(57)【要約】【課題】　プラズマ処理時に、被処理体の酸化を低減すると共に、ＲＦパワーを上げずに、処理レートを向上させることができるプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置を提供すること。【解決手段】　ヘリウムボンベ１からのヘリウムは、水蒸気混合器３で純水５と直接に接触されて、プラズマ処理部４に供給される。このプラズマ処理部４では、高周波電源６からの高周波電圧が印加されることにより、プラズマが生成されて、活性化された水により発生する酸素の酸化作用及び水素の還元作用により、ワーク４３上の有機物が除去される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧下にて、高周波電源からの高周波電圧を一対の電極に印加し、前記一対の電極間にプラズマ生成用ガスを流して、前記一対の電極間にプラズマを生成し、プラズマ放電により被処理体を処理するプラズマ処理方法において、
　前記電極と前記被処理対を収めたハウジングの内周面に沿って、ガス流路を設け、
　前記ガス流路から前記プラズマ生成用ガスを外部に排出するため、前記ブラズマ放電の中心位置から離して複数の排出口を設け、
　前記複数の排出口から排出する前記プラズマ生成用ガスの量を制御して、前記プラズマ放電を安定化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において、
　前記高周波電源からの高周波電圧の周波数を１〜１００ＭＨｚに設定し、前記プラズマ生成用ガスとしてヘリウムを用いることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
　前記一対の電極間に、少なくとも窒素原子あるいは酸素原子を含む添加ガスを供給す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３のいずれかにおいて、
　前記ヘリウムの全部又は一部を水に接触させて水分を含ませることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項５】
請求項３において、
　前記添加ガスとして少なくとも窒素を用い、該窒素を水に接触させて水分を含ませることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項６】
請求項３において、
　前記添加ガスとして少なくとも酸素を用い、該酸素を水に接触させて水分を含ませることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項７】
請求項１において、
　前記プラズマ放電中では、酸化作用のある物質により酸化されて形成された、前記被処理体の表面の酸化物を、還元作用のある物質により還元することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項８】
大気圧下にて、高周波電源からの高周波電圧を一対の電極に印加し、前記一対の電極間にプラズマ生成用ガスを流して、前記一対の電極間にプラズマを生成し、プラズマ放電により被処理体を処理するプラズマ処理装置において、
　前記電極と前記被処理対を収めたハウジングの内周面に沿って、ガス流路を設け、
　前記ガス流路から前記プラズマ生成用ガスを外部に排出するため、前記ブラズマ放電の中心位置から離して複数の排出口を設け、
　前記複数の排出口から排出する前記プラズマ生成用ガスの量を制御して、前記プラズマ安定化することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項８において、
　窒素原子又は酸素原子を含む添加ガスを前記一対の電極間に供給することを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、プラズマ放電により被処理体を処理するプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　従来、プラズマ放電によって活性化されたガスを、被処理体であるウェハに導くことにより、ウェハ上に形成されているレジスト膜を除去するアッシング処理を行うことが知られている。このプラズマ放電には、真空プラズマを利用するものの他に、大気圧又はその近傍の圧力下でプラズマを生成する大気圧プラズマを利用するものがある。
【０００３】
　この大気圧プラズマを用いた処理としては、例えば、モールド樹脂封入前に、被処理体であるＩＣとモールド樹脂との密着性を高めるために、ＩＣの表面に付着している有機物を除去して、濡れ性を向上させる表面処理が知られている。
