JP2020107762A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents

プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】上部電極周辺の結露を防止する。【解決手段】プラズマ処理装置は、処理容器と、載置台と、上部電極と、プラズマ処理部と、カバー部材と、冷却部と、ガス供給部とを備える。載置台は、処理容器内に配置され、下部電極として機能する。上部電極は、載置台の対向電極として機能する。プラズマ処理部は、載置台および上部電極の少なくともいずれかに高周波電力を供給することにより、処理容器内のガスをプラズマ化し、プラズマにより載置台上の被処理体を処理する。カバー部材は、上部電極を上方から覆う。冷却部は、カバー部材内に設けられ、処理容器の外気の露点温度よりも低い温度の冷媒を用いて上部電極を冷却する、ガス供給部は、カバー部材と上部電極とで覆われた空間内に、外気よりも露点温度が低い低露点ガスを供給する。【選択図】図１

Description

本開示の種々の側面および実施形態は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関する。
例えば、下記特許文献１には、半導体ウエハＷを載置し、且つ処理室内に高周波電圧を印加するサセプタと対向するように配置されているシャワーヘッドを備える基板処理装置が開示されている。このシャワーヘッドは、処理室内に暴露される電極層、加熱層、および冷却層を有する。加熱層は、電極層を全面的に覆う。冷却層は、加熱層を介して電極層を全面的に覆う。加熱層および冷却層の間には、伝熱ガスが充填される伝熱層が配置されている。
特開２００９−２１２３４０号公報
本開示は、上部電極周辺の結露を防止することができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供する。
本開示の一側面は、プラズマ処理装置であって、処理容器と、載置台と、上部電極と、プラズマ処理部と、カバー部材と、冷却部と、ガス供給部とを備える。載置台は、処理容器内に配置され、下部電極として機能する。上部電極は、載置台の対向電極として機能する。プラズマ処理部は、載置台および上部電極の少なくともいずれかに高周波電力を供給することにより、処理容器内のガスをプラズマ化し、プラズマにより載置台上の被処理体を処理する。カバー部材は、上部電極を上方から覆う。冷却部は、カバー部材内に設けられ、処理容器の外気の露点温度よりも低い温度の冷媒を用いて上部電極を冷却する。ガス供給部は、カバー部材と上部電極とで覆われた空間内に、外気よりも露点温度が低い低露点ガスを供給する。
本開示の種々の側面および実施形態によれば、上部電極周辺の結露を防止することができる。
図１は、本開示の第１の実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す概略断面図である。 図２は、アンテナ室内の圧力変化の一例を示す図である。 図３は、カバー部材への配管の固定方法の一例を示す拡大断面図である。 図４は、カバー部材への配管の固定方法の他の例を示す拡大断面図である。 図５は、カバー部材への配管の固定方法のさらなる他の例を示す拡大断面図である。 図６は、カバー部材への配管の固定方法のさらなる他の例を示す拡大断面図である。 図７は、本開示の第１の実施形態におけるプラズマ処理方法の一例を示すフローチャートである。 図８は、本開示の第２の実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す概略断面図である。 図９は、アンテナ室内の圧力変化の一例を示す図である。 図１０は、本開示の第２の実施形態におけるプラズマ処理方法の一例を示すフローチャートである。 図１１は、本開示の第３の実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す部分拡大断面図である。 図１２は、本開示の第４の実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す部分拡大断面図である。 図１３は、本開示の第５の実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す部分拡大断面図である。 図１４は、本開示の第６の実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す部分拡大断面図である。
以下に、開示されるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示されるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法が限定されるものではない。また、各実施形態は、矛盾がない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
ところで、プラズマを用いて処理を行う装置において、上部電極は、プラズマからの入熱によって温度が上昇する場合がある。また、上部電極の温度がそれほど上昇しない場合であっても、処理条件によっては、上部電極の温度を低温に保つ必要がある場合がある。そのような場合、上部電極は、低温の冷媒を用いて冷却されることにより、所定の温度に制御される。
低温の冷媒が流通すると、冷媒が流れる配管や、冷媒によって冷却された部材の温度が下がり、空気と接触する部分に結露が発生する場合がある。結露が発生すると、結露により発生した水分により、上部電極に設けられた電気部品が故障する場合がある。また、結露により発生した水分によって生じた水滴により、上部電極を介して処理室内に供給される高周波電力の分布が乱れる場合がある。
そこで、本開示は、上部電極周辺の結露を防止することができる技術を提供する。
（第１の実施形態）
［プラズマ処理装置１の構成］
図１は、本開示の第１の実施形態におけるプラズマ処理装置１の一例を示す概略断面図である。プラズマ処理装置１は、被処理体の一例である半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）に対してエッチングや成膜等のプラズマ処理を行う装置である。プラズマ処理装置１は、装置本体１０および制御装置１００を備える。プラズマ処理装置１は、空気の温度および湿度が所定範囲に制御されたクリーンルーム内等に配置されている。
装置本体１０は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等からなる略円筒状の処理容器１１を有する。処理容器１１は保安接地されている。処理容器１１の底部には、セラミックス等からな絶縁板１３を介して円柱状の支持台１４が配置され、支持台１４の上に例えばアルミニウム等からなる載置台１６が設けられている。載置台１６は下部電極としても機能する。
