JPH10144666A - Method of cleaning plasma treating apparatus - Google Patents

Method of cleaning plasma treating apparatus

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JPH10144666A
JPH10144666A JP32091096A JP32091096A JPH10144666A JP H10144666 A JPH10144666 A JP H10144666A JP 32091096 A JP32091096 A JP 32091096A JP 32091096 A JP32091096 A JP 32091096A JP H10144666 A JPH10144666 A JP H10144666A
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cleaning
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plasma
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Takashi Akahori
孝 赤堀
Shuichi Ishizuka
修一 石塚
Risa Nakase
りさ 中瀬
Yoko Naito
容子 内藤
Masanori Tozawa
昌紀 戸澤
Tadashi Hirata
匡史 平田
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Tokyo Electron Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the time required to clean a C film contg. F, deposited on the interior of a vacuum vessel. SOLUTION: After forming a CF film e.g. by a plasma treating apparatus, an O2 cleaning gas is fed into the vacuum vessel 2 to clean the CF film deposited on the interior of this vessel such that a plasma of the O2 gas is produced to physically or chemically break the C-C or C-F bond of the CF film surface by the active species of O caused by the plasma and O2 gas penetrates the broken parts of the film and reacts with C of the film to produce CO2 , resulting in scattering while F scatters as F2 , thus the CF film is removed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は例えば半導体ウエハ
などの被処理基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ
処理装置のクリ−ニング方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning method for a plasma processing apparatus for performing a plasma processing on a substrate to be processed such as a semiconductor wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路の配線パタ−ンとしては主にア
ルミニウム配線が用いられ、これを絶縁するための層間
絶縁膜としてはSiO2 膜やSiOF膜が用いられてお
り、これらの形成方法としては膜質が良好なことから、
例えばマイクロ波と磁界とを組み合わせたECR(El
ectron Cyclotron Resonanc
e)プラズマ処理が用いられる傾向にある。
2. Description of the Related Art Aluminum wiring is mainly used as a wiring pattern of an integrated circuit, and an SiO 2 film or a SiOF film is used as an interlayer insulating film for insulating the aluminum wiring. Has good film quality,
For example, ECR (El
electron Cyclotron Resonance
e) There is a tendency to use plasma treatment.

【0003】このECRプラズマ処理を行うプラズマ処
理装置の一例を図19に挙げると、プラズマ生成室1A
内に例えば2.45GHzのマイクロ波を導波管11を
介して供給するとと同時に、所定の大きさ例えば875
ガウスの磁界を電磁コイル12により印加して、マイク
ロ波と磁界との相互作用(共鳴)により例えばArガス
やO2 ガス等のプラズマガスや、成膜室1B内に導入さ
れた反応性ガス例えばSiH4 ガスをプラズマ化し、こ
のプラズマによりSiH4 ガスの活性種を形成してAl
N(窒化アルミニウム)製の載置台13上に載置された
半導体ウエハW表面に薄膜を形成するようになってい
る。
FIG. 19 shows an example of a plasma processing apparatus for performing this ECR plasma processing.
The microwaves of, for example, 2.45 GHz are supplied through the waveguide 11 and have a predetermined size, for example, 875 μm.
A Gaussian magnetic field is applied by the electromagnetic coil 12, and the interaction (resonance) between the microwave and the magnetic field causes a plasma gas such as an Ar gas or an O 2 gas, or a reactive gas introduced into the film formation chamber 1B, for example. The SiH 4 gas is turned into plasma, and active species of the SiH 4 gas are formed by this plasma to form Al
A thin film is formed on the surface of the semiconductor wafer W mounted on the mounting table 13 made of N (aluminum nitride).

【0004】そしてこのようなプラズマ処理装置では、
SiO2 膜等の成膜処理を行うと成膜室1Bの壁面や載
置台13の周辺にもこれらの膜が付着してしまうが、成
膜処理が進みこの膜の膜厚がある程度の厚さになると付
着した膜が剥がれてパーティクルの原因となることか
ら、SiO2 膜やSiOF膜の成膜処理を行った後、こ
れらの付着した膜を除去するために所定のクリ−ニング
が行われている。
In such a plasma processing apparatus,
When a film forming process such as a SiO 2 film is performed, these films also adhere to the wall surface of the film forming chamber 1B and the periphery of the mounting table 13, but the film forming process proceeds, and the film has a certain thickness. In this case, the adhered film is peeled off, causing particles. Therefore, after performing a film forming process of the SiO 2 film or the SiOF film, a predetermined cleaning is performed to remove the adhered film. I have.

【0005】例えばSiO2 膜やSiOF膜を除去する
ためのクリ−ニングは、例えばウエハWを12枚成膜す
る毎に例えば20分程度行われており、クリ−ニングガ
スとしてCF4 ガスやNF3 ガスなどのF系のガスを真
空容器内に導入し、このガスをプラズマにより活性化さ
せ、この活性種を付着した膜に反応させて除去してい
る。
For example, the cleaning for removing the SiO 2 film and the SiOF film is performed, for example, for about 20 minutes every time 12 wafers W are formed, and CF 4 gas or NF 3 is used as the cleaning gas. An F-based gas such as a gas is introduced into the vacuum vessel, the gas is activated by plasma, and the activated species reacts with the adhered film and is removed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとしている課題】ところでSiO2
膜は誘電率が4程度、SiOF膜は誘電率が3.5程度
であるが、近年高速デバイスの要求が高まり、これによ
り誘電率の低い層間絶縁膜が要求されている。そこでこ
のような誘電率が低い層間絶縁膜として、2.5以下の
誘電率を達成し得る、フッ素添加カ−ボン膜(以下CF
膜という)が注目されている。
SUMMARY OF THE INVENTION By the way, SiO 2
Although the film has a dielectric constant of about 4 and the SiOF film has a dielectric constant of about 3.5, the demand for high-speed devices has increased in recent years, and as a result, an interlayer insulating film having a low dielectric constant has been required. Therefore, as such an interlayer insulating film having a low dielectric constant, a fluorine-added carbon film (hereinafter referred to as CF) capable of achieving a dielectric constant of 2.5 or less.
Membrane)).

【0007】このCF膜も上述のプラズマ処理装置によ
り成膜できるが、CF膜をクリ−ニングにより除去する
ときに前記CF4 ガスやNF3 ガス等のF系のガスを用
いると、CF4 ガスのみではクリ−ニングがほとんど進
まず、またNF3 ガスのみではクリ−ニング速度がかな
り遅く、処理に90分程度と長い時間がかかってしま
う。このようにクリ−ニングに時間がかかると、クリ−
ニングは成膜処理の間に行なわれることから成膜処理の
スル−プットが悪くなるという問題がある。
This CF film can also be formed by the above-mentioned plasma processing apparatus. However, when the CF film is removed by cleaning, if an F-based gas such as the CF 4 gas or the NF 3 gas is used, the CF 4 gas is removed. With only NF 3 gas, the cleaning speed hardly progresses, and with only NF 3 gas, the cleaning speed is considerably slow, and the processing takes a long time of about 90 minutes. If the cleaning takes a long time in this way,
Since the thinning is performed during the film forming process, there is a problem that the throughput of the film forming process is deteriorated.

【0008】またクリ−ニングの際には、載置台13は
プラズマに晒されているが載置台13の表面にはもとも
とCF膜は付着していないので、載置台13の表面が直
接プラズマに叩かれて荒れてしまう。このように載置台
13の表面が荒れると載置台表面に凹凸が生じ、ウエハ
Wの吸着力やウエハWへの熱伝導が部分的に変化してし
まったり、また成膜処理のプロセスの初期と後期とで変
化してプロセスの再現性が悪化してしまう。このため成
膜された膜の膜厚の面内均一性が悪くなったり、膜厚の
面間均一性が悪くなるという問題がある。
At the time of cleaning, the mounting table 13 is exposed to the plasma, but since the CF film is not originally adhered to the surface of the mounting table 13, the surface of the mounting table 13 is directly hit by the plasma. And get rough. When the surface of the mounting table 13 becomes rough, unevenness is generated on the surface of the mounting table, and the suction force of the wafer W and the heat conduction to the wafer W are partially changed. It changes in the latter period, and the reproducibility of the process deteriorates. Therefore, there is a problem that the in-plane uniformity of the film thickness of the formed film is deteriorated and the uniformity of the film thickness between the surfaces is deteriorated.

【0009】さらに載置台13の表面が荒れると、その
後の成膜処理の際ウエハWを載置台13上に載置した
り、取り外したりするときにパーティクルの発生の原因
になるおそれがあり、また高価な載置台13の寿命が短
くなってしまうという問題もある。例えば特に強いプラ
ズマを生成してクリ−ニング速度を速めようとするとき
には、載置台表面の劣化が激しいので問題であった。
Further, if the surface of the mounting table 13 is roughened, particles may be generated when the wafer W is mounted on or removed from the mounting table 13 in a subsequent film forming process. There is also a problem that the life of the expensive mounting table 13 is shortened. For example, when a particularly strong plasma is generated to increase the cleaning speed, there is a problem because the surface of the mounting table is greatly deteriorated.

【0010】さらにまたクリ−ニングの際には、作業者
が成膜室1Bの側壁に形成された覗き窓14から成膜室
1Bの内部を目視し、膜が残存しているか否かを確認す
ることにより処理の終了時を判断するようにしていた
が、このような方法では作業者の経験に頼る面が多分に
あるため、終了時の判断が不正確になってしまう。この
ため終了時の判断が早すぎて膜が残存してしまったり、
これを避けようとして終了時の判断が遅くなり、クリ−
ニング時間が長くなり過ぎてしまい、結果として成膜処
理のスル−プットが悪くなるという問題がある。
Further, at the time of cleaning, an operator visually checks the inside of the film forming chamber 1B through the viewing window 14 formed on the side wall of the film forming chamber 1B and checks whether or not the film remains. In this case, the end of the process is determined. However, in such a method, the determination of the end is inaccurate because the method often depends on the experience of the operator. For this reason, the decision at the end is too early and the membrane remains,
In order to avoid this, the judgment at the end is delayed, and the
There is a problem in that the processing time becomes too long, and as a result, the throughput of the film forming process deteriorates.

【0011】本発明はこのような事情のもとになされた
ものであり、その目的は真空容器内部に付着したフッ素
を含むカ−ボン膜のクリ−ニングに要する時間を短縮す
ることができるプラズマ処理装置のクリ−ニング方法を
提供することにあり、他の目的は付着した膜のクリ−ニ
ングの際に載置台を保護することができるプラズマ処理
装置のクリ−ニング方法を提供することにある。
The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to reduce the time required for cleaning a carbon film containing fluorine adhering to the inside of a vacuum vessel. Another object of the present invention is to provide a method of cleaning a plasma processing apparatus, which can protect a mounting table when cleaning an adhered film. .

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このため本発明は、被処
理基板の載置台が内部に設けられた真空容器内におい
て、処理ガスをプラズマ化し、そのプラズマにより被処
理基板に対してフッ素添加カ−ボン膜を成膜するプラズ
マ処理装置において、酸素ガスを含むクリ−ニングガス
をプラズマ化し、そのプラズマにより前記真空容器内部
に付着したフッ素添加カ−ボン膜を除去することを特徴
とする。
According to the present invention, a processing gas is converted into plasma in a vacuum vessel having a mounting table for a substrate to be processed, and the plasma is applied to the substrate by the plasma. In a plasma processing apparatus for forming a carbon film, a cleaning gas containing oxygen gas is turned into plasma, and the plasma is used to remove the fluorine-added carbon film adhered to the inside of the vacuum vessel.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明のプラズマ処理装置のクリ
−ニング方法の一実施の形態について説明する。本発明
者らはプラズマ処理装置の真空容器内部に付着したCF
膜を除去するためのクリ−ニングに際し、クリ−ニング
ガスとして種々のガスを検討したところ酸素(O2 )ガ
スが有効であることを見出した。本実施の形態はO2
スをクリ−ニングガスとして用いて、CF膜が付着した
プラズマ処理装置のクリ−ニングを行なうというもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a cleaning method for a plasma processing apparatus according to the present invention will be described. The present inventors have developed CF attached to the inside of a vacuum vessel of a plasma processing apparatus.
In cleaning for removing the film, various gases were examined as a cleaning gas, and it was found that oxygen (O 2 ) gas was effective. In this embodiment, cleaning of a plasma processing apparatus having a CF film attached thereto is performed using O 2 gas as a cleaning gas.

【0014】先ずCF膜を被処理基板上に成膜するため
のプラズマ処理装置の一例について図1により説明す
る。このプラズマ処理装置はECR(電子サイクロトロ
ン共鳴)を用いた装置である。図中2は例えばアルミニ
ウム等により形成された真空容器であり、この真空容器
2は上方に位置してプラズマを発生させる円筒状のプラ
ズマ室21と、この下方に連通させて連結され、プラズ
マ室21より内径の大きい円筒状の成膜室22とからな
る。
First, an example of a plasma processing apparatus for forming a CF film on a substrate to be processed will be described with reference to FIG. This plasma processing apparatus is an apparatus using ECR (Electron Cyclotron Resonance). In the figure, reference numeral 2 denotes a vacuum vessel formed of, for example, aluminum or the like. This vacuum vessel 2 is connected to a cylindrical plasma chamber 21 located above and in communication with a lower cylindrical plasma chamber 21 for generating plasma. And a cylindrical film forming chamber 22 having a larger inner diameter.

【0015】この真空容器2の上端面はマイクロ波を透
過するための透過窓23により構成されている。透過窓
23の上面にはプラズマ室21内に例えば2.45GH
zのマイクロ波を供給するための導波管31が設けられ
ており、この導波管31の他端側にはマイクロ波発振器
32に接続されている。この例では導波管31とマイク
ロ波発振器32とにより高周波供給手段が構成されてい
る。
The upper end surface of the vacuum vessel 2 is formed by a transmission window 23 for transmitting microwaves. On the upper surface of the transmission window 23, for example, 2.45 GH
A waveguide 31 for supplying microwaves of z is provided, and the other end of the waveguide 31 is connected to a microwave oscillator 32. In this example, the waveguide 31 and the microwave oscillator 32 constitute a high-frequency supply unit.

【0016】プラズマ室21を区画する側壁の外周囲に
は、これに接近させて磁界形成手段としてリング状のメ
インソレノイドコイル33(以下メインコイル33とい
う)が配置されており、プラズマ室21に例えば上方か
ら下方に向かう例えば875ガウスの磁界を形成し得る
ようになっている。また成膜室22の底壁の下方側には
リング状のサブソレノイドコイル34(以下サブコイル
34という)が配置されている。
A ring-shaped main solenoid coil 33 (hereinafter referred to as a main coil 33) is disposed near the outer periphery of the side wall defining the plasma chamber 21 as magnetic field forming means in close proximity thereto. For example, a magnetic field of 875 gauss can be formed from above to below. A ring-shaped sub solenoid coil 34 (hereinafter, referred to as a sub coil 34) is disposed below the bottom wall of the film forming chamber 22.

【0017】またプラズマ室21を区画する側壁には、
その周方向に沿って均等に配置したプラズマガスノズル
24が設けられている。このノズル24には図示しない
プラズマガス源及びクリ−ニングガス源が接続されてお
り、プラズマ室21内の上部にプラズマガスやクリ−ニ
ングガスを均等に供給し得るようになっている。なお図
中ノズル24は図面の煩雑化を避けるため2本しか記載
していないが、実際にはそれ以上設けている。
On the side wall that partitions the plasma chamber 21,
The plasma gas nozzles 24 are provided evenly along the circumferential direction. A plasma gas source and a cleaning gas source (not shown) are connected to the nozzle 24 so that the plasma gas and the cleaning gas can be uniformly supplied to the upper portion in the plasma chamber 21. Although only two nozzles 24 are shown in the figure to avoid complication of the drawing, more nozzles 24 are actually provided.

【0018】一方成膜室22内には、その上部側に成膜
室22室内に成膜ガスとして例えばC4 8 ガス及びC
2 4 ガスを導入するためのガス吹き出し口25aが形
成されたリング状のガスリング25が設けられており、
このガスリング25には図示しない反応性ガス源例えば
4 8 ガス源及びC2 4 ガス源が接続されている。
また成膜室22内のほぼ中央には被処理基板例えば半導
体ウエハW(以下ウエハWという)を載置するため載置
台4が昇降自在に設けられている。この載置台4は、例
えばアルミニウム等により形成された本体41にヒ−タ
を内蔵したセラミックス体42を設けてなり、載置面は
静電チャックとして構成されている。さらに載置台4の
セラミック静電チャック42にはウエハWにイオンを引
き込むためのバイアス印加の為の電極43を内蔵し、電
極43にはプラズマ引込み用の例えば高周波電源44が
接続されている。さらにまた成膜室22の底部には、図
示しない排気口が形成されている。
On the other hand, in the film forming chamber 22, for example, C 4 F 8 gas and C 4
A ring-shaped gas ring 25 having a gas outlet 25a for introducing 2 H 4 gas is provided.
The gas ring 25 is connected to a reactive gas source (not shown), for example, a C 4 F 8 gas source and a C 2 H 4 gas source.
A mounting table 4 for mounting a substrate to be processed, for example, a semiconductor wafer W (hereinafter, referred to as a wafer W), is provided at substantially the center of the film forming chamber 22 so as to be able to move up and down. The mounting table 4 has a main body 41 made of, for example, aluminum or the like provided with a ceramic body 42 having a built-in heater, and the mounting surface is configured as an electrostatic chuck. Further, the ceramic electrostatic chuck 42 of the mounting table 4 has a built-in electrode 43 for applying a bias for drawing ions into the wafer W, and the electrode 43 is connected to, for example, a high-frequency power supply 44 for drawing plasma. Furthermore, an exhaust port (not shown) is formed at the bottom of the film forming chamber 22.

【0019】次に上述の装置を用いて行われるCF膜の
成膜処理について説明する。先ず図示しないロ−ドロッ
ク室から例えば表面にアルミニウム配線が形成されたウ
エハWを搬入して載置台4上に載置する。続いて真空容
器2の内部を所定の真空度まで真空引きし、プラズマガ
スノズル24からプラズマ室21内へプラズマガス例え
ばArガスを導入すると共に、ガスリング25から成膜
室22内へ成膜ガス例えばC4 8 ガス及びC2 4
スを夫々流量60sccm及び30sccmで導入す
る。そして真空容器2内を例えばプロセス圧力0.2P
aに維持し、かつ載置台4に13.56MHz、150
0Wのバイアス電圧を印加すると共に、載置台4の表面
温度を320℃に設定する。
Next, a description will be given of a process of forming a CF film using the above-described apparatus. First, a wafer W having, for example, an aluminum wiring formed on its surface is loaded from a load lock chamber (not shown) and placed on the mounting table 4. Subsequently, the inside of the vacuum vessel 2 is evacuated to a predetermined degree of vacuum, a plasma gas such as an Ar gas is introduced from the plasma gas nozzle 24 into the plasma chamber 21, and a film forming gas such as an Ar gas is introduced from the gas ring 25 into the film forming chamber 22. C 4 F 8 gas and C 2 H 4 gas are introduced at flow rates of 60 sccm and 30 sccm, respectively. Then, the inside of the vacuum vessel 2 is set to a process pressure of 0.2 P, for example.
a, and 13.56 MHz, 150
A bias voltage of 0 W is applied, and the surface temperature of the mounting table 4 is set to 320 ° C.

【0020】マイクロ波発振器32からの2.45GH
zの高周波(マイクロ波)は、導波管31を搬送されて
透過窓23を透過してプラズマ室21内に導入される。
このプラズマ室21内には、メインコイル33とサブコ
イル34により発生したミラ−磁界が875ガウスの強
さで印加されており、この磁界とマイクロ波との相互作
用で電子サイクロトロン共鳴が生じ、この共鳴によりA
rガスがプラズマ化され、かつ高密度化される。
2.45 GH from microwave oscillator 32
The high frequency (microwave) of z is conveyed through the waveguide 31, passes through the transmission window 23, and is introduced into the plasma chamber 21.
In the plasma chamber 21, a mirror magnetic field generated by the main coil 33 and the sub-coil 34 is applied with a strength of 875 gauss, and the interaction between the magnetic field and the microwave generates electron cyclotron resonance. By A
The r gas is converted into plasma and the density is increased.

【0021】プラズマ室21より成膜室22内に流れ込
んだプラズマ流は、ここに供給されているC4 8 ガス
及びC2 4 ガスを活性化させて活性種を形成する。
The plasma flow flowing from the plasma chamber 21 into the film forming chamber 22 activates the C 4 F 8 gas and the C 2 H 4 gas supplied thereto to form active species.

【0022】一方ウエハW上に輸送された活性種はCF
膜として成膜されるが、その際プラズマ引込用のバイア
ス電圧により、ウエハWに引き込まれたArイオンが、
スパッタエッチング作用によりウエハW表面のパターン
上の角部に成膜したCF膜を削り取り、間口を広げなが
ら、パターン溝底部からCF膜を成膜し、凹部にボイド
なくCF膜が埋め込まれる。
On the other hand, active species transported onto wafer W are CF
A film is formed as a film. At this time, Ar ions drawn into the wafer W by a bias voltage for plasma pulling in are formed.
The CF film formed at the corners of the pattern on the surface of the wafer W is scraped off by the sputter etching action, and while widening the frontage, the CF film is formed from the bottom of the pattern groove, and the CF film is embedded in the recess without voids.

【0023】続いてこのようなプラズマ処理装置にて、
このような成膜処理を行なった後に行われるクリ−ニン
グについて説明する。ウエハWに対して所定の成膜処理
を行なうと、例えば載置台4表面のウエハWの周辺や載
置台4の外周囲部分、ガス吹き出し口25a周辺等の成
膜ガスが到達する場所にもCF膜が付着してしまう。ク
リ−ニングとはこのように真空容器2の内部に付着した
CF膜を除去するために行われる処理であり、例えば1
2枚のウエハWに成膜処理を行なった後に行われる。
Subsequently, with such a plasma processing apparatus,
The cleaning performed after performing such a film forming process will be described. When a predetermined film forming process is performed on the wafer W, the CF also reaches a place where the film forming gas reaches, for example, around the wafer W on the surface of the mounting table 4, an outer peripheral portion of the mounting table 4, and around the gas outlet 25 a. The film adheres. Cleaning is a process performed to remove the CF film adhered to the inside of the vacuum vessel 2 as described above.
This is performed after performing the film forming process on the two wafers W.

【0024】具体的には12枚目のウエハWを真空容器
2から搬出した後、プラズマ室21内にプラズマガスノ
ズル24からクリ−ニングガスとしてO2 ガスを例えば
200sccmの流量で導入し、かつマイクロ波発振器
32から2.45GHzのマイクロ波を導入すると共
に、例えばメインコイル33及びサブコイル34を作動
させて磁界を875ガウスの強さで印加することにより
行われる。
Specifically, after unloading the twelfth wafer W from the vacuum vessel 2, O 2 gas is introduced into the plasma chamber 21 from the plasma gas nozzle 24 as a cleaning gas at a flow rate of, for example, 200 sccm, and This is performed by introducing a microwave of 2.45 GHz from the oscillator 32 and applying a magnetic field with a strength of 875 gauss by operating the main coil 33 and the sub coil 34, for example.

【0025】このようにすると成膜室22の内部では後
述するミラ−磁界が形成され、この磁界とマイクロ波と
の相互作用で電子サイクロトロン共鳴が生じ、この共鳴
によりO2 ガスがプラズマ化され、かつ高密度化され
る。そしてプラズマ化により生じた例えばOのラジカル
やイオンからなるOの活性種がガス吹き出し口25aや
載置台4の周辺に付着したCF膜と反応し、CF膜を例
えばCO2 ガスやF2 ガスに分解して飛散させ、図示し
ない排気口を介して成膜室22の外部へ除去する。
The mirror will be described later in the inside of the deposition chamber 22 when such - a magnetic field is formed, occurs electron cyclotron resonance in interaction between the magnetic field and the microwave, O 2 gas is converted to plasma by the resonance, And the density is increased. Then, active species of O, such as O radicals and ions, generated by the plasma, react with the CF film attached to the gas outlet 25a and the periphery of the mounting table 4, and convert the CF film into, for example, CO 2 gas or F 2 gas. It is decomposed and scattered, and removed to the outside of the film forming chamber 22 through an exhaust port (not shown).

【0026】ここで本実施の形態の効果を確認するため
に行なった実験例について説明する。実験装置として図
1に示すプラズマ処理装置を用い、プラズマガスノズル
24からO2 ガスを200sccmの流量で導入して載
置台上に載置されたCF膜が成膜されたウエハWに対し
てO2 のプラズマによりエッチングを行ない、この際の
エッチングレ−トを算出することによりCF膜の除去量
を求めた。ここでその他の条件としては圧力0.1P
a、ミラ−磁界とし、マイクロ波電力を変えて行った。
またO2 ガスに代えてNF3 ガスを200sccmの流
量で導入した場合においても同様の実験を行なった。こ
の結果を図2に示す。
Here, a description will be given of an experimental example performed to confirm the effect of the present embodiment. Using the plasma processing apparatus shown in FIG. 1 as an experimental device, O 2 and O 2 gas from the plasma gas nozzle 24 to the wafer W to the CF film placed on the mounting table introduces was deposited at a flow rate of 200sccm Etching was performed by using the plasma, and the etching rate at this time was calculated to obtain the removal amount of the CF film. Here, other conditions include a pressure of 0.1 P
a, a mirror magnetic field was used and microwave power was changed.
The same experiment was performed when NF 3 gas was introduced at a flow rate of 200 sccm instead of O 2 gas. The result is shown in FIG.

【0027】図2の結果より、O2 ガスを用いた場合は
NF3 ガスを用いた場合に比べてエッチングレ−トがか
なり大きいことが確認され、このことによりO2 ガスは
NF3 ガスに比べてCF膜の除去速度が大きいことが認
められた。
From the results shown in FIG. 2, it was confirmed that the etching rate was considerably larger when the O 2 gas was used than when the NF 3 gas was used, whereby the O 2 gas was converted to the NF 3 gas. It was recognized that the CF film removal rate was higher than that.

【0028】そこで図1に示すプラズマ処理装置におい
て、圧力0.2Pa,マイクロ波電力2700Wの下で
8インチサイズのウエハWに対してCF膜を5μm成膜
した後、クリ−ニングガスとしてO2 ガスを200sc
cmの流量で導入し、圧力0.1Pa、マイクロ波電力
2500W、ミラ−磁界の条件の下でCF膜のクリ−ニ
ングを行なったところ、30分経過後にはCF膜が完全
に除去され、NF3 ガスを200sccmの流量で導入
してクリ−ニングを行なった場合に比べてクリ−ニング
時間が1/10〜1/5に短縮されることが認められ、
この結果によりCF膜のクリ−ニングにはO2 ガスが有
効であることが確認された。
In the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, a 5-μm CF film is formed on an 8-inch wafer W under a pressure of 0.2 Pa and a microwave power of 2700 W, and then an O 2 gas is used as a cleaning gas. 200sc
When the CF film was cleaned under the conditions of a pressure of 0.1 Pa, a microwave power of 2500 W, and a mirror magnetic field, the CF film was completely removed after 30 minutes, and NF was removed. 3 It is recognized that the cleaning time is reduced to 1/10 to 1/5 as compared with the case where cleaning is performed by introducing a gas at a flow rate of 200 sccm.
From these results, it was confirmed that O 2 gas was effective for cleaning the CF film.

【0029】ここでこのようにCF膜のクリ−ニングに
2 ガスが有効であるのは以下のような理由に因るもの
と考えられる。即ちクリ−ニングガスとしてO2 ガスを
用いた場合には、プラズマ化により生じたOの活性種が
CF膜の表面を叩くことによりCF膜表面のC−C結合
やC−F結合を物理的に切断すると共に、Oの活性種と
CF膜のC(炭素)とのCO2 の生成という化学反応に
よっても前記C−C結合等が切断される。そしてこの切
れ目からO2 がCF膜の内部に入り込んで行き、CF膜
内部のC−C結合やC−F結合を切断する。このように
Oの活性種はCF膜のCと反応してCO2 ガスを生成
し、一方F(フッ素)はF2 ガスを生成すると推察さ
れ、これらのガスが飛散していくことによりCF膜が除
去されると考えられる。
The reason why the O 2 gas is effective for cleaning the CF film is considered to be due to the following reasons. That is, when an O 2 gas is used as a cleaning gas, the active species of O generated by plasma hitting the surface of the CF film physically causes the CC bond or CF bond on the CF film surface to physically. At the same time, the C—C bond and the like are also broken by a chemical reaction of generating CO 2 between the active species of O and C (carbon) of the CF film. Then, O 2 enters the inside of the CF film from this cut, and cuts the CC bond and the CF bond inside the CF film. As described above, the active species of O react with C of the CF film to generate CO 2 gas, while F (fluorine) is presumed to generate F 2 gas. Is thought to be removed.

