JP6173743B2 - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、プラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a plasma processing apparatus and a plasma processing method.

処理容器の外部において、マイクロ波により励起させたプラズマを用いてプロセスガスからプラズマ生成物を生成し、生成したプラズマ生成物を被処理物が載置された処理容器の内部に供給するプラズマ処理装置がある（例えば、特許文献１を参照）。
この様なプラズマ処理装置において、被処理物と載置部の上面との間にプラズマ生成物が侵入すると、被処理物の載置部側の面が損傷するおそれがある。
ここで、被処理物と載置部の上面との間にヘリウムガスなどのパージガスを供給する技術が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
被処理物と載置部の上面との間にヘリウムガスなどのパージガスを供給すれば、被処理物と載置部の上面との間にプラズマ生成物が侵入するのを抑制することができる。しかしながら、ヘリウムガスなどのパージガスを供給しても、プラズマ生成物が侵入するのを完全に防止することはできない。そのため、被処理物の載置部側の面に損傷が発生するおそれがある。 A plasma processing apparatus that generates a plasma product from a process gas using plasma excited by microwaves outside the processing vessel and supplies the generated plasma product to the inside of the processing vessel on which the workpiece is placed (For example, refer to Patent Document 1).
In such a plasma processing apparatus, if the plasma product enters between the workpiece and the upper surface of the mounting portion, the surface of the workpiece on the mounting portion side may be damaged.
Here, a technique for supplying a purge gas such as helium gas between an object to be processed and the upper surface of the placement unit has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
If a purge gas such as helium gas is supplied between the object to be processed and the upper surface of the mounting part, it is possible to suppress the plasma product from entering between the object to be processed and the upper surface of the mounting part. However, even if a purge gas such as helium gas is supplied, it is not possible to completely prevent the plasma product from entering. Therefore, there is a possibility that damage may occur on the surface of the object to be processed on the placement unit side.

特開２０１０−７３８３２号公報JP 2010-73832 A 特開２００９−６００１１号公報JP 2009-60011 A

本発明が解決しようとする課題は、被処理物の載置部側の面に損傷が発生するのを抑制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ことである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of suppressing the occurrence of damage on the surface of the workpiece to be placed.

実施形態に係るプラズマ処理装置は、
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、
前記処理容器の内部を所定の圧力まで減圧する減圧部と、
前記処理容器の内部に設けられ、被処理物を載置する位置に開口する凹部を有した載置部と、
内部にプラズマを発生させる領域を有し、前記処理容器から離隔された位置に設けられた放電管と、
マイクロ波発生部から放射されたマイクロ波を前記プラズマを発生させる領域に向けて伝播する導入導波管と、
前記プラズマを発生させる領域に第１のガスを供給する第１のガス供給部と、
前記放電管と、前記処理容器と、を連通させる輸送管と、
前記凹部の内部に、水素原子を含む第２のガスを供給する第２のガス供給部と、
一端が前記載置部の側壁に開口し、他端が前記凹部の側壁に開口する第１の孔部と、
一端が前記凹部の底面に開口する第２の孔部と、
を有し、
前記水素原子を含む第２のガスは、前記第２の孔部を介して前記凹部の内部に供給され、前記第１の孔部を介して前記凹部の内部から排出される。


The plasma processing apparatus according to the embodiment
A treatment container capable of maintaining an atmosphere depressurized from atmospheric pressure;
A decompression section for decompressing the inside of the processing container to a predetermined pressure;
A mounting portion provided inside the processing container and having a recess opening at a position where the object to be processed is mounted;
A discharge tube provided in a position separated from the processing vessel, having a region for generating plasma inside;
An introduction waveguide for propagating the microwave radiated from the microwave generator toward the region for generating the plasma;
A first gas supply unit for supplying a first gas to a region for generating the plasma;
A transport tube for communicating the discharge tube and the processing vessel;
A second gas supply unit for supplying a second gas containing hydrogen atoms into the recess;
A first hole having one end opened in the side wall of the mounting portion and the other end opened in the side wall of the recess;
A second hole having one end opened to the bottom surface of the recess;
Have
The second gas containing hydrogen atoms is supplied to the inside of the recess through the second hole, and is discharged from the inside of the recess through the first hole.


本発明の実施形態によれば、被処理物の載置部側の面に損傷が発生するのを抑制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が提供される。   According to the embodiment of the present invention, there are provided a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of suppressing the occurrence of damage on the surface of the workpiece to be placed on the mounting portion side.

本実施の形態に係るプラズマ処理装置１を例示するための模式図である。It is a schematic diagram for illustrating the plasma processing apparatus 1 which concerns on this Embodiment. 他の実施形態に係るガス制御板２０を例示するための模式図である。It is a mimetic diagram for illustrating gas control board 20 concerning other embodiments. プラズマ処理装置１の作用および本実施の形態に係るプラズマ処理方法について例示をするための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the effect | action of the plasma processing apparatus 1, and the plasma processing method which concerns on this Embodiment. プラズマ処理装置１の作用および本実施の形態に係るプラズマ処理方法について例示をするための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the effect | action of the plasma processing apparatus 1, and the plasma processing method which concerns on this Embodiment. プラズマ処理装置１の作用および本実施の形態に係るプラズマ処理方法について例示をするための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the effect | action of the plasma processing apparatus 1, and the plasma processing method which concerns on this Embodiment.

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プラズマ処理装置１を例示するための模式図である。
図２は、他の実施形態に係るガス制御板２０を例示するための模式図である。
図１に例示をするプラズマ処理装置１は、一般に「ＣＤＥ（Chemical Dry Etching；ケミカルドライエッチング）装置」と呼ばれるマイクロ波励起型のプラズマ処理装置である。
すなわち、マイクロ波により励起させたプラズマを用いてプロセスガスからプラズマ生成物を生成し、被処理物の処理を行うプラズマ処理装置の一例である。 Hereinafter, embodiments will be illustrated with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and detailed description is abbreviate | omitted suitably.
FIG. 1 is a schematic view for illustrating a plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment.
FIG. 2 is a schematic view for illustrating a gas control plate 20 according to another embodiment.
A plasma processing apparatus 1 illustrated in FIG. 1 is a microwave excitation type plasma processing apparatus generally called a “CDE (Chemical Dry Etching) apparatus”.
That is, it is an example of a plasma processing apparatus that generates a plasma product from a process gas using plasma excited by microwaves and processes an object to be processed.

図１に示すように、プラズマ処理装置１は、プラズマ発生部２、輸送管１４、減圧部３、第１のガス供給部４、マイクロ波発生部５、処理部６、第２のガス供給部７、および制御部８を備えている。
プラズマ発生部２には、放電管９、遮蔽部１８、および導入導波管１０が設けられている。
放電管９は、内部にプラズマＰを発生させる領域を有し、処理容器１３から離隔された位置に設けられている。
放電管９は、管状を呈し、マイクロ波Ｍに対する透過率が高くエッチングされにくい材料から形成することができる。例えば、放電管９は、アルミナや石英などの誘電体から形成することができる。 As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus 1 includes a plasma generation unit 2, a transport pipe 14, a decompression unit 3, a first gas supply unit 4, a microwave generation unit 5, a processing unit 6, and a second gas supply unit. 7 and a control unit 8.
The plasma generation unit 2 is provided with a discharge tube 9, a shielding unit 18, and an introduction waveguide 10.
The discharge tube 9 has a region for generating the plasma P therein, and is provided at a position separated from the processing vessel 13.
The discharge tube 9 has a tubular shape and can be formed of a material that has a high transmittance with respect to the microwave M and is difficult to be etched. For example, the discharge tube 9 can be formed from a dielectric such as alumina or quartz.

遮蔽部１８は、管状を呈し、放電管９の外周面を覆うように設けられている。遮蔽部１８の内周面と放電管９の外周面との間には所定の隙間が設けられ、遮蔽部１８の内部を略同軸に放電管９が挿通するようになっている。なお、この隙間は、マイクロ波Ｍが漏洩しない程度の寸法とされている。そのため、マイクロ波Ｍが漏洩することを、遮蔽部１８により抑制できるようになっている。   The shielding part 18 has a tubular shape and is provided so as to cover the outer peripheral surface of the discharge tube 9. A predetermined gap is provided between the inner peripheral surface of the shielding portion 18 and the outer peripheral surface of the discharge tube 9, and the discharge tube 9 is inserted substantially coaxially inside the shielding portion 18. The gap is dimensioned so that the microwave M does not leak. Therefore, the shielding part 18 can suppress the leakage of the microwave M.

