JP6427628B2

JP6427628B2 - PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA PROCESSING METHOD

Info

Publication number: JP6427628B2
Application number: JP2017111222A
Authority: JP
Inventors: 裕規白濱
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2017-06-05
Filing date: 2017-06-05
Publication date: 2018-11-21
Anticipated expiration: 2033-03-29
Also published as: JP2017147474A

Description

本発明の実施形態は、プラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a plasma processing apparatus and a plasma processing method.

処理容器の外部において、マイクロ波により励起させたプラズマを用いてプロセスガスからプラズマ生成物を生成し、生成したプラズマ生成物を被処理物が載置された処理容器の内部に供給するプラズマ処理装置がある（例えば、特許文献１を参照）。
この様なプラズマ処理装置において、被処理物と載置部の上面との間にプラズマ生成物が侵入すると、被処理物の載置部側の面が損傷するおそれがある。
ここで、被処理物と載置部の上面との間にヘリウムガスなどのパージガスを供給する技術が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
被処理物と載置部の上面との間にヘリウムガスなどのパージガスを供給すれば、被処理物と載置部の上面との間にプラズマ生成物が侵入するのを抑制することができる。しかしながら、ヘリウムガスなどのパージガスを供給しても、プラズマ生成物が侵入するのを完全に防止することはできない。そのため、被処理物の載置部側の面に損傷が発生するおそれがある。 A plasma processing apparatus that generates a plasma product from a process gas using a plasma excited by a microwave outside the processing container, and supplies the generated plasma product to the inside of the processing container on which an object to be processed is placed. (See, for example, Patent Document 1).
In such a plasma processing apparatus, when the plasma product intrudes between the object to be processed and the upper surface of the mounting portion, the surface on the side of the mounting portion of the object to be processed may be damaged.
Here, a technology has been proposed in which a purge gas such as helium gas is supplied between the object to be treated and the upper surface of the mounting portion (see, for example, Patent Document 2).
If a purge gas such as helium gas is supplied between the object to be processed and the upper surface of the mounting portion, it is possible to suppress the penetration of plasma products between the object to be processed and the upper surface of the mounting portion. However, even if a purge gas such as helium gas is supplied, it is not possible to completely prevent the entry of plasma products. Therefore, there is a possibility that damage may occur on the surface of the mounting unit side of the object to be processed.

特開２０１０−７３８３２号公報JP, 2010-73832, A 特開２００９−６００１１号公報JP, 2009-60011, A

本発明が解決しようとする課題は、被処理物の載置部側の面に損傷が発生するのを抑制することができるプラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of suppressing the occurrence of damage on the surface on the side of the mounting portion of the object to be processed.

実施形態に係るプラズマ処理装置は、
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、被処理物を載置する位置に開口する凹部を有した載置部であって、前記被処理物の周縁領域を保持する保持部を有し、前記被処理物の前記周縁領域よりも内側の領域は、前記被処理物における載置側の面と前記凹部の底面とが接触しない空間が形成される載置部と、
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、前記プラズマを発生させる領域に向けて伝播する導入導波管と、
前記プラズマを発生させる領域に第１のガスを供給する第１のガス供給部と、
前記放電管と、前記処理容器と、を連通させる輸送管と、
前記凹部の内部の空間に、前記第１のガスから生成されたプラズマ生成物を失活させるガスであって、水素原子を含む第２のガスを供給する第２のガス供給部と、
を備える。 The plasma processing apparatus according to the embodiment
A processing vessel capable of maintaining an atmosphere decompressed below atmospheric pressure;
A pressure reducing unit that reduces the pressure in the processing container to a predetermined pressure;
A placement unit provided inside the processing container and having a recess opening at a position where the treatment subject is placed, the holding unit holding a peripheral region of the treatment subject, the treatment subject An area inside the peripheral area of the object is a mounting portion in which a space in which the surface on the mounting side of the object to be processed and the bottom surface of the recess do not contact is formed ;
A discharge tube having a region for generating plasma inside and provided at a position separated from the processing vessel;
The microwaves radiated from the microwave generation unit, and the introduction waveguide which propagates towards the region for generating the plasma,
A first gas supply unit for supplying a first gas to the region for generating the plasma;
A transport tube that brings the discharge tube into communication with the processing vessel;
A second gas supply unit for supplying a second gas containing hydrogen atoms, which is a gas that deactivates a plasma product generated from the first gas, into a space inside the recess;
Equipped with

本発明の実施形態によれば、被処理物の載置部側の面に損傷が発生するのを抑制することができるプラズマ処理装置、およびプラズマ処理方法が提供される。 According to an embodiment of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of suppressing the occurrence of damage to the surface on the side of the mounting unit of the object to be processed.

本実施の形態に係るプラズマ処理装置１を例示するための模式図である。FIG. 1 is a schematic view for illustrating a plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment. 他の実施形態に係るガス制御板２０を例示するための模式図である。FIG. 7 is a schematic view for illustrating a gas control plate 20 according to another embodiment. プラズマ処理装置１の作用および本実施の形態に係るプラズマ処理方法について例示をするための模式図である。FIG. 6 is a schematic view for illustrating the operation of the plasma processing apparatus 1 and the plasma processing method according to the present embodiment. プラズマ処理装置１の作用および本実施の形態に係るプラズマ処理方法について例示をするための模式図である。FIG. 6 is a schematic view for illustrating the operation of the plasma processing apparatus 1 and the plasma processing method according to the present embodiment. プラズマ処理装置１の作用および本実施の形態に係るプラズマ処理方法について例示をするための模式図である。FIG. 6 is a schematic view for illustrating the operation of the plasma processing apparatus 1 and the plasma processing method according to the present embodiment.

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。
図１は、本実施の形態に係るプラズマ処理装置１を例示するための模式図である。
図２は、他の実施形態に係るガス制御板２０を例示するための模式図である。
図１に例示をするプラズマ処理装置１は、一般に「ＣＤＥ（Chemical Dry Etching；ケミカルドライエッチング）装置」と呼ばれるマイクロ波励起型のプラズマ処理装置である。
すなわち、マイクロ波により励起させたプラズマを用いてプロセスガスからプラズマ生成物を生成し、被処理物の処理を行うプラズマ処理装置の一例である。 Hereinafter, embodiments will be illustrated with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals and the detailed description will be appropriately omitted.
FIG. 1 is a schematic view for illustrating a plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment.
FIG. 2 is a schematic view for illustrating a gas control plate 20 according to another embodiment.
The plasma processing apparatus 1 illustrated in FIG. 1 is a microwave-excitation type plasma processing apparatus generally called “CDE (Chemical Dry Etching) apparatus”.
That is, this is an example of a plasma processing apparatus which generates a plasma product from a process gas using a plasma excited by a microwave and processes an object to be processed.

図１に示すように、プラズマ処理装置１は、プラズマ発生部２、輸送管１４、減圧部３、第１のガス供給部４、マイクロ波発生部５、処理部６、第２のガス供給部７、および制御部８を備えている。
プラズマ発生部２には、放電管９、遮蔽部１８、および導入導波管１０が設けられている。
放電管９は、内部にプラズマＰを発生させる領域を有し、処理容器１３から離隔された位置に設けられている。
放電管９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することができる。例えば、放電管９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。 As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus 1 includes a plasma generation unit 2, a transport pipe 14, a pressure reduction unit 3, a first gas supply unit 4, a microwave generation unit 5, a processing unit 6, and a second gas supply unit. 7 and a control unit 8 are provided.
The plasma generating unit 2 is provided with a discharge tube 9, a shielding unit 18, and an introduction waveguide 10.
The discharge tube 9 has a region for generating plasma P inside, and is provided at a position separated from the processing container 13.
The discharge tube 9 has a tubular shape and can be formed of a material that has a high transmittance to the microwaves M and is not easily etched. For example, the discharge tube 9 can be formed of a dielectric such as alumina or quartz.

