(57)【要約】      （修正有）【課題】プラズマ処理の時間効率を高めつつ、電極の変形を抑制することができるプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】電極対が放電を開始され（ＳＴ０）次に、電極対に一の値の交流電力Ｐ１を供給し続けながら第１のプラズマ処理が行なわれる（ＳＴ１）。次に、電極対に一の値よりも大きい値の交流電力Ｐ２を供給し続けながら第２のプラズマ処理が行なわれる（ＳＴ２）。最終的に、さらに大きい値の交流電力Ｐ３を供給し続けながら第３のプラズマ処理が行なわれる（ＳＴ３）。かくして、電極の変形を抑制しながら効率的にプラズマ処理が可能になる。【選択図】図３
2010262987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と前記第１の電極に間隔を空けて面する第２の電極とを有する電極対を用いたプラズマ処理方法であって、
前記電極対に放電を開始させる工程と、
前記放電を開始させる工程の後に、前記電極対に一の値の交流電力を供給し続けながら第１のプラズマ処理を行なう工程と、
前記第１のプラズマ処理を行なう工程の後に、前記電極対に前記一の値よりも大きい値の交流電力を供給し続けながら第２のプラズマ処理を行なう工程とを備えた、プラズマ処理方法。
【請求項２】
前記第１および第２のプラズマ処理の各々はエッチング処理である、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
前記エッチング処理は、反応性エッチングを行なうための反応性ガスと、前記反応性ガスを希釈するための希釈ガスとを用いたプラズマエッチング処理であり、
前記第２のプラズマ処理における前記反応性ガスの流量Ｒ２と前記希釈ガスの流量Ｄ２との流量比Ｄ２／Ｒ２は、前記第１のプラズマ処理における前記反応性ガスの流量Ｒ１と前記希釈ガスの流量Ｄ１との流量比Ｄ１／Ｒ１よりも小さい、請求項２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
前記第１および第２のプラズマ処理を行なう工程の前に、前記電極対を用いたプラズマ化学気相成長によって成膜を行なう工程をさらに備え、
前記エッチング処理は、前記成膜を行なう工程によって前記電極対に付着した付着物を除去する処理である、請求項２または３に記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
前記第１の電極は、プロセスガスを供給するための複数の貫通孔を有する第１の部材と、前記第１の部材上に取り付けられた第２の部材とを含み、前記第１および第２の部材の間に、前記複数の貫通孔を互いにつなぐ隙間が設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理方法に関し、特に、電極対を用いたプラズマ処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理によるエッチング、すなわちプラズマエッチングが従来から広く行なわれている。例えば特開２００７−２０７９２５号公報によれば、プラズマエッチング装置とプラズマＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)装置とを兼用する方法が開示されている。この技術によれば、まずプラズマＣＶＤによってワークに膜が形成される。次にワークが取り外され、アノード電極・カソード電極に付着した膜をクリーニングする目的でプラズマエッチングが行なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０７９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のクリーニングは、生産性の向上のために、エッチングレートを大きくしてより短時間で行なうことが望ましい。このようにプラズマ処理の時間効率を高めるためには、電極対に供給される電力を大きくする必要がある。しかし電力が単純に大きくされると、大電力にともなう熱によって電極が変形することがあるという問題がある。
【０００５】
それゆえ本発明の目的は、プラズマ処理の時間効率を高めつつ、電極の変形を抑制することができるプラズマ処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプラズマ処理方法は、第１の電極と第１の電極に間隔を空けて面する第２の電極とを有する電極対を用いたプラズマ処理方法であって、以下の工程を有する。
【０００７】
電極対が放電を開始させられる。次に、電極対に一の値の交流電力を供給し続けながら第１のプラズマ処理が行なわれる。次に、電極対に一の値よりも大きい値の交流電力を供給し続けながら第２のプラズマ処理が行なわれる。
【０００８】
