【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ処理装置
及び方法に関し、プラズマを用いて被処理体に対する処
理を行うプラズマ処理装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体素子のゲート絶縁膜は、熱
酸化法により形成されていた。しかし、この方法では膜
厚制御が難しく、また、次世代トランジスタで要求され
る１ｎｍ台の薄いゲート絶縁膜を形成することは困難で
あった。そこで、膜厚制御が容易で、かつ、上記の膜厚
を実現可能なプラズマＣＶＤ法が、ゲート絶縁膜の形成
に利用され始めている。
【０００３】プラズマＣＶＤ法は、処理容器内にプラズ
マを生成し、このプラズマを用いて処理容器内のガスを
活性化させ、その反応性を利用して薄膜を形成する方法
である。このプラズマＣＶＤ法による成膜装置の一つ
に、平行平板電極の間に放電を起こしてプラズマを生成
する平行平板形のプラズマ処理装置がある。この平行平
板形のプラズマ処理装置に関し、処理容器から離脱した
汚染物質が被処理体であるウェーハの表面に付着するこ
とを防止するため、ウェーハ処理を行う前に処理容器の
内表面に絶縁膜を堆積しコーティングする技術が提案さ
れている。この技術をプリ・デポジションと呼ぶ。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、平行平
板形のプラズマ処理装置では、プラズマの電子温度が高
いため、プリ・デポジションで緻密かつ均一な絶縁膜を
形成することができない。このため、処理容器の内表面
に形成された絶縁膜は密着性が悪く、剥離しやすいとい
う問題があった。また、平行平板形のプラズマ処理装置
では、プラズマのイオンエネルギーが低いため、プリ・
デポジションで絶縁膜を堆積するのに長時間を要すると
いう問題があった。本発明はこのような課題を解決する
ためになされたものであり、その目的は、プリ・デポジ
ションで処理容器内に剥離しにくい絶縁膜を形成するこ
とにある。また、他の目的は、プリ・デポジションに要
する時間を短縮することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のプラズマ処理装置は、被処理体が配
置される処理容器と、この処理容器内にマイクロ波励起
によりプラズマを生成するプラズマ生成手段と、処理容
器内に被処理体が搬入されていない状態でプラズマを生
成し処理容器の内部に絶縁膜を堆積させ，処理容器内に
被処理体を搬入しプラズマを生成し被処理体を処理し，
処理容器から被処理体を搬出し処理容器の内部に堆積し
た絶縁膜を除去するクリーニングを行うプロセスの制御
を行うプロセス制御手段とを備えたことを特徴とする。
マイクロ波励起プラズマは平行平板形のプラズマ処理装
置によって生成されるプラズマよりも電子温度が低いの
で、処理容器の内表面を含む処理容器の内部に従来より
緻密かつ均一な絶縁膜を堆積する。この絶縁膜は処理容
器等に対して密着性がよく、剥離しにくい。また、マイ
クロ波励起プラズマは例えば１０Ｐａ以下という低圧力
下で生成されるので、平行平板型のプラズマ処理装置に
よって生成されるプラズマよりもイオンエネルギーが高
い。このため、従来より短時間で処理容器の内部に絶縁
膜を堆積させることができる。また、処理容器の内部に
堆積した絶縁膜の上に再度絶縁膜を堆積させると、膜厚
が厚くなり剥離しやすくなるが、処理容器の内部に堆積
した絶縁膜を一旦除去してから再度絶縁膜を堆積させる
ことにより、絶縁膜を剥離しにくくすることができる。
【０００６】ここで、プラズマ生成手段は、処理容器内
にマイクロ波を供給するラジアルラインアンテナを有し
ていてもよい。また、ラジアルラインアンテナは、互い
に離間しかつ直交する方向の２つのスロットの対を複数
有していてもよい。このようなラジアルラインアンテナ
を用いることにより、プラズマの電子温度をより一層の
低下させることができる。
【０００７】また、本発明のプラズマ処理装置は、被処
理体が配置される処理容器と、この処理容器内に誘導励
起によりプラズマを生成するプラズマ生成手段と、処理
容器内に被処理体が搬入されていない状態でプラズマを
生成し処理容器の内部に絶縁膜を堆積させ，処理容器内
に被処理体を搬入しプラズマを生成し被処理体を処理
し，処理容器から被処理体を搬出し処理容器の内部に堆
積した絶縁膜を除去するクリーニングを行うプロセスの
制御を行うプロセス制御手段とを備えたことを特徴とす
る。誘導励起プラズマでも上述したマイクロ波励起プラ
ズマと同様の作用が得られる。
【０００８】ここで、処理容器内に固定され、複数の孔
が形成されたグリッドを設けてもよい。このグリッドに
より、処理容器内はプラズマ生成空間と処理空間とに分
割される。プラズマ生成空間で生成されたプラズマは、
グリッドの複数の孔を通過して処理空間に移動すると
き、グリッドによりエネルギーを奪われるため、処理空
間には低電子温度のプラズマが導入されることになる。
また、プラズマ生成手段とプラズマとの容量結合を断ち
切るファラデーシールドを設けてもよい。これにより、
誘導励起によるプラズマよりも電子温度が高い容量励起
によるプラズマの生成を抑制し、プラズマの電子温度の
低温化を図ることができる。
【０００９】また、上述したプラズマ処理装置におい
て、プロセス制御手段が、予め決められた設定値に基づ
きクリーニングを開始するようにしてもよい。クリーニ
ング開始の基準には、計測が容易な物理量の関数、例え
ばプラズマ生成の積算時間、被処理体の処理枚数、処理
容器内部への絶縁膜の堆積時間と被処理体の処理時間と
を合わせた合計時間等を用いてもよい。これにより、簡
単な構成でクリーニング開始の制御を行うことができ
る。
【００１０】また、クリーニング開始の基準となる設定
値は、処理容器の内部に堆積した絶縁膜の膜厚が１０μ
ｍ程度となる関数値に決めてもよい。絶縁膜は膜厚が１
０μｍを超えると剥離しやすくなることが経験的に知ら
れているので、これにより絶縁膜剥離の予防効果が向上
