JP2008211106A

JP2008211106A - 半導体装置の製造方法、及び基板処理装置

Info

Publication number: JP2008211106A
Application number: JP2007048277A
Authority: JP
Inventors: Sadayoshi Horii; 貞義堀井; Hidehiro Nouchi; 英博野内; Mitsuaki Tanabe; 光朗田辺; Atsushi Sano; 敦佐野
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2008-09-11

Abstract

【課題】処理室内の付着膜を化学的反応により除去することが可能であり、半導体装置の製造に悪影響を与える金属汚染を低減させることが可能な基板処理装置、及び半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】基板を処理する処理室と、処理室内にガスを供給するガス供給部と、処理室内で基板を支持する支持台と、基板を処理する際に基板の周囲に配置されるプレートと、を有し、支持台またはプレートの少なくともいずれか一方に、ガス供給部から供給されるガスをプラズマ化させるための電極が内蔵されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、基板上にガスを供給して薄膜を形成するための基板処理装置の保守、及び運用に関するものである。

半導体装置の製造工程の一工程として、熱化学反応による成膜工程を実施する基板処理装置は、処理対象としての基板を加熱するための加熱機構を有している。しかしながら、この加熱機構は、基板だけでなく、その周辺部分も同時に加熱してしまうため、かかる昇温部分にも余剰な付着膜が成膜されてしまう。そして、長時間にわたり成膜処理を継続すれば、昇温部分における付着膜の膜厚が厚くなって剥がれ易くなり、パーティクルの原因となる。

かかる基板処理装置の保守に際しては、従来は、付着膜が形成されてしまった部品のパーツ交換を行うこととしていた。しかしながら、その作業には、部品の交換作業時間に加えて、基板処理装置の冷却時間と再び成膜を開始するまでの昇温時間とが必要となることから、基板処理装置の生産性が損なわれていた。

そのため近年、基板処理装置の保守に際して、パーツ交換によらず、化学的反応により付着膜を除去する方法が試みられている。
ただし、シリコンや金属を含む膜を生成する基板処理装置にて付着膜を熱化学反応により除去するには、一般的には処理室を４００〜５００℃まで昇温することが必要となる。しかし、金属で形成されている処理室を前記温度まで昇温することは困難であった。
そこで、熱化学反応ではなく、励起種を用いた化学反応による付着膜の除去が試みられている。具体的には、処理室全体に高周波電力を供給して、処理室内全体にプラズマを生成するという方法が試みられている。

しかしながら、処理室全体内にプラズマを生成すると、処理室を構成する金属部材の露出面がプラズマによりスパッタリングされてしまい、スパッタリングされた金属原子が処理室内に残留し、次の成膜工程において基板に付着し、金属汚染の問題が生じてしまう場合があった。

そこで本発明は、処理室内の付着膜を化学的反応により除去することが可能であり、半導体装置の製造に悪影響を与える金属汚染を低減させることが可能な基板処理装置、及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、基板を処理する処理室と、前記処理室内にガスを供給するガス供給部と、前記処理室内で前記基板を支持する支持台と、前記基板を処理する際に前記基板の周囲に配置されるプレートと、を有し、前記支持台または前記プレートの少なくともいずれか一方に、前記ガス供給部から供給されるガスをプラズマ化させるための電極が内蔵されている基板処理装置が提供される。

本発明の他の態様によれば、基板を処理室内に搬入する工程と、記処理室内に搬入した基板を支持台上に載置する工程と、前記支持台上に載置した前記基板の周囲にプレートを配置する工程と、前記処理室内に処理ガスを供給して前記基板を処理する工程と、処理後
の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、前記処理室内にクリーニングガスを供給するとともに、前記支持台または前記プレートの少なくともいずれか一方に設けられた電極に電力を供給し、前記クリーニングガスをプラズマ化させて前記処理室内をクリーニングする工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。

