(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の表面が局所的にエッチングされるのを抑制することができるプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】プラズマ処理方法は、基板１００の処理を行う処理空間１０ｃから離隔された雰囲気においてプラズマＰを用いてプロセスガスＧからラジカルを生成し、ラジカルを基板１００の処理空間１０ｃに輸送し、輸送されたラジカルにより、基板の表面にあるダメージを除去する。基板１００は、シリコンを含む。プロセスガスＧは、フッ素原子を含むガスと、酸素ガスと、を含む。プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度は、３４ｖｏｌ％以下である。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の処理を行う雰囲気から離隔された雰囲気においてプラズマを用いてプロセスガスからラジカルを生成し、前記ラジカルを前記基板の処理を行う雰囲気に輸送し、前記輸送されたラジカルにより、前記基板の表面にあるダメージを除去するプラズマ処理方法であって、
前記基板は、シリコンを含み、
前記プロセスガスは、フッ素原子を含むガスと、酸素ガスと、を含み、
前記プロセスガスにおける前記酸素ガスの濃度は、３４ｖｏｌ％以下であるプラズマ処理方法。
【請求項２】
基板の処理を行う雰囲気から離隔された雰囲気においてプラズマを用いてプロセスガスからラジカルを生成し、前記ラジカルを前記基板の処理を行う雰囲気に輸送し、前記輸送されたラジカルにより、前記基板の表面にあるダメージを除去するプラズマ処理方法であって、
前記基板は、シリコンを含み、
前記プロセスガスは、フッ素原子を含むガスのみとするプラズマ処理方法。
【請求項３】
前記基板の表面に到達する紫外光の強度が低くなるように、前記プロセスガスにおける前記酸素ガスの濃度を制御する請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
前記基板の表面に到達する紫外光の強度が低く、且つ、前記基板の表面に到達するラジカルの量が多くなるように、前記プラズマを発生させる領域と、前記基板の処理を行う雰囲気と、の間の距離を制御する請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
前記プロセスガスにおける酸素ガスの濃度は、前記処理の前半における濃度が前記処理の後半における濃度よりも高くすることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項６】
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、基板を載置する載置部と、
内部にプラズマを発生させる領域を有し、前記処理容器から離隔された位置に設けられた放電管と、
マイクロ波発生部から放射されたマイクロ波を伝播させて、前記プラズマを発生させる領域にマイクロ波を導入する導入導波管と、
前記プラズマを発生させる領域にプロセスガスを供給するガス供給部と、
前記プラズマを発生させる領域に供給される前記プロセスガスの供給量を制御する流量制御部と、
前記放電管と、前記処理容器と、を接続する輸送管と、
を備え、
前記基板は、シリコンを含み、表面にダメージを有し、
前記プロセスガスは、フッ素原子を含むガスと、酸素ガスと、を含み、
前記流量制御部は、前記プロセスガスにおける前記酸素ガスの濃度が、３４ｖｏｌ％以下となるように、前記フッ素原子を含むガス、および前記酸素ガスの少なくともいずれかの供給量を制御するプラズマ処理装置。
【請求項７】
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、基板を載置する載置部と、
内部にプラズマを発生させる領域を有し、前記処理容器から離隔された位置に設けられた放電管と、
マイクロ波発生部から放射されたマイクロ波を伝播させて、前記プラズマを発生させる領域にマイクロ波を導入する導入導波管と、
前記プラズマを発生させる領域にプロセスガスを供給するガス供給部と、
前記プラズマを発生させる領域に供給される前記プロセスガスの供給量を制御する流量制御部と、
前記放電管と、前記処理容器と、を接続する輸送管と、
を備え、
前記基板は、シリコンを含み、表面にダメージを有し、
