(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ元素とＯ元素を含有する第１の材料と難揮発性材料である第２の材料とを表面材料とする処理室にて被処理物をプラズマ処理するプラズマ処理方法において、
前記第１の材料により構成された処理室表面に対して前記第２の材料により構成された処理室表面に選択的にＣ元素とＨ元素とＦ元素を含有する膜を堆積させる第１の工程と、
前記第１の工程後、前記被処理物をプラズマ処理する第２の工程とを有することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理方法において、
前記第１の工程は、Ｃ元素とＨ元素とＦ元素を含有するガスによるプラズマを用いて前記Ｃ元素とＨ元素とＦ元素を含有する膜を堆積させることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載のプラズマ処理方法において、
前記ガスは、ＣＨＦ３ガス、ＣＨＦ３ガスとＯ２ガスの混合ガス、ＣＦ４ガスとＨ２ガスの混合ガス、Ｃ４Ｆ８ガスとＨ２ガスとＯ２ガスの混合ガス、Ｃ４Ｆ８ガスとＨ２ガスとＮ２ガスの混合ガス、Ｃ４Ｆ８ガスとＨ２ガスとＳＦ６ガスの混合ガスまたはＣ４Ｆ８ガスとＨ２ガスとＣＦ４ガスの混合ガスであることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法において、
前記第２の材料は、ステンレス（ＳＵＳ）またはイットリウム（Ｙ）元素もしくはアルミニウム（Ａｌ）元素を含む材料であることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法において、
前記第１の工程は、前記第１の材料により構成された処理室表面の温度が前記第２の材料により構成された処理室表面の温度より大きい場合に行われることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法において、
前記第１の材料により構成された処理室表面の温度を上昇させるヒーティング工程を前記第１の工程の前に行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法において、
前記第２の工程のプラズマ処理の一部または全てと同じプラズマ処理を行うシーズニング工程を前記第１の工程と前記第２の工程との間に行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法において、
前記第２の材料により構成された処理室表面に前記Ｃ元素とＨ元素とＦ元素を含有する膜を堆積させている時、前記処理室に堆積する金属の反応生成物を除去するメタルクリーニング工程を前記第１の工程と前記第２の工程との間に行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
【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する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体集積回路の高集積化及び高速化に伴い、今後数年の間に高速ロジックデバイスのゲート寸法は１０ｎｍレベルに達し、Åレベル（３σ＝１ｎｍ以下）の加工寸法精度が要求されている。わずかなゲート電極の寸法変動がソース／ドレイン電流やスタンバイ時のリーク電流値を大きく変動させるため、ゲート電極の寸法（ＣＤ：Critical Dimension）精度等加工形状の安定化は、歩留まり向上のための重要な要件である。
【０００３】
加工形状（ＣＤ精度、形状異方性、材料選択比等）に影響を与える一つの要因に、処理室表面へのエッチング反応生成物の堆積がある。堆積物の有無により、同じ条件でプラズマを生成したとしても、処理室表面におけるラジカルの消費量やラジカルの再結合確率が著しく変化することがプラズマ中の気相計測により解明されてきた。例えば、非特許文献１には、Ｃｌ２プラズマ中のＣｌラジカル量が処理室表面のＳｉＣｌｘ堆積物の有無によって数倍異なることが開示されている。プラズマ中のラジカル密度が変化すれば、加工形状もまた変化する。また、加工時の反応生成物は、トランジスタに用いられる材料やガス種により多岐に渡る種類がある。