JP2016178123A - 処理装置および処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理物にイオンが入射するのを抑制することができるとともに、プラズマ処理の効率の向上を図ることができる処理装置および処理方法を提供する。【解決手段】処理装置は、処理容器と、前記処理容器の内部に設けられ、被処理物を載置する載置部と、前記処理容器の内部を減圧する減圧部と、前記処理容器の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、プラズマを発生させる空間にプロセスガスを供給するガス供給部と、プラズマと、プロセスガスと、により生成されたプラズマ生成物に含まれるイオンを中性化して中性粒子を生成する中性粒子生成部７と、を備える。中性粒子生成部は、プラズマを発生させる空間２３と、載置部が設けられる空間と、の間に設けられ、イオンを中性化する孔部７０ａを有する中性化部７０と、プラズマを発生させる空間において、孔部にイオンを導く磁場を発生させる磁場発生部７１と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、処理装置および処理方法に関する。

プラズマを利用したプラズマ処理は、半導体装置やフラットパネルディスプレイなどの電子部品の製造に用いられている。
プラズマ処理においては、発生させたプラズマによりプロセスガスを励起、活性化させて中性活性種（ラジカル）やイオンなどのプラズマ生成物を生成する。そして、この生成した中性活性種やイオンなどを用いて被処理物のプラズマ処理（例えば、エッチング処理やアッシング処理など）を行う。
ここで、イオンが被処理物に入射すると、被処理物に損傷が発生する場合がある。
そのため、誘電体から形成され、多数の孔部を有する板状体を被処理物とプラズマとの間に設けたプラズマ処理装置が提案されている。
この様なプラズマ処理装置においては、発生したイオンは、孔部を通過する際に孔部の内壁に衝突して中性化され中性粒子となる。
そのため、イオンが被処理物に入射するのを抑制することができるので、被処理物に損傷が発生するのを抑制することができる。
ところが、孔部を通過した中性活性種は、生成されたプラズマ生成物の一部に過ぎないため、生成されたプラズマ生成物を用いる場合と比べてプラズマ処理の効率（例えば、エッチングレート）が低くなる。
そこで、被処理物にイオンが入射するのを抑制することができるとともに、プラズマ処理の効率の向上を図ることができる技術の開発が望まれていた。

再表２００５−０８６２１５号公報

本発明が解決しようとする課題は、被処理物にイオンが入射するのを抑制することができるとともに、プラズマ処理の効率の向上を図ることができる処理装置および処理方法を提供することである。

実施形態に係る処理装置は、処理容器と、前記処理容器の内部に設けられ、被処理物を載置する載置部と、前記処理容器の内部を減圧する減圧部と、前記処理容器の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、前記プラズマを発生させる空間にプロセスガスを供給するガス供給部と、前記プラズマと、前記プロセスガスと、により生成されたプラズマ生成物に含まれるイオンを中性化して中性粒子を生成する中性粒子生成部と、を備えている。
前記中性粒子生成部は、前記プラズマを発生させる空間と、前記載置部が設けられる空間と、の間に設けられ、前記イオンを中性化する孔部を有する中性化部と、前記プラズマを発生させる空間において、前記孔部に前記イオンを導く磁場を発生させる磁場発生部と、を有する。

本実施の形態に係る処理装置１を例示するための模式断面図である。 中性粒子生成部７を例示するための模式断面図である。 中性粒子生成部７を例示するための模式平面図である。 第３磁場発生部７３を例示するための模式断面図である。 第３磁場発生部７３を例示するための模式平面図である。 正イオン吸引部７４を例示するための模式断面図である。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本実施の形態に係る処理装置１を例示するための模式断面図である。
図１に示すように、処理装置１には、処理容器２、載置部３、電源部４、減圧部５、ガス供給部６、中性粒子生成部７、および制御部８が設けられている。

処理容器２は、本体部２０および窓部２１を有する。
本体部２０は、略円筒形状を呈している。
本体部２０は、例えば、アルミニウム合金などの金属から形成することができる。
また、本体部２０は、接地されている。