遮蔽部１８は、管状を呈し、放電管９の外周面を覆うように設けられている。遮蔽部１８の内周面と放電管９の外周面との間には所定の隙間が設けられ、遮蔽部１８の内部を略同軸に放電管９が挿通するようになっている。なお、この隙間は、マイクロ波Ｍが漏洩しない程度の寸法とされている。そのため、マイクロ波Ｍが漏洩することを、遮蔽部１８により抑制できるようになっている。 The shielding portion 18 has a tubular shape, and is provided to cover the outer peripheral surface of the discharge tube 9. A predetermined gap is provided between the inner peripheral surface of the shielding portion 18 and the outer peripheral surface of the discharge tube 9, and the discharge tube 9 is inserted substantially coaxially with the inside of the shielding portion 18. In addition, this clearance gap is made into the dimension to such an extent that the microwave M does not leak. Therefore, the shielding unit 18 can suppress the leakage of the microwave M.

導入導波管１０は、管状を呈し、放電管９と略直交するようにして遮蔽部１８に接続されている。導入導波管１０は、後述するマイクロ波発生部５から放射されたマイクロ波Ｍを放電管９に向けて伝播させる。導入導波管１０の終端には終端整合器１１ａが設けられている。また、導入導波管１０の入口側（マイクロ波Ｍの導入側）にはスタブチューナ１１ｂが設けられている。 The introduction waveguide 10 has a tubular shape and is connected to the shielding portion 18 so as to be substantially orthogonal to the discharge tube 9. The introduction waveguide 10 propagates the microwave M emitted from the microwave generation unit 5 described later toward the discharge tube 9. A termination matching device 11 a is provided at the termination of the introduction waveguide 10. A stub tuner 11 b is provided on the inlet side (introduction side of the microwave M) of the introduction waveguide 10.

導入導波管１０と遮蔽部１８との接続部分には、環状のスロット１２が設けられている。スロット１２は、導入導波管１０の内部を伝播されてきたマイクロ波Ｍを放電管９に向けて放射するためのものである。後述するように、放電管９の内部にはプラズマＰが励起されるが、スロット１２に面する部分が、プラズマＰが励起される領域の略中心となる。 An annular slot 12 is provided at the connecting portion between the introduction waveguide 10 and the shielding portion 18. The slot 12 is for radiating the microwave M propagated inside the introduction waveguide 10 toward the discharge tube 9. As described later, the plasma P is excited inside the discharge tube 9, but the portion facing the slot 12 is approximately the center of the region where the plasma P is excited.

輸送管１４の一端は、放電管９の第１のガス供給部４が接続される側とは反対側の端部に接続されている。輸送管１４の他端は、処理容器１３に接続されている。すなわち、輸送管１４は、放電管９と処理容器１３とを連通させる。輸送管１４は、中性活性種（例えば、フッ素ラジカルや酸素ラジカルなど）による腐蝕に耐え得る材料（例えば、石英、ステンレス鋼、セラミックス、フッ素樹脂など）から形成することができる。 One end of the transport tube 14 is connected to the end of the discharge tube 9 opposite to the side to which the first gas supply unit 4 is connected. The other end of the transport pipe 14 is connected to the processing container 13. That is, the transport tube 14 brings the discharge tube 9 into communication with the processing container 13. The transport tube 14 can be formed of a material (eg, quartz, stainless steel, ceramics, fluorine resin, etc.) that can resist corrosion by neutral active species (eg, fluorine radicals, oxygen radicals, etc.).

減圧部３は、処理容器１３の内部を所定の圧力まで減圧する。
減圧部３には、ポンプ３ａ、および圧力制御部３ｂが設けられている。
ポンプ３ａは、圧力制御部３ｂを介して、処理容器１３の排気口１３ｄに接続されている。
ポンプ３ａは、例えば、ターボ分子ポンプ（Turbomolecular Pump：ＴＭＰ）などとすることができる。
圧力制御部３ｂは、処理容器１３の内圧を検出する図示しない真空計の出力に基づいて、処理容器１３の内圧が所定の圧力となるように制御する。
圧力制御部３ｂは、例えば、圧力制御器（Auto Pressure Controller：ＡＰＣ）などとすることができる。
The decompression unit 3 decompresses the inside of the processing container 13 to a predetermined pressure.
The pressure reducing unit 3 is provided with a pump 3 a and a pressure control unit 3 b.
The pump 3a is connected to the exhaust port 13d of the processing container 13 via the pressure control unit 3b.
The pump 3a can be, for example, a turbomolecular pump (TMP) or the like.
The pressure control unit 3 b controls the internal pressure of the processing container 13 to a predetermined pressure based on the output of a vacuum gauge (not shown) that detects the internal pressure of the processing container 13.
The pressure control unit 3 b can be, for example, a pressure controller (Auto Pressure Controller: APC) or the like.

第１のガス供給部４は、放電管９の内部に第１のガスＧ１を供給する。すなわち、第１のガス供給部４は、プラズマＰを発生させる領域に第１のガスＧ１を供給する。
第１のガス供給部４には、ガス供給源４ａおよび流量制御弁４ｂ（Mass Flow Controller：ＭＦＣ）が設けられている。
ガス供給源４ａは、例えば、高圧の第１のガスＧ１が収納されたボンベなどとすることができる。また、ガス供給源４ａには、第１のガスＧ１の供給と停止を制御する開閉弁が設けられている。
第１のガスＧ１は、プラズマ処理の種類などに応じて適宜選択することができる。例えば、プラズマエッチング処理の場合には、第１のガスＧ１は、フッ素原子を含むガス（例えば、ＣＦ４、ＮＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、ＳＦ６など）や、フッ素原子を含むガスと窒素ガスなどとの混合ガスなどとすることができる。
また、プラズマアッシング処理の場合には、第１のガスＧ１は、酸素原子を含むガス（例えば、酸素ガスなど）や、酸素原子を含むガスと窒素ガスなどとの混合ガスなどとすることができる。 The first gas supply unit 4 supplies the first gas G1 to the inside of the discharge tube 9. That is, the first gas supply unit 4 supplies the first gas G1 to the region for generating the plasma P.
The first gas supply unit 4 is provided with a gas supply source 4a and a flow control valve 4b (Mass Flow Controller: MFC).
The gas supply source 4a can be, for example, a cylinder in which the high pressure first gas G1 is stored. Further, the gas supply source 4a is provided with an on-off valve for controlling supply and stop of the first gas G1.
The first gas G1 can be appropriately selected according to the type of plasma treatment and the like. For example, in the case of plasma etching, the first gas G1 is a gas containing a fluorine atom (for example, CF4, NF3, C2F6, C3F8, SF6, etc.), a gas containing a fluorine atom, and a nitrogen gas or the like. It can be gas or the like.
In the case of plasma ashing treatment, the first gas G1 can be a gas containing oxygen atoms (for example, oxygen gas), a mixed gas of a gas containing oxygen atoms and nitrogen gas, or the like. .

ガス供給源４ａは、流量制御弁４ｂを介して、放電管９の他端に接続されている。ガス供給源４ａから供給された第１のガスＧ１は、流量制御弁４ｂを介して、放電管９の内部に供給される。また、制御部８により、流量制御弁４ｂを制御することで、第１のガスＧ１の供給量が調整できるようになっている。 The gas supply source 4a is connected to the other end of the discharge tube 9 via the flow control valve 4b. The first gas G1 supplied from the gas supply source 4a is supplied to the inside of the discharge tube 9 through the flow control valve 4b. Further, by controlling the flow control valve 4b by the control unit 8, the supply amount of the first gas G1 can be adjusted.