本発明によれば、処理室内の付着膜を化学的反応により除去することが可能であり、半導体装置の製造に悪影響を与える金属汚染を低減させることが可能な基板処理装置、及び半導体装置の製造方法を提供することが出来る。

上述の通り、基板処理装置の加熱機構は、基板を加熱する際に、基板だけでなくその周辺部分をも同時に加熱してしまうため、かかる昇温部分にも余剰な付着膜が成膜されてしまう。

発明者等の研究によれば、かかる付着膜は処理室全体に均一に形成されるわけではなく、加熱機構により昇温される部分に特に厚く形成される。そのため、処理室の内部全体にプラズマを生成して付着膜を除去させようとすると、付着膜が薄いあるいは形成されていない部分における処理室の金属壁がプラズマによりスパッタリングされてしまい、次の成膜工程において半導体装置の金属汚染を招いてしまうことが判明した。
そこで、発明者等は、付着膜が厚く形成されている領域について選択的にプラズマを生成させて付着膜を除去することが半導体装置の金属汚染の低減には有効である、との知見を得て本発明を完成させるに至った。

以下、本発明の一実施の形態における基板処理装置の構成、本発明の一実施の形態における基板処理装置を用いた半導体装置の製造工程の一工程としての基板処理工程およびクリーニング工程、について順次説明する。

（１）基板処理装置の構成
まず、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置である枚葉式処理装置の処理炉の一例を示す概略図である。

（ａ）処理室
図１に示すように、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置である枚葉式処理装置の処理炉は、処理容器２０２を備えている。そして、処理容器２０２は、その内部に基板２００を処理するための処理室２０１を構成する。ここで基板２００とは、例えば、半導体ウエハや、ガラス基板等である。

（ｂ）基板搬入搬出口
処理容器２０２の側壁には、仕切弁としてのゲートバルブ２４４によって開閉される基板搬入搬出口２４７が設けられる。仕切弁としてのゲートバルブ２４４を開放することにより、図示しない基板移載機構を用い、処理室２０１内に基板２００を搬入搬出し得るように構成されている。

（ｃ）支持台
処理室２０１内には、基板２００を支持するための支持台２０６が設けられている。支持台２０６の上部には、基板２００を支持するための支持板としてのサセプタ２１７が設けられている。支持台２０６の内部には加熱機構（加熱手段）としてのヒータ２０７が設けられ、ヒータ２０７によってサセプタ２１７上に支持される基板２００を加熱すること
が可能となっている。ヒータ２０７は、基板２００の温度が所定温度となるように、温度制御部（温度制御手段）としての温度コントローラ２５３により制御される。

また、処理室２０１の外部には、回転機構（回転手段）２６７、及び昇降機構（昇降手段）２６６が設けられている。支持台２０６は処理容器２０２の底部を貫通しており、回転機構２６７は支持台２０６の下端部を下方側より支持している。また、昇降機構（昇降手段）２６６は、回転機構２６７を下方側より支持している。
そして、回転機構２６７を作動（回転）させることにより、サセプタ２１７上に支持される基板２００を回転させることが可能となっている。
また、この昇降機構２６６を作動（昇降）させることにより、サセプタ２１７上に支持される基板２００を昇降させることが可能となっている。支持台２０６は、基板２００の搬送時には実線で示される基板搬送位置に、基板２００の処理時には点線で示される基板処理位置に配置される。

なお、支持台２０６は、ＲＦ電極２０６ａを内蔵している。ＲＦ電極２０６ａへは、処理室２０１の外部に設けられた高周波電源２０６ｂから電力を供給できるようになっている。そして、ＲＦ電極２０６ａへ電力を供給することで、支持台２０６付近に存在するガスをプラズマ化することが可能となっている。なお、支持台２０６は、石英または窒化アルミニウムから構成されていることが好ましい。ＲＦ電極２０６ａを絶縁物からなる支持台２０６で封止することにより、プラズマによるＲＦ電極２０６ａのスパッタリングを防ぎ、半導体装置の製造に悪影響を与える金属汚染を低減させることができる。