窓部２１は、板状を呈し、本体部２０の天板に設けられている。
窓部２１は、電磁場を透過させることができ、プラズマ処理を行った際にエッチングされにくい材料から形成されている。
窓部２１は、例えば、石英などの誘電体材料から形成することができる。
処理容器２は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な気密構造となっている。
処理容器２の内部であって、中性化部７０と載置部３の載置面との間の空間は、中性粒子により被処理物１００を処理するための処理空間２２（載置部３が設けられる空間）となっている。
処理容器２の内部であって、中性化部７０と窓部２１との間の空間は、プラズマＰを発生させる空間（以降、プラズマ発生空間２３と称する）となっている。

本体部２０には、被処理物１００を搬入搬出するための搬入搬出口２０ａが設けられている。
搬入搬出口２０ａは、ゲートバルブ２０ｂにより気密に閉鎖できるようになっている。 ゲートバルブ２０ｂは、扉２０ｂ１およびシール部材２０ｂ２を有する。
シール部材２０ｂ２は、例えば、Ｏ（オー）リングなどとすることができる。
扉２０ｂ１は、図示しないゲート開閉機構により開閉される。
扉２０ｂ１が閉まった時には、シール部材２０ｂ２が搬入搬出口２０ａの近傍にある壁面に押しつけられ、搬入搬出口２０ａが気密に閉鎖されるようになっている。

載置部３は、被処理物１００を載置する。
載置部３は、処理容器２の内部であって、処理容器２（本体部２０）の底面の上に設けられている。
載置部３は、中性化部７０の下方に設けられている。
載置部３の上面は被処理物１００を載置するための載置面となっている。
載置部３は、石英などの誘電体材料から形成することができる。
また、載置部３には図示しない静電チャックなどの被処理物１００を保持する機構が設けられている。

電源部４は、電極４０、電源４１、および整合器４２を有する。
電源部４は、プラズマＰを発生させるための高周波電源である。すなわち、電源部４は、プラズマ発生空間２３において高周波放電を生じさせてプラズマＰを発生させるために設けられている。
本実施の形態においては、電源部４が、処理容器２の内部にプラズマＰを発生させるプラズマ発生部となる。
電極４０、電源４１、および整合器４２は、配線により電気的に接続されている。

電極４０は、処理容器２の外部であって、窓部２１の上に設けられている。
電極４０は、電磁場を発生させる複数の導体部と複数の容量部（コンデンサ）とを有したものとすることができる。

電源４１は、１００ＫＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の周波数を有する高周波電力を電極４０に印加する。この場合、電源４１は、プラズマＰの発生に適した比較的高い周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚの周波数）を有する高周波電力を電極４０に印加する。
また、電源４１は、出力する高周波電力の周波数を変化させることができるものとすることができる。

整合器４２は、電極４０と電源４１の間に設けられている。整合器４２は、電源４１側のインピーダンスと、プラズマＰ側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合回路などを備えている。

処理装置１は、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）を用いたプラズマ処理装置である。
ただし、プラズマの発生方法は例示をしたものに限定されるわけではない。
処理装置１は、例えば、容量結合プラズマ（ＣＣＰ：Capacitively Coupled Plasma）を用いたプラズマ処理装置であってもよいし、マイクロ波プラズマ（Microwave Plasma）を用いたプラズマ処理装置であってもよい。

減圧部５は、処理容器２の内部が所定の圧力となるように減圧する。
減圧部５は、ポンプ５０および圧力制御部５１を有する。
ポンプ５０は、例えば、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ：Turbo Molecular Pump）などとすることができる。
ポンプ５０と圧力制御部５１は、配管を介して接続されている。

圧力制御部５１は、処理容器２の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、処理容器２の内圧が所定の圧力となるように制御する。
圧力制御部５１は、例えば、ＡＰＣ（Auto Pressure Controller）などとすることができる。
圧力制御部５１は、配管を介して、本体部２０に設けられた排気口２０ｄに接続されている。

ガス供給部６は、処理容器２の内部のプラズマ発生空間２３にプロセスガスＧを供給する。
ガス供給部６は、ガス収納部６０、ガス制御部６１、および開閉弁６２を有する。
ガス収納部６０は、プロセスガスＧを収納し、収納したプロセスガスＧを処理容器２の内部に供給する。
ガス収納部６０は、例えば、プロセスガスＧを収納した高圧ボンベなどとすることができる。
ガス収納部６０とガス制御部６１は、配管を介して接続されている。

