JP4532632B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4532632B2 JP4532632B2 JP31290399A JP31290399A JP4532632B2 JP 4532632 B2 JP4532632 B2 JP 4532632B2 JP 31290399 A JP31290399 A JP 31290399A JP 31290399 A JP31290399 A JP 31290399A JP 4532632 B2 JP4532632 B2 JP 4532632B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma processing
- microwave
- plasma
- processing chamber
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ処理装置及び方法に関し、更に詳しくは、大面積の被処理基体を高速且つ均一に高品質処理するために、高密度・低電位且つ均一なプラズマ、特に周方向の均一性を向上させたプラズマを発生できるマイクロ波プラズマ処理を対象とする。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波をプラズマ生起用の励起源として使用するプラズマ処理装置としては、いわゆるＣＶＤ装置、エッチング装置、アッシング装置などが知られている。
【０００３】
マイクロ波プラズマＣＶＤ装置を使用する被処理基体の成膜処理は、例えば次のようにして行われる。即ち、マイクロ波プラズマＣＶＤ装置のプラズマ処理室内に反応ガスを導入し、同時にマイクロ波エネルギーを投入して反応ガスを励起、分解して、プラズマ処理室内に配された被処理基体上に堆積膜を形成する。
【０００４】
また、マイクロ波プラズマエッチング装置を使用する被処理基体のエッチング処理は、例えば次のようにして行われる。即ち、マイクロ波プラズマエッチング装置のプラズマ処理室内にエッチャントガスを導入し、同時にマイクロ波エネルギーを投入してエッチャントガスを励起、分解して、プラズマ処理室内に配された被処理基体の表面をエッチングする。
【０００５】
更に、マイクロ波プラズマアッシング装置を使用する被処理基体のアッシング処理は、例えば次のようにして行われる。即ち、マイクロ波プラズマアッシング装置のプラズマ処理室内にアッシングガスを導入し、同時にマイクロ波エネルギーを投入してアッシングガスを励起、分解して、プラズマ処理室内に配された被処理基体の表面をアッシングする。
【０００６】
マイクロ波プラズマ処理装置においては、ガスの励起源としてマイクロ波を使用することから、電子を高い周波数をもつ電界により加速でき、ガス分子を効率的に電離、励起させることができる。それ故、マイクロ波プラズマ処理装置については、ガスの電離効率、励起効率及び分解効率が高く、高密度のプラズマを比較的容易に形成し得る、低温で高速に高品質処理できるといった利点を有する。また、マイクロ波が誘電体を透過する性質を有することから、プラズマ処理装置を無電極放電タイプのものとして構成でき、これが故に高清浄なプラズマ処理を行い得るという利点もある。
【０００７】
こうしたマイクロ波プラズマ処理装置の更なる高速化のために、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を利用したプラズマ処理装置も実用化されてきている。ＥＣＲは、磁束密度が８７．５ｍＴの場合、磁力線の周りを電子が回転する電子サイクロトロン周波数が、マイクロ波の一般的な周波数２．４５ＧＨｚと一致し、電子がマイクロ波を共鳴的に吸収して加速され、高密度プラズマが発生する現象である。このようなＥＣＲプラズマ処理装置においては、マイクロ波導入手段と磁界発生手段との構成について、代表的なものとして次の４つの構成が知られている。
【０００８】
即ち、
（１）導波管を介して伝搬されるマイクロ波を被処理基体の対向面から透過窓を介して円筒状のプラズマ発生室に導入し、プラズマ発生室の中心軸と同軸の発散磁界をプラズマ発生室の周辺に設けられた電磁コイルを介して導入する構成（ＮＴＴ方式）。
（２）導波管を介して伝送されるマイクロ波を被処理基体の対向面から釣鐘状のプラズマ発生室に導入し、プラズマ発生室の中心軸と同軸の磁界をプラズマ発生室の周辺に設けられた電磁コイルを介して導入する構成（日立方式）。
（３）円筒状スロットアンテナの一種であるリジターノコイルを介してマイクロ波を周辺からプラズマ発生室に導入し、プラズマ発生室の中心軸と同軸の磁界をプラズマ発生室の周辺に設けられた電磁コイルを介して導入する構成（リジターノ方式）。
（４）導波管を介して伝送されるマイクロ波を被処理基体の対向面から平板状のスロットアンテナを介して円筒状のプラズマ発生室に導入し、アンテナ平面に平行なループ状磁界を平面アンテナの背面に設けられた永久磁石を介して導入する構成（平面スロットアンテナ方式）。
である。
【０００９】
マイクロ波プラズマ処理装置の例として、近年、マイクロ波の均一で効率的な導入装置として複数の直線状スロットが平板状Ｈ面に放射状に形成された無終端環状導波管を用いた装置が提案されている（特開平１０−２３３２９５号公報）。このマイクロ波プラズマ処理装置を図４（ａ）に、そのプラズマ発生機構を図４（ｂ）に示す。４０１はプラズマ処理室、４０２はプラズマ処理室４０１を大気側と分離する誘電体、４０３はマイクロ波をプラズマ処理室４０１に導入するための直線状スロット付無終端環状導波管、４０５はプラズマ処理用ガス導入手段、４１２は被処理基体、４１３は基体４１２の支持体、４１４は基体４１２を加熱するヒータ、４１５は処理用ガス導入手段、４１６は排気部、４２１はマイクロ波を左右に分配するＥ分岐、４２２はスロット、４２３は環状導波管４０３内に導入されたマイクロ波、４２５はスロット４２２を通し誘電体４０２を通してプラズマ発生室４０１へ導入されたマイクロ波、４２６はスロット４２２を通し誘電体４０２内を伝搬するマイクロ波の表面波、４２７は放電開始初期に生成するプラズマ、４２８は表面波により生成したプラズマである。
【００１０】
プラズマの発生及び処理は以下のようにして行なう。
先ず、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室４０１内を真空排気する。続いてプラズマ処理用ガスをガス導入口４０５を介して所定の流量でプラズマ処理室４０１内に導入する。
【００１１】
次に、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズマ処理室４０１内を所定の圧力に保持する。マイクロ波電源（不図示）より所望の電力を環状導波管４０３を介してプラズマ処理室４０１内に供給する。この際、環状導波管４０３内に導入されたマイクロ波４２３は、Ｅ分岐４２１で左右に２分配され、自由空間よりも長い管内波長をもって伝搬する。分配されたマイクロ波同士は対向部で干渉し、管内波長の１／２毎に定在波を生じる。横切る電界が最大になる位置に設置されたスロット４２２から誘電体４０２を透してプラズマ処理室４０１に導入されたマイクロ波４２５は、スロット４２２近傍のプラズマ４２７を生成する。生成したプラズマ４２７の電子プラズマ周波数が電源周波数を超える（例えば電源周波数が２．４５ＧＨｚの場合、電子密度が７×１０10／ｃｍ3 を超える）と、マイクロ波はプラズマ中を伝搬できなくなり（いわゆるカットオフ）、誘電体４０２とプラズマの界面を表面波４２６として伝搬する。隣接するスロットから導入された表面波４２６同士が干渉し、表面波４２６の波長（λ・εr -1/2〔λ：自由空間マイクロ波波長、εr ：比誘電率〕）の１／２毎に電界の腹を生じる。プラズマ処理室４０１にしみ出したこの表面波干渉による腹電界によって表面波干渉プラズマ（ＳＩＰ：Surface-wave Interfered Plasma）４２８が生成する。この時に処理用ガス導入管４１５を介して処理用ガスをプラズマ処理室４０１内に導入しておくと処理用ガスは発生した高密度プラズマにより励起され、支持体４１３上に載置された被処理基体４１２の表面を処理する。
【００１２】
このようなマイクロ波プラズマ処理装置を用いることにより、圧力１．３３Ｐａ程度、マイクロ波パワー１ｋＷ以上で、直径３００ｍｍ以上の大口径空間に±３％以内の均一性をもって、電子密度１０12／ｃｍ3 以上、電子温度３ｅＶ以下、プラズマ電位２０Ｖ以下の高密度低電位プラズマを発生できるので、ガスを充分に反応させて活性な状態で被処理基体に供給でき、且つ入射イオンによる基板表面ダメージも低減するので、高品質で高速な処理が可能になる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示したような高密度低電位プラズマを発生するマイクロ波プラズマ処理装置を用いて処理を行う場合、条件によっては、マイクロ波導入部とその対向部とでプラズマ密度のバランスが崩れ、周方向の処理ムラが発生する場合がある。即ち、高密度プラズマにより高品質で均一且つ高速な処理が期待される反面、それ故に処理結果を不安定なものとして精度の低下を来すという重大な問題がある。
【００１４】
そこで、本発明の主たる目的は、上述した従来のマイクロ波プラズマ処理装置における問題点を解決し、高品質な処理をより高速且つ均一に行うことが可能となるように、特に導入部と対向部とのプラズマ密度バランスが崩れない高密度低電位プラズマを発生できるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、従来のマイクロ波プラズマ処理装置における上述した問題点を解決し、上記目的を達成すべく鋭意努力した結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
【００１６】
本発明のプラズマ処理装置は、マイクロ波が透過可能な誘電体窓で一部を形成されたプラズマ処理室と、前記プラズマ処理室内に設置される被処理基体の支持手段と、前記プラズマ処理室内へ処理用ガスを導入するガス導入手段と、前記プラズマ処理室内を真空排気する排気手段と、２つのマイクロ波導入口と、前記誘電体窓側の面に予め定められた角度間隔で穿孔されてなる複数のスロットとを有する無終端の環状導波管とを備え、前記環状導波管は、前記各マイクロ波導入口から導入したマイクロ波を前記各スロットを介して前記誘電体窓を透して前記プラズマ処理室内へ導入するプラズマ処理装置であって、前記環状導波管の中心軸上に１つのマイクロ波の入口があり、それを２つに分岐したマイクロ波の出口が各々前記環状導波管の１８０度間隔に設けられた前記２つのマイクロ波導入口と接続され、前記マイクロ波導入口にはマイクロ波を２方向にＨ分岐導入する分岐手段が設けられ、前記環状導波管は、その周長が管内波長の偶数倍であり、前記２つのマイクロ波導入口の一方に、導入したマイクロ波の位相を１８０度進める位相シフタを備えるものである。
【００１７】
本発明のプラズマ処理装置の一態様において、前記スロットは、前記環状導波管のＨ面に設けられている。
【００１８】
本発明のプラズマ処理装置の一態様において、前記スロットは、前記環状導波管の円周に沿って管内波長の１／２又は１／４間隔に放射状に形成されてなるものである。
【００１９】
本発明のプラズマ処理装置の一態様において、前記環状導波管は、その周長が管内波長の奇数倍であり、前記マイクロ波導入口が１８０度間隔に２個設けられており、前記分岐手段は、マイクロ波を２方向にＨ分岐導入するものである。
【００２０】
本発明のプラズマ処理装置の一態様は、前記被処理基体の表面に、アッシング処理、エッチング処理及び成膜処理のうちから何れか１種の処理又は複数種の処理を順次施すものである。
【００２６】
【作用】
本発明においては、無終端の環状導波管にマイクロ波導入口を複数設けることにより、プラズマ発生時におけるマイクロ波の導入部と対向部とのプラズマ密度バランスが一定に保持されることになる。これにより、高密度低電位プラズマを発生することが可能となり、高品質な処理をより高速かつ均一に行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明のマイクロ波プラズマ処理装置を図１を用いて説明する。１０１はプラズマ処理室、１０２はプラズマ処理室１０１を大気側から分離する誘電体、１０３はマイクロ波をプラズマ処理室１０１に導入するためのスロット付平板状無終端環状導波管、１０４は環状導波管１０３の複数の導入口にマイクロ波を導入する分岐、１１２は被処理基体、１１３は被処理基体１１２の支持体、１１４は被処理基体１１２を加熱するヒータ、１１５は処理用ガス導入手段、１１６は排気部である。
【００２８】
プラズマの発生及び処理は以下のようにして行なう。
先ず、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を真空排気する。続いて、プラズマ処理用ガスをガス導入口１１５を介して所定の流量でプラズマ処理室１０１内に導入する。
【００２９】
次に、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズマ処理室１０１内を所定の圧力に保持する。マイクロ波電源（不図示）より所望の電力を、スロット付平板状環状導波管１０３を介して、プラズマ処理室１０１内に供給することにより、プラズマ処理室１０１内にプラズマが発生する。この時に処理用ガス導入管１１５を介して処理用ガスを処理室１０１内に導入しておくと処理用ガスは発生した高密度プラズマにより励起され、支持体１１３上に載置された被処理基体１１２の表面を処理する。
【００３０】
