(57)【要約】【課題】有害ガスの発生を抑制する技術を提供する。【解決手段】処理容器は、処理対象の基板が内部に配置され、有害ガスの発生原となる副生成物が放出される基板処理が実施される。液体は、処理容器内の基板処理により放出された副生成物が付着する領域に保持され、副生成物を吸着する。【選択図】図３
2020080364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の基板が内部に配置され、有害ガスの発生原となる副生成物が放出される基板処理が実施される処理容器と、
前記処理容器内の前記基板処理により放出された前記副生成物が付着する領域に保持され、前記副生成物を吸着する液体と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記基板処理は、前記処理容器内に処理ガスを供給しつつプラズマを生成して基板をエッチングするエッチング処理である
ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記液体は、前記処理容器内の前記プラズマが届かない領域に保持された
ことを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記処理容器は、内部を排気する排気口の上流側に、前記排気口へのプラズマの流入を抑制するバッフル板が設けられると共に、前記処理容器の内壁に沿って保護部材が設けられ、
前記液体は、前記バッフル板の前記排気口側、および、前記処理容器の内壁と前記保護部材との間に少なくとも保持された
ことを特徴とする請求項２または３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記液体は、イオン液体である
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記イオン液体は、疏水性を有する、
ことを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記イオン液体は、非水溶性、かつ水と反応しない性質を有する、
ことを特徴とする請求項５または６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記イオン液体は、
チオサリチル酸メチルトリオクチルアンモニウム、
ビス（２−エチルヘキシル）リン酸トリヘキシルテトラデシルホスホニウム、
メチルトリオクチルアンモニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、
１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、
１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、
１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、
１−メチル−１−プロピルピロリジニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）アミド、
の少なくとも１つである、
ことを特徴とする請求項５〜７の何れか１つに記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記副生成物が付着する領域には、前記液体を保持する液体保持部材が設けられている、
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１つに記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記液体保持部材は、多孔質材料によって形成されている、
ことを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記液体保持部材は、紙またはスポンジシートである、
ことを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記副生成物が付着する領域は、前記液体を保持する凹凸を有する、
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１つに記載の基板処理装置。
【請求項１３】
有害ガスの発生原となる副生成物が放出される基板処理が実施される処理容器内の前記副生成物が付着する領域に前記副生成物を吸着する液体を保持させ、
前記処理容器内に処理対象の基板を配置して前記基板処理を実施する
