JPH07335567A - マイクロ波プラズマ処理装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマ処理装置Info
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- JPH07335567A JPH07335567A JP6132034A JP13203494A JPH07335567A JP H07335567 A JPH07335567 A JP H07335567A JP 6132034 A JP6132034 A JP 6132034A JP 13203494 A JP13203494 A JP 13203494A JP H07335567 A JPH07335567 A JP H07335567A
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- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32458—Vessel
- H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
- H10P50/20—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching
- H10P50/24—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of semiconductor materials
- H10P50/242—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of semiconductor materials of Group IV materials
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 反応器１１を加熱・保持するための加熱手段
２１と、周囲壁１１ａ内側に密接した筒部２３及び反射
板部２４が一体的に形成された防着部材２２とを備えて
いるマイクロ波プラズマ処理装置。 【効果】 反射板部２４により低圧の反応室１３内にプ
ラズマを高密度に発生させることができ、加熱手段２１
により防着部材２２を所定温度に加熱・保持することが
でき、酸化Ｓｉ膜をより高い選択比でエッチングするこ
とができるとともに、プラズマ処理を連続的に再現性よ
く行うことができる。また使用中の防着部材２２と洗浄
済の防着部材とを交換して簡単に反応室１３内の清浄化
を図ることができ、装置の稼働率を高めることができ、
パーティクルの発生を防止することができる。
２１と、周囲壁１１ａ内側に密接した筒部２３及び反射
板部２４が一体的に形成された防着部材２２とを備えて
いるマイクロ波プラズマ処理装置。 【効果】 反射板部２４により低圧の反応室１３内にプ
ラズマを高密度に発生させることができ、加熱手段２１
により防着部材２２を所定温度に加熱・保持することが
でき、酸化Ｓｉ膜をより高い選択比でエッチングするこ
とができるとともに、プラズマ処理を連続的に再現性よ
く行うことができる。また使用中の防着部材２２と洗浄
済の防着部材とを交換して簡単に反応室１３内の清浄化
を図ることができ、装置の稼働率を高めることができ、
パーティクルの発生を防止することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波プラズマ処理
装置に関し、より詳細には例えば半導体素子基板等のエ
ッチング装置、アッシング装置、薄膜形成装置等として
用いられるマイクロ波プラズマ処理装置に関する。
装置に関し、より詳細には例えば半導体素子基板等のエ
ッチング装置、アッシング装置、薄膜形成装置等として
用いられるマイクロ波プラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】真空近くに減圧して容器内に反応ガスと
マイクロ波を導入し、ガス放電を起こさせてプラズマを
生成させ、このプラズマを基板表面に照射してエッチン
グや薄膜形成等の処理を行わせるマイクロ波プラズマ処
理装置は、高集積半導体素子等の製造において欠くこと
ができないものになっている。その中でも特に、プラズ
マの生成とプラズマ中のイオンの加速とがそれぞれ独立
して制御可能なマイクロ波プラズマ処理装置は、ドライ
エッチング技術や薄膜形成における埋め込み技術にとっ
て不可決のものになってきており、その研究開発が進め
