JPH11162957A - プラズマｃｖｄ装置とそのドライクリーニング方法 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置とそのドライクリーニング方法Info
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- JPH11162957A JPH11162957A JP32802297A JP32802297A JPH11162957A JP H11162957 A JPH11162957 A JP H11162957A JP 32802297 A JP32802297 A JP 32802297A JP 32802297 A JP32802297 A JP 32802297A JP H11162957 A JPH11162957 A JP H11162957A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＶＤ成膜時のプラズマダメージ低減効果を
保ちながら、チャンバ内壁全体をドライクリーニング可
能にする。 【解決手段】 移動可能でそのプレート端周辺にプレー
トに垂直なシールド板を有する中間メッシュプレート電
極４を有する。高周波印加電極１６側のチャンバー内壁
をドライエッチングクリーニングする場合は、高周波印
加電極１６と中間メッシュ電極４との間でエッチングガ
スプラズマを発生させてエッチングを行い、基板設置側
のチャンバ内壁をドライエッチングクリーニングする場
合は、中間メッシュ電極４を高周波印加電極１７との間
でグロー放電を発生できる位置まで移動させ、高周波印
加電極１７と中間メッシュ電極４との間でエッチングガ
スプラズマを発生させてエッチングを行う。
保ちながら、チャンバ内壁全体をドライクリーニング可
能にする。 【解決手段】 移動可能でそのプレート端周辺にプレー
トに垂直なシールド板を有する中間メッシュプレート電
極４を有する。高周波印加電極１６側のチャンバー内壁
をドライエッチングクリーニングする場合は、高周波印
加電極１６と中間メッシュ電極４との間でエッチングガ
スプラズマを発生させてエッチングを行い、基板設置側
のチャンバ内壁をドライエッチングクリーニングする場
合は、中間メッシュ電極４を高周波印加電極１７との間
でグロー放電を発生できる位置まで移動させ、高周波印
加電極１７と中間メッシュ電極４との間でエッチングガ
スプラズマを発生させてエッチングを行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ生成領域
とガス反応領域を分離する中間メッシュプレート電極を
有する平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置に関するも
ので、特にドライエッチングを用いたＣＶＤチャンバ内
壁クリーニングに好適な平行平板リモートプラズマＣＶ
Ｄ装置とそのドライクリーニング方法に関する。
とガス反応領域を分離する中間メッシュプレート電極を
有する平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置に関するも
ので、特にドライエッチングを用いたＣＶＤチャンバ内
壁クリーニングに好適な平行平板リモートプラズマＣＶ
Ｄ装置とそのドライクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマダメージを抑制しながら基板へ
膜形成を行うプラズマＣＶＤ法の１つにリモートプラズ
マＣＶＤ法があり、半導体デバイスプロセスにおいて重
要な技術となっている。大型基板のプロセスに対応でき
るリモートプラズマＣＶＤ装置としては、例えば特開平
５−２１３９３号公報に開示されているような、平行平
板プラズマＣＶＤ装置において高周波印加電極と基板の
設置される対向電極の間に、複数の孔が開いた中間メッ
シュプレート電極を設置し、この中間メッシュプレート
電極と高周波印加電極との間でプラズマを閉じこめる平
行平板リモートプラズマＣＶＤ装置が知られている。こ
の平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置は、大型ガラス
基板上薄膜トランジスタにおけるゲート絶縁膜形成や、
大型Ｓｉ基板上トランジスタ素子における層間絶縁膜形
成などに特に有用である。
膜形成を行うプラズマＣＶＤ法の１つにリモートプラズ
マＣＶＤ法があり、半導体デバイスプロセスにおいて重
要な技術となっている。大型基板のプロセスに対応でき
るリモートプラズマＣＶＤ装置としては、例えば特開平
５−２１３９３号公報に開示されているような、平行平
板プラズマＣＶＤ装置において高周波印加電極と基板の
設置される対向電極の間に、複数の孔が開いた中間メッ
シュプレート電極を設置し、この中間メッシュプレート
電極と高周波印加電極との間でプラズマを閉じこめる平
行平板リモートプラズマＣＶＤ装置が知られている。こ
の平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置は、大型ガラス
基板上薄膜トランジスタにおけるゲート絶縁膜形成や、
大型Ｓｉ基板上トランジスタ素子における層間絶縁膜形
成などに特に有用である。
【０００３】図１７を参照しながら平行平板リモートプ
ラズマＣＶＤ装置による成膜方法をＳｉＯ2 膜形成を例
にとって説明する。真空排気されたＣＶＤチャンバー内
で、ガスシャワーヘッドを含む高周波印加電極１に酸素
ガス８を導入し、固定された中間メッシュプレート電極
３０との間でグロー放電を起こさせる。発生させた酸素
プラズマ１０は高周波印加電極１および中間メッシュプ
レート電極３０の間で効率よく閉じこめられている。そ
の結果、酸素プラズマ１０中でのプラズマ密度が１０10
ｃｍ-3程度であるのに対し、中間メッシュプレート電極
３０と基板側対向電極２との間のプラズマ密度は１０5
〜１０6 ｃｍ-3程度となっている。酸素プラズマ中では
酸素イオン、電子、および励起された中性の酸素ラジカ
ル９などが存在し、酸素イオンと電子は電界および拡散
により被堆積基板３の方向へ、酸素ラジカル９は拡散に
より被堆積基板３の方向へ向かう。拡散した酸素ラジカ
ル９はガスインジェクタ１２から噴射されたＳｉＨ4 ガ
ス７と反応して酸化シリコン前駆体を形成し、被堆積基
板３上にＳｉＯ2 膜６を形成する。前述したように中間
メッシュプレート電極３０と基板側対向電極２との間の
プラズマ密度は非常に低くなっているために、通常の平
行平板プラズマＣＶＤに比べて被堆積基板３へのプラズ
マダメージは低くなっている。この効果は、基板表面が
ＭＯＳ界面を形成するシリコン表面の場合に顕著に現
れ、通常の平行平板プラズマＣＶＤ法で単結晶シリコン
基板上にＳｉＯ2 膜を形成した場合にそのＭＯＳ界面準
位密度がミッドギャップ付近で１０11〜１０12ｃｍ-2ｅ
Ｖ-1であるのに対し、平行平板リモートプラズマＣＶＤ
法でＳｉＯ2 膜を形成した場合には１０10ｃｍ-2ｅＶ-1
台の低界面準位密度となる。以上が平行平板リモートプ
ラズマＣＶＤ法によるＳｉＯ2 膜形成例である。
ラズマＣＶＤ装置による成膜方法をＳｉＯ2 膜形成を例
にとって説明する。真空排気されたＣＶＤチャンバー内
で、ガスシャワーヘッドを含む高周波印加電極１に酸素
ガス８を導入し、固定された中間メッシュプレート電極
３０との間でグロー放電を起こさせる。発生させた酸素
プラズマ１０は高周波印加電極１および中間メッシュプ
レート電極３０の間で効率よく閉じこめられている。そ
の結果、酸素プラズマ１０中でのプラズマ密度が１０10
ｃｍ-3程度であるのに対し、中間メッシュプレート電極
３０と基板側対向電極２との間のプラズマ密度は１０5
〜１０6 ｃｍ-3程度となっている。酸素プラズマ中では
酸素イオン、電子、および励起された中性の酸素ラジカ
ル９などが存在し、酸素イオンと電子は電界および拡散
により被堆積基板３の方向へ、酸素ラジカル９は拡散に
より被堆積基板３の方向へ向かう。拡散した酸素ラジカ
ル９はガスインジェクタ１２から噴射されたＳｉＨ4 ガ
ス７と反応して酸化シリコン前駆体を形成し、被堆積基
板３上にＳｉＯ2 膜６を形成する。前述したように中間
メッシュプレート電極３０と基板側対向電極２との間の
