特開 2022-146850 プラズマ発生装置、プラズマ発生方法および基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022146850

(43)【公開日】2022-10-05

(54)【発明の名称】プラズマ発生装置、プラズマ発生方法および基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/24 20060101AFI20220928BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20220928BHJP

   H01L 21/306 20060101ALI20220928BHJP

【ＦＩ】

H05H1/24

H01L21/302 104H

H01L21/306 R

H01L21/306 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021151917

(22)【出願日】2021-09-17

(31)【優先権主張番号】P 2021047406

(32)【優先日】2021-03-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】竹市 弥生

(72)【発明者】

【氏名】堀越 章

(72)【発明者】

【氏名】上野 美佳

【テーマコード（参考）】

2G084

5F004

5F043

【Ｆターム（参考）】

2G084AA03

2G084AA07

2G084BB14

2G084BB21

2G084BB32

2G084CC11

2G084CC20

2G084CC34

2G084DD01

2G084DD12

2G084DD22

2G084DD25

2G084DD32

2G084DD67

2G084FF07

2G084FF12

2G084FF32

2G084HH09

2G084HH12

2G084HH20

2G084HH30

2G084HH34

2G084HH36

2G084HH42

2G084HH45

2G084HH54

5F004BB13

5F004BB18

5F004BB29

5F004BD01

5F004CB09

5F004CB12

5F004DA21

5F004DB26

5F043CC16

5F043DD12

5F043DD13

5F043EE07

5F043EE08

5F043EE33

(57)【要約】

【課題】より高い精度でプラズマ源の温度を制御できる技術を提供する。
【解決手段】プラズマ発生装置１は、プラズマ源２と、冷却部材４と、温度測定部６と、制御部とを備える。プラズマ源２はプラズマを発生させる。冷却部材４は、プラズマ源２に冷却用ガスを供給するための少なくとも一つの給気口４１１を有する。温度測定部６はプラズマ源２の温度を測定する。制御部は、温度測定部６によって測定された測定温度に基づいて冷却用ガスの流量を制御する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマを発生させるプラズマ源と、
前記プラズマ源に冷却用ガスを供給するための少なくとも一つの給気口を有する冷却部材と、
前記プラズマ源の温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部によって測定された測定温度に基づいて前記冷却用ガスの流量を制御する制御部と
を備える、プラズマ発生装置。

【請求項2】

請求項１に記載のプラズマ発生装置であって、
前記プラズマ源は、処理対象側の処理空間と、前記処理空間と反対側の冷却空間とを仕切る仕切部材を有し、
前記少なくとも一つの給気口は前記冷却空間に設けられる、プラズマ発生装置。

【請求項3】

請求項２に記載のプラズマ発生装置であって、
前記プラズマ源は、第１線状電極および第２線状電極を含み、
前記仕切部材は、
前記第１線状電極が挿入された第１穴と、
前記第２線状電極が挿入された第２穴と
を有する、プラズマ発生装置。

【請求項4】

請求項２に記載のプラズマ発生装置であって、
前記プラズマ源は、
前記仕切部材よりも前記処理対象とは反対側に設けられる第１線状電極と、
前記仕切部材よりも前記処理対象側に設けられ、前記仕切部材の厚み方向において前記第１線状電極と対向しない位置に設けられる第２線状電極と
をさらに含み、
前記冷却用ガスは、第１ガス、および、前記第１ガスよりもプラズマ化しやすい第２ガスを含む、プラズマ発生装置。

【請求項5】

請求項４に記載のプラズマ発生装置であって、
前記制御部は、前記測定温度が第１温度であるときの前記第１ガスの流量を、前記測定温度が前記第１温度よりも低い第２温度であるときの前記第１ガスの流量よりも大きくする、プラズマ発生装置。

【請求項6】

請求項４または請求項５に記載のプラズマ発生装置であって、
前記制御部は、前記測定温度が第１温度であるときの前記第２ガスの流量を、前記測定温度が前記第１温度よりも低い第２温度であるときの前記第２ガスの流量よりも小さくする、プラズマ発生装置。

【請求項7】

請求項２から請求項６のいずれか一つに記載のプラズマ発生装置であって、
前記少なくとも一つの給気口は、前記冷却空間に接する前記仕切部材の冷却面に対向する位置に設けられ、前記少なくとも一つの給気口は前記仕切部材の前記冷却面に向かって開口する、プラズマ発生装置。

【請求項8】

請求項７に記載のプラズマ発生装置であって、
前記冷却部材は、
前記仕切部材に対して前記処理対象とは反対側に設けられ、前記プラズマ源の周縁に連結されて前記プラズマ源とともにガス空間を形成する流路形成部材をさらに含み、
前記少なくとも一つの給気口は前記ガス空間において開口しており、
前記流路形成部材の側壁には、前記ガス空間から前記冷却用ガスを排出する少なくとも一つの排気路が形成されている、プラズマ発生装置。

【請求項9】

請求項８に記載のプラズマ発生装置であって、
前記流路形成部材の前記側壁には、複数の前記排気路が形成されており、
前記複数の排気路は、前記流路形成部材の前記側壁の周方向において互いに異なる位置に形成される、プラズマ発生装置。

【請求項10】

請求項１から請求項７のいずれか一つに記載のプラズマ発生装置であって、
前記冷却部材は、複数の前記給気口を含み、
前記複数の給気口は、前記プラズマ源のうち互いに異なる複数の領域に向かって前記冷却用ガスを流出させ、
前記制御部は、前記複数の領域の各々に供給する前記冷却用ガスの流量を個別に制御する、プラズマ発生装置。

【請求項11】

請求項１０に記載のプラズマ発生装置であって、
前記冷却部材は、前記冷却用ガスが前記複数の領域に向かってそれぞれ流れる複数のガス流路を仕切る流路仕切部材をさらに備える、プラズマ発生装置。

【請求項12】

請求項１１に記載のプラズマ発生装置であって、
前記冷却部材は、前記複数のガス流路にそれぞれ対応して設けられた複数の排気路をさらに含む、プラズマ発生装置。

【請求項13】

請求項２に記載のプラズマ発生装置であって、
前記冷却部材は、
前記プラズマ源のうち互いに異なる複数の領域に向かって前記冷却用ガスを流出させる複数の前記給気口と、
前記冷却用ガスが前記複数の領域に向かってそれぞれ流れる複数のガス流路を仕切る流路仕切部材と、
前記複数のガス流路にそれぞれ対応して設けられた複数の排気路と、
を含み、
前記制御部は、前記複数の領域の各々に供給する前記冷却用ガスの流量を個別に制御し、
前記流路仕切部材は、前記冷却空間に接する前記仕切部材の冷却面に当接している、プラズマ発生装置。

【請求項14】

請求項１０から請求項１３のいずれか一つに記載のプラズマ発生装置であって、
前記制御部は、前記温度測定部によって測定された前記複数の領域の温度の差が低減するように、前記冷却用ガスの流量を個別に制御する、プラズマ発生装置。

【請求項15】

請求項１から請求項１４のいずれか一つに記載のプラズマ発生装置であって、
前記温度測定部は、前記プラズマ源に対して処理対象とは反対側の位置に設けられる、プラズマ発生装置。

【請求項16】

請求項１から請求項１５のいずれか一つに記載のプラズマ発生装置であって、
前記冷却部材は、前記少なくとも一つの給気口から流出した前記冷却用ガスを整流する整流部材を含み、前記整流部材を通じて前記冷却用ガスを前記プラズマ源に供給する、プラズマ発生装置。

【請求項17】

基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部によって保持された前記基板の主面に処理液を供給するノズルと、
請求項１０から請求項１４のいずれか一つに記載のプラズマ発生装置と
を備え、
前記プラズマ源は、前記基板保持部によって保持された前記基板の前記主面に対向する位置に設けられ、
前記プラズマ源の前記複数の領域は、平面視において、前記基板の前記主面の第１中央領域と対向する第２中央領域と、前記基板の前記主面の第１周縁領域に対応する第２周縁領域とを含み、
前記制御部は、前記第２周縁領域の温度が前記第２中央領域の温度よりも高くなるように、前記冷却用ガスの流量を調整する、基板処理装置。

【請求項18】

プラズマ源がプラズマを発生させる工程と、
前記プラズマ源の温度を温度測定部によって測定する工程と、
前記温度測定部によって測定された温度に基づいた流量で冷却用ガスを前記プラズマ源に供給する工程と
を備える、プラズマ発生方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、プラズマ発生装置、プラズマ発生方法および基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、大気圧下でプラズマを発生させるプラズマ源が提案されている（例えば特許文献１）。特許文献１では、プラズマ源は複数の第１線状導体と複数の第２線状導体と板状の隔離部材とを含んでいる。複数の第１線状導体は隔離部材の一方側において互いに平行に設けられ、複数の第２線状導体は隔離部材の他方側において互いに平行に設けられる。各第１線状導体および各第２線状導体は隔離部材の厚み方向において互いに対向しておらず、厚み方向に沿って見て、第１線状導体および第２線状導体は交互に配列される。

【0003】

このようなプラズマ源において、第１線状導体と第２線状導体との間に交流電圧が印加されることにより、プラズマ源の周囲にプラズマが生成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－６１７５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

プラズマによって熱が生じるので、プラズマ源の温度が高くなる。耐熱性の高い部材でプラズマ源を構成すれば、プラズマ源は高温に耐えることができるものの、その製造コストは高くなる。

【0006】

そこで、プラズマ源を冷却することが考えられる。しかしながら、プラズマ源を冷却しすぎると、プラズマが消失し得る。

【0007】

そこで、本願は、より高い精度でプラズマ源の温度を制御できる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

プラズマ発生装置の第１の態様は、プラズマを発生させるプラズマ源と、前記プラズマ源に冷却用ガスを供給するための少なくとも一つの給気口を有する冷却部材と、前記プラズマ源の温度を測定する温度測定部と、前記温度測定部によって測定された測定温度に基づいて前記冷却用ガスの流量を制御する制御部とを備える。

【0009】

プラズマ発生装置の第２の態様は、第１の態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記プラズマ源は、処理対象側の処理空間と、前記処理空間と反対側の冷却空間とを仕切る仕切部材を有し、前記少なくとも一つの給気口は前記冷却空間に設けられる。

【0010】

プラズマ発生装置の第３の態様は、第２の態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記プラズマ源は、第１線状電極および第２線状電極を含み、前記仕切部材は、前記第１線状電極が挿入された第１穴と、前記第２線状電極が挿入された第２穴とを有する。

【0011】

プラズマ発生装置の第４の態様は、第２の態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記プラズマ源は、前記仕切部材よりも前記処理対象とは反対側に設けられる第１線状電極と、前記仕切部材よりも前記処理対象側に設けられ、前記仕切部材の厚み方向において前記第１線状電極と対向しない位置に設けられる第２線状電極とをさらに含み、前記冷却用ガスは、第１ガス、および、前記第１ガスよりもプラズマ化しやすい第２ガスを含む。

【0012】

プラズマ発生装置の第５の態様は、第４の態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記制御部は、前記測定温度が第１温度であるときの前記第１ガスの流量を、前記測定温度が前記第１温度よりも低い第２温度であるときの前記第１ガスの流量よりも大きくする。

【0013】

プラズマ発生装置の第６の態様は、第４または第５の態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記制御部は、前記測定温度が第１温度であるときの前記第２ガスの流量を、前記測定温度が前記第１温度よりも低い第２温度であるときの前記第２ガスの流量よりも小さくする。

【0014】

プラズマ発生装置の第７の態様は、第２から第６のいずれか一つの態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記少なくとも一つの給気口は、前記冷却空間に接する前記仕切部材の冷却面に対向する位置に設けられ、前記少なくとも一つの給気口は前記仕切部材の前記冷却面に向かって開口する。

【0015】

プラズマ発生装置の第８の態様は、第７の態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記冷却部材は、前記仕切部材に対して前記処理対象とは反対側に設けられ、前記プラズマ源の周縁に連結されて前記プラズマ源とともにガス空間を形成する流路形成部材をさらに含み、前記少なくとも一つの給気口は前記ガス空間において開口しており、前記流路形成部材の側壁には、前記ガス空間から前記冷却用ガスを排出する少なくとも一つの排気路が形成されている。

【0016】

プラズマ発生装置の第９の態様は、第８の態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記流路形成部材の前記側壁には、複数の前記排気路が形成されており、前記複数の排気路は、前記流路形成部材の前記側壁の周方向において互いに異なる位置に形成される。

【0017】

プラズマ発生装置の第１０の態様は、第１から第７のいずれか一つの態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記冷却部材は、複数の前記給気口を含み、前記複数の給気口は、前記プラズマ源のうち互いに異なる複数の領域に向かって前記冷却用ガスを流出させ、前記制御部は、前記複数の領域の各々に供給する前記冷却用ガスの流量を個別に制御する。

【0018】

プラズマ発生装置の第１１の態様は、第１０の態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記冷却部材は、前記冷却用ガスが前記複数の領域に向かってそれぞれ流れる複数のガス流路を仕切る流路仕切部材をさらに備える。

【0019】

プラズマ発生装置の第１２の態様は、第１１の態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記冷却部材は、前記複数のガス流路にそれぞれ対応して設けられた複数の排気路をさらに含む。

