プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
【課題】プラズマ処理装置内の堆積物を減少させることができるクリーニング方法を提供する。
【解決手段】プラズマ処理装置は、アンテナのスロット板に、軸線に対して周方向に配列されたスロットが形成されている。アンテナからは誘電体窓を介してマイクロ波が処理空間に導入される。誘電体窓には、軸線に沿って貫通孔が形成されている。このプラズマ処理装置におけるプラズマ処理方法は、（ａ）アンテナからマイクロ波を放射させ、クリーニングガス供給系からクリーニングガスを供給して、第１のクリーニングを行なう工程と、（ｂ）アンテナからマイクロ波を放射させ、クリーニングガス供給系からクリーニングガスを供給して、第２のクリーニングを行なう工程と、を含む。第１のクリーニングを行なう工程における処理空間の第１の圧力は、第２のクリーニングを行なう工程における処理空間の第２の圧力よりも低い。
【解決手段】プラズマ処理装置は、アンテナのスロット板に、軸線に対して周方向に配列されたスロットが形成されている。アンテナからは誘電体窓を介してマイクロ波が処理空間に導入される。誘電体窓には、軸線に沿って貫通孔が形成されている。このプラズマ処理装置におけるプラズマ処理方法は、（ａ）アンテナからマイクロ波を放射させ、クリーニングガス供給系からクリーニングガスを供給して、第１のクリーニングを行なう工程と、（ｂ）アンテナからマイクロ波を放射させ、クリーニングガス供給系からクリーニングガスを供給して、第２のクリーニングを行なう工程と、を含む。第１のクリーニングを行なう工程における処理空間の第１の圧力は、第２のクリーニングを行なう工程における処理空間の第２の圧力よりも低い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の側面及び実施形態は、プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、一種のプラズマ処理装置が記載されている。特許文献１に記載されたプラズマ処理装置は、処理容器、アンテナ、及び、誘電体窓を備えている。処理容器は、処理空間を画成している。アンテナは、プラズマ励起用のマイクロ波を放射する。アンテナは、スロット板を有しており、当該スロット板には、軸線に対して周方向に配列された複数のスロットが形成されている。誘電体窓は、処理空間とアンテナとの間に設けられている。誘電体窓には、処理空間にガスを供給するための貫通孔が形成されている。貫通孔は、上記軸線に沿っており、処理空間に向かうにつれてその直径が小さくなるテーパー形状を有している。
【０００３】
このプラズマ処理装置では、炭素を含む処理ガス、例えば、ＣＦ系の処理ガスを用いたプラズマ処理が行なわれることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したようなプラズマ処理装置では、処理ガスに曝される壁面等の部分に、処理ガスに含まれる成分に基づく堆積物が生成されることがある。この堆積物を除去するために、プラズマ処理装置内部のクリーニングが行なわれる。
【０００６】
当技術分野においては、プラズマ処理装置内の堆積物を更に減少させることができるクリーニングが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係るプラズマ処理方法は、プラズマ処理装置におけるプラズマ処理方法である。このプラズマ処理方法に用いられるプラズマ処理装置は、処理容器、マイクロ波発生器、アンテナ、誘電体窓、及び、クリーニングガス供給系を備えている。処理容器は処理空間を画成している。アンテナは、マイクロ波発生器によって発生されるマイクロ波に基づいて、プラズマ励起用のマイクロ波を放射する。アンテナは、スロット板を有しており、当該スロット板は、軸線に対して周方向に配列された複数のスロットを含んでいる。誘電体窓は、処理空間とアンテナとの間に設けられている。誘電体窓は、処理空間にガスを供給するための貫通孔を上記軸線に沿って画成している。貫通孔は、アンテナ側の開口及び処理空間側の開口を含んでいる。アンテナ側の開口から処理空間側の開口までの間の貫通孔の一部の面積は、アンテナ側の開口から当該一部までの間の貫通孔の他の一部の面積よりも小さくなっている。クリーニングガス供給系は、貫通孔に酸素ガスを含むクリーニングガスを供給する。この装置におけるプラズマ処理方法は、（ａ）アンテナからマイクロ波を放射させ、クリーニングガス供給系からクリーニングガスを供給して、第１のクリーニングを行なう工程と、（ｂ）アンテナからマイクロ波を放射させ、クリーニングガス供給系からクリーニングガスを供給して第２のクリーニングを行なう工程と、を含む。第１のクリーニングを行なう工程における処理空間の圧力、即ち、第１の圧力は、第２のクリーニングを行なう工程における処理空間の圧力、即ち、第２の圧力よりも低い。
【０００８】
処理空間の圧力が比較的高い第２の圧力となるようクリーニングガスが供給された場合には、クリーニングガス中の分子は処理空間に比較的多く存在するようになる。その結果、アンテナから供給されるマイクロ波のエネルギーは、主に処理空間に存在するクリーニングガス中の分子により消費される。したがって、処理空間の圧力が第２の圧力である場合には、処理空間を画成する処理容器の壁面が主にクリーニングされる。一方、処理空間の圧力が比較的低い第１の圧力となるようクリーニングガスが供給されると、誘電体窓の貫通孔におけるクリーニングガス中の分子の量が処理空間におけるクリーニングガス中の分子の量より相対的に大きくなる。その結果、第１の圧力では、マイクロ波のエネルギーは誘電体窓の貫通孔において相対的に多く消費され、当該貫通孔において効率良くプラズマが発生され得る。したがって、第１の圧力では、貫通孔に面する部材の表面、例えば、貫通孔を画成する誘電体窓の壁面を効率良くクリーニングすることが可能である。このように処理容器の壁面に加えて、貫通孔に面する部材の表面もクリーニングされるので、このプラズマ処理方法によれば堆積物が更に減少され得る。
【０００９】
一実施形態においては、第１の圧力は１０ｍＴｏｒｒ以下であってもよい。このような第１の圧力によれば、誘電体窓の貫通孔において、より効率良くプラズマが発生され得る。
【００１０】
一実施形態においては、第１のクリーニングを行なう工程において、アルゴンガスが貫通孔に更に供給されてもよい。アルゴンガスを貫通孔に供給することにより、当該貫通孔においてプラズマをより効率良く発生させることが可能となる。
【００１１】
一実施形態においては、第１のクリーニングを行なう工程が、第２のクリーニングを行なう工程よりも、先に行なわれてもよい。貫通孔に面する部材の表面を先にクリーニングすることにより、当該表面における堆積物とクリーニングガスとの反応物を処理空間に排出し、その後に処理空間をクリーニングすることができ、プラズマ処理装置内の堆積物を更に減少させることができる。
【００１２】
一実施形態においては、プラズマ処理装置は、上記軸線の延在方向（以下、「軸線方向」という）において誘電体窓に対面するように設けられたステージと、当該ステージと誘電体窓との間において上記軸線の周囲からガスを供給するためのガス供給部と、ガス供給部に酸素ガスを含むクリーニングガスを供給する別のクリーニングガス供給系と、を更に備えてもよい。第１のクリーニングを行なう工程においては、ガス供給部からも処理空間にクリーニングガスが供給されてもよい。この実施形態によれば、誘電体窓の貫通孔において消費されなかったマイクロ波のエネルギーを、別のクリーニングガス供給系からガス供給部を介して処理空間に供給されるクリーニングガスにより消費することが可能となる。これにより、貫通孔内で消費されなかったマイクロ波のエネルギーが、処理空間を画成する処理容器の壁面や処理空間内に配置された部品等にダメージを与えることを抑制し得る。
【００１３】
本発明の別の側面に係るプラズマ処理装置は、処理容器、マイクロ波発生器、アンテナ、誘電体窓、クリーニングガス供給系、及び、制御部を備えている。処理容器は、処理空間を画成している。アンテナは、マイクロ波発生器によって発生されるマイクロ波に基づいて、プラズマ励起用のマイクロ波を放射する。アンテナはスロット板を有しており、当該スロット板は、軸線に対して周方向に配列された複数のスロットを含んでいる。誘電体窓は、処理空間とアンテナとの間に設けられている。誘電体窓は、処理空間にガスを供給するための貫通孔を上記軸線に沿って画成している。貫通孔は、アンテナ側の開口と処理空間側の開口とを含んでいる。アンテナ側の開口から処理空間側の開口までの間の貫通孔の一部の面積が、アンテナ側の開口から当該一部までの間の貫通孔の他の一部の面積よりも小さくなっている。クリーニングガス供給系は、貫通孔に酸素ガスを含むクリーニングガスを供給する。制御部は、マイクロ波発生器がマイクロ波を発生しているときに、第１のモードにおいて、処理空間の圧力が第１の圧力となるようクリーニングガス供給系にクリーニングガスを供給させる。また、制御部は、マイクロ波発生器がマイクロ波を発生しているときに、第２のモードにおいて、処理空間の圧力が第１の圧力より高い第２の圧力となるようクリーニングガス供給系にクリーニングガスを供給させる。
【００１４】
このプラズマ処理装置では、処理空間の圧力が比較的高い第２の圧力となるようクリーニングガスが供給された場合、即ち、制御部が第２のモードで動作しているときに、処理空間を画成する処理容器の壁面が主としてクリーニングされる。一方、処理空間の圧力が比較的低い第１の圧力となるようクリーニングガスが供給された場合、即ち、制御部が第１のモードで動作しているときに、誘電体窓の貫通孔において効率良くプラズマが発生され得る。その結果、制御部が第１のモードで動作しているときに、貫通孔に面する部材の表面を効率良くクリーニングすることが可能である。したがって、このプラズマ処理装置によれば、処理容器の壁面に加えて、貫通孔に面する部材の表面もクリーニングされるので、堆積物が更に減少され得る。
【００１５】
一実施形態においては、第１の圧力は１０ｍＴｏｒｒ以下であってもよい。このような第１の圧力によれば、誘電体窓の貫通孔においてより効率良くプラズマが発生され得る。
【００１６】
一実施形態においては、プラズマ処理装置は、貫通孔にアルゴンガスを供給するガス供給系を更に更に含んでいてもよい。このガス供給系によれば、アルゴンガスを貫通孔に供給することができるので、当該貫通孔においてプラズマをより効率良く発生させることが可能となる。
【００１７】
一実施形態においては、制御部は、第１のモードで動作した後に第２のモードで動作してもよい。誘電体窓の貫通孔において先にクリーニングを行なうことにより、貫通孔に面する部材の表面上の堆積物とクリーニングガスとの反応物を処理空間に排出し、その後に処理空間をクリーニングすることができ、プラズマ処理装置内の堆積物を更に減少させることができる。
【００１８】
一実施形態においては、プラズマ処理装置は、軸線方向において誘電体窓に対面するように設けられたステージと、ステージと誘電体窓との間において軸線の周囲からガスを供給するためのガス供給部と、ガス供給部に酸素ガスを含むクリーニングガスを供給する別のクリーニングガス供給系と、を更に備えていてもよい。制御部は、第１のモードにおいて、別のクリーニングガス供給系にクリーニングガスを供給させてもよい。この実施形態によれば、誘電体窓の貫通孔において消費されなかったマイクロ波のエネルギーを、別のクリーニングガス供給系から処理空間に供給されるクリーニングガスにより消費することが可能となる。これにより、貫通孔内で消費されなかったマイクロ波のエネルギーが、処理空間を画成する処理容器の壁面や処理空間内に配置された部品等にダメージを与えることを抑制し得る。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明の種々の側面及び実施形態によれば、堆積物を更に減少させることが可能なプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図２】一実施形態に係るスロット板を軸線Ｘ方向から見た平面図である。
【図３】一実施形態に係るインジェクタ及び誘電体窓の貫通孔を拡大して示す断面図である。
【図４】一実施形態に係るプラズマ処理方法を示す流れ図である。
【図５】一実施形態に係るプラズマ処理装置が備え得る制御部を示す図である。
【図６】実施例及び比較例におけるプラズマの発光状態を示す画像である。
【図７】実施例及び比較例におけるクリーニング結果を示す画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００２２】
