JP5684955B1 - 載置台及びプラズマ処理装置 - Google Patents

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Abstract

還元性ラジカルにより処理が行われる被処理基板を載置する載置台において、前記載置台は、平面視したときに前記被処理基板に覆われる載置面と、前記載置面に隣接する非載置面とを含み、前記非載置面は、少なくとも一部が還元性ラジカルと還元反応を起こさない材料で表面が覆われている。

Description

本発明は、載置台及びプラズマ処理装置に関する。
半導体装置製造用のシリコンウェーハや、露光マスク用のガラス基板といった被処理基板上に形成したレジストを剥離するアッシング処理を行うための装置として、プラズマを利用したプラズマ処理装置がある。
アッシング処理などのプラズマ処理を行う際、プラズマから生成されたラジカルを主体とした化学的処理を行う場合がある。例えば、一般にリモートプラズマ処理装置と呼ばれる、プラズマ発生領域が処理容器と隔離されたプラズマ処理装置にて処理を行う場合、放電管内でプラズマを発生させ、プラズマによって生成したプラズマ生成物の中でも寿命の長い活性種（ラジカル）を被処理基板表面上に到達させて処理を行う。
このようなプラズマ処理装置においては、特許文献１のように、処理容器内の部材（例えば被処理基板を載置する載置台）の表面をガス耐食性や耐熱性に優れたアルマイト（Ａｌ２Ｏ３）で覆う処理が予め行われている。
また、特許文献２のように、近年アッシング処理においてはレジストの下地膜へのダメージレスな処理ガスとして、水素ガスなどの還元性ガスを使用する場合がある。
しかし、処理容器内の部材表面（例えば被処理基板を載置する載置台）をアルマイトで覆うと、処理容器までラジカルが到達しても、処理容器内のアルマイトと反応し、ラジカルが失活するという問題がある。
特に、水素を含むガスにてアッシング処理を行う場合、水素を含むガスのプラズマより生成された水素ラジカルは、アルマイトに含まれる酸素と反応して失活する。このように、水素などの還元性ガスを用いてプラズマ処理を行う場合、還元性ガスのプラズマから生成された還元性ラジカルは、還元反応を起こす部材と反応して失活する。そのため、載置台表面のアルマイトなどの還元反応を起こす部材に近接している領域である、被処理基板の周縁部のアッシングレートが低下してしまう問題があった。
特開平８−１９５３４３号公報 特開２００６−１３１９０号公報
本発明は、還元性ラジカルの失活を抑制し、プラズマ処理効率を向上させることができる載置台及びプラズマ処理装置を提供する。
実施形態に係る載置台によれば、
還元性ラジカルにより処理が行われる被処理基板を載置する載置台において、
前記載置台は、平面視したときに前記被処理基板に覆われる載置面と、前記載置面に隣接する非載置面と、前記被処理基板を保持する載置部とを備え、
前記載置部は、前記処理中に、前記載置面から突出して前記被処理基板の裏面と前記載置面との間に間隔を形成するように前記被処理基板を保持し、
前記載置面および前記非載置面は、還元性ラジカルの失活を抑制する材料で表面が覆われていることを特徴とする。
本発明によれば、還元性ラジカル中の活性種の失活を抑制し、プラズマ処理効率を向上させることができる。
第１の実施形態に係るプラズマ処理装置を例示するための模式断面図。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、被処理基板Ｗを断面からみたときの図。 図３（ａ）〜図３（ｃ）は、第１の実施形態と従来の実施形態を比較したアッシングレート分布図。 図４（ａ）〜図４（ｃ）は、第２の実施形態に係るプラズマ処理方法を例示するための模式断面図。 図５（ａ）〜図５（ｅ）は、被処理基板Ｗおよび載置台４の断面図。
以下、本実施形態においては「アッシング」、「レジスト剥離」、「レジスト除去」は同義とする。また、「活性種」、「ラジカル」は同義とする。
［第１の実施形態］
以下、図面を参照しつつ、実施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。
本実施形態では、ガラス基板などの非処理基板Ｗの被処理面上に形成されたレジストを剥離処理するプラズマ処理装置について例示する。
