JPH08176828A - プラズマクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速でかつダストの発生が少ない安価なプラ
ズマクリーニング方法を提供する。 【構成】 ２つの上部電極１，下部電極２間の電極間距
離８を狭くして、片方の電極に１MHz以上の周波数の電
力のみを印加してエッチングガスのプラズマを発生させ
るクリーニングを、プラズマの発光状態が大きく変化す
るまで行う第１工程と、前記２つの上部電極１，下部電
極２間の電極間距離８を広くして前記２つの上部電極
１，下部電極２に高周波電力を印加してエッチングガス
のプラズマを発生させてクリーニングを行う第２工程と
からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマＣＶＤ装置に
おけるプラズマクリーニング方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路の製造工程のうち、アル
ミニウムによる配線の形成後の工程において、シリコン
窒化膜やシリコン酸化膜を堆積する方法として、低温で
膜形成が可能なプラズマＣＶＤ方法が知られている。半
導体集積回路の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置例
の模式図を図１に示す。図１において、上部電極１と下
部電極２は電極間距離８を隔てて真空容器３内に平行に
配置される。半導体基板７は下部電極２上に置かれる。
上部電極１の下部電極２側には内径0.4〜1.0mmの穴が無
数に開いたガス導入口４が設けられている。上部電極１
は上部電極用高周波電源５に接続されており、下部電極
２は下部電極用高周波電源６に接続されている。反応ガ
スは、ガス導入口４から真空容器３内に導入する。ま
た、真空容器３内を所定の圧力に保つための真空排気口
９が真空容器３の下部に設けてある。

【０００３】ここで、上部電極用高周波電源５の周波数
は13.56MHz、下部電極用高周波電源６の周波数は450kHz
など、一方の側に１MHz以上の周波数の電力を、他方の
側に200kHz以上１MHz以下の周波数の電力を印加するの
が一般である。

【０００４】コンデンサ10は上部電極１から供給されて
下部電極２に流れる１MHz以上の高周波電流をアースに
流す際に、下部電極用高周波電源６から供給される１MH
z以下の高周波電流が直接アースに流れないようにする
ためのものであり、上部電極１から流れてくる１MHz以
上の周波数の電流は流し、下部電極用高周波電源６から
供給される１MHz以下の周波数の電流は流さないように
容量を設定する。

【０００５】コイル11は下部電極２から供給されて上部
電極１に流れる１MHz以下の周波数の高周波電流をアー
スに流す際に、上部電極用高周波電源５から供給される
１MHz以上の高周波電流が直接アースに流れないように
するためのものであり、下部電極２から流れてくる１MH
z以下の周波数の電流は流し、上部電極用高周波電源５
から供給される１MHz以上の電流は流さないようにイン
ダクタンスが調整される。

【０００６】プラズマＣＶＤ方法によって半導体基板７
上に絶縁膜を堆積すると、上部電極１，下部電極２およ
び真空容器３の内壁にも膜が堆積する。この堆積物は、
反応中あるいは半導体基板搬送中に剥落し、ダストとな
る。さらに上部電極１に設けられるガス導入口４の穴に
堆積物が詰まると、堆積速度の基板内均一性が悪化す
る。

【０００７】このため、プラズマＣＶＤ方法による膜堆
積工程終了後、半導体基板７を真空容器３の外へ一旦、
出したのちに、エッチングガスを真空容器３に導入しプ
ラズマを発生させることにより、上部電極１，下部電極
２および真空容器３の内壁に堆積した膜を取り除くプラ
ズマクリーニング方法が採用されている。このプラズマ
クリーニング方法では、エッチングガスがプラズマ中の
熱電子により励起されて反応性ガスとなったエッチャン
トを生じ、このエッチャントによりエッチングが進行し
ていく。エッチング終了後には、エッチングすべき堆積
物がなくなるため、発光スペクトルがエッチング中と大
きく異なり、発光状態が変化する。