図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１０は、処理容器１２、ステージ１４、マイクロ波発生器１６、アンテナ１８、及び誘電体窓２０を備えている。
【００２３】
処理容器１２は、被処理基体Ｗにプラズマ処理を行うための処理空間Ｓを画成している。処理容器１２は、側壁１２ａ、及び、底部１２ｂを含み得る。側壁１２ａは、軸線Ｘ方向（即ち、軸線Ｘの延在方向）に延在する略筒形状を有している。底部１２ｂは、側壁１２ａの下端側に設けられている。底部１２ｂには、排気用の排気孔１２ｈが設けられている。側壁１２ａの上端部は開口している。
【００２４】
側壁１２ａの上端部開口は、誘電体窓２０によって閉じられている。この誘電体窓２０と側壁１２ａの上端部との間にはＯリング２１が介在していてもよい。このＯリング２１により、処理容器１２の密閉がより確実なものとなる。
【００２５】
マイクロ波発生器１６は、例えば、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生する。一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、チューナ２２、導波管２４、モード変換器２６、及び同軸導波管２８を更に備えている。
【００２６】
マイクロ波発生器１６は、チューナ２２を介して導波管２４に接続されている。導波管２４は、例えば、矩形導波管である。導波管２４は、モード変換器２６に接続されており、当該モード変換器２６は、同軸導波管２８の上端に接続されている。
【００２７】
同軸導波管２８は、軸線Ｘに沿って延びている。この同軸導波管２８は、外側導体２８ａ及び内側導体２８ｂを含んでいる。外側導体２８ａは、軸線Ｘ方向に延びる略円筒形状を有している。内側導体２８ｂは、外側導体２８ａの内部に設けられている。この内側導体２８ｂは、軸線Ｘに沿って延びる略円筒形状を有している。
【００２８】
マイクロ波発生器１６によって発生されたマイクロ波は、チューナ２２及び導波管２４を介してモード変換器２６に導波される。モード変換器２６は、マイクロ波のモードを変換して、モード変換後のマイクロ波を同軸導波管２８に供給する。同軸導波管２８からのマイクロ波は、アンテナ１８に供給される。
【００２９】
アンテナ１８は、マイクロ波発生器１６によって発生されるマイクロ波に基づいて、プラズマ励起用のマイクロ波を放射する。アンテナ１８は、スロット板３０、誘電体板３２、及び冷却ジャケット３４を含み得る。
【００３０】
スロット板３０には、軸線Ｘを中心にして周方向に複数のスロットが配列されている。図２は、一実施形態に係るスロット板を軸線Ｘ方向から見た平面図である。一実施形態においては、図２に示すように、スロット板３０は、ラジアルラインスロットアンテナを構成するスロット板であり得る。スロット板３０は、導電性を有する金属製の円板から構成される。スロット板３０には、複数のスロット対３０ａが形成されている。各スロット対３０ａは、互いに交差又は直交する方向に延びるスロット３０ｂとスロット３０ｃを含んでいる。複数のスロット対３０ａは、径方向に所定の間隔で配置されており、また、周方向に所定の間隔で配置されている。
【００３１】
図１を再び参照する。誘電体板３２は、スロット板３０と冷却ジャケット３４の下側表面の間に設けられている。誘電体板３２は、例えば石英製であり、略円板形状を有している。冷却ジャケット３４の表面は、導電性を有し得る。冷却ジャケット３４は、誘電体板３２及びスロット板３０を冷却する。そのために、冷却ジャケット３４内には、冷媒用の流路が形成されている。この冷却ジャケット３４の上部表面には、外側導体２８ａの下端が電気的に接続されている。また、内側導体２８ｂの下端は、冷却ジャケット３４及び誘電体板３２の中央部分に形成された孔を通って、スロット板３０に電気的に接続されている。
【００３２】
同軸導波管２８からのマイクロ波は、誘電体板３２に伝播され、スロット板３０のスロットから誘電体窓２０を介して、処理空間Ｓ内に導入される。誘電体窓２０は、略円板形状を有しており、例えば石英によって構成される。この誘電体窓２０は、処理空間Ｓとアンテナ１８との間に設けられており、一実施形態においては、軸線Ｘ方向においてアンテナ１８の直下に設けられている。
【００３３】
一実施形態においては、同軸導波管２８の内側導体２８ｂの内孔には、導管３６が通っている。導管３６は、軸線Ｘに沿って延在しており、ガス供給系３８、ガス供給系３９、及び、ガス供給系４０に接続され得る。
【００３４】
ガス供給系３８は、導管３６に被処理基体Ｗを処理するための処理ガスを供給する。ガス供給系３８によって供給される処理ガスは、炭素を含む。この処理ガスは、一実施形態では、エッチングガスであり、例えば、ＣＦ４ガス、又は、ＣＨ２Ｆ２ガスである。ガス供給系３８は、ガス源３８ａ、弁３８ｂ、及び流量制御器３８ｃを含み得る。ガス源３８ａは、処理ガスのガス源である。弁３８ｂは、ガス源３８ａからの処理ガスの供給及び供給停止を切り替える。流量制御器３８ｃは、例えば、マスフローコントローラであり、ガス源３８ａからの処理ガスの流量を調整する。
【００３５】
ガス供給系３９は、酸素ガス（Ｏ２ガス）を導管３６に供給する。ガス供給系３９から供給される酸素ガスはクリーニングガスを構成する。ガス供給系３９は、ガス源３９ａ、弁３９ｂ、及び流量制御器３９ｃを含み得る。ガス源３９ａは、酸素ガスのガス源である。弁３９ｂは、ガス源３９ａからのガスの供給及び供給停止を切り替える。流量制御器３９ｃは、例えば、マスフローコントローラであり、ガス源３９ａからのガスの流量を調整する。
【００３６】
ガス供給系４０は、アルゴンガスを導管３６に供給する。一実施形態においては、ガス供給系３９からのクリーニングガスに加えて、ガス供給系４０からアルゴンガスが供給される。ガス供給系４０は、ガス源４０ａ、弁４０ｂ、及び流量制御器４０ｃを含み得る。ガス源４０ａは、アルゴンガスのガス源である。弁４０ｂは、ガス源４０ａからのアルゴンガスの供給及び供給停止を切り替える。流量制御器４０ｃは、例えば、マスフローコントローラであり、ガス源４０ａからのアルゴンガスの流量を調整する。
【００３７】
一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、更に、インジェクタ４１を更に備え得る。インジェクタ４１は、導管３６からのガスを誘電体窓２０に形成された貫通孔２０ｈに供給する。誘電体窓２０の貫通孔２０ｈに供給されたガスは、処理空間Ｓに供給される。以下の説明では、導管３６、インジェクタ４１、及び、貫通孔２０ｈによって構成されるガス供給経路を、「中央ガス導入部」ということがある。
【００３８】
一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、ガス供給部４２を更に備え得る。ガス供給部４２は、ステージ１４と誘電体窓２０との間において、軸線Ｘの周囲からガスを処理空間Ｓに供給する。以下の説明では、ガス供給部４２のことを、「周辺ガス導入部」ということがある。ガス供給部４２は、導管４２ａを含み得る。導管４２ａは、誘電体窓２０とステージ１４との間において軸線Ｘを中心に環状に延在している。導管４２ａには、複数のガス供給孔４２ｂが形成されている。複数のガス供給孔４２ｂは、環状に配列されており、軸線Ｘに向けて開口しており、導管４２ａに供給されたガスを、軸線Ｘに向けて供給する。このガス供給部４２は、導管４６を介して、ガス供給系４３、ガス供給系４４、及びガス供給系４５に接続されている。
【００３９】
ガス供給系４３は、ガス供給部４２に被処理基体Ｗを処理するための処理ガスを供給する。ガス供給系４３から供給される処理ガスは、ガス供給系３８の処理ガスと同様に、炭素を含む。この処理ガスは、一実施形態では、エッチングガスであり、例えば、ＣＦ４ガス、又は、ＣＨ２Ｆ２ガスである。ガス供給系４３は、ガス源４３ａ、弁４３ｂ、及び流量制御器４３ｃを含み得る。ガス源４３ａは、処理ガスのガス源である。弁４３ｂは、ガス源４３ａからの処理ガスの供給及び供給停止を切り替える。流量制御器４３ｃは、例えば、マスフローコントローラであり、ガス源４３ａからの処理ガスの流量を調整する。
【００４０】
ガス供給系４４は、酸素ガス（Ｏ２ガス）をガス供給部４２に供給する。ガス供給系４４から供給されるガスはクリーニングガスを構成する。ガス供給系４４は、ガス源４４ａ、弁４４ｂ、及び流量制御器４４ｃを含み得る。ガス源４４ａは、酸素ガスのガス源である。弁４４ｂは、ガス源４４ａからのガスの供給及び供給停止を切り替える。流量制御器４４ｃは、例えば、マスフローコントローラであり、ガス源４４ａからのガスの流量を調整する。
【００４１】
ガス供給系４５は、アルゴンガスをガス供給部４２に供給する。一実施形態においては、ガス供給系４４からのクリーニングガスに加えて、ガス供給系４５からアルゴンガスが供給される。ガス供給系４５は、ガス源４５ａ、弁４５ｂ、及び流量制御器４５ｃを含み得る。ガス源４５ａは、アルゴンガスのガス源である。弁４５ｂは、ガス源４５ａからのアルゴンガスの供給及び供給停止を切り替える。流量制御器４５ｃは、例えば、マスフローコントローラであり、ガス源４５ａからのアルゴンガスの流量を調整する。
【００４２】
ステージ１４は、軸線Ｘ方向において誘電体窓２０と対面するように設けられている。このステージ１４は、誘電体窓２０と当該ステージ１４との間に処理空間Ｓを挟むように設けられている。ステージ１４上には、被処理基体が載置される。一実施形態においては、ステージ１４は、台１４ａ、フォーカスリング１４ｂ、及び、静電チャック１４ｃを含み得る。
【００４３】
台１４ａは、筒状支持部４８によって支持されている。筒状支持部４８は、絶縁性の材料で構成されており、底部１２ｂから垂直上方に延びている。また、筒状支持部４８の外周には、導電性の筒状支持部５０が設けられている。筒状支持部５０は、筒状支持部４８の外周に沿って処理容器１２の底部１２ｂから垂直上方に延びている。この筒状支持部５０と側壁１２ａとの間には、環状の排気路５１が形成されている。
【００４４】
排気路５１の上部には、複数の貫通孔が設けられた環状のバッフル板５２が取り付けられている。排気孔１２ｈの下部には排気管５４を介して排気装置５６が接続されている。排気装置５６は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有している。排気装置５６により、処理容器１２内の処理空間Ｓを所望の真空度まで減圧することができる。
【００４５】
台１４ａは、高周波電極を兼ねている。台１４ａには、マッチングユニット６０及び給電棒６２を介して、ＲＦバイアス用の高周波電源５８が電気的に接続されている。高周波電源５８は、被処理基体Ｗに引き込むイオンのエネルギーを制御するのに適した一定の周波数、例えば、１３．６５ＭＨｚの高周波電力を所定のパワーで出力する。マッチングユニット６０は、高周波電源５８側のインピーダンスと、主に電極、プラズマ、処理容器１２といった負荷側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合器を収容している。この整合器の中に自己バイアス生成用のブロッキングコンデンサが含まれている。
【００４６】
台１４ａの上面には、静電チャック１４ｃが設けられている。静電チャック１４ｃは、被処理基体Ｗを静電吸着力で保持する。静電チャック１４ｃの径方向外側には、被処理基体Ｗの周囲を環状に囲むフォーカスリング１４ｂが設けられている。静電チャック１４ｃは、電極１４ｄ、絶縁膜１４ｅ、及び、絶縁膜１４ｆを含んでいる。電極１４ｄは、導電膜によって構成されており、絶縁膜１４ｅと絶縁膜１４ｆの間に設けられている。電極１４ｄには、高圧の直流電源６４がスイッチ６６および被覆線６８を介して電気的に接続されている。静電チャック１４ｃは、直流電源６４より印加される直流電圧により発生するクーロン力によって、被処理基体Ｗを吸着保持することができる。
【００４７】
台１４ａの内部には、周方向に延びる環状の冷媒室１４ｇが設けられている。この冷媒室１４ｇには、チラーユニット（図示せず）より配管７０，７２を介して所定の温度の冷媒、例えば、冷却水が循環供給される。冷媒の温度によって静電チャック１４ｃの伝熱ガス、例えば、Ｈｅガスがガス供給管７４を介して静電チャック１４ｃの上面と被処理基体Ｗの裏面との間に供給される。
【００４８】
以下、図３を参照して、インジェクタ４１及び誘電体窓２０の貫通孔２０ｈについてより詳細に説明する。図３は、一実施形態に係るインジェクタ及び誘電体窓の貫通孔を拡大して示す断面図である。
【００４９】