本発明のプラズマ処理方法によれば、一の値の交流電力よりも大きい値の交流電力を用いて高い効率で第２のプラズマ処理を行なうことができる。またこの第２のプラズマ処理の前に、一の値の交流電力、すなわちより小さい電力を用いて第１のプラズマ処理が行なわれることにより、電極の温度上昇がより緩やかになるので、電極の変形を抑制することができる。また第１および第２のプラズマ処理の両方がプラズマ処理に寄与することができるので、プラズマ処理の時間効率を高めることができる。
【０００９】
好ましくは、第１および第２のプラズマ処理の各々はエッチング処理である。
これにより、エッチング処理の時間効率を高めつつ、電極の変形を抑制することができる。
【００１０】
好ましくは、エッチング処理は、反応性エッチングを行なうための反応性ガスと、反応性ガスを希釈するための希釈ガスとを用いたプラズマエッチング処理である。また第２のプラズマ処理における反応性ガスの流量Ｒ２と希釈ガスの流量Ｄ２との流量比Ｄ２／Ｒ２は、第１のプラズマ処理における反応性ガスの流量Ｒ１と希釈ガスの流量Ｄ１との流量比Ｄ１／Ｒ１よりも小さい。
【００１１】
これにより、プラズマの異常放電が抑制されるので、エッチングが安定化される。
好ましくは、第１および第２のプラズマ処理が行なわれる前に、電極対を用いたプラズマ化学気相成長によって成膜が行なわれる。またエッチング処理は、成膜によって電極対に付着した付着物を除去する処理である。
【００１２】
これにより、付着物の除去の時間効率を高めつつ、電極の変形を抑制することができる。
【００１３】
好ましくは、第１の電極は、プロセスガスを供給するための複数の貫通孔を有する第１の部材と、第１の部材上に取り付けられた第２の部材とを含み、第１および第２の部材の間に、複数の貫通孔を互いにつなぐ隙間が設けられている。
【００１４】
これにより、電極の変形を抑制しつつ、電極対にプロセスガスをより均一に供給することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、プラズマ処理の時間効率を高めつつ、電極の変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理方法における成膜方法を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるプラズマ処理方法におけるクリーニング方法を概略的に示す断面図である。
【図３】図２のクリーニング方法におけるパワー密度の時間変化を概略的に示すグラフである。
【図４】第１比較例のパワー密度の時間変化を概略的に示すグラフである。
【図５】パワー密度とエッチングレートとの関係を概略的に示すグラフである。
【図６】異なるパワー密度の各々についてカソードの上昇温度の時間変化を概略的に示すグラフである。
【図７】第１比較例のプラズマ処理方法における電極の変形を概略的に示す断面図である。
【図８】第２比較例のパワー密度の時間変化を概略的に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１および図２を参照して、本実施の形態のプラズマ処理装置は、化学気相成長によって成膜（図１）を行なうことができ、かつプラズマエッチング（図２）を行なうことができる装置であり、より具体的には、シリコン薄膜の成膜を行なうことができ、かつこの成膜時の装置への付着物をクリーニングするためのエッチングを行なうことができる装置である。
【００１８】
このプラズマ処理装置は、容器１０１と、電極対１２３と、交流電源１０４と、整合回路１０５と、ガス導入管１１１と、ガス排気管１１７とを有する。
【００１９】
容器１０１は、プラズマ処理を行なうための密閉された空間を得るためのものである。容器１０１の真空度は、ガス排気管１１７によって排気されることで最適な値に保持され得る。
【００２０】
電極対１２３はカソード電極１０２（第１の電極）およびアノード電極１０３（第２の電極）を有する。カソード電極１０２およびアノード電極１０３は、互いに間隔を空けて面しており、電極対１２３をなしている。
【００２１】
カソード電極１０２は、整合回路１０５を介して交流電源１０４に接続されている。交流電源１０４は、カソード電極１０２およびアノード電極１０３の間に交流電力を供給するためのものであり、例えばＲＦ(Radio Frequency)電源である。整合回路１０５は、電極対１２３および交流電源１０４の間のインピーダンス整合を行なうためのものである。
【００２２】
