JP2000294548A - 誘電体窓を用いたマイクロ波プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １Ｔｏｒｒ程度の高圧領域で処理を行う場合
でも、大口径を均一に高速高品質処理できるプラズマ処
理装置を提供する。 【解決手段】 マイクロ波が透過可能な誘電体窓１０７
を有するプラズマ処理室１０１と、被処理基体１０２支
持手段と、該プラズマ処理室１０１内への処理用ガス導
入手段１０５と、該プラズマ処理室１０１内を排気する
排気１０６手段と、複数のスロットを有するマイクロ波
導入手段とで構成されるプラズマ処理装置であって、該
誘電体窓の該プラズマ処理室側の面は錐状であることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波プラズ
マ処理装置に関する。更に詳しくは、本発明は１Ｔｏｒ
ｒ程度の高圧領域でも大口径基体の均一な高速高品質処
理が可能なマイクロ波プラズマ処理装置に関する。

【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、ＣＶＤ装置、
エッチング装置、アッシング装置等が知られている。

【０００３】こうしたいわゆるマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ装置を使用するＣＶＤは例えば次のように行われる。
すなわち、マイクロ波プラズマＣＶＤ装置のプラズマ発
生室及び成膜室内にガスを導入し、同時にマイクロ波エ
ネルギーを投入してプラズマ発生室内にプラズマを発生
させガスを励起、分解して、成膜室内に配された基体上
に堆積膜を形成する。

【０００４】また、いわゆる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。すなわち、該装置の処理
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−を投入して該エッチャントガスを励起、分解し
て該処理室内にプラズマを発生させ、これにより該処理
室内に配された被処理基体の表面をエッチングする。

【０００５】はたまた、いわゆる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。すなわち、該装置
の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該アッッシングガスを励起、分
解して該処理室内にプラズマを発生させ、これにより該
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。それゆえ、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、これがゆえに高
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（ＥＣ
Ｒ）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。こうした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】すなわち、（ｉ）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）；
（ii）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）；（iii)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）；（iv）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
のスロットがＨ面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（特許公開番号Ｈ５−３４５９
８２，Ｈ１０−２３３２９５）。このマイクロ波プラズ
マ処理装置を図３（ａ）に、そのプラズマ発生機構を図
３（ｂ）に示す。９０１はプラズマ処理室、９０２は被
処理基体、９０３は基体９０２の支持体、９０４は基板
温度調整手段、９０５はプラズマ処理室９０１の周辺に
設けられたプラズマ処理用ガス導入手段、９０６は排
気、９０７はプラズマ処理室９０１の大気側と分離する
平板状誘電体窓、９０８はマイクロ波を誘電体窓９０７
を透してプラズマ処理室９０１に導入するためのスロッ
ト付無終端環状導波管、９１１はマイクロ波を左右に分
配するＥ分岐、９１２はスロット、９１３は無終端環状
導波管９０８内を伝搬するマイクロ波、９１４はスロッ
ト９１２を介し誘電体窓９０７を透過したマイクロ波に
より発生したプラズマ、９１５は誘電体窓９０７とプラ
ズマ９１４との界面を伝搬し相互干渉するマイクロ波の
表面波、９１６は表面波干渉により生成したプラズマで
ある。

【００１０】プラズマ処理は以下のようにして行う。排
気系（不図示）を介してプラズマ処理室９０１内を真空
排気する。続いて処理用ガスをプラズマ処理室９０１の
周辺に設けられたガス導入手段９０５を介して所定の流
量でプラズマ処理室９０１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９０１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
無終端環状導波管９０８を介してプラズマ処理室９０１
内に供給する。この際、無終端環状導波管９０８内に導
入されたマイクロ波９１３は、Ｅ分岐９１１で左右に二
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。管内波長の１／２または１／４毎に設置されたスロ
ット９１２を介して誘電体窓９０７を透過してプラズマ
処理室９０１に導入されたマイクロ波により高密度プラ
ズマ９１４が発生する。この状態で、誘電体窓９０７と
プラズマ９１４の界面に入射したマイクロ波は、プラズ
マ９１４中には伝搬できず、誘電体窓９０７とプラズマ
９１４との界面を表面波９１５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９１５同士が相互干渉
し、表面波９１５の波長の１／２毎に電界の腹を形成す
る。この表面波９１５干渉による腹電界によって高密度
プラズマ９１６が生成する。処理用ガスは発生した高密
度プラズマ９１６により励起され、支持体９０３上に載
置された被処理体９０２の表面を処理する。