近年トランジスタ特性を改善するため、従来のＰｏｌｙ−Ｓｉ／ＳｉＯ２構造からＨｉｇｈ−Ｋ／ＭｅｔａｌＧａｔｅ構造へ移行すると共に、平面型トランジスタから立体型トランジスタ構造への移行が進んでいる。このため、トランジスタに使用される材料（例えば、ゲートのメタル化、Ｈｉｇｈ−Ｋゲート絶縁膜材料、ＩＩＩ−Ｖ族チャネルの採用等）の種類は多様化しており、処理室表面に堆積する難揮発性材料の種類やそのクリーニング方法も多様化している。また、非特許文献２には、処理室表面のＴｉ堆積物とプロセス変動の関係や、プロセス変動の原因となるＴｉのクリーニング方法等が開示されている。また、適切にメタルクリーニングが実施されれば、プロセス変動は抑制できる。
【０００４】
歩留まり向上のための重要なもう一つの要素に、パターン欠陥の抑制がある。エッチング処理装置においてパターン欠陥を生じる原因には、処理室表面へのウエハやガスの一部を含む反応生成物起因や処理表面部材の削れや腐食で生じる処理室表面部材起因やそれらの複合物がある。処理室表面部材起因では、特に部材に金属やランタノイド系化合物を含む不揮発性物質が含まれる場合に問題となる。一旦不揮発性物質が削れると、直接ウエハ上に落下する場合や、削れた場所や部材とは異なる処理室表面に一旦付着した後、量産処理の経過とともに成長して、ある時に剥離してウエハ上に落下するためである。落下物はウエハ下層のエッチングを阻害するマスクとして働くため、パターン欠陥を生み、製品の歩留まり低下を招く。このようなエッチングを阻害する物質は異物と呼ばれる。ゲート寸法の細線化に伴い、許容される異物粒径と異物数は年々低下しており、量産処理はその厳しさを増している。
【０００５】
上記をまとめると、量産の歩留まりを向上させるためには、加工形状の安定化と異物の低減を両立するエッチング技術が必要となる。そして、加工形状の安定化では処理室表面の堆積物と密接な関係があり、異物低減では処理室表面の堆積物に加えて処理室表面部材の削れや腐食と密接な関係がある。
【０００６】
従来、ウエハ処理毎又はロット毎にプラズマクリーニング処理やシーズニング処理を用いて処理室表面状態を一定に保つ技術が検討されてきた。また、特許文献１には、処理室表面にＣＦやＳｉを含有する膜を堆積させるコーティングを実施して、処理室表面状態変化に伴うプロセス変動への影響を低減する技術が開示されている。更に、特許文献２には、Ｓｉを含有するコーティング膜に起因する異物を低減可能とするアフタートリートメント法や処理室表面に堆積するメタル反応生成物起因のプロセス変動を低減可能なメタル対応クリーニングを用いる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許７，２０４，９１３号明細書
【特許文献２】特開２０１４−５３６４４号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】S. J. Ullal, T. W. Kim, V. Vahedi, and E. S. Aydil, J. Vac. Sci. Technol., A 21, 589 (2003).
【非特許文献２】Kosa Hirota, Naoshi Itabashi and Junichi Tanaka, J. Vac. Sci. Technol., A 32, 061304 (2014).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来技術（特許文献１及び２）は、処理室の表面材料を問わずにコーティングを行うものである。しかし、発明者らが検討した結果、処理室表面の材料に応じてコーティング膜を付着させるべき表面とそうでない表面があり、処理室表面材料とコーティング条件は適切に考慮され選択されることが必要であることが分かった。他の課題を含めて整理すると次の３つがあげられる。
【００１０】
一つ目は、Ｓｉ系のコーティング膜やＣ系のコーティング膜は、一般的に処理室表面材料よりもプラズマ耐性がなく、容易に削れることに起因したプロセス条件構築に関する課題である。例えば、コーティングで堆積するＣＨｘＦｙ，ＳｉＯｘは、Ｏ（酸素）やＦ（フッ素）やＣｌ（塩素）ラジカルを含むプラズマ中において処理室表面材料で用いられる石英やＳＵＳ（ステンレス）、Ｙ（イットリウム）やＡｌ（アルミニウム）を含有する金属よりも容易に削れる。そのため、製品ウエハをエッチング中のラジカルバランスに大きく寄与し、エッチング特性は、コーティング膜の影響を大きく受ける。このため、所望のエッチング形状やエッチング選択比を実現しようとする場合に、処理室全てにコート膜を堆積させると、コート膜からの揮発物（Ｓｉ，Ｃ，Ｈ，Ｆ等）やその反応生成物の供給が障壁となりプロセスウインドウが狭くなる可能性が高くなる。
