(57)【要約】【課題】多孔質膜内において毛管凝縮するガスが、ガス供給系の流路内において液化することを抑制する。【解決手段】一実施形態のプラズマ処理装置は、チャンバ本体、ステージ、ガス供給系、及び、プラズマ生成部を備える。チャンバ本体は、その内部空間をチャンバとして提供する。ステージは、チャンバ内に設けられている。ステージには、冷媒用の流路が形成されている。ガス供給系は、多孔質膜内においてその毛管凝縮が生じる第１のガス、及び、多孔質膜のエッチング用の第２のガスをチャンバに供給するように構成されている。プラズマ生成部は、チャンバに供給されるガスのプラズマを生成するよう構成されている。ガス供給系は、第２のガスのソースをチャンバに接続する第１の流路、第１のガスのソースを第１の流路に接続する第２の流路、及び、排気装置を第２の流路に接続する第３の流路を提供する。【選択図】図４
2018195674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質膜をエッチングするためのプラズマ処理装置であって、
チャンバを提供するチャンバ本体と、
前記チャンバ内に設けられたステージであり、冷媒用の流路が形成された、該ステージと、
前記多孔質膜内においてその毛管凝縮が生じる第１のガス、及び、前記多孔質膜のエッチング用の第２のガスを前記チャンバに供給するためのガス供給系と、
前記チャンバに供給されるガスのプラズマを生成するためのプラズマ生成部と、
を備え、
前記ガス供給系は、前記第２のガスのソースを前記チャンバに接続する第１の流路、前記第１のガスのソースを前記第１の流路に接続する第２の流路、及び、排気装置を前記第２の流路に接続する第３の流路を提供する、
プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記ガス供給系は、
前記第２の流路上に設けられたコントロールバルブと、
前記コントロールバルブの下流において前記第２の流路の終端を画成する第１のオリフィス部材と、
前記第２の流路の前記終端を前記第１の流路に対して開閉する第１の開閉バルブであり、前記第１の流路と前記第２の流路の接続箇所に設けられた、該１の開閉バルブと、
を有する、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記ガス供給系は、
前記第３の流路を部分的に画成する第２のオリフィス部材と、
前記第２のオリフィス部材と前記排気装置との間において前記第３の流路上に設けられた第２の開閉バルブと、
を更に有する、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記ガス供給系は、
前記第２の流路上に設けられた第１の開閉バルブと、
前記第３の流路上に設けられた第２の開閉バルブと、
を有する、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記第１の流路、前記第２の流路、及び、前記第３の流路を提供する配管を加熱するためのヒータを更に備える、請求項１〜４の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記チャンバ本体を加熱するヒータを更に備える、請求項１〜５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置と、
前記プラズマ処理装置の前記チャンバに接続可能であり、且つ、減圧可能な搬送チャンバを提供し、該搬送チャンバ内に設けられた、被加工物を搬送するための搬送装置を有する搬送モジュールと、
前記搬送チャンバに接続可能な別のチャンバを提供し、該別のチャンバ内において被加工物を加熱するよう構成された加熱処理装置と、
を備える、処理システム。
【請求項８】
請求項１〜６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置又は請求項７に記載の処理システムを用いて、多孔質膜をエッチングする方法であって、該方法は、前記多孔質膜、及び、該多孔質膜上に設けられ該多孔質膜を部分的に露出させる開口を提供するマスクを有する被加工物が、前記プラズマ処理装置の前記チャンバ内に設けられたステージ上に載置された状態で実行され、
前記多孔質膜内において前記第１のガスの毛管凝縮が生じるよう、前記チャンバに前記第１のガスを供給する工程であり、前記チャンバ内における前記第１のガスの分圧、又は、前記第１のガスのみが前記チャンバに供給されるときの前記チャンバ内における該第１のガスの圧力は、前記多孔質膜内で該第１のガスの毛管凝縮が生じる臨界圧力よりも高く、該第１のガスの飽和蒸気圧よりも低い、該工程と、
前記多孔質膜をエッチングするために、前記プラズマ処理装置の前記チャンバ内において前記第２のガスのプラズマを生成する工程と、
を含む、方法。
【請求項９】
前記第１のガスを供給する前記工程の実行前に、前記排気装置によって前記第２の流路内のガスを排気する工程を更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記プラズマ処理装置は請求項２〜４の何れか一項に記載のプラズマ処理装置であり、
前記第２の流路内のガスを排気する前記工程の実行時に、前記第１の開閉バルブが閉じられる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２のガスのプラズマを生成する前記工程の実行後に、前記排気装置によって前記第２の流路内のガスを排気する工程を更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記プラズマ処理装置は請求項２〜４の何れか一項に記載のプラズマ処理装置であり、
前記第２の流路内のガスを排気する前記工程の実行時に、前記第１の開閉バルブが閉じられる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のガスを供給する前記工程及び前記第２のガスのプラズマを生成する前記工程が、交互に繰り返される、請求項８〜１２の何れか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２のガスのプラズマを生成する前記工程において、前記チャンバに対する前記第１のガスの供給が停止される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のガスを供給する前記工程及び前記第２のガスのプラズマを生成する前記工程の交互の繰り返し中に、前記第１のガスの流量が段階的に減少される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のガスを供給する前記工程及び前記第２のガスのプラズマを生成する前記工程にわたって、前記第１のガス及び前記第２のガスが前記チャンバに供給される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２のガスのプラズマを生成する前記工程において、前記チャンバに供給される前記第２のガスの流量が、段階的に増加される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のガスを供給する前記工程及び前記第２のガスのプラズマを生成する前記工程にわたって、前記第１のガス及び前記第２のガスが前記チャンバに供給される、請求項８〜１２の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、プラズマ処理装置、処理システム、及び、多孔質膜をエッチングする方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスといった電子デバイスには、多孔質膜が用いられることがある。多孔質膜としては、例えば、ＳｉＯＣＨ膜といった低誘電率材料から形成された膜が用いられる。このような電子デバイスの製造においては、リソグラフィによってフォトレジストに形成された微細パターンを、必要に応じてプラズマエッチングによってＴｉＮ膜、ＳｉＯ２膜、又は、Ｓｉ３Ｎ４膜といった膜に転写することによりハードマスクを形成し、当該パターンをプラズマエッチングによって多孔質膜に転写する処理が行われる。
【０００３】
多孔質膜のプラズマエッチングでは、プラズマ処理装置のチャンバ内でエッチング用のガスを励起させることによってラジカルが生成されるが、ラジカルは多孔質膜の細孔内に侵入して多孔質膜にダメージを与え得る。したがって、多孔質膜内へのラジカルの侵入を抑制する技術が必要である。
【０００４】
多孔質膜内へのラジカルの侵入を抑制する一つの技術が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された技術では、Ｃ６Ｆ６ガス、Ｃ７Ｆ８ガスといったフルオロカーボンガス、炭化水素ガス、又は、酸素含有炭化水素ガスが、毛管凝縮によって多孔質膜内において液化して、液体となる。このように生成された液体により、プラズマエッチング時の多孔質膜内へのラジカルの侵入が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−２０７７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多孔質膜内においてその毛管凝縮が生じるガスは、その圧力（又は分圧）が高くなると、液化する。このガスは、プラズマ処理装置のチャンバに接続されたガス供給系の流路内において当該ガスの圧力（又は分圧）が飽和蒸気圧よりも高くなると、当該流路内において液化する。特に、当該ガスの流量制御を開始する段階において当該ガスの流量が不安定になっているとき、又は、前ステップの終了後にガス供給系の流路内で当該ガスが滞留しているときに、意図せず、当該ガスの圧力（又は分圧）が、ガス供給系の流路内で上昇して、飽和蒸気圧を超えることがある。したがって、多孔質膜内においてその毛管凝縮が生じるガスが、ガス供給系の流路内において液化することを抑制する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様においては、多孔質膜をエッチングするためのプラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ本体、ステージ、ガス供給系、及び、プラズマ生成部を備える。チャンバ本体は、その内部空間をチャンバとして提供する。ステージは、チャンバ内に設けられている。ステージには冷媒用の流路が形成されている。ガス供給系は、多孔質膜内においてその毛管凝縮が生じる第１のガス、及び、多孔質膜のエッチング用の第２のガスをチャンバに供給するように構成されている。プラズマ生成部は、チャンバに供給されるガスのプラズマを生成するよう構成されている。ガス供給系は、第２のガスのソースをチャンバに接続する第１の流路、第１のガスのソースを第１の流路に接続する第２の流路、及び、排気装置を第２の流路に接続する第３の流路を提供する。