ガス制御部６１は、ガス収納部６０から処理容器２の内部にプロセスガスＧを供給する際に流量や圧力などを制御する。
ガス制御部６１は、例えば、ＭＦＣ（Mass Flow Controller）などとすることができる。
ガス制御部６１と開閉弁６２は、配管を介して接続されている。
開閉弁６２は、配管を介して、処理容器２に設けられたガス供給口２０ｃに接続されている。
開閉弁６２は、プロセスガスＧの供給と供給の停止を制御する。
開閉弁６２は、例えば、２ポート電磁弁などとすることができる。
なお、開閉弁６２の機能をガス制御部６１に持たせることもできる。

プロセスガスＧは、プラズマ処理の種類（例えば、エッチング処理、アッシング処理など）や、被処理物１００の材料などに応じて適宜選択することができる。
プラズマ処理がエッチング処理、被処理物１００が半導体ウェーハの場合には、プロセスガスＧは、例えば、ＣＨＦ_３、ＣＦ_４、Ｃ_４Ｆ_８などとすることができる。
なお、１種類のガスを供給する場合を例示したが、ガス収納部、ガス制御部、および開閉弁を２組以上設けて２種類以上のガスを供給するようにしてもよい。

中性粒子生成部７は、プラズマＰと、プロセスガスＧとにより生成されたプラズマ生成物に含まれるイオンを中性化して中性粒子を生成する。
生成された中性粒子は、処理空間２２に供給され、被処理物１００の処理に用いられる。
なお、中性粒子生成部７に関する詳細は後述する。

制御部８は、処理装置１に設けられた各要素の動作を制御する。
制御部８は、例えば、ゲートバルブ２０ｂに設けられた図示しないゲート開閉機構を制御して、扉２０ｂ１を開閉させる。
制御部８は、例えば、載置部３に設けられた図示しない保持機構を制御して、載置された被処理物１００の保持と解放を行わせる。

制御部８は、例えば、電源４１および整合器４２を制御して、プラズマＰを発生させるための高周波電力を電極４０に印加させる。
制御部８は、例えば、処理容器２の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、圧力制御部５１を制御して、処理容器２の内部が所定の圧力となるように減圧させる。

制御部８は、例えば、ガス制御部６１を制御して、プラズマ発生空間２３に供給するプロセスガスＧの流量や圧力などを制御させる。
制御部８は、例えば、開閉弁６２を制御して、プロセスガスＧの供給と供給の停止を行わせる。
制御部８は、例えば、電源７１ｂを制御して、導線７１ａに所定の電流を流す。
制御部８は、例えば、電源７２ｂを制御して、導線７２ａに所定の電流を流す。

次に、中性粒子生成部７についてさらに説明する。
図２は、中性粒子生成部７を例示するための模式断面図である。
図３は、中性粒子生成部７を例示するための模式平面図である。
なお、図３は、図２におけるＡ−Ａ線矢視図である。
図２に示すように、中性粒子生成部７は、中性化部７０、第１磁場発生部７１、および第２磁場発生部７２を有する。

中性化部７０は、板状を呈し、周縁が処理容器２の内壁に設けられている。
中性化部７０は、プラズマ発生空間２３と処理空間２２との間に設けられ、イオンを中性化する孔部７０ａを有する。
中性化部７０は、処理容器２の内部をプラズマ発生空間２３と処理空間２２とに仕切る。
中性化部７０は、所定の間隔で設けられた複数の孔部７０ａを有する。
複数の孔部７０ａのそれぞれは、中性化部７０を厚み方向に貫通している。プラズマ発生空間２３と処理空間２２とは、複数の孔部７０ａを介して繋がっている。

複数の孔部７０ａは、例えば、マトリクス状に並べて設けることができる。
複数の孔部７０ａは、平面視において、載置部３の載置面と重なる領域に設けることができる。
なお、複数の孔部７０ａは、中性化部７０の全域に設けるようにしてもよい。

