WO2011040537A1 - プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁波を処理室へ導入するための誘電体を備えたマイクロ波プラズマ処理装置において成膜された薄膜の不純物濃度を低く抑え、良質な膜を得ることが可能なプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置を提供する。 【解決手段】処理室に基板を収納し、電磁波源から前記処理室の内部に露出している１または２以上の誘電体を透過させて前記処理室内に電磁波を供給し、前記処理室内にプラズマを励起させて基板を処理するプラズマ処理方法であって、 前記基板の処理に先立ち前記処理室の内部に露出する前記誘電体の表面を膜で被覆するプリコート工程を有する、プラズマ処理方法が提供される。

Description

プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置

　本発明は、プラズマを生成して基板に対して成膜などを施すプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置に関する。

　プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理を行い、基板上に所定の膜を成膜するプラズマ処理装置を用いる場合、処理室内壁から発生した元素が処理室内に放出され、その放出された元素が基板上に成膜される膜中に混入してしまう。そのため、基板上に成膜された膜中に含まれる不純物濃度が高くなってしまい、膜質の低下が問題となる。

　上記膜中の不純物濃度の上昇という問題を解決するため、例えば特許文献１には、半導体構造物の製造方法において、成膜室内壁を非晶質半導体膜で覆い成膜中の非単結晶半導体膜に混入する不純物（汚染物）を低減させる技術が開示されている。また、特許文献２には、プラズマＣＶＤ処理において処理室内壁に順に窒化シリコン膜、非単結晶シリコン膜、窒化シリコン膜である３層の膜を成膜し、不純物の発生を抑制する成膜方法が開示されている。さらに、特許文献３には、半導体膜を成膜する際に、処理室内壁を基板上に成膜させる膜と同種の膜等で被覆する技術が開示されている。

　一方、マイクロ波を導波管の下面に複数形成されたスロットに通して処理室の内部に露出するように配置された複数の誘電体中に伝播させ、誘電体表面で形成された電磁界での電界エネルギーにより処理室内に供給された処理ガスをプラズマ化させて、基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。

　また、プラズマ処理装置として、処理室の内部に露出した金属面に沿って電磁波を伝搬させる表面波伝搬部を、処理室の上面に配置された誘電体に隣接して設けたタイプのプラズマ処理装置が知られている（例えば、特許文献５参照）。

　上記特許文献４および特許文献５に記載のプラズマ処理装置は、いずれも処理室の上面に誘電体が配置された構造となっており、その誘電体中あるいは誘電体とその誘電体に隣接する部分にマイクロ波を伝播させる構成となっている。このような構成のプラズマ処理装置は、処理室内に高密度で低電子温度のプラズマを均一に形成することができ、大型の基板（例えば半導体ウェハやガラス基板）を均一かつ高速にプラズマ処理できるといった利点がある。

特開２００４－３４３０３９号公報 特開２００２－１５８２１８号公報 特開２００９－７１２９０号公報 特開２００７－１０３５１９号公報 ＷＯ２００８／１５３０６４Ａ１

　しかしながら、上記特許文献４および特許文献５に記載されたタイプのプラズマ処理装置を用いてプラズマＣＶＤ処理を行う場合、その膜には成膜時に不純物が混入し、良質な膜を得るのが困難であるという問題点があった。

　そこで、本発明は、電磁波を処理室へ透過させるために処理室の内部に露出する誘電体を有したマイクロ波プラズマ処理装置において成膜された薄膜の不純物濃度を低く抑え、良質な膜を得ることが可能なプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置を提供する。

　本発明によれば、処理室に基板を収納し、電磁波源から前記処理室の内部に露出している１または２以上の誘電体を透過させて前記処理室内に電磁波を供給し、前記処理室内にプラズマを励起させて基板を処理するプラズマ処理方法であって、前記基板の処理に先立ち前記処理室の内部に露出する前記誘電体の表面を膜で被覆するプリコート工程を有する、プラズマ処理方法が提供される。

　また、別の観点からの本発明によれば、プラズマ処理される基板を収納する処理室と、前記処理室内にプラズマを励起させるために必要な電磁波を供給する電磁波源と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給源と、前記電磁波源に対し電力設定値を指示し、前記処理ガス供給源に対し流量設定値を指示する装置コントローラとを備え、前記電磁波源から供給される電磁波を前記処理室の内部に透過させる、前記処理室の内部に露出した１または２以上の誘電体を備えたプラズマ処理装置であって、前記装置コントローラは、前記処理室の内部に露出する前記誘電体を膜で被覆するプリコート工程の手順を記憶した記憶装置を有する、プラズマ処理装置が提供される。

　本発明によれば、電磁波を処理室へ透過させるために処理室の内部に露出する誘電体を有したマイクロ波プラズマ処理装置において成膜された薄膜の不純物濃度を低く抑え、良質な膜を得ることが可能なプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置が提供される。

本実施の形態にかかるプラズマ処理装置１の概略的な構成を示した縦断面図である。 蓋体３の下面図である。 蓋体３の部分拡大縦断面図である。 蓋体３の下方から見た誘電体３２の拡大図である。 プラズマ処理装置１１０の概略的な構成を示した縦断面図である。 図５中のＡ－Ａ断面図である。 プラズマ処理装置１５０の概略的な構成を示した縦断面図である。 成膜された微結晶Ｓｉ膜に含まれるアルミニウム濃度を測定したグラフである。

　Ｇ　基板
　１、１１０、１５０　プラズマ処理装置
　２　処理容器
　３　蓋体
　４　処理室
　１０　サセプタ
　１１　給電部
　１２　ヒータ
　１３　高周波電源
　１４　整合器
　１５　高圧直流電源
　１６　コイル
　１７　交流電源
　２０　昇降プレート
　２１　筒体
　２２　べローズ
　２３　排気口
　２４　整流板
　３０　蓋本体
　３１　スロットアンテナ
　３２　誘電体
　３３　Ｏリング
　３５　方形導波管
　３６　誘電部材
　４０　マイクロ波供給装置
　４１　Ｙ分岐管
　４５　上面
　４６　昇降機構
　５０　カバー体
　５１　ガイド部
　５２　昇降部
　５５　ガイドロッド
　５６　昇降ロッド
　５７　ナット
　５８　孔部
　６０　ガイド
　６１　プレート
　６２　回転ハンドル
　７０　スロット
　７１　誘電部材
　７５　梁
　８０　凹部
　８５　ガス噴射口
　９０　ガス配管
　９１　冷却水配管
　９５　処理ガス供給源
　１００　アルゴンガス供給源
　１０１　シランガス供給源
　１０２　水素ガス供給源
　１０５　冷却水供給源
　１０７　装置コントローラ
　１０８　記憶装置
　１２１　金属電極
　１２２　接続部材
　１３０　溝
　１３１　金属カバー