載置台１６の上面には、ウエハＷを静電力で吸着保持する静電チャック１８が設けられている。静電チャック１８は、導電膜からなる電極２０を一対の絶縁層または絶縁シートで挟んだ構造を有する。電極２０には直流電源２２が電気的に接続されている。ウエハＷは、直流電源２２から印加された直流電圧により静電チャック１８の上面に生じたクーロン力等の静電力により、静電チャック１８の上面に吸着保持される。
静電チャック１８の周囲であって、載置台１６の上面の位置には、エッチングの均一性を向上させるための、例えばシリコンからなる導電性のエッジリング２４が配置されている。載置台１６および支持台１４の側面には、例えば石英等からなる円筒状の内壁部材２６が設けられている。
支持台１４の内部には流路２８が設けられており、流路２８内には、配管３０ａを介して、処理容器１１の外部に設けられたチラーユニットからの冷媒が供給される。また、流路２８内に供給された冷媒は、配管３０ｂを介してチラーユニットに戻される。チラーユニットは、流路２８内に供給される冷媒の温度を制御する。温度制御された冷媒が流路２８内を循環することにより、支持台１４の温度が制御され、支持台１４上の載置台１６および静電チャック１８を介して、静電チャック１８上のウエハＷの温度が制御される。
支持台１４、載置台１６、および静電チャック１８内には、配管３２が設けられている。図示しない伝熱ガス供給機構から配管３２に供給された伝熱ガスは、配管３２を通ってウエハＷと静電チャック１８との間に供給される。伝熱ガスは、例えばヘリウムガスである。ウエハＷと静電チャック１８との間に供給される伝熱ガスの圧力を制御することにより、ウエハＷと静電チャック１８との間の熱の伝達率を制御することができる。
載置台１６の上方には、載置台１６と略平行に対向するようにシャワーヘッド３４が設けられている。シャワーヘッド３４は、上部電極としても機能する。即ち、シャワーヘッド３４と載置台１６とは、一対の電極（上部電極および下部電極）として機能する。シャワーヘッド３４と載置台１６との間の空間がプラズマ生成空間となる。
シャワーヘッド３４は、絶縁性の遮蔽部材４２を介して、処理容器１１の上部に支持されている。シャワーヘッド３４は、載置台１６と対向するように配置された天板３６と、天板３６を上方から支持するベース部材３８とを備える。
天板３６には、厚さ方向に貫通し、処理容器１１内に処理ガスを噴出する複数の吐出穴３７が形成されている。天板３６は、例えばシリコンやＳｉＣ等により形成されている。
ベース部材３８は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等の導電性材料により構成され、その下部に天板３６を着脱自在に支持する。ベース部材３８の内部には、処理ガスを複数の吐出穴３７に供給するための拡散室４０が形成されている。ベース部材３８の底部には、拡散室４０の下部に位置するように、複数の流通穴４１が形成されている。複数の流通穴４１は、複数の吐出穴３７にそれぞれ連通している。
ベース部材３８には、拡散室４０へ処理ガスを導入するための導入口６２が形成されている。導入口６２には、配管６４の一端が接続されている。配管６４の他端には、処理ガスを供給するガス供給源６６が接続されている。配管６４には、上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）６７、および、バルブ６８が設けられている。静電チャック１８上のウエハＷに対してプラズマ処理が行われる場合、ガス供給源６６から供給された処理ガスは、配管６４を介して拡散室４０内に供給され、拡散室４０内を拡散する。拡散室４０内を拡散した処理ガスは、流通穴４１および吐出穴３７を介して、処理容器１１内にシャワー状に供給される。
また、ベース部材３８の内部には流路９２が設けられており、流路９２内には、配管９３を介して、処理容器１１の外部に設けられたチラーユニット９４からの冷媒が供給される。チラーユニット９４から配管９３を介してベース部材３８の流路９２内に供給された冷媒は、流路９２内を循環し、配管９３を介してチラーユニット９４に戻される。ベース部材３８と配管９３とは、図示しない絶縁部材を介して接続される。チラーユニット９４は、流路９２内に供給される冷媒の温度を制御する。チラーユニット９４は、温度制御部の一例である。温度制御された冷媒が流路９２内を循環することにより、載置台１６とシャワーヘッド３４との間に生成されたプラズマからの入熱によるシャワーヘッド３４の温度上昇が抑制される。
流路９２内を循環する冷媒の温度は、処理容器１１の外気の露点温度よりも低い温度である。本実施形態において、冷媒の温度は、例えば０℃以下の温度である。流路９２が形成されたベース部材３８は、冷却部の一例である。
また、ベース部材３８には、給電棒４４および整合器４６を介して、高周波電源４８が電気的に接続されている。本実施形態において、給電棒４４は、アルミニウム等の導電性の金属で構成された中空の円筒状の部材である。給電棒４４は、導電部材の一例である。高周波電源４８は、プラズマ生成用の電源であり、１３．５６ＭＨｚ以上の周波数、例えば６０ＭＨｚの高周波電力を発生させる。高周波電源４８が発生させた高周波電力は、整合器４６および給電棒４４を介して、ベース部材３８に供給される。高周波電源４８は、プラズマ処理部の一例である。整合器４６は、高周波電源４８の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させる。整合器４６は、処理容器１１内にプラズマが生成されている時に高周波電源４８の出力インピーダンスと負荷インピーダンスとが見かけ上一致するように機能する。整合器４６の出力端子は、給電棒４４の上端に電気的に接続されている。
シャワーヘッド３４および給電棒４４の一部は、処理容器１１の側壁よりも上方に設けられた略円筒状のカバー部材１１ａによって覆われている。カバー部材１１ａは、アルミニウム等の導電性の材料により構成されており、処理容器１１を介して接地されている。これにより、シャワーヘッド３４に供給された高周波電力の、装置本体１０の外部への漏洩が抑制される。カバー部材１１ａの天壁部分には、絶縁部材で覆われた開口４４ａが形成されており、給電棒４４は、開口４４ａを介してベース部材３８と整合器４６とを接続している。カバー部材１１ａとシャワーヘッド３４とで囲まれた空間内には、配管６４および配管９３等の複数の配管が配置される。また、カバー部材１１ａとシャワーヘッド３４とで囲まれた空間内には、配管の他、各種センサ等の電気部品も配置されている。以下では、カバー部材１１ａとシャワーヘッド３４とで囲まれた空間をアンテナ室と記載する。なお、カバー部材１１ａと処理容器１１との間、カバー部材１１ａと配管６４との間、開口４４ａと給電棒４４との間、および、配管９３とカバー部材１１ａとの間等には、図示しないシール部材が配置されており、アンテナ室は、ある程度の気密性を有している。
