JP2001244099A - プラズマ処理方法および装置 - Google Patents
プラズマ処理方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】石英やアルミナを高周波電磁波の透過窓として
用いる従来のプラズマ処理装置においては、発生させた
処理ガスのプラズマ中に高エネルギーを有するイオンや
電子が存在し、石英やアルミナの表面がこれらのイオン
や電子に曝される。その作用のため酸素原子を含む石英
やアルミナから酸素原子が脱離し、被処理物を処理する
雰囲気が酸化性になる。半導体をはじめとする電子部品
の製造においては、電気抵抗の観点から被処理物の表面
が酸化されないことが望ましく、被処理物を酸化性をと
もなわない雰囲気で処理する処理方法ならびに処理装置
が必要であった。 【解決手段】プラズマを発生させる容器の全体あるいは
一部を構成する高周波電磁波を透過させるための石英製
の透過窓と少なくともプラズマが発生する領域の間に、
シリコン製の板材などを設置することにより、プラズマ
により発生した高エネルギーを有するイオンや電子など
の作用で、透過窓の石英表面から酸素原子の発生を抑
え、被処理物を酸素原子による酸化作用を伴なわない雰
囲気で処理する。
用いる従来のプラズマ処理装置においては、発生させた
処理ガスのプラズマ中に高エネルギーを有するイオンや
電子が存在し、石英やアルミナの表面がこれらのイオン
や電子に曝される。その作用のため酸素原子を含む石英
やアルミナから酸素原子が脱離し、被処理物を処理する
雰囲気が酸化性になる。半導体をはじめとする電子部品
の製造においては、電気抵抗の観点から被処理物の表面
が酸化されないことが望ましく、被処理物を酸化性をと
もなわない雰囲気で処理する処理方法ならびに処理装置
が必要であった。 【解決手段】プラズマを発生させる容器の全体あるいは
一部を構成する高周波電磁波を透過させるための石英製
の透過窓と少なくともプラズマが発生する領域の間に、
シリコン製の板材などを設置することにより、プラズマ
により発生した高エネルギーを有するイオンや電子など
の作用で、透過窓の石英表面から酸素原子の発生を抑
え、被処理物を酸素原子による酸化作用を伴なわない雰
囲気で処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、処理ガスをプラズ
マ化し、被処理物の処理を行う処理方法ならび処理装置
に関する。特に、高周波の電磁波の作用により処理ガス
をプラズマ化するための真空容器において、その全体あ
るいは一部を構成する高周波電磁波を透過させるさせる
ための石英製の透過窓材が、処理ガスのプラズマ化によ
り発生した高エネルギーを有するイオンや電子に曝され
ることにより、石英中の酸素原子が脱離することを防
ぎ、被処理物の処理が酸素原子による酸化性の雰囲気を
伴なわない環境で処理することができることを特徴とす
る。
マ化し、被処理物の処理を行う処理方法ならび処理装置
に関する。特に、高周波の電磁波の作用により処理ガス
をプラズマ化するための真空容器において、その全体あ
るいは一部を構成する高周波電磁波を透過させるさせる
ための石英製の透過窓材が、処理ガスのプラズマ化によ
り発生した高エネルギーを有するイオンや電子に曝され
ることにより、石英中の酸素原子が脱離することを防
ぎ、被処理物の処理が酸素原子による酸化性の雰囲気を
伴なわない環境で処理することができることを特徴とす
る。
【０００２】
【従来の技術】処理ガスをプラズマ化し被処理物の処理
を行うプラズマ処理方法は、様々な製造業分野で利用さ
れている。特に、半導体をはじめとする電子部品の製造
工程では重要な処理方法である。このようなプラズマ処
理では、処理ガスをプラズマ化するために高周波の電磁
波が用いられている。図１にこのようなプラズマ処理装
置の構成を示すが、装置は処理ガスをプラズマ化するた
めの容器（１）、被処理物（２）を処理するための処理
室（３）、処理ガスを容器（１）に導入・排気し、さら
にガス流量、圧力を所定の値に制御するための装置
（４）、処理ガスをプラズマ化させるための高周波の電
磁波を発生、印加させるための装置（５）からなり、容
器（１）の全体あるいはその一部は、高周波の電磁波を
容器（１）内に導くための透過窓（６）で構成されてい
る。装置によっては容器（１）と処理室（３）は一体構
成となっているものもある。この透過窓（６）には、誘
電損失が少なく高周波による温度上昇が小さく、また様
