KR100502945B1 - 플라즈마처리장치의세정방법 - Google Patents

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다다시 히라타
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Abstract

진공용기의 내부에 부착된 불소를 함유하는 카본막의 세정에 요하는 시간을 단축하고, 또한 세정의 경우에 재치대의 표면을 보호하는 것.
예컨대, 플라즈마 처리장치에서 CF막을 성막한 후에, 세정가스로서 O2가스를 진공용기(2) 내에 도입하고, 진공용기(2)의 내부에 부착된 CF막의 세정을 행한다. 세정에서는 O2가스를 플라즈마화 하고, 플라즈마에 의해 생긴 O의 활성종에 의해 CF막의 표면을 물리적, 화학적으로 C-C결합이나 C-F결합을 절단한다. O2가스는 절단된 곳으로부터 CF막의 내부로 들어가고, CF막의 C와 반응하여 CO2를 생성하여 비산해 간다. 한편, F는 F2로서 비산해 가고, 이렇게 하여 CF막이 제거된다.

Description

플라즈마 처리장치의 세정방법
본 발명은, 예컨대 반도체 웨이퍼 등의 피처리기판에 대해 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리장치의 세정방법 및 플라즈마 처리방법에 관한 것이다.
집적회로의 배선패턴으로서는 주로 알루미늄 배선이 이용되고, 이를 절연하기 위한 층간절연막으로서는 SiO2막이나 SiOF막이 이용되고 있으며, 이들의 형성방법으로서는 막질이 양호하기 때문에, 예컨대 마이크로파와 자계를 조합시킨 ECR(Electron Cyclotron Resonance: 전자 사이클로트론 공명) 플라즈마 처리가 이용되는 경향이 있다.
이 ECR 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리장치의 일예를 도 28로 들면, 플라즈마 생성실(1A) 내에 예컨대 2.45㎓의 마이크로파를 도파관(11)을 매개로 공급함과 더불어, 소정의 크기, 예컨대 875가우스의 자계를 전자코일(12)에 의해 인가하고, 마이크로파와 자계의 상호작용(공명)에 의해, 예컨대 Ar가스나 O2가스 등의 플라즈마 가스나, 성막실(1B) 내에 도입된 반응성 가스, 예컨대 SiH4가스를 플라즈마화하고, 이 플라즈마에 의해 SiH4가스의 활성종을 형성하여 AℓN(질화알루미늄) 제(製)의 재치대(載置臺; 13) 상에 재치된 반도체 웨이퍼(W) 표면에 박막을 형성하도록 되어 있다.
그리고, 이와 같은 플라즈마 처리장치에서는 SiO2막 등의 성막처리를 행하면 성막실(1B)의 벽면이나 재치대(13)의 주변에도 이들 막이 부착해 버리는데, 성막처리가 진행하여 이 막의 막두께가 어느 정도의 두께로 되면 부착된 막이 떨어져 파티클의 원인으로 되기 때문에, SiO2막이나 SiOF막의 성막처리를 행한 후, 이들 부착된 막을 제거하기 위해 소정의 세정이 행해지고 있다.
예컨대, SiO2막이나 SiOF막을 제거하기 위한 세정은, 예컨대 웨이퍼를 12매 성막할 때마다 예컨대 20분 정도 행해지고 있으며, 세정가스로서 CF4가스나 NF3가스 등의 F(불소)계의 가스를 진공용기 내에 도입하고서 이 가스를 플라즈마에 의해 활성화시킴으로써 이 활성종을 부착된 막에 반응시켜서 제거하고 있다.
그리고, 세정을 종료한 후, 진공용기(10)의 내벽에 잔존하고 있는 파티클의 비산을 방지하기 위한 프리코트(precoat)가 행해지고 있다. 이 프리코트는 진공용기(10)의 내벽에 프리코트막을 성막하는 것인데, 예컨대 SiO2막 등의 성막처리의 경우에는 프리코트막은 SiO2막이나 SiF4막 등에 의해 형성되고 있다.
그런데, SiO2막은 유전율이 4정도, SiOF막은 유전율이 3.5정도이지만, 최근 고속 디바이스의 요구가 높아짐으로써, 유전율이 낮은 층간절연막이 요구되고 있다. 그래서, 이와 같은 유전율이 낮은 층간절연막으로서 2.5 이하의 유전율을 달성할 수 있는 불소첨가 카본막(이하, CF막이라 칭함)이 주목되고 있다.
이 CF막도 상술한 플라즈마 처리장치에 의해 성막할 수 있지만, CF막을 세정에 의해 제거할 때 상기 CF4가스나 NF3가스 등의 F계의 가스를 이용하면, CF4가스만으로는 세정이 거의 진행되지 않고, 또 NF3가스만으로는 세정속도가 상당히 느려 처리에 90분 정도로 긴 시간이 걸려 버린다. 이와 같이 세정에 시간이 걸리면, 세정은 성막처리 중에 행해지기 때문에 성막처리의 처리능력이 나빠진다는 문제가 있다.
또한, 세정할 때에는 재치대(13)는 플라즈마에 쬐어지고 있지만 재치대(13)의 표면에는 원래 CF막은 부착하고 있지 않으므로, 재치대(13)의 표면이 직접 플라즈마에 계속 두들겨 맞아 거칠어져 버린다. 이와 같이 재치대(13)의 표면이 거칠어지면, 재치대 표면에 凹凸이 생겨 웨이퍼(W)의 흡착력이나 웨이퍼로의 열전도가 부분적으로 변화해 버리거나, 또 성막처리의 프로세스의 초기와 후기에서 변화하여 프로세스의 재현성이 악화되어 버린다. 이 때문에, 성막된 막의 막두께의 면내 균일성이 악화되거나 막두께의 면간 균일성이 나빠진다는 문제가 있다.
더욱이, 재치대(13)의 표면이 거칠어지면, 그 후의 성막처리 시에 웨이퍼를 재치대(13) 상에 재치하거나, 떼었다 붙였다 할 때 파티클 발생의 원인으로 될 우려가 있고, 또 고가인 재치대(13)의 수명이 짧아져 버린다는 문제도 있다. 예컨대, 특히 강한 플라즈마를 생성하여 세정속도를 빠르게 하려고 할 때에는 재치대 표면의 열화가 심하기 때문에 문제였다.
또한, 세정 시에는 작업자가 성막실(1B)의 측벽에 형성된 내다보기 위한 창(14)으로부터 성막실(1B)의 내부를 살펴 막이 잔존하는지의 여부를 확인함으로써 처리의 종료시(時)를 판단하도록 하고 있었지만, 이와 같은 방법에서는 작업자의 경험에 의존하는 면이 다분히 있기 때문에, 종료시의 판단이 부정확하게 되어 버린다. 이 때문에, 종료시의 판단이 빨라져 막이 잔존해 버리거나, 이를 회피하려고 하여 종료시의 판단이 느려지고 세정시간이 너무 길어져 버려 결과적으로 성막처리의 처리능력이 나빠진다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 진공용기 내부에 부착된 불소를 함유한 카본막의 세정에 요하는 시간을 단축할 수 있는 플라즈마 처리장치의 세정방법을 제공하는 것에 있고, 또 다른 목적은 부착된 막의 세정 시에 재치대를 보호할 수 있는 플라즈마 처리장치의 세정방법을 제공하는 것에 있다.
또한, CF막도 상술의 플라즈마 처리장치에 의해 성막할 수 있지만, CF막의 성막처리 시에 프리코트막을 SiO2막이나 SiOF막 등에 의해 형성하면, 프리코트막과 CF막의 원료가스 예컨대 C4F8가스 등의 CF계 가스가 반응하여 파티클이 발생하기 쉽다는 문제가 있고, CF막을 성막처리할 때의 프리코트에는 미지의 성분이 많다.
그래서, 본 발명의 또 다른 목적은 진공용기 내부의 파티클을 저감함으로써, 피처리기판에 대해 안정한 성막처리를 행할 수 있는 플라즈마 처리방법을 제공하는 것에 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세정이 실시되는 플라즈마 처리장치를 나타낸 단면도,
도 2는 CF막의 O2가스에 의한 에칭의 특성도,
도 3은 CF막의 O2가스의 세정에 있어서 마이크로파 전력밀도의 영향을 확인하기 위한 실험의 결과를 나타낸 표,
도 4는 미러자계 4a와 발산자계 4b를 나타낸 설명도,
도 5는 CF막의 O2가스의 세정에 있어서 자계의 영향을 확인하기 위한 실험의 결과를 나타낸 표,
도 6은 펄스형상으로 마이크로파를 공급한 때의 전자에너지를 나타낸 특성도,
도 7은 CF막의 세정에 있어서 세정가스의 영향을 확인하기 위한 실험의 결과를 나타낸 표,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세정이 실시되는 플라즈마 처리장치를 나타낸 단면도,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세정이 실시되는 플라즈마 처리장치의 다른 예를 나타낸 단면도,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세정이 실시되는 플라즈마 처리장치의 다른 예를 나타낸 단면도,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세정이 실시되는 플라즈마 처리장치의 다른 예를 나타낸 단면도,
도 12는 CF막의 H20가스에 의한 에칭의 특성도,
도 13은 CF막의 세정에 있어서 세정가스의 영향을 확인하기 위한 실험의 결과를 나타낸 표,
도 14는 CF막의 세정에 있어서 세정 웨이퍼의 영향을 확인하기 위한 실험의 결과를 나타낸 표,
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리장치를 나타낸 단면도,
도 16은 O의 플라즈마의 발광강도를 나타낸 특성도,
도 17은 CF막을 세정할 때의 활성종의 발광강도를 나타낸 특성도,
도 18은 CF막을 세정할 때의 O의 플라즈마의 발광강도의 측정결과를 나타낸 특성도,
도 19는 본 발명의 실시예의 작용을 설명하기 위한 설명도,
도 20은 본 발명의 실시예의 작용을 설명하기 위한 설명도,
도 21은 본 발명의 실시예의 효과를 확인하기 위해 행한 실험예의 결과를 나타내기 위한 원자농도와 CF막의 깊이의 관계를 나타낸 특성도,
도 22는 본 발명의 실시예의 효과를 확인하기 위해 행한 실험예의 결과를 나타내기 위한 원자농도와 CF막의 깊이의 관계를 나타낸 특성도,
도 23은 본 발명의 실시예의 효과를 확인하기 위해 행한 실험예의 결과를 나타내기 위한 파티클량과 웨이퍼의 처리매수의 관계를 나타낸 특성도,
도 24는 본 발명의 실시예의 효과를 확인하기 위해 행한 실험예의 결과를 나타내기 위한 파티클량과 웨이퍼의 처리매수의 관계를 나타낸 특성도,
도 25는 본 발명의 다른 실시예의 효과를 확인하기 위해 행한 실험예의 결과를 나타내기 위한 파티클량과 웨이퍼의 처리매수의 관계를 나타낸 특성도,
도 26은 본 발명의 다른 실시예의 작용을 설명하기 위한 설명도,
도 27은 본 발명의 또 다른 실시예의 효과를 확인하기 위해 행한 실험예의 결과를 나타내기 위한 파티클량과 웨이퍼의 처리매수의 관계를 나타낸 특성도,
도 28은 종래의 플라즈마 처리장치를 나타낸 단면도이다.
이를 위해, 플라즈마 처리장치에 따른 본 발명은, 진공용기 내에 설치된 재치대에 피처리기판을 재치하고, 성막가스를 플라즈마화하며, 이 플라즈마에 의해 당해 피처리기판에 불소첨가 카본막을 성막하는 성막처리공정과, 다음에 상기 진공용기 내에 있어서 산소 플라즈마 생성용 가스를 플라즈마화하고, 이 플라즈마에 의해 상기 진공용기 내에 부착된 불소첨가 카본막을 제거하는 세정공정을 갖추어 구성된 것을 특징으로 한다. 여기서, 성막가스의 플라즈마화는 예컨대 성막가스를 마이크로파와 자계의 상호작용에 의해 플라즈마화함으로써 행해지고, 이 경우에는 상기 진공용기의 단위체적(1입방미터)당의 마이크로파의 전력을 10kW 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 성막가스의 플라즈마화를 자계형성수단에 의해 피처리기판의 피처리면에 대향하는 영역으로부터 피처리기판으로 향하여 자력선이 뻗치도록 자계를 형성하고, 이 자계와 전계의 상호작용에 의해 플라즈마화함으로써 행해지도록 해도 좋은데, 이 경우에는 상기 세정공정은 피처리기판 부근의 자력선이 상기 성막처리공정 시보다도 점차 끝쪽이 넓어지도록 자계를 조정하여 행하는 것이 바람직하다. 더욱이, 이 경우 자계의 조정은, 자계형성수단을, 각각 피처리기판의 중심축을 둘러싸도록 감겨 피처리기판의 상방에 설치된 제1코일과, 피처리기판의 측방 또는 하방측에 설치된 제2코일로 구성하고, 상기 제2코일에 흐르는 전류를 플라즈마 처리 시보다도 작게 하거나(제로(zero)도 포함) 역방향으로 전류를 흘림으로써 행하는 것이 바람직하다.