する。あるいは、処理容器の内部に堆積した絶縁膜の膜
厚を計測しプロセス制御手段に出力する膜厚計測手段を
更に設け、プロセス制御手段が、膜厚計測手段による計
測結果に基づきクリーニングを開始するようにしてもよ
い。これにより、絶縁膜が剥離しやすい膜厚を超える前
に、確実にクリーニングを開始することができる。ま
た、プロセス制御手段は、絶縁膜の膜厚が１０μｍ程度
となったという計測結果が得られたときに、クリーニン
グを開始するようにしてもよい。
【００１１】また、上述したプラズマ処理装置におい
て、処理容器及びプラズマ生成手段を２個ずつ設け、さ
らに、一方の処理容器で処理された被処理体を他方の処
理容器に搬送する搬送手段を設けるようにしてもよい。
これにより２個の処理容器での連続処理が可能となる。
【００１２】次に、本発明のプラズマ処理方法は、処理
容器内にマイクロ波励起によりプラズマを生成し処理容
器の内部に絶縁膜を堆積させる第１の工程と、処理容器
内に被処理体を搬入し処理容器内にマイクロ波励起によ
りプラズマを生成し被処理体に対して処理を行う第２の
工程と、処理容器から被処理体を搬出し処理容器の内部
に堆積した絶縁膜を除去するクリーニングを行う第３の
工程とを備えたことを特徴とする。また、本発明のプラ
ズマ処理方法は、処理容器内に誘導励起によりプラズマ
を生成し処理容器の内部に絶縁膜を堆積させる第１の工
程と、処理容器内に被処理体を搬入し処理容器内に誘導
励起によりプラズマを生成し被処理体に対して処理を行
う第２の工程と、処理容器から被処理体を搬出し処理容
器の内部に堆積した絶縁膜を除去するクリーニングを行
う第３の工程とを備えたことを特徴とする。
【００１３】マイクロ波励起プラズマを用いるプラズマ
処理方法において、第１の工程で堆積させる絶縁膜を、
シリコン酸化膜としてもよい。この場合、第１の工程で
は、処理容器内に供給するＴＥＯＳ（テトラエトキシシ
ラン）ガスの流量を１〜１００ｓｃｃｍ、処理容器内に
供給するＯ2 ガスの流量を１００〜２０００ｓｃｃｍ、
処理容器内の圧力を１〜１３３Ｐａ、処理容器内に供給
するマイクロ波のパワーを１〜５ｋＷとして、処理容器
の内部にシリコン酸化膜を堆積させてもよい。ＴＥＯＳ
ガスを用いることにより、ＳＨ4を用いた場合よりも安
全な処理が可能となる。あるいは、第１の工程で堆積さ
せる絶縁膜を、シリコン窒化膜としてもよい。
【００１４】また、マイクロ波励起プラズマを用いるプ
ラズマ処理方法において、第２の工程は、被処理体であ
るシリコンウェーハの表面を酸化してシリコン酸化膜を
形成する第４の工程を有するようにしてもよい。この場
合、第４の工程では、処理容器内に供給するＡｒガスの
流量を２００〜２０００ｓｃｃｍ、処理容器内に供給す
るＯ2 ガスの流量を１〜５０ｓｃｃｍ、処理容器内の圧
力を１３〜４００Ｐａ、処理容器内に供給するマイクロ
波のパワーを１〜５ｋＷとして、シリコン酸化膜を形成
してもよい。直径が８ｉｎｃｈのシリコンウェーハを用
いた場合、この処理を１５秒間程度続けることにより、
１．５ｎｍ程度のシリコン酸化膜を形成することができ
る。
【００１５】また、第４の工程では、処理容器内に供給
するＡｒガスの流量を３００〜３０００ｓｃｃｍ、処理
容器内に供給するＯ2 ガスの流量を１．５〜７５ｓｃｃ
ｍ、処理容器内の圧力を１３〜４００Ｐａ、処理容器内
に供給するマイクロ波のパワーを１．５〜７．５ｋＷと
して、シリコン酸化膜を形成してもよい。直径が１２ｉ
ｎｃｈのシリコンウェーハを用いた場合、この処理を１
５秒間程度続けることにより、１．５ｎｍ程度のシリコ
ン酸化膜を形成することができる。
【００１６】また、マイクロ波励起プラズマを用いるプ
ラズマ処理方法において、第２の工程は、被処理体に形
成されたシリコン酸化膜の表面を窒化する第５の工程を
有するようにしてもよい。これにより、シリコン酸化膜
からなる絶縁膜の膜厚を容易に均一化することができ
る。この場合、第５の工程では、処理容器内に供給する
Ａｒガスの流量を５００〜２０００ｓｃｃｍ、処理容器
内に供給するＮ2 ガスの流量を１０〜２００ｓｃｃｍ、
処理容器内の圧力を６７〜４００Ｐａ、処理容器内に供
給するマイクロ波のパワーを１〜５ｋＷとして、シリコ
ン酸化膜の表面を窒化してもよい。被処理体として直径
が８ｉｎｃｈのウェーハを用いた場合、この処理を２０
秒間程度続けることにより、シリコン酸化膜の表面に１
〜５ｎｍ程度のシリコン窒化膜を形成することができ
る。
【００１７】また、第５の工程では、処理容器内に供給
するＡｒガスの流量を７５０〜３０００ｓｃｃｍ、処理
容器内に供給するＮ2 ガスの流量を１５〜３００ｓｃｃ
ｍ、処理容器内の圧力を６７〜４００Ｐａ、処理容器内
に供給するマイクロ波のパワーを１．５〜７．５ｋＷと
して、シリコン酸化膜の表面を窒化してもよい。被処理
体として直径が１２ｉｎｃｈのウェーハを用いた場合、
この処理を２０秒間程度続けることにより、シリコン酸
化膜の表面に１〜５ｎｍ程度のシリコン窒化膜を形成す
ることができる。
【００１８】また、上述したプラズマ処理方法におい
て、予め設定された設定値に基づき第２の工程から第３
の工程に移行するようにしてもよい。あるいは、処理容
器の内部に堆積した絶縁膜の膜厚を計測し、この計測結
果に基づき第２の工程から第３の工程に移行するように
してもよい。
【００１９】また、マイクロ波励起プラズマを用いるプ
ラズマ処理方法において、第３の工程では、処理容器内
に供給するＮＦ3 ガスの流量を５００ｓｃｃｍ、処理容
器内に供給するＮ2 ガスの流量を５００ｓｃｃｍ、処理
容器内の圧力を６７Ｐａ、処理容器内に供給するマイク
ロ波のパワーを２ｋＷとして、処理容器内部のクリーニ
ングを行ってもよい。また、上述したプラズマ処理方法
において、第１の工程及び第２の工程を複数回繰り返し
てから第３の工程に移行するようにしてもよい。これに
より、クリーニングを行う回数を少なくすることができ
る。また、上述したプラズマ処理方法において、処理容
器を２個設け、一方の処理容器で処理された被処理体を