図３に示すように、誘電体窓２０は、軸線Ｘに沿って上方から順に収容空間２０ｓ、貫通孔２０ｈを画成している。貫通孔２０ｈは、収容空間２０ｓと処理空間Ｓとを連通させている。この貫通孔２０ｈは、アンテナ１８側の開口と処理空間Ｓ側の開口との間の一部における面積が、当該一部とアンテナ１８側の開口との間の当該貫通孔２０ｈの他の一部における面積より小さくなるように、構成されている。ここで、「面積」とは、軸線Ｘに直交する面での貫通孔２０ｈの面積である。一例においては、図３に示すように、貫通孔２０ｈは、軸線Ｘに沿って下方に向かうにつれてその直径が小さくなるテーパー形状を有し得る。
【００５０】
収容空間２０ｓには、インジェクタ４１、及び、導管３６の一端部３６ｂが収容されている。導管３６は、導電性を有する金属により構成され得る。導管３６は、本体部３６ａ及び一端部３６ｂを含んでいる。本体部３６ａは、軸線Ｘに沿って延在する筒形状を有している。一端部３６ｂは、略円板形状を有しており、本体部３６ａより大きな外径を有している。導管３６には、本体部３６ａ及び一端部３６ｂにわたって貫通するガス供給用の内孔が設けられている。この導管３６の本体部３６ａは、内側導体２８ｂの内孔を通っている。
【００５１】
内側導体２８ｂは、上述したように、スロット板３０に接続されている。一実施形態においては、スロット板３０には、軸線Ｘに沿って設けられた貫通孔が形成されている。当該貫通孔を画成するスロット板３０の内側縁部は、内側導体２８ｂの下端と金属製の部材８０とにより、狭持されている。この部材８０は、内側導体２８ｂの下端にねじ８２によって固定されている。また、スロット板３０の下面には、導管３６の一端部３６ｂの上面が接触している。このように、内側導体２８ｂ、スロット板３０、及び導管３６は、電気的に接続されている。
【００５２】
インジェクタ４１は、収容空間２０ｓ内において、導管３６の一端部３６ｂの下方に収容されている。インジェクタ４１は、導電性を有しており、略円板形状を有している。インジェクタ４１は、例えば、アルミニウム又はステンレス製である。
【００５３】
インジェクタ４１は、一端部３６ｂ側の第１の面４１ａと貫通孔２０ｈ側の第２の面４１ｂとを含んでいる。インジェクタ４１には、第１の面４１ａから第２の面４１ｂまで延在する複数の貫通孔４１ｈが形成されている。一実施形態においては、第２の面４１ｂには、Ｙ２Ｏ３の膜が形成されていてもよい。この膜は、Ｙ２Ｏ３を第２の面４１ｂにコーティングした後に、コーティングされた膜を電子ビームにより溶融させることによって形成されてもよい。
【００５４】
インジェクタ４１は、ねじ８４により導管３６の一端部３６ｂに対して固定されており、当該一端部３６ｂに電気的に接続している。したがって、インジェクタ４１は、内側導体２８ｂ、スロット板３０、及び導管３６と同電位に設定され得る。インジェクタ４１は、例えば、接地電位に設定され得る。
【００５５】
一実施形態においては、インジェクタ４１の第２の面４１ｂと誘電体窓２０との間にはＯリング８６が設けられ得る。Ｏリング８６は、複数の貫通孔４１ｈの貫通孔２０ｈ側の開口を囲むように環状に延在している。このＯリング８６により、インジェクタ４１と誘電体窓２０との間における気密が確保される。更に、インジェクタ４１の第１の面４１ａと導管３６の一端部３６ｂとの間にはＯリング８８が設けられ得る。Ｏリング８８は、複数の貫通孔４１ｈの一端部３６ｂ側の開口を囲むように環状に延在している。これにより、インジェクタ４１と導管３６の一端部３６ｂとの間の気密が確保される。
【００５６】
このように構成されたプラズマ処理装置１０では、導管３６及びインジェクタ４１の貫通孔４１ｈを介して、誘電体窓２０の貫通孔２０ｈから処理空間Ｓ内に軸線Ｘに沿ってガスが供給される。また、貫通孔２０ｈよりも下方において、ガス供給部４２から軸線Ｘに向けてガスが供給される。さらに、アンテナ１８から誘電体窓２０を介して処理空間Ｓ及び／又は貫通孔２０ｈ内にマイクロ波が導入される。これにより、処理空間Ｓ及び／又は貫通孔２０ｈにおいてプラズマが発生する。このように、プラズマ処理装置１０によれば、磁場を加えずに、プラズマを発生させることができる。
【００５７】
以下、プラズマ処理装置１０を用いたプラズマ処理方法の一実施形態について説明する。図４は、一実施形態に係るプラズマ処理方法を示す流れ図である。図４に示すプラズマ処理方法では、まず、被処理基体Ｗが、処理空間Ｓ内に収容され、ステージ１４上に載置される（工程Ｓ１）。
【００５８】
次いで、被処理基体Ｗの処理が行なわれる（工程Ｓ２）。この工程では、マイクロ波発生器１６からマイクロ波が発生され、ガス供給系３８から処理ガスが供給される。また、ガス供給系４３からも処理ガスが供給され得る。この工程Ｓ２では、マイクロ波発生器１６は、マイクロ波を発生するよう動作状態に設定される。また、ガス供給系３８の弁３８ｂが開かれ、処理ガスの供給量を調整するよう流量制御器３８ｃが制御される。更に、ガス供給系４３の弁４３ｂが開かれ、処理ガスの供給量を調整するよう流量制御器４３ｃが制御される。これらガス供給系３８及び４３から供給される処理ガスは、上述したように炭素を含み、例えば、上述したようにＣＦ４ガス又はＣＨ２Ｆ２ガスといったエッチングガスであり得る。このような炭素を含む処理ガスが用いられる結果、処理容器１２の内壁面や貫通孔２０ｈに面する部材の表面上には、堆積物が生成される。なお、貫通孔２０ｈに面する部材の表面には、例えば、貫通孔２０ｈを画成する誘電体窓２０の壁面や貫通孔２０ｈに面するインジェクタ４１の第２の面４１ｂが含まれる。
【００５９】
一実施形態においては、工程Ｓ２において、ガス供給系３９、ガス供給系４０、ガス供給系４４、及びガス供給系４５からもガスを供給してもよい。この場合には、これらガス供給系の弁が開かれ、流量制御器がガスの流量を調整するよう制御される。
【００６０】
本実施形態のプラズマ処理方法では、次いで、被処理基体Ｗが処理容器１２内から取り出される（工程Ｓ３）。
【００６１】
次いで、処理容器１２内に被処理基体が存在しない状態で、マイクロ波発生器１６からマイクロ波が発生され、処理空間Ｓの圧力が第１の圧力となるように、貫通孔２０ｈ及び処理空間Ｓにクリーニングガスが供給される（工程Ｓ４）。この工程Ｓ４では、貫通孔２０ｈで酸素プラズマを発生させることにより、第１のクリーニングが行なわれる。この第１のクリーニングにより、貫通孔２０ｈに面する部材の表面における堆積物の除去が行なわれる。
【００６２】
工程Ｓ４においては、クリーニングガスは、ガス供給系３９から導管３６、インジェクタ４１、及び貫通孔２０ｈを介して処理空間Ｓに供給される酸素ガスを含む。工程Ｓ４では、マイクロ波発生器１６は、マイクロ波を発生するよう動作状態に設定される。また、ガス供給系３９の弁３９ｂが開かれ、酸素ガスの供給量を調整するよう流量制御器３９ｃが制御される。
【００６３】
また、一実施形態では、工程Ｓ４においては、クリーニングガスに加えて、ガス供給系４０からアルゴンガスが供給され得る。ガス供給系４０からアルゴンガスを供給するために、ガス供給系４０の弁４０ｂが開かれ、アルゴンガスの供給量を調整する流量制御器４０ｃが制御される。このように、クリーニングガスに加えてアルゴンガスが供給されることにより、プラズマが効率良く生成される。
【００６４】
さらに、一実施形態では、工程Ｓ４に使用されるクリーニングガスは、ガス供給系４４から供給される酸素ガスも含み得る。ガス供給系４４から酸素ガスを供給するために、ガス供給系４４の弁４４ｂが開かれ、酸素ガスの供給量を調整する流量制御器４４ｃが制御される。また更に、工程Ｓ４においては、ガス供給系４５からアルゴンガスが供給され得る。ガス供給系４５からアルゴンガスを供給するために、ガス供給系４５の弁４５ｂが開かれ、アルゴンガスの供給量を調整する流量制御器４５ｃが制御される。ガス供給系４４及び／又はガス供給系４５からガス供給部４２を介して供給されるガスは、貫通孔２０ｈ内で消費されず処理空間Ｓに供給されたマイクロ波のエネルギーを消費し得る。これにより、貫通孔２０ｈ内で消費されなかったマイクロ波のエネルギーが、処理空間Ｓを画成する処理容器１２の壁面や処理空間Ｓ内に配置された部品等にダメージを与えることを抑制し得る。
【００６５】
なお、工程Ｓ４におけるアルゴンガスと酸素ガスの流量比は、酸素ガスの流量が１．０に対してアルゴンガスの流量が１．１以下となる流量比であり得る。このような流量比によれば、プラズマの生成効率及びクリーニングの効率が両立され得る。
【００６６】
この工程Ｓ４では、処理空間Ｓの圧力は、工程Ｓ４に用いられるガスの供給量を流量制御器によって調整し、また、排気装置５６の排気量を調整することによって、第１の圧力に調整される。この第１の圧力は、後述する第２の圧力よりも低い圧力であり、例えば、１０ｍＴｏｒｒ（１．３３３３Ｐａ）以下である。
【００６７】
処理空間Ｓの圧力が第２の圧力である場合には、処理空間Ｓにおけるクリーニングガスの分子密度が比較的大きく、アンテナ１８から供給されるマイクロ波のエネルギーは、主に処理空間Ｓに存在する分子によって消費される。一方、処理空間Ｓの圧力が第１の圧力である場合には、処理空間Ｓの圧力が第２の圧力である場合よりも、貫通孔２０ｈにおけるクリーニングガスの分子密度が相対的に高くなる。これは、上述した貫通孔２０ｈの形状、即ち、貫通孔２０ｈ内にガス溜まりが形成されるように一部においてコンダクタンスを小さくした形状に起因する。このように貫通孔２０ｈにおけるクリーニングガスの分子密度が高められる結果、アンテナ１８から供給されるマイクロ波のエネルギーは、貫通孔２０ｈに存在するクリーニングガス中の分子によって消費される。したがって、貫通孔２０ｈにおいて酸素プラズマが発生し、当該貫通孔２０ｈに面する部材の表面における堆積物が除去される。
【００６８】
次いで、本実施形態のプラズマ処理方法では、処理容器１２内に被処理基体が存在しない状態で、マイクロ波発生器１６からマイクロ波が発生され、処理空間Ｓの圧力が第１の圧力より大きな第２の圧力となるように、クリーニングガスが供給される（工程Ｓ５）。この工程Ｓ５においても、工程Ｓ４と同様にアルゴンガスが供給されてもよい。工程Ｓ５においても、マイクロ波発生器１６はマイクロ波を発生するよう動作状態に設定される。また、工程Ｓ４で用いられたガス供給系からクリーニングガス及び／又はアルゴンガスが供給される。この工程Ｓ５により、第２のクリーニングが行なわれ、処理空間Ｓを画成する壁面上の堆積物が除去される。
【００６９】
本実施形態のプラズマ処理方法では、工程Ｓ４の実施後に工程Ｓ５が実施されている。即ち、工程Ｓ５よりも先に工程Ｓ４が実施される。これにより、貫通孔２０ｈに面する部材の表面における堆積物とクリーニングガスとの反応物を処理空間Ｓに排出し、その後に処理空間Ｓをクリーニングすることができ、プラズマ処理装置１０内の堆積物を更に減少させることができる。
【００７０】
一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、上述したプラズマ処理方法の工程Ｓ２、工程Ｓ４、及び工程Ｓ５における各部の動作を制御する制御部を更に備え得る。図５は、一実施形態に係るプラズマ処理装置が備え得る制御部を示す図である。プラズマ処理装置１０は、図３に示す制御部９０を更に備え得る。
【００７１】
制御部９０は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）及びメモリといった記憶装置を備えるコンピュータであってもよい。制御部９０は、記憶装置に記憶されたプログラムに従って種々の制御信号を出力することができる。制御部９０からの種々の制御信号は、マイクロ波発生器１６、排気装置５６、弁３８ｂ、流量制御器３８ｃ、弁４３ｂ、流量制御器４３ｃ、弁３９ｂ、流量制御器３９ｃ、弁４０ｂ、流量制御器４０ｃ、弁４４ｂ、流量制御器４４ｃ、弁４５ｂ、及び、流量制御器４５ｃに与えられる。
【００７２】
より具体的には、工程Ｓ２を実施するために、制御部９０は、マイクロ波発生器１６を動作状態に設定するための制御信号を当該マイクロ波発生器１６に出力する。また、制御部９０は、弁３８ｂ及び弁４３ｂが開かれるよう当該弁３８ｂ及び弁４３ｂのそれぞれに制御信号を与える。さらに、制御部９０は、ガス源３８ａからのガスの流量を所定の流量に調整するよう流量制御器３８ｃに制御信号を与え、ガス源４３ａからのガスの流量を所定の流量に調整するよう流量制御器４３ｃに制御信号を与える。また更に、制御部９０は、排気装置５６の排気量を調整するための制御信号を当該排気装置５６に出力する。
【００７３】
一実施形態においては、工程Ｓ２において、ガス供給系３９、４０、４４、及び４５からもガスが供給されてもよく、制御部９０は、これらガス供給系それぞれの弁及び流量制御器に制御信号を出力してもよい。