【０００８】
一態様に係るプラズマ処理装置によれば、多孔質膜内で毛管凝縮により第１のガスを液化させ、多孔質膜内の液体により当該多孔質膜を保護しつつ、第２のガスのプラズマにより多孔質膜をエッチングすることができる。また、このプラズマ処理装置によれば、第２の流路内の第１のガスを排気装置によって排気することが可能である。また、排気装置によって第２の流路内の第１のガスの圧力（又は分圧）を調整することが可能である。したがって、このプラズマ処理装置によれば、第１のガスの圧力（又は分圧）が第２の流路内において高くなることが抑制され、当該第１のガスが第２の流路内において液化することが抑制される。
【０００９】
一実施形態において、ガス供給系は、コントロールバルブ、第１のオリフィス部材、及び、第１の開閉バルブを有する。コントロールバルブは、第２の流路上に設けられている。第１のオリフィス部材は、コントロールバルブの下流において第２の流路の終端を画成している。第１の開閉バルブは、第２の流路の終端を第１の流路に対して開閉するように構成されている。第１の開閉バルブは、第１の流路と第２の流路の接続箇所に設けられている。この実施形態では、第１のオリフィス部材と第１の開閉バルブとの間の流路の長さが極めて短いので、第１のオリフィス部材と第１の開閉バルブとの間に溜められたガスが、第１の開閉バルブを開いたときに、急激に第１の流路に流れることが防止される。また、第１の開閉バルブが閉じられているときに、第２の流路を排気しつつ、コントロールバルブによってその流量が制御された第１のガスを第２の流路に供給することができる。したがって、チャンバに対する第１のガスの供給時に、当該第１のガスの圧力（又は分圧）が設定された圧力に短時間で到達し得る。
【００１０】
一実施形態において、ガス供給系は、第３の流路を部分的に画成する第２のオリフィス部材と、当該第２のオリフィス部材と排気装置との間において第３の流路上に設けられた第２の開閉バルブと、を更に有し得る。
【００１１】
一実施形態において、ガス供給系は、第２の流路上に設けられた第１の開閉バルブと、第３の流路上に設けられた第２の開閉バルブと、を有し得る。この実施形態では、第１の開閉バルブが開かれると、第１のガスが第１の流路を介してチャンバに供給される。第２の開閉バルブが開かれると、第２の流路内のガスが排気される。
【００１２】
一実施形態では、プラズマ処理装置は、第１の流路、第２の流路、及び、第３の流路を提供する配管を加熱するためのヒータを更に備える。この実施形態によれば、第１の流路、第２の流路、及び、第３の流路における第１のガスの液化を抑制することが可能である。
【００１３】
一実施形態では、プラズマ処理装置は、チャンバ本体を加熱するヒータを更に備える。この実施形態では、チャンバを画成する壁面での第１のガスの液化が抑制される。
【００１４】
別の態様においては、処理システムが提供される。処理システムは、上述した一態様及び実施形態のうち何れかのプラズマ処理装置、搬送モジュール、及び、加熱処理装置を備える。搬送モジュールは、搬送チャンバを提供する。搬送チャンバは、プラズマ処理装置のチャンバに接続可能であり、且つ、減圧可能である。搬送モジュールは、被加工物を搬送するための搬送装置を有する。搬送装置は、搬送チャンバ内に設けられている。加熱処理装置は、搬送チャンバに接続可能な別のチャンバを提供する。加熱処理装置は、当該別のチャンバ内において被加工物を加熱するように構成されている。この態様の処理システムによれば、プラズマ処理装置において多孔質膜がエッチングされた後に、加熱処理装置において被加工物を加熱することにより、多孔質膜内の液体を除去することが可能である。
【００１５】
更に別の態様においては、多孔質膜をエッチングする方法が提供される。この方法は、上述した一態様及び実施形態のうち何れかのプラズマ処理装置、又は、上述した処理システムを用いる。この方法は、被加工物がプラズマ処理装置のチャンバ内に設けられたステージ上に載置された状態で実行される。被加工物は、多孔質膜及びマスクを有する。マスクは、多孔質膜上に設けられ当該多孔質膜を部分的に露出させる開口を提供する。この方法は、（ｉ）多孔質膜内において第１のガスの毛管凝縮が生じるよう、チャンバに第１のガスを供給する工程であり、チャンバ内における第１のガスの分圧、又は、第１のガスのみがチャンバに供給されるときのチャンバ内における第１のガスの圧力は、多孔質膜内で該第１のガスの毛管凝縮が生じる臨界圧力よりも高く、第１のガスの飽和蒸気圧よりも低い、該工程と、（ｉｉ）多孔質膜をエッチングするために、プラズマ処理装置のチャンバ内において第２のガスのプラズマを生成する工程と、を含む。
【００１６】
一実施形態において、方法は、第１のガスを供給する工程の実行前に、排気装置によって第２の流路内のガスを排気する工程を更に含む。この実施形態によれば、第２の流路内での第１のガスの液化が抑制される。一実施形態において、第２の流路内のガスを排気する工程の実行時に、第１の開閉バルブが閉じられる。
【００１７】
一実施形態において、方法は、第２のガスのプラズマを生成する工程の実行後に、排気装置によって第２の流路内のガスを排気する工程を更に含む。この実施形態によれば、第２の流路内での第１のガスの液化が抑制される。一実施形態において、第２の流路内のガスを排気する工程の実行時に、第１の開閉バルブが閉じられる。
【００１８】
一実施形態において、第２のガスのプラズマを生成する工程の実行期間中、第１のガスのチャンバへの供給が停止される。
【００１９】
一実施形態において、第１のガスを供給する工程及び第２のガスのプラズマを生成する工程が、交互に繰り返される。一実施形態の、第２のガスのプラズマを生成する工程において、チャンバに対する第１のガスの供給が停止される。一実施形態において、第１のガスを供給する工程及び第２のガスのプラズマを生成する工程の交互の繰り返し中に、第１のガスの流量が段階的に減少される。この実施形態によれば、多孔質膜のエッチングにより当該多孔質膜に形成された開口の深さが大きくなったときに、第１のガスの圧力（又は分圧）が減少される。
【００２０】
一実施形態において、第１のガスを供給する工程及び第２のガスのプラズマを生成する工程にわたって、第１のガス及び第２のガスがチャンバに供給される。一実施形態の、第２のガスのプラズマを生成する工程において、チャンバに供給される第２のガスの流量が、段階的に増加される。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、多孔質膜内においてその毛管凝縮が生じるガスが、ガス供給系の流路内において液化することが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態に係る処理システムを示す図である。
【図２】被加工物の一例の一部拡大断面図である。
【図３】一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図４】図３に示すプラズマ処理装置のガス供給系の第１実施形態を示す図である。
【図５】図３に示すプラズマ処理装置のガス供給系の第２実施形態を示す図である。
【図６】別の実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図７】図６に示すプラズマ処理装置のガス供給系の実施形態を示す図である。
【図８】図７に示すガス供給系の開閉バルブを概略的に示す断面図である。
【図９】第１実施形態に係る多孔質膜をエッチングする方法のタイミングチャートである。
【図１０】種々の実施形態に係る多孔質膜をエッチングする方法の実行中に得られる被加工物の一部拡大断面図である。
【図１１】種々の実施形態に係る多孔質膜をエッチングする方法の実行中に得られる被加工物の一部拡大断面図である。
【図１２】種々の実施形態に係る多孔質膜をエッチングする方法の実行によって得られる被加工物の一部拡大断面図である。
【図１３】第２実施形態に係る多孔質膜をエッチングする方法のタイミングチャートである。
【図１４】第３実施形態に係る多孔質膜をエッチングする方法のタイミングチャートである。
【図１５】第４実施形態に係る多孔質膜をエッチングする方法のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００２４】
図１は、一実施形態に係る処理システムを示す図である。図１に示す処理システム１は、第１のガスに基づく液体により被加工物の多孔質膜を保護しつつ、当該多孔質膜をエッチングするためのシステムである。図２は、被加工物の一例の一部拡大断面図である。図２に示すように、被加工物Ｗは、下地層ＵＬ、多孔質膜ＰＬ、及び、マスクＭＫを備えている。被加工物Ｗは、例えば略円盤形状を有し得る。
【００２５】
多孔質膜ＰＬは、下地層ＵＬ上に設けられている。多孔質膜ＰＬには、多数の細孔が形成されている。細孔は、数ｎｍ、例えば１ｎｍ〜２ｎｍの平均の幅を有し得る。なお、平均の幅とは、各細孔の最大幅の平均値である。多孔質膜ＰＬは、低誘電率材料から構成された膜である。多孔質膜ＰＬは、低誘電率膜であり、例えば、シリコン、酸素、炭素、及び、水素を含む膜、即ちＳｉＯＣＨ膜であり得る。多孔質膜ＰＬは、化学気相成長法又はスピン成膜法といった成膜法によって形成され得る。
【００２６】
マスクＭＫは、多孔質膜ＰＬ上に設けられている。マスクＭＫは、一例では、第１層Ｌ１及び第２層Ｌ２を含み得る。第１層Ｌ１は、例えばシリコン酸化膜であり、第２層Ｌ２は、例えばＴｉＮ膜である。マスクＭＫは、開口を提供している。即ち、マスクＭＫには、多孔質膜ＰＬに転写すべきパターンが形成されている。マスクＭＫは、リソグラフィ技術、及びプラズマエッチングを用いることにより形成され得る。
【００２７】
再び図１を参照する。処理システム１は、台２ａ〜２ｄ、容器４ａ〜４ｄ、ローダモジュールＬＭ、アライナＡＮ、ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６、搬送モジュールＴＦ、及び、制御部ＭＣを備えている。なお、処理システム１における台の個数、容器の個数、ロードロックモジュールの個数は一以上の任意の個数であり得る。また、プロセスモジュールの個数は、二以上の任意の個数であり得る。
