JP2002329716A - Plasma processing apparatus, plasma processing method and method for manufacturing element - Google Patents

Plasma processing apparatus, plasma processing method and method for manufacturing element

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JP2002329716A
JP2002329716A JP2001132352A JP2001132352A JP2002329716A JP 2002329716 A JP2002329716 A JP 2002329716A JP 2001132352 A JP2001132352 A JP 2001132352A JP 2001132352 A JP2001132352 A JP 2001132352A JP 2002329716 A JP2002329716 A JP 2002329716A
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plasma
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma processing apparatus which can stably and uni formly generate of high electron density low electron temperature a plasma even in the center, and to provide a plasma processing method. SOLUTION: In the plasma processing apparatus comprising a means for holding an object in a plasma process chamber, a means for introducing a gas into the plasma process chamber, a means for exhausting the plasma process chamber, and a means for introducing a microwave for generating a plasma into the plasma process chamber through a waveguide having slots 114 and a dielectric window, the slots 114 are circular and provided with a predetermined angular interval and a predetermined opening angle by punching on a plurality of concentric circles having different radii on the surface in parallel to the microwave magnetic field surface 121 of the waveguide. Where n1 is the number (odd number) of antinodes of a surface standing wave generating between circular slots and λs is the wavelength of the surface wave, the radius difference Δrs between the plurality of concentric circles in nearly Δrs =n1 λs /2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、大面積基体を高速
かつ均一に高品質処理するために、高密度・均一・低電
子温度で安定な平板状プラズマを発生できるプラズマ処
理装置、プラズマ処理方法および素子の製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of generating stable plate-like plasma at high density, uniformity and low electron temperature in order to process large-area substrates at high speed and uniformly with high quality. And a method for manufacturing the element.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロ波をプラズマ生起用の励起源と
して使用するプラズマ処理装置としては、エッチング装
置、アッシング装置、クリーニング装置、CVD装置、
ドーピング装置、表面改質装置等が知られている。
2. Description of the Related Art Plasma processing apparatuses using microwaves as an excitation source for generating plasma include etching apparatuses, ashing apparatuses, cleaning apparatuses, CVD apparatuses, and the like.
A doping device, a surface modification device, and the like are known.

【0003】マイクロ波プラズマエッチング装置を使用
する被処理基体のエッチング処理は、例えば次のように
して行われる。即ち、マイクロ波プラズマエッチング装
置のプラズマ処理室内にエッチャントガスを導入し、同
時にマイクロ波エネルギーを投入してエッチャントガス
を励起、分解して、プラズマ処理室内に配された被処理
基体の表面をエッチングする。
[0003] Etching of a substrate to be processed using a microwave plasma etching apparatus is performed, for example, as follows. That is, an etchant gas is introduced into a plasma processing chamber of a microwave plasma etching apparatus, and simultaneously, microwave energy is applied to excite and decompose the etchant gas, thereby etching the surface of a substrate to be processed disposed in the plasma processing chamber. .

【0004】また、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、マイクロ波プラズマアッシ
ング装置のプラズマ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、プラズマ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。
An ashing process for a substrate to be processed using a microwave plasma ashing apparatus is performed, for example, as follows. That is, an ashing gas is introduced into a plasma processing chamber of a microwave plasma ashing apparatus, and simultaneously, microwave energy is supplied to excite and decompose the ashing gas, thereby ashing the surface of a substrate to be processed disposed in the plasma processing chamber. .

【0005】また、マイクロ波プラズマCVD装置を使
用する被処理基体の成膜処理は、例えば次のようにして
行われる。即ち、マイクロ波プラズマCVD装置のプラ
ズマ処理室内に反応ガスを導入し、同時にマイクロ波エ
ネルギーを投入して反応ガスを励起、分解して、プラズ
マ処理室内に配された被処理基体上に堆積膜を形成す
る。
[0005] A film forming process of a substrate to be processed using a microwave plasma CVD apparatus is performed, for example, as follows. That is, a reactive gas is introduced into a plasma processing chamber of a microwave plasma CVD apparatus, and simultaneously, microwave energy is applied to excite and decompose the reactive gas, thereby forming a deposited film on a substrate to be processed disposed in the plasma processing chamber. Form.

【0006】また、マイクロ波プラズマドーピング装置
を使用する被処理基体のドーピング処理は、例えば次の
ようにして行われる。即ち、マイクロ波プラズマドーピ
ング装置のプラズマ処理室内にドーピングガスを導入
し、同時にマイクロ波エネルギーを投入して反応ガスを
励起、分解して、プラズマ処理室内に配された被処理基
体の表面にドーピングを行う。
The doping of a substrate to be processed using a microwave plasma doping apparatus is performed, for example, as follows. That is, a doping gas is introduced into a plasma processing chamber of a microwave plasma doping apparatus, and simultaneously, microwave energy is applied to excite and decompose a reaction gas, thereby doping the surface of a substrate to be processed disposed in the plasma processing chamber. Do.

【0007】プラズマ処理装置においては、ガスの励起
源として高い周波数を持つマイクロ波を使用することか
ら、電子加速の回数が増加するので電子密度が高くな
り、ガス分子を効率的に電離、励起させることができ
る。それ故、プラズマ処理装置については、ガスの電離
効率、励起効率及び分解効率が高く、高速に低温でも高
品質処理できるといった利点を有する。また、マイクロ
波が誘電体を透過する性質を有することから、プラズマ
処理装置を無電極放電タイプのものとして構成でき、こ
れが故に高清浄なプラズマ処理を行い得るという利点も
ある。
In the plasma processing apparatus, since a microwave having a high frequency is used as a gas excitation source, the number of times of electron acceleration increases, so that the electron density increases, and gas molecules are efficiently ionized and excited. be able to. Therefore, the plasma processing apparatus has advantages in that gas ionization efficiency, excitation efficiency, and decomposition efficiency are high, and high-quality processing can be performed at high speed even at low temperature. In addition, since the microwave has a property of transmitting through the dielectric, the plasma processing apparatus can be configured as an electrodeless discharge type, and therefore, there is an advantage that a highly clean plasma processing can be performed.

【0008】こうしたプラズマ処理装置の更なる高速化
のために、電子サイクロトロン共鳴(ECR)を利用し
たプラズマ処理装置も実用化されてきている。ECR
は、磁束密度が87.5mTの場合、磁力線の周りを電
子が回転する電子サイクロトロン周波数が、マイクロ波
の一般的な周波数2.45GHzと一致し、電子がマイ
クロ波を共鳴的に吸収して加速され、高密度プラズマが
発生する現象である。こうしたECRプラズマ処理装置
においては、マイクロ波導入手段と磁界発生手段との構
成について、代表的なものとして次の4つの構成が知ら
れている。
In order to further increase the speed of such a plasma processing apparatus, a plasma processing apparatus using electron cyclotron resonance (ECR) has been put to practical use. ECR
When the magnetic flux density is 87.5 mT, the electron cyclotron frequency at which electrons rotate around the line of magnetic force matches the general microwave frequency of 2.45 GHz, and the electrons resonately absorb the microwaves and accelerate. This is a phenomenon in which high-density plasma is generated. In such an ECR plasma processing apparatus, the following four configurations are known as typical configurations of the microwave introduction unit and the magnetic field generation unit.

【0009】即ち、(i)導波管を介して伝搬されるマ
イクロ波を被処理基体の対向面から透過窓を介して円筒
状のプラズマ発生室に導入し、プラズマ発生室の中心軸
と同軸の発散磁界をプラズマ発生室の周辺に設けられた
電磁コイルを介して導入する構成(NTT方式);(i
i)導波管を介して伝送されるマイクロ波を被処理基体
の対向面から釣鐘状のプラズマ発生室に導入し、プラズ
マ発生室の中心軸と同軸の磁界をプラズマ発生室の周辺
に設けられた電磁コイルを介して導入する構成(日立方
式);(iii)円筒状スロットアンテナの一種であるリ
ジターノコイルを介してマイクロ波を周辺からプラズマ
発生室に導入し、プラズマ発生室の中心軸と同軸の磁界
をプラズマ発生室の周辺に設けられた電磁コイルを介し
て導入する構成(リジターノ方式);(iv)導波管を介
して伝送されるマイクロ波を被処理基体の対向面から平
板状のスロットアンテナを介して円筒状のプラズマ発生
室に導入し、アンテナ平面に平行なループ状磁界を平面
アンテナの背面に設けられた永久磁石を介して導入する
構成(平面スロットアンテナ方式)、である。
That is, (i) microwaves propagated through the waveguide are introduced into the cylindrical plasma generation chamber from the opposing surface of the substrate through the transmission window, and are coaxial with the central axis of the plasma generation chamber. (NTT type) in which the diverging magnetic field of the above is introduced through an electromagnetic coil provided around the plasma generation chamber;
i) The microwave transmitted through the waveguide is introduced into the bell-shaped plasma generation chamber from the opposite surface of the substrate to be processed, and a magnetic field coaxial with the center axis of the plasma generation chamber is provided around the plasma generation chamber. (Iii) a microwave is introduced into the plasma generation chamber from the periphery through a Risitano coil, which is a type of cylindrical slot antenna, and is connected to the center axis of the plasma generation chamber. A configuration in which a coaxial magnetic field is introduced through an electromagnetic coil provided around a plasma generation chamber (Rigitano method); (iv) A microwave transmitted through a waveguide is formed into a flat plate from an opposing surface of a substrate to be processed. A configuration in which a loop-shaped magnetic field parallel to the antenna plane is introduced through a permanent magnet provided on the back surface of the planar antenna (plane slot antenna). Tena method), it is.

【0010】プラズマ処理装置の例として、近年、マイ
クロ波の均一で効率的な導入装置として複数の直線状ス
ロットが平板状磁界面に放射状に形成された無終端環状
導波管を用いた装置が提案されている(特開平10−2
33295号公報)。このプラズマ処理装置を図5
(a)に、そのプラズマ発生機構を図5(b)に示す。
101はプラズマ処理室、102は被処理基体、103
は基体102の支持体、104は基体102の温度を調
節する基体温度調節手段、105は高周波バイアス印加
手段、106は処理用ガス導入手段、107は排気手
段、108は排気コンダクタンス調整手段、109はプ
ラズマ処理室101を大気側と分離する誘電体、110
はマイクロ波を誘電体109を通してプラズマ処理室1
01に導入するためのスロット付無終端環状導波管、1
11は無終端環状導波管110内のマイクロ波導波路、
112は無終端環状導波管内に導入されたマイクロ波を
左右に分配するE分岐、113はE分岐112で分配さ
れたマイクロ波同士の干渉により生じた定在波、114
はスロット、115はスロット114を通して導入され
誘電体109の表面を伝播する表面波、116は隣接す
るスロット114から導入された表面波115同士の干
渉により生じた表面定在波、117は表面定在波による
電子励起により生じた表面波干渉プラズマである。
In recent years, as an example of a plasma processing apparatus, an apparatus using an endless annular waveguide in which a plurality of linear slots are radially formed on a flat magnetic field surface as a uniform and efficient introduction apparatus for microwaves has been proposed. It has been proposed (JP-A-10-2
No. 33295). This plasma processing apparatus is shown in FIG.
FIG. 5A shows the plasma generation mechanism.
101 is a plasma processing chamber, 102 is a substrate to be processed, 103
Is a support for the base 102, 104 is a base temperature adjusting means for adjusting the temperature of the base 102, 105 is a high frequency bias applying means, 106 is a processing gas introducing means, 107 is an exhaust means, 108 is an exhaust conductance adjusting means, and 109 is an exhaust conductance adjusting means. A dielectric 110 that separates the plasma processing chamber 101 from the atmosphere;
Transmits microwave through the dielectric 109 to the plasma processing chamber 1
01 slotted endless annular waveguide for introduction into 01
11 is a microwave waveguide in the endless annular waveguide 110,
Reference numeral 112 denotes an E-branch that distributes the microwave introduced into the endless annular waveguide to the left and right, 113 denotes a standing wave generated by interference between the microwaves distributed by the E-branch 112, 114
Is a slot, 115 is a surface wave introduced through the slot 114 and propagated on the surface of the dielectric 109, 116 is a surface standing wave generated by interference between the surface waves 115 introduced from the adjacent slots 114, and 117 is a surface standing wave This is a surface wave interference plasma generated by electron excitation by waves.

