JP2768317B2

JP2768317B2 - 表面処理装置

Info

Publication number: JP2768317B2
Application number: JP7163905A
Authority: JP
Inventors: 英治井川
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-06-29
Filing date: 1995-06-29
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2013-06-25
Also published as: JPH0917596A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子デバイス等の製造
プロセスに用いられる被表面処理試料である半導体基板
を処理する表面処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、微細加工に必須なドライエッチン
グ方法では、ドライエッチング後にイオンの物理的損傷
やガスに含まれる成分の基板への混入などによるドライ
エッチング損傷層が残る。しかし、この損傷層は、素子
特性劣化の原因となるためドライエッチング後に除去す
ることが必要となる。そこで、従来は、半導体基板表面
やガラス基板表面の有機物や金属不純物を除去するいわ
ゆるドライ洗浄方法で、表面層に存在するこれら不純物
原子を除去していた。

【０００３】上述の表面処理をドライエッチング技術を
用いて処理する方法として特開平４一１８６６１９号公
報に開示されている。この方法は、上部電極と遮蔽板と
の間で放電させ、遮蔽板に設けたスリットから下部電極
へプラズマを照射し、下部電極上の被表面処理試料を表
面処理する方法である。さらに、表面処理の均一性を向
上するために下部電極上の被表面処理試料を平行移動し
ている。

【０００４】しかしながら、この方法では、被表面処理
試料とプラズマ照射口とが相対的に移動させ見かけ上の
エッチング速度即ち表面処理速度の均一性が得られるも
のの、大量の荷電粒子がスリットを介して局部的に試料
に照射されるので、表面が酸化膜の場合は、電気的な特
性劣化など、いわゆるチャージアップ損傷が発生してし
まう。また、エネルギーをもつイオンが直接入射するた
め、試料の結晶性を破壊するなどの弊害もある。

【０００５】一方、荷電粒子によるチャージアップやイ
オンによる物理的損傷等を防止する表面処理方法とし
て、例えば、Ｈｏｒｉｉｋｅ．ｅｔａｌ：Ｊａｐａｎ
Ｊ−ｏｕｒｎａｌＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ
Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ：１９７９年．Ｖｏｌ４５．ｐ
１３およびＨ．Ｎｉｓｈｉｎｏ．ｅｔａｌ：ドライプ
ロセスシンポジウム予稿集（電気学会）：１９８９年．
１０月３０日，ｐ９０〜９３に開示されている。

【０００６】この方法は、ダウンフロープラズマあるい
はリモートプラズマと呼ばれ、プラズマ発生源と被表面
処理試料とを分離し、距離を隔てて荷電粒子を含まない
中性活性粒子を表面に拡散させ表面処理する方法であ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
被表面処理試料である半導体ウェーハはコストの低廉価
のため大口径化し、例えば、その口径が６イチから８イ
ンチへ、８インチから１０インチと次第に大きくなって
いる。かかる大きな被表面処理試料をダウンフロープラ
ズマやリモートプラズマ方式の表面処理装置で処理する
ことは現状では技術的に困難である。

【０００８】何となれば、この種のプラズマ処理装置
は、一様に中性活性粒子が放出され均一に処理できる面
積に限度（現状では最高で６インチ程度）がある。ま
た、たとえ放出開口面積を大きくしても、放出される中
性活性粒子の密度にむらが生じ被表面処理試料が均一に
処理できない。

【０００９】従って、本発明の目的は、荷電粒子による
電気的損傷やエネルギー粒子による物理的損傷を与える
ことなく大きい面積をもつ被表面処理試料の表面を均一
に処理できる表面処理装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、解離種
発生源ガスを導入しながら圧力を一定に減圧維持しガス
解離手段により前記解離種発生源ガスを解離し解離種を
発生させる解離種発生室と、この解離種発生室の空間部
の一側面より低く横長の開口部を有するとともに該開口
部から外方向に伸び前記解離種の荷電粒子のエネルギー
が消滅する程度の経路長さの小室を形成しかつ該小室の
該開口部と反対側に配置されるスリット状開口部を有す
る抽出室と、この抽出室より低い圧力に減圧されその差
圧で前記スリット状開口部から前記解離種の中性活性粒
子を放出させるとともに被表面処理試料を収納する第１
の試料室と、前記スリット状開口部の長手方向と直交す
る方向に前記被表面処理試料と前記抽出室とを相対的に
移動させる第１の移動機構とを備える表面処理装置であ
る。

