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(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】2024-10-31
(45)【発行日】2024-11-11
(54)【発明の名称】基板処理方法
(51)【国際特許分類】
C23C 16/44 20060101AFI20241101BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20241101BHJP
【ＦＩ】
C23C16/44 J
H01L21/302 101H
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2020211353
(22)【出願日】2020-12-21
(65)【公開番号】P2022098040
(43)【公開日】2022-07-01
【審査請求日】2023-09-06
(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】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】熊倉 翔
(72)【発明者】
【氏名】中根 由太
【審査官】宮脇 直也
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１２３９００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１２２４８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１８７２４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／２２６１１０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２０／０８１３０３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２００８／０５０５９６（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ １６／００ －１６／５６
Ｈ０１Ｌ ２１／２０５
２１／３０２－２１／３１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
（ａ）チャンバ内に配置されたチャンバ内パーツにプリコート膜を形成する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）の後に、１以上の基板を処理する工程と、
を含み、
前記工程（ａ）は、
（ａ１）反応ガスから生成された第１のプラズマを用いて、前記チャンバ内パーツと前記第１のプラズマとのポテンシャル差は１００Ｖ以下として、前記チャンバ内パーツに第１の膜を形成する工程と、
（ａ２）第２のプラズマを用いて、前記第１の膜の表面に第２の膜を形成する工程と、
を含む、基板処理方法。
【請求項2】
前記工程（ａ）は、（１）前記工程（ａ２）で供給されるプラズマ生成用の高周波電力は、前記工程（ａ１）で供給されるプラズマ生成用の高周波電力よりも大きい、
（２）前記工程（ａ２）で供給されるバイアス用の高周波電力は、前記工程（ａ１）で供給されるバイアス用の高周波電力よりも大きい、
（３）前記工程（ａ２）におけるチャンバ内の温度は、前記工程（ａ１）におけるチャンバ内の温度よりも高い、及び
（４）前記反応ガスはハロゲン含有ガスを含み、前記工程（ａ２）における前記ハロゲン含有ガスの濃度は、前記工程（ａ１）における前記ハロゲン含有ガスの濃度よりも高い、
の少なくとも１つ満足する条件で実行される、
請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項3】
前記工程（ａ１）において、前記チャンバ内パーツと前記第１のプラズマとのポテンシャル差は５０Ｖ以下である、請求項１又は２に記載の基板処理方法。
【請求項4】
前記工程（ａ１）は、プラズマ生成用の高周波電力を段階的に大きくする条件で実行する、請求項１～３の何れか１つに記載の基板処理方法。
【請求項5】
前記反応ガスは、第１の反応ガス及び第２の反応ガスを含み、前記工程（ａ１）は、
前記チャンバ内に第１の反応ガスを供給し、前記チャンバ内パーツに第１の反応ガスを吸着させる工程と、
前記チャンバ内に第２の反応ガスを供給し、前記チャンバ内パーツに吸着した前記第１の反応ガスと前記第２の反応ガスから生成した前記第１のプラズマを反応させることにより、前記第１の膜を形成する工程と、
を含む、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項6】
前記工程（ａ１）は、前記第１のプラズマの発光状態に関する情報を、検出器を用いて取得する工程と、
前記取得した情報から前記チャンバ内パーツに堆積した前記第１の膜の膜厚を推定する工程と、
をさらに含む、請求項１～５の何れか１つに記載の基板処理方法。
【請求項7】
前記工程（ａ１）は、前記取得した情報に基づいて、成膜条件を調整する工程をさらに含む、請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項8】
（ａ）チャンバ内に配置されたチャンバ内パーツにプリコート膜を形成する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）の後に、１以上の基板を処理する工程と、
を含み、
前記工程（ａ）は、
（ａ１）プラズマを用いずに前記チャンバ内パーツに第１の膜を形成する工程と、
（ａ２）第２のプラズマを用いて、前記第１の膜の表面に第２の膜を形成する工程と、
を含み、
前記工程（ａ１）は、
前記チャンバ内に第１の有機化合物を含むガスを供給し、前記チャンバ内パーツに前記第１の有機化合物を吸着させる工程と、
前記チャンバ内に第２の有機化合物を含むガスを供給し、前記チャンバ内パーツに吸着した前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とを重合させることにより、前記第１の膜を形成する工程と、
を含む、基板処理方法。
【請求項9】
前記工程（ａ１）は、前記第１の膜が前記第２のプラズマから前記チャンバ内パーツを保護可能な厚さとなるまで実行する、請求項１～８の何れか１つに記載の基板処理方法。
【請求項10】
前記第１の膜と前記第２の膜とは、同じ種類の膜である、請求項１～９の何れか１つに記載の基板処理方法。
【請求項11】
前記工程（ａ）は、予め定めた前記基板の処理時間、前記基板の処理枚数又は前記基板の処理ロット数に応じて実行する請求項１～１０の何れか１つに記載の基板処理方法。
【請求項12】
前記工程（ａ２）は、前記第２のプラズマの発光状態に関する情報を、検出器を用いて取得する工程と、
前記取得した情報から前記チャンバ内パーツに堆積した前記第２の膜の膜厚を推定する工程と、
をさらに含む、
請求項１～１１の何れか１つに記載の基板処理方法。