他方の処理容器に搬送するようにしてもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態であるマイクロ波プラズマ処理装置の要
部構成を示す図である。この図には、部分的に断面構造
が示されている。また、図２は、このプラズマ処理装置
が有するラジアルラインアンテナをII−II′線方向から
見た平面図であり、ラジアルラインアンテナのスロット
配置を示している。図１に示すマイクロ波プラズマ処理
装置は、上部が開口している有底円筒形の処理容器１１
を有している。この処理容器１１はＡｌ（アルミニウ
ム）等の金属で形成されている。処理容器１１の底面中
央部には絶縁板２１を介して載置台２２が固定され、こ
の載置台２２の上面に被処理体であるウェーハ（図示せ
ず）が載置される。載置台２２は、ウェーハを所定の温
度に加熱するためのヒーター（図示せず）を内蔵してい
る。また、処理容器１１の側壁には、ウェーハを搬入及
び搬出するときに開閉するゲートバルブ２０が設けられ
ている。
【００２２】処理容器１１の底面外周部には排気手段と
しての真空ポンプ１３に接続された排気口１２が設けら
れ、処理容器１１内を排気により所望の真空度にするこ
とができる。処理容器１１の側壁上部にはノズル１４が
設けられ、このノズル１４にはマスフローコントローラ
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ，１５Ｅ及び開閉弁１
６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅを介してガス源
１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅが接続されて
いる。ここではガス源１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７
Ｄ，１７ＥをそれぞれＴＥＯＳ，Ｏ2，Ａｒ，ＮＦ3，
Ｎ2のガス源とする。なお、ノズル１４とマスフローコ
ントローラ１５Ａ〜１５Ｅと開閉弁１６Ａ〜１６Ｅとガ
ス源１７Ａ〜１７Ｅとにより、処理容器１１内にガスを
供給するガス供給手段が構成される。処理容器１１の上
部開口は、処理容器１１内で生成されるプラズマが外部
に漏れないように、石英ガラス又はセラミック（例えば
Ａｌ2 Ｏ3 ，ＡｌＮ）等からなる誘電体板１８で塞がれ
ている。
【００２３】この誘電体板１８の上にラジアルラインア
ンテナ３０が配置されている。このラジアルラインアン
テナ３０は、誘電体板１８によって処理容器１１の内部
から隔離されており、処理容器１１内で生成されるプラ
ズマから保護されている。ラジアルラインアンテナ３０
には同軸導波管４１、矩形・同軸変換器４２、矩形導波
管４３及びマッチング回路４４を介して、１ＧＨｚ〜十
数ＧＨｚの範囲内の所定周波数のマイクロ波を発生する
マイクロ波発生器４５が接続されている。なお、ラジア
ルラインアンテナ３０と同軸導波管４１と矩形・同軸変
換器４２と矩形導波管４３とマッチング回路４４とマイ
クロ波発生器４５とにより、プラズマ生成手段が構成さ
れる。誘電体板１８及びラジアルラインアンテナ３０の
外周は、処理容器１１の側壁上に配置された環状のシー
ルド材１９によって覆われ、マイクロ波が外部に漏れな
い構造になっている。
【００２４】ラジアルラインアンテナ３０の構成につい
て更に説明する。ラジアルラインアンテナ３０は、ラジ
アル導波路３３を形成する互いに平行な２枚の円形導体
板３１，３２と、これらの導体板３１，３２の外周部を
接続してシールドする導体リング３４とから構成されて
いる。導体板３１，３２及び導体リング３４はＡｌ等の
金属で形成される。
【００２５】ここで、ラジアル導波路３３の上面となる
導体板３２の中心部には、ラジアル導波路３３内にマイ
クロ波を導入するマイクロ波導入口３５が形成され、ラ
ジアル導波路３３の下面となる導体板３１には、ラジア
ル導波路３３内を伝播するマイクロ波を処理容器１１内
に供給するスロット３６が複数配置されている。例えば
図２に示すように、互いに離間しかつ直交する方向の２
つのスロット３６Ａ，３８Ｂの対が複数配置されてい
る。また、図１に示すように、ラジアル導波路３３内に
は、Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＮ等からなる誘電体板３７が配置
されている。この誘電体板３７によりラジアル導波路３
３内を伝播するマイクロ波の波長が短くなるので、スロ
ット３６の個数を増やしてマイクロ波の供給効率を高め
ることができる。
【００２６】さらに、図１に示したマイクロ波プラズマ
処理装置は、プロセスの制御を行うプロセス制御装置５
０を有している。このプロセス制御装置５０は、真空ポ
ンプ１３と、マスフローコントローラ１５Ａ〜１５Ｅ及
び開閉弁１６Ａ〜１６Ｅと、マイクロ波発生器４５とに
電気的に接続され、これらの動作を制御することによ
り、以下に説明するプロセスを実現する。図３は、図１
に示したマイクロ波プラズマ処理装置のプロセスの流れ
を示すフローチャートである。このプラズマ処理装置の
プロセスは、処理容器１１の内部に絶縁膜を堆積させる
プリ・デポジションの工程Ｓ１と、被処理体であるウェ
ーハの表面に絶縁膜を形成する成膜の工程Ｓ２と、処理
容器１１の内部に堆積した絶縁膜を除去するクリーニン
グの工程Ｓ３とからなる。
【００２７】プリ・デポジションの工程Ｓ１から説明す
る。図４は、この工程Ｓ１におけるマイクロ波プラズマ
処理装置の断面構成を示す図である。工程Ｓ１では、ま
ず、載置台２２の上面にウェーハが載置されていない状
態で、真空ポンプ１３により処理容器１１内を排気して
圧力を１３．３Ｐａ（１００ｍＴｏｒｒ）にする。この
圧力を維持しつつ、ノズル１４からＴＥＯＳとＯ2との
混合ガスを処理容器１１内に導入する。ＴＥＯＳの流量
を１００ｓｃｃｍ、Ｏ2の流量を１０００ｓｃｃｍとす
る。ここで、マイクロ波発生器４５を駆動し、周波数
２．４５ＧＨｚ、パワー３ｋＷのマイクロ波ＭＷをラジ
アルラインアンテナ３０から誘電体板１８を介して処理
容器１１内に導入すると、マイクロ波励起によりＯ2が