々な形状に製造が可能である石英がその材質として用い
られることが多い。
を行うプラズマ処理方法は、様々な製造業分野で利用さ
れている。特に、半導体をはじめとする電子部品の製造
工程では重要な処理方法である。このようなプラズマ処
理では、処理ガスをプラズマ化するために高周波の電磁
波が用いられている。図１にこのようなプラズマ処理装
置の構成を示すが、装置は処理ガスをプラズマ化するた
めの容器（１）、被処理物（２）を処理するための処理
室（３）、処理ガスを容器（１）に導入・排気し、さら
にガス流量、圧力を所定の値に制御するための装置
（４）、処理ガスをプラズマ化させるための高周波の電
磁波を発生、印加させるための装置（５）からなり、容
器（１）の全体あるいはその一部は、高周波の電磁波を
容器（１）内に導くための透過窓（６）で構成されてい
る。装置によっては容器（１）と処理室（３）は一体構
成となっているものもある。この透過窓（６）には、誘
電損失が少なく高周波による温度上昇が小さく、また様
々な形状に製造が可能である石英がその材質として用い
られることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】石英を高周波電磁波の
透過窓（６）として用いるプラズマ処理装置において
は、発生させた処理ガスのプラズマ中に高エネルギーを
有するイオンや電子が存在し、石英表面がこれらのイオ
ンや電子に曝される。その作用のため石英（ＳｉＯ２）
から酸素原子が脱離し、被処理物を処理する雰囲気が酸
化性を伴なうことになる。半導体をはじめとする電子部
品の製造においては、電気抵抗の観点から被処理物の表
面が酸化されないことが望ましく、このような場合には
被処理物を処理する雰囲気は酸化性をともなわないこと
が好ましい。透過窓としては、セラミック素材であるア
ルミナ（Ａｌ２Ｏ３）が使われることもあるが、アルミ
ナも酸素を含んでいることから、同様の問題が生じる。
酸素を含まないセラミック素材に窒化アルミニウムがあ
るが、窒化アルミニウムは母材には酸素を含まないもの
の、焼結形成するさいの結合剤などに酸素が含まれてい
ることが原因と思われるが、やはり酸素が生じることが
観察されている。さらに、セラミック素材であるアルミ
ナや窒化アルミニウムで透過窓を製作する際には、焼結
して成形することが主であり、形状によっては製作が困
難であり、設計の自由度において石英が優れている。
透過窓（６）として用いるプラズマ処理装置において
は、発生させた処理ガスのプラズマ中に高エネルギーを
有するイオンや電子が存在し、石英表面がこれらのイオ
ンや電子に曝される。その作用のため石英（ＳｉＯ２）
から酸素原子が脱離し、被処理物を処理する雰囲気が酸
化性を伴なうことになる。半導体をはじめとする電子部
品の製造においては、電気抵抗の観点から被処理物の表
面が酸化されないことが望ましく、このような場合には
被処理物を処理する雰囲気は酸化性をともなわないこと
が好ましい。透過窓としては、セラミック素材であるア
ルミナ（Ａｌ２Ｏ３）が使われることもあるが、アルミ
ナも酸素を含んでいることから、同様の問題が生じる。
酸素を含まないセラミック素材に窒化アルミニウムがあ
るが、窒化アルミニウムは母材には酸素を含まないもの
の、焼結形成するさいの結合剤などに酸素が含まれてい
ることが原因と思われるが、やはり酸素が生じることが
観察されている。さらに、セラミック素材であるアルミ
ナや窒化アルミニウムで透過窓を製作する際には、焼結
して成形することが主であり、形状によっては製作が困
難であり、設計の自由度において石英が優れている。
【０００４】近年、水素に水蒸気を混入させた気体を用
いることにより、そのプラズマの下流においても多量の
水素原子濃度が確保されることが報告され（Ｊ．Ｋｉｋ
ｕｃｈｉ ｅｔ．ａｌ．：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．，３２，ｐｐ．３１２０−３１２４（１９９
３）．）、水素プラズマのダウンフロー領域においても
大量の水素原子が得られるようになった。この方法は石
英の容器中で水素に水蒸気を混入させたガスをプラズマ
化させるものであるが、混入した水蒸気がプラズマによ
り発生した水素原子の石英表面における再結合が抑制さ
れる効果を用いている。水素原子は還元性を有するた
め、半導体をはじめとする電子材料の製造に活用できる
ものであるが、現状では水蒸気のプラズマによる解離に
よって酸素原子が発生することと、プラズマに曝された