【0011】プラズマの発生及び処理は以下のようにし
て行なう。排気手段107を介してプラズマ処理室10
1内を真空排気する。続いてプラズマ処理用ガスを処理
用ガス導入手段106を介して所定の流量でプラズマ処
理室101内に導入する。次にプラズマ処理室101と
排気手段107との間に設けられたコンダクタンス調整
手段108を調整し、プラズマ処理室101内を所定の
圧力に保持する。必要に応じて、高周波バイアス印加手
段105を介して被処理基体102にバイアスを印加す
る。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110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110内に導入され
たマイクロ波は、E分岐112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導波路111を伝搬
する。分配されたマイクロ波同士は干渉しあい、管内波
長の1/2毎に定在波113を生じる。電流が最大にな
る位置、即ち、隣接する2つの定在波の間で無終端環状
導波管110内のマイクロ波導波路111の中央に設置
されたスロット114から誘電体109を通してプラズ
マ処理室101に導入されたマイクロ波は、スロット1
14近傍にプラズマを生成する。生成したプラズマの電
子密度が、 nec=ε0eω2/e2 [ε0:真空誘電率,me:電子質量,ω:電源角周波
数,e:電子電荷]で表されるカットオフ密度(電源周
波数2.45GHzの場合、7×1010cm -3)を超え
ると、マイクロ波はプラズマ中を伝搬できなくなり、さ
らに電子密度が増加する。この際、電子密度は、 nes=(1+εd)ε0eω2/e2 [εd:誘電体窓比誘電率]で表される真正表面波モー
ドの閾値密度(石英窓[εd:3.8]の場合3.4×
1011cm-3,AlN窓[εd:9.8]の場合7.6
×1011cm-3)を超え、 δ=C/ωp=C(ε0e/e2e1/2 =(2/ωμ0σ)1/2 [C:光速,ωp:電子プラズマ角周波数,μ0:真空透
磁率,σ:プラズマ導電率]で表される表皮厚が十分薄
くなる(例えば、電子密度が1×1012cm-3以上にな
ると、表皮厚は10mm以下になる)と、誘電体窓109
の表面を表面波115として伝搬する。この際、隣接す
るスロット114から導入された表面波115同士が干
渉し、 λs=λw{1−(ε0eω2/e2e1/2} [λw:完全導体間誘電体窓内マイクロ波波長]で表さ
れる表面波115の波長の1/2毎に表面定在波116
の腹を生じる。プラズマ処理室101にしみ出したこの
表面定在波116によって電子が加速され表面波干渉プ
ラズマ(SIP:Surface-wave Interfered Plasma)1
17が生成される。この時に処理用ガス導入手段106
を介して処理用ガスをプラズマ処理室101内に導入し
ておくと処理用ガスは発生した高密度プラズマにより励
起され、支持体103上に載置された被処理基体102
の表面が処理される。
The generation and processing of plasma are as follows.
Do it. Plasma processing chamber 10 via exhaust means 107
The inside of 1 is evacuated. Next, the plasma processing gas is processed.
Plasma processing at a predetermined flow rate through the
It is introduced into the science room 101. Next, the plasma processing chamber 101
Conductance adjustment provided between exhaust means 107
The means 108 is adjusted so that the inside of the plasma
Hold at pressure. If necessary, apply high frequency bias
Applying a bias to the substrate to be processed 102 through the step 105
You. Unterminated desired power from microwave power supply (not shown)
Provided in the plasma processing chamber 101 via the annular waveguide 110
Pay. At this time, it is introduced into the endless annular waveguide 110.
The microwaves are split right and left in the E-branch 112,
Propagation in waveguide 111 with longer guide wavelength than free space
I do. The distributed microwaves interfere with each other and generate
A standing wave 113 is generated for each half of the length. When the current is
Position, that is, an endless ring between two adjacent standing waves
Installed at the center of microwave waveguide 111 in waveguide 110
Through the dielectric 109 from the slot 114
The microwave introduced into the processing chamber 101 is in slot 1
Plasma is generated near 14. Electricity of generated plasma
The child density is nec= Ε0meωTwo/ ETwo [Ε0: Vacuum permittivity, me: Electronic mass, ω: Power supply angular frequency
Number, e: electron charge] (power supply frequency)
7 × 10 when the wave number is 2.45 GHzTencm -3) Beyond
Then, the microwave cannot propagate in the plasma,
Further, the electron density increases. At this time, the electron density is nes= (1 + εd) Ε0meωTwo/ ETwo [Εd: Relative dielectric constant of dielectric window]
Threshold density (quartz window [εd: 3.8] 3.4 ×
1011cm-3, AlN window [εd: 9.8], 7.6
× 1011cm-3), Δ = C / ωp= C (ε0me/ ETwone)1/2 = (2 / ωμ0σ)1/2 [C: speed of light, ωp: Electron plasma angular frequency, μ0: Vacuum transparent
Magnetic susceptibility, σ: plasma conductivity]
(For example, when the electron density is 1 × 1012cm-3Over
Then, the skin thickness becomes 10 mm or less).
Is propagated as a surface wave 115. At this time,
Surface waves 115 introduced from the
Negotiate, λs= Λw{1- (ε0meωTwo/ ETwone)1/2} [Λw: Microwave wavelength in the dielectric window between complete conductors]
Surface standing wave 116 for each half of the wavelength of
Produces belly. This exuded into the plasma processing chamber 101
Electrons are accelerated by the surface standing wave 116 and the surface wave interference
Razuma (SIP: Surface-wave Interfered Plasma) 1
17 is generated. At this time, the processing gas introduction means 106
Process gas into the plasma processing chamber 101 through
The processing gas is excited by the generated high-density plasma.
The substrate to be processed 102 raised and placed on the support 103
Surface is treated.

【0012】このようなプラズマ処理装置を用いること
により、圧力1.33Pa,マイクロ波パワー3kWの
条件で、直径300mm以上の大口径空間に±3%以内
の均一性をもって、電子密度2×1012cm-3以上、電
子温度3eV以下、プラズマ電位15V以下の高密度低
電子温度プラズマが発生できるので、ガスを充分に反応
させ活性な状態で基板に供給でき、かつ入射イオンやチ
ャージアップによる基板表面ダメージも低減するので、
高品質で高速な処理が可能になる。
By using such a plasma processing apparatus, the electron density is 2 × 10 12 with a uniformity of ± 3% or less within a large-diameter space having a diameter of 300 mm or more at a pressure of 1.33 Pa and a microwave power of 3 kW. cm -3 or more, less electron temperature 3 eV, since less dense low electron temperature plasma plasma potential 15V can be generated, the gas can be supplied to the substrate in a sufficiently active state by reacting, and the substrate surface by incident ions and charge-up It also reduces damage,
High quality and high speed processing becomes possible.

【0013】また、アッシング処理などで使用する13
3Pa程度の高圧条件では電子密度5×1012cm-3
度の高密度プラズマが誘電体109近傍に局所的に発生
するので、高速で極めて低ダメージな処理が可能にな
る。
Further, 13 used in ashing processing or the like is used.
Under a high-pressure condition of about 3 Pa, high-density plasma having an electron density of about 5 × 10 12 cm −3 is locally generated in the vicinity of the dielectric 109, so that high-speed and extremely low-damage processing can be performed.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示したような高密度低電子温度プラズマを発生するプラ
ズマ処理装置を用いて処理を行う場合、中央部の電子密
度が多少低く、処理によっては均一性が低下したり、放
電が不安定になる場合があった。
However, when processing is performed using a plasma processing apparatus that generates high-density low-electron temperature plasma as shown in FIG. 5, the electron density at the center is somewhat low, and depending on the processing, In some cases, the uniformity was reduced and the discharge became unstable.

【0015】本発明の主たる目的は、上述した問題点を
解決し、中央部の電子密度も高い高密度低電子温度プラ
ズマを安定して発生できるプラズマ処理装置及びプラズ
マ処理方法を提供することにある。
A main object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of stably generating a high-density low-electron temperature plasma having a high electron density at the center. .

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来のプラ
ズマ処理装置における上述した問題点を解決し、上記目
的を達成すべく鋭意努力した結果、プラズマ処理室内に
被処理基体を支持する手段と、前記プラズマ処理室内に
ガスを導入する手段と、前記プラズマ処理室内を排気す
る手段と、スロットが形成された導波路と誘電体窓とを
通してマイクロ波を該プラズマ処理室に導入するための
プラズマ発生用マイクロ波導入手段とを有するプラズマ
処理装置において、前記スロットは、前記導波路のマイ
クロ波の磁界面と平行な面に半径の異なる複数の同心円
上に所定の角度間隔及び所定の開き角で穿孔されて設け
られた円弧状スロットであり、nlを円弧状スロット間
に生じる表面定在波の腹の個数(奇数)、λsを表面波
の波長とすると、該複数の同心円の半径の差Δrs
略、 Δrs=nlλs/2 であることを特徴とするプラズマ処理装置及びプラズマ
処理方法を提供することが可能であるという知見を得
た。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventor has solved the above-mentioned problems in the conventional plasma processing apparatus and has made intensive efforts to achieve the above object. As a result, the present inventors have developed means for supporting a substrate to be processed in a plasma processing chamber. A means for introducing a gas into the plasma processing chamber, a means for exhausting the plasma processing chamber, a plasma for introducing a microwave into the plasma processing chamber through a waveguide formed with a slot and a dielectric window. In the plasma processing apparatus having generation microwave introduction means, the slot is formed on a plurality of concentric circles having different radii on a plane parallel to the magnetic field surface of the microwave of the waveguide at a predetermined angular interval and a predetermined opening angle. a perforated with provided arcuate slot, n l arcuate slot surface standing wave of the number of abdominal occurring between (odd), when the wavelength of the surface wave lambda s, the Radius difference [Delta] r s in the number of concentric circles was obtained substantially, the finding that it is possible to provide a plasma processing apparatus and plasma processing method which is a Δr s = n l λ s / 2.

【0017】[0017]

【発明の実施形態】以下、添付図面を参照して本発明の
実施形態について詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0018】図1、図2は本発明のプラズマ処理装置の
一実施形態を示す。図1(a)は装置全体の断面を、図
1(b)はそのスロット近傍の断面を拡大して示したも
のであり、図2はスロットの配置を示す。
FIGS. 1 and 2 show an embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention. FIG. 1A is an enlarged cross-sectional view of the entire device, FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the slot, and FIG. 2 shows the arrangement of the slots.

【0019】101はプラズマ処理室、102は被処理
基体、103は基体102の支持体、104は基体10
2の温度を調節する手段、105は高周波バイアス印加
手段、106は処理用ガス導入手段、107は排気手
段、108は排気コンダクタンス調整手段、109はプ
ラズマ処理室101を大気側と分離する誘電体、110
はマイクロ波を誘電体109を通してプラズマ処理室1
01に導入するためのスロット付無終端環状導波管、1
11は無終端環状導波管110内の環状のマイクロ波導
波路、112は無終端環状導波管内に導入されたマイク
ロ波を左右に分配するE分岐、113はE分岐112で
分配されたマイクロ波同士の干渉により生じた定在波、
114はスロット、115はスロット114を通して導
入され誘電体109の表面を伝播する表面波、116は
隣接するスロット114から導入された表面波115同
士の干渉により生じた表面定在波、117は表面定在波
による電子励起により生じた表面波干渉プラズマであ
る。
Reference numeral 101 denotes a plasma processing chamber; 102, a substrate to be processed; 103, a support for the substrate 102;
2, a high-frequency bias applying means, 105 a processing gas introducing means, 107 an exhaust means, 108 an exhaust conductance adjusting means, 109 a dielectric material for separating the plasma processing chamber 101 from the atmosphere side, 110
Transmits microwave through the dielectric 109 to the plasma processing chamber 1
01 slotted endless annular waveguide for introduction into 01
Reference numeral 11 denotes an annular microwave waveguide in the endless annular waveguide 110, 112 denotes an E-branch for distributing the microwave introduced into the endless annular waveguide to the left and right, and 113 denotes a microwave distributed by the E-branch 112. Standing waves caused by interference between each other,
114 is a slot, 115 is a surface wave introduced through the slot 114 and propagated on the surface of the dielectric 109, 116 is a surface standing wave generated by interference between the surface waves 115 introduced from the adjacent slots 114, and 117 is a surface standing wave This is a surface wave interference plasma generated by electron excitation by a standing wave.

【0020】TE10(E01)モードの場合、120は導
波路のE面、121は導波路のH面となる。
In the case of the TE 10 (E 01 ) mode, 120 is the E plane of the waveguide, and 121 is the H plane of the waveguide.

【0021】ここで、スロット114は、図2に示すよ
うに、従来例のような放射状ではなく、半径の異なる2
つの同心円上に所定の角度間隔及び所定の開き角で穿孔
されて設けられた円弧状スロットであり、ngを該環状
導波管(路)一周長lgの管内波長(路内波長)λgに対
する倍率、nlを円弧状スロット間に生じる表面定在波
の腹の個数(奇数)、λsを表面波の波長とすると、該
2つの同心円の半径の差は略、 Δrs=nlλs/2 である。この結論に至った経緯を図1を用いて説明す
る。内側と外側のスロット114から発生した表面波1
15同士の干渉によって内外スロット114間に奇数個
の表面定在波116が表面波の波長λsの1/2間隔で
発生する。したがって、最も効率的に表面定在波を発生
させるには、内外スロット間隔は、 Δrs=nlλs/2 であるべきとの結論に至った。また、干渉を効率的に生
じさせるため、内外スロットから導入されるマイクロ波
強度を同程度にしたい場合には、 rc=ngλg/2π で表される導波管中心半径から等間隔に内外スロットを
形成すべきである。したがって、この場合には、内外ス
ロットの存在する同心円の半径は rs=(ngλg/2π)±(nlλs/4) である必要がある。
As shown in FIG. 2, the slots 114 are not radial as in the prior art, but are
Arc-shaped slots provided at predetermined angular intervals and predetermined opening angles on two concentric circles, and ng represents a guide wavelength (in-path wavelength) λ of a circumference 1 g of the annular waveguide (path). magnification for g, n l arcuate slot surface standing wave of the number of abdominal occurring between (odd), when the wavelength of the surface wave lambda s, the difference between the radii of the two concentric circles substantially, [Delta] r s = n l λ s / 2. The process of reaching this conclusion will be described with reference to FIG. Surface wave 1 generated from inner and outer slots 114
An odd number of surface standing waves 116 are generated between the inner and outer slots 114 at an interval of 波長 of the wavelength λ s of the surface wave due to the interference between the 15. Therefore, in order most efficiently generate a surface standing wave, and out slot interval was concluded that should be Δr s = n l λ s / 2. Also, since the cause interference efficiently, when the microwave intensity to be introduced from the inner and outer slots want the same extent, equidistant from the waveguide central radius represented by r c = n g λ g / 2π Inside and outside slots should be formed. Therefore, in this case, the radius of the concentric circles in the presence of inner and outer slots must be r s = (n g λ g / 2π) ± (n l λ s / 4).

【0022】また、窓の外周付近でのマイクロ波の遺漏
や異常放電の発生を抑制するために外周付近における表
面波強度を低下したい場合には、窓外縁での入射波と反
射波が干渉により強めあうことがないようする必要があ
る。そのためには、nwを奇数とすると、外側スロット
と窓縁との距離dswを、 dsw=nwλs/4 にすることが有効である。したがって、この場合の窓の
半径rwは、 rw=(ngλg/2π)+{(nl+nw)λs/4} で表される。
When it is desired to reduce the surface wave intensity near the outer periphery of the window in order to suppress the leakage of microwaves and the occurrence of abnormal discharge near the outer periphery of the window, the incident wave and the reflected wave at the outer edge of the window may cause interference. We need to be strong. To this end, if n w is an odd number, it is effective to set the distance d sw between the outer slot and the window edge to d sw = n w λ s / 4. Therefore, the radius r w of the window in this case is expressed by r w = (n g λ g / 2π) + {(n l + n w) λ s / 4}.

