JPH09167759A

JPH09167759A - 半導体装置製造方法

Info

Publication number: JPH09167759A
Application number: JP34781995A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎; Mitsunori Sakama; 光範坂間; Takeshi Fukada; 武深田
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 1997-06-24
Anticipated expiration: 2015-12-15
Also published as: JP3649798B2

Abstract

(57)【要約】【目的】積層形成を行う半導体装置の製造において、
界面の汚染のうち特に従来の方法では除去できない炭素
の一重結合を含む汚染物を除去し、清浄な表面を得るこ
とを目的とする。【構成】水素ラジカルや水素イオンなどの活性な水素、
酸素ラジカルや酸素イオンやオゾンなどの活性な酸素な
どをＥＣＲを用いて形成し、それによって基板上の被積
層形成面上の炭素の一重結合を含む汚染物をガス化し減
少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘッパーフィルタ
ーを用いたクリーンルーム内でのプロセス等の炭素汚染
を避けることのできない半導体装置製造工程において、
その汚染を除去して、清浄な半導体界面を提供する半導
体装置の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造方法において、汚染物
の除去ならびに汚染の防止は、昔からの課題としてその
除去方法には色々な手法が確立してきている。重金属の
除去に対しては、過酸化水素水に塩酸を加えたものによ
って除去する方法などはかなり広く知られている。ま
た、物理吸着物の除去に関しては、超音波のキャビテー
ションを利用した洗浄やブラシによる洗浄などがよく利
用されている。

【０００３】炭素等の有機物に関しては、過酸化水素水
に硫酸を加えた溶液での洗浄やオゾンあるいは酸素プラ
ズマによるドライアッシングなどがよく知られている。
しかしながら、本発明者らの研究によって炭素の除去に
関しては、さらに複雑な状況があることが判明した。炭
素の汚染混入がどこからあるのかといえば、フォトリソ
プロセス中に、任意のパターンを形成するために用いる
フォトレジストは感光性有機物であり、炭素汚染の原因
にもなる。

【０００４】また、半導体装置の作製において、薄膜プ
ロセスはもはや必須用件であり、そのための真空装置も
必須装置となっているが、真空装置の真空にするための
真空ポンプには、いまだ油を用いているものもあり、炭
素汚染の原因にもなる。それ以外にも、基板キャリアと
して用いるテフロン（ＰＦＡ）、ポリプロピレン（Ｐ
Ｐ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、３フッ化エ
チレン共有合樹脂（ＥＣＴＦＥ）、４フッ化エチレン共
有合樹脂（ＥＴＦＥ）、ポリエチレン（ＰＥ）などから
の蒸気圧や、クリーンルーム内の床材、壁材などからの
汚染もある。それらの単体あるいは複合体が、クリーン
ルーム内のヘッパーフィルターを介して汚染を拡げてい
る。

【０００５】フォトリソ工程後にドライアッシングを行
い、各工程の直前に、過酸化水素水に塩酸を１対１で加
えた溶液を８０℃に加熱して用いていることで有機物の
除去を行い（以後、ウェットアッシングと呼ぶ）。すぐ
に次の処理を行なうようにすることが従来の方法であ
る。ドライアッシングとウェットアッシングによって、
ほとんどの有機物を取り除くことができるように思われ
ていたが、公知のＸＰＳ測定によって、基板表面の炭素
汚染を評価すると、Ｃ−Ｃの結合（炭素の一重結合）の
みほとんど除去されていないことが判明した。

【０００６】図２に、従来の技術による、基板表面のＸ
ＰＳによる炭素不純物の除去程度をしめすグラフを示
す。図２は、フォトレジスト塗布、プリベーク、露光、
現像、ポストベーク、レジスト剥離後２４時間クリーン
ルーム内にて放置したものの基板表面２１（図２の中の
破線グラフ）と、その基板をドライアッシングとウェッ
トアッシングを行なった後の基板の表面２２（図２の中
の実線グラフ）を、ＸＰＳを用いて測定したものであ
る。測定条件としては、出来るだけ表面の情報を得るた
めにディテクターの角度を１５°にし、基板表面での１
ｍｍΦのエリアを測定した。横軸は、結合エネルギーを
示しており単位はｅＶであり、縦軸はディテクターの強
度であり単位は任意単位である。

【０００７】図２のグラフを見るとドライアッシングと
ウェットアッシングを行なう前（破線）と後（実線）で
２８４．８ｅＶ付近のピークが大きくなり、それ以外の
ピークは全て減少していることがわかる。２８４．８ｅ
Ｖのピークは、Ｃ−Ｃの一重結合の存在を示している。

【０００８】これは、炭素の一重結合を取り除くこと
が、従来のドライアッシングとウェットアッシングでは
非常に難しく、ほとんど不可能であることを示してい
る。この炭素は不純物として、その基板表面に残存する
ために、その上に例えば酸化膜などを形成すると、酸化
膜との界面に炭素が残り、界面での再結合中心となりま
た電荷捕獲などを起こし、半導体メモリのキャパシタで
あれば絶縁膜界面に意図しない電荷蓄積をも引起し、電
界効果トランジスタの移動度等の半導体の電気特性を低
下させ、また結合状態が安定していないために、電界が
かかりつづけることで時間的に界面状態が変化し信頼性
をも落としていた。

【０００９】また、半導体の表面に酸化膜や窒素ドープ
の酸化膜の２層形成などの多層形成を行う場合には界面
の密着性を劣化させることや、その絶縁膜をキャパシタ
の誘電材料として用いる場合に、制御できない誘電特性
を引き起こしたり、固定電荷を形成するこもあり、キャ
パシタとしての容量蓄積機能を満足させない結果を生む
こともあった。

【００１０】液晶用の薄膜トランジスタ回路において
は、液晶画素を駆動させるためのドライバー用ＴＦＴの
ゲート絶縁膜と活性層である半導体との界面の特性の場
合はさらに深刻な状況になる。ＴＦＴによる階調制御に
より２５６階調を達成させようとしたときに、そのＴＦ
Ｔの隣接間しきい値標準偏差は０．０２Ｖ未満程度にす
る必要がある。しかし、炭素の一重結合等による汚染
は、界面での界面準位密度を大きくしそのしきい値のバ
ラツキを発生させる。

【００１１】界面特性は、絶縁ゲート型トランジスタに
おいては、薄膜トランジスタに限らず非常に重要な特性
であり、ＭＯＳダイオードやＭＯＳトランジスタなどの
界面特性においても重用であるが、そこでも炭素の一重
結合は完全に取り除くことは出来ない状況である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】半導体装置製造工程に
おける、基板表面の炭素の汚染物の中でも特に、従来の
ウェットアッシング、ドライアッシングではほとんど除
去できない炭素の一重結合（Ｃ−Ｃ）を含む炭素を含む
不純物を低減させることを目的とし、それによって各種
半導体形成界面での炭素による不純物による電気特性の
劣化、信頼性の低下等を低減させる。さらに炭素の一重
結合以外の炭素の二重結合をも含む汚染物の除去ならび
に、除去したのちの清浄表面が再び汚染しないうちに次
の成膜プロセスを実施できる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】水素ラジカルあるいは水
素イオン等の活性化した水素を有効に作用させるために
は、本出願人による特願平７−２５６９６８や特願平７
−２５６９６９などに詳細にかかれており、また特願昭
５５−２６３８７には不活性気体または水素に誘導エネ
ルギーを加えてプラズマ活性化した雰囲気に浸すことに
よるクリーニング法について詳細に開示されている。

【００１４】しかしながら、効率よく水素ラジカルある
いは水素イオン等の活性化した水素によって基板表面に
付着したＣ−Ｃの一重結合による不純物を取り除くに方
法を研究した結果、高密度プラズマ技術を取り入れたク
リーニング方法に優れた点が多いことが判明した。特に
本発明では、低圧力でのマイクロ波を用いたプラズマや
マイクロ波と磁場を合わせて用いること、更にマイクロ
波と磁場による電子サイクロトロン共鳴（いわゆるＥＣ
Ｒ：ＥｌｅｃｔｒｏｎＣｙｃｌｏｔｒｏｎＲｅｓｏｎ
ａｎｃｅ）を利用したプラズマを利用して水素を水素ラ
ジカルあるいは水素イオン等の活性化した水素にする事
に関している。

【００１５】また、マイクロ波と磁場を用いる方法で
は、プラズマ生成を行う領域からプラズマ処理を行う基
板までの距離をある程度離すことができるために、処理
をする基板によって活性な水素や酸素の内で電荷を持つ
ものを除去する工夫をほどこしたり、逆に主として電荷
を持つものによって基板を処理するような工夫をほどこ
すことが可能である。

【００１６】電子サイクロトロン共鳴は、電場と磁場が
サイクロトロン共鳴が成立するようにしそこでプラズマ
を発生させることでプラズマ密度の高いプラズマが得ら
れる方法であり、いわゆるＥＣＲプラズマと呼ばれてい
るものである。このＥＣＲプラズマの特徴は１０^-3〜１
０^-1Ｐａの低圧力で高密度のプラズマを得ることが出来
る。この圧力の領域はいわゆる分子流領域の圧力である
ために、ガスの混合およびチャンバー内でのガスの分圧
の均一性は、層流および中間流領域の圧力よりもはるか
に良好である。また、ＥＣＲ条件を満たさない場合もマ
イクロ波と磁場を用いることで高密度プラズマを得るこ
とができる。

【００１７】このマイクロ波と磁場を用いたプラズマと
水素を用いることによるプラズマクリーニング方法によ
って半導体材料、金属材料、絶縁材料の表面に付着した
炭素の一重結合を減少させることが可能である。また、
そのクリーニングの後にそのままマイクロ波と磁場プラ
ズマを用いた成膜を行うことで、界面は清浄に保たれた
まま成膜するいわゆるインサイチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）
成膜することができる。

【００１８】マイクロ波と磁場によるプラズマで成膜を
行わない場合も、マルチチャンバーシステムを利用する
ことで別のチャンバー内で、マイクロ波と磁場プラズマ
クリーニングの後の清浄表面の上に、スパッタ法による
成膜や、熱ＣＶＤ、平行平板プラズマＣＶＤなどのマイ
クロ波と磁場以外の成膜方法を用いてインサイチュ成膜
を行うことが可能である。

【００１９】ＥＣＲによるプラズマを発生させそれによ
って基板あるいは基板上に形成されているものの表面
（合わせて基板と呼ぶ）の処理を水素ラジカルや水素イ
オン等の活性な水素によってクリーニングする場合にＥ
ＣＲプラズマを発生させるために、ＥＣＲを起こす領域
に水素を導入する。

【００２０】水素は、マスフローコントローラーなどの
流量制御器によって一定量をチャンバーに導入される。
導入される水素の量は、その水素の導入量、チャンバー
容積、ポンプの排気速度、ポンプの圧縮比などによって
必然的に決定されるチャンバー内圧力が希望する圧力で
あるかどうかでその上限が定まってくる。

【００２１】排気ポンプがターボ分子ポンプや複合分子
ポンプ等を用いる場合は、そのポンプの排気原理から、
水素の用に軽い元素を排気することが他の重い元素を排
気する場合と比較して排気しにくくまた、圧縮比も小さ
くなる欠点があるために、そのようなポンプが用いられ
ている装置で、本発明を実施しようとする場合は、水素
の流量と圧力に余裕のある状態を用いるように留意する
必要がある。

【００２２】油拡散ポンプに液体窒素トラップを併用し
たポンプを用いる場合は、水素に対する排気速度、圧縮
比ともに高いので使いやすい。しかし、プラズマクリー
ニングを行うチャンバーでそのまま成膜も行う場合は、
窒素トラップに成膜用の反応ガスが吸着し、吸着量が大
きくなった時に爆発するなどの危険があるために窒素ト
ラップが使えず、そのために油の逆拡散が発生し、逆に
基板を炭素で汚染することもあるために、液体窒素より
は温度の高く反応ガスが吸着しない温度でかつ油は吸着
する温度である、冷却トラップを用いる留意が必要にな
る。

【００２３】１０^-3Ｐａでの水素の平均自由行程は１０
ｍを超えるために、ＥＣＲで生成された水素ラジカルや
水素イオン等の活性な水素は、他の水素や分子にほとん
ど衝突することなく基板まで到達して基板を処理するこ
とができる。そのために通常の平行平板プラズマ処理装
置のように圧力１００Ｐａなどでプラズマを発生させる
方法に比較して、活性な水素に他の元素が結合したよう
な形で基板に到達することが少なく、より効果的に基板
をクリーニングすることができる。

【００２４】クリーニングに寄与した活性な水素は、ク
リーニング後直ちにポンプによって外部に排出され、基
板表面にはあらたな活性な水素が到達し基板をクリーニ
ングする。この繰り返しによって、基板表面には、ＥＣ
Ｒで発生した活性な水素が他の元素と衝突することなく
基板に到達し、基板をクリーニングして排気されること
で非常に清浄な表面が達成できる。

【００２５】活性な水素は、特に炭素の一重結合を切り
ＣＨ_Xなどの基体にしてクリーニングを行うが、炭素に
よる汚染は、二重結合等もある。二重結合等の炭素の汚
染はドライアッシングを行い、各工程の直前に、ウェッ
トアッシングを用いていることで有機物の除去を行いそ
の後に本発明による活性な水素によるクリーニングを行
ってもよいが、マイクロ波と磁場によるドライアッシン
グを同一チャンバーで行うことは効率のよい工程とな
る。

【００２６】例えば、ＥＣＲ領域のチャンバーに酸素を
導入する。酸素は、マスフローコントローラーなどの
流量制御器によって一定量をチャンバーに導入される。
導入される酸素の量は、その酸素の導入量、チャンバー
容積、ポンプの排気速度、ポンプの圧縮比などによって
必然的に決定されるチャンバー内圧力が希望する圧力で
あるかどうかでその上限が定まってくる。

【００２７】排気ポンプがターボ分子ポンプや複合分子
ポンプ等を用いる場合は、そのポンプの排気原理から、
水素とは異なり酸素の用に重い元素は排気しやすい。ま
た、圧縮比も大きいためにそのようなポンプが用いられ
ている装置で、本発明を実施しようとする場合は、実施
がしやすい。

【００２８】油拡散ポンプに液体窒素トラップを併用し
たポンプを用いることもできる。しかし、プラズマクリ
ーニングを行うチャンバーでそのまま成膜も行う場合
は、窒素トラップに成膜用の反応ガスが吸着し、吸着量
が大きくなった時に爆発するなどの危険があるために窒
素トラップが使えず、そのために油の逆拡散が発生し、
逆に基板を炭素で汚染することもあるために、液体窒素
よりは温度の高く反応ガスが吸着しない温度でかつ油は
吸着する温度である、冷却トラップを用いる留意が必要
になる。また、油拡散ポンプ用の油は高温で酸化し易い
ために多量の酸素を排気するとポンプの排気能力が低下
する可能性がある点にも留意が必要である。

【００２９】１０^-3Ｐａでの酸素の平均自由行程は６ｍ
を超えるために、ＥＣＲで生成された酸素ラジカルや酸
素イオン等の活性な酸素は、よほど大きな装置で無いか
ぎり他の酸素や分子にほとんど衝突することなく基板ま
で到達して基板を処理することができる。そのために通
常の平行平板プラズマ処理装置のように圧力１００Ｐａ
などでプラズマを発生させる方法に比較して、活性な酸
素に他の元素が結合したような形で基板に到達すること
が少なく、より効果的に基板をクリーニングすることが
できる。

【００３０】クリーニングに寄与した活性な酸素は、ク
リーニング後直ちにポンプによって外部に排出され、基
板表面にはあらたな活性な酸素が到達し基板をクリーニ
ングする。この繰り返しによって、基板表面には、ＥＣ
Ｒで発生した活性な酸素が他の元素と衝突することなく
基板に到達し、基板をクリーニングして排気されること
で非常に清浄な表面が達成できる。

【００３１】活性な酸素は、特に炭素の二重結合等を切
りＣＯ_Xなどの基体にしてクリーニングを行う。つまり
活性な酸素と活性な水素を双方用いることで炭素の一重
結合二重結合等を除去することができるために、炭素汚
染物のほとんど全てに適用することが可能である。

