JP2003303812A - プラズマ処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘電体窓の温度変化を抑制でき、プラズマ化
に利用できる実質的な電力が大きく、高周波ノイズが発
生しにくいプラズマ処理方法及び装置を提供する。 【解決手段】 真空容器１内にガス供給装置２より所定
の反応ガスを導入しつつ真空排気装置３で排気を行い、
真空容器１内を所定の圧力に保ちながら、高周波電源４
により高周波電力を、誘電体窓５の外側に配置された高
周波電極６に印加すると、真空容器１内にプラズマが発
生し、基板電極７上に載置された基板８に対してプラズ
マ処理を行うことができる。このとき、誘電体窓５の内
部に設けられた流路１１に流体を流すことにより、誘電
体窓５の温度を制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体等の薄膜回
路や電子部品の製造に利用されるドライエッチング装
置、プラズマＣＶＤ装置などのプラズマ処理方法及び装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体等の薄膜回路や電子部品の
製造に利用されるプラズマ処理装置の１つとして、真空
容器の外部に位置されるコイル（又は電極）に高周波電
力を印加することによって真空容器内にプラズマを発生
させる高周波誘導方式のプラズマ処理装置がある。この
方式のプラズマ処理装置は、真空容器外で高周波電磁界
を発生させ、その高周波電磁界を誘電体窓を介して真空
容器内に伝達しこの電磁界で電子の加速を行い、プラズ
マを発生させるものである。

【０００３】高周波誘導方式のプラズマ処理装置の一例
としてプラズマ処理装置２０１を図７に示す。

【０００４】図７に示すように、プラズマ処理装置２０
１は、略中空円柱形状の真空容器１と、真空容器１の上
部における開口部を塞ぐように備えられた円盤状の石英
ガラス製の誘電体窓３５とを備えており、真空容器１と
誘電体窓３５とで密閉された空間でありかつプラズマ処
理が行われる処理室２００が形成されている。また、真
空容器１の外側側面には、真空容器１内に所定の反応ガ
スの供給を行う反応ガス供給部２と、真空容器１内（処
理室２００内）の空気若しくはガスの排気を行う真空排
気装置の一例である真空ポンプ３が備えられている。ま
た、誘電体窓３５の上方近傍にはコイル６が配置されて
おり、コイル６に高周波電力を印加するコイル用高周波
電源４が真空容器１の外側に備えられている。また、真
空容器１内における底面中央付近には、基板電極７が備
えられており、この基板電極７に高周波電力を印加する
基板電極用高周波電源９が真空容器１の外側に備えられ
ている。また、プラズマ処理装置２０１によりプラズマ
処理が施される基板８が、真空容器１内の基板電極７の
上に保持（若しくは載置）されている。なお、コイル用
高周波電源４とコイル６の間には、整合回路１０が設け
られている。

【０００５】このような構成のプラズマ処理装置２０１
により基板８に対してプラズマ処理を行う方法について
説明する。

【０００６】まず、図７において、真空容器１内に反応
ガス供給部２より所定の反応ガスを導入しつつ、真空ポ
ンプ３で真空容器１内の空気の排気を行い、真空容器１
内を所定のガスで満たすとともに所定の圧力に保つ。そ
の後、この状態を維持しながら、コイル用高周波電源４
により例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力をコイル６
に印加する。これにより、真空容器１内、すなわち処理
室２００内にプラズマを発生させることができ、上記プ
ラズマにより基板電極７上に保持（若しくは載置）され
た基板８に対してエッチング、堆積、又は表面改質等の
プラズマ処理を行うことができる。このとき、基板電極
７にも基板電極用高周波電源９により高周波電力を印加
することで、基板８に到達するイオンエネルギーを制御
することができる。

【０００７】しかしながら、図７に示した方式では、誘
電体窓３５の下面（すなわち真空側の面）にも反応生成
物が多量に堆積するために、真空容器１内におけるダス
トの発生が多くなり、プラズマ処理装置２０１のメンテ
ナンス間隔が短くなるという問題点がある。また、プラ
ズマ処理中の上記誘電体窓３５への反応生成物の堆積と
上記誘電体窓３５の温度上昇により、真空容器１内の雰
囲気が一定せず、プラズマ処理の再現性に乏しいという
問題点がある。このような問題点について以下に詳述す
る。

【０００８】プラズマ処理装置２０１において基板８に
対してプラズマ処理を行う場合において、プラズマＣＶ
Ｄを行う場合、基板８上に薄膜を堆積する過程で誘電体
窓３５の下面にも同様の薄膜が堆積してしまう。また、
ドライエッチングを行う場合にも、エッチング反応や気
相反応で生じた物質が誘電体窓３５の下面に堆積するこ
とがある。プラズマ処理を重ねていくにつれてこのよう
な堆積膜は膜厚を増し、プラズマ処理時間の繰り返しに
伴って、誘電体窓３５の温度が上昇していくが、堆積膜
がある膜厚を越えると、誘電体窓３５と堆積膜との熱膨
張率の差による膜応力によりはがれが生じ、真空容器１
内においてダストとなって基板８上に降ってくる。図７
のプラズマ処理装置２０１における方式では、少数の基
板８をプラズマ処理しただけでダストが発生する場合が
あるため、真空容器１を大気開放して誘電体窓３５をク
リーニングする頻度が高くなるという問題点がある。

【０００９】また、プラズマ処理を重ねていくと、上述
した堆積膜の膜厚が変化するため、反応ガス成分の吸着
率が変化し、真空容器１内の雰囲気、すなわち反応ガス
の分圧が変化し、プラズマ処理の再現性が悪化する。ま
た、誘電体窓３５に衝突する高エネルギーイオンによる
加熱で誘電体窓３５の温度が上昇することも反応ガスの
吸着率の変化を引き起こす原因となっており、真空容器
１内の雰囲気を変化させて、プラズマ処理の再現性を悪
化させている。

【００１０】このような問題を解決する方法として、図
８に示すように、コイル６と誘電体窓３５との間に抵抗
加熱式ヒーター２８を備えたプラズマ処理装置２０２が
考案された。

【００１１】図８に示すように、プラズマ処理装置２０
２は、コイル６と誘電体窓３５との間に、断熱板として
のマイカ板２７が設けられ、マイカ板２７の内部に抵抗
加熱式ヒーター２８が埋め込まれており、誘電体窓３５
をプラズマ処理に好適な温度に制御できるようになって
いる。なお、これ以外の構成はプラズマ処理装置２０１
と同様である。

【００１２】このような構成のプラズマ処理装置２０２
により基体８に対してプラズマ処理を行う場合、抵抗加
熱式ヒーター２８により誘電体窓３５を８０℃以上に加
熱することにより、誘電体窓３５へ堆積する薄膜の膜厚
を、上記加熱を行わない場合に比較して小さくすること
ができるとともに、その膜質も緻密にすることができる
ため、上記堆積膜のはがれによるダストの発生をある程
度抑制することができる。さらに、プラズマ非処理時に
おいても抵抗加熱式ヒーター２８により誘電体窓３５を
加熱することにより、誘電体窓３５の温度の低下を防ぐ
ことができ、プラズマ処理中の高温とプラズマ非処理時
の低温というようなヒートサイクルの温度差をある程度
小さくでき、上記堆積膜のはがれによるダストの発生を
ある程度抑制することができる。したがって、誘電体窓
３５のクリーニング頻度もある程度小さくなる。また、
プラズマ処理を重ねていった際も、堆積膜の膜厚の増加
はある程度小さく、かつ誘電体窓３５の温度は一定温度
以上に保たれているため、反応ガスの吸着率は低いまま
で大きくは変化しない。したがって、真空容器１内の雰
囲気、すなわち反応ガスの分圧はやや安定し、ある程度
再現性に優れたプラズマ処理を行うことができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラズ
マ処理装置２０２のような方式では、連続処理時間が著
しく長い場合や、コイル６に印加する高周波電力が大き
い場合には、誘電体窓を直接冷却する手段がないため、
誘電体窓３５の過昇温が起き、プラズマ処理の途中で抵
抗加熱式ヒーター２８に供給する電力を０（ゼロ）にし
ても、ヒーター２８が電磁波を吸収して発熱することも
加わって、誘電体窓３５の温度が上昇し続けることがあ
り、このような場合にあっては、この誘電体窓３５の過
度の温度上昇によって、誘電体窓３５に堆積された薄膜
が過昇温されて、上記薄膜と誘電体窓３５との熱膨張率
の差による上記薄膜の剥がれが発生し、処理室２００内
においてダストが発生するという問題がある。

【００１４】また、誘電体窓３５に抵抗加熱式ヒーター
２８が設置され、また、このような抵抗加熱式ヒーター
２８は一般的に金属材料により形成されていることによ
り、抵抗加熱式ヒーター２８がコイル６から放射される
電磁界を吸収し発熱して、プラズマ化に利用できる実質
的な電力が例えば３０％程度小さくなってしまうという
問題がある。さらに、抵抗加熱式ヒーター２８が備えら
れていることにより、抵抗加熱ヒーター２８の給電線に
高周波が重畳し、制御機器の誤動作や故障を生じやすい
という問題点がある。

【００１５】従って、本発明の目的は、上記問題を解決
することにあって、誘電体窓の温度を加熱方向にも冷却
方向にも能動的に制御でき、プラズマ化に利用できる実
質的な電力が大きく、高周波ノイズが発生しにくく、処
理室内のダストの発生が少なく、クリーニング頻度の少
ないプラズマ処理方法及び装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下のように構成する。

【００１７】本発明の第１態様によれば、誘電体窓によ
り密閉された真空容器内に反応ガスを供給しつつ上記真
空容器内を排気して上記真空容器内の圧力を略一定に制
御しながら、上記真空容器内に保持された基板に対向し
て設けられた上記誘電体窓の外側に設けられた高周波電
極に高周波電力を印加して、上記真空容器内にプラズマ
を発生させ、上記基板または上記基板上の膜をプラズマ
処理するプラズマ処理方法であって、上記誘電体窓の内
部に設けられた流路に温度制御された流体を流して上記
誘電体窓の温度を制御し、上記誘電体窓への堆積物の形
成及び剥離を制御可能であることを特徴とするプラズマ
処理方法を提供する。