またカソード電極１０２は、シャワープレート１０２ａ（第１の部材）と母材１０２ｂ（第２の部材）とを有する。シャワープレート１０２ａは、プロセスガスを供給するための複数の貫通孔１０２Ｈを有する。母材１０２ｂは、シャワープレート１０２ａ上に取り付けられている。シャワープレート１０２ａおよび母材１０２ｂの間には、複数の貫通孔１０２Ｈを互いにつなぐ隙間１０２Ｇが設けられている。隙間１０２Ｇは、ガス導入管１１１に接続されている。この構成により、成膜用のプロセスガスＰＧ１（図１）、またはエッチング用のプロセスガスＰＧ２（図２）を、カソード電極１０２およびアノード電極１０３の間へ複数の貫通孔１０２Ｈから均一に導入することができる。
【００２３】
アノード電極１０３は、接地されており、またプラズマ処理される基板２００を支持することができるように構成されている。またアノード電極１０３は、基板２００を加熱するためのヒータ１０３ｈを有する。基板２００は例えばガラス基板である。
【００２４】
ガス排気管１１７は、一方端および他方端のそれぞれが容器１０１および真空ポンプ（図示せず）に接続されている。これにより容器１０１を大気圧以下の圧力に保持することができる。
【００２５】
次に本実施の形態におけるプラズマ処理方法における成膜方法について説明する。
図１を参照して、アノード電極１０３上に基板２００が載せられる。次にガス導入管１１１からプロセスガスＰＧ１が導入される。プロセスガスＰＧ１は、原料ガスであるＳｉＨ4ガスと、希釈ガスであるＨ2ガスとの混合ガスである。容器１０１に導入されたプロセスガスＰＧ１は、ガス排気管１１７から排気される。プロセスガスＰＧ１の導入速度とガス排気管１１７からの排気速度とのバランスが制御されることにより、容器１０１内の圧力が例えば数百Ｐａ程度とされる。次に電極対１２３において放電が行なわれることで、基板２００上においてプラズマＣＶＤによるシリコン薄膜２０１の成膜が行なわれる。成膜終了後、放電およびプロセスガスＰＧ１の導入が停止される。次に基板２００が容器１０１から搬出される。
【００２６】
主に図２を参照して、上記の成膜の際に、カソード電極１０２上と、アノード電極１０３のうち基板２００（図１）に覆われていなかった部分とのそれぞれの上に、付着物２０２ａおよび２０２ｂが付着する。付着物２０２ａおよび２０２ｂは、シリコン薄膜２０１の品質を低下させるダストの発生原因となる。このため付着物２０２ａおよび２０２ｂを除去するために、以下のプラズマエッチング処理が行なわれる。
【００２７】
まずガス導入管１１１からプロセスガスＰＧ２が導入される。プロセスガスＰＧ２は、反応性エッチングを行なうための反応性ガスと、この反応性ガスを希釈するための希釈ガスとの混合ガスであり、たとえば、クリーニングガス（反応性ガス）であるＮＦ3ガスと、希釈ガスであるＡｒガスとの混合ガスである。容器１０１に導入されたプロセスガスＰＧ２は、ガス排気管１１７から排気される。プロセスガスＰＧ２の導入速度とガス排気管１１７からの排気速度とのバランスが制御されることにより、容器１０１内の圧力が制御される。この圧力は、好ましくは６００Ｐａ未満とされ、より好ましくは２００Ｐａ未満とされる。
【００２８】
さらに図３を参照して、ステップＳＴ０にて、交流電源１０４から電極対１２３に放電を開始させるのに必要な電力が供給されることで、電極対１２３において放電が開始される。この電力のパワー密度、すなわち電極対１２３の対向面積当たりの電力は、パワー密度Ｐ０とされ、例えば０．５ｋＷ／ｍ2とされる。またパワー密度Ｐ０はパワー密度ＰＣ以下とされる。パワー密度ＰＣは、放電を開始するためには十分であり、かつエッチング処理を実質的に行なうためには不十分なパワー密度の上限値である。パワー密度ＰＣは例えばプラズマ処理で用いられる最高パワー密度の１０％である。最高パワー密度は例えば０．５ｋＷ／ｍ2以上４ｋＷ／ｍ2以下である。
【００２９】
ステップＳＴ１にて、電極対１２３にパワー密度ＰＣよりも大きなパワー密度Ｐ１で交流電力が供給され続ける。すなわちステップＳＴ１の間、電極対１２３に一の値の交流電力が供給され続ける。これにより、付着物２０２ａおよび２０２ｂの実質的なプラズマエッチング処理が開始される。ステップＳＴ１の継続時間は例えば５分以上３０分以下である。
【００３０】
ステップＳＴ２にて、電極対１２３にパワー密度Ｐ１よりも大きいパワー密度Ｐ２で交流電力が供給される。例えば、パワー密度Ｐ２は１．５ｋＷ／ｍ2であり、ステップＳＴ２の継続時間は５分以上３０分以下である。
【００３１】
ステップＳＴ３にて、電極対１２３にパワー密度Ｐ２よりも大きいパワー密度Ｐ３で交流電力が供給される。例えば、パワー密度Ｐ２は４ｋＷ／ｍ2であり、ステップＳＴ２の継続時間は５分以上３０分以下である。本実施の形態においてはパワー密度Ｐ３がプラズマ処理における最高パワー密度に相当する。ステップＳＴ３の後、放電およびプロセスガスＰＧ２の導入が停止される。
【００３２】
以上によりプラズマエッチング処理が行なわれる。
なおクリーニングガスの流量Ｒと希釈ガスの流量Ｄとの流量比Ｄ／ＲはステップＳＴ１〜ＳＴ３の間で互いに異なってもよい。
【００３３】