図１は、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置１００を例示するための模式断面図である。図１に示すプラズマ処理装置１００は、プラズマ発生領域が処理容器１から隔離されたプラズマ処理装置であり、一般にリモートプラズマ処理装置と呼ばれる。
プラズマ処理装置１００は、処理容器１と、プラズマ発生部３と、減圧部８を備えている。プラズマ発生部３には、放電管７、マイクロ波発生部１０、導入導波管６、ガス供給部２などが設けられている。
（処理容器１）
処理容器１は、減圧雰囲気を維持可能なように密閉された容器である。被処理基板Ｗは、処理容器１内に設けられた載置台４に載置され、プラズマ発生領域Ｐに発生するプラズマで生成されたプラズマ生成物によってアッシング処理が行われる。載置台４はヒーターなどの温度制御手段４ａを内蔵し、被処理基板Ｗの温度制御を行うことができる。載置台４については後述する。
（搬入搬出口９）
処理容器１の側壁には被処理基板Ｗを処理容器１内に搬入・搬出する搬入搬出口９が設けられている。搬入搬出口９にはゲートバルブ９ａが設けられている。ゲートバルブ９ａは扉９ｂを有し、ゲート開閉機構（図示せず）によって扉９ｂを開閉することによって、搬入搬出口９を開放・閉鎖する。扉９ｂにはＯリングなどの封止部材９ｃが備えられ、搬入搬出口９を扉９ｂで閉鎖したときに、搬入搬出口９と扉９ｂの接触面を封止することができる。
（排気口８ａ）
処理容器１内の底部付近には排気口８ａが設けられ、圧力制御部８ｂを介して減圧部８に接続されている。減圧部８は圧力制御部８ｂによって処理容器１内の圧力を制御しつつ排気を行い、処理容器１内部の圧力が所定の圧力になるまで減圧する。
（放電管７、ガス搬送部５）
プラズマ発生領域を内部に有する放電管７は、ガス搬送部５を介して処理容器１に接続されている。ガス搬送部５は、処理容器１の天井付近に設けられた、図示しない開口部と接続されている。プラズマ発生領域Ｐにおいて生成されたプラズマ生成物は、このガス搬送部５を経由して被処理基板Ｗの主面に到達することができる。
（ガス供給部２）
ガス供給部２は、所定の割合で２種類以上の処理ガスを混合するガス混合部５ａを介して放電管７の内部のプラズマ発生領域Ｐに所定の量の処理ガスＧを導入する。この処理ガスＧをプラズマ発生領域Ｐにおいて励起することにより、プラズマ生成物が生成される。処理ガスＧは水素を含むガスと不活性ガスの混合ガスとすることができる。不活性ガスとしては窒素またはヘリウムまたはアルゴンとすることができる。処理ガスＧは水素ガスのみとしてもよい。その場合、ガス混合部５ａは設けなくてもよい。処理ガスＧを、水素を含むガスとした場合、水素ラジカルなどのプラズマ生成物が生成される。
（マイクロ波発生部１０）
マイクロ波発生部１０は所定のパワー（例えば２．４５ＧＨｚ）のマイクロ波Ｍを発振させ、導入導波管６に放射する。
（導入導波管６）
導入導波管６はマイクロ波発生部１０から放射されたマイクロ波Ｍを伝播させて放電管７の内部のプラズマ発生領域Ｐにマイクロ波Ｍを導入する。
導入されたマイクロ波Ｍによってエネルギーを与えられて、プラズマ発生領域Ｐにおいて処理ガスＧのプラズマが形成される。プラズマに含まれるラジカルなどの活性種はガス搬送部５を介して処理容器１内の被処理基板Ｗ上に供給され、レジストのアッシング処理が行われる。
ここで、プラズマ発生領域Ｐから被処理基板Ｗの表面に達する間に水素ラジカルに曝される部材の表面が石英（ＳｉＯ２）やアルマイト（Ａｌ２Ｏ３）など、酸素を含む材料で形成されている場合、水素ラジカルが部材の表面に達したとき、還元反応が起こる。つまり、被処理基板Ｗの処理に寄与する水素ラジカルが、プラズマ発生領域Ｐから被処理基板Ｗの表面に達する間に水素ラジカルに曝される部材の表面との還元反応に消費されて失活してしまう。その結果、被処理基板Ｗの処理効率が低下する。部材の表面が、窒化物を含む場合も同様である。
そこで、プラズマ発生領域Ｐから被処理基板Ｗの表面に達する間に水素ラジカルに曝される部材の表面を、シリコン（Ｓｉ）で覆う。シリコン（Ｓｉ）は酸素を含まないため、水素ラジカルとの還元反応を起こすことが無く、部材表面においてのラジカルの失活を抑止することができる。その結果、被処理基板Ｗの処理効率の低下を抑止することができる。
ここで、プラズマ発生領域Ｐから被処理基板Ｗの表面に達する間に水素ラジカルに曝される部材として、被処理基板Ｗを載置する載置台４をさらに例示して以下説明する。
（載置台４）