解離してＯラジカルを含んだプラズマＰが生成される。
Ｏラジカルは処理容器１１の内部、すなわち処理容器１
１の内表面と誘電体板１８の内表面と載置台２２の表面
に付着し、後から到着するＴＥＯＳを分解して反応しＳ
ｉＯ2となる。この処理を６０秒間続けることにより、
図４に示すように絶縁膜として膜厚２μｍで均一なＳｉ
Ｏ2膜５１を成膜することができる。
【００２８】ここではプラズマＰの生成に２．４５ＧＨ
ｚという高い周波数のマイクロ波ＭＷを用いているの
で、平行平板型のプラズマ処理装置よりも電子温度が低
いプラズマＰを生成することができる。さらに、ラジア
ルラインアンテナ３０のスロット配置を図２に示したよ
うにすることにより、電子温度のより一層の低下を図れ
る。このため、処理容器１１の内部に従来より緻密かつ
均一なＳｉＯ2膜５１を形成することができる。緻密か
つ均一なＳｉＯ2膜５１は、処理容器１１に対して密着
性がよいので、本来的に剥離しにくいという特徴があ
る。また、従来より膜厚を薄くしても十分なコーティン
グ作用が得られるので、ＳｉＯ2膜の膜厚を１０μｍ以
上としたときに生じる処理容器１１との線熱膨張率の差
に基づく剥離を抑制することもできる。また、１３．３
Ｐａという低圧力下でプラズマＰを生成するので、平行
平板型のプラズマ処理装置より電子の平均自由行程が長
く、イオンエネルギーが高くなる。このため、従来より
ＳｉＯ2の堆積速度が速くなるので、プリ・デポジショ
ンに要する時間を短縮することができる。
【００２９】なお、上述したプリ・デポジションの処理
条件は単なる一例にすぎず、次のような範囲内で処理を
行えば処理容器１１の内部に良好なＳｉＯ2膜を形成す
ることができる。ＴＥＯＳガスの流量：１〜１００ｓｃｃｍ，Ｏ2ガスの流量：１００〜２０００ｓｃｃｍ，処理容器１１内の圧力：１〜１３３Ｐａ（７．５〜１０
００ｍＴｏｒｒ），マイクロ波ＭＷの周波数：２．４５ＧＨｚ，パワー：１
〜５ｋＷ，処理時間：１０〜３６０秒
【００３０】プリ・デポジションの工程Ｓ１が終了する
と、図３に示したように成膜の工程Ｓ２に移行する。図
５は、この工程Ｓ２の説明図である。この図において、
（ａ）はシリコンウェーハ搬入時のマイクロ波プラズマ
処理装置の断面構成を示す図、（ｂ）は処理終了時のシ
リコンウェーハの部分拡大断面図である。工程Ｓ２で
は、直径が８ｉｎｃｈのシリコンウェーハ２３をゲート
バルブ２０を介して処理容器１１内に搬入し、図５
（ａ）に示すように載置台２２の上面に載置する。そし
て、次のような処理条件の下でウェーハ２３の表面を酸
化する。代表値と共に、括弧内に許容範囲を示す。
【００３１】Ａｒガスの流量：１０００ｓｃｃｍ（２０
０〜２０００ｓｃｃｍ），Ｏ2ガスの流量：２０ｓｃｃｍ（１〜５０ｓｃｃｍ），処理容器１１内の圧力：６７Ｐａ（１３〜４００Ｐａ）
（５００ｍＴｏｒｒ（１００〜３０００ｍＴｏｒ
ｒ）），マイクロ波ＭＷの周波数：２．４５ＧＨｚ，マイクロ波ＭＷのパワー：２ｋＷ（１〜５ｋＷ），この条件（代表値）下で処理を１５秒間続けることによ
り、図５（ｂ）に示すようにウェーハ２３の表面に膜厚
１．５ｎｍのＳｉＯ2膜２４を成膜することができる。
【００３２】なお、Ｒを正数とすると、直径がＲ（ｉｎ
ｃｈ）のシリコンウェーハに同様の処理を施す場合に
は、ガス流量及びマイクロ波パワーを上記処理条件のほ
ぼＲ／８倍にすればよい。したがって、直径が１２ｉｎ
ｃｈのシリコンウェーハの処理条件は次のようになる。Ａｒガスの流量：１５００ｓｃｃｍ（３００〜３０００
ｓｃｃｍ），Ｏ2ガスの流量：３０ｓｃｃｍ（１．５〜７５ｓｃｃ
ｍ），処理容器１１内の圧力：６７Ｐａ（１３〜４００Ｐａ）
（５００ｍＴｏｒｒ（１００〜３０００ｍＴｏｒ
ｒ）），マイクロ波ＭＷの周波数：２．４５ＧＨｚ，マイクロ波ＭＷのパワー：３ｋＷ（１．５〜７．５ｋ
Ｗ），この条件（代表値）下で処理を１５秒間続けることによ
り、１２ｉｎｃｈウェーハ表面に膜厚１．５ｎｍのＳｉ
Ｏ2膜を成膜することができる。
【００３３】ＳｉＯ2膜２４の成膜後、ウェーハ２３を
処理容器１１内からゲートバルブ２０を介して搬出す
る。以後、複数の別のウェーハ２３に対して同様の成膜
処理を繰り返し行う。しかし、この成膜処理を繰り返し
行っているうちに、プリ・デポジションの工程Ｓ１で処
理容器１１の内部に堆積させたＳｉＯ2膜５１が部分的
に剥離し、そこから処理容器１１等の構成金属が離脱し
処理容器１１内が汚染される虞がある。このため、Ｓｉ
Ｏ2膜５１が剥離する前に、再度プリ・デポジションを
行い、処理容器１１の内部をコーティングし直す必要が
ある。この際、ＳｉＯ2膜５１の上に新たにＳｉＯ2膜
を堆積する処理を繰り返し行い、ＳｉＯ2膜の膜厚の総
和が１０μｍを超えると、上述したようにＳｉＯ2膜が
処理容器１１の内壁面等から剥離しやすくなる。そこ
で、予め決められた枚数のウェーハ２３に対して成膜処
理を施した時点で成膜の工程Ｓ２を終了し、図３に示し
たようにクリーニングの工程Ｓ３に移行する。
【００３４】工程Ｓ３では、載置台２２の上面にウェー
ハが載置されていない状態で、次のような処理条件にし
たがい、処理容器１１の内部に堆積したＳｉＯ2膜５１
を完全に除去する。ＮＦ3ガスの流量：５００ｓｃｃｍ，Ｎ2ガスの流量：５００ｓｃｃｍ，処理容器１１内の圧力：６７Ｐａ（５００ｍＴｏｒ
ｒ），マイクロ波ＭＷの周波数：２．４５ＧＨｚ，パワー：２
ｋＷ，処理時間：３００秒，クリーニングの工程Ｓ３が終了すると、図３に示したよ
うに再びプリ・デポジションの工程Ｓ１に移行し、以後
工程１〜工程３を繰り返し行う。
【００３５】以上のプロセスは単なる一例にすぎない。
例えば、プリ・デポジションの工程Ｓ１において、Ｓｉ
Ｈ4及びＯ2の混合ガスを用い、処理容器１１の内部に
絶縁膜としてＳｉＯ2膜５１を堆積させてもよい。この
場合、図１に示したガス源１７ＡをＳｉＨ4のガス源と
し、例えば次のような条件の下で処理を行う。ＳｉＨ4ガスの流量：１００ｓｃｃｍ，Ｏ2ガスの流量：５００ｓｃｃｍ，処理容器１１内の圧力：６．７Ｐａ（５０ｍＴｏｒ
ｒ），マイクロ波ＭＷの周波数：２．４５ＧＨｚ，パワー：
０．２ｋＷ，処理時間：１２０秒，