前記プロセスガスは、フッ素原子を含むガスのみとするプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記流量制御部は、前記基板の表面に到達する紫外光の強度が低くなるように、前記プロセスガスにおける前記酸素ガスの濃度を制御する請求項６記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記処理容器の内部における紫外光の強度を測定する測定部と、
前記放電管に対する前記導入導波管の位置を移動させる移動部と、
をさらに備え、
前記移動部は、前記測定部からの信号に基づいて、前記基板の表面に到達する紫外光の強度が低く、且つ、前記基板の表面に到達するラジカルの量が多くなるように、前記導入導波管の位置を移動させる請求項６〜８のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プラズマ処理方法、およびプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理においては、プラズマを用いてイオンやラジカルなどの反応生成物を生成し、生成された反応生成物を用いて基板の表面を処理するようにしている。  
イオンは、異方性エッチングなどに用いられるが、イオンが基板の表面に打ち込まれると表面荒れや結晶欠陥などのダメージが発生する場合がある。  
また、反応生成物を生成した際に発生した光には、波長の短い紫外光が含まれている。紫外光が基板の表面に入射すると、紫外光が基板に吸収されて基板の表面にダメージが発生する場合がある。
【０００３】
イオンや紫外光によるダメージは、例えば、半導体装置などの電気的な特性を悪化させる要因となる。  
そのため、ダメージの発生の少ないラジカルを用いたプラズマ処理を施すことで、ダメージが発生した基板の表面を除去するようにしている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
ここで、基板がシリコンを含むものである場合には、フッ素原子を含むガスと酸素ガスとを用いたプラズマ処理が行われている。  
ところが、シリコンを含む基板に対して、フッ素原子を含むガスと酸素ガスとを用いたプラズマ処理を施すと、基板の表面が局所的にエッチングされるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５７３２７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、基板の表面が局所的にエッチングされるのを抑制することができるプラズマ処理方法、およびプラズマ処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係るプラズマ処理方法は、基板の処理を行う雰囲気から離隔された雰囲気においてプラズマを用いてプロセスガスからラジカルを生成し、前記ラジカルを前記基板の処理を行う雰囲気に輸送し、前記輸送されたラジカルにより、前記基板の表面にあるダメージを除去するプラズマ処理方法である。  
前記基板は、シリコンを含む。  
前記プロセスガスは、フッ素原子を含むガスと、酸素ガスと、を含む。  
前記プロセスガスにおける前記酸素ガスの濃度は、３４ｖｏｌ％以下である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施形態によれば、基板の表面が局所的にエッチングされるのを抑制することができるプラズマ処理方法、およびプラズマ処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を５０ｖｏｌ％とした場合における基板１００の表面状態を例示するための電子顕微鏡写真である。
【図２】プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を３４ｖｏｌ％とした場合における基板１００の表面状態を例示するための電子顕微鏡写真である。
【図３】プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を５０ｖｏｌ％とした場合における処理容器１０内の光の強度を例示するためのグラフ図である。
【図４】プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を０ｖｏｌ％とした場合（酸素ガスを添加しない場合）における処理容器１０内の光の強度を例示するためのグラフ図である。
【図５】処理容器１０内に基板１００を載置し、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を０ｖｏｌ％とした場合における処理容器１０内の光の強度を例示するためのグラフ図である。