【0023】プラズマの発生及び処理は以下のようにし
て行なう。排気手段107を介してプラズマ処理室10
1内を真空排気する。続いてプラズマ処理用ガスを処理
用ガス導入手段106を介して所定の流量でプラズマ処
理室101内に導入する。次にプラズマ処理室101と
排気手段107との間に設けられたコンダクタンス調整
手段108を調整し、プラズマ処理室101内を所定の
圧力に保持する。必要に応じて、高周波バイアス印加手
段105を介して被処理基体102にバイアスを印加す
る。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110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110内に導入され
たマイクロ波は、E分岐112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導波路111を伝搬
する。分配されたマイクロ波同士は干渉しあい、管内波
長の1/2毎に“腹”をもつ定在波113を生じる。
“腹”の中心を挟んで内側と外側に形成された円弧状ス
ロット114から誘電体109を通してプラズマ処理室
101に導入されたマイクロ波は、スロット114近傍
にプラズマを生成する。生成したプラズマの電子密度
が、 nec=ε0eω2/e2 [ε0:真空誘電率,me:電子質量,ω:電源角周波
数,e:電子電荷]で表されるカットオフ密度(電源周
波数2.45GHzの場合、7×1010cm -3)を超え
ると、マイクロ波はプラズマ中を伝搬できなくなり、さ
らに電子密度が増加する。この時、電子密度は、 nes=(1+εd)ε0eω2/e2 [εd:誘電体窓比誘電率]で表される真正表面波モー
ドの閾値密度(石英窓[εd:3.8]の場合3.4×
1011cm-3,AlN窓[εd:9.8]の場合7.6
×1011cm-3)を超え、 δ=C/ωp=C(ε0e/e2e1/2 =(2/ωμ0σ)1/2 [C:光速,ωp:電子プラズマ角周波数,μ0:真空透
磁率,σ:プラズマ導電率]で表される表皮厚が十分薄
くなる(例えば、電子密度が1×1012cm-3以上にな
ると、表皮厚は10mm以下になる)と、誘電体窓109
の表面を表面波115として伝搬する。この時、隣接す
るスロット114から導入された表面波115同士が干
渉し、 λs=λw{1−(ε0eω2/e2e1/2} [λw:完全導体間誘電体窓内マイクロ波波長]で表さ
れる表面波115の波長の1/2毎に表面定在波116
の腹を生じる。プラズマ処理室101にしみ出したこの
表面定在波116によって電子が加速され表面波干渉プ
ラズマ(SIP:Surface-wave Interfered Plasma)1
17が生成される。
The generation and processing of the plasma are as follows.
Do it. Plasma processing chamber 10 via exhaust means 107
The inside of 1 is evacuated. Next, the plasma processing gas is processed.
Plasma processing at a predetermined flow rate through the
It is introduced into the science room 101. Next, the plasma processing chamber 101
Conductance adjustment provided between exhaust means 107
The means 108 is adjusted so that the inside of the plasma
Hold at pressure. If necessary, apply high frequency bias
Applying a bias to the substrate to be processed 102 through the step 105
You. Unterminated desired power from microwave power supply (not shown)
Provided in the plasma processing chamber 101 via the annular waveguide 110
Pay. At this time, it is introduced into the endless annular waveguide 110.
The microwaves are split right and left in the E-branch 112,
Propagation in waveguide 111 with longer guide wavelength than free space
I do. The distributed microwaves interfere with each other and generate
A standing wave 113 having a "belly" is generated every half of the length.
Arc-shaped stripes formed inside and outside the center of the "belly"
Plasma processing chamber from lot 114 through dielectric 109
Microwave introduced into 101 is near slot 114
To generate plasma. Electron density of generated plasma
Is nec= Ε0meωTwo/ ETwo [Ε0: Vacuum permittivity, me: Electronic mass, ω: Power supply angular frequency
Number, e: electron charge] (power supply frequency)
7 × 10 when the wave number is 2.45 GHzTencm -3) Beyond
Then, the microwave cannot propagate in the plasma,
Further, the electron density increases. At this time, the electron density is nes= (1 + εd) Ε0meωTwo/ ETwo [Εd: Relative dielectric constant of dielectric window]
Threshold density (quartz window [εd: 3.8] 3.4 ×
1011cm-3, AlN window [εd: 9.8], 7.6
× 1011cm-3), Δ = C / ωp= C (ε0me/ ETwone)1/2 = (2 / ωμ0σ)1/2 [C: speed of light, ωp: Electron plasma angular frequency, μ0: Vacuum transparent
Magnetic susceptibility, σ: plasma conductivity]
(For example, when the electron density is 1 × 1012cm-3Over
Then, the skin thickness becomes 10 mm or less).
Is propagated as a surface wave 115. At this time,
Surface waves 115 introduced from the
Negotiate, λs= Λw{1- (ε0meωTwo/ ETwone)1/2} [Λw: Microwave wavelength in the dielectric window between complete conductors]
Surface standing wave 116 for each half of the wavelength of
Produces belly. This exuded into the plasma processing chamber 101
Electrons are accelerated by the surface standing wave 116 and the surface wave interference
Razuma (SIP: Surface-wave Interfered Plasma) 1
17 is generated.

【0024】この時に処理用ガス導入手段106を介し
て処理用ガスをプラズマ処理室101内に導入しておく
と処理用ガスは発生した高密度プラズマにより励起さ
れ、支持体103上に載置された被処理基体102の表
面が処理される。
At this time, when the processing gas is introduced into the plasma processing chamber 101 via the processing gas introducing means 106, the processing gas is excited by the generated high-density plasma and is placed on the support 103. The surface of the processed substrate 102 is processed.

【0025】一周長/管内波長倍率ngは、2乃至5に
するとよい。さらに、円弧状スロット間表面定在波の腹
の個数nlは1,3,5のいずれかにするとより効果的
である。また、円弧状スロットの角度間隔は、π/ng
の関係にするとより効果的である。
It is preferable that the ratio of one circumference to the wavelength magnification in tube ng be 2 to 5. Further, it is more effective to set the number n l of antinodes of the surface standing wave between the arc-shaped slots to one of 1, 3, and 5. The angular interval of the arc-shaped slot is π / ng
The relationship is more effective.

【0026】円弧状スロットの開き角は、π/2ng
至15π/16ngにするとより効果的である。さら
に、円弧状スロットの開き角は内側よりも外側のほうを
大きくするとより効果的である。
[0026] The opening angle of the arcuate slot, it is more effective to the [pi / 2n g to 15π / 16n g. Further, it is more effective if the opening angle of the arc-shaped slot is larger on the outside than on the inside.

【0027】無終端環状導波管110の材質は、導電体
であれば使用可能であるが、マイクロ波の伝搬ロスをで
きるだけ抑えるため導電率の高いAl、Cu、 Ag/
CuメッキしたSUSなどが最適である。
The material of the endless annular waveguide 110 can be used as long as it is a conductor. However, in order to minimize the microwave propagation loss, Al, Cu, Ag /
SUS plated with Cu or the like is optimal.

【0028】本実施形態に用いられる無終端環状導波管
110の導入口の向きは、無終端環状導波管110内の
マイクロ波導波路111に効率よくマイクロ波を導入で
きるものであれば、磁界面に平行で伝搬空間の接線方向
でも、磁界面に垂直方向で導入部で導波管内部の左右方
向に二分配するものでもよい。更に、アンテナの対称性
を向上させるため、アンテナ中心で二分岐し、二箇所以
上の導入口から無終端環状導波管110に導入してもよ
い。
The direction of the inlet of the endless annular waveguide 110 used in the present embodiment is such that the microwave can be efficiently introduced into the microwave waveguide 111 in the endless annular waveguide 110. The distribution may be two-way in the right and left direction inside the waveguide at the introduction part in the direction parallel to the interface and tangential to the propagation space or perpendicular to the magnetic field plane. Further, in order to improve the symmetry of the antenna, the antenna may be bifurcated at the center of the antenna and introduced into the endless annular waveguide 110 from two or more inlets.

【0029】無終端環状導波管110の内外スロット1
14から導入されるマイクロ波強度を調整したい場合に
は、スロットの開き角を変化させても良いし、内外スロ
ットを一緒に間隔を変えずに径方向にずらしても良い。
Inner / outer slot 1 of endless annular waveguide 110
When it is desired to adjust the intensity of the microwave introduced from the slot 14, the opening angle of the slot may be changed, or the inner and outer slots may be shifted in the radial direction without changing the interval together.

【0030】また、用いられるマイクロ波周波数は、
0.8GHz乃至20GHzの範囲から適宜選択するこ
とができる。
The microwave frequency used is
It can be appropriately selected from the range of 0.8 GHz to 20 GHz.

【0031】用いられる誘電体109としては、SiO
2系の石英や各種ガラス、Si34,NaCl,KC
l,LiF,CaF2,BaF2,Al23,AlN,M
gOなどの無機物が適当であるが、ポリエチレン,ポリ
エステル,ポリカーボネート,セルロースアセテート,
ポリプロピレン,ポリ塩化ビニル,ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミドなどの有機
物のフィルム、シートなども適用可能である。
The dielectric 109 used is SiO.
2 based quartz and various glasses, Si 3 N 4, NaCl, KC
1, LiF, CaF 2 , BaF 2 , Al 2 O 3 , AlN, M
Inorganic substances such as gO are suitable, but polyethylene, polyester, polycarbonate, cellulose acetate,
Films and sheets of organic materials such as polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, and polyimide are also applicable.

【0032】また、処理の高速化のために、磁界発生手
段を用いても良い。用いられる磁界としては、ミラー磁
界なども適用可能であるが、スロット114近傍の磁界
の磁束密度は基板102近傍の磁界の磁束密度よりも大
きいマグネトロン磁界が最適である。磁界発生手段とし
ては、コイル以外でも、永久磁石でも使用可能である。
コイルを用いる場合には過熱防止のため水冷機構や空冷
など他の冷却手段を用いてもよい。
In order to speed up the processing, a magnetic field generating means may be used. As a magnetic field to be used, a mirror magnetic field or the like can be applied. However, a magnetron magnetic field whose magnetic flux density near the slot 114 is larger than that of the magnetic field near the substrate 102 is optimal. As the magnetic field generating means, a permanent magnet other than a coil can be used.
When using a coil, other cooling means such as a water cooling mechanism or air cooling may be used to prevent overheating.

【0033】また、処理のより高品質化のため、紫外光
を基体表面に照射してもよい。光源としては、被処理基
体102もしくは基体102上に付着したガスに吸収さ
れる光を放射するものなら適用可能で、エキシマレー
ザ、エキシマランプ、希ガス共鳴線ランプ、低圧水銀ラ
ンプなどが適当である。
In order to improve the quality of the treatment, the surface of the substrate may be irradiated with ultraviolet light. As the light source, any light source that emits light absorbed by the substrate to be processed 102 or a gas attached to the substrate 102 can be used, and an excimer laser, an excimer lamp, a rare gas resonance line lamp, a low-pressure mercury lamp, and the like are suitable. .

【0034】プラズマ処理室101内の圧力は1.33
×10-2Pa乃至1330Paの範囲、より好ましく
は、CVDの場合1.33×10-1Pa乃至13.3P
a、エッチングの場合6.65×10-2Paから6.6
5Pa、アッシングの場合13.3Paから1330P
aの範囲から選択することができる。
The pressure in the plasma processing chamber 101 is 1.33.
× 10 -2 Pa or range of 1330 Pa, more preferably, if 1.33 × 10 -1 Pa to 13.3P of CVD
a, In the case of etching, from 6.65 × 10 -2 Pa to 6.6
5Pa, 13.3Pa to 1330P for ashing
It can be selected from the range of a.

【0035】以下のような処理を施すことにより素子を
製造する。上記のプラズマ処理装置を利用した堆積膜の
形成は、使用するガスを適宜選択することによりSi3
4、SiO2、Ta25、TiO2、TiN、Al
23、AlN、MgF2などの絶縁膜、a−Si、poly
−Si、SiC、GaAsなどの半導体膜、Al、W、
Mo、Ti、Taなどの金属膜等、各種の堆積膜を効率
よく形成することが可能である。
An element is manufactured by performing the following processing. Formation of a deposited film using the plasma processing apparatus, Si 3 by selecting the gas to be used suitably
N 4 , SiO 2 , Ta 2 O 5 , TiO 2 , TiN, Al
Insulating film such as 2 O 3 , AlN, MgF 2 , a-Si, poly
Semiconductor films such as Si, SiC, GaAs, Al, W,
Various deposited films such as metal films of Mo, Ti, Ta, etc. can be formed efficiently.

【0036】処理する被処理基体102は、半導体であ
っても、導電性のものであっても、あるいは電気絶縁性
のものであってもよい。
The substrate 102 to be processed may be a semiconductor, a conductive material, or an electrically insulating material.

【0037】導電性基体としては、Fe,Ni,Cr,
Al,Mo,Au,Nb,Ta,V,Ti,Pt,Pb
などの金属またはこれらの合金、例えば真鍮、ステンレ
ス鋼などが挙げられる。
As the conductive substrate, Fe, Ni, Cr,
Al, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pb
And alloys thereof, such as brass and stainless steel.

【0038】絶縁性基体としては、SiO2系の石英や
各種ガラス、Si34,NaCl,KCl,LiF,C
aF2,BaF2,Al23,AlN,MgOなどの無機
物、ポリエチレン,ポリエステル,ポリカーボネート,
セルロースアセテート,ポリプロピレン,ポリ塩化ビニ
ル,ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、
ポリイミドなどの有機物のフィルム、シートなどが挙げ
られる。
Examples of the insulating substrate include SiO 2 -based quartz and various glasses, Si 3 N 4 , NaCl, KCl, LiF, C
inorganic materials such as aF 2 , BaF 2 , Al 2 O 3 , AlN, and MgO, polyethylene, polyester, polycarbonate,
Cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide,
Examples include films and sheets of organic substances such as polyimide.

【0039】CVD法により基板102上に薄膜を形成
する場合に用いられるガスとしては、一般に公知のガス
が使用できる。
As a gas used for forming a thin film on the substrate 102 by the CVD method, a generally known gas can be used.