プラズマ密度は非常に低くなっているために、通常の平
行平板プラズマＣＶＤに比べて被堆積基板３へのプラズ
マダメージは低くなっている。この効果は、基板表面が
ＭＯＳ界面を形成するシリコン表面の場合に顕著に現
れ、通常の平行平板プラズマＣＶＤ法で単結晶シリコン
基板上にＳｉＯ2 膜を形成した場合にそのＭＯＳ界面準
位密度がミッドギャップ付近で１０11〜１０12ｃｍ-2ｅ
Ｖ-1であるのに対し、平行平板リモートプラズマＣＶＤ
法でＳｉＯ2 膜を形成した場合には１０10ｃｍ-2ｅＶ-1
台の低界面準位密度となる。以上が平行平板リモートプ
ラズマＣＶＤ法によるＳｉＯ2 膜形成例である。
【０００４】リモートプラズマＣＶＤ装置を含むプラズ
マＣＶＤ装置においては、チャンバ内壁に膜が堆積す
る。チャンバ内壁に付着する膜はチャンバ温度が低いた
めにパーティクル状となり、付着力が弱く浮遊しやす
い。またある程度付着力の強い膜が付着しても、厚膜化
すると剥離が起こりパーティクルがチャンバ内で浮遊し
てしまう。浮遊したパーティクルが膜中に混入すると、
トランジスタなどのデバイスに欠陥を形成しデバイス特
性に影響を与えるため問題となる。
マＣＶＤ装置においては、チャンバ内壁に膜が堆積す
る。チャンバ内壁に付着する膜はチャンバ温度が低いた
めにパーティクル状となり、付着力が弱く浮遊しやす
い。またある程度付着力の強い膜が付着しても、厚膜化
すると剥離が起こりパーティクルがチャンバ内で浮遊し
てしまう。浮遊したパーティクルが膜中に混入すると、
トランジスタなどのデバイスに欠陥を形成しデバイス特
性に影響を与えるため問題となる。
【０００５】この対策法として、通常の平行平板プラズ
マＣＶＤ装置では、図１４に示すようにＳＦ6 、Ｎ
Ｆ3 、ＣＦ4 などのエッチングガスによるチャンバ内壁
ドライクリーニングや、防着板２９などチャンバ部材の
ウエットクリーニングを行っている。ただしウエットク
リーニングは、（１）作業時間が長く生産効率を低下さ
せる、（２）チャンバを大気に曝すため汚染されやす
い、などの問題を有している。このため通常の平行平板
プラズマＣＶＤ装置におけるクリーニングにおいては、
例えば１０回成膜毎のドライクリーニングと３０００回
成膜毎のウエットクリーニング、という組み合わせを用
いることでウエットクリーニングプロセスを極力減らし
ており、ドライクリーニングが重要なクリーニングプロ
セスとなっている。
マＣＶＤ装置では、図１４に示すようにＳＦ6 、Ｎ
Ｆ3 、ＣＦ4 などのエッチングガスによるチャンバ内壁
ドライクリーニングや、防着板２９などチャンバ部材の
ウエットクリーニングを行っている。ただしウエットク
リーニングは、（１）作業時間が長く生産効率を低下さ
せる、（２）チャンバを大気に曝すため汚染されやす
い、などの問題を有している。このため通常の平行平板
プラズマＣＶＤ装置におけるクリーニングにおいては、
例えば１０回成膜毎のドライクリーニングと３０００回
成膜毎のウエットクリーニング、という組み合わせを用
いることでウエットクリーニングプロセスを極力減らし
ており、ドライクリーニングが重要なクリーニングプロ
セスとなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが通常の平行平
板リモートプラズマＣＶＤ装置においては、図１５に示
すようにプラズマ閉じ込め領域外でのエッチングガスイ
オンやエッチングガスラジカルの密度が低いため、エッ
チング速度が非常に遅い、またはエッチングされない領
域がある。基板側電極と中間メッシュ電極の間で放電す
る手法もあるが、基板―中間メッシュ電極間距離は通常
５〜２０ｃｍまたはそれ以上であり、成膜圧力によって
は放電不可能である。よって様々な電極間距離を有する
平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置において、チャン
バ内壁全体がドライクリーニング可能な装置構成が必要
となる。
板リモートプラズマＣＶＤ装置においては、図１５に示
すようにプラズマ閉じ込め領域外でのエッチングガスイ
オンやエッチングガスラジカルの密度が低いため、エッ
チング速度が非常に遅い、またはエッチングされない領
域がある。基板側電極と中間メッシュ電極の間で放電す
る手法もあるが、基板―中間メッシュ電極間距離は通常
５〜２０ｃｍまたはそれ以上であり、成膜圧力によって
は放電不可能である。よって様々な電極間距離を有する
平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置において、チャン
バ内壁全体がドライクリーニング可能な装置構成が必要
となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は、中間メッシュプレート電極を移動可能とす
るか、または中間メッシュプレート電極を複数設けてい
る。具体的には、以下のとおりである。
め本発明は、中間メッシュプレート電極を移動可能とす
るか、または中間メッシュプレート電極を複数設けてい
る。具体的には、以下のとおりである。
【０００８】（１）本発明は、互いに平行な高周波印加
電極とプラズマ分離用の中間メッシュプレート電極とで
挟まれたプラズマ発生室、およびプラズマ発生室外に位
置し、中間メッシュプレート電極と平行で被堆積基板が
設置される対向電極をチャンバ内に有する平行平板プラ
ズマＣＶＤ装置において、前記中間メッシュプレート電
極が前記対向電極側および前記高周波印加電極側の双方
向に移動可能であり、かつ前記対向電極に高周波が印加
可能であることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置であ
る。
電極とプラズマ分離用の中間メッシュプレート電極とで
挟まれたプラズマ発生室、およびプラズマ発生室外に位
置し、中間メッシュプレート電極と平行で被堆積基板が
設置される対向電極をチャンバ内に有する平行平板プラ
ズマＣＶＤ装置において、前記中間メッシュプレート電
極が前記対向電極側および前記高周波印加電極側の双方
向に移動可能であり、かつ前記対向電極に高周波が印加
可能であることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置であ
る。
【０００９】中間メッシュプレート電極が対向電極側に
も移動できるため、対向電極と中間メッシュプレート電
極の間でも放電が可能となり、通常の高周波印加電極と
中間メッシュプレート電極との間での放電によるドライ
クリーニング、および対向電極と中間メッシュプレート
電極との間での放電によるドライクリーニングを行うこ
とができ、チャンバー全体にわたってドライクリーニン
グを効果的に行うことができる。
も移動できるため、対向電極と中間メッシュプレート電
極の間でも放電が可能となり、通常の高周波印加電極と
中間メッシュプレート電極との間での放電によるドライ
クリーニング、および対向電極と中間メッシュプレート
電極との間での放電によるドライクリーニングを行うこ
とができ、チャンバー全体にわたってドライクリーニン
グを効果的に行うことができる。
【００１０】さらに、このようなＣＶＤ装置では、中間
メッシュプレート電極を可動とすることにより中間メッ
シュプレート電極とチャンバ壁間に１ｃｍ以上の隙間が
でき、プラズマ生成条件によっててはこの隙間がプラズ
マのデバイ長がよりも大きくなる結果、プラズマ漏れが
生じるため、成膜時の基板へのプラズマダメーを低減で
きるという本ＣＶＤ装置本来の性能を犠牲にする可能性
があるため、本発明では、（２）〜（５）に記すような
中間メッシュプレート電極の構成を特徴としている。
メッシュプレート電極を可動とすることにより中間メッ
シュプレート電極とチャンバ壁間に１ｃｍ以上の隙間が
でき、プラズマ生成条件によっててはこの隙間がプラズ
マのデバイ長がよりも大きくなる結果、プラズマ漏れが
生じるため、成膜時の基板へのプラズマダメーを低減で
きるという本ＣＶＤ装置本来の性能を犠牲にする可能性
があるため、本発明では、（２）〜（５）に記すような
中間メッシュプレート電極の構成を特徴としている。
【００１１】（２）プラズマおよび生成ラジカルの拡散
を防ぐシールド板が前記中間メッシュプレート電極周辺
端に設置されている。
を防ぐシールド板が前記中間メッシュプレート電極周辺