【００１１】また、第１の前記ガス解離手段は、マイク
ロ波を発生するマイクロ波発生器と、前記解離種発生室
の上面に配置され前記マイクロ波を導波管を介してに導
入する誘電体板とを備え、この誘電体板の表面から放出
される前記マイクロ波を石英板を透過させ前記解離種発
生室内に導入し放電させることである。

【００１２】第２の前記ガス解離手段は、前記解離種発
生室内に所定の間隔で相対して配設される一対の電極を
備え、これら電極間に直流または高周波電力を印加し前
記解離種発生室内を放電させるかあるいはさらに前記電
極間の電界にほぼ直交する磁界を印加しより放電を促進
させることである。

【００１３】第３のガス解離手段は、前記解離種発生室
内に所定の間隔で相対して配設される一対の電極を備
え、これら電極間に直流または高周波電力を印加し前記
解離種発生室内を放電させるかもしくは前記電極間の電
界にほぼ直交する磁界を印加しマグネトロン放電させる
ことである。

【００１４】第４の前記ガス解離手段は、前記解離種発
生室の外壁に配設されるコイルを備え、高周波電力を前
記コイルに供給し前記解離種発生室内に高周波誘導放電
を引起すことである。

【００１５】第５の前記ガス解離手段は、前記解離種発
生源ガスに紫外線を照射することである。

【００１６】さらに、本発明の他の特徴は、異なる解離
種発生源ガスのそれぞれを導入しながら圧力を一定に減
圧維持しそれぞれのガス解離手段により前記解離種源ガ
スのそれぞれを解離し異なる解離種を発生させる第１お
よび第２の解離種発生室と、これら第１および第２の解
離種発生室のそれぞれの空間部の一側面より低く横長の
開口部をそれぞれに有するとともにそれぞれの該開口部
から外方向に伸びそれぞれの前記解離種の荷電粒子のエ
ネルギーが消滅する程度の経路長さのそれぞれの小室を
形成しかつそれぞれの前記小室の該開口部と反対側に配
置されるスリット状開口部をそれぞれもつ第１および第
２の抽出室と、これら第１および第２の抽出室が間隔を
置いて載置されかつ前記第１および第２の抽出室より低
い圧力に減圧されその差圧でそれぞれの前記スリット状
開口部から前記解離種の中性活性粒子を内部に導入させ
るとともに被表面処理試料を載置し所定距離の範囲で移
動する第２の移動機構を収納し得る大きさを有する第２
の試料室とを備える表面処理装置である。また、二つの
前記抽出室に対応する前記第２の試料室を仕切るゲート
バルブを備えることが望ましい。

【００１７】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１８】図１は本発明の第１の実施例を示す表面処
理装置の部分破断斜視図である。この表面処理装置は、
図１に示すように、解離種発生源ガスを導入口８から導
入しながら圧力を一定に減圧維持しマイクロ波放電によ
り解離種発生源ガスを解離しプラズマを発生させる解離
種発生室２と、この解離種発生室２が形成する空間部の
一側面より低く横長の開口部７を有するとともにこの開
口部７から一方向に伸び解離種の荷電粒子がエネルギー
が消滅する程度の経路長をもつ小室を形成しかつ開口部
７と反対側にスリット状開口部４を有する抽出室３と、
この抽出室３より低い圧力に減圧されその差圧でスリッ
ト状開口部４から解離種の中性活性粒子を放出させると
ともに被表面処理試料であるウェーハ２５を収納する試
料室５と、スリット状開口部４の長手方向と直交する矢
印方向にウェーハ２５を移動させる移動テーブル６とを
備えている。