られている。
マイクロ波を導入し、ガス放電を起こさせてプラズマを
生成させ、このプラズマを基板表面に照射してエッチン
グや薄膜形成等の処理を行わせるマイクロ波プラズマ処
理装置は、高集積半導体素子等の製造において欠くこと
ができないものになっている。その中でも特に、プラズ
マの生成とプラズマ中のイオンの加速とがそれぞれ独立
して制御可能なマイクロ波プラズマ処理装置は、ドライ
エッチング技術や薄膜形成における埋め込み技術にとっ
て不可決のものになってきており、その研究開発が進め
られている。
【０００３】図８はプラズマの生成とプラズマ中のイオ
ンの加速とをそれぞれ独立して制御することを目的と
し、特開平５−１４４７７３号公報において開示されて
いるマイクロ波プラズマエッチング装置を摸式的に示し
た断面図であり、図中１１は略中空直方体形状の反応器
を示している。反応器１１はステンレス鋼、アルミニウ
ム等の金属を用いて二重構造に形成され、この内部には
冷却水等を通すための通流路１２が形成されており、通
流路１２の下端部及び上端部には冷却水等の導入管１２
ａ及び排出管１２ｂがそれぞれ接続されている。通流路
１２の内側には反応室１３が形成されており、反応室１
３の上部はマイクロ波導入窓１４により気密状態に封止
され、マイクロ波導入窓１４はマイクロ波の透過性及び
耐熱性を有し、かつ誘電損失が小さい石英ガラス、アル
ミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の誘電体板を用いて形成されてい
る。反応室１３内におけるマイクロ波導入窓１４と対向
する箇所には試料Ｓを保持するための試料保持部１５ａ
と、これを載置する試料台１５とが配設されている。試
料保持部１５ａには試料Ｓを保持する静電チャック等の
吸着機構（図示せず）と、試料Ｓを冷却する冷媒等を循
環させるための冷却機構（図示せず）とが配設されてお
り、また試料Ｓ表面にバイアス電圧を発生させるための
高周波電源１５ｂまたは直流電源が接続されている。反
応器１１の下部壁には排気装置（図示せず）に接続され
た排気口１６ａが形成され、反応器１１の一側壁にはガ
ス供給管１６ｂが接続されており、ガス供給管１６ｂを
通って反応ガスが反応室１３に供給されるようになって
いる。
ンの加速とをそれぞれ独立して制御することを目的と
し、特開平５−１４４７７３号公報において開示されて
いるマイクロ波プラズマエッチング装置を摸式的に示し
た断面図であり、図中１１は略中空直方体形状の反応器
を示している。反応器１１はステンレス鋼、アルミニウ
ム等の金属を用いて二重構造に形成され、この内部には
冷却水等を通すための通流路１２が形成されており、通
流路１２の下端部及び上端部には冷却水等の導入管１２
ａ及び排出管１２ｂがそれぞれ接続されている。通流路
１２の内側には反応室１３が形成されており、反応室１
３の上部はマイクロ波導入窓１４により気密状態に封止
され、マイクロ波導入窓１４はマイクロ波の透過性及び
耐熱性を有し、かつ誘電損失が小さい石英ガラス、アル
ミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の誘電体板を用いて形成されてい
る。反応室１３内におけるマイクロ波導入窓１４と対向
する箇所には試料Ｓを保持するための試料保持部１５ａ
と、これを載置する試料台１５とが配設されている。試
料保持部１５ａには試料Ｓを保持する静電チャック等の
吸着機構（図示せず）と、試料Ｓを冷却する冷媒等を循
環させるための冷却機構（図示せず）とが配設されてお
り、また試料Ｓ表面にバイアス電圧を発生させるための
高周波電源１５ｂまたは直流電源が接続されている。反
応器１１の下部壁には排気装置（図示せず）に接続され
た排気口１６ａが形成され、反応器１１の一側壁にはガ
ス供給管１６ｂが接続されており、ガス供給管１６ｂを
通って反応ガスが反応室１３に供給されるようになって
いる。
【０００４】一方、反応器１１の上方にはマイクロ波導
入窓１４を覆う態様で誘電体線路１７が配設されてお
り、誘電体線路１７はアルミニウム（Ａｌ）板等を用い
て形成された蓋体１７ａと、蓋体１７ａ内面に貼着され
た誘電損失の小さいフッ素樹脂、ポリスチレン、ポリエ
チレン板等を用いて形成された誘電体層１７ｂとにより
構成されている。誘電体線路１７には導波管１８が接続
され、導波管１８にはマイクロ波発振器１９が接続され
ており、マイクロ波発振器１９からのマイクロ波が、導
波管１８を介して誘電体線路１７に導入されるようにな