導入導波管１０は、管状を呈し、放電管９と略直交するようにして遮蔽部１８に接続されている。導入導波管１０は、後述するマイクロ波発生部５から放射されたマイクロ波Ｍを放電管９に向けて伝播させる。導入導波管１０の終端には終端整合器１１ａが設けられている。また、導入導波管１０の入口側（マイクロ波Ｍの導入側）にはスタブチューナ１１ｂが設けられている。   The introduction waveguide 10 has a tubular shape and is connected to the shielding portion 18 so as to be substantially orthogonal to the discharge tube 9. The introduction waveguide 10 propagates a microwave M radiated from a microwave generation unit 5 described later toward the discharge tube 9. A termination matching unit 11 a is provided at the end of the introduction waveguide 10. Further, a stub tuner 11b is provided on the inlet side of the introduction waveguide 10 (the introduction side of the microwave M).

導入導波管１０と遮蔽部１８との接続部分には、環状のスロット１２が設けられている。スロット１２は、導入導波管１０の内部を伝播されてきたマイクロ波Ｍを放電管９に向けて放射するためのものである。後述するように、放電管９の内部にはプラズマＰが励起されるが、スロット１２に面する部分が、プラズマＰが励起される領域の略中心となる。   An annular slot 12 is provided at a connection portion between the introduction waveguide 10 and the shielding portion 18. The slot 12 is for radiating the microwave M propagated inside the introduction waveguide 10 toward the discharge tube 9. As will be described later, the plasma P is excited inside the discharge tube 9, but the portion facing the slot 12 is substantially the center of the region where the plasma P is excited.

輸送管１４の一端は、放電管９の第１のガス供給部４が接続される側とは反対側の端部に接続されている。輸送管１４の他端は、処理容器１３に接続されている。すなわち、輸送管１４は、放電管９と処理容器１３とを連通させる。輸送管１４は、中性活性種（例えば、フッ素ラジカルや酸素ラジカルなど）による腐蝕に耐え得る材料（例えば、石英、ステンレス鋼、セラミックス、フッ素樹脂など）から形成することができる。   One end of the transport tube 14 is connected to the end of the discharge tube 9 opposite to the side to which the first gas supply unit 4 is connected. The other end of the transport pipe 14 is connected to the processing container 13. That is, the transport tube 14 allows the discharge tube 9 and the processing vessel 13 to communicate with each other. The transport pipe 14 can be formed of a material (for example, quartz, stainless steel, ceramics, fluororesin, etc.) that can withstand corrosion by neutral active species (for example, fluorine radicals, oxygen radicals, etc.).

減圧部３は、処理容器１３の内部を所定の圧力まで減圧する。
減圧部３には、ポンプ３ａ、および圧力制御部３ｂが設けられている。
ポンプ３ａは、圧力制御部３ｂを介して、処理容器１３の排気口１３ｄに接続されている。
ポンプ３ａは、例えば、ターボ分子ポンプ（Turbomolecular Pump：ＴＭＰ）などとすることができる。
圧力制御部３ｂは、処理容器１３の内圧を検出する図示しない真空計の出力に基づいて、処理容器１３の内圧が所定の圧力となるように制御する。
圧力制御部３ｂは、例えば、圧力制御器（Auto Pressure Controller：ＡＰＣ）などとすることができる。 The decompression unit 3 decompresses the inside of the processing container 13 to a predetermined pressure.
The decompression unit 3 is provided with a pump 3a and a pressure control unit 3b.
The pump 3a is connected to the exhaust port 13d of the processing container 13 via the pressure control unit 3b.
The pump 3a can be, for example, a turbomolecular pump (TMP).
The pressure controller 3b controls the internal pressure of the processing container 13 to be a predetermined pressure based on the output of a vacuum gauge (not shown) that detects the internal pressure of the processing container 13.
The pressure control unit 3b can be, for example, a pressure controller (Auto Pressure Controller: APC).

第１のガス供給部４は、放電管９の内部に第１のガスＧ１を供給する。すなわち、第１のガス供給部４は、プラズマＰを発生させる領域に第１のガスＧ１を供給する。
第１のガス供給部４には、ガス供給源４ａおよび流量制御弁４ｂ（Mass Flow Controller：ＭＦＣ）が設けられている。
ガス供給源４ａは、例えば、高圧の第１のガスＧ１が収納されたボンベなどとすることができる。また、ガス供給源４ａには、第１のガスＧ１の供給と停止を制御する開閉弁が設けられている。
第１のガスＧ１は、プラズマ処理の種類などに応じて適宜選択することができる。例えば、プラズマエッチング処理の場合には、第１のガスＧ１は、フッ素原子を含むガス（例えば、ＣＦ４、ＮＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、ＳＦ６など）や、フッ素原子を含むガスと窒素ガスなどとの混合ガスなどとすることができる。
また、プラズマアッシング処理の場合には、第１のガスＧ１は、酸素原子を含むガス（例えば、酸素ガスなど）や、酸素原子を含むガスと窒素ガスなどとの混合ガスなどとすることができる。 The first gas supply unit 4 supplies the first gas G 1 to the inside of the discharge tube 9. That is, the first gas supply unit 4 supplies the first gas G1 to the region where the plasma P is generated.
The first gas supply unit 4 is provided with a gas supply source 4a and a flow rate control valve 4b (Mass Flow Controller: MFC).
The gas supply source 4a can be, for example, a cylinder in which the high-pressure first gas G1 is stored. The gas supply source 4a is provided with an on-off valve that controls supply and stop of the first gas G1.
The first gas G1 can be appropriately selected according to the type of plasma processing. For example, in the case of the plasma etching process, the first gas G1 is a gas containing fluorine atoms (for example, CF 4 , NF 3 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , SF 6, etc.) or fluorine atoms. It can be a mixed gas of containing gas and nitrogen gas or the like.
In the case of the plasma ashing process, the first gas G1 can be a gas containing oxygen atoms (for example, oxygen gas), a mixed gas of a gas containing oxygen atoms and nitrogen gas, or the like. .

ガス供給源４ａは、流量制御弁４ｂを介して、放電管９の他端に接続されている。ガス供給源４ａから供給された第１のガスＧ１は、流量制御弁４ｂを介して、放電管９の内部に供給される。また、制御部８により、流量制御弁４ｂを制御することで、第１のガスＧ１の供給量が調整できるようになっている。   The gas supply source 4a is connected to the other end of the discharge tube 9 through the flow rate control valve 4b. The first gas G1 supplied from the gas supply source 4a is supplied into the discharge tube 9 through the flow rate control valve 4b. Further, the supply amount of the first gas G1 can be adjusted by controlling the flow rate control valve 4b by the control unit 8.

マイクロ波発生部５は、導入導波管１０の一端に設けられている。マイクロ波発生部５は、所定の周波数（例えば２．７５ＧＨｚ）を有するマイクロ波Ｍを発生させ、導入導波管１０に向けて放射する。   The microwave generator 5 is provided at one end of the introduction waveguide 10. The microwave generator 5 generates a microwave M having a predetermined frequency (for example, 2.75 GHz) and radiates it toward the introduction waveguide 10.

処理部６には、処理容器１３、載置部１５、保持部１６、ガス分散板１７、受け渡し部１９、およびガス制御板２０が設けられている。
処理容器１３は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持する。
処理容器１３は、有底の略円筒形状を呈し、その上端が天板１３ａで塞がれている。また、処理容器１３の側壁には、被処理物Ｗ（例えば、半導体ウェーハやガラス基板など）を搬入搬出するための開口部１３ｂが設けられている。開口部１３ｂは、扉１３ｃにより閉鎖できるようになっている。 The processing unit 6 includes a processing container 13, a placement unit 15, a holding unit 16, a gas dispersion plate 17, a delivery unit 19, and a gas control plate 20.
The processing container 13 maintains an atmosphere reduced in pressure from atmospheric pressure.
The processing container 13 has a substantially cylindrical shape with a bottom, and an upper end thereof is closed with a top plate 13a. In addition, an opening 13 b for carrying in and out a workpiece W (for example, a semiconductor wafer or a glass substrate) is provided on the side wall of the processing container 13. The opening 13b can be closed by a door 13c.