더욱이 또, 산소 플라즈마 생성용 가스에 교류전력을 인가하여 플라즈마를 생성하고, 이 플라즈마에 의해 불소첨가 카본막을 제거하여 세정을 행하는 경우에는, 당해 세정은 교류전력을 당해 교류전력의 주파수보다도 낮은 주파수의 펄스에 의해 온, 오프하면서 행하는 것이 바람직하다. 여기서, 세정공정은 1매의 피처리기판에 성막처리를 할 때마다 행해지도록 해도 좋다.
또한, 상기 산소 플라즈마 생성용 가스는 산소가스, 산소가스와 수소가스로 이루어진 가스, 산소가스와 불소가스를 함유한 가스로 이루어진 가스, 산소와 불소의 화합물의 가스, 수증기, 탄소와 산소의 화합물의 가스, 질소와 산소의 화합물의 가스인 것이 바람직하다. 또, 세정공정은 산소가스로 이루어진 산소 플라즈마 생성용 가스를 이용하고, 다음에 산소와 불소의 화합물의 가스로 이루어진 산소 플라즈마 생성용 가스를 이용하여 행하도록 해도 좋다.
더욱이, 본 발명에서는 세정공정시에 진공용기 내에서 생성한 소정의 활성종에 대해 당해 활성종이 발광하는 특정한 파장의 발광강도를 검출하고, 이 검출결과에 기초하여 세정의 종료시를 판단하는 것이 바람직하다.
플라즈마 처리방법에 따른 본 발명은, 진공용기 내에 설치된 재치대에 피처리기판을 재치하고서 성막가스를 플라즈마화하고, 이 플라즈마에 의해 당해 피처리기판에 불소첨가 카본막을 성막하는 성막처리공정과, 다음에 세정가스를 플라즈마화하고, 이 플라즈마에 의해 상기 진공용기 내에 부착된 불소첨가 카본막을 제거하는 세정공정 및, 이어서 전(前)처리 성막가스를 플라즈마화하고, 이 플라즈마에 의해 상기 진공용기의 내벽에 파티클 발생방지를 위한 박막, 예컨대 불소첨가 카본막이나 수소화 아몰퍼스 카본막을 형성하는 전처리 성막공정을 포함한 것을 특징으로 한다. 여기서, 불소첨가 카본막을 형성하기 위한 전처리 성막가스로는, 2중 결합 또는 3중 결합을 포함하는 탄소와 불소의 화합물을 함유한 가스를 이용할 수 있다.
본 발명의 플라즈마 처리장치의 세정방법의 제1실시예에 대해 설명한다.
본 발명자들은 플라즈마 처리장치의 진공용기 내부에 부착된 CF막을 제거하기 위한 세정에 있어서, 세정가스로서 여러 가지의 가스를 검토한 바 산소(O2)가스가 유효함을 알아냈다. 본 실시예는 O2가스를 세정가스로서 이용하여 CF막이 부착된 플라즈마 처리장치의 세정을 행한다고 하는 것이다.
우선, CF막을 피처리기판 상에 성막하기 위한 플라즈마 처리장치의 일례에 대해 도 1에 의해 설명한다. 이 플라즈마 처리장치는 ECR(전자 사이클로트론 공명)을 이용한 장치이다. 도면 중 2는, 예컨대 알루미늄 등에 의해 형성된 진공용기로, 이 진공용기(2)는 상방에 위치하여 플라즈마를 발생시키는 원통형상의 플라즈마실(21)과, 이 하방에 연통(連通)시켜 연결되고, 플라즈마실(21)보다 안쪽지름(內徑)이 큰 원통형상의 성막실(22)로 이루어진다.
이 진공용기(2)의 상단면은 마이크로파를 투과하기 위한 투과창(23)에 의해 구성되어 있다. 투과창(23)의 상면에는 플라즈마실(21) 내에, 예컨대 2.45㎓의 마이크로파를 공급하기 위한 도파관(31)이 설치되어 있으며, 이 도파관(31)의 타단측은 마이크로파 발진기(32)에 접속되어 있다. 본 예에서는 도파관(31)과 마이크로파 발진기(32)에 의해 고주파 공급수단이 구성되어 있다.
플라즈마실(21)을 구획하는 측벽의 바깥둘레에는 이것에 접근시켜 자계형성수단으로서 링형상의 메인 솔레노이드코일(33: 이하, 메인코일(33)이라 칭함)이 배치되어 있고, 플라즈마실(21)에 예컨대 상방에서 하방으로 향하는 예컨대 875가우스의 자계를 형성할 수 있도록 되어 있다. 또한, 성막실(22)의 저벽(底壁)의 하방측에는 링형상의 서브 솔레노이드코일(34: 이하, 서브코일(34)이라 칭함)이 배치되어 있다.
또한, 플라즈마실(21)을 구획하는 측벽에는 그 둘레방향을 따라 균등하게 배치한 플라즈마 가스노즐(24)이 설치되어 있다. 이 노즐(24)에는 도시하지 않은 플라즈마 가스원 및 세정 가스원이 접속되어 플라즈마실(21) 내의 상부로 플라즈마 가스나 세정가스를 균등하게 공급할 수 있도록 되어 있다. 더욱이, 도면중 노즐(24)은 도면의 번잡화를 피하기 위해 2개밖에 기재하고 있지 않지만, 실제로는 그 이상 설치되어 있다.
한편, 성막실(22) 내에는 그 상부 측에 성막실(22) 내로 성막가스로서, 예컨대 C4F8가스 및 C2H4가스를 도입하기 위한 가스 취출구(吹出口; 25a)가 형성된 링형상의 가스링(25)이 설치되어 있으며, 이 가스링(25)에는 도시하지 않은 반응성 가스원 예컨대 C4F8가스원 및 C2H4가스원이 접속되어 있다. 또한, 성막실(22) 내의 거의 중앙에는 피처리기판, 예컨대 반도체 웨이퍼(W: 이하, 웨이퍼(W)라 칭함)를 재치하기 위한 재치대(4)가 승강자재로 설치되어 있다. 이 재치대(4)는, 예컨대 알루미늄 등에 의해 형성된 본체(41)에 히터를 내장한 세라믹체(42)를 설치하여 이루어지고, 재치면은 정전척(electrostatic chuck)으로서 구성되어 있다. 더욱이, 재치대(4)의 세라믹 정전척(42)에는 웨이퍼(W)에 이온을 인입하기 위한 바이어스 인가를 위한 전극(43)을 내장하고, 전극(43)에는 플라즈마 인입용의 예컨대 고주파전원(44)이 접속되어 있다. 더욱이 또, 성막실(22)의 저부에는 도시하지 않은 배기구가 형성되어 있다.
다음에, 상술한 장치를 이용해서 행해지는 CF막의 성막처리에 대해 설명한다. 우선, 도시하지 않은 로드록실(load-lock chamber)로부터 예컨대 표면에 알루미늄 배선이 형성된 웨이퍼를 반입하여 재치대(4) 상에 재치한다. 이어서, 진공용기(2)의 내부를 소정의 진공도까지 진공시키고, 플라즈마 가스노즐(24)로부터 플라즈마실(21) 내로 플라즈마가스 예컨대 Ar가스를 도입함과 더불어, 가스링(25)으로부터 성막실(22) 내로 성막가스 예컨대 C4F8가스 및 C2H4가스를 각각 유량 60sccm 및 30sccm으로 도입한다. 그리고, 진공용기(2) 내를 예컨대 프로세스 압력 0.2Pa로 유지하면서 재치대(4)에 13.56MHz, 1500W의 바이어스 전압을 인가함과 더불어, 재치대(4)의 표면온도를 320℃로 설정한다.
마이크로파 발진기(32)로부터의 2.45㎓의 고주파(마이크로파)는 도파관(31)으로 반송되어 투과창(23)을 투과하여 플라즈마실(21) 내로 도입된다. 이 플라즈마실(21) 내에는 메인코일(33)과 서브코일(34)에 의해 발생한 미러(mirror)자계가 875가우스의 강도로 인가되고 있는 바, 이 자계와 마이크로파의 상호작용으로 전자 사이클로트론 공명이 생기고, 이 공명에 의해 Ar가스가 플라즈마화되면서 고밀도화 된다.
플라즈마실(21)로부터 성막실(22) 내로 유입된 플라즈마 흐름은, 여기에 공급되어 있는 C4F8가스 및 C2H4가스를 활성화(플라즈마화)시켜 활성종(플라즈마)을 형성한다.
한편, 웨이퍼(W) 상에 수송된 활성종은 CF막으로서 성막되지만, 그 때 플라즈마 인입용의 바이어스 전압에 의해 웨이퍼(W)에 인입된 Ar이온이 스퍼터 에칭작용에 의해 웨이퍼(W) 표면의 패턴상의 각부(角部)에 성막된 CF막을 제거하여 개구를 넓히면서 패턴홈 저부로부터 CF막을 성막함으로써, 凹부에 보이드없이 CF막이 매립된다.
이어서, 이와 같은 플라즈마 처리장치에서 이와 같은 성막처리를 행한 후에 행해지는 세정에 대해 설명한다. 웨이퍼(W)에 대해 소정의 성막처리를 행하면, 예컨대 재치대(4) 표면의 웨이퍼(W)의 주변이나 재치대(4)의 바깥둘레부분, 가스 취출구(25a) 주변 등의 성막가스가 도달하는 장소에도 CF막이 부착해 버린다. 세정이라고 하는 것은, 이와 같이 진공용기(2)의 내부에 부착된 CF막을 제거하기 위해 행해지는 처리로서, 예컨대 12매의 웨이퍼에 성막처리를 행한 후에 행해진다.
구체적으로는 12매째의 웨이퍼(W)를 진공용기(2)로부터 반출한 후, 플라즈마실(21) 내로 플라즈마 가스노즐(24)로부터 세정가스(산소 플라즈마 생성용 가스)로서 O2가스를 예컨대 200sccm의 유량으로 도입하면서 마이크로파 발진기(32)로부터 2.45㎓의 마이크로파를 도입함과 더불어, 예컨대 메인코일(33) 및 서브코일(34)을 작동시켜 자계를 875가우스의 강도로 인가함으로써 행해진다.
이렇게 하면, 성막실(22)의 내부에서는 후술하는 미러자계가 형성되는 바, 이 자계와 마이크로파의 상호작용으로 전자 사이클로트론 공명이 생기고, 이 공명에 의해 O2가스가 플라즈마화되면서 고밀도화된다. 그리고, 플라즈마화에 의해 생성한 예컨대 O의 래디컬(radical: 기(基))이나 이온으로 이루어진 O의 활성종(플라즈마)이 가스 취출구(25a)나 재치대(4)의 주변에 부착된 CF막과 반응해서 CF막을 예컨대 CO2가스나 F2가스로 분해하여 비산시켜 도시하지 않은 배기구를 매개로 성막실(22)의 외부로 제거한다.
여기서, 본 실시예의 효과를 확인하기 위해 행한 실험예에 대해 설명한다. 실험장치로서 도 1에 나타낸 플라즈마 처리장치를 이용해서, 플라즈마 가스노즐(24)로부터 O2가스를 200sccm의 유량으로 도입하여 재치대 상에 재치된 CF막이 성막된 웨이퍼(W)에 대해 O2의 플라즈마에 의해 에칭을 행하고, 이 때의 에칭율을 산출함으로써 CF막의 제거량을 구했다. 여기서, 그 외의 조건으로서는 압력 0.1Pa, 미러자계로 하고, 마이크로파 전력을 바꾸어 행하도록 했다. 또한, O2가스 대신에 NF3가스를 200sccm의 유량으로 도입한 경우에 있어서도 마찬가지의 실험을 행했다. 이 결과를 도 2에 나타냈다.
도 2의 결과로부터, O2가스를 이용한 경우는 NF3가스를 이용한 경우에 비해 에칭율이 상당히 크다는 것이 확인되었고, 이것에 의해 O2가스는 NF3가스에 비해 CF막의 제거속도가 크다는 것이 확인되었다.
그래서 도 1에 나타낸 플라즈마 처리장치에 있어서, 압력 0.2Pa, 마이크로파 전력 2700W 하에서 8인치 크기의 웨이퍼(W)에 대해 CF막을 5㎛ 성막한 후, 세정가스로서 O2가스를 200sccm의 유량으로 도입하고, 압력 0.1Pa, 마이크로파 전력 2500W, 미러자계의 조건 하에서 CF막의 세정을 행한 바, 30분 경과후에는 CF막이 완전히 제거되어 NF3가스를 200sccm의 유량으로 도입하여 세정을 행한 경우에 비해 세정시간이 1/10~1/5로 단축되는 것이 확인되었고, 이 결과에 의해 CF막의 세정에는 O2가스가 유효하다는 것이 확인되었다.
