JP2015018876A - 反応装置のコンディショニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマを用いた反応により反応室の内部に形成されたＳｉ及びＣを含む付着膜を除去することができる反応装置のコンディショニング方法を提供する。【解決手段】プラズマを用いた反応によりＳｉ及びＣを含む付着膜が反応室の内部に形成される反応装置のコンディショニング方法であって、Ｏ２プラズマを前記付着膜に照射することによりＣを除去するＯ２プラズマ照射工程と、ＳＦ６ガス及びＯ２ガスを用いて発生させたＳＦ６／Ｏ２プラズマを前記付着膜に照射することによりＳｉを除去するＳＦ６／Ｏ２プラズマ照射工程とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマを用いた反応によりＳｉ及びＣを含む付着膜が反応室の内部に形成されるドライエッチング装置やＣＶＤ装置等の反応装置のコンディショニング方法に関する。

シリコン半導体デバイスやシリコンＭＥＭＳ等を製造する時に行われるシリコン基板のドライエッチングにおいて、エッチングガスにＳＦ_６を用いフラズマ中のフッ素によりエッチングを行うに際し課題となるのが、シリコン基板のサイドエッチングである。このサイドエッチングを抑制するために、Ｏ_２、フルオロカーボンや、ＳｉＦ_４などをエッチングガスに添加する方法がある（特許文献１参照）。

しかしながら、Ｏ_２、フルオロカーボンや、ＳｉＦ_４をエッチングガスに添加することにより、ＳｉやＣ、場合によってはさらにＦやＯを含むエッチング生成物が、ドライエッチング装置のチャンバー（反応室）の内壁等に付着してしまう。そして、この付着膜がエッチング中に内壁等から脱離して気相に混入することにより、エッチストップ等が生じてエッチング反応が不安定化してしまうという問題が生じる。

なお、このように、ＳｉやＣを含む反応生成物が反応装置のチャンバーの内壁等に付着し、これが脱離して気相に混入することにより反応が不安定化してしまうという問題は、ドライエッチング装置に限らず、炭酸化シリコン（ＳｉＯＣ）等の層間絶縁膜等を形成するプラズマＣＶＤ装置（特許文献２）等その他の反応装置においても、同様に存在する。

特開２０１０−１３５５６３号公報 特開２００６−０２４６６６号公報

本発明の課題は、上述の従来技術の問題点を解決することにあり、プラズマを用いた反応により反応室の内部に形成されたＳｉ及びＣを含む付着膜、又はこの付着膜にさらにＦ及び／又はＯを含む付着膜を除去することができる反応装置のコンディショニング方法を提供することにある。

上記課題を解決する本発明の反応装置のコンディショニング方法は、プラズマを用いた反応によりＳｉ及びＣを含む付着膜が反応室の内部に形成される反応装置のコンディショニング方法であって、Ｏ_２プラズマを前記付着膜に照射することによりＣを除去するＯ_２プラズマ照射工程と、ＳＦ_６ガス及びＯ_２ガスを用いて発生させたＳＦ_６／Ｏ_２プラズマを前記付着膜に照射することによりＳｉを除去するＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程とを有することを特徴とする。

前記Ｏ_２プラズマ照射工程の後、前記ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程を行うことが好ましい。
そして、前記付着膜はさらにＦ及びＯの少なくとも一方を含み、このＦ及びＯを前記ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程で除去するようにしてもよい。
また、前記ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマを発生させるＳＦ_６ガスとＯ_２ガスは、流量（ｓｃｃｍ）比で、ＳＦ_６ガス：Ｏ_２ガス＝２５０：３０〜１５０であることが好ましい。

