JP2003017479A - プリ・コート方法、処理方法及びプラズマ装置 - Google Patents
プリ・コート方法、処理方法及びプラズマ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 処理容器内に短時間で強固なプリ・コートを
施すことにある。 【解決手段】 ウェーハ２３を載置する載置台２２と、
この載置台２２を収容する処理容器１１と、この処理容
器１１内を排気する排気手段１３と、処理容器１１内に
ガスを供給するガス供給手段１４と、処理容器１１内に
高周波電磁界Ｆを供給するアンテナ３０とを備えた高周
波プラズマ装置を用い、載置台２２にウェーハ２３が載
置されていない状態で処理容器１１内にガスを供給する
と共に処理容器１１内に電磁界Ｆを供給してプラズマＰ
を生成し、このプラズマＰを用いて少なくとも処理容器
１１の内表面に絶縁膜５１を成膜する。
施すことにある。 【解決手段】 ウェーハ２３を載置する載置台２２と、
この載置台２２を収容する処理容器１１と、この処理容
器１１内を排気する排気手段１３と、処理容器１１内に
ガスを供給するガス供給手段１４と、処理容器１１内に
高周波電磁界Ｆを供給するアンテナ３０とを備えた高周
波プラズマ装置を用い、載置台２２にウェーハ２３が載
置されていない状態で処理容器１１内にガスを供給する
と共に処理容器１１内に電磁界Ｆを供給してプラズマＰ
を生成し、このプラズマＰを用いて少なくとも処理容器
１１の内表面に絶縁膜５１を成膜する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリ・コート方
法、処理方法及びプラズマ装置に関し、特に、プラズマ
を用いるプリ・コート方法、処理方法及びプラズマ装置
に関する。
法、処理方法及びプラズマ装置に関し、特に、プラズマ
を用いるプリ・コート方法、処理方法及びプラズマ装置
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、将来必要とされる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、上記の膜厚を形成可能な
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。
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、将来必要とされる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、上記の膜厚を形成可能な
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装置がある。この平行平板形
のプラズマ装置に関し、処理容器から離脱した汚染物質
が処理対象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
絶縁膜を形成する技術が提案されている。この技術をプ
リ・コートと呼ぶ。
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装置がある。この平行平板形
のプラズマ装置に関し、処理容器から離脱した汚染物質
が処理対象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
絶縁膜を形成する技術が提案されている。この技術をプ
リ・コートと呼ぶ。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、平行平
板形のプラズマ装置では、プラズマの電子温度が高いた
め、プリ・コート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装置では、プラズマ
のイオン密度が低いため、プリ・コートで絶縁膜を堆積
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、処理容器内に強固なプリ・コートを施すこ
とにある。また、他の目的は、プリ・コートに要する時
間を短縮することにある。
板形のプラズマ装置では、プラズマの電子温度が高いた
め、プリ・コート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装置では、プラズマ
のイオン密度が低いため、プリ・コートで絶縁膜を堆積
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、処理容器内に強固なプリ・コートを施すこ
とにある。また、他の目的は、プリ・コートに要する時
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、本発明のプリ・コート方法は、ウェーハを載
置する載置台と、この載置台を収容する処理容器と、こ
の処理容器内を排気する排気手段と、処理容器内にガス
を供給するガス供給手段と、処理容器内に高周波の電磁
界を供給するアンテナとを備えたプラズマ装置を用い、
処理容器内にガスを供給すると共に処理容器内に電磁界
を供給してプラズマを生成し、このプラズマを用いて少
なくとも処理容器の内表面に絶縁膜を成膜することを特
徴とする。処理容器の内表面の他に、載置台の表面等に
絶縁膜を成膜してもよいことは言うまでもない。
るために、本発明のプリ・コート方法は、ウェーハを載
置する載置台と、この載置台を収容する処理容器と、こ
の処理容器内を排気する排気手段と、処理容器内にガス
を供給するガス供給手段と、処理容器内に高周波の電磁
界を供給するアンテナとを備えたプラズマ装置を用い、
処理容器内にガスを供給すると共に処理容器内に電磁界
を供給してプラズマを生成し、このプラズマを用いて少
なくとも処理容器の内表面に絶縁膜を成膜することを特
徴とする。処理容器の内表面の他に、載置台の表面等に
絶縁膜を成膜してもよいことは言うまでもない。
【０００６】ここで用いる高周波プラズマ装置は、例え
ば１ＧＨｚ以上という高周波の電磁界を用いることによ
り、平行平板型のプラズマ装置よりも電子温度が低いプ
ラズマを生成することができる。このため、処理容器の
内表面には従来より緻密かつ均一な絶縁膜が形成され
る。この絶縁膜は処理容器に対して密着性がよく、剥離
しにくい。また、高周波プラズマ装置は、例えば１０Ｐ
ａ以下という低圧力下でプラズマを生成するので、平行
平板型のプラズマ装置より同等の圧力下ではプラズマの
イオン密度が高くなる。このため、従来より短時間で処
理容器の内表面に絶縁膜を堆積させることができる。
ば１ＧＨｚ以上という高周波の電磁界を用いることによ
り、平行平板型のプラズマ装置よりも電子温度が低いプ
ラズマを生成することができる。このため、処理容器の
内表面には従来より緻密かつ均一な絶縁膜が形成され
る。この絶縁膜は処理容器に対して密着性がよく、剥離
しにくい。また、高周波プラズマ装置は、例えば１０Ｐ
ａ以下という低圧力下でプラズマを生成するので、平行
平板型のプラズマ装置より同等の圧力下ではプラズマの
イオン密度が高くなる。このため、従来より短時間で処
理容器の内表面に絶縁膜を堆積させることができる。
【０００７】このプリ・コート方法において、処理容器
内に供給するガスを、Ｓｉx Ｈy Ｆ z （ｘは自然数；
