光センサ ７５ 光線 ９１ 膜厚センサ １００ システムコントローラ Ｌ１ クリーニングガス供給ライン Ｌ２ ガス供給ライン Ｖ バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K030 DA06 JA01 JA09 JA20 KA39 4K057 DA01 DA14 DD01 DD07 DE20 DG08 DG13 DJ01 DJ02 DJ06 DJ07 DJ08 DM01 DM09 DM28 DM37 DN01 5F004 AA15 BA03 BA04 BA20 BB11 BB22 BC02 BD04 CA09 CB02 CB15 DA01 DA02 DA04 DA11 DA17 DA18 DA23 DB00 DB03 DB07 5F045 AC02 BB15 EB06 EC03 EE13 EE14 EH11 EH18 GB06 GB07 GB08 GB09

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被処理体に所定の処理を施す処理装置の真
    空チャンバ内を、該真空チャンバの外部で活性化したガ
    スを用いてクリーニングする、処理装置のクリーニング
    方法において、 クリーニング時の前記真空チャンバ内の圧力を測定し、 測定により得られた圧力データをモニタしてクリーニン
    グの終点検出を行う、 ことを特徴とする処理装置のクリーニング方法。
  2. 【請求項２】真空チャンバと、 前記真空チャンバをクリーニングするためのガスを該真
    空チャンバ内に供給可能に構成されたガス供給ライン
    と、 前記ガス供給ラインを介して前記真空チャンバに供給さ
    れるガスを活性化可能に構成されたガス活性化手段と、 前記真空チャンバ内の圧力を測定して、クリーニングの
    終点を検出する終点検出手段と、 から構成されることを特徴とする処理装置。
  3. 【請求項３】被処理体に所定の処理を施す処理装置の真
    空チャンバ内を、該真空チャンバの外部で活性化したガ
    スを用いてクリーニングする、処理装置のクリーニング
    方法において、 クリーニング時に前記真空チャンバ内に存在する物質の
    量を測定し、 測定により得られた前記物質の量データをモニタしてク
    リーニングの終点検出を行う、 ことを特徴とする処理装置のクリーニング方法。
  4. 【請求項４】前記物質は酸素であることを特徴とする請
    求項３に記載の処理装置のクリーニング方法。
  5. 【請求項５】真空チャンバと、 前記真空チャンバをクリーニングするためのガスを該真
    空チャンバ内に供給可能に構成されたガス供給ライン
    と、 前記ガス供給ラインを介して前記真空チャンバに供給さ
    れるガスを活性化可能に構成されたガス活性化手段と、 前記真空チャンバ内に存在する物質の量を測定して、ク
    リーニングの終点を検出する終点検出手段と、 から構成されることを特徴とする処理装置。
  6. 【請求項６】被処理体に所定の処理を施す処理装置の真
    空チャンバ内を、該真空チャンバの外部で活性化したガ
    スを用いてクリーニングする、処理装置のクリーニング
    方法において、 クリーニング中に前記真空チャンバ内にプラズマを発生
    させ、 発生したプラズマの発光強度を測定し、 測定により得られた発光強度データをモニタしてクリー
    ニングの終点検出を行う、 ことを特徴とする処理装置のクリーニング方法。
  7. 【請求項７】前記プラズマを誘導結合的に発生させるこ
    とを特徴とする請求項６に記載の処理装置のクリーニン
    グ方法。
  8. 【請求項８】真空チャンバと、 前記真空チャンバをクリーニングするためのガスを該真
    空チャンバ内に供給可能に構成されたガス供給ライン
    と、 前記ガス供給ラインを介して前記真空チャンバに供給さ
    れるガスを活性化可能に構成されたガス活性化手段と、 前記チャンバ内に局所的にプラズマを発生可能に構成さ
    れたプラズマ発生手段と、 前記プラズマ発生手段により発生されたプラズマの発光
    強度を測定してクリーニングの終点検出を行う終点検出