【0030】一方クリ−ニングガスとしてNF3 ガスを
用いた場合には、プラズマ化により生じたFの活性種が
CF膜表面のC−C結合やC−F結合を切断し、これら
の結合が切断された後はFはF2 ガスやNF3 ガスとな
って飛散していき、CはCF4 ガスとなって飛散してい
くことにより、CF膜が除去されると推察される。
On the other hand, when NF 3 gas is used as the cleaning gas, the active species of F generated by the plasma breaks the CC bond or CF bond on the CF film surface, and these bonds are cut. After that, F is scattered as F 2 gas or NF 3 gas, and C is supposed to be scattered as CF 4 gas, thereby removing the CF film.

【0031】またOとCとの反応によるCO2 の生成
は、FとCとの反応によるCF4 の生成よりも起こりや
すいと考えられる。このためOの活性種はCO2 を生成
することによってCF膜の内部のC−C結合やC−F結
合を切断しやすいので、FよりもCF膜の内部に入り込
みやすいと考えられる。このようにO2 ガスはクリ−ニ
ングの際、NF3 ガスに比べてC−C結合やC−F結合
が切断やすく、CF膜の内部に入り込みやすいためにク
リ−ニング速度が大きくなり、この結果クリ−ニング時
間が短くなると推察される。
It is considered that the generation of CO 2 by the reaction between O and C is more likely to occur than the generation of CF 4 by the reaction of F and C. For this reason, it is considered that the active species of O is liable to break the CC bond or CF bond inside the CF film by generating CO 2 , so that it is easier to enter the CF film than F. As described above, the cleaning rate of the O 2 gas is higher than that of the NF 3 gas, because the C—C bond and the C—F bond are more likely to be cut off than the NF 3 gas, and the O 2 gas easily enters the CF film. As a result, it is assumed that the cleaning time is shortened.

【0032】このように本実施の形態では、CF膜のク
リ−ニングガスとしてO2 ガスを用いているので、真空
容器2内部に付着したCF膜のクリ−ニング時間が短縮
され、これにより成膜処理のスル−プットを向上させる
ことができる。
As described above, in this embodiment, since the O 2 gas is used as the cleaning gas for the CF film, the cleaning time of the CF film adhered to the inside of the vacuum vessel 2 is shortened. The throughput of the treatment can be improved.

【0033】続いて本実施の形態の他の例について説明
する。この例は上述の実施の形態のクリ−ニング方法に
おいて、クリ−ニングの際のマイクロ波の電力密度を1
0kW/m3 以上に設定するというものである。このマ
イクロ波電力密度はマイクロ波電力を真空容器2の容積
で割り算することにより算出され、例えばマイクロ波電
力が2000W、真空容器2の容積が0.2m3 である
とマイクロ波電力密度は10kW/m3 となる。
Next, another example of the present embodiment will be described. In this example, the power density of the microwave at the time of cleaning is 1 in the cleaning method of the above-described embodiment.
It is set to 0 kW / m 3 or more. The microwave power density is calculated by dividing the microwave power by the volume of the vacuum vessel 2. For example, if the microwave power is 2000 W and the volume of the vacuum vessel 2 is 0.2 m 3 , the microwave power density is 10 kW / m 3 .

【0034】上述の図2に示す実験により、マイクロ波
電力を大きくするとCF膜のエッチングレ−トが大きく
なることが確認されたので、本発明者らはマイクロ波の
電力密度を変えてクリ−ニングを行い、マイクロ波の電
力密度が10kW/m3 以上になるとクリ−ニング速度
が大きくなることを確認した。
From the experiment shown in FIG. 2 above, it was confirmed that the etching rate of the CF film was increased when the microwave power was increased. Therefore, the present inventors changed the power density of the microwave to clear the CF film. It was confirmed that the cleaning speed was increased when the microwave power density was 10 kW / m 3 or more.

【0035】ここで本発明者らが行った実験例について
説明する。実験装置として図1に示すプラズマ処理装置
を用い、圧力0.2Pa、電力2700W、電力密度1
3.5kW/m3 マイクロ波の下で、8インチサイズの
ウエハWに対してCF膜を10μm成膜した後、クリ−
ニングガスとしてO2 ガスを200sccmの流量で導
入し、マイクロ波の電力密度を変えてCF膜のクリ−ニ
ングを行なった。この際圧力を0.2Paとし、ミラ−
磁界を形成して行った。クリ−ニング状況を目視により
観察し、CF膜が除去されるまでの時間を測定した。こ
の結果を図3(a)に示す。またSiO2 膜を10μm
成膜した後、クリ−ニングガスとしてNF3 ガスとN2
ガスを夫々500sccmの流量で導入した場合におい
ても同様の実験を行った。この結果を図3(b)に示
す。
Now, an experimental example performed by the present inventors will be described. As the experimental apparatus, the plasma processing apparatus shown in FIG. 1 was used, and the pressure was 0.2 Pa, the power was 2700 W, and the power density was 1
Under a 3.5 kW / m 3 microwave, a 10 μm CF film was formed on an 8-inch wafer W, and then a clear film was formed.
O 2 gas was introduced as a cleaning gas at a flow rate of 200 sccm, and the CF film was cleaned by changing the power density of the microwave. At this time, the pressure was set to 0.2 Pa,
The test was performed by forming a magnetic field. The cleaning condition was visually observed, and the time until the CF film was removed was measured. The result is shown in FIG. The SiO 2 film is 10 μm
After forming the film, NF 3 gas and N 2 gas are used as cleaning gases.
The same experiment was performed when the gas was introduced at a flow rate of 500 sccm. The result is shown in FIG.

【0036】図3の結果により、SiO2 膜をNF3
スとN2 ガスによりクリ−ニングする場合には、マイク
ロ波電力密度を6kW/m3 から10kW/m3 に上げ
てもクリ−ニング時間は5分しか短縮されないのに対
し、CF膜をO2 ガスでクリ−ニングする場合には、マ
イクロ波電力密度を10kW/m3 以上にすると6kW
/m3 に設定したときよりもクリ−ニング時間が20分
短縮されてクリ−ニング時間が2/3以下になることか
ら、CF膜のクリ−ニングの際にはSiO2 膜の場合よ
りもマイクロ波電力密度の影響が大きいことが確認され
た。
According to the results shown in FIG. 3, when the SiO 2 film is cleaned with the NF 3 gas and the N 2 gas, the cleaning is performed even if the microwave power density is increased from 6 kW / m 3 to 10 kW / m 3. The time can be reduced by only 5 minutes, whereas when the CF film is cleaned with O 2 gas, 6 kW when the microwave power density is 10 kW / m 3 or more.
/ M 3 , the cleaning time is shortened by 20 minutes and the cleaning time is reduced to / or less. Therefore, when cleaning the CF film, the cleaning time is shorter than that of the SiO 2 film. It was confirmed that the influence of the microwave power density was large.

【0037】またCF膜のクリ−ニングの際にはマイク
ロ波電力密度を9kW/m3 から10kW/m3 に上昇
させるとクリ−ニング時間は10分短縮されるのに対
し、10kW/m3 から11kW/m々3 に上昇させて
も短縮された時間は3分であり、短縮の程度が小さくな
ることから、クリ−ニングはマイクロ波電力密度を10
kW/m3 以上に設定することが望ましいと考えられ
る。
When cleaning the CF film by increasing the microwave power density from 9 kW / m 3 to 10 kW / m 3 , the cleaning time is reduced by 10 minutes, whereas the cleaning time is reduced by 10 kW / m 3. Even if it is increased from 10 kW / m 3 to 3 kW / m 3 , the shortening time is 3 minutes, and the degree of shortening becomes small.
It is considered desirable to set the kW / m 3 or more.

【0038】このようにCF膜のクリ−ニングにおいて
マイクロ波電力密度の影響が大きいのは次のような理由
に因るものと考えられる。マイクロ波電力密度が大きく
なると、これに伴ってプラズマ密度が高くなり、またプ
ラズマ密度が高くなるとプラズマにより活性化されたO
の活性種のエネルギ−が大きくなる。ここでOの活性種
の中でも夫々エネルギ−が異なり、付着したCF膜に到
達してCF膜の除去に寄与する活性種もあれば、エネル
ギ−が小さくてCF膜に到達できない活性種もある。従
って上述のように活性種のエネルギ−が大きくなればよ
り多くの活性種が付着したCF膜に到達できることにな
る。
The effect of the microwave power density on the cleaning of the CF film is considered to be due to the following reasons. The higher the microwave power density, the higher the plasma density, and the higher the plasma density, the higher the O 2 activated by the plasma.
The energy of the active species is increased. Here, among the active species of O, the energies are different from each other, and some of the active species reach the adhered CF film and contribute to the removal of the CF film, while others have a small energy and cannot reach the CF film. Therefore, as described above, if the energy of the active species is increased, it is possible to reach the CF film on which more active species are attached.

【0039】O2 ガスによるクリ−ニングでは既述のよ
うにプラズマ化により生じたOの活性種がCF膜表面の
C−C結合やC−F結合を物理的に切断すると共に、C
2を生成することにより化学的にも切断することによ
り進行すると考えられるが、プラズマ自体の密度が高く
なってOの活性種のエネルギ−が高くなると、CF膜に
到達するOの活性種が多くなり、これにより物理的な切
断力も化学的な切断力も大きくなる。従ってC−C結合
等がより切断されやすくなり、O2 ガスがよりCF膜の
内部に入り込みやすくなるのでクリ−ニング処理の進行
が促進されると推察される。
In the cleaning with O 2 gas, as described above, the active species of O generated by the plasma physically break the CC bond and CF bond on the CF film surface,
It is considered that the generation proceeds by chemically cutting by generating O 2. However, when the density of the plasma itself is increased and the energy of the activated species of O is increased, the activated species of O reaching the CF film are reduced. This increases both the physical and chemical cutting forces. Therefore, it is presumed that the CC bond and the like are more easily broken, and the O 2 gas is more likely to enter the inside of the CF film, thereby promoting the progress of the cleaning process.

【0040】一方SiO2 膜のクリ−ニングでは、Si
2 膜表面のSi−O結合はNF3の活性化によって得
られるFの活性種による化学反応により切断されるもの
と考えられる。従ってマイクロ波電力密度が大きくなっ
てプラズマ密度が高くなると、プラズマにより活性化さ
れるFのエネルギ−が大きくなるのでクリ−ニング速度
が速くなるものの、物理的な力はSiO2 膜に影響を与
えないのでその分クリ−ニングの促進の程度が小さくな
る。
On the other hand, when cleaning the SiO 2 film,
It is considered that the Si—O bond on the surface of the O 2 film is cleaved by a chemical reaction with an active species of F obtained by activating NF 3 . Accordingly, when the microwave power density increases and the plasma density increases, the energy of F activated by the plasma increases, so that the cleaning speed increases, but the physical force affects the SiO 2 film. Since there is no cleaning, the degree of promotion of cleaning is reduced accordingly.

【0041】このようにこの例ではCF膜のクリ−ニン
グにおいてマイクロ波電力密度を10kW/m3 以上に
設定したので、真空容器2内部に付着したCF膜のクリ
−ニング処理時間がより短縮され、これにより成膜処理
のスル−プットをより向上させることができる。
As described above, in this example, since the microwave power density is set to 10 kW / m 3 or more in the cleaning of the CF film, the cleaning time of the CF film adhered inside the vacuum vessel 2 is further reduced. Thus, the throughput of the film forming process can be further improved.

【0042】続いて本実施の形態のさらに他の例につい
て説明する。この例は上述の実施の形態のクリ−ニング
方法において、クリ−ニングの際の磁界を発散磁界に設
定するというものである。ここでミラ−磁界と発散磁界
とについて図4により説明すると、ミラ−磁界とは図4
(a)に示すように、載置台4周辺に磁界Mを閉じ込め
るものであり、メインコイル33とサブコイル34とを
作動させることにより形成される。一方発散磁界とは図
4(b)に示すように、載置台4周辺に下方側に向けて
広がるように磁界Mを形成するものであり、メインコイ
ル33のみを作動させることにより形成される。
Next, still another example of the present embodiment will be described. In this example, the magnetic field at the time of cleaning is set to a divergent magnetic field in the cleaning method of the above embodiment. Here, the mirror magnetic field and the diverging magnetic field will be described with reference to FIG.
As shown in (a), the magnetic field M is confined around the mounting table 4 and is formed by operating the main coil 33 and the sub coil 34. On the other hand, as shown in FIG. 4B, the divergent magnetic field forms a magnetic field M that spreads downward around the mounting table 4 and is formed by operating only the main coil 33.

【0043】ここで本発明者らが行った実験例について
説明する。実験装置として図1に示すプラズマ処理装置
を用い、マイクロ波電力2700Wの下で8インチサイ
ズのウエハWに対してCF膜を10μm成膜した後、ク
リ−ニングガスとしてO2 ガスを200sccmの流量
で導入し、圧力20Pa,マイクロ波電力2500Wの
下で、磁界をミラ−磁界と発散磁界とに変えてCF膜の
クリ−ニング処理を行なった。この際ミラ−磁界はメイ
ンコイル33電流を200A、サブコイル34電流を2
00Aとして形成し、発散磁界はメインコイル33電流
を200A、サブコイル34電流を0Aとして形成し
た。クリ−ニング状況を目視により観察し、ガス吹き出
し口25a周辺と、載置台4の表面や外周囲部分(載置
台4の周辺部分)とについてCF膜が除去されるまでの
時間を測定した。また圧力を0.2Paに変えて同様の
実験を行った。この結果を図5に示す。
Here, an experimental example performed by the present inventors will be described. Using a plasma processing apparatus shown in FIG. 1 as an experimental apparatus, a 10 μm CF film was formed on an 8-inch wafer W under microwave power of 2700 W, and O 2 gas was used as a cleaning gas at a flow rate of 200 sccm. The cleaning was performed on the CF film by changing the magnetic field to a mirror magnetic field and a divergent magnetic field under a pressure of 20 Pa and a microwave power of 2500 W. At this time, the mirror magnetic field was such that the main coil 33 current was 200 A and the sub coil 34 current was 2 A.
The divergent magnetic field was formed with the main coil 33 current at 200 A and the sub coil 34 current at 0 A. The cleaning condition was visually observed, and the time required for the CF film to be removed from the vicinity of the gas outlet 25a and the surface and the outer peripheral portion of the mounting table 4 (the peripheral portion of the mounting table 4) was measured. A similar experiment was performed with the pressure changed to 0.2 Pa. The result is shown in FIG.

【0044】図5の結果により、発散磁界では載置台周
辺のクリ−ニング時間はミラ−磁界よりもかなり短くな
り、ガス吹き出し口25a周辺のクリ−ニング時間はミ
ラ−磁界よりも長くかかるものの、載置台周辺のクリ−
ニングが終了するときにはガス吹き出し口25a周辺の
クリ−ニングは既に終了しているため、結果として発散
磁界の方がミラ−磁界よりもクリ−ニング時間が短縮さ
れることが認められた。さらに圧力を0.2Paにする
と、20Paの場合に比べて載置台周辺のクリ−ニング
時間が20分も短縮されることから、CF膜のクリ−ニ
ングは低圧にするほど時間が短縮されると推察される。
According to the results shown in FIG. 5, in the diverging magnetic field, the cleaning time around the mounting table is much shorter than the mirror magnetic field, and the cleaning time around the gas outlet 25a takes longer than the mirror magnetic field. Clear around mounting table
When the cleaning is completed, the cleaning around the gas outlet 25a has already been completed. As a result, it has been recognized that the diverging magnetic field has a shorter cleaning time than the mirror magnetic field. Further, when the pressure is set to 0.2 Pa, the cleaning time around the mounting table is reduced by 20 minutes as compared with the case of 20 Pa, so that the cleaning time of the CF film is reduced as the pressure becomes lower. Inferred.

【0045】この理由については、既述のようにCF膜
のO2 ガスによるクリ−ニングでは、プラズマ密度がC
F膜のC−C結合等の物理的、化学的な切断力に大きく
作用するため、このようなプラズマ密度の差によりクリ
−ニング速度に大きな違いが現れるものと考えられる。
即ちプラズマ密度は磁束密度が高い程高くなるので、プ
ラズマは真空容器2の内部全体に亘って生成されるが、
ミラ−磁界ではプラズマ領域は載置台の上部側近傍に閉
じ込められるように形成され、発散磁界ではプラズマ領
域は載置台4の周辺に下方側に向けて広がるように形成
される。ここで前記プラズマ領域とはプラズマがECR
により閉じ込められて高密度化された領域をいい、この
領域以外の領域ではプラズマ密度は極めて低いものとな
る。
The reason for this is that, as described above, when the CF film is cleaned with the O 2 gas, the plasma density becomes C
Since it greatly affects the physical and chemical cutting force such as the CC bond of the F film, it is considered that such a difference in the plasma density causes a large difference in the cleaning speed.
That is, since the plasma density increases as the magnetic flux density increases, the plasma is generated over the entire inside of the vacuum vessel 2.
In the case of the mirror magnetic field, the plasma region is formed so as to be confined in the vicinity of the upper portion of the mounting table, and in the case of the divergent magnetic field, the plasma region is formed so as to spread downward around the mounting table 4. Here, the plasma region means that the plasma is ECR
Means a region which is confined and increased in density, and in regions other than this region, the plasma density is extremely low.

【0046】従ってガス吹き出し口25a周辺では発散
磁界の方が磁束密度が低くなりクリ−ニング速度が小さ
くなる。しかしながらこの部分では発散磁界においても
磁界はある程度閉じ込められていてプラズマ密度はもと
もと高いのでそれ程クリ−ニング時間は長くならないと
考えられる。
Therefore, in the vicinity of the gas outlet 25a, the divergent magnetic field has a lower magnetic flux density and a lower cleaning speed. However, in this part, the magnetic field is confined to some extent even in the divergent magnetic field, and the plasma density is originally high, so it is considered that the cleaning time is not so long.

【0047】一方載置台周辺は発散磁界ではプラズマ領
域に存在しているものの、この発散磁界ではプラズマが
下方側に向かって発散していき、下方側に向かうに連れ
てプラズマ密度が低くなっていく。このため載置台周辺
の磁束密度が小さく、プラズマ密度はガス吹き出し口2
5a付近よりは低くなるので、ガス吹き出し口25aよ
りもクリ−ニング時間が長くなってしまうと考えられ
る。一方ミラ−磁界では載置台4周辺はプラズマ領域か
ら外れていてプラズマ密度がかなり低くなるので、これ
に応じてクリ−ニング速度も大幅に小さくなってクリ−
ニング時間がかなり長くなってしまう。
On the other hand, although the vicinity of the mounting table exists in the plasma region with the diverging magnetic field, the plasma diverges downward with the diverging magnetic field, and the plasma density decreases as it goes downward. . Therefore, the magnetic flux density around the mounting table is small, and the plasma density is
Since the temperature is lower than the vicinity of 5a, it is considered that the cleaning time is longer than that of the gas outlet 25a. On the other hand, in the mirror magnetic field, the periphery of the mounting table 4 is out of the plasma region and the plasma density becomes considerably low.
The running time will be quite long.

【0048】また低圧にするとクリ−ニング時間がより
短縮されるのは以下の理由に因るものと考えられる。即
ち低圧ではOイオンの平均自由行程が長くなり、イオン
の持つエネルギーが大きくなるためイオンスパッタ効率
が上がる。前述したようにC−F膜はC−C結合やC−
F結合を物理的に切断することが必要なので、エネルギ
ーの高いイオンが多い方がよりクリーニング速度が大き
くなる。
The reason why the cleaning time is further reduced when the pressure is reduced is considered to be as follows. That is, at low pressure, the mean free path of O ions becomes longer and the energy of the ions increases, so that the ion sputtering efficiency increases. As described above, the C—F film has a C—C bond or a C—C bond.
Since it is necessary to physically break the F bond, the more ions with high energy, the higher the cleaning speed.

【0049】ここで発散磁界でクリ−ニング時間が短縮
されたことから、SiO2 膜をNF3 ガスとN2 ガスに
よりクリ−ニングする場合についても磁界をミラ−磁界
と発散磁界とに変化させてクリ−ニング時間の測定を行
ったところ、このような磁界の変化によってはクリ−ニ
ング時間の短縮は見られなかった。
Since the cleaning time was shortened by the divergent magnetic field, the magnetic field was changed to a mirror magnetic field and a divergent magnetic field even when the SiO 2 film was cleaned with NF 3 gas and N 2 gas. When the cleaning time was measured in this manner, no reduction in the cleaning time was observed due to such a change in the magnetic field.

【0050】CF膜とSiO2 膜とではクリ−ニングに
おける磁界の影響が異なるのはクリ−ニングの進行の仕
方が異なるためと考えられる。O2 ガスのクリ−ニング
は、既述のようにプラズマ密度がクリ−ニング速度に大
きく影響し、プラズマ領域から離れたプラズマ密度が極
めて低い部分ではクリ−ニングが進行しにくくなる。一
方SiO2 膜のクリ−ニングでは、既述のようにプラズ
マ密度はFの活性種によるクリ−ニングにそれ程影響を
与えないので、メカニズムは明らかではないが、プラズ
マ密度が低い部分でもクリ−ニングが進行すると考えら
れる。このようにCF膜のクリ−ニングではSiO2
よりもプラズマ密度の影響がかなり大きいので、磁界の
影響が大きくなるものと推察される。
It is considered that the influence of the magnetic field on the cleaning is different between the CF film and the SiO 2 film because the way of the cleaning progresses. As described above, in the cleaning of the O 2 gas, the plasma density greatly affects the cleaning speed, and the cleaning does not easily progress in a portion far from the plasma region where the plasma density is extremely low. On the other hand, in the cleaning of the SiO 2 film, the mechanism is not clear because the plasma density does not significantly affect the cleaning by the active species of F, as described above, but the cleaning is performed even in a portion where the plasma density is low. Is thought to progress. As described above, in the cleaning of the CF film, the influence of the plasma density is considerably larger than that of the SiO 2 film, and it is presumed that the influence of the magnetic field becomes larger.

【0051】以上においてこの例では、発散磁界の代わ
りに、サブコイル34からメインコイル33とは逆向き
に電流を流すことによりカスプ磁界を形成するようにし
てもよい。このカスプ磁界の場合も載置台の周辺のプラ
ズマ密度を高くすることができる。
In the above example, in this example, a cusp magnetic field may be formed by flowing a current from the sub-coil 34 in a direction opposite to that of the main coil 33 instead of the diverging magnetic field. Also in the case of the cusp magnetic field, the plasma density around the mounting table can be increased.

【0052】このようにこの例ではCF膜のO2 ガスに
よるクリーニングにおいて発散磁界やカスプ磁界を形成
しているので、真空容器2内部に付着したCF膜のクリ
−ニング時間がより短縮され、これにより成膜処理のス
ル−プットをより向上させることができる。
As described above, in this example, a diverging magnetic field and a cusp magnetic field are formed in the cleaning of the CF film with the O 2 gas, so that the cleaning time of the CF film adhered to the inside of the vacuum vessel 2 is further reduced. Thereby, the throughput of the film forming process can be further improved.

【0053】続いて本実施の形態のさらに他の例につい
て説明する。この例は上述の実施の形態のクリ−ニング
方法において、クリ−ニングの際のマイクロ波をパルス
状に供給するというものである。ここでマイクロ波をパ
ルス状に供給するとは、マイクロ波発振器32から発振
される例えば2700Wの2.45GHzのマイクロ波
を例えば周波数100〜5000Hzのパルスでオン・
オフする、いわばマイクロ波をパルスで変調するという
意味である。パルスのデュ−ティ比としては例えば40
〜60%に設定することができる。のようにマイクロ波
をパルス状に供給すると高いエネルギ−を持つプラズマ
を生成することができるので、クリ−ニング速度を大き
くすることができる。
Next, still another example of the present embodiment will be described. In this example, in the cleaning method of the above-described embodiment, a microwave at the time of cleaning is supplied in a pulse form. Here, supplying the microwave in a pulse shape means that a microwave of 2.45 GHz of, for example, 2700 W oscillated from the microwave oscillator 32 is turned on with a pulse of, for example, a frequency of 100 to 5000 Hz.
It means turning off, that is, modulating the microwave with a pulse. The pulse duty ratio is, for example, 40
6060% can be set. When a microwave is supplied in a pulse form as in the above, plasma having a high energy can be generated, so that the cleaning speed can be increased.

【0054】ここで本発明者らが行った実験例について
説明する。実験装置として図1に示すプラズマ処理装置
を用い、圧力500Pa、ミラ−磁界(メインコイル3
3電流200A、サブコイル34電流200A)、温度
350℃の条件の下、2700W、2.45GHzのマ
イクロ波を周波数100〜5000Hz、デュ−ティ比
0.4〜0.6でオン・オフしながら供給し、クリ−ニ
ングガスとしてO2 ガスを500sccmの流量で導入
し、CF膜が成膜されたウエハWに対してエッチングを
行い、この際のエッチングレ−トを算出することにより
CF膜の除去量を求めた。また2700Wのマイクロ波
を連続的に供給した場合おいても同様の実験を行った。
Here, an experimental example performed by the present inventors will be described. A plasma processing apparatus shown in FIG. 1 was used as an experimental apparatus, and a pressure of 500 Pa and a mirror magnetic field (main coil 3) were used.
Under the conditions of 3 current 200A, sub coil 34 current 200A) and temperature 350 ° C, microwave of 2700W and 2.45GHz is supplied while turning on and off at a frequency of 100 to 5000Hz and a duty ratio of 0.4 to 0.6. Then, an O 2 gas is introduced as a cleaning gas at a flow rate of 500 sccm, the wafer W on which the CF film is formed is etched, and the etching rate at this time is calculated to remove the CF film. I asked. The same experiment was performed when a microwave of 2700 W was continuously supplied.

【0055】この実験により、マイクロ波をパルス状に
供給した場合のクリ−ニングレ−ト(エッチングレ−
ト)8000オングストロ−ム/分であるのに対し、連
続的に供給した場合には4000オングストロ−ム/分
であることが確認され、マイクロ波をパルス状に供給す
ることによりCF膜の除去速度が大きくなることが認め
られた。
According to this experiment, the cleaning rate (etching rate) when microwaves were supplied in a pulsed manner was
G) While it was 8000 angstroms / min, it was confirmed to be 4000 angstroms / min when supplied continuously, and the removal rate of the CF film was obtained by supplying microwaves in a pulsed manner. Was found to be larger.

【0056】そこで図1に示すプラズマ処理装置におい
て、圧力0.2Pa、マイクロ波電力2700Wの条件
で8インチサイズのウエハWに対してCF膜を5μm成
膜した後、圧力500Pa、ミラ−磁界の条件の下で、
2700W、2.45GHzのマイクロ波を周波数10
0〜5000Hz、デュ−ティ比0.4〜0.6でオン
・オフしながら供給し、クリ−ニングガスとしてO2
スを500sccmの流量で導入し、CF膜のクリ−ニ
ングを行ったところ、クリ−ニング時間は6分程度であ
った。一方2700Wのマイクロ波を連続的に供給し、
その他は同条件としてクリーニング時間を測定したとこ
ろ、クリーニング時間は12分であった。これらの結果
により、マイクロ波をパルス状に供給する場合は、マイ
クロ波を連続的に供給する場合に比べてクリ−ニング時
間が6分程度短縮されることが確認された。
Therefore, in the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, a CF film is formed to a thickness of 5 μm on an 8-inch wafer W under the conditions of a pressure of 0.2 Pa and a microwave power of 2700 W. Under the conditions,
2700 W, 2.45 GHz microwave at frequency 10
It was supplied at 0-5000 Hz with a duty ratio of 0.4-0.6 while being turned on and off, and O 2 gas was introduced as a cleaning gas at a flow rate of 500 sccm to clean the CF film. The cleaning time was about 6 minutes. On the other hand, microwave of 2700W is continuously supplied,
Otherwise, when the cleaning time was measured under the same conditions, the cleaning time was 12 minutes. From these results, it was confirmed that the cleaning time was shortened by about 6 minutes when the microwaves were supplied in a pulsed form compared to when the microwaves were supplied continuously.