【請求項13】
前記工程（ａ２）は、前記取得した情報に基づいて、成膜条件を調整する工程をさらに含む、請求項１２に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、基板処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、基板処理前にチャンバ内壁にシリコン含有膜をコーティングして、パーティクルを低減する方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】米国特許第７２０４９１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、パーティクルの発生を抑えつつチャンバ内をプリコートする技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様による基板処理方法は、（ａ）チャンバ内に配置されたチャンバ内パーツにプリコート膜を形成する工程と、（ｂ）工程（ａ）の後に、１以上の基板を処理する工程と、を含む。工程（ａ）は、（ａ１）プラズマを用いずに、又は、前記チャンバ内パーツのスパッタリングを抑制可能な条件で反応ガスから生成された第１のプラズマを用いて、前記チャンバ内パーツに第１の膜を形成する工程と、（ａ２）第２のプラズマを用いて、前記第１の膜の表面に第２の膜を形成する工程と、を含む。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、パーティクルの発生を抑えつつチャンバ内をプリコートできる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下に、開示する基板処理方法の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態により、開示する基板処理方法が限定されるものではない。
【0009】
半導体デバイスの製造では、半導体ウエハ等の基板をチャンバ内に配置してプラズマエッチングなどの基板処理を実施する。チャンバは、例えば、Ａｌ（アルミニウム）やＹ（イットリウム）等の金属化合物で内壁が覆われている。チャンバで基板処理が実施されると、チャンバ内壁を覆う金属化合物が剥がれ、剥がれた金属化合物のパーティクルによって半導体デバイスに形状異常が発生する場合がある。そこで、基板処理を実施する前に、チャンバ内をプリコートして金属化合物による汚染を抑制することが行われている。プリコートは、チャンバ内に供給した成膜材料からプラズマを生成することにより行われる。この際、プリコート膜が形成される前にチャンバ内のパーツにイオンが入射し、パーティクルが発生する場合がある。
【0010】
そこで、パーティクルの発生を抑えつつチャンバ内をプリコートする新たな技術が期待されている。
【0011】
［実施形態］
［成膜装置の構成］
実施形態について説明する。以下では、基板処理としてプラズマエッチングなどのプラズマ処理を実施する場合を主な例に説明する。図１は、実施形態に係る基板処理装置１０の概略構成を示す図である。基板処理装置１０は、実施形態に係る基板処理装置の一例である。図１に示す基板処理装置１０は、実施形態に係る基板処理方法を実現するために使用できる。図１に示す基板処理装置１０は、いわゆる誘導結合型プラズマ（Inductively-coupled plasma：ＩＣＰ）装置であり、誘導結合型プラズマを生成するためのプラズマ源を有する。ただし、実施形態に係る基板処理装置は、他の手法で生成されるプラズマを利用してもよい。例えば、実施形態に係る基板処理装置は、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）、ＥＣＲプラズマ（electron-cyclotron-resonance plasma）、ヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ）、または、表面波プラズマ（ＳＷＰ）等を利用する装置であってもよい。
［成膜装置の構成］
実施形態について説明する。以下では、基板処理としてプラズマエッチングなどのプラズマ処理を実施する場合を主な例に説明する。図１は、実施形態に係る基板処理装置１０の概略構成を示す図である。基板処理装置１０は、実施形態に係る基板処理装置の一例である。図１に示す基板処理装置１０は、実施形態に係る基板処理方法を実現するために使用できる。図１に示す基板処理装置１０は、いわゆる誘導結合型プラズマ（Inductively-coupled plasma：ＩＣＰ）装置であり、誘導結合型プラズマを生成するためのプラズマ源を有する。ただし、実施形態に係る基板処理装置は、他の手法で生成されるプラズマを利用してもよい。例えば、実施形態に係る基板処理装置は、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）、ＥＣＲプラズマ（electron-cyclotron-resonance plasma）、ヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ）、または、表面波プラズマ（ＳＷＰ）等を利用する装置であってもよい。
【0012】
基板処理装置１０は、チャンバ１２を備える。チャンバ１２は、Ａｌ（アルミニウム）やＹ（イットリウム）等を含んだ金属で形成される。例えば、チャンバ１２は、Ａｌ２Ｏ３や、Ｙ２Ｏ３で形成される。チャンバ１２は、例えば、略円筒形状である。チャンバ１２内には、処理が実行される空間１２ｃが設けられている。
【0013】
空間１２ｃの下方には、基板支持体１４が配置されている。基板支持体１４は、上に載置される基板Ｗを保持するよう構成されている。基板Ｗは、例えば、半導体ウエハである。
【0014】
基板支持体１４は、支持機構１３により支持可能である。支持機構１３は、空間１２ｃ内でチャンバ１２の底部から上方に向けて延在する。支持機構１３は、略円筒形であってよい。支持機構１３は石英等の絶縁材料で構成できる。
【0015】
基板支持体１４は、静電チャック１６と下部電極１８とを備える。下部電極１８は、第１プレート１８ａと第２プレート１８ｂとを含む。第１プレート１８ａおよび第２プレート１８ｂは、アルミニウム等の金属で構成される。第１プレート１８ａおよび第２プレート１８ｂは、例えば、略円筒形である。第２プレート１８ｂは、第１プレート１８ａ上に配置される。第２プレート１８ｂは、第１プレート１８ａと電気的に接続されている。
【0016】
静電チャック１６は、第２プレート１８ｂ上に配置される。静電チャック１６は、絶縁層と当該絶縁層内に配置される薄膜電極とを備える。静電チャック１６の薄膜電極には、スイッチ２３を介して直流電源２２が電気的に接続されている。静電チャック１６は、直流電源２２の直流電圧から静電力を生成する。静電チャック１６は生成した静電力により基板Ｗを吸着保持する。
【0017】
基板処理装置１０では、基板Ｗと静電チャック１６の外周を囲むように、エッジリングＥＲが第２プレート１８ｂの上かつ第２プレート１８ｂの周囲に配置される。エッジリングＥＲは、プロセスの均一性を高める役割を有する。エッジリングＥＲは、例えば、シリコン製である。
