JP4113895B2

JP4113895B2 - Plasma processing equipment

Info

Publication number: JP4113895B2
Application number: JP2006086573A
Authority: JP
Inventors: 忠弘大見; 昌樹平山; 成利須川; 哲也後藤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: JP2006203246A

Description

本発明は一般にプラズマ処理装置に係り、特にマイクロ波プラズマ処理装置に関する。 The present invention generally relates to a plasma processing apparatus, and more particularly to a microwave plasma processing apparatus.

プラズマ処理工程およびプラズマ処理装置は、近年のいわゆるディープサブミクロン素子あるいはディープサブクォーターミクロン素子と呼ばれる０．１μｍに近い、あるいはそれ以下のゲート長を有する超微細化半導体装置の製造や、液晶表示装置を含む高解像度平面表示装置の製造にとって、不可欠の技術である。 The plasma processing step and the plasma processing apparatus are used in the manufacture of ultra-miniaturized semiconductor devices having a gate length close to or less than 0.1 μm, which are called so-called deep sub-micron elements or deep sub-quarter micron elements, and liquid crystal display devices. This is an indispensable technique for manufacturing a high-resolution flat panel display device.

半導体装置や液晶表示装置の製造に使われるプラズマ処理装置としては、従来より様々なプラズマの励起方式が使われているが、特に平行平板型高周波励起プラズマ処理装置あるいは誘導結合型プラズマ処理装置が一般的である。しかしこれら従来のプラズマ処理装置は、プラズマ形成が不均一であり、電子密度の高い領域が限定されているため大きな処理速度すなわちスループットで被処理基板全面にわたり均一なプロセスを行うのが困難である問題点を有している。この問題は、特に大径の基板を処理する場合に深刻になる。しかもこれら従来のプラズマ処理装置では、電子温度が高いため被処理基板上に形成される半導体素子にダメージが生じ、また処理室壁のスパッタリングによる金属汚染が大きいなど、いくつかの本質的な問題を有している。このため、従来のプラズマ処理装置では、半導体装置や液晶表示装置のさらなる微細化およびさらなる生産性の向上に対する厳しい要求を満たすことが困難になりつつある。 Various plasma excitation methods have been used in the past as plasma processing devices used in the manufacture of semiconductor devices and liquid crystal display devices. In particular, parallel plate high frequency excitation plasma processing devices or inductively coupled plasma processing devices are generally used. Is. However, these conventional plasma processing apparatuses have a problem that it is difficult to perform a uniform process over the entire surface of the substrate to be processed at a high processing speed, that is, a throughput because the plasma formation is non-uniform and the region where the electron density is high is limited. Has a point. This problem is particularly serious when processing a large-diameter substrate. In addition, these conventional plasma processing apparatuses have some essential problems such as damage to semiconductor elements formed on the substrate to be processed due to high electron temperature, and large metal contamination due to sputtering of the processing chamber wall. Have. For this reason, it is becoming difficult for conventional plasma processing apparatuses to meet strict requirements for further miniaturization of semiconductor devices and liquid crystal display devices and further improvement of productivity.

一方、従来より直流磁場を用いずにマイクロ波電界により励起された高密度プラズマを使うマイクロ波プラズマ処理装置が提案されている。例えば、均一なマイクロ波を発生するように配列された多数のスロットを有する平面状のアンテナ（ラジアルラインスロットアンテナ）から処理容器内にマイクロ波を放射し、このマイクロ波電界により真空容器内のガスを電離してプラズマを励起させる構成のプラズマ処理装置が提案されている。例えば特開平９−６３７９３公報を参照。このような手法で励起されたマイクロ波プラズマではアンテナ直下の広い領域にわたって高いプラズマ密度を実現でき、短時間で均一なプラズマ処理を行うことが可能である。しかもかかる手法で形成されたマイクロ波プラズマではマイクロ波によりプラズマを励起するため電子温度が低く、被処理基板のダメージや金属汚染を回避することができる。さらに大面積基板上にも均一なプラズマを容易に励起できるため、大口径半導体基板を使った半導体装置の製造工程や大型液晶表示装置の製造にも容易に対応できる。 On the other hand, a microwave plasma processing apparatus that uses high-density plasma excited by a microwave electric field without using a DC magnetic field has been proposed. For example, microwaves are radiated into a processing vessel from a planar antenna (radial line slot antenna) having a large number of slots arranged to generate uniform microwaves, and gas in the vacuum vessel is generated by the microwave electric field. There has been proposed a plasma processing apparatus configured to excite plasma by exciting the plasma. For example, see JP-A-9-63793. With microwave plasma excited by such a method, a high plasma density can be realized over a wide region directly under the antenna, and uniform plasma treatment can be performed in a short time. In addition, the microwave plasma formed by such a method excites the plasma by the microwave, so that the electron temperature is low, and damage to the substrate to be processed and metal contamination can be avoided. Furthermore, since uniform plasma can be easily excited even on a large-area substrate, it is possible to easily cope with a manufacturing process of a semiconductor device using a large-diameter semiconductor substrate and a large-sized liquid crystal display device.

図１Ａ，Ｂは、かかるラジアルラインスロットアンテナを使った従来のマイクロ波プラズマ処理装置１００の構成を示す。ただし図１Ａはマイクロ波プラズマ処理装置１００の断面図を、また図１Ｂはラジアルラインスロットアンテナの構成を示す図である。 1A and 1B show a configuration of a conventional microwave plasma processing apparatus 100 using such a radial line slot antenna. However, FIG. 1A is a sectional view of the microwave plasma processing apparatus 100, and FIG. 1B is a diagram showing a configuration of a radial line slot antenna.

図１Ａを参照するに、マイクロ波プラズマ処理装置１００は複数の排気ポート１１６から排気される処理室１０１を有し、前記処理室１０１中には被処理基板１１４を保持する保持台１１５が形成されている。前記処理室１０１の均一な排気を実現するため、前記保持台１１５の周囲にはリング状に空間１０１Ａが形成されており、前記複数の排気ポート１１６を前記空間１０１Ａに連通するように等間隔で、すなわち被処理基板に対して軸対称に形成することにより、前記処理室１０１を前記空間１０１Ａおよび排気ポート１１６を介して均一に排気することができる。 Referring to FIG. 1A, the microwave plasma processing apparatus 100 includes a processing chamber 101 that is exhausted from a plurality of exhaust ports 116, and a holding table 115 that holds a substrate to be processed 114 is formed in the processing chamber 101. ing. In order to achieve uniform exhaust of the processing chamber 101, a ring-shaped space 101A is formed around the holding table 115, and the plurality of exhaust ports 116 are connected at equal intervals so as to communicate with the space 101A. In other words, the processing chamber 101 can be uniformly evacuated through the space 101A and the exhaust port 116 by being formed symmetrically with respect to the substrate to be processed.

前記処理室１０１上には、前記保持台１１５上の被処理基板１１４に対応する位置に、前記処理室１０１の外壁の一部として、低損失誘電体よりなり多数の開口部１０７を形成された板状のシャワープレート１０３がシールリング１０９を介して形成されており、さらに前記シャワープレート１０３の外側に同じく低損失誘電体よりなるカバープレート１０２が、別のシールリング１０８を介して設けられている。 A large number of openings 107 made of a low-loss dielectric material are formed on the processing chamber 101 as a part of the outer wall of the processing chamber 101 at a position corresponding to the substrate 114 to be processed on the holding table 115. A plate-like shower plate 103 is formed via a seal ring 109, and a cover plate 102 made of a low-loss dielectric is also provided outside the shower plate 103 via another seal ring 108. .

前記シャワープレート１０３にはその上面にプラズマガスの通路１０４が形成されており、前記複数の開口部１０７の各々は前記プラズマガス通路１０４に連通するように形成されている。さらに、前記シャワープレート１０３の内部には、前記処理容器１０１の外壁に設けられたプラズマガス供給ポート１０５に連通するプラズマガスの供給通路１０８が形成されており、前記プラズマガス供給ポート１０５に供給されたＡｒやＫｒ等のプラズマガスは、前記供給通路１０８から前記通路１０４を介して前記開口部１０７に供給され、前記開口部１０７から前記処理容器１０１内部の前記シャワープレート１０３直下の空間１０１Ｂに、実質的に一様な濃度で放出される。 A plasma gas passage 104 is formed on the upper surface of the shower plate 103, and each of the plurality of openings 107 is formed to communicate with the plasma gas passage 104. Further, a plasma gas supply passage 108 communicating with the plasma gas supply port 105 provided on the outer wall of the processing vessel 101 is formed inside the shower plate 103, and is supplied to the plasma gas supply port 105. A plasma gas such as Ar or Kr is supplied from the supply passage 108 to the opening 107 through the passage 104, and from the opening 107 to the space 101B immediately below the shower plate 103 inside the processing vessel 101. Released at a substantially uniform concentration.

前記処理容器１０１上には、さらに前記カバープレート１０２の外側に、前記カバープレート１０２から４〜５ｍｍ離間して、図１Ｂに示す放射面を有するラジアルラインスロットアンテナ１１０が設けられている。前記ラジアルラインスロットアンテナ１１０は外部のマイクロ波源（図示せず）に同軸導波管１１０Ａを介して接続されており、前記マイクロ波源からのマイクロ波により、前記空間１０１Ｂに放出されたプラズマガスを励起する。前記カバープレート１０２とラジアルラインスロットアンテナ１１０の放射面との間の隙間は大気により充填されている。 On the processing container 101, a radial line slot antenna 110 having a radiation surface shown in FIG. 1B is provided outside the cover plate 102 at a distance of 4 to 5 mm from the cover plate 102. The radial line slot antenna 110 is connected to an external microwave source (not shown) via a coaxial waveguide 110A, and excites the plasma gas discharged into the space 101B by the microwave from the microwave source. To do. A gap between the cover plate 102 and the radiation surface of the radial line slot antenna 110 is filled with air.

