JP2002367977A - 半導体装置の製造方法、基板処理方法、及び基板処理装置 - Google Patents

半導体装置の製造方法、基板処理方法、及び基板処理装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極の凹部に捕捉された異物を有効に処理室
から除去して、成膜基板上の異物数を大幅に減少する。 【解決手段】 プラズマＣＶＤ装置の処理室は、半導体
基板を載置する下電極と、これに対向する位置に設けら
れ基板載置面と対向する面に凹部が設けられた上電極と
を備える。このような処理室を用いて行う成膜プロセス
において、その成膜処理工程と排気工程との間に、異物
除去シーケンスを設ける。成膜時、処理室１３に、窒化
シリコン膜形成のための反応ガスＳｉＨ4及びＮＨ3を不
活性ガスＮ 2とともに供給する。電極１、８間に高周波
電力を印加し、反応ガスを放電させて半導体基板７に窒
化シリコン膜を形成する。成膜処理後の異物除去シーケ
ンス時、高周波放電を維持しながら処理条件を変更する
ことにより、ホロー放電を消滅させて電極の凹部に捕捉
された異物を処理室から除去する。処理条件の変更は、
ＳｉＨ4及びＮＨ3ガスの供給停止、Ｎ2ガスの供給継
続、高周波電力及び処理圧力の低減である。処理条件の
変更後、処理室１３を排気して高真空とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法、基板処理方法、及び基板処理装置に係り、特にプラ
ズマＣＶＤ装置に好適なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程の１つに基板上に所定の
成膜を行うプラズマＣＶＤ（ChemicalVapor Depositio
n）成膜工程がある。これは、気密な処理室に基板を装
填し、該処理室内に設けられている１対の電極間に成膜
ガスを供給しながら高周波電力を印加して高周波放電を
起こし、１対の電極間にプラズマを発生させる。このプ
ラズマにより成膜ガス中のガス分子を分解して基板表面
上に薄膜を形成するものである。
【０００３】上述した１対の電極の対向面が平面状であ
ると、形成されるプラズマの密度が比較的低く、高密度
プラズマを必要とするプロセスには不向きである。そこ
で、電極に、一つまたは複数の孔またはくぼみ、溝等の
非平面形状の部分（以下、凹部という）を形成して、ホ
ロー放電を生じさることにより、ガス分解効率及び成膜
速度を従来の平面型電極に比べて向上させたものが提案
されている（例えば特開平９−２２７９８号公報）。
【０００４】ここでホロー放電とは、ホロー即ち凹部で
の放電をいい、凹部に電子捕捉現象を生じさせて、高密
度プラズマを形成するものである。高周波放電において
は、ＤＣ放電におけるような意味での「陰極」というも
のは存在しない。しかしながら、高周波放電において
も、電極の表面に凹部を形成してホロー陰極放電に類似
した電子捕捉現象を生じさせ、これを利用して高密度プ
ラズマを形成することが可能である。前述したホロー放
電は、凹部にプラズマが引き込まれる現象を利用してい
る。この場合、電子は周囲の電位障壁によって凹部で静
電的に捕捉されて累積的に電離増殖し、この結果この凹
部で高密度のプラズマが得られることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、プラズマ中で
はガス分子同士が衝突して気相成長異物ないし反応生成
物でなる微粒子（以下、単に異物という）が形成され
る。この異物は負に帯電していることが多く、放電中は
凹部に形成される電位によって捕捉される。このため放
電中の凹部では異物同士が衝突することでさらに異物の
粒径が大きく成長するとともに、大量の異物が凹部に滞
留することになる。これらの異物は放電終了と同時に捕
捉電位が失われるため、成膜基板上に落下、付着し製品
不良の原因となる。
【０００６】このことは、成膜に限定されず、拡散、エ
ッチングを含む基板処理にも共通する。
【０００７】本発明の課題は、上述した従来技術の問題
点を解消して、処理基板上の異物数を大幅に減少するこ
とが可能な半導体装置の製造方法、基板処理方法、及び
基板処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、半導体基板を載置する第１電極と、第１電極と対向
