JP6632426B2 - プラズマ処理装置及びプリコート処理方法 - Google Patents

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Description

本発明の種々の側面及び実施形態は、プラズマ処理装置及びプリコート処理方法に関するものである。
従来、複数の開口を有する仕切り板を処理容器に設け、仕切り板によって処理容器内をプラズマ生成室と処理室とに仕切るプラズマ処理装置がある。以下では、仕切り板によって処理容器内をプラズマ生成室と処理室とに仕切るプラズマ処理装置を、「分離型プラズマ処理装置」と呼ぶ。分離型プラズマ処理装置は、プラズマ生成室においてプラズマ励起用ガスのプラズマを発生させ、発生させたプラズマ中の活性種を仕切り板の複数の開口を介して処理室へ供給する。仕切り板の複数の開口を介して処理室へ供給された活性種が処理室において処理ガスに照射されることにより、処理ガスが励起され、処理ガスから新たに生成された活性種が処理室内の載置台に載置された被処理体に降り注ぐ。これにより、被処理体に対して、成膜やエッチング等の所望の処理が施される。
特開２００３−１８３８３９号公報
ところで、分離型プラズマ処理装置では、プラズマ生成室の内壁がプラズマに曝されるため、プラズマ生成室の内壁が削れ、プラズマ生成室の内壁の材料がプラズマ生成室内にパーティクルとして飛散する場合がある。プラズマ生成室内にパーティクルが飛散すると、飛散したパーティクルが、仕切り板の複数の開口を抜けて処理室内に進入し、処理室内の被処理体に付着し、被処理体がパーティクルにより汚染される場合がある。
これに対して、プラズマ生成室の耐プラズマ性を向上するために、保護膜を形成するプリコート処理をプラズマ生成室に対して行うことが考えられる。この場合、例えばプラズマ生成室にプラズマ源を設け、プラズマ生成室に供給されるプリコートガスのプラズマを発生させることで、プリコート処理をプラズマ生成室に対して行う。
しかしながら、プリコート処理をプラズマ生成室に対して行うだけでは、プリコートガスのプラズマが仕切り板の処理室側の面に到達し難いため、仕切り板の処理室側の面に保護膜が形成され難い。特に、近年の分離型プラズマ処理装置では、プラズマ生成室において発生させたプラズマが処理室側へ過度に漏れ出すことを防ぐために、仕切り板の複数の開口の各々の最大幅がプラズマに対応するシース長の２倍以下に設定される場合がある。この場合、プラズマ生成室においてプリコートガスのプラズマを発生させたとしても、プラズマ生成室に発生したプリコートガスのプラズマが仕切り板の複数の開口を通過することが困難であるため、仕切り板の処理室側の面に保護膜が形成されないことがある。保護膜が形成されないと、仕切り板の処理室側の面が処理室において処理ガスから生成される活性種に曝されるので、仕切り板の処理室側の面が削れ、仕切り板が消耗する。すると、仕切り板の消耗に起因して、仕切り板の材料が処理室内にパーティクルとして飛散する場合がある。処理室内にパーティクルが飛散すると、飛散したパーティクルが、処理室内の被処理体に付着し、被処理体がパーティクルにより汚染される恐れがある。
開示するプラズマ処理装置は、１つの実施態様において、処理容器と、各々の最大幅がプラズマ励起用ガスのプラズマに対応するシース長の２倍以下である複数の開口を有し、前記処理容器内をプラズマ生成室と処理室とに仕切る仕切り板と、前記プラズマ生成室へ前記プラズマ励起用ガスを供給する第１のガス供給部と、前記プラズマ生成室及び前記処理室の少なくともいずれか一方へプリコートガスを供給する第２のガス供給部と、前記第１のガス供給部によって前記プラズマ生成室へ供給される前記プラズマ励起用ガスのプラズマを発生させる第１のプラズマ源と、前記第２のガス供給部によって前記プラズマ生成室へ供給されて前記仕切り板の前記複数の開口を介して前記処理室へ流入する前記プリコートガスのプラズマ、又は、前記第２のガス供給部によって前記処理室へ供給される前記プリコートガスのプラズマを発生させる第２のプラズマ源と、前記プラズマ励起用ガスのプラズマを用いたプラズマ処理が行われる前に、前記第２のプラズマ源に前記プリコートガスのプラズマを発生させることで、前記仕切り板の前記処理室側の面に対してプリコート処理を行う制御部とを備える。
