(57)【要約】【課題】プラズマ処理装置の部品のクリーニング方法を提供する。【解決手段】プラズマ処理装置の部品の表面は、チャンバ内に提供された内部空間を画成する表面に含まれる。一実施形態のクリーニング方法では、部品の表面上に被膜が形成される。被膜を構成する化合物は、第１のガスに含まれる第１の化合物と第２のガスに含まれる第２の化合物との重合により形成される。第１の化合物は、イソシアネートであり、第２の化合物は、アミン又は水酸基を有する化合物である。内部空間の中で基板処理が実行された後に、基板処理によって被膜上に形成された堆積物が除去される。堆積物の除去のために、被膜を構成する化合物の解重合を生じさせるように部品が加熱される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置の部品のクリーニング方法であって、前記部品の表面は、前記プラズマ処理装置のチャンバ内に提供された内部空間を画成する表面に含まれ、
前記部品の前記表面上に被膜を形成する工程であり、前記内部空間に第１のガス及び第２のガスが供給され、該第１のガスに含まれる第１の化合物と該第２のガスに含まれる第２の化合物との重合により、該被膜を構成する化合物が形成され、前記第１の化合物がイソシアネートであり、前記第２の化合物がアミン又は水酸基を有する化合物である、該工程と、
前記内部空間の中で基板処理が実行された後に、該基板処理によって前記被膜上に形成された堆積物を除去する工程であり、前記被膜を構成する前記化合物の解重合を生じさせるように前記部品が加熱される、該工程と、
を含むクリーニング方法。
【請求項２】
前記内部空間はその中で基板処理が行われる第１空間及び該第１空間とは別の第２空間を含み、
前記プラズマ処理装置は、
前記第１空間と前記第２空間との境界上で延在する隔壁であり、前記第１空間と前記第２空間とを互いに連通させる複数の貫通孔が形成された、該隔壁と、
前記第１空間内でその上に載置された基板を支持する支持台と、
前記第１空間に接続されたガス供給系と、
前記第２空間に接続された排気装置と、
を更に備える、
請求項１に記載のクリーニング方法。
【請求項３】
前記内部空間を画成する前記表面は、前記第１空間を画成する第１表面及び前記第２空間を画成する第２表面を含み、
前記部品の前記表面は、前記第２表面に含まれ、
前記部品の表面上に被膜を形成する前記工程の実行後、前記基板処理の実行前に、前記第１空間内で生成されたガスのプラズマにより、前記第１表面上で延在する前記被膜を除去する工程を更に含む、請求項２に記載のクリーニング方法。
【請求項４】
前記部品の表面上に被膜を形成する前記工程は、前記支持台上に保護部材が載置された状態で実行され、
前記部品の表面上に被膜を形成する前記工程の実行後、前記保護部材が前記支持台上から取り除かれた状態で、第１表面上で延在する前記被膜を除去する前記工程が実行される、請求項３に記載のクリーニング方法。
【請求項５】
前記支持台は、
冷媒用の流路がその中に形成された下部電極と、
前記下部電極上に設けられた静電チャックであり、その上に載置された基板を前記第１空間の中で保持する静電チャックと、
を有し、
前記静電チャックの中にはヒータが設けられており、
前記部品の表面上に被膜を形成する前記工程の実行後、前記静電チャックの表面上で延在する前記被膜の解重合を生じさせて該被膜を除去するために、前記ヒータを発熱させる工程を更に含む、請求項２に記載のクリーニング方法。
【請求項６】
堆積物を除去する前記工程において、前記部品の中に設けられたヒータ、及び、前記部品に対して非接触で該部品を加熱する非接触ヒータが、前記部品を加熱するために用いられる、請求項１〜５の何れか一項に記載のクリーニング方法。
【請求項７】
前記非接触ヒータは、前記内部空間に対して前記チャンバの外側に設けられている、請求項６に記載のクリーニング方法。
【請求項８】
前記基板処理は、成膜処理及びエッチングのうち少なくとも一方を含む、請求項１〜７の何れか一項に記載のクリーニング方法。
【請求項９】
前記基板処理は、化学気相成長法による成膜処理、プラズマ強化ＣＶＤ法による成膜処理、原子層堆積法による成膜処理、又はプラズマ強化ＡＬＤ法による成膜処理を含む、請求項８に記載のクリーニング方法。
【請求項１０】
前記基板処理は、前記成膜処理と、該成膜処理の後に実行される前記エッチングであるプラズマエッチングを含む、請求項８又は９に記載のクリーニング方法。
【請求項１１】
前記基板処理において処理される基板は、下地膜及びマスクを有し、該マスクは、該下地膜上に設けられており、開口を提供しており、
前記成膜処理は、原子層堆積法による成膜処理であり、
前記内部空間に前駆体ガスを供給する工程と、
前記内部空間のパージを実行する工程と、
前記内部空間に、前記前駆体ガスに含まれる前駆体と反応する反応性ガスを供給する工程と、
前記内部空間のパージを実行する工程と、
を含み、
前記成膜処理によって前記基板上に形成される膜は、第１領域及び第２領域を含み、該第１領域は前記開口を画成する前記マスクの側壁面に沿って延在し、該第２領域は前記下地膜上で延在し、
前記プラズマエッチングは、前記第１領域を残し前記第２領域を除去するために実行される、
請求項１０に記載のクリーニング方法。
【請求項１２】
反応性ガスを供給する前記工程において、該反応性ガスのプラズマが前記内部空間の中で生成される、請求項１１に記載のクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、プラズマ処理装置の部品のクリーニング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの製造においては、基板処理が行われる。基板処理は、プラズマ処理装置のチャンバ内の内部空間の中で実行される。基板処理が実行されると、プラズマ処理装置の部品の表面上に堆積物が形成される。部品の表面は、内部空間を画成する表面に含まれる。部品は、チャンバ自体、チャンバ内に置かれた部品等である。部品の表面上に形成された堆積物は除去されるべきである。
【０００３】
特許文献１には、基板処理によって発生する堆積物の一種であるフルオロカーボン膜を、プラズマクリーニングによって除去する技術が記載されている。プラズマクリーニングでは、クリーニングガスのプラズマが生成され、当該プラズマからのイオン及び／又はラジカルといった活性種によって、フルオロカーボン膜が除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１７５７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
堆積物は、プラズマクリーニングで除去し難い物質（例えば、金属を含有する物質）から形成されていることがある。また、堆積物は、クリーニングガスのプラズマが到達し難い空間を画成する表面上に形成されることがある。したがって、プラズマクリーニングとは異なるプラズマ処理装置の部品のクリーニング方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様においては、プラズマ処理装置の部品のクリーニング方法が提供される。部品の表面は、プラズマ処理装置のチャンバ内に提供された内部空間を画成する表面に含まれる。クリーニング方法は、（ｉ）部品の表面上に被膜を形成する工程であり、内部空間に第１のガス及び第２のガスが供給され、第１のガスに含まれる第１の化合物と第２のガスに含まれる第２の化合物との重合により、被膜を構成する化合物が形成され、第１の化合物がイソシアネートであり、第２の化合物がアミン又は水酸基を有する化合物である、該工程と、（ｉｉ）内部空間の中で基板処理が実行された後に、基板処理によって被膜上に形成された堆積物を除去する工程であり、被膜を構成する化合物の解重合を生じさせるように部品が加熱される、該工程と、を含む。
【０００７】
一態様に係るクリーニング方法では、基板処理が実行される前に部品の表面上に被膜が形成される。被膜を構成する化合物は、イソシアネートとアミンとの重合又はイソシアネートと水酸基を有する化合物との重合により生成される。このクリーニング方法では、基板処理によって部品の表面上に被膜を介して形成された堆積物を除去するために、被膜を構成する化合物の解重合が生じるように、部品が加熱される。その結果、基板処理によって被膜上に形成された堆積物が被膜と共に除去される。したがって、このクリーニング方法によれば、プラズマクリーニングとは異なる処理によって、堆積物を除去することが可能となる。
【０００８】
一実施形態において、内部空間は、その中で基板処理が行われる第１空間及び該第１空間とは別の第２空間を含む。プラズマ処理装置は、隔壁、支持台、ガス供給系、及び排気装置を更に備える。隔壁は、第１空間と第２空間との境界上で延在する。隔壁には、第１空間と第２空間とを互いに連通させる複数の貫通孔が形成されている。支持台は、第１空間内でその上に載置された基板を支持するよう構成されている。ガス供給系は、第１空間に接続されている。排気装置は、第２空間に接続されている。
【０００９】
一実施形態において、内部空間を画成する表面は、第１空間を画成する第１表面及び第２空間を画成する第２表面を含む。部品の表面は、第２表面に含まれる。この実施形態において、クリーニング方法は、部品の表面上に被膜を形成する工程の実行後、基板処理の実行前に、第１空間内で生成されたガスのプラズマにより、第１表面上で延在する被膜を除去する工程を更に含む。第１空間を画成する第１表面上に形成される堆積物がプラズマクリーニングによって除去可能である場合であっても、プラズマからの活性種が到達し難い空間、即ち第２空間を画成する第２表面上に形成された堆積物は、プラズマクリーニングでは除去し難い。この実施形態によれば、第２表面上の被膜を残すことによって、第２表面上に被膜を介して形成された堆積物を、プラズマクリーニングによらず除去することが可能である。
【００１０】