（ｄ）第１原料ガス供給ライン
処理室２０１の外部には、液体原料である第１原料を気化して、処理ガスとしての第１原料ガスを生成するための気化器２５５と、気化器２５５へ第１原料を供給するための第１原料供給源２５０ａと、が設けられる。
気化器２５５の上流側は、液体原料供給管２３２により、第１原料の液体供給流量を制御するための流量コントローラ（液体マスフローコントローラ）２４１ａを介して、第１原料供給源２５０ａと接続されている。
気化器２５５の下流側は、第１原料ガス供給管２３２ａにより、処理室２０１の上部（天井部）と接続されている。そして、処理室２０１の上部と第１原料ガス供給管２３２ａとの接続部分は、処理室２０１内に第１原料ガスを導入するためのガス導入口２０１ａを形成する。なお、第１原料ガス供給管２３２ａにはバルブ２４３ａが設けられており、バルブ２４３ａを開閉させることにより、ガス導入口２０１ａから処理室２０１内への第１原料ガスの供給を制御することが可能となっている。
なお、第１原料としては、例えば、常温で液体である有機液体金属材料、すなわち有機金属液体原料を用いる。

（ｅ）不活性ガス供給ライン
また、処理室２０１の外部には、不活性ガスを、第１原料ガス供給管２３２ａ及び処理室２０１内へ供給するための不活性ガス供給源２５０ｅが設けられる。
不活性ガス供給源２５０ｅは、不活性ガス供給管２３２ｅにより、不活性ガスの供給流量を制御するためのガス流量コントローラ（マスフローコントローラ）２４１ｅを介して、第１原料ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａよりも下流の部分（すなわちバルブ２４３ａとガス導入口２０１ａとの間）に接続されている。なお、不活性ガス供給管２３２ｅにはバルブ２４３ｅが設けられており、バルブ２４３ｅを開閉させるこにより、ガス導入口２０１ａから処理室２０１内への不活性ガスの供給を制御することが可能となっている。
なお、不活性ガスとしては、例えば、Ａｒ，Ｈｅ，Ｎ_２等を用いる。

（ｆ）第２原料ガス供給ライン
また、処理室２０１の外部には、処理ガスとしての第２原料ガスを、第１原料ガス供給管２３２ａを介して処理室２０１内へ供給するための第２原料ガス供給源２５０ｂが設けられる。
第２原料ガス供給源２５０ｂは、第２原料ガス供給管２３２ｂにより、第２原料ガスの供給流量を制御するためのガス流量コントローラ（マスフローコントローラ）２４１ｂを介して、第１原料ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａよりも下流の部分に接続されている。なお、第２原料ガス供給管２３２ｂにはバルブ２４３ｂが設けられており、バルブ２４３ｂを開閉させるこにより、ガス導入口２０１ａから処理室２０１内への第２原料ガスの供給を制御することが可能となっている。
なお、第２原料ガスとしては、例えば、Ｏ_２，Ｏ_３，Ｈ_２Ｏ等の酸素（Ｏ）を含有するガスを用いる。

（ｇ）クリーニングガス供給ライン
また、処理室２０１の外部には、処理室２０１内をクリーニングするためのクリーニングガスを、第１原料ガス供給管２３２ａを介して処理室２０１内へ供給するためのクリーニングガス供給源２５０ｄが設けられる。
クリーニングガス供給源２５０ｄは、クリーニングガス供給管２３２ｄにより、クリーニングガスの供給流量を制御するためのガス流量コントローラ（マスフローコントローラ）２４１ｄを介して、第１原料ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａよりも下流の部分に接続されている。なお、クリーニングガス供給管２３２ｄにはバルブ２４３ｄが設けられており、バルブ２４３ｄを開閉させるこにより、ガス導入口２０１ａから処理室２０１内へのクリーニングガスの供給を制御することが可能となっている。
なお、クリーニングガスとしては、例えば、ＣｌＦ_３，ＮＦ_３，ＢＣｌ_３等のフッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）を含有するガスを用いる。