開示するプラズマ処理装置の１つの態様によれば、仕切り板の消耗に起因した被処理体の汚染を抑制することができるという効果を奏する。
図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置の構成例を示す図である。 図２は、一実施形態における仕切り板の一例を示す平面図である。 図３は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を用いたプリコート処理方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図４は、一実施形態に係るプラズマ処理装置の変形例１の概略を示す図である。 図５は、一実施形態に係るプラズマ処理装置の変形例２の概略を示す図である。
以下、開示するプラズマ処理装置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、本実施形態により開示技術が限定されるものではない。
図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置の構成例を示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１０は、処理容器１１を備えている。処理容器１１は、軸線Ｚが延びる方向（以下、「軸線Ｚ方向」という）に延在する略筒形状の容器であり、その内部に空間を画成している。この空間は、後述する仕切り板４０によって、軸線Ｚ方向に沿って、プラズマ生成室Ｓ１と、当該プラズマ生成室Ｓ１の下方に設けられた処理室Ｓ２とに仕切られている。
処理容器１１は、第１側壁１１ａ、第２側壁１１ｂ、及び底部１１ｃを含み得る。第１側壁１１ａは、軸線Ｚ方向に延在する略筒形状を有しており、プラズマ生成室Ｓ１を画成している。
第１側壁１１ａの下方には、当該第１側壁１１ａに連続して第２側壁１１ｂが延在している。第２側壁１１ｂは、軸線Ｚ方向に延在する略円筒形状を有しており、処理室Ｓ２を画成している。処理室Ｓ２内には、被処理体である基板Ｗを載置するための載置台１３が設けられている。本実施形態において、載置台１３は、加熱器または冷却器といった温度制御機構や、静電チャックといった吸着保持機構を備えている。
第１側壁１１ａの上端には、開口が設けられており、当該開口内には、プラズマ生成室Ｓ１を封止するように、シャワープレート１４がシールリング１１ｓを介して取り付けられている。シャワープレート１４は、Ａｌ２Ｏ３やＳｉＯ２等の誘電体により形成されている。シャワープレート１４には、プラズマ生成室Ｓ１に種々のガスを噴射する複数の開口部１４Ａが形成されている。また、シャワープレート１４の上方には、カバープレート１５がシールリング１１ｔを介して取り付けられている。カバープレート１５は、Ａｌ２Ｏ３やＳｉＯ２等の誘電体により形成されている。
シャワープレート１４にはその上面にガス通路１４Ｂが形成されており、複数の開口部１４Ａの各々はガス通路１４Ｂに連通するように形成されている。さらに、シャワープレート１４の内部には、ガス供給通路１４Ｃが形成されている。ガス供給通路１４Ｃには、ガス通路１４Ｂが接続されている。
また、第１側壁１１ａには、ガスライン１１ｐが形成されている。ガスライン１１ｐは、第１側壁１１ａの外面から延びて、シャワープレート１４のガス供給通路１４Ｃに接続している。
また、ガスライン１１ｐには、バルブＶ１１、マスフローコントローラＭ１、及びバルブＶ１２を介してガス源Ｇ１が接続されている。ガス源Ｇ１は、プラズマ励起用ガス又はクリーニングガスを供給する。本実施形態においては、プラズマ励起用ガスは、例えば、Ａｒガス等の希ガスや、Ｈ２ガスである。ガス源Ｇ１、バルブＶ１１、マスフローコントローラＭ１、バルブＶ１２、ガスライン１１ｐ、シャワープレート１４、ガス供給通路１４Ｃ、ガス通路１４Ｂ及び複数の開口部１４Ａは、「プラズマ励起用ガス供給系」を構成している。プラズマ励起用ガス供給系は、ガス源Ｇ１から供給されたプラズマ励起用ガスの流量をマスフローコントローラＭ１において制御し、流量が制御されたプラズマ励起用ガスをプラズマ生成室Ｓ１に供給する。プラズマ励起用ガス供給系は、第１のガス供給部の一例である。