載置台４の表面が石英（ＳｉＯ２）やアルマイト（Ａｌ２Ｏ３）など、酸素を含む材料で形成されている場合、水素ラジカルが部材の表面に達したとき、還元反応が起こる。
特に図２（ａ）のように載置台４の表面に近接する被処理基板Ｗの周縁部分において、処理レートが低下してしまう。その結果、被処理基板Ｗの処理均一性が低下する。
そこで、図２（ｂ）のように、本実施形態における載置台４は、シリコン（Ｓｉ）で表面が覆われたサセプタ４ｂを上面（被処理基板Ｗが載置される側の面）に搭載する。
図３（ａ）〜図３（ｃ）に本実施形態と従来の形態を比較したレジスト剥離レート（アッシングレート）分布を表す。図３（ａ）及び図３（ｂ）では、レジスト層が形成されたシリコン基板（被処理基板Ｗ）において、レジスト層を剥離するアッシング処理を行った。図３（ａ）は、従来の形態においてのアッシングレートを表し、図３（ｂ）は本実施形態のアッシングレートを表す。また図３（ｃ）は、被処理基板Ｗの主面におけるＸ、Ｙ方向を示している。
本実施形態（図３（ｂ））においては、上述したようにシリコン（Ｓｉ）で覆われたサセプタ４ｂを上面に搭載した載置台４に被処理基板Ｗを載置して、アッシング処理を行ったものである。また、従来の形態（図３（ａ））においては、アルマイト（Ａｌ２Ｏ３）の表面処理が行われた載置台４に被処理基板Ｗを載置して、アッシング処理を行ったものである。
本実施形態のように、シリコン（Ｓｉ）で覆われたサセプタ４ｂを載置台４に搭載することで、従来の形態（図３（ａ））と比較して被処理基板Ｗ周縁のレジスト剥離レートの低下が抑止されていることは明らかである。すなわち、本実施形態では、被処理基板Ｗの周縁領域における水素ラジカルの失活を抑制することができる。その結果、被処理基板Ｗの処理均一性を向上させることができる。
部材の表面との還元反応を抑制することで、水素ラジカルの失活を抑制するという観点からすれば、部材の表面は酸化物でないもので形成されていればよい。ただ、被処理基板Ｗに対する汚染を考慮すれば、サセプタ４ｂを覆う材料は、被処理基板Ｗを構成する材料であることが好ましい。例えば、被処理基板Ｗが石英（ＳｉＯ２）や、シリコン（Ｓｉ）であった場合、部材の表面の材料はシリコン（Ｓｉ）を含むものがよい。さらにシリコン（Ｓｉ）であれば、上述のように水素ラジカルの失活を抑制し、かつ被処理基板Ｗへの汚染を抑止することができる。
また、水素ラジカルの失活によるアッシングレート低下の影響を受けるのは図３（ａ）から明らかなように被処理基板Ｗの周縁部であるため、サセプタ４ｂの形状は、載置台４の載置面が露出する部分（載置台４を真上から見たときに被処理基板Ｗが存在しない部分）を埋め、かつ被処理基板Ｗの周縁部のみを保持するような中空の部材としてもよい。例えばリング状の部材としてもよい。その場合は、被処理基板Ｗの処理領域（例えばデバイス形成領域）における加熱時の面内温度分布が少なくなるように、被処理基板Ｗを保持する部分の幅が、被処理基板Ｗの処理領域外となるようにリングの幅を設定するようにすればよい。
本実施形態によれば、被処理基板を載置する載置台４が、石英（ＳｉＯ２）やアルマイト（Ａｌ２Ｏ３）など、酸素を含む材料で形成されている場合、水素ラジカルが部材の表面に達したときの還元反応を抑止することができる。つまり、シリコン（Ｓｉ）で表面が覆われたサセプタ４ｂを載置台４の上面（被処理基板Ｗが載置される側の面）に有していることにより、プラズマ発生領域Ｐにおいて生成されたラジカルが、酸素を含む材料で形成された載置台４の表面において失活することを抑制することができる。その結果、載置台４と近接する被処理基板Ｗの周縁領域のアッシングレートの低下を抑制することができ、被処理基板Ｗの処理均一性を向上させることができる。
［第２の実施形態］（プラズマ処理方法）
以下、図面を参照しつつ、実施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。
ここでは、ガラス基板（基体）の被処理面上に形成されたレジストを剥離処理するプラズマ処理方法について例示する。また、ここでは、ＥＵＶマスクブランクを製造する一連の工程の中でのレジスト剥離処理について説明する。
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、第２の実施形態に係るプラズマ処理方法を例示するための模式断面図である。
まず、基体２００の上に反射層２０１と保護層２０２と吸収体層２０３とレジスト２０４をこの順に積層したＥＵＶマスク基板（被処理基板）Ｗを準備する。