（ｈ）シャワーヘッド
処理容器２０２の上部、すなわち、ガス導入口２０１ａと、サセプタ２１７との間には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド２３４が設けられる。
シャワーヘッド２３４は、ガス導入口２０１ａから導入されるガスを分散させるための分散板２３７と、分散板２３７を通過したガスをさらに均一に分散させてサセプタ２１７上の基板２００表面に供給するためのシャワー板２３６と、を備える。
分散板２３７は、ガス導入口２０１ａ及びシャワー板２３６と対向するように配置され、シャワー板２３６は、サセプタ２１７上の基板２００と対向するように配置される。なお、処理容器２０２の天井壁と分散板２３７との間、および分散板２３７とシャワー板２３６との間には空間が設けられ、かかる空間は、ガス導入口２０１ａを通過したガスを分散させるためのバッファ空間２４０ａ、および分散板２３７を通過したガスを拡散させるためのバッファ空間２４０として機能する。
分散板２３７及びシャワー板２３６には、複数の通気孔２３７ａ、２３６ａが設けられている。

（ｉ）排気系
処理容器２０２の基板搬入搬出口２４７とは反対側の側壁には、排気口２３０が設けられている。排気口２３０には、除害装置（図示せず）に連通する排気管２３１が接続されている。排気管２３１には、処理室２０１内の圧力を制御する圧力制御部（圧力制御手段）としての圧力コントローラ２５４と、排気装置（排気手段）としての真空ポンプ２４６と、が設けられる。排気口２３０及び排気管２３１により排気系が構成される。

（ｊ）整流プレート
シャワーヘッド２３４とサセプタ２１７との間には、処理室２０１の側面に設けられた
整流プレート積載部２０５ｃにより支持される整流プレート２０５が設けられる。

図２に整流プレート２０５の概要構成図を示す。ここで、図２（ａ）は整流プレート２０５の上面図を示し、（ｂ）は整流プレート２０５の断面側面図を示している。図２（ａ）に示すとおり、整流プレート２０５は、円環（リング）形状の板材として構成されている。そして、基板２００を支持する支持台２０６を基板処理位置まで上昇させたときに、整流プレート２０５が基板２００の周囲に配置されるよう構成される。

整流プレート２０５は、シャワーヘッド２３４から供給される各種ガスの流れを調整する整流機能を有する。整流プレート２０５の整流作用により、シャワーヘッド２３４から基板２００に供給されるガスは、基板２００の径方向外方に向かって流れ、整流プレート２０５上を通り、整流プレート２０５と処理容器２０２の側壁（内壁）との間を通り、排気口２３０より排気される。なお、基板２００の外周部（エッジ部）など、基板２００に薄膜を形成したくない箇所がある場合には、整流プレート２０５の内径を基板２００の外形よりも小さくして、基板２００の外周部表面を覆うように構成してもよい。

なお、図２（ｂ）に示すとおり、整流プレート２０５は、ＲＦ電極２０５ａを内蔵している。ＲＦ電極２０５ａへは、処理室２０１の外部に設けられた高周波電源２０５ｂから電力を供給できるようになっている。そして、ＲＦ電極２０５ａへ電力を供給することで、整流プレート２０５付近に存在するガスをプラズマ化することが可能となっている。なお、整流プレート２０５は、石英または窒化アルミニウムから構成されていることが好ましい。ＲＦ電極２０５ａを絶縁物からなる整流プレート２０５で封止することにより、プラズマによるＲＦ電極２０５ａのスパッタリングを防ぎ、半導体装置の製造に悪影響を与える金属汚染を低減させるためである。