　以下、本発明の実施の１形態を、プラズマ処理の一例であるＣＶＤ処理を行うための、マイクロ波を導波管の下面に複数形成されたスロットに通して処理室の上面に配置された複数枚の誘電体に伝播させ、誘電体表面で形成された電磁界での電界エネルギーにより処理室内に供給された処理ガスをプラズマ化させて、基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置１に基づいて説明する。このＣＶＤ処理は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置や、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ装置における薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の半導体層や、太陽電池における発光層などとしての微結晶シリコンの成膜などに適用できる。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

　なお、以下の説明では流量をＳＣＣＭの単位を用いて説明する。ＳＣＣＭは温度が０℃かつ圧力が１ａｔｍつまり１０１３２５Ｐａで規格化した流量を表す。例えばｘＳＣＣＭは、一分間当たりに、温度が０℃かつ１ａｔｍつまり１０１３２５Ｐａにおいてｘｃｃ（ｃｃはつまりｃｍ^３）の体積となるガスと等しい質量のガスを流すことを意味する。
また、以下の説明では、数値の表記にａＥｂといった表記方法を用いる。これは、ａ×１０^ｂを意味する。例えば、２．７Ｅ＋３は、２．７Ｅ＋３＝２．７×１０^＋３＝２．７×１０００を意味する。

　図１は本実施の１形態にかかるプラズマ処理装置１の概略的な構成を示した縦断面図である。図２は、このプラズマ処理装置１が備える蓋体３の下面図である。図３は、蓋体３の部分拡大縦断面図である。このプラズマ処理装置１は、上部が開口した有底立方体形状の処理容器２と、この処理容器２の上方を塞ぐ蓋体３を備えている。処理容器２の上方を蓋体３で塞ぐことにより、処理容器２の内部には密閉空間である処理室４が形成されている。これら処理容器２と蓋体３は例えばアルミニウムからなり、いずれも電気的に接地された状態になっている。

　処理室４の内部には、基板として例えばガラス基板（以下「基板」という）Ｇを載置するための載置台としてのサセプタ１０が設けられている。このサセプタ１０は例えば窒化アルミニウムからなり、その内部には、基板Ｇを静電吸着すると共に処理室４の内部に所定のバイアス電圧を印加させるための給電部１１と、基板Ｇを所定の温度に加熱するヒータ１２が設けられている。給電部１１には、処理室４の外部に設けられたバイアス印加用の高周波電源１３がコンデンサなどを備えた整合器１４を介して接続されると共に、静電吸着用の高圧直流電源１５がコイル１６を介して接続されている。ヒータ１２には、同様に処理室４の外部に設けられた交流電源１７が接続されている。

　サセプタ１０は、処理室４の外部下方に設けられた昇降プレート２０の上に、筒体２１を介して支持されており、昇降プレート２０と一体的に昇降することによって、処理室４内におけるサセプタ１０の高さが調整される。但し、処理容器２の底面と昇降プレート２０との間には、べローズ２２が装着してあるので、処理室４内の気密性は保持されている。

　処理容器２の底部には、処理室４の外部に設けられた真空ポンプなどの排気装置（図示せず）によって処理室４内の雰囲気を排気するための排気口２３が設けられている。また、処理室４内においてサセプタ１０の周囲には，処理室４内におけるガスの流れを好ましい状態に制御するための整流板２４が設けられている。

　蓋体３は、蓋本体３０の下面にスロットアンテナ３１を一体的に形成し、更にスロットアンテナ３１の下面に、複数枚のタイル状の誘電体３２を取り付けた構成である。蓋本体３０及びスロットアンテナ３１は、例えばアルミニウムなどの導電性材料で一体的に構成され、電気的に接地状態である。図１に示すように処理容器２の上方を蓋体３によって塞いだ状態では、蓋本体３０の下面周辺部と処理容器２の上面との間に配置されたＯリング３３と、後述する各スロット７０の周りに配置されたＯリング（図示せず）によって、処理室４内の気密性が保持されている。

　蓋本体３０の内部には、断面形状が矩形状の方形導波管３５が複数本水平に配置されている。この実施の形態では、何れも直線上に延びる６本の方形導波管３５を有しており、各方形導波管３５同士が互いに平行となるように並列に配置されている。各方形導波管３５の断面形状（矩形状）の長辺方向がＨ面で垂直となり、短辺方向がＥ面で水平となるように配置されている。なお、長辺方向と短辺方向をどのように配置するかは、モードによって変る。また各方形導波管３５の内部は、例えばフッ素樹脂（例えばテフロン（登録商標））、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、石英などの誘電部材３６がそれぞれ充填されている。

　処理室４の外部には、図２に示されるように、この実施の形態では３つのマイクロ波供給装置４０が設けられており、各マイクロ波供給装置４０からは、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波が、蓋本体３０の内部に設けられた２本ずつの方形導波管３５に対してそれぞれ導入されるようになっている。各マイクロ波供給装置４０と２本ずつの各方形導波管３５との間には、２本の方形導波管３５に対してマイクロ波を分配して導入させるためのＹ分岐管４１がそれぞれ接続してある。なお、ここではマイクロ波の周波数を２．４５ＧＨｚとしたが、本発明において使用するマイクロ波の周波数は例えば、９１５ＭＨｚ等、６００ＭＨｚ～２０ＧＨｚであればよい。

　図１に示されるように、蓋本体３０の内部に形成された各方形導波管３５の上部は蓋本体３０の上面において開口しており、そのように開口した各方形導波管３５の上方から、各方形導波管３５内に上面４５が昇降自在に挿入されている。一方、蓋本体３０の内部に形成された各方形導波管３５の下面は、蓋本体３０の下面に一体的に形成されたスロットアンテナ３１を構成している。蓋本体３０の上方には、方形導波管３５の上面４５を、水平な姿勢を保ったまま方形導波管３５の下面（スロットアンテナ３１の上面）に対して昇降移動させる昇降機構４６が、各方形導波管３５毎に設けられている。

　図３に示すように、方形導波管３５の上面４５は、蓋本体３０の上面を覆うように取付けられたカバー体５０内に配置される。カバー体５０の内部には、方形導波管３５の上面４５を昇降させるために充分な高さを持った空間が形成されている。カバー体５０の上面には、一対のガイド部５１とガイド部５１同士の間に配置された昇降部５２が配置されており、これらガイド部５１と昇降部５２によって方形導波管３５の上面４５を昇降移動させる昇降機構４６が構成されている。