【0018】
第２プレート１８ｂ内には、流路２４が形成されている。流路２４には、チャンバ１２外部に配置される温度調節部（例えば、チラーユニット）から温度制御のため冷媒等の熱交換媒体が供給される。温度調節部は、熱交換媒体の温度を調節する。熱交換媒体は、温度調節部からパイプ２６ａを通って流路２４に供給される。温度調節部からパイプ２６ａを通り流路２４に供給された熱交換媒体は、パイプ２６ｂを通って温度調節部に送り返される。熱交換媒体は、温度調節部による温度調節の後、基板支持体１４内の流路２４に戻される。このようにして、基板支持体１４の温度すなわち基板Ｗの温度を調節することができる。
【0019】
基板処理装置１０は、さらに、基板支持体１４の中を通って静電チャック１６の上表面まで延びる気体供給ライン２８を備える。静電チャック１６の上表面と基板Ｗの下表面との間の空間には、熱交換ガス供給機構から気体供給ライン２８を通って、ヘリウム（Ｈｅ）ガス等の熱交換ガスが供給される。熱交換ガスにより、基板支持体１４と基板Ｗとの間での熱交換が促進される。
【0020】
また、ヒータＨＴが基板支持体１４内に配置されてもよい。ヒータＨＴは、加熱装置である。ヒータＨＴは、例えば、第２プレート１８ｂまたは静電チャック１６内に埋め込まれている。ヒータＨＴは、ヒータ電源ＨＰに接続される。ヒータ電源ＨＰがヒータＨＴに電力を供給することで、基板支持体１４の温度ひいては基板Ｗの温度が調整される。
【0021】
基板支持体１４の下部電極１８には、整合器３２を介して高周波（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ）電源３０が接続されている。高周波電源３０は、バイアス用の高周波電源の一例である。高周波電源３０は、下部電極１８にバイアス用の高周波電力を供給し、基板支持体１４上に載置される基板Ｗにイオンを引き込む。高周波電源３０が生成する高周波電力の周波数は、例えば、４００ｋＨｚから４０．６８ＭＨｚの範囲内である。一例では、高周波電力の周波数は１３．５６ＭＨｚである。
【0022】
整合器３２は、高周波電源３０からの出力インピーダンスと負荷側すなわち下部電極１８側のインピーダンスとの間のマッチングを行う回路を含む。
【0023】
基板処理装置１０はさらに、チャンバ１２の内壁に着脱可能に取り付けられたシールド３４を備える。シールド３４はまた、支持機構１３の外周を囲むように配置される。シールド３４は、処理によって生成される副生成物のチャンバ１２への付着を防止する。シールド３４は、Ｙ２Ｏ３等のセラミックスでコーティングされたアルミニウム部材であってもよい。
【0024】
基板支持体１４とチャンバ１２の側壁との間には、排気路が形成されている。排気路は、チャンバ１２の底部に形成された排気口１２ｅに接続されている。排気口１２ｅは、パイプ３６を介して排気装置３８に接続されている。排気装置３８は、圧力調整部と、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）等の真空ポンプと、を含む。バッフル板４０は、排気路内、すなわち、基板支持体１４とチャンバ１２の側壁との間に配置される。バッフル板４０は厚さ方向にバッフル板４０を貫通する複数の貫通穴を有する。バッフル板４０は、Ｙ２Ｏ３等のセラミックスで表面がコーティングされたアルミニウム部材であってもよい。
【0025】
チャンバ１２の上側には開口が形成されている。開口は誘電体窓４２によって閉鎖される。誘電体窓４２は石英等で形成される。誘電体窓４２は、例えば、平らな板である。
【0026】
チャンバ１２の側壁にはガス供給口１２ｉが形成されている。ガス供給口１２ｉはガス供給管４６を介してガス供給部４４に接続されている。ガス供給部４４は処理に使用される種々のガスを空間１２ｃに供給する。ガス供給部４４は、複数のガス源４４ａ、複数の流量制御器４４ｂ、および複数のバルブ４４ｃを備える。図１には明示していないが、供給するガスごとに異なるガス供給口を設けて、ガスが混じり合わないようにしてもよい。
【0027】
複数のガス源４４ａは、後述する種々のガスのガス源を含む。１のガス源が１以上のガスを供給してもよい。複数の流量制御器４４ｂは、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）であってもよい。流量制御器４４ｂは、圧力制御により流量制御を実現する。複数のガス源４４ａに含まれる各ガス源は、複数の流量制御器４４ｂのうち対応する一つの流量制御器および複数のバルブ４４ｃのうち対応する一つのバルブを介してガス供給口１２ｉに接続されている。ガス供給口１２ｉの位置は、特に限定されない。例えば、ガス供給口１２ｉはチャンバ１２の側壁ではなく誘電体窓４２内に形成されてもよい。
【0028】
チャンバ１２の側壁内には、開口１２ｐが形成されている。開口１２ｐは、基板Ｗの搬入出経路となる。基板Ｗは、開口１２ｐを介して、外部からチャンバ１２の空間１２ｃに搬入され、空間１２ｃ内からチャンバ１２の外へと搬出される。チャンバ１２の側壁上には、ゲートバルブ４８が設けられ、開口１２ｐを開放および閉塞可能となっている。
【0029】
チャンバ１２および誘電体窓４２上には、アンテナ５０とシールド６０が配置されている。アンテナ５０およびシールド６０は、チャンバ１２の外側に配置される。一実施形態においては、アンテナ５０は、内側アンテナ素子５２Ａと外側アンテナ素子５２Ｂとを含む。内側アンテナ素子５２Ａは、誘電体窓４２の中央に配置されるスパイラルコイルである。外側アンテナ素子５２Ｂは、誘電体窓４２上かつ内側アンテナ素子５２Ａの外周側に配置されるスパイラルコイルである。内側アンテナ素子５２Ａおよび外側アンテナ素子５２Ｂは各々、銅、アルミニウム、ステンレススチール等の導電性材料で構成される。
【0030】
内側アンテナ素子５２Ａおよび外側アンテナ素子５２Ｂは、複数のクランプ５４により把持され、まとめて保持されている。複数のクランプ５４は各々棒状である。複数のクランプ５４は、内側アンテナ素子５２Ａの略中央から外側アンテナ素子５２Ｂの外周側へ径方向に延びている。
【0031】
アンテナ５０は、シールド６０で覆われている。シールド６０は、内側シールド壁６２Ａと外側シールド壁６２Ｂとを備える。内側シールド壁６２Ａは円筒形状である。内側シールド壁６２Ａは、内側アンテナ素子５２Ａと外側アンテナ素子５２Ｂとの間に配置され、内側アンテナ素子５２Ａを包囲する。外側シールド壁６２Ｂは、円筒形状である。外側シールド壁６２Ｂは外側アンテナ素子５２Ｂの外側に配置され、外側アンテナ素子５２Ｂを包囲する。
【0032】
内側アンテナ素子５２Ａ上には、円盤状の内側シールド板６４Ａが配置されている。内側シールド板６４Ａは、内側シールド壁６２Ａの開口を覆っている。外側アンテナ素子５２Ｂの上には、平らなリング形状の外側シールド板６４Ｂが配置されている。外側シールド板６４Ｂは、内側シールド壁６２Ａと外側シールド壁６２Ｂとの間の開口を覆っている。
【0033】