（ｋ）コントローラ
上述のバルブ２４３ａ，ｂ，ｄ，ｅ、流量コントローラ２４１ａ，ｂ，ｄ，ｅ、温度コントローラ２５３、圧力コントローラ２５４、気化器２５５、回転機構２６７、昇降機構２６６等の基板処理装置を構成する各部の動作は、主制御部（主制御手段）としてのメインコントローラ２５６により制御される。また、ＲＦ電極２０５ａ，２０６ａへ供給する電力もメインコントローラ２５６により制御される。

（２）基板処理工程
続いて、上述した図１のような構成の処理炉により実施される本発明の一実施形態にかかる半導体装置の製造工程の一工程としての基板処理工程について、図３を用いて説明する。
本発明の一実施形態としては、第１原料として常温で液体である有機金属液体原料を用い、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、特にＭＯＣＶＤ（ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、またはＡＬＤ（ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、基板上に金属膜や金属酸化膜等の薄膜を形成する方法について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作は、メインコントローラ２５６により制御される。

（ａ）基板搬入工程から基板載置工程まで
まず、昇降機構２６６を作動させ、支持台２０６を実線で示す基板搬送位置まで下降させる。その結果、サセプタ２１７の表面からは図示しない突き上げピンが突出する。そして、ゲートバルブ２４４を開いて基板搬入搬出口２４７を開放し、図示しない基板移載機構を用いて、基板２００を処理室２０１内へと搬入する（Ｓ１）。搬入された基板２００は、処理容器２０２の底部に支持台２０６、ＲＦ電極２０６ａ、ヒータ２０７、サセプタ
２１７を貫通するように設けられた図示しない突き上げピンの上端部に支持される。

その後、ゲートバルブ２４４を閉じ、さらに昇降機構２６６を作動させて、支持台２０６を基板搬送位置から点線で示す基板処理位置まで上昇させる。その結果、突き上げピンはサセプタ２１７の表面より没入し、基板２００はサセプタ２１７上に載置され、サセプタ２１７により支持される（Ｓ２）。このとき、整流プレート２０５が基板２００の周囲に配置されることとなる。なお、このとき、整流プレート２０５はサセプタ２１７とは接触することなく、整流プレート積載部２０５ｃに支持されたままの状態であり、整流プレート２０５とサセプタ２１７との間には、わずかに隙間が生じることとなる。

支持台２０６を基板処理位置まで上昇させた後、回転機構２６７を作動させて基板２００を回転させる。

なお、上述の、基板搬入工程（Ｓ１）及び基板載置工程（Ｓ２）中は、バルブ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｄを閉め、バルブ２４３ｅを開けて不活性ガスを処理室２０１内へ供給しつつ排気口２３０から排気することにより、処理室２０１内に不活性ガスの流れを形成するのが好ましい。これにより、基板２００の表面に、パーティクルや金属汚染物が付着するのを防止することが出来る。

（ｂ）基板昇温工程および圧力調整工程
その後、ヒータ２０７に電力を供給して、基板２００が所定の処理温度となるように加熱する（Ｓ３）。同時に、圧力コントローラ２５４により、処理室２０１内が所定の処理圧力となるように制御する（Ｓ４）。

なお、基板昇温工程（Ｓ３）及び圧力調整工程（Ｓ４）の完了までに、液体原料としての第１原料を、第１原料供給源２５０ａから気化器２５５へと供給して気化させ、気化器２５５にて第１原料ガスを生成させておく。ここで、第１原料ガスの流量は、流量コントローラ２４１ａを用いて制御する。

（ｃ）第１原料ガス供給工程
その後、バルブ２４３ａを開け、さらに排気口２３０から処理室２０１内を排気する。これにより、第１原料ガスをガス導入口２０１ａから処理室２０１内へと導入する（Ｓ５）。導入された第１原料ガスは、シャワーヘッド２３４により均一に分散され、基板２００上へシャワー状に供給される。このとき、バルブ２４３ｅは開けたままの状態とし、処理室２０１内へは第１原料ガスと不活性ガスとを同時に供給する。第１原料ガスを不活性ガスで希釈させることにより、第１原料ガスが分散されやすくなるからである。