【００７４】
また、工程Ｓ４を実施するために、制御部９０は、第１のモードで動作する。第１のモードにおいては、制御部９０は、マイクロ波発生器１６を動作状態に設定するための制御信号を当該マイクロ波発生器１６に出力する。また、制御部９０は、弁３９ｂ、流量制御器３９ｃ、弁４０ｂ、流量制御器４０ｃ、弁４４ｂ、流量制御器４４ｃ、弁４５ｂ、及び流量制御器４５ｃのそれぞれに制御信号を出力し、更に、排気装置５６の排気量を調整するための制御信号を当該排気装置５６に出力して、処理空間Ｓの圧力を第１の圧力に設定する。これにより、工程Ｓ４が実施される。
【００７５】
また、工程Ｓ５を実施するために、制御部９０は、第２のモードで動作する。第２のモードにおいては、制御部９０は、マイクロ波発生器１６を動作状態に設定するための制御信号を当該マイクロ波発生器１６に出力する。また、制御部９０は、弁３９ｂ、流量制御器３９ｃ、弁４０ｂ、流量制御器４０ｃ、弁４４ｂ、流量制御器４４ｃ、弁４５ｂ、及び流量制御器４５ｃのそれぞれに制御信号を出力し、更に、排気装置５６の排気量を調整するための制御信号を当該排気装置５６に出力して、処理空間Ｓの圧力を第２の圧力に設定する。これにより、工程Ｓ５が実施される。
【００７６】
このように、制御部９０を有するプラズマ処理装置１０によれば、図４に従って説明したプラズマ処理方法にける工程Ｓ２、工程Ｓ４、及び工程Ｓ５の処理を実施するための当該プラズマ処理装置１０の各部の動作を自動的に制御することが可能である。
【００７７】
以下、上述したプラズマ処理方法の一実施例について説明する。この実施例においては上述した工程Ｓ１〜Ｓ５を順に実施した。この実施例における各工程の条件は、以下に示す通りとした。また、比較例として、工程Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５を順に実施した。比較例における各工程の条件は、実施例における対応の工程の条件と同様とした。
【００７８】
（工程Ｓ２）
マイクロ波のパワー ２０００Ｗ
マイクロ波の周波数 ２．４５ＧＨｚ
高周波電源５８の出力ＲＦパワー １２０Ｗ
アルゴンガスの流量 １０００ｓｃｃｍ
ＣＨ２Ｆ２ガスの流量 ５ｓｃｃｍ
酸素ガス（Ｏ２ガス）の流量 ２ｓｃｃｍ
流量比（中央ガス導入部のガス流量：周辺ガス導入部のガス流量） ３０：７０
処理空間Ｓの圧力 ２０ｍＴｏｒｒ（２．６６６６Ｐａ）
処理時間 ６０秒
処理空間Ｓの温度 上部：８０℃、側壁１２ａ内面：８０℃、
ステージ１４の温度 中央：３０℃、周縁部：３０℃、
ステージ１４の冷媒温度：１０℃
【００７９】
（工程Ｓ４）
マイクロ波のパワー ３０００Ｗ
マイクロ波の周波数 ２．４５ＧＨｚ
高周波電源５８の出力ＲＦパワー ０Ｗ
アルゴンガスの流量 １１０ｓｃｃｍ
酸素ガス（Ｏ２ガス）の流量 １００ｓｃｃｍ
流量比（中央ガス導入部のガス流量：周辺ガス導入部のガス流量） ３０：７０
処理空間Ｓの圧力 ５ｍＴｏｒｒ（０．６６６６Ｐａ）
処理時間 ９０秒
処理空間Ｓの温度 上部：８０℃、側壁１２ａ内面：８０℃、
ステージ１４の温度 中央：３０℃、周縁部：３０℃、
ステージ１４の冷媒温度：１０℃
【００８０】
（工程Ｓ５）
マイクロ波のパワー ３０００Ｗ
マイクロ波の周波数 ２．４５ＧＨｚ
高周波電源５８の出力ＲＦパワー ０Ｗ
アルゴンガスの流量 １００ｓｃｃｍ
酸素ガス（Ｏ２ガス）の流量 １００ｓｃｃｍ
流量比（中央ガス導入部のガス流量：周辺ガス導入部のガス流量） ５：９５
処理空間Ｓの圧力 ２０ｍＴｏｒｒ（２．６６６６Ｐａ）
処理時間 ９０秒
処理空間Ｓの温度 上部：８０℃、側壁１２ａ内面：８０℃、
ステージ１４の温度 中央：３０℃、周縁部：３０℃、
ステージ１４の冷媒温度：１０℃
【００８１】
図６は、実施例及び比較例におけるプラズマの発光状態を示す画像である。図６の（ａ）には、実施例の工程Ｓ４の実施時と同条件の環境下で、誘電体窓２０直下のプラズマ発光状態を処理空間Ｓ側から撮影して得た画像が示されている。図６の（ｂ）には、比較例の工程Ｓ５の実施時と同条件の環境下で、誘電体窓２０直下のプラズマ発光状態を処理空間Ｓ側から撮影して得た画像が示されている。図６の（ａ）の画像中央部分の輝度から分かるように、処理空間Ｓの圧力を第１の圧力に設定することによって、貫通孔２０ｈにプラズマが生成されていることが確認される。一方、図６の（ｂ）に示すように、第２の圧力では、誘電体窓２０の直下においてプラズマが発生しており、貫通孔２０ｈにおいて十分にプラズマを発生させることができていない。
【００８２】
図７は、実施例及び比較例におけるクリーニング結果を示す画像である。図７の（ａ）には、実施例の処理後に貫通孔２０ｈからインジェクタ４１の第２の面４１ｂを撮影して得た画像が示されている。図７の（ｂ）には、実施例の処理後に上方（インジェクタ４１側）から貫通孔２０ｈを撮影して得た画像が示されている。一方、図７の（ｃ）には、比較例の処理後に貫通孔２０ｈからインジェクタ４１の第２の面４１ｂを撮影して得た画像が示されている。また、図７の（ｄ）には、比較例の処理後に上方（インジェクタ４１側）から貫通孔２０ｈを撮影して得た画像が示されている。図７の（ｃ）及び（ｄ）から分かるように、工程Ｓ４を行なわず工程Ｓ５のみによりクリーニングを行なった場合には、貫通孔２０ｈを画成する壁面及びインジェクタ４１の表面に堆積物が残存していた。一方、図７の（ａ）及び（ｂ）に示すように、実施例の処理後には、貫通孔２０ｈを画成する壁面及びインジェクタ４１の表面からは堆積物が除去されることが確認された。
【００８３】
以上、種々の実施形態について説明したが、これら実施形態に限定されることなく、種々の変形態様を構成することが可能である。例えば、上述した実施形態における処理ガスの一例はエッチングガスであったが、エッチングガスに代えて化学気相成長(Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法における成膜用のガスが処理ガスとして用いられてもよい。
【００８４】
また、上述した実施形態では、貫通孔２０ｈ及びガス供給部４２に別個のガス供給系から同種のガスが供給されているが、当該ガスは単一のガス供給系から貫通孔２０ｈ及びガス供給部４２に供給されてもよい。この場合には、貫通孔２０ｈ及びガス供給部４２のそれぞれに単一のガス供給系から供給されるガスの供給量は、フロースプリッタといった要素により制御され得る。
【００８５】
また、上述した実施形態では、工程Ｓ４が実施された後に工程Ｓ５が実施されているが、工程Ｓ５の実施後に工程Ｓ４が実施されてもよい。この場合には、制御部９０は、第２のモードで動作した後に、第１のモードに遷移する。
【００８６】
また、上述した実施形態では、一つの被処理基体Ｗの処理（工程Ｓ２）ごとに、工程Ｓ４及び工程Ｓ５が実施されているが、複数の被処理基体を処理した後に、工程Ｓ４及び工程Ｓ５が実施されてもよい。工程Ｓ２の実施回数に対する工程Ｓ４及び／又は工程Ｓ５の実施回数は任意であってもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１０…プラズマ処理装置、１２…処理容器、１４…ステージ、１６…マイクロ波発生器、１８…アンテナ、２０…誘電体窓、２０ｈ…貫通孔、２２…チューナ、２４…矩形導波管、２６…モード変換器、２８…同軸導波管、３０…スロット板、３２…誘電体板、３４…冷却ジャケット、３６…導管、３８…ガス供給系、３９…ガス供給系（クリーニングガス供給系）、４０…ガス供給系（クリーニングガス供給系）、４１…インジェクタ、４２…ガス供給部、４３…ガス供給系、４４…ガス供給系（別のクリーニングガス供給系）、４５…ガス供給系（別のクリーニングガス供給系）、９０…制御部、Ｓ…処理空間、Ｗ…被処理基体。
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の側面及び実施形態は、プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、一種のプラズマ処理装置が記載されている。特許文献１に記載されたプラズマ処理装置は、処理容器、アンテナ、及び、誘電体窓を備えている。処理容器は、処理空間を画成している。アンテナは、プラズマ励起用のマイクロ波を放射する。アンテナは、スロット板を有しており、当該スロット板には、軸線に対して周方向に配列された複数のスロットが形成されている。誘電体窓は、処理空間とアンテナとの間に設けられている。誘電体窓には、処理空間にガスを供給するための貫通孔が形成されている。貫通孔は、上記軸線に沿っており、処理空間に向かうにつれてその直径が小さくなるテーパー形状を有している。
【０００３】
このプラズマ処理装置では、炭素を含む処理ガス、例えば、ＣＦ系の処理ガスを用いたプラズマ処理が行なわれることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したようなプラズマ処理装置では、処理ガスに曝される壁面等の部分に、処理ガスに含まれる成分に基づく堆積物が生成されることがある。この堆積物を除去するために、プラズマ処理装置内部のクリーニングが行なわれる。
【０００６】
当技術分野においては、プラズマ処理装置内の堆積物を更に減少させることができるクリーニングが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係るプラズマ処理方法は、プラズマ処理装置におけるプラズマ処理方法である。このプラズマ処理方法に用いられるプラズマ処理装置は、処理容器、マイクロ波発生器、アンテナ、誘電体窓、及び、クリーニングガス供給系を備えている。処理容器は処理空間を画成している。アンテナは、マイクロ波発生器によって発生されるマイクロ波に基づいて、プラズマ励起用のマイクロ波を放射する。アンテナは、スロット板を有しており、当該スロット板は、軸線に対して周方向に配列された複数のスロットを含んでいる。誘電体窓は、処理空間とアンテナとの間に設けられている。誘電体窓は、処理空間にガスを供給するための貫通孔を上記軸線に沿って画成している。貫通孔は、アンテナ側の開口及び処理空間側の開口を含んでいる。アンテナ側の開口から処理空間側の開口までの間の貫通孔の一部の面積は、アンテナ側の開口から当該一部までの間の貫通孔の他の一部の面積よりも小さくなっている。クリーニングガス供給系は、貫通孔に酸素ガスを含むクリーニングガスを供給する。この装置におけるプラズマ処理方法は、（ａ）アンテナからマイクロ波を放射させ、クリーニングガス供給系からクリーニングガスを供給して、第１のクリーニングを行なう工程と、（ｂ）アンテナからマイクロ波を放射させ、クリーニングガス供給系からクリーニングガスを供給して第２のクリーニングを行なう工程と、を含む。第１のクリーニングを行なう工程における処理空間の圧力、即ち、第１の圧力は、第２のクリーニングを行なう工程における処理空間の圧力、即ち、第２の圧力よりも低い。
【０００８】
処理空間の圧力が比較的高い第２の圧力となるようクリーニングガスが供給された場合には、クリーニングガス中の分子は処理空間に比較的多く存在するようになる。その結果、アンテナから供給されるマイクロ波のエネルギーは、主に処理空間に存在するクリーニングガス中の分子により消費される。したがって、処理空間の圧力が第２の圧力である場合には、処理空間を画成する処理容器の壁面が主にクリーニングされる。一方、処理空間の圧力が比較的低い第１の圧力となるようクリーニングガスが供給されると、誘電体窓の貫通孔におけるクリーニングガス中の分子の量が処理空間におけるクリーニングガス中の分子の量より相対的に大きくなる。その結果、第１の圧力では、マイクロ波のエネルギーは誘電体窓の貫通孔において相対的に多く消費され、当該貫通孔において効率良くプラズマが発生され得る。したがって、第１の圧力では、貫通孔に面する部材の表面、例えば、貫通孔を画成する誘電体窓の壁面を効率良くクリーニングすることが可能である。このように処理容器の壁面に加えて、貫通孔に面する部材の表面もクリーニングされるので、このプラズマ処理方法によれば堆積物が更に減少され得る。
【０００９】
一実施形態においては、第１の圧力は１０ｍＴｏｒｒ以下であってもよい。このような第１の圧力によれば、誘電体窓の貫通孔において、より効率良くプラズマが発生され得る。
【００１０】
一実施形態においては、第１のクリーニングを行なう工程において、アルゴンガスが貫通孔に更に供給されてもよい。アルゴンガスを貫通孔に供給することにより、当該貫通孔においてプラズマをより効率良く発生させることが可能となる。
【００１１】