　方形導波管３５の上面４５は、各ガイド部５１に設けられたガイドロッド５５と、昇降部５２に設けられた昇降ロッド５６を介して、カバー体５０の上面から吊下げられている。これらガイドロッド５５と昇降ロッド５６の下端には、ストッパー用のナット５７が取付けてあり、これらナット５７を方形導波管３５の上面４５の内部に形成された孔部５８に係合させることにより、カバー体５０の内部において、方形導波管３５の上面４５を落下させずに支持している。

　これらガイドロッド５５と昇降ロッド５６の上端は、カバー体５０の上面を貫通し、上方に突出している。ガイド部５１に設けられたガイドロッド５５は、カバー体５０の上面に固定されたガイド６０内を貫通し、ガイド６０内において垂直方向にスライド移動できるようになっている。一方、昇降部５２に設けられた昇降ロッド５６は、カバー体５０の上面に支持されたプレート６１と、このプレート６１の上に回転自在に配置された回転ハンドル６２を貫通している。昇降ロッド５６の外周面にはネジ溝が形成してあり、該ネジ溝を回転ハンドル６２の中心に形成したネジ孔に係合させた構成になっている。

　かかる昇降機構４６にあっては、回転ハンドル６２を回転操作することにより、昇降ロッド５６に対する回転ハンドル６２の係合位置が変わり、それに伴って、方形導波管３５の上面４５をカバー体５０の内部において昇降移動させることができる。なお、かかる昇降移動をする際には、ガイド部５１に設けられたガイドロッド５５がガイド６０内を垂直方向にスライド移動するので、方形導波管３５の上面４５は常に水平姿勢に保たれ、方形導波管３５の上面４５と下面（スロットアンテナ３１の上面）は常に平行となる。

上述のように、方形導波管３５の内部には誘電部材３６が充填されているので、方形導波管３５の上面４５は、誘電部材３６の上面に接する位置まで下降することができる。そして、このように誘電部材３６の上面に接する位置を下限として、方形導波管３５の上面４５をカバー体５０の内部で昇降移動させることにより、回転ハンドル６２の回転操作で、方形導波管３５の下面（スロットアンテナ３１の上面）に対する方形導波管３５の上面４５の高さｈを任意に変えることが可能である。なお、カバー体５０の高さは、後述するように処理室４内で行われるプラズマ処理の条件に応じて方形導波管３５の上面４５を昇降移動させる際に、上面４５を充分な高さにまで移動させることができるように設定される。

方形導波管３５の上面４５は，例えばアルミニウムなどの導電性材料からなり，上面４５の周面部には，蓋本体３０に対して電気的に導通させるためのシールドスパイラル６５が取り付けてある。このシールドスパイラル６５の表面には，電気抵抗下げるために例えば金メッキが施されている。したがって，方形導波管３５の内壁面全体は互いに電気的に導通した導電性部材で構成されており，方形導波管３５の内壁面全体に沿って放電せずに電流が円滑に流れるように構成されている。

スロットアンテナ３１を構成する各方形導波管３５の下面には、透孔としての複数のスロット７０が、各方形導波管３５の長手方向に沿って等間隔に配置されている。この実施の形態では、各方形導波管３５毎に１３個ずつ（Ｇ５相当）のスロット７０が、それぞれ直列に並べて設けられており、スロットアンテナ３１全体で、１３個×６列＝７８箇所のスロット７０が、蓋本体３０の下面（スロットアンテナ３１）全体に均一に分布して配置されている。

このようにスロットアンテナ３１の全体に均一に分布して配置された各スロット７０の内部には、例えばフッ素樹脂、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、石英などの誘電部材７１がそれぞれ充填されている。また、これら各スロット７０の下方には、上述のようにスロットアンテナ３１の下面に取付けられた複数枚の誘電体３２がそれぞれ配置されている。各誘電体３２は長方形の平板状をなしており、例えばＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３等の酸化物系やＡＩＮ等の窒化物系の誘電材料で構成される。なお、本実施の形態では誘電体３２がＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）である場合を例として説明する。

図２に示されるように、各誘電体３２は、一つのマイクロ波供給装置４０に対してＹ分岐管４１を介して接続された２本の方形導波管３５を跨ぐようにそれぞれ配置される。前述のように、蓋本体３０の内部には全部で６本の方形導波管３５が平行に配置されており、各誘電体３２は、それぞれ２本ずつの方形導波管３５に対応するように、３列に配置されている。

また前述のように、各方形導波管３５の下面（スロットアンテナ３１）には、それぞれ１２個ずつのスロット７０が直列に並べて配置されており、各誘電体３２は、互いに隣接する２本の方形導波管３５（Ｙ分岐管４１を介して同じマイクロ波供給装置４０に接続された２本の方形導波管３５）の各スロット７０同士間を跨ぐように取り付けられている。これにより、スロットアンテナ３１の下面には、全部で１３個×３列＝３９枚の誘電体３２が取り付けられている。スロットアンテナ３１の下面には、これら３９枚の誘電体３２を１３個×３列に配列された状態で支持するための、格子状に形成された梁７５が設けられている。

ここで、図４は、蓋体３の下方から見た誘電体３２の拡大図である。梁７５は、各誘電体３２の周囲を囲むように配置されており、各誘電体３２をスロットアンテナ３１の下面に密着させた状態で支持している。梁７５は、例えばアルミニウムなどの導電性材料からなり、スロットアンテナ３１および蓋本体３０と共に電気的に接地された状態になっている。この梁７５によって各誘電体３２の周囲を支持することにより、各誘電体３２の下面の大部分を処理室４内に露出させた状態にさせている。

各誘電体３２と各スロット７０の間は、Ｏリング（図示せず）などのシール部材を用いて、封止された状態となっている。蓋本体３０の内部に形成された各方形導波管３５に対しては、例えば大気圧の状態でマイクロ波が導入されるが、このように各誘電体３２と各スロット７０の間がそれぞれ封止されているので、処理室４内の気密性が保持されている。

各誘電体３２は、長手方向の長さＬが誘電体中を伝播するマイクロ波の波長λｇよりも長く、幅方向の長さＭが誘電体中を伝播するマイクロ波の波長λｇよりも短い長方形に形成されている。マイクロ波供給装置４０で例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生させた場合、誘電体中を伝播するマイクロ波の波長λｇは約６０ｍｍとなる。このため、各誘電体３２の長手方向の長さＬは、６０ｍｍよりも長く、例えば１８８ｍｍに設定される。また、各誘電体３２の幅方向の長さＭは、６０ｍｍよりも短く、例えば４０ｍｍに設定される。

また、各誘電体３２の下面には、凹凸が形成されている。即ち、この実施の形態では、長方形に形成された各誘電体３２の下面において、その長手方向に沿って７個の凹部８０が直列に並べて配置されている。これら各凹部８０は、平面視ではいずれもほぼ等しい略長方形状をなしている。また、各凹部８０の内側面は、ほぼ垂直な壁面になっており、その深さはそれぞれ同一でもよく、異なっていても良い。

