JP3147769B2

JP3147769B2 - プラズマ処理装置および処理方法

Info

Publication number: JP3147769B2
Application number: JP07346796A
Authority: JP
Inventors: 博嗣馬渕; 利泰速水; 英男井田; 智美村上; 直彦武田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 2001-03-19
Anticipated expiration: 2016-03-28
Also published as: JPH09266095A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大規模集積回路
（ＬＳＩ）および液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の製造等
において、エッチング、アッシングおよびＣＶＤなどに
用いられるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】反応性ガスのプラズマは、ＬＳＩおよび
ＬＣＤ等の製造プロセスにおいて広く用いられている。
特にプラズマを用いたドライエッチング技術は、ＬＳＩ
およびＬＣＤ等の製造プロセスにおいて不可欠の基本技
術となっている。

【０００３】一方、近年のＬＳＩおよびＬＣＤ等の製造
に用いられる基板の大型化に伴い、大面積に均一なプラ
ズマを発生させることが求められている。また、ドライ
エッチング技術や薄膜形成における埋め込み技術におい
ては、プラズマの発生とプラズマ中のイオンのエネルギ
ーとをそれぞれ独立に制御することが求められている。

【０００４】本出願人は、大面積に均一なプラズマを発
生させることができ、しかもイオンのエネルギーを制御
できるプラズマ処理装置をすでに提案した（特開平５−
１４４７７３号公報）。この装置は、反応容器の天井部
をマイクロ波の透過が可能な誘電体板（以下、マイクロ
波導入窓と呼ぶ）で気密に封止し、このマイクロ波導入
窓の上方にマイクロ波が伝搬する誘電体層を設け、また
試料台に高周波を印加する構成となっている。

【０００５】この装置では、マイクロ波を誘電体層に平
面的に伝搬させるため、誘電体層とマイクロ波導入窓の
面積を大きくすることにより、広い面積で均一なプラズ
マを容易に発生させることができる。また、試料台に高
周波を印加すると、プラズマを介して試料台−プラズマ
−接地部の間で電気回路が形成され、試料表面にバイア
ス電圧を発生させることができる。このバイアス電圧に
より、プラズマ中のイオンの加速（イオンのエネルギ
ー）の制御を行う。すなわち、プラズマは主にマイクロ
波によって発生させ、プラズマ中のイオンのエネルギー
は主に高周波により制御するため、プラズマの発生とプ
ラズマ中のイオンのエネルギーとをそれぞれ独立に制御
できるのである。

【０００６】しかしながら、この装置は、プラズマ発生
条件によっては、試料の表面に安定したバイアス電圧を
発生させることができず、イオンのエネルギー制御が困
難な場合があった。例えば酸化膜のエッチングにおいて
は、エッチング条件によっては、酸化膜を再現性よくエ
ッチングできないのみならず、エッチングが進まず逆に
試料上に薄膜が堆積したりするという問題があった。

【０００７】そこで、本出願人は、さらにこのイオンの
エネルギーを安定して制御することが可能な装置を提案
した（特開平６−１０４０９８号公報）。

【０００８】図１２は、このイオンのエネルギーを安定
して制御することが可能なプラズマ処理装置の模式的縦
断面図である。この装置においては、マイクロ波導入窓
１４の反応室１２側に電気的に接地された対向電極４１
が設けられている。

【０００９】図１３は、この対向電極４１の模式的平面
図である。対向電極４１は、アルミニウム（Ａｌ）等の
金属板で作製され、マイクロ波を反応室１２内に導入す
るためのマイクロ波供給孔４１ａを有している。

【００１０】この装置においては、この接地された対向
電極４１を試料台１５に対向させて、しかも主にプラズ
マが発生するマイクロ波導入窓の近傍に設けている。そ
のため、試料台１５に高周波を印加した際のプラズマポ
テンシャルを安定させ、試料Ｓの表面に安定したバイア
ス電圧を生じさせることができる。その結果、プラズマ
中のイオンのエネルギーの制御が可能になり、エネルギ
ーの適正なイオンを試料Ｓの表面に照射することができ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の装置においては、対向電極が試料の直上にあるた
め、対向電極の材料物質あるいはプラズマ中で生成され
対向電極に付着した堆積物がプラズマによりスパッタさ
れて、試料Ｓに付着し、パーティクルや金属汚染の問題
を生じていた。