中性化部７０は、導電性を有し、プラズマ処理を行った際にエッチングされにくい材料から形成することができる。
中性化部７０は、例えば、炭素を含む材料から形成することができる。

ここで、プラズマ生成物であるイオンが孔部７０ａの内部を通過する際に、イオンが孔部７０ａの内壁に接触すると電荷交換が生じてイオンが中性化される。
中性化部７０は厚みが薄いので、中性活性種が孔部７０ａの内部を通過する際に、中性活性種が孔部７０ａの内壁に接触しても中性活性種が失活するのを抑制することができる。
また、電子が孔部７０ａの内部を通過する際に、電子が孔部７０ａの内壁に接触すると接触した電子は除去される。

そのため、処理空間２２には、中性粒子と中性活性種が多く含まれ、イオンと電子は少なくなる。
イオンと電子が少なくなれば、被処理物１００に損傷が発生するのを抑制することができる。
ところが、単に、複数の孔部７０ａを有する中性化部７０を設けるようにすれば、プラズマ生成物に含まれるイオンの一部しか利用することができなくなる。
そのため、プラズマ生成物をそのまま処理に用いる場合と比べてプラズマ処理の効率（例えば、エッチングレート）が低くなる。

この場合、孔部７０ａの断面寸法を長くすれば、孔部７０ａの内部に入るイオンの量を増加させることができる。しかしながら、孔部７０ａの断面寸法を長くすれば、孔部７０ａの内壁に接触せずにそのまま孔部７０ａの内部を通過するイオンの量も増加する。
そのため、プラズマ処理の効率は向上するが、被処理物１００に損傷が発生するおそれがある。

そこで、本実施の形態に係る処理装置１においては、第１磁場発生部７１および第２磁場発生部７２を設け、イオンを孔部７０ａの内部に導くようにしている。
第１磁場発生部７１および第２磁場発生部７２は、プラズマ発生空間２３において、孔部７０ａにイオンを導く磁場を発生させる。
以下に説明するように、第１磁場発生部７１および第２磁場発生部７２は、線状を呈し、孔部７０ａからプラズマ発生空間２３側に突出する導線７１ａ、７２ａと、導線７１ａ、７２ａに電流を流す電源７１ｂ、７２ｂを有する。

第１磁場発生部７１は、複数の導線７１ａおよび電源７１ｂを有する。
なお、複数の導線７１ａに対する電流の印加と、電流の印加の停止とを行うスイッチなどを設けることもできる。
複数の導線７１ａのそれぞれは、線状を呈している。
１つの孔部７０ａに対して、１つの導線７１ａが設けられている。

導線７１ａは、導電性を有し、プラズマ処理を行った際にエッチングされにくい材料から形成することができる。
導線７１ａは、例えば、炭素を含む材料から形成することができる。また、導線７１ａは、例えば、金属から形成された芯材の外周面をセラミックスなどの誘電体で被覆したものなどとすることもできる。

複数の導線７１ａの窓部２１側の端部のそれぞれは、電源７１ｂの負極に接続されている。
複数の導線７１ａの載置部３側の端部のそれぞれは、電源７１ｂの正極に接続されている。

電源７１ｂは、複数の導線７１ａに窓部２１側に向かって流れる電流を流す。
電源７１ｂは、直流電源とすることができる。この場合、電源７１ｂは、印加電流を変化させることができるものとすることができる。
なお、電源７１ｂは、正負の割合が偏った交流電源であってもよい。
電源７１ｂは、例えば、複数の導線７１ａに１００ｍＡ以上の電流を流すものとすることができる。

第２磁場発生部７２は、複数の導線７２ａおよび電源７２ｂを有する。
なお、複数の導線７２ａに対する電流の印加と、電流の印加の停止とを行うスイッチなどを設けることもできる。
複数の導線７２ａの窓部２１側の端部のそれぞれは、電源７２ｂの正極に接続されている。
複数の導線７２ａの載置部３側の端部のそれぞれは、電源７２ｂの負極に接続されている。
電源７２ｂは、複数の導線７２ａに載置部３側に向かって流れる電流を流す。
電源７２ｂは、直流電源とすることができる。この場合、電源７２ｂは、印加電流を変化させることができるものとすることができる。
なお、電源７２ｂは、正負の割合が偏った交流電源であってもよい。
電源７２ｂは、例えば、複数の導線７２ａに１００ｍＡ以上の電流を流すものとすることができる。
電源７１ｂと電源７２ｂは、同様の構成を有するものとすることができる。