【００１１】
二つ目は、処理室最表面温度に起因するプロセス変動の課題である。量産処理中に処理室最表面温度を一定にしなければラジカルの収支が変わり、プロセス変動を生じることがよく知られている。そして、処理室最表面温度の制御はエッチング装置業界において非常に難しい課題の一つでもある。一つ目の理由と関連して、処理室表面よりもコーティング膜においてエッチングレートが高い分、温度変化に対してプロセス変動幅をより拡大してしまう恐れがある。
【００１２】
三つ目は、必要のない処理室表面にまでコート膜を堆積させることにより、コート膜そのものによる異物発生リスクが高まるとの課題である。コート膜を堆積させるのは必要最小限の処理室表面部材に留めることが望ましい。
【００１３】
本発明は、これらの課題に着目してなされたものであり、処理室表面部材起因の異物を低減可能なプラズマ処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するための一実施形態として、ＳｉとＯを含む第１材料領域と、難揮発性材料を含む第２材料領域とが表面に配置された処理室と、前記処理室の内部にガスを導入するガス導入手段と、前記ガスをプラズマ化するプラズマ生成手段とを有するプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法において、
前記処理室の前記第１材料領域に対して前記第２材料領域にＣＨｘＦｙ膜を選択的に堆積させる第１工程と、
その後、前記処理室の内部に配置された被処理物をプラズマ処理する第２工程と、
を有することを特徴とするプラズマ処理方法とする。
【００１５】
また、石英製の内筒及びシャワープレートと、アース部とを含み、プラズマにより被処理物を処理する処理室を備えたプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法において、
前記内筒及びシャワープレートの表面温度ｔ1と、前記アース部の表面温度ｔ2の関係がｔ1＞ｔ2となる条件で、前記処理室の内部に導入したＣとＦ或いはＣとＨ或いはＣとＨとＦを含むガスのプラズマを用いて、前記アース部にＣＨｘＦｙ膜を被膜し、前記内筒及びシャワープレートにはＣＨｘＦｙ膜を堆積させない選択コーティング処理を行う第１工程と、
その後、前記被処理物をプラズマエッチング処理する第２工程と
を有することを特徴とするプラズマ処理方法とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、処理室表面部材起因の異物を低減可能なプラズマ処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一の実施例に係るプラズマ処理方法を実施するためのプラズマ処理装置（マイクロ波ＥＣＲエッチング装置）の一例を示す縦断面図である。
【図２】本発明の各実施例に係るプラズマ処理方法を説明するための処理フロー図である。
【図３Ａ】図１に示すプラズマ処理装置の処理室内部でＣＨＦ３プラズマを生成した場合の処理室表面材料（Ｙ２Ｏ３，ＹＦ３，ＳＵＳ等難揮発性材料）とプラズマ中のラジカルの反応を示す模式図である。
【図３Ｂ】図１に示すプラズマ処理装置の処理室内部でＣＨＦ３プラズマを生成した場合の処理室表面材料（石英製材料）とプラズマ中のラジカルの反応を示す模式図である。
【図４】難揮発性部材にはＣＨｘＦｙが堆積して、石英部材上には堆積しないガス条件の適性表である。
【図５】本発明の各実施例に係るプラズマ処理方法を用いて、目標寸法１６ｎｍのハードマスク加工（製品エッチング）を１ロット２５枚処理したときの寸法トレンドを示すグラフである。
【図６】不揮発性部材へのＣＨｘＦｙコーティング処理有無における不揮発性物質組成の異物数の推移を示すグラフである。