また、ガスライン１１ｐには、バルブＶ２１、マスフローコントローラＭ２、及びバルブＶ２２を介してガス源Ｇ２が接続されている。ガス源Ｇ２は、成膜やエッチング等の基板Ｗの処理に用いられる処理ガスのガス源である。成膜処理を行う場合の処理ガスとしては、例えばジメトキシテトラメチルジシロキサン(ＤＭＯＴＭＤＳ)等の前駆体ガスが用いられる。ガス源Ｇ２、バルブＶ２２、マスフローコントローラＭ２、バルブＶ２１、ガスライン１１ｐ、シャワープレート１４、ガス供給通路１４Ｃ、ガス通路１４Ｂ及び複数の開口部１４Ａは、「第１の処理ガス供給系」を構成している。第１の処理ガス供給系は、ガス源Ｇ２から供給された処理ガスの流量をマスフローコントローラＭ２において制御し、流量が制御された処理ガスをプラズマ生成室Ｓ１に供給する。
また、ガスライン１１ｐには、バルブＶ３１、マスフローコントローラＭ３、及びバルブＶ３２を介してガス源Ｇ３が接続されている。ガス源Ｇ３は、プリコートガスを供給する。本実施形態においては、プリコートガスは、例えば、ジメトキシテトラメチルジシロキサン(ＤＭＯＴＭＤＳ)等の前駆体ガスである。ガス源Ｇ３、バルブＶ３２、マスフローコントローラＭ３、バルブＶ３１、ガスライン１１ｐ、シャワープレート１４、ガス供給通路１４Ｃ、ガス通路１４Ｂ及び複数の開口部１４Ａは、「プリコートガス供給系」を構成している。プリコートガス供給系は、ガス源Ｇ３から供給されたプリコートガスの流量をマスフローコントローラＭ３において制御し、流量が制御されたプリコートガスをプラズマ生成室Ｓ１に供給する。プリコートガス供給系は、第２のガス供給部の一例である。
なお、プリコートガスと、成膜処理を行う場合の処理ガスとが同一である場合、プリコートガス供給系が省略され、且つ、上記の処理ガス供給系が、プリコートガス供給系の機能を担うようにしても良い。この場合には、処理ガス供給系が、第２のガス供給部に相当する。
また、第１側壁１１ａには、ガスライン１１ｑが形成されている。ガスライン１１ｑは、第１側壁１１ａの外面から延びて、処理室Ｓ２に連通されている。ガスライン１１ｑには、バルブＶ２３、マスフローコントローラＭ２、及びバルブＶ２２を介してガス源Ｇ２が接続されている。ガス源Ｇ２、バルブＶ２２、マスフローコントローラＭ２、バルブＶ２３、ガスライン１１ｑは、「第２の処理ガス供給系」を構成している。第２の処理ガス供給系は、ガス源Ｇ２から供給された処理ガスの流量をマスフローコントローラＭ２において制御し、流量が制御された処理ガスを処理室Ｓ２に供給する。
また、第１側壁１１ａの上端には、カバープレート１５に接するように、アンテナ２０が設けられている。また、アンテナ２０上には、アンテナ２０を冷却するための冷却ジャケット１９が設けられている。
アンテナ２０は、プラズマ生成室Ｓ１へマイクロ波を放射することで、プラズマ生成室Ｓ１において、プラズマ励起用ガス供給系から供給されたプラズマ励起用ガスのプラズマを発生させる。アンテナ２０は、第１のプラズマ源の一例である。本実施形態において、アンテナ２０は、例えばラジアルラインスロットアンテナである。アンテナ２０は、アンテナ本体２１、誘電体板２２及びスロット板２３を含んでいる。
アンテナ本体２１は、例えば、金属等の導電性の部材により構成され、ディスク状に形成されている。アンテナ本体２１は、後述する同軸導波管２４の外側導体２４Ａに接続される。
誘電体板２２は、マイクロ波の波長を短縮させるものであり、略円盤形状を有している。誘電体板２２は、例えば、石英又はアルミナから構成される。誘電体板２２は、スロット板２３とアンテナ本体２１の金属製の下面との間に狭持されている。
スロット板２３は、マイクロ波を放射する複数のスロット対が形成された略円盤状の金属板である。
プラズマ処理装置１０は、更に、同軸導波管２４、マイクロ波発生器２６を備える。マイクロ波発生器２６は、例えば２．４５ＧＨｚの周波数のマイクロ波を発生する。マイクロ波発生器２６は、チューナ、導波管及びモード変換器等の各種の部品を介して、同軸導波管２４の上部に接続されている。同軸導波管２４は、その中心軸線である軸線Ｚに沿って延在している。同軸導波管２４は、外側導体２４Ａ及び内側導体２４Ｂを含んでいる。外側導体２４Ａは、軸線Ｚ中心に延在する筒形状を有している。外側導体２４Ａの下端は、導電性の表面を有するアンテナ本体２１の上部に電気的に接続されている。内側導体２４Ｂは、軸線Ｚに沿って延びる略円柱形状を有しており、外側導体２４Ａの内側に設けられている。内側導体２４Ｂの下端は、アンテナ２０のスロット板２３に接続している。