【０００８】上述したプラズマクリーニング方法におい
て、電極間距離８を短くした状態(例えば、上部電極１
と下部電極２のうち小さい方の電極の最大径の１／10以
下となるようにする)とすると、高密度のプラズマが２
つの上部電極１，下部電極２の間に閉じ込められるた
め、上部電極１，下部電極２に堆積した膜をエッチング
する速度が著しく増大する。このプラズマクリーニング
方法を、以下ではナローギャッププラズマクリーニング
と呼ぶ。ナローギャッププラズマクリーニングでは、上
部電極１，下部電極２に堆積した膜を高速に取り除くこ
とができる反面、真空容器３内の上部電極１，下部電極
２間以外の空間に存在するプラズマの密度は低いため、
真空容器３の内壁に堆積した膜を除去することができな
い。

【０００９】これに対して、電極間距離８を長くした状
態(例えば、上部電極１と下部電極２のうち最大径が小
さい方の電極の最大径の１／10以上となるようにする)
でプラズマクリーニングを行うと、上部電極１，下部電
極２の間のプラズマの密度が低くなり、プラズマが真空
容器３の全体に広がり、真空容器３の内部に堆積した膜
を除去できる反面、上部電極１，下部電極２間のプラズ
マ密度が低いので、上部電極１，下部電極２の堆積物に
対するエッチング速度は小さくなり、そのためワイドギ
ャッププラズマクリーニングで上部電極１，下部電極２
に堆積した膜まで除去しようとすると、長時間のクリー
ニングが必要になる。

【００１０】ナローギャッププラズマクリーニングとワ
イドギャッププラズマクリーニングの両クリーニング方
法の上記の特徴から、真空容器３内を高速にかつ完全に
クリーニングするために前記両クリーニング方法の併用
がなされる。

【００１１】まず、ワイドギャッププラズマクリーニン
グを行った後に、ナローギャッププラズマクリーニング
に切り替える場合、どの時点でナローギャッププラズマ
クリーニングに切り替えるかの判定が難しい。上述のと
おり、エッチングする物質がなくなったときに、エッチ
ングガスのプラズマの発光状態が変化するが、このプラ
ズマの発光状態の変化が起こる前にワイドギャッププラ
ズマクリーニングからナローギャッププラズマクリーニ
ングに切り替えた場合には、真空容器３の内壁などの上
部電極１，下部電極２以外の部分に堆積した膜が完全に
除去されていない可能性があり、その後においても、こ
れが除去されないという問題点がある。逆にプラズマの
発光状態が変化するまでワイドギャッププラズマクリー
ニングを行ってしまうと、クリーニングに長時間を要す
るという問題があり、本来、ナローギャッププラズマク
リーニングを行う必要がない。

【００１２】このため、両クリーニング方法を併用する
場合には、必要最小限のクリーニング時間で完全にクリ
ーニングを行おうとすれば、先にナローギャッププラズ
マクリーニングを行って、プラズマの発光状態が変化し
た後、すなわちナローギャッププラズマクリーニングで
除去すべき上部電極，下部電極の堆積物が全て除去され
た後に、ワイドギャッププラズマクリーニングを行うこ
とになる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、ワイ
ドギャッププラズマクリーニングのみで完全なクリーニ
ングを行う場合には、前記ナローギャッププラズマクリ
ーニングを行った後にワイドギャッププラズマクリーニ
ングを行う２段階のクリーニング方法に比べて、約２倍
のクリーニング時間を要するという問題点がある。

【００１４】また、ナローギャッププラズマクリーニン
グを行い、プラズマの発光状態が変化した後にワイドギ
ャッププラズマクリーニングを行う２段階のクリーニン
グ方法を用いるとクリーニング時間は短縮されるが、ダ
ストと呼ばれる粒径が0.3μm程度の粒が真空容器内に多
く発生し、プラズマＣＶＤ方法によって堆積する膜中
に、このダストが取り込まれるという問題点がある。

【００１５】本発明者らは、図１のプラズマＣＶＤ装置
を用いて半導体基板７上に膜を堆積した後にナローギャ
ッププラズマクリーニングを行い、ダスト発生の様子を
観察する実験を行った。その結果、ナローギャッププラ
ズマクリーニングを行っているとき、プラズマの発光状
態が大きく変化する直前から多くのダストが真空容器３
内に発生し始めるという現象が観測された。なお、ワイ
ドギャッププラズマクリーニングのみによるクリーニン
グでは、ダスト発生の現象は殆ど観測されなかった。

