JPH07273092A

JPH07273092A - プラズマ処理装置及びそのクリーニング方法

Info

Publication number: JPH07273092A
Application number: JP6230794A
Authority: JP
Inventors: Takashi Akahori; 孝赤堀
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1995-10-20
Anticipated expiration: 2017-02-04
Also published as: JP3254482B2

Abstract

(57)【要約】【構成】プラズマクリーニングによって反応室内のパ
ーティクル、堆積物等の除去を行なうプラズマ処理装置
のクリーニング方法において、前記反応室前段のローデ
ィング室に、処理すべき正規試料に加えてプラズマクリ
ーニング時に試料台上に載置するための前記正規試料と
同一形状のクリーニング用試料を装備しておくプラズマ
処理装置のクリーニング方法。【効果】正規処理試料のプラズマ処理後、反応室に供
給するガスを成膜用のガスから腐食性のクリーニング用
のフッ素系ガスに変更し、フッ素系ガスにより反応室の
プラズマクリーニングが行なわれても、ヒータが埋設さ
れた試料台表面がダメージを受けることはなく、容易に
クリーニングを行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラズマ処理装置及びそ
のクリーニング方法に関し、より詳細には試料にＣＶＤ
処理やエッチング処理を施すためのプラズマ処理装置、
及びプラズマエッチングによって反応室内のパーティク
ル、堆積物等の除去を行なうプラズマ処理装置のクリー
ニング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、一般に薄膜の形成方法に使用す
る電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ：Electron Cycrotr
on Resonance）によりプラズマを発生させ、プラズマ処
理を行う装置（以下、ＥＣＲ装置と記す）を模式的に示
した断面図である。

【０００３】該ＥＣＲ装置は、プラズマ生成室１１と反
応室１２とからなる装置本体１３と、プラズマ生成室１
１の周囲に配設されて直流電源（図示せず）が接続され
た励磁コイル１４と、マイクロ波発振器（図示せず）か
ら発振されたマイクロ波をプラズマ生成室１１に導入す
る導波管１５等とから構成されている。１６はマイクロ
波導入窓、１７はマイクロ波導入窓１６に高周波（Ｒ
Ｆ）を印加する高周波発生源、１８は試料１９が載置さ
れる試料台、５０は試料１９を試料台１８上に固定する
とともに、試料台１８上に堆積物、パーティクル等が付
着するのを防止するための石英押さえリングをそれぞれ
表している。

【０００４】プラズマ生成室１１は略円筒形状に形成さ
れ、このプラズマ生成室１１の上部壁の略中央部にはマ
イクロ波を導入するための第１の孔２０が形成されてお
り、プラズマ生成室１１の下方には、このプラズマ生成
室１１よりも大口径を有する反応室１２が一体的に形成
されている。また、この反応室１２とプラズマ生成室１
１とは、仕切板２１によって仕切られており、この仕切
板２１の略中央部には第２の孔（プラズマ引出窓）２２
が形成されている。

【０００５】さらに、反応室１２の側壁には第１の導入
配管２３が接続され、反応室１２の底部には排気系（図
示せず）に連通している排気配管２４が接続されてい
る。また、プラズマ生成室１１の上部壁には第２の導入
配管２５が接続されている。

【０００６】高周波発生源１７は高周波発生器２６とマ
ッチングボックス２７とから構成され、マイクロ波導入
窓１６と導波管１５との間に挟着された平板電極２８を
介してマイクロ波導入窓１６に高周波が印加されるよう
になっている。

【０００７】試料台１８には試料１９に高周波を印加す
るための高周波発振器３１が、マッチングボックス３０
を介して接続されている。この高周波発振器３１により
試料１９に所定の高周波を印加し、薄膜の形成を行なう
ことにより、試料１９にかかるバイアス電圧により、試
料１９表面の凹凸面が微細な場合でも段差被覆性の良好
な薄膜を形成できる。