【００１９】また、プラズマを励起するマイクロ波放電
は、マイクロ波を発生するマイクロ波発生器１１と、解
離種発生室２の上面に配置されマイクロ波を導波管１２
を介してに導入するテフロン板である誘電体板１３とを
備え、この誘電体板１３の表面から放出されるマイクロ
波を石英板１４を透過させ解離種発生室２内に導入して
行なわれる。

【００２０】ここで、開口部７の高さを低くしスリット
状開口部を引離した理由は、放電がスリット状開口部４
の領域まで達し得ないようにし有効な中性活性粒子のみ
導入するためである。すなわち、１０^-3Ｔｏｒｒから１
０^-2台に減圧された解離種発生室２内のプラズマの発生
による荷電粒子と中性活性粒子は、スリット状開口部４
のあるところまで到達するには高さの低い抽出室３内を
通らなけばならなうい。しかし、この室の圧力が１０^-3
Ｔｏｒｒから１０^-2台なのでこれら粒子の平均自由工程
が数ｃｍ以下であるので、荷電粒子は高さの低い壁に衝
突したりエネルギーを失ない中性化し放電が持続できな
くなる。一方、中性活性粒子は、衝突で活性力を失ない
ながらも表面処理に必要な活性度を残しより減圧（１０
^-4Ｔｏｒｒ程度）された試料室５との圧力差でスリット
状開口部４から放出される。

【００２１】この実施例では試みとしてプロトタイプの
表面処理装置を試作してみた。ここで、まず、解離種発
生室２の大きさを奥行き３０ｃｍ、横幅３０ｃｍ、高さ
３０ｃｍ、開口部７の高さ３ｃｍとし、スリット状開口
部４に放電が及ばないようにまた中性活性粒子が表面処
理に必要な活性度を残すように開口部７からスリット状
開口部４まで経路長を５ｃｍにして横方向に延長し抽出
室３を形成した。ちなみに、このスリット状開口部４の
下にディテクタを配置し、解離種発生室２でマイクロ波
放電でプラズマを発生してみた結果、スリット状開口部
４からの荷電粒子は検出されなかった。

【００２２】なお、この抽出室３のスリット状開口部４
の大きさについては、長さにおいては、被表面処理試料
の大きさ、すなわち、ウェーハ２５の直径で決められ
る。例えば、６インチのウェーハ２５であれば、必然的
に２００ｍｍとなる。一方、幅についてであるが、放出
される中性活性粒子密度が一定であるとし処理速度をど
の程度にするかて決められる。すなわち、速度を早くす
るならば幅を広くするし、遅ければ狭くすることであ
る。ここでは、上述したプロトタイプの解離種発生室２
の容積から得られる中性活性粒子量と、解離種発生室２
を１０^-3Ｔｏｒｒから１０^-2に維持しかつ試料室４を１
０^-4Ｔｏｒから１０^-3Ｔｏｒｒｒに維持するためのそれ
ぞれの真空排気系の排気能力を考慮し、この幅は４ｍｍ
とした。

【００２３】なお、当然ながら、スリット状開口部４は
長方形に限るものではない。もし、ウェーハ２５の端の
部分が中性活性粒子密度が薄くなるガス解離源ならば、
スリット状開口部３の形状は両端に向って中心部から幅
を広くなるような形状にする必要がある。また、実用上
この開口幅を調節する絞り機構を設けることが望まし
い。

【００２４】ウェーハ２５と解離種発生室２を含む抽出
室３との相対的移動機構は、抽出室３を試料室４上にス
ライドシールなど介して気密に塞ぎながら移動する機構
は、試料室４を短くし容積を小さく装置の利点があるも
のの、減圧された試料室４上を抽出室３を移動させるに
は、大気圧による圧力が抽出室３に荷重としてかかるた
め大きな駆動力を必要とする。むしろ、このような機構
は、複数のウェーハを試料室内に並べた場合に適用する
ことが望ましい。

【００２５】そこで、この実施例では、試料室５がウェ
ーハ２５が移動するだけ長くなるものの、図１に示すよ
うに、試料室４外に配設された直流サーボモータでボー
ルスクリューを回転させ移動テーブル５の下部のボール
ナットを移動させることによって、ウェーハ２５を乗せ
た移動テーブル５を矢印に示すように移動できるように
した。移動速度は、２０ｍｍ／ｍｉｎ〜５００ｍｍ／ｍ
ｉｎまで広範囲に設定できるようにした。