前記反応装置が、プラズマを用いてＳｉ基板をエッチングするドライエッチング装置又はプラズマＣＶＤ装置であってもよい。
また、前記反応装置が、エッチングガスとしてＳＦ_６ガス、Ｏ_２ガス、ＳｉＦ_４ガス及びフルオロカーボンガスを用いたドライエッチング装置であり、ＳＦ_６ガス、Ｏ_２ガス、ＳｉＦ_４ガス及びフルオロカーボンガスに由来する前記付着膜が反応室の内部に形成されるものであってもよい。

本発明によれば、プラズマを用いた反応を行うドライエッチング装置やＣＶＤ装置等の反応装置において、反応室の内部に形成されたＳｉ及びＣを含む付着膜、又はこの付着膜にさらにＦ及び／又はＯを含む付着膜を好適に除去できるコンディショニング方法を提供することができる。したがって、複数の基板に対して、ドライエッチングやＣＶＤによる成膜等の反応を行う間に、本発明のコンディショニング方法を行うことにより、付着膜によるエッチングやＣＶＤ等の反応の不安定化が防止できるため、エッチングやＣＶＤ等の反応を長期に亘って安定的に行うことができる。

本発明のコンディショニング方法をドライエッチング装置に適用したフロー ドライエッチング装置の構成例を模式的に示す概略断面図 実施例１及び比較例１で形成されたホール断面のＳＥＭ観察写真

本発明のコンディショニング方法は、プラズマを用いた反応によりＳｉ及びＣを含む付着膜が反応室の内部に形成される反応装置のコンディショニング方法であって、Ｏ_２プラズマを付着膜に照射することによりＣを除去するＯ_２プラズマ照射工程と、ＳＦ_６ガス及びＯ_２ガスを用いて発生させたＳＦ_６／Ｏ_２プラズマを付着膜に照射することによりＳｉを除去するＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程とを有するものである。

コンディショニングする反応装置をドライエッチング装置としたコンディショニング方法を例として、図１に示すフローを用いて、本発明を具体的に説明する。まず、基板をエッチングする（エッチング１）。本実施形態においては、基板としてＳｉ基板を用いている。なお、エッチングは、真空（例えば、５〜１０Ｐａ）で行うものである。

このエッチングの時に、エッチングガスとして、例えばＳＦ_６、Ｏ_２、フルオロカーボンや、ＳｉＦ_４等を使用すると、反応室（チャンバー）の内部、具体的には、反応室の内壁や反応室内に設けられた部材の表面に、エッチングガスやエッチングする基板（本実施形態においてはシリコン基板）や、基板にレジスト膜を設けている場合はレジスト膜等に由来するエッチング生成物からなり、Ｃ及びＳｉ、場合によってはさらにＯやＦを含む付着膜が形成される。付着膜を構成するエッチング生成物としては、Ｓｉ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｃ_ｘＦ_ｙ等が挙げられる。このエッチング生成物からなる付着膜は、完全な層状の場合、アイランド状の場合、粒状の場合もある。なお、上記のようなエッチングガスを、プラズマを用いて分解してラジカルやイオン化したもの（例えば、ＦラジカルやＦイオン）により、基板のエッチングが行われる。

そして、この反応室の内部に形成された付着膜が脱離して気相に混入すると、エッチングガスのプラズマによる分解の障害や、分解されて生じるラジカルやイオンによるエッチング反応の障害となって、エッチングが止まってしまうというエッチストップやエッチング速度が変わる等のエッチング反応の不安定化が生じる。このようにエッチング反応が不安定化することにより、複数の基板に対して同じ条件でエッチングを行っても、エッチングに再現性が無くなり、所望のエッチングを行うことができない。

本発明においては、図１に示すように、エッチングを行った後に、この反応室の内部に形成された付着膜を除去するコンディショニングを行う。具体的には、反応室内にダミー基板を載置し、Ｏ_２プラズマを付着膜に照射することによりＣを除去するＯ_２プラズマ照射工程と、ＳＦ_６ガス及びＯ_２ガスを用いて発生させたＳＦ_６／Ｏ_２プラズマを付着膜に照射することによりＳｉを除去するＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程とを行う。