シールド６０に含まれるシールド壁およびシールド板の形状は、上記したものに限定されない。例えば、シールド６０のシールド壁は、断面４角形の角柱状であってもよい。
【0034】
内側アンテナ素子５２Ａおよび外側アンテナ素子５２Ｂは、高周波電源７０Ａおよび高周波電源７０Ｂにそれぞれ接続されている。高周波電源７０Ａ及び高周波電源７０Ｂは、プラズマ生成用の高周波電源の一例である。内側アンテナ素子５２Ａおよび外側アンテナ素子５２Ｂは、高周波電源７０Ａおよび高周波電源７０Ｂからそれぞれ、同一または異なる周波数の電力供給を受ける。高周波電力が高周波電源７０Ａから内側アンテナ素子５２Ａに供給されると、誘導磁界が空間１２ｃ内に発生し、空間１２ｃ内の気体を励起して基板Ｗの中心上方にプラズマを発生させる。他方、高周波電力が高周波電源７０Ｂから外側アンテナ素子５２Ｂに供給されると、空間１２ｃ内に誘導磁界が発生して空間１２ｃ内の気体を励起して基板Ｗの外周部上方にリング状にプラズマを発生させる。
【0035】
内側アンテナ素子５２Ａおよび外側アンテナ素子５２Ｂ各々の電気長は、高周波電源７０Ａおよび高周波電源７０Ｂから出力される周波数に応じて調整される。このため、内側シールド板６４Ａおよび外側シールド板６４Ｂのｚ軸方向の位置は、アクチュエータ６８Ａおよび６８Ｂにより各々独立して調整される。
【0036】
基板処理装置１０は、さらにコントローラ８０を備える。コントローラ８０は、例えば、プロセッサ、メモリ等の記憶部、入力部、ディスプレイ等を備えるコンピュータである。コントローラ８０は、記憶部に記憶された制御プログラムやレシピデータに基づき動作し、基板処理装置１０の各部を制御する。例えば、コントローラ８０は、複数の流量制御器４４ｂ、複数のバルブ４４ｃ、排気装置３８、高周波電源７０Ａ，７０Ｂ、高周波電源３０、整合器３２、ヒータ電源ＨＰ等を制御する。コントローラ８０は、プログラムやデータを記憶部から読み出して基板処理装置１０の各部を制御することで、後述する、実施形態に係る基板処理方法の基板処理を実施する。
【0037】
［基板処理方法の処理の流れの一例］
基板処理装置１０は、以下に説明する基板処理方法により基板処理を実施する。また、基板処理装置１０は、以下に説明する基板処理方法により基板処理を実施する前に基板Ｗが配置されるチャンバ１２内をプリコートする。以下では、基板処理装置１０が基板処理としてプラズマエッチングなどのプラズマ処理を実施する場合を例に説明する。
基板処理装置１０は、以下に説明する基板処理方法により基板処理を実施する。また、基板処理装置１０は、以下に説明する基板処理方法により基板処理を実施する前に基板Ｗが配置されるチャンバ１２内をプリコートする。以下では、基板処理装置１０が基板処理としてプラズマエッチングなどのプラズマ処理を実施する場合を例に説明する。
【0038】
図２は、実施形態に係る基板処理方法の一例を示すフローチャートである。実施形態に係る基板処理装置１０は、基板処理方法により半導体基板等の基板Ｗにプラズマ処理を実施する。
【0039】
ステップＳ１では、チャンバ１２内が基板処理に適した状態となるようシーズニングを行う。シーズニングでは、例えば、最初の基板Ｗに対するプラズマ処理を開始する前に、基板支持体１４にダミーウェハを設置した後、プラズマを生成して、チャンバ１２の内表面温度を上昇させる。
【0040】
ステップＳ２では、チャンバ１２内をプリコートする。このプリコートする工程の詳細は、後述する。
【0041】
ステップＳ３では、開口１２ｐを介して基板Ｗをチャンバ１２内に搬入し、基板Ｗを基板支持体１４に載置する。ステップＳ４では、基板Ｗに対してプラズマ処理を実施する。例えば、ステップＳ４では、基板Ｗに対してプラズマエッチングを実施する。ステップＳ５では、プラズマ処理済みの基板Ｗを開口１２ｐを介してチャンバ１２から搬出する。ステップＳ６では、プリコートした膜をチャンバ１２内から除去する。
【0042】
ステップＳ７では、基板処理のシーケンスを終了するか否かを判定する。例えば、ロット内に未処理の基板Ｗがある場合、シーケンスを終了しないと判定し（ステップＳ７：Ｎｏ）、ステップＳ２へ移行して未処理の基板Ｗを搬入してプラズマ処理を実施する。一方、ロット内の全ての基板Ｗにプラズマ処理を実施した場合、シーケンスを終了すると判定し（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【0043】
なお、ステップＳ６のプリコート膜を除去する工程は、実施しなくてもよい。また、ステップＳ６のプリコート膜を除去する工程は、シーケンスを終了する際に１回だけ実施してもよい。また、ステップＳ２のプリコートの工程は、プリコート膜が複数回の基板処理に耐えられる場合、基板Ｗごとに実施せず、プリコートした膜が耐えられる複数回の基板処理ごとに実施してもよい。
【0044】
［プリコートの第１例］
ところで、従来のプリコートでは、成膜材料を含むガスから生成したプラズマにより、チャンバ１２内にプリコート膜を形成する。しかし、プリコートの開始後、プリコート膜が形成される前に、プラズマ中のイオンがチャンバ１２内のパーツに入射すると、パーティクルが発生する。
ところで、従来のプリコートでは、成膜材料を含むガスから生成したプラズマにより、チャンバ１２内にプリコート膜を形成する。しかし、プリコートの開始後、プリコート膜が形成される前に、プラズマ中のイオンがチャンバ１２内のパーツに入射すると、パーティクルが発生する。
【0045】
図３は、従来のプリコートの際のチャンバ１２内の状態を模式的に示した図である。図３には、チャンバ１２の内部が簡略化して示されている。チャンバ１２は、基板支持体１４が内部に配置されている。チャンバ１２内にプラズマを生成すると、チャンバ１２の内壁、基板支持体１４及び誘電体窓４２などのチャンバ内に配置されたパーツ（以下、「チャンバ内パーツ」という。）にイオンが入射し、チャンバ１２内にパーティクルが発生する。例えば、チャンバ内パーツをスパッタするイオンフラックスΓＩは、プラズマ密度Ｎｅ及び電子温度Ｔｅと以下の式（１）に示す関係がある。
【0046】
Γｉ ∝ Ｎｅ×（Ｔｅ）１／２ ・・・（１）
【0047】
したがって、プラズマ密度Ｎｅが高くなるとイオンフラックスΓｉが増加するため、パーティクルの発生量が増加することとなる。
【0048】
そこで、実施形態に係る基板処理方法では、以下のようにプリコートする工程を実施する。図４は、実施形態に係る基板処理方法におけるプリコートする工程の一例を示すフローチャートである。
【0049】
ステップＳ１１では、排気装置３８を制御し、チャンバ内パーツをプリコートに適した所定の圧力に調整する。チャンバ１２内の圧力は、例えば１００ｍＴｏｒｒ以上とする。
【0050】