【００２８】
台２ａ〜２ｄは、ローダモジュールＬＭの一縁に沿って配列されている。容器４ａ〜４ｄはそれぞれ、台２ａ〜２ｄ上に搭載されている。容器４ａ〜４ｄの各々は、例えば、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）と称される容器である。容器４ａ〜４ｄの各々は、その内部に被加工物Ｗを収容するように構成されている。
【００２９】
ローダモジュールＬＭは、チャンバを提供する。ローダモジュールＬＭによって提供されるチャンバの圧力は、大気圧に設定される。ローダモジュールＬＭのチャンバ内には、搬送装置ＴＵ１が設けられている。搬送装置ＴＵ１は、例えば、多関節ロボットであり、制御部ＭＣによって制御される。搬送装置ＴＵ１は、容器４ａ〜４ｄの各々とアライナＡＮとの間、アライナＡＮとロードロックモジュールＬＬ１〜ＬＬ２の各々との間、ロードロックモジュールＬＬ１〜ＬＬ２の各々と容器４ａ〜４ｄの各々との間で被加工物Ｗを搬送するように構成されている。アライナＡＮは、ローダモジュールＬＭに接続されている。アライナＡＮは、被加工物Ｗの位置の調整（位置の較正）を行うように構成されている。
【００３０】
ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２の各々は、ローダモジュールＬＭと搬送モジュールＴＦとの間に設けられている。ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２の各々は、予備減圧室を提供している。
【００３１】
搬送モジュールＴＦは、ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２にゲートバルブを介して接続されている。搬送モジュールＴＦは、減圧可能な搬送チャンバＴＣを提供している。搬送チャンバＴＣ内には、搬送装置ＴＵ２が設けられている。搬送装置ＴＵ２は、例えば、多関節ロボットであり、制御部ＭＣによって制御される。搬送装置ＴＵ２は、ロードロックモジュールＬＬ１〜ＬＬ２の各々とプロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６の各々との間、及び、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち任意の二つのプロセスモジュールの間において、被加工物Ｗを搬送するように構成されている。
【００３２】
プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６の各々は、専用の基板処理を行うよう構成された処理装置である。プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６の各々はチャンバを提供している。プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６の各々のチャンバは、搬送モジュールＴＦのチャンバにゲートバルブを介して接続されている。プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち一つのプロセスモジュールは、プラズマ処理装置である。プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち別の一つのプロセスモジュールは、加熱処理装置である。なお、以下の説明では、プロセスモジュールＰＭ５が加熱処理装置であるものとする。加熱処理装置は、後述するように多孔質膜ＰＬのエッチング後に、そのチャンバＰＣ内において被加工物Ｗを加熱することにより多孔質膜ＰＬ内の液体を気化させて、当該液体から生成された気体を排気するよう構成されている。
【００３３】
制御部ＭＣは、プロセッサ、メモリといった記憶装置、ディスプレイといった表示装置、キーボード、マウスといった入出力装置、制御信号の入出力インターフェイス、及び、通信装置等を備えるコンピュータ装置であり得る。記憶装置には、制御プログラム及びレシピデータが記憶されている。プロセッサは、制御プログラム及びレシピデータに従って動作して、処理システム１の各部に対して制御信号を送出することにより、処理システム１の各部を制御する。
【００３４】
図３は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図３には、一実施形態に係るプラズマ処理装置が、その一部が破断された状態で、示されている。図３に示すプラズマ処理装置１０Ａは、処理システム１のプラズマ処理装置として用いることが可能である。プラズマ処理装置１０Ａは、容量結合型プラズマエッチング装置である。即ち、プラズマ処理装置１０Ａは、容量結合プラズマを生成するプラズマ生成部を備えている。
【００３５】
プラズマ処理装置１０Ａは、チャンバ本体１２を備えている。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有する。チャンバ本体１２は、その内部空間をチャンバ１２ｃとして提供している。チャンバ本体１２の内壁面には、耐プラズマ性を有する被膜が形成されている。この被膜は、アルマイト膜、又は、酸化イットリウムから形成された膜であり得る。チャンバ本体１２は、接地されている。チャンバ本体１２の側壁には、開口１２ｇが形成されている。チャンバ本体１２の外部からチャンバ１２ｃへの被加工物Ｗの搬入時、及び、チャンバ１２ｃからチャンバ本体１２の外部への被加工物Ｗの搬出時に、被加工物Ｗは開口１２ｇを通過する。チャンバ本体１２の側壁には、開口１２ｇの開閉のために、ゲートバルブ１４が取り付けられている。
【００３６】
チャンバ本体１２にはヒータＨＴＣが設けられている。ヒータＨＴＣは、チャンバ本体１２の外部に設けられたヒータ電源に接続されている。図３に示す例では、ヒータＨＴＣは、チャンバ本体１２の側壁に設けられているが、ヒータＨＴＣは、後述する上部電極３０内にも設けられ得る。ヒータＨＴＣは、後述する第１のガスがチャンバ１２ｃを画成する壁面上で液化することを抑制するために、チャンバ本体１２を加熱するよう構成されている。
【００３７】
チャンバ本体１２の底部上には、支持部１５が設けられている。支持部１５は、略円筒形状を有している。支持部１５は、例えば、絶縁材料から構成されている。支持部１５は、チャンバ１２ｃ内において、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。チャンバ１２ｃ内には、ステージ１６が設けられている。ステージ１６は、支持部１５によって支持されている。
【００３８】
ステージ１６は、その上に載置された被加工物Ｗを保持するように構成されている。ステージ１６は、下部電極１８及び静電チャック２０を有している。下部電極１８は、第１プレート１８ａ及び第２プレート１８ｂを含んでいる。第１プレート１８ａ及び第２プレート１８ｂは、例えばアルミニウムといった金属から構成されており、略円盤形状を有している。第２プレート１８ｂは、第１プレート１８ａ上に設けられており、第１プレート１８ａに電気的に接続されている。
【００３９】
静電チャック２０は、第２プレート１８ｂ上に設けられている。静電チャック２０は、絶縁層、及び、当該絶縁層内に設けられた膜状の電極を有している。静電チャック２０の電極には、直流電源２２がスイッチ２３を介して電気的に接続されている。静電チャック２０の電極には、直流電源２２から直流電圧が印加される。静電チャック２０の電極に直流電圧が印加されると、静電チャック２０は、静電引力を発生して、被加工物Ｗを当該静電チャック２０に引き付けて、当該被加工物Ｗを保持する。なお、静電チャック２０内には、ヒータが内蔵されていてもよく、当該ヒータには、チャンバ本体１２の外部に設けられたヒータ電源が接続されていてもよい。
【００４０】
第２プレート１８ｂの周縁部上には、フォーカスリング２４が設けられる。フォーカスリング２４は、略環状の板である。フォーカスリング２４は、被加工物Ｗのエッジ及び静電チャック２０を囲むように配置される。フォーカスリング２４は、エッチングの均一性を向上させるために設けられている。フォーカスリング２４は、例えば、シリコン、石英といった材料から形成され得る。
【００４１】
第２プレート１８ｂの内部には、流路１８ｆが設けられている。流路１８ｆには、チャンバ本体１２の外部に設けられているチラーユニットから、配管２６ａを介して冷媒が供給される。流路１８ｆに供給された冷媒は、配管２６ｂを介してチラーユニットに戻される。即ち、流路１８ｆとチラーユニットとの間では、冷媒が循環される。この冷媒の温度を制御することにより、ステージ１６（又は静電チャック２０）の温度及び被加工物Ｗの温度が調整される。なお、冷媒としては、被加工物Ｗの温度を−６０℃以上の温度、例えば−５０℃以上−３０℃以下の温度に設定し得る一般的な冷媒が用いられる。このような冷媒としては、例えばガルデン（登録商標）が例示される。
【００４２】
プラズマ処理装置１０Ａには、ガス供給ライン２８が設けられている。ガス供給ライン２８は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを、静電チャック２０の上面と被加工物Ｗの裏面との間に供給する。
【００４３】
プラズマ処理装置１０Ａは、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、ステージ１６の上方に設けられている。上部電極３０は、部材３２を介して、チャンバ本体１２の上部に支持されている。上部電極３０は、電極板３４及び支持体３６を含み得る。電極板３４の下面は、チャンバ１２ｃに面している。電極板３４には、複数のガス吐出孔３４ａが設けられている。この電極板３４は、シリコン又は酸化シリコンといった材料から形成され得る。
【００４４】