【００３６】プリ・デポジションの工程Ｓ１において、
処理容器１１の内部に絶縁膜としてＳｉＮx膜を堆積さ
せるようにしてもよい。ＳｉＨ4及びＮ2の混合ガスを
用いてＳｉＮx膜を堆積させる場合は、これらのガス源
を用意し、例えば次のような条件の下で処理を行う。ＳｉＨ4ガスの流量：１０ｓｃｃｍ，Ｎ2ガスの流量：１００ｓｃｃｍ，処理容器１１内の圧力：７Ｐａ（５０ｍＴｏｒｒ），マイクロ波ＭＷの周波数：２．４５ＧＨｚ，パワー：３
ｋＷ，処理時間：６０秒
【００３７】ＳｉＨ4及びＮＨ3の混合ガスを用いてＳ
ｉＮx膜を堆積させる場合は、これらのガス源を用意
し、例えば次のような条件の下で処理を行う。ＳｉＨ4ガスの流量：１０ｓｃｃｍ，ＮＨ3ガスの流量：１００ｓｃｃｍ，処理容器１１内の圧力：７Ｐａ（５０ｍＴｏｒｒ），マイクロ波ＭＷの周波数：２．４５ＧＨｚ，パワー：３
ｋＷ，処理時間：６０秒
【００３８】また、成膜の工程Ｓ２において、被処理体
のＳｉＯ2表面を窒化する処理を行うこともできる。こ
の処理は、ＳｉＯ2からなる絶縁膜の膜厚を均一化する
ため等の目的で行われる。被処理体としては、上述した
方法により表面にＳｉＯ2膜２４が形成されたシリコン
ウェーハ２３を用いてもよいし、熱酸化法により表面に
ＳｉＯ2膜が形成されたシリコンウェーハを用いてよ
い。
【００３９】シリコンウェーハ２３の直径が８ｉｎｃｈ
の場合、例えば次のような処理条件の下でＳｉＯ2膜２
４の表面を窒化する。代表値と共に、括弧内に許容範囲
を示す。Ａｒガスの流量：１０００ｓｃｃｍ（５００〜２０００
ｓｃｃｍ），Ｎ2ガスの流量：２０ｓｃｃｍ（１０〜２００ｓｃｃ
ｍ），処理容器１１内の圧力：６７Ｐａ（６７〜４００Ｐａ）
（５００ｍＴｏｒｒ（５００〜３０００ｍＴｏｒ
ｒ）），マイクロ波ＭＷの周波数：２．４５ＧＨｚ，マイクロ波ＭＷのパワー：２ｋＷ（１〜５ｋＷ），この条件（代表値）下で処理を２０秒間続けることによ
り、図６に示すようにＳｉＯ2膜２４の表面に膜厚２ｎ
ｍのＳｉＮx膜２５を成膜することができる。
【００４０】Ｒを正数とすると、直径がＲ（ｉｎｃｈ）
のシリコンウェーハに同様の処理を施す場合には、ガス
流量及びマイクロ波パワーを上記処理条件のほぼＲ／８
倍にすればよい。したがって、直径が１２ｉｎｃｈのシ
リコンウェーハの処理条件は次のようになる。Ａｒガスの流量：１５００ｓｃｃｍ（７５０〜３０００
ｓｃｃｍ），Ｎ2ガスの流量：３０ｓｃｃｍ（１５〜３００ｓｃｃ
ｍ），処理容器１１内の圧力：６７Ｐａ（６７〜４００Ｐａ）
（５００ｍＴｏｒｒ（５００〜３０００ｍＴｏｒ
ｒ）），マイクロ波ＭＷの周波数：２．４５ＧＨｚ，マイクロ波ＭＷのパワー：３ｋＷ（１．５〜７．５ｋ
Ｗ），この条件（代表値）下で処理を２０秒間続けることによ
り、１２ｉｎｃｈウェーハ表面に膜厚１．５ｎｍのＳｉ
Ｎx膜を成膜することができる。なお、この処理を行う
場合には、ガス供給手段にＡｒ及びＮ2のガス源を設け
る必要があることは言うまでもない。
【００４１】また、クリーニングの工程Ｓ３において、
ＣｌＦ3ガスを用いて処理容器１１の内部に堆積した絶
縁膜を除去するようにしてもよい。図１に示したマイク
ロ波プラズマ処理装置のプロセスは、ここで説明した各
工程Ｓ１〜Ｓ３における処理を組み合わせて構成するこ
とができる。例えば、プリ・デポジションの工程Ｓ１に
おいて処理容器１１の内部にＳｉＯ2膜５１を堆積させ
る一方、成膜の工程Ｓ２において被処理体のＳｉＯ2表
面を窒化する処理を行ってもよい。また、工程Ｓ１にお
いて処理容器１１の内部にＳｉＮx膜を堆積させる一
方、工程Ｓ２において被処理体の表面を酸化する処理を
行ってもよい。
【００４２】なお、成膜の工程Ｓ２からクリーニングの
工程Ｓ３に移行する基準として、ウェーハ２３の処理枚
数を例に挙げたが、この他に例えばプラズマ生成の積算
時間や、処理容器１１の内部への絶縁膜の堆積時間とウ
ェーハ２３の処理時間とを合わせた合計時間等を基準と
してもよい。いずれも計測が容易な物理量の関数である
から、極めて簡単な構成でクリーニング開始の制御を行
うことができる。
【００４３】（第２の実施の形態）図３に示したマイク
ロ波プラズマ処理装置のプロセスは、プリ・デポジショ
ンの工程Ｓ１を１回行ったらクリーニングの工程Ｓ３を
１回実施するものであるが、プリ・デポジションの工程
を複数回行ってからクリーニングの工程を１回実施する
ようにしてもよい。このプロセスを本発明の第２の実施
の形態として説明する。図７は、図１に示したマイクロ
波プラズマ処理装置の他のプロセスの流れを示すフロー
チャートである。このプロセスも、図１に示したプロセ
ス制御装置５０の制御により実現される。
【００４４】このプロセスでは、まず最初に、工程Ｓ１
１において、プリ・デポジションを行なった回数ｎを０
（ゼロ）に設定する。次いで、工程Ｓ１２に移行し、処
理容器１１の内部に絶縁膜として膜厚２μｍのＳｉＯ2
膜を堆積させるプリ・デポジションを行う。この工程Ｓ
１２における処理は図３に示した工程Ｓ１と同じであ
る。次いで、工程Ｓ１３に移行し、プリ・デポジション
を行なった回数ｎに１を加算する。これによりｎは１と
なる。次いで、工程Ｓ１４に移行し、予め決められた枚
数のシリコンウェーハ２３に対して成膜処理を施す。こ
の工程Ｓ１４における処理は図３に示した工程Ｓ２と同
じである。
【００４５】次いで、工程Ｓ１５に移行し、ｎ＝５すな
わちプリ・デポジションを５回行なったかどうか判断す
る。今はｎ＝１であるからＮＯを選択して工程Ｓ１２に
移行し、再度プリ・デポジションを行う。ここでは、前
回処理容器１１の内部に堆積させたＳｉＯ2膜の上に、
再び膜厚２μｍのＳｉＯ2膜を堆積することになるの
で、処理容器１１の内部に堆積したＳｉＯ2膜の膜厚の
総和は４μｍとなる。このような処理を繰り返し行な
い、プリ・デポジションを５回行ってｎ＝５となると、
工程Ｓ１５においてＹＥＳを選択して工程Ｓ１６に移行
する。この工程Ｓ１６では、処理容器１１の内部に堆積
したＳｉＯ2膜を除去するクリーニングを実施する。処
理条件は図３に示した工程Ｓ３に準ずるが、ＳｉＯ2膜