このマイクロ波プラズマ処理装置に用いられる分岐の形状は、環状導波管の導波部周長が管内波長の奇数倍で、導入口が１８０度間隔で２カ所であれば単純なＨ分岐が使用可能である。導波部周長が管内波長の偶数倍の場合には、位相シフタなどを用いて導入口の片方に導入するマイクロ波の位相を１８０度進める必要がある。
【００３１】
スロット１０６の形状は、１つの矩形状穿孔でも、長さが管内波長の１／４から３／８である穿孔が複数、不連続且つ直線上に配置されたものでも適用可能である。また、スロット間隔は、管内波長の１／２もしくは１／４が最適である。
【００３２】
スロット付平板状環状導波管１０３の材質は、導電体であれば使用可能であるが、マイクロ波の伝搬ロスをできるだけ抑えるため導電率の高いＡｌ，Ｃｕ，Ａｇ／ＣｕメッキしたＳＵＳなどが最適である。また、この異中心のスロット付平板状環状導波管１０３における導入口の向きは、当該導波管１０３内のマイクロ波伝搬空間に効率よくマイクロ波を導入できるものであれば、Ｈ面に平行で伝搬空間の接線方向でも、Ｈ面に垂直方向で導入部で伝搬空間の左右方向に２分配するものでもよい。また、本装置で用いられるマイクロ波周波数は、０．８ＧＨｚ〜２０ＧＨｚの範囲から適宜選択することができる。
【００３３】
誘電体１０２としては、ＳｉＯ2 系の石英や各種ガラス、Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＬｉＦ，ＣａＦ2 ，ＢａＦ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＡｌＮ，ＭｇＯなどの無機物が適当であるが、ポリエチレン，ポリエステル，ポリカーボネート，セルロースアセテート、ポリプロピレン，ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニリデン，ポリスチレン，ポリアミド，ポリイミドなどの有機物のフィルム、シートなども適用可能である。
【００３４】
本装置では、磁界発生手段を用いても良い。ここで用いられる磁界としては、ミラー磁界なども適用可能であるが、スロット近傍の磁界の磁束密度は基体近傍の磁界の磁束密度よりも大きいマグネトロン磁界が最適である。磁界発生手段としては、コイル以外でも、永久磁石でも使用可能である。コイルを用いる場合には過熱防止のため水冷機構や空冷など他の冷却手段を用いてもよい。また、処理のより高品質化のため、紫外光を基体表面に照射してもよい。
【００３５】
光源としては、被処理基体１１２もしくは被処理基体１１２上に付着したガスに吸収される光を放射するものならば適用可能であり、エキシマレーザ、エキシマランプ、希ガス共鳴線ランプ、低圧水銀ランプなどが適当である。
【００３６】
プラズマ処理室１０１内の圧力は１．３３×１０-2Ｐａ〜１．３３×１０3 Ｐａの範囲、より好ましくは、ＣＶＤの場合では１．３３×１０-1Ｐａ〜１３．３Ｐａ、エッチングの場合では６．６７×１０-2Ｐａ〜６．６７Ｐａ、アッシングの場合では１３．３Ｐａ〜１．３３×１０3 Ｐａの範囲から選択することができる。
【００３７】
本装置を用いた堆積膜の形成については、使用するガスを適宜選択することによりＳｉ3 Ｎ4 ，ＳｉＯ2 ，Ｔａ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 ，ＴｉＮ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＡｌＮ，ＭｇＦ2 などの絶縁膜、アモルファスＳｉ，多結晶Ｓｉ，ＳｉＣ，ＧａＡｓなどの半導体膜、Ａｌ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａなどの金属膜等、各種の堆積膜を効率よく形成することが可能である。
【００３８】
被処理基体１１２は、半導体であっても、導電性のものであっても、あるいは電気絶縁性のものであってもよい。導電性基体としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂなどの金属またはこれらの合金、例えば真鍮、ステンレス鋼などが挙げられる。絶縁性基体としては、ＳｉＯ2 系の石英や各種ガラス、Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＬｉＦ，ＣａＦ2 ，ＢａＦ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＡｌＮ，ＭｇＯなどの無機物、ポリエチレン，ポリエステル，ポリカーボネート，セルロースアセテート，ポリプロピレン，ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニリデン，ポリスチレン，ポリアミド，ポリイミドなどの有機物のフィルム、シートなどが挙げられる。
【００３９】
ＣＶＤ法により基板上に薄膜を形成する場合に用いられるガスとしては、一般に公知のガスが使用できる。
【００４０】
アモルファスＳｉ，多結晶Ｓｉ，ＳｉＣなどのＳｉ系半導体薄膜を形成する場合において、処理用ガス導入手段１１５を介してプラズマ処理室１０１へ導入するＳｉ原子を含有する原料ガスとしては、ＳｉＨ4 ，Ｓｉ2 Ｈ6 などの無機シラン類、テトラエチルシラン（ＴＥＳ），テトラメチルシラン（ＴＭＳ），ジメチルシラン（ＤＭＳ），ジメチルジフルオロシラン（ＤＭＤＦＳ），ジメチルジクロルシラン（ＤＭＤＣＳ）などの有機シラン類、ＳｉＦ4 ，Ｓｉ2 Ｆ6 ，Ｓｉ3 Ｆ8 ，ＳｉＨＦ3 ，ＳｉＨ2 Ｆ2 ，ＳｉＣｌ4 ，Ｓｉ2 Ｃｌ6 ，ＳｉＨＣｌ3 ，ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ，ＳｉＨ3 Ｃｌ，ＳｉＣｌ2 Ｆ2 などのハロシラン類等、常温常圧でガス状態であるものまたは容易にガス化し得るものが挙げられる。また、この場合のＳｉ原料ガスと混合して導入してもよい添加ガスまたはキャリアガスとしては、Ｈ2 ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎが挙げられる。
【００４１】
Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＳｉＯ2 などのＳｉ化合物系薄膜を形成する場合において、処理用ガス導入手段１１５を介して導入するＳｉ原子を含有する原料としては、ＳｉＨ4 ，Ｓｉ2 Ｈ6 などの無機シラン類、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ），テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ），オクタメチルシクロテトラシラン（ＯＭＣＴＳ），ジメチルジフルオロシラン（ＤＭＤＦＳ），ジメチルジクロルシラン（ＤＭＤＣＳ）などの有機シラン類、ＳｉＦ4 ，Ｓｉ2 Ｆ6 ，Ｓｉ3 Ｆ8 ，ＳｉＨＦ3 ，ＳｉＨ2 Ｆ2 ，ＳｉＣｌ4 ，Ｓｉ2 Ｃｌ6 ，ＳｉＨＣｌ3 ，ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ，ＳｉＨ3 Ｃｌ，ＳｉＣｌ2 Ｆ2 などのハロシラン類等、常温常圧でガス状態であるものまたは容易にガス化し得るものが挙げられる。また、この場合の同時に導入する窒素原料ガスまたは酸素原料ガスとしては、Ｎ2 ，ＮＨ3 ，Ｎ2 Ｈ4 ，ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ），Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｈ2 Ｏ，ＮＯ，Ｎ2 Ｏ，ＮＯ2 などが挙げられる。
【００４２】
Ａｌ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａなどの金属薄膜を形成する場合において、処理用ガス導入手段１１５を介して導入する金属原子を含有する原料としては、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ），トリエチルアルミニウム（ＴＥＡｌ），トリイソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡｌ），ジメチルアルミニウムハイドライド（ＤＭＡｌＨ）、タングステンカルボニル（Ｗ（ＣＯ）6 ），モリブデンカルボニル（Ｍｏ（ＣＯ）6 ），トリメチルガリウム（ＴＭＧａ），トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）などの有機金属、ＡｌＣｌ3 ，ＷＦ6 ，ＴｉＣｌ3 ，ＴａＣｌ5 などのハロゲン化金属等が挙げられる。また、この場合のＳｉ原料ガスと混合して導入してもよい添加ガスまたはキャリアガスとしては、Ｈ2 ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎが挙げられる。
【００４３】
Ａｌ2 Ｏ3 ，ＡｌＮ，Ｔａ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 ，ＴｉＮ，ＷＯ3 などの金属化合物薄膜を形成する場合において、処理用ガス導入手段１１５を介して導入する金属原子を含有する原料としては、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ），トリエチルアルミニウム（ＴＥＡｌ），トリイソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡｌ），ジメチルアルミニウムハイドライド（ＤＭＡｌＨ），タングステンカルボニル（Ｗ（ＣＯ）6 ），モリブデンカルボニル（Ｍｏ（ＣＯ）6 ），トリメチルガリウム（ＴＭＧａ），トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）などの有機金属、ＡｌＣｌ3 ，ＷＦ6 ，ＴｉＣｌ3 ，ＴａＣｌ5 などのハロゲン化金属等が挙げられる。また、この場合の同時に導入する酸素原料ガスまたは窒素原料ガスとしては、Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｈ2 Ｏ，ＮＯ，Ｎ2 Ｏ，ＮＯ2 ，Ｎ2 ，ＮＨ3 ，Ｎ2 Ｈ4 ，ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）などが挙げられる。
【００４４】
基体表面をエッチングする場合の処理用ガス導入口１１５から導入するエッチング用ガスとしては、Ｆ2 ，ＣＦ4 、ＣＨ2 Ｆ2 ，Ｃ2 Ｆ6 ，Ｃ4 Ｆ8 ，ＣＦ2 Ｃｌ2 ，ＳＦ6 ，ＮＦ3 ，Ｃｌ2 ，ＣＣｌ4 ，ＣＨ2 Ｃｌ2 ，Ｃ2 Ｃｌ6 などが挙げられる。
【００４５】
フォトレジストなど被処理基体表面上の有機成分をアッシング除去する場合の処理用ガス導入口１１５から導入するアッシング用ガスとしては、Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｈ2 Ｏ，Ｈ2 ，ＮＯ，Ｎ2 Ｏ，ＮＯ2 などが挙げられる。
【００４６】
また、本装置を被処理基体の表面改質にも適用する場合、使用するガスを適宜選択することにより、例えば基体もしくは表面層としてＳｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｔａなどを使用してこれら基体もしくは表面層の酸化処理あるいは窒化処理さらにはＢ，Ａｓ，Ｐなどのドーピング処理等が可能である。更に本発明において採用する成腰技術はクリーニング方法にも適用できる。その場合酸化物あるいは有機物や重金属などのクリーニングに使用することもできる。
【００４７】
被処理基体を酸化表面処理する場合の処理用ガス導入口１１５を介して導入する酸化性ガスとしては、Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｈ2 Ｏ，ＮＯ，Ｎ2 Ｏ，ＮＯ2 などが挙げられる。また、基体を窒化表面処理する場合の処理用ガス導入口１１５を介して導入する窒化性ガスとしては、Ｎ2 ，ＮＨ3 ，Ｎ2 Ｈ4 ，ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）などが挙げられる。
【００４８】
被処理基体表面の有機物をクリーニングする場合、またはフォトレジストなど基体表面上の有機成分をアッシング除去する場合のガス導入口１０５から導入するクリーニング／アッシング用ガスとしては、Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｈ2 Ｏ，Ｈ2 ，ＮＯ，Ｎ2 Ｏ，ＮＯ2 などが挙げられる。また、基体表面の無機物をクリーニングする場合のプラズマ発生用ガス導入口から導入するクリーニング用ガスとしては、Ｆ2 ，ＣＦ4 ，ＣＨ2 Ｆ2 ，Ｃ2 Ｆ6 ，Ｃ4 Ｆ8 ，ＣＦ2 Ｃｌ2 ，ＳＦ6 ，ＮＦ3 などが挙げられる。
【００４９】
−プラズマ処理装置の具体例−
以下、プラズマ処理装置の具体例を挙げて本実施形態を説明する。なお、本発明はこれら装置例に限定されるものではない。
【００５０】
（装置例１）
周長が管内波長の３倍であり導入口が２個ある環状導波管を用いた装置例１を、図１を用いて説明する。
図１において、１０１はプラズマ処理室、１０２はプラズマ処理室１０１を大気側から分離する誘電体、１０３はマイクロ波をプラズマ処理室１０１に導入するための無終端環状導波管、１０４は環状導波管１０３内にマイクロ波を２分岐導入するＨ分岐、１０５は環状導波管１０３内をマイクロ波が伝搬するマイクロ波伝搬空間、１０６は環状導波管１０３からプラズマ処理室１０１内にマイクロ波を導入するスロット、１１２は被処理基体、１１３は基体１１２の支持体、１１４は基体１１２を加熱するヒータ、１１５は処理用ガス導入手段、１１６は排気部である。
