【手続補正書】
【提出日】平成20年9月19日(2008.9.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基体を収納する処理室と、
前記処理室内に中性ラジカルを生成するラジカル生成手段と、
前記処理室内で前記被処理基体を支持する被処理基体支持手段と、を有する処理装置において、
前記ラジカルの発生領域と前記被処理基体との間に処理用ガスを導入するガス導入手段と、
前記ラジカル発生領域と前記ガス導入手段との間に前記処理用ガスを排気するガス排気手段と、を備えることを特徴とする処理装置。
【請求項２】
前記ガス導入手段と前記プラズマ発生領域との間にコンダクタンス制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載の処理装置。
【請求項３】
前記ガス導入手段と前記被処理基体支持手段との間にフラックス均一化手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の処理装置。
【請求項４】
前記フラックス均一化手段は複数の孔が穿られた板から成ることを特徴とする請求項３記載の処理装置。
【請求項５】
前記プラズマはマイクロ波により生成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の処理装置。
【請求項６】
前記プラズマは紫外光により生成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の処理装置。
【請求項７】
前記コンダクタンス制御手段及び前記フラックス均一化手段は、前記紫外光に対し不透明な材質から成ることを特徴とする請求項６記載の処理装置。
【請求項８】
処理室内に中性ラジカルを生成し被処理基体をラジカル処理する処理方法において、
前記被処理基体と前記ラジカル発生領域との間に処理用ガスを導入すると共に、前記処理用ガスを前記ラジカル発生領域と前記処理用ガスの導入手段との間から排気することを特徴とする処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
上記の目的を達成するために本発明に係る処理装置は、
被処理基体を収納する処理室と、
前記処理室内に中性ラジカルを生成するラジカル生成手段と、
前記処理室内で前記被処理基体を支持する被処理基体支持手段と、を有する処理装置において、
前記ラジカルの発生領域と前記被処理基体との間に処理用ガスを導入するガス導入手段と、
前記ラジカル発生領域と前記ガス導入手段との間に前記処理用ガスを排気するガス排気手段と、を備えることを特徴とする。
さらに、本発明に係る処理装置は、前記ガス導入手段と前記ラジカル発生領域の間にコンダクタンス制御手段を備える。
さらに、本発明に係る処理装置は、前記ガス導入手段と前記被処理基体支持手段との間にフラックス均一化手段を備える。
さらに、本発明に係る処理装置は、前記フラックス均一化手段は複数の孔が穿られた板から成る。
さらに、本発明に係る処理装置は、前記中性ラジカルはマイクロ波により生成される。
さらに、本発明に係る処理装置は、前記中性ラジカルは紫外光により生成される。
さらに、本発明に係る処理装置は、前記コンダクタンス制御手段及び前記フラックス均一化手段は、前記紫外光に対し不透明な材質から成る。
さらに、本発明に係る処理方法は、処理室内に中性ラジカルを生成し被処理基体をラジカル処理する処理方法において、
前記被処理基体と前記ラジカル発生領域との間に処理用ガスを導入すると共に、前記処理用ガスを前記ラジカル発生領域と前記処理用ガスの導入手段との間から排気することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の実施例１の処理装置について図１を用いて説明する。
処理室１０１は、半導体等の被処理基体１０２にラジカル処理を行う室である。排気手段１０６は、処理室１０１内を排気する処理用ガスの排気口である。図１より、排気手段１０６は後述のラジカル発生領域１１１とガス導入手段１０５との間に設けられ、処理用ガスを排気する。ガス導入手段１０５は、処理室１０１に処理用ガスを導入する手段である。中性ラジカル生成手段１０８は、処理室１０１の上面に設けられ、処理室１０１内の上部のラジカル発生領域１１１に中性ラジカルを生成する手段である。被処理基体支持手段１０３は、ラジカル発生領域１１１よりもガス流の上流に設置され、被処理基体１０２を支持する手段である。ここで、ガス導入手段１０５をラジカル発生領域１１１と被処理基体支持手段１０３との間に設け、この点が図５に示される従来例と異なる。温度調整手段１０４は被処理基体１０２の温度調整を行う手段で、ガス導入手段１０５とラジカル発生領域１１１との間にコンダクタンス制御手段１０９が設けられる。