マイクロ波発生器２６により発生されたマイクロ波は、同軸導波管２４を通って、誘電体板２２に伝播する。誘電体板２２に伝搬したマイクロ波は、スロット板２３のスロット孔を通ってカバープレート１５及びシャワープレート１４に伝搬する。カバープレート１５及びシャワープレート１４は、アンテナ２０から伝搬したマイクロ波をプラズマ生成室Ｓ１に放射する。これにより、シャワープレート１４の直下にマイクロ波による電界が発生し、プラズマ生成室Ｓ１においてプラズマが発生する。
本実施形態におけるプラズマ処理装置１０では、プラズマ生成室Ｓ１と処理室Ｓ２との間に仕切り板４０が設けられており、この仕切り板４０によりプラズマ生成室Ｓ１と処理室Ｓ２とが互いに分離されている。
仕切り板４０は、例えばアルミニウム等の金属、又はシリコン等の半導体で構成される。仕切り板４０は、図２に示すように、略円盤状の部材である。図２は、一実施形態における仕切り板の一例を示す平面図である。仕切り板４０は、プラズマ生成室Ｓ１と処理室Ｓ２とを連通させる複数の開口４０ｈを有している。本実施形態においては、プラズマ生成室Ｓ１にて発生させたプラズマが処理室Ｓ２側へ過度に漏れ出すことを防ぐために、複数の開口４０ｈの各々の最大幅は、プラズマ励起用ガスのプラズマに対応するシース長の２倍以下の値に設定されている。図２の例では、複数の開口４０ｈの各々が矩形状に形成されており、複数の開口４０ｈの各々の対角線の長さＤＬが、プラズマ励起用ガスのプラズマに対応するシース長の２倍以下の値に設定されている。
図１の説明に戻る。仕切り板４０の耐プラズマ性を向上するために、仕切り板４０の表面は、酸化イットリアやフッ化イットリア等の絶縁性の材料で構成された絶縁性部材４０ａで覆われている。
仕切り板４０には、バイアス電圧を当該仕切り板４０の絶縁性部材４０ａに与えるためのバイアス電源（不図示）が接続される。バイアス電源は、高周波バイアス電力を発生する高周波電源である。或いは、バイアス電源は、直流電源であってもよい。バイアス電源によって仕切り板４０の絶縁性部材４０ａに電力が与えられると、プラズマ生成室Ｓ１において発生したプラズマ中の荷電粒子等の活性種は、仕切り板４０に向けて加速される。その結果、仕切り板４０を通過する活性種の速度が高められる。
処理容器１１の底部１１ｃには、排気管５０が接続されている。排気管５０には、図示しない圧力調整器及び減圧ポンプが接続されている。圧力調整器及び減圧ポンプは、排気装置を構成している。プラズマ処理装置１０では、プラズマ励起用ガスの流量をマスフローコントローラＭ１で調整し、処理ガスの流量をマスフローコントローラＭ２で調整し、更に、圧力調整器で処理室Ｓ２からの排気量を調整することができる。これにより、プラズマ処理装置１０は、プラズマ生成室Ｓ１及び処理室Ｓ２の圧力を任意の圧力に設定することができる。
また、本実施形態におけるプラズマ処理装置１０は、電極７０と、高周波電源７２とを更に備えている。電極７０は、処理室Ｓ２に設けられている。電極７０は、処理室Ｓ２において、載置台１３の周囲を囲むように環状に配置されている。
高周波電源７２は、電極７０に電気的に接続されている。高周波電源７２は、電極７０に所定の高周波電力を供給することで、プリコートガス供給系から処理室Ｓ２へ供給されて仕切り板４０の複数の開口４０ｈを介して処理室Ｓ２へ流入するプリコートガスに対して、電磁波エネルギーを供給する。これにより、高周波電源７２は、処理室Ｓ２において、プリコートガスのプラズマを発生させる。高周波電源７２は、第２のプラズマ源の一例である。
図１に示すように、プラズマ処理装置１０は、制御部Ｃｎｔを更に備えている。制御部Ｃｎｔは、例えばプログラムを記憶した記憶装置を有するコンピュータ装置である。制御部Ｃｎｔは、記憶装置が記憶するレシピに基づくプログラムを読み出し、読み出したプログラムに従ってプラズマ処理装置１０の各部を制御する。例えば、制御部Ｃｎｔは、バルブＶ１１，Ｖ１２に制御信号を送出して、ガス源Ｇ１からのプラズマ励起用ガスの供給及び供給停止を制御することができ、マスフローコントローラＭ１に制御信号を送出して、プラズマ励起用ガスの流量を制御することができる。また、制御部Ｃｎｔは、バルブＶ２１，Ｖ２２に制御信号を送出して、ガス源Ｇ２からの処理ガスの供給及び供給停止を制御することができ、マスフローコントローラＭ２に制御信号を送出して、処理ガスの流量を制御することができる。