カバー部材１１ａには、圧力計９９が接続されている。圧力計９９は、アンテナ室内の圧力を測定する。アンテナ室内には、配管９５を介して、ガス供給源９８から、処理容器１１の外気よりも露点温度が低いガスが供給される。配管９５には、バルブ９６が設けられている。以下では、処理容器１１の外気よりも露点温度が低いガスを低露点ガスと記載する。本実施形態において、ガス供給源９８は、低露点ガスとしてドライエアをアンテナ室内に供給する。なお、低露点ガスは、処理容器１１の外気よりも露点温度が低いガスであれば、アルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガスであってもよい。バルブ９６は、ガス供給部の一例である。
下部電極として機能する載置台１６には、整合器８７を介して高周波電源８８が電気的に接続されている。高周波電源８８は、イオン引き込み用（バイアス用）の電源であり、３００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数、例えば２ＭＨｚの高周波電力を載置台１６に供給する。整合器８７は、高周波電源８８の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させる。整合器８７は、処理容器１１内にプラズマが生成されている時に高周波電源８８の内部インピーダンスと負荷インピーダンスとが見かけ上一致するように機能する。
処理容器１１の底部には排気口８０が設けられている。排気口８０には、排気管８２およびＡＰＣ（Auto Pressure Control）バルブ８３を介して排気装置８４が接続されている。排気装置８４は、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプを有しており、処理容器１１内を所望の真空度まで減圧可能となっている。ＡＰＣバルブ８３は、処理容器１１内の圧力を調整する。
処理容器１１の側壁にはウエハＷの搬入および搬出を行うための開口８５が設けられており、開口８５は、ゲートバルブ８６により開閉される。また、処理容器１１の内側壁には、処理容器１１にエッチング副生成物（デポ）が付着することを防止するためのデポシールド１２が着脱自在に設けられている。デポシールド１２は、内壁部材２６の外周にも設けられている。処理容器１１の底部であって、処理容器１１の側壁側のデポシールド１２と、内壁部材２６側のデポシールド１２との間には排気プレート８１が設けられている。デポシールド１２および排気プレート８１としては、アルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆したもの等を好適に用いることができる。
処理容器１１の内壁に沿って配置されたデポシールド１２のウエハＷとほぼ同じ高さの位置には、導電性部材により構成され、直流的にグランドに接続されたＧＮＤブロック９１が設けられている。ＧＮＤブロック９１により、処理容器１１内の異常放電が防止される。
上記のように構成された装置本体１０は、制御装置１００によって、その動作が統括的に制御される。制御装置１００は、プロセッサ、メモリ、および入出力インターフェイスを有する。メモリには、プログラムや処理レシピ等が格納される。プロセッサは、メモリから読み出されたプログラムを実行することにより、メモリから読み出された処理レシピに従って、入出力インターフェイスを介して装置本体１０の各部を制御する。
このように構成されたプラズマ処理装置１においてウエハＷにプラズマを用いた処理が行われる場合、制御装置１００は、プラズマ処理装置１の各部に対して、例えば以下の制御を行う。まず、制御装置１００は、静電チャック１８上にウエハＷが載置された状態で、ＭＦＣ６７およびバルブ６８を制御して、拡散室４０内に所定の流量の処理ガスを供給する。拡散室４０内に供給された処理ガスは、拡散室４０内を拡散し、複数の流通穴４１および吐出穴３７を介して処理容器１１内にシャワー状に供給される。また、制御装置１００は、ＡＰＣバルブ８３および排気装置８４を制御し、処理容器１１内を所定の圧力に制御する。
そして、制御装置１００は、高周波電源４８にプラズマの発生に用いられる所定周波数の高周波電力を発生させ給電棒４４を介してシャワーヘッド３４に供給させる。これにより、処理容器１１内の処理ガスがプラズマ化される。また、制御装置１００は、高周波電源８８にイオンの引き込み（バイアス）に用いられる所定周波数の高周波電力を発生させ載置台１６に供給させる。これにより、プラズマ中のイオン等の荷電粒子が静電チャック１８上のウエハＷに引き込まれる。これにより、静電チャック１８上のウエハＷにエッチング等の所定のプラズマ処理が施される。
ところで、プラズマを用いて処理を行う場合、シャワーヘッド３４は、プラズマからの入熱によって温度が上昇する場合がある。また、シャワーヘッド３４の温度がそれほど上昇しない場合であっても、処理条件によっては、シャワーヘッド３４の温度を低温に保つ必要がある場合がある。そのような場合、シャワーヘッド３４は、チラーユニット９４によって温度制御された低温の冷媒によって冷却されることにより、所定の温度に制御される。
低温の冷媒が流通すると、冷媒が流れる配管９３の表面や、冷媒によって冷却されたベース部材３８の表面の温度が下がり、空気と接触する部分に結露が発生する場合がある。結露が発生すると、結露により発生した水分により、シャワーヘッド３４に設けられた電気部品が故障する場合がある。また、結露により発生した水分によって給電棒４４の表面に水滴が生じた場合、給電棒４４の表面抵抗が乱れ、給電棒４４を介してシャワーヘッド３４に供給される高周波電力の分布が乱れる場合がある。シャワーヘッド３４に供給される高周波電力の分布が乱れると、シャワーヘッド３４を介して処理容器１１内に供給される高周波電力の分布も乱れ、ウエハＷに対するプラズマ処理の均一性が悪化する場合がある。
冷却される部材を断熱材で覆うことも考えられるが、カバー部材１１ａで囲まれたアンテナ室内には、複数の配管が配置されており、センサ等の複数の電気部品も配置されている。そのため、アンテナ室内には、断熱材を設けるスペースが少なく、冷却される全ての部材を断熱材で覆うことは難しい。そこで、本実施形態では、アンテナ室内を低露点ガスで満たすことにより、アンテナ室内での結露を抑制する。
［アンテナ室内の圧力制御］
図２は、アンテナ室内の圧力変化の一例を示す図である。初期状態において、アンテナ室内は、処理容器１１の外気と同じ空気で満たされており、アンテナ室内の圧力は、処理容器１１の外気の圧力と同じ圧力Ｐ0（例えば１気圧）である。処理容器１１の外気の温度は、例えば２５℃であり、湿度は、例えば５０％である。
本実施形態において、制御装置１００は、チラーユニット９４によるシャワーヘッド３４の冷却の開始前に、バルブ９６を制御して、アンテナ室内に低露点ガスを供給する。アンテナ室内は、ある程度の気密性を有するため、低露点ガスが供給されることにより、例えば図２に示されるように、アンテナ室内の圧力が上昇する。