【0040】a−Si、poly−Si、SiCなどのSi
系半導体薄膜を形成する場合の処理用ガス導入手段10
6を介してプラズマ処理室101へ導入するSi原子を
含有する原料ガスとしては、SiH4,Si26などの
無機シラン類,テトラエチルシラン(TES),テトラ
メチルシラン(TMS),ジメチルシラン(DMS),
ジメチルジフルオロシラン(DMDFS),ジメチルジ
クロルシラン(DMDCS)などの有機シラン類、Si
4,Si26,Si38,SiHF3,SiH 22,S
iCl4,Si2Cl6,SiHCl3,SiH2Cl2,S
iH3Cl,SiCl22などのハロシラン類等、常温
常圧でガス状態であるものまたは容易にガス化し得るも
のが挙げられる。また、この場合のSi原料ガスと混合
して導入してもよい添加ガスまたはキャリアガスとして
は、H2、He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rnが挙げ
られる。
Si such as a-Si, poly-Si, SiC, etc.
Gas introducing means 10 for forming a system-based semiconductor thin film
Si atoms introduced into the plasma processing chamber 101 through
The source gas contained is SiHFour, SiTwoH6Such as
Inorganic silanes, tetraethylsilane (TES), tetra
Methylsilane (TMS), dimethylsilane (DMS),
Dimethyldifluorosilane (DMDFS), dimethyldi
Organosilanes such as chlorosilane (DMDCS), Si
FFour, SiTwoF6, SiThreeF8, SiHFThree, SiH TwoFTwo, S
iClFour, SiTwoCl6, SiHClThree, SiHTwoClTwo, S
iHThreeCl, SiClTwoFTwoRoom temperature, such as halosilanes
Those which are in a gaseous state at normal pressure or which can be easily gasified
Is included. Also mixed with Si source gas in this case
As additive gas or carrier gas that may be introduced as
Is HTwo, He, Ne, Ar, Kr, Xe, and Rn.
Can be

【0041】Si34 ,SiO2 などのSi化合物系
薄膜を形成する場合の処理用ガス導入手段106を介し
て導入するSi原子を含有する原料としては、Si
4、Si26などの無機シラン類,テトラエトキシシ
ラン(TEOS),テトラメトキシシラン(TMO
S),オクタメチルシクロテトラシラン(OMCT
S),ジメチルジフルオロシラン(DMDFS),ジメ
チルジクロルシラン(DMDCS)などの有機シラン
類、SiF4,Si26,Si38,SiHF3,SiH
22,SiCl4,Si2Cl6,SiHCl3,SiH2
Cl2,SiH3Cl,SiCl22などのハロシラン類
等、常温常圧でガス状態であるものまたは容易にガス化
し得るものが挙げられる。また、この場合の同時に導入
する窒素原料ガスまたは酸素原料ガスとしては、N2
NH3、N24、ヘキサメチルジシラザン(HMD
S)、O2、O3、H2O、NO、N2O、NO2などが挙
げられる。
The raw material containing Si atoms introduced through the processing gas introducing means 106 when forming a Si compound based thin film such as Si 3 N 4 or SiO 2 is Si
Inorganic silanes such as H 4 and Si 2 H 6 , tetraethoxysilane (TEOS), tetramethoxysilane (TMO)
S), octamethylcyclotetrasilane (OMCT
S), organic silanes such as dimethyldifluorosilane (DMDFS), dimethyldichlorosilane (DMDCS), SiF 4 , Si 2 F 6 , Si 3 F 8 , SiHF 3 , SiH
2 F 2 , SiCl 4 , Si 2 Cl 6 , SiHCl 3 , SiH 2
Examples include halosilanes such as Cl 2 , SiH 3 Cl, and SiCl 2 F 2 , which are in a gaseous state at normal temperature and pressure or those which can be easily gasified. In this case, the nitrogen source gas or the oxygen source gas introduced at the same time is N 2 ,
NH 3 , N 2 H 4 , hexamethyldisilazane (HMD
S), O 2 , O 3 , H 2 O, NO, N 2 O, NO 2 and the like.

【0042】Al、W、Mo、Ti、Taなどの金属薄
膜を形成する場合の処理用ガス導入手段106を介して
導入する金属原子を含有する原料としては、トリメチル
アルミニウム(TMAl)、トリエチルアルミニウム
(TEAl)、トリイソブチルアルミニウム(TIBA
l)、ジメチルアルミニウムハイドライド(DMAl
H)、タングステンカルボニル(W(CO)6)、モリブ
デンカルボニル(Mo(CO)6)、トリメチルガリウム
(TMGa)、トリエチルガリウム(TEGa)などの
有機金属、AlCl3、WF6、TiCl3、TaCl5
どのハロゲン化金属等が挙げられる。また、この場合の
Si原料ガスと混合して導入してもよい添加ガスまたは
キャリアガスとしては、H2、He、Ne、Ar、K
r、Xe、Rnが挙げられる。
When a metal thin film of Al, W, Mo, Ti, Ta or the like is formed, as a raw material containing a metal atom to be introduced through the processing gas introducing means 106, trimethyl aluminum (TMAl), triethyl aluminum ( TEAl), triisobutylaluminum (TIBA)
l), dimethyl aluminum hydride (DMAl
H), organic metals such as tungsten carbonyl (W (CO) 6 ), molybdenum carbonyl (Mo (CO) 6 ), trimethylgallium (TMGa) and triethylgallium (TEGa), AlCl 3 , WF 6 , TiCl 3 , and TaCl 5 And the like. In this case, the additive gas or the carrier gas which may be mixed with the Si source gas and introduced is H 2 , He, Ne, Ar, K
r, Xe, and Rn.

【0043】Al23、AlN、Ta25、TiO2
TiN、WO3などの金属化合物薄膜を形成する場合の
処理用ガス導入手段106を介して導入する金属原子を
含有する原料としては、トリメチルアルミニウム(TM
Al)、トリエチルアルミニウム(TEAl)、トリイ
ソブチルアルミニウム(TIBAl)、ジメチルアルミ
ニウムハイドライド(DMAlH)、タングステンカル
ボニル(W(CO)6)、モリブデンカルボニル(Mo(C
O)6)、トリメチルガリウム(TMGa)、トリエチル
ガリウム(TEGa)などの有機金属、 AlCl3
WF6、TiCl 3、TaCl5などのハロゲン化金属等
が挙げられる。また、この場合の同時に導入する酸素原
料ガスまたは窒素原料ガスとしては、O2、O3、H
2O、NO、N2O、NO2、N2、NH3、N24、ヘキ
サメチルジシラザン(HMDS)などが挙げられる。
AlTwoOThree, AlN, TaTwoOFive, TiOTwo,
TiN, WOThreeWhen forming metal compound thin films such as
Metal atoms introduced through the processing gas introduction means 106
As raw materials to be contained, trimethyl aluminum (TM
Al), triethyl aluminum (TEAl),
Sobutyl aluminum (TIBAl), dimethyl aluminum
Hydride (DMAlH), tungsten calc
Bonil (W (CO)6), Molybdenum carbonyl (Mo (C
O)6), Trimethylgallium (TMGa), triethyl
Organic metals such as gallium (TEGa), AlClThree,
WF6, TiCl Three, TaClFiveMetal halides, etc.
Is mentioned. In this case, the oxygen
The feed gas or the nitrogen source gas is OTwo, OThree, H
TwoO, NO, NTwoO, NOTwo, NTwo, NHThree, NTwoHFour, Heki
Samethyldisilazane (HMDS) and the like.

【0044】基体表面をエッチングする場合の処理用ガ
ス導入口106から導入するエッチング用ガスとして
は、F2、CF4、CH22、C26、C48、CF2
2、SF6、NF3、Cl2、CCl4、CH2Cl2、C2
Cl6などが挙げられる。
The etching gas introduced from the processing gas inlet 106 for etching the substrate surface includes F 2 , CF 4 , CH 2 F 2 , C 2 F 6 , C 4 F 8 , CF 2 C
l 2 , SF 6 , NF 3 , Cl 2 , CCl 4 , CH 2 Cl 2 , C 2
Cl 6 and the like.

【0045】フォトレジストなど基体表面上の有機成分
をアッシング除去する場合の処理用ガス導入口106か
ら導入するアッシング用ガスとしては、O2、O3、H2
O、H2、NO、N2O、NO2などが挙げられる。
The ashing gas introduced from the processing gas inlet 106 for removing ashing such as photoresist from organic components on the surface of the substrate is O 2 , O 3 , H 2.
O, H 2 , NO, N 2 O, NO 2 and the like can be mentioned.

【0046】また、上記のプラズマ処理装置を表面改質
にも適用する場合、使用するガスを適宜選択することに
より、例えば基体102もしくは表面層としてSi、A
l、Ti、Zn、Taなどを使用してこれら基体102
もしくは表面層の酸化処理あるいは窒化処理さらには
B、As、Pなどのドーピング処理等が可能である。更
に本発明において採用するプラズマ処理技術はクリーニ
ング方法にも適用できる。その場合酸化物あるいは有機
物や重金属などのクリーニングに使用することもでき
る。
When the above-mentioned plasma processing apparatus is also applied to surface modification, by appropriately selecting a gas to be used, for example, Si, A
These substrates 102 are formed using l, Ti, Zn, Ta or the like.
Alternatively, oxidation treatment or nitridation treatment of the surface layer, and doping treatment of B, As, P or the like can be performed. Further, the plasma processing technique employed in the present invention can be applied to a cleaning method. In that case, it can be used for cleaning oxides, organic substances, heavy metals, and the like.

【0047】基体102を酸化表面処理する場合の処理
用ガス導入口106を介して導入する酸化性ガスとして
は、O2、O3、H2O、NO、N2O、NO2などが挙げ
られる。また、基体102を窒化表面処理する場合の処
理用ガス導入口106を介して導入する窒化性ガスとし
ては、N2、NH3、N24、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 inlet 106 when the substrate 102 is subjected to an oxidizing surface treatment includes O 2 , O 3 , H 2 O, NO, N 2 O, NO 2 and the like. Can be In addition, as the nitriding gas introduced through the processing gas inlet 106 when the substrate 102 is subjected to the nitriding surface treatment, N 2 , NH 3 , N 2 H 4 , hexamethyldisilazane (HMDS) and the like can be mentioned. .

【0048】基体102表面の有機物をクリーニングす
る場合、またはフォトレジストなど基体102表面上の
有機成分をアッシング除去する場合の処理用ガス導入口
106から導入するクリーニング/アッシング用ガスと
しては、O2、O3、H2O、H2、NO、N2O、NO2
どが挙げられる。また、基体102表面の無機物をクリ
ーニングする場合の処理用ガス導入口106から導入す
るクリーニング用ガスとしては、F2、CF4、CH
22、C26、C48、CF2Cl2、SF6、NF3など
が挙げられる。
The cleaning / ashing gas introduced from the processing gas inlet 106 for cleaning organic substances on the surface of the substrate 102 or for ashing removal of organic components such as photoresist on the surface of the substrate 102 is O 2 , O 3 , H 2 O, H 2 , NO, N 2 O, NO 2 and the like can be mentioned. The cleaning gas introduced from the processing gas inlet 106 for cleaning the inorganic substance on the surface of the substrate 102 is F 2 , CF 4 , CH
2 F 2 , C 2 F 6 , C 4 F 8 , CF 2 Cl 2 , SF 6 , NF 3 and the like.

【0049】[0049]

【実施例】以下、本発明のプラズマ処理装置を実施例に
基づいて説明するが、本発明はこれら実施例に限定され
るものではない。なお、実施例1、2および3はプラズ
マを発生させる実施例で、実施例5〜11は、実施例
1、2または3において発生させたプラズマを用いた処
理についての実施例である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the plasma processing apparatus of the present invention will be described based on embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments. Examples 1, 2, and 3 are examples of generating plasma, and Examples 5 to 11 are examples of processing using the plasma generated in Example 1, 2, or 3.

【0050】(実施例1)本発明のマイクロ波プラズマ
処理装置の、導波路周長/管内波長倍率ngが4、スロ
ット間表面定在波個数nlが1、誘電体が石英(εd
3.8)の場合の実施例について説明する。スロットの
配置が図3に示すようになるが、装置の基本構成は図1
に示したものと同様である。
[0050] (Example 1) of the microwave plasma processing apparatus of the present invention, the waveguide peripheral length / guide wavelength ratio n g is 4, the slot between the surfaces standing wave number n l is 1, a dielectric quartz (epsilon d :
An example in the case of 3.8) will be described. The slot arrangement is as shown in FIG. 3, but the basic configuration of the device is shown in FIG.
Is the same as that shown in FIG.

【0051】101はプラズマ処理室、102は被処理
基体、103は基体102の支持体、104は基体10
2の温度を調節する手段、105は高周波バイアス印加
手段、106は処理用ガス導入手段、107は排気手
段、108は排気コンダクタンス調整手段、109はプ
ラズマ処理室101を大気側と分離する石英窓、110
はマイクロ波を石英窓109を通してプラズマ処理室1
01に導入するための無終端環状導波管、111は無終
端環状導波管110内のマイクロ波導波路、112は無
終端環状導波管内に導入されたマイクロ波を左右に分配
するE分岐、113はE分岐112で分配されたマイク
ロ波同士の干渉により生じた定在波、114はスロット
である。
Reference numeral 101 denotes a plasma processing chamber; 102, a substrate to be processed; 103, a support for the substrate 102;
2, a means for adjusting the temperature, 105 a high frequency bias applying means, 106 a processing gas introducing means, 107 an exhaust means, 108 an exhaust conductance adjusting means, 109 a quartz window for separating the plasma processing chamber 101 from the atmosphere side, 110
In the plasma processing chamber 1, microwaves are passed through a quartz window 109.
01 is an endless annular waveguide, 111 is a microwave waveguide in the endless annular waveguide 110, 112 is an E-branch that distributes the microwave introduced into the endless annular waveguide to the left and right, Reference numeral 113 denotes a standing wave generated by interference between the microwaves distributed by the E-branch 112, and reference numeral 114 denotes a slot.

【0052】プラズマの発生及び処理は以下のようにし
て行なう。排気手段107を介してプラズマ処理室10
1内を真空排気する。続いてプラズマ処理用ガスを処理
用ガス導入手段106を介して所定の流量でプラズマ処
理室101内に導入する。次にプラズマ処理室101と
排気手段107との間に設けられたコンダクタンス調整
手段108を調整し、プラズマ処理室101内を所定の
圧力に保持する。必要に応じて、高周波バイアス印加手
段105を介して被処理基体102にバイアスを印加す
る。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110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110内に導入され
たマイクロ波は、E分岐112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導波路111を伝搬
する。分配されたマイクロ波同士は干渉しあい、管内波
長の1/2毎に8個の“腹”をもつ定在波113を生じ
る。“腹”の中央を挟んで内側と外側に設置されたスロ
ット114から誘電体窓109を通してプラズマ処理室
101に導入されたマイクロ波は、スロット114近傍
にプラズマを生成する。生成したプラズマの電子プラズ
マ周波数が電源周波数を超える(例えば、電子密度が7
×1010cm-3を超える場合、電子プラズマ周波数が電
源周波数2.45GHzを超える)と、マイクロ波はプ
ラズマ中を伝搬できなくなり(いわゆるカットオフ)、
さらに電子密度が増加し、 δ=(2/ωμ0σ)1/2 [ω:電源角周波数,μ0:真空透磁率,σ:プラズマ
導電率]で表される表皮厚が十分薄くなる(例えば、電
子密度が2×1012cm-3以上になると、表皮厚は20
mm以下になる)と、石英窓109の表面を表面波115
として伝搬する。内側と外側のスロット114から導入
された表面波115同士が干渉し、約28mm毎に表面定
在波116を生じる。プラズマ処理室101にしみ出し
たこの表面定在波116によって電子が加速され表面波
干渉プラズマ(SIP:Surface-wave Interfered Plas
ma)117が生成される。この時に処理用ガス導入手段
106を介して処理用ガスをプラズマ処理室101内に
導入しておくと、処理用ガスは発生した高密度プラズマ
により励起され、支持体103上に載置された被処理基
体102の表面を処理する。
The generation and processing of plasma are performed as follows. Plasma processing chamber 10 via exhaust means 107
The inside of 1 is evacuated. Subsequently, a plasma processing gas is introduced into the plasma processing chamber 101 at a predetermined flow rate through the processing gas introduction unit 106. Next, the conductance adjusting means 108 provided between the plasma processing chamber 101 and the exhaust means 107 is adjusted to maintain the inside of the plasma processing chamber 101 at a predetermined pressure. If necessary, a bias is applied to the substrate to be processed 102 via the high frequency bias applying unit 105. A desired power is supplied from a microwave power supply (not shown) into the plasma processing chamber 101 through the endless annular waveguide 110. At this time, the microwave introduced into the endless annular waveguide 110 is split right and left by the E-branch 112 and propagates through the waveguide 111 with a longer guide wavelength than free space. The distributed microwaves interfere with each other and generate a standing wave 113 having eight “antinodes” for each half of the guide wavelength. Microwaves introduced into the plasma processing chamber 101 through the dielectric window 109 from the slots 114 provided inside and outside the center of the “belly” generate plasma near the slot 114. The electron plasma frequency of the generated plasma exceeds the power supply frequency (for example, when the electron density is 7
If the electron plasma frequency exceeds the power supply frequency of 2.45 GHz when the electron plasma frequency exceeds × 10 10 cm −3 , the microwave cannot propagate in the plasma (so-called cutoff),
The electron density further increases, and the skin thickness represented by δ = (2 / ωμ 0 σ) 1/2 [ω: power supply angular frequency, μ 0 : vacuum permeability, σ: plasma conductivity] becomes sufficiently thin ( For example, when the electron density becomes 2 × 10 12 cm −3 or more, the skin thickness becomes 20 μm.
mm or less), the surface of the quartz window
Propagate as The surface waves 115 introduced from the inner and outer slots 114 interfere with each other, and generate a surface standing wave 116 about every 28 mm. Electrons are accelerated by the surface standing wave 116 that has permeated into the plasma processing chamber 101, and the surface wave interference plasma (SIP: Surface-wave Interfered Plas) is generated.
ma) 117 is generated. At this time, if the processing gas is introduced into the plasma processing chamber 101 through the processing gas introducing means 106, the processing gas is excited by the generated high-density plasma, and the processing gas is placed on the support 103. The surface of the processing substrate 102 is processed.