【0057】このようにマイクロ波をパルス状に供給し
た場合にクリ−ニング時間が短縮されるのは以下のよう
な理由によるものと考えられる。即ちマイクロ波電力は
(電子の数)×(電子のエネルギ−)により決定される
が、電子のエネルギ−は、マイクロ波の供給当初は電子
の数が少ないためかなり高く、この後電子の数がなだれ
現象により指数関数的に多くなるため急激に低くなって
安定する。従ってパルス状にマイクロ波を供給すると、
図6(a),(b)に示すようにパルス毎に高いエネル
ギ−の電子が供給されるので、高いエネルギ−を持つプ
ラズマが連続的に生成された状態になる。なお図6
(c)に従来のようにマイクロ波を連続的に供給した場
合の電子エネルギ−の変化を比較のために示しておく。
この例のようにプラズマのエネルギ−が高くなると、こ
のプラズマにより活性化される活性種のエネルギ−も高
くなるので、真空容器2内に付着しているCF膜に到達
する活性種が多くなり、この結果クリ−ニング速度が大
きくなる。
The reason why the cleaning time is shortened when the microwave is supplied in a pulsed manner is considered to be as follows. That is, the microwave power is determined by (the number of electrons) × (the energy of the electrons), but the energy of the electrons is considerably high at the beginning of the supply of the microwave because the number of the electrons is small. The avalanche phenomenon increases exponentially, so it drops rapidly and stabilizes. Therefore, when microwaves are supplied in pulse form,
As shown in FIGS. 6A and 6B, high-energy electrons are supplied for each pulse, so that a high-energy plasma is continuously generated. FIG. 6
FIG. 3C shows, for comparison, changes in electron energy when microwaves are continuously supplied as in the prior art.
When the energy of the plasma increases as in this example, the energy of the active species activated by the plasma also increases, so that the number of active species reaching the CF film adhered in the vacuum vessel 2 increases. As a result, the cleaning speed increases.

【0058】このようにこの例ではCF膜のO2 ガスに
よるクリ−ニングにおいてマイクロ波をパルス状に供給
しているので、真空容器2内部に付着したCF膜のクリ
−ニング時間がより短縮され、これにより成膜処理のス
ル−プットをより向上させることができる。
As described above, in this example, the microwave is supplied in a pulsed manner in the cleaning of the CF film by the O 2 gas, so that the cleaning time of the CF film adhered inside the vacuum vessel 2 is further reduced. Thus, the throughput of the film forming process can be further improved.

【0059】続いて本実施の形態のさらに他の例につい
て説明する。この例は上述の実施の形態のクリ−ニング
方法において、例えばウエハWを1枚成膜する毎にクリ
−ニングを行なうというものである。このようにウエハ
Wを1枚成膜する毎にクリ−ニングを行なうと、真空容
器2内に付着しているCF膜の量が少ないため1回のク
リ−ニング時間が例えば15秒程度とかなり短くなる。
Next, still another example of the present embodiment will be described. In this example, in the cleaning method of the above-described embodiment, for example, cleaning is performed every time one wafer W is formed. If the cleaning is performed every time one wafer W is formed, the amount of the CF film adhered in the vacuum vessel 2 is small, so that one cleaning time is considerably long, for example, about 15 seconds. Be shorter.

【0060】また通常成膜が終了したウエハWを搬出し
た後次のウエハWを搬入する前には、載置台4に残存す
る電荷を除去するために例えばO2 のプラズマによる除
電処理を例えば10秒程度行なっているが、ウエハWを
1枚成膜する毎にO2 ガスによるクリ−ニングを行なう
とクリ−ニング時間の方が除電時間よりも長いため、除
電処理も合わせて行なわれることになり、除電処理のみ
をクリ−ニングと別個に行なう必要がなくなる。このた
め例えばウエハWの交換時に除電処理を行ないながらウ
エハWを25枚成膜した後にクリ−ニングする場合に比
べて、同じ枚数のウエハWを処理したときのト−タルの
処理時間を、単純計算では(除電処理時間)×(ウエハ
Wの枚数分)短縮することができ、これによりスル−プ
ットを向上させることができる。
After the wafer W on which film formation has been completed is carried out and before the next wafer W is carried in, in order to remove the electric charge remaining on the mounting table 4, for example, a charge elimination process using O 2 plasma is performed, for example, 10 times. However, if cleaning is performed with O 2 gas every time one wafer W is formed, the cleaning time is longer than the charge elimination time. That is, it is not necessary to perform only the charge removal processing separately from the cleaning. For this reason, the total processing time for processing the same number of wafers W is simpler than the case where cleaning is performed after depositing 25 wafers W while performing static elimination processing when exchanging the wafers W, for example. In the calculation, (the static elimination processing time) × (the number of wafers W) can be reduced, thereby improving the throughput.

【0061】さらにウエハWを25枚成膜した後にクリ
−ニングを行なう場合には、真空容器2内部に付着する
CF膜の量が多くなると、真空容器2の内部状態が変化
して付着したCF膜の膜質が変化し、より強固に付着し
た状態になってしまう。このためCF膜が除去しにくい
状態になってしまうので、ウエハWを1枚成膜する毎に
クリ−ニングを行なう場合に比べて、ト−タルのクリ−
ニングが時間が長くなってしまう。このようにウエハW
を1枚成膜する毎にクリ−ニングを行なう場合にはト−
タルのクリ−ニング時間も短縮できるので、さらにスル
−プットを向上させることができる。
Further, when cleaning is performed after 25 wafers W are formed, if the amount of the CF film adhering to the inside of the vacuum vessel 2 increases, the internal state of the vacuum vessel 2 changes and the adhering CF film changes. The film quality of the film changes, and the film adheres more firmly. This makes it difficult to remove the CF film. Therefore, compared to a case where cleaning is performed each time one wafer W is formed, total cleaning is performed.
The ninging takes a long time. Thus, the wafer W
When cleaning is performed each time one film is formed,
Since the cleaning time of the barrel can be shortened, the throughput can be further improved.

【0062】ここで本発明者らが行った実験例について
説明する。実験装置として図1に示すプラズマ処理装置
を用い、圧力0.2Pa、マイクロ波電力2700Wの
下で8インチサイズのウエハWに対してCF膜を成膜
し、1枚成膜する毎に、クリ−ニングガスとしてO2
スを500sccmの流量で導入し、圧力500Pa、
発散磁界、マイクロ波電力2700Wの条件の下、CF
膜のクリ−ニングを行なって、25枚のウエハWを成膜
した場合のト−タルの処理時間を測定した。また同様の
条件の下、ウエハWの交換時に10秒の除電処理を行な
いながら25枚のウエハWの成膜を行なった後に、クリ
−ニングを行なった場合のト−タルの処理時間を測定し
た。
Here, an experimental example performed by the present inventors will be described. Using a plasma processing apparatus shown in FIG. 1 as an experimental apparatus, a CF film is formed on an 8-inch wafer W under a pressure of 0.2 Pa and a microwave power of 2700 W. - the O 2 gas was introduced at a flow rate of 500sccm as Ningugasu, pressure 500 Pa,
CF under the condition of divergent magnetic field and microwave power of 2700 W
The film was cleaned, and the total processing time when 25 wafers W were formed was measured. Also, under the same conditions, the total processing time when cleaning was performed after film formation on 25 wafers W while performing static elimination processing for 10 seconds when replacing the wafer W was measured. .

【0063】この実験の結果により、ウエハWを1枚成
膜する毎にクリ−ニングを行なう場合はクリ−ニングが
平均15秒程度であり、ト−タルの処理時間は68分4
5秒であるのに対して、25枚のウエハWの成膜を行な
った後にクリ−ニングを行なった場合はクリ−ニング時
間が30分程度であり、ト−タルの処理時間は92分3
0秒であることが確認された。
According to the results of this experiment, when cleaning is performed every time one wafer W is formed, the cleaning is about 15 seconds on average and the total processing time is 68 minutes 4
In contrast to 5 seconds, when cleaning is performed after 25 wafers W are formed, the cleaning time is about 30 minutes, and the total processing time is 92 minutes 3
It was confirmed to be 0 seconds.

【0064】このようにこの例ではCF膜のO2 ガスに
よるクリ−ニングにおいてウエハWを1枚成膜する毎に
クリ−ニングを行なっているので、ト−タルの処理時間
を短縮することができるので成膜処理のスル−プットを
より向上させることができる。
As described above, in this example, the cleaning is performed each time one wafer W is formed in the cleaning of the CF film with the O 2 gas, so that the total processing time can be reduced. Therefore, the throughput of the film forming process can be further improved.

【0065】以上の本実施の形態において、クリーニン
グでは、クリーニングガスと同時にプラズマガス例えば
Arガスを供給するようにしてもよい。またCF膜は成
膜処理の際、載置台4やガス吹き出し口25aの周辺の
みならず真空容器2の内壁面にも付着するが、真空容器
2の内壁面に付着するCF膜は載置台4周辺等に付着す
るCF膜に比べて弱く、薄い膜であり、しかも量が少な
いので、載置台4周辺のクリ−ニングが終了するときに
は真空容器2の内壁のクリ−ニングは既に終了している
状態となる。
In the above embodiment, in the cleaning, a plasma gas, for example, an Ar gas may be supplied simultaneously with the cleaning gas. In the film forming process, the CF film adheres not only to the mounting table 4 and the periphery of the gas outlet 25 a but also to the inner wall surface of the vacuum vessel 2. Since the film is weaker and thinner than the CF film adhering to the periphery and the amount is small, the cleaning of the inner wall of the vacuum vessel 2 has already been completed when the cleaning around the mounting table 4 is completed. State.

【0066】続いて本発明の他の実施の形態について説
明する。本実施の形態が上述の実施の形態と異なる点
は、クリ−ニングガスとしてO2 ガスに、H2 ガスや例
えばCF4 ガスやNF3 ガス等のFを含むガスを組み合
わせたものを用いることである。ここでO2 ガスとH2
ガス等は同時に供給するようにしてもよいし、O2 ガス
を先に供給してからH2 ガス等を供給するようにしても
よい。
Next, another embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is different from the above-described embodiment in that O 2 gas is used as a cleaning gas in combination with H 2 gas or a gas containing F such as CF 4 gas or NF 3 gas. is there. Here, O 2 gas and H 2
The gas or the like may be supplied at the same time, or the O 2 gas may be supplied first, and then the H 2 gas or the like may be supplied.

【0067】次に本発明者らが行った実験例について説
明する。実験装置として図1に示すプラズマ処理装置を
用い、マイクロ波電力2700Wの下で8インチサイズ
のウエハWに対してCF膜を10μm成膜した後、圧力
0.2Pa、マイクロ波電力2500W、ミラ−磁界の
条件の下で、クリ−ニングガスを導入しCF膜のクリ−
ニングを行なった。
Next, experimental examples performed by the present inventors will be described. Using a plasma processing apparatus shown in FIG. 1 as an experimental apparatus, a CF film was formed to a thickness of 10 μm on an 8-inch wafer W under a microwave power of 2700 W, and then a pressure of 0.2 Pa, a microwave power of 2500 W and a mirror were used. Under a magnetic field condition, a cleaning gas is introduced to clean the CF film.
Was performed.

【0068】ここでクリ−ニングガスとしては、O2
スのみ(流量200sccm)、O2 ガス+H2 ガス
(O2 ガス流量200sccm、H2 ガス流量100s
ccm)、O2 ガス+CF4 ガス(O2 ガス流量200
sccm、CF4 ガス流量200sccm)、O2 ガス
+NF3 ガス(O2 ガス流量200sccm、NF3
ス流量200sccm)を用いた。そしてクリ−ニング
状況を目視により観察し、CF膜が除去されるまでの時
間を測定した。この結果を図7(a)に示す。
As the cleaning gas, only O 2 gas (flow rate 200 sccm), O 2 gas + H 2 gas (O 2 gas flow rate 200 sccm, H 2 gas flow rate 100 s)
ccm), O 2 gas + CF 4 gas (O 2 gas flow rate 200
sccm, CF 4 gas flow rate 200 sccm), O 2 gas + NF 3 gas (O 2 gas flow rate 200 sccm, NF 3 gas flow rate 200 sccm) were used. Then, the cleaning condition was visually observed, and the time until the CF film was removed was measured. This result is shown in FIG.

【0069】またクリ−ニングガスとして先ずO2 ガス
を導入した後に、NF3 ガスを導入した場合(O2 ガス
流量200sccm、NF3 ガス流量500sccm)
と、NF3 ガス+N2 ガスを導入した場合(O2 ガス流
量200sccm、NF3 ガス流量500sccm、N
2 ガス流量500sccm)とにおいても同様の実験を
行なった。この際圧力はO2 ガス導入時は0.2Paと
し、NF3 ガス等の導入時は120Paとした。この結
果を図7(b)に示す。
When O 2 gas is first introduced as a cleaning gas and then NF 3 gas is introduced (O 2 gas flow rate 200 sccm, NF 3 gas flow rate 500 sccm)
And when NF 3 gas + N 2 gas is introduced (O 2 gas flow rate 200 sccm, NF 3 gas flow rate 500 sccm, N 2
The same experiment was performed with two gas flow rates of 500 sccm). At this time, the pressure was set to 0.2 Pa when the O 2 gas was introduced, and was set to 120 Pa when the NF 3 gas or the like was introduced. The result is shown in FIG.

【0070】この実験結果により、クリ−ニングガスと
してO2 ガスにH2 ガスやFを含むガスを組み合わせる
ことにより、O2 ガスのみを用いる場合よりもクリ−ニ
ング速度が大きくなり、クリ−ニング時間を短縮できる
ことが確認された。このようにO2 ガス単独よりもO2
ガスとH2 ガスの組み合わせによりクリ−ニング速度が
大きくなるのは、Oの活性種は既述のようにCF膜のC
と反応してCO2 を生成し、Hの活性種はCF膜のFと
反応してHFを生成するので、C−C結合やC−F結合
が切断されやすいためと考えられる。
According to the results of this experiment, the cleaning speed was increased by combining H 2 gas and F containing gas with O 2 gas as the cleaning gas, and the cleaning time was longer than when only O 2 gas was used. It was confirmed that can be shortened. Thus O 2 than O 2 gas alone
The reason why the cleaning speed is increased by the combination of the gas and the H 2 gas is that the active species of O is the C type of the CF film as described above.
The reaction to generate CO 2 and the active species H so generates the HF reacts with F in the CF film, C-C bonds and CF bonds are considered to be because susceptible to cleavage.

【0071】またO2 ガス単独よりもO2 ガスとFを含
むガスの組み合わせによりクリ−ニング速度が大きくな
っているため、既述のようにFの活性種によるクリ−ニ
ングではプラズマ密度の影響がOの活性種よりも小さい
ので、載置台4周辺等のミラ−磁界ではプラズマ領域か
ら外れてプラズマ密度が極めて低くなってしまう場所で
は、メカニズムは明らかではないが、Oの活性種よりも
Fの活性種の方がクリ−ニング速度が大きくなるのでは
ないかと考えられる。この際特にO2 ガスとNF3 ガス
との組み合わせがよいのは、O2 ガスとH2 ガスの組み
合わせやO2 ガスとCF4 ガスの組み合わせでは、クリ
−ニングガス同士が反応してH2 OやCO2 を生成しや
すいのに対し、O2 ガスとNF3 ガスの組み合わせでは
これらのガス同士は反応しにくいためであると考えられ
る。
Since the cleaning speed is increased by the combination of the O 2 gas and the gas containing F as compared with the O 2 gas alone, the cleaning by the active species of F affects the plasma density as described above. Is smaller than the active species of O, the mechanism is not clear where the plasma density is extremely low outside the plasma region due to the mirror magnetic field, such as around the mounting table 4, but the F is higher than that of the active species of O. It is considered that the active species has a higher cleaning speed. At this time, the combination of O 2 gas and NF 3 gas is particularly preferable because in the case of the combination of O 2 gas and H 2 gas or the combination of O 2 gas and CF 4 gas, the cleaning gases react with each other and H 2 O This is thought to be due to the fact that these gases are liable to react with each other in the combination of the O 2 gas and the NF 3 gas, while they easily generate CO 2 and CO 2 .

【0072】この実験において目視による観察により、
NF3 ガスではガス吹き出し口25a周辺のクリ−ニン
グ速度が小さいが、O2 ガスやO2 ガスとH2 ガスを組
み合わせたガスではこの部分のクリ−ニング速度が大き
く、一方Fを含むガス特にNF3 ガスでは載置台4周辺
のクリ−ニング速度が大きいことが確認された。またク
リ−ニングでは真空容器2内部の上方側から付着したC
F膜が除去されていき、下方側では除去されたCF膜が
再付着することもあることが確認された。これらの結果
から、先ずO2 ガスを含むガスによりガスリング25内
壁部分のクリ−ニングを行ない、次いでFを含むガス特
にNF3 ガスにより載置台4周辺のクリ−ニングを行な
うことが望ましいと考えられる。
In this experiment, by visual observation,
In the case of NF 3 gas, the cleaning speed around the gas outlet 25a is low, but in the case of O 2 gas or a gas obtained by combining O 2 gas and H 2 gas, the cleaning speed of this portion is high. It was confirmed that the cleaning speed around the mounting table 4 was high with NF 3 gas. In the cleaning, C adhered from the upper side inside the vacuum vessel 2.
It was confirmed that the F film was removed, and the removed CF film may be re-adhered on the lower side. From these results, it is considered that it is desirable to first clean the inner wall portion of the gas ring 25 with a gas containing O 2 gas, and then to clean around the mounting table 4 with a gas containing F, especially NF 3 gas. Can be

【0073】このように本実施の形態の形態では、CF
膜のクリ−ニングガスとしてO2 ガスとH2 ガスやFを
含むガスを組み合わせているので、真空容器2内部に付
着したCF膜のクリ−ニング時間が短縮され、これによ
り成膜処理のスル−プットを向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, CF
Since a gas containing O 2 gas, H 2 gas and F is used as a cleaning gas for the film, the cleaning time of the CF film adhered to the inside of the vacuum vessel 2 is shortened. Put can be improved.

【0074】続いて本発明のさらに他の実施の形態につ
いて説明する。本実施の形態はO2ガスとH2 ガスとの
組み合わせがクリ−ニングに有効であることに着目して
なされたものであり、上述の実施の形態と異なる点は、
クリ−ニングの際にH2 Oの液体あるいは気体を真空容
器2内に導入することである。ここでH2 Oは単独で供
給するようにしてもよいし、O2 ガスやArガス等のプ
ラズマガスと組み合わせて供給するようにしてもよい。
Next, still another embodiment of the present invention will be described. The present embodiment has been made by paying attention to the fact that a combination of O 2 gas and H 2 gas is effective for cleaning, and different points from the above-described embodiment are as follows.
That is, a liquid or gas of H 2 O is introduced into the vacuum vessel 2 at the time of cleaning. Here, H 2 O may be supplied alone or in combination with a plasma gas such as O 2 gas or Ar gas.

【0075】先ず本実施の形態のクリ−ニングが実施さ
れるプラズマ処理装置について図8〜11に基づいて説
明する。図8に示すプラズマ処理装置はH2 Oを気体状
態で導入するものであり、このプラズマ処理装置は、液
体状態のH2 Oが貯留されるH2 O容器51とプラズマ
室21の側壁上部とを、途中にマスフロ−53が介装さ
れたH2 O供給管52で接続して構成されている。その
他の構成は上述の図1に示すプラズマ処理装置と同様で
あるこのようなプラズマ処理装置では、クリ−ニングの
際、プラズマ室21の圧力は例えば0.2Pa程度であ
ってH2 O容器51よりもかなり低いので、H2 O容器
51内のH2 Oは気化し蒸気となってH2 O供給管5
2、マスフロ−53を介してプラズマ室21に例えば
0.01sccmの流量で供給される。そしてこのH2
Oのガスは、プラズマ室21においてプラズマ化されて
HとOの活性種となり、CF膜のCやFと反応してCO
2 やHFを生成することによりクリ−ニングを進行させ
る。
First, a plasma processing apparatus in which the cleaning of this embodiment is performed will be described with reference to FIGS. The plasma processing apparatus shown in FIG. 8 is intended to introduce of H 2 O in a gaseous state, the plasma processing apparatus includes a side wall upper portion of the H 2 O vessel 51 and the plasma chamber 21 that of H 2 O liquid state is stored Are connected by a H 2 O supply pipe 52 in which a mass flow 53 is interposed in the middle. The other structure is the same as that of the plasma processing apparatus shown in FIG. 1 described above. In such a plasma processing apparatus, the pressure of the plasma chamber 21 is, for example, about 0.2 Pa and the H 2 O container 51 during cleaning. because much lower than, H 2 O in H 2 O container 51 becomes vaporized steam H 2 O supply pipe 5
2. It is supplied to the plasma chamber 21 via the mass flow 53 at a flow rate of, for example, 0.01 sccm. And this H 2
The O gas is turned into plasma in the plasma chamber 21 to become active species of H and O, and reacts with C and F of the CF film to form CO gas.
The cleaning is advanced by generating 2 or HF.

【0076】また図9に示すプラズマ処理装置もH2
を気体状態で導入するものであり、このプラズマ処理装
置は、H2 O容器51にガス供給管55を介してプラズ
マガス源54を接続して、H2 O容器51内のH2 Oに
プラズマガス源54からArガスやO2 ガス等のプラズ
マガスを供給し、プラズマガスにH2 Oの気体を湿度と
して含ませながらプラズマ室21内に供給するものであ
る。このようなプラズマ処理装置ではH2 Oはプラズマ
ガスと共に、例えば300sccmの流量で供給され、
ここでプラズマ化されてCF膜のCやFと反応してクリ
−ニングを進行させる。
[0076] The plasma processing apparatus shown in FIG. 9 also H 2 O
The is intended to be introduced in a gaseous state, this plasma processing apparatus, by connecting the plasma gas source 54 through the gas supply pipe 55 in H 2 O container 51, the plasma of H 2 O in H 2 O container 51 A plasma gas such as an Ar gas or an O 2 gas is supplied from the gas source 54 and supplied into the plasma chamber 21 while the plasma gas contains H 2 O gas as humidity. In such a plasma processing apparatus, H 2 O is supplied together with the plasma gas at a flow rate of, for example, 300 sccm.
Here, it is converted into plasma and reacts with C and F of the CF film to advance cleaning.

【0077】図10に示すプラズマ処理装置もH2 Oを
気体状態で導入するものであり、このプラズマ処理装置
は、例えばH2 O容器51の周囲にヒ−タ56を設ける
と共に、H2 O供給管52の周囲にもヒ−タ57を巻回
し、H2 O容器51内のH2Oを加熱することにより強
制的に気化させてプラズマ室21内に供給するというも
のである。このようなプラズマ処理装置ではH2 Oは例
えば100sccmの流量でプラズマ室21に供給さ
れ、ここでプラズマ化されてCF膜のCやFと反応して
クリ−ニングを進行させる。
The plasma processing apparatus shown in FIG. 10 also introduces H 2 O in a gaseous state. In this plasma processing apparatus, for example, a heater 56 is provided around an H 2 O container 51 and H 2 O is provided. A heater 57 is wound around the supply pipe 52, and H 2 O in the H 2 O container 51 is heated to forcibly vaporize and supply the H 2 O into the plasma chamber 21. In such a plasma processing apparatus, H 2 O is supplied to the plasma chamber 21 at a flow rate of, for example, 100 sccm, where it is turned into plasma and reacts with C and F of the CF film to advance cleaning.

【0078】図11に示すプラズマ処理装置はH2 Oを
液体状態で導入するものである。図中59は液体マスフ
ロ−であり、H2 O容器51とプラズマ室21とを結ぶ
2O供給管58のH2 O容器51側の端部は、H2
容器51内のH2 Oの内部に入り込むように設けられて
いる。このH2 O容器51の内部には例えばN2 ガスに
より圧力がかけられており、これにより液体状態のH2
OがH2 O供給管58を介して例えば0.01sccm
の流量でプラズマ室21内に供給される。このプラズマ
室21内部の圧力は例えば0.2Pa程度であるので、
液体状態のH2Oはプラズマ室21内に供給された途端
に気化し、ここでプラズマ化されてCF膜のCやFと反
応してクリ−ニングを進行させる。
The plasma processing apparatus shown in FIG. 11 introduces H 2 O in a liquid state. In the figure, reference numeral 59 denotes a liquid mass flow, and the end of the H 2 O supply pipe 58 connecting the H 2 O container 51 and the plasma chamber 21 on the H 2 O container 51 side is H 2 O.
It is provided so as to enter the inside of H 2 O in the container 51. The H in the inside of the 2 O container 51 has been applied pressure by, for example, N 2 gas, thereby the liquid state H 2
O is supplied through the H 2 O supply pipe 58 to, for example, 0.01 sccm.
Is supplied into the plasma chamber 21 at a flow rate of? Since the pressure inside the plasma chamber 21 is, for example, about 0.2 Pa,
H 2 O in a liquid state is vaporized as soon as it is supplied into the plasma chamber 21, is converted into plasma here, reacts with C and F of the CF film, and advances cleaning.

【0079】次に本発明者らが行った実験例について説
明する。実験装置として図10に示すプラズマ処理装置
を用い、圧力500Pa、発散磁界、マイクロ波電力2
500Wの下で、プラズマガスとしてO2 ガスとArガ
スとを夫々200sccm、150sccmの流量で供
給すると共に、気体状態のH2 Oを流量を変えて供給
し、CF膜が成膜されたウエハWに対してエッチングを
行ない、この際のエッチングレ−トを算出することによ
りCF膜の除去量を求めた。この結果を図12に示す。
Next, an experimental example conducted by the present inventors will be described. As an experimental apparatus, a plasma processing apparatus shown in FIG. 10 was used, and a pressure of 500 Pa, a divergent magnetic field, and microwave power 2
At 500 W, O 2 gas and Ar gas are supplied as plasma gases at a flow rate of 200 sccm and 150 sccm, respectively, and gaseous H 2 O is supplied at a changed flow rate, and the wafer W on which a CF film is formed is supplied. Was etched, and the etching rate at this time was calculated to obtain the removal amount of the CF film. The result is shown in FIG.

【0080】図12の結果により、H2 Oの流量を増加
させると流量が100sccmになるまでは、流量の増
加に合わせてエッチングレ−トが大きくなっていくこと
から、H2 Oの供給によりCF膜の除去速度が大きくな
ることが認められた。
[0080] The results of FIG. 12, increasing the flow rate of H 2 O until the flow rate was 100sccm, the etching rate in accordance with the increase of the flow rate - from that bets becomes larger, the supply of H 2 O It was recognized that the removal rate of the CF film was increased.

【0081】続いて図11に示すプラズマ処理装置にお
いて、圧力0.2Pa、マイクロ波電力2700Wの条
件で8インチサイズのウエハWに対してCF膜を5μm
成膜した後、圧力500Pa、マイクロ波電力2500
W、発散磁界の条件の下で、,プラズマガスとしてO2
ガスとArガスとを夫々200sccm、150scc
mの流量で供給すると共に、気体状態のH2 Oを60s
ccmの流量で導入し、CF膜のクリ−ニングを行なっ
たところ、クリ−ニング時間は5分程度であり、O2
スのみをクリ−ニングガスとして導入してクリ−ニング
する場合に比べてクリ−ニング時間が短縮されることが
確認された。
Subsequently, in the plasma processing apparatus shown in FIG. 11, a CF film is formed to a thickness of 5 μm on an 8-inch wafer W under the conditions of a pressure of 0.2 Pa and a microwave power of 2700 W.
After forming the film, the pressure is 500 Pa and the microwave power is 2500
W, under the condition of diverging magnetic field, O 2 as plasma gas
Gas and Ar gas at 200 sccm and 150 sccc respectively
m 2 , and gaseous H 2 O is supplied for 60 seconds.
When the cleaning was performed at a flow rate of ccm and the CF film was cleaned, the cleaning time was about 5 minutes, which is smaller than the case where only the O 2 gas was introduced as the cleaning gas to perform cleaning. -It was confirmed that the shortening time was shortened.

【0082】このように本実施の形態ではH2 Oを導入
してクリ−ニングを行なっているので、真空容器2内部
に付着したCF膜のクリ−ニング時間が短縮され、これ
により成膜処理のスル−プットを向上させることができ
る。またH2 Oを導入することにより、O2 ガスやH2
ガスを別個に導入する場合に比べて導入作業が容易であ
ると共に、安全なH2 Oを用いるので取扱いも便利とな
る。
As described above, in this embodiment, since the cleaning is performed by introducing H 2 O, the cleaning time of the CF film adhered to the inside of the vacuum vessel 2 is shortened. Can be improved. By introducing H 2 O, O 2 gas and H 2
The introduction operation is easier than in the case where the gas is separately introduced, and the handling is convenient because safe H 2 O is used.

【0083】続いて本発明のさらに他の実施の形態につ
いて説明する。本実施の形態が上述の実施の形態と異な
る点は、クリ−ニングガスとしてO2 ガスの代わりに、
CO 2 ガス、N2 Oガス、N4 2 ガスやCOガス等を
用いることである。
Next, another embodiment of the present invention will be described.
Will be described. This embodiment is different from the above-described embodiment.
Is that O is used as a cleaning gas.TwoInstead of gas,
CO TwoGas, NTwoO gas, NFourOTwoGas or CO gas
It is to use.