石英表面より酸素原子が発生するため、被処理物の処理
に必要とされる還元作用のみならず、酸化作用も働いて
しまう処理雰囲気しか提供できていない。将来、水素原
子の再結合を含む作用を有する混入ガスとして、水蒸気
以外の酸素原子を含まないガスが使用されるようになっ
ても、石英表面からの酸素原子の発生がある限りは、処
理雰囲気から酸化作用を除くことはできない。
いることにより、そのプラズマの下流においても多量の
水素原子濃度が確保されることが報告され（Ｊ．Ｋｉｋ
ｕｃｈｉ ｅｔ．ａｌ．：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．，３２，ｐｐ．３１２０−３１２４（１９９
３）．）、水素プラズマのダウンフロー領域においても
大量の水素原子が得られるようになった。この方法は石
英の容器中で水素に水蒸気を混入させたガスをプラズマ
化させるものであるが、混入した水蒸気がプラズマによ
り発生した水素原子の石英表面における再結合が抑制さ
れる効果を用いている。水素原子は還元性を有するた
め、半導体をはじめとする電子材料の製造に活用できる
ものであるが、現状では水蒸気のプラズマによる解離に
よって酸素原子が発生することと、プラズマに曝された
石英表面より酸素原子が発生するため、被処理物の処理
に必要とされる還元作用のみならず、酸化作用も働いて
しまう処理雰囲気しか提供できていない。将来、水素原
子の再結合を含む作用を有する混入ガスとして、水蒸気
以外の酸素原子を含まないガスが使用されるようになっ
ても、石英表面からの酸素原子の発生がある限りは、処
理雰囲気から酸化作用を除くことはできない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】プラズマを発生させる容
器の全体あるいは一部を構成する石英とプラズマが発生
する領域の間に、シリコンの板材、円筒材、あるいは円
筒材の一部、あるいはその他の形状の構造物を設置す
る。石英とシリコンを透過した高周波電磁波により処理
ガスはプラズマ化されるものの、プラズマ中に存在する
高エネルギーを有するイオンや電子は、シリコンの板材
などに遮蔽されて、石英表面まで到達することがなく、
石英表面からの酸素原子の脱離がない。そのため、被処
理物を処理する処理室内の雰囲気が酸素原子により酸化
性となることがない。
器の全体あるいは一部を構成する石英とプラズマが発生
する領域の間に、シリコンの板材、円筒材、あるいは円
筒材の一部、あるいはその他の形状の構造物を設置す
る。石英とシリコンを透過した高周波電磁波により処理
ガスはプラズマ化されるものの、プラズマ中に存在する
高エネルギーを有するイオンや電子は、シリコンの板材
などに遮蔽されて、石英表面まで到達することがなく、
石英表面からの酸素原子の脱離がない。そのため、被処
理物を処理する処理室内の雰囲気が酸素原子により酸化
性となることがない。
【０００６】
【発明の実施の形態】図２に本発明によるプラズマ処理
装置の構成を示す。装置は処理ガスをプラズマ化するた
めの容器（１１）、被処理物（１２）を処理するための
処理室（１３）、処理ガスを容器（１１）に導入・排気
し、さらにガス流量、圧力を所定の値に制御するための
装置（１４）、例えばガス配管、継手、バルブ、流量計
ならびにその制御装置、圧力計ならびにその制御装置、
真空ポンプなどから構成され、処理ガスをプラズマ化さ
せるための高周波の電磁波を発生、印加させるための装
置（１５）からなり、真空容器の全体あるいはその一部
は、高周波の電磁波を容器（１１）内に導くための石英
製の透過窓（１６）で構成されている。この透過窓（１
６）とプラズマ発生領域（１７）の間には、シリコン製
の板材など（１８）が設置されている。容器（１１）と
処理室（１３）は一体構成となっていてもよい。本装置
では、容器（１１）に処理ガスを導入・排気し、さらに
ガス流量、圧力を所定の値に制御するための装置（１
４）により、流量、圧力が制御されて導入される。装置
（１５）によって発生させた高周波電磁波は、透過窓
（１６）をとおして、容器内に導入され、この高周波電
磁波によって処理ガスがプラズマ化される。プラズマ化
された処理ガスは、容器（１１）から、処理室（１３）
に導かれ、プラズマによって処理ガスより発生したイオ
ン、原子などのラジカル、電子などの働きによって、処
理室（１３）に置かれた被処理物（１２）が処理され
る。このとき、容器（１１）内では、プラズマ発生領域
（１７）と石英の間に設置されたシリコン製の板材など