【００５１】
プラズマの発生及び処理は以下のようにして行なう。
先ず、被処理基体１１２を基体支持体１１３上に設置し、ヒータ１１４を用いて基体１１２を所望の温度まで加熱する。排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を真空排気する。続いて、プラズマ処理用ガスを処理用ガス導入口１１５を介して所定の流量でプラズマ発生室１０１内に導入する。次に、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズマ処理室１０１内を所定の圧力に保持する。マイクロ波電源（不図示）より所望の電力を、Ｈ分岐１０４より環状導波管１０３内に導入する。マイクロ波はＨ分岐１０４で２分岐され２個の導入口から環状導波管に導入された後、更にＥ分岐され伝搬空間１０５内を左右に伝搬する。Ｅ分岐されたマイクロ波は導入部１０４の対向部で干渉し、管内波長の１／２毎にスロット１０６を横切る電界を強め、スロット１０６を介し誘電体１０２を透してプラズマ処理室１０１に導入される。プラズマ処理室１０１内に導入されたマイクロ波の電界により電子が加速され、プラズマ処理室１０１内にプラズマが発生する。この際、処理用ガスは発生した高密度プラズマにより励起され、支持体１１３上に載置された被処理基体１１２の表面を処理する。
【００５２】
誘電体１０２は、材質は無水合成石英であり、サイズは例えば直径２９９ｍｍ、厚さ１２ｍｍである。環状導波管１０３は、内部導波部断面の寸法が２７ｍｍ×９６ｍｍであって、中心経が１５２ｍｍ（周長が管内波長の３倍）である。環状導波管１０３の材質は、マイクロ波の伝搬損失を抑えるため、すべてＡｌを用いている。
【００５３】
平板状環状導波管１０３のＨ面には、マイクロ波をプラズマ処理室１０１へ導入するためのスロットが形成されている。スロット１０６は、その形状が導波部の内側側面から外側に向けて長さ４２ｍｍ、幅４ｍｍの矩形状であり、管内波長の１／２間隔に放射状に６０°間隔で計６個形成されている。環状導波管１０３には、４Ｅチューナ、方向性結合器、アイソレータ、２．４５ＧＨｚの周波数を持つマイクロ波電源（不図示）が順に接続されている。
【００５４】
図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用して、Ａｒ流量５００ｓｃｃｍ、圧力１．３３Ｐａと１．３３×１０2 Ｐａ、マイクロ波パワー３．０ｋＷの条件でプラズマを発生させ、得られたプラズマの計測を行った。プラズマ計測は、シングルプローブ法により以下のようにして行った。プローブに印加する電圧を−５０〜＋１００Ｖの範囲で変化させ、プローブに流れる電流をＩ−Ｖ測定器により測定し、得られたＩ−Ｖ曲線からラングミュアらの方法により電子密度、電子温度、プラズマ電位を算出した。その結果、電子密度は、１．３３Ｐａの場合では２．１×１０12／ｃｍ3 ±２．７％（φ３００面内）、１．３３×１０2 Ｐａの場合では９．６×１０11／ｃｍ3 ±５．４％（φ３００面内）であり、高圧領域でも中心付近のプラズマ密度の高いプラズマが形成されていることが確認された。
【００５５】
（装置例２）
周長が管内波長の４倍であり、導入口が２個ある環状導波管を用いた装置例２を、図２を用いて説明する。
図２において、２０１はプラズマ処理室、２０２はプラズマ処理室２０１を大気側から分離する誘電体、２０３はマイクロ波をプラズマ処理室２０１に導入するための無終端環状導波管、２０４は環状導波管２０３内にマイクロ波を導入する位相シフタ付きＨ分岐、２０５は環状導波管２０３内をマイクロ波が伝搬するマイクロ波伝搬空間、２０６は環状導波管２０３からプラズマ処理室２０１内にマイクロ波を導入するスロット、２１２は被処理基体、２１３は被処理基体２１２の支持体、２１４は基体２１２を加熱するヒータ、２１５は処理用ガス導入手段、２１６は排気部である。
【００５６】
プラズマの発生及び処理は以下のようにして行なう。
先ず、被処理基体２１２を基体支持体２１３上に設置し、ヒータ２１４を用いて被処理基体２１２を所望の温度まで加熱する。排気系（不図示）を介してプラズマ処理室２０１内を真空排気する。続いて、プラズマ処理用ガスを処理用ガス導入口２１５を介して所定の流量でプラズマ発生室２０１内に導入する。次に、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズマ処理室２０１内を所定の圧力に保持する。マイクロ波電源（不図示）より所望の電力を、位相シフタ付きＨ分岐２０４により環状導波管２０３内に導入する。マイクロ波は位相シフタ付きＨ分岐２０４で２分岐され２個の導入口から環状導波管に導入された後、更にＥ分岐され伝搬空間２０５内を左右に伝搬する。Ｅ分岐されたマイクロ波は導入部２０４の対向部で干渉し、管内波長の１／２毎にスロット２０６を横切る電界を強め、スロット２０６を介し誘電体２０２を透してプラズマ処理室２０１に導入される。プラズマ処理室２０１内に導入されたマイクロ波の電界により電子が加速され、プラズマ処理室２０１内にプラズマが発生する。この際、処理用ガスは発生した高密度プラズマにより励起され、支持体２１３上に載置された被処理基体２１２の表面を処理する。
【００５７】
誘電体２０２は、材質は無水合成石英、直径２９９ｍｍ、厚さ１６ｍｍである。環状導波管２０３は、内部導波部断面の寸法が２７ｍｍ×９６ｍｍであって、中心径が１５２ｍｍである。環状導波管２０３の材質は、マイクロ波の伝搬損失を抑えるため、すべてＡｌを用いている。環状導波管２０３のＨ面には、マイクロ波をプラズマ処理室２０１へ導入するためのスロットが形成されている。スロットの形状は導波部内側側面から外側へ長さ４２ｍｍ、幅４ｍｍの矩形状のものであり、管内波長の１／２間隔に放射状に４５°間隔で計８個形成されている。環状導波管２０３には、４Ｅチューナ、方向性結合器、アイソレータ、２．４５ＧＨｚの周波数を持つマイクロ波電源（不図示）が順に接続されている。
【００５８】
図２に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用して、Ａｒ流量５００ｓｃｃｍ、圧力１．３３Ｐａと１．３３×１０2 Ｐａ、マイクロ波パワー３．０ｋＷの条件でプラズマを発生させ、得られたプラズマの計測を行った。プラズマ計測は、シングルプローブ法により以下のようにして行った。プローブに印加する電圧を−５０〜＋１００Ｖの範囲で変化させ、プローブに流れる電流をＩ−Ｖ測定器により測定し、得られたＩ−Ｖ曲線からラングミュアらの方法により電子密度、電子温度、プラズマ電位を算出した。その結果、電子密度は、１．３３Ｐａの場合には９×１０12／ｃｍ3 ±２．７％（φ３００面内）、１．３３×１０2 Ｐａの場合には８．７×１０11／ｃｍ3 ±５．６％（φ３００面内）であり、高圧領域でも中心付近のプラズマ密度の高いプラズマが形成されていることが確認された。
【００５９】
【実施例】
以下、諸実施例を挙げて本発明のマイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法をより具体的に説明する。なお、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００６０】
（実施例１）
図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、フォトレジストのアッシングを行った。
被処理基体１１２としては、層間ＳｉＯ2 膜をエッチングし、ビアホールを形成した直後のシリコン（Ｓｉ）基板（φ８インチ）を使用した。先ず、Ｓｉ基板１１２を基体支持体１１３上に設置した後、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を真空排気し、１．３３×１０-3Ｐａまで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入口１１５を介して酸素ガスを２ｓｌｍの流量でプラズマ処理室１０１内に導入した。次いで、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、処理室１０１内を１．３３×１０2 Ｐａに保持した。プラズマ処理室１０１内に、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より１．５ｋＷの電力を２分岐導入環状導波管１０３を介して供給した。かくして、プラズマ処理室１０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入口１１５を介して導入された酸素ガスはプラズマ処理室１０１内で励起、分解、反応してオゾンとなり、シリコン基板１１２の方向に輸送され、基板１１２上のフォトレジストを酸化し、気化・除去された。アッシング後、アッシング速度と基板表面電荷密度などについて評価した。
【００６１】
得られたアッシング速度及び均一性は、６．６μｍ／ｍｉｎ±４．５％と極めて良好であり、表面電荷密度も−１．３×１０11／ｃｍ2 と充分低い値を示した。
【００６２】
（実施例２）
図２に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、フォトレジストのアッシングを行った。
被処理基体２１２としては、層間ＳｉＯ2 膜をエッチングし、ビアホールを形成した直後のシリコン（Ｓｉ）基板（φ８インチ）を使用した。まず、Ｓｉ基板２１２を基体支持体２１３上に設置した後、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室２０１内を真空排気し、１．３３×１０-3Ｐａまで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入口２１５を介して酸素ガスを２ｓｌｍの流量でプラズマ処理室２０１内に導入した。次いで、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、処理室２０１内を１．３３×１０2 Ｐａに保持した。プラズマ処理室２０１内に、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より１．５ｋＷの電力を２分岐導入環状導波管２０３を介して供給した。かくして、プラズマ処理室２０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入口２１５を介して導入された酸素ガスはプラズマ処理室２０１内で励起、分解、反応してオゾンとなり、シリコン基板２１２の方向に輸送され、基板２１２上のフォトレジストを酸化し、気化・除去された。アッシング後、アッシング速度と基板表面電荷密度などについて評価した。
【００６３】
得られたアッシング速度及び均一性は、６．４μｍ／ｍｉｎ±３．４％と極めて大きく、表面電荷密度も−１．４×１０11／ｃｍ2 と充分低い値を示した。
【００６４】
（実施例３）
図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、半導体素子保護用窒化シリコン膜の形成を行った。
被処理基体１１２としては、Ａｌ配線パターン（ラインアンドスペース０．５μｍ）が形成された層間ＳｉＯ2 膜付きＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉、抵抗率１０Ωｃｍ）を使用した。先ず、シリコン基板１１２を基体支持合１１３上に設置した後、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を真空排気し、１．３３×１０-5Ｐａの値まで減圧させた。続いてヒータ（不図示）に通電し、シリコン基板１１２を３００℃に加熱し、この温度に保持した。プラズマ処理用ガス導入口１１５を介して窒素ガスを６００ｓｃｃｍの流量で、また、モノシランガスを２００ｓｃｃｍの流量で処理室１０１内に導入した。次いで、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、処理室１０１内を２．６７Ｐａに保持した。次いで、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源（不図示）より３．０ｋＷの電力を２分岐導入環状導波管１０３を介して供給した。かくして、プラズマ処理室１０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入口１１５を介して導入された窒素ガスはプラズマ処理室１０１内で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板１１２の方向に輸送され、モノシランガスと反応し、窒化シリコン膜がシリコン基板１１２上に１．０μｍの厚さで形成した。
【００６５】
成膜後、成膜速度、応力などの膜質について評価した。応力は成膜前後の基板の反り量の変化をレーザ干渉計Ｚｙｇｏ（商品名）で測定し求めた。
【００６６】
得られた窒化シリコン膜の成膜速度及び均一性は、５１０ｎｍ／ｍｉｎ±２．５％と極めて大きく、膜質も応力１．２×１０9 ｄｙｎ／ｃｍ2 （圧縮）、リーク電流１．２×１０-10 Ａ／ｃｍ2 、絶縁耐圧９ＭＶ／ｃｍの極めて良質な膜であることが確認された。
【００６７】
（実施例４）
図２に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、プラスチックレンズ反射防止用酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜の形成を行った。