【0020】

プラズマ発生装置の第１３の態様は、第２の態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記冷却部材は、前記プラズマ源のうち互いに異なる複数の領域に向かって前記冷却用ガスを流出させる複数の前記給気口と、前記冷却用ガスが前記複数の領域に向かってそれぞれ流れる複数のガス流路を仕切る流路仕切部材と、前記複数のガス流路にそれぞれ対応して設けられた複数の排気路と、を含み、前記制御部は、前記複数の領域の各々に供給する前記冷却用ガスの流量を個別に制御し、前記流路仕切部材は、前記冷却空間に接する前記仕切部材の冷却面に当接している。

【0021】

プラズマ発生装置の第１４の態様は、第１０から第１３のいずれか一つの態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記制御部は、前記温度測定部によって測定された前記複数の領域の温度の差が低減するように、前記冷却用ガスの流量を個別に制御する。

【0022】

プラズマ発生装置の第１５の態様は、第１から第１４のいずれか一つの態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記温度測定部は、前記プラズマ源に対して処理対象とは反対側の位置に設けられる。

【0023】

プラズマ発生装置の第１６の態様は、第１から第１５のいずれか一つの態様にかかるプラズマ発生装置であって、前記冷却部材は、前記少なくとも一つの給気口から流出した前記冷却用ガスを整流する整流部材を含み、前記整流部材を通じて前記冷却用ガスを前記プラズマ源に供給する。

【0024】

基板処理装置の態様は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部によって保持された前記基板の主面に処理液を供給するノズルと、第１０から第１４のいずれか一つの態様にかかるプラズマ発生装置とを備え、前記プラズマ源は、前記基板保持部によって保持された前記基板の前記主面に対向する位置に設けられ、前記プラズマ源の前記複数の領域は、平面視において、前記基板の前記主面の第１中央領域と対向する第２中央領域と、前記基板の前記主面の第１周縁領域に対応する第２周縁領域とを含み、前記制御部は、前記第２周縁領域の温度が前記第２中央領域の温度よりも高くなるように、前記冷却用ガスの流量を調整する。

【0025】

プラズマ発生方法の態様は、プラズマ源がプラズマを発生させる工程と、前記プラズマ源の温度を温度測定部によって測定する工程と、前記温度測定部によって測定された温度に基づいた流量で冷却用ガスを前記プラズマ源に供給する工程とを備える。

【発明の効果】

【0026】

プラズマ発生装置の第１の態様およびプラズマ発生方法の態様によれば、プラズマ源の温度上昇を高い精度で抑制できる。よって、プラズマ源の温度上昇に伴う不具合をより確実に抑制することができる。

【0027】

プラズマ発生装置の第２の態様によれば、冷却用ガスは処理空間には流入しにくいので、処理空間のプラズマを乱しにくい。よって、プラズマによって生じる活性種を処理対象により適切に供給することができる。

【0028】

プラズマ発生装置の第３の態様によれば、第１線状電極および第２線状電極がスパッタされることによって処理対象が汚染されることを抑制できる。また、仕切部材が第１線状電極および第２線状電極の両方を覆うことになるので、第１線状電極および第２線状電極を個別に覆う別個の部材が設けられる場合に比して、構造が簡易である。

【0029】

プラズマ発生装置の第４の態様によれば、プラズマ化しやすい第２ガスも供給されるので、プラズマの発生を維持しつつプラズマ源の温度をより低下させることができる。

【0030】

プラズマ発生装置の第５の態様によれば、適切に温度を制御できる。

【0031】

プラズマ発生装置の第６の態様によれば、温度が高いときの第２ガスの流量が小さいので、プラズマが消失する可能性の低いときの第２ガスの消費量を低減できる。一方で、温度が低いときの第２ガスの流量が大きいので、プラズマが消失する可能性が高いときに、より確実にプラズマを維持することができる。

【0032】

プラズマ発生装置の第７の態様によれば、給気口から流出した冷却用ガスは、仕切部材の主面に対して垂直な方向に沿って衝突するので、冷却用ガスを仕切部材に作用させやすい。

【0033】

プラズマ発生装置の第８の態様によれば、冷却用ガスは仕切部材の冷却面に衝突してからプラズマ源に沿って流れ、流路形成部材の側壁の排気路から外部に排出される。よって、プラズマ源をより効果的に冷却できる。

【0034】

プラズマ発生装置の第９の態様によれば、冷却用ガスが複数の排気路から排出される。よって、冷却用ガスをプラズマ源に対してより均一に作用させることができる。

【0035】

プラズマ発生装置の第１０の態様によれば、プラズマ源の各領域の温度を互いに独立に制御できる。

【0036】

プラズマ発生装置の第１１の態様によれば、各給気口から流出する冷却用ガスを、対応する領域に対してより確実に供給することができる。

【0037】

プラズマ発生装置の第１２の態様によれば、各ガス流路に供給された冷却用ガスは、対応する排気路を通じて排出される。よって、ガス流路の間で冷却用ガスが流れることを抑制できる。これにより、各ガス流路に流れる冷却用ガスの流量を個別により正確に調整することができ、各領域の温度をより高い精度で制御できる。

【0038】

プラズマ発生装置の第１３の態様によれば、ガス流路の間で冷却用ガスが流れることをさらに抑制できる。

【0039】

プラズマ発生装置の第１４の態様によれば、プラズマ源の温度をより均一化することができる。

【0040】

プラズマ発生装置の第１５の態様によれば、温度測定部はプラズマ源と処理対象との間に位置しないので、プラズマによる活性種が処理対象に作用することを阻害しない。

【0041】

プラズマ発生装置の第１６の態様によれば、プラズマ源に対してより均一に冷却用ガスを供給することができる。

【0042】

基板処理装置の態様によれば、プラズマ源の第２周縁領域の温度が第２中央領域の温度よりも高いので、第２周縁領域においてより多くのプラズマが発生し、これに起因してより多くの活性種が発生する。よって、基板の主面の第１周縁領域上の処理液に対して、より多くの活性種を作用させることができる。

【0043】

ところで、基板の主面の第１周縁領域では処理液が盛り上がる場合がある。つまり、基板の主面上の処理液の液膜が第１中央領域よりも第１周縁領域で厚くなる場合がある。このような場合には、活性種の作用が基板の周縁に近い側に作用しにくい。したがって、基板の第１周縁領域において処理不足が生じる可能性がある。

【0044】

基板処理装置の態様によれば、基板の第１周縁領域により多くの活性種が供給される。よって、基板の第１周縁領域における処理不足を抑制または回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0045】

【図1】基板処理システムの構成の一例を概略的に示す平面図である。

【図2】制御部の内部構成の一例を概略的に示す機能ブロック図である。

【図3】処理ユニット（基板処理装置）の構成の一例を概略的に示す図である。

【図4】プラズマ発生装置の構成の一例を概略的に示す側断面図である。

【図5】プラズマ源の構成の一例を概略的に示す平面図である。

【図6】プラズマ源の構成の一例を概略的に示す断面図である。

【図7】プラズマ発生装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図8】プラズマ発生装置および冷却ガス供給部の構成の一例を概略的に示す側断面図である。

【図9】プラズマ発生装置および冷却ガス供給部の構成の他の一例を概略的に示す側断面図である。

【図10】流路形成部材の構成の一例を概略的に示す断面図である。

【図11】基板の構成の一例を概略的に示す断面図である。

【図12】プラズマ発生装置および冷却ガス供給部の構成の他の一例を概略的に示す側断面図である。

【図13】プラズマ源の構成の一例を概略的に示す平面図である。

【図14】プラズマ源の構成の一例を概略的に示す断面図である。

【図15】プラズマ発生装置および冷却ガス供給部の構成の他の一例を概略的に示す側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0046】

以下、添付の図面を参照しながら、実施の形態について説明する。なお、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本開示の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法または数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。

【0047】

相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば「一方向に」「一方向に沿って」「平行」「直交」「中心」「同心」「同軸」など）は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。等しい状態であることを示す表現（例えば「同一」「等しい」「均質」など）は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。形状を示す表現（例えば、「四角形状」または「円筒形状」など）は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲で、例えば凹凸または面取りなどを有する形状も表すものとする。一の構成要素を「備える」「具える」「具備する」「含む」または「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。「Ａ，ＢおよびＣの少なくともいずれか一つ」という表現は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ，ＢおよびＣのうち任意の２つ、ならびに、Ａ，ＢおよびＣの全てを含む。

【0048】

＜基板処理システムの全体構成＞
図１は、プラズマ発生装置が適用される基板処理システム１００の構成の一例を概略的に示す平面図である。基板処理システム１００は、処理対象である基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の処理装置である。

【0049】

基板Ｗは例えば半導体基板であり、円板形状を有する。なお、基板Ｗには、半導体基板の他、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板および光磁気ディスク用基板などの各種基板を適用可能である。また基板の形状も円板形状に限らず、例えば矩形の板状形状など種々の形状を採用できる。

【0050】

基板処理システム１００はロードポート１０１とインデクサロボット１１０と主搬送ロボット１２０と複数の処理ユニット１３０と制御部９０とを含む。

【0051】

複数のロードポート１０１は水平な一方向に沿って並んで配置される。各ロードポート１０１は、基板Ｗを基板処理システム１００に搬出入するためのインターフェース部である。各ロードポート１０１には、基板Ｗを収容するキャリアＣが外部から搬入される。各ロードポート１０１は、搬入されたキャリアＣを保持する。キャリアＣとしては、基板Ｗを密閉空間に収納するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Inter Face）ポッド、または、基板Ｗを外気にさらすＯＣ（Open Cassette）が採用されてもよい。

【0052】

インデクサロボット１１０は、各ロードポート１０１に保持されたキャリアＣと、主搬送ロボット１２０との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボットである。インデクサロボット１１０はロードポート１０１が並ぶ方向に沿って移動可能であり、各キャリアＣと対面する位置で停止可能である。インデクサロボット１１０は、各キャリアＣから基板Ｗを取り出す動作と、各キャリアＣに基板Ｗを受け渡す動作とを行うことができる。

【0053】

主搬送ロボット１２０は、インデクサロボット１１０と各処理ユニット１３０との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボットである。主搬送ロボット１２０はインデクサロボット１１０から基板Ｗを受け取る動作と、インデクサロボット１１０に基板Ｗを受け渡す動作とを行うことができる。また、主搬送ロボット１２０は各処理ユニット１３０に基板Ｗを搬入する動作と、各処理ユニット１３０から基板Ｗを搬出する動作とを行うことができる。

【0054】

基板処理システム１００には、例えば１２個の処理ユニット１３０が配置される。具体的には、鉛直方向に積層された３個の処理ユニット１３０を含むタワーの４つが、主搬送ロボット１２０の周囲を取り囲むようにして設けられる。図１では、３段に重ねられた処理ユニット１３０の１つが概略的に示されている。なお、基板処理システム１００における処理ユニット１３０の数は、１２個に限定されるものではなく、適宜変更されてもよい。

【0055】

主搬送ロボット１２０は、４つのタワーによって囲まれるように設けられている。主搬送ロボット１２０は、インデクサロボット１１０から受け取る未処理の基板Ｗを各処理ユニット１３０内に搬入する。各処理ユニット１３０は基板Ｗを処理する。また、主搬送ロボット１２０は、各処理ユニット１３０から処理済みの基板Ｗを搬出してインデクサロボット１１０に渡す。

【0056】

制御部９０は、基板処理システム１００の各構成要素の動作を制御する。図２は、制御部９０の内部構成の一例を概略的に示す機能ブロック図である。制御部９０は電子回路であって、例えばデータ処理部９１および記憶部９２を有している。図２の具体例では、データ処理部９１と記憶部９２とはバス９３を介して相互に接続されている。データ処理部９１は例えばＣＰＵ（Central Processor Unit）などの演算処理装置であってもよい。記憶部９２は非一時的な記憶部（例えばＲＯＭ（Read Only Memory）またはハードディスク）９２１および一時的な記憶部（例えばＲＡＭ（Random Access Memory））９２２を有していてもよい。非一時的な記憶部９２１には、例えば制御部９０が実行する処理を規定するプログラムが記憶されていてもよい。データ処理部９１がこのプログラムを実行することにより、制御部９０が、プログラムに規定された処理を実行することができる。もちろん、制御部９０が実行する処理の一部または全部がハードウェアによって実行されてもよい。図２の具体例では、インデクサロボット１１０、主搬送ロボット１２０および処理ユニット１３０がバス９３に接続された態様が一例として概略的に示されている。

【0057】

なお、制御部９０は主制御部と複数のローカル制御部とを有していてもよい。主制御部は基板処理システム１００の全体を統括し、ローカル制御部は処理ユニット１３０ごとに設けられる。ローカル制御部は主制御部と通信可能に設けられ、主制御部からの指示に基づいて処理ユニット１３０を制御する。主制御部およびローカル制御部の各々は、例えば図２と同様に、データ処理部９１および記憶部９２を有している。

【0058】

＜基板処理装置＞
図３は、処理ユニット（基板処理装置に相当）１３０の構成の一例を概略的に示す図である。なお、基板処理システム１００に属する全ての処理ユニット１３０が図３に示された構成を有している必要はなく、少なくとも一つの処理ユニット１３０が当該構成を有していればよい。

