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(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】P2023054909
(43)【公開日】2023-04-17
(54)【発明の名称】プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/31 20060101AFI20230410BHJP
H01L 21/316 20060101ALI20230410BHJP
H05H 1/46 20060101ALN20230410BHJP
【ＦＩ】
H01L21/31 C
H01L21/316 X
H05H1/46 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021163895
(22)【出願日】2021-10-05
(71)【出願人】
【識別番号】000219967
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】上田 博一
(72)【発明者】
【氏名】森 淳
(72)【発明者】
【氏名】川上 聡
(72)【発明者】
【氏名】平山 昌樹
(72)【発明者】
【氏名】梅下 尚己
(72)【発明者】
【氏名】秋元 敏和
【テーマコード（参考）】
2G084
5F045
5F058
【Ｆターム（参考）】
2G084AA07
2G084AA13
2G084BB11
2G084CC04
2G084CC06
2G084CC14
2G084CC33
2G084FF02
2G084FF15
2G084FF31
5F045AB31
5F045AB32
5F045AB37
5F045AC16
5F045DP03
5F045DQ08
5F045EF05
5F045EH11
5F045EM09
5F058BC02
5F058BC03
5F058BF07
5F058BF29
5F058BF36
5F058BG01
5F058BG02
(57)【要約】
【課題】ＯＨラジカルを効率的に生成できる技術を提供する。
【解決手段】本開示の一態様によるプラズマ処理装置は、処理容器内にプラズマを生成するためのプラズマ生成機構と、前記処理容器内に生成される前記プラズマに接するように設けられるイオン液体の流路と、前記イオン液体にＯＨ含有液体を添加するＯＨ含有液体供給部と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】本開示の一態様によるプラズマ処理装置は、処理容器内にプラズマを生成するためのプラズマ生成機構と、前記処理容器内に生成される前記プラズマに接するように設けられるイオン液体の流路と、前記イオン液体にＯＨ含有液体を添加するＯＨ含有液体供給部と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
処理容器内にプラズマを生成するためのプラズマ生成機構と、
前記処理容器内に生成される前記プラズマに接するように設けられるイオン液体の流路と、
前記イオン液体にＯＨ含有液体を添加するＯＨ含有液体供給部と、
を備える、プラズマ処理装置。
前記処理容器内に生成される前記プラズマに接するように設けられるイオン液体の流路と、
前記イオン液体にＯＨ含有液体を添加するＯＨ含有液体供給部と、
を備える、プラズマ処理装置。
【請求項2】
前記処理容器内に設けられる載置台と、
前記処理容器内を前記プラズマが生成される第１空間と前記載置台が設けられる第２空間とに仕切る仕切部材と、
を備え、
前記流路は、前記仕切部材に形成されている、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
前記処理容器内を前記プラズマが生成される第１空間と前記載置台が設けられる第２空間とに仕切る仕切部材と、
を備え、
前記流路は、前記仕切部材に形成されている、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項3】
前記流路は、
前記第１空間に露出する露出部と、
前記第１空間に露出しない非露出部と、を含む、
請求項２に記載のプラズマ処理装置。
前記第１空間に露出する露出部と、
前記第１空間に露出しない非露出部と、を含む、
請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項4】
