(57)【要約】【課題】本発明は、プロセスガスの導入量を制御するコンダクタンス制御部の数を低減させることができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な処理容器と、前記処理容器の内部を所定の圧力まで減圧する減圧部と、前記処理容器の内部に設けられた被処理物を載置する載置部と、前記処理容器の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、前記処理容器の内部にプロセスガスを供給するガス供給部と、一端が前記ガス供給部に接続された第１の配管と、前記第１の配管の他端に接続された分岐部と、それぞれの一端が前記分岐部に接続され他端が前記処理容器に接続された複数の配管であって、配管の流路のコンダクタンスが互いに異なる、複数の配管と、前記第１の配管に設けられ、前記第１の配管の流路のコンダクタンスを制御するコンダクタンス制御部と、を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。【選択図】図１
2011187507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な処理容器と、
前記処理容器の内部を所定の圧力まで減圧する減圧部と、
前記処理容器の内部に設けられた被処理物を載置する載置部と、
前記処理容器の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、
前記処理容器の内部にプロセスガスを供給するガス供給部と、
一端が前記ガス供給部に接続された第１の配管と、
前記第１の配管の他端に接続された分岐部と、
それぞれの一端が前記分岐部に接続され他端が前記処理容器に接続された複数の配管であって、配管の流路のコンダクタンスが互いに異なる、複数の配管と、
前記第１の配管に設けられ、前記第１の配管の流路のコンダクタンスを制御するコンダクタンス制御部と、
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記コンダクタンス制御部は、前記第１の配管の流路のコンダクタンスを制御することで、前記複数の配管のそれぞれの流路のコンダクタンスの割合に応じた量のプロセスガスを前記複数の配管のそれぞれから前記処理容器の内部へ導入させること、を特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記コンダクタンス制御部は、前記第１の配管の流路のコンダクタンスを制御することで、前記複数の配管のそれぞれから同量のプロセスガスを前記処理容器の内部へ導入させること、を特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記複数の配管は、第２の配管と、第３の配管と、からなり、
前記第２の配管の流路のコンダクタンスと、前記第３の配管の流路のコンダクタンスと、の比率は、一方が他方の３０％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
大気圧よりも減圧された雰囲気においてプラズマを発生させ、前記プラズマに向けて導入されたプロセスガスを励起させてプラズマ生成物を生成し、前記プラズマ生成物を用いて被処理物に対するプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、
前記プロセスガスは、配管の流路のコンダクタンスの異なる複数の配管から導入され、前記複数の配管が分岐される前の配管の流路のコンダクタンスを制御することで、前記複数の配管のそれぞれから導入される前記プロセスガスの量を制御すること、を特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項６】
前記複数の配管が分岐される前の配管の流路のコンダクタンスを制御することで、前記複数の配管のそれぞれから前記複数の配管の流路のコンダクタンスの割合に応じた量のプロセスガスを導入すること、を特徴とする請求項５記載のプラズマ処理方法。
【請求項７】
前記複数の配管が分岐される前の配管の流路のコンダクタンスを制御することで、前記複数の配管のそれぞれから同量のプロセスガスを導入すること、を特徴とする請求項５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、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマを利用したドライプロセスは、電子デバイスの製造、金属部品の表面硬化、プラスチック部品の表面活性化、無薬剤殺菌など、幅広い技術分野において活用されている。例えば、半導体装置やフラットパネルディスプレイなどの電子デバイスの製造に際しては、アッシング、ドライエッチング、薄膜堆積あるいは表面改質などの各種のプラズマ処理が用いられている。プラズマを利用したドライプロセス（プラズマ処理）は、低コストで、高速であり、薬剤を用いないために環境汚染を低減できる点でも有利である。
【０００３】
