WO2021205928A1 - クリーニング方法およびプラズマ処理装置 - Google Patents

クリーニング方法およびプラズマ処理装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2021205928A1
WO2021205928A1 PCT/JP2021/013307 JP2021013307W WO2021205928A1 WO 2021205928 A1 WO2021205928 A1 WO 2021205928A1 JP 2021013307 W JP2021013307 W JP 2021013307W WO 2021205928 A1 WO2021205928 A1 WO 2021205928A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plasma
protective film
gas
cleaning
processing container
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/013307
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佳幸 近藤
藤野　豊
浩之 生田
秀樹 湯浅
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東京エレクトロン株式会社 filed Critical 東京エレクトロン株式会社
Priority to KR1020227034307A priority Critical patent/KR20220149734A/ko
Priority to US17/916,159 priority patent/US20230220545A1/en
Publication of WO2021205928A1 publication Critical patent/WO2021205928A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32853—Hygiene
    • H01J37/32862—In situ cleaning of vessels and/or internal parts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • C23C16/345—Silicon nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4404—Coatings or surface treatment on the inside of the reaction chamber or on parts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/511—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using microwave discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
    • H01J37/32495—Means for protecting the vessel against plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Definitions

  • This disclosure relates to a cleaning method and a plasma processing apparatus.
  • the present disclosure provides a technique for improving the uniformity of cleaning in a processing container.
  • the cleaning method is a cleaning method for a plasma processing apparatus that performs plasma processing on a substrate.
  • the cleaning method includes a protective film forming step and a cleaning step.
  • plasma is generated to form a protective film in the plasma generation region while supplying the film-forming gas into the processing container in which the processing space having the plasma generation region and the diffusion region is formed.
  • plasma is generated to clean the inside of the processing container on which the protective film is formed.
  • the uniformity of cleaning in the processing container can be improved.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an outline of a microwave output unit according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of the microwave radiation mechanism according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of the top wall portion of the processing container according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of the film formation generation process according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of the film formation generation process according to the modified example.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of the film formation generation process according to the modified example.
  • FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a plasma processing apparatus according to a modified example.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a plasma processing apparatus 100 according to an embodiment.
  • the plasma processing apparatus 100 performs plasma processing on the wafer W by plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) using microwave plasma.
  • plasma CVD Chemical Vapor Deposition
  • microwave plasma microwave plasma
  • the plasma processing device 100 includes a processing container 101, a mounting table 102, a gas supply mechanism 103, an exhaust device 104, a microwave introduction device 105, and a control unit 106.
  • the processing container 101 accommodates the wafer W.
  • the processing container 101 is made of a metal material such as aluminum or an aluminum alloy.
  • the processing container 101 is formed, for example, in a substantially cylindrical shape.
  • the processing container 101 has a top wall portion 111, a side wall portion 112, and a bottom wall portion 113.
  • a plurality of holes are formed in the top wall portion 111.
  • the gas introduction nozzle 123 and the microwave radiation mechanism 143 of the microwave introduction device 105 are fitted into the holes. That is, the gas introduction nozzle 123 and the microwave radiation mechanism 143 are attached to the top wall portion 111.
  • An exhaust hole 113a is formed in the bottom wall portion 113.
  • An exhaust pipe 116 is connected to the exhaust hole 113a.
  • the exhaust pipe 116 is connected to the exhaust device 104.
  • the side wall portion 112 connects the top wall portion 111 and the bottom wall portion 113.
  • a carry-in outlet 114 is formed on the side wall portion 112.
  • the carry-in / out port 114 is formed so as to enable the carry-in / out of the wafer W with and from the transport chamber adjacent to the processing container 101.
  • the carry-in outlet 114 is opened and closed by the gate valve 115.
  • the mounting table 102 is formed in a disk shape, for example.
  • the mounting table 102 is made of ceramics such as A1N.
  • the mounting table 102 is supported by the support member 120.
  • the support member 120 is made of ceramics such as A1N.
  • the support member 120 is provided so as to extend upward from the vicinity of the center of the bottom wall portion 113 of the processing container 101.
  • a guide ring 181 for holding the wafer W is provided on the outer edge of the mounting table 102.
  • the mounting table 102 is provided with an elevating pin for raising and lowering the wafer W.
  • a heater 182 is embedded in the mounting table 102.
  • the heater 182 generates heat by being supplied with power from the heater power supply 183, and heats the mounting table 102 and the wafer W.
  • the heater 182 is, for example, a resistance heating type heater.
  • a thermocouple is inserted into the mounting table 102. The heating temperature of the wafer W is controlled by controlling the heat generation of the heater 182 based on the signal from the thermocouple.
  • An electrode 184 is embedded in the mounting table 102 above the heater 182.
  • the electrode 184 has the same size as the wafer W.
  • a high frequency bias power supply 122 is electrically connected to the electrode 184.
  • a high frequency bias for drawing in ions is applied to the mounting table 102.
  • the high frequency bias power supply 122 may not be provided depending on the characteristics of the plasma processing.
  • the gas supply mechanism 103 has a plurality of gas introduction nozzles 123. Further, the gas supply mechanism 103 supplies SiH 4 (silane) gas supply source 192, NH 3 (ammonia) gas supply source 193, Ar (argon) gas supply source 194, and NF 3 (nitrogen trifluoride) gas. It has a source 195 and an N 2 (nitrogen) gas supply source 196.
  • the plurality of gas introduction nozzles 123 are fitted into the holes of the top wall portion 111.
  • the tip of the gas introduction nozzle 123 projects into the processing container 101.
  • the gas introduction nozzle 123 is supplied with gas from the gas supply sources 192 to 196 via the gas supply pipe 191 and introduces the supplied gas into the processing container 101.
  • Each gas supply source 192 to 196 is connected to the gas supply pipe 191 via the branch pipes 191a to 191e.
  • a mass flow controller and a valve are provided in each of the branch pipes 191a to 191e.
  • the flow rate of the gas supplied from each of the gas supply sources 192 to 196 is controlled by controlling each valve.
  • the SiH 4 gas supply source 192 supplies SiH 4 gas, which is a film-forming gas.
  • the NH 3 gas supply source 193 supplies NH 3 gas, which is a film-forming gas.
  • the Ar gas supply source 194 supplies Ar gas, which is a plasma-producing gas.
  • the plasma-producing gas is a rare gas, and may be He (helium) gas, Ne (neon) gas, or the like.
  • the NF 3 gas supply source 195 supplies NF 3 gas, which is a cleaning gas.
  • the N 2 gas supply source 196 supplies N 2 gas, which is a purge gas.
  • the N 2 gas is supplied together with the plasma generating gas, for example.
  • the plasma generation gas may be supplied without supplying the N 2 gas which is the purge gas.
  • Each of the above gases is an example and is not limited to the above gases.
  • the exhaust device 104 discharges the gas in the processing container 101 through the exhaust pipe 116 by, for example, a vacuum pump.
  • the exhaust device 104 adjusts the pressure in the processing container 101 by a pressure control valve.
  • the microwave introduction device 105 introduces an electromagnetic wave (microwave) into the processing container 101 to generate plasma.
  • the microwave introduction device 105 includes a top wall portion 111 of the processing container 101, a microwave output portion 130, and an antenna unit 140.
  • the top wall portion 111 functions as a top plate.
  • the microwave output unit 130 generates microwaves and distributes and outputs microwaves to a plurality of paths. As shown in FIG. 2, the microwave output unit 130 includes a microwave power supply 131, a microwave oscillator 132, an amplifier 133, and a distributor 134. FIG. 2 is a block diagram showing an outline of the microwave output unit 130 according to the embodiment.
  • the microwave oscillator 132 is in a solid state, and oscillates microwaves (for example, PLL oscillation) at 860 MHz, for example.
  • the microwave frequency is not limited to 860 MHz, and those in the range of 700 MHz to 10 GHz such as 2.45 GHz, 8.35 GHz, 5.8 GHz, 1.98 GHz and the like can be used.
  • the amplifier 133 amplifies the microwave oscillated by the microwave oscillator 132.
  • the distributor 134 distributes the microwave amplified by the amplifier 133 to a plurality of paths.
  • the distributor 134 distributes microwaves while matching the impedances on the input side and the output side.
  • the antenna unit 140 introduces the microwave output from the microwave output unit 130 into the processing container 101 (see FIG. 1).
  • the antenna unit 140 includes a plurality of antenna modules 141.
  • the plurality of antenna modules 141 each introduce microwaves distributed by the distributor 134 into the processing container 101.
  • Each antenna module 141 has an amplifier unit 142 and a microwave radiation mechanism 143.
  • the amplifier unit 142 amplifies and outputs the distributed microwaves.
  • the amplifier unit 142 includes a phase device 145, a variable gain amplifier 146, a main amplifier 147, and an isolator 148.
  • the phase device 145 changes the phase of the microwave.
  • the variable gain amplifier 146 adjusts the power level of the microwave input to the main amplifier 147.
  • the main amplifier 147 is configured as a solid state amplifier.
  • the isolator 148 separates the reflected microwaves reflected by the antenna portion 156 (see FIG. 3) of the microwave radiation mechanism 143 and directed to the main amplifier 147.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of the microwave radiation mechanism 143 according to the embodiment.