【０００８】図４（ａ）は試料台１８近傍を模式的に示
した拡大平面図であり、（ｂ）はその拡大正面断面図で
ある。石英押さえリング５０はリング形状に形成されて
おり、リング内側には試料１９を試料台１８に圧接させ
るための石英押さえピン５０ａが３か所突出して形成さ
れており、石英押さえリング５０の石英押さえピン５０
ａにより圧接させられた試料１９が試料台１８上に載置
されている。

【０００９】上記装置を用いて例えばＴｉＮ薄膜を形成
するには、まず排気系を操作して装置本体１３内を減圧
し、この後、ＴｉＣｌ₄ を第１の導入配管２３から反応
室１２内に供給する。一方、Ａｒ、Ｈ₂ 、Ｎ₂ をプラズ
マ生成室１１内に導入配管２５から供給する。この後装
置本体１３内を所定の圧力に設定する。

【００１０】さらに高周波発生源１７に通電してマイク
ロ波導入窓１６に高周波を印加し、マイクロ波導入窓１
６に発生するバイアス電圧によるＡｒイオンのスパッタ
効果により、ＴｉＮ薄膜がマイクロ波導入窓１６に付着
するのを防止する。一方、マイクロ波発振器から導波管
１５を介してマイクロ波をプラズマ生成室１１に導入す
ると共に、励磁コイル１４に直流電流を流してプラズマ
生成室１１内に磁場を生じさせる。そしてプラズマ生成
室１１内で高エネルギ電子と原料ガスとを衝突させ、こ
の原料ガスを分解してイオン化し、プラズマを生成させ
る。

【００１１】この生成されたプラズマは孔２２を通過
し、発散磁界により図中矢印Ａ方向に加速されて反応室
１２内に導かれ、試料台１８に載置された試料１９の表
面にＴｉＮ薄膜を形成する。

【００１２】次に、上記ＥＣＲ装置を使用して試料１９
に連続的にプラズマ処理を施す際の手順を説明する。図
５は図３に示した構成からなるＥＣＲ装置が２台配設さ
れたプラズマ処理装置を模式的に示した平面図である。
カセットステージ４０は、例えばプラズマ処理用の試料
１９が２５枚納められたカセットを置くための台であ
る。カセットステージ４０にセットされたカセット内の
試料１９は、搬送ロボット４２ａによってオリフラ合わ
せ機構４１に移され、オリフラが合わせられる。その
後、試料１９は再度ロボット４２ａによってローディン
グ室４３内に搬送される。ローディング室４３内には試
料保持用カセット（図示せず）が装備されており、ロボ
ット４２ａによりローディング室４３の試料保持用カセ
ットに２５枚の試料１９が収納される。

【００１３】次に、ローディング室４３を真空排気し、
ロボット４２ｂによってまずローディング室４３内の試
料１９のうち１枚がトランスファー室４４を経て、プラ
ズマ処理装置４５（又はプラズマ処理装置４６）の試料
台１８に搬送され、上記した方法によりプラズマ処理が
施される。前記プラズマ処理の間に、他の試料１９がロ
ボット４２ｂによってプラズマ処理が行われていないＥ
ＣＲ装置４６（又はＥＣＲ装置４５）内の試料台１８に
搬送され、同様にプラズマ処理が施される。ＥＣＲ装置
４５での前記プラズマ処理が終了すると、試料１９はロ
ーディング室４３の元の試料保持用カセットに移送さ
れ、新しい試料１９がＥＣＲ装置４５に搬送される。こ
の後、同様の操作でＥＣＲ装置４５、又はＥＣＲ装置４
６に次々に試料１９が搬送され、プラズマ処理が施され
た後、元の試料保持用カセットに搬送される。２５枚の
試料１９につき、すべてプラズマ処理が終了し、すべて
の試料１９が試料保持用カセットに収納された後、ロー
ディング室４３はトランスファー室４４から隔離され、
大気圧に戻された後、試料１９はロボット４２ａにより
最初のカセットステージ４０に搬送され一連の処理が完
了する。