ステップＳ１２では、ガス供給部４４から第１の膜の成分を含む反応ガスをチャンバ１２内に供給することによりチャンバ内パーツにプリコート膜の第１の膜を形成する。ステップＳ１２では、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により、チャンバ内パーツにプリコート膜の第１の膜を形成する。具体的には、高周波電源７０Ａ及び高周波電源７０Ｂよりプラズマ生成用の高周波電力を供給し、反応ガスから第１のプラズマを生成することにより、第１の膜を形成してもよい。この際、第１のプラズマを、チャンバ内パーツのスパッタリングを抑制可能な条件で生成する。例えば、ステップＳ１２では、プラズマ生成用の高周波電力、バイアス用の高周波電力、チャンバ内圧力及びチャンバ内の温度の少なくとも１つを制御することにより、第１のプラズマによるチャンバ内パーツのスパッタリングを抑制してよい。また、反応ガスがハロゲン含有ガスを含む場合には、ハロゲン含有ガスの濃度により、第１のプラズマによるチャンバ内パーツのスパッタリングを抑制してもよい。一例では、プラズマ生成用の高周波電力を制御し、チャンバ内パーツとプラズマとのポテンシャル差が１００Ｖ以下又は５０Ｖ以下となるように調整することで、チャンバ内パーツのスパッタリングを抑制することができる。
【0051】
ステップＳ１２において、第１の膜は、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）により形成してもよい。ＡＬＤの場合、チャンバ１２内に第１の反応ガスを供給し、第１の反応ガスをチャンバ内にパーツに吸着させる。この際、チャンバ内パーツに吸着しなかった余剰の第１の反応ガスは、チャンバ１２からパージしてもよい。その後、チャンバ１２内に第２の反応ガスを供給し、第２の反応ガスから生成したプラズマ（第１のプラズマ）と、チャンバ内パーツに吸着した第１の反応ガスとを反応させることにより、第１の膜を形成する。ＡＬＤによれば、ＣＶＤと比べて低いプラズマ密度Ｎｅで、チャンバ内パーツにムラなく第１の膜を形成することができる。
【0052】
ステップＳ１２は、第１の膜の膜厚が、次のステップＳ１２において、プラズマによるスパッタリングからチャンバ内パーツを保護可能な所定の厚さとなるまで実施する。
【0053】
ステップＳ１３では、ガス供給部４４から第２の膜の成分を含む反応ガスをチャンバ１２内に供給し、この反応ガスから生成した第２のプラズマを用いて、第１の膜の表面に第２の膜を形成する。第１の膜と第２の膜は、同じ種類の膜であってもよく、異なる種類の膜であってもよい。第２の膜は、例えば、ＣＶＤにより形成することができる。具体的には、チャンバ１２内に第２の膜の成分を含む反応ガスを供給し、この反応ガスからプラズマ（第２のプラズマ）を生成することにより、第２の膜を形成する。この際、ステップＳ１２で形成した第１の膜が、第２のプラズマによるスパッタリングからチャンバ内パーツを保護する。このため、ステップＳ１３では、プリコート実施時のパーティクルの発生を抑制することができる。
【0054】
なお、ステップＳ１３におけるプリコートの条件は、第２のプラズマによるスパッタリングから第１の膜によりチャンバ内パーツが保護される限り特に制限されることはない。例えば、ステップＳ１２において、第１の膜をＣＶＤにより形成した場合、ステップＳ１２におけるプリコートの条件に応じて、例えば、以下の（１）～（４）の少なくとも１つを満たすような条件を選択することができる。
（１）ステップＳ１３で供給されるプラズマ生成用の高周波電力は、ステップＳ１２で供給されるプラズマ生成用の高周波電力よりも大きい。
（２）ステップＳ１３で供給されるバイアス用の高周波電力は、ステップＳ１２で供給されるバイアス用の高周波電力よりも大きい。
（３）ステップＳ１３におけるチャンバ内の温度は、ステップＳ１２におけるチャンバ内の温度よりも高い。
（４）反応ガスがハロゲン含有ガスを含む場合、ステップＳ１３におけるハロゲン含有ガスの濃度は、ステップＳ１２におけるハロゲン含有ガスの濃度よりも高い。
（１）ステップＳ１３で供給されるプラズマ生成用の高周波電力は、ステップＳ１２で供給されるプラズマ生成用の高周波電力よりも大きい。
（２）ステップＳ１３で供給されるバイアス用の高周波電力は、ステップＳ１２で供給されるバイアス用の高周波電力よりも大きい。
（３）ステップＳ１３におけるチャンバ内の温度は、ステップＳ１２におけるチャンバ内の温度よりも高い。
（４）反応ガスがハロゲン含有ガスを含む場合、ステップＳ１３におけるハロゲン含有ガスの濃度は、ステップＳ１２におけるハロゲン含有ガスの濃度よりも高い。
【0055】
ステップＳ１３は、第１の膜及び第２の膜によるプリコートの膜の膜厚がプラズマ処理からチャンバ内パーツを保護可能な厚さとなるまで実施した後、図２のステップＳ３へ移行する。
【0056】
プリコート膜としては、例えば、シリコン含有膜、有機膜、金属含有膜を使用することができる。シリコン含有膜としては、例えば、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を使用することができる。金属含有膜としては、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ルテニウム（Ｒｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）もしくはスズ（Ｓｎ）などの金属を含む膜、又は、これらの金属の酸化物、窒化物、硫化物もしくはハロゲン化物を含む膜を使用することができる。
【0057】
以下、各種のプリコート膜を形成するための材料の一例について説明する。
【0058】
シリコン含有膜をＣＶＤにより形成する場合、反応ガスとして、シリコン含有ガスと酸素含有ガス又は窒素含有ガスとの混合ガスを用いることができる。シリコン含有膜をＡＬＤにより形成する場合、第１の反応ガスとしてシリコン含有ガスを、第２の反応ガスとして酸素含有ガス又は窒素含有ガスを用いることができる。より具体的には、シリコン酸化膜を形成する場合には、シリコン含有ガスとしてアミノシラン、ＳｉＣｌ４又はＳｉＦ４などを含むガスを用いることができ、酸素含有ガスとしてＯ２ガスなどを用いることができる。また、シリコン窒化膜を形成する場合には、シリコン含有ガスとしてアミノシラン、ＳｉＣｌ４、ジクロロシラン又はヘキサクロロジシランなどを含むガスを用いることができ、窒素含有ガスとしてＮＨ２ガス又はＮ２ガスなどを用いることができる。
【0059】
有機膜は、例えば、Ｃ２Ｈ４などの炭素含有ガスからプラズマを生成することにより形成することができる。また、エポキシド、カルボン酸、カルボン酸ハロゲン化物、無水カルボン酸、イソシアネート、フェノール類などの第１の反応ガスをチャンバ１２内に供給し、第１の反応ガスをチャンバ内パーツに吸着させた後、チャンバ内パーツに吸着した第１の反応ガスと、ＮＨ結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、Ｎ２及びＨ２の混合ガス、Ｈ２Ｏガス、Ｈ２及びＯ２の混合ガスなどの第２の反応ガスから生成したプラズマとを反応させることにより形成することができる。
【0060】