【００１１】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、マイクロ波パワー１ｋＷ以上で、直
径３００μｍ程度の大口径空間に±３％以内の均一性を
もって、電子密度１０¹²ｃｍ^-3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が
発生できるので、ガスを充分に反応させ活性な状態で基
板に供給でき、かつ入射イオンによる基板表面ダメージ
も低減するので、低温でも高品質で均一かつ高速な処理
が可能になる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなマイクロ波プラズマ処理装置を用いて、１Ｔｏ
ｒｒ程度の高圧領域で処理を行う場合には、ガスの導入
及び排気が周辺からになり、中央付近へのガスの供給が
不十分になり、中央付近の処理速度が低下しやすい、と
いう問題が生じる。

【００１３】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、１
Ｔｏｒｒ程度の高圧領域で処理を行う場合でも、大口径
基体を均一に高速高品質処理できるプラズマ処理装置を
提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記の目的は以下の手段
によって達成される。

【００１５】すなわち、本発明は、マイクロ波が透過可
能な誘電体窓を有するプラズマ処理室と、被処理基体支
持手段と、該プラズマ処理室内への処理用ガス導入手段
と、該プラズマ処理室内を真空排気する排気手段と、複
数のスロットを有するマイクロ波導入手段とで構成され
るプラズマ処理装置であって、該誘電体窓の該プラズマ
処理室側の面は錐状であることを特徴とするマイクロ波
プラズマ処理装置を提案するものであり、前記誘電体窓
の外側の面も円錐状であり、前記環状導波管も該誘電体
窓外側面に沿った円錐状であること、前記処理用ガス導
入手段は前記誘電体窓に向けてガスが吹き付けられるよ
うに形成されていることを含む。

【００１６】本発明によれば、１Torr程度の高圧領域で
処理を行う場合でも、大口径基体を均一に高速高品質処
理することが可能である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の図面を参照して更
に詳細に説明する。

【００１８】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置を図
１（ａ），（ｂ）を用いて説明する。１０１は略円筒形
状のプラズマ処理室、１０２は平板状の被処理基体、１
０３は基体１０２の支持体、１０４は基板温度調整手
段、１０５はプラズマ処理室１０１の周辺に設けられた
プラズマ処理用ガス導入手段、１０６は排気、１０７は
プラズマ処理室１０１を大気側と分離する円錐状誘電体
窓、１０８はマイクロ波を誘電体窓１０７を透してプラ
ズマ処理室１０１に導入するためのスロット付無終端環
状導波管、１１１は、マイクロ波を左右に分配するＥ分
岐、１１２はスロット、１１３は無終端環状導波管１０
８内を伝搬するマイクロ波、１１４はスロット１１２を
介し誘電体窓１０７を透過したマイクロ波により発生し
たプラズマ、１１５は誘電体窓１０７とプラズマ１１４
との界面を伝搬し相互干渉するマイクロ波の表面波、１
１６は表面波干渉により生成したプラズマである。

【００１９】プラズマ処理は以下のようにして行う。排
気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を排気
する。続いて処理用ガスをプラズマ処理室１０１の周辺
に設けられたガス導入手段１０５を介して所定の流量で
プラズマ処理室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）より所望の電力を無終端
環状導波管１０８を介して、プラズマ処理室１０１内に
供給する。この際、無終端環状導波管１０８内に導入さ
れたマイクロ波１１３は、Ｅ分岐１１１で左右に二分配
され、自由空間よりも長い管内波長をもって伝搬する。
管内波長の１／２または１／４毎に設置されたスロット
１１２を介して誘電体窓１０７を透過してプラズマ処理
室１０１に導入されたマイクロ波により高密度プラズマ
１１４が生する。この状態で、誘電体窓１０７とプラズ
マ１１４の界面に入射したマイクロ波は、プラズマ１１
４中には伝搬できず、誘電体窓１０７とプラズマ１１４
との界面を表面波１１５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１１５同士が相互干渉し、表
面波１１５の波長の１／２毎に電界の腹を形成する。こ
の表面波１１５干渉による腹電界によって高密度プラズ
マ１１６が生成する。周辺から導入された処理用ガス
は、発生した高密度プラズマ１１６により励起・イオン
化・反応して活性化し、中央付近の円錐状窓−基板間隔
が広いので、中央付近にも十分供給され、支持体１０３
上に載置された被処理基体１０２の表面を均一に処理す
る。

【００２０】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置に用
いられる誘電体窓１０９の形状は、少なくともプラズマ
処理室１１０側の内面が完全な平面ではなく、略円錐状
であればよい。外側の面は円錐状であっても平板状であ
ってもよいが、無終端環状導波管１０８の形状も誘電体
窓１０９外側面に沿った形状にしたほうがよい。