【0059】

図３に例示される処理ユニット１３０は、プラズマを用いた処理を基板Ｗに対して行う装置である。プラズマを用いた処理は特に制限される必要がないものの、具体的な一例として、レジスト除去処理を含む。レジスト除去処理とは、基板Ｗの主面に形成されたレジストを除去する処理である。基板Ｗは、例えば、半導体基板であり、円板形状を有する。基板Ｗのサイズは特に制限されないものの、その直径は例えば約３００ｍｍである。

【0060】

図３の例では、処理ユニット１３０はプラズマ発生装置１と基板保持部１１とノズル１２とガード１３とを含んでいる。

【0061】

基板保持部１１は基板Ｗを水平姿勢で保持する。ここでいう水平姿勢とは、基板Ｗの厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢である。図３の例では、基板保持部１１はステージ１１１と複数のチャックピン１１２とを含んでいる。ステージ１１１は円板形状を有し、基板Ｗよりも鉛直下方に設けられている。ステージ１１１は、その厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢で設けられる。複数のチャックピン１１２はステージ１１１の上面に立設されており、基板Ｗの周縁を把持する。なお、基板保持部１１は必ずしもチャックピン１１２を有する必要はない。例えば、基板保持部１１は基板Ｗの下面を吸引して基板Ｗを吸着してもよい。

【0062】

図３の例では、基板保持部１１は回転機構１１３をさらに含んでおり、回転軸線Ｑ１のまわりで基板Ｗを回転させる。回転軸線Ｑ１は基板Ｗの中心部を通り、かつ、鉛直方向に沿う軸である。回転機構１１３は例えばシャフト１１４およびモータ１１５を含む。シャフト１１４の上端はステージ１１１の下面に連結され、ステージ１１１の下面から回転軸線Ｑ１に沿って延在する。モータ１１５はシャフト１１４を回転軸線Ｑ１のまわりで回転させて、ステージ１１１を回転させる。これにより、複数のチャックピン１１２によって保持された基板Ｗが回転軸線Ｑ１のまわりで回転する。このような基板保持部１１はスピンチャックとも呼ばれ得る。

【0063】

ノズル１２は、基板Ｗへの処理液の供給に用いられる。ノズル１２は供給管１２１を介して処理液供給源１２４に接続される。つまり、供給管１２１の下流端がノズル１２に接続され、供給管１２１の上流端が処理液供給源１２４に接続される。処理液供給源１２４は、例えば、処理液を貯留するタンク（不図示）を含み、供給管１２１に処理液を供給する。処理液は例えば、塩酸、フッ酸、リン酸、硝酸、硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸、ペルオキソ硫酸塩、過酸化水素、水酸化テトラメチルアンモニウム、アンモニアと過酸化水素水との混合液（ＳＣ１）、塩酸と過酸化水素水との混合液（ＳＣ２）または脱イオン水（ＤＩＷ）などを含む液を用いることができる。本実施の形態においては、処理液として硫酸を用いる処理が説明される。

【0064】

図３の例では、供給管１２１には、バルブ１２２および流量調整部１２３が介装されている。バルブ１２２が開くことにより、処理液供給源１２４からの処理液が供給管１２１を通じてノズル１２に供給され、ノズル１２の吐出口１２ａから吐出される。流量調整部１２３は、供給管１２１を流れる処理液の流量を調整する。流量調整部１２３は例えばマスフローコントローラである。

【0065】

図３の例では、ノズル１２はノズル移動機構１５によって移動可能に設けられる。ノズル移動機構１５は、ノズル１２を第１処理位置と第１待機位置との間で移動させる。第１処理位置とは、ノズル１２が基板Ｗの主面（例えば上面）に向けて処理液を吐出する位置である。第１処理位置は、例えば、基板Ｗよりも鉛直上方であって、基板Ｗの中心部と鉛直方向において対向する位置である。第１待機位置とは、ノズル１２が基板Ｗの主面に向けて処理液を吐出しない位置であり、第１処理位置よりも基板Ｗから離れた位置である。第１待機位置は、ノズル１２が主搬送ロボット１２０による基板Ｗの搬送経路と干渉しない位置でもある。具体的な一例として、第１待機位置は、基板Ｗの周縁よりも径方向外側の位置である。図３では、第１待機位置で停止するノズル１２が示されている。

【0066】

ノズル移動機構１５は、例えば、ボールねじ機構またはアーム旋回機構を有する。アーム旋回機構は、いずれも不図示のアームと支持柱とモータとを含む。アームは水平に延在する棒状形状を有し、アームの先端にはノズル１２が連結され、アームの基端が支持柱に連結される。支持柱は鉛直方向に沿って延びており、その中心軸のまわりで回転可能に設けられる。モータが支持柱を回転させることにより、アームが旋回し、ノズル１２が中心軸のまわりで周方向に沿って移動する。このノズル１２の移動経路上に第１処理位置と第１待機位置とが位置するように、支持柱が設けられる。

【0067】

ノズル１２が第１処理位置に位置する状態で、基板保持部１１が基板Ｗを回転させながら、バルブ１２２が開くと、ノズル１２から回転中の基板Ｗの上面に向かって処理液が吐出される。処理液は基板Ｗの上面に着液し、基板Ｗの回転に伴って基板Ｗの上面を広がって、基板Ｗの周縁から外側に飛散する。これにより、基板Ｗの上面には処理液の液膜が形成される。

【0068】

ガード１３は、基板保持部１１によって保持された基板Ｗを取り囲む筒状の形状を有している。基板Ｗの周縁から飛散した処理液はガード１３の内周面にあたり、内周面に沿って鉛直下方に流れる。処理液は、例えば、不図示の回収配管を流れて処理液供給源１２４のタンクに回収される。これによれば、処理液を再利用することができる。

【0069】

プラズマ発生装置１はプラズマを発生させる装置であり、基板保持部１１によって保持された基板Ｗの主面（例えば上面）と鉛直方向において対向する位置に設けられる。図３の例では、プラズマ発生装置１は基板Ｗの上面よりも鉛直上方に設けられる。プラズマ発生装置１は電源８に接続されており、電源８からの電力を受けて周囲のガスをプラズマ化させる。なおここでは一例として、プラズマ発生装置１は大気圧下でプラズマを発生させる。ここでいう大気圧とは、例えば、標準気圧の８０％以上、かつ、標準気圧の１２０％以下である。プラズマ発生装置１の具体的な構成の一例は後に詳述する。

【0070】

図３に例示するように、プラズマ発生装置１はプラズマ移動機構１４によって移動可能に設けられてもよい。プラズマ移動機構１４は、プラズマ発生装置１を第２処理位置と第２待機位置との間で往復移動させる。第２処理位置とは、プラズマ発生装置１によるプラズマを用いて基板Ｗを処理するときの位置である。第２処理位置において、プラズマ発生装置１と基板Ｗの上面との間の距離は例えば数ｍｍ程度である。

【0071】

第２待機位置とは、プラズマを用いた処理を基板Ｗに対して行わないときの位置であり、第２処理位置よりも基板Ｗから離れた位置である。第２待機位置は、プラズマ発生装置１が主搬送ロボット１２０による基板Ｗの搬送経路と干渉しない位置でもある。具体的な一例として、第２待機位置は第２処理位置よりも鉛直上方の位置である。この場合、プラズマ移動機構１４はプラズマ発生装置１を鉛直方向に沿って昇降させる。図３では、第２待機位置で停止するプラズマ発生装置１が示されている。プラズマ移動機構１４は、例えば、ボールねじ機構またはエアシリンダなどの移動機構を有する。

【0072】

プラズマ発生装置１は、例えば、ノズル１２が第１待機位置に退避した状態で、第２待機位置から第２処理位置へと移動することができる。例えば、第１処理位置でのノズル１２からの処理液の吐出によって基板Ｗの上面に処理液の液膜が形成されると、バルブ１２２が閉じたうえで、ノズル移動機構１５がノズル１２を第１処理位置から第１待機位置に移動させる。一方、例えば、プラズマ発生装置１が第２待機位置に位置する状態で、電源８がプラズマ発生装置１に電圧を出力する。これにより、第２処理位置よりも基板Ｗから離れた位置でプラズマ発生装置１がプラズマを発生させる。このとき、例えば、ノズル１２が第１処理位置で基板Ｗの上面に処理液の液膜を供給するのと並行して、プラズマ発生装置１がプラズマを発生させることで、プラズマが発生するまでの待ち時間を削減することができる。

【0073】

その後、プラズマ移動機構１４がプラズマ発生装置１を第２待機位置から第２処理位置へと移動させる。これによれば、基板Ｗの直上にはノズル１２が存在しないので、プラズマ発生装置１を基板Ｗの上面により近づけることができる。言い換えれば、第２処理位置をより基板Ｗの近くに設定することができる。

【0074】

また、これにより、基板Ｗの上面の近傍の位置でプラズマ発生装置１が基板の上面の処理液に向かってプラズマを発生させる。このプラズマの発生に伴って種々の活性種が生じる。例えば、空気がプラズマ化することにより、酸素ラジカル、ヒドロキシルラジカルおよびオゾンガス等の種々の活性種が生じ得る。これらの活性種は基板Ｗの上面に作用する。具体的な一例として、活性種は基板Ｗの上面の処理液（ここでは硫酸）の液膜に作用する。これにより、処理液の処理性能が高まる。具体的には、活性種と硫酸との反応により、処理性能（ここでは酸化力）の高いカロ酸が生成される。カロ酸はペルオキソ一硫酸とも呼ばれる。当該カロ酸が基板Ｗのレジストに作用することで、レジストを酸化除去することができる。

【0075】

以上のように、活性種が基板Ｗの主面上の処理液に作用することにより、処理液の処理性能を向上させることができる。よって、基板Ｗに対する処理を速やかに行うことができる。

【0076】

＜プラズマ発生装置の概要＞
次に、プラズマ発生装置１の構成の概要について説明する。図４は、プラズマ発生装置１の構成の一例を概略的に示す側断面図である。プラズマ発生装置１はプラズマ源２と冷却部材４と温度測定部６とを含んでいる。

【0077】

プラズマ源２は、プラズマを発生させる装置である。プラズマ源２はプラズマリアクタとも呼ばれ得る。プラズマ源２の周囲でプラズマが生じると、プラズマの発生に起因してプラズマ源２の温度が上昇する。プラズマ源２の温度が必要以上に上昇すると、種々の不具合が生じ得る。例えば、耐熱性向上に伴うプラズマ源２の製造コストの増大、処理対象である基板Ｗへの熱ダメージ、あるいは、基板Ｗの主面上の処理液の沸騰による周辺部材への汚染、等の不具合が生じ得る。

【0078】

冷却部材４は、プラズマ源２に冷却用ガスを供給するための給気口４１１を有する。図４の例では、給気口４１１はプラズマ源２と間隔を空けて対向している。給気口４１１は給気路４１２の下流端に設けられており、給気路４１２には、冷却ガス供給部５から冷却用ガスが供給される。冷却用ガスは例えば窒素ガスおよび空気の少なくともいずれかを含む。冷却用ガスは給気路４１２を給気口４１１に向かって流れ、給気口４１１から流出する。

【0079】

給気口４１１から流出した冷却用ガスはプラズマ源２に向かって流れ、プラズマ源２に供給される。冷却用ガスがプラズマ源２に供給されることにより、プラズマ源２を空冷することができる。これにより、プラズマ源２の温度上昇を緩和することができる。その一方で、プラズマ源２の温度が低下しすぎると、プラズマが消失し得る。

【0080】

温度測定部６はプラズマ源２の温度を測定する。温度測定部６は、その測定結果を示す電気信号を制御部９０に出力する。

【0081】

制御部９０は、温度測定部６によって測定された温度に基づいて、プラズマ源２に供給される冷却用ガスの流量を制御する。

【0082】

このようなプラズマ発生装置１によれば、プラズマ源２の温度をモニタしながら、プラズマ源２を空冷することができる。よって、プラズマ源２の温度を高い精度で制御することができる。したがって、温度上昇および温度低下による上記不具合をより確実に抑制することができる。

【0083】

なお、上述の例では、プラズマ源２が第２処理位置よりも基板Ｗから離れた第２待機位置に位置する状態で、プラズマ源２の全体にわたってプラズマを発生させる。そして、プラズマ源２の温度が基板Ｗの処理に適した温度になるように冷却される。その後、プラズマ源２が第２待機位置から第２処理位置へと移動させられる。こうすることで、基板Ｗの上面の近傍の位置でプラズマを発生させる場合と比較して、プラズマの発生に起因する高熱による基板Ｗや周辺部材へのダメージを抑制することができる。また、プラズマ源２の全体にわたってプラズマが発生した後に、プラズマ源２を第２処理位置に移動させることで、基板Ｗの上面を均一に処理することができる。

【0084】

以下では、プラズマ発生装置１の各構成のより詳細な一例について述べる。

【0085】

＜プラズマ源＞
図５は、プラズマ源２の構成の一例を概略的に示す平面図であり、図６は、プラズマ源２の構成の一例を概略的に示す断面図である。図６は、図５のＡ－Ａ断面を示している。図４から図６の例では、プラズマ源２は第１電極部２１と第２電極部２２とを含む。