（１８）によって、容器（１１）内で発生したプラズマ
中のイオンや電子などは、石英製の透過窓（１６）の表
面には到達することがない。そのため、これらのイオン
や電子などによって、石英表面から酸素原子を発生させ
ることがない。その結果、処理室（１３）にも酸素原子
は存在せず、被処理物を酸素原子による酸化作用の影響
を受けずに処理することが可能である。また、シリコン
製の板材など（１８）を上述のように容器（１１）内に
設置した場合、プラズマ放電の経過に従い、シリコン製
の板材など（１８）の温度が上昇することがある。使用
する処理ガスの種類によっては、このようなシリコン製
の板材など（１８）の温度上昇が被処理物の処理に影響
する場合がある。このような場合には、シリコン製の板
材など（１８）を冷却することが有効である。
装置の構成を示す。装置は処理ガスをプラズマ化するた
めの容器（１１）、被処理物（１２）を処理するための
処理室（１３）、処理ガスを容器（１１）に導入・排気
し、さらにガス流量、圧力を所定の値に制御するための
装置（１４）、例えばガス配管、継手、バルブ、流量計
ならびにその制御装置、圧力計ならびにその制御装置、
真空ポンプなどから構成され、処理ガスをプラズマ化さ
せるための高周波の電磁波を発生、印加させるための装
置（１５）からなり、真空容器の全体あるいはその一部
は、高周波の電磁波を容器（１１）内に導くための石英
製の透過窓（１６）で構成されている。この透過窓（１
６）とプラズマ発生領域（１７）の間には、シリコン製
の板材など（１８）が設置されている。容器（１１）と
処理室（１３）は一体構成となっていてもよい。本装置
では、容器（１１）に処理ガスを導入・排気し、さらに
ガス流量、圧力を所定の値に制御するための装置（１
４）により、流量、圧力が制御されて導入される。装置
（１５）によって発生させた高周波電磁波は、透過窓
（１６）をとおして、容器内に導入され、この高周波電
磁波によって処理ガスがプラズマ化される。プラズマ化
された処理ガスは、容器（１１）から、処理室（１３）
に導かれ、プラズマによって処理ガスより発生したイオ
ン、原子などのラジカル、電子などの働きによって、処
理室（１３）に置かれた被処理物（１２）が処理され
る。このとき、容器（１１）内では、プラズマ発生領域
（１７）と石英の間に設置されたシリコン製の板材など
（１８）によって、容器（１１）内で発生したプラズマ
中のイオンや電子などは、石英製の透過窓（１６）の表
面には到達することがない。そのため、これらのイオン
や電子などによって、石英表面から酸素原子を発生させ
ることがない。その結果、処理室（１３）にも酸素原子
は存在せず、被処理物を酸素原子による酸化作用の影響
を受けずに処理することが可能である。また、シリコン
製の板材など（１８）を上述のように容器（１１）内に
設置した場合、プラズマ放電の経過に従い、シリコン製
の板材など（１８）の温度が上昇することがある。使用
する処理ガスの種類によっては、このようなシリコン製
の板材など（１８）の温度上昇が被処理物の処理に影響
する場合がある。このような場合には、シリコン製の板
材など（１８）を冷却することが有効である。
【０００７】
【実施例】・第一の実施例 図３に第一のプラズマ処理装置を示す。内径１０ｍｍの
石英管（２０）を処理ガスをプラズマ化するための容器
（２１）として用いた。したがって、この石英管（２
０）は、高周波電磁波を透過させる透過窓（２２）にも
使われている。さらに、この石英管（２０）は、被処理
物を処理するための処理室（２３）としても使用する。
処理室（２３）には、図には示していないが、被処理物
の搬入、搬出を行う開閉窓、処理室（２３）中の種々の
状態を観察するための観察窓が設けられている。処理ガ
スを石英管（２０）に導入・排気し、さらにガス流量、
圧力を所定の値に制御するための装置（２４）としてガ
ス配管、継手、バルブ、流量計ならびにその制御装置、
圧力計ならびにその制御装置、真空ポンプなどを用い
た。処理ガスのプラズマ化はマイクロ波により行うた
め、マイクロ波電源とキャビティ（２５）を使用する。
石英管（２０）の内側の少なくともプラズマが発生する
領域（２６）との間に、シリコン製の板材（２７）を設
置した。
石英管（２０）を処理ガスをプラズマ化するための容器
（２１）として用いた。したがって、この石英管（２
０）は、高周波電磁波を透過させる透過窓（２２）にも
使われている。さらに、この石英管（２０）は、被処理
物を処理するための処理室（２３）としても使用する。