そして、制御装置１００は、圧力計９９による測定値を参照して、アンテナ室内の圧力が処理容器１１の外気の圧力Ｐ0よりも高い圧力Ｐ1以上になった時刻ｔ1において、バルブ９６を制御して、アンテナ室内への低露点ガスの供給を停止する。圧力Ｐ1は、例えば１．２気圧である。アンテナ室内はある程度の気密性を有するが、気密性はそれほど高くないため、アンテナ室内の空気と低露点ガスとがアンテナ室の外部へ漏洩する。これにより、アンテナ室内の圧力が徐々に低下する。
そして、制御装置１００は、アンテナ室内の圧力が圧力Ｐ0よりも高く、かつ、圧力Ｐ1よりも低い圧力Ｐ2以下となった時刻ｔ2において、バルブ９６を制御して、アンテナ室内への低露点ガスの供給を再開する。圧力Ｐ2は、例えば１．１気圧である。これにより、アンテナ室内の圧力が再び上昇する。そして、アンテナ室内の圧力が再び圧力Ｐ1以上になった時刻ｔ3において、バルブ９６を制御して、アンテナ室内への低露点ガスの供給を再び停止する。
このように、本実施形態において、制御装置１００は、アンテナ室内の圧力が陽圧となるように、アンテナ室内への低露点ガスの供給および供給停止を制御する。これにより、アンテナ室内からは、低露点ガスと共に、水分を含む空気が徐々に排出され、アンテナ室内は低露点ガスで満たされることになる。これにより、アンテナ室内での結露が抑制される。
［配管９３とカバー部材１１ａとの接続］
ここで、カバー部材１１ａに冷媒が流れる配管９３を直接固定してしまうと、冷媒により冷却された配管９３によりカバー部材１１ａの熱が奪われ、カバー部材１１ａの温度が低下してしまう場合がある。アンテナ室内は低露点ガスで満たされるため、カバー部材１１ａの内側の結露は抑制されるが、カバー部材１１ａの外側はカバー部材１１ａの外気に触れているため、結露が発生する場合がある。カバー部材１１ａの外側に結露が発生した場合、結露により生じた水分により、装置本体１０の外側に配置された電気部品が故障する場合がある。
そこで、本実施形態では、例えば図３に示されるように、カバー部材１１ａと配管９３のフランジ９３ａとの間に熱伝導率が低い材料により構成された断熱部材９００を介在させた上で、ネジ９１０により配管９３のフランジ９３ａをカバー部材１１ａに固定する。図３は、カバー部材１１ａへの配管９３の固定方法の一例を示す拡大断面図である。図３に例示された固定方法では、配管９３のフランジ９３ａが、導電性の材料により構成されたネジ９１０によってカバー部材１１ａに固定される。これにより、ネジ９１０によってカバー部材１１ａと配管９３との間の電位差が低減される。
なお、断熱部材９００として、電磁波遮蔽性がない材料が用いられた場合、シャワーヘッド３４に供給された高周波電力がカバー部材１１ａとフランジ９３ａとの間から装置本体１０の外部への漏洩する場合がある。そのため、断熱部材９００には、断熱性に加えて電磁波遮蔽性を有する部材が用いられることが好ましい。これにより、カバー部材１１ａと配管９３との間の熱の移動、および、カバー部材１１ａと配管９３との間からの高周波電力の漏洩が抑制される。
電磁波遮蔽性および断熱性を有する部材としては、断熱性の高い樹脂材料に導電性を有する金属等の粉末を含有させたものが考えられる。樹脂材料としては、例えばＰＰ（PolyPropylene）樹脂、ＰＣ（PolyCarbonate）樹脂、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂、ナイロン樹脂、ＰＢＴ（PolyButylene Terephthalate）樹脂、およびＰＰＳ（PolyPhenyleneSulfide）樹脂等が挙げられる。また、樹脂材料に含有させる粉末状の導電性の材料としては、例えば炭素繊維等が挙げられる。
また、カバー部材１１ａと断熱部材９００との間、および、断熱部材９００とフランジ９３ａとの間には、カバー部材１１ａ、断熱部材９００、およびフランジ９３ａの表面粗さに起因する隙間が存在する場合がある。そこで、本実施形態では、例えば図３に示されるように、カバー部材１１ａと断熱部材９００との間、および、断熱部材９００とフランジ９３ａとの間に、金属シール９２０が配置される。これにより、カバー部材１１ａと断熱部材９００との間、および、断熱部材９００とフランジ９３ａとの間の隙間から漏洩する高周波電力が抑制される。
また、本実施形態では、例えば図３に示されるように、カバー部材１１ａと断熱部材９００との間、および、断熱部材９００とフランジ９３ａとの間に、Ｏリング９２１が配置される。これにより、アンテナン室の気密性を保つことができる。
なお、配管９３をカバー部材１１ａに固定する方法は、図３に例示された方法に限られない。図４は、カバー部材１１ａへの配管９３の固定方法の他の例を示す拡大断面図である。図４に例示された固定方法では、配管９３のフランジ９３ａが、樹脂等の熱伝導率が低い材料により構成されたネジ９１１によってカバー部材１１ａに固定される。これにより、フランジ９３ａとカバー部材１１ａとの間の熱の伝達がさらに抑制される。なお、図４に例示された固定方法では、カバー部材１１ａと配管９３との電気的な接続が不足しているため、ジャンパー線９１２を介して、カバー部材１１ａとフランジ９３ａとが接続される。図４に例示された固定方法によっても、カバー部材１１ａと配管９３との間の熱の移動、および、カバー部材１１ａと配管９３との間からの高周波電力の漏洩が抑制される。
図５は、カバー部材１１ａへの配管９３の固定方法のさらなる他の例を示す拡大断面図である。図５に例示された固定方法では、カバー部材１１ａと配管９３のフランジ９３ａとの間に電磁波遮蔽性を有さず、熱伝導率が低い材料により構成された断熱部材９０１を介在させた上で、ネジ９１０により配管９３のフランジ９３ａがカバー部材１１ａに固定される。また、断熱部材９０１の側面には、電磁波遮蔽性を有する塗料９０２が塗布される。塗料９０２としては、塗料樹脂に、導電性材料の粉末が混ぜ込まれたものを用いることができる。これにより、カバー部材１１ａとフランジ９３ａとの間の熱の移動は、断熱部材９０１によって抑制され、カバー部材１１ａとフランジ９３ａとの間からの高周波電力の漏洩は、塗料９０２によって抑制される。従って、図５に例示された固定方法によっても、カバー部材１１ａと配管９３との間の熱の移動、および、カバー部材１１ａと配管９３との間からの高周波電力の漏洩が抑制される。
図６は、カバー部材１１ａへの配管９３の固定方法のさらなる他の例を示す拡大断面図である。図６に例示された固定方法では、断熱部材９００がネジ９１０ｂによってカバー部材１１ａに固定され、配管９３のフランジ９３ａがネジ９１０ａによって断熱部材９００に固定される。ネジ９１０ａとネジ９１０ｂとは接触しない。これにより、断熱部材９００を固定するためのネジを介する熱の伝達が抑制される。なお、図６に例示された固定方法では、カバー部材１１ａと配管９３との電気的な接続が不足しているため、ジャンパー線９１３を介して、カバー部材１１ａとフランジ９３ａとが接続される。図６に例示された固定方法によっても、カバー部材１１ａと配管９３との間の熱の移動、および、カバー部材１１ａと配管９３との間からの高周波電力の漏洩が抑制される。