Ｏ_２プラズマ照射工程で付着膜に照射するＯ_２プラズマとは、高周波電源から高周波を印加する等して発生させたプラズマによりＯ_２ガス、Ｏ_３ガスやＣＯガス、ＣＯ_２ガス等を分解することによって発生させた酸素ラジカル、酸素イオン、オゾンラジカルや、オゾンイオン等である。このＯ_２プラズマを、付着膜に照射することにより、Ｏ_２プラズマが付着膜に含まれるＣと反応して、付着膜からＣが除去されるが、Ｓｉはほとんど除去することはできない。

また、ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程で付着膜に照射するＳＦ_６／Ｏ_２プラズマとは、高周波電源から高周波を印加する等して発生させたプラズマによりＳＦ_６ガス及びＯ_２ガスを分解することによって発生させたフッ素ラジカルや、フッ素イオン、酸素ラジカルや酸素イオン、硫黄ラジカルや硫黄イオン等である。ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマは、ＳＦ_６ガス及びＯ_２ガスの他、ＣＯＦ_２ガス、ＳｉＦ_４ガスや、ＮＦ_３ガス等をプラズマにより分解することによって発生させたＣＯＦラジカルや、ＳｉＦ_ｘラジカル、ＮＦ_ｘラジカル等を含んでいてもよい。

このＳＦ_６／Ｏ_２プラズマを、付着膜に照射することにより、ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマがＳｉと反応して、付着膜からＳｉが除去されるが、新たにＣＦ結合が形成されるためか、Ｃを除去することは困難である。また、付着膜がＦやＯを含有する場合は、ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマがＦやＯとも反応することにより、付着膜からＦやＯも除去することができる。ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程でのＳＦ_６ガス及びＯ_２ガスの混合比は特に限定されないが、流量（ｓｃｃｍ）比で、ＳＦ_６ガス：Ｏ_２ガス＝２５０：３０〜１５０であることが好ましい。この範囲でＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程を行うことにより、特に効率良く付着膜を除去することができる。

Ｏ_２プラズマ照射工程とＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程の順序は特に限定されず、いずれの工程を先に行ってもよいが、膜中カーボンが優先残留するとカーボンリッチ膜となり除去困難性が懸念されるので、Ｏ_２プラズマ照射工程を行った後に、ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程を行うことが好ましい。いずれの工程を先に行っても、プラズマにより反応室内の温度が上昇するため、Ｏ_２プラズマまたはＳＦ_６／Ｏ_２プラズマと付着膜との反応により付着膜の所定の元素が除去できるのとは別に、元素間の結合が弱くなる等の理由により付着膜が反応しやすい状態になり、次に行うＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程またはＯ_２プラズマ照射工程におけるＳＦ_６／Ｏ_２プラズマまたはＯ_２プラズマと付着膜との反応が生じ易くなる。また、Ｏ_２プラズマ照射工程やＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程の回数は特に限定されず、それぞれ１回ずつ行っても、複数回行ってもよい。

ダミー基板としては、Ｓｉ基板や、石英基板等が挙げられる。Ｓｉ基板を用いる場合は、表面にポリイミド等の保護膜を設けたＳｉ基板を用いることが好ましい。

このように、エッチングを行った後に、Ｏ_２プラズマ照射工程とＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程とを有する本発明のコンディショニング方法を行うことにより、エッチング中にドライエッチング装置の内部に付着したＣ及びＦを含む付着膜を除去することができる。したがって、本発明のコンディショニング方法を行った後に、再びシリコン基板等の基板をエッチングすると（エッチング２）、付着膜が除去されているため、付着膜によるエッチストップ等のエッチング反応の不安定化が防止される。すなわち、複数枚の基板をエッチングする時に、１枚の基板のエッチングが終了する毎に、本発明のコンディショニング方法を行うことにより、複数枚の基板のエッチングを再現性良く行うことができる。なお、上記においては、１枚の基板のエッチングが終了する毎にコンディショニングを行う例を説明したが、付着膜の形成状況によっては、複数枚の基板のエッチングが終了する毎にコンディショニングを行ってもよい。