（ｄ）第１パージ工程
処理室２０１内への第１原料ガスの供給を所定時間実施した後、バルブ２４３ｅを開いたまま、バルブ２４３ａのみを閉じることにより、処理室２０１への第１原料ガスの供給を停止する。なお、不活性ガスの供給および処理室２０１内の排気は継続しており、これにより、処理室２０１内がパージされ、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換する（Ｓ６）。

（ｅ）第２原料ガス供給工程
その後、排気口２３０からの処理室２０１内の排気を継続したまま、バルブ２４３ｂを開ける。これにより、第２原料ガスが、ガス導入口２０１ａから処理室２０１内へと導入され、シャワーヘッド２３４により均一に分散されて、基板２００上へシャワー状に供給される（Ｓ７）。このときも、バルブ２４３ｅは開けたままの状態とする。

（ｆ）第２パージ工程
処理室２０１内への第２原料ガスの供給を所定時間実施した後、バルブ２４３ｅを開いたまま、バルブ２４３ｂのみを閉じることにより、処理室２０１への第２原料ガスの供給を停止する。なお、不活性ガスの供給および処理室２０１内の排気は継続しており、これにより、処理室２０１内がパージされ、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換する（Ｓ８）。

（ｇ）繰り返し工程
その後、以上に述べたＳ５〜Ｓ８までの各工程を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すことにより、基板２００上に所定膜厚の薄膜を形成する（Ｓ９）。

（ｈ）基板搬出工程
基板２００へ所定膜厚の薄膜を形成後、回転機構２６７による基板２００の回転を停止
する。その後、処理済の基板２００を、基板搬入工程と逆の手順で処理室２０１外へ搬出し（Ｓ１０）、本発明の一実施形態にかかる基板処理工程を完了する。

なお、上記において、薄膜形成工程をＣＶＤ法により実施する場合には、処理温度を、第１原料ガスのガス分子が熱分解する程度の温度帯となるように制御する。この場合、第１原料ガス供給工程（Ｓ５）においては、基板２００上で第１原料ガスのガス分子が熱分解し、数〜数十原子層程度の薄膜が形成される。この間、基板２００は回転しながら所定温度に保たれているので、基板２００面内にわたり均一な膜を形成できる。
また、第２原料ガス供給工程（Ｓ７）においては、第２原料ガスに含まれる反応種の作用により、基板２００上に形成された数〜数十原子層程度の薄膜からＣ，Ｈ等の不純物が除去される。そして、この間も基板２００は回転しながら所定温度に保たれているので、薄膜から不純物を素早く均一に除去することが出来る。

なお、ＣＶＤ法により基板２００上に例えばＨｆＳｉＯ膜を形成する場合の処理条件としては、例えば、処理温度４５０℃、処理圧力５０〜２００Ｐａ、第１原料（Ｈｆ−ＭＭＰとＳｉ−ＭＭＰとの混合原料）供給流量を０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、第２原料ガス（酸素ガス）供給流量１０〜１０００ｓｃｃｍが例示される。

また、上記において、薄膜形成工程をＡＬＤ法により実施する場合には、処理温度を、第１原料ガスのガス分子が熱分解しない程度の温度帯となるように制御する。この場合、第１原料ガス供給工程（Ｓ５）においては、基板２００上に第１原料ガスのガス分子が熱分解することなく吸着する。この間、基板２００は回転しながら所定温度に保たれているので、基板２００面内にわたり第１原料を均一に吸着させることができる。
また、第２原料ガス供給工程（Ｓ７）においては、基板２００上に吸着した第１原料と第２原料ガスとが反応することにより、基板２００上に１〜数原子層程度の薄膜が形成される。この間も、基板２００は回転しながら所定温度に保たれているので、基板２００面内にわたり均一な膜を形成できる。なお、このとき、第２原料ガスに含まれる反応種の作用により、薄膜中に混入するＣ，Ｈ等の不純物を脱離させることが出来る。