【００２１】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置に用
いられる誘電体窓１０９の材質は、機械的強度が充分で
マイクロ波の透過率が充分高くなるように誘電欠損の小
さなものであれば適用可能であり、例えば石英やアルミ
ナ（サファイア）、窒化アルミニウム、弗化炭素ポリマ
等が最適である。

【００２２】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置に用
いられるスロット付無終端環状導波管１０８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等が最適である。本発明に
用いられるスロット付無終端環状導波管１０８の導入口
の向きは、スロット付無終端環状導波管１０８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二分配する
ものでもよい。本発明に用いられるスロット付無終端環
状導波管１０８のスロットの形状は、マイクロ波の伝搬
方向に垂直な方向の長さが管内波長の１／４以上であれ
ば、矩形でも楕円形でもアレイ状でも何でもよい。本発
明に用いられるスロット付無終端環状導波管１０８のス
ロット間隔は、干渉によりスロットを横切る電界が強め
合うように、管内波長の１／２または１／４が最適であ
る。

【００２３】スロット付無終端環状導波管に代えて、ラ
ジアルアラインスロットアンテナを用いることもでき
る。

【００２４】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置及び
処理方法において用いられるマイクロ波周波数は、０．
８ＧＨｚ乃至２０ＧＨｚの範囲から適宜選択することが
できる。

【００２５】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置及び
処理方法において、より低圧で処理するために、磁界発
生手段を用いてもよい。本発明のプラズマ処理装置及び
処理方法において用いられる磁界としては、スロットの
幅方向に発生する電界に垂直な磁界であれば適用可能で
ある。磁界発生手段としては、コイル以外でも、永久磁
石でも適用可能である。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等他の冷却手段を用いててもよ
い。

【００２６】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。光源としては、被処理基
体もしくは基体上に付着したガスに吸収される光を放射
するものなら適用可能で、エキシマレーザ、エキシマラ
ンプ、希ガス共鳴線ランプ、低圧水銀ランプ等が適当で
ある。

【００２７】本発明のマイクロ波プラズマ処理方法にお
けるプラズマ処理室内の圧力は０．１ｍＴｏｒｒ乃至１
０Ｔｏｒｒの範囲、より好ましくは０．１Ｔｏｒｒから
５Ｔｏｒｒの範囲が好適である。

【００２８】本発明のマイクロ波プラズマ処理方法によ
る堆積膜の形成は、使用するガスを適宜選択することに
よりＳｉ₃ Ｎ₄ ，ＳｉＯ₂ ，ＳｉＯＦ，Ｔａ₂ Ｏ₅ ，Ｔ
ｉＯ ₂ ，ＴｉＮ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＡｌＮ，ＭｇＦ₂ 等の絶
縁膜、ａ−Ｓｉ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＳｉＣ，ＧａＡｓ等
の半導体膜、Ａｌ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａ等の金属膜
等、各種の堆積膜を効率よく形成することが可能であ
る。ガスは図１のように誘電体窓に向けて放出されると
尚良い。

【００２９】本発明のプラズマ処理方法により処理する
被処理基体１０２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。

【００３０】導電性基体としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，
Ａｌ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂ
等の金属またはこれらの合金、例えば真鍮、ステンレス
鋼等が挙げられる。

【００３１】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等の
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、ポリイミド等の有機物のフィルム、シート等が挙げ
られる。

【００３２】本発明のプラズマ処理装置に用いられるガ
ス導入手段１０５の向きは、ガスが誘電体窓１０８近傍
に発生するプラズマ領域を経由した後中央付近に十分に
供給されてから基板表面を中央から周辺に向かって流れ
るように、誘電体窓１０８に向けてガスを吹き付けられ
る構造を有することが最適である。

【００３３】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。

【００３４】ａ−Ｓｉ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＳｉＣ等のＳ
ｉ系半導体薄膜を形成する場合の処理用ガス導入手段１
０５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 等
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（ＤＭ
Ｓ）、ジメチルフルオロシラン（ＤＭＤＦＳ）、ジメチ
ルジクロルシラン（ＤＭＤＣＳ）等の有機シラン類、Ｓ
ｉＦ₄ ，Ｓｉ₂ Ｆ₆ ，Ｓｉ₃ Ｆ₈ ，ＳｉＨＦ₃ ，ＳｉＨ
₂ Ｆ₂ ，ＳｉＣｌ₄ ，Ｓｉ₂ Ｃｌ₆ ，ＳｉＨＣｌ₃ ，Ｓ
ｉＨ₂ Ｃｌ₂ ，ＳｉＨ₃ Ｃｌ，ＳｉＣｌ₂ Ｆ₂ 等のハロ
ゲン化シラン類等、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。