ｙ，ｚは０と自然数）と酸素との混合ガスとしてもよ
い。この場合、処理容器の内表面に成膜される絶縁膜は
シリコン酸化膜となる。また、処理容器内に供給するガ
スを、Ｓｉx Ｈy Ｆz （ｘは自然数；ｙ，ｚは０と自然
数）と窒素との混合ガスとしてもよい。この場合、処理
容器の内表面に成膜される絶縁膜はシリコン窒化膜とな
る。また、処理容器内に供給するガスを、Ｓｉx Ｈy Ｆ
z （ｘは自然数；ｙ，ｚは０と自然数）と酸素と窒素と
の混合ガスとしてもよい。この場合、処理容器の内表面
に成膜される絶縁膜はシリコン酸窒化膜となる。なお、
処理容器の内表面に絶縁膜を成膜する際、絶縁膜の堆積
が促進される温度に処理容器を加熱してもよい。
内に供給するガスを、Ｓｉx Ｈy Ｆ z （ｘは自然数；
ｙ，ｚは０と自然数）と酸素との混合ガスとしてもよ
い。この場合、処理容器の内表面に成膜される絶縁膜は
シリコン酸化膜となる。また、処理容器内に供給するガ
スを、Ｓｉx Ｈy Ｆz （ｘは自然数；ｙ，ｚは０と自然
数）と窒素との混合ガスとしてもよい。この場合、処理
容器の内表面に成膜される絶縁膜はシリコン窒化膜とな
る。また、処理容器内に供給するガスを、Ｓｉx Ｈy Ｆ
z （ｘは自然数；ｙ，ｚは０と自然数）と酸素と窒素と
の混合ガスとしてもよい。この場合、処理容器の内表面
に成膜される絶縁膜はシリコン酸窒化膜となる。なお、
処理容器の内表面に絶縁膜を成膜する際、絶縁膜の堆積
が促進される温度に処理容器を加熱してもよい。
【０００８】また、本発明のプリ・コート方法は、ウェ
ーハを載置する載置台と、この載置台を収容するＡｌ系
の処理容器と、この処理容器内を排気する排気手段と、
処理容器内にガスを供給するガス供給手段と、処理容器
内に高周波の電磁界を供給するアンテナとを備えたプラ
ズマ装置を用い、処理容器内にフッ素系のガスを供給す
ると共に処理容器内に電磁界を供給してプラズマを生成
し、このプラズマを用いて少なくとも処理容器の内表面
をフッ化処理することを特徴とする。処理容器の内表面
の他に、載置台の表面等をフッ化処理してもよいことは
言うまでもない。この方法でも、上述したのと同じ理由
で、処理容器の内表面から処理容器等の構成金属やフッ
素を離脱しにくくし、またこのフッ化処理を従来より短
時間で行うことができる。
ーハを載置する載置台と、この載置台を収容するＡｌ系
の処理容器と、この処理容器内を排気する排気手段と、
処理容器内にガスを供給するガス供給手段と、処理容器
内に高周波の電磁界を供給するアンテナとを備えたプラ
ズマ装置を用い、処理容器内にフッ素系のガスを供給す
ると共に処理容器内に電磁界を供給してプラズマを生成
し、このプラズマを用いて少なくとも処理容器の内表面
をフッ化処理することを特徴とする。処理容器の内表面
の他に、載置台の表面等をフッ化処理してもよいことは
言うまでもない。この方法でも、上述したのと同じ理由
で、処理容器の内表面から処理容器等の構成金属やフッ
素を離脱しにくくし、またこのフッ化処理を従来より短
時間で行うことができる。
【０００９】このプリ・コート方法において、処理容器
内に供給するガスを、Ｓｉx Ｈy Ｆ z （ｘ，ｚは自然
数；ｙは０と自然数）としてもよい。この場合、処理容
器の内表面はＡｌＦ3 に表面改質される。また、処理容
器の内表面をフッ化処理した後、また処理容器内にガス
を供給すると共に処理容器内に電磁界を供給してプラズ
マを生成し、このプラズマを用いてフッ化処理された表
面上に絶縁膜を成膜するようにしてもよい。このように
二重コーティングすることにより、プラズマポテンシャ
ルが高い場合でも、処理容器内の汚染を低減することが
できる。
内に供給するガスを、Ｓｉx Ｈy Ｆ z （ｘ，ｚは自然
数；ｙは０と自然数）としてもよい。この場合、処理容
器の内表面はＡｌＦ3 に表面改質される。また、処理容
器の内表面をフッ化処理した後、また処理容器内にガス
を供給すると共に処理容器内に電磁界を供給してプラズ
マを生成し、このプラズマを用いてフッ化処理された表
面上に絶縁膜を成膜するようにしてもよい。このように
二重コーティングすることにより、プラズマポテンシャ
ルが高い場合でも、処理容器内の汚染を低減することが
できる。
【００１０】また、本発明の処理方法は、アンテナから
高周波の電磁界を処理容器内に供給してプラズマを生成
し、このプラズマを用いて少なくとも処理容器の内表面
にプリ・コートする第１の工程と、処理容器内にウェー
ハを配置し、アンテナから高周波の電磁界を処理容器内
に供給してプラズマを生成し、このプラズマを用いてウ
ェーハの表面に絶縁膜を成膜する第２の工程とを有し、
第１の工程と第２の工程とでは、プラズマを生成する条
件が異なることを特徴とする。これにより、処理容器の
内表面へのプリ・コートと、ウェーハ表面に形成される
絶縁膜とのぞれぞれに、適切な機能をもたせることがで
きる。なお、第１の工程において、処理容器の内表面の
他に、載置台の表面等にプリ・コートを施してもよいこ
とは言うまでもない。
高周波の電磁界を処理容器内に供給してプラズマを生成
し、このプラズマを用いて少なくとも処理容器の内表面
にプリ・コートする第１の工程と、処理容器内にウェー
ハを配置し、アンテナから高周波の電磁界を処理容器内
に供給してプラズマを生成し、このプラズマを用いてウ
ェーハの表面に絶縁膜を成膜する第２の工程とを有し、
第１の工程と第２の工程とでは、プラズマを生成する条
件が異なることを特徴とする。これにより、処理容器の
内表面へのプリ・コートと、ウェーハ表面に形成される
絶縁膜とのぞれぞれに、適切な機能をもたせることがで
きる。なお、第１の工程において、処理容器の内表面の
他に、載置台の表面等にプリ・コートを施してもよいこ
とは言うまでもない。
【００１１】この処理方法において、第１の工程では、
第２の工程よりも処理容器内の圧力を低くしてプラズマ
を生成するようにしてもよい。第１の工程において、比
較的低い圧力でプラズマを生成することにより、プラズ
マのイオン密度を高くすることができる。これにより、
処理容器の内壁面への絶縁膜の堆積速度を速くして、堆
積時間を短縮することができる。また、第２の工程にお
いて、比較的高い圧力でプラズマを生成し、プラズマの
イオン密度を低くすることにより、ウェーハ表面に形成
される絶縁膜が受けるダメージを低減することができ
る。なお、第１の工程では、絶縁膜の堆積が促進される
温度に処理容器を加熱し、第２の工程では、活性種が付
着しにくい温度に処理容器を加熱してもよい。
第２の工程よりも処理容器内の圧力を低くしてプラズマ
を生成するようにしてもよい。第１の工程において、比
較的低い圧力でプラズマを生成することにより、プラズ
マのイオン密度を高くすることができる。これにより、
処理容器の内壁面への絶縁膜の堆積速度を速くして、堆
積時間を短縮することができる。また、第２の工程にお
いて、比較的高い圧力でプラズマを生成し、プラズマの
イオン密度を低くすることにより、ウェーハ表面に形成
される絶縁膜が受けるダメージを低減することができ
る。なお、第１の工程では、絶縁膜の堆積が促進される
温度に処理容器を加熱し、第２の工程では、活性種が付
着しにくい温度に処理容器を加熱してもよい。
【００１２】また、本発明のプラズマ装置は、ウェーハ