  • the microwave radiation mechanism 143 radiates the microwave output from the amplifier unit 142 into the processing container 101 (see FIG. 1).
  • the microwave radiation mechanism 143 has a cylindrical outer conductor 152 and an inner conductor 153.
  • the inner conductor 153 is provided in the outer conductor 152 coaxially with the outer conductor 152.
  • the microwave radiation mechanism 143 includes a coaxial tube 151 having a microwave transmission path between the outer conductor 152 and the inner conductor 153, a tuner 154, a feeding unit 155, and an antenna unit 156.
  • the tuner 154 matches the impedance of the load with the characteristic impedance of the microwave power supply 131.
  • the power feeding unit 155 supplies the amplified microwave from the amplifier unit 142 to the microwave transmission line.
  • microwaves amplified by the amplifier unit 142 by a coaxial cable are introduced from the side of the upper end portion of the outer conductor 152, and for example, the microwave is radiated by the feeding antenna.
  • the microwave radiation supplies microwave power to the microwave transmission line between the outer conductor 152 and the inner conductor 153, and the microwave power propagates toward the antenna portion 156.
  • the antenna portion 156 is provided at the lower end portion of the coaxial tube 151.
  • the antenna unit 156 radiates microwaves from the coaxial tube 151 into the processing container 101.
  • the antenna portion 156 includes a flat antenna 161, a slow wave material 162, and a microwave transmission plate 163.
  • the flat antenna 161 has a disk shape.
  • the planar antenna 161 is connected to the lower end of the inner conductor 153.
  • Slot 161a is formed in the planar antenna 161.
  • the slot 161a is formed so as to penetrate the planar antenna 161.
  • the shape of slot 161a is appropriately set so that microwaves are efficiently radiated.
  • a dielectric may be inserted in the slot 161a.
  • the slow wave material 162 is arranged on the upper surface side of the flat antenna 161.
  • the slow wave material 162 is formed of a material having a dielectric constant larger than that of vacuum.
  • the slow wave material 162 can adjust the phase of the microwave according to the thickness of the slow wave material 162 so that the radiant energy of the microwave is maximized.
  • the microwave transmission plate 163 is arranged on the lower surface side of the flat antenna 161.
  • the microwave transmission plate 163 is fitted into the top wall portion 111.
  • the lower surface of the microwave transmission plate 163 is exposed in the internal space of the processing container 101.
  • the microwave transmission plate 163 is made of a dielectric and has a shape capable of efficiently radiating microwaves in the TE mode.
  • the microwave transmitted through the microwave transmission plate 163 generates plasma in the space inside the processing container 101.
  • a fluorine-based resin such as quartz, ceramics, or polytetrafluoroethylene resin, a polyimide resin, or the like can be used.
  • Tuner 154 constitutes a slug tuner.
  • the tuner 154 has slugs 171a and 171b, an actuator 172, and a tuner controller 173.
  • the slags 171a and 171b are two slags arranged on the proximal end side (upper end portion side) of the coaxial tube 151 with respect to the antenna portion 156.
  • the slags 171a and 171b are plate-shaped and annular, are made of a dielectric material such as ceramics, and are arranged between the outer conductor 152 and the inner conductor 153 of the coaxial tube 151.
  • the actuator 172 drives the two slags 171a and 171b independently.
  • the actuator 172 individually drives the slags 171a and 171b by rotating two screws into which the slags 171a and 171b are screwed, respectively.
  • the actuator 172 moves the slags 171a and 171b in the vertical direction based on the command from the tuner controller 173.
  • the tuner controller 173 controls the actuator 172.
  • the tuner controller 173 adjusts the positions of the slags 171a and 171b so that the impedance at the end portion becomes, for example, 50 ⁇ .
  • the main amplifier 147, the tuner 154, and the planar antenna 161 are arranged close to each other.
  • the tuner 154 and the planar antenna 161 form a lumped constant circuit and function as a resonator. There is an impedance mismatch in the mounting portion of the planar antenna 161.
  • the tuner 154 directly tunes the plasma load, it is possible to tune with high accuracy including the plasma, and it is possible to eliminate the influence of reflection on the planar antenna 161.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of the top wall portion 111 of the processing container 101 according to the embodiment.
  • One of the seven microwave transmission plates 163 is arranged in the center of the top wall portion 111.
  • the other six microwave transmission plates 163 are arranged around the centrally arranged microwave transmission plate 163.
  • the seven microwave transmission plates 163 are arranged so that the adjacent microwave transmission plates 163 are evenly spaced.
  • the plurality of gas introduction nozzles 123 of the gas supply mechanism 103 are arranged so as to surround the periphery of the central microwave transmission plate 163.
  • the number of microwave radiation mechanisms 143 is not limited to seven.
  • control unit 106 typically comprises a computer and controls each unit of the plasma processing apparatus 100.
  • the control unit 106 includes a storage unit that stores the process sequence of the plasma processing apparatus 100 and the process recipe that is a control parameter, an input means, a display, and the like, and can perform predetermined control according to the selected process recipe. be.
  • Ar gas is supplied to the processing container 101 after the pressure in the processing container 101 is reduced. Further, the microwaves distributed and output from the microwave output unit 130 of the microwave introduction device 105 are guided to the plurality of antenna modules 141 of the antenna unit 140 and radiated from the microwave radiation mechanism 143. As a result, plasma is generated in the processing container 101.
  • the processing container 101 in which plasma is generated plasma is generated in a region directly below the top wall portion 111, for example, a region several cm below the top wall portion 111 (a region 1 cm to 3 cm below the lower surface of the top wall portion 111).
  • the generation region 200 is formed.
  • the plasma generation region 200 is a region in which plasma is generated by radiating microwaves to Ar gas.
  • a diffusion region 201 in which the plasma generated in the plasma generation region 200 is diffused is formed.
  • the diffusion region 201 is, for example, an region including a mounting table 102 and a wafer W held on the mounting table 102.
  • a processing space having a plasma generation region 200 and a diffusion region 201 is formed in the processing container 101.
  • the electron temperature of the plasma in the diffusion region 201 is lower than the electron temperature of the plasma in the plasma generation region 200. Further, the electron density of the plasma in the diffusion region 201 is smaller than the electron density of the plasma in the plasma generation region 200.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of the film formation generation process according to the embodiment.
  • the control unit 106 performs a precoating step (S100).
  • the control unit 106 performs the precoating step in a state where the wafer W is not carried into the processing container 101.
  • the control unit 106 depressurizes the inside of the processing container 101 and supplies Ar gas into the processing container 101. Then, the control unit 106 radiates microwaves from the microwave radiation mechanism 143 to generate plasma in the processing container 101.
  • the control unit 106 supplies SiH 4 gas and NH 3 gas at the timing when the plasma is generated. As a result, the inner wall of the processing container 101 is coated with the SiN film.
  • the particle source existing in the processing container 101 is covered with the SiN film.
  • the control unit 106 performs a carry-in process (S101).
  • the control unit 106 carries the wafer W into the processing container 101 and places the wafer W on the mounting table 102.
  • the control unit 106 performs a film forming process (S102).
  • the control unit 106 forms a SiN film on the wafer W placed on the mounting table 102.
  • the control unit 106 performs plasma treatment on the wafer W (an example of the substrate) in the processing container 101 to form a SiN film on the wafer W.
  • the control unit 106 depressurizes the inside of the processing container 101 to the first pressure.
  • the first pressure is a preset pressure, which is suitable for forming a SiN film on the wafer W.
  • the control unit 106 supplies Ar gas into the processing container 101, radiates microwaves from the microwave radiation mechanism 143, and generates plasma in the processing container 101.
  • the control unit 106 supplies SiH 4 gas and NH 3 gas at the timing when the plasma is generated. As a result, a SiN film is formed on the wafer W.
  • the control unit 106 controls each unit of the plasma processing apparatus 100 so that the film forming process is performed under the following processing conditions.
  • the following processing conditions are an example, and are set according to the type of film formation, the type of plasma processing apparatus 100, and the like.
  • He gas may be used as the plasma generating gas instead of Ar gas.
  • the film forming step may be performed without supplying N 2 gas.
  • the deposit film containing the film-forming raw material adheres to the processing container 101 by the film-forming step.
  • Microwave power of microwave radiation mechanism 143 arranged in the center 0 to 500 W
  • the control unit 106 performs a unloading process (S103).
  • the control unit 106 carries out the wafer W on which the SiN film is formed from the processing container 101.
  • the control unit 106 performs a protective film generation step (S104).
  • the control unit 106 performs the protective film forming step in a state where the wafer W is carried out from the processing container 101.
  • the control unit 106 reduces the pressure inside the processing container 101 to a second pressure.
  • the second pressure is a preset pressure, which is a pressure for selectively forming a protective film in the plasma generation region 200.
  • the second pressure is higher than the first pressure.
  • the control unit 106 supplies Ar gas into the processing container 101, radiates microwaves from the microwave radiation mechanism 143, and generates plasma in the processing container 101.
  • the control unit 106 supplies SiH 4 gas and NH 3 gas at the timing when the plasma is generated.
  • a protective film is selectively formed in the plasma generation region 200 in the processing container 101. That is, in the protective film generation step, the protective film is selectively formed in the plasma generation region 200.
  • a protective film thicker than the diffusion region 201 is formed in the plasma generation region 200.
