(57)【要約】【課題】２段シャワーを備えたプラズマ処理装置において、下方に配置された第２のガス供給部材に形成された処理ガスの吐出孔の閉塞を回避する。【解決手段】処理容器２内に基板Ｗを収納し、処理ガスをプラズマ化して基板Ｗを処理するプラズマ処理装置１であって、処理容器２内において基板Ｗを載置させる載置台３の上方に、プラズマ生成ガスの吐出孔５１を有する第１のガス供給部材４１と、処理ガスの吐出孔７１を有する第２のガス供給部材４２を配置し、かつ、第１のガス供給部材４１を第２のガス供給部材４２よりも上方に配置し、第２のガス供給部材４２に設けられた吐出孔７１を、第２のガス供給部材４２の上半面に設けた。処理容器２内に発生するプラズマによって、第２のガス供給部材４２の上半面に対する堆積物の付着を抑制することができ、吐出孔７１が閉塞されるのを防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内に基板を収納し、処理ガスをプラズマ化して基板を処理するプラズマ処理装置であって、
前記処理容器内において基板を載置させる載置台の上方に、プラズマ生成ガスの吐出孔を有する第１のガス供給部材と、処理ガスの吐出孔を有する第２のガス供給部材を配置し、かつ、前記第１のガス供給部材を前記第２のガス供給部材よりも上方に配置し、
前記第２のガス供給部材に設けられた吐出孔を、前記第２のガス供給部材の上半面に設けたことを特徴とする、プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記第２のガス供給部材が、縦断面が円形状の管材で構成され、前記吐出孔が、前記第２のガス供給部材の中心角において、水平から上方の１８０°の範囲に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記第１のガス供給部材と前記第２のガス供給部材には、上下に貫通する開口部が形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記第１のガス供給部材に形成された開口部と前記第２のガス供給部材に形成された開口部は、上下に重なる位置に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記第１のガス供給部材は、同心円状に配置された複数のリング部を有し、前記複数のリング部の内部にはプラズマ生成ガスの流路が形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記第２のガス供給部材は、同心円状に配置された複数のリング部を有し、前記複数のリング部の内部には処理ガスの流路が形成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記第２のガス供給部材に設けられた各吐出孔から、処理ガスを０．６ｓｃｃｍ以上の流量で吐出することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか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】
本発明は、処理容器内にプラズマを生成して基板を処理するプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば成膜処理やエッチング処理においては、例えばマイクロ波を用いたプラズマ処理装置が使用されている。さらにマイクロ波を用いたプラズマ処理装置にあっては、処理容器内において基板を載置させる載置台の上方に水平に配置された、シャワープレートと呼ばれるガス供給部材を有するものが提案されている（特許文献１、２、３）。
【０００３】
シャワープレートには、処理空間側にプラズマ生成ガスや処理ガスを供給するための吐出孔が多数形成されている。かかるシャワープレートを有するプラズマ処理装置によれば、高い処理効率の下で基板に対するダメージを軽減して、均一なプラズマ処理が可能であった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０３２４６号公報
【特許文献２】特開２００２−２９９３３０号公報