【0084】ここで本発明者らが行った実験例について
説明する。実験装置として図1に示すプラズマ処理装置
を用い、マイクロ波電力2800Wの下で8インチサイ
ズのウエハWに対してCF膜を5μm成膜した後、圧力
0.18Pa、マイクロ波電力2500W、発散磁界の
条件の下で、クリ−ニングガスとしてCO2 ガスを20
0sccmの流量で導入し、真空容器2内に付着したC
F膜のクリ−ニングを行なった。クリ−ニング状況を目
視により観察し、ガス吹き出し口25a周辺と載置台4
の周辺部分とについてCF膜が除去されるまでの時間を
測定した。またクリ−ニングガスをN2 Oガス、N4
2 ガス、COガス、O2 ガスとした場合についても同様
の実験を行なった。この結果を図13に示す。
Here, an experimental example performed by the present inventors will be described. Using a plasma processing apparatus shown in FIG. 1 as an experimental apparatus, after forming a CF film of 5 μm on an 8-inch wafer W under a microwave power of 2800 W, a pressure of 0.18 Pa, a microwave power of 2500 W, and a divergent magnetic field Under the conditions described above, 20 CO 2 gas was used as a cleaning gas.
C was introduced at a flow rate of 0 sccm and adhered inside the vacuum vessel 2.
The F film was cleaned. The cleaning condition is visually observed, and the vicinity of the gas outlet 25a and the mounting table 4 are checked.
The time until the CF film was removed was measured with respect to the peripheral portion. The cleaning gas is N 2 O gas, N 4 O
The same experiment was performed when two gases, CO gas and O 2 gas were used. FIG. 13 shows the result.

【0085】この実験結果により、クリ−ニングガスと
してCO2 ガス、N2 Oガス、N42 ガスやCOガス
を用いることにより、O2 ガスを用いる場合よりもガス
吹き出し口25aや載置台4周辺のクリ−ニング速度が
大きくなり、クリ−ニング時間を短縮できることが確認
された。このようにO2 ガスよりもCO2 ガス、N2
ガス、N4 2 ガスやCOガス等のクリ−ニング速度が
大きくなるのは、CO2 ガスやCOガスはCF膜のFと
反応してCF4 を生成しやすく、またN2 OガスやN4
2 ガスはFと反応してNF3 を生成しやすいので、こ
れらのガスはO2 ガスよりもFと反応しやすく、これに
より真空容器2に付着するFの残留物が除去されやすい
ためと考えられる。
According to the results of this experiment, the use of CO 2 gas, N 2 O gas, N 4 O 2 gas or CO gas as the cleaning gas makes it possible to reduce the gas outlet 25a and the mounting table 4 as compared with the case of using O 2 gas. It was confirmed that the peripheral cleaning speed was increased and the cleaning time could be reduced. Thus, CO 2 gas and N 2 O are better than O 2 gas.
The reason why the cleaning speed of gas, N 4 O 2 gas, CO gas, etc. is increased is that CO 2 gas or CO gas reacts with F of the CF film to generate CF 4, and N 2 O gas, N 4
O 2 gas reacts with F to generate NF 3 , so that these gases react more easily with F than O 2 gas, and therefore, the residue of F attached to the vacuum vessel 2 is easily removed. Conceivable.

【0086】このように本実施の形態ではクリ−ニング
ガスとしてCO2 ガス、N2 Oガス、N4 2 ガスやC
Oガスを用いているので、真空容器2内部に付着したC
F膜のクリ−ニング時間が短縮され、これにより成膜処
理のスル−プットを向上させることができる。
As described above, in this embodiment, CO 2 gas, N 2 O gas, N 4 O 2 gas and C
Since O gas is used, C adhered inside the vacuum vessel 2
The cleaning time of the F film is reduced, thereby improving the throughput of the film forming process.

【0087】続いて本発明のさらに他の実施の形態につ
いて説明する。本実施の形態が上述の実施の形態と異な
る点は、載置台4上に載置台表面を保護するための保護
板をなすクリ−ニングウエハを載置してからクリ−ニン
グを行なうことである。前記クリ−ニングウエハは、例
えばクリ−ニングガスによりエッチングされない材質例
えばAlNやAl2 3 等により、例えば成膜処理され
るウエハWと同じ大きさ例えば8インチサイズに構成さ
れている。また真空容器2の外部にはクリ−ニングウエ
ハを真空容器2内に搬入出するための図示しない搬送ア
−ムが設けられると共に、クリ−ニングウエハを搭載す
るための図示しないクリ−ニングウエハ用カセットが設
けられている。
Next, still another embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the above-described embodiment in that cleaning is performed after a cleaning wafer serving as a protection plate for protecting the surface of the mounting table is mounted on the mounting table 4. The cleaning wafer is made of, for example, a material that is not etched by a cleaning gas, such as AlN or Al 2 O 3 , and has the same size as the wafer W to be formed, for example, 8 inches. A transport arm (not shown) for carrying the cleaning wafer into and out of the vacuum vessel 2 is provided outside the vacuum vessel 2, and a cleaning wafer cassette (not shown) for mounting the cleaning wafer is provided. Have been.

【0088】この実施の形態においては、ウエハWの成
膜処理が終了した後、ウエハWを真空容器2から搬出し
て、クリ−ニングウエハ用カセットからクリ−ニングウ
エハを取り出して真空容器2内に搬入し、載置台4上に
載置する。そして載置台4表面にクリ−ニングウエハが
載置された状態で所定のクリ−ニングを行なう。
In this embodiment, after the film formation processing of the wafer W is completed, the wafer W is unloaded from the vacuum vessel 2, the cleaning wafer is taken out from the cleaning wafer cassette and loaded into the vacuum vessel 2. Then, it is mounted on the mounting table 4. Then, predetermined cleaning is performed in a state where the cleaning wafer is mounted on the surface of the mounting table 4.

【0089】このようにしてクリ−ニングを行うと、載
置台4表面がクリ−ニングウエハにより保護されるの
で、クリ−ニングの際に載置台4の表面がプラズマに晒
されないため、この表面がプラズマに叩かれ荒れてしま
うおそれがない。ここでこの例では載置台4表面は処理
用のウエハWの外周囲よりも例えば2mm程度大きく形
成されており、成膜処理の際このウエハWからはみ出し
た領域にはCF膜が付着するが、ウエハWが置かれてい
る領域にはCF膜は付着しないので、処理用のウエハW
と同じ大きさのクリ−ニングウエハを載置してクリ−ニ
ングを行なうことにより、CF膜が付着していない領域
はプラズマから保護され、CF膜が付着している領域は
プラズマに晒されて付着しているCF膜が除去されるこ
とになる。本発明はウエハが載置台4より大きい場合に
も有効である。
When the cleaning is performed in this manner, the surface of the mounting table 4 is protected by the cleaning wafer, so that the surface of the mounting table 4 is not exposed to the plasma during the cleaning. There is no danger of being beaten and rough. Here, in this example, the surface of the mounting table 4 is formed to be, for example, about 2 mm larger than the outer periphery of the processing wafer W, and a CF film adheres to a region protruding from the wafer W during the film forming process. Since the CF film does not adhere to the region where the wafer W is placed, the processing wafer W
By cleaning with a cleaning wafer having the same size as that of the above, the area where the CF film is not adhered is protected from the plasma, and the area where the CF film is adhered is exposed to the plasma and adhered. The CF film is removed. The present invention is also effective when the wafer is larger than the mounting table 4.

【0090】ここで載置台4表面が荒れると、当該表面
に凹凸ができ、ウエハWへの熱伝導やウエハWの吸着力
が部分的に変化したり、また成膜処理の間においてプロ
セスの初期と後期とで変化したりしてしまうが、本実施
の形態では上述のように載置台4表面は荒れないのでウ
エハWの熱伝導や吸着力の変化が抑えられる。このため
成膜されるCF膜の膜厚をより均一にすることができ、
またプロセスの間に再現性が悪化するおそれもないこと
から膜厚の面間均一性も向上させることができる。
If the surface of the mounting table 4 becomes rough, irregularities are formed on the surface, and the heat conduction to the wafer W and the attraction force of the wafer W are partially changed. However, in the present embodiment, since the surface of the mounting table 4 is not rough as described above, the change in the heat conduction and the attraction force of the wafer W can be suppressed. Therefore, the thickness of the CF film to be formed can be made more uniform,
Further, since there is no possibility that the reproducibility is deteriorated during the process, the uniformity of the film thickness between the surfaces can be improved.

【0091】また載置台4の表面が荒れないので高価な
載置台4の寿命を長くすることができる。さらにクリ−
ニングウエハの表面はプラズマに叩かれて荒れてしまう
が、クリ−ニングウエハは上述のようにクリ−ニングガ
スによりエッチングされない材質により構成されている
ので、表面の荒れた部分からパーティクルが発生するお
それはない。
Since the surface of the mounting table 4 is not roughened, the life of the expensive mounting table 4 can be extended. More clean
The surface of the cleaning wafer is roughened by being hit by the plasma. However, since the cleaning wafer is made of a material which is not etched by the cleaning gas as described above, there is no possibility that particles will be generated from the roughened surface.

【0092】ここで本発明者らが行った実験例について
説明する。実験装置として図1に示すプラズマ処理装置
を用い、マイクロ波電力2300Wの下で8インチサイ
ズのウエハWに対してSiO2 膜を1μm成膜し、12
枚成膜する毎に、8インチサイズのクリ−ニングウエハ
を載置台上に載置し、圧力200Pa、マイクロ波電力
1200W、発散磁界の条件の下で、クリ−ニングガス
としてNF3 ガスとN2 ガスを夫々500sccmの流
量で導入し、15分間クリ−ニングを行なった。このよ
うにして120枚のウエハWの成膜処理を行ない、個々
のウエハWにおいてウエハWの温度と成膜されたSiO
2 膜の膜厚を測定した。またクリ−ニングウエハを載置
しない場合においても同様の実験を行なった。図14に
ウエハ温度と膜厚の最大値と最小値を示す。
Here, an experimental example performed by the present inventors will be described. Using a plasma processing apparatus shown in FIG. 1 as an experimental apparatus, an SiO 2 film of 1 μm was formed on an 8-inch wafer W under a microwave power of 2300 W.
Each time a film is formed, an 8-inch cleaning wafer is placed on a mounting table, and under the conditions of a pressure of 200 Pa, a microwave power of 1200 W, and a diverging magnetic field, NF 3 gas and N 2 gas as cleaning gas. Was introduced at a flow rate of 500 sccm, and cleaning was performed for 15 minutes. In this manner, the film forming process is performed on 120 wafers W, and the temperature of the wafer W and the SiO
The thickness of the two films was measured. The same experiment was performed when no cleaning wafer was placed. FIG. 14 shows the maximum and minimum values of the wafer temperature and the film thickness.

【0093】この実験結果により、クリ−ニングウエハ
を載置台上に載置した場合には、載置しない場合に比べ
て、ウエハ温度と膜厚の最大値と最小値との差が小さ
く、クリ−ニングウエハにより載置台表面を保護するこ
とにより成膜処理において膜厚の均一性を高めることが
できることが確認された。以上において本実施の形態は
SiO2 膜のクリ−ニングに限らず、CF膜やSiOF
膜のクリ−ニングにも適用することができる。
According to the experimental results, when the cleaning wafer is mounted on the mounting table, the difference between the wafer temperature and the maximum value and the minimum value of the film thickness is smaller than when the cleaning wafer is not mounted. It has been confirmed that the uniformity of the film thickness can be improved in the film forming process by protecting the surface of the mounting table with the wafer. As described above, the present embodiment is not limited to the cleaning of the SiO 2 film, but may be a CF film or a SiOF film.
The present invention can be applied to cleaning of a film.

【0094】続いて本発明のさらに他の実施の形態につ
いて説明する。本実施の形態が上述の実施の形態と異な
る点は、図15に示すように、成膜室22の側壁に形成
された覗き窓22aの外側に光ファイバ62を介して発
光強度を検出するための分光器61を設け、成膜室22
内の活性種の発光強度を測定することによりクリ−ニン
グの終了時を判断することである。前記覗き窓22aは
光を透過する材料例えば石英(SiO2 )、フッ化カル
シウム(CaF2 )等により構成されており、成膜室2
2内の活性種例えばOやC,F等の活性種の発光強度が
分光器61により検出されるように構成されている。そ
の他の構成は上述の図1に示すプラズマ処理装置と同様
である。
Next, still another embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the above-described embodiment in that, as shown in FIG. 15, the emission intensity is detected via an optical fiber 62 outside a viewing window 22a formed on the side wall of the film forming chamber 22. Of the film forming chamber 22
The end of the cleaning is determined by measuring the luminescence intensity of the active species. The viewing window 22a is made of a material that transmits light, for example, quartz (SiO 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), or the like.
The emission intensity of the active species, for example, O, C, F, or the like in 2 is detected by the spectroscope 61. Other configurations are the same as those of the plasma processing apparatus shown in FIG.

【0095】このようなプラズマ処理装置の作用につい
て、CF膜をO2 ガスによりクリ−ニングする場合にお
いて説明する。O2 ガスによるクリ−ニングの際、例え
ば分光器61では成膜室22内のOの活性種の発光強度
が連続的に測定される。ここで成膜室22内ではOや、
CF膜自体が分解してできた生成物やCF膜とOとの反
応によって生じた種々の活性種(CF、C、C2 、C
O、CO2 、F)が存在するが、Oの活性種の発光強度
を測定すると、図16に示すように、Oの活性種は例え
ば777nmや616nm等の波長に固有のピ−クを持
つので、例えば分光器61で最もピ−ク値が高い波長7
77nmの発光強度を測定することにより、Oの活性種
の発光強度のみを選択的に検出することができる。また
発光強度はOの量に比例しており、Oの量が多ければ発
光強度が大きくなり、Oの量が少なければ発光強度が小
さくなる。
The operation of such a plasma processing apparatus will be described in the case where the CF film is cleaned with O 2 gas. At the time of cleaning with O 2 gas, for example, the spectroscope 61 continuously measures the emission intensity of the active species of O in the film forming chamber 22. Here, in the film forming chamber 22, O,
Various activated species (CF, C, C 2 , C 2 ) generated by the decomposition of the CF film itself and the reaction between the CF film and O
O, CO 2 , and F) are present, but when the emission intensity of the active species of O is measured, as shown in FIG. 16, the active species of O has a peak specific to a wavelength such as 777 nm or 616 nm. Therefore, for example, the wavelength 7 having the highest peak value in the spectroscope 61 is obtained.
By measuring the emission intensity at 77 nm, it is possible to selectively detect only the emission intensity of the O active species. The emission intensity is proportional to the amount of O. The emission intensity increases as the amount of O increases, and the emission intensity decreases as the amount of O decreases.

【0096】クリ−ニングが進むと、図17の曲線Aに
示すように、Oの活性種の発光強度は次第に大きくなっ
ていき時間Tを過ぎるとほぼ一定となる。即ちクリ−ニ
ング時間が長くなるとOの量は多くなり、時間Tを過ぎ
るとほぼ一定となる。これはクリ−ニング当初は生成さ
れたOの活性種の一部がCF膜の除去に消費されるが、
ある程度クリ−ニングが進みCF膜の残存量が少なくな
ってくるとCF膜の除去により消費されるOの活性種の
量が減ってくるので成膜室22内に残存するOの活性種
の量が多くなり、CF膜が完全に除去されるとOの活性
種の消費量はゼロとなるため、生成されたOの活性種が
そのまま残存することとなってOの量が一定となるから
である。従って活性種量が一定となるまでの時間がクリ
−ニングに要する時間であり、この時間Tがクリ−ニン
グの終点となる。
As the cleaning proceeds, the emission intensity of the active species of O gradually increases as shown by the curve A in FIG. 17 and becomes substantially constant after the time T. That is, the amount of O increases as the cleaning time increases, and becomes substantially constant after the time T. This is because at the beginning of cleaning, a part of the generated active species of O is consumed for removing the CF film.
When the cleaning proceeds to some extent and the remaining amount of the CF film decreases, the amount of the active species of O consumed by the removal of the CF film decreases, so the amount of the active species of O remaining in the film forming chamber 22 When the CF film is completely removed, the consumption of the active species of O becomes zero, and the generated active species of O remain as it is, so that the amount of O becomes constant. is there. Therefore, the time until the amount of active species becomes constant is the time required for cleaning, and this time T is the end point of cleaning.

【0097】一方図17の曲線Bは、CF膜に起因する
活性種例えばCF、C、C2 、CO、CO2 、Fの活性
種の発光強度であり、これらの発光強度はクリ−ニング
が進むとOとは反対に次第に小さくなっていき時間Tを
過ぎるとゼロとなる。即ちクリ−ニング当初は多量のC
F膜が存在するので、これらの活性種の量も多いが、あ
る程度クリ−ニングが進みCF膜の残存量が少なくなっ
てくるとこれに応じて次第に減ってきて、CF膜が完全
に除去されるとゼロとなる。従ってこの場合は活性種量
がゼロになるまでの時間がクリ−ニングに要する時間で
あり、この時間Tがクリ−ニングの終点となる。
On the other hand, the curve B in FIG. 17 is the emission intensity of the active species originating from the CF film, for example, the active species of CF, C, C 2 , CO, CO 2 , and F. As it progresses, it gradually decreases in contrast to O, and becomes zero after the time T. That is, a large amount of C is initially used for cleaning.
Since the F film is present, the amount of these active species is large, but when the cleaning proceeds to some extent and the remaining amount of the CF film decreases, the amount gradually decreases accordingly, and the CF film is completely removed. Then it becomes zero. Therefore, in this case, the time required for the cleaning until the active species amount becomes zero is the time required for cleaning, and this time T is the end point of the cleaning.

【0098】実際にクリ−ニングの際に測定したOの活
性種の波長777nmにおける発光強度を図18に示
す。このようにOの活性種の発光強度は次第に大きくな
ってくるので、この発光強度が一定となったときにクリ
−ニングを終了する。ここでクリ−ニングの終点は、例
えば発光強度の検出値の高低を観察し、この検出値が一
定範囲に収まったときに発光強度を一定とするというプ
ログラムを予め設定しておくことにより判断される。
FIG. 18 shows the emission intensity at a wavelength of 777 nm of the active species of O actually measured at the time of cleaning. As described above, since the emission intensity of the active species of O gradually increases, the cleaning is terminated when the emission intensity becomes constant. Here, the end point of the cleaning is determined, for example, by observing the level of the detected value of the light emission intensity, and setting a program for setting the light emission intensity constant when the detected value falls within a certain range in advance. You.

【0099】このように本実施の形態のプラズマ処理装
置では、成膜室22内に存在するOの活性種の発光強度
を検出することにより、クリ−ニングの終点を決定する
ようにしているので、クリ−ニングの終点を目視で判断
する場合に比べて、この終点の判断を正確に行うことが
できる。このため終点の判断を誤って、成膜室22内に
CF膜が残存してしまったり、既にCF膜が除去されて
いるのにクリ−ニングを続けてしまうようなことがな
く、成膜処理のスル−プットを向上させることができ
る。
As described above, in the plasma processing apparatus of the present embodiment, the end point of the cleaning is determined by detecting the emission intensity of the active species of O existing in the film forming chamber 22. The end point can be determined more accurately than when the end point of the cleaning is visually determined. For this reason, the CF film is not left in the film forming chamber 22 by mistake in determining the end point, and the cleaning is not continued even though the CF film has already been removed. Can be improved.

【0100】以上において本実施の形態では、CF膜に
起因する活性種の発光強度を検出することによりクリ−
ニングの終点を決定するようにしてもよいし、クリ−ニ
ングガスとしてO2 ガス以外のガスを用いた場合には、
このガスの活性種の発光強度を検出するようにしてもよ
い。また本実施の形態は、ECRプラズマ処理により形
成されたCF膜のクリ−ニングのみならず、プラズマに
より形成されたCF膜のクリ−ニングに適用できる。さ
らにSiO2 膜やSiOF膜のクリ−ニングにも適用で
きる。
As described above, in the present embodiment, the light emission intensity of the active species caused by the CF film is detected to clear the light.
The end point of the cleaning may be determined, or when a gas other than the O 2 gas is used as the cleaning gas,
The emission intensity of the active species of this gas may be detected. This embodiment can be applied not only to cleaning of a CF film formed by ECR plasma processing but also to cleaning of a CF film formed by plasma. Further, the present invention can be applied to cleaning of a SiO 2 film or a SiOF film.

【0101】[0101]

【発明の効果】本発明によれば、真空容器の内部に付着
したフッ素を含むカ−ボン膜のクリ−ニングに要する時
間を短縮することができ、またクリ−ニングの際に載置
台の表面を保護することができる。
According to the present invention, the time required for cleaning the carbon film containing fluorine adhered to the inside of the vacuum vessel can be shortened, and the surface of the mounting table can be cleaned at the time of cleaning. Can be protected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係るクリ−ニングが実施
されるプラズマ処理装置を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a plasma processing apparatus in which cleaning according to an embodiment of the present invention is performed.

【図2】CF膜のO2 ガスによるエッチングの特性図で
ある。
FIG. 2 is a characteristic diagram of etching of a CF film by an O 2 gas.

【図3】CF膜のO2 ガスのクリ−ニングにおいてマイ
クロ波電力密度の影響を確認するための実験の結果を示
す表である。
FIG. 3 is a table showing results of an experiment for confirming the effect of microwave power density on cleaning of O 2 gas in a CF film.

【図4】ミラ−磁界と発散磁界とを示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a mirror magnetic field and a divergent magnetic field.

【図5】CF膜のO2 ガスのクリ−ニングにおいて磁界
の影響を確認するための実験の結果を示す表である。
FIG. 5 is a table showing results of an experiment for confirming the effect of a magnetic field on cleaning of an O 2 gas in a CF film.

【図6】パルス状にマイクロ波を供給したときの電子エ
ネルギ−を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing electron energy when a microwave is supplied in a pulsed manner.

【図7】CF膜のクリ−ニングにおいてクリ−ニングガ
スの影響を確認するための実験の結果を示す表である。
FIG. 7 is a table showing results of an experiment for confirming the effect of a cleaning gas on cleaning of a CF film.

【図8】本発明の他の実施の形態に係るクリ−ニングが
実施されるプラズマ処理装置を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a plasma processing apparatus in which cleaning according to another embodiment of the present invention is performed.

【図9】本発明の他の実施の形態に係るクリ−ニングが
実施されるプラズマ処理装置の他の例を示す断面図であ
る。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of a plasma processing apparatus in which cleaning according to another embodiment of the present invention is performed.

【図10】本発明の他の実施の形態に係るクリ−ニング
が実施されるプラズマ処理装置の他の例を示す断面図で
ある。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another example of a plasma processing apparatus in which cleaning according to another embodiment of the present invention is performed.

【図11】本発明の他の実施の形態に係るクリ−ニング
が実施されるプラズマ処理装置の他の例を示す断面図で
ある。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of a plasma processing apparatus in which cleaning according to another embodiment of the present invention is performed.

【図12】CF膜のH2 Oガスによるエッチングの特性
図である。
FIG. 12 is a characteristic diagram of etching of a CF film by H 2 O gas.

【図13】CF膜のクリ−ニングにおいてクリ−ニング
ガスの影響を確認するための実験の結果を示す表であ
る。
FIG. 13 is a table showing results of an experiment for confirming the influence of a cleaning gas on cleaning of a CF film.

【図14】CF膜のクリ−ニングにおいてクリ−ニング
ウエハの影響を確認するための実験の結果を示す表であ
る。
FIG. 14 is a table showing results of an experiment for confirming the effect of a cleaning wafer on cleaning of a CF film.

【図15】本発明のさらに他の実施の形態に係るプラズ
マ処理装置を示す断面図である。
FIG. 15 is a sectional view showing a plasma processing apparatus according to still another embodiment of the present invention.

【図16】Oのプラズマの発光強度を示す特性図であ
る。
FIG. 16 is a characteristic diagram showing emission intensity of O plasma.

【図17】CF膜のクリ−ニングの際の活性種の発光強
度を示す特性図である。
FIG. 17 is a characteristic diagram showing emission intensity of active species at the time of cleaning the CF film.

【図18】CF膜のクリ−ニングの際のOのプラズマの
発光強度の測定結果を示す特性図である。
FIG. 18 is a characteristic diagram showing measurement results of emission intensity of O plasma during cleaning of a CF film.

【図19】従来のプラズマ処理装置を示す断面図であ
る。
FIG. 19 is a sectional view showing a conventional plasma processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 真空容器 21 プラズマ室 22 成膜室 23 透過窓 31 導波管 33 メインコイル 34 サブコイル 4 載置台 51 H2 O容器 52 H2 O供給管 53 マスフロ− 61 分光器 62 光ファイバ2 the vacuum chamber 21 plasma chamber 22 the film forming chamber 23 transmission window 31 waveguide 33 main coil 34 sub-coils 4 mounting table 51 H 2 O container 52 H 2 O supply pipe 53 mass flow - 61 spectrograph 62 optical fiber

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成9年9月18日[Submission date] September 18, 1997

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【書類名】 明細書[Document Name] Statement

【発明の名称】 プラズマ処理装置のクリ−ニング方法Patent application title: Cleaning method for plasma processing apparatus

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は例えば半導体ウエハ
などの被処理基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ
処理装置のクリ−ニング方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning method for a plasma processing apparatus for performing a plasma processing on a substrate to be processed such as a semiconductor wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路の配線パタ−ンとしては主にア
ルミニウム配線が用いられ、これを絶縁するための層間
絶縁膜としてはSiO2 膜やSiOF膜が用いられてお
り、これらの形成方法としては膜質が良好なことから、
例えばマイクロ波と磁界とを組み合わせたECR(El
ectron Cyclotron Resonanc
e)プラズマ処理が用いられる傾向にある。
2. Description of the Related Art Aluminum wiring is mainly used as a wiring pattern of an integrated circuit, and an SiO 2 film or a SiOF film is used as an interlayer insulating film for insulating the aluminum wiring. Has good film quality,
For example, ECR (El
electron Cyclotron Resonance
e) There is a tendency to use plasma treatment.

【0003】このECRプラズマ処理を行うプラズマ処
理装置の一例を図19に挙げると、プラズマ生成室1A
内に例えば2.45GHzのマイクロ波を導波管11を
介して供給するとと同時に、所定の大きさ例えば875
ガウスの磁界を電磁コイル12により印加して、マイク
ロ波と磁界との相互作用(共鳴)により例えばArガス
やO2 ガス等のプラズマガスや、成膜室1B内に導入さ
れた反応性ガス例えばSiH4 ガスをプラズマ化し、こ
のプラズマによりSiH4 ガスの活性種を形成してAl
N(窒化アルミニウム)製の載置台13上に載置された
半導体ウエハW表面に薄膜を形成するようになってい
る。
FIG. 19 shows an example of a plasma processing apparatus for performing this ECR plasma processing.
The microwaves of, for example, 2.45 GHz are supplied through the waveguide 11 and have a predetermined size, for example, 875 μm.
A Gaussian magnetic field is applied by the electromagnetic coil 12, and the interaction (resonance) between the microwave and the magnetic field causes a plasma gas such as an Ar gas or an O 2 gas, or a reactive gas introduced into the film formation chamber 1B, for example. The SiH 4 gas is turned into plasma, and active species of the SiH 4 gas are formed by this plasma to form Al
A thin film is formed on the surface of the semiconductor wafer W mounted on the mounting table 13 made of N (aluminum nitride).

【0004】そしてこのようなプラズマ処理装置では、
SiO2 膜等の成膜処理を行うと成膜室1Bの壁面や載
置台13の周辺にもこれらの膜が付着してしまうが、成
膜処理が進みこの膜の膜厚がある程度の厚さになると付
着した膜が剥がれてパーティクルの原因となることか
ら、SiO2 膜やSiOF膜の成膜処理を行った後、こ
れらの付着した膜を除去するために所定のクリ−ニング
が行われている。
In such a plasma processing apparatus,
When a film forming process such as a SiO 2 film is performed, these films also adhere to the wall surface of the film forming chamber 1B and the periphery of the mounting table 13, but the film forming process proceeds, and the film has a certain thickness. In this case, the adhered film is peeled off, causing particles. Therefore, after performing a film forming process of the SiO 2 film or the SiOF film, a predetermined cleaning is performed to remove the adhered film. I have.