【００３２】始めに酸素を導入して、活性な酸素を生成
しそれによって炭素の二重結合を含む一重結合以外の炭
素汚染物を基板から除去し、酸素導入を停止しその後水
素を導入して活性な水素を生成しそれによって主として
炭素の一重結合による炭素の汚染物を除去するクリーニ
ング方法を、同一のチャンバー内にて行うことが可能で
ある。逆に、始めに水素を導入して、活性な水素を生成
しそれによって主として炭素の一重結合を含む炭素汚染
を基板から除去し、水素導入を停止しその後酸素を導入
して活性な酸素を生成しそれによって炭素の二重結合を
含む一重結合以外の炭素汚染物を基板から除去するクリ
ーニング方法を同一のチャンバー内にて行うことも可能
である。

【００３３】また同時に、水素と酸素を導入して、マイ
クロ波と磁場によるプラズマによって水素ラジカルや水
素イオン等の活性な水素と、酸素ラジカルや酸素イオン
やオゾンなどの活性な酸素を同時に生成することによっ
て、基板の炭素の一重結合、二重結合の双方を含むほと
んどの炭素汚染を減少させることを同時に行うことも可
能である。

【００３４】また、水をソースとして、チャンバーに導
入することで水素と酸素を同時に供給することもよい。
この場合には、H₂O は水素元素と酸素元素が常に２対１
の比率になっているために、水素と酸素の流量比を調整
するために、H₂O の入ったタンクを酸素によってバブリ
ングすることでチャンバーに導入することも有効であ
る。

【００３５】水を加熱することで直接気化させて、チャ
ンバーに導入することもよい。水をチャンバーに導入す
る場合は、導入するまでの配管は、全て加熱して置いた
ほうがよい。加熱していない場合には、水は、吸着し易
いために、真空度の低下を招きやすく、基板をクリーニ
ングしても、真空度が悪いために活性な水素や活性な酸
素でクリーニングした清浄表面を長時間保持できない場
合がある。

【００３６】また、チャンバーもできれば全体として加
熱をしたほうがよく、８０℃以上に加熱しておくことで
水の吸着を大きく減少させることが可能である。また、
配管およびチャンバー内壁を電界研磨や複合電界研磨な
どで処理することで吸着を減少させることもよい。

【００３７】マイクロ波と磁場によるプラズマを発生さ
せるための電場と磁場として、磁場としてはソレイノイ
ドやヘルムホルツなどのコイルを用いてそこに直流電流
を流すことで静磁場を発生させる方法が良く知られてい
る。電場の生成としては、１〜１０ＧＨｚのマイクロ波
を導波管を通してチャンバーに導く、チャンバーと導波
管の終端との境は石英、合成石英、フッ化マグネシウム
などの材料によって形成されている。

【００３８】マイクロ波はチャンバーまでは大気圧の中
を導波管を通して進むが、チャンバー内は減圧状態にあ
るために、其をしきる窓材料が必要になる。また、より
マイクロ波による電場のエネルギーをサイクロトロン共
鳴を用いて電子に与える為には、チャンバー内にマイク
ロ波の空洞共振器を設置することは効果的である。空洞
共振器内でのマイクロ波の定在波の腹の部分でＥＣＲを
形成することで大きなエネルギーを電子に与えることが
できる。

【００３９】しかしながら、空洞共振器を用いない場合
でも十分にマイクロ波と磁場プラズマを利用しすること
は可能である。磁場は、ソレノイドコイルに流す直流電
流を変化させることで、マイクロ波と磁場による高密度
プラズマの空間的な位置を変化させることができる。勿
論、磁場を一定にしておいてマイクロ波の周波数を変化
させることによってもマイクロ波と磁場による高密度プ
ラズマの空間的な位置を変えることができる。

【００４０】マイクロ波と磁場によって発生したプラズ
マは拡散磁場に沿って拡散していく。この拡散するプラ
ズマによって処理をする基板の位置で基板面方向での拡
散するプラズマの広がりに対してプラズマ処理をする基
板が小さい場合は特に大きな問題はない。しかし、基板
が大きくなっていった場合には基板の中央部と基板の端
部でのプラズマの電子密度等のプラズマ密度が大きく異
なるようになる。プラズマ密度が異なるということは、
それを用いた処理も異なるということになる。

【００４１】基板はマイクロ波と磁場で形成されたプラ
ズマがそのプラズマの高密度な領域からマイクロ波の導
入位置と逆方向に拡散していく位置に配置される。基板
の位置は、プラズマの拡散の仕方と基板の大きさによっ
て高密度プラズマに近づける場合と遠ざける場合があ
る。基板が小さい場合は、基板が大きい場合より高密度
プラズマに近づけることができる。

【００４２】高密度プラズマ領域に近づけることができ
ればよりプラズマ密度の大きい位置での処理が可能にな
るが、高密度プラズマ領域から遠ざけるとプラズマ密度
の小さい位置での処理になる。基板が大きいために、高
密度プラズマ領域から遠ざけて基板を配置しなくては鳴
らない場合も、磁場の拡散の勾配をできるだけ小さくし
たり、ミラー磁場等を利用して、拡散するプラズマを減
少させることなどの工夫をすることでその影響をできる
だけ小さくすることができる。

【００４３】基板の表面の炭素汚染を除去するためのク
リーニングとして本発明は活性な水素による炭素の一重
結合を含む炭素汚染物の減少と、活性な酸素による炭素
の一重結合以外の炭素の二重結合を含む炭素汚染物の減
少を同時あるいは、個別に行うものであるが、基板の表
面状態は、その作製工程の仲でさまざまに変わってく
る。

【００４４】基板の表面にまだ何も形成されていない場
合に、ベースの下地膜を形成する前に本発明によるクリ
ーニングによって炭素汚染物を減少させる場合は、活性
な水素および活性な酸素を同時にマイクロ波と磁場によ
ってプラズマ化し、基板表面を水素ラジカル、水素イオ
ン等の活性な水素や、酸素ラジカル、酸素イオン、オゾ
ンなどの活性な酸素にさらすことで基板表面をクリーニ
ングする。活性な水素と活性な酸素のクリーニング順序
は、どちらから始めても、同時であってもよい。

【００４５】しかしながら、ＭＯＳトランジスタのよう
な薄いゲート絶縁膜を利用するトランジスタを形成した
後に、本発明によって活性な水素および活性な酸素を同
時にマイクロ波と磁場によってプラズマ化し、基板表面
を水素ラジカル、水素イオン等の活性な水素や、酸素ラ
ジカル、酸素イオン、オゾンなどの活性な酸素にさらす
ことで基板表面をクリーニングするような場合は、チャ
ージアップなどによるゲート絶縁膜の静電破壊は、致命
的であり、プラズマプロセスでの荷電粒子の取扱とチャ
ージの逃がし方は重用になる。

【００４６】基板が、単結晶シリコンを用いるような場
合は、基板は、Ｐ^-あるいはＮ^-になっているために基
板の抵抗が小さく、そのため基板のチャージアップは、
絶縁基板と比較すると非常に小さい。しかし、昨今の半
導体では、三次元ＩＣとしてかなりの厚い層間絶縁膜が
形成され、その上に複数の配線が形成されているような
場合がある。このような場合に本発明を用いるときは少
なからずチャージアップの影響を受ける。

【００４７】アクティブマトリクッスの液晶用の薄膜ト
ランジスタなどの場合は、絶縁基板上にゲート絶縁型の
トランジスタを６４０×４８０画素のＲＧＢカラーの場
合は画素部だけで、画素のスイッチ用ＴＦＴが９０万素
子にもなり、そのうちの１つでも動作しない場合は点欠
陥となって、最終商品の商品価値を大きく下げてしま
う。この様な状況で、ＴＦＴのゲート絶縁膜形成後に本
発明を用いる場合の基板のチャージアップ対策は重用で
ある。

【００４８】本発明は、マイクロ波と磁場を利用したプ
ラズマによって活性な水素、活性な酸素を生成してそれ
によって基板表面の炭素汚染物を減少させるものである
が、活性な水素および酸素の中には電荷をもつものもあ
る。すなわち、水素イオンと酸素イオンさらには電子で
ある。

【００４９】この電荷をもつ水素イオン、酸素イオン、
電子による基板のチャージアップを制御するためには基
板表面からチャージアップした電荷を速やかにアース等
に逃がすか、基板にチャージを発生させないすなわち水
素イオン、酸素イオン、電子が基板に到達しないように
することである。例えばＥＣＲでは、ＥＣＲの領域から
基板までの距離が、平行平板型のプラズマ装置のカソー
ドから基板までの距離に比較して長く、プラズマ生成圧
力が１０^-3〜１０^-1Ｐａと低いために平均自由行程が数
ｍと長い。

【００５０】そのために、磁場および電界によって水素
イオン、酸素イオン、電子を基板に到達する前に接地電
位に衝突させることでその電荷を奪うことが出来る。電
荷が奪われた元水素イオン、元酸素イオンは、平均自由
行程が長いために、他の荷電粒子とも衝突することが少
なく、中性元素としてそのまま排気される。そのために
基板にチャージをためることが少なくなり、ひいては半
導体の破壊を減少指せてクリーニングの効果のみの本発
明の効果が生じる。

【００５１】このような水素イオン、酸素イオン、電子
を基板に到達させないようにするためには基板到達前の
空間にチャンバー壁などの接地電位に向く磁場を形成す
ることで、ＥＣＲ領域で発生した水素イオン、酸素イオ
ン、電子はその磁場に沿うように接地電位に衝突し持っ
ている電荷を接地電位に渡し、中性元素になる。電子は
そこで消滅する。

【００５２】また、水素イオン、酸素イオン、電子を基
板に到達させないようにするためには基板到達前の空間
に直流電界をかけ、正の電荷は陰極に、負の電荷は陽極
に向かうようにして、基板に到達する水素イオン、酸素
イオン、電子を減少させ基板のチャージアップを減少さ
せる。しかし、電界によって荷電粒子を基板に到達させ
ないようにする場合は、余り大きな電圧をかけて電界を
形成した場合に、その電極間で直流放電が発生してしま
う。

【００５３】ＥＣＲを用いる本発明では、圧力が低いた
めに、電極間距離にも依存するが簡単には放電しにくく
なっている。また、ＥＣＲ領域と基板との間に接地電位
のグリッドなどを設けて電荷をもつ水素イオンや酸素イ
オンから電荷を取り除くことも効果がある。

【００５４】図５（Ａ）および（Ｂ）に活性な水素また
は活性な酸素の中から、電荷を持つものを除去する原理
を示す。図５（Ａ）で活性な水素または活性な酸素など
で構成されるプラズマ５０００の中には、イオン５００
３や電子５００４のように電荷をもつものと中性ラジカ
ル５００２や分子原子５００１のように電荷をもたない
ものなどがある。

【００５５】基板５００５には、それらイオン５００３
や電子５００４のように電荷をもつものと中性ラジカル
（オゾンを含む）５００２や分子原子５００１のように
電荷をもたないものが種々混在して到達する。基板５０
０２上の炭素汚染物とは中性ラジカル５００２やイオン
５００３と反応してＣＨ_XあるいはＣＯ_Xのような形で
気化する。

【００５６】しかし、イオン５００３や電子５００４が
基板５００５にとっては、悪影響を起こす場合は図５
（Ｂ）のようにプラズマ５０００が基板５００５に到達
する前に、電荷をもつイオン５００３あるは電子５００
４を除去するために、拡散磁場や電界を発生させるため
の除去機能５００６および５００７によって除去する。
電荷をもつものは磁場あるいは電場のなかではその勾配
に従うようにふるまうためにそれを利用する。

【００５７】電荷を除去機能５００６、５００７で無く
したイオン５００３および電子５０００４は、イオン５
００３は中性の分子原子５００１になり、電子５００４
はそこで消滅し、基板５００５には中性ラジカル５００
２および分子原子５００１がほとんどとなる。

【００５８】半導体プロセスの工程の中では、逆にイオ
ンによるスパッタ効果が存在する方がよい場合がある。
基板に下地膜を成膜する場合の前に本発明を用いて炭素
汚染物を除去する場合に、後に成膜する下地膜と基板の
密着性を向上させるためにはある程度基板をイオン等に
よってたたいた方が良いことがある。

【００５９】このような場合は、むしろ積極的にイオン
を基板に導くようにすることがよい。そのために基板に
バイアスを印加して本発明を用いてクリーニングを施し
ながらイオンによって基板をたたくようにする。そのた
めには、ＤＣバイアスを用いるよりは、高周波によるセ
ルフバイアスを利用する。

【００６０】高周波によるバイアスは、基板が絶縁体で
あっても半導体であっても十分なセルフバイアスを基板
表面に印加することが可能である。高周波を印加するた
めの整合器として、高周波電源と基板を保持するための
基板支持体の間にはブロッキングコンデンサがあるため
にそこにセルフバイアスが発生する。

【００６１】セルフバイアスは基板支持体がカソードに
なるように接続するかアノードになるように接続するか
によって、基板に加速されるイオンが正であるか負であ
るかがことなる。水素イオンは正であるためにそれを基
板に加速するためには基板側がカソードになるように接
続しそれによって水素の正イオンを基板に衝突させる。
水素イオンによる衝突は、水素イオンの質量が小さいた
めに大きなスパッタ効果はないために、本発明の用いた
クリーニングと水素イオンによるスパッタの後に成膜す
る膜の密着性等を向上させるために、ほぼどのうような
工程でも用いることが可能である。

【００６２】酸素イオンは負であるためにそれを基板に
加速するためには基板側がアノードになるように接続し
それによって酸素の負イオンを基板に衝突させる。酸素
イオンによる衝突は、酸素イオンの質量が大きいために
大きなスパッタ効果があるために、本発明の用いたクリ
ーニングと酸素イオンによるスパッタの後に成膜する膜
の密着性等を向上させるために、被成膜面がどのうよう
な特性であるかを十分に考慮して用いる。

【００６３】また、ＥＣＲプラズマによって発生させる
プラズマをアルゴンなどの質量の大きな不活性ガスを利
用することは、大きなスパッタ効果を得るときには効果
が大きい。そのために、水素や酸素とアルゴンなどの不
活性がすを混合して用い、かつ基板側がカソードになる
ようにバイアスを印加することで大きなスパッタ効果が
得られる。

【００６４】また、アルゴンはスパッタによって衝突し
た基板表面を物理的に削り取るために炭素汚染のうちで
化学的に除去できないようなものを物理的に除去する効
果を合わせもち、本発明による化学的効果とあいまって
相乗効果を得ることができる。

【００６５】また、ポリシリコンを利用した薄膜トラン
ジスタや、アモルファスシリコンを利用した薄膜トラン
ジスタ、あるいは混晶状態のシリコンを利用した薄膜ト
ランジスタなどで、そのグレイバンダリーのターミネー
ションとして水素化の工程ががあるが、その水素化の工
程を本発明のクリーニングによって兼ねることができ
る。

【００６６】水素化をしたのちに、パッシベーション膜
として酸化膜や窒化膜を成膜して完成したトランジスタ
を保護するが、その前に水素化を行わないとパッシベー
ション膜によって水素化を行うための水素がそのパッシ
ベーション膜によって妨害され、実際に水素化を行いた
い領域にまで到達しない。本発明の水素ラジカルや水素
イオン等の活性な水素による表面の炭素汚染のクリーニ
ングは、この水素化をも兼ねる。

【００６７】つまり、クリーニングと水素化を終了し
た、清浄表面をもちグレインバンダリーを水素でターミ
ネーションしたトランジスタの上にインサイチュ成膜に
よってパッシベーションを行うことができ、よって特性
の高いトランジスタを実現することができる。

【００６８】基板のクリーニング効果を高めならびにイ
ンサイチュ成膜を行うためには、基板を加熱することが
よい。基板の加熱は、基板支持体に抵抗加熱のヒータを
接続して行う。この場合、基板バイアスを高周波によっ
て行う場合は、ヒータ加熱用のトランスに絶縁トランス
を用いる方が高周波ノイズを避けることができる。

【００６９】基板の加熱は、基板上に形成されている材
料や基板の材質によっても上限は決定されるが、基板温
度は高い方がクリーニング効果は大きい。また、次に成
膜する膜の温度と同じ温度であればインサイチュ成膜ま
での時間は短時間ですみスループット、タクトタイムを
向上できる。ただし、マイクロ波と磁場を利用した本発
明は室温でも十分なクリーニング効果を得ることができ
る。