好ましくは、ステップＳＴ２におけるクリーニングガスの流量Ｒ２と希釈ガスの流量Ｄ２との流量比Ｄ２／Ｒ２は、ステップＳＴ１におけるクリーニングガスの流量Ｒ１と希釈ガスの流量Ｄ１との流量比Ｄ１／Ｒ１よりも小さい。これによりプラズマの異常放電が抑制されるので、エッチングが安定化される。
【００３４】
具体的には、クリーニングガスであるＮＦ3ガスの流量Ｒと、希釈ガスであるＡｒガスの流量Ｄとの流量比Ｒ：Ｄが、ステップＳＴ１〜ＳＴ３のそれぞれにおいて、１：２０、１：１０、および２：５とされる。
【００３５】
また本実施の形態においてはエッチング処理がステップＳＴ１〜ＳＴ３の３ステップで行なわれるが、より多数のステップを用いることによってパワー密度がより緩やかに増大するようにしてもよい。
【００３６】
またエッチング処理の総時間は、十分なエッチングを行なうために、たとえば２時間以上とされる。
【００３７】
またステップＳＴ２およびステップＳＴ３は、一定のパワー密度を有する必要はなく、ステップＳＴ１のパワー密度よりも大きなパワー密度を有すればよい。たとえばステップＳＴ１終了後にパワー密度が連続的に増大してもよい。
【００３８】
次に第１比較例について説明する。
図３および図４を参照して、第１比較例（図４）においては、本実施の形態（図３）のステップＳＴ１〜ＳＴ３の代わりに、ステップＳＴ１Ｈが行なわれる。ステップＳＴ１Ｈにおいては、ステップＳＴ０の後に、上述したパワー密度Ｐ３でエッチング処理が行なわれる。すなわちステップＳＴ０の後、かつ最高パワー密度に相当するパワー密度Ｐ３によるエッチング処理の前において、パワー密度Ｐ３よりも小さい一定のパワー密度によるエッチング処理が行なわれない。
【００３９】
図５を参照して、パワー密度とエッチングレートとの間には、おおよそ比例関係がある。このため第１比較例（図４）のようにステップＳＴ０の後にパワー密度Ｐ３よりも小さい一定のパワー密度によるエッチング処理が行なわれないことで、より効率のよいエッチング処理を行なうことができる。
【００４０】
図６を参照して、より大きなパワー密度を用いるとカソード電極１０２（図２）の温度上昇がより急激になる。よって第１比較例において、パワー密度Ｐ３よりも小さい一定のパワー密度によるエッチング処理が行なわれないことで、カソード電極１０２の温度上昇がより急激となる。
【００４１】
図７を参照して、プラズマ処理にともなってカソード電極１０２の温度が上昇する際、カソード電極１０２の厚み方向に温度差が生じる。上記のようにカソード電極１０２の温度上昇が急激であることによってこの温度差が大きくなる結果、図中の破線矢印で示すように、カソード電極１０２に反りが生じやすい。またこの反りにともなって、シャワープレート１０２ａおよび母材１０２ｂの間で、矢印Ｇに示すように剥離が生じることがある。
【００４２】
次に第２比較例について説明する。
図３および図８を参照して、第２比較例（図８）においては、本実施の形態（図３）のステップＳＴ１〜ＳＴ３の代わりに、ステップＳＴ１Ｌが行なわれる。ステップＳＴ１Ｌにおいては、ステップＳＴ０の後に、上述したパワー密度Ｐ１でエッチング処理が行なわれる。すなわちパワー密度Ｐ３よりも小さい一定のパワー密度Ｐ１によるエッチング処理のみが行なわれた後、エッチング処理が終了する。
【００４３】
図５を参照して、パワー密度とエッチングレートとの間には、おおよそ比例関係がある。このため第２比較例（図８）のようにステップＳＴ０の後にパワー密度Ｐ３よりも小さいパワー密度Ｐ１によるエッチング処理しか行なわれないことで、エッチング処理の効率が低下する。
【００４４】
以上説明した本実施の形態（図３）、第１比較例（図４）および第２比較例（図８）の各々によるエッチング処理の特徴を、以下の表１に示す。
【００４５】
【表１】
2010262987.tif 000003
【００４６】
本実施の形態によれば、図３に示すように、ステップＳＴ２において、パワー密度Ｐ１よりも大きいパワー密度Ｐ２を用いることで、高い効率でプラズマ処理を行なうことができる。またステップＳＴ３において、パワー密度Ｐ２よりも大きいパワー密度Ｐ３を用いることで、高い効率でプラズマ処理を行なうことができる。
【００４７】
またステップＳＴ１において、パワー密度Ｐ２よりも小さいパワー密度Ｐ１を用いることで、カソード電極１０２の温度上昇がより緩やかになる。よってカソード電極１０２の変形を抑制することができる。
【００４８】
またステップＳＴ１におけるパワー密度Ｐ１はパワー密度ＰＣよりも大きいので、カソード電極１０２の温度上昇を緩やかにするだけでなく、エッチング処理にも寄与することができる。よってプラズマ処理の時間効率を高めることができる。
【００４９】