  • the protective film is the same type of film as the SiN film formed on the wafer W.
  • the control unit 106 controls each unit of the plasma processing apparatus 100 so that the protective film forming step is performed under the following processing conditions.
  • the processing conditions of the protective film forming step are set according to the processing conditions of the film forming step. For example, He gas may be used as the plasma generating gas instead of Ar gas. Further, the protective film forming step may be performed without supplying N 2 gas.
  • Microwave power of microwave radiation mechanism 143 arranged in the center 0 to 500 W
  • N 2 gas 0 to 50 sccm (at 0 sccm, N 2 gas is not used)
  • SiN 4 30-200 sccm NH 3 : 0.1-300 sccm
  • the control unit 106 performs the protective film forming step.
  • plasma is supplied while supplying SiN 4 gas and NH 3 gas (an example of film forming gas) into a processing container 101 in which a processing space having a plasma generation region 200 and a diffusion region 201 is formed. It is generated to form a protective film in the plasma generation region 200.
  • the protective film is formed after the wafer W (an example of the substrate) is subjected to plasma treatment.
  • SiN 4 gas supplied in the protective film forming step and NH (an example of a film forming gas) 3 gas, SiN 4 gas used for the plasma treatment of the wafer W (an example of a substrate), and NH 3 gas (film forming gas It is the same type of gas as (one example).
  • the control unit 106 performs a cleaning step (S105).
  • the control unit 106 performs the cleaning step in a state where the protective film is formed in the plasma generation region 200.
  • the control unit 106 depressurizes the inside of the processing container 101 and supplies Ar gas and NF 3 gas into the processing container 101. Then, the control unit 106 radiates microwaves from the microwave radiation mechanism 143 to generate plasma in the processing container 101. As a result, the deposit film adhering to the inside of the processing container 101 is removed.
  • the control unit 106 controls each unit of the plasma processing apparatus 100 so that the cleaning step is performed under the following processing conditions.
  • the processing conditions of the cleaning process are set according to the processing conditions of the film forming process and the processing conditions of the protective film forming process. For example, He gas may be used as the plasma generating gas instead of Ar gas.
  • Microwave power of microwave radiation mechanism 143 arranged in the center 0 to 500 W
  • control unit 106 executes a cleaning step of supplying NF 3 gas (an example of cleaning gas) into the processing container 101 and generating plasma to clean the inside of the processing container 101 on which the protective film is formed. do.
  • NF 3 gas an example of cleaning gas
  • the deposit film adhering to the inside of the processing container 101 is removed by performing the cleaning step.
  • the electron density of the plasma in the plasma generation region 200 is higher than the electron density of the plasma in the diffusion region 201. Therefore, the amount of the sediment film removed per unit time is larger in the plasma generation region 200 than in the diffusion region 201.
  • the cleaning step is performed in a state where the material of the processing container is exposed after the removal of the deposit film in the plasma generation region is completed. Is continued. That is, in the plasma processing apparatus according to the comparative example, the cleaning rate, which is the degree of cleaning based on the processing container in the state where the deposit film is not formed, differs between the plasma generation region and the diffusion region. Therefore, in the plasma processing apparatus according to the comparative example, overcleaning may occur in which the processing container forming the plasma generation region is excessively cleaned. When overcleaning occurs, the exposed material of the processing container reacts with the gas, and particles may be generated, for example. Further, in the plasma processing apparatus according to the comparative example, the processing container is frequently replaced, which may increase the cost.
  • the cleaning method according to the embodiment is executed in the plasma processing apparatus 100 that performs plasma processing on the wafer W (an example of the substrate).
  • the cleaning method according to the embodiment includes a protective film forming step and a cleaning step.
  • plasma is generated while supplying SiN 4 gas and NH 3 gas (an example of film formation gas) into the processing container 101 in which the processing space having the plasma generation region 200 and the diffusion region 201 is formed.
  • a protective film is formed in the plasma generation region 200.
  • NF 3 gas an example of cleaning gas
  • the plasma processing apparatus 100 can reduce the difference in cleaning rate between the plasma generation region 200 and the diffusion region 201, and can prevent overcleaning of the processing container 101 in the plasma generation region 200. That is, the plasma processing apparatus 100 can improve the uniformity of cleaning of the processing container 101 in the plasma generation region 200 and the diffusion region 201. Therefore, the plasma processing device 100 can suppress the generation of particles due to, for example, the cleaning step. Further, the plasma processing apparatus 100 can reduce the replacement frequency of the processing container 101 and reduce the cost, for example.
  • the protective film is formed after the wafer W (an example of the substrate) is subjected to plasma treatment.
  • the plasma processing apparatus 100 can prevent the wafer W film formation step from being executed in the state where the protective film is formed, and can prevent the generation of particles due to the protective film. ..
  • the protective film is selectively formed in the plasma generation region 200.
  • the plasma processing apparatus 100 can form a protective film in the plasma generation region 200 and improve the uniformity of cleaning of the processing container 101 in the plasma generation region 200 and the diffusion region 201.
  • SiH 4 gas and NH 3 gas supplied in the protective film forming step is, SiH 4 gas used for the plasma treatment of the wafer W (an example of a substrate), and NH 3 gas (adult It is the same type of gas as (an example of membrane gas).
  • the plasma processing apparatus 100 can form the protective film without separately using a gas supply source for forming the protective film. Therefore, the plasma processing apparatus 100 can improve the uniformity of cleaning of the processing container 101 in the plasma generation region 200 and the diffusion region 201 while suppressing the entire apparatus from becoming large.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of the film formation generation process according to the modified example.
  • the plasma processing apparatus 100 according to the modified example forms a film on the wafer W in the same manner as the plasma processing apparatus 100 according to the embodiment (S200 to S203).
  • the plasma processing apparatus 100 according to the modified example forms a protective film in the plasma generation region 200 by the protective film generation step, and then cleans by the cleaning step (S204, S205).
  • the regeneration condition is satisfied (S206: Yes)
  • the plasma processing apparatus 100 according to the modified example performs the cleaning step after performing the protective film forming step again (S204, S205). If the plasma processing apparatus 100 according to the modified example does not satisfy the regeneration condition (S206: No), it determines that the cleaning is completed, and ends the film formation generation process.
  • the regeneration condition is, for example, a condition related to the number of cleaning steps.
  • the plasma processing apparatus 1 according to the modified example determines that the regeneration condition is satisfied when the number of cleaning steps is less than the preset number of times. That is, the plasma processing device 1 according to the modified example determines that the cleaning is completed when the number of cleaning steps exceeds a preset number of times.
  • the regeneration conditions can be changed and are changed according to the state of the processing container 101.
  • the plasma processing apparatus 100 according to the modified example can perform cleaning while forming a protective film according to the state of the processing container 101 in the plasma generation region 200 that has been cleaned. Therefore, the plasma processing apparatus 100 according to the modified example can improve the uniformity of cleaning of the processing container 101 in the plasma generation region 200 and the diffusion region 201.
  • the protective film forming step and the cleaning step may be performed after the film forming step is performed on the set plurality of wafers W.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of the film formation generation process according to the modified example.
  • the plasma processing apparatus 100 according to the modified example forms a film on the wafer W in the same manner as the plasma processing apparatus 100 according to the embodiment (S300 to S303). If the cleaning condition is not satisfied (S304: No), the plasma processing apparatus 100 according to the modified example carries the new wafer W into the processing container 101 and forms a film on the new wafer W (S301 to). S303). If the cleaning condition is satisfied (S304: Yes), the plasma processing apparatus 100 according to the modified example performs a cleaning step (S305).
  • the cleaning condition is satisfied, for example, when a film forming process is performed on a plurality of set wafers W.
  • the plasma processing apparatus 100 according to the modified example performs a protective film forming step (S306) after performing a cleaning step, and then performs a cleaning step again (S307).
  • the plasma processing apparatus 100 according to the modified example performs the cleaning step for a preset time, then forms a protective film, and then performs the cleaning step again.
  • the plasma processing apparatus 100 can execute the cleaning step according to the thickness of the deposit film.
  • the protective film may be formed based on the integrated processing time of the plasma processing on the wafer W (an example of the substrate) in the protective film generation step.
  • the integrated processing time is the integrated processing time of the plasma processing from the state where the deposit film is not attached to the processing container 101.
  • the integrated processing time is the integrated processing time of the plasma processing on the wafer W after the cleaning step is performed.
  • the longer the integrated processing time of the plasma treatment the longer the time for forming the protective film in the protective film forming step. That is, for example, the longer the integrated processing time of the plasma treatment in the film forming process, the thicker the protective film formed.
  • the plasma processing apparatus 100 according to the modified example can adjust the thickness of the protective film according to the thickness of the deposit film adhering to the processing container 101 in the film forming step. Therefore, the plasma processing apparatus 100 according to the modified example can improve the uniformity of cleaning of the processing container 101 in the plasma generation region 200 and the diffusion region 201.
  • FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus 100 according to the modified example.
  • the processing container 101 is provided with an opening 221 for observation.
  • An observation window 222 is airtightly attached to the opening 221.
  • the receiver 220 is provided on the outside of the observation window 222.
