(57)【要約】【課題】プラズマ処理方法を提供する。【解決手段】一実施形態のプラズマ処理方法は、プラズマ処理装置の処理容器の内壁面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、処理容器内において被処理体に対する処理を実行する処理工程と、を含む。保護膜形成工程では、載置台と処理容器の側壁との間の空間の上方から保護膜形成用のガスが供給されて、プラズマが生成される。処理工程では、載置台の上方から被処理体の処理用のガスが供給されて、プラズマが生成される。【選択図】図１
2017010993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置の処理容器の内壁面に保護膜を形成する工程と、
前記処理容器内において被処理体に対する処理を実行する工程と、
を含み、
前記プラズマ処理装置は、
前記被処理体を載置するための、前記処理容器内に設けられた載置台と、
前記載置台の上方に設けられており、該載置台上に載置される被処理体に向けてガスを吐出するように構成された第１の吐出部と、
前記第１の吐出部に対して前記処理容器の側壁の側に設けられており、前記載置台と前記側壁との間の空間の上方から、該空間に向けてガスを吐出するように構成された第２の吐出部と、
を備え、
保護膜を形成する前記工程では、前記第２の吐出部から吐出される保護膜形成用のガスのプラズマが生成され、
被処理体に対する処理を実行する前記工程では、前記載置台上に前記被処理体が載置された状態で、前記第１の吐出部から吐出される、前記被処理体の処理用のガスのプラズマが生成される、
プラズマ処理方法。
【請求項２】
前記載置台と前記側壁との間には、複数の貫通孔が形成されたバッフル板が設けられており、前記バッフル板の下方において前記処理容器には排気装置が接続されている、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
被処理体に対する処理を実行する前記工程では、前記被処理体の被エッチング層がエッチングされる、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記保護膜形成用のガスは、シリコン含有ガスを含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記保護膜形成用のガスは、炭化水素ガス及び／又はハイドロフルオロカーボンガスを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記プラズマ処理装置は、容量結合型のプラズマ処理装置であり、前記載置台の上方に設けられた上部電極を更に備え、
前記上部電極は前記第１の吐出部を含む、
請求項１〜５の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プラズマ処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスといった電子デバイスの製造においてはプラズマ処理装置が用いられている。プラズマ処理装置は、一般的に、処理容器、載置台、及び、吐出部を備えている。載置台は処理容器内に設けられており、その上に載置される被処理体を支持するように構成されている。吐出部は、載置台によって支持された被処理体に向けてガスを吐出するように構成されている。プラズマ処理装置では、当該ガスのプラズマが生成されて、被処理体が処理される。このようなプラズマ処理装置の一例は、特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載されたプラズマ処理装置は、容量結合型のプラズマ処理装置であり、上部電極が吐出部を提供している。即ち、上部電極がシャワーヘッド構造を有している。この上部電極のように、一般的には、吐出部は、載置台の上方に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−５７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、プラズマ処理装置の処理容器の内壁面からのパーティクルといった汚染物が被処理体に付着することを防止するために、被処理体に対する処理を実行する前に、処理容器の内壁面に保護膜が形成されることがある。保護膜の形成は、載置台の上面に当該保護膜が形成されることを防止するために、一般的には、載置台上にダミー基板を載置した状態で行われる。しかしながら、保護膜の形成のための処理の前後に、ダミー基板の搬入及び搬出を行うことが必要となるので、保護膜の形成におけるダミー基板の利用はスループットを低下させる。