っている。これら反応器１１、マイクロ波導入窓１４、
試料保持部１５ａ、誘電体線路１７等を含んでマイクロ
波プラズマ処理装置１０が構成されており、マイクロ波
導入窓１４、誘電体線路１７の水平断面積等を変えるこ
とにより、プラズマ処理面積が変えられるようになって
いる。
入窓１４を覆う態様で誘電体線路１７が配設されてお
り、誘電体線路１７はアルミニウム（Ａｌ）板等を用い
て形成された蓋体１７ａと、蓋体１７ａ内面に貼着され
た誘電損失の小さいフッ素樹脂、ポリスチレン、ポリエ
チレン板等を用いて形成された誘電体層１７ｂとにより
構成されている。誘電体線路１７には導波管１８が接続
され、導波管１８にはマイクロ波発振器１９が接続され
ており、マイクロ波発振器１９からのマイクロ波が、導
波管１８を介して誘電体線路１７に導入されるようにな
っている。これら反応器１１、マイクロ波導入窓１４、
試料保持部１５ａ、誘電体線路１７等を含んでマイクロ
波プラズマ処理装置１０が構成されており、マイクロ波
導入窓１４、誘電体線路１７の水平断面積等を変えるこ
とにより、プラズマ処理面積が変えられるようになって
いる。
【０００５】このように構成されたマイクロ波プラズマ
処理装置１０を用い、例えば試料保持部１５ａ上に載置
された試料Ｓ表面にエッチング処理等を施す場合、まず
排気口１６ａから排気を行い、ガス供給管１６ｂから反
応室１３に所要の反応ガスを供給し、反応室１３を所要
のガス圧力に設定する。また冷却水等を導入管１２ａか
ら供給し、排出管１２ｂから排出することにより通流路
１２内に循環させる。次にマイクロ波発振器１９におい
てマイクロ波を発振させ、このマイクロ波を導波管１８
を介して誘電体線路１７に導入する。すると誘電体線路
１７下方に電界が形成され、形成された電界がマイクロ
波導入窓１４を透過し、反応室１３に供給されてプラズ
マを生成させる。これと同時に、高周波電源１５ｂまた
は前記直流電源を用いて試料保持部１５ａに高周波電界
または直流電界を印加し、試料Ｓ表面にバイアス電圧を
生じさせる。そしてこのバイアス電圧によりプラズマ中
のイオンにおける方向性と加速エネルギとを制御しつ
つ、プラズマを試料Ｓ表面に当ててエッチング処理等を
施す。
処理装置１０を用い、例えば試料保持部１５ａ上に載置
された試料Ｓ表面にエッチング処理等を施す場合、まず
排気口１６ａから排気を行い、ガス供給管１６ｂから反
応室１３に所要の反応ガスを供給し、反応室１３を所要
のガス圧力に設定する。また冷却水等を導入管１２ａか
ら供給し、排出管１２ｂから排出することにより通流路
１２内に循環させる。次にマイクロ波発振器１９におい
てマイクロ波を発振させ、このマイクロ波を導波管１８
を介して誘電体線路１７に導入する。すると誘電体線路
１７下方に電界が形成され、形成された電界がマイクロ
波導入窓１４を透過し、反応室１３に供給されてプラズ
マを生成させる。これと同時に、高周波電源１５ｂまた
は前記直流電源を用いて試料保持部１５ａに高周波電界
または直流電界を印加し、試料Ｓ表面にバイアス電圧を
生じさせる。そしてこのバイアス電圧によりプラズマ中
のイオンにおける方向性と加速エネルギとを制御しつ
つ、プラズマを試料Ｓ表面に当ててエッチング処理等を
施す。
【０００６】また、図示しないがマイクロ波プラズマ処
理装置１０において、マイクロ波導入窓１４の下面に当
接し、あるいはマイクロ波導入窓１４と試料保持部１５
ａとの中間の所定箇所に例えばＡｌ板製の電極部が配設
されたものが提案されている（特開平６−１０４０９８
号公報）。この電極部にはプラズマ透過用の透孔が形成
されるとともに、前記電極部は接地されており、試料保
持部１５ａに高周波電界または直流電界を印加した際に
おけるプラズマ電位が安定するため、試料Ｓ表面に安定
したバイアス電圧が生じ、前記プラズマ中のイオンにお
ける方向性と加速エネルギとのさらなる適正化が図れる
ようになっている。
理装置１０において、マイクロ波導入窓１４の下面に当
接し、あるいはマイクロ波導入窓１４と試料保持部１５
ａとの中間の所定箇所に例えばＡｌ板製の電極部が配設
されたものが提案されている（特開平６−１０４０９８
号公報）。この電極部にはプラズマ透過用の透孔が形成
されるとともに、前記電極部は接地されており、試料保
持部１５ａに高周波電界または直流電界を印加した際に
おけるプラズマ電位が安定するため、試料Ｓ表面に安定
したバイアス電圧が生じ、前記プラズマ中のイオンにお
ける方向性と加速エネルギとのさらなる適正化が図れる
ようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで最近、反応室
１３の側壁を加熱することにより、プラズマの放電エネ
ルギで生成される反応生成物または分解生成物（以下、
単に生成物と記す）が反応室１３側壁に付着するのを抑
制し、試料Ｓ表面近傍における前記生成物の密度を増加
させる方法が提案されている（特開平４−２５６３１６
号公報）。この方法によれば、酸化Ｓｉ（ＳｉＯ2 ）膜
のエッチングにおいて下地シリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）
膜に対してＳｉＯ2 膜が高選択比でエッチングされる。
１３の側壁を加熱することにより、プラズマの放電エネ
ルギで生成される反応生成物または分解生成物（以下、
単に生成物と記す）が反応室１３側壁に付着するのを抑
制し、試料Ｓ表面近傍における前記生成物の密度を増加
させる方法が提案されている（特開平４−２５６３１６
号公報）。この方法によれば、酸化Ｓｉ（ＳｉＯ2 ）膜
のエッチングにおいて下地シリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）
膜に対してＳｉＯ2 膜が高選択比でエッチングされる。
【０００８】しかし、マイクロ波プラズマ処理装置１０
においては、反応室１３側壁を加熱した場合でも反応室
１３側壁に前記生成物が少量ずつ付着して堆積膜が形成
され易く、これが反応室１３側壁から剥離してパーティ
クルとなり、試料Ｓ表面に付着してプラズマ処理に悪影
響を及ぼすという問題があった。このパーティクルの発
生を防止するため、前記堆積膜を酸素プラズマを用いた
ｉｎ−ｓｉｔｕクリーニングにより除去しているが、こ
のドライ洗浄工程に手間が掛かり、プラズマ処理の効率
を低下させるという課題があった。また前記電極部が配
設された装置において、反応室１３側壁を加熱した場合
でも前記酸化Ｓｉ膜を高選択比でエッチングすることが
難かしく、したがってエッチング形状の適正化を図るの
が困難であるという課題があった。また試料Ｓとしての
ウエハにプラズマ処理を１枚ずつ連続的に施してゆく
と、前記選択比が次第に変化し、効率的なプラズマ処理
を常時再現性よく行うことが難しいという課題があっ
た。
においては、反応室１３側壁を加熱した場合でも反応室
１３側壁に前記生成物が少量ずつ付着して堆積膜が形成
され易く、これが反応室１３側壁から剥離してパーティ
クルとなり、試料Ｓ表面に付着してプラズマ処理に悪影
響を及ぼすという問題があった。このパーティクルの発
生を防止するため、前記堆積膜を酸素プラズマを用いた
ｉｎ−ｓｉｔｕクリーニングにより除去しているが、こ
のドライ洗浄工程に手間が掛かり、プラズマ処理の効率
を低下させるという課題があった。また前記電極部が配
設された装置において、反応室１３側壁を加熱した場合
でも前記酸化Ｓｉ膜を高選択比でエッチングすることが
難かしく、したがってエッチング形状の適正化を図るの
が困難であるという課題があった。また試料Ｓとしての
ウエハにプラズマ処理を１枚ずつ連続的に施してゆく
と、前記選択比が次第に変化し、効率的なプラズマ処理
を常時再現性よく行うことが難しいという課題があっ
た。
【０００９】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、比較的低圧状態における反応室内にプラズマ
を高密度に発生させることができ、また試料表面に安定
したバイアス電圧を発生させてプラズマ中のイオンにお
ける方向性と加速エネルギとのさらなる適正化を図るこ
とができるとともに、酸化Ｓｉに高選択比でのエッチン
グを施すことができ、試料に効率的なプラズマ処理を再
現性よく連続的に施すことができ、かつメンテナンスが
容易なマイクロ波プラズマ処理装置を提供することを目
的としている。
のであり、比較的低圧状態における反応室内にプラズマ
を高密度に発生させることができ、また試料表面に安定
したバイアス電圧を発生させてプラズマ中のイオンにお
ける方向性と加速エネルギとのさらなる適正化を図るこ
とができるとともに、酸化Ｓｉに高選択比でのエッチン
グを施すことができ、試料に効率的なプラズマ処理を再
現性よく連続的に施すことができ、かつメンテナンスが
容易なマイクロ波プラズマ処理装置を提供することを目
的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置は、マイク
ロ波発振器と、マイクロ波を伝送する導波管と、該導波