【図７】本発明の第三及び第四の実施例に係るプラズマ処理方法を説明するための処理フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施例により説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の第１の実施例に係るプラズマ処理方法について図を用いて説明する。本プラズマ処理方法が適用されるエッチング装置の例として、図１に示すマイクロ波ＥＣＲエッチング装置を用いることができる。本エッチング装置は、処理容器１２０の内部にウエハ（被処理物）１１０を載置する電極１１１と、ガス供給装置１３２と、天板１４０と石英製シャワープレート１０１と、石英製内筒１０２と、難揮発性材料で構成する接地されたアース１０３と、電磁石１４２と、プラズマを発生させる高周波電源１５０と、ＲＦバイアス電源１６１と整合器１６２と、処理室の真空排気バルブ１７１とを有している。
【００２０】
図１に示す装置構成をベースに、本実施例に係るプラズマ処理方法について図２を用いて説明する。図２は、本発明の各実施例に係るプラズマ処理方法を説明するための処理フロー図である。本実施例１は、図２に示すエッチングフローのうち、ＣＨｘＦｙコーティング処理を行う第１の工程Ｓ２１０と製品ウエハのエッチング処理を行う第２の工程Ｓ２２０を有する。
【００２１】
第１の工程Ｓ２１０は、処理室表面材料の内、難揮発性材料で構成する接地されたアースにＣＨｘＦｙ膜を堆積させる一方で、処理室表面材料の内、石英製シャワープレート１０１や石英製内筒１０２といった石英製の処理室表面にはＣＨｘＦｙ膜を堆積させないプラズマ処理を行う。発明者らは、処理室表面材料とプラズマに用いるガスを適切に選ぶことで、この堆積の違いを実現し得ることを見出した。すなわち、難揮発性材料にはＣＨｘＦｙが堆積して、石英製の表面にはＣＨｘＦｙ膜が堆積しないことを確認した（今後、この現象を選択デポと表記する）。このメカニズムの一例について図３Ａと図３Ｂを用いて以下に説明する。
【００２２】
図３Ａと図３Ｂは、図１に示すプラズマ処理装置の処理室内部でＣＨＦ３プラズマを生成した場合の各処理室表面材料とプラズマ中のラジカルの反応を示す模式図である。図３Ａが処理室表面材料として難揮発性材料（Ｙ２Ｏ３，ＹＦ３，ＳＵＳ）を用いた場合、図３Ｂが処理室表面材料として石英製材料を用いた場合の反応メカニズムを示す模式図である。
【００２３】
難揮発性材料は、Ｙ化合物やＳＵＳとＦが反応してもＹＦｘやＣｒＦｘのような不揮発性物質にしかならず、エッチングレートが非常に遅いことが知られている。このため図３Ａに示すように、コーティング開始時から難揮発性材料表面にはＣＨｘＦｙ膜が容易に付着して、処理時間の増加に従ってＣＨｘＦｙ膜が成長することになる。この膜の成長速度は、プラズマの処理時間に対して線形と考えて良い。
【００２４】
一方、図３Ｂに示すように、石英製材料では、ＳｉＯ２＋２ＣＨＦ３→ＳｉＦ４＋２ＣＯ＋２ＨＦのような反応が起こると推定される。この結果、不揮発性物質上に堆積したＣは、大半はＣＯとして揮発する。更に、微量のＣが付着しても、残ったＨＦが更に石英表面に化学吸着してエッチングされる。このため、石英表面上のＣは容易にリフトオフされ、ＣＨｘＦｙ膜が付着することはない。
【００２５】
更に、我々は種々のガス系で、このような選択デポが可能なエッチングガスを調べた。図４は、難揮発性部材にはＣＨｘＦｙが堆積して、石英部材上には堆積しないガス条件の適性表である。ＣＦ４では両材料（難揮発性部材、石英部材）にて堆積しない条件のため適性がない。一方、堆積性の強いことが知られるＣ４Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＨ３Ｆガスでは石英上にも堆積してしまうため適性がない。
【００２６】
しかし、Ｃ４Ｆ８ガスにＨ２とＯ２ガスやＮ２を添加することにより、選択デポを可能とできることがわかった。これは、Ｏ２やＮ２の添加によりＣのデポ性を弱める効果があるためと考えられる。すなわち、Ｃ＋Ｏ→ＣＯやＣ＋Ｎ→ＣＮとなり揮発して、Ｃ／Ｆ比においてＦを増加させつつ、Ｈ２の添加によりＨＦの生成を促進して石英上にデポが堆積しなくなるためと考えられる。
【００２７】
また、この理屈から、Ｃ４Ｆ８ガスにＨ２とＳＦ６ガスやＣＦ４ガスを添加しても、選択デポを実現可能であることを確認した。また、ＳはＣと反応してＣＳとなるため、Ｃの量を制御できる。
【００２８】
更にデポ性の弱いＣＦ４ガスには、Ｈ２を添加することで選択デポを実現可能であることを確認した。Ｈ＋Ｆ→ＨＦによりＣ／Ｆ比のＦ低下と共に、ＨＦが石英のエッチングを促進したためと考えられる。