【図６】第２の実施形態に係るプラズマ処理装置１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】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、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。
【００１１】
（第１の実施形態）  
本実施の形態に係るプラズマ処理方法により処理される基板１００（図６参照）は、シリコンを含んでいる。基板１００は、例えば、半導体装置の製造において用いられるシリコンウェーハなどとすることができる。ただし、基板１００は、シリコンウェーハに限定されるわけではなく、少なくとも表面にシリコンからなる層が露出したものであればよい。
【００１２】
ここで、例えば、半導体装置の製造においては、いわゆるＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）工程が行われる場合がある。  
ＳＴＩ工程においては、例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）により基板１００に溝（トレンチ）を形成し、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により溝の内部に酸化シリコンなどの絶縁物を埋め込み、ＣＭＰ（ChemicalMechanical Polishing）により基板１００の表面を平坦化している。  
また、ＲＩＥにより基板１００に孔を形成し、ＣＶＤにより孔の内部に酸化シリコンなどの絶縁物を埋め込み、ＣＭＰにより基板１００の表面を平坦化する場合もある。
【００１３】
ＲＩＥによりイオンを基板１００に打ち込めば、異方性の高いエッチングを行うことができる。そのため、アスペクト比の高い溝や孔を容易に形成することができる。ところが、基板１００の表面の溝などが形成されない領域にイオンが打ち込まれると、表面荒れや結晶欠陥などのダメージが発生する場合がある。
【００１４】
また、ＲＩＥによりイオンやラジカルなどの反応生成物を生成した際に発生した光には、波長の短い紫外光が含まれている。紫外光が基板１００の表面に入射すると、紫外光が基板１００に吸収されて基板１００の表面にダメージが発生する場合がある。  
イオンや紫外光によるダメージは、例えば、半導体装置などの電気的な特性を悪化させる要因となる。
【００１５】
そのため、ダメージの発生の少ないラジカルを用いたプラズマ処理を施すことで、ダメージが発生した基板１００の表面を除去するようにしている。  
シリコンを含む基板１００の場合には、一般的には、フッ素原子を含むガスと酸素ガスとを用いたプラズマ処理が行われている。  
ところが、シリコンを含む基板１００に対して、フッ素原子を含むガスと酸素ガスとを用いたプラズマ処理を施すと、基板１００の表面が局所的にエッチングされるという問題がある。
【００１６】
そこで、本実施の形態に係るプラズマ処理方法においては、以下の様にしてダメージが発生した基板１００の表面を除去するようにしている。  
本実施の形態に係るプラズマ処理方法においては、基板１００の処理を行う雰囲気から離隔された雰囲気においてプラズマＰを用いてプロセスガスＧからラジカルを生成し、ラジカルを基板１００の処理を行う雰囲気に輸送し、輸送されたラジカルにより、基板１００の表面にあるダメージを除去する。
まず、プラズマＰを用いて、プロセスガスＧを励起、活性化させて反応生成物を生成する。  
プロセスガスＧは、フッ素原子を含むガスと酸素ガス、または、フッ素原子を含むガスのみとすることができる。なお、フッ素原子を含むガスと酸素ガスは、混合された状態でプラズマＰを発生させる領域に供給してもよいし、別々にプラズマＰを発生させる領域に供給してもよい。
【００１７】
フッ素原子を含むガスは、例えば、ＣＨＦ３、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８などとすることができる。ただし、フッ素原子を含むガスは、例示をしたものに限定されるわけではない。フッ素原子を含むガスは、フッ素ラジカルを生成することができるものであればよい。  
フッ素原子を含むガスと酸素ガスを用いる場合には、生成される反応生成物は、フッ素ラジカル、酸素ラジカル、イオンなどである。
【００１８】
基板１００がシリコンウェーハの場合には、例えば、プロセス条件を以下の様にすることができる。  
プロセスガスＧは、ＣＦ４と酸素ガス、または、ＣＦ４のみとすることができる。  