【0005】例えばSiO2 膜やSiOF膜を除去する
ためのクリ−ニングは、例えばウエハWを12枚成膜す
る毎に例えば20分程度行われており、クリ−ニングガ
スとしてCF4 ガスやNF3 ガスなどのF系のガスを真
空容器内に導入し、このガスをプラズマにより活性化さ
せ、この活性種を付着した膜に反応させて除去してい
る。
For example, the cleaning for removing the SiO 2 film and the SiOF film is performed, for example, for about 20 minutes every time 12 wafers W are formed, and CF 4 gas or NF 3 is used as the cleaning gas. An F-based gas such as a gas is introduced into the vacuum vessel, the gas is activated by plasma, and the activated species reacts with the adhered film and is removed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとしている課題】ところでSiO2
膜は誘電率が4程度、SiOF膜は誘電率が3.5程度
であるが、近年高速デバイスの要求が高まり、これによ
り誘電率の低い層間絶縁膜が要求されている。そこでこ
のような誘電率が低い層間絶縁膜として、2.5以下の
誘電率を達成し得る、フッ素添加カ−ボン膜(以下CF
膜という)が注目されている。
SUMMARY OF THE INVENTION By the way, SiO 2
Although the film has a dielectric constant of about 4 and the SiOF film has a dielectric constant of about 3.5, the demand for high-speed devices has increased in recent years. Therefore, as such an interlayer insulating film having a low dielectric constant, a fluorine-added carbon film (hereinafter referred to as CF) capable of achieving a dielectric constant of 2.5 or less.
Membrane)).

【0007】このCF膜も上述のプラズマ処理装置によ
り成膜できるが、CF膜をクリ−ニングにより除去する
ときに前記CF4 ガスやNF3 ガス等のF系のガスを用
いると、CF4 ガスのみではクリ−ニングがほとんど進
まず、またNF3 ガスのみではクリ−ニング速度がかな
り遅く、処理に90分程度と長い時間がかかってしま
う。このようにクリ−ニングに時間がかかると、クリ−
ニングは成膜処理の間に行なわれることから成膜処理の
スル−プットが悪くなるという問題がある。
This CF film can also be formed by the above-mentioned plasma processing apparatus. However, when the CF film is removed by cleaning, if an F-based gas such as the CF 4 gas or the NF 3 gas is used, the CF 4 gas is removed. With only NF 3 gas, the cleaning speed hardly progresses, and with only NF 3 gas, the cleaning speed is considerably slow, and the processing takes a long time of about 90 minutes. If the cleaning takes a long time in this way,
Since the thinning is performed during the film forming process, there is a problem that the throughput of the film forming process is deteriorated.

【0008】またクリ−ニングの際には、載置台13は
プラズマに晒されているが載置台13の表面にはもとも
とCF膜は付着していないので、載置台13の表面が直
接プラズマに叩かれて荒れてしまう。このように載置台
13の表面が荒れると載置台表面に凹凸が生じ、ウエハ
Wの吸着力やウエハWへの熱伝導が部分的に変化してし
まったり、また成膜処理のプロセスの初期と後期とで変
化してプロセスの再現性が悪化してしまう。このため成
膜された膜の膜厚の面内均一性が悪くなったり、膜厚の
面間均一性が悪くなるという問題がある。
At the time of cleaning, the mounting table 13 is exposed to the plasma, but since the CF film is not originally adhered to the surface of the mounting table 13, the surface of the mounting table 13 is directly hit by the plasma. And get rough. When the surface of the mounting table 13 becomes rough, unevenness is generated on the surface of the mounting table, and the suction force of the wafer W and the heat conduction to the wafer W are partially changed. It changes in the latter period, and the reproducibility of the process deteriorates. Therefore, there is a problem that the in-plane uniformity of the film thickness of the formed film is deteriorated and the uniformity of the film thickness between the surfaces is deteriorated.

【0009】さらに載置台13の表面が荒れると、その
後の成膜処理の際ウエハWを載置台13上に載置した
り、取り外したりするときにパーティクルの発生の原因
になるおそれがあり、また高価な載置台13の寿命が短
くなってしまうという問題もある。例えば特に強いプラ
ズマを生成してクリ−ニング速度を速めようとするとき
には、載置台表面の劣化が激しいので問題であった。
Further, if the surface of the mounting table 13 is roughened, particles may be generated when the wafer W is mounted on or removed from the mounting table 13 in a subsequent film forming process. There is also a problem that the life of the expensive mounting table 13 is shortened. For example, when a particularly strong plasma is generated to increase the cleaning speed, there is a problem because the surface of the mounting table is greatly deteriorated.

【0010】さらにまたクリ−ニングの際には、作業者
が成膜室1Bの側壁に形成された覗き窓14から成膜室
1Bの内部を目視し、膜が残存しているか否かを確認す
ることにより処理の終了時を判断するようにしていた
が、このような方法では作業者の経験に頼る面が多分に
あるため、終了時の判断が不正確になってしまう。この
ため終了時の判断が早すぎて膜が残存してしまったり、
これを避けようとして終了時の判断が遅くなり、クリ−
ニング時間が長くなり過ぎてしまい、結果として成膜処
理のスル−プットが悪くなるという問題がある。
Further, at the time of cleaning, an operator visually checks the inside of the film forming chamber 1B through the viewing window 14 formed on the side wall of the film forming chamber 1B and checks whether or not the film remains. In this case, the end of the process is determined. However, in such a method, the determination of the end is inaccurate because the method often depends on the experience of the operator. For this reason, the decision at the end is too early and the membrane remains,
In order to avoid this, the judgment at the end is delayed, and the
There is a problem in that the processing time becomes too long, and as a result, the throughput of the film forming process deteriorates.

【0011】本発明はこのような事情のもとになされた
ものであり、その目的は真空容器内部に付着したフッ素
を含むカ−ボン膜のクリ−ニングに要する時間を短縮す
ることができるプラズマ処理装置のクリ−ニング方法を
提供することにある
The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to reduce the time required for cleaning a carbon film containing fluorine adhering to the inside of a vacuum vessel. processing apparatus chestnut - is to provide a training method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このため本発明は、真空
容器内に設けられた載置台に被処理基板を載置して、成
膜ガスをプラズマ化し、このプラズマにより当該被処理
基板にフッ素添加カ−ボン膜を成膜する成膜処理工程
と、次いで前記真空容器内において酸素プラズマ生成用
ガスをプラズマ化し、このプラズマにより前記真空容器
内に付着したフッ素添加カ−ボン膜を除去するクリ−ニ
ング工程と、を含むことを特徴とする。ここで前記成膜
ガスのプラズマ化は、例えば成膜ガスをマイクロ波と磁
界の相互作用によりプラズマ化することにより行なわ
れ、この場合には前記真空容器の単位体積(1立方メ−
トル)当たりのマイクロ波の電力を10kW以上に設定
することが望ましい。また成膜ガスのプラズマ化を、磁
界形成手段により被処理基板の被処理面に対向する領域
から被処理基板に向かって磁力線が走るように磁界を形
成し、この磁界と電界との相互作用によりプラズマ化す
ることにより行なうようにしてもよく、この場合には前
記クリ−ニング工程は、被処理基板付近の磁力線が前記
成膜処理工程時よりも末広がりとなるように磁界を調整
して行うことが望ましい。さらにこの場合磁界の調整
は、磁界形成手段を、各々被処理基板の中心軸を囲むよ
うに巻かれ、被処理基板の上方に設けられた第1のコイ
ルと、被処理基板の側方又は下方側に設けられた第2の
コイルとから構成し、前記第2のコイルに流れる電流を
プラズマ処理時よりも小さくする(ゼロも含む)か、逆
向きに電流を流すことにより行なうことが望ましい。さ
らにまた酸素プラズマ生成用ガスに交流電力を与えてプ
ラズマを生成し、このプラズマによりフッ素添加カ−ボ
ン膜を除去してクリ−ニングを行なう場合には、当該ク
リ−ニングは、交流電力を当該交流電力の周波数よりも
低い周波数のパルスによりオン、オフしながら行うこと
が望ましい。ここでクリ−ニング工程は、1枚の被処理
基板に成膜処理を行なう毎に行われるようにしてもよ
い。また前記酸素プラズマ生成用ガスは、酸素ガス、酸
素ガスと水素ガスとからなるガス、酸素ガスとフッ素を
含むガスとからなるガス、酸素とフッ素の化合物のガ
ス、水蒸気、炭素と酸素の化合物のガス、窒素と酸素と
の化合物のガスであることが望ましい。またクリ−ニン
グ工程は、酸素ガスからなる酸素プラズマ生成用ガスを
用い、次いで酸素とフッ素の化合物のガスからなる酸素
プラズマ生成用ガスを用いて行なうようにしてもよい。
さらに本発明では、クリ−ニング工程時に真空容器内に
おいて生成した所定の活性種について、当該活性種が発
光する特定の波長の発光強度を検出し、この検出結果に
基づいてクリ−ニングの終了時を判断することが望まし
い。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a vacuum
Place the substrate to be processed on the mounting table provided in the container,
The film gas is turned into plasma, and the plasma
Film forming process for forming a fluorine-added carbon film on a substrate
And then for oxygen plasma generation in the vacuum vessel
The gas is turned into plasma, and the plasma is
Cleaner for removing fluorine-added carbon film adhering inside
And a charging step. Here the film formation
For example, the gas is turned into plasma by depositing the gas into a microwave and
By plasmatization by the interaction of the fields
In this case, the unit volume (1 cubic
The power of microwave per Torr) is set to 10kW or more.
It is desirable to do. Also, turning the deposition gas into plasma
Area facing the processing surface of the processing substrate by the field forming means
A magnetic field is formed so that lines of magnetic force run from
Into a plasma due to the interaction between the magnetic field and the electric field.
In this case, in this case,
In the cleaning step, the lines of magnetic force near the substrate to be processed are
Adjust the magnetic field so that it spreads wider than during the film deposition process
It is desirable to do it. Further adjustment of the magnetic field in this case
The magnetic field forming means surrounds the central axis of each substrate to be processed.
And a first coil provided above the substrate to be processed.
And a second side provided below or beside the substrate to be processed.
And a current flowing through the second coil.
Make it smaller than plasma processing (including zero) or reverse
It is desirable to carry out by flowing a current in the direction. Sa
In addition, AC power is applied to the oxygen plasma generation gas to
Plasma is generated and the plasma is added
When cleaning is performed after removing the cleaning film,
In the cleaning, the AC power is set higher than the frequency of the AC power.
What to do while turning on and off with low frequency pulses
Is desirable. Here, the cleaning process is performed for one sheet to be processed.
It may be performed every time a film formation process is performed on a substrate.
No. The oxygen plasma generating gas may be oxygen gas, acid gas, or the like.
Gas consisting of hydrogen gas and hydrogen gas, oxygen gas and fluorine
Gas containing oxygen and gas containing oxygen and fluorine
Water, water vapor, gas of carbon and oxygen compounds, nitrogen and oxygen
Is desirable. Also cleanin
The oxygen plasma generating gas composed of oxygen gas
Used, then oxygen consisting of a gas of a compound of oxygen and fluorine
This may be performed using a plasma generation gas.
Further, in the present invention, during the cleaning process,
Of the active species generated in
Detects the emission intensity of a specific wavelength of light,
It is desirable to judge the end of cleaning based on
No.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明のプラズマ処理装置のクリ
−ニング方法の一実施の形態について説明する。本発明
者らはプラズマ処理装置の真空容器内部に付着したCF
膜を除去するためのクリ−ニングに際し、クリ−ニング
ガスとして種々のガスを検討したところ酸素(O2 )ガ
スが有効であることを見出した。本実施の形態はO2
スをクリ−ニングガスとして用いて、CF膜が付着した
プラズマ処理装置のクリ−ニングを行なうというもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a cleaning method for a plasma processing apparatus according to the present invention will be described. The present inventors have developed CF attached to the inside of a vacuum vessel of a plasma processing apparatus.
In cleaning for removing the film, various gases were examined as a cleaning gas, and it was found that oxygen (O 2 ) gas was effective. In this embodiment, cleaning of a plasma processing apparatus having a CF film attached thereto is performed using O 2 gas as a cleaning gas.

【0014】先ずCF膜を被処理基板上に成膜するため
のプラズマ処理装置の一例について図1により説明す
る。このプラズマ処理装置はECR(電子サイクロトロ
ン共鳴)を用いた装置である。図中2は例えばアルミニ
ウム等により形成された真空容器であり、この真空容器
2は上方に位置してプラズマを発生させる円筒状のプラ
ズマ室21と、この下方に連通させて連結され、プラズ
マ室21より内径の大きい円筒状の成膜室22とからな
る。
First, an example of a plasma processing apparatus for forming a CF film on a substrate to be processed will be described with reference to FIG. This plasma processing apparatus is an apparatus using ECR (Electron Cyclotron Resonance). In the figure, reference numeral 2 denotes a vacuum vessel formed of, for example, aluminum or the like. This vacuum vessel 2 is connected to a cylindrical plasma chamber 21 located above and in communication with a lower cylindrical plasma chamber 21 for generating plasma. And a cylindrical film forming chamber 22 having a larger inner diameter.

【0015】この真空容器2の上端面はマイクロ波を透
過するための透過窓23により構成されている。透過窓
23の上面にはプラズマ室21内に例えば2.45GH
zのマイクロ波を供給するための導波管31が設けられ
ており、この導波管31の他端側にはマイクロ波発振器
32に接続されている。この例では導波管31とマイク
ロ波発振器32とにより高周波供給手段が構成されてい
る。
The upper end surface of the vacuum vessel 2 is formed by a transmission window 23 for transmitting microwaves. On the upper surface of the transmission window 23, for example, 2.45 GH
A waveguide 31 for supplying microwaves of z is provided, and the other end of the waveguide 31 is connected to a microwave oscillator 32. In this example, the waveguide 31 and the microwave oscillator 32 constitute a high-frequency supply unit.

【0016】プラズマ室21を区画する側壁の外周囲に
は、これに接近させて磁界形成手段としてリング状のメ
インソレノイドコイル33(以下メインコイル33とい
う)が配置されており、プラズマ室21に例えば上方か
ら下方に向かう例えば875ガウスの磁界を形成し得る
ようになっている。また成膜室22の底壁の下方側には
リング状のサブソレノイドコイル34(以下サブコイル
34という)が配置されている。
A ring-shaped main solenoid coil 33 (hereinafter referred to as a main coil 33) is disposed near the outer periphery of the side wall defining the plasma chamber 21 as magnetic field forming means in close proximity thereto. For example, a magnetic field of 875 gauss can be formed from above to below. A ring-shaped sub solenoid coil 34 (hereinafter, referred to as a sub coil 34) is disposed below the bottom wall of the film forming chamber 22.

【0017】またプラズマ室21を区画する側壁には、
その周方向に沿って均等に配置したプラズマガスノズル
24が設けられている。このノズル24には図示しない
プラズマガス源及びクリ−ニングガス源が接続されてお
り、プラズマ室21内の上部にプラズマガスやクリ−ニ
ングガスを均等に供給し得るようになっている。なお図
中ノズル24は図面の煩雑化を避けるため2本しか記載
していないが、実際にはそれ以上設けている。
On the side wall that partitions the plasma chamber 21,
The plasma gas nozzles 24 are provided evenly along the circumferential direction. A plasma gas source and a cleaning gas source (not shown) are connected to the nozzle 24 so that the plasma gas and the cleaning gas can be uniformly supplied to the upper portion in the plasma chamber 21. Although only two nozzles 24 are shown in the figure to avoid complication of the drawing, more nozzles 24 are actually provided.

【0018】一方成膜室22内には、その上部側に成膜
室22室内に成膜ガスとして例えばC4 8 ガス及びC
2 4 ガスを導入するためのガス吹き出し口25aが形
成されたリング状のガスリング25が設けられており、
このガスリング25には図示しない反応性ガス源例えば
4 8 ガス源及びC2 4 ガス源が接続されている。
また成膜室22内のほぼ中央には被処理基板例えば半導
体ウエハW(以下ウエハWという)を載置するため載置
台4が昇降自在に設けられている。この載置台4は、例
えばアルミニウム等により形成された本体41にヒ−タ
を内蔵したセラミックス体42を設けてなり、載置面は
静電チャックとして構成されている。さらに載置台4の
セラミック静電チャック42にはウエハWにイオンを引
き込むためのバイアス印加の為の電極43を内蔵し、電
極43にはプラズマ引込み用の例えば高周波電源44が
接続されている。さらにまた成膜室22の底部には、図
示しない排気口が形成されている。
On the other hand, in the film forming chamber 22, for example, C 4 F 8 gas and C 4
A ring-shaped gas ring 25 having a gas outlet 25a for introducing 2 H 4 gas is provided.
The gas ring 25 is connected to a reactive gas source (not shown), for example, a C 4 F 8 gas source and a C 2 H 4 gas source.
A mounting table 4 for mounting a substrate to be processed, for example, a semiconductor wafer W (hereinafter, referred to as a wafer W), is provided at substantially the center of the film forming chamber 22 so as to be able to move up and down. The mounting table 4 has a main body 41 made of, for example, aluminum or the like provided with a ceramic body 42 having a built-in heater, and the mounting surface is configured as an electrostatic chuck. Further, the ceramic electrostatic chuck 42 of the mounting table 4 has a built-in electrode 43 for applying a bias for drawing ions into the wafer W, and the electrode 43 is connected to, for example, a high-frequency power supply 44 for drawing plasma. Furthermore, an exhaust port (not shown) is formed at the bottom of the film forming chamber 22.

【0019】次に上述の装置を用いて行われるCF膜の
成膜処理について説明する。先ず図示しないロ−ドロッ
ク室から例えば表面にアルミニウム配線が形成されたウ
エハWを搬入して載置台4上に載置する。続いて真空容
器2の内部を所定の真空度まで真空引きし、プラズマガ
スノズル24からプラズマ室21内へプラズマガス例え
ばArガスを導入すると共に、ガスリング25から成膜
室22内へ成膜ガス例えばC4 8 ガス及びC2 4
スを夫々流量60sccm及び30sccmで導入す
る。そして真空容器2内を例えばプロセス圧力0.2P
aに維持し、かつ載置台4に13.56MHz、150
0Wのバイアス電圧を印加すると共に、載置台4の表面
温度を320℃に設定する。
Next, a description will be given of a process of forming a CF film using the above-described apparatus. First, a wafer W having, for example, an aluminum wiring formed on its surface is loaded from a load lock chamber (not shown) and placed on the mounting table 4. Subsequently, the inside of the vacuum vessel 2 is evacuated to a predetermined degree of vacuum, a plasma gas such as an Ar gas is introduced from the plasma gas nozzle 24 into the plasma chamber 21, and a film forming gas such as an Ar gas is introduced from the gas ring 25 into the film forming chamber 22. C 4 F 8 gas and C 2 H 4 gas are introduced at flow rates of 60 sccm and 30 sccm, respectively. Then, the inside of the vacuum vessel 2 is set to a process pressure of 0.2 P, for example.
a, and 13.56 MHz, 150
A bias voltage of 0 W is applied, and the surface temperature of the mounting table 4 is set to 320 ° C.

【0020】マイクロ波発振器32からの2.45GH
zの高周波(マイクロ波)は、導波管31を搬送されて
透過窓23を透過してプラズマ室21内に導入される。
このプラズマ室21内には、メインコイル33とサブコ
イル34により発生したミラ−磁界が875ガウスの強
さで印加されており、この磁界とマイクロ波との相互作
用で電子サイクロトロン共鳴が生じ、この共鳴によりA
rガスがプラズマ化され、かつ高密度化される。
2.45 GH from microwave oscillator 32
The high frequency (microwave) of z is conveyed through the waveguide 31, passes through the transmission window 23, and is introduced into the plasma chamber 21.
In the plasma chamber 21, a mirror magnetic field generated by the main coil 33 and the sub-coil 34 is applied with a strength of 875 gauss, and the interaction between the magnetic field and the microwave generates electron cyclotron resonance. By A
The r gas is converted into plasma and the density is increased.

【0021】プラズマ室21より成膜室22内に流れ込
んだプラズマ流は、ここに供給されているC4 8 ガス
及びC2 4 ガスを活性化(プラズマ化)させて活性種
(プラズマ)を形成する。
The plasma flow flowing from the plasma chamber 21 into the film forming chamber 22 activates the C 4 F 8 gas and the C 2 F 4 gas supplied thereto ( to form plasma) and activates the active species.
(Plasma) is formed.

【0022】一方ウエハW上に輸送された活性種はCF
膜として成膜されるが、その際プラズマ引込用のバイア
ス電圧により、ウエハWに引き込まれたArイオンが、
スパッタエッチング作用によりウエハW表面のパターン
上の角部に成膜したCF膜を削り取り、間口を広げなが
ら、パターン溝底部からCF膜を成膜し、凹部にボイド
なくCF膜が埋め込まれる。
On the other hand, active species transported onto wafer W are CF
A film is formed as a film. At this time, Ar ions drawn into the wafer W by a bias voltage for plasma pulling in are formed.
The CF film formed at the corners of the pattern on the surface of the wafer W is scraped off by the sputter etching action, and while widening the frontage, the CF film is formed from the bottom of the pattern groove, and the CF film is embedded in the recess without voids.

【0023】続いてこのようなプラズマ処理装置にて、
このような成膜処理を行なった後に行われるクリ−ニン
グについて説明する。ウエハWに対して所定の成膜処理
を行なうと、例えば載置台4表面のウエハWの周辺や載
置台4の外周囲部分、ガス吹き出し口25a周辺等の成
膜ガスが到達する場所にもCF膜が付着してしまう。ク
リ−ニングとはこのように真空容器2の内部に付着した
CF膜を除去するために行われる処理であり、例えば1
2枚のウエハWに成膜処理を行なった後に行われる。
Subsequently, with such a plasma processing apparatus,
The cleaning performed after performing such a film forming process will be described. When a predetermined film forming process is performed on the wafer W, the CF also reaches a place where the film forming gas reaches, for example, around the wafer W on the surface of the mounting table 4, an outer peripheral portion of the mounting table 4, and around the gas outlet 25 a. The film adheres. Cleaning is a process performed to remove the CF film adhered to the inside of the vacuum vessel 2 as described above.
This is performed after performing the film forming process on the two wafers W.

【0024】具体的には12枚目のウエハWを真空容器
2から搬出した後、プラズマ室21内にプラズマガスノ
ズル24からクリ−ニングガス(酸素プラズマ生成用ガ
ス)としてO2 ガスを例えば200sccmの流量で導
入し、かつマイクロ波発振器32から2.45GHzの
マイクロ波を導入すると共に、例えばメインコイル33
及びサブコイル34を作動させて磁界を875ガウスの
強さで印加することにより行われる。
Specifically, after the twelfth wafer W has been carried out of the vacuum chamber 2, the cleaning gas (oxygen plasma generation gas) is introduced into the plasma chamber 21 from the plasma gas nozzle 24.
At the same time, O 2 gas is introduced at a flow rate of, for example, 200 sccm and a microwave of 2.45 GHz is introduced from the microwave oscillator 32.
And operating the sub-coil 34 to apply a magnetic field with a strength of 875 gauss.

【0025】このようにすると成膜室22の内部では後
述するミラ−磁界が形成され、この磁界とマイクロ波と
の相互作用で電子サイクロトロン共鳴が生じ、この共鳴
によりO2 ガスがプラズマ化され、かつ高密度化され
る。そしてプラズマ化により生じた例えばOのラジカル
やイオンからなるOの活性種(プラズマ)がガス吹き出
し口25aや載置台4の周辺に付着したCF膜と反応
し、CF膜を例えばCO2ガスやF2 ガスに分解して飛
散させ、図示しない排気口を介して成膜室22の外部へ
除去する。
The mirror will be described later in the inside of the deposition chamber 22 when such - a magnetic field is formed, occurs electron cyclotron resonance in interaction between the magnetic field and the microwave, O 2 gas is converted to plasma by the resonance, And the density is increased. Then, active species (plasma) of O, such as radicals or ions of O, generated by the plasma, react with the CF film adhered to the gas outlet 25a and the periphery of the mounting table 4, and convert the CF film to, for example, CO 2 gas or F 2 gas. The gas is decomposed into two gases, scattered, and removed to the outside of the film forming chamber 22 through an exhaust port (not shown).

【0026】ここで本実施の形態の効果を確認するため
に行なった実験例について説明する。実験装置として図
1に示すプラズマ処理装置を用い、プラズマガスノズル
24からO2 ガスを200sccmの流量で導入して載
置台上に載置されたCF膜が成膜されたウエハWに対し
てO2 のプラズマによりエッチングを行ない、この際の
エッチングレ−トを算出することによりCF膜の除去量
を求めた。ここでその他の条件としては圧力0.1P
a、ミラ−磁界とし、マイクロ波電力を変えて行った。
またO2 ガスに代えてNF3 ガスを200sccmの流
量で導入した場合においても同様の実験を行なった。こ
の結果を図2に示す。
Here, a description will be given of an experimental example performed to confirm the effect of the present embodiment. Using the plasma processing apparatus shown in FIG. 1 as an experimental device, O 2 and O 2 gas from the plasma gas nozzle 24 to the wafer W to the CF film placed on the mounting table introduces was deposited at a flow rate of 200sccm Etching was performed by using the plasma, and the etching rate at this time was calculated to obtain the removal amount of the CF film. Here, other conditions include a pressure of 0.1 P
a, a mirror magnetic field was used and microwave power was changed.
The same experiment was performed when NF 3 gas was introduced at a flow rate of 200 sccm instead of O 2 gas. The result is shown in FIG.

【0027】図2の結果より、O2 ガスを用いた場合は
NF3 ガスを用いた場合に比べてエッチングレ−トがか
なり大きいことが確認され、このことによりO2 ガスは
NF3 ガスに比べてCF膜の除去速度が大きいことが認
められた。
From the results shown in FIG. 2, it was confirmed that the etching rate was considerably larger when the O 2 gas was used than when the NF 3 gas was used, whereby the O 2 gas was converted to the NF 3 gas. It was recognized that the CF film removal rate was higher than that.

【0028】そこで図1に示すプラズマ処理装置におい
て、圧力0.2Pa,マイクロ波電力2700Wの下で
8インチサイズのウエハWに対してCF膜を5μm成膜
した後、クリ−ニングガスとしてO2 ガスを200sc
cmの流量で導入し、圧力0.1Pa、マイクロ波電力
2500W、ミラ−磁界の条件の下でCF膜のクリ−ニ
ングを行なったところ、30分経過後にはCF膜が完全
に除去され、NF3 ガスを200sccmの流量で導入
してクリ−ニングを行なった場合に比べてクリ−ニング
時間が1/10〜1/5に短縮されることが認められ、
この結果によりCF膜のクリ−ニングにはO2 ガスが有
効であることが確認された。
In the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, a 5-μm CF film is formed on an 8-inch wafer W under a pressure of 0.2 Pa and a microwave power of 2700 W, and then an O 2 gas is used as a cleaning gas. 200sc
When the CF film was cleaned under the conditions of a pressure of 0.1 Pa, a microwave power of 2500 W, and a mirror magnetic field, the CF film was completely removed after 30 minutes, and NF was removed. 3 It is recognized that the cleaning time is reduced to 1/10 to 1/5 as compared with the case where cleaning is performed by introducing a gas at a flow rate of 200 sccm.
From these results, it was confirmed that O 2 gas was effective for cleaning the CF film.

【0029】ここでこのようにCF膜のクリ−ニングに
2 ガスが有効であるのは以下のような理由に因るもの
と考えられる。即ちクリ−ニングガスとしてO2 ガスを
用いた場合には、プラズマ化により生じたOの活性種が
CF膜の表面を叩くことによりCF膜表面のC−C結合
やC−F結合を物理的に切断すると共に、Oの活性種と
CF膜のC(炭素)とのCO2 の生成という化学反応に
よっても前記C−C結合等が切断される。そしてこの切
れ目からO2 がCF膜の内部に入り込んで行き、CF膜
内部のC−C結合やC−F結合を切断する。このように
Oの活性種はCF膜のCと反応してCO2 ガスを生成
し、一方F(フッ素)はF2 ガスを生成すると推察さ
れ、これらのガスが飛散していくことによりCF膜が除
去されると考えられる。
The reason why the O 2 gas is effective for cleaning the CF film is considered to be due to the following reasons. That is, when an O 2 gas is used as a cleaning gas, the active species of O generated by plasma hitting the surface of the CF film physically causes the CC bond or CF bond on the CF film surface to physically. At the same time, the C—C bond and the like are also broken by a chemical reaction of generating CO 2 between the active species of O and C (carbon) of the CF film. Then, O 2 enters the inside of the CF film from this cut, and cuts the CC bond and the CF bond inside the CF film. As described above, the active species of O react with C of the CF film to generate CO 2 gas, while F (fluorine) is presumed to generate F 2 gas. Is thought to be removed.