被処理基体２１２としては、直径５０ｍｍプラスチック凸レンズを使用した。レンズ２１２を基体支持台２１３上に設置した後、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室２０１内を真空排気し、１．３３×１０-5Ｐａの値まで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入口２１５を介して窒素ガスを１６０ｓｃｃｍの流量で、また、モノシランガスを１００ｓｃｃｍの流量で処理室２０１内に導入した。次いで、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、処理室２０１内を９．３３×１０-1Ｐａに保持した。次いで、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源（不図示）より３．０ｋＷの電力を２分岐環状導波管２０３を介してプラズマ処理室２０１内に供給した。かくして、プラズマ処理室２０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入口２１５を介して導入された窒素ガスは、プラズマ処理室２０１内で励起、分解されて窒素原子などの活性種となり、レンズ２１２の方向に輸送され、モノシランガスと反応し、窒化シリコン膜がレンズ２１２上に２１ｎｍの厚さで形成された。
【００６８】
次に、プラズマ処理用ガス導入口２１５を介して酸素ガスを２００ｓｃｃｍの流量で、また、モノシランガスを１００ｓｃｃｍの流量で処理室２０１内に導入した。次いで、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、処理室２０１内を１３．３Ｐａに保持した。次いで、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源（不図示）より２．０ｋＷの電力を２分岐導入環状導波管２０３を介してプラズマ発生室２０１内に供給した。かくして、プラズマ処理室２０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入口２１５を介して導入された酸素ガスは、プラズマ処理室２０１内で励起、分解されて酸素原子などの活性種となり、ガラス基板２１２の方向に輸送され、モノシランガスと反応し、酸化シリコン膜がガラス基板２１２上に８６ｎｍの厚さで形成された。成膜後、成膜速度、反射特性について評価した。
【００６９】
得られた窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜の成膜速度、均一性はそれぞれ３２０ｎｍ／ｍｉｎ±２．２％、３５０ｎｍ／ｍｉｎ±２．６と良好で、膜質も、５００ｎｍ付近の反射率が０．３％と極めて良好な光学特性であることが確認された。
【００７０】
（実施例５）
図３に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、半導体素子層間絶縁用酸化シリコン膜の形成を行った。
被処理基体３１２としては、最上部にＡｌパターン（ラインアンドスペース０．５μｍ）が形成されたＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉、低抗率１０Ωｃｍ）を使用した、先ず、シリコン基板３１２を基体支持体３１３上に設置した。排気系（不図示）を介してプラズマ処理室３０１内を真空排気し、１．３３×１０-5Ｐａの値まで減圧させたＣ続いてヒータ（不図示）に通電し、シリコン基板３１２を３００℃に加熱し、該基板をこの温度に保持した。プラズマ処理用ガス導入口３０５を介して酸素ガスを５００ｓｃｃｍの流量で、また、モノシランガスを２００ｓｃｃｍの流量で処理室３１１内に導入した。次いで、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズマ処理室３０１内を４．００Ｐａに保持した。次いで、１３．５６ＭＨｚの高周波印加手段３１７により３００Ｗの電力を基板支持体３１２に印加するとともに、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より２．０ｋＷの電力を２分岐導入環状導波管３０３を介してプラズマ処理室３０１内に供給した。かくして、プラズマ処理室３０１内にプラズマを発生させた。プラズマ処理用ガス導入口３１５を介して導入された酸素ガスはプラズマ処理室３０１内で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板３１２の方向に輸送され、モノシランガスと反応し、酸化シリコン膜がシリコン基板３１２上に０．８μｍの厚さで形成された。この時、イオン種はＲＦバイアスにより加速されて基板に入射しパターン上の膜表面を研磨して平坦性を向上させる。
【００７１】
処理後、成膜速度、均一性、絶縁耐圧、及び段差被覆性について評価した。段差被覆性は、Ａｌ配線パターン上に成膜した酸化シリコン膜の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観測し、ボイドを観測することにより評価した。
【００７２】
得られた酸化シリコン膜の成膜速度及び均一性は２４０ｎｍ／ｍｉｎ±２．５％と良好であり、膜質も絶縁耐圧８．５ＭＶ／ｃｍ、ボイドフリーであって良質な膜であることが確認された。
【００７３】
（実施例６）
図３に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、半導体素子層間ＳｉＯ2 膜のエッチングを行った。
被処理基体３１２としては、Ａｌパターン（ラインアンドスペース０．１８μｍ）上に１μｍ厚の層間ＳｉＯ2 膜が形成されたＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉、抵抗率１０Ωｃｍ）を使用した。まず、シリコン基板３１２を基体支持合３１３上に設置した後、排気系（不図示）を介してプラズマ発生室３０１及びエッチング室３１１内を真空排気し、１．３３×１０-5Ｐａの値まで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入口３０５を介してＣ4 Ｆ8 を１００ｓｃｃｍの流量でプラズマ処理室３１１内に導入した。次いで、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズマ処理室３０１内を１．３３Ｐａの圧力に保持した。次いで、１３．５６ＭＨｚの高周波印加手段３１７により３００Ｗの電力を基板支持体３１２に印加するとともに、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より２．０ｋＷの電力を２分岐導入環状導波管３０３を介してプラズマ処理室３０１内に供給した。かくして、プラズマ処理室３０１内にプラズマを発生させた。プラズマ処理用ガス導入口３０５を介して導入されたＣ．Ｆ。ガスはプラズマ処理室３０１内で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板３１２の方向に輸送され、自己バイアスによって加速されたイオンによって層間ＳｉＯ2 膜がエッチングされた。クーラ３１４により基板温度は８０℃までしか上昇しなかった。
【００７４】
エッチング後、エッチング速度、選択比、及びエッチング形状について評価した。エッチング形状は、エッチングされた酸化シリコン膜の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観測し、評価した。
【００７５】
エッチング速度及び均一性と対ポリシリコン選択比は５４０ｎｍ／ｍｉｎ±２．２％、２０と良好であり、エッチング形状もほぼ垂直で、マイクロローディング効果も少ないことが確認された。
【００７６】
【発明の効果】
本発明によれば、高品質な処理をより高速且つ均一に行うことが可能になるように、特に導入部と対向部のプラズマ密度バランスが崩れない高密度低電位プラズマを発生することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の一例である周長が管内波長の３倍である２分岐導入環状導波管を用いたマイクロ波プラズマ処理装置（装置例１）の模式図である。
【図２】本実施形態の一例である周長が管内波長の４倍である位相シフタ付き２分岐導入環状導波管を用いたマイクロ波プラズマ処理装置（装置例２）の模式図である。
【図３】実施例５，６で用いたマイクロ波プラズマ処理装置の模式図である。
【図４】従来例であるマイクロ波プラズマ処理装置の模式図である。
【符号の説明】
１０１，２０１，３０１ プラズマ処理室
１０２，２０２，３０２ 誘電体
１０３，２０３，３０３ スロット付無終端環状導波管
１０４，２０４，３０４ マイクロ波導入用Ｈ分岐
１０５，２０５，３０５ マイクロ波伝搬空間
１０６，２０６，３０６ スロット
２０７，３０７ 位相シフタ（誘電体型）
１１２，２１２，３１２ 被処理基体
１１３，２１３，３１３ 支持体
１１４，２１４，３１４ ヒータ
１１５，２１５，３１５ 処理用ガス導入手段
１１６，２１６，３１６ 排気部
３１７ 高周波印加手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ処理装置及び方法に関し、更に詳しくは、大面積の被処理基体を高速且つ均一に高品質処理するために、高密度・低電位且つ均一なプラズマ、特に周方向の均一性を向上させたプラズマを発生できるマイクロ波プラズマ処理を対象とする。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波をプラズマ生起用の励起源として使用するプラズマ処理装置としては、いわゆるＣＶＤ装置、エッチング装置、アッシング装置などが知られている。
【０００３】
マイクロ波プラズマＣＶＤ装置を使用する被処理基体の成膜処理は、例えば次のようにして行われる。即ち、マイクロ波プラズマＣＶＤ装置のプラズマ処理室内に反応ガスを導入し、同時にマイクロ波エネルギーを投入して反応ガスを励起、分解して、プラズマ処理室内に配された被処理基体上に堆積膜を形成する。
【０００４】
また、マイクロ波プラズマエッチング装置を使用する被処理基体のエッチング処理は、例えば次のようにして行われる。即ち、マイクロ波プラズマエッチング装置のプラズマ処理室内にエッチャントガスを導入し、同時にマイクロ波エネルギーを投入してエッチャントガスを励起、分解して、プラズマ処理室内に配された被処理基体の表面をエッチングする。
【０００５】
更に、マイクロ波プラズマアッシング装置を使用する被処理基体のアッシング処理は、例えば次のようにして行われる。即ち、マイクロ波プラズマアッシング装置のプラズマ処理室内にアッシングガスを導入し、同時にマイクロ波エネルギーを投入してアッシングガスを励起、分解して、プラズマ処理室内に配された被処理基体の表面をアッシングする。
【０００６】
マイクロ波プラズマ処理装置においては、ガスの励起源としてマイクロ波を使用することから、電子を高い周波数をもつ電界により加速でき、ガス分子を効率的に電離、励起させることができる。それ故、マイクロ波プラズマ処理装置については、ガスの電離効率、励起効率及び分解効率が高く、高密度のプラズマを比較的容易に形成し得る、低温で高速に高品質処理できるといった利点を有する。また、マイクロ波が誘電体を透過する性質を有することから、プラズマ処理装置を無電極放電タイプのものとして構成でき、これが故に高清浄なプラズマ処理を行い得るという利点もある。
【０００７】
こうしたマイクロ波プラズマ処理装置の更なる高速化のために、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を利用したプラズマ処理装置も実用化されてきている。ＥＣＲは、磁束密度が８７．５ｍＴの場合、磁力線の周りを電子が回転する電子サイクロトロン周波数が、マイクロ波の一般的な周波数２．４５ＧＨｚと一致し、電子がマイクロ波を共鳴的に吸収して加速され、高密度プラズマが発生する現象である。このようなＥＣＲプラズマ処理装置においては、マイクロ波導入手段と磁界発生手段との構成について、代表的なものとして次の４つの構成が知られている。
【０００８】
即ち、
（１）導波管を介して伝搬されるマイクロ波を被処理基体の対向面から透過窓を介して円筒状のプラズマ発生室に導入し、プラズマ発生室の中心軸と同軸の発散磁界をプラズマ発生室の周辺に設けられた電磁コイルを介して導入する構成（ＮＴＴ方式）。
（２）導波管を介して伝送されるマイクロ波を被処理基体の対向面から釣鐘状のプラズマ発生室に導入し、プラズマ発生室の中心軸と同軸の磁界をプラズマ発生室の周辺に設けられた電磁コイルを介して導入する構成（日立方式）。
（３）円筒状スロットアンテナの一種であるリジターノコイルを介してマイクロ波を周辺からプラズマ発生室に導入し、プラズマ発生室の中心軸と同軸の磁界をプラズマ発生室の周辺に設けられた電磁コイルを介して導入する構成（リジターノ方式）。
（４）導波管を介して伝送されるマイクロ波を被処理基体の対向面から平板状のスロットアンテナを介して円筒状のプラズマ発生室に導入し、アンテナ平面に平行なループ状磁界を平面アンテナの背面に設けられた永久磁石を介して導入する構成（平面スロットアンテナ方式）。
である。
【０００９】