後述するように、ＣＦ４と酸素ガスを用いる場合には、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度は、３４ｖｏｌ％以下とすることができる。  
処理圧力は、例えば、３０Ｐａ程度とすることができる。
【００１９】
上述したようにＲＩＥにより基板１００に孔を形成した後は、基板１００の表面にダメージが発生するので、次に、フッ素ラジカルを用いて、ダメージが発生した基板１００の表面を除去（エッチング）する。
【００２０】
前述したように、イオンが基板１００の表面に打ち込まれると、ダメージが発生してしまうので、イオンは基板１００の表面に到達しないようにする。
【００２１】
例えば、リモートプラズマ処理装置などのように、基板１００の処理を行う雰囲気（例えば、後述する処理空間１０ｃ）から離隔された雰囲気（例えば、後述する放電管１１ａ内）において反応生成物を生成し、生成された反応生成物を基板１００の処理を行う雰囲気に輸送するようにすればよい。この様にすれば、寿命の短いイオンが基板１００の処理を行う雰囲気に到達しないようにすることができる。この場合、イオンよりも寿命の長いフッ素ラジカルは、基板１００の処理を行う雰囲気に到達することができる。
【００２２】
酸素ガスは、フッ素ラジカルの寿命を延ばすために添加される。  
ただし、酸素ガスを添加すると酸素ラジカルが生成される。生成された酸素ラジカルは、フッ素ラジカルとともに基板１００の処理を行う雰囲気に到達する。  
そのため、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を高くしすぎると、酸素が基板１００に深く入り込み半導体装置の電気的な特性を悪化させるおそれがある。  
また、基板１００の表面は酸化されながらエッチングされるが、酸化されていない部分のエッチングレートは、酸化された部分のエッチングレートよりも低くなる。そのため、酸化された部分が局所的にエッチングされ、孔などが生じるおそれがある。基板１００の表面に孔などが生じると、ダメージの除去が行われたとしても、半導体装置の電気的な特性を改善することができなくなるおそれがある。
【００２３】
図１は、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を５０ｖｏｌ％とした場合における基板１００の表面状態を例示するための電子顕微鏡写真である。  
図１から分かるように、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を高くしすぎると、局所的なエッチングが進み、基板１００の表面に孔１１０が生じる。そのため、ダメージの除去が行われたとしても、半導体装置の電気的な特性を改善することができなくなるおそれがある。
【００２４】
図２は、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を３４ｖｏｌ％とした場合における基板１００の表面状態を例示するための電子顕微鏡写真である。  
図２から分かるように、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を３４ｖｏｌ％以下とすれば、局所的なエッチングを抑制することができる。そのため、基板１００の表面に孔１１０が生じるのを抑制することができる。この様にすれば、ダメージの除去を行うことができ、且つ、基板１００の表面に孔１１０が生じるのを抑制することができるので、半導体装置の電気的な特性を改善することができる。  
また、プロセスガスＧに酸素を含めない場合（例えば、ＣＦ４のみ）においても、基板１００の表面に孔１１０が生じるのを抑制することができることが確認された。
【００２５】
また、前述したように、反応生成物を生成した際に発生した紫外光が基板１００の表面に入射すると、ダメージが発生してしまうので、紫外光は基板１００の表面に到達しないようにする。
【００２６】
この場合も、プラズマＰを発生させる領域と、基板１００の処理を行う雰囲気とを離隔させれば、紫外光が基板１００の表面に到達し難くなる。また、プラズマＰを発生させる領域と、基板１００の処理を行う雰囲気との間を屈曲した輸送管１４などで接続すれば、紫外光が基板１００の表面にさらに到達し難くなる（図６を参照）。
【００２７】
また、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を変化させれば、基板１００の処理を行う雰囲気に到達する紫外光の強度、ひいては基板１００の表面に到達する紫外線の強度を変化させることができる。  