【００７０】また、マルチチャンバーを利用して本発明
によるクリーニングを終了したのちに大気に触れること
なく別のチャンバーにて次の成膜を行うことができる。
もちろんクリーニングを行ったチャンバーにてマイクロ
波と磁場を利用して次の成膜を引続き行うこともでき
る。

【００７１】何も成膜されていない基板の表面を、マイ
クロ波と磁場によるプラズマを利用して活性な水素と活
性な酸素を生成しそれによって基板表面の炭素汚染を減
少させた後に、基板を別のチャンバーに移動し、平行平
板型プラズマＣＶＤ装置を用いて有機シランと酸素を用
いた酸化珪素膜を下地膜として成膜する。酸化珪素膜
は、酸素の代わりに亞酸化窒素あるいは亞酸化窒素と酸
素の混合ガスを用いて窒素ドープの酸化珪素膜を成膜す
ることもできる。酸化膜の代わりにシランとアンモニア
と窒素によって窒化珪素膜を下地膜として成膜すること
もできる。

【００７２】また、ゲート絶縁膜の上にゲート電極とし
てアルミニゥムをスパッタで成膜する場合に、マイクロ
波と磁場によるプラズマを利用して活性な水素と活性な
酸素を生成しそれによって基板表面の炭素汚染を減少さ
せる。このときゲート絶縁膜の表面を清浄に掏るための
クリーニングであるために、チャージアップによるゲー
ト絶縁膜の絶縁破壊を防止するために、水素イオンなら
びに酸素イオンを基板に到達しにくくするための磁場を
基板と高密度プラズマ領域の間に発生させそれによっ
て、基板に水素イオンならびに酸素イオンが到達する前
に、チャージを逃がすようにしてゲート絶縁膜表面のク
リーニングを行う。

【００７３】その後に、別のチャンバーに基板を移動し
そこでゲート電極用の膜であるアルミニゥウムのマグネ
トロンスパッタを行う。スパッタ膜が多層であれば、さ
らに別のチャンバーに基板を移動させて別の、例えばク
ロムをスパッタによって成膜することもできる。

【００７４】ポリシリコンＴＦＴを搭載したＳＲＡＭの
層間絶縁膜を成膜する場合などは、成膜する被成膜面に
アルミニゥム配線や酸化膜が形成されているが、その被
成膜面をマイクロ波と磁場によるプラズマを利用して活
性な水素と活性な酸素を生成しそれによって基板表面の
炭素汚染を減少させる。その際に、活性な水素による表
面のクリーニングがポリシリコンＴＦＴの水素化を同時
に行っている。

【００７５】炭素汚染物の減少と水素化を終わらせた後
に同じチャンバーにて、マイクロ波と磁場によるプラズ
マによる酸化珪素の成膜を行う。酸化膜をマイクロ波と
磁場によるプラズマを利用して成膜するために高密度プ
ラズマ領域には酸素を導入し、基板と高密度プラズマ領
域の間からシランを導入することで酸化膜を形成する。
その際に、基板にバイアスを印加することでバイアスス
パッタを併合させたプロセスを用いることで平坦化もす
ることができる。マイクロ波と磁場による酸化膜は密度
が高く、水素化によってグレインバンダリーをターミネ
ーションした水素は抜けにくい状態になっており、クリ
ーニングと水素化が同時に行える。

【００７６】もちろん酸化膜を形成する際に窒素をドー
プすることで窒素ドープの酸化膜を形成することで水素
はより抜けにくい状態にすることができる。また、弗素
を添加することで誘電率を弗素を添加しない酸化膜より
も若干下げることができ、浮遊容量の小さい層間膜を形
成することも可能である。

【００７７】本発明によるクリーニングを成膜前に全て
行った積層デバイスを２次イオン質量分析法（ＳＩＭ
Ｓ）によって測定すると、各界面での炭素の不純物量の
最も低い値でが８×１０¹⁸〜７×１０¹⁹ｃｍ^-3程度が、
同様の成膜条件で本発明によるクリーニングを行わなか
ったものが各界面での炭素の不純物量の最も低い値でが
５×１０¹⁹〜３×１０²⁰ｃｍ^-3程度であり界面での炭素
量が少ない。

【００７８】本発明によって、基板表面のクリーニング
を行うことで、クリーニング後に膜の硬度が大きいもの
や、膜の密度の大きいものも密着性が高いために成膜し
やすい。つまりメモリの層間絶縁膜として、有機シラン
を用いたリフローによって平坦化用の酸化珪素を成膜し
たり、常圧ＣＶＤを用いて有機シランの段差被覆性のよ
さを利用して成膜を行っていた。

【００７９】しかしながら、これらの膜では吸湿性が高
く半導体の信頼性を低下させてしまう。また、近年半導
体プロセスで使われるようになってきているＣＭＰ（Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈ
ｉｎｇ）を用いた平坦化は、膜がやわらかすぎ、また、
吸湿性が高いことからこのＣＭＰプロセスを用いること
ができない。

【００８０】マイクロ波と磁場を利用した酸化珪素の成
膜は、ＣＭＰとの併用によって、マイクロ波と磁場によ
る酸化膜の密度の高さや、硬度の大きさによって平坦化
する層間絶縁膜として用いられている。しかし、膜の密
度の高さと硬度の大きさはＣＭＰプロセスの際に膜のピ
ーリングや割れなどを引き起こすことがある。

【００８１】本発明を用いたクリーニングを施した基板
の表面には、密着性が向上しているために、ピーリング
や割れが発生しにくいマイクロ波と磁場プラズマを利用
した酸化膜や窒素ドープの酸化膜を成膜することができ
る。さらに、マルチチャンバーシステムを利用して、本
発明によるクリーニングをマイクロ波と磁場プラズマを
用いて行ったのちに大気に触れさせることなく次の、密
度が大きく硬度の大きな膜を成膜することはより効果的
である。

【００８２】もちろん、マイクロ波と磁場プラズマによ
るクリーニングのみならず、高周波を用いたクリーニン
グをすることも可能である。高周波を用いる場合に例え
ば１３．５６ＭＨｚ以下の周波数では、圧力は０．１〜
２Ｔｏｒｒ程度で処理し、２０〜３００ＭＨｚでは０．
０１〜０．１Ｔｏｒｒ程度で処理し、３００ＭＨｚ以上
では０．００１〜０．０１Ｔｏｒｒ程度で処理する。こ
れは、周波数が大きくなるほどイオン化率が大きくなる
からである。

【００８３】図１に、本発明による、基板表面のＸＰＳ
による炭素不純物の除去程度をしめすグラフを示す。フ
ォトレジスト塗布、プリベーク、露光、現像、ポストベ
ーク、レジスト剥離後の基板表面１１（図１の中の破線
グラフ）と、その基板をドライアッシングとウェットア
ッシングを行なった後の基板の表面１２（図１の中の一
点破線グラフ）を、フォトレジスト塗布、プリベーク、
露光、現像、ポストベーク、レジスト剥離後に本発明を
用いて炭素不純物を除去した後の基板表面１３（図１の
中の実線グラフ）を、ＸＰＳを用いて測定したものであ
る。測定条件としては、出来るだけ表面の情報を得るた
めにディテクターの角度を１５°にし、基板表面での１
ｍｍΦのエリアを測定した。横軸は、結合エネルギーを
示しており単位はｅＶであり、縦軸はディテクターの強
度であり単位は任意単位である。

【００８４】図１のグラフを見るとドライアッシングと
ウェットアッシングを行なう前１１と後１２で２８４．
８ｅＶ付近のピークが大きくなり、それ以外のピークは
全て減少していることがわかる。また本発明を用いたグ
ラフ１３では２８４．８ｅＶ付近のピークも大幅に減少
していることが判る。本発明を用いてもピークが完全に
ゼロにならない理由としては、測定がその場測定になっ
ておらず本発明を用いて炭素不純物を除去した後に、間
が空いたために、付着した炭素不純物もあると思われ
る。しかしながら、本発明を用いない場合と比較して、
大幅な効果が見られる。本発明を用いることで、炭素の
一重結合をもつ炭素汚染物を減少させることができる。

【００８５】

【作用】本発明を用いることによって、半導体装置製造
において、従来のドライアッシングやウェットアッシン
グでは除去しきれなかった炭素不純物を大幅に減少させ
ることができる。特にＣ−Ｃで表記される炭素の一重結
合を含む不純物や汚染物の除去に効果的であり、またイ
オンを基板に到達しにくくしラジカル等の中性で活性な
水素や酸素によってチャージアップの少ない状況で汚染
物の除去が可能であり、半導体のチャージアップなどに
よる破壊を防ぎながらも実施でき、半導体の積層形成時
の界面が清浄になり、電気特性の向上、信頼性の向上な
どその効果は計りしれない。

【００８６】

【実施例】

〔実施例１〕図３に本発明を実施するための装置を示し
ている。図は装置の縦断面の構成になっている。マイク
ロ波の導波管３００１がマイクロ波の導入窓３００２を
覆うようにして空洞共振室３０３０に接続されている。
導入窓３００２としては、石英、合成石英、フッ化マグ
ネシウム等を用いるが本実施例では合成石英を用いてい
る。空洞共振室３０３０は、テーパ室３０３２と接続さ
れているがその間に反射板３０３１があり、空洞共振室
３０３０はこの反射板３０３１で反射されるマイクロ波
と導入窓３００２か進行してくるマイクロ波の間で、定
在波を形成する。

【００８７】テーパ室３０３２は反応室３０３３に接続
されている。反応室３０３３にはポンプバルブ３０３
４、コンダクタンス調整器３０３５を介してポンプ３０
３６に接続されている。ポンプ３０３６は、排気管３０
３７へ不要気体などを排気する。ポンプバルブ３０３４
とコンダクタンス調整器３０３５の接続順序は逆になっ
ていても構わない。コンダクタンス調整器３０３５とポ
ンプバルブ３０３４によって反応室３０３３、テーパ室
３０３２、空洞共振室３０３０の圧力を制御している。
ポンプ３０３６としては、ターボ分子ポンプや複合分子
ポンプ、油拡散ポンプなどを用いる。これらのポンプは
図示していないが、そのポンプの排気側に油回転ポンプ
などの補助ポンプを接続して使用する。本実施例では、
複合ターボ分子ポンプと補助ポンプとしてドライポンプ
を用いた。

【００８８】反応室３０３３は、ヒンジ３０５１で動く
ようなゲートバルブ３０５０が別の減圧室３０５４と接
続されている。ここで、別の減圧室３０５４に接続され
ておらず、単体の装置として用いても無論よい。別の減
圧室３０５０に接続されていない場合はヒンジ３０５５
で接続されているゲートバルブ３０５３のように閉じた
状態にしておけばよい。ゲートバルブ３０５０は、ヒン
ジ３０５１を軸にして開状態３０５２のようにして開く
ことができる。ここで、ゲートバルブ３０５０は、スラ
イド式のバルブになっていても無論良い。

【００８９】反応室の中には基板を保持する手段があ
る。中心線３０６０の右側は基板３０７６を搬出あるい
は搬入する際の位置を表している。中心線３０６０の左
側は基板３０７５を固定した状態を表している。どちら
の場合も実際には中心線３０６０に対して線対称に図示
されていない半分があるが、図ではどちらの状態もわか
るように半分づつ示している。

【００９０】搬入搬出の際の状態を示す中心線３０６０
の右側では、基板３０７６は、プッシャーピン３０７２
によって基板支持台３０７０から浮いている。さらに基
板固定器３０７４もプッシャーピン３０７２と連動して
基板３０７６の固定をはずれ基板３０７６が可動になる
ように動く。

【００９１】基板３０７５が固定されている状態を示す
中心線３０６０の左側では、プッシャーピン３０７１
は、基板支持台３０７０の中に収まり、プッシャーピン
３０７１と連動して基板固定器３０７３は基板３０７５
を基板支持台３０７０に密着するように固定する。

【００９２】基板支持台３０７０には、図示していない
が基板３０７５を加熱できるヒータが埋め込まれてい
る。基板支持台３０７０には、高周波バイアスを印加す
るための高周波電源３０８０が整合器３０８１を通して
接続されている。整合器３０８１には、ブロッキングコ
ンデンサが入っており基板３０７５には、そのブロッキ
ングコンデンサにかかるセルフバイアスによって、高周
波バイアスが印可される。

【００９３】空洞共振室３０３０の周りには磁場を発生
させるためのソレノイドコイル３０２０が設置されてい
る。このソレノイドコイル３０２０に直流電流を流すこ
とで空洞共振室３０３０内で、高密度プラズマ領域とし
て電子サイクロトロン共鳴に必要な磁場をつくり出す。
導波管３００１から、２．４５ＧＨｚのマイクロ波が導
入される場合は、ソレノイドコイルによって８７５ガウ
スの磁場を発生させることで空洞共振プラズマ領域３０
４０でＥＣＲ条件をつくり出すことができる。

【００９４】テーパ室３０３２の周りには、プラズマ拡
散用の拡散磁石３０２１、３０２２が配置されている。
この拡散磁石３０２１、３０２２は、永久磁石でも電磁
石でもその目的に併せて用いる。また電磁石の場合でも
コイル状である必要は必ずしも無い。

【００９５】ガスは空洞共振室３０３０に導入するトッ
プ配管３０１０、３０１１とテーパ室３０３２に導入す
るテーパ配管３０１２、反応室３０３３に導入する３０
１３によって導入される。ＥＣＲを利用した反応は、反
応圧力が１０^-1Ｐａ以下と低いためにガスの流し方を非
常に厳密にする必要は少ない。

【００９６】基板３０７５の表面に付着している炭素汚
染物を除去するために、最初にトップ配管３００１から
酸素を空洞共振室３０３０に導入する。圧力は１０^-3〜
１０^-1Ｐａ程度にする。本実施例では３×１０^-2Ｐａに
て行った。ソレノイドコイル３０２０に直流電流を流し
空洞共振プラズマ領域３０４０にて８７５ガウスになる
電流値を予め測定しておき、その電流値になるように流
す。マイクロ波は２．４５ＧＨｚを導波管３００１から
導入した。マイクロ波の電力は５００〜２０００Ｗを導
入し、本実施例では１２００Ｗを導入した。基板３０７
５としては、シリコンウェハやガリウム砒素のような半
導体、ガラスや石英などの絶縁体などを用いるが、本実
施例では８インチのシリコンウェハを用いる。

【００９７】マイクロ波とソレノイドコイル３０２０に
よる磁場によってＥＣＲ条件が達成されることで空洞共
振プラズマ領域３０４０では、電子密度の高いＥＣＲプ
ラズマが生成される。ＥＣＲプラズマの中で酸素は、酸
素イオンや酸素ラジカルやオゾンにその一部が変化す
る。酸素イオンや酸素ラジカルやオゾンなどの活性な酸
素はソレノイドコイル３０２０の拡散磁場に沿うように
基板３０７５の表面に到達する。

【００９８】基板が空洞共振室３０３０の直径や、反射
板３０３１の開口部に比較して例えば４インチφのシリ
コンウェハのように大きくない場合は、ソレノイドコイ
ル３０２０のつくり出す拡散磁場によって基板３０７５
に到達する活性な酸素によって、炭素の一重結合を除い
た炭素汚染物を充分に除去できる。しかし、本実施例の
ように８インチφのシリコンウェハを基板３０７５とし
た場合は、８インチφのウェハの端部の除去を充分に行
うために、空洞共振プラズマ領域３０４０で発生した活
性な酸素を広範囲に広げるために、テーパ室３０３２に
配置されている拡散磁石３０２１、３０２２を用いる。

【００９９】拡散磁石３０２１、３０２２は、基板３０
７５に均一にプラズマが到達するように磁場を段階的に
徐々に基板３０７５に近づくにしたがって緩やかに磁場
が変化するように設定する。それによって、ソレノイド
コイル３０２０の磁場だけでは急激に変化する磁場が大
きく変化せずに、緩やかに変化し基板３０７５上でソレ
ノイドコイル３０２０だけの場合より均一な活性な酸素
をテーパプラズマ領域３０５１でつくりだすことができ
る。

【０１００】更に基板３０７５に多少のスパッタがあっ
たとしても良いような場合は、高周波電源３０８０によ
って基板保持台３０７０に基板バイアスを印可する。酸
素イオンは負であるために基板保持台３０７０がアノー
ドになるようにバイアスを印可する。それによって、基
板３０７０表面を基板プラズマ領域３０４２で酸素イオ
ンによってたたくことで、より炭素の汚染物を除去しや
すくなる。