【００３５】Ｓｉ₃ Ｎ₄ ，ＳｉＯ₂ 等のＳｉ化合物系薄
膜を形成する場合の処理用ガス導入手段１０５を介して
導入するＳｉ原子を含有する原料としては、ＳｉＨ₄ ，
Ｓｉ ₂ Ｈ₆ 等の無機シラン類、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）等の有機シラン類、ＳｉＦ₄ ，Ｓ
ｉ₂ Ｆ₆ ，Ｓｉ₃ Ｆ₈ ，ＳｉＨＦ₃ ，ＳｉＨ₂ Ｆ ₂ ，Ｓ
ｉＣｌ₄ ，Ｓｉ₂ Ｃｌ₆ ，ＳｉＨＣｌ₃ ，ＳｉＨ₂ Ｃｌ
₂ ，ＳｉＨ₃ Ｃｌ，ＳｉＣｌ₂ Ｆ₂ 等のハロゲン化シラ
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、Ｎ
₂ ，ＮＨ₃ ，Ｎ₂ Ｈ₄ ，ヘキサメチルジシラザン（ＨＭ
ＤＳ），Ｏ₂ ，Ｏ₃ ，Ｈ₂ Ｏ，ＮＯ，Ｎ₂ Ｏ，ＮＯ₂ 等
が挙げられる。

【００３６】Ａｌ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａ等の金属薄膜
を形成する場合の処理用ガス導入手段１０５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（ＴＡＭｌ）、トリエチルアルミニウム（Ｔ
ＥＡｌ）、トリイソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡ
ｌ）、ジメチルアルミニウムハイドライド（ＤＭＡｌ
Ｈ）、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）等
の有機金属、ＡｌＣｌ₃ ，ＷＦ₆ ，ＴｉＣｌ₃ ，ＴａＣ
ｌ₅ 等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。

【００３７】Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＡｌＮ，Ｔａ₂ Ｏ₅ ，ＴｉＯ
₂ ，ＴｉＮ，ＷＯ₃ 等の金属化合物薄膜を形成する場合
の処理用ガス導入手段１０５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（Ｔ
ＭＡｌ）、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）等の有機金属、ＡｌＣｌ
₃ ，ＷＦ₆ ，ＴｉＣｌ₃ ，ＴａＣｌ₅ 等のハロゲン化金
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 Ｈ
₄ ，ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）等が挙げられ
る。

【００３８】基体表面をエッチングする場合の処理用ガ
ス導入口１０５から導入するエッチング用ガスとして
は、Ｆ₂ ，ＣＦ₄ ，ＣＨ₂ Ｆ₂ ，Ｃ₂ Ｆ₆ ，Ｃ₃ Ｆ₈ ，
Ｃ₄ Ｆ ₈ ，ＣＦ₂ Ｃｌ₂ ，ＳＦ₆ ，ＮＦ₃ ，Ｃｌ₂ ，Ｃ
Ｃｌ₄ ，ＣＨ₂ Ｃｌ₂ ，Ｃ₂ Ｃｌ₆ 等が挙げられる。

【００３９】フォトレジスト等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
るアッシング用ガスとしては、Ｏ₂ ，Ｏ₃ ，Ｈ₂ Ｏ，Ｎ
Ｏ，Ｎ₂ Ｏ，ＮＯ₂ ，Ｈ₂ 等が挙げられる。

【００４０】また本発明のマイクロ波プラズマ処理装置
及び処理方法を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等を使用してこ
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等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膜技術はクリーニン
グ方法にも適用できる。その場合酸化物あるいは有機物
や重金属等のクリーニングに使用することもできる。

【００４１】基体を酸化表面処理する場合の処理用ガス
導入口１０５を介して導入する酸化性ガスとしては、Ｏ
₂ ，Ｏ₃ ，Ｈ₂ Ｏ，ＮＯ，Ｎ₂ Ｏ，ＮＯ₂ 等が挙げられ
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、Ｎ
₂ ，ＮＨ₃ ，Ｎ₂ Ｈ₄ ，ヘキサメチルジシラザン（ＨＭ
ＤＳ）等が挙げられる。

【００４２】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等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／アッッシング用ガスとしては、Ｏ₂ ，Ｏ
₃ ，Ｈ₂ Ｏ，ＮＯ，Ｎ₂ Ｏ，ＮＯ₂ 、Ｈ₂ 等が挙げられ
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 等が挙げられ
る。

