特許 7378276 プラズマ処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-02

(45)【発行日】2023-11-13

(54)【発明の名称】プラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20231106BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20231106BHJP

   C23C 16/509 20060101ALI20231106BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101G

H01L21/302 101B

H05H1/46 M

C23C16/509

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019204977

(22)【出願日】2019-11-12

(65)【公開番号】P2021077808

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-07-08

(73)【特許権者】

【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】池田 信太郎

(72)【発明者】

【氏名】花岡 秀敏

(72)【発明者】

【氏名】田丸 直樹

【審査官】船越 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－２５２２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２７３８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０２６５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４９４７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３０２

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３６５

Ｈ０１Ｌ ２１／４６１

Ｈ０１Ｌ ２１／４６９

Ｈ０１Ｌ ２１／８６

Ｈ０５Ｈ １／００－１／５４

Ｃ２３Ｃ １６／００－１６／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理容器と、
前記処理容器の上側に配置された上部電極と、を備え、
前記上部電極は、
ディスク形状を有し、前記処理容器内に設けられた電極と、
リング形状を有し、前記電極の半径方向外側に設けられ、前記電極と隙間を介して対向する別の電極と、を有し、
前記電極又は前記別の電極の少なくとも一方は、前記隙間に接続され、前記隙間にガスを流す流路を備え、
前記隙間のサイズは、０．５ｍｍ～１ｍｍの間である、
プラズマ処理装置。

【請求項2】

処理容器内に設けられた第１の部材と、
前記第１の部材の外側に設けられた第２の部材と、を有し、
前記第１の部材と前記第２の部材との少なくともいずれかは、前記第１の部材と前記第２の部材との間の隙間にガスを流す流路を備え、前記隙間にガスを流す流路は、前記隙間に周状に開口する凹部を有する、
プラズマ処理装置。

【請求項3】

前記隙間にガスを流す流路は、等間隔に設けられている、
請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。

【請求項4】

前記隙間にガスを流す流路は、前記ガスを供給する流路の最も外側の流路に繋がっている、
請求項１～３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

【請求項5】

前記ガスを供給する流路は、前記第１の部材と前記第２の部材との少なくともいずれかを貫通する流路を含み、
前記隙間にガスを流す流路は、前記貫通する流路の少なくともいずれかから分岐する、
請求項２に記載のプラズマ処理装置。

【請求項6】

前記第１の部材と前記第２の部材との少なくともいずれかには、直流電圧の印加が可能である、
請求項２又は５に記載のプラズマ処理装置。

【請求項7】

前記隙間にガスを流す流路は、前記隙間に周状に開口する凹部を有する、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項8】

前記ガスを供給する流路は、前記電極と前記別の電極との少なくともいずれかを貫通する流路を含み、
前記隙間にガスを流す流路は、前記貫通する流路の少なくともいずれかから分岐する、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項9】

前記電極と前記別の電極との少なくともいずれかには、直流電圧の印加が可能である、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、プラズマ処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１は、プラズマ処理装置においてプラズマ処理空間に臨む隙間に入り込む反応生成物をイオンスパッタにより除去することを提案している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－２５１６３３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、プラズマ処理装置に設けられた部材間の隙間に反応生成物が付着することを抑制する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一の態様によれば、処理容器内に設けられた第１の部材と、前記第１の部材の外側に設けられた第２の部材と、を有し、前記第１の部材と前記第２の部材との少なくともいずれかには、前記第１の部材と前記第２の部材との間の隙間にガスを流す流路が形成されている、プラズマ処理装置が提供される。

【発明の効果】

【0006】

一の側面によれば、プラズマ処理装置に設けられた部材間の隙間に反応生成物が付着することを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す断面模式図。

【図2】一実施形態に係る上部電極の周辺構造の一例を示す図。

【図3】一実施形態に係る内側電極板を上面から見たときのガスの供給経路の一例を示す図。

【図4】一実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0009】

［プラズマ処理装置］
一実施形態に係るプラズマ処理装置１について、図１を参照して説明する。図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置１の一例を示す断面模式図である。一実施形態に係るプラズマ処理装置１は、容量結合型の平行平板処理装置であり、処理容器１０を有する。処理容器１０は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる円筒状の容器であり、接地されている。