【０００４】
　上述のアッシング処理及び表面処理で、大気圧プラズマを生成する際に用いられるプラズマ生成用ガスとしては、プラズマが立ち易いガス、換言すれば放電開始電圧の低いガスであるヘリウムＨｅが知られている。
【０００５】
　また、アッシング処理及び表面処理では、プラズマ生成用ガスと共に、処理を促進するために、添加ガスを添加することが知られている。この添加ガスとしては、一般的に酸素を用いている。この酸素によって、有機物を酸化し、除去する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
　ところで、上述のアッシング処理及び表面処理では、添加ガスとして酸素を使用する場合には、被処理体が酸化する問題がある。この被処理体の酸化を防止するために、添加ガスとして水素を用いることも可能であるが、水素は爆発性が高いので、危険である。
【０００７】
　また、このアッシング処理及び表面処理によって有機物を除去するときの処理レートをさらに向上させることが望まれている。
【０００８】
　本発明は、以上の課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プラズマ処理時に被処理体の酸化を低減することができるプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置を提供することにある。
【０００９】
　また、本発明の他の目的は、ＲＦパワーを上げずにプラズマ処理することができるプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置を提供することにある。
【００１０】
　また、本発明の他の目的は、処理レートを向上させることができるプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
　請求項１の発明は、大気圧下にて、高周波電源からの高周波電圧を一対の電極に印加し、前記一対の電極間にプラズマ生成用ガスを流して、前記一対の電極間にプラズマを生成し、プラズマ放電により被処理体を処理するプラズマ処理方法において、
　前記電極と前記被処理対を収めたハウジングの内周面に沿って、ガス流路を設け、
　前記ガス流路から前記プラズマ生成用ガスを外部に排出するため、前記ブラズマ放電の中心位置から離して複数の排出口を設け、
　前記複数の排出口から排出する前記プラズマ生成用ガスの量を制御して、前記プラズマ放電を安定化することを特徴とする。
【００１２】
　請求項１の発明によれば、前記複数の排出口から排出する前記プラズマ生成用ガスの量を制御して、前記プラズマ放電を安定化することができる。
【００１３】
　また、ＩＣとモールド樹脂との接着性や密着性を高める処理のバラツキを防止することができる。
【００１４】
　さらに、異常放電を防止出来るため、プラズマダメージを低減する効果もある。
【００１５】
　請求項２の発明は、請求項１において、
　前記高周波電源からの高周波電圧の周波数を１〜１００ＭＨｚに設定し、前記プラズマ生成用ガスとしてヘリウムを用いることを特徴とする。
【００１６】
　請求項２の発明によれば、高周波電圧を用いることにより、電圧のｐｅａｋ　ｔｏ　ｐｅａｋ電圧が低下し、被処理体のチャージ電圧（Ｖｄｃ）を低下させることができるので、被処理体へのプラズマダメージを低減することができる。
【００１７】
　請求項３の発明は、請求項１又は２において、
　前記一対の電極間に、少なくとも窒素原子あるいは酸素原子を含む添加ガスを供給することを特徴とする。
【００１８】
　請求項３の発明によれば、添加された窒素原子より得られるＮＯxが、水が分解されて発生する酸素と反応することにより、被処理体の酸化を低減することができる。あるいは、添加された酸素原子の酸化作用により有機物除去を行うので、より速い処理レートで処理することができる。また、添加された酸素によって、ＲＦパワーを低減させてプラズマ放電を生成することができるので、プラズマ処理における省エネルギー化を実現することができる。
【００１９】
　請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、
　前記ヘリウムの全部又は一部を水に接触させて水分を含ませることを特徴とする。
【００２０】
　請求項４の発明によれば、一対の電極間への水分の供給が容易となり、さらに、プラズマ放電によって有機物除去に寄与する水分量を調整することができる。
【００２１】
　請求項５の発明は、請求項３において、