【００１６】上記結果から、高速でかつダスト発生が少
ないプラズマクリーニング方法として、２つの上部電極
１，下部電極２間の距離を狭くしてクリーニングを行う
ナローギャッププラズマクリーニングをプラズマの発光
状態が大きく変化する以前に終了する工程と、２つの上
部電極１，下部電極２間の距離を広くしてクリーニング
を行うワイドギャッププラズマクリーニングを行う工程
を組み合わせることによって、高速でかつダスト発生が
少ないプラズマクリーニングを実現できる。

【００１７】しかし、通常の生産装置では、各工程は時
間で管理しているが、再現性の問題から堆積速度が変動
し、そのため堆積膜厚が変動するためオーバークリーニ
ングしてダスト発生の原因になったりする。その対策と
して、エンドポイントモニタ(プラズマの発光状態をセ
ンサでモニタする方法)を設置する方法もあるが、生産
装置としてはコストが高くなる。

【００１８】本発明は、上記従来における問題点を解決
し、ナローギャッププラズマクリーニングとワイドギャ
ッププラズマクリーニングとを併用し、電力の印加状態
を変更することで、高速でかつダスト発生が少ない安価
なプラズマクリーニング方法を提供することを目的とす
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、真空容器内に２つの電極を有し、高周波に
よりプラズマを発生させるＣＶＤ装置において、膜堆積
工程終了後にエッチングガスのプラズマを利用して前記
２つの電極および前記真空容器内壁のクリーニングを行
う際、前記２つの電極の距離を狭くして前記２つの電極
の一方に１MHz以上の周波数の電力を印加してエッチン
グガスのプラズマを発生させてクリーニングを行う第１
工程と、前記第１工程でプラズマの発光状態が大きく変
化した直後に前記２つの電極間の距離を広くして前記２
つの電極に高周波電力を印加してエッチングガスのプラ
ズマを発生させてクリーニングを行う第２工程とからな
ることを特徴とする。

【００２０】また、前記２つの電極間の距離が前記２つ
の電極のうち最大径が小さい電極の最大径の１／10以下
にすることにより前記第１工程を行い、前記２つの電極
間の距離が前記２つの電極のうち最大径が小さい電極の
最大径の１／10以上にすることにより第２工程を行うと
好適である。

【００２１】また、前記第１工程として、第１の電極に
１MHz以上の電力を供給してクリーニングを行い、前記
第２工程として、前記第１の電極に１MHz以上の電力
と、第２の電極に１MHz以下の電力を供給してクリーニ
ングを行うと好適である。

【００２２】

【作用】先に述べたように、ナローギャッププラズマク
リーニングを用い、プラズマの発光状態が変化した後に
ワイドギャッププラズマクリーニングを行う２段階クリ
ーニング方法を用いると、ダストが多く発生し、プラズ
マＣＶＤ方法によって堆積する膜中に、このダストが取
り込まれることが分かっていたが、ダスト発生の原因は
明らかではなかった。

【００２３】本発明者らは、図１のプラズマＣＶＤ装置
を用いて半導体基板上に膜を堆積した後にナローギャッ
ププラズマクリーニングを行い、ダスト発生の様子を観
察する実験を行うことで、ダスト発生の過程を解明し
た。その結果、ナローギャッププラズマクリーニングを
行っているとき、プラズマの発光状態が大きく変化する
直前から多くのダストが真空容器に発生し始めるという
現象が観測され、ワイドギャッププラズマクリーニング
のみによるクリーニングでは、ダスト発生の現象は殆ど
観測されなかったことは先述した。さらに、ナローギャ
ッププラズマクリーニングでも１MHz以上の高周波電力
だけの場合、プラズマの発光状態が大きく変化した後で
も、ダストが真空容器に発生し始めるという現象が全く
観測されなかった。