各誘電体３２を支持している梁７５の下面には、各誘電体３２の周囲において処理室４内に処理ガスを供給するためのガス噴射口８５がそれぞれ設けられている。ガス噴射口８５は、各誘電体３２毎にその周囲を囲むように複数箇所に形成されることにより、処理室４の上面全体にガス噴射口８５が均一に分布して配置されている。

図１に示すように、蓋本体３０内部には処理ガス供給用のガス配管９０と、冷却水供給用の冷却水配管９１が設けられている。ガス配管９０は、梁７５の下面に設けられた各ガス噴射口８５に連通している。

ガス配管９０には、処理室４の外部に配置された処理ガス供給源９５が接続されている。この実施の形態では、処理ガス供給源９５として、アルゴンガス供給源１００、成膜ガスとしてのシランガス供給源１０１および水素ガス供給源１０２が用意され、各々バルブ１００ａ、１０１ａ、１０２ａ、マスフローコントローラ１００ｂ、１０１ｂ、１０２ｂ、バルブ１００ｃ、１０１ｃ、１０２ｃを介して、ガス配管９０に接続されている。これにより、処理ガス供給源９５からガス配管９０に供給された処理ガスが、ガス噴射口８５から処理室４内に噴射されるようになっている。

また、ガス配管９０には、処理室４の外部に配置されたクリーニングガス供給源９６が接続されている。クリーニングガス供給源９６からは、例えばＮＦ_３（３フッ化窒素）等のクリーニングガスが供給され、ガス噴射口８５から処理室４内に噴射される。

マイクロ波供給源４０と処理ガス供給源９５とクリーニングガス供給源９６とは、装置コントローラ１０７に接続されている。この装置コントローラ１０７は、記憶装置１０８を有しており、この記憶装置１０８に記憶された手順（シーケンス）に従って、マイクロ波供給源４０に対してのマイクロ波出力電力の設定値、各マスフローコントローラに対しての流すガスの流量の設定値、各バルブに対してのバルブの開閉指示およびクリーニングガス供給源９６に対してのクリーニングガス流量の設定値等を指示する。

冷却水配管９１には、処理室４の外部に配置された冷却水供給源１０５が接続されている。冷却水供給源１０５から冷却水配管９１に冷却水が循環供給されることにより、蓋本体３０は所定の温度に保たれている。

以上のように構成された本発明の実施の形態にかかるプラズマ処理装置１において、例えば微結晶Ｓｉ成膜を行う場合について説明する。まず、クリーニングガス供給源９６からクリーニングガスを、基板Ｇの搬入されていない状態の処理室４内部に供給し、クリーニング終了後にはクリーニングガスを処理室４から排気する。

そして、処理室４内部のクリーニングを行った後、基板Ｇを処理室４内に載置する前に、各誘電体３２の処理室４内に露出している部分（各誘電体３２の下面）について、例えばシリコン膜やＳｉＯ_２膜等による被覆（以下、プリコートという）を行う。プリコートを行う際には、シランガス（ＳｉＨ_４）およびアルゴンガス（Ａｒ）のみを処理室４内に供給し、水素ガスは供給しない。シランガスおよびアルゴンガスの供給と同時に排気口２３から排気を行い、処理室４内を所定の圧力にすることで各誘電体３２のプリコートが実施される。この各誘電体３２の処理室４内に露出している部分についてのシリコンを含む膜によるプリコートは、プリコート後に行われる基板Ｇへの微結晶Ｓｉ膜の成膜時より高い圧力下で行われ、また、基板Ｇへの微結晶Ｓｉ膜の成膜時よりＳｉＨ_４の流量が多い条件下で行われ、さらには、基板Ｇへの微結晶Ｓｉ膜の成膜時よりマイクロ波パワーの小さい条件下で行われる。

　上述のように、各誘電体３２の処理室４内に露出している部分についてプリコートを行った後、続いて基板Ｇに対し微結晶Ｓｉ膜の成膜が行われる。成膜処理する際には、処理室４内のサセプタ１０上に基板Ｇを載置し、処理ガス供給源９５からガス配管９０、ガス噴射口８５を経て所定の処理ガス、例えばアルゴンガス／シランガス／水素の混合ガスを処理室４内に供給しつつ、排気口２３から排気して処理室４内を所定の圧力に設定する。この場合、蓋本体３０の下面全体に分布して配置されているガス噴射口８５から処理ガスを噴き出すことにより、サセプタ１０上に載置された基板Ｇの表面全体に処理ガスを満遍なく供給することができる。なお、微結晶Ｓｉ膜の成膜が行われる条件下では、各誘電体３２にプリコートされたシリコンを含む膜が削られてしまう恐れがあるため、例えば１５～２０枚の基板Ｇを成膜処理するごとに、前記クリーニング処理を行い、その後に誘電体３２の上記プリコートを繰り返し行うことが好ましい。

　そして、このように処理ガスを処理室４内に供給する一方で、ヒータ１２によって基板Ｇを所定の温度に加熱する。また、図２に示したマイクロ波供給装置４０で発生させた例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波が、Ｙ分岐管４１を経て各方形導波管３５に導入され、それぞれの各スロット７０を通じて、各誘電体３２中を伝播していく。なお、このように方形導波管３５に導入されたマイクロ波を各スロット７０から各誘電体３２に伝播させる場合、スロット７０の大きさが充分でないと、マイクロ波が方形導波管３５からスロット７０内に入り込まなくなってしまう。しかしながら、この実施の形態では、各スロット７０内に例えばフッ素樹脂、Ａｌ_２Ｏ_３、石英などといった空気よりも誘電率の高い誘電部材７１が充填されている。このため、スロット７０が十分な大きさを有していなくても、誘電部材７１の存在によって、見かけ上はマイクロ波を入り込ませるのに十分な大きさを有しているスロット７０と同様な機能を果すことになる。これにより、方形導波管３５に導入されたマイクロ波を各スロット７０から各誘電体３２に確実に伝播させることができる。

　こうして、各誘電体３２中に伝播させたマイクロ波のエネルギーによって、各誘電体３２の表面において処理室４内に電磁界が形成され、電界エネルギーによって処理容器２内の前記処理ガスをプラズマ化することにより、基板Ｇ上の表面に対して、微結晶Ｓｉ膜の成膜が行われる。この場合、各誘電体３２の下面に凹部８０が形成されているので、これら凹部８０の内側面に伝播されたマイクロ波のエネルギーによって該内側面に対してほぼ垂直の電界を形成させ、その近傍でプラズマを効率良く発生させることができる。また、プラズマの生成箇所も安定させることができる。