【０１０１】酸素をＥＣＲを利用して活性な酸素に変化
させ、それによってＣ−Ｃのような炭素の一重結合を除
いた炭素汚染物を除去することができる。

【０１０２】次に、基板３０７５の表面に付着している
炭素の一重結合を含む汚染物を除去するために、最初に
トップ配管３００１から水素を空洞共振室３０３０に導
入する。圧力は１０^-3〜１０^-1Ｐａ程度にする。本実施
例では３×１０^-2Ｐａにて行った。ソレノイドコイル３
０２０に直流電流を流し空洞共振プラズマ領域３０４０
にて８７５ガウスになる電流値を予め測定しておき、そ
の電流値になるように流す。マイクロ波は２．４５ＧＨ
ｚを導波管３００１から導入した。マイクロ波の電力は
５００〜２０００Ｗを導入し、本実施例では１２００Ｗ
を導入した。基板３０７５としては、シリコンウェハや
ガリウム砒素のような半導体、ガラスや石英などの絶縁
体などを用いるが、本実施例では８インチのシリコンウ
ェハを用いる。

【０１０３】マイクロ波とソレノイドコイル３０２０に
よる磁場によってＥＣＲ条件が達成されることで空洞共
振プラズマ領域３０４０では、電子密度の高いＥＣＲプ
ラズマが生成される。ＥＣＲプラズマの中で水素は、水
素イオンや水素ラジカルにその一部が変化する。水素イ
オンや水素ラジカルなどの活性な水素はソレノイドコイ
ル３０２０の拡散磁場に沿うように基板３０７５の表面
に到達する。

【０１０４】基板が空洞共振室３０３０の直径や、反射
板３０３１の開口部に比較して例えば４インチφのシリ
コンウェハのように大きくない場合は、ソレノイドコイ
ル３０２０のつくり出す拡散磁場によって基板３０７５
に到達する活性な水素によって、炭素の一重結合を含む
炭素汚染物を充分に除去できる。しかし、本実施例のよ
うに８インチφのシリコンウェハを基板３０７５とした
場合は、８インチφのウェハの端部の除去を充分に行う
ために、空洞共振プラズマ領域３０４０で発生した活性
な水素を広範囲に広げるために、テーパ室３０３２に配
置されている拡散磁石３０２１、３０２２を用いる。

【０１０５】拡散磁石３０２１、３０２２は、基板３０
７５に均一にプラズマが到達するように磁場を段階的に
徐々に基板３０７５に近づくにしたがって緩やかに磁場
が変化するように設定する。それによって、ソレノイド
コイル３０２０の磁場だけでは急激に変化する磁場が大
きく変化せずに、緩やかに変化し基板３０７５上でソレ
ノイドコイル３０２０だけの場合より均一な活性な水素
をテーパプラズマ領域３０４１でつくりだすことができ
る。

【０１０６】更に基板３０７５に多少のスパッタがあっ
たとしても良いような場合は、高周波電源３０８０によ
って基板保持台３０７０に基板バイアスを印可する。水
素イオンは正であるために基板保持台３０７０がカソー
ドになるようにバイアスを印可する。それによって、基
板３０７０表面を水素イオンによって基板プラズマ領域
３０４２でたたくことで、より炭素の汚染物を除去しや
すくなる。

【０１０７】水素をＥＣＲを利用して活性な水素に変化
させ、それによってＣ−Ｃのような炭素の一重結合を含
む炭素汚染物を除去することができる。

【０１０８】この装置を用いて、水素と酸素を同時にト
ップ配管３０１０からあるいはトップ配管３０１０と３
０１１から別々に導入して、炭素汚染物の一重結合と二
重結合の双方を含むものを同時に除去することも可能で
ある。この場合は、水素イオンと酸素イオンの極性がそ
れぞれ正負と別であるので、高周波による基板バイアス
をどちらか一方のイオンに対してだけしか基板をたたく
効果を得ることはできない。

【０１０９】水素と酸素を同時に導入する代わりに、水
の入ったタンクを加熱してその蒸気圧から気化した水を
チャンバーに導入することで同時に水素と酸素のクリー
ニングを行うこともよい。この場合は、チャンバー全体
すなわち空洞共振室３０３０、テーパ室３０３２、反応
室３０３３および水を導入するチャンバーまでの配管を
全て加熱する。加熱の温度は６０〜４００℃程度が必要
になるが、本実施例では真空用のパッキンにバイトンＯ
リングを多数用いているために１５０℃で加熱する。

【０１１０】このような装置によって、８インチシリコ
ンウェハをクリーニングしたところ図１のグラフ１３に
示すような清浄な表面をもつ基板にすることができる。

【０１１１】〔実施例２〕図４に本発明を実施するため
の装置を示している。図は装置の縦断面の構成になって
いる。マイクロ波の導波管４００１がマイクロ波の導入
窓４００２を覆うようにして空洞共振室４０３０に接続
されている。導入窓４００２としては、石英、合成石
英、フッ化マグネシウム等を用いるが本実施例では合成
石英を用いている。空洞共振室４０３０は、テーパ室４
０３２と接続されているがその間に反射板はない。空洞
共振室４０３０は反射板がないために反射されるマイク
ロ波と導入窓４００２か進行してくるマイクロ波の間で
の定在波は形成されない。

【０１１２】テーパ室４０３２は反応室４０３３に接続
されている。反応室４０３３にはポンプバルブ４０３
４、コンダクタンス調整器４０３５を介してポンプ４０
３６に接続されている。ポンプ４０３６は、排気管４０
３７へ不要気体などを排気する。ポンプバルブ４０３４
とコンダクタンス調整器４０３５の接続順序は逆になっ
ていても構わない。コンダクタンス調整器４０３５とポ
ンプバルブ４０３４によって反応室４０３３、テーパ室
４０３２、空洞共振室４０３０の圧力を制御している。
ポンプ３０３６としては、ターボ分子ポンプや複合分子
ポンプ、油拡散ポンプなどを用いる。これらのポンプは
図示していないが、そのポンプの排気側に油回転ポンプ
などの補助ポンプを接続して使用する。本実施例では、
複合ターボ分子ポンプと補助ポンプとしてドライポンプ
を用いた。

【０１１３】反応室４０３３は、ヒンジ４０５１で動く
ようなゲートバルブ４０５０が別の減圧室４０５４と接
続されている。ここで、別の減圧室４０５４に接続され
ておらず、単体の装置として用いても無論よい。別の減
圧室４０５０に接続されていない場合はヒンジ４０５５
で接続されているゲートバルブ４０５３のように閉じた
状態にしておけばよい。ゲートバルブ４０５０は、ヒン
ジ４０５１を軸にして開状態４０５２のようにして開く
ことができる。ここで、ゲートバルブ４０５０は、スラ
イド式のバルブになっていても無論良い。

【０１１４】反応室の中には基板を保持する手段があ
る。中心線４０６０の右側は基板４０７６を搬出あるい
は搬入する際の位置を表している。中心線４０６０の左
側は基板４０７５を固定した状態を表している。どちら
の場合も実際には中心線４０６０に対して線対称に図示
されていない半分があるが、図ではどちらの状態もわか
るように半分づつ示している。

【０１１５】搬入搬出の際の状態を示す中心線４０６０
の右側では、基板４０７６は、プッシャーピン４０７２
によって基板支持台４０７０から浮いている。さらに基
板固定器４０７４もプッシャーピン４０７２と連動して
基板４０７６の固定をはずれ基板４０７６が可動になる
ように動く。

【０１１６】基板４０７５が固定されている状態を示す
中心線４０６０の左側では、プッシャーピン４０７１
は、基板支持台４０７０の中に収まり、プッシャーピン
４０７１と連動して基板固定器４０７３は基板４０７５
を基板支持台４０７０に密着するように固定する。

【０１１７】基板支持台４０７０には、図示していない
が基板４０７０を加熱できるヒータが埋め込まれてい
る。基板支持台４０７０には、高周波バイアスを印加す
るための高周波電源４０８０が整合器４０８１を通して
接続されている。整合器４０８１には、ブロッキングコ
ンデンサが入っており基板４０７０には、そのブロッキ
ングコンデンサにかかるセルフバイアスによって、高周
波バイアスが印可される。

【０１１８】空洞共振室４０３０の周りには磁場を発生
させるためのソレノイドコイル４０２０が設置されてい
る。このソレノイドコイル４０２０に直流電流を流すこ
とで空洞共振室４０３０内で、マイクロ波と磁場による
高密度プラズマ領域ををつくり出す。導波管４００１か
ら、２．４５ＧＨｚのマイクロ波が導入される場合は、
ソレノイドコイルによって８７５ガウスの磁場を発生さ
せることで空洞共振プラズマ領域４０４０で高密度プラ
ズマ領域をつくり出すことができる。

【０１１９】テーパ室４０３２の周りには、プラズマ拡
散用の拡散磁石４０２１、４０２２が配置されている。
この拡散磁石４０２１、４０２２は、永久磁石でも電磁
石でもその目的に併せて用いる。また電磁石の場合でも
コイル状である必要は必ずしも無い。

【０１２０】ガスは空洞共振室４０３０に導入するトッ
プ配管４０１０、４０１１とテーパ室４０３２に導入す
るテーパ配管４０１２、反応室４０３３に導入する４０
１３によって導入される。マイクロ波と磁場を利用した
反応は、反応圧力が１０^-1Ｐａ以下と低いためにガスの
流し方を非常に厳密にする必要は少ない。

【０１２１】基板４０７５の表面に付着している炭素汚
染物を除去するために、最初にトップ配管４００１から
酸素を空洞共振室４０３０に導入する。圧力は１０^-3〜
１０^-1Ｐａ程度にする。本実施例では３×１０^-2Ｐａに
て行った。ソレノイドコイル４０２０に直流電流を流し
空洞共振プラズマ領域４０４０にて８７５ガウスになる
電流値を予め測定しておき、その電流値になるように流
す。マイクロ波は２．４５ＧＨｚを導波管４００１から
導入した。マイクロ波の電力は５００〜２０００Ｗを導
入し、本実施例では１２００Ｗを導入した。基板４０７
５としては、シリコンウェハやガリウム砒素のような半
導体、ガラスや石英などの絶縁体などを用いるが、本実
施例では８インチのシリコンウェハを用いる。

【０１２２】マイクロ波とソレノイドコイル４０２０に
よる磁場によって空洞共振プラズマ領域４０４０では、
電子密度の高い高密度プラズマが生成される。高密度プ
ラズマの中で酸素は、酸素イオンや酸素ラジカルやオゾ
ンにその一部が変化する。酸素イオンや酸素ラジカルや
オゾンなどの活性な酸素はソレノイドコイル４０２０の
拡散磁場に沿うように基板４０７５の表面に到達する。

【０１２３】基板が空洞共振室４０３０の直径や、反射
板４０３１の開口部に比較して例えば４インチφのシリ
コンウェハのように大きくない場合は、ソレノイドコイ
ル４０２０のつくり出す拡散磁場によって基板４０７５
に到達する活性な酸素によって、炭素の一重結合を除い
た炭素汚染物を充分に除去できる。しかし、本実施例の
ように８インチφのシリコンウェハを基板４０７５とし
た場合は、８インチφのウェハの端部の除去を充分に行
うために、空洞共振プラズマ領域４０４０で発生した活
性な酸素を広範囲に広げるために、テーパ室４０３２に
配置されている拡散磁石４０２１、４０２２を用いる。

【０１２４】拡散磁石４０２１、４０２２は、基板４０
７５に均一にプラズマが到達するように磁場を段階的に
徐々に基板４０７５に近づくにしたがって緩やかに磁場
が変化するように設定する。それによって、ソレノイド
コイル４０２０の磁場だけでは急激に変化する磁場が大
きく変化せずに、緩やかに変化し基板４０７５上でソレ
ノイドコイル４０２０だけの場合より均一な活性な酸素
をテーパプラズマ領域４０５１でつくりだすことができ
る。

【０１２５】更に基板４０７５に多少のスパッタがあっ
たとしても良いような場合は、高周波電源４０８０によ
って基板保持台４０７０に基板バイアスを印可する。酸
素イオンは負であるために基板保持台４０７０がアノー
ドになるようにバイアスを印可する。それによって、基
板４０７５表面を酸素イオンによって基板プラズマ領域
３０４２でたたくことで、より炭素の汚染物を除去しや
すくなる。

【０１２６】酸素をＥＣＲを利用して活性な酸素に変化
させ、それによってＣ−Ｃのような炭素の一重結合を除
いた炭素汚染物を除去することができる。

【０１２７】次に、基板４０７５の表面に付着している
炭素の一重結合を含む汚染物を除去するために、最初に
トップ配管４００１から水素を空洞共振室４０３０に導
入する。圧力は１０^-3〜１０^-1Ｐａ程度にする。本実施
例では３×１０^-2Ｐａにて行った。ソレノイドコイル４
０２０に直流電流を流し空洞共振プラズマ領域４０４０
にて８７５ガウスになる電流値を予め測定しておき、そ
の電流値になるように流す。マイクロ波は２．４５ＧＨ
ｚを導波管４００１から導入した。マイクロ波の電力は
５００〜２０００Ｗを導入し、本実施例では１２００Ｗ
を導入した。基板４０７５としては、シリコンウェハや
ガリウム砒素のような半導体、ガラスや石英などの絶縁
体などを用いるが、本実施例では８インチのシリコンウ
ェハを用いる。

【０１２８】マイクロ波とソレノイドコイル４０２０に
よる磁場によって空洞共振プラズマ領域４０４０では、
電子密度の高い高密度プラズマが生成される。高密度プ
ラズマの中で水素は、水素イオンや水素ラジカルにその
一部が変化する。水素イオンや水素ラジカルなどの活性
な水素はソレノイドコイル４０２０の拡散磁場に沿うよ
うに基板４０７５の表面に到達する。

【０１２９】基板が空洞共振室４０３０の直径や、反射
板４０３１の開口部に比較して例えば４インチφのシリ
コンウェハのように大きくない場合は、ソレノイドコイ
ル４０２０のつくり出す拡散磁場によって基板４０７５
に到達する活性な水素によって、炭素の一重結合を含む
炭素汚染物を充分に除去できる。しかし、本実施例のよ
うに８インチφのシリコンウェハを基板４０７５とした
場合は、８インチφのウェハの端部の除去を充分に行う
ために、空洞共振プラズマ領域４０４０で発生した活性
な水素を広範囲に広げるために、テーパ室４０３２に配
置されている拡散磁石４０２１、４０２２を用いる。

【０１３０】拡散磁石４０２１、４０２２は、基板４０
７５に均一にプラズマが到達するように磁場を段階的に
徐々に基板４０７５に近づくにしたがって緩やかに磁場
が変化するように設定する。それによって、ソレノイド
コイル４０２０の磁場だけでは急激に変化する磁場が大
きく変化せずに、緩やかに変化し基板４０７５上でソレ
ノイドコイル４０２０だけの場合より均一な活性な水素
をテーパプラズマ領域４０４１でつくりだすことができ
る。

【０１３１】更に基板４０７５に多少のスパッタがあっ
たとしても良いような場合は、高周波電源４０８０によ
って基板保持台４０７０に基板バイアスを印可する。水
素イオンは正であるために基板保持台４０７０がカソー
ドになるようにバイアスを印可する。それによって、基
板４０７０表面を水素イオンによって基板プラズマ領域
４０４２でたたくことで、より炭素の汚染物を除去しや
すくなる。

【０１３２】水素をマイクロ波と磁場を利用して活性な
水素に変化させ、それによってＣ−Ｃのような炭素の一
重結合を含む炭素汚染物を除去することができる。

【０１３３】この装置を用いて、水素と酸素を同時にト
ップ配管４０１０からあるいはトップ配管４０１０と４
０１１から別々に導入して、炭素汚染物の一重結合と二
重結合の双方を含むものを同時に除去することも可能で
ある。この場合は、水素イオンと酸素イオンの極性がそ
れぞれ正負と別であるので、高周波による基板バイアス
をどちらか一方のイオンに対してだけしか基板をたたく
効果を得ることはできない。

【０１３４】水素と酸素を同時に導入する代わりに、水
の入ったタンクを加熱してその蒸気圧から気化した水を
チャンバーに導入することで同時に水素と酸素のクリー
ニングを行うこともよい。この場合は、チャンバー全体
すなわち空洞共振室４０３０、テーパ室４０３２、反応
室４０３３および水を導入するチャンバーまでの配管を
全て加熱する。加熱の温度は６０〜４００℃程度が必要
になるが、本実施例では真空用のパッキンにバイトンＯ
リングを多数用いているために１５０℃で加熱する。