前記ラジアルラインスロットアンテナ１１０は、前記同軸導波管１１０Ａの外側導波管に接続された平坦なディスク状のアンテナ本体１１０Ｂと、前記アンテナ本体１１０Ｂの開口部に形成された、図１Ｂに示す多数のスロット１１０ａおよびこれに直交する多数のスロット１１０ｂを形成された放射板１１０Ｃとよりなり、前記アンテナ本体１１０Ｂと前記放射板１１０Ｃとの間には、厚さが一定の誘電体板よりなる遅相板１１０Ｄが挿入されている。 The radial line slot antenna 110 includes a flat disk-shaped antenna body 110B connected to the outer waveguide of the coaxial waveguide 110A, and a plurality of the radial line slot antennas 110 shown in FIG. 1B formed in the opening of the antenna body 110B. And a radiation plate 110C formed with a plurality of slots 110b perpendicular to the slot 110a, and between the antenna body 110B and the radiation plate 110C, a slow phase composed of a dielectric plate having a constant thickness. A plate 110D is inserted.

かかる構成のラジアルラインスロットアンテナ１１０では、前記同軸導波管１１０から給電されたマイクロ波は、前記ディスク状のアンテナ本体１１０Ｂと放射板１１０Ｃとの間を、半径方向に広がりながら進行するが、その際に前記遅相板１１０Ｄの作用により波長が圧縮される。そこで、このようにして半径方向に進行するマイクロ波の波長に対応して前記スロット１１０ａおよび１１０ｂを同心円状に、かつ相互に直交するように形成しておくことにより、円偏波を有する平面波を前記放射板１１０Ｃに実質的に垂直な方向に放射することができる。 In the radial line slot antenna 110 having such a configuration, the microwave fed from the coaxial waveguide 110 travels between the disk-shaped antenna body 110B and the radiation plate 110C while spreading in the radial direction. At this time, the wavelength is compressed by the action of the retardation plate 110D. Thus, by forming the slots 110a and 110b concentrically and orthogonally to each other in accordance with the wavelength of the microwave traveling in the radial direction in this way, a plane wave having circular polarization can be obtained. Radiation can be performed in a direction substantially perpendicular to the radiation plate 110C.

かかるラジアルラインスロットアンテナ１１０を使うことにより、前記シャワープレート１０３直下の空間１０１Ｂに均一な高密度プラズマが形成される。このようにして形成された高密度プラズマは電子温度が低く、そのため被処理基板１１４にダメージが生じることがなく、また処理容器１０１の器壁のスパッタリングに起因する金属汚染が生じることもない。 By using the radial line slot antenna 110, uniform high-density plasma is formed in the space 101B immediately below the shower plate 103. The high-density plasma thus formed has a low electron temperature, so that the substrate to be processed 114 is not damaged, and metal contamination due to sputtering of the vessel wall of the processing vessel 101 does not occur.

図１のプラズマ処理装置１００では、さらに前記処理容器１０１中、前記シャワープレート１０３と被処理基板１１４との間に、外部の処理ガス源（図示せず）から前記処理容器１０１中に形成された処理ガス通路１１２を介して処理ガスを供給する多数のノズル１１３を形成された導体構造物１１１が形成されており、前記ノズル１１３の各々は、供給された処理ガスを、前記導体構造物１１１と被処理基板１１４との間の空間１０１Ｃに放出する。すなわち前記導体構造物１１１は処理ガス供給部として機能する。前記処理ガス供給部を構成する導体構造物１１１には、前記隣接するノズル１１３と１１３との間に、前記空間１０１Ｂにおいて形成されたプラズマを前記空間１０１Ｂから前記空間１０１Ｃに拡散により、効率よく通過させるような大きさの開口部が形成されている。 In the plasma processing apparatus 100 of FIG. 1, the processing vessel 101 is formed in the processing vessel 101 between the shower plate 103 and the substrate to be processed 114 from an external processing gas source (not shown). A conductor structure 111 formed with a plurality of nozzles 113 for supplying a processing gas through the processing gas passage 112 is formed, and each of the nozzles 113 sends the supplied processing gas to the conductor structure 111. It is discharged into the space 101C between the substrate to be processed 114. That is, the conductor structure 111 functions as a processing gas supply unit. The conductor structure 111 constituting the processing gas supply unit efficiently passes the plasma formed in the space 101B between the adjacent nozzles 113 and 113 by diffusion from the space 101B to the space 101C. An opening having such a size as to be formed is formed.

そこで、このように前記処理ガス供給部１１１から前記ノズル１１３を介して処理ガスを前記空間１０１Ｃに放出した場合、放出された処理ガスは前記空間１０１Ｂにおいて形成された高密度プラズマにより励起され、前記被処理基板１１４上に、一様なプラズマ処理が、効率的かつ高速に、しかも基板および基板上の素子構造を損傷させることなく、また基板を汚染することなく行われる。一方前記ラジアルラインスロットアンテナ１１０から放射されたマイクロ波は、導体よりなる前記処理ガス供給部１１１により阻止され、被処理基板１１４を損傷させることはない。 Therefore, when the processing gas is discharged from the processing gas supply unit 111 to the space 101C through the nozzle 113 in this way, the released processing gas is excited by the high-density plasma formed in the space 101B, and Uniform plasma treatment is performed on the substrate 114 to be processed efficiently and at high speed without damaging the substrate and the device structure on the substrate, and without contaminating the substrate. On the other hand, the microwave radiated from the radial line slot antenna 110 is blocked by the processing gas supply unit 111 made of a conductor, and does not damage the substrate 114 to be processed.

ところで、図１Ａ，１Ｂで説明した上記のプラズマ処理装置１００では、前記処理ガス供給部１１１からの処理ガスの導入が均一に行われることが非常に重要である。また、前記処理ガス供給部１１１は空間１０１Ｂにおいて励起されたプラズマを、前記被処理基板１１４直上の空間１０１Ｃへと速やかに通過させることが可能でなければならない。 Incidentally, in the plasma processing apparatus 100 described with reference to FIGS. 1A and 1B, it is very important that the processing gas is uniformly introduced from the processing gas supply unit 111. In addition, the processing gas supply unit 111 must be able to promptly pass the plasma excited in the space 101B to the space 101C immediately above the substrate to be processed 114.

図２は、従来より使われている前記処理ガス供給部１１１の構成を示す底面図である。 FIG. 2 is a bottom view showing a configuration of the processing gas supply unit 111 conventionally used.

図２を参照するに、前記処理ガス供給部１１１はＡｌ含有ステンレススチールなどよりなるディスク状のプレート部材であり、前記空間１０１Ｂ中の高密度プラズマを通過させる多数の大きな開口部１１１Ｂが行列状に形成されている。また前記ディスク状プレート部材１１１中には前記処理ガス通路１１２に連通する処理ガス分配通路１１２Ａが外周に沿って形成されており、前記処理ガス分配通路１１２Ａに連通するように、格子状の処理ガス通路１１３Ａが形成されており、前記格子状処理ガス通路１１３Ａには多数のノズル開口部１１３が形成されている。 Referring to FIG. 2, the processing gas supply unit 111 is a disk-shaped plate member made of Al-containing stainless steel or the like, and a large number of large openings 111B through which high-density plasma in the space 101B passes are arranged in a matrix. Is formed. Further, a processing gas distribution passage 112A communicating with the processing gas passage 112 is formed in the disc-shaped plate member 111 along the outer periphery, and a lattice processing gas is connected to the processing gas distribution passage 112A. A passage 113A is formed, and a number of nozzle openings 113 are formed in the lattice-like processing gas passage 113A.

かかる構成によれば、図２中に破線で重ねて示した被処理基板１１４の表面に、多数のノズル開口部１１３から処理ガスがほぼ均一に導入される。 According to such a configuration, the processing gas is introduced almost uniformly from the large number of nozzle openings 113 onto the surface of the substrate 114 to be processed, which is indicated by the broken lines in FIG.

一方、図２の底面図の構成では前記ノズル開口部１１３が前記被処理基板１１４に向う方向に形成されているため、前記ノズル開口部１１３を密に形成したとしても、処理ガスを被処理基板１１４の表面に到達するまでに十分に拡散させることが困難である。また前記ノズル開口部１１３を余り密に形成してしまうと、処理ガスが基板１１４周辺部に主に供給されてしまい、中心部において枯渇する可能性がある。また図１Ａ，１Ｂのプラズマ処理装置１００では、前記空間１０１Ｂおよび１０１Ｃが速やかに排気されるように前記シャワープレート１０３と被処理基板１１４との距離を狭めてあり、その結果前記ノズル開口部１１３から導入された処理ガスは被処理基板１１４に速やかに到達してしまい、十分に拡散することができない。 On the other hand, in the configuration of the bottom view of FIG. 2, the nozzle opening 113 is formed in a direction toward the substrate to be processed 114, so that even if the nozzle openings 113 are densely formed, the processing gas is supplied to the substrate to be processed. It is difficult to diffuse sufficiently until the surface of 114 is reached. If the nozzle openings 113 are formed too densely, the processing gas is mainly supplied to the periphery of the substrate 114 and may be depleted at the center. Further, in the plasma processing apparatus 100 of FIGS. 1A and 1B, the distance between the shower plate 103 and the substrate to be processed 114 is reduced so that the spaces 101B and 101C are quickly exhausted. The introduced processing gas quickly reaches the substrate to be processed 114 and cannot be sufficiently diffused.

さらに、図１Ａ，１Ｂのプラズマ処理装置１００では前記処理ガス供給部１１１は高密度プラズマに起因する大量の熱フラックスに曝されるため、温度が上昇してしまう問題点を有している。 Further, in the plasma processing apparatus 100 of FIGS. 1A and 1B, the processing gas supply unit 111 is exposed to a large amount of heat flux due to high-density plasma, and thus has a problem that the temperature rises.

そこで、本発明は上記の課題を解決した新規で有用なプラズマ処理装置を提供することを概括的課題とする。 Accordingly, it is a general object of the present invention to provide a novel and useful plasma processing apparatus that solves the above problems.

本発明のより具体的な課題は、処理ガスを均一に供給できる処理ガス供給部を備えたプラズマ処理装置を供給することにある。 A more specific problem of the present invention is to supply a plasma processing apparatus provided with a processing gas supply unit capable of supplying a processing gas uniformly.

本発明の他の課題は、処理ガス供給部の昇温を回避できる構成のプラズマ処理装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus having a configuration capable of avoiding an increase in temperature of a processing gas supply unit.