載置部１５は、処理容器１３の内部の底面側に設けられている。載置部１５の上面には、被処理物Ｗが載置される。載置部１５には、被処理物Ｗを載置する位置に開口する凹部１５ａが設けられている。凹部１５ａの開口寸法は、被処理物Ｗの平面寸法よりも短くなっている。そのため、凹部１５ａの開口部を塞ぐようにして、載置部１５の上面に被処理物Ｗを載置することができる。   The placement unit 15 is provided on the bottom side inside the processing container 13. A workpiece W is placed on the upper surface of the placement portion 15. The mounting portion 15 is provided with a concave portion 15a that opens at a position where the workpiece W is mounted. The opening size of the recess 15a is shorter than the planar size of the workpiece W. Therefore, the workpiece W can be placed on the upper surface of the placement portion 15 so as to close the opening of the recess 15a.

また、載置部１５には、一端が載置部１５の側壁に開口し、他端が凹部１５ａの側壁に開口する孔部１５ｂ（第１の孔部の一例に相当する）が設けられている。
また、載置部１５には、一端が載置部１５の底面に開口し、他端が凹部１５ａの底面に開口する孔部１５ｃ（第２の孔部の一例に相当する）が設けられている。 Further, the mounting portion 15 is provided with a hole portion 15b (corresponding to an example of a first hole portion) having one end opened in the side wall of the mounting portion 15 and the other end opened in the side wall of the recess 15a. Yes.
Further, the mounting portion 15 is provided with a hole portion 15c (corresponding to an example of a second hole portion) having one end opened on the bottom surface of the mounting portion 15 and the other end opened on the bottom surface of the concave portion 15a. Yes.

保持部１６は、被処理物Ｗを載置部１５の上面に押し付けることで、被処理物Ｗを保持する。
保持部１６には、押さえ爪１６ａ、軸部１６ｂ、接続部１６ｃ、および駆動部１６ｄが設けられている。
押さえ爪１６ａは、載置部１５の上方に設けられている。押さえ爪１６ａの先端は、被処理物Ｗの周縁近傍に接触できる位置に設けられている。 The holding unit 16 holds the workpiece W by pressing the workpiece W against the upper surface of the placement unit 15.
The holding portion 16 is provided with a pressing claw 16a, a shaft portion 16b, a connection portion 16c, and a drive portion 16d.
The presser claw 16 a is provided above the placement unit 15. The tip of the presser claw 16a is provided at a position where it can come into contact with the vicinity of the periphery of the workpiece W.

軸部１６ｂは、載置部１５を厚み方向に貫通する孔に挿通されている。軸部１６ｂは、複数設けられている。複数の軸部１６ｂの一端は押さえ爪１６ａにそれぞれ接続され、複数の軸部１６ｂの他端は接続部１６ｃにそれぞれ接続されている。
接続部１６ｃは、板状を呈し、一方の面には複数の軸部１６ｂが接続され、他方の面には駆動部１６ｄが接続されている。
駆動部１６ｄは、接続部１６ｃおよび軸部１６ｂを介して、押さえ爪１６ａを昇降させる。
駆動部１６ｄは、例えば、エアシリンダなどを備えたものとすることができる。 The shaft portion 16b is inserted through a hole that penetrates the placement portion 15 in the thickness direction. A plurality of shaft portions 16b are provided. One ends of the plurality of shaft portions 16b are respectively connected to the holding claws 16a, and the other ends of the plurality of shaft portions 16b are respectively connected to the connection portions 16c.
The connecting portion 16c has a plate shape, a plurality of shaft portions 16b are connected to one surface, and a driving portion 16d is connected to the other surface.
The drive part 16d raises / lowers the pressing claw 16a via the connection part 16c and the shaft part 16b.
The drive unit 16d may be provided with, for example, an air cylinder.

ガス分散板１７は、輸送管１４を介して供給された中性活性種を含んだガスの流れを整流するとともに、被処理物Ｗの処理面Ｗａ上における中性活性種の量が略均一となるようにガスを分散させる。
ガス分散板１７は、処理容器１３の内部に設けられている。ガス分散板１７は、輸送管１４との接続部分よりは下方に位置し、載置部１５の上面を覆うように設けられている。 The gas dispersion plate 17 rectifies the flow of the gas containing neutral active species supplied via the transport pipe 14, and the amount of neutral active species on the processing surface Wa of the workpiece W is substantially uniform. Disperse the gas so that
The gas dispersion plate 17 is provided inside the processing container 13. The gas dispersion plate 17 is located below the connection portion with the transport pipe 14 and is provided so as to cover the upper surface of the mounting portion 15.

ガス分散板１７は、略円形の板状を呈し、複数の孔部１７ａが設けられている。ガス分散板１７は、処理容器１３の側壁に固定されている。そして、ガス分散板１７と載置部１５の上面（載置面）との間の領域が、プラズマ処理が行われる処理空間１００となる。
また、処理容器１３の内壁面、ガス分散板１７の表面、および、後述するガス制御板２０の表面は、中性活性種と反応しにくい材料（例えば、四弗化樹脂（ＰＴＦＥ）またはアルミナ等のセラミック材料など）で覆われている。 The gas dispersion plate 17 has a substantially circular plate shape and is provided with a plurality of holes 17a. The gas dispersion plate 17 is fixed to the side wall of the processing container 13. And the area | region between the gas dispersion plate 17 and the upper surface (mounting surface) of the mounting part 15 becomes the process space 100 in which a plasma process is performed.
Further, the inner wall surface of the processing vessel 13, the surface of the gas dispersion plate 17, and the surface of the gas control plate 20 to be described later are materials that do not easily react with neutral active species (for example, tetrafluororesin (PTFE) or alumina). Covered with ceramic material).

受け渡し部１９は、被処理物Ｗの受け渡し位置と、被処理物Ｗの載置位置との間で被処理物Ｗを昇降させる。
受け渡し部１９には、リフトピン１９ａ、接続部１９ｂ、および駆動部１９ｃが設けられている。
リフトピン１９ａは、載置部１５を厚み方向に貫通する孔に挿通されている。リフトピン１９ａは、複数設けられている。複数のリフトピン１９ａの一端は、被処理物Ｗの周縁近傍にそれぞれ接触できる位置に設けられている。複数のリフトピン１９ａの他端は接続部１９ｂにそれぞれ接続されている。 The delivery unit 19 raises and lowers the workpiece W between the delivery position of the workpiece W and the placement position of the workpiece W.
The delivery part 19 is provided with a lift pin 19a, a connection part 19b, and a drive part 19c.
The lift pin 19a is inserted through a hole that penetrates the placement portion 15 in the thickness direction. A plurality of lift pins 19a are provided. One end of each of the plurality of lift pins 19a is provided at a position where it can contact the vicinity of the periphery of the workpiece W. The other ends of the plurality of lift pins 19a are respectively connected to the connection portions 19b.

接続部１９ｂ、は、板状を呈し、一方の面には複数のリフトピン１９ａが接続され、他方の面には駆動部１９ｃが接続されている。
駆動部１９ｃは、接続部１９ｂを介して、リフトピン１９ａを昇降させる。
駆動部１９ｃは、例えば、エアシリンダなどを備えたものとすることができる。 The connecting portion 19b has a plate shape, and a plurality of lift pins 19a are connected to one surface, and a driving portion 19c is connected to the other surface.
The drive part 19c raises / lowers the lift pin 19a via the connection part 19b.
The drive part 19c can be provided with an air cylinder etc., for example.