金属含有膜をＣＶＤにより形成する場合、反応ガスとして、金属含有ガスと酸化性ガス又は還元性ガスとの混合ガスを用いることができる。金属含有膜をＡＬＤにより形成する場合、第１の反応ガスとして金属含有ガスを、第２の反応ガスとして酸化性ガス又は還元性ガスを用いることができる。より具体的には、第１の反応ガスとしては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｒｕ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｓｎなどの金属含有ガス、又は、これらの金属の酸化物、窒化物、硫化物もしくはハロゲン化物を含むガスを使用することができる。第２の反応ガスとしては、Ｈ２ガスなどの水素含有ガス、Ｏ２ガスなどの酸素含有ガス、Ｈ２ガス及びＮ２ガスの混合ガス又はＮＨ３ガスなどの水素及び窒素含有ガスを使用することができる。第２の反応ガスとして、水素含有ガスを使用した場合には金属含有膜を形成することができ、酸素含有ガスを使用した場合には金属酸化膜を形成することができ、水素及び窒素含有ガスを使用した場合には金属窒化膜を形成することができる。
【0061】
ここで、ステップＳ１２において、ＣＶＤにより第１の膜を形成する場合の条件について、より詳細に説明する。プリコートの第１の膜の形成時におけるチャンバ内パーツのスパッタリング速度は、チャンバ内パーツのポテンシャルによって変化する。図５は、実施形態に係るエッチングレートの一例を示す図である。図５は、シリコン基板上に形成したＹ２Ｏ３膜を、Ｃｌ２ガスを用いてプラズマエッチングした際のエッチングレートを示している。図５の縦軸は、エッチングレート（Ｅ／Ｒ）を示している。横軸は、ＲＦバイアス電圧を示している。エッチングレートは、チャンバ内パーツのスパッタリング速度に相当する。ＲＦバイアス電圧は、プラズマとチャンバ内パーツまでの電位差（ポテンシャル）に相当する。ＲＦバイアス電圧は、高周波電源３０から供給されるバイアス用の高周波電力の大きさに応じて増減する。図５に示すように、エッチングレートは、ＲＦバイアス電圧が低くなると低下する。例えば、エッチングレートは、ＲＦバイアス電圧が１００Ｖ以下となると、小さくなり、ＲＦバイアス電圧が５０Ｖ以下ではマイナスとなる。このことから、チャンバ内パーツのポテンシャルが１００Ｖ以下の場合には、チャンバ内パーツのスパッタリングが大幅に抑制されると考えられる。また、チャンバ内パーツのポテンシャルが５０Ｖ以下の場合には、チャンバ内パーツのスパッタリングはほとんど起きないと考えられる。したがって、プリコート実施時のチャンバ内パーツのポテンシャルが１００Ｖ以下または５０Ｖ以下の場合には、概ね、チャンバ内パーツのスパッタリングを抑制することができると考えられる。例えば、チャンバ内パーツとプラズマとのポテンシャル差を１００Ｖ以下または５０Ｖ以下とすることで、チャンバ内パーツのスパッタリングを抑制できる。
【0062】
ところで、チャンバ内パーツのポテンシャルを上記範囲に制御するための条件は、チャンバ１２の構造や、プラズマ生成用の高周波電力の大きさ、バイアス用の高周波電力の大きさ、プラズマ生成方式(ＩＣＰ、ＣＣＰ、ＳＷＰなど)によって変動する。また、チャンバ内パーツのポテンシャルは、チャンバ１２内に供給するガス種、チャンバ１２内の圧力によっても変動する。
【0063】
そこで、事前に、基板処理装置１０において、チャンバ内パーツのポテンシャルを上記範囲に制御可能な条件を求めて、その条件で第１の膜を形成してもよい。例えば、チャンバ内パーツとプラズマとのポテンシャル差が１００Ｖまたは５０Ｖとなるプラズマ生成用の高周波電力を求めて、そのデータをコントローラ８０の記憶部に記憶させておく。そして、実施形態に係る基板処理方法では、ステップＳ１２において、コントローラ８０の記憶部に記憶したデータに基づき、コントローラ８０がプラズマ生成用の高周波電源７０Ａ及び高周波電力７０Ｂから供給する高周波電力を制御する。例えば、コントローラ８０は、高周波電源７０Ａ及び高周波電力７０Ｂを制御し、チャンバ内パーツとプラズマとのポテンシャル差が５０Ｖ以下又は１００Ｖ以下となるプラズマ生成用の高周波電力を供給する。これにより、チャンバ内パーツがスパッタリングされずに、第１の膜が形成され、チャンバ１２内がプリコートされる。
【0064】
図６は、実施形態に係るプリコートする工程でのチャンバ１２内の状態を模式的に示した図である。図６には、図３と同様に、チャンバ１２の内部が簡略化して示されている。例えば、ステップＳ１２では、上側の図のように、チャンバ１２内に低密度のプラズマを生成し、チャンバ内パーツを第１の膜Ｃ１によりコーティングする。ステップＳ１３では、下側の図のように、チャンバ１２内に高密度のプラズマを生成する。この際、チャンバ内パーツにイオンが入射するが、チャンバ内パーツは第１の膜Ｃ１によりコーティングされているため、パーティクルの発生が抑制される。
【0065】
ここで、従来のプリコートにおける膜厚の変化と、実施形態に係るプリコートにおける膜厚の変化を説明する。図７は、従来のプリコートにおける膜厚の変化の一例を示した図である。図７には、プラズマ生成用の高周波電力、生成されるイオンフラックスΓＩの量及びプリコートの膜厚の経時変化が示されている。従来のプリコートでは、チャンバ１２内に高密度のプラズマを生成する。高密度のプラズマを生成した場合、イオンフラックスΓＩが急激に増加し、プリコート膜が形成される前又はプリコート膜が十分な厚さとなる前に、チャンバ内パーツにイオンが入射し、パーティクルが発生する場合がある。
【0066】
図８は、実施形態に係るプリコートにおける膜厚の変化の一例を示した図である。図８には、プラズマ生成用の高周波電力（RF Power）、生成されるイオンフラックスの量Γｉ、プリコートの膜厚Ｄの経時変化が示されている。ステップＳ１２では、プラズマ生成用の高周波電力ＨＦ１が供給されて、チャンバ１２内に低密度のプラズマ（第１のプラズマ）が生成される。ステップＳ１２では、プラズマが低密度であるため、イオンフラックスの量Γｉ1が少なく、成膜レートが低い。ステップＳ１２により形成される第１の膜Ｃ１が所定の厚さＤ１となると、ステップＳ１３へ移行する。ステップＳ１３では、プラズマ生成用の高周波電力ＨＦ２が供給されてチャンバ１２内に高密度のプラズマ（第２のプラズマ）が生成される。ステップＳ１３では、プラズマが高密度であるため、成膜レートが高くなり、速やかに第２の膜を形成できる。ステップＳ１３では、プラズマが高密度であるため、イオンフラックスの量Γｉ2が多くなるが、第１の膜Ｃ１により、第２のプラズマによるスパッタリングからチャンバ内パーツを保護できる。このように、実施形態に係るプリコートは、パーティクルの発生を抑えつつ速やかにプリコートできる。
【0067】
なお、図８では、ステップＳ１２において連続的に膜を形成している場合を例に説明した。しかし、これに限定されるものではない。ステップＳ１２において断続的に膜を形成してもよい。図９は、実施形態に係るプリコートする工程での膜厚の変化の他の一例を示した図である。図９には、プラズマ高周波電力（RF Power）、ＡＬＤ又はＣＶＤを実行するタイミング、生成されるイオンフラックスの量Γｉ、プリコートの膜厚Ｄの経時変化が示されている。ステップＳ１２では、プリコートの材料のガスとプラズマ生成用の高周波電力ＨＦの供給が断続的に行われて膜を形成する。