【００１２】本発明は、このような課題を解決するため
になされたものであり、試料に対するパーティクルの付
着や金属汚染の少ないプラズマ処理装置およびプラズマ
処理方法を提供することを目的としている。さらに、広
い面積でより均一な処理が可能なプラズマ処理装置およ
びプラズマ処理方法を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述したように、プラズ
マ中のイオンのエネルギーを制御して試料に照射させる
ため、試料台に高周波を印加し、試料の表面にバイアス
電圧を発生させている。試料台に高周波を印加すると、
プラズマを介して電気回路が形成されるが、試料の表面
に発生するバイアス電圧にはプラズマポテンシャルが関
係しており、このプラズマポテンシャルは接地された金
属（対向電極の役割を果たす）にプラズマがどのように
接触しているかにより大きく変化する。

【００１４】したがって、前述のようにマイクロ波導入
窓直下に高密度プラズマを発生させる装置においては、
イオンのエネルギーを安定して制御するために、高密度
プラズマの発生箇所近傍に、すなわちマイクロ波導入窓
下面近傍に、この対向電極を設ける必要がある。

【００１５】本発明者らは、パーティクルおよび金属汚
染の少ない対向電極を検討するために、マイクロ波導入
窓下面近傍で対向電極の形状を変化させて、試料のエッ
チングを行った。その結果、試料台と直接対向する部分
（試料の直上部分）がない周縁部分のみの電極とするこ
とによって、パーティクルおよび金属汚染を低減できる
こと、また周縁部分のみの電極であっても安定したプラ
ズマ処理を試料に施すことができることを知見した。本
発明は上記の知見を基に完成させたものであり、下記
（１）〜（３）をその要旨とする。

【００１６】（１）マイクロ波を供給する手段と、マイ
クロ波導入窓とこのマイクロ波導入窓に対面する試料台
を有する反応容器と、この試料台に高周波を印可する手
段と、試料台に対向する電気的に接地された対向電極と
を備えたプラズマ処理装置であって、対向電極が反応容
器の内側であってマイクロ波導入窓の周縁部に設けら
れ、さらにマイクロ波導入窓の反応容器の外側の面に近
接して、マイクロ波供給孔を有する金属製のマイクロ波
調整板を備えるプラズマ処理装置。

【００１７】

【００１８】（２）（１）のプラズマ処理装置であっ
て、マイクロ波導入窓の反応容器の内側の面に近接し
て、環状の誘電体からなるプラズマ集束手段を備えるプ
ラズマ処理装置。

【００１９】（３）（１）または（２）のプラズマ処理
装置を用いて、試料にプラズマ処理を施すプラズマ処理
方法。

【００２０】本発明の装置においては、対向電極が試料
の真上を避けるようにマイクロ波導入窓の周縁部に設け
られている。試料の真上には、パーテイクルの発生源あ
るいは汚染源となる金属が存在しない。そのため、試料
へのパーティクル付着および金属汚染の問題を抑えつ
つ、安定したバイアス電圧によるプラズマ処理が可能に
なる。なお、本発明でいう周縁部とは、試料の真上にあ
たる部分を中央部とし、その中央部の外側部分のことを
意味する。

【００２１】また、マイクロ波導入窓の反応容器の外側
の面に近接して、マイクロ波供給孔を有する金属板であ
るマイクロ波調整板を設けることにより、マイクロ波の
反応室への導入を調整することができる。マイクロ波調
整板を反応容器の外側に設けるため、試料のパーティク
ルや金属汚染を抑えたまま、マイクロ波の電界分布を調
整して、より均一なプラズマ処理を試料に施すことがで
きる。