今回開示された実施の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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、電極対を用いたプラズマ処理方法に特に有利に適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０１  容器、１０２  カソード電極、１０２ａ  シャワープレート、１０２ｂ  母材、１０２Ｈ  貫通孔、１０２Ｇ  隙間、１０３  アノード電極、１０３ｈ  ヒータ、１０４  交流電源、１０５  整合回路、１１１  ガス導入管、１１７  ガス排気管、１２３  電極対、２００  基板、２０１  シリコン薄膜、２０２ａ  付着物。
【図１】
2010262987.tif 000004
【図２】
2010262987.tif 000005
【図３】
2010262987.tif 000006
【図４】
2010262987.tif 000007
【図５】
2010262987.tif 000008
【図６】
2010262987.tif 000009
【図７】
2010262987.tif 000010
【図８】
2010262987.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月26日(2010.4.26)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置に関するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
それゆえ本発明の目的は、プラズマ処理の時間効率を高めつつ、電極の変形を抑制することができるプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置を提供することである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明のプラズマ処理方法は、密閉された容器内に間隔を空けて面して設置されたカソード電極およびアノード電極と、プロセスガスを容器内に導入するガス導入管とを有するプラズマ処理装置を用い、かつプラズマ処理を行い得る交流電力をカソード電極に供給することでプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、以下の工程を有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
カソード電極およびアノード電極の間にプラズマ放電を発生させるために、プラズマ処理を行うのに必要な値よりも小さい第１の値を有する交流電力を一定時間供給する第１の工程が行なわれる。第１の工程後に、第１の値よりも大きい交流電力を供給する第２の工程が行なわれる。第２の工程は、プラズマ処理を行い得る第２の値を有する交流電力を一定時間供給する工程を含む。第２の工程後に、第２の値よりも大きい第３の値を有する交流電力を一定時間供給する第３の工程が行なわれる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明のプラズマ処理方法によれば、第２の値よりも大きい第３の値を有する交流電力を一定時間供給する第３の工程が行なわれることによって、プラズマ処理を高い効率で行うことができる。またこの第３の工程の前に、第３の値よりも小さい第２の値を有する交流電力を一定時間供給する第２の工程が行なわれることによって、電極の温度上昇がより緩やかになるので、電極の変形を抑制することができる。またこの第１および第２の工程の両方がプラズマ処理に寄与することができるので、プラズマ処理の時間効率を高めることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
好ましくは、第２の工程は、第２の値の交流電力を一定時間供給する工程前に、第２の値よりも小さく、かつプラズマ処理を行い得る第４の値を有する交流電力を一定時間供給する工程をさらに含む。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
好ましくは、カソード電極は、プロセスガスを容器内に導入するための複数の貫通孔を有する第１の部材と、第１の部材上に取り付けられた第２の部材とを含み、第１および第２の部材の間に、ガス導入管と導通しかつ複数の貫通孔を互いにつなぐ隙間が設けられている。これにより、電極の変形を抑制しつつ、プロセスガスをより均一に供給することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
好ましくは、プロセスガスは成膜ガスおよびエッチングガスのいずれかである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