なお、ＡＬＤ法により基板２００上に例えばＨｆＳｉＯ膜を形成する場合の処理条件としては、例えば、処理温度２５０〜３１５℃、処理圧力５０〜２００Ｐａ、第１原料（Ｈｆ−ＭＭＰとＳｉ−ＭＭＰとの混合原料）供給流量を０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、第２原料ガス（酸素ガス）供給流量を１０〜１０００ｓｃｃｍが例示される。

（３）クリーニング工程
上述した基板処理工程を行うと、処理室２０１の内壁、支持台２０６、サセプタ２１７、整流プレート２０５等にも付着膜が形成され、基板処理工程を繰り返すと、この付着膜
の膜厚が増大する。この付着膜の膜厚が所定の厚さに到達した時点で、処理室２０１内のクリーニングを行う。
以下に、上述した図１のような構成の処理炉により実施される本発明の一実施形態にかかる半導体装置の製造工程の一工程としてのクリーニング工程について、図３を用いて説明する。

（ａ）温度調整工程
まず、ヒータ２０７に電力を供給し、処理室２０７内を所定のクリーニング温度となるように均一に加熱する（Ｓ１１）。

（ｂ）圧力調整工程
同時に、圧力コントローラ２５４により、処理室２０１内が所定のクリーニング圧力となるように制御する（Ｓ１２）。

（ｃ）クリーニングガス供給工程
処理室２０１内の温度、圧力が、それぞれ所定のクリーニング温度、圧力に到達して安定したら、ガス導入口２０１ａから処理室２０１内にクリーニングガスを供給しつつ排気口２３０より排気する（Ｓ１３）。

（ｄ）プラズマ生成工程
処理室２０１内にクリーニングガスが供給され、処理室２０１内がクリーニングガスで一様になったら、支持台２０６に内蔵されたＲＦ電極２０６ａ、または整流プレート２０５に内蔵されたＲＦ電極２０５ａに、高周波の交流電力を供給して支持台２０６または整流プレート２０５の周辺にあるクリーニングガスをプラズマ化する（Ｓ１４）。プラズマ化されたクリーニングガスは、処理室２０１の内壁、支持台２０６、サセプタ２１７、整流プレート２０５等に付着した付着膜を、プラズマ化学反応により除去する。

なお、必ずしもＲＦ電極２０６ａ、２０５ａの両方に電力を供給する必要はなく、付着膜の多い方にのみ選択的に電力を供給することが好ましい。例えば、支持台２０６の付着膜が厚く、整流プレート２０５の付着膜が薄い場合には、ＲＦ電極２０６ａのみに電力を供給し、ＲＦ電極２０５ａには電力を供給しないことが好ましい。また、支持台２０６及び整流プレート２０５の付着膜が共に厚い場合には、ＲＦ電極２０６ａ、２０５ａの両方に電力を供給することが好ましい。

その後、所定時間が経過した後、ＲＦ電極２０６ａ、２０５ａへの電力供給を停止する。さらに、バルブ２４３ｅを開いたまま、バルブ２４３ｄを閉じてクリーニングガスの供給を停止する。このとき、不活性ガスの供給および処理室２０１内の排気は継続しており、その結果、処理室２０１内がパージされ、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換され、クリーニング工程が終了する。

（４）本発明の一実施形態における効果
本発明の一実施形態によれば、ＲＦ電極２０６ａまたは２０５ａを用いてクリーニングガスをプラズマ化することで、プラズマ化学反応により処理室２０１内の付着膜を除去する。そのため、基板処理装置の保守に際してパーツ交換を行う必要がなく、基板処理装置の生産性低下を回避させることが出来る。

また、本発明の一実施形態によれば、付着膜の厚い箇所、すなわち支持台２０６または整流プレート２０５付近において局所的にクリーニングガスをプラズマ化し、付着膜を除去する。これにより、付着膜の薄い箇所あるいは形成されていない箇所について、露出している金属部材のスパッタリングを抑えることが出来る。これにより、次の成膜工程にお
ける半導体装置の金属汚染を低減させることが出来る。