  • the receiver 220 detects the amount of plasma emitted. For example, when the deposit film adhering to the processing container 101 is thick, the amount of plasma emitted by the receiver 220 becomes small. That is, the smaller the amount of plasma emitted by the receiver 220, the thicker the protective film formed.
  • the plasma processing apparatus 100 according to the modified example can adjust the thickness of the protective film according to the thickness of the deposit film adhering to the processing container 101 in the film forming step. Therefore, the plasma processing apparatus 100 according to the modified example can improve the uniformity of cleaning of the processing container 101 in the plasma generation region 200 and the diffusion region 201.
  • the deposit film adhering to the processing container 101 after the film forming step is performed is measured, and based on the measurement result, the protective film in the protective film forming step is measured.
  • the thickness may be adjusted.
  • the amount of particles adhering to the wafer W is measured, and the thickness of the protective film in the protective film generation step may be adjusted based on the measurement result.
  • the protective film formed by the protective film forming step is a film containing elements such as C (carbon), B (boron), and Al (aluminum). May be good.
  • the protective film formed by the protective film forming treatment may be a film containing a halogen-based element such as F (fluorine) or Cl (chlorine).
  • the plasma processing apparatus 100 according to the modified example can adjust the amount of the deposit film removed with respect to the unit time, and can adjust the cleaning rate between the plasma generation region 200 and the diffusion region 201 in the cleaning step. .. Therefore, the plasma processing apparatus 100 according to the modified example can improve the uniformity of cleaning of the processing container 101 in the plasma generation region 200 and the diffusion region 201.
  • the plasma processing apparatus 100 may be a processing apparatus using capacitively coupled plasma (CCP) or inductively coupled plasma (ICP).
  • CCP capacitively coupled plasma
  • ICP inductively coupled plasma
  • the protective film is formed in the protective region corresponding to the plasma generation region 200. That is, the protective film may be formed in a protective region where overcleaning occurs in the cleaning step.
  • Plasma processing device 101 Processing container 103 Gas supply mechanism 105 Microwave introduction device 106 Control unit 200 Plasma generation area 201 Diffusion area

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

実施形態に係るクリーニング方法は、基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置のクリーニング方法である。クリーニング方法は、保護膜生成工程と、クリーニング工程とを含む。保護膜生成工程は、プラズマ生成領域と拡散領域とを有する処理空間が形成される処理容器内に成膜ガスを供給しつつ、プラズマを発生させてプラズマ生成領域に保護膜を形成する。クリーニング工程は、処理容器内にクリーニングガスを供給しつつ、プラズマを発生させて保護膜が形成された処理容器内をクリーニングする。

Description

クリーニング方法およびプラズマ処理装置
　本開示は、クリーニング方法およびプラズマ処理装置に関する。
　従来、基板（以下、ウエハともいう。）にプラズマ処理を行った後に、プラズマ処理が行われた処理容器内をクリーニングすることが開示されている。
特開２００４－２９６５１２号公報
　本開示は、処理容器内におけるクリーニングの均一性を向上させる技術を提供する。
　本開示の一態様によるクリーニング方法は、基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置のクリーニング方法である。クリーニング方法は、保護膜生成工程と、クリーニング工程とを含む。保護膜生成工程は、プラズマ生成領域と拡散領域とを有する処理空間が形成される処理容器内に成膜ガスを供給しつつ、プラズマを発生させてプラズマ生成領域に保護膜を形成する。クリーニング工程は、処理容器内にクリーニングガスを供給しつつ、プラズマを発生させて保護膜が形成された処理容器内をクリーニングする。
　本開示によれば、処理容器内におけるクリーニングの均一性を向上させることができる。
図１は、実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示す図である。 図２は、実施形態に係るマイクロ波出力部の概略を示すブロック図である。 図３は、実施形態に係るマイクロ波放射機構の一例を模式的に示す図である。 図４は、実施形態に係る処理容器の天壁部の一例を模式的に示す図である。 図５は、実施形態に係る成膜生成処理の一例を示すフローチャートである。 図６は、変形例に係る成膜生成処理の一例を示すフローチャートである。 図７は、変形例に係る成膜生成処理の一例を示すフローチャートである。 図８は、変形例に係るプラズマ処理装置の概略構成を示す図である。
　以下、添付図面を参照して、本願の開示するクリーニング方法およびプラズマ処理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により開示されるクリーニング方法およびプラズマ処理装置が限定されるものではない。
＜プラズマ処理装置＞
　実施形態に係るクリーニング方法が実行されるプラズマ処理装置１００について図１を参照し説明する。図１は、実施形態に係るプラズマ処理装置１００の概略構成を示す図である。
　プラズマ処理装置１００は、マイクロ波プラズマを用いたプラズマＣＶＤ（Chemical　Vapor　Deposition）によってウエハＷにプラズマ処理を行う。以下においては、ウエハＷにＳｉＮを成膜するプラズマ処理装置１００を一例として説明するが、これに限られることはない。
　プラズマ処理装置１００は、処理容器１０１と、載置台１０２と、ガス供給機構１０３と、排気装置１０４と、マイクロ波導入装置１０５と、制御部１０６とを有する。
　処理容器１０１は、ウエハＷを収容する。処理容器１０１は、アルミニウムや、アルミニウム合金などの金属材料によって構成される。処理容器１０１は、例えば、略円筒状に形成される。処理容器１０１は、天壁部１１１と、側壁部１１２と、底壁部１１３とを有する。
　天壁部１１１には、複数の孔が形成される。孔には、ガス導入ノズル１２３、およびマイクロ波導入装置１０５のマイクロ波放射機構１４３が嵌め込まれる。すなわち、天壁部１１１には、ガス導入ノズル１２３、およびマイクロ波放射機構１４３が取り付けられる。
　底壁部１１３には、排気孔１１３ａが形成される。排気孔１１３ａには、排気管１１６が接続される。排気管１１６は、排気装置１０４に接続される。
　側壁部１１２は、天壁部１１１と底壁部１１３とを連結する。側壁部１１２には、搬入出口１１４が形成される。搬入出口１１４は、処理容器１０１に隣接する搬送室との間でウエハＷの搬入出を可能とするように形成される。搬入出口１１４は、ゲートバルブ１１５によって開閉される。