ガス制御板２０は、被処理物Ｗの処理面Ｗａ上におけるガスの流れを制御する。また、ガス制御板２０は、孔部１５ｂを介して凹部１５ａから排出された第２のガスＧ２の流れを制御する。
ガス制御板２０は、板状を呈し、載置部１５の上面の周囲に設けられている。
ガス制御板２０は、孔部１５ｂが載置部１５の側壁に開口する位置よりも上方に設けられ、プラズマ処理が行われる処理空間１００を画する。
ガス制御板２０には、厚み方向を貫通する流路２０ａが設けられている。流路２０ａは、例えば、孔とすることもできるし、ガス制御板２０と、処理容器１３の側壁との間に設けられた隙間などとすることもできる。 The gas control plate 20 controls the flow of gas on the processing surface Wa of the workpiece W. In addition, the gas control plate 20 controls the flow of the second gas G2 discharged from the recess 15a through the hole 15b.
The gas control plate 20 has a plate shape and is provided around the upper surface of the placement unit 15.
The gas control plate 20 is provided above the position where the hole 15b opens in the side wall of the mounting portion 15, and defines a processing space 100 in which plasma processing is performed.
The gas control plate 20 is provided with a flow path 20a penetrating in the thickness direction. For example, the channel 20 a can be a hole, or can be a gap provided between the gas control plate 20 and the side wall of the processing container 13.

孔部１５ｂを介して凹部１５ａから排出された第２のガスＧ２を排気口１３ｄ側に導く場合には、流路２０ａの流路抵抗を大きくするか、第２のガスＧ２の流れを排気口１３ｄ側に向けるようにすればよい。
例えば、流路２０ａの流路抵抗を大きくする場合には、流路２０ａの流路断面積を小さくすればよい。
また、第２のガスＧ２の流れを排気口１３ｄ側に向ける場合には、図２に示すように、排気口１３ｄ側に向けて屈曲する屈曲部２０ｂを有したガス制御板２０とすればよい。 When the second gas G2 discharged from the recess 15a through the hole 15b is guided to the exhaust port 13d, the flow resistance of the flow channel 20a is increased or the flow of the second gas G2 is increased to the exhaust port. What is necessary is just to make it turn to 13d side.
For example, when the flow path resistance of the flow path 20a is increased, the cross-sectional area of the flow path 20a may be decreased.
When the flow of the second gas G2 is directed toward the exhaust port 13d, the gas control plate 20 having a bent portion 20b bent toward the exhaust port 13d as shown in FIG. .

孔部１５ｂを介して凹部１５ａから排出された第２のガスＧ２を処理空間１００側に導く場合には、流路２０ａの流路抵抗を小さくすればよい。
例えば、流路２０ａの流路断面積を大きくすることで、流路２０ａの流路抵抗を小さくすることができる。 When the second gas G2 discharged from the recess 15a through the hole 15b is guided to the processing space 100 side, the flow path resistance of the flow path 20a may be reduced.
For example, the channel resistance of the channel 20a can be reduced by increasing the channel cross-sectional area of the channel 20a.

第２のガス供給部７は、孔部１５ｃを介して凹部１５ａの内部に第２のガスＧ２を供給する。
第２のガス供給部７には、ガス供給源７ａおよび流量制御弁（Mass Flow Controller：ＭＦＣ）７ｂが設けられている。
ガス供給源７ａは、例えば、高圧の第２のガスＧ２が収納されたボンベなどとすることができる。また、ガス供給源７ａには、第２のガスＧ２の供給と停止を制御する開閉弁が設けられている。 The second gas supply unit 7 supplies the second gas G2 into the recess 15a through the hole 15c.
The second gas supply section 7 is provided with a gas supply source 7a and a flow rate control valve (Mass Flow Controller: MFC) 7b.
The gas supply source 7a can be, for example, a cylinder in which the high-pressure second gas G2 is stored. The gas supply source 7a is provided with an on-off valve that controls supply and stop of the second gas G2.

第２のガスＧ２は、水素原子を含むガスとすることができる。
水素原子を含むガスは、例えば、アンモニアガス（ＮＨ３）や、水（Ｈ２Ｏ）を含むガスなどとすることができる。 The second gas G2 can be a gas containing hydrogen atoms.
The gas containing hydrogen atoms can be, for example, ammonia gas (NH 3 ), gas containing water (H 2 O), or the like.

また、水素原子を含むガスを含む混合ガス（例えば、アンモニアガスなどとアルゴンガスとの混合ガス、アンモニアガスなどと窒素ガスとの混合ガスなど）とすることもできる。
また、水素原子を含むガスは、水素を含む混合ガス（例えば、水素ガスとアルゴンガスとの混合ガス、水素ガスと窒素ガスとの混合ガスなど）とすることもできる。 Moreover, it can also be set as the mixed gas containing the gas containing a hydrogen atom (For example, the mixed gas of ammonia gas etc. and argon gas, the mixed gas of ammonia gas etc., and nitrogen gas etc.).
The gas containing hydrogen atoms may be a mixed gas containing hydrogen (for example, a mixed gas of hydrogen gas and argon gas, a mixed gas of hydrogen gas and nitrogen gas, or the like).

ガス供給源７ａは、流量制御弁７ｂと孔部１５ｃを介して、凹部１５ａに接続されている。ガス供給源７ａから供給された第２のガスＧ２は、流量制御弁７ｂと孔部１５ｃを介して、凹部１５ａの内部に供給される。また、制御部８により、流量制御弁７ｂを制御することで、第２のガスＧ２の供給量が調整できるようになっている。   The gas supply source 7a is connected to the recess 15a via the flow rate control valve 7b and the hole 15c. The second gas G2 supplied from the gas supply source 7a is supplied into the recess 15a through the flow rate control valve 7b and the hole 15c. Further, the supply amount of the second gas G2 can be adjusted by controlling the flow rate control valve 7b by the control unit 8.

流量制御弁７ｂと孔部１５ｃを介して、凹部１５ａの内部に供給された第２のガスＧ２は、孔部１５ｂを介して凹部１５ａから排出される。
そのため、凹部１５ａには、新しい第２のガスＧ２が逐次供給されることになる。
また、流量制御弁７ｂにより、凹部１５ａの内部に供給する第２のガスＧ２の供給量を制御することで、第２のガスＧ２の一部を処理空間１００に供給したり、処理空間１００に供給される第２のガスＧ２の量を変化させたりすることもできる。
なお、第２のガスＧ２の作用および効果に関する詳細は後述する。 The second gas G2 supplied into the recess 15a through the flow control valve 7b and the hole 15c is discharged from the recess 15a through the hole 15b.
Therefore, the new second gas G2 is sequentially supplied to the recess 15a.
Further, by controlling the supply amount of the second gas G2 supplied into the recess 15a by the flow control valve 7b, a part of the second gas G2 is supplied to the processing space 100 or is supplied to the processing space 100. The amount of the second gas G2 to be supplied can be changed.
Details regarding the operation and effect of the second gas G2 will be described later.

制御部８は、プラズマ処理装置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、ポンプ３ａ、圧力制御部３ｂ、ガス供給源４ａ、流量制御弁４ｂ、マイクロ波発生部５、駆動部１６ｄ、駆動部１９ｃ、ガス供給源７ａ、および流量制御弁７ｂなどの制御を行う。
例えば、制御部８は、第２のガス供給部７（ガス供給源７ａ）を制御して、第２のガスＧ２を凹部１５ａの内部に供給する。
また、例えば、制御部８は、第２のガス供給部７（流量制御弁７ｂ）を制御して、凹部１５ａの内部に供給される第２のガスＧ２の供給量を変化させる。
また、例えば、制御部８は、凹部１５ａの内部に供給される第２のガスＧ２の供給量を制御することで、ガス制御板２０に設けられた流路２０ａを介して処理空間１００に供給される第２のガスＧ２の供給量を制御する。
また、例えば、制御部８は、保持部１６（駆動部１６ｄ）を制御して、被処理物Ｗの保持と、保持の解除を行う。 The controller 8 controls the operation of each element provided in the plasma processing apparatus 1.
The control unit 8 includes, for example, a pump 3a, a pressure control unit 3b, a gas supply source 4a, a flow rate control valve 4b, a microwave generation unit 5, a drive unit 16d, a drive unit 19c, a gas supply source 7a, and a flow rate control valve 7b. Control.
For example, the control unit 8 controls the second gas supply unit 7 (gas supply source 7a) to supply the second gas G2 into the recess 15a.
For example, the control unit 8 controls the second gas supply unit 7 (flow rate control valve 7b) to change the supply amount of the second gas G2 supplied to the inside of the recess 15a.
For example, the control unit 8 controls the supply amount of the second gas G <b> 2 supplied into the recess 15 a to supply the processing space 100 via the flow path 20 a provided in the gas control plate 20. The supply amount of the second gas G2 is controlled.
For example, the control unit 8 controls the holding unit 16 (drive unit 16d) to hold the workpiece W and release the holding.