する位置に設けられ第１電極の基板載置面と対向する面
に凹部が設けられた第２電極とを内部に有する処理室を
用いて前記半導体基板を処理する半導体装置の製造方法
であって、前記電極間に高周波電力を印加して前記処理
室に供給した反応ガスを放電させることにより、プラズ
マを形成させて前記半導体基板を処理するステップと、
前記半導体基板を処理した後に、前記放電を維持しなが
ら前記半導体基板を処理する処理条件を変更して処理室
内を排気するステップとを含む半導体装置の製造方法で
ある。半導体基板の処理には成膜の他に、拡散、エッチ
ングなども含まれる。また、前記処理室内を排気するス
テップには、前記第２電極の凹部に捕捉された異物を前
記処理室から除去することも含まれる。
【０００９】第２電極に凹部を設けると、凹部が放電空
間として機能するため放電効率が向上して高密度のプラ
ズマが得られるが、同時に凹部に異物が捕捉されること
になる。半導体基板の処理後、半導体基板を処理する処
理条件を変更すると、凹部に捕捉されていた異物が凹部
から解放される。その際、放電を維持してプラズマを形
成しておくので、凹部から解放された異物は、基板上に
落下、付着することなく、処理室から除去される。した
がって、処理半導体基板上の異物数が大幅に減少する。
【００１０】請求項２に記載の発明は、前記処理条件
が、前記第２電極の凹部のホロー放電を消滅させるよう
に変更する請求項１に記載の半導体装置の製造方法であ
る。処理後に放電を維持しながら、ホロー放電を消滅さ
せると、第２電極の凹部での異物の捕捉が解除されて処
理室から除去されやすくなるので、半導体基板上の異物
数が大幅に減少する。
【００１１】請求項３に記載の発明は、前記処理条件
が、処理圧力を含み、前記処理条件変更に際しては、前
記処理圧力を処理条件変更前よりも低下させるように変
更する請求項２に記載の半導体装置の製造方法である。
処理圧力はホロー放電の発生に最も関与している処理条
件であり、処理圧力を低下させると、ホロー放電を容易
に消滅させることができる。また、処理室に供給するガ
ス流量が同じであれば、処理圧力が低い方が、異物を吹
き飛ばしやすくなるので、異物を容易に除去することが
できる。
【００１２】請求項４に記載の発明は、前記処理条件
が、ガス種、ガス流量、処理圧力、高周波印加電力、高
周波周波数、電極間隔を含み、前記処理条件変更に際し
ては、前記処理条件のうちの一つまたは複数を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方
法である。ホロー放電の発生に関与している処理条件に
は、ガス種、ガス流量、処理圧力、高周波印加電力、高
周波周波数、電極間隔があり、これらのうちの一つまた
は複数を変更することによって、ホロー放電を消滅させ
ることができる。
【００１３】請求項５に記載の発明は、半導体基板を載
置する第１電極と、第１電極と対向する位置に設けられ
第１電極の基板載置面と対向する面に凹部が設けられた
第２電極とを内部に有する処理室に、反応ガスとしてシ
ランとアンモニアとを供給して前記半導体基板に膜を形
成する半導体装置の製造方法であって、前記電極間に高
周波電力を印加して前記処理室に供給した反応ガスを放
電させることにより、プラズマを形成させて前記半導体
基板上に窒化シリコン膜を形成するステップと、前記窒
化シリコン膜を形成した後、前記放電を維持しながら前
記反応ガスを、それ単独では成膜には寄与しない非反応
性ガスに切換えて、処理室内を排気するステップとを含
む半導体装置の製造方法である。前記処理室内を排気す
るステップには、前記第２電極の凹部に捕捉された異物
を前記処理室から除去することも含まれる。
【００１４】窒化シリコン膜を形成した後、ガス種を反
応ガスから非反応性ガスに切換えると、第２電極の凹部
に捕捉されていた異物が凹部から解放される。その際、
放電が維持されてプラズマが形成されているので、凹部
から解放された異物は、基板上に落下、付着することな
く、処理室から非反応ガスとともに排気される。したが
って、処理基板上の異物数も大幅に減少する。異物を凹
部から解放して除去するガスを非反応性ガスとするの
は、放電を維持しても基板上に成膜しないようにするた
めである。非反応性ガスとしては、シランとアンモニア
の代りに、例えば、窒素単独、あるいはアンモニア及び