ことを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板処理装置および基板処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、プラズマを用いて積層膜に複数の穴をエッチングする技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−９３０６４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、有害ガスの発生を抑制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基板処理装置は、処理容器と、液体とを有する。処理容器は、処理対象の基板が内部に配置され、有害ガスの発生原となる副生成物が放出される基板処理が実施される。液体は、処理容器内の基板処理により放出された副生成物が付着する領域に保持され、副生成物を吸着する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、有害ガスの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は、実施形態に係るデポシールドの概略形状の一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、実施形態に係るイオン液体の保持の一例を模式的に示す図である。
【図４】図４は、実施形態に係るイオン液体の保持の他の一例を模式的に示す図である。
【図５】図５は、実施形態に係るイオン液体の保持の他の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本願の開示する基板処理装置および基板処理方法の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、開示する基板処理装置および基板処理方法が限定されるものではない。
【０００９】
ところで、基板処理装置では、処理対象の基板を処理容器内に配置し、処理容器内を真空雰囲気に排気して基板処理を実施した場合、有害ガスの発生原となる副生成物が基板処理により放出される場合がある。例えば、メタルが含まれる基板に対して、プラズマによるエッチング処理を実施した場合、エッチングプロセスの進行とともに副生成物も放出される。放出された副生成物の大部分は処理容器外に排気されるが、放出された副生成物の一部は処理容器内に付着／堆積する。例えば、チタン（Ｔｉ）が含まれる基板を塩素またはフッ素を含むガスでエッチングすると、副生成物として、四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）または四フッ化チタン（ＴｉＦ４）が放出される。また、Ｔｉが付着したところに別のプロセスでＣｌやＦが付着すると、副生成物として、ＴｉＣｌ４やＴｉＦ４が放出される。ＴｉＣｌ４やＴｉＦ４は、水と反応してそれぞれ塩化水素（ＨＣｌ）またはフッ化水素（ＨＦ）などの有害ガスを発生するため、危険である。基板処理装置は、メンテナンス等で処理容器を大気開放する場合がある。しかし、ＴｉＣｌ４やＴｉＦ４が内部に存在する状態で処理容器を大気開放すると、大気中の水分と反応してＨＣｌやＨＦが発生する。ＨＣｌやＨＦは、人的被害をもたらすだけでなく、大気開放後、長時間の排気が必要になり、メンテナンスを困難にする。そこで、有害ガスの発生を抑制することが期待されている。
【００１０】
［基板処理装置の構成］
次に、本実施形態に係る基板処理装置の構成例について説明する。図１は、実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す断面図である。本実施形態では、基板処理装置を、処理対象の基板としての半導体ウエハＷに対してプラズマエッチングを実施するプラズマ処理装置１とした場合を例にする。なお、基板処理装置は、プラズマ処理装置１に特に限定されるものではない。
【００１１】
プラズマ処理装置１は、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置として構成されている。プラズマ処理装置１は、例えば、表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなる円筒形の処理容器１０を備える。処理容器１０は、保安接地されている。なお、プラズマ処理装置１は、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置に限られず、誘導結合プラズマＩＣＰ(Inductively  Coupled  Plasma)、マイクロ波プラズマ、マグネトロンプラズマなど、任意の形式のプラズマ処理装置であってよい。