このようなプラズマ処理においては、発生させたプラズマによりプロセスガスを励起、活性化させて中性活性種、イオン、電子などのプラズマ生成物を生成する。そして、この生成したプラズマ生成物により被処理物のプラズマ処理（例えば、エッチング処理やアッシング処理など）を行う。    
この場合、プラズマを発生させる領域には流量調整がされたプロセスガスがガス導入口から導入される（例えば、特許文献１を参照）。ところが、特許文献１に開示されている技術のように、単に１つのガス導入口からプロセスガスを導入するようにするとプラズマを発生させる領域においてプロセスガスの濃度分布が不均一になるおそれがある。そして、プラズマを発生させる領域においてプロセスガスの濃度分布が不均一になると、中性活性種などのプラズマ生成物の生成効率が低下するおそれがある。
【０００４】
そのため、プロセスガスが導入される領域毎に分割されたシャワーヘッド部と、シャワーヘッド部の分割された領域毎にプロセスガスを導入する複数の配管と、配管毎に設けられたプロセスガスの流量を制御する複数のコンダクタンス制御部とを備えたプラズマ処理装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。  
特許文献２に開示された技術によれば、プロセスガスが導入される領域毎に導入されるプロセスガスの量を制御することができる。  
しかしながら、特許文献２に開示がされた技術のようにプロセスガスが導入される領域毎にプロセスガスの導入量を制御するコンダクタンス制御部を設けるものとすれば、プラズマ処理装置の複雑化、高価格化を招くことになる。また、プロセスガスが混合ガスである場合には、その組成によりプロセスガスの分子量が異なるものとなるため各プロセスガスに対応して各コンダクタンス制御部における制御量を変更する必要がある。そのため、各コンダクタンス制御部における制御が複雑化するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１１９７０５号公報
【特許文献２】特開２００９−１１７４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、プロセスガスの導入量を制御するコンダクタンス制御部の数を低減させることができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な処理容器と、前記処理容器の内部を所定の圧力まで減圧する減圧部と、前記処理容器の内部に設けられた被処理物を載置する載置部と、前記処理容器の内部にプラズマを発生させるプラズマ発生部と、前記処理容器の内部にプロセスガスを供給するガス供給部と、一端が前記ガス供給部に接続された第１の配管と、前記第１の配管の他端に接続された分岐部と、それぞれの一端が前記分岐部に接続され他端が前記処理容器に接続された複数の配管であって、配管の流路のコンダクタンスが互いに異なる、複数の配管と、前記第１の配管に設けられ、前記第１の配管の流路のコンダクタンスを制御するコンダクタンス制御部と、を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の他の一態様によれば、大気圧よりも減圧された雰囲気においてプラズマを発生させ、前記プラズマに向けて導入されたプロセスガスを励起させてプラズマ生成物を生成し、前記プラズマ生成物を用いて被処理物に対するプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、前記プロセスガスは、配管の流路のコンダクタンスの異なる複数の配管から導入され、前記複数の配管が分岐される前の配管の流路のコンダクタンスを制御することで、前記複数の配管のそれぞれから導入される前記プロセスガスの量を制御すること、を特徴とするプラズマ処理方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、プロセスガスの導入量を制御するコンダクタンス制御部の数を低減させることができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装置を例示するための模式断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装置を例示するための模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。  
図１は、本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装置を例示するための模式断面図である。  
なお、図１は、プロセスガスを供給する配管が二分岐され、二分岐されたそれぞれの配管が処理容器に接続された場合を例示したものである。
【００１２】
図１に例示をするプラズマ処理装置１は、一般に容量結合型プラズマ（CCP：Capacitively Coupled Plasma）処理装置と呼ばれている。すなわち、平行平板電極に高周波電力を印加することで発生させたプラズマＰを用いてプロセスガスＧからプラズマ生成物を生成し、被処理物Ｗの処理を行うプラズマ処理装置の一例である。  