【0068】
また、ステップＳ１２において、第１の膜の膜厚の増加に応じてプラズマ生成用の高周波電力を増加させてもよい。図１０は、実施形態に係るプリコートする工程でプラズマ生成用の高周波電力を増加させた一例を示した図である。図１０には、プラズマ生成用の高周波電力（RF Power）、生成されるイオンフラックスの量Γｉ、プリコートの膜厚Ｄの経時変化が示されている。ステップＳ１２では、膜厚Ｄの増加に応じてプラズマ生成用の高周波電力を段階的に増加させて膜を形成する。
【0069】
ステップＳ１２において、チャンバ内パーツにイオンが達してダメージを与えてパーティクルを飛散させるかは、イオンのエネルギーと、第１の膜Ｃ１の厚みの関係で決まる。このため、ステップＳ１２において、イオンが第１の膜Ｃ１を貫通しない範囲で、第１の膜Ｃ１の膜厚の増加に応じてプラズマ生成用の高周波電力を増加させてもよい。
【0070】
図１１は、実施形態に係るプリコートする工程でプラズマ生成用の高周波電力を増加させた他の一例を示した図である。図１１には、プラズマ生成用の高周波電力（RF Power）、プリコート膜の膜厚の経時変化が示されている。ステップＳ１２では、最初に、チャンバ内パーツとプラズマとのポテンシャル差が５０Ｖ以下となるようにバイアス用のＲＦ電力を調整して、膜厚がＤ１に達するまで第１の膜Ｃ１を形成する。膜厚Ｄ１となるまでに供給するプラズマ生成用の高周波電力は、チャンバ内パーツとプラズマとのポテンシャル差が５０Ｖ以下となる電力であれば、一定であってもよく、変動してもよい。例えば、プラズマとチャンバとの電位差が、図１１の（ａ）に示すように一定の割合で増加するようにプラズマ生成用の高周波電力を変動させてもよく、（ｂ）及び（ｃ）に示すように増加率が漸増又は漸減するようにプラズマ生成用の高周波電力を変動させてもよい。第１の膜Ｃ１の膜厚がＤ１に達した後は、移行期間として、第１の膜Ｃ１をイオンが貫通しない範囲でプラズマ生成用の高周波電力を増加させながら、第１の膜Ｃ１をイオンが貫通しなくなる膜厚Ｄ２に達するまで第１の膜Ｃ１を形成してもよい。膜厚がＤ２に達した後は、イオンが第１の膜Ｃ１を貫通しないため、さらに成膜レートが高いステップＳ１３へ移行する。
【0071】
移行期間では、第１の膜Ｃ１をイオンが貫通しない範囲でバイアス用のＲＦ電力を増加させてよい。図１２及び図１３は、プリコート膜の膜厚とプリコート膜を貫通するイオンのイオンエネルギーの関係の一例を示した図である。図１２は、プリコート膜としてＳｉＯ２膜を形成した例である。図１３は、プリコート膜として有機膜を形成した例である。図１２及び図１３は、プリコート膜の膜厚と、当該膜厚のプリコート膜をイオンが貫通するために必要なイオンエネルギー（Ｖｍａｘ）の関係を示している。図１２及び図１３が示すように、膜厚が厚くなるほど、プリコート膜を貫通するために必要なイオンエネルギーは大きくなる。図１２及び図１３には、イオンが貫通しない膜厚の範囲を斜線領域で示されている。膜厚Ｄ２は、ステップＳ１２において発生するイオンのイオンエネルギーでも貫通しない斜線領域の膜厚とする。移行期間では、ステップＳ１２において発生するイオンの最大イオンエネルギーでも貫通しない膜厚Ｄ２まで第１の膜Ｃ１を堆積する。これにより、第１の膜Ｃ１をイオンが貫通しないため、パーティクルの発生を抑えることができる。
【0072】
［プレイコートの第２例］
上述したプリコートの第１例では、プラズマを用いて第１の膜を形成したが、プラズマを用いずに第１の膜を形成することも可能である。この場合、例えば、反応ガスとして、第１の有機化合物を含むガスと、第２の有機化合物を含むガスを用いることができる。第２の有機化合物は、第１の有機化合物と異なる有機篭物であってよい。
上述したプリコートの第１例では、プラズマを用いて第１の膜を形成したが、プラズマを用いずに第１の膜を形成することも可能である。この場合、例えば、反応ガスとして、第１の有機化合物を含むガスと、第２の有機化合物を含むガスを用いることができる。第２の有機化合物は、第１の有機化合物と異なる有機篭物であってよい。
【0073】
第２例のステップＳ１２では、チャンバ１２内に第１の有機化合物を含むガスを供給し、第１の有機化合物をチャンバ内パーツの表面に吸着させる。この際、チャンバ内パーツに吸着しなかった第１の有機化合物は、チャンバ１２からパージしてもよい。その後、チャンバ１２内に第２の有機化合物を含むガスを供給し、チャンバ内パーツの表面に吸着した第１の有機化合物と第２の有機化合物とを重合させることにより、第１の膜を形成する。第２例では、第１の膜の形成時にプラズマを用いないため、チャンバ内パーツが第１のプラズマによってスパッタリングされることはない。
【0074】
第２例では、第１の有機化合物として、例えば、イソシアネート、カルボン酸又はカルボン酸ハロゲン化物などを使用することができる。また、第２の有機化合物としては、例えば、アミン又は水酸基を有する化合物を使用することができる。また例えば、第１の有機化合物として無水カルボン酸、第２の有機化合物としてアミンを用いることができる。また例えば、第１の有機化合物としてビスフェノールＡ、第２の有機化合物としてジフェニルカーボネート又はエピクロロヒドリンを使用することもできる。いずれの有機化合物を使用する場合であっても、重合反応を促進させるため、ヒータ等によりチャンバ内パーツを加熱してよい。
【0075】
［効果］
このように、実施形態に係る基板処理は、チャンバ１２内に配置されたチャンバ内パーツ（例えば、チャンバ１２の内壁、基板支持体１４及び誘電体窓４２）にプリコート膜を形成する工程（ステップＳ２、ステップＳ１１～Ｓ１３）と、（ｂ）工程（ａ）の後に、１以上の基板を処理する工程（ステップＳ４）と、を含む。工程（ａ）は、（ａ１）プラズマを用いずに、又は、チャンバ内パーツのスパッタリングを抑制可能な条件で生成された第１のプラズマを用いて、チャンバ内パーツに第１の膜を形成する工程（ステップＳ１２）と、（ａ２）第２のプラズマを用いて、第１の膜の表面に第２の膜を形成する工程（ステップＳ１３）と、を含む。これにより、実施形態に係る基板処理は、パーティクルの発生を抑えつつチャンバ１２内をプリコートできる。
このように、実施形態に係る基板処理は、チャンバ１２内に配置されたチャンバ内パーツ（例えば、チャンバ１２の内壁、基板支持体１４及び誘電体窓４２）にプリコート膜を形成する工程（ステップＳ２、ステップＳ１１～Ｓ１３）と、（ｂ）工程（ａ）の後に、１以上の基板を処理する工程（ステップＳ４）と、を含む。工程（ａ）は、（ａ１）プラズマを用いずに、又は、チャンバ内パーツのスパッタリングを抑制可能な条件で生成された第１のプラズマを用いて、チャンバ内パーツに第１の膜を形成する工程（ステップＳ１２）と、（ａ２）第２のプラズマを用いて、第１の膜の表面に第２の膜を形成する工程（ステップＳ１３）と、を含む。これにより、実施形態に係る基板処理は、パーティクルの発生を抑えつつチャンバ１２内をプリコートできる。
【0076】