여기서, 이와 같이 CF막의 세정에 O2가스가 유효한 것은 이하와 같은 이유에 따른 것이라고 생각된다. 즉, 세정가스로서 O2가스를 이용한 경우에는, 플라즈마화에 의해 생긴 O의 활성종이 CF막의 표면을 침으로써 CF막 표면의 C-C결합이나 C-F결합을 물리적으로 절단함과 더불어, O의 활성종과 CF막의 C(탄소)와의 CO2의 생성이라는 화학반응에 의해서도 상기 C-C결합 등이 절단된다. 그리고, 이 잘린 부분으로부터 O2가 CF막의 내부로 들어가 CF막 내부의 C-C결합이나 C-F결합을 절단한다. 이와 같이, O의 활성종은 CF막의 C와 반응하여 CO2가스를 생성하고, 한편 F(불소)는 F2가스를 생성한다고 추찰(推察)되고, 이들 가스가 비산해 감으로써 CF막이 제거되는 것이라고 생각된다.
한편, 세정가스로서 NF3가스를 이용한 경우에는, 플라즈마화에 의해 생긴 F의 활성종이 CF막 표면의 C-C결합이나 C-F결합을 절단하고, 이들 결합이 절단된 후에는 F는 F2가스나 NF3가스로 되어 비산해 가고 C는 CF4가스로 되어 비산해 감으로써 CF막이 제거되는 것이라고 추찰된다.
또한, O와 C의 반응에 의한 CO2의 생성은 F와 C의 반응에 의한 CF4의 생성보다도 일어나기 쉽다고 생각된다. 이 때문에, O의 활성종은 CO2를 생성함으로써 CF막의 내부의 C-C결합이나 C-F결합을 절단하기 쉽기 때문에, F보다도 CF막의 내부에 들어가기 쉬운 것이라고 생각된다. 이와 같이, O2가스는 세정할 때 NF3가스에 비해 C-C결합이나 C-F결합이 절단되기 쉽고, CF막의 내부에 들어가기 쉽기 때문에 세정속도가 빨라지고, 이 결과 세정시간이 짧아지는 것이라고 추찰된다.
이와 같이, 본 실시예에서는 CF막의 세정가스로서 O2가스를 이용하고 있기 때문에, 진공용기(2) 내부에 부착된 CF막의 세정시간이 단축되고, 이에 따라 성막처리의 처리능력을 향상시킬 수 있다.
이어서, 본 실시예의 다른 예에 대해 설명한다. 본 예는 상술한 실시예의 세정방법에 있어서, 세정의 경우 마이크로파의 전력밀도를 10kW/m3 이상으로 설정한다는 것이다. 이 마이크로파 전력밀도는 마이크로파 전력을 진공용기(2)의 용적으로 나눔으로써 산출되는 것으로, 예컨대 마이크로파 전력이 2000W, 진공용기(2)의 용적이 0.2m3이면 마이크로파 전력밀도는 10kW/m3으로 된다.
상술한 도 2에 나타낸 실험에 의해, 마이크로파 전력을 크게 하면 CF막의 에칭율이 커지는 것이 확인되었기 때문에, 본 발명자들은 마이크로파의 전력밀도를 바꾸어 세정을 행하여, 마이크로파의 전력밀도가 10kW/m3 이상으로 되면 세정속도가 빨라지는 것을 확인했다.
여기서, 본 발명자들이 행한 실험예에 대해 설명한다. 실험장치로서 도 1에 나타낸 플라즈마 처리장치를 이용해서, 압력 0.2Pa, 전력 2700W, 전력밀도 13.5kW/m3 마이크로파 하에서 8인치 크기의 웨이퍼(W)에 대해 CF막을 10㎛ 성막한 후, 세정가스로서 O2가스를 200sccm의 유량으로 도입하고서 마이크로파의 전력밀도를 바꾸어 CF막의 세정을 행했다. 이 때, 압력을 0.2Pa로 하고, 미러자계를 형성하여 행했다. 세정상황을 눈으로 봄으로써 관찰하고, CF막이 제거되기까지의 시간을 측정했다. 이 결과를 도 3a에 나타냈다. 또한, SiO2막을 10㎛ 성막한 후, 세정가스로서 NF3가스와 N2가스를 각각 500sccm의 유량으로 도입한 경우에 있어서도 마찬가지의 실험을 행했다. 이 결과를 도 3b에 나타냈다.
도 3의 결과에 의해, SiO2막을 NF3가스와 N2가스에 의해 세정하는 경우에는 마이크로파 전력밀도를 6kW/m3에서 10kW/m3으로 올려도 세정시간은 5분밖에 단축되지 않는데 반해, CF막을 O2가스로 세정하는 경우에는 마이크로파 전력밀도를 10kW/m3 이상으로 하면 6kW/m3으로 설정한 경우 보다도 세정시간이 20분 단축되어 세정시간이 2/3 이하로 되기 때문에, CF막을 세정할 때에는 SiO2막의 경우보다도 마이크로파 전력밀도의 영향이 크다는 것이 확인되었다.
또한, CF막을 세정할 때에는 마이크로파 전력밀도를 9kW/m3에서 10kW/m3로 상승시키면 세정시간은 10분 단축되는데 반해, 10kW/m3에서 11kW/m3로 상승시켜도 단축된 시간은 3분으로, 단축의 정도가 작아지기 때문에, 세정은 마이크로파 전력밀도를 10kWm3이상으로 설정하는 것이 바람직하다고 생각된다.
이와 같이, CF막의 세정에 있어서 마이크로파 전력밀도의 영향이 큰 것은 다음과 같은 이유에 따른 것이라고 생각된다. 마이크로파 전력밀도가 커지면, 이에 따라 플라즈마 밀도가 높아지고, 또 플라즈마 밀도가 높아지면 플라즈마에 의해 활성화된 O의 활성종의 에너지가 커지게 된다. 여기서, O의 활성종 중에서도 각각 에너지가 다르고, 부착된 CF막에 도달하여 CF막의 제거에 기여하는 활성종도 있지만, 에너지가 작아 CF막에 도달할 수 없는 활성종도 있다. 따라서, 상술한 바와 같이, 활성종의 에너지가 커지면 보다 많은 활성종이 부착된 CF막에 도달할 수 있게 된다.
O2가스에 의한 세정에서는 상술한 바와 같이 플라즈마화에 의해 생긴 O의 활성종이 CF막 표면의 C-C결합이나 C-F결합을 물리적으로 절단함과 더불어, CO2를 생성하는 것에 의해 화학적으로도 절단함으로써 진행된다고 생각되지만, 플라즈마 자체의 밀도가 높아져 O의 활성종의 에너지가 높아지면, CF막에 도달하는 O의 활성종이 많아지고, 이에 따라 물리적인 절단력도 화학적인 절단력도 커지게 된다. 따라서, C-C결합 등이 보다 절단되기 쉬워지고, O2가스가 보다 CF막의 내부로 들어가기 쉬워지기 때문에 세정처리의 진행이 촉진되는 것이라고 추찰된다.
한편, SiO2막의 세정에서는 SiO2막 표면의 Si-O결합은 NF3의 활성화에 의해 얻어지는 F의 활성종에 의한 화학반응에 의해 절단되는 것이라고 생각된다. 따라서, 마이크로파 전력밀도가 커져 플라즈마 밀도가 높아지면, 플라즈마에 의해 활성화되는 F의 에너지가 커지므로 세정속도가 빨라지게 되지만, 물리적인 힘은 SiO2막에 영향을 주지 않기 때문에 그만큼 세정의 촉진의 정도가 작아진다.
이와 같이, 본 예에서는 CF막의 세정에 있어서 마이크로파 전력밀도를 10kW/m3 이상으로 설정했기 때문에, 진공용기(2) 내부에 부착된 CF막의 세정처리시간이 보다 단축되고, 이에 따라 성막처리의 처리능력을 향상시킬 수 있다.
이어서, 본 실시예의 또 다른 예에 대해 설명한다. 본 예는 상술한 실시예의 세정방법에 있어서, 세정할 때의 자계를 발산자계로 설정한다는 것이다. 여기서, 미러자계와 발산자계에 대해 도 4에 의해 설명하면, 미러자계는 도 4a에 나타낸 바와 같이 재치대(4) 주변에 자계(M)를 가두는 것으로, 메인코일(33)과 서브코일(34)을 작동시킴으로써 형성된다. 한편, 발산자계는 도 4b에 나타낸 바와 같이 재치대(4) 주변에 하방측으로 향해서 퍼지도록 자계(M)를 형성하는 것으로, 메인코일(33)만을 작동시킴으로써 형성된다.
여기서, 본 발명자들이 행한 실험예에 대해 설명한다. 실험장치로서 도 1에 나타낸 플라즈마 처리장치를 이용해서, 마이크로파 전력 2700W 하에서 8인치 크기의 웨이퍼(W)에 대해 CF막을 10㎛ 성막한 후, 세정가스로서 O2가스를 200sccm의 유량으로 도입하고서 압력 20Pa, 마이크로파 전력 2500W 하에서 자계를 미러자계와 발산자계로 바꿔 CF막의 세정처리를 행했다. 이 때, 미러자계는 메인코일(33) 전류를 200A, 서브코일(34) 전류를 200A로 하여 형성하고, 발산자계는 메인코일(33) 전류를 200A, 서브코일(34) 전류를 0A로 하여 형성했다. 세정상황을 눈으로 봄으로써 관찰하고, 가스 취출구(25a) 주변과 재치대(4)의 표면이나 바깥둘레부분(재치대(4)의 주변부분)에 대해 CF막이 제거되기까지의 시간을 측정했다. 또한, 압력을 0.2Pa로 바꾸고 동일한 실험을 행했다. 이 결과를 도 5에 나타냈다.
도 5의 결과에 의해, 발산자계에서는 재치대 주변의 세정시간은 미러자계보다도 상당히 짧아지고, 가스 취출구(25a) 주변의 세정시간은 미러자계보다도 길게 걸리지만, 재치대 주변의 세정이 종료할 때에는 가스 취출구(25a) 주변의 세정은 이미 종료하고 있기 때문에, 결과로서 발산자계의 쪽이 미러자계보다도 세정시간이 단축되는 것이 확인되었다. 더욱이, 압력을 0.2Pa로 하면, 20Pa의 경우에 비해 재치대 주변의 세정시간이 20분정도 단축되기 때문에, CF막의 세정은 저압으로 할수록 시간이 단축된다고 추찰된다.
이 이유에 대해서는, 상술한 바와 같이 CF막의 O2가스에 의한 세정에서는 플라즈마 밀도가 CF막의 C-C결합 등의 물리적, 화학적인 절단력에 크게 작용하기 때문에, 이와 같은 플라즈마 밀도의 차에 의해 세정속도에 큰 차가 나타나는 것이라고 생각된다. 즉, 플라즈마 밀도는 자속밀도가 높을수록 높아지기 때문에, 플라즈마는 진공용기(2)의 내부 전체에 걸쳐 생성되지만, 미러자계에서는 플라즈마 영역은 재치대의 상부측 근방에 가두어지도록 형성되고, 발산자계에서는 플라즈마 영역은 재치대(4)의 주변에 하방측으로 향해서 퍼지도록 형성된다. 여기서, 상기 플라즈마 영역은 플라즈마가 ECR에 의해 가두어져 고밀도화된 영역을 의미하는 바, 이 영역 이외의 영역에서는 플라즈마 밀도는 극히 낮은 것으로 된다.
따라서, 가스 취출구(25a) 주변에서는 발산자계의 쪽이 자속밀도가 낮아져 세정속도가 느려진다. 그러나, 이 부분에서는 발산자계에 있어서도 자계는 어느 정도 가두어져 있고 플라즈마 밀도는 원래 높기 때문에 그만큼 세정시간은 길어지지 않는다고 생각된다.
한편, 재치대 주변은 발산자계에서는 플라즈마 영역에 존재하고 있지만, 이 발산자계에서는 플라즈마가 하방측으로 향해서 발산해 가고, 하방측으로 향함에 따라 플라즈마 밀도가 낮아진다. 이 때문에, 재치대 주변의 자속밀도가 작고, 플라즈마 밀도는 가스 취출구(25a) 부근보다는 낮아지기 때문에, 가스 취출구(25a)보다도 세정시간이 길어져 버린다고 생각된다. 한편, 미러자계에서는 재치대(4) 주변은 플라즈마 영역으로부터 떨어져 있어 플라즈마 밀도가 상당히 낮아지기 때문에, 이에 따라 세정속도도 대폭 느려져 세정시간이 상당히 길어져 버린다.