また、制御部Ｃｎｔは、バルブＶ３１，Ｖ３２に制御信号を送出して、ガス源Ｇ３からのプリコートガスの供給及び供給停止を制御することができ、マスフローコントローラＭ３に制御信号を送出して、プリコートガスの流量を制御することができる。また、制御部Ｃｎｔは、圧力調整器に制御信号を送出して、排気量を制御することができる。さらに、制御部Ｃｎｔは、マイクロ波発生器２６に制御信号を送出して、マイクロ波のパワーを制御することができる。また、制御部Ｃｎｔは、高周波電源７２に制御信号を送出して、高周波電力（ＲＦ電力）のパワーを制御することが可能である。また、制御部Ｃｎｔは、バイアス電源に制御信号を送出して、仕切り板４０へのバイアス電力の供給及び供給停止、更には、バイアス電力を調整することが可能である。更には、制御部Ｃｎｔは、載置台１３の温度制御機構に制御信号を送出して、載置台１３の温度を制御することができる。
例えば、制御部Ｃｎｔは、プラズマ励起用ガスのプラズマを用いたプラズマ処理が行われる前に、高周波電源７２にプリコートガスのプラズマを発生させることで、仕切り板４０の処理室Ｓ２側の面に対してプリコート処理を行う。ここで、プリコート処理とは、耐プラズマ性を有する保護膜を形成する処理である。
次に、一実施形態に係るプラズマ処理装置１０を用いたプリコート処理方法の処理の流れの一例を説明する。図３は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を用いたプリコート処理方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図３に示すように、まず、基板Ｗ以外の他の基板（以下「ダミー基板」という）が処理容器１１内に搬入され（ステップＳ１０１）、載置台１３の上に載置される。続いて、プラズマ処理装置１０は、プラズマ生成室Ｓ１に対してプリコート処理を行う。すなわち、プラズマ処理装置１０の制御部Ｃｎｔは、載置台１３にダミー基板が載置された状態で、プラズマ生成室Ｓ１内にプラズマ励起用ガス及びプリコートガスを供給する。そして、制御部Ｃｎｔは、アンテナ２０からマイクロ波を放射させることにより、プラズマ生成室Ｓ１においてプラズマ励起用ガス及びプリコートガスのプラズマを発生させる。これにより、プラズマ処理装置１０は、プラズマ生成室Ｓ１に対してプリコート処理を行う。プラズマ生成室Ｓ１に対してプリコート処理が行われると、処理容器１１の壁面のうちプラズマ生成室Ｓ１に対応する部分に保護膜が形成される。また、仕切り板４０のプラズマ生成室Ｓ１側の面に保護膜が形成される。
続いて、プラズマ処理装置１０は、仕切り板４０の処理室Ｓ２側の面に対してプリコート処理を行う（ステップＳ１０２）。すなわち、プラズマ処理装置１０の制御部Ｃｎｔは、載置台１３にダミー基板が載置された状態で、プラズマ生成室Ｓ１内にプリコートガスを供給する。そして、制御部Ｃｎｔは、高周波電源７２から電極７０へ高周波電力を供給させることにより、プラズマ生成室Ｓ１に供給されて仕切り板４０の複数の開口４０ｈを介して処理室Ｓ２へ流入するプリコートガスのプラズマを発生させる。これにより、制御部Ｃｎｔは、仕切り板４０の処理室Ｓ２側の面に対してプリコート処理を行う。仕切り板４０の処理室Ｓ２側の面に対してプリコート処理が行われると、仕切り板４０の処理室Ｓ２側の面に保護膜が形成される。また、処理容器１１の壁面のうち処理室Ｓ２に対応する部分に保護膜が形成される。
その後、ダミー基板は、載置台１３から離され、処理容器１１外へ搬出される（ステップＳ１０３）。続いて、基板Ｗが処理容器１１内に搬入され、載置台１３の上に載置される（ステップＳ１０４）。
続いて、プラズマ処理装置１０は、基板Ｗに対してプラズマ処理を行う（ステップＳ１０５）。プラズマ処理としては、例えば、エッチング処理や成膜処理が想定される。基板Ｗに対してエッチング処理を行う場合、プラズマ処理装置１０の制御部Ｃｎｔは、以下の手順によりエッチング処理を行う。すなわち、制御部Ｃｎｔは、仕切り板４０の処理室Ｓ２側の面に対してプリコート処理が行われた後に、載置台１３に基板Ｗが載置された状態で、プラズマ励起用ガス供給系からプラズマ生成室Ｓ１内にプラズマ励起用ガスを供給する。さらに、制御部Ｃｎｔは、第１の処理ガス供給系からプラズマ生成室Ｓ１内に処理ガス（エッチングガス）を供給する。そして、制御部Ｃｎｔは、アンテナ２０からマイクロ波を放射させることにより、プラズマ生成室Ｓ１においてプラズマ励起用ガスのプラズマ及び処理ガスのプラズマを発生させる。プラズマ生成室Ｓ１内に発生したプラズマ中の活性種は、仕切り板４０の複数の開口４０ｈへ導かれる。そして、仕切り板４０の複数の開口４０ｈを介して処理室Ｓ２へ供給された活性種により、処理室Ｓ２内の基板Ｗに、エッチング処理が施される。