【０００６】
したがって、プラズマ処理装置の処理容器の内壁面に保護膜を形成する技術において、ダミー基板を用いずに載置台の上面に対する保護膜の形成を抑制することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様においてはプラズマ処理方法が提供される。このプラズマ処理方法は、プラズマ処理装置の処理容器の内壁面に保護膜を形成する工程（以下、「保護膜形成工程」という）と、処理容器内において被処理体に対する処理を実行する工程（以下、「処理工程」という）と、を含む。プラズマ処理装置は、載置台、第１の吐出部、及び第２の吐出部を備える。載置台は、処理容器内に設けられている。載置台上には、被処理体が載置されるようになっている。第１の吐出部は、載置台の上方に設けられており、該載置台上に載置される被処理体に向けてガスを吐出するように構成されている。第２の吐出部は、第１の吐出部に対して処理容器の側壁の側に設けられており、載置台と当該側壁との間の空間の上方から、該空間に向けてガスを吐出するように構成されている。保護膜形成工程では、第２の吐出部から吐出される保護膜形成用のガスのプラズマが生成される。また、処理工程では、載置台上に被処理体が載置された状態で、第１の吐出部から吐出される被処理体の処理用のガスのプラズマが生成される。
【０００８】
上記方法では、第２の吐出部から保護膜形成用のガスが処理容器の側壁に沿って吐出され、載置台の側方に流れる。したがって、保護膜は、処理容器の側壁（内壁面）に形成されるが、載置台の上面には実質的に形成されない。故に、この方法によれば、プラズマ処理装置の処理容器の内壁面に保護膜を形成することができ、且つ、ダミー基板を用いずに載置台の上面に対する保護膜の形成を抑制することが可能となる。
【０００９】
一実施形態では、載置台と側壁との間に、複数の貫通孔が形成されたバッフル板が設けられている。また、バッフル板の下方において処理容器には排気装置が接続されている。この実施形態によれば、第２の吐出部から載置台の上面に向かうガスの流れが更に抑制される。
【００１０】
一実施形態では、処理工程において被処理体の被エッチング層がエッチングされる。即ち、処理工程における被処理体の処理は、プラズマエッチングであってもよい。
【００１１】
一実施形態においては、保護膜形成用のガスは、シリコン含有ガスであってもよい。シリコン含有ガスからは、シリコンを含む保護膜が形成される。この保護膜は、例えば、シリコン含有の反射防止膜、炭素含有膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜といった膜のエッチングに利用される活性種に対して耐性を有する。
【００１２】
一実施形態では、保護膜形成用のガスは、炭化水素ガス及び／又はハイドロフルオロカーボンガスを更に含んでいてもよい。この実施形態の保護膜形成用のガスによれば、保護膜の形成の速度、即ち、堆積レートが向上される。また、より硬質な保護膜が形成される。
【００１３】
一実施形態では、プラズマ処理装置は、容量結合型のプラズマ処理装置であり、載置台の上方に設けられた上部電極を更に備える。この実施形態では、上部電極が第１の吐出部を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、プラズマ処理装置の処理容器の内壁面に保護膜を形成することが可能となり、ダミー基板を用いずに載置台の上面に対する保護膜の形成を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係るプラズマ処理方法を示す流れ図である。
【図２】図１に示すプラズマ処理方法の実施に用いることが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】第２の吐出部を示す斜視図である。
【図４】図１に示すプラズマ処理方法の実施の途中におけるプラズマ処理装置の状態を示す図である。
【図５】図１に示すプラズマ処理方法の実施の途中におけるプラズマ処理装置の状態を示す図である。
【図６】図１に示すプラズマ処理方法の実施の途中におけるプラズマ処理装置の状態を示す図である。
【図７】被エッチング層のエッチングを説明するための被処理体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
図１は、一実施形態に係るプラズマ処理方法を示す流れ図である。図１に示す方法ＭＴは、ダミー基板等の物体を載置台上に載置せずにプラズマ処理装置の処理容器の内壁面に保護膜を形成し、しかる後に、被処理体（以下、「ウエハＷ」ということがある）が載置台上に載置された状態で、当該被処理体に対する処理を所定プロセス条件により行う方法である。