例えば、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を高くすれば、発生するプラズマが拡がるので、基板１００の処理を行う雰囲気に到達する紫外光の強度が高くなる。そのため、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度はなるべく低くなるようにすることが好ましい。
【００２８】
また、プラズマＰを発生させる領域と、基板１００の処理を行う雰囲気との間の距離を長くすれば紫外光は基板１００の表面に到達し難くなるが、エッチングに用いられるフッ素ラジカルも基板１００の表面に到達し難くなる。そのため、プラズマＰを発生させる領域と、基板１００の処理を行う雰囲気との間の距離は、基板１００の処理を行う雰囲気に到達する紫外光の強度とフッ素ラジカルの量とを考慮して決定するようにすることが好ましい。
【００２９】
この場合、プラズマＰを発生させる領域と、基板１００の処理を行う雰囲気との間の距離を変化させることができるようにしておけば、プロセス条件（例えば、プロセスガスＧの成分比、処理圧力など）が変更になり、基板１００の処理を行う雰囲気に到達する紫外光の強度とフッ素ラジカルの量とが変化した場合にも対応することが可能となる。  
プラズマＰを発生させる領域と、基板１００の処理を行う雰囲気との間の距離の適切な値は、実験やシミュレーションを行うことで適宜求めることができる。
【００３０】
図３は、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を５０ｖｏｌ％とした場合における処理容器１０内の光の強度を例示するためのグラフ図である。  
なお、図３は処理容器１０内に基板１００がない場合である。すなわち、フッ素ラジカルおよび酸素ラジカルとシリコンが反応することで生じる光がない場合である。なお、図３において、変動が少なくなった時間以降は測定をやめている。
【００３１】
図４は、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を０ｖｏｌ％とした場合（酸素ガスを添加しない場合）における処理容器１０内の光の強度を例示するためのグラフ図である。  なお、図４は処理容器１０内に基板１００がない場合である。すなわち、フッ素ラジカルとシリコンが反応することで生じる光がない場合である。なお、図４において、変動が少なくなった時間以降は測定をやめている。
【００３２】
図３、図４を比較して分かるように、酸素ガスの濃度を高くすると発生するプラズマが拡がるので、処理容器１０内に到達する光の強度が高くなる。  
一方、図４から分かるように、酸素ガスを添加しなければ発生するプラズマの拡がりが抑制されるので、処理容器１０内に到達する光の強度が低くなる。  
すなわち、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を低くすれば、基板１００の表面に到達する紫外光の強度を低減させることができるので、基板１００の表面にダメージが発生するのを抑制することができる。
【００３３】
図５は、処理容器１０内に基板１００を載置し、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を０ｖｏｌ％とした場合における処理容器１０内の光の強度を例示するためのグラフ図である。なお、図５において、変動が少なくなった時間以降は測定をやめている。  
すなわち、図４における光の強度に、フッ素ラジカルとシリコンが反応することで生じた光の強度が加わった場合である。
【００３４】
前述したように、酸素ガスはフッ素ラジカルの寿命を延ばすために添加される。  
そのため、酸素ガスを添加しないと処理容器１０内に到達するフッ素ラジカルの量が少なくなると考えられる。  
しかしながら、図５における光の強度が図４における光の強度よりも高くなることから分かるように、酸素ガスを添加しないようにしてもフッ素ラジカルとシリコンが反応している。すなわち、酸素ガスを添加しないようにしても、フッ素ラジカルを用いて、ダメージが発生した基板１００の表面を除去することができる。