窒素とすることができる。
【００１５】請求項６に記載の発明は、基板を載置する
第１電極と、第１電極と対向する位置に設けられ第１電
極の基板載置面と対向する面に凹部が設けられた第２電
極とを内部に有する処理室を用いて前記基板を処理する
基板処理方法であって、前記電極間に高周波電力を印加
して前記反応ガスを放電させることにより、プラズマを
形成させて前記基板を処理するステップと、前記基板を
処理した後に、前記放電を維持しながら前記半導体基板
を処理する処理条件を変更して処理室内を排気するステ
ップとを含む基板処理方法である。基板は半導体基板に
限定されず、ガラス基板なども含む。前記処理室内を排
気するステップには、前記第２電極の凹部に捕捉された
異物を前記処理室から除去することも含まれる。
【００１６】基板の処理後、半導体基板を処理する処理
条件を変更すると、第２電極の凹部に捕捉されていた異
物が凹部から解放される。その際、放電を維持してプラ
ズマを形成しておくので、凹部から解放された異物は、
基板上に落下、付着することなく、処理室から除去され
る。したがって、処理基板上の異物数も大幅に減少す
る。
【００１７】請求項７に記載の発明は、基板を処理する
処理室と、処理室内で基板を載置する第１電極と、第１
電極と対向する位置に設けられ第１電極の基板載置面と
対向する面に凹部が設けられた第２電極と、前記電極間
に高周波電力を印加し反応ガスを放電させて前記基板を
処理した後に、前記放電を維持しながら基板を処理する
処理条件を変更して処理室内を排気するよう制御する制
御手段とを有することを特徴とする基板処理装置であ
る。放電を維持しながら処理条件を変更して処理室内を
排気する制御手段を設けることにより、基板上への異物
の落下、付着を低減できる。なお、前記処理室内を排気
することには、前記第２電極の凹部に捕捉された異物を
前記処理室から除去することも含まれる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の半導体装置の製造
方法、基板処理方法、及び基板処理装置の実施の形態を
説明する。図３は、実施の形態のプラズマＣＶＤ装置を
模式化した説明図である。この装置は、半導体製造工程
の１つである基板上に所定の成膜を行うプラズマＣＶＤ
（ChemicalVapor Deposition）成膜工程を行うものであ
る。なお、半導体装置には、シリコン等の半導体基板に
対して所定の処理を施すことにより製造されるＩＣや、
ガラス基板に対して所定の処理を施すことにより製造さ
れる液晶表示装置なども含まれる。
【００１９】気密な容器１５内にシリコン等の半導体基
板７を処理する処理室１３が形成される。この処理室１
３の天井部から上部内壁にかけて、気密容器１５とは絶
縁されたガス導入管１２とこれに連結された第２電極と
しての上電極１とが絶縁体２を介して設けられる。ガス
導入管１２は上電極１と電気的にも接続されて、上電極
１の取出し端を構成する。上電極１とガス導入管１２と
の接続部には、ガス導入管１２のガス流路１１から導入
されたガスを上電極１に拡散させる間隙１６が形成され
る。上電極１には多数のガス分散孔１７が穿設される。
ガス導入管１２より導入された反応ガスが前記間隙１６
を介してガス分散孔１７より後述するプラズマ処理空間
１４にシャワー状に供給されるようになっている。処理
室１３の下部に第１電極としての下電極８が、上電極１
と対をなすように設けられ、下電極８には図示しないヒ
ータが埋設されて、下電極８上に載置された基板７を加
熱するようになっている。
【００２０】前述した下電極８の基板載置面と対向する
上電極１の面に凹部４が設けられる。凹部４の側面は深
さが深くなるに従って断面積が小さくなるようテーパ状
又は階段状に形成されている。この凹部４の内部に電子
を捕捉することで放電効率を向上して、ガス分解効率及
び成膜速度を向上させるようになっている。
【００２１】上電極１、処理室１３の内壁、下電極８に
より囲繞される空間にプラズマ処理空間１４が形成され
る。ガス導入管１２よりガス分散孔１７を介してプラズ
マ処理空間１４に反応ガスとしての成膜ガスを供給しな
がら、高周波電源１０からガス導入管１２を介して上電
極１に高周波電力を印加する。下電極８は接地する。こ
の印加で電極１、８間に高周波放電を起こすことにより
プラズマ処理空間１４にプラズマを形成させ、成膜ガス