【００１８】
図２は、図１に示すプラズマ処理方法の実施に用いることが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り、略円筒形状の処理容器１２を備えている。処理容器１２は、容器本体１４及びシールド部材１６を有している。
【００１９】
容器本体１４は、側壁部１４ｓ及び底部１４ｂを含んでいる。側壁部１４ｓは、略円筒形状を有している。底部１４ｂは、側壁部１４ｓの下端に連続しており、処理容器１２の底部を構成している。この容器本体１４は、例えば、アルミニウムから構成されており、その内壁面には陽極酸化処理が施されている。即ち、容器本体１４の内壁面はアルマイト皮膜を有する。また、容器本体１４は接地されている。
【００２０】
シールド部材１６は、容器本体１４の内壁面に堆積物が形成されることを防止するものである。シールド部材１６は、略円筒形状を有しており、容器本体１４の側壁部１４ｓに沿って延在している。シールド部材１６は、例えば、アルミニウム材の表面又は母材表面に形成されたアルマイト皮膜の表面に酸化イットリウムといったセラミックスの皮膜を形成することによって、構成されている。このシールド部材１６は、容器本体１４の側壁部１４ｓと共に、処理容器１２の側壁１２ｓを構成している。なお、このシールド部材１６に反応性生物が堆積した場合には、当該反応生成物はドライクリーニングによって除去される。シールド部材１６が複数回の使用（例えば、複数回のドライクリーニング）によって消耗した場合には、当該シールド部材１６は、皮膜を再形成することにより再使用されてもよい。
【００２１】
処理容器１２の側壁１２ｓには、開口１２ｇが形成されている。開口１２ｇは、処理容器１２内へのウエハＷの搬入及び処理容器１２からのウエハＷの搬出の際に、当該ウエハＷが通過する通路である。この開口１２ｇは、ゲートバルブ５４によって開閉可能となっている。
【００２２】
処理容器１２内には、載置台ＰＤが設けられている。載置台ＰＤは、支持部１７、下部電極１８、及び静電チャック２０を有している。支持部１７は、略円筒形状を有している。支持部１７は、例えば、絶縁材料から形成されている。支持部１７は、処理容器１２内において、当該処理容器１２の底部から鉛直方向に延在している。この支持部１７は、下部電極１８及び静電チャック２０を支持している。
【００２３】
下部電極１８は、第１プレート１８ａ及び第２プレート１８ｂを含んでいる。第１プレート１８ａ及び第２プレート１８ｂは、例えばアルミニウムといった金属から形成されており、略円盤形状を有している。第２プレート１８ｂは、第１プレート１８ａ上に設けられており、第１プレート１８ａに導通している。
【００２４】
第２プレート１８ｂ上には、静電チャック２０が設けられている。静電チャック２０は、載置台ＰＤの上面、即ち、ウエハＷの載置面を提供している。静電チャック２０は、導電膜である電極を一対の絶縁層又は絶縁シート間に配置した構造を有している。静電チャック２０の電極には、直流電源２２がスイッチ２３を介して電気的に接続されている。この静電チャック２０は、直流電源２２からの直流電圧により生じたクーロン力等の静電力によりウエハＷを吸着する。これにより、静電チャック２０は、ウエハＷを保持することができる。
【００２５】
第２プレート１８ｂの周縁部上には、ウエハＷのエッジ及び静電チャック２０を囲むようにフォーカスリングＦＲが配置されている。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、ウエハＷに対するプラズマ処理に応じて適宜選択される材料から形成されている。例えば、フォーカスリングＦＲは、シリコン、石英、ＳｉＣといった材料から形成される。
【００２６】
第２プレート１８ｂの内部には、冷媒流路２４が設けられている。冷媒流路２４には、処理容器１２の外部に設けられたチラーユニットから配管２６ａを介して冷媒が供給される。冷媒流路２４に供給された冷媒は、配管２６ｂを介してチラーユニットに戻される。このように、冷媒流路２４とチラーユニットとの間では、冷媒が循環される。この冷媒の温度を制御することにより、静電チャック２０によって支持されたウエハＷの温度が、例えば−２０℃以上１００℃以下の温度範囲内で制御される。なお、ウエハＷの温度が高温に制御される場合には、例えば第２プレート１８ｂに設けられたヒーターによってウエハＷの温度が制御されてもよい。
【００２７】
また、プラズマ処理装置１０には、ガス供給ライン２８が設けられている。ガス供給ライン２８は、伝熱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の上面とウエハＷの裏面との間に供給する。