【０１３５】このような装置によって、８インチシリコ
ンウェハをクリーニングしたところ図１のグラフ１３に
示すような清浄な表面をもつ基板にすることができる。

【０１３６】また、このような装置を用いた場合は空洞
共振室４０３０とテーパ室４０３２の間に反射板のよう
なものがないために、マイクロ波の進行波がさらに基板
４０７５の近傍にまで進む。そのために拡散磁石４０３
２によってテ─パプラズマ領域４０５１や基板プラズマ
領域４０４２のような領域でもＥＣＲ条件を満たすこと
が可能になる。

【０１３７】そのために、プラズマ密度の高いところで
活性化された活性な水素や活性な酸を、活性状態が空洞
共振ラズマ領域４０４０で活性化されたものよりも高い
まま基板表面に到達させることができる。もちろん、そ
のような高いプラズマ密度をもつプラズマが基板近傍で
発生するために基板もプラズマにさられるために、プラ
ズマダメージを受けにくい基板であることが必要であ
る。

【０１３８】〔実施例３〕図６に本発明の別の実施例を
示す。図６は、実施例２で示した装置をマルチチャンバ
ーシステムとして用いる場合を示している。図面は装置
の縦断面を示している。図中左側は、実施例２で説明し
た装置と全く同じものを示している。左側に示している
装置はマイクロ波と磁場を利用した装置６０００であ
り、その内容は実施例２で示した通りのものである。

【０１３９】マイクロ波と磁場を利用した装置６０００
は接続室６００１と接続されている。この接続室６００
１はさらに処理装置６１００に接続している。この接続
室６００１は、マイクロ波と磁場を利用し装置６０００
と処理装置６１００以外の他のプロセス装置と接続して
いてもよい。つまり接続室６００１は各プロセス装置の
共通室のような役割をもつこともできる。

【０１４０】接続室６００１内には搬送ロボット６００
２があり、マイクロ波と磁場を利用した装置６０００か
らゲート６００３を開いた状態で被処理物をマイクロ波
と磁場を利用した装置から搬出したり逆に搬入させるこ
とができる。搬入搬出が終了するとゲート６００３を閉
じる。マイクロ波と磁場を利用した装置６０００内に
て、被処理物をクリーニングし炭素の一重結合あるいは
二重結合を含む炭素汚染物を減少させたのちに、マイク
ロ波と磁場を利用した装置６０００内に残存する気体を
排気する。その後に、ゲート６００３を開けて搬送ロボ
ット６００２によって被処理物を接続室６００１内に移
動する。接続室６００１内に被処理物が完全に移動し、
ゲート６００３が閉じることが可能になったのちに、ゲ
ート６００３を閉じる。

【０１４１】接続室６００１は図示していないが、接続
室６００１内を減圧にすることのできる真空ポンプに接
続されており、被処理物の搬送の際にも必ず減圧状態に
なるようにする。接続室６００１の減圧は、汚染の少な
いドライポンプシステムがよく、ターボポンプとドライ
ポンプの組み合わせなどがよい。本実施例では、磁気浮
上型ターボ分子ポンプとドライポンプの組み合わせで真
空引きを行えるようになっている。

【０１４２】接続室６００１は、他のプロセス装置から
の汚染の影響を少なくするためにプロセス装置よりは若
干圧力を高くして、気体の流れが接続室６００１からプ
ロセス装置へ流れるようにすることも有効である。

【０１４３】接続室６００１に被処理物が搬入された後
に、ゲート６００４を開け被処理物を処理装置６１００
へ移動する。被処理物を処理装置６１００に移動後ゲー
ト６００４を閉じる。

【０１４４】処理装置６１００は、平行平板型プラズマ
ＣＶＤ装置で、反応室６０１０にポンプバルブ６０１１
とコンダクタンス制御器６０１２を通してポンプ６１３
が接続されている。ポンプ６０１３にはエグゾースト６
０１４がさらに接続されている。ポンプバルブ６０１１
とコンダクタンス制御器６０１２の接続順序は逆になっ
ていてもよい。

【０１４５】反応室６０１０には、電極６０４０がチャ
ンバーの接地電位から分離するインシュレータ６０４２
を伴って接続されており、その電極６０４０を覆うよう
に、寄生放電やホローカソードを防止するために、電極
カバー６０４１が設置されている。電極６０４０には、
整合器６０４３を通してプラズマ電源６０４４が接続さ
れている。

【０１４６】プラズマ電源６０４４は、その成膜目的に
応じて低周波から高周波までの連続発振器や、パルス発
振器、モジュレーション発振器等を用いる。本実施例で
は２０ＭＨｚのパルス発振可能な電源を用いている。

【０１４７】反応室６０１０の中には基板を保持する手
段がある。中心線６０２０の左側は基板６０３６を搬出
あるいは搬入する際の位置を表している。中心線６０２
０の右側は基板６０３５を固定した状態を表している。
どちらの場合も実際には中心線６０２０に対して線対称
に図示されていない半分があるが、図ではどちらの状態
もわかるように半分づつ示している。

【０１４８】搬入搬出の際の状態を示す中心線６０２０
の左側では、基板６０３６は、プッシャーピン６０３２
によって基板支持台６０３０から浮いている。さらに基
板固定器６０３４もプッシャーピン６０３２と連動して
基板６０３６の固定をはずれ基板６０３６が可動になる
ように動く。

【０１４９】基板６０３５が固定されている状態を示す
中心線６０２０の右側では、プッシャーピン６０３１
は、基板支持台６０３０の中に収まり、プッシャーピン
６０３１と連動して基板固定器６０３３は基板６０３５
を基板支持台６０３０に密着するように固定する。

【０１５０】基板支持台６０３０には、図示していない
が基板６０３５を加熱できるヒータが埋め込まれてい
る。ガスは、マスフローコントローラなどの流量制御器
を通して導入配管６０５０から電極６０４０のシャワー
ヘッドを通して導入される。電極６０４０には、図示し
ないがガスを均一に流すための拡散板が設置されてい
る。

【０１５１】基板６０３５としてＰ^-の１００面の８イ
ンチ単結晶シリコンウェハを用いて、マイクロ波と磁場
を利用した装置６０００で基板６０３５の表面クリーニ
ング後直ぐに、有機シランと酸素によって酸化珪素膜を
成膜した。成膜条件としては、有機シランとして正珪酸
四エチル（いわゆるＴＥＯＳ）を用いて、ＴＥＯＳ／酸
素＝１／２０のガス比で、基板温度３５０℃、圧力１Ｔ
ｏｒｒで成膜したのちに、ＭＯＳキャパシタを形成し
て、界面準位密度を測定したところ９×１０⁹ 〜３×１
０¹⁰ｃｍ^-2ｅＶ^-1と良好であった。

【０１５２】〔実施例４〕図７に本発明を実施するため
の装置を示している。図は装置の縦断面の構成になって
いる。マイクロ波の導波管７００１がマイクロ波の導入
窓７００２を覆うようにして反応室７０３０に接続され
ている。導入窓７００２としては、石英、合成石英、フ
ッ化マグネシウム等を用いるが本実施例では合成石英を
用いている。

【０１５３】反応室７０３０にはポンプバルブ７０３
４、コンダクタンス調整器７０３５を介してポンプ７０
３６に接続されている。ポンプ７０３６は、排気管７０
３７へ不要気体などを排気する。ポンプバルブ７０３４
とコンダクタンス調整器７０３５の接続順序は逆になっ
ていても構わない。コンダクタンス調整器７０３５とポ
ンプバルブ７０３４によって反応室７０３０の圧力を制
御している。ポンプ７０３６としては、ターボ分子ポン
プや複合分子ポンプ、油拡散ポンプなどを用いる。これ
らのポンプは図示していないが、そのポンプの排気側に
油回転ポンプなどの補助ポンプを接続して使用する。本
実施例では、複合ターボ分子ポンプと補助ポンプとして
ドライポンプを用いた。

【０１５４】反応室７０３０は、可動なゲートバルブ７
０５０が別の減圧室７０５４と接続されている。ここ
で、別の減圧室７０５４に接続されておらず、単体の装
置として用いても無論よい。ゲートバルブ７０５０は、
スライド式のバルブになっている。ここで、ゲートバル
ブ７０５０は、ヒンジなどを軸にして開状態として開く
ことができるようにしてもよい。

【０１５５】反応室７０３０の中には基板を保持する手
段がある。中心線７０６０の右側は基板７０７６を搬出
あるいは搬入する際の位置を表している。中心線７０６
０の左側は基板７０７５を固定した状態を表している。
どちらの場合も実際には中心線７０６０に対して線対称
に図示されていない半分があるが、図ではどちらの状態
もわかるように半分づつ示している。

【０１５６】搬入搬出の際の状態を示す中心線７０６０
の右側では、基板７０７６は、プッシャーピン７０７２
によって基板支持台７０７０から浮いている。さらに基
板固定器７０７４もプッシャーピン７０７２と連動して
基板７０７６の固定をはずれ基板７０７６が可動になる
ように動く。

【０１５７】基板７０７５が固定されている状態を示す
中心線７０６０の左側では、プッシャーピン７０７１
は、基板支持台７０７０の中に収まり、プッシャーピン
７０７１と連動して基板固定器７０７３は基板７０７５
を基板支持台７０７０に密着するように固定する。

【０１５８】基板支持台７０７０には、図示していない
が基板７０７０を加熱できるヒータが埋め込まれてい
る。基板支持台７０７０には、高周波バイアスを印加す
るための高周波電源７０８０が整合器７０８１を通して
接続されている。整合器７０８１には、ブロッキングコ
ンデンサが入っており基板７０７０には、そのブロッキ
ングコンデンサにかかるセルフバイアスによって、高周
波バイアスが印可される。

【０１５９】反応室７０３０の周りには磁場を発生させ
るための分割コイル７０２０が設置されている。この分
割コイル７０２０に直流電流を流すことで反応室７０３
０内で、電子サイクロトロン共鳴に必要な磁場をつくり
出す。導波管７００１から、２．４５ＧＨｚのマイクロ
波が導入される場合は、コイルによって８７５ガウスの
磁場を発生させることで高密度プラズマ領域としてＥＣ
Ｒ条件をもつくり出すことができる。

【０１６０】分割コイル７０２０はそれぞれ独立して電
流を流すことができるためにＥＣＲ条件などの高密度プ
ラズマを満たす領域を反応室７０３０内に、複数箇所つ
くることもできる。また、ＥＣＲ条件などの高密度プラ
ズマを満たす空間的位置を様々の位置に動かすことも可
能である。そのために大きな基板の処理に適している。

【０１６１】プラズマ拡散用の拡散磁石７０２１、７０
２２が配置されている。この拡散磁石７０２１、７０２
２は、永久磁石でも電磁石でもその目的に併せて用い
る。また電磁石の場合でもコイル状である必要は必ずし
も無い。

【０１６２】ガスは反応室７０３０に導入するトップ配
管７００１、反応室７０３０に導入する７０１３によっ
て導入される。マイクロ波と磁場を利用した反応は、反
応圧力が１０^-1Ｐａ以下と低いためにガスの流し方を非
常に厳密にする必要は少ない。

【０１６３】基板７０７５の表面に付着している炭素汚
染物を除去するために、最初にトップ配管７００１から
酸素を反応室７０３０に導入する。圧力は１０^-3〜１０
^-1Ｐａ程度にする。本実施例では３×１０^-2Ｐａにて行
った。分割コイル７０２０に直流電流を流し所望の空間
的な位置にて８７５ガウスになる電流値を予め測定して
おき、その電流値になるように流す。マイクロ波は２．
４５ＧＨｚを導波管７００１から導入した。マイクロ波
の電力は５００〜２０００Ｗを導入し、本実施例では１
５００Ｗを導入した。基板７０７５としては、シリコン
ウェハやガリウム砒素のような半導体、ガラスや石英な
どの絶縁体などを用いるが、本実施例では３６０ｍｍ×
４８０ｍｍ厚さ０．７ｍｍのホウケイ酸ガラスを用い
る。

【０１６４】マイクロ波と分割コイル７０２０による磁
場によってＥＣＲ条件などの高密度プラズマが達成され
ることで電子密度の高い高密度プラズマが生成される。
ＥＣＲなどの高密度プラズマの中で酸素は、酸素イオン
や酸素ラジカルやオゾンにその一部が変化する。酸素イ
オンや酸素ラジカルやオゾンなどの活性な酸素は分割コ
イル７０２０によって独立につくり出される磁場に沿っ
て基板７０７５へ到達する。また、ＥＣＲの空間的領域
を反応室７０３０内にてうごかすこもよい。

【０１６５】基板が反応室７０３０の直径に比較して例
えば４インチφのシリコンウェハのように大きくない場
合は、分割コイル７０２０のつくり出す磁場によって基
板７０７５に到達する活性な酸素によって、炭素の一重
結合を除いた炭素汚染物を充分に除去できる。しかし、
本実施例のように３６０ｍｍ×４８０ｍｍ厚さ０．７ｍ
ｍのホウケイ酸ガラスを基板７０７５とした場合は、ガ
ラスの端部の除去を充分に行うために、活性な酸素を広
範囲に広げるために、拡散磁石７０２１、７０２２を用
いる。

【０１６６】拡散磁石７０２１、７０２２は、基板７０
７５に均一にプラズマが到達するように磁場を段階的に
徐々に基板７０７５に近づくにしたがって緩やかに磁場
が変化するように設定する。それによって、分割コイル
７０２０の磁場だけでの制御とは別に緩やかに変化し基
板７０７５上で分割コイル７０２０だけの場合より均一
な活性な酸素を基板上でつくりだすことができる。

【０１６７】更に基板７０７５に多少のスパッタがあっ
たとしても良いような場合は、高周波電源７０８０によ
って基板保持台７０７０に基板バイアスを印可する。酸
素イオンは負であるために基板保持台７０７０がアノー
ドになるようにバイアスを印可する。それによって、基
板７０７０表面を酸素イオンによってたたくことで、よ
り炭素の汚染物を除去しやすくなる。

【０１６８】酸素をＥＣＲを利用して活性な酸素に変化
させ、それによってＣ−Ｃのような炭素の一重結合を除
いた炭素汚染物を除去することができる。

【０１６９】次に、基板７０７５の表面に付着している
炭素の一重結合を含む汚染物を除去するために、最初に
トップ配管７００１から水素を反応室７０３０に導入す
る。圧力は１０^-3〜１０^-1Ｐａ程度にする。本実施例で
は３×１０^-2Ｐａにて行った。分割コイル７０２０に直
流電流を流し８７５ガウスになる電流値を予め測定して
おき、その電流値になるように流す。マイクロ波は２．
４５ＧＨｚを導波管７００１から導入した。マイクロ波
の電力は５００〜２０００Ｗを導入し、本実施例では１
２００Ｗを導入した。基板７０７５としては、シリコン
ウェハやガリウム砒素のような半導体、ガラスや石英な
どの絶縁体などを用いるが、本実施例では３６０ｍｍ×
４８０ｍｍ厚さ０．７ｍｍのホウケイ酸ガラスを用い
る。

【０１７０】マイクロ波と分割コイル７０２０による磁
場によってＥＣＲ条件などの高密度プラズマが達成され
ることで電子密度の高い高密度プラズマが生成される。
ＥＣＲプラズマなどの高密度プラズマの中で水素は、水
素イオンや水素ラジカルにその一部が変化する。水素イ
オンや水素ラジカルなどの活性な水素は分割コイル７０
２０によって独立につくり出される磁場に沿って基板７
０７５へ到達する。また、高密度プラズマ領域の空間的
領域を反応室７０３０内にてうごかすこもよい

【０１７１】基板が反応室７０３０の直径に比較して例
えば４インチφのシリコンウェハのように大きくない場
合は、分割コイル７０２０のつくり出す拡散磁場によっ
て基板７０７５に到達する活性な水素によって、炭素の
一重結合を含む炭素汚染物を充分に除去できる。しか
し、本実施例のように３６０ｍｍ×４８０ｍｍ厚さ０．
７ｍｍのホウケイ酸ガラスを基板７０７５とした場合
は、ガラスの端部の除去を充分に行うために、拡散磁石
７０２１、７０２２を用いる。