一実施形態において、部品の表面上に被膜を形成する工程は、支持台上に保護部材が載置された状態で実行される。部品の表面上に被膜を形成する工程の実行後、保護部材が支持台上から取り除かれた状態で、第１表面上で延在する被膜を除去する工程が実行される。
【００１１】
一実施形態において、支持台は、下部電極及び静電チャックを有する。下部電極の中には、冷媒用の流路が形成されている。静電チャックは、下部電極上に設けられている。静電チャックは、その上に載置された基板を第１空間の中で保持するように構成されている。静電チャックの中にはヒータが設けられている。この実施形態において、クリーニング方法は、部品の表面上に被膜を形成する工程の実行後、静電チャックの表面上で延在する被膜の解重合を生じさせて該被膜を除去するために、ヒータを発熱させる工程を更に含む。
【００１２】
堆積物を除去する工程の一実施形態では、部品の中に設けられたヒータ、及び、部品に対して非接触で該部品を加熱する非接触ヒータが、部品を加熱するために用いられる。非接触ヒータは、内部空間に対してチャンバの外側に設けられていてもよい。
【００１３】
一実施形態において、基板処理は、成膜処理及びエッチングのうち少なくとも一方を含む。基板処理は、化学気相成長法（ＣＶＤ法）による成膜処理、プラズマ強化ＣＶＤ法（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＣＶＤ法，ＰＥＣＶＤ法）による成膜処理、原子層堆積法（ＡＬＤ法）による成膜処理、又はプラズマ強化ＡＬＤ法（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＡＬＤ法，ＰＥＡＬＤ法）による成膜処理を含んでいてもよい。
【００１４】
一実施形態において、基板処理は、上記成膜処理と、該成膜処理の後に実行されるエッチングであるプラズマエッチングを含んでいてもよい。一実施形態において、基板処理において処理される基板は、下地膜及びマスクを有する。マスクは、下地膜上に設けられており、開口を提供している。成膜処理は、原子層堆積法による成膜処理である。成膜処理は、内部空間に前駆体ガスを供給する工程と、内部空間のパージを実行する工程と、内部空間に、前駆体ガスに含まれる前駆体と反応する反応性ガスを供給する工程と、内部空間のパージを実行する工程と、を含む。成膜処理によって基板上に形成される膜は、第１領域及び第２領域を含む。第１領域は開口を画成するマスクの側壁面に沿って延在し、第２領域は下地膜上で延在する。プラズマエッチングは、第１領域を残し第２領域を除去するために実行される。この実施形態によれば、マスクの開口の幅が調整される。反応性ガスを供給する工程の一実施形態では、反応性ガスのプラズマが内部空間の中で生成される。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、プラズマクリーニングとは異なるプラズマ処理装置の部品のクリーニング方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係るクリーニング方法を示す流れ図である。
【図２】図１に示すクリーニング方法を適用可能なプラズマ処理装置の一例を概略的に示す図である。
【図３】図１に示すクリーニング方法の工程ＳＴ１の実行後のプラズマ処理装置の状態を示す図である。
【図４】図１に示すクリーニング方法の工程ＳＰの実行後のプラズマ処理装置の状態を示す図である。
【図５】図１に示すクリーニング方法の工程ＳＴ２の実行後のプラズマ処理装置の状態を示す図である。
【図６】図１に示すクリーニング方法の工程ＳＴａの実行後のプラズマ処理装置の状態を示す図である。
【図７】図１に示すクリーニング方法の工程ＳＴｂの実行後のプラズマ処理装置の状態を示す図である。
【図８】図１に示すクリーニング方法の工程ＳＰの実行後のプラズマ処理装置の状態を示す図である。
【図９】図１に示すクリーニング方法の工程ＳＴｃの実行後のプラズマ処理装置の状態を示す図である。
【図１０】図１に示すクリーニング方法における工程ＳＰの基板処理の一例を示す流れ図である。
【図１１】図１０に示す工程ＳＰの基板処理の一例を適用可能な一例の基板の一部拡大断面図である。
【図１２】図１２の（ａ）、図１２の（ｂ）、図１２の（ｃ）、及び図１２の（ｄ）は、工程ＳＰの基板処理の一例の実行中に得られる基板の一部拡大断面図であり、図１２の（ｅ）は、工程ＳＰの基板処理の一例の実行後の状態の基板の一部拡大断面図である。
【図１３】図１０に示す工程ＳＴＲの一実施形態を示す流れ図である。
【図１４】図１４の（ａ）は、工程ＳＴＲにおける成膜処理後の状態の基板の一部拡大断面図であり、図１４の（ｂ）は、工程ＳＴＲにおけるにおける膜のエッチング後の状態の基板の一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
図１は、一実施形態に係るクリーニング方法を示す流れ図である。図１に示すクリーニング方法（以下、「方法ＭＴ」という）は、プラズマ処理装置の部品のクリーニングのために実行される。図２は、図１に示すクリーニング方法を適用可能なプラズマ処理装置の一例を概略的に示す図である。図２に示すプラズマ処理装置１０は、容量結合型のプラズマ処理装置である。
【００１９】
プラズマ処理装置１０は、チャンバ１１を備えている。チャンバ１１の中には内部空間Ｓが提供されている。内部空間Ｓは、第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２を含んでいる。チャンバ１１は、チャンバ本体１２を含んでいる。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有している。チャンバ本体１２の中には、内部空間Ｓが提供されている。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから構成されている。チャンバ本体１２は接地電位に接続されている。チャンバ本体１２の内壁面、即ち、内部空間Ｓを画成するチャンバ本体１２の表面には、耐腐食性を有する膜が形成されている。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。チャンバ本体１２の中、例えばチャンバ本体１２の側壁の中には、ヒータＨＴ１２が設けられていてもよい。ヒータＨＴ１２は、ヒータコントローラＨＣ１２から当該ヒータＨＴ１２に電力が与えられると、発熱する。
【００２０】
チャンバ本体１２の側壁には通路１２ｐが形成されている。基板Ｗは、内部空間Ｓとチャンバ１１の外部との間で搬送されるときに、通路１２ｐを通過する。通路１２ｐは、ゲートバルブ１２ｇによって開閉可能である。ゲートバルブ１２ｇは、チャンバ本体１２の側壁に沿って設けられている。
【００２１】
内部空間Ｓの中には、隔壁１４が設けられている。隔壁１４は、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２の境界上で延在している。隔壁１４には、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを互いに連通させるように、複数の貫通孔が形成されている。隔壁１４は、アルミニウムといった材料から形成された母材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することにより構成され得る。耐腐食性を有する膜は、極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。隔壁１４の中には、ヒータＨＴ１４が設けられていてもよい。ヒータＨＴ１４は、ヒータコントローラＨＣ１４から当該ヒータＨＴ１４に電力が与えられると、発熱する。
【００２２】
一実施形態において、隔壁１４は、シールド部１４ａ及びバッフルプレート１４ｂを含んでいる。シールド部１４ａは、略筒形状を有している。シールド部１４ａは、内部空間Ｓの中でチャンバ本体１２の側壁に沿って鉛直方向に延在している。シールド部１４ａは、チャンバ本体１２の側壁から離間している。シールド部１４ａの上端は、チャンバ１１の上部まで延びており、当該上部に固定されている。プラズマ処理装置１０では、第１空間Ｓ１内で基板処理が行われる。基板処理では反応生成物といった副生成物が発生する。シールド部１４ａにより、チャンバ本体１２の表面に付着する副生成物の量が低減される。
【００２３】
バッフルプレート１４ｂは、シールド部１４ａに交差する方向に延びている。バッフルプレート１４ｂは、シールド部１４ａと後述する支持台との間で延在している。隔壁１４の上述の複数の貫通孔は、バッフルプレート１４ｂに形成されている。なお、シールド部１４ａ及びバッフルプレート１４ｂは一体に形成されていてもよく、互いから分離可能であってもよい。
【００２４】
内部空間Ｓの中では、支持部１５が、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。支持部１５は、略円筒形状を有しており、石英といった絶縁材料から形成されている。支持部１５上には支持台１６が搭載されている。支持台１６は、支持部１５によって支持されている。支持台１６は、第１空間Ｓ１内において基板Ｗを支持するように構成されている。支持台１６は、下部電極１８及び静電チャック２０を含んでいる。支持台１６は、電極プレート２１を更に含んでいてもよい。電極プレート２１は、アルミニウムといった導電性材料から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１８は、電極プレート２１上に設けられている。下部電極１８は、アルミニウムといった導電性材料から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１８は、電極プレート２１に電気的に接続されている。
【００２５】
下部電極１８内には、流路１８ｆが設けられている。流路１８ｆは、熱交換媒体用の流路である。熱交換媒体としては、例えば、液状の冷媒、又は、その気化によって下部電極１８を冷却する冷媒（例えば、フロン）が用いられる。流路１８ｆには、チャンバ本体１２の外部に設けられたチラーユニットから配管２２ａを介して熱交換媒体が供給される。流路１８ｆに供給された熱交換媒体は、配管２２ｂを介してチラーユニットに戻される。即ち、熱交換媒体は、流路１８ｆとチラーユニットとの間で循環するように供給される。