前記流路は、上流部の高さ位置が下流部の高さ位置よりも高い、
請求項２又は３に記載のプラズマ処理装置。
請求項２又は３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項5】
前記ＯＨ含有液体供給部は、前記上流部の高さ位置よりも高い位置から前記流路に前記ＯＨ含有液体を滴下する、
請求項４に記載のプラズマ処理装置。
請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項6】
前記ＯＨ含有液体は、Ｈ２Ｏである、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項7】
処理容器内に基板を収容することと、
前記処理容器内にイオン液体を供給することと、
前記イオン液体にＯＨ含有液体を添加することと、
前記ＯＨ含有液体が添加されたイオン液体をプラズマに晒すことによりＯＨラジカルを生成することと、
生成された前記ＯＨラジカルにより前記基板に酸化処理を行うことと、
を有する、プラズマ処理方法。
前記処理容器内にイオン液体を供給することと、
前記イオン液体にＯＨ含有液体を添加することと、
前記ＯＨ含有液体が添加されたイオン液体をプラズマに晒すことによりＯＨラジカルを生成することと、
生成された前記ＯＨラジカルにより前記基板に酸化処理を行うことと、
を有する、プラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ＯＨラジカルを酸化処理に使用する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００６－１９０８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、ＯＨラジカルを効率的に生成できる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様によるプラズマ処理装置は、処理容器内にプラズマを生成するためのプラズマ生成機構と、前記処理容器内に生成される前記プラズマに接するように設けられるイオン液体の流路と、前記イオン液体にＯＨ含有液体を添加するＯＨ含有液体供給部と、を備える。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、ＯＨラジカルを効率的に生成できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第１の実施形態のプラズマ処理装置を示す概略断面図
【図2】シャワープレートの一例を示す平面図
【図5】シャワープレートの第１変形例を示す側面図
【図6】シャワープレートの第２変形例を示す側面図
【図7】シャワープレートの第３変形例を示す平面図
【図10】第１の実施形態の第１変形例のプラズマ処理装置を示す概略断面図
【図11】第１の実施形態の第２変形例のプラズマ処理装置を示す概略断面図
【図12】第１の実施形態の第３変形例のプラズマ処理装置を示す概略断面図
【図13】第２の実施形態のプラズマ処理装置を示す概略図
【図14】第３の実施形態のプラズマ処理装置を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
【0009】
〔第１の実施形態〕
図１～図９を参照し、第１の実施形態のプラズマ処理装置について説明する。第１の実施形態のプラズマ処理装置１は、例えば５００℃以下の低温で酸化処理により酸化膜を形成するプロセス（プラズマ処理方法）に好適に利用できる。酸化膜としては、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が挙げられる。また、酸化膜としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳＴＯ；ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸バリウム（ＢＴＯ；ＢａＴｉＯ３）等の高誘電膜（Ｈｉｇｈ－ｋ膜）が挙げられる。
図１～図９を参照し、第１の実施形態のプラズマ処理装置について説明する。第１の実施形態のプラズマ処理装置１は、例えば５００℃以下の低温で酸化処理により酸化膜を形成するプロセス（プラズマ処理方法）に好適に利用できる。酸化膜としては、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が挙げられる。また、酸化膜としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳＴＯ；ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸バリウム（ＢＴＯ；ＢａＴｉＯ３）等の高誘電膜（Ｈｉｇｈ－ｋ膜）が挙げられる。