【0053】石英窓109には、直径368mm、厚さ
16mmの無水合成石英を用いた。無終端環状導波管1
10は、内部導波部断面の寸法が27mm×96mmで
あって、中心径が202.2mm(導波路周長が管内波
長の4倍)である。無終端環状導波管110の材質は、
マイクロ波の伝搬損失を抑えるため、すべてAlを用い
ている。無終端環状導波管110の磁界面には、マイク
ロ波をプラズマ処理室101へ導入するためのスロット
114が形成されている。ここで、スロット114は、
半径が略略87.3mmと115mmである二つの同心円周
上に45°間隔、開き角内側34°/外側39°で8組
形成されている。無終端環状導波管110には、4Eチ
ューナ、方向性結合器、アイソレータ、2.45GHz
の周波数を持つマイクロ波電源(不図示)が順に接続さ
れている。
For the quartz window 109, anhydrous synthetic quartz having a diameter of 368 mm and a thickness of 16 mm was used. Endless annular waveguide 1
In 10, the internal waveguide section has a cross-sectional dimension of 27 mm × 96 mm and a central diameter of 202.2 mm (the waveguide circumference is four times the guide wavelength). The material of the endless annular waveguide 110 is
In order to suppress the propagation loss of microwaves, all use Al. A slot 114 for introducing a microwave into the plasma processing chamber 101 is formed on a magnetic field surface of the endless annular waveguide 110. Here, the slot 114 is
Eight sets are formed on two concentric circles whose radii are approximately 87.3 mm and 115 mm, with an interval of 45 ° and an opening angle of 34 ° inside / 39 ° outside. The endless annular waveguide 110 has a 4E tuner, a directional coupler, an isolator, and 2.45 GHz.
Are connected in order.

【0054】図3に示したスロットを有するマイクロ波
プラズマ処理装置を使用して、Ar流量500scc
m、圧力1.33Pa,マイクロ波パワー3.0kWの
条件でプラズマを発生させ、得られたプラズマの計測を
行った。プラズマ計測は、シングルプローブ法により以
下のようにして行った。プローブに印加する電圧を−1
0から+30Vの範囲で変化させ、プローブに流れる電
流をI−V測定器により測定し、得られたI−V曲線か
らラングミュアらの方法により電子密度,電子温度,プ
ラズマ電位を算出した。その結果、電子密度は、1.3
3Paの場合2.1×1012cm-3±2.7%(φ30
0面内)であり、低圧領域でも電子密度の高い安定した
プラズマが形成されていることが確認された。
Using a microwave plasma processing apparatus having a slot shown in FIG.
Plasma was generated under the conditions of m, pressure 1.33 Pa, and microwave power 3.0 kW, and the obtained plasma was measured. The plasma measurement was performed by the single probe method as follows. The voltage applied to the probe is -1
The current flowing through the probe was measured with an IV measuring instrument while changing the voltage from 0 to +30 V, and the electron density, electron temperature, and plasma potential were calculated from the obtained IV curve by the method of Langmuir et al. As a result, the electron density becomes 1.3
In the case of 3 Pa, 2.1 × 10 12 cm −3 ± 2.7% (φ30
0 plane), and it was confirmed that a stable plasma having a high electron density was formed even in a low pressure region.

【0055】(実施例2)本発明のプラズマ処理装置
の、導波路周長/管内波長倍率ngが3、スロット間表
面定在波個数nlが3、誘電体がAlN(εd:9.8)
の場合の実施例について説明する。装置の構成は図1、
図2と同様である。
[0055] The plasma processing apparatus (Embodiment 2) The present invention, the waveguide peripheral length / guide wavelength ratio n g is 3, the slot between the surface standing wave number n l is 3, dielectric AlN (ε d: 9 .8)
In the case of the above, an embodiment will be described. The configuration of the device is shown in FIG.
It is the same as FIG.

【0056】101はプラズマ処理室、102は被処理
基体、103は基体102の支持体、104は基体10
2の温度を調節する手段、105は高周波バイアス印加
手段、106は処理用ガス導入手段、107は排気手
段、108は排気コンダクタンス調整手段、109はプ
ラズマ処理室101を大気側と分離するAlN窓、11
0はマイクロ波をAlN窓109を通してプラズマ処理
室101に導入するための無終端環状導波管、111は
無終端環状導波管110内のマイクロ波導波路、112
は無終端環状導波管内に導入されたマイクロ波を左右に
分配するE分岐、113はE分岐112で分配されたマ
イクロ波同士の干渉により生じた定在波、114はスロ
ットである。
Reference numeral 101 denotes a plasma processing chamber; 102, a substrate to be processed; 103, a support for the substrate 102;
2, a high-frequency bias applying means, 106 a processing gas introducing means, 107 an exhaust means, 108 an exhaust conductance adjusting means, 109 an AlN window for separating the plasma processing chamber 101 from the atmosphere side, 11
Numeral 0 denotes an endless annular waveguide for introducing microwaves into the plasma processing chamber 101 through the AlN window 109, 111 denotes a microwave waveguide in the endless annular waveguide 110, 112
Is an E-branch that distributes the microwave introduced into the endless annular waveguide to the left and right, 113 is a standing wave generated by interference between the microwaves distributed by the E-branch 112, and 114 is a slot.

【0057】プラズマの発生及び処理は以下のようにし
て行なう。排気手段107を介してプラズマ処理室10
1内を真空排気する。続いてプラズマ処理用ガスを処理
用ガス導入手段106を介して所定の流量でプラズマ処
理室101内に導入する。次にプラズマ処理室101と
排気手段107との間に設けられたコンダクタンス調整
手段108を調整し、プラズマ処理室101内を所定の
圧力に保持する。必要に応じて、高周波バイアス印加手
段105を介して被処理基体102にバイアスを印加す
る。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110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110内に導入され
たマイクロ波は、E分岐112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導波路111を伝搬
する。分配されたマイクロ波同士は干渉しあい、管内波
長の1/2毎に6個の“腹”をもつ定在波113を生じ
る。“腹”の中央を挟んで内側と外側に設置されたスロ
ット114から誘電体窓109を通してプラズマ処理室
101に導入されたマイクロ波は、スロット114近傍
にプラズマを生成する。生成したプラズマの電子プラズ
マ周波数が電源周波数を超える(例えば、電子密度が7
×1010cm-3を超える場合、電子プラズマ周波数が電
源周波数2.45GHzを超える)と、マイクロ波はプ
ラズマ中を伝搬できなくなり(いわゆるカットオフ)、
さらに電子密度が増加し、 δ=(2/ωμ0σ)1/2 [ω:電源角周波数,μ0:真空透磁率,σ:プラズマ
導電率]で表される表皮厚が十分薄くなる(例えば、電
子密度が2×1012cm-3以上になると、表皮厚は20
mm以下になる)と、AlN窓109の表面を表面波11
5として伝搬する。内側と外側のスロット114から導
入された表面波115同士が干渉し、約17mm毎に表面
定在波116を生じる。プラズマ処理室101にしみ出
したこの表面定在波116によって電子が加速され表面
波干渉プラズマ(SIP:Surface-wave Interfered Pl
asma)117が生成する。この時に処理用ガス導入手段
106を介して処理用ガスをプラズマ処理室101内に
導入しておくと、処理用ガスは発生した高密度プラズマ
により励起され、支持体103上に載置された被処理基
体102の表面が処理される。
The generation and processing of the plasma are performed as follows. Plasma processing chamber 10 via exhaust means 107
The inside of 1 is evacuated. Subsequently, a plasma processing gas is introduced into the plasma processing chamber 101 at a predetermined flow rate through the processing gas introduction unit 106. Next, the conductance adjusting means 108 provided between the plasma processing chamber 101 and the exhaust means 107 is adjusted to maintain the inside of the plasma processing chamber 101 at a predetermined pressure. If necessary, a bias is applied to the substrate to be processed 102 via the high frequency bias applying unit 105. A desired power is supplied from a microwave power supply (not shown) into the plasma processing chamber 101 through the endless annular waveguide 110. At this time, the microwave introduced into the endless annular waveguide 110 is split right and left by the E-branch 112 and propagates through the waveguide 111 with a longer guide wavelength than free space. The distributed microwaves interfere with each other to generate a standing wave 113 having six “antinodes” for every half of the guide wavelength. Microwaves introduced into the plasma processing chamber 101 through the dielectric window 109 from the slots 114 provided inside and outside the center of the “belly” generate plasma near the slot 114. The electron plasma frequency of the generated plasma exceeds the power supply frequency (for example, when the electron density is 7
If the electron plasma frequency exceeds the power supply frequency of 2.45 GHz when the electron plasma frequency exceeds × 10 10 cm −3 , the microwave cannot propagate in the plasma (so-called cutoff),
The electron density further increases, and the skin thickness represented by δ = (2 / ωμ 0 σ) 1/2 [ω: power supply angular frequency, μ 0 : vacuum permeability, σ: plasma conductivity] becomes sufficiently thin ( For example, when the electron density becomes 2 × 10 12 cm −3 or more, the skin thickness becomes 20 μm.
mm or less), the surface of the AlN window
Propagate as 5. The surface waves 115 introduced from the inner and outer slots 114 interfere with each other, and generate a surface standing wave 116 about every 17 mm. Electrons are accelerated by the surface standing wave 116 that has permeated into the plasma processing chamber 101 and the surface-wave interference plasma (SIP: Surface-wave Interfered Pl).
asma) 117 is generated. At this time, if the processing gas is introduced into the plasma processing chamber 101 through the processing gas introducing means 106, the processing gas is excited by the generated high-density plasma, and the processing gas is placed on the support 103. The surface of the processing substrate 102 is processed.

【0058】AlN窓109には、直径322mm、厚
さ10mmのイットリア入り常圧焼結高純度AlN窓を
用いた。無終端環状導波管110は、内部導波部断面の
寸法が27mm×96mmであって、中心径が151.
6mm(導波路周長が管内波長の3倍)である。無終端
環状導波管110の材質は、マイクロ波の伝搬損失を抑
えるため、すべてAlを用いている。無終端環状導波管
110の磁界面には、マイクロ波をプラズマ処理室10
1へ導入するためのスロット114が形成されている。
ここで、スロット114は、半径が略略50.3mmと1
01mmである二つの同心円周上に60°間隔、開き角内
側45°/外側53°で6組形成されている。無終端環
状導波管110には、4Eチューナ、方向性結合器、ア
イソレータ、2.45GHzの周波数を持つマイクロ波
電源(不図示)が順に接続されている。
As the AlN window 109, a normal-pressure sintered high-purity AlN window with a diameter of 322 mm and a thickness of 10 mm containing yttria was used. The endless annular waveguide 110 has a cross section of 27 mm × 96 mm in inner waveguide section and a center diameter of 151.96 mm.
6 mm (the waveguide circumference is three times the guide wavelength). The material of the endless annular waveguide 110 is all Al in order to suppress the propagation loss of the microwave. The microwave is applied to the magnetic field surface of the endless annular waveguide 110 by the plasma processing chamber 10.
A slot 114 is formed for introduction into the slot 1.
Here, the slot 114 has a radius of approximately 50.3 mm and 1
Six pairs are formed on two concentric circles of 01 mm at an interval of 60 ° and an opening angle of 45 ° inside / 53 ° outside. To the endless annular waveguide 110, a 4E tuner, a directional coupler, an isolator, and a microwave power supply (not shown) having a frequency of 2.45 GHz are sequentially connected.

【0059】図3に示したプラズマ処理装置を使用し
て、Ar流量500sccm、圧力13.3×10-1
a,マイクロ波パワー3.0kWの条件でプラズマを発
生させ、得られたプラズマの計測を行った。プラズマ計
測は、シングルプローブ法により以下のようにして行っ
た。プローブに印加する電圧を−10から+30Vの範
囲で変化させ、プローブに流れる電流をI−V測定器に
より測定し、得られたI−V曲線からラングミュアらの
方法により電子密度,電子温度,プラズマ電位を算出し
た。その結果、電子密度は、13.3×10-1Paの場
合2.8×1012/cm3±4.3%(φ300面内)で
あり、低圧領域でも電子密度の高い安定したプラズマが
形成されていることが確認された。
Using the plasma processing apparatus shown in FIG. 3, an Ar flow rate of 500 sccm and a pressure of 13.3 × 10 -1 P
a, Plasma was generated under the condition of microwave power of 3.0 kW, and the obtained plasma was measured. The plasma measurement was performed by the single probe method as follows. The voltage applied to the probe was changed in the range of -10 to +30 V, the current flowing through the probe was measured by an IV measuring instrument, and the obtained IV curve was used to determine the electron density, the electron temperature, and the plasma by the method of Langmuir et al. The potential was calculated. As a result, the electron density is 2.8 × 10 12 / cm 3 ± 4.3% (within φ300 plane) in the case of 13.3 × 10 -1 Pa, and a stable plasma having a high electron density is obtained even in a low pressure region. It was confirmed that it was formed.