マイクロ波プラズマ処理装置の例として、近年、マイクロ波の均一で効率的な導入装置として複数の直線状スロットが平板状Ｈ面に放射状に形成された無終端環状導波管を用いた装置が提案されている（特開平１０−２３３２９５号公報）。このマイクロ波プラズマ処理装置を図４（ａ）に、そのプラズマ発生機構を図４（ｂ）に示す。４０１はプラズマ処理室、４０２はプラズマ処理室４０１を大気側と分離する誘電体、４０３はマイクロ波をプラズマ処理室４０１に導入するための直線状スロット付無終端環状導波管、４０５はプラズマ処理用ガス導入手段、４１２は被処理基体、４１３は基体４１２の支持体、４１４は基体４１２を加熱するヒータ、４１５は処理用ガス導入手段、４１６は排気部、４２１はマイクロ波を左右に分配するＥ分岐、４２２はスロット、４２３は環状導波管４０３内に導入されたマイクロ波、４２５はスロット４２２を通し誘電体４０２を通してプラズマ発生室４０１へ導入されたマイクロ波、４２６はスロット４２２を通し誘電体４０２内を伝搬するマイクロ波の表面波、４２７は放電開始初期に生成するプラズマ、４２８は表面波により生成したプラズマである。
【００１０】
プラズマの発生及び処理は以下のようにして行なう。
先ず、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室４０１内を真空排気する。続いてプラズマ処理用ガスをガス導入口４０５を介して所定の流量でプラズマ処理室４０１内に導入する。
【００１１】
次に、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズマ処理室４０１内を所定の圧力に保持する。マイクロ波電源（不図示）より所望の電力を環状導波管４０３を介してプラズマ処理室４０１内に供給する。この際、環状導波管４０３内に導入されたマイクロ波４２３は、Ｅ分岐４２１で左右に２分配され、自由空間よりも長い管内波長をもって伝搬する。分配されたマイクロ波同士は対向部で干渉し、管内波長の１／２毎に定在波を生じる。横切る電界が最大になる位置に設置されたスロット４２２から誘電体４０２を透してプラズマ処理室４０１に導入されたマイクロ波４２５は、スロット４２２近傍のプラズマ４２７を生成する。生成したプラズマ４２７の電子プラズマ周波数が電源周波数を超える（例えば電源周波数が２．４５ＧＨｚの場合、電子密度が７×１０10／ｃｍ3 を超える）と、マイクロ波はプラズマ中を伝搬できなくなり（いわゆるカットオフ）、誘電体４０２とプラズマの界面を表面波４２６として伝搬する。隣接するスロットから導入された表面波４２６同士が干渉し、表面波４２６の波長（λ・εr -1/2〔λ：自由空間マイクロ波波長、εr ：比誘電率〕）の１／２毎に電界の腹を生じる。プラズマ処理室４０１にしみ出したこの表面波干渉による腹電界によって表面波干渉プラズマ（ＳＩＰ：Surface-wave Interfered Plasma）４２８が生成する。この時に処理用ガス導入管４１５を介して処理用ガスをプラズマ処理室４０１内に導入しておくと処理用ガスは発生した高密度プラズマにより励起され、支持体４１３上に載置された被処理基体４１２の表面を処理する。
【００１２】
このようなマイクロ波プラズマ処理装置を用いることにより、圧力１．３３Ｐａ程度、マイクロ波パワー１ｋＷ以上で、直径３００ｍｍ以上の大口径空間に±３％以内の均一性をもって、電子密度１０12／ｃｍ3 以上、電子温度３ｅＶ以下、プラズマ電位２０Ｖ以下の高密度低電位プラズマを発生できるので、ガスを充分に反応させて活性な状態で被処理基体に供給でき、且つ入射イオンによる基板表面ダメージも低減するので、高品質で高速な処理が可能になる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示したような高密度低電位プラズマを発生するマイクロ波プラズマ処理装置を用いて処理を行う場合、条件によっては、マイクロ波導入部とその対向部とでプラズマ密度のバランスが崩れ、周方向の処理ムラが発生する場合がある。即ち、高密度プラズマにより高品質で均一且つ高速な処理が期待される反面、それ故に処理結果を不安定なものとして精度の低下を来すという重大な問題がある。
【００１４】
そこで、本発明の主たる目的は、上述した従来のマイクロ波プラズマ処理装置における問題点を解決し、高品質な処理をより高速且つ均一に行うことが可能となるように、特に導入部と対向部とのプラズマ密度バランスが崩れない高密度低電位プラズマを発生できるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、従来のマイクロ波プラズマ処理装置における上述した問題点を解決し、上記目的を達成すべく鋭意努力した結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
【００１６】
本発明のプラズマ処理装置は、マイクロ波が透過可能な誘電体窓で一部を形成されたプラズマ処理室と、前記プラズマ処理室内に設置される被処理基体の支持手段と、前記プラズマ処理室内へ処理用ガスを導入するガス導入手段と、前記プラズマ処理室内を真空排気する排気手段と、２つのマイクロ波導入口と、前記誘電体窓側の面に予め定められた角度間隔で穿孔されてなる複数のスロットとを有する無終端の環状導波管とを備え、前記環状導波管は、前記各マイクロ波導入口から導入したマイクロ波を前記各スロットを介して前記誘電体窓を透して前記プラズマ処理室内へ導入するプラズマ処理装置であって、前記環状導波管の中心軸上に１つのマイクロ波の入口があり、それを２つに分岐したマイクロ波の出口が各々前記環状導波管の１８０度間隔に設けられた前記２つのマイクロ波導入口と接続され、前記マイクロ波導入口にはマイクロ波を２方向にＨ分岐導入する分岐手段が設けられ、前記環状導波管は、その周長が管内波長の偶数倍であり、前記２つのマイクロ波導入口の一方に、導入したマイクロ波の位相を１８０度進める位相シフタを備えるものである。
【００１７】
本発明のプラズマ処理装置の一態様において、前記スロットは、前記環状導波管のＨ面に設けられている。
【００１８】
本発明のプラズマ処理装置の一態様において、前記スロットは、前記環状導波管の円周に沿って管内波長の１／２又は１／４間隔に放射状に形成されてなるものである。
【００１９】
本発明のプラズマ処理装置の一態様において、前記環状導波管は、その周長が管内波長の奇数倍であり、前記マイクロ波導入口が１８０度間隔に２個設けられており、前記分岐手段は、マイクロ波を２方向にＨ分岐導入するものである。
【００２０】
本発明のプラズマ処理装置の一態様は、前記被処理基体の表面に、アッシング処理、エッチング処理及び成膜処理のうちから何れか１種の処理又は複数種の処理を順次施すものである。
【００２６】
【作用】
本発明においては、無終端の環状導波管にマイクロ波導入口を複数設けることにより、プラズマ発生時におけるマイクロ波の導入部と対向部とのプラズマ密度バランスが一定に保持されることになる。これにより、高密度低電位プラズマを発生することが可能となり、高品質な処理をより高速かつ均一に行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明のマイクロ波プラズマ処理装置を図１を用いて説明する。１０１はプラズマ処理室、１０２はプラズマ処理室１０１を大気側から分離する誘電体、１０３はマイクロ波をプラズマ処理室１０１に導入するためのスロット付平板状無終端環状導波管、１０４は環状導波管１０３の複数の導入口にマイクロ波を導入する分岐、１１２は被処理基体、１１３は被処理基体１１２の支持体、１１４は被処理基体１１２を加熱するヒータ、１１５は処理用ガス導入手段、１１６は排気部である。
【００２８】
プラズマの発生及び処理は以下のようにして行なう。
先ず、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を真空排気する。続いて、プラズマ処理用ガスをガス導入口１１５を介して所定の流量でプラズマ処理室１０１内に導入する。
【００２９】
次に、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズマ処理室１０１内を所定の圧力に保持する。マイクロ波電源（不図示）より所望の電力を、スロット付平板状環状導波管１０３を介して、プラズマ処理室１０１内に供給することにより、プラズマ処理室１０１内にプラズマが発生する。この時に処理用ガス導入管１１５を介して処理用ガスを処理室１０１内に導入しておくと処理用ガスは発生した高密度プラズマにより励起され、支持体１１３上に載置された被処理基体１１２の表面を処理する。
【００３０】
このマイクロ波プラズマ処理装置に用いられる分岐の形状は、環状導波管の導波部周長が管内波長の奇数倍で、導入口が１８０度間隔で２カ所であれば単純なＨ分岐が使用可能である。導波部周長が管内波長の偶数倍の場合には、位相シフタなどを用いて導入口の片方に導入するマイクロ波の位相を１８０度進める必要がある。
【００３１】
スロット１０６の形状は、１つの矩形状穿孔でも、長さが管内波長の１／４から３／８である穿孔が複数、不連続且つ直線上に配置されたものでも適用可能である。また、スロット間隔は、管内波長の１／２もしくは１／４が最適である。
【００３２】
スロット付平板状環状導波管１０３の材質は、導電体であれば使用可能であるが、マイクロ波の伝搬ロスをできるだけ抑えるため導電率の高いＡｌ，Ｃｕ，Ａｇ／ＣｕメッキしたＳＵＳなどが最適である。また、この異中心のスロット付平板状環状導波管１０３における導入口の向きは、当該導波管１０３内のマイクロ波伝搬空間に効率よくマイクロ波を導入できるものであれば、Ｈ面に平行で伝搬空間の接線方向でも、Ｈ面に垂直方向で導入部で伝搬空間の左右方向に２分配するものでもよい。また、本装置で用いられるマイクロ波周波数は、０．８ＧＨｚ〜２０ＧＨｚの範囲から適宜選択することができる。
【００３３】
誘電体１０２としては、ＳｉＯ2 系の石英や各種ガラス、Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＬｉＦ，ＣａＦ2 ，ＢａＦ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＡｌＮ，ＭｇＯなどの無機物が適当であるが、ポリエチレン，ポリエステル，ポリカーボネート，セルロースアセテート、ポリプロピレン，ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニリデン，ポリスチレン，ポリアミド，ポリイミドなどの有機物のフィルム、シートなども適用可能である。
【００３４】
本装置では、磁界発生手段を用いても良い。ここで用いられる磁界としては、ミラー磁界なども適用可能であるが、スロット近傍の磁界の磁束密度は基体近傍の磁界の磁束密度よりも大きいマグネトロン磁界が最適である。磁界発生手段としては、コイル以外でも、永久磁石でも使用可能である。コイルを用いる場合には過熱防止のため水冷機構や空冷など他の冷却手段を用いてもよい。また、処理のより高品質化のため、紫外光を基体表面に照射してもよい。
【００３５】
光源としては、被処理基体１１２もしくは被処理基体１１２上に付着したガスに吸収される光を放射するものならば適用可能であり、エキシマレーザ、エキシマランプ、希ガス共鳴線ランプ、低圧水銀ランプなどが適当である。
【００３６】
プラズマ処理室１０１内の圧力は１．３３×１０-2Ｐａ〜１．３３×１０3 Ｐａの範囲、より好ましくは、ＣＶＤの場合では１．３３×１０-1Ｐａ〜１３．３Ｐａ、エッチングの場合では６．６７×１０-2Ｐａ〜６．６７Ｐａ、アッシングの場合では１３．３Ｐａ〜１．３３×１０3 Ｐａの範囲から選択することができる。
【００３７】
本装置を用いた堆積膜の形成については、使用するガスを適宜選択することによりＳｉ3 Ｎ4 ，ＳｉＯ2 ，Ｔａ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 ，ＴｉＮ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＡｌＮ，ＭｇＦ2 などの絶縁膜、アモルファスＳｉ，多結晶Ｓｉ，ＳｉＣ，ＧａＡｓなどの半導体膜、Ａｌ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａなどの金属膜等、各種の堆積膜を効率よく形成することが可能である。
【００３８】
被処理基体１１２は、半導体であっても、導電性のものであっても、あるいは電気絶縁性のものであってもよい。導電性基体としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂなどの金属またはこれらの合金、例えば真鍮、ステンレス鋼などが挙げられる。絶縁性基体としては、ＳｉＯ2 系の石英や各種ガラス、Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＬｉＦ，ＣａＦ2 ，ＢａＦ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＡｌＮ，ＭｇＯなどの無機物、ポリエチレン，ポリエステル，ポリカーボネート，セルロースアセテート，ポリプロピレン，ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニリデン，ポリスチレン，ポリアミド，ポリイミドなどの有機物のフィルム、シートなどが挙げられる。
【００３９】
ＣＶＤ法により基板上に薄膜を形成する場合に用いられるガスとしては、一般に公知のガスが使用できる。
【００４０】
アモルファスＳｉ，多結晶Ｓｉ，ＳｉＣなどのＳｉ系半導体薄膜を形成する場合において、処理用ガス導入手段１１５を介してプラズマ処理室１０１へ導入するＳｉ原子を含有する原料ガスとしては、ＳｉＨ4 ，Ｓｉ2 Ｈ6 などの無機シラン類、テトラエチルシラン（ＴＥＳ），テトラメチルシラン（ＴＭＳ），ジメチルシラン（ＤＭＳ），ジメチルジフルオロシラン（ＤＭＤＦＳ），ジメチルジクロルシラン（ＤＭＤＣＳ）などの有機シラン類、ＳｉＦ4 ，Ｓｉ2 Ｆ6 ，Ｓｉ3 Ｆ8 ，ＳｉＨＦ3 ，ＳｉＨ2 Ｆ2 ，ＳｉＣｌ4 ，Ｓｉ2 Ｃｌ6 ，ＳｉＨＣｌ3 ，ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ，ＳｉＨ3 Ｃｌ，ＳｉＣｌ2 Ｆ2 などのハロシラン類等、常温常圧でガス状態であるものまたは容易にガス化し得るものが挙げられる。また、この場合のＳｉ原料ガスと混合して導入してもよい添加ガスまたはキャリアガスとしては、Ｈ2 ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎが挙げられる。