また、基板Ｗに対して成膜処理を行う場合、プラズマ処理装置１０の制御部Ｃｎｔは、以下の手順により成膜処理を行う。すなわち、制御部Ｃｎｔは、仕切り板４０の処理室Ｓ２側の面に対してプリコート処理が行われた後に、載置台１３に基板Ｗが載置された状態で、プラズマ励起用ガス供給系からプラズマ生成室Ｓ１内にプラズマ励起用ガスを供給する。さらに、制御部Ｃｎｔは、第２の処理ガス供給系から処理室Ｓ２内に処理ガス（成膜ガス）を供給する。そして、制御部Ｃｎｔは、アンテナ２０からマイクロ波を放射させることにより、プラズマ生成室Ｓ１においてプラズマ励起用ガスのプラズマを発生させる。プラズマ生成室Ｓ１内に発生したプラズマ中の活性種は、仕切り板４０の複数の開口４０ｈへ導かれる。そして、仕切り板４０の複数の開口４０ｈを介して処理室Ｓ２へ供給された活性種が、処理室Ｓ２内に供給された処理ガスと反応する。そして、活性種と処理ガスとが反応することによって得られた反応生成物により、処理室Ｓ２内の基板Ｗに、成膜処理が施される。
その後、基板Ｗが、載置台１３から離され、処理容器１１外へ搬出される（ステップＳ１０６）。そして、プラズマ処理装置１０は、処理を継続する場合には（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、処理をステップＳ１０４へ戻す。
一方、処理が終了される場合には（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、ダミー基板が処理容器１１内に搬入され（ステップＳ１０８）、載置台１３の上に載置される。続いて、プラズマ処理装置１０は、プラズマ生成室Ｓ１及び処理室Ｓ２に対してクリーニング処理を行う（ステップＳ１０９）。すなわち、プラズマ処理装置１０の制御部Ｃｎｔは、載置台１３にダミー基板が載置された状態で、プラズマ生成室Ｓ１及び処理室Ｓ２内にクリーニングガスを供給する。そして、制御部Ｃｎｔは、アンテナ２０からマイクロ波を放射させることにより、プラズマ生成室Ｓ１においてクリーニングガスのプラズマを発生させる。さらに、制御部Ｃｎｔは、高周波電源７２から電極７０へ高周波電力を供給させることにより、プラズマ生成室Ｓ１に供給されて仕切り板４０の複数の開口４０ｈを介して処理室Ｓ２へ流入するクリーニングガスのプラズマを発生させる。これにより、プラズマ処理装置１０は、プラズマ生成室Ｓ１及び処理室Ｓ２に対してクリーニング処理を行う。
その後、ダミー基板は、載置台１３から離され、処理容器１１外へ搬出され（ステップＳ１１０）、処理が終了される。
以上のように本実施形態によれば、プラズマ処理装置１０は、各々の最大幅がプラズマ励起用ガスのプラズマに対応するシース長の２倍以下である複数の開口４０ｈを有し、処理容器１１内をプラズマ生成室Ｓ１と処理室Ｓ２とに仕切る仕切り板４０を有する。また、プラズマ処理装置１０は、プラズマ励起用ガス供給系によってプラズマ生成室Ｓ１へ供給されるプラズマ励起用ガスのプラズマを発生させるアンテナ２０を有する。また、プラズマ処理装置１０は、プリコートガス供給系によってプラズマ生成室Ｓ１へ供給されて仕切り板４０の複数の開口４０ｈを介して処理室Ｓ２へ流入するプリコートガスのプラズマを発生させる高周波電源７２を有する。そして、プラズマ処理装置１０は、プラズマ励起用ガスのプラズマを用いたプラズマ処理が行われる前に、高周波電源７２にプリコートガスのプラズマを発生させることで、仕切り板４０の処理室Ｓ２側の面に対してプリコート処理を行う。
このプラズマ処理装置１０の構成により、プラズマ生成室Ｓ１に発生したプラズマが仕切り板４０の処理室Ｓ２側の面に到達し難い状況であっても、処理室Ｓ２においてプリコートガスのプラズマを安定的に発生させることができる。これにより、仕切り板４０の処理室Ｓ２側の面に保護膜が安定的に形成される。そのため、仕切り板４０の処理室Ｓ２側の面が処理ガスから生成される活性種に直接的に曝される事態を回避することができ、仕切り板４０の処理室Ｓ２側の面からのパーティクルの発生を抑制することができる。その結果、被処理体である基板Ｗに対してプラズマ処理が行われる場合に、仕切り板４０の消耗に起因した基板Ｗの汚染を抑制することができる。