【００２９】
これらのことから、選択デポを実現するには、適切なＣ／Ｆ比制御を行うと共に、デポの元になるＣの存在と、石英表面のエッチングを促進するＨＦの存在がキーとなることがわかった。従って、ＨＦが生成される場合に、選択デポが実現し得ることがわかった。
【００３０】
以上より、本実施例第１の工程Ｓ２１０において、難揮発性材料で構成される処理室表面にＣＨｘＦｙ膜を石英材料に対して選択的に堆積させる。次いで、第２の工程において、製品ウエハをエッチングする。これにより、第２の工程Ｓ２２０において、難揮発性材料の削れや腐食を原理的に抑制できるため、難揮発性物質である処理室表面部材起因（アース１０３）の異物を低減することができる。また、石英材料の上にはＣＨｘＦｙの堆積がなくＣＨｘＦｙの剥がれ等による処理室表面での材料変動が抑制され、処理室表面における温度が一定となり、プロセス変動が低減され、安定した量産処理を行うことができる。
【００３１】
尚、製品エッチング（第２の工程Ｓ２２０）は、ウエハを１枚だけ処理しても、１ロット（２５枚）のように複数枚を連続処理しても良い。すなわち、処理枚数に応じてＣＨｘＦｙコーティング処理を行う第１の工程Ｓ２１０の処理時間を調整して、難揮発性材料で構成される処理室表面のＣＨｘＦｙ膜の被覆が除去されないように調整することが可能だからである。また、本実施例では、処理室表面材料に石英製シャワープレート１０１や石英製内筒１０２といった石英製部品を例に説明したが、ＳｉとＯを含有する表面材料であればＣＨｘＦｙの選択デポは実現できる。
【００３２】
最後に、石英製シャワープレート１０１や石英製内筒１０２といったＳｉとＯを含む材料の表面温度ｔ1と難揮発性材料で構成する接地されたアース１０３の表面温度ｔ2の関係がｔ1＞ｔ2で且つｔ1とｔ2の差を大きくすることが望ましい。この適用により、選択デポをより顕著にすることが可能となる。すなわち、石英製シャワープレート１０１や石英製内筒１０２といったＳｉとＯを含む材料にはＣＨｘＦｙが堆積しないのに対して、難揮発性材料で構成する接地されたアース１０３には高レートでＣＨｘＦｙが堆積するようになる。
【００３３】
以上本実施例によれば、処理室表面部材起因の異物を低減可能なプラズマ処理方法を提供することができる。また、ＣＨｘＦｙ膜は選択的に堆積され石英材料の上にはＣＨｘＦｙの堆積がなく、処理室表面温度を一定にできるためプロセス変動が低減され、安定した量産処理を行うことができる。
【実施例２】
【００３４】
本発明の第２の実施例に係るプラズマ処理方法について説明する。なお、実施例1に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用することができる。実施例１では、図２に示すエッチングフローのうち、ＣＨｘＦｙコーティング処理を行う第１の工程Ｓ２１０と製品エッチング処理を行う第２の工程Ｓ２２０を有する処理方法を説明した。第２の実施例では、図２に示すエッチングフローのうち第１と第２の工程に加えて第１と第２の工程の間に、石英部材の表面状態を整えるシーズニング処理Ｓ３１０を含む。
【００３５】
シーズニング処理Ｓ３１０は、製品エッチング（第２の工程Ｓ２１０）の前に処理室を製品ウエハに搬送する前に実施する。ダミーウエハを用いるかウエハレスでよい。シーズニング処理は、主に石英部材の最表面１〜２ｎｍの状態を整えるために実施し、製品エッチング中と同じ表面状態を実現するために行う処理である。
【００３６】
図５は、目標寸法１６ｎｍのハードマスク加工（製品エッチング）を１ロット２５枚処理したときの寸法トレンドを示すグラフである。シーズニング処理有無を異なるプロットにて示している。シーズニング処理を実施しない場合は、１枚目で特に寸法が小さくなる１ｓｔウエハ効果が見られる一方で、シーズニング処理有では１ｓｔウエハ効果が改善されている。本実施例では、シーズニング処理のプラズマ条件は、製品エッチングの処理条件と全く同じであるが、その一部（例えば複数レシピで構成されていれば、最後の数レシピ）が同じであっても同様の効果が期待できる場合がある。
【００３７】
以上より、本実施例のシーズニング処理Ｓ３１０を実施することにより、石英部材の最表面１〜２ｎｍの状態を整えることができるため、実施例１に比べより安定した量産処理を行うことができる。