本発明のその他の課題は、
外壁により画成され、被処理基板を保持する保持台を備えた処理容器と、
前記処理容器に結合された排気系と、
前記処理容器上に、前記被処理基板に対向して設けられたマイクロ波アンテナと、
前記処理容器内において前記被処理基板と前記マイクロ波アンテナとの間に設けられ、前記処理容器内にプラズマガスを供給するプラズマガス供給部と、
前記処理容器内において前記被処理基板と前記プラズマガス供給部との間に設けられ、前記処理容器を前記プラズマガス供給部側の第１の空間と前記被処理基板側の第２の空間とに画成する処理ガス供給部とを備え、
前記処理ガス供給部は前記第１の空間と前記第２の空間との間に連通する第１の開口部を複数備えるとともに前記第１の空間と前記第２の空間とを画成する部分を備え、
かつ前記第１の空間と前記第２の空間とを画成する前記部分は、処理ガス源に接続可能な処理ガス通路と、該処理ガス通路に連通し前記処理ガスを前記第２の空間へ放出するための複数の第２の開口部とを備え、
前記マイクロ波アンテナからのマイクロ波と前記プラズマガスとを用いて前記第１の空間でプラズマを発生させ、該プラズマを前記第２の空間へ向けて前記複数の第１の開口部を通過させるように構成され、
前記第２の開口部は、前記被処理基板表面から該表面に対して鉛直線上の位置において前記処理ガスを前記被処理基板表面に対して斜めに放出するよう構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置を提供することにある。
Other problems of the present invention are as follows:
A processing vessel defined by an outer wall and provided with a holding table for holding a substrate to be processed;
An exhaust system coupled to the processing vessel ;
Before Symbol treatment on a container, a microwave antenna provided so as to face the target substrate,
A plasma gas supply unit that is provided between the substrate to be processed and the microwave antenna in the processing container, and supplies a plasma gas into the processing container;
Provided between the substrate to be processed and the plasma gas supply unit in the processing container, and the processing container is formed into a first space on the plasma gas supply unit side and a second space on the substrate to be processed side. And a processing gas supply unit for defining,
The processing gas supply unit includes a plurality of first openings communicating between the first space and the second space, and a portion that defines the first space and the second space. Prepared,
The portion defining the first space and the second space includes a processing gas passage connectable to a processing gas source, and communicates the processing gas to the second space. A plurality of second openings for discharging,
Plasma is generated in the first space using the microwave from the microwave antenna and the plasma gas, and the plasma is passed through the plurality of first openings toward the second space. Composed of
It said second opening, and characterized by being configured to obliquely emitted to the process gas to pre-SL surface of the substrate to be processed at the position on the vertical line with respect to the surface from the surface of the substrate to be processed An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus.

本発明によれば、前記処理ガス供給部から供給された処理ガスが被処理基板表面において跳ね返り、マイクロ波窓や処理ガス供給部に到達し、堆積を生じる問題が回避される。 According to the present invention, the problem that the processing gas supplied from the processing gas supply unit rebounds on the surface of the substrate to be processed and reaches the microwave window or the processing gas supply unit to cause deposition is avoided.

本発明のその他の目的および特徴は、以下に図面を参照しながら行う好ましい実施例についての詳細な説明より明らかとなろう。 Other objects and features of the present invention will become apparent from the following detailed description of the preferred embodiment with reference to the drawings.

本発明によれば、マイクロ波プラズマ処理装置において、処理容器内に均一に処理ガスを供給することが可能になり、均一なプラズマ処理を行うことが可能になる。 According to the present invention, in the microwave plasma processing apparatus, it is possible to supply the processing gas uniformly into the processing container, and to perform uniform plasma processing.

［第１参考例］
図３Ａ，３Ｂは、本発明の第１参考例によるマイクロ波プラズマ処理装置１０の構成を示す。 [First Reference Example]
3A and 3B show a configuration of a microwave plasma processing apparatus 10 according to a first reference example of the present invention.

図３Ａを参照するに、前記マイクロ波プラズマ処理装置１０は処理容器１１と、前記処理容器１１内に設けられ、被処理基板１２を静電チャックにより保持する好ましくは熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）により形成されたＡｌＮもしくはＡｌ₂Ｏ₃よりなる保持台１３とを含み、前記処理容器１１内には前記保持台１３を囲む空間１１Ａに等間隔に、すなわち前記保持台１３上の被処理基板１２に対して略軸対称な関係で少なくとも二箇所、好ましくは三箇所以上に排気ポート１１ａが形成されている。前記処理容器１１は、かかる排気ポート１１ａを介して不等ピッチ不等傾角スクリューポンプにより、排気・減圧される。 Referring to FIG. 3A, the microwave plasma processing apparatus 10 is provided in a processing container 11 and the processing container 11, and preferably a hot isostatic pressurization method (held by an electrostatic chuck). HIP) and a holding table 13 made of AlN or Al ₂ O _3, and in the processing container 11, the space 11 A surrounding the holding table 13 is equidistantly, that is, the object to be processed on the holding table 13. Exhaust ports 11a are formed in at least two locations, preferably three or more locations, in a substantially axisymmetric relationship with respect to the substrate 12. The processing vessel 11 is evacuated and decompressed by the unequal pitch unequal angle screw pump through the exhaust port 11a.

前記処理容器１１は好ましくはＡｌを含有するオーステナイトステンレス鋼よりなり、内壁面には酸化処理により酸化アルミニウムよりなる保護膜が形成されている。また前記処理容器１１の外壁のうち前記被処理基板１２に対応する部分には、ＨＩＰ法により形成された緻密なＡｌ₂Ｏ₃よりなり多数のノズル開口部１４Ａを形成されたディスク状のシャワープレート１４が、前記外壁の一部として形成される。かかるＨＩＰ法により形成されたＡｌ₂Ｏ₃シャワープレート１４はＹ₂Ｏ₃を焼結助剤として使って形成され、気孔率が０．０３％以下で実質的に気孔やピンホールを含んでおらず、３０Ｗ／ｍ・Ｋに達する、セラミックとしては非常に大きな熱伝導率を有する。 The processing vessel 11 is preferably made of austenitic stainless steel containing Al, and a protective film made of aluminum oxide is formed on the inner wall surface by oxidation treatment. Further, a disc-shaped shower plate having a large number of nozzle openings 14A made of dense Al ₂ O ₃ formed by the HIP method is formed on the outer wall of the processing container 11 corresponding to the substrate 12 to be processed. 14 is formed as part of the outer wall. The Al ₂ O ₃ shower plate 14 formed by the HIP method is formed using Y ₂ O ₃ as a sintering aid and has a porosity of 0.03% or less and substantially includes pores and pinholes. However, it has a very high thermal conductivity as a ceramic that reaches 30 W / m · K.

前記シャワープレート１４は前記処理容器１１上にシールリング１１ｓを介して装着され、さらに前記シャワープレート１４上には同様なＨＩＰ処理により形成された緻密なＡｌ₂Ｏ₃よりなるカバープレート１５が、シールリング１１ｔを介して設けられている。前記シャワープレート１４の前記カバープレート１５と接する側には前記ノズル開口部１４Ａの各々に連通しプラズマガス流路となる凹部１４Ｂが形成されており、前記凹部１４Ｂは前記シャワープレート１４の内部に形成され、前記処理容器１１の外壁に形成されたプラズマガス入口１１ｐに連通する別のプラズマガス流路１４Ｃに連通している。 The shower plate 14 is mounted on the processing vessel 11 via a seal ring 11s, and a cover plate 15 made of a dense Al ₂ O ₃ formed by the same HIP process is further sealed on the shower plate 14. It is provided via a ring 11t. On the side of the shower plate 14 that is in contact with the cover plate 15, a recess 14 B that communicates with each of the nozzle openings 14 A and forms a plasma gas flow path is formed, and the recess 14 B is formed inside the shower plate 14. In addition, it communicates with another plasma gas flow path 14C communicating with the plasma gas inlet 11p formed on the outer wall of the processing vessel 11.

前記シャワープレート１４は前記処理容器１１の内壁に形成された張り出し部１１ｂにより保持されており、前記張り出し部１１ｂのうち、前記シャワープレート１４を保持する部分には異常放電を抑制するために丸みが形成されている。 The shower plate 14 is held by an overhanging portion 11b formed on the inner wall of the processing container 11, and the portion of the overhanging portion 11b that holds the shower plate 14 is rounded to suppress abnormal discharge. Is formed.

そこで、前記プラズマガス入口１１ｐに供給されたＡｒやＫｒ等のプラズマガスは前記シャワープレート１４内部の流路１４Ｃおよび１４Ｂを順次通過した後、前記開口部１４Ａを介して前記シャワープレート１４直下の空間１１Ｂ中に一様に供給される。 Therefore, the plasma gas such as Ar or Kr supplied to the plasma gas inlet 11p sequentially passes through the flow paths 14C and 14B inside the shower plate 14, and then the space immediately below the shower plate 14 through the opening 14A. 11B is supplied uniformly.