【0010】

処理容器１０の底部には、セラミックス等からなる絶縁板１２を介して円柱状の支持台１４が配置され、この支持台１４の上に例えば載置台１６が設けられている。載置台１６は、静電チャック２０と基台１８とを有し、静電チャック２０の上面に基板Ｗを載置する。基板Ｗの周囲には、例えばシリコンからなる環状のエッジリング２４が配置されている。エッジリング２４は、フォーカスリングとも呼ぶ。基台１８及び支持台１４の周囲には、例えば石英からなる環状のインシュレータリング２６が設けられている。静電チャック２０の内部には、基板Ｗの下方に導電膜からなる第１の電極２０ａが絶縁層２０ｂに挟まれて埋設されている。第１の電極２０ａは電源２２と接続され、電源２２から第１の電極２０ａに印加した直流電圧によって静電力を発生させ、静電チャック２０の載置面に基板Ｗを吸着する。なお、静電チャック２０はヒータを有し、これにより温度を制御してもよい。

【0011】

基台１８の内部では、例えばリング状又は渦巻状の流路２８が形成されている。チラーユニット（図示せず）から供給される所定温度の熱媒体、例えば冷媒が、配管３０ａ、流路２８、配管３０ｂを通り、チラーユニットに戻される。これにより、基台１８において抜熱等が生じ、基板Ｗの温度を制御できる。さらに、伝熱ガス供給機構から供給される伝熱ガス、例えばＨｅガスが、ガス供給ライン３２を介して静電チャック２０の表面と基板Ｗの裏面との間に供給される。この伝熱ガスにより、静電チャック２０の表面と基板Ｗの裏面との間の熱伝達が良くなり、基板Ｗの温度制御を効果的に行うことができる。また、静電チャック２０にヒータを有する場合、ヒータと流路２８に通される熱媒体とによって、応答性良く基板Ｗの温度を制御できる。

【0012】

上部電極３４は、載置台１６に対向して処理容器１０の天井部に設けられる。上部電極３４と載置台１６との間はプラズマ処理空間となる。上部電極３４は、絶縁性の遮蔽部材４２を介して処理容器１０の天井部の開口を閉塞する。上部電極３４は、電極板３６と電極支持体３８とを有する。電極板３６は、内側電極板３６ｉと、外側電極板３６ｏとを有する。

【0013】

内側電極板３６ｉは、シリコン（Ｓｉ）やシリコンカーバイト（ＳｉＣ）等のシリコン含有物から形成され、載置台１６との対向面に形成された多数のガス流路（ガス孔）３７を有する。ガス流路３７には、内側電極板３６ｉの厚さ方向に内側電極板３６ｉを貫通する第１のガス流路３７ａと、外周側に開口する、断面がＬ字状に形成された第２のガス流路３７ｂとを有する。

【0014】

外側電極板３６ｏは、シリコンやシリコンカーバイト等のシリコン含有物から形成され、内側電極板３６ｉの外側に配置される。内側電極板３６ｉは、処理容器１０内に設けられた第１の部材の一例である。外側電極板３６ｏは、第１の部材の外側に設けられた第２の部材の一例である。

【0015】

内側電極支持体３８ｉは、内側電極板３６ｉを着脱自在に支持し、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムから形成される。内側電極支持体３８ｉの内部では、多数のガス通流孔４１ａ、４１ｂがガス拡散室４０ａ、４０ｂから下方に延び、ガス流路３７に連通している。外側電極支持体３８ｏは、外側電極板３６ｏを着脱自在に支持し、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムから形成される。内側電極支持体３８ｉと外側電極支持体３８ｏとの間には、絶縁性の遮蔽部材３９が配置されている。

【0016】

ガス導入口５０は、ガス供給管５２を介して処理ガス供給源５４に接続する。ガス供給管５２には、処理ガス供給源５４が配置された上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）５６および開閉バルブ５８が設けられている。処理ガスは、処理ガス供給源５４から供給され、マスフローコントローラ５６および開閉バルブ５８により流量及び開閉を制御され、ガス供給管５２を介してガス拡散室４０ａ、４０ｂ、ガス通流孔４１ａ、４１ｂを通りガス流路３７からシャワー状に吐出される。なお、図示は省略するが、ガス通流孔４１ａ、４１ｂを通りガス流路３７から吐出されるガスの流量（コンダクタンス）を独立して調整することができるように構成されている。かかる構成により、上部電極３４は、ガスを供給するシャワーヘッドとしても機能する。