管に接続された誘電体線路と、該誘電体線路に対向配置
されたマイクロ波導入窓を有する反応器と、該反応器内
に設けられた試料保持部と、該試料保持部に高周波電界
または直流電界を印加する電界印加手段とを備えたマイ
クロ波プラズマ処理装置において、前記反応器の周囲壁
を所定温度に加熱・保持するための加熱手段と、前記反
応器の周囲壁内側に密接して配設された筒部、及び前記
試料保持部周辺の前記マイクロ波導入窓と対向する箇所
に配設された排気孔を有する反射板部が一体的に形成さ
れた防着部材とを備えていることを特徴としている
（１）。
に本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置は、マイク
ロ波発振器と、マイクロ波を伝送する導波管と、該導波
管に接続された誘電体線路と、該誘電体線路に対向配置
されたマイクロ波導入窓を有する反応器と、該反応器内
に設けられた試料保持部と、該試料保持部に高周波電界
または直流電界を印加する電界印加手段とを備えたマイ
クロ波プラズマ処理装置において、前記反応器の周囲壁
を所定温度に加熱・保持するための加熱手段と、前記反
応器の周囲壁内側に密接して配設された筒部、及び前記
試料保持部周辺の前記マイクロ波導入窓と対向する箇所
に配設された排気孔を有する反射板部が一体的に形成さ
れた防着部材とを備えていることを特徴としている
（１）。
【００１１】また本発明に係るマイクロ波プラズマ処理
装置は、マイクロ波発振器と、マイクロ波を伝送する導
波管と、該導波管に接続された誘電体線路と、該誘電体
線路に対向配置されたマイクロ波導入窓を有する反応器
と、該反応器内に設けられた試料保持部と、該試料保持
部に高周波電界または直流電界を印加する電界印加手段
とを備えたマイクロ波プラズマ処理装置において、前記
反応器の周囲壁を所定温度に加熱・保持するための加熱
手段と、前記反応器の周囲壁内側に密接して配設された
筒部、前記試料保持部周辺の前記マイクロ波導入窓と対
向する箇所に配設された排気孔を有する反射板部、及び
前記マイクロ波導入窓に当接して、もしくは前記マイク
ロ波導入窓と前記試料保持部との中間位置に配設され、
アースされた透過孔を有する電極部が一体的に形成され
た防着部材とを備えていることを特徴としている
（２）。
装置は、マイクロ波発振器と、マイクロ波を伝送する導
波管と、該導波管に接続された誘電体線路と、該誘電体
線路に対向配置されたマイクロ波導入窓を有する反応器
と、該反応器内に設けられた試料保持部と、該試料保持
部に高周波電界または直流電界を印加する電界印加手段
とを備えたマイクロ波プラズマ処理装置において、前記
反応器の周囲壁を所定温度に加熱・保持するための加熱
手段と、前記反応器の周囲壁内側に密接して配設された
筒部、前記試料保持部周辺の前記マイクロ波導入窓と対
向する箇所に配設された排気孔を有する反射板部、及び
前記マイクロ波導入窓に当接して、もしくは前記マイク
ロ波導入窓と前記試料保持部との中間位置に配設され、
アースされた透過孔を有する電極部が一体的に形成され
た防着部材とを備えていることを特徴としている
（２）。
【００１２】
【作用】図７に示したように低圧下においてもエネルギ
効率を高めることができるように反射板４４が配設され
た装置の場合、反射板４４の内周部４４ｂが試料台１５
の外側上部に直接的に支持される一方、反射板４４の外
周部４４ｃと反応器１１の周囲壁１１ａとは直接的に接
続されておらず、隙間４４ｄが生じ易い。この結果、周
囲壁１１ａの温度を制御しても熱伝導が隙間４４ｄによ
り阻害され易く、反射板４４の温度は制御され難い。
効率を高めることができるように反射板４４が配設され
た装置の場合、反射板４４の内周部４４ｂが試料台１５
の外側上部に直接的に支持される一方、反射板４４の外
周部４４ｃと反応器１１の周囲壁１１ａとは直接的に接
続されておらず、隙間４４ｄが生じ易い。この結果、周
囲壁１１ａの温度を制御しても熱伝導が隙間４４ｄによ
り阻害され易く、反射板４４の温度は制御され難い。
【００１３】上記構成のマイクロ波プラズマ処理装置
（１）によれば、反応器の周囲壁を所定温度に加熱・保
持するための加熱手段と、前記反応器の周囲壁内側に密
接して配設された筒部、及び試料保持部周辺のマイクロ
波導入窓と対向する箇所に配設された排気孔を有する反
射板部が一体的に形成された防着部材とを備えているの
で、前記反射板部により比較的低圧に設定された反応室
内にプラズマを高密度に発生させ得ることとなり、また
前記加熱手段により前記周囲壁を介して前記防着部材を