なお、上記実施形態では、プリコートガス供給系がプラズマ生成室Ｓ１へプリコートガスを供給する例を説明したが、開示技術はこれに限定されるものではない。例えば、プリコートガス供給系は、処理室Ｓ２へプリコートガスを供給しても良い。また、プリコートガス供給系は、プラズマ生成室Ｓ１及び処理室Ｓ２へプリコートガスを供給しても良い。要するに、プリコートガス供給系は、プラズマ生成室Ｓ１及び処理室Ｓ２の少なくともいずれか一方へプリコートガスを供給すれば良い。この場合、高周波電源７２は、プリコートガス供給系によってプラズマ生成室Ｓ１へ供給されて仕切り板４０の複数の開口４０ｈを介して処理室Ｓ２へ流入するプリコートガスのプラズマ、又は、プリコートガス供給系によって処理室Ｓ２へ供給されるプリコートガスのプラズマを発生させる。
また、上記実施形態では、高周波電源７２は、処理室Ｓ２に設けられた電極７０に高周波電力を供給することで、処理室Ｓ２において、プリコートガスのプラズマを発生させる例を説明したが、開示の技術はこれに限定されるものではない。例えば、高周波電源７２は、載置台１３に高周波電力を供給しても良い。
図４は、一実施形態に係るプラズマ処理装置の変形例１の概略を示す図である。変形例１に係るプラズマ処理装置１０は、基本的には図１に示したプラズマ処理装置１０と同様の構成を有しており、高周波電源７２から供給される高周波電力の供給先が図１に示したプラズマ処理装置１０と異なる。したがって、図１に示したプラズマ処理装置１０と同様の構成については、説明を省略する。
図４に示すように、変形例１のプラズマ処理装置１０において、高周波電源７２は、載置台１３に電気的に接続されている。また、この場合、変形例１のプラズマ処理装置１０は、電極７０を有さない。高周波電源７２は、載置台１３に所定の高周波電力を供給することで、プリコートガス供給系から処理室Ｓ２へ供給されて仕切り板４０の複数の開口４０ｈを介して処理室Ｓ２へ流入するプリコートガスに対して、電磁波エネルギーを供給する。これにより、高周波電源７２は、処理室Ｓ２においてプリコートガスのプラズマを発生させる。
また、上記実施形態では、ラジアルラインスロットアンテナであるアンテナ２０からマイクロ波を放射することで、プラズマ生成室Ｓ１においてプラズマを発生させる例を説明したが、開示技術はこれに限定されるものではない。例えば、プラズマ生成室Ｓ１においてプラズマを発生させる手法としては、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma、誘導結合プラズマ）を用いる手法も考えられる。
図５は、一実施形態に係るプラズマ処理装置の変形例２の概略を示す図である。変形例２に係るプラズマ処理装置１０は、基本的には図１に示したプラズマ処理装置１０と同様の構成を有しており、ＩＣＰを用いる点が図１に示したプラズマ処理装置１０と異なる。したがって、図１に示したプラズマ処理装置１０と同様の構成については、説明を省略する。
図５に示すように、変形例２のプラズマ処理装置１０は、アンテナ２０に代えて、渦巻形状に配置されたコイルアンテナ８０を有する。また、変形例２のプラズマ処理装置１０は、スイッチ９０を更に有する。また、変形例２のプラズマ処理装置１０において、高周波電源７２は、スイッチ９０を介して載置台１３に電気的に接続されている。また、この場合、変形例２のプラズマ処理装置１０は、電極７０を有さない。
コイルアンテナ８０は、後述するスイッチ９０から高周波電力が供給された場合に、プラズマ生成室Ｓ１へ誘導電界を形成することで、プラズマ生成室Ｓ１において、成膜ガスのプラズマ又は希ガスのプラズマを発生させる。コイルアンテナ８０は、第１のプラズマ源の一例である。
高周波電源７２は、スイッチ９０を介して載置台１３に所定の高周波電力を供給することで、プリコートガス供給系から処理室Ｓ２へ供給されて仕切り板４０の複数の開口４０ｈを介して処理室Ｓ２へ流入するプリコートガスに対して、電磁波エネルギーを供給する。これにより、高周波電源７２は、処理室Ｓ２においてプリコートガスのプラズマを発生させる。高周波電源７２は、第２のプラズマ源の一例である。
スイッチ９０は、載置台１３及びコイルアンテナ８０のうちいずれか一方に対して、高周波電源７２からの高周波電力を選択的に供給する。スイッチ９０による高周波電力の供給先の選択は、制御部Ｃｎｔによって制御される。