【００１４】ここで、ローディング室４３、４７、トラ
ンスファー室４４及びＥＣＲ装置４５、４６は、すべて
真空排気できる構造となっているので、試料１９はロー
ディング室４３（４７）に搬送された後、プラズマ処理
が完了してローディング室４３（４７）から出るまでの
間、直接大気に触れることはない。

【００１５】一方、前記工程が進行している間に、次の
カセットステージ４８から２５枚の未処理の試料１９が
搬送ロボット４２ａによってオリフラ合わせ機構４１に
移され、オリフラが合わせられ、もう一つのローディン
グ室４７の試料保持用カセットに搬送される。そして、
上記工程でプラズマ処理を終えた試料１９を全てローデ
ィング室４３の試料保持用カセットに収納し終ると、別
のローディング室４７からＥＣＲ装置４５、４６への搬
送が可能になる。そこで、その後は上記方法と同様に試
料１９がＥＣＲ装置４５、４６に搬送され、プラズマ処
理が施され、処理済みの試料１９がローディング室４７
の元の試料保持用カセットに移送される。全ての試料１
９がロボット４２ｂによりローディング室４７に戻され
た後、ローディング室４７は大気圧に戻され、今度は試
料１９がロボット４２ａにより最初のカセットステージ
４８に戻され、一連の処理が完了する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】通常、プラズマ処理を
施して試料１９に薄膜を形成する場合、反応室１２内に
も堆積物、パーティクル等が付着する。この反応室１２
内の堆積物、パーティクル等を除去するために定期的に
プラズマクリーニングを行なっている。このプラズマク
リーニング方法として、腐食性の高いフッ素系のガスを
第１の導入配管２３から導入し、約１０分程度プラズマ
を照射し、クリーニングを行なう。このとき反応室１２
の内壁等だけでなく、試料台１８にもエッチング性のプ
ラズマが照射されるため、試料台１８のエッチング、ス
パッタリング等が起こり、試料台１８に埋設されている
ヒータ（図示せず）及び試料台１８表面がダメージを受
ける。しかし、試料台１８は取り外してクリーニングす
ることが困難なため、試料台１８の表面モホロジーが悪
くなり、試料１９との接触面積が変化し、プロセスの再
現性を失うことになるという課題があった。

【００１７】さらに試料台１８がエッチング、スパッタ
リングされるために、反応室１２内壁に試料台１８から
のエッチング物が堆積し、試料１９への成膜処理の際、
重金属汚染等が発生し、又は処理した試料１９上に残留
するパーティクルの数が増加するという課題もあった。

【００１８】本発明は上記課題に鑑み発明されたもので
あって、試料台にダメージを与えることなく、反応室を
容易にクリーニングすることができ、その後にプラズマ
処理を施す試料の金属汚染やパーティクル数の増加を防
止することができるプラズマ処理装置及びそのクリーニ
ング方法を提供することを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るプラズマ処理装置は、試料が載置される
試料台を備えたプラズマ処理を行うための反応室と、該
反応室にあるいは該反応室から搬送される試料を真空状
態に継時待機させるためのローディング室とを備えたプ
ラズマ処理装置において、前記ローディング室内に正規
試料と共に、予備試料を保持する試料保持手段を備えて
いることを特徴としている（１）。

【００２０】また本発明に係るプラズマ処理装置のクリ
ーニング方法は、上記（１）記載のプラズマ処理装置の
クリーニング方法において、前記ローディング室内の予
備試料分の試料保持手段部分に正規試料と同一形状のク
リーニング用試料を装備し、該クリーニング用試料を前
記反応室内の試料台上に搬送し、前記クリーニング用試
料を前記試料台上に載置した状態でプラズマを発生させ
て前記反応室内をプラズマクリーニングし、その後前記
クリーニング用試料を前記ローディング室内の予備試料
分の前記試料保持手段部分に戻すことを特徴としている
（２）。