マイクロ波発生部５は、導入導波管１０の一端に設けられている。マイクロ波発生部５は、所定の周波数（例えば２．７５ＧＨｚ）を有するマイクロ波Ｍを発生させ、導入導波管１０に向けて放射する。 The microwave generator 5 is provided at one end of the introduction waveguide 10. The microwave generation unit 5 generates a microwave M having a predetermined frequency (for example, 2.75 GHz) and radiates it toward the introduction waveguide 10.

処理部６には、処理容器１３、載置部１５、保持部１６、ガス分散板１７、受け渡し部１９、およびガス制御板２０が設けられている。
処理容器１３は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持する。
処理容器１３は、有底の略円筒形状を呈し、その上端が天板１３ａで塞がれている。また、処理容器１３の側壁には、被処理物Ｗ（例えば、半導体ウェーハやガラス基板など）を搬入搬出するための開口部１３ｂが設けられている。開口部１３ｂは、扉１３ｃにより閉鎖できるようになっている。 The processing unit 6 is provided with a processing container 13, a placement unit 15, a holding unit 16, a gas dispersion plate 17, a delivery unit 19, and a gas control plate 20.
The processing vessel 13 maintains an atmosphere decompressed below atmospheric pressure.
The processing container 13 has a substantially cylindrical shape with a bottom, and the upper end thereof is closed by a top plate 13 a. Further, an opening 13 b for carrying in and out the object to be processed W (for example, a semiconductor wafer, a glass substrate, etc.) is provided on the side wall of the processing container 13. The opening 13 b can be closed by a door 13 c.

載置部１５は、処理容器１３の内部の底面側に設けられている。載置部１５の上面には、被処理物Ｗが載置される。載置部１５には、被処理物Ｗを載置する位置に開口する凹部１５ａが設けられている。凹部１５ａの開口寸法は、被処理物Ｗの平面寸法よりも短くなっている。そのため、凹部１５ａの開口部を塞ぐようにして、載置部１５の上面に被処理物Ｗを載置することができる。 The placement unit 15 is provided on the bottom surface side inside the processing container 13. The workpiece W is placed on the top surface of the placement unit 15. The mounting portion 15 is provided with a concave portion 15 a that opens at a position on which the workpiece W is to be mounted. The opening size of the recess 15 a is shorter than the planar size of the workpiece W. Therefore, the workpiece W can be placed on the upper surface of the placement unit 15 so as to close the opening of the recess 15 a.

また、載置部１５には、一端が載置部１５の側壁に開口し、他端が凹部１５ａの側壁に開口する孔部１５ｂ（第１の孔部の一例に相当する）が設けられている。
また、載置部１５には、一端が載置部１５の底面に開口し、他端が凹部１５ａの底面に開口する孔部１５ｃ（第２の孔部の一例に相当する）が設けられている。 The mounting portion 15 is provided with a hole 15b (corresponding to an example of a first hole) having one end opened to the side wall of the mounting portion 15 and the other end opened to the side wall of the recess 15a. There is.
Further, the mounting portion 15 is provided with a hole 15c (corresponding to an example of a second hole) having one end opened to the bottom of the mounting 15 and the other end opened to the bottom of the recess 15a. There is.

保持部１６は、被処理物Ｗを載置部１５の上面に押し付けることで、被処理物Ｗを保持する。
保持部１６には、押さえ爪１６ａ、軸部１６ｂ、接続部１６ｃ、および駆動部１６ｄが設けられている。
押さえ爪１６ａは、載置部１５の上方に設けられている。押さえ爪１６ａの先端は、被処理物Ｗの周縁近傍に接触できる位置に設けられている。 The holding unit 16 holds the workpiece W by pressing the workpiece W against the upper surface of the placement unit 15.
The holding portion 16 is provided with a pressing claw 16a, a shaft portion 16b, a connection portion 16c, and a drive portion 16d.
The pressing claw 16 a is provided above the placement unit 15. The tip end of the pressing claw 16 a is provided at a position where it can be in contact with the vicinity of the peripheral edge of the workpiece W.

軸部１６ｂは、載置部１５を厚み方向に貫通する孔に挿通されている。軸部１６ｂは、複数設けられている。複数の軸部１６ｂの一端は押さえ爪１６ａにそれぞれ接続され、複数の軸部１６ｂの他端は接続部１６ｃにそれぞれ接続されている。
接続部１６ｃは、板状を呈し、一方の面には複数の軸部１６ｂが接続され、他方の面には駆動部１６ｄが接続されている。
駆動部１６ｄは、接続部１６ｃおよび軸部１６ｂを介して、押さえ爪１６ａを昇降させる。
駆動部１６ｄは、例えば、エアシリンダなどを備えたものとすることができる。 The shaft portion 16 b is inserted into a hole penetrating the mounting portion 15 in the thickness direction. The axial part 16b is provided with two or more. One ends of the plurality of shaft portions 16b are respectively connected to the pressing claws 16a, and the other ends of the plurality of shaft portions 16b are respectively connected to the connection portion 16c.
The connection portion 16c has a plate-like shape, a plurality of shaft portions 16b are connected to one surface, and a drive portion 16d is connected to the other surface.
The drive unit 16 d raises and lowers the pressing claw 16 a via the connection unit 16 c and the shaft unit 16 b.
The drive part 16d can be provided with an air cylinder etc., for example.

ガス分散板１７は、輸送管１４を介して供給された中性活性種を含んだガスの流れを整流するとともに、被処理物Ｗの処理面Ｗａ上における中性活性種の量が略均一となるようにガスを分散させる。
ガス分散板１７は、処理容器１３の内部に設けられている。ガス分散板１７は、輸送管１４との接続部分よりは下方に位置し、載置部１５の上面を覆うように設けられている。 The gas dispersion plate 17 rectifies the flow of the gas containing neutral active species supplied through the transport pipe 14, and the amount of neutral active species on the processing surface Wa of the object to be treated W is substantially uniform. Disperse the gas to be
The gas dispersion plate 17 is provided inside the processing container 13. The gas dispersion plate 17 is located below the connecting portion with the transport pipe 14 and is provided so as to cover the upper surface of the placement unit 15.

ガス分散板１７は、略円形の板状を呈し、複数の孔部１７ａが設けられている。ガス分散板１７は、処理容器１３の側壁に固定されている。そして、ガス分散板１７と載置部１５の上面（載置面）との間の領域が、プラズマ処理が行われる処理空間１００となる。
また、処理容器１３の内壁面、ガス分散板１７の表面、および、後述するガス制御板２０の表面は、中性活性種と反応しにくい材料（例えば、四弗化樹脂（ＰＴＦＥ）またはアルミナ等のセラミック材料など）で覆われている。 The gas dispersion plate 17 has a substantially circular plate shape, and a plurality of holes 17 a are provided. The gas dispersion plate 17 is fixed to the side wall of the processing vessel 13. Then, a region between the gas dispersion plate 17 and the upper surface (mounting surface) of the mounting unit 15 is a processing space 100 in which plasma processing is performed.
Further, the inner wall surface of the processing vessel 13, the surface of the gas dispersion plate 17, and the surface of the gas control plate 20 described later are made of a material (for example, tetrafluoride resin (PTFE) or alumina, etc.) Ceramic material etc.).