【特許文献３】特開２００５−９３７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで最近では、処理容器内において、プラズマ生成ガスの吐出孔を有する第１のガス供給部材を上方に配置し、処理ガスの吐出孔を有する第２のガス供給部材を下方に配置した、いわゆる２段シャワーが開発されている。かかる２段シャワーによれば、下方に配置された第２のガス供給部材から処理ガスを供給することによって、処理容器内の上部における堆積物の付着等を低減でき、プロセス中のパーティクル発生を抑えることができる。
【０００６】
しかしながら、このような２段シャワーを備えたプラズマ処理装置において、下方に配置された第２のガス供給部材に対しては、相当に多量の反応生成物が付着し、第２のガス供給部材に形成された処理ガスの吐出孔が閉塞されるといった問題があった。特に、処理容器内にＲＦバイアスを印加しながら基板の成膜を行うＧａｐ−Ｆｉｌｌ−ＣＶＤの場合、処理ガスの吐出孔が閉塞されやすかった。また、吐出孔の閉塞による処理ガスの供給不足を回避するために、第２のガス供給部材の清掃や交換が必要となり、メンテナンスが煩雑であった。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、２段シャワーを備えたプラズマ処理装置において、下方に配置された第２のガス供給部材に形成された処理ガスの吐出孔の閉塞を回避することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明によれば、処理容器内に基板を収納し、処理ガスをプラズマ化して基板を処理するプラズマ処理装置であって、前記処理容器内において基板を載置させる載置台の上方に、プラズマ生成ガスの吐出孔を有する第１のガス供給部材と、処理ガスの吐出孔を有する第２のガス供給部材を配置し、かつ、前記第１のガス供給部材を前記第２のガス供給部材よりも上方に配置し、前記第２のガス供給部材に設けられた吐出孔を、前記第２のガス供給部材の上半面に設けたことを特徴とする、プラズマ処理装置が提供される。なお、前記第２のガス供給部材は、例えば縦断面が円形状の管材で構成され、前記吐出孔が、前記第２のガス供給部材の中心角において、水平よりも上方の１８０°の範囲に設けられている。
【０００９】
このプラズマ処理装置において、前記第１のガス供給部材と前記第２のガス供給部材には、上下に貫通する開口部が形成されていても良い。この場合、前記第１のガス供給部材に形成された開口部と前記第２のガス供給部材に形成された開口部は、上下に重なる位置に配置されていることが望ましい。
【００１０】
また、前記第１のガス供給部材は、同心円状に配置された複数のリング部を有し、前記複数のリング部の内部にはプラズマ生成ガスの流路が形成されていても良い。同様に、前記第２のガス供給部材は、同心円状に配置された複数のリング部を有し、前記複数のリング部の内部には処理ガスの流路が形成されていても良い。
【００１１】
なお、前記第２のガス供給部材に設けられた各吐出孔から、処理ガスを０．６ｓｃｃｍ以上の流量で吐出しても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、処理容器内に発生するプラズマによって、第２のガス供給部材の上半面に対する堆積物の付着を抑制することができ、吐出孔が閉塞されるのを防止することができる。その結果、処理ガスの供給不足を回避でき、第２のガス供給部材の清掃や交換に要するメンテナンスの手間を軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかるプラズマ処理装置１の概略的な構成を示す縦断面図である。図２は、このプラズマ装置１が備える第１のガス供給部材としての上シャワープレート４１の下面図、図３は、図２中のＸ−Ｘ断面における拡大図である。図４は、このプラズマ装置１が備える第２のガス供給部材としての下シャワープレート４２の下面図、図５は、図４中のＹ−Ｙ断面における拡大図である。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１４】
図１に示すように、このプラズマ処理装置１は例えばアルミニウムからなる、上部が開口した有底円筒形状の処理容器２を備えている。処理容器２の内壁面には、例えばアルミナなどの保護膜が被覆されている。処理容器２は電気的に接地されている。
【００１５】
