JP2008034579A - プラズマ表面処理方法、石英製部材、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数のスロットを有する平面アンテナにて処理室内にマイクロ波を導入してプラズマを発生させるプラズマ処理装置において、ArガスおよびN2ガスを含む処理ガスを用い、処理圧力15Pa以下、マイクロ波パワー1500W以上の条件で、プラズマ曝露環境下で使用される石英製部材に対し、5.3[eV]超のイオンエネルギーを有するプラズマにより表面処理を行なう。
【選択図】 図1
Description
また、前記表面処理は、複数のスロットを有する平面アンテナにて処理室内にマイクロ波を導入してプラズマを発生させるプラズマ処理装置において、ArガスおよびN2ガスを含む処理ガスのプラズマを用い、処理圧力15Pa以下、マイクロ波パワー1500W以上の条件で、30〜300秒間の処理を25〜2000回繰り返すことが好ましい。
前記処理室内にマイクロ波を導入する複数のスロットを有する平面アンテナと、
前記処理室の天壁をなすとともに前記平面アンテナの下方において前記マイクロ波を透過させてプラズマ形成空間に供給するマイクロ波透過板と、
を備え、
前記マイクロ波透過板は、上記第1の観点のプラズマ表面処理方法により表面処理された石英製部材であることを特徴とする、プラズマ処理装置を提供する。
前記処理室内に被処理基板を搬入して第2のプラズマを形成し、被処理基板をプラズマ処理する基板処理工程と、
を含む、プラズマ処理方法を提供する。
また、前記表面処理工程は、処理ガスとしてArガスおよびN2ガスを含むガスを用い、処理圧力15Pa以下、マイクロ波パワー1500W以上の条件で、30〜300秒間のプラズマ処理を25〜2000回繰り返し行なうことが好ましい。
また、前記基板処理工程で用いる前記第2のプラズマは、前記処理室内で5.3[eV]未満のイオンエネルギーを有するプラズマであることが好ましい。
さらに、前記第2のプラズマは、電子温度が1.5[eV]以下のプラズマであることが好ましい。
また、前記基板処理工程は、プラズマ窒化処理、プラズマ酸化処理またはプラズマ酸窒化処理であることが好ましい。
前記制御プログラムは、実行時に、上記第1の観点のプラズマ表面処理方法が行なわれるように前記プラズマ処理装置を制御するものである、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供する。
前記処理室内にマイクロ波を導入する複数のスロットを有する平面アンテナと、
前記処理室内で、上記第1の観点のプラズマ表面処理方法が行なわれるように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする、プラズマ処理装置を提供する。
まず、ゲートバルブ26を開にして搬入出口25からウエハWをチャンバー1内に搬入し、載置台2上に載置する。そして、ガス供給系16のArガス供給源17およびN2ガス供給源18から、ArガスおよびN2ガスを所定の流量でガス導入部材15を介してチャンバー1内に導入する。
Arガス流量;1000mL/min(sccm)
N2ガス流量;40mL/min(sccm)
チャンバー内圧力;6.7Pa(50mTorr)
処理温度(載置台2の温度);400℃
マイクロ波パワー;1500W
処理時間;30秒
<アイドルタイム(有りの場合)>
250回のプラズマ窒化処理毎に、400℃、10時間放置した。
また、プラズマ表面処理の際の処理温度は、高温の方が表面処理の繰り返し回数が少なくて済むので好ましい。従って、載置台2の加熱温度は、例えば200〜800℃に設定することが好ましく、400〜800℃に設定することがより好ましい。
なお、プラズマ表面処理を行なう際には、プラズマ処理装置100のチャンバー内の載置台2を保護するため、載置台2にダミーウエハWdを載置した状態でプラズマ表面処理を実施することが好ましい。
<条件1>
Arガス流量;1000mL/min(sccm)
N2ガス流量;40mL/min(sccm)
処理圧力;6.7Pa(50mTorr)および10Pa(75mTorr)
マイクロ波パワー;1200W、1500W、2000Wおよび3000W
載置台2の温度;室温
Arガス流量;1000mL/min(sccm)
N2ガス流量;200mL/min(sccm)
処理圧力;12Pa(90mTorr)
マイクロ波パワー;1200W、1500W、2000Wおよび3000W
載置台2の温度;室温
<プラズマ窒化処理条件>
Arガス流量;1000mL/min(sccm)
N2ガス流量;40mL/min(sccm)
チャンバー内圧力;6.7Pa(50mTorr)
処理温度(載置台2の温度);400℃
マイクロ波パワー;1500W
処理時間;30秒
<プラズマ表面処理条件>
Arガス流量;1000mL/min(sccm)
N2ガス流量;40mL/min(sccm)
チャンバー内圧力;6.7Pa(50mTorr)
処理温度(載置台2の温度);400℃
マイクロ波パワー;3000W
処理時間;210秒
※プラズマ表面処理は1000回繰り返し実施した。
すなわち、プラズマ処理装置100のチャンバー1内にダミーウエハWdを搬入した後、Arガスを導入しつつ、圧力を調節し、次に、Arガス流量および圧力を維持したままチャンバー1内にマイクロ波を導入してプラズマを生成させる。次に、Arガス流量、圧力およびマイクロ波パワーをプラズマ表面処理の設定条件に調整してプラズマを安定化させる。そして、Arガス流量、圧力およびマイクロ波パワーを維持したまま、チャンバー1内にN2ガスを導入し、生成された高イオンネルギーのマイクロ波励起窒素含有プラズマによりチャンバー1内の部材例えばマイクロ波透過板28を表面処理する。次に、ガス流量および圧力を維持した状態でマイクロ波の供給を停止してプラズマ表面処理を終了させた後、必要に応じてチャンバー1内を一旦真空引きする。以上の工程をくり返し実施する。