前記カバープレート１５上には、前記カバープレート１５に密接し図３Ｂに示す多数のスロット１６ａ，１６ｂを形成されたディスク状のスロット板１６と、前記スロット板１６を保持するディスク状のアンテナ本体１７と、前記スロット板１６と前記アンテナ本体１７との間に挟持されたＡｌ₂Ｏ₃，Ｓｉ₃Ｎ₄，ＳｉＯＮあるいはＳｉＯ₂等の低損失誘電体材料よりなる遅相板１８とにより構成されたラジアルラインスロットアンテナ２０が設けられている。前記ラジアルスロットラインアンテナ２０は前記処理容器１１上にシールリング１１ｕを介して装着されており、前記ラジアルラインスロットアンテナ２０には矩形あるいは円形断面を有する同軸導波管２１を介して外部のマイクロ波源（図示せず）より周波数が２．４５ＧＨｚあるいは８．３ＧＨｚのマイクロ波が供給される。供給されたマイクロ波は前記スロット板１６上のスロット１６ａ，１６ｂから前記カバープレート１５およびシャワープレート１４を介して前記処理容器１１中に放射され、前記シャワープレート１４直下の空間１１Ｂにおいて、前記開口部１４Ａから供給されたプラズマガス中にプラズマを励起する。その際、前記カバープレート１５およびシャワープレート１４はＡｌ₂Ｏ₃により形成されており、効率的なマイクロ波透過窓として作用する。その際、前記プラズマガス流路１４Ａ〜１４Ｃにおいてプラズマが励起されるのを回避するため、前記プラズマガスは、前記流路１４Ａ〜１４Ｃにおいて約６６６６Ｐａ〜１３３３２Ｐａ（約５０〜１００Ｔｏｒｒ）の圧力に保持される。 On the cover plate 15, a disk-shaped slot plate 16 in which a large number of slots 16 a and 16 b shown in FIG. 3B are formed in close contact with the cover plate 15, and a disk-shaped antenna body 17 that holds the slot plate 16. And a slow phase plate 18 made of a low-loss dielectric material such as Al ₂ O ₃ , Si ₃ N ₄ , SiON, or SiO ₂ sandwiched between the slot plate 16 and the antenna body 17. A radial line slot antenna 20 is provided. The radial slot line antenna 20 is mounted on the processing vessel 11 via a seal ring 11u, and the radial line slot antenna 20 is connected to an external microwave source via a coaxial waveguide 21 having a rectangular or circular cross section. A microwave having a frequency of 2.45 GHz or 8.3 GHz is supplied from (not shown). The supplied microwave is radiated from the slots 16a and 16b on the slot plate 16 into the processing container 11 through the cover plate 15 and the shower plate 14, and the opening portion is formed in the space 11B immediately below the shower plate 14. Plasma is excited in the plasma gas supplied from 14A. At that time, the cover plate 15 and the shower plate 14 are made of Al ₂ O ₃ and function as an efficient microwave transmission window. At this time, in order to avoid excitation of plasma in the plasma gas flow paths 14A to 14C, the plasma gas is maintained at a pressure of about 6666 Pa to 13332 Pa (about 50 to 100 Torr) in the flow paths 14A to 14C. The

前記ラジアルラインスロットアンテナ２０と前記カバープレート１５との密着性を向上させるため、本参考例のマイクロ波プラズマ処理装置１０では前記スロット板１６に係合する前記処理容器１１の上面の一部にリング状の溝１１ｇが形成されており、かかる溝１１ｇを、これに連通した排気ポート１１Ｇを介して排気することにより、前記スロット板１６とカバープレート１５との間に形成された隙間を減圧し、大気圧により、前記ラジアルラインスロットアンテナ２０を前記カバープレート１５にしっかりと押し付けることが可能になる。かかる隙間には、前記スロット板１６に形成されたスロット１６ａ，１６ｂが含まれるが、それ以外にも様々な理由により隙間が形成されることがある。かかる隙間は、前記ラジアルラインスロットアンテナ２０と処理容器１１との間のシールリング１１ｕにより封止されている。 In order to improve the adhesion between the radial line slot antenna 20 and the cover plate 15, in the microwave plasma processing apparatus 10 of this reference example, a ring is formed on a part of the upper surface of the processing container 11 engaged with the slot plate 16. A groove 11g is formed, and the groove 11g is exhausted through an exhaust port 11G communicating with the groove 11g, whereby the gap formed between the slot plate 16 and the cover plate 15 is decompressed, The radial line slot antenna 20 can be firmly pressed against the cover plate 15 by the atmospheric pressure. The gap includes slots 16a and 16b formed in the slot plate 16, but a gap may be formed for various reasons. The gap is sealed by a seal ring 11 u between the radial line slot antenna 20 and the processing container 11.

さらに前記排気ポート１１Ｇおよび溝１５ｇを介して前記スロット板１６と前記カバープレート１５との間の隙間に分子量の小さい不活性気体を充填することにより、前記カバープレート１５から前記スロット板１６への熱の輸送を促進することができる。かかる不活性気体としては、熱伝導率が大きくしかもイオン化エネルギの高いＨｅを使うのが好ましい。前記隙間にＨｅを充填する場合には、０．８気圧程度の圧力に設定するのが好ましい。図３の構成では、前記溝１５ｇの排気および溝１５ｇへの不活性気体の充填のため、前記排気ポート１１Ｇにバルブ１１Ｖが接続されている。 Further, by filling the gap between the slot plate 16 and the cover plate 15 through the exhaust port 11G and the groove 15g with an inert gas having a low molecular weight, heat from the cover plate 15 to the slot plate 16 can be obtained. Can be promoted. As such an inert gas, it is preferable to use He having high thermal conductivity and high ionization energy. When filling the gap with He, it is preferable to set the pressure to about 0.8 atm. In the configuration of FIG. 3, a valve 11V is connected to the exhaust port 11G for exhausting the groove 15g and filling the groove 15g with inert gas.

前記同軸導波管２１Ａのうち、外側の導波管２１Ａは前記ディスク状のアンテナ本体１７に接続され、中心導体２１Ｂは、前記遅波板１８に形成された開口部を介して前記スロット板１６に接続されている。そこで前記同軸導波管２１Ａに供給されたマイクロ波は、前記アンテナ本体１７とスロット板１６との間を径方向に進行しながら、前記スロット１６ａ，１６ｂより放射される。 Out of the coaxial waveguide 21A, the outer waveguide 21A is connected to the disk-shaped antenna body 17, and the central conductor 21B is connected to the slot plate 16 through an opening formed in the slow wave plate 18. It is connected to the. Therefore, the microwave supplied to the coaxial waveguide 21A is radiated from the slots 16a and 16b while traveling in the radial direction between the antenna body 17 and the slot plate 16.

図３Ｂは前記スロット板１６上に形成されたスロット１６ａ，１６ｂを示す。
Figure 3 B shows the slots 16a, 16b formed on the slot plate 16.

図３Ｂを参照するに、前記スロット１６ａは同心円状に配列されており、各々のスロット１６ａに対応して、これに直交するスロット１６ｂが同じく同心円状に形成されている。前記スロット１６ａ，１６ｂは、前記スロット板１６の半径方向に、前記遅相板１８により圧縮されたマイクロ波の波長に対応した間隔で形成されており、その結果マイクロ波は前記スロット板１６から略平面波となって放射される。その際、前記スロット１６ａおよび１６ｂを相互の直交する関係で形成しているため、このようにして放射されたマイクロ波は、二つの直交する偏波成分を含む円偏波を形成する。
Referring to FIG. 3 B, the slot 16a are arranged concentrically, in response to each of the slots 16a, slots 16b perpendicular is also formed concentrically thereto. The slots 16 a and 16 b are formed in the radial direction of the slot plate 16 at intervals corresponding to the wavelength of the microwave compressed by the slow phase plate 18, and as a result, the microwaves are substantially separated from the slot plate 16. Radiated as a plane wave. At this time, since the slots 16a and 16b are formed so as to be orthogonal to each other, the microwave radiated in this way forms a circularly polarized wave including two orthogonal polarization components.

さらに図３Ａのプラズマ処理装置１０では、前記アンテナ本体１７上に、冷却水通路１９Ａを形成された冷却ブロック１９が形成されており、前記冷却ブロック１９を前記冷却水通路１９Ａ中の冷却水により冷却することにより、前記シャワープレート１４に蓄積された熱を、前記ラジアルラインスロットアンテナ２０を介して吸収する。前記冷却水通路１９Ａは前記冷却ブロック１９上においてスパイラル状に形成されており、好ましくはＨ₂ガスをバブリングすることで溶存酸素を排除して且つ酸化還元電位を制御した冷却水が通される。
Still referring to FIG. 3 A plasma treatment apparatus 10 of, on the antenna body 17, which is a cooling block 19 formed with a cooling water passage 19A is formed, the cooling block 19 with cooling water in the cooling water passage 19A By cooling, the heat accumulated in the shower plate 14 is absorbed through the radial line slot antenna 20. The cooling water passage 19A is formed in a spiral shape on the cooling block 19, and is preferably passed with cooling water that excludes dissolved oxygen by bubbling H ₂ gas and controls the oxidation-reduction potential.

また、図３Ａのマイクロ波プラズマ処理装置１０では、前記処理容器１１中、前記シャワープレート１４と前記保持台１３上の被処理基板１２との間に、前記処理容器１１の外壁に設けられた処理ガス注入口１１ｒから処理ガスを供給されこれを多数の処理ガスノズル開口部（図５参照）から放出する格子状の処理ガス通路を有する処理ガス供給構造３１が設けられ、前記処理ガス供給構造３１と前記被処理基板１２との間の空間１１Ｃにおいて、所望の均一な基板処理がなされる。かかる基板処理には、プラズマ酸化処理、プラズマ窒化処理、プラズマ酸窒化処理、プラズマＣＶＤ処理等が含まれる。また、前記処理ガス供給構造３１から前記空間１１ＣにＣ_４Ｆ_８、Ｃ_５Ｆ_８またはＣ_４Ｆ_６などの解離しやすいフルオロカーボンガスや、Ｆ系あるいはＣｌ系等のエッチングガスを供給し、前記保持台１３に高周波電源１３Ａから高周波電圧を印加することにより、前記被処理基板１２に対して反応性イオンエッチングを行うことが可能である。 Further, in the microwave plasma processing apparatus 10 of FIG. 3 A, in the processing vessel 11, between the substrate 12 to be processed on the shower plate 14 and the holder 13, provided on the outer wall of the processing vessel 11 A processing gas supply structure 31 having a grid-like processing gas passage through which a processing gas is supplied from the processing gas inlet 11r and discharged from a plurality of processing gas nozzle openings (see FIG. 5) is provided. And a desired uniform substrate processing is performed in a space 11C between the substrate 12 and the substrate 12 to be processed. Such substrate processing includes plasma oxidation processing, plasma nitriding processing, plasma oxynitriding processing, plasma CVD processing, and the like. In addition, a fluorocarbon gas such as C ₄ F ₈ , C ₅ F ₈ or C ₄ F ₆ that is easily dissociated, or an etching gas such as an F-based or Cl-based gas is supplied from the processing gas supply structure 31 to the space 11C. Reactive ion etching can be performed on the substrate 12 by applying a high frequency voltage from the high frequency power source 13 A to the holding table 13.