処理容器２内の底部には、基板として例えば半導体ウェハ（以下ウェハという）Ｗを載置するための載置台としてのサセプタ３が設けられている。このサセプタ３は例えばアルミニウムからなり、その内部には、外部電源４からの電力の供給によって発熱するヒータ５が設けられている。これによって、サセプタ３上のウェハＷを所定温度に加熱することが可能である。
【００１６】
処理容器２の底部には、真空ポンプなどの排気装置１１によって処理容器２内の雰囲気を排気するための排気管１２が設けられている。
【００１７】
処理容器２の上部開口には、気密性を確保するためのＯリングなどのシール材２１を介して、たとえば誘電体の石英部材からなる透過窓２２が設けられている。透過窓２２は略円盤形状である。石英部材に代えて、他の誘電体材料、たとえばＡｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等のセラミックスを使用してもよい。
【００１８】
透過窓２２の上方には、平面状のアンテナ部材、例えば円板状のラジアルラインスロットアンテナ２３が設けられている。ラジアルラインスロットアンテナ２３は、導電性を有する材質、たとえばＡｇ、Ａｕ等でメッキやコーティングされた銅の薄い円板からなり、多数のスリット２４が、例えば渦巻状や同心円状に整列して形成されている。
【００１９】
ラジアルラインスロットアンテナ２３の上面には後述するマイクロ波の波長を短縮するための遅波板２５が配置されている。遅波板２５は導電性のカバー２６によって覆われている。カバー２６には円環状の熱媒流路２７が設けられ、この熱媒流路２７を流れる熱媒によって、カバー２６と透過窓２２を所定温度に維持するようになっている。
【００２０】
カバー２６の中央には同軸導波管２９が接続されており、この同軸導波管２９は、内側導体２９ａと外管２９ｂとによって構成されている。内側導体２９ａは、上述のラジアルラインスロットアンテナ２３と接続されている。内側導体２９ａのラジアルラインスロットアンテナ２３側は円錐形に形成されて、ラジアルラインスロットアンテナ２３に対してマイクロ波を効率よく伝播するようになっている。
【００２１】
同軸導波管２９は、マイクロ波供給装置３１で発生させた、たとえば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を、矩形導波管３２、モード変換器３３、同軸導波管２９、遅波板２５、ラジアルラインスロットアンテナ２３を介して、透過窓２２に放射させる。そして、その際のマイクロ波エネルギーによって透過窓２２の下面に電界が形成され、処理容器２内にプラズマが生成される。
【００２２】
処理容器２内には、ガス供給機構としての２段シャワー４０が設けられている。２段シャワー４０は、第１のガス供給部材としての上シャワープレート４１と第２のガス供給部材としての下シャワープレート４２で構成されている。これら上シャワープレート４１と下シャワープレート４２はいずれも水平に配置され、かつ、上シャワープレート４１が下シャワープレート４２の上方に配置されている。
【００２３】
図２に示すように、上シャワープレート４１は、円筒形状に形成された処理容器２の中心軸を中心として同心円状に配置された３重のリング部４５、４６、４７で構成されている。このように上シャワープレート４１を複数のリング部４５、４６、４７で構成することにより、上シャワープレート４１には、上下に貫通する開口部４８が、各リング部４５、４６、４７同士の間、最も内側のリング部４５の内方、最も外側のリング部４７の外方において形成されている。
【００２４】
各リング部４５、４６、４７は、縦断面が円形状の中空の管材で構成されており、各リング部４５、４６、４７の内部には、プラズマ生成ガスとして窒素、Ａｒ（アルゴン）、酸素等が供給される流路５０が形成されている。各リング部４５、４６、４７は、例えば石英管で構成されている。
【００２５】
各リング部４５、４６、４７の下面には、プラズマ生成ガスの吐出孔５１が複数個所に開口している。各吐出孔５１は、各リング部４５、４６、４７の内部に形成された流路５０に連通している。図３に示すように、上シャワープレート４１においては、吐出孔５１は、垂直下方向に指向するように、各リング部４５、４６、４７の最下部に配置されている。
【００２６】