【００１８】本発明の第２態様によれば、上記高周波電
極はコイル状電極であって、周波数５０ｋＨｚ乃至５０
０ＭＨｚの範囲内で上記高周波電力が印加される第１態
様に記載のプラズマ処理方法を提供する。

【００１９】本発明の第３態様によれば、上記高周波電
極は上記基板に大略平行に配置された板状電極であっ
て、周波数５０ｋＨｚ乃至５００ＭＨｚの範囲内で上記
高周波電力が印加される第１態様に記載のプラズマ処理
方法を提供する。

【００２０】本発明の第４態様によれば、上記流体は水
であって、上記流体の温度を−２０℃乃至１２０℃の範
囲内で制御する第１態様から第３態様のいずれか１つに
記載のプラズマ処理方法を提供する。

【００２１】本発明の第５態様によれば、上記流体はフ
ッ素系不活性液体又は油脂類であって、上記流体の温度
を−１３０℃乃至２００℃の範囲内で制御する第１態様
から第３態様のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法
を提供する。

【００２２】本発明の第６態様によれば、上記流体は気
体であって、上記流体の温度を−２７３℃乃至５００℃
の範囲内で制御する第１態様から第３態様のいずれか１
つに記載のプラズマ処理方法を提供する。

【００２３】本発明の第７態様によれば、上記流体の温
度を計測して、上記計測された上記流体の温度に基づい
て上記流体の温度を制御して上記誘電体窓の温度を上記
堆積物の形成及び剥離を抑制可能な温度範囲内に制御す
る第１態様から第６態様のいずれか１つに記載のプラズ
マ処理方法を提供する。

【００２４】本発明の第８態様によれば、上記誘電体窓
の表面または内部の温度を計測して、上記計測された上
記誘電体窓の温度に基づいて上記誘電体窓の温度が上記
堆積物の形成及び剥離を抑制可能な温度範囲内となるよ
うに上記流体の温度を制御する第１態様から第６態様の
いずれか１つに記載のプラズマ処理方法を提供する。

【００２５】本発明の第９態様によれば、上記真空容器
の内側側壁に設けられたインナーチャンバの内部に設け
られた流路に、温度制御された流体を流して上記インナ
ーチャンバの温度を制御し、上記インナーチャンバへの
堆積物の形成及び剥離を制御可能である第１態様から第
８態様のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法を提供
する。

【００２６】本発明の第１０態様によれば、上記誘電体
窓の材質が、石英ガラス、シリコン、窒化シリコン、ア
ルミナ、サファイア、若しくは窒化アルミニウムのいず
れかである、又はそれらの組み合わせである第１態様か
ら第９態様のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法を
提供する。

【００２７】本発明の第１１態様によれば、上記プラズ
マ処理が、上記基板または上記基板上の薄膜を深さで１
μｍ以上エッチングする処理である第１態様から第１０
態様のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法を提供す
る。

【００２８】本発明の第１２態様によれば、上記プラズ
マ処理が、上記基板または上記基板上の薄膜を深さで１
０μｍ以上エッチングする処理である第１態様から第１
０態様のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法を提供
する。

【００２９】本発明の第１３態様によれば、上記高周波
電極に印加する高周波電力をＰ、上記誘電体窓の面積を
Ｓとしたとき、Ｐ／Ｓ＞６２２０（Ｗ／ｍ^２）である第
１態様から第１２態様のいずれか１つに記載のプラズマ
処理方法を提供する。

【００３０】本発明の第１４態様によれば、真空化され
た処理室内に高周波を誘導させてプラズマを発生させ
て、上記処理室内の基板に対しプラズマ処理を行うプラ
ズマ処理装置において、その内部に上記基板が保持され
る真空容器と、その内部に流体を流通可能な流路を有
し、かつ上記基板に対向するように設けられて上記真空
容器を密閉して上記真空容器の内部に上記処理室を形成
する誘電体窓と、上記処理室内に反応ガスを供給するガ
ス供給装置と、上記処理室内を排気して上記処理室内の
圧力を略一定に保って真空化する真空排気装置と、上記
処理室の外側に上記誘電体窓を通して上記基板と対向す
るように設けられた高周波電極に高周波電力を印加し
て、上記高周波電極より上記誘電体窓を通して上記処理
室内に高周波を発生させる高周波電源と、上記プラズマ
処理の際に、上記誘電体窓の上記流路に温度制御された
上記流体を流して上記誘電体窓の温度を制御し、上記誘
電体窓への堆積物の形成及び剥離を抑制可能である温度
制御付流体供給装置とを備えることを特徴とするプラズ
マ処理装置を提供する。

【００３１】本発明の第１５態様によれば、上記高周波
電極はコイル状電極であって、周波数５０ｋＨｚ乃至５
００ＭＨｚの範囲内で上記高周波電力が上記高周波電源
から印加される第１４態様に記載のプラズマ処理装置を
提供する。

【００３２】本発明の第１６態様によれば、上記高周波
電極は上記基板に大略平行に配置された板状電極であっ
て、周波数５０ｋＨｚ乃至５００ＭＨｚの範囲内で上記
高周波電力が上記高周波電源から印加される第１４態様
に記載のプラズマ処理装置を提供する。

【００３３】本発明の第１７態様によれば、上記流体が
水である第１４態様から第１６態様のいずれか１つに記
載のプラズマ処理装置を提供する。

【００３４】本発明の第１８態様によれば、上記流体が
フッ素系不活性液体又は油脂類である第１４態様から第
１６態様のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置を提
供する。

【００３５】本発明の第１９態様によれば、上記流体が
気体である第１４態様から第１６態様のいずれか１つに
記載のプラズマ処理装置を提供する。

【００３６】本発明の第２０態様によれば、上記誘電体
窓の表面または内部の温度を計測する温度センサをさら
に備え、上記温度制御付流体供給装置は、上記温度セン
サにより計測された上記誘電体窓の表面または内部の温
度に基づいて上記誘電体窓の温度が上記堆積物の形成及
び剥離を抑制可能な温度範囲内となるように上記流体の
温度を制御する第１４態様から第１９態様のいずれか１
つに記載のプラズマ処理装置を提供する。

【００３７】本発明の第２１態様によれば、その内部に
流体を流通可能な流路を有するインナーチャンバが、上
記真空容器の内側側壁に設けられ、プラズマ処理の際
に、上記インナーチャンバの上記流路に温度制御された
上記流体を流して上記インナーチャンバの温度を制御
し、上記インナーチャンバへの堆積物の形成及び剥離を
抑制可能である温度制御付流体供給装置をさらに備える
第１４態様から第２０態様のいずれか１つに記載のプラ
ズマ処理装置を提供する。

【００３８】本発明の第２２態様によれば、上記誘電体
窓の材質が、石英ガラス、シリコン、窒化シリコン、ア
ルミナ、サファイア、若しくは窒化アルミニウムのいず
れかである、又はそれらの組み合わせである第１４態様
から第２１態様のいずれか１つに記載のプラズマ処理装
置を提供する。

【００３９】本発明の第２３態様によれば、上記誘電体
窓への上記流体の流入口および流出口が、上記高周波電
極が設けられている面に形成されている第１４態様から
第２２態様のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置を
提供する。

【００４０】本発明の第２４態様によれば、上記誘電体
窓は略円盤形状を有しており、上記略円盤内を一筆書き
に万遍なく上記流体が流れるように上記流路が形成され
ている第１４態様から第２３態様のいずれか１つに記載
のプラズマ処理装置を提供する。

【００４１】本発明の第２５態様によれば、上記誘電体
窓は二枚の板状体の間に複数の支柱が配置されて構成さ
れており、夫々の上記支柱間に上記流体が流れるように
上記流路が形成されている第１４態様から第２３態様の
いずれか１つに記載のプラズマ処理装置を提供する。

【００４２】本発明の第２６態様によれば、上記誘電体
窓は略円盤形状を有しており、上記略円盤形状の周方向
沿いの流れと径方向沿いの流れとの組み合わせでもって
上記流体が流れるように上記流路が形成されている第１
４態様から第２３態様のいずれか１つに記載のプラズマ
処理装置を提供する。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる実施の形
態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００４４】まず、本発明の第１実施形態にかかるプラ
ズマ処理方法及び装置について、図１及び図２を参照し
て説明する。

【００４５】図１は、本第１実施形態にかかるプラズマ
処理装置１０１の構造を示す模式断面図である。

【００４６】図１に示すように、プラズマ処理装置１０
１は、上面に開口部を有する略中空円柱形状の真空容器
１と、真空容器１の上記開口部を塞ぐように備えられた
円盤状の石英ガラス製の誘電体窓５とを備えており、真
空容器１と誘電体窓５とにより密閉された空間でありか
つプラズマ処理が行われる処理室１００が形成されてい
る。また、真空容器１の外側側面には、真空容器１内に
所定の反応ガスの供給を行うガス供給装置の一例である
反応ガス供給部２と、真空容器１内の空気若しくはガス
の排気を行う真空排気装置の一例である真空ポンプ３が
備えられている。また、誘電体窓５の上方近傍には高周
波電源の一例でありかつコイル状電極の一例でもあるコ
イル６が配置されており、コイル６に高周波電力を印加
する高周波電源の一例であるコイル用高周波電源４が真
空容器１の外側に備えられている。また、真空容器１内
における底面中央付近には、基板電極７が備えられてお
り、この基板電極７に高周波電力を印加する基板電極用
高周波電源９が真空容器１の外側に備えられている。ま
た、プラズマ処理装置１０１によりプラズマ処理が施さ
れる基板８が、真空容器１内の基板電極７の上に載置可
能（若しくは保持可能）となっている。なお、コイル用
高周波電源４とコイル６の間には、整合回路１０が設け
られている。