　ここで、処理室４内で行われるこのようなプラズマ処理の条件（例えばガス種、圧力、マイクロ波供給装置のパワー出力等）は、処理の種類などによって適宜設定されるが、例えば、ガス種は上述したようにアルゴンガス／シランガス／水素の混合ガスであり、圧力は３０ｍＴｏｒｒであり、マイクロ波供給装置のパワー出力は５ｋＷ×３である。

　本発明者らは基板への微結晶Ｓｉ膜成膜時の不純物の混入という問題点について、鋭意検討した結果、処理室の上面に誘電体を有したマイクロ波プラズマ処理装置における微結晶Ｓｉ成膜時に混入される不純物の原因は、処理室の上面に設けられたマイクロ波導入用の誘電体が、その表面に発生した水素ラジカル（Ｈラジカル）により還元されてしまい、還元によって前記誘電体から発生した元素が処理室内に放出され、基板上に成膜されている微結晶Ｓｉ膜中に混入してしまうことであるという知見を得た。以下に本知見を得るにいたった不純物発生源の特定実験を述べる。

　プリコートを行わずに微結晶Ｓｉ膜を成膜する際に、不純物であるアルミニウム（Ａｌ）元素が発生する要因の特定を行うために、プラズマ処理装置１を用いＡｌ元素発生源の特定実験を行った。この実験は、プラズマ処理装置１の処理室内の誘電体、梁・ノズル、ステージブロック（サセプタ）をそれぞれ被覆をしない場合とイットリア（Ｙ_２Ｏ_３）又は耐熱性のポリイミドフィルムテープによる被覆をした場合の後述する実験１から４のそれぞれについて、後述する基板への微結晶Ｓｉ成膜条件により基板への微結晶Ｓｉの成膜を行い、基板に成膜された微結晶Ｓｉ膜に含まれるＡｌ濃度を二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｉｏｎ　Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いて測定した。表１は実験１～４における各部の被覆の有無を示した表である。
 

　（本実験での基板への微結晶Ｓｉの成膜条件）
本実験での基板への微結晶Ｓｉ成膜条件は、処理室内へ基板を入れ、マイクロ波パワーを５ｋＷ×３、シラン（ＳｉＨ４）ガス流量を１２ＳＣＣＭ、水素（Ｈ２）ガス流量を１２ＳＣＣＭ、アルゴン（Ａｒ）ガス流量を１２６ＳＣＣＭ、圧力を３０ｍＴｏｒｒ、蓋体の処理室内における下面と基板の距離（Ｇａｐ）を９０ｍｍ、ステージブロック温度を３００℃として基板に微結晶Ｓｉ膜を成膜させた。

（実験１）
誘電体と、梁・ノズルと、ステージブロックとのいずれにも被覆を施さない状態で、前記基板への微結晶Ｓｉの成膜条件により基板への微結晶Ｓｉ膜を成膜した。微結晶Ｓｉ中のアルミニウム濃度の測定値は、３．２Ｅ＋１９［ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３］であった。

（実験２）
誘電体にＹ_２Ｏ_３による被覆を施し、梁・ノズルと、ステージブロックとには被覆を施さない状態で、前記基板への微結晶Ｓｉの成膜条件により基板への微結晶Ｓｉ膜を成膜した。微結晶Ｓｉ中のアルミニウム濃度の測定値は、８．６Ｅ＋１７［ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３］であった。

（実験３）
誘電体にＹ_２Ｏ_３による被覆を施し、梁・ノズルに耐熱性テープによる被覆を施し、ステージブロックには被覆を施さない状態で、前記基板への微結晶Ｓｉの成膜条件により基板への微結晶Ｓｉ膜を成膜した。微結晶Ｓｉ中のアルミニウム濃度の測定値は、９．４Ｅ＋１７［ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３］であった。

（実験４）
誘電体にＹ_２Ｏ_３による被覆を施し、梁・ノズルとステージブロックに耐熱性テープによる被覆を施した状態で、前記基板への微結晶Ｓｉの成膜条件により基板への微結晶Ｓｉ膜を成膜した。微結晶Ｓｉ中のアルミニウム濃度の測定値は、５．８Ｅ＋１７［ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３］であった。

図８は、前述の実験１～４の各場合について基板に成膜された微結晶Ｓｉ膜に含まれるアルミニウム濃度を二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）により測定した値をプロットしたグラフである。図８に示されるように、実験１の場合のアルミニウム濃度が他の実験２～４の場合のアルミニウム濃度に比べ大幅に高く、実験２～４の間でのアルミニウム濃度の差はほとんどなかった。実験１のアルミニウム濃度が高いことから、被覆を行わない場合、微結晶Ｓｉ膜には多くのアルミニウムが含まれてしまうことが分かる。さらに、実験２～４においては各場合でアルミニウム濃度の差はほとんどない。このことから、基板に成膜された微結晶Ｓｉ膜に混入するアルミニウムは、大部分が誘電体から発生していることが分かった。

　上記実験から、各誘電体３２がＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）である場合に、被覆を施していない状態で基板Ｇへの微結晶Ｓｉ膜の成膜を行うと、誘電体３２が、微結晶Ｓｉ膜成膜中に処理室４内に発生する水素ラジカルにより還元されてしまい、還元によって誘電体３２から発生したＡｌ元素やＯ元素が処理室内に放出され、基板上に成膜されている微結晶Ｓｉ膜中に混入してしまい、これにより基板Ｇに成膜される微結晶Ｓｉ膜の質が低下してしまうことが分かる。

　一般的に、プラズマ処理装置においては、例えば処理室の内壁や梁等もアルミニウム（Ａｌ）元素を含む金属によって構成されている。このため、これら内壁や梁からのＡｌ元素等の不純物の発生も懸念されるが、上記実験から、プリコートを行わずに微結晶Ｓｉ膜を成膜する際の不純物であるＡｌ元素の発生源は、主に誘電体であり、微結晶Ｓｉ膜中のアルミニウム濃度を低減するためには、誘電体を被覆することが有効であるとの知見を得た。そのため、上述してきた本実施の形態におけるシリコンを含む膜によるプリコートは、特に誘電体３２を被覆することを対象としているのである。

　これに対し、本実施の形態で説明した誘電体３２へのシリコンを含む膜によるプリコートを行った後に、基板Ｇへの微結晶Ｓｉ膜の成膜を行った場合、微結晶Ｓｉ膜成膜中に処理室４内に発生するＨラジカルと誘電体３２が直接接触することがないため、誘電体３２の還元が発生しない。そのため、誘電体３２から微結晶Ｓｉ膜内に混入すると不純物となるような元素は発生せず、基板Ｇ上に良質な微結晶Ｓｉ膜が成膜されることとなる。