基体２００は、例えば石英などの材料で構成されている。反射層２０１はモリブデン膜とシリコン膜のように互いに屈折率の大きく異なる材料をそれぞれ４０層交互に積層することで、ＥＵＶ光を層表面に照射した際の光線反射率が高められた多層反射膜とすることができる。保護層２０２は前述したように、吸収体層２０３のプラズマエッチングを行う際に反射層２０１へのダメージを抑止するために設けられるものであり、ルテニウム（Ｒｕ）または窒化クロム（ＣｒＮ）を含むものとすることができる。吸収体層２０３は、ＥＵＶ光に対する吸収係数の高い材料、例えばクロム（Ｃｒ）やタンタル（Ｔａ）を主成分とする材料を用いるものとすることができる。吸収体層２０３は、ＥＵＶ光の照射に対して反射率の異なる２層以上の層を積層するものであってもよい。
図４（ａ）のように、吸収体層２０３の表面には、エッチングマスクとなるパターニングされたレジスト２０４が形成されている。レジスト２０４のパターニングは既存の方法によって行われる。このとき、レジストの開口部２０４ａは吸収体層２０３が露出している。
次に図４（ｂ）のように、第１のエッチング処理により、レジストの開口部２０４ａに対応して、吸収体層２０３にパターンを形成する。第１のエッチング処理は、プラズマ処理によって行うことができる。使用する処理ガスは、吸収体層２０３の材料が反応しやすいガス、例えば、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＣＣｌ４などの塩素系のガス、または他のガスとの混合ガスとすることができる。
こうして第１のエッチング処理によって吸収体層２０３にパターンが形成される。このとき、吸収体層の開口部２０３ａは保護層２０２の表面が露出している。
そして図４（ｃ）のようにレジスト２０４を除去する。
このとき、水素と不活性ガスの混合ガスのプラズマによってレジスト２０４を除去する。
ここで、第１の実施形態のプラズマ処理装置を用いると、被処理基板を載置する載置台４が、石英（ＳｉＯ２）やアルマイト（Ａｌ２Ｏ３）など、酸素を含む材料で形成されていたとしても、水素ラジカルが部材の表面に達したときしたときの還元反応を抑止することができる。つまり、シリコン（Ｓｉ）で覆われたサセプタ４ｂを載置台４の上面（被処理基板Ｗが載置される側の面）に有していることにより、プラズマ発生領域Ｐにおいて生成されたラジカルが、酸素を含む材料で形成された載置台４の表面において失活することを抑制することができる。その結果、載置台４と近接する被処理基板Ｗの周縁領域のアッシングレートの低下を抑制することができ、被処理基板Ｗの処理均一性を向上させることができる。
また、レジスト除去の際に、載置台４に設けられた温度制御手段４ａによって温度制御を行うようにすれば、モリブデン層の拡散を抑えることができる。
また、レジスト２０４を除去した後に、必要に応じて再度レジストを保護層２０２上に塗布してパターニングを行い、このレジストをマスクとして保護層２０２や反射層２０１のエッチング処理を行うことができる。
以上のようにして、基体２００の被処理面上に形成されたレジスト２０４を剥離処理することができる。
以上、第１、第２の実施形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施形態に関して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、本実施形態のプラズマ処理装置としてリモートプラズマ型のプラズマ処理装置を例に挙げて説明したが、プラズマ発生領域と、被処理基板Ｗが載置される反応室とが同一の処理容器内に設けられているダウンフロー型など他の形態のプラズマ処理装置にも適用させることができる。
また、上記第１、第２の実施形態においては、水素ラジカルに曝される部材として、石英（ＳｉＯ２）やアルマイト（Ａｌ２Ｏ３）など、酸素を含む材料で形成されている載置台４を例にあげ、この場合に、シリコン（Ｓｉ）で表面が覆われたサセプタ４ｂを載置台４の上面（被処理基板Ｗが載置される側の面）に設けることで、プラズマ発生領域Ｐにおいて生成されたラジカルが、酸素を含む材料で形成された載置台４の表面において失活することを抑制するようにしたが、載置台４の表面をシリコン（Ｓｉ）で覆うようにすれば足りるため、サセプタ４ｂに代えて、載置台４の表面がシリコン膜で被覆されるものであってもよい。ただし、サセプタ４ｂを用いるようにすれば、載置台４から着脱可能であるため、サセプタ４ｂを取り外して清浄することができ、メンテナンス性が向上する。