【0086】

図５および図６の例では、第１電極部２１は複数の第１線状電極２１１と第１集合電極２１２とを含み、第２電極部２２は複数の第２線状電極２２１と第２集合電極２２２とを含む。

【0087】

第１線状電極２１１は金属材料（例えばタングステン）等の導電性材料によって形成され、長手方向Ｄ１に沿って延在する棒状形状（例えば円柱形状）を有する。複数の第１線状電極２１１は、長手方向Ｄ１に直交する配列方向Ｄ２において並んで設けられており、理想的には互いに平行に設けられる。

【0088】

第１集合電極２１２は金属材料（例えばアルミニウム）等の導電性材料によって形成され、複数の第１線状電極２１１の長手方向Ｄ１の一方側の端部（基端）どうしを連結する。図５の例では、第１集合電極２１２は、長手方向Ｄ１の一方側に膨らむ円弧状の平板形状を有している。複数の第１線状電極２１１は第１集合電極２１２から長手方向Ｄ１の他方側に向かって延在する。

【0089】

第２線状電極２２１は金属材料（例えばタングステン）等の導電性材料によって形成され、長手方向Ｄ１に沿って延在する棒状形状（例えば円柱形状）を有する。複数の第２線状電極２２１は配列方向Ｄ２において並んで設けられており、理想的には互いに平行に設けられる。第２線状電極２２１の各々は、平面視において（つまり、長手方向Ｄ１および配列方向Ｄ２に直交する方向Ｄ３に沿って見て）、複数の第１線状電極２１１のうち互いに隣り合う二者の間に設けられている。図５の例では、平面視において、第１線状電極２１１および第２線状電極２２１は配列方向Ｄ２において交互に配列される。第１線状電極２１１の各々は第２線状電極２２１と方向Ｄ３において対向していない。

【0090】

第２集合電極２２２は金属材料（例えばアルミニウム）等の導電性材料によって形成され、複数の第２線状電極２２１の長手方向Ｄ１の他方側の端部（基端）どうしを連結する。図５の例では、第２集合電極２２２は、第１集合電極２１２とは反対側に膨らみ、かつ、第１集合電極２１２と略同径の円弧状の平板形状を有している。複数の第２線状電極２２１は第２集合電極２２２から長手方向Ｄ１の一方側に向かって延在する。

【0091】

図４から図６の例では、各第１線状電極２１１は第１誘電体３１によって覆われる。複数の第１誘電体３１は石英またはセラミックス等の誘電体材料によって形成される。例えば、各第１誘電体３１は長手方向Ｄ１に沿って延在する筒状形状を有しており、第１線状電極２１１が長手方向Ｄ１に沿って第１誘電体３１に挿入される。第１誘電体３１が第１線状電極２１１を覆うことにより、第１線状電極２１１がプラズマにスパッタされることに起因して基板Ｗが汚染されることを防ぐことができる。

【0092】

図４から図６の例では、各第２線状電極２２１は第２誘電体３２によって覆われる。複数の第２誘電体３２は石英またはセラミックス等の誘電体材料によって形成される。例えば、各第２誘電体３２は長手方向Ｄ１に沿って延在する筒状形状を有しており、第２線状電極２２１が長手方向Ｄ１に沿って第２誘電体３２に挿入される。第２誘電体３２が第２線状電極２２１を覆うことにより、第２線状電極２２１がプラズマにスパッタされることに起因して基板Ｗが汚染されることを防ぐことができる。

【0093】

図４から図６の例では、プラズマ源２には仕切部材３３が設けられている。仕切部材３３は石英またはセラミックス等の誘電体材料によって形成される。図示の例では、仕切部材３３は板状形状を有している。以下では、仕切部材３３の一方側の主面を処理面３３ａと呼び、他方側の主面を冷却面３３ｂと呼ぶ。処理面３３ａおよび冷却面３３ｂは仕切部材３３の厚み方向において互いに対向する面である。仕切部材３３はその厚み方向が方向Ｄ３に沿う姿勢で設けられる。図５の例では、仕切部材３３の処理面３３ａおよび冷却面３３ｂは平面視において円形状を有している。仕切部材３３の厚み（処理面３３ａと冷却面３３ｂとの間の距離）は例えば数百μｍ（例えば３００μｍ）程度に設定される。

【0094】

第１電極部２１および第１誘電体３１は仕切部材３３の処理面３３ａ側に設けられており、第２電極部２２および第２誘電体３２は仕切部材３３の冷却面３３ｂ側に設けられている。具体的には、第１誘電体３１は仕切部材３３の処理面３３ａ下に設けられており、第２誘電体３２は仕切部材３３の冷却面３３ｂ上に設けられている。

【0095】

プラズマ源２は処理ユニット１３０において、処理面３３ａが処理対象（ここでは基板Ｗ）を向く姿勢で設けられる。具体的には、プラズマ源２は、方向Ｄ３が鉛直方向に沿い、かつ、処理面３３ａが基板Ｗの上面を向く姿勢で設けられる。このプラズマ源２は基板Ｗと鉛直方向において対向する。

【0096】

仕切部材３３は処理面３３ａ側の第１空間と冷却面３３ｂ側の第２空間とを仕切る。以下では、第１空間を処理空間と呼び、仕切部材３３に対して処理空間とは反対側の第２空間を冷却空間とも呼ぶ。つまり、仕切部材３３の処理面３３ａは処理空間に接する面であり、仕切部材３３の冷却面３３ｂは冷却空間に接する面である。

【0097】

図４に例示されるように、プラズマ源２には保持部材３４が設けられてもよい。なお図５および図６では、図面の煩雑を避けるために、保持部材３４を省略している。保持部材３４はフッ素系樹脂等の絶縁材料によって形成され、第１電極部２１、第２電極部２２、第１誘電体３１、第２誘電体３２および仕切部材３３を一体に保持する。例えば、保持部材３４は平面視において第１集合電極２１２および第２集合電極２２２と略同径のリング形状を有しており、第１集合電極２１２および第２集合電極２２２を方向Ｄ３で挟持する。

【0098】

図４の例では、第１誘電体３１の先端部が保持部材３４によって保持される。具体的には、第１誘電体３１の先端部が保持部材３４に埋設される。よって、第１線状電極２１１および第１誘電体３１からなる部分の両端が保持部材３４によって保持される。これにより、当該部分を両端保持することができる。図４の例では、第２誘電体３２の先端部も保持部材３４によって保持される。よって、保持部材３４は第２線状電極２２１および第２誘電体３２からなる部分も両端保持することができる。

【0099】

第１電極部２１および第２電極部２２はプラズマ用の電源８に電気的に接続される。より具体的には、第１電極部２１の第１集合電極２１２が配線８１を介して電源８の第１出力端８ａに電気的に接続され、第２電極部２２の第２集合電極２２２が配線８２を介して電源８の第２出力端８ｂに電気的に接続される。電源８は例えば不図示のスイッチング電源回路を有しており、第１電極部２１と第２電極部２２との間にプラズマ用の電圧を出力する。より具体的な一例として、電源８はプラズマ用の電圧として高周波電圧を第１出力端８ａおよび第２出力端８ｂに出力する。

【0100】

電源８が第１電極部２１と第２電極部２２との間に電圧を出力することにより、第１線状電極２１１と第２線状電極２２１との間にプラズマ用の電界が生じる。当該電界に応じて、第１線状電極２１１および第２線状電極２２１の周囲のガスがプラズマ化する。このプラズマ源２によれば、仕切部材３３の処理面３３ａ側および冷却面３３ｂ側において、第１線状電極２１１と第２線状電極２２１との間のガスがプラズマ化し、それぞれプラズマＰ１およびプラズマＰ２が発生する（図６を参照）。逆に言えば、当該ガスがプラズマ化する程度の電圧が電源８によって第１電極部２１と第２電極部２２との間に印加される。当該電圧は、例えば、数十ｋＶかつ数十ｋＨｚ程度の高周波電圧である。なお、図６の例では、プラズマＰ１，Ｐ２の発生領域の輪郭がそれぞれ二点鎖線で模式的に示されている。プラズマの発生領域は、プラズマが発光する発光領域であるともいえる。

【0101】

＜冷却部材＞
図４を参照して、冷却部材４は、冷却用ガスを流出する給気口４１１を有する。図４の例では、給気口４１１は冷却空間に設けられている。つまり、給気口４１１は仕切部材３３に対して処理対象（ここでは基板Ｗ）とは反対側に設けられている。給気口４１１は仕切部材３３の冷却面３３ｂと方向Ｄ３において対向する位置に設けられており、より具体的な一例として、給気口４１１はプラズマ源２の中心部と方向Ｄ３において対向する位置に設けられる。図４の例では、給気口４１１は仕切部材３３の冷却面３３ｂに向かって開口する。より具体的には、給気口４１１の開口方向は、冷却面３３ｂに垂直な方向Ｄ３に沿う方向である。

【0102】

図４の例では、冷却部材４は、冷却空間に設けられた給気管４１を含み、その給気管４１の内部の給気路４１２の下流端が給気口４１１に相当する。給気管４１の給気口４１１から流出した冷却用ガスはプラズマ源２に向かって流れる。

【0103】

給気管４１には、冷却ガス供給部５から冷却用ガスが供給される（図３も参照）。冷却ガス供給部５は給気管５１とバルブ５２と流量調整部５３とを含んでいる。給気管５１は給気管４１とガス供給源５４とを接続する。言い換えれば、給気管５１の下流端が給気管４１に接続され、給気管５１の上流端がガス供給源５４に接続される。なお、給気管４１および給気管５１は１本の配管の互いに異なる部分であってもよい。ガス供給源５４は給気管５１に冷却用ガスを供給する。冷却用ガスは例えば窒素ガスおよび空気の少なくともいずれかである。

【0104】

給気管５１にはバルブ５２および流量調整部５３が介装されている。バルブ５２は制御部９０によって制御される。バルブ５２が開くことにより、ガス供給源５４からの冷却用ガスが給気管５１を通じて給気管４１に供給され、給気口４１１から流出する。給気口４１１から流出した冷却用ガスはプラズマ源２に向かって流れ、プラズマ源２を冷却する。バルブ５２が閉じることにより、冷却用ガスの供給が停止する。流量調整部５３は制御部９０によって制御され、給気管５１を流れる冷却用ガスの流量を調整する。流量調整部５３は例えばマスフローコントローラである。

【0105】

図４の例では、冷却部材４は流路形成部材４２をさらに含んでいる。流路形成部材４２は、給気口４１１から流出した冷却用ガスが流れるガス空間４０を形成する。流路形成部材４２は、仕切部材３３に対して冷却空間側に設けられ、プラズマ源２の周縁に連結されてプラズマ源２とともにガス空間４０を形成する。図４の例では、流路形成部材４２はカバー部４２１と側壁４２２とを含む。カバー部４２１は例えば板状の形状を有しており、その厚み方向が方向Ｄ３に沿う姿勢で設けられる。カバー部４２１は例えば保持部材３４と略同径の円板形状を有し、方向Ｄ３においてプラズマ源２と対向する位置に設けられている。カバー部４２１の中心部には、給気管４１を貫通配置するための貫通孔が形成されている。給気管４１とカバー部４２１とは互いに連結される。給気管４１の給気口４１１はガス空間４０において開口する。

【0106】

側壁４２２はカバー部４２１の周縁に立設された円筒形状を有しており、保持部材３４側に向かって延在する。側壁４２２の内周面は、平面視において、第１線状電極２１１の先端および第２線状電極２２１の先端よりも外側に位置する。

【0107】

図４の例では、側壁４２２は方向Ｄ３において保持部材３４と重なり合っており、保持部材３４に連結される。流路形成部材４２は保持部材３４と一体で構成されてもよいし、複数の部材が組み合わされて構成されてもよい。

【0108】

このような流路形成部材４２によれば、カバー部４２１、側壁４２２およびプラズマ源２によって囲まれるガス空間４０を形成することができる。なお、保持部材３４はガス空間４０を形成する部材の一部でもあるので、流路形成部材４２に属しているともいえる。つまり、側壁４２２および保持部材３４からなる部分を、流路形成部材４２の側壁４２３と把握することも可能である。

【0109】

流路形成部材４２には排気路４２４が設けられる。図４の例では、排気路４２４は流路形成部材４２の側壁４２３（図では保持部材３４）に設けられている。排気路４２４は例えば保持部材３４の内周面と外周面とを繋ぐ貫通孔である。給気口４１１から流出した冷却用ガスはプラズマ源２に向かって流れ、プラズマ源２に衝突した後にプラズマ源２に沿って流れて、排気路４２４から外部に排出される。

【0110】

図４に例示されるように、複数の排気路４２４が流路形成部材４２に設けられてもよい。複数の排気路４２４は側壁４２３の周方向において互いに異なる位置に設けられ、より具体的な一例として等間隔に設けられる。