【００２８】
また、プラズマ処理装置１０は、上部電極３０を備えている。上部電極３０は、載置台ＰＤの上方に設けられており、当該載置台ＰＤと対向配置されている。上部電極３０は、絶縁性遮蔽部材３２を介して、処理容器１２の上部に支持されている。一実施形態では、上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含んでいる。天板３４は、処理容器１２内の空間を上方から画成している。天板３４は、例えば、酸化シリコンからなる石英、シリコンからなる単結晶シリコン又はアモルファスシリコン、アルミニウム、陽極酸化膜がその表面に形成されたアルミニウム部材からなる。支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持するものである。
【００２９】
上部電極３０は、一実施形態の第１の吐出部を提供している。即ち、上部電極３０は、ウエハＷの処理に用いられるガスを吐出するように構成されている。具体的に、天板３４には、下方に延びる複数のガス吐出孔３４ａが形成されている。この天板３４は、一実施形態では、シリコンから形成されている。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、ガス吐出孔３４ａに連通する複数のガス通流孔３６ｂが下方に延びている。
【００３０】
ガス拡散室３６ａには、配管３８が接続されている。配管３８には、バルブ群４２及び流量制御器群４４を介して、ガスソース群４０が接続されている。ガスソース群４０は、複数のガスソースを含んでいる。バルブ群４２は複数のバルブを含んでおり、流量制御器群４４はマスフローコントローラといった複数の流量制御器を含んでいる。ガスソース群４０の複数のガスソースはそれぞれ、バルブ群４２の対応のバルブ及び流量制御器群４４の対応の流量制御器を介して、配管３８に接続されている。
【００３１】
ガスソース群４０の複数のガスソースは、ウエハＷの処理用の複数種のガスのソースである。以下、ウエハＷの処理が被エッチング層のエッチングである場合を例にとって、被エッチング層の膜種に応じたガスソースを例示する。
【００３２】
ウエハＷの被エッチング層が、シリコン含有の反射防止膜（例えば、シリコン酸化膜）である場合には、複数のガスソースは、フルオロカーボンガスのソース及び／又はハイドロフルオロカーボンガスのソースを含む。この場合に、複数のガスソースは、希ガスのソースを更に含んでいてもよい。例えば、フルオロカーボンガスは、ＣＦ４ガスであり、ハイドロフルオロカーボンガスは、ＣＨＦ３ガスである。また、希ガスは、任意の希ガスであることができ、例えば、Ａｒガスである。
【００３３】
ウエハＷの被エッチング層が、カーボンハードマスクを形成する炭素含有膜（例えば、有機膜、又はアモルファスカーボン膜）である場合には、複数のガスソースは、水素ガスのソース、及び窒素ガスのソースを含む。この場合に、複数のガスソースは、希ガスのソースを更に含んでいてもよい。希ガスは、任意の希ガスであることができ、例えば、Ａｒガスである。
【００３４】
ウエハＷの被エッチング層が、シリコン酸化膜である場合には、複数のガスソースは、フルオロカーボンガスのソース及び／又はハイドロフルオロカーボンガスのソースを含む。この場合に、複数のガスソースは、希ガスのソースを更に含んでいてもよい。例えば、フルオロカーボンガスは、ＣＦ４ガスであり、ハイドロフルオロカーボンガスは、ＣＨ２Ｆ２ガス、ＣＨ３Ｆガス、及びＣＨＦ３ガスのうち一つ以上を含む。また、希ガスは、任意の希ガスであることができ、例えば、Ａｒガスである。
【００３５】
ウエハＷの被エッチング層が、シリコン窒化膜である場合には、複数のガスソースは、フルオロカーボンガスのソース、ハイドロフルオロカーボンガスのソース、三フッ化窒素ガスのうち一つ以上のガスソースを含む。この場合に、複数のガスソースは、希ガスのソースを更に含んでいてもよい。例えば、フルオロカーボンガスは、Ｃ４Ｆ６ガス及びＣ４Ｆ８ガスのうち一つ以上のガスを含み、ハイドロフルオロカーボンガスは、ＣＨＦ３ガスであり得る。また、希ガスは、任意の希ガスであることができ、例えば、Ａｒガスである。
【００３６】
図２に示すように、プラズマ処理装置１０は、第１の吐出部を提供する上部電極３０に加えて、第２の吐出部７０を備えている。図３は、第２の吐出部を示す斜視図である。以下、図２と共に図３を参照する。第２の吐出部７０は、処理容器１２の内壁面に保護膜を形成するために用いられるガスを吐出する。
【００３７】