【0017】

プラズマ処理装置１は、第１の高周波電源６１及び第２の高周波電源６４を有する。第１の高周波電源６１は、第１の高周波電力（以下、「ＨＦ電力」ともいう。）を発生する電源である。第１の高周波電力の周波数は、プラズマの生成に適した周波数であり、例えば２７ＭＨｚ～１００ＭＨｚの周波数であってもよい。第１の高周波電源６１は、整合器６２及び給電ライン６３を介して上部電極３４に接続されている。整合器６２は、第１の高周波電源６１の出力インピーダンスと負荷側（上部電極３４側）のインピーダンスを整合させるための回路を有する。なお、第１の高周波電源６１は、整合器６２を介して下部電極として機能する載置台１６に接続されてもよい。

【0018】

第２の高周波電源６４は、第２の高周波電力（以下、「ＬＦ電力」ともいう。）を発生する電源である。第２の高周波電力の周波数は、第１の高周波電力の周波数よりも低い周波数であり、第１の高周波電力と共に第２の高周波電力が用いられる場合には、第２の高周波電力は基板Ｗにイオンを引き込むためのバイアス用の高周波電力として用いられる。第２の高周波電力の周波数は、例えば４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの周波数であってもよい。第２の高周波電源６４は、整合器６５及び給電ライン６６を介して載置台１６に接続されている。整合器６５は、第２の高周波電源６４の出力インピーダンスと負荷側（基台１８側）のインピーダンスを整合させるための回路を有する。

【0019】

なお、第１の高周波電力を用いずに、第２の高周波電力を用いて、即ち、単一の高周波電力のみを用いてプラズマを生成してもよい。この場合、第２の高周波電力の周波数は、１３．５６ＭＨｚよりも大きな周波数、例えば４０ＭＨｚであってもよく、プラズマ処理装置１は、第１の高周波電源６１及び整合器６２を備えなくてもよい。

【0020】

第１の可変電源７１は内側電極支持体３８ｉと接続し、直流電圧を内側電極板３６ｉに印加する。第２の可変電源７２は外側電極支持体３８ｏと接続し、直流電圧を外側電極板３６ｏに印加する。これにより、内側電極板３６ｉ及び外側電極板３６ｏには、それぞれ独立して直流電圧が印加できるように構成されている。第３の可変電源７３はエッジリング２４と接続し、直流電圧をエッジリング２４に印加する。なお、例えば、第１の可変電源７１と第２の可変電源７２との少なくともいずれかから内側電極板３６ｉと外側電極板３６ｏとの少なくともいずれかに直流電圧が印加できるように構成されてもよい。

【0021】

排気装置８４は、排気管８２と接続する。排気装置８４は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有し、処理容器１０の底部に形成された排気口８０から排気管８２を通して排気を行い、処理容器１０内を所望の真空度に減圧する。また、排気装置８４は、図示しない処理容器１０内の圧力を計測する圧力計の値を用いながら、処理容器１０内の圧力を一定に制御する。

【0022】

バッフル板８３は、インシュレータリング２６と処理容器１０の側壁の間に環状に設けられる。バッフル板８３は、複数の貫通孔を有し、アルミニウムで形成され、その表面はＹ２Ｏ３等のセラミックスで被覆されている。

【0023】

処理容器１０の側壁には、基板Ｗを搬入出するための搬入出口９１が設けられている。また、搬入出口９１を開閉するゲートバルブ９０が設けられている。

【0024】

プラズマ処理装置１には、装置全体の動作を制御する制御部１００が設けられている。制御部１００に設けられたＣＰＵは、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリに格納されたレシピに従って、エッチング等の所望のプラズマ処理を実行する。レシピには、プロセス条件に対する装置の制御情報であるプロセス時間、圧力（ガスの排気）、第１の高周波電力及び第２の高周波電力や電圧、各種ガス流量が設定されてもよい。また、レシピには、処理容器内温度（上部電極温度、処理容器の側壁温度、基板Ｗ温度、静電チャック温度等）、チラーから出力される冷媒の温度などが設定されてもよい。なお、これらのプログラムや処理条件を示すレシピは、ハードディスクや半導体メモリに記憶されてもよい。また、レシピは、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で所定位置にセットされ、読み出されるようにしてもよい。

【0025】

かかる構成のプラズマ処理装置１においてプラズマエッチング処理等の所定のプラズマ処理を行う際には、ゲートバルブ９０を開き、搬入出口９１を介して基板Ｗを処理容器１０内に搬入し、載置台１６の上に載置し、ゲートバルブ９０を閉じる。処理ガスを処理容器１０の内部へ供給し、処理容器１０内を排気装置８４により排気する。