支持体３６は、電極板３４を着脱自在に支持するものであり、アルミニウムといった導電性材料から形成されている。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａ１、ガス拡散室３６ａ２、及び、ガス拡散室３６ａ３が設けられている。ガス拡散室３６ａ１は、支持体３６内においてガス拡散室３６ａ２及びガス拡散室３６ａ３から分離されている。ガス拡散室３６ａ１は、ステージ１６及び被加工物Ｗの中央領域の上方に設けられている。鉛直方向に視たガス拡散室３６ａ１の平面形状は略円形である。ガス拡散室３６ａ２は、被加工物Ｗの中央領域とエッジ領域の中間の領域の上方に設けられており、ガス拡散室３６ａ１の外側で周方向に延在している。ガス拡散室３６ａ２は、支持体３６内においてガス拡散室３６ａ１及びガス拡散室３６ａ３から分離されている。鉛直方向に視たガス拡散室３６ａ２の平面形状は、二つの同心円の間で延在する帯状である。ガス拡散室３６ａ３は、被加工物Ｗのエッジ領域の上方に設けられており、ガス拡散室３６ａ２の外側で周方向に延在している。ガス拡散室３６ａ３は、支持体３６内においてガス拡散室３６ａ１及びガス拡散室３６ａ２から分離されている。鉛直方向に視たガス拡散室３６ａ３の平面形状は、二つの同心円の間で延在する帯状である。ガス拡散室３６ａ１、ガス拡散室３６ａ２、及び、ガス拡散室３６ａ３は、後述するガス供給系に接続されている。
【００４５】
支持部１５とチャンバ本体１２の側壁との間にはバッフル部材４８が設けられている。バッフル部材４８は、例えば、板状の部材であり、アルミニウム製の母材の表面にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより形成され得る。バッフル部材４８には、当該バッフル部材４８を貫通する複数の孔が形成されている。バッフル部材４８の下方において、チャンバ本体１２の底部には、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、圧力調整弁といった圧力制御器、及び、ターボ分子ポンプといった真空ポンプを有しており、チャンバ１２ｃを所望の圧力に減圧することができる。
【００４６】
プラズマ処理装置１０Ａは、第１の高周波電源６２及び第２の高周波電源６４を更に備えている。第１の高周波電源６２は、プラズマ生成用の第１の高周波（高周波電気エネルギー）を発生する電源である。第１の高周波は、例えば２７〜１００ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。第１の高周波電源６２は、整合器６３を介して上部電極３０に接続されている。整合器６３は、第１の高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側（上部電極３０側）のインピーダンスを整合させるための回路を有している。なお、第１の高周波電源６２は、整合器６３を介して下部電極１８に接続されていてもよい。
【００４７】
第２の高周波電源６４は、被加工物Ｗにイオンを引き込むための第２の高周波（高周波電気エネルギー）を発生する電源である。第２の高周波は、例えば４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。第２の高周波電源６４は、整合器６５を介して下部電極１８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（下部電極１８側）のインピーダンスを整合させるための回路を有している。
【００４８】
図４は、図３に示すプラズマ処理装置のガス供給系の第１実施形態を示す図である。図４に示すガス供給系１００Ａは、プラズマ処理装置１０Ａのガス供給系として採用され得る。ガス供給系１００Ａは、第１のガス及び第２のガスをチャンバ１２ｃに供給するよう構成されている。
【００４９】
第１のガスは、多孔質膜ＰＬ内においてその毛管凝縮が生じるガスである。第１のガスとしては、ＣｘＦｙガス（フルオロカーボンガス）、ＣｘＦｙＯｚガス（酸素含有フルオロカーボンガス）、ＣｘＨｙガス（炭化水素ガス）、又は、ＣｘＨｙＯｚガス（酸素含有炭化水素ガス）等を用いることができる。ここで、ｘ、ｙ、ｚは１以上の整数である。ＣｘＦｙガスとしては、Ｃ６Ｆ６ガス、Ｃ７Ｆ８ガス等が例示される。ＣｘＦｙＯｚガスとしては、Ｃ１０Ｆ２２Ｏ５ガス等が例示される。ＣｘＨｙガス又はＣｘＨｙＯｚガスとしては、ベンゼン（Ｃ６Ｈ６）、ｎ−ブタノール（ＣＨ３（ＣＨ２）２ＣＨ２ＯＨ）、２−ブトキシエタノール（ＣＨ３（ＣＨ２）３ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）、２−エトキシエタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）、シクロヘキサン（Ｃ６Ｈ１２）、ジオキサン（ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２）、エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）、酢酸エチル（ＣＨ３ＣＯ２Ｃ２Ｈ５）、エチルベンゼン（Ｃ２Ｈ５Ｃ６Ｈ５）、エチルシクロヘキサン（Ｃ６Ｈ１１Ｃ２Ｈ５）、メチルエチルケトン（Ｃ２Ｈ５ＣＯＣＨ３）、ｎ−オクタン（ＣＨ３（ＣＨ２）６ＣＨ３）、１−プロパノール（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）、２−プロパノール（（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ）、トルエン（Ｃ６Ｈ５ＣＨ３）等が例示される。
【００５０】
第２のガスは、多孔質膜ＰＬのエッチング用のガスであり、フッ素含有ガスを含む。第２のガスに含まれるフッ素含有ガスは、ＮＦ３ガス（三フッ化窒素ガス）、ＳｉＦ４ガス、ＣＦ４ガスといったガス、又は、これらのうち二以上の混合ガスであり得る。第２のガスは、希ガスといった不活性ガスを更に含んでいてもよい。希ガスは、例えばＨｅガス、Ｎｅガス、Ａｒガス、Ｋｒガスといった任意の希ガスであり得る。第２のガスは、Ｏ２ガスといった酸素含有ガスを更に含んでいてもよい。
【００５１】
ガス供給系１００Ａは、流路Ｌ１Ａ，Ｌ１１Ａ，Ｌ１２Ａ，Ｌ１３Ａ，Ｌ２Ａ、Ｌ２１Ａ，Ｌ２２Ａ，Ｌ２３Ａ，Ｌ３Ａを提供している。流路Ｌ１Ａ，Ｌ１１Ａ，Ｌ１２Ａ，Ｌ１３Ａ，Ｌ２Ａ、Ｌ２１Ａ，Ｌ２２Ａ，Ｌ２３Ａ，Ｌ３Ａは、配管によって提供されている。
【００５２】
流路Ｌ１Ａ，Ｌ１１Ａ，Ｌ１２Ａ，Ｌ１３Ａは、ガスソースＧＳ２をチャンバ１２ｃに接続する第１の流路である。ガスソースＧＳ２は、第２のガスのソースである。流路Ｌ１Ａの一端は、ガスソースＧＳ２に接続されている。流路Ｌ１Ａ上には、開閉バルブＶ１１Ａ、開閉バルブＶ１２Ａ、及び、流量制御器ＦＣ１Ａが設けられている。流量制御器ＦＣ１Ａは、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器であり、開閉バルブＶ１１Ａと開閉バルブＶ１２Ａの間に設けられている。流路Ｌ１Ａの他端は、フロースプリッタＦＳＡに接続されている。フロースプリッタＦＳＡは、流路Ｌ１Ａからのガスを流路Ｌ１１Ａ、流路Ｌ１２Ａ、及び、流路Ｌ１３Ａに分配するよう構成されている。流路Ｌ１１Ａの一端、流路Ｌ１２Ａの一端、及び、流路Ｌ１３Ａの一端は、フロースプリッタＦＳＡを介して流路Ｌ１Ａに接続されている。流路Ｌ１１Ａの他端、流路Ｌ１２Ａの他端、流路Ｌ１３Ａの他端はそれぞれ、ガス拡散室３６ａ１、ガス拡散室３６ａ２、ガス拡散室３６ａ３に接続されている。
【００５３】
流路Ｌ２Ａ，Ｌ２１Ａ，Ｌ２２Ａ，Ｌ２３Ａは、ガスソースＧＳ１を流路Ｌ１１Ａ、流路Ｌ１２Ａ、及び、流路Ｌ１３Ａに接続する第２の流路である。ガスソースＧＳ１は、第１のガスのソースである。流路Ｌ２Ａの一端は、ガスソースＧＳ１に接続されている。流路Ｌ２Ａ上には、ガスソースＧＳ１側（上流側）から順に、開閉バルブＶ２Ａ及び流量制御器ＦＣ２Ａが設けられている。流量制御器ＦＣ２Ａは、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。流路Ｌ２Ａの他端には、流路Ｌ２１Ａの一端、流路Ｌ２２Ａの一端、及び、流路Ｌ２３Ａの一端が接続されている。流路Ｌ２１Ａの他端、流路Ｌ２２Ａの他端、流路Ｌ２３Ａの他端はそれぞれ、流路Ｌ１１Ａ、流路Ｌ１２Ａ、流路Ｌ１３Ａに接続されている。流路Ｌ２１Ａ上には開閉バルブＶ２１Ａが設けられており、流路Ｌ２２Ａ上には開閉バルブＶ２２Ａが設けられており、流路Ｌ２３Ａ上には開閉バルブＶ２３Ａが設けられている。開閉バルブＶ２１Ａ，Ｖ２２Ａ，Ｖ２３Ａは、第２の流路上に設けられた第１の開閉バルブを構成する。
【００５４】
流路Ｌ３Ａは、排気装置を流路Ｌ２Ａ，Ｌ２１Ａ，Ｌ２２Ａ，Ｌ２３Ａに接続する第３の流路である。流路Ｌ３Ａの一端は、流路Ｌ２Ａに接続されている。流路Ｌ３Ａ上には、開閉バルブＶ３Ａ（第２の開閉バルブ）が設けられている。流路Ｌ３Ａの他端は、排気装置に接続されている。この排気装置は、排気装置５０であってもよく、別の排気装置であってもよい。
【００５５】
ガス供給系１００Ａは、ヒータＨＪＡを備えている。ヒータＨＪＡは、ガス供給系１００Ａの配管、具体的には、第１のガスが流される流路を提供する配管を加熱するよう構成されている。より詳細には、ヒータＨＪＡは、流路Ｌ２Ａ、流路Ｌ２１Ａ、流路Ｌ２２Ａ、流路Ｌ２３Ａ、流路Ｌ２１Ａと流路Ｌ１１Ａとの接続箇所からその他端までの間の流路Ｌ１１Ａ、流路Ｌ２２Ａと流路Ｌ１２Ａとの接続箇所からその他端までの間の流路Ｌ１２Ａ、流路Ｌ２３Ａと流路Ｌ１３Ａとの接続箇所からその他端までの間の流路Ｌ１３Ａ、及び、開閉バルブＶ３Ａに対して上流側の流路Ｌ３Ａを提供する配管に取り付けられている。ヒータＨＪＡは、例えばヒータージャケットであり、当該配管に取り付けられている。ヒータＨＪＡは、ヒータ電源に接続されている。
【００５６】
ガス供給系１００Ａを備えるプラズマ処理装置１０Ａでは、開閉バルブＶ２Ａ、開閉バルブＶ２１Ａ、開閉バルブＶ２２Ａ、及び、開閉バルブＶ２３Ａが開かれると、第１のガスがチャンバ１２ｃに供給される。この第１のガスは、毛管凝縮により液化し、多孔質膜ＰＬ内で液体となる。開閉バルブＶ１１Ａ及び開閉バルブＶ１２Ａが開かれると、第２のガスがチャンバ１２ｃに供給される。第２のガスがチャンバ１２ｃに供給されているときに、第１の高周波が供給されると、第２のガスのプラズマが生成される。この第２のガスのプラズマからのラジカル、イオンといった活性種により、多孔質膜ＰＬがエッチングされる。多孔質膜ＰＬのエッチング時には、上述の液体が多孔質膜ＰＬ内に充填されているので、多孔質膜ＰＬ内へのラジカルの侵入が抑制される。その結果、多孔質膜ＰＬのダメージが抑制される。即ち、ガス供給系１００Ａを備えるプラズマ処理装置１０Ａは、液体により当該多孔質膜ＰＬを保護しつつ、第２のガスのプラズマにより多孔質膜ＰＬをエッチングすることができる。