好ましくは、上記のプラズマ処理方法は、第１の工程前に、プロセスガスとして成膜ガスを用いて成膜を行う工程を含む。成膜を行う工程において、カソード電極およびアノード電極の少なくともいずれかに付着物が付着する。第１〜第３の工程はプロセスガスとしてエッチングガスを用いて行われ、第２および第３の工程によって付着物がエッチングされる。
これにより、付着物の除去の時間効率を高めつつ、電極の変形を抑制することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
好ましくは、エッチングガスは、反応性エッチングを行うための反応性ガスと、反応性ガスを希釈するための希釈ガスとの混合ガスである。またカソード電極に供給される交流電力が増加した際に、反応性ガスの流量Ｒと希釈ガスの流量Ｄとの流量比Ｄ／Ｒが小さくされ、かつ、交流電力が一定値の場合に流量比Ｄ／Ｒも一定にされる。これにより、プラズマの異常放電が抑制されるので、エッチングが安定化される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明のプラズマ処理装置は、上記のプラズマ処理方法によって、上記付着物を除去するクリーニング処理ができることを特徴とする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
またカソード電極１０２は、シャワープレート１０２ａ（第１の部材）と母材１０２ｂ（第２の部材）とを有する。シャワープレート１０２ａは、プロセスガスを供給するための複数の貫通孔１０２Ｈを有する。母材１０２ｂは、シャワープレート１０２ａ上に取り付けられている。シャワープレート１０２ａおよび母材１０２ｂの間には、複数の貫通孔１０２Ｈを互いにつなぐ隙間１０２Ｇが設けられている。隙間１０２Ｇは、ガス導入管１１１に接続されている。この構成により、成膜用のプロセスガスである成膜ガスＰＧ１（図１）、またはエッチング用のプロセスガスであるエッチングガスＰＧ２（図２）を、容器１０１内におけるカソード電極１０２およびアノード電極１０３の間へ複数の貫通孔１０２Ｈから均一に導入することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
次に本実施の形態におけるプラズマ処理方法における成膜方法について説明する。
図１を参照して、アノード電極１０３上に基板２００が載せられる。次にガス導入管１１１から成膜ガスＰＧ１が導入される。成膜ガスＰＧ１は、原料ガスであるＳｉＨ4ガスと、希釈ガスであるＨ2ガスとの混合ガスである。容器１０１に導入された成膜ガスＰＧ１は、ガス排気管１１７から排気される。成膜ガスＰＧ１の導入速度とガス排気管１１７からの排気速度とのバランスが制御されることにより、容器１０１内の圧力が例えば数百Ｐａ程度とされる。次に電極対１２３において放電が行なわれることで、基板２００上においてプラズマＣＶＤによるシリコン薄膜２０１の成膜が行なわれる。成膜終了後、放電および成膜ガスＰＧ１の導入が停止される。次に基板２００が容器１０１から搬出される。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
まずガス導入管１１１からエッチングガスＰＧ２が導入される。エッチングガスＰＧ２は、反応性エッチングを行なうための反応性ガスと、この反応性ガスを希釈するための希釈ガスとの混合ガスであり、たとえば、クリーニングガス（反応性ガス）であるＮＦ3ガスと、希釈ガスであるＡｒガスとの混合ガスである。容器１０１に導入されたエッチングガスＰＧ２は、ガス排気管１１７から排気される。エッチングガスＰＧ２の導入速度とガス排気管１１７からの排気速度とのバランスが制御されることにより、容器１０１内の圧力が制御される。この圧力は、好ましくは６００Ｐａ未満とされ、より好ましくは２００Ｐａ未満とされる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
さらに図３を参照して、ステップＳＴ０にて、交流電源１０４から電極対１２３に放電を開始させるのに必要な電力が供給されることで、電極対１２３において放電が開始される。この電力（第１の値を有する交流電力）のパワー密度、すなわち電極対１２３の対向面積当たりの電力は、パワー密度Ｐ０とされ、例えば０．５ｋＷ／ｍ2とされる。またパワー密度Ｐ０はパワー密度ＰＣ以下とされる。パワー密度ＰＣは、放電を開始するためには十分であり、かつエッチング処理を実質的に行なうためには不十分なパワー密度の上限値である。パワー密度ＰＣは例えばプラズマ処理で用いられる最高パワー密度の１０％である。最高パワー密度は例えば０．５ｋＷ／ｍ2以上４ｋＷ／ｍ2以下である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