　前記添加ガスとして少なくとも窒素を用い、該窒素を水に接触させて水分を含ませることを特徴とする。
【００２２】
　請求項５の発明によれば、添加ガスとして安価な窒素を用いることができ、さらに、窒素の供給量に伴って水分量を調整することができる。
【００２３】
　請求項６の発明は、請求項３において、
　前記添加ガスとして少なくとも酸素を用い、該酸素を水に接触させて水分を含ませることを特徴とする。
【００２４】
　請求項６の発明によれば、添加ガスとして安価な酸素を用いることができ、さらに、酸素の供給量に伴って水分量を調整することができる。
【００２５】
　請求項７の発明は、請求項１において、
　前記プラズマ放電中では、酸化作用のある物質により酸化されて形成された、前記被処理体の表面の酸化物を、還元作用のある物質により還元することを特徴とする。
　請求項７の発明によれば、被処理体の表面が、酸化作用のある物質によって酸化されて酸化物が形成されても、その酸化物は還元作用のある物質により還元され、その際の酸化量と還元量とは同量となるので、被処理体の酸化を低減できる。前記酸化作用のある物質としては酸素が、前記還元作用がある物質としては水素が、それぞれ代表的な物質として挙げられるが、これらの物質に限定されるものではない。
【００２６】
　請求項８の発明は、大気圧下にて、高周波電源からの高周波電圧を一対の電極に印加し、前記一対の電極間にプラズマ生成用ガスを流して、前記一対の電極間にプラズマを生成し、プラズマ放電により被処理体を処理するプラズマ処理装置において、
　前記電極と前記被処理対を収めたハウジングの内周面に沿って、ガス流路を設け、
　前記ガス流路から前記プラズマ生成用ガスを外部に排出するため、前記ブラズマ放電の中心位置から離して複数の排出口を設け、
　前記複数の排出口から排出する前記プラズマ生成用ガスの量を制御して、前記プラズマ安定化することを特徴とする。
【００２７】
　請求項８の発明は、請求項１のプラズマ処理方法を用いた装置発明であり、この発明によれば、複数の排出口から排出するプラズマ生成用ガスの量を制御して、前記プラズマ放電を安定化することができる。
【００２８】
　また、ＩＣとモールド樹脂との接着性や密着性を高める処理のバラツキを防止することができる。
【００２９】
　さらに、異常放電を防止出来るため、プラズマダメージを低減する効果もある。
【００３０】
　請求項９の発明は、請求項８において、
　前記ガス供給手段により、窒素原子又は酸素原子を含む添加ガスを前記一対の電極間に供給することを特徴とする。
【００３１】
　請求項９の発明によれば、窒素原子の存在により、被処理体の酸化を低減でき、あるいは酸素原子の増大により、処理レートを向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
　以下に、本発明に係るプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３３】
　図１は、本発明に係るプラズマ処理装置の概略的な構成図である。このプラズマ処理装置で用いられる被処理体は、表面にレジスト膜が形成されたシリコンウェハである。本実施例装置は、シリコンウェハに形成されているレジスト膜の除去を行うアッシング処理の他、再デポジション膜の除去、洗浄、モールド樹脂との密着性の向上等を目的とした、各種の有機物除去に利用できる。
【００３４】
　このプラズマ処理装置は、水分を含むプラズマ生成用ガスとしてヘリウムを供給するガス供給手段１００と、このガス供給手段１００からの水分を含むヘリウムを用いてプラズマ放電を生成し、被処理体であるワーク４３に形成されたレジストを除去するプラズマ処理部４とを備える。
【００３５】
　このプラズマ処理部４は、ワーク４３が載置される下部電極４２と、この下部電極４２と対向する上部電極４１とを備える。ガス供給手段１００からの水分を含むヘリウムをプラズマ処理部４に供給して、高周波電源６からの高周波電圧を印加することにより、下部電極４２と上部電極４１との間にプラズマを生成する。このプラズマ放電により活性化されたガスで、ワーク４３の表面のレジストを除去する。
【００３６】
　ガス供給部であるヘリウムボンベ１からのヘリウムは、バルブ７でＯＮ／ＯＦＦ制御される。このバルブ７のＯＮ制御時には、ヘリウムは流量計８に送られて、この流量計８でその流量が調整された後に、ガス供給管１１を介して逆流防止器２に導かれる。この逆流防止器２は、ヘリウムがヘリウムボンベ１に逆流するのを防止するものである。この逆流防止器２を介したヘリウムは、ガス供給管１２から水蒸気混合器３に導入される。