【００２４】このダスト発生の機構は以下のように考え
られる。

【００２５】ナローギャッププラズマクリーニングにお
いて、上部電極，下部電極が近接しているため、印加さ
れている高周波電力による電場は、上部電極，下部電極
に挟まれた空間では強いが、上部電極，下部電極の縁部
では弱くなり、それ以外の空間ではさらに弱くなる。し
たがって、エッチングガスのプラズマは上部電極，下部
電極の挟まれた空間に集まっており、周辺部分のプラズ
マ密度は希薄で、しかもプラズマの粒子の運動エネルギ
ーも弱い。上部電極，下部電極にエッチングすべき堆積
物が多い場合、エッチャントの殆どはプラズマ密度の高
い領域に接する上部電極，下部電極面のエッチングに消
費されるため、周辺部分に拡散しているプラズマに占め
るエッチャントの量は少ない。したがって、周辺部分の
エッチングは殆ど行われない。

【００２６】しかし、プラズマ密度の高い領域に接する
上部電極，下部電極面にエッチングすべき堆積物がなく
なった場合、エッチャントが上部電極，下部電極のエッ
チングに消費されなくなるため、上部電極，下部電極の
縁部に拡散するプラズマに占める未反応のエッチングガ
スのプラズマの量が増加する。したがって、上部電極，
下部電極の縁部のエッチングが進行する。しかし、この
エッチャントによる上部電極，下部電極の縁部のエッチ
ングは、プラズマ密度も低く、プラズマ粒子の運動エネ
ルギーも低いので、膜質の弱い部分を選択的にエッチン
グしていく。膜質の強い部分もプラズマにより衝撃が与
えられ、固着力が低下する。このため、膜質の弱い部分
に囲まれた膜質の強い部分が剥落し、ダストになること
が分かった。また、ダストの大部分はエッチャントの拡
散量の多い上部電極，下部電極の縁部からのものである
ことも分かった。

【００２７】これに対し、ワイドギャッププラズマクリ
ーニングではプラズマが真空容器内全体に広がり、ナロ
ーギャッププラズマクリーニングに比較してプラズマの
密度やプラズマ粒子の運動エネルギーも低いが、ナロー
ギャッププラズマクリーニングを行う際の上部電極，下
部電極の縁部に拡散するプラズマの密度やプラズマ粒子
の運動エネルギーよりも高い。したがって、ワイドギャ
ッププラズマクリーニングでは上記のような選択的エッ
チングは行われず、ダストも発生しない。

【００２８】また、プラズマ中の粒子が大きな振幅で振
動していると、粒子は拡散しにくいことが実験で確かめ
られている。１MHz以下の十分な強さの高周波電力が与
えられると、電子もイオンも十分な振幅で振動する。し
かし、１MHz以上の高周波電力のみが印加されると、電
子は質量が軽いので、この電力に追随して振動するので
十分な振幅が得られるが、イオンは質量が重いので、こ
の電力に追随して振動しても振幅は微小である。したが
って、１MHz以上の高周波電力のみ印加されると、電子
は上部電極，下部電極間から拡散することがないが、イ
オンは振幅が小さいので上部電極，下部電極間から拡散
する。

【００２９】上記の知見に基づいて、本発明の作用を以
下に述べる。

【００３０】本発明の第１工程において、上部電極，下
部電極間の距離を狭くしていると、強い電場は上部電
極，下部電極間に限られ、それ以外の空間では電界が微
弱になるので、プラズマはこの狭い領域で発生する。そ
して、１MHz以上の周波数の電力のみを印加すると、イ
オンに関しては十分な振幅が得られないので、電場の弱
い領域にも拡散しようとする。しかし、電子はほとんど
拡散せず、イオンのみ拡散すると電荷分布が不均一にな
り、クーロン力により引き戻されるので、イオンの拡散
は電子が閉じ込められている周辺に限られる。

【００３１】ところで、エッチングを行うエッチャント
は、エッチングガスがプラズマ化することでイオンにな
ったものであるから、１MHz以上の周波数の電力のみを
印加した場合、上部電極，下部電極の縁部にも広がりエ
ッチングを行う。このときのエッチングガスのプラズマ
密度およびプラズマの粒子の運動エネルギーは十分に高
いので、膜質の弱い箇所の選択的エッチングは行われ
ず、エッチングは膜質の強いところも均一にエッチング
されるので、剥落によるダストの発生は生じない。

【００３２】プラズマの発光状態が変化する前に、すな
わち剥落によるダストの発生が起こる前に１MHz以上の
高周波電力のみを印加することで、最大のダスト発生源
である電極縁部をダストの発生を伴わずにクリーニング
を行うことができる。