【００４１】
Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＳｉＯ2 などのＳｉ化合物系薄膜を形成する場合において、処理用ガス導入手段１１５を介して導入するＳｉ原子を含有する原料としては、ＳｉＨ4 ，Ｓｉ2 Ｈ6 などの無機シラン類、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ），テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ），オクタメチルシクロテトラシラン（ＯＭＣＴＳ），ジメチルジフルオロシラン（ＤＭＤＦＳ），ジメチルジクロルシラン（ＤＭＤＣＳ）などの有機シラン類、ＳｉＦ4 ，Ｓｉ2 Ｆ6 ，Ｓｉ3 Ｆ8 ，ＳｉＨＦ3 ，ＳｉＨ2 Ｆ2 ，ＳｉＣｌ4 ，Ｓｉ2 Ｃｌ6 ，ＳｉＨＣｌ3 ，ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ，ＳｉＨ3 Ｃｌ，ＳｉＣｌ2 Ｆ2 などのハロシラン類等、常温常圧でガス状態であるものまたは容易にガス化し得るものが挙げられる。また、この場合の同時に導入する窒素原料ガスまたは酸素原料ガスとしては、Ｎ2 ，ＮＨ3 ，Ｎ2 Ｈ4 ，ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ），Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｈ2 Ｏ，ＮＯ，Ｎ2 Ｏ，ＮＯ2 などが挙げられる。
【００４２】
Ａｌ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａなどの金属薄膜を形成する場合において、処理用ガス導入手段１１５を介して導入する金属原子を含有する原料としては、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ），トリエチルアルミニウム（ＴＥＡｌ），トリイソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡｌ），ジメチルアルミニウムハイドライド（ＤＭＡｌＨ）、タングステンカルボニル（Ｗ（ＣＯ）6 ），モリブデンカルボニル（Ｍｏ（ＣＯ）6 ），トリメチルガリウム（ＴＭＧａ），トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）などの有機金属、ＡｌＣｌ3 ，ＷＦ6 ，ＴｉＣｌ3 ，ＴａＣｌ5 などのハロゲン化金属等が挙げられる。また、この場合のＳｉ原料ガスと混合して導入してもよい添加ガスまたはキャリアガスとしては、Ｈ2 ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎが挙げられる。
【００４３】
Ａｌ2 Ｏ3 ，ＡｌＮ，Ｔａ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 ，ＴｉＮ，ＷＯ3 などの金属化合物薄膜を形成する場合において、処理用ガス導入手段１１５を介して導入する金属原子を含有する原料としては、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ），トリエチルアルミニウム（ＴＥＡｌ），トリイソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡｌ），ジメチルアルミニウムハイドライド（ＤＭＡｌＨ），タングステンカルボニル（Ｗ（ＣＯ）6 ），モリブデンカルボニル（Ｍｏ（ＣＯ）6 ），トリメチルガリウム（ＴＭＧａ），トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）などの有機金属、ＡｌＣｌ3 ，ＷＦ6 ，ＴｉＣｌ3 ，ＴａＣｌ5 などのハロゲン化金属等が挙げられる。また、この場合の同時に導入する酸素原料ガスまたは窒素原料ガスとしては、Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｈ2 Ｏ，ＮＯ，Ｎ2 Ｏ，ＮＯ2 ，Ｎ2 ，ＮＨ3 ，Ｎ2 Ｈ4 ，ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）などが挙げられる。
【００４４】
基体表面をエッチングする場合の処理用ガス導入口１１５から導入するエッチング用ガスとしては、Ｆ2 ，ＣＦ4 、ＣＨ2 Ｆ2 ，Ｃ2 Ｆ6 ，Ｃ4 Ｆ8 ，ＣＦ2 Ｃｌ2 ，ＳＦ6 ，ＮＦ3 ，Ｃｌ2 ，ＣＣｌ4 ，ＣＨ2 Ｃｌ2 ，Ｃ2 Ｃｌ6 などが挙げられる。
【００４５】
フォトレジストなど被処理基体表面上の有機成分をアッシング除去する場合の処理用ガス導入口１１５から導入するアッシング用ガスとしては、Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｈ2 Ｏ，Ｈ2 ，ＮＯ，Ｎ2 Ｏ，ＮＯ2 などが挙げられる。
【００４６】
また、本装置を被処理基体の表面改質にも適用する場合、使用するガスを適宜選択することにより、例えば基体もしくは表面層としてＳｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｔａなどを使用してこれら基体もしくは表面層の酸化処理あるいは窒化処理さらにはＢ，Ａｓ，Ｐなどのドーピング処理等が可能である。更に本発明において採用する成腰技術はクリーニング方法にも適用できる。その場合酸化物あるいは有機物や重金属などのクリーニングに使用することもできる。
【００４７】
被処理基体を酸化表面処理する場合の処理用ガス導入口１１５を介して導入する酸化性ガスとしては、Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｈ2 Ｏ，ＮＯ，Ｎ2 Ｏ，ＮＯ2 などが挙げられる。また、基体を窒化表面処理する場合の処理用ガス導入口１１５を介して導入する窒化性ガスとしては、Ｎ2 ，ＮＨ3 ，Ｎ2 Ｈ4 ，ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）などが挙げられる。
【００４８】
被処理基体表面の有機物をクリーニングする場合、またはフォトレジストなど基体表面上の有機成分をアッシング除去する場合のガス導入口１０５から導入するクリーニング／アッシング用ガスとしては、Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｈ2 Ｏ，Ｈ2 ，ＮＯ，Ｎ2 Ｏ，ＮＯ2 などが挙げられる。また、基体表面の無機物をクリーニングする場合のプラズマ発生用ガス導入口から導入するクリーニング用ガスとしては、Ｆ2 ，ＣＦ4 ，ＣＨ2 Ｆ2 ，Ｃ2 Ｆ6 ，Ｃ4 Ｆ8 ，ＣＦ2 Ｃｌ2 ，ＳＦ6 ，ＮＦ3 などが挙げられる。
【００４９】
−プラズマ処理装置の具体例−
以下、プラズマ処理装置の具体例を挙げて本実施形態を説明する。なお、本発明はこれら装置例に限定されるものではない。
【００５０】
（装置例１）
周長が管内波長の３倍であり導入口が２個ある環状導波管を用いた装置例１を、図１を用いて説明する。
図１において、１０１はプラズマ処理室、１０２はプラズマ処理室１０１を大気側から分離する誘電体、１０３はマイクロ波をプラズマ処理室１０１に導入するための無終端環状導波管、１０４は環状導波管１０３内にマイクロ波を２分岐導入するＨ分岐、１０５は環状導波管１０３内をマイクロ波が伝搬するマイクロ波伝搬空間、１０６は環状導波管１０３からプラズマ処理室１０１内にマイクロ波を導入するスロット、１１２は被処理基体、１１３は基体１１２の支持体、１１４は基体１１２を加熱するヒータ、１１５は処理用ガス導入手段、１１６は排気部である。
【００５１】
プラズマの発生及び処理は以下のようにして行なう。
先ず、被処理基体１１２を基体支持体１１３上に設置し、ヒータ１１４を用いて基体１１２を所望の温度まで加熱する。排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を真空排気する。続いて、プラズマ処理用ガスを処理用ガス導入口１１５を介して所定の流量でプラズマ発生室１０１内に導入する。次に、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズマ処理室１０１内を所定の圧力に保持する。マイクロ波電源（不図示）より所望の電力を、Ｈ分岐１０４より環状導波管１０３内に導入する。マイクロ波はＨ分岐１０４で２分岐され２個の導入口から環状導波管に導入された後、更にＥ分岐され伝搬空間１０５内を左右に伝搬する。Ｅ分岐されたマイクロ波は導入部１０４の対向部で干渉し、管内波長の１／２毎にスロット１０６を横切る電界を強め、スロット１０６を介し誘電体１０２を透してプラズマ処理室１０１に導入される。プラズマ処理室１０１内に導入されたマイクロ波の電界により電子が加速され、プラズマ処理室１０１内にプラズマが発生する。この際、処理用ガスは発生した高密度プラズマにより励起され、支持体１１３上に載置された被処理基体１１２の表面を処理する。
【００５２】
誘電体１０２は、材質は無水合成石英であり、サイズは例えば直径２９９ｍｍ、厚さ１２ｍｍである。環状導波管１０３は、内部導波部断面の寸法が２７ｍｍ×９６ｍｍであって、中心経が１５２ｍｍ（周長が管内波長の３倍）である。環状導波管１０３の材質は、マイクロ波の伝搬損失を抑えるため、すべてＡｌを用いている。
【００５３】
平板状環状導波管１０３のＨ面には、マイクロ波をプラズマ処理室１０１へ導入するためのスロットが形成されている。スロット１０６は、その形状が導波部の内側側面から外側に向けて長さ４２ｍｍ、幅４ｍｍの矩形状であり、管内波長の１／２間隔に放射状に６０°間隔で計６個形成されている。環状導波管１０３には、４Ｅチューナ、方向性結合器、アイソレータ、２．４５ＧＨｚの周波数を持つマイクロ波電源（不図示）が順に接続されている。
【００５４】
図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用して、Ａｒ流量５００ｓｃｃｍ、圧力１．３３Ｐａと１．３３×１０2 Ｐａ、マイクロ波パワー３．０ｋＷの条件でプラズマを発生させ、得られたプラズマの計測を行った。プラズマ計測は、シングルプローブ法により以下のようにして行った。プローブに印加する電圧を−５０〜＋１００Ｖの範囲で変化させ、プローブに流れる電流をＩ−Ｖ測定器により測定し、得られたＩ−Ｖ曲線からラングミュアらの方法により電子密度、電子温度、プラズマ電位を算出した。その結果、電子密度は、１．３３Ｐａの場合では２．１×１０12／ｃｍ3 ±２．７％（φ３００面内）、１．３３×１０2 Ｐａの場合では９．６×１０11／ｃｍ3 ±５．４％（φ３００面内）であり、高圧領域でも中心付近のプラズマ密度の高いプラズマが形成されていることが確認された。
【００５５】
（装置例２）
周長が管内波長の４倍であり、導入口が２個ある環状導波管を用いた装置例２を、図２を用いて説明する。
図２において、２０１はプラズマ処理室、２０２はプラズマ処理室２０１を大気側から分離する誘電体、２０３はマイクロ波をプラズマ処理室２０１に導入するための無終端環状導波管、２０４は環状導波管２０３内にマイクロ波を導入する位相シフタ付きＨ分岐、２０５は環状導波管２０３内をマイクロ波が伝搬するマイクロ波伝搬空間、２０６は環状導波管２０３からプラズマ処理室２０１内にマイクロ波を導入するスロット、２１２は被処理基体、２１３は被処理基体２１２の支持体、２１４は基体２１２を加熱するヒータ、２１５は処理用ガス導入手段、２１６は排気部である。
【００５６】
プラズマの発生及び処理は以下のようにして行なう。
先ず、被処理基体２１２を基体支持体２１３上に設置し、ヒータ２１４を用いて被処理基体２１２を所望の温度まで加熱する。排気系（不図示）を介してプラズマ処理室２０１内を真空排気する。続いて、プラズマ処理用ガスを処理用ガス導入口２１５を介して所定の流量でプラズマ発生室２０１内に導入する。次に、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズマ処理室２０１内を所定の圧力に保持する。マイクロ波電源（不図示）より所望の電力を、位相シフタ付きＨ分岐２０４により環状導波管２０３内に導入する。マイクロ波は位相シフタ付きＨ分岐２０４で２分岐され２個の導入口から環状導波管に導入された後、更にＥ分岐され伝搬空間２０５内を左右に伝搬する。Ｅ分岐されたマイクロ波は導入部２０４の対向部で干渉し、管内波長の１／２毎にスロット２０６を横切る電界を強め、スロット２０６を介し誘電体２０２を透してプラズマ処理室２０１に導入される。プラズマ処理室２０１内に導入されたマイクロ波の電界により電子が加速され、プラズマ処理室２０１内にプラズマが発生する。この際、処理用ガスは発生した高密度プラズマにより励起され、支持体２１３上に載置された被処理基体２１２の表面を処理する。
【００５７】