또한, 저압으로 하면 세정시간이 보다 단축되는 것은 이하의 이유에 따른 것이라고 생각된다. 즉, 저압에서는 O이온의 평균자유행정이 길어지고, 이온이 갖는 에너지가 커지므로 이온 스퍼터효율이 상승한다. 상술한 바와 같이, C-F막은 C-C결합이나 C-F결합을 물리적으로 절단하는 것이 필요하기 때문에, 에너지가 높은 이온이 많은 쪽이 보다 세정속도가 빨라진다.
여기서, 발산자계에서 세정시간이 단축된 것으로부터, SiO2막을 NF3가스와 N2가스에 의해 세정하는 경우에 대해서도 자계를 미러자계와 발산자계로 변화시켜 세정시간의 측정을 행한 바, 이와 같은 자계의 변화에 의해서는 세정시간의 단축은 나타나지 않았다.
CF막과 SiO2막에서는 세정에서의 자계의 영향이 다른 것은 세정의 진행방법이 다르기 때문이라고 생각된다. O2가스의 세정은 상술한 바와 같이 플라즈마 밀도가 세정속도에 크게 영향을 미치고, 플라즈마 영역으로부터 떨어진 플라즈마 밀도가 극히 낮은 부분에서는 세정이 진행되기 어려워진다. 한편, SiO2막의 세정에서는 상술한 바와 같이 플라즈마 밀도는 F의 활성종에 의한 세정에 그다지 영향을 주지 않기 때문에, 메카니즘은 분명한 것은 아니지만 플라즈마 밀도가 낮은 부분에서도 세정이 진행된다고 생각된다. 이와 같이, CF막의 세정에서는 SiO2막 보다도 플라즈마 밀도의 영향이 상당히 크기 때문에 자계의 영향이 커지는 것이라고 추찰된다.
이상과 같이 본 예에서는 발산자계 대신에 서브코일(34)로부터 메인코일(33)과는 역방향으로 전류를 흘림으로써 커스프 자계(cusped magnetic field)를 형성하도록 해도 좋다. 이 커스프 자계의 경우도 재치대 주변의 플라즈마 밀도를 높게 할 수 있다.
이와 같이, 본 예에서는 CF막의 O2가스에 의한 세정에 있어서 발산자계나 커스프 자계를 형성하고 있기 때문에, 진공용기(2) 내부에 부착된 CF막의 세정시간이 보다 단축되고, 이에 따라 성막처리의 처리능력을 보다 향상시킬 수 있다.
이어서, 본 실시예의 또 다른 예에 대해 설명한다. 본 예는 상술한 실시예의 세정방법에 있어서, 세정할 때의 마이크로파를 펄스상으로 공급한다는 것이다.
여기서, 마이크로파를 펄스상으로 공급한다고 하는 것은 마이크로파 발진기(32)로부터 발진되는, 예컨대 2700W의 2.45㎓의 마이크로파를 예컨대 주파수 100~5000Hz의 펄스에서 온·오프하는, 말하자면 마이크로파를 펄스로 변조한다는 의미이다. 펄스의 듀티(duty)비로서는 예컨대 40~60%로 설정할 수 있다. 이와 같이, 마이크로파를 펄스상으로 공급하면 높은 에너지를 갖는 플라즈마를 생성할 수 있기 때문에 세정속도를 빠르게 할 수 있다.
여기서, 본 발명자들이 행한 실험예에 대해 설명한다. 실험장치로서 도 1에 나타낸 플라즈마 처리장치를 이용해서, 압력 500Pa, 미러자계(메인코일(33) 전류 200A, 서브코일(34) 전류 200A), 온도 350℃의 조건 하에서, 2700W, 2.45㎓의 마이크로파를 주파수 100~5000Hz, 듀티비 0.4~0.6으로 온·오프하면서 공급하고, 세정가스로서 O2가스를 500sccm의 유량으로 도입하며, CF막이 성막된 웨이퍼에 대해 에칭을 행하고, 이 때의 에칭율을 산출함으로써 CF막의 제거량을 구했다. 또한, 2700W의 마이크로파를 연속적으로 공급한 경우에 있어서도 동일한 실험을 행했다.
이 실험에 의해, 마이크로파를 펄스상으로 공급한 경우의 세정율(에칭율)은 8000Å/분인데 반해, 연속적으로 공급한 경우에는 4000Å/분인 것이 확인되었고, 마이크로파를 펄스상으로 공급함으로써 CF막의 제거속도가 빨라진다는 것이 확인되었다.
그래서, 도 1에 나타낸 플라즈마 처리장치에 있어서, 압력 0.2Pa, 마이크로파 전력 2700W의 조건으로 8인치 크기의 웨이퍼(W)에 대해 CF막을 5㎛ 성막한 후, 압력 500Pa, 미러자계의 조건 하에서, 2700W, 2.45㎓의 마이크로파를 주파수 100~5000Hz, 듀티비 0.4~0.6으로 온·오프하면서 공급하고, 세정가스로서 O2가스를 500sccm의 유량으로 도입하여 CF막의 세정을 행한 바, 세정시간은 6분정도였다. 한편, 2700W의 마이크로파를 연속적으로 공급하고, 그 외는 동일한 조건으로 세정시간을 측정한 바, 세정시간은 12분이었다. 이들 결과에 의해, 마이크로파를 펄스상으로 공급하는 경우는, 마이크로파를 연속적으로 공급하는 경우에 비해 세정시간이 6분정도 단축되는 것이 확인되었다.
이와 같이 마이크로파를 펄스상으로 공급한 경우에 세정시간이 단축되는 것은 이하와 같은 이유에 의한 것이라고 생각된다. 즉, 마이크로파 전력은 (전자의 수)×(전자의 에너지)에 의해 결정되지만, 전자의 에너지는 마이크로파의 공급 당초에는 전자의 수가 적기 때문에 상당히 높고, 이후 전자의 수가 눈사태(snowslip)현상에 의해 지수함수적으로 많아지기 때문에 급격하게 낮아져 안정하게 된다. 따라서, 펄스상으로 마이크로파를 공급하면, 도 6a, 도 6b에 나타낸 바와 같이 펄스마다 고에너지의 전자가 공급되므로, 고에너지를 갖는 플라즈마가 연속적으로 생성된 상태로 된다. 더욱이, 도 6c에 종래와 같이 마이크로파를 연속적으로 공급한 경우의 전자에너지의 변화를 비교하기 위해 나타내 둔다. 본 예와 같이, 플라즈마의 에너지가 높아지면, 이 플라즈마에 의해 활성화되는 활성종의 에너지도 높아지므로, 진공용기(2) 내에 부착되어 있는 CF막에 도달하는 활성종이 많아지고, 이 결과 세정속도가 빨라진다.
이와 같이, 본 예에서는 CF막의 O2가스에 의한 세정에 있어서 마이크로파를 펄스상으로 공급하고 있기 때문에, 진공용기(2) 내부에 부착된 CF막의 세정시간이 보다 단축되고, 이에 따라 성막처리의 처리능력을 보다 향상시킬 수 있다.
이어서, 본 실시예의 또 다른 예에 대해 설명한다. 본 예는 상술한 실시예의 세정방법에 있어서, 예컨대 웨이퍼를 1매 성막할 때마다 세정을 행한다는 것이다. 이와 같이, 웨이퍼를 1매 성막할 때마다 세정을 행하면, 진공용기(2) 내에 부착하고 있는 CF막의 양이 적기 때문에 1회의 세정시간이 예컨대 15초정도로 상당히 짧아진다.
또한, 통상 성막이 종료한 웨이퍼를 반출한 후 다음의 웨이퍼를 반입하기 전에는 재치대(41)에 잔존하는 전하를 제거하기 위해, 예컨대 O2의 플라즈마에 의한 제전(除電)처리를 예컨대 10초정도 행하고 있지만, 웨이퍼를 1매 성막할 때마다 O2가스에 의한 세정을 행하면 세정시간의 쪽이 제전시간보다도 길기 때문에, 제전처리도 아울러 행해지는 것으로 되어 제전처리만을 세정과 별도로 행할 필요가 없어진다. 이 때문에, 예컨대 웨이퍼(W)의 교환시에 제전처리를 행하면서 웨이퍼(W)를 25매 성막한 후에 세정하는 경우에 비해, 동일한 매수의 웨이퍼(W)를 처리한 때의 전체 처리시간을 단순계산으로는 (제전처리시간)×(웨이퍼(W)의 매수분) 단축할 수 있고, 이에 따라 처리능력을 향상시킬 수 있다.
더욱이, 웨이퍼(W)를 25매 성막한 후에 세정을 행하는 경우에는, 진공용기(2) 내부에 부착하는 CF막의 양이 많아지면, 진공용기(2)의 내부상태가 변화하여 부착된 CF막의 막질이 변화하고, 보다 강고하게 부착된 상태로 되어 버린다. 이 때문에, CF막을 제거하기 어려운 상태로 되어 버리기 때문에, 웨이퍼(W)를 1매 성막할 때마다 세정을 행하는 경우에 비해, 전체의 세정시간이 길어져 버린다. 이와 같이, 웨이퍼(W)를 1매 성막할 때마다 세정을 행하는 경우에는 전체의 세정시간도 단축할 수 있으므로, 더욱 처리능력을 향상시킬 수 있다.
여기서, 본 발명자들이 행한 실험예에 대해 설명한다. 실험장치로서 도 1에 나타낸 플라즈마 처리장치를 이용해서, 압력 0.2Pa, 마이크로파 전력 2700W 하에서 8인치 크기의 웨이퍼에 대해 CF막을 성막하고, 1매 성막할 때마다 세정가스로서 O2가스를 500sccm의 유량으로 도입하며, 압력 500Pa, 발산자계, 마이크로파 전력 2700W의 조건 하에서 CF막의 세정을 행해 25매의 웨이퍼를 성막한 경우의 전체의 처리시간을 측정했다. 또한, 동일한 조건 하에서, 웨이퍼(W)의 교환시에 10초의 제전처리를 행하면서 25매의 웨이퍼의 성막을 행한 후에, 세정을 행한 경우의 전체의 처리시간을 측정했다.
본 실험의 결과에 의해, 웨이퍼(W)를 1매 성막할 때마다 세정을 행하는 경우는 세정이 평균 15초정도이고, 전체의 처리시간은 68분 45초인데 반해, 25매의 웨이퍼(W)의 성막을 행한 후에 세정을 행한 경우는 세정시간이 30분정도이고, 전체의 처리시간은 92분 30초인 것이 확인되었다.
이와 같이, 본 예에서는 CF막의 O2가스에 의한 세정에 있어서 웨이퍼(W)를 1매 성막할 때마다 세정을 행하고 있기 때문에, 전체의 처리시간을 단축할 수 있어 성막처리의 처리능력을 보다 향상시킬 수 있다.
이상의 본 실시예에 있어서, 세정에서는 세정가스와 동시에 플라즈마 가스 예컨대 Ar가스를 공급하도록 해도 좋다. 또한, CF막은 성막처리시에 재치대(4)나 가스 취출구(25a)의 주변뿐만 아니라 진공용기(2)의 내벽면에도 부착되지만, 진공용기(2)의 내벽면에 부착되는 CF막은 재치대(4) 주변 등에 부착되는 CF막에 비해 약하고 얇은 막이며, 게다가 양이 적기 때문에, 재치대(4) 주변의 세정이 종료될 때에는 진공용기(2)의 내벽의 세정은 이미 종료된 상태로 된다.
이어서, 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명한다. 본 실시예가 상술한 실시예와 다른 점은, 세정가스로서 O2가스에, H2가스나 예컨대 CF4가스나 NF3가스 등의 F를 함유하는 가스를 조합시킨 것을 이용하는 것이다. 여기서, O2가스와 H2가스 등은 동시에 공급하도록 해도 좋고, O2가스를 먼저 공급하고 나서 H2가스 등을 공급하도록 해도 좋다.
다음에, 본 발명자들이 행한 실험예에 대해 설명한다. 실험장치로서 도 1에 나타낸 플라즈마 처리장치를 이용해서, 마이크로파 전력 2700W 하에서 8인치 크기의 웨이퍼(W)에 대해 CF막을 10㎛ 성막한 후, 압력 0.2Pa, 마이크로파 전력 2500W, 미러자계의 조건 하에서 세정가스를 도입하여 CF막의 세정을 행했다.
여기서, 세정가스로서는 O2가스만(유량 200sccm), O2가스+H2가스(O2가스 유량 200sccm, H2가스 유량 100sccm), O2가스+CF4가스(O2가스 유량 200sccm, CF4가스 유량 200sccm), O2가스+NF3가스(O2가스 유량 200sccm, NF3가스 유량 200sccm)을 이용했다. 그리고, 세정상황을 눈으로 봄으로써 관찰하고, CF막이 제거되기까지의 시간을 측정했다. 이 결과를 도 7a에 나타냈다.
또한, 세정가스로서 우선 O2가스를 도입한 후에, NF3가스를 도입한 경우(O2가스 유량 200sccm, NF3가스 유량 500sccm)와 NF3가스+N2가스를 도입한 경우(O2가스 유량 200sccm, NF3가스 유량 500sccm, N2가스 유량 500sccm)에 있어서도 마찬가지의 실험을 행했다. 이 때, 압력은 O2가스 도입시는 0.2Pa로 하고, NF3가스 등의 도입시는 120Pa로 했다. 이 결과를 도 7b에 나타냈다.
본 실험결과에 의해, 세정가스로서 O2가스에 H2가스나 F를 함유한 가스를 조합시킴으로써, O2가스만을 이용하는 경우보다도 세정속도가 빨라 세정시간을 단축할 수 있음이 확인되었다. 이와 같이, O2가스 단독보다도 O2가스와 H2가스의 조합에 의해 세정속도가 빨라지는 것은 O의 활성종이 상술한 바와 같이 CF막의 C와 반응하여 CO2를 생성하고, H의 활성종이 CF막의 F와 반응하여 HF를 생성하기 때문에, C-C결합이나 C-F결합이 절단되기 쉽기 때문이라고 생각된다.
또한, O2가스 단독보다도 O2가스와 F를 함유하는 가스의 조합에 의해 세정속도가 빨라지고 있기 때문에, 상술한 바와 같이 F의 활성종에 의한 세정에서는 플라즈마 밀도의 영향이 O의 활성종보다도 작으므로, 재치대(4) 주변 등의 미러자계에서는 플라즈마 영역으로부터 떨어져 플라즈마 밀도가 극히 낮아져 버리는 장소에서는, 메카니즘은 분명하지는 않지만, O의 활성종보다도 F의 활성종 쪽이 세정속도가 빨라지는 것은 아닌가 생각된다. 이 때, 특히 O2가스와 NF3가스의 조합이 좋은 것은 O2가스와 H2가스의 조합이나 O2가스와 CF4가스의 조합에서는 세정가스끼리가 반응하여 H2O나 CO2를 생성하기 쉬운데 반해, O2가스와 NF3가스의 조합에서는 이들 가스끼리는 반응하기 어렵기 때문이라고 생각된다.
본 실시에 있어서 눈으로 보는 것에 의한 관찰에 의해, NF3가스에서는 가스 취출구(25a) 주변의 세정속도가 느리지만, O2가스나 O2가스와 H2가스를 조합시킨 가스에서는 이 부분의 세정속도가 빠르고, 한편 F를 함유한 가스 특히 NF3가스에서는 재치대(4) 주변의 세정속도가 빠르다는 것이 확인되었다. 또한, 세정에서는 진공용기(2) 내부의 상방측으로부터 부착된 CF막이 제거되어 가고, 하방측에서는 제거된 CF막이 재부착되는 일도 있음이 확인되었다. 이들 결과로부터 우선 O2가스를 함유한 가스에 의해 가스링(25) 내벽부분의 세정을 행하고, 다음에 F를 함유한 가스 특히 NF3가스에 의해 재치대(4) 주변의 세정을 행하는 것이 바람직하다고 생각된다.
이와 같이, 본 실시예에서는 CF막의 세정가스로서 O2가스와 H2가스나 F를 함유하는 가스를 조합시키고 있기 때문에, 진공용기(2) 내부에 부착된 CF막의 세정시간이 단축되고, 이에 의해 성막처리의 처리능력을 향상시킬 수 있다.
이어서, 본 발명의 또 다른 실시예에 대해 설명한다. 본 실시예는 O2가스와 H2가스의 조합이 세정에 유효하다는 것에 착안하여 이루어진 것으로, 상술한 실시예와 다른 점은 세정할 때에 H2O의 액체 또는 기체(수증기)를 진공용기(2) 내에 도입하는 것이다. 여기서 H2O는 단독으로 공급하도록 해도 좋고, O2가스나 Ar가스 등의 플라즈마 가스와 조합시켜 공급하도록 해도 좋다.
우선, 본 실시예의 세정이 실시되는 플라즈마 처리장치에 대해 도 8~도 11에 기초하여 설명한다. 도 8에 나타낸 플라즈마 처리장치는 H2O를 기체상태로 도입하는 것이고, 이 플라즈마 처리장치는 액체상태의 H2O가 저장되어 머무르게 되는 H2O용기(51)와 플라즈마실(21)의 측벽 상부를, 도중에 매스플로우(53)가 끼워져 장치된 H2O공급관(52)에 접속하여 구성되어 있다. 그 외의 구성은 상술한 도 1에 나타낸 플라즈마 처리장치와 동일하다.
이와 같은 플라즈마 처리장치에서는, 세정할 때, 플라즈마실(21)의 압력은 예컨대 0.2Pa정도로 H2O용기(51)보다도 상당히 낮기 때문에, H2O용기(51) 내의 H2O는 기화하여 증기로 되어 H2O공급관(52), 매스플로우(53)를 매개로 플라즈마실(21)에 예컨대 0.01sccm의 유량으로 공급된다. 그리고, 이 H2O의 가스는 플라즈마실(21)에 있어서 플라즈마화되어 H와 O의 활성종으로 되고, CF막의 C나 F와 반응하여 HF를 생성함으로써 세정을 진행시킨다.
또한, 도 9에 나타낸 플라즈마 처리장치도 H2O를 기체상태로 도입하는 것이고, 이 플라즈마 처리장치는 H2O용기(51)에 가스공급관(55)을 매개로 플라즈마 가스원(54)을 접속하여 H2O용기(51) 내의 H2O에 플라즈마 가스원(54)으로부터 Ar가스나 O2가스 등의 플라즈마 가스를 공급하고, 플라즈마 가스에 H2O의 기체를 습도로서 포함시키면서 플라즈마실(21) 내로 공급하는 것이다. 이와 같은 플라즈마 처리장치에서는 H2O는 플라즈마 가스와 함께 예컨대 300sccm의 유량으로 공급되고, 여기서 플라즈마화되어 CF막의 C나 F와 반응하여 세정을 진행시킨다.
도 10에 나타낸 플라즈마 처리장치도 H2O를 기체상태로 도입하는 것으로, 플라즈마 처리장치는 예컨대 H2O용기(51)의 주위에 히터(56)를 설치함과 더불어 H2O공급관(52)의 주위에도 히터(57)를 돌려감고서 H2O용기(51) 내의 H2O를 가열함으로써 강제적으로 기화시켜 플라즈마실(21) 내로 공급한다는 것이다. 이와 같은 플라즈마 처리장치에서는 H2O는 예컨대 100sccm의 유량으로 플라즈마실(21)로 공급되고, 여기서 플라즈마화되어 CF막의 C나 F와 반응하여 세정을 진행시킨다.
도 11에 나타낸 플라즈마 처리장치는 H2O를 액체상태로 도입하는 것이다. 도면중 59는 액체 매스플로우로, H2O용기(51)와 플라즈마실(21)을 연결하는 H2O공급관(58)의 H2O용기(51)측의 단부는 H2O용기(51) 내의 H2O의 내부로 들어가도록 설치되어 있다. 이 H2O용기(51)의 내부에는 예컨대 N2가스에 의해 압력이 걸려 있고, 이에 따라 액체상태의 H2O가 H2O공급관(58)을 매개로 예컨대 0.01sccm의 유량으로 플라즈마실(21) 내로 공급된다. 이 플라즈마실(21) 내부의 압력은 예컨대 0.2Pa정도이므로, 액체상태의 H2O는 플라즈마실(21) 내로 공급된 순간에 기화하고, 여기서 플라즈마화 되어 CF막의 C나 F와 반응하여 세정을 진행시킨다.
다음에, 본 발명자들이 행한 실험예에 대해 설명한다. 실험장치로서 도 10에 나타낸 플라즈마 처리장치를 이용해서, 압력 500Pa, 발산자계, 마이크로파 전력 2500W 하에서 플라즈마 가스로서 O2가스와 Ar가스를 각각 200sccm, 150sccm의 유량으로 공급함과 더불어, 기체상태의 H2O를 유량을 바꾸어 공급하고, CF막이 성막된 웨이퍼에 대해 에칭을 행하며, 이 때의 에칭율을 산출함으로써 CF막의 제거량을 구했다. 이 결과를 도 12에 나타냈다.
도 12의 결과에 의해, H2O의 유량을 증가시키면 유량이 100sccm으로 되기까지는 유량의 증가에 맞추어 에칭율이 커지기 때문에 H2O의 공급에 의해 CF막의 제거속도가 빨라지는 것이 확인되었다.
이어서, 도 11에 나타낸 플라즈마 처리장치에 있어서, 압력 0.2Pa, 마이크로파 전력 2700W의 조건 하에서 8인치 크기의 웨이퍼(W)에 대해 CF막을 5㎛ 성막한 후, 압력 500Pa, 마이크로파 전력 2500W, 발산자계의 조건 하에서 플라즈마 가스로서 O2가스와 Ar가스를 각각 200sccm, 150sccm의 유량으로 공급함과 더불어, 기체상태의 H2O를 60sccm의 유량으로 도입하고서 CF막의 세정을 행한 바, 세정시간은 5분정도로서, O2가스만을 세정가스로서 도입하여 세정하는 경우에 비해 세정시간이 단축되는 것이 확인되었다.
이와 같이, 본 실시예에서는 H2O를 도입하여 세정을 행하고 있기 때문에, 진공용기(2) 내부에 부착된 CF막의 세정시간이 단축되고, 이에 따라 성막처리의 처리능력을 향상시킬 수 있다. 또한, H2O를 도입함으로써 O2가스나 H2가스를 별개로 도입하는 경우에 비해 도입작업이 용이함과 더불어, 안전한 H2O를 이용하기 때문에 취급도 편리하게 된다.
이어서, 본 발명의 또 다른 실시예에 대해 설명한다. 본 실시예가 상술한 실시예와 다른 점은 세정가스로서 O2가스 대신에, CO2가스, N2O가스, N4O2가스나 CO가스 등을 이용하는 것이다.
여기서, 본 발명자들이 행한 실험예에 대해 설명한다. 실험장치로서 도 1에 나타낸 플라즈마 처리장치를 이용해서, 마이크로파 전력 2800W 하에서 8인치 크기의 웨이퍼(W)에 대해 CF막을 5㎛ 성막한 후, 압력 0.18Pa, 마이크로파 전력 2500W, 발산자계의 조건 하에서 세정가스로서 CO2가스를 200sccm의 유량으로 도입하여 진공용기(2) 내에 부착된 CF막의 세정을 행했다. 세정상황을 눈으로 봄으로써 관찰하고, 가스 취출구(25a) 주변과 재치대(4)의 주변부분에 대해 CF막이 제거되기까지의 시간을 측정했다. 또한, 세정가스를 N2가스, N4O2가스, CO가스, O2가스로 한 경우에 대해서도 동일한 실험을 행했다. 이 결과를 도 13에 나타냈다.
이 실험결과에 의해, 세정가스로서 CO2가스, N2O가스, N4O2가스나 CO가스를 이용함으로써, O2가스를 이용하는 경우보다도 가스 취출구(25a)나 재치대(4) 주변의 세정속도가 빨라지고, 세정시간을 단축할 수 있음이 확인되었다. 이와 같이, O2가스 보다도 CO2가스, N2O가스, N4O2가스나 CO가스 등의 세정속도가 빨라지는 것은 CO2가스나 CO가스는 CF막의 F와 반응하여 CF4를 생성하기 쉽고, 또한 N2O가스, N4O2가스는 F와 반응하여 NF3를 생성하기 쉽기 때문에, 이들 가스는 O2가스보다도 F와 반응하기 쉽고, 이에 따라 진공용기(2)에 부착하는 F의 잔류물이 제거되기 쉽기 때문이라고 생각된다.
이와 같이, 본 실시예에서는 세정가스로서 CO2가스, N2O가스, N4O2가스나 CO가스를 이용하고 있기 때문에, 진공용기(2) 내부에 부착된 CF막의 세정시간이 단축되고, 이에 따라 성막처리의 처리능력을 향상시킬 수 있다.
이어서, 본 발명의 또 다른 실시예에 대해 설명한다. 본 실시예가 상술한 실시예와 다른 점은, 재치대(4) 상에 재치대 표면을 보호하기 위한 보호판을 이루는 세정 웨이퍼를 재치하고 나서 세정을 행하는 것이다. 상기 세정 웨이퍼는 예컨대 세정가스에 의해 에칭되지 않는 재질, 예컨대 AℓN이나 Aℓ2O3 등에 의해 예컨대 성막 처리되는 웨이퍼(W)와 동일한 크기, 예컨대 8인치 크기로 구성되어 있다. 또한 진공용기(2)의 외부에는 세정 웨이퍼를 진공용기(2) 내로 반입출하기 위한 도시하지 않은 반송아암이 설치됨과 더불어, 세정 웨이퍼를 탑재하기 위한 도시하지 않은 세정 웨이퍼용 카세트가 설치되어 있다.
본 실시예에 있어서는 웨이퍼(W)의 성막처리가 종료된 후 웨이퍼(W)를 진공용기(2)로부터 반출하고, 세정 웨이퍼용 카세트로부터 세정 웨이퍼를 취출하여 진공용기(2) 내로 반입하여 재치대(4) 상에 재치한다. 그리고, 재치대(4) 표면에 세정 웨이퍼가 재치된 상태에서 소정의 세정을 행한다.
이렇게 하여 세정을 행하면, 재치대(4) 표면이 세정 웨이퍼에 의해 보호되므로, 세정할 때에 재치대(4)의 표면이 플라즈마에 쬐이지 않기 때문에, 이 표면이 플라즈마에 두들겨 맞아 거칠어질 우려가 없다. 여기서, 본 예에서는 재치대(4) 표면은 처리용의 웨이퍼(W)의 바깥둘레보다도 예컨대 2mm정도 크게 형성되어 있어 성막처리할 때 이 웨이퍼(W)로부터 비어져 나온 영역에는 CF막이 부착되지만, 웨이퍼(W)가 놓여져 있는 영역에는 CF막이 부착되지 않기 때문에, 처리용의 웨이퍼(W)와 동일한 크기의 세정 웨이퍼를 재치하여 세정을 행함으로써 CF막이 부착되지 않은 영역이 플라즈마로부터 보호되고, CF막이 부착되어 있는 영역은 플라즈마에 쬐어져 부착되어 있는 CF막이 제거되는 것으로 된다. 본 발명은 웨이퍼가 재치대(4)보다 큰 경우에도 유효하다.
여기서, 재치대(4) 표면이 거칠어지면, 당해 표면에 凹凸이 생겨 웨이퍼(W)로의 열전도나 웨이퍼(W)의 흡착력이 부분적으로 변화하거나, 또한 성막처리 사이에 있어서 프로세스의 초기와 후기에서 변화하거나 해 버리지만, 본 실시예에서는 상술한 바와 같이 재치대(4) 표면이 거칠어지지 않기 때문에 웨이퍼의 열전도나 흡착력의 변화가 억제된다. 이 때문에, 성막되는 CF막의 막두께를 보다 균일하게 할 수 있고, 또한 프로세스 사이에 재현성이 악화될 우려도 없기 때문에 막두께의 면간 균일성도 향상시킬 수 있다.
또한, 재치대(4)의 표면이 거칠어지지 않기 때문에 고가인 재치대(4)의 수명을 길게 할 수 있다. 더욱이, 세정 웨이퍼의 표면은 플라즈마에 두들겨 맞아 거칠어져 버리지만, 세정 웨이퍼는 상술한 바와 같이 세정가스에 의해 에칭되지 않는 재질에 의해 구성되어 있기 때문에, 표면이 거칠어진 부분에서 파티클이 발생할 우려가 없다.
여기서, 본 발명자들이 행한 실험예에 대해 설명한다. 실험장치로서 도 1에 나타낸 플라즈마 처리장치를 이용해서, 마이크로파 전력 2300W 하에서 8인치 크기의 웨이퍼(W)에 대해 SiO2막을 1㎛ 성막하고, 12매 성막할 때마다 8인치 크기의 세정 웨이퍼를 재치대 상에 재치하며, 압력 200Pa, 마이크로파 전력 1200W, 발산자계의 조건 하에서 세정가스로서 NF3가스와 N2가스를 각각 500sccm의 유량으로 도입하여 15분간 세정을 행했다. 이렇게 하여 120매의 웨이퍼(W)의 성막처리를 행하고, 개개의 웨이퍼(W)에 있어서 웨이퍼(W)의 온도와 성막된 SiO2막의 막두께를 측정했다. 또한, 세정 웨이퍼를 재치하지 않은 경우에 있어서도 동일한 실험을 행했다. 도 14에 웨이퍼 온도와 막두께의 최대치와 최소치를 나타냈다.
이 실험결과에 의해, 세정 웨이퍼를 재치대 상에 재치한 경우에는 재치하지 않은 경우에 비해 웨이퍼 온도와 막두께의 최대치와 최소치의 차가 작고, 세정 웨이퍼에 의해 재치대 표면을 보호함으로써 성막처리에 있어서 막두께의 균일성을 높일 수 있음이 확인되었다. 이상에 있어서, 본 실시예는 SiO2막의 세정에 한정되지 않고, CF막이나 SiOF막의 세정에도 적용할 수 있다.
이어서, 본 발명의 또 다른 실시예에 대해 설명한다. 본 실시예가 상술한 실시예와 다른 점은, 도 15에 나타낸 바와 같이 성막실(22)의 측벽에 형성된 내다 보기 위한 창(22a)의 외측에 광파이버(62)를 매개로 발광강도를 검출하기 위한 분광기(61)를 설치하여 성막실(22) 내의 활성종의 발광강도를 측정함으로써 세정의 종료시를 판단하는 것이다. 상기 내다보기 위한 창(22a)은 광을 투과하는 재료, 예컨대 석영(SiO2), 불화칼슘(CaF2) 등에 의해 구성되고 있고, 성막실(22) 내의 활성종 예컨대 O나 C, F 등의 활성종의 발광강도가 분광기(61)에 의해 검출되도록 구성되어 있다. 그 외의 구성은 상술한 도 1에 나타낸 플라즈마 처리장치와 동일하다.
이와 같은 플라즈마 처리장치의 작용에 대해, CF막을 O2가스에 의해 세정하는 경우에 있어서 설명한다. O2가스에 의한 세정을 할 때, 예컨대 분광기(61)에서는 성막실(22) 내의 O의 활성종의 발광강도가 연속적으로 측정된다. 여기서, 성막실(22) 내에서는 O나, CF막 자체가 분해되어 생긴 생성물이나 CF막과 O의 반응에 의해 생긴 다양한 활성종(CF, C, C2, CO, CO2, F)이 존재하지만, O의 활성종의 발광강도를 측정하면, 도 16에 나타낸 바와 같이 O의 활성종은 예컨대 777nm나 616nm 등의 파장에 고유의 피크를 갖기 때문에, 예컨대 분광기(61)에서 가장 피크치가 높은 파장 777nm의 발광강도를 측정함으로써 O의 활성종의 발광강도만을 선택적으로 검출할 수 있다. 또한, 발광강도는 O의 양에 비례하고 있는 바, O의 양이 많으면 발광강도가 커지고, O의 양이 적으면 발광강도가 작아진다.
세정이 진행되면, 도 17의 곡선 A에 나타낸 바와 같이, O의 활성종의 발광강도는 점차로 커져 가고 시간(T)을 초과하면 일정하게 된다. 즉, 세정시간이 길어지면 O의 양은 많아지고, 시간(T)을 초과하면 일정하게 된다. 이는 세정 당초에는 생성된 O의 활성종의 일부가 CF막의 제거에 소비되지만, 어느 정도 세정이 진행되어 CF막의 잔존량이 적어지면 CF막의 제거에 의해 소비되는 O의 활성종의 양이 감소되기 때문에 성막실(22) 내에 잔존하는 O의 활성종의 양이 많아지고, CF막이 완전히 제거되면 O의 활성종의 소비량은 제로(zero)로 되기 때문에, 생성된 O의 활성종이 그대로 잔존하는 것으로 되어 O의 양이 일정하게 되기 때문이다. 따라서, 활성종의 양이 일정하게 되기까지의 시간이 세정에 요하는 시간이고, 이 시간(T)이 세정의 종점으로 되는 것이다.
한편, 도 17의 곡선 B는 CF막에 기인하는 활성종, 예컨대 CF, C, C2, CO, CO2, F의 활성종의 발광강도로, 이들의 발광강도는 세정이 진행되면 O와는 반대로 점차로 작아져 가며 시간(T)을 초과하면 제로로 된다. 즉, 세정 당초에는 다량의 CF막이 존재하기 때문에, 이들 활성종의 양도 많지만 어느 정도 세정이 진행되어 CF막의 잔존량이 적어지면 이에 따라 점차로 감소되고, CF막이 완전히 제거되면 제로로 된다. 따라서, 이 경우는 활성확량(活性穫量)이 제로로 되기까지의 시간이 세정에 요하는 시간이고, 이 시간(T)이 세정의 종점으로 되는 것이다.
실제로, 세정할 때에 측정한 O의 활성종의 파장 777nm에서의 발광강도를 도 18에 나타냈다. 이와 같이, O의 활성종의 발광강도는 점차로 커지기 때문에, 이 발광강도가 일정하게 된 때에 세정을 종료한다. 여기서, 세정의 종점은 예컨대 발광강도의 검출치의 고저를 관찰하고, 이 검출치가 일정범위에 들어간 경우에 발광강도를 일정하게 한다는 프로그램을 미리 설정해 둠으로써 판단된다.
이와 같이, 본 실시예의 프로그램 처리장치에서는, 성막실(22) 내에 존재하는 O의 활성종의 발광강도를 검출함으로써, 세정의 종점을 결정하도록 하고 있기 때문에, 세정의 종점을 눈으로 보는 것으로 판단하는 경우에 비해, 이 종점의 판단을 정확히 행할 수 있다. 이 때문에, 종점의 판단을 잘못해서 성막실(22) 내에 CF막이 잔존해 버리거나, 이미 CF막이 제거되어 있는데 세정을 계속해 버리는 것과 같은 일이 없어 성막처리의 처리능력을 향상시킬 수 있다.
이상에 있어서 본 실시예에서는, CF막에 기인하는 활성종의 발광강도를 검출함으로써 세정의 종점을 결정하도록 해도 좋고, 세정가스로서 O2가스 이외의 가스를 이용한 경우에는 이 가스의 활성종의 발광강도를 검출하도록 해도 좋다. 또한, 본 실시예는 ECR 플라즈마 처리에 의해 형성된 CF막의 세정 뿐만 아니라, 플라즈마에 의해 형성된 CF막의 세정에 적용할 수 있다. 더욱이, SiO2막이나 SiOF막의 세정에도 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 진공용기의 내부에 부착된 불소를 함유한 카본막의 세정에 요하는 시간을 단축할 수 있고, 또한 세정할 때에 재치대의 표면을 보호할 수 있다.
다음에, 도 1에 나타낸 장치에서 실시되는 본 발명의 플라즈마 처리방법에 대해 설명한다.
우선, CF막의 성막처리공정에 대해 설명하면, 도시하지 않은 로드록실로부터 예컨대 표면에 알루미늄 배선이 형성된 웨이퍼(W)를 반입하여 재치대(4) 상에 재치한다. 이어서, 진공용기(2)의 내부를 소정의 진공도까지 진공시키고, 플라즈마 가스노즐(24)로부터 플라즈마실(21) 내로 플라즈마 가스, 예컨대 Ar가스를 150sccm의 유량으로 도입함과 더불어, 가스링(25)으로부터 성막실(22) 내로 성막가스, 예컨대 C4F8가스 및 C2H4가스를 각각 유량 60sccm 및 30sccm으로 도입한다. 그리고, 진공용기(2) 내를 예컨대 프로세스 압력 0.2Pa로 유지하면서 재치대(41)에 13.56MHz, 1500W의 바이어스 전압을 인가함과 더불어, 재치대(4)의 표면온도를 320℃로 설정한다.
마이크로파 발진기(32)로부터의 2.45㎓의 고주파(마이크로파)는 도파관(31)으로 반송되어 투과창(23)을 투과하여 플라즈마실(21) 내로 도입된다. 이 플라즈마실(21) 내에는 메인코일(33)과 서브코일(34)에 의해 발생한 미러자계가 875가우스의 강도로 인가되고 있는 바, 이 자계와 마이크로파의 상호작용으로 전자 사이클로트론 공명이 생기고, 이 공명에 의해 Ar가스가 플라즈마화되면서 고밀도화된다.
플라즈마실(21)로부터 성막실(22) 내로 유입된 플라즈마 흐름은, 여기에 공급되어 있는 C4F8가스 및 C2H4가스를 활성화(플라즈마화)시켜 활성종(플라즈마)을 형성한다. 한편, 웨이퍼(W) 상에 수송된 활성종은 CF막으로서 성막되지만, 그 때 플라즈마 인입용의 바이어스 전압에 의해 웨이퍼(W)에 인입된 Ar이온이 스퍼터 에칭작용에 의해 웨이퍼 표면의 패턴 상의 각부에 성막한 CF막을 제거하여 개구를 넓히면서 패턴홈 저부로부터 CF막을 성막함으로써 凹부에 보이드 없이 CF막이 매립된다.
이어서, 성막처리공정 후에 행해지는 세정공정에 대해 설명한다. 웨이퍼(W)에 대해 소정의 성막처리를 행하면, 예컨대 재치대(4) 표면의 웨이퍼(W)의 주변이나 재치대(4)의 바깥둘레부분, 가스 취출구(25a) 주변 등의 성막가스가 도달하는 경우에도 CF막이 부착되어 버린다. 세정이란 이와 같이 진공용기(20)의 내부에 부착된 CF막을 제거하기 위해 행해지는 처리로서, 예컨대 12매의 웨이퍼(W)에 성막처리를 행한 후에 행해진다.
구체적으로는 12매째의 웨이퍼를 진공용기(2)로부터 반출한 후, 플라즈마실(21) 내로 플라즈마 노즐(24)로부터 세정가스, 예컨대 O2가스를 200sccm의 유량으로 도입하면서 마이크로파 발진기(32)로부터 2.45㎓의 마이크로파를 도입함과 더불어, 예컨대 메인코일(33)을 작동시켜 자계를 875가우스의 강도로 인가함으로써 행해진다.
이렇게 하면, 성막실(22)의 내부에서는 자계와 마이크로파의 상호작용으로 전자 사이클로트론 공명이 생기고, 이 공명에 의해 O2가스가 플라즈마화되면서 고밀도화된다. 그리고, 플라즈마화에 의해 생긴 예컨대 O의 라디칼이나 이온으로 이루어진 O의 활성종이 가스 취출구(25a)나 재치대(4)의 주변에 부착된 CF막과 반응하고, CF막을 예컨대 CO2가스나 F2가스로 분해하여 비산시켜 도시하지 않는 배기구를 매개로 성막실(22)의 외부로 제거한다.
다음에, 세정공정 후에 행해지는 전처리 성막공정인 프리코트공정에 대해 설명한다. 프리코트공정에서는 상술한 진공용기(2)의 내벽에 프리코트막이 성막된다. 구체적으로는 세정이 종료된 후, 플라즈마실(21) 내로 가스링(25)으로부터 프리코트 가스로서 CF계의 가스, 예컨대 C4F8가스 및 C2H4가스를 각각 60sccm 및 30sccm의 유량으로 도입하고, 플라즈마 가스노즐(24)로부터 플라즈마 가스, 예컨대 Ar가스를 150sccm의 유량으로 도입함과 더불어, 마이크로파 발진기(32)로부터 2.45㎓의 마이크로파를 도입하고서, 예컨대 메인코일(33)을 작동시켜 자계를 875가우스의 강도로 인가함으로써 행해진다.
이렇게 하면, 성막실(22)의 내부에서는 자계와 마이크로파의 상호작용으로 전자 사이클로트론 공명이 생기고, 이 공명에 의해 상기 플라즈마 가스가 플라즈마화되면서 고밀도화된다. 그리고 플라즈마실(21)로부터 성막실(22)로 유입된 플라즈마 흐름은, 여기에 공급되어 있는 상기 프리코트 가스를 활성화시켜 활성종을 형성하고, 이에 따라 진공용기(2)의 내벽에 예컨대 막두께 2㎛의 CF막으로 이루어진 파티클 발생방지를 위한 박막인 프리코트막이 성막된다.
이렇게 하여 프리코트공정이 행해진 후, 웨이퍼(W)를 진공용기(2) 내에 반입하여 재치대(4) 상에 재치하고, 상술한 CF막의 성막처리공정이 행해진다.
본 실시예에서는 세정공정 후에 CF계의 가스에 의한 프리코트공정이 행해지므로 다음과 같은 효과가 얻어진다. 우선, 제1로 성막처리할 때에 파티클의 비산을 방지할 수 있다. 즉, 세정을 행하면, 도 19의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이 진공용기(2)의 내벽에 부착된 CF막(M)의 대부분이 제거되지만, 당해 내벽면에 소량의 파티클(PT)이 잔존해 버린다. 이는 세정시에 CF막(M)의 잔류물이 있거나, 원래 진공용기(2)의 내벽에 알루미늄이나 질소가 혼입한 CF막(M)이 부착되어 있는 경우에는, 세정해도 이들 알루미늄이나 질소를 제거할 수 없기 때문이다.
이와 같은 경우에 프리코트를 행하면, 프리코트막(PM)은 진공용기(2)의 내벽면에 파티클(PT)을 봉입하도록 형성되기 때문에, 그 후의 CF막의 성막처리 시의 파티클의 비산이 억제된다. 즉, 본 실시예에서는 프리코트막이 웨이퍼(W)에 형성되는 CF막의 조성에 가까운 막에 의해 형성되어 있으며, 예컨대 도 20의 (a)에 나타낸 바와 같이 진공용기(2)의 내벽면에 프리코트막이 형성된다.
이 막은 상술한 바와 같이 성막되는 CF막과 조성이 유사하기 때문에, 성막처리할 때에 성막가스와 반응할 우려가 없고, 이 때문에 성막처리할 때에 성막가스와 프리코트막(PM)이 반응하여 파티클을 생성하거나, 프리코트막(PM)이 제거되어 상기 내벽면에 부착되어 있던 파티클(PT)이 비산하거나 하는 것이 억제된다. 이에 대해, 예컨대 프리코트막을 SiO2막에 의해 형성하면(도 20의 (b) 참조), 이 막은 성막처리할 때 CF막의 성막가스인 CF계의 가스와 반응하기 쉽고, 이 때문에 파티클이 발생하기 쉽다.
제2로 성막처리할 때에 웨이퍼(W)에 형성되는 CF막의 깊이방향의 막질을 균일하게 할 수 있다. 즉, 세정 종료후 곧바로 성막처리를 행하면, 처리의 초기단계에서는 진공용기(2)의 알루미늄의 내벽면에 CF막이 성막되어 버리고, 이에 따라 알루미늄과 반응하기 쉬운 성막가스가 소비되어 버린다. 따라서, C4F8가스와 C2H4가스의 유량비가 바뀌어 성막가스의 조성이 변화해 버리기 때문에, 처리의 초기단계와 그 후에서는 웨이퍼(W)에 형성되는 CF막의 막질, 특히 깊이방향의 막질이 변화해 버린다.
한편, 세정 종료후에 프리코트공정을 행하면, 이 공정에서 이미 진공용기(2)의 내벽에 CF막으로 이루어진 프리코트막이 형성되기 때문에, 성막처리 시에는 이 프리코트막의 상면에 CF막이 형성되는 것으로 된다. 그렇지만, 이와 같이 프리코트막의 상면에 CF막이 형성되는 경우는, 프리코트막 자체가 웨이퍼(W)에 성막되는 CF막에 가까운 조성이기 때문에, 프리코트막의 표면에 성막되는 경우도 웨이퍼(W) 상에 성막되는 경우도 동일하게 성막가스가 소비된다고 생각된다. 따라서, 알루미늄의 표면에 성막되는 경우와 같이, C4F8가스와 C2H4가스의 유량비가 바뀌어 버릴 우려는 없기 때문에, 처리의 초기단계와 그 후의 단계에서는 성막가스의 조성은 변화하지 않기 때문에, 웨이퍼(W)에 형성되는 CF막의 막질 특히 깊이방향의 막질을 균일하게 할 수 있는 것이다.
제3으로 성막처리할 때에 진공용기(2)의 내벽면에 성막되는 CF막의 막 떨어짐을 방지할 수 있다. 즉, 세정 종료후에 성막처리를 행하면, 상술한 바와 같이 진공용기(2)의 내벽면에 CF막(M)이 성막되어 버리지만, 여기서 알루미늄의 내벽면과 CF막(M)은 밀착성이 나쁘기 때문에, 처리가 진행되어 CF막(M)의 부착량이 많아지면, 상기 내벽면으로부터 CF막(M)이 떨어져 버리는 일이 있다. 이와 같이, CF막(M)이 떨어지면 파티클의 원인으로 되고, 원래 상기 내벽면에 부착하고 있던 파티클(PT)이 나타나 비산해 버린다.
한편, 세정 종료후에 프리코트공정을 행하면, 이 공정에서 이미 진공용기(2)의 내벽에 CF막으로 이루어진 프리코트막이 형성되어 있고, 성막처리 시에는 이 프리코트막의 상면에 CF막이 형성되는 것으로 된다. 여기서, 프리코트의 조건과 성막처리의 조건은 다르고, 이 때문에 형성되는 막의 막질이 다르기 때문에, 프리코트할 때 알루미늄제의 진공용기(2)의 내벽면에 프리코트막이 형성된다고 해도, 이 프리코트막의 알루미늄에 대한 밀착성은, 성막처리할 때에 상기 내벽면에 성막되는 CF막보다는 크다. 또한, 성막처리할 때, 프리코트막의 상면에 CF막이 성막되지만, 프리코트막과 CF막은 원래 밀착성이 크기 때문에, 양자간에 막 떨어짐이 생길 우려는 없다. 이와 같이 프리코트를 행하면, 막 떨어짐이 억제되기 때문에, 막 떨어짐이 원인으로 되는 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
여기서, 본 실시예의 효과를 확인하기 위해 행해진 실험예에 대해 설명한다. 실험장치로서 도 1에 나타낸 플라즈마 처리장치를 이용하고, 마이크로파 전력 2700W, 압력 0.2Pa 하에서, 고주파전력을 인가하지 않고 프리코트 가스로서 C4F8가스 및 C2H4가스를 60sccm 및 30sccm의 유량으로 도입함과 더불어, 플라즈마 가스로서 Ar가스를 150sccm의 유량으로 도입하여 프리코트막(PM)을 2㎛ 형성했다.
이후, 마이크로파 전력 2700W, 고주파전력 1500W, 압력 0.2Pa 하에서, 성막가스로서 C4F8가스 및 C2H4가스를 각각 60sccm 및 30sccm의 유량으로 도입함과 더불어, 플라즈마 가스로서 Ar가스를 150sccm의 유량으로 도입함으로써 8인치 크기의 웨이퍼(W) 상에 CF막을 0.5㎛ 형성하고, XPS분석(X-ray Photo Spectroscopy)에 의해 웨이퍼(W) 상에 형성된 CF막의 깊이방향에서의 균일성을 측정했다. 또한, 프리코트를 행하지 않은 경우에 있어서도 동일한 조건으로 웨이퍼(W) 상에 CF막을 형성하고, XPS분석을 행했다. 이들 결과를 도 21 및 도 22에 각각 나타냈다.
도 21 및 도 22에 있어서는, CF막 중의 1S궤도의 C(탄소)와 F(불소)의 CF막의 깊이방향에서의 원자농도가, C의 원자농도는 □, F의 원자농도는 ○로 각각 나타내어져 있고, 도면 중의 CF막의 깊이는 「1」이 최표면이고, 「0」에 가까워짐에 따라 깊어지도록 나타내어져 있다. 이 결과로부터, 프리코트를 행하지 않은 경우(도 22 참조)는 CF막의 깊이가 깊어짐에 따라 C농도는 커지고, F농도가 작아지는데 반해, 프리코트를 행한 경우는 CF막의 깊이가 깊어져도 CF막 중의 C농도 및 F농도가 일정한 것이 확인되었으며, 이에 따라 프리코트를 행한 경우(도 21 참조)는 CF막의 깊이방향에 대한 균일성이 향상되는 것이 확인되었다.
이어서, 상기 실험과 동일한 조건으로 프리코트를 행한 후, 12매의 웨이퍼(W)에 대해 모든 실험예와 동일한 조건으로 CF막을 성막하고, 웨이퍼(W) 상에 존재하는 0.25㎛ 이상의 크기의 파티클량을 웨이퍼용 이물검사장치에 의해 측정했다. 또한, 프리코트를 행하지 않은 경우에 대해서도 마찬가지로 웨이퍼(W)의 성막처리를 행하고, 파티클량을 측정했다. 이들 결과를 도 23 및 도 24에 각각 나타냈다.
도 23 및 도 24에 있어서는, 횡축에 웨이퍼(W)의 처리매수를 나타내는데, 이 결과로부터 프리코트를 행한 경우에는 프리코트를 행하지 않은 경우에 비해 웨이퍼(W) 2매째까지의 파티클량이 극단적으로 적어지는 것이 확인되었고, 이에 따라 프리코트를 행한 경우는 파티클 발생량이 상당히 적어지는 것이 확인되었다.
이와 같이, 본 실시예에서는 진공용기(2) 내의 파티클량을 저감할 수 있기 때문에, 그 후의 성막처리공정에 있어서 피처리기판에 대해 안정한 처리를 행할 수 있다.
이어서, 본 발명의 또 다른 실시예에 대해 설명한다. 본 실시예가 상술한 실시예와 다른 점은 프리코트 가스로서 2중 결합 또는 3중 결합의 가스, 예컨대 C2F2가스나 C2F4가스나, 1개의 C에 4개의 CF기가 결합하고 있는 분자구조의 가스, 예컨대 C(CF3)4C가스나 C(C2F5)4가스 등을 이용하는 것이다. 프리코트로서 이와 같은 가스를 이용하면, 파티클의 발생량이 저감된다는 효과가 있다.
여기서, 본 실시예의 효과를 확인하기 위해 행해진 실험예에 대해 설명한다. 실험장치로서 도 1에 나타낸 플라즈마 처리장치를 이용해서, 마이크로파 전력 2700W, 압력 0.2Pa 하에서 고주파전력을 인가하지 않고 프리코트 가스로서 C2F4가스를 60sccm의 유량으로 도입함과 더불어, 플라즈마 가스로서 Ar가스를 200sccm의 유량으로 도입하여 프리코트막(PM)을 2㎛ 형성했다.
이후, 마이크로파 전력 2700W, 고주파전력 1500W, 압력 0.2Pa 하에서, 성막가스로서 C4F8가스 및 C2H4가스를 각각 60sccm 및 30sccm의 유량으로 도입함과 더불어, 플라즈마 가스로서 Ar가스를 150sccm의 유량으로 도입함으로써 8인치 크기의 웨이퍼(W)에 CF막을 0.25㎛ 형성했다. 이 성막처리를 60매의 웨이퍼(W)에 대해 행하고, 웨이퍼(W) 상에 존재하는 0.25㎛ 이상의 크기의 파티클량을 웨이퍼용 이물검사장치에 의해 측정했다.
또한, 마이크로파 전력 2000W, 고주파전력 2000W, 압력 0.3Pa 하에서, 프리코트 가스로서 SiH4가스를 80sccm의 유량으로 도입함과 더불어, 플라즈마 가스로서 O2가스 및 Ar가스를 각각 100sccm 및 200sccm의 유량으로 도입함으로써, 프리코트막으로서 SiO2막을 1.0㎛ 형성한 경우에 대해서도 마찬가지로 웨이퍼의 성막처리를 행하고, 파티클량을 측정했다. 이들 결과를 도 25에 나타냈다.
도 25에 있어서는 횡축에 웨이퍼(W)의 처리매수를 나타내는데, 이 결과로부터 C2F4가스에 의해 프리코트를 행한 경우(도면 중 □로 나타냄)는 SiH4가스를 도입하여 SiO2막으로 이루어진 프리코트막을 형성한 경우(도면 중 ○으로 나타냄)에 비해 파티클량이 극단적으로 적어지는 것이 확인되었다.
이 이유에 대해서는 이하와 같이 생각된다. 즉, SiO2막으로 이루어진 프리코트막을 형성한 경우는, 상술한 바와 같이 프리코트막과 성막가스가 반응하기 쉽고, 그 결과 이 반응에 의해 파티클이 생성되거나, 또한 프리코트막이 진공용기(2)의 내벽면으로부터 떨어져 파티클의 원인으로 되거나, 프리코트막이 제거되어 상기 내벽면에 부착하고 있던 파티클이 비산하거나 한다고 생각되고, 이에 따라 파티클량이 많아진다고 추찰된다.
한편, C2F4가스에 의해 프리코트를 행한 경우는, 예컨대 도 26에 나타낸 바와 같이 프리코트막의 C-C결합이 3차원 망상적(網狀的)으로 형성되고, 결국 C-C의 네트워크구조가 형성되기 때문에, 프리코트막이 치밀하게 되어 강고하게 된다. 따라서, 상술한 바와 같이 프리코트막은 원래 성막가스와는 반응하기 어렵지만, 막이 C-C의 네트워크구조를 형성함으로써 보다 반응하기 어려운 상태로 되기 때문에, 그 결과 성막가스와의 반응에 기인하는 파티클의 발생이 억제된다고 생각된다.
또한, CF막은 C의 양이 증가하면 밀착성이 증가하는 경향이 있지만, 상술한 네트워크구조에서는 C의 양이 증가하기 때문에, 진공용기(2)의 내벽면과 프리코트막의 밀착성이 커지게 된다. 따라서, 프리코트막이 진공용기(2)의 내벽면으로부터 떨어지기 어렵게 되기 때문에, 이 막 떨어짐에 기인하는 파티클의 발생도 억제된다고 생각된다. 따라서, C2F4가스에 의해 프리코트를 행한 경우는, 이들의 상승효과에 의해 파티클의 발생을 대폭 저감할 수 있다고 생각된다.
이와 같이, 본 실시예에서는 진공용기(2) 내의 파티클량을 대폭 저감할 수 있기 때문에, 그 후의 성막처리공정에 있어서 피처리기판에 대해 보다 안정한 처리를 행할 수 있다.
이어서, 본 발명의 또 다른 실시예에 대해 설명한다. 본 실시예가 상술한 실시예와 다른 점은 프리코트막을 a-C:H막(수소화 아몰퍼스 카본, 이하 「a-c막」이라 칭함)에 의해 형성한 것이다. 이 때, a-C막은 프리코트 가스로서 CkHs가스(k, s는 정수) 단독, 또는 CkHs가스+H2가스를 이용함으로써 형성되고, 이와 같이 프리코트막으로서 a-C막을 이용하면 프리코트막과 진공용기(2)의 내벽면의 밀착성이 높아져서 파티클의 발생량이 저감된다는 효과가 있다.
여기서, 본 실시예의 효과를 확인하기 위해 행해진 실험예에 대해 설명한다. 실험장치로서 도 1에 나타낸 플라즈마 처리장치를 이용해서, 마이크로파 전력 2500W, 압력 0.3Pa 하에서, 고주파전력을 인가하지 않고 프리코트 가스로서 C2H4가스를 100sccm의 유량으로 도입함과 더불어, 플라즈마 가스로서 Ar가스를 300sccm의 유량으로 도입하여 프리코트막(PM)을 2㎛ 형성했다.
이후, 마이크로파 전력 1500W, 고주파전력 1500W, 압력 0.2Pa 하에서, 성막가스로서 C4F8가스 및 C2H4가스를 각각 60sccm 및 30sccm의 유량으로 도입함과 더불어, 플라즈마 가스로서 Ar가스를 150sccm의 유량으로 도임함으로써 8인치 크기의 웨이퍼(W)에 CF막을 0.25㎛ 형성했다. 이 성막처리를 40매의 웨이퍼에 대해 행하고, 웨이퍼(W) 상에 존재하는 0.25㎛ 이상의 크기의 파티클량을 웨이퍼용 이물검사장치에 의해 측정했다.
또한, 마이크로파 전력 2000W, 고주파전력 2000W, 압력 0.3Pa 하에서, 프리코트 가스로서 SiH4가스를 80sccm의 유량으로 도입함과 더불어, 플라즈마 가스로서 O2가스 및 Ar가스를 각각 100sccm 및 200sccm의 유량으로 도입함으로써, 프리코트막으로서 SiO2막을 1.0㎛ 형성한 경우에 대해서도 마찬가지로 웨이퍼(W)의 성막처리를 행하고, 파티클량을 측정했다. 이들 결과를 도 27에 나타냈다.
도 27에 있어서는 횡축에 웨이퍼(W)의 처리매수를 나타냈는데, 이 결과로부터 a-C막으로 이루어진 프리코트막을 형성한 경우(도면중 □로 나타냄)에는, SiO2막으로 이루어진 프리코트막을 형성한 경우(도면중 ○로 나타냄)에 비해 파티클량이 대폭 적어지는 것이 확인되었다. 이 이유에 대해서는 이하와 같이 생각된다. 즉, SiO2막으로 이루어진 프리코트막을 형성한 경우는 상술한 바와 같이 프리코트막과 성막가스가 반응하기 쉽고, 이 결과 이 반응에 기인하여 파티클량이 많아진다고 추찰된다.
한편, a-C막으로 이루어진 프리코트막을 형성한 경우에는, a-C막은 웨이퍼(W)에 성막되는 CF막과 조성이 유사하기 때문에 성막가스와는 반응하기 어려워 성막가스와의 반응에 기인하는 파티클의 발생이 억제되는 데다가 a-C막은 알루미늄제의 진공용기(2)의 내벽면과의 밀착성이 크다. 이 때문에, 프리코트막이 진공용기(2)의 내벽면으로부터 떨어지기 어렵게 되고, 장시간 막 떨어짐이 일어나지 않게 되므로 이 막 떨어짐에 기인하는 파티클의 발생이 억제된다고 생각된다. 따라서, a-C막으로 이루어진 프리코트막을 형성한 경우는 파티클의 발생을 대폭 저감할 수 있다고 추찰된다.
이와 같이, 본 실시예에서는 진공용기(2) 내의 파티클량을 대폭 저감할 수 있기 때문에, 그 후의 성막처리공정에 있어서 피처리기판에 대해 보다 안정한 처리를 행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 진공용기 내부의 파티클을 저감할 수 있어 피처리기판에 대해 안정한 플라즈마 처리를 행할 수 있다.

Claims (8)

  1. 플라즈마 처리 중에 기판 상에 배치되어 플라즈마 처리장치의 진공용기에 부착되는 불소첨가 카본막을 제거함으로써 플라즈마 처리장치를 세정하는 방법에 있어서,
    상기 진공용기 내로 산소를 함유하고 있으면서 불소를 함유하고 있지 않은 세정가스를 도입하는 공정과,
    10kW/㎥ 이상의 전력밀도를 갖는 마이크로파에 의해 플라즈마를 형성해서 상기 산소로부터 0의 활성종을 생성하는 공정 및,
    상기 진공용기의 내벽부에 부착된 상기 불소첨가 카본막을 상기 플라즈마에 의해 제거하는 공정을 갖추어 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 세정방법.
  2. 플라즈마 처리 중에 기판 상에 배치되어 플라즈마 처리장치의 진공용기에 부착되는 불소첨가 카본막을 제거함으로써 플라즈마 처리장치를 세정하는 방법에 있어서,
    상기 진공용기 내로 산소를 함유하고 있으면서 불소를 함유하고 있지 않은 세정가스를 도입하는 공정과,
    마이크로파에 의해 플라즈마를 형성해서 상기 산소로부터 0의 활성종을 생성하는 공정 및,
    상기 진공용기의 내벽부에 부착된 상기 불소첨가 카본막을 상기 플라즈마에 의해 제거하는 공정을 갖추어 구성되되,
    상기 플라즈마 처리장치 내의 압력이 0.2Pa로 유지되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 세정방법.
  3. 플라즈마 처리 중에 기판 상에 배치되어 플라즈마 처리장치의 진공용기에 부착되는 불소첨가 카본막을 제거함으로써 플라즈마 처리장치를 세정하는 방법에 있어서,
    상기 진공용기 내로 CO가스 또는 N2O4가스로 이루어진 세정가스를 도입하는 공정과,
    마이크로파에 의해 플라즈마를 형성해서 상기 CO가스 또는 N2O4가스로부터 0의 활성종을 생성하는 공정 및,
    상기 진공용기의 내벽부에 부착된 상기 불소첨가 카본막을 상기 플라즈마에 의해 제거하는 공정을 갖추어 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 세정방법.
  4. 플라즈마 처리 중에 기판 상에 배치되어 플라즈마 처리장치의 진공용기에 부착되는 불소첨가 카본막을 제거함으로써 플라즈마 처리장치를 세정하는 방법에 있어서,
    상기 진공용기의 내벽부에 부착된 불소첨가 카본막을 세정에 의해 제거하는 세정공정과,
    그 후, 프리코트 가스를 이용하여 상기 진공용기의 내벽부에 불소첨가 카본막을 성막하는 프리코트 공정 및,
    그 후, 처리가스를 이용하여 상기 처리장치 내에 사전에 반입된 피처리체에 불소첨가 카본막을 성막하는 성막공정을 갖추어 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 세정방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 프리코트 가스와 상기 처리가스가 동일 가스종인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 세정방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 프리코트 가스는 C2F2가스, C2F4가스, C(CF3)4가스, C(C2F5)4가스 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 세정방법.
  7. 플라즈마 처리 중에 기판 상에 배치되어 플라즈마 처리장치의 진공용기에 부착되는 불소첨가 카본막을 제거함으로써 플라즈마 처리장치를 세정하는 방법에 있어서,
    상기 진공용기의 내벽부에 부착된 불소첨가 카본막을 세정에 의해 제거하는 세정공정과,
    그 후, 프리코트 가스를 이용해서 상기 진공용기의 내벽부에 수소화 아몰퍼스 카본막을 성막하는 프리코트 공정 및,
    그 후, 처리가스를 이용해서 상기 처리장치 내에 사전에 반입된 피처리체에 불소첨가 카본막을 성막하는 공정을 갖추어 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 세정방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 프리코트 가스는 CkHs가스(k,s는 정수)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 세정방법.
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