JP2001115267A5 - - Google Patents

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JP2001115267A5
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【特許請求の範囲】
【請求項１】 マイクロ波が透過可能な誘電体窓を形成したプラズマ処理室と、
前記プラズマ処理室内に設置した、被処理基体を支持する支持手段と、
前記プラズマ処理室内へ処理用ガスを導入する処理用ガス導入手段と、
前記プラズマ処理室内を排気する排気手段と、
前記プラズマ処理室内へ前記誘電体窓から前記マイクロ波を導入するマイクロ波導入手段とを有するプラズマ処理装置であって、
前記誘電体窓と前記支持手段の間に、前記誘電体窓と前記被処理気体の中心を結ぶ線に平行な赤外光、可視光及び紫外光は通過せず且つ前記処理用ガスは通過する高コンダクタンス不透明部材を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】 前記高コンダクタンス不透明部材は、穿孔された複数の平板を、孔が重ならないように並行に配置したもの、又は、互いに径が異なる複数の傘リングを同心円状に配置したもの、又は、断面が拡開形状の複数の平板を並行に配置したものであ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】 前記高コンダクタンス不透明部材は、互いに径が異なる複数の傘リングを同心円状に配置したもの、又は、断面が拡開形状の複数の平板を並行に配置したものであり、前記高コンダクタンス不透明部材の表面は階段状であ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４】 前記高コンダクタンス不透明部材は、材質が表面をアルマイト加工したアルミ合金からなるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】 マイクロ波が透過可能な誘電体窓を有するプラズマ処理室と、
前記プラズマ処理室内に設置された、被処理基体を支持する支持手段と、
前記プラズマ処理室内へ処理用ガスを導入する処理用ガス導入手段と、
前記プラズマ処理室内を排気する排気手段と、
前記プラズマ処理室内へ前記誘電体窓からマイクロ波を導入するマイクロ波導入手段とを有するプラズマ処理装置であって、前記誘電体窓と前記支持手段の間に、前記処理用ガスの通過路を有する遮光部材を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】 前記遮光部材は、穿孔された複数の平板を、孔が重ならないように並行に配置したもの、又は、互いに径が異なる複数の傘リングを同心円状に配置したもの、又は、断面が拡開形状の複数の平板を並行に配置したものであることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】 前記高コンダクタンス不透明部材は、互いに径が異なる複数の傘リングを同心円状に配置したもの、又は、断面が拡開形状の複数の平板を並行に配置したものであり、前記高コンダクタンス不透明部材の表面は階段状であることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】 前記高コンダクタンス不透明部材は、材質が表面をアルマイト加工したアルミ合金からなるものであることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】 マイクロ波が透過可能な誘電体窓を形成したプラズマ処理室内に被処理基体を設置し、前記プラズマ処理室内へ処理用ガスを導入し且つ前記プラズマ処理室内へ前記誘電体窓から前記マイクロ波を導入することにより、前記被処理基体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、
前記誘電体窓と前記被処理基体の間を、前記誘電体窓と前記被処理気体の中心を結ぶ線に平行な赤外光、可視光及び紫外光は通過できず且つ前記処理用ガスは通過できる状態に設定することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１０】 マイクロ波が透過可能な誘電体窓を有するプラズマ処理室内に被処理基体を設置し、前記プラズマ処理室内へ処理用ガスを導入し且つ前記プラズマ処理室内へ前記誘電体窓から前記マイクロ波を導入することにより前記被処理基体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、
前記被処理基体に対して、プラズマの光を遮光することを特徴とするプラズマ処理方法。 [Claims]
A plasma processing chamber having a dielectric window through which microwaves can pass;
A support unit installed in the plasma processing chamber, for supporting a substrate to be processed,
Processing gas introduction means for introducing a processing gas into the plasma processing chamber,
Exhaust means for exhausting the plasma processing chamber;
A microwave introduction unit for introducing the microwave from the dielectric window into the plasma processing chamber,
Between the dielectric window and the supporting means, infrared light, visible light, and ultraviolet light parallel to a line connecting the dielectric window and the center of the gas to be processed do not pass and the processing gas passes. A plasma processing apparatus comprising a high conductance opaque member.
2. The high-conductance opaque member, wherein a plurality of perforated flat plates are arranged in parallel so that holes do not overlap, or a plurality of umbrella rings having different diameters are arranged concentrically. 2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of flat plates having an expanded cross section are arranged in parallel. 3.
3. The high-conductance opaque member includes a plurality of umbrella rings having different diameters arranged concentrically or a plurality of flat plates having an expanded cross-section arranged in parallel. 2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the surface of the conductance opaque member is stepped.
4. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein said high-conductance opaque member is made of an aluminum alloy whose surface is anodized.
5. A plasma processing chamber having a dielectric window through which microwaves can pass,
Support means installed in the plasma processing chamber, for supporting a substrate to be processed,
Processing gas introduction means for introducing a processing gas into the plasma processing chamber,
Exhaust means for exhausting the plasma processing chamber;
A plasma processing apparatus having microwave introduction means for introducing microwaves from the dielectric window into the plasma processing chamber, wherein the processing gas passage is provided between the dielectric window and the support means. A plasma processing apparatus comprising a light shielding member.
6. The light shielding member, wherein a plurality of perforated flat plates are arranged in parallel so that the holes do not overlap, or a plurality of umbrella rings having different diameters are arranged concentrically, or 6. The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein a plurality of flat plates having an expanded cross section are arranged in parallel.
7. The high-conductance opaque member is formed by concentrically arranging a plurality of umbrella rings having different diameters from each other or by arranging a plurality of flat plates having an expanded cross section in parallel. The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein the surface of the opaque conductance member is stepped.
8. The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein the high-conductance opaque member is made of an aluminum alloy whose surface is anodized.
9. A substrate to be processed is installed in a plasma processing chamber having a dielectric window through which microwaves can pass, a processing gas is introduced into the plasma processing chamber, and the processing window is introduced into the plasma processing chamber from the dielectric window. A plasma processing method for performing plasma processing on the substrate to be processed by introducing the microwave,
Between the dielectric window and the substrate to be processed, infrared light, visible light, and ultraviolet light parallel to a line connecting the dielectric window and the center of the gas to be processed cannot pass and the processing gas does not pass. A plasma processing method characterized in that the plasma processing method is set to a state where it can be performed.
10. A substrate to be processed is set in a plasma processing chamber having a dielectric window through which microwaves can pass, a processing gas is introduced into the plasma processing chamber, and the processing gas is introduced into the plasma processing chamber through the dielectric window. A plasma processing method for performing plasma processing on the substrate to be processed by introducing microwaves,
A plasma processing method, wherein plasma light is shielded from the substrate to be processed.