中のガス分子を分解して基板７に所要の薄膜を生成す
る。気密容器１５の底部には排気管９が連通され、この
排気管９より処理室１３内に導入されたガスは排気され
る。
【００２２】基板７に所要の薄膜を生成する場合は、反
応ガス導入管１２より成膜ガスとしてＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ
6、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＮＨ3、ＰＨ3等を導入する。
【００２３】図４は、上述したプラズマＣＶＤ装置の制
御系を示すブロック図である。処理室１３を中心とし
て、ガス制御系２３、高周波電源制御系２４、真空排気
系２６、下電極駆動系２７、及び圧力センサ２５が配置
されている。これらはＣＰＵなどからなる制御手段２８
によって、統括制御されるようになっている。
【００２４】ガス制御系２３は、成膜用のＳｉＨ4ガス
やＮＨ3ガスなどの反応ガス２２と、均一性確保のため
のＮ2ガスなどの不活性ガス２１とを処理室１３内に供
給し、そのガス流量を制御する。処理室１３内に供給す
るガスがＳｉＨ4ガスとＮＨ3ガスだけでは、プラズマが
電極周辺部まで広がらないため、プラズマ分布が悪くな
ってしまう。そこで、Ｎ2ガスも供給して、ＳｉＨ4ガス
とＮＨ3ガスの分子やラジカルを周辺部まで均等に運
び、膜質や面内分布の調節を行っている。
【００２５】真空排気系２６は、圧力センサ２５で検出
した処理室１３の圧力情報を基に真空ポンプ等のパワー
を調整して、処理室１３内の圧力を制御する。高周波電
源制御系２４は、上電極１に加える高周波印加電力、又
は高周波周波数を制御する。下電極駆動系２７は、下電
極８を昇降させることで、上電極１に対する電極間隔を
制御する。
【００２６】次に上述した構成の作用について図５〜図
７を用いて説明する。図５は成膜中の概念図、図６は成
膜後に行う異物除去シーケンスの概念図、図７は異物除
去シーケンスの後に行う真空排気時の概念図である。
【００２７】成膜時、ガス流路１１を通して反応ガスを
処理室１３内に供給する。上電極１に高周波電源１０か
ら高周波電力を印加し、この反応ガスを電極１、８間で
高周波放電させてプラズマ処理空間１４にプラズマ６を
形成し、基板７上に薄膜を形成する。この際、プラズマ
６中ではガス分子同士が衝突して異物３が形成される。
この異物３は前述したように負に帯電していることが多
く、放電中は、高周波電力が加えられる上電極１の凹部
４に、プラズマ６中の電子の捕捉効果の高い部分５が形
成される（図５）。このため放電中の凹部４では異物３
同士が衝突することでさらにその粒径が大きく成長する
とともに、大量の異物３が滞留することになる。
【００２８】成膜終了後の異物除去シーケンス時、放電
を持続しながら処理条件（ガス種、ガス流量、ガス圧
力、高周波印加電力、高周波周波数、電極間隔）の一つ
もしくは複数を変更する処理（以後、異物除去処理とい
う。）を行う。すると、凹部４のホロー放電を消滅させ
ることができ、凹部４内の異物３がある程度自由に動け
るようになる。この異物３は、電極平面部分のプラズマ
６の端（プラズマシース部分）に捕捉されるため、基板
７上に落下、付着することなく、ガス流によってプラズ
マ６の端を矢印に示すように移動し、排気管９を介して
処理室１３から排気される（図６）。数秒間放電を持続
し、異物３を排気した後に放電を停止する。
【００２９】異物除去シーケンス後の真空排気時は、ガ
スの供給及び高周波電力の印加を断って放電を終了さ
せ、処理室１３内を排気管９を介して排気して処理室１
３を高真空にする。これによって処理後の基板７上に異
物３が落下、付着することを有効に防止できる（図
７）。
【００３０】上述したような異物除去シーケンスを基板
処理後に行わないと、図８に示すように、放電終了と同
時にプラズマが消失し、捕捉電位が失われるため、凹部
４内の異物３は、基板７上に落下、付着して製品不良の
原因となる。
【００３１】図１に、前述した図５〜図７に対応する成
膜プロセスを窒化シリコン膜（Ｓｉ 3Ｎ4膜）の成膜に適
用したときのタイミングチャートを示す。ここでは、所
定の条件で窒化シリコン膜成膜後の異物除去シーケンス
において、放電を持続したまま、成膜ガスを停止し、高
周波電力（ＲＦ電力）及び圧力を低減している。