【００３８】
以上本実施例によれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、シーズニング処理を行うことにより、実施例１に比べより安定した量産処理を行うことができる。
【実施例３】
【００３９】
本発明の第３の実施例に係るプラズマ処理方法について説明する。なお、実施例1又は２に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用することができる。実施例１では、図２に示すエッチングフローのうち、ＣＨｘＦｙコーティング処理を行う第１の工程Ｓ２１０と製品エッチング処理を行う第２の工程Ｓ２２０を有する処理方法を説明した。第３の実施例では、図２に示すエッチングフローのうち第１と第２の工程に加えて、製品ウエハをエッチング処理して生じ処理室表面に堆積した反応生成物をクリーニング処理する工程（メタルクリーニング処理工程）Ｓ４１０とアース１０３のＣＨｘＦｙ堆積物のクリーニングを行う工程Ｓ４２０を有する。
【００４０】
難揮発性反応生成物としてよく知られるのは、Ａｌ（ＡｌＯ、ＡｌＦ）やＴｉ（ＴｉＦ、ＴｉＯ）である。第２の工程Ｓ２２０でこれらの金属が処理室表面に堆積する場合には、引き続いて量産処理を行うとプロセス変動の原因となる。従って、適切なメタルクリーニングを行わなければならない。メタルクリーニング処理工程Ｓ４１０で用いるガスとして、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＨＣｌを含むガスやこれらのガスとＣｌ２の混合ガス、ＣとＣｌを含む混合ガス、ＨとＣｌを含む混合ガスが有効である。これは、Ａｌ，Ｔｉは塩化物において揮発性が高いことに起因しており、塩化を促進する必要があるためである。つまり、Ｃｌ以外の含有物は塩化を促進するための還元剤としての機能を期待するものである。
【００４１】
次に、アース部のＣＨｘＦｙ膜は、第２の工程後に除去されてしまう場合とそうでない場合がある。除去が不十分な場合には、量産処理を行うことでＣＨｘＦｙ膜が成長を続けてしまい、この膜が剥がれて異物となる可能性がある。そこで、ＣＨｘＦｙ膜のクリーニングが有効である。ＣＨｘＦｙクリーニング処理工程Ｓ４２０で用いるガスとしては、アース部のＣＨｘＦｙ膜を除去するのに有効なＯやＮを含むガスが好適であり、製品ウエハのエッチング中にＳｉを含有する場合には、Ｓｉ系反応生成物に有効なＦ系ガスであるＳＦ６、ＣＦ４、ＮＦ３を含むガスを用いるか、ＯやＮを含む混合ガスが最適である。
【００４２】
図２のシーケンスにおいて、第１の工程Ｓ２１０，シーズニング処理工程Ｓ３１０，第２の工程Ｓ２２０，メタルクリーニング処理工程Ｓ４１０，ＣＨｘＦｙクリーニング処理工程Ｓ４２０の順に処理するシーケンスにおいて、第１の工程Ｓ２１０の処理有無による連続処理を行い、粒径３０ｎｍ以上の異物数の推移をＲｅｖｉｅｗ  ＳＥＭを用いて調べた。図６は、ＣＨｘＦｙコーティング処理有無における不揮発性物質組成の異物数の推移を示すグラフである。ＣＨｘＦｙコーティング処理無では、１０個程度の異物が観測されている一方で、ＣＨｘＦｙコーティング処理有では、１個も異物が観測されず、大変良好な結果が得られた。
【００４３】
以上より、第１の工程におけるＣＨｘＦｙコーティング処理により異物付着を抑制できる（処理無に比し処理有での異物数が少ない）ことが確認された。また、第１の工程に更に本実施例で新たに加えたメタルクリーニング処理工程Ｓ４１０とＣＨｘＦｙクリーニング処理工程Ｓ４２０を用いるにより、第２の工程で生成した処理室表面の難揮発性反応生成物も除去される（付着異部数が観測されず）ことが分かる。したがって、メタルクリーニング処理工程とＣＨｘＦｙクリーニング処理工程を実施することで、実施例１に比べ、より長期に渡る量産処理おけるプロセス変動を抑制することができる。また、アース１０３上へのＣＨｘＦｙ膜の極度な堆積被膜の増加による異物発生を抑えることができるため、より安定した量産処理を行うことができる。なお、実際の量産における製品エッチングでは、第２の工程とメタルクリーニング処理工程Ｓ４１０との間で製品(ウエハ)を処理室から取り出すことができる。また、メタルクリーニング処理工程Ｓ４１０とＣＨｘＦｙクリーニング処理工程Ｓ４２０との間で製品（ウエハ）を処理室から取り出すことができる。