【0060】(実施例3)本発明のプラズマ処理装置
の、導波路周長/管内波長倍率ngが5、スロット間表
面定在波個数nlが3、誘電体がAlN(εd:9.8)
の場合の装置例について説明する。スロットの配置が図
4に示すようになるが、装置の基本構成は図1に示すも
のと同じである。
[0060] The plasma processing apparatus (Embodiment 3) The present invention, the waveguide peripheral length / guide wavelength ratio n g is 5, the slot between the surfaces standing wave number n l is 3, dielectric AlN (ε d: 9 .8)
An example of the device in the case of the above will be described. Although the arrangement of the slots is as shown in FIG. 4, the basic configuration of the device is the same as that shown in FIG.

【0061】101はプラズマ処理室、102は被処理
基体、103は基体102の支持体、104は基体10
2の温度を調節する手段、105は高周波バイアス印加
手段、106は処理用ガス導入手段、107は排気手
段、108は排気コンダクタンス調整手段、109はプ
ラズマ処理室101を大気側と分離する石英窓、110
はマイクロ波を石英窓109を通してプラズマ処理室1
01に導入するための無終端環状導波管、111は無終
端環状導波管110内のマイクロ波導波路、112は無
終端環状導波管内に導入されたマイクロ波を左右に分配
するE分岐、113はE分岐112で分配されたマイク
ロ波同士の干渉により生じた定在波、114はスロット
である。
Reference numeral 101 denotes a plasma processing chamber; 102, a substrate to be processed; 103, a support for the substrate 102;
2, a means for adjusting the temperature, 105 a high frequency bias applying means, 106 a processing gas introducing means, 107 an exhaust means, 108 an exhaust conductance adjusting means, 109 a quartz window for separating the plasma processing chamber 101 from the atmosphere side, 110
In the plasma processing chamber 1, microwaves are passed through a quartz window 109.
01 is an endless annular waveguide, 111 is a microwave waveguide in the endless annular waveguide 110, 112 is an E-branch that distributes the microwave introduced into the endless annular waveguide to the left and right, Reference numeral 113 denotes a standing wave generated by interference between the microwaves distributed by the E-branch 112, and reference numeral 114 denotes a slot.

【0062】プラズマの発生及び処理は以下のようにし
て行なう。排気手段107を介してプラズマ処理室10
1内を真空排気する。続いてプラズマ処理用ガスを処理
用ガス導入手段106を介して所定の流量でプラズマ処
理室101内に導入する。次にプラズマ処理室101と
排気手段107との間に設けられたコンダクタンス調整
手段108を調整し、プラズマ処理室101内を所定の
圧力に保持する。必要に応じて、高周波バイアス印加手
段105を介して被処理基体102にバイアスを印加す
る。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110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110内に導入され
たマイクロ波は、E分岐112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導波路111を伝搬
する。分配されたマイクロ波同士は干渉しあい、管内波
長の1/2毎に10個の“腹”をもつ定在波113を生
じる。“腹”の中央を挟んで内側と外側に設置されたス
ロット114から誘電体窓109を通してプラズマ処理
室101に導入されたマイクロ波は、スロット114近
傍にプラズマを生成する。生成したプラズマの電子プラ
ズマ周波数が電源周波数を超える(例えば、電子密度が
7×1010cm-3を超える場合、電子プラズマ周波数が
電源周波数2.45GHzを超える)と、マイクロ波は
プラズマ中を伝搬できなくなり(いわゆるカットオ
フ)、さらに電子密度が増加し、 δ=(2/ωμ0σ)1/2 [ω:電源角周波数,μ0:真空透磁率,σ:プラズマ
導電率]で表される表皮厚が十分薄くなる(例えば、電
子密度が2×1012cm-3以上になると、表皮厚は20
mm以下になる)と、AlN窓109の表面を表面波11
5として伝搬する。内側と外側のスロット114から導
入された表面波115同士が干渉し、約17mm毎に表面
定在波116を生じる。プラズマ処理室101にしみ出
したこの表面定在波116によって電子が加速され表面
波干渉プラズマ(SIP:Surface-wave Interfered Pl
asma)117が生成する。この時に処理用ガス導入手段
106を介して処理用ガスをプラズマ処理室101内に
導入しておくと、処理用ガスは発生した高密度プラズマ
により励起され、支持体103上に載置された被処理基
体102の表面を処理する。
The generation and processing of plasma are performed as follows. Plasma processing chamber 10 via exhaust means 107
The inside of 1 is evacuated. Subsequently, a plasma processing gas is introduced into the plasma processing chamber 101 at a predetermined flow rate through the processing gas introduction unit 106. Next, the conductance adjusting means 108 provided between the plasma processing chamber 101 and the exhaust means 107 is adjusted to maintain the inside of the plasma processing chamber 101 at a predetermined pressure. If necessary, a bias is applied to the substrate to be processed 102 via the high frequency bias applying unit 105. A desired power is supplied from a microwave power supply (not shown) into the plasma processing chamber 101 through the endless annular waveguide 110. At this time, the microwave introduced into the endless annular waveguide 110 is split right and left by the E-branch 112 and propagates through the waveguide 111 with a longer guide wavelength than free space. The distributed microwaves interfere with each other to generate a standing wave 113 having ten “antinodes” for every half of the guide wavelength. Microwaves introduced into the plasma processing chamber 101 through the dielectric window 109 from the slots 114 provided inside and outside the center of the “belly” generate plasma near the slot 114. When the electron plasma frequency of the generated plasma exceeds the power supply frequency (for example, when the electron density exceeds 7 × 10 10 cm −3 , the electron plasma frequency exceeds the power supply frequency of 2.45 GHz), the microwave propagates in the plasma. It becomes impossible (so-called cut-off), and the electron density further increases. Δ = (2 / ωμ 0 σ) 1/2 [ω: power supply angular frequency, μ 0 : vacuum magnetic permeability, σ: plasma conductivity] The skin thickness becomes sufficiently thin (for example, when the electron density becomes 2 × 10 12 cm −3 or more, the skin thickness becomes 20
mm or less), the surface of the AlN window
Propagate as 5. The surface waves 115 introduced from the inner and outer slots 114 interfere with each other, and generate a surface standing wave 116 about every 17 mm. Electrons are accelerated by the surface standing wave 116 that has permeated into the plasma processing chamber 101 and the surface-wave interference plasma (SIP: Surface-wave Interfered Pl).
asma) 117 is generated. At this time, if the processing gas is introduced into the plasma processing chamber 101 through the processing gas introducing means 106, the processing gas is excited by the generated high-density plasma, and the processing gas is placed on the support 103. The surface of the processing substrate 102 is processed.

【0063】AlN窓109は、直径354mm、厚さ
10mmのイットリア助剤入り常圧焼結高純度AlNを
用いた。無終端環状導波管110は、内部導波部断面の
寸法が27mm×96mmであって、中心径が252.
7mm(導波路周長が管内波長の5倍)である。無終端
環状導波管110の材質は、マイクロ波の伝搬損失を抑
えるため、すべてAlを用いている。無終端環状導波管
110の磁界面には、マイクロ波をプラズマ処理室10
1へ導入するためのスロット114が形成されている。
ここで、スロット114は、半径が略略101mmと15
2mmである二つの同心円周上に36°間隔、開き角内側
32°/外側27°で8組形成されている。無終端環状
導波管110には、4Eチューナ、方向性結合器、アイ
ソレータ、2.45GHzの周波数を持つマイクロ波電
源(不図示)が順に接続されている。
For the AlN window 109, a normal-pressure sintered high-purity AlN having a diameter of 354 mm and a thickness of 10 mm containing an yttria auxiliary was used. The endless annular waveguide 110 has a cross-sectional size of the internal waveguide of 27 mm × 96 mm and a center diameter of 252.96 mm.
7 mm (the waveguide circumference is five times the guide wavelength). The material of the endless annular waveguide 110 is all Al in order to suppress the propagation loss of the microwave. The microwave is applied to the magnetic field surface of the endless annular waveguide 110 by the plasma processing chamber 10.
A slot 114 is formed for introduction into the slot 1.
Here, the slot 114 has a radius of approximately 101 mm and 15 mm.
Eight pairs are formed on two concentric circles of 2 mm at intervals of 36 ° and an opening angle of 32 ° inside / 27 ° outside. To the endless annular waveguide 110, a 4E tuner, a directional coupler, an isolator, and a microwave power supply (not shown) having a frequency of 2.45 GHz are sequentially connected.

【0064】図4に示すスロットを有するマイクロ波プ
ラズマ処理装置を使用して、Ar流量500sccm、
圧力1.33Pa,マイクロ波パワー3.0kWの条件
でプラズマを発生させ、得られたプラズマの計測を行っ
た。プラズマ計測は、シングルプローブ法により以下の
ようにして行った。プローブに印加する電圧を−10か
ら+30Vの範囲で変化させ、プローブに流れる電流を
I−V測定器により測定し、得られたI−V曲線からラ
ングミュアらの方法により電子密度,電子温度,プラズ
マ電位を算出した。その結果、電子密度は、1.33P
aの場合2.1×1012cm-3±2.3%(φ300面
内)であり、低圧領域でも電子密度の高い安定したプラ
ズマが形成されていることが確認された。
Using a microwave plasma processing apparatus having a slot shown in FIG. 4, an Ar flow rate of 500 sccm was used.
Plasma was generated under the conditions of a pressure of 1.33 Pa and a microwave power of 3.0 kW, and the obtained plasma was measured. The plasma measurement was performed by the single probe method as follows. The voltage applied to the probe was changed in the range of -10 to +30 V, the current flowing through the probe was measured by an IV measuring instrument, and the obtained IV curve was used to determine the electron density, the electron temperature, and the plasma by the method of Langmuir et al. The potential was calculated. As a result, the electron density is 1.33P
In the case of a, it was 2.1 × 10 12 cm −3 ± 2.3% (within φ300 plane), and it was confirmed that a stable plasma having a high electron density was formed even in a low pressure region.

【0065】(実施例4)図3に示すスロットと図1に
示す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。
Example 4 The photoresist was ashed using the slots shown in FIG. 3 and the microwave plasma processing apparatus shown in FIG.

【0066】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(S
i)基板(φ8インチ)を使用した。まず、Si基板1
02を基体支持体103上に設置し、温度調節手段10
4を介してSi基板102を250℃に加熱した後、排
気系107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
理用ガス導入口106を介して酸素ガスを500scc
mの流量でプラズマ処理室101内に導入した。つい
で、プラズマ処理室101と排気系107との間に設け
られたコンダクタンスバルブ108を調整し、処理室1
01内を3.99Paに保持した。プラズマ処理室10
1内に、2.45GHzのマイクロ波電源より1.5k
Wの電力を無終端環状導波管110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口106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、反応して酸素ラジカルとなり、Si基板10
2の方向に輸送され、Si基板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。
As the substrate 102, silicon (S) immediately after the interlayer SiO 2 film was etched and via holes were formed.
i) A substrate (φ8 inch) was used. First, the Si substrate 1
02 on the substrate support 103 and the temperature control means 10
After heating the Si substrate 102 to 250 ° C. through the vacuum pump 4, the inside of the plasma processing chamber 101 was evacuated to a vacuum of 1.33 × 10 −3 Pa through the exhaust system 107. Oxygen gas is supplied at 500 scc through the plasma processing gas inlet 106.
It was introduced into the plasma processing chamber 101 at a flow rate of m. Next, the conductance valve 108 provided between the plasma processing chamber 101 and the exhaust system 107 is adjusted to
01 was kept at 3.99 Pa. Plasma processing chamber 10
1.5k from 2.45GHz microwave power supply within 1.
W power was supplied through the endless annular waveguide 110.
Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101. At this time, the oxygen gas introduced through the plasma processing gas inlet 106 is excited, decomposed, and reacted in the plasma processing chamber 101 to become oxygen radicals, and the Si substrate 10
The photoresist was transported in the direction 2 and oxidized the photoresist on the Si substrate 102, and was vaporized and removed. After the ashing, the ashing speed and the substrate surface charge density were evaluated.

【0067】得られたアッシング速度及び均一性は、
5.8μm/min±4.7%と極めて良好で、表面電
荷密度も−1.5×1011cm-2と充分低い値を示し
た。
The ashing rate and uniformity obtained are:
The value was extremely good at 5.8 μm / min ± 4.7%, and the surface charge density was a sufficiently low value of −1.5 × 10 11 cm −2 .

【0068】(実施例5)図4に示したスロットと図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。
(Embodiment 5) The slot shown in FIG.
Ashing of the photoresist was performed using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG.

【0069】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(S
i)基板(φ8インチ)を使用した。まず、Si基板1
02を基体支持体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、
1.33×10-3Paまで減圧させた。プラズマ処理用
ガス導入口106を介して酸素ガスを1slmの流量で
プラズマ処理室101内に導入した。ついで、プラズマ
処理室101と排気系107との間に設けられたコンダ
クタンスバルブ108を調整し、処理室101内を7
9.8Pa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1.5kWの電力
を無終端環状導波管103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口106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、反応して酸素ラジカルとなり、Si基板102の方
向に輸送され、基板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。
As the substrate 102, silicon (S) immediately after the interlayer SiO 2 film was etched and via holes were formed
i) A substrate (φ8 inch) was used. First, the Si substrate 1
02 is placed on the substrate support 103, 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 inlet 106 at a flow rate of 1 slm. Next, the conductance valve 108 provided between the plasma processing chamber 101 and the exhaust system 107 is adjusted, and the inside of the processing chamber 101 is
It was kept at 9.8 Pa. In the plasma processing chamber 101,
1.5 kW of power was supplied from a microwave power source of 2.45 GHz via the unterminated annular waveguide 103. Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101.
At this time, the oxygen gas introduced via the plasma processing gas inlet 106 is excited, decomposed, and reacted in the plasma processing chamber 101 to become oxygen radicals, transported in the direction of the Si substrate 102, and The resist was oxidized, vaporized and removed. After the ashing, the ashing speed and the substrate surface charge density were evaluated.

【0070】得られたアッシング速度及び均一性は、
5.3μm/min±4.4%と極めて大きく、表面電
荷密度も−1.7×1011cm-2と充分低い値を示し
た。
The ashing rate and uniformity obtained are:
It was extremely large at 5.3 μm / min ± 4.4%, and the surface charge density was a sufficiently low value of −1.7 × 10 11 cm −2 .