更に、いわゆるマイクロ波プラズマアッシング装置を使用する被処理基体のアッシング処理は、例えば次のようにして行われる。即ち、当該装置の処理室内にアッシングガスを導入し、同時にマイクロ波エネルギーを投入してアッシングガスを励起、分解して処理室内にプラズマを発生させ、これによって処理室内に配された被処理基体の表面をアッシングする。   Further, an ashing process of a substrate to be processed using a so-called microwave plasma ashing apparatus is performed, for example, as follows. That is, an ashing gas is introduced into the processing chamber of the apparatus, and simultaneously, microwave energy is applied to excite the ashing gas, decompose to generate plasma in the processing chamber, and thereby generate a plasma in the processing chamber disposed in the processing chamber. Ash the surface.

このようなマイクロ波プラズマ処理装置を用いることにより、マイクロ波パワーが１ｋＷ以上で、直径３００ｍｍ程度の大口径空間に±３％以内σの均一性をもって、電子密度１０12／ｃｍ3 以上、電子温度３ｅＶ以下、プラズマ電位２０Ｖ以下の高密度低電位プラズマが発生できるので、ガスを充分に反応させて活性な状態で被処理基体３０２に供給でき、且つ入射イオンによる被処理基体３０２の表面ダメージも低減するので、低温でも高品質で均一且つ高速な処理が可能になる。 By using such a microwave plasma processing apparatus, an electron density of at least 10 12 / cm 3 and an electron temperature of ± 3% within a large-diameter space of about 300 mm in diameter with a microwave power of 1 kW or more and a uniformity of ± 3% or more. Since high-density low-potential plasma with a plasma potential of 3 eV or less and a plasma potential of 20 V or less can be generated, the gas can be sufficiently reacted and supplied to the substrate 302 in an active state, and the surface damage of the substrate 302 due to incident ions can be reduced. Therefore, high-quality, uniform and high-speed processing can be performed even at a low temperature.