を載置する載置台と、この載置台を収容するＡｌ系の処
理容器と、この処理容器内を排気する排気手段と、処理
容器内にガスを供給するガス供給手段と、処理容器内に
高周波の電磁界を供給するアンテナとを備えたプラズマ
装置において、処理容器の内表面が、フッ化処理されて
いることを特徴とする。また、本発明のプラズマ装置
は、ウェーハを載置する載置台と、この載置台を収容す
る処理容器と、この処理容器内に高周波の電磁界を供給
するアンテナと、このアンテナの放射面に対向配置され
た第１の誘電体板とを備えたプラズマ装置において、処
理容器を加熱する加熱手段と、第１の誘電体板に対して
載置台と異なる側に配置され第１の誘電体板と共に密閉
空間を形成する第２の誘電体板と、密閉空間に流体を流
通させて第１の誘電体板を加熱する流通手段とを備えた
ことを特徴とする。なお、本発明では、アンテナとして
例えばラジアルラインアンテナを用いてもよい。ラジア
ルラインアンテナの放射面は平板状であっても、凹面状
又は凸面状であってもよい。
を載置する載置台と、この載置台を収容するＡｌ系の処
理容器と、この処理容器内を排気する排気手段と、処理
容器内にガスを供給するガス供給手段と、処理容器内に
高周波の電磁界を供給するアンテナとを備えたプラズマ
装置において、処理容器の内表面が、フッ化処理されて
いることを特徴とする。また、本発明のプラズマ装置
は、ウェーハを載置する載置台と、この載置台を収容す
る処理容器と、この処理容器内に高周波の電磁界を供給
するアンテナと、このアンテナの放射面に対向配置され
た第１の誘電体板とを備えたプラズマ装置において、処
理容器を加熱する加熱手段と、第１の誘電体板に対して
載置台と異なる側に配置され第１の誘電体板と共に密閉
空間を形成する第２の誘電体板と、密閉空間に流体を流
通させて第１の誘電体板を加熱する流通手段とを備えた
ことを特徴とする。なお、本発明では、アンテナとして
例えばラジアルラインアンテナを用いてもよい。ラジア
ルラインアンテナの放射面は平板状であっても、凹面状
又は凸面状であってもよい。
【００１３】
【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。
実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態で用いる高周波プラズマ装置の要部構成
を示す断面図である。この高周波プラズマ装置は、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の上面にウェー
ハ（図示せず）が載置される。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が複数設けられ、処理容器１１内を排気するこ
とにより所望の真空度にすることができる。処理容器１
１の側壁上部にはノズル１４が設けられ、このノズル１
４にはマスフローコントローラ１５Ａ，１５Ｂ及び開閉
弁１６Ａ，１６Ｂを介してガス源１７Ａ，１７Ｂが接続
されている。ここではガス源１７Ａ，１７Ｂをそれぞれ
モノシランＳｉＨ4 、酸素Ｏ2 のガス源とする。ノズル
１４とマスフローコントローラ１５Ａ，１５Ｂと開閉弁
１６Ａ，１６Ｂとガス源１７Ａ，１７Ｂ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、誘電体板１８
で塞がれている。
１の実施の形態で用いる高周波プラズマ装置の要部構成
を示す断面図である。この高周波プラズマ装置は、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の上面にウェー
ハ（図示せず）が載置される。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が複数設けられ、処理容器１１内を排気するこ
とにより所望の真空度にすることができる。処理容器１
１の側壁上部にはノズル１４が設けられ、このノズル１
４にはマスフローコントローラ１５Ａ，１５Ｂ及び開閉
弁１６Ａ，１６Ｂを介してガス源１７Ａ，１７Ｂが接続
されている。ここではガス源１７Ａ，１７Ｂをそれぞれ
モノシランＳｉＨ4 、酸素Ｏ2 のガス源とする。ノズル
１４とマスフローコントローラ１５Ａ，１５Ｂと開閉弁
１６Ａ，１６Ｂとガス源１７Ａ，１７Ｂ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、誘電体板１８
で塞がれている。
【００１５】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
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。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内に電磁界を導
入する電磁界導入口３５が形成され、ラジアル導波路３
３の下面となる導体板３１には、ラジアル導波路３３内
を伝播する電磁界を処理容器１１内に供給するスロット
３６が複数形成されている。スロット３６が形成されて
いる導体板３１がラジアルラインアンテナ３０の放射面
を構成する。
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
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。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内に電磁界を導
入する電磁界導入口３５が形成され、ラジアル導波路３
３の下面となる導体板３１には、ラジアル導波路３３内
を伝播する電磁界を処理容器１１内に供給するスロット
３６が複数形成されている。スロット３６が形成されて
いる導体板３１がラジアルラインアンテナ３０の放射面
を構成する。
【００１６】ラジアルラインアンテナ３０には同軸導波
管４１が接続されている。この同軸導波管４１の外導体
４１Ａは導体板３２の電磁界導入口３５に接続され、内
導体４１Ｂは導体板３１の中心に接続されている。ま
た、同軸導波管４１は、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高周波電磁界を発生
する高周波発生器４５が接続されている。なお、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、電磁界が外部に漏れない構造になってい
る。
管４１が接続されている。この同軸導波管４１の外導体
４１Ａは導体板３２の電磁界導入口３５に接続され、内
導体４１Ｂは導体板３１の中心に接続されている。ま
た、同軸導波管４１は、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高周波電磁界を発生
する高周波発生器４５が接続されている。なお、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、電磁界が外部に漏れない構造になってい
る。
【００１７】次に、図１に示した高周波プラズマ装置を
用いた処理方法について説明する。図２は、この処理方
法の主要な工程の流れを示すフローチャートである。図