　載置台１０２は、例えば、円板状に形成される。載置台１０２は、Ａ１Ｎなどのセラミックスによって構成される。載置台１０２は、支持部材１２０によって支持される。支持部材１２０は、Ａ１Ｎなどのセラミックスによって構成される。支持部材１２０は、処理容器１０１の底壁部１１３の中央付近から上方の延びるように設けられる。
　載置台１０２の外縁部には、ウエハＷを保持するガイドリング１８１が設けられる。載置台１０２には、ウエハＷを昇降させる昇降ピンが設けられる。載置台１０２には、ヒータ１８２が埋め込まれる。ヒータ１８２は、ヒータ電源１８３から給電されることによって発熱し、載置台１０２、およびウエハＷを加熱する。ヒータ１８２は、例えば、抵抗加熱型のヒータである。載置台１０２には、熱電対が挿入される。熱電対からの信号に基づいてヒータ１８２の発熱が制御されることによって、ウエハＷの加熱温度が制御される。
　載置台１０２には、ヒータ１８２よりも上方に電極１８４が埋め込まれている。電極１８４は、ウエハＷと同程度の大きさである。電極１８４には、高周波バイアス電源１２２が電気的に接続される。載置台１０２には、イオンを引き込むための高周波バイアスが印加される。なお、高周波バイアス電源１２２は、プラズマ処理の特性によっては設けられなくてもよい。
　ガス供給機構１０３は、複数のガス導入ノズル１２３を有する。また、ガス供給機構１０３は、ＳｉＨ４（シラン）ガス供給源１９２と、ＮＨ３（アンモニア）ガス供給源１９３と、Ａｒ（アルゴン）ガス供給源１９４と、ＮＦ３（三フッ化窒素）ガス供給源１９５と、Ｎ２（窒素）ガス供給源１９６とを有する。
　複数のガス導入ノズル１２３は、天壁部１１１の孔に嵌め込まれる。ガス導入ノズル１２３の先端は、処理容器１０１内に突出する。ガス導入ノズル１２３は、ガス供給配管１９１を介して各ガス供給源１９２～１９６からガスが供給され、供給されたガスを処理容器１０１内に導入する。
　各ガス供給源１９２～１９６は、分岐管１９１ａ～１９１ｅを介してガス供給配管１９１に接続される。各分岐管１９１ａ～１９１ｅには、マスフローコントローラ、およびバルブがそれぞれ設けられる。ガス供給機構１０３では、各バルブが制御されることによって、各ガス供給源１９２～１９６から供給されるガスの流量がそれぞれ制御される。
　ＳｉＨ４ガス供給源１９２は、成膜ガスであるＳｉＨ４ガスを供給する。成膜ガスは、ＳｉＨ４ガスの他、Ｓｉ２Ｈ６ガス、ＴＳＡ(tetra-silyl-amine)ガス等のＳｉ含有ガスであってもよい。ＮＨ３ガス供給源１９３は、成膜ガスであるＮＨ３ガスを供給する。
　Ａｒガス供給源１９４は、プラズマ生成ガスであるＡｒガスを供給する。プラズマ生成ガスは、希ガスであり、Ｈｅ（ヘリウム）ガス、Ｎｅ（ネオン）ガスなどであってもよい。
　ＮＦ３ガス供給源１９５は、クリーニングガスであるＮＦ３ガスを供給する。Ｎ２ガス供給源１９６は、パージガスであるＮ２ガスを供給する。Ｎ２ガスは、例えば、プラズマ生成ガスとともに供給される。なお、パージガスであるＮ２ガスが供給されずに、プラズマ生成ガスが供給されてもよい。上記する各ガスは、一例であり、上記ガスに限られることはない。
　排気装置１０４は、例えば、真空ポンプによって排気管１１６を介して処理容器１０１内のガスを排出する。排気装置１０４は、処理容器１０１内の圧力を圧力制御バルブによって調整する。
　マイクロ波導入装置１０５は、処理容器１０１内に電磁波（マイクロ波）を導入してプラズマを発生させる。マイクロ波導入装置１０５は、処理容器１０１の天壁部１１１と、マイクロ波出力部１３０と、アンテナユニット１４０とを有する。天壁部１１１は、天板として機能する。
　マイクロ波出力部１３０は、マイクロ波を生成するとともに、マイクロ波を複数の経路に分配して出力する。マイクロ波出力部１３０は、図２に示すように、マイクロ波電源１３１と、マイクロ波発振器１３２と、アンプ１３３と、分配器１３４とを有する。図２は、実施形態に係るマイクロ波出力部１３０の概略を示すブロック図である。
　マイクロ波発振器１３２はソリッドステートであり、例えば、８６０ＭＨｚでマイクロ波を発振（例えば、ＰＬＬ発振）させる。なお、マイクロ波の周波数は、８６０ＭＨｚに限らず、２．４５ＧＨｚ、８．３５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、１．９８ＧＨｚ等、７００ＭＨｚから１０ＧＨｚの範囲のものを用いることができる。
　アンプ１３３は、マイクロ波発振器１３２によって発振されたマイクロ波を増幅する。分配器１３４は、アンプ１３３によって増幅されたマイクロ波を複数の経路に分配する。分配器１３４は、入力側と出力側のインピーダンスを整合させながらマイクロ波を分配する。
　アンテナユニット１４０は、マイクロ波出力部１３０から出力されたマイクロ波を処理容器１０１（図１参照）に導入する。アンテナユニット１４０は、複数のアンテナモジュール１４１を含む。複数のアンテナモジュール１４１は、分配器１３４によって分配されたマイクロ波をそれぞれ処理容器１０１内に導入する。各アンテナモジュール１４１は、アンプ部１４２と、マイクロ波放射機構１４３とを有する。
　アンプ部１４２は、分配されたマイクロ波を増幅して出力する。アンプ部１４２は、位相器１４５と、可変ゲインアンプ１４６と、メインアンプ１４７と、アイソレータ１４８とを有する。
　位相器１４５は、マイクロ波の位相を変化させる。可変ゲインアンプ１４６は、メインアンプ１４７に入力されるマイクロ波の電力レベルを調整する。メインアンプ１４７は、ソリッドステートアンプとして構成される。アイソレータ１４８は、マイクロ波放射機構１４３のアンテナ部１５６（図３参照）で反射されてメインアンプ１４７に向かう反射マイクロ波を分離する。
　ここで、図３を用いてマイクロ波放射機構１４３について説明する。図３は、実施形態に係るマイクロ波放射機構１４３の一例を模式的に示す図である。
　マイクロ波放射機構１４３は、アンプ部１４２から出力されたマイクロ波を処理容器１０１（図１参照）内に放射する。マイクロ波放射機構１４３は、筒状をなす外側導体１５２、および内側導体１５３を有する。内側導体１５３は、外側導体１５２内に外側導体１５２と同軸状に設けられる。
　マイクロ波放射機構１４３は、外側導体１５２と内側導体１５３との間にマイクロ波伝送路を有する同軸管１５１と、チューナ１５４と、給電部１５５と、アンテナ部１５６とを有する。チューナ１５４は、負荷のインピーダンスをマイクロ波電源１３１の特性インピーダンスに整合させる。
　給電部１５５は、アンプ部１４２からの増幅されたマイクロ波をマイクロ波伝送路に給電する。給電部１５５は、外側導体１５２の上端部の側方から同軸ケーブルによりアンプ部１４２で増幅されたマイクロ波が導入され、例えば、給電アンテナによりマイクロ波を放射する。マイクロ波の放射によって、外側導体１５２と内側導体１５３との間のマイクロ波伝送路にマイクロ波電力が給電され、マイクロ波電力がアンテナ部１５６に向かって伝播する。
　アンテナ部１５６は、同軸管１５１の下端部に設けられている。アンテナ部１５６は、同軸管１５１からのマイクロ波を処理容器１０１内に放射する。アンテナ部１５６は、平面アンテナ１６１と、遅波材１６２と、マイクロ波透過板１６３とを有する。
　平面アンテナ１６１は、円板状である。平面アンテナ１６１は、内側導体１５３の下端部に接続される。平面アンテナ１６１には、スロット１６１ａが形成される。スロット１６１ａは、平面アンテナ１６１を貫通するように形成される。スロット１６１ａの形状は、マイクロ波が効率良く放射されるように適宜設定される。スロット１６１ａには誘電体が挿入されていてもよい。
　遅波材１６２は、平面アンテナ１６１の上面側に配置される。遅波材１６２は、真空よりも大きい誘電率を有する材料によって形成される。遅波材１６２は、遅波材１６２の厚さによってマイクロ波の位相を調整することができ、マイクロ波の放射エネルギーが最大となるようにすることができる。
　マイクロ波透過板１６３は、平面アンテナ１６１の下面側に配置される。マイクロ波透過板１６３は天壁部１１１に嵌め込まれる。マイクロ波透過板１６３の下面は処理容器１０１の内部空間に露出している。マイクロ波透過板１６３は、誘電体で構成されマイクロ波をＴＥモードで効率的に放射することができるような形状である。マイクロ波透過板１６３を透過したマイクロ波は、処理容器１０１内の空間にプラズマを生成する。
　遅波材１６２およびマイクロ波透過板１６３を構成する材料としては、例えば、石英やセラミックス、ポリテトラフルオロエチレン樹脂等のフッ素系樹脂、ポリイミド樹脂等を用いることができる。
　チューナ１５４は、スラグチューナを構成している。チューナ１５４は、スラグ１７１ａ、１７１ｂと、アクチュエータ１７２と、チューナコントローラ１７３とを有する。スラグ１７１ａ、１７１ｂは、同軸管１５１のアンテナ部１５６よりも基端部側（上端部側）の部分に配置された２つのスラグである。スラグ１７１ａ、１７１ｂは、板状かつ環状をなし、セラミックス等の誘電体材料で構成され、同軸管１５１の外側導体１５２と内側導体１５３の間に配置されている。
　アクチュエータ１７２は、２つのスラグ１７１ａ、１７１ｂをそれぞれ独立して駆動する。アクチュエータ１７２は、例えば、それぞれスラグ１７１ａ、１７１ｂが螺合する２本のねじを回転させることによってスラグ１７１ａ、１７１ｂを個別に駆動させる。アクチュエータ１７２は、チューナコントローラ１７３からの指令に基づいて、スラグ１７１ａ、１７１ｂを上下方向に移動させる。
　チューナコントローラ１７３は、アクチュエータ１７２を制御する。チューナコントローラ１７３は、終端部のインピーダンスが、例えば、５０Ωになるように、スラグ１７１ａ、１７１ｂの位置を調整する。
　メインアンプ１４７と、チューナ１５４と、平面アンテナ１６１とは近接配置している。そして、チューナ１５４と平面アンテナ１６１とは集中定数回路を構成し、かつ共振器として機能する。平面アンテナ１６１の取り付け部分には、インピーダンス不整合が存在する。しかしながら、チューナ１５４によりプラズマ負荷に対して直接チューニングするので、プラズマを含めて高精度でチューニングすることができ、平面アンテナ１６１における反射の影響を解消することができる。
　マイクロ波放射機構１４３は、例えば、７本設けられる。７本のマイクロ波放射機構１４３に対応するマイクロ波透過板１６３は、図４に示すように、均等に六方最密配置になるように配置される。図４は、実施形態に係る処理容器１０１の天壁部１１１の一例を模式的に示す図である。