【００３７】
　水蒸気混合器３に導かれたヘリウムは、水、例えば純水５内に導かれて、純水と直接に接触される。これにより、水分を含んだヘリウムが、ガス供給管１３を介してプラズマ処理部４に供給される。
【００３８】
　このプラズマ処理部４内には、上部電極４１と下部電極４２とが対向している。また、下部電極４２には、被処理体４３が載置されている。大気圧又はその近傍の圧力下で、高周波電源６からの高周波電圧が印加されることにより、水分を含むヘリウムが活性化される。この活性化されたガスは、ワーク４３に暴露される。
【００３９】
　このときの高周波電源６の高周波電圧の周波数は、１〜１００ＭＨｚとすることが可能である。この高周波電源６の高周波電圧の周波数を１ＭＨｚ以下に設定すると、ワーク４３へのプラズマダメージが大きくなる。
【００４０】
　また、技術的には、１〜１００ＭＨｚの周波数であれば、どの周波数を使用しても良いが、実際には、電波法により、１３．５６ＭＨｚよりも高い周波数では、１３．５６ＭＨｚの倍数の周波数の使用に制限されている。一方、１３．５６ＭＨｚよりも低い周波数は、どのような周波数でも使用できる。よって、実質的には、１〜１３．５６ＭＨｚ，２７．１２ＭＨｚ，４０．６８ＭＨｚ，５４．２４ＭＨｚ，６７．８０ＭＨｚ，８１．３６ＭＨｚ，９４．９２ＭＨｚの各値が、高周波電源６として使用可能な周波数である。
【００４１】
　このプラズマ処理部４の好適な概略的構成を図２に示す。
【００４２】
　プラズマ処理部４は、円形ハウジング１３１の内部に水平に配置された円板上の電極４１を有する。電極４１は、例えばＳＵＳやアルミニウム材料から成る多孔質体であり、交流電源６に接続されている。電極４１の上部に画成されるチャンバ１３４は、ガス導入口１３５を介して外部のガス供給管１３に接続されている。電極４１の下面には、セラミック材料等の多孔質材料、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等から成る円板上の誘電体１３７が配置されている。
【００４３】
　誘電体１３７の下方には、円形のステージ１３８上に、ワーク４３が、誘電体１３７との間に１〜２ｍｍ程度の一定のギャップｃを有するように載置されている。ステージ１３８のワーク４３の下側には、接地電極４２が配置される。ステージ１３８の周囲には、円形ハウジング１３１内周面との間に、ギャップｃより狭い隙間ｂを設けて排気通路１４０が形成され、かつ多数のガス排出口１４１が、円形ハウジング１３１の下端に周方向に等間隔で、かつ誘電体１３７とワーク４３との間の中心高さより相当高さａだけ下方にずらした位置に配設されている。各ガス排出口１４１には、例えばニードルバルブから成る流量制御手段１４２が設けられている。
【００４４】
　ワーク４３のレジスト除去処理を行うために、所定のプラズマ生成用ガス、即ち水分を含むヘリウムを、ガス導入口１３５を介して供給して、チャンバ１３４内のガスをプラズマ生成用ガスで置換する。前記プラズマ生成用ガスは、チャンバ１３４内に連続的に供給され、多孔質体の電極４１及び誘電体１３７を通過することによって、誘電体１３７とワーク４３との間の放電領域１５１に略均一に供給される。同時に、高周波電源６から電極４１に所定の電圧を印加すると、電極４１と接地電極４２との間で放電が発生する。誘電体１３７とワーク４３との間の放電領域１５１内には、プラズマによるプラズマ生成用ガスの解離、電離、励起等によって、プラズマ生成用ガスの励起種、イオン等の活性種が生成される。これらの励起活性種がワーク４３に暴露されることによって、ワーク４３の表面のレジストが除去される。上述したように、電極４１がアルミニウム材料等から成る多孔質体で形成されているので、プラズマ生成用ガスにＯ2等のガスを用いた場合でも、酸化や腐食等により欠損して、ワークの表面や装置内部を汚染する虞がないので有利である。同様に、誘電体１３７はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）で形成しているので、誘電体１３７が酸化及び腐食することがない。
【００４５】
　放電領域１５１内に供給されたプラズマ生成用ガスは、その周囲に放射方向外向きに流れ、円形ハウジング１３１の内周面に沿って下向きに方向を変え、排気通路１４０を通過して、各ガス排出口１４１から外部に排出される。各ガス排出口１４１は、図示されるように放電領域１５１の中心位置から距離ａだけ低い位置に開設されているので、排気ガスの流れが一定の方向に集中することを防止できる。さらに、排気通路１４０の幅が、ｃ＞ｂの関係に設けられているので、そのコンダクタンスを利用して、プラズマ放電用ガスを放電領域１５１の周囲から、より均一に排気することができる。また、プラズマ処理部４の組付誤差等により誘電体１３７とワーク４３との間に一定のギャップが確保されず、排気ガスの流れが一定の方向にかたよる場合には、流量調整手段１４２により各ガス排出口１４１の流量を制御することによって、プラズマ生成用ガスの流れを均一にすることができる。