【００３３】また、第２工程において、上部電極，下部
電極間を広げて高周波電力を印加すると、電場が上部電
極，下部電極の縁部で広がるので、プラズマが真空容器
内で広範囲に広がり、ワイドギャッププラズマクリーニ
ングが真空容器内で広い範囲にわたって行われる。この
真空容器内に広がったプラズマに関しては、ナローギャ
ッププラズマクリーニングの場合に比べて密度が希薄で
あるが、前記の選択的エッチングを行うまで希薄ではな
く、ダストを発生しないエッチングが行われる。したが
って、ダストの発生を伴わず真空容器の内壁や上部電
極，下部電極のエッチングを行うことができる。

【００３４】したがって、本発明の方法では、クリーニ
ングすると、ナローギャッププラズマクリーニングの特
徴である上部電極，下部電極の高速なクリーニングと、
ワイドギャッププラズマクリーニングの特徴である真空
容器内の広範囲なクリーニングを両立させていて、なお
かつエンドポイントモニタなしにナローギャッププラズ
マクリーニングの最終段階におけるダスト発生という問
題点を解決しうる特徴を備えている。したがって、真空
容器内を高速で完全にクリーニングすることができる。

【００３５】

【実施例】以下、半導体集積回路の製造工程における保
護膜用シリコン窒化膜堆積に利用される、プラズマＣＶ
Ｄ方法による膜堆積工程終了後のクリーニング工程を例
にとって説明する。なお、実験に用いた装置は６インチ
半導体基板用プラズマＣＶＤ装置である。装置構成は図
１に示す従来例と同じであるので、その装置の説明は省
略する。

【００３６】このように構成されたプラズマＣＶＤ装置
について、シリコン窒化膜の形成および装置のクリーニ
ングについて説明する。半導体基板７を図１のように下
部電極２上に置いた状態で、シラン120SCCM，窒素3000S
CCM，アンモニア150SCCMをガス導入口４から真空容器３
内に導入しつつ真空排気口９から排気を行い、真空容器
３内の圧力を４Torrに保ちながら、上部電極１に300
Ｗ、下部電極２に100Ｗの高周波電力を投入すると、真
空容器３内にプラズマが発生し、半導体基板７上にシリ
コン窒化膜を堆積することができる。

【００３７】また、上記のように構成されたプラズマＣ
ＶＤ装置において、上記のようにして半導体基板７上に
シリコン窒化膜を堆積した後のプラズマクリーニング方
法を以下に説明する。

【００３８】第１工程として、次のようなクリーニング
を行った。上記のように薄膜を半導体基板７に堆積した
後、半導体基板７が下部電極２上にない状態で電極間距
離８を13mm、すなわち最大径が小さい方の上部電極１の
最大径160mmの１／10以下にして、６フッ化硫黄200SCCM
および酸素50SCCMをガス導入口４から真空容器３内に導
入しつつ排気を行い、真空容器３内の圧力を800mTorrに
保ちながら、上部電極１に13.56MHzの高周波電力500Ｗ
を印加すると真空容器３内にプラズマが発生し、ナロー
ギャッププラズマクリーニングを行うことができる。

【００３９】この時点で、電極に印加されている電力は
上部電極１に印加される13.56MHzのみ、すなわち１MHz
以上の電力のみである。この場合、イオンが拡散し、プ
ラズマの発光領域が上部電極１，下部電極２の電極縁部
にも広がり、この電極縁部に堆積した膜のエッチングが
行われていることが確認された。しかし、プラズマの発
光領域が真空容器３の内壁にまで及んでいないので、真
空容器３の内壁のクリーニングは行われていない。

【００４０】また、発光状態はクリーニング開始後、３
分05秒でプラズマの発光状態が大きく変化し、フッ素原
子のスペクトルがピークに達した。この時点では、本
来、ナローギャッププラズマクリーニングで行う上部電
極１，下部電極２面のクリーニングのほか、電極縁部の
クリーニングが完了している。下部電極２の高周波電力
(１MHz以下)も印加した場合に比べて、上部電極１にの
み高周波電力を印加した場合、エッチャントが電極縁部
に拡散するため電極間のプラズマ密度が希薄になり、ま
た電極縁部のクリーニングも行われるため、上部電極
１，下部電極２のクリーニング時間も若干長くなる。