【0030】一方クリ−ニングガスとしてNF3 ガスを
用いた場合には、プラズマ化により生じたFの活性種が
CF膜表面のC−C結合やC−F結合を切断し、これら
の結合が切断された後はFはF2 ガスやNF3 ガスとな
って飛散していき、CはCF4 ガスとなって飛散してい
くことにより、CF膜が除去されると推察される。
On the other hand, when NF 3 gas is used as the cleaning gas, the active species of F generated by the plasma breaks the CC bond or CF bond on the CF film surface, and these bonds are cut. After that, F is scattered as F 2 gas or NF 3 gas, and C is supposed to be scattered as CF 4 gas, thereby removing the CF film.

【0031】またOとCとの反応によるCO2 の生成
は、FとCとの反応によるCF4 の生成よりも起こりや
すいと考えられる。このためOの活性種はCO2 を生成
することによってCF膜の内部のC−C結合やC−F結
合を切断しやすいので、FよりもCF膜の内部に入り込
みやすいと考えられる。このようにO2 ガスはクリ−ニ
ングの際、NF3 ガスに比べてC−C結合やC−F結合
切断やすく、CF膜の内部に入り込みやすいために
クリ−ニング速度が大きくなり、この結果クリ−ニング
時間が短くなると推察される。
It is considered that the generation of CO 2 by the reaction between O and C is more likely to occur than the generation of CF 4 by the reaction of F and C. For this reason, it is considered that the active species of O is liable to break the CC bond or CF bond inside the CF film by generating CO 2 , so that it is easier to enter the CF film than F. As described above, the O 2 gas has a CC bond and a CF bond at the time of cleaning, as compared with the NF 3 gas.
Easy to cut, chestnut to easily enter the interior of the CF film - training speed is increased, as a result chestnut - training time is presumed to be shorter.

【0032】このように本実施の形態では、CF膜のク
リ−ニングガスとしてO2 ガスを用いているので、真空
容器2内部に付着したCF膜のクリ−ニング時間が短縮
され、これにより成膜処理のスル−プットを向上させる
ことができる。
As described above, in this embodiment, since the O 2 gas is used as the cleaning gas for the CF film, the cleaning time of the CF film adhered to the inside of the vacuum vessel 2 is shortened. The throughput of the treatment can be improved.

【0033】続いて本実施の形態の他の例について説明
する。この例は上述の実施の形態のクリ−ニング方法に
おいて、クリ−ニングの際のマイクロ波の電力密度を1
0kW/m3 以上に設定するというものである。このマ
イクロ波電力密度はマイクロ波電力を真空容器2の容積
で割り算することにより算出され、例えばマイクロ波電
力が2000W、真空容器2の容積が0.2m3 である
とマイクロ波電力密度は10kW/m3 となる。
Next, another example of the present embodiment will be described. In this example, the power density of the microwave at the time of cleaning is 1 in the cleaning method of the above-described embodiment.
It is set to 0 kW / m 3 or more. The microwave power density is calculated by dividing the microwave power by the volume of the vacuum vessel 2. For example, if the microwave power is 2000 W and the volume of the vacuum vessel 2 is 0.2 m 3 , the microwave power density is 10 kW / m 3 .

【0034】上述の図2に示す実験により、マイクロ波
電力を大きくするとCF膜のエッチングレ−トが大きく
なることが確認されたので、本発明者らはマイクロ波の
電力密度を変えてクリ−ニングを行い、マイクロ波の電
力密度が10kW/m3 以上になるとクリ−ニング速度
が大きくなることを確認した。
From the experiment shown in FIG. 2 above, it was confirmed that the etching rate of the CF film was increased when the microwave power was increased. Therefore, the present inventors changed the power density of the microwave to clear the CF film. It was confirmed that the cleaning speed was increased when the microwave power density was 10 kW / m 3 or more.

【0035】ここで本発明者らが行った実験例について
説明する。実験装置として図1に示すプラズマ処理装置
を用い、圧力0.2Pa、電力2700W、電力密度1
3.5kW/m3 マイクロ波の下で、8インチサイズの
ウエハWに対してCF膜を10μm成膜した後、クリ−
ニングガスとしてO2 ガスを200sccmの流量で導
入し、マイクロ波の電力密度を変えてCF膜のクリ−ニ
ングを行なった。この際圧力を0.2Paとし、ミラ−
磁界を形成して行った。クリ−ニング状況を目視により
観察し、CF膜が除去されるまでの時間を測定した。こ
の結果を図3(a)に示す。またSiO2 膜を10μm
成膜した後、クリ−ニングガスとしてNF3 ガスとN2
ガスを夫々500sccmの流量で導入した場合におい
ても同様の実験を行った。この結果を図3(b)に示
す。
Now, an experimental example performed by the present inventors will be described. As the experimental apparatus, the plasma processing apparatus shown in FIG. 1 was used, and the pressure was 0.2 Pa, the power was 2700 W, and the power density was 1
Under a 3.5 kW / m 3 microwave, a 10 μm CF film was formed on an 8-inch wafer W, and then a clear film was formed.
O 2 gas was introduced as a cleaning gas at a flow rate of 200 sccm, and the CF film was cleaned by changing the power density of the microwave. At this time, the pressure was set to 0.2 Pa,
The test was performed by forming a magnetic field. The cleaning condition was visually observed, and the time until the CF film was removed was measured. The result is shown in FIG. The SiO 2 film is 10 μm
After forming the film, NF 3 gas and N 2 gas are used as cleaning gases.
The same experiment was performed when the gas was introduced at a flow rate of 500 sccm. The result is shown in FIG.

【0036】図3の結果により、SiO2 膜をNF3
スとN2 ガスによりクリ−ニングする場合には、マイク
ロ波電力密度を6kW/m3 から10kW/m3 に上げ
てもクリ−ニング時間は5分しか短縮されないのに対
し、CF膜をO2 ガスでクリ−ニングする場合には、マ
イクロ波電力密度を10kW/m3 以上にすると6kW
/m3 に設定したときよりもクリ−ニング時間が20分
短縮されてクリ−ニング時間が2/3以下になることか
ら、CF膜のクリ−ニングの際にはSiO2 膜の場合よ
りもマイクロ波電力密度の影響が大きいことが確認され
た。
According to the results shown in FIG. 3, when the SiO 2 film is cleaned with the NF 3 gas and the N 2 gas, the cleaning is performed even if the microwave power density is increased from 6 kW / m 3 to 10 kW / m 3. The time can be reduced by only 5 minutes, whereas when the CF film is cleaned with O 2 gas, 6 kW when the microwave power density is 10 kW / m 3 or more.
/ M 3 , the cleaning time is shortened by 20 minutes and the cleaning time is reduced to / or less. Therefore, when cleaning the CF film, the cleaning time is shorter than that of the SiO 2 film. It was confirmed that the influence of the microwave power density was large.

【0037】またCF膜のクリ−ニングの際にはマイク
ロ波電力密度を9kW/m3 から10kW/m3 に上昇
させるとクリ−ニング時間は10分短縮されるのに対
し、10kW/m3 から11kW/3 に上昇させても
短縮された時間は3分であり、短縮の程度が小さくなる
ことから、クリ−ニングはマイクロ波電力密度を10k
W/m3 以上に設定することが望ましいと考えられる。
When cleaning the CF film by increasing the microwave power density from 9 kW / m 3 to 10 kW / m 3 , the cleaning time is shortened by 10 minutes, whereas the cleaning time is reduced by 10 kW / m 3. Even if it is increased from 10 kW / m 3 to 10 kW / m 3 , the shortening time is 3 minutes, and the degree of shortening becomes small.
It is considered that it is desirable to set W / m 3 or more.

【0038】このようにCF膜のクリ−ニングにおいて
マイクロ波電力密度の影響が大きいのは次のような理由
に因るものと考えられる。マイクロ波電力密度が大きく
なると、これに伴ってプラズマ密度が高くなり、またプ
ラズマ密度が高くなるとプラズマにより活性化されたO
の活性種のエネルギ−が大きくなる。ここでOの活性種
の中でも夫々エネルギ−が異なり、付着したCF膜に到
達してCF膜の除去に寄与する活性種もあれば、エネル
ギ−が小さくてCF膜に到達できない活性種もある。従
って上述のように活性種のエネルギ−が大きくなればよ
り多くの活性種が付着したCF膜に到達できることにな
る。
The effect of the microwave power density on the cleaning of the CF film is considered to be due to the following reasons. The higher the microwave power density, the higher the plasma density, and the higher the plasma density, the higher the O 2 activated by the plasma.
The energy of the active species is increased. Here, among the active species of O, the energies are different from each other, and some of the active species reach the adhered CF film and contribute to the removal of the CF film, while others have a small energy and cannot reach the CF film. Therefore, as described above, if the energy of the active species is increased, it is possible to reach the CF film on which more active species are attached.

【0039】O2 ガスによるクリ−ニングでは既述のよ
うにプラズマ化により生じたOの活性種がCF膜表面の
C−C結合やC−F結合を物理的に切断すると共に、C
2を生成することにより化学的にも切断することによ
り進行すると考えられるが、プラズマ自体の密度が高く
なってOの活性種のエネルギ−が高くなると、CF膜に
到達するOの活性種が多くなり、これにより物理的な切
断力も化学的な切断力も大きくなる。従ってC−C結合
等がより切断されやすくなり、O2 ガスがよりCF膜の
内部に入り込みやすくなるのでクリ−ニング処理の進行
が促進されると推察される。
In the cleaning with O 2 gas, as described above, the active species of O generated by the plasma physically break the CC bond and CF bond on the CF film surface,
It is considered that the generation proceeds by chemically cutting by generating O 2. However, when the density of the plasma itself is increased and the energy of the activated species of O is increased, the activated species of O reaching the CF film are reduced. This increases both the physical and chemical cutting forces. Therefore, it is presumed that the CC bond and the like are more easily broken, and the O 2 gas is more likely to enter the inside of the CF film, thereby promoting the progress of the cleaning process.

【0040】一方SiO2 膜のクリ−ニングでは、Si
2 膜表面のSi−O結合はNF3の活性化によって得
られるFの活性種による化学反応により切断されるもの
と考えられる。従ってマイクロ波電力密度が大きくなっ
てプラズマ密度が高くなると、プラズマにより活性化さ
れるFのエネルギ−が大きくなるのでクリ−ニング速度
が速くなるものの、物理的な力はSiO2 膜に影響を与
えないのでその分クリ−ニングの促進の程度が小さくな
る。
On the other hand, when cleaning the SiO 2 film,
It is considered that the Si—O bond on the surface of the O 2 film is cleaved by a chemical reaction with an active species of F obtained by activating NF 3 . Accordingly, when the microwave power density increases and the plasma density increases, the energy of F activated by the plasma increases, so that the cleaning speed increases, but the physical force affects the SiO 2 film. Since there is no cleaning, the degree of promotion of cleaning is reduced accordingly.

【0041】このようにこの例ではCF膜のクリ−ニン
グにおいてマイクロ波電力密度を10kW/m3 以上に
設定したので、真空容器2内部に付着したCF膜のクリ
−ニング処理時間がより短縮され、これにより成膜処理
のスル−プットをより向上させることができる。
As described above, in this example, since the microwave power density is set to 10 kW / m 3 or more in the cleaning of the CF film, the cleaning time of the CF film adhered inside the vacuum vessel 2 is further reduced. Thus, the throughput of the film forming process can be further improved.

【0042】続いて本実施の形態のさらに他の例につい
て説明する。この例は上述の実施の形態のクリ−ニング
方法において、クリ−ニングの際の磁界を発散磁界に設
定するというものである。ここでミラ−磁界と発散磁界
とについて図4により説明すると、ミラ−磁界とは図4
(a)に示すように、載置台4周辺に磁界Mを閉じ込め
るものであり、メインコイル33とサブコイル34とを
作動させることにより形成される。一方発散磁界とは図
4(b)に示すように、載置台4周辺に下方側に向けて
広がるように磁界Mを形成するものであり、サブコイル
34に流れる電流を成膜処理時よりも小さく、例えば
インコイル33のみを作動させることにより形成され
る。
Next, still another example of the present embodiment will be described. In this example, the magnetic field at the time of cleaning is set to a divergent magnetic field in the cleaning method of the above embodiment. Here, the mirror magnetic field and the diverging magnetic field will be described with reference to FIG.
As shown in (a), the magnetic field M is confined around the mounting table 4 and is formed by operating the main coil 33 and the sub coil 34. On the other hand, as shown in FIG. 4B, the divergent magnetic field forms a magnetic field M so as to spread downward around the mounting table 4 and includes a sub- coil .
The current that flows through 34 is smaller than that during the film forming process, and is formed, for example, by operating only main coil 33.

【0043】ここで本発明者らが行った実験例について
説明する。実験装置として図1に示すプラズマ処理装置
を用い、マイクロ波電力2700Wの下で8インチサイ
ズのウエハWに対してCF膜を10μm成膜した後、ク
リ−ニングガスとしてO2 ガスを200sccmの流量
で導入し、圧力20Pa,マイクロ波電力2500Wの
下で、磁界をミラ−磁界と発散磁界とに変えてCF膜の
クリ−ニング処理を行なった。この際ミラ−磁界はメイ
ンコイル33電流を200A、サブコイル34電流を2
00Aとして形成し、発散磁界はメインコイル33電流
を200A、サブコイル34電流を0Aとして形成し
た。クリ−ニング状況を目視により観察し、ガス吹き出
し口25a周辺と、載置台4の表面や外周囲部分(載置
台4の周辺部分)とについてCF膜が除去されるまでの
時間を測定した。また圧力を0.2Paに変えて同様の
実験を行った。この結果を図5に示す。
Here, an experimental example performed by the present inventors will be described. Using a plasma processing apparatus shown in FIG. 1 as an experimental apparatus, a 10 μm CF film was formed on an 8-inch wafer W under microwave power of 2700 W, and O 2 gas was used as a cleaning gas at a flow rate of 200 sccm. The cleaning was performed on the CF film by changing the magnetic field to a mirror magnetic field and a divergent magnetic field under a pressure of 20 Pa and a microwave power of 2500 W. At this time, the mirror magnetic field was such that the main coil 33 current was 200 A and the sub coil 34 current was 2 A.
The divergent magnetic field was formed with the main coil 33 current at 200 A and the sub coil 34 current at 0 A. The cleaning condition was visually observed, and the time required for the CF film to be removed from the vicinity of the gas outlet 25a and the surface and the outer peripheral portion of the mounting table 4 (the peripheral portion of the mounting table 4) was measured. A similar experiment was performed with the pressure changed to 0.2 Pa. The result is shown in FIG.

【0044】図5の結果により、発散磁界では載置台周
辺のクリ−ニング時間はミラ−磁界よりもかなり短くな
り、ガス吹き出し口25a周辺のクリ−ニング時間はミ
ラ−磁界よりも長くかかるものの、載置台周辺のクリ−
ニングが終了するときにはガス吹き出し口25a周辺の
クリ−ニングは既に終了しているため、結果として発散
磁界の方がミラ−磁界よりもクリ−ニング時間が短縮さ
れることが認められた。さらに圧力を0.2Paにする
と、20Paの場合に比べて載置台周辺のクリ−ニング
時間が20分も短縮されることから、CF膜のクリ−ニ
ングは低圧にするほど時間が短縮されると推察される。
According to the results shown in FIG. 5, in the diverging magnetic field, the cleaning time around the mounting table is much shorter than the mirror magnetic field, and the cleaning time around the gas outlet 25a takes longer than the mirror magnetic field. Clear around mounting table
When the cleaning is completed, the cleaning around the gas outlet 25a has already been completed. As a result, it has been recognized that the diverging magnetic field has a shorter cleaning time than the mirror magnetic field. Further, when the pressure is set to 0.2 Pa, the cleaning time around the mounting table is reduced by 20 minutes as compared with the case of 20 Pa, so that the cleaning time of the CF film is reduced as the pressure becomes lower. Inferred.

【0045】この理由については、既述のようにCF膜
のO2 ガスによるクリ−ニングでは、プラズマ密度がC
F膜のC−C結合等の物理的、化学的な切断力に大きく
作用するため、このようなプラズマ密度の差によりクリ
−ニング速度に大きな違いが現れるものと考えられる。
即ちプラズマ密度は磁束密度が高い程高くなるので、プ
ラズマは真空容器2の内部全体に亘って生成されるが、
ミラ−磁界ではプラズマ領域は載置台の上部側近傍に閉
じ込められるように形成され、発散磁界ではプラズマ領
域は載置台4の周辺に下方側に向けて広がるように形成
される。ここで前記プラズマ領域とはプラズマがECR
により閉じ込められて高密度化された領域をいい、この
領域以外の領域ではプラズマ密度は極めて低いものとな
る。
The reason for this is that, as described above, when the CF film is cleaned with the O 2 gas, the plasma density becomes C
Since it greatly affects the physical and chemical cutting force such as the CC bond of the F film, it is considered that such a difference in the plasma density causes a large difference in the cleaning speed.
That is, since the plasma density increases as the magnetic flux density increases, the plasma is generated over the entire inside of the vacuum vessel 2.
In the case of the mirror magnetic field, the plasma region is formed so as to be confined in the vicinity of the upper portion of the mounting table, and in the case of the divergent magnetic field, the plasma region is formed so as to spread downward around the mounting table 4. Here, the plasma region means that the plasma is ECR
Means a region which is confined and increased in density, and in regions other than this region, the plasma density is extremely low.

【0046】従ってガス吹き出し口25a周辺では発散
磁界の方が磁束密度が低くなりクリ−ニング速度が小さ
くなる。しかしながらこの部分では発散磁界においても
磁界はある程度閉じ込められていてプラズマ密度はもと
もと高いのでそれ程クリ−ニング時間は長くならないと
考えられる。
Therefore, in the vicinity of the gas outlet 25a, the divergent magnetic field has a lower magnetic flux density and a lower cleaning speed. However, in this part, the magnetic field is confined to some extent even in the divergent magnetic field, and the plasma density is originally high, so it is considered that the cleaning time is not so long.

【0047】一方載置台周辺は発散磁界ではプラズマ領
域に存在しているものの、この発散磁界ではプラズマが
下方側に向かって発散していき、下方側に向かうに連れ
てプラズマ密度が低くなっていく。このため載置台周辺
の磁束密度が小さく、プラズマ密度はガス吹き出し口2
5a付近よりは低くなるので、ガス吹き出し口25aよ
りもクリ−ニング時間が長くなってしまうと考えられ
る。一方ミラ−磁界では載置台4周辺はプラズマ領域か
ら外れていてプラズマ密度がかなり低くなるので、これ
に応じてクリ−ニング速度も大幅に小さくなってクリ−
ニング時間がかなり長くなってしまう。
On the other hand, although the vicinity of the mounting table exists in the plasma region with the diverging magnetic field, the plasma diverges downward with the diverging magnetic field, and the plasma density decreases as it goes downward. . Therefore, the magnetic flux density around the mounting table is small, and the plasma density is
Since the temperature is lower than the vicinity of 5a, it is considered that the cleaning time is longer than that of the gas outlet 25a. On the other hand, in the mirror magnetic field, the periphery of the mounting table 4 is out of the plasma region and the plasma density becomes considerably low.
The running time will be quite long.

【0048】また低圧にするとクリ−ニング時間がより
短縮されるのは以下の理由に因るものと考えられる。即
ち低圧ではOイオンの平均自由行程が長くなり、イオン
の持つエネルギーが大きくなるためイオンスパッタ効率
が上がる。前述したようにC−F膜はC−C結合やC−
F結合を物理的に切断することが必要なので、エネルギ
ーの高いイオンが多い方がよりクリーニング速度が大き
くなる。
The reason why the cleaning time is further reduced when the pressure is reduced is considered to be as follows. That is, at low pressure, the mean free path of O ions becomes longer and the energy of the ions increases, so that the ion sputtering efficiency increases. As described above, the C—F film has a C—C bond or a C—C bond.
Since it is necessary to physically break the F bond, the more ions with high energy, the higher the cleaning speed.

【0049】ここで発散磁界でクリ−ニング時間が短縮
されたことから、SiO2 膜をNF3 ガスとN2 ガスに
よりクリ−ニングする場合についても磁界をミラ−磁界
と発散磁界とに変化させてクリ−ニング時間の測定を行
ったところ、このような磁界の変化によってはクリ−ニ
ング時間の短縮は見られなかった。
Since the cleaning time was shortened by the divergent magnetic field, the magnetic field was changed to a mirror magnetic field and a divergent magnetic field even when the SiO 2 film was cleaned with NF 3 gas and N 2 gas. When the cleaning time was measured in this manner, no reduction in the cleaning time was observed due to such a change in the magnetic field.

【0050】CF膜とSiO2 膜とではクリ−ニングに
おける磁界の影響が異なるのはクリ−ニングの進行の仕
方が異なるためと考えられる。O2 ガスのクリ−ニング
は、既述のようにプラズマ密度がクリ−ニング速度に大
きく影響し、プラズマ領域から離れたプラズマ密度が極
めて低い部分ではクリ−ニングが進行しにくくなる。一
方SiO2 膜のクリ−ニングでは、既述のようにプラズ
マ密度はFの活性種によるクリ−ニングにそれ程影響を
与えないので、メカニズムは明らかではないが、プラズ
マ密度が低い部分でもクリ−ニングが進行すると考えら
れる。このようにCF膜のクリ−ニングではSiO2
よりもプラズマ密度の影響がかなり大きいので、磁界の
影響が大きくなるものと推察される。
It is considered that the influence of the magnetic field on the cleaning is different between the CF film and the SiO 2 film because the way of the cleaning progresses. As described above, in the cleaning of the O 2 gas, the plasma density greatly affects the cleaning speed, and the cleaning does not easily progress in a portion far from the plasma region where the plasma density is extremely low. On the other hand, in the cleaning of the SiO 2 film, the mechanism is not clear because the plasma density does not significantly affect the cleaning by the active species of F, as described above, but the cleaning is performed even in a portion where the plasma density is low. Is thought to progress. As described above, in the cleaning of the CF film, the influence of the plasma density is considerably larger than that of the SiO 2 film, and it is presumed that the influence of the magnetic field becomes larger.

【0051】以上においてこの例では、発散磁界の代わ
りに、サブコイル34からメインコイル33とは逆向き
に電流を流すことによりカスプ磁界を形成するようにし
てもよい。このカスプ磁界の場合も載置台の周辺のプラ
ズマ密度を高くすることができる。
In the above example, in this example, a cusp magnetic field may be formed by flowing a current from the sub-coil 34 in a direction opposite to that of the main coil 33 instead of the diverging magnetic field. Also in the case of the cusp magnetic field, the plasma density around the mounting table can be increased.

【0052】このようにこの例ではCF膜のO2 ガスに
よるクリーニングにおいて発散磁界やカスプ磁界を形成
しているので、真空容器2内部に付着したCF膜のクリ
−ニング時間がより短縮され、これにより成膜処理のス
ル−プットをより向上させることができる。
As described above, in this example, a diverging magnetic field and a cusp magnetic field are formed in the cleaning of the CF film with the O 2 gas, so that the cleaning time of the CF film adhered to the inside of the vacuum vessel 2 is further reduced. Thereby, the throughput of the film forming process can be further improved.

【0053】続いて本実施の形態のさらに他の例につい
て説明する。この例は上述の実施の形態のクリ−ニング
方法において、クリ−ニングの際のマイクロ波をパルス
状に供給するというものである。ここでマイクロ波をパ
ルス状に供給するとは、マイクロ波発振器32から発振
される例えば2700Wの2.45GHzのマイクロ波
を例えば周波数100〜5000Hzのパルスでオン・
オフする、いわばマイクロ波をパルスで変調するという
意味である。パルスのデュ−ティ比としては例えば40
〜60%に設定することができる。のようにマイクロ
波をパルス状に供給すると高いエネルギ−を持つプラズ
マを生成することができるので、クリ−ニング速度を大
きくすることができる。
Next, still another example of the present embodiment will be described. In this example, in the cleaning method of the above-described embodiment, a microwave at the time of cleaning is supplied in a pulse form. Here, supplying the microwave in a pulse shape means that a microwave of 2.45 GHz of, for example, 2700 W oscillated from the microwave oscillator 32 is turned on with a pulse of, for example, a frequency of 100 to 5000 Hz.
It means turning off, that is, modulating the microwave with a pulse. The pulse duty ratio is, for example, 40
6060% can be set. High Supplying microwaves pulsed energy as this - it is possible to generate a plasma having, chestnut - can be increased training speed.

【0054】ここで本発明者らが行った実験例について
説明する。実験装置として図1に示すプラズマ処理装置
を用い、圧力500Pa、ミラ−磁界(メインコイル3
3電流200A、サブコイル34電流200A)、温度
350℃の条件の下、2700W、2.45GHzのマ
イクロ波を周波数100〜5000Hz、デュ−ティ比
0.4〜0.6でオン・オフしながら供給し、クリ−ニ
ングガスとしてO2 ガスを500sccmの流量で導入
し、CF膜が成膜されたウエハWに対してエッチングを
行い、この際のエッチングレ−トを算出することにより
CF膜の除去量を求めた。また2700Wのマイクロ波
を連続的に供給した場合おいても同様の実験を行った。
Here, an experimental example performed by the present inventors will be described. A plasma processing apparatus shown in FIG. 1 was used as an experimental apparatus, and a pressure of 500 Pa and a mirror magnetic field (main coil 3) were used.
Under the conditions of 3 current 200A, sub coil 34 current 200A) and temperature 350 ° C, microwave of 2700W and 2.45GHz is supplied while turning on and off at a frequency of 100 to 5000Hz and a duty ratio of 0.4 to 0.6. Then, an O 2 gas is introduced as a cleaning gas at a flow rate of 500 sccm, the wafer W on which the CF film is formed is etched, and the etching rate at this time is calculated to remove the CF film. I asked. The same experiment was performed when a microwave of 2700 W was continuously supplied.

【0055】この実験により、マイクロ波をパルス状に
供給した場合のクリ−ニングレ−ト(エッチングレ−
ト)8000オングストロ−ム/分であるのに対し、連
続的に供給した場合には4000オングストロ−ム/分
であることが確認され、マイクロ波をパルス状に供給す
ることによりCF膜の除去速度が大きくなることが認め
られた。
According to this experiment, the cleaning rate (etching rate) when microwaves were supplied in a pulsed manner was
G) While it was 8000 angstroms / min, it was confirmed to be 4000 angstroms / min when supplied continuously, and the removal rate of the CF film was obtained by supplying microwaves in a pulsed manner. Was found to be larger.

【0056】そこで図1に示すプラズマ処理装置におい
て、圧力0.2Pa、マイクロ波電力2700Wの条件
で8インチサイズのウエハWに対してCF膜を5μm成
膜した後、圧力500Pa、ミラ−磁界の条件の下で、
2700W、2.45GHzのマイクロ波を周波数10
0〜5000Hz、デュ−ティ比0.4〜0.6でオン
・オフしながら供給し、クリ−ニングガスとしてO2
スを500sccmの流量で導入し、CF膜のクリ−ニ
ングを行ったところ、クリ−ニング時間は6分程度であ
った。一方2700Wのマイクロ波を連続的に供給し、
その他は同条件としてクリーニング時間を測定したとこ
ろ、クリーニング時間は12分であった。これらの結果
により、マイクロ波をパルス状に供給する場合は、マイ
クロ波を連続的に供給する場合に比べてクリ−ニング時
間が6分程度短縮されることが確認された。
Therefore, in the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, a CF film is formed to a thickness of 5 μm on an 8-inch wafer W under the conditions of a pressure of 0.2 Pa and a microwave power of 2700 W. Under the conditions,
2700 W, 2.45 GHz microwave at frequency 10
It was supplied at 0-5000 Hz with a duty ratio of 0.4-0.6 while being turned on and off, and O 2 gas was introduced as a cleaning gas at a flow rate of 500 sccm to clean the CF film. The cleaning time was about 6 minutes. On the other hand, microwave of 2700W is continuously supplied,
Otherwise, when the cleaning time was measured under the same conditions, the cleaning time was 12 minutes. From these results, it was confirmed that the cleaning time was shortened by about 6 minutes when the microwaves were supplied in a pulsed form compared to when the microwaves were supplied continuously.