第２の吐出部７０は、第１の吐出部に対して処理容器１２の側壁１２ｓの側に設けられている。この第２の吐出部７０は、載置台ＰＤと側壁１２ｓとの間の空間ＳＲの上方から、該空間ＳＲに向けてガスを吐出するように構成されている。具体的に、第２の吐出部７０は、空間ＳＲの上方に開口端を有する複数のガス吐出孔７０ｈを提供している。なお、ガス吐出孔７０ｈの個数は複数個であれば限定されるものではなく、例えば、四つ以上であることができる。
【００３８】
複数のガス吐出孔７０ｈは、鉛直方向に延びる処理容器１２の中心軸線に対して周方向に配列されている。例えば、複数のガス吐出孔７０ｈは周方向に均等に配列されている。なお、図２に示す複数のガス吐出孔７０ｈは、下方にガスを吐出するよう、開口端に向けて鉛直下方に延びている。しかしながら、複数のガス吐出孔７０ｈは、上記中心軸線に向かう方向に開口していてもよい。或いは、複数のガス吐出孔７０ｈは、下方にある開口端に向かうにつれて上記中心軸線に近付くように傾斜していてもよい。なお、複数のガス吐出孔７０ｈは、載置台ＰＤ及びフォーカスリングＦＲの外周縁部より外側に配置されることが好ましく、処理容器１２内の側壁に近い位置に配置されることが好ましい。その結果、載置台ＰＤの上面及びフォーカスリングＦＲの上面に保護膜を形成せず、処理容器１２内の内壁面に保護膜を形成することができ、汚染物及びパーティクルの発生を更に抑制することが可能となる。
【００３９】
一実施形態では、第２の吐出部７０は、環状部材７２、及び複数のガス吐出ブロック７４を有している。環状部材７２は、略環形状を有している。この環状部材７２は、側壁１２ｓによって支持されている。具体的には、環状部材７２は、側壁１２ｓの上側部分と下側部分との間に挟持されている。複数のガス吐出ブロック７４は複数のガス吐出孔７０ｈを提供する部材であり、環状部材７２によって支持されている。環状部材７２及び複数のガス吐出ブロック７４には、複数のガス吐出孔７０ｈにそれぞれ連通する複数のガスライン７０ｐが形成されている。複数のガスライン７０ｐは、配管７６に接続している。配管７６は、入力端７６ａから延び、その途中で分岐して、複数のガスライン７０ｐに接続している。例えば、配管７６は、入力端７６ａから複数のガスライン７０ｐまでの距離が略等距離であるように、構成されている。
【００４０】
なお、第２の吐出部７０は、環状部材７２から処理容器１２内中心に向かって延びる複数のノズルを有するように構成されていてもよい。また、環状部材７２は、その全周において処理容器１２の内側に延びるように構成されていてもよい。これらの場合においても、複数のガス吐出孔７０ｈは空間ＳＲに向けてガスを吐出するよう下向きに開口する。
【００４１】
配管７６の入力端７６ａには、ガスソース群８０がバルブ群８２及び流量制御器群８４を介して接続している。ガスソース群８０は、保護膜形成用の一以上のガスソースを含んでいる。一以上のガスソースは、一実施形態では、シリコン含有ガスのソースである。シリコン含有ガスは、例えば、ＳｉＦ４ガス、ＳｉＣｌ４ガス、又はＳｉＨ４ガスであり得る。また、一以上のガスソースは、希ガスのソースを更に含んでいてもよい。希ガスは、任意の希ガスであることができ、例えば、Ａｒガスである。また、一以上のガスソースは、炭化水素ガスのソース及び／又はハイドルフロロカーボンガスのソースを更に含んでいてもよい。炭化水素ガスは、例えば、ＣＨ４ガスである。ハイドルフロロカーボンガスは、例えば、ＣＨ２Ｆ２ガスである。一以上のガスソースは、バルブ群８２の対応のバルブ、及び流量制御器群８４の対応の流量制御器を介して、配管７６の入力端に接続されている。
【００４２】
図２に示すように、載置台ＰＤの外周面に沿ってシールド部材４６が設けられている。シールド部材４６は、載置台ＰＤの外周面に堆積物が形成されることを防止するものである。シールド部材４６は、例えば、アルミニウム材の表面に酸化イットリウムといったセラミックスの皮膜を形成することによって、構成されている。
【００４３】
載置台ＰＤと処理容器１２の側壁１２ｓとの間には、バッフル板４８が設けられている。バッフル板４８は、例えば、アルミニウム材に酸化イットリウム等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。このバッフル板４８には、複数の貫通孔が形成されている。
【００４４】
バッフル板４８の下方において処理容器１２には、排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、圧力調整弁、及び、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、処理容器１２内の空間を所望の真空度まで減圧することができる。
【００４５】