【００２２】また、環状の誘電体からなるプラズマ集束
手段を設けることにより、この環状の誘電体の内側のマ
イクロ波の電界強度を強め、プラズマを中央部分に集束
させることができる。これを利用して、プラズマ密度分
布を調整して、より均一なプラズマ処理を可能にでき
る。

【００２３】例えばエッチングにおいては、プラズマ密
度分布が均一な場合、試料の外側には被エッチング物が
存在しないため、試料周辺部は中心部にくらべ単位面積
当たりに照射されるイオンを含むエッチング種の量が逆
に多くなる傾向がある。また、試料から完全に離れた外
側においては、エッチング種はエッチングに寄与せず、
反応容器壁や試料台の周辺部分で消滅したり、排気され
たりする。

【００２４】そこで、この環状の誘電体をマイクロ波導
入窓に近接して設けることにより、プラズマを中央部分
に集束させて、試料の周辺部およびさらにその外側に照
射されるエッチング種の量を減少させ、より均一かつ高
速なエッチング処理を可能にするのである。

【００２５】なお、ここでいう環状とは、円板の中央を
繰り抜いたものに限らず、楕円板や矩形板を繰り抜いた
ものでも良い。また、必ずしも連続した環状を意味する
ものではなく、環状の一部が欠けた形状であっても良
い。すなわち、プラズマ処理された試料の状態に応じ
て、その形状を設計すれば良い。

【００２６】上述した装置を用いて試料にプラズマ処理
を施すことにより、試料に対するパーティクルの付着や
金属汚染を低減でき、また試料をより均一に処理でき
る。そのため、このプラズマ処理方法を例えば半導体素
子の製造工程に用いた場合、製造される半導体素子の歩
留まりを向上させることができる。

【００２７】特に、シリコン酸化膜のエッチング工程に
おいては、イオンエネルギーの制御が重要であるため、
上述した装置を用いて試料にプラズマ処理を施すことが
より好ましい。

【００２８】なお、上述の接地された対向電極、マイク
ロ波調整板、プラズマ集束手段は、誘電体層を利用した
プラズマ処理装置に適用する場合、特に高い効果を得る
ことができる。この誘電体層を利用したプラズマ処理装
置は、マイクロ波電界の強いマイクロ波導入窓直下に大
面積の高密度プラズマを生成するため、この部分の制御
が他の装置にくらべてより重要なためである。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明のプラズマ処理装置および
プラズマ処理方法を具体的に説明する。

【００３０】（第１の形態）図１は、本発明のプラズマ
処理装置の第１の形態の模式的縦断面図である。図中１
１は、中空直方体形状の反応容器であり、アルミニウム
やステンレス等の金属で形成されている。反応容器１１
の内部には、反応室１２が設けられている。反応容器１
１の上部には、マイクロ波導入口１３が開口しており、
このマイクロ波導入口１３は、マイクロ波導入窓１４に
よって反応容器１１の上部壁との間にＯリング２０を介
して気密に封止されている。マイクロ波導入窓１４は、
耐熱性とマイクロ波透過性を有し、かつ誘電損失が小さ
い石英ガラス（ＳｉＯ₂）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等の誘
電体で形成される。

【００３１】反応室１２内には、試料台１５がマイクロ
波導入窓１４と対面する位置に配設され、試料Ｓはこの
試料台１５上に載置される。試料台１５は、試料Ｓを保
持するための静電チャック等の吸着機構(図示せず)およ
び試料Ｓを恒温に保持するための媒体を循環させる循環
機構(図示せず)などを備えている。さらに、試料台１５
には、高周波電源２８が接続されている。高周波電源２
８の周波数としては、４００ｋＨｚ、２ＭＨｚ、１３．
５６ＭＨｚなどが用いられる。試料台１５は基台１６上
に固定され、反応容器１１とは絶縁部材１８により絶縁
され、また試料台１５の周囲はプラズマシールド部材１
７で覆われている。なお、試料台１５は、静電チャック
機能を持たせるために、アルミニウム電極の表面にアル
ミナが溶射された構造が用いられる。絶縁部材１８やプ
ラズマシールド部材１７としてアルミナが用いられる。