【０１７２】拡散磁石７０２１、７０２２は、基板７０
７５に均一にプラズマが到達するように磁場を段階的に
徐々に基板７０７５に近づくにしたがって緩やかに磁場
が変化するように設定する。それによって、分割コイル
７０２０の磁場だけでの制御とは別に緩やかに変化し基
板７０７５上で分割コイル７０２０だけの場合より均一
な活性な酸素を基板上でつくりだすことができる。

【０１７３】更に基板７０７５に多少のスパッタがあっ
たとしても良いような場合は、高周波電源７０８０によ
って基板保持台７０７０に基板バイアスを印可する。水
素イオンは正であるために基板保持台７０７０がカソー
ドになるようにバイアスを印可する。それによって、基
板７０７０表面を水素イオンによって基板プラズマ領域
７０４２でたたくことで、より炭素の汚染物を除去しや
すくなる。

【０１７４】水素をマイクロ波と磁場を利用して活性な
水素に変化させ、それによってＣ−Ｃのような炭素の一
重結合を含む炭素汚染物を除去することができる。

【０１７５】この装置を用いて、水素と酸素を同時にト
ップ配管７０１０から導入して、炭素汚染物の一重結合
と二重結合の双方を含むものを同時に除去することも可
能である。この場合は、水素イオンと酸素イオンの極性
がそれぞれ正負と別であるので、高周波による基板バイ
アスをどちらか一方のイオンに対してだけしか基板をた
たく効果を得ることはできない。

【０１７６】水素と酸素を同時に導入する代わりに、水
の入ったタンクを加熱してその蒸気圧から気化した水を
チャンバーに導入することで同時に水素と酸素のクリー
ニングを行うこともよい。この場合は、チャンバー全体
すなわち反応室７０３０および水を導入するチャンバー
までの配管を全て加熱する。加熱の温度は６０〜４００
℃程度が必要になるが、本実施例では真空用のパッキン
にバイトンＯリングを多数用いているために１５０℃で
加熱する。

【０１７７】このような装置によって、３６０ｍｍ×４
８０ｍｍ厚さ０．７ｍｍのホウケイ酸ガラスを基板をク
リーニングしたところ密着水の接触角でみる、基板表面
の炭素汚染は、クリーニング前と比較して著しく向上し
た。

【０１７８】〔実施例５〕図８に本発明の別の実施例を
示す。図８は、実施例４で示した装置をマルチチャンバ
ーシステムとして用いる場合を示している。図面は装置
の縦断面を示している。図中左側は、実施例４で説明し
た装置と全く同じものを示している。左側に示している
装置はマイクロ波と磁場利用の装置８０００であり、そ
の内容は実施例４でしめした通りのものである。

【０１７９】マイクロ波と磁場利用の装置８０００は接
続室８００１と接続されている。この接続室８００１は
さらに処理装置８１００に接続している。この接続室８
００１は、マイクロ波と磁場利用の装置８０００と処理
装置８１００以外の他のプロセス装置と接続していても
よい。つまり接続室８００１は各プロセス装置の共通室
のような役割をもつこともできる。

【０１８０】接続室８００１内には搬送ロボット８００
２があり、マイクロ波と磁場利用の装置８０００からゲ
ート８００３を開いた状態で被処理物をマイクロ波と磁
場利用の装置から搬出したり逆に搬入させることができ
る。搬入搬出が終了するとゲート８００３を閉じる。マ
イクロ波と磁場利用の装置８０００内にて、被処理物を
クリーニングし炭素の一重結合あるいは二重結合を含む
炭素汚染物を減少させたのちに、マイクロ波と磁場利用
の装置８０００内に残存する気体を排気する。その後
に、ゲート８００３を開けて搬送ロボット８００２によ
って被処理物を接続室８００１内に移動する。接続室８
００１内に被処理物が完全に移動し、ゲート８００３が
閉じることが可能になったのちに、ゲート８００３を閉
じる。

【０１８１】接続室８００１は図示していないが、接続
室８００１内を減圧にすることのできる真空ポンプに接
続されており、被処理物の搬送の際にも必ず減圧状態に
なるようにする。接続室８００１の減圧は、汚染の少な
いドライポンプシステムがよく、ターボポンプとドライ
ポンプの組み合わせなどがよい。本実施例では、磁気浮
上型ターボ分子ポンプとドライポンプの組み合わせで真
空引きを行えるようになっている。

【０１８２】接続室８００１は、他のプロセス装置から
の汚染の影響を少なくするためにプロセス装置よりは若
干圧力を高くして、気体の流れが接続室８００１からプ
ロセス装置へ流れるようにすることも有効である。

【０１８３】接続室８００１に被処理物が搬入された後
に、ゲート８００４を開け被処理物を処理装置８１００
へ移動する。被処理物を処理装置８１００に移動後ゲー
ト８００４を閉じる。

【０１８４】処理装置８１００は、平行平板型プラズマ
ＣＶＤ装置で、反応室８０１０にポンプバルブ８０１１
とコンダクタンス制御器８０１２を通してポンプ８０１
３が接続されている。ポンプ８０１３にはエグゾースト
８０１４がさらに接続されている。ポンプバルブ８０１
１とコンダクタンス制御器８０１２の接続順序は逆にな
っていてもよい。

【０１８５】反応室８０１０には、電極８０４０がチャ
ンバーの接地電位から分離するインシュレータ８０４２
を伴って接続されており、その電極８０４０を覆うよう
に、寄生放電やホローカソードを防止するために電極カ
バー８０４１が設置されている。電極８０４０には、整
合器８０４３を通してプラズマ電源８０４４が接続され
ている。

【０１８６】プラズマ電源８０４４は、その成膜目的に
応じて低周波から高周波までの連続発振器や、パルス発
振器、モジュレーション発振器等を用いる。本実施例で
は２０ＭＨｚのパルス発振可能な電源を用いている。

【０１８７】反応室８０１０の中には基板を保持する手
段がある。中心線８０２０の左側は基板８０３６を搬出
あるいは搬入する際の位置を表している。中心線８０２
０の右側は基板８０３５を固定した状態を表している。
どちらの場合も実際には中心線８０２０に対して線対称
に図示されていない半分があるが、図ではどちらの状態
もわかるように半分づつ示している。

【０１８８】搬入搬出の際の状態を示す中心線８０２０
の左側では、基板８０３６は、プッシャーピン８０３２
によって基板支持台８０３０から浮いている。さらに基
板固定器８０３４もプッシャーピン８０３２と連動して
基板８０３６の固定をはずれ基板８０３６が可動になる
ように動く。

【０１８９】基板８０３５が固定されている状態を示す
中心線８０２０の右側では、プッシャーピン８０３１
は、基板支持台８０３０の中に収まり、プッシャーピン
８０３１と連動して基板固定器８０３３は基板８０３５
を基板支持台８０３０に密着するように固定する。

【０１９０】基板支持台８０３０には、図示していない
が基板８０３５を加熱できるヒータが埋め込まれてい
る。ガスは、マスフローコントローラなどの流量制御器
を通して導入配管８０５０から電極８０４０のシャワー
ヘッドを通して導入される。電極８０４０には、図示し
ないがガスを均一に流すための拡散板が設置されてい
る。

【０１９１】基板８０３５としてＰ^-の（１００）面の
８インチ単結晶シリコンウェハを用いて、マイクロ波と
磁場利用の装置８０００で基板８０３５の表面クリーニ
ング後直ぐに、有機シランと酸素によって酸化珪素膜を
成膜した。成膜条件としては、有機シランとして正珪酸
四エチル（いわゆるＴＥＯＳ）を用いて、ＴＥＯＳ／酸
素＝１／２０のガス比で、基板温度３５０℃、圧力１Ｔ
ｏｒｒで成膜したのちに、ＭＯＳキャパシタを形成し
て、界面準位密度を測定したところ９×１０⁹ 〜３×１
０¹⁰ｃｍ^-2ｅＶ^-1と良好であった。

【０１９２】〔実施例６〕図９に本発明を実施するため
の装置を示している。図９は装置の縦断面の構成図を示
している。マイクロ波の導波管９００１がマイクロ波の
導入口になっており、アンテナ９００３はリジターノコ
イルを円盤状に広げた構造になっている。アンテナ９０
０３に開いているスリット９００４はいわゆる一筆書き
になっている。導入窓９００２は反応室９０３０に接続
されている。導入窓９００２としては、石英、合成石
英、フッ化マグネシウム等を用いるが本実施例では合成
石英を用いている。スリット９００４の上部に永久磁石
９００５を設けスリット９００４に生じる電界によりス
リット９００４の路にマイクロ波と磁場によるプラズマ
９０４０を生成する。

【０１９３】反応室９０３０にはポンプバルブ９０３
４、コンダクタンス調整器９０３５を介してポンプ９０
３６に接続されている。ポンプ９０３６は、排気管９０
３７へ不要気体などを排気する。ポンプバルブ９０３４
とコンダクタンス調整器９０３５の接続順序は逆になっ
ていても構わない。コンダクタンス調整器９０３５とポ
ンプバルブ９０３４によって反応室９０３０の圧力を制
御している。ポンプ９０３６としては、ターボ分子ポン
プや複合分子ポンプ、油拡散ポンプなどを用いる。これ
らのポンプは図示していないが、そのポンプの排気側に
油回転ポンプなどの補助ポンプを接続して使用する。本
実施例では、複合ターボ分子ポンプと補助ポンプとして
ドライポンプを用いた。

【０１９４】反応室９０３０は可動なゲートバルブ９０
５０を介して、別の減圧室９０５４と接続されている。
ここで、別の減圧室９０５４に接続されておらず、単体
の装置として用いても無論よい。ゲートバルブ９０５０
は、スライド式のバルブになっている。ここで、ゲート
バルブ９０５０は、ヒンジなどを軸にして開状態として
開くことができるようにしてもよい。

【０１９５】反応室９０３０の中には基板を保持する手
段がある。中心線９０６０の右側は基板９０７６を搬出
あるいは搬入する際の位置を表している。中心線９０６
０の左側は基板９０７５を固定した状態を表している。
どちらの場合も実際には中心線９０６０に対して線対称
に図示されていない半分があるが、図ではどちらの状態
もわかるように半分づつ示している。

【０１９６】搬入搬出の際の状態を示す中心線９０６０
の右側では、基板９０７６は、プッシャーピン９０７２
によって基板支持台９０７０から浮いている。さらに基
板固定器９０７４もプッシャーピン９０７２と連動して
基板９０７６の固定をはずれ基板９０７６が可動になる
ように動く。

【０１９７】基板９０７５が固定されている状態を示す
中心線９０６０の左側では、プッシャーピン９０７１
は、基板支持台９０７０の中に収まり、プッシャーピン
９０７１と連動して基板固定器９０７３は基板９０７５
を基板支持台９０７０に密着するように固定する。

【０１９８】基板支持台９０７０には、図示していない
が基板９０７０を加熱できるヒータが埋め込まれてい
る。基板支持台９０７０には、高周波バイアスを印加す
るための高周波電源９０８０が整合器９０８１を通して
接続されている。整合器９０８１には、ブロッキングコ
ンデンサが入っており基板９０７０には、そのブロッキ
ングコンデンサにかかるセルフバイアスによって、高周
波バイアスが印可される。

【０１９９】反応室９０３０の周りには磁場を発生させ
るための永久磁石９００５が設置されている。この永久
磁石９００５の磁場によって反応室９０３０内で、電子
サイクロトロン共鳴に必要な磁場をつくり出す。導波管
９００１から、２．４５ＧＨｚのマイクロ波が導入され
る場合は、永久磁石９００５によって８７５ガウスの磁
場を発生させることでＥＣＲなどの高密度プラズマの条
件をつくり出すことができる。

【０２００】ガスは反応室９０３０に導入する配管９０
０１によって導入される。ＥＣＲなどの高密度プラズマ
をを利用した反応は、反応圧力が１０^-1Ｐａ以下と低い
ためにガスの流し方を非常に厳密にする必要は少ない。

【０２０１】基板９０７５の表面に付着している炭素汚
染物を除去するために、最初に配管９００１から酸素を
反応室９０３０に導入する。圧力は１０^-3〜１０^-1Ｐａ
程度にする。本実施例では３×１０^-2Ｐａにて行った。
マイクロ波は２．４５ＧＨｚを導波管９００１から導入
した。マイクロ波の電力は５００〜２０００Ｗを導入
し、本実施例では８００Ｗを導入した。基板９０７５と
しては、シリコンウェハやガリウム砒素のような半導
体、ガラスや石英などの絶縁体などを用いるが、本実施
例では３６０ｍｍ×４８０ｍｍ厚さ０．７ｍｍのホウケ
イ酸ガラスを用いる。

【０２０２】マイクロ波と永久磁石９００５による磁場
によってＥＣＲなどの高密度プラズマの条件が達成され
ることで電子密度の高いＥＣＲプラズマが生成される。
ＥＣＲなどの高密度プラズマの中で酸素は、酸素イオン
や酸素ラジカルやオゾンにその一部が変化する。酸素イ
オンや酸素ラジカルやオゾンなどの活性な酸素は基板９
０７５へ到達する。

【０２０３】更に基板９０７５に多少のスパッタがあっ
たとしても良いような場合は、高周波電源９０８０によ
って基板保持台９０７０に基板バイアスを印可する。酸
素イオンは負であるために基板保持台９０７０がアノー
ドになるようにバイアスを印可する。それによって、基
板９０７０表面を酸素イオンによってたたくことで、よ
り炭素の汚染物を除去しやすくなる。

【０２０４】酸素をＥＣＲなどのマイクロ波と磁場を利
用して活性な酸素に変化させ、それによってＣ−Ｃのよ
うな炭素の一重結合を除いた炭素汚染物を除去すること
ができる。

【０２０５】次に、基板７０７５の表面に付着している
炭素の一重結合を含む汚染物を除去するために、最初に
配管９００１から水素を反応室９０３０に導入する。圧
力は１０^-3〜１０^-1Ｐａ程度にする。本実施例では３×
１０^-2Ｐａにて行った。マイクロ波は２．４５ＧＨｚを
導波管９００１から導入した。マイクロ波の電力は５０
０〜２０００Ｗを導入し、本実施例では８００Ｗを導入
した。基板９０７５としては、シリコンウェハやガリウ
ム砒素のような半導体、ガラスや石英などの絶縁体など
を用いるが、本実施例では３６０ｍｍ×４８０ｍｍ厚さ
０．７ｍｍのホウケイ酸ガラスを用いる。

【０２０６】マイクロ波と永久磁石９００５による磁場
によってＥＣＲなどの高密度プラズマの条件が達成され
ることで電子密度の高いＥＣＲなどの高密度プラズマが
生成される。ＥＣＲなどの高密度プラズマの中で水素
は、水素イオンや水素ラジカルにその一部が変化する。
水素イオンや水素ラジカルなどの活性な水素は基板９０
７５へ到達する。

【０２０７】更に基板９０７５に多少のスパッタがあっ
たとしても良いような場合は、高周波電源９０８０によ
って基板保持台９０７０に基板バイアスを印可する。水
素イオンは正であるために基板保持台９０７０がカソー
ドになるようにバイアスを印可する。それによって、基
板９０７０表面を水素イオンによってたたくことで、よ
り炭素の汚染物を除去しやすくなる。

【０２０８】酸素をＥＣＲなどのマイクロ波と磁場を利
用して活性な水素に変化させ、それによってＣ−Ｃのよ
うな炭素の一重結合を除いた炭素汚染物を除去すること
ができる。

【０２０９】〔実施例７〕図１０に本発明の別の実施例
を示す。図１０は、実施例６で示した装置をマルチチャ
ンバーシステムとして用いる場合を示している。図面は
装置の縦断面を示している。図中左側は、実施例４で説
明した装置と全く同じものを示している。左側に示して
いる装置はマイクロ波と磁場利用の装置１００００であ
り、その内容は実施例６でしめした通りのものである。

【０２１０】マイクロ波と磁場利用の装置１００００は
接続室１０００１と接続されている。この接続室１００
０１はさらに処理装置１０１００に接続している。この
接続室１０００１は、マイクロ波と磁場利用の装置１０
０００と処理装置１０１００以外の他のプロセス装置と
接続していてもよい。つまり接続室１０００１は各プロ
セス装置の共通室のような役割をもつこともできる。

【０２１１】接続室１０００１内には搬送ロボット１０
００２があり、マイクロ波と磁場利用の装置１００００
からゲート１０００３を開いた状態で被処理物をマイク
ロ波と磁場利用の装置から搬出したり逆に搬入させるこ
とができる。搬入搬出が終了するとゲート１０００３を
閉じる。マイクロ波と磁場利用の装置１００００内に
て、被処理物をクリーニングし炭素の一重結合あるいは
二重結合を含む炭素汚染物を減少させたのちに、マイク
ロ波と磁場利用の装置１００００内に残存する気体を排
気する。その後に、ゲート１０００３を開けて搬送ロボ
ット１０００２によって被処理物を接続室１０００１内
に移動する。接続室１０００１内に被処理物が完全に移
動し、ゲート１０００３が閉じることが可能になったの
ちに、ゲート１０００３を閉じる。

【０２１２】接続室１０００１には、接続室１０００１
内を減圧にすることのできる図示しない真空ポンプが接
続されており、被処理物の搬送の際にも必ず減圧状態に
なるようにする。接続室１０００１の減圧は、汚染の少
ないドライポンプシステムがよく、ターボポンプとドラ
イポンプの組み合わせなどがよい。本実施例では、磁気
浮上型ターボ分子ポンプとドライポンプの組み合わせで
真空引きを行えるようになっている。

【０２１３】接続室１０００１は、他のプロセス装置か
らの汚染の影響を少なくするためにプロセス装置よりは
若干圧力を高くして、気体の流れが接続室１０００１か
らプロセス装置へ流れるようにすることも有効である。

【０２１４】接続室１０００１に被処理物が搬入された
後に、ゲート１０００４を開け被処理物を処理装置１０
１００へ移動する。被処理物を処理装置１０１００に移
動後ゲート１０００４を閉じる。

【０２１５】処理装置１０１００は、平行平板型プラズ
マＣＶＤ装置で、反応室１００１０にポンプバルブ１０
０１１とコンダクタンス制御器１００１２を通してポン
プ１００１３が接続されている。ポンプ１００１３には
エグゾースト１００１４がさらに接続されている。ポン
プバルブ１００１１とコンダクタンス制御器１００１２
の接続順序は逆になっていてもよい。

【０２１６】反応室１００１０には、電極１００４０が
チャンバーの接地電位から分離するインシュレータ１０
０４２を伴って接続されており、その電極１００４０を
覆うように、寄生放電やホローカソードをぼうしするた
めに電極カバー１００４１が設置されている。電極１０
０４０には、整合器１００４３を通してプラズマ電源１
００４４が接続されている。

【０２１７】プラズマ電源１００４４は、その成膜目的
に応じて低周波から高周波までの連続発振器や、パルス
発振器、モジュレーション発振器等を用いる。本実施例
では２０ＭＨｚのパルス発振可能な電源を用いている。

【０２１８】反応室１００１０の中には基板を保持する
手段がある。中心線１００２０の左側は基板１００３６
を搬出あるいは搬入する際の位置を表している。中心線
１００２０の右側は基板１００３５を固定した状態を表
している。どちらの場合も実際には中心線１００２０に
対して線対称に図示されていない半分があるが、図では
どちらの状態もわかるように半分づつ示している。

【０２１９】搬入搬出の際の状態を示す中心線１００２
０の左側では、基板１００３６は、プッシャーピン１０
０３２によって基板支持台１００３０から浮いている。
さらに基板固定器１００３４もプッシャーピン１００３
２と連動して基板１００３６の固定をはずれ基板１００
３６が可動になるように動く。

【０２２０】基板１００３５が固定されている状態を示
す中心線１００２０の右側では、プッシャーピン１００
３１は、基板支持台１００３０の中に収まり、プッシャ
ーピン１００３１と連動して基板固定器１００３３は基
板１００３５を基板支持台１００３０に密着するように
固定する。

【０２２１】基板支持台１００３０には、図示していな
いが基板１００３５を加熱できるヒータが埋め込まれて
いる。ガスは、マスフローコントローラなどの流量制御
器を通して導入配管１００５０から電極１００４０のシ
ャワーヘッドを通して導入される。電極１００４０に
は、図示しないがガスを均一に流すための拡散板が設置
されている。

【０２２２】基板１００３５としてＰ^-の１００面の８
インチ単結晶シリコンウェハを用いて、マイクロ波と磁
場利用の装置１００００で基板１００３５の表面クリー
ニング後直ぐに、有機シランと酸素によって酸化珪素膜
を成膜した。成膜条件としては、有機シランとして正珪
酸四エチル（いわゆるＴＥＯＳ）を用いて、ＴＥＯＳ／
酸素＝１／２０のガス比で、基板温度３５０℃、圧力１
Ｔｏｒｒで成膜したのちに、ＭＯＳキャパシタを形成し
て、界面準位密度を測定したところ９×１０⁹〜３×１
０¹⁰ｃｍ^-2ｅＶ^-1と良好であった。

【０２２３】〔実施例８〕不揮発性半導体記憶装置のメ
モリは、それぞれ基本的な１つのメモリトランジスタが
多数集まって構成されている。そのメモリトランジスタ
の製造に本発明を利用した。図１１にメモリトランジス
タの基本的な断面構造を示す。Ｐ型シリコン基板１１０
１上に、公知のシリコンの熱酸化技術とＣＶＤ法とファ
オトリソグラフィー技術によるレジストのパターニング
とエッチング技術によって、トンネル酸化膜１１０２、
ポリシリコンからなるフローティングゲート１１０３、
層間絶縁膜１１０４、ポリシリコンからなるコントロー
ルゲート１１０５、とから構成されるポリシリコン２層
ゲート。燐または砒素のイオン注入によって形成される
ソース拡散層１１０７とドレイン拡散層１１０６を含め
て、メモリトランジスタは形成されている。

【０２２４】フローティングゲート１１０３は、コント
ロールゲート１１０５からみたメモリトランジスタのし
きい値を変化させるためのゲートとなっている。フロー
ティングゲート１１０３にホットエレクトロンが蓄積さ
れている場合は、コントロール１１０５に与えられる正
電位は、フローティングゲート１１０３に蓄積されたホ
ットエレクトロンに打ち消されるので、ホットエレクト
ロンが蓄積されていない状態に比べてコントロールゲー
ト１１０５からみたメモリトランジスタのしきい値は、
高くなる。フローティングゲート１１０３へのホットエ
レクトロンの注入は、コントロールゲート１１０５、ド
レイン１１０６およびソース１１０７にそれぞれ１０、
５、０Ｖを印可することによって実施される。メモリト
ランジスタのチャネルを移動する電子のいくつかがトン
ネル酸化膜１１０２を通過してフローティングゲート１
１０３に達して蓄積される。フローティングゲート１１
０３にホットエレクトロンが蓄積されている状態を書込
み状態、その反対にフローティングゲート１１０３から
ホットエレクトロンの排出は、ドレイン１１０６を電気
的に開状態にして、ソース１１０７とコントロールゲー
トにそれぞれ５、−１６Ｖを印可することにより行われ
る。これにより、ソース１１０７とフローティングゲー
ト１１０３のオーバーラップ領域１１０８でのトンネル
酸化膜１１０２のトンネル電流であるＦｏｗｌｅｒＮｏ
ｒｄｈｅｉｍ電流を生じさせ、トンネル酸化膜１１０２
を経由して電子をフローティングゲート１１０３から排
除する。このフローティングゲート１１０３にホットエ
レクトロンが蓄積されない状態をデータの消去状態とい
う。

【０２２５】このメモリトランジスタでは、電荷の蓄積
に関与するものがフローティングゲート１１０３とコン
トロールゲート１１０５に接触している層間絶縁膜１１
０４ならびにトンネル酸化膜１１０２になり、さらにそ
の界面の構成が重要になるのは当然である。この界面の
清浄に関して本発明を利用した。コントロールゲート１
１０５の膜形成前後と層間絶縁膜１１０４形成前後に、
本発明による活性な水素と活性な酸素によって炭素除去
をおこなった。

【０２２６】フローティングゲート１１０３の上のクリ
ーニングを行うために活性な酸素の中の電荷による影響
があるために基板１１０１に高周波バイアスを印加しな
いで、炭素の主として二重結合を含む炭素汚染物の除去
を行う。圧力は１×１０^-3〜５×１０^-5Ｔｏｒｒで行う
が、典型的には３×１０^-4Ｔｏｒｒで行う。マイクロ波
電力は５００〜２０００Ｗで典型的は１２００Ｗで行
う。基板温度は室温〜５００℃で典型的には２５０℃で
行う。酸素の流量は５〜２００ＳＣＣＭで典型的には８
０ＳＣＣＭで行う。

【０２２７】活性な酸素による炭素の主として二重結合
を含む炭素汚染物の除去を行った後に、ＥＣＲなどのマ
イクロ波と磁場によるプラズマを利用して活性な水素に
よって炭素の主として一重結合を含む炭素汚染物の除去
を行う。フローティングゲート１１０３の上のクリーニ
ングを行うために活性な水素の中の電荷による影響があ
るために基板１１０１に高周波バイアスを印加しない
で、炭素の主として一重結合を含む炭素汚染物の除去を
行う。圧力は１×１０^-3〜５×１０^-5Ｔｏｒｒで行う
が、典型的には５×１０^-4Ｔｏｒｒで行う。マイクロ波
電力は５００〜２０００Ｗで典型的は１２００Ｗで行
う。基板温度は室温〜５００℃で典型的には２５０℃で
行う。水素の流量は５〜２００ＳＣＣＭで典型的には８
０ＳＣＣＭで行う。

【０２２８】フローティングゲート１１０３上の炭素の
クリーニングが終了後、大気に触れさせることなく層間
絶縁膜１１０４を成膜する。層間絶縁膜１１０４として
は、酸化珪素や窒素ドープの酸化珪素またはリンドープ
の酸化珪素、あるいは窒化珪素などを形成する。形成方
法としては、減圧ＣＶＤやスパッタ、あるいは平行平板
プラズマＣＶＤやＥＣＲプラズマＣＶＤやＩＣＰプラズ
マＣＶＤなどのプラズマＣＶＤ、などを用いる。典型的
には、平行平板プラズマＣＶＤを用いる。

【０２２９】次に層間絶縁膜１１０４上にコントールゲ
ート１１０５を形成する前に層間絶縁膜１１０４の上の
クリーニングを行う。活性な酸素の中の電荷による影響
があるために基板１１０１に高周波バイアスを印加しな
いで、炭素の主として二重結合を含む炭素汚染物の除去
を行う。圧力は１×１０^-3〜５×１０^-5Ｔｏｒｒで行う
が、典型的には３×１０^-4Ｔｏｒｒで行う。マイクロ波
電力は５００〜２０００Ｗで典型的は１２００Ｗで行
う。基板温度は室温〜５００℃で典型的には２５０℃で
行う。酸素の流量は５〜２００ＳＣＣＭで典型的には８
０ＳＣＣＭで行う。

【０２３０】活性な酸素による炭素の主として二重結合
を含む炭素汚染物の除去を行った後に、ＥＣＲなどのマ
イクロ波と磁場によるプラズマを利用して活性な水素に
よって炭素の主として一重結合を含む炭素汚染物の除去
を行う。層間絶縁膜１１０４の上のクリーニングを行
う。活性な水素の中の電荷による影響があるために基板
１１０１に高周波バイアスを印加しないで、炭素の主と
して一重結合を含む炭素汚染物の除去を行う。圧力は１
×１０^-3〜５×１０^-5Ｔｏｒｒで行うが、典型的には５
×１０^-4Ｔｏｒｒで行う。マイクロ波電力は５００〜２
０００Ｗで典型的は１２００Ｗで行う。基板温度は室温
〜５００℃で典型的には２５０℃で行う。水素の流量は
５〜２００ＳＣＣＭで典型的には８０ＳＣＣＭで行う。

【０２３１】層間絶縁膜１１０４上の炭素のクリーニン
グが終了後、大気に触れさせることなくコントロールゲ
ート１１０５を成膜する。コントロールゲート１１０５
としては、ドープドポリシリコンやポリシリコンを成膜
後ドープするもの、あるいはアルミニウムなどの金属膜
を形成する。形成方法としては、減圧ＣＶＤやスパッ
タ、あるいは平行平板プラズマＣＶＤやＥＣＲプラズマ
ＣＶＤやＩＣＰプラズマＣＶＤなどのプラズマＣＶＤ、
などを用いる。典型的には、減圧ＣＶＤによるポリシリ
コンを用いて後からイオン注入などでドープする方法を
用いる。

【０２３２】メモリトランジスタをフラッシュメモリと
して形成しての特性を評価したところ、本発明を利用し
た場合と利用しなかった場合を比較したとき、１５０回
の書換えを行った後のメモリのエラー率が、利用しない
場合は、０．１％もあったものが、本発明を利用するこ
とで０．０１％と１桁も小さくなった。本発明によって
炭素除去を行うことは、結晶半導体の積層構造にも大き
な効果がある。

【０２３３】〔実施例９〕本実施例では、本発明を連続
したラインアンドスペース配線に対して、その埋め込み
と平坦化用の絶縁膜成膜に対して利用した例を示す。図
１２（Ａ）と（Ｂ）に、実施例の金属配線の埋め込みの
様子を示す。図１２（Ａ）と（Ｂ）は、それぞれ断面の
様子を示している。

【０２３４】図１２（Ａ）は、半導体基板１２０１とそ
の表面に熱酸化させた熱酸化膜１２０２があり、その上
に金属配線１２０３があり、さらにその上に埋め込み用
の絶縁膜１２０４がある。半導体基板１２０１として
は、単結晶シリコンウェハが主に用いられるが、ＧａＡ
ｓ等の化合物半導体基板でもよく、多結晶半導体基板を
用いてもよい。本実施例では、１００面のＰ型シリコン
ウェハを用いている。熱酸化膜１２０２は、ウェット酸
化でもドライ酸化でもよいが、本実施例ではドライ酸化
による熱酸化膜１２０２を約５００Åを半導体基板１２
０１の全面に拡散成長させた。そのうえの金属配線１２
０３は、Ａｌをスパッタにて成膜した、Ａｌには、Ｓｉ
を２％混合したターゲットを用いて、Ａｌのヒロックを
防止している。金属配線１２０３としてのＡｌは、厚さ
１μｍ、幅１μｍのアスペクト比１になるよに、異方性
ドライエッチングを行って形成してある。配線間隔は、
０．３〜１．０μｍの間で変化させた。

【０２３５】絶縁膜１２０４の成膜において、本発明を
実施した。活性な酸素の中の電荷による影響が少ないた
めに半導体基板１２０１に高周波バイアスを印加して酸
素イオンによるスパッタも同時に行い、炭素の主として
二重結合を含む炭素汚染物の除去を行う。圧力は１×１
０^-3〜５×１０^-5Ｔｏｒｒで行うが、典型的には３×１
０^-4Ｔｏｒｒで行う。マイクロ波電力は５００〜２００
０Ｗで典型的は１２００Ｗで行う。基板温度は室温〜５
００℃で典型的には２５０℃で行う。酸素の流量は５〜
２００ＳＣＣＭで典型的には８０ＳＣＣＭで行う。基板
バイアスは、高周波電力として０．０１〜０．５Ｗ／ｃ
ｍ² で典型的には０．１Ｗ／ｃｍ² を印加する。

【０２３６】活性な酸素による炭素の主として二重結合
を含む炭素汚染物の除去を行った後に、ＥＣＲなどのマ
イクロ波と磁場によるプラズマを利用して活性な水素に
よって炭素の主として一重結合を含む炭素汚染物の除去
を行う。活性な水素の中の電荷による影響が全くないた
めに半導体基板１２０１に高周波バイアスを印加して水
素イオンによるスパッタも同時に行い、炭素の主として
一重結合を含む炭素汚染物の除去を行う。圧力は１×１
０^-3〜５×１０^-5Ｔｏｒｒで行うが、典型的には５×１
０^-4Ｔｏｒｒで行う。マイクロ波電力は５００〜２００
０Ｗで典型的は１２００Ｗで行う。基板温度は室温〜５
００℃で典型的には２５０℃で行う。水素の流量は５〜
２００ＳＣＣＭで典型的には８０ＳＣＣＭで行う。基板
バイアスは、高周波電力として０．０１〜１．０Ｗ／ｃ
ｍ² で典型的には０．２Ｗ／ｃｍ² を印加する。