【００４７】また、誘電体窓５は、概略円盤形状を有す
る板状体の一例である第一誘電板５１の第一接合表面５
１ａと第二誘電板５２の第二接合表面５２ａとが接合さ
れることにより形成されており、第一誘電板５１におけ
る第一接合表面５１ａとは逆側の表面は、プラズマ処理
装置１０１の処理室１００の外側に面する処理室外側表
面５１ｂとなっており、第二誘電板５２における第二接
合表面５２ａとは逆側の表面は、処理室１００の内側に
面する処理室内側表面５２ｂとなっている。

【００４８】また、図１及び図２の誘電体窓５の模式断
面図（図１におけるＡ−Ａ断面）に示すように、第一誘
電板５１の第一接合表面５１ａには、複数の凹部が一筆
書き状に一続きに連通して形成された凹部の一例である
溝部が形成されており、この上記溝部と第二接合表面５
２ａとで囲まれた平面的に概略円弧状の形状を有する複
数の流路を繋ぎ合わせて構成された流体（一例として冷
温媒）の流路の一例である第１の冷温媒流路１１が、誘
電体窓５の内部にその全面に渡って略均一に配置される
ように形成されている。言いかえれば、誘電体窓５にお
ける第一接合表面５１ａと第二接合表面５２ａとの互い
の接合面及びこの接合面の近傍において、第１の冷温媒
流路１１が上記接合面の全面に渡って略均一に配置され
るように形成されており、また、上記第１の冷温媒流路
１１は上記誘電体板５の略円盤形状の周方向沿いの流れ
でもって上記冷温媒を流せるように形成されている。ま
た、第一誘電板５１の処理室外側表面５１ｂには、第１
の冷温媒流路１１への冷温媒となる流体の流入口１８及
び流出口１９が形成されている。さらに、プラズマ処理
装置１０１においては、第１の冷温媒流路１１への流入
口１８及び流出口１９に接続された循環通路１２ａを通
して、上記冷温媒となる流体の一例である水を流して循
環させる温度制御付流体供給装置の一例である第１のサ
ーキュレータ１２が、真空容器１の外側に備えられてい
る。なお、第１のサーキュレータ１２内には温度制御装
置（図示しない）が備えられており、第１のサーキュレ
ータ１２内に備えられた温度センサ（図示しない）によ
り計測された上記循環されている水の温度に基づいて、
上記循環される水の温度が制御可能となっている。

【００４９】また、コイル６と誘電体窓５との間、すな
わち、第一誘電板５１の処理室外側表面５１ｂ全体を覆
うように、電気絶縁材又は断熱材の一例であるマイカ製
の断熱板１３が設けられており、コイル６が断熱板１３
を介して誘電体窓５に押し付けられている。また、真空
容器１の側壁内側には、大略円筒形状のインナーチャン
バ１４が設けられており、インナーチャンバ１４の端部
に設けられた流体の流路の一例である第２の冷温媒流路
１５に、温度制御付流体供給装置の一例である第２のサ
ーキュレータ１６により温度制御された流体としての冷
温媒、例えば水を流すことができ、インナーチャンバ１
４の温度を制御することが可能となっている。また、基
板電極７にも温度制御付流体供給装置の一例である第３
のサーキュレータ１７が接続され、第３のサーキュレー
タ１７により温度制御された流体としての冷温媒、例え
ば水を流して、基板電極７の温度を一定に保つことが可
能となっている。

【００５０】このような構成のプラズマ処理装置１０１
により基板８に対してプラズマ処理を行う方法について
説明する。

【００５１】まず、図１において、真空容器１内の基板
電極７の上にプラズマ処理を行う基板８を載置する。次
に、真空容器１内に反応ガス供給部２より所定の反応ガ
スを導入しつつ、真空ポンプ３で真空容器１内の空気の
排気を行い、真空容器１内（処理室１００内）を所定の
反応ガスで満たすとともに、例えば、真空ポンプ３によ
る上記排気の経路中に設けられた調整弁（図示しない）
により上記排気流量を調整する等により真空容器１内
（処理室１００内）を所定の圧力に保つ。この状態を維
持しながら、コイル用高周波電源４により１３．５６Ｍ
Ｈｚの高周波電力を、コイル６に印加する。これによ
り、コイル６により高周波が発生され、上記発生された
高周波が誘電体窓５を通して真空容器１内に誘導され
て、真空容器１内に供給されている反応ガスと上記高周
波により真空容器１内に（すなわち処理室１００内に）
プラズマを発生させることができ、上記発生されたプラ
ズマにより基板電極７上に載置された基板８に対してエ
ッチング、堆積、又は表面改質等のプラズマ処理を行う
ことができる。このとき、基板電極７にも基板電極用高
周波電源９により高周波電力を印加することで、基板８
に到達するイオンエネルギーを制御することができる。

【００５２】また、このプラズマ処理の際に、第１のサ
ーキュレータ１２により所定の温度に制御された水を、
循環通路１２ａを通して、誘電体窓５内の第１の冷温媒
流路１１に循環させることにより、誘電体窓５の温度を
一定範囲内の温度に保ちながら上記プラズマ処理を行
う。ここで上記一定範囲内の温度とは、プラズマ処理の
際に、誘電体窓５への薄膜の堆積量を低減させて堆積物
である堆積膜の形成を抑制することができ、かつ誘電体
窓５に堆積された薄膜（すなわち上記堆積膜）が、誘電
体窓５の温度上昇により剥がれ落ちないような（剥離し
ないような）誘電体窓５の温度範囲である。また、同様
に、第２のサーキュレータ１６により所定の温度に制御
された水を、インナーチャンバ１４の第２の冷温媒流路
１５に循環させることにより、インナーチャンバ１４の
温度を、プラズマ処理の際に、インナーチャンバ１４へ
の薄膜の堆積量を低減させて堆積膜の形成を抑制するこ
とができ、かつインナーチャンバ１４に堆積された薄膜
（すなわち上記堆積膜）が、インナーチャンバ１４の温
度上昇により剥がれ落ちないような（剥離しないよう
な）温度範囲に制御する。また、上記同様に、第３のサ
ーキュレータ１７により基板電極７の温度を所定の温度
に保ちながら上記プラズマ処理を行う。なお、プラズマ
非処理時においても、第１のサーキュレータ１２により
所定の温度に制御された水を、循環通路１２ａを通し
て、誘電体窓５内の第１の冷温媒流路１１に循環させる
ことにより、誘電体窓５の温度を一定範囲内の温度に保
つような場合であってもよい。このような場合にあって
は、プラズマ非処理時においても誘電体窓５の温度を一
定範囲内に保つことができ、プラズマ処理時とプラズマ
非処理時とを繰り返すことによる温度変化、すなわちヒ
ートサイクルを誘電体窓５に形成された堆積膜に与える
ことを防止することができ、上記ヒートサイクルによる
上記堆積膜の剥がれを防止することができる。

【００５３】上記第１実施形態によれば、従来例、例え
ば、プラズマ処理装置２０２においては、プラズマ処理
の連続処理時間が著しく長い場合や、コイル６に印加す
る高周波電力が大きい場合に、抵抗式加熱ヒーター２８
の加熱動作を停止させた場合であっても、抵抗式加熱ヒ
ーター２８が自己発熱しかつ誘電体窓５の強制的な冷却
を行うことができないため誘電体窓３５の過昇温が発生
していたが、プラズマ処理装置１０１においては、上記
抵抗式加熱ヒーター２８ではなく、誘電体窓５内に第１
の冷温媒流路１１を形成することにより、第１の冷温媒
流路１１内に温度制御された水を流して上記強制的な冷
却を行うことができるため、誘電体窓５の過昇温が起き
にくく、誘電体窓５に堆積する薄膜が剥がれたり、ダス
トが発生するといった現象が発生し難くすることができ
る。

【００５４】例えば、従来例におけるプラズマ処理装置
２０２おいては、プラズマ処理の一例として、抵抗加熱
ヒーター２８を用いて誘電体窓５を８０℃に制御しなが
ら基板８としてシリコン基板の表面を１０μｍエッチン
グ処理する場合にあっては、誘電体窓３５の温度は石英
外周で１０２℃まで上昇する場合があったが、上記第１
実施形態のプラズマ処理装置１０１により上記同様なエ
ッチング処理を行うような場合にあっては、第１のサー
キュレータ１２により循環される水の温度を８０℃±１
℃に保つことができ、誘電体窓５の外周温度を略一定
（８０℃±１℃）に保つことができる。

【００５５】また、上記第１実施形態のプラズマ処理装
置１０１においては、従来例（例えば、プラズマ処理装
置２０２）と異なり、金属材料により形成されている抵
抗式加熱ヒーター２８を用いずに、誘電体窓５内に形成
された第１の冷温媒流路１１に温度制御された水を流し
て循環させることにより誘電体窓５の温度制御を行って
いるため、抵抗式加熱ヒーター２８の金属材料がコイル
６からの発生される電磁界を例えば３０％程度吸収して
発熱することを無くすことができ、上記電磁界を無駄な
く真空容器１内に吸収させることができ、プラズマ処理
におけるプラズマ化に利用できる実質的な電力を大きく
することができ、効率的なプラズマ処理を行うことがで
きる。

【００５６】例えば、従来例におけるプラズマ処理装置
２０２においては、反応ガス供給部２より真空容器１内
に供給される反応ガスの一例としてＨＢｒガス流量が
８．３×１０^−７ｍ^３／ｓ、また、Ｃｌ_２ガス流量が
８．３×１０^−７ｍ^３／ｓ、真空容器１内の圧力が１．
３Ｐａ、コイル用高周波電源４によりコイル６に印加す
る電力が６００Ｗの放電条件（プラズマ発生条件）のと
き、真空容器１内の基板８から３００ｍｍ上方の位置に
おける飽和イオン電流密度は、０．６１Ａ／ｃｍ^２であ
ったが、上記第１実施形態のプラズマ処理装置１０１で
は、上記同様の放電条件（プラズマ発生条件）におい
て、飽和イオン電流密度を、０．９６Ａ／ｃｍ ^２と高め
ることができ、同じ印加電力であっても発生させるプラ
ズマ密度を高めることができ、より効率的なプラズマ処
理を行うことができる。