処理室（２３）には、図には示していないが、被処理物
の搬入、搬出を行う開閉窓、処理室（２３）中の種々の
状態を観察するための観察窓が設けられている。処理ガ
スを石英管（２０）に導入・排気し、さらにガス流量、
圧力を所定の値に制御するための装置（２４）としてガ
ス配管、継手、バルブ、流量計ならびにその制御装置、
圧力計ならびにその制御装置、真空ポンプなどを用い
た。処理ガスのプラズマ化はマイクロ波により行うた
め、マイクロ波電源とキャビティ（２５）を使用する。
石英管（２０）の内側の少なくともプラズマが発生する
領域（２６）との間に、シリコン製の板材（２７）を設
置した。
【０００８】被処理物としてシリコン基板（２８）を用
いた。シリコン基板（２８）をフッ酸溶液により洗浄
し、表面の自然酸化膜を除去した。このようにして表面
の自然酸化膜を除去したシリコン基板表面は撥水性を示
す。このシリコン基板（２８）を石英管（２０）の処理
室（２３）となる部分に置いた。石英管（２０）に窒素
ガス５０ｓｃｃｍを流し、圧力１００ｍＴｏｒｒとし
た。この処理ガスに５０Ｗのマイクロ波を印加しプラズ
マを発生させ、処理室（２３）に置いたシリコン基板を
３０秒間処理した。処理の後、処理室（２３）よりシリ
コン基板（２８）を取出し、純水をかけたところ、シリ
コン基板（２８）の表面は撥水性を示した。これより、
シリコン表面は処理によっても酸化されなかったことが
分かる。もし、プラズマによって石英表面から酸素が発
生した場合には、その酸素は酸素イオンあるいは酸素原
子の状態でシリコン基板（２８）表面に達するが、これ
らの酸素イオンや酸素原子によって、シリコン表面は極
めて容易に酸化されるはずであるが、上述のプラズマ処
理の後においても、シリコン基板（２８）が酸化されて
いなかったことは、この装置においてプラズマに影響に
よる酸素原子の発生が、全くないか、あるいは極めて微
量であることを示す。
いた。シリコン基板（２８）をフッ酸溶液により洗浄
し、表面の自然酸化膜を除去した。このようにして表面
の自然酸化膜を除去したシリコン基板表面は撥水性を示
す。このシリコン基板（２８）を石英管（２０）の処理
室（２３）となる部分に置いた。石英管（２０）に窒素
ガス５０ｓｃｃｍを流し、圧力１００ｍＴｏｒｒとし
た。この処理ガスに５０Ｗのマイクロ波を印加しプラズ
マを発生させ、処理室（２３）に置いたシリコン基板を
３０秒間処理した。処理の後、処理室（２３）よりシリ
コン基板（２８）を取出し、純水をかけたところ、シリ
コン基板（２８）の表面は撥水性を示した。これより、
シリコン表面は処理によっても酸化されなかったことが
分かる。もし、プラズマによって石英表面から酸素が発
生した場合には、その酸素は酸素イオンあるいは酸素原
子の状態でシリコン基板（２８）表面に達するが、これ
らの酸素イオンや酸素原子によって、シリコン表面は極
めて容易に酸化されるはずであるが、上述のプラズマ処
理の後においても、シリコン基板（２８）が酸化されて
いなかったことは、この装置においてプラズマに影響に
よる酸素原子の発生が、全くないか、あるいは極めて微
量であることを示す。
【０００９】上述の装置の石英管（２０）内よりシリコ
ン製の板材（２７）を取り外し、上述と同様に窒素ガス
を流し、同様のガス流量、圧力、マイクロ波パワーの条
件下にてプラズマを発生させ、フッ酸により表面の自然
酸化膜を除去したシリコン基板を同じく３０秒間処理室
（２３）中にて処理した。処理の後シリコン基板を取出
し純水をかけたところ、表面は親水性を示した。したが
って、シリコン表面はこのプラズマ処理によって酸化さ
れたことが分かる。すなわち、シリコン製の板材を設置
しない場合には、プラズマによって石英より酸素原子が
発生していることが示された。
ン製の板材（２７）を取り外し、上述と同様に窒素ガス
を流し、同様のガス流量、圧力、マイクロ波パワーの条
件下にてプラズマを発生させ、フッ酸により表面の自然
酸化膜を除去したシリコン基板を同じく３０秒間処理室
（２３）中にて処理した。処理の後シリコン基板を取出
し純水をかけたところ、表面は親水性を示した。したが
って、シリコン表面はこのプラズマ処理によって酸化さ
れたことが分かる。すなわち、シリコン製の板材を設置
しない場合には、プラズマによって石英より酸素原子が
発生していることが示された。
【００１０】処理ガスとして、窒素ガスを４５ｓｃｃ
ｍ、水素ガスを５ｓｃｃｍ流し、圧力を１００ｍＴｏｒ
ｒとして、５０Ｗのマイクロ波でプラズマを発生させ、