【００４３】（プラズマ処理装置例）以下装置例を挙げ
て本発明のマイクロ波プラズマ処理装置をより具体的に
説明するが、本発明はこれら装置例に限定されるもので
はない。

【００４４】（装置例１）本発明のマイクロ波プラズマ
処理装置の一例を図１を用いて説明する。１０１は円筒
形状のプラズマ処理室、１０２は被処理基体、１０３は
基体１０２の支持体、１０４は基板温度調整手段、１０
５はプラズマ処理室１０１の周辺に設けられたプラズマ
処理用ガス導入手段、１０６は排気、１０７はプラズマ
処理室１０１を大気側と分離するプラズマ処理室１０１
内側面が円錐状である誘電体窓、１０８はマイクロ波を
誘電体窓１０７を透してプラズマ処理室１０１に導入す
るためのスロット付平板型無終端環状導波管である。

【００４５】誘電体窓１０７の材質は無水合成石英で、
外側片面が平面で内側片面が円錐状にへこんでいて、厚
みは周辺で２０ｍｍ、中央で１０ｍｍである。スロット
付無終端環状導波管１０８は、内壁断面の寸法が２７ｍ
ｍ×９６ｍｍであって、導波管の中心径が２０２ｍｍ
（周長４λｇ）である。スロット付無終端環状導波管１
０８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。スロット付無終端環状導波管１
０８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。スロットの
形状は長さ４０ｎｍ、幅４ｍｍの矩形のものが２本直線
上に不連続に、管内波長１／２間隔に放射状に形成され
ている。管内波長は、使用するマイクロ波の周波数と、
導波管の断面の寸法とに依存するが、周波数２．４５Ｇ
Ｈｚのマイクロ波と、上記の寸法の導波管とを用いた場
合には約１５９ｍｍである。使用したスロット付無終端
環状導波管１０８では、スロットは約４５度間隔で８組
１６個形成されている。スロット付無終端環状導波管１
０８には、４Ｅチューナ、方向性結合器、アイソレ−
タ、２．４５ＧＨｚの周波数をもつマイクロ波電源（付
図示）が順に接続されている。

【００４６】プラズマ処理は以下のようにして行う。排
気系（不図示）を介してプラズマ処理１０１内を真空排
気する。続いて処理用ガスをプラズマ処理室１０１の周
辺に設けられたガス導入手段１０５を介して所定の流量
でプラズマ処理室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）より所望の電力を無終端
環状導波管１０８を介してプラズマ処理室１０１内に供
給する。この際、周辺から斜め上方にに向けて放出され
た処理用ガスは、発生した高密度プラズマにより励起・
イオン化・反応して活性化し、中央付近の円錐状窓−基
板間隔が広いので、中央付近にも十分供給され、支持体
１０３上に載置された被処理基体１０２の表面を均一に
処理する。

【００４７】（装置例２）本発明のマイクロ波プラズマ
処理装置の一例を図２を用いて説明する。２０１は円筒
形状のプラズマ処理室、２０２は被処理基体、２０３は
基体２０２の支持体、２０４は基板温度調整手段、２０
５はプラズマ処理室２０１の周辺に設けられたプラズマ
処理用ガス導入手段、２０６は排気、２０７はプラズマ
処理室２０１を大気側と分離する両面とも円錐状である
誘電体窓、２０８はマイクロ波を誘電体窓２０７を透し
てプラズマ処理室２０１に導入するためのスロット付円
錐型無終端環状導波管である。

【００４８】誘電体窓２０７の材質は無水合成石英で、
両面とも円錐状で厚みは１７ｍｍであり中央が周辺より
１０ｍｍへこんでいる。ロット付無終端環状導波管２０
８も誘電体窓２０７に沿って円錐状で、導波管内壁断面
の寸法が２７ｍｍ×９６ｍｍであって、導波管の中心径
が２０２ｍｍ（周長４λｇ）である。スロット付無終端
環状導波管２０８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。スロット付無終端
環状導波管２０８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。スロットの形状長さ４０ｎｍ、幅４ｍｍの矩形のも
のが２本直線上に不連続に、管内波長１／２間隔に放射
状に形成されている。管内波長は、使用するマイクロ波
の周波数と、導波管の断面の寸法とに依存するが、周波
数２．４５ＧＨｚのマイクロ波と、上記の寸法の導波管
とを用いた場合には約１５９ｍｍである。使用したスロ
ット付無終端環状導波管２０８では、スロットは約４５
度間隔で８組１６個形成されている。スロット付無終端
環状導波管２０８には、４Ｅチューナ、方向性結合器、
アイソレータ、２．４５ＧＨｚの周波数をもつマイクロ
波電源（付図示）が順に接続されている。