【００２１】さらに本発明に係るプラズマ処理装置のク
リーニング方法は、上記（２）記載のプラズマ処理装置
のクリーニング方法において、前記ローディング室内の
予備試料分の試料保持手段部分に正規試料と同一形状の
クリーニング用試料に代えて、正規試料より小さい形状
のクリーニング用試料を装備することを特徴としている
（３）。

【００２２】

【作用】上記（１）記載のプラズマ処理装置によれば、
試料が載置される試料台を備えたプラズマ処理を行うた
めの反応室と、該反応室にあるいは該反応室から搬送さ
れる試料を真空状態に継時待機させるためのローディン
グ室とを備えたプラズマ処理装置において、前記ローデ
ィング室内に正規試料と共に、予備試料を保持する試料
保持手段を備えているので、前記プラズマ処理装置を使
用して上記（２）又は（３）記載のプラズマ処理装置の
クリーニング方法を実施することができ、クリーニング
時のプラズマによる腐食等から、前記試料台が保護され
ることとなる。

【００２３】上記（２）記載の方法によれば、上記
（１）記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法にお
いて、前記ローディング室内の予備試料分の試料保持手
段部分に正規試料と同一形状のクリーニング用試料を装
備し、該クリーニング用試料を前記反応室内の試料台上
に搬送し、前記クリーニング用試料を前記試料台上に載
置した状態でプラズマを発生させて前記反応室内をプラ
ズマクリーニングし、その後前記クリーニング用試料を
前記ローディング室内の予備試料分の前記試料保持手段
部分に戻すので、前記正規試料のプラズマ処理後の装置
のクリーニング時には、前記クリーニング用試料が前記
試料台上に載置され、クリーニング時におけるプラズマ
から前記試料台が保護されることとなり、該試料台にダ
メージを与えることなく、プラズマ処理装置をクリーニ
ングすることが可能となる。

【００２４】また上記（３）記載の方法によれば、上記
（２）記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法にお
いて、前記ローディング室内の予備試料分の試料保持手
段部分に正規試料と同一形状のクリーニング用試料に代
えて、正規試料より小さい形状のクリーニング用試料を
装備しているので、前記正規試料のプラズマ処理により
前記正規試料と石英押さえリングとの間に付着した前記
試料台上のパーティクル及び堆積物を、前記試料台にダ
メージを与えることなくクリーニングすることが可能と
なる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明に係るプラズマ処理装置及びそ
のクリーニング方法の実施例について説明する。なお実
施例に係るプラズマ処理装置の構成は、試料保持用カセ
ットを除いて図３及び図５に示した従来のものと同様で
ある。従って、ここでは試料保持用カセットのみについ
て説明し、他の装置の構成についての説明は省略するこ
ととする。図１（ａ）は、本発明の実施例に係る試料保
持用カセットを模式的に示した平面図であり、（ｂ）は
その正面図である。

【００２６】Ｔｉ製の試料保持用カセット３５には、２
６段の試料載置用棚３６が形成されており、試料載置用
棚３６の上方には試料より若干大きめの平板状部材より
なる上部試料保護用部材３７が配設されている。また、
試料保持用カセット３５の下部にはカセット昇降用部材
３８が取り付けられるようになっており、試料１９をロ
ボットが搬送する際、このカセット昇降用部材３８によ
って試料保持用カセット３５が適切な高さに調整され
る。従来は、プラズマ処理を施す正規処理試料１９のみ
を載置すればよかったので、試料載置用棚は２５段であ
ったが、本実施例においては正規処理試料１９に加えて
クリーニング専用試料を載置する必要があり、そのため
に試料載置用棚３６が２６段形成されている。このよう
な構成の試料保持用カセット３５を使用するので、以下
に説明するプラズマ処理装置のクリーニングを実施する
ことができる。