受け渡し部１９は、被処理物Ｗの受け渡し位置と、被処理物Ｗの載置位置との間で被処理物Ｗを昇降させる。
受け渡し部１９には、リフトピン１９ａ、接続部１９ｂ、および駆動部１９ｃが設けられている。
リフトピン１９ａは、載置部１５を厚み方向に貫通する孔に挿通されている。リフトピン１９ａは、複数設けられている。複数のリフトピン１９ａの一端は、被処理物Ｗの周縁近傍にそれぞれ接触できる位置に設けられている。複数のリフトピン１９ａの他端は接続部１９ｂにそれぞれ接続されている。 The delivery unit 19 raises and lowers the workpiece W between the delivery position of the workpiece W and the placement position of the workpiece W.
The delivery portion 19 is provided with a lift pin 19a, a connection portion 19b, and a drive portion 19c.
The lift pins 19 a are inserted into holes passing through the mounting portion 15 in the thickness direction. A plurality of lift pins 19a are provided. One end of each of the plurality of lift pins 19 a is provided at a position where it can be brought into contact with the vicinity of the peripheral edge of the workpiece W. The other ends of the plurality of lift pins 19a are respectively connected to the connection portion 19b.

接続部１９ｂ、は、板状を呈し、一方の面には複数のリフトピン１９ａが接続され、他方の面には駆動部１９ｃが接続されている。
駆動部１９ｃは、接続部１９ｂを介して、リフトピン１９ａを昇降させる。
駆動部１９ｃは、例えば、エアシリンダなどを備えたものとすることができる。 The connecting portion 19b has a plate-like shape, a plurality of lift pins 19a are connected to one surface, and a driving portion 19c is connected to the other surface.
The drive unit 19c raises and lowers the lift pin 19a via the connection unit 19b.
The drive unit 19c can include, for example, an air cylinder or the like.

ガス制御板２０は、被処理物Ｗの処理面Ｗａ上におけるガスの流れを制御する。また、ガス制御板２０は、孔部１５ｂを介して凹部１５ａから排出された第２のガスＧ２の流れを制御する。
ガス制御板２０は、板状を呈し、載置部１５の上面の周囲に設けられている。
ガス制御板２０は、孔部１５ｂが載置部１５の側壁に開口する位置よりも上方に設けられ、プラズマ処理が行われる処理空間１００を画する。
ガス制御板２０には、厚み方向を貫通する流路２０ａが設けられている。流路２０ａは、例えば、孔とすることもできるし、ガス制御板２０と、処理容器１３の側壁との間に設けられた隙間などとすることもできる。 The gas control plate 20 controls the flow of gas on the processing surface Wa of the workpiece W. Further, the gas control plate 20 controls the flow of the second gas G2 discharged from the recess 15a via the hole 15b.
The gas control plate 20 has a plate-like shape, and is provided around the upper surface of the placement unit 15.
The gas control plate 20 is provided above the position where the hole 15 b opens in the side wall of the mounting portion 15, and defines a processing space 100 in which the plasma processing is performed.
The gas control plate 20 is provided with a flow passage 20 a penetrating in the thickness direction. The flow passage 20 a may be, for example, a hole, or may be a gap provided between the gas control plate 20 and the side wall of the processing container 13.

孔部１５ｂを介して凹部１５ａから排出された第２のガスＧ２を排気口１３ｄ側に導く場合には、流路２０ａの流路抵抗を大きくするか、第２のガスＧ２の流れを排気口１３ｄ側に向けるようにすればよい。
例えば、流路２０ａの流路抵抗を大きくする場合には、流路２０ａの流路断面積を小さくすればよい。
また、第２のガスＧ２の流れを排気口１３ｄ側に向ける場合には、図２に示すように、排気口１３ｄ側に向けて屈曲する屈曲部２０ｂを有したガス制御板２０とすればよい。 When the second gas G2 discharged from the recess 15a through the hole 15b is guided to the exhaust port 13d side, the flow resistance of the flow path 20a is increased or the flow of the second gas G2 is discharged from the exhaust port It may be directed to the 13 d side.
For example, in order to increase the flow passage resistance of the flow passage 20a, the flow passage cross-sectional area of the flow passage 20a may be reduced.
When the flow of the second gas G2 is directed to the exhaust port 13d, as shown in FIG. 2, the gas control plate 20 may have a bent portion 20b bent toward the exhaust port 13d. .

孔部１５ｂを介して凹部１５ａから排出された第２のガスＧ２を処理空間１００側に導く場合には、流路２０ａの流路抵抗を小さくすればよい。
例えば、流路２０ａの流路断面積を大きくすることで、流路２０ａの流路抵抗を小さくすることができる。 In the case of guiding the second gas G2 discharged from the recess 15a to the processing space 100 through the hole 15b, the flow resistance of the flow path 20a may be reduced.
For example, the flow passage resistance of the flow passage 20a can be reduced by increasing the flow passage cross-sectional area of the flow passage 20a.

第２のガス供給部７は、孔部１５ｃを介して凹部１５ａの内部に第２のガスＧ２を供給する。
第２のガス供給部７には、ガス供給源７ａおよび流量制御弁（Mass Flow Controller：ＭＦＣ）７ｂが設けられている。
ガス供給源７ａは、例えば、高圧の第２のガスＧ２が収納されたボンベなどとすることができる。また、ガス供給源７ａには、第２のガスＧ２の供給と停止を制御する開閉弁が設けられている。 The second gas supply unit 7 supplies the second gas G2 to the inside of the recess 15a via the hole 15c.
The second gas supply unit 7 is provided with a gas supply source 7 a and a mass flow controller (MFC) 7 b.
The gas supply source 7a can be, for example, a cylinder in which the high pressure second gas G2 is stored. Further, the gas supply source 7a is provided with an on-off valve for controlling supply and stop of the second gas G2.

第２のガスＧ２は、水素原子を含むガスとすることができる。
水素原子を含むガスは、例えば、アンモニアガス（ＮＨ３）や、水（Ｈ２Ｏ）を含むガスなどとすることができる。 The second gas G2 can be a gas containing hydrogen atoms.
The gas containing a hydrogen atom can be, for example, a gas containing ammonia gas (NH 3) or water (H 2 O).

また、水素原子を含むガスを含む混合ガス（例えば、アンモニアガスなどとアルゴンガスとの混合ガス、アンモニアガスなどと窒素ガスとの混合ガスなど）とすることもできる。
また、水素原子を含むガスは、水素を含む混合ガス（例えば、水素ガスとアルゴンガスとの混合ガス、水素ガスと窒素ガスとの混合ガスなど）とすることもできる。 Alternatively, a mixed gas containing a gas containing hydrogen atoms (for example, a mixed gas of ammonia gas and argon gas, a mixed gas of ammonia gas and nitrogen gas, and the like) can be used.
Further, the gas containing hydrogen atoms can be a mixed gas containing hydrogen (for example, a mixed gas of hydrogen gas and argon gas, a mixed gas of hydrogen gas and nitrogen gas, and the like).

ガス供給源７ａは、流量制御弁７ｂと孔部１５ｃを介して、凹部１５ａに接続されている。ガス供給源７ａから供給された第２のガスＧ２は、流量制御弁７ｂと孔部１５ｃを介して、凹部１５ａの内部に供給される。また、制御部８により、流量制御弁７ｂを制御することで、第２のガスＧ２の供給量が調整できるようになっている。 The gas supply source 7a is connected to the recess 15a via the flow control valve 7b and the hole 15c. The second gas G2 supplied from the gas supply source 7a is supplied to the inside of the recess 15a via the flow control valve 7b and the hole 15c. Further, by controlling the flow control valve 7b by the control unit 8, the supply amount of the second gas G2 can be adjusted.

流量制御弁７ｂと孔部１５ｃを介して、凹部１５ａの内部に供給された第２のガスＧ２は、孔部１５ｂを介して凹部１５ａから排出される。
そのため、凹部１５ａには、新しい第２のガスＧ２が逐次供給されることになる。
また、流量制御弁７ｂにより、凹部１５ａの内部に供給する第２のガスＧ２の供給量を制御することで、第２のガスＧ２の一部を処理空間１００に供給したり、処理空間１００に供給される第２のガスＧ２の量を変化させたりすることもできる。
なお、第２のガスＧ２の作用および効果に関する詳細は後述する。 The second gas G2 supplied to the inside of the recess 15a via the flow control valve 7b and the hole 15c is discharged from the recess 15a via the hole 15b.
Therefore, the new second gas G2 is sequentially supplied to the recess 15a.
Further, by controlling the supply amount of the second gas G2 supplied to the inside of the recess 15a by the flow control valve 7b, a part of the second gas G2 may be supplied to the processing space 100, or to the processing space 100. It is also possible to change the amount of the second gas G2 supplied.
In addition, the detail regarding the effect | action and effect of 2nd gas G2 is mentioned later.