各リング部４５、４６、４７は、複数の支持部材５５によって処理容器２の内壁面に固定されている。複数の支持部材５５のうち一部の支持部材５５の内部には、各リング部４５、４６、４７の内部に形成された流路５０に連通する流路５６が形成されている。
【００２７】
流路５６には、処理容器２の外部に配置されたプラズマ生成ガス供給源６０が、配管６１を介して接続されている。プラズマ生成ガス供給源６０には、プラズマ生成用のガスとして例えば窒素、Ａｒ、酸素などが貯留されている。このプラズマ生成ガス供給源６０から、配管６１、流路５６を通じて、上シャワープレート４１（各リング部４５、４６、４７）の内部の流路５０にプラズマ生成ガスが導入され、吐出孔５１から処理容器２内に向けてプラズマ生成ガスが下向きに供給されるようになっている。
【００２８】
図４に示すように、下シャワープレート４２は、円筒形状に形成された処理容器２の中心軸を中心として同心円状に配置された３重のリング部６５、６６、６７で構成されている。下シャワープレート４２のこれらリング部６５、６６、６７は、上シャワープレート４１の各リング部４５、４６、４７とそれぞれ同じ直径であり、リング部４５の直下にリング部６５が配置され、リング部４６の直下にリング部６６が配置され、リング部４７の直下にリング部６７が配置されている。
【００２９】
このように下シャワープレート４２を複数のリング部６５、６６、６７で構成することにより、下シャワープレート４２には、上下に貫通する開口部６８が、各リング部６５、６６、６７同士の間、最も内側のリング部６５の内方、最も外側のリング部６７の外方において形成されている。この場合、上シャワープレート４１に形成された開口部４８と、下シャワープレート４２に形成された開口部６８は、上下に重なる位置に配置されている。
【００３０】
各リング部６５、６６、６７は、縦断面が円形状の中空の管材で構成されており、各リング部６５、６６、６７の内部には、処理ガスとしてＴＥＯＳ（Si(OC2H5)4）等が供給される流路７０が形成されている。各リング部６５、６６、６７は、例えば石英管で構成されている。
【００３１】
各リング部６５、６６、６７の上面には、処理ガスの吐出孔７１が複数個所に開口している。各吐出孔７１は、各リング部６５、６６、６７の内部に形成された流路７０に連通している。図５に示すように、下シャワープレート４２においては、吐出孔７１は、各リング部６５、６６、６７の上半部、即ち、各リング部６５、６６、６７の中心を通る水平面６５’、６６’、６７’から上方の中心角で１８０°の範囲ａにおいて開口しており、各吐出孔７１は、水平方向もしくは水平方向よりも上方に向けて指向するように、各リング部６５、６６、６７の上半部に配置されている。
【００３２】
上シャワープレート４１と同様に、下シャワープレート４２の各リング部６５、６６、６７は、複数の支持部材７５によって処理容器２の内壁面に固定されている。複数の支持部材７５のうち一部の支持部材７５の内部には、各リング部６５、６６、６７の内部に形成された流路７０に連通する流路７６が形成されている。
【００３３】
流路７６には、処理容器２の外部に配置された処理ガス供給源８０が、配管８１を介して接続されている。処理ガス供給源８０には、処理ガスとして例えばＴＥＯＳなどが貯留されている。この処理ガス供給源８０から、配管８１、流路７６を通じて、下シャワープレート４２（各リング部６５、６６、６７）の内部の流路７０に処理ガスが導入され、吐出孔７１から処理容器２内に向けて処理ガスが横向きもしくは水平よりも上向きに供給されるようになっている。
【００３４】
次に、以上のように構成されたプラズマ処理装置１の作用について説明する。なお、プラズマ処理の一例として、プラズマ生成ガスとしてＡｒ、酸素を用い、処理ガスとしてＴＥＯＳを使用して、絶縁膜（ＳｉＯ２膜）を成膜する例を説明する。
【００３５】
このプラズマ処理装置１において例えばプラズマ成膜処理を行う際には、図１に示すように先ずウェハＷが処理容器２内に搬入され、サセプタ３上に載置される。そして、排気管１２から排気が行われて処理容器２内が減圧される。更に、処理容器２内の上方に配置された上シャワープレート４１の下面に配置された吐出孔５１からはプラズマ生成ガス（Ａｒ、酸素）が処理容器２内に下向きに供給され、下方に配置された下シャワープレート４２の上半部に配置された吐出孔７１からはプラズマ成膜用の処理ガス（ＴＥＯＳ）が処理容器２内に水平方向もしくは水平方向よりも上方に向けて供給される。そして、マイクロ波供給装置３１の作動により、透過窓２２の下面に電界が発生し、前記プラズマ生成ガスがプラズマ化され、更に、処理ガスがプラズマ化されて、その際に発生した活性種によって、ウェハＷ上に成膜処理がなされる。