【0026】

第１の高周波電力を上部電極３４に印加し、第２の高周波電力を載置台１６に印加する。電源２２から直流電圧を第１の電極２０ａに印加し、基板Ｗを載置台１６に吸着させる。なお、直流電圧を第１の可変電源７１及び第２の可変電源７２から内側電極板１３６ｉ及び外側電極板１３６ｏに印加してもよい。また、直流電圧を第３の可変電源７３からエッジリング２４に印加してもよい。プラズマ処理空間に生成されたプラズマ中のラジカルやイオンによって基板Ｗにエッチング等のプラズマ処理が施される。

【0027】

基板Ｗにプラズマ処理を施すと、反応生成物（以下、「デポ」ともいう。）が処理容器１０の内壁や隙間に付着する。このため、処理容器１０内に付着したデポをプラズマ処理によって除去するドライクリーニング処理を実行することがある。ところが、内側電極板３６ｉと外側電極板３６ｏとの間にデポが付着し、クリーニングによってもそのデポを十分に除去することは困難である。

【0028】

図２（ａ）には、従来の上部電極の内側電極板１３６ｉ及び外側電極板１３６ｏの構成の一例を比較例として示す。比較例では、内側電極板１３６ｉの厚み方向に垂直に多数のガス流路１３７が形成されている。また、内側電極板１３６ｉと外側電極板１３６ｏとの間の隙間Ｄに炭素（Ｃ）、フッ素（Ｆ）、イットリア（イットリウム（Ｙ）の酸化物）、フッ化イットリウム（イットリウム（Ｙ）のフッ化物）、アルミナ（アルミニウム（Ａｌ）の酸化物）、シリコン（Ｓｉ）等が含まれたデポＲが付着している。

【0029】

基板Ｗをエッチングする際、プラズマを生成するための処理ガスがガス流路１３７から供給される、処理ガスにはＣやＦが含まれる。また、処理容器１０の内壁は、例えば、イットリアの溶射膜で被覆されている。イットリアは一例であり、アルミナその他の溶射膜で構成されていてもよい。以下、処理容器１０の内壁はイットリアで構成されているとして説明する。

【0030】

隙間Ｄは０．５ｍｍ～１ｍｍ程度である。よって、プラズマ生成時に処理ガスがプラズマ化して生成されたＣ、Ｆの固体化された成分及び処理容器１０の内壁であるイットリアの溶射膜がスパッタされた成分が、内側電極板１３６ｉと外側電極板１３６ｏとの間の０．５ｍｍ～１ｍｍ程度の隙間Ｄに入り込み、デポとなる。そうすると、隙間Ｄに付着したデポを除去することができず、隙間Ｄにおいてデポが堆積し、ある厚さ以上になったデポが剥がれて基板Ｗ上に落ち、パーティクルとなる。基板Ｗ上に落ちたパーティクルは、基板Ｗのエッチングに影響を及ぼし、製品不良が生じて歩留まりの悪化を引き起こす原因となる。

【0031】

また、隙間Ｄにデポが生じると、隙間Ｄの空間が更に狭くなり、異常放電が生じ易くなる。そして、異常放電の発生により更にデポが剥がれ易くなりさらに多くのパーティクルを発生させる。内側電極板１３６ｉ及び外側電極板１３６ｏには別々の直流電圧を印加可能であるが、異常放電は、この直流電圧の制御にも異常を生じさせる場合がある。また、隙間Ｄにおいて異常放電が生じると、内側電極板１３６ｉ及び外側電極板１３６ｏ自体にクラック等の損傷を与えることもある。

【0032】

よって、内側電極板１３６ｉ及び外側電極板１３６ｏの隙間Ｄに付着するデポを除去することが望まれる。これに対して、プラズマ中のイオンを隙間Ｄに入射し、イオンのスパッタにより隙間Ｄのデポを除去することが考えられる。このとき、内側電極板１３６ｉ及び外側電極板１３６ｏのそれぞれに印加する直流電圧を変えて内側電極板１３６ｉ及び外側電極板１３６ｏの下面に形成されるシースの厚みを変えることでイオンの照射角度を制御することも可能である。しかし、かかる制御では、例えば、隙間Ｄの両側に付着したデポＲのうち、シースの厚さに応じてイオンが斜めに照射される片側のデポＲは除去できてもその反対側にはイオンが照射されないため、反対側のデポＲを除去できず、スパッタ効果は十分には得られない。また、イオンのスパッタ効果を得るためには、隙間Ｄに合った角度にイオンを入射させる特別なステップを追加する必要があるが、そうすると、追加したステップの処理時間だけスループットが悪くなる。また、隙間Ｄに合った角度にイオンを照射すること自体が困難であり、隙間ＤのデポＲを十分に除去するのは難しい。