【0010】
プラズマ処理装置１は、チャンバ１０、ステージ２０、マイクロ波導入機構３０、ガス供給部４０、シャワープレート５０、液体循環部６０、ＯＨ含有液体供給部７０、排気部８０及び制御部９０を備える。
【0011】
チャンバ１０は、略円筒状に形成されている。チャンバ１０の底壁１１の略中央部には、開口部１２が形成されている。底壁１１には、開口部１２と連通し、下方に突出する排気室１３が設けられている。チャンバ１０の側壁１４には、基板Ｗが通過する搬入出口１５が形成されている。搬入出口１５は、ゲートバルブ１６によって開閉される。チャンバ１０は、マイクロ波導入機構３０の一部と共に内部を減圧可能な処理容器を構成する。処理容器の内部には基板Ｗが収容される。
【0012】
ステージ２０は、処理対象となる基板Ｗを載置する載置台である。ステージ２０は、略円板状を有する。ステージ２０は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックスにより形成されている。ステージ２０は、排気室１３の底部略中央から上方に延びる略円筒状のＡｌＮ等のセラミックスからなる支柱２１に支持されている。
【0013】
マイクロ波導入機構３０はプラズマ生成機構を構成しており、チャンバ１０の上部に設けられている。マイクロ波導入機構３０は、チャンバ１０内にマイクロ波を供給する。マイクロ波導入機構３０は、マイクロ波出力部、マイクロ波伝送部、マイクロ波放射部等を含む。マイクロ波は、マイクロ波出力部により出力され、マイクロ波伝送部及びマイクロ波放射部を通ってチャンバ１０の内部に導入される。マイクロ波の周波数は、例えば３００ＭＨｚ～１０ＧＨｚである。
【0014】
ガス供給部４０は、チャンバ１０の天壁１７の下方かつシャワープレート５０の上方に位置するプラズマ励起空間Ａ１にプラズマ励起ガスを供給する。ガス供給部４０は、例えばチャンバ１０の側壁１４を貫通するガスノズルであってよい。プラズマ励起空間Ａ１には、ガス供給部４０からプラズマ励起ガスが供給され、プラズマ励起ガスがマイクロ波により励起されてプラズマＰが発生する。プラズマ励起ガスとしては、例えばアルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の希ガスが挙げられる。
【0015】
シャワープレート５０は、チャンバ１０内を、プラズマＰが生成されるプラズマ励起空間Ａ１と、ステージ２０が設けられるプロセス空間Ａ２とに仕切る。シャワープレート５０は、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属材料により形成されている。シャワープレート５０は、平面形状が円形の平板である（図２）。シャワープレート５０は、外枠５１、プラズマ通過部５２及び溝５３を有する（図２）。
【0016】
外枠５１は、チャンバ１０の内径と略同じ外径を有する円環状を有する。外枠５１は、チャンバ１０の内壁に取り付けられる。
【0017】
プラズマ通過部５２は、外枠５１の内側に位置する。プラズマ通過部５２は、略９０度で交差して格子をなす複数の筋５２ａを有する。複数の筋５２ａは、例えば１０ｃｍ以下の間隔で設けられる。プラズマ励起空間Ａ１において発生したプラズマＰは、複数の筋５２ａによって画定される開口５２ｂを通過し、プロセス空間Ａ２へと供給される。
【0018】
溝５３は、シャワープレート５０上、すなわち、外枠５１上及び筋５２ａ上に形成されている。溝５３は、シャワープレート５０上においてイオン液体ＩＬが流れる流路（以下「液体流路」ともいう。）を形成する。溝５３は、液体受け部５３ａ、液体排出部５３ｂ及び流路形成部５３ｃを含む。
【0019】
液体受け部５３ａは、外枠５１上に設けられる。ただし、液体受け部５３ａは筋５２ａ上に設けられてもよい。液体受け部５３ａには、ＯＨ含有液体を含むイオン液体ＩＬが滴下される。
【0020】
液体排出部５３ｂは、例えばシャワープレート５０の中心Ｏを挟んで液体受け部５３ａと反対側の外枠５１上に設けられる。ただし、液体排出部５３ｂは筋５２ａ上に設けられてもよい。液体排出部５３ｂは、シャワープレート５０上からイオン液体ＩＬを排出する。液体排出部５３ｂから排出されるイオン液体ＩＬは、例えば側壁１４の内面を伝って底壁１１まで流れる。