制御部８は、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。
制御部８は、例えば、ポンプ３ａ、圧力制御部３ｂ、ガス供給源４ａ、流量制御弁４ｂ、マイクロ波発生部５、駆動部１６ｄ、駆動部１９ｃ、ガス供給源７ａ、および流量制御弁７ｂなどの制御を行う。
例えば、制御部８は、第２のガス供給部７（ガス供給源７ａ）を制御して、第２のガスＧ２を凹部１５ａの内部に供給する。
また、例えば、制御部８は、第２のガス供給部７（流量制御弁７ｂ）を制御して、凹部１５ａの内部に供給される第２のガスＧ２の供給量を変化させる。
また、例えば、制御部８は、凹部１５ａの内部に供給される第２のガスＧ２の供給量を制御することで、ガス制御板２０に設けられた流路２０ａを介して処理空間１００に供給される第２のガスＧ２の供給量を制御する。
また、例えば、制御部８は、保持部１６（駆動部１６ｄ）を制御して、被処理物Ｗの保持と、保持の解除を行う。 The control unit 8 controls the operation of each element provided in the plasma processing apparatus 1.
The control unit 8 includes, for example, a pump 3a, a pressure control unit 3b, a gas supply source 4a, a flow control valve 4b, a microwave generation unit 5, a drive unit 16d, a drive unit 19c, a gas supply source 7a, a flow control valve 7b, and the like. Control the
For example, the control unit 8 controls the second gas supply unit 7 (gas supply source 7a) to supply the second gas G2 to the inside of the recess 15a.
Also, for example, the control unit 8 controls the second gas supply unit 7 (flow control valve 7 b) to change the supply amount of the second gas G2 supplied to the inside of the recess 15 a.
Further, for example, the control unit 8 controls the supply amount of the second gas G2 supplied to the inside of the recess 15a to supply the processing space 100 via the flow path 20a provided in the gas control plate 20. Control the supplied amount of the second gas G2.
In addition, for example, the control unit 8 controls the holding unit 16 (drive unit 16 d) to hold the processing target W and cancel the holding.

ここで、前述した第１のガスＧ１から生成されたプラズマ生成物（例えば、フッ素ラジカルや酸素ラジカル）が、被処理物Ｗと載置部１５の上面との間に侵入すると、被処理物Ｗの載置部１５側の面Ｗｂが損傷するおそれがある。
この場合、被処理物Ｗと載置部１５の上面との間にヘリウムガスなどのパージガスを供給しても、プラズマ生成物が侵入するのを完全に防止することはできない。そのため、被処理物Ｗの載置部１５側の面Ｗｂに損傷が発生するおそれがある。 Here, when the plasma product (for example, fluorine radical or oxygen radical) generated from the first gas G1 described above intrudes between the workpiece W and the upper surface of the mounting portion 15, the workpiece W There is a risk that the surface Wb on the side of the mounting portion 15 of the may be damaged.
In this case, even if a purge gas such as helium gas is supplied between the object to be treated W and the upper surface of the mounting unit 15, the penetration of the plasma product can not be completely prevented. Therefore, there is a possibility that damage may occur on the surface Wb on the side of the mounting portion 15 of the workpiece W.

本発明者の得た知見によれば、水素原子を含むガスを供給すれば、水素と、フッ素ラジカルや酸素ラジカルを反応させることができるので、フッ素ラジカルや酸素ラジカルを失活させることができる。
そのため、本実施の形態においては、被処理物Ｗの載置部１５側に水素原子を含む第２のガスＧ２を供給するようにしている。
この様にすれば、被処理物Ｗと載置部１５の上面との間にフッ素ラジカルや酸素ラジカルが侵入したとしても、これらを失活させることができるので、被処理物Ｗの載置部１５側の面Ｗｂに損傷が発生するのを抑制することができる。 According to the knowledge obtained by the present inventor, hydrogen and fluorine radicals and oxygen radicals can be reacted by supplying a gas containing hydrogen atoms, so that fluorine radicals and oxygen radicals can be deactivated.
Therefore, in the present embodiment, the second gas G2 containing a hydrogen atom is supplied to the side of the mounting portion 15 of the workpiece W.
In this way, even if fluorine radicals or oxygen radicals enter between the object to be treated W and the upper surface of the placing portion 15, these can be deactivated, so the placing portion of the object to be treated W Damage to the surface Wb on the side 15 can be suppressed.

また、孔部１５ｃを介して凹部１５ａの内部に供給された第２のガスＧ２を、孔部１５ｂを介して凹部１５ａの内部から排出するようにしている。
そのため、凹部１５ａには、フッ素ラジカルや酸素ラジカルと反応していない新しい第２のガスＧ２が逐次供給されることになる。
その結果、第２のガスＧ２によるフッ素ラジカルや酸素ラジカルの失活効果が、経時的に低減することがない。 In addition, the second gas G2 supplied to the inside of the recess 15a through the hole 15c is discharged from the inside of the recess 15a through the hole 15b.
Therefore, the new second gas G2 which has not reacted with the fluorine radical or the oxygen radical is sequentially supplied to the recess 15a.
As a result, the deactivation effect of fluorine radicals and oxygen radicals by the second gas G2 is not reduced with time.

また、凹部１５ａの底面に開口する孔部１５ｃから第２のガスＧ２を導入し、凹部１５ａの側壁に開口する孔部１５ｂから第２のガスＧ２を排出している。すなわち、凹部１５ａの底面側から凹部１５ａの側壁側に流れる第２のガスＧ２の流れを形成している。そのため、凹部１５ａの開口の周縁と、処理物Ｗの載置部１５側の面Ｗｂとで形成される角部に第２のガスＧ２が滞留することを抑制することができる。 Further, the second gas G2 is introduced from the hole 15c opened to the bottom of the recess 15a, and the second gas G2 is discharged from the hole 15b opened to the side wall of the recess 15a. That is, the flow of the second gas G2 that flows from the bottom surface side of the recess 15a to the side wall side of the recess 15a is formed. Therefore, it is possible to prevent the second gas G2 from staying at the corner portion formed by the peripheral edge of the opening of the recess 15a and the surface Wb on the mounting portion 15 side of the processing object W.

また、保持部１６の押さえ爪１６ａにより、被処理物Ｗの周縁近傍を押さえつけているので、被処理物Ｗと載置部１５の上面との間にフッ素ラジカルや酸素ラジカルが侵入するのを抑制することができる。 Further, since the vicinity of the peripheral edge of the object to be treated W is held down by the holding claws 16 a of the holding portion 16, intrusion of fluorine radicals or oxygen radicals between the object to be treated W and the upper surface of the mounting portion 15 is suppressed can do.

また、ガス制御板２０の流路２０ａを介して、第２のガスＧ２の一部を処理空間１００に供給すれば、処理レートの制御を行うことができる。
この場合、本発明者の得た他の知見によれば、プラズマ処理の対象部分の材料によって、処理レートが高くなったり、処理レートが低くなったり、処理レートに変化が無かったりすることが判明した。 In addition, if a part of the second gas G2 is supplied to the processing space 100 through the flow path 20a of the gas control plate 20, the processing rate can be controlled.
In this case, according to other findings obtained by the present inventor, it is revealed that the processing rate is increased, the processing rate is decreased, or the processing rate is not changed depending on the material of the target portion of the plasma processing. did.