【００３２】まず、成膜処理ステップでは、ガス供給系
２３からＳｉＨ4ガスを３００〜６００ｓｃｃｍ、ＮＨ3
ガスを１０００〜３０００ｓｃｃｍの流量で供給する。
Ｎ2ガスの供給流量は３０００〜１００００ｓｃｃｍと
する。高周波電源１０からのＲＦ電力は３０００〜５０
００Ｗ、好ましくは３０００〜４５００Ｗの領域を使用
する。処理室１３内の処理圧力は２４０〜３００Ｐａ、
成膜終了直前では２６６Ｐａ（２．０Torr）〜３００Ｐ
ａとするとよい。この条件で成膜処理を行う。成膜処理
時間は１〜２分である。
【００３３】成膜処理後の異物処理ステップでは、次の
ように処理条件を変更するが、高周波放電は維持してプ
ラズマは形成したままとする。
【００３４】処理室１３内の圧力は、圧力センサ２５の
情報に基づく制御手段２８からの指令により真空排気系
２６を制御して、１３３Ｐａ（１Torr）程度まで下げ
る。上電極１に設けた凹部４内のホロー放電がどの処理
圧力から発生するかは必ずしも明らかではない。しか
し、処理室１３の容積や形状、真空ポンプの能力などの
ハードウェアによる多少の差異はあるが、放電のモード
が変る境界が１８６．２〜２１９．４５Ｐａ（１．４〜
１．６５Torr）であり、この境界より高圧側でホロー放
電が効果的に発生していると推測される。したがって、
上電極１の凹部４内のホロー放電を消滅させて、凹部内
の異物がある程度自由に動けるようにするには、前記境
界を避ける必要があることから、処理圧力は少なくとも
１５９．６Ｐａ（１．２Torr）以下、好ましくは１３３
Ｐａ（１Torr）程度まで下げることが好ましい。
【００３５】これと同時に、ガス制御系２３を制御し
て、成膜に関わるＳｉＨ4ガス及びＮＨ3ガスの供給を停
止して成膜処理を終了させる。しかし、不活性ガスであ
るＮ2ガスの供給は持続する。そのＮ2ガス量は３０００
〜１００００ｓｃｃｍと成膜処理時と同量でもよいが、
好ましくは８０００ｓｃｃｍがよい。これは、不活性ガ
スを流すことによって、高周波放電を維持する、成
膜に寄与しないようにする、ガス流によって異物を処
理室から除去する、ためである。
【００３６】また、高周波電源制御系２４を制御して、
ＲＦ電力は３０００Ｗ以下、好ましくは１０００Ｗに落
とす。ＲＦ電力をゼロに落とさないのは、プラズマ放電
を維持して、負に帯電した異物の基板７への付着を防止
するためである。また、成膜を行う際のＲＦ電力よりも
低い電力で放電させるのは、基板７上に形成した薄膜表
面に対するプラズマによるダメージを防ぐためである。
また、プラズマ放電はＮ2放電となるので、異常放電と
ならないパワーまで下げるためである。
【００３７】この異物除去シーケンス時間、換言すれ
ば、ホロー放電を消滅させる時間は、ガスによる吹き飛
ばし効果を高めるために、少なくとも３秒以上であるこ
とが好ましい。すなわち３秒まで短縮可能である。
【００３８】異物除去シーケンス後の排気ステップで
は、Ｎ2ガスの供給を停止し、ＲＦ電力の供給も停止す
る。そして、処理室１３内の雰囲気を排気管９から排気
して処理室１３内を高真空にすることにより、処理室１
３内の異物をほぼ完全に排除して成膜プロセスを終了す
る。
【００３９】上述したタイミングチャートによる成膜プ
ロセスを採用することにより、シリコン基板上に異物数
の極端に少ない窒化シリコン膜成を成膜できる。
【００４０】前述した図１の実施の形態では、成膜後、
放電を維持したまま成膜を終了させるために、ＳｉＨ4
ガスとＮＨ3ガスの両方のガス供給を停止し、Ｎ2ガスは
そのまま供給を持続するようにした。しかし、成膜後、
放電を維持したまま、反応ガスのうちの一方の供給のみ
を停止し、他方のガスはそのまま供給を持続させてもよ
い。反応ガスの一方のガスやＮ2ガスは単独では成膜に
寄与しないガスだからである。
【００４１】図２にそのような実施の形態の成膜処理、
異物除去シーケンス、及び排気のタイミングチャートを
示す。図１の実施形態と異なる点は、成膜処理後の異物
除去シーケンスで、成膜後の放電を維持したまま、Ｓｉ
Ｈ4ガスの供給のみを停止、ＮＨ3ガス、Ｎ2ガスはその
まま供給を持続している点である。この点から、図１の
実施形態よりも異物の除去シーケンスにおいて供給する
ガス流量を多くすることができ、ガスによる吹き飛ばし
効果を高めることができる。処理条件変更の制御性や、
ガスによる異物の吹き飛ばし効果の点から、図２の実施