【００２６】この移動テーブル６の移動速度の設定は表
面処理速度を決める。すなわち、スリット状開口部４か
ら放出される中性活性粒子の量が少ない場合は、移動テ
ーブル６の速度を遅くし、多い場合は移動速度を早くす
る。中性活性粒子の放出量は、概算であるが、試料室４
の圧力が１０^-4Ｔｏｒｒ台で、１０¹⁶個／秒・ｃｍ²台
である。そのうち被表面処理試料であるウエーハ２５の
表面と反応する有効な中性活性粒子量を見積ることは困
難であるが、いま仮に半分が有効と見積ると、典型的な
塩素ガスを用いたドライエッチングでは、シリコンのウ
ェーハ２５でエッチング速度は数百オングストローム／
分〜数十オングストローム／分程度が期待である。従っ
て、これを目安に表面処理する材料や除去する不純物、
表面を削る深さを考慮し移動テーブル６の移動速度を決
めれば良い。

【００２７】ちなみに、このプロットタイプ処理装置で
６インチのウェーハ２５のドライエッチングを試みたと
ころ、ウェーハ２５を毎秒２ｍｍの速度のときエッチン
グ深さは予想とあまり変らなく６０オングストロームで
あった。また、エッチングの均一性を調べたところ、±
２パーセント以内である良好な結果が得られた。なお、
このときの他の条件は、解離種発生室２の圧力を５０ｍ
Ｔｏｒｒ、試料室５の圧力を１０^-4Ｔｏｒｒ台、マイク
ロ波の電力１２００Ｗ、塩素ガスの供給量は１００ｓｃ
ｃｍであった。

【００２８】図２は本発明の第２の実施例を示す表面処
理装置の部分破断斜視図である。この表面処理装置は、
ガス分子を解離するのにマグネトロン放電プラズマによ
って行なっている。すなわち、図２に示すように、解離
種発生室２ａ内に配置される円柱状の電極１４と、解離
種発生室２ａである電極と電極１４との間に高周波電力
を印加する高周波電源１５とを設けたことである。それ
以外は前述の実施例と同じである。

【００２９】また、解離種発生室２ａと電極１４との間
に印加する電圧は、直流でも良いが、解離種発生室２ａ
の内壁がスパッタされ表面が損傷し放電効率も低いの
で、ここでは高周波電力を印加した。さらに、よりマグ
ネトロン放電をより促進するために、高周波電界と垂直
方向に磁場を印加する磁石１６を解離種発生室２ａの外
壁に取付けた。

【００３０】この実施例によるプロトタイプの処理装置
は、解離種発生室２ａを直径３００ｍｍ程度、長さ３０
０ｍｍの容器にし、容器の中心に同心に位置するように
直径５０ｍｍの円筒状の電極１４を配置した。また、抽
出室３は、前述の実施例と同様に解離種発生室２ａの低
壁をそのまま一方向に５ｃｍｍ伸ばし高さ３ｃｍの小室
とし、その底部に幅４ｍｍ、長さ２００ｍｍのスリット
状開口部４を設けた。さらに、電極の径によっても異な
るが、磁場を与える磁石１６は１００ガウス程度の永久
磁石とした。

【００３１】ちなみに、このプロトタイプ表面処理装置
を使用して６インチのシリコン基板であるウェーハ２５
をエッチングさてみたところ、毎秒１ｍｍの速度でウェ
ーハ２５を移動テーブル６により移動したところウェー
ハ２５の表面を約３０オングストローム程度削ることが
できた。なお、このときの条件は、高周波電力６００
Ｗ、塩素ガス流量１２０ＳＣＣＭ、解離種発生室２ａの
圧力４０ｍＴｏｒｒ、そして、試料室５の圧力１０^-4Ｔ
ｏｒｒ台であった。