【００３６】
そして、所定時間成膜処理が行われた後、マイクロ波供給装置３１の作動と、処理容器２内への処理ガスの供給が停止され、ウェハＷが処理容器２内から搬出されて、一連のプラズマ成膜処理が終了する。
【００３７】
プラズマ処理中、上シャワープレート４１からはプラズマ生成ガスのみが供給され、成膜に寄与する処理ガスは、上シャワープレート４１よりも下方に配置された下シャワープレート４２のみから供給されるので、処理容器２内の上部における堆積物の付着が抑制され、プロセス中のパーティクル発生が防止される。この場合、下シャワープレート４２の吐出孔７１からは処理ガスが水平方向もしくは水平方向よりも上方に向けて供給されるが、上シャワープレート４１の吐出孔５１から下向きに吐出されて供給されるプラズマ生成ガスのダウンフローによって、処理ガスが上シャワープレート４１の位置まで到達することを防ぐことができる。これにより、処理容器２内の上部に加えて、上シャワープレート４１に対する堆積物の付着も防止でき、上シャワープレート４１に設けられた吐出孔５１の閉塞といった問題が回避される。このため、処理容器２内にプラズマ生成ガスを安定して供給できる。
【００３８】
一方、下シャワープレート４２の近傍では、処理ガスがプラズマ化されて発生した活性種が存在するため、下シャワープレート４２に対しては堆積物が付着する可能性がある。しかしながら、上述のように下シャワープレート４２においては、処理ガスの吐出孔７１が各リング部６５、６６、６７の上半部の範囲ａに開口している。この場合、各リング部６５、６６、６７の上半部に対しては、上シャワープレート４１の吐出孔５１から吐出されたプラズマ生成ガスがプラズマ化された状態で連続的に供給される。かかるプラズマ化されたプラズマ生成ガスの作用により、スパッタリング現象が生じて、各リング部６５、６６、６７の上半部に対する堆積物の付着が防止される。このため、２段シャワー４０の下シャワープレート４２に設けられた吐出孔７１の閉塞といった問題が回避される。このため、処理容器２内に処理ガスを安定して供給でき、好適なプラズマ成膜処理を実現できる。
【００３９】
したがって、このプラズマ処理装置１によれば、従来吐出孔が閉塞されやすかったＧａｐ−Ｆｉｌｌ−ＣＶＤプラズマ処理などについても、好適な成膜処理を実現できるようになる。また、下シャワープレート４２の清掃や交換についての作業負担も軽減でき、メンテナンスが容易となる。
【００４０】
なお、下シャワープレート４２に設けられた各吐出孔７１からは、処理ガスを０．６ｓｃｃｍ以上の流量で吐出することが望ましい。なぜならば、下シャワープレート４２においては、処理ガスの吐出孔７１が各リング部６５、６６、６７の上半部の範囲ａに開口しているため、処理ガスの流量が不十分であると、プラズマ化されたプラズマ生成ガスが吐出孔７１から各リング部６５、６６、６７の内部（流路７０）に入り込み、吐出孔７１の内部や流路７０の内部において処理ガスがプラズマ化され、堆積物の付着が発生する恐れがある。一つあたりの吐出孔７１から吐出される処理ガスの流量を０．６ｓｃｃｍ以上とすることにより、吐出孔７１および各リング部６５、６６、６７の内部へのプラズマ生成ガスの侵入を防止でき、吐出孔７１や流路７０内における堆積物の付着の発生を防止できるようになる。
【００４１】
例えば、以上のようなプラズマ処理装置１において直径８ｉｎｃｈのウェハＷをプラズマ成膜処理する場合、プラズマ処理中、処理容器２内の雰囲気は１〜５ｍＴｏｒｒ程度に保たれ、サセプタ３上のウェハＷに対して２．５ｋＷ程度のバイアス電力が印加される。また、上シャワープレート４１の吐出孔５１からＡｒ：１００〜２００ｓｃｃｍ程度、酸素：２００ｓｃｃｍ程度の流量でプラズマ生成ガスが供給される。また、処理ガス供給源８０の処理ガスの供給圧力は５０〜１００ｍＴｏｒｒ程度に設定される。かかる条件下では、下シャワープレート４２を構成する各リング部６５、６６、６７内に形成される流路７０の内径を１．５ｍｍ以上とし、各リング部６５、６６、６７に開口させる吐出孔７１の孔径は０．５ｍｍ以下とすることにより、各吐出孔７１から吐出される処理ガスの流量を０．６ｓｃｃｍ以上に保つことができる。また、このように吐出孔７１の孔径（０．５ｍｍ以下）に対して各リング部６５、６６、６７内に形成される流路７０の内径（１．５ｍｍ以上）を十分に大きくすれば、各リング部６５、６６、６７に吐出孔７１を開口させる加工作業が容易にできるようになる。