本参考例によるマイクロ波プラズマ処理装置１０では、前記処理容器１１の外壁は１５０℃程度の温度に加熱しておくことにより、処理容器内壁への反応副生成物等の付着が回避され、一日に一回程度のドライクリーニング行うことで、定常的に、安定して運転することが可能である。 In the microwave plasma processing apparatus 10 according to the present reference example, the outer wall of the processing container 11 is heated to a temperature of about 150 ° C., so that reaction byproducts and the like are prevented from adhering to the inner wall of the processing container. By performing dry cleaning about once, it is possible to operate stably and stably.

図４は、図３Ａの構成における処理ガス供給構造３１の構成を示す底面図である。 FIG. 4 is a bottom view showing the configuration of the processing gas supply structure 31 in the configuration of FIG. 3A.

図４を参照するに、前記処理ガス供給構造３１は例えばＭｇを含んだＡｌ合金やＡｌ添加ステンレススチール等の導電体ディスク部材３１₁および３１₂の積層により構成されており、プラズマガスを通過させる開口部３１Ａの行列状配列を形成されている。前記開口部３１Ａは例えば１９ｍｍ×１９ｍｍのサイズを有し、例えば２４ｍｍのピッチで行方向および列方向に繰り返し形成されている。また前記処理ガス供給構造３１は全体として約８．５ｍｍの厚さを有し、被処理基板１２の表面から典型的には約１６ｍｍの距離だけ離間して配設される。 Referring to FIG. 4, the processing gas supply structure 31 is formed by stacking conductive disk members 31 ₁ and 31 ₂ such as Al alloy containing Mg or stainless steel added with Al, and allows plasma gas to pass therethrough. A matrix of openings 31A is formed. The opening 31A has a size of 19 mm × 19 mm, for example, and is repeatedly formed in the row direction and the column direction at a pitch of 24 mm, for example. The processing gas supply structure 31 as a whole has a thickness of about 8.5 mm, and is typically spaced from the surface of the substrate 12 to be processed by a distance of about 16 mm.

図５は図４の導電性ディスク部材３１₁の構成を示す底面図である。 Figure 5 is a bottom view of a structure of a conductive disc member 31 ₁ in FIG. 4.

図５を参照するに、前記導電性ディスク部材３１₁中には格子状処理ガス通路３１Ｂが、図中に破線で示すディスク部材３１₁の外周に沿って形成された処理ガス分配通路３１Ｃに連通して形成されており、前記処理ガス分配通路３１Ｃはポート３１ｃにおいて前記処理ガス注入口１１ｒに接続されている。また前記ディスク３１₁の下面には多数の処理ガスノズル開口部３１Ｄが前記処理ガス通路３１Ｂに連通して形成されている。前記ノズル開口部３１Ｄからは処理ガスが、前記導電性ディスク部材３１₂に向って放出される。 Referring to FIG. 5, the conductive disc member 31 lattice-like process gas passage 31B during _1, communicates with the process gas distribution passage 31C formed along the outer circumference of the disc member 31 ₁ indicated by a broken line in FIG. The processing gas distribution passage 31C is connected to the processing gas inlet 11r at a port 31c. Also on the lower surface of the disk 31 ₁ has a large number of process gas nozzle apertures 31D are formed to communicate with the processing gas passage 31B. Wherein from the nozzle opening 31D processing gas is released toward the conductive disc member 31 _2.

図６は、前記導電性ディスク部材３１₂の構成を示す平面図である。 Figure 6 is a plan view showing the configuration of the conductive disc member 31 _2.

図６を参照するに、前記導電性ディスク状部材３１₂には前記導電性ディスク部材３１₁中の開口部３１Ａに対応する開口部３１Ａ’が行列状に形成されており、前記開口部３１Ａ’は、前記導電性ディスク部材３１₂中の格子状構造３１Ｅにより画成されている。 Referring to FIG 6, wherein the the conductive disc-like member 31 _second opening 31A corresponding to the opening portions 31A of the conductive disc member 31 in ₁ 'are formed in a matrix, wherein the openings 31A' It is defined by a lattice-like structure 31E of the conductive disc member 31 in _2.

図６に示すように、前記格子状構造３１上には、前記導電性ディスク部材３１₁中のノズル開口部３１Ｄの各々に対応して典型的には約１ｍｍの深さの凹部３１Ｆが形成されており、前記ノズル開口部３１Ｄから放出された処理ガスは、かかる凹部３１Ｆによって直進を妨げられ、図７に示すように流路を側方に屈曲される。すなわち前記凹部３１Ｆは拡散部を形成することがわかる。ただし図７は図４の処理ガス供給構造３１の一部切開断面図である。図７中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。 As shown in FIG. 6, on the grid-like structure 31, the depth of the recess 31F of approximately 1mm is formed typically to correspond to each of the nozzle opening 31D of the conductive disc member 31 in ₁ The processing gas released from the nozzle opening 31D is prevented from going straight by the recess 31F, and is bent sideways in the flow path as shown in FIG. That is, it can be seen that the concave portion 31F forms a diffusion portion. However, FIG. 7 is a partially cut sectional view of the processing gas supply structure 31 of FIG. In FIG. 7, the same reference numerals are given to the parts described above, and the description thereof is omitted.

図８は、図６の導電性ディスク部材３１₂の一部を拡大して示す図である。 Figure 8 is an enlarged view showing a part of the conductive disc member 31 ₂ of FIG.

図８を参照するに、開口部３１Ａ’の周囲には前記拡散部３１Ｆとして、凹部３１Ｆ₁〜３１Ｆ₄が形成されているが、前記開口部３１Ａ’を隔てて対向する一対の凹部、例えば凹部３１Ｆ₁と凹部３１Ｆ₂、あるいは凹部３１Ｆ₃と凹部３１Ｆ₄は互い違いに形成されている。 Referring to FIG. 8, recesses 31F _{1 to} 31F ₄ are formed around the opening 31A ′ as the diffusion part 31F. A pair of recesses, for example, recesses, facing each other with the opening 31A ′ therebetween. 31F ₁ and recess 31F ₂ , or recess 31F ₃ and recess 31F ₄ are formed alternately.

その結果、図９に示すように例えば凹部３１Ｆ₁により側方に屈曲された処理ガス流は前記凹部３１Ｆ₂が形成された格子状構造３１Ｅのうち、前記凹部３１Ｆ₂が形成されていない部分３１Ｅ₂に当り、屈曲される。 As a result, of the process gas stream which is bent to the side of the grid-shaped structure 31E of the concave portion 31F ₂ is formed by for example recesses 31F ₁ as shown in FIG. 9, the recess 31F ₂ is not formed portion 31E Hit ₂ and bend.

同様に、凹部３１Ｆ₂により側方に屈曲された処理ガス流は前記凹部３１Ｆ₁が形成された格子状構造３１Ｅのうち、前記凹部３１Ｆ₁が形成されていない部分３１Ｅ₁に当り、屈曲される。さらに凹部３１Ｆ₃により側方に屈曲された処理ガス流は前記凹部３１Ｆ₄が形成された格子状構造３１Ｅのうち、前記凹部３１Ｆ₄が形成されていない部分３１Ｅ₄に当り、屈曲される。また凹部３１Ｆ₄により側方に屈曲された処理ガス流は前記凹部３１Ｆ₃が形成された格子状構造３１Ｅのうち、前記凹部３１Ｆ₃が形成されていない部分３１Ｅ₃に当り、屈曲される。 Similarly, the processing gas flow bent laterally by the recess 31F ₂ hits the portion 31E ₁ where the recess 31F ₁ is not formed in the lattice structure 31E in which the recess 31F ₁ is formed, and is bent. . Further, the processing gas flow bent laterally by the concave portion 31F ₃ hits the portion 31E ₄ where the concave portion 31F ₄ is not formed in the lattice structure 31E where the concave portion 31F ₄ is formed, and is bent. Also among the process gas stream which is bent on the side of the grid-like structure 31E of the concave portion 31F ₃ is formed by the recess 31F _4, strikes the portion 31E ₃ to the recess 31F ₃ is not formed, it is bent.

図９に示す処理ガス流の複雑な屈曲の結果、前記処理ガス流は一様に拡散し、前記空間１１Ｃへと供給される。 As a result of complicated bending of the processing gas flow shown in FIG. 9, the processing gas flow is uniformly diffused and supplied to the space 11C.

前記格子状処理ガス通路３１Ｂおよび処理ガスノズル開口部３１Ｄは図５に破線で示した被処理基板１２よりもやや大きい領域をカバーするように設けられている。かかる処理ガス供給構造３１を前記シャワープレート１４と被処理基板１２との間に設けることにより、前記処理ガスをプラズマ励起し、かかるプラズマ励起された処理ガスにより、均一に処理することが可能になる。 The lattice processing gas passages 31B and the processing gas nozzle openings 31D are provided so as to cover a region slightly larger than the substrate 12 to be processed, which is indicated by a broken line in FIG. By providing the processing gas supply structure 31 between the shower plate 14 and the substrate 12 to be processed, the processing gas can be plasma-excited and can be uniformly processed by the plasma-excited processing gas. .

前記処理ガス供給構造３１を金属等の導体により形成する場合には、前記格子開口部３１Ａの繰り返しピッチを前記マイクロ波の波長よりも短く設定することにより、前記処理ガス供給構造３１はマイクロ波の短絡面を形成する。この場合にはプラズマのマイクロ波励起は前記空間１１Ｂ中においてのみ生じ、前記被処理基板１２の表面を含む空間１１Ｃにおいては前記励起空間１１Ｂから拡散してきたプラズマにより、処理ガスが活性化される。 In the case where the processing gas supply structure 31 is formed of a conductor such as metal, the processing gas supply structure 31 is made of a microwave by setting the repetitive pitch of the lattice openings 31A shorter than the wavelength of the microwave. Form a short-circuit plane. In this case, microwave excitation of plasma occurs only in the space 11B, and in the space 11C including the surface of the substrate 12 to be processed, the processing gas is activated by the plasma diffused from the excitation space 11B.