【0111】

なお、排気路４２４は必ずしも保持部材３４に形成される必要はなく、例えば、側壁４２２に形成されてもよく、側壁４２２と保持部材３４との境界に形成されてもよい。

【0112】

図４の例では、給気管４１の給気口４１１とプラズマ源２との間に整流部材４３が設けられている。整流部材４３は、給気口４１１から流出した冷却用ガスを整流し、整流後の冷却用ガスをプラズマ源２に供給するための部材である。整流部材４３は例えば板状の形状を有しており、その厚み方向が方向Ｄ３に沿う姿勢で設けられる。整流部材４３には、複数の貫通孔４３ａが形成されている。貫通孔４３ａは整流部材４３を方向Ｄ３において貫通する。複数の貫通孔４３ａは平面視において２次元的に配列され、例えばマトリクス状に配列される。整流部材４３は円板形状を有しており、その周縁は流路形成部材４２の側壁４２２の内周面に固定される。

【0113】

このような冷却部材４において、給気口４１１から流出した冷却用ガスは整流部材４３の複数の貫通孔４３ａを通過することにより整流され、整流後の冷却用ガスがプラズマ源２に向かって流れる。冷却用ガスはプラズマ源２に衝突した後にプラズマ源２に沿って周囲に向かって流れて、複数の排気路４２４から外部に排出される。排気路４２４は整流部材４３よりも下流側に設けられるとよい。

【0114】

＜温度測定部＞
図４を参照して、温度測定部６はプラズマ源２の温度を測定する。図４の例では、温度測定部６は、非接触式で温度を測定する温度センサであり、具体的な一例として、赤外線を検出する赤外線センサである。当該センサは、放射温度計を含む。

【0115】

図４の例では、温度測定部６は、プラズマ源２に対して冷却空間側に設けられている。具体的には、温度測定部６は流路形成部材４２に対してプラズマ源２とは反対側に設けられている。流路形成部材４２には測定用窓４２５が形成されており、温度測定部６は測定用窓４２５を通じてプラズマ源２の温度を測定する。図４の例では、測定用窓４２５は流路形成部材４２のカバー部４２１に形成されている。測定用窓４２５はカバー部４２１を方向Ｄ３に沿って貫通し、プラズマ源２と方向Ｄ３において対向する。測定用窓４２５は例えば透光部材であってもよい。この透光部材は、赤外線について高い透光率（例えば６０％以上、好ましくは９０％以上）を有する透光性材料（例えばガラス）によって形成される。赤外線にとって不透明な整流部材４３が設けられる場合には、測定用窓４２５は整流部材４３の貫通孔４３ａと方向Ｄ３において対向する位置に形成される。整流部材４３が透光性材料によって形成される場合には、測定用窓４２５は整流部材４３と対向する位置に設けられてもよい。

【0116】

プラズマ源２から発光された赤外線の一部は貫通孔４３ａ（あるいは、整流部材４３）および測定用窓４２５を透過し、温度測定部６に入射する。温度測定部６は当該赤外線を検出し、その検出結果を示す電気信号を温度測定値として制御部９０に出力する。

【0117】

図４の例では、複数の温度測定部６が設けられている。複数の温度測定部６は平面視において、例えば給気管４１の周囲で周方向に略等間隔に設けられてもよい。カバー部４２１には、当該複数の温度測定部６に対応して複数の測定用窓４２５が形成されている。複数の温度測定部６は、平面視において互いに異なる位置でプラズマ源２の温度を測定する。制御部９０は複数の温度測定部６によって測定された温度に基づいて、プラズマ源２の測定温度を算出してもよい。例えば、制御部９０は、測定された複数の温度の平均値を測定温度として算出してもよい。

【0118】

温度測定部６および冷却部材４はプラズマ源２と一体に移動するとよい。つまり、プラズマ移動機構１４はプラズマ源２、冷却部材４および温度測定部６を一体に移動させてもよい。これによれば、冷却部材４はプラズマ源２の位置によらずプラズマ源２を冷却することができ、温度測定部６はプラズマ源２の位置によらず、プラズマ源２の温度を測定することができる。

【0119】

なお、上述の例では、カバー部４２１の一部に透光部材（測定用窓４２５）が設けられているものの、カバー部４２１の全てが透光性材料によって形成されてもよい。整流部材４３も透光性材料によって形成される場合、プラズマ源２からの赤外線が整流部材４３およびカバー部４２１を透過できるので、温度測定部６の設置位置の自由度を向上させることができる。

【0120】

＜空冷制御＞
図７は、プラズマ発生装置１の動作の一例を概略的に示すフローチャートである。制御部９０は電源８を制御して、プラズマ源２の周囲にプラズマＰ１，Ｐ２を発生させる（ステップＳ１）。具体的には、電源８は制御部９０の制御下でプラズマ用の電圧（例えば高周波電圧）をプラズマ源２に出力する。これにより、第１線状電極２１１と第２線状電極２２１との間にプラズマ用の電界が生じ、当該電界がガスに作用してプラズマＰ１，Ｐ２を発生させる。プラズマ源２は処理が終了するまでプラズマＰ１，Ｐ２を発生させる。

【0121】

処理ユニット１３０を例に挙げて説明すると、プラズマ源２が第２処理位置においてプラズマＰ１，Ｐ２を発生させることにより、プラズマＰ１に起因して生じる種々の活性種を基板Ｗ上の処理液に供給することができる。これにより、既述のように、基板Ｗのレジストをより速やかに除去することができる。

【0122】

また、制御部９０はバルブ５２を開いて冷却用ガスをプラズマ源２に供給する（ステップＳ２）。具体的には、冷却用ガスがガス供給源５４から給気管５１を通じて給気管４１に供給され、給気口４１１から流出する。給気口４１１から流出された冷却用ガスはガス空間４０において整流部材４３を通じて整流され、整流後の冷却用ガスがプラズマ源２に供給される。プラズマ源２に衝突した冷却用ガスはプラズマ源２に沿って外側に流れ、排気路４２４を通じて外部に排出される。

【0123】

次に、温度測定部６がプラズマ源２の温度を測定する（ステップＳ３）。

【0124】

次に、制御部９０は温度測定部６によって測定された測定温度に基づいて流量調整部５３を制御して、プラズマ源２に供給される冷却用ガスの流量を制御する（ステップＳ４）。よって、冷却ガス供給部５および冷却部材４は、温度測定部６によって測定された温度に基づいた流量で冷却用ガスをプラズマ源２に供給する。

【0125】

具体的には、制御部９０は、測定温度が第１温度であるときの冷却用ガスの流量が、測定温度が第１温度よりも低い第２温度であるときの冷却用ガスの流量よりも大きくなるように、流量調整部５３を制御する。つまり、制御部９０は、測定温度が高いときに冷却用ガスの流量を増加させることにより、プラズマ源２の温度を低下させ、測定温度が低いときには、冷却用ガスの流量を低減させることにより、プラズマ源２の温度を上昇させる。制御部９０は測定温度の増加に対して冷却用ガスの流量を連続的に増加させてもよく、あるいは、段階的に増加させてもよい。

【0126】

次に、制御部９０は処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ５）。所定の終了条件が成立していれば、制御部９０は処理を終了すると判断し、所定の終了条件が成立していなければ、制御部９０は処理を終了しないと判断する。例えば電源８による電圧出力から所定期間が経過したときに終了条件が成立したと判断してもよい。当該所定期間は、例えば基板Ｗのレジストを除去するのに十分な時間である。終了条件が成立していないときには、再びステップＳ３が実行され、終了条件が成立したときには、処理を終了する。具体的には、制御部９０は電源８に電圧の出力を停止させ、バルブ５２を閉じる。

【0127】

以上のように、プラズマ発生装置１によれば、プラズマ源２の温度をモニタしながら冷却用ガスの流量を制御する。よって、プラズマ源２の温度を高い精度で所定の温度範囲内に制御することができる。

【0128】

また上述の例では、プラズマ源２は仕切部材３３を含んでおり、冷却部材４は仕切部材３３によって仕切られた冷却空間においてプラズマ源２に冷却用ガスを供給する。よって、冷却用ガスは処理空間には流入しにくく、プラズマ源２と処理対象（ここでは基板Ｗ）との間のプラズマＰ１の乱れを招きにくい。したがって、プラズマＰ１に起因して生じる活性種をより均一に基板Ｗに供給することができる。

【0129】

また上述の例では、冷却部材４の給気口４１１は仕切部材３３の冷却面３３ｂと対向する位置に設けられており、冷却面３３ｂに向けて開口している。これによれば、給気口４１１から流出した冷却用ガスは方向Ｄ３に沿って仕切部材３３に向かって流れるので、冷却用ガスの大部分をプラズマ源２に衝突させることができる。

【0130】

比較のために、冷却用ガスを仕切部材３３の冷却面３３ｂに平行な方向に流す構造を考慮する。この場合、冷却用ガスのうちプラズマ源２から離れた位置を流れるガスは、プラズマ源２には直接に接触しないので、プラズマ源２の冷却に寄与しにくい。

【0131】

これに対して、上述の例では、冷却用ガスが方向Ｄ３に沿ってプラズマ源２に向かって流れるので、その大部分がプラズマ源２に当たりやすい。よって、給気口４１１から流出した冷却用ガスの大部分がプラズマ源２の冷却に寄与しやすい。したがって、プラズマ源２をより効果的に冷却することができる。

【0132】

また上述の例では、流路形成部材４２の側壁４２３に排気路４２４が形成されている。よって、給気口４１１から流出してプラズマ源２に衝突した冷却用ガスはプラズマ源２に沿って外側に流れ、排気路４２４を通じて外部に排出される。冷却用ガスは衝突後にプラズマ源２に沿って流れるので、さらに効果的にプラズマ源２を冷却することができる。

【0133】

また上述の例では、複数の排気路４２４が周方向において異なる位置で流路形成部材４２の側壁４２３に設けられている。具体的な一例として、複数の排気路４２４は等間隔に設けられている。よって、冷却用ガスはプラズマ源２に沿ってより均等に放射状に外側に流れ、複数の排気路４２４から外部に排出される。したがって、プラズマ源２をより均一に冷却することができる。これによれば、プラズマ源２の温度分布をより均一化することができる。よって、プラズマ源２による活性種の発生量の分布をより均一化することができ、基板Ｗに対してより均一に活性種を作用させることができる。

【0134】

また上述の例では、冷却部材４は整流部材４３を含んでいる。よって、平面視において冷却用ガスをプラズマ源２に対してより均一に供給することができる。したがって、プラズマ源２の温度をより均一に制御することができる。言い換えれば、平面視におけるプラズマ源２の温度分布をより均一化することができる。これによれば、プラズマ源２による活性種の発生量の分布をより均一化することができ、基板Ｗに対してより均一に活性種を作用させることができる。

【0135】

また上述の例では、温度測定部６は仕切部材３３よりも冷却空間側に設けられている。言い換えれば、温度測定部６はプラズマ源２に対して処理対象（ここでは基板Ｗ）とは反対側に設けられている。これによれば、温度測定部６はプラズマ源２と基板Ｗとの間には設けられないので、基板Ｗに向かう活性種の移動を阻害しない。また、プラズマ源２を処理対象により近づけることができる。言い換えれば、プラズマ発生装置１の第２処理位置を基板Ｗのより近くに設定することができる。そして、温度測定部６はプラズマ発生装置１が第２処理位置で停止している場合でもプラズマ源２の温度を測定することができるので、基板Ｗに対する処理中であっても、プラズマ源２の温度を高い精度で制御することができる。

【0136】

また上述の例では、プラズマ源２が第２処理位置よりも基板Ｗから離れた第２待機位置に位置する状態で、制御部９０が電源８を制御してプラズマ源２の周囲にプラズマＰ１，Ｐ２を発生させる。そして、プラズマ源２の温度が基板Ｗの処理に適した温度になるように、冷却用ガスによりプラズマ源２が冷却される。その後、プラズマ源２が第２待機位置から第２処理位置へと移動させられる。こうすることで、基板Ｗの上面の近傍の位置でプラズマを発生させる場合と比較して、プラズマの発生に起因する高熱による基板Ｗや周辺部材へのダメージを抑制することができる。

【0137】

＜空冷制御のタイミング＞
制御部９０は、プラズマ発生装置１が第２待機位置に位置するときにも、第２処理位置に位置するときにも、第２処理位置と第２待機位置との間の移動中でも、行うことができる。

【0138】

なお、上述の例では、プラズマ処理中のプラズマ源２の温度を測定するために、温度測定部６がプラズマ源２に対して処理対象（ここでは基板Ｗ）とは反対側に設けられる。しかしながら、必ずしもプラズマ処理中のプラズマ源２の温度を測定しなくてもよい。例えば、プラズマ発生装置１が第２処理位置よりも鉛直上方の準備位置（第２待機位置を含む）で停止しているときに、電源８がプラズマ源２に電圧を出力してプラズマＰ１，Ｐ２を発生させ、制御部９０がプラズマ源２の測定温度に基づいて冷却用ガスの流量を制御する。続いて、プラズマ発生装置１が第２処理位置へと移動し、基板Ｗに対するプラズマ処理（活性種の供給）を行う。プラズマ処理中では、温度測定部６による温度測定を行わず、冷却ガス供給部５は、準備位置においてプラズマ源２の温度が所定範囲内となったときのガスの流量で、冷却用ガスを供給する。これによっても、プラズマ処理中において、プラズマ源２の温度を所定範囲内に維持することができる。