一実施形態においては、第１のクリーニングを行なう工程が、第２のクリーニングを行なう工程よりも、先に行なわれてもよい。貫通孔に面する部材の表面を先にクリーニングすることにより、当該表面における堆積物とクリーニングガスとの反応物を処理空間に排出し、その後に処理空間をクリーニングすることができ、プラズマ処理装置内の堆積物を更に減少させることができる。
【００１２】
一実施形態においては、プラズマ処理装置は、上記軸線の延在方向（以下、「軸線方向」という）において誘電体窓に対面するように設けられたステージと、当該ステージと誘電体窓との間において上記軸線の周囲からガスを供給するためのガス供給部と、ガス供給部に酸素ガスを含むクリーニングガスを供給する別のクリーニングガス供給系と、を更に備えてもよい。第１のクリーニングを行なう工程においては、ガス供給部からも処理空間にクリーニングガスが供給されてもよい。この実施形態によれば、誘電体窓の貫通孔において消費されなかったマイクロ波のエネルギーを、別のクリーニングガス供給系からガス供給部を介して処理空間に供給されるクリーニングガスにより消費することが可能となる。これにより、貫通孔内で消費されなかったマイクロ波のエネルギーが、処理空間を画成する処理容器の壁面や処理空間内に配置された部品等にダメージを与えることを抑制し得る。
【００１３】
本発明の別の側面に係るプラズマ処理装置は、処理容器、マイクロ波発生器、アンテナ、誘電体窓、クリーニングガス供給系、及び、制御部を備えている。処理容器は、処理空間を画成している。アンテナは、マイクロ波発生器によって発生されるマイクロ波に基づいて、プラズマ励起用のマイクロ波を放射する。アンテナはスロット板を有しており、当該スロット板は、軸線に対して周方向に配列された複数のスロットを含んでいる。誘電体窓は、処理空間とアンテナとの間に設けられている。誘電体窓は、処理空間にガスを供給するための貫通孔を上記軸線に沿って画成している。貫通孔は、アンテナ側の開口と処理空間側の開口とを含んでいる。アンテナ側の開口から処理空間側の開口までの間の貫通孔の一部の面積が、アンテナ側の開口から当該一部までの間の貫通孔の他の一部の面積よりも小さくなっている。クリーニングガス供給系は、貫通孔に酸素ガスを含むクリーニングガスを供給する。制御部は、マイクロ波発生器がマイクロ波を発生しているときに、第１のモードにおいて、処理空間の圧力が第１の圧力となるようクリーニングガス供給系にクリーニングガスを供給させる。また、制御部は、マイクロ波発生器がマイクロ波を発生しているときに、第２のモードにおいて、処理空間の圧力が第１の圧力より高い第２の圧力となるようクリーニングガス供給系にクリーニングガスを供給させる。
【００１４】
このプラズマ処理装置では、処理空間の圧力が比較的高い第２の圧力となるようクリーニングガスが供給された場合、即ち、制御部が第２のモードで動作しているときに、処理空間を画成する処理容器の壁面が主としてクリーニングされる。一方、処理空間の圧力が比較的低い第１の圧力となるようクリーニングガスが供給された場合、即ち、制御部が第１のモードで動作しているときに、誘電体窓の貫通孔において効率良くプラズマが発生され得る。その結果、制御部が第１のモードで動作しているときに、貫通孔に面する部材の表面を効率良くクリーニングすることが可能である。したがって、このプラズマ処理装置によれば、処理容器の壁面に加えて、貫通孔に面する部材の表面もクリーニングされるので、堆積物が更に減少され得る。
【００１５】
一実施形態においては、第１の圧力は１０ｍＴｏｒｒ以下であってもよい。このような第１の圧力によれば、誘電体窓の貫通孔においてより効率良くプラズマが発生され得る。
【００１６】
一実施形態においては、プラズマ処理装置は、貫通孔にアルゴンガスを供給するガス供給系を更に更に含んでいてもよい。このガス供給系によれば、アルゴンガスを貫通孔に供給することができるので、当該貫通孔においてプラズマをより効率良く発生させることが可能となる。
【００１７】
一実施形態においては、制御部は、第１のモードで動作した後に第２のモードで動作してもよい。誘電体窓の貫通孔において先にクリーニングを行なうことにより、貫通孔に面する部材の表面上の堆積物とクリーニングガスとの反応物を処理空間に排出し、その後に処理空間をクリーニングすることができ、プラズマ処理装置内の堆積物を更に減少させることができる。
【００１８】
一実施形態においては、プラズマ処理装置は、軸線方向において誘電体窓に対面するように設けられたステージと、ステージと誘電体窓との間において軸線の周囲からガスを供給するためのガス供給部と、ガス供給部に酸素ガスを含むクリーニングガスを供給する別のクリーニングガス供給系と、を更に備えていてもよい。制御部は、第１のモードにおいて、別のクリーニングガス供給系にクリーニングガスを供給させてもよい。この実施形態によれば、誘電体窓の貫通孔において消費されなかったマイクロ波のエネルギーを、別のクリーニングガス供給系から処理空間に供給されるクリーニングガスにより消費することが可能となる。これにより、貫通孔内で消費されなかったマイクロ波のエネルギーが、処理空間を画成する処理容器の壁面や処理空間内に配置された部品等にダメージを与えることを抑制し得る。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明の種々の側面及び実施形態によれば、堆積物を更に減少させることが可能なプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図２】一実施形態に係るスロット板を軸線Ｘ方向から見た平面図である。
【図３】一実施形態に係るインジェクタ及び誘電体窓の貫通孔を拡大して示す断面図である。
【図４】一実施形態に係るプラズマ処理方法を示す流れ図である。
【図５】一実施形態に係るプラズマ処理装置が備え得る制御部を示す図である。
【図６】実施例及び比較例におけるプラズマの発光状態を示す画像である。
【図７】実施例及び比較例におけるクリーニング結果を示す画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００２２】
図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１０は、処理容器１２、ステージ１４、マイクロ波発生器１６、アンテナ１８、及び誘電体窓２０を備えている。
【００２３】
処理容器１２は、被処理基体Ｗにプラズマ処理を行うための処理空間Ｓを画成している。処理容器１２は、側壁１２ａ、及び、底部１２ｂを含み得る。側壁１２ａは、軸線Ｘ方向（即ち、軸線Ｘの延在方向）に延在する略筒形状を有している。底部１２ｂは、側壁１２ａの下端側に設けられている。底部１２ｂには、排気用の排気孔１２ｈが設けられている。側壁１２ａの上端部は開口している。
【００２４】
側壁１２ａの上端部開口は、誘電体窓２０によって閉じられている。この誘電体窓２０と側壁１２ａの上端部との間にはＯリング２１が介在していてもよい。このＯリング２１により、処理容器１２の密閉がより確実なものとなる。
【００２５】
マイクロ波発生器１６は、例えば、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生する。一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、チューナ２２、導波管２４、モード変換器２６、及び同軸導波管２８を更に備えている。
【００２６】
マイクロ波発生器１６は、チューナ２２を介して導波管２４に接続されている。導波管２４は、例えば、矩形導波管である。導波管２４は、モード変換器２６に接続されており、当該モード変換器２６は、同軸導波管２８の上端に接続されている。
【００２７】
同軸導波管２８は、軸線Ｘに沿って延びている。この同軸導波管２８は、外側導体２８ａ及び内側導体２８ｂを含んでいる。外側導体２８ａは、軸線Ｘ方向に延びる略円筒形状を有している。内側導体２８ｂは、外側導体２８ａの内部に設けられている。この内側導体２８ｂは、軸線Ｘに沿って延びる略円筒形状を有している。
【００２８】
マイクロ波発生器１６によって発生されたマイクロ波は、チューナ２２及び導波管２４を介してモード変換器２６に導波される。モード変換器２６は、マイクロ波のモードを変換して、モード変換後のマイクロ波を同軸導波管２８に供給する。同軸導波管２８からのマイクロ波は、アンテナ１８に供給される。
【００２９】
アンテナ１８は、マイクロ波発生器１６によって発生されるマイクロ波に基づいて、プラズマ励起用のマイクロ波を放射する。アンテナ１８は、スロット板３０、誘電体板３２、及び冷却ジャケット３４を含み得る。
【００３０】
スロット板３０には、軸線Ｘを中心にして周方向に複数のスロットが配列されている。図２は、一実施形態に係るスロット板を軸線Ｘ方向から見た平面図である。一実施形態においては、図２に示すように、スロット板３０は、ラジアルラインスロットアンテナを構成するスロット板であり得る。スロット板３０は、導電性を有する金属製の円板から構成される。スロット板３０には、複数のスロット対３０ａが形成されている。各スロット対３０ａは、互いに交差又は直交する方向に延びるスロット３０ｂとスロット３０ｃを含んでいる。複数のスロット対３０ａは、径方向に所定の間隔で配置されており、また、周方向に所定の間隔で配置されている。
【００３１】
図１を再び参照する。誘電体板３２は、スロット板３０と冷却ジャケット３４の下側表面の間に設けられている。誘電体板３２は、例えば石英製であり、略円板形状を有している。冷却ジャケット３４の表面は、導電性を有し得る。冷却ジャケット３４は、誘電体板３２及びスロット板３０を冷却する。そのために、冷却ジャケット３４内には、冷媒用の流路が形成されている。この冷却ジャケット３４の上部表面には、外側導体２８ａの下端が電気的に接続されている。また、内側導体２８ｂの下端は、冷却ジャケット３４及び誘電体板３２の中央部分に形成された孔を通って、スロット板３０に電気的に接続されている。
【００３２】
同軸導波管２８からのマイクロ波は、誘電体板３２に伝播され、スロット板３０のスロットから誘電体窓２０を介して、処理空間Ｓ内に導入される。誘電体窓２０は、略円板形状を有しており、例えば石英によって構成される。この誘電体窓２０は、処理空間Ｓとアンテナ１８との間に設けられており、一実施形態においては、軸線Ｘ方向においてアンテナ１８の直下に設けられている。
【００３３】
一実施形態においては、同軸導波管２８の内側導体２８ｂの内孔には、導管３６が通っている。導管３６は、軸線Ｘに沿って延在しており、ガス供給系３８、ガス供給系３９、及び、ガス供給系４０に接続され得る。
【００３４】
ガス供給系３８は、導管３６に被処理基体Ｗを処理するための処理ガスを供給する。ガス供給系３８によって供給される処理ガスは、炭素を含む。この処理ガスは、一実施形態では、エッチングガスであり、例えば、ＣＦ４ガス、又は、ＣＨ２Ｆ２ガスである。ガス供給系３８は、ガス源３８ａ、弁３８ｂ、及び流量制御器３８ｃを含み得る。ガス源３８ａは、処理ガスのガス源である。弁３８ｂは、ガス源３８ａからの処理ガスの供給及び供給停止を切り替える。流量制御器３８ｃは、例えば、マスフローコントローラであり、ガス源３８ａからの処理ガスの流量を調整する。
【００３５】
ガス供給系３９は、酸素ガス（Ｏ２ガス）を導管３６に供給する。ガス供給系３９から供給される酸素ガスはクリーニングガスを構成する。ガス供給系３９は、ガス源３９ａ、弁３９ｂ、及び流量制御器３９ｃを含み得る。ガス源３９ａは、酸素ガスのガス源である。弁３９ｂは、ガス源３９ａからのガスの供給及び供給停止を切り替える。流量制御器３９ｃは、例えば、マスフローコントローラであり、ガス源３９ａからのガスの流量を調整する。
【００３６】
ガス供給系４０は、アルゴンガスを導管３６に供給する。一実施形態においては、ガス供給系３９からのクリーニングガスに加えて、ガス供給系４０からアルゴンガスが供給される。ガス供給系４０は、ガス源４０ａ、弁４０ｂ、及び流量制御器４０ｃを含み得る。ガス源４０ａは、アルゴンガスのガス源である。弁４０ｂは、ガス源４０ａからのアルゴンガスの供給及び供給停止を切り替える。流量制御器４０ｃは、例えば、マスフローコントローラであり、ガス源４０ａからのアルゴンガスの流量を調整する。
【００３７】
一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、更に、インジェクタ４１を更に備え得る。インジェクタ４１は、導管３６からのガスを誘電体窓２０に形成された貫通孔２０ｈに供給する。誘電体窓２０の貫通孔２０ｈに供給されたガスは、処理空間Ｓに供給される。以下の説明では、導管３６、インジェクタ４１、及び、貫通孔２０ｈによって構成されるガス供給経路を、「中央ガス導入部」ということがある。