２に示されているように、この処理方法は、処理容器１
１の内表面に絶縁膜を成膜するプリ・コートの工程Ｓ１
と、処理対象であるウェーハ表面に絶縁膜を成膜するデ
ポジションの工程Ｓ２とを有している。図３は、各工程
Ｓ１，Ｓ２における高周波プラズマ装置の断面図であ
る。以下、この図を参照して説明する。
用いた処理方法について説明する。図２は、この処理方
法の主要な工程の流れを示すフローチャートである。図
２に示されているように、この処理方法は、処理容器１
１の内表面に絶縁膜を成膜するプリ・コートの工程Ｓ１
と、処理対象であるウェーハ表面に絶縁膜を成膜するデ
ポジションの工程Ｓ２とを有している。図３は、各工程
Ｓ１，Ｓ２における高周波プラズマ装置の断面図であ
る。以下、この図を参照して説明する。
【００１８】まず、プリ・コートの工程Ｓ１から説明す
る。載置台２２の上面に処理対象のウェーハが載置され
ていない状態で、処理容器１１内の圧力を１〜１０Ｐａ
にする。なお、載置台２２の上面に処理対象でないダミ
ーウェーハが載置されていてもよい。上記の圧力を維持
しつつ、ノズル１４からモノシランＳｉＨ4 と酸素Ｏ2
との混合ガスを流量制御して処理容器１１内に導入す
る。ここで、高周波発生器４５で発生させた周波数２．
４５ＧＨｚの高周波電磁界Ｆ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、Ｏ2 が解離してＯプラズマＰとＯラジカルが生成
される。Ｏラジカルは処理容器１１の内表面と載置台２
２の表面に付着し、後から到着するＳｉＨ4 を分解して
反応しＳｉＯ2 となる。この処理を所定時間続け、図３
（ａ）に示すように膜厚が０．１〜１０μｍの範囲内で
均一なＳｉＯ2 膜５１を成膜する。
る。載置台２２の上面に処理対象のウェーハが載置され
ていない状態で、処理容器１１内の圧力を１〜１０Ｐａ
にする。なお、載置台２２の上面に処理対象でないダミ
ーウェーハが載置されていてもよい。上記の圧力を維持
しつつ、ノズル１４からモノシランＳｉＨ4 と酸素Ｏ2
との混合ガスを流量制御して処理容器１１内に導入す
る。ここで、高周波発生器４５で発生させた周波数２．
４５ＧＨｚの高周波電磁界Ｆ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、Ｏ2 が解離してＯプラズマＰとＯラジカルが生成
される。Ｏラジカルは処理容器１１の内表面と載置台２
２の表面に付着し、後から到着するＳｉＨ4 を分解して
反応しＳｉＯ2 となる。この処理を所定時間続け、図３
（ａ）に示すように膜厚が０．１〜１０μｍの範囲内で
均一なＳｉＯ2 膜５１を成膜する。
【００１９】ここではプラズマＰの生成に２．４５ＧＨ
ｚという高周波の電磁界Ｆを用いているので、平行平板
型のプラズマ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。このため、処理容器１１の内表面
と載置台２２の表面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ＳｉＯ
2 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、１〜１０Ｐａ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
装置より電子の平均自由行程が長く、イオン密度が高く
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・コートに要する時間を短縮することがで
きる。
ｚという高周波の電磁界Ｆを用いているので、平行平板
型のプラズマ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。このため、処理容器１１の内表面
と載置台２２の表面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ＳｉＯ
2 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、１〜１０Ｐａ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
装置より電子の平均自由行程が長く、イオン密度が高く
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・コートに要する時間を短縮することがで
きる。
【００２０】次に、デポジションの工程Ｓ２について説
明する。載置台２２の上面に処理対象のウェーハ２３を
配置し、処理容器１１内の圧力をプリ・コートの工程Ｓ
１よりもやや高い５〜１００Ｐａにする。この圧力下で
プラズマＰを生成し、図３（ｂ）に示すようにウェーハ
２３の表面にＳｉＯ2 膜５２を成膜する。圧力以外の処
理条件はプリ・コートの工程Ｓ１と同じである。比較的
高い圧力でプラズマＰを生成し、イオン密度を低くする
ことにより、ウェーハ２３の表面に形成されるＳｉＯ2
膜５２が受けるダメージを低減することができる。した
がって、半導体素子のゲート絶縁膜形成に適用すれば、
誤動作の少ない半導体素子を形成することができる。こ
のように、本実施の形態の処理方法では、各工程Ｓ１，
Ｓ２で処理条件を変えることにより、ＳｉＯ2 膜５１，
５２のぞれぞれに適切な機能をもたせることができる。
明する。載置台２２の上面に処理対象のウェーハ２３を
配置し、処理容器１１内の圧力をプリ・コートの工程Ｓ
１よりもやや高い５〜１００Ｐａにする。この圧力下で
プラズマＰを生成し、図３（ｂ）に示すようにウェーハ
２３の表面にＳｉＯ2 膜５２を成膜する。圧力以外の処
理条件はプリ・コートの工程Ｓ１と同じである。比較的
高い圧力でプラズマＰを生成し、イオン密度を低くする
ことにより、ウェーハ２３の表面に形成されるＳｉＯ2
膜５２が受けるダメージを低減することができる。した
がって、半導体素子のゲート絶縁膜形成に適用すれば、
誤動作の少ない半導体素子を形成することができる。こ
のように、本実施の形態の処理方法では、各工程Ｓ１，
Ｓ２で処理条件を変えることにより、ＳｉＯ2 膜５１，
５２のぞれぞれに適切な機能をもたせることができる。
【００２１】なお、デポジションの工程Ｓ２を繰り返し
行なった後、再度プリ・コートの工程Ｓ１を行うように
してもよい。デポジションの工程Ｓ２においても処理容
器１１の内表面等にＳｉＯ2 が堆積し、ＳｉＯ2 膜５１
が剥離しやすいしやすい膜厚を超える場合があるので、
処理容器１１内をクリーニングし一旦ＳｉＯ2 膜５１を
除去してから再度プリ・コートの工程Ｓ１を行うように
してもよい。
行なった後、再度プリ・コートの工程Ｓ１を行うように
してもよい。デポジションの工程Ｓ２においても処理容
器１１の内表面等にＳｉＯ2 が堆積し、ＳｉＯ2 膜５１
が剥離しやすいしやすい膜厚を超える場合があるので、
処理容器１１内をクリーニングし一旦ＳｉＯ2 膜５１を
除去してから再度プリ・コートの工程Ｓ１を行うように
してもよい。
【００２２】本実施の形態では、ＳｉＯ2 膜５１，５２
を成膜する場合に、モノシランＳｉＨ4 と酸素Ｏ2 との
混合ガスを用いた例を示したが、Ｓｉx Ｈy Ｆz （ｘは
自然数；ｙ，ｚは０と自然数）とＯ2 との混合ガスを用