　７つのマイクロ波透過板１６３のうち１つは、天壁部１１１の中央に配置される。他の６つのマイクロ波透過板１６３は、中央に配置されたマイクロ波透過板１６３の周囲に配置される。７つのマイクロ波透過板１６３は、隣接するマイクロ波透過板１６３が等間隔になるように配置されている。また、ガス供給機構１０３の複数のガス導入ノズル１２３は、中央のマイクロ波透過板１６３の周囲を囲むように配置されている。なお、マイクロ波放射機構１４３の本数は７本に限るものではない。
　図１に戻り、制御部１０６は、典型的にはコンピュータからなり、プラズマ処理装置１００の各部を制御するようになっている。制御部１０６はプラズマ処理装置１００のプロセスシーケンスおよび制御パラメータであるプロセスレシピを記憶した記憶部や、入力手段およびディスプレイ等を備えており、選択されたプロセスレシピに従って所定の制御を行うことが可能である。
　上記プラズマ処理装置１００では、処理容器１０１内の圧力が減圧された後に、Ａｒガスが処理容器１０１に供給される。また、マイクロ波導入装置１０５のマイクロ波出力部１３０から複数に分配されて出力されたマイクロ波が、アンテナユニット１４０の複数のアンテナモジュール１４１に導かれ、マイクロ波放射機構１４３から放射される。これにより、処理容器１０１内にプラズマが生成される。
　プラズマが生成された処理容器１０１内では、天壁部１１１の直下領域、例えば、天壁部１１１の数ｃｍ程度下方の領域（天壁部１１１の下面から１ｃｍ～３ｃｍ下方の領域）において、プラズマ生成領域２００が形成される。プラズマ生成領域２００は、Ａｒガスにマイクロ波が放射されることによってプラズマが生成される領域である。また、プラズマ生成領域２００よりも下方に位置する領域には、プラズマ生成領域２００で生成されたプラズマが拡散する拡散領域２０１が形成される。拡散領域２０１は、例えば、載置台１０２、および載置台１０２に保持されるウエハＷを含む領域である。プラズマ処理装置１００では、処理容器１０１内に、プラズマ生成領域２００と拡散領域２０１とを有する処理空間が形成される。
　拡散領域２０１におけるプラズマの電子温度は、プラズマ生成領域２００におけるプラズマの電子温度よりも低い。また、拡散領域２０１におけるプラズマの電子密度は、プラズマ生成領域２００におけるプラズマの電子密度よりも小さい。
＜成膜生成処理＞
　次に、実施形態に係る成膜生成処理について図５を参照し説明する。図５は、実施形態に係る成膜生成処理の一例を示すフローチャートである。
　制御部１０６は、プリコート工程を行う（Ｓ１００）。制御部１０６は、処理容器１０１内にウエハＷが搬入されていない状態でプリコート工程を行う。制御部１０６は、処理容器１０１内を減圧し、Ａｒガスを処理容器１０１内に供給する。そして、制御部１０６は、マイクロ波放射機構１４３からマイクロ波を放射させて、処理容器１０１内にプラズマを生成させる。制御部１０６は、プラズマが生成されたタイミングでＳｉＨ４ガス、およびＮＨ３ガスを供給する。これにより、処理容器１０１の内壁は、ＳｉＮ膜によって被膜される。プリコート工程が行われることによって、処理容器１０１内に存在するパーティクル源がＳｉＮ膜によってカバーされる。
　制御部１０６は、搬入工程を行う（Ｓ１０１）。制御部１０６は、ウエハＷを処理容器１０１に搬入し、ウエハＷを載置台１０２に載置する。
　制御部１０６は、成膜工程を行う（Ｓ１０２）。制御部１０６は、載置台１０２に載置されたウエハＷにＳｉＮ膜を成膜する。制御部１０６は、処理容器１０１内でウエハＷ（基板の一例）に対しプラズマ処理を行い、ウエハＷにＳｉＮ膜を成膜する。具体的には、制御部１０６は、処理容器１０１内を第１圧力に減圧する。第１圧力は、予め設定された圧力であり、ウエハＷに対するＳｉＮ膜の成膜に適した圧力である。
　そして、制御部１０６は、Ａｒガスを処理容器１０１内に供給し、マイクロ波放射機構１４３からマイクロ波を放射させて、処理容器１０１内にプラズマを生成させる。制御部１０６は、プラズマが生成されたタイミングでＳｉＨ４ガス、およびＮＨ３ガスを供給する。これにより、ウエハＷ上にＳｉＮ膜が成膜される。制御部１０６は、下記の処理条件で成膜工程が行われるように、プラズマ処理装置１００の各部を制御する。下記の処理条件は、一例であり、成膜の種類や、プラズマ処理装置１００の種類などに応じて設定される。例えば、Ａｒガスの代わりに、プラズマ生成ガスとしてＨｅガスが使用されてもよい。また、Ｎ２ガスが供給されずに、成膜工程が行われてもよい。なお、成膜工程によって、処理容器１０１内には、成膜原料を含む堆積物膜が付着する。
（成膜工程の処理条件）
　　　中央に配置されたマイクロ波放射機構１４３のマイクロ波電力：０～５００Ｗ
　　　周囲に配置されたマイクロ波放射機構１４３のマイクロ波電力：４００～１０００Ｗ
　　　処理容器１０１内の圧力：１～２００Ｐａ
　　　ウエハＷの温度：３００～６００℃
　　　Ａｒ（Ｈｅ）ガス：０．１～１０００ｓｃｃｍ
　　　Ｎ２ガス：０～５０ｓｃｃｍ（０ｓｃｃｍ時、Ｎ２ガスは未使用）
　　　ＳｉＨ４ガス：１０～１００ｓｃｃｍ
　　　ＮＨ３ガス：１０～３００ｓｃｃｍ
　制御部１０６は、搬出工程を行う（Ｓ１０３）。制御部１０６は、ＳｉＮ膜が成膜されたウエハＷを処理容器１０１から搬出する。
　制御部１０６は、保護膜生成工程を行う（Ｓ１０４）。制御部１０６は、処理容器１０１からウエハＷが搬出された状態で、保護膜生成工程を行う。制御部１０６は、処理容器１０１内を第２圧力に減圧する。第２圧力は、予め設定された圧力であり、プラズマ生成領域２００に選択的に保護膜を成膜させる圧力である。第２圧力は、第１圧力よりも高い。処理容器１０１内の圧力が高くなると、プラズマ生成領域２００で生成されたプラズマが処理容器１０１内で広がり難くなる。
　そして、制御部１０６は、Ａｒガスを処理容器１０１内に供給し、マイクロ波放射機構１４３からマイクロ波を放射させて、処理容器１０１内にプラズマを生成させる。制御部１０６は、プラズマが生成されたタイミングでＳｉＨ４ガス、およびＮＨ３ガスを供給する。これにより、処理容器１０１内のプラズマ生成領域２００に保護膜が選択的に形成される。すなわち、保護膜生成工程は、保護膜をプラズマ生成領域２００に選択的に形成する。保護膜生成工程によって、拡散領域２０１よりも厚い保護膜が、プラズマ生成領域２００に形成される。保護膜は、ウエハＷに成膜されるＳｉＮ膜と同一種類の膜である。制御部１０６は、下記の処理条件で保護膜生成工程が行われるように、プラズマ処理装置１００の各部を制御する。なお、保護膜生成工程の処理条件は、成膜工程の処理条件に応じて設定される。例えば、Ａｒガスの代わりに、プラズマ生成ガスとしてＨｅガスが使用されてもよい。また、Ｎ２ガスが供給されずに、保護膜生成工程が行われてもよい。
（保護膜生成工程の処理条件）
　　　中央に配置されたマイクロ波放射機構１４３のマイクロ波電力：０～５００Ｗ
　　　周囲に配置されたマイクロ波放射機構１４３のマイクロ波電力：４００～１０００Ｗ
　　　処理容器１０１内の圧力：１～２００Ｐａ
　　　ウエハＷの温度：３００～６００℃
　　　Ａｒ（Ｈｅ）ガス：０．１～１０００ｓｃｃｍ
　　　Ｎ２ガス：０～５０ｓｃｃｍ（０ｓｃｃｍ時、Ｎ２ガスは未使用）
　　　ＳｉＮ４：３０～２００ｓｃｃｍ
　　　ＮＨ３：０．１～３００ｓｃｃｍ
　このように、制御部１０６は、保護膜生成工程を行う。保護膜生成工程は、プラズマ生成領域２００と拡散領域２０１とを有する処理空間が形成される処理容器１０１内にＳｉＮ４ガス、およびＮＨ３ガス（成膜ガスの一例）を供給しつつ、プラズマを発生させてプラズマ生成領域２００に保護膜を形成する。保護膜生成工程は、ウエハＷ（基板の一例）にプラズマ処理が行われた後に、保護膜を形成する。保護膜生成工程において供給されるＳｉＮ４ガス、およびＮＨ３ガス（成膜ガスの一例）は、ウエハＷ（基板の一例）のプラズマ処理に用いられるＳｉＮ４ガス、およびＮＨ３ガス（成膜ガスの一例）と同一種類のガスである。
　制御部１０６は、クリーニング工程を行う（Ｓ１０５）。制御部１０６は、プラズマ生成領域２００に保護膜が形成された状態で、クリーニング工程を行う。制御部１０６は、処理容器１０１内を減圧し、Ａｒガス、およびＮＦ３ガスを処理容器１０１内に供給する。そして、制御部１０６は、マイクロ波放射機構１４３からマイクロ波を放射させて、処理容器１０１内にプラズマを生成させる。これにより、処理容器１０１内に付着した堆積物膜が除去される。制御部１０６は、下記の処理条件でクリーニング工程が行われるように、プラズマ処理装置１００の各部を制御する。なお、クリーニング工程の処理条件は、成膜工程の処理条件や、保護膜生成工程の処理条件に応じて設定される。例えば、Ａｒガスの代わりに、プラズマ生成ガスとしてＨｅガスが使用されてもよい。
（クリーニング工程の処理条件）
　　　中央に配置されたマイクロ波放射機構１４３のマイクロ波電力：０～５００Ｗ
　　　周囲に配置されたマイクロ波放射機構１４３のマイクロ波電力：４００～１０００Ｗ
　　　処理容器１０１内の圧力：１～２００Ｐａ
　　　ウエハＷの温度：３００～６００℃
　　　Ａｒ（Ｈｅ）ガス：０．１～１０００ｓｃｃｍ
　　　Ｎ２ガス：０．１～５０ｓｃｃｍ
　　　ＮＦ３ガス：５００～２０００ｓｃｃｍ
　このように、制御部１０６は、処理容器１０１内にＮＦ３ガス（クリーニングガスの一例）を供給しつつ、プラズマを発生させて保護膜が形成された処理容器１０１内をクリーニングするクリーニング工程を実行する。
　プラズマ処理装置１００では、クリーニング工程が行われることによって、処理容器１０１内に付着した堆積物膜が除去される。プラズマ生成領域２００におけるプラズマの電子密度は、拡散領域２０１におけるプラズマの電子密度よりも大きい。そのため、単位時間に対する堆積物膜の除去量は、拡散領域２０１よりもプラズマ生成領域２００が大きくなる。
　プラズマ生成領域に保護膜が形成されない比較例に係るプラズマ処理装置では、クリーニング工程を行うことによって、プラズマ生成領域における堆積物膜の除去が完了した後に処理容器の材質が露出した状態で、クリーニング工程が継続される。すなわち、比較例に係るプラズマ処理装置では、堆積物膜が形成されていない状態の処理容器を基準とするクリーニングの度合いであるクリーニングレートが、プラズマ生成領域と、拡散領域とで異なる。そのため、比較例に係るプラズマ処理装置では、プラズマ生成領域を形成する処理容器が過剰にクリーニングされるオーバークリーニングが生じるおそれがある。オーバークリーニングが生じると、露出した処理容器の材質とガスとが反応し、例えば、パーティクルが発生するおそれがある。また、比較例に係るプラズマ処理装置は、処理容器の交換頻度が高くなり、コストが高くなるおそれがある。