　以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。例えば、１枚基板処理を行うたびに、クリーニングを行い、その後プリコートを行うことが好ましい。また例えば、複数枚基板処理を行ってから、クリーニングを行い、その後プリコートを行うこととしても良い。この場合は、クリーニングに要する時間とプリコートに要する時間とが不要となるため、時間当たり（一日あたり）の基板処理枚数を多くすることができる。クリーニングすることにより、処理室内部につけられていたプリコートによる被膜も除去されるため、クリーニング後はプリコートを行ってから基板処理を行うことが好ましい。また例えば基板処理後にクリーニングを行わずプリコートを行っても良い。この場合クリーニングに要する時間が不要となるため、時間当たり（一日あたり）の基板処理枚数を多くすることができる。これは、基板処理によりプリコートによる被膜が薄くなってしまうが、クリーニングを必要とするほどではない場合には、特に有効である。即ち、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

　例えば、上記実施の形態ではプラズマ処理装置１を図示して説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではない。以下には、処理室の内部に露出した金属面に沿って電磁波を伝播させる表面波伝播部を、処理室の上面に配置された誘電体に隣接して設けたタイプのマイクロ波プラズマを用いたプラズマ処理装置１１０について図面を参照して説明する。なお上記実施の形態にかかるプラズマ処理装置１と同様の機能構成を有する要素については同一の符号を用いて説明する。また、プラズマ処理装置１１０はその処理容器４内部の構成において、上記実施の形態にかかるプラズマ処理装置１と差異があり、その他の構成要素についてはほぼ同様の構成であるため、その説明は省略する。

図５は、プラズマ処理装置１１０の概略的な構成を示した縦断面図（図６中のＤ－Ｄ’－Ｅ’－Ｅ断面）である。図６は、図５中のＡ－Ａ断面図である。プラズマ処理装置１１０は、蓋体３の下面に例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる８つの誘電体３２が取付けられている。各誘電体３２は実質的に正方形と見なすことができる板状である。各誘電体３２は、互いの頂角同士を隣接させるように配置されている。また、隣り合う誘電体３２同士において、中心点Ｏ’を結ぶ線Ｌ’上に、各誘電体３２の頂角が隣接して配置される。このように８つの誘電体３２を、互いの頂角同士を隣接させ、かつ、互いに隣り合う誘電体３２同士において、中心点Ｏ’を結ぶ線上に、各誘電体３２の頂角が隣接するように配置することにより、蓋体３の下面には、４つの誘電体３２に囲まれた正方形の領域Ｓが３箇所に形成される。

　各誘電体３２の下面には、金属電極１２１が取り付けられている。金属電極１２１は、導電性を有する材料、例えばアルミニウム合金からなる。誘電体３２と同様に、金属電極１２１も正方形の板状に構成されている。但し、金属電極１２１の幅Ｎは、誘電体３２の幅Ｌに比べて僅かに短い。このため、処理容器４の内部から見ると、金属電極１２１の周囲には、誘電体３２の周辺部が正方形の輪郭を現す状態で露出している。そして、処理容器４の内部から見ると、誘電体３２の周辺部によって形成された正方形の輪郭の頂角同士が隣接させて配置されている。

　誘電体３２および金属電極１２１は、ネジ等の接続部材１２２によって、蓋体３の下面に取り付けられている。金属電極１２１は、接続部材１２２を介して蓋体３の下面に電気的に接続されて、電気的に接地された状態になっている。

　プラズマ処理装置１１０では、蓋体３の下面の各領域Ｓ、および、８つの誘電体３２側の領域において、蓋体３の下面が処理容器４内に露出した状態になっている。また、蓋体３の下面は、全体的に平面形状に構成されている。このため、金属電極１２１下面は、蓋体３の下面よりも下方に位置している。

　蓋体３の下面には、８つの誘電体３２を取り囲むように配置された溝１３０が連続して設けられており、この溝１３０で仕切られた内側の領域において、蓋体３の下面には、８つの蓋体下面内側部分３ｂが形成されている。これら蓋体下面内側部分３ｂは、処理容器４の内部から見た状態において、金属電極１２１を対角線で２等分した直角二等辺三角形とほぼ同様の形状を有している。また、蓋体３の下面の各領域Ｓには、複数のガス放出孔が分散して開口され、各蓋体下面内側部分３ｂには、複数のガス放出孔が分散して開口されている。また、蓋体下面内側部分３ｂには金属カバー１３１が取り付けられている。この金属カバー１３１は導電性を有する材料、例えばアルミニウム合金からなる。

　プラズマ処理装置１１０においては、プラズマ処理中、マイクロ波供給装置１３４から各誘電体３２に伝搬されられたマイクロ波は、蓋体３の下面に露出している誘電体３２の周囲から金属電極１２１下面および蓋体３の各領域Ｓと各金属カバー１３１の下面に沿って伝搬させられる。プラズマ処理装置１１０によっても、表面波伝搬部である金属電極１２１下面および蓋体３の各領域Ｓと各金属カバー１３１の下面の全体において、均一な条件でマイクロ波のパワーによりプラズマを生成させることにより、基板Ｇの処理面全体に更に均一なプラズマ処理を施すことが可能である。

　上述したプラズマ処理装置１１０においても本発明は当然適用可能であり、上記実施の形態と同様に、誘電体３２への例えばシリコンを含む膜によるプリコートを行った後に、基板Ｇへの微結晶Ｓｉ膜の成膜を行った場合、微結晶Ｓｉ膜成膜中に処理室４内に発生するＨラジカルと誘電体３２が直接接触することがないため、誘電体３２の還元が発生しない。そのため、誘電体３２から微結晶Ｓｉ膜内に混入すると不純物となるような元素は発生せず、基板Ｇ上に良質な微結晶Ｓｉ膜が成膜されることとなる。

　また、上記実施の形態では、処理室４にガス供給するガス配管を１つのみ設けた場合を説明したが、複数のガス配管を設けることも考えられる。図７は２つのガス配管、即ち、上段ガス配管９０ａと下段ガス配管９０ｂを設けた場合のプラズマ処理装置１５０の概略的な構成を示した縦断面図である。なお、以下の説明において、上記実施の形態と同様の構成要素については同一符号を付して説明する。

　図７に示すように、プラズマ処理装置１５０においては、ガス供給源９５から連通する上段ガス配管９０ａおよび下段ガス配管９０ｂが処理室４内のサセプタ１０の上方を通過するように設けられている。上段ガス配管９０ａと下段ガス配管９０ｂの位置関係は上段ガス配管９０ａが誘電体３２に近く、下段ガス配管９０ｂがサセプタ１０に近いという位置関係である。上段ガス配管９０ａの開口部は誘電体３２方向（上向き）であり、下段ガス配管９０ｂの開口部はサセプタ１０方向（下向き）である。