誘電体２０２は、材質は無水合成石英、直径２９９ｍｍ、厚さ１６ｍｍである。環状導波管２０３は、内部導波部断面の寸法が２７ｍｍ×９６ｍｍであって、中心径が１５２ｍｍである。環状導波管２０３の材質は、マイクロ波の伝搬損失を抑えるため、すべてＡｌを用いている。環状導波管２０３のＨ面には、マイクロ波をプラズマ処理室２０１へ導入するためのスロットが形成されている。スロットの形状は導波部内側側面から外側へ長さ４２ｍｍ、幅４ｍｍの矩形状のものであり、管内波長の１／２間隔に放射状に４５°間隔で計８個形成されている。環状導波管２０３には、４Ｅチューナ、方向性結合器、アイソレータ、２．４５ＧＨｚの周波数を持つマイクロ波電源（不図示）が順に接続されている。
【００５８】
図２に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用して、Ａｒ流量５００ｓｃｃｍ、圧力１．３３Ｐａと１．３３×１０2 Ｐａ、マイクロ波パワー３．０ｋＷの条件でプラズマを発生させ、得られたプラズマの計測を行った。プラズマ計測は、シングルプローブ法により以下のようにして行った。プローブに印加する電圧を−５０〜＋１００Ｖの範囲で変化させ、プローブに流れる電流をＩ−Ｖ測定器により測定し、得られたＩ−Ｖ曲線からラングミュアらの方法により電子密度、電子温度、プラズマ電位を算出した。その結果、電子密度は、１．３３Ｐａの場合には９×１０12／ｃｍ3 ±２．７％（φ３００面内）、１．３３×１０2 Ｐａの場合には８．７×１０11／ｃｍ3 ±５．６％（φ３００面内）であり、高圧領域でも中心付近のプラズマ密度の高いプラズマが形成されていることが確認された。
【００５９】
【実施例】
以下、諸実施例を挙げて本発明のマイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法をより具体的に説明する。なお、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００６０】
（実施例１）
図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、フォトレジストのアッシングを行った。
被処理基体１１２としては、層間ＳｉＯ2 膜をエッチングし、ビアホールを形成した直後のシリコン（Ｓｉ）基板（φ８インチ）を使用した。先ず、Ｓｉ基板１１２を基体支持体１１３上に設置した後、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を真空排気し、１．３３×１０-3Ｐａまで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入口１１５を介して酸素ガスを２ｓｌｍの流量でプラズマ処理室１０１内に導入した。次いで、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、処理室１０１内を１．３３×１０2 Ｐａに保持した。プラズマ処理室１０１内に、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より１．５ｋＷの電力を２分岐導入環状導波管１０３を介して供給した。かくして、プラズマ処理室１０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入口１１５を介して導入された酸素ガスはプラズマ処理室１０１内で励起、分解、反応してオゾンとなり、シリコン基板１１２の方向に輸送され、基板１１２上のフォトレジストを酸化し、気化・除去された。アッシング後、アッシング速度と基板表面電荷密度などについて評価した。
【００６１】
得られたアッシング速度及び均一性は、６．６μｍ／ｍｉｎ±４．５％と極めて良好であり、表面電荷密度も−１．３×１０11／ｃｍ2 と充分低い値を示した。
【００６２】
（実施例２）
図２に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、フォトレジストのアッシングを行った。
被処理基体２１２としては、層間ＳｉＯ2 膜をエッチングし、ビアホールを形成した直後のシリコン（Ｓｉ）基板（φ８インチ）を使用した。まず、Ｓｉ基板２１２を基体支持体２１３上に設置した後、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室２０１内を真空排気し、１．３３×１０-3Ｐａまで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入口２１５を介して酸素ガスを２ｓｌｍの流量でプラズマ処理室２０１内に導入した。次いで、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、処理室２０１内を１．３３×１０2 Ｐａに保持した。プラズマ処理室２０１内に、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より１．５ｋＷの電力を２分岐導入環状導波管２０３を介して供給した。かくして、プラズマ処理室２０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入口２１５を介して導入された酸素ガスはプラズマ処理室２０１内で励起、分解、反応してオゾンとなり、シリコン基板２１２の方向に輸送され、基板２１２上のフォトレジストを酸化し、気化・除去された。アッシング後、アッシング速度と基板表面電荷密度などについて評価した。
【００６３】
得られたアッシング速度及び均一性は、６．４μｍ／ｍｉｎ±３．４％と極めて大きく、表面電荷密度も−１．４×１０11／ｃｍ2 と充分低い値を示した。
【００６４】
（実施例３）
図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、半導体素子保護用窒化シリコン膜の形成を行った。
被処理基体１１２としては、Ａｌ配線パターン（ラインアンドスペース０．５μｍ）が形成された層間ＳｉＯ2 膜付きＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉、抵抗率１０Ωｃｍ）を使用した。先ず、シリコン基板１１２を基体支持合１１３上に設置した後、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を真空排気し、１．３３×１０-5Ｐａの値まで減圧させた。続いてヒータ（不図示）に通電し、シリコン基板１１２を３００℃に加熱し、この温度に保持した。プラズマ処理用ガス導入口１１５を介して窒素ガスを６００ｓｃｃｍの流量で、また、モノシランガスを２００ｓｃｃｍの流量で処理室１０１内に導入した。次いで、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、処理室１０１内を２．６７Ｐａに保持した。次いで、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源（不図示）より３．０ｋＷの電力を２分岐導入環状導波管１０３を介して供給した。かくして、プラズマ処理室１０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入口１１５を介して導入された窒素ガスはプラズマ処理室１０１内で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板１１２の方向に輸送され、モノシランガスと反応し、窒化シリコン膜がシリコン基板１１２上に１．０μｍの厚さで形成した。
【００６５】
成膜後、成膜速度、応力などの膜質について評価した。応力は成膜前後の基板の反り量の変化をレーザ干渉計Ｚｙｇｏ（商品名）で測定し求めた。
【００６６】
得られた窒化シリコン膜の成膜速度及び均一性は、５１０ｎｍ／ｍｉｎ±２．５％と極めて大きく、膜質も応力１．２×１０9 ｄｙｎ／ｃｍ2 （圧縮）、リーク電流１．２×１０-10 Ａ／ｃｍ2 、絶縁耐圧９ＭＶ／ｃｍの極めて良質な膜であることが確認された。
【００６７】
（実施例４）
図２に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、プラスチックレンズ反射防止用酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜の形成を行った。
被処理基体２１２としては、直径５０ｍｍプラスチック凸レンズを使用した。レンズ２１２を基体支持台２１３上に設置した後、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室２０１内を真空排気し、１．３３×１０-5Ｐａの値まで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入口２１５を介して窒素ガスを１６０ｓｃｃｍの流量で、また、モノシランガスを１００ｓｃｃｍの流量で処理室２０１内に導入した。次いで、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、処理室２０１内を９．３３×１０-1Ｐａに保持した。次いで、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源（不図示）より３．０ｋＷの電力を２分岐環状導波管２０３を介してプラズマ処理室２０１内に供給した。かくして、プラズマ処理室２０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入口２１５を介して導入された窒素ガスは、プラズマ処理室２０１内で励起、分解されて窒素原子などの活性種となり、レンズ２１２の方向に輸送され、モノシランガスと反応し、窒化シリコン膜がレンズ２１２上に２１ｎｍの厚さで形成された。
【００６８】
次に、プラズマ処理用ガス導入口２１５を介して酸素ガスを２００ｓｃｃｍの流量で、また、モノシランガスを１００ｓｃｃｍの流量で処理室２０１内に導入した。次いで、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、処理室２０１内を１３．３Ｐａに保持した。次いで、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源（不図示）より２．０ｋＷの電力を２分岐導入環状導波管２０３を介してプラズマ発生室２０１内に供給した。かくして、プラズマ処理室２０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入口２１５を介して導入された酸素ガスは、プラズマ処理室２０１内で励起、分解されて酸素原子などの活性種となり、ガラス基板２１２の方向に輸送され、モノシランガスと反応し、酸化シリコン膜がガラス基板２１２上に８６ｎｍの厚さで形成された。成膜後、成膜速度、反射特性について評価した。
【００６９】
得られた窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜の成膜速度、均一性はそれぞれ３２０ｎｍ／ｍｉｎ±２．２％、３５０ｎｍ／ｍｉｎ±２．６と良好で、膜質も、５００ｎｍ付近の反射率が０．３％と極めて良好な光学特性であることが確認された。
【００７０】
（実施例５）
図３に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、半導体素子層間絶縁用酸化シリコン膜の形成を行った。
被処理基体３１２としては、最上部にＡｌパターン（ラインアンドスペース０．５μｍ）が形成されたＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉、低抗率１０Ωｃｍ）を使用した、先ず、シリコン基板３１２を基体支持体３１３上に設置した。排気系（不図示）を介してプラズマ処理室３０１内を真空排気し、１．３３×１０-5Ｐａの値まで減圧させたＣ続いてヒータ（不図示）に通電し、シリコン基板３１２を３００℃に加熱し、該基板をこの温度に保持した。プラズマ処理用ガス導入口３０５を介して酸素ガスを５００ｓｃｃｍの流量で、また、モノシランガスを２００ｓｃｃｍの流量で処理室３１１内に導入した。次いで、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズマ処理室３０１内を４．００Ｐａに保持した。次いで、１３．５６ＭＨｚの高周波印加手段３１７により３００Ｗの電力を基板支持体３１２に印加するとともに、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より２．０ｋＷの電力を２分岐導入環状導波管３０３を介してプラズマ処理室３０１内に供給した。かくして、プラズマ処理室３０１内にプラズマを発生させた。プラズマ処理用ガス導入口３１５を介して導入された酸素ガスはプラズマ処理室３０１内で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板３１２の方向に輸送され、モノシランガスと反応し、酸化シリコン膜がシリコン基板３１２上に０．８μｍの厚さで形成された。この時、イオン種はＲＦバイアスにより加速されて基板に入射しパターン上の膜表面を研磨して平坦性を向上させる。
【００７１】
処理後、成膜速度、均一性、絶縁耐圧、及び段差被覆性について評価した。段差被覆性は、Ａｌ配線パターン上に成膜した酸化シリコン膜の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観測し、ボイドを観測することにより評価した。
【００７２】
得られた酸化シリコン膜の成膜速度及び均一性は２４０ｎｍ／ｍｉｎ±２．５％と良好であり、膜質も絶縁耐圧８．５ＭＶ／ｃｍ、ボイドフリーであって良質な膜であることが確認された。
【００７３】
（実施例６）
図３に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、半導体素子層間ＳｉＯ2 膜のエッチングを行った。