【０２３７】炭素のクリーニングが終了後、大気に触れ
させることなく絶縁膜１２０４を成膜する。絶縁膜１２
０４としては、酸化珪素や窒素ドープの酸化珪素または
リンドープの酸化珪素、あるいは窒化珪素などを成膜す
る。成膜方法としては、減圧ＣＶＤやスパッタ、あるい
は平行平板プラズマＣＶＤやＥＣＲプラズマＣＶＤやＩ
ＣＰプラズマＣＶＤなどのプラズマＣＶＤ、などを用い
る。典型的には、平行平板型プラズマＣＶＤを用いる。
平行平板型プラズマＣＶＤを用いるために炭素クリーニ
ングを行う処理室とは別の処理室に基板を、減圧状態で
移動した後に行う。

【０２３８】成膜条件としては、基板温度３００〜６０
０℃で典型的には４００℃。正珪酸四エチル（いわゆる
ＴＥＯＳ）：酸素＝１：１〜２０で典型的には１：５で
行う。圧力は０．１〜２Ｔｏｒｒで典型的には１Ｔｏｒ
ｒで行う。平行平板電極に印加する高周波としては５〜
３０ＭＨｚで典型的には１３．５６ＭＨｚで、電力は
０．０５〜３．０Ｗ／ｃｍ² で典型的には１．５Ｗ／ｃ
ｍ² を印加する。絶縁膜１２０４の厚さとしては０．８
〜２．５μｍで、典型的には１μｍを成膜する。

【０２３９】

【０２４０】正珪酸四エチルの代わりに、ＦＳｉ（ＯＣ
₂ Ｈ₅ ）₄ などのＦを含む有機シランを用いることで、
ＳｉＯ_Xよりも誘電率の低いＦドープのＳｉＯ_Xを作製
することができるために、ＬＳＩでの配線間の横方向の
容量を低減することが可能である。

【０２４１】図１２（Ｂ）は、半導体基板１２０５とそ
の表面に熱酸化させた熱酸化膜１２０６があり、その上
に金属配線１２０７があり、さらにその上に埋め込み用
の絶縁膜１２０８がある。半導体基板１２０５として
は、単結晶シリコンウェハが主に用いられるが、ＧａＡ
ｓ等の化合物半導体基板でもよく、多結晶半導体基板を
用いてもよい。本実施例では、１００面のＰ型シリコン
ウェハを用いている。熱酸化膜１２０６は、ウェット酸
化でもドライ酸化でもよいが、本実施例ではドライ酸化
による熱酸化膜１２０６を約５００Åを半導体基板１２
０５の全面に拡散成長させた。そのうえの金属配線１２
０７は、Ａｌをスパッタにて成膜した、Ａｌには、Ｓｉ
を２％混合したターゲットを用いて、Ａｌのヒロックを
防止している。金属配線１２０７としてのＡｌは、厚さ
１μｍ、幅１μｍのアスペクト比１になるよに、異方性
ドライエッチングを行って形成してある。配線間隔は、
０．３〜１．０μｍの間で変化させた。

【０２４２】絶縁膜１２０８の成膜において、本発明を
実施した。活性な酸素の中の電荷による影響が少ないた
めに半導体基板１２０５に高周波バイアスを印加して酸
素イオンによるスパッタも同時に行い、炭素の主として
二重結合を含む炭素汚染物の除去を行う。圧力は１×１
０^-3〜５×１０^-5Ｔｏｒｒで行うが、典型的には３×１
０^-4Ｔｏｒｒで行う。マイクロ波電力は５００〜２００
０Ｗで典型的は１２００Ｗで行う。基板温度は室温〜５
００℃で典型的には２５０℃で行う。酸素の流量は５〜
２００ＳＣＣＭで典型的には８０ＳＣＣＭで行う。基板
バイアスは、高周波電力として０．０１〜０．５Ｗ／ｃ
ｍ² で典型的には０．１Ｗ／ｃｍ² を印加する。

【０２４３】活性な酸素による炭素の主として二重結合
を含む炭素汚染物の除去を行った後に、ＥＣＲなどのマ
イクロ波と磁場によるプラズマを利用して活性な水素に
よって炭素の主として一重結合を含む炭素汚染物の除去
を行う。活性な水素の中の電荷による影響が全くないた
めに半導体基板１２０５に高周波バイアスを印加して水
素イオンによるスパッタも同時に行い、炭素の主として
一重結合を含む炭素汚染物の除去を行う。圧力は１×１
０^-3〜５×１０^-5Ｔｏｒｒで行うが、典型的には５×１
０^-4Ｔｏｒｒで行う。マイクロ波電力は５００〜２００
０Ｗで典型的は１２００Ｗで行う。基板温度は室温〜５
００℃で典型的には２５０℃で行う。水素の流量は５〜
２００ＳＣＣＭで典型的には８０ＳＣＣＭで行う。基板
バイアスは、高周波電力として０．０１〜１．０Ｗ／ｃ
ｍ² で典型的には０．２Ｗ／ｃｍ² を印加する。

【０２４４】炭素のクリーニングが終了後、大気に触れ
させることなく絶縁膜１２０４を成膜する。絶縁膜１２
０８としては、酸化珪素や窒素ドープの酸化珪素または
リンドープの酸化珪素、あるいは窒化珪素などを成膜す
る。成膜方法としては、減圧ＣＶＤやスパッタ、あるい
は平行平板プラズマＣＶＤやＥＣＲプラズマＣＶＤやＩ
ＣＰプラズマＣＶＤなどのプラズマＣＶＤ、などを用い
る。典型的には、ＥＣＲプラズマＣＶＤを用いる。ＥＣ
ＲプラズマＣＶＤによって絶縁膜１２０８を成膜するた
めに炭素除去を行う処理室と同じ処理室にて連続的行
い、そのためにタクトタイムを向上できる。

【０２４５】成膜条件としては、基板温度３００〜６０
０℃で典型的には４００℃。シランと酸素によって行
う。酸素をＥＣＲによって分解しＥＣＲ領域と半導体基
板１２０５の間にシランを流して、そこでプラズマ化さ
れた活性な酸素とシランによって気相反応をおこす。シ
ラン：酸素＝１：１〜２０で典型的には１：５で行う。
圧力は１×１０^-3〜５×１０^-5Ｔｏｒｒで典型的には５
×１０^-4Ｔｏｒｒで行う。マイクロ波としては１〜２０
ＧＨｚで典型的には２．４５ＧＨｚで、電力は０．５〜
３．０ｋＷで典型的には１．５ｋＷを印加する。磁場と
してはソレノイドコイルによって８７５ガウスを印加す
る。絶縁膜１２０８の厚さとしては０．８〜２．５μｍ
で、典型的には１μｍを成膜する。

【０２４６】

【０２４７】シランの代わりに、フッ化シランとシラン
の混合気体などのＦを含む有機シランを用いることで、
ＳｉＯ_Xよりも誘電率の低いＦドープのＳｉＯ_Xを作製
することができるために、ＬＳＩでの配線間の横方向の
容量を低減することが可能である。

【０２４８】ＥＣＲプラズマによる成膜のために絶縁膜
１２０８を成膜すると金属配線１２０７の上のみ三角形
状１２０９が発生する。これを平坦にするためには、エ
ッチバックやスパッタまたは化学研磨（いわゆるＣＭ
Ｐ：ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌ
ｉｓｈｉｎｇ）などをもちいる。

【０２４９】本発明を用いた炭素除去を行った後の、絶
縁膜の成膜は、下地との密着性が高い。三次元デバイス
の作製においても、層間膜を成膜に応用することで、安
定して積層形成が行える。

【０２５０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明は、半
導体装置製造方法における、炭素汚染物除去に関し、炭
素の一重結合を含む全ての炭素汚染による基板の表面の
汚染を除去することで、半導体界面が特に重要となるＭ
ＯＳ、ＭＩＳ型構造などの半導体の特性ならびに信頼性
の向上に大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による、基板表面のＸＰＳによる炭素不
純物の除去程度をしめすグラフ。

【図２】従来の技術による、基板表面のＸＰＳによる炭
素不純物の除去程度を示すグラフ。

【図３】本発明を実施するための装置を示す図。

【図４】本発明を実施するための装置を示す図。

【図５】本発明の原理の一部を表す図。

【図６】本発明を実施するための装置を示す図。

【図７】本発明を実施するための装置を示す図。

【図８】本発明を実施するための装置を示す図。

【図９】本発明を実施するための装置を示す図。

【図１０】本発明を実施するための装置を示す図。

【図１１】本発明を用いた半導体工程を示す図。

【図１２】本発明を用いた半導体工程を示す図。

【符号の説明】

３００１導波管３００２導入窓３０１０トップ配管３０１１トップ配管３０１２テーパ配管３０１３テーパ配管３０２０ソレノイドコイル３０２１拡散磁石３０２２拡散磁石３０３０空洞共振室３０３１反射板３０３２テーパ室３０３３反応室３０３４ポンプバルブ３０３５コンダクタンス調整器３０３６ポンプ３０３７排気管３０４０空洞共振プラズマ領域３０５０ゲートバルブ３０５１ヒンジ３０５２開状態のゲートバルブ３０５３ゲートバルブ３０５４減圧室３０６０中心線３０７０基板支持台３０７１プッシャーピン３０７２プッシャーピン３０７３基板固定器３０７５基板３０７６基板３０８０高周波電源３０８１整合器１２０１半導体基板１２０２熱酸化膜１２０３金属配線１２０４絶縁膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】積層形成を行う前に、減圧状態でマイクロ
波と磁場で活性化された水素によって、被積層形成面上
の少なくともその一部において炭素の一重結合を含む汚
染物を減少させ、その後前記被積層形成面上に前記積層
形成を行う半導体装置製造方法において、半導体基板上
方の絶縁膜形成前に前記汚染物を減少させることを特徴
とする半導体装置製造方法。
【請求項２】積層形成を行う前に、減圧状態でマイクロ
波と磁場で活性化された水素によって、被積層形成面上
の少なくともその一部において炭素の一重結合を含む汚
染物を減少させ、その後前記汚染物を減少させるための
処理室と同一の処理室において、前記被積層形成面を大
気に触れさせることなく、前記被積層形成面上に前記積
層形成を行う半導体装置製造方法において、半導体基板
上方の絶縁膜形成前に前記汚染物を減少させることを特
徴とする半導体装置製造方法。
【請求項３】被膜形成を行う半導体装置製造方法におい
て、積層形成を行う前に、減圧状態でマイクロ波と磁場
で活性化された水素によって、被積層形成面上の少なく
ともその一部において炭素の一重結合を含む汚染物を減
少させ、その後前記汚染物を減少させるための処理室と
はゲートバルブによって隔てられている別の処理室にお
いて、前記被積層形成面を大気に触れさせることなく、
前記被積層形成面上に前記積層形成を行う半導体装置製
造方法において、半導体基板上方の絶縁膜形成前に前記
汚染物を減少させることを特徴とする半導体装置製造方
法。
【請求項４】請求項３において、汚染物を減少させるた
めの処理室と積層形成を行う処理室の間に接続室があ
り、前記接続室内を通って前記処理室の間を被積層形成
面をもつ半導体装置が移動することを特徴とする半導体
装置製造方法。
【請求項５】積層形成を行う前に、減圧状態でマイクロ
波と磁場で活性化された水素と酸素を同時または片方づ
つ用いることによって、被積層形成面上の少なくともそ
の一部において炭素の一重結合および二重結合を含む汚
染物を減少させ、その後前記被積層形成面上に前記積層
形成を行う半導体装置製造方法において、半導体基板上
方の絶縁膜形成前に前記汚染物を減少させることを特徴
とする半導体装置製造方法。
【請求項６】積層形成を行う前に、減圧状態でマイクロ
波と磁場で活性化された水素と酸素を同時または片方づ
つ用いることによって、被積層形成面上の少なくともそ
の一部において炭素の一重結合および二重結合を含む汚
染物を減少させ、その後前記汚染物を減少させるための
処理室と同一の処理室において、前記被積層形成面を大
気に触れさせることなく、前記被積層形成面上に前記積
層形成を行う半導体装置製造方法において、半導体基板
上方の絶縁膜形成前に前記汚染物を減少させることを特
徴とする半導体装置製造方法。
【請求項７】積層形成を行う前に、減圧状態でマイクロ
波と磁場で活性化された水素と酸素を同時または片方づ
つ用いることによって、被積層形成面上の少なくともそ
の一部において炭素の一重結合および二重結合を含む汚
染物を減少させ、その後前記汚染物を減少させるための
処理室とはゲートバルブによって隔てられている別の処
理室において、前記被積層形成面を大気に触れさせるこ
となく、前記被積層形成面上に前記積層形成を行う半導
体装置製造方法において、半導体基板上方の絶縁膜形成
前に前記汚染物を減少させることを特徴とする半導体装
置製造方法。
【請求項８】積層形成を行う前に、減圧状態でマイクロ
波と磁場で活性化された水素によって、被積層形成面上
の少なくともその一部において炭素の一重結合を含む汚
染物を減少させ、その後前記被積層形成面上に前記積層
形成を行う半導体装置製造方法において、半導体基板上
方の導電膜あるいは半導体膜形成前に前記汚染物を減少
させることを特徴とする半導体装置製造方法。
【請求項９】積層形成を行う前に、減圧状態でマイクロ
波と磁場で活性化された水素によって、被積層形成面上
の少なくともその一部において炭素の一重結合を含む汚
染物を減少させ、その後前記汚染物を減少させるための
処理室と同一の処理室において、前記被積層形成面を大
気に触れさせることなく、前記被積層形成面上に前記積
層形成を行う半導体装置製造方法において、半導体基板
上方の導電膜あるいは半導体膜形成前に前記汚染物を減
少させることを特徴とする半導体装置製造方法。
【請求項１０】被膜形成を行う半導体装置製造方法にお
いて、積層形成を行う前に、減圧状態でマイクロ波と磁
場で活性化された水素によって、被積層形成面上の少な
くともその一部において炭素の一重結合を含む汚染物を
減少させ、その後前記汚染物を減少させるための処理室
とはゲートバルブによって隔てられている別の処理室に
おいて、前記被積層形成面を大気に触れさせることな
く、前記被積層形成面上に前記積層形成を行う半導体装
置製造方法において、半導体基板上方の導電膜あるいは
半導体膜形成前に前記汚染物を減少させることを特徴と
する半導体装置製造方法。
【請求項１１】請求項１０において、汚染物を減少させ
るための処理室と積層形成を行う処理室の間に接続室が
あり、前記接続室内を通って前記処理室の間を被積層形
成面をもつ半導体装置が移動することを特徴とする半導
体装置製造方法。
【請求項１２】積層形成を行う前に、減圧状態でマイク
ロ波と磁場で活性化された水素と酸素を同時または片方
づつ用いることによって、被積層形成面上の少なくとも
その一部において炭素の一重結合および二重結合を含む
汚染物を減少させ、その後前記被積層形成面上に前記積
層形成を行う半導体装置製造方法において、半導体基板
上方の導電膜あるいは半導体膜形成前に前記汚染物を減
少させることを特徴とする半導体装置製造方法。
【請求項１３】積層形成を行う前に、減圧状態でマイク
ロ波と磁場で活性化された水素と酸素を同時または片方
づつ用いることによって、被積層形成面上の少なくとも
その一部において炭素の一重結合および二重結合を含む
汚染物を減少させ、その後前記汚染物を減少させるため
の処理室と同一の処理室において、前記被積層形成面を
大気に触れさせることなく、前記被積層形成面上に前記
積層形成を行う半導体装置製造方法において、半導体基
板上方の導電膜あるいは半導体膜形成前に前記汚染物を
減少させることを特徴とする半導体装置製造方法。
【請求項１４】積層形成を行う前に、減圧状態でマイク
ロ波と磁場で活性化された水素と酸素を同時または片方
づつ用いることによって、被積層形成面上の少なくとも
その一部において炭素の一重結合および二重結合を含む
汚染物を減少させ、その後前記汚染物を減少させるため
の処理室とはゲートバルブによって隔てられている別の
処理室において、前記被積層形成面を大気に触れさせる
ことなく、前記被積層形成面上に前記積層形成を行う半
導体装置製造方法において、半導体基板上方の導電膜あ
るいは半導体膜形成前に前記汚染物を減少させることを
特徴とする半導体装置製造方法。