【0021】
流路形成部５３ｃは、外枠５１上及び筋５２ａ上に形成されている。流路形成部５３ｃは、一端が液体受け部５３ａと連通し、他端が液体排出部５３ｂと連通する。流路形成部５３ｃは、液体受け部５３ａに滴下されたイオン液体ＩＬを液体排出部５３ｂに向けて輸送する。流路形成部５３ｃを流れるイオン液体ＩＬは、プラズマ励起空間Ａ１において生成されるプラズマＰに接する。これにより、イオン液体ＩＬがプラズマＰにより加熱されて、イオン液体ＩＬに含まれるＯＨ含有液体が蒸発する。さらに、蒸発したＯＨ含有液体がプラズマＰにより励起されることでＯＨラジカルが生成される。生成されたＯＨラジカルは、シャワープレート５０の開口５２ｂを介してプロセス空間Ａ２へ供給される。これにより、基板Ｗへの酸化処理が行われる。流路形成部５３ｃは、図２に示されるように、液体受け部５３ａから液体排出部５３ｂに向かってジグザグ状に蛇行するように形成されることが好ましい。これにより、シャワープレート５０上においてプラズマＰに接するイオン液体ＩＬの量が増えるので、ＯＨラジカルの生成量が増加する。
【0022】
流路形成部５３ｃは、上流部Ｕの高さ位置が下流部Ｄの高さ位置よりも高いことが好ましい。これにより、イオン液体ＩＬが自重で上流部Ｕから下流部Ｄに向かって流れる。上流部Ｕは、液体受け部５３ａと連通する位置の近傍である。下流部Ｄは、液体排出部５３ｂと連通する位置の近傍である。例えば、図５に示されるように、上流部Ｕが下流部Ｄよりも高くなるようにシャワープレート５０を水平面Ｈに対して傾斜させることにより、上流部Ｕの高さ位置を下流部Ｄの高さ位置よりも高くできる。また、例えば図６に示されるように、上流部Ｕのシャワープレート５０の厚さが下流部Ｄのシャワープレート５０の厚さよりも厚くなるようにシャワープレート５０を形成することにより、上流部Ｕの高さ位置を下流部Ｄの高さ位置よりも高くできる。
【0023】
流路形成部５３ｃは、図７に示されるように、プラズマ励起空間Ａ１に露出する露出部Ｖ１と、プラズマ励起空間Ａ１に露出しない非露出部Ｖ２とを有していてもよい。露出部Ｖ１は、溝５３の上方の開口が蓋５４で塞がれていない領域である。非露出部Ｖ２は、溝５３の上方の開口が蓋５４で塞がれることにより形成される。非露出部Ｖ２ではＨ２Ｏの蒸発が抑制されるので、下流部Ｄにおいてイオン液体ＩＬに含まれるＯＨ含有液体の量を確保できる。その結果、上流部Ｕにおいて発生するＯＨラジカルと下流部Ｄにおいて発生するＯＨラジカルの密度差を小さくできる。蓋５４の数や大きさは限定されないが、例えば下流部Ｄより上流部Ｕに多くの蓋５４を配置することが好ましい。これにより、上流部ＵにおけるＯＨ含有液体の蒸発量が選択的に抑制されるので、下流部Ｄにおいてイオン液体ＩＬに含まれるＯＨ含有液体の量を確保できる。また、上流部Ｕに配置される蓋５４は、下流部Ｄに配置される蓋５４よりも、液体流路に沿った方向の長さが長いことが好ましい。これにより、上流部ＵにおけるＯＨ含有液体の蒸発量を下流部ＤにおけるＯＨ含有液体の蒸発量よりも抑制できるので、下流部Ｄにおいてイオン液体ＩＬに含まれるＯＨ含有液体の量を確保できる。また、図８に示されるように、溝５３の両脇に溝５３から溢れたイオン液体ＩＬを通流させる側溝５５が設けられていてもよい。側溝５５の深さは、例えば溝５３の深さよりも浅くてよい。側溝５５は、溝５３の片脇のみに設けられていてもよい。また、図９に示されるように、蓋５４の上面を覆うようにイオン液体ＩＬを流すことが好ましい。これにより、蓋５４がプラズマＰに晒されることが防止されるので、蓋５４がプラズマダメージを受けることが抑制される。
【0024】
液体循環部６０は、チャンバ１０内からイオン液体ＩＬを回収すると共に、回収したイオン液体ＩＬをシャワープレート５０上の溝５３に供給する。液体循環部６０は、貯留タンク６１、回収口６２、温調器６３、粘性ポンプ６４、供給管６５及び流量制御器６６を含む。
【0025】