図１に示すように、プラズマ処理装置１は、処理容器２、電源部４、減圧部７、電極部８、ガス供給部１２、コンダクタンス制御部１３、配管部１４などを備えている。    
処理容器２は、図１において上下方向に延び、両端が閉塞された略円筒形状を呈し、大気圧よりも減圧された雰囲気が維持可能な気密構造となっている。
【００１３】
処理容器２の内部には、電極部８が設けられている。  
電極部８は、載置面（上面）を処理容器２の天井部分に対向させるようにして設けられている。そして、電極部８には電源部４が接続されている。また、処理容器２は接地されている。そのため、電極部８と処理容器２の天井部分とにより平行平板電極が形成される。また、電極部８と処理容器２の天井部分との間の空間がプラズマＰを発生させる領域３となる。  
電極部８には、被処理物Ｗを保持するための図示しない保持部が設けられている。図示しない保持部は、例えば静電チャックなどとすることができる。そのため、電極部８は、載置面（上面）に被処理物Ｗを載置、保持する載置部ともなる。
【００１４】
電源部４には、高周波電源５、ブロッキングコンデンサ６が設けられている。高周波電源５は、ブロッキングコンデンサ６を介して電極部８と接続されている。  
高周波電源５は、１００ＫＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の高周波電力を電極部８に印加する。ブロッキングコンデンサ６は、プラズマＰの中で発生し電極部８に到達した電子の移動を阻止するために設けられている。  
なお、本実施の形態においては、電極部８と処理容器２の天井部分とにより形成される平行平板電極、電源部４などが、処理容器２の内部にプラズマＰを発生させるプラズマ発生部となる。
【００１５】
減圧部７は、処理容器２の内部を所定の圧力まで減圧する。  
減圧部７には、圧力制御部１０、排気部１１が設けられている。  
排気部１１は圧力制御部１０を介して処理容器２の側壁下部に接続されており、処理容器２の内部を減圧することができるようになっている。  
圧力制御部１０は、処理容器２の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、処理容器２の内圧が所定の圧力となるように制御する。  
排気部１１は、例えば、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ：Turbo Molecular Pump）などとすることができる。
【００１６】
処理容器２の天井部分には、配管部１４を介してガス供給部１２が接続されている。  
ガス供給部１２は、処理容器２の内部にプロセスガスＧを供給する。ガス供給部１２は、例えば、プロセスガスＧを収納した高圧ボンベなどとすることができる。  
また、配管部１４には、配管１４ａ、配管１４ｂ、配管１４ｃ、分岐部１４ｄが設けられている。  
配管１４ａの一方の端部には、ガス供給部１２が接続されている。また、配管１４ａの他方の端部には、分岐部１４ｄが接続されている。そして、分岐部１４ｄの分岐される側の一方の端部には配管１４ｂが接続され、他方の端部には配管１４ｃが接続されている。すなわち、配管１４ａは、分岐部１４ｄにより配管１４ｂと配管１４ｃとに二分岐されている。また、後述するように、配管１４ｂ、配管１４ｃの配管の流路のコンダクタンスは異なるものとなっている。
【００１７】
この様に、配管部１４には、一端がガス供給部１２に接続された配管１４ａと、配管１４ａの他端に接続された分岐部１４ｄと、一端が分岐部１４ｄに接続され、他端が処理容器２に接続された配管の流路のコンダクタンスの異なる複数の配管１４ｂ、１４ｃと、が設けられている。
【００１８】
また、ガス供給部１２と分岐部１４ｄとの間の配管１４ａにはコンダクタンス制御部１３が設けられている。そのため、ガス供給部１２からコンダクタンス制御部１３を介して処理容器２内のプラズマＰを発生させる領域３にプロセスガスＧを導入することができるようになっている。  
コンダクタンス制御部１３は、例えば、マスフローコントローラ（ＭＦＣ：Mass Flow Controller）やコンダクタンスバルブ、自動圧力調整システム（ＡＰＣ：Auto Pressure Controller）などとすることができる。
【００１９】
次に、プラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量の制御について例示をする。  
配管１４ａの流路のコンダクタンスをＣａ、配管１４ｂの流路のコンダクタンスをＣ１、配管１４ｃの流路のコンダクタンスをＣ２とすると、配管１４の流路の合成コンダクタンスＣは以下の（１）式により表すことができる。
【００２０】
【数１】
2011187507.tif 000003
また、配管１４ｂの流路のコンダクタンスをＣ１と、配管１４ｃの流路のコンダクタンスをＣ２との合成コンダクタンス（分岐後の配管の流路の合成コンダクタンス）Ｃｏは、以下の（２）式により表すことができる。
【００２１】
【数２】
2011187507.tif 000004