例えば、プラズマ処理の対象部分の材料が窒化シリコンである場合には、第２のガスＧ２の一部を処理空間１００に供給すれば、エッチングレートが高くなることが判明した。また、プラズマ処理の対象部分の材料がポリシリコンである場合には、第２のガスＧ２の一部を処理空間１００に供給しても、エッチングレートに大きな変化がないことが判明した。 For example, in the case where the material of the target portion of the plasma processing is silicon nitride, it was found that the etching rate is increased by supplying a part of the second gas G2 to the processing space 100. In addition, when the material of the target portion of the plasma processing was polysilicon, it was found that the etching rate did not change significantly even if part of the second gas G2 was supplied to the processing space 100.

このことは、第２のガスＧ２の一部を処理空間１００に供給すれば、窒化シリコンのエッチングレートを向上させることができるとともに、ポリシリコンに対する窒化シリコンの選択比を大きくすることができることを意味する。
この場合、第２のガスＧ２の処理空間１００への供給量は、輸送管１４から供給される中性活性種を含んだガスに対して、数ｗｔ％程度とすることができる。 This means that if a part of the second gas G2 is supplied to the processing space 100, the etching rate of silicon nitride can be improved and the selectivity of silicon nitride to polysilicon can be increased. Do.
In this case, the amount of supply of the second gas G2 to the processing space 100 can be about several wt% with respect to the gas containing neutral active species supplied from the transport pipe 14.

第２のガスＧ２の処理空間１００への供給量は、流量制御弁７ｂにより制御することができる。例えば、流量制御弁７ｂにより、凹部１５ａの内部に供給する第２のガスＧ２の供給量を多くすれば、処理空間１００への供給量を増加させることができる。これに対して、流量制御弁７ｂにより、凹部１５ａの内部に供給する第２のガスＧ２の供給量を少なくすれば、処理空間１００への供給量を減少させることができる。 The supply amount of the second gas G2 to the processing space 100 can be controlled by the flow control valve 7b. For example, if the supply amount of the second gas G2 supplied to the inside of the recess 15a is increased by the flow control valve 7b, the supply amount to the processing space 100 can be increased. On the other hand, if the supply amount of the second gas G2 supplied to the inside of the recess 15a is reduced by the flow control valve 7b, the supply amount to the processing space 100 can be reduced.

また、第２のガスＧ２の処理空間１００への供給量は、ガス制御板２０の流路２０ａの流路抵抗や、ガス制御板２０の形態（例えば、屈曲部２０ｂの有無など）の影響を受ける。そのため、第２のガスＧ２の処理空間１００への供給量と、凹部１５ａの内部に供給する第２のガスＧ２の供給量との関係を、予め実験やシミュレーションなどを行い求めるようにすることが好ましい。
また、孔部１５ｂは、第２のガスＧ２が処理空間１００へ回りこみやすいような構成を有したものとすることができる。例えば、孔部１５ｂは、処理空間１００に向かって傾斜した軸線を有したものとすることができる。 In addition, the supply amount of the second gas G2 to the processing space 100 is affected by the flow path resistance of the flow path 20a of the gas control plate 20 and the form of the gas control plate 20 (for example, the presence or absence of the bending portion 20b). receive. Therefore, the relationship between the supply amount of the second gas G2 to the processing space 100 and the supply amount of the second gas G2 supplied to the inside of the recess 15a may be determined in advance by experiment or simulation. preferable.
In addition, the hole 15 b can have a configuration in which the second gas G 2 can easily get into the processing space 100. For example, the hole 15 b may have an axis inclined toward the processing space 100.

次に、プラズマ処理装置１の作用とともに、本実施の形態に係るプラズマ処理方法について例示をする。
図３（ａ）〜図５（ｂ）は、プラズマ処理装置１の作用および本実施の形態に係るプラズマ処理方法について例示をするための模式図である。
なお、図３（ａ）〜図５（ｂ）においては、図を見やすくするために、一部の要素を省略して描いている。 Next, the plasma processing method according to the present embodiment will be illustrated together with the operation of the plasma processing apparatus 1.
FIGS. 3A to 5B are schematic views for illustrating the operation of the plasma processing apparatus 1 and the plasma processing method according to the present embodiment.
In addition, in FIG. 3 (a)-FIG.5 (b), in order to make a figure legible, one part element is omitted and drawn.

まず、図３（ａ）に示すように、開口部１３ｂから被処理物Ｗを処理容器１３の内部に搬入し、受け渡し部１９のリフトピン１９ａ上に被処理物Ｗを載置する。
この際、扉１３ｃを開き、開口部１３ｂを予め開放状態としておく。また、軸部１６ｂを介して、押さえ爪１６ａを予め上昇させておく。また、リフトピン１９ａを予め上昇させておく。 First, as shown in FIG. 3A, the object to be processed W is carried into the inside of the processing container 13 from the opening 13 b, and the object to be processed W is placed on the lift pins 19 a of the delivery unit 19.
At this time, the door 13c is opened and the opening 13b is opened in advance. Also, the pressing claw 16a is raised in advance via the shaft portion 16b. Further, the lift pins 19a are raised in advance.

次に、図３（ｂ）に示すように、被処理物Ｗを載置部１５の上面に載置し、処理容器１３の内部を所定の圧力まで減圧する。
この際、扉１３ｃを閉じ、開口部１３ｂを予め閉鎖状態としておく。そして、リフトピン１９ａを下降させて、被処理物Ｗを載置部１５の上面に載置する。また、前述したポンプ３ａと圧力制御部３ｂにより、処理容器１３の内部を所定の圧力まで減圧する。 Next, as shown in FIG. 3B, the object to be processed W is placed on the upper surface of the placement unit 15, and the inside of the processing container 13 is depressurized to a predetermined pressure.
At this time, the door 13c is closed and the opening 13b is closed in advance. Then, the lift pins 19 a are lowered to place the object to be processed W on the upper surface of the placement unit 15. Further, the pressure in the processing container 13 is reduced to a predetermined pressure by the pump 3a and the pressure control unit 3b described above.

次に、図４（ａ）に示すように、保持部１６の押さえ爪１６ａにより、被処理物Ｗの周縁近傍を押さえつけることで、被処理物Ｗを保持する。
軸部１６ｂを介して、押さえ爪１６ａを下降させ、押さえ爪１６ａにより、被処理物Ｗの周縁近傍を押さえつける。 Next, as shown in FIG. 4A, the workpiece W is held by pressing the vicinity of the peripheral edge of the workpiece W by the pressing claws 16 a of the holding portion 16.
The pressing claw 16a is lowered via the shaft portion 16b, and the vicinity of the peripheral edge of the object to be processed W is pressed by the pressing claw 16a.

次に、図４（ｂ）に示すように、第１のガスＧ１と、第２のガスＧ２をそれぞれ供給する。
第１のガスＧ１は、前述したガス供給源４ａから流量制御弁４ｂを介して、放電管９の内部に供給される。放電管９の内部に供給された第１のガスＧ１は、輸送管１４を介して、処理容器１３の内部に供給される。処理容器１３の内部に供給された第１のガスＧ１は、ガス分散板１７を介して、処理空間１００に供給される。処理空間１００に供給された第１のガスＧ１は、排気口１３ｄを介して、処理容器１３の外部に排出される。 Next, as shown in FIG. 4B, the first gas G1 and the second gas G2 are respectively supplied.
The first gas G1 is supplied from the gas supply source 4a to the inside of the discharge tube 9 through the flow rate control valve 4b. The first gas G <b> 1 supplied to the inside of the discharge tube 9 is supplied to the inside of the processing container 13 via the transport pipe 14. The first gas G <b> 1 supplied to the inside of the processing container 13 is supplied to the processing space 100 via the gas dispersion plate 17. The first gas G1 supplied to the processing space 100 is exhausted to the outside of the processing container 13 through the exhaust port 13d.