また載置台４に代えて、または載置台４とともに、プラズマ発生領域Ｐから被処理基板Ｗの表面に達する間に水素ラジカルに曝される部材に適用してもよい。このプラズマ発生領域Ｐから被処理基板Ｗの表面に達する間に水素ラジカルに曝される部材は、例えば処理容器１内の内壁面やガス流れを整流する整流板（図示なし）や、ガス輸送部５の内壁面などとすることができる。
そうすれば、プラズマ発生領域Ｐから被処理基板Ｗの表面に達する間に水素ラジカルに曝される部材の表面が石英（ＳｉＯ２）やアルマイト（Ａｌ２Ｏ３）など、酸素を含む材料で形成されていたとしても、水素ラジカルが部材の表面に達したときの還元反応を抑止することができる。つまり、被処理基板Ｗの処理に寄与するラジカルがプラズマ発生領域Ｐから被処理基板Ｗの表面に達する間に水素ラジカルに曝される部材表面との還元反応に消費されて失活して被処理基板Ｗの処理効率が低下することを抑止することができる。
また上記第１、第２の実施形態においては、各種部材をシリコン（Ｓｉ）で覆うようにするとしたが、部材表面がシリコン（Ｓｉ）であれば足りるため、部材自体がシリコン（Ｓｉ）からなるものとしてもよい。
また、例えば、本実施形態のプラズマ処理方法として、レジスト剥離処理を例に挙げて説明したが、水素ラジカルによって処理するエッチング処理など他の形態のプラズマ処理方法にも適用させることができる。
また、例えば、上記第１、第２の実施形態においては、処理ガスＧを、水素を含むガスとしたが、他の還元性ガスによって生成される還元性ラジカルを用いた処理にも適用させることができる。
［第３の実施形態］
本実施形態は、例えば、プラズマ処理装置に用いられる載置台に係る。
本実施形態においても、図１に示したプラズマ処理装置１００が用いられる。プラズマ処理装置１００は、プラズマ発生領域が処理容器１から隔離されたプラズマ処理装置である。
被処理基板Ｗは、処理容器１内に設けられた載置台４に載置され、プラズマ発生領域Ｐに発生するプラズマで生成された活性種（ラジカル）などのプラズマ生成物によってプラズマ処理が行われる。
本実施形態においても、水素ラジカルなどの還元性ラジカルによって被処理基板Ｗのプラズマ処理が行われる。
上記第１、第２の実施形態と同様、還元性ラジカルに曝される部材の表面が石英（ＳｉＯ２）やアルマイト（Ａｌ２Ｏ３）など、酸素を含む材料で形成されている場合、還元性ラジカルが部材の表面に達したとき、還元反応が起こる。つまり、被処理基板Ｗの処理に寄与するラジカルが、処理容器１内の部材の表面との還元反応に消費されて失活してしまう。その結果、被処理基板Ｗの処理効率が低下する。部材の表面が、窒化物を含む場合も同様である。
そこで、還元性ラジカルに曝される部材の表面を、還元性ラジカルと還元反応を起こさない材料で覆う。還元反応を起こさない材料は、例えば、シリコン（Ｓｉ）や無垢の金属材料（Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕなど）とすることができる。これらは酸化物や窒化物などの還元反応を起こす材料を含まないため、還元性ラジカルとの還元反応を起こすことが無く、部材表面においてのラジカルの失活を抑止することができる。その結果、被処理基板Ｗの処理効率の低下を抑止することができる。
載置台４は、被処理基板Ｗを載置する部材であり、例えば円柱形状を呈している。
ここで、載置台４に被処理基板Ｗが載置された状態でこの載置台４を平面視したときに、被処理基板Ｗによって覆われる部分を載置面、被処理基板Ｗによって覆われない部分を非載置面、両方の面を一括して上面と定義する。非載置面は、載置面に隣接して設けられており、載置面と同一の部材でもよいし、別の部材で構成することもできる。
図５（ａ）は、比較例における載置台４−１を表す図である。載置台４−１の上面（載置面と非載置面）はアルマイト（Ａｌ２Ｏ３）の表面処理が施されている。
図５（ａ）のように、載置台４−１の上面が、還元反応を起こす材料で形成されている場合、被処理基板Ｗから露出している非載置面にラジカルが還元反応を起こして消費される。その結果、非載置面に近接する被処理基板Ｗの周辺領域において、処理に寄与するラジカル量が減少し、アッシングレートが低下してしまう。その結果、被処理基板Ｗの処理均一性が低下する。