フッ酸溶液にて表面の自然酸化膜を除去したシリコン基
板を処理室にて３０秒間処理した。処理後のシリコン基
板は、撥水性を示し、このプラズマ処理によっても、石
英管（２０）からは酸素原子が発生していないことが示
された。
ｍ、水素ガスを５ｓｃｃｍ流し、圧力を１００ｍＴｏｒ
ｒとして、５０Ｗのマイクロ波でプラズマを発生させ、
フッ酸溶液にて表面の自然酸化膜を除去したシリコン基
板を処理室にて３０秒間処理した。処理後のシリコン基
板は、撥水性を示し、このプラズマ処理によっても、石
英管（２０）からは酸素原子が発生していないことが示
された。
【００１１】・第二の実施例 図４に第二のプラズマ処理装置を示す。図中の番号で図
１と同じ番号を付けて示してあるものは、第一の装置と
同様のものである。第二のプラズマ処理装置では、第一
のプラズマ処理装置に加えて、シリコン製の板材（２
６）を冷却するための装置（３１）を設けてある。本装
置では、ガス配管と石英管を接続する継手（３２）がシ
リコン製の板材（２６）の支持部材を兼ねており、さら
にこの継手（３２）には、冷却装置から冷却水が供給さ
れ、この継手を介して、シリコン製の板材（２７）が冷
却される。シリコン製の板材を冷却ためには、継手と支
持部材が必ずしも一体である必要はない。
１と同じ番号を付けて示してあるものは、第一の装置と
同様のものである。第二のプラズマ処理装置では、第一
のプラズマ処理装置に加えて、シリコン製の板材（２
６）を冷却するための装置（３１）を設けてある。本装
置では、ガス配管と石英管を接続する継手（３２）がシ
リコン製の板材（２６）の支持部材を兼ねており、さら
にこの継手（３２）には、冷却装置から冷却水が供給さ
れ、この継手を介して、シリコン製の板材（２７）が冷
却される。シリコン製の板材を冷却ためには、継手と支
持部材が必ずしも一体である必要はない。
【００１２】被処理物としてシリコン基板（２８）を用
い、フッ酸溶液により洗浄し、表面の自然酸化膜を除去
した。このシリコン基板（２８）を石英管（２０）の処
理室（２３）となる部分に置いた。石英管（２０）に窒
素ガス５０ｓｃｃｍを流し、圧力１００ｍＴｏｒｒとし
た。この処理ガスに５０Ｗのマイクロ波を印加しプラズ
マを発生させ、処理室（２３）に置いたシリコン基板を
３０秒間処理した。処理の後、処理室（２３）よりシリ
コン基板（２８）を取出し、純水をかけたところ、シリ
コン基板（２８）の表面は撥水性を示し、シリコン表面
が処理によっても酸化されなかったことが分かる。すな
わち、本装置においてもプラズマに影響による酸素原子
の発生は全くないか、あるいは極めて微量である。
い、フッ酸溶液により洗浄し、表面の自然酸化膜を除去
した。このシリコン基板（２８）を石英管（２０）の処
理室（２３）となる部分に置いた。石英管（２０）に窒
素ガス５０ｓｃｃｍを流し、圧力１００ｍＴｏｒｒとし
た。この処理ガスに５０Ｗのマイクロ波を印加しプラズ
マを発生させ、処理室（２３）に置いたシリコン基板を
３０秒間処理した。処理の後、処理室（２３）よりシリ
コン基板（２８）を取出し、純水をかけたところ、シリ
コン基板（２８）の表面は撥水性を示し、シリコン表面
が処理によっても酸化されなかったことが分かる。すな
わち、本装置においてもプラズマに影響による酸素原子
の発生は全くないか、あるいは極めて微量である。
【００１３】
【発明の効果】以上に述べたとおり、本発明による装置
では、プラズマを発生させる容器の全体あるいは一部を
構成する高周波電磁波を透過させるための石英製の透過
窓と少なくともプラズマが発生する領域の間に、シリコ
ン製の板材などを設置することにより、プラズマにより
発生した高エネルギーを有するイオンや電子などの作用
で、透過窓の石英表面から酸素原子が発生せず、被処理
物を酸素原子による酸化作用を伴なわない雰囲気で処理
することが可能となった。
では、プラズマを発生させる容器の全体あるいは一部を
構成する高周波電磁波を透過させるための石英製の透過
窓と少なくともプラズマが発生する領域の間に、シリコ
ン製の板材などを設置することにより、プラズマにより
発生した高エネルギーを有するイオンや電子などの作用
で、透過窓の石英表面から酸素原子が発生せず、被処理
物を酸素原子による酸化作用を伴なわない雰囲気で処理
することが可能となった。
【図１】従来のプラズマ処理装置の概略を示す。
【図２】本発明に基づく装置の構成を示す。
【図３】第一の実施例の装置を示す。
【図４】第二の実施例の装置を示す。