ここで、Ｃｏ≪Ｃａの場合、すなわち、Ｃ１＋Ｃ２≪Ｃａの場合には、（１）式で表される合成コンダクタンスＣはＣ１＋Ｃ２が支配的となる。そのため、配管１４ｂを介してプラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量と、配管１４ｃを介してプラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量との割合は、ほぼＣ１：Ｃ２の割合となる。すなわち、コンダクタンスの割合に応じたプロセスガスＧの導入量とすることができる。
【００２２】
一方、Ｃｏ≫Ｃａの場合、すなわち、Ｃ１＋Ｃ２≫Ｃａの場合には、（１）式で表される合成コンダクタンスＣはＣａが支配的となる。そのため、配管１４ｂを介してプラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量と、配管１４ｃを介してプラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量は、ほぼ等しくなる。つまり、プロセスガスＧの導入量の割合がほぼ１：１となる。
【００２３】
この場合、配管１４ｂの流路のコンダクタンスＣ１と、配管１４ｃの流路のコンダクタンスＣ２とは、配管１４ｂ、配管１４ｃの内径、配管長さなどを適宜選択することで任意に設定することができる。また、固定絞りや可変絞りなどを設けて配管１４ｂの流路のコンダクタンスＣ１と、配管１４ｃの流路のコンダクタンスＣ２とを任意に設定することもできる。  
ここで、本発明者の得た知見によれば、分岐後の配管の流路のコンダクタンスの比率（コンダクタンスＣ１とコンダクタンスＣ２との比率）は、一方が他方の３０％以下であることが好ましい。
【００２４】
また、配管１４ａの流路のコンダクタンスＣａは、配管１４ａに設けられたコンダクタンス制御部１３により変化させることができる。そのため、コンダクタンス制御部１３を制御することで、Ｃ１＋Ｃ２≪Ｃａの場合とＣ１＋Ｃ２≫Ｃａの場合との切り替えを行うことができる。すなわち、コンダクタンス制御部１３を制御することで、配管１４ｂを介してプラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量と、配管１４ｃを介してプラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量をほぼＣ１：Ｃ２の割合としたり、ほぼ等しい導入量としたりすることができる。
【００２５】
この様に、コンダクタンス制御部１３は、配管１４ａの流路のコンダクタンスを制御することで、複数の配管１４ｂ、１４ｃのそれぞれから複数の配管１４ｂ、１４ｃの流路のコンダクタンスの割合に応じた量のプロセスガスＧを処理容器２の内部へ導入させることができる。  
また、コンダクタンス制御部１３は、配管１４ａの流路のコンダクタンスを制御することで、複数の配管１４ｂ、１４ｃのそれぞれから同量のプロセスガスＧを処理容器２の内部へ導入させることができる。
【００２６】
なお、Ｃ１＋Ｃ２≪Ｃａの場合とＣ１＋Ｃ２≫Ｃａの場合との間の領域においては、コンダクタンス制御部１３を制御することで導入量がほぼＣ１：Ｃ２の割合からほぼ等しくなるまで必ずしも線形に変化しない。そのため、Ｃ１＋Ｃ２≪Ｃａの場合とＣ１＋Ｃ２≫Ｃａの場合との間の領域については、Ｃａとの関係、すなわち、コンダクタンス制御部１３の制御量とプロセスガスＧの導入量の割合との関係を予め求め、これに基づいてプロセスガスＧの導入を行うようにすることができる。また、配管１４ｂと配管１４ｃとにそれぞれ図示しない流量計などを設け、流量計などによりプロセスガスＧの導入量の割合を検知しつつコンダクタンス制御部１３の制御を行うようにすることもできる。  
この場合、本発明者の得た知見によれば、コンダクタンス制御部１３は、分岐前の配管の流路のコンダクタンス（配管１４ａの流路のコンダクタンスＣａ）が分岐後の配管の流路の合成コンダクタンス（Ｃｏ；Ｃ１＋Ｃ２）の０．１倍以上、１０倍以下となるように制御できるものであることが好ましい。また、例えば、ＣａがＣｏの２倍以下であるとき、プロセスガスＧの導入量は、Ｃ１：Ｃ２の割合となり、ＣａがＣｏの２倍以上であるとき、プロセスガスＧの導入量はほぼ等しくなる。
【００２７】
次に、本実施の形態に係るプラズマ処理装置１の作用について例示をする。  
まず、図示しない搬送装置により被処理物Ｗ（例えば、半導体ウェーハやガラス基板など）が、処理容器２内に搬入され、電極部８上に載置、保持される。次に、処理容器２内が減圧部７により所定圧力まで減圧される。この際、圧力制御部１０により処理容器２内の圧力が調整される。
【００２８】
次に、処理容器２内の領域３においてプラズマＰを発生させ、中性活性種などを含むプラズマ生成物を生成する。    
すなわち、まず、ガス供給部１２からプロセスガスＧが、コンダクタンス制御部１３を介して処理容器２内のプラズマＰを発生させる領域３に導入される。    
この際、前述したように、コンダクタンス制御部１３を制御することで、配管１４ｂと配管１４ｃとから導入されるプロセスガスＧの量を制御する。例えば、配管１４ｂと配管１４ｃとから導入されるプロセスガスＧの量がほぼ等しくなるように、コンダクタンス制御部１３をＣ１＋Ｃ２≫Ｃａとなるように制御する。また、配管１４ｂと配管１４ｃとから導入されるプロセスガスＧの量がほぼＣ１：Ｃ２の割合となるように、コンダクタンス制御部１３をＣ１＋Ｃ２≪Ｃａとなるように制御する。また、Ｃ１＋Ｃ２≪Ｃａの場合とＣ１＋Ｃ２≫Ｃａの場合との間の領域においては、予め求められたコンダクタンス制御部１３の制御量とプロセスガスＧの導入量との関係に基づいて、配管１４ｂと配管１４ｃとから導入されるプロセスガスＧの量が所望の値となるようにコンダクタンス制御部１３を制御する。この場合、配管１４ｂと配管１４ｃとに設けられた図示しない流量計などによりプロセスガスＧの導入量を検知しつつコンダクタンス制御部１３の制御を行うようにすることもできる。  
ここで、プロセスガスＧとしては、ＣＦ４、Ｏ２、Ｈｅやこれらの混合ガスなどを例示することができる。ただし、これらに限定されるわけではなく処理の種類やプロセス条件などに合わせて適宜変更することができる。
【００２９】
次に、高周波電源５より１００ＫＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の高周波電力が電極部８に印加される。すると、電極部８と処理容器２の天井部分とにより平行平板電極が形成されるため、電極間に放電が起こりプラズマＰが発生する。発生したプラズマＰによりプロセスガスＧが励起、活性化されて中性活性種、イオン、電子などのプラズマ生成物が生成される。この生成されたプラズマ生成物が、処理容器２内を下降して被処理物Ｗの処理面（表面）に到達し、所望のプラズマ処理（例えば、エッチング処理やアッシング処理など）が行われる。
【００３０】
この場合、生成されたイオンと電子のうち、質量の軽い電子は動きが速く、電極部８と処理容器２の天井部分にすぐに到達する。電極部８に到達した電子は、ブロッキングコンデンサ６により移動を阻止され電極部８を帯電させる。電極部８の帯電圧は４００Ｖ〜１０００Ｖ程度に達するが、これを「陰極降下」という。一方、処理容器２は接地されているため、処理容器２の天井部分に到達した電子は移動が阻止されず、処理容器２はほとんど帯電しない。  
そして、陰極降下により発生する垂直な電界に沿ってイオンが電極部８（被処理物Ｗ）方向に移動し、被処理物Ｗの処理面（表面）に入射することで物理的なプラズマ処理が行われる。なお、中性活性種は、ガス流、拡散、重力などにより下降して被処理物Ｗの処理面（表面）に到達し、化学的なプラズマ処理が行われる。  
プラズマ処理が終了した被処理物Ｗは、図示しない搬送装置により処理容器２外に搬出される。この後、必要があれば、前述のプラズマ処理が繰り返される。
【００３１】
ここで、例えば、プロセス条件が変更されるとプラズマＰを発生させる領域３におけるプロセスガスＧの濃度分布が不均一となる場合がある。より具体的には、処理温度、圧力やガス種類が変更されるとプロセスガスＧの濃度分布が領域３において均一な濃度分布とならない場合がある。また、例えば、各配管や排気系の配設位置によってプロセスガスＧの濃度分布が不均一となる場合がある。そして、プラズマＰを発生させる領域３におけるプロセスガスＧの濃度分布が不均一となるとプラズマ生成物の生成効率が悪化するおそれがある。また、濃度の濃い部分に生成された中性活性種が衝突すると散乱が生じて、処理容器２の内壁面などに中性活性種が衝突することで失活してしまうおそれがある。
【００３２】
本実施の形態によれば、コンダクタンス制御部１３を制御することで、配管１４ｂと配管１４ｃとから導入されるプロセスガスＧの量を制御することができる。そのため、プロセスガスＧの導入量を制御するコンダクタンス制御部の数を低減させることができる。また、プロセス条件や被処理物Ｗの面内均一性の測定結果に応じて、各配管から導入されるプロセスガスＧの量の最適化を簡易に行うことができる。例えば、被処理物Ｗの処理レートが低い領域には多くのプロセスガスＧを導入させることでプラズマＰの発生密度を高くすることができる。その結果、被処理物Ｗの処理面上におけるプラズマ生成物の量の面内均一性を向上させることができる。また、生成された中性活性種が失活することを抑制することができるので処理効率を向上させることができる。
また、被処理物Ｗと配管の間に、プロセスガスが導入される領域ごとに分割されたシャワーヘッド部が配置されていたとしても、その孔の配置、数にかかわらずほぼ均一にプロセスガスＧを導入することができる。例えば、外周部の孔数よりも中心部の孔数が少ないシャワーヘッド部を介してプロセスガスＧを導入している場合であって、導入量が多い配管を外周部側、導入量が少ない配管を処理容器の中心部側に開口するように配設した場合、孔数が多い外周部側と、孔数が少ない中心部側とで、各領域からほぼ同量のプロセスガスＧを導入することができる。その結果、被処理物の処理面上における面内均一性を向上させることができる。
【００３３】
図２は、本発明の第２の実施形態に係るプラズマ処理装置を例示するための模式断面図である。  