【００４４】
尚、難揮発性材料で構成する接地されたアース１０３にダメージを与える主要因が図２のシーケンスのうちメタルクリーニング処理（工程Ｓ４１０）の場合がある。この場合は、図７に示すシーケンスを用いることができる。図７は、本実施例に係るプラズマ処理方法を説明するための他の処理フロー図であり、ＣＨｘＦｙコーティング（第１の工程Ｓ２１０）後にメタルクリーニング処理（工程Ｓ４１１）を実施する量産エッチングフローである。この場合は、メタルクリーニング中のみ接地されたアース部のＣＨｘＦｙ膜が被膜されていれば、異物は発生しない。一方、石英表面上の難揮発性反応生成物は容易に除去することが可能となる。
【００４５】
以上本実施例によれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、メタルクリーニング処理（工程Ｓ４１０、Ｓ４１１）とＣＨｘＦｙ膜のクリーニング処理（工程Ｓ４２０）を用いるにより、より付着異物数を低減することができる。
【実施例４】
【００４６】
本発明の第４の実施例に係るプラズマ処理方法について説明する。なお、実施例１乃至３のいずれかに記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用することができる。実施例１では、図２に示すエッチングフローのうち、ＣＨｘＦｙコーティング処理を行う第１の工程Ｓ２１０と製品エッチング処理を行う第２の工程Ｓ２２０を有する処理方法を説明した。第４の実施例では、図２に示すエッチングフローのうち第１と第２の工程の前に処理室表面温度を上昇させるヒーティング処理を行う工程Ｓ５１０を有する。
【００４７】
第１の実施例に示した第１の工程Ｓ２１０だけでもＣＨｘＦｙの選択デポが可能であり石英表面上へのＣＨｘＦｙの堆積を抑制することが可能だが、処理室表面の温度を制御することにより石英表面への極薄いｎｍレベルでの付着を極限まで減少させることができ、選択性が向上する。これは、石英表面へのＣＨｘＦｙデポの付着係数を低下させる効果とともに、ＨＦの化学吸着による反応レートの増加、すなわち石英のエッチングレートを上昇させてＣのリフトオフ効果をより期待できる。従って、第１の工程Ｓ２１０の前にプラズマを用いて処理室最表面温度を上昇させるヒーティング処理（工程Ｓ５１０）を行い、その後第１の工程Ｓ２１０を実施することにより、石英表面へのデポ付着を極限まで少なくすることが可能になる。ヒーティング処理（工程Ｓ５１０）に用いるガスは、処理室表面状態に影響を与えない、もしくはＳｉやＣクリーニング効果もあるＡｒ、Ｈｅ、Ｏ、Ｆを含むガスなどが好適である。
【００４８】
以上より、本実施例のヒーティング処理工程Ｓ５１０を実施することにより、石英表面へのＣＨｘＦｙデポ付着を極限まで少なくすることが可能となる。このため本実施例１の効果をより顕著にすることが可能となり、安定に量産処理を行うことができる。
【００４９】
以上本実施例によれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、ＣＨｘＦｙコーティング処理の前にヒーティング処理を行うことにより、実施例１に比べＣＨｘＦｙコーティング時の選択性が向上する。
【００５０】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０１：石英製シャワープレート、１０２：石英製内筒、１０３：難揮発性材料で構成する接地されたアース、１１０：ウエハ（被処理物）、１１１：電極、１３２：ガス供給装置、１４０：天板、１４２：電磁石、１５０：プラズマを発生させる高周波電源、１６１：ＲＦバイアス電源、１６２：整合器、１７１：処理室の真空排気バルブ、Ｓ２１０：ＣＨｘＦｙコーティング処理工程（第１の工程）、Ｓ２２０：製品ウエハのエッチング処理工程（第２の工程）、Ｓ３１０：石英部材の表面状態を整えるシーズニング処理、Ｓ４１０：製品ウエハをエッチング処理して生じた反応生成物のクリーニング処理工程、Ｓ４２０：アース部のＣＨｘＦｙ堆積物のクリーニング処理工程、Ｓ５１０：処理室表面温度を上昇させるヒーティング処理工程。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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