【００２６】
静電チャック２０は、下部電極１８上に設けられている。静電チャック２０は、本体及び電極を有している。静電チャック２０の本体は、誘電体から形成されており、略円盤形状を有している。静電チャック２０の電極は、膜状の電極であり、静電チャック２０の本体内に設けられている。静電チャック２０の電極には、直流電源２３がスイッチ２４を介して電気的に接続されている。直流電源２３から静電チャック２０の電極に電圧が印加されると、静電チャック２０上に載置された基板Ｗと静電チャック２０との間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、基板Ｗは、静電チャック２０に引き付けられ、当該静電チャック２０によって保持される。
【００２７】
プラズマ処理装置１０には、ガス供給ライン２５が設けられている。ガス供給ライン２５は、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の上面と基板Ｗの裏面（下面）との間に供給する。
【００２８】
静電チャック２０の中には、一つ以上のヒータＨＴ２０（例えば抵抗発熱体）が設けられていてもよい。一つ以上のヒータＨＴ２０には、ヒータコントローラＨＣ２０から電力が与えられる。一つ以上のヒータＨＴ２０とヒータコントローラＨＣ２０との間には、ヒータコントローラＨＣ２０に高周波が流入することを防止するために、高周波フィルタＦＴ２０が設けられていてもよい。複数のヒータＨＴ２０が静電チャック２０の中に設けられている場合には、ヒータコントローラＨＣ２０から複数のヒータＨＴ２０に与えられる電力を調整することにより、静電チャック２０の複数の領域のそれぞれの温度を個別に調整し、静電チャック２０の面内（即ち、基板Ｗの面内）の温度分布を調整することが可能である。
【００２９】
静電チャック２０の外周領域上には、フォーカスリングＦＲが配置される。フォーカスリングＦＲは、略環状板形状を有している。フォーカスリングＦＲは、シリコン、石英、又は炭化シリコンといったシリコン含有材料から形成されている。フォーカスリングＦＲは、基板Ｗのエッジを囲むように配置される。
【００３０】
チャンバ本体１２の底部からは、筒状部２６が上方に延在している。筒状部２６は、支持部１５の外周に沿って延在している。筒状部２６は、導電性材料から形成されており、略円筒形状を有している。筒状部２６は、接地電位に接続されている。筒状部２６の表面は、耐腐食性を有する膜から形成されていてもよい。耐腐食性を有する膜は、極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。
【００３１】
筒状部２６上には、絶縁部２８が設けられている。絶縁部２８は、絶縁性を有し、石英といったセラミックから形成されている。絶縁部２８は、略円筒形状を有しており、電極プレート２１の外周、下部電極１８の外周、及び静電チャック２０の外周に沿って延在している。なお、上述したバッフルプレート１４ｂの縁部は、筒状部２６と絶縁部２８との間に設けられ、筒状部２６と絶縁部２８によって挟持されていてもよい。
【００３２】
支持部１５、支持台１６、筒状部２６、及び絶縁部２８は、支持アセンブリＳＡを構成している。支持アセンブリＳＡは、第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２にわたって延在している。
【００３３】
プラズマ処理装置１０は、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、支持台１６の上方に設けられている。上部電極３０は、部材３２と共にチャンバ本体１２の上部開口を閉じている。部材３２は、絶縁性を有している。上部電極３０は、この部材３２を介してチャンバ本体１２の上部に支持されている。
【００３４】
上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含んでいる。天板３４の下面は、内部空間Ｓ（又は第１空間Ｓ１）を画成している。天板３４には、複数のガス吐出孔３４ａが設けられている。複数のガス吐出孔３４ａの各々は、天板３４を板厚方向（鉛直方向）に貫通している。この天板３４は、限定されるものではないが、例えばシリコンから形成されている。或いは、天板３４は、アルミニウム製の母材の表面に耐腐食性を有する膜を設けた構造を有し得る。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。
【００３５】
支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持する部品である。支持体３６は、例えばアルミニウムといった導電性材料から形成され得る。上部電極３０の中、例えば支持体３６の中には、ヒータＨＴ３６が設けられていてもよい。ヒータＨＴ３６は、ヒータコントローラＨＣ３６から当該ヒータＨＴ３６に電力が与えられると、発熱する。ヒータＨＴ３６とヒータコントローラＨＣ３６との間には、ヒータコントローラＨＣ３６に高周波が流入することを防止するために、高周波フィルタＦＴ３６が設けられていてもよい。
【００３６】
支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。ガス拡散室３６ａからは、複数のガス孔３６ｂが下方に延びている。複数のガス孔３６ｂは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通している。支持体３６には、ガス拡散室３６ａにガスを導くガス導入口３６ｃが形成されており、このガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。
【００３７】
ガス供給管３８には、ガス供給部４０が接続されている。ガス供給部４０は、後述するガス供給部４２と共に、ガス供給系を構成している。ガス供給系は、第１空間Ｓ１に接続されている。ガス供給部４０は、ガスソース群４０ｓ、バルブ群４０ａ、流量制御器群４０ｂ、及びバルブ群４０ｃを有している。ガスソース群４０ｓは、複数のガスソースを含んでいる。複数のガスソースは、方法ＭＴで用いられる複数のガスのソースを含んでいる。また、ガスソース群４０ｓの複数のガスソースは、後述する被膜を形成するための第１のガス及び第２のガスのうち一方のガスのソースを含んでいる。バルブ群４０ａ及びバルブ群４０ｃの各々は、複数のバルブを含んでいる。流量制御器群４０ｂは、複数の流量制御器を含んでいる。流量制御器群４０ｂの複数の流量制御器の各々は、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。ガスソース群４０ｓの複数のガスソースの各々は、バルブ群４０ａの対応のバルブ、流量制御器群４０ｂの対応の流量制御器、及びバルブ群４０ｃの対応のバルブを介して、ガス供給管３８に接続されている。ガス供給部４０からのガスは、ガス供給管３８、ガス拡散室３６ａ、複数のガス孔３６ｂ、及び複数のガス吐出孔３４ａを介して、第１空間Ｓ１に供給される。
【００３８】
プラズマ処理装置１０は、ガス供給部４２を更に備えている。ガス供給部４２は、ガスソース４２ｓ、バルブ４２ａ、流量制御器４２ｂ、及びバルブ４２ｃを有している。ガスソース４２ｓは、第１のガス及び第２のガスのうち他方のガスのソースである。流量制御器４２ｂ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。ガスソース４２ｓは、バルブ４２ａ、流量制御器４２ｂ、及びバルブ４２ｃを介して、第１空間Ｓ１に接続されている。ガス供給部４２からのガスは、第１空間Ｓ１に供給される。
【００３９】
プラズマ処理装置１０のチャンバ本体１２の底部には、排気管５０が接続されている。排気管５０には、排気装置５２が接続されている。排気装置５２は、排気管５０を介して、第２空間Ｓ２に接続されている。また、排気装置５２は、第２空間Ｓ２及び隔壁１４の複数の貫通孔を介して第１空間Ｓ１に接続されている。排気装置５２は、圧力調整弁及び減圧ポンプを含んでいる。減圧ポンプは、圧力調整弁を介して第２空間Ｓ２に接続されている。減圧ポンプは、ターボ分子ポンプ及び／又はドライポンプであり得る。
【００４０】
プラズマ処理装置１０は、第１空間Ｓ１に供給されるガスのプラズマを第１空間Ｓ１内で生成することが可能である。プラズマ処理装置１０は、第１の高周波電源６１を更に備えている。第１の高周波電源６１は、プラズマ生成用の第１の高周波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６１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６１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マッチング回路を有している。なお、第１の高周波電源６１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。この場合には、上部電極３０は電気的に接地される。
【００４１】
プラズマ処理装置１０は、第２の高周波電源６２を更に備え得る。第２の高周波電源６２は、基板Ｗにイオンを引き込むためのバイアス用の第２の高周波を発生する電源である。第２の高周波の周波数は、第１の高周波の周波数よりも低い。第２の高周波の周波数は、例えば、４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数である。第２の高周波電源６２は、整合器６４を介して下部電極１８に接続されている。整合器６４は、第２の高周波電源６２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マッチング回路を有している。
【００４２】