本発明のプラズマ処理装置は、マイクロ波が透過可能な誘電体窓を形成したプラズマ処理室と、前記プラズマ処理室内に設置した、被処理基体を支持する支持手段と、前記プラズマ処理室内へ処理用ガスを導入する処理用ガス導入手段と、前記プラズマ処理室内を排気する排気手段と、前記プラズマ処理室内へ前記誘電体窓から前記マイクロ波を導入するマイクロ波導入手段とを有するプラズマ処理装置であって、前記誘電体窓と前記支持手段の間に、前記誘電体窓と前記被処理気体の中心を結ぶ線に平行な赤外光、可視光及び紫外光は通過せず且つ前記処理用ガスは通過する高コンダクタンス不透明部材を備えている。
本発明のプラズマ処理装置の一態様において、前記高コンダクタンス不透明部材は、穿孔された複数の平板を、孔が重ならないように並行に配置したもの、又は、互いに径が異なる複数の傘リングを同心円状に配置したもの、又は、断面が拡開形状の複数の平板を並行に配置したものである。
本発明のプラズマ処理装置の一態様において、前記高コンダクタンス不透明部材は、互いに径が異なる複数の傘リングを同心円状に配置したもの、又は、断面が拡開形状の複数の平板を並行に配置したものであり、前記高コンダクタンス不透明部材の表面は階段状である。
本発明のプラズマ処理装置の一態様において、前記高コンダクタンス不透明部材は、材質が表面をアルマイト加工したアルミ合金からなるものである。
本発明のプラズマ処理装置は、マイクロ波が透過可能な誘電体窓を有するプラズマ処理室と、前記プラズマ処理室内に設置された、被処理基体を支持する支持手段と、前記プラズマ処理室内へ処理用ガスを導入する処理用ガス導入手段と、前記プラズマ処理室内を排気する排気手段と、前記プラズマ処理室内へ前記誘電体窓からマイクロ波を導入するマイクロ波導入手段とを有するプラズマ処理装置であって、前記誘電体窓と前記支持手段の間に、前記処理用ガスの通過路を有する遮光部材を備えている。
本発明のプラズマ処理装置の一態様において、前記遮光部材は、穿孔された複数の平板を、孔が重ならないように並行に配置したもの、又は、互いに径が異なる複数の傘リングを同心円状に配置したもの、又は、断面が拡開形状の複数の平板を並行に配置したものである。
本発明のプラズマ処理装置の一態様において、前記高コンダクタンス不透明部材は、互いに径が異なる複数の傘リングを同心円状に配置したもの、又は、断面が拡開形状の複数の平板を並行に配置したものであり、前記高コンダクタンス不透明部材の表面は階段状である。
本発明のプラズマ処理装置の一態様において、前記高コンダクタンス不透明部材は、材質が表面をアルマイト加工したアルミ合金からなるものである。
本発明のプラズマ処理方法は、マイクロ波が透過可能な誘電体窓を形成したプラズマ処理室内に被処理基体を設置し、前記プラズマ処理室内へ処理用ガスを導入し且つ前記プラズマ処理室内へ前記誘電体窓から前記マイクロ波を導入することにより、前記被処理基体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、前記誘電体窓と前記被処理基体の間を、前記誘電体窓と前記被処理気体の中心を結ぶ線に平行な赤外光、可視光及び紫外光は通過できず且つ前記処理用ガスは通過できる状態に設定する。
本発明のプラズマ処理方法は、マイクロ波が透過可能な誘電体窓を有するプラズマ処理室内に被処理基体を設置し、前記プラズマ処理室内へ処理用ガスを導入し且つ前記プラズマ処理室内へ前記誘電体窓から前記マイクロ波を導入することにより前記被処理基体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、前記被処理基体に対して、プラズマの光を遮光する。 The plasma processing apparatus according to the present invention includes: a plasma processing chamber having a dielectric window through which microwaves can pass; supporting means installed in the plasma processing chamber, for supporting a substrate to be processed; A plasma processing apparatus comprising: a processing gas introducing unit that introduces a gas; an exhaust unit that exhausts the plasma processing chamber; and a microwave introducing unit that introduces the microwave into the plasma processing chamber from the dielectric window. The infrared light, visible light, and ultraviolet light parallel to a line connecting the dielectric window and the center of the gas to be processed do not pass between the dielectric window and the support means, and the processing gas does not pass therethrough. A high conductance opaque member is provided for passing.
In one aspect of the plasma processing apparatus of the present invention, the high-conductance opaque member is formed by arranging a plurality of perforated flat plates in parallel so that the holes do not overlap, or concentrically forming a plurality of umbrella rings having different diameters from each other. It is one in which a plurality of flat plates whose cross sections are expanded are arranged in parallel.
In one aspect of the plasma processing apparatus of the present invention, the high-conductance opaque member includes a plurality of umbrella rings having different diameters arranged concentrically, or a plurality of flat plates having a cross-sectionally expanded shape arranged in parallel. Wherein the surface of the high conductance opaque member is stepped.
In one aspect of the plasma processing apparatus of the present invention, the high conductance opaque member is made of an aluminum alloy whose surface is anodized.
The plasma processing apparatus according to the present invention includes: a plasma processing chamber having a dielectric window through which microwaves can pass; a support unit installed in the plasma processing chamber, for supporting a substrate to be processed; A plasma processing apparatus comprising: a processing gas introduction unit that introduces a gas; an exhaust unit that exhausts the plasma processing chamber; and a microwave introduction unit that introduces a microwave into the plasma processing chamber from the dielectric window. A light shielding member having a passage for the processing gas between the dielectric window and the support means.
In one aspect of the plasma processing apparatus of the present invention, the light-shielding member is formed by arranging a plurality of perforated flat plates in parallel so that the holes do not overlap, or concentrically forming a plurality of umbrella rings having different diameters. It is one in which a plurality of flat plates whose cross sections are expanded are arranged in parallel.
In one aspect of the plasma processing apparatus of the present invention, the high-conductance opaque member includes a plurality of umbrella rings having different diameters arranged concentrically, or a plurality of flat plates having a cross-sectionally expanded shape arranged in parallel. Wherein the surface of the high conductance opaque member is stepped.
In one aspect of the plasma processing apparatus of the present invention, the high conductance opaque member is made of an aluminum alloy whose surface is anodized.
According to the plasma processing method of the present invention, a substrate to be processed is set in a plasma processing chamber having a dielectric window through which microwaves can pass, a processing gas is introduced into the plasma processing chamber, and the dielectric material is introduced into the plasma processing chamber. A plasma processing method for performing plasma processing on the substrate to be processed by introducing the microwave from a body window, wherein a gap between the dielectric window and the substrate to be processed is formed between the dielectric window and the gas to be processed. Are set so that infrared light, visible light, and ultraviolet light parallel to the line connecting the centers cannot pass and the processing gas can pass.
According to the plasma processing method of the present invention, a substrate to be processed is placed in a plasma processing chamber having a dielectric window through which microwaves can pass, a processing gas is introduced into the plasma processing chamber, and the dielectric material is introduced into the plasma processing chamber. A plasma processing method for performing plasma processing on the substrate to be processed by introducing the microwave from a window, wherein the substrate is shielded from plasma light.

【００２９】
【作用】
本発明においては、赤外光、可視光及び紫外光のようなプラズマ光を非透過とし且つプラズマ種（電子、イオン、ラジカル及びそれらの反応生成物等）を含む処理用ガスを通過自在とする高コンダクタンス不透明部材を誘電体窓と被処理基体との間に設けることにより、高密度プラズマを用いて高速処理を行う場合でも、高密度プラズマやプラズマに接している誘電体窓からの強い輻射熱による処理性能の変化のない安定したプラズマ処理を行うことが可能となる。 [0029]
[Action]
In the present invention, plasma light such as infrared light, visible light, and ultraviolet light is not transmitted, and a processing gas containing plasma species (electrons, ions, radicals, and reaction products thereof) is allowed to pass therethrough. By providing a high-conductance opaque member between the dielectric window and the substrate to be processed, even when high-speed processing is performed using high-density plasma, high-density plasma or strong radiant heat from the dielectric window in contact with the plasma can be used. It is possible to perform stable plasma processing without a change in processing performance.