ここで、前述した第１のガスＧ１から生成されたプラズマ生成物（例えば、フッ素ラジカルや酸素ラジカル）が、被処理物Ｗと載置部１５の上面との間に侵入すると、被処理物Ｗの載置部１５側の面Ｗｂが損傷するおそれがある。
この場合、被処理物Ｗと載置部１５の上面との間にヘリウムガスなどのパージガスを供給しても、プラズマ生成物が侵入するのを完全に防止することはできない。そのため、被処理物Ｗの載置部１５側の面Ｗｂに損傷が発生するおそれがある。 Here, when the plasma product (for example, fluorine radical or oxygen radical) generated from the first gas G1 described above enters between the workpiece W and the upper surface of the mounting portion 15, the workpiece W There is a possibility that the surface Wb on the side of the mounting portion 15 may be damaged.
In this case, even if a purge gas such as helium gas is supplied between the workpiece W and the upper surface of the mounting portion 15, the plasma product cannot be completely prevented from entering. Therefore, there is a possibility that damage may occur on the surface Wb of the workpiece W on the placement unit 15 side.

本発明者の得た知見によれば、水素原子を含むガスを供給すれば、水素と、フッ素ラジカルや酸素ラジカルを反応させることができるので、フッ素ラジカルや酸素ラジカルを失活させることができる。
そのため、本実施の形態においては、被処理物Ｗの載置部１５側に水素原子を含む第２のガスＧ２を供給するようにしている。
この様にすれば、被処理物Ｗと載置部１５の上面との間にフッ素ラジカルや酸素ラジカルが侵入したとしても、これらを失活させることができるので、被処理物Ｗの載置部１５側の面Ｗｂに損傷が発生するのを抑制することができる。 According to the knowledge obtained by the present inventor, if a gas containing hydrogen atoms is supplied, hydrogen can react with fluorine radicals or oxygen radicals, so that fluorine radicals or oxygen radicals can be deactivated.
Therefore, in the present embodiment, the second gas G2 containing hydrogen atoms is supplied to the placement unit 15 side of the workpiece W.
In this way, even if fluorine radicals or oxygen radicals enter between the workpiece W and the upper surface of the mounting portion 15, they can be deactivated, so that the mounting portion for the workpiece W is placed. It is possible to suppress the occurrence of damage on the surface Wb on the 15th side.

また、孔部１５ｃを介して凹部１５ａの内部に供給された第２のガスＧ２を、孔部１５ｂを介して凹部１５ａの内部から排出するようにしている。
そのため、凹部１５ａには、フッ素ラジカルや酸素ラジカルと反応していない新しい第２のガスＧ２が逐次供給されることになる。
その結果、第２のガスＧ２によるフッ素ラジカルや酸素ラジカルの失活効果が、経時的に低減することがない。 Further, the second gas G2 supplied into the recess 15a through the hole 15c is discharged from the recess 15a through the hole 15b.
Therefore, a new second gas G2 that has not reacted with fluorine radicals or oxygen radicals is sequentially supplied to the recess 15a.
As a result, the deactivation effect of fluorine radicals and oxygen radicals by the second gas G2 does not decrease with time.

また、凹部１５ａの底面に開口する孔部１５ｃから第２のガスＧ２を導入し、凹部１５ａの側壁に開口する孔部１５ｂから第２のガスＧ２を排出している。すなわち、凹部１５ａの底面側から凹部１５ａの側壁側に流れる第２のガスＧ２の流れを形成している。そのため、凹部１５ａの開口の周縁と、処理物Ｗの載置部１５側の面Ｗｂとで形成される角部に第２のガスＧ２が滞留することを抑制することができる。   Further, the second gas G2 is introduced from the hole 15c that opens to the bottom surface of the recess 15a, and the second gas G2 is discharged from the hole 15b that opens to the side wall of the recess 15a. That is, the flow of the second gas G2 that flows from the bottom surface side of the recess 15a to the side wall side of the recess 15a is formed. Therefore, it is possible to suppress the second gas G2 from staying at the corner formed by the peripheral edge of the opening of the recess 15a and the surface Wb of the workpiece W on the placement unit 15 side.

また、保持部１６の押さえ爪１６ａにより、被処理物Ｗの周縁近傍を押さえつけているので、被処理物Ｗと載置部１５の上面との間にフッ素ラジカルや酸素ラジカルが侵入するのを抑制することができる。   Further, since the vicinity of the periphery of the workpiece W is pressed by the holding claws 16 a of the holding portion 16, it is possible to suppress the entry of fluorine radicals or oxygen radicals between the workpiece W and the upper surface of the mounting portion 15. can do.

また、ガス制御板２０の流路２０ａを介して、第２のガスＧ２の一部を処理空間１００に供給すれば、処理レートの制御を行うことができる。
この場合、本発明者の得た他の知見によれば、プラズマ処理の対象部分の材料によって、処理レートが高くなったり、処理レートが低くなったり、処理レートに変化が無かったりすることが判明した。 If a part of the second gas G2 is supplied to the processing space 100 via the flow path 20a of the gas control plate 20, the processing rate can be controlled.
In this case, according to other knowledge obtained by the present inventors, it has been found that the processing rate is increased, the processing rate is decreased, or the processing rate is not changed depending on the material of the target part of the plasma processing. did.

例えば、プラズマ処理の対象部分の材料が窒化シリコンである場合には、第２のガスＧ２の一部を処理空間１００に供給すれば、エッチングレートが高くなることが判明した。 また、プラズマ処理の対象部分の材料がポリシリコンである場合には、第２のガスＧ２の一部を処理空間１００に供給しても、エッチングレートに大きな変化がないことが判明した。   For example, when the material of the target portion of the plasma processing is silicon nitride, it has been found that if a part of the second gas G2 is supplied to the processing space 100, the etching rate is increased. In addition, when the material of the target part of the plasma processing is polysilicon, it has been found that the etching rate does not change greatly even if a part of the second gas G2 is supplied to the processing space 100.

このことは、第２のガスＧ２の一部を処理空間１００に供給すれば、窒化シリコンのエッチングレートを向上させることができるとともに、ポリシリコンに対する窒化シリコンの選択比を大きくすることができることを意味する。
この場合、第２のガスＧ２の処理空間１００への供給量は、輸送管１４から供給される中性活性種を含んだガスに対して、数ｗｔ％程度とすることができる。 This means that if a part of the second gas G2 is supplied to the processing space 100, the etching rate of silicon nitride can be improved and the selectivity of silicon nitride to polysilicon can be increased. To do.
In this case, the supply amount of the second gas G2 to the processing space 100 can be about several wt% with respect to the gas containing neutral active species supplied from the transport pipe 14.

第２のガスＧ２の処理空間１００への供給量は、流量制御弁７ｂにより制御することができる。例えば、流量制御弁７ｂにより、凹部１５ａの内部に供給する第２のガスＧ２の供給量を多くすれば、処理空間１００への供給量を増加させることができる。これに対して、流量制御弁７ｂにより、凹部１５ａの内部に供給する第２のガスＧ２の供給量を少なくすれば、処理空間１００への供給量を減少させることができる。   The supply amount of the second gas G2 to the processing space 100 can be controlled by the flow control valve 7b. For example, if the supply amount of the second gas G2 supplied into the recess 15a is increased by the flow control valve 7b, the supply amount to the processing space 100 can be increased. On the other hand, if the supply amount of the second gas G2 supplied into the recess 15a is reduced by the flow rate control valve 7b, the supply amount to the processing space 100 can be reduced.