［プラズマ処理方法］
図７は、本開示の第１の実施形態におけるプラズマ処理方法の一例を示すフローチャートである。図７に例示された処理は、制御装置１００が装置本体１０の各部を制御することにより実現される。
まず、制御装置１００は、バルブ９６を開状態に制御し、アンテナ室内への低露点ガスの供給を開始する（Ｓ１０）。そして、制御装置１００は、ウエハＷへのプラズマ処理が終了するまで、アンテナ室内の圧力が陽圧となるように、アンテナ室内への低露点ガスの供給および供給停止を制御する。ステップＳ１０は、供給工程の一例である。
次に、制御装置１００は、アンテナ室内への低露点ガスの供給が開始されてから所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ１１）。ステップＳ１１における所定時間とは、アンテナ室内への低露点ガスの供給により、アンテナ室の隙間から水分を含む空気が排出され、アンテナ室内が低露点ガスで満たされるまでに要する時間である。アンテナ室内への低露点ガスの供給が開始されてから所定時間が経過していない場合（Ｓ１１：Ｎｏ）、制御装置１００は、再びステップＳ１１に示された処理を実行する。
一方、アンテナ室内への低露点ガスの供給が開始されてから所定時間が経過した場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、チラーユニット９４を制御して、シャワーヘッド３４の冷却を開始する（Ｓ１２）。ステップＳ１２は、冷却工程の一例である。
次に、制御装置１００は、シャワーヘッド３４の冷却が開始されてから所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ１３）。ステップＳ１３における所定時間とは、シャワーヘッド３４が所望の温度まで冷却されるまでに要する時間である。シャワーヘッド３４の冷却が開始されてから所定時間が経過していない場合（Ｓ１３：Ｎｏ）、制御装置１００は、再びステップＳ１３に示された処理を実行する。
一方、シャワーヘッド３４の冷却が開始されてから所定時間が経過した場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、装置本体１０の各部を制御して、ウエハＷに対するプラズマ処理を実行する（Ｓ１４）。ステップＳ１４は、プラズマ処理工程の一例である。そして、本フローチャートに例示されたプラズマ処理方法が終了する。
以上、第１の実施形態について説明した。上記したように、本実施形態のプラズマ処理装置１は、処理容器１１と、載置台１６と、シャワーヘッド３４と、高周波電源４８と、カバー部材１１ａと、ベース部材３８と、バルブ９６とを備える。載置台１６は、処理容器１１内に配置され、下部電極として機能する。シャワーヘッド３４は、載置台１６の対向電極として機能する。高周波電源４８は、シャワーヘッド３４に高周波電力を供給することにより、処理容器１１内のガスをプラズマ化し、プラズマにより載置台１６上のウエハＷを処理する。カバー部材１１ａは、シャワーヘッド３４を上方から覆う。ベース部材３８は、カバー部材１１ａ内に設けられ、処理容器１１の外気の露点温度よりも低い温度の冷媒を用いてシャワーヘッド３４を冷却する。バルブ９６は、カバー部材１１ａとシャワーヘッド３４とで覆われた空間内に、外気よりも露点温度が低い低露点ガスを供給する。これにより、シャワーヘッド３４周辺の結露を防止することができる。
また、上記した第１の実施形態において、低露点ガスは、不活性ガスまたはドライエアである。これにより、カバー部材１１ａとシャワーヘッド３４とで囲まれたアンテナ室内の結露を防止することができる。
また、上記した第１の実施形態において、バルブ９６は、カバー部材１１ａとシャワーヘッド３４とで囲まれたアンテナ室内が陽圧となるように、低露点ガスの流量を制御する。これにより、アンテナ室内から水分を含む空気が押し出され、アンテナ室内の結露を防止することができる。
また、上記した第１の実施形態において、プラズマ処理装置１は、チラーユニット９４と配管９３とを備える。チラーユニット９４は、カバー部材１１ａの外部に設けられ、ベース部材３８に供給される冷媒の温度を制御する。配管９３は、一部がカバー部材１１ａ内に配置され、一部がカバー部材１１ａの外部に配置され、チラーユニット９４によって温度が制御された冷媒をベース部材３８に供給する。また、配管９３は、電磁波遮蔽性および断熱性を有する断熱部材９００を介してカバー部材１１ａの側壁に固定されている。これにより、カバー部材１１ａの結露を抑制することができると共に、カバー部材１１ａと配管９３との接続部分からの高周波電力の漏洩を抑制することができる。
（第２の実施形態）
第１の実施形態におけるプラズマ処理装置１では、アンテナ室内に低露点ガスが供給され、水分を含む空気がアンテナ室内から押し出されることにより、アンテナ室内が低露点ガスで満たされる。ところで、アンテナ室の気密性を低くしてしまうと、アンテナ室内を陽圧にしてもアンテナ室内への外気の侵入を抑制することが難しい。そのため、アンテナ室にはある程度の気密性が要求される。しかし、アンテナ室の気密性を高めると、アンテナ室内のガスの置換に時間がかかる。
そこで、本実施形態では、アンテナ室内に低露点ガスを供給する前に、アンテナ室内のガスを排気装置８４により強制的に排気する。これにより、アンテナ室内のガスの置換時間を短くすることができる。また、アンテナ室の気密性を高めることができるので、低露点ガスの漏洩を抑制することができ、低露点ガスの消費量を抑えることができる。
図８は、本開示の第２の実施形態におけるプラズマ処理装置１の一例を示す概略断面図である。本実施形態におけるプラズマ処理装置１は、配管８９およびバルブ９０を備える点が、第１の実施形態におけるプラズマ処理装置１とは異なる。なお、以下に説明する点を除き、図８において、図１と同じ符号を付した構成は、図１における構成と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。
配管８９は、バルブ９０を介して、アンテナ室と排気装置８４とを接続している。バルブ９０は、アンテナ室内に低露点ガスが供給される前に開かれる。そして、アンテナ室内の空気は、排気装置８４によって、配管８９およびバルブ９０を介して排気される。
図９は、アンテナ室内の圧力変化の一例を示す図である。本実施形態では、制御装置１００は、アンテナ室内に低露点ガスが供給される前にバルブ９０を開き、排気装置８４を制御してアンテナ室内の空気を排気する。これにより、アンテナ室内の圧力が低下する。そして、制御装置１００は、圧力計９９による測定値を参照して、アンテナ室内の圧力が処理容器１１の外気の圧力Ｐ0よりも低い圧力Ｐ3以下になった時刻ｔ0において、バルブ９０を閉じ、排気装置８４を停止させる。圧力Ｐ3は、例えば０．１気圧である。