【0033】

［上部電極の周辺構造］
そこで、一実施形態に係るプラズマ処理装置１では、ガス流路３７から供給される処理ガスの一部を直接隙間Ｄに流す。このように基板Ｗの処理に必要な処理ガスの供給経路を工夫することで、隙間Ｄ内を、プラズマ中のＣ、Ｆや処理容器１０の内壁であるイットリアの溶射膜がスパッタされた成分を含む雰囲気から、処理ガスの雰囲気に置換する。これによれば、処理ガスにＣ、Ｆが含有されていても、これらの成分がガスの状態で隙間Ｄ内を通過するため、処理ガスを隙間Ｄに通すことで、隙間Ｄの壁面にはＣ、Ｆの固体化された成分は付着しない。また、イットリアの溶射膜のスパッタされた成分が隙間Ｄ内に入り込まない。これにより、隙間Ｄ内にてＣ、Ｆの固体化された成分及びイットリアの溶射膜がスパッタされた成分がデポＲとなって堆積することを回避できる。また、隙間Ｄに流す処理ガスのコンダクタンスを調整することで、処理ガスの流速を制御し、これにより隙間Ｄに付着したデポＲを剥がして除去することができる。

【0034】

処理ガスの供給経路について、図２を参照しながら具体的に説明する。図２（ｂ）は、図１のＡ領域の拡大図であり、一実施形態に係る上部電極３４におけるガスの供給経路の一例を示す図である。

【0035】

内側電極板３６ｉと外側電極板３６ｏとは、隙間Ｄを介して互いに対向する面３６ｉ１と面３６ｏ１とを有する。内側電極板３６ｉには、ガス流路３７が形成されている。内側電極板３６ｉに形成されるガス流路３７は、第１のガス流路３７ａと第２のガス流路３７ｂとを有する。

【0036】

第１のガス流路３７ａは、内側電極板３６ｉの厚さ方向に内側電極板３６ｉを貫通する。第２のガス流路３７ｂは、内側電極板３６ｉの厚さ方向に向かうガス流路３７ｂ１と隙間Ｄへ向かうガス流路３７ｂ２とを含み、ガス流路３７ｂ１→ガス流路３７ｂ２の順にガスを通す。第２のガス流路３７ｂは、隙間Ｄにガスを流す経路４３に繋がり、隙間Ｄにガスを流す。

【0037】

一実施形態では、第１のガス流路３７ａと第２のガス流路３７ｂとには、基板Ｗの処理に使用する処理ガスを供給するが、これに限られず、処理ガス以外のガス、例えばＮ_２ガス等のパージガスを供給してもよい。つまり、隙間Ｄには、反応性ガス又は不活性ガスのいずれのガスを供給してもよい。また、第１のガス流路３７ａと第２のガス流路３７ｂとに流すガスの種類は同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0038】

また、ガス流路３７が形成される電極板は、内側電極板３６ｉに限られない。例えば、内側電極板３６ｉと外側電極板３６ｏとの少なくともいずれかにガス流路が形成されてもよい。つまり、外側電極板３６ｏ側からガスを隙間Ｄに供給してもよいし、内側電極板３６ｉと外側電極板３６ｏとの両側からガスを隙間Ｄに供給してもよい。これによれば、内側電極板３６ｉと外側電極板１３６ｏとの少なくともいずれかから隙間Ｄにガスを供給することで、隙間Ｄ内を、供給されたガスの雰囲気に置換できる。また、隙間Ｄに流すガスのコンダクタンスを調整することで、ガスの流速を制御し、これにより、隙間Ｄに付着するデポＲを除去し、デポＲの付着を抑制できる。