【００１２】
処理容器１０の底部には、セラミック等の絶縁板１１を介して円柱状のサセプタ支持台１２が配置されている。サセプタ支持台１２の上部には、サセプタ１３が配置されている。サセプタ１３は、例えば、アルミニウム等の導電性部材により構成され、下部電極として機能する。サセプタ１３は、処理対象の基板として、例えば、半導体ウエハＷが載置される。
【００１３】
サセプタ１３の上面には、半導体ウエハＷを静電吸着力で保持するための静電チャック１４が配置されている。静電チャック１４は、導電膜からなるシート状の電極板１５を一対の誘電部材による誘電層の間に挟みこんで構成されている。電極板１５には、直流電源１６が接続端子を介して電気的に接続されている。静電チャック１４は、直流電源１６によって印加された直流電圧に起因するクーロン力またはジョンソン・ラーベック(Johnsen-Rahbek)力によって半導体ウエハＷを吸着保持する。
【００１４】
また、サセプタ１３および静電チャック１４は、半導体ウエハＷを吸着保持する部分に、半導体ウエハＷの昇降させるプッシャーピン２３を収容した貫通孔２４が形成されている。プッシャーピン２３は、モータ（図示せず）にボールねじ（図示せず）を介して接続され、ボールねじによって直線運動に変換されたモータの回転運動に起因して静電チャック１４の上面から自在に突出する。これにより、プッシャーピン２３は、静電チャック１４およびサセプタ１３を貫通して、内側空間において突没上下動する。半導体ウエハＷを処理容器１０に搬入出する場合、プッシャーピン２３は、静電チャック１４から突出して半導体ウエハＷを静電チャック１４から離間させて上方へ持ち上げる。半導体ウエハＷにエッチング処理を施す場合、プッシャーピン２３は、静電チャック１４に収容される。
【００１５】
サセプタ１３の周囲上面には、エッチングの均一性を向上させるための、例えばシリコン（Ｓｉ）からなるフォーカスリング１７が配置されている。フォーカスリング１７の周囲には、フォーカスリング１７の側部を保護するカバーリング５４が配置されている。また、サセプタ１３およびサセプタ支持台１２の側面は、例えば石英（ＳｉＯ２）からなる円筒状の部材１８で覆われている。
【００１６】
サセプタ支持台１２の内部には、例えば、円周方向に延在する冷媒室１９が配置されている。冷媒室１９には、外付けのチラーユニット（図示しない）から配管２０ａ、２０ｂを介して所定温度の冷媒、例えば冷却水が循環供給される。冷媒室１９は、冷媒の温度によってサセプタ１３上の半導体ウエハＷの処理温度を制御する。
【００１７】
また、サセプタ１３および静電チャック１４には、ガス供給ライン２１が設けられている。ガス供給ライン２１には、伝熱ガス供給機構（図示しない）から、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）ガスなどの伝熱ガスが供給される。ガス供給ライン２１を介して静電チャック１４の上面および半導体ウエハＷの裏面の間に伝熱ガスが供給されることにより、半導体ウエハＷとサセプタ１３との熱移動が効率良く均一に制御される。
【００１８】
サセプタ１３の上方には、サセプタ１３と対向するように上部電極３０が配置されている。サセプタ１３および上部電極３０の間に形成される空間は、プラズマ生成空間Ｓとして機能する。上部電極３０と処理容器１０の側壁との間には、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）若しくはイットリア（Ｙ２Ｏ３）からなる環状の絶縁性遮蔽部材２６が気密に配置されている。
【００１９】
上部電極３０は、ジュール熱の少ない低抵抗の導電体または半導体、例えばシリコンで構成されることが好ましい。上部電極３０には、上部給電棒２８および上部整合器２７を介して上部高周波電源２９が電気的に接続されている。上部高周波電源２９は、プラズマ生成用に１３．５ＭＨｚ以上の所定の周波数の高周波電圧を出力する。例えば、上部高周波電源２９は、６０ＭＨｚの高周波電圧を出力する。上部整合器２７は、上部高周波電源２９の内部インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させ、処理容器１０内にプラズマが生成されているときに、上部高周波電源２９の出力インピーダンスと負荷インピーダンスとが見かけ上一致するように機能する。
【００２０】