　プラズマ処理装置１５０において本発明にかかるプラズマ処理方法を適用する場合、プリコートを行う時および基板Ｇの成膜処理を行う時の双方において、上段ガス配管９０ａからはアルゴンガスを供給させ、下段ガス配管９０ｂからシランガスを供給させることとしても良い。また、プリコートを行う時には上段ガス配管９０ａからアルゴンガスおよびシランガスを供給させ、下段ガス配管９０ｂからはガスを供給せず、基板Ｇの成膜処理を行う時には上段ガス配管９０ａからはアルゴンガスを供給させ、下段ガス配管９０ｂからシランガスを供給させることも考えられる。

　（実施例１）
　以下に、プラズマ処理装置１でのプリコートの実施例（実施例１）を記す。
プラズマ処理装置１を用い、処理室に基板を入れない状態で、以下に記すプリコート条件によりプリコートを行った後に、処理室に基板を入れ、以下に記す基板処理条件により基板に微結晶Ｓｉ膜の成膜を行った。
プリコート条件：処理室に基板がない状態で、 マイクロ波パワーを２．５５ｋＷ×３、シラン（ＳｉＨ_４）ガス流量を１００ＳＣＣＭ、酸素（Ｏ_２）ガス流量を６２５ＳＣＣＭ、アルゴン（Ａｒ）ガス流量を１５００ＳＣＣＭ、圧力を１５０ｍＴｏｒｒ、蓋本体３の処理室内における下面と成膜対象の基板を載せるステージブロックの上面の距離（Ｇａｐ）を１６６ｍｍ、ステージブロック温度を３００℃、成膜時間を２５分間とした。
なお、プラズマ生成領域のステージの載置面に平行な断面の面積が、約２４３５ｃｍ^２なので、前記断面の単位面積当たりのマイクロ波パワーは、約３．１４Ｗ／ｃｍ^２である。また基板サイズが４０ｃｍ×５０ｃｍなので、前記基板の単位面積当たりのシランガス流量は、約０．０５ＳＣＣＭ／ｃｍ^２である。また、前記基板の単位面積あたりの酸素（Ｏ_２）ガス流量は約０．３１３ＳＣＣＭ／ｃｍ^２である。また、前記基板の単位面積あたりのアルゴン（Ａｒ）ガス流量は、約０．７５ＳＣＣＭ／ｃｍ^２である。
基板処理条件：基板を処理室に入れ、マイクロ波パワーを５ｋＷ×３、シラン（ＳｉＨ_４）ガス流量を１２ＳＣＣＭ、水素（Ｈ_２）ガス流量を１２ＳＣＣＭ、アルゴン（Ａｒ）ガス流量を１２６ＳＣＣＭ、圧力を３０ｍＴｏｒｒ、蓋本体３の処理室内における下面と成膜対象の基板を載せるステージブロックの上面の距離（Ｇａｐ）を９０ｍｍ、ステージブロック温度を３００℃、成膜時間は所望の膜厚となる時間、として基板に微結晶Ｓｉ膜を成膜させた。
なお、前記断面の単位面積当たりのマイクロ波パワーは、約６．１６Ｗ／ｃｍ^２である。また基板サイズが４０ｃｍ×５０ｃｍなので、前記基板の単位面積当たりのシランガス流量は、約０．００６ＳＣＣＭ／ｃｍ^２である。また、前記基板の単位面積あたりの水素（Ｈ_２）ガス流量は約０．００６ＳＣＣＭ／ｃｍ^２である。また、前記基板の単位面積あたりのアルゴン（Ａｒ）ガス流量は、約０．０６３ＳＣＣＭ／ｃｍ^２である。

（実施例２）
プラズマ処理装置１でのプリコートの実施例（実施例２）を記す。プラズマ処理装置１を用い、処理室に基板を入れない状態で、以下に記すプリコート条件によりプリコートを行った後に、処理室に基板を入れ、以下に記す基板処理条件により基板に微結晶Ｓｉ膜の成膜を行った。
プリコート条件：処理室に基板がない状態で、 マイクロ波パワーを２ｋＷ×３、シラン（ＳｉＨ_４）ガス流量を４００ＳＣＣＭ、水素（Ｈ_２）ガス流量を０ＳＣＣＭ、アルゴン（Ａｒ）ガス流量を６００ＳＣＣＭ、圧力を６０ｍＴｏｒｒ、蓋本体３の処理室内における下面と成膜対象の基板を載せるステージブロックの上面の距離（Ｇａｐ）を９０ｍｍ、ステージブロック温度を３００℃、成膜時間を２５分間。
なお、プラズマ生成領域のステージの載置面に平行な断面の面積が、約２４３５ｃｍ^２なので、前記断面の単位面積当たりのマイクロ波パワーは、約２．４６Ｗ／ｃｍ^２である。また基板サイズが４０ｃｍ×５０ｃｍなので、前記基板の単位面積当たりのシランガス流量は、約０．２ＳＣＣＭ／ｃｍ^２である。また、前記基板の単位面積あたりの水素（Ｈ_２）ガス流量は０．０ＳＣＣＭ／ｃｍ^２である。また、前記基板の単位面積あたりのアルゴン（Ａｒ）ガス流量は、約０．３ＳＣＣＭ／ｃｍ^２である。
基板処理条件：上記実施例１に記載の基板処理条件と同一とした。

（実施例３）
プラズマ処理装置１１０でのプリコートの実施例（実施例３）を記す。プラズマ処理装置１１０を用い、処理室に基板を入れない状態で、以下に記すプリコート条件によりプリコートを行った後に、処理室に基板を入れ、以下に記す基板処理条件により基板に微結晶Ｓｉ膜の成膜を行った。
プリコート条件：マイクロ波電力が１ｋＷ、シラン（ＳｉＨ_４）ガス流量が２００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ_２）ガス流量が０ｓｃｃｍ、アルゴン（Ａｒ）ガス流量が３００ｓｃｃｍ、圧力が３０ｍＴｏｒｒ、蓋本体３の処理室内における下面と成膜対象の基板を載せるステージブロックの上面との距離（Ｇａｐ）が９０ｍｍ、ステージブロックの温度が３００℃成膜時間を１０分間。
なお、プラズマ生成領域のステージの載置面に平行な断面の面積が、約１２５０ｃｍ^２なので、単位面積当たりのマイクロ波パワーは、約０．８０３Ｗ／ｃｍ^２である。また基板サイズが３０ｃｍ×３０ｃｍなので、前記基板の単位面積当たりのシランガス流量は、約０．２２ＳＣＣＭ／ｃｍ^２である。また、前記基板の単位面積あたりの水素（Ｈ_２）ガス流量は０．０ＳＣＣＭ／ｃｍ^２である。また、前記基板の単位面積あたりのアルゴン（Ａｒ）ガス流量は、約０．３３ＳＣＣＭ／ｃｍ^２である。
基板処理条件：マイクロ波電力が４ｋＷ、シラン（ＳｉＨ_４）ガス流量が１２ｓｃｃｍ、水素（Ｈ_２）ガス流量が１２ｓｃｃｍ、アルゴン（Ａｒ）ガス流量が１２６ｓｃｃｍ、圧力が２０ｍＴｏｒｒ、蓋体３の処理室内における下面と成膜対象の基板を載せるステージブロックの上面との距離（Ｇａｐ）が１５０ｍｍ、ステージブロックの温度が３００℃、成膜時間は所望の膜厚となるような時間とした。
なお、前記断面の単位面積当たりのマイクロ波パワーは、約３．２１Ｗ／ｃｍ^２である。また基板サイズが３０ｃｍ×３０ｃｍなので、前記基板の単位面積当たりのシランガス流量は、約０．０１３ＳＣＣＭ／ｃｍ^２である。また、前記基板の単位面積あたりの水素（Ｈ_２）ガス流量は０．０１３ＳＣＣＭ／ｃｍ^２である。また、前記基板の単位面積あたりのアルゴン（Ａｒ）ガス流量は、約０．１４ＳＣＣＭ／ｃｍ^２である。