なお、図２は、プロセスガスを供給する配管が二分岐され、二分岐されたそれぞれの配管が処理容器に接続された場合を例示したものである。  
図２に例示をするプラズマ処理装置３０は、一般に「ＳＷＰ（Surface Wave Plasma：表面波プラズマ）装置」と呼ばれるマイクロ波励起型のプラズマ処理装置である。すなわち、マイクロ波により励起させたプラズマＰを用いてプロセスガスＧからプラズマ生成物を生成し、被処理物Ｗの処理を行うプラズマ処理装置の一例である。    
図２に示すように、プラズマ処理装置３０は、処理容器３２、プラズマ発生部３１、減圧部７、ガス供給部１２、コンダクタンス制御部１３、配管部１４などを備えている。
【００３４】
処理容器３２は、有底の略円筒形状を呈し、大気圧よりも減圧された雰囲気が維持可能な気密構造となっている。  
また、処理容器３２の内部には、被処理物Ｗを載置する載置部３８が設けられている。そして、載置部３８には図示しない保持部が内蔵されている。図示しない保持部は、例えば静電チャックなどとすることができる。そのため、載置部３８は、その載置面（上面）に被処理物Ｗ（例えば、半導体ウェーハやガラス基板など）を載置、保持することができるようになっている。
【００３５】
プラズマ発生部３１は、処理容器３２の内部にプラズマＰを発生させる。プラズマ発生部３１には、マイクロ波発生部３３、透過窓３４、導入導波管３５が設けられている。透過窓３４は平板状を呈し、マイクロ波Ｍに対する透過率が高くエッチングされにくい材料から形成されている。例えば、透過窓３４をアルミナや石英などの誘電体から形成されるものとすることができる。透過窓３４は、処理容器３２の上端に気密となるようにして設けられている。
【００３６】
処理容器３２の外側であって、透過窓３４の上面には導入導波管３５が設けられている。なお、図示は省略したが終端整合器やスタブチューナなどを適宜設けるようにすることもできる。導入導波管３５は、マイクロ波発生部３３から放射されたマイクロ波Ｍを透過窓３４に向けて導波する。  
導入導波管３５と透過窓３４との接続部分には、スロット３６が設けられている。スロット３６は、導入導波管３５の内部を導波されてきたマイクロ波Ｍを透過窓３４に向けて放射させるためのものである。
【００３７】
導入導波管３５の一端には、マイクロ波発生部３３が設けられている。マイクロ波発生部３３は、所定周波数（例えば２．７５ＧＨｚ）のマイクロ波Ｍを発生させ、導入導波管３５に向けて放射することができるようになっている。
【００３８】
減圧部７は、処理容器３２の内部を所定の圧力まで減圧する。  
減圧部７には、圧力制御部１０、排気部１１が設けられている。  
排気部１１は圧力制御部１０を介して処理容器３２の底面に接続されており、処理容器３２の内部を減圧することができるようになっている。  
圧力制御部１０は、処理容器３２の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、処理容器３２の内圧が所定の圧力となるように制御する。  
排気部１１は、例えば、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ：Turbo Molecular Pump）などとすることができる。
【００３９】
処理容器３２の側壁上部には、配管部１４を介してガス供給部１２が接続されている。  ガス供給部１２、配管部１４は前述したものと同様とすることができる。すなわち、配管部１４には、配管１４ａ、配管１４ｂ、配管１４ｃ、分岐部１４ｄが設けられており、ガス供給部１２と分岐部１４ｄとの間の配管１４ａにはコンダクタンス制御部１３が設けられている。そのため、ガス供給部１２からコンダクタンス制御部１３を介して処理容器３２内のプラズマＰを発生させる領域３にプロセスガスＧを導入することができるようになっている。  
コンダクタンス制御部１３は、例えば、マスフローコントローラ（ＭＦＣ：Mass Flow Controller）などとすることができる。  
なお、プラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量の制御などについては前述したものと同様のためそれらの詳細な説明は省略する。
【００４０】
配管１４ｂ、配管１４ｃと処理容器３２との接続部分よりは下方であって載置部３８の上方には、載置部３８の上面を覆うように整流板３７が設けられている。整流板３７は、プラズマＰにより生成されたプラズマ生成物を含んだガスの流れを整流し、被処理物Ｗの処理面上におけるプラズマ生成物の量がさらに均一化されるようにするためのものである。
【００４１】
また、整流板３７は、多数の孔部３７ａが設けられた略円形の板状体であり、処理容器３２の内壁に固定されている。そして、整流板３７と載置部３８の載置面（上面）との間の空間が、プラズマ処理が行われる処理領域３９となる。また、処理容器３２の内壁面、整流板３７の表面は、中性活性種と反応しにくい材料（例えば、四弗化樹脂（ＰＴＦＥ）やアルミナなどのセラミック材料など）で覆われている。    