【0071】(実施例6)図1、図2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。
Example 6 Using the microwave plasma processing apparatus shown in FIGS. 1 and 2, a silicon nitride film for protecting a semiconductor element was formed.

【0072】基体112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P型単結晶シリコン基板(面方位〈10
0〉,抵抗率10Ωcm)を使用した。まず、シリコン
基板102を基体支持台103上に設置した後、排気系
107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(不図示)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
用ガス導入口106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。ついで、プラズマ処理
室101と排気系107との間に設けられたコンダクタ
ンスバルブ108を調整し、処理室101内を2.66
Paに保持した。ついで、2.45GHzのマイクロ波
電源(不図示)より3.0kWの電力を無終端環状導波
管103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
理用ガス導入口106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、シリコン基板102の方向に輸送され、モノシラン
ガスと反応し、窒化シリコン膜がシリコン基板102上
に1.0μmの厚さで形成した。成膜後、成膜速度、応
力などの膜質について評価した。応力は成膜前後の基板
の反り量の変化をレーザ干渉計Zygo(商品名)で測
定し求めた。
As the base 112, a P-type single-crystal silicon substrate with an interlayer SiO 2 film on which an Al wiring pattern (line and space 0.5 μm) was formed (plane orientation <10
0>, resistivity 10 Ωcm). First, after the silicon substrate 102 is set on the base support 103, the inside of the plasma processing chamber 101 is evacuated via the exhaust system 107,
The pressure was reduced to a value of 1.33 × 10 −5 Pa. Subsequently, a heater (not shown) is energized, and the silicon substrate 102 is heated to 300 ° C.
And the substrate was kept at this temperature. 600 sccm of nitrogen gas through the plasma processing gas inlet 106
And a monosilane gas was introduced into the processing chamber 101 at a flow rate of 200 sccm. Next, the conductance valve 108 provided between the plasma processing chamber 101 and the exhaust system 107 is adjusted to make the inside of the processing chamber 101 2.66.
It was kept at Pa. Next, power of 3.0 kW was supplied from a microwave power supply (not shown) of 2.45 GHz via the endless annular waveguide 103. Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101. At this time, the nitrogen gas introduced through the plasma processing gas inlet 106 is excited and decomposed into active species in the plasma processing chamber 101, is transported in the direction of the silicon substrate 102, reacts with the monosilane gas, and reacts with the silicon nitride. A film was formed on the silicon substrate 102 with a thickness of 1.0 μm. After the film formation, film quality such as film formation speed and stress was evaluated. The stress was determined by measuring the change in the amount of warpage of the substrate before and after film formation using a laser interferometer Zygo (trade name).

【0073】得られた窒化シリコン膜の成膜速度及び均
一性は、520nm/min±3.2%と極めて大き
く、膜質も応力1.2×109dyne/cm2(圧
縮)、リーク電流1.3×10-10A/cm2、絶縁耐圧
9MV/cmの極めて良質な膜であることが確認され
た。
The film formation rate and uniformity of the obtained silicon nitride film were extremely large at 520 nm / min ± 3.2%, the film quality was 1.2 × 10 9 dyne / cm 2 (compression), and the leak current was 1 It was confirmed that the film was a very good film having a thickness of 0.3 × 10 −10 A / cm 2 and a withstand voltage of 9 MV / cm.

【0074】(実施例7)図4に示したスロットと図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。
(Embodiment 7) The slot shown in FIG.
A silicon oxide film and a silicon nitride film for preventing plastic lens reflection were formed using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG.

【0075】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。レンズ102を基体支持台
103上に設置した後、排気系107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口115を
介して窒素ガスを160sccm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。ついで、プラズマ処理室101と排気系10
7との間に設けられたコンダクタンスバルブ108を調
整し、処理室101内を9.31×10-1Paに保持し
た。ついで、2.45GHzのマイクロ波電源(不図
示)より3.0kWの電力を無終端環状導波管103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。この
際、プラズマ処理用ガス導入口106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、レンズ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
がレンズ102上に21nmの厚さで形成された。
As the substrate 102, a plastic convex lens having a diameter of 50 mm was used. After the lens 102 was set on the substrate support 103, the inside of the plasma processing chamber 101 was evacuated through the exhaust system 107 to reduce the pressure to 1.33 × 10 −5 Pa. Nitrogen gas was introduced into the processing chamber 101 at a flow rate of 160 sccm, and monosilane gas was introduced at a flow rate of 100 sccm via the plasma processing gas inlet 115. Next, the plasma processing chamber 101 and the exhaust system 10
7, the conductance valve 108 was adjusted to maintain the inside of the processing chamber 101 at 9.31 × 10 −1 Pa. Next, power of 3.0 kW was supplied from a 2.45 GHz microwave power supply (not shown) into the plasma processing chamber 101 through the endless annular waveguide 103. Thus,
Plasma was generated in the plasma processing chamber 101. At this time, the nitrogen gas introduced through the plasma processing gas inlet 106 is excited and decomposed in the plasma processing chamber 101 to become active species such as nitrogen atoms, is transported in the direction of the lens 102, and reacts with the monosilane gas. Then, a silicon nitride film was formed on the lens 102 with a thickness of 21 nm.

【0076】次に、プラズマ処理用ガス導入口106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。ついで、プラズマ処理室101と排気系10
7との間に設けられたコンダクタンスバルブ108を調
整し、処理室101内を1.33×10-1Paに保持し
た。ついで、2.45GHzのマイクロ波電源(不図
示)より2.0kWの電力を無終端環状導波管103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口106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、ガラス基板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
ン膜がガラス基板102上に86nm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。
Next, oxygen gas and monosilane gas were introduced into the processing chamber 101 through the plasma processing gas inlet 106 at a flow rate of 200 sccm and monosilane gas at a flow rate of 100 sccm. Next, the plasma processing chamber 101 and the exhaust system 10
7, the conductance valve 108 was adjusted to maintain the inside of the processing chamber 101 at 1.33 × 10 −1 Pa. Then, 2.0 kW of power was supplied from a 2.45 GHz microwave power supply (not shown) into the plasma generation chamber 101 via the endless annular waveguide 103. Thus,
Plasma was generated in the plasma processing chamber 101. At this time, the oxygen gas introduced through the plasma processing gas introduction port 106 is excited and decomposed in the plasma processing chamber 101 to become active species such as oxygen atoms, is transported in the direction of the glass substrate 102, and is reacted with the monosilane gas. As a result of the reaction, a silicon oxide film was formed on the glass substrate 102 with a thickness of 86 nm. After the film formation, the film formation speed and the reflection characteristics were evaluated.

【0077】得られた窒化シリコン膜及び酸化シリコン
膜の成膜速度及び均一性はそれぞれ330nm/min
±2.4%、350nm/min±2.6と良好で、膜
質も、500nm付近の反射率が0.2%と極めて良好
な光学特性であることが確認された。
The film formation rate and uniformity of the obtained silicon nitride film and silicon oxide film were 330 nm / min, respectively.
± 2.4%, good at 350 nm / min ± 2.6, and the film quality was confirmed to be a very good optical characteristic with a reflectivity at around 500 nm of 0.2%.

【0078】(実施例8)図3に示したスロットと図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。
(Embodiment 8) The slot shown in FIG.
The silicon oxide film for interlayer insulation of the semiconductor element was formed using the microwave plasma processing apparatus shown in FIG.

【0079】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P
型単結晶シリコン基板(面方位〈100〉,抵抗率10
Ωcm)を使用した。まず、シリコン基板102を基体
支持体103上に設置した。排気系107を介してプラ
ズマ処理室101内を真空排気し、1.33×10-5
a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口106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。ついで、プラズマ処理室101と排気系107
との間に設けられたコンダクタンスバルブ108を調整
し、プラズマ処理室101内を3.99Paに保持し
た。ついで、13.56MHzの高周波印加手段105
を介して300Wの電力を基板支持体102に印加する
とともに、2.45GHzのマイクロ波電源より2.0
kWの電力を無終端環状導波管110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
導入口106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、シリコ
ン基板102の方向に輸送され、モノシランガスと反応
し、酸化シリコン膜がシリコン基板102上に0.8μ
mの厚さで形成された。この時、イオン種はRFバイア
スにより加速されて基板102に入射しパターン上の膜
を削り平坦性を向上させる。処理後、成膜速度、均一
性、絶縁耐圧、及び段差被覆性について評価した。段差
被覆性は、Al配線パターン上に成膜した酸化シリコン
膜の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観測し、ボイ
ドを観測することにより評価した。
As the substrate 102, a P-type substrate having an Al pattern (line and space 0.5 μm) formed on the uppermost portion was used.
Type single crystal silicon substrate (plane orientation <100>, resistivity 10
Ωcm). First, the silicon substrate 102 was set on the base support 103. The inside of the plasma processing chamber 101 is evacuated via the exhaust system 107 to 1.33 × 10 −5 P
The pressure was reduced to the value of a. Subsequently, the heater 104 is energized,
The silicon substrate 102 was heated 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 at a flow rate of 200 sccm through the plasma processing gas inlet 106. Next, the plasma processing chamber 101 and the exhaust system 107
The conductance valve 108 provided between was adjusted to keep the inside of the plasma processing chamber 101 at 3.99 Pa. Next, 13.56 MHz high frequency application means 105
Of 300 W to the substrate support 102 through a microwave power source of 2.45 GHz and 2.0 W
kW of power was supplied into the plasma processing chamber 101 via the endless annular waveguide 110. Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101. The oxygen gas introduced through the plasma processing gas inlet 106 is excited and decomposed into active species in the plasma processing chamber 101, is transported in the direction of the silicon substrate 102, reacts with the monosilane gas, and converts the silicon oxide film into silicon. 0.8μ on the substrate 102
m. At this time, the ion species is accelerated by the RF bias and is incident on the substrate 102 to cut the film on the pattern and improve the flatness. After the treatment, the film forming speed, uniformity, dielectric strength, and step coverage were evaluated. The step coverage was evaluated by observing a cross section of the silicon oxide film formed on the Al wiring pattern with a scanning electron microscope (SEM) and observing voids.

【0080】得られた酸化シリコン膜の成膜速度及び均
一性は250nm/min±2.7%と良好で、膜質も
絶縁耐圧8.5MV/cm、ボイドフリーであって良質
な膜であることが確認された。
The obtained silicon oxide film has a good film forming rate and uniformity of 250 nm / min ± 2.7%, a film quality of 8.5 MV / cm, a void-free film and a good film quality. Was confirmed.

【0081】(実施例9)図3に示したスロットと図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。
(Embodiment 9) The slot shown in FIG.
Was used to etch the inter-layer SiO 2 film between semiconductor elements.

【0082】基体102としては、Alパターン(ライ
ンアンドスペース0.18μm)上に1μm厚の層間S
iO2膜が形成されたP型単結晶シリコン基板(面方位
〈100〉,抵抗率10Ωcm)を使用した。まず、シ
リコン基板102を基体支持台103上に設置した後、
排気系107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口106を介してC48を100s
ccmの流量でプラズマ処理室101内に導入した。つ
いで、プラズマ処理室101と排気系107との間に設
けられたコンダクタンスバルブ108を調整し、プラズ
マ処理室101内を1.33Paの圧力に保持した。つ
いで、13.56MHzの高周波印加手段を介して30
0Wの電力を基板支持体102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
を無終端環状導波管110を介してプラズマ処理室10
1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口10
6を介して導入されたC48ガスはプラズマ処理室10
1内で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板1
02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。
クーラ104により基板温度は80℃までしか上昇しな
かった。エッチング後、エッチング速度、選択比、及び
エッチング形状について評価した。エッチング形状は、
エッチングされた酸化シリコン膜の断面を走査型電子顕
微鏡(SEM)で観測し、評価した。
As the substrate 102, a 1 μm thick interlayer S was formed on an Al pattern (line and space 0.18 μm).
A P-type single crystal silicon substrate (plane orientation <100>, resistivity 10 Ωcm) on which an iO 2 film was formed was used. First, after placing the silicon substrate 102 on the base support 103,
The inside of the plasma processing chamber 101 was evacuated through the exhaust system 107 to reduce the pressure to 1.33 × 10 −5 Pa. 100 s of C 4 F 8 via the gas inlet 106 for plasma processing
It was introduced into the plasma processing chamber 101 at a flow rate of ccm. Next, the conductance valve 108 provided between the plasma processing chamber 101 and the exhaust system 107 was adjusted to maintain the inside of the plasma processing chamber 101 at a pressure of 1.33 Pa. Next, 30.56 MHz is applied through 13.56 MHz high frequency application means.
While applying 0 W power to the substrate support 102,
A power of 2.0 kW from a microwave power supply of 2.45 GHz is supplied to the plasma processing chamber 10 through the endless annular waveguide 110.
1. Thus, plasma was generated in the plasma processing chamber 101. Gas inlet for plasma processing 10
C 4 F 8 gas introduced through the plasma processing chamber 10
Excited and decomposed into active species in the silicon substrate 1
02, and the interlayer SiO 2 film was etched by the ions accelerated by the self-bias.
The cooler 104 increased the substrate temperature only up to 80 ° C. After the etching, the etching rate, the selectivity, and the etching shape were evaluated. Etching shape is
The cross section of the etched silicon oxide film was observed and evaluated with a scanning electron microscope (SEM).

【0083】エッチング速度及び均一性と対PR選択比
は540nm/min±4.2%、16と良好で、エッ
チング形状もほぼ垂直で、マイクロローディング効果も
少ないことが確認された。
The etching rate and uniformity and the selectivity ratio to PR were as good as 540 nm / min ± 4.2%, 16, and it was confirmed that the etching shape was almost vertical and the microloading effect was small.

【0084】(実施例10)図3に示したスロットと図
1に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、半導
体素子層間絶縁用ポリアリールエーテル(PAE)膜の
エッチングを行った。
(Embodiment 10) Using the slots shown in FIG. 3 and the microwave plasma processing apparatus shown in FIG. 1, the polyaryl ether (PAE) film for semiconductor device interlayer insulation was etched.