【0057】このようにマイクロ波をパルス状に供給し
た場合にクリ−ニング時間が短縮されるのは以下のよう
な理由によるものと考えられる。即ちマイクロ波電力は
(電子の数)×(電子のエネルギ−)により決定される
が、電子のエネルギ−は、マイクロ波の供給当初は電子
の数が少ないためかなり高く、この後電子の数がなだれ
現象により指数関数的に多くなるため急激に低くなって
安定する。従ってパルス状にマイクロ波を供給すると、
図6(a),(b)に示すようにパルス毎に高いエネル
ギ−の電子が供給されるので、高いエネルギ−を持つプ
ラズマが連続的に生成された状態になる。なお図6
(c)に従来のようにマイクロ波を連続的に供給した場
合の電子エネルギ−の変化を比較のために示しておく。
この例のようにプラズマのエネルギ−が高くなると、こ
のプラズマにより活性化される活性種のエネルギ−も高
くなるので、真空容器2内に付着しているCF膜に到達
する活性種が多くなり、この結果クリ−ニング速度が大
きくなる。
The reason why the cleaning time is shortened when the microwave is supplied in a pulsed manner is considered to be as follows. That is, the microwave power is determined by (the number of electrons) × (the energy of the electrons), but the energy of the electrons is considerably high at the beginning of the supply of the microwave because the number of the electrons is small. The avalanche phenomenon increases exponentially, so it drops rapidly and stabilizes. Therefore, when microwaves are supplied in pulse form,
As shown in FIGS. 6A and 6B, high-energy electrons are supplied for each pulse, so that a high-energy plasma is continuously generated. FIG. 6
FIG. 3C shows, for comparison, changes in electron energy when microwaves are continuously supplied as in the prior art.
When the energy of the plasma increases as in this example, the energy of the active species activated by the plasma also increases, so that the number of active species reaching the CF film adhered in the vacuum vessel 2 increases. As a result, the cleaning speed increases.

【0058】このようにこの例ではCF膜のO2 ガスに
よるクリ−ニングにおいてマイクロ波をパルス状に供給
しているので、真空容器2内部に付着したCF膜のクリ
−ニング時間がより短縮され、これにより成膜処理のス
ル−プットをより向上させることができる。
As described above, in this example, the microwave is supplied in a pulsed manner in the cleaning of the CF film by the O 2 gas, so that the cleaning time of the CF film adhered inside the vacuum vessel 2 is further reduced. Thus, the throughput of the film forming process can be further improved.

【0059】続いて本実施の形態のさらに他の例につい
て説明する。この例は上述の実施の形態のクリ−ニング
方法において、例えばウエハWを1枚成膜する毎にクリ
−ニングを行なうというものである。このようにウエハ
Wを1枚成膜する毎にクリ−ニングを行なうと、真空容
器2内に付着しているCF膜の量が少ないため1回のク
リ−ニング時間が例えば15秒程度とかなり短くなる。
Next, still another example of the present embodiment will be described. In this example, in the cleaning method of the above-described embodiment, for example, cleaning is performed every time one wafer W is formed. If the cleaning is performed every time one wafer W is formed, the amount of the CF film adhered in the vacuum vessel 2 is small, so that one cleaning time is considerably long, for example, about 15 seconds. Be shorter.

【0060】また通常成膜が終了したウエハWを搬出し
た後次のウエハWを搬入する前には、載置台4に残存す
る電荷を除去するために例えばO2 のプラズマによる除
電処理を例えば10秒程度行なっているが、ウエハWを
1枚成膜する毎にO2 ガスによるクリ−ニングを行なう
とクリ−ニング時間の方が除電時間よりも長いため、除
電処理も合わせて行なわれることになり、除電処理のみ
をクリ−ニングと別個に行なう必要がなくなる。このた
め例えばウエハWの交換時に除電処理を行ないながらウ
エハWを25枚成膜した後にクリ−ニングする場合に比
べて、同じ枚数のウエハWを処理したときのト−タルの
処理時間を、単純計算では(除電処理時間)×(ウエハ
Wの枚数分)短縮することができ、これによりスル−プ
ットを向上させることができる。
After the wafer W on which film formation has been completed is carried out and before the next wafer W is carried in, in order to remove the electric charge remaining on the mounting table 4, for example, a charge elimination process using O 2 plasma is performed, for example, 10 times. However, if cleaning is performed with O 2 gas every time one wafer W is formed, the cleaning time is longer than the charge elimination time. That is, it is not necessary to perform only the charge removal processing separately from the cleaning. For this reason, the total processing time for processing the same number of wafers W is simpler than the case where cleaning is performed after depositing 25 wafers W while performing static elimination processing when exchanging the wafers W, for example. In the calculation, (the static elimination processing time) × (the number of wafers W) can be reduced, thereby improving the throughput.

【0061】さらにウエハWを25枚成膜した後にクリ
−ニングを行なう場合には、真空容器2内部に付着する
CF膜の量が多くなると、真空容器2の内部状態が変化
して付着したCF膜の膜質が変化し、より強固に付着し
た状態になってしまう。このためCF膜が除去しにくい
状態になってしまうので、ウエハWを1枚成膜する毎に
クリ−ニングを行なう場合に比べて、ト−タルのクリ−
ニングが時間が長くなってしまう。このようにウエハW
を1枚成膜する毎にクリ−ニングを行なう場合にはト−
タルのクリ−ニング時間も短縮できるので、さらにスル
−プットを向上させることができる。
Further, when cleaning is performed after 25 wafers W are formed, if the amount of the CF film adhering to the inside of the vacuum vessel 2 increases, the internal state of the vacuum vessel 2 changes and the adhering CF film changes. The film quality of the film changes, and the film adheres more firmly. This makes it difficult to remove the CF film. Therefore, compared to a case where cleaning is performed each time one wafer W is formed, total cleaning is performed.
The ninging takes a long time. Thus, the wafer W
When cleaning is performed each time one film is formed,
Since the cleaning time of the barrel can be shortened, the throughput can be further improved.

【0062】ここで本発明者らが行った実験例について
説明する。実験装置として図1に示すプラズマ処理装置
を用い、圧力0.2Pa、マイクロ波電力2700Wの
下で8インチサイズのウエハWに対してCF膜を成膜
し、1枚成膜する毎に、クリ−ニングガスとしてO2
スを500sccmの流量で導入し、圧力500Pa、
発散磁界、マイクロ波電力2700Wの条件の下、CF
膜のクリ−ニングを行なって、25枚のウエハWを成膜
した場合のト−タルの処理時間を測定した。また同様の
条件の下、ウエハWの交換時に10秒の除電処理を行な
いながら25枚のウエハWの成膜を行なった後に、クリ
−ニングを行なった場合のト−タルの処理時間を測定し
た。
Here, an experimental example performed by the present inventors will be described. Using a plasma processing apparatus shown in FIG. 1 as an experimental apparatus, a CF film is formed on an 8-inch wafer W under a pressure of 0.2 Pa and a microwave power of 2700 W. - the O 2 gas was introduced at a flow rate of 500sccm as Ningugasu, pressure 500 Pa,
CF under the condition of divergent magnetic field and microwave power of 2700 W
The film was cleaned, and the total processing time when 25 wafers W were formed was measured. Also, under the same conditions, the total processing time when cleaning was performed after film formation on 25 wafers W while performing static elimination processing for 10 seconds when replacing the wafer W was measured. .

【0063】この実験の結果により、ウエハWを1枚成
膜する毎にクリ−ニングを行なう場合はクリ−ニングが
平均15秒程度であり、ト−タルの処理時間は68分4
5秒であるのに対して、25枚のウエハWの成膜を行な
った後にクリ−ニングを行なった場合はクリ−ニング時
間が30分程度であり、ト−タルの処理時間は92分3
0秒であることが確認された。
According to the results of this experiment, when cleaning is performed every time one wafer W is formed, the cleaning is about 15 seconds on average and the total processing time is 68 minutes 4
In contrast to 5 seconds, when cleaning is performed after 25 wafers W are formed, the cleaning time is about 30 minutes, and the total processing time is 92 minutes 3
It was confirmed to be 0 seconds.

【0064】このようにこの例ではCF膜のO2 ガスに
よるクリ−ニングにおいてウエハWを1枚成膜する毎に
クリ−ニングを行なっているので、ト−タルの処理時間
を短縮することができるので成膜処理のスル−プットを
より向上させることができる。
As described above, in this example, the cleaning is performed each time one wafer W is formed in the cleaning of the CF film with the O 2 gas, so that the total processing time can be reduced. Therefore, the throughput of the film forming process can be further improved.

【0065】以上の本実施の形態において、クリーニン
グでは、クリーニングガスと同時にプラズマガス例えば
Arガスを供給するようにしてもよい。またCF膜は成
膜処理の際、載置台4やガス吹き出し口25aの周辺の
みならず真空容器2の内壁面にも付着するが、真空容器
2の内壁面に付着するCF膜は載置台4周辺等に付着す
るCF膜に比べて弱く、薄い膜であり、しかも量が少な
いので、載置台4周辺のクリ−ニングが終了するときに
は真空容器2の内壁のクリ−ニングは既に終了している
状態となる。
In the above embodiment, in the cleaning, a plasma gas, for example, an Ar gas may be supplied simultaneously with the cleaning gas. In the film forming process, the CF film adheres not only to the mounting table 4 and the periphery of the gas outlet 25 a but also to the inner wall surface of the vacuum vessel 2. Since the film is weaker and thinner than the CF film adhering to the periphery and the amount is small, the cleaning of the inner wall of the vacuum vessel 2 has already been completed when the cleaning around the mounting table 4 is completed. State.

【0066】続いて本発明の他の実施の形態について説
明する。本実施の形態が上述の実施の形態と異なる点
は、クリ−ニングガスとしてO2 ガスに、H2 ガスや例
えばCF4 ガスやNF3 ガス等のFを含むガスを組み合
わせたものを用いることである。ここでO2 ガスとH2
ガス等は同時に供給するようにしてもよいし、O2 ガス
を先に供給してからH2 ガス等を供給するようにしても
よい。
Next, another embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is different from the above-described embodiment in that O 2 gas is used as a cleaning gas in combination with H 2 gas or a gas containing F such as CF 4 gas or NF 3 gas. is there. Here, O 2 gas and H 2
The gas or the like may be supplied at the same time, or the O 2 gas may be supplied first, and then the H 2 gas or the like may be supplied.

【0067】次に本発明者らが行った実験例について説
明する。実験装置として図1に示すプラズマ処理装置を
用い、マイクロ波電力2700Wの下で8インチサイズ
のウエハWに対してCF膜を10μm成膜した後、圧力
0.2Pa、マイクロ波電力2500W、ミラ−磁界の
条件の下で、クリ−ニングガスを導入しCF膜のクリ−
ニングを行なった。
Next, experimental examples performed by the present inventors will be described. Using a plasma processing apparatus shown in FIG. 1 as an experimental apparatus, a CF film was formed to a thickness of 10 μm on an 8-inch wafer W under a microwave power of 2700 W, and then a pressure of 0.2 Pa, a microwave power of 2500 W and a mirror were used. Under a magnetic field condition, a cleaning gas is introduced to clean the CF film.
Was performed.

【0068】ここでクリ−ニングガスとしては、O2
スのみ(流量200sccm)、O2 ガス+H2 ガス
(O2 ガス流量200sccm、H2 ガス流量100s
ccm)、O2 ガス+CF4 ガス(O2 ガス流量200
sccm、CF4 ガス流量200sccm)、O2 ガス
+NF3 ガス(O2 ガス流量200sccm、NF3
ス流量200sccm)を用いた。そしてクリ−ニング
状況を目視により観察し、CF膜が除去されるまでの時
間を測定した。この結果を図7(a)に示す。
As the cleaning gas, only O 2 gas (flow rate 200 sccm), O 2 gas + H 2 gas (O 2 gas flow rate 200 sccm, H 2 gas flow rate 100 s)
ccm), O 2 gas + CF 4 gas (O 2 gas flow rate 200
sccm, CF 4 gas flow rate 200 sccm), O 2 gas + NF 3 gas (O 2 gas flow rate 200 sccm, NF 3 gas flow rate 200 sccm) were used. Then, the cleaning condition was visually observed, and the time until the CF film was removed was measured. This result is shown in FIG.

【0069】またクリ−ニングガスとして先ずO2 ガス
を導入した後に、NF3 ガスを導入した場合(O2 ガス
流量200sccm、NF3 ガス流量500sccm)
と、NF3 ガス+N2 ガスを導入した場合(O2 ガス流
量200sccm、NF3 ガス流量500sccm、N
2 ガス流量500sccm)とにおいても同様の実験を
行なった。この際圧力はO2 ガス導入時は0.2Paと
し、NF3 ガス等の導入時は120Paとした。この結
果を図7(b)に示す。
When O 2 gas is first introduced as a cleaning gas and then NF 3 gas is introduced (O 2 gas flow rate 200 sccm, NF 3 gas flow rate 500 sccm)
And when NF 3 gas + N 2 gas is introduced (O 2 gas flow rate 200 sccm, NF 3 gas flow rate 500 sccm, N 2
The same experiment was performed with two gas flow rates of 500 sccm). At this time, the pressure was set to 0.2 Pa when the O 2 gas was introduced, and was set to 120 Pa when the NF 3 gas or the like was introduced. The result is shown in FIG.

【0070】この実験結果により、クリ−ニングガスと
してO2 ガスにH2 ガスやFを含むガスを組み合わせる
ことにより、O2 ガスのみを用いる場合よりもクリ−ニ
ング速度が大きくなり、クリ−ニング時間を短縮できる
ことが確認された。このようにO2 ガス単独よりもO2
ガスとH2 ガスの組み合わせによりクリ−ニング速度が
大きくなるのは、Oの活性種は既述のようにCF膜のC
と反応してCO2 を生成し、Hの活性種はCF膜のFと
反応してHFを生成するので、C−C結合やC−F結合
が切断されやすいためと考えられる。
According to the results of this experiment, the cleaning speed was increased by combining H 2 gas and F containing gas with O 2 gas as the cleaning gas, and the cleaning time was longer than when only O 2 gas was used. It was confirmed that can be shortened. Thus O 2 than O 2 gas alone
The reason why the cleaning speed is increased by the combination of the gas and the H 2 gas is that the active species of O is the C type of the CF film as described above.
The reaction to generate CO 2 and the active species H so generates the HF reacts with F in the CF film, C-C bonds and CF bonds are considered to be because susceptible to cleavage.

【0071】またO2 ガス単独よりもO2 ガスとFを含
むガスの組み合わせによりクリ−ニング速度が大きくな
っているため、既述のようにFの活性種によるクリ−ニ
ングではプラズマ密度の影響がOの活性種よりも小さい
ので、載置台4周辺等のミラ−磁界ではプラズマ領域か
ら外れてプラズマ密度が極めて低くなってしまう場所で
は、メカニズムは明らかではないが、Oの活性種よりも
Fの活性種の方がクリ−ニング速度が大きくなるのでは
ないかと考えられる。この際特にO2 ガスとNF3 ガス
との組み合わせがよいのは、O2 ガスとH2 ガスの組み
合わせやO2 ガスとCF4 ガスの組み合わせでは、クリ
−ニングガス同士が反応してH2 OやCO2 を生成しや
すいのに対し、O2 ガスとNF3 ガスの組み合わせでは
これらのガス同士は反応しにくいためであると考えられ
る。
Since the cleaning speed is increased by the combination of the O 2 gas and the gas containing F as compared with the O 2 gas alone, the cleaning by the active species of F affects the plasma density as described above. Is smaller than the active species of O, the mechanism is not clear where the plasma density is extremely low outside the plasma region due to the mirror magnetic field, such as around the mounting table 4, but the F is higher than that of the active species of O. It is considered that the active species has a higher cleaning speed. At this time, the combination of O 2 gas and NF 3 gas is particularly preferable because in the case of the combination of O 2 gas and H 2 gas or the combination of O 2 gas and CF 4 gas, the cleaning gases react with each other and H 2 O This is thought to be due to the fact that these gases are liable to react with each other in the combination of the O 2 gas and the NF 3 gas, while they easily generate CO 2 and CO 2 .

【0072】この実験において目視による観察により、
NF3 ガスではガス吹き出し口25a周辺のクリ−ニン
グ速度が小さいが、O2 ガスやO2 ガスとH2 ガスを組
み合わせたガスではこの部分のクリ−ニング速度が大き
く、一方Fを含むガス特にNF3 ガスでは載置台4周辺
のクリ−ニング速度が大きいことが確認された。またク
リ−ニングでは真空容器2内部の上方側から付着したC
F膜が除去されていき、下方側では除去されたCF膜が
再付着することもあることが確認された。これらの結果
から、先ずO2 ガスを含むガスによりガスリング25内
壁部分のクリ−ニングを行ない、次いでFを含むガス特
にNF3 ガスにより載置台4周辺のクリ−ニングを行な
うことが望ましいと考えられる。
In this experiment, by visual observation,
In the case of NF 3 gas, the cleaning speed around the gas outlet 25a is low, but in the case of O 2 gas or a gas obtained by combining O 2 gas and H 2 gas, the cleaning speed of this portion is high. It was confirmed that the cleaning speed around the mounting table 4 was high with NF 3 gas. In the cleaning, C adhered from the upper side inside the vacuum vessel 2.
It was confirmed that the F film was removed, and the removed CF film may be re-adhered on the lower side. From these results, it is considered that it is desirable to first clean the inner wall portion of the gas ring 25 with a gas containing O 2 gas, and then to clean around the mounting table 4 with a gas containing F, especially NF 3 gas. Can be

【0073】このように本実施の形態の形態では、CF
膜のクリ−ニングガスとしてO2 ガスとH2 ガスやFを
含むガスを組み合わせているので、真空容器2内部に付
着したCF膜のクリ−ニング時間が短縮され、これによ
り成膜処理のスル−プットを向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, CF
Since a gas containing O 2 gas, H 2 gas and F is used as a cleaning gas for the film, the cleaning time of the CF film adhered to the inside of the vacuum vessel 2 is shortened. Put can be improved.

【0074】続いて本発明のさらに他の実施の形態につ
いて説明する。本実施の形態はO2ガスとH2 ガスとの
組み合わせがクリ−ニングに有効であることに着目して
なされたものであり、上述の実施の形態と異なる点は、
クリ−ニングの際にH2 Oの液体あるいは気体(水蒸
気)を真空容器2内に導入することである。ここでH2
Oは単独で供給するようにしてもよいし、O2 ガスやA
rガス等のプラズマガスと組み合わせて供給するように
してもよい。
Next, still another embodiment of the present invention will be described. The present embodiment has been made by paying attention to the fact that a combination of O 2 gas and H 2 gas is effective for cleaning, and different points from the above-described embodiment are as follows.
H 2 O liquid or gas (water vapor) during cleaning
Is introduced into the vacuum vessel 2. Where H 2
O may be supplied alone, O 2 gas or A
It may be supplied in combination with a plasma gas such as r gas.

【0075】先ず本実施の形態のクリ−ニングが実施さ
れるプラズマ処理装置について図8〜11に基づいて説
明する。図8に示すプラズマ処理装置はH2 Oを気体状
態で導入するものであり、このプラズマ処理装置は、液
体状態のH2 Oが貯留されるH2 O容器51とプラズマ
室21の側壁上部とを、途中にマスフロ−53が介装さ
れたH2 O供給管52で接続して構成されている。その
他の構成は上述の図1に示すプラズマ処理装置と同様で
あるこのようなプラズマ処理装置では、クリ−ニングの
際、プラズマ室21の圧力は例えば0.2Pa程度であ
ってH2 O容器51よりもかなり低いので、H2 O容器
51内のH2 Oは気化し蒸気となってH2 O供給管5
2、マスフロ−53を介してプラズマ室21に例えば
0.01sccmの流量で供給される。そしてこのH2
Oのガスは、プラズマ室21においてプラズマ化されて
HとOの活性種となり、CF膜のCやFと反応してCO
2 やHFを生成することによりクリ−ニングを進行させ
る。
First, a plasma processing apparatus in which the cleaning of this embodiment is performed will be described with reference to FIGS. The plasma processing apparatus shown in FIG. 8 is intended to introduce of H 2 O in a gaseous state, the plasma processing apparatus includes a side wall upper portion of the H 2 O vessel 51 and the plasma chamber 21 that of H 2 O liquid state is stored Are connected by a H 2 O supply pipe 52 in which a mass flow 53 is interposed in the middle. The other structure is the same as that of the plasma processing apparatus shown in FIG. 1 described above. In such a plasma processing apparatus, the pressure of the plasma chamber 21 is, for example, about 0.2 Pa and the H 2 O container 51 during cleaning. because much lower than, H 2 O in H 2 O container 51 becomes vaporized steam H 2 O supply pipe 5
2. It is supplied to the plasma chamber 21 via the mass flow 53 at a flow rate of, for example, 0.01 sccm. And this H 2
The O gas is turned into plasma in the plasma chamber 21 to become active species of H and O, and reacts with C and F of the CF film to form CO gas.
The cleaning is advanced by generating 2 or HF.

【0076】また図9に示すプラズマ処理装置もH2
を気体状態で導入するものであり、このプラズマ処理装
置は、H2 O容器51にガス供給管55を介してプラズ
マガス源54を接続して、H2 O容器51内のH2 Oに
プラズマガス源54からArガスやO2 ガス等のプラズ
マガスを供給し、プラズマガスにH2 Oの気体を湿度と
して含ませながらプラズマ室21内に供給するものであ
る。このようなプラズマ処理装置ではH2 Oはプラズマ
ガスと共に、例えば300sccmの流量で供給され、
ここでプラズマ化されてCF膜のCやFと反応してクリ
−ニングを進行させる。
[0076] The plasma processing apparatus shown in FIG. 9 also H 2 O
The is intended to be introduced in a gaseous state, this plasma processing apparatus, by connecting the plasma gas source 54 through the gas supply pipe 55 in H 2 O container 51, the plasma of H 2 O in H 2 O container 51 A plasma gas such as an Ar gas or an O 2 gas is supplied from the gas source 54 and supplied into the plasma chamber 21 while the plasma gas contains H 2 O gas as humidity. In such a plasma processing apparatus, H 2 O is supplied together with the plasma gas at a flow rate of, for example, 300 sccm.
Here, it is converted into plasma and reacts with C and F of the CF film to advance cleaning.

【0077】図10に示すプラズマ処理装置もH2 Oを
気体状態で導入するものであり、このプラズマ処理装置
は、例えばH2 O容器51の周囲にヒ−タ56を設ける
と共に、H2 O供給管52の周囲にもヒ−タ57を巻回
し、H2 O容器51内のH2Oを加熱することにより強
制的に気化させてプラズマ室21内に供給するというも
のである。このようなプラズマ処理装置ではH2 Oは例
えば100sccmの流量でプラズマ室21に供給さ
れ、ここでプラズマ化されてCF膜のCやFと反応して
クリ−ニングを進行させる。
The plasma processing apparatus shown in FIG. 10 also introduces H 2 O in a gaseous state. In this plasma processing apparatus, for example, a heater 56 is provided around an H 2 O container 51 and H 2 O is provided. A heater 57 is wound around the supply pipe 52, and H 2 O in the H 2 O container 51 is heated to forcibly vaporize and supply the H 2 O into the plasma chamber 21. In such a plasma processing apparatus, H 2 O is supplied to the plasma chamber 21 at a flow rate of, for example, 100 sccm, where it is turned into plasma and reacts with C and F of the CF film to advance cleaning.

【0078】図11に示すプラズマ処理装置はH2 Oを
液体状態で導入するものである。図中59は液体マスフ
ロ−であり、H2 O容器51とプラズマ室21とを結ぶ
2O供給管58のH2 O容器51側の端部は、H2
容器51内のH2 Oの内部に入り込むように設けられて
いる。このH2 O容器51の内部には例えばN2 ガスに
より圧力がかけられており、これにより液体状態のH2
OがH2 O供給管58を介して例えば0.01sccm
の流量でプラズマ室21内に供給される。このプラズマ
室21内部の圧力は例えば0.2Pa程度であるので、
液体状態のH2Oはプラズマ室21内に供給された途端
に気化し、ここでプラズマ化されてCF膜のCやFと反
応してクリ−ニングを進行させる。
The plasma processing apparatus shown in FIG. 11 introduces H 2 O in a liquid state. In the figure, reference numeral 59 denotes a liquid mass flow, and the end of the H 2 O supply pipe 58 connecting the H 2 O container 51 and the plasma chamber 21 on the H 2 O container 51 side is H 2 O.
It is provided so as to enter the inside of H 2 O in the container 51. The H in the inside of the 2 O container 51 has been applied pressure by, for example, N 2 gas, thereby the liquid state H 2
O is supplied through the H 2 O supply pipe 58 to, for example, 0.01 sccm.
Is supplied into the plasma chamber 21 at a flow rate of? Since the pressure inside the plasma chamber 21 is, for example, about 0.2 Pa,
H 2 O in a liquid state is vaporized as soon as it is supplied into the plasma chamber 21, is converted into plasma here, reacts with C and F of the CF film, and advances cleaning.

【0079】次に本発明者らが行った実験例について説
明する。実験装置として図10に示すプラズマ処理装置
を用い、圧力500Pa、発散磁界、マイクロ波電力2
500Wの下で、プラズマガスとしてO2 ガスとArガ
スとを夫々200sccm、150sccmの流量で供
給すると共に、気体状態のH2 Oを流量を変えて供給
し、CF膜が成膜されたウエハWに対してエッチングを
行ない、この際のエッチングレ−トを算出することによ
りCF膜の除去量を求めた。この結果を図12に示す。
Next, an experimental example conducted by the present inventors will be described. As an experimental apparatus, a plasma processing apparatus shown in FIG. 10 was used, and a pressure of 500 Pa, a divergent magnetic field, and microwave power 2
At 500 W, O 2 gas and Ar gas are supplied as plasma gases at a flow rate of 200 sccm and 150 sccm, respectively, and gaseous H 2 O is supplied at a changed flow rate, and the wafer W on which a CF film is formed is supplied. Was etched, and the etching rate at this time was calculated to obtain the removal amount of the CF film. The result is shown in FIG.

【0080】図12の結果により、H2 Oの流量を増加
させると流量が100sccmになるまでは、流量の増
加に合わせてエッチングレ−トが大きくなっていくこと
から、H2 Oの供給によりCF膜の除去速度が大きくな
ることが認められた。
[0080] The results of FIG. 12, increasing the flow rate of H 2 O until the flow rate was 100sccm, the etching rate in accordance with the increase of the flow rate - from that bets becomes larger, the supply of H 2 O It was recognized that the removal rate of the CF film was increased.

【0081】続いて図11に示すプラズマ処理装置にお
いて、圧力0.2Pa、マイクロ波電力2700Wの条
件で8インチサイズのウエハWに対してCF膜を5μm
成膜した後、圧力500Pa、マイクロ波電力2500
W、発散磁界の条件の下で、,プラズマガスとしてO2
ガスとArガスとを夫々200sccm、150scc
mの流量で供給すると共に、気体状態のH2 Oを60s
ccmの流量で導入し、CF膜のクリ−ニングを行なっ
たところ、クリ−ニング時間は5分程度であり、O2
スのみをクリ−ニングガスとして導入してクリ−ニング
する場合に比べてクリ−ニング時間が短縮されることが
確認された。
Subsequently, in the plasma processing apparatus shown in FIG. 11, a CF film is formed to a thickness of 5 μm on an 8-inch wafer W under the conditions of a pressure of 0.2 Pa and a microwave power of 2700 W.
After forming the film, the pressure is 500 Pa and the microwave power is 2500
W, under the condition of diverging magnetic field, O 2 as plasma gas
Gas and Ar gas at 200 sccm and 150 sccc respectively
m 2 , and gaseous H 2 O is supplied for 60 seconds.
When the cleaning was performed at a flow rate of ccm and the CF film was cleaned, the cleaning time was about 5 minutes, which is smaller than the case where only the O 2 gas was introduced as the cleaning gas to perform cleaning. -It was confirmed that the shortening time was shortened.

【0082】このように本実施の形態ではH2 Oを導入
してクリ−ニングを行なっているので、真空容器2内部
に付着したCF膜のクリ−ニング時間が短縮され、これ
により成膜処理のスル−プットを向上させることができ
る。またH2 Oを導入することにより、O2 ガスやH2
ガスを別個に導入する場合に比べて導入作業が容易であ
ると共に、安全なH2 Oを用いるので取扱いも便利とな
る。
As described above, in this embodiment, since the cleaning is performed by introducing H 2 O, the cleaning time of the CF film adhered to the inside of the vacuum vessel 2 is shortened. Can be improved. By introducing H 2 O, O 2 gas and H 2
The introduction operation is easier than in the case where the gas is separately introduced, and the handling is convenient because safe H 2 O is used.

【0083】続いて本発明のさらに他の実施の形態につ
いて説明する。本実施の形態が上述の実施の形態と異な
る点は、クリ−ニングガスとしてO2 ガスの代わりに、
CO2 ガス、N2 Oガス、N4 2 ガスやCOガス等を
用いることである。
Next, still another embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the above-described embodiment in that instead of O 2 gas as a cleaning gas,
CO 2 gas, N 2 O gas, is to use N 4 O 2 gas and CO gas.