端に設置されている。
【００１２】（３）前記シールド板が、複数の孔が設け
られたメッシュシールド板である。
られたメッシュシールド板である。
【００１３】（４）前記中間メッシュプレート電極の外
周とチャンバ内壁との距離がプロセスプラズマのデバイ
長以下である。
周とチャンバ内壁との距離がプロセスプラズマのデバイ
長以下である。
【００１４】（５）前記中間メッシュプレート電極の外
周とＣＶＤチャンバ内壁の距離が１ｃｍ以下である。
周とＣＶＤチャンバ内壁の距離が１ｃｍ以下である。
【００１５】また、中間メッシュプレート電極と高周波
印加電極あるいは対向電極とは放電を発生させるため、
正確な位置決めが必要であるため、 （６）中間メッシュプレート電極の位置を検出する手段
を有することが望ましい。
印加電極あるいは対向電極とは放電を発生させるため、
正確な位置決めが必要であるため、 （６）中間メッシュプレート電極の位置を検出する手段
を有することが望ましい。
【００１６】これらのプラズマＣＶＤ装置のドライクリ
ーニング方法は以下のとおりである。
ーニング方法は以下のとおりである。
【００１７】（７）前記中間メッシュプレート電極と前
記高周波印加電極との間で放電が可能な距離に前記中間
メッシュプレート電極を配置し、前記高周波印加電極と
前記中間メッシュプレート電極との間でエッチングガス
のプラズマを発生させることにより前記高周波印加電極
側のチャンバ内壁をドライクリーニングする工程と、前
記中間メッシュプレート電極と前記対向電極との間で放
電が可能な距離に前記中間メッシュプレート電極を配置
し、前記対向電極と前記中間メッシュプレート電極との
間でエッチングガスのプラズマを発生させることにより
前記対向電極側のチャンバ内壁をドライクリーニングす
る工程とを有する。これらの工程はどちらが先でもかま
わない。
記高周波印加電極との間で放電が可能な距離に前記中間
メッシュプレート電極を配置し、前記高周波印加電極と
前記中間メッシュプレート電極との間でエッチングガス
のプラズマを発生させることにより前記高周波印加電極
側のチャンバ内壁をドライクリーニングする工程と、前
記中間メッシュプレート電極と前記対向電極との間で放
電が可能な距離に前記中間メッシュプレート電極を配置
し、前記対向電極と前記中間メッシュプレート電極との
間でエッチングガスのプラズマを発生させることにより
前記対向電極側のチャンバ内壁をドライクリーニングす
る工程とを有する。これらの工程はどちらが先でもかま
わない。
【００１８】また、上記目的を達する別の手段として、
本発明は、以下のとおりである。
本発明は、以下のとおりである。
【００１９】（８）互いに平行な高周波印加電極とプラ
ズマ分離用の中間メッシュプレート電極とで挟まれたプ
ラズマ発生室、およびプラズマ発生室外に位置し、中間
メッシュプレート電極と平行で被堆積基板が設置される
対向電極を有するプラズマＣＶＤ装置において、前記対
向電極に高周波が印加可能で、かつ中間メッシュプレー
ト電極が互いに離れて２枚以上設置されていることを特
徴としている。
ズマ分離用の中間メッシュプレート電極とで挟まれたプ
ラズマ発生室、およびプラズマ発生室外に位置し、中間
メッシュプレート電極と平行で被堆積基板が設置される
対向電極を有するプラズマＣＶＤ装置において、前記対
向電極に高周波が印加可能で、かつ中間メッシュプレー
ト電極が互いに離れて２枚以上設置されていることを特
徴としている。
【００２０】中間メッシュプレート電極が通常の高周波
印加電極側、および対向電極側の双方に位置しているた
め、対向電極と中間メッシュプレート電極の間でも放電
が可能となり、通常の高周波印加電極と中間メッシュプ
レート電極との間での放電によるドライクリーニング、
および対向電極と中間メッシュプレート電極との間での
放電によるドライクリーニングを行うことができ、チャ
ンバー全体にわたってドライクリーニングを効果的に行
うことができる。このときのドライクリーニング方法と
しては、前記高周波印加電極との間で放電が可能な位置
に配置された前記中間メッシュプレート電極と前記高周
波印加電極との間でエッチングガスのプラズマを発生さ
せることにより前記高周波印加電極側のチャンバ内壁を
ドライクリーニングする工程と、前記対向電極との間で
放電が可能な位置に配置された前記中間メッシュプレー
ト電極と前記対向電極との間でエッチングガスのプラズ
マを発生させることにより前記対向電極側のチャンバ内
壁をドライクリーニングする工程とを有する。これらの
工程はどちらが先でもかまわない。
印加電極側、および対向電極側の双方に位置しているた
め、対向電極と中間メッシュプレート電極の間でも放電
が可能となり、通常の高周波印加電極と中間メッシュプ
レート電極との間での放電によるドライクリーニング、
および対向電極と中間メッシュプレート電極との間での
放電によるドライクリーニングを行うことができ、チャ
ンバー全体にわたってドライクリーニングを効果的に行
うことができる。このときのドライクリーニング方法と
しては、前記高周波印加電極との間で放電が可能な位置
に配置された前記中間メッシュプレート電極と前記高周
波印加電極との間でエッチングガスのプラズマを発生さ
せることにより前記高周波印加電極側のチャンバ内壁を
ドライクリーニングする工程と、前記対向電極との間で
放電が可能な位置に配置された前記中間メッシュプレー
ト電極と前記対向電極との間でエッチングガスのプラズ
マを発生させることにより前記対向電極側のチャンバ内
壁をドライクリーニングする工程とを有する。これらの
工程はどちらが先でもかまわない。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００２２】本発明の第１の実施の形態を図１〜図７を
参照して詳細に説明する。図１は第１の実施の形態の平
行平板リモートプラズマＣＶＤ装置の概略図であり、Ｓ
ｉＯ2 膜成膜の様子を示したものである。図２は、この
装置で、ガスシャワーヘッドを含む高周波印加電極側の
チャンバー内壁ドライクリーニングの様子を示した図で
ある。また、図３は、基板設置側のチャンバー内壁ドラ
イクリーニングの様子を示した図である。図４〜図７
は、この装置の中間メッシュプレート電極の形状を示し
た図である。本発明における平行平板リモートプラズマ
ＣＶＤ装置は、基本的には図１に示すように、真空排気
可能な真空チャンバー、ガスシャワーヘッドを含む高周
波印加電極１６、基板側高周波印加電極１７、移動可能
でそのプレート端周辺にプレートに垂直なシールド板５
を有する中間メッシュプレート電極４、前記中間メッシ
ュプレート電極４を移動させる中間メッシュプレート電
極移動駆動柱１９、およびガスインジェクタ１２によっ
て構成されている。ここで前記中間メッシュプレート電
極４の中間メッシュプレート孔径は、高周波印加電極１
６との間で発生させた酸素プラズマを効率よく閉じこめ
られるように、発生させた酸素プラズマにおけるプラズ
マのデバイ長と同程度の長さになっている。
参照して詳細に説明する。図１は第１の実施の形態の平
行平板リモートプラズマＣＶＤ装置の概略図であり、Ｓ
ｉＯ2 膜成膜の様子を示したものである。図２は、この
装置で、ガスシャワーヘッドを含む高周波印加電極側の
チャンバー内壁ドライクリーニングの様子を示した図で
ある。また、図３は、基板設置側のチャンバー内壁ドラ
イクリーニングの様子を示した図である。図４〜図７
は、この装置の中間メッシュプレート電極の形状を示し
た図である。本発明における平行平板リモートプラズマ
ＣＶＤ装置は、基本的には図１に示すように、真空排気
可能な真空チャンバー、ガスシャワーヘッドを含む高周
波印加電極１６、基板側高周波印加電極１７、移動可能
でそのプレート端周辺にプレートに垂直なシールド板５
を有する中間メッシュプレート電極４、前記中間メッシ
ュプレート電極４を移動させる中間メッシュプレート電
極移動駆動柱１９、およびガスインジェクタ１２によっ
て構成されている。ここで前記中間メッシュプレート電
極４の中間メッシュプレート孔径は、高周波印加電極１
６との間で発生させた酸素プラズマを効率よく閉じこめ
られるように、発生させた酸素プラズマにおけるプラズ
マのデバイ長と同程度の長さになっている。
【００２３】本発明のチャンバー内壁ドライクリーニン