の膜厚の総和が１０μｍとなっているため、処理時間を
長くする。ＮＦ3とＮ2との混合ガスを用いる場合、処
理時間を６０秒程度とするとよい。
【００４６】工程Ｓ１６において処理容器１１の内部に
堆積したＳｉＯ2膜を完全に除去すると、工程Ｓ１１に
移行し、プリ・デポジションを行なった回数ｎをリセッ
トして０（ゼロ）とし、以後同じ処理を繰り返し行う。
このプロセスのようにプリ・デポジションを複数回行っ
てからクリーニングを１回実施することにより、毎回ク
リーニングを実施する図３に示したプロセスと比較し
て、クリーニングの回数を少なくし、クリーニングに要
する時間とコストを低減することができる。また、処理
容器１１の内部に堆積したＳｉＯ2膜はその膜厚が１０
μｍを超えると剥離しやすくなることが経験的に知られ
ているので、膜厚２μｍのＳｉＯ2膜を堆積させるプリ
・デポジションを５回行なったタイミングでクリーニン
グを実施することにより、ＳｉＯ2膜の剥離による処理
容器１１内の汚染を予防することができる。
【００４７】なお、このプロセスでは、処理容器１１の
内部に堆積したＳｉＯ2膜の膜厚の総和が１０μｍを超
える前にクリーニングを実施すればよいので、プリ・デ
ポジション１回当たりに堆積させるＳｉＯ2膜の膜厚に
応じて、クリーニングを実施するタイミングを変えても
よい。また、クリーニングを実施する基準となるＳｉＯ
2膜の膜厚「１０μｍ」も絶対的な値ではなく、装置構
成又は処理条件により変動し得る。
【００４８】（第３の実施の形態）図８は、本発明の第
３の実施の形態であるマイクロ波プラズマ処理装置の要
部構成を示す断面図である。この図には、部分的に断面
構造が示され、また図１と同一部分又は相当部分は同一
符号で示されている。この図８に示すマイクロ波プラズ
マ装置は、処理容器１１の内部に堆積したＳｉＯ2膜の
膜厚を計測する膜厚計測器６０を有している。図９は、
この膜厚計測器６０の構成を示すブロック図である。膜
厚計測器６０は、例えば音叉等の振動子６１と、この振
動子６１と共に発振器を構成する増幅回路６２と、振動
子６１及び増幅回路６２からなる発振器の周波数を検出
する周波数カウンタ６３とから構成されている。図８に
示すように、振動子６１は処理容器１１の内壁面に固定
され、増幅回路６２及び周波数カウンタ６３からなる回
路部６４は処理容器１１の外部に設けられている。そし
て、周波数カウンタ６３の出力端子はプロセス制御装置
５０の入力端子に電気的に接続されている。
【００４９】図８に示したプラズマ処理装置において、
プリ・デポジションにより処理容器１１の内部にＳｉＯ
2膜を堆積させると、振動子６１上にもＳｉＯ2膜が堆
積し、振動子６１を含む発振器の周波数が低下する。Ｓ
ｉＯ2膜の膜厚と周波数の低下量とは一義的に定まるの
で、周波数カウンタ６３による発振器の周波数の検出結
果から、処理容器１１の内部に堆積したＳｉＯ2膜の膜
厚がわかる。周波数カウンタ６３による検出結果はプロ
セス制御装置５０に出力されるので、プロセス制御装置
５０はＳｉＯ2膜の膜厚の計測結果に基づいてクリーニ
ング開始の制御を行うことができる。例えば、図７に示
したプロセスのように、プリ・デポジションの工程Ｓ１
２を複数回行ってからクリーニングの工程Ｓ１６を１回
実施する場合には、工程Ｓ１５で「処理容器１１の内部
に堆積したＳｉＯ2膜の膜厚の計測結果が１０μｍとな
ったか否か」を判断するようにすればよい。
【００５０】処理容器１１の内部に堆積したＳｉＯ2膜
の膜厚の計測結果をクリーニング開始の基準とすること
により、ＳｉＯ2膜が剥離しやすい膜厚を超える前に、
確実にクリーニングを開始することができる。ＳｉＯ2
膜の膜厚の計測結果をクリーニング開始の基準とする方
式は、被処理体に対する成膜の工程において、シリコン
ウェーハ２３の表面を酸化等して絶縁膜を成膜する場合
よりも、ウェーハの表面にデポジションにより絶縁膜を
成膜する場合に顕著な効果が得られる。
【００５１】（第４の実施の形態）以上では、マイクロ
波励起によりプラズマを生成するマイクロ波プラズマ処
理装置を用いた形態を示したが、誘導励起によりプラズ
マを生成する誘導結合プラズマ処理装置を用いることも
できる。図１０は、本発明の第４の実施の形態である誘
導結合プラズマ処理装置の要部構成を示す図である。こ
の図では、図１と同一部分又は相当部分を同一符号で示
しており、適宜その説明を省略する。なお、この図に
は、部分的に断面構造が示されている。
【００５２】この誘導結合プラズマ処理装置では、処理
容器１１の上部開口を塞ぐ誘電体板１１８の上に、アン
テナを構成する例えば平面視渦巻き状のコイル１３１が
設置されている。このコイル１３１の外側端子と内側端
子との間には、マッチング回路１４４を介して、例えば
１３．５６ＭＨｚ、１ｋＷの高周波電力を出力する高周
波電源１４５が接続されている。コイル１３１とマッチ
ング回路１４４と高周波電源１４５とにより、プラズマ
生成手段が構成される。また、処理容器１１内には、誘
電体板１１８と載置台２２との間にグリッド１８１が固
定されている。グリッド１８１としては、Ａｌ等からな
る導体板に略円形の貫通孔が複数形成されたものや、導
電性を有するメッシュ材等が用いられる。グリッド１８
１は処理容器１１の側壁に固定され、この処理容器１１
を介して接地されている。このグリッド１８１により、
処理容器１１内はプラズマ生成空間Ｃ１と処理空間Ｃ２
とに分割される。
【００５３】高周波電源１４５よりコイル１３１に高周
波電力を供給すると、プラズマ生成空間Ｃ１で誘導励起
によりプラズマが生成される。このプラズマはプラズマ
生成空間Ｃ１からグリッド１８１の貫通孔を通過して処
理空間Ｃ２に移動するとき、グリッド１８１によりエネ
ルギーを奪われるため、処理空間Ｃ２には低電子温度の
プラズマが導入されることになる。この低電子温度のプ
ラズマを用いてプリ・デポジションを行うことにより、
図１等に示したマイクロ波プラズマ処理装置と同様に、
処理容器１１の内部に剥離しにくい絶縁膜を堆積させる
ことができる。また、この誘導結合プラズマ処理装置で
も、７Ｐａという低圧力下でプラズマＰを生成するの