図２および図３に示すように、導線７１ａの周りには、反時計回りの磁場Ｂ２が形成される。なお、磁場Ｂ２は、孔部７０ａに対して水平な回転磁場である。
ここで、本明細書において水平とは、孔部７０ａの軸方向に垂直な断面に対して水平であることを基本とする。
負イオンには、導線７１ａに引き寄せられる方向にローレンツ力が発生し、正イオンには、導線７１ａから引き離される方向にローレンツ力が発生する。
そのため、導線７１ａに引き寄せられた負イオンが、導線７１ａの一方の端部が挿入されている孔部７０ａの内部に導かれる。
同様にして、電子も導線７１ａの一方の端部が挿入されている孔部７０ａの内部に導かれる。
孔部７０ａの内部に導かれた負イオンは、孔部７０ａの内壁に接触することで中性化されて、中性粒子となり処理空間２２に供給される。
そのため、プラズマＰにより生成された負イオンの利用効率を向上させることができるので、生成される中性粒子の量を増加させることができる。

導線７２ａの周りには、時計回りの磁場Ｂ１が形成される。なお、磁場Ｂ１は、孔部７０ａに対して水平な回転磁場である。
ここで、本明細書において水平とは、孔部７０ａの軸方向に垂直な断面に対して水平であることを基本とする。
正イオンには、導線７２ａに引き寄せられる方向にローレンツ力が発生し、負イオンには、導線７２ａから引き離される方向にローレンツ力が発生する。
そのため、導線７２ａに引き寄せられた正イオンが、導線７２ａの一方の端部が挿入されている孔部７０ａの内部に導かれる。
孔部７０ａの内部に導かれた正イオンは、孔部７０ａの内壁に接触することで中性化されて、中性粒子となり処理空間２２に供給される。
そのため、プラズマＰにより生成された正イオンの利用効率を向上させることができるので、生成される中性粒子の量を増加させることができる。
すなわち、本実施の形態によれば、負イオンおよび正イオンの両方の利用効率を向上させることができる。

負イオンの利用効率を向上させるためには、導線７１ａ同士が隣り合わないようにすることが好ましい。
正イオンの利用効率を向上させるためには、導線７２ａ同士が隣り合わないようにすることが好ましい。
例えば、図３に示すように、導線７１ａと導線７２ａを交互に設けることができる。
すなわち、孔部７０ａと、電極とを複数組設け、隣接する電極において電流の流れ方向が逆になるようにすればよい。
この様にすれば、処理空間２２に供給される中性粒子の量をさらに増加させることができる。

また、導線７１ａから離れるほど負イオンを引き寄せる力が弱くなる。導線７２ａから離れるほど正イオンを引き寄せる力が弱くなる。そのため、孔部７０ａのピッチ寸法（孔部７０ａの中心間距離）を長くしすぎると、処理空間２２に供給される中性粒子の量を増加させることができなくなるおそれがある。
この場合、孔部７０ａのピッチ寸法を３ｍｍ以下とすれば、処理空間２２に供給される中性粒子の量を増加させることが容易となる。

また、孔部７０ａの断面寸法を長くしすぎると、負イオンおよび正イオンがそのまま処理空間２２に供給され易くなる。
この場合、孔部７０ａの断面寸法（孔部７０ａの断面形状が円の場合は直径寸法）は１ｍｍ以下とすることが好ましい。

なお、第１磁場発生部７１および第２磁場発生部７２のいずれか一方を設ければ、処理空間２２に供給される中性粒子の量を増加させることができる。
ただし、第１磁場発生部７１および第２磁場発生部７２の両方を設けるようにすれば、処理空間２２に供給される中性粒子の量をさらに増加させることができる。