ラジカル処理は、まず、排気手段１０６であるガスの排気口を介して処理室１０１内をほぼ真空状態に排気する。続いて処理室１０１に設けられたガス導入手段１０５を介して処理用ガスを所定の流量で処理室１０１内に導入する。次に１０６に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、処理室１０１内を所定の圧力に保持する。さらに、ラジカル生成手段１０８に所望の電力投入し、処理室１０１に導入した処理用ガスを励起してラジカル発生領域１１１においてラジカルを発生させる。励起された活性なラジカルの多くは被処理基体１０２に到達することなく排気され、被処理基体１０２まで拡散してきた一部のラジカルのみが処理に寄与し、被処理基体支持手段１０３上に載置された被処理基体１０２の表面を処理する。またガス導入手段１０５によりガス流量を制御し、コンダクタンス制御手段１０９により排気コンダクタンスを変え流速を変化することにより、処理速度を高精度に制御することが可能となる。
本実施例１では、ガス導入手段１０５をラジカル発生領域１１１と被処理基体支持手段１０３との間に設け、被処理基体支持手段１０３のある空間からの排気経路が存在しない。よって、導入された処理ガスに起因する強いガスの流れが形成されず、ガスの滞留状態が被処理基体支持手段１０３近傍に生じる。このため大流量のガスを導入した場合においても被処理基体支持手段１０３近傍においては導入ガスの流れの影響による、ラジカル拡散のムラが殆ど発生せず均一に拡散し被処理基体１０２の表面の均一な処理が可能となる。このため、大流量のガス導入時にも被処理基体１０２の表面近傍に不均一なガスの流れが発生することを防止し、ラジカル拡散濃度の空間分布を均一化し、被処理基体１０２の表面の均一な処理を行うことができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
さらに、本実施例１の処理装置には、被処理基体支持手段１０３近傍におけるラジカルの拡散の均一性を向上させるため、ガス導入手段１０５と被処理基体支持手段１０３との間にフラックス均一化手段１１０を設置してもよい。フラックス均一化手段１１０は、複数の孔が穿けられた板等から成り、その形状は導入ガスの流れが被処理基体支持体１０３のある領域への均一なラジカル拡散を阻害するものでなければ平板状や、その他いかなる形状もよい。複数の孔の配置は等間隔格子状配列や、同心円状配列等のいかなる配列でもよく、また個々の孔の径は同一径であっても、異なる径であってもよい。
フラックス均一化手段１１０の材質は、金属汚染が問題になる場合には石英，窒化シリコン等のＳｉ系絶縁体材料を使用する。金属汚染が問題にならず、被処理基体１０２への電磁波照射をカットしたい場合には、アルミニウム等の金属を使用しても良い。金属汚染も電磁波照射も問題になる場合には、金属を内蔵したＳｉ系絶縁体を用いる場合もある。
またラジカル生成時に放射される高エネルギーの紫外光が被処理基体１０２に悪影響を及ぼす虞がある場合には、紫外光に対して不透明な材質でフラックス均一化手段１１０を形成しても良い。
本実施例１の処理装置に用いられるラジカル生成手段１０８は高周波プラズマ励起、紫外光励起のいずれの励起手段を用いることも可能であり、併用することも可能である。高周波プラズマ励起としてはＣＣＰ、ＩＣＰ、ヘリコン、ＥＣＲ、マイクロ波、表面波、表面波干渉型プラズマ源等のいかなるプラズマ励起手段についても適用可能である。 
また紫外光励起手段としては所望のラジカル状態に励起可能なエネルギーを有する光が放射可能なものであればいずれの光源も適用可能である。例えばキセノンショートアークランプ、キセノンフラッシュランプ、ショートアーク型超高圧水銀ランプ、キャピラリーランプ、ロングアークランプ、低圧水銀ランプ、ＤｅｅｐＵＶランプ、メタルハライドランプ、エキシマランプ、窒素レーザー、エキシマレーザなどの光源が挙げられる。エキシマランプを用いた場合Ｆ２、Ｃｌ２、Ｂｒ２、Ｉ２、ＡｒＢｒ、ＫｒＢｒ，ＸｅＢｒ、ＡｒＣｌ、ＫｒＣｌ、ＸｅＣｌ、ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＦ、ＸｅＩなど封止ガスによって発光中心波長が異なり、それらの中からラジカルの生成に最も適した波長の光を効率よく発光させることができるものを選ぶのが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本実施例１の処理装置を用いた処理方法における処理室内の圧力は０．１ｍＴｏｒｒ乃至１０Ｔｏｒｒの範囲、より好ましくは、中間流から粘性流側の１０ｍＴｏｒｒから５Ｔｏｒｒの範囲が適当である。