【0084】ここで本発明者らが行った実験例について
説明する。実験装置として図1に示すプラズマ処理装置
を用い、マイクロ波電力2800Wの下で8インチサイ
ズのウエハWに対してCF膜を5μm成膜した後、圧力
0.18Pa、マイクロ波電力2500W、発散磁界の
条件の下で、クリ−ニングガスとしてCO2 ガスを20
0sccmの流量で導入し、真空容器2内に付着したC
F膜のクリ−ニングを行なった。クリ−ニング状況を目
視により観察し、ガス吹き出し口25a周辺と載置台4
の周辺部分とについてCF膜が除去されるまでの時間を
測定した。またクリ−ニングガスをN2 Oガス、N4
2 ガス、COガス、O2 ガスとした場合についても同様
の実験を行なった。この結果を図13に示す。
Here, an experimental example performed by the present inventors will be described. Using a plasma processing apparatus shown in FIG. 1 as an experimental apparatus, after forming a CF film of 5 μm on an 8-inch wafer W under a microwave power of 2800 W, a pressure of 0.18 Pa, a microwave power of 2500 W, and a divergent magnetic field Under the conditions described above, 20 CO 2 gas was used as a cleaning gas.
C was introduced at a flow rate of 0 sccm and adhered inside the vacuum vessel 2.
The F film was cleaned. The cleaning condition is visually observed, and the vicinity of the gas outlet 25a and the mounting table 4 are checked.
The time until the CF film was removed was measured with respect to the peripheral portion. The cleaning gas is N 2 O gas, N 4 O
The same experiment was performed when two gases, CO gas and O 2 gas were used. FIG. 13 shows the result.

【0085】この実験結果により、クリ−ニングガスと
してCO2 ガス、N2 Oガス、N42 ガスやCOガス
を用いることにより、O2 ガスを用いる場合よりもガス
吹き出し口25aや載置台4周辺のクリ−ニング速度が
大きくなり、クリ−ニング時間を短縮できることが確認
された。このようにO2 ガスよりもCO2 ガス、N2
ガス、N4 2 ガスやCOガス等のクリ−ニング速度が
大きくなるのは、CO2 ガスやCOガスはCF膜のFと
反応してCF4 を生成しやすく、またN2 OガスやN4
2 ガスはFと反応してNF3 を生成しやすいので、こ
れらのガスはO2 ガスよりもFと反応しやすく、これに
より真空容器2に付着するFの残留物が除去されやすい
ためと考えられる。
According to the results of this experiment, the use of CO 2 gas, N 2 O gas, N 4 O 2 gas or CO gas as the cleaning gas makes it possible to reduce the gas outlet 25a and the mounting table 4 as compared with the case of using O 2 gas. It was confirmed that the peripheral cleaning speed was increased and the cleaning time could be reduced. Thus, CO 2 gas and N 2 O are better than O 2 gas.
The reason why the cleaning speed of gas, N 4 O 2 gas, CO gas, etc. is increased is that CO 2 gas or CO gas reacts with F of the CF film to generate CF 4, and N 2 O gas, N 4
O 2 gas reacts with F to generate NF 3 , so that these gases react more easily with F than O 2 gas, and therefore, the residue of F attached to the vacuum vessel 2 is easily removed. Conceivable.

【0086】このように本実施の形態ではクリ−ニング
ガスとしてCO2 ガス、N2 Oガス、N4 2 ガスやC
Oガスを用いているので、真空容器2内部に付着したC
F膜のクリ−ニング時間が短縮され、これにより成膜処
理のスル−プットを向上させることができる。
As described above, in this embodiment, CO 2 gas, N 2 O gas, N 4 O 2 gas and C
Since O gas is used, C adhered inside the vacuum vessel 2
The cleaning time of the F film is reduced, thereby improving the throughput of the film forming process.

【0087】続いて本発明のさらに他の実施の形態につ
いて説明する。本実施の形態が上述の実施の形態と異な
る点は、載置台4上に載置台表面を保護するための保護
板をなすクリ−ニングウエハを載置してからクリ−ニン
グを行なうことである。前記クリ−ニングウエハは、例
えばクリ−ニングガスによりエッチングされない材質例
えばAlNやAl2 3 等により、例えば成膜処理され
るウエハWと同じ大きさ例えば8インチサイズに構成さ
れている。また真空容器2の外部にはクリ−ニングウエ
ハを真空容器2内に搬入出するための図示しない搬送ア
−ムが設けられると共に、クリ−ニングウエハを搭載す
るための図示しないクリ−ニングウエハ用カセットが設
けられている。
Next, still another embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the above-described embodiment in that cleaning is performed after a cleaning wafer serving as a protection plate for protecting the surface of the mounting table is mounted on the mounting table 4. The cleaning wafer is made of, for example, a material that is not etched by a cleaning gas, such as AlN or Al 2 O 3 , and has the same size as the wafer W to be formed, for example, 8 inches. A transport arm (not shown) for carrying the cleaning wafer into and out of the vacuum vessel 2 is provided outside the vacuum vessel 2, and a cleaning wafer cassette (not shown) for mounting the cleaning wafer is provided. Have been.

【0088】この実施の形態においては、ウエハWの成
膜処理が終了した後、ウエハWを真空容器2から搬出し
て、クリ−ニングウエハ用カセットからクリ−ニングウ
エハを取り出して真空容器2内に搬入し、載置台4上に
載置する。そして載置台4表面にクリ−ニングウエハが
載置された状態で所定のクリ−ニングを行なう。
In this embodiment, after the film formation processing of the wafer W is completed, the wafer W is unloaded from the vacuum vessel 2, the cleaning wafer is taken out from the cleaning wafer cassette and loaded into the vacuum vessel 2. Then, it is mounted on the mounting table 4. Then, predetermined cleaning is performed in a state where the cleaning wafer is mounted on the surface of the mounting table 4.

【0089】このようにしてクリ−ニングを行うと、載
置台4表面がクリ−ニングウエハにより保護されるの
で、クリ−ニングの際に載置台4の表面がプラズマに晒
されないため、この表面がプラズマに叩かれ荒れてしま
うおそれがない。ここでこの例では載置台4表面は処理
用のウエハWの外周囲よりも例えば2mm程度大きく形
成されており、成膜処理の際このウエハWからはみ出し
た領域にはCF膜が付着するが、ウエハWが置かれてい
る領域にはCF膜は付着しないので、処理用のウエハW
と同じ大きさのクリ−ニングウエハを載置してクリ−ニ
ングを行なうことにより、CF膜が付着していない領域
はプラズマから保護され、CF膜が付着している領域は
プラズマに晒されて付着しているCF膜が除去されるこ
とになる。本発明はウエハが載置台4より大きい場合に
も有効である。
When the cleaning is performed in this manner, the surface of the mounting table 4 is protected by the cleaning wafer, so that the surface of the mounting table 4 is not exposed to the plasma during the cleaning. There is no danger of being beaten and rough. Here, in this example, the surface of the mounting table 4 is formed to be, for example, about 2 mm larger than the outer periphery of the processing wafer W, and a CF film adheres to a region protruding from the wafer W during the film forming process. Since the CF film does not adhere to the region where the wafer W is placed, the processing wafer W
By cleaning with a cleaning wafer having the same size as that of the above, the area where the CF film is not adhered is protected from the plasma, and the area where the CF film is adhered is exposed to the plasma and adhered. The CF film is removed. The present invention is also effective when the wafer is larger than the mounting table 4.

【0090】ここで載置台4表面が荒れると、当該表面
に凹凸ができ、ウエハWへの熱伝導やウエハWの吸着力
が部分的に変化したり、また成膜処理の間においてプロ
セスの初期と後期とで変化したりしてしまうが、本実施
の形態では上述のように載置台4表面は荒れないのでウ
エハWの熱伝導や吸着力の変化が抑えられる。このため
成膜されるCF膜の膜厚をより均一にすることができ、
またプロセスの間に再現性が悪化するおそれもないこと
から膜厚の面間均一性も向上させることができる。
If the surface of the mounting table 4 becomes rough, irregularities are formed on the surface, and the heat conduction to the wafer W and the attraction force of the wafer W are partially changed. However, in the present embodiment, since the surface of the mounting table 4 is not rough as described above, the change in the heat conduction and the attraction force of the wafer W can be suppressed. Therefore, the thickness of the CF film to be formed can be made more uniform,
Further, since there is no possibility that the reproducibility is deteriorated during the process, the uniformity of the film thickness between the surfaces can be improved.

【0091】また載置台4の表面が荒れないので高価な
載置台4の寿命を長くすることができる。さらにクリ−
ニングウエハの表面はプラズマに叩かれて荒れてしまう
が、クリ−ニングウエハは上述のようにクリ−ニングガ
スによりエッチングされない材質により構成されている
ので、表面の荒れた部分からパーティクルが発生するお
それはない。
Since the surface of the mounting table 4 is not roughened, the life of the expensive mounting table 4 can be extended. More clean
The surface of the cleaning wafer is roughened by being hit by the plasma. However, since the cleaning wafer is made of a material which is not etched by the cleaning gas as described above, there is no possibility that particles will be generated from the roughened surface.

【0092】ここで本発明者らが行った実験例について
説明する。実験装置として図1に示すプラズマ処理装置
を用い、マイクロ波電力2300Wの下で8インチサイ
ズのウエハWに対してSiO2 膜を1μm成膜し、12
枚成膜する毎に、8インチサイズのクリ−ニングウエハ
を載置台上に載置し、圧力200Pa、マイクロ波電力
1200W、発散磁界の条件の下で、クリ−ニングガス
としてNF3 ガスとN2 ガスを夫々500sccmの流
量で導入し、15分間クリ−ニングを行なった。このよ
うにして120枚のウエハWの成膜処理を行ない、個々
のウエハWにおいてウエハWの温度と成膜されたSiO
2 膜の膜厚を測定した。またクリ−ニングウエハを載置
しない場合においても同様の実験を行なった。図14に
ウエハ温度と膜厚の最大値と最小値を示す。
Here, an experimental example performed by the present inventors will be described. Using a plasma processing apparatus shown in FIG. 1 as an experimental apparatus, an SiO 2 film of 1 μm was formed on an 8-inch wafer W under a microwave power of 2300 W.
Each time a film is formed, an 8-inch cleaning wafer is placed on a mounting table, and under the conditions of a pressure of 200 Pa, a microwave power of 1200 W, and a diverging magnetic field, NF 3 gas and N 2 gas as cleaning gas. Was introduced at a flow rate of 500 sccm, and cleaning was performed for 15 minutes. In this manner, the film forming process is performed on 120 wafers W, and the temperature of the wafer W and the SiO
The thickness of the two films was measured. The same experiment was performed when no cleaning wafer was placed. FIG. 14 shows the maximum and minimum values of the wafer temperature and the film thickness.

【0093】この実験結果により、クリ−ニングウエハ
を載置台上に載置した場合には、載置しない場合に比べ
て、ウエハ温度と膜厚の最大値と最小値との差が小さ
く、クリ−ニングウエハにより載置台表面を保護するこ
とにより成膜処理において膜厚の均一性を高めることが
できることが確認された。以上において本実施の形態は
SiO2 膜のクリ−ニングに限らず、CF膜やSiOF
膜のクリ−ニングにも適用することができる。
According to the experimental results, when the cleaning wafer is mounted on the mounting table, the difference between the wafer temperature and the maximum value and the minimum value of the film thickness is smaller than when the cleaning wafer is not mounted. It has been confirmed that the uniformity of the film thickness can be improved in the film forming process by protecting the surface of the mounting table with the wafer. As described above, the present embodiment is not limited to the cleaning of the SiO 2 film, but may be a CF film or a SiOF film.
The present invention can be applied to cleaning of a film.

【0094】続いて本発明のさらに他の実施の形態につ
いて説明する。本実施の形態が上述の実施の形態と異な
る点は、図15に示すように、成膜室22の側壁に形成
された覗き窓22aの外側に光ファイバ62を介して発
光強度を検出するための分光器61を設け、成膜室22
内の活性種の発光強度を測定することによりクリ−ニン
グの終了時を判断することである。前記覗き窓22aは
光を透過する材料例えば石英(SiO2 )、フッ化カル
シウム(CaF2 )等により構成されており、成膜室2
2内の活性種例えばOやC,F等の活性種の発光強度が
分光器61により検出されるように構成されている。そ
の他の構成は上述の図1に示すプラズマ処理装置と同様
である。
Next, still another embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the above-described embodiment in that, as shown in FIG. 15, the emission intensity is detected via an optical fiber 62 outside a viewing window 22a formed on the side wall of the film forming chamber 22. Of the film forming chamber 22
The end of the cleaning is determined by measuring the luminescence intensity of the active species. The viewing window 22a is made of a material that transmits light, for example, quartz (SiO 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), or the like.
The emission intensity of the active species, for example, O, C, F, or the like in 2 is detected by the spectroscope 61. Other configurations are the same as those of the plasma processing apparatus shown in FIG.

【0095】このようなプラズマ処理装置の作用につい
て、CF膜をO2 ガスによりクリ−ニングする場合にお
いて説明する。O2 ガスによるクリ−ニングの際、例え
ば分光器61では成膜室22内のOの活性種の発光強度
が連続的に測定される。ここで成膜室22内ではOや、
CF膜自体が分解してできた生成物やCF膜とOとの反
応によって生じた種々の活性種(CF、C、C2 、C
O、CO2 、F)が存在するが、Oの活性種の発光強度
を測定すると、図16に示すように、Oの活性種は例え
ば777nmや616nm等の波長に固有のピ−クを持
つので、例えば分光器61で最もピ−ク値が高い波長7
77nmの発光強度を測定することにより、Oの活性種
の発光強度のみを選択的に検出することができる。また
発光強度はOの量に比例しており、Oの量が多ければ発
光強度が大きくなり、Oの量が少なければ発光強度が小
さくなる。
The operation of such a plasma processing apparatus will be described in the case where the CF film is cleaned with O 2 gas. At the time of cleaning with O 2 gas, for example, the spectroscope 61 continuously measures the emission intensity of the active species of O in the film forming chamber 22. Here, in the film forming chamber 22, O,
Various activated species (CF, C, C 2 , C 2 ) generated by the decomposition of the CF film itself and the reaction between the CF film and O
O, CO 2 , and F) are present, but when the emission intensity of the active species of O is measured, as shown in FIG. 16, the active species of O has a peak specific to a wavelength such as 777 nm or 616 nm. Therefore, for example, the wavelength 7 having the highest peak value in the spectroscope 61 is obtained.
By measuring the emission intensity at 77 nm, it is possible to selectively detect only the emission intensity of the O active species. The emission intensity is proportional to the amount of O. The emission intensity increases as the amount of O increases, and the emission intensity decreases as the amount of O decreases.

【0096】クリ−ニングが進むと、図17の曲線Aに
示すように、Oの活性種の発光強度は次第に大きくなっ
ていき時間Tを過ぎるとほぼ一定となる。即ちクリ−ニ
ング時間が長くなるとOの量は多くなり、時間Tを過ぎ
るとほぼ一定となる。これはクリ−ニング当初は生成さ
れたOの活性種の一部がCF膜の除去に消費されるが、
ある程度クリ−ニングが進みCF膜の残存量が少なくな
ってくるとCF膜の除去により消費されるOの活性種の
量が減ってくるので成膜室22内に残存するOの活性種
の量が多くなり、CF膜が完全に除去されるとOの活性
種の消費量はゼロとなるため、生成されたOの活性種が
そのまま残存することとなってOの量が一定となるから
である。従って活性種量が一定となるまでの時間がクリ
−ニングに要する時間であり、この時間Tがクリ−ニン
グの終点となる。
As the cleaning proceeds, the emission intensity of the active species of O gradually increases as shown by the curve A in FIG. 17 and becomes substantially constant after the time T. That is, the amount of O increases as the cleaning time increases, and becomes substantially constant after the time T. This is because at the beginning of cleaning, a part of the generated active species of O is consumed for removing the CF film.
When the cleaning proceeds to some extent and the remaining amount of the CF film decreases, the amount of the active species of O consumed by the removal of the CF film decreases, so the amount of the active species of O remaining in the film forming chamber 22 When the CF film is completely removed, the consumption of the active species of O becomes zero, and the generated active species of O remain as it is, so that the amount of O becomes constant. is there. Therefore, the time until the amount of active species becomes constant is the time required for cleaning, and this time T is the end point of cleaning.

【0097】一方図17の曲線Bは、CF膜に起因する
活性種例えばCF、C、C2 、CO、CO2 、Fの活性
種の発光強度であり、これらの発光強度はクリ−ニング
が進むとOとは反対に次第に小さくなっていき時間Tを
過ぎるとゼロとなる。即ちクリ−ニング当初は多量のC
F膜が存在するので、これらの活性種の量も多いが、あ
る程度クリ−ニングが進みCF膜の残存量が少なくなっ
てくるとこれに応じて次第に減ってきて、CF膜が完全
に除去されるとゼロとなる。従ってこの場合は活性種量
がゼロになるまでの時間がクリ−ニングに要する時間で
あり、この時間Tがクリ−ニングの終点となる。
On the other hand, the curve B in FIG. 17 is the emission intensity of the active species originating from the CF film, for example, the active species of CF, C, C 2 , CO, CO 2 , and F. As it progresses, it gradually decreases in contrast to O, and becomes zero after the time T. That is, a large amount of C is initially used for cleaning.
Since the F film is present, the amount of these active species is large, but when the cleaning proceeds to some extent and the remaining amount of the CF film decreases, the amount gradually decreases accordingly, and the CF film is completely removed. Then it becomes zero. Therefore, in this case, the time required for the cleaning until the active species amount becomes zero is the time required for cleaning, and this time T is the end point of the cleaning.

【0098】実際にクリ−ニングの際に測定したOの活
性種の波長777nmにおける発光強度を図18に示
す。このようにOの活性種の発光強度は次第に大きくな
ってくるので、この発光強度が一定となったときにクリ
−ニングを終了する。ここでクリ−ニングの終点は、例
えば発光強度の検出値の高低を観察し、この検出値が一
定範囲に収まったときに発光強度を一定とするというプ
ログラムを予め設定しておくことにより判断される。
FIG. 18 shows the emission intensity at a wavelength of 777 nm of the active species of O actually measured at the time of cleaning. As described above, since the emission intensity of the active species of O gradually increases, the cleaning is terminated when the emission intensity becomes constant. Here, the end point of the cleaning is determined, for example, by observing the level of the detected value of the light emission intensity, and setting a program for setting the light emission intensity constant when the detected value falls within a certain range in advance. You.

【0099】このように本実施の形態のプラズマ処理装
置では、成膜室22内に存在するOの活性種の発光強度
を検出することにより、クリ−ニングの終点を決定する
ようにしているので、クリ−ニングの終点を目視で判断
する場合に比べて、この終点の判断を正確に行うことが
できる。このため終点の判断を誤って、成膜室22内に
CF膜が残存してしまったり、既にCF膜が除去されて
いるのにクリ−ニングを続けてしまうようなことがな
く、成膜処理のスル−プットを向上させることができ
る。
As described above, in the plasma processing apparatus of the present embodiment, the end point of the cleaning is determined by detecting the emission intensity of the active species of O existing in the film forming chamber 22. The end point can be determined more accurately than when the end point of the cleaning is visually determined. For this reason, the CF film is not left in the film forming chamber 22 by mistake in determining the end point, and the cleaning is not continued even though the CF film has already been removed. Can be improved.

【0100】以上において本実施の形態では、CF膜に
起因する活性種の発光強度を検出することによりクリ−
ニングの終点を決定するようにしてもよいし、クリ−ニ
ングガスとしてO2 ガス以外のガスを用いた場合には、
このガスの活性種の発光強度を検出するようにしてもよ
い。また本実施の形態は、ECRプラズマ処理により形
成されたCF膜のクリ−ニングのみならず、プラズマに
より形成されたCF膜のクリ−ニングに適用できる。さ
らにSiO2 膜やSiOF膜のクリ−ニングにも適用で
きる。
As described above, in the present embodiment, the light emission intensity of the active species caused by the CF film is detected to clear the light.
The end point of the cleaning may be determined, or when a gas other than the O 2 gas is used as the cleaning gas,
The emission intensity of the active species of this gas may be detected. This embodiment can be applied not only to cleaning of a CF film formed by ECR plasma processing but also to cleaning of a CF film formed by plasma. Further, the present invention can be applied to cleaning of a SiO 2 film or a SiOF film.

【0101】[0101]

【発明の効果】本発明によれば、真空容器の内部に付着
したフッ素を含むカ−ボン膜のクリ−ニングに要する時
間を短縮することができる
According to the present invention, mosquitoes containing fluorine attached to the inside of the vacuum chamber - Bonn film chestnut - as possible out to shorten the time required for training.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係るクリ−ニングが実施
されるプラズマ処理装置を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a plasma processing apparatus in which cleaning according to an embodiment of the present invention is performed.

【図2】CF膜のO2 ガスによるエッチングの特性図で
ある。
FIG. 2 is a characteristic diagram of etching of a CF film by an O 2 gas.

【図3】CF膜のO2 ガスのクリ−ニングにおいてマイ
クロ波電力密度の影響を確認するための実験の結果を示
す表である。
FIG. 3 is a table showing results of an experiment for confirming the effect of microwave power density on cleaning of O 2 gas in a CF film.

【図4】ミラ−磁界と発散磁界とを示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a mirror magnetic field and a divergent magnetic field.

【図5】CF膜のO2 ガスのクリ−ニングにおいて磁界
の影響を確認するための実験の結果を示す表である。
FIG. 5 is a table showing results of an experiment for confirming the effect of a magnetic field on cleaning of an O 2 gas in a CF film.

【図6】パルス状にマイクロ波を供給したときの電子エ
ネルギ−を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing electron energy when a microwave is supplied in a pulsed manner.

【図7】CF膜のクリ−ニングにおいてクリ−ニングガ
スの影響を確認するための実験の結果を示す表である。
FIG. 7 is a table showing results of an experiment for confirming the effect of a cleaning gas on cleaning of a CF film.

【図8】本発明の他の実施の形態に係るクリ−ニングが
実施されるプラズマ処理装置を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a plasma processing apparatus in which cleaning according to another embodiment of the present invention is performed.

【図9】本発明の他の実施の形態に係るクリ−ニングが
実施されるプラズマ処理装置の他の例を示す断面図であ
る。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of a plasma processing apparatus in which cleaning according to another embodiment of the present invention is performed.

【図10】本発明の他の実施の形態に係るクリ−ニング
が実施されるプラズマ処理装置の他の例を示す断面図で
ある。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another example of a plasma processing apparatus in which cleaning according to another embodiment of the present invention is performed.

【図11】本発明の他の実施の形態に係るクリ−ニング
が実施されるプラズマ処理装置の他の例を示す断面図で
ある。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of a plasma processing apparatus in which cleaning according to another embodiment of the present invention is performed.

【図12】CF膜のH2 Oガスによるエッチングの特性
図である。
FIG. 12 is a characteristic diagram of etching of a CF film by H 2 O gas.

【図13】CF膜のクリ−ニングにおいてクリ−ニング
ガスの影響を確認するための実験の結果を示す表であ
る。
FIG. 13 is a table showing results of an experiment for confirming the influence of a cleaning gas on cleaning of a CF film.

【図14】CF膜のクリ−ニングにおいてクリ−ニング
ウエハの影響を確認するための実験の結果を示す表であ
る。
FIG. 14 is a table showing results of an experiment for confirming the effect of a cleaning wafer on cleaning of a CF film.

【図15】本発明のさらに他の実施の形態に係るプラズ
マ処理装置を示す断面図である。
FIG. 15 is a sectional view showing a plasma processing apparatus according to still another embodiment of the present invention.

【図16】Oのプラズマの発光強度を示す特性図であ
る。
FIG. 16 is a characteristic diagram showing emission intensity of O plasma.

【図17】CF膜のクリ−ニングの際の活性種の発光強
度を示す特性図である。
FIG. 17 is a characteristic diagram showing emission intensity of active species at the time of cleaning the CF film.

【図18】CF膜のクリ−ニングの際のOのプラズマの
発光強度の測定結果を示す特性図である。
FIG. 18 is a characteristic diagram showing measurement results of emission intensity of O plasma during cleaning of a CF film.

【図19】従来のプラズマ処理装置を示す断面図であ
る。
FIG. 19 is a sectional view showing a conventional plasma processing apparatus.

【符号の説明】 2 真空容器 21 プラズマ室 22 成膜室 23 透過窓 31 導波管 33 メインコイル 34 サブコイル 4 載置台 51 H2 O容器 52 H2 O供給管 53 マスフロ− 61 分光器 62 光ファイバ[EXPLANATION OF SYMBOLS] 2 vacuum chamber 21 plasma chamber 22 the film forming chamber 23 transmission window 31 waveguide 33 main coil 34 sub-coils 4 mounting table 51 H 2 O container 52 H 2 O supply pipe 53 mass flow - 61 spectrograph 62 optical fiber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中瀬 りさ 神奈川県津久井郡城山町町屋1丁目2番41 号 東京エレクトロン東北株式会社相模事 業所内 (72)発明者 内藤 容子 神奈川県津久井郡城山町町屋1丁目2番41 号 東京エレクトロン東北株式会社相模事 業所内 (72)発明者 戸澤 昌紀 神奈川県津久井郡城山町町屋1丁目2番41 号 東京エレクトロン東北株式会社相模事 業所内 (72)発明者 平田 匡史 神奈川県津久井郡城山町町屋1丁目2番41 号 東京エレクトロン東北株式会社相模事 業所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Risa Nakase 1-2-4, Shiroyamacho, Tsukui-gun, Kanagawa Prefecture Inside the Sagami Office of Tokyo Electron Tohoku Co., Ltd. (72) Inventor Yoko Naito, Shiroyamacho Machiya, Tsukui-gun, Kanagawa Prefecture 1-2-141 Tokyo Electron Tohoku Co., Ltd. Sagami Business Office (72) Inventor Masaki Tozawa 1-2-41 Shiroyama Machiya, Tsukui-gun, Kanagawa Prefecture Tokyo Electron Tohoku Co., Ltd. Sagami Business Office (72) Inventor Hirata Masafumi 1-2-141 Machiya, Shiroyama-cho, Tsukui-gun, Kanagawa Prefecture Inside the Tokyo Electron Tohoku Co., Ltd. Sagami Office

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被処理基板の載置台が内部に設けられた
真空容器内において、処理ガスをプラズマ化し、そのプ
ラズマにより被処理基板に対してフッ素添加カ−ボン膜
を成膜するプラズマ処理装置において、 酸素ガスを含むクリ−ニングガスをプラズマ化し、その
プラズマにより前記真空容器内部に付着したフッ素添加
カ−ボン膜を除去することを特徴とするプラズマ処理装
置のクリ−ニング方法。
A plasma processing apparatus for converting a processing gas into a plasma in a vacuum vessel having a mounting table for a substrate to be processed therein, and forming a fluorine-added carbon film on the substrate by the plasma. 3. The cleaning method for a plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the cleaning gas containing oxygen gas is turned into plasma, and the plasma removes the fluorine-added carbon film adhered inside the vacuum vessel.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002235857A (en) * 2001-02-07 2002-08-23 Nok Corp Sealing device
WO2005045916A1 (en) * 2003-11-11 2005-05-19 Tokyo Electron Limited Method for processing substrate
WO2020012693A1 (en) * 2019-02-27 2020-01-16 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Plasma processing method and plasma processing device
CN112867574A (en) * 2019-01-30 2021-05-28 应用材料公司 Method for cleaning vacuum system, method for vacuum-processing substrate, and apparatus for vacuum-processing substrate

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002235857A (en) * 2001-02-07 2002-08-23 Nok Corp Sealing device
WO2005045916A1 (en) * 2003-11-11 2005-05-19 Tokyo Electron Limited Method for processing substrate
US7662728B2 (en) 2003-11-11 2010-02-16 Tokyo Electron Limited Substrate processing method
CN112867574A (en) * 2019-01-30 2021-05-28 应用材料公司 Method for cleaning vacuum system, method for vacuum-processing substrate, and apparatus for vacuum-processing substrate
JP2022518090A (en) * 2019-01-30 2022-03-14 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド A method for cleaning the decompression system, a method for depressurizing the substrate, and a device for decompressing the substrate.
WO2020012693A1 (en) * 2019-02-27 2020-01-16 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Plasma processing method and plasma processing device
JPWO2020012693A1 (en) * 2019-02-27 2020-07-27 株式会社日立ハイテク Plasma processing method and plasma processing apparatus
KR20200105746A (en) * 2019-02-27 2020-09-09 주식회사 히타치하이테크 Plasma treatment method and plasma treatment device
CN111868890A (en) * 2019-02-27 2020-10-30 株式会社日立高新技术 Plasma processing method and plasma processing apparatus

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