【００４６】
　また、誘電体１３７は、プラズマ放電による昇温により半径方向に熱膨張するが、上述したように、別個の支持部材１４５により、その外周縁において相対変位可能に取り付けられているので、支持面に沿って半径方向外向きに移動する。
【００４７】
　なお、ワーク４３を、誘電体にて形成されたステージ１３８の上面に載置しただけでは、ワーク４３の端部に大きな段差を生ずる状態となり、異常放電が生じやすい。よって、図３に示すように、ステージ１３８の上面を凹部とし、このステージ１３８の凹部内にワーク４３を載置する。これにより、ワーク４３の端部では異常放電を生じることがない。例えば、ワーク４３の厚さｄが１．２ｍｍのときには、ステージ１３８の凹部の深さｅは０．７ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４８】
　このプラズマ処理部４に、ヘリウムと共に供給される水Ｈ2Ｏは、プラズマ放電時には、酸素Ｏ及び水素Ｈに分解される。この酸素の酸化作用及び水素の還元作用により、有機物が分解されて除去される。
【００４９】
　有機物の化学式は、一般的には、ＣxＨy（ｘ、ｙは、それぞれ１以上の整数）で表される。この有機物ＣxＨyは、酸素の酸化作用により、以下の化学反応式に示すように、二酸化炭素ＣＯ2及び水Ｈ2Ｏに分解される。
【００５０】
　ＣxＨy＋Ｏ2→ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ　また、水素の還元作用により、以下の化学反応式に示すように、有機物ＣxＨyはメタンＣＨ4に分解される。
【００５１】
　ＣxＨy＋Ｈ2→ＣＨ4
　このように、水より分解される酸素の酸化作用及び水素の還元作用により、有機物除去の処理レートを向上させることができる。
【００５２】
　また、プラズマ放電によって有機物除去する際には、プラズマ生成用ガスに、さらに有機物除去用のガスを添加することが知られている。本願発明のプラズマ処理装置に用いる添加ガスは、窒素原子又は酸素原子を含むものであり、例えば窒素ガスＮ2又は酸素ガスＯ2等を用いることが好ましい。また、この添加ガスに水分を含ませてプラズマ処理部４に供給し、ワークを処理することも可能である。
【００５３】
　このように、プラズマ生成用ガスに対して、さらに他のガスを添加することで、ワーク４３側のチャージ電圧を低下させることができる。また、添加ガスの添加量を調整することで、ワーク４３側のチャージ電圧を０とすることが可能である。これにより、ワーク４３側へのプラズマダメージを低減することができる。
【００５４】
　この添加ガスとして窒素ガスを用い、この窒素ガスに水分を含ませて供給するプラズマ処理装置の概略的な構成を、第２の実施の形態として図４に示す。
【００５５】
　このプラズマ処理装置では、プラズマ生成用ガスを供給する第１のガス供給手段１０１により、水分を含まないヘリウムをプラズマ処理部４に供給するとともに、レジスト除去処理用の添加ガスを供給する第２のガス供給手段１０２により、水分を含む窒素をプラズマ処理部４に供給する。
【００５６】
　第１のガス供給手段１０１では、ヘリウムボンベ１からのヘリウムを、バルブ２１でＯＮ／ＯＦＦ制御する。このバルブ２１でＯＮ制御されたヘリウムは、流量計２２でその流量が調整された後に、ガス供給管３３に導かれる。
【００５７】
　これと共に、窒素ボンベ５１からの窒素は、バルブ６７でＯＮ／ＯＦＦ制御され、流量計６８でその流量が調整された後に、ガス供給管６１を介して逆流防止器２に導かれる。そして、窒素は、逆流防止器２からガス供給管６２を介して水蒸気混合器３に供給される。この水蒸気混合器３では、窒素が純水５に直接に接触される。これにより、窒素には水分が含まれる。この水分を含んだ窒素は、ガス供給管６３からガス供給管３３に導かれ、ヘリウムと共にプラズマ処理部４に供給される。プラズマ処理部４では、ヘリウム及び水分を含む窒素を用いてプラズマが生成され、ワーク４３が処理される。このとき、窒素より得られるＮＯxが、水が分解されて発生する酸素と反応するので、被処理体の酸化を低減できる。
【００５８】