本参考例によるマイクロ波プラズマ処理装置１０では、処理ガス供給構造３１を使うことにより処理ガスの供給が一様に制御されるため、処理ガスの被処理基板１２表面における過剰解離の問題を解消することができ、被処理基板１２の表面にアスペクト比の大きい構造が形成されている場合でも、所望の基板処理を、かかる高アスペクト構造の奥にまで実施することが可能である。すなわち、マイクロ波プラズマ処理装置１０は、設計ルールの異なる多数の世代の半導体装置の製造に有効である。 In the microwave plasma processing apparatus 10 according to this reference example, since the supply of the processing gas is uniformly controlled by using the processing gas supply structure 31, the problem of excessive dissociation of the processing gas on the surface of the substrate 12 to be processed is solved. Even when a structure having a large aspect ratio is formed on the surface of the substrate 12 to be processed, it is possible to perform a desired substrate processing to the back of the high aspect structure. That is, the microwave plasma processing apparatus 10 is effective for manufacturing a large number of generations of semiconductor devices having different design rules.

本参考例のプラズマ処理装置１０においては前記導電性ディスク部材３１₁および３１₂をＭｇ含有Ａｌ合金あるいはＡｌ添加ステンレスにより形成することができるが、前記Ｍｇ含有Ａｌ合金を使う場合には、部材表面に弗化物膜を形成しておくのが好ましい。また前記導電性ディスク部材３１₁および３１₂をＡｌ添加ステンレススチールにより形成する場合には、表面に酸化アルミニウムの不動態膜を形成しておくのが望ましい。本発明によるプラズマ処理装置１０では、励起される励起されるプラズマ中の電子温度が低いためプラズマの入射エネルギが小さく、かかる処理ガス供給構造３１がスパッタリングされて被処理基板１２に金属汚染が生じる問題が回避される。前記処理ガス供給構造３１は、アルミナ等のセラミックスにより形成することも可能である。 In the plasma processing apparatus 10 of the present reference example, the conductive disk members 31 ₁ and 31 ₂ can be formed of Mg-containing Al alloy or Al-added stainless steel. It is preferable to form a fluoride film. Further the conductive disk members 31 ₁ and 31 ₂ in the case of forming the Al addition stainless steel, idea to form a passivation film of aluminum oxide on the surface is desirable. In the plasma processing apparatus 10 according to the present invention, since the electron temperature in the excited plasma is low, the incident energy of the plasma is small, and the processing gas supply structure 31 is sputtered to cause metal contamination on the substrate 12 to be processed. Is avoided. The processing gas supply structure 31 can also be formed of ceramics such as alumina.

また本参考例において前記導電性ディスク部材３１₁および３１₂のいずれか一方のみを導電性とし、他方をセラミック等の非導電性部材により形成することも可能である。

［第２参考例］
図１０は、本発明の第２参考例による処理ガス供給構造４１の構成を示す。ただし図１０中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。 The only one of the conductive disk members 31 ₁ and 31 ₂ in the present embodiment the conductive, it is also possible to form the non-conductive member such as ceramic and the other.

[Second Reference Example]
FIG. 10 shows a configuration of a processing gas supply structure 41 according to the second reference example of the present invention. However, in FIG. 10, the same reference numerals are given to the parts described above, and description thereof is omitted.

図１０を参照するに、本参考例においては前記導電性ディスク部材３１₂中の格子状構造３１Ｅ中に冷媒通路３１ｅが形成され、その結果、前記処理ガス供給構造４１の過大な昇温が抑制される。 Referring to FIG. 10, in the present embodiment the refrigerant passage 31e is formed in the lattice-like structure 31E in the conductive disc member 31 _2, as a result, excessive temperature increase suppression of the process gas supply structure 41 Is done.

また図１０の構造では、前記格子状構造３１Ｅ上にＬ字型のスペーサ部材３１Ｌ₁〜３１Ｌ₄が形成され、前記凹部３１Ｆ₁〜３１Ｆ₄はかかるスペーサ部材３１Ｌ₁〜３１Ｌ₄により画成される。 In the structure of FIG. 10, L-shaped spacer members 31L _{1 to} 31L ₄ are formed on the lattice-like structure 31E, and the concave portions 31F _{1 to} 31F ₄ are defined by the spacer members 31L _{1 to} 31L _4. .

図１０の構造は容易に作成でき、プラズマ処理装置の製造費用を低減することを可能にする。

［第３参考例］
図１１は、本発明の第３参考例によるプラズマ処理装置１０Ａの構成を示す。ただし図１１中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。 The structure of FIG. 10 can be easily created, and the manufacturing cost of the plasma processing apparatus can be reduced.

[Third Reference Example]
FIG. 11 shows the configuration of a plasma processing apparatus 10A according to a third reference example of the present invention. However, in FIG. 11, the same reference numerals are given to the parts described above, and the description thereof is omitted.

図１１を参照するに、プラズマ処理装置１０Ａでは前記シャワープレート１４が撤去され、その代わりに前記処理容器１１中に、好ましくは対称的に、複数のプラズマガス供給管１１Ｐが、前記ガス通路１１ｐに連通して形成されている。本参考例のプラズマ処理装置１０Ａでは、構成が簡素化され、製造費用を大きく低減することが可能である。 Referring to FIG. 11, in the plasma processing apparatus 10 A, the shower plate 14 is removed, and instead, a plurality of plasma gas supply pipes 11 P are provided in the processing vessel 11, preferably symmetrically, in the gas passage 11 p. It is formed in communication. In the plasma processing apparatus 10A of the present reference example, the configuration is simplified, and the manufacturing cost can be greatly reduced.

かかる構成のプラズマ処理装置１０Ａにおいても先の図４の処理ガス供給構造３１あるいは４１を使うことにより、前記被処理基板１２上の空間１１Ｃに均一な処理ガスを安定して供給することが可能になる。特に前記処理ガス供給構造４１を使うことにより、処理ガス供給構造の過大な温度上昇を回避することが可能になる。

［第４参考例］
図１２は、本発明の第４参考例によるプラズマ処理装置１０Ｂの構成を示す。ただし図１２中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。 Also in the plasma processing apparatus 10A having such a configuration, by using the processing gas supply structure 31 or 41 of FIG. 4, the uniform processing gas can be stably supplied to the space 11C on the substrate 12 to be processed. Become. In particular, by using the processing gas supply structure 41, it is possible to avoid an excessive temperature rise in the processing gas supply structure.

[Fourth Reference Example]
FIG. 12 shows a configuration of a plasma processing apparatus 10B according to a fourth reference example of the present invention. However, in FIG. 12, the parts described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

かかる構成のプラズマ処理装置１０Ｂでも、先の図４の処理ガス供給構造３１あるいは４１を使うことにより、前記被処理基板１２上の空間１１Ｃに均一な処理ガスを安定して供給することが可能になる。特に前記処理ガス供給構造４１を使うことにより、処理ガス供給構造の過大な温度上昇を回避することが可能になる。

［第５参考例］
図１３は、本発明の第５参考例によるプラズマ処理装置１０Ｃの構成を示す。ただし図１３中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。 Even in the plasma processing apparatus 10B having such a configuration, it is possible to stably supply a uniform processing gas to the space 11C on the target substrate 12 by using the processing gas supply structure 31 or 41 of FIG. Become. In particular, by using the processing gas supply structure 41, it is possible to avoid an excessive temperature rise in the processing gas supply structure.

[Fifth Reference Example]
FIG. 13 shows the configuration of a plasma processing apparatus 10C according to the fifth reference example of the present invention. However, in FIG. 13, the same reference numerals are given to the parts described above, and the description thereof is omitted.

図１３を参照するに、プラズマ処理装置１０Ｃでは図１２のプラズマ処理装置１０Ｂにおいて前記シャワープレート１４が撤去されており、その代わりに前記処理容器１１中に、好ましくは対称的に、複数のプラズマガス供給管１１Ｐが、前記ガス通路１１ｐに連通して形成されている。本参考例のプラズマ処理装置１０Ａでは、前記同軸導波管２１とラジアルラインスロットアンテナ２０との接続部にテーパを形成することによりインピーダンス急変に起因するマイクロ波の反射が抑制され、またシャワープレート１４の代わりにプラズマガス供給管１１Ｐを設けることで構成が簡素化され、製造費用を大きく低減することが可能である。 Referring to FIG. 13, in the plasma processing apparatus 10 C, the shower plate 14 is removed from the plasma processing apparatus 10 B of FIG. 12. Instead, a plurality of plasma gases are preferably disposed in the processing container 11, preferably symmetrically. A supply pipe 11P is formed in communication with the gas passage 11p. In the plasma processing apparatus 10 A of the present reference example, by forming a taper at the connection portion between the coaxial waveguide 21 and the radial line slot antenna 20, the reflection of microwaves due to the sudden impedance change is suppressed, and the shower plate 14. By providing the plasma gas supply pipe 11P instead of the structure, the configuration can be simplified and the manufacturing cost can be greatly reduced.

かかる構成のプラズマ処理装置１０Ｃにおいても先の図４の処理ガス供給構造３１あるいは４１を使うことにより、前記被処理基板１２上の空間１１Ｃに均一な処理ガスを安定して供給することが可能になる。特に前記処理ガス供給構造４１を使うことにより、処理ガス供給構造の過大な温度上昇を回避することが可能になる。

［第６参考例］
図１４は、本発明の第４参考例によるプラズマ処理装置１０Ｄの構成を示す。ただし図１４中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。 Also in the plasma processing apparatus 10C having such a configuration, by using the processing gas supply structure 31 or 41 of FIG. 4, the uniform processing gas can be stably supplied to the space 11C on the substrate 12 to be processed. Become. In particular, by using the processing gas supply structure 41, it is possible to avoid an excessive temperature rise in the processing gas supply structure.

[Sixth Reference Example]
FIG. 14 shows a configuration of a plasma processing apparatus 10D according to a fourth reference example of the present invention. However, in FIG. 14, the same reference numerals are given to the parts described above, and the description thereof is omitted.