処理容器１０の側壁は、上部電極３０の高さ位置よりも上方に延出して円筒状の接地導体１０ａを構成している。円筒状の接地導体１０ａの上端部は、筒状の絶縁部材６９によって上部給電棒２８から電気的に絶縁されている。
【００２１】
上部電極３０は、絶縁性遮蔽部材２６を介して、処理容器１０の上部に支持されている。上部電極３０は、上部電極板３２と電極支持体３３とを有する。上部電極板３２は、プラズマ生成空間Ｓに面しており、複数のガス吐出孔３２ａが形成されている。上部電極板３２は、例えば、シリコンや炭化珪素（ＳｉＣ）等の半導体またはジュール熱の少ない低抵抗の導電体により構成されている。上部電極３０は、温度の制御が可能とされている。例えば、上部電極３０は、不図示のヒータなどの温調機構が設けられ、温度の制御が可能とされている。
【００２２】
電極支持体３３は、上部電極板３２を着脱自在に支持する。電極支持体３３は、例えば、表面にアルマイト処理が施されたアルミニウムといった導電性材料により構成されている。電極支持体３３の内部には、ガス拡散室３３ａが設けられている。電極支持体３３には、ガス吐出孔３２ａに連通する複数のガス通流孔３３ｂがガス拡散室３３ａから下方に延びている。また、電極支持体３３には、ガス拡散室３３ａに処理ガスを導くガス導入口３３ｃが形成されている。ガス導入口３３ｃには、ガス供給管３５が接続されている。
【００２３】
ガス供給管３５には、開閉バルブ３６およびマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３７を介して処理ガス供給源３８が接続されている。処理ガス供給源３８は、処理ガスとして、プラズマ処理に用いる各種ガスのガスソースを有し、プラズマ処理に応じて各種ガスを供給する。処理ガス供給源３８から供給されたガスは、ガス供給管３５を介してガス拡散室３３ａに至り、ガス通流孔３３ｂおよびガス吐出孔３２ａを介してプラズマ生成空間Ｓに吐出される。
【００２４】
処理容器１０の底部には、排気口４６が設けられている。排気口４６には、排気マニフォールド４７を介して、自動圧力制御弁（Automatic  Pressure  Control  Valve）（以下、「ＡＰＣバルブ」という。）４８およびターボ分子ポンプ（Turbo  Molecular  Pump）（以下、「ＴＭＰ」という。）４９が接続されている。ＡＰＣバルブ４８およびＴＭＰ４９は、協働して、処理容器１０内のプラズマ生成空間Ｓを所定の減圧状態に減圧する。また、排気口４６およびプラズマ生成空間Ｓの間には、複数の通気孔を有する環状のバッフル板５０がサセプタ１３を取り巻くように配置されている。バッフル板５０は、プラズマ生成空間Ｓから排気口４６へのプラズマの漏洩を抑制する。
【００２５】
また、処理容器１０の側壁の外側には、半導体ウエハＷの搬入・搬出用の開口部５１が設けられ、開口部５１を開閉するゲートバルブ５２が配置される。また、処理容器１０の内側には、略円筒状のデポシールド７１が処理容器１０の内壁に沿って配置されている。図２は、実施形態に係るデポシールドの概略形状の一例を示す斜視図である。デポシールド７１は、側壁に開口部７１ａを有し、開口部７１ａが処理容器１０の開口部５１と連通するように、処理容器１０の内壁に沿って処理容器１０内に配置される。デポシールド７１は、処理容器１０の内壁にエッチング副生成物（デポ）が付着することを抑制する保護部材として機能する。また、略円筒状のデポシールド７１の内壁は、例えばイットリア（Ｙ２Ｏ３）等で溶射によりコーティングされている。
【００２６】
半導体ウエハＷは、ゲートバルブ５２を開閉させて搬入・搬出される。ゲートバルブ５２は、処理容器１０の外側に配置されているため、開口部５１が大気側突出した空間が形成されている。この開口部５１の大気側突出した空間を遮蔽するため、プラズマ処理装置１は、デポシールド７１の開口部７１ａを開閉するシャッタを設けてもよい。
【００２７】
プラズマ処理装置１では、下部電極としてのサセプタ１３に下部整合器６０を介して下部高周波電源６３が電気的に接続されている。下部高周波電源６３は、プラズマを引き込むバイアス用に２〜２７ＭＨｚの範囲内の所定の周波数の高周波電圧を出力する。例えば、下部高周波電源６３は、２ＭＨｚの高周波電圧を出力する。なお、プラズマ処理装置１は、サセプタ１３にプラズマ生成用の所定の周波数の高周波電圧を印加する下部２周波数のプラズマ装置として構成されてもよい。下部整合器６０は、下部高周波電源６３の内部インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させる。下部整合器６０は、処理容器１０内のプラズマ生成空間Ｓにプラズマが生成されているときに下部高周波電源６３の内部インピーダンスと負荷インピーダンスが見かけ上一致するように機能する。