図４は、第３磁場発生部７３を例示するための模式断面図である。
図５は、第３磁場発生部７３を例示するための模式平面図である。
なお、図５は、図４におけるＢ−Ｂ線矢視図である。
図４に示すように、第３磁場発生部７３は、複数の導線７３ａおよび電源７３ｂを有する。
なお、直列接続された複数の導線７３ａに対する電流の印加と、電流の印加の停止とを行うスイッチなどを設けることもできる。
複数の導線７３ａは、線状を呈している。
導線７３ａの材料は、例えば、導線７１ａの材料と同様とすることができる。
１つの孔部７０ａに対して、１つの導線７３ａが設けられている。

複数の導線７３ａの一方の端部のそれぞれは、孔部７０ａの内部を通り、処理空間２２側（載置部３側）に露出している。
複数の導線７３ａの他方の端部のそれぞれは、処理容器２の外部に露出している。
複数の導線７３ａは、直列接続されている。
すなわち、隣接する導線７３ａの一方の端部同士が交互に接続され、隣接する導線７３ａの他方の端部同士が交互に接続されている。

また、直列接続された複数の導線７３ａには、電源７３ｂが接続されている。
電源７３ｂは、例えば、電源７１ｂと同様とすることができる。

電源７１ｂの正極には直列接続された複数の導線７３ａの一端が接続されている。
電源７１ｂの負極には直列接続された複数の導線７３ａの他端が接続されている。
そのため、隣接する導線７３ａにおいて、逆向きに電流を流すことができるので、図５に示すように、時計回りの磁場Ｂ１と反時計回りの磁場Ｂ２とを交互に形成することができる。
その結果、前述した第１磁場発生部７１および第２磁場発生部７２を両方設けた場合と同様の作用および効果を得ることができる。
また、装置構成の簡易化を図ることもできる。

図６は、正イオン吸引部７４を例示するための模式断面図である。
図６に示すように、正イオン吸引部７４は、複数の電極７４ａおよび電源７１ｂを有する。
なお、複数の電極７４ａに対する電圧の印加と、電圧の印加の停止とを行うスイッチなどを設けることもできる。

複数の電極７４ａのそれぞれは、線状を呈している。
１つの孔部７０ａに対して、１つの電極７４ａが設けられている。
電極７４ａの材料は、導線７１ａの材料と同様とすることができる。
複数の電極７４ａの一方の端部のそれぞれは、処理空間２２の内部に設けられている。複数の電極７４ａの一方の端部のそれぞれは、処理空間２２の内部において、互いに接続されている。
複数の電極７４ａの他方の端部のそれぞれは、プラズマ発生空間２３の内部に設けられている。
複数の電極７４ａの他方の端部のそれぞれは、互いに接続されていない。
電源７１ｂは、複数の電極７４ａに負の電圧を印加する。

電極７４ａの端部がプラズマ発生空間２３の内部にある場合に、電極７４ａに正の電圧を印加すると、電極７４ａの端部により多くの電子が引き寄せられる。そのため、電極７４ａの端部が発熱して溶解したり、損傷が生じたりするおそれがある。
そこで、本実施の形態においては、複数の電極７４ａに負の電圧を印加するようにしている。この様にすれば、電極７４ａの端部に電子が引き寄せられることがないので、電極７４ａの端部が溶解したり、損傷したりするのを抑制することができる。
一方、電極７４ａに負の電圧が印加されると、正イオンが電極７４ａに引き寄せられる。
そのため、電極７４ａに引き寄せられた正イオンが、電極７４ａが設けられている孔部７０ａの内部に導かれる。
孔部７０ａの内部に導かれた正イオンは、孔部７０ａの内壁に接触することで中性化されて、中性粒子となり処理空間２２に供給される。

本実施の形態によれば、プラズマＰにより生成された正イオンの利用効率を向上させることができるので、生成される中性粒子の量を増加させることができる。
また、装置構成の簡易化を図ることができる。

次に、処理装置１の作用とともに、本実施の形態に係る処理方法について例示する。
なお、一例として、第１磁場発生部７１および第２磁場発生部７２が設けられている場合を説明する。