本実施形態では、マイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法を例示する。 図１（ａ）に当該装置の概要構成を示す。図１（ａ）において、１０１はプラズマ処理室、１０２は被処理基体、１０３は被処理基体１０２の支持体、１０４は基板温度調整手段、１０５はプラズマ処理室１０１の周辺に設けられたプラズマ処理用ガス導入手段、１０６は排気部、１０７はプラズマ処理室１０１を大気側と分離する誘電体窓、１０８はマイクロ波を誘電体窓１０７を透してプラズマ処理室１０１に導入するためのスロット付無終端環状導波管である。１０９は被処理基体１０２と誘電体窓１０７との間に設けられた高コンダクタンス不透明部材であり、プラズマ光から被処理基体を遮光しつつ、プラズマ種を含むガスの通過を許している。１１１はマイクロ波を左右に分配するＥ分岐、１１２はスロット、１１３は無終端環状導波管１０８内を伝搬するマイクロ波、１１４はスロット１１２を介し誘電体窓１０７を透過したマイクロ波により発生したプラズマ、１１５は誘電体窓１０７とプラズマ１１４との界面を伝搬し相互干渉するマイクロ波の表面波、１１６は表面波干渉により生成した高密度プラズマである。   In the present embodiment, a microwave plasma processing apparatus and a processing method are exemplified. FIG. 1A shows a schematic configuration of the apparatus. In FIG. 1A, 101 is a plasma processing chamber, 102 is a substrate to be processed, 103 is a support for the substrate to be processed 102, 104 is a substrate temperature adjusting means, and 105 is a plasma processing provided around the plasma processing chamber 101. Gas introducing means, 106 is an exhaust unit, 107 is a dielectric window for separating the plasma processing chamber 101 from the atmosphere side, and 108 is a slotted hole for introducing microwaves into the plasma processing chamber 101 through the dielectric window 107. It is an endless annular waveguide. Reference numeral 109 denotes a high-conductance opaque member provided between the substrate to be processed 102 and the dielectric window 107, and allows passage of a gas containing a plasma species while shielding the substrate to be processed from plasma light. 111 is an E-branch for distributing microwaves to the left and right, 112 is a slot, 113 is a microwave propagating in the endless annular waveguide 108, and 114 is generated by a microwave transmitted through the dielectric window 107 through the slot 112. Plasma 115 is a microwave surface wave that propagates at the interface between the dielectric window 107 and the plasma 114 and interferes with each other, and 116 is high-density plasma generated by surface wave interference.

続いて、図１（ｂ）に示すように、マイクロ波電源（不図示）より所望の電力を無終端環状導波管１０８を介してプラズマ処理室１０１内に供給する。この際、無終端環状導波管１０８内に導入されたマイクロ波１１３は、Ｅ分岐１１１で左右に二分配され、自由空間よりも長い管内波長をもって伝搬する。管内波長の１／２または１／４毎に設置されたスロット１１２を介して誘電体窓１０７を透過してプラズマ処理室１０１に導入されたマイクロ波により高密度プラズマ１１４が発生する。この状態で、誘電体窓１０７とプラズマ１１４の界面に入射したマイクロ波は、プラズマ１１４中には伝搬できず、誘電体窓１０７とプラズマ１１４との界面を表面波１１５として伝搬する。隣接するスロットから導入された表面波１１５同士が相互干渉し、表面波１１５の波長の１／２毎に電界の腹を形成する。この表面波１１５の干渉による腹電界によって高密度プラズマ１１６が生成する。周辺から導入された処理用ガスは、発生した高密度プラズマ１１６により励起・イオン化し、反応により活性化して、高コンダクタンス不透明部材１０９を通過して支持体１０３上に載置された被処理基体１０２の表面を均一に処理する。この際、高密度プラズマやプラズマに接している誘電体窓１０７からの強い輻射熱は高コンダクタンス不透明部材１０９により遮断されるので被処理基体１０２は過熱されず、安定な処理が可能である。   Subsequently, as shown in FIG. 1B, a desired power is supplied from a microwave power supply (not shown) into the plasma processing chamber 101 via the endless annular waveguide 108. At this time, the microwave 113 introduced into the endless annular waveguide 108 is split right and left by the E-branch 111 and propagates with a guide wavelength longer than free space. The high-density plasma 114 is generated by the microwave introduced into the plasma processing chamber 101 through the dielectric window 107 through the slots 112 provided at every 1/2 or 1/4 of the guide wavelength. In this state, the microwave that has entered the interface between the dielectric window 107 and the plasma 114 cannot propagate into the plasma 114, but propagates at the interface between the dielectric window 107 and the plasma 114 as a surface wave 115. The surface waves 115 introduced from adjacent slots interfere with each other, and form an antinode of the electric field every half of the wavelength of the surface wave 115. A high-density plasma 116 is generated by the antinode electric field due to the interference of the surface wave 115. The processing gas introduced from the periphery is excited and ionized by the generated high-density plasma 116, activated by the reaction, passed through the high-conductance opaque member 109, and placed on the support 103 on the support 103. Surface is uniformly treated. At this time, high-density plasma or strong radiant heat from the dielectric window 107 in contact with the plasma is blocked by the high-conductance opaque member 109, so that the substrate to be processed 102 is not overheated and stable processing is possible.

高コンダクタンス不透明部材１０９の材質は、処理に悪影響を与えず、赤外光、可視光、及び紫外光を通さない不透明なものなら適用可能で、材質が表面をアルマイト加工したアルミ合金やＳｉ，Ｃ（炭素）、Ｔｉなどが適当である。   As the material of the high conductance opaque member 109, any material that does not adversely affect the treatment and is opaque that does not allow infrared light, visible light, and ultraviolet light to pass therethrough can be used. The material is an aluminum alloy whose surface is anodized or Si, C (Carbon), Ti and the like are suitable.