【００２８】
次に、実施形態に係るプラズマ処理装置１によるエッチング処理の流れを簡単に説明する。
【００２９】
プラズマ処理装置１は、ゲートバルブ５２を開状態とする。処理対象の半導体ウエハＷが、不図示の搬送装置により開口部５１から処理容器１０内に搬入され、サセプタ１３上に載置される。プラズマ処理装置１は、搬送装置の退避後、ゲートバルブ５２を閉状態とする。
【００３０】
プラズマ処理装置１は、ＴＭＰ４９を動作させ、ＴＭＰ４９によって処理容器１０内を所定の減圧状態に減圧する。また、プラズマ処理装置１は、直流電源１６から直流電圧を静電チャック１４の電極板１５に印加して、半導体ウエハＷをサセプタ１３に静電吸着する。
【００３１】
プラズマ処理装置１は、処理ガス供給源３８からエッチングに用いる処理ガスを所定の流量および流量比で処理容器１０内に導入する。また、プラズマ処理装置１は、上部高周波電源２９からプラズマ生成用の例えば６０ＭＨｚ等の高周波電力を所定のパワーで上部電極３０に印加する。また、プラズマ処理装置１は、下部高周波電源６３からバイアス用の例えば２ＭＨｚ等の高周波電力を所定のパワーでサセプタ１３の下部電極に印加する。これにより、上部電極３０とサセプタ１３との間のプラズマ生成空間Ｓには、プラズマが生成される。プラズマ中のイオンは、下部高周波電源６３からの高周波電力により半導体ウエハＷに向かって引き込まれる。これにより、半導体ウエハＷは、エッチングされる。
【００３２】
ところで、プラズマ処理装置１は、エッチング処理の際に、有害ガスの発生原となる副生成物が基板処理により放出される場合がある。例えば、メタルが含まれる基板に対して、プラズマによるエッチング処理を実施した場合、エッチングプロセスの進行とともに副生成物も放出される。例えば、３Ｄ−ＮＡＮＤフラッシュメモリ等の三次元積層半導体メモリの製造では、基板のシリコン層および金属層に対して、プラズマ処理装置１によりエッチング処理が行われる。金属層としては、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ルテニウム（Ｒｕ）、銅（Ｃｕ）などが用いられる。例えば、Ｔｉが含まれる基板を塩素またはフッ素を含むガスでエッチングすると、副生成物としてＴｉＣｌ４またはＴｉＦ４が放出される。ＴｉＣｌ４やＴｉＦ４は、水と反応してそれぞれＨＣｌまたはＨＦなどの有害ガスを発生するため、危険である。プラズマ処理装置１は、メンテナンス等で処理容器１０を大気開放する場合がある。しかし、ＴｉＣｌ４やＴｉＦ４が存在する状態で処理容器１０を大気開放すると、大気中の水分と反応してＨＣｌやＨＦが発生する。ＨＣｌやＨＦは、人的被害をもたらすだけでなく、大気開放後、長時間の排気が必要になり、メンテナンスを困難にする。
【００３３】
そこで、実施形態に係るプラズマ処理装置１は、処理容器１０内の、プラズマ処理により放出された副生成物が付着する領域に、副生成物を吸着する液体を保持させる。この液体は、副生成物を吸着する性質、および、真空雰囲気中においても揮発しない性質を有するものが好ましい。このような液体としては、イオン液体が挙げられる。
【００３４】
［イオン液体の保持状態］
図３は、実施形態に係るイオン液体の保持の一例を模式的に示す図である。図３は、処理容器１０の副生成物が付着する領域の壁面８１にイオン液体８２を保持させる一例を示している。
【００３５】
壁面８１には、イオン液体８２が保持されている。一例として、イオン液体８２は、図３に示すように、液体保持部材８３に保持された状態で、液体保持部材８３が壁面８１に貼り付けられている。液体保持部材８３は、イオン液体８２が含浸されることによってイオン液体８２を保持している。液体保持部材８３としては、例えば、紙やスポンジシート等の多孔質材料が用いられる。紙としては、例えば、クリーンルーム用として使用されているクリーンペーパ（無塵紙）が用いられる。このようなクリーンペーパとしては、例えば、桜井株式会社製の「スタクリン」（商標）が挙げられる。
【００３６】
例えば、液体保持部材８３としてクリーンペーパ等の紙を用いる場合、紙は、適度に微細な孔を有するので、孔内にイオン液体８２を適正に保持することができる。これに加え、紙は、１つの孔が他の孔と網目状に広く連通されているので、孔内にイオン液体８２を充填することができ、紙の表面のイオン液体８２に付着した副生成物を紙の内部へ取込み、内部の孔内に充分な量の副生成物を取り込むことができる。また、紙は、可撓性を有するので任意の形状に容易に加工することが可能であり、複雑な形状を有する処理容器１０の内壁に沿って貼り付けることができる。例えば、イオン液体８２が含浸された紙を、処理容器１０の内壁の全面にわたって容易に貼り付けることも可能である。