    手段と、 から構成されることを特徴とする処理装置。
  9. 【請求項９】被処理体に所定の処理を施す処理装置の真
    空チャンバ内を、該真空チャンバの外部で活性化したガ
    スを用いてクリーニングする、処理装置のクリーニング
    方法において、 前記真空チャンバは光透過可能な部材で構成された窓を
    有し、 前記窓を介して前記真空チャンバ内に光を通過させ、 前記真空チャンバを通過した光を測定し、 測定により得られた光のデータに基づいてクリーニング
    の終点検出を行う、 ことを特徴とする処理装置のクリーニング方法。
  10. 【請求項１０】前記窓は、耐プラズマ性材料でコーティ
    ングされていることを特徴とする請求項９に記載の処理
    装置のクリーニング方法。
  11. 【請求項１１】前記光は、レーザー光であることを特徴
    とする請求項９又は１０に記載の処理装置のクリーニン
    グ方法。
  12. 【請求項１２】前記光の測定は、前記光をフォトダイオ
    ードに受光させて行うことを特徴とする請求項９乃至１
    １のいずれか１項に記載の処理装置のクリーニング方
    法。
  13. 【請求項１３】光透過可能な部材で構成された窓を備え
    た真空チャンバと、 前記真空チャンバをクリーニングするためのガスを該真
    空チャンバ内に供給可能に構成されたガス供給ライン
    と、 前記ガス供給ラインを介して前記真空チャンバに供給さ
    れるガスを活性化可能に構成されたガス活性化手段と、 前記窓を通して前記真空チャンバ内に光を照射可能に構
    成された光照射手段と、 前記光照射手段により照射され、前記真空チャンバ内を
    通過した光を測定してクリーニングの終点検出を行う終
    点検出手段と、から構成されることを特徴とする処理装
    置。
  14. 【請求項１４】被処理体に所定の処理を施す処理装置の
    真空チャンバ内を、該真空チャンバの外部で活性化した
    ガスを用いてクリーニングする、処理装置のクリーニン
    グ方法において、 クリーニング時に除去される、真空チャンバ内に堆積さ
    れた膜の厚さを測定し、 測定により得られた膜厚データに基づいてクリーニング
    の終点検出を行う、ことを特徴とする処理装置のクリー
    ニング方法。
  15. 【請求項１５】前記膜厚の測定は、振動子を用いた膜厚
    センサにより行うことを特徴とする請求項１４に記載の
    処理装置のクリーニング方法。
  16. 【請求項１６】真空チャンバと、 前記真空チャンバをクリーニングするためのガスを該真
    空チャンバ内に供給可能に構成されたガス供給ライン
    と、 前記ガス供給ラインを介して前記真空チャンバに供給さ
    れるガスを活性化可能に構成されたガス活性化手段と、 前記真空チャンバ内に堆積され、クリーニングにより除
    去される対象の膜の厚さを測定してクリーニングの終点
    検出を行う終点検出手段と、 から構成されることを特徴とする処理装置。
  17. 【請求項１７】前記所定の処理は、プラズマ処理である
    ことを特徴とする請求項１、３、４、６、７、９〜１
    ２、１４、１５のいずれか１項に記載の処理装置のクリ
    ーニング方法。
  18. 【請求項１８】前記活性化はプラズマ化であることを特
    徴とする請求項１、３、４、６、７、９〜１２、１４、
    １５、１７のいずれか１項に記載の処理装置のクリーニ
    ング方法。
  19. 【請求項１９】前記処理装置は、前記真空チャンバ内に
    プラズマを生成して処理する手段を備えることを特徴と
    する請求項２、５、８、１３、１６のいずれか１項に記
    載の処理装置。
  20. 【請求項２０】前記ガス活性化手段は、前記ガス供給ラ
    インから前記真空チャンバに供給されるガスをプラズマ
    化する手段を備えることを特徴とする請求項２、５、
    ８、１３、１６、１９のいずれか１項に記載の処理装
    置。
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