また、プラズマ処理装置１０は、第１の高周波電源６２及び第２の高周波電源６４を更に備えている。第１の高周波電源６２は、プラズマ生成用の高周波を発生する電源であり、例えば２７〜１００ＭＨｚの周波数の高周波を発生する。第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して下部電極１８に接続されている。整合器６６は、第１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）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。なお、第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して上部電極３０に接続されていてもよい。
【００４６】
第２の高周波電源６４は、ウエハＷにイオンを引き込むための高周波バイアスを発生する電源であり、例えば、４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数の高周波バイアスを発生する。第２の高周波電源６４は、整合器６８を介して下部電極１８に接続されている。整合器６８は、第２の高周波電源６４の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。
【００４７】
また、一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、制御部Ｃｎｔを更に備え得る。この制御部Ｃｎｔは、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、プラズマ処理装置１０の各部を制御する。この制御部Ｃｎｔでは、入力装置を用いて、オペレータがプラズマ処理装置１０を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができ、また、表示装置により、プラズマ処理装置１０の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、制御部Ｃｎｔの記憶部には、プラズマ処理装置１０で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマ処理装置１０の各部に処理を実行させるためのプログラム、即ち、処理レシピが格納される。例えば、制御部Ｃｎｔは、方法ＭＴ用の処理レシピを記憶部に記憶し、当該処理レシピに従って、プラズマ処理装置１０の各部を制御することができる。
【００４８】
以下、図１を再び参照し、方法ＭＴについて詳細に説明する。以下の説明では、図４〜図７を参照する。図４〜図６は、図１に示すプラズマ処理方法の実施の途中におけるプラズマ処理装置の状態を示す図である。また、図７は、被エッチング層のエッチングを説明するための被処理体の断面図である。以下、プラズマ処理装置１０を用いてプラズマエッチングが行われる場合を例にとって、方法ＭＴについて説明する。
【００４９】
図１に示すように、方法ＭＴでは、まず、工程ＳＴ１が実行される。工程ＳＴ１では、プラズマ処理装置１０の処理容器１２の内壁面に保護膜を形成する処理が行われる。図４に示すように、工程ＳＴ１は、静電チャック２０上にウエハＷが載置されていない状態で実行される。
【００５０】
工程ＳＴ１では、第２の吐出部７０から保護膜形成用のガスが処理容器１２内に供給される。第２の吐出部７０から吐出されたガスは、図４において矢印Ｇ１で示すように、空間ＳＲに向かうガスの流れ、即ち、側壁１２ｓに沿ったガスの流れを形成する。これにより、載置台ＰＤの上面、即ち、静電チャック２０の上面に向かうガスの流れが抑制される。また、工程ＳＴ１では、排気装置５０によって、処理容器１２内の空間の圧力が所定の圧力に設定される。これにより、第２の吐出部７０から側壁１２ｓに沿って空間ＳＲに向かい、しかる後にバッフル板４８を通って排気されるガスの流れが形成され、第２の吐出部７０から静電チャック２０の上面に向かうガスの流れが更に抑制される。さらに、工程ＳＴ１では、第１の高周波電源６２からの高周波が下部電極１８に供給される。これにより、保護膜形成用のガスのプラズマＰ１が載置台ＰＤ及びフォーカスリングＦＲの外周空間内に生成される。即ち、このプラズマＰ１は、側壁１２ｓに沿った領域で形成される。
【００５１】
プラズマＰ１の生成により解離したガス中のイオンは、第２の吐出部７０からのガスの流れの近傍にある壁面、即ち、処理容器１２の内壁面に反応して堆積する。この内壁面は、具体的には、側壁１２ｓの内壁面、載置台ＰＤの外周面、及び、バッフル板４８の表面を含む。この工程ＳＴ１の実行の結果、図５に示すように、処理容器１２の内壁面には保護膜ＰＦが形成される。また、上述したように、第２の吐出部７０からのガスの流れは、側壁１２ｓに沿った領域で発生しているので、静電チャック２０の上面に対する保護膜の形成は、ダミー基板を静電チャック２０上に配置しなくても、抑制される。