【００２７】実施例に係るプラズマ処理装置のクリーニ
ング方法では、まず初めに前もってクリーニング専用の
試料を一枚づつ、ローディング室４３、４７内の試料保
持用カセット３５にそれぞれ載置しておく。次に、カセ
ットステージ４０にセットされたカセット内の２５枚の
正規処理試料１９は、搬送ロボット４２ａによってオリ
フラ合わせ機構４１に移され、オリフラが合わせられ
る。その後、再度ロボット４２ａによって試料１９はロ
ーディング室４３内の試料保持用カセット３５に搬送さ
れ、２５枚の正規処理試料１９が収納される。この操作
により試料保持用カセット３５には２５枚の正規処理試
料１９と１枚のクリーニング専用の試料が納められたこ
とになる。

【００２８】次に、ローディング室４３を真空排気し、
ロボット４２ｂによってまずローディング室４３内の正
規処理試料１９のうち１枚がトランスファー室４４を経
て、ＥＣＲ装置４５の試料台１８に搬送され、プラズマ
処理が施される。前記プラズマ処理の間に、他の正規処
理試料１９がロボット４２ｂによってプラズマ処理が行
われていないＥＣＲ装置４６内に搬送され、同様にプラ
ズマ処理が施される。ＥＣＲ装置４５での前記処理が終
了すると、正規処理試料１９はローディング室４３の元
の試料保持用カセット３５に搬送され、新しい正規処理
試料１９がＥＣＲ装置４５の試料台１８に搬送される。
この後、同様の操作でＥＣＲ装置４５、又はＥＣＲ装置
４６に次々に正規処理試料１９が搬送され、プラズマ処
理が施された後、元の試料保持用カセット３５に搬送さ
れる。２５枚の正規処理試料１９について全てプラズマ
処理が終了し、全ての正規処理試料１９が試料保持用カ
セットに収納された後、今度はクリーニング専用の試料
がトランスファー室４４を経て、ＥＣＲ装置４５の試料
台１８に載置され、供給するガスが成膜用のガスからク
リーニング用の腐食性のフッ素系ガスに変更され、フッ
素系ガスが第１の導入配管２３から反応室１２に導入さ
れて、プラズマクリーニングが行なわれる。このように
してクリーニング専用の試料が試料台１８に載置された
状態でプラズマクリーニングが行なわれた後、クリーニ
ング専用の試料は元の試料保持用カセット３５に戻され
る。この後、ローディング室４３はトランスファー室４
４から隔離され、大気圧に戻され、その後２５枚の正規
処理試料１９はロボット４２ａにより最初のカセットス
テージ４０に搬送され一連の処理が完了する。このと
き、クリーニング専用の試料は、そのまま試料保持用カ
セット３５に残され、再びＥＣＲ装置４５、４６のクリ
ーニングを行う際には、同じクリーニング専用の試料が
使用されることとなる。このクリーニング専用の試料
は、新しいものと変える必要が生じるまで同じものを使
用することができる。

【００２９】一方、前記工程が進行している間に、次の
カセットステージ４８から２５枚の未処理の正規処理試
料１９が搬送ロボット４２ａによってオリフラ合わせ機
構４１に移され、オリフラが合わせられ、別のローディ
ング室４７の試料保持用カセット３５に搬送される。そ
して、前記工程でプラズマ処理を終えた正規処理試料１
９を全てローディング室４３の試料保持用カセット３５
に搬送し終ると、別のローディング室４７からＥＣＲ装
置４５、４６への搬送が可能になる。そこで、その後は
前記工程と同様に正規処理試料１９がＥＣＲ装置４５、
４６に搬送され、プラズマ処理が施され、処理済みの正
規処理試料１９がローディング室４７の元の試料保持用
カセット３５に搬送される。全ての正規処理試料１９が
ロボット４２ｂによりローディング室４７の試料保持用
カセット３５に収納された後、上記の場合と同様にして
クリーニング専用の試料が試料台１８に搬送され、フッ
素系のガスが導入されてクリーニングが行われる。クリ
ーニングが終わった後、クリーニング専用の試料を残し
て、他の２５枚の正規処理試料１９はロボット４２ａに
より最初のカセットステージ４８に戻され、一連の処理
が完了する。なお、前記クリーニング処理は、２５枚の
正規処理試料１９をプラズマ処理し終った後、必ず行わ
なければならないものではなく、５０枚毎や１００枚毎
に一回だけ行ってもよい。