【００３２】反応容器１１には、反応室１２内にガスを
導入するためのガス導入孔２５および排気装置（図示せ
ず）に接続される排気口２６が設けられている。反応容
器１１の周囲壁はヒータ（図示せず）によって所定の温
度に加熱できるようになっている。

【００３３】反応容器１１の上方には、上部をアルミニ
ウム等の金属板３３で覆われた誘電体層３２が配設され
ている。誘電体層３２には導波管３４を介してマイクロ
波発振器３５が連結されている。なお、この誘電体層３
２は誘電損失の小さい材料、例えばフッ素樹脂、ポリエ
チレン、ポリスチレンなどで構成される。マイクロ波の
周波数としては、例えば２．４５ＧＨｚが用いられる。

【００３４】この形態では、上記の構成に加えて、試料
Ｓの表面に発生させるバイアス電圧を安定させるため、
マイクロ波導入窓１４の下面のその周縁部に環状の対向
電極２１が設けられている。この対向電極２１は、反応
容器１１を介して電気的に接地され、高周波が印加され
る試料台１５に対する接地電極の役割を果たす。

【００３５】図２は、図１の装置の対向電極部分のＡの
部分の拡大図である。この対向電極２１の外周部分に
は、アルミナなどからなる対向電極外縁絶縁板２２が設
けられ、対向電極２１と反応容器１１の側壁とが区分さ
れている。

【００３６】図３（ａ）は、この対向電極の１例である
環状電極の模式的縦断面図であり、図３（ｂ）は、この
環状電極の底面図である。この対向電極２１は、シリコ
ン（Ｓｉ）やアルミニウムなどので作製される。

【００３７】なお、この対向電極２１の形状は、均一な
プラズマ処理を試料に施すため、試料から見て対称的に
した方が好ましい。また装置構成の観点から、環状にす
るのが好ましいが、これに限られないことは言うまでも
ない。

【００３８】このように構成されたプラズマ処理装置を
用いて、試料Ｓの表面をエッチングする場合について、
図１に基づき説明する。

【００３９】反応室１２を排気口２６から排気し、そ
の後ガス導入孔２５から反応室１２にガスを供給する。

【００４０】マイクロ波発振器３５からマイクロ波を
発振させ、導波管３４を介して誘電体層３２にマイクロ
波を導入する。表面波電界が中空層３１に形成され、そ
の電界がマイクロ波導入窓１４を透過して、反応室１２
にプラズマを発生させる。

【００４１】プラズマ発生とほぼ同時に高周波電源２
８を用いて試料台１５に高周波を印加し、試料Ｓ表面に
バイアス電圧を発生させる。このバイアス電圧によって
プラズマ中のイオンのエネルギーを制御しつつ、試料Ｓ
の表面にイオンを照射させて、試料Ｓにエッチングを施
す。

【００４２】このとき、試料Ｓの真上を避ける形状の接
地した対向電極２１を設けることにより、試料Ｓに対す
るパーティクルの付着や金属汚染の問題がなく、試料Ｓ
表面に生じるバイアス電圧を安定させ、安定したエッチ
ングが可能になる。

【００４３】半導体素子の製造工程にこのプラズマ処理
装置を適用した場合、試料に対するパーティクルの付着
や金属汚染を低減でき、また試料を均一に処理できるた
め、製造される半導体素子の歩留まりを向上させること
ができる。

【００４４】なお、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）
のエッチング工程のように、イオンの制御が特に重要な
処理に、このプラズマ処理装置は好適である。

【００４５】（第２の形態）図４は、本発明のプラズマ
処理装置の第２の形態の模式的縦断面図である。図１に
示した装置に、さらにマイクロ波調整板２３をマイクロ
波導入窓１４の上に設けている。