【００５７】また、上記第１実施形態のプラズマ処理装
置１０１においては、従来例（例えばプラズマ処理装置
２０２）と異なり、抵抗加熱ヒーター２８を用いないた
め、高周波ノイズが発生し難く、プラズマ処理の際に機
器の誤動作や故障が生じ難くすることができ、安定した
プラズマ処理を行うことができる。

【００５８】また、上記第１実施形態のプラズマ処理装
置１０１にて第１の冷温媒流路１１中への流体の有無に
よるプラズマ発光強度への影響を調べると、流体として
純水を用いた場合、ＢＣ１３、Ｃ１２、及びＡｒガス流
量がそれぞれ１．３×１０^{− ６}ｍ^３／ｓ、２．０×１０
^−６ｍ^３／ｓ、及び３．３×１０^−７ｍ^３／ｓ、圧力が
３Ｐａ、コイル６としてＩＣＰコイルと基板電極７に印
加する電力がそれぞれ９００Ｗと７５Ｗのとき、プラズ
マの発光強度は、純水無しの時に７．１Ｖであり、純水
有りの時に６．９Ｖと、純水の影響は約３％の発光強度
低下に留まり、誘電体窓５内に第１の冷温媒流路１１が
形成され、流体として純水が流されることによるプラズ
マ処理に対する実用上の影響はほとんどない。

【００５９】さらに、本発明の第１実施形態のプラズマ
処理装置１０１においては、従来例と異なり、上記ＩＰ
Ｃコイルの近傍に抵抗加熱ヒーターが存在しないため、
高周波ノイズがヒーター回路に重畳せず、機器の誤動作
や故障が生じにくいという長所がある。

【００６０】さらに、上記第１実施形態のプラズマ処理
装置１０１においては、誘電体窓５の略全面に渡って均
一にその周方向沿いに配置された第１の冷温媒流路１１
が形成されており、上記第１の冷温媒流路１１内に第１
のサーキュレータ１２により温度制御された水が循環さ
れるような構成とされていることにより、従来例（例え
ばプラズマ処理装置２０２）よりも誘電体窓５への熱の
伝わりを改善させることができ（すなわち、伝熱距離を
小さくすることができるため）、誘電体窓５を常温から
所定の温度に到達させる時間を短縮化することができ、
プラズマ処理に要する時間の短縮化を図り、より効率的
なプラズマ処理を行うことができる。例えば、従来例に
おけるプラズマ処理装置２０２では、誘電体窓３５を常
温から８０℃まで昇温させるのに６０分も要する場合が
あったが、上記第１実施形態のプラズマ処理装置１０１
においては、上記同様な条件にての昇温を１５分で行う
ことができ、プラズマ処理に要する時間を短縮化するこ
とができる。

【００６１】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、その他種々の態様で実施できる。例え
ば、本発明の第２実施形態にかかるプラズマ処理装置の
一例であるプラズマ処理装置１０２について、図３に示
すプラズマ処理装置１０２の構造を示す模式断面図、及
び図４に示す上記図３におけるＢ−Ｂ断面図を参照して
説明する。

【００６２】図３及び図４に示すように、プラズマ処理
装置１０２は、上記第１実施形態のプラズマ処理装置１
０１におけるコイル６に代えて、高周波電極の一例であ
りかつ板状電極の一例でもある対向電極２１備え、コイ
ル用高周波電源４に代えて、上記対向電極２１に整合回
路１０を介して高周波電力を印加する対向電極用高周波
電源２０とを備えており、また、誘電体窓５に代えて、
第１の冷温媒流路１１１の平面的な配置が上記誘電体窓
５とは異なっている誘電体窓６０を備えており、その他
の構成は同様であるため、以下この構成が異なる部分に
ついてのみ説明を行う。

【００６３】図３に示すように、プラズマ処理装置１０
２は、真空容器１内の基板電極７と対向しかつ略平行と
なるように、すなわち、基板電極７上に載置された基板
８と対向しかつ略平行となるように、窒化シリコン製の
誘電体窓６０の外側（図３における図示上側）に配置さ
れた略平板状の対向電極２１を備えている。また、対向
電極２１と誘電体窓６０との間には、電気絶縁材又は断
熱材の一例であるマイカ製の断熱板１３が備えられてお
り、対向電極２１が断熱板１３を介して誘電体窓６０に
押し付けられている。

【００６４】また、誘電体窓６０は、概略円盤形状を有
する板状体の一例である第一誘電板６１の第一接合表面
６１ａと第二誘電板６２の第二接合表面６２ａとが接合
されることにより形成されており、第一誘電板６１にお
ける第一接合表面６１ａとは逆側の表面は、プラズマ処
理装置１０２の処理室１００の外側に面する処理室外側
表面６１ｂとなっており、第二誘電板６２における第二
接合表面６２ａとは逆側の表面は、処理室１００の内側
に面する処理室内側表面６２ｂとなっている。

【００６５】また、図３及び図４の誘電体窓６０の模式
断面図（図３におけるＢ−Ｂ断面）に示すように、第一
誘電板６１の第一接合表面６１ａは、その周端部に環状
の凸部３０が形成されており、また、この環状の凸部３
０の内側には複数の円柱状の支柱２２が平面的に均等に
配置されている。また、第一接合表面６１ａにおいて、
夫々の支柱２２の間の空間及び夫々の支柱２２と環状の
凸部３０との間の空間が一体的に連通して形成された凹
部となり、上記凹部と第二接合表面６２ａとで囲まれた
空間が、流体（一例として冷温媒）の流路の一例である
第１の冷温媒流路１１１となっている。この第１の冷温
媒流路１１１は、誘電体窓６０の内部にその全面に渡っ
て略均一に配置されるように形成されており、言いかえ
れば、誘電体窓６０における第一接合表面６１ａと第二
接合表面６２ａとの互いの接合面及びこの接合面の近傍
において、第１の冷温媒流路１１１が上記接合面の全面
に渡って略均一に配置されるように形成されている。ま
た、第一誘電板６１の処理室外側表面６１ｂには、第１
の冷温媒流路１１１への冷温媒となる流体の流入口１１
８及び流出口１１９が夫々２箇所ずつ形成されている。

【００６６】このような構成のプラズマ処理装置１０２
により基板８に対してプラズマ処理を行う方法について
説明する。

【００６７】まず、図３において、真空容器１内の基板
電極７の上にプラズマ処理を行う基板８を載置する。次
に、真空容器１内に反応ガス供給部２より所定の反応ガ
スを導入しつつ、真空ポンプ３で真空容器１内の空気の
排気を行い、真空容器１内（処理室１００内）を所定の
反応ガスで満たすとともに、例えば、真空ポンプ３によ
る上記排気の経路中に設けられた調整弁（図示しない）
により上記排気流量を調整する等により真空容器１内
（処理室１００内）を所定の圧力に保つ。この状態を維
持しながら、対向電極用高周波電源２０により１３．５
６ＭＨｚの高周波電力を、対向電極２１に印加する。こ
れにより、対向電極２１により高周波が発生され、上記
発生された高周波が誘電体窓６０を通して真空容器１内
に誘導されて、真空容器１内に供給されている反応ガス
と上記高周波により真空容器１内に（すなわち処理室１
００内に）プラズマを発生させることができ、上記発生
されたプラズマにより基板電極７上に載置された基板８
に対してエッチング、堆積、又は表面改質等のプラズマ
処理を行うことができる。このとき、基板電極７にも基
板電極用高周波電源９により高周波電力を印加すること
で、基板８に到達するイオンエネルギーを制御すること
ができる。

【００６８】また、このプラズマ処理の際に、第１のサ
ーキュレータ１２により所定の温度に制御された水を、
循環通路１２ａを通して、誘電体窓６０内の第１の冷温
媒流路１１１に循環させることにより、誘電体窓６０の
温度を一定範囲内の温度に保ちながら上記プラズマ処理
を行う。また、上記同様に、第２のサーキュレータ１６
によりインナーチャンバ１４の温度を所定の温度範囲に
保ちながら、また、上記同様に、第３のサーキュレータ
１７により基板電極７の温度を所定の温度に保ちながら
上記プラズマ処理を行う。また、上記第１実施形態と同
様にプラズマ非処理時においても誘電体窓６０の温度を
一定範囲内に制御するような場合であってもよい。

【００６９】上記第２実施形態のプラズマ処理装置１０
２によれば、上記第１実施形態のプラズマ処理装置１０
１のように高周波電極としてコイル状電極であるコイル
６を用いる場合に代えて、略平板状の対向電極２０を用
いる平行平板方式のプラズマ処理装置である場合であっ
ても、上記第１実施形態による効果と同様な効果を得る
ことができる。

【００７０】また、誘電体窓６０の内部において平面的
に均等に配置されるように形成された複数の支柱２２の
間の空間及び複数の支柱２２と環状の凸部３０との間の
空間とが第１の冷温媒流路１１１となっていることによ
り、第１の冷温媒流路１１１は誘電体窓６０に平面的に
均一に配置された状態となって、第１のサーキュレータ
１２により第１の冷温媒流路１１１内に均一に水を流す
ことができ、誘電体窓６０への第１の冷温媒流路１１１
よりの熱伝達性を良好とさせることができる。よって、
誘電体窓６０を常温から所定の温度まで上昇若しくは下
降させる時間を短縮化することができ、プラズマ処理に
要する時間の短縮化を図り、より効率的なプラズマ処理
を行うことができるとともに、安定した誘電体窓６０の
温度制御を行うことができ、安定したプラズマ処理を行
うことができる。

【００７１】次に、本発明の第３実施形態にかかるプラ
ズマ処理装置の一例であるプラズマ処理装置１０３につ
いて、図５に示すプラズマ処理装置１０３の構造を示す
模式断面図、及び図６に示す上記図５におけるＣ−Ｃ断
面図を参照して説明する。

【００７２】図５及び図６に示すように、プラズマ処理
装置１０３は、上記第１実施形態のプラズマ処理装置１
０１における誘電体窓５に代えて、異なる構造の誘電体
窓７０を備えていること、及び第１のサーキュレータ１
２により制御される水の温度制御方法が異なっているこ
と以外の構成は同様であるため、以下この構成が異なる
部分についてのみ説明を行う。