（比較例１）
比較例１として、プラズマ処理装置１においてプリコートを行わずに処理室に基板を入れ、以下に記す基板処理条件により基板に微結晶Ｓｉ膜の成膜を行った。
プリコート条件：処理室内をプリコート等の被覆を施さない状態とした。
基板処理条件：実施例１に記載の基板処理条件と同一とした。

　実施例１～２および比較例１のそれぞれにより基板に成膜した微結晶Ｓｉ膜中のアルミ濃度を以下の表２に記す。
 

 

実施例１での微結晶Ｓｉ膜中のアルミニウム濃度の測定値は２．７Ｅ＋１５ａｔｏｍ／ｃｍ^３であり、プリコートを行っていない状態（比較例１）での微結晶Ｓｉ膜中のアルミニウム濃度の測定値は３．７Ｅ＋１９ａｔｏｍ／ｃｍ^３と実施例１のプリコートにより基板上に成膜された微結晶Ｓｉ膜中のアルミニウム濃度が低減された。

実施例２での基板上の微結晶Ｓｉ膜中のアルミニウム濃度の測定値は２．７Ｅ＋１７ａｔｏｍ／ｃｍ^３と、プリコートを行っていない状態（比較例１）での同アルミニウム濃度は３．７Ｅ＋１９ａｔｏｍ／ｃｍ^３と、実施例２のプリコートにより基板上に成膜された微結晶Ｓｉ膜中のアルミニウム濃度が低減された。さらに、実施例１での基板上に成膜された微結晶Ｓｉ膜中には高濃度の酸素が混入していたが、実施例２で基板上に成膜された微結晶Ｓｉ膜中の酸素濃度は実施例１での同濃度の１００分の１以下となった。

実施例３のプリコートを行った状態での基板上の微結晶Ｓｉ膜中のアルミニウム濃度の測定値は４．０Ｅ＋１５ａｔｏｍ／ｃｍ^３となった。

　本発明は、プラズマを生成して基板に対して成膜などを施すプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置に適用できる。

Claims (20)

1. 処理室に基板を収納し、電磁波源から前記処理室の内部に露出している１または２以上の誘電体を透過させて前記処理室内に電磁波を供給し、前記処理室内にプラズマを励起させて基板を処理するプラズマ処理方法であって、
   前記基板の処理に先立ち前記処理室の内部に露出する前記誘電体の表面を膜で被覆するプリコート工程を有する、プラズマ処理方法。
2. 前記電磁波はマイクロ波である、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
3. 前記プリコート工程での原料ガスと、基板を処理する際の原料ガスが同じである、請求項２に記載のプラズマ処理方法。
4. 前記基板の処理は、基板への微結晶シリコン膜の成膜である、請求項３に記載のプラズマ処理方法。
5. 前記誘電体は酸化物系の誘電材料である、請求項４に記載のプラズマ処理方法。
6. 前記誘電体はアルミナである、請求項５に記載のプラズマ処理方法。
7. 前記誘電体の表面を被覆する膜は、シリコンを含む膜である請求項６に記載のプラズマ処理方法。
8. 前記誘電体のシリコンを含む膜による被覆は、前記基板への微結晶シリコン膜の成膜より高い圧力で行われる、請求項７に記載のプラズマ処理方法。
9. 前記誘電体のシリコンを含む膜による被覆は、前記基板への微結晶シリコン膜の成膜よりＳｉＨ_４の流量が多い条件下で行われる、請求項７に記載のプラズマ処理方法。
10. 前記誘電体のシリコンを含む膜による被覆は、前記基板への微結晶シリコン膜の成膜よりマイクロ波パワーの小さい条件下で行われる、請求項７に記載のプラズマ処理方法。
11. 前記プリコート工程で処理室に導入するガスは、前記基板を処理する工程で導入するガス以外のガスを用いない、請求項８に記載のプラズマ処理方法。
12. プラズマ処理される基板を収納する処理室と、前記処理室内にプラズマを励起させるために必要な電磁波を供給する電磁波源と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給源と、前記電磁波源に対し電力設定値を指示し、前記処理ガス供給源に対し流量設定値を指示する装置コントローラとを備え、前記電磁波源から供給される電磁波を前記処理室の内部に透過させる、前記処理室の内部に露出した１または２以上の誘電体を備えたプラズマ処理装置であって、
    前記装置コントローラは、前記処理室の内部に露出する前記誘電体を膜で被覆するプリコート工程の手順を記憶した記憶装置を有する、プラズマ処理装置。
13. 前記電磁波はマイクロ波である、請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
14. 前記基板へのプラズマ処理は、基板への微結晶シリコン膜の成膜である、請求項１３に記載のプラズマ処理装置。
15. 前記誘電体は酸化物系の誘電材料である、請求項１４に記載のプラズマ処理装置。
16. 前記誘電体はアルミナである、請求項１４に記載のプラズマ処理装置。
17. 前記誘電体を被覆する膜は、シリコンを含んだ膜である請求項１５に記載のプラズマ処理装置。
18. 前記プリコート工程として記憶されている手順における圧力は、前記基板への微結晶シリコン膜の成膜時より高い圧力に設定されている、請求項１４に記載のプラズマ処理装置。
19. 前記プリコート工程として記憶されている手順におけるＳｉＨ_４の流量は、前記基板への微結晶シリコン膜の成膜時より多い流量に設定されている、請求項１４に記載のプラズマ処理装置。
20. 前記プリコート工程として記憶されている手順におけるマイクロ波のパワーは、前記基板への微結晶シリコン膜の成膜時より小さいパワーに設定されている、請求項１４に記載のプラズマ処理装置。

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