プラズマ処理装置１０では、第１空間Ｓ１にガスが供給されている状態で第１の高周波が供給されると、当該ガスが励起されて、第１空間Ｓ１内でプラズマが生成される。また、第２の高周波が下部電極１８に供給されると、プラズマ中のイオンが基板Ｗに向けて加速される。
【００４３】
プラズマ処理装置１０は、直流電源７０を更に備えている。直流電源７０は、上部電極３０に接続されている。直流電源７０は負極性の直流電圧を上部電極３０に印加するように構成されている。上部電極３０に負極性の直流電圧が印加されると、第１空間Ｓ１内で生成されたプラズマ中の正イオンが上部電極３０の天板３４に衝突する。正イオンが天板３４に衝突すると、天板３４から二次電子が放出される。天板３４がシリコンから形成されている場合には、正イオンが天板３４に衝突すると、天板３４からシリコンが放出され得る。
【００４４】
プラズマ処理装置１０では、内部空間Ｓを画成する表面が第１表面Ｆ１及び第２表面Ｆ２を含んでいる。第１表面Ｆ１は、第１空間Ｓ１を画成する表面であり、隔壁１４の表面の一部１４ｅ及び支持アセンブリＳＡの表面の一部ＳＡｅを含んでいる。図２に示す例では、支持アセンブリＳＡの表面の一部ＳＡｅは、絶縁部２８によって提供されている。第１表面Ｆ１は、部材３２の表面の一部３２ｅ及び上部電極３０の表面の一部３０ｅも含んでいる。図２に示す例では、上部電極３０の表面の一部３０ｅは、天板３４の下面である。
【００４５】
第２表面Ｆ２は、第２空間Ｓ２を画成する表面であり、チャンバ本体１２の表面の一部１２ｆ及び隔壁１４の表面の別の一部１４ｆを含んでいる。図２に示す例では、チャンバ本体１２の表面の一部１２ｆは、チャンバ本体１２の側壁及び底部によって提供されている。また、第２表面Ｆ２は、支持アセンブリＳＡの表面の一部ＳＡｆも含んでいる。図２に示す例では、支持アセンブリＳＡの表面の一部ＳＡｆは、筒状部２６によって提供されている。
【００４６】
プラズマ処理装置１０は、ヒータＨＴ７２を更に備えていてもよい。ヒータＨＴ７２は、チャンバ１１の外部に設けられている。ヒータＨＴ７２には、ヒータコントローラＨＣ７２から電力が与えられる。ヒータコントローラＨＣ７２からヒータＨＴ７２に電力が与えられると、ヒータＨＴ７２は発熱する。プラズマ処理装置１０は、ヒータＨＴ７４を更に備えていてもよい。ヒータＨＴ７４は、プラズマ処理装置１０の部品を当該部品に対して非接触で加熱する非接触ヒータである。ヒータＨＴ７４は、例えばランプヒータである。ヒータＨＴ７４は、内部空間Ｓ、例えば第２空間Ｓ２の中に設けられる。ヒータＨＴ７４は、ヒータコントローラＨＣから当該ヒータＨＴ７４に電力が与えられると、発熱して、プラズマ処理装置１０の部品を非接触で加熱する。
【００４７】
一実施形態では、プラズマ処理装置１０は、制御部８０を更に備え得る。制御部８０は、プラズマ処理装置１０の各部を制御するよう構成されている。制御部８０は、プロセッサ、メモリといった記憶装置、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり得る。制御部８０は、記憶装置に記憶されている制御プログラムを実行し、当該記憶装置に記憶されているレシピデータに基づいてプラズマ処理装置１０の各部を制御する。これにより、プラズマ処理装置１０は、レシピデータによって指定されたプロセスを実行する。例えば、制御部８０は、方法ＭＴの実行においてプラズマ処理装置１０の各部を制御する。
【００４８】
再び図１を参照しつつ、方法ＭＴについて説明する。以下では、プラズマ処理装置１０に方法ＭＴが適用される場合を例として、方法ＭＴについて説明する。方法ＭＴは、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２を含んでいる。工程ＳＴ１では、プラズマ処理装置１０の部品の表面上に被膜が形成される。工程ＳＴ１は、工程ＳＰの基板処理の前に実行される。工程ＳＴ２は、工程ＳＰの基板処理の後に実行される。工程ＳＴ２では、基板処理によって形成された堆積物が被膜と共に除去される。方法ＭＴは、工程ＳＴａ、工程ＳＴｂ、及び工程ＳＴｃのうち少なくとも一つの工程を更に含んでいてもよい。以下の説明では、まず、工程ＳＴ１、工程ＳＰ、及び工程ＳＴ２を含み、工程ＳＴａにおいて第１表面Ｆ１上の被膜が除去されず、工程ＳＴｃが実行されない場合の方法ＭＴについて記述する。以下の説明では、図１と共に、図３〜図５を参照する。図３〜図５は、工程ＳＴ１、工程ＳＰ、工程ＳＴ２のそれぞれの実行後のプラズマ処理装置の状態を示している。
【００４９】
方法ＭＴは、工程ＳＴ１で開始する。工程ＳＴ１では、図３に示すように、プラズマ処理装置１０の部品の表面、即ち内部空間Ｓを画成する表面上に被膜ＣＦが形成される。内部空間Ｓを画成する表面は、第１表面Ｆ１及び第２表面Ｆ２を含む。部品は、チャンバ１１を含む。チャンバ１１は、チャンバ本体１２、上部電極３０（例えば天板３４）、及び部材３２を含む。また、部品は、チャンバ１１の中に配置された部品を含む。チャンバ１１の中に配置された部品は、隔壁１４、静電チャック２０、筒状部２６、絶縁部２８、及びフォーカスリングＦＲを含む。
【００５０】
被膜ＣＦは、支持台１６上（静電チャック２０上）に保護部材（例えばダミー基板ＤＷ）が載置されている状態で、形成されてもよい。或いは、被膜ＣＦは、支持台１６上（静電チャック２０上）に物体が載置されていない状態で、形成されてもよい。被膜ＣＦを形成するために、ガス供給部４０から第１の化合物（即ち、その蒸気）を含む第１のガスが内部空間Ｓに供給され、ガス供給部４２から第２の化合物（即ち、その蒸気）を含む第２のガスが内部空間Ｓに供給される。なお、第１のガスがガス供給部４２から供給され、第２のガスがガス供給部４０から供給されてもよい。
【００５１】
第１の化合物は、原料モノマーであり、イソシアネートである。第２の化合物は、原料モノマーであり、アミン又は水酸基を有する化合物である。工程ＳＴ１では、内部空間Ｓの中で、第１の化合物と第２の化合物の重合を生じさせる。第１の化合物と第２の化合物の重合により、被膜ＣＦを構成する化合物が形成される。第２の化合物がアミンである場合には、被膜ＣＦを構成する化合物は、尿素結合を有する重合体又はオリゴマーであり得る。第２の化合物が水酸基を有する化合物である場合には、被膜ＣＦを構成する化合物は、ウレタン結合を有する重合体又はオリゴマーであり得る。第１の化合物と第２の化合物の重合は、被膜ＣＦを構成する化合物の解重合が発生する温度よりも低い温度で発生する。第１の化合物と第２の化合物の重合は、例えば０℃以上、１５０℃以下の温度範囲内において発生する。工程ＳＴ１では、内部空間Ｓの中の温度をかかる温度に設定するために、必要に応じてヒータによる加熱が行われ得る。工程ＳＴ１の加熱に用いられるヒータは、ヒータＨＴ１２、ヒータＨＴ１４、ヒータＨＴ２０、ヒータＨＴ３６、ヒータＨＴ７２、及びヒータＨＴ７４のうち一つ以上のヒータである。
【００５２】
以下、第１の化合物、第２の化合物、及び被膜ＣＦを構成する化合物を例示する。第１の化合物としては、以下の式（１）に示す一官能性イソシアネート及び式（２）に示す二官能性イソシアネートが例示される。式（１）及び式（２）において、Ｒは、アルキル基（直鎖状アルキル基若しくは環状アルキル基）等の飽和炭化水素基、アリール基等の不飽和炭化水素基、又はＮ、Ｏ、Ｓ、Ｆ、若しくはＳｉ等のヘテロ原子を含む基である。ヘテロ原子を含む基は、その一部の元素がＮ、Ｏ、Ｓ、Ｆ、若しくはＳｉ等で置換された飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基を含む。式（１）及び式（２）においてＲで示す原子団の中に含まれるＣ−Ｈ結合における水素は、他の置換基によって置換されてもよい。第１の化合物であるイソシアネートとしては、例えば脂肪族化合物又は芳香族化合物を用いることができる。脂肪族化合物としては、脂肪族鎖式化合物又は脂肪族環式化合物を用いることができる。脂肪族化合物としては、例えばヘキサメチレンジイソシアネートが挙げられる。また、脂肪族環式化合物としては、例えば１，３−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン（Ｈ６ＸＤＩ）が挙げられる。
【化１】
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【化２】
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【００５３】
また、第２の化合物としては、以下の式（３）に示す一官能性アミン及び式（４）に示す二官能性アミンが例示される。式（３）及び式（４）において、Ｒは、アルキル基（直鎖状アルキル基若しくは環状アルキル基）等の飽和炭化水素基、アリール基等の不飽和炭化水素基、又はＮ、Ｏ、Ｓ、Ｆ、若しくはＳｉ等のヘテロ原子を含む基である。ヘテロ原子を含む基は、その一部の元素がＮ、Ｏ、Ｓ、Ｆ、若しくはＳｉ等で置換された飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基を含む。式（３）及び式（４）においてＲで示す原子団の中に含まれるＣ−Ｈ結合における水素は、他の置換基によって置換されてもよい。なお、式（１）及び式（２）においてＲで示される原子団であり工程ＳＴ１で重合する第１の化合物の当該原子団は、式（３）及び式（４）においてＲで示される原子団であり工程ＳＴ１で重合する第２の化合物の当該原子団と同一であってもよく、異なっていてもよい。第２の化合物であるアミンとしては、例えば脂肪族化合物又は芳香族化合物を用いることができる。脂肪族化合物としては、脂肪族鎖式化合物又は脂肪族環式化合物を用いることができる。脂肪族化合物としては、例えば１，１２−ジアミノドデカン（ＤＡＤ）が挙げられる。脂肪族環式化合物としては、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン（Ｈ６ＸＤＡ）が挙げられる。なお、第２の化合物であるアミンは、二級アミンであってもよい。
【化３】
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【化４】