なお、炭化シリコンのように、シリコンに比べて元素間の結合強度が高い材料は、単に、ラジカルを用いた処理を施すだけでは、ダメージが発生している表面領域を除去することが困難な場合がある。この場合は、ダメージが発生している表面領域を除去する工程を、前処理を行う前半の工程と、表面領域の除去を行う後半の工程と分け、前半よりも後半の工程の方が酸素ガスの濃度を少なくするようにしてもよい。この場合、後半の工程のプロセスガスＧにおける酸素の濃度は、３４％以下とすることができる。このようにすれば、紫外線とともに酸素を供給することができ、ＳｉＣのダメージが発生している表面領域を除去するときは、結合を切ることができ、結合を切った後は、酸素を抑制したフッ素ラジカルのみで処理を行い、ダメージが発生している表面領域の下層にはダメージが起こらないようにすることができる。
【００３５】
本実施の形態に係るプラズマ処理方法によれば、ダメージが発生した基板１００の表面を除去することができる。そして、ダメージが発生した基板１００の表面を除去する際に、基板１００の表面が局所的にエッチングされるのを抑制することができる。  
また、ダメージが発生した基板１００の表面を除去する際に、紫外光が基板１００の表面に到達するのを抑制することができるので、紫外光により基板１００の表面にダメージが発生するのを抑制することができる。
【００３６】
（第２の実施形態）  
図６は、第２の実施形態に係るプラズマ処理装置１を例示するための模式断面図である。
プラズマ処理装置１は、前述したプラズマ処理方法を実行することができる。
【００３７】
図６に例示をしたプラズマ処理装置１は、リモートプラズマ装置であるＣＤＥ（Chemical Dry Etching）装置である。
【００３８】
図６に示すように、プラズマ処理装置１には、処理容器１０、プラズマ発生部１１、減圧部１２、ガス供給部１３、輸送管１４、移動部１５、測定部１６、および制御部１７が設けられている。  
処理容器１０は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な気密構造を有している。  処理容器１０には、図示しない搬入搬出口が設けられ、図示しない搬入搬出口を介して基板１００の搬入と搬出が行えるようになっている。
【００３９】
処理容器１０の内部には、基板１００を載置する載置部１０ａが設けられている。載置部１０ａには、図示しない静電チャックを内蔵させることができる。また、載置部１０ａには、基板１００の温度を制御するための図示しない加熱装置などを設けることができる。
処理容器１０の内部であって、載置部１０ａの上方には整流板１０ｂが設けられている。整流板１０ｂは、輸送管１４から導入されるラジカルを含んだガスの流れを整流し、基板１００の上方におけるラジカルの量が均一となるようにする。整流板１０ｂと載置部１０ａの上面（載置面）との間の領域が、基板１００に対するエッチング処理が行われる処理空間１０ｃとなる。
【００４０】
プラズマ発生部１１には、放電管１１ａ、導入導波管１１ｂ、およびマイクロ波発生部１１ｃが設けられている。  
放電管１１ａは、内部にプラズマＰを発生させる領域を有し、処理容器１０から離隔された位置に設けられている。放電管１１ａは管状を呈し、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、放電管１１ａは、アルミナや石英などの誘電体から形成することができる。
【００４１】
導入導波管１１ｂは、マイクロ波発生部１１ｃから放射されたマイクロ波Ｍを伝播させて、プラズマＰを発生させる領域にマイクロ波Ｍを導入する。  
導入導波管１１ｂは、筒状を呈している。マイクロ波発生部１１ｃから放射されたマイクロ波Ｍは、導入導波管１１ｂの内部の空間を伝播する。  
導入導波管１１ｂの一方の端部にはマイクロ波発生部１１ｃが接続されている。導入導波管１１ｂの他方の端部は、遮蔽部１１ｂ１を介して放電管１１ａと接続されている。また、導入導波管１１ｂと遮蔽部１１ｂ１との接続部分には、環状のスロット１１ｂ２が設けられている。導入導波管１１ｂの内部を伝播してきたマイクロ波Ｍは、スロット１１ｂ２を介して放電管１１ａの内部に導入される。
【００４２】
マイクロ波発生部１１ｃは、所定の周波数（例えば２．７５ＧＨｚ）のマイクロ波Ｍを発生させ、導入導波管１１ｂに向けて放射する。  
減圧部１２は、処理容器１０の内部を所定の圧力まで減圧する。  
減圧部１２は、例えば、ターボ分子ポンプなどとすることができる。減圧部１２は、圧力制御部（Auto Pressure Controller：ＡＰＣ）１２ａを介して処理容器１０と接続されている。
【００４３】
ガス供給部１３は、流量制御部（Mass Flow Controller：ＭＦＣ）１３ａを介して、放電管１１ａの、輸送管１４側とは反対側の端部に接続されている。  
ガス供給部１３は、プラズマＰを発生させる領域にプロセスガスＧを供給する。すなわち、ガス供給部１３は、放電管１１ａの内部にプロセスガスＧを供給する。放電管１１ａの内部に供給されるプロセスガスＧは、流量制御部１３ａにより供給量が制御される。  