【００３２】図３は本発明の第３の実施例を示す表面処
理装置の部分破断斜視図である。この処理装置は、解離
種発生源にコイルによる誘電放電プラズマを用いた場合
である。すなわち、図３に示すように、解離種発生室２
ｂの上に気密に取付けられた石英板１４ａに配置された
コイル１７と、このコイル１７の両端に接続され高周波
電流を供給する高周波電源１５ａとを設けたことであ
る。それ以外は前述の実施例と同じである。

【００３３】また、コイル１７は渦巻き状に設置した
が、他の一般的な誘導放電で用いられているコイル形状
が適用できることは言うまでもない。例えば、図に示す
石英板１４ａを平板でなくドーム状にし、それに沿って
巻いたり、円柱状の石英チューブを設置し、それに数回
コイルを巻いたりすることも可能である。

【００３４】この表面処理装置のガラス基板上の有機物
除去効果を調べるために、ガラス基板にレジストが塗布
された試料で実験を行なってみた。その結果、毎秒１ｍ
ｍの速度でガラス基板を移動したとき、エッチング速度
が約２０オングストロームであった。なお、このときの
条件は、高周波電力４００Ｗ、酸素流量１２０ＳＣＣ
Ｍ、放電圧力５０ｍＴｏｒｒ、試料室５の圧力１０^-4Ｔ
ｏｒｒ台、スリット状開口部４の寸法４ｍｍ×２００ｍ
ｍであった。

【００３５】図４は本発明の第４の実施例を示す表面処
理装置の部分破断斜視図である。この表面処理装置は、
解離種発生源に光励起を用いている。すなわち、図４に
示すように、石英板１４ａを介して紫外線を解離種発生
室２ｃ内に紫外線を導入する紫外線発生装置１８を設け
たことである。それ以外は、前述の実施例と同じであ
る。

【００３６】また、この紫外線発生装置１８は、例え
ば、水銀ランプと紫外線を反射する凹面鏡で構成されて
いる。紫外線を透過する石英板１４ａは、透過率と気密
性を維持する観点から使用されている。その他、例え
ば、サファイア板や長波長の光をカットし紫外光のみ透
過させるフィルタガラスでも適用できる。いずれにして
も紫外線を効率良く透過できる材料が好ましい。さら
に、紫外線を放射する水銀ランプは、２００ｎｍ近傍か
ら塩素ガスが吸収し易い３５０ｎｍを中心に紫外線を発
生するランプが望ましい。２００ｎｍ以下の波長の光を
発生するランプを用いると、解離できるガスの種類も増
すが、この種のランプでは、この短波長での解離に十分
な光強度が得難い。

【００３７】一方、この光励起によるガス分子の解離に
は、荷電粒子の発生がないという利点がある。従って、
直接、中性活性粒子の放出口を解離種発生室２ｃの真下
に設ければ効率的であるが、２００ｎｍ以下の紫外光の
強度が強くなると、真下に位置するシリコン基板を損傷
する恐れがあるので、抽出室３ａを前述の実施例のもの
より短くしスリット状開口部４を解離種発生室２ｃより
僅かに外れた位置に設けた。

【００３８】このような表面処理装置でシリコン基板を
エッチングしてみた。その結果、ウェーハ２５を移動テ
ーブル６で毎秒０．５ｍｍで移動させたとき、２０オン
グストローム程度削ることができた。なお、このときの
他の条件は、塩素ガスの流量を１８０ＳＣＣＭ、紫外線
の強度は３５０ｎｍ波長近傍で１１０ｍｗ／ｃｍ²、放
電圧力１５０ｍＴｏｒｒ、中性活性粒子放出口であるス
リット状開口部４の大きさは４ｍｍ×２００ｍｍであっ
た。

【００３９】図５は本発明の第５の実施例を示す表面処
理装置の部分破断斜視図である。この表面処理装置は、
図５に示すように、ウェーハ２５を移動させる移動ボー
ド１９を収納し減圧される試料室４ａと、異なるガスを
導入口８ａ，８ｂから導入する解離種発生室２ｄ，２ｅ
に付設する抽出室３ａ，３ｂのスリット状開口部４ａ，
４ｂを試料室５ａ内に露呈させ一方向に試料室５ａ上に
並べ配置さる二つの解離種発生源１ａ，１ｂと、これら
解離種発生源１ａ，１ｂに上述したガス解離手段（図示
せず）のいずれかを備えている。