図１４を参照するに、本参考例のプラズマ処理装置１０Ｂでは、図３Ａ，３Ｂの構成のプラズマ処理装置１０において、前記同軸導波管２１とラジアルラインスロットアンテナ２０との接続部にテーパ部が形成され、かかる接続部におけるインピーダンスの急変およびそれに伴うマイクロ波の反射を低減している。この目的のため、前記同軸導波管２１の中心導体２１Ｂの先端部にはテーパ部２１ｂが、また前記外側導波管２１Ａとアンテナ本体１７との接続部にはテーパ部２１ａが形成されている。 Referring to FIG. 14, in the plasma processing apparatus 10 B of the present reference example, in the plasma processing apparatus 10 having the configuration of FIGS. 3A and 3B, the connecting portion between the coaxial waveguide 21 and the radial line slot antenna 20 has a tapered portion. It is formed to reduce the sudden change in impedance and the associated microwave reflection at such a connection. For this purpose, a tapered portion 21b is formed at the tip of the central conductor 21B of the coaxial waveguide 21, and a tapered portion 21a is formed at the connecting portion between the outer waveguide 21A and the antenna body 17. .

図１４を参照するに、本参考例のプラズマ処理装置１０Ｄでは、図１２の構成のプラズマ処理装置１０Ｂにおいて、前記同軸導波管２１の中心導体２１Ｂの先端部２１ｂをスロット板１６から離間させ、間に前記遅相板１８を介在させる。かかる構成では、前記スロット板１６を前記中心導体２１Ｂの先端部２１ｂにネジ止めする必要がなくなり、前記スロット板１６の表面は確実に平坦になる。このためかかる構成では前記ラジアルラインスロットアンテナ２０を前記カバープレート１５に高い精度で密接させることが可能で、前記シャワープレート１４およびカバープレート１５の昇温を前記アンテナ２０を冷却することにより、効果的に抑制することが可能である。 Referring to FIG. 14, in the plasma processing apparatus 10D of the present reference example, in the plasma processing apparatus 10B having the configuration of FIG. 12, the tip 21b of the central conductor 21B of the coaxial waveguide 21 is separated from the slot plate 16, The slow phase plate 18 is interposed therebetween. In this configuration, it is not necessary to screw the slot plate 16 to the tip end portion 21b of the central conductor 21B, and the surface of the slot plate 16 is surely flat. Therefore, in such a configuration, the radial line slot antenna 20 can be brought into close contact with the cover plate 15 with high accuracy, and the temperature of the shower plate 14 and the cover plate 15 can be effectively increased by cooling the antenna 20. It is possible to suppress it.

かかる構成のプラズマ処理装置１０Ｄでも、先の図４の処理ガス供給構造３１あるいは４１を使うことにより、前記被処理基板１２上の空間１１Ｃに均一な処理ガスを安定して供給することが可能になる。特に前記処理ガス供給構造４１を使うことにより、処理ガス供給構造の過大な温度上昇を回避することが可能になる。

［第７参考例］
図１５は、本発明の第７参考例によるプラズマ処理装置１０Ｅの構成を示す。ただし図１５中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。 Even in the plasma processing apparatus 10D having such a configuration, it is possible to stably supply a uniform processing gas to the space 11C on the target substrate 12 by using the processing gas supply structure 31 or 41 of FIG. Become. In particular, by using the processing gas supply structure 41, it is possible to avoid an excessive temperature rise in the processing gas supply structure.

[Seventh Reference Example]
FIG. 15 shows the configuration of a plasma processing apparatus 10E according to the seventh reference example of the present invention. However, in FIG. 15, the same reference numerals are given to the parts described above, and the description thereof is omitted.

図１５を参照するに、プラズマ処理装置１０Ｅでは図１４のプラズマ処理装置１０Ｄにおいて前記シャワープレート１４が撤去されており、その代わりに前記処理容器１１中に、好ましくは対称的に、複数のプラズマガス供給管１１Ｐが、前記ガス通路１１ｐに連通して形成されている。その結果、プラズマ処理装置１０Ｅの構成はプラズマ処理装置１０Ｄよりも簡素化され、製造費用を大きく低減することができる。 Referring to FIG. 15, in the plasma processing apparatus 10 E, the shower plate 14 is removed from the plasma processing apparatus 10 D of FIG. 14. Instead, a plurality of plasma gases are preferably disposed in the processing container 11, preferably symmetrically. A supply pipe 11P is formed in communication with the gas passage 11p. As a result, the configuration of the plasma processing apparatus 10E is simplified as compared with the plasma processing apparatus 10D, and the manufacturing cost can be greatly reduced.

かかる構成のプラズマ処理装置１０Ｅにおいても先の図４の処理ガス供給構造３１あるいは４１を使うことにより、前記被処理基板１２上の空間１１Ｃに均一な処理ガスを安定して供給することが可能になる。特に前記処理ガス供給構造４１を使うことにより、処理ガス供給構造の過大な温度上昇を回避することが可能になる。

［第８参考例］
図１６は本発明の第８参考例によるプラズマ処理装置１０Ｆの構成を示す。ただし図１６中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。 Also in the plasma processing apparatus 10E having such a configuration, by using the processing gas supply structure 31 or 41 of FIG. 4, the uniform processing gas can be stably supplied to the space 11C on the substrate 12 to be processed. Become. In particular, by using the processing gas supply structure 41, it is possible to avoid an excessive temperature rise in the processing gas supply structure.

[Eighth Reference Example]
FIG. 16 shows the configuration of a plasma processing apparatus 10F according to an eighth reference example of the present invention. However, in FIG. 16, the parts described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図１６を参照するに、プラズマ処理装置１０Ｆでは先のプラズマ処理装置１０Ｅのカバープレート１５が撤去され、前記ラジアルラインスロットアンテナ２０のスロット板１６が前記処理容器１１内に露出している。 Referring to FIG. 16, in the plasma processing apparatus 10 F, the cover plate 15 of the previous plasma processing apparatus 10 E is removed, and the slot plate 16 of the radial line slot antenna 20 is exposed in the processing container 11.

図１６の構成では、前記スロット板１６は前記処理容器１１にシールリング１１ｔを介して装着されているが、前記中心導体２１Ｂの先端部２１ｂが遅相板１８の背後に形成されるため、前記中心導体２１Ｂの先端部２１ｂを大気圧に対してシールするシールリングを設ける必要はない。本参考例では、前記ラジアルラインスロットアンテナ２０のスロット板１６が処理容器１１内部に露出しているためマイクロ波の損失が生じることがなく、処理容器１１中において効率的なマイクロ波励起が可能になる。 In the configuration of FIG. 16, the slot plate 16 is attached to the processing container 11 via a seal ring 11t, but the tip 21b of the center conductor 21B is formed behind the slow phase plate 18, There is no need to provide a seal ring that seals the tip 21b of the center conductor 21B against atmospheric pressure. In this reference example, since the slot plate 16 of the radial line slot antenna 20 is exposed inside the processing container 11, microwave loss does not occur, and efficient microwave excitation can be performed in the processing container 11. Become.

かかる構成のプラズマ処理装置１０Ｆでも、先の図４の処理ガス供給構造３１あるいは４１を使うことにより、前記被処理基板１２上の空間１１Ｃに均一な処理ガスを安定して供給することが可能になる。特に前記処理ガス供給構造４１を使うことにより、処理ガス供給構造の過大な温度上昇を回避することが可能になる。

［実施例］
図１７Ａ，１７Ｂは、本発明の実施例による処理ガス供給構造５１の構成を示す、それぞれ底面図および断面図である。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。 Even in the plasma processing apparatus 10F having such a configuration, it is possible to stably supply a uniform processing gas to the space 11C on the target substrate 12 by using the processing gas supply structure 31 or 41 of FIG. Become. In particular, by using the processing gas supply structure 41, it is possible to avoid an excessive temperature rise in the processing gas supply structure.

[Example]
17A and 17B are a bottom view and a cross-sectional view, respectively, showing the configuration of the processing gas supply structure 51 according to the embodiment of the present invention. However, in the figure, the same reference numerals are given to the parts described above, and the description will be omitted.

図１７Ａを参照するに、本実施例では処理ガス供給構造５１は、処理ガス供給通路を形成され半径方向に延在するスポーク部材５１Ｂと、前記スポーク部材５１Ｂにより保持され、処理ガス通路を形成された同心円リング状部材５１Ａを有しており、前記部材５１Ａの底面には、多数の処理ガス供給ノズル開口部５１Ｃが形成されている。 Referring to FIG. 17A, in this embodiment, the processing gas supply structure 51 has a processing gas supply passage formed therein and a spoke member 51B extending in the radial direction and held by the spoke member 51B to form a processing gas passage. A concentric ring-shaped member 51A is formed, and a plurality of process gas supply nozzle openings 51C are formed on the bottom surface of the member 51A.

図１７Ｂを参照するに、本実施例では処理ガス供給ノズル開口部５１Ｃは前記部材５１Ａに斜めに形成されており、処理ガスを被処理基板１２に対して斜めの方向に放出する。 Referring to FIG. 17B, in this embodiment, the processing gas supply nozzle opening 51C is formed obliquely in the member 51A, and discharges the processing gas in an oblique direction with respect to the substrate 12 to be processed.

前記処理ガス供給ノズル開口部５１Ｃから前記被処理基板１２に対して斜め方向に処理ガスを放出することにより、放出された処理ガスが被処理基板１２で跳ね返り、シャワープレート１０３の表面に反応副生成物などよりなる堆積物を形成する問題が回避される。 By releasing the processing gas from the processing gas supply nozzle opening 51 C in an oblique direction with respect to the processing target substrate 12, the released processing gas rebounds on the processing target substrate 12, and a reaction byproduct is generated on the surface of the shower plate 103. The problem of forming deposits made of things etc. is avoided.

図１７Ｂに示すように前記部材５１Ａは処理ガス供給通路に対応した溝を形成された断面がＵ字型の部材５１ａの表面を蓋５１ｂにより覆った構成を有しており、前記ノズル開口部５１Ｃは前記部材５１ａの斜め加工により形成することができる。

［第９参考例］
次に本発明の第９参考例について説明する。 As shown in FIG. 17B, the member 51A has a configuration in which a cross section formed with a groove corresponding to the processing gas supply passage covers the surface of a U-shaped member 51a with a lid 51b, and the nozzle opening 51C. Can be formed by oblique machining of the member 51a.