ゲートバルブ２０ｂの扉２０ｂ１を、図示しないゲート開閉機構により開く。
図示しない搬送部により、搬入搬出口２０ａから被処理物１００を処理容器２の内部に搬入する。搬入された被処理物１００は載置部３上に載置され、載置部３に内蔵された図示しない静電チャックなどにより保持される。

図示しない搬送部を処理容器２の外に退避させる。
図示しないゲート開閉機構によりゲートバルブ２０ｂの扉２０ｂ１を閉じる。
減圧部５により処理容器２の内部が所定の圧力となるように減圧される。この際、処理容器２の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、処理容器２の内圧が所定の圧力となるように圧力制御部５１により制御される。

次に、ガス供給部６から処理容器２の内部のプラズマ発生空間２３にプロセスガスＧを供給する。
次に、電源４１により所定の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ以下の周波数）を有する高周波電力が電極４０に印加される。

電極４０は誘導結合型電極を構成するので、窓部２１を介して電磁場が処理容器２の内部に導入される。そのため、処理容器２の内部に導入された電磁場によりプラズマ発生空間２３にプラズマＰが発生する。発生したプラズマＰによりプロセスガスＧが励起、活性化されて中性活性種、正イオン、負イオン、および電子を含むプラズマ生成物が生成される。生成されたプラズマ生成物はプラズマ発生空間２３の内部を中性化部７０に向けて移動する。

第１磁場発生部７１においては、複数の導線７１ａに窓部２１側に向かって流れる電流を流す。そのため、複数の導線７１ａのそれぞれに対応する孔部７０ａの内部に負イオンおよび電子を導くことができる。
孔部７０ａの内部に導かれた負イオンは、孔部７０ａの内壁に接触することで中性化されて中性粒子が生成される。
生成された中性粒子は、処理空間２２に供給される。
孔部７０ａの内部に導かれた電子は、孔部７０ａの内壁に接触することで除去される。

第２磁場発生部７２においては、複数の導線７２ａに載置部３側に向かって流れる電流を流す。そのため、複数の導線７２ａのそれぞれに対応する孔部７０ａの内部に正イオンを導くことができる。
孔部７０ａの内部に導かれた正イオンは、孔部７０ａの内壁に接触することで中性化されて中性粒子が生成される。
生成された中性粒子は、処理空間２２に供給される。
なお、中性活性種は、プラズマ発生空間２３から孔部７０ａを介して処理空間２２に供給される。

処理空間２２に供給された中性粒子と中性活性種は、処理空間２２の内部を下降して被処理物１００の表面に到達する。
そして、中性粒子と中性活性種により、例えば、等方性を有するエッチング処理が被処理物１００に施される。
以上のようにして、被処理物１００にプラズマ処理を施すことができる。

以上に説明したように、本実施の形態に係る処理方法は、例えば、以下の工程を備えることができる。
プラズマＰと、プロセスガスＧとによりイオンを含むプラズマ生成物を生成する工程。 プラズマＰを発生させる空間（プラズマ発生空間２３）において、孔部７０ａにイオンを導く磁場を発生させる工程。
磁場により孔部７０ａの内部に導かれたイオンを孔部７０ａの内壁に接触させて中性化し、中性粒子を生成する工程。
中性粒子を用いて、被処理物１００の処理を行う工程。

この場合、磁場を発生させる工程において、線状を呈し、孔部７０ａからプラズマを発生させる空間に突出する電極７４ａに電流を流して磁場を発生させることができる。
なお、各工程における内容は、前述したものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。

また、他の実施形態に係る処理方法は、例えば、以下の工程を備えることができる。
プラズマＰと、プロセスガスＧと、によりイオンを含むプラズマ生成物を生成する工程。
孔部７０ａからプラズマＰを発生させる空間（プラズマ発生空間２３）に突出した電極７４ａに電圧を印加して、孔部７０ａにイオンを導く工程。
孔部７０ａの内部に導かれたイオンを孔部７０ａの内壁に接触させて中性化し、中性粒子を生成する工程。
中性粒子を用いて、被処理物１００の処理を行う工程。

この場合、孔部７０ａにイオンを導く工程において、電極７４ａに負の電圧を印加することができる。
なお、各工程における内容は、前述したものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。