図５（ｂ）〜図５（ｅ）は、本実施形態における載置台４−２〜４−５を表す図である。
図５（ｂ）は、載置台４−２の載置面と、被処理基板Ｗの裏面を接触させて被処理基板Ｗを載置したものである。
図５（ｃ）〜図５（ｅ）は、載置台４−３〜４−５の各載置面と、被処理基板Ｗの裏面との間に、間隔を設けて被処理基板Ｗを載置したものである。
被処理基板Ｗが、フォトマスクとして用いられる石英基板である場合、被処理基板Ｗを載置台４に載置することで、被処理基板Ｗにおける製品領域の裏面に傷や汚れなどが付着し、被処理基板Ｗの透過性が悪化する要因となる。
そのため、被処理基板Ｗは、その製品領域（例えば中心部）の裏面が、載置台４の載置面とは間隔を持つように載置される。例えば、被処理基板Ｗの非製品領域（例えば周端部）の裏面を、載置台４の載置面から突出した載置部４ｃによって保持する。この載置部４ｃは、ピンなどの棒状を呈した部材であり、その先端部に被処理基板Ｗを保持できるようになっている。
また、この載置部４ｃは、駆動源を有する昇降手段に接続され、昇降動作を行うことで、被処理基板Ｗの裏面と、載置台４の載置面との間隔を調整可能となっている。例えば、アッシングを行うときは、載置台４の温度制御手段４ａが輻射熱によって被処理基板Ｗの温度制御を行うことができる程度の間隔に調整し、被処理基板Ｗの搬入搬出を行うときは、搬送ロボットの搬送ハンドが進入できる程度の間隔に調整される。
図５（ｂ）〜図５（ｅ）のように、本実施形態における載置台４−２〜４−５は、還元反応を起こさない材料で表面が覆われたサセプタ４ｂを、上面に搭載する。なお、本実施形態においては、還元反応を起こさない材料は、シリコン（Ｓｉ）としている。また、本実施形態においては、還元性ラジカルを水素ラジカルとしている。
本実施形態によれば、非載置面に還元性ラジカルを含むガスが衝突したとしても、非載置面は還元反応を起こさない材料で形成されているため、還元性ラジカルの失活を防止することができる。
ここで、ラジカルを主体に用いるアッシング処理のアッシングレートは、プラズマ発生領域Ｐで生成され、被処理基板Ｗに到達するガスに含まれるラジカルの量に影響を受ける。
ラジカルは方向性を持たないため、ガスの流れに導かれるまま被処理基板Ｗに到達する。
このガスは、処理容器１の天井付近に設けられた、ガス搬送部５の開口部から供給され、処理容器１の底部付近に設けられた排気口８ａから排気されるため、処理容器１内を上方から下方に流れるダウンフローの流れを形成するが、一部のガスは、処理容器１内の部材に衝突して対流を起こし、下方から上方に流れるガス流れを起こすこともある。
そのため、ラジカルを含んだガスが載置台４（４−２〜４−５）の非載置面に衝突したとしても、そのガスが対流を起こして被処理基板Ｗの処理面に到達し、そのガスに含まれるラジカルが、処理面と反応して処理を行うことができる。すなわち、比較例の載置台４−１のように、非載置面が還元反応を起こす材料で形成されていたならば、載置台４−１の非載置面で消費されていた還元性ラジカルが、本実施形態では消費されずに、ガスの対流によって、被処理基板Ｗの上面に到達し、被処理基板Ｗの処理に寄与することができる。これにより、処理に寄与するラジカル量を多くすることができ、被処理基板Ｗのアッシングレートを向上させることができる。
また、本実施形態においては、さらに、載置台４の非載置面の面積が、被処理基板Ｗの面積（載置面の面積）よりも大きくされている。例えば、被処理基板Ｗを２００ｍｍ直径の円盤としたときに、載置台４の上面を３００ｍｍ直径の円形形状とすることができる。これにより、非載置面を十分大きくすることができ、ラジカルを含むガスが、非載置面と衝突することで、効果的に対流を起こすことができる。すなわち、載置台４の上面と被処理基板の面積がほぼ等しかったならば（非載置面がほぼ０だったならば）、減圧部８により本来は排気されていたラジカルを含むガスが、本実施形態では、対流を起こす程度に非載置面が大きいことで、非載置面と衝突し、被処理基板Ｗに到達させることができる。その結果、処理に寄与するラジカル量を多くすることができ、被処理基板Ｗのアッシングレートを向上させることができる。
また、本実施形態においては、さらに、還元性ラジカルと還元反応を起こさない材料で覆われた載置台４−２〜４−５の非載置面は、被処理基板Ｗの処理面よりも下方に位置していることが好ましい。