このようなコンディショニング方法を適用できる反応装置について、ドライエッチング装置を例に、さらに説明する。本発明のコンディショニング方法は、プラズマを用いる公知のドライエッチング装置に適用することができる。図２はドライエッチグ装置の構成例を模式的に示す概略断面図である。

図２に示すように、ドライエッチング装置１０は、エッチングを行う基板Ｗが載置される反応室（真空槽）１１と、基板Ｗを反応室１１内へ搬入及び搬出するためのロード／アンロード室（Ｌ／ＵＬ室）１２とを有し、このロード／アンロード室１２に格納されている基板Ｗは、反応室１１へと搬入され、そこでエッチング処理された後、ロード／アンロード室（Ｌ／ＵＬ室）１２へ搬出される。そして、反応室１１には、内部を排気して所望の真空状態にする真空ポンプ１３が接続されている。

また、反応室１１の天井部にはラジカルやイオンが通過する複数の孔を有するシャワープレート１４が設けられ、このシャワープレート１４を介して円筒状側壁１５を有するプラズマ発生室１６が接続されている。プラズマ発生室１６の円筒状側壁１５の外側には、三つの磁場コイル１７ａ、１７ｂ及び１７ｃが所定の間隔を置いて設けられ、磁場発生手段を構成する。三つの磁場コイル１７ａ、１７ｂ及び１７ｃは、その外側を上下から囲むように高透磁率材料製のヨーク部材（図示せず）に取付けられている。本実施形態においては、上側及び下側の各磁場コイル１７ａ及び１７ｃには、同方向の電流を流し、中間の磁場コイル１７ｂには逆向きの電流を流すようにしている。これにより、中間の磁場コイル１７ｂのレベル付近で円筒状側壁１５の内側に連続した磁場ゼロの位置ができ、環状磁気中性線（図示せず）が形成される。上記したようにシャワープレートを設けることが好ましいが、シャワープレートを設けなくても良い。

環状磁気中性線の大きさは、上側及び下側の各磁場コイル１７ａ及び１７ｃに流す電流と中間の磁場コイル１７ｂに流す電流との比を変えることで適宜設定でき、環状磁気中性線の上下方向の位置は、上側及び下側の各磁場コイル１７ａ及び１７ｃに流す電流の比によって適宜設定できる。また、中間の磁場コイル１７ｂに流す電流を増していくと、環状磁気中性線の径は小さくなり、同時に磁場ゼロの位置での磁場の勾配も緩やかになってゆく。磁場コイル１７ａ、１７ｂ及び１７ｃの内側には、高周波電場発生用のアンテナコイル１８が設けられ、このアンテナコイル１８はマッチングボックス２０を介して第１高周波電源２１に接続され、磁場発生手段を構成する。そして、三つの磁場コイル１７ａ、１７ｂ及び１７ｃによってプラズマ発生室１６の上部に形成された環状磁気中性線に沿って交番磁場を加え、この磁気中性線に放電プラズマ（ＮＬＤプラズマ）を発生させるように構成されている。

また、反応室１１内には、環状磁気中性線の作る面に対向して、基板Ｗが載置される基板ステージである基板電極２２が設けられている。この基板電極２２にマッチングボックス２３を介して第２高周波電源２４に接続され、この第２高周波電源２４には、第１高周波電源２１とは異なる電圧が印加され、電位的に浮遊電極となって負のバイアス電位となるように構成されている。

また、プラズマ発生室１６の上部に設けられた天板２５は、絶縁体部材（図示せず）を介して円筒状側壁１５の上部フランジに密封固着され、電位的に浮遊状態の対向電極として機能する。この天板２５の内面には、プラズマ発生室１６内にエッチングガスを導入するガス導入手段（図示せず）が設けられ、このガス導入手段は、ガス流量制御手段(図示せず)を介してガス源に接続されている。また、基板ステージである基板電極２２には冷却手段であるチラー２６が接続され、基板電極２２の温度を調整している。

このようなドライエッチング装置１０でエッチング及びコンディショニングを行う方法を説明する。まず、エッチングを行う。具体的には、ロード／アンロード室１２から基板Ｗを反応室１１内に搬送し、基板ステージである基板電極２２に載置する。そして、真空ポンプ１３を動作させて反応室１１内を所定の真空状態まで排気する。

次に、磁場コイル１７ａ、１７ｂ及び１７ｃに電流を流すことで環状磁気中性線に沿って交番磁場を加え、この磁気中性線に放電プラズマ（ＮＬＤプラズマ）を発生させる。そして、ＳＦ_６、Ｏ_２、フルオロカーボンや、ＳｉＦ_４等のエッチングガスをガス導入手段を用いて天板２５からプラズマ発生室１６に導入する。プラズマ発生室１６に導入されたエッチングガスは、プラズマ発生室１６内に発生させた放電プラズマによって分解され、ラジカルやイオンとなる。

そして、このラジカルやイオンが、シャワープレート１４を介して反応室１１内の基板Ｗ表面に到達すると、基板Ｗがエッチングされる。このエッチングの時に、エッチングガスや基板Ｗ、基板に形成されたレジスト膜等に由来するエッチング生成物からなる付着膜が、反応室１１の内部に形成される。基板Ｗのエッチングが終了した後は、基板Ｗを反応室１１からロード／アンロード室１２へ搬送する。

次に、コンディショニングを行う。まず、ロード／アンロード室１２からダミー基板（本実施形態では、エッチングを行う基板と同じシリコン基板）を反応室１１内に搬送し、基板ステージである基板電極２２に載置する。

次に、エッチングと同様に、磁場コイル１７ａ、１７ｂ及び１７ｃに電流を流すことで環状磁気中性線に沿って交番磁場を加え、この磁気中性線に放電プラズマ（ＮＬＤプラズマ）を発生させる。そして、Ｏ_２ガスやＯ_３ガスをガス導入手段を用いて天板２５からプラズマ発生室１６に導入する。プラズマ発生室１６に導入されたＯ_２ガスやＯ_３ガスは、プラズマ発生室１６内に発生させた放電プラズマによって分解され、酸素ラジカル、酸素イオン、オゾンラジカルやオゾンイオン（Ｏ_２プラズマ）となる。

そして、このＯ_２プラズマが、シャワープレート１４を介して反応室１１内に到達することにより、Ｏ_２プラズマが反応室１１内に形成された付着膜に照射される（Ｏ_２プラズマ照射工程）。これにより、Ｏ_２プラズマと付着膜に含まれるＣが反応して、付着膜からＣが除去される。

次に、ＳＦ_６ガス及びＯ_２ガスを、ガス導入手段を用いて天板２５からプラズマ発生室１６に導入する。プラズマ発生室１６に導入されたＳＦ_６ガス及びＯ_２ガスは、プラズマ発生室１６内に発生させた放電プラズマによって分解され、フッ素ラジカルや、フッ素イオン、酸素ラジカルや酸素イオン、硫黄ラジカルや硫黄イオン（ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ）となる。

そして、このＳＦ_６／Ｏ_２プラズマが、シャワープレート１４を介して反応室１１内に到達することにより、ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマが反応室１１内に形成された付着膜に照射される（ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程）。これにより、ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマと付着膜に含まれるＳｉが反応して、付着膜からＳｉが除去される。また、付着膜がＦやＯを含有する場合は、ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマがＦやＯとも反応するため、付着膜からＦやＯも除去される。

Ｏ_２プラズマ照射工程及びＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程からなるコンディショニングが終了した後は、ダミー基板を反応室１１からロード／アンロード室１２へ搬送する。なお、エッチングガスやコンディショニングを行うためのガスを反応室１１等に導入する時に使用されるキャリアガスとしては、Ｈｅ等を用いることができる。

このようにコンディショニングを行った後に、新しい基板Ｗを、ロード／アンロード室１２から反応室１１内に搬送し、上記と同様のエッチングを再び行う。本発明のコンディショニングを行わない場合は、この再度のエッチングを行う時に付着膜が気相中に脱離すると、エッチング反応の不安定化が生じるが、本発明のコンディショニングを行えば、付着膜が除去された状態で再度のエッチングを行えるため、安定してエッチングを行うことができる。

上述した例では、一枚の基板Ｗを処理する枚葉式の装置としたが、複数枚の基板Ｗを同時に処理するいわゆるバッチ型の装置としてもよい。

本発明のコンディショニングを行う反応装置は、上述したドライエッチング装置に限定されず、例えば、半導体素子の層間絶縁膜等を形成するプラズマＣＶＤ（chemical vapor deposition）装置に適用することもできる。コンディショニングする反応装置をプラズマＣＶＤ装置としたコンディショニング方法例を以下に説明する。

まず、Ｓｉ基板等の基板上にＣＶＤ法により炭酸化シリコン（ＳｉＯＣ）を含む層間絶縁膜等を成膜する。このＣＶＤ法による成膜の時に、ＣＶＤの原料ガスとして、アルコキシシラン等を使用すると、反応室（チャンバー）の内部、具体的には、反応室の内壁や反応室内に設けられた部材に、ＣＶＤの原料ガス等の反応生成物に由来し、Ｃ及びＳｉ、場合によってはさらにＯを含む付着膜が形成される。付着膜を構成する物質としては、Ｓｉ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｃ_ｘＦ_ｙ等が挙げられる。この付着膜は、完全な層状の場合、アイランド状の場合や、粒状の場合もある。なお、ＣＶＤ法は、上記のＣＶＤの原料ガスを、プラズマを用いてラジカルやイオン化し（例えば、ＳｉＯＦラジカルやＣ_ｘＦ_ｙイオン）、これを基板上に供給し蒸着させて成膜する方法である。

そして、この反応室の内部に形成された付着膜が脱離して気相に混入すると、ＣＶＤの原料ガスのプラズマによる分解の障害や、分解されて生じるラジカルやイオンによる基板への蒸着反応の障害となって、成膜速度や形成される膜の厚さや組成が変わってしまう等のＣＶＤ反応の不安定化が生じる。このようにＣＶＤ反応が不安定化することにより、複数の基板に対して同じ条件でＣＶＤ法による成膜を行っても、再現性が無くなり、所望の膜を形成することができない。

本発明においては、ＣＶＤ法による成膜を行った後に、この反応室の内部に形成された付着膜を除去するコンディショニングを行う。具体的には、反応室内に、ダミー基板を載置し、Ｏ_２プラズマを付着膜に照射することによりＣを除去するＯ_２プラズマ照射工程と、ＳＦ_６ガス及びＯ_２ガスを用いて発生させたＳＦ_６／Ｏ_２プラズマを付着膜に照射することによりＳｉを除去するＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程とを行う。このＯ_２プラズマ照射工程及びＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程を有するコンディショニングについては、上記ドライエッチング装置をコンディショニングする場合と同じであるため、説明を省略する。