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【００５４】
また、第２の化合物としては、以下の式（５）に示す水酸基を有する一官能性化合物及び式（６）に示す水酸基を有する二官能性化合物が例示される。式（５）及び式（６）において、Ｒは、アルキル基（直鎖状アルキル基若しくは環状アルキル基）等の飽和炭化水素基、アリール基等の不飽和炭化水素基、又はＮ、Ｏ、Ｓ、Ｆ、若しくはＳｉ等のヘテロ原子を含む基である。ヘテロ原子を含む基は、その一部の元素がＮ、Ｏ、Ｓ、Ｆ、若しくはＳｉ等で置換された飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基を含む。式（５）及び式（６）においてＲで示す原子団の中に含まれるＣ−Ｈ結合における水素は、他の置換基によって置換されてもよい。なお、式（１）及び式（２）においてＲで示される原子団であり工程ＳＴ１で重合する第１の化合物の当該原子団は、式（５）及び式（６）においてＲで示される原子団であり工程ＳＴ１で重合する第２の化合物の当該原子団と同一であってもよく、異なっていてもよい。水酸基を有する化合物は、アルコール又はフェノールである。第２の化合物であるアルコールとしては、例えばジエチレングリコール、１，２−シクロヘキサンジオールが挙げられる。また、第２の化合物であるフェノールとしては、例えばヒドロキノン、１，２，４−トリヒドロキシベンゼンが挙げられる。
【化５】
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【化６】
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【００５５】
被膜ＣＦを構成する化合物としては、以下の式（７）〜式（１０）に示す尿素結合を有する化合物が挙げられる。式（７）に示す化合物は、式（１）に示す化合物と式（３）に示す化合物との重合により、生成される。式（８）に示す化合物は、式（１）に示す化合物と式（４）に示す化合物との重合により、生成される。或いは、式（８）に示す化合物は、式（２）に示す化合物と式（３）に示す化合物との重合により、生成される。式（９）に示す化合物は、式（２）に示す化合物と式（４）に示す化合物との重合により、生成される。また、式（１０）に示す化合物は、式（９）に示すポリマーの両末端をそれぞれ、イソシアネート基を有するモノマー（例えば式（１）に示す化合物）、アミノ基を有するモノマー（例えば式（３）に示す化合物）で終端させた構造を有する。なお、式（９）及び式（１０）において、ｎは２以上の整数である。
【化７】
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【化８】
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【化９】
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【化１０】
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【００５６】
また、被膜ＣＦを構成する別の化合物としては、以下の式（１１）〜式（１５）に示すウレタン結合を有する化合物が挙げられる。式（１１）に示す化合物は、式（１）に示す化合物と式（５）に示す化合物との重合により、生成される。式（１２）に示す化合物は、式（１）に示す化合物と式（６）に示す化合物との重合により、生成される。式（１３）に示す化合物は、式（２）に示す化合物と式（５）に示す化合物との重合により、生成される。式（１４）に示す化合物は、式（２）に示す化合物と式（６）に示す化合物との重合により、生成される。また、式（１５）に示す化合物は、式（１４）に示すポリマーの両末端をそれぞれ、イソシアネート基を有するモノマー（例えば式（１）に示す化合物）、水酸基を有するモノマー（例えば式（５）に示す化合物）で終端させた構造を有する。なお、式（１４）及び式（１５）において、ｎは２以上の整数である。
【化１１】
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【化１２】
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【化１３】
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【化１４】
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【化１５】
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【００５７】
以下の式（１６）〜（２６）は、式（２）、式（４）、及び式（６）においてＲで示す原子団の構造を例示している。式（１６）〜（２６）において、Ｒ１は、イソシアネート基、アミノ基、又は水酸基である。式（１６）〜式（２２）に示すように、第１の化合物及び第２の化合物の各々は、Ｒで示す原子団として、ベンゼン環を有していてもよい。式（１６）〜式（１９）に示す化合物の各々は、イソシアネート基、アミノ基、又は水酸基とベンゼン環との間に炭素を有していない。式（２０）〜式（２２）に示す化合物の各々は、イソシアネート基、アミノ基、又は水酸基とベンゼン環との間に炭素を有している。式（２３）及び式（２４）に示すように、第１の化合物及び第２の化合物の各々は、Ｒで示す原子団として、脂環式炭化水素を有していてもよい。また、式（２５）及び式（２６）に示すように、第１の化合物及び第２の化合物の各々では、Ｒで示す原子団が脂肪族によって構成されていてもよい。
【化１６】
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【化１７】
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【化１８】
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【化１９】
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【化２０】
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【化２１】
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【化２２】
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【化２３】
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【化２４】
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【化２５】
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【化２６】
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【００５８】
支持台１６上（静電チャック２０上）に保護部材が載置されている状態で工程ＳＴ１が実行された場合には、次の工程に移る前に、保護部材が支持台１６から取り除かれてもよい。支持台１６上（静電チャック２０上）に物体が載置されていない状態で工程ＳＴ１が実行された場合には、続く工程ＳＴａにおいて、静電チャック２０の表面上で延在する被膜ＣＦが除去されてもよい。例えば、静電チャック２０の表面上で延在する被膜ＣＦを構成する化合物の解重合が生じるように、工程ＳＴａにおいて、ヒータＨＴ２０を発熱させてもよい。被膜ＣＦを構成する化合物の解重合が生じる温度は、例えば２００℃以上、３５０℃以下の範囲内の温度である。なお、流路１８ｆとチラーユニットとの間で冷媒を循環させることにより、静電チャック２０以外の部品の表面から被膜ＣＦが除去されることを防止することができる。
【００５９】
次いで、工程ＳＴｂが実行されてもよい。工程ＳＴｂについては後述する。次いで、工程ＳＰが実行される。工程ＳＰでは、基板Ｗが支持台１６（静電チャック２０）上に載置されている状態で、内部空間Ｓの中で基板処理が実行される。工程ＳＰの基板処理は、成膜処理及びエッチングのうち少なくとも一方を含む。工程ＳＰの基板処理は、成膜処理と、当該成膜処理の後に実行されるエッチングとを含んでいてもよい。成膜処理は、化学気相成長法（ＣＶＤ法）による成膜処理、プラズマ強化ＣＶＤ法（ＰＥＣＶＤ法）による成膜処理、原子層堆積法（ＡＬＤ法）による成膜処理、又は、プラズマ強化ＡＬＤ法（ＰＥＡＬＤ法）による成膜処理であり得る。工程ＳＰの基板処理に含まれるエッチングは、プラズマエッチングを含む。プラズマエッチングによってエッチングされる基板Ｗ内の膜は、任意の膜であり得る。プラズマエッチングによってエッチングされる基板Ｗ内の膜は、シリコン含有膜又は金属含有膜であり得る。
【００６０】
工程ＳＰで実行される基板処理は、被膜ＣＦを構成する化合物の解重合が生じない温度で実行される。なお、被膜ＣＦを構成する化合物は、被膜ＣＦが加熱されることにより解重合する。解重合は、上述した重合とは逆方向の反応であり、被膜ＣＦを構成する化合物が第１の化合物及び第２の化合物に分解する反応である。被膜ＣＦを構成する化合物の解重合が生じる温度は、例えば２００℃以上、３５０℃以下の範囲内の温度である。
【００６１】
工程ＳＰの基板処理が実行されると、図４に示すように、被膜ＣＦ上に堆積物ＤＳが形成される。堆積物ＤＳは、成膜処理によって形成された膜及び／又はエッチング副生物である。
【００６２】
次いで、工程ＳＴ２が実行される。工程ＳＴ２では、被膜ＣＦ上に形成された堆積物ＤＳが、被膜ＣＦと共に除去される。工程ＳＴ２では、被膜ＣＦを構成する化合物の解重合を生じさせるように、ヒータによってプラズマ処理装置１０の上述した部品が加熱される。上述したように、被膜ＣＦを構成する化合物の解重合が生じる温度は、例えば２００℃以上、３５０℃以下の温度である。工程ＳＴ２において用いられるヒータは、ヒータＨＴ１２、ヒータＨＴ１４、ヒータＨＴ２０、ヒータＨＴ３６、ヒータＨＴ７２、及びヒータＨＴ７４のうち一つ以上のヒータである。工程ＳＴ２では、被膜ＣＦの解重合により生じた化合物と共に、堆積物ＤＳがプラズマ処理装置１０の上述した部品の表面から除去される。即ち、工程ＳＴ２では、被膜ＣＦの解重合により生じた化合物と共に、堆積物ＤＳが内部空間Ｓを画成する表面から除去される。
【００６３】
以下、工程ＳＴ１、工程ＳＴａ、工程ＳＴｂ、工程ＳＰ、工程ＳＴｃ、及び工程ＳＴ２を含み、工程ＳＴａにおいて第１表面Ｆ１上の被膜が除去される場合の方法ＭＴについて記述する。この場合の方法ＭＴの工程ＳＰの基板処理では、工程ＳＴｃのプラズマ処理によって第１表面Ｆ１から除去可能な堆積物ＤＳが発生する。以下の説明において、工程ＳＰの基板処理は、成膜処理を含む。以下の説明では、図１、図３、及び図５と共に、図６〜図９を参照する。図６〜図９は、工程ＳＴａ、工程ＳＴｂ、工程ＳＰ、工程ＳＴｃのそれぞれの実行後のプラズマ処理装置の状態を示している。
【００６４】
上述したように、工程ＳＴ１では、図３に示すように、プラズマ処理装置１０の部品の表面、即ち内部空間Ｓを画成する表面（第１表面Ｆ１及び第２表面Ｆ２）上に被膜ＣＦが形成される。
【００６５】
次いで、工程ＳＴａが実行される。工程ＳＴａでは、第１表面Ｆ１上で延在する被膜ＣＦが、プラズマ処理によって除去される。工程ＳＴａでは、第１空間Ｓ１内で第３のガスのプラズマが生成される。第３のガスは、当該第３のガスのプラズマからの活性種により、被膜ＣＦをエッチングし得るガスである。工程ＳＴａで用いられる第３のガスは、酸素ガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガスといった酸素含有ガスを含み得る。或いは、第３のガスは、水素ガスと窒素ガスを含む混合ガスであり得る。工程ＳＴａでは、ガス供給部４０から第１空間Ｓ１に第３のガスが供給され、第１の高周波が上部電極３０に供給される。また、第１空間Ｓ１の圧力が指定された圧力に設定されるよう、排気装置５２が制御される。工程ＳＴａでは、第１表面Ｆ１上で延在する被膜ＣＦが、第３のガスプラズマからの活性種によってエッチングされる。その結果、図６に示すように、第１表面Ｆ１上の被膜ＣＦが除去される。なお、工程ＳＴａは、支持台１６（静電チャック２０）上に物体が載置されていない状態で実行されてもよい。或いは、工程ＳＴ２は、支持台１６（静電チャック２０）上に保護部材（例えばダミー基板ＤＷ）が載置されている状態で実行されてもよい。
【００６６】
次いで、工程ＳＴｂが実行される。工程ＳＴｂでは、工程ＳＰの基板処理と同じ処理が実行される。工程ＳＴｂでは、工程ＳＰの基板処理に含まれる成膜処理と同じ処理のみが実行されてもよい。工程ＳＴｂは、保護部材（例えばダミー基板ＤＷ）が支持台１６（静電チャック２０）上に載置されている状態で、実行される。工程ＳＴｂは、複数回実行されてもよい。工程ＳＴｂの処理については、工程ＳＰの基板処理（又は成膜処理）を参照されたい。工程ＳＴｂが実行されると、図７に示すように、堆積物ＤＳが、第１表面Ｆ１上に形成され、第２表面Ｆ２上に被膜ＣＦを介して形成される。堆積物ＤＳは、成膜処理によって形成された膜及び／又はエッチング副生物である。
【００６７】
次いで、工程ＳＰが実行される。工程ＳＰでは、基板Ｗが支持台１６（静電チャック２０）上に載置されている状態で、基板処理が実行される。この例では、基板処理は、成膜処理を含む。成膜処理は、化学気相成長（ＣＶＤ）法による成膜処理、プラズマ強化ＣＶＤ法（ＰＥＣＶＤ法）による成膜処理、原子層堆積（ＡＬＤ）法による成膜処理、又は、プラズマ強化ＡＬＤ法（ＰＥＡＬＤ法）による成膜処理であり得る。工程ＳＰで実行される基板処理は、成膜処理に加えてプラズマエッチングを含んでいてもよい。
【００６８】
工程ＳＰで実行される基板処理は、被膜ＣＦを構成する化合物の解重合が生じない温度で実行される。被膜ＣＦを構成する化合物の解重合が生じる温度は、上述したように、例えば２００℃以上、３５０℃以下の範囲内の温度である。
【００６９】
工程ＳＰが実行されると、図８に示すように、堆積物ＤＳが、第１表面Ｆ１上に形成され、第２表面Ｆ２上に被膜ＣＦを介して形成される。堆積物ＤＳは、任意の物質から形成され得る。堆積物ＤＳは、例えば酸化シリコン又はタングステンから形成される。なお、工程ＳＰは、複数の基板Ｗに対して順に実行されてもよい。この工程ＳＰの実行後、基板Ｗは内部空間Ｓから搬出される。
【００７０】
方法ＭＴでは、次いで、工程ＳＴｃが実行される。工程ＳＴｃでは、第１表面Ｆ１上の堆積物ＤＳが除去される。工程ＳＴｃでは、第１空間Ｓ１内で第４のガスのプラズマが生成される。第４のガスは、当該第４のガスのプラズマからの活性種により堆積物ＤＳをエッチングし得る任意のガスであり得る。堆積物ＤＳが酸化シリコン又はタングステンから形成されている場合には、第４のガスは、例えばフルオロカーボンガスを含む。工程ＳＴｃでは、第４のガスがガス供給部４０から第１空間Ｓ１に供給され、第１の高周波が上部電極３０に供給される。また、第１空間Ｓ１の圧力が指定された圧力に設定されるよう、排気装置５２が制御される。工程ＳＴｃでは、第４のガスのプラズマからの活性種によって、第１表面Ｆ１上に形成された堆積物ＤＳがエッチングされる。その結果、図９に示すように、第１表面Ｆ１上の堆積物ＤＳが除去される。なお、工程ＳＴｃは、支持台１６（静電チャック２０）上に物体が載置されていない状態で実行されてもよい。或いは、工程ＳＴ５は、支持台１６（静電チャック２０）上に保護部材（例えばダミー基板ＤＷ）が載置されている状態で実行されてもよい。
【００７１】
次いで、工程ＳＴ２が実行される。工程ＳＴ２では、上述したように、被膜ＣＦ上に形成された堆積物ＤＳが、被膜ＣＦと共に除去される（図５参照）。この例では、第２表面Ｆ２に含まれるプラズマ処理装置１０の部品の表面から、被膜ＣＦと共に堆積物ＤＳが除去される。工程ＳＴ２では、被膜ＣＦを構成する化合物の解重合を生じさせるように、ヒータによってプラズマ処理装置１０の上述した部品が加熱される。上述したように、被膜ＣＦを構成する化合物の解重合が生じる温度は、例えば２００℃以上、３５０℃以下の温度である。工程ＳＴ２において用いられるヒータは、ヒータＨＴ１２、ヒータＨＴ１４、ヒータＨＴ２０、ヒータＨＴ３６、ヒータＨＴ７２、及びヒータＨＴ７４のうち一つ以上のヒータである。
【００７２】
方法ＭＴでは、基板処理が実行される前に、プラズマ処理装置１０の部品の表面上に被膜ＣＦが形成される。被膜ＣＦを構成する化合物は、イソシアネートとアミンとの重合又はイソシアネートと水酸基を有する化合物との重合により生成される。方法ＭＴでは、基板処理によって部品の表面上に被膜ＣＦを介して形成された堆積物ＤＳを除去するために、被膜ＣＦを構成する化合物の解重合が生じるよう、部品が加熱される。その結果、基板処理によって被膜ＣＦ上に形成された堆積物ＤＳが被膜ＣＦと共に除去される。したがって、方法ＭＴによれば、プラズマクリーニングとは異なる処理によって、堆積物ＤＳを除去することが可能となる。
【００７３】
一実施形態の方法ＭＴの工程ＳＴａでは、上述したように、第１表面Ｆ１上で延在する被膜ＣＦが除去される。第１空間Ｓ１を画成する第１表面Ｆ１上に形成される堆積物ＤＳがプラズマクリーニングによって除去可能である場合であっても、プラズマからの活性種が到達し難い空間、即ち第２空間Ｓ２を画成する第２表面Ｆ２上に形成された堆積物ＤＳは、プラズマクリーニングでは除去し難い。この実施形態によれば、第２表面Ｆ２上の被膜ＣＦを残すことによって、第２表面Ｆ２上に被膜ＣＦを介して形成された堆積物ＤＳを、プラズマクリーニングによらず除去することが可能である。
【００７４】
なお、堆積物ＤＳは、プラズマクリーニングが適用できなければ、薬品を用いたウェットクリーニングにより除去され得る。ウェットクリーニングでは、除去すべき堆積物ＤＳがその上に形成されたプラズマ処理装置の部品の損傷が生じるので、当該部品の交換頻度が高くなる。一方、方法ＭＴでは、加熱によって堆積物ＤＳを除去することができるので、プラズマ処理装置の部品の損傷が抑制され、当該部品の交換頻度が低減される。
【００７５】
一実施形態では、上述したように、工程ＳＰの基板処理を実行する前に、工程ＳＴｂが実行される。工程ＳＴｂでは、工程ＳＰの基板処理と同じ処理で堆積物ＤＳが形成され、内部空間Ｓは当該堆積物ＤＳによって囲まれる。したがって、工程ＳＰの実行中に内部空間Ｓを囲む表面の材質の変化が抑制される。その結果、複数の基板Ｗに対して順に工程ＳＰの基板処理が実行されても、複数の基板Ｗに対する基板処理の変動が抑制される。
【００７６】
以下、工程ＳＰで実行される基板処理の一例について説明する。図１０は、図１に示すクリーニング方法における工程ＳＰの基板処理の一例を示す流れ図である。図１０に示す工程ＳＰの基板処理は、工程ＳＴ４１〜工程ＳＴ４６及び工程ＳＴＲを含む。工程ＳＴＲは、マスクの開口の幅を調整する工程である。工程ＳＴＲは、工程ＳＴ４２、工程ＳＴ４３、工程ＳＴ４４、及び工程ＳＴ４６のうち少なくとも一つの工程におけるプラズマエッチングのためのマスクの開口の幅を調整するために実行される。
【００７７】
図１１は、図１０に示す工程ＳＰの基板処理の一例を適用可能な一例の基板の一部拡大断面図である。図１１に示す基板Ｗは、略円盤形状を有し得る。一実施形態において、基板Ｗは、シリコン含有膜ＳＦ、有機膜ＯＦ、反射防止膜ＢＦ、及びレジストマスクＲＭを有する。シリコン含有膜ＳＦは、ベース層ＢＬ上に設けられている。シリコン含有膜ＳＦは、一実施形態では、第１の膜ＳＦａ及び第２の膜ＳＦｂを含んでいる。第１の膜ＳＦａは、ベース層ＢＬ上に設けられており、第２の膜ＳＦｂは、第１の膜ＳＦａ上に設けられている。第１の膜ＳＦａと第２の膜ＳＦｂは、シリコンを含有し、且つ、互いに異なる材料から形成されている。第１の膜ＳＦａは、例えばシリコンから形成されている。第１の膜ＳＦａは、多結晶シリコン膜又はアモルファスシリコン膜であり得る。第２の膜ＳＦｂは、例えば酸化シリコンから形成されている。
【００７８】
有機膜ＯＦは、シリコン含有膜ＳＦ上に設けられている。反射防止膜ＢＦは、有機膜ＯＦ上に設けられている。反射防止膜ＢＦは、シリコンを含有する。レジストマスクＲＭは、反射防止膜ＢＦ上に設けられている。レジストマスクＲＭは、プラズマエッチングによって反射防止膜ＢＦに転写されるべきパターンを有している。即ち、レジストマスクＲＭは、開口ＯＲＭを提供している。開口ＯＲＭは、溝又はホールであり、反射防止膜ＢＦの表面を部分的に露出させている。レジストマスクＲＭは、フォトリソグラフィ技術によるレジスト膜のパターニングにより形成され得る。
【００７９】
以下、図１０と共に、図１２の（ａ）、図１２の（ｂ）、図１２の（ｃ）、図１２の（ｄ）、及び図１２の（ｅ）を参照する。図１２の（ａ）、図１２の（ｂ）、図１２の（ｃ）、及び図１２の（ｄ）は、工程ＳＰの基板処理の一例の実行中に得られる基板の一部拡大断面図であり、図１２の（ｅ）は、工程ＳＰの基板処理の一例の実行後の状態の基板の一部拡大断面図である。
【００８０】
図１０に示すように、工程ＳＰの基板処理の一例では、工程ＳＴ４１が実行される。工程ＳＴ４１では、レジストマスクＲＭが改質される。具体的に工程ＳＴ４１では、図１１に示した基板Ｗが支持台１６上（静電チャック２０上）に載置された状態で、処理ガスが第１空間Ｓ１に供給される。工程ＳＴ４１で用いられる処理ガスは、例えば、水素ガスと希ガスの混合ガスであり得る。また、工程ＳＴ４１では、第１空間Ｓ１の圧力が指定された圧力に設定されるように排気装置５２が制御される。また、工程ＳＴ４１では、第１の高周波電源６１からの第１の高周波が上部電極３０に供給される。さらに、工程ＳＴ４１では、直流電源７０からの電圧が上部電極３０に印加される。なお、工程ＳＴ４１では、第２の高周波電源６２からの第２の高周波は、下部電極１８に供給されてもよく、供給されなくてもよい。工程ＳＴ４１の実行により、第１空間Ｓ１の中で処理ガスのプラズマが生成される。プラズマ中の正イオンは、上部電極３０の天板３４に衝突する。その結果、天板３４から二次電子が放出される。放出された二次電子により、レジストマスクＲＭが改質される。
【００８１】
工程ＳＰの基板処理の一例では、工程ＳＴ４１の実行後に、工程ＳＴ４２が実行される。工程ＳＴ４２では、マスクＭＫ１のパターンを反射防止膜ＢＦに転写するために、プラズマエッチングが実行される。マスクＭＫ１は、レジストマスクＲＭ、又は、レジストマスクＲＭの開口の幅を工程ＳＴＲにおいて調整することにより得られたマスクである。
【００８２】
工程ＳＴ４２では、マスクＭＫ１を有する基板Ｗが支持台１６上（静電チャック２０上）に載置された状態で、処理ガスが第１空間Ｓ１に供給される。工程ＳＴ４２で用いられる処理ガスは、例えばフルオロカーボンガスを含み得る。また、工程ＳＴ４２では、第１空間Ｓ１の圧力が指定された圧力に設定されるように排気装置５２が制御される。また、工程ＳＴ４２では、第１の高周波電源６１からの第１の高周波が上部電極３０に供給される。また、工程ＳＴ４２では、第２の高周波電源６２からの第２の高周波が下部電極１８に供給される。工程ＳＴ４２の実行により、第１空間Ｓ１の中で処理ガスのプラズマが生成される。そして、プラズマ中のイオン及び／又はラジカルといった活性種によって、反射防止膜ＢＦがエッチングされる。その結果、図１２の（ａ）に示すように、マスクＭＫ１のパターンが反射防止膜ＢＦに転写される。工程ＳＴ４２の実行の後、マスクＭＫ１は除去されてもよい。
【００８３】
工程ＳＰの基板処理の一例では、工程ＳＴ４２の実行後に、工程ＳＴ４３が実行される。工程ＳＴ４３では、マスクＭＫ２のパターンを有機膜ＯＦに転写するために、プラズマエッチングが実行される。マスクＭＫ２は、工程ＳＴ４２のプラズマエッチングにより反射防止膜ＢＦから得られたマスク、又は、反射防止膜ＢＦから得られた当該マスクの開口の幅を工程ＳＴＲにおいて調整することにより得られたマスクである。
【００８４】
工程ＳＴ４３では、マスクＭＫ２を有する基板Ｗが支持台１６上（静電チャック２０上）に載置された状態で、処理ガスが第１空間Ｓ１に供給される。工程ＳＴ４３で用いられる処理ガスは、酸素含有ガス（例えば酸素ガス）を含む。或いは、工程ＳＴ４３で用いられる処理ガスは、水素ガス及び窒素ガスを含む。また、工程ＳＴ４３では、第１空間Ｓ１の圧力が指定された圧力に設定されるように排気装置５２が制御される。また、工程ＳＴ４３では、第１の高周波電源６１からの第１の高周波が上部電極３０に供給される。また、工程ＳＴ４３では、第２の高周波電源６２からの第２の高周波が下部電極１８に供給される。工程ＳＴ４３の実行により、第１空間Ｓ１の中で処理ガスのプラズマが生成される。そして、プラズマ中のイオン及び／又はラジカルといった活性種によって、有機膜ＯＦがエッチングされる。その結果、図１２の（ｂ）に示すように、マスクＭＫ２のパターンが有機膜ＯＦに転写されて、有機膜ＯＦから有機マスクＯＦＭが得られる。工程ＳＴ４３の実行の後、マスクＭＫ２は除去されてもよい。
【００８５】
工程ＳＰの基板処理の一例では、工程ＳＴ４３の実行後に、工程ＳＴ４４が実行される。工程ＳＴ４４では、マスクＭＫ３のパターンを第２の膜ＳＦｂに転写するために、プラズマエッチングが実行される。マスクＭＫ３は、有機マスクＯＦＭ、又は、有機マスクＯＦＭの開口の幅を工程ＳＴＲにおいて調整することにより得られたマスクである。
【００８６】
工程ＳＴ４４では、マスクＭＫ３を有する基板Ｗが支持台１６上（静電チャック２０上）に載置された状態で、処理ガスが第１空間Ｓ１に供給される。工程ＳＴ４４で用いられる処理ガスは、フルオロカーボンガスを含み得る。また、工程ＳＴ４４では、第１空間Ｓ１の圧力が指定された圧力に設定されるように排気装置５２が制御される。また、工程ＳＴ４４では、第１の高周波電源６１からの第１の高周波が上部電極３０に供給される。また、工程ＳＴ４４では、第２の高周波電源６２からの第２の高周波が下部電極１８に供給される。工程ＳＴ４４の実行により、第１空間Ｓ１の中で処理ガスのプラズマが生成される。そして、プラズマ中のイオン及び／又はラジカルといった活性種によって、第２の膜ＳＦｂがエッチングされる。その結果、図１２の（ｃ）に示すように、マスクＭＫ３のパターンが第２の膜ＳＦｂに転写される。
【００８７】
工程ＳＰの基板処理の一例では、次いで、工程ＳＴ４５が実行される。工程ＳＴ４５では、マスクＭＫ３が除去される。工程ＳＴ４５では、図１２の（ｃ）に示した基板Ｗが支持台１６上（静電チャック２０上）に載置された状態で、処理ガスが第１空間Ｓ１に供給される。工程ＳＴ４５で用いられる処理ガスは、酸素含有ガス（例えば酸素ガス）を含む。或いは、工程ＳＴ４５で用いられる処理ガスは、水素ガス及び窒素ガスを含む。また、工程ＳＴ４５では、第１空間Ｓ１の圧力が指定された圧力に設定されるように排気装置５２が制御される。また、工程ＳＴ４５では、第１の高周波電源６１からの第１の高周波が上部電極３０に供給される。なお、工程ＳＴ４５では、第２の高周波電源６２からの第２の高周波が下部電極１８に供給されてもよく、供給されなくてもよい。工程ＳＴ４５の実行により、第１空間Ｓ１の中で処理ガスのプラズマが生成される。そして、プラズマ中のイオン及び／又はラジカルといった活性種によって、マスクＭＫ３、即ち、有機マスクＯＦＭ自体又は当該有機マスクＯＦＭを含むマスクが除去される。その結果、図１２の（ｄ）に示す基板Ｗが得られる。
【００８８】
工程ＳＰの基板処理の一例では、工程ＳＴ４５の実行後に、工程ＳＴ４６が実行される。工程ＳＴ４６では、マスクＭＫ４のパターンを第１の膜ＳＦａに転写するために、プラズマエッチングが実行される。マスクＭＫ４は、工程ＳＴ４４のプラズマエッチングにより第２の膜ＳＦｂから得られたマスク、又は、第２の膜ＳＦｂから得られた当該マスクの開口の幅を工程ＳＴＲにおいて調整することにより得られたマスクである。
【００８９】
工程ＳＴ４６では、マスクＭＫ４を有する基板Ｗが支持台１６上（静電チャック２０上）に載置された状態で、処理ガスが第１空間Ｓ１に供給される。工程ＳＴ４６で用いられる処理ガスは、ハロゲン系のガスを含み得る。工程ＳＴ４６で用いられる処理ガスは、例えば、塩素ガス及び臭化水素ガスのうち一つ以上のガスを含み得る。また、工程ＳＴ４６では、第１空間Ｓ１の圧力が指定された圧力に設定されるように排気装置５２が制御される。また、工程ＳＴ４６では、第１の高周波電源６１からの第１の高周波が上部電極３０に供給される。また、工程ＳＴ４６では、第２の高周波電源６２からの第２の高周波が下部電極１８に供給される。工程ＳＴ４６の実行により、第１空間Ｓ１の中で処理ガスのプラズマが生成される。そして、プラズマ中のイオン及び／又はラジカルといった活性種によって、第１の膜ＳＦａがエッチングされる。その結果、図１２の（ｅ）に示すように、マスクＭＫ４のパターンが第１の膜ＳＦａに転写される。なお、工程ＳＴ４６の実行前に、第１の膜ＳＦａの表面上に形成された酸化膜を除去するために、プラズマエッチングが実行されてもよい。酸化膜の除去のためのプラズマエッチングには、フルオロカーボンガスを用いることが可能である。
【００９０】
以下、図１３、図１４の（ａ）、及び図１４の（ｂ）を参照しつつ、工程ＳＴＲについて説明する。図１３は、図１０に示す工程ＳＴＲの一実施形態を示す流れ図である。図１４の（ａ）は、工程ＳＴＲにおける成膜処理後の状態の基板の一部拡大断面図であり、図１４の（ｂ）は、工程ＳＴＲにおけるにおける膜のエッチング後の状態の基板の一部拡大断面図である。
【００９１】
工程ＳＴＲは、成膜処理ＤＰを含む。成膜処理ＤＰは、工程ＳＰの基板処理に含まれる成膜処理の一例であり、ＰＥＡＬＤ法による成膜処理である。成膜処理ＤＰの実行により、図１４の（ａ）に示すように、基板Ｗの表面、即ち、マスクＭＫの表面及び下地膜ＵＦの表面上に膜ＤＦが形成される。マスクＭＫは、レジストマスクＲＭ、工程ＳＴ４２の実行により反射防止膜ＢＦから形成されたマスク、有機マスクＯＦＭ、又は、工程ＳＴ４４の実行の実行により第２の膜ＳＦｂから形成されたマスクである。下地膜ＵＦは、マスクＭＫがレジストマスクＲＭである場合には、反射防止膜ＢＦであり、マスクＭＫが工程ＳＴ４２の実行により反射防止膜ＢＦから形成されたマスクである場合には、有機膜ＯＦであり、マスクＭＫが有機マスクＯＦＭである場合には、第２の膜ＳＦｂであり、マスクＭＫが工程ＳＴ４４の実行により第２の膜ＳＦｂから形成されたマスクである場合には、第１の膜ＳＦａである。