基体を酸化表面処理する場合の処理用ガス導入手段１０５を介して導入する酸化性ガスとしては、Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｈ2 Ｏ，ＮＯ，Ｎ2 Ｏ，ＮＯ2 などが挙げられる。また、基体を窒化表面処理する場合の処理用ガス導入手段１０５を介して導入する窒化性ガスとしては、Ｎ2 ，ＮＨ3 ，Ｎ2 Ｈ4 ，ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）などが挙げられる。 The oxidizing gas introduced through the processing gas introducing means 105 when the substrate is subjected to oxidizing surface treatment includes O 2 , O 3 , H 2 O, NO, N 2 O, NO 2 and the like. Further, as the nitriding gas introduced through the processing gas introducing means 105 when the substrate is subjected to the nitriding surface treatment, N 2 , NH 3 , N 2 H 4 , hexamethyldisilazane (HMDS) and the like can be mentioned.

（実施例１）
図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、フォトレジストのアッシングを行った。
被処理基体１０２としては、層間ＳｉＯ2 膜をエッチングし、ビアホールを形成した直後のシリコン（Ｓｉ）基板（φ１２インチ）を使用した。高コンダクタンス不透明部材１０９としては断面が拡開形状、ここではくの字型のものを使用した。この部材に垂直に入射する成分だけでなく斜入射成分も遮断することが可能である。 (Example 1)
Ashing of the photoresist was performed using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG.
As the substrate to be processed 102, a silicon (Si) substrate (φ12 inches) immediately after forming an via hole by etching an interlayer SiO 2 film was used. As the high-conductance opaque member 109, a cross-section having an expanded shape, here, a U-shape was used. It is possible to block not only the component that is perpendicularly incident on this member but also the obliquely incident component.

先ず、シリコン基板である被処理基体１０２を支持体１０３上に設置した後、ヒータ１０４を用いて２５０℃まで加熱し、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を真空排気し、１．３３×１０-2Ｐａまで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入手段１０５を介して酸素ガスを２ｓｌｍの流量でプラズマ処理室１０１内に導入した。次いで、排気系（不図示）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１３３Ｐａに保持した。プラズマ処理室１０１内に、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より２．５ｋＷの電力をスロット付無終端環状導波管１０８を介して供給した。かくして、プラズマ処理室１０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入手段１０５を介して導入された酸素ガスはプラズマ処理室１０１内で励起、分解、反応してオゾンとなり、被処理基体１０２の方向に輸送され、被処理基体１０２上のフォトレジストを酸化し、気化・除去された。アッシング後、アッシング速度と基板表面電荷密度などについて評価した。 First, after a substrate to be processed 102, which is a silicon substrate, is placed on a support 103, the substrate is heated to 250 ° C. using a heater 104, and the inside of the plasma processing chamber 101 is evacuated via an exhaust system (not shown). The pressure was reduced to 1.33 × 10 −2 Pa. Oxygen gas was introduced into the plasma processing chamber 101 through the plasma processing gas introducing means 105 at a flow rate of 2 slm. Next, a conductance valve (not shown) provided in an exhaust system (not shown) was adjusted to keep the inside of the processing chamber 101 at 133 Pa. 2.5 kW of power was supplied from a 2.45 GHz microwave power supply into the plasma processing chamber 101 through the slotted endless annular waveguide 108. Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101. At this time, the oxygen gas introduced through the plasma processing gas introduction means 105 is excited, decomposed, and reacted into ozone in the plasma processing chamber 101, transported in the direction of the substrate to be processed 102, and Was oxidized and vaporized and removed. After the ashing, the ashing speed and the substrate surface charge density were evaluated.

（実施例２）
図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、フォトレジストのアッシングを行った。
被処理基体１０２としては、層間ＳｉＯ2 膜をエッチングし、ビアホールを形成した直後のＳｉ基板（φ１２インチ）を使用した。高コンダクタンス不透明部材１０９としては断面が異径同心円傘型、即ちシェブロン型のものを使用した。 (Example 2)
Ashing of the photoresist was performed using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG.
As the substrate to be processed 102, an Si substrate (φ12 inch) immediately after forming an via hole by etching an interlayer SiO 2 film was used. As the high conductance opaque member 109, a concentric umbrella type having a different cross section, that is, a chevron type was used.

先ず、シリコン基板である被処理基体１０２を支持体１０３上に設置した後、ヒータ１０４を用いて２００℃まで加熱し、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を真空排気し、１．３３×１０-3Ｐａまで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入手段１０５を介して酸素ガスを２ｓｌｍの流量でプラズマ処理室１０１内に導入した。次いで、排気系（不図示）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２６７Ｐａに保持した。プラズマ処理室１０１内に、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より２．５ｋＷの電力をスロット付無終端環状導波管１０８を介して供給した。かくして、プラズマ処理室１０１内にプラズマを発生させた。この際、プラスマ処理用ガス導入手段１０５を介して導入された酸素ガスはプラズマ処理室１０１内で励起、分解、反応してオゾンとなり、被処理基体１０２の方向に輸送され、被処理基体１０２上のフォトレジストを酸化し、気化・除去された。アッシング後、アッシング速度と基板表面電荷密度などについて評価した。 First, after a substrate to be processed 102, which is a silicon substrate, is placed on a support 103, the substrate is heated to 200 ° C. using a heater 104, and the inside of the plasma processing chamber 101 is evacuated via an exhaust system (not shown). The pressure was reduced to 1.33 × 10 −3 Pa. Oxygen gas was introduced into the plasma processing chamber 101 through the plasma processing gas introducing means 105 at a flow rate of 2 slm. Next, a conductance valve (not shown) provided in an exhaust system (not shown) was adjusted to maintain the inside of the processing chamber 101 at 267 Pa. 2.5 kW of power was supplied from a 2.45 GHz microwave power supply into the plasma processing chamber 101 through the slotted endless annular waveguide 108. Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101. At this time, the oxygen gas introduced via the plasma processing gas introducing means 105 is excited, decomposed, and reacted into ozone in the plasma processing chamber 101, transported in the direction of the substrate to be processed 102, and Was oxidized and vaporized and removed. After the ashing, the ashing speed and the substrate surface charge density were evaluated.