【００５７】
また、ガス供給系１００Ａを備えるプラズマ処理装置１０Ａによれば、流路Ｌ２Ａ、流路Ｌ２１Ａ、流路Ｌ２２Ａ、及び、流路Ｌ２３Ａ内の第１のガスを排気装置によって排気することが可能である。また、ガス供給系１００Ａを備えるプラズマ処理装置１０Ａによれば、排気装置によって、流路Ｌ２Ａ、流路Ｌ２１Ａ、流路Ｌ２２Ａ、及び、流路Ｌ２３Ａ内の第１のガスの圧力（又は分圧）を調整することが可能である。したがって、ガス供給系１００Ａを備えるプラズマ処理装置１０Ａによれば、第１のガスの圧力（又は分圧）が流路Ｌ２Ａ、流路Ｌ２１Ａ、流路Ｌ２２Ａ、及び、流路Ｌ２３Ａ内において高くなることが抑制され、当該第１のガスが流路Ｌ２Ａ、流路Ｌ２１Ａ、流路Ｌ２２Ａ、及び、流路Ｌ２３Ａ内において液化することが抑制される。
【００５８】
一実施形態では、ヒータＨＴＣによりチャンバ１２ｃを画成する壁面上で第１のガスが液化することが抑制される。一実施形態では、ヒータＨＪＡにより第１のガスが流される流路内において当該第１のガスが液化することが抑制される。
【００５９】
図５は、図３に示すプラズマ処理装置のガス供給系の第２実施形態を示す図である。図５に示すガス供給系１００Ｂは、プラズマ処理装置１０Ａのガス供給系として採用され得る。ガス供給系１００Ｂは、第１のガス及び第２のガスをチャンバ１２ｃに供給するよう構成されている。
【００６０】
ガス供給系１００Ｂは、流路Ｌ１Ｂ，Ｌ１１Ｂ，Ｌ１２Ｂ，Ｌ１３Ｂ，Ｌ２Ｂ，Ｌ３Ｂを提供している。流路Ｌ１Ｂ，Ｌ１１Ｂ，Ｌ１２Ｂ，Ｌ１３Ｂ，Ｌ２Ｂ，Ｌ３Ｂは、配管によって提供されている。
【００６１】
流路Ｌ１Ｂ，Ｌ１１Ｂ，Ｌ１２Ｂ，Ｌ１３Ｂは、ガスソースＧＳ２をチャンバ１２ｃに接続する第１の流路である。流路Ｌ１Ｂの一端は、ガスソースＧＳ２に接続されている。流路Ｌ１Ｂ上には、開閉バルブＶ１１Ｂ、開閉バルブＶ１２Ｂ、及び、流量制御器ＦＣ１Ｂが設けられている。流量制御器ＦＣ１Ｂは、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器であり、開閉バルブＶ１１Ｂと開閉バルブＶ１２Ｂの間に設けられている。流路Ｌ１Ｂの他端はフロースプリッタＦＳＢに接続されている。フロースプリッタＦＳＢは、流路Ｌ１Ｂからのガスを流路Ｌ１１Ｂ、流路Ｌ１２Ｂ、及び、流路Ｌ１３Ｂに分配する。流路Ｌ１１Ｂの一端、流路Ｌ１２Ｂの一端、及び、流路Ｌ１３Ｂの一端は、フロースプリッタＦＳＢを介して流路Ｌ１Ｂに接続されている。流路Ｌ１１Ｂの他端、流路Ｌ１２Ｂの他端、流路Ｌ１３Ｂの他端はそれぞれ、ガス拡散室３６ａ１、ガス拡散室３６ａ２、ガス拡散室３６ａ３に接続されている。
【００６２】
流路Ｌ２Ｂは、ガスソースＧＳ１を流路Ｌ１Ｂに接続する第２の流路である。流路Ｌ２Ｂの一端は、ガスソースＧＳ１に接続されている。流路Ｌ２Ｂ上には、開閉バルブＶ２１Ｂ、流量制御器ＦＣ２Ｂ、及び、開閉バルブＶ２２Ｂが設けられている。流量制御器ＦＣ２Ｂは、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。流路Ｌ２Ｂの他端は、流路Ｌ１Ｂに接続されている。開閉バルブＶ２２Ｂは、第２の流路上に設けられた第１の開閉バルブを構成する。
【００６３】
流路Ｌ３Ｂは、排気装置を流路Ｌ２Ｂに接続する第３の流路である。流路Ｌ３Ｂの一端は、流路Ｌ２Ｂに接続されている。流路Ｌ３Ｂ上には、開閉バルブＶ３Ｂ（第２の開閉バルブ）が設けられている。流路Ｌ３Ｂの他端は排気装置に接続されている。この排気装置は、排気装置５０であってもよく、別の排気装置であってもよい。
【００６４】
ガス供給系１００Ｂは、ヒータＨＪＢを備えている。ヒータＨＪＢは、ガス供給系１００Ｂの配管、具体的には、第１のガスが流される流路を提供する配管を加熱するよう構成されている。より詳細には、ヒータＨＪＢは、流路Ｌ２Ｂ、流路Ｌ１１Ｂ、流路Ｌ１２Ｂ、流路Ｌ１３Ｂ、流路Ｌ２Ｂと流路Ｌ１Ｂとの接続箇所からその他端までの間の流路Ｌ１Ｂ、及び、開閉バルブＶ３Ｂに対して上流側の流路Ｌ３Ｂを提供する配管に取り付けられている。ヒータＨＪＢは、例えばヒータージャケットであり、当該配管に取り付けられている。ヒータＨＪＢは、ヒータ電源に接続されている。
【００６５】
ガス供給系１００Ｂを備えるプラズマ処理装置１０Ａでは、開閉バルブＶ２１Ｂ及び開閉バルブＶ２２Ｂが開かれると、第１のガスがチャンバ１２ｃに供給される。この第１のガスは、毛管凝縮により液化し、多孔質膜ＰＬ内で液体となる。開閉バルブＶ１１Ｂ及び開閉バルブＶ１２Ｂが開かれると、第２のガスがチャンバ１２ｃに供給される。第２のガスがチャンバ１２ｃに供給されているときに、第１の高周波が供給されると、第２のガスのプラズマが生成される。この第２のガスのプラズマからのラジカル、イオンといった活性種により、多孔質膜ＰＬがエッチングされる。多孔質膜ＰＬのエッチング時には、上述の液体が多孔質膜ＰＬ内に充填されているので、多孔質膜ＰＬ内へのラジカルの侵入が抑制される。その結果、多孔質膜ＰＬのダメージが抑制される。即ち、ガス供給系１００Ｂを備えるプラズマ処理装置１０Ａは、液体により当該多孔質膜ＰＬを保護しつつ、第２のガスのプラズマにより多孔質膜ＰＬをエッチングすることができる。
【００６６】
また、ガス供給系１００Ｂを備えるプラズマ処理装置１０Ａによれば、流路Ｌ２Ｂ内の第１のガスを排気装置によって排気することが可能である。また、ガス供給系１００Ｂを備えるプラズマ処理装置１０Ａによれば、排気装置によって流路Ｌ２Ｂ内の第１のガスの圧力（又は分圧）を調整することが可能である。したがって、ガス供給系１００Ｂを備えるプラズマ処理装置１０Ａによれば、第１のガスの圧力（又は分圧）が流路Ｌ２Ｂ内において高くなることが抑制され、当該第１のガスが流路Ｌ２Ｂ内において液化することが抑制される。
【００６７】
一実施形態では、ヒータＨＴＣによりチャンバ１２ｃを画成する壁面上で第１のガスが液化することが抑制される。一実施形態では、ヒータＨＪＢにより第１のガスが流される流路内において当該第１のガスが液化することが抑制される。
【００６８】
以下、別の実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。図６は、別の実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図６には、別の実施形態に係るプラズマ処理装置が、その一部が破断された状態で、示されている。図６に示すプラズマ処理装置１０Ｃは、処理システム１のプラズマ処理装置として用いることが可能である。ここでは、図６に示すプラズマ処理装置１０Ｃに関して、プラズマ処理装置１０Ａと異なる点を説明し、重複する説明は省略する。プラズマ処理装置１０Ｃでは、上部電極３０の支持体３６に一つのガス拡散室３６ａが形成されている。なお、プラズマ処理装置１０Ａの支持体３６と同様に、プラズマ処理装置１０Ｃの支持体３６に複数のガス拡散室が形成されていてもよい。
【００６９】
図７は、図６に示すプラズマ処理装置のガス供給系の実施形態を示す図である。図６に示すガス供給系１００Ｃは、プラズマ処理装置１０Ｃのガス供給系として採用される。ガス供給系１００Ｃは、流路Ｌ１Ｃ（第１の流路）、流路Ｌ２Ｃ（第２の流路）、及び、流路Ｌ３Ｃ（第３の流路）を提供している。流路Ｌ１Ｃ、流路Ｌ２Ｃ、及び、流路Ｌ３Ｃは、配管によって提供されている。
【００７０】
流路Ｌ１Ｃの一端は、ガスソースＧＳ２に接続されている。流路Ｌ１Ｃの他端は、ガス拡散室３６ａを介してチャンバ１２ｃに接続されている。流路Ｌ２Ｃの一端は、ガスソースＧＳ１に接続されている。流路Ｌ２Ｃの他端は、流路Ｌ１Ｃに接続されている。流路Ｌ３Ｃの一端は、流路Ｌ２Ｃに接続されている。流路Ｌ３Ｃの他端は、排気装置５０又は他の排気装置に接続されている。
【００７１】
流路Ｌ１Ｃ上には、流量制御器ＦＣ１Ｃが設けられている。流量制御器ＦＣ１Ｃは、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器であり、流路Ｌ１Ｃと流路Ｌ２Ｃとの接続箇所ＣＰ１と、ガスソースＧＳ２との間に設けられている。なお、流路Ｌ１Ｃ上、且つ、流量制御器ＦＣ１Ｃの上流側と下流側には、１次及び２次の開閉バルブが設けられていてもよい。流量制御器ＦＣ１Ｃは、第２のガスの流量を制御するよう構成されている。具体的に、流量制御器ＦＣ１Ｃは、制御部ＭＣから与えられる第２のガスの目標流量と測定された第２のガスの流量との誤差を低減させるよう、第２のガスの流量を調整する。
【００７２】
流路Ｌ２Ｃの下流側の終端、即ち、流路Ｌ２Ｃの他端は、オリフィス部材ＯＬ１によって画成されている。オリフィス部材ＯＬ１は、流路Ｌ２Ｃの断面積を当該流路Ｌ２Ｃの終端において減少させている。流路Ｌ１Ｃと流路Ｌ２Ｃとの接続箇所ＣＰ１には、開閉バルブＶ２Ｃ（第１の開閉バルブ）が設けられている。開閉バルブＶ２Ｃは、流路Ｌ２Ｃの終端を流路Ｌ１Ｃに対して開閉するよう構成されている。開閉バルブＶ２Ｃの開閉のタイミングは、制御部ＭＣによって制御される。この開閉バルブＶ２Ｃの詳細については後述する。
【００７３】
流路Ｌ２Ｃ上には、コントロールバルブＣＶが設けられている。コントロールバルブＣＶは、流路Ｌ２Ｃと流路Ｌ３Ｃとの接続箇所ＣＰ２と、ガスソースＧＳ１との間に設けられている。なお、流路Ｌ２Ｃ上、且つ、コントロールバルブＣＶの上流側には、１次の開閉バルブが設けられていてもよい。
【００７４】
コントロールバルブＣＶは、第１のガスの流量を、制御部ＭＣから指定された流量（目標流量）に制御するように構成されている。コントロールバルブＣＶには、制御回路ＣＮが接続されている。制御回路ＣＮは、流路Ｌ２Ｃの圧力及び温度から当該流路Ｌ２Ｃにおける第１のガスの流量を求め、求められた流量と目標流量との間の誤差を減少させるよう、コントロールバルブＣＶの開度を調整する。流路Ｌ２Ｃの圧力及び温度は、圧力検出器ＰＳ及び温度検出器ＴＳによって検出される。圧力検出器ＰＳ及び温度検出器ＴＳは、流路Ｌ２Ｃの全体のうちコントロールバルブＣＶとオリフィス部材ＯＬ１との間の部分の圧力及び温度を検出する。圧力検出器ＰＳ及び温度検出器ＴＳが圧力及び温度を検出する流路Ｌ２Ｃ内の箇所は、コントロールバルブＣＶよりもオリフィス部材ＯＬ１に近い箇所であり得る。これにより、第１のガスの流量制御の精度が向上され得る。
【００７５】
流路Ｌ３Ｃは、部分的にオリフィス部材ＯＬ２によって画成されている。オリフィス部材ＯＬ２は、当該オリフィス部材ＯＬ２が設けられている箇所で、流路Ｌ３Ｃの断面積を減少させている。流路Ｌ３Ｃ上、且つ、オリフィス部材ＯＬ２の下流には、開閉バルブＶ３Ｃ（第２の開閉バルブ）が設けられている。この開閉バルブＶ３Ｃの開閉のタイミングは、制御部ＭＣによって制御される。