【0085】基体102としては、0.6μm厚のPA
E膜上にハードマスクとして0.18μmSiO2膜パ
ターンが0.3μm厚形成されたP型単結晶シリコン基
板(面方位〈100〉,抵抗率10Ωcm)を使用し
た。まず、シリコン基板102を基体支持台103上に
設置し、クーラ104により基板温度を−10℃に冷却
した後、排気系107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口106を介してN 2を2
00sccmの流量でプラズマ処理室101内に導入し
た。ついで、プラズマ処理室101と排気系107との
間に設けられたコンダクタンスバルブ108を調整し、
プラズマ処理室101内を1.33Paの圧力に保持し
た。ついで、1MHzの高周波印加手段105を介して
300Wの電力を基板支持体102に印加するととも
に、2.45GHzのマイクロ波電源より2.0kWの
電力を無終端環状導波管110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口
106を介して導入されたN2ガスはプラズマ処理室1
01内で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板
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PAE膜がエッチングされた。エッ
チング後、エッチング速度、選択比、及びエッチング形
状について評価した。エッチング形状は、エッチングさ
れた酸化シリコン膜の断面を走査型電子顕微鏡(SE
M)で観測し、評価した。
As the substrate 102, a 0.6 μm thick PA
0.18 μm SiO as hard mask on E filmTwoMembrane
P-type single crystal silicon base with 0.3μm thick turn
Using a plate (plane orientation <100>, resistivity 10Ωcm)
Was. First, the silicon substrate 102 is placed on the base support 103.
Install and cool substrate temperature to -10 ° C by cooler 104
After that, the inside of the plasma processing chamber 101 via the exhaust system 107
Is evacuated to 1.33 × 10-FiveReduce the pressure to the value of Pa
Was. N through the plasma processing gas inlet 106 Two2
Introduced into the plasma processing chamber 101 at a flow rate of 00 sccm.
Was. Next, the plasma processing chamber 101 and the exhaust system 107
Adjust the conductance valve 108 provided between them,
The inside of the plasma processing chamber 101 was maintained at a pressure of 1.33 Pa.
Was. Then, through the 1 MHz high frequency applying means 105
When 300 W of power is applied to the substrate support 102,
2.0 kW from 2.45 GHz microwave power supply
Power is supplied to the plasma processing chamber through the endless annular waveguide 110.
101. Thus, the plasma processing chamber 101
A plasma was generated inside. Gas inlet for plasma processing
N introduced via 106TwoGas is plasma processing chamber 1
Excited and decomposed into active species in silicon substrate 01
Transported in the direction of 102 and accelerated by self-bias
The PAE film was etched by the ions. Edge
After etching, etching rate, selectivity, and etching type
The condition was evaluated. Etched shape is etched
Scanning electron microscope (SE)
M) was observed and evaluated.

【0086】エッチング速度及び均一性と対SiO2
択比は660nm/min±3.7%、10と良好で、
エッチング形状もほぼ垂直で、マイクロローディング効
果も少ないことが確認された。
The etching rate and uniformity, and the selectivity to SiO 2 were as good as 660 nm / min ± 3.7% and 10;
It was confirmed that the etching shape was almost vertical and the microloading effect was small.

【0087】[0087]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
中央部の電子密度も高い高密度低電子温度プラズマを安
定して発生でき、高品質な処理を高速・均一かつ安定に
行うことが可能になる。
As described above, according to the present invention,
A high-density low-electron temperature plasma having a high electron density at the center can be generated stably, and high-quality processing can be performed at high speed, uniformly, and stably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のプラズマ処理装置の一実施形態の模式
図である。
FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of a plasma processing apparatus according to the present invention.

【図2】本発明の一実施例であるAlN窓使用定在波3
個励起3λgPMAアンテナを用いたプラズマ処理装置
のスロットの模式図である。
FIG. 2 is a standing wave 3 using an AlN window according to an embodiment of the present invention.
It is a schematic diagram of the slot of the plasma processing apparatus using the individually excited 3λgPMA antenna.

【図3】本発明の一実施例である石英窓使用定在波1個
励起4λgPMAアンテナを用いたプラズマ処理装置の
スロットの模式図である。
FIG. 3 is a schematic view of a slot of a plasma processing apparatus using a 4λg PMA antenna excited with one standing wave using a quartz window according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例であるAlN窓使用定在波3
個励起5λgPMAアンテナを用いたプラズマ処理装置
のスロットの模式図である。
FIG. 4 is a standing wave 3 using an AlN window according to an embodiment of the present invention.
It is a schematic diagram of the slot of the plasma processing apparatus using the individually excited 5λgPMA antenna.

【図5】従来例のプラズマ処理装置の模式図である。FIG. 5 is a schematic view of a conventional plasma processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 プラズマ処理室 102 被処理基体 103 基体支持体 104 基体温度調節手段 105 高周波バイアス印加手段 106 処理用ガス導入手段 107 排気手段 108 コンダクタンス調節手段 109 誘電体 110 無終端環状導波管 111 マイクロ波環状導波路 112 マイクロ波導入E分岐 113 導波路内定在波 114 スロット 115 表面波 116 表面定在波 117 表面波干渉プラズマ 120 導波路のE面 121 導波路のH面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Plasma processing chamber 102 Substrate to be processed 103 Substrate support 104 Substrate temperature adjusting means 105 High frequency bias applying means 106 Processing gas introducing means 107 Exhaust means 108 Conductance adjusting means 109 Dielectric 110 Non-terminal annular waveguide 111 Microwave annular conductor Waveguide 112 Microwave introduction E-branch 113 Standing wave in waveguide 114 Slot 115 Surface wave 116 Surface standing wave 117 Surface wave interference plasma 120 E-plane of waveguide 121 H-plane of waveguide

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 21/3065 H05H 1/46 B H05H 1/46 H01L 21/302 B Fターム(参考) 4G075 AA24 AA30 BC04 BC06 BC07 CA12 CA26 DA01 EB44 FA01 FB04 FC15 4K030 AA06 AA18 BA40 BA44 CA04 CA06 CA07 FA01 JA03 KA30 LA15 4K057 DA16 DB01 DB02 DB03 DB04 DB05 DB06 DB08 DD01 DE01 DE02 DE06 DE07 DE08 DE09 DM02 DM29 DM37 DM38 DN01 5F004 AA01 BA20 BB14 BD01 BD04 CA02 CA03 CA04 DA00 DA01 DA02 DA15 DA17 DA18 DA24 DA26 DA27 DB03 DB26 5F045 AA09 AB03 AB32 AB33 AC01 AC11 AC15 AD07 AE17 BB02 DP04 DQ10 EB02 EH03 EH20 GB08 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01L 21/3065 H05H 1/46 B H05H 1/46 H01L 21/302 B F term (Reference) 4G075 AA24 AA30 BC04 BC06 BC07 CA12 CA26 DA01 EB44 FA01 FB04 FC15 4K030 AA06 AA18 BA40 BA44 CA04 CA06 CA07 FA01 JA03 KA30 LA15 4K057 DA16 DB01 DB02 DB03 DB04 DB05 DB06 DB08 DD01 DE01 DE02 DE06 DE07 DE08 DE09 DM02 DM29 DM37 DM38 DN01 5F004 AA01 BA20 CA14 DA01 DA02 DA15 DA17 DA18 DA24 DA26 DA27 DB03 DB26 5F045 AA09 AB03 AB32 AB33 AC01 AC11 AC15 AD07 AE17 BB02 DP04 DQ10 EB02 EH03 EH20 GB08

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プラズマ処理室内に被処理基体を支持す
る手段と、前記プラズマ処理室内にガスを導入する手段
と、前記プラズマ処理室内を排気する手段と、スロット
が形成された導波路と誘電体窓とを通してマイクロ波を
該プラズマ処理室に導入するためのプラズマ発生用マイ
クロ波導入手段とを有するプラズマ処理装置において、 前記スロットは、前記導波路のマイクロ波の磁界面と平
行な面に半径の異なる複数の同心円上に所定の角度間隔
及び所定の開き角で穿孔されて設けられた円弧状スロッ
トであり、nlを円弧状スロット間に生じる表面定在波
の腹の個数(奇数)、λsを表面波の波長とすると、該
複数の同心円の半径の差Δrsは略、 Δrs=nlλs/2 であることを特徴とするプラズマ処理装置。
1. A means for supporting a substrate to be processed in a plasma processing chamber, a means for introducing a gas into the plasma processing chamber, a means for exhausting the plasma processing chamber, a waveguide having a slot formed therein, and a dielectric. A plasma generation microwave introducing means for introducing microwaves into the plasma processing chamber through a window, wherein the slot has a radius of a plane parallel to a magnetic field plane of the microwave of the waveguide. Λ is an arc-shaped slot provided on a plurality of different concentric circles at predetermined angular intervals and a predetermined opening angle, and n l is the number of antinodes (odd number) of surface standing waves generated between the arc-shaped slots, λ Assuming that s is the wavelength of the surface wave, a difference Δr s between the radii of the plurality of concentric circles is approximately Δr s = n l λ s / 2.
【請求項2】 前記同心円の数は2つであることを特徴
とする請求項1記載のプラズマ処理装置。
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the number of said concentric circles is two.
【請求項3】 前記2つの同心円の半径rsは、ngを環
状導波路一周長lgの路内波長λgに対する倍率、nl
円弧状スロット間に生じる表面定在波の腹の個数(奇
数)、λsを表面波の波長とすると略、 rs=(ngλg/2π)±(nlλs/4) であることを特徴とする請求項2に記載のプラズマ処理
装置。
Radius r s of the claim 3, wherein said two concentric circles, n g a ratio to road within the wavelength lambda g of the annular waveguide round length l g, n l an arcuate slot between the resulting surface of the standing wave antinodes number (odd number), substantially when the wavelength of the surface wave λ s, r s = (n g λ g / 2π) plasma according to claim 2, characterized in that the ± (n l λ s / 4 ) Processing equipment.
【請求項4】 前記誘電体窓の半径rwは、nwを奇数と
すると略、 rw=(ngλg/2π)+{(nl+nw)λs/4} であることを特徴とする請求項2または3に記載のプラ
ズマ処理装置。
4. The radius r w of the dielectric window is approximately r w = ( ng λ g / 2π) + {(n l + n w ) λ s / 4} where n w is an odd number. The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein:
【請求項5】 前記一周長/路内波長倍率ngの値は、
2乃至5であることを特徴とする請求項2から4のいず
れか1項に記載のプラズマ処理装置。
5. The value of the circumference length / in-path wavelength magnification ng is:
The plasma processing apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the number is 2 to 5.
【請求項6】 前記円弧状スロット間表面定在波の腹の
個数nlは1,3,5のいずれかであることを特徴とす
る請求項2から5のいずれか1項に記載のプラズマ処理
装置。
6. The plasma according to claim 2, wherein the number n l of antinodes of the surface standing wave between the arc-shaped slots is one of 1, 3, and 5. Processing equipment.
【請求項7】 前記円弧状スロットの角度間隔は、π/
gであることを特徴とする請求項2から5のいずれか
1項に記載のプラズマ処理装置。
7. An angular interval between the arc-shaped slots is π /
The plasma processing apparatus according to any one of claims 2 to 5, wherein the value is ng .
【請求項8】 前記円弧状スロットの開き角は、π/2
g乃至15π/16ngであることを特徴とする請求項
7に記載のプラズマ処理装置。
8. An opening angle of the arc-shaped slot is π / 2.
The plasma processing apparatus according to claim 7, wherein n g is in a range of ng to 15π / 16 ng.
【請求項9】 前記円弧状スロットの開き角は内側より
も外側のほうが大きいことを特徴とする請求項2から8
のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
9. The arc-shaped slot according to claim 2, wherein an opening angle of the arc-shaped slot is larger on the outside than on the inside.
The plasma processing apparatus according to any one of the above.
【請求項10】 前記誘電体窓は主成分が窒化アルミニ
ウムであることを特徴とする請求項2から9のいずれか
1項に記載のプラズマ処理装置。
10. The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein a main component of the dielectric window is aluminum nitride.
【請求項11】 高周波バイアスを前記被処理基体を支
持する手段に印加する手段をさらに有する請求項2から
10のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
11. The plasma processing apparatus according to claim 2, further comprising means for applying a high-frequency bias to a means for supporting the substrate to be processed.
【請求項12】 プラズマ処理室内に被処理基体を設置
し、プラズマ処理室内に誘電体窓を通してマイクロ波を
該プラズマ処理室に導入することによって前記被処理基
体を処理するプラズマ処理方法において、 前記プラズマ処理室内にマイクロ波を導入する手段とし
て、マイクロ波の磁界面に半径の異なる2つの同心円上
に所定の角度間隔及び所定の開き角で穿孔されて設けら
れた円弧状スロットを有する環状導波路を有し、nl
円弧状スロット間に生じる表面定在波の腹の個数(奇
数)、λsを表面波の波長とすると、該2つの同心円の
半径の差は略、 Δrs=nlλs/2 であるマイクロ波導入手段を用意し、前記プラズマ処理
室に被処理基体を設置するステップと、前記プラズマ処
理室内を排気するステップと、該プラズマ処理室内にガ
スを導入し所定の圧力に保持するステップと、該プラズ
マ処理室に前記環状導波管を用いてマイクロ波を導入し
てプラズマを発生せしめ、前記基体を処理するステップ
とを含むことを特徴とするプラズマ処理方法。
12. A plasma processing method for processing a substrate to be processed by placing a substrate to be processed in a plasma processing chamber and introducing microwaves into the plasma processing chamber through a dielectric window into the plasma processing chamber. As means for introducing microwaves into the processing chamber, there is provided an annular waveguide having an arc-shaped slot formed by drilling at a predetermined angular interval and a predetermined opening angle on two concentric circles having different radii on the magnetic field surface of the microwave. If n l is the number of antinodes (odd number) of surface standing waves generated between the arc-shaped slots and λ s is the wavelength of the surface wave, the difference between the radii of the two concentric circles is approximately: Δr s = n l providing a microwave introducing means is a lambda s / 2, the steps of placing the target substrate in the plasma processing chamber, comprising the steps of evacuating the plasma processing chamber, to the plasma processing chamber And introducing a microwave into the plasma processing chamber using the annular waveguide to generate plasma, and processing the substrate. Plasma processing method.
【請求項13】 前記基体を処理するステップにおける
処理は、エッチング、アッシング、クリーニングのうち
の少なくとも1つであることを特徴とする請求項12に
記載のプラズマ処理方法。
13. The plasma processing method according to claim 12, wherein the processing in the step of processing the substrate is at least one of etching, ashing, and cleaning.
【請求項14】 前記基体を処理するステップにおける
処理は、CVD、表面改質、ドーピングのうちの少なく
とも1つであることを特徴とする請求項12に記載のプ
ラズマ処理方法。
14. The plasma processing method according to claim 12, wherein the processing in the step of processing the substrate is at least one of CVD, surface modification, and doping.
【請求項15】 素子の製造方法において、素子が形成
される基体の表面を請求項12記載のプラズマ処理方法
により処理する工程を含むことを特徴とする素子の製造
方法。
15. A method for manufacturing an element, comprising a step of treating the surface of a substrate on which the element is formed by the plasma processing method according to claim 12.
【請求項16】 前記プラズマ処理は、前記基体の表面
にあるレジストのアッシングである請求項15記載の素
子の製造方法。
16. The method according to claim 15, wherein the plasma processing is ashing of a resist on a surface of the substrate.
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