【００５２】
続く工程ＳＴ２では、ウエハＷが処理容器１２内に搬入される。しかる後に、ウエハＷは、静電チャック２０上に載置され、当該静電チャック２０によって保持される。
【００５３】
続く工程ＳＴ３では、ウエハＷのプラズマ処理、本例では被エッチング層のプラズマエッチングのために、上部電極３０（第１の吐出部）から処理容器１２内にガスが供給される。上部電極３０から供給されるガスは、図６において矢印Ｇ２で示すように、ウエハＷに向かう流れを形成する。また、工程ＳＴ３では、排気装置５０によって、処理容器１２内の空間の圧力が所定の圧力に設定される。さらに、工程ＳＴ３では、第１の高周波電源６２からの高周波が下部電極１８に供給される。これにより、ウエハＷの上方においてプラズマＰ２が生成される。なお、工程ＳＴ３では、第２の高周波電源６４からの高周波が下部電極１８に供給されてもよい。
【００５４】
プラズマＰ２の生成により解離したガス中の分子又は原子の活性種は、ウエハＷに照射される。これにより、ウエハＷのプラズマ処理、本例では被エッチング層のエッチングが行われる。例えば、図７の（ａ）に示すように、基板ＳＢ上に設けられた被エッチング層ＥＬの全領域のうち、マスクＭＫから露出している領域に活性種が照射される。これにより、図７の（ｂ）に示すように、被エッチング層ＥＬがエッチングされる。
【００５５】
この方法ＭＴの工程ＳＴ３の実行時には、工程ＳＴ１において形成した保護膜ＰＦにより、活性種による処理容器１２の内壁面の浸食が抑制される。その結果、ウエハＷに対するパーティクルといった汚染物の付着が抑制される。
【００５６】
また、方法ＭＴによれば、プラズマ処理装置の処理容器の内壁面に保護膜を形成することが可能であり、ダミー基板を用いることなく、載置台の上面、即ち静電チャックの上面に対する保護膜の形成を抑制することが可能である。
【００５７】
なお、保護膜形成用のガスは、上述したように、一例では、シリコン含有ガスであり、例えば、ＳｉＦ４ガス、ＳｉＣｌ４ガス、又はＳｉＨ４ガスである。このガスからは、シリコンを含む保護膜ＰＦが形成される。この保護膜ＰＦは、上述したシリコン含有の反射防止膜のエッチング用のガス、炭素含有膜用のエッチングのガス、シリコン酸化膜のエッチング用のガス、及び、シリコン窒化膜のエッチング用のガスに対する耐性を有する。即ち、この保護膜ＰＦは、当該保護膜ＰＦに対してエッチング対象の膜のエッチングの選択性を向上させることを可能とする。
【００５８】
また、保護膜形成用のガスは、炭化水素ガス及び／又はハイドルフロロカーボンガスを含んでいてもよい。例えば、保護膜形成用のガスは、ＣＨ４ガス及び／又はＣＨ２Ｆ２ガスを含んでいてもよい。この保護膜形成用のガスによれば、保護膜ＰＦの形成の速度、即ち、堆積レートが向上される。また、より硬質な保護膜ＰＦが形成される。即ち、保護膜ＰＦの耐エッチング性が向上する。
【００５９】
また、上述したように、被エッチング層ＥＬは、シリコン含有の反射防止膜、炭素含有膜、シリコン酸化膜、又は、シリコン窒化膜であり得る。これらの膜のエッチングのためのガスとしては、上に例示したガスを用いることができる。
【００６０】
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の実施には、容量結合型のプラズマ処理装置以外のプラズマ処理装置が用いられてもよい。例えば、誘電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によってガスを励起させるプラズマ処理装置が方法ＭＴの実施に用いられてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１０…プラズマ処理装置、１２…処理容器、１２ｓ…側壁、１４…容器本体、１４ｓ…側壁部、１６…シールド部材、ＰＤ…載置台、１８…下部電極、２０…静電チャック、３０…上部電極、４０…ガスソース群、４８…バッフル板、５０…排気装置、６２…第１の高周波電源、６４…第２の高周波電源、７０…第２の吐出部、８０…ガスソース群。
【図１】
2017010993.tif 000003
【図２】
2017010993.tif 000004
【図３】
2017010993.tif 000005
【図４】
2017010993.tif 000006
【図５】
2017010993.tif 000007
【図６】
2017010993.tif 000008
【図７】
2017010993.tif 000009