そして、制御装置１００は、バルブ９６を制御して、アンテナ室内への低露点ガスの供給を開始する。そして、制御装置１００は、圧力計９９による測定値を参照して、アンテナ室内の圧力が圧力Ｐ1以上になった時刻ｔ1において、バルブ９６を制御して、アンテナ室内への低露点ガスの供給を停止する。以降、第１の実施形態と同様に、アンテナ室内の圧力が陽圧（即ち、圧力Ｐ1と圧力Ｐ2の間の圧力）となるように、アンテナ室内への低露点ガスの供給および供給停止が制御される。
［プラズマ処理方法］
図１０は、本開示の第２の実施形態におけるプラズマ処理方法の一例を示すフローチャートである。図１０に例示された処理は、制御装置１００が装置本体１０の各部を制御することにより実現される。
まず、制御装置１００は、バルブ９０を開状態に制御し、排気装置８４を稼働させることにより、アンテナ室内の空気の排気を開始する（Ｓ２０）。そして、制御装置１００は、圧力計９９による測定値を参照して、アンテナ室内の圧力Ｐが圧力Ｐ3以下になったか否かを判定する（Ｓ２１）。アンテナ室内の圧力Ｐが圧力Ｐ3より高い場合（Ｓ２１：Ｎｏ）、制御装置１００は、再びステップＳ２１に示された処理を実行する。
一方、アンテナ室内の圧力Ｐが圧力Ｐ3以下になった場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、バルブ９０を閉状態に制御し、排気装置８４の稼働を停止させることにより、アンテナ室内の空気の排気を停止する（Ｓ２２）。
次に、制御装置１００は、バルブ９６を開状態に制御し、アンテナ室内への低露点ガスの供給を開始する（Ｓ２３）。そして、制御装置１００は、圧力計９９による測定値を参照して、アンテナ室内の圧力Ｐが圧力Ｐ1以上になったか否かを判定する（Ｓ２４）。アンテナ室内の圧力Ｐが圧力Ｐ1より低い場合（Ｓ２４：Ｎｏ）、制御装置１００は、再びステップＳ２４に示された処理を実行する。
一方、アンテナ室内の圧力Ｐが圧力Ｐ1以上になった場合（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、バルブ９６を閉状態に制御することにより、アンテナ室内への低露点ガスの供給を停止する（Ｓ２５）。以降、図７において説明されたステップＳ１２〜Ｓ１４が実行される。
以上、第２の実施形態について説明した。上記したように、本実施形態のプラズマ処理装置１は、カバー部材１１ａとシャワーヘッド３４とで覆われたアンテナ室内のガスを排気する排気装置８４を備える。バルブ９６は、アンテナ室内の圧力が所定の圧力Ｐ3以下になった後に、低露点ガスの供給を開始する。これにより、アンテナ室内のガスの置換時間を短くすることができる。また、低露点ガスの消費量を抑えることができる。
（第３の実施形態）
給電棒４４は、中空の筒状の部材であるため、給電棒４４の内部の空間には空気が存在する。給電棒４４の内部の空間とアンテナ室とが連通していない場合、アンテナ室が低露点ガスで満たされたとしても、給電棒４４内の空間には空気が存在する。シャワーヘッド３４が冷却されると、シャワーヘッド３４に高周波電力を供給している給電棒４４の熱がシャワーヘッド３４に奪われ、給電棒４４の温度が下がる。給電棒４４の温度が下がると、給電棒４４の内部の空間に存在する空気の水分によって給電棒４４の内壁が結露する場合がある。
給電棒４４の内壁が結露すると、結露により生じた水滴により、給電棒４４の内壁の表面抵抗が部分的に変化する場合がある。これにより、給電棒４４を介してシャワーヘッド３４に供給される高周波電力の分布が乱れる場合がある。
そこで、本実施形態では、例えば図１１に示されるように、給電棒４４の側壁に、給電棒４４の内部の空間と、アンテナ室とを連通させる貫通穴５００が形成される。図１１は、本開示の第３の実施形態におけるプラズマ処理装置１の一例を示す部分拡大断面図である。
貫通穴５００は、給電棒４４の側壁に少なくとも１つ形成されていれば、給電棒４４の内部の空間と、アンテナ室とを連通させることができ、給電棒４４の内壁の結露を抑制することができる。しかし、給電棒４４の側壁に貫通穴５００が形成されることにより、給電棒４４の表面において、貫通穴５００が形成されている部分と、貫通穴５００が形成されていない部分とで、給電棒４４の表面抵抗が異なることになる。これにより、給電棒４４を介してシャワーヘッド３４に供給される高周波電力の分布に偏りが発生する場合がある。
そのため、貫通穴５００は、給電棒４４の軸に対して軸対称となる側壁の位置に複数形成され、それぞれの貫通穴５００は同じ形状および大きさであることが好ましい。また、給電棒４４の軸に対して軸対称となる側壁の位置に形成される貫通穴５００の数は、３以上であることが好ましい。
また、貫通穴５００は、給電棒４４の側壁の上部に形成されることが好ましい。具体的には、貫通穴５００は、アンテナ室内に配置された給電棒４４の側壁の部分のうち、例えば長手方向の長さの半分よりも上の部分に形成されることが好ましい。これにより、側壁に形成された貫通穴５００によって給電棒４４の表面上で偏った高周波電力の分布が、シャワーヘッド３４に近づくに従って緩和されることが期待できる。
以上、第３の実施形態について説明した。上記したように、本実施形態のプラズマ処理装置１は、カバー部材１１ａ内に配置され、高周波電源４８から供給される高周波電力をシャワーヘッド３４に導く中空の給電棒４４を備える。給電棒４４の側壁には、貫通穴５００が形成されている。カバー部材１１ａ内のアンテナ室と、給電棒４４内の空間とは、貫通穴５００を介して連通している。これにより、給電棒４４の内壁の結露を抑制することができる。
（第４の実施形態）
シャワーヘッド３４が冷却されると、シャワーヘッド３４に接続されている給電棒４４の熱がシャワーヘッド３４に奪われる。これにより、カバー部材１１ａの外部に位置する給電棒４４の部分や、給電棒４４に接続している整合器４６も冷却される場合がある。カバー部材１１ａの外部に位置する給電棒４４の部分や整合器４６は、カバー部材１１ａの外気に触れているため、冷却されると結露する場合がある。カバー部材１１ａの外部に位置する給電棒４４の部分を断熱材で覆うことも考えられるが、断熱材を配置するスペースを確保することが難しい場合がある。また、整合器４６内の電気部品を全て断熱材で覆うことは難しいため、整合器４６内の電気部品の結露を防ぐことは難しい。
そこで、本実施形態では、例えば図１２に示されるように、給電棒４４の一部をヒータ５１０によって加熱することにより、給電棒４４および整合器４６の冷却を抑制する。図１２は、本開示の第４の実施形態におけるプラズマ処理装置１の一例を示す部分拡大断面図である。
ヒータ５１０は、配線５１１を介してヒータ電源５１２から供給される電力によって給電棒４４の一部を加熱する。これにより、シャワーヘッド３４から熱が奪われることによる給電棒４４の温度低下が抑制され、整合器４６の冷却が抑制される。従って、給電棒４４および整合器４６の結露が抑制される。