【００４９】プラズマ処理は以下のようにして行う。排
気系（不図示）を介してプラズマ処理２０１内を真空排
気する。続いて処理用ガスをプラズマ処理室２０１の周
辺に設けられたガス導入手段２０５を介して所定の流量
でプラズマ処理室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）より所望の電力を無終端
環状導波管２０８を介してプラズマ処理室２０１内に供
給する。この際、周辺から斜め上方に放出された処理用
ガスは、発生した高密度プラズマにより励起・イオン化
・反応して活性化し、中央付近の円錐状窓−基板間隔が
広いので、中央付近にも十分供給され、支持体２０３上
に載置された被処理基体２０２の表面を均一に処理す
る。

【００５０】

【実施例】以下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が、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

【００５１】（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。

【００５２】基体１０２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（Ｓ
ｉ）基板（φ１２インチ）を使用した。まず、Ｓｉ基板
１０２を基体支持体１０３上に設置した後、ヒータ１０
４を用いて２００℃まで加熱し、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、１０^-4Ｔｏ
ｒｒまで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入口１０５
を介して酸素ガスを２ｓｌｍの流量でプラズマ処理室１
０１内に導入した。ついで、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１Ｔｏｒｒに保持した。プラズマ処理室１０
１内に、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より２．５ｋ
Ｗの電力をスロット付無終端環状導波管１０８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１
０５を介して導入された酸素ガスはプラズマ処理室１０
１内で励起、分解、反応してオゾンとなり、シリコン基
板１０２の方向に輸送され、基板１０２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等について評価した。

【００５３】得られたアッシング速度の均一性は、±
４．２％（７．５μｍ／ｍｉｎ）と極めて大きく、表面
電荷密度も０．５×１０¹¹ｃｍ^-2と十分低い値を示し
た。

【００５４】（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。

【００５５】基体２０２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（Ｓ
ｉ）基板（φ１２インチ）を使用した。まず、Ｓｉ基板
２０２を基体支持体２０３上に設置した後、ヒータ２０
４を用いて２００℃まで加熱し、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、１０^-5Ｔｏ
ｒｒまで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入口２０５
を介して酸素ガスを２ｓｌｍの流量でプラズマ処理室１
０１内に導入した。ついで、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２Ｔｏｒｒに保持した。プラズマ処理室２０
１内に、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より２．５ｋ
Ｗの電力をスロット付無終端環状導波管２０８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２
０５を介して導入された酸素ガスはプラズマ処理室２０
１内で励起、分解、反応してオゾンとなり、シリコン基
板２０２の方向に輸送され、基板２０２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等について評価した。

【００５６】得られたアッシング速度の均一性は、±
４．８％（８．６μｍ／ｍｉｎ）と極めて大きく、表面
電荷密度も１．２×１０¹¹ｃｍ^-2と十分低い値を示し
た。

【００５７】（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。

【００５８】基体１０２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φ３００ｍｍＰ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１０２を基体支持体１０３上に設置
した後、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０
１内を真空排気し、１０^-7Ｔｏｒｒ値まで減圧させた。
続いてヒータ１０４に通電し、シリコン基板１０２を３
００℃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１０５を介して窒素ガスを６００ｓ
ｃｃｍの流量で、また、モノシランガスを２００ｓｃｃ
ｍの流量で処理室１０１内に導入した。ついで、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２０ｍＴｏｒｒに保持
した。ついで、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源（不図
示）より３．０ｋＷの電力をスロット付無終端環状導波
管１０８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１０５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１０２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１０２上
に１．０μｍの厚さで形成した。成膜後、成膜速度、応
力等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。

【００５９】得られた 窒化シリコン膜の成膜速度均一
性は、±２．２％（５８０ｎｍ／ｍｉｎ）と極めて大き
く、膜質も応力１．１×１０⁹ ｄｙｎｅ・ｃｍ^-2（圧
縮）、リーク電流１．２×１０^-10 Ａ・ｃｍ^-2、絶縁耐
圧１０．３ＭＶ／ｃｍの極めて良質な膜であることが確
認された。