【００９２】
成膜処理ＤＰでは、膜ＤＦを形成するために、サイクルＣＹが一回以上実行される。各サイクルＣＹは、工程ＳＴ１１〜工程ＳＴ１６を含んでいる。工程ＳＴ１１では、基板Ｗ上に前駆体を堆積させるために、基板Ｗがその中に配置されている第１空間Ｓ１にガス供給部４０から前駆体ガスが供給される。即ち、基板Ｗに前駆体ガスが供給される。前駆体ガスは、第１空間Ｓ１を介して第２空間Ｓ２にも供給される。
【００９３】
膜ＤＦがシリコン酸化膜である場合には、前駆体ガスは、例えばアミノシラン系ガスである。アミノシラン系ガスは、有機含有されたアミノシラン系ガスであり得る。アミノシラン系ガスとしては、アミノ基の数が比較的に少ない分子構造を有するガスを用いることができ、例えばモノアミノシラン（Ｈ３−Ｓｉ−Ｒ（Ｒは有機を含んでおり置換されていても良いアミノ基））が用いられ得る。また、アミノシラン系ガスは、１〜３個のケイ素原子を有し得るアミノシランを含むことができ、或いは、１〜３個のアミノ基を有するアミノシランを含むことができる。１〜３個のケイ素原子を有するアミノシランは、１〜３個のアミノ基を有するモノシラン（モノアミノシラン）、１〜３個のアミノ基を有するジシラン、又は１〜３個のアミノ基を有するトリシランであり得る。さらに、上記のアミノシランは、置換されていてもよいアミノ基を有し得る。さらに、上記のアミノ基は、メチル基、エチル基、プロピル基、及びブチル基の何れかによって置換され得る。さらに、上記のメチル基、エチル基、プロピル基、又はブチル基は、ハロゲンによって置換され得る。
【００９４】
膜ＤＦがタングステン膜である場合には、前駆体ガスは、タングステンを含有する。前駆体ガスは、ハロゲン化タングステンガスであり得る。一例の前駆体ガスは、六フッ化タングステン（ＷＦ６）ガスである。前駆体ガスは、六塩化タングステンガスといった他のハロゲン化タングステンガス、又は、別のタングステン含有ガスであってもよい。
【００９５】
工程ＳＴ１１では、第１空間Ｓ１内でプラズマは生成されない。即ち、工程ＳＴ１１では、第１の高周波及び第２の高周波の供給が停止される。工程ＳＴ１１では、第１空間Ｓ１内の圧力が指定された圧力に設定されるように排気装置５２が制御される。工程ＳＴ１１では、前駆体ガスと共にキャリアガスがガス供給部４０から第１空間Ｓ１に供給されてもよい。キャリアガスは、第１空間Ｓ１を介して第２空間Ｓ２にも供給される。キャリアガスは、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ａｒガス、Ｘｅガス、Ｋｒガスといった希ガスであり得る。一実施形態では、キャリアガスは、成膜処理ＤＰの実行期間にわたって第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２に供給されてもよい。この工程ＳＴ１１が実行されると、基板Ｗの表面に前駆体が吸着する。また、第１表面Ｆ１又は第１表面Ｆ１上で延在する被膜ＣＦに前駆体が吸着し、第２表面Ｆ２上で延在する被膜ＣＦにも前駆体が吸着する。
【００９６】
続く工程ＳＴ１２では、内部空間Ｓのパージが実行される。具体的に、工程ＳＴ１２では、内部空間Ｓの排気が実行される。工程ＳＴ１２では、パージガスとしてキャリアガスが第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２に供給されてもよい。工程ＳＴ１２の実行により、内部空間Ｓの中の前駆体ガスが排出され、基板Ｗ上に過剰に堆積していた前駆体が除去される。
【００９７】
続く工程ＳＴ１３では、前駆体と反応する反応性ガスが、ガス供給部４０から第１空間Ｓ１に供給される。反応性ガスは、膜ＤＦがシリコン酸化膜である場合には、酸素含有ガスである。酸素含有ガスは、酸素ガス（Ｏ２ガス）、一酸化炭素ガス、又は二酸化炭素ガスである。反応性ガスは、膜ＤＦがタングステン膜である場合には、水素ガス（Ｈ２ガス）である。
【００９８】
工程ＳＴ１３では、反応性ガスのプラズマが第１空間Ｓ１内で生成される。工程ＳＴ１３では、第１空間Ｓ１に反応性ガスが供給されている状態で、第１の高周波が上部電極３０に供給される。これにより、第１空間Ｓ１の中で反応性ガスのプラズマが生成される。工程ＳＴ１３では、第２の高周波が下部電極１８に供給されてもよい。工程ＳＴ１３では、第１空間Ｓ１内の圧力が指定された圧力に設定されるように排気装置５２が制御される。工程ＳＴ１３では、プラズマからの活性種と前駆体とが反応する。膜ＤＦがシリコン酸化膜である場合には、酸素の活性種と前駆体との反応により、前駆体が酸化する。膜ＤＦがタングステン膜である場合には、水素の活性種と前駆体との反応により、前駆体中の不純物が除去される。前駆体ガスがハロゲン化タングステンガスである場合には、前駆体中のハロゲン元素と水素との反応により、前駆体からハロゲン元素が除去される。プラズマからの活性種、主にラジカルは、第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２に到達する。したがって、活性種と第２表面Ｆ２上で延在する前駆体との反応も生じる。
【００９９】
続く工程ＳＴ１４では、内部空間Ｓのパージが実行される。具体的に、工程ＳＴ１４では、内部空間Ｓの排気が実行される。工程ＳＴ１４では、パージガスとして、キャリアガスが第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２に供給されてもよい。工程ＳＴ１４の実行により、内部空間Ｓの中の反応性ガスが排出される。
【０１００】
続く工程ＳＴ１５では、停止条件が満たされるか否かが判定される。停止条件はサイクルＣＹの実行回数が所定回数に達している場合に満たされるものと判定される。所定回数は、１回以上の回数である。工程ＳＴ１５において停止条件が満たされていないと判定されると、再びサイクルＣＹが実行される。一方、工程ＳＴ１５において停止条件が満たされていると判定されると、成膜処理ＤＰの実行が停止する。成膜処理ＤＰの実行により、図１４の（ａ）に示すように、基板Ｗの表面上に膜ＤＦが形成される。基板Ｗの表面上に形成された膜ＤＦは、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２を含む。第１領域Ｒ１は、開口ＯＭＫを画成するマスクＭＫの側壁面ＳＷに沿って延在する。第２領域Ｒ２は、下地膜ＵＦ上で延在する。なお、成膜処理ＤＰの実行により、膜ＤＦを構成する物質と同じ物質から形成された堆積物ＤＳが、第１表面Ｆ１上に形成され、第２表面Ｆ２上で延在する被膜ＣＦ上に形成される。
【０１０１】
図１３に示すように、工程ＳＴＲでは、次いで、工程ＳＴ１６が実行される。工程ＳＴ１６では、第１領域Ｒ１を残し、第２領域Ｒ２を除去するように膜ＤＦのプラズマエッチングが行われる。工程ＳＴ１６では、図１４の（ａ）に示した状態の基板Ｗが支持台１６上（静電チャック２０上）に載置された状態で、処理ガスが第１空間Ｓ１に供給される。工程ＳＴ１６で用いられる処理ガスは、フルオロカーボンガスを含み得る。また、工程ＳＴ１６では、第１空間Ｓ１の圧力が指定された圧力に設定されるように排気装置５２が制御される。また、工程ＳＴ１６では、第１の高周波電源６１からの第１の高周波が上部電極３０に供給される。工程ＳＴ１６では、第１領域Ｒ１に対して第２領域Ｒ２を選択的に除去するために、異方性のプラズマエッチングが行われる。したがって、工程ＳＴ１６では、第２の高周波電源６２からの第２の高周波が下部電極１８に供給される。工程ＳＴ１６の実行により、第１空間Ｓ１の中で処理ガスのプラズマが生成される。そして、プラズマ中のイオンが基板Ｗに引き込まれて、第２領域Ｒ２がエッチングされる。その結果、図１４の（ｂ）に示すように、膜ＤＦの第１領域Ｒ１が残されて、第２領域Ｒ２がエッチングされる。なお、マスクＭＫの上面の上で延在している膜ＤＦは除去されるか、或いは、その膜厚が小さくなる。
【０１０２】
工程ＳＴＲでは、前駆体の堆積（工程ＳＴ１１）と、プラズマからの活性種と前駆体との反応（工程ＳＴ１３）が実行されることにより、基板Ｗの表面上に膜ＤＦが形成される。そして、工程ＳＴ１６において、第１領域Ｒ１が残されるように膜ＤＦがエッチングされる。その結果、マスクＭＫの開口ＯＭＫの幅が調整される。
【０１０３】
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、方法ＭＴにおいて用いられるプラズマ処理装置は、誘導結合型のプラズマ処理装置、又は、マイクロ波といった表面波を用いてガスを励起させるプラズマ処理装置であってもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…プラズマ処理装置、１２…チャンバ本体、１４…隔壁、１６…支持台、４０，４２…ガス供給部、５２…排気装置、６１…第１の高周波電源、６２…第２の高周波電源、Ｓ…内部空間、Ｓ１…第１空間、Ｓ２…第２空間、Ｆ１…第１表面、Ｆ２…第２表面。
【図１】
2019125686.tif 000029
【図２】
2019125686.tif 000030
【図３】
2019125686.tif 000031
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019125686.tif 000035
【図８】
2019125686.tif 000036
【図９】
2019125686.tif 000037
【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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