[Ninth Reference Example]
Next, a ninth reference example of the present invention will be described.

本参考例では前記シャワープレート１０３の表面への反応副生成物などの堆積物の堆積を抑制するため、図３Ａの基板処理装置１０あるいは図１１の基板処理装置１０Ａ，図１２の基板処理装置１０Ｂ，図１３の基板処理装置１０Ｃ，図１４の基板処理装置１０Ｄあるいは図１５の基板処理装置１０Ｅにおいて、前記冷却ブロック１９を温度制御装置として使い、前記シャワープレート１３あるいはカバープレート１５の前記被処理基板１２に面する側の表面温度を、前記ラジアルラインスロットアンテナ２０を介して、約１５０℃に制御する。その際、処理ガス供給機構として図１７Ａ，１７Ｂのものを使うことも可能である。 In this reference example, the substrate processing apparatus 10 in FIG. 3A, the substrate processing apparatus 10A in FIG. 11, or the substrate processing apparatus 10B in FIG. 12 is used to suppress deposition of deposits such as reaction byproducts on the surface of the shower plate 103. In the substrate processing apparatus 10C of FIG. 13, the substrate processing apparatus 10D of FIG. 14, or the substrate processing apparatus 10E of FIG. 15, the substrate to be processed of the shower plate 13 or the cover plate 15 using the cooling block 19 as a temperature control device. 12 is controlled to about 150 ° C. via the radial line slot antenna 20. At that time, the processing gas supply mechanism shown in FIGS. 17A and 17B can be used.

前記シャワープレート１３あるいはカバープレート１５の温度を１５０℃以上に制御することで、前記処理空間１１ＣにおいてＣＶＤ成膜処理を行った場合、あるいはプラズマエッチング処理を行った場合でも、前記シャワープレート１３あるいはカバープレート１５の表面への堆積物の付着を抑制することができる。 By controlling the temperature of the shower plate 13 or the cover plate 15 to 150 ° C. or more, the shower plate 13 or the cover can be obtained even when the CVD film forming process or the plasma etching process is performed in the processing space 11C. Adhesion of deposits to the surface of the plate 15 can be suppressed.

一方、前記温度が１５０℃よりも実質的に高い場合、前記処理ガス供給構造３１，４１，５１より供給される処理ガスが分解される可能性がある。このため、前記シャワープレート１３あるいはカバープレート１５の温度は１５０℃を大きく超えないように制御するのが好ましい。 On the other hand, when the temperature is substantially higher than 150 ° C., the processing gas supplied from the processing gas supply structures 31, 41, 51 may be decomposed. For this reason, it is preferable to control the temperature of the shower plate 13 or the cover plate 15 not to greatly exceed 150 ° C.

このような温度制御は、前記冷却ブロック１９の冷却水通路１９Ａにガルデンなどの媒体を通すことにより行うことができる。 Such temperature control can be performed by passing a medium such as Galden through the cooling water passage 19A of the cooling block 19.

本発明は上記特定の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨内において様々な変形・変更が可能である。 The present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications and changes can be made within the scope of the present invention.

従来のラジアルラインスロットアンテナを使ったマイクロ波プラズマ処理装置の構成を示す図（その１）である。It is FIG. (1) which shows the structure of the microwave plasma processing apparatus using the conventional radial line slot antenna. 従来のラジアルラインスロットアンテナを使ったマイクロ波プラズマ処理装置の構成を示す図（その２）である。It is FIG. (2) which shows the structure of the microwave plasma processing apparatus using the conventional radial line slot antenna. 図１のプラズマ処理装置で使われる処理ガス供給構造を示す底面図である。It is a bottom view which shows the process gas supply structure used with the plasma processing apparatus of FIG. 本発明の第１参考例によるマイクロ波プラズマ処理装置の構成を示す図（その１）である。It is FIG. (1) which shows the structure of the microwave plasma processing apparatus by the 1st reference example of this invention. 本発明の第１参考例によるマイクロ波プラズマ処理装置の構成を示す図（その２）である。It is FIG. (2) which shows the structure of the microwave plasma processing apparatus by the 1st reference example of this invention. 図３のプラズマ処理装置で使われる処理ガス供給構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the process gas supply structure used with the plasma processing apparatus of FIG. 図４の処理ガス供給構造の一部を構成する導電性ディスク部材を示す底面図である。It is a bottom view which shows the electroconductive disk member which comprises a part of processing gas supply structure of FIG. 図４の処理ガス供給構造の別の一部を構成する導電性ディスク部材を示す平面図である。It is a top view which shows the electroconductive disc member which comprises another part of the process gas supply structure of FIG. 図４の処理ガス供給構造の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of the process gas supply structure of FIG. 図５の導電性ディスク部材の一部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows a part of electroconductive disc member of FIG. 図５の導電性ディスク部材の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of the electroconductive disc member of FIG. 本発明の第２参考例による処理ガス供給構造の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the process gas supply structure by the 2nd reference example of this invention. 本発明の第３参考例によるプラズマ処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the plasma processing apparatus by the 3rd reference example of this invention. 本発明の第４参考例によるプラズマ処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the plasma processing apparatus by the 4th reference example of this invention. 本発明の第５参考例によるプラズマ処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the plasma processing apparatus by the 5th reference example of this invention. 本発明の第６参考例によるプラズマ処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the plasma processing apparatus by the 6th reference example of this invention. 本発明の第７参考例によるプラズマ処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the plasma processing apparatus by the 7th reference example of this invention. 本発明の第８参考例によるプラズマ処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the plasma processing apparatus by the 8th reference example of this invention. 本発明の実施例によるプラズマ処理装置の一部を示す図（その１）である。It is FIG. (1) which shows a part of plasma processing apparatus by the Example of this invention. 本発明の実施例によるプラズマ処理装置の一部を示す図（その２）であるIt is FIG. (2) which shows a part of plasma processing apparatus by the Example of this invention.

Explanation of symbols

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１００プラズマ処理装置
１１処理容器
１１ａ排気ポート
１１ｂ張り出し部
１１ｐプラズマガス供給ポート
１１ｒ処理ガス供給ポート
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ空間
１１Ｇ減圧およびＨｅ供給ポート
１１Ｐプラズマガス導入口
１２，１１４被処理基板
１３保持台
１３Ａ高周波電源
１４シャワープレート
１４Ａプラズマガスノズル開口部
１４Ｂ，１４Ｃプラズマガス通路
１５カバープレート
１６スロット板
１６ａ，１６ｂスロット開口部
１７アンテナ本体
１８遅波板
１８Ａ，１８Ｂリング状部材
１９冷却ブロック
１９Ａ冷却水通路
２０ラジアルラインアンテナ
２１同軸導波管
２１Ａ外側導波管
２１Ｂ内側給電線
２１ａ，２１ｂテーパ面
３１，４１，５１，１１１処理ガス供給構造
３１₁，３１₂ 導電性ディスク部材
３１Ａ，３１Ａ’ プラズマ拡散通路
３１Ｂ，１１３Ａ処理ガス通路
３１Ｃ，１１２Ａ処理ガス分配通路
３１ｃ処理ガス供給ポート
３１Ｄ，１１３処理ガス供給ノズル開口部
３１Ｅ格子状部材
３１Ｌ₁〜３１Ｌ₄ Ｌ字状スペーサ
３１ｅ冷媒通路
３１Ｆ，３１Ｆ₁〜３１Ｆ₄ 処理ガス拡散部
５１Ａ同心円リング状部材
５１Ｂスポーク部材
５１ａＵ字型の部材
５１ｂ蓋 10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 100 Plasma processing apparatus 11 Processing vessel 11a Exhaust port 11b Overhang part 11p Plasma gas supply port 11r Processing gas supply port 11A, 11B, 11C Space 11G Decompression and He supply port 11P Plasma gas inlet 12,114 Substrate 13 Holding base 13A High frequency power supply 14 Shower plate 14A Plasma gas nozzle opening 14B, 14C Plasma gas passage 15 Cover plate 16 Slot plate 16a, 16b Slot opening 17 Antenna body 18 Slow wave plate 18A , 18B Ring-shaped member 19 Cooling block 19A Cooling water passage 20 Radial line antenna 21 Coaxial waveguide 21A Outer waveguide 21B Inner feed line 21a, 21b Tapered surfaces 31, 41 51,111 process gas supply mechanism 31 _1, 31 ₂ conductive disc member 31A, 31A 'plasma diffusion path 31B, 113A process gas passages 31C, 112A process gas distribution passages 31c processing gas supply port 31D, 113 processing gas supply nozzle opening 31E grid-like member 31L ₁ ~31L ₄ L-shaped spacers 31e coolant passages 31F, 31F ₁ ~31F ₄ processing gas diffusing portion 51A concentrically ring-shaped member 51B spoke members 51a U-shaped member 51b lid

Claims

A processing vessel defined by an outer wall and provided with a holding table for holding a substrate to be processed;
An exhaust system coupled to the processing vessel ;
Before Symbol treatment on a container, a microwave antenna provided so as to face the target substrate,
A plasma gas supply unit that is provided between the substrate to be processed and the microwave antenna in the processing container, and supplies a plasma gas into the processing container;
Provided between the substrate to be processed and the plasma gas supply unit in the processing container, and the processing container is formed into a first space on the plasma gas supply unit side and a second space on the substrate to be processed side. And a processing gas supply unit for defining,
The processing gas supply unit includes a plurality of first openings communicating between the first space and the second space, and a portion that defines the first space and the second space. Prepared,
The portion defining the first space and the second space includes a processing gas passage connectable to a processing gas source, and communicates the processing gas to the second space. A plurality of second openings for discharging,
Plasma is generated in the first space using the microwave from the microwave antenna and the plasma gas, and the plasma is passed through the plurality of first openings toward the second space. Composed of
It said second opening, and characterized by being configured to obliquely emitted to the process gas to pre-SL surface of the substrate to be processed at the position on the vertical line with respect to the surface from the surface of the substrate to be processed plasma processing apparatus for.

The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma gas supply unit includes a shower plate provided between the microwave antenna and the processing gas supply unit.