【００３８】
一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、ガス供給部４２を更に備え得る。ガス供給部４２は、ステージ１４と誘電体窓２０との間において、軸線Ｘの周囲からガスを処理空間Ｓに供給する。以下の説明では、ガス供給部４２のことを、「周辺ガス導入部」ということがある。ガス供給部４２は、導管４２ａを含み得る。導管４２ａは、誘電体窓２０とステージ１４との間において軸線Ｘを中心に環状に延在している。導管４２ａには、複数のガス供給孔４２ｂが形成されている。複数のガス供給孔４２ｂは、環状に配列されており、軸線Ｘに向けて開口しており、導管４２ａに供給されたガスを、軸線Ｘに向けて供給する。このガス供給部４２は、導管４６を介して、ガス供給系４３、ガス供給系４４、及びガス供給系４５に接続されている。
【００３９】
ガス供給系４３は、ガス供給部４２に被処理基体Ｗを処理するための処理ガスを供給する。ガス供給系４３から供給される処理ガスは、ガス供給系３８の処理ガスと同様に、炭素を含む。この処理ガスは、一実施形態では、エッチングガスであり、例えば、ＣＦ４ガス、又は、ＣＨ２Ｆ２ガスである。ガス供給系４３は、ガス源４３ａ、弁４３ｂ、及び流量制御器４３ｃを含み得る。ガス源４３ａは、処理ガスのガス源である。弁４３ｂは、ガス源４３ａからの処理ガスの供給及び供給停止を切り替える。流量制御器４３ｃは、例えば、マスフローコントローラであり、ガス源４３ａからの処理ガスの流量を調整する。
【００４０】
ガス供給系４４は、酸素ガス（Ｏ２ガス）をガス供給部４２に供給する。ガス供給系４４から供給されるガスはクリーニングガスを構成する。ガス供給系４４は、ガス源４４ａ、弁４４ｂ、及び流量制御器４４ｃを含み得る。ガス源４４ａは、酸素ガスのガス源である。弁４４ｂは、ガス源４４ａからのガスの供給及び供給停止を切り替える。流量制御器４４ｃは、例えば、マスフローコントローラであり、ガス源４４ａからのガスの流量を調整する。
【００４１】
ガス供給系４５は、アルゴンガスをガス供給部４２に供給する。一実施形態においては、ガス供給系４４からのクリーニングガスに加えて、ガス供給系４５からアルゴンガスが供給される。ガス供給系４５は、ガス源４５ａ、弁４５ｂ、及び流量制御器４５ｃを含み得る。ガス源４５ａは、アルゴンガスのガス源である。弁４５ｂは、ガス源４５ａからのアルゴンガスの供給及び供給停止を切り替える。流量制御器４５ｃは、例えば、マスフローコントローラであり、ガス源４５ａからのアルゴンガスの流量を調整する。
【００４２】
ステージ１４は、軸線Ｘ方向において誘電体窓２０と対面するように設けられている。このステージ１４は、誘電体窓２０と当該ステージ１４との間に処理空間Ｓを挟むように設けられている。ステージ１４上には、被処理基体が載置される。一実施形態においては、ステージ１４は、台１４ａ、フォーカスリング１４ｂ、及び、静電チャック１４ｃを含み得る。
【００４３】
台１４ａは、筒状支持部４８によって支持されている。筒状支持部４８は、絶縁性の材料で構成されており、底部１２ｂから垂直上方に延びている。また、筒状支持部４８の外周には、導電性の筒状支持部５０が設けられている。筒状支持部５０は、筒状支持部４８の外周に沿って処理容器１２の底部１２ｂから垂直上方に延びている。この筒状支持部５０と側壁１２ａとの間には、環状の排気路５１が形成されている。
【００４４】
排気路５１の上部には、複数の貫通孔が設けられた環状のバッフル板５２が取り付けられている。排気孔１２ｈの下部には排気管５４を介して排気装置５６が接続されている。排気装置５６は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有している。排気装置５６により、処理容器１２内の処理空間Ｓを所望の真空度まで減圧することができる。
【００４５】
台１４ａは、高周波電極を兼ねている。台１４ａには、マッチングユニット６０及び給電棒６２を介して、ＲＦバイアス用の高周波電源５８が電気的に接続されている。高周波電源５８は、被処理基体Ｗに引き込むイオンのエネルギーを制御するのに適した一定の周波数、例えば、１３．６５ＭＨｚの高周波電力を所定のパワーで出力する。マッチングユニット６０は、高周波電源５８側のインピーダンスと、主に電極、プラズマ、処理容器１２といった負荷側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合器を収容している。この整合器の中に自己バイアス生成用のブロッキングコンデンサが含まれている。
【００４６】
台１４ａの上面には、静電チャック１４ｃが設けられている。静電チャック１４ｃは、被処理基体Ｗを静電吸着力で保持する。静電チャック１４ｃの径方向外側には、被処理基体Ｗの周囲を環状に囲むフォーカスリング１４ｂが設けられている。静電チャック１４ｃは、電極１４ｄ、絶縁膜１４ｅ、及び、絶縁膜１４ｆを含んでいる。電極１４ｄは、導電膜によって構成されており、絶縁膜１４ｅと絶縁膜１４ｆの間に設けられている。電極１４ｄには、高圧の直流電源６４がスイッチ６６および被覆線６８を介して電気的に接続されている。静電チャック１４ｃは、直流電源６４より印加される直流電圧により発生するクーロン力によって、被処理基体Ｗを吸着保持することができる。
【００４７】
台１４ａの内部には、周方向に延びる環状の冷媒室１４ｇが設けられている。この冷媒室１４ｇには、チラーユニット（図示せず）より配管７０，７２を介して所定の温度の冷媒、例えば、冷却水が循環供給される。冷媒の温度によって静電チャック１４ｃの伝熱ガス、例えば、Ｈｅガスがガス供給管７４を介して静電チャック１４ｃの上面と被処理基体Ｗの裏面との間に供給される。
【００４８】
以下、図３を参照して、インジェクタ４１及び誘電体窓２０の貫通孔２０ｈについてより詳細に説明する。図３は、一実施形態に係るインジェクタ及び誘電体窓の貫通孔を拡大して示す断面図である。
【００４９】
図３に示すように、誘電体窓２０は、軸線Ｘに沿って上方から順に収容空間２０ｓ、貫通孔２０ｈを画成している。貫通孔２０ｈは、収容空間２０ｓと処理空間Ｓとを連通させている。この貫通孔２０ｈは、アンテナ１８側の開口と処理空間Ｓ側の開口との間の一部における面積が、当該一部とアンテナ１８側の開口との間の当該貫通孔２０ｈの他の一部における面積より小さくなるように、構成されている。ここで、「面積」とは、軸線Ｘに直交する面での貫通孔２０ｈの面積である。一例においては、図３に示すように、貫通孔２０ｈは、軸線Ｘに沿って下方に向かうにつれてその直径が小さくなるテーパー形状を有し得る。
【００５０】
収容空間２０ｓには、インジェクタ４１、及び、導管３６の一端部３６ｂが収容されている。導管３６は、導電性を有する金属により構成され得る。導管３６は、本体部３６ａ及び一端部３６ｂを含んでいる。本体部３６ａは、軸線Ｘに沿って延在する筒形状を有している。一端部３６ｂは、略円板形状を有しており、本体部３６ａより大きな外径を有している。導管３６には、本体部３６ａ及び一端部３６ｂにわたって貫通するガス供給用の内孔が設けられている。この導管３６の本体部３６ａは、内側導体２８ｂの内孔を通っている。
【００５１】
内側導体２８ｂは、上述したように、スロット板３０に接続されている。一実施形態においては、スロット板３０には、軸線Ｘに沿って設けられた貫通孔が形成されている。当該貫通孔を画成するスロット板３０の内側縁部は、内側導体２８ｂの下端と金属製の部材８０とにより、狭持されている。この部材８０は、内側導体２８ｂの下端にねじ８２によって固定されている。また、スロット板３０の下面には、導管３６の一端部３６ｂの上面が接触している。このように、内側導体２８ｂ、スロット板３０、及び導管３６は、電気的に接続されている。
【００５２】
インジェクタ４１は、収容空間２０ｓ内において、導管３６の一端部３６ｂの下方に収容されている。インジェクタ４１は、導電性を有しており、略円板形状を有している。インジェクタ４１は、例えば、アルミニウム又はステンレス製である。
【００５３】
インジェクタ４１は、一端部３６ｂ側の第１の面４１ａと貫通孔２０ｈ側の第２の面４１ｂとを含んでいる。インジェクタ４１には、第１の面４１ａから第２の面４１ｂまで延在する複数の貫通孔４１ｈが形成されている。一実施形態においては、第２の面４１ｂには、Ｙ２Ｏ３の膜が形成されていてもよい。この膜は、Ｙ２Ｏ３を第２の面４１ｂにコーティングした後に、コーティングされた膜を電子ビームにより溶融させることによって形成されてもよい。
【００５４】
インジェクタ４１は、ねじ８４により導管３６の一端部３６ｂに対して固定されており、当該一端部３６ｂに電気的に接続している。したがって、インジェクタ４１は、内側導体２８ｂ、スロット板３０、及び導管３６と同電位に設定され得る。インジェクタ４１は、例えば、接地電位に設定され得る。
【００５５】
一実施形態においては、インジェクタ４１の第２の面４１ｂと誘電体窓２０との間にはＯリング８６が設けられ得る。Ｏリング８６は、複数の貫通孔４１ｈの貫通孔２０ｈ側の開口を囲むように環状に延在している。このＯリング８６により、インジェクタ４１と誘電体窓２０との間における気密が確保される。更に、インジェクタ４１の第１の面４１ａと導管３６の一端部３６ｂとの間にはＯリング８８が設けられ得る。Ｏリング８８は、複数の貫通孔４１ｈの一端部３６ｂ側の開口を囲むように環状に延在している。これにより、インジェクタ４１と導管３６の一端部３６ｂとの間の気密が確保される。
【００５６】
このように構成されたプラズマ処理装置１０では、導管３６及びインジェクタ４１の貫通孔４１ｈを介して、誘電体窓２０の貫通孔２０ｈから処理空間Ｓ内に軸線Ｘに沿ってガスが供給される。また、貫通孔２０ｈよりも下方において、ガス供給部４２から軸線Ｘに向けてガスが供給される。さらに、アンテナ１８から誘電体窓２０を介して処理空間Ｓ及び／又は貫通孔２０ｈ内にマイクロ波が導入される。これにより、処理空間Ｓ及び／又は貫通孔２０ｈにおいてプラズマが発生する。このように、プラズマ処理装置１０によれば、磁場を加えずに、プラズマを発生させることができる。
【００５７】
以下、プラズマ処理装置１０を用いたプラズマ処理方法の一実施形態について説明する。図４は、一実施形態に係るプラズマ処理方法を示す流れ図である。図４に示すプラズマ処理方法では、まず、被処理基体Ｗが、処理空間Ｓ内に収容され、ステージ１４上に載置される（工程Ｓ１）。
【００５８】
次いで、被処理基体Ｗの処理が行なわれる（工程Ｓ２）。この工程では、マイクロ波発生器１６からマイクロ波が発生され、ガス供給系３８から処理ガスが供給される。また、ガス供給系４３からも処理ガスが供給され得る。この工程Ｓ２では、マイクロ波発生器１６は、マイクロ波を発生するよう動作状態に設定される。また、ガス供給系３８の弁３８ｂが開かれ、処理ガスの供給量を調整するよう流量制御器３８ｃが制御される。更に、ガス供給系４３の弁４３ｂが開かれ、処理ガスの供給量を調整するよう流量制御器４３ｃが制御される。これらガス供給系３８及び４３から供給される処理ガスは、上述したように炭素を含み、例えば、上述したようにＣＦ４ガス又はＣＨ２Ｆ２ガスといったエッチングガスであり得る。このような炭素を含む処理ガスが用いられる結果、処理容器１２の内壁面や貫通孔２０ｈに面する部材の表面上には、堆積物が生成される。なお、貫通孔２０ｈに面する部材の表面には、例えば、貫通孔２０ｈを画成する誘電体窓２０の壁面や貫通孔２０ｈに面するインジェクタ４１の第２の面４１ｂが含まれる。
【００５９】
一実施形態においては、工程Ｓ２において、ガス供給系３９、ガス供給系４０、ガス供給系４４、及びガス供給系４５からもガスを供給してもよい。この場合には、これらガス供給系の弁が開かれ、流量制御器がガスの流量を調整するよう制御される。
【００６０】
本実施形態のプラズマ処理方法では、次いで、被処理基体Ｗが処理容器１２内から取り出される（工程Ｓ３）。
【００６１】
次いで、処理容器１２内に被処理基体が存在しない状態で、マイクロ波発生器１６からマイクロ波が発生され、処理空間Ｓの圧力が第１の圧力となるように、貫通孔２０ｈ及び処理空間Ｓにクリーニングガスが供給される（工程Ｓ４）。この工程Ｓ４では、貫通孔２０ｈで酸素プラズマを発生させることにより、第１のクリーニングが行なわれる。この第１のクリーニングにより、貫通孔２０ｈに面する部材の表面における堆積物の除去が行なわれる。
【００６２】
工程Ｓ４においては、クリーニングガスは、ガス供給系３９から導管３６、インジェクタ４１、及び貫通孔２０ｈを介して処理空間Ｓに供給される酸素ガスを含む。工程Ｓ４では、マイクロ波発生器１６は、マイクロ波を発生するよう動作状態に設定される。また、ガス供給系３９の弁３９ｂが開かれ、酸素ガスの供給量を調整するよう流量制御器３９ｃが制御される。