ステップＳＴ１にて、電極対１２３にパワー密度ＰＣよりも大きなパワー密度Ｐ１で交流電力（第４の値を有する交流電力）が供給され続ける。すなわちステップＳＴ１の間、電極対１２３に一の値の交流電力が供給され続ける。これにより、付着物２０２ａおよび２０２ｂの実質的なプラズマエッチング処理が開始される。ステップＳＴ１の継続時間は例えば５分以上３０分以下である。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
ステップＳＴ２にて、電極対１２３にパワー密度Ｐ１よりも大きいパワー密度Ｐ２で交流電力（第２の値を有する交流電力）が供給される。例えば、パワー密度Ｐ２は１．５ｋＷ／ｍ2であり、ステップＳＴ２の継続時間は５分以上３０分以下である。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
ステップＳＴ３にて、電極対１２３にパワー密度Ｐ２よりも大きいパワー密度Ｐ３で交流電力（第３の値を有する交流電力）が供給される。例えば、パワー密度Ｐ２は４ｋＷ／ｍ2であり、ステップＳＴ２の継続時間は５分以上３０分以下である。本実施の形態においてはパワー密度Ｐ３がプラズマ処理における最高パワー密度に相当する。ステップＳＴ３の後、放電およびエッチングガスＰＧ２の導入が停止される。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
１０１  容器、１０２  カソード電極、１０２ａ  シャワープレート（第１の部材）、１０２ｂ  母材（第２の部材）、１０２Ｈ  貫通孔、１０２Ｇ  隙間、１０３  アノード電極、１０３ｈ  ヒータ、１０４  交流電源、１０５  整合回路、１１１  ガス導入管、１１７  ガス排気管、１２３  電極対、２００  基板、２０１  シリコン薄膜、２０２ａ  付着物。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉された容器内に間隔を空けて面して設置されたカソード電極およびアノード電極と、プロセスガスを前記容器内に導入するガス導入管とを有するプラズマ処理装置を用い、かつプラズマ処理を行い得る交流電力を前記カソード電極に供給することで前記プラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、
前記カソード電極および前記アノード電極の間にプラズマ放電を発生させるために、前記プラズマ処理を行うのに必要な値よりも小さい第１の値を有する交流電力を一定時間供給する第１の工程と、
前記第１の工程後に、前記第１の値よりも大きい交流電力を供給する第２の工程とを備え、
前記第２の工程は、前記プラズマ処理を行い得る第２の値を有する交流電力を一定時間供給する工程を含み、さらに
前記第２の工程後に、前記第２の値よりも大きい第３の値を有する交流電力を一定時間供給する第３の工程を備える、プラズマ処理方法。
【請求項２】
前記第２の工程が、前記第２の値の交流電力を一定時間供給する工程前に、前記第２の値よりも小さく、かつ前記プラズマ処理を行い得る第４の値を有する交流電力を一定時間供給する工程をさらに含む、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
前記カソード電極が、前記プロセスガスを前記容器内に導入するための複数の貫通孔を有する第１の部材と、前記第１の部材上に取り付けられた第２の部材とを含み、前記第１および第２の部材の間に、前記ガス導入管と導通しかつ前記複数の貫通孔を互いにつなぐ隙間が設けられている、請求項１または２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
前記プロセスガスが、成膜ガスおよびエッチングガスのいずれかである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
前記第１の工程前に、前記プロセスガスとして成膜ガスを用いて成膜を行う工程をさらに備え、前記成膜を行う工程において前記カソード電極および前記アノード電極の少なくともいずれかに付着物が付着し、
前記第１〜第３の工程は前記プロセスガスとしてエッチングガスを用いて行われ、前記第２および第３の工程によって前記付着物がエッチングされる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項６】
前記エッチングガスが、反応性エッチングを行うための反応性ガスと前記反応性ガスを希釈するための希釈ガスとの混合ガスであり、
前記カソード電極に供給される交流電力が増加した際に、前記反応性ガスの流量Ｒと前記希釈ガスの流量Ｄとの流量比Ｄ／Ｒを小さくし、かつ、前記交流電力が一定値の場合に前記流量比Ｄ／Ｒも一定にしておくことを特徴とする、請求項５に記載のプラズマ処理方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載のプラズマ処理方法によって前記付着物を除去するクリーニング処理ができることを特徴とする、プラズマ処理装置。