１０ プラズマ処理装置
１１ 処理容器
１３ 載置台
１４ シャワープレート
１５ カバープレート
１９ 冷却ジャケット
２０ アンテナ
２６ マイクロ波発生器
４０ 仕切り板
４０ｈ 開口
５０ 排気管
７０ 電極
７２ 高周波電源
Ｃｎｔ 制御部
Ｇ１ ガス源
Ｇ２ ガス源
Ｇ３ ガス源

Claims (4)

  1. 処理容器と、
    各々の最大幅がプラズマ励起用ガスのプラズマに対応するシース長の２倍以下である複数の開口を有し、前記処理容器内をプラズマ生成室と処理室とに仕切る仕切り板と、
    前記プラズマ生成室へ前記プラズマ励起用ガスを供給する第１のガス供給部と、
    前記プラズマ生成室及び前記処理室の少なくともいずれか一方へプリコートガスを供給する第２のガス供給部と、
    前記第１のガス供給部によって前記プラズマ生成室へ供給される前記プラズマ励起用ガスのプラズマを発生させる第１のプラズマ源と、
    前記第２のガス供給部によって前記プラズマ生成室へ供給されて前記仕切り板の前記複数の開口を介して前記処理室へ流入する前記プリコートガスのプラズマ、又は、前記第２のガス供給部によって前記処理室へ供給される前記プリコートガスのプラズマを発生させる第２のプラズマ源と、
    前記プラズマ励起用ガスのプラズマを用いたプラズマ処理が行われる前に、前記第２のプラズマ源を用いて前記処理室内に前記プリコートガスのプラズマを発生させることで、前記仕切り板の前記処理室側の面に対してプリコート処理を行う制御部と
    を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
  2. 前記第１のプラズマ源は、前記プラズマ生成室へマイクロ波を放射することで、前記プラズマ生成室において、前記プラズマ励起用ガスのプラズマを発生させ、
    前記第２のプラズマ源は、前記処理室に設けられた電極又は前記処理容器内の載置台に高周波電力を供給することで、前記処理室において、前記プリコートガスのプラズマを発生させることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 前記第１のプラズマ源は、高周波電力が供給された場合に、前記プラズマ生成室へ誘導電界を形成することで、前記プラズマ生成室において、前記プラズマ励起用ガスのプラズマを発生させ、
    前記第２のプラズマ源は、前記処理室に設けられた電極又は前記処理容器内の載置台に高周波電力を供給することで、前記処理室において、前記プリコートガスのプラズマを発生させ、
    前記プラズマ処理装置は、前記処理室に設けられた電極又は前記処理容器内の載置台、及び前記第１のプラズマ源のうちいずれか一方に対して、前記第２のプラズマ源からの高周波電力を選択的に供給するスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  4. 処理容器と、
    各々の最大幅がプラズマ励起用ガスのプラズマに対応するシース長の２倍以下である複数の開口を有し、前記処理容器内をプラズマ生成室と処理室とに仕切る仕切り板と、
    前記プラズマ生成室へ前記プラズマ励起用ガスを供給する第１のガス供給部と、
    前記プラズマ生成室及び前記処理室の少なくともいずれか一方へプリコートガスを供給する第２のガス供給部と、
    前記第１のガス供給部によって前記プラズマ生成室へ供給される前記プラズマ励起用ガスのプラズマを発生させる第１のプラズマ源と、
    前記第２のガス供給部によって前記処理室へ供給される前記プリコートガスのプラズマ、又は、前記第２のガス供給部によって前記プラズマ生成室へ供給されて前記仕切り板の前記複数の開口を介して前記処理室へ流入する前記プリコートガスのプラズマを発生させる第２のプラズマ源と
    を備えるプラズマ処理装置を用いたプリコート処理方法であって、
    前記プラズマ励起用ガスのプラズマを用いたプラズマ処理が行われる前に、前記第２のプラズマ源を用いて前記処理室内に前記プリコートガスのプラズマを発生させることで、前記仕切り板の前記処理室側の面に対してプリコート処理を行う
    ことを特徴とするプリコート処理方法。
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