【００７６】
流路Ｌ１Ｃ上、且つ、流量制御器ＦＣ１Ｃと接続箇所ＣＰ１との間には、インレットブロックＩＢ１が設けられている。インレットブロックＩＢ１の内部には、流路Ｌ１Ｃの一部である流路が形成されている。インレットブロックＩＢ１は、その上流側の配管とその下流側の配管を結合している。チャンバ１２ｃが大気圧に開放される場合には、インレットブロックＩＢ１は、その上流側の配管とその下流側の配管を互いに分離するように構成されている。また、流路Ｌ２Ｃ上、且つ、コントロールバルブＣＶと接続箇所ＣＰ２との間には、インレットブロックＩＢ２が設けられている。インレットブロックＩＢ２の内部には、流路Ｌ２Ｃの一部である流路が形成されている。インレットブロックＩＢ２は、その上流側の配管とその下流側の配管を結合している。チャンバ１２ｃが大気圧に開放される場合には、インレットブロックＩＢ２は、その上流側の配管とその下流側の配管を互いに分離するように構成されている。
【００７７】
ガス供給系１００Ｃは、ヒータＨＪＣを備えている。ヒータＨＪＣは、ガス供給系１００Ｃの配管、具体的には、第１のガスが流される流路を提供する配管を加熱するよう構成されている。より詳細には、ヒータＨＪＣは、流路Ｌ２Ｃ、接続箇所ＣＰ１に対して下流側の流路Ｌ１Ｃ、及び、オリフィス部材ＯＬ２に対して上流側の流路Ｌ３Ｃを提供する配管に取り付けられている。ヒータＨＪＣは、例えばヒータージャケットであり、当該配管に取り付けられている。ヒータＨＪＣは、ヒータ電源に接続されている。
【００７８】
以下、開閉バルブＶ２Ｃについて詳細に説明する。図８は、図７に示すガス供給系の開閉バルブを概略的に示す断面図である。図８に示すように、開閉バルブＶ２Ｃは、第１本体部７１及び第２本体部７２を備えている。第１本体部７１と第２本体部７２との間には、弁体７４が配置されている。第２本体部７２は、弁体７４を動作させる機構を有している。弁体７４は、可撓性を有する部材から形成されている。弁体７４は、例えば、弾性部材、ダイヤフラム、又は、ベローズであり得る。
【００７９】
第１本体部７１は、入口７１ａと出口７１ｂとの間で延びる内部流路７１ｃを提供している。内部流路７１ｃは、流路Ｌ１Ｃの一部を構成している。第１本体部７１は、内部流路７１ｇを更に提供している。内部流路７１ｇは、流路Ｌ２Ｃの一部を構成している。内部流路７１ｇの終端、即ち、流路Ｌ２Ｃの終端はオリフィス部材ＯＬ１によって画成されている。第１本体部７１の内部において、流路Ｌ１Ｃ（内部流路７１ｃ）と流路Ｌ２Ｃ（内部流路７１ｇ）は接続可能となっている。流路Ｌ２Ｃの終端は、弁体７４によって、流路Ｌ１Ｃに対して開閉される。
【００８０】
一例において、第１本体部７１は支持部７１ｄを有している。支持部７１ｄは、内部流路７１ｃを画成する内壁から第２本体部７２側（弁体７４側）に突き出している。オリフィス部材ＯＬ１は、支持部７１ｄの第２本体部７２側（弁体７４側）の先端部分に支持されている。内部流路７１ｇは、この支持部７１ｄによって提供されている。支持部７１ｄの第２本体部７２側（弁体７４側）の先端には、弁座７５が設けられている。弁体７４が弁座７５又はオリフィス部材ＯＬ１に接触している場合には、流路Ｌ２Ｃの終端が流路Ｌ１Ｃに対して閉じられ、流路Ｌ２Ｃと流路Ｌ１Ｃとの接続が遮断される。一方、弁体７４が弁座７５及びオリフィス部材ＯＬ１から離れている場合には、流路Ｌ２Ｃの終端が流路Ｌ１Ｃに対して開かれ、流路Ｌ２Ｃが流路Ｌ１Ｃに連通する。
【００８１】
第２本体部７２は、弁体７４と弁座７５との間の距離を制御する要素を有している。一例において、第２本体部７２は、シリンダ７６、付勢部材７８、及び、駆動部８１を有する。
【００８２】
シリンダ７６は、略棒状の部材である。シリンダ７６は、第２本体部７２の内部に設けられており、例えばその先端部分（図８では下端部分）において、弁体７４を支持している。シリンダ７６は、突出部７６ａを有する。突出部７６ａは、シリンダ７６が延在する方向に対して直交する方向に突き出している。シリンダ７６の内部には、流路７６ｂが形成されている。突出部７６ａの側面と第２本体部７２の内壁面との間、及び、突出部７６ａよりも下方のシリンダ７６の側面と第２本体部７２の内壁面との間には、シール部材７９が設けられている。第２本体部７２の内壁面、シリンダ７６の側壁面、突出部７６ａの下面、及び、シール部材７９によって空間８２が画成されている。シリンダ７６の流路７６ｂは、空間８２に連通している。
【００８３】
付勢部材７８は、弁体７４又はオリフィス部材ＯＬ１に対してシリンダ７６を付勢する。この付勢部材７８により、弁体７４が弁座７５又はオリフィス部材ＯＬ１に押し当てられる。弁体７４が弁座７５又はオリフィス部材ＯＬ１に押し当てられると、流路Ｌ１Ｃと流路Ｌ２Ｃとの接続が遮断される。駆動部８１は、付勢部材７８によってシリンダ７６が付勢される方向と反対方向に、シリンダ７６を移動させるように構成されている。駆動部８１は、シリンダ７６の流路７６ｂに空気を供給し、空間８２に空気を充填する。空間８２に充填された空気の圧力が付勢部材７８の付勢力よりも大きい場合には、シリンダ７６は、弁体７４を弁座７５及びオリフィス部材ＯＬ１から引き離すように、移動する。弁体７４が弁座７５及びオリフィス部材ＯＬ１から引き離されると、流路Ｌ２Ｃは流路Ｌ１Ｃに連通する。
【００８４】
このガス供給系１００Ｃを備えるプラズマ処理装置１０Ｃでは、開閉バルブＶ２Ｃが開かれると、第１のガスがチャンバ１２ｃに供給される。この第１のガスは、毛管凝縮により液化し、多孔質膜ＰＬ内で液体となる。また、流路Ｌ１Ｃを経由して第２のガスがチャンバ１２ｃに供給される。第２のガスがチャンバ１２ｃに供給されているときに、第１の高周波が供給されると、第２のガスのプラズマが生成される。この第２のガスのプラズマからのラジカル、イオンといった活性種により、多孔質膜ＰＬがエッチングされる。多孔質膜ＰＬのエッチング時には、上述の液体が多孔質膜ＰＬ内に充填されているので、多孔質膜ＰＬ内へのラジカルの侵入が抑制される。その結果、多孔質膜ＰＬのダメージが抑制される。即ち、ガス供給系１００Ｃを備えるプラズマ処理装置１０Ｃは、液体により当該多孔質膜ＰＬを保護しつつ、第２のガスのプラズマにより多孔質膜ＰＬをエッチングすることができる。
【００８５】
また、ガス供給系１００Ｃを備えるプラズマ処理装置１０Ｃによれば、流路Ｌ２Ｃ内の第１のガスを排気装置によって排気することが可能である。また、ガス供給系１００Ｃを備えるプラズマ処理装置１０Ｃによれば、排気装置によって流路Ｌ２Ｃ内の第１のガスの圧力（又は分圧）を調整することが可能である。したがって、ガス供給系１００Ｃを備えるプラズマ処理装置１０Ｃによれば、第１のガスの圧力（又は分圧）が流路Ｌ２Ｃ内において高くなることが抑制され、当該第１のガスが流路Ｌ２Ｃ内において液化することが抑制される。
【００８６】
一実施形態では、ヒータＨＴＣによりチャンバ１２ｃを画成する壁面上で第１のガスが液化することが抑制される。一実施形態では、ヒータＨＪＣにより第１のガスが流される流路内において当該第１のガスが液化することが抑制される。
【００８７】
また、オリフィス部材ＯＬ１と開閉バルブＶ２Ｃとの間の流路の長さが極めて短いので、オリフィス部材ＯＬ１と開閉バルブＶ２Ｃとの間に溜められたガスが、開閉バルブＶ２Ｃを開いたときに、急激に流路Ｌ１Ｃに流れることが防止される。また、開閉バルブＶ２Ｃが閉じられているときに、流路Ｌ２Ｃを排気しつつ、コントロールバルブＣＶによってその流量が制御された第１のガスを流路Ｌ２Ｃに供給することができる。したがって、チャンバ１２ｃに対する第１のガスの供給時に、当該第１のガスの圧力（又は分圧）が設定された圧力に短時間で到達し得る。
【００８８】
以下、ガス供給系１００Ｃを備えるプラズマ処理装置１０Ｃを用いて、多孔質膜をエッチングする方法の幾つかの実施形態について説明する。図９は、第１実施形態に係る多孔質膜をエッチングする方法のタイミングチャートである。図９において、横軸は時間を示しており、縦軸は、第２のガスの流量、第１のガスの流量、コントロールバルブＣＶの開度、開閉バルブＶ２Ｃの開閉、開閉バルブＶ３Ｃの開閉、及び、高周波の供給を示している。図９の第２のガスの流量に関するタイミングチャートにおいて、「Ｈ」のレベルはチャンバ１２ｃに第２のガスが供給されていることを示しており、「Ｌ」のレベルはチャンバ１２ｃに第２のガスが供給されていないことを示している。図９の第１のガスの流量に関するタイミングチャートにおいて、「Ｌ」のレベルはチャンバ１２ｃに第１のガスが供給されていないことを示しており、「Ｈ１」、「Ｈ２」、「Ｈ３」のレベルはチャンバ１２ｃに第１のガスが供給されていることを示しており、「Ｈ３」で示される第１のガスの流量は「Ｈ２」で示される第１のガスの流量よりも大きく、「Ｈ２」で示される第１のガスの流量は「Ｈ１」で示される第１のガスの流量よりも大きい。図９のコントロールバルブＣＶの開度に関するタイミングチャートにおいて、「Ｌ」のレベルはコントロールバルブＣＶが閉じられていることを示しており、「Ｈ１」、「Ｈ２」、「Ｈ３」のレベルはコントロールバルブＣＶが開かれていることを示しており、「Ｈ３」で示されるコントロールバルブＣＶの開度は「Ｈ２」で示されるコントロールバルブＣＶの開度よりも大きく、「Ｈ２」で示されるコントロールバルブＣＶの開度は「Ｈ１」で示されるコントロールバルブＣＶの開度よりも大きい。図９の開閉バルブＶ２Ｃの開閉に関するタイミングチャートにおいて、「Ｈ」のレベルは開閉バルブＶ２Ｃが開かれていることを示しており、「Ｌ」のレベルは開閉バルブＶ２Ｃが閉じられていることを示している。図９の開閉バルブＶ３Ｃの開閉に関するタイミングチャートにおいて、「Ｈ」のレベルは開閉バルブＶ３Ｃが開かれていることを示しており、「Ｌ」のレベルは開閉バルブＶ３Ｃが閉じられていることを示している。図９の高周波の供給に関するタイミングチャートにおいて、「Ｈ」のレベルは、第１の高周波及び第２の高周波が供給されていることを示しており、「Ｌ」のレベルは、第１の高周波及び第２の高周波の供給が停止されていることを示している。以下の説明では、図９に加えて、図１０〜図１２を参照する。図１０及び図１１は、種々の実施形態に係る多孔質膜をエッチングする方法の実行中に得られる被加工物の一部拡大断面図である。図１２は、種々の実施形態に係る多孔質膜をエッチングする方法の実行によって得られる被加工物の一部拡大断面図である。