なお、ヒータ５１０によって加熱される給電棒４４の位置と、シャワーヘッド３４に接続される給電棒４４の端部との距離が近いと、ヒータ５１０によってシャワーヘッド３４が加熱されてしまう場合がある。そのため、ヒータ５１０は、給電棒４４の上部に巻かれることが好ましい。具体的には、ヒータ５１０は、アンテナ室内に配置された給電棒４４の部分のうち、例えば長手方向の長さの半分よりも上の部分に巻かれることが好ましい。これにより、ヒータ５１０によるシャワーヘッド３４の温度上昇を抑えることができる。
以上、第４の実施形態について説明した。上記したように、本実施形態のプラズマ処理装置１は、給電棒４４と、ヒータ５１０とを備える。給電棒４４は、一部がカバー部材１１ａ内に配置され、高周波電源４８から供給される高周波電力をシャワーヘッド３４に導く。ヒータ５１０は、給電棒４４の一部を覆い、給電棒４４を加熱する。これにより、カバー部材１１ａの外部に配置され、給電棒４４に接続された整合器４６等の結露が抑制される。
（第５の実施形態）
第４の実施形態では、ヒータ電源５１２から供給された電力によってヒータ５１０が発した熱により給電棒４４の一部が加熱された。これに対し、本実施形態では、給電棒４４の周囲に加熱された流体を循環させることにより、給電棒４４の一部が加熱される。
図１３は、本開示の第５の実施形態におけるプラズマ処理装置１の一例を示す部分拡大断面図である。本実施形態では、カバー部材１１ａ内に配置された給電棒４４の一部に、内部に流路５２１が形成された加熱ジャケット５２０が巻かれている。そして、温度制御装置５２３によって温度制御された流体が、配管５２２を介して流路５２１内に循環供給される。
流路５２１内に循環供給される流体は、液体であってもよく、気体であってもよい。流路５２１内に循環供給される流体の温度は、ベース部材３８の流路９２内を循環する冷媒の温度よりも高くなるように、温度制御装置５２３によって制御される。これにより、加熱ジャケット５２０を介して給電棒４４の一部が加熱され、整合器４６等の冷却が抑制される。
なお、本実施形態においても、加熱ジャケット５２０によって加熱される給電棒４４の位置と、シャワーヘッド３４に接続される給電棒４４の端部との距離が近いと、加熱ジャケット５２０によってシャワーヘッド３４が加熱されてしまう場合がある。そのため、加熱ジャケット５２０は、給電棒４４の上部に巻かれることが好ましい。具体的には、加熱ジャケット５２０は、アンテナ室内に配置された給電棒４４の部分のうち、例えば長手方向の長さの半分よりも上の部分に巻かれることが好ましい。これにより、加熱ジャケット５２０によるシャワーヘッド３４の温度上昇を抑えることができる。
以上、第５の実施形態について説明した。上記したように、本実施形態のプラズマ処理装置１は、給電棒４４と、加熱ジャケット５２０とを備える。給電棒４４は、一部がカバー部材１１ａ内に配置され、高周波電源４８から供給される高周波電力をシャワーヘッド３４に導く。加熱ジャケット５２０は、内部に加熱された流体が流通する流路を有し、給電棒４４の一部を覆う。加熱ジャケット５２０は、流路を流れる流体により給電棒４４を加熱する。これにより、カバー部材１１ａの外部に配置された給電棒４４の部分、および、カバー部材１１ａの外部に配置された整合器４６等の結露が抑制される。
（第６の実施形態）
第４および第５の実施形態では、給電棒４４の外側から給電棒４４の一部が加熱された。これに対し、本実施形態では、中空の給電棒４４の内部に加熱された流体を循環させることにより、給電棒４４が加熱される。
図１４は、本開示の第６の実施形態におけるプラズマ処理装置１の一例を示す部分拡大断面図である。本実施形態では、温度制御装置５３１によって温度制御された絶縁性の流体が、配管５３０ａを介して給電棒４４の内部に供給される。そして、給電棒４４の内部に供給された流体は、配管５３０ｂを介して温度制御装置５３１に戻される。温度制御装置５３１は、流体供給部の一例である。
給電棒４４内に循環供給される流体は、液体であってもよく、気体であってもよい。給電棒４４内に循環供給される流体の温度は、ベース部材３８の流路９２内を循環する冷媒の温度よりも高くなるように、温度制御装置５３１によって制御される。これにより、給電棒４４が加熱され、整合器４６の冷却が抑制される。
なお、本実施形態において、温度制御装置５３１によって温度制御された流体は、給電棒４４の内部の空間において、上方から供給され、下方から温度制御装置５３１に戻されることが好ましい。これにより、給電棒４４において、上部よりも下部の方が温度が低い温度分布を作ることができる。これにより、給電棒４４を流れる流体によるシャワーヘッド３４の温度上昇を抑えることができる。
以上、第６の実施形態について説明した。上記したように、本実施形態のプラズマ処理装置１は、中空の給電棒４４と、温度制御装置５３１とを備える。給電棒４４は、カバー部材１１ａ内に配置され、高周波電源４８から供給される高周波電力をシャワーヘッド３４に導く。温度制御装置５３１は、給電棒４４内の空間に、ベース部材３８の流路９２内を循環する冷媒よりも温度が高い流体を循環させる。これにより、カバー部材１１ａの外部に配置された給電棒４４の部分、および、カバー部材１１ａの外部に配置された整合器４６等の結露が抑制される。
［その他］
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
例えば、上記した各実施形態では、アンテナ室内を低露点ガスで満たすことにより、アンテナ室内の部材の結露が抑制されるが、開示の技術はこれに限られない。例えば、他の形態として、アンテナ室が気密に保たれ、アンテナ室内の空気の圧力が所定の圧力以下になるようにアンテナ室内の空気が排気されてもよい。所定の圧力は、例えば０．１気圧である。このような形態は、例えば図８に示されたプラズマ処理装置１において、配管９５、バルブ９６、およびガス供給源９８が設けられておらず、バルブ９０に代えてＡＰＣバルブが設けられたプラズマ処理装置１により実現できる。ＡＰＣバルブは、圧力調整部の一例である。空気の圧力が下がると、空気の露点温度が下がる。そのため、アンテナ室内が低露点ガスで満たされていなくても、アンテナ室内の空気の圧力を下げれば、アンテナ室内の結露を抑制することができる。
また、上記した第１および第２の実施形態では、シャワーヘッド３４にプラズマ生成用の高周波電力が供給されるが、開示の技術はこれに限られない。例えば、プラズマ生成用の高周波電力は、載置台１６に供給されてもよい。この場合であっても、シャワーヘッド３４と載置台１６の間に生成されたプラズマの入熱により、シャワーヘッド３４の温度が上昇する場合があるため、シャワーヘッド３４が冷却され、カバー部材１１ａ内に結露が発生する場合がある。そのため、第１または第２の実施形態のように、カバー部材１１ａが低露点ガスで満たされることにより、カバー部材１１ａ内の結露が抑制される。
