JPH03150379A - プラズマ洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、試料表面のプラズマ処理時に発生し試料ガ
置かれた真空容器の内壁や真空容器内の部材表面に付着
した反応生成物を除去するためのプラズマ洗浄を迅速に
行う方法に関する。

て従来の技術】 プラズマＣＶＤＷ置のように、真空容器内に発生させた
プラズマを利用して該真空容器内に置かれたウェー八な
どの試料表面を処理するプラズマ処理装置においては、
真空容器内壁等に反応生成物が堆積し、やがてｌｌｌｌ
ｌｌＩする。このＩＡＪｌｌＩシた反応生成物が試料表
面に付着すると処理された試料が不良品となったり、真
空を保持する０リングに付着すると真空漏れを起こして
装置の稼働率を低下させたりする。このため、真空容器
内壁等に堆積した反応生成物を早期に除去して！ｔすＩ
ｌｌＩを防止する従来の技術に、特開昭６０−５９７３
９号に代表されるプラズマ洗浄方法がある。この特開昭
６０−５９７３９号によるプラズマ洗浄方法は、四弗化
炭素（ＣＦｅ）と六弗化硫黄（ＳＰＡ）と酸素（０８）
とを含む混合ガスを、例えば、ＣＦお：　ＳＰＡ　：　
Ｏｘ−４０％：４０％＝２０％の流量比て、例えば第４
図に示すごときプラズマ処理装置の真空容器４内にガス
導入口５を介して導入しガス導出口６から流出させつつ
試料蔵置用のステージ１と洗浄用電極３との間にＲＦ電
圧を印加してＲＦプラズマを形成し、真空容器内部に堆
積したシリコンを含む反応生成物をエッチング除去する
ものである。このエッチングは、洗浄用プラズマ中のイ
オンによるスパッタ効果と、プラズマ中のラジカルと反
応生成物との結合効果との両方の効果により行われ、Ｒ
Ｆプラズマを形成して行うエッチングの場合には、ＲＦ
プラズマ形成のための一方の電極を構成するステージの
電位が真空容器に対して負側となるため、洗浄用プラズ
マ中のイオンがステージに向けて加速され、ステージに
衝突してステージ表面の反応生成物をスパンタするとと
もに、洗浄用プラズマ中のラジカルが、ステージに向け
て加速されたイオンとの衝突により結合作用を増幅され
、ステージ表面の洗浄速度が真空容器内壁に比較して太
きくなる。上記従来技術は混合ガスを構成する各ガス相
互の流量比を・変えることによりラジカルによるエッチ
ング速度を増し、これにより洗浄時間を短縮しようとす
るものである。

〔発明が解決しようとする課題〕 試料表面のプラズマ処理時に試料が置かれる真空容器内
部に堆積する反応生成物の種類や組成は必ずしも一様に
は分布しない、前記従来技術によるプラズマ洗浄におい
ては、反応生成物の種類や組成の違いにより、洗浄用ガ
スを構成する各ガス相互の流量比を幾通りかに変える必
要があり、洗浄時間が長くなるという欠点があった。

この発明の目的は、真空容器内部に堆積する反応生成物
のａｍや組成の違いに左右されることなく堆積物を短時
間にエッチング除去することのできるプラズマ洗浄方法
を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明においては、プラ
ズマ処理装置を対象としたプラズマ洗浄方法を、試料表
面のプラズマ処理時に被処理試料が置かれる真空容器内
のステージに対真ｉ容器正電圧を印加しつつ該真空容器
内に洗浄用ガスのプラズマを形成して、該真空容器内部
の部位に付着した膜をエッチング除去する洗浄方法とす
るものとする。

〔作用〕

このプラズマ洗浄方法によれば、試料表面のプラズマ処
理時に被処理試料が置かれるステージの電位に対し、真
空容器と同電位にある被洗浄部位の電位が相対的に低く
なり、プラズマ化された洗浄用ガス　（以下単に洗浄用
プラズマとも略称する）中のイオンが加速されて電位の
低い部位に衝突するため、ステージよりも電位の低いス
テージまわりの真空容器内部全体が均一にエッチングさ
れる。