　また、添加ガスとしては、酸素ガスを用いることも可能である。このときには、図５に示すように、図４の窒素ボンベ５１の代わりに、酸素ボンベ５２を用いればよい。この添加された酸素の酸化作用によっても有機物除去を行うので、より速い処理レートで処理することができる。
【００５９】
　このように、プラズマ処理部４に水分を供給するには、プラズマ生成用ガス又は添加ガスのどちらか一方、あるいは両方を水に接触させればよい。また、供給する水分量を調整するには、水に接触するガスの量を調整すればよい。
【００６０】
　例えば、プラズマ生成用ガスであるヘリウムの水に接触する量を調整する場合のプラズマ処理装置の概略的な構成を図６に示す。このプラズマ処理装置では、添加ガスの窒素は、ガス供給手段１０３により水に接触させずに供給すると共に、ヘリウムは、ガス供給手段１０１、１０２の２系統で供給する。このとき、ガス供給手段１０２で、ヘリウムを水に接触させて、プラズマ処理部４に供給する水分量を調整している。
【００６１】
　まず、窒素ボンベ５２からの窒素は、バルブ８１でＯＮ／ＯＦＦ制御され、流量計８２で流量調整された後に、ガス供給管３３に導かれる。
【００６２】
　一方、ヘリウムボンベ１からのヘリウムは、バルブ２１でＯＮ／ＯＦＦ制御され、流量計２２でその流量が調整された後に、ガス供給管３３に導かれる。これと共に、ヘリウムボンベ５３からのヘリウムは、バルブ７７でＯＮ／ＯＦＦ制御され、流量計７８でその流量が調整された後に、ガス供給管７１を介して逆流防止器２に導かれる。そして、ヘリウムは、逆流防止器２を介して、ガス供給管７２から水蒸気混合器３に供給される。水蒸気混合器３では、ヘリウムが純水５と直接に接触される。これにより、水分を含んだヘリウムが、ガス供給管７３を介してガス供給管３３に導かれる。プラズマ処理部４には、ガス供給管３３を介して、含まれる水分量が調整されたヘリウムと窒素とが供給される。
【００６３】
　次に、本願発明のプラズマ処理装置における実験結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
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【００６５】
　実験１では、図１に示すプラズマ処理装置で、プラズマ生成用ガスであるヘリウムを水に接触させて、プラズマ放電によりレジスト除去を行っている。
【００６６】
　なお、この表１に示す実験１、２、３における条件は、ＲＦ周波数＝１３．５６ＭＨｚ、ＲＦパワー＝２．２ｋｗ、電極ギャップＧＡＰ＝１．８ｍｍ、レジスト除去処理の時間＝６０秒、及びレジスト除去処理時のシリコンウェハの温度＝１７３゜Ｃである。前記ＲＦパワーは、最も速い処理レートを得ることができる値とした。
【００６７】
　また、被処理体としては、ポジ形レジストが全面に塗布された６インチのシリコンウェハを用いている。そして、上述した各条件で前記シリコンウェハ上のレジスト除去を行い、前記シリコンウェハの直径上の等間隔な８カ所の位置で、除去されたレジストの厚さをそれぞれ測定した。
【００６８】
　実験結果としては、前記シリコンウェハで除去されたレジストの厚さの各実測値、平均値、最大値、最小値、分布を示す。なお、分布は、以下の式で求めている。
【００６９】
　｛（最大値−最小値）／（最大値＋最小値）｝×１００
　実験１では、ヘリウムのみを用いている。このヘリウム全てを水に接触させて、２０リットル／ｍｉｎの流速でプラズマ処理部に供給してプラズマを生成し、レジスト除去している。
【００７０】
　実験２では、図４に示すプラズマ処理装置により、ヘリウムは水に接触させずに、２０リットル／ｍｉｎの流量で供給すると共に、窒素を水に接触させて８００ｃｃ／ｍｉｎの流量で供給したときのレジスト除去の結果を示す。
【００７１】
　この実験２では、水分を含む窒素の流量は８００ｃｃ／ｍｉｎであり、これに対して、実験１では水分を含むヘリウムの流量は２０リットル／ｍｉｎである。
よって、実験２のプラズマ放電で活性化される水分量は、実験１のプラズマ放電で活性化される水分量の１／２５であるが、実験２では実験１よりも高速にレジスト除去を行うことができた。この処理レートの向上は、プラズマ処理のために供給される水分の量が適正であったためと考えられる。
【００７２】
　また、水は、２価のマイナスイオンである１つの酸素イオンと１価のプラスイオンである２つの水素イオンとから成るので、酸化作用に寄与する酸素の価数と還元作用に寄与する水素の価数とは同数である。よって、プラズマ中で、ワーク４３の表面が酸素の酸化作用によって酸化されても、その酸化物は水素の還元作用により還元され、その際の酸化量と還元量とは同量となるので、ワーク４３の酸化を低減できる。
