[发明专利]等离子体处理装置的清洗方法、执行该清洗方法的等离子体处理装置以及储存执行该清洗方法的程序的存储介质

说明书

技术领域

本发明涉及在对半导体晶片等作用通过微波或高频产生的等离子体而实施处理之时使用的等离子体处理装置及其清洗方法。 

背景技术

近年来，伴随着半导体产品的高密度化及高精细化，在半导体产品的制造工序中，为了进行成膜、蚀刻、灰化等处理，多使用等离子体处理装置，特别是，由于即使是在0.1mTorr(13.3mPa)-数十mTorr(数Pa)左右的比较低的压力的高真空状态下也可以稳定地产生等离子体，所以存在使用利用微波或高频来产生高密度等离子体的等离子体处理装置的倾向。 

此种等离子体处理装置公布于日本特开平3-191073号公报、日本特开平5-343334号公报、日本特开平9-181052号公报、日本特开2000-3908号公报及日本特开2003-332326号公报中。这里，参照图5对例如使用了微波的普通的等离子体处理装置进行概略性说明。图5是表示使用了微波的以往的普通的等离子体处理装置的概略构成图。 

图5中，该等离子体处理装置2在能够抽真空的处理容器4内设有放置半导体晶片W的载置台6，在与该载置台6对置的顶部气密性地设有透过微波的圆板状的由氮化铝或石英等制成的顶板8。此外，在处理容器4的侧壁上，设有用于向容器内导入规定的气体的喷头9。 

此外，在上述顶板8的上面设有厚数mm左右的圆板状的平面天线构件10、用于缩短该平面天线构件10的半径方向的微波的波长的例如由电介质制成的滞波材料12。此外，在平面天线构件10上形成有多条例如由长槽状的贯穿孔构成的缝隙14。该缝隙14一般来说被配置成同心圆状，或配置成螺旋状。此外，在平面天线构件10的中心部连接同轴波导管16的中心导体18，将由微波发生器20产生的例如2.45GHz的微波用模式转换器22转换为规定的振动模式后导入。 

此外，在将微波沿天线构件10的半径方向以辐射状传播的同时，从设于平面天线构件10上的缝隙14中放出微波并使其透过顶板8，将微波导入到下方的处理容器4内，利用该微波在处理容器4内的处理空间S中产生等离子体，对半导体晶片W实施蚀刻或成膜等规定的等离子体处理。 

但是，在进行了如上所述的等离子体处理的情况下，由于在处理容器4内的内壁面、载置台6或喷头9等容器内构造物的表面会附着导致颗粒等的不需要的膜，因此例如在每处理1片晶片时，或在每处理规定的多片时，还要定期地或不定期地使清洗气体流过处理容器内，进行除去上述不需要的膜的清洗处理(干式清洗)。 

在进行该清洗处理的情况下，作为清洗气体，例如如果所要除去的对象膜为CF系膜，则例如可以使用O₂气体，如果是Si系膜，则例如可以使用NF₃气体等。此外，为了提高清洗效率，可以在处理容器内产生等离子体而使清洗气体活化，另外还可以提高处理容器内的温度。另外，一般来说，是在处理容器内的压力为数Torr左右的高压力条件下进行，或在100mTorr左右的低压力条件下进行。 

但是，使用了等离子体的上述清洗时的处理容器内的压力会对清洗方式造成很大的影响。具体来说，在处理容器内并非均匀地附着不需要的膜，而是存在较多地附着不需要的膜的倾向的场所或难以附着不需要的膜的场所，另外根据场所或温度不同还存在容易除去不需要的膜的场所、或难以除去不需要的膜的场所。所以，例如在清洗时的压力低的情况下，由于电子温度高而清洗作用大的离子成为主体，因此离子敲打不需要的膜，很容易地除去，其结果是，具有清洗速度快的优点，然而在不需要的膜被过早地除去的部分，构件的表面被照射能量高的上述离子敲打，从而有构件本身受到损伤的问题。 

与此相反，在清洗时的压力高的情况下，由于清洗作用小的自由基(活性种)成为主体，因此具有如下的优点，即，即使在不需要的膜被过早地除去的部分构件的表面被自由基敲打，构件本身也基本上不会受到损伤，然而会有清洗速度本身慢的问题。 

发明内容

本发明是着眼于如上所述的问题，为了有效地解决该问题而提出的。本发明的目的在于，提供一种可以对处理容器的内壁面或处理容器内的构件不造成损伤地、有效并且迅速地进行清洗的等离子体处理装置及其清洗方法。