また、第２のガスＧ２の処理空間１００への供給量は、ガス制御板２０の流路２０ａの流路抵抗や、ガス制御板２０の形態（例えば、屈曲部２０ｂの有無など）の影響を受ける。そのため、第２のガスＧ２の処理空間１００への供給量と、凹部１５ａの内部に供給する第２のガスＧ２の供給量との関係を、予め実験やシミュレーションなどを行い求めるようにすることが好ましい。
また、孔部１５ｂは、第２のガスＧ２が処理空間１００へ回りこみやすいような構成を有したものとすることができる。例えば、孔部１５ｂは、処理空間１００に向かって傾斜した軸線を有したものとすることができる。 Further, the supply amount of the second gas G2 to the processing space 100 is affected by the flow resistance of the flow path 20a of the gas control plate 20 and the form of the gas control plate 20 (for example, the presence or absence of the bent portion 20b). receive. Therefore, the relationship between the supply amount of the second gas G2 to the processing space 100 and the supply amount of the second gas G2 supplied to the inside of the recess 15a may be obtained in advance through experiments or simulations. preferable.
In addition, the hole 15b may have a configuration in which the second gas G2 can easily enter the processing space 100. For example, the hole 15 b may have an axis that is inclined toward the processing space 100.

次に、プラズマ処理装置１の作用とともに、本実施の形態に係るプラズマ処理方法について例示をする。
図３（ａ）〜図５（ｂ）は、プラズマ処理装置１の作用および本実施の形態に係るプラズマ処理方法について例示をするための模式図である。
なお、図３（ａ）〜図５（ｂ）においては、図を見やすくするために、一部の要素を省略して描いている。 Next, together with the operation of the plasma processing apparatus 1, the plasma processing method according to the present embodiment will be illustrated.
FIGS. 3A to 5B are schematic diagrams for illustrating the operation of the plasma processing apparatus 1 and the plasma processing method according to the present embodiment.
In FIG. 3A to FIG. 5B, some elements are omitted to make the drawing easier to see.

まず、図３（ａ）に示すように、開口部１３ｂから被処理物Ｗを処理容器１３の内部に搬入し、受け渡し部１９のリフトピン１９ａ上に被処理物Ｗを載置する。
この際、扉１３ｃを開き、開口部１３ｂを予め開放状態としておく。また、軸部１６ｂを介して、押さえ爪１６ａを予め上昇させておく。また、リフトピン１９ａを予め上昇させておく。 First, as shown in FIG. 3A, the workpiece W is carried into the processing container 13 from the opening 13 b, and the workpiece W is placed on the lift pins 19 a of the transfer section 19.
At this time, the door 13c is opened and the opening 13b is opened in advance. Further, the presser claw 16a is raised in advance through the shaft portion 16b. Further, the lift pin 19a is raised in advance.

次に、図３（ｂ）に示すように、被処理物Ｗを載置部１５の上面に載置し、処理容器１３の内部を所定の圧力まで減圧する。
この際、扉１３ｃを閉じ、開口部１３ｂを予め閉鎖状態としておく。そして、リフトピン１９ａを下降させて、被処理物Ｗを載置部１５の上面に載置する。また、前述したポンプ３ａと圧力制御部３ｂにより、処理容器１３の内部を所定の圧力まで減圧する。 Next, as illustrated in FIG. 3B, the workpiece W is placed on the upper surface of the placement unit 15, and the inside of the processing container 13 is depressurized to a predetermined pressure.
At this time, the door 13c is closed and the opening 13b is previously closed. Then, the lift pins 19 a are lowered and the workpiece W is placed on the upper surface of the placement portion 15. Further, the inside of the processing vessel 13 is depressurized to a predetermined pressure by the pump 3a and the pressure control unit 3b described above.

次に、図４（ａ）に示すように、保持部１６の押さえ爪１６ａにより、被処理物Ｗの周縁近傍を押さえつけることで、被処理物Ｗを保持する。
軸部１６ｂを介して、押さえ爪１６ａを下降させ、押さえ爪１６ａにより、被処理物Ｗの周縁近傍を押さえつける。 Next, as shown to Fig.4 (a), the to-be-processed object W is hold | maintained by pressing down the peripheral edge vicinity of the to-be-processed object W with the press nail | claw 16a of the holding | maintenance part 16. FIG.
The pressing claw 16a is lowered via the shaft portion 16b, and the vicinity of the periphery of the workpiece W is pressed by the pressing claw 16a.

次に、図４（ｂ）に示すように、第１のガスＧ１と、第２のガスＧ２をそれぞれ供給する。
第１のガスＧ１は、前述したガス供給源４ａから流量制御弁４ｂを介して、放電管９の内部に供給される。放電管９の内部に供給された第１のガスＧ１は、輸送管１４を介して、処理容器１３の内部に供給される。処理容器１３の内部に供給された第１のガスＧ１は、ガス分散板１７を介して、処理空間１００に供給される。処理空間１００に供給された第１のガスＧ１は、排気口１３ｄを介して、処理容器１３の外部に排出される。 Next, as shown in FIG. 4B, a first gas G1 and a second gas G2 are supplied.
The first gas G1 is supplied into the discharge tube 9 from the gas supply source 4a described above via the flow rate control valve 4b. The first gas G1 supplied to the inside of the discharge tube 9 is supplied to the inside of the processing vessel 13 through the transport tube 14. The first gas G <b> 1 supplied to the inside of the processing container 13 is supplied to the processing space 100 through the gas dispersion plate 17. The first gas G1 supplied to the processing space 100 is discharged to the outside of the processing container 13 through the exhaust port 13d.

第２のガスＧ２は、前述したガス供給源７ａから、流量制御弁７ｂと孔部１５ｃを介して、凹部１５ａの内部に供給される。凹部１５ａの内部に供給された第２のガスＧ２は、孔部１５ｂを介して、処理容器１３の内部に供給される。処理容器１３の内部に供給された第２のガスＧ２は、排気口１３ｄを介して、処理容器１３の外部に排出される。
なお、処理容器１３の内部への第２のガスＧ２の供給は、必ずしも第１のガスＧの供給とともに行う必要はない。すなわち、第２のガスＧ２の供給は、被処理物Ｗのプラズマ処理が行われている際であればよい。 The second gas G2 is supplied from the gas supply source 7a described above into the recess 15a through the flow rate control valve 7b and the hole 15c. The second gas G2 supplied to the inside of the recess 15a is supplied to the inside of the processing container 13 through the hole 15b. The second gas G2 supplied to the inside of the processing container 13 is discharged to the outside of the processing container 13 through the exhaust port 13d.
Note that the supply of the second gas G2 into the processing container 13 is not necessarily performed together with the supply of the first gas G. That is, the supply of the second gas G2 may be performed when the plasma processing of the workpiece W is being performed.

この際、処理容器１３の内部に供給された第２のガスＧ２が、ガス制御板２０の流路２０ａを介して処理空間１００に供給されるようにすることもできる。
例えば、前述した流量制御弁７ｂにより、凹部１５ａの内部に供給する第２のガスＧ２の供給量を制御することで、第２のガスＧ２の一部を処理空間１００に供給したり、処理空間１００に供給される第２のガスＧ２の量を変化させたりすることができる。 At this time, the second gas G <b> 2 supplied to the inside of the processing container 13 may be supplied to the processing space 100 via the flow path 20 a of the gas control plate 20.
For example, a part of the second gas G2 is supplied to the processing space 100 by controlling the supply amount of the second gas G2 supplied into the recess 15a by the flow rate control valve 7b described above, or the processing space The amount of the second gas G2 supplied to 100 can be changed.

この際、流量制御弁７ｂにより、凹部１５ａの内部に供給する第２のガスＧ２の供給量を多くすれば、処理空間１００への供給量を増加させることができる。これに対して、流量制御弁７ｂにより、凹部１５ａの内部に供給する第２のガスＧ２の供給量を少なくすれば、処理空間１００への供給量を減少させることができる。   At this time, if the supply amount of the second gas G2 supplied into the recess 15a is increased by the flow rate control valve 7b, the supply amount to the processing space 100 can be increased. On the other hand, if the supply amount of the second gas G2 supplied into the recess 15a is reduced by the flow rate control valve 7b, the supply amount to the processing space 100 can be reduced.