【００６０】（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。

【００６１】基体２０２としては、プラスチック凸レン
ズを使用した。レンズ２０２を基体支持体２０３上に設
置した後、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室２
０１内を真空排気し、１０^-7Ｔｏｒｒの値まで減圧させ
た。プラズマ処理用ガス導入口２０５を介して窒素ガス
を１５０ｓｃｃｍの流量で、また、モノシランガス１０
０ｓｃｃｍの流量で処理室２０１内に導入した。つい
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５ｍＴｏｒｒ
に保持した。ついで、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源
（不図示）より３．０ｋＷの電力をスロット付無終端環
状導波管２０８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２０５
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等の活性種となり、レン
ズ２０２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２０２上に２０ｎｍの厚さで形
成された。

【００６２】次に、プラズマ処理用ガス導入口２０５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。ついで、排気系（不図示）に設けられたコンタ
クダンスバルブ（不図示）を調整し、処理室２０１内を
１ｍＴｏｒｒに保持した。ついで、２．４５ＧＨｚのマ
イクロ波電源（不図示）より２．０ｋＷの電力をスロッ
ト付無終端環状導波管２０８を介してプラズマ発生室２
０１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２０５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等の活性種と
なり、ガラス基板２０２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２０２上に
８５ｎｍ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。

【００６３】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、±２．６％（３５０ｎ
ｍ／ｍｉｎ）、±２．６％（３９０ｎｍ／ｍｉｎ）と良
好で、膜質も、５００ｎｍ付近の反射率が０．１７％と
極めて良好な光学特性であることが確認された。

【００６４】（実施例５）図１に示したマイクロ波プラ
ズマ処理装置を使用し、半導体素子層間絶縁用酸化シリ
コン膜の形成を行った。

【００６５】基体１０２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φ
３００ｍｍＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１０
０〉、抵抗率１０Ωｃｍ）を使用した。まず、シリコン
基板１０２を基体支持体１０３上に設置した。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、１０^-7Ｔｏｒｒの値まで減圧させた。続いてヒータ
１０４に通電し、シリコン基板１０２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１０５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１０１内に導入した。ついで、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３０ｍＴｏｒｒに保持した。ついで、
４００ｋＨｚの高周波印加手段を介して３００Ｗの電力
を基板支持体１０２に印加するとともに、２．４５ＧＨ
ｚのマイクロ波電源より２．５ｋＷの電力をスロット付
無終端環状導波管１０８を介してプラズマ処理室１０１
内に供給した。かくして、プラズマ処理室１０１内にプ
ラズマを発生させた。プラズマ処理用ガス導入口１０５
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、分解されて活性種となり、シリコン基板１０２
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１０２上に０．８μｍの厚さで形
成された。このとき、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を削り平坦性を向
上させる。処理後、成膜速度、均一性、絶縁耐圧、及び
段差被覆姓について評価した。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。

【００６６】得られた酸化シリコン膜の成膜速度均一性
は±２．５％（２９０ｎｍ／ｍｉｎ）と良好で、膜質も
絶縁耐圧９．１ＭＶ／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。

【００６７】（実施例６）図２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。

【００６８】基体２０２としては、Ａｌパターン（ライ
ンアンドスペース０．３５μｍ）上に１μｍ厚の層間Ｓ
ｉＯ₂ 膜が形成されたφ３００ｍｍＰ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２０２を基体支持体２０３上に
設置した。排気系（不図示）を介してエッチング室２０
１内を真空排気し、１０^-7Ｔｏｒｒの値まで減圧させ
た。プラズマ処理用ガス導入口２０５を介してＣＦ₄ を
３００ｓｃｃｍの流量でプラズマ処理室２０１内に導入
した。ついで、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２０
１内を５ｍＴｏｒｒの圧力に保持した。次いで、４００
ｋＨｚの高周波印加手段を介して３００Ｗの電力を基板
支持体２０２に印加するとともに、２．４５ＧＨｚのマ
イクロ波電源より３．０ｋＷの電力をスロット付無終端
環状導波管２０８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。プラズマ処理用ガス導入口２０５を介し
て導入されたＦ₄ ガスはプラズマ処理室２０１内で励
起、分解されて活性種となり、シリコン基板２０２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２
０４により基板温度は９０℃までしか上昇しなかった。
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（Ｓ
ＥＭ）で観測し、評価した。

【００６９】エッチング速度均一性と対ポリシリコン選
択比は±２．４％（７２０ｎｍ／ｍｉｎ）、２０と良好
で、エッチング形状もほぼ垂直で、マイクロローティン
グ効果も少ないことが確認された。