次に、本実施の形態に係るプラズマ処理装置３０の作用について例示をする。  
まず、図示しない搬送装置により被処理物Ｗ（例えば、半導体ウェーハやガラス基板など）が、処理容器３２内に搬入され、載置部３８上に載置、保持される。次に、処理容器３２内が減圧部７により所定圧力まで減圧される。この際、圧力制御器１０により処理容器３２内の圧力が調整される。
【００４２】
次に、処理容器３２内の領域３においてプラズマＰを発生させ、中性活性種などを含むプラズマ生成物を生成する。
【００４３】
すなわち、まず、ガス供給部１２からプロセスガスＧが、ガス流制御部１３を介して処理容器３２内のプラズマＰを発生させる領域３に導入される。    
この際、前述したように、コンダクタンス制御部１３を制御することで、配管１４ｂと配管１４ｃとから導入されるプロセスガスＧの量を制御する。なお、配管１４ｂと配管１４ｃとから導入されるプロセスガスＧの量の制御に関しては、前述したものと同様のため詳細な説明は省略する。  
ここで、プロセスガスＧとしては、ＣＦ４、Ｏ２、Ｈｅやこれらの混合ガスなどを例示することができる。ただし、これらに限定されるわけではなく処理の種類やプロセス条件などに合わせて適宜変更することができる。
【００４４】
次に、マイクロ波発生部３３から所定のパワーのマイクロ波Ｍが導入導波管３５内に放射される。放射されたマイクロ波Ｍは、導入導波管３５内を導波され、スロット３６を介して透過窓３４に向けて放射される。  
透過窓３４に向けて放射されたマイクロ波Ｍは、透過窓３４の表面を伝搬して、処理容器３２内に放射される。このようにして処理容器３２内に放射されたマイクロ波Ｍのエネルギーにより、プラズマＰが発生する。そして、発生したプラズマＰ中の電子密度が、透過窓３４を介して供給されるマイクロ波Ｍを遮蔽できる密度（カットオフ密度）以上になると、マイクロ波Ｍは透過窓３４の下面から処理容器３２内の空間に向けて一定距離（スキンデプス）だけ入るまでの間に反射されるようになる。そのため、このマイクロ波Ｍの反射面とスロット３６の下面との間にはマイクロ波Ｍの定在波が形成されることになる。その結果、マイクロ波Ｍの反射面がプラズマ励起面となって、このプラズマ励起面で安定的にプラズマＰが励起されるようになる。
【００４５】
このプラズマ励起面で励起された安定的なプラズマＰ中において、プロセスガスＧが励起、活性化されて中性活性種、イオン、電子などのプラズマ生成物が生成される。生成されたプラズマ生成物は、整流板３７で整流されて被処理物Ｗの処理面（表面）に到達し、所望のプラズマ処理（例えば、エッチング処理やアッシング処理など）が行われる。
【００４６】
この場合、プラズマ生成物が整流板３７を通過する際に、イオンや電子が除去される。そのため、主に中性活性種による等方性処理（例えば、等方性エッチングなど）が行われることになる。なお、バイアス電圧を付加してイオンが整流板３７を通過できるようにすることで、異方性処理（例えば、異方性エッチングなど）を行うようにすることもできる。  プラズマ処理が終了した被処理物Ｗは、図示しない搬送装置により処理容器３２外に搬出される。この後、必要があれば、前述のプラズマ処理が繰り返される。
【００４７】
本実施の形態においては、整流板３７を備えているので被処理物Ｗの処理面上におけるプラズマ生成物の量の均一化を図ることができる。しかしながら、例えば、プロセス条件が変更されるとプラズマＰを発生させる領域３におけるプロセスガスＧの濃度分布が不均一となる場合があることには変わりがない。そのため、整流板３７を備えていても被処理物Ｗの処理面上におけるプラズマ生成物の量の面内均一性が悪化するおそれがある。そして、プラズマＰを発生させる領域３におけるプロセスガスＧの濃度分布が不均一となるとプラズマ生成物の生成効率が悪化するおそれがある。また、濃度の濃い部分に生成された中性活性種が衝突すると散乱が生じて、処理容器２の内壁面などに中性活性種が衝突することで失活してしまうおそれがある。
【００４８】
本実施の形態によれば、コンダクタンス制御部１３を制御することで、配管１４ｂと配管１４ｃとから導入されるプロセスガスＧの量を制御することができる。そのため、プロセスガスＧの導入量を制御するコンダクタンス制御部の数を低減させることができる。また、プロセス条件などに応じて各配管から導入されるプロセスガスＧの量の最適化を簡易に行うことができる。その結果、被処理物Ｗの処理面上におけるプラズマ生成物の量の面内均一性を向上させることができる。また、生成された中性活性種が失活することを抑制することができるので処理効率を向上させることができる。
【００４９】
次に、本実施の形態に係るプラズマ処理方法について例示をする。  
本実施の形態に係るプラズマ処理方法は、前述したプラズマ処理装置の作用などにおいて例示をしたものと同様の趣旨とすることができる。  