いてもよい。また、プリ・コートにおいて絶縁膜として
ＳｉＯ2 膜５１を成膜する例を説明したが、絶縁膜とし
てＳｉ3 Ｎ4 膜を成膜してもよい。Ｓｉ3 Ｎ4 膜を成膜
するには、ガス供給手段に例えばモノシランＳｉＨ4 と
窒素Ｎ2 のガス源を用意し、これらの混合ガスを処理容
器１１内に導入して成膜すればよい。なお、Ｓｉx Ｈ y
Ｆz とＮ2 との混合ガスを用いてもよい。また、プリ・
コートにおいて、Ｓｉx Ｈy Ｆz （例えばＳｉＨ4 ）と
Ｏ2 とＮ 2 との混合ガスを用いて、シリコン酸窒化膜を
成膜してもよい。
を成膜する場合に、モノシランＳｉＨ4 と酸素Ｏ2 との
混合ガスを用いた例を示したが、Ｓｉx Ｈy Ｆz （ｘは
自然数；ｙ，ｚは０と自然数）とＯ2 との混合ガスを用
いてもよい。また、プリ・コートにおいて絶縁膜として
ＳｉＯ2 膜５１を成膜する例を説明したが、絶縁膜とし
てＳｉ3 Ｎ4 膜を成膜してもよい。Ｓｉ3 Ｎ4 膜を成膜
するには、ガス供給手段に例えばモノシランＳｉＨ4 と
窒素Ｎ2 のガス源を用意し、これらの混合ガスを処理容
器１１内に導入して成膜すればよい。なお、Ｓｉx Ｈ y
Ｆz とＮ2 との混合ガスを用いてもよい。また、プリ・
コートにおいて、Ｓｉx Ｈy Ｆz （例えばＳｉＨ4 ）と
Ｏ2 とＮ 2 との混合ガスを用いて、シリコン酸窒化膜を
成膜してもよい。
【００２３】（第２の実施の形態）図４は、本発明の第
２の実施の形態で用いる高周波プラズマ装置の要部構成
を示す断面図である。この図に示されている高周波プラ
ズマ装置は、図１に示した高周波プラズマ装置の処理容
器１１の周囲に、加熱手段としてのヒーター６１が巻か
れたものである。このヒーター６１は、ヒーター電源６
２から電源供給を受けて発熱することにより処理容器１
１を加熱し、プリ・コートの工程Ｓ１において絶縁膜の
堆積が促進される温度にする。例えば、処理容器１１の
内表面等に絶縁膜としてＳｉＯ2 膜５１を成膜する場合
には、処理容器１１を１００〜３００℃に加熱すること
により、ＳｉＯ2 の堆積速度を速くして堆積時間を短縮
することができる。
２の実施の形態で用いる高周波プラズマ装置の要部構成
を示す断面図である。この図に示されている高周波プラ
ズマ装置は、図１に示した高周波プラズマ装置の処理容
器１１の周囲に、加熱手段としてのヒーター６１が巻か
れたものである。このヒーター６１は、ヒーター電源６
２から電源供給を受けて発熱することにより処理容器１
１を加熱し、プリ・コートの工程Ｓ１において絶縁膜の
堆積が促進される温度にする。例えば、処理容器１１の
内表面等に絶縁膜としてＳｉＯ2 膜５１を成膜する場合
には、処理容器１１を１００〜３００℃に加熱すること
により、ＳｉＯ2 の堆積速度を速くして堆積時間を短縮
することができる。
【００２４】また、図５に示すように、処理容器１１Ａ
を加熱する加熱手段を、処理容器１１Ａの側壁内部に全
周にわたって形成された溝６３と、この溝６３に高温の
液体を流通させる導入管６４及び排出管６５とから構成
してもよい。この場合、溝６３に流通させる液体には、
例えばパーフルオロポリエーテル（ガルデン）等を用い
ることができる。なお、図５にはガス供給手段は省略さ
れている。加熱手段の加熱温度は変更自在であってもよ
い。この場合、デポジションの工程Ｓ２において処理容
器１１を更に高温に加熱して活性種を付着しにくくする
ことにより、この工程Ｓ２で処理容器１１の内壁面に絶
縁膜が堆積することを妨げ、絶縁膜が剥離しやすい膜厚
に成長するのを抑制することができる。
を加熱する加熱手段を、処理容器１１Ａの側壁内部に全
周にわたって形成された溝６３と、この溝６３に高温の
液体を流通させる導入管６４及び排出管６５とから構成
してもよい。この場合、溝６３に流通させる液体には、
例えばパーフルオロポリエーテル（ガルデン）等を用い
ることができる。なお、図５にはガス供給手段は省略さ
れている。加熱手段の加熱温度は変更自在であってもよ
い。この場合、デポジションの工程Ｓ２において処理容
器１１を更に高温に加熱して活性種を付着しにくくする
ことにより、この工程Ｓ２で処理容器１１の内壁面に絶
縁膜が堆積することを妨げ、絶縁膜が剥離しやすい膜厚
に成長するのを抑制することができる。
【００２５】（第３の実施の形態）図６は、本発明の第
３の実施の形態で用いる高周波プラズマ装置の要部構成
を示す断面図である。この図では、図４と同一部分又は
相当部分を同一符号で示している。図６に示されている
高周波プラズマ装置では、図４に示した誘電体板１８が
二重構造になっている。すなわち、処理容器１１の上部
開口を塞ぐ第１の誘電体板１８Ａの上方位置にこれと離
間して第２の誘電体板１８Ｂが配置されている。２つの
誘電体板１８Ａ，１８Ｂは、共に厚さ２０〜３０ｍｍ程
度の石英ガラス又はセラミック（例えばＡｌ2 Ｏ3 、Ａ
ｌＮ）等で形成される。
３の実施の形態で用いる高周波プラズマ装置の要部構成
を示す断面図である。この図では、図４と同一部分又は
相当部分を同一符号で示している。図６に示されている
高周波プラズマ装置では、図４に示した誘電体板１８が
二重構造になっている。すなわち、処理容器１１の上部
開口を塞ぐ第１の誘電体板１８Ａの上方位置にこれと離
間して第２の誘電体板１８Ｂが配置されている。２つの
誘電体板１８Ａ，１８Ｂは、共に厚さ２０〜３０ｍｍ程
度の石英ガラス又はセラミック（例えばＡｌ2 Ｏ3 、Ａ
ｌＮ）等で形成される。
【００２６】また、２つの誘電体板１８Ａ，１８Ｂとシ
ールド材１９Ａとによって囲まれた密閉空間に高温の流
体を流通させる流通手段として、導入管７１と排出管７
２とがシールド材１９Ａに設けられている。上記密閉空
間に導入される流体は、処理容器１１内に臨む第１の誘
電体板１８Ａを加熱して活性種が付着しにくい温度（た
だし、６００℃以下）にする。例えば、ＳｉＯ2 膜５
１，５２を成膜する場合には、第１の誘電体板１８Ａを
４００〜６００℃に加熱することにより、第１の誘電体
板１８Ａの表面にＯラジカルが付着しＳｉＯ2 が堆積す
ることを妨げることができる。
ールド材１９Ａとによって囲まれた密閉空間に高温の流
体を流通させる流通手段として、導入管７１と排出管７
２とがシールド材１９Ａに設けられている。上記密閉空
間に導入される流体は、処理容器１１内に臨む第１の誘
電体板１８Ａを加熱して活性種が付着しにくい温度（た
だし、６００℃以下）にする。例えば、ＳｉＯ2 膜５
１，５２を成膜する場合には、第１の誘電体板１８Ａを
４００〜６００℃に加熱することにより、第１の誘電体
板１８Ａの表面にＯラジカルが付着しＳｉＯ2 が堆積す
ることを妨げることができる。
【００２７】なお、上記密閉空間に導入される流体に
は、高周波電磁界Ｆを吸収しにくいものが用いられる。
気体であれば窒素Ｎ2 等、液体であればパーフルオロポ
リエーテル等が用いられる。また、第１の誘電体板１８
Ａと共に密閉空間を形成する第２の誘電体板１８Ｂは、
第１の誘電体板１８Ａに対して載置台２２と異なる側に
配置されればよい。したがって、ラジアルラインアンテ
ナ３０の給電線である同軸導波管４１の途中に第２の誘
電体板を詰めて密閉空間を形成してもよい。この場合、
ラジアルラインアンテナ３０の内部にも流体が流通する
ことになる。