被処理基体３１２としては、Ａｌパターン（ラインアンドスペース０．１８μｍ）上に１μｍ厚の層間ＳｉＯ2 膜が形成されたＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉、抵抗率１０Ωｃｍ）を使用した。まず、シリコン基板３１２を基体支持合３１３上に設置した後、排気系（不図示）を介してプラズマ発生室３０１及びエッチング室３１１内を真空排気し、１．３３×１０-5Ｐａの値まで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入口３０５を介してＣ4 Ｆ8 を１００ｓｃｃｍの流量でプラズマ処理室３１１内に導入した。次いで、排気系（不図示）に設けられたコンダクタンスバルブ（不図示）を調整し、プラズマ処理室３０１内を１．３３Ｐａの圧力に保持した。次いで、１３．５６ＭＨｚの高周波印加手段３１７により３００Ｗの電力を基板支持体３１２に印加するとともに、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より２．０ｋＷの電力を２分岐導入環状導波管３０３を介してプラズマ処理室３０１内に供給した。かくして、プラズマ処理室３０１内にプラズマを発生させた。プラズマ処理用ガス導入口３０５を介して導入されたＣ．Ｆ。ガスはプラズマ処理室３０１内で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板３１２の方向に輸送され、自己バイアスによって加速されたイオンによって層間ＳｉＯ2 膜がエッチングされた。クーラ３１４により基板温度は８０℃までしか上昇しなかった。
【００７４】
エッチング後、エッチング速度、選択比、及びエッチング形状について評価した。エッチング形状は、エッチングされた酸化シリコン膜の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観測し、評価した。
【００７５】
エッチング速度及び均一性と対ポリシリコン選択比は５４０ｎｍ／ｍｉｎ±２．２％、２０と良好であり、エッチング形状もほぼ垂直で、マイクロローディング効果も少ないことが確認された。
【００７６】
【発明の効果】
本発明によれば、高品質な処理をより高速且つ均一に行うことが可能になるように、特に導入部と対向部のプラズマ密度バランスが崩れない高密度低電位プラズマを発生することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の一例である周長が管内波長の３倍である２分岐導入環状導波管を用いたマイクロ波プラズマ処理装置（装置例１）の模式図である。
【図２】本実施形態の一例である周長が管内波長の４倍である位相シフタ付き２分岐導入環状導波管を用いたマイクロ波プラズマ処理装置（装置例２）の模式図である。
【図３】実施例５，６で用いたマイクロ波プラズマ処理装置の模式図である。
【図４】従来例であるマイクロ波プラズマ処理装置の模式図である。
【符号の説明】
１０１，２０１，３０１ プラズマ処理室
１０２，２０２，３０２ 誘電体
１０３，２０３，３０３ スロット付無終端環状導波管
１０４，２０４，３０４ マイクロ波導入用Ｈ分岐
１０５，２０５，３０５ マイクロ波伝搬空間
１０６，２０６，３０６ スロット
２０７，３０７ 位相シフタ（誘電体型）
１１２，２１２，３１２ 被処理基体
１１３，２１３，３１３ 支持体
１１４，２１４，３１４ ヒータ
１１５，２１５，３１５ 処理用ガス導入手段
１１６，２１６，３１６ 排気部
３１７ 高周波印加手段
Claims (4)
- マイクロ波が透過可能な誘電体窓で一部を形成されたプラズマ処理室と、
前記プラズマ処理室内に設置される被処理基体の支持手段と、
前記プラズマ処理室内へ処理用ガスを導入するガス導入手段と、
前記プラズマ処理室内を真空排気する排気手段と、
２つのマイクロ波導入口と、前記誘電体窓側の面に予め定められた角度間隔で穿孔されてなる複数のスロットとを有する無終端の環状導波管とを備え、
前記環状導波管は、前記各マイクロ波導入口から導入したマイクロ波を前記各スロットを介して前記誘電体窓を透して前記プラズマ処理室内へ導入するプラズマ処理装置であって、
前記環状導波管の中心軸上に１つのマイクロ波の入口があり、それを２つに分岐したマイクロ波の出口が各々前記環状導波管の１８０度間隔に設けられた前記２つのマイクロ波導入口と接続され、
前記マイクロ波導入口には、マイクロ波を２方向にＨ分岐導入する分岐手段が設けられ、
前記環状導波管は、その周長が管内波長の偶数倍であり、前記２つのマイクロ波導入口の一方に、導入したマイクロ波の位相を１８０度進める位相シフタを備えるものであることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記スロットは、前記環状導波管のＨ面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
- 前記スロットは、前記環状導波管の円周に沿って管内波長の１／２又は１／４間隔に放射状に形成されてなるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
- 前記被処理基体の表面に、アッシング処理、エッチング処理及び成膜処理のうちからいずれか１種の処理又は複数種の処理を順次施すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31290399A JP4532632B2 (ja) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | プラズマ処理装置 |
| US09/697,124 US6652709B1 (en) | 1999-11-02 | 2000-10-27 | Plasma processing apparatus having circular waveguide, and plasma processing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31290399A JP4532632B2 (ja) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | プラズマ処理装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001135615A JP2001135615A (ja) | 2001-05-18 |
| JP2001135615A5 JP2001135615A5 (ja) | 2007-01-11 |
| JP4532632B2 true JP4532632B2 (ja) | 2010-08-25 |
Family
ID=18034856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31290399A Expired - Fee Related JP4532632B2 (ja) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4532632B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10106796A (ja) * | 1996-09-26 | 1998-04-24 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
| JPH1140397A (ja) * | 1997-05-22 | 1999-02-12 | Canon Inc | 環状導波路を有するマイクロ波供給器及びそれを備えたプラズマ処理装置及び処理方法 |
-
1999
- 1999-11-02 JP JP31290399A patent/JP4532632B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10106796A (ja) * | 1996-09-26 | 1998-04-24 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
| JPH1140397A (ja) * | 1997-05-22 | 1999-02-12 | Canon Inc | 環状導波路を有するマイクロ波供給器及びそれを備えたプラズマ処理装置及び処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001135615A (ja) | 2001-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100554116B1 (ko) | 멀티슬롯 안테나를 이용한 표면파 플라즈마 처리장치 | |
| US6870123B2 (en) | Microwave applicator, plasma processing apparatus having same, and plasma processing method | |
| US6884318B2 (en) | Plasma processing system and surface processing method | |
| KR100234509B1 (ko) | 마이크로파 플라즈마 처리 장치 및 방법 | |
| EP0880164B1 (en) | Plasma processing apparatus provided with microwave applicator having annular waveguide and processing method | |
| US6652709B1 (en) | Plasma processing apparatus having circular waveguide, and plasma processing method | |
| JPH1140397A (ja) | 環状導波路を有するマイクロ波供給器及びそれを備えたプラズマ処理装置及び処理方法 | |
| JP2008059991A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| JP3907444B2 (ja) | プラズマ処理装置及び構造体の製造方法 | |
| JP4478352B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法並びに構造体の製造方法 | |
| JP2001308071A (ja) | Ｅ面分岐を有する導波管を用いたプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| JP4298049B2 (ja) | 誘電体窓を用いたマイクロ波プラズマ処理装置 | |
| JP3530788B2 (ja) | マイクロ波供給器及びプラズマ処理装置並びに処理方法 | |
| JP3118121B2 (ja) | マイクロ波プラズマｃｖｄ装置及び堆積膜形成方法 | |
| KR100425658B1 (ko) | 마이크로파 공급기, 이를 구비한 플라즈마 처리 장치, 및 플라즈마 처리 방법 | |
| JP4669153B2 (ja) | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および素子の製造方法 | |
| JP4532632B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2008159763A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2000138171A (ja) | 円弧状スロット付無終端環状導波管、及びそれを用いたプラズマ処理装置及び処理方法 | |
| JPH11193466A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| JP4217420B2 (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
| JPH07153595A (ja) | 有磁場誘導結合プラズマ処理装置 | |
| JPH09306900A (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
| JPH10158846A (ja) | バッチ式マイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法 | |
| JPH11329792A (ja) | マイクロ波供給器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061101 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061101 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070402 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091006 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091204 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100518 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100611 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |