JP4782316B2

JP4782316B2 - 処理方法及びプラズマ装置

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Publication number: JP4782316B2
Application number: JP2001199413A
Authority: JP
Inventors: 信雄石井
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: JP2003017479A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリ・コート方法、処理方法及びプラズマ装置に関し、特に、プラズマを用いるプリ・コート方法、処理方法及びプラズマ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子のゲート絶縁膜は、熱酸化法により形成されていた。しかし、この方法では、膜厚制御が難しく、また、将来必要とされる１ｎｍ台の薄いゲート絶縁膜を形成することは困難であった。そこで、膜厚制御が容易で、かつ、上記の膜厚を形成可能なプラズマＣＶＤ法が、ゲート絶縁膜の形成に利用され始めている。
【０００３】
プラズマＣＶＤ法は、処理容器内にプラズマを生成し、このプラズマを用いて処理容器内のガスを活性化させ、その反応性を利用して薄膜を形成する方法である。このプラズマＣＶＤ法による成膜装置の一つに、平行平板電極の間に放電を起こしてプラズマを生成する平行平板形のプラズマ装置がある。この平行平板形のプラズマ装置に関し、処理容器から離脱した汚染物質が処理対象であるウェーハの表面に付着することを防止するため、ウェーハ処理を行う前に処理容器の内表面に絶縁膜を形成する技術が提案されている。この技術をプリ・コートと呼ぶ。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、平行平板形のプラズマ装置では、プラズマの電子温度が高いため、プリ・コートで緻密かつ均一な絶縁膜を形成することができない。このため、処理容器の内表面に形成された絶縁膜は密着性が悪く、剥離しやすいという問題があった。
また、平行平板形のプラズマ装置では、プラズマのイオン密度が低いため、プリ・コートで絶縁膜を堆積するのに長時間を要するという問題があった。
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、処理容器内に強固なプリ・コートを施すことにある。
また、他の目的は、プリ・コートに要する時間を短縮することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明のプリ・コート方法は、アンテナから高周波の電磁界を処理容器内に供給してプラズマを生成し、このプラズマを用いて少なくとも処理容器の内表面にプリ・コートする第１の工程と、処理容器内にウェーハを配置し、アンテナから高周波の電磁界を処理容器内に供給してプラズマを生成し、このプラズマを用いてウェーハの表面に絶縁膜を成膜する第２の工程とを有し、第１の工程と第２の工程とでは、プラズマを生成する条件が異なり、アンテナはラジアルラインアンテナであり、ラジアルラインアンテナは、ラジアル導波路を形成する互いに平行な２枚の導体板と、導体板の外周部を接続してシールドする導体から構成され、ラジアル導波路の下面となる導体板には、ラジアル導波路内を伝播する電磁界を処理容器内に供給するスロットが複数形成されていることを特徴とする。これにより、処理容器の内表面へのプリ・コートと、ウェーハ表面に形成される絶縁膜とのぞれぞれに、適切な機能をもたせることができる。
【０００６】
ここで用いる高周波プラズマ装置は、例えば１ＧＨｚ以上という高周波の電磁界を用いることにより、平行平板型のプラズマ装置よりも電子温度が低いプラズマを生成することができる。このため、処理容器の内表面には従来より緻密かつ均一な絶縁膜が形成される。この絶縁膜は処理容器に対して密着性がよく、剥離しにくい。
また、高周波プラズマ装置は、例えば１０Ｐａ以下という低圧力下でプラズマを生成するので、平行平板型のプラズマ装置より同等の圧力下ではプラズマのイオン密度が高くなる。このため、従来より短時間で処理容器の内表面に絶縁膜を堆積させることができる。
【０００７】
このプリ・コート方法において、処理容器内に供給するガスを、Ｓｉ_xＨ_yＦ_z（ｘは自然数；ｙ，ｚは０と自然数）と酸素との混合ガスとしてもよい。この場合、処理容器の内表面に成膜される絶縁膜はシリコン酸化膜となる。
また、処理容器内に供給するガスを、Ｓｉ_xＨ_yＦ_z（ｘは自然数；ｙ，ｚは０と自然数）と窒素との混合ガスとしてもよい。この場合、処理容器の内表面に成膜される絶縁膜はシリコン窒化膜となる。
また、処理容器内に供給するガスを、Ｓｉ_xＨ_yＦ_z（ｘは自然数；ｙ，ｚは０と自然数）と酸素と窒素との混合ガスとしてもよい。この場合、処理容器の内表面に成膜される絶縁膜はシリコン酸窒化膜となる。
なお、処理容器の内表面に絶縁膜を成膜する際、絶縁膜の堆積が促進される温度に処理容器を加熱してもよい。
【００１０】
なお、第１の工程において、処理容器の内表面の他に、載置台の表面等にプリ・コートを施してもよいことは言うまでもない。
【００１１】
この処理方法において、第１の工程では、第２の工程よりも処理容器内の圧力を低くしてプラズマを生成するようにしてもよい。第１の工程において、比較的低い圧力でプラズマを生成することにより、プラズマのイオン密度を高くすることができる。これにより、処理容器の内壁面への絶縁膜の堆積速度を速くして、堆積時間を短縮することができる。また、第２の工程において、比較的高い圧力でプラズマを生成し、プラズマのイオン密度を低くすることにより、ウェーハ表面に形成される絶縁膜が受けるダメージを低減することができる。
なお、第１の工程では、絶縁膜の堆積が促進される温度に処理容器を加熱し、第２の工程では、活性種が付着しにくい温度に処理容器を加熱してもよい。
【００１２】
また、本発明のプラズマ装置は、ウェーハを載置する載置台と、この載置台を収容する処理容器と、この処理容器内に高周波の電磁界を供給するアンテナと、このアンテナの放射面に対向配置された第１の誘電体板とを備えたプラズマ装置において、処理容器を加熱する加熱手段と、第１の誘電体板に対して載置台と異なる側に配置され第１の誘電体板と共に密閉空間を形成する第２の誘電体板と、密閉空間に流体を流通させて第１の誘電体板を加熱する流通手段とを備え、アンテナはラジアルラインアンテナであり、ラジアルラインアンテナは、ラジアル導波路を形成する互いに平行な２枚の導体板と、導体板の外周部を接続してシールドする導体から構成され、ラジアル導波路の下面となる導体板には、ラジアル導波路内を伝播する電磁界を処理容器内に供給するスロットが複数形成されていることを特徴とする。
なお、本発明では、アンテナとして例えばラジアルラインアンテナを用いてもよい。ラジアルラインアンテナの放射面は平板状であっても、凹面状又は凸面状であってもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態で用いる高周波プラズマ装置の要部構成を示す断面図である。
この高周波プラズマ装置は、上部が開口している有底円筒形の処理容器１１を有している。この処理容器１１はＡｌ等の金属で形成されている。処理容器１１の底面中央部には絶縁板２１を介して載置台２２が固定され、この載置台２２の上面にウェーハ（図示せず）が載置される。処理容器１１の底面外周部には排気手段としての真空ポンプ１３に接続された排気口１２が複数設けられ、処理容器１１内を排気することにより所望の真空度にすることができる。処理容器１１の側壁上部にはノズル１４が設けられ、このノズル１４にはマスフローコントローラ１５Ａ，１５Ｂ及び開閉弁１６Ａ，１６Ｂを介してガス源１７Ａ，１７Ｂが接続されている。ここではガス源１７Ａ，１７ＢをそれぞれモノシランＳｉＨ₄、酸素Ｏ₂のガス源とする。ノズル１４とマスフローコントローラ１５Ａ，１５Ｂと開閉弁１６Ａ，１６Ｂとガス源１７Ａ，１７Ｂとにより、処理容器１１内にガスを供給するガス供給手段が構成される。処理容器１１の上部開口は、処理容器１１内で生成されるプラズマが外部に漏れないように、誘電体板１８で塞がれている。
【００１５】
この誘電体板１８の上にラジアルラインアンテナ３０が配置されている。このラジアルラインアンテナ３０は、誘電体板１８によって処理容器１１の内部から隔離されており、処理容器１１内で生成されるプラズマから保護されている。
ラジアルラインアンテナ３０は、ラジアル導波路３３を形成する互いに平行な２枚の円形導体板３１，３２と、これらの導体板３１，３２の外周部を接続してシールドする導体リング３４とから構成されている。ラジアル導波路３３の上面となる導体板３２の中心部には、ラジアル導波路３３内に電磁界を導入する電磁界導入口３５が形成され、ラジアル導波路３３の下面となる導体板３１には、ラジアル導波路３３内を伝播する電磁界を処理容器１１内に供給するスロット３６が複数形成されている。スロット３６が形成されている導体板３１がラジアルラインアンテナ３０の放射面を構成する。
【００１６】
ラジアルラインアンテナ３０には同軸導波管４１が接続されている。この同軸導波管４１の外導体４１Ａは導体板３２の電磁界導入口３５に接続され、内導体４１Ｂは導体板３１の中心に接続されている。また、同軸導波管４１は、矩形・同軸変換器４２、矩形導波管４３及びマッチング回路４４を介して、１ＧＨｚ〜十数ＧＨｚの範囲内の所定周波数の高周波電磁界を発生する高周波発生器４５が接続されている。
なお、誘電体板１８及びラジアルラインアンテナ３０の外周は、処理容器１１の側壁上に配置された環状のシールド材１９によって覆われ、電磁界が外部に漏れない構造になっている。
【００１７】
次に、図１に示した高周波プラズマ装置を用いた処理方法について説明する。
図２は、この処理方法の主要な工程の流れを示すフローチャートである。図２に示されているように、この処理方法は、処理容器１１の内表面に絶縁膜を成膜するプリ・コートの工程Ｓ１と、処理対象であるウェーハ表面に絶縁膜を成膜するデポジションの工程Ｓ２とを有している。
図３は、各工程Ｓ１，Ｓ２における高周波プラズマ装置の断面図である。以下、この図を参照して説明する。
【００１８】
まず、プリ・コートの工程Ｓ１から説明する。
載置台２２の上面に処理対象のウェーハが載置されていない状態で、処理容器１１内の圧力を１〜１０Ｐａにする。なお、載置台２２の上面に処理対象でないダミーウェーハが載置されていてもよい。
上記の圧力を維持しつつ、ノズル１４からモノシランＳｉＨ₄と酸素Ｏ₂との混合ガスを流量制御して処理容器１１内に導入する。ここで、高周波発生器４５で発生させた周波数２．４５ＧＨｚの高周波電磁界Ｆをラジアルラインアンテナ３０から誘電体板１８を介して処理容器１１内に導入すると、Ｏ₂が解離してＯプラズマＰとＯラジカルが生成される。Ｏラジカルは処理容器１１の内表面と載置台２２の表面に付着し、後から到着するＳｉＨ₄を分解して反応しＳｉＯ₂となる。この処理を所定時間続け、図３（ａ）に示すように膜厚が０．１〜１０μｍの範囲内で均一なＳｉＯ₂膜５１を成膜する。
【００１９】
ここではプラズマＰの生成に２．４５ＧＨｚという高周波の電磁界Ｆを用いているので、平行平板型のプラズマ装置よりも電子温度が低いプラズマＰを生成することができる。このため、処理容器１１の内表面と載置台２２の表面に従来より緻密かつ均一なＳｉＯ₂膜５１を形成することができる。緻密かつ均一なＳｉＯ₂膜５１は、処理容器１１に対して密着性がよいので、本来的に剥離しにくいという特徴がある。また、従来より膜厚を薄くしても十分なコーティング作用が得られるので、ＳｉＯ₂膜の膜厚を１０μｍ以上としたときに生じる処理容器１１との線熱膨張率の差に基づく剥離を抑制することもできる。
また、１〜１０Ｐａという低圧力下でプラズマＰを生成するので、平行平板型のプラズマ装置より電子の平均自由行程が長く、イオン密度が高くなる。このため、従来よりＳｉＯ₂の堆積速度が速くなるので、プリ・コートに要する時間を短縮することができる。
【００２０】
次に、デポジションの工程Ｓ２について説明する。
載置台２２の上面に処理対象のウェーハ２３を配置し、処理容器１１内の圧力をプリ・コートの工程Ｓ１よりもやや高い５〜１００Ｐａにする。この圧力下でプラズマＰを生成し、図３（ｂ）に示すようにウェーハ２３の表面にＳｉＯ₂膜５２を成膜する。圧力以外の処理条件はプリ・コートの工程Ｓ１と同じである。比較的高い圧力でプラズマＰを生成し、イオン密度を低くすることにより、ウェーハ２３の表面に形成されるＳｉＯ₂膜５２が受けるダメージを低減することができる。したがって、半導体素子のゲート絶縁膜形成に適用すれば、誤動作の少ない半導体素子を形成することができる。
このように、本実施の形態の処理方法では、各工程Ｓ１，Ｓ２で処理条件を変えることにより、ＳｉＯ₂膜５１，５２のぞれぞれに適切な機能をもたせることができる。
【００２１】
なお、デポジションの工程Ｓ２を繰り返し行なった後、再度プリ・コートの工程Ｓ１を行うようにしてもよい。デポジションの工程Ｓ２においても処理容器１１の内表面等にＳｉＯ₂が堆積し、ＳｉＯ₂膜５１が剥離しやすいしやすい膜厚を超える場合があるので、処理容器１１内をクリーニングし一旦ＳｉＯ₂膜５１を除去してから再度プリ・コートの工程Ｓ１を行うようにしてもよい。
【００２２】
本実施の形態では、ＳｉＯ₂膜５１，５２を成膜する場合に、モノシランＳｉＨ₄と酸素Ｏ₂との混合ガスを用いた例を示したが、Ｓｉ_xＨ_yＦ_z（ｘは自然数；ｙ，ｚは０と自然数）とＯ₂との混合ガスを用いてもよい。
また、プリ・コートにおいて絶縁膜としてＳｉＯ₂膜５１を成膜する例を説明したが、絶縁膜としてＳｉ₃ Ｎ₄ 膜を成膜してもよい。Ｓｉ₃ Ｎ₄ 膜を成膜するには、ガス供給手段に例えばモノシランＳｉＨ₄と窒素Ｎ₂のガス源を用意し、これらの混合ガスを処理容器１１内に導入して成膜すればよい。なお、Ｓｉ_xＨ_yＦ_zとＮ₂との混合ガスを用いてもよい。
また、プリ・コートにおいて、Ｓｉ_xＨ_yＦ_z（例えばＳｉＨ₄）とＯ₂とＮ₂との混合ガスを用いて、シリコン酸窒化膜を成膜してもよい。
【００２３】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態で用いる高周波プラズマ装置の要部構成を示す断面図である。この図に示されている高周波プラズマ装置は、図１に示した高周波プラズマ装置の処理容器１１の周囲に、加熱手段としてのヒーター６１が巻かれたものである。このヒーター６１は、ヒーター電源６２から電源供給を受けて発熱することにより処理容器１１を加熱し、プリ・コートの工程Ｓ１において絶縁膜の堆積が促進される温度にする。例えば、処理容器１１の内表面等に絶縁膜としてＳｉＯ₂膜５１を成膜する場合には、処理容器１１を１００〜３００℃に加熱することにより、ＳｉＯ₂の堆積速度を速くして堆積時間を短縮することができる。
【００２４】
また、図５に示すように、処理容器１１Ａを加熱する加熱手段を、処理容器１１Ａの側壁内部に全周にわたって形成された溝６３と、この溝６３に高温の液体を流通させる導入管６４及び排出管６５とから構成してもよい。この場合、溝６３に流通させる液体には、例えばパーフルオロポリエーテル（ガルデン）等を用いることができる。なお、図５にはガス供給手段は省略されている。
加熱手段の加熱温度は変更自在であってもよい。この場合、デポジションの工程Ｓ２において処理容器１１を更に高温に加熱して活性種を付着しにくくすることにより、この工程Ｓ２で処理容器１１の内壁面に絶縁膜が堆積することを妨げ、絶縁膜が剥離しやすい膜厚に成長するのを抑制することができる。
【００２５】
（第３の実施の形態）
図６は、本発明の第３の実施の形態で用いる高周波プラズマ装置の要部構成を示す断面図である。この図では、図４と同一部分又は相当部分を同一符号で示している。
図６に示されている高周波プラズマ装置では、図４に示した誘電体板１８が二重構造になっている。すなわち、処理容器１１の上部開口を塞ぐ第１の誘電体板１８Ａの上方位置にこれと離間して第２の誘電体板１８Ｂが配置されている。２つの誘電体板１８Ａ，１８Ｂは、共に厚さ２０〜３０ｍｍ程度の石英ガラス又はセラミック（例えばＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＡｌＮ）等で形成される。
【００２６】
また、２つの誘電体板１８Ａ，１８Ｂとシールド材１９Ａとによって囲まれた密閉空間に高温の流体を流通させる流通手段として、導入管７１と排出管７２とがシールド材１９Ａに設けられている。上記密閉空間に導入される流体は、処理容器１１内に臨む第１の誘電体板１８Ａを加熱して活性種が付着しにくい温度（ただし、６００℃以下）にする。例えば、ＳｉＯ₂膜５１，５２を成膜する場合には、第１の誘電体板１８Ａを４００〜６００℃に加熱することにより、第１の誘電体板１８Ａの表面にＯラジカルが付着しＳｉＯ₂が堆積することを妨げることができる。
【００２７】
なお、上記密閉空間に導入される流体には、高周波電磁界Ｆを吸収しにくいものが用いられる。気体であれば窒素Ｎ₂ 等、液体であればパーフルオロポリエーテル等が用いられる。
また、第１の誘電体板１８Ａと共に密閉空間を形成する第２の誘電体板１８Ｂは、第１の誘電体板１８Ａに対して載置台２２と異なる側に配置されればよい。したがって、ラジアルラインアンテナ３０の給電線である同軸導波管４１の途中に第２の誘電体板を詰めて密閉空間を形成してもよい。この場合、ラジアルラインアンテナ３０の内部にも流体が流通することになる。
【００２８】
（第４の実施の形態）
以上の第１〜第３の実施の形態では、プリ・コートとして処理容器の内表面等にＳｉＯ₂又はＳｉ₃ Ｎ₄ 等の絶縁膜を成膜するが、処理容器等がＡｌ系の材料で形成されている場合、その内表面等をフッ化処理して表面改質するようにしてもよい。その形態を説明する。
図７は、本発明の第４の実施の形態で用いる高周波プラズマ装置の要部構成を示す断面図である。この図に示されている高周波プラズマ装置は、図１に示した高周波プラズマ装置のガス供給手段に、フッ素系のガスであるＳｉＦ₄のガス源１７Ｃと、これに対応するマスフローコントローラ１５Ｃ及び開閉弁１６Ｃとを付加したものである。ただし、処理容器１１Ｂ及び載置台２２ＢはＡｌで形成されているものとする。
図７に示した高周波プラズマ装置を用いた処理方法は、プリ・コートの工程Ｓ１１とデポジションの工程Ｓ１２とを有している。
【００２９】
図８は、各工程における高周波プラズマ装置の断面図である。以下、この図を参照して説明する。
プリ・コートの工程Ｓ１１では、載置台２２Ｂの上面に処理対象のウェーハ２３が載置されていない状態で、処理容器１１Ｂ内の圧力を１〜１５Ｐａにする。なお、載置台２２Ｂの上面に処理対象でないダミーウェーハが載置されていてもよい。
上記の圧力を維持しつつ、ノズル１４からＳｉＦ₄ガスを流量制御して処理容器１１Ｂ内に導入し、ラジアルラインアンテナ３０から周波数２．４５ＧＨｚの高周波電磁界Ｆを処理容器１１Ｂ内に導入し、プラズマＰを生成する。このとき、Ａｌが露出する処理容器１１Ｂの内表面及び載置台２２Ｂの表面では、次のような反応が進行する。
２ＳｉＦ₄＋２Ａｌ→２ＡｌＦ₃＋２Ｓｉ＋Ｆ₂
【００３０】
この処理容器１１Ｂの内表面及び載置台２２Ｂの表面のフッ化処理を所定時間続け、図８（ａ）に示すように膜厚が０．１〜１０μｍの範囲内で均一なＡｌＦ₃膜８１を形成する。
ＡｌＦ₃は極めて安定な物質であるから、ＡｌＦ₃膜８１で処理容器１１Ｂの内表面等をコーティングすることにより、処理容器１１Ｂ等からその構成金属が離脱し処理容器１１Ｂ内を汚染することを防止することができる。
このように処理容器１１の内表面等をフッ化処理してコーティングする方法でも、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、電子温度が低いプラズマＰにより、ＡｌＦ₃膜８１を緻密かつ均一に形成し、ＡｌやＦが離脱しにくいものとすることができる。また、高密度のプラズマＰにより、高速でフッ化処理を行い、プリ・コートを短時間で行うことができる。
【００３１】
デポジションの工程Ｓ１２は、第１の実施の形態におけるデポジションの工程Ｓ２と同様である。すなわち、載置台２２Ｂの上面に処理対象のウェーハ２３を配置し、処理容器１１Ｂ内の圧力を５〜１００Ｐａに維持しつつ、処理容器１１Ｂ内にモノシランＳｉＨ₄と酸素Ｏ₂との混合ガスを導入してプラズマＰを生成し、図８（ｂ）に示すようにウェーハ２３の表面にＳｉＯ₂膜５２を成膜するのである。
【００３２】
本実施の形態では、処理容器１１Ｂ及び載置台２２ＢのＡｌ表面をフッ化処理する場合に、処理ガスとしてＳｉＦ₄ を用いる例を示したが、Ｓｉ_xＨ_yＦ_z（ｘ，ｚは自然数；ｙは０と自然数）を用いてもよい。また、これ以外にＦ₂ガス、ＨＦガス、又は、ＣＦ₄とＯ₂との混合ガスを用いてもよい。また、処理容器１１Ｂ及び載置台２２Ｂの酸化されたＡｌ₂Ｏ₃表面をフッ化処理する場合には、処理ガスとしてＨＦガス又はＮＦ₃ガスを用いればよい。また、処理容器１１Ｂ及び載置台２２Ｂの窒化されたＡｌＮ表面をフッ化処理する場合には、処理ガスとしてＣｌＦガス又はＮＦ₃ガスを用いればよい。
【００３３】
また、プリ・コートの工程Ｓ１２において、処理容器１１Ｂの内表面及び載置台２２Ｂの表面をフッ化処理してＡｌＦ₃膜８１を形成した後で、このＡｌＦ₃膜８１上にＳｉＯ₂膜５１又はＳｉ₃ Ｎ₄ 膜等の絶縁膜を形成するようにしてもよい。この絶縁膜の形成方法は、第１の実施の形態におけるプリ・コートの工程Ｓ１に示した方法と同じでよい。このように二重コーティングすることにより、プラズマポテンシャルが高い場合でも、処理容器１１Ｂ内の汚染を低減することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のプリ・コート方法は、高周波プラズマ装置を用い、少なくとも処理容器の内表面に絶縁膜を成膜する。高周波プラズマ装置は、プラズマの電子温度が低いので、従来より緻密かつ均一な絶縁膜を形成し、剥離しにくくすることができる。また、低圧力下でプラズマを生成すれば、プラズマのイオン密度が高くなるので、処理容器の内表面への絶縁膜の堆積速度を速くし、プリ・コートに要する時間を短縮することができる。
また、本発明のプリ・コート方法は、高周波プラズマ装置を用い、少なくともＡｌ系の処理容器の内表面をフッ化処理する。この方法でも、上記のプリ・コート方法と同様の効果が得られる。
【００３５】
また、本発明の処理方法は、アンテナから高周波の電磁界を処理容器内に供給してプラズマを生成し、このプラズマを用いて少なくとも処理容器の内表面にプリ・コートする第１の工程と、処理容器内にウェーハを配置し、アンテナから高周波の電磁界を処理容器内に供給してプラズマを生成し、このプラズマを用いてウェーハの表面に絶縁膜を成膜する第２の工程とを有し、第１の工程と第２の工程とで、プラズマを生成する条件が異なる。これにより、処理容器の内表面へのプリ・コートと、ウェーハ表面に形成される絶縁膜とのぞれぞれに、適切な機能をもたせることができる。
【００３６】
また、本発明のプラズマ装置は、載置台を収容する処理容器を加熱する加熱手段と、アンテナの放射面に対向配置された第１の誘電体板と共に密閉空間を形成する第２の誘電体板と、密閉空間に流体を流通させて第１の誘電体板を加熱する流通手段とを備えている。プリ・コートの工程において、処理容器を加熱して絶縁膜の堆積が促進される温度にすることにより、処理容器の内表面への絶縁膜の堆積時間を短縮することができる。また、第１の誘電体板を加熱して活性種が付着しにくい温度にすることにより、第１の誘電体板への絶縁膜の堆積を低減することができる。更に、加熱手段の加熱温度を変更自在とし、デポジションの工程において、処理容器を更に高温に加熱して活性種を付着しにくい温度にすることにより、処理容器の内表面への余剰な絶縁膜の堆積を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態で用いる高周波プラズマ装置の要部構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した高周波プラズマ装置を用いた処理方法の主要な工程の流れを示すフローチャートである。
【図３】プリ・コートの工程及びデポジションの工程における高周波プラズマ装置の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態で用いる高周波プラズマ装置の要部構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態で用いる他の高周波プラズマ装置の要部構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態で用いる高周波プラズマ装置の要部構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態で用いる高周波プラズマ装置の要部構成を示す断面図である。
【図８】プリ・コートの工程及びデポジションの工程における高周波プラズマ装置の断面図である。
【符号の説明】
１１，１１Ａ，１１Ｂ…処理容器、１２…排気口、１３…真空ポンプ（排気手段）、１４…ノズル、１５Ａ〜１５Ｃ…マスフローコントローラ、１６Ａ〜１６Ｃ…開閉弁、１７Ａ〜１７Ｃ…ガス源、１８，１８Ａ，１８Ｂ…誘電体板、１９，１９Ａ…シールド材、２１…絶縁板、２２，２２Ｂ…載置台、２３…ウェーハ、３０…ラジアルラインアンテナ、３１，３２…導体板、３３…ラジアル導波路、３４…導体リング、３５…電磁界導入口、３６…スロット、４１…同軸導波管、４１Ａ…外導体、４１Ｂ…内導体、４２…矩形・同軸変換器、４３…矩形導波管、４４…マッチング回路、４５…高周波発生器、５１，５２…ＳｉＯ₂膜（絶縁膜）、６１…ヒーター（加熱手段）、６２…ヒーター電源、６３…溝、６４，７１…導入管、６５，７２…排出管、８１…ＡｌＦ₃膜、Ｓ１，Ｓ１１…プリ・コートの工程、Ｆ…高周波電磁界、Ｐ…プラズマ、Ｓ２，Ｓ１２…デポジションの工程。

Claims

アンテナから高周波の電磁界を処理容器内に供給してプラズマを生成し、このプラズマを用いて少なくとも前記処理容器の内表面にプリ・コートする第１の工程と、
前記処理容器内にウェーハを配置し、前記アンテナから高周波の電磁界を前記処理容器内に供給してプラズマを生成し、このプラズマを用いて前記ウェーハの表面に絶縁膜を成膜する第２の工程とを有し、
前記第１の工程と前記第２の工程とでは、プラズマを生成する条件が異なり、
前記アンテナはラジアルラインアンテナであり、
前記ラジアルラインアンテナは、
ラジアル導波路を形成する互いに平行な２枚の導体板と、
前記導体板の外周部を接続してシールドする導体から構成され、
前記ラジアル導波路の下面となる前記導体板には、前記ラジアル導波路内を伝播する電磁界を前記処理容器内に供給するスロットが複数形成されていることを特徴とする処理方法。
請求項１記載の処理方法において、
前記第１の工程では、前記第２の工程よりも前記処理容器内の圧力を低くして前記プラズマを生成することを特徴とする処理方法。
ウェーハを載置する載置台と、この載置台を収容する処理容器と、この処理容器内に高周波の電磁界を供給するアンテナと、このアンテナの放射面に対向配置された第１の誘電体板とを備えたプラズマ装置において、
前記処理容器を加熱する加熱手段と、
前記第１の誘電体板に対して前記載置台と異なる側に配置され前記第１の誘電体板と共に密閉空間を形成する第２の誘電体板と、
前記密閉空間に流体を流通させて前記第１の誘電体板を加熱する流通手段と
を備え、
前記アンテナはラジアルラインアンテナであり、
前記ラジアルラインアンテナは、
ラジアル導波路を形成する互いに平行な２枚の導体板と、
前記導体板の外周部を接続してシールドする導体から構成され、
前記ラジアル導波路の下面となる前記導体板には、前記ラジアル導波路内を伝播する電磁界を前記処理容器内に供給するスロットが複数形成されていることを特徴とするプラズマ装置。