【００８９】
図９に示す第１実施形態の方法は、被加工物Ｗがチャンバ１２ｃ内でステージ１６上に載置された状態で実行される。なお、第１実施形態の方法、及び、後述する第２〜第４の実施形態の方法が適用される被加工物は、多孔質膜を有する任意の被加工物であり得る。
【００９０】
第１実施形態の方法では、工程ＳＴ１１において、流路Ｌ２Ｃ内のガスが排気される。工程ＳＴ１１の実行時には、コントロールバルブＣＶ、開閉バルブＶ２Ｃは閉じられ、開閉バルブＶ３Ｃが開かれる。これにより、流路Ｌ２Ｃが流路Ｌ３Ｃを介して排気装置に接続され、当該排気装置によって、流路Ｌ２Ｃ内のガスが排気される。なお、開閉バルブＶ３Ｃは、工程ＳＴ１１の実行の開始時点から、後述する工程ＳＴ１５の実行の終了時点まで、継続して開かれる。
【００９１】
第１実施形態の方法では、工程ＳＴ１１の実行後、且つ、工程ＳＴ１２の実行前に、コントロールバルブＣＶが開かれる。コントロールバルブＣＶは、工程ＳＴ１５の実行の開始時点まで開かれている。
【００９２】
続く工程ＳＴ１２では、多孔質膜ＰＬ内においてその毛管凝縮を発生させるよう、第１のガスがチャンバ１２ｃに供給される。工程ＳＴ１２では、開閉バルブＶ２Ｃが開かれる。これにより、第１のガスが流路Ｌ２Ｃ及び流路Ｌ１Ｃを介してチャンバ１２ｃに供給される。なお、第１実施形態の方法では、最初に実行される工程ＳＴ１２の開始時点から工程ＳＴ１５の開始時点まで、第２のガスがチャンバ１２ｃに継続的に供給される。即ち、工程ＳＴ１２では、第１のガスと第２のガスの混合ガスが、チャンバ１２ｃに供給される。
【００９３】
工程ＳＴ１２では、多孔質膜ＰＬ内において第１のガスの毛管凝縮が生じるよう、被加工物Ｗの温度、及び、第１のガスの分圧が設定される。被加工物Ｗの温度は、ステージ１６に供給される冷媒によって調整される。被加工物Ｗの温度は、常温（２５℃）よりも低く、上述した冷媒によって設定し得る下限温度、例えば−６０℃以上の温度に設定される。例えば、被加工物Ｗの温度は−５０℃以上−３０℃以下の温度に設定される。第１のガスの分圧は、被加工物Ｗの温度において、多孔質膜ＰＬ内において第１のガスの毛管凝縮が生じる臨界圧力よりも高く、第１のガスの飽和蒸気圧よりも低い分圧に設定される。
【００９４】
工程ＳＴ１２では、多孔質膜ＰＬ内で第１のガスの毛管凝縮が生じ、第１のガスが多孔質膜ＰＬ内で液化する。その結果、図１０に示すように、多孔質膜ＰＬ内には、領域ＳＲが形成される。領域ＳＲ内において、多孔質膜ＰＬの細孔は、第１のガスから生成された液体で充填されている。
【００９５】
図９に示すように、工程ＳＴ１２に続く工程ＳＴ１３において、開閉バルブＶ２Ｃが閉じられる。開閉バルブＶ２Ｃは、工程ＳＴ１３の開始時点から後続の工程ＳＴ１４の終了時点までの間、継続的に閉じられる。工程ＳＴ１３の実行により、チャンバ１２ｃ内のガスは第１のガスと第２のガスの混合ガスから第２のガスに変更される。工程ＳＴ１３では、チャンバ１２ｃの圧力が所定の圧力に設定される。この所定の圧力は、工程ＳＴ１４の実行時のチャンバ１２ｃの圧力と同様の圧力である。また、工程ＳＴ１３では、被加工物Ｗの温度が、工程ＳＴ１４の実行中の被加工物Ｗの温度と同様の温度、例えば、−５０℃以上−３０℃以下の温度に設定される。被加工物Ｗの温度は、ステージ１６に供給される冷媒によって調整される。
【００９６】
続く工程ＳＴ１４では、チャンバ１２ｃ内において第２のガスのプラズマが生成される。工程ＳＴ１４の実行時には、チャンバ１２ｃに対する第１のガスの供給は停止されている。工程ＳＴ１４では、第１の高周波が上部電極３０（又は下部電極１８）に供給され、第２の高周波が下部電極１８に供給される。なお、第１の高周波及び第２の高周波のうち一方は、供給されなくてもよい。工程ＳＴ１４では、チャンバ１２ｃの圧力が所定の圧力に設定される。この所定の圧力は、例えば３００ｍＴｏｒｒ（４０Ｐａ）以下の圧力である。この所定の圧力は、１００ｍＴｏｒｒ（１３．３３Ｐａ）以下の圧力であってもよい。工程ＳＴ１４では、被加工物Ｗの温度が、例えば−５０℃以上−３０℃以下の温度に設定される。被加工物Ｗの温度は、ステージ１６に供給される冷媒によって調整される。被加工物Ｗの温度は、工程ＳＴ１４においてはプラズマから被加工物Ｗへの入熱が生じるので、ステージ１６の温度よりも若干高くなる。
【００９７】
工程ＳＴ１４では、活性種、例えばラジカルによって多孔質膜ＰＬがエッチングされる。これにより、図１１に示すように、マスクＭＫから露出されている部分において多孔質膜ＰＬがエッチングされる。図１１に示すように、工程ＳＴ１４では、領域ＳＲ内で、その表面から多孔質膜ＰＬがエッチングされる。工程ＳＴ１４の実行時には、多孔質膜ＰＬ内には液体が充填されているので、多孔質膜ＰＬ内へのラジカルの侵入が抑制される。
【００９８】
図９に示すように、工程ＳＴ１２〜工程ＳＴ１４を含むシーケンスＳＱ１は複数回実行されてもよい。即ち、工程ＳＴ１２と工程ＳＴ１４は交互に繰り返されてもよい。
【００９９】
第１実施形態の方法では、工程ＳＴ１２〜工程ＳＴ１４の繰り返しの後に、工程ＳＴ１５が実行される。工程ＳＴ１５では、流路Ｌ２Ｃ内のガスが排気される。工程ＳＴ１５の実行時には、コントロールバルブＣＶ、開閉バルブＶ２Ｃは閉じられ、開閉バルブＶ３Ｃが開かれる。これにより、流路Ｌ２Ｃが流路Ｌ３Ｃを介して排気装置に接続され、当該排気装置によって、流路Ｌ２Ｃ内のガスが排気される。第１の実施形態の方法では、次いで、加熱処理装置において被加工物Ｗが加熱される。これにより、多孔質膜ＰＬ内の液体が気化し、生成された気体が排気される。かかる方法の実行後には、図１２に示すように、下地層ＵＬに達する開口が多孔質膜ＰＬに形成される。
【０１００】
第１実施形態の方法では、図９に示すように、工程ＳＴ１２〜工程ＳＴ１４の繰り返し中に、コントロールバルブＣＶの開度が段階的に減少される。これにより、工程ＳＴ１２〜工程ＳＴ１４の繰り返し中に、第１のガスの流量が段階的に減少される。したがって、多孔質膜ＰＬのエッチングにより当該多孔質膜に形成された開口の深さが大きくなったときに、第１のガスの分圧が減少される。
【０１０１】
第１実施形態の方法によれば、多孔質膜ＰＬを第１のガスに基づく液体により保護しつつ、多孔質膜ＰＬをエッチングすることが可能となる。また、工程ＳＴ１１及び工程ＳＴ１５の実行により、流路Ｌ２Ｃ内での第１のガスの液化が抑制される。さらに、工程ＳＴ１２〜工程ＳＴ１４の繰り返し中に、排気装置によって流路Ｌ２Ｃ内の第１のガスの圧力が調整される。これにより、流路Ｌ２Ｃ内での第１のガスの液化が抑制される。
【０１０２】
以下、第２実施形態の多孔質膜をエッチングする方法について説明する。図１３は、第２実施形態に係る多孔質膜をエッチングする方法のタイミングチャートである。図１３に示すように、第２実施形態の方法は、高周波の供給のタイミングにおいて、第１実施形態の方法とは異なっている。
【０１０３】
第２実施形態の方法では、工程ＳＴ１４の開始時点が、工程ＳＴ１２の実行期間の開始時点と終了時点との間の時点である。工程ＳＴ１４は、その開始時点から、複数回の工程ＳＴ１２の実行期間の終了時点、又は、１回の工程ＳＴ１２の実行期間の終了後の時点まで継続する。工程ＳＴ１４の実行中には、第１の高周波が上部電極３０（又は下部電極１８）に供給され、第２の高周波が下部電極１８に供給される。なお、第１の高周波及び第２の高周波のうち一方は、供給されなくてもよい。また、図１３に示すように工程ＳＴ１２と工程ＳＴ１４を含むシーケンスＳＱ２が繰り返されてもよい。
【０１０４】
以下、第３実施形態の多孔質膜をエッチングする方法について説明する。図１４は、第３実施形態に係る多孔質膜をエッチングする方法のタイミングチャートである。図１４において、横軸は時間を示しており、縦軸は、第２のガスの流量、第１のガスの流量、コントロールバルブＣＶの開閉、開閉バルブＶ２Ｃの開閉、開閉バルブＶ３Ｃの開閉、及び、高周波の供給を示している。図１４の第２のガスの流量に関するタイミングチャートにおいて、「Ｈ」のレベルはチャンバ１２ｃに第２のガスが供給されていることを示しており、「Ｌ」のレベルはチャンバ１２ｃに第２のガスが供給されていないことを示している。図１４の第１のガスの流量に関するタイミングチャートにおいて、「Ｌ」のレベルはチャンバ１２ｃに第１のガスが供給されていないことを示しており、「Ｈ」のレベルはチャンバ１２ｃに第１のガスが供給されていることを示している。図１４のコントロールバルブＣＶの開閉に関するタイミングチャートにおいて、「Ｌ」のレベルはコントロールバルブＣＶが閉じられていることを示しており、「Ｈ」のレベルはコントロールバルブＣＶが開かれていることを示している。図１４の開閉バルブＶ２Ｃの開閉に関するタイミングチャートにおいて、「Ｈ」のレベルは開閉バルブＶ２Ｃが開かれていることを示しており、「Ｌ」のレベルは開閉バルブＶ２Ｃが閉じられていることを示している。図１４の開閉バルブＶ３Ｃの開閉に関するタイミングチャートにおいて、「Ｈ」のレベルは開閉バルブＶ３Ｃが開かれていることを示しており、「Ｌ」のレベルは開閉バルブＶ３Ｃが閉じられていることを示している。図１４の高周波の供給に関するタイミングチャートにおいて、「Ｈ」のレベルは、第１の高周波及び第２の高周波が供給されていることを示しており、「Ｌ」のレベルは、第１の高周波及び第２の高周波の供給が停止されていることを示している。
【０１０５】
第３実施形態の方法では、工程ＳＴ３１において、流路Ｌ２Ｃ内のガスが排気される。工程ＳＴ３１の実行時には、コントロールバルブＣＶ、開閉バルブＶ２Ｃは閉じられ、開閉バルブＶ３Ｃが開かれる。これにより、流路Ｌ２Ｃが流路Ｌ３Ｃを介して排気装置に接続され、当該排気装置によって、流路Ｌ２Ｃ内のガスが排気される。なお、開閉バルブＶ３Ｃは、工程ＳＴ３１の実行の開始時点から、後述する工程ＳＴ３５の実行の終了時点までの間、継続して開かれる。
【０１０６】
第３実施形態の方法では、工程ＳＴ３１の実行後、且つ、工程ＳＴ３２の実行前に、コントロールバルブＣＶが開かれる。コントロールバルブＣＶは、工程ＳＴ３５の実行の開始時点まで開かれている。
【０１０７】