１ 処理ガスをプラズマ化するための容器 ２ 被処理物 ３ 被処理物を処理するための処理室 ４ 処理ガスを容器に導入・排気し、さらにガス流量、
圧力を所定の値に制御するための装置 ５ 処理ガスをプラズマ化させるための高周波の電磁波
を発生、印加させるための装置 ６ 容器の全体あるいはその一部を構成する、高周波電
磁波を容器内に導くための透過窓 １１ 処理ガスをプラズマ化するための容器 １２ 被処理物 １３ 被処理物を処理するための処理室 １４ 処理ガスを容器に導入・排気し、さらにガス流
量、圧力を所定の値に制御するための装置 １５ 処理ガスをプラズマ化させるための高周波の電磁
波を発生、印加させるための装置 １６ 容器の全体あるいはその一部を構成し、高周波電
磁波を容器内に導くための石英製の透過窓 １７ プラズマ発生領域 １８ シリコン製の板材など ２０ 内径１０ｍｍの石英管 ２１ 処理ガスをプラズマ化するための容器 ２２ 高周波電磁波を透過させる透過窓 ２３ 被処理物を処理するための処理室 ２４ 処理ガスを石英管に導入・排気し、さらにガス流
量、圧力を所定の値に制御するための装置 ２５ 処理ガスのプラズマ化するためのマイクロ波電源
とキャビティ ２６ プラズマ発生領域 ２７ シリコン製の板材 ２８ 被処理物であるシリコン基板 ３１ シリコン製の板材を冷却するための装置 ３２ ガス配管と石英管を接続する継手、かつシリコン
製の板材の支持部材
圧力を所定の値に制御するための装置 ５ 処理ガスをプラズマ化させるための高周波の電磁波
を発生、印加させるための装置 ６ 容器の全体あるいはその一部を構成する、高周波電
磁波を容器内に導くための透過窓 １１ 処理ガスをプラズマ化するための容器 １２ 被処理物 １３ 被処理物を処理するための処理室 １４ 処理ガスを容器に導入・排気し、さらにガス流
量、圧力を所定の値に制御するための装置 １５ 処理ガスをプラズマ化させるための高周波の電磁
波を発生、印加させるための装置 １６ 容器の全体あるいはその一部を構成し、高周波電
磁波を容器内に導くための石英製の透過窓 １７ プラズマ発生領域 １８ シリコン製の板材など ２０ 内径１０ｍｍの石英管 ２１ 処理ガスをプラズマ化するための容器 ２２ 高周波電磁波を透過させる透過窓 ２３ 被処理物を処理するための処理室 ２４ 処理ガスを石英管に導入・排気し、さらにガス流
量、圧力を所定の値に制御するための装置 ２５ 処理ガスのプラズマ化するためのマイクロ波電源
とキャビティ ２６ プラズマ発生領域 ２７ シリコン製の板材 ２８ 被処理物であるシリコン基板 ３１ シリコン製の板材を冷却するための装置 ３２ ガス配管と石英管を接続する継手、かつシリコン
製の板材の支持部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 21/3065 21/302 Ｂ Ｆターム(参考） 4G075 AA24 BC01 CA26 CA47 CA63 CA65 DA02 EB01 EB21 EB41 EC06 EC09 FB06 FC04 4K030 FA01 FA04 KA12 KA30 KA46 4K057 DA01 DB06 DD01 DE14 DE20 DM02 DM16 DM29 DM37 DM38 DN01 5F004 AA16 BA20 BB14 BB29 BD01 DA24 DA25 5F045 AA09 BB14 EB03 EH01 EH03 EH11 EJ04
Claims (4)
- 【請求項１】 全体あるいは一部が石英で構成された容
器と、被処理物の処理を行う当該容器と同一の処理室あ
るいは当該容器とは異なり当該容器と接続された処理室
と、当該容器にガスを導入するための装置と、当該ガス
を処理室から排出させるための装置と、当該ガスの圧力
と流量を制御するための装置と、電磁波の作用により当
該ガスを当該容器内においてプラズマ化させる装置と、
シリコンを材料とする被処理物とは異なる１つあるいは
複数の構造物を、当該容器を構成する石英と少なくとも
プラズマが発生する領域の間に設置する装置において、
酸素原子を含まないガスを当該容器内でプラズマ化し、
当該処理室内において被処理物を処理する方法。 - 【請求項２】 全体あるいは一部が石英で構成された容
器と、被処理物の処理を行う当該容器と同一の処理室あ
るいは当該容器とは異なり当該容器と接続された処理室
と、当該容器に酸素原子を含まないガスを容器に導入す
るための装置と、当該ガスを処理室から排出させるため
の装置と、当該ガスの圧力と流量を制御するための装置
と、電磁波の作用により当該容器内において当該ガスを
プラズマ化させる装置と、当該容器を構成する石英と少
なくともプラズマが発生する領域の間に設置されたシリ
コンを材料とする被処理物とは異なる１つあるいは複数
の構造物を有し、当該処理室内において被処理物を処理
する装置。 - 【請求項３】 全体あるいは一部が石英で構成された容
器と、被処理物の処理を行う当該容器と同一の処理室あ
るいは当該容器とは異なり当該容器と接続された処理室
と、当該容器にガスを導入するための装置と、当該ガス
を処理室から排出させるための装置と、当該ガスの圧力
と流量を制御するための装置と、電磁波の作用により当
該容器内において当該ガスをプラズマ化させる装置と、
当該容器を構成する石英と少なくともプラズマが発生す
る領域の間に設置されたシリコンを材料とする被処理物
とは異なる１つあるいは複数の構造物と、当該シリコン
構造物を冷却する装置を有する装置において、酸素原子
を含まないガスを当該容器内でプラズマ化し、当該処理
室内において被処理物を処理する方法。 - 【請求項４】 全体あるいは一部が石英で構成された容
器と、被処理物の処理を行う当該容器と同一の処理室あ
るいは当該容器とは異なり当該容器と接続された処理室
と、当該容器に酸素原子を含まないガスを導入するため
の装置と、当該ガスを処理室から排出させるための装置
と、当該ガスの圧力と流量を制御するための装置と、電
磁波の作用により当該容器内において当該ガスをプラズ
マ化させる装置と、当該容器を構成する石英と少なくと
もプラズマが発生する領域の間に設置されたシリコンを
材料とする被処理物とは異なる１つあるいは複数の構造
物と、当該シリコン構造物を冷却する装置を有する装置
において、酸素原子を含まないガスを当該容器内でプラ
ズマ化し、当該処理室内において被処理物を処理する装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000104176A JP2001244099A (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | プラズマ処理方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000104176A JP2001244099A (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | プラズマ処理方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001244099A true JP2001244099A (ja) | 2001-09-07 |
Family
ID=18617769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000104176A Pending JP2001244099A (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | プラズマ処理方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001244099A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002007197A1 (fr) * | 2000-07-18 | 2002-01-24 | Applied Materials Inc. | Adaptateur, chambre et dispositif de traitement au plasma |
| JP7425141B1 (ja) | 2022-09-15 | 2024-01-30 | アンリツ株式会社 | プラズマエッチング装置及びグラフェン薄膜製造方法 |
-
2000
- 2000-02-29 JP JP2000104176A patent/JP2001244099A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002007197A1 (fr) * | 2000-07-18 | 2002-01-24 | Applied Materials Inc. | Adaptateur, chambre et dispositif de traitement au plasma |
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