【００７３】
　なお、ワーク４３の酸化を低減するためには、酸素の価数よりも水素の価数を多くすれば良い。
【００７４】
　さらに、実験２のプラズマ中には、活性化ガスとしてＮＯxが発生しており、このＮＯxは、例えばＮＯである。このＮＯが、以下の反応式に示すように、水が分解されて生成された酸素と反応する還元作用により、プラズマ放電中の酸素が減少するので、シリコンウェハの酸化を低減できる。
【００７５】
　２ＮＯ＋Ｏ2→２ＮＯ2
　実験３では、図５に示すプラズマ処理装置により、ヘリウムは、水に接触させずに、２０リットル／ｍｉｎの流量で供給すると共に、酸素を水に接触させて８００ｃｃ／ｍｉｎの流量で供給したときのレジスト除去の結果を示す。
【００７６】
　この実験３では、実験１、２よりも高速にレジスト除去を行うことができた。
これは、水の酸化及び還元作用に加えて、添加された酸素の酸化作用が寄与しているためであると考えられる。
【００７７】
　次に、添加される酸素が、水分を含まないとき及び水分を含むときの各放電開始パワーを、表２に示す。
【００７８】
【表２】
2004146837.tif 000004
【００７９】
　この表２の実験１では、１０リットル／ｍｉｎの流量のヘリウムに対して１０００ｃｃ／ｍｉｎの流量の水分を含まない酸素を添加している。このときの放電開始パワーは１５００ｋｗである。これに対して、実験２では、１０リットル／ｍｉｎの流量のヘリウムに対して、１０００ｃｃ／ｍｉｎの水分を含む酸素を添加している。このときの放電開始パワーは１０００ｋｗである。
【００８０】
　同様にして、実験３、４は、酸素の流量を１５００ｃｃ／ｍｉｎとし、この酸素に水分を含ませないとき及び含ませたときの各放電開始パワーを示し、また、実験５、６は、酸素の流量を２０００ｃｃ／ｍｉｎとし、この酸素に水分を含ませないとき及び含ませたときの各放電開始パワーを示す。
【００８１】
　このように、ヘリウムに同量の酸素を添加する場合に、水分を含ませた酸素を添加してプラズマ放電を生成するときには、水分を含まない酸素を添加してプラズマ放電を生成するときよりも低い放電開始パワーでプラズマ放電を生成させることができた。
【００８２】
　従来のプラズマ放電においては、表２の実験１、３、５に示すように、添加する酸素の流量を増加させたときには、ＲＦパワーも増加させないと放電を開始しない。さらに、ＲＦパワーが増加すると異常放電の発生も増加する。
【００８３】
　これに対して、実験２、４、６に示すように、酸素に水分を含ませて供給することにより、同じ酸素流量であるときには、従来よりも低いＲＦパワーで放電を開始させることができる。また、添加された水分の存在により、プラズマ中での電子の移動が妨げられるので、被処理体への電荷のチャージが減少し、プラズマダメージを低減することができる。これにより、プラズマ処理時の省エネルギー化を実現することが可能である。
【００８４】
　なお、上述した各装置では、プラズマ生成用ガス又は添加ガスを水と接触させて、水分をプラズマ処理部４に供給しているが、各ガスは、水と接触させずにそのまま導くと共に、別の供給手段により、水分を例えば水蒸気としてプラズマ処理部４に供給するようにしてもよい。
【００８５】
　また、上述の実施の形態及び実験では、プラズマ生成用ガスとして、不活性ガスの一つであるヘリウムを用いているが、このプラズマ生成用ガスとしては、他の不活性ガスであるネオンＮｅ、アルゴンＡｒ等を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の第１の実施の形態の概略的な構成図である。
【図２】プラズマ処理部の概略的な構成図である。
【図３】図２の電極部分を説明するための図である。
【図４】本発明に係るプラズマ処理装置の第２の実施の形態の概略的な構成図である。
【図５】本発明に係るプラズマ処理装置の第３の実施の形態の概略的な構成図である。
【図６】本発明に係るプラズマ処理装置の第４の実施の形態の概略的な構成図である。
【符号の説明】
【００８７】
　１、５３　ヘリウムボンベ
　２　逆流防止器
　３　水蒸気混合器
　４　プラズマ処理部
　５　純水
　６　高周波電源
　４１　上部電極
　４２　下部電極
　４３　ワーク
　５１　窒素ボンベ
　５２　酸素ボンベ
【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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