【００３０】次に、別の実施例に係るプラズマ処理装置
のクリーニング方法について説明する。別の実施例に係
るプラズマ処理装置のクリーニング方法では、ローディ
ング室４３、４７に装備された試料保持用カセット３５
に、それぞれ予め正規処理試料１９よりも小さな形状を
有するクリーニング専用の試料を一枚収納しておく以外
は、上記した実施例と全く同様の工程を繰り返す。従っ
て、ここではこの実施例についての詳しい説明は省略す
ることにする。

【００３１】［実施例１及び比較例１］次に、具体的な
実施例及び比較例として、上記方法によりクリーニング
を行う際にクリーニング専用の試料を試料台１８に載置
した場合（実施例１）と、クリーニング専用の試料を試
料台１８に載置せずにクリーニングを行った場合（比較
例１）とで、クリーニング後の試料（シリコンウエハ）
１９の金属汚染の程度がどの程度異なるかについて実験
を行った。

【００３２】その方法は、上記した２つの異なる条件で
プラズマ処理装置のクリーニング処理を行った後、直ち
に「従来の技術」に記載した方法と同様にしてシリコン
ウエハ上に前記ＴｉＮ薄膜を形成し、シリコンウエハ表
面にＦｅがどの程度存在するかを蛍光Ｘ線分析法により
測定した。

【００３３】クリーニング処理は、クリーニング用のガ
スとしてＮＦ₃ を使用し、クリーニング圧を１ｍＴｏｒ
ｒ、マイクロ波導入窓に印加する高周波（１３．５６Ｍ
Ｈｚ）を１５０Ｗ、試料台に印加する高周波（１３．５
６ＭＨｚ）を５００Ｗ、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ）
を２．８ｋＷ、試料台の温度を５００℃に設定して１０
分間マイクロ波を印加する条件で行った。また、その後
のＴｉＮ薄膜は、導入する混合ガスとしてＴｉＣｌ₄ ：
Ｎ₂ ：Ｈ₂ ：Ａｒの流量比を１５ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃ
ｍ：５０ｓｃｃｍ：４３ｓｃｃｍに設定し、さらに反応
時の圧力を１ｍＴｏｒｒ、マイクロ波導入窓に印加する
高周波（１３．５６ＭＨｚ）を１５０Ｗ、マイクロ波
（２．４５ＧＨｚ）を２．８ｋＷ、試料台の温度を５０
０℃に設定して５分間マイクロ波を印加する条件で行っ
た。

【００３４】上記処理により得られたシリコンウエハ表
面のＦｅの存在量を蛍光Ｘ線分析法により測定したとこ
ろ、実施例１に係るシリコンウエハ表面のＦｅの存在量
が１２×１０¹⁰個／ｃｍ² であったのに対し、比較例１
に係るシリコンウエハ表面のＦｅの存在量は１５０×１
０¹⁰個／ｃｍ² と著しく多いことがわかり、クリーニン
グ専用試料を試料台に載置してクリーニングすることに
より、シリコンウエハの金属汚染を防止できることがわ
かった。

【００３５】［実施例２〜３及び比較例２］次に、試料
１９へのパーティクルの付着の程度が、クリーニングを
行った場合と行わない場合でどのように異なるかを調べ
るための連続実験を行った。すなわち、クリーニングを
行わない以外は上記実施例で説明した方法と同様の方法
で正規処理試料（シリコンウエハ）１９を処理した場合
（比較例２）、クリーニング専用試料としてシリコンウ
エハと同じ大きさの試料を使用した場合（実施例２）、
及びクリーニング専用試料としてシリコンウエハより少
し小さい形状の試料を使用した場合（実施例３）でシリ
コンウエハ上のパーティクルの数がどのように異なるか
を調べた。