【0039】

（変形例）
第２のガス流路３７ｂの変形例について、図２（ｃ）を参照して説明する。変形例に係る第２のガス流路３７ｂは、内側電極板３６ｉの厚さ方向に向かうガス流路３７ｂ１と隙間Ｄへ向かうガス流路３７ｂ２とを含む。更に、第２のガス流路３７ｂは、内側電極板３６ｉの厚さ方向と垂直な方向に向かうガス流路３７ｂ３を含み、ガス流路３７ｂ３→ガス流路３７ｂ１→ガス流路３７ｂ２の順にガスを通す。かかる構成により、内側電極板３６ｉからガスを隙間Ｄに直接供給することができる。ただし、第２のガス流路３７ｂの構成は、これに限られず、処理ガスを直接隙間Ｄに供給することができれば、どのような構成であってもよい。

【0040】

例えば、ガス流路３７ｂ１から分岐し、隙間Ｄへ向かうガス流路３７ｂ２が２本以上形成されてもよい。また、ガス流路３７ｂ１は、内側電極板３６ｉを貫通する流路であって、その途中でガス流路３７ｂ２に分岐してもよい。更に、隙間Ｄにガスを流す流路は、内側電極板３６ｉを貫通する第１のガス流路３７ａの少なくともいずれかから分岐してもよい。つまり、隙間Ｄにガスを供給する流路は、内側電極板３６ｉに形成された最外周の第２のガス流路３７ｂだけでなく、その内側の第１のガス流路３７ａから形成されてもよい。また、外側電極板３６ｏにガス流路が形成されている場合、隙間Ｄにガスを供給する流路は、外側電極板３６ｏに形成された最外周のガス流路であってもよいし、その内側のガス流路であってもよいし、両方のガス流路であってもよい。

【0041】

図３を参照して、一実施形態に係る内側電極板３６ｉを上面から見たときのガスの供給経路を説明する。図３（ａ）～（ｃ）は、一実施形態に係る内側電極板３６ｉを上面から見たときのガスの供給経路の一例を示す図である。

【0042】

図３（ａ）では、内側電極板３６ｉに円周状に形成された第１のガス流路３７ａ及び第２のガス流路３７ｂに対して隙間Ｄにガスを流すガス流路３７ｂ２及びガス流路３７ａ１を形成する。図３（ｂ）では、内側電極板３６ｉに格子状に形成された第１のガス流路３７ａ及び第２のガス流路３７ｂに対して隙間Ｄにガスを流すガス流路３７ｂ２を形成する。図３（ｄ）は、図３（ａ）のＢ－Ｂ断面である。隙間Ｄにガスを流す流路の一例を、図３（ｄ）のガス流路３７ｂ２（図３（ｄ）では横穴）に示す。隙間Ｄにガスを流すガス流路３７ｂ２は、最外周の第２のガス流路３７ｂのガス流路３７ｂ１に繋がっている。ただし、最外周の第２のガス流路３７ｂの内側の第１のガス流路３７ａから隙間にガスを流す流路を設置してもよい。この場合の隙間にガスを流す流路の一例を、図３（ａ）及び（ｄ）のガス流路３７ａ１に示す。ただし、第１のガス流路３７ａから設けられたガス流路３７ａ１は設けなくてもよい。

【0043】

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、隙間Ｄにガスを流すガス流路３７ｂ２は、等間隔に設けられている。図３（ａ）では、隙間Ｄにガスを流す複数のガス流路３７ｂ２は、最外周の複数のガス流路３７ｂ１のそれぞれから等間隔に設けられている。図３（ｂ）では、隙間Ｄにガスを流すガス流路３７ｂ２は、最外周の複数のガス流路３７ｂ１のうち等間隔に配置された８つのガス流路３７ｂ１に連通する穴として設けられている。

【0044】

図３（ｃ）では、内側電極板３６ｉに円周状に形成された第１のガス流路３７ａ及び第２のガス流路３７ｂに対して隙間Ｄにガスを流すガス流路３７ｂ２及び溝３７ｂ４を形成する。図３（ｅ）は、図３（ｃ）のＣ－Ｃ断面である。隙間にガスを流す流路の一例を、図３（ｅ）のガス流路３７ｂ２及び溝３７ｂ４に示す。本例では、隙間Ｄにガスを流す流路は、溝３７ｂ４を有する。溝３７ｂ４は、隙間Ｄに周状に開口する凹部の一例である。つまり、本例では、内側電極板３６ｉの外周の面３６ｉ１に周状に溝３７ｂ４を設けて、１本のガス流路３７ｂ２から溝３７ｂ４に円周にガスを広げて、隙間Ｄにガスを供給する構成となっている。ただし、溝３７ｂ４は周状でなくてもよい。例えば、複数の扇形の溝３７ｂ４を周状で等間隔に設け、各溝３７ｂ４にそれぞれガス流路３７ｂ２を連通させて、各ガス流路３７ｂ２から各溝３７ｂ４にガスを広げて、隙間Ｄにガスを供給する構成としてもよい。