本実施例１の処理装置を用いた処理方法による堆積膜の形成は、使用するガスを適宜選択することによりＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、ＳｉＯＦ，Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＭｇＦ２などの絶縁膜、ａ−Ｓｉ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＡｓなどの半導体膜、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａなどの金属膜等、各種の堆積膜を効率よく形成することが可能である。
本実施例１の処理装置を用いた処理方法により処理する被処理基体１０２は、半導体であっても、導電性のものであっても、あるいは電気絶縁性のものであってもよい。
導電性基体としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂなどの金属またはこれらの合金、例えば真鍮、ステンレス鋼などが挙げられる。
絶縁性基体としては、ＳｉＯ２系の石英や各種ガラス、Ｓｉ３Ｎ４，ＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＬｉＦ，ＣａＦ２，ＢａＦ２，Ａｌ２Ｏ３，ＡｌＮ，ＭｇＯなどの無機物、ポリエチレン，ポリエステル，ポリカーボネート，セルロースアセテート，ポリプロピレン，ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミドなどの有機物のフィルム、窓などが挙げられる。
ＣＶＤ法により基板上に薄膜を形成する場合に用いられるガスとしては、一般に公知のガスが使用できる。
ａ−Ｓｉ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ、ＳｉＣなどのＳｉ系半導体薄膜を形成する場合の処理用ガス導入手段１０５を介して処理室１０１へ導入するＳｉ原子を含有する原料ガスとしては、ＳｉＨ４，Ｓｉ２Ｈ６などの無機シラン類，テトラエチルシラン（ＴＥＳ），テトラメチルシラン（ＴＭＳ），ジメチルシラン（ＤＭＳ），ジメチルジフルオロシラン（ＤＭＤＦＳ），ジメチルジクロルシラン（ＤＭＤＣＳ）などの有機シラン類、ＳｉＦ４，Ｓｉ２Ｆ６，Ｓｉ３Ｆ８，ＳｉＨＦ３，ＳｉＨ２Ｆ２，ＳｉＣｌ４，Ｓｉ２Ｃｌ６，ＳｉＨＣｌ３，ＳｉＨ２Ｃｌ２，ＳｉＨ３Ｃｌ，ＳｉＣｌ２Ｆ２などのハロゲン化シラン類等、常温常圧でガス状態であるものまたは容易にガス化し得るものが挙げられる。また、この場合のＳｉ原料ガスと混合して導入してもよい添加ガスまたはキャリアガスとしては、Ｈ２、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎが挙げられる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
Ｓｉ３Ｎ４，ＳｉＯ２ などのＳｉ化合物系薄膜を形成する場合の処理用ガス導入手段１０５を介して導入するＳｉ原子を含有する原料としては、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６などの無機シラン類，テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ），テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ），オクタメチルシクロテトラシラン（ＯＭＣＴＳ），ジメチルジフルオロシラン（ＤＭＤＦＳ），ジメチルジクロルシラン（ＤＭＤＣＳ）などの有機シラン類、ＳｉＦ４，Ｓｉ２Ｆ６，Ｓｉ３Ｆ８，ＳｉＨＦ３，ＳｉＨ２Ｆ２，ＳｉＣｌ４，Ｓｉ２Ｃｌ６，ＳｉＨＣｌ３，ＳｉＨ２Ｃｌ２，ＳｉＨ３Ｃｌ，ＳｉＣｌ２Ｆ２などのハロゲン化シラン類等、常温常圧でガス状態であるものまたは容易にガス化し得るものが挙げられる。また、この場合の同時に導入する窒素原料ガスまたは酸素原料ガスとしては、Ｎ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２などが挙げられる。
Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａなどの金属薄膜を形成する場合の処理用ガス導入手段１０５を介して導入する金属原子を含有する原料としては、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリエチルアルミニウム（ＴＥＡｌ）、トリイソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡｌ）、ジメチルアルミニウムハイドライド（ＤＭＡｌＨ）、タングステンカルボニル（Ｗ(ＣＯ)６）、モリブデンカルボニル（Ｍｏ(ＣＯ)６）、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）などの有機金属、ＡｌＣｌ３、ＷＦ６、ＴｉＣｌ３、ＴａＣｌ５などのハロゲン化金属等が挙げられる。また、この場合のＳｉ原料ガスと混合して導入してもよい添加ガスまたはキャリアガスとしては、Ｈ２、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎが挙げられる。
Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、ＷＯ３などの金属化合物薄膜を形成する場合の処理用ガス導入手段１０５を介して導入する金属原子を含有する原料としては、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリエチルアルミニウム（ＴＥＡｌ）、トリイソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡｌ）、ジメチルアルミニウムハイドライド（ＤＭＡｌＨ）、タングステンカルボニル（Ｗ(ＣＯ)６）、モリブデンカルボニル（Ｍｏ(ＣＯ)６）、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）などの有機金属、
ＡｌＣｌ３、ＷＦ６、ＴｉＣｌ３、ＴａＣｌ５などのハロゲン化金属等が挙げられる。また、この場合の同時に導入する酸素原料ガスまたは窒素原料ガスとしては、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、Ｎ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）などが挙げられる。
基体表面をエッチングする場合の処理用ガス導入口１０５から導入するエッチング用ガスとしては、Ｆ２、ＣＦ４、ＣＨ２Ｆ２、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＣＦ２Ｃｌ２、ＳＦ６、ＮＦ３、Ｃｌ２、ＣＣｌ４、ＣＨ２Ｃｌ２、Ｃ２Ｃｌ６などが挙げられる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また使用するガスを適宜選択することにより、本発明の実施例１の処理装置による処理方法を表面改質にも適用可能である。例えば基体もしくは表面層としてＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｔａなどを使用してこれら基体もしくは表面層の酸化処理あるいは窒化処理さらにはＢ、Ａｓ、Ｐなどのドーピング処理等が可能である。更に本発明において採用する成膜技術はクリーニング方法にも適用できる。その場合酸化物あるいは有機物や重金属などのクリーニングに使用することもできる。
被処理基体１０２を酸化表面処理する場合の処理用ガス導入口１０５を介して導入する酸化性ガスとしては、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２などが挙げられる。また、被処理基体１０２を窒化表面処理する場合の処理用ガス導入口１１５を介して導入する窒化性ガスとしては、Ｎ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）などが挙げられる。
被処理基体１０２の表面の有機物をクリーニングする場合、またはフォトレジストなど基体表面上の有機成分をアッシング除去する場合の処理用ガス導入口１０５から導入するクリーニング／アッシング用ガスとしては、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、Ｈ２などが挙げられる。また、被処理基体１０２の表面の無機物をクリーニングする場合の処理用ガス導入口１０５から導入するクリーニング用ガスとしては、Ｆ２、ＣＦ４、ＣＨ２Ｆ２、Ｃ２Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＦ２Ｃｌ２、ＳＦ６、ＮＦ３などが挙げられる。
また、本発明の実施例１の処理装置による処理方法に用いられる不活性ガスとしては、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅなどの希ガス、Ｎ２、もしくはそれらの混合ガスなどが挙げられる。