【００３７】
さらに、紙は、イオン液体８２を吸い込む毛管現象による吸着力を利用して、イオン液体８２が含浸された紙を壁面８１へ直接、容易に貼り付けると共に紙を壁面８１から容易に剥がすことが可能であるので、イオン液体８２を容易に取り扱うことができる。イオン液体８２が含浸された紙は、軽量でかつ吸着量を有するため、液体保持部材８３を壁面８１に固定するための固定構造が不要となり、液体保持部材８３を簡易に取り付けることが可能になる。また、液体保持部材８３として軽量なスポンジシートを用いる場合には、イオン液体８２の粘度による吸着力を利用してスポンジシートが壁面８１へ貼り付けられてもよい。
【００３８】
図４は、実施形態に係るイオン液体の保持の他の一例を模式的に示す図である。図４は、処理容器１０の副生成物が付着する領域の壁面８１にイオン液体８２を保持させる他の一例を示している。図４では、液体保持部材８３を用いる代わりに、処理容器１０の壁面８１の表面に、イオン液体８２を流動させずに適正に保持可能な凹凸８４が設けている。例えば、凹凸８４を設けた壁面８１にイオン液体８２を塗布することによって、凹凸８４に付着したイオン液体８２が保持される。凹凸８４としては、処理容器１０の壁面８１の表面上においてイオン液体８２を適正な量、例えば適正な膜厚で保持されるように、各種の表面処理により所定の面粗度に形成されている。
【００３９】
イオン液体８２は、液体保持部材８３または凹凸８４により、副生成物が付着する領域の全面に亘って設けてもよい。これにより、処理容器１０内に放出された副生成物を、イオン液体８２によって良好に吸着できる。
【００４０】
プラズマ処理装置１は、処理容器１０の壁面８１の位置に応じて、壁面８１の一部に液体保持部材８３が設けられる共に壁面８１の一部に凹凸８４が設けられてもよい。例えば、壁面８１の形状等によりイオン液体８２の塗布が相対的に難しい部分に、イオン液体８２を含浸した液体保持部材８３が貼り付けられ、イオン液体８２の塗布が相対的に容易な部分に設けられた凹凸８４にイオン液体８２が塗布されてもよい。
【００４１】
ここで、プラズマ処理装置１では、副生成物などを付着／堆積させないために処理容器１０をヒータ等で加熱する場合がある。しかし、プラズマ処理装置１では、処理容器１０を加熱しても温度ムラなどにより相対的に温度が低い部分に副生成物がたまりやすい。また、プラズマ処理装置１は、プラズマが届く範囲であれば、プラズマクリーニングなどにより副生成物を除去することも可能であるが、プラズマが届かない部分に副生成物がたまりやすい。例えば、バッフル板５０の下側や処理容器１０の内壁とデポシールド７１の間は、プラズマが届かないため、副生成物がたまりやすい。実施形態に係るプラズマ処理装置１は、副生成物がたまりやすい領域にイオン液体を保持させてもよい。例えば、バッフル板５０の下側の処理容器１０の壁面や処理容器１０の壁面とデポシールド７１の間にイオン液体を保持させる。
【００４２】
［イオン液体の一例］
イオン液体８２は、真空雰囲気中においても揮発しない性質を有するので、処理容器１０内の真空雰囲気中に液体として留めておくことが可能である。これにより、プラズマ処理装置１は、処理容器１０内で搬送される半導体ウエハＷに対して、イオン液体８２の揮発成分や分解生成物が付着するといった影響が生じるおそれがない。また、イオン液体８２としては、疎水性、及び非水溶性でかつ水（水分）と反応しない性質を有するものが用いられる。
【００４３】
イオン液体８２は、疎水性、及び非水溶性でかつ水と反応しない性質を有することにより、イオン液体８２の内部への水分の取込みを防ぐことができる。処理容器１０は、メンテナンス等で内部が大気雰囲気に晒される場合がある。このような場合、大気雰囲気中に含まれる水分がイオン液体８２に取り込まれ、処理容器１０内が真空引きされたときにイオン液体８２内の水分が真空雰囲気中へ放出され、処理容器１０内の真空度に影響を及ぼすおそれがある。また、イオン液体８２内に取り込まれた水分がイオン液体８２から放出される速度によっては、処理容器１０内の真空引きに要する時間が延びるといった不都合が生じるおそれがある。さらに、半導体ウエハＷに、イオン液体８２から放出された水分が付着することで、半導体ウエハＷの特性に変化をもたらすおそれがある。加えて、イオン液体８２は、水分が取り込まれることによって、粘度（粘性率）が変化し、壁面８１に保持された状態を適正に維持することが困難になる場合がある。例えば、イオン液体８２の粘度が低下することで、壁面８１に配置されたイオン液体８２が、重力により下方へ向かって垂れる等の不都合がある。