【００４０】また、ウェーハ２５を乗せ移動する移動ボ
ート１９は、図示していないねじ送り機構により試料室
５ａ内の底部に配置された複数のローラ２１上を走行す
る。さらに、抽出室３ａおよび３ｂに対応する試料室５
ａの空間領域を仕切るようにゲートバルブ２０を設ける
ことが望ましい。このゲートバルブ２０を設けること
は、それぞれの解離種発生室２ｄ，２ｅに異なったガス
を連続して導入する場合、導入されるガスによっては、
ガスの混合による処理の不安定を起す恐れを解消したも
のである。

【００４１】この表面処理装置は、異種のプロセスを連
続して行なうことができる。例えば、解離種発生源１ａ
からの放出される中性活性粒子でウェーハ２５の有機物
の除去を行なった後、移動ボート１９によりウェーハ２
５を移動して解離種発生源１ｂの中性活性粒子で有機物
が除去されて露呈する自然酸化膜を除去するといった工
程を行なうことができる。

【００４２】また、導入口８ａ，８ｂから導入されるガ
スの解離手段は、前述の第１、第２、第３および第４の
実施例で述べた手段のいずれも適用できるが、後述する
プロセス礼を考慮し、解離種発生源１ａには第１の実施
例に述べたマイクロ波放電手段を、解離種発生源１ｂに
は第３の実施例で述べた誘電放電による手段を具備して
いるものとする。

【００４３】次に、この表面処理装置の動作を具体的な
プロセスを挙げて説明する。まず、ゲートバルブ２０を
閉じてから、２２０ＳＣＣＭの酸素ガスを導入口８ａか
ら５０ＳＣＣＭのＮＦ₃を導入口８ｂから導入しながら
解離種発生室２ｄおよび抽出室３ａとこの抽出室３ａに
対応する試料室５ａをそれぞれの真空排気系で排気し、
解離種発生室２ｄの圧力を２００ｍＴｏｒｒにし試料室
５ａを１０^-3乃至１０^-4に維持する。

【００４４】次に、この状態を維持しながら、マイクロ
波電力を１０００Ｗ，高周波電力６００Ｗを印加し解離
種発生室２ｄにプラズマを発生させる。これと同時に移
動ボート１９を移動しスリット状開口部４ａにウェーハ
２５を晒し、スリット状開口部４ａより放出される中性
の酸素原子でウェーハ２５の有機物が除去される。

【００４５】そして、移動ボート１９がゲートバルブ２
０に近づくと、マイクロ波の供給と酸素ガスの供給が停
止し、代りに、５０ＳＣＣＭのＮＦ₃を導入口８ｂから
導入しながら解離種発生室２ｅおよび抽出室３ｂとこの
抽出室３ｂに対応する試料室５ａをそれぞれの真空排気
系で排気し、解離種発生室２ｅの圧力を１００ｍＴｏｒ
ｒにし高周波電力６００Ｗを印加させプラズマを発生さ
せる。これと同時にゲートバルブ２０が開き、移動ボー
ト１９がゲートバルブ２０を通過し、ウェーハ２５はス
リット状開口部４ｂに晒され放出される中性活性粒子で
露呈した自然酸化膜が除去される。なお、ウェーハ２５
の移動速度は毎秒１ｍｍであった。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、導入され
るガスを解離して解離種を発生する解離種発生室から中
性活性粒子のみを抽出する開口部が低く該開口部から延
在する小さい中性活性粒子の抽出室と、荷電粒子がエネ
ルギが消滅する程度の前記開口部からの長さ位置に該中
性活性粒子が放出される被表面処理試料の幅に対応する
長さのスリット状開口を前記抽出室にもたせ、さらに、
このスリット状開口と該被表面処理試料とを長手方向に
直交する方向に相対的に移動させる手段を設けることに
よって、大きな表面積をもつ被表面処理試料でも荷電粒
子やエネルギーをもつ粒子による損傷を受けること無く
均一に処理できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す表面処理装置の部
分破断斜視図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す表面処理装置の部
分破断斜視図である。