プロセスガスＧがフッ素原子を含むガスと酸素ガスの場合には、フッ素原子を含むガスの供給量を制御する流量制御部と、酸素ガスの供給量を制御する流量制御部とを設けることができる。この様にすれば、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度が、３４ｖｏｌ％以下となるように、フッ素原子を含むガス、および酸素ガスの少なくともいずれかの供給量を制御することが容易となる。
【００４４】
輸送管１４は、放電管１１ａと処理容器１０とを接続する。  
輸送管１４の一方の端部は、放電管１１ａの、ガス供給部１３側とは反対側の端部に接続されている。輸送管１４の他方の端部は、処理容器１０と接続されている。
【００４５】
移動部１５は、放電管１１ａに対する導入導波管１１ｂの位置を移動させる。すなわち、移動部１５は、プラズマＰを発生させる領域を移動させる。  
例えば、移動部１５は、放電管１１ａに沿って、遮蔽部１１ｂ１、スロット１１ｂ２、導入導波管１１ｂ、およびマイクロ波発生部１１ｃを移動させる。  
この場合、移動部１５は、放電管１１ａに沿って、遮蔽部１１ｂ１、スロット１１ｂ２、および、導入導波管１１ｂを移動させるものとすることもできる。この場合、マイクロ波発生部１１ｃと導入導波管１１ｂの間には、可撓性を有する筒状体を設けることができる。
移動部１５は、例えば、サーボモータなどの制御モータ、直動軸受けなどの案内機構、ボールネジなどの駆動機構を備えたものとすることができる。  
移動部１５を設ける様にすれば、前述したプラズマＰを発生させる領域と、基板１００の処理を行う雰囲気（処理空間１０ｃ）との間の距離を制御することが容易となる。
【００４６】
測定部１６は、処理容器１０の内部（処理空間１０ｃ）における紫外光の強度を測定する。  
測定部１６は、分光器１６ａおよび変換部１６ｂを有するものとすることができる。  
分光器１６ａは、処理空間１０ｃにおける光から紫外光を分離する。分光器１６ａは、例えば、プリズムなどを備えたものとすることができる。  
変換部１６ｂは、分光器１６ａにより分離された紫外光の強度を電気信号に変換する。変換部１６ｂは、例えば、光電変換素子、増幅器、アナログ−デジタル変換器などを備えたものとすることができる。
【００４７】
制御部１７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算部と、メモリなどの記憶部とを備えている。  
制御部１７は、記憶部に格納されている制御プログラムに基づいて、プラズマ処理装置１に設けられた各要素の動作を制御する。なお、各要素の動作を制御する制御プログラムには既知の技術を適用することができるので、詳細な説明は省略する。
【００４８】
また、制御部１７は、以下の制御を行うことができる。  
例えば、制御部１７は、流量制御部１３ａを制御して、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度が３４ｖｏｌ％以下となるようにする。なお、制御部１７は、流量制御部１３ａを制御して、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度が０ｖｏｌ％、すなわち酸素ガスが添加されないようにすることもできる。
【００４９】
また、制御部１７は、流量制御部１３ａを制御して、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を変化させることでプラズマＰの拡がりを制御する。この様にすれば、基板１００の表面に到達する紫外光の強度を制御することができる。  
すなわち、流量制御部１３ａは、基板１００の表面に到達する紫外光の強度が低くなるように、プロセスガスＧにおける酸素ガスの濃度を制御する。  
この場合、制御部１７は、変換部１６ｂからの信号に基づいて、紫外光の強度が低くなるようにプラズマＰの拡がりを制御することができる。
【００５０】
また、制御部１７は、移動部１５を制御して、プラズマＰを発生させる領域の位置を制御する。すなわち、制御部１７は、移動部１５を制御して、プラズマＰを発生させる領域と、処理空間１０ｃとの間の距離を変化させる。この様にすれば、基板１００の表面に到達する紫外光の強度と、フッ素ラジカルの量を制御することができる。  
この場合、制御部１７は、変換部１６ｂからの信号に基づいて、基板１００の表面に到達する紫外光の強度が低く、且つ、基板１００の表面に到達するフッ素ラジカルの量が多くなるように導入導波管１１ｂの位置（プラズマＰを発生させる領域の位置）を制御することができる。