【００３６】まず実施例（実施例２、３）についてはシ
リコンウエハ上へのＣＶＤ処理（ＴｉＮ薄膜の形成）を
１００枚のシリコンウエハについて行った後、１回クリ
ーニング処理を施す割合で行った他は、上記実施例で説
明した方法と同様の方法により８００枚処理し、比較例
２についてはクリーニング処理を行わずに４００枚処理
し、それぞれ５０枚毎にシリコンウエハ上のパーティク
ル数を測定した。

【００３７】クリーニング処理の条件及びＴｉＮ薄膜の
形成条件は上記実施例１及び比較例１の場合と同様であ
る。図２は前記測定の結果を示したグラフであり、縦軸
は６インチシリコンウエハ上に存在する０．３μｍ径以
上のパーティクルの数、横軸はＣＶＤ処理を施したシリ
コンウエハの数を示している。

【００３８】図２に示した結果より明らかなように、ク
リーニング処理を施さない場合（比較例２）は、２００
枚を処理した時点よりパーティクルの数が急激に上昇し
ており、クリーニング処理を施さないと、プラズマ処理
装置にパーティクルの原因となる種々の堆積物が累積的
に増加していくことがわかる。一方、実施例の場合の結
果よりわかるように、定期的にクリーニング処理を施す
とパーティクルの原因となる堆積物を取り除くことがで
きるため、パーティクルの増加は少ないが、クリーニン
グ専用の試料がシリコンウエハと同じ大きさの場合（実
施例２）では、試料台１８のシリコンウエハを載置して
いる部分に堆積物が徐々に増加していくため、４５０枚
処理を行った以降、徐々にパーティクルが増加してい
る。一方、クリーニング専用の試料としてシリコンウエ
ハよりも少し小さい試料を使用した場合（実施例３）に
は、試料台の堆積物がクリーニング処理により殆ど除去
されるため、パーティクルは全く増加していない。

【００３９】以上説明したように、実施例に係るプラズ
マ処理装置のクリーニング方法にあっては、試料保持用
カセット３５に予め処理すべき正規処理試料１９に加え
てプラズマクリーニング時に試料台１８上に載置するた
めの正規処理試料１９と同一形状のクリーニング用の試
料を装備しておくので、正規処理試料１９のプラズマ処
理終了後、反応室１２に供給するガスを成膜用のガスか
ら腐食性のクリーニング用のフッ素系ガスに変更し、こ
のフッ素系ガスにより反応室１２のプラズマクリーニン
グが行なわれても、ヒータが埋設された試料台１８表面
にダメージを与えることなく、容易にクリーニングを行
なうことができる。

【００４０】また、試料保持用カセット３５に予め処理
すべき正規処理試料１９に加え、プラズマクリーニング
時に試料台１８上に載置するための正規処理試料１９よ
り小さい形状の試料を装備しておいた場合には、正規処
理試料１９のプラズマ処理終了後、反応室１２に供給す
るガスを成膜用のガスから腐食性のクリーニング用フッ
素系ガスに変更し、反応室１２のプラズマクリーニング
を行なう際、試料台１８表面にダメージを与えることな
く、正規処理試料１９のプラズマ処理時に正規処理試料
１９と石英押さえリング５０との隙間に付着したパーテ
ィクル及び堆積物をも除去することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように本発明
に係るプラズマ処理装置にあっては、試料が載置される
試料台を備えたプラズマ処理を行うための反応室と、該
反応室にあるいは該反応室から搬送される試料を真空状
態に継時待機させるためのローディング室とを備えたプ
ラズマ処理装置において、前記ローディング室内に正規
試料と共に、予備試料を保持する試料保持手段を備えて
いるので、前記プラズマ処理装置を使用して上記（２）
又は（３）記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法
を実施することができ、クリーニング時のプラズマによ
る腐食等から、前記試料台を保護することができる。