【００７０】（実施例７）図１に示したマイクロ波プラ
ズマ処理装置を使用し、半導体素子ゲート電極間ポリシ
リコン膜のエッチングを行った。

【００７１】基体１０２としては、最上部にポリシリコ
ン膜が形成されたφ３００ｍｍＰ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１０２を基体支持体１０３上に設置
した。排気系（不図示）を介してプラズマ室１０１内を
真空排気し、１０^-7Ｔｏｒｒの値まで減圧させた。プラ
ズマ処理用ガス導入口１０５を介してＣＦ₄ を３００ｓ
ｃｃｍ、酸素を２０ｓｃｃｍの流量でプラズマ処理室１
０１内に導入した。ついで、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１０１内を２ｍＴｏｒｒの圧力に保持した。つ
いで、４００ｋＨｚの高周波電源（不図示）から高周波
電力３００Ｗの電力を基板支持体１０３に印加するとと
もに、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より２．０ｋＷ
の電力をスロット付無終端環状導波管１０８を介してプ
ラズマ処理室１０１内に供給した。かくして、プラズマ
処理室１０１内にプラズマを発生させた。プラズマ処理
用ガス導入口１０５を介して導入されたＣＦ₄ ガス及び
酸素はプラズマ処理室１０１内で励起、分解されて活性
種となり、シリコン基板１０２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りポリシリコン
膜がエッチングされた。クーラ１０４により基板温度は
８０℃までしか上昇しなかった。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、エッチングされたポリシリコン
膜の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観測し、評価
した。

【００７２】エッチング速度均一性と対ＳｉＯ₂ 選択比
は±２．７％（８５０ｎｍ／ｍｉｎ）、２４と良好で、
エッチング形状もほぼ垂直でマイクロローティング効果
も少ないことが確認された。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
該誘電体窓の該プラズマ処理室側の面は完全な平板状で
はなく、錐状であることによって、１Ｔｏｒｒ程度の高
圧領域で処理を行う場合でも、大口径基体を均一に高速
高品質処理できるプラズマ処理装置を提供できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ），（ｂ）は、本発明の一例である内
側片面が円錐状である誘電体窓を用いたスロット付無終
端環状導波管を用いたマイクロ波プラズマ処理装置の模
式図である。

【図２】本発明の一例である両面とも円錐状である誘電
体窓を用いたスロット付無終端環状導波管を用いたマイ
クロ波プラズマ処理装置の模式図である。

【図３】図３（ａ），（ｂ）は、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】

１０１，２０１，９０１ プラズマ処理室 １０２，２０２，９０２ 被処理基体 １０３，２０３，９０３ 支持体 １０４，２０４，９０４ 基板温度調整手段（クー
ラ） １０５，２０５，９０５ 処理ガス導入手段 １０６，２０６，９０６ 排気 １０７，２０７，９０７ 誘電体窓 １０８，２０８，９０８ スロット付無終端環状導波
管 ９１１，１１１ Ｅ分岐 ９１２，１１２ スロット ９１３，１１３ 導波管内を伝搬するマイクロ波 ９１４，１１４ スロット直下で発生したプラズマ ９１５，１１５ 誘電体窓とプラズマとの界面を伝搬
する表面波 ９１６，１１６ 表面波同士の干渉により発生したプ
ラズマ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｂ Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｃ Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA18 BA40 BA44 CA04 CA07 DA08 FA01 KA46 LA00 LA02 LA15 LA24 4K057 DA16 DB01 DB02 DB03 DB04 DB05 DB06 DB08 DC10 DD01 DE06 DE07 DE08 DE09 DE15 DE20 DG06 DK03 DM29 DN01 5F004 AA01 AA15 BA20 BB14 BB28 BC03 BD01 DA26 DB26 5F045 AA09 AB03 AB04 AB06 AB10 AB31 AB32 AB33 AB34 AE13 AE15 AE17 AE19 AE21 BB01 EB02 EC05 EE20 EF03 EH02 EH03 EH16 EH19 EK12 EK17

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロ波が透過可能な誘電体窓を有す
   るプラズマ処理室と被処理基体支持手段と、該プラズマ
   処理室内への処理用ガス導入手段と、該プラズマ処理室
   内を排気する排気手段と、複数のスロットを有するマイ
   クロ波導入手段とで構成されるプラズマ処理装置であっ
   て、該誘電体窓の該プラズマ処理室側の面は錐状である
   ことを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。
2. 【請求項２】 前記誘電体窓の外側の面も円錐状であ
   り、前記環状導波管も該誘電体窓外側面に沿った円錐状
   である請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 【請求項３】 前記処理用ガス導入手段は前記誘電体窓
   に向けてガスが吹き付けられるように形成されている請
   求項１または２に記載のプラズマ処理装置。