【００４４】
また、処理容器１０は、内部が大気雰囲気に晒されることがあるので、大気雰囲気中に含まれる水分と化学反応するイオン液体８２の使用を避けることが望ましい。例えば、アニオンとしてＰＦ６−やＢＦ４−を用いたイオン液体８２は、水と反応することでフッ酸（ＨＦ）を発生するので、環境や人体への影響を考慮した観点と、処理容器１０の耐久性を確保する観点とから、使用を避けることが望ましい。
【００４５】
したがって、イオン液体８２は、疎水性、及び非水溶性でかつ水と反応しない性質を有するものとすることが好ましい。これにより、処理容器１０内の真空度の低下を抑えることができる。また、イオン液体８２の粘度の低下に伴って液体保持部材８３に保持される保持力が低下することが抑えられる。また、イオン液体８２と水との反応が避けられることにより、環境や人体への影響を抑えると共に、処理容器１０の耐久性が適正に確保される。
【００４６】
また、イオン液体８２は、常温からプラズマ処理時の温度の範囲で液体であることが望ましい。製造条件の最適範囲（プロセスウィンドウ）を適正に確保するために、融点が可能な限り低いイオン液体８２が好ましく、沸点が可能な限り高いイオン液体８２が好ましい。
【００４７】
好適なイオン液体８２としては、例えば、チオサリチル酸メチルトリオクチルアンモニウム、ビス（２−エチルヘキシル）リン酸トリヘキシルテトラデシルホスホニウム、メチルトリオクチルアンモニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−メチル−１−プロピルピロリジニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）アミドのうちの少なくとも１つが用いられる。
【００４８】
例えば、メチルトリオクチルアンモニウムビスイミドは、工業用に一般的に使われている洗浄材であるイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で容易に拭き取れる。
【００４９】
粘度の高いイオン液体８２は、処理容器１０の壁面８１に容易に保持させることができる。一方、粘度の低いイオン液体８２は、上述の液体保持部材８３を用いることや処理容器１０の壁面８１に凹凸８４を設けることにより、処理容器１０の壁面８１に容易に保持させることができる。イオン液体８２は、プラズマが届かない所であればプラズマによる劣化が少ない。従って、メンテナンス時にイオン液体８２を処理容器１０の壁面８１に保持させて生産プロセスを実行し、次のメンテナンス時に回収して塗り直す方法が適用できる。
【００５０】
なお、処理容器１０の壁面８１には、粘度が異なる複数種類のイオン液体８２が、液体保持部材８３によって配置されてもよい。例えば、処理容器１０内の雰囲気中における副生成物が飛散する分布状態に応じて、粘度が異なる複数種類のイオン液体８２が、液体保持部材８３によって配置されてもよい。
【００５１】
以上のように、本実施形態に係るプラズマ処理装置１は、処理容器１０内のプラズマ処理により放出された副生成物が付着する領域に副生成物を吸着する液体を保持させる。これにより、プラズマ処理装置１は、有害ガスの発生を抑制できる。
【００５２】
また、プラズマ処理装置１は、副生成物を吸着する液体が、処理容器１０内のプラズマが届かない領域に保持されている。これにより、プラズマ処理装置１は、プラズマクリーニングができない領域に付着する副生成物を液体で吸着できる。
【００５３】
また、プラズマ処理装置１は、処理容器１０の排気口４６の上流側に設けられたバッフル板５０の排気口４６側、および、処理容器１０の内壁に沿って設けられたデポシールド７１と処理容器１０の内壁との間に副生成物を吸着する液体が少なくとも保持されている。これにより、プラズマ処理装置１は、バッフル板５０の排気口４６側やデポシールド７１と処理容器１０の内壁との間に付着する副生成物を液体で吸着できる。
【００５４】
また、副生成物を吸着する液体は、イオン液体８２である。これにより、プラズマ処理装置１は、プラズマ処理の際に放出される副生成物をイオン液体８２で吸着できる。
【００５５】
また、イオン液体８２は、疏水性を有する。これにより、イオン液体８２の内部への水分の取込みを防ぐことができる。
【００５６】