（実施例３）
図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、半導体素子保護用窒化シリコン膜の形成を行った。
被処理基体１０２としては、Ａｌ配線パターン（ラインアンドスペース０．５μｍ）が形成された層間ＳｉＯ2 膜付きφ３００ｍｍのＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉、抵抗率１０Ωｃｍ）を使用した。高コンダクタンス不透明部材１０９としては断面がＺの字型のものを使用した。 (Example 3)
Using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG. 1, a silicon nitride film for protecting a semiconductor element was formed.
As the substrate to be processed 102, a P-type single-crystal silicon substrate (plane orientation <100>, resistivity 10 Ωcm) with an interlayer SiO 2 film on which an Al wiring pattern (line and space 0.5 μm) was formed was used. As the high conductance opaque member 109, a member having a Z-shaped cross section was used.

先ず、シリコン基板である被処理基体１０２を支持体１０３上に設置した後、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を真空排気し、１．３３×１０-5Ｐａの値まで減圧させた。続いてヒータ１０４に通電し、シリコン基板１０２を３００℃に加熱し、該基板をこの温度に保持した。プラズマ処理用ガス導入手段１０５を介して窒素ガスを６００ｓｃｃｍの流量で、また、モノシランガスを２００ｓｃｃｍの流量で処理室１０１内に導入した。次いで、排気系（不図示）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２．６７Ｐａに保持した。 First, after the substrate to be processed 102, which is a silicon substrate, is placed on the support 103, the inside of the plasma processing chamber 101 is evacuated via an exhaust system (not shown) to a value of 1.33 × 10 −5 Pa. The pressure was reduced. Subsequently, the heater 104 was energized to heat the silicon substrate 102 to 300 ° C., and the substrate was kept at this temperature. Nitrogen gas was introduced into the processing chamber 101 at a flow rate of 600 sccm, and monosilane gas was introduced at a flow rate of 200 sccm via the plasma processing gas introduction means 105. Next, a conductance valve (not shown) provided in an exhaust system (not shown) was adjusted to maintain the inside of the processing chamber 101 at 2.67 Pa.

続いて、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源（不図示）より３．０ｋＷの電力をスロット付無終端環状導波管１０８を介して供給した。かくして、プラズマ処理室１０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入手段１０５を介して導入された窒素ガスはプラズマ処理室１０１内で励起、分解されて活性種となり、被処理基体１０２の方向に輸送され、モノシランガスと反応し、窒化シリコン膜が被処理基体１０２上に１．０μｍの厚みに形成した。   Subsequently, power of 3.0 kW was supplied from a microwave power supply (not shown) of 2.45 GHz via the slotted endless annular waveguide 108. Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101. At this time, the nitrogen gas introduced through the plasma processing gas introducing means 105 is excited and decomposed into active species in the plasma processing chamber 101, is transported in the direction of the substrate to be processed 102, reacts with monosilane gas, and reacts with monosilane gas. A silicon film was formed on the substrate to be processed 102 to a thickness of 1.0 μm.

（実施例４）
図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、プラスチックレンズ反射防止用酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜の形成を行った。
被処理基体１０２としては、直径５０ｍｍプラスチック凸レンズを使用した。高コンダクタンス不透明部材１０９としては断面がくの字型のものを使用した。 (Example 4)
Using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG. 1, a silicon oxide film and a silicon nitride film for preventing reflection of a plastic lens were formed.
As the substrate to be processed 102, a plastic convex lens having a diameter of 50 mm was used. As the high-conductance opaque member 109, a member having a C-shaped cross section was used.

先ず、レンズである被処理基体１０２を支持体１０３上に設置した後、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を真空排気し、１．３３×１０-5Ｐａの値まで減
圧させた。次いで、プラズマ処理用ガス導入手段１０５を介して窒素ガスを１５０ｓｃｃｍの流量で、また、モノシランガスを１００ｓｃｃｍの流量で処理室１０１内に導入した。 First, after the substrate to be processed 102, which is a lens, is placed on the support 103, the inside of the plasma processing chamber 101 is evacuated via an exhaust system (not shown) to reduce the pressure to a value of 1.33 × 10 −5 Pa. I let it. Next, nitrogen gas was introduced into the processing chamber 101 at a flow rate of 150 sccm and monosilane gas at a flow rate of 100 sccm via the plasma processing gas introducing means 105.

続いて、排気系（不図示）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６．６７×１０-1Ｐａに保持した。次いで、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源（不図示）より３．０ｋＷの電力をスロット付無終端環状導波管１０８を介してプラズマ処理１０１内に供給した。かくして、プラズマ処理室１０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入手段１０５を介して導入された窒素ガスは、プラズマ処理室１０１内で励起、分解されて窒素原子などの活性種となり、被処理基体１０２の方向に輸送され、モノシランガスと反応し、窒化シリコン膜が被処理基体１０２上に２０ｎｍの厚さで形成された。 Subsequently, a conductance valve (not shown) provided in an exhaust system (not shown) was adjusted to maintain the inside of the processing chamber 101 at 6.67 × 10 -1 Pa. Next, power of 3.0 kW was supplied from a microwave power supply (not shown) of 2.45 GHz into the plasma processing 101 via the slotted endless annular waveguide 108. Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101. At this time, the nitrogen gas introduced through the plasma processing gas introduction means 105 is excited and decomposed in the plasma processing chamber 101 to become active species such as nitrogen atoms, and is transported in the direction of the substrate to be processed 102, and is treated with monosilane gas. And a silicon nitride film was formed on the substrate to be processed 102 to a thickness of 20 nm.