は、高周波電磁界Ｆを吸収しにくいものが用いられる。
気体であれば窒素Ｎ2 等、液体であればパーフルオロポ
リエーテル等が用いられる。また、第１の誘電体板１８
Ａと共に密閉空間を形成する第２の誘電体板１８Ｂは、
第１の誘電体板１８Ａに対して載置台２２と異なる側に
配置されればよい。したがって、ラジアルラインアンテ
ナ３０の給電線である同軸導波管４１の途中に第２の誘
電体板を詰めて密閉空間を形成してもよい。この場合、
ラジアルラインアンテナ３０の内部にも流体が流通する
ことになる。
【００２８】（第４の実施の形態）以上の第１〜第３の
実施の形態では、プリ・コートとして処理容器の内表面
等にＳｉＯ2 又はＳｉ3 Ｎ4 等の絶縁膜を成膜するが、
処理容器等がＡｌ系の材料で形成されている場合、その
内表面等をフッ化処理して表面改質するようにしてもよ
い。その形態を説明する。図７は、本発明の第４の実施
の形態で用いる高周波プラズマ装置の要部構成を示す断
面図である。この図に示されている高周波プラズマ装置
は、図１に示した高周波プラズマ装置のガス供給手段
に、フッ素系のガスであるＳｉＦ4 のガス源１７Ｃと、
これに対応するマスフローコントローラ１５Ｃ及び開閉
弁１６Ｃとを付加したものである。ただし、処理容器１
１Ｂ及び載置台２２ＢはＡｌで形成されているものとす
る。図７に示した高周波プラズマ装置を用いた処理方法
は、プリ・コートの工程Ｓ１１とデポジションの工程Ｓ
１２とを有している。
実施の形態では、プリ・コートとして処理容器の内表面
等にＳｉＯ2 又はＳｉ3 Ｎ4 等の絶縁膜を成膜するが、
処理容器等がＡｌ系の材料で形成されている場合、その
内表面等をフッ化処理して表面改質するようにしてもよ
い。その形態を説明する。図７は、本発明の第４の実施
の形態で用いる高周波プラズマ装置の要部構成を示す断
面図である。この図に示されている高周波プラズマ装置
は、図１に示した高周波プラズマ装置のガス供給手段
に、フッ素系のガスであるＳｉＦ4 のガス源１７Ｃと、
これに対応するマスフローコントローラ１５Ｃ及び開閉
弁１６Ｃとを付加したものである。ただし、処理容器１
１Ｂ及び載置台２２ＢはＡｌで形成されているものとす
る。図７に示した高周波プラズマ装置を用いた処理方法
は、プリ・コートの工程Ｓ１１とデポジションの工程Ｓ
１２とを有している。
【００２９】図８は、各工程における高周波プラズマ装
置の断面図である。以下、この図を参照して説明する。
プリ・コートの工程Ｓ１１では、載置台２２Ｂの上面に
処理対象のウェーハ２３が載置されていない状態で、処
理容器１１Ｂ内の圧力を１〜１５Ｐａにする。なお、載
置台２２Ｂの上面に処理対象でないダミーウェーハが載
置されていてもよい。上記の圧力を維持しつつ、ノズル
１４からＳｉＦ4 ガスを流量制御して処理容器１１Ｂ内
に導入し、ラジアルラインアンテナ３０から周波数２．
４５ＧＨｚの高周波電磁界Ｆを処理容器１１Ｂ内に導入
し、プラズマＰを生成する。このとき、Ａｌが露出する
処理容器１１Ｂの内表面及び載置台２２Ｂの表面では、
次のような反応が進行する。２ＳｉＦ4＋２Ａｌ→２Ａ
ｌＦ3＋２Ｓｉ＋Ｆ2
置の断面図である。以下、この図を参照して説明する。
プリ・コートの工程Ｓ１１では、載置台２２Ｂの上面に
処理対象のウェーハ２３が載置されていない状態で、処
理容器１１Ｂ内の圧力を１〜１５Ｐａにする。なお、載
置台２２Ｂの上面に処理対象でないダミーウェーハが載
置されていてもよい。上記の圧力を維持しつつ、ノズル
１４からＳｉＦ4 ガスを流量制御して処理容器１１Ｂ内
に導入し、ラジアルラインアンテナ３０から周波数２．
４５ＧＨｚの高周波電磁界Ｆを処理容器１１Ｂ内に導入
し、プラズマＰを生成する。このとき、Ａｌが露出する
処理容器１１Ｂの内表面及び載置台２２Ｂの表面では、
次のような反応が進行する。２ＳｉＦ4＋２Ａｌ→２Ａ
ｌＦ3＋２Ｓｉ＋Ｆ2
【００３０】この処理容器１１Ｂの内表面及び載置台２
２Ｂの表面のフッ化処理を所定時間続け、図８（ａ）に
示すように膜厚が０．１〜１０μｍの範囲内で均一なＡ
ｌＦ 3 膜８１を形成する。ＡｌＦ3 は極めて安定な物質
であるから、ＡｌＦ3 膜８１で処理容器１１Ｂの内表面
等をコーティングすることにより、処理容器１１Ｂ等か
らその構成金属が離脱し処理容器１１Ｂ内を汚染するこ
とを防止することができる。このように処理容器１１の
内表面等をフッ化処理してコーティングする方法でも、
第１の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、
電子温度が低いプラズマＰにより、ＡｌＦ3 膜８１を緻
密かつ均一に形成し、ＡｌやＦが離脱しにくいものとす
ることができる。また、高密度のプラズマＰにより、高
速でフッ化処理を行い、プリ・コートを短時間で行うこ
とができる。
２Ｂの表面のフッ化処理を所定時間続け、図８（ａ）に
示すように膜厚が０．１〜１０μｍの範囲内で均一なＡ
ｌＦ 3 膜８１を形成する。ＡｌＦ3 は極めて安定な物質
であるから、ＡｌＦ3 膜８１で処理容器１１Ｂの内表面
等をコーティングすることにより、処理容器１１Ｂ等か
らその構成金属が離脱し処理容器１１Ｂ内を汚染するこ
とを防止することができる。このように処理容器１１の
内表面等をフッ化処理してコーティングする方法でも、
第１の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、
電子温度が低いプラズマＰにより、ＡｌＦ3 膜８１を緻
密かつ均一に形成し、ＡｌやＦが離脱しにくいものとす
ることができる。また、高密度のプラズマＰにより、高
速でフッ化処理を行い、プリ・コートを短時間で行うこ
とができる。
【００３１】デポジションの工程Ｓ１２は、第１の実施
の形態におけるデポジションの工程Ｓ２と同様である。
すなわち、載置台２２Ｂの上面に処理対象のウェーハ２
３を配置し、処理容器１１Ｂ内の圧力を５〜１００Ｐａ
に維持しつつ、処理容器１１Ｂ内にモノシランＳｉＨ4
と酸素Ｏ2 との混合ガスを導入してプラズマＰを生成
し、図８（ｂ）に示すようにウェーハ２３の表面にＳｉ
Ｏ2 膜５２を成膜するのである。
の形態におけるデポジションの工程Ｓ２と同様である。
すなわち、載置台２２Ｂの上面に処理対象のウェーハ２
３を配置し、処理容器１１Ｂ内の圧力を５〜１００Ｐａ
に維持しつつ、処理容器１１Ｂ内にモノシランＳｉＨ4
と酸素Ｏ2 との混合ガスを導入してプラズマＰを生成
し、図８（ｂ）に示すようにウェーハ２３の表面にＳｉ
Ｏ2 膜５２を成膜するのである。
【００３２】本実施の形態では、処理容器１１Ｂ及び載
置台２２ＢのＡｌ表面をフッ化処理する場合に、処理ガ
スとしてＳｉＦ4 を用いる例を示したが、Ｓｉx Ｈy Ｆ
z （ｘ，ｚは自然数；ｙは０と自然数）を用いてもよ
い。また、これ以外にＦ2 ガス、ＨＦガス、又は、ＣＦ
4 とＯ2 との混合ガスを用いてもよい。また、処理容器
１１Ｂ及び載置台２２Ｂの酸化されたＡｌ2Ｏ3表面をフ
ッ化処理する場合には、処理ガスとしてＨＦガス又はＮ
Ｆ3 ガスを用いればよい。また、処理容器１１Ｂ及び載
置台２２Ｂの窒化されたＡｌＮ表面をフッ化処理する場
合には、処理ガスとしてＣｌＦガス又はＮＦ3 ガスを用
いればよい。
置台２２ＢのＡｌ表面をフッ化処理する場合に、処理ガ