【００７３】図５及び図６に示すように、プラズマ処理
装置１０３は、上記誘電体窓５に代えて、アルミナ製の
誘電体窓７０を備えている。誘電体窓７０は、概略円盤
形状を有する板状体の一例である第一誘電板７１の第一
接合表面７１ａと第二誘電板７２の第二接合表面７２ａ
とが接合されることにより形成されており、第一誘電板
７１における第一接合表面７１ａとは逆側の表面は、プ
ラズマ処理装置１０３の処理室１００の外側に面する処
理室外側表面７１ｂとなっており、第二誘電板７２にお
ける第二接合表面７２ａとは逆側の表面は、処理室１０
０の内側に面する処理室内側表面７２ｂとなっている。
また、図５及び図６の誘電体窓７０の模式断面図（図５
におけるＣ−Ｃ断面）に示すように、第一誘電板７１の
第一接合表面７１ａには、複数の凹部が連通して形成さ
れた溝部が形成されており、この溝部と第二接合表面７
２ａとで囲まれた平面的に概略円弧状の形状を有する複
数の流路と上記円弧の直径方向の流路とを組み合わせて
構成された流体（一例として冷温媒）の流路の一例であ
る第１の冷温媒流路２１１が、誘電体窓７０の内部にそ
の全面に渡って略均一に配置されるように形成されてい
る。言いかえれば、誘電体窓５における第一接合表面７
１ａと第二接合表面７２ａとの互いの接合面及びこの接
合面の近傍において、第１の冷温媒流路２１１が上記接
合面の全面に渡って略均一に配置されるように形成され
ており、また、上記第１の冷温媒流路２１１は上記誘電
体板７０の略円盤形状の周方向沿いの流れと径方向の流
れの組み合わせでもって上記冷温媒を流せるように形成
されている。また、第一誘電板７１の処理室外側表面７
１ｂには、第１の冷温媒流路２１１への冷温媒となる流
体の流入口２１８及び流出口２１９が形成されている。
さらに、プラズマ処理装置１０３においては、第１の冷
温媒流路２１１への流入口２１８及び流出口２１９に接
続された循環通路１２ａを通して、上記冷温媒となる流
体の一例である水を流して循環させる温度制御付流体供
給装置の一例である第１のサーキュレータ１２が、真空
容器１の外側に備えられている。なお、第１のサーキュ
レータ１２内には温度制御装置（図示しない）が備えら
れており、循環される水の温度が制御可能となってい
る。

【００７４】また、誘電体窓７０の側面（図５における
図示右側側面）には、誘電体窓７０の表面の温度を計測
する温度センサ２５が設置されており、この温度センサ
２５により計測された温度が第１のサーキュレータ１２
内の上記温度制御装置に入力されて、上記計測された誘
電体窓７０の表面の温度に基づいて、上記循環される水
の温度を制御して、誘電体窓７０の温度を上記温度範囲
内となるように制御することが可能となっている。な
お、温度センサ２５が誘電体窓７０の上記側面に備えら
れている場合に代えて、誘電体窓７０の内部又はその他
の表面上に設置されている場合であってもよい。また、
複数の温度センサ２５が設置されて、例えば、夫々の温
度センサ２５により計測された温度の相加平均を誘電体
窓７０の温度とみなすような場合であってもよい。

【００７５】また、図５における誘電体窓７０の内部に
形成された第１の冷温媒流路２１１の図示した側、すな
わち、第二誘電板７２の内部には、反応ガス供給部２よ
り供給される反応ガスを流通可能なガス流路２３が形成
されており、また、第二誘電板の処理室側表面７２ｂに
は、上記ガス流路２３に接続された複数のガス吹き出し
口２４が平面的に均等となるように形成されており、反
応ガス供給部２より上記ガス流路２３及びガス吹き出し
口２４を通して、処理室１００内に載置された基板８の
上方に反応ガスを均一に供給することが可能となってい
る。

【００７６】このような構成のプラズマ処理装置１０３
により基板８に対してプラズマ処理を行う方法について
説明する。

【００７７】まず、図５において、真空容器１内の基板
電極７の上にプラズマ処理を行う基板８を載置する。次
に、真空容器１内に反応ガス供給部２より所定の反応ガ
スをガス流路２３及びガス吹き出し口２４を通して導入
しつつ、真空ポンプ３で真空容器１内の空気の排気を行
い、真空容器１内（処理室１００内）を所定の反応ガス
で満たすとともに、例えば、真空ポンプ３による上記排
気の経路中に設けられた調整弁（図示しない）により上
記排気流量を調整する等により真空容器１内（処理室１
００内）を所定の圧力に保つ。この状態を維持しなが
ら、コイル用高周波電源４により１３．５６ＭＨｚの高
周波電力を、コイル６に印加する。これにより、コイル
６により高周波が発生され、上記発生された高周波が誘
電体窓５を通して真空容器１内に誘導されて、真空容器
１内に供給されている反応ガスと上記高周波により真空
容器１内に（すなわち処理室１００内に）プラズマを発
生させることができ、上記発生されたプラズマにより基
板電極７上に載置された基板８に対してエッチング、堆
積、又は表面改質等のプラズマ処理を行うことができ
る。このとき、基板電極７にも基板電極用高周波電源９
により高周波電力を印加することで、基板８に到達する
イオンエネルギーを制御することができる。

【００７８】また、このプラズマ処理の際に、温度セン
サ２５により計測された誘電体窓７０の表面温度に基づ
いて、上記誘電体窓７０の表面温度が一定の温度範囲内
となるように、第１のサーキュレータ１２により温度制
御された水を、循環通路１２ａを通して、誘電体窓７０
内の第１の冷温媒流路２１１に循環させて、上記誘電体
窓７０の温度を上記一定範囲内の温度に保ちながら上記
プラズマ処理を行う。また、同様に、第２のサーキュレ
ータ１６により所定の温度に制御された水を、インナー
チャンバ１４の第２の冷温媒流路１５に循環させること
により、インナーチャンバ１４の温度を制御し、また、
上記同様に、第３のサーキュレータ１７により基板電極
７の温度を所定の温度に保ちながら上記プラズマ処理を
行う。

【００７９】上記第３実施形態のプラズマ処理装置１０
３によれば、上記第１実施形態による効果にさらに加え
て、上記第１実施形態のプラズマ処理装置１０１のよう
に、第１のサーキュレータ１２内において計測された上
記循環される水の温度に基づいて、上記循環される水の
温度の制御を行うような場合に代えて、誘電体窓７０の
表面の温度を計測可能な温度センサ２５が備えられ、上
記温度センサ２５により計測された誘電体窓７０の実際
の表面温度に基づいて、上記表面の温度が上記一定の範
囲内に入るように第１のサーキュレータ１２において循
環される水の温度の制御が行われることにより、誘電体
窓７０の温度をより正確にかつ良好な制御性でもって制
御することができ、真空容器１内における堆積膜の剥離
によるダストの発生を抑制することができ、安定したプ
ラズマ処理を行うことができる。

【００８０】例えば、従来例におけるプラズマ処理装置
２０２おいては、プラズマ処理の一例として、抵抗加熱
ヒーター２８を用いて誘電体窓３５を６０℃に制御しな
がら基板８としてガリウム砒素基板の表面を１００μｍ
エッチング処理する場合にあっては、誘電体窓３５の温
度は石英外周で１８０℃まで上昇する場合があったが、
上記第３実施形態のプラズマ処理装置１０３により上記
同様なエッチング処理を行うような場合にあっては、第
１のサーキュレータ１２により水を循環させて、誘電体
窓７０の温度を外周にて６０℃±１℃に保つことがで
き、誘電体窓７０の温度を略一定に保つことができる。

【００８１】また、上記第３実施形態のプラズマ処理装
置１０３においては、上記第１実施形態のプラズマ処理
装置１０１と同様に、従来例（例えば、プラズマ処理装
置２０２）と異なり、金属材料により形成されている抵
抗式加熱ヒーター２８を用いずに、誘電体窓７０内に形
成された第１の冷温媒流路２１１に温度制御された水を
流して循環させることにより誘電体窓７０の温度制御を
行っているため、抵抗式加熱ヒーター２８の金属材料が
コイル６からの発生される電磁界を吸収することを無く
すことができ、上記電磁界を無駄なく真空容器１内に吸
収させることができ、プラズマ処理におけるプラズマ化
に利用できる実質的な電力を大きくすることができ、効
率的なプラズマ処理を行うことができる。

【００８２】例えば、従来例におけるプラズマ処理装置
２０２においては、反応ガス供給部２より真空容器１内
に供給される反応ガスの一例としてＡｒガス流量が３．
３×１０^−７ｍ^３／ｓ、真空容器１内の圧力が１Ｐａ、
コイル用高周波電源４によりコイル６に印加する電力が
８００Ｗの放電条件（プラズマ発生条件）のとき、真空
容器１内の基板８から２０ｍｍ上方の位置におけるプラ
ズマ密度は、７．６×１０^１１ｃｍ^−３であったが、上
記第３実施形態のプラズマ処理装置１０３では、上記同
様の放電条件（プラズマ発生条件）において、プラズマ
密度を、８．４×１０^１１ｃｍ^−３と高めることがで
き、同じ印加電力であっても発生させるプラズマ密度を
高めることができ、より効率的なプラズマ処理を行うこ
とができる。

【００８３】さらに、上記第３実施形態のプラズマ処理
装置１０３においては、誘電体窓７０の略全面に渡って
均一にその周方向沿い及びその直径方向沿い配置された
第１の冷温媒流路２１１が形成されており、上記第１の
冷温媒流路２１１内に第１のサーキュレータ１２により
温度制御された水が循環されるような構成とされている
ことにより、従来例（例えばプラズマ処理装置２０２）
よりも誘電体窓５への熱の伝わりを改善させることがで
き、誘電体窓５を常温から所定の温度まで上昇させる時
間を短縮化することができ、プラズマ処理に要する時間
の短縮化を図り、より効率的なプラズマ処理を行うこと
ができる。例えば、従来例におけるプラズマ処理装置２
０２では、誘電体窓３５を常温から６０℃まで昇温する
のに４５分も要する場合があったが、上記第３実施形態
のプラズマ処理装置１０３においては、上記同様な条件
にての昇温を２５分で行うことができ、プラズマ処理に
要する時間を短縮化することができる。