【００４２】また本発明に係るプラズマ処理装置のクリ
ーニング方法にあっては、上記（１）記載のプラズマ処
理装置のクリーニング方法において、前記ローディング
室内の予備試料分の試料保持手段部分に正規試料と同一
形状のクリーニング用試料を装備し、該クリーニング用
試料を前記反応室内の試料台上に搬送し、前記クリーニ
ング用試料を前記試料台上に載置した状態でプラズマを
発生させて前記反応室内をプラズマクリーニングし、そ
の後前記クリーニング用試料を前記ローディング室内の
予備試料分の前記試料保持手段部分に戻すので、前記正
規試料のプラズマ処理後、前記反応室に供給するガスを
成膜用のガスから腐食性のクリーニング用のフッ素系ガ
スに変更し、該フッ素系ガスにより前記反応室のプラズ
マクリーニングが行なわれても、ヒータが埋設された前
記試料台表面にダメージを与えることなく、容易にクリ
ーニングを行なうことができる。

【００４３】また、上記（２）記載のプラズマ処理装置
のクリーニング方法において、前記ローディング室内の
予備試料分の試料保持手段部分に正規試料と同一形状の
クリーニング用試料に代えて、正規試料より小さい形状
のクリーニング用試料を装備した場合、前記正規試料の
プラズマ処理後、前記反応室に供給するガスを成膜用の
ガスから腐食性のクリーニング用のフッ素系ガスに変更
し、前記反応室のプラズマクリーニングを行なう際、前
記試料台表面にダメージを与えることなく、前記正規試
料と石英押さえリングとの間に付着したパーティクル及
び堆積物もクリーニングすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の実施例に係る試料保持用カ
セットを模式的に示した平面図であり、（ｂ）はその正
面図である。

【図２】実施例に係るプラズマ処理装置のクリーニング
方法を実施した場合（実施例２〜３）及び前記クリーニ
ング方法を実施しない場合（比較例２）の処理したシリ
コンウエハの数とパーティクルの数との関係を示したグ
ラフである。

【図３】ＥＣＲ装置の一例を示す模式的断面図である。

【図４】（ａ）はＥＣＲ装置の試料台近傍を模式的に示
した拡大平面図であり、（ｂ）はその拡大正面断面図で
ある。

【図５】ＥＣＲ装置が２台配設されたプラズマ処理装置
を模式的に示した平面図である。

【符号の説明】

１２反応室１８試料台１９試料（正規処理試料）４３、４７ローディング室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料が載置される試料台を備えたプラズ
マ処理を行うための反応室と、該反応室にあるいは該反
応室から搬送される試料を真空状態に継時待機させるた
めのローディング室とを備えたプラズマ処理装置におい
て、前記ローディング室内に正規試料と共に、予備試料
を保持する試料保持手段を備えていることを特徴とする
プラズマ処理装置。
【請求項２】前記ローディング室内の予備試料分の試
料保持手段部分に正規試料と同一形状のクリーニング用
試料を装備し、該クリーニング用試料を前記反応室内の
試料台上に搬送し、前記クリーニング用試料を前記試料
台上に載置した状態でプラズマを発生させて前記反応室
内をプラズマクリーニングし、その後前記クリーニング
用試料を前記ローディング室内の予備試料分の前記試料
保持手段部分に戻すことを特徴とする請求項１記載のプ
ラズマ処理装置のクリーニング方法。
【請求項３】前記ローディング室内の予備試料分の試
料保持手段部分に正規試料と同一形状のクリーニング用
試料に代えて、正規試料より小さい形状のクリーニング
用試料を装備することを特徴とする請求項２記載のプラ
ズマ処理装置のクリーニング方法。