形態の方が好ましいと言える。
【００４２】なお、上述した実施の形態では、異物を除
去するために、放電を維持しながら処理条件を変更する
際の条件として、ガス種、ＲＦ電力の大きさ、処理圧力
を挙げたが、それ以外に、両電極の間隔、ガス流量、Ｒ
Ｆ周波数がある。
【００４３】両電極１、８については、制御手段２８か
らの指令で下電極駆動系２７を動かして、その間隔を大
から小に変更する。そうすると、ガスによる吹き飛ばし
効果が高まり、異物の除去効果を向上できる。例えば、
成膜処理時に２０〜３０ｍｍ程度であるのを１０〜１５
ｍｍ程度に狭めるとよい。
【００４４】また、ガス流量については、ガス制御系２
３を制御して小から大に変更する。大量にガスを流す
と、異物を処理室１３から押し出して、吹き飛ばし効果
を高めることができる。
【００４５】また、ＲＦ周波数については、高い周波数
から低い周波数に変更すると、周波数が低い方が凹部に
捕捉されている異物を除去しやすくなる。
【００４６】なお、上述した実施の形態では、放電を持
続しながら処理条件を変更する際に、異物の原料となる
反応ガスを停止した後に流すガスとして、不活性ガスに
Ｎ2を、単独では成膜に寄与しないガスにＮＨ3ガスを例
に挙げて説明した。しかし、不活性ガスとしては、Ｎ2
の他に、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅ等でもよい。または単
独では成膜に寄与しないガスとしては、ＮＨ3の他にＰ
Ｈ3、Ｈ2等、またはこれらの混合ガスでもよい。形成し
た薄膜表面に膜特性の異なる膜が堆積するのを防げれば
よいからである。ここに上述した窒化シリコン膜を含め
た膜種と成膜後に流すガスの組合わせを示せば次の通り
である。
【００４７】 膜種（ガス） 成膜後に流すガス ＳｉＮ（ＳｉＨ4＋ＮＨ3＋Ｎ2） →Ｎ2 又は（ＮＨ3＋Ｎ2） ａ−Ｓｉ（ＳｉＨ4＋Ｈ2） →Ｈ2 ｎ+ａ−Ｓｉ（ＳｉＨ4＋Ｈ2＋ＰＨ3）→Ｈ2 又は（Ｈ2＋ＰＨ3）
【００４８】本発明を適用するのに特に好ましいプロセ
スは、窒化シリコン膜の成膜（成膜速度２００ｎｍ／ｍ
ｉｎ程度、膜厚５００〜７００ｎｍ）のように、高速成
膜を行う場合や、形成する膜の膜厚が厚い場合である。
このような場合、大量にガスを流すため、特に異物が発
生し易いからであり、本発明は、このようなプロセスに
特に有効である。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、基板処理後放電を維持
した状態で処理条件を変更するようにしたので、処理基
板上の異物数を大幅に減少することができ、その結果、
製品不良をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態を説明するタイムチャートである。
【図２】実施の形態を説明するタイムチャートである。
【図３】実施の形態を説明するプラズマＣＶＤ装置の処
理室の縦断面図である。
【図４】実施の形態を説明するプラズマＣＶＤ装置の制
御系のブロック図である。
【図５】実施の形態を説明する処理室の成膜中の概念図
である。
【図６】実施の形態を説明する処理室の異物除去シーケ
ンス処理中の概念図である。
【図７】実施の形態を説明する処理室の成膜プロセス終
了時の概念図である。
【図８】実施の形態との比較例を説明する処理室の成膜
プロセス終了時の概念図である。
【符号の説明】
１ 上電極（第２電極） ２ 絶縁物 ３ 異物 ４ 凹部 ６ プラズマ ７ 基板 ８ 下電極（第１電極） ９ 排気管 １０ 高周波電源 １２ ガス導入管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹林 雄二 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内 (72)発明者 笠原 修 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内 Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA13 AA18 BA40 CA04 DA08 FA03 KA49 LA15 5F004 AA14 AA15 BA06 BB24 BB26 BB28 BD04 CA01 CA02 CA03 CA04 CA05 DA22 DA23 DA25 FA07 5F045 AA08 AC01 AC05 AC12 AC15 AC16 AC17 AE21 AF01 AF07 AF10 BB15 DP03 DQ10 EB06 EF05 EH13 EM10 HA22 5F058 BB07 BC08 BD10 BF07 BF23 BF24 BF30 BF33 BH16 BJ01 BJ02 BJ03