続いて、プラズマ処理用ガス導入手段１０５を介して酸素ガスを２００ｓｃｃｍの流量で、また、モノシランガスを１００ｓｃｃｍの流量で処理室１０１内に導入した。次いで、排気系（不図示）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１．３３×１０-1Ｐａに保持した。次いで、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源（不図示）より２．０ｋＷの電力をスロット付無終端環状導波管１０８を介してプラズマ発生室１０１内に供給した。かくして、プラズマ処理室１０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入手段１０５を介して導入された酸素ガスは、プラズマ処理室１０１内で励起、分解されて酸素原子などの活性種となり、被処理基体１０２の方向に輸送され、モノシランガスと反応し、酸化シリコン膜が被処理基体１０２上に８５ｎｍの厚さで形成された。成膜後、成膜速度、反射特性について評価した。 Subsequently, oxygen gas was introduced into the processing chamber 101 at a flow rate of 200 sccm, and monosilane gas was introduced at a flow rate of 100 sccm via the plasma processing gas introducing means 105. Next, a conductance valve (not shown) provided in an exhaust system (not shown) was adjusted to keep the inside of the processing chamber 101 at 1.33 × 10 -1 Pa. Next, a power of 2.0 kW was supplied from a microwave power supply (not shown) of 2.45 GHz into the plasma generation chamber 101 through the slotted endless annular waveguide 108. Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101. At this time, the oxygen gas introduced through the plasma processing gas introduction means 105 is excited and decomposed in the plasma processing chamber 101 to become active species such as oxygen atoms, and is transported in the direction of the substrate to be processed 102, and is treated with monosilane gas. And a silicon oxide film was formed on the substrate to be processed 102 with a thickness of 85 nm. After the film formation, the film formation speed and the reflection characteristics were evaluated.

（実施例５）
図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、半導体素子層間絶縁用酸化シリコン膜の形成を行った。
被処理基体１０２としては、最上部にＡｌパターン（ラインアンドスペース０．５μｍ）が形成されたφ３００ｍｍのＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉、低抗率１０Ωｃｍ）を使用した。高コンダクタンス不透明部材１０９としては断面が拡開形状、ここではくの字型のものを使用した。 (Example 5)
Using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG. 1, a silicon oxide film for semiconductor device interlayer insulation was formed.
As the substrate to be processed 102, a P-type single-crystal silicon substrate (plane orientation <100>, low resistivity 10 Ωcm) having a diameter of 300 mm and an Al pattern (line and space 0.5 μm) formed on the top was used. As the high-conductance opaque member 109, a cross-section having an expanded shape, here, a U-shape was used.

先ず、シリコン基板である被処理基体１０２を支持体１０３上に設置した。排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を真空排気し、１．３３×１０-5Ｐａの値まで減圧させた。続いてヒータ１０４に通電し、被処理基体１０２を３００℃に加熱し、該基板をこの温度に保持した。プラズマ処理用ガス導入手段１０５を介して酸素ガスを５００ｓｃｃｍの流量で、また、モノシランガスを２００ｓｃｃｍの流量で処理室１０１内に導入した。次いで、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズマ処理室１０１内を４．００Ｐａに保持した。次いで、４００ｋＨｚの高周波印加手段を介して３００Ｗの電力を支持体１０３に印加するとともに、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より２．５ｋＷの電力をスロット付無終端環状導波管１０８を介してプラズマ処理室１０１内に供給した。かくして、プラズマ処理室１０１内にプラズマを発生させた。プラズマ処理用ガス導入手段１０５を介して導入された酸素ガスはプラズマ処
理室１０１内で励起、分解されて活性種となり、被処理基体１０２の方向に輸送され、モノシランガスと反応し、酸化シリコン膜が被処理基体１０２上に０．８μｍの厚みで形成された。この時、イオン種はＲＦバイアスにより加速されて基板に入射しパターン上の膜を削り平坦性を向上させる。 First, the substrate to be processed 102, which is a silicon substrate, was set on the support 103. The inside of the plasma processing chamber 101 was evacuated through an exhaust system (not shown) to reduce the pressure to 1.33 × 10 −5 Pa. Subsequently, the heater 104 was energized to heat the substrate to be processed 102 to 300 ° C., and the substrate was kept at this temperature. Oxygen gas was introduced into the processing chamber 101 at a flow rate of 500 sccm, and monosilane gas was introduced at a flow rate of 200 sccm via the plasma processing gas introduction means 105. Next, the conductance valve (not shown) provided in the exhaust system (not shown) was adjusted to maintain the inside of the plasma processing chamber 101 at 4.00 Pa. Next, 300 W of power is applied to the support 103 through a 400 kHz high frequency applying means, and 2.5 kW of power is supplied from a 2.45 GHz microwave power supply through the slotted endless annular waveguide 108 to perform plasma processing. It was supplied into the chamber 101. Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101. The oxygen gas introduced via the plasma processing gas introduction means 105 is excited and decomposed into active species in the plasma processing chamber 101, is transported in the direction of the substrate to be processed 102, reacts with monosilane gas, and forms a silicon oxide film. It was formed on the substrate to be processed 102 with a thickness of 0.8 μm. At this time, the ion species is accelerated by the RF bias and is incident on the substrate to cut the film on the pattern to improve the flatness.