【００８４】以上に述べた本発明の夫々の実施形態にお
いては、本発明の適用範囲のうち、真空容器の形状、高
周波電極としてのコイルや対向電極の形状及び配置等に
関して様々なバリエーションのうちの一部を例示したに
過ぎない。本発明の適用にあたり、ここで例示した以外
にも様々なバリエーションが考えられることは、言うま
でもない。

【００８５】また、上記夫々の実施形態においては、冷
温媒としての流体が水である場合について説明したが、
本明細書で用いられる「水」とは、例えば、水道水、精
製水、浄水、若しくは純水等を含むものであり、さら
に、水を溶媒とする各種水溶液をも含むものとする。ま
た、流体が水である場合に代えて、フッ素系不活性液体
若しくは油脂類である場合であってもよい。あるいは、
流体が水素ガス、ヘリウムガス、炭酸ガス、窒素ガスま
たは空気等の気体であってもよい。水は、万一の漏洩に
対して、後始末が容易であるという利点がある。また、
水は純水や各種水溶液等を含めて、−２０℃乃至１２０
℃の範囲内で使用することができる。また、上記フッ素
系不活性液体としては、ガルデン（商品名若しくは登録
商標）やフロリナート（商品名若しくは登録商標）等が
ある。例えば、上記ガルデンは、１０℃乃至９０℃の範
囲で使用することができ、最高９０℃まで温度を高める
ことができるという利点がある。１０℃乃至９０℃の範
囲内に制御することでダストの発生を抑制できるプロセ
スは多く、広範な応用が可能である。また、例えば、上
記フロリナートを用いると、誘電体窓を極低温に制御可
能であるという利点があり、流体の温度を−１３０℃乃
至５０℃の範囲内に制御することができる。また、油脂
類については、例えば、高温用油脂（例えば、天ぷら油
等）を用いる場合にあっては、流体の温度を２００℃程
度の温度まで十分に制御することができる。上記ガルデ
ンや上記フロリナートを含めてフッ素系不活性液体若し
くは油脂類は、−１３０℃乃至２００℃の範囲で使用す
ることができる。また、窒素ガスまたは空気等の気体は
熱容量が小さく、熱媒体としては水や上記フッ素系不活
性液体に劣るが、取扱が極めて簡便であるという利点が
ある。また、上記窒素ガスや空気等の気体は−２７３℃
乃至５００℃の範囲で使用することができる。

【００８６】また、第１のサーキュレータ１２内に、流
体の温度を計測しながら上記流体の温度を制御する機構
を備えた場合（前者とする）と、誘電体窓の表面又はそ
の内部に温度センサが設けられ、温度センサで計測した
温度に基づいて、上記誘電端窓の温度が上記一定の温度
範囲内に入るように第１のサーキュレータ１２にて上記
流体の温度を制御する場合（後者とする）について説明
したが、前者の場合には、上記流体の温度制御が第１の
サーキュレータ１２内のみで完結する機構となるため、
温度制御が極めて簡便であるという利点があり、また、
後者の場合には、上記誘電体窓の温度を上記温度センサ
により実際に計測するため、より正確に上記誘電体窓の
温度制御が可能であるという利点がある。

【００８７】また、コイルまたは対向電極と誘電体窓の
間に、マイカ製の電気絶縁材または断熱材が設けられ、
コイルまたは対向電極が電気絶縁材または断熱材を介し
て誘電体窓に押し付けられている場合について説明した
が、電気絶縁材または断熱材は、用途に応じてセラミッ
ク製または樹脂製のものを用いることができる。マイカ
製のものは５００℃以上の高温にまで耐えられ、緩衝性
に優れるという利点がある。セラミック製のものは５０
０℃以上の高温にまで耐えられ、粉体を生じないという
利点がある。また、樹脂は緩衝性に優れ、粉体を生じな
いという利点がある。また、コイルまたは対向電極が電
気絶縁材または断熱材を介して誘電体窓に押し付けられ
ていると、コイルまたは対向電極と誘電体窓の距離が変
化しにくく、安定した処理を実現できる。

【００８８】また、真空容器の側面から反応ガスを吹き
出す場合と、誘電体窓内部の流路よりも基板電極に近い
部分にガス流路が設けられ、基板電極に向けてガス吹き
出し口が設けられている場合について説明したが、誘電
体窓内部の流路よりも基板電極に近い部分にガス流路が
設けられ、基板電極に向けてガス吹き出し口が設けられ
ている場合においては、処理室内により均一に反応ガス
を吹き出すことができ、より均一なプラズマ処理が可能
となる利点がある。

【００８９】また、真空容器の側壁にインナーチャンバ
が設けられ、インナーチャンバの端部に設けられた第２
の冷温媒流路に、温度制御された流体を流す場合につい
て説明したが、この場合、よりダストの発生の少ない処
理が可能となるばかりか、真空容器のメンテナンスが容
易になるという利点がある。

【００９０】また、誘電体窓の材質が、石英ガラス、シ
リコン、窒化シリコン、アルミナである場合について説
明したが、これらは、誘電損失（ｔａｎδ）が小さな材
質であり、誘電体窓の材質として好適である。また、こ
れら以外にも上記誘電損失の小さな材質を誘電体窓の材
質として用いることができ、例えば、サファイア、窒化
アルミニウムなどを用いることも可能であり、用途に応
じて適切な材料を選択することが望ましい。石英ガラス
はシリコン系半導体を用いたデバイスの製造工程におい
て、優れた低コンタミネーション性を有する。窒化シリ
コンは低コンタミネーション性では石英ガラスに若干劣
るものの、機械的強度に優れ、酸素原子放出量が極めて
小さいという特徴がある。アルミナやサファイアは、コ
ンタミネーション性で劣るものの、アルミニウムのドラ
イエッチング工程に使用すると、高いレジスト選択比が
得られるという特徴がある。窒化アルミニウムは熱伝導
性に優れ、石英ガラスの約１００倍の熱伝導率をもって
いるという特徴がある。なお、誘電体窓が上述した夫々
の材料で形成される場合に代えて、上記夫々の材料の組
み合わせであるような場合であってもよい。

【００９１】また、誘電体窓への流体の流入口および流
出口が、コイルまたは対向電極が設けられている側にあ
る場合について説明したが、このような構成とすること
で、流体の流入・流出経路を適切に配置することが容易
になる。

【００９２】また、シリコン基板を１０μｍエッチング
する場合、ガリウム砒素基板を１００μｍエッチングす
る場合について説明したが、本発明は、連続処理時間が
著しく長い場合や、コイルに印加する高周波電力が大き
い場合にとくに有効なプラズマ処理であって、プラズマ
処理が、基板または基板上の薄膜を１μｍ以上エッチン
グする処理である場合、さらには、プラズマ処理が、基
板または基板上の薄膜を１０μｍ以上エッチングする処
理である場合にとくに有効である。

【００９３】また、高周波電極の一例であるコイルまた
は対向電極に印加する高周波電力をＰ、真空容器の実質
的な一部をなす誘電体窓の面積、すなわち真空容器の内
側において露出されている誘電体窓の表面積をＳとした
とき、Ｐ／Ｓ＞６２２０（Ｗ／ｍ^２）である場合にとく
に有効である。例えば、直径３２０ｍｍの円筒状の真空
容器を用いた場合、上記真空容器の実質的な一部をなす
誘電体窓の面積は０．０８０４ｍ^２で、コイルまたは対
向電極に印加する高周波電力が５００Ｗのとき、Ｐ／Ｓ
＝６２２０となる。同一の装置において５００Ｗ以下の
高周波電力を印加する場合においては、誘電体窓の過昇
温を防止することができる。

【００９４】また、高周波電極としてのコイルまたは対
向電極に印加する高周波電力の周波数が、１３．５６Ｍ
Ｈｚである場合について説明したが、低圧力化でのエッ
チングには、５０ｋＨｚ乃至５００ＭＨｚの範囲内の高
周波電力を用いることができ、そのすべての領域におい
て本発明は有効である。

【００９５】なお、上記様々な実施形態のうちの任意の
実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有
する効果を奏するようにすることができる。

【００９６】

【発明の効果】本発明の上記第１態様によれば、プラズ
マ処理装置における誘電体窓の内部に設けられた流路に
温度制御された流体を流して、上記誘電体窓への堆積物
の形成を抑制可能でありかつ上記形成された堆積物の剥
離を抑制可能である温度範囲に入るように、上記誘電体
窓の温度を加熱方向に又は冷却方向に能動的に制御しな
がら、上記プラズマ処理することにより、上記誘電体窓
へ堆積する薄膜の膜厚を薄くするとともに、その膜質を
より緻密なものとすることができ、上記堆積された薄膜
の剥がれによるダストの発生を抑制することができ、プ
ラズマ処理中の真空容器内の雰囲気を安定させることが
でき、再現性に優れたプラズマ処理方法を提供すること
が可能となる。

【００９７】また、従来の誘電体窓のように、その内部
に埋め込まれた導電体による金属材料等で形成されてい
る抵抗加熱式ヒーター等を用いてプラズマ処理の際の誘
電体窓の温度制御を行うのではなく、上記流路に温度制
御された流体を流すことにより上記温度制御を行うた
め、このような誘電体窓を用いた上記プラズマ処理方法
においては、プラズマを発生させるための電磁界が上記
抵抗式ヒーターを形成している上記金属材料等に吸収さ
れてしまうこともなく、プラズマ化に利用できる実質的
な電力を大きくすることができる、すなわち、効率的な
プラズマ処理を行うことができるプラズマ処理方法を提
供することが可能となる。

【００９８】また、併せて、抵抗加熱式ヒーター等を用
いることなく、上記流路を用いて上記流路に温度制御さ
れた流体を流すことにより上記誘電体窓の温度制御を行
うことができるため、従来プラズマ処理方法において、
プラズマ処理の際に発生していた抵抗加熱式ヒーターの
給電線に高周波ノイズが重畳することによる機器の誤動
作や故障の発生を防止することができるプラズマ処理方
法を提供することが可能となる。