このように、ＣＶＤ法による成膜を行った後に、Ｏ_２プラズマ照射工程とＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程とを有する本発明のコンディショニング方法を行うことにより、ＣＶＤ法による成膜で反応装置の内部に付着したＣ及びＦを含む付着膜を除去することができる。したがって、本発明のコンディショニング方法を行った後に、再びシリコン基板等の基板にＣＶＤ法により成膜すると、付着膜が除去されているため、付着膜によるＣＶＤ反応の不安定化が防止される。すなわち、複数枚の基板にＣＶＤ法により成膜する時に、所定枚数の基板の成膜が終了する毎に、本発明のコンディショニング方法を行うことにより、複数枚の基板のＣＶＤ法による成膜を、再現性良く行うことができる。

以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１）
図２に示すドライエッチング装置１０を用い、Ｓｉ基板を下記に示すエッチング条件で、３枚連続でエッチングした。次に、同じＳｉ基板をダミー基板として、下記に示すコンディショニング条件でコンディショニングした。なお、コンディショニングは、Ｏ_２プラズマ照射工程を１回行った後、ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程を１回行った。次に、再度、Ｓｉ基板を下記に示すエッチング条件でエッチングし、このＳｉ基板について、断面を１００００倍の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。ＳＥＭ観察結果を図３（ａ）に示す。

＜エッチング条件＞
・エッチングガス・・・ＳＦ_６（２７５ｓｃｃｍ）、Ｏ_２（４０ｓｃｃｍ）、ＳｉＦ_４（５０ｓｃｃｍ）
・エッチングガス圧力・・・１１Ｐａ
・キャリアガス・・・Ｈｅ
・キャリアガス圧力・・・１５００Ｐａ
・アンテナパワー（第１高周波電源２１）・・・１０００Ｗ
・バイアスパワー（第２高周波電源２４）・・・２５Ｗ
・エッチング時間・・・１０分
＜コンディショニング条件＞
−Ｏ_２プラズマ照射工程−
・Ｏ_２プラズマ発生ガス：Ｏ_２（１００ｓｃｃｍ）
・Ｏ_２プラズマ発生ガス圧力・・・６．７Ｐａ
・キャリアガス・・・Ｈｅ
・キャリアガス圧力・・・１５００Ｐａ
・アンテナパワー（第１高周波電源２１）・・・１０００Ｗ
・バイアスパワー（第２高周波電源２４）・・・５０Ｗ
・コンディショニング時間・・・１５分
−ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程−
・ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ発生ガス：ＳＦ_６（２７５ｓｃｃｍ）、Ｏ_２（４０ｓｃｃｍ）
・ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ発生ガス圧力・・・６．７Ｐａ
・キャリアガス・・・Ｈｅ
・キャリアガス圧力・・・１５００Ｐａ
・アンテナパワー（第１高周波電源２１）・・・１０００Ｗ
・バイアスパワー（第２高周波電源２４）・・・２５Ｗ
・コンディショニング時間・・・１５分

（比較例１）
コンディショニングを行わなかった以外は、実施例１と同様の操作を行った。ＳＥＭ観察結果を図３（ｂ）に示す。

図３（ａ）に示すように、本発明のコンディショニングを行った実施例１においては、４枚目にエッチングしたＳｉ基板も、１枚目にエッチングしたＳｉ基板とほとんど同じ形状のホール（孔）が形成されており、エッチングの再現性が良好であり、安定的にエッチングができることが確認された。一方、図３（ｂ）に示すように、本発明のコンディショニングを行わなかった比較例１においては、４枚目にエッチングしたＳｉ基板は、エッチストップが生じたためか削れない箇所が発生し、１枚目にエッチングしたＳｉ基板とは形状が異なるホールが形成されていた。

なお、実施例１記載のＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程におけるＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ発生ガスの流量を、ＳＦ_６ガス：２７５ｓｃｃｍ、Ｏ_２ガス：１６０ｓｃｃｍとして実施例１のプロセスを繰り返したところ、実施例１の場合と同様に、４枚目にエッチングしたＳｉ基板も、１枚目にエッチングしたＳｉ基板とほとんど同じ形状のホール（孔）が形成されており、エッチングの再現性が良好であり、安定的にエッチングができることが確認された。