スとしてＳｉＦ4 を用いる例を示したが、Ｓｉx Ｈy Ｆ
z （ｘ，ｚは自然数；ｙは０と自然数）を用いてもよ
い。また、これ以外にＦ2 ガス、ＨＦガス、又は、ＣＦ
4 とＯ2 との混合ガスを用いてもよい。また、処理容器
１１Ｂ及び載置台２２Ｂの酸化されたＡｌ2Ｏ3表面をフ
ッ化処理する場合には、処理ガスとしてＨＦガス又はＮ
Ｆ3 ガスを用いればよい。また、処理容器１１Ｂ及び載
置台２２Ｂの窒化されたＡｌＮ表面をフッ化処理する場
合には、処理ガスとしてＣｌＦガス又はＮＦ3 ガスを用
いればよい。
【００３３】また、プリ・コートの工程Ｓ１２におい
て、処理容器１１Ｂの内表面及び載置台２２Ｂの表面を
フッ化処理してＡｌＦ3 膜８１を形成した後で、このＡ
ｌＦ3膜８１上にＳｉＯ2 膜５１又はＳｉ3 Ｎ4 膜等の
絶縁膜を形成するようにしてもよい。この絶縁膜の形成
方法は、第１の実施の形態におけるプリ・コートの工程
Ｓ１に示した方法と同じでよい。このように二重コーテ
ィングすることにより、プラズマポテンシャルが高い場
合でも、処理容器１１Ｂ内の汚染を低減することができ
る。
て、処理容器１１Ｂの内表面及び載置台２２Ｂの表面を
フッ化処理してＡｌＦ3 膜８１を形成した後で、このＡ
ｌＦ3膜８１上にＳｉＯ2 膜５１又はＳｉ3 Ｎ4 膜等の
絶縁膜を形成するようにしてもよい。この絶縁膜の形成
方法は、第１の実施の形態におけるプリ・コートの工程
Ｓ１に示した方法と同じでよい。このように二重コーテ
ィングすることにより、プラズマポテンシャルが高い場
合でも、処理容器１１Ｂ内の汚染を低減することができ
る。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のプリ・コ
ート方法は、高周波プラズマ装置を用い、少なくとも処
理容器の内表面に絶縁膜を成膜する。高周波プラズマ装
置は、プラズマの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、低圧力下でプラズマを生成すれば、プラズマ
のイオン密度が高くなるので、処理容器の内表面への絶
縁膜の堆積速度を速くし、プリ・コートに要する時間を
短縮することができる。また、本発明のプリ・コート方
法は、高周波プラズマ装置を用い、少なくともＡｌ系の
処理容器の内表面をフッ化処理する。この方法でも、上
記のプリ・コート方法と同様の効果が得られる。
ート方法は、高周波プラズマ装置を用い、少なくとも処
理容器の内表面に絶縁膜を成膜する。高周波プラズマ装
置は、プラズマの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、低圧力下でプラズマを生成すれば、プラズマ
のイオン密度が高くなるので、処理容器の内表面への絶
縁膜の堆積速度を速くし、プリ・コートに要する時間を
短縮することができる。また、本発明のプリ・コート方
法は、高周波プラズマ装置を用い、少なくともＡｌ系の
処理容器の内表面をフッ化処理する。この方法でも、上
記のプリ・コート方法と同様の効果が得られる。
【００３５】また、本発明の処理方法は、アンテナから
高周波の電磁界を処理容器内に供給してプラズマを生成
し、このプラズマを用いて少なくとも処理容器の内表面
にプリ・コートする第１の工程と、処理容器内にウェー
ハを配置し、アンテナから高周波の電磁界を処理容器内
に供給してプラズマを生成し、このプラズマを用いてウ
ェーハの表面に絶縁膜を成膜する第２の工程とを有し、
第１の工程と第２の工程とで、プラズマを生成する条件
が異なる。これにより、処理容器の内表面へのプリ・コ
ートと、ウェーハ表面に形成される絶縁膜とのぞれぞれ
に、適切な機能をもたせることができる。
高周波の電磁界を処理容器内に供給してプラズマを生成
し、このプラズマを用いて少なくとも処理容器の内表面
にプリ・コートする第１の工程と、処理容器内にウェー
ハを配置し、アンテナから高周波の電磁界を処理容器内
に供給してプラズマを生成し、このプラズマを用いてウ
ェーハの表面に絶縁膜を成膜する第２の工程とを有し、
第１の工程と第２の工程とで、プラズマを生成する条件
が異なる。これにより、処理容器の内表面へのプリ・コ
ートと、ウェーハ表面に形成される絶縁膜とのぞれぞれ
に、適切な機能をもたせることができる。
【００３６】また、本発明のプラズマ装置は、載置台を
収容する処理容器を加熱する加熱手段と、アンテナの放
射面に対向配置された第１の誘電体板と共に密閉空間を
形成する第２の誘電体板と、密閉空間に流体を流通させ
て第１の誘電体板を加熱する流通手段とを備えている。
プリ・コートの工程において、処理容器を加熱して絶縁
膜の堆積が促進される温度にすることにより、処理容器
の内表面への絶縁膜の堆積時間を短縮することができ
る。また、第１の誘電体板を加熱して活性種が付着しに
くい温度にすることにより、第１の誘電体板への絶縁膜
の堆積を低減することができる。更に、加熱手段の加熱
温度を変更自在とし、デポジションの工程において、処
理容器を更に高温に加熱して活性種を付着しにくい温度
にすることにより、処理容器の内表面への余剰な絶縁膜
の堆積を抑制することができる。
収容する処理容器を加熱する加熱手段と、アンテナの放
射面に対向配置された第１の誘電体板と共に密閉空間を
形成する第２の誘電体板と、密閉空間に流体を流通させ
て第１の誘電体板を加熱する流通手段とを備えている。
プリ・コートの工程において、処理容器を加熱して絶縁
膜の堆積が促進される温度にすることにより、処理容器
の内表面への絶縁膜の堆積時間を短縮することができ
る。また、第１の誘電体板を加熱して活性種が付着しに
くい温度にすることにより、第１の誘電体板への絶縁膜
の堆積を低減することができる。更に、加熱手段の加熱
温度を変更自在とし、デポジションの工程において、処
理容器を更に高温に加熱して活性種を付着しにくい温度
にすることにより、処理容器の内表面への余剰な絶縁膜
の堆積を抑制することができる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態で用いる高周波プ
ラズマ装置の要部構成を示す断面図である。
ラズマ装置の要部構成を示す断面図である。
【図２】 図１に示した高周波プラズマ装置を用いた処
理方法の主要な工程の流れを示すフローチャートであ
る。
理方法の主要な工程の流れを示すフローチャートであ
る。
【図３】 プリ・コートの工程及びデポジションの工程
における高周波プラズマ装置の断面図である。
における高周波プラズマ装置の断面図である。
【図４】 本発明の第２の実施の形態で用いる高周波プ
ラズマ装置の要部構成を示す断面図である。
ラズマ装置の要部構成を示す断面図である。
【図５】 本発明の第２の実施の形態で用いる他の高周
波プラズマ装置の要部構成を示す断面図である。
波プラズマ装置の要部構成を示す断面図である。
【図６】 本発明の第３の実施の形態で用いる高周波プ
ラズマ装置の要部構成を示す断面図である。
ラズマ装置の要部構成を示す断面図である。
【図７】 本発明の第４の実施の形態で用いる高周波プ
ラズマ装置の要部構成を示す断面図である。
ラズマ装置の要部構成を示す断面図である。
【図８】 プリ・コートの工程及びデポジションの工程
における高周波プラズマ装置の断面図である。
における高周波プラズマ装置の断面図である。