【0139】

この場合、温度測定部６は必ずしもプラズマ源２に対して基板Ｗとは反対側に設けられていなくてもよい。温度測定部６はプラズマ源２に対して基板Ｗ側に設けられていてもよい。例えば、温度測定部６は、プラズマ源２よりも基板Ｗ側かつプラズマ源２よりも外側の位置に設けられてもよい。図４は、この温度測定部６が二点鎖線で示されている。この場合、温度測定部６はプラズマ源２と一体に移動する必要はなく、処理ユニット１３０内に移動不能に固定されていてもよい。

【0140】

＜温度測定部の種類＞
上述の例では、温度測定部６は赤外線センサ（放射温度計）であるものの、例えば、サーモカメラであってもよい。サーモカメラはサーモグラフィーカメラとも呼ばれる。サーモカメラは例えば２次元配置された複数の画素を有する。各画素は赤外線を受光し、その強度を検出する。サーモカメラは赤外線による画像（いわゆるサーモグラフィ）を出力することができる。

【0141】

サーモカメラの撮像範囲はプラズマ源２の一部であってもよく、全部であってもよい。制御部９０はサーモカメラによって撮像された画像に基づいて、プラズマ源２のうち撮像範囲内の温度分布を把握することができる。制御部９０は複数の画素に対応するプラズマ源２の複数の温度を平均化して、プラズマ源２の測定温度を算出してもよい。

【0142】

また上述の例では、温度測定部６は、温度と相関する赤外線の強度を測定しているものの、必ずしもこれに限らない。温度測定部６は、温度と正または負の相関関係を有する赤外線以外のパラメータを測定してもよい。具体的な一例として、温度測定部６はプラズマＰ１，Ｐ２の発光強度を測定するセンサであってもよい。ガスの種類が一定であれば、プラズマの発光強度は温度が高いほど高くなるので、発光強度と温度との関係を予め測定しておくことにより、温度測定部６によって測定された発光強度と、予め測定した上記関係とに基づいて、プラズマ源２の温度を算出することができる。温度測定部６は、プラズマの光をセンシング可能なカメラ（例えば可視光カメラ）であってもよい。

【0143】

＜複数種のガス＞
上述したように、プラズマ発生装置１においては、冷却用ガスによってプラズマ源２を冷却することで、プラズマ源２の温度を制御することができる。よって、温度上昇による不具合を抑制できるとともに、温度低下によるプラズマの消失も抑制することができる。しかしながら、プラズマを維持しつつ、プラズマ源２の温度をさらに低下させることは困難である。

【0144】

そこでここでは、温度低下とプラズマＰ１の発生を両立することを企図する。具体的には、冷却用ガスとして、第１ガスと、第１ガスよりもプラズマ化しやすい第２ガスとを採用する。第１ガスは例えば窒素ガスおよび空気の少なくともいずれかを含む。第２ガスは例えばアルゴンガスである。

【0145】

図８は、プラズマ発生装置１および冷却ガス供給部５の構成の他の一例を概略的に示す図である。図８は例では、冷却ガス供給部５の給気管５１は分岐管５１ａと分岐管５１ｂと合流管５１ｃとを含む。合流管５１ｃの下流端は給気管５１の下流端に相当し、給気管４１に接続される。

【0146】

分岐管５１ａの下流端は合流管５１ｃの上流端に接続され、分岐管５１ａの上流端は第１ガス供給源５４ａに接続される。第１ガス供給源５４ａは第１ガスを分岐管５１ａに供給する。分岐管５１ａにはバルブ５２ａおよび流量調整部５３ａが介装されている。バルブ５２ａは制御部９０によって制御される。バルブ５２ａが開くことにより、第１ガス供給源５４ａからの第１ガスが分岐管５１ａおよび合流管５１ｃを通じて給気管４１に供給され、給気口４１１から流出する。給気口４１１から流出した第１ガスはプラズマ源２に向かって流れる。バルブ５２ａが閉じることにより、第１ガスの供給が停止する。流量調整部５３ａは制御部９０によって制御され、分岐管５１ａを流れる第１ガスの流量を調整する。流量調整部５３ａは例えばマスフローコントローラである。

【0147】

分岐管５１ｂの下流端は合流管５１ｃの上流端に接続され、分岐管５１ｂの上流端は第２ガス供給源５４ｂに接続される。第２ガス供給源５４ｂは第２ガスを分岐管５１ｂに供給する。分岐管５１ｂにはバルブ５２ｂおよび流量調整部５３ｂが介装されている。バルブ５２ｂは制御部９０によって制御される。バルブ５２ｂが開くことにより、第２ガス供給源５４ｂからの第２ガスが分岐管５１ｂおよび合流管５１ｃを通じて給気管４１に供給され、給気口４１１から流出する。給気口４１１から流出した第２ガスはプラズマ源２に向かって流れる。バルブ５２ｂが閉じることにより、第２ガスの供給が停止する。流量調整部５３ｂは制御部９０によって制御され、分岐管５１ｂを流れる第２ガスの流量を調整する。流量調整部５３ｂは例えばマスフローコントローラである。

【0148】

このような冷却ガス供給部５によれば、制御部９０がバルブ５２ａ，５２ｂを開くことにより、第１ガスと、第１ガスよりもプラズマしやすい第２ガスとの混合ガスを冷却用ガスとしてプラズマ源２に供給することができる。後述のように、第１ガスは主としてプラズマ源２の冷却に用いられ、第２ガスは主としてプラズマＰ２の維持に用いられる。

【0149】

制御部９０は温度測定部６によって測定された測定温度に基づいて、冷却用ガスの流量を制御する。具体的には、制御部９０は、測定温度が第１温度であるときの第１ガスの流量が、測定温度が第１温度よりも低い第２温度であるときの第１ガスの流量よりも大きくなるように、流量調整部５３ａを制御する。つまり、制御部９０は測定温度が高いときに第１ガスの流量を増加させてプラズマ源２の温度を低下させ、測定温度が低いときに第１ガスの流量を低減させてプラズマ源２の温度を上昇させる。制御部９０は測定温度の増加に対して第１ガスの流量を連続的に増加させてもよく、あるいは、段階的に増加させてもよい。

【0150】

以上のように、第１ガスの流量を測定温度に基づいて制御しているので、プラズマ源２の温度を高い精度で所定範囲内に制御できる。

【0151】

しかも、プラズマ源２には、プラズマ化しやすい第２ガスも供給される。例えば、制御部９０は第２ガスの流量が予め設定された一定値となるように流量調整部５３ｂを制御してもよい。この第２ガスの供給により、プラズマ源２の周囲においてプラズマＰ１，Ｐ２の発生を維持することができる。具体的には、プラズマ源２の温度が低下しても、第２ガスが仕切部材３３よりも冷却空間側においてプラズマ化するので、プラズマＰ２を維持することができる（図６も参照）。また、出願人は、この冷却空間側のプラズマＰ２の維持に起因して、処理空間側においてもプラズマＰ１が維持されることを確認した。

【0152】

以上のように、冷却用ガスとして、第１ガスと、第１ガスよりもプラズマ化しやすい第２ガスとの混合ガスを採用することにより、温度の低下とプラズマＰ１，Ｐ２の維持とを両立させることができる。言い換えれば、プラズマＰ１，Ｐ２を維持可能な温度範囲を広げることができる。

【0153】

＜第２ガスの流量制御＞
第２ガスの流量は必ずしも一定に制御される必要はない。制御部９０は、温度測定部６によって測定された測定温度に基づいて、第２ガスの流量も制御してもよい。より具体的には、制御部９０は測定温度が第１温度であるときの第２ガスの流量が、測定温度が第１温度よりも低い第２温度であるときの第２ガスの流量よりも小さくなるように、流量調整部５３ｂを制御してもよい。つまり、制御部９０は、測定温度が高いときに第２ガスの流量を低下させ、測定温度が低いときに第２ガスの流量を増加させてもよい。

【0154】

これによれば、プラズマＰ１，Ｐ２が消失する可能性が高い低温時において第２ガスの流量を増加させることにより、プラズマＰ１，Ｐ２をより確実に維持することができる。一方で、プラズマＰ１，Ｐ２が消失する可能性が低い高温時での第２ガスの消費量を低減させる。これによれば、高温時ではプラズマＰ１，Ｐ２を維持しつつ第２ガスの消費量を低減させることができる。第２ガスの流量はゼロであってもよい。

【0155】

＜領域ごとの空冷制御＞
図９は、プラズマ発生装置１および冷却ガス供給部５の他の一例を概略的に示す断面図である。以下では、図９のプラズマ発生装置１をプラズマ発生装置１Ａと呼ぶ。プラズマ発生装置１Ａは、冷却部材４の構成を除いて、既述のプラズマ発生装置１と同様の構成を有している。

【0156】

プラズマ発生装置１Ａにおいては、冷却部材４は複数の給気口４１１を有している。複数の給気口４１１は仕切部材３３よりも冷却空間側に設けられており、いずれもプラズマ源２と方向Ｄ３において対向する位置に設けられている。よって、複数の給気口４１１はプラズマ源２のうち互いに異なる領域と方向Ｄ３において対向する。

【0157】

図９の例では、複数の給気口４１１として、３つの給気口４１１Ａ，４１１Ｂ１，４１１Ｂ２が示されている。給気口４１１Ａはプラズマ源２の中央領域（具体的には仕切部材３３の中央領域、第２中央領域に相当）と方向Ｄ３において対向する位置に形成され、給気口４１１Ｂ１はプラズマ源２の周縁領域（具体的には仕切部材３３の周縁領域、第２周縁領域に相当）と方向Ｄ３において対向する位置に形成されており、給気口４１１Ｂ２は給気口４１１Ａに対して給気口４１１Ｂ１と反対側において、プラズマ源２の周縁領域と方向Ｄ３において対向する位置に形成されている。図９の例では、冷却部材４は３つの給気管４１Ａ，４１Ｂ１，４１Ｂ２を含み、給気管４１Ａ，４１Ｂ１，４１Ｂ２の下流端にそれぞれ給気口４１１Ａ，４１１Ｂ１，４１１Ｂ２が形成される。

【0158】

冷却ガス供給部５は給気管４１Ａ，４１Ｂ１，４１Ｂ２に冷却用ガスを供給する。図９の例では、給気管４１Ａは給気管５１Ａを介してガス供給源５４に接続される。給気管５１Ａにはバルブ５２Ａおよび流量調整部５３Ａが介装されている。バルブ５２Ａは制御部９０によって制御される。バルブ５２Ａが開くことにより、ガス供給源５４からの冷却用ガスが給気管５１Ａを通じて給気管４１Ａに供給され、給気口４１１Ａから流出する。給気口４１１Ａから流出した冷却用ガスはプラズマ源２の中央領域に向かって流れる。バルブ５２Ａが閉じることにより、給気口４１１Ａからの冷却用ガスの供給が停止する。流量調整部５３Ａは制御部９０によって制御され、給気管５１Ａを流れる冷却用ガスの流量を調整する。つまり、流量調整部５３Ａはプラズマ源２の中央領域へ向かう冷却用ガスの流量を調整する。流量調整部５３Ａは例えばマスフローコントローラである。

【0159】

図９の例では、給気管４１Ｂ１は分岐管５１Ｂ１および共通管５１Ｂ３を介してガス供給源５４に接続され、給気管４１Ｂ２は分岐管５１Ｂ２および共通管５１Ｂ３を介してガス供給源５４に接続される。共通管５１Ｂ３にはバルブ５２Ｂおよび流量調整部５３Ｂが介装されている。バルブ５２Ｂは制御部９０によって制御される。バルブ５２Ｂが開くことにより、ガス供給源５４からの冷却用ガスがそれぞれ給気管４１Ｂ１，４１Ｂ２に供給され、給気口４１１Ｂ１，４１１Ｂ２から流出する。給気口４１１Ｂ１，４１１Ｂ２から流出した冷却用ガスはプラズマ源２の周縁領域に向かって流れる。バルブ５２Ｂが閉じることにより、給気口４１１Ｂ１，４１１Ｂ２からの冷却用ガスの供給が停止する。流量調整部５３Ｂは制御部９０によって制御され、共通管５１Ｂ３を流れる冷却用ガスの流量を調整する。つまり、流量調整部５３Ｂはプラズマ源２の周縁領域へ向かう冷却用ガスの流量を調整する。流量調整部５３Ｂは例えばマスフローコントローラである。

【0160】

このような冷却部材４によれば、流量調整部５３Ａ，５３Ｂによって、プラズマ源２の中央領域に供給する冷却用ガスの流量と、プラズマ源２の周縁領域に供給する冷却用ガスの流量とを互いに独立に制御することができる。

【0161】

図９の例では、冷却部材４は流路仕切部材４４をさらに含んでいる。図１０は、冷却部材４の構成の一例を概略的に示す断面図であり、方向Ｄ３に垂直な断面を示している。流路仕切部材４４は、流路形成部材４２の内部のガス空間４０を複数のガス流路に仕切る部材である。図９および図１０の例では、流路仕切部材４４は流路形成部材４２のカバー部４２１の下面に立設された円筒形状を有している。これによれば、流路形成部材４２のガス空間４０を、流路仕切部材４４の内側の中央流路４０Ａと、流路仕切部材４４と側壁４２２との間の周縁流路４０Ｂとに仕切ることができる。