（実施例２）
公知のプラズマＣＶＤ装置（(株)アルバック社製、製品名：ＣＭＥシリーズ）を用い、Ｓｉ基板上に下記に示すＣＶＤ条件で、５枚連続でＳｉＯＣ膜を成膜した。次に、同じＳｉ基板をダミー基板として、実施例１と同じコンディショニング条件でコンディショニングした。なお、コンディショニングは、Ｏ_２プラズマ照射工程を１回行った後、ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程を１回行った。次に、再度、Ｓｉ基板上に下記に示すＣＶＤ条件でＳｉＯＣ膜を成膜し、このＳｉ基板について、形成した膜の厚さを膜厚計で観察した。

（比較例２）
コンディショニングを行わなかったこと以外は、実施例２と同様の操作を行った。
この結果、本発明のコンディショニングを行った実施例２においては、５枚目に成膜したＳｉ基板も、１枚目のＳｉ基板に形成された膜とほとんど同じ厚さ及び組成の膜が形成されており、成膜の再現性が良好であった。一方、本発明のコンディショニングを行わなかった比較例２においては、２枚目に成膜したＳｉ基板は、１枚目に成膜したＳｉ基板とは厚さ及び屈折率が異なる膜が形成されていた。

＜ＣＶＤ条件＞
・成膜ガス：ＳＦ_６／Ｏ_２／ＳｉＦ_４（２７５／４０／５０ｓｃｃｍ）
・成膜ガス圧力：９Ｐａ
・キャリアガス：Ｈｅ
・アンテナパワー：２０００Ｗ
・バイアスパワー：１００Ｗ
・時間：１５分

Ｗ 基板 １０ ドライエッチング装置
１１ 反応室 １２ ロード／アンロード室
１３ 真空ポンプ １４ シャワープレート
１５ 円筒状側壁 １６ プラズマ発生室
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 磁場コイル １８ アンテナコイル
２０、２３ マッチングボックス ２１ 第１高周波電源
２２ 基板電極 ２４ 第２高周波電源
２５ 天板 ２６ チラー

Claims (6)

1. プラズマを用いた反応によりＳｉ及びＣを含む付着膜が反応室の内部に形成される反応装置のコンディショニング方法であって、
   Ｏ_２プラズマを前記付着膜に照射することによりＣを除去するＯ_２プラズマ照射工程と、
   ＳＦ_６ガス及びＯ_２ガスを用いて発生させたＳＦ_６／Ｏ_２プラズマを前記付着膜に照射することによりＳｉを除去するＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程と
   を有することを特徴とする反応装置のコンディショニング方法。
2. 前記Ｏ_２プラズマ照射工程の後、前記ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程を行うことを特徴とする請求項１に記載する反応装置のコンディショニング方法。
3. 前記付着膜はさらにＦ及びＯの少なくとも一方を含み、このＦ及びＯを前記ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマ照射工程で除去することを特徴とする請求項１又は２に記載する反応装置のコンディショニング方法。
4. 前記ＳＦ_６／Ｏ_２プラズマを発生させるＳＦ_６ガスとＯ_２ガスは、流量比で、ＳＦ_６ガス：Ｏ_２ガス＝２５０：３０〜１５０であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載する反応装置のコンディショニング方法。
5. 前記反応装置が、プラズマを用いてＳｉ基板をエッチングするドライエッチング装置又はプラズマＣＶＤ装置であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載する反応装置のコンディショニング方法。
6. 前記反応装置が、エッチングガスとしてＳＦ_６ガス、Ｏ_２ガス、ＳｉＦ_４ガス及びフルオロカーボンガスを用いたドライエッチング装置であり、ＳＦ_６ガス、Ｏ_２ガス、ＳｉＦ_４ガス及びフルオロカーボンガスに由来する前記付着膜が反応室の内部に形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載する反応装置のコンディショニング方法。