たとえ、非載置面が還元反応を起こさない材料で形成されていても、非載置面が被処理基板Ｗの処理面よりも上方に位置した場合は、処理面よりも先に非載置面にラジカルを含むガスが衝突することで、ラジカル同士が反応して失活する場合もある。しかしながら、本実施形態の載置台４−２〜４−５のように、被処理基板Ｗの処理面よりも非載置面が下方に位置することで、ラジカルを含んだガスが、被処理基板Ｗに到達する前に、非載置面に衝突することによるラジカルの失活を防止することができる。これにより、処理に寄与するラジカル量を多くすることができ、被処理基板Ｗのアッシングレートを向上させることができる。
また、本実施形態の効果を発揮するためには、載置台４−５のように、少なくとも載置台４の載置面が露出している部分（非載置面）を還元性ラジカルと還元反応を起こさない材料によって覆うようにすればよい。しかし、載置台４−２〜４−４のように、載置台４の載置面が露出している部分（非載置面）だけでなく、被処理基板Ｗによって覆われる部分（載置面）も、還元性ラジカルと還元反応を起こさない材料によって、その表面を覆われているようにすると好ましい。これにより、前述したとおり、被処理基板Ｗの裏面と載置面とを間隔を持って保持している場合は、この間隔を通過するラジカルによって被処理基板Ｗの裏面に付着したレジストなどの有機物をも除去することができる。
図３（ａ）〜図３（ｃ）に関して説明したように、本実施形態のように、シリコン（Ｓｉ）で覆われたサセプタ４ｂを載置台４に搭載することで、従来の形態（図３（ａ））と比較して、被処理基板Ｗ周縁のアッシングレートの低下が抑止されていることは明らかである。すなわち、本実施形態では、被処理基板Ｗの周縁領域における還元性ラジカルの失活を抑制することができる。その結果、被処理基板Ｗの処理均一性を向上させることができる。
以上、第１〜第３の実施形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
例えば、本実施形態のプラズマ処理装置としてリモートプラズマ型のプラズマ処理装置を例に挙げて説明したが、プラズマ発生領域と、被処理基板Ｗが載置される反応室とが同一の処理容器内に設けられているダウンフロー型や、表面波プラズマ（ＳＷＰ）処理装置、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）処理装置などラジカルを用いて処理を行う他の形態のプラズマ処理装置にも適用させることができる。
また、上記の実施形態においては、シリコン（Ｓｉ）で表面が覆われたサセプタ４ｂを載置台４の上面（被処理基板Ｗが載置される側の面）に設けることを例示したが、載置台４の表面をシリコン（Ｓｉ）で覆うようにすれば足りるため、サセプタ４ｂに代えて、載置台４の表面がシリコン膜で被覆されるものであってもよい。ただし、サセプタ４ｂを用いるようにすれば、載置台４から着脱可能であるため、サセプタ４ｂを取り外して清浄することができ、メンテナンス性が向上する。なお、サセプタ４ｂを載置台４の上面に搭載する場合は、上記の実施形態における「非載置面」はサセプタ４ｂの表面からなり、載置台４の表面をシリコン膜で被膜する場合の「非載置面」は、載置台４の表面からなるものとする。
また載置台４とともに、プラズマ発生領域Ｐから被処理基板Ｗの表面に達する間に還元性ラジカルに曝される部材を、ラジカルとの還元反応を起こさない材料で表面を覆うようにしてもよい。このプラズマ発生領域Ｐから被処理基板Ｗの表面に達する間に還元性ラジカルに曝される部材は、例えば処理容器１内の内壁面やガス流れを整流する整流板（図示なし）や、ガス搬送部５の内壁面などとすることができる。
そうすれば、被処理基板Ｗの処理に寄与するラジカルが、プラズマ発生領域Ｐから被処理基板Ｗの表面に達する間に還元性ラジカルに曝される部材表面との還元反応に消費されて失活して被処理基板Ｗの処理効率が低下することを抑止することができる。
また上記の実施形態においては、各種部材をシリコン（Ｓｉ）で覆うようにするとしたが、部材表面がシリコン（Ｓｉ）であれば足りるため、部材自体がシリコン（Ｓｉ）からなるものとしてもよい。
また、上記の実施形態においては、ラジカルとの還元反応を起こさない材料として、シリコン（Ｓｉ）を例に挙げて説明したが、部材の表面との還元反応を抑制することで、還元性ラジカルの失活を抑制するという観点からすれば、部材の表面は酸化物や窒化物でないもので形成されていればよい。例えば、シリコン（Ｓｉ）や無垢の金属材料（Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕなど）とすることができる。