例えば上記実施形態では、石英製部材として、図1のプラズマ処理装置100におけるマイクロ波透過板28を挙げたが、これに限るものではなく、他のチャンバー内部材として例えば石英ライナー、シャワープレート等についても、プラズマ表面処理を施すことにより、同様に石英部材からのパーティクルの発生を低減できる。
2;載置台
3;支持部材
5a;ヒータ
15;ガス導入部
16;ガス供給系
17;Arガス供給源
18;N2ガス供給源
23;排気管
24;排気装置
25;搬入出口
26;ゲートバルブ
28;マイクロ波透過板
29;シール部材
31;平面アンテナ部材
32;マイクロ波放射孔
37;導波管
37a;同軸導波管
37b;矩形導波管
39;マイクロ波発生装置
40;モード変換器
50;プロセスコントローラ
100;プラズマ処理装置
W;ウエハ(基板)
Claims (15)
- プラズマ曝露環境下で使用される石英製部材に対し、5.3[eV]超のイオンエネルギーを有するプラズマによって表面処理を行なうことを特徴とする、プラズマ表面処理方法。
- 前記石英製部材の表面近傍における前記プラズマの電子温度が2[eV]以上であることを特徴とする、請求項1に記載のプラズマ表面処理方法。
- 前記表面処理は、複数のスロットを有する平面アンテナにて処理室内にマイクロ波を導入してプラズマを発生させるプラズマ処理装置において、ArガスおよびN2ガスを含む処理ガスのプラズマを用い、処理圧力15Pa以下、マイクロ波パワー1500W以上の条件で、30〜300秒間の処理を25〜2000回繰り返すことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のプラズマ表面処理方法。
- 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のプラズマ表面処理方法により表面処理された石英製部材。
- 前記石英製部材は、複数のスロットを有する平面アンテナにて処理室内にマイクロ波を導入してプラズマを発生させるプラズマ処理装置において、前記処理室の天壁をなすとともに前記マイクロ波を透過させてプラズマ形成空間に供給するマイクロ波透過板である、請求項4に記載の石英製部材。
- プラズマを用いて被処理基板を処理するための真空排気可能な処理室と、
前記処理室内にマイクロ波を導入する複数のスロットを有する平面アンテナと、
前記処理室の天壁をなすとともに前記平面アンテナの下方において前記マイクロ波を透過させてプラズマ形成空間に供給するマイクロ波透過板と、
を備え、
前記マイクロ波透過板は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のプラズマ表面処理方法により表面処理された石英製部材であることを特徴とする、プラズマ処理装置。 - 複数のスロットを有する平面アンテナにて処理室内にマイクロ波を導入してプラズマを発生させるプラズマ処理装置を用い、前記処理室内に5.3[eV]超のイオンエネルギーを有する第1のプラズマを形成し、前記処理室の構成部材を該プラズマにより表面処理する表面処理工程と、
前記処理室内に被処理基板を搬入して第2のプラズマを形成し、被処理基板をプラズマ処理する基板処理工程と、
を含む、プラズマ処理方法。 - 前記表面処理工程で用いる前記第1のプラズマは、前記構成部材近傍でその電子温度が2[eV]以上であることを特徴とする、請求項7に記載のプラズマ処理方法。
- 前記表面処理工程は、処理ガスとしてArガスおよびN2ガスを含むガスを用い、処理圧力15Pa以下、マイクロ波パワー1500W以上の条件で、30〜300秒間のプラズマ処理を25〜2000回繰り返し行なうことを特徴とする、請求項7または請求項8に記載のプラズマ処理方法。
- 前記基板処理工程で用いる前記第2のプラズマは、前記処理室内で5.3[eV]未満のイオンエネルギーを有するプラズマである、請求項7から請求項9のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
- 前記第2のプラズマは、電子温度が1.5[eV]以下のプラズマであることを特徴とする、請求項7から請求項10のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
- 前記基板処理工程は、プラズマ窒化処理、プラズマ酸化処理またはプラズマ酸窒化処理であることを特徴とする、請求項7から請求項11のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
- コンピュータ上で動作し、実行時に、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のプラズマ表面処理方法が行なわれるように前記プラズマ処理装置を制御する、制御プログラム。
- コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のプラズマ表面処理方法が行なわれるように前記プラズマ処理装置を制御するものである、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。 - プラズマを用いて被処理基板を処理するための真空排気可能な処理室と、
前記処理室内にマイクロ波を導入する複数のスロットを有する平面アンテナと、
前記処理室内で、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のプラズマ表面処理方法が行なわれるように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする、プラズマ処理装置。
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