【００６３】
また、一実施形態では、工程Ｓ４においては、クリーニングガスに加えて、ガス供給系４０からアルゴンガスが供給され得る。ガス供給系４０からアルゴンガスを供給するために、ガス供給系４０の弁４０ｂが開かれ、アルゴンガスの供給量を調整する流量制御器４０ｃが制御される。このように、クリーニングガスに加えてアルゴンガスが供給されることにより、プラズマが効率良く生成される。
【００６４】
さらに、一実施形態では、工程Ｓ４に使用されるクリーニングガスは、ガス供給系４４から供給される酸素ガスも含み得る。ガス供給系４４から酸素ガスを供給するために、ガス供給系４４の弁４４ｂが開かれ、酸素ガスの供給量を調整する流量制御器４４ｃが制御される。また更に、工程Ｓ４においては、ガス供給系４５からアルゴンガスが供給され得る。ガス供給系４５からアルゴンガスを供給するために、ガス供給系４５の弁４５ｂが開かれ、アルゴンガスの供給量を調整する流量制御器４５ｃが制御される。ガス供給系４４及び／又はガス供給系４５からガス供給部４２を介して供給されるガスは、貫通孔２０ｈ内で消費されず処理空間Ｓに供給されたマイクロ波のエネルギーを消費し得る。これにより、貫通孔２０ｈ内で消費されなかったマイクロ波のエネルギーが、処理空間Ｓを画成する処理容器１２の壁面や処理空間Ｓ内に配置された部品等にダメージを与えることを抑制し得る。
【００６５】
なお、工程Ｓ４におけるアルゴンガスと酸素ガスの流量比は、酸素ガスの流量が１．０に対してアルゴンガスの流量が１．１以下となる流量比であり得る。このような流量比によれば、プラズマの生成効率及びクリーニングの効率が両立され得る。
【００６６】
この工程Ｓ４では、処理空間Ｓの圧力は、工程Ｓ４に用いられるガスの供給量を流量制御器によって調整し、また、排気装置５６の排気量を調整することによって、第１の圧力に調整される。この第１の圧力は、後述する第２の圧力よりも低い圧力であり、例えば、１０ｍＴｏｒｒ（１．３３３３Ｐａ）以下である。
【００６７】
処理空間Ｓの圧力が第２の圧力である場合には、処理空間Ｓにおけるクリーニングガスの分子密度が比較的大きく、アンテナ１８から供給されるマイクロ波のエネルギーは、主に処理空間Ｓに存在する分子によって消費される。一方、処理空間Ｓの圧力が第１の圧力である場合には、処理空間Ｓの圧力が第２の圧力である場合よりも、貫通孔２０ｈにおけるクリーニングガスの分子密度が相対的に高くなる。これは、上述した貫通孔２０ｈの形状、即ち、貫通孔２０ｈ内にガス溜まりが形成されるように一部においてコンダクタンスを小さくした形状に起因する。このように貫通孔２０ｈにおけるクリーニングガスの分子密度が高められる結果、アンテナ１８から供給されるマイクロ波のエネルギーは、貫通孔２０ｈに存在するクリーニングガス中の分子によって消費される。したがって、貫通孔２０ｈにおいて酸素プラズマが発生し、当該貫通孔２０ｈに面する部材の表面における堆積物が除去される。
【００６８】
次いで、本実施形態のプラズマ処理方法では、処理容器１２内に被処理基体が存在しない状態で、マイクロ波発生器１６からマイクロ波が発生され、処理空間Ｓの圧力が第１の圧力より大きな第２の圧力となるように、クリーニングガスが供給される（工程Ｓ５）。この工程Ｓ５においても、工程Ｓ４と同様にアルゴンガスが供給されてもよい。工程Ｓ５においても、マイクロ波発生器１６はマイクロ波を発生するよう動作状態に設定される。また、工程Ｓ４で用いられたガス供給系からクリーニングガス及び／又はアルゴンガスが供給される。この工程Ｓ５により、第２のクリーニングが行なわれ、処理空間Ｓを画成する壁面上の堆積物が除去される。
【００６９】
本実施形態のプラズマ処理方法では、工程Ｓ４の実施後に工程Ｓ５が実施されている。即ち、工程Ｓ５よりも先に工程Ｓ４が実施される。これにより、貫通孔２０ｈに面する部材の表面における堆積物とクリーニングガスとの反応物を処理空間Ｓに排出し、その後に処理空間Ｓをクリーニングすることができ、プラズマ処理装置１０内の堆積物を更に減少させることができる。
【００７０】
一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、上述したプラズマ処理方法の工程Ｓ２、工程Ｓ４、及び工程Ｓ５における各部の動作を制御する制御部を更に備え得る。図５は、一実施形態に係るプラズマ処理装置が備え得る制御部を示す図である。プラズマ処理装置１０は、図３に示す制御部９０を更に備え得る。
【００７１】
制御部９０は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）及びメモリといった記憶装置を備えるコンピュータであってもよい。制御部９０は、記憶装置に記憶されたプログラムに従って種々の制御信号を出力することができる。制御部９０からの種々の制御信号は、マイクロ波発生器１６、排気装置５６、弁３８ｂ、流量制御器３８ｃ、弁４３ｂ、流量制御器４３ｃ、弁３９ｂ、流量制御器３９ｃ、弁４０ｂ、流量制御器４０ｃ、弁４４ｂ、流量制御器４４ｃ、弁４５ｂ、及び、流量制御器４５ｃに与えられる。
【００７２】
より具体的には、工程Ｓ２を実施するために、制御部９０は、マイクロ波発生器１６を動作状態に設定するための制御信号を当該マイクロ波発生器１６に出力する。また、制御部９０は、弁３８ｂ及び弁４３ｂが開かれるよう当該弁３８ｂ及び弁４３ｂのそれぞれに制御信号を与える。さらに、制御部９０は、ガス源３８ａからのガスの流量を所定の流量に調整するよう流量制御器３８ｃに制御信号を与え、ガス源４３ａからのガスの流量を所定の流量に調整するよう流量制御器４３ｃに制御信号を与える。また更に、制御部９０は、排気装置５６の排気量を調整するための制御信号を当該排気装置５６に出力する。
【００７３】
一実施形態においては、工程Ｓ２において、ガス供給系３９、４０、４４、及び４５からもガスが供給されてもよく、制御部９０は、これらガス供給系それぞれの弁及び流量制御器に制御信号を出力してもよい。
【００７４】
また、工程Ｓ４を実施するために、制御部９０は、第１のモードで動作する。第１のモードにおいては、制御部９０は、マイクロ波発生器１６を動作状態に設定するための制御信号を当該マイクロ波発生器１６に出力する。また、制御部９０は、弁３９ｂ、流量制御器３９ｃ、弁４０ｂ、流量制御器４０ｃ、弁４４ｂ、流量制御器４４ｃ、弁４５ｂ、及び流量制御器４５ｃのそれぞれに制御信号を出力し、更に、排気装置５６の排気量を調整するための制御信号を当該排気装置５６に出力して、処理空間Ｓの圧力を第１の圧力に設定する。これにより、工程Ｓ４が実施される。
【００７５】
また、工程Ｓ５を実施するために、制御部９０は、第２のモードで動作する。第２のモードにおいては、制御部９０は、マイクロ波発生器１６を動作状態に設定するための制御信号を当該マイクロ波発生器１６に出力する。また、制御部９０は、弁３９ｂ、流量制御器３９ｃ、弁４０ｂ、流量制御器４０ｃ、弁４４ｂ、流量制御器４４ｃ、弁４５ｂ、及び流量制御器４５ｃのそれぞれに制御信号を出力し、更に、排気装置５６の排気量を調整するための制御信号を当該排気装置５６に出力して、処理空間Ｓの圧力を第２の圧力に設定する。これにより、工程Ｓ５が実施される。
【００７６】
このように、制御部９０を有するプラズマ処理装置１０によれば、図４に従って説明したプラズマ処理方法にける工程Ｓ２、工程Ｓ４、及び工程Ｓ５の処理を実施するための当該プラズマ処理装置１０の各部の動作を自動的に制御することが可能である。
【００７７】
以下、上述したプラズマ処理方法の一実施例について説明する。この実施例においては上述した工程Ｓ１〜Ｓ５を順に実施した。この実施例における各工程の条件は、以下に示す通りとした。また、比較例として、工程Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５を順に実施した。比較例における各工程の条件は、実施例における対応の工程の条件と同様とした。
【００７８】
（工程Ｓ２）
マイクロ波のパワー ２０００Ｗ
マイクロ波の周波数 ２．４５ＧＨｚ
高周波電源５８の出力ＲＦパワー １２０Ｗ
アルゴンガスの流量 １０００ｓｃｃｍ
ＣＨ２Ｆ２ガスの流量 ５ｓｃｃｍ
酸素ガス（Ｏ２ガス）の流量 ２ｓｃｃｍ
流量比（中央ガス導入部のガス流量：周辺ガス導入部のガス流量） ３０：７０
処理空間Ｓの圧力 ２０ｍＴｏｒｒ（２．６６６６Ｐａ）
処理時間 ６０秒
処理空間Ｓの温度 上部：８０℃、側壁１２ａ内面：８０℃、
ステージ１４の温度 中央：３０℃、周縁部：３０℃、
ステージ１４の冷媒温度：１０℃
【００７９】
（工程Ｓ４）
マイクロ波のパワー ３０００Ｗ
マイクロ波の周波数 ２．４５ＧＨｚ
高周波電源５８の出力ＲＦパワー ０Ｗ
アルゴンガスの流量 １１０ｓｃｃｍ
酸素ガス（Ｏ２ガス）の流量 １００ｓｃｃｍ
流量比（中央ガス導入部のガス流量：周辺ガス導入部のガス流量） ３０：７０
処理空間Ｓの圧力 ５ｍＴｏｒｒ（０．６６６６Ｐａ）
処理時間 ９０秒
処理空間Ｓの温度 上部：８０℃、側壁１２ａ内面：８０℃、
ステージ１４の温度 中央：３０℃、周縁部：３０℃、
ステージ１４の冷媒温度：１０℃
【００８０】
（工程Ｓ５）
マイクロ波のパワー ３０００Ｗ
マイクロ波の周波数 ２．４５ＧＨｚ
高周波電源５８の出力ＲＦパワー ０Ｗ
アルゴンガスの流量 １００ｓｃｃｍ
酸素ガス（Ｏ２ガス）の流量 １００ｓｃｃｍ
流量比（中央ガス導入部のガス流量：周辺ガス導入部のガス流量） ５：９５
処理空間Ｓの圧力 ２０ｍＴｏｒｒ（２．６６６６Ｐａ）
処理時間 ９０秒
処理空間Ｓの温度 上部：８０℃、側壁１２ａ内面：８０℃、
ステージ１４の温度 中央：３０℃、周縁部：３０℃、
ステージ１４の冷媒温度：１０℃
【００８１】
図６は、実施例及び比較例におけるプラズマの発光状態を示す画像である。図６の（ａ）には、実施例の工程Ｓ４の実施時と同条件の環境下で、誘電体窓２０直下のプラズマ発光状態を処理空間Ｓ側から撮影して得た画像が示されている。図６の（ｂ）には、比較例の工程Ｓ５の実施時と同条件の環境下で、誘電体窓２０直下のプラズマ発光状態を処理空間Ｓ側から撮影して得た画像が示されている。図６の（ａ）の画像中央部分の輝度から分かるように、処理空間Ｓの圧力を第１の圧力に設定することによって、貫通孔２０ｈにプラズマが生成されていることが確認される。一方、図６の（ｂ）に示すように、第２の圧力では、誘電体窓２０の直下においてプラズマが発生しており、貫通孔２０ｈにおいて十分にプラズマを発生させることができていない。
【００８２】
図７は、実施例及び比較例におけるクリーニング結果を示す画像である。図７の（ａ）には、実施例の処理後に貫通孔２０ｈからインジェクタ４１の第２の面４１ｂを撮影して得た画像が示されている。図７の（ｂ）には、実施例の処理後に上方（インジェクタ４１側）から貫通孔２０ｈを撮影して得た画像が示されている。一方、図７の（ｃ）には、比較例の処理後に貫通孔２０ｈからインジェクタ４１の第２の面４１ｂを撮影して得た画像が示されている。また、図７の（ｄ）には、比較例の処理後に上方（インジェクタ４１側）から貫通孔２０ｈを撮影して得た画像が示されている。図７の（ｃ）及び（ｄ）から分かるように、工程Ｓ４を行なわず工程Ｓ５のみによりクリーニングを行なった場合には、貫通孔２０ｈを画成する壁面及びインジェクタ４１の表面に堆積物が残存していた。一方、図７の（ａ）及び（ｂ）に示すように、実施例の処理後には、貫通孔２０ｈを画成する壁面及びインジェクタ４１の表面からは堆積物が除去されることが確認された。
【００８３】
以上、種々の実施形態について説明したが、これら実施形態に限定されることなく、種々の変形態様を構成することが可能である。例えば、上述した実施形態における処理ガスの一例はエッチングガスであったが、エッチングガスに代えて化学気相成長(Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法における成膜用のガスが処理ガスとして用いられてもよい。
【００８４】
また、上述した実施形態では、貫通孔２０ｈ及びガス供給部４２に別個のガス供給系から同種のガスが供給されているが、当該ガスは単一のガス供給系から貫通孔２０ｈ及びガス供給部４２に供給されてもよい。この場合には、貫通孔２０ｈ及びガス供給部４２のそれぞれに単一のガス供給系から供給されるガスの供給量は、フロースプリッタといった要素により制御され得る。
【００８５】
また、上述した実施形態では、工程Ｓ４が実施された後に工程Ｓ５が実施されているが、工程Ｓ５の実施後に工程Ｓ４が実施されてもよい。この場合には、制御部９０は、第２のモードで動作した後に、第１のモードに遷移する。
【００８６】