【００４２】
また、上シャワープレート４１は、プラズマ発生部付近に近接させて配置させるのが良く、ラジアルラインスロットアンテナ２３を有するプラズマ処理装置１の場合、透過窓２２から５ｃｍ以内の距離に上シャワープレート４１が配置されると良い。また、上シャワープレート４１と下シャワープレート４２の間隔は１０ｍｍ以内にするのが良い。かかる位置関係とすることにより、マイクロ波供給装置３１で発生させたマイクロ波エネルギーによって、処理容器２内にプラズマを好適に生成させることができる。
【００４３】
また、図５で説明したように、下シャワープレート４２に形成される処理ガスの吐出孔７１は、各リング部６５、６６、６７の中心を通る水平面６５’、６６’、６７’から上方の１８０°の範囲ａに開口させれば良いが、より好ましくは、吐出孔７１を水平方向から上向きに４５°の範囲（図５における角度θ＝０〜４５°の範囲）に設けると良い。θが４５°より大きくなると、下シャワープレート４２の吐出孔７１から上向きに供給された処理ガスが処理容器２内の上部に到達しやすくなり、処理容器２内の上部に堆積物が付着しやすくなるからである。
【００４４】
更に、プラズマ処理装置１においてプラズマ処理を行わない時期には、上シャワープレート４１あるいは下シャワープレート４２から処理容器２内にＮＦ３等のクリーニング用ガスを供給し、マイクロ波供給装置３１で発生させたマイクロ波エネルギーによって、処理容器２内にプラズマを生成させることにより、処理容器２内のクリーニングを実施することができる。かかる場合、クリーニング用ガスを下シャワープレート４２の吐出孔７１から供給し、上シャワープレート４１の吐出孔５１からは窒素、酸素、Ａｒ等の成膜に寄与しないガスを供給すると良い。これにより、下シャワープレート４２の内部（流路７０）においてクリーニング用ガスをプラズマ化させて、流路７０や吐出孔７１をクリーニングできるようになる。
【００４５】
以上、本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが、本発明はここに例示した形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４６】
例えば、上シャワープレートおよび下シャワープレートはリング部によって構成されなくても良く、例えば、複数の直線形状の管材を平行に並べた構成の上シャワープレート（下シャワープレート）、複数の直線形状の管材を格子状に組み合わせた構成の上シャワープレート（下シャワープレート）なども適用できる。また、上シャワープレート（下シャワープレート）を冷却または加熱する温度制御機構を備えていても良い。
【００４７】
なお、以上の実施の形態では、マイクロ波を用いたプラズマ処理装置を例にとって説明したが、これに限定されず、高周波電圧を用いたプラズマ処理装置についても本発明を適用できるのは勿論である。また、以上の実施の形態では、本発明を成膜処理を行うプラズマ処理装置１に適用していたが、本発明は、成膜処理以外の基板処理、例えばエッチング処理を行うプラズマ処理装置にも適用できる。また、本発明のプラズマ処理装置で処理される基板は、半導体ウェハ、有機ＥＬ基板、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用の基板等のいずれのものであってもよい。
【実施例】
【００４８】