【００９９】本発明の上記第２態様または第３態様によ
れば、高周波電力が印加される上記高周波電極が、コイ
ル状電極又は板状電極である場合であっても、これらの
電極に周波数５０ｋＨｚ乃至５００ＭＨｚの範囲内で高
周波電力を印加することにより、上記第１態様に記載の
効果を得ることができるプラズマ処理方法を提供するこ
とが可能となる。

【０１００】本発明の上記第４態様から第６態様によれ
ば、上記誘電体窓の上記流路に流される上記流体が、水
（純水又は各種水溶液を含む）である場合にあっては、
その取扱い性を容易とさせることができるとともに、−
２０℃乃至１２０℃の温度範囲に上記誘電体窓の温度を
制御するような場合に使用することができる。また、上
記流体が、フッ素系不活性液体又は油脂類である場合に
あっては、−１３０℃乃至２００℃の温度範囲に上記誘
電体窓の温度を制御するような場合に用いることがで
き、幅広い温度範囲に対応することができる。また、上
記流体が、窒素ガスや空気等の気体である場合にあって
は、液体でなく気体であることによりその取扱い性を極
めて容易とすることができるとともに、−２７３℃乃至
５００℃の範囲内というような広い範囲にて適用するこ
とができる。

【０１０１】本発明の上記第７態様によれば、上記誘電
体窓の上記流路に供給される上記流体の温度を計測し
て、その計測された流体の温度に基づいて、上記流体の
温度の制御を行うことにより、上記温度制御の機構を簡
単な機構とすることができ、容易に上記流体の温度制御
を行うことができ、容易に上記誘電体窓の温度制御を行
うことができるプラズマ処理方法を提供することが可能
となる。

【０１０２】本発明の上記第８態様によれば、上記誘電
体窓の表面又は内部の温度を計測して、上記計測された
誘電体窓の温度に基づいて、上記誘電体窓の温度が上記
堆積物の形成及び剥離を抑制可能な温度範囲内となるよ
うに上記誘電体窓に供給する上記流体の温度を制御する
ことにより、より正確にかつ高い制御性でもって上記誘
電体窓の温度を制御することができるプラズマ処理方法
を提供することが可能となる。

【０１０３】本発明の上記第９態様によれば、上記夫々
の態様に加えて、さらに、真空容器内に備えられたイン
ナーチャンバに流体を流すことにより上記インナーチャ
ンバの温度の制御も行うことにより、上記インナーチャ
ンバへの堆積物の形成を抑制して、かつ上記形成された
堆積物の剥離を抑制することができ、さらに真空容器内
においてダストの発生を抑制することができ、安定した
プラズマ処理を行うことができるプラズマ処理方法を提
供することが可能となる。

【０１０４】本発明の上記第１０態様によれば、上記誘
電体窓が、石英ガラス、シリコン、窒化シリコン、アル
ミナ、サファイア、若しくは窒化アルミニウムのいずれ
かにより、又はそれらの組み合わせにより形成されてい
ることにより、上記夫々の態様による効果を得ることが
できるプラズマ処理方法を提供することが可能となる。

【０１０５】本発明の上記第１１態様によれば、上記プ
ラズマ処理が、上記基板または上記基板上の薄膜を深さ
で１μｍ以上エッチングする処理である場合に有効であ
り、上記夫々の効果を得ることができる。

【０１０６】本発明の上記第１２態様によれば、上記プ
ラズマ処理が、上記基板または上記基板上の薄膜を深さ
で１０μｍ以上エッチングする処理である場合に有効で
あり、上記夫々の効果を得ることができる。

【０１０７】本発明の上記第１３態様によれば、上記高
周波電極に印加する高周波電力をＰ、上記誘電体窓の面
積をＳとしたとき、Ｐ／Ｓ＞６２２０（Ｗ／ｍ^２）であ
る場合に、プラズマ処理における上記誘電体窓の過昇温
を防止することができ、上記誘電体窓の温度を安定して
制御することができ、上記夫々の効果を得ることができ
る。

【０１０８】本発明の上記第１４態様によれば、プラズ
マ処理装置が、その内部に流路が設けられた誘電体窓
と、上記誘電体窓の上記流路に温度制御された流体を流
して、上記誘電体窓への堆積物の形成を抑制可能であり
かつ上記形成された堆積物の剥離を抑制可能である温度
範囲に上記誘電体窓の温度を制御する温度制御付流体供
給装置とを備えることにより、上記プラズマ処理の際
に、上記誘電体窓へ堆積する薄膜の膜厚を薄くするとと
もに、その膜質をより緻密なものとすることができ、上
記堆積された薄膜の剥がれによるダストの発生を抑制す
ることができ、プラズマ処理中の真空容器内の雰囲気を
安定させることができ、再現性に優れたプラズマ処理を
行うことができるプラズマ処理装置を提供することが可
能となる。

【０１０９】また、従来の誘電体窓のように、その内部
に埋め込まれた導電体による金属材料等で形成されてい
る抵抗加熱式ヒーター等を用いてプラズマ処理の際の誘
電体窓の温度制御を行うのではなく、上記流路に温度制
御された流体を流すことにより上記温度制御を行うた
め、このような誘電体窓を用いた上記プラズマ処理装置
においては、プラズマを発生させるための電磁界が上記
抵抗式ヒーターを形成している上記金属材料等に吸収さ
れてしまうこともなく、プラズマ化に利用できる実質的
な電力を大きくすることができる、すなわち、効率的な
プラズマ処理を行うことができるプラズマ処理装置を提
供することが可能となる。

【０１１０】また、併せて、抵抗加熱式ヒーター等を用
いることなく、上記流路を用いて上記流路に温度制御さ
れた流体を流すことにより上記誘電体窓の温度制御を行
うことができるため、従来プラズマ処理方法において、
プラズマ処理の際に発生していた抵抗加熱式ヒーターの
給電線に高周波ノイズが重畳することによる機器の誤動
作や故障の発生を防止することができるプラズマ処理装
置を提供することが可能となる。

【０１１１】本発明の上記第１５態様又は第１６態様に
よれば、高周波電源により高周波電力が印加される上記
高周波電極が、コイル状電極又は板状電極である場合で
あっても、これらの電極に周波数５０ｋＨｚ乃至５００
ＭＨｚの範囲内で高周波電力を印加することにより、上
記第１４態様に記載の効果を得ることができるプラズマ
処理装置を提供することが可能となる。

【０１１２】本発明の上記第１７態様から第１９態様に
よれば、上記誘電体窓の上記流路に流される上記流体
が、水（純水又は各種水溶液を含む）である場合にあっ
ては、その取扱い性を容易とさせることができる。ま
た、上記流体が、フッ素系不活性液体又は油脂類である
場合にあっては、例えば、−１３０℃乃至２００℃の温
度範囲に上記誘電体窓の温度を制御するような場合に用
いることができ、幅広い温度範囲に対応することができ
る。また、上記流体が、窒素ガスや空気等の気体である
場合にあっては、液体でなく気体であることによりその
取扱い性を極めて容易とすることができる。

【０１１３】本発明の上記第２０態様によれば、上記誘
電体窓の表面又は内部の温度を計測する温度センサが備
えられ、上記温度センサにより計測された誘電体窓の温
度に基づいて、上記誘電体窓の温度が上記温度範囲内と
なるように上記誘電体窓に供給する上記流体の温度を制
御することにより、より正確にかつ高い制御性でもって
上記誘電体窓の温度を制御することができるプラズマ処
理装置を提供することが可能となる。

【０１１４】本発明の上記第２１態様によれば、上記夫
々の態様に加えて、さらに、真空容器内に備えられたイ
ンナーチャンバへ流体を流すことにより上記インナーチ
ャンバの温度の制御も行うことにより、上記インナーチ
ャンバへの堆積物の形成を抑制して、かつ上記形成され
た堆積物の剥離を抑制することができ、さらに真空容器
内においてダストの発生を抑制することができ、安定し
たプラズマ処理を行うことができるプラズマ処理装置を
提供することが可能となる。

【０１１５】本発明の上記第２２態様によれば、上記誘
電体窓が、石英ガラス、シリコン、窒化シリコン、アル
ミナ、サファイア、若しくは窒化アルミニウムのいずれ
かにより、又はそれらの組み合わせにより形成されてい
ることにより、上記夫々の態様による効果を得ることが
できるプラズマ処理装置を提供することが可能となる。

【０１１６】本発明の上記第２３態様によれば、上記誘
電体窓への上記流体の流入口及び流出口が上記高周波電
極が設けられている面に形成されていることにより、処
理室の密閉性に影響を与えることなく、容易に上記流路
への上記流体の供給を行うことができる。

【０１１７】本発明の上記第２４態様から第２６態様に
よれば、上記誘電体窓において上記流路が均一に形成さ
れていることにより、上記流路より上記誘電体窓に対す
る熱伝導性を良好なものとすることができ、上記誘電体
窓の温度制御性を良好とすることができ、安定したプラ
ズマ処理を行うことができるプラズマ処理装置を提供す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態にかかるプラズマ処理
装置の構成を示す模式断面図である。