また、上記した第１または第２の実施形態は、第３〜第６の実施形態のいずれかと組み合わせて実施されてもよい。また、第３の実施形態と、第４または第５の実施形態とは、組わせて実施されてもよい。
また、上記した各実施形態では、プラズマ源の一例として容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）が用いられたが、開示の技術はこれに限られない。プラズマ源としては、例えば、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）、マイクロ波励起表面波プラズマ（ＳＷＰ）、電子サイクロトン共鳴プラズマ（ＥＣＰ）、またはヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ）等が用いられてもよい。
なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
Ｗ ウエハ
１ プラズマ処理装置
１０ 装置本体
１００ 制御装置
１１ 処理容器
１１ａ カバー部材
１６ 載置台
１８ 静電チャック
３４ シャワーヘッド
３６ 天板
３８ ベース部材
４０ 拡散室
４４ 給電棒
４６ 整合器
４８ 高周波電源
６４ 配管
６６ ガス供給源
８３ ＡＰＣバルブ
８４ 排気装置
８９ 配管
９０ バルブ
９２ 流路
９３ 配管
９３ａ フランジ
９４ チラーユニット
９５ 配管
９６ バルブ
９８ ガス供給源
９９ 圧力計
５００ 貫通穴
５１０ ヒータ
５１１ 配線
５１２ ヒータ電源
５２０ 加熱ジャケット
５２１ 流路
５２２ 配管
５２３ 温度制御装置
５３０ 配管
５３１ 温度制御装置
９００ 断熱部材

Claims (10)

  1. 処理容器と、
    前記処理容器内に配置され、下部電極として機能する載置台と、
    前記載置台の対向電極として機能する上部電極と、
    前記載置台および前記上部電極の少なくともいずれかに高周波電力を供給することにより、前記処理容器内のガスをプラズマ化し、プラズマにより前記載置台上の被処理体を処理するプラズマ処理部と、
    前記上部電極を上方から覆うカバー部材と、
    前記カバー部材内に設けられ、前記処理容器の外気の露点温度よりも低い温度の冷媒を用いて前記上部電極を冷却する冷却部と、
    前記カバー部材と前記上部電極とで覆われた空間内に、前記外気よりも露点温度が低い低露点ガスを供給するガス供給部と
    を備えるプラズマ処理装置。
  2. 前記低露点ガスは、不活性ガスまたはドライエアである請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 前記ガス供給部は、
    前記カバー部材と前記上部電極とで覆われた空間内の圧力が陽圧となるように、前記低露点ガスの流量を制御する請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
  4. 前記カバー部材と前記上部電極とで覆われた空間内のガスを排気する排気装置を備え、
    前記ガス供給部は、
    前記カバー部材と前記上部電極とで覆われた空間内の圧力が所定の圧力以下になった後に、前記低露点ガスの供給を開始する請求項１から３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
  5. 処理容器と、
    前記処理容器内に配置され、下部電極として機能する載置台と、
    前記載置台の対向電極として機能する上部電極と、
    前記載置台および前記上部電極の少なくともいずれかに高周波電力を供給することにより、前記処理容器内のガスのプラズマを生成し、前記プラズマにより前記載置台上の被処理体を処理するプラズマ処理部と、
    前記上部電極を上方から覆うカバー部材と、
    前記カバー部材内に設けられ、前記処理容器の外気の露点温度よりも低い温度の冷媒を用いて前記上部電極を冷却する冷却部と、
    前記カバー部材と前記上部電極とで覆われた空間内のガスを排気する排気装置と、
    前記カバー部材と前記上部電極とで覆われた空間内の圧力が所定の圧力以下となるように前記排気装置によるガスの排気量を制御する圧力調整部と
    を備えるプラズマ処理装置。
  6. 前記カバー部材内に配置され、前記プラズマ処理部から供給される高周波電力を前記上部電極に導く中空の導電部材を備え、
    前記導電部材の側壁には、貫通穴が形成されており、
    前記カバー部材内の空間と、前記導電部材内の空間とは、前記貫通穴を介して連通している請求項１から５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
  7. 前記カバー部材内に配置され、前記プラズマ処理部から供給される高周波電力を前記上部電極に導く導電部材と、
    前記導電部材の一部を覆い、前記導電部材を加熱するヒータと
    を備える請求項１から５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
  8. 前記カバー部材内に配置され、前記プラズマ処理部から供給される高周波電力を前記上部電極に導く中空の導電部材と、
    前記導電部材内の空間に、前記冷媒よりも温度が高い流体を循環させる流体供給部と
    を備える請求項１から５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
  9. 前記カバー部材の外部に設けられ、前記冷媒の温度を制御する温度制御部と、
    一部が前記カバー部材内に配置され、一部が前記カバー部材の外部に配置され、前記温度制御部によって温度が制御された前記冷媒を前記冷却部に供給する配管と
    を備え、
    前記配管は、電磁波遮蔽性および断熱性を有する部材を介して前記カバー部材の側壁に固定されている請求項１から８のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
  10. 処理容器内に配置され、下部電極として機能する載置台の対向電極として機能する上部電極と、前記上部電極を上方から覆うカバー部材との間の空間内に、前記処理容器の外気よりも露点温度が低い低露点ガスを供給する供給工程と、
    前記カバー部材内に設けられ、前記外気の露点温度よりも低い温度の冷媒を用いて前記上部電極を冷却する冷却工程と、
    前記載置台および前記上部電極の少なくともいずれかに高周波電力を供給することにより、前記処理容器内のガスをプラズマ化し、プラズマにより前記載置台上の被処理体を処理するプラズマ処理工程と
    を含むプラズマ処理方法。
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