（実施例６）
図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、半導体素子層間ＳｉＯ2 膜のエッチングを行った。
被処理基体１０２としては、Ａｌパターン（ラインアンドスペース０．３５μｍ）上に１μｍ厚の層間ＳｉＯ2 膜が形成されたφ３００ｍｍのＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉、低抗率１０Ωｃｍ）を使用した。高コンダクタンス不透明部材１０９としては断面が拡開形状、ここではくの字型のものを使用した。 (Example 6)
Using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG. 1, the SiO 2 film between semiconductor elements was etched.
As the substrate to be processed 102, a P-type single crystal silicon substrate of φ300 mm having a 1 μm thick interlayer SiO 2 film formed on an Al pattern (line and space 0.35 μm) (plane orientation <100>, low resistivity 10 Ωcm) It was used. As the high-conductance opaque member 109, a cross-section having an expanded shape, here, a U-shape was used.

先ず、シリコン基板である被処理基体１０２を支持体１０３上に設置した後、排気系（不図示）を介してエッチング室１０１内を真空排気し、１．３３×１０-5Ｐａの値まで減圧させた。次いで、プラズマ処理用ガス導入手段１０５を介してＣＦ6 を３００ｓｃｃｍの流量でプラズマ処理室１０１内に導入した。次いで、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズマ処理室１０１内を６．６７×１０-1Ｐａの圧力に保持した。次いで、４００ｋＨｚの高周波印加手段を介して３００Ｗの電力を基板支持体１０３に印加するとともに、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より３．０ｋＷの電力をスロット付無終端環状導波管１０８を介してプラズマ処理室１０１内に供給した。かくして、プラズマ処理室１０１内にプラズマを発生させた。プラズマ処理用ガス導入手段１０５を介して導入されたＣＦ4 ガスはプラズマ処理室１０１内で励起、分解されて活性種となり、被処理基体１０２の方向に輸送され、自己バイアスによって加速されたイオンによって層間ＳｉＯ2 膜がエッチングされた。 First, after the substrate to be processed 102, which is a silicon substrate, is placed on the support 103, the inside of the etching chamber 101 is evacuated via an exhaust system (not shown) to reduce the pressure to a value of 1.33 × 10 −5 Pa. I let it. Next, CF 6 was introduced into the plasma processing chamber 101 through the plasma processing gas introducing means 105 at a flow rate of 300 sccm. Next, the conductance valve (not shown) provided in the exhaust system (not shown) was adjusted to maintain the inside of the plasma processing chamber 101 at a pressure of 6.67 × 10 -1 Pa. Then, 300 W power is applied to the substrate support 103 via a 400 kHz high frequency application means, and 3.0 kW power is supplied from a 2.45 GHz microwave power supply to the plasma through a slotted endless annular waveguide 108. It was supplied into the processing chamber 101. Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101. The CF 4 gas introduced through the plasma processing gas introducing means 105 is excited and decomposed into active species in the plasma processing chamber 101, is transported in the direction of the substrate to be processed 102, and is accelerated by ions accelerated by a self-bias. The interlayer SiO 2 film was etched.

（実施例７）
図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、半導体素子ゲート電極間ポリシリコン膜のエッチングを行った。
被処理基体１０２としては、最上部にポリシリコン膜が形成されたφ３００ｍｍのＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉、低抗率１０Ωｃｍ）を使用した。高コンダクタンス不透明部材１０９としては断面が拡開形状、ここではくの字型のものを使用した。 (Example 7)
The polysilicon film between the gate electrodes of the semiconductor elements was etched using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG.
As the substrate to be processed 102, a P-type single crystal silicon substrate (plane orientation <100>, low resistivity 10 Ωcm) having a diameter of 300 mm and a polysilicon film formed on the uppermost portion was used. As the high-conductance opaque member 109, a cross-section having an expanded shape, here, a U-shape was used.

先ず、シリコン基板である被処理基体１０２を支持体１０３上に設置した後、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を真空排気し、１．３３×１０-5Ｐａの値
まで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入手段１０５を介してＣＦ4 ガスを３００ｓｃｃｍ、酸素を２０ｓｃｃｍの流量でプラズマ処理室１０１内に導入した。次いで、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズマ処理室１０１内を２．６７×１０-1Ｐａの圧力に保持した。次いで、４００ｋＨｚの高周波電源（不図示）からの高周波電力３００Ｗを基板支持体１０３に印加するとともに、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より２．０ｋＷの電力をスロット付無終端環状導波管１０８を介してプラズマ処理室１０１内に供給した。かくして、プラズマ処理室１０１内にプラズマを発生させた。プラズマ処理用ガス導入手段１０５を介して導入されたＣＦ4 ガス及び酸素はプラズマ処理室１０１内で励起、分解されて活性種となり、被処理基体１０２の方向に輸送され、自己バイアスにより加速されたイオンによりポリシリコン膜がエッチングされた。クーラ１０４により、基板温度は８０℃までしか上昇しなかった。 First, after the substrate to be processed 102, which is a silicon substrate, is placed on the support 103, the inside of the plasma processing chamber 101 is evacuated via an exhaust system (not shown) to a value of 1.33 × 10 −5 Pa. The pressure was reduced. CF 4 gas was introduced into the plasma processing chamber 101 at a flow rate of 300 sccm and oxygen at a flow rate of 20 sccm via the plasma processing gas introducing means 105. Next, a conductance valve (not shown) provided in an exhaust system (not shown) was adjusted to maintain the inside of the plasma processing chamber 101 at a pressure of 2.67 × 10 -1 Pa. Next, 300 W of high-frequency power from a 400-kHz high-frequency power supply (not shown) is applied to the substrate support 103, and 2.0 kW of power is supplied from a 2.45 GHz microwave power supply through the slotted endless annular waveguide 108. And supplied into the plasma processing chamber 101. Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101. The CF 4 gas and oxygen introduced via the plasma processing gas introducing means 105 are excited and decomposed into active species in the plasma processing chamber 101, transported in the direction of the substrate to be processed 102, and accelerated by a self-bias. The polysilicon film was etched by the ions. Due to the cooler 104, the substrate temperature rose only to 80 ° C.

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