本実施の形態によれば、被処理物１００にイオンが入射するのを抑制することができる。
また、中性粒子の量を増加させることができるので、プラズマ処理の効率の向上を図ることができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１ 処理装置、２ 処理容器、３ 載置部、４ 電源部、５ 減圧部、６ ガス供給部、７ 中性粒子生成部、８ 制御部、２２ 処理空間、２３ プラズマ発生空間、７０ 中性化部、７０ａ 孔部、７１ 第１磁場発生部、７１ａ 導線、７１ｂ 電源、７２ 第２磁場発生部、７２ａ 導線、７２ｂ 電源、７３ 第３磁場発生部、７３ａ 導線、７３ｂ 電源、７４ 正イオン吸引部、７４ａ 電極、１００ 被処理物、Ｐ プラズマ

Claims (10)

1. 処理容器と、
   前記処理容器の内部に設けられ、被処理物を載置する載置部と、
   前記処理容器の内部を減圧する減圧部と、
   前記処理容器の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、
   前記プラズマを発生させる空間にプロセスガスを供給するガス供給部と、
   前記プラズマと、前記プロセスガスと、により生成されたプラズマ生成物に含まれるイオンを中性化して中性粒子を生成する中性粒子生成部と、
   を備え、
   前記中性粒子生成部は、
   前記プラズマを発生させる空間と、前記載置部が設けられる空間と、の間に設けられ、前記イオンを中性化する孔部を有する中性化部と、
   前記プラズマを発生させる空間において、前記孔部に前記イオンを導く磁場を発生させる磁場発生部と、
   を有する処理装置。
2. 前記磁場は、前記孔部に対して水平な回転磁場である請求項１記載の処理装置。
3. 前記磁場発生部は、
   線状を呈し、前記孔部から前記プラズマを発生させる空間に突出する導線と、
   前記導線に電流を流す電源と、
   を有する請求項１または２記載の処理装置。
4. 前記孔部と、前記導線と、は複数組設けられ、隣接する前記導線に流れる前記電流の向きが逆となっている請求項１〜３のいずれか１つに記載の処理装置。
5. 処理容器と、
   前記処理容器の内部に設けられ、被処理物を載置する載置部と、
   前記処理容器の内部を減圧する減圧部と、
   前記処理容器の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、
   前記プラズマを発生させる空間にプロセスガスを供給するガス供給部と、
   前記プラズマを発生させる空間と、前記載置部が設けられる空間と、の間に設けられ、
   前記プラズマと、前記プロセスガスと、により生成されたプラズマ生成物に含まれる正イオンを中性化する孔部を有する中性化部と、
   線状を呈し、前記孔部から前記プラズマを発生させる空間に突出し、端部が前記プラズマを発生させる空間に設けられた電極と、
   前記電極に電圧を印加する電源と、
   を備えた処理装置。
6. 前記電源は、前記電極に負の電圧を印加する請求項５記載の処理装置。
7. プラズマと、プロセスガスと、によりイオンを含むプラズマ生成物を生成する工程と、
   前記プラズマを発生させる空間において、孔部に前記イオンを導く磁場を発生させる工程と、
   前記磁場により前記孔部の内部に導かれた前記イオンを前記孔部の内壁に接触させて中性化し、中性粒子を生成する工程と、
   前記中性粒子を用いて、被処理物の処理を行う工程と、
   を備えた処理方法。
8. 前記磁場を発生させる工程において、線状を呈し、前記孔部から前記プラズマを発生させる空間に突出する導線に電流を流して前記磁場を発生させる請求項７記載の処理方法。
9. プラズマと、プロセスガスと、によりイオンを含むプラズマ生成物を生成する工程と、
   孔部から前記プラズマを発生させる空間に突出した電極に電圧を印加して、前記孔部に前記イオンを導く工程と、
   前記孔部の内部に導かれた前記イオンを前記孔部の内壁に接触させて中性化し、中性粒子を生成する工程と、
   前記中性粒子を用いて、被処理物の処理を行う工程と、
   を備えた処理方法。
10. 前記孔部に前記イオンを導く工程において、前記電極に負の電圧を印加する請求項９記載の処理方法。

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