第２のガスＧ２は、前述したガス供給源７ａから、流量制御弁７ｂと孔部１５ｃを介して、凹部１５ａの内部に供給される。凹部１５ａの内部に供給された第２のガスＧ２は、孔部１５ｂを介して、処理容器１３の内部に供給される。処理容器１３の内部に供給された第２のガスＧ２は、排気口１３ｄを介して、処理容器１３の外部に排出される。
なお、処理容器１３の内部への第２のガスＧ２の供給は、必ずしも第１のガスＧの供給とともに行う必要はない。すなわち、第２のガスＧ２の供給は、被処理物Ｗのプラズマ処理が行われている際であればよい。 The second gas G2 is supplied from the gas supply source 7a described above to the inside of the recess 15a via the flow control valve 7b and the hole 15c. The second gas G2 supplied to the inside of the recess 15a is supplied to the inside of the processing container 13 through the hole 15b. The second gas G2 supplied to the inside of the processing container 13 is discharged to the outside of the processing container 13 through the exhaust port 13d.
The supply of the second gas G2 to the inside of the processing container 13 does not necessarily have to be performed together with the supply of the first gas G. That is, the supply of the second gas G2 may be performed while the plasma processing of the workpiece W is performed.

この際、処理容器１３の内部に供給された第２のガスＧ２が、ガス制御板２０の流路２０ａを介して処理空間１００に供給されるようにすることもできる。
例えば、前述した流量制御弁７ｂにより、凹部１５ａの内部に供給する第２のガスＧ２の供給量を制御することで、第２のガスＧ２の一部を処理空間１００に供給したり、処理空間１００に供給される第２のガスＧ２の量を変化させたりすることができる。 At this time, the second gas G2 supplied into the processing container 13 may be supplied to the processing space 100 through the flow path 20a of the gas control plate 20.
For example, part of the second gas G2 may be supplied to the processing space 100 by controlling the supply amount of the second gas G2 supplied to the inside of the recess 15a by the flow control valve 7b described above, or the processing space The amount of the second gas G2 supplied to 100 can be changed.

この際、流量制御弁７ｂにより、凹部１５ａの内部に供給する第２のガスＧ２の供給量を多くすれば、処理空間１００への供給量を増加させることができる。これに対して、流量制御弁７ｂにより、凹部１５ａの内部に供給する第２のガスＧ２の供給量を少なくすれば、処理空間１００への供給量を減少させることができる。 At this time, if the amount of supply of the second gas G2 supplied to the inside of the recess 15a is increased by the flow control valve 7b, the amount of supply to the processing space 100 can be increased. On the other hand, if the supply amount of the second gas G2 supplied to the inside of the recess 15a is reduced by the flow control valve 7b, the supply amount to the processing space 100 can be reduced.

次に、図５（ａ）に示すように、プラズマ発生部２により中性活性種を含むプラズマ生成物を生成する。
まず、前述したマイクロ波発生部５から所定のパワーのマイクロ波Ｍを導入導波管１０内に放射する。放射されたマイクロ波Ｍは導入導波管１０内を伝播し、スロット１２を介して放電管９に向けて放射される。 Next, as shown in FIG. 5A, the plasma generation unit 2 generates a plasma product containing neutral active species.
First, the microwave M having a predetermined power is radiated from the above-described microwave generation unit 5 into the introduction waveguide 10. The emitted microwave M propagates in the introduction waveguide 10 and is emitted toward the discharge tube 9 through the slot 12.

放電管９に向けて放射されたマイクロ波Ｍは、放電管９の表面を伝播して、放電管９の内部に放射される。このようにして放電管９の内部に導入されたマイクロ波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９を介して導入されるマイクロ波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９の内壁面から放電管９の内部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。 The microwave M radiated toward the discharge tube 9 propagates on the surface of the discharge tube 9 and is radiated to the inside of the discharge tube 9. Thus, the plasma P is generated by the energy of the microwave M introduced into the discharge tube 9. Then, when the electron density in the generated plasma P is equal to or higher than the density (cut-off density) capable of shielding the microwave M introduced through the discharge tube 9, the microwave M is discharged from the inner wall surface of the discharge tube 9 It will be reflected before entering a certain distance (skin depth) towards the space inside 9.

そのため、このマイクロ波Ｍの反射面とスロット１２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なプラズマＰが励起されるようになる。このプラズマ励起面で励起された安定なプラズマＰ中において、第１のガスＧ１が励起、活性化されて中性活性種、イオンなどのプラズマ生成物が生成される。 Therefore, a standing wave of the microwave M is formed between the reflection surface of the microwave M and the lower surface of the slot 12. As a result, the reflection surface of the microwave M becomes a plasma excitation surface, and a stable plasma P is excited on the plasma excitation surface. In the stable plasma P excited on the plasma excitation surface, the first gas G1 is excited and activated to generate plasma products such as neutral active species and ions.

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１３の内部に供給される。この際、寿命の短いイオンなどは処理容器１３にまで到達できず、寿命の長い中性活性種のみが処理容器１３の内部に到達することになる。
処理容器１３の内部に供給された中性活性種を含むガスは、ガス分散板１７を介して、処理空間１００に供給される。この際、中性活性種を含むガスは、ガス分散板１７により分散される。 The gas containing the generated plasma product is supplied to the inside of the processing vessel 13 through the transport pipe 14. At this time, ions having a short life can not reach the processing vessel 13, and only neutral active species having a long life will reach the inside of the processing vessel 13.
The gas containing neutral active species supplied to the inside of the processing container 13 is supplied to the processing space 100 via the gas dispersion plate 17. At this time, the gas containing neutral active species is dispersed by the gas dispersion plate 17.

処理空間１００に供給された中性活性種を含むガスは、被処理物Ｗの処理面Ｗａに到達し、エッチング処理やアッシング処理などのプラズマ処理が行われる。この際、主に中性活性種による等方性処理（例えば、等方性エッチングなど）が行われることになる。 The gas containing neutral active species supplied to the processing space 100 reaches the processing surface Wa of the workpiece W, and plasma processing such as etching processing and ashing processing is performed. At this time, isotropic treatment (for example, isotropic etching and the like) with mainly neutral active species is performed.

ここで、被処理物Ｗと載置部１５の上面との間に、フッ素ラジカルや酸素ラジカルなどの中性活性種が侵入する場合がある。しかしながら、凹部１５ａの内部には、水素原子を含む第２のガスＧ２が供給されているので、侵入した中性活性種を失活させることができる。そのため、被処理物Ｗの載置部１５側の面Ｗｂに損傷が発生するのを抑制することができる。 Here, neutral active species such as fluorine radicals and oxygen radicals may enter between the object to be treated W and the upper surface of the mounting unit 15. However, since the second gas G2 containing a hydrogen atom is supplied to the inside of the recess 15a, the intruded neutral active species can be deactivated. Therefore, it can suppress that damage generate | occur | produces on the surface Wb by the side of the mounting part 15 of the to-be-processed object W. FIG.

また、必要に応じて、第２のガスＧ２の一部を処理空間１００に供給して、処理レートの制御を行うことができる。
例えば、プラズマ処理の対象部分の材料が窒化シリコンである場合には、第２のガスＧ２の一部を処理空間１００に供給することで、エッチングレートを高くすることができる。 Moreover, a part of 2nd gas G2 can be supplied to the processing space 100, and control of a processing rate can be performed as needed.
For example, in the case where the material of the target portion of the plasma processing is silicon nitride, the etching rate can be increased by supplying a part of the second gas G2 to the processing space 100.