続く工程ＳＴ３２では、多孔質膜ＰＬ内においてその毛管凝縮を発生させるよう、第１のガスがチャンバ１２ｃに供給される。工程ＳＴ３２では、開閉バルブＶ２Ｃが開かれる。これにより、第１のガスが流路Ｌ２Ｃ及び流路Ｌ１Ｃを介してチャンバ１２ｃに供給される。なお、第３実施形態の方法では、工程ＳＴ３２の開始時点から工程ＳＴ３５の開始時点まで、第２のガスがチャンバ１２ｃに継続的に供給される。即ち、工程ＳＴ３２及び工程ＳＴ３４にわたって、第１のガスと第２のガスの混合ガスがチャンバ１２ｃに供給される。工程ＳＴ３２では、被加工物Ｗの温度及び第１のガスの分圧は、工程ＳＴ１２における被加工物Ｗの温度及び第１のガスの分圧と同様に設定される。
【０１０８】
工程ＳＴ３４では、第２のガスのプラズマ（上記混合ガスのプラズマ）が生成される。工程ＳＴ３４は、工程ＳＴ３２の実行期間の開始時点と終了時点の間の時点から開始し、工程ＳＴ３２の終了時点まで継続する。工程ＳＴ３４では、第１の高周波が上部電極３０（又は下部電極１８）に供給され、第２の高周波が下部電極１８に供給される。なお、第１の高周波及び第２の高周波のうち一方は、供給されなくてもよい。工程ＳＴ３４では、チャンバ１２ｃの圧力及び被加工物Ｗの温度は、工程ＳＴ１４におけるチャンバ１２ｃの圧力及び被加工物Ｗの温度と同様に設定される。
【０１０９】
続く工程ＳＴ３５では、流路Ｌ２Ｃ内のガスが排気される。工程ＳＴ３５の実行時には、コントロールバルブＣＶ、開閉バルブＶ２Ｃは閉じられ、開閉バルブＶ３Ｃが開かれる。第３の実施形態の方法では、次いで、加熱処理装置において被加工物Ｗが加熱される。これにより、多孔質膜ＰＬ内の液体が気化し、生成された気体が排気される。
【０１１０】
第３実施形態の方法では、工程ＳＴ３２において多孔質膜ＰＬ内で液体が生成される。また、工程ＳＴ３４における多孔質膜ＰＬのエッチング中にも第１のガスに基づく液体が多孔質膜ＰＬに補充される。したがって、第３実施形態の方法によれば、多孔質膜ＰＬを第１のガスに基づく液体により保護しつつ、多孔質膜ＰＬをエッチングすることが可能となる。また、工程ＳＴ３１及び工程ＳＴ３５の実行により、流路Ｌ２Ｃ内での第１のガスの液化が抑制される。さらに、工程ＳＴ３２及び工程ＳＴ３４の実行中に、排気装置によって流路Ｌ２Ｃ内の第１のガスの圧力が調整される。これにより、流路Ｌ２Ｃ内での第１のガスの液化が抑制される。
【０１１１】
以下、第４実施形態の多孔質膜をエッチングする方法について説明する。図１５は、第４実施形態に係る多孔質膜をエッチングする方法のタイミングチャートである。図１５において、横軸は時間を示しており、縦軸は、第２のガスの流量、第１のガスの流量、コントロールバルブＣＶの開閉、開閉バルブＶ２Ｃの開閉、開閉バルブＶ３Ｃの開閉、及び、高周波の供給を示している。図１５の第２のガスの流量に関するタイミングチャートにおいて、「Ｈ１」、「Ｈ２」のレベルはチャンバ１２ｃに第２のガスが供給されていることを示しており、「Ｈ２」で示される第２のガスの流量は「Ｈ１」で示される流量よりも大きく、「Ｌ」のレベルはチャンバ１２ｃに第２のガスが供給されていないことを示している。図１５の第１のガスの流量に関するタイミングチャートにおいて、「Ｌ」のレベルはチャンバ１２ｃに第１のガスが供給されていないことを示しており、「Ｈ」のレベルはチャンバ１２ｃに第１のガスが供給されていることを示している。図１５のコントロールバルブＣＶの開閉に関するタイミングチャートにおいて、「Ｌ」のレベルはコントロールバルブＣＶが閉じられていることを示しており、「Ｈ」のレベルはコントロールバルブＣＶが開かれていることを示している。図１５の開閉バルブＶ２Ｃの開閉に関するタイミングチャートにおいて、「Ｈ」のレベルは開閉バルブＶ２Ｃが開かれていることを示しており、「Ｌ」のレベルは開閉バルブＶ２Ｃが閉じられていることを示している。図１５の開閉バルブＶ３Ｃの開閉に関するタイミングチャートにおいて、「Ｈ」のレベルは開閉バルブＶ３Ｃが開かれていることを示しており、「Ｌ」のレベルは開閉バルブＶ３Ｃが閉じられていることを示している。図１５の高周波の供給に関するタイミングチャートにおいて、「Ｈ」のレベルは、第１の高周波及び第２の高周波が供給されていることを示しており、「Ｌ」のレベルは、第１の高周波及び第２の高周波の供給が停止されていることを示している。
【０１１２】
第４実施形態の方法では、工程ＳＴ４１において、流路Ｌ２Ｃ内のガスが排気される。工程ＳＴ４１の実行時には、コントロールバルブＣＶ、開閉バルブＶ２Ｃは閉じられ、開閉バルブＶ３Ｃが開かれる。これにより、流路Ｌ２Ｃが流路Ｌ３Ｃを介して排気装置に接続され、当該排気装置によって、流路Ｌ２Ｃ内のガスが排気される。なお、開閉バルブＶ３Ｃは、工程ＳＴ４１の実行の開始時点から、後述する工程ＳＴ４５の実行の終了時点までの間、継続して開かれる。
【０１１３】
第４実施形態の方法では、工程ＳＴ４１の実行後、且つ、工程ＳＴ４２の実行前に、コントロールバルブＣＶが開かれる。コントロールバルブＣＶは、工程ＳＴ４５の実行開始時点まで開かれている。
【０１１４】
続く工程ＳＴ４２では、多孔質膜ＰＬ内においてその毛管凝縮を発生させるよう、第１のガスがチャンバ１２ｃに供給される。工程ＳＴ４２では、開閉バルブＶ２Ｃが開かれる。これにより、第１のガスが流路Ｌ２Ｃ及び流路Ｌ１Ｃを介してチャンバ１２ｃに供給される。なお、第４実施形態の方法では、工程ＳＴ４２の開始時点から工程ＳＴ４５の開始時点まで、第２のガスがチャンバ１２ｃに継続的に供給される。即ち、工程ＳＴ４２及び工程ＳＴ４４にわたって、第１のガスと第２のガスの混合ガスがチャンバ１２ｃに供給される。工程ＳＴ４２では、被加工物Ｗの温度及び第１のガスの分圧は、工程ＳＴ１２における被加工物Ｗの温度及び第１のガスの分圧と同様に設定される。
【０１１５】
工程ＳＴ４４では、第1のガスと第２のガスの混合ガスのプラズマが生成される。工程ＳＴ４４は、工程ＳＴ４２の実行期間の開始時点と終了時点の間の時点から開始し、工程ＳＴ４２の終了時点まで継続する。工程ＳＴ４４では、第１の高周波が上部電極３０（又は下部電極１８）に供給され、第２の高周波が下部電極１８に供給される。なお、第１の高周波及び第２の高周波のうち一方は、供給されなくてもよい。工程ＳＴ４４では、チャンバ１２ｃの圧力及び被加工物Ｗの温度は、工程ＳＴ１４におけるチャンバ１２ｃの圧力及び被加工物Ｗの温度と同様に設定される。
【０１１６】
工程ＳＴ４４と、工程ＳＴ４４の実行期間に重複して実行される工程ＳＴ４２は繰り返されてもよい。繰り返しにおける工程ＳＴ４４の各々の実行期間中、第２のガスの流量は、流量制御器ＦＣ１Ｃにより段階的に増加される。具体的に、繰り返しにおける工程ＳＴ４４の各々の実行期間は、期間Ｔ１と当該期間Ｔ１に続く期間Ｔ２を含む。期間Ｔ２における第２のガスの流量は、期間Ｔ１における第２のガスの流量よりも大きい。
【０１１７】
続く工程ＳＴ４５では、流路Ｌ２Ｃ内のガスが排気される。工程ＳＴ４５の実行時には、コントロールバルブＣＶ、開閉バルブＶ２Ｃは閉じられ、開閉バルブＶ３Ｃが開かれる。第４の実施形態の方法では、次いで、加熱処理装置において被加工物Ｗが加熱される。これにより、多孔質膜ＰＬ内の液体が気化し、生成された気体が排気される。
【０１１８】
第４実施形態の方法では、工程ＳＴ４２において多孔質膜ＰＬ内で液体が生成される。また、工程ＳＴ４４における多孔質膜ＰＬのエッチング中にも第１のガスに基づく液体が多孔質膜ＰＬに補充される。第４実施形態の方法によれば、多孔質膜ＰＬを第１のガスに基づく液体により保護しつつ、多孔質膜ＰＬをエッチングすることが可能となる。また、工程ＳＴ４１及び工程ＳＴ４５の実行により、流路Ｌ２Ｃ内での第１のガスの液化が抑制される。さらに、工程ＳＴ４２及び工程ＳＴ４４の実行中に、排気装置によって流路Ｌ２Ｃ内の第１のガスの圧力が調整される。これにより、流路Ｌ２Ｃ内での第１のガスの液化が抑制される。
【０１１９】
第１〜第４の実施形態の方法は、ガス供給系１００Ａ又はガス供給系１００Ｂを有するプラズマ処理装置１０Ａを用いて実行することも可能である。第１〜第４の実施形態の方法の実行においてガス供給系１００Ａが用いられる場合には、開閉バルブＶ２Ｃの代わりに開閉バルブＶ２１Ａ、開閉バルブＶ２２Ａ、開閉バルブＶ２３Ａが用いられ、開閉バルブＶ３Ｃの代わりに開閉バルブＶ３Ａが用いられ、コントロールバルブＣＶの代わりに流量制御器ＦＣ２Ａ及び開閉バルブＶ２Ａが用いられる。第１〜第４の実施形態の方法の実行においてガス供給系１００Ｂが用いられる場合には、開閉バルブＶ２Ｃの代わりに開閉バルブＶ２２Ｂが用いられ、開閉バルブＶ３Ｃの代わりに開閉バルブＶ３Ｂが用いられ、コントロールバルブＣＶの代わりに流量制御器ＦＣ２Ｂ及び開閉バルブＶ２１Ｂが用いられる。
【０１２０】
以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、上述した実施形態のプラズマ処理装置は、容量結合型のプラズマ処理装置であったが、変形態様のプラズマ処理装置は、誘導結合型のプラズマ処理装置、マイクロ波といった表面波を用いるプラズマ処理装置といった任意のタイプのプラズマ処理装置であってもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１…処理システム、ＴＦ…搬送モジュール、ＴＣ…搬送チャンバ、ＭＣ…制御部、１０Ａ，１０Ｃ…プラズマ処理装置、１２…チャンバ本体、１２ｃ…チャンバ、１６…ステージ、１８…下部電極、１８ｆ…流路、２０…静電チャック、３０…上部電極、５０…排気装置、６２…第１の高周波電源、６４…第２の高周波電源、ＨＴＣ…ヒータ、１００Ａ…ガス供給系、ＧＳ１，ＧＳ２…ガスソース、Ｌ１Ａ，Ｌ１１Ａ，Ｌ１２Ａ，Ｌ１３Ａ…流路（第１の流路）、Ｌ２Ａ，Ｌ２１Ａ，Ｌ２２Ａ，Ｌ２３Ａ…流路（第２の流路）、Ｌ３Ａ…流路（第３の流路）、Ｖ２１Ａ、Ｖ２２Ａ、Ｖ２３Ａ…開閉バルブ（第１の開閉バルブ）、Ｖ３Ａ…開閉バルブ（第２の開閉バルブ）、ＨＪＡ…ヒータ、１００Ｂ…ガス供給系、Ｌ１Ｂ，Ｌ１１Ｂ，Ｌ１２Ｂ，Ｌ１３Ｂ…流路（第１の流路）、Ｌ２Ｂ…流路（第２の流路）、Ｌ３Ｂ…流路（第３の流路）、Ｖ２２Ｂ…開閉バルブ（第１の開閉バルブ）、Ｖ３Ｂ…開閉バルブ（第２の開閉バルブ）、ＨＪＢ…ヒータ、１００Ｃ…ガス供給系、Ｌ１Ｃ…流路（第１の流路）、Ｌ２Ｃ…流路（第２の流路）、Ｌ３Ｃ…流路（第３の流路）、ＣＶ…コントロールバルブ、Ｖ２Ｃ…開閉バルブ（第１の開閉バルブ）、Ｖ３Ｃ…開閉バルブ（第２の開閉バルブ）、ＯＬ１…オリフィス部材、ＯＬ２…オリフィス部材、ＨＪＣ…ヒータ、Ｗ…被加工物、ＭＫ…マスク、ＰＬ…多孔質膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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