貯留タンク６１は、イオン液体ＩＬを貯留する。イオン液体ＩＬとしては、例えば１－エチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１－ｎ－オクチルピリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１－ｎ－ブチル－１－メチルピペリジニウムビス（トリフルオロメタンス ルホニル）イミド、１，１，１－トリ－ｎ－ブチル－１－ｎ－ドデシルホスホニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、トリブチルヘキサデシルホスホニウム３－トリメチルシリル－１－プロパンスルホネート（ＢＨＤＰ・ＤＳＳ）、Ｎ，Ｎ－ジエチル－Ｎ－メチル－Ｎ－（２－メトキシエチル）アンモニウムテトラフルオロボラート（ＤＥＭＥ・ＢＦ４）、Ｎ－（２－メトキシエチル）－Ｎ－メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＭＥＭＰ・ＴＦＳＩ）、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムアセテート（ＥＭＩ・ＡｃＯ）、コリンクロライドウレアが挙げられる。なお、イオン液体ＩＬはこれに限定されるものではなく、ＯＨ含有液体を吸収する性質を有するものであれば、別のイオン液体ＩＬを利用してもよい。ＯＨ含有液体としてＨ２Ｏを用いる場合、Ｈ２Ｏを吸収しやすいという観点から、イオン液体ＩＬとしては、ＤＥＭＥ・ＢＦ４が好適である。
【0026】
回収口６２は、排出溝６２ａ及び排出穴６２ｂを含む。排出溝６２ａは、底壁１１上に円環状に形成されている。排出溝６２ａは、底壁１１に到達したイオン液体ＩＬを排出穴６２ｂに誘導する。排出穴６２ｂは、排出溝６２ａの底面に形成され、底壁１１を貫通する。排出溝６２ａに到達したイオン液体ＩＬは排出穴６２ｂを介して貯留タンク６１に流れ込む。
【0027】
温調器６３は、ヒータ、温度センサ（いずれも図示せず）等を含む。温調器６３は、温度センサの検出値に基づいてヒータを制御することにより、貯留タンク６１内のイオン液体ＩＬの温度を調整する。
【0028】
粘性ポンプ６４は、貯留タンク６１に接続される。粘性ポンプ６４は、例えば貯留タンク６１の鉛直方向下方に位置する。粘性ポンプ６４は、貯留タンク６１内から供給管６５にイオン液体ＩＬを送液する。
【0029】
供給管６５は、一端が粘性ポンプ６４に接続され、他端が側壁１４を貫通してプラズマ励起空間Ａ１に位置する。供給管６５は、シャワープレート５０の上方から溝５３にイオン液体ＩＬを滴下する。溝５３に滴下されたイオン液体ＩＬは、液体受け部５３ａから流路形成部５３ｃを通って液体排出部５３ｂまで流れた後、側壁１４の内面を伝って底壁１１まで流れる。
【0030】
流量制御器６６は、供給管６５に介設されている。流量制御器６６は、供給管６５を流れるイオン液体ＩＬの流量を制御する。流量制御器６６は、例えば液体マスフローコントローラである。
【0031】
ＯＨ含有液体供給部７０は、イオン液体ＩＬにＯＨ含有液体を添加する。ＯＨ含有液体供給部７０は、供給源７１、供給管７２及び流量制御器７３を含む。
【0032】
供給源７１は、ＯＨ含有液体の供給源である。ＯＨ含有液体としては、例えば水（Ｈ２Ｏ）、重水（Ｄ２Ｏ）、アルコールが挙げられる。
【0033】
供給管７２は、一端が供給源７１に接続されている。供給管７２は、他端がチャンバ１０外において供給管６５に接続され、チャンバ１０外において供給管６５を流れるイオン液体ＩＬにＯＨ含有液体を添加する。ただし、供給管７２は、他端がチャンバ１０内において供給管６５に接続され、チャンバ１０内において供給管６５を流れるイオン液体ＩＬにＯＨ含有液体を添加してもよい。また、供給管７２は、他端が供給管６５に接続されることなく、側壁１４を貫通してシャワープレート５０の上方に位置し、シャワープレート５０の上方から溝５３にＯＨ含有液体を滴下するように構成されていてもよい。この場合、溝５３上にはイオン液体ＩＬとは別にＯＨ含有液体が滴下され、溝５３内においてイオン液体ＩＬにＯＨ含有液体が添加される。このように、供給管７２は、粘性ポンプ６４の下流側においてイオン液体ＩＬにＯＨ含有液体を供給する。
【0034】
流量制御器７３は、供給管７２を流れるＯＨ含有液体の流量を制御する。流量制御器７３は、例えばＯＨ含有液体の流量をイオン液体ＩＬの流量の０．１％～３．０％に調整する。流量制御器７３は、例えば液体マスフローコントローラである。
【0035】
排気部８０は、排気管８１及び排気装置８２を含む。排気管８１は、排気室１３の底壁に設けられている。排気装置８２は、排気管８１に接続されている。排気装置８２は、真空ポンプ、圧力制御弁等を含み、排気管８１を介してチャンバ１０内を排気して減圧する。
【0036】
制御部９０は、メモリ、プロセッサ、入出力インターフェイス等を有する。メモリには、プロセッサによって実行されるプログラム及び各処理の条件等を含むレシピが格納されている。プロセッサは、メモリから読み出したプログラムを実行し、メモリ内に記憶されたレシピに基づいて、入出力インターフェイスを介して、プラズマ処理装置１の各部を制御する。