次に、図５（ａ）に示すように、プラズマ発生部２により中性活性種を含むプラズマ生成物を生成する。
まず、前述したマイクロ波発生部５から所定のパワーのマイクロ波Ｍを導入導波管１０内に放射する。放射されたマイクロ波Ｍは導入導波管１０内を伝播し、スロット１２を介して放電管９に向けて放射される。 Next, as shown in FIG. 5A, the plasma generation unit 2 generates a plasma product containing neutral active species.
First, a microwave M having a predetermined power is radiated into the introduction waveguide 10 from the above-described microwave generator 5. The emitted microwave M propagates in the introduction waveguide 10 and is radiated toward the discharge tube 9 through the slot 12.

放電管９に向けて放射されたマイクロ波Ｍは、放電管９の表面を伝播して、放電管９の内部に放射される。このようにして放電管９の内部に導入されたマイクロ波Ｍのエネルギーにより、プラズマＰが発生する。そして、発生したプラズマＰ中の電子密度が、放電管９を介して導入されるマイクロ波Ｍを遮蔽できる密度（カットオフ密度）以上になると、マイクロ波Ｍは放電管９の内壁面から放電管９の内部の空間に向けて一定距離（スキンデプス）だけ入るまでの間に反射されるようになる。   The microwave M radiated toward the discharge tube 9 propagates through the surface of the discharge tube 9 and is radiated into the discharge tube 9. Plasma P is generated by the energy of the microwave M introduced into the discharge tube 9 in this way. When the electron density in the generated plasma P becomes equal to or higher than the density (cutoff density) that can shield the microwave M introduced through the discharge tube 9, the microwave M is discharged from the inner wall surface of the discharge tube 9 to the discharge tube. The light is reflected until it enters the space inside 9 by a certain distance (skin depth).

そのため、このマイクロ波Ｍの反射面とスロット１２の下面との間にはマイクロ波Ｍの定在波が形成されることになる。その結果、マイクロ波Ｍの反射面がプラズマ励起面となって、このプラズマ励起面で安定なプラズマＰが励起されるようになる。このプラズマ励起面で励起された安定なプラズマＰ中において、第１のガスＧ１が励起、活性化されて中性活性種、イオンなどのプラズマ生成物が生成される。   Therefore, a standing wave of the microwave M is formed between the reflection surface of the microwave M and the lower surface of the slot 12. As a result, the reflection surface of the microwave M becomes a plasma excitation surface, and a stable plasma P is excited on this plasma excitation surface. In the stable plasma P excited on the plasma excitation surface, the first gas G1 is excited and activated to generate plasma products such as neutral active species and ions.

生成されたプラズマ生成物を含むガスは、輸送管１４を介して処理容器１３の内部に供給される。この際、寿命の短いイオンなどは処理容器１３にまで到達できず、寿命の長い中性活性種のみが処理容器１３の内部に到達することになる。
処理容器１３の内部に供給された中性活性種を含むガスは、ガス分散板１７を介して、処理空間１００に供給される。この際、中性活性種を含むガスは、ガス分散板１７により分散される。 The generated gas containing the plasma product is supplied to the inside of the processing container 13 through the transport pipe 14. At this time, ions having a short life cannot reach the processing container 13, and only neutral active species having a long life reach the inside of the processing container 13.
The gas containing neutral active species supplied to the inside of the processing container 13 is supplied to the processing space 100 via the gas dispersion plate 17. At this time, the gas containing the neutral active species is dispersed by the gas dispersion plate 17.

処理空間１００に供給された中性活性種を含むガスは、被処理物Ｗの処理面Ｗａに到達し、エッチング処理やアッシング処理などのプラズマ処理が行われる。この際、主に中性活性種による等方性処理（例えば、等方性エッチングなど）が行われることになる。   The gas containing the neutral active species supplied to the processing space 100 reaches the processing surface Wa of the workpiece W, and plasma processing such as etching processing or ashing processing is performed. At this time, an isotropic treatment (for example, isotropic etching or the like) is mainly performed using neutral active species.

ここで、被処理物Ｗと載置部１５の上面との間に、フッ素ラジカルや酸素ラジカルなどの中性活性種が侵入する場合がある。しかしながら、凹部１５ａの内部には、水素原子を含む第２のガスＧ２が供給されているので、侵入した中性活性種を失活させることができる。そのため、被処理物Ｗの載置部１５側の面Ｗｂに損傷が発生するのを抑制することができる。   Here, neutral active species such as fluorine radicals and oxygen radicals may enter between the workpiece W and the upper surface of the mounting portion 15. However, since the second gas G2 containing hydrogen atoms is supplied inside the recess 15a, the invading neutral active species can be deactivated. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of damage on the surface Wb of the workpiece W on the placement unit 15 side.

また、必要に応じて、第２のガスＧ２の一部を処理空間１００に供給して、処理レートの制御を行うことができる。
例えば、プラズマ処理の対象部分の材料が窒化シリコンである場合には、第２のガスＧ２の一部を処理空間１００に供給することで、エッチングレートを高くすることができる。 Further, if necessary, a part of the second gas G2 can be supplied to the processing space 100 to control the processing rate.
For example, when the material of the target portion of the plasma processing is silicon nitride, the etching rate can be increased by supplying a part of the second gas G2 to the processing space 100.

次に、図５（ｂ）に示すように、開口部１３ｂから処理容器１３の外部に被処理物Ｗを搬出する。
この際、マイクロ波Ｍの放射や、第１のガスＧ１および第２のガスＧ２の供給を予め停止する。また、処理容器１３の内部を予め大気圧に戻す。
そして、扉１３ｃを開き、開口部１３ｂを開放状態とする。
続いて、軸部１６ｂを介して、押さえ爪１６ａを上昇させる。
続いて、リフトピン１９ａを上昇させて、載置部１５の上面から被処理物Ｗを持ち上げる。
続いて、図示しない搬送装置により、開口部１３ｂを介して被処理物Ｗを搬出する。
この後、必要に応じて、前述した工程が繰り返される。 Next, as illustrated in FIG. 5B, the workpiece W is unloaded from the opening 13 b to the outside of the processing container 13.
At this time, the emission of the microwave M and the supply of the first gas G1 and the second gas G2 are stopped in advance. Moreover, the inside of the processing container 13 is returned to atmospheric pressure in advance.
And the door 13c is opened and the opening part 13b is made into an open state.
Subsequently, the presser claw 16a is raised through the shaft portion 16b.
Subsequently, the lift pin 19 a is raised to lift the workpiece W from the upper surface of the placement unit 15.
Subsequently, the workpiece W is unloaded through the opening 13b by a transport device (not shown).
Thereafter, the above-described steps are repeated as necessary.

以上に例示をしたように、本実施の形態に係るプラズマ処理方法は、以下の工程を備えることができる。
処理容器１３から離隔された位置に設けられた放電管９の内部にマイクロ波Ｍを導入してプラズマＰを発生させ、プラズマＰにより第１のガスＧ１を励起させてプラズマ生成物を生成する工程。
プラズマ生成物を用いて、載置部１５の上面に載置された被処理物Ｗに対するプラズマ処理を行う工程。
載置部１５の被処理物Ｗを載置する位置に開口する凹部１５ａに水素原子を含む第２のガスＧ２を供給する工程。 As illustrated above, the plasma processing method according to the present embodiment can include the following steps.
A step of introducing a microwave M into a discharge tube 9 provided at a position separated from the processing vessel 13 to generate a plasma P, and exciting a first gas G1 by the plasma P to generate a plasma product. .
A step of performing plasma processing on the workpiece W placed on the upper surface of the placement portion 15 using the plasma product.
Supplying a second gas G2 containing hydrogen atoms to a recess 15a that opens to a position where the workpiece W of the mounting unit 15 is mounted.

また、凹部１５ａに水素原子を含む第２のガスＧ２を供給する工程において、水素原子を含む第２のガスＧ２は、孔部１５ｃを介して凹部１５ａの内部に供給され、孔部１５ｂを介して凹部１５ａの内部から排出される。   Further, in the step of supplying the second gas G2 containing hydrogen atoms to the recess 15a, the second gas G2 containing hydrogen atoms is supplied to the inside of the recess 15a via the hole 15c and via the hole 15b. And is discharged from the inside of the recess 15a.