グについて説明する前に、図１に示す平行平板リモート
プラズマＣＶＤ装置で酸化シリコン膜を形成する方法を
説明する。真空排気されたＣＶＤチャンバー内で、ガス
シャワーヘッドを含む高周波印加電極１６に酸素ガス８
を導入し、中間メッシュプレート電極４との間でグロー
放電を起こさせる。ここで中間メッシュプレート孔径が
発生させた酸素プラズマ１０のデバイ長と同程度の長さ
であるため、酸素プラズマ１０は高周波印加電極１６お
よび中間メッシュプレート電極４の間で効率よく閉じこ
められている。その結果、酸素プラズマ１０中でのプラ
ズマ密度が１０10ｃｍ-3程度であるのに対し、中間メッ
シュプレート電極４と基板側高周波印加電極１７との間
のプラズマ密度は１０5 〜１０6 ｃｍ−３程度となって
いる。酸素プラズマ中では酸素イオン、電子、および励
起された中性の酸素ラジカルが存在し、酸素イオンと電
子は電界および拡散により被堆積基板３の方向へ、酸素
ラジカル９は拡散により被堆積基板３の方向へ向かう。
ただし基板３へ向かう酸素イオンのフラックスは、プラ
ズマ外であるために酸素ラジカル９のフラックスに比べ
て非常に小さい。よって後述のＳｉＯｘ形成には酸素ラ
ジカル９の寄与が支配的である。拡散した酸素ラジカル
９はガスインジェクタ１２から噴射されたＳｉＨ4 ガス
７と反応してＳｉＯｘ前駆体１１を形成し、基板３上に
ＳｉＯ2 膜６を形成する。前述したように中間メッシュ
プレート電極４と基板側高周波印加電極１７との間のプ
ラズマ密度は非常に低くなっているために、通常の平行
平板プラズマＣＶＤ法に比べて基板３へのプラズマダメ
ージは低くなっている。この効果は、基板表面がＭＯＳ
界面を形成するシリコン表面の場合に顕著に現れ、通常
の平行平板プラズマＣＶＤ法で単結晶シリコン基板上に
ＳｉＯ2 膜を形成した場合にそのＭＯＳ界面準位密度が
１０11〜１０12ｃｍ-2ｅＶ-1であるのに対し、平行平板
リモートプラズマＣＶＤでＳｉＯ2 膜を形成した場合に
は１０10ｃｍ-2ｅＶ-1台の低界面準位密度となる。
グについて説明する前に、図１に示す平行平板リモート
プラズマＣＶＤ装置で酸化シリコン膜を形成する方法を
説明する。真空排気されたＣＶＤチャンバー内で、ガス
シャワーヘッドを含む高周波印加電極１６に酸素ガス８
を導入し、中間メッシュプレート電極４との間でグロー
放電を起こさせる。ここで中間メッシュプレート孔径が
発生させた酸素プラズマ１０のデバイ長と同程度の長さ
であるため、酸素プラズマ１０は高周波印加電極１６お
よび中間メッシュプレート電極４の間で効率よく閉じこ
められている。その結果、酸素プラズマ１０中でのプラ
ズマ密度が１０10ｃｍ-3程度であるのに対し、中間メッ
シュプレート電極４と基板側高周波印加電極１７との間
のプラズマ密度は１０5 〜１０6 ｃｍ−３程度となって
いる。酸素プラズマ中では酸素イオン、電子、および励
起された中性の酸素ラジカルが存在し、酸素イオンと電
子は電界および拡散により被堆積基板３の方向へ、酸素
ラジカル９は拡散により被堆積基板３の方向へ向かう。
ただし基板３へ向かう酸素イオンのフラックスは、プラ
ズマ外であるために酸素ラジカル９のフラックスに比べ
て非常に小さい。よって後述のＳｉＯｘ形成には酸素ラ
ジカル９の寄与が支配的である。拡散した酸素ラジカル
９はガスインジェクタ１２から噴射されたＳｉＨ4 ガス
７と反応してＳｉＯｘ前駆体１１を形成し、基板３上に
ＳｉＯ2 膜６を形成する。前述したように中間メッシュ
プレート電極４と基板側高周波印加電極１７との間のプ
ラズマ密度は非常に低くなっているために、通常の平行
平板プラズマＣＶＤ法に比べて基板３へのプラズマダメ
ージは低くなっている。この効果は、基板表面がＭＯＳ
界面を形成するシリコン表面の場合に顕著に現れ、通常
の平行平板プラズマＣＶＤ法で単結晶シリコン基板上に
ＳｉＯ2 膜を形成した場合にそのＭＯＳ界面準位密度が
１０11〜１０12ｃｍ-2ｅＶ-1であるのに対し、平行平板
リモートプラズマＣＶＤでＳｉＯ2 膜を形成した場合に
は１０10ｃｍ-2ｅＶ-1台の低界面準位密度となる。
【００２４】次に本発明のチャンバー内壁ドライクリー
ニングについて説明する。
ニングについて説明する。
【００２５】本発明の特徴は、中間メッシュプレート電
極４が可動であることとその形状にある。
極４が可動であることとその形状にある。
【００２６】中間メッシュプレート電極４の移動は、た
とえば図１〜図３中に示すような中間メッシュプレート
電極移動駆動柱１９を用いて行われる。中間メッシュプ
レート電極移動駆動柱１９はチャンバ内部で中間メッシ
ュプレート電極４と接続されており、前記中間メッシュ
プレート電極移動駆動柱１９は真空シールを介してチャ
ンバ外部へもその駆動柱を引き出している。よってチャ
ンバ外部から中間メッシュプレート電極４を上下するこ
とが出来るようになっている。駆動力の伝達方法として
は、駆動柱方向に直接作用させても、歯車などを介して
伝達方向を変化させてもよく、また駆動力は人力でも電
動モーターでもよい。中間メッシュプレート電極４の位
置は、プラズマ状態に大きく影響し、ＣＶＤやチャンバ
ーエッチングプロセスに影響を及ぼすため、正確な位置
の制御が必要であり、光検出式位置センサー、エンコー
ダーまたは位置目盛り等を用いて移動停止位置を定める
必要がある。
とえば図１〜図３中に示すような中間メッシュプレート
電極移動駆動柱１９を用いて行われる。中間メッシュプ
レート電極移動駆動柱１９はチャンバ内部で中間メッシ
ュプレート電極４と接続されており、前記中間メッシュ
プレート電極移動駆動柱１９は真空シールを介してチャ
ンバ外部へもその駆動柱を引き出している。よってチャ
ンバ外部から中間メッシュプレート電極４を上下するこ
とが出来るようになっている。駆動力の伝達方法として
は、駆動柱方向に直接作用させても、歯車などを介して
伝達方向を変化させてもよく、また駆動力は人力でも電
動モーターでもよい。中間メッシュプレート電極４の位
置は、プラズマ状態に大きく影響し、ＣＶＤやチャンバ
ーエッチングプロセスに影響を及ぼすため、正確な位置
の制御が必要であり、光検出式位置センサー、エンコー
ダーまたは位置目盛り等を用いて移動停止位置を定める
必要がある。
【００２７】中間メッシュプレート電極を可動としたこ
とにより、図１５に示す従来例で問題となっていたドラ
イクリーニングされない領域をなくすことができる。す
なわち、ガスシャワーヘッドを含む高周波印加電極側の
チャンバー内壁１８をドライエッチングクリーニングす
る場合には、前述のＳｉＯ2 膜成膜の時と同じ位置に中
間メッシュプレート電極を配置し、図２に示すように高
周波印加電極１６のガスシャワーヘッドからＳＦ6 ガス
１３を導入して高周波印加電極１６と中間メッシュプレ
ート電極４との間でＳＦ6 プラズマ１４を発生させ、プ
ラズマ中で発生したＦラジカル、Ｆイオン、ＳＦ6 ラジ
カルおよびＳＦ5 イオンなどをチャンバー内壁のＳｉＯ
2 膜と反応させエッチング除去する。次に基板設置側チ
ャンバー内壁をクリーニングする場合には、図３に示す
ように中間メッシュプレート電極４を基板側高周波印加
電極１７との間で放電が可能な位置にまで移動させ、ガ
スインジェクタ１２からＳＦ6 ガス１３を導入して基板
側高周波印加電極１７と中間メッシュプレート電極４と
の間でＳＦ6 プラズマ１４を発生させエッチングクリー
ニングする。図２における中間メッシュ電極４の位置と
図３における中間メッシュ電極４の位置の間のデッドゾ
ーンのドライクリーニングは、エッチングガスラジカル
の拡散によって行われる。なおエッチングガスとしては
ＳＦ6 の他、ＣＦ4 、ＮＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ8 など
のガスでも良い。
とにより、図１５に示す従来例で問題となっていたドラ
イクリーニングされない領域をなくすことができる。す
なわち、ガスシャワーヘッドを含む高周波印加電極側の
チャンバー内壁１８をドライエッチングクリーニングす
る場合には、前述のＳｉＯ2 膜成膜の時と同じ位置に中
間メッシュプレート電極を配置し、図２に示すように高
周波印加電極１６のガスシャワーヘッドからＳＦ6 ガス
１３を導入して高周波印加電極１６と中間メッシュプレ
ート電極４との間でＳＦ6 プラズマ１４を発生させ、プ
ラズマ中で発生したＦラジカル、Ｆイオン、ＳＦ6 ラジ
カルおよびＳＦ5 イオンなどをチャンバー内壁のＳｉＯ
2 膜と反応させエッチング除去する。次に基板設置側チ
ャンバー内壁をクリーニングする場合には、図３に示す
ように中間メッシュプレート電極４を基板側高周波印加
電極１７との間で放電が可能な位置にまで移動させ、ガ
スインジェクタ１２からＳＦ6 ガス１３を導入して基板
側高周波印加電極１７と中間メッシュプレート電極４と
の間でＳＦ6 プラズマ１４を発生させエッチングクリー
ニングする。図２における中間メッシュ電極４の位置と
図３における中間メッシュ電極４の位置の間のデッドゾ
ーンのドライクリーニングは、エッチングガスラジカル
の拡散によって行われる。なおエッチングガスとしては
ＳＦ6 の他、ＣＦ4 、ＮＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ8 など
のガスでも良い。
【００２８】中間メッシュプレート電極４をシールド板
５付きとしたのは、中間メッシュプレートを可動とした
場合、シールド板５がないと、図１６に示すように中間
メッシュプレート４の端部とチャンバ内壁が離れている
ためその隙間でプラズマ漏れ３１が生じ、基板へのプラ
ズマダメージが増大してしまい、前述したプラズマダメ
ージ低減という成膜時の利点が薄れてしまうからであ
る。中間メッシュプレート電極４にシールド板５をつけ
ることにより、図１に示すように酸素プラズマ１０は高
周波印加電極１６、中間メッシュプレート電極４、およ
びシールド板５の間に効率よく閉じこめることができ
る。
５付きとしたのは、中間メッシュプレートを可動とした
場合、シールド板５がないと、図１６に示すように中間
メッシュプレート４の端部とチャンバ内壁が離れている
ためその隙間でプラズマ漏れ３１が生じ、基板へのプラ
ズマダメージが増大してしまい、前述したプラズマダメ
ージ低減という成膜時の利点が薄れてしまうからであ
る。中間メッシュプレート電極４にシールド板５をつけ
ることにより、図１に示すように酸素プラズマ１０は高
周波印加電極１６、中間メッシュプレート電極４、およ
びシールド板５の間に効率よく閉じこめることができ
る。
【００２９】なお、シールド板５の設置方法、形状とし
ては、例えば図４〜図７の中間メッシュシュプレート電
極断面図に示すような種類がある。図４は中間メッシュ
プレート電極４の端周辺に平板シールド板２２がＴの字
に設置されていることを示している。図５は中間メッシ
ュプレート電極４の端周辺に平板シールド板２２がＬの
字に設置されており、シールド板２２はプラズマ閉じこ
め側に設置されていることを示している。図６は中間メ
ッシュプレート電極４の端周辺にメッシュシールド板２
３がＴの字に設置されていることを示している。図７は
中間メッシュプレート電極４の端周辺にメッシュシール
ド板２３がＬの字に設置されており、メッシュシールド
板２３はプラズマ閉じこめ側に設置されていることを示
している。なおメッシュシールド板２３のメッシュ孔径
は、中間メッシュプレート電極４と同様に、閉じこめる
プラズマのデバイ長と同程度となっている。
ては、例えば図４〜図７の中間メッシュシュプレート電
極断面図に示すような種類がある。図４は中間メッシュ
プレート電極４の端周辺に平板シールド板２２がＴの字
に設置されていることを示している。図５は中間メッシ
ュプレート電極４の端周辺に平板シールド板２２がＬの
字に設置されており、シールド板２２はプラズマ閉じこ
め側に設置されていることを示している。図６は中間メ
ッシュプレート電極４の端周辺にメッシュシールド板２
３がＴの字に設置されていることを示している。図７は
中間メッシュプレート電極４の端周辺にメッシュシール
ド板２３がＬの字に設置されており、メッシュシールド
板２３はプラズマ閉じこめ側に設置されていることを示
している。なおメッシュシールド板２３のメッシュ孔径
は、中間メッシュプレート電極４と同様に、閉じこめる
プラズマのデバイ長と同程度となっている。
【００３０】以上のように、中間メッシュプレート電極
を可動とし、かつ中間メッシュプレート電極端にシール
ド板を設けることで、基板へのプラズマダメージを低減
しながら成膜する事が可能な平行平板リモートプラズマ
ＣＶＤ装置において、ＣＶＤ成膜時のプラズマダメージ
低減効果を保ちながら、チャンバ内壁全体をドライクリ
ーニング可能にすることができる。
を可動とし、かつ中間メッシュプレート電極端にシール
ド板を設けることで、基板へのプラズマダメージを低減
しながら成膜する事が可能な平行平板リモートプラズマ
ＣＶＤ装置において、ＣＶＤ成膜時のプラズマダメージ
低減効果を保ちながら、チャンバ内壁全体をドライクリ
ーニング可能にすることができる。
【００３１】次に本発明の第２の実施の形態を図８〜図
１０を参照して詳細に説明する。図８は第２の実施の形
態の平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置の概略図であ
り、ＳｉＯ2 膜成膜の様子を示したものである。図９
は、この装置でガスシャワーヘッドを含む高周波印加電
極側のチャンバー内壁ドライクリーニングの様子を示し
たものである。図１０は、基板設置側のチャンバー内壁
ドライクリーニングの様子を示したものである。
１０を参照して詳細に説明する。図８は第２の実施の形
態の平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置の概略図であ
り、ＳｉＯ2 膜成膜の様子を示したものである。図９
は、この装置でガスシャワーヘッドを含む高周波印加電
極側のチャンバー内壁ドライクリーニングの様子を示し
たものである。図１０は、基板設置側のチャンバー内壁
ドライクリーニングの様子を示したものである。
【００３２】本発明における平行平板リモートプラズマ
ＣＶＤ装置は、基本的には図８に示すように、真空排気
可能な真空チャンバー、ガスシャワーヘッドを含む高周
波印加電極１６、ＣＶＤ時被堆積基板設置側高周波印加
電極１７、移動可能でその中間メッシュプレート電極端
とチャンバ内壁との距離２５が１ｃｍ以下である中間メ
ッシュプレート電極３２、前記中間メッシュプレート電
極３２を移動させる中間メッシュプレート電極移動駆動
柱１９、およびガスインジェクタ１２によって構成され
ている。ここで前記中間メッシュプレート電極３２の中
間メッシュプレート孔径および中間メッシュプレート電
極３２の移動方法については第１の実施の形態と同様で
ある。
ＣＶＤ装置は、基本的には図８に示すように、真空排気
可能な真空チャンバー、ガスシャワーヘッドを含む高周
波印加電極１６、ＣＶＤ時被堆積基板設置側高周波印加
電極１７、移動可能でその中間メッシュプレート電極端
とチャンバ内壁との距離２５が１ｃｍ以下である中間メ
ッシュプレート電極３２、前記中間メッシュプレート電
極３２を移動させる中間メッシュプレート電極移動駆動
柱１９、およびガスインジェクタ１２によって構成され
ている。ここで前記中間メッシュプレート電極３２の中
間メッシュプレート孔径および中間メッシュプレート電
極３２の移動方法については第１の実施の形態と同様で
ある。
【００３３】図８は本発明における平行平板リモートプ
ラズマＣＶＤ装置でＳｉＯ2 膜を形成する様子を示した
ものであり、ＳｉＯ2 膜形成法に関しては第１の実施の
形態とほぼ同様である。異なる点は、第１の実施の形態
が電極端からのプラズマ漏れを中間メッシュプレート端
のシールド板で防止していたのに対し、本発明において
は、電極端からのプラズマ漏れを、中間メッシュプレー
ト電極３２とチャンバ内壁との距離２５を１ｃｍ以下と
狭くすることで防止している点である。ここで１ｃｍ以
下とは、中間メッシュプレート電極端がチャンバ壁内に
位置する場合も含んでいる。中間メッシュプレート電極
端とチャンバ内壁との距離の設定は、閉じこめるプロセ
スプラズマのデバイ長と同等の長さ以下とすれば良く、
通常用いられる電子温度１０4 〜１０5 Ｋ、電子密度１
０8 〜１０11ｃｍ-3のグロー放電プラズマであれば、そ
のデバイ長は高々１ｃｍ程度である。
ラズマＣＶＤ装置でＳｉＯ2 膜を形成する様子を示した
ものであり、ＳｉＯ2 膜形成法に関しては第１の実施の
形態とほぼ同様である。異なる点は、第１の実施の形態
が電極端からのプラズマ漏れを中間メッシュプレート端
のシールド板で防止していたのに対し、本発明において
は、電極端からのプラズマ漏れを、中間メッシュプレー
ト電極３２とチャンバ内壁との距離２５を１ｃｍ以下と
狭くすることで防止している点である。ここで１ｃｍ以
下とは、中間メッシュプレート電極端がチャンバ壁内に
位置する場合も含んでいる。中間メッシュプレート電極
端とチャンバ内壁との距離の設定は、閉じこめるプロセ
スプラズマのデバイ長と同等の長さ以下とすれば良く、
通常用いられる電子温度１０4 〜１０5 Ｋ、電子密度１
０8 〜１０11ｃｍ-3のグロー放電プラズマであれば、そ
のデバイ長は高々１ｃｍ程度である。
【００３４】図９はガスシャワーヘッドを含む高周波印
加電極側のチャンバ内壁をドライクリーニングする様子
を示した図で、図１０は同様に基板設置側のチャンバ内
壁をドライクリーニングする様子を示した図である。ド
ライクリーニングは第１の実施の形態と同様に行う。
加電極側のチャンバ内壁をドライクリーニングする様子
を示した図で、図１０は同様に基板設置側のチャンバ内
壁をドライクリーニングする様子を示した図である。ド
ライクリーニングは第１の実施の形態と同様に行う。
【００３５】以上のように、中間メッシュプレート電極
を可動とし、かつ中間メッシュプレート電極端とチャン
バ内壁との距離を１ｃｍ以下とすることにより、基板へ
のプラズマダメージを低減しながら成膜する事が可能な
平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置において、ＣＶＤ
成膜時のプラズマダメージ低減効果を保ちながら、チャ
ンバ内壁全体をドライエッチングクリーニング可能にす
ることができる。
を可動とし、かつ中間メッシュプレート電極端とチャン
バ内壁との距離を１ｃｍ以下とすることにより、基板へ
のプラズマダメージを低減しながら成膜する事が可能な
平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置において、ＣＶＤ
成膜時のプラズマダメージ低減効果を保ちながら、チャ
ンバ内壁全体をドライエッチングクリーニング可能にす
ることができる。
【００３６】また、中間メッシュプレート電極端には第
１の実施の形態で示したシールド板を設けることもでき
る。これにより、さらにプラズマを効率よく閉じこめる
ことができる。
１の実施の形態で示したシールド板を設けることもでき
る。これにより、さらにプラズマを効率よく閉じこめる
ことができる。
【００３７】次に本発明の第３の実施の形態を図１１〜
図１３を参照して詳細に説明する。図１１は第３の実施
の形態の平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置の概略図
であり、ＳｉＯ2 膜成膜の様子を示したものである。
図１３を参照して詳細に説明する。図１１は第３の実施
の形態の平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置の概略図
であり、ＳｉＯ2 膜成膜の様子を示したものである。
【００３８】本発明における平行平板リモートプラズマ
ＣＶＤ装置は、基本的には図１１に示すように、真空排
気可能な真空チャンバー、ガスシャワーヘッドを含む高
周波印加電極１６、基板側高周波印加電極１７、高周波
印加電極１６側に位置する固定された第１の中間メッシ
ュプレート電極２６、基板側高周波印加電極１７側に位
置する固定された第２の中間メッシュプレート電極２
７、およびガスインジェクタ１２によって構成されてい
る。ここで前記第１の中間メッシュプレート電極２６の
中間メッシュプレート孔径は、高周波印加電極１６との
間で発生させた酸素プラズマを効率よく閉じこめられる
ように、発生させた酸素プラズマにおけるプラズマのデ
バイ長と同程度の長さになっている。
ＣＶＤ装置は、基本的には図１１に示すように、真空排
気可能な真空チャンバー、ガスシャワーヘッドを含む高
周波印加電極１６、基板側高周波印加電極１７、高周波
印加電極１６側に位置する固定された第１の中間メッシ
ュプレート電極２６、基板側高周波印加電極１７側に位
置する固定された第２の中間メッシュプレート電極２
７、およびガスインジェクタ１２によって構成されてい
る。ここで前記第１の中間メッシュプレート電極２６の
中間メッシュプレート孔径は、高周波印加電極１６との
間で発生させた酸素プラズマを効率よく閉じこめられる
ように、発生させた酸素プラズマにおけるプラズマのデ
バイ長と同程度の長さになっている。
【００３９】本発明のチャンバー内壁ドライクリーニン
グについて説明する前に、図１１に示す平行平板リモー
トプラズマＣＶＤ装置で酸化シリコン膜を形成する方法
を説明する。真空排気されたＣＶＤチャンバー内で、ガ
スシャワーヘッドを含む高周波印加電極１６に酸素ガス
８を導入し、第１の中間メッシュプレート電極２６との
間でグロー放電を起こさせる。ここで中間メッシュプレ
ート孔径が発生させた酸素プラズマ１０のデバイ長と同
程度の長さであるため、酸素プラズマ１０は高周波印加
電極１６および第１の中間メッシュプレート電極２６と
の間で効率よく閉じこめられている。このプラズマ閉じ
こめが基板へのプラズマダメージ低減に寄与することは
第１の実施に形態の中で述べた。酸素プラズマ中で生成
した酸素ラジカル９は基板３側へ拡散し、第２の中間メ
ッシュプレート電極２７を通り抜け、ガスインジェクタ
１２から噴射されたＳｉＨ4 ガス７と反応してＳｉＯｘ
前駆体１１を形成し、基板３上にＳｉＯ2 膜６を形成す
る。ここで第２の中間メッシュプレート電極２７の中間
メッシュプレート孔径は、後述のドライクリーニングプ
ロセスにおいて基板側高周波印加電極１７との間で均質
なグロー放電を行うことができればどんな長さでもかま
わない。
グについて説明する前に、図１１に示す平行平板リモー
トプラズマＣＶＤ装置で酸化シリコン膜を形成する方法
を説明する。真空排気されたＣＶＤチャンバー内で、ガ
スシャワーヘッドを含む高周波印加電極１６に酸素ガス
８を導入し、第１の中間メッシュプレート電極２６との
間でグロー放電を起こさせる。ここで中間メッシュプレ
ート孔径が発生させた酸素プラズマ１０のデバイ長と同
程度の長さであるため、酸素プラズマ１０は高周波印加
電極１６および第１の中間メッシュプレート電極２６と
の間で効率よく閉じこめられている。このプラズマ閉じ
こめが基板へのプラズマダメージ低減に寄与することは
第１の実施に形態の中で述べた。酸素プラズマ中で生成
した酸素ラジカル９は基板３側へ拡散し、第２の中間メ
ッシュプレート電極２７を通り抜け、ガスインジェクタ
１２から噴射されたＳｉＨ4 ガス７と反応してＳｉＯｘ
前駆体１１を形成し、基板３上にＳｉＯ2 膜６を形成す
る。ここで第２の中間メッシュプレート電極２７の中間
メッシュプレート孔径は、後述のドライクリーニングプ
ロセスにおいて基板側高周波印加電極１７との間で均質
なグロー放電を行うことができればどんな長さでもかま
わない。
【００４０】次に本発明のチャンバークリーニングにつ
いて説明する。
いて説明する。
【００４１】本発明の特徴は、中間メッシュプレート電
極が２枚存在することである。
極が２枚存在することである。
【００４２】図１２はガスシャワーヘッドを含む高周波
印加電極側のチャンバ内壁をドライクリーニングする様
子を示した図で、図１３は同様に基板設置側のチャンバ
内壁をドライクリーニングする様子を示した図である。
印加電極側のチャンバ内壁をドライクリーニングする様
子を示した図で、図１３は同様に基板設置側のチャンバ
内壁をドライクリーニングする様子を示した図である。
【００４３】ガスシャワーヘッドを含む高周波印加電極
１６側のチャンバー内壁をドライクリーニングする場合
には、図１２に示すように高周波印加電極１６のガスシ
ャワーヘッドからＳＦ6 ガス１３を導入して高周波印加
電極１６と第１の中間メッシュ電極２６との間でＳＦ6
プラズマ１４を発生させ、プラズマ中で発生したＦラジ
カル、Ｆイオン、ＳＦ6 ラジカルおよびＳＦ5 イオンな
どをチャンバー内壁のＳｉＯ2 膜と反応させエッチング
除去する。次に基板設置側チャンバー内壁をクリーニン
グする場合には、図１３に示すようにガスインジェクタ
１２からＳＦ6ガス１３を導入して高周波印加電極１７
と第２の中間メッシュ電極２７との間でＳＦ6 プラズマ
１４を発生させドライクリーニングする。図１２におけ
る第１の中間メッシュ電極２６の位置と図１３における
第２の中間メッシュ電極２７の位置の間のデッドゾーン
のドライクリーニングは、エッチングガスラジカルの拡
散によって行われる。なおエッチングガスとしてはＳＦ
6 の他、ＣＦ4 、ＮＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ8 などのガ
スでも良い。
１６側のチャンバー内壁をドライクリーニングする場合
には、図１２に示すように高周波印加電極１６のガスシ
ャワーヘッドからＳＦ6 ガス１３を導入して高周波印加
電極１６と第１の中間メッシュ電極２６との間でＳＦ6
プラズマ１４を発生させ、プラズマ中で発生したＦラジ
カル、Ｆイオン、ＳＦ6 ラジカルおよびＳＦ5 イオンな
どをチャンバー内壁のＳｉＯ2 膜と反応させエッチング
除去する。次に基板設置側チャンバー内壁をクリーニン
グする場合には、図１３に示すようにガスインジェクタ
１２からＳＦ6ガス１３を導入して高周波印加電極１７
と第２の中間メッシュ電極２７との間でＳＦ6 プラズマ
１４を発生させドライクリーニングする。図１２におけ
る第１の中間メッシュ電極２６の位置と図１３における
第２の中間メッシュ電極２７の位置の間のデッドゾーン
のドライクリーニングは、エッチングガスラジカルの拡
散によって行われる。なおエッチングガスとしてはＳＦ
6 の他、ＣＦ4 、ＮＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ8 などのガ
スでも良い。
【００４４】以上のように、中間メッシュプレート電極
を２枚設置し、基板側の中間メッシュプレートをドライ
クリーニング用に、もう一方をＳｉＯ2 膜形成時の酸素
プラズマ形成用とドライクリーニング用の兼用にするこ
とで、基板へのプラズマダメージを低減しながら成膜す
る事が可能な平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置にお
いて、ＣＶＤ成膜時のプラズマダメージ低減効果を保ち
ながら、チャンバ内壁全体をドライクリーニング可能に
することができる。
を２枚設置し、基板側の中間メッシュプレートをドライ
クリーニング用に、もう一方をＳｉＯ2 膜形成時の酸素
プラズマ形成用とドライクリーニング用の兼用にするこ
とで、基板へのプラズマダメージを低減しながら成膜す
る事が可能な平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置にお
いて、ＣＶＤ成膜時のプラズマダメージ低減効果を保ち
ながら、チャンバ内壁全体をドライクリーニング可能に
することができる。
【００４５】また、中間メッシュプレート電極は２枚以
上設けてもよい。
上設けてもよい。
【００４６】
【発明の効果】本発明の効果は、基板へのプラズマダメ
ージを低減しながらＳｉＯ2 膜などを大面積基板に成膜
することが可能な平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置
において、ＣＶＤ成膜時のプラズマダメージ低減効果を
保ちながら、チャンバ内壁全体をドライエッチングクリ
ーニング可能にすることができるということである。そ
の理由は、本発明の平行平板リモートプラズマＣＶＤ装
置において、中間メッシュ電極を可動または２枚設置と
することでチャンバ全体のプラズマドライクリーニング
を可能にし、かつＣＶＤ成膜時の中間メッシュ電極端か
らのプラズマ漏れを防ぐために、中間メッシュ電極端へ
のシールド板の設置またはＣＶＤチャンバ内壁との距離
の短距離化を行ったためである。
ージを低減しながらＳｉＯ2 膜などを大面積基板に成膜
することが可能な平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置
において、ＣＶＤ成膜時のプラズマダメージ低減効果を
保ちながら、チャンバ内壁全体をドライエッチングクリ
ーニング可能にすることができるということである。そ
の理由は、本発明の平行平板リモートプラズマＣＶＤ装
置において、中間メッシュ電極を可動または２枚設置と
することでチャンバ全体のプラズマドライクリーニング
を可能にし、かつＣＶＤ成膜時の中間メッシュ電極端か
らのプラズマ漏れを防ぐために、中間メッシュ電極端へ
のシールド板の設置またはＣＶＤチャンバ内壁との距離
の短距離化を行ったためである。
【図１】本発明の第１の実施の形態における平行平板リ
モートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
モートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における平行平板リ
モートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
モートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における平行平板リ
モートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
モートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態例における中間メッ
シュプレート電極の形状の第１の例を示した図である。
シュプレート電極の形状の第１の例を示した図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における中間メッシ
ュプレート電極の形状の第２の例を示したものである。
ュプレート電極の形状の第２の例を示したものである。
【図６】本発明の第１の実施の形態における中間メッシ
ュプレート電極の形状の第３の例を示したものである。
ュプレート電極の形状の第３の例を示したものである。
【図７】本発明の第１の実施の形態における中間メッシ
ュプレート電極の形状の第４の例を示したものである。
ュプレート電極の形状の第４の例を示したものである。
【図８】本発明の第２の実施の形態における平行平板リ
モートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
モートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における平行平板リ
モートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
モートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における平行平板
リモートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
リモートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態における平行平板
リモートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
リモートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態における平行平板
リモートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
リモートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態における平行平板
リモートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
リモートプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
【図１４】従来の平行平板プラズマＣＶＤ装置における
チャンバー内壁ドライクリーニングの様子を示した概略
図である。
チャンバー内壁ドライクリーニングの様子を示した概略
図である。
【図１５】従来の平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置
におけるチャンバー内壁ドライクリーニングの様子を示
した概略図である。
におけるチャンバー内壁ドライクリーニングの様子を示
した概略図である。
【図１６】平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置におい
て、中間メッシュ電極を可動とした場合の、中間メッシ
ュ電極端からのプラズマ漏れの様子を示した概略図であ
る。
て、中間メッシュ電極を可動とした場合の、中間メッシ
ュ電極端からのプラズマ漏れの様子を示した概略図であ
る。
【図１７】従来の平行平板リモートプラズマＣＶＤ装置
におけるＳｉＯ2 膜形成の様子を示した概略図である。
におけるＳｉＯ2 膜形成の様子を示した概略図である。
１ 高周波印加電極 ２ 対向電極 ３ 被堆積基板 ４ 中間メッシュプレート電極 ５ シールド板 ６ ＳｉＯ2 膜 ７ ＳｉＨ4 ８ Ｏ2 ９ 酸素ラジカル １０ 酸素プラズマ １１ ＳｉＯｘ前駆体 １２ ガスインジェクタ １３ ＳＦ6 １４ ＳＦ6 プラズマ １５ エッチングされる領域 １６ ガスシャワーヘッドを含む高周波印加電極 １７ 基板側高周波印加電極 １８ チャンバ壁 １９ 中間メッシュプレート電極移動駆動柱 ２１ Ａ−Ａ’切断面 ２２ 平板シールド ２３ メッシュシールド板 ２４ 電流導入端子線 ２５ 中間メッシュプレート電極端とチャンバ内壁の距
離 ２６ 第１中間メッシュプレート電極 ２７ 第２中間メッシュプレート電極 ２８ 真空排気口 ２９ 防着板 ３０ 固定された中間メッシュプレート電極 ３１ プラズマ漏れ
離 ２６ 第１中間メッシュプレート電極 ２７ 第２中間メッシュプレート電極 ２８ 真空排気口 ２９ 防着板 ３０ 固定された中間メッシュプレート電極 ３１ プラズマ漏れ
Claims (9)
- 【請求項１】互いに平行な高周波印加電極とプラズマ分
離用の中間メッシュプレート電極とで挟まれたプラズマ
発生室、およびプラズマ発生室外に位置し、中間メッシ
ュプレート電極と平行で被堆積基板が設置される対向電
極をチャンバ内に有するプラズマＣＶＤ装置において、
前記中間メッシュプレート電極が前記対向電極側および
前記高周波印加電極側の双方向に移動可能であり、かつ
前記対向電極に高周波が印加可能であることを特徴とす
るプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項２】プラズマおよび生成ラジカルの拡散を防ぐ
シールド板が前記中間メッシュプレート電極周辺端に設
置されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマ
ＣＶＤ装置。 - 【請求項３】前記シールド板が、複数の孔が設けられた
メッシュシールド板であることを特徴とする請求項２記
載のプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項４】前記中間メッシュプレート電極の外周とチ
ャンバ内壁との距離がプロセスプラズマのデバイ長以下
であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
のプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項５】前記中間メッシュプレート電極の外周とＣ
ＶＤチャンバ内壁の距離が１ｃｍ以下であることを特徴
とする請求項４記載のプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項６】中間メッシュプレート電極の位置を検出す
る手段を有することを特徴とする請求項１から５のいず
れかに記載のプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項７】請求項１から６のいずれかに記載のプラズ
マＣＶＤ装置のイオンクリーニング方法であって、前記
中間メッシュプレート電極と前記高周波印加電極との間
で放電が可能な距離に前記中間メッシュプレート電極を
配置し、前記高周波印加電極と前記中間メッシュプレー
ト電極との間でエッチングガスのプラズマを発生させる
ことにより前記高周波印加電極側のチャンバ内壁をドラ
イクリーニングする工程と、前記中間メッシュプレート
電極と前記対向電極との間で放電が可能な距離に前記中
間メッシュプレート電極を配置し、前記対向電極と前記
中間メッシュプレート電極との間でエッチングガスのプ
ラズマを発生させることにより前記対向電極側のチャン
バ内壁をドライクリーニングする工程とを有することを
特徴とするプラズマＣＶＤ装置のドライクリーニング方
法。 - 【請求項８】互いに平行な高周波印加電極とプラズマ分
離用の中間メッシュプレート電極とで挟まれたプラズマ
発生室、およびプラズマ発生室外に位置し、前記中間メ
ッシュプレート電極と平行で被堆積基板が設置される対
向電極をチャンバ内に有するプラズマＣＶＤ装置におい
て、前記対向電極に高周波が印加可能で、かつ前記中間
メッシュプレート電極が互いに離れて２枚以上設置され
ており、前記中間メッシュプレート電極のうちの少なく
とも１枚が前記高周波印加電極との間で放電が可能な位
置に配置され、前記中間メッシュプレート電極のうちの
少なくとも１枚が前記対向電極と放電可能な位置に配置
されていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項９】請求項８記載のプラズマＣＶＤ装置のドラ
イクリーニング方法であって、前記高周波印加電極との
間で放電が可能な位置に配置された前記中間メッシュプ
レート電極と前記高周波印加電極との間でエッチングガ
スのプラズマを発生させることにより前記高周波印加電
極側のチャンバ内壁をドライクリーニングする工程と、
前記対向電極との間で放電が可能な位置に配置された前
記中間メッシュプレート電極と前記対向電極との間でエ
ッチングガスのプラズマを発生させることにより前記対
向電極側のチャンバ内壁をドライクリーニングする工程
とを有することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置のドラ
イクリーニング方法。
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|---|---|---|---|
| JP32802297A JP3161392B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | プラズマｃｖｄ装置とそのドライクリーニング方法 |
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|---|---|---|---|
| JP32802297A JP3161392B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | プラズマｃｖｄ装置とそのドライクリーニング方法 |
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| JPH11162957A true JPH11162957A (ja) | 1999-06-18 |
| JP3161392B2 JP3161392B2 (ja) | 2001-04-25 |
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ID=18205652
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| JP32802297A Expired - Fee Related JP3161392B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | プラズマｃｖｄ装置とそのドライクリーニング方法 |
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-
1997
- 1997-11-28 JP JP32802297A patent/JP3161392B2/ja not_active Expired - Fee Related
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