＜本発明の好ましい態様＞
第１の態様は、基板を処理する処理室と、前記処理室内にガスを供給するガス供給部と、前記処理室内で前記基板を支持する支持台と、前記基板を処理する際に前記基板の周囲に配置されるプレートと、を有し、前記支持台または前記プレートの少なくともいずれか一方に、前記ガス供給部から供給されるガスをプラズマ化させるための電極が内蔵されている基板処理装置である。
第１の態様によれば、処理室内の付着膜を除去することができ、また、半導体装置の金属汚染を低減させることが出来る。

ここで、第１の態様における基板処理装置は、前記ガス供給部からクリーニングガスを供給させるとともに、前記電極に電力を供給して前記クリーニングガスをプラズマ化させるように制御するコントローラを有することが好ましい。これにより、第１の態様にかかる基板処理装置におけるクリーニングを自動化することが出来るので、作業は一層容易になる。

また、第１の態様における基板処理装置では、前記支持台または前記プレートの少なくともいずれか一方が、石英または窒化アルミニウムで構成されていることが好ましい。
支持台またはプレートが内蔵する電極を絶縁物で封止することにより、プラズマによる電極のスパッタリングを防ぎ、半導体装置の金属汚染を低減させることが出来る。

また、第１の態様における基板処理装置では、前記プレートが前記処理室内の基板処理位置に固定されていることが好ましい。

第２の態様は、基板を処理室内に搬入する工程と、前記処理室内に搬入した基板を支持台上に載置する工程と、前記支持台上に載置した前記基板の周囲にプレートを配置する工程と、前記処理室内に処理ガスを供給して前記基板を処理する工程と、処理後の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、前記処理室内にクリーニングガスを供給するとともに、前記支持台または前記プレートの少なくともいずれか一方に設けられた電極に電力を供給し、前記クリーニングガスをプラズマ化させて前記処理室内をクリーニングする工程と、を有する半導体装置の製造方法である。
第２の態様によれば、処理室内の付着膜を効率的に除去することができ、また、半導体装置の金属汚染を低減させることが出来る。

本発明の一実施形態にかかる基板処理装置である枚葉式処理装置の処理炉の一例を示す概略図である。整流プレートの概要構成図であり、（ａ）は整流プレートの上面図を示し、（ｂ）は整流プレートの断面側面図を示す。本発明の一実施形態にかかる半導体装置の製造工程の一工程としての基板処理工程およびクリーニング工程を示す図である。

符号の説明

２００基板
２０１処理室
２０１ａガス導入口（ガス供給部）
２０５整流プレート
２０５ａＲＦ電極
２０６支持台
２０６ａＲＦ電極
２５６メインコントローラ

Claims

基板を処理する処理室と、
前記処理室内にガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内で前記基板を支持する支持台と、
前記基板を処理する際に前記基板の周囲に配置されるプレートと、を有し、
前記支持台または前記プレートの少なくともいずれか一方に、前記ガス供給部から供給されるガスをプラズマ化させるための電極が内蔵されている
ことを特徴とする基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記ガス供給部からクリーニングガスを供給させるとともに、前記電極に電力を供給して前記クリーニングガスをプラズマ化させるように制御するコントローラを有する
ことを特徴とする基板処理装置。
基板を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室内に搬入した基板を支持台上に載置する工程と、
前記支持台上に載置した前記基板の周囲にプレートを配置する工程と、
前記処理室内に処理ガスを供給して前記基板を処理する工程と、
処理後の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、
前記処理室内にクリーニングガスを供給するとともに、前記支持台または前記プレートの少なくともいずれか一方に設けられた電極に電力を供給し、前記クリーニングガスをプラズマ化させて前記処理室内をクリーニングする工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。