【0037】
以上に説明したように、プラズマ処理装置１は、チャンバ１０内に生成されるプラズマＰに接するように設けられる液体流路を含むシャワープレート５０と、イオン液体ＩＬにＯＨ含有液体を添加するＯＨ含有液体供給部７０とを備える。これにより、シャワープレート５０上に形成される液体流路に、ＯＨ含有液体が添加されたイオン液体ＩＬを流すことができる。液体流路を流れるイオン液体ＩＬはプラズマＰに接するため、イオン液体ＩＬがプラズマＰにより加熱されてイオン液体ＩＬに含まれるＯＨ含有液体が蒸発し、ＯＨラジカルが生成される。このように、プラズマＰの発生源の近傍にＯＨ含有液体が供給されるので、ＯＨラジカルを効率的に生成できる。また、シャワープレート５０上に形成される液体流路をイオン液体ＩＬが流れることによりＯＨラジカルが生成されるので、ＯＨラジカルを発生させるためにチャンバ１０内に別途水蒸気（Ｈ２Ｏ）を供給しなくてよい。そのため、チャンバ１０内に水蒸気を供給するための水蒸気供給ノズルが不要となる。
【0038】
また、プラズマ処理装置１によれば、シャワープレート５０上に形成される液体流路にイオン液体ＩＬを流すことにより、液体流路がプラズマＰに晒されることが防止される。これにより、シャワープレート５０に対するプラズマダメージが軽減され、チャンバ１０内において金属汚染等のコンタミネーションが生じることを抑制できる。
【0039】
また、プラズマ処理装置１によれば、液体流路を流れるイオン液体ＩＬの温度を調整することにより、イオン液体ＩＬを温調流体として機能させることができる。例えば、チャンバ１０内においてプラズマ処理が行われると、シャワープレート５０がプラズマＰに晒されるため高温となる。そこで、液体流路に低温のイオン液体ＩＬを流すことにより、シャワープレート５０を冷却してシャワープレート５０が高温になることを抑制できる。
【0040】
次に、図１０を参照し、第１の実施形態の第１変形例のプラズマ処理装置について説明する。図１０に示されるように、第１変形例のプラズマ処理装置１Ａにおいては、側壁１４の内面に、チャンバ１０の周方向に沿ってイオン液体を流動させるガイド溝１４ａが形成されている。ガイド溝１４ａは、例えば側壁１４の内面の周方向に沿って延びる螺旋状を有する。これにより、液体排出部５３ｂから回収口６２までの経路を確定させることができる。他の構成は、プラズマ処理装置１と同様である。第１変形例のプラズマ処理装置１Ａによってもプラズマ処理装置１と同様の効果を得ることができる。
【0041】
次に、図１１を参照し、第１の実施形態の第２変形例のプラズマ処理装置について説明する。図１１に示されるように、第２変形例のプラズマ処理装置１Ｂは、第２ガス供給部４２を有する。第２ガス供給部４２は、プロセス空間Ａ２にプロセスガスを供給する。第２ガス供給部４２は、例えばチャンバ１０の側壁１４を貫通するガスノズルであってよい。プロセスガスとしては、例えばシリコン含有ガス、金属含有ガスが挙げられる。他の構成は、プラズマ処理装置１と同様である。第２変形例のプラズマ処理装置１Ｂによってもプラズマ処理装置１と同様の効果を得ることができる。
【0042】
次に、図１２を参照し、第１の実施形態の第３変形例のプラズマ処理装置について説明する。図１２に示されるように、第３変形例のプラズマ処理装置１Ｃは、第３ガス供給部４３を有する。第３ガス供給部４３は、供給源４３ａ、流路４３ｂ及び噴出孔４３ｃを有する。供給源４３ａは、プロセスガスの供給源である。プロセスガスとしては、例えばシリコン含有ガス、金属含有ガスが挙げられる。流路４３ｂは、シャワープレート５０に形成されている。噴出孔４３ｃは、流路４３ｂからシャワープレート５０の下方に開口する。第３ガス供給部４３は、供給源４３ａから、流路４３ｂ及び噴出孔４３ｃを介してプロセス空間Ａ２にプロセスガスを供給する。他の構成は、プラズマ処理装置１と同様である。第３変形例のプラズマ処理装置１Ｃによってもプラズマ処理装置１と同様の効果を得ることができる。
【0043】
また、第１変形例から第３変形例の２つ以上を組み合わせてもよい。すなわち、プラズマ処理装置は、ガイド溝１４ａ、第２ガス供給部４２及び第３ガス供給部４３のうち２つ以上を有していてもよい。
【0044】
〔第２の実施形態〕