【００４１】その後、第２工程のクリーニングとして、
第１工程開始後３分05秒、すなわち上部電極１，下部電
極２間のプラズマの発光状態が大きく変化した時点で上
部電極１に印加されている高周波電力の印加も停止し、
ナローギャッププラズマクリーニングを終了させる。そ
の後、前記と同様に、上部電極１，下部電極２間の距離
を28mm、すなわち最大径が小さい方の上部電極１の最大
径160mmの１／10以上にして変更し、真空容器３内の圧
力を200mTorrにしてから再び放電を開始して、ワイドギ
ャッププラズマクリーニングを行い、真空容器３内のプ
ラズマの発光状態が大きく変化するまで続けた。

【００４２】この段階のクリーニングは、電場の強い領
域が上部電極１，下部電極２の周辺にまで及ぶので、プ
ラズマの発光領域も真空容器３の壁面にも達し、真空容
器３の壁面など、上部電極１，下部電極２の周辺部にと
どまらず、かなりの広範囲にわたってクリーニングが行
われる。このクリーニングにおいてプラズマの発光状態
が変化し、クリーニングが完了すると真空容器３内の堆
積膜はほぼ完全に除去されている。

【００４３】このクリーニング終了後、前記と同様に、
シリコン窒化膜を半導体基板７上にプラズマＣＶＤ方法
により堆積したところ、シリコン窒化膜中に取り込まれ
ているダストの数は約20個以下であり、後述する比較例
の実験と比べ、ダストの数が大幅に減少した。ここで確
認されたダストの数は、ワイドギャッププラズマクリー
ニングのみでクリーニングした際にも発生するダストの
数とほぼ同等であり、前記の堆積物の剥落によるダスト
ではないと考えられる。

【００４４】クリーニング開始から終了まで要した総時
間も、ナローギャッププラズマクリーニングにおいて、
下部電極２に電力を印加した下記の比較例の場合に比べ
て、約10秒長くなっただけであった。すなわち、高速で
かつダストの発生が少ないプラズマクリーニングを行う
ことができた。

【００４５】本発明の上記の実施例と比較するため、従
来のプラズマクリーニング方法により、下記のような比
較実験を行った。

【００４６】比較例においても、シリコン窒化膜を堆積
した後、クリーニングを行った。まず、ナローギャップ
プラズマクリーニングを本実施例の第１工程と同様の方
法で行い、開始後２分50秒で上部電極１，下部電極２間
のプラズマの発光状態が変化し、放電の色が青白から赤
へ変化する現象が確認された。ここで放電を一旦停止
し、本実施例の第２工程と同様に上部電極１，下部電極
２間の距離を28mmに変更し、真空容器３内の圧力を200m
Torrにしてから再び放電を開始して、ワイドギャッププ
ラズマクリーニングを行い、プラズマの発光状態が大き
く変化するまで続けた。

【００４７】このクリーニング後にシリコン窒化膜を半
導体基板７上にプラズマＣＶＤ方法によりシリコン窒化
膜を堆積したところ、堆積したシリコン窒化膜中に約20
0個以上のダストが取り込まれていることが分かった。

【００４８】なお、発光状態と発光スペクトルの関係を
調べるため、本実験において分光分析を行い、フッ素原
子(波長704nm)に対して行うと、プラズマの発光状態が
大きく変化する直前からフッ素原子のスペクトルが徐々
に増加し、発光状態が大きく変化した時点でフッ素原子
の発光スペクトルがピークに達した。すなわち、発光状
態が大きく変化した時点では、上部電極１，下部電極２
のエッチングは既に終了していることが分かる。

【００４９】なお、上記実施例では、半導体集積回路の
製造に利用されるプラズマＣＶＤ方法による膜堆積工程
終了後のプラズマクリーニング工程について説明した
が、本発明は、液晶基板の製造に用いられるプラズマＣ
ＶＤ装置など、他のプラズマＣＶＤ装置におけるクリー
ニング方法にも適用可能である。

【００５０】また、上記実施例では、保護膜用シリコン
窒化膜堆積に利用されるプラズマＣＶＤ方法による膜堆
積工程終了後のクリーニング工程を例にとって説明した
が、他の膜、例えばシリコン酸化膜等の堆積に利用され
るプラズマＣＶＤ方法による膜堆積工程終了後のクリー
ニング工程にも適用可能である。

【００５１】また、上記実施例では、エッチングガスと
して６フッ化硫黄および酸素を用いた例について説明し
たが、エッチングガスは他のガスでもよい。例えば、シ
リコン窒化膜用であれば、Ｃ₂Ｆ₆(６フッ化２炭素)，Ｎ
Ｆ₃(３フッ化窒素)など様々なガスを利用することがで
きる。

【００５２】また、上記実施例では、ナローギャッププ
ラズマクリーニングにおける上部電極１，下部電極２間
の距離が13mm、ワイドギャッププラズマクリーニングに
おける上部電極１，下部電極２間の距離が28mmである場
合について説明したが、両者の区別をする一応の目安と
して、上部電極１，下部電極２間の距離が２つの上部電
極１，下部電極２のうち最大径が小さい方の電極の最大
径の１／10以下であれば、上部電極１，下部電極２間に
発生するプラズマの密度が十分に高く、上部電極１，下
部電極２のエッチングが高速に行われるのでナローギャ
ッププラズマクリーニングとみなし、同様に上部電極
１，下部電極２間の距離が２つの上部電極１，下部電極
２のうち最大径が小さい方の電極の最大径の１／10以上
であれば、プラズマは真空容器３内に拡散するので、ワ
イドギャッププラズマクリーニングとみなすことができ
る。

【００５３】また、上記実施例では、上部電極１に13.5
6MHz、下部電極２に450kHzとしたが、下部電極２への45
0kHzの高周波電力はプラズマ中のイオンが高周波の振動
に追随して振動できて上部電極１，下部電極２間に閉じ
込められるような１MHz以下の範囲内でよい。逆に、上
部電極１は、イオンが追随して振動できないような１MH
z以上であればよい。また、周波数の下限は、成膜のス
トレスコントロール性を考えると200kHz以上が望まし
い。この臨界値である１MHzは、本発明者らが実験で見
出した値である。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラズマ
クリーニング方法は、高速でかつダストの発生が少ない
安価なプラズマクリーニング方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】プラズマＣＶＤ装置の一例を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１…上部電極、 ２…下部電極、 ３…真空容器、 ４
…ガス導入口、 ５…上部電極用高周波電源、 ６…下
部電極用高周波電源、 ７…半導体基板、 ８…電極間
距離、 ９…真空排気口。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空容器内に２つの電極を有し、高周波
   によりプラズマを発生させるＣＶＤ装置において、膜堆
   積工程終了後にエッチングガスのプラズマを利用して前
   記２つの電極および前記真空容器内壁のクリーニングを
   行う際、前記２つの電極の距離を狭くして前記２つの電
   極の一方に１MHz以上の周波数の電力を印加してエッチ
   ングガスのプラズマを発生させてクリーニングを行う第
   １工程と、前記第１工程でプラズマの発光状態が大きく
   変化した直後に前記２つの電極間の距離を広くして前記
   ２つの電極に高周波電力を印加してエッチングガスのプ
   ラズマを発生させてクリーニングを行う第２工程とでな
   ることを特徴とするプラズマクリーニング方法。
2. 【請求項２】 前記２つの電極間の距離が前記２つの電
   極のうち最大径が小さい電極の最大径の１／10以下にす
   ることにより前記第１工程を行い、前記２つの電極間の
   距離が前記２つの電極のうち最大径が小さい電極の最大
   径の１／10以上にすることにより第２工程を行うことを
   特徴とする請求項１記載のプラズマクリーニング方法。
3. 【請求項３】 前記第１工程として、第１の電極に１MH
   z以上の電力を供給してクリーニングを行い、前記第２
   工程として、前記第１の電極に１MHz以上の電力と、第
   ２の電極に１MHz以下の電力を供給してクリーニングを
   行うことを特徴とする請求項１または２記載のプラズマ
   クリーニング方法。