で、図１等に示したマイクロ波プラズマ処理装置と同様
に、プリ・デポジションに要する時間を短縮することが
できる。
【００５４】（第５の実施の形態）図１１は、本発明の
第５の実施の形態である誘導結合プラズマ処理装置の要
部構成を示す図である。この図では、図１及び図１０と
同一部分又は相当部分を同一符号で示しており、適宜そ
の説明を省略する。なお、この図には、部分的に断面構
造が示されている。また、図１２は、この誘導結合プラ
ズマ処理装置が有するファラデーシールドの平面図であ
る。図１１に示した誘導結合プラズマ処理装置の誘電体
板１９０は、上部誘電体層１９１と下部誘電体層１９２
からなり、これら上部誘電体層１９１と下部誘電体層１
９２との間にファラデーシールド１９３が挟持されてい
る。このファラデーシールド１９３は、図１２に示すよ
うに、Ｃｕ（銅）等からなる円形の金属膜１９３Ａに、
複数のスロット１９３Ｂが等角度間隔に形成されたもの
であり、処理容器１１を介して接地されている。
【００５５】一般に誘導結合プラズマ処理装置では、コ
イル１３１からなるアンテナとプラズマとが誘導結合す
るだけでなく、容量結合もする。ファラデーシールド１
９３は、この容量結合を断ち切り、誘導励起によるプラ
ズマよりも電子温度が高い容量励起によるプラズマの生
成を抑制する。したがって、ファラデーシールド１９３
を用いることにより、プラズマの電子温度の低温化を図
り、図１０に示した誘導励プラズマ処理装置と同様に、
処理容器１１の内部に剥離しにくい絶縁膜を堆積させる
ことができる。また、プリ・デポジションに要する時間
を短縮できることも同様である。なお、ファラデーシー
ルド１９３と共に、図１０に示したグリッド１８１を組
み合わせて用いてもよい。
【００５６】（第６の実施の形態）上述したマイクロ波
プラズマ処理装置又は誘導結合プラズマ処理装置を、連
続処理が可能なクラスタツール装置に適用してもよい。
図１３は、上述したプラズマ処理装置が適用されたクラ
スタツール装置の平面構成を示す模式図である。このク
ラスタツール装置は、Ａｌ等により平面視六角形の容器
状に形成された共通搬送室２７１を中心に、第１のカセ
ット室２７２と予備加熱室２７３と第１及び第２の成膜
処理室２７４，２７５と第２のカセット室２７６とが、
この順に配置された構成となっている。共通搬送室２７
１とその周囲の各室２７２〜２７６とは、それぞれ開閉
自在なゲートバルブ２０2〜２０6を介して連結されて
いる。
【００５７】共通搬送室２７１内には、シリコンウェー
ハ２３を保持した状態で伸縮及び回転自在に構成された
搬送アーム２７１Ａが配置されており、この搬送アーム
２７１Ａにより各室間に渡ってウェーハ２３を搬入・搬
出し得るようになっている。また、共通搬送室２７１は
真空引きが可能となっている。第１及び第２のカセット
室２７２，２７６には、開閉自在なゲートドア２７２
Ａ，２７６Ａが設けられており、ゲートドア２７２Ａ，
２７６Ａを介してカセット室２７２，２７６内に例えば
２５枚のウェーハ２３を収容できるカセット２７２Ｂ，
２７６Ｂを搬入・搬出し得るようになっている。カセッ
ト室２７２，２７６もまた、真空引きが可能となってい
る。
【００５８】予備加熱室２７３は、後述する第１の成膜
処理室２７４でのウェーハ２３に対する成膜処理の前
に、予めウェーハ２３を加熱しておくための処理室であ
る。予備加熱室２７３もまた、真空引きが可能となって
いる。第１及び第２の成膜処理室２７４，２７５は、図
１、図８、図１０又は図１１に示したプラズマ処理装置
を適用したものであり、特に第１の成膜処理装置２７４
はウェーハ２３表面への酸化膜成膜用に、また第２の成
膜処理装置２７５は酸化膜表面への窒化膜成膜用に設定
されている。
【００５９】次に、図１３に示したクラスタツール装置
による処理の流れについて説明する。未処理のシリコン
ウェーハ２３が例えば２５枚収容されたカセット２７２
Ｂを外部からゲートドア２７２Ａを介して第１のカセッ
ト室２７２に搬入した後、このカセット室２７２を密閉
し、その内部をベース圧まで真空引きする。ベース圧と
は、この状態で真空に引くことができる最低の圧力のこ
とをいう。カセット室２７２内がベース圧に到達した
ら、予めベース圧に維持されている共通搬送室２７１と
の間のゲートバルブ２０2を開く。そして、搬送アーム
２７１Ａを用いてカセット２７２Ｂから未処理のウェー
ハ２３を１枚取り出し、ゲートバルブ２０3を介して、
ベース圧に調整された予備加熱室２７３内に搬入する。
予備加熱室２７３では、搬入されたウェーハ２３を例え
ば４００℃に加熱する。
【００６０】次いで、予備加熱室２７３で加熱されたウ
ェーハ２３を、ゲートバルブ２０4を介して、ベース圧
に調整された第１の成膜処理室２７４内に搬入する。こ
の成膜処理室２７４では、搬入されたウェーハ２３の表
面を酸化して、図５（ｂ）に示したようなＳｉＯ2膜２
４を成膜する。この処理の詳細は上述した通りである。
ただし、４００℃というこの成膜処理に適した温度に加
熱された状態でウェーハ２３が搬入されるので、搬入後
すぐに成膜処理を開始することができる。成膜処理終了
後、成膜処理室２７４内に残留するガスを排気し、続い
てベース圧にしてからゲートバルブ２０4を開く。そし
て、搬送アーム２７１Ａを用いてＳｉＯ2２４が成膜さ
れたウェーハ２３を取り出し、ゲートバルブ２０5を介
して、ベース圧に調整された第２の成膜処理室２７５内
に搬入する。この成膜処理室２７５では、搬入されたウ
ェーハ２３のＳｉＯ2表面を窒化して、図６に示したよ
うなＳｉＮx膜２５を成膜する。この処理の詳細も上述
した通りである。
【００６１】成膜処理終了後、成膜処理室２７５内に残
留するガスを排気し、続いてベース圧にしてからゲート
バルブ２０5を開く。そして、搬送アーム２７１Ａを用
いてＳｉＮx２５が成膜されたウェーハ２３を取り出
し、ゲートバルブ２０6を介して、ベース圧に調整され
た第２のカセット室２７６内のカセット２７６Ｂに収容
し、一連の処理を終了する。このように、図１３に示し
たクラスタツールを用いることにより、シリコンウェー
ハ２３に対する酸化処理と窒化処理とを連続して行な
い、図６に示したようなＳｉＯ2膜２４とＳｉＮx膜２
５とからなる２層構造を有する絶縁膜を短時間で形成す
ることができる。
【００６２】以上では、処理条件等について具体例を示
したが、本発明がこれに限定されるものでないことは言
うまでもない。また、本発明のプラズマ処理装置が成膜
装置に適用される例を示したが、エッチング装置やアッ
シング装置等にも適用可能である。
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、処理
容器内に被処理体が搬入されていない状態で、マイクロ
波励起又は誘導励起によりプラズマを生成し、処理容器
の内部に絶縁膜を堆積させるプリ・デポジションを行
う。このプラズマは電子温度が低いので、従来より緻密
かつ均一な絶縁膜を形成し、剥離しにくくすることがで
きる。また、プラズマのイオンエネルギーが高いので、
処理容器内部への絶縁膜の堆積速度を速くし、プリ・デ
ポジションに要する時間を短縮することができる。ま
た、本発明では、処理容器から被処理体を搬出した状態
で、処理容器の内部に堆積した絶縁膜を除去するクリー
ニングを行う。これにより、絶縁膜の上に再度絶縁膜を
堆積させた場合の膜厚増加を回避し、絶縁膜を剥離しに
くくすることができる。
【００６４】また、マイクロ波励起によりプラズマを生
成する場合、互いに離間しかつ直交する方向の２つのス
ロットの対を複数有するラジアルラインアンテナを用い
ることにより、プラズマの電子温度をより一層の低下さ
せ、より剥離しにくい絶縁膜を形成することができる。
また、誘導励起によりプラズマを生成する場合、処理容
器内に設けられるグリッド及びファラデーシールドの少
なくとも一方を用いることにより、プラズマの電子温度
をより一層の低下させ、より剥離しにくい絶縁膜を形成
することができる。
【００６５】また、予め決められた設定値に基づきクリ
ーニングを開始するようにすることにより、簡単な構成
でクリーニング開始の制御を行うことができる。あるい
は、処理容器の内部に堆積した絶縁膜の膜厚を計測し、
この計測結果に基づきクリーニングを開始することによ
り、絶縁膜が剥離しやすい膜厚を超える前に確実にクリ
ーニングを開始し、絶縁膜の剥離による処理容器内の汚
染を予防することができる。また、一方の処理容器で処
理された被処理体を他方の処理容器に搬送する搬送手段
を設けることにより、２個の処理容器での連続処理が可
能となる。
【図面の簡単な説明】【図１】 本発明の第１の実施の形態であるマイクロ波
プラズマ処理装置の要部構成を示す図である。
【図２】 ラジアルラインアンテナのスロット配置を示
す平面図である。
【図３】 図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置の
プロセスの流れを示すフローチャートである。
【図４】 プリ・デポジションの工程におけるマイクロ
波プラズマ処理装置の断面構成を示す図である。
【図５】 成膜の工程Ｓ２の説明図である。
【図６】 シリコンウェーハの酸化膜表面に対する窒化
処理終了時における部分拡大断面図である。
【図７】 図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置の
他のプロセスの流れを示すフローチャートである。
【図８】 本発明の第３の実施の形態であるマイクロ波
プラズマ処理装置の要部構成を示す断面図である。
【図９】 膜厚計測器の構成を示すブロック図である。
【図１０】 本発明の第４の実施の形態である誘導結合
プラズマ処理装置の要部構成を示す図である。
【図１１】 本発明の第５の実施の形態である誘導結合
プラズマ処理装置の要部構成を示す図である。
【図１２】 ファラデーシールドの平面図である。
【図１３】 クラスタツール装置の平面構成を示す模式
図である。
【符号の説明】１１…処理容器、１２…排気口、１３…真空ポンプ、１
４…ノズル、１５Ａ〜１５Ｅ…マスフローコントロー
ラ、１６Ａ〜１６Ｅ…開閉弁、１７Ａ〜１７Ｅ…ガス
源、１８，１１８，１９０…誘電体板、１９…シールド
材、２０，２０2〜２０6…ゲートバルブ、２１…絶縁
板、２２…載置台、２３…シリコンウェーハ（被処理
体）、２４…ＳｉＯ2膜（シリコン酸化膜）、２５…Ｓ
ｉＮx膜（シリコン窒化膜）、３０…ラジアルラインア
ンテナ、３１，３２…導体板、３３…ラジアル導波路、
３４…導体リング、３５…マイクロ波導入口、３６，３
６Ａ，３６Ｂ，１９３Ｂ…スロット、４１…同軸導波
管、４２…矩形・同軸変換器、４３…矩形導波管、４
４，１４４…マッチング回路、４５…マイクロ波発生
器、５０…プロセス制御装置、５１…ＳｉＯ2膜（絶縁
膜）、６０…膜厚計測器、６１…振動子、６２…増幅回
路、６３…周波数カウンター、６４…回路部、１３１…
コイル、１４５…高周波電源、１８１…グリッド、１９
１…上部誘電体層、１９２…下部誘電体層、１９３…フ
ァラデーシールド、１９３Ａ…金属膜、２７１…共通搬
送室、２７１Ａ…搬送アーム、２７２，２７６…カセッ
ト室、２７２Ａ，２７６Ａ…ゲートドア、２７２Ｂ，２
７６Ｂ…カセット、２７３…予備加熱室、２７４，２７
５…成膜処理室、Ｃ１…プラズマ生成空間、Ｃ２…処理
空間、ＭＷ…マイクロ波、Ｐ…プラズマ、Ｓ１，Ｓ１２
…プリ・デポジションの工程（第１の工程）、Ｓ２，Ｓ
１４…成膜の工程（第２の工程）、Ｓ３，Ｓ１６…クリ
ーニングの工程（第３の工程）。
─────────────────────────────────────────────────────フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F004 AA15 BA20 BB29 BD04 DA17 DB03 DB07 5F045 AA09 AA20 AB32 AB33 AC09 AC11 AC15 AC16 BB14 CA05 DP04 EB06 EB11 EE12 EH02 5F058 BA20 BC02 BC08 BE10 BF72 BF73 BF74 BH20 BJ01