また、イオン液体８２は、非水溶性、かつ水と反応しない性質を有する。これにより、水分と反応してイオン液体８２の粘度が低下することを抑制できる。
【００５７】
また、イオン液体８２は、チオサリチル酸メチルトリオクチルアンモニウム、ビス（２−エチルヘキシル）リン酸トリヘキシルテトラデシルホスホニウム、メチルトリオクチルアンモニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−メチル−１−プロピルピロリジニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）アミドのうちの少なくとも１つである。これにより、プラズマ処理の際に放出される副生成物を吸着できる。
【００５８】
また、プラズマ処理装置１は、副生成物が付着する領域に、副生成物を吸着する液体を保持する液体保持部材８３を設けている。これにより、プラズマ処理装置１は、液体保持部材８３により、副生成物を吸着する液体を、副生成物が付着する領域に保持させることができる。
【００５９】
また、液体保持部材８３は、多孔質材料によって形成されている。これにより、液体保持部材８３は、副生成物を吸着する液体を、孔内に適正に保持することができる。また、液体保持部材８３は、内部の孔内に充分な量の副生成物を取り込むことができる。
【００６０】
また、液体保持部材８３は、紙またはスポンジシートである。これにより、液体保持部材８３は、副生成物を吸着する液体を適正に保持できる。また、液体保持部材８３は、充分な量の副生成物を取り込むことができる。
【００６１】
また、プラズマ処理装置１は、副生成物が付着する領域に、副生成物を吸着する液体を保持する凹凸８４を有する。これにより、プラズマ処理装置１は、凹凸８４により、副生成物を吸着する液体を、副生成物が付着する領域に保持させることができる。
【００６２】
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、請求の範囲およ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。
【００６３】
例えば、実施形態では、被処理体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。被処理体は、ガラス基板など、他の基板であってもよい。
【００６４】
また、実施形態では、基板処理装置をプラズマ処理装置１とし、基板処理としてプラズマエッチングを行う場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。基板処理装置は、有害ガスの発生原となる副生成物を放出する基板処理を実施する装置であれば、何れであってもよい。
【００６５】
また、実施形態では、有害ガスの発生原となる副生成物として、ＴｉＣｌ４やＴｉＦ４など、水と反応して有害ガスの発生原となる物質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。有害ガスの発生原となる副生成物は、水以外の他の物質と反応して有害ガスを発生する物質であってもよく、他の物質と反応せず、有害ガスの発生する物質であってもよい。
【００６６】
また、実施形態では、液体保持部材８３や凹凸８４により、処理容器１０内にイオン液体８２副生成物を吸着する液体を保持させる場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。副生成物を吸着する液体は、漏れないように封止した容器に保持させてもよい。図５は、実施形態に係るイオン液体の保持の他の一例を模式的に示す図である。図５では、処理容器１０の内壁とデポシールド７１の間の隙間の下部を封止し、隙間にイオン液体８２で満たしている。これにより、プラズマ処理装置１は、プラズマ処理の際に放出される副生成物をイオン液体８２で吸着できる。また、プラズマがデポシールド７１で遮蔽させるため、イオン液体８２の劣化を抑制できる。
【符号の説明】
【００６７】
１０  処理容器
４６  排気口
５０  バッフル板
７１  デポシールド
８１  壁面
８２  イオン液体
８３  液体保持部材
８４  凹凸
Ｗ  半導体ウエハ
【図１】
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【図２】
2020080364.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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