【００４６】図５は、このマイクロ波調整板の平面図で
ある。マイクロ波調整板２３は、アルミニウムなどの金
属板の中央部に、すなわち試料Ｓの上にあたる部分に、
複数の孔２３ａを設けて、作製される。この孔２３ａの
パターンにより、反応室１２に導入されるマイクロ波の
電界分布を調整して、より均一なプラズマ処理を可能に
するのである。

【００４７】なお、特に試料の中央部と周辺部のプラズ
マ処理の不均一のみが問題になる場合は、中央部に１つ
の孔のみを有する金属板を用いても良い。

【００４８】（第３の形態）図６は、本発明のプラズマ
処理装置の第３の形態の模式的縦断面図である。図４に
示した装置に、さらに環状の誘電体からなるプラズマ集
束手段２４を対向電極２１の内側に設けている。

【００４９】図７は、この環状の誘電体からなるプラズ
マ集束手段の１例の模式的平面図である。この例は、同
心円状の完全な環状のものである。この環状の誘電体の
材料として、石英、アルミナなどを用いることができ
る。なお、誘電体の形状は、試料のプラズマ処理の結果
にあわせ、適宜設計すれば良いことは言うまでもない。
また、この環状の誘電体からなるプラズマ集束手段は、
マイクロ波導入窓と一体的に作製しても良いし、メンテ
ナンス性を考慮し交換が容易であるようにマイクロ波導
入窓と別部材にしてもよい。

【００５０】この環状の誘電体からなるプラズマ集束手
段は、エッチング種の供給が特に問題となるシリコン酸
化膜のエッチングに有用である。その理由は、試料に照
射されない不要部分のプラズマ発生を抑え、プラズマを
試料の中央部へ集束させることにより、試料へ供給され
るエッチング種の量を増加させ、また試料の中央部と試
料の周縁部のエッチング種の量を調整して、エッチング
の高速化および均一性の向上を図ることができるからで
ある。

【００５１】

【実施例】本発明の実施例について説明する。なお、以
下の実施例で用いたマイクロ波の周波数は、２．４５Ｇ
Ｈｚ、高周波の周波数は、４００ｋＨｚである。

【００５２】（第１実施例）本実施例の装置は、図１に
示したプラズマ処理装置である。この実施例の装置を用
いて、シリコン酸化膜が１μｍ成膜された６インチシリ
コンウエハを２５枚連続してエッチングし、ウエハ上の
０．２μｍ以上のパーティクル数を測定した。エッチン
グ条件は以下の通りである。ＣＨＦ₃ ：２０sccm、圧
力：３０mTorr、マイクロ波電力：１３００Ｗ、高周波
電力：１０００Ｗ、試料台温度：０℃。なお、比較例と
して、図１２に示した従来のプラズマ処理装置に関して
も、同様の測定を行った。

【００５３】その結果、従来例では、ウエハ上のパーテ
ィクル数が数百個であったのに対し、本発明例では、ウ
エハ上のパーティクル数を５０個未満に低減できた。

【００５４】また、本発明例でのウエハ上のパーティク
ルをＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線アナライザ）により
分析したところ、アルミニウム（Ａｌ）とフッ素（Ｆ）
が同時に検出されることはなくなり、対向電極部分から
のパーティクルおよび汚染が低減されていることが確認
できた。

【００５５】（第２実施例）この実施例の装置は、図４
に示したマイクロ波調整板を備えたプラズマ処理装置で
ある。この装置を用いて、マイクロ波調整板によるプラ
ズマの均一化の効果を評価した。

【００５６】プラズマの均一性は、ＣＨＦ₃ ガスをプラ
ズマで分解したときに６インチシリコンウエハ上に生成
されるフルオロカーボンの重合物の成膜速度分布の均一
性で評価した。成膜条件は、以下の通りである。ＣＨＦ
₃ ：２０sccm、圧力：３０mTorr、マイクロ波電力：１
３００Ｗ、試料台温度：０℃で、試料台への高周波電力
は印加しなかった。また、比較例として、マイクロ波調
整板を用いない場合について、同様の測定を行った。