例えば、本実施の形態に係るプラズマ処理方法は、大気圧よりも減圧された雰囲気においてプラズマＰを発生させ、プラズマＰに向けて導入されたプロセスガスＧを励起させてプラズマ生成物を生成し、このプラズマ生成物を用いて被処理物Ｗに対するプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、プロセスガスＧは、配管の流路のコンダクタンスの異なる複数の配管から導入され、複数の配管が分岐される前の配管の流路のコンダクタンスを制御することで、複数の配管のそれぞれから導入されるプロセスガスＧの量を制御するものとすることができる。
【００５０】
この場合、複数の配管が分岐される前の配管の流路のコンダクタンスを制御することで、複数の配管のそれぞれから複数の配管の流路のコンダクタンスの割合に応じた量のプロセスガスＧが導入されるようにすることができる。  
また、複数の配管が分岐される前の配管の流路のコンダクタンスを制御することで、複数の配管のそれぞれから同量のプロセスガスＧが導入されるようにすることができる。
【００５１】
以上、本実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。  
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。  
例えば、プラズマ処理装置１、プラズマ処理装置３０が備える各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。  
例えば、プロセスガスＧを供給する配管が二分岐された場合を例示したが、三分岐以上とすることもできる。  
この場合、配管１４の流路の合成コンダクタンスＣを一般式として表せば、以下の（３）式のようになる。
【００５２】
【数３】
2011187507.tif 000005
ここで、ｉは分岐された配管を表す正の整数である。  
また、分岐された配管の流路の合成コンダクタンスＣｏを一般式として表せば、以下の（４）式のようになる。
【００５３】
【数４】
2011187507.tif 000006
ここで、ｉは分岐された配管を表す正の整数である。
【００５４】
そのため、コンダクタンス制御部１３をＣｉ≫Ｃａとなるように制御すれば、各配管から導入されるプロセスガスＧの量をほぼ等しくすることができる。また、コンダクタンス制御部１３をＣｉ≪Ｃａとなるように制御すれば、各配管から導入されるプロセスガスＧの量を各配管のコンダクタンスの比率とすることができる。また、Ｃｉ≫ＣａとＣｉ≪Ｃａとの間の領域においては、予め求められたコンダクタンス制御部１３の制御量とプロセスガスＧの導入量との関係に基づいて、各配管から導入されるプロセスガスＧの量が所望の値となるようにコンダクタンス制御部１３を制御するようにすることができる。この場合、各配管に設けられた図示しない流量計などによりプロセスガスＧの量を検知しつつコンダクタンス制御部１３の制御を行うようにすることもできる。
【００５５】
また、プラズマの発生方式も容量結合型プラズマ（CCP：Capacitively Coupled Plasma）、ＳＷＰ（Surface Wave Plasma：表面波プラズマ）に限定されるわけではなく適宜変更することができる。  
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５６】
１  プラズマ処理装置、３  領域、２  処理容器、４  電源部、７  減圧部、８  電極部、１２  ガス供給部、１３  コンダクタンス制御部、１４  配管部、１４ａ  配管、１４ｂ  配管、１４ｃ  配管、１４ｄ  分岐部、３０  プラズマ処理装置、３１  プラズマ発生部、３２  処理容器、３３  マイクロ波発生部、３４  透過窓、３５  導入導波管、３６  スロット、３８  載置部、３９  処理領域、Ｃａ  コンダクタンス、Ｃ１  コンダクタンス、Ｃ２  コンダクタンス、Ｃ  合成コンダクタンス、Ｃｏ  合成コンダクタンス、Ｐ  プラズマ、Ｗ  被処理物
【図１】
2011187507.tif 000007
【図２】
2011187507.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月1日(2010.4.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
【数１】
2011187507.tif 000009
また、配管１４ｂの流路のコンダクタンスをＣ１と、配管１４ｃの流路のコンダクタンスをＣ２との合成コンダクタンス（分岐後の配管の流路の合成コンダクタンス）Ｃｏは、以下の（２）式により表すことができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
【数２】
2011187507.tif 000010
ここで、Ｃｏ≪Ｃａの場合、すなわち、Ｃ１＋Ｃ２≪Ｃａの場合には、（１）式で表される合成コンダクタンスＣはＣ１＋Ｃ２が支配的となる。そのため、配管１４ｂを介してプラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量と、配管１４ｃを介してプラズマＰを発生させる領域３に導入されるプロセスガスＧの導入量との割合は、ほぼＣ１：Ｃ２の割合となる。すなわち、コンダクタンスの割合に応じたプロセスガスＧの導入量とすることができる。