図１３を参照し、第２の実施形態のプラズマ処理装置の一例について説明する。図１３に示されるように、第２の実施形態のプラズマ処理装置２は、シャワープレート５０を有しておらず、側壁１４及び天壁１７に固定された液体供給部材１００を有する。他の構成は、プラズマ処理装置１と同様である。
図１３を参照し、第２の実施形態のプラズマ処理装置の一例について説明する。図１３に示されるように、第２の実施形態のプラズマ処理装置２は、シャワープレート５０を有しておらず、側壁１４及び天壁１７に固定された液体供給部材１００を有する。他の構成は、プラズマ処理装置１と同様である。
【0045】
液体供給部材１００は、チャンバ１０の周方向に沿って設けられている。液体供給部材１００には、第１流路１０１及び第２流路１０２が形成されている。第１流路１０１は、液体供給部材１００の内部に、チャンバ１０の周方向に沿って形成されている。第１流路１０１は、円環状を有する。第１流路１０１には、供給管６５からイオン液体ＩＬが供給される。第２流路１０２は、一端が第１流路１０１と連通し、他端がチャンバ１０内と連通する。第２流路１０２の他端は、チャンバ１０内に生成されるプラズマＰに接するように設けられる。第２流路１０２は、チャンバ１０の周方向に間隔をあけて複数設けられていることが好ましい。これにより、側壁１４の広範囲にイオン液体ＩＬを供給できるので、プラズマＰに接するイオン液体ＩＬの量が増加する。その結果、ＯＨ含有液体の蒸発量が増加し、ＯＨラジカルの生成量が増加する。
【0046】
第１流路１０１に供給されるイオン液体ＩＬは、第２流路１０２を介してチャンバ１０内に供給され、側壁１４の内面を伝って底壁１１まで流れる。このとき、イオン液体ＩＬは、チャンバ１０内において生成されるプラズマＰに接する。これにより、イオン液体ＩＬがプラズマＰにより加熱されて、イオン液体ＩＬに含まれるＯＨ含有液体が蒸発する。さらに、蒸発したＯＨ含有液体がプラズマＰにより励起されることでＯＨラジカルが生成される。また、側壁１４の内面に、チャンバ１０の周方向に沿ってイオン液体を流動させる溝（図示せず）が形成されていてもよい。また、側壁１４の一部に石英等により形成される透過窓（図示せず）を設け、透過窓を介して側壁１４の内面を流れるＯＨ含有液体を含むイオン液体ＩＬに紫外光を照射する照射源（図示せず）を設けてもよい。照射源からＯＨ含有液体を含むイオン液体ＩＬに紫外光を照射することにより、ＯＨラジカルの生成量が増加する。
【0047】
第２の実施形態のプラズマ処理装置２によってもプラズマ処理装置１と同様の効果を得ることができる。
【0048】
〔第３の実施形態〕
図１４を参照し、第３の実施形態のプラズマ処理装置の一例について説明する。図１４に示されるように、第３の実施形態のプラズマ処理装置３は、マイクロ波導入機構３０を有しておらず、誘導結合プラズマ生成機構３１を有する。他の構成は、プラズマ処理装置２と同様である。
図１４を参照し、第３の実施形態のプラズマ処理装置の一例について説明する。図１４に示されるように、第３の実施形態のプラズマ処理装置３は、マイクロ波導入機構３０を有しておらず、誘導結合プラズマ生成機構３１を有する。他の構成は、プラズマ処理装置２と同様である。
【0049】
誘導結合プラズマ生成機構３１はプラズマ生成機構を構成しており、チャンバ１０の上部に設けられている。誘導結合プラズマ生成機構３１は、高周波電源、コイル等を有する。高周波電源からコイルに高周波電流が供給されることにより、チャンバ１０内に供給されるプラズマ励起ガスが励起されてプラズマＰが発生する。
【0050】
第３の実施形態のプラズマ処理装置３によってもプラズマ処理装置１と同様の効果を得ることができる。なお、プラズマ処理装置は、誘導結合プラズマ生成機構３１に代えて、容量結合プラズマ生成機構を有していてもよい。
【0051】
なお、上記の実施形態において、シャワープレート５０は仕切部材の一例であり、プラズマ励起空間Ａ１は第１空間の一例であり、プロセス空間Ａ２は第２空間の一例である。
【0052】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【符号の説明】
【0053】
１、１Ａ～１Ｃ、２、３ プラズマ処理装置
１０ チャンバ
３０ マイクロ波導入機構
３１ 誘導結合プラズマ生成機構
５３ 溝
７０ ＯＨ含有液体供給部
１０ チャンバ
３０ マイクロ波導入機構
３１ 誘導結合プラズマ生成機構
５３ 溝
７０ ＯＨ含有液体供給部
【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】