【００５７】図８（ａ）、（ｂ）は、この実施例の装置
で用いたマイクロ波調整板の開孔パターンを示す図であ
る。図８（ａ）は、マイクロ波の透過領域を中央の矩形
領域に限定するものであり、図８（ｂ）は、さらにマイ
クロ波の電界分布を調整するものである。

【００５８】図９は、ウエハ面内のフルオロカーボンの
重合物の成膜速度分布を示す図である。図９（ａ）は、
図８（ａ）の開孔パターンのマイクロ波調整板を用いた
とき、図９（ｂ）は、図８（ｂ）の開孔パターンのマイ
クロ波調整板を用いたとき、図９（ｃ）は、マイクロ波
調整板を用いないときの成膜速度分布を示す図である。
単位は、ｎｍ／ｍｉｎである。

【００５９】マイクロ波調整板を用いない場合、マイク
ロ波導入側と反射側で成膜速度が速い分布であった。そ
れに対して、マイクロ波調整板を設けることにより均一
な成膜速度分布が得られた。つまり、マイクロ波調整板
を設置することにより、均一な密度分布のプラズマを発
生させることができた。

【００６０】（第３実施例）この実施例の装置は、図６
に示したプラズマ処理装置である。この装置を用いて、
プラズマ集束手段によるプラズマ処理の均一化の効果を
評価した。この実施例のプラズマ集束手段は、図７に示
した環状の石英である。また、図９（ａ）の開孔パター
ンのマイクロ波調整板を用いた。

【００６１】プラズマ処理の均一化の効果は、６インチ
シリコンウエハ上のＢＰＳＧ膜のエッチング速度の均一
性で評価した。エッチング条件は以下の通りである。Ｃ
ＨＦ₃ ：２０sccm、圧力：３０mTorr、マイクロ波電
力：１３００Ｗ、高周波電力：６００Ｗ、試料台温度：
０℃。また、比較例として、プラズマ集束手段を用いな
い場合について、同様の測定を行った。

【００６２】図１０は、ウエハ面内のエッチング速度の
分布を示す図であり、図１０（ａ）は本発明例の結果で
あり、図１０（ｂ）は比較例の結果である。単位は、ｎ
ｍ／ｍｉｎである。比較例の図１０（ｂ）は、マイクロ
波の反射端および周辺部のエッチング速度が高く不均一
な分布となっている。それに対して、本発明例の図１０
（ａ）では、エッチング速度を向上させることができる
とともにその分布を均一にすることができた。

【００６３】（第４実施例）上述のマイクロ波調整板お
よびプラズマ集束手段が、プラズマ密度に及ぼす影響を
測定した。プラズマ発生条件は、以下の通りである。Ｃ
ＨＦ₃ ：２０sccm、マイクロ波電力：１３００Ｗ。圧力
は、１０mTorr〜８０mTorrの間で変化させた。高周波電
力は、印加しなかった。プラズマ密度の測定にはラング
ミューアプローブを用いた。測定位置は、試料台の中心
位置であって、マイクロ波導入窓から４０mmの位置とし
た。

【００６４】図１１は、プラズマ密度の測定結果を示す
グラフである。○は、第１実施例に用いた装置の測定結
果であり、△は、図８（ａ）の開孔パターンのマイクロ
波調整板を用いた第２実施例に用いた装置の測定結果で
あり、□は、第３実施例に用いた装置の測定結果であ
る。

【００６５】マイクロ波調整板を設けること（△）によ
り、プラズマ密度を高めることができた。これは、マイ
クロ波の供給領域の面積を減少させることにより、マイ
クロ波の電界密度が大きくなったためである。

【００６６】さらに、環状の石英からなるプラズマ集束
手段を設けること（□）により、プラズマ密度を格段に
高められることが確認できた。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のプラズマ
処理装置によれば、大面積に均一なプラズマを発生さ
せ、イオンエネルギーを制御でき、しかも試料に対する
パーティクルの付着や金属汚染を低減することができ
る。さらに、より均一なプラズマ処理を可能にすること
ができる。