　実施形態に係るクリーニング方法は、ウエハＷ（基板の一例）にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置１００において実行される。実施形態に係るクリーニング方法は、保護膜生成工程と、クリーニング工程とを含む。保護膜生成工程は、プラズマ生成領域２００と拡散領域２０１と有する処理空間が形成される処理容器１０１内にＳｉＮ４ガス、およびＮＨ３ガス（成膜ガスの一例）を供給しつつ、プラズマを発生させてプラズマ生成領域２００に保護膜を形成する。クリーニング工程は、処理容器１０１内にＮＦ３ガス（クリーニングガスの一例）を供給しつつ、プラズマを発生させて保護膜が形成された処理容器１０１内をクリーニングする。
　これにより、プラズマ処理装置１００は、プラズマ生成領域２００と拡散領域２０１とのクリーニングレートの差を小さくし、プラズマ生成領域２００の処理容器１０１にオーバークリーニングが生じることを抑制することができる。すなわち、プラズマ処理装置１００は、プラズマ生成領域２００、および拡散領域２０１における処理容器１０１のクリーニングの均一性を向上させることができる。従って、プラズマ処理装置１００は、例えば、クリーニング工程によるパーティクルの発生を抑制することができる。また、プラズマ処理装置１００は、例えば、処理容器１０１の交換頻度を低くし、コストを低減することができる。
　また、保護膜生成工程は、ウエハＷ（基板の一例）にプラズマ処理が行われた後に、保護膜を形成する。
　これにより、プラズマ処理装置１００は、保護膜が形成された状態で、ウエハＷの成膜工程が実行されることを防止することができ、保護膜に起因するパーティクルの発生を防止することができる。
　また、保護膜生成工程は、保護膜をプラズマ生成領域２００に選択的に形成する。
　これにより、プラズマ処理装置１００は、プラズマ生成領域２００に保護膜を形成し、プラズマ生成領域２００、および拡散領域２０１における処理容器１０１のクリーニングの均一性を向上させることができる。
　また、保護膜生成工程において供給されるＳｉＨ４ガス、およびＮＨ３ガス（成膜ガスの一例）は、ウエハＷ（基板の一例）のプラズマ処理に用いられるＳｉＨ４ガス、およびＮＨ３ガス（成膜ガスの一例）と同一種類のガスである。
　これにより、プラズマ処理装置１００は、保護膜を形成するためのガス供給源を別途用いることなく、保護膜を形成することができる。そのため、プラズマ処理装置１００は、装置全体が大型化することを抑制しつつ、プラズマ生成領域２００、および拡散領域２０１における処理容器１０１のクリーニングの均一性を向上させることができる。
　次に、変形例に係るプラズマ処理装置１００のクリーニング方法について説明する。
　変形例に係るプラズマ処理装置１００のクリーニング方法では、図６に示すように、保護膜生成工程と、クリーニング工程とが繰り返し行われてもよい。図６は、変形例に係る成膜生成処理の一例を示すフローチャートである。
　変形例に係るプラズマ処理装置１００は、実施形態に係るプラズマ処理装置１００と同様に、ウエハＷに成膜を行う（Ｓ２００～Ｓ２０３）。変形例に係るプラズマ処理装置１００は、保護膜生成工程によって保護膜をプラズマ生成領域２００に形成した後に、クリーニング工程によってクリーニングを行う（Ｓ２０４、Ｓ２０５）。変形例に係るプラズマ処理装置１００は、再生成条件を満たす場合には（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、再び保護膜生成工程を行った後に、クリーニング工程を行う（Ｓ２０４、Ｓ２０５）。変形例に係るプラズマ処理装置１００は、再生成条件を満たさない場合には（Ｓ２０６：Ｎｏ）、クリーニングが完了したと判定し、成膜生成処理を終了する。
　再生成条件は、例えば、クリーニング工程の回数に関する条件である。変形例に係るプラズマ処理装置１は、クリーニング工程の回数が、予め設定された回数よりも少ない場合に、再生成条件を満たすと判定する。すなわち、変形例に係るプラズマ処理装置１は、クリーニング工程の回数が予め設定された回数以上になると、クリーニングが完了したと判定する。再生成条件は、変更可能であり、処理容器１０１の状態に応じて変更される。
　これにより、変形例に係るプラズマ処理装置１００は、クリーニングが行われたプラズマ生成領域２００の処理容器１０１の状態に応じて、保護膜を形成しつつ、クリーニングを行うことができる。そのため、変形例に係るプラズマ処理装置１００は、プラズマ生成領域２００、および拡散領域２０１における処理容器１０１のクリーニングの均一性を向上させることができる。
　また、変形例に係るプラズマ処理装置１００のクリーニング方法では、設定された複数枚のウエハＷに対し、成膜工程が行われた後に、保護膜生成工程、およびクリーニング工程が行われてもよい。
　変形例に係るプラズマ処理装置１００は、成膜工程におけるウエハＷの成膜枚数が多く、堆積物膜が厚い場合には、図７に示すように、成膜工程を行った後にクリーニング工程を行ってもよい。図７は、変形例に係る成膜生成処理の一例を示すフローチャートである。
　変形例に係るプラズマ処理装置１００は、実施形態に係るプラズマ処理装置１００と同様に、ウエハＷに成膜を行う（Ｓ３００～Ｓ３０３）。変形例に係るプラズマ処理装置１００は、クリーニング条件を満たさない場合には（Ｓ３０４：Ｎｏ）、新たなウエハＷを処理容器１０１に搬入し、新たなウエハＷに対して成膜を行う（Ｓ３０１～Ｓ３０３）。変形例に係るプラズマ処理装置１００は、クリーニング条件を満たす場合には（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、クリーニング工程を行う（Ｓ３０５）。
　クリーニング条件は、例えば、設定された複数枚のウエハＷに対し、成膜工程が行われた場合に満たされる。変形例に係るプラズマ処理装置１００は、クリーニング工程を行った後に、保護膜生成工程を行い（Ｓ３０６）、再びクリーニング工程を行う（Ｓ３０７）。例えば、変形例に係るプラズマ処理装置１００は、予め設定された時間、クリーニング工程を行った後に、保護膜を生成し、再びクリーニング工程を行う。
　これにより、変形例に係るプラズマ処理装置１００は、堆積物膜の厚さに応じて、クリーニング工程を実行することができる。
　また、変形例に係るプラズマ処理装置１００のクリーニング方法では、保護膜生成工程において、ウエハＷ（基板の一例）に対するプラズマ処理の積算処理時間に基づいて保護膜を形成してもよい。積算処理時間は、堆積物膜が処理容器１０１に付着していない状態からのプラズマ処理の積算処理時間である。例えば、積算処理時間は、クリーニング工程が行われた後の、ウエハＷに対するプラズマ処理の積算処理時間である。例えば、プラズマ処理の積算処理時間が長くなるほど、保護膜生成工程において保護膜を形成する時間が長くなる。すなわち、例えば、成膜工程におけるプラズマ処理の積算処理時間が長くなるほど、形成される保護膜の厚さが厚くなる。
　これにより、変形例に係るプラズマ処理装置１００は、成膜工程によって処理容器１０１に付着する堆積物膜の厚さに応じて、保護膜の厚さを調整することができる。そのため、変形例に係るプラズマ処理装置１００は、プラズマ生成領域２００、および拡散領域２０１における処理容器１０１のクリーニングの均一性を向上させることができる。
　また、変形例に係るプラズマ処理装置１００のクリーニング方法では、クリーニング工程におけるプラズマの発光量に基づいて保護膜を形成する。例えば、変形例に係るプラズマ処理装置１００は、図８に示すように、受光器２２０を有する。図８は、変形例に係るプラズマ処理装置１００の概略構成を示す図である。変形例に係るプラズマ処理装置１００は、処理容器１０１に観察用の開口２２１が設けられる。開口２２１には、観察用窓２２２が気密に取り付けられる。受光器２２０は、観察用窓２２２の外側に設けられる。受光器２２０は、プラズマの発光量を検出する。例えば、処理容器１０１に付着する堆積物膜が厚い場合には、受光器２２０によって検出されるプラズマの発光量が小さくなる。すなわち、受光器２２０によって検出されるプラズマの発光量が小さくなるほど、形成される保護膜の厚さが厚くなる。
　これにより、変形例に係るプラズマ処理装置１００は、成膜工程によって処理容器１０１に付着する堆積物膜の厚さに応じて、保護膜の厚さを調整することができる。そのため、変形例に係るプラズマ処理装置１００は、プラズマ生成領域２００、および拡散領域２０１における処理容器１０１のクリーニングの均一性を向上させることができる。
　また、変形例に係るプラズマ処理装置１００のクリーニング方法では、成膜工程が行われた後に処理容器１０１に付着した堆積物膜が計測され、計測結果に基づいて、保護膜生成工程における保護膜の厚さが調整されてもよい。また、変形例に係るプラズマ処理装置１００のクリーニング方法では、ウエハＷに付着したパーティクル量が計測され、計測結果に基づいて、保護膜生成工程における保護膜の厚さが調整されてもよい。
　変形例に係るプラズマ処理装置１００のクリーニング方法では、保護膜生成工程によって形成される保護膜は、Ｃ（炭素）や、Ｂ（ホウ素）や、Ａｌ（アルミニウム）などの元素を含む膜であってもよい。また、保護膜生成処理によって形成される保護膜は、Ｆ（フッ素）や、Ｃｌ（塩素）などのハロゲン系の元素を含む膜であってもよい。上記元素を含む保護膜を形成することによって、保護膜自身の除去量を変化させることができる、したがって、変形例に係るプラズマ処理装置１００は、単位時間に対する保護膜の除去量を調整してクリーニングレートを制御することが可能となる。
　これにより、変形例に係るプラズマ処理装置１００は、単位時間に対する堆積物膜の除去量を調整することができ、クリーニング工程におけるプラズマ生成領域２００と拡散領域２０１とのクリーニングレートを調整することができる。そのため、変形例に係るプラズマ処理装置１００は、プラズマ生成領域２００、および拡散領域２０１における処理容器１０１のクリーニングの均一性を向上させることができる。
　プラズマ処理装置１００は、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）や、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）を用いた処理装置であってもよい。保護膜は、プラズマ生成領域２００に対応する保護領域に形成される。すなわち、保護膜は、クリーニング工程においてオーバークリーニングが生じる保護領域に形成されればよい。
　なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
１００　　　プラズマ処理装置
１０１　　　処理容器
１０３　　　ガス供給機構
１０５　　　マイクロ波導入装置
１０６　　　制御部
２００　　　プラズマ生成領域
２０１　　　拡散領域

Claims (8)