次に、図５（ｂ）に示すように、開口部１３ｂから処理容器１３の外部に被処理物Ｗを搬出する。
この際、マイクロ波Ｍの放射や、第１のガスＧ１および第２のガスＧ２の供給を予め停止する。また、処理容器１３の内部を予め大気圧に戻す。
そして、扉１３ｃを開き、開口部１３ｂを開放状態とする。
続いて、軸部１６ｂを介して、押さえ爪１６ａを上昇させる。
続いて、リフトピン１９ａを上昇させて、載置部１５の上面から被処理物Ｗを持ち上げる。
続いて、図示しない搬送装置により、開口部１３ｂを介して被処理物Ｗを搬出する。
この後、必要に応じて、前述した工程が繰り返される。 Next, as shown in FIG. 5B, the workpiece W is carried out of the opening 13 b to the outside of the processing container 13.
At this time, the radiation of the microwave M and the supply of the first gas G1 and the second gas G2 are stopped in advance. In addition, the inside of the processing container 13 is returned to atmospheric pressure in advance.
Then, the door 13c is opened, and the opening 13b is opened.
Subsequently, the pressing claw 16a is raised via the shaft portion 16b.
Subsequently, the lift pins 19 a are lifted to lift the workpiece W from the upper surface of the mounting portion 15.
Then, the to-be-processed object W is carried out via the opening part 13b by the conveying apparatus which is not shown in figure.
Thereafter, the aforementioned steps are repeated as necessary.

以上に例示をしたように、本実施の形態に係るプラズマ処理方法は、以下の工程を備えることができる。
処理容器１３から離隔された位置に設けられた放電管９の内部にマイクロ波Ｍを導入してプラズマＰを発生させ、プラズマＰにより第１のガスＧ１を励起させてプラズマ生成物を生成する工程。
プラズマ生成物を用いて、載置部１５の上面に載置された被処理物Ｗに対するプラズマ処理を行う工程。
載置部１５の被処理物Ｗを載置する位置に開口する凹部１５ａに水素原子を含む第２のガスＧ２を供給する工程。 As exemplified above, the plasma processing method according to the present embodiment can include the following steps.
A step of introducing a microwave M into the discharge tube 9 provided at a position separated from the processing vessel 13 to generate plasma P and exciting the first gas G1 by the plasma P to generate a plasma product .
A step of performing plasma processing on the workpiece W placed on the upper surface of the placement unit 15 using the plasma product.
A step of supplying a second gas G2 containing a hydrogen atom to the concave portion 15a opened at a position where the workpiece W of the mounting portion 15 is to be mounted.

また、凹部１５ａに水素原子を含む第２のガスＧ２を供給する工程において、水素原子を含む第２のガスＧ２は、孔部１５ｃを介して凹部１５ａの内部に供給され、孔部１５ｂを介して凹部１５ａの内部から排出される。 Further, in the step of supplying the second gas G2 containing hydrogen atoms to the recess 15a, the second gas G2 containing hydrogen atoms is supplied to the inside of the recess 15a through the hole 15c, and through the hole 15b. Thus, it is discharged from the inside of the recess 15a.

また、凹部１５ａに水素原子を含む第２のガスＧ２を供給する工程において、孔部１５ｂが載置部１５の側壁に開口する位置よりも上方に設けられ、プラズマ処理が行われる処理空間１００を画するガス制御板２０に設けられた流路２０ａを介して、処理空間１００に供給される第２のガスＧ２の供給量を制御する。 Further, in the step of supplying the second gas G2 containing hydrogen atoms to the recess 15a, the processing space 100 in which the hole 15b is provided above the position where it is opened to the side wall of the mounting portion 15 and plasma processing is performed The supply amount of the second gas G <b> 2 supplied to the processing space 100 is controlled via the flow path 20 a provided in the gas control plate 20.

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。
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。 The embodiments have been illustrated above. However, the present invention is not limited to these descriptions.
Those skilled in the art can appropriately add, delete, or change design elements of the above-described embodiment, or can add, omit, or change the process of the components, to which the features of the present invention are also provided. As long as it is included in the scope of the present invention.
For example, the shape, size, material, arrangement, number, and the like of each element included in the plasma processing apparatus 1 are not limited to those illustrated, but can be appropriately changed.
Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is equipped can be combined as much as possible, and what combined these is also included in the scope of the present invention as long as the feature of the present invention is included.

１プラズマ処理装置、２プラズマ発生部、３減圧部、４第１のガス供給部、５マイクロ波発生部、６処理部、７第２のガス供給部、８制御部、９放電管、１０導入導波管、１２スロット、１３処理容器、１４輸送管、１５載置部、１５ａ凹部、１５ｂ孔部、１５ｃ孔部、１６保持部、１６ａ押さえ爪、２０ガス制御板、２０ａ流路、Ｇ１第１のガス、Ｇ２第２のガス、Ｗ被処理物、Ｗａ処理面、Ｗｂ面 REFERENCE SIGNS LIST 1 plasma processing apparatus 2 plasma generation unit 3 decompression unit 4 first gas supply unit 5 microwave generation unit 6 processing unit 7 second gas supply unit 8 control unit 9 discharge tube 10 introduction Waveguide, 12 slots, 13 processing containers, 14 transport pipes, 15 mounting parts, 15a concave parts, 15b holes, 15c holes, 16 holding parts, 16a holding claws, 20 gas control plates, 20a flow paths, G1 1 gas, G2 second gas, W processing object, Wa treated surface, Wb surface

Claims

A processing vessel capable of maintaining an atmosphere decompressed below atmospheric pressure;
A pressure reducing unit that reduces the pressure in the processing container to a predetermined pressure;
A placement unit provided inside the processing container and having a recess opening at a position where the treatment subject is placed, the holding unit holding a peripheral region of the treatment subject, the treatment subject An area inside the peripheral area of the object is a mounting portion in which a space in which the surface on the mounting side of the object to be processed and the bottom surface of the recess do not contact is formed;
A discharge tube having a region for generating plasma inside and provided at a position separated from the processing vessel;
An introduction waveguide that propagates the microwaves emitted from the microwave generator toward the region for generating the plasma;
A first gas supply unit for supplying a first gas to the region for generating the plasma;
A transport tube that brings the discharge tube into communication with the processing vessel;
A second gas supply unit for supplying a second gas containing hydrogen atoms, which is a gas that deactivates a plasma product generated from the first gas, into a space inside the recess;
Plasma processing apparatus equipped with

The holding portion has a pressing claw, and the pressing claw is provided above the placement portion to press the peripheral edge of the processing object from above, the side opposite to the mounting side of the processing object The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma processing apparatus is provided at a position where it can be brought into contact with the vicinity of the peripheral edge of the surface of the substrate.

A first hole having one end open to the side wall of the mounting portion and the other end open to the side wall of the recess;
A second hole whose one end is open to the bottom of the recess;
And have
The second gas containing the hydrogen atom is supplied to the inside of the recess through the second hole, and discharged from the inside of the recess through the first hole. The plasma processing apparatus as described in.

The peripheral region of the object to be processed is held on a mounting portion provided inside a processing container capable of maintaining an atmosphere decompressed below atmospheric pressure and having a recess opened at a position on which the object to be processed is mounted. Process,
A step of generating the processing inside the provided discharge tube to the position spaced from the container by introducing a microwave to generate plasma, said by exciting the first gas by the plasma a plasma product,
Performing plasma processing on an object placed on the upper surface of the placement unit using the plasma product;
Supplying a second gas containing hydrogen atoms, which is a gas that deactivates the plasma product generated from the first gas, to the inside of the recess when the plasma treatment is performed;
Equipped with
In the step of performing the plasma processing, the area inside the peripheral area of the object to be processed is formed such that a space on the surface on the mounting side of the object to be processed does not contact the bottom surface of the recess. the plasma processing method characterized by holding the peripheral region of the workpiece.