【００６８】また、本発明のプラズマ処理方法を半導体
素子の製造工程に適用した場合、試料に対するパーティ
クルの付着や金属汚染を低減でき、また試料を均一に処
理できるため、製造される半導体素子の歩留まりを向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマ処理装置の第１の形態の模式
的縦断面図である。

【図２】図１の対向電極２１部分のＡの部分の拡大図で
ある。

【図３】図３（ａ）は、この対向電極の１例である環状
電極の模式的縦断面図であり、図３（ｂ）は、この環状
電極の模式的底面図である。

【図４】本発明のプラズマ処理装置の第２の形態の模式
的縦断面図である。

【図５】本発明のマイクロ波調整板の模式的平面図であ
る。

【図６】本発明のプラズマ処理装置の第３の形態の模式
的縦断面図である。

【図７】本発明のプラズマ集束手段の１例の模式的平面
図である。

【図８】本発明のマイクロ波調整板の開孔パターンを示
す図である。図８（ａ）は、マイクロ波の供給領域を中
央の矩形領域に限定するものであり、図８（ｂ）は、さ
らにマイクロ波の分布を調整するものである。

【図９】ウエハ面内のフルオロカーボンの重合物の成膜
速度分布を示す図である。図９（ａ）は、図８（ａ）の
開孔パターンのマイクロ波調整板を用いたとき、図９
（ｂ）は、図８（ｂ）の開孔パターンのマイクロ波調整
板を用いたとき、図９（ｃ）は、マイクロ波調整板を用
いないときの成膜速度分布を示す図である。

【図１０】ウエハ面内のエッチング速度の分布を示す図
であり、図１０（ａ）は本発明例の結果を示す図であ
り、図１０（ｂ）は比較例の結果を示す図である。

【図１１】プラズマ密度の測定結果を示すグラフであ
る。○は、第１実施例に用いた装置の測定結果であり、
△は、第２実施例に用いた装置の測定結果であり、□
は、第３実施例に用いた装置の測定結果である。

【図１２】従来のプラズマ処理装置の模式的縦断面図で
ある。

【図１３】従来の接地される対向電極４１の平面図であ
る。

【符号の説明】

１１反応容器１２反応室１３マイクロ波導入口１４マイクロ波導入窓１５試料台１６基台１７プラズマシールド部材１８絶縁部材２０Ｏリング２１対向電極２２対向電極外縁絶縁板２３マイクロ波調整板２３ａ孔２４プラズマ集束手段２５ガス導入孔２６排気口３１中空部３２誘電体層３３金属板３４導波管３５マイクロ波発振器４１対向電極４１ａ孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 21/285 Ｈ０１Ｌ 21/285 Ｃ 21/3065 21/31 Ｃ 21/31 21/302 Ｂ (72)発明者村上智美大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内 (72)発明者武田直彦大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内 (56)参考文献特開平７−142194（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05H 1/46 C23C 16/50 C23F 4/00 H01L 21/3065

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】マイクロ波を供給する手段と、マイクロ波
導入窓とこのマイクロ波導入窓に対面する試料台を有す
る反応容器と、試料台に高周波を印可する手段と、試料
台に対向する電気的に接地された対向電極とを備えたプ
ラズマ処理装置であって、前記対向電極が反応容器の内
側であってマイクロ波導入窓の周縁部に設けられ、さら
にマイクロ波導入窓の反応容器の外側の面に近接して、
マイクロ波供給孔を有する金属製のマイクロ波調整板を
備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】マイクロ波導入窓の反応容器の内側の面に
近接して、環状の誘電体からなるプラズマ集束手段を備
えることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装
置。
【請求項３】請求項１または請求項２記載のいずれかの
プラズマ処理装置を用いて、試料にプラズマ処理を施す
ことを特徴とするプラズマ処理方法。