ただ、被処理基板Ｗに対する汚染を考慮すれば、サセプタ４ｂを覆う材料は、被処理基板Ｗを構成する材料であることが好ましい。また、処理容器１を大気雰囲気に晒したときに、酸化し難いものが好ましい。例えば、被処理基板Ｗが石英（ＳｉＯ２）や、シリコン（Ｓｉ）であった場合、部材の表面の材料はシリコン（Ｓｉ）とすることができる。
また、例えば、本実施形態のプラズマ処理方法として、レジスト剥離処理を例に挙げて説明したが、還元性ラジカルによって処理するエッチング処理や、露光に用いたフォトマスクに付着した有機物のプラズマ洗浄など他の形態のプラズマ処理方法にも適用させることができる。
また、例えば、本実施形態のプラズマ処理方法として、フォトマスクとして用いられる石英基板のアッシングを例に挙げて説明したが、被処理基板Ｗが半導体ウェハである場合も、表面のレジストの除去とともに、裏面に付着した有機物を除去する場合がある。その場合も、載置部によって保持しながら、レジスト剥離処理を行うことができる。
また、例えば、本実施形態の被処理基板Ｗ、載置台４およびサセプタ４ｂを平面視した形状は、円盤でも矩形でもよい。
また、前述した各実施形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
１ 処理容器
２ ガス供給部
３ プラズマ発生部
４ 載置台
４ａ 温度制御手段
４ｂ サセプタ
４ｃ 載置部
５ ガス搬送部
５ａ ガス混合部
６ 導入導波管
７ 放電管
８ 減圧部
８ａ 排気口
８ｂ 圧力制御部
９ 搬入搬出口
９ａ ゲートバルブ
９ｂ 扉
９ｃ 封止部材
１０ マイクロ波発生部
１５ 制御部
１００ プラズマ処理装置
２００ 基体
２０１ 反射層
２０２ 保護層
２０３ 吸収体層
２０３ａ 吸収体層の開口部
２０４ レジスト
２０４ａ レジストの開口部
Ｇ 処理ガス
Ｍ マイクロ波
Ｐ プラズマ
Ｗ 被処理基板

Claims (9)

  1. 還元性ラジカルにより処理が行われる被処理基板を載置する載置台において、
    前記載置台は、平面視したときに前記被処理基板に覆われる載置面と、前記載置面に隣接する非載置面と、前記被処理基板を保持する載置部とを備え、
    前記載置部は、前記処理中に、前記載置面から突出して前記被処理基板の裏面と前記載置面との間に間隔を形成するように前記被処理基板を保持し、
    前記載置面および前記非載置面は、還元性ラジカルの失活を抑制する材料で表面が覆われていることを特徴とする載置台。
  2. 前記材料は、シリコン（Ｓｉ）であることを特徴とする請求項１記載の載置台。
  3. 前記還元性ラジカルは、水素ラジカルであることを特徴とする請求項１記載の載置台。
  4. 前記被処理基板は、石英基板であることを特徴とする請求項１記載の載置台。
  5. 前記非載置面の面積は、前記被処理基板の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の載置台。
  6. 前記非載置面は、前記載置台から着脱可能なサセプタの表面を含む請求項１記載の載置台。
  7. 大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な処理容器と、
    前記処理容器内に設けられた被処理基板を載置する載置台と、
    前記被処理基板を処理する還元性ラジカルを生成するプラズマ発生部と、を備え、
    前記載置台は、請求項１記載の載置台を用いることを特徴とするプラズマ処理装置。
  8. 前記プラズマ発生部は、
    前記処理容器にガス搬送部を介して接続され、内部にプラズマ発生領域を有する放電管と、
    前記プラズマ発生領域に水素を含むガスを導入するガス導入手段と、
    前記プラズマ発生領域にマイクロ波を導入するマイクロ波導入手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項７記載のプラズマ処理装置。
  9. 前記載置台の非載置面は、前記被処理基板を載置したときに前記被処理基板の処理面よりも下方に位置することを特徴とする請求項７記載のプラズマ処理装置。
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