【0162】

中央流路４０Ａはプラズマ源２の中央領域と方向Ｄ３において対向しており、周縁流路４０Ｂはプラズマ源２の周縁領域と方向Ｄ３において対向する。図１０の例では、基板Ｗが二点鎖線で示されている。この二点鎖線は、処理ユニット１３０においてプラズマ発生装置１が第２処理位置に位置する状態での基板Ｗを示している。図１０から理解できるように、プラズマ源２の中央領域は、プラズマ発生装置１が第２処理位置に位置する状態で、基板Ｗの上面の中央領域（第１中央領域に相当）と方向Ｄ３において対向する。プラズマ源２の周縁領域は、プラズマ発生装置１が第２処理位置に位置する状態で、基板Ｗの上面の周縁領域（第１周縁領域に相当）と方向Ｄ３において対向する。

【0163】

給気口４１１Ａは中央流路４０Ａにおいて開口する。よって、給気口４１１Ａから流出した冷却用ガスは、中央流路４０Ａを流れてプラズマ源２の中央領域に衝突する。図９の例では、流路仕切部材４４はプラズマ源２に当接しておらず、プラズマ源２の中央領域に衝突した冷却用ガスは流路仕切部材４４とプラズマ源２との間を通過し、排気路４２４から外部に排気される。

【0164】

給気口４１１Ｂ１，４１１Ｂ２は周縁流路４０Ｂにおいて開口する。よって、給気口４１１Ｂ１，４１１Ｂ２から流出した冷却用ガスは、周縁流路４０Ｂを流れてプラズマ源２の周縁領域に衝突する。プラズマ源２の周縁領域に衝突した冷却用ガスは排気路４２４から外部に排気される。

【0165】

図９および図１０の例では、流路仕切部材４４が設けられているので、給気口４１１Ａから流出した冷却用ガスをより確実にプラズマ源２の中央領域に供給することができ、給気口４１１Ｂ１，４１１Ｂ２から流出した冷却用ガスをより確実にプラズマ源２の周縁領域に供給することができる。

【0166】

図９の例では、中央流路４０Ａには整流部材４３Ａが設けられ、周縁流路４０Ｂには整流部材４３Ｂが設けられている。整流部材４３Ａ，４３Ｂは整流部材４３と同様に複数の貫通孔４３ａを有している。整流部材４３Ａは円板形状を有しており、その側面が流路仕切部材４４の内周面に固定される。整流部材４３Ｂはリング状の板状形状を有し、その外周面が側壁４２２の内周面に固定され、その内周面が流路仕切部材４４の外周面に固定される。

【0167】

給気口４１１Ａから流出した冷却用ガスは整流部材４３Ａを通じて整流され、プラズマ源２の中央領域に供給される。給気口４１１Ｂ１，４１１Ｂ２から流出した冷却用ガスは整流部材４３Ｂを通じて整流され、プラズマ源２の周縁領域に供給される。

【0168】

図９の例では、温度測定部６として温度測定部６Ａ，６Ｂが設けられている。温度測定部６Ａはプラズマ源２の中央領域の温度を測定し、温度測定部６Ｂはプラズマ源２の周縁領域の温度を測定する。つまり、温度測定部６Ａは、給気口４１１Ａから流出される冷却用ガスの供給先の領域の温度を測定し、温度測定部６Ｂは、給気口４１１Ｂ１，４１１Ｂ２から流出される冷却用ガスの供給先の領域の温度を測定する。

【0169】

制御部９０は、温度測定部６Ａによって測定された測定温度に基づいて流量調整部５３Ａを制御して、プラズマ源２の中央領域に供給する冷却用ガスの流量を制御する。また、制御部９０は、温度測定部６Ｂによって測定された測定温度に基づいて流量調整部５３Ｂを制御して、プラズマ源２の周縁領域に供給する冷却用ガスの流量を制御する。

【0170】

これによれば、プラズマ源２の中央領域および周縁領域の温度を個別に制御することができる。例えば、制御部９０は、プラズマ源２の中央領域の温度と周縁領域の温度との差が低減するように、流量調整部５３Ａ，５３Ｂを制御する。具体的には、制御部９０は温度差が所定の温度差基準値よりも小さくなるように、流量調整部５３Ａ，５３Ｂを制御する。これにより、プラズマ源２の温度分布をさらに均一化することができる。

【0171】

ところで、基板Ｗの上面に形成される処理液の液膜Ｆは、表面張力等の諸要因に起因して、基板Ｗの周縁で盛り上がる場合がある。図１１は、基板Ｗの構成の一例を概略的に示す図である。図１１に例示するように、基板Ｗの周縁領域上の液膜Ｆの厚みは、基板Ｗの中央領域上の液膜Ｆの厚みよりも大きい。液膜Ｆの厚みが大きい場合、プラズマ発生装置１から供給された活性種が基板Ｗの上面の近傍に到達しにくいため、カロ酸が基板Ｗの上面に到達しにくい。よって、基板Ｗの周縁領域でのレジストの除去が不足する場合もある。このような基板Ｗの周縁領域の処理不足を抑制するためには、より多くの活性種を基板Ｗの周縁領域に供給することが望ましい。つまり、液膜Ｆが基板Ｗの周縁領域で盛り上がる場合には、基板Ｗの中央領域に供給される活性種よりも多くの活性種を周縁領域に供給することが望ましい。図１１の例では、基板Ｗに供給される活性種を模式的に矢印で示しており、その活性種の多寡を矢印の間隔で示している。

【0172】

そこで、制御部９０は基板Ｗの周縁領域に対向するプラズマ源２の周縁領域の温度が、基板Ｗの中央領域に対向するプラズマ源２の中央領域の温度よりも高くなるように、流量調整部５３Ａ，５３Ｂを制御してもよい。温度が高いほど、より多くのプラズマが発生するので、プラズマ源２の周縁領域の周辺では、プラズマ源２の中央領域よりもプラズマが多く発生する。よって、プラズマ源２の周縁領域の周辺では活性種がより多く発生する。

【0173】

これによれば、基板Ｗの周縁領域上の処理液の液膜Ｆに対して、基板Ｗの中央領域上の液膜Ｆよりも多くの活性種を供給することができる。よって、厚みの大きい基板Ｗの周縁領域上の液膜Ｆ中でよりカロ酸を多く発生させることができ、たとえ、液膜Ｆの厚みが大きくても、カロ酸が基板Ｗの上面に十分に作用することができる。したがって、基板Ｗの周縁領域における処理不足（レジストの除去不足）を抑制または回避することができる。

【0174】

なお、上述の例では、プラズマ源２の中央領域および周縁領域にそれぞれ供給する冷却用ガスの流量を個別に制御した。しかしながら、プラズマ源２を区画する領域は必ずしも中央領域および周縁領域に限らない。例えば、平面視において、プラズマ源２を配列方向Ｄ２に沿って二等分してもよい。要するに、冷却部材４が、プラズマ源２のうち複数の領域にそれぞれ冷却用ガスを供給する複数の給気口４１１を有し、制御部９０が各領域に供給される冷却用ガスの流量を個別に制御すればよい。つまり、各給気口４１１に繋がる配管上に流量調整部５３が設けられ、各流量調整部５３が制御部９０によって個別に制御されればよい。これにより、プラズマ源２の各領域の温度を個別に制御することができる。例えば、平面視においてプラズマ源２を２次元的に複数に分割した各領域に対応して、給気口４１１を設け、各給気口４１１から流出する冷却用ガスの流量を個別に制御してもよい。

【0175】

また制御部９０は既述のようにプラズマ源２の各領域の温度の差が小さくなるように、各冷却用ガスの流量を調整してもよい。あるいは、制御部９０はプラズマ源２の温度分布が所定の温度分布となるように、各冷却用ガスの流量を調整してもよい。例えば、基板Ｗの上面のレジストに注入された不純物（イオン）の密度分布にばらつきがある場合がある。不純物の注入量の大きい領域のレジストは、小さい領域に比べて除去されにくいので、不純物の密度が高い領域は、レジストの除去が困難であり、不純物の密度が低い領域は、レジストの除去が容易である。このようなレジスト除去が容易な容易領域およびレジスト除去が困難な困難領域は、基板Ｗごとに予め決まっており、その情報は、作業員または基板Ｗの一連の処理工程における上流側の装置によって制御部９０に入力される。そこで、制御部９０は、基板Ｗの困難領域と方向Ｄ３において対向するプラズマ源２の領域の温度が、基板Ｗの容易領域と方向Ｄ３において対向するプラズマ源２の領域の温度よりも高くなるように、各給気口４１１から流出される冷却用ガスの流量を個別に制御してもよい。

【0176】

なお図９の例では、１つのガス供給源５４のみが図示されているものの、プラズマ発生装置１Ａにおいても、冷却用ガスとして第１ガスと第２ガスとの混合ガスを採用してもよい。この場合、給気口４１１Ａから流出される第１ガスの流量を、給気口４１１Ｂ１，４１１Ｂ２から流出される第１ガスの流量と独立して制御すればよい。また、給気口４１１Ａから流出される第２ガスの流量を、給気口４１１Ｂ１，４１１Ｂ２から流出される第２ガスの流量と独立して制御してもよい。

【0177】

これによれば、プラズマ源２の中央領域および周縁領域に対して、互いに独立して制御された流量で第１ガスおよび第２ガスを供給することができる。

【0178】

＜プラズマ発生装置１Ｂ＞
図１２は、プラズマ発生装置１および冷却ガス供給部５の他の一例を概略的に示す断面図である。以下では、図１２のプラズマ発生装置１をプラズマ発生装置１Ｂと呼ぶ。プラズマ発生装置１Ｂはプラズマ源２Ｂと冷却部材４と温度測定部６とを含んでいる。プラズマ源２Ｂはプラズマ源２と同様にプラズマを発生させるものの、その具体的な構成がプラズマ源２と相違する。

【0179】

＜プラズマ源＞
図１３は、プラズマ源２Ｂの構成の一例を概略的に示す平面図であり、図１４は、プラズマ源２Ｂの構成の一例を概略的に示す断面図である。図１４は、図１３のＣ－Ｃ断面を示している。図１２は、図１３のＤ－Ｄ断面に相当する。図１２から図１４に示されるように、プラズマ源２Ｂは第１電極部２１と第２電極部２２と仕切部材３５とを含む。

【0180】

仕切部材３５は、プラズマ源２の仕切部材３３と同様に冷却空間と処理空間とを仕切るものの、仕切部材３３とは異なって、各第１線状電極２１１および各第２線状電極２２１の両方を覆っている。言い換えれば、第１線状電極２１１および第２線状電極２２１の大部分は仕切部材３５の内部に配置されている。

【0181】

仕切部材３５は例えば石英およびセラミックス等の誘電体材料によって形成される。図示の例では、仕切部材３５は板状形状を有しており、その厚み方向が方向Ｄ３に沿う姿勢で配置される。仕切部材３５は処理面３５ａ、冷却面３５ｂおよび側面３５ｃを有する。処理面３５ａおよび冷却面３５ｂは、方向Ｄ３において互いに向かい合う面であり、例えば、方向Ｄ３に直交する平坦面である。側面３５ｃは処理面３５ａの周縁および冷却面３５ｂの周縁を繋ぐ面である。図１３の例では、仕切部材３５は円板形状を有しているので、処理面３５ａおよび冷却面３５ｂは円状の平面であり、側面３５ｃは円筒面である。仕切部材３５の処理面３５ａは処理空間に接する面であり、仕切部材３５の冷却面３５ｂは冷却空間に接する面である。仕切部材３５の厚みは例えば５ｍｍ程度である。

【0182】

仕切部材３５には複数の第１穴３６および複数の第２穴３７が形成される。各第１穴３６は長手方向Ｄ１に沿って延在しており、その一方側の端が仕切部材３５の側面３５ｃにおいて開口する。各第１線状電極２１１は長手方向Ｄ１に沿って第１穴３６に挿入される。このように仕切部材３５が各第１線状電極２１１を覆うので、各第１線状電極２１１がプラズマにスパッタされることに起因して基板Ｗが汚染されることを防ぐことができる。

【0183】

各第２穴３７は長手方向Ｄ１に沿って延在しており、その他方側の端が仕切部材３５の側面３５ｃにおいて開口する。各第２線状電極２２１は長手方向Ｄ１に沿って第２穴３７に挿入される。このように仕切部材３５が各第２線状電極２２１を覆うので、各第２線状電極２２１がプラズマにスパッタされることに起因して基板Ｗが汚染されることを防ぐことができる。

【0184】

図１２の例では、複数の第１線状電極２１１および複数の第２線状電極２２１は同一平面上に設けられている。よって、複数の第１穴３６および複数の第２穴３７も同一平面上に形成されている。