また、上述した実施形態では、一つの被処理基体Ｗの処理（工程Ｓ２）ごとに、工程Ｓ４及び工程Ｓ５が実施されているが、複数の被処理基体を処理した後に、工程Ｓ４及び工程Ｓ５が実施されてもよい。工程Ｓ２の実施回数に対する工程Ｓ４及び／又は工程Ｓ５の実施回数は任意であってもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１０…プラズマ処理装置、１２…処理容器、１４…ステージ、１６…マイクロ波発生器、１８…アンテナ、２０…誘電体窓、２０ｈ…貫通孔、２２…チューナ、２４…矩形導波管、２６…モード変換器、２８…同軸導波管、３０…スロット板、３２…誘電体板、３４…冷却ジャケット、３６…導管、３８…ガス供給系、３９…ガス供給系（クリーニングガス供給系）、４０…ガス供給系（クリーニングガス供給系）、４１…インジェクタ、４２…ガス供給部、４３…ガス供給系、４４…ガス供給系（別のクリーニングガス供給系）、４５…ガス供給系（別のクリーニングガス供給系）、９０…制御部、Ｓ…処理空間、Ｗ…被処理基体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置におけるプラズマ処理方法であり、
該プラズマ処理装置は、
処理空間を画成する処理容器と、
マイクロ波発生器と、
前記マイクロ波発生器によって発生されるマイクロ波に基づいて、プラズマ励起用のマイクロ波を放射するアンテナであり、軸線に対して周方向に配列された複数のスロットを含むスロット板を有する該アンテナと、
前記処理空間と前記アンテナとの間に設けられた誘電体窓であり、前記処理空間にガスを供給するための貫通孔を前記軸線に沿って画成しており、該貫通孔の前記アンテナ側の開口から該貫通孔の前記処理空間側の開口までの間の該貫通孔の一部の面積が、前記アンテナ側の前記開口から該貫通孔の前記一部までの間の該貫通孔の他の一部の面積よりも小さくなっている、該誘電体窓と、
前記貫通孔に酸素ガスを含むクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給系と、
を備え、
該プラズマ処理方法は、
前記アンテナからマイクロ波を放射させ、前記クリーニングガス供給系から前記クリーニングガスを供給して、第１のクリーニングを行なう工程と、
前記アンテナからマイクロ波を放射させ、前記クリーニングガス供給系から前記クリーニングガスを供給して、第２のクリーニングを行なう工程と、
を含み、
前記第１のクリーニングを行なう前記工程における前記処理空間の第１の圧力は、前記第２のクリーニングを行なう前記工程における前記処理空間の第２の圧力よりも低い、
プラズマ処理方法。
【請求項２】
前記第１の圧力は、１０ｍＴｏｒｒ（１．３３３３Ｐａ）以下である、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
前記第１のクリーニングを行なう前記工程において、前記貫通孔にアルゴンガスを更に供給する、請求項１又は２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
前記第１のクリーニングを行なう前記工程が、前記第２のクリーニングを行なう前記工程よりも、先に行なわれる、請求項１〜３の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
前記プラズマ処理装置は、前記軸線の延在方向において前記誘電体窓に対面するように設けられたステージと、該ステージと前記誘電体窓との間において前記軸線の周囲からガスを供給するためのガス供給部と、前記ガス供給部に酸素ガスを含むクリーニングガスを供給する別のクリーニングガス供給系と、を更に備え、
前記第１のクリーニングを行なう前記工程において、前記ガス供給部からも前記処理空間に前記クリーニングガスが供給される、
請求項１〜４の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項６】
処理空間を画成する処理容器と、
マイクロ波発生器と、
該マイクロ波発生器によって発生されるマイクロ波に基づいて、プラズマ励起用のマイクロ波を放射するアンテナであり、軸線に対して周方向に配列された複数のスロットを含むスロット板を有する該アンテナと、
前記処理空間と前記アンテナとの間に設けられた誘電体窓であり、前記処理空間にガスを供給するための貫通孔を前記軸線に沿って画成しており、該貫通孔の前記アンテナ側の開口から該貫通孔の前記処理空間側の開口までの間の該貫通孔の一部の面積が、前記アンテナ側の前記開口から該貫通孔の前記一部までの間の該貫通孔の他の一部の面積よりも小さくなっている、該誘電体窓と、
前記貫通孔に酸素ガスを含むクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給系と、
前記マイクロ波発生器及び前記クリーニングガス供給系を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記マイクロ波発生器がマイクロ波を発生しているときに、第１のモードにおいて、前記処理空間の圧力が第１の圧力となるよう前記クリーニングガス供給系に前記クリーニングガスを供給させ、
前記マイクロ波発生器がマイクロ波を発生しているときに、第２のモードにおいて、前記処理空間の圧力が前記第１の圧力より高い第２の圧力となるよう前記クリーニングガス供給系に前記クリーニングガスを供給させる、
プラズマ処理装置。
【請求項７】
前記第１の圧力は、１０ｍＴｏｒｒ（１．３３３３Ｐａ）以下である、請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記貫通孔にアルゴンガスを供給するガス供給系を更に含む、請求項６又は７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記第１のモードで動作した後に前記第２のモードで動作する、請求項６〜８の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記軸線の延在方向において前記誘電体窓に対面するように設けられたステージと、
前記ステージと前記誘電体窓との間において前記軸線の周囲からガスを供給するためのガス供給部と、
前記ガス供給部に酸素ガスを含むクリーニングガスを供給する別のクリーニングガス供給系と、
を更に備え、
前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記別のクリーニングガス供給系にも前記クリーニングガスを供給させる、
請求項６〜９の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１】
プラズマ処理装置におけるプラズマ処理方法であり、
該プラズマ処理装置は、
処理空間を画成する処理容器と、
マイクロ波発生器と、
前記マイクロ波発生器によって発生されるマイクロ波に基づいて、プラズマ励起用のマイクロ波を放射するアンテナであり、軸線に対して周方向に配列された複数のスロットを含むスロット板を有する該アンテナと、
前記処理空間と前記アンテナとの間に設けられた誘電体窓であり、前記処理空間にガスを供給するための貫通孔を前記軸線に沿って画成しており、該貫通孔の前記アンテナ側の開口から該貫通孔の前記処理空間側の開口までの間の該貫通孔の一部の面積が、前記アンテナ側の前記開口から該貫通孔の前記一部までの間の該貫通孔の他の一部の面積よりも小さくなっている、該誘電体窓と、
前記貫通孔に酸素ガスを含むクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給系と、
を備え、
該プラズマ処理方法は、
前記アンテナからマイクロ波を放射させ、前記クリーニングガス供給系から前記クリーニングガスを供給して、第１のクリーニングを行なう工程と、
前記アンテナからマイクロ波を放射させ、前記クリーニングガス供給系から前記クリーニングガスを供給して、第２のクリーニングを行なう工程と、
を含み、
前記第１のクリーニングを行なう前記工程における前記処理空間の第１の圧力は、前記第２のクリーニングを行なう前記工程における前記処理空間の第２の圧力よりも低い、
プラズマ処理方法。
【請求項２】
前記第１の圧力は、１０ｍＴｏｒｒ（１．３３３３Ｐａ）以下である、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
前記第１のクリーニングを行なう前記工程において、前記貫通孔にアルゴンガスを更に供給する、請求項１又は２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
前記第１のクリーニングを行なう前記工程が、前記第２のクリーニングを行なう前記工程よりも、先に行なわれる、請求項１〜３の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
前記プラズマ処理装置は、前記軸線の延在方向において前記誘電体窓に対面するように設けられたステージと、該ステージと前記誘電体窓との間において前記軸線の周囲からガスを供給するためのガス供給部と、前記ガス供給部に酸素ガスを含むクリーニングガスを供給する別のクリーニングガス供給系と、を更に備え、
前記第１のクリーニングを行なう前記工程において、前記ガス供給部からも前記処理空間に前記クリーニングガスが供給される、
請求項１〜４の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項６】
処理空間を画成する処理容器と、
マイクロ波発生器と、
該マイクロ波発生器によって発生されるマイクロ波に基づいて、プラズマ励起用のマイクロ波を放射するアンテナであり、軸線に対して周方向に配列された複数のスロットを含むスロット板を有する該アンテナと、
前記処理空間と前記アンテナとの間に設けられた誘電体窓であり、前記処理空間にガスを供給するための貫通孔を前記軸線に沿って画成しており、該貫通孔の前記アンテナ側の開口から該貫通孔の前記処理空間側の開口までの間の該貫通孔の一部の面積が、前記アンテナ側の前記開口から該貫通孔の前記一部までの間の該貫通孔の他の一部の面積よりも小さくなっている、該誘電体窓と、
前記貫通孔に酸素ガスを含むクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給系と、
前記マイクロ波発生器及び前記クリーニングガス供給系を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記マイクロ波発生器がマイクロ波を発生しているときに、第１のモードにおいて、前記処理空間の圧力が第１の圧力となるよう前記クリーニングガス供給系に前記クリーニングガスを供給させ、
前記マイクロ波発生器がマイクロ波を発生しているときに、第２のモードにおいて、前記処理空間の圧力が前記第１の圧力より高い第２の圧力となるよう前記クリーニングガス供給系に前記クリーニングガスを供給させる、
プラズマ処理装置。
【請求項７】
前記第１の圧力は、１０ｍＴｏｒｒ（１．３３３３Ｐａ）以下である、請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記貫通孔にアルゴンガスを供給するガス供給系を更に含む、請求項６又は７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記第１のモードで動作した後に前記第２のモードで動作する、請求項６〜８の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記軸線の延在方向において前記誘電体窓に対面するように設けられたステージと、
前記ステージと前記誘電体窓との間において前記軸線の周囲からガスを供給するためのガス供給部と、
前記ガス供給部に酸素ガスを含むクリーニングガスを供給する別のクリーニングガス供給系と、
を更に備え、
前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記別のクリーニングガス供給系にも前記クリーニングガスを供給させる、
請求項６〜９の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１０２０４８（Ｐ２０１３−１０２０４８Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４６７９（Ｐ２０１１−２４４６７９）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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