【0045】

図３に示すいずれの構成においても、基板Ｗの処理中に隙間Ｄにガスを流すことで隙間ＤにデポＲが付着することを抑制でき、且つ隙間Ｄに付着したデポＲを除去できる。これにより、クリーニング工程等の特別なステップを必要とせずに隙間ＤのデポＲを除去することができ、この結果、クリーニング工程等の特別なステップを実行する場合よりもスループットを向上させることができる。

【0046】

［プラズマ処理方法］
次に、一実施形態に係るプラズマ処理方法の一例について、図４を参照しながら説明する。図４は、一実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示すフローチャートである。図４のプラズマ処理方法は、制御部１００により制御される。

【0047】

図４のプラズマ処理方法では、まず、制御部１００は、基板Ｗを処理容器１０内に搬入し、載置台１６に載置して基板Ｗを準備する（ステップＳ１）。次に、制御部１００は、第１のガス流路３７ａ及び第２のガス流路３７ｂからガスを供給する（ステップＳ３）。次に、制御部１００は、高周波電力を印加する（ステップＳ５）。そして、制御部１００は、その印加時間の累積値を算出する（ステップＳ５）。次に、制御部１００は、第１の可変電源７１から内側電極板３６ｉに直流電圧を印加し、第２の可変電源７２から外側電極板３６ｏに直流電圧を印加する（ステップＳ７）。

【0048】

次に、制御部１００は、高周波電力によりガスから生成したプラズマにより基板Ｗをエッチングする（ステップＳ９）。次に、制御部１００は、処理済の基板Ｗを搬出する（ステップＳ１１）。

【0049】

次に、制御部１００は、次の基板があるかを判定する（ステップＳ１３）。制御部１００は、次の基板があると判定すると、ステップＳ１に戻り、次の未処理の基板Ｗを準備し、次の基板Ｗにプラズマ処理を実行し、搬出する（ステップＳ１～Ｓ１１）。ステップＳ１３において、制御部１００は、次の基板がないと判定すると、本処理を終了する。なお、本処理の終了時には、高周波電力の印加とガスの供給とを停止する。

【0050】

以上に説明したように、一実施形態のプラズマ処理装置１及びプラズマ処理方法によれば、プラズマ処理装置に設けられた部材間の隙間に反応生成物が付着することを抑制することができる。

【0051】

今回開示された一実施形態に係るプラズマ処理装置は、すべての点において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主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

【0052】

例えば、上記実施形態及び変形例では、内側電極板３６ｉ及び外側電極板３６ｏの隙間Ｄにデポが付着することを抑制する例を挙げたが、本発明を適用できる隙間Ｄはこれに限られない。本発明は、例えば内側電極板３６ｉと遮蔽部材３９との間の隙間、外側電極板３６ｏと遮蔽部材３９との間の隙間、外側電極板３６ｏと遮蔽部材４２との間の隙間等、プラズマ処理装置１の処理容器内部の部材間の隙間に適用できる。

【0053】

本開示のプラズマ処理装置は、Atomic Layer Deposition(ALD)装置、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のいずれのタイプの装置でも適用可能である。

【符号の説明】

【0054】

１ プラズマ処理装置
１０ 処理容器
１６ 載置台
３４ 上部電極
３６ 電極板
３６ｉ 内側電極板
３６ｏ 外側電極板
３７、３７ａ１、３７ｂ１、３７ｂ２、３７ｂ３ ガス流路
３７ａ 第１のガス流路
３７ｂ 第２のガス流路
３７ｂ４ 溝
３８ 電極支持体
３８ｉ 内側電極支持体
３８ｏ 外側電極支持体
３９、４２ 遮蔽部材
４０ａ、４０ｂ ガス拡散室
４１ａ、４１ｂ ガス通流孔
５４ 処理ガス供給源
６１ 第１の高周波電源
６４ 第２の高周波電源
７１ 第１の可変電源
７２ 第２の可変電源
７３ 第３の可変電源
１００ 制御部
Ｄ 隙間
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】