【0185】

図１２の例では、第１線状電極２１１と仕切部材３５の処理面３５ａとの間隔は、第１線状電極２１１と仕切部材３５の冷却面３５ｂとの間隔よりも狭い。同様に、第２線状電極２２１と仕切部材３５の処理面３５ａとの間隔は、第２線状電極２２１と仕切部材３５の冷却面３５ｂとの間隔よりも狭い。つまり、第１線状電極２１１および第２線状電極２２１は冷却面３５ｂよりも処理面３５ａに近い位置に設けられている。よって、第１穴３６および第２穴３７も冷却面３５ｂより処理面３５ａに近い位置に形成される。

【0186】

プラズマ発生装置１Ｂは、処理面３５ａが処理対象（ここでは基板Ｗ）を向く姿勢で配置される。処理面３５ａ近傍のガスは後述のようにプラズマ発生装置１Ｂによってプラズマ化し、該プラズマによる活性種が処理対象に作用する。

【0187】

図１３の例では、第１集合電極２１２および第２集合電極２２２は仕切部材３５よりも外側に設けられている。よって、第１線状電極２１１の基端部は仕切部材３５の側面３５ｃから外側に突出して第１集合電極２１２に接続され、第２線状電極２２１の基端部は仕切部材３５の側面３５ｃから外側に突出して第２集合電極２２２に接続される。つまり、図示の例では、仕切部材３５は各第１線状電極２１１のうち基端部以外の部分および各第２線状電極２２１のうち基端部以外の部分を覆う。

【0188】

第１集合電極２１２および第２集合電極２２２はプラズマ用の電源８に接続されており、この電源８の電圧出力により、第１線状電極２１１と第２線状電極２２１との間にプラズマ用の電界が生じる。上述の例では、第１線状電極２１１と処理面３５ａとの間隔および第２線状電極２２１と処理面３５ａとの間隔は狭いので、電界は処理面３５ａ近傍のガスに作用しやすく、該ガスを容易にプラズマ化させることができる。

【0189】

一方で、上述の例では、第１線状電極２１１と冷却面３５ｂとの間隔および第２線状電極２２１と冷却面３５ｂとの間隔は広いので、電界は冷却面３５ｂ近傍のガスには作用しにくい。よって、基板Ｗの処理に寄与しない不要なプラズマの発生も抑制することができる。しかも、仕切部材３５の冷却面３５ｂと処理面３５ａとの間の厚みを大きくすることもできるので、仕切部材３５の強度および剛性を向上させることができる。

【0190】

また上述の例では、単一の仕切部材３５が第１線状電極２１１および第２線状電極２２１の両方を覆う。よって、プラズマ源２Ｂの構造は、第１線状電極２１１および第２線状電極２２１をそれぞれ覆う第１誘電体３１および第２誘電体３２を含むプラズマ源２に比して簡易である。特に上述の例では、仕切部材３５の処理面３５ａは平坦であるので、第２誘電体３２と仕切部材３３とで段差形状を形成するプラズマ源２に比して、その形状がより簡易である。よって、処理対象である基板Ｗ上の処理液が揮発してプラズマ源２Ｂ（例えば処理面３５ａ）に付着しても、プラズマ源２Ｂを洗浄して該処理液を除去することが容易である。

【0191】

＜冷却部材＞
図１２に例示されたプラズマ発生装置１Ｂの冷却部材４は、プラズマ発生装置１の冷却部材４と同様である。ただし図１２の例では、冷却部材４の流路形成部材４２は仕切部材３５の冷却面３５ｂの周縁部に取り付けられ、プラズマ源２とともにガス空間４０を形成している。より具体的な一例として、流路形成部材４２の側壁４２２が仕切部材３５の冷却面３５ｂの周縁部に対して不図示の取付部（例えば接着剤またはねじ止めなど）によって取り付けられる。

【0192】

冷却部材４の給気口４１１は、プラズマ発生装置１と同様にプラズマ源２Ｂの冷却面３５ｂと方向Ｄ３において対向する位置に形成されており、冷却面３５ｂに向かって開口している。図１２の例では、冷却部材４の排気路４２４は流路形成部材４２の側壁４２２に形成されている。例えば、複数の排気路４２４が側壁４２２の周方向に沿って等間隔に配列される。給気口４１１からガス空間４０に流入した冷却用ガスはプラズマ源２Ｂの冷却面３５ｂに向かって流れ、プラズマ源２の冷却面３５ｂに衝突した後に冷却面３５ｂに沿って流れ、排気路４２４を通じて外部に排出される。これにより、プラズマ源２Ｂを空冷することができる。

【0193】

＜温度測定部＞
プラズマ発生装置１Ｂの温度測定部６もプラズマ発生装置１と同様である。すなわち、温度測定部６はプラズマ源２Ｂの温度を測定し、測定結果を示す電気信号を制御部９０に出力する。

【0194】

このようなプラズマ発生装置１Ｂの動作例は、プラズマ発生装置１と同様である。よって、プラズマ発生装置１Ｂにおいてもプラズマ発生装置１と同様の効果を奏する。ただし、プラズマ源２Ｂは冷却空間においてほとんどプラズマを発生させない。もしプラズマ源２Ｂが冷却空間にプラズマを発生させたとしても、このプラズマは処理空間側のプラズマにほとんど影響を与えない。このため、冷却ガス供給部５が供給する冷却用ガスは専らプラズマ源２Ｂの冷却に利用される。

【0195】

＜プラズマ発生装置１Ｃ＞
図１５は、プラズマ発生装置１および冷却ガス供給部５の他の一例を概略的に示す断面図である。以下では、図１５のプラズマ発生装置１をプラズマ発生装置１Ｃと呼ぶ。プラズマ発生装置１Ｃは、流路仕切部材４４の有無という点でプラズマ発生装置１Ｂと相違する。プラズマ発生装置１Ｃの冷却部材４はプラズマ発生装置１Ａと同様に、流路仕切部材４４をさらに含んでいる。

【0196】

流路仕切部材４４は、ガス空間４０を複数のガス流路に仕切る部材であり、例えば、流路形成部材４２のカバー部４２１の下面に立設される。図１５の例では、流路仕切部材４４の下端はプラズマ源２Ｂの仕切部材３５の冷却面３５ｂに当接している。ここでは、冷却面３５ｂは平坦面であるので、流路仕切部材４４の下端面も平坦面である。流路仕切部材４４はガス空間４０を複数のガス流路に仕切る。具体的な一例として、流路仕切部材４４は円筒形状を有しており、ガス空間４０を中央流路４０Ａと周縁流路４０Ｂとに仕切る。流路仕切部材４４の下端面は例えば全周において冷却面３５ｂに接する。

【0197】

図１５の例では、流路形成部材４２には、給気口４１１Ａ，４１１Ｂ１，４１１Ｂ２が形成されるとともに、中央流路４０Ａ内のガスを排気するための排気路４２４Ａと、周縁流路４０Ｂ内のガスを排気するための排気路４２４Ｂが形成されている。

【0198】

排気路４２４Ａは中央流路４０Ａに対応して設けられる。図１５の例では、排気路４２４Ａは流路形成部材４２のカバー部４２１に形成され、カバー部４２１を厚み方向に貫通する。排気路４２４Ａの流入口（つまり、排気口）は、カバー部４２１の下面のうち中央流路４０Ａに面する領域に形成されている。よって、排気路４２４Ａの排気口は中央流路４０Ａにおいて冷却面３５ｂに向かって開口する。より具体的には、排気口の開口方向は、方向Ｄ３に沿う方向である。図１５の例では、複数の排気路４２４Ａが設けられており、例えば、給気口４１１Ａのまわりで等間隔に配列される。

【0199】

排気路４２４Ｂは周縁流路４０Ｂに対応して設けられる。図１５の例では、排気路４２４Ｂは排気路４２４と同様に、流路形成部材４２の側壁４２２に形成されている。図１５の例では、複数の排気路４２４Ｂが設けられており、例えば、周方向に沿って等間隔に配列される。

【0200】

以上のように、冷却部材４には、中央流路４０Ａに専用の給気口４１１Ａおよび排気路４２４Ａの排気口が形成され、また、周縁流路４０Ｂに専用の給気口４１１Ｂ１，４１１Ｂ２および排気路４２４Ｂの排気口が形成される。

【0201】

このようなプラズマ発生装置１Ｃによれば、給気口４１１Ａから中央流路４０Ａに供給された冷却用ガスはプラズマ源２Ｂの中央部を冷却しつつ、排気路４２４Ａを通じて外部に排出される。上述の例では、流路仕切部材４４の下端面は仕切部材３５の冷却面３５ｂに接触しているので、中央流路４０Ａに流入した冷却用ガスは周縁流路４０Ｂにはほとんど流入しない。また、給気口４１１Ｂ１，４１１Ｂ２から周縁流路４０Ｂに供給された冷却用ガスはプラズマ源２Ｂの周縁部を冷却しつつ、排気路４２４Ｂを通じて外部に排出される。同様に、周縁流路４０Ｂに流入した冷却用ガスは中央流路４０Ａにはほとんど流入しない。

【0202】

このように冷却用ガスは中央流路４０Ａと周縁流路４０Ｂとの間ではほとんど移動しないので、中央流路４０Ａを流れる冷却用ガスの流量と、周縁流路４０Ｂを流れる冷却用ガスの流量を個別により正確に調整することができる。ひいては、プラズマ源２Ｂの中央部と周縁部との温度を個別により高い精度で制御することができる。

【0203】

なお、流路仕切部材４４は仕切部材３５の冷却面３５ｂから若干離れていてもよい。この構造でも、冷却部材４には中央流路４０Ａに対応した排気路４２４Ａが形成されているので、中央流路４０Ａ内の冷却用ガスを排気路４２４Ａを通じて外部に排出できる。よって、中央流路４０Ａから周縁流路４０Ｂへの冷却用ガスの流入を抑制できる。同様に、周縁流路４０Ｂに対応した排気路４２４Ｂによって、周縁流路４０Ｂから中央流路４０Ａへの冷却用ガスの流入を抑制することができる。もちろん、流路仕切部材４４が仕切部材３５の冷却面３５ｂと当接していれば、中央流路４０Ａと周縁流路４０Ｂとの間の冷却用ガスの移動をさらに抑制することができる。

【0204】

また、仕切部材３５の冷却面３５ｂが平坦面であれば、プラズマ発生装置１のように第１誘電体３１と仕切部材３３とで段差を形成するプラズマ源２に比して、その形状が簡易である。よって、流路仕切部材４４の下端面を冷却面３５ｂに密着させやすく、流路仕切部材４４と冷却面３５ｂとの間の隙間を容易に低減させることができる。逆に言えば、流路仕切部材４４の下端面に複雑な形状を必要としない。よって、プラズマ発生装置１Ｃの製造コストを低減させることができる。

【0205】

＜変形例＞
プラズマの発光強度はプラズマ源２，２Ｂの温度に依存するので、制御部９０は冷却用ガスの流量に基づいてプラズマの発光強度を制御してもよい。例えば、制御部９０は、発光強度測定部（例えばカメラ）によって測定されたプラズマの発光強度に基づいて、発光強度が所定の強度範囲内となるように、冷却用ガスの流量を制御してもよい。プラズマ源２，２Ｂのうち複数の領域に対して個別に冷却用ガスの流量を制御すれば、プラズマ源２，２Ｂの各領域におけるプラズマの発光強度を個別に制御することもできる。

【0206】

また、プラズマ発生装置１，１Ａにおいて、第１電極部２１および第２電極部２２は同一平面に設けられてもよい。この場合には、仕切部材３３が設けられなくてもよい。

【0207】

また、例えば、プラズマ発生装置１Ｂ，１Ｃにおいて、第１電極部２１および第２電極部２２は方向Ｄ３において互いに異なる位置に設けられてもよい。具体的には、第１線状電極２１１および第２線状電極２２１は方向Ｄ３において互いに異なる位置に設けられてもよい。

【0208】

また、基板Ｗに対する処理は必ずしもレジスト除去処理に限らない。基板Ｗに対する処理として、金属膜の除去等、活性種により処理液の処理能力を向上させることができる全ての処理を採用することができる。また、必ずしも基板Ｗに処理液を供給する必要もない。例えば、プラズマを用いた処理として、基板Ｗの上面に対して直接にプラズマを作用させてもよい。当該処理の一例として、基板Ｗの表面改質処理を挙げることができる。

【0209】

以上のように、プラズマ発生装置１，１Ａ～１Ｃ、プラズマ発生方法および処理ユニット（基板処理装置）１３０は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、このプラズマ発生装置１，１Ａ～１Ｃ、プラズマ発生方法および処理ユニット１３０がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

【符号の説明】

【0210】

１，１Ａ～１Ｃ プラズマ発生装置
１１ 基板保持部
１２ ノズル
２，２Ｂ プラズマ源
２１１ 第１線状電極
２２１ 第２線状電極
３３，３５ 仕切部材
３３ｂ，３５ｂ 冷却面
３６ 第１穴
３７ 第２穴
４ 冷却部材
４０ ガス空間
４１１，４１１Ａ，４１１Ｂ１，４１１Ｂ２ 給気口
４２ 流路形成部材
４２２ 側壁
４２４，４２４Ａ，４２４Ｂ 排気路
４３ 整流部材
４４ 流路仕切部材
６ 温度測定部
９０ 制御部
Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４ 工程（ステップ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】