１１，１１Ａ，１１Ｂ…処理容器、１２…排気口、１３
…真空ポンプ（排気手段）、１４…ノズル、１５Ａ〜１
５Ｃ…マスフローコントローラ、１６Ａ〜１６Ｃ…開閉
弁、１７Ａ〜１７Ｃ…ガス源、１８，１８Ａ，１８Ｂ…
誘電体板、１９，１９Ａ…シールド材、２１…絶縁板、
２２，２２Ｂ…載置台、２３…ウェーハ、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…電磁界導入口、３
６…スロット、４１…同軸導波管、４１Ａ…外導体、４
１Ｂ…内導体、４２…矩形・同軸変換器、４３…矩形導
波管、４４…マッチング回路、４５…高周波発生器、５
１，５２…ＳｉＯ2 膜（絶縁膜）、６１…ヒーター（加
熱手段）、６２…ヒーター電源、６３…溝、６４，７１
…導入管、６５，７２…排出管、８１…ＡｌＦ3 膜、Ｓ
１，Ｓ１１…プリ・コートの工程、Ｆ…高周波電磁界、
Ｐ…プラズマ、Ｓ２，Ｓ１２…デポジションの工程。
…真空ポンプ（排気手段）、１４…ノズル、１５Ａ〜１
５Ｃ…マスフローコントローラ、１６Ａ〜１６Ｃ…開閉
弁、１７Ａ〜１７Ｃ…ガス源、１８，１８Ａ，１８Ｂ…
誘電体板、１９，１９Ａ…シールド材、２１…絶縁板、
２２，２２Ｂ…載置台、２３…ウェーハ、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…電磁界導入口、３
６…スロット、４１…同軸導波管、４１Ａ…外導体、４
１Ｂ…内導体、４２…矩形・同軸変換器、４３…矩形導
波管、４４…マッチング回路、４５…高周波発生器、５
１，５２…ＳｉＯ2 膜（絶縁膜）、６１…ヒーター（加
熱手段）、６２…ヒーター電源、６３…溝、６４，７１
…導入管、６５，７２…排出管、８１…ＡｌＦ3 膜、Ｓ
１，Ｓ１１…プリ・コートの工程、Ｆ…高周波電磁界、
Ｐ…プラズマ、Ｓ２，Ｓ１２…デポジションの工程。
Claims (11)
- 【請求項１】 ウェーハを載置する載置台と、この載置
台を収容する処理容器と、この処理容器内を排気する排
気手段と、前記処理容器内にガスを供給するガス供給手
段と、前記処理容器内に高周波の電磁界を供給するアン
テナとを備えたプラズマ装置を用い、 前記処理容器内にガスを供給すると共に前記処理容器内
に電磁界を供給してプラズマを生成し、このプラズマを
用いて少なくとも前記処理容器の内表面に絶縁膜を成膜
することを特徴とするプリ・コート方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のプリ・コート方法におい
て、 前記ガスは、Ｓｉx Ｈy Ｆz （ｘは自然数；ｙ，ｚは０
と自然数）と酸素との混合ガスであることを特徴とする
プリ・コート方法。 - 【請求項３】 請求項１記載のプリ・コート方法におい
て、 前記ガスは、Ｓｉx Ｈy Ｆz （ｘは自然数；ｙ，ｚは０
と自然数）と窒素との混合ガスであることを特徴とする
プリ・コート方法。 - 【請求項４】 請求項１記載のプリ・コート方法におい
て、 前記ガスは、Ｓｉx Ｈy Ｆz （ｘは自然数；ｙ，ｚは０
と自然数）と酸素と窒素との混合ガスであることを特徴
とするプリ・コート方法。 - 【請求項５】 ウェーハを載置する載置台と、この載置
台を収容するＡｌ系の処理容器と、この処理容器内を排
気する排気手段と、前記処理容器内にガスを供給するガ
ス供給手段と、前記処理容器内に高周波の電磁界を供給
するアンテナとを備えたプラズマ装置を用い、 前記処理容器内にフッ素系のガスを供給すると共に前記
処理容器内に電磁界を供給してプラズマを生成し、この
プラズマを用いて少なくとも前記処理容器の内表面をフ
ッ化処理することを特徴とするプリ・コート方法。 - 【請求項６】 請求項５記載のプリ・コート方法におい
て、 前記ガスは、Ｓｉx Ｈy Ｆz （ｘ，ｚは自然数；ｙは０
と自然数）であることを特徴とするプリ・コート方法。 - 【請求項７】 請求項５又は６記載のプリ・コート方法
において、 さらに、前記処理容器内にガスを供給すると共に前記処
理容器内に電磁界を供給してプラズマを生成し、このプ
ラズマを用いてフッ化処理された表面上に絶縁膜を成膜
することを特徴とするプリ・コート方法。 - 【請求項８】 アンテナから高周波の電磁界を処理容器
内に供給してプラズマを生成し、このプラズマを用いて
少なくとも前記処理容器の内表面にプリ・コートする第
１の工程と、 前記処理容器内にウェーハを配置し、前記アンテナから
高周波の電磁界を前記処理容器内に供給してプラズマを
生成し、このプラズマを用いて前記ウェーハの表面に絶
縁膜を成膜する第２の工程とを有し、 前記第１の工程と前記第２の工程とでは、プラズマを生
成する条件が異なることを特徴とする処理方法。 - 【請求項９】 請求項８記載の処理方法において、 前記第１の工程では、前記第２の工程よりも前記処理容
器内の圧力を低くして前記プラズマを生成することを特
徴とする処理方法。 - 【請求項１０】 ウェーハを載置する載置台と、この載
置台を収容するＡｌ系の処理容器と、この処理容器内を
排気する排気手段と、前記処理容器内にガスを供給する
ガス供給手段と、前記処理容器内に高周波の電磁界を供
給するアンテナとを備えたプラズマ装置において、 前記処理容器の内表面は、フッ化処理されていることを
特徴とするプラズマ装置。 - 【請求項１１】 ウェーハを載置する載置台と、この載
置台を収容する処理容器と、この処理容器内に高周波の
電磁界を供給するアンテナと、このアンテナの放射面に
対向配置された第１の誘電体板とを備えたプラズマ装置
において、 前記処理容器を加熱する加熱手段と、 前記第１の誘電体板に対して前記載置台と異なる側に配
置され前記第１の誘電体板と共に密閉空間を形成する第
２の誘電体板と、 前記密閉空間に流体を流通させて前記第１の誘電体板を
加熱する流通手段とを備えたことを特徴とするプラズマ
装置。
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|---|---|---|---|
| JP2001199413A JP4782316B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 処理方法及びプラズマ装置 |
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|---|---|---|---|
| JP2001199413A JP4782316B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 処理方法及びプラズマ装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003017479A true JP2003017479A (ja) | 2003-01-17 |
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-
2001
- 2001-06-29 JP JP2001199413A patent/JP4782316B2/ja not_active Expired - Fee Related
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