  1. 　基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置のクリーニング方法であって、
    　プラズマ生成領域と拡散領域とを有する処理空間が形成される処理容器内に成膜ガスを供給しつつ、プラズマを発生させて前記プラズマ生成領域に保護膜を形成する保護膜生成工程と、
    　前記処理容器内にクリーニングガスを供給しつつ、プラズマを発生させて前記保護膜が形成された前記処理容器内をクリーニングするクリーニング工程と
    　を含むクリーニング方法。
  2. 　前記保護膜生成工程は、前記基板に前記プラズマ処理が行われた後に、前記保護膜を形成する
    　請求項１に記載のクリーニング方法。
  3. 　前記保護膜生成工程、および前記クリーニング工程は、繰り返し行われる
    　請求項１または２に記載のクリーニング方法。
  4. 　前記保護膜生成工程は、前記保護膜を前記プラズマ生成領域に選択的に形成する
    　請求項１～３のいずれか１つに記載のクリーニング方法。
  5. 　前記保護膜生成工程は、前記基板に対する前記プラズマ処理の積算処理時間に基づいて前記保護膜を形成する
    　請求項１～４のいずれか１つに記載のクリーニング方法。
  6. 　前記保護膜生成工程は、前記クリーニング工程におけるプラズマの発光量に基づいて前記保護膜を形成する
    　請求項１～４のいずれか１つに記載のクリーニング方法。
  7. 　前記保護膜生成工程において供給される前記成膜ガスは、前記基板の前記プラズマ処理に用いられる成膜ガスと同一種類のガスである
    　請求項１～６のいずれか１つに記載のクリーニング方法。
  8. 　プラズマ生成領域と拡散領域とを有する処理空間が形成される処理容器と、
    　前記処理容器内で基板に対しプラズマ処理を行う制御部と
    　を備え、
    　前記制御部は、
    　前記処理容器内に成膜ガスを供給しつつ、プラズマを発生させて前記プラズマ生成領域に保護膜を形成する保護膜生成工程と、
    　前記処理容器内にクリーニングガスを供給しつつ、プラズマを発生させて前記保護膜が形成された前記処理容器内をクリーニングするクリーニング工程とを実行する
    　プラズマ処理装置。
PCT/JP2021/013307 2020-04-07 2021-03-29 クリーニング方法およびプラズマ処理装置 WO2021205928A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020227034307A KR20220149734A (ko) 2020-04-07 2021-03-29 클리닝 방법 및 플라스마 처리 장치
US17/916,159 US20230220545A1 (en) 2020-04-07 2021-03-29 Cleaning method and plasma treatment device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020069207A JP7341099B2 (ja) 2020-04-07 2020-04-07 クリーニング方法およびプラズマ処理装置
JP2020-069207 2020-04-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021205928A1 true WO2021205928A1 (ja) 2021-10-14

Family

ID=78022227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/013307 WO2021205928A1 (ja) 2020-04-07 2021-03-29 クリーニング方法およびプラズマ処理装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230220545A1 (ja)
JP (1) JP7341099B2 (ja)
KR (1) KR20220149734A (ja)
WO (1) WO2021205928A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024020777A (ja) * 2022-08-02 2024-02-15 東京エレクトロン株式会社 ＳｉＮ膜の形成方法及びプラズマ処理装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011236506A (ja) * 2000-09-08 2011-11-24 Tokyo Electron Ltd クリーニング方法
US20130180543A1 (en) * 2010-09-09 2013-07-18 International Business Machines Corporation Deposition chamber cleaning method including stressed cleaning layer
JP2019009403A (ja) * 2017-06-21 2019-01-17 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004296512A (ja) 2003-03-25 2004-10-21 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置のクリーニング方法
JP4865214B2 (ja) * 2004-12-20 2012-02-01 東京エレクトロン株式会社 成膜方法および記憶媒体
JP6396819B2 (ja) * 2015-02-03 2018-09-26 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
US10923328B2 (en) * 2017-06-21 2021-02-16 Tokyo Electron Limited Plasma processing method and plasma processing apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011236506A (ja) * 2000-09-08 2011-11-24 Tokyo Electron Ltd クリーニング方法
US20130180543A1 (en) * 2010-09-09 2013-07-18 International Business Machines Corporation Deposition chamber cleaning method including stressed cleaning layer
JP2019009403A (ja) * 2017-06-21 2019-01-17 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7341099B2 (ja) 2023-09-08
JP2021166250A (ja) 2021-10-14
KR20220149734A (ko) 2022-11-08
US20230220545A1 (en) 2023-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6960813B2 (ja) グラフェン構造体の形成方法および形成装置
US12018375B2 (en) Flim forming method of carbon-containing film by microwave plasma
US20210047186A1 (en) Method and apparatus for forming graphene structure
WO2021220841A1 (ja) プリコート方法及び処理装置
US10968513B2 (en) Plasma film-forming apparatus and substrate pedestal
US20180127880A1 (en) Microwave plasma source and microwave plasma processing apparatus
US20230042099A1 (en) Film formation method and film formation apparatus
WO2021205928A1 (ja) クリーニング方法およびプラズマ処理装置
JP7045954B2 (ja) ハードマスク用膜を形成する方法および装置、ならびに半導体装置の製造方法
WO2021033579A1 (ja) 処理装置および成膜方法
US20220223378A1 (en) Plasma processing method and plasma processing apparatus
US10190217B2 (en) Plasma film-forming method and plasma film-forming apparatus
JP2021034515A (ja) クリーニング方法及びマイクロ波プラズマ処理装置
US20240120183A1 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
WO2022102463A1 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
WO2022107611A1 (ja) 成膜方法及び成膜装置
US20230058928A1 (en) Plasma processing apparatus and lid member
US20240170267A1 (en) Cleaning method and plasma processing apparatus
US20230062105A1 (en) Film forming method and film forming apparatus
JP2022191960A (ja) クリーニング方法及びプラズマ処理装置
JPH1197198A (ja) プラズマ処理装置及びその方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21785425

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20227034307

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21785425

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1