また、実施形態に係る基板処理では、工程（ａ１）は、チャンバ内パーツのスパッタリングを抑制可能な条件で、反応ガスから生成された第１のプラズマを用いて、チャンバ内パーツ上に第１の膜を形成する。これにより、実施形態に係る基板処理は、第１の膜を形成する際に、チャンバ内パーツのスパッタリングを抑制することができる。
【0077】
また、実施形態に係る基板処理では、工程（ａ１）は、（１）工程（ａ２）で供給されるプラズマ生成用の高周波電力は、工程（ａ１）で供給されるプラズマ生成用の高周波電力よりも大きい、（２）工程（ａ２）で供給されるバイアス用の高周波電力は、工程（ａ１）で供給されるバイアス用の高周波電力よりも大きい、（３）工程（ａ２）におけるチャンバ内の温度は、工程（ａ１）におけるチャンバ内の温度よりも高い、及び（４）反応ガスはハロゲン含有ガスを含み、工程（ａ２）におけるハロゲン含有ガスの濃度は、工程（ａ１）におけるハロゲン含有ガスの濃度よりも高い、の少なくとも１つ満足する条件で実行される。これにより、実施形態に係る基板処理は、第１の膜を形成する際に、チャンバ内パーツのスパッタリングを抑制することができるため、パーティクルの発生を抑えつつチャンバ１２内をプリコートできる。
【0078】
また、実施形態に係る基板処理では、工程（ａ１）において、チャンバ内パーツと第１のプラズマとのポテンシャル差は１００Ｖ以下である。これにより、実施形態に係る基板処理は、チャンバ内パーツのスパッタリングを抑制しつつ第１の膜を形成でき、パーティクルの発生を抑制できる。
【0079】
また、実施形態に係る基板処理では、工程（ａ１）において、チャンバ内パーツと第１のプラズマとのポテンシャル差は５０Ｖ以下である。これにより、実施形態に係る基板処理は、チャンバ内パーツのスパッタリングをより抑制して第１の膜を形成でき、パーティクルの発生をより抑制できる。
【0080】
また、実施形態に係る基板処理では、工程（ａ１）は、プラズマ生成用の高周波電力を段階的に大きくする条件で実行する。これにより、実施形態に係る基板処理は、パーティクルの発生を抑制しつつ第１の膜を速く成膜でき、工程（ａ１）においてチャンバ１２内を速やかにプリコートできる。
【0081】
また、実施形態に係る基板処理では、工程（ａ１）は、第１の膜が第２のプラズマからチャンバ内パーツを保護可能な厚さとなるまで実行する。これにより、実施形態に係る基板処理は、工程（ａ２）において第２の膜を形成する際のパーティクルの発生を抑制できる。
【0082】
以上、実施形態について説明してきたが、今回開示された実施形態は、全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。実に、上述した実施形態は、多様な形態で具現され得る。また、上述した実施形態は、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。
【0083】
例えば、上記の実施形態では、基板処理をプラズマエッチングとし、プラズマエッチングの前にチャンバ１２内のプリコートを実施する場合を例に説明した。しかし、これに限定されるものではない。基板処理は、プリコートを実施する基板処理であれば、どのような基板処理であってもよい。
【0084】
また、上記の実施形態では、ステップＳ２のプリコートの工程を基板Ｗごとに実施する場合を例に説明した。しかし、これに限定されるものではない。ステップＳ２のプリコートの工程は、予め定めた基板処理時間、予め定めた基板の処理枚数又は予め定めた基板の処理ロット数に応じて実行してもよい。
【0085】
また、実施形態に係るプリコート膜を形成する工程のうち、第１のプラズマを用いて第１の膜を形成する工程（ａ１）（ステップＳ１２）は、第１のプラズマの発光状態に関する情報を、検出器を用いて取得する工程と、取得した情報からチャンバ１２内パーツに堆積した第１の膜の膜厚を推定する工程と、をさらに含んでもよい。例えば、チャンバ１２にプラズマの色や発光強度などの発光状態を検出する光学センサなどの検出器を設け、検出器で検出したプラズマの発光状態に関する情報に基づき、各波長の発光スペクトルを測定する。測定される各波長の発光スペクトルは、成膜レートによって変化する。各波長の発光スペクトルから成膜レートを推定して、チャンバ１２内パーツに堆積した第１の膜の膜厚を推定し、チャンバーパーツに堆積した第１の膜厚がどの程度か推定してもよい。そして、推定した第１の膜の膜厚が第２のプラズマからチャンバ内パーツを保護可能な厚さ所定の膜厚となると、第２の膜を形成する工程を実施するようにしてもよい。
【0086】
また、第１のプラズマを用いて第１の膜を形成する工程（ａ１）（ステップＳ１２）は、取得した情報から成膜特性に関する情報を得て、成膜条件を調整する工程をさらに含んでもよい。例えば、プラズマの発光状態ごとに、成膜レートなどの成膜特性との相関関係を事前に求めて相関関係情報をコントローラ８０の記憶部に記憶させておく。そして、記憶部に記憶された相関関係情報に基づき、検出器で検出したプラズマの発光状態から成膜レートなどの成膜特性を求め、成膜特性が最適となるように成膜条件を調整してもよい。
【0087】
同様に、第２のプラズマを用いて第２の膜を形成する工程（ａ２）（ステップＳ１３）も、第２のプラズマの発光状態に関する情報を、検出器を用いて取得する工程と、記取得した情報から成膜レートを算出して、チャンバ内パーツに堆積した第２の膜の膜厚を推定する工程と、をさらに含んでもよい。また、第２のプラズマを用いて第２の膜を形成する工程（ａ２）（ステップＳ１３）も、取得した情報から成膜特性に関する情報を得て、成膜条件を調整する工程をさらに含んでもよい。
【0088】
また、チャンバ１２内のプラズマの発光状態は、プリコートした膜の状態によっても変化する。例えば、基板の処理によりプリコートした膜が減少するとプラズマの発光状態が変化する。そこで、ステップＳ２のプリコートの工程は、ステップＳ４におけるプラズマ発光状態に基づいて実行してもよい。例えば、チャンバ１２にプラズマの色や発光強度などの発光状態を検出する検出器を設け、検出器により検出された発光状態がプリコートした膜が減少した状態の発光状態である場合、ステップＳ２のプリコートの工程を実行するようにしてもよい。
【0089】
また、上記の実施形態では、基板を半導体ウエハとした場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。基板は、何れの基板でもよい。
【0090】
なお、今回開示された実施形態は全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。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許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】
【0091】
１０ 基板処理装置
１２ チャンバ
３０ 高周波電源
８０ コントローラ
Ｗ 基板
Ｃ１ 第１の膜
１２ チャンバ
３０ 高周波電源
８０ コントローラ
Ｗ 基板
Ｃ１ 第１の膜
【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】