そして、エッチングがスパッタ効果により行われるため
、真空容器内部の部位に付着した反応生成物の種類や組
成に関係なく短時間に反応生成物を除去することができ
る。

〔実施例〕

本発明のプラズマ洗浄方法が適用されるプラズマ処理装
置の一例を第３図に示す、この装置は有磁場マイクロ波
プラズマＣＶＤ装置として公知のものであり、この装置
により試料表面に薄膜を形成する際には、プラズマ生成
室１１、反応室１２．マイクロ波透過窓１８で囲まれた
空間を画成する真空容器１３内が、排気口１０を通して
排気装置て真空に排気され、大気側のマイクロ波電源か
ら導波管１７に導入されたマイクロ波２１がマイクロ波
透過窓１８を透過し、バルブ２４を通して導入されたプ
ラズマ生成ガス３例えば窒素：Ｎ８をイオン化してプラ
ズマＵを生成する。ここで、図中の符号１９はプラズマ
並の生成に与かる磁界をプラズマ生成室ｌｌ内に形成す
るための励磁コイルである。そして、プラズマ競はソレ
ノイド１９がが生成する磁界に沿って反応室１２内へ輸
送され、反応室１２の中に設置されたステージ１５上の
試料１４に降り注ぎ、パルプ２５を通して導入された反
応ガス、例えばシラン：　Ｓｉｌｌｓと反応して試料１
４の表面に窒化シリコン膜を形成する。試料１４にはＲ
Ｆ電源２６によりＲＦバイアスが印加される場合もある
。

次にこの装置のプラズマ洗浄について説明する。

試料１４が置かれる反応室１２の内部には、プラズマ処
理中に反応生成物が堆積し、ついには＠離する。

それを防止するためにプラズマ処理のある周期でプラズ
マ洗浄を行う、このため、第１図に示すように、第３図
におけるＲＦ電源２６を、出力が例えば＋２ｋＶ、５Ａ
の直流電源１６と入れ替え、プラズマ生成ガスの代りに
プラズマ洗浄ガスをプラズママイクロ波２１を導入して
プラズマ化して、このプラズマ川をソレノイド１９が形
成する。プラズマ生成室１１から反応室１２へ向かう発
散磁界に沿い反応力を受けて外方へ広がり、反応室１２
の内壁面へ広く分布して到達し、内壁面の反応生成物を
スパッタする。

第２図に本発明のプラズマ洗浄方法の適用の仕方の第２
の実施例を示す、この実施例が第１図に示した第１の実
施例と異なる所は、洗浄用ガスの真空容器内圧力を数十
ｍＴｏｒｒとほぼ１桁高くした点である。洗浄用ガスの
圧力をこのように高くすると、プラズマ生成室ｌｌ内に
点火されたプラズマ用と、このプラズマが反応室１２内
へ押し出される際に導火線となって反応室１２内に生成
された。直流電源１６による直流プラズマ■とが真空容
器１３内の異なる場所に共存することになる。反応室１
２内に形成されたプラズマ…はステージ１５を包囲して
充滴し、プラズマ中のイオンがステージ１５と反応室１
２との間の電位差により反応室１２の内壁面へ向けて加
速され、内壁面の全面にわたり衝突し、内壁面が隈なく
洗浄される。なお、洗浄用ガスの圧力やステージ１５に
印加する直流電圧の具体値は、洗浄時間のほか、反応生
成物の種類や組成比を勘案して決める。

なお、上記の実施例では、洗浄用プラズマがマイクロ波
により形成される場合につき説明したが、マイクロ波の
ほか、高周波電源、直流電源あるいはこれらの組合せの
いずれの手段により形成されても、プラズマ中のイオン
がステージに印加された対真空容器正電圧により加速さ
れる洗浄用プラズマとして本発明の方法を構成すること
は言うまでもない。

また、本発明のプラズマ洗浄方法はプラズマＣＶＤｆｉ
置のみでなく、プラズマエッチング装置。

プラズマ表面改質装置など、プラズマ応用装置全てが適
用対象となる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明においては、プラズマ処理
装置を対象としたプラズマ洗浄方法を、試料表面のプラ
ズマ処理時に被処理試料が置かれる真空容器内のステー
ジに対真空容器正電圧を印加しつつ該真空容器内に洗浄
用ガスのプラズマを形成して、該真空容器内部の部位に
付着した膜をエッチング除去する洗浄方法としたので、
プラズマ化された洗浄用ガス中のイオンがステージと真
空容器との電位差により、真空容器と同電位にある真空
容器内部の部位に向けて加速され、この部位に付着して
いる反応生成物に衝突してこれをスパンタするため、反
応生成物の種類や組成に関係なく短時間にかつ一様に反
応生成物を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明のプラズマ洗浄方
法の適用の仕方の異なる実施例を、同一構成のプラズマ
処理装置を用いて示す説明図、第３図は本発明のプラズ
マ洗浄方法が適用されるプラズマ処理装置の構成例を示
す縦断面図、第４図は従来のプラズマ洗浄方法例を説明
するためのプラズマ処理装置の概要構成図である。 １３：真空容器、１４：試料、１５：ステージ、１６：
直流電源、並、…：プラズマ（洗浄用ガスの）。 ん　　ゝ１５スヲーゾ 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）真空中でプラズマを生成して試料表面を処理するプ
   ラズマ処理装置における、前記プラズマが生成される真
   空容器内の被処理試料が置かれるステージに対真空容器
   正電圧を印加しつつ該真空容器内に洗浄用ガスのプラズ
   マを形成して、該真空容器内部の部位に付着した膜をエ
   ッチング除去することを特徴とするプラズマ洗浄方法。