所定温度に加熱・保持し得るため、前記防着部材に生成
物が付着するのを減少させ得ることとなる。この結果、
試料表面近傍に分布する前記生成物の密度を高め得ると
ともに、前記生成物を高密度状態に維持させ得ることと
なる。したがって下地Ｓｉ膜に対して酸化Ｓｉ膜をより
高い選択比でエッチングし得るとともに、前記試料に効
率的なプラズマ処理を連続的に再現性よく施し得ること
となる。また前記防着部材により前記生成物が前記反応
器の周囲壁に直接付着するのを防止し得るとともに、前
記生成物の堆積膜が形成された使用中の前記防着部材と
別途洗浄済の防着部材とを交換することにより、簡単に
前記反応室内の清浄化を図り得ることとなる。したがっ
て装置の稼働率を高め得るとともに、パーティクルの発
生を防止し得ることとなる。
（１）によれば、反応器の周囲壁を所定温度に加熱・保
持するための加熱手段と、前記反応器の周囲壁内側に密
接して配設された筒部、及び試料保持部周辺のマイクロ
波導入窓と対向する箇所に配設された排気孔を有する反
射板部が一体的に形成された防着部材とを備えているの
で、前記反射板部により比較的低圧に設定された反応室
内にプラズマを高密度に発生させ得ることとなり、また
前記加熱手段により前記周囲壁を介して前記防着部材を
所定温度に加熱・保持し得るため、前記防着部材に生成
物が付着するのを減少させ得ることとなる。この結果、
試料表面近傍に分布する前記生成物の密度を高め得ると
ともに、前記生成物を高密度状態に維持させ得ることと
なる。したがって下地Ｓｉ膜に対して酸化Ｓｉ膜をより
高い選択比でエッチングし得るとともに、前記試料に効
率的なプラズマ処理を連続的に再現性よく施し得ること
となる。また前記防着部材により前記生成物が前記反応
器の周囲壁に直接付着するのを防止し得るとともに、前
記生成物の堆積膜が形成された使用中の前記防着部材と
別途洗浄済の防着部材とを交換することにより、簡単に
前記反応室内の清浄化を図り得ることとなる。したがっ
て装置の稼働率を高め得るとともに、パーティクルの発
生を防止し得ることとなる。
【００１４】また上記構成のマイクロ波プラズマ処理装
置（２）によれば、反応器の周囲壁を所定温度に加熱・
保持するための加熱手段と、前記反応器の周囲壁内側に
密接して配設された筒部、前記試料保持部周辺の前記マ
イクロ波導入窓と対向する箇所に配設された排気孔を有
する反射板部、及び前記マイクロ波導入窓に当接して、
もしくは前記マイクロ波導入窓と前記試料保持部との中
間位置に配設され、アースされた透過孔を有する電極部
が一体的に形成された防着部材とを備えているので、前
記反射板部により比較的低圧に設定された反応室内にプ
ラズマを高密度に発生させ得ることとなる。また前記電
極部により試料表面に安定したバイアス電圧を発生させ
得るため、プラズマ中のイオンにおける方向性と加速エ
ネルギとのさらなる適正化を図り得ることとなる。また
前記加熱手段により前記周囲壁を介して前記防着部材を
所定温度に加熱・保持し得るため、前記防着部材に生成
物が付着するのを減少させ得ることとなる。この結果、
前記試料表面近傍に分布する前記生成物の密度をより一
層高め得るとともに、前記生成物を高密度状態に維持さ
せ得ることとなる。したがって下地Ｓｉ膜に対して酸化
Ｓｉ膜をより一層高い選択比でエッチングし得るととも
に、前記試料に効率的なプラズマ処理を連続的に再現性
よく施し得ることとなる。また前記防着部材により前記
生成物が前記反応器の周囲壁や前記マイクロ波導入窓下
面に直接付着するのを防止し得るとともに、前記生成物
の堆積膜が形成された使用中の前記防着部材と別途洗浄
済の防着部材とを交換することにより、簡単、かつ確実
に前記反応室内の清浄化を図り得ることとなる。したが
って装置の稼働率を一層高め得るとともに、パーティク
ルの発生を一層防止し得ることとなる。
置（２）によれば、反応器の周囲壁を所定温度に加熱・
保持するための加熱手段と、前記反応器の周囲壁内側に
密接して配設された筒部、前記試料保持部周辺の前記マ
イクロ波導入窓と対向する箇所に配設された排気孔を有
する反射板部、及び前記マイクロ波導入窓に当接して、
もしくは前記マイクロ波導入窓と前記試料保持部との中
間位置に配設され、アースされた透過孔を有する電極部
が一体的に形成された防着部材とを備えているので、前
記反射板部により比較的低圧に設定された反応室内にプ
ラズマを高密度に発生させ得ることとなる。また前記電
極部により試料表面に安定したバイアス電圧を発生させ
得るため、プラズマ中のイオンにおける