【図３】本発明の第３の実施例を示す表面処理装置の部
分破断斜視図である。

【図４】本発明の第４の実施例を示す表面処理装置の部
分破断斜視図である。

【図５】本発明の第５の実施例を示す表面処理装置の部
分破断斜視図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ解離種発生源２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ解離種発生室３，３ａ，３ｂ抽出室４，４ａ，４ｂスリット状開口部５，５ａ試料室６移動テーブル７開口部８，８ａ，８ｂ導入口１１マイクロ波発生器１２導波管１３誘電体板１４，１４ａ石英板１５，１５ａ高周波電源１６磁石１７コイル１８紫外線発生装置１９移動ボート２０ゲートバルブ２１ローラ２５ウェーハ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】解離種発生源ガスを導入しながら圧力を
一定に減圧維持しガス解離手段により前記解離種発生源
ガスを解離し解離種を発生させる解離種発生室と、この
解離種発生室の空間部の一側面より低く横長の開口部を
有するとともに該開口部から外方向に伸び前記解離種の
荷電粒子のエネルギーが消滅する程度の経路長さの小室
を形成しかつ該小室の該開口部と反対側に配置されるス
リット状開口部を有する抽出室と、この抽出室より低い
圧力に減圧されその差圧で前記スリット状開口部から前
記解離種の中性活性粒子を放出させるとともに被表面処
理試料を収納する第１の試料室と、前記スリット状開口
部の長手方向と直交する方向に前記被表面処理試料と前
記抽出室とを相対的に移動させる第１の移動機構とを備
えることを特徴とする表面処理装置。
【請求項２】前記ガス解離手段は、マイクロ波を発生
するマイクロ波発生器と、前記解離種発生室の上面に配
置され前記マイクロ波を導波管を介してに導入する誘電
体板とを備え、この誘電体板の表面から放出される前記
マイクロ波を石英板を透過させ前記解離種発生室内に導
入し放電させることを特徴とする請求項１記載の表面処
理装置。
【請求項３】前記ガス解離手段は、前記解離種発生室
内に所定の間隔で相対して配設される一対の電極を備
え、これら電極間に直流または高周波電力を印加し前記
解離種発生室内を放電させるかあるいはさらに前記電極
間の電界にほぼ直交する磁界を印加しより放電を促進さ
せることを特徴とする請求項１記載の表面処理装置。
【請求項４】前記ガス解離手段は、前記解離種発生室
の外壁に配設されるコイルを備え、高周波電力を前記コ
イルに供給し前記解離種発生室内に高周波誘導放電を引
起すことを特徴とする請求項１記載の表面処理装置。
【請求項５】前記ガス解離手段は、前記解離種発生源
ガスに紫外線を照射することを特徴とする請求項１記載
の表面処理装置。
【請求項６】異なる解離種発生源ガスのそれぞれを導
入しながら圧力を一定に減圧維持しそれぞれのガス解離
手段により前記解離種源ガスのそれぞれを解離し異なる
解離種を発生させる第１および第２の解離種発生室と、
これら第１および第２の解離種発生室のそれぞれの空間
部の一側面より低く横長の開口部をそれぞれに有すると
ともにそれぞれの該開口部から外方向に伸びそれぞれの
前記解離種の荷電粒子のエネルギーが消滅する程度の経
路長さのそれぞれの小室を形成しかつそれぞれの前記小
室の該開口部と反対側に配置されるスリット状開口部を
それぞれもつ第１および第２の抽出室と、これら第１お
よび第２の抽出室が間隔を置いて載置されかつ前記第１
および第２の抽出室より低い圧力に減圧されその差圧で
それぞれの前記スリット状開口部から前記解離種の中性
活性粒子を内部に導入させるとともに被表面処理試料を
載置し所定距離の範囲で移動する第２の移動機構を収納
し得る大きさを有する第２の試料室とを備えることを特
徴とする表面処理装置。
【請求項７】二つの前記抽出室に対応する前記第２の試
料室を仕切るゲートバルブを備えることを特徴とする請
求項６記載の表面処理装置。