また、凹部１５ａに水素原子を含む第２のガスＧ２を供給する工程において、孔部１５ｂが載置部１５の側壁に開口する位置よりも上方に設けられ、プラズマ処理が行われる処理空間１００を画するガス制御板２０に設けられた流路２０ａを介して、処理空間１００に供給される第２のガスＧ２の供給量を制御する。   Further, in the step of supplying the second gas G2 containing hydrogen atoms to the concave portion 15a, the processing space 100 in which the hole portion 15b is provided above the position where the hole portion 15b opens in the side wall of the mounting portion 15 and plasma processing is performed is provided. The supply amount of the second gas G2 supplied to the processing space 100 is controlled via a flow path 20a provided in the gas control plate 20 to be defined.

以上、実施の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。
前述の実施の形態に関して、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、プラズマ処理装置１が備える各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の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。 The embodiment has been illustrated above. However, the present invention is not limited to these descriptions.
Regarding the above-described embodiment, those in which those skilled in the art appropriately added, deleted, or changed the design, or added the process, omitted, or changed the conditions also have the features of the present invention. As long as it is within the scope of the present invention.
For example, the shape, size, material, arrangement, number, and the like of each element included in the plasma processing apparatus 1 are not limited to those illustrated, but can be changed as appropriate.
Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is combined can be combined as much as possible, and what combined these is also included in the scope of the present invention as long as the characteristics of the present invention are included.

１ プラズマ処理装置、２ プラズマ発生部、３ 減圧部、４ 第１のガス供給部、５ マイクロ波発生部、６ 処理部、７ 第２のガス供給部、８ 制御部、９ 放電管、１０ 導入導波管、１２ スロット、１３ 処理容器、１４ 輸送管、１５ 載置部、１５ａ 凹部、１５ｂ 孔部、１５ｃ 孔部、１６ 保持部、１６ａ 押さえ爪、２０ ガス制御板、２０ａ 流路、Ｇ１ 第１のガス、Ｇ２ 第２のガス、Ｗ 被処理物、Ｗａ 処理面、Ｗｂ 面   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma processing apparatus, 2 Plasma generation part, 3 Depressurization part, 4 1st gas supply part, 5 Microwave generation part, 6 Processing part, 7 2nd gas supply part, 8 Control part, 9 Discharge tube, 10 Introduction Waveguide, 12 slots, 13 processing vessel, 14 transport tube, 15 mounting part, 15a recess, 15b hole, 15c hole, 16 holding part, 16a holding claw, 20 gas control plate, 20a flow path, G1 first 1 gas, G2 second gas, W workpiece, Wa treatment surface, Wb surface

Claims (4)

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、
前記処理容器の内部を所定の圧力まで減圧する減圧部と、
前記処理容器の内部に設けられ、被処理物を載置する位置に開口する凹部を有した載置部と、
内部にプラズマを発生させる領域を有し、前記処理容器から離隔された位置に設けられた放電管と、
マイクロ波発生部から放射されたマイクロ波を前記プラズマを発生させる領域に向けて伝播する導入導波管と、
前記プラズマを発生させる領域に第１のガスを供給する第１のガス供給部と、
前記放電管と、前記処理容器と、を連通させる輸送管と、
前記凹部の内部に、水素原子を含む第２のガスを供給する第２のガス供給部と、
一端が前記載置部の側壁に開口し、他端が前記凹部の側壁に開口する第１の孔部と、
一端が前記凹部の底面に開口する第２の孔部と、
を有し、
前記水素原子を含む第２のガスは、前記第２の孔部を介して前記凹部の内部に供給され、前記第１の孔部を介して前記凹部の内部から排出されるプラズマ処理装置。 A treatment container capable of maintaining an atmosphere depressurized from atmospheric pressure;
A decompression section for decompressing the inside of the processing container to a predetermined pressure;
A mounting portion provided inside the processing container and having a recess opening at a position where the object to be processed is mounted;
A discharge tube provided in a position separated from the processing vessel, having a region for generating plasma inside;
An introduction waveguide for propagating the microwave radiated from the microwave generator toward the region for generating the plasma;
A first gas supply unit for supplying a first gas to a region for generating the plasma;
A transport tube for communicating the discharge tube and the processing vessel;
A second gas supply unit for supplying a second gas containing hydrogen atoms into the recess;
A first hole having one end opened in the side wall of the mounting portion and the other end opened in the side wall of the recess;
A second hole having one end opened to the bottom surface of the recess;
Have
The plasma processing apparatus, wherein the second gas containing hydrogen atoms is supplied to the inside of the recess through the second hole, and is discharged from the inside of the recess through the first hole. 前記第１の孔部が前記載置部の側壁に開口する位置よりも上方に設けられ、プラズマ処理が行われる処理空間を画するガス制御板と、
前記第２のガス供給部を制御して、前記凹部の内部に供給される前記第２のガスの供給量を変化させる制御部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記凹部の内部に供給される前記第２のガスの供給量を制御することで、前記ガス制御板に設けられた流路を介して前記処理空間に供給される前記第２のガスの供給量を制御する請求項１記載のプラズマ処理装置。 A gas control plate that is provided above the position where the first hole is opened in the side wall of the placement unit, and that defines a processing space in which plasma processing is performed;
A control unit for controlling the second gas supply unit to change a supply amount of the second gas supplied into the recess;
Further comprising
The control unit controls the supply amount of the second gas supplied to the inside of the recess, whereby the second gas supplied to the processing space via a flow path provided in the gas control plate. the plasma processing apparatus according to claim 1, wherein for controlling the supply amount of the gas. 処理容器から離隔された位置に設けられた放電管の内部にマイクロ波を導入してプラズマを発生させ、前記プラズマにより第１のガスを励起させてプラズマ生成物を生成する工程と、
前記プラズマ生成物を用いて、前記処理容器の内部に設けられた載置部の上面に載置された被処理物に対するプラズマ処理を行う工程と、
前記プラズマ処理を行う際に、前記載置部の前記被処理物を載置する位置に開口する凹部の内部に水素原子を含む第２のガスを供給する工程と、を備え、
前記凹部の内部に水素原子を含む第２のガスを供給する工程において、
前記水素原子を含む第２のガスは、
一端が前記凹部の底面に開口する第２の孔部を介して前記凹部の内部に供給され、
一端が前記載置部の側壁に開口し、他端が前記凹部の側壁に開口する第１の孔部を介して前記凹部の内部から排出されるプラズマ処理方法。 A step of generating a plasma by introducing a microwave into a discharge tube provided at a position separated from the processing vessel, and exciting a first gas with the plasma to generate a plasma product;
Performing a plasma process on an object to be processed placed on an upper surface of a placement part provided inside the processing container, using the plasma product;
A step of supplying a second gas containing hydrogen atoms into a concave portion that opens to a position where the object to be processed of the placement portion is placed when performing the plasma treatment ;
In the step of supplying the second gas containing hydrogen atoms inside the recess,
The second gas containing hydrogen atoms is
One end is supplied to the inside of the recess through a second hole opening in the bottom of the recess,
A plasma processing method, wherein one end is opened in the side wall of the mounting portion and the other end is discharged from the inside of the concave portion through a first hole portion opened in the side wall of the concave portion. 前記凹部の内部に水素原子を含む第２のガスを供給する工程において、
前記第１の孔部が前記載置部の側壁に開口する位置よりも上方に設けられ、プラズマ処理が行われる処理空間を画するガス制御板に設けられた流路を介して、前記処理空間に供給される前記第２のガスの供給量を制御する請求項３記載のプラズマ処理方法。 In the step of supplying the second gas containing hydrogen atoms inside the recess,
The processing space is provided via a flow path provided in a gas control plate that is provided above the position where the first hole is opened in the side wall of the mounting portion and that defines a processing space in which plasma processing is performed. The plasma processing method according to claim 3, wherein a supply amount of the second gas supplied to the substrate is controlled.
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