【００５１】
プラズマ処理装置１は、例えば、以下の様にして、ダメージが発生した基板１００の表面を除去する。  
まず、図示しない搬送装置により、基板１００が載置部１０ａの上に載置される。  
次に、減圧部１２により、処理容器１０の内部が所定圧力まで減圧される。  
次に、ガス供給部１３から流量制御部１３ａを介して所定流量のプロセスガスＧが放電管１１ａ内に供給される。一方、マイクロ波発生部１１ｃから所定のパワーのマイクロ波Ｍが導入導波管１１ｂ内に放射される。放射されたマイクロ波Ｍは導入導波管１１ｂ内を伝播して、スロット１１ｂ２を介して放電管１１ａに向けて放射される。
【００５２】
放電管１１ａに向けて放射されたマイクロ波Ｍは、放電管１１ａの表面を伝搬して、放電管１１ａ内に放射される。このようにして放電管１１ａ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、放電管１１ａ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は放電管１１ａの内壁面から放電管１１ａ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１１ｂ２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、発生するようになる。このプラズマ励起面で励起、発生したプラズマＰ中において、プロセスガスＧが励起、活性化されてラジカル、イオンなどのプラズマ生成物が生成される。
【００５３】
生成されたプラズマ生成物を含むガスは、輸送管１４を介して処理容器１０内に搬送される。この際、寿命の短いイオンなどは処理容器１０にまで到達できず、寿命の長いラジカルのみが処理容器１０に到達することになる。処理容器１０内に導入されたラジカルを含むガスは、整流板１０ｂで整流されて基板１００の表面に到達する。そのため、ダメージが発生した基板１００の表面がラジカルにより除去される。
なお、炭化シリコンのように、シリコンに比べて元素間の結合強度が高い材料は、単に、ラジカルを用いた処理を施すだけでは、ダメージが発生している表面領域を除去することが困難な場合がある。この場合は、ダメージが発生している表面領域を除去する工程を、前処理を行う前半の工程と、表面領域の除去を行う後半の工程と分け、前半よりも後半の工程の方が酸素ガスの濃度を少なくするようにしてもよい。この場合、後半の工程のプロセスガスＧにおける酸素の濃度は、３４％以下とすることができる。このようにすれば、紫外線とともに酸素を供給することができ、ＳｉＣのダメージが発生している表面領域を除去するときは、結合を切ることができ、結合を切った後は、酸素を抑制したフッ素ラジカルのみで処理を行い、ダメージが発生している表面領域の下層にはダメージが起こらないようにすることができる。この場合、制御部は、後半の工程が開始される時間となったら、酸素ガスの濃度を少なくするように、流量制御部１３ａを制御して酸素ガスの流量を少なくするように制御する。
【００５４】
以上、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、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、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、処理容器１０の内部における紫外光の強度と、プラズマとの位置との関係が予め実験等により求められている場合は、測定部１６は省略してもよい。この場合、オペレータによる外部からの入力により遮蔽部１１ｂ１、スロット１１ｂ２、および、導入導波管１１ｂを移動させることもできる。
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】
【００５５】
１  プラズマ処理装置、１０  処理容器、１０ａ  載置部、１１  プラズマ発生部、１１ａ  放電管、１１ｂ  導入導波管、１１ｃ  マイクロ波発生部、１２  減圧部、１３  ガス供給部、１４  輸送管、１５  移動部、１６  測定部、１７  制御部、１００  基板、Ｇ  プロセスガス、Ｍ  マイクロ波、Ｐ  プラズマ
【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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