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体基板を載置する第１電極と、第１電
    極と対向する位置に設けられ第１電極の基板載置面と対
    向する面に凹部が設けられた第２電極とを内部に有する
    処理室を用いて前記半導体基板を処理する半導体装置の
    製造方法であって、 前記電極間に高周波電力を印加して前記処理室に供給し
    た反応ガスを放電させることにより、プラズマを形成さ
    せて前記半導体基板を処理するステップと、 前記半導体基板を処理した後に、前記放電を維持しなが
    ら前記半導体基板を処理する処理条件を変更して処理室
    内を排気するステップとを含む半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項２】前記処理条件は、前記第２電極の凹部のホ
    ロー放電を消滅させるように変更する請求項１に記載の
    半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項３】前記処理条件は、処理圧力を含み、前記処
    理条件変更に際しては、前記処理圧力を処理条件変更前
    よりも低下させるように変更する請求項２に記載の半導
    体装置の製造方法。
  4. 【請求項４】前記処理条件は、ガス種、ガス流量、処理
    圧力、高周波電力、高周波周波数、電極間隔を含み、前
    記処理条件変更に際しては、前記処理条件のうちの一つ
    または複数を変更することを特徴とする請求項１に記載
    の半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項５】半導体基板を載置する第１電極と、第１電
    極と対向する位置に設けられ第１電極の基板載置面と対
    向する面に凹部が設けられた第２電極とを内部に有する
    処理室に、反応ガスとしてシランとアンモニアとを供給
    して前記半導体基板に窒化シリコン膜を形成する半導体
    装置の製造方法であって、 前記電極間に高周波電力を印加して前記処理室に供給し
    た反応ガスを放電させることにより、プラズマを形成さ
    せて前記半導体基板上に窒化シリコン膜を形成するステ
    ップと、 前記窒化シリコン膜を形成した後、前記放電を維持しな
    がら前記反応ガスを、それ単独では成膜には寄与しない
    非反応性ガスに切換えて、処理室内を排気するステップ
    とを含む半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項６】基板を載置する第１電極と、第１電極と対
    向する位置に設けられ第１電極の基板載置面と対向する
    面に凹部が設けられた第２電極とを内部に有する処理室
    を用いて前記基板を処理する基板処理方法であって、 前記電極間に高周波電力を印加して前記処理室に供給し
    た反応ガスを放電させることにより、プラズマを形成さ
    せて前記基板を処理するステップと、 前記基板を処理した後に、前記放電を維持しながら前記
    基板を処理する処理条件を変更して処理室内を排気する
    ステップとを含む基板処理方法。
  7. 【請求項７】基板を処理する処理室と、 処理室内で基板を載置する第１電極と、 第１電極と対向する位置に設けられ第１電極の基板載置
    面と対向する面に凹部が設けられた第２電極と、 前記電極間に高周波電力を印加して反応ガスを放電させ
    ることにより、プラズマを形成して前記基板を処理した
    後に、前記放電を維持しながら基板を処理する処理条件
    を変更して処理室内を排気するよう制御する制御手段と
    を有することを特徴とする基板処理装置。
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