【図２】 上記図１の誘電体窓のＡ−Ａ断面における模
式断面図である。

【図３】 本発明の第２実施形態にかかるプラズマ処理
装置の構成を示す模式断面図である。

【図４】 上記図３の誘電体窓のＢ−Ｂ断面における模
式断面図である。

【図５】 本発明の第３実施形態にかかるプラズマ処理
装置の構成を示す模式断面図である。

【図６】 上記図５の誘電体窓のＣ−Ｃ断面における模
式断面図である。

【図７】 従来のプラズマ処理装置の構成を示す模式断
面図である。

【図８】 従来のプラズマ処理装置の構成を示す模式断
面図である。

【符号の説明】

１…真空容器、２…反応ガス供給部、３…ポンプ、４…
コイル用高周波電源、５…誘電体窓、６…コイル、７…
基板電極、８…基板、９…基板電極用高周波電源、１０
…整合回路、１１…第１の冷温媒流路、１２…第１のサ
ーキュレータ、１３…断熱板、１４…インナーチャン
バ、１５…第２の冷温媒流路、１６…第２のサーキュレ
ータ、１７…第３のサーキュレータ、１８…流入口、１
９…流出口、２０…対向電極用高周波電源、２１…対向
電極、２２…支柱、２３…ガス流路、２４…ガス吹き出
し口、２５…温度センサ、３０…凸部、５１…第一誘電
板、５１ａ…第一接合表面、５１ｂ…処理室外側表面、
５２…第二誘電板、５２ａ…第二接合表面、５２ｂ…処
理室内側表面、６０…誘電体窓、６１…第一誘電板、６
１ａ…第一接合表面、６１ｂ…処理室外側表面、６２…
第二誘電板、６２ａ…第二接合表面、６２ｂ…処理室内
側表面、７０…誘電体窓、７１…第一誘電板、７１ａ…
第一接合表面、７１ｂ…処理室外側表面、７２…第二誘
電板、７２ａ…第二接合表面、７２ｂ…処理室内側表
面、１００…処理室、１０１…プラズマ処理装置、１０
２…プラズマ処理装置、１０３…プラズマ処理装置、１
１１…第１の冷温媒流路、１１８…流入口、１１９…流
出口、２１１…第１の冷温媒流路、２１８…流入口、２
１９…流出口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F004 AA16 BA20 BB11 BB29 BB32 BC04 BD04 CA09 CB12 DA00 DA04 DA11 DA23 DB01

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体窓（５、６０、７０）により密閉
   された真空容器（１）内に反応ガスを供給しつつ上記真
   空容器内を排気して上記真空容器内の圧力を略一定に制
   御しながら、上記真空容器内に保持された基板（８）に
   対向して設けられた上記誘電体窓の外側に設けられた高
   周波電極（６、２１）に高周波電力を印加して、上記真
   空容器内にプラズマを発生させ、上記基板または上記基
   板上の膜をプラズマ処理するプラズマ処理方法であっ
   て、 上記誘電体窓の内部に設けられた流路（１１、１１１、
   ２１１）に温度制御された流体を流して上記誘電体窓の
   温度を制御し、上記誘電体窓への堆積物の形成及び剥離
   を制御可能であることを特徴とするプラズマ処理方法。
2. 【請求項２】 上記高周波電極はコイル状電極（６）で
   あって、周波数５０ｋＨｚ乃至５００ＭＨｚの範囲内で
   上記高周波電力が印加される請求項１に記載のプラズマ
   処理方法。
3. 【請求項３】 上記高周波電極は上記基板に大略平行に
   配置された板状電極（２１）であって、周波数５０ｋＨ
   ｚ乃至５００ＭＨｚの範囲内で上記高周波電力が印加さ
   れる請求項１に記載のプラズマ処理方法。
4. 【請求項４】 上記流体は水であって、上記流体の温度
   を−２０℃乃至１２０℃の範囲内で制御する請求項１か
   ら３のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
5. 【請求項５】 上記流体はフッ素系不活性液体又は油脂
   類であって、上記流体の温度を−１３０℃乃至２００℃
   の範囲内で制御する請求項１から３のいずれか１つに記
   載のプラズマ処理方法。
6. 【請求項６】 上記流体は気体であって、上記流体の温
   度を−２７３℃乃至５００℃の範囲内で制御する請求項
   １から３のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
7. 【請求項７】 上記流体の温度を計測して、上記計測さ
   れた上記流体の温度に基づいて上記流体の温度を制御し
   て上記誘電体窓の温度を上記堆積物の形成及び剥離を抑
   制可能な温度範囲内に制御する請求項１から６のいずれ
   か１つに記載のプラズマ処理方法。
8. 【請求項８】 上記誘電体窓の表面または内部の温度を
   計測して、上記計測された上記誘電体窓の温度に基づい
   て上記誘電体窓の温度が上記堆積物の形成及び剥離を抑
   制可能な温度範囲内となるように上記流体の温度を制御
   する請求項１から６のいずれか１つに記載のプラズマ処
   理方法。
9. 【請求項９】 上記真空容器の内側側壁に設けられたイ
   ンナーチャンバ（１４）の内部に設けられた流路（１
   ５）に、温度制御された流体を流して上記インナーチャ
   ンバの温度を制御し、上記インナーチャンバへの堆積物
   の形成及び剥離を制御可能である請求項１から８のいず
   れか１つに記載のプラズマ処理方法。
10. 【請求項１０】 上記誘電体窓の材質が、石英ガラス、
    シリコン、窒化シリコン、アルミナ、サファイア、若し
    くは窒化アルミニウムのいずれかである、又はそれらの
    組み合わせである請求項１から９のいずれか１つに記載
    のプラズマ処理方法。
11. 【請求項１１】 上記プラズマ処理が、上記基板または
    上記基板上の薄膜を深さで１μｍ以上エッチングする処
    理である請求項１から１０のいずれか１つに記載のプラ
    ズマ処理方法。
12. 【請求項１２】 上記プラズマ処理が、上記基板または
    上記基板上の薄膜を深さで１０μｍ以上エッチングする
    処理である請求項１から１０のいずれか１つに記載のプ
    ラズマ処理方法。
13. 【請求項１３】 上記高周波電極に印加する高周波電力
    をＰ、上記誘電体窓の面積をＳとしたとき、Ｐ／Ｓ＞６
    ２２０（Ｗ／ｍ^２）である請求項１から１２のいずれか
    １つに記載のプラズマ処理方法。
14. 【請求項１４】 真空化された処理室（１００）内に高
    周波を誘導させてプラズマを発生させて、上記処理室内
    の基板（８）に対しプラズマ処理を行うプラズマ処理装
    置（１０１、１０２、１０３）において、 その内部に上記基板が保持される真空容器（１）と、 その内部に流体を流通可能な流路（１１、１１１、２１
    １）を有し、かつ上記基板に対向するように設けられて
    上記真空容器を密閉して上記真空容器の内部に上記処理
    室を形成する誘電体窓（５、６０、７０）と、 上記処理室内に反応ガスを供給するガス供給装置（２）
    と、 上記処理室内を排気して上記処理室内の圧力を略一定に
    保って真空化する真空排気装置（３）と、 上記処理室の外側に上記誘電体窓を通して上記基板と対
    向するように設けられた高周波電極（６、２１）に高周
    波電力を印加して、上記高周波電極より上記誘電体窓を
    通して上記処理室内に高周波を発生させる高周波電源
    （４、２０）と、 上記プラズマ処理の際に、上記誘電体窓の上記流路に温
    度制御された上記流体を流して上記誘電体窓の温度を制
    御し、上記誘電体窓への堆積物の形成及び剥離を抑制可
    能である温度制御付流体供給装置（１２）とを備えるこ
    とを特徴とするプラズマ処理装置。
15. 【請求項１５】 上記高周波電極はコイル状電極（６）
    であって、周波数５０ｋＨｚ乃至５００ＭＨｚの範囲内
    で上記高周波電力が上記高周波電源から印加される請求
    項１４に記載のプラズマ処理装置。
16. 【請求項１６】 上記高周波電極は上記基板に大略平行
    に配置された板状電極（２１）であって、周波数５０ｋ
    Ｈｚ乃至５００ＭＨｚの範囲内で上記高周波電力が上記
    高周波電源から印加される請求項１４に記載のプラズマ
    処理装置。
17. 【請求項１７】 上記流体が水である請求項１４から１
    ６のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
18. 【請求項１８】 上記流体がフッ素系不活性液体又は油
    脂類である請求項１４から１６のいずれか１つに記載の
    プラズマ処理装置。
19. 【請求項１９】 上記流体が気体である請求項１４から
    １６のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
20. 【請求項２０】 上記誘電体窓の表面または内部の温度
    を計測する温度センサ（２５）をさらに備え、 上記温度制御付流体供給装置は、上記温度センサにより
    計測された上記誘電体窓の表面または内部の温度に基づ
    いて上記誘電体窓の温度が上記堆積物の形成及び剥離を
    抑制可能な温度範囲内となるように上記流体の温度を制
    御する請求項１４から１９のいずれか１つに記載のプラ
    ズマ処理装置。
21. 【請求項２１】 その内部に流体を流通可能な流路（１
    ５）を有するインナーチャンバ（１４）が、上記真空容
    器の内側側壁に設けられ、 プラズマ処理の際に、上記インナーチャンバの上記流路
    に温度制御された上記流体を流して上記インナーチャン
    バの温度を制御し、上記インナーチャンバへの堆積物の
    形成及び剥離を抑制可能である温度制御付流体供給装置
    （１６）をさらに備える請求項１４から２０のいずれか
    １つに記載のプラズマ処理装置。
22. 【請求項２２】 上記誘電体窓の材質が、石英ガラス、
    シリコン、窒化シリコン、アルミナ、サファイア、若し
    くは窒化アルミニウムのいずれかである、又はそれらの
    組み合わせである請求項１４から２１のいずれか１つに
    記載のプラズマ処理装置。
23. 【請求項２３】 上記誘電体窓への上記流体の流入口
    （１８、１１８、２１８）および流出口（１９、１１
    ９、２１９）が、上記高周波電極が設けられている面に
    形成されている請求項１４から２２のいずれか１つに記
    載のプラズマ処理装置。
24. 【請求項２４】 上記誘電体窓（５）は略円盤形状を有
    しており、上記略円盤内を一筆書きに万遍なく上記流体
    が流れるように上記流路（１１）が形成されている請求
    項１４から２３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装
    置。
25. 【請求項２５】 上記誘電体窓（６０）は二枚の板状体
    （６１、６２）の間に複数の支柱（２２）が配置されて
    構成されており、夫々の上記支柱間に上記流体が流れる
    ように上記流路（１１１）が形成されている請求項１４
    から２３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
26. 【請求項２６】 上記誘電体窓（７０）は略円盤形状を
    有しており、上記略円盤形状の周方向沿いの流れと径方
    向沿いの流れとの組み合わせでもって上記流体が流れる
    ように上記流路（２１１）が形成されている請求項１４
    から２３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。