図６に示すように、上シャワープレート４１（各リング部４５、４６、４７）の下面にプラズマ生成ガスの吐出孔５１が配置され、下シャワープレート４２（各リング部６５、６６、６７）の下面に処理ガスの吐出孔７１が配置された従来のプラズマ処理装置を用いて、プラズマ成膜処理を行った。その結果、図７に示すように、下シャワープレート４２（各リング部６５、６６、６７）の下半面に堆積物９０の付着が発生し、下シャワープレート４２下面に設けられた処理ガスの吐出孔７１が堆積物９０で閉塞された。一方、下シャワープレート４２（各リング部６５、６６、６７）の上半部では、堆積物９０の付着が発生しなかった。したがって、処理ガスの吐出孔７１を下シャワープレート４２（各リング部６５、６６、６７）の上半部の範囲ａに開口させれば、吐出孔７１の閉塞といった問題が回避されることが分かった。
【００４９】
次に、プラズマ処理装置１において、直径１２ｉｎｃｈのウェハＷをプラズマ成膜処理する場合において、吐出孔７１からの処理ガスの流量を調べた。プラズマ処理中、処理容器２内の雰囲気を１〜４０ｍＴｏｒｒに保ち、マイクロ波供給装置３１の供給電力を３ｋＷ、サセプタ３上のウェハＷに印加するバイアス電力を１．５ｋＷとした。また、上シャワープレート４１の吐出孔５１から、酸素：６０〜６００ｓｃｃｍの流量でプラズマ生成ガスを供給し、下シャワープレート４２の吐出孔７１から、ＴＥＯＳ：３０〜２００ｓｃｃｍの流量で処理ガスを供給した。また、下シャワープレート４２を構成する各リング部６５、６６、６７内に形成される流路７０の内径は４ｍｍ、吐出孔７１の孔径は０．３ｍｍであった。
【００５０】
吐出孔７１から吐出される処理ガスの流量が０．３ｓｃｃｍ、０．５ｓｃｃｍ、０．６ｓｃｃｍの場合、吐出孔７１内における酸素のモル濃度（ｋｍｏｌ／ｍ３）は、図８に示す結果となった。各吐出孔７１から吐出される処理ガスの流量が０．３ｓｃｃｍの場合は、定常状態となった後も、吐出孔７１内における酸素のモル濃度が０にならなかった。また、各吐出孔７１から吐出される処理ガスの流量が０．５ｓｃｃｍの場合は、定常状態になるまで０．１秒近くもかかった。一方、各吐出孔７１から吐出される処理ガスの流量が０．６ｓｃｃｍの場合は、処理ガスの供給開始直後（０．０１秒未満）で定常状態となり、吐出孔７１内における酸素のモル濃度が供給開始直後からほぼ０に保たれた。吐出孔７１から吐出される処理ガスの流量を０．６ｓｃｃｍ以上にすれば、プラズマ化されたプラズマ生成ガスが吐出孔７１から内部（流路７０）に入り込むことが回避され、吐出孔７１や流路７０内における堆積物の付着の発生が防止できると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、処理容器内にプラズマを生成して基板を処理するプラズマ処理に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施の形態にかかるプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図２】上シャワープレートの下面図である。
【図３】図２中のＸ−Ｘ断面における拡大図である。
【図４】下シャワープレートの下面図である
【図５】図４中のＹ−Ｙ断面における拡大図である。
【図６】従来のプラズマ処理装置における上シャワープレートと下シャワープレートの説明図である。
【図７】従来のプラズマ処理装置において処理ガスの吐出孔が閉塞された状態の説明図である。
【図８】処理ガスの流量と処理ガスの吐出孔内における酸素のモル濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
Ｗ  ウェハ
１  プラズマ処理装置
２  処理容器
３  サセプタ（載置台）
２２  透過窓
２９  同軸導波管
３１  マイクロ波供給装置
４０  ２段シャワー
４１  上シャワープレート（第１のガス供給部材）
４２  下シャワープレート（第２のガス供給部材）
４５、４６、４７  リング部
４８  開口部
５０  流路
５１  吐出孔
６０  プラズマ生成ガス供給源
６５、６６、６７  リング部
６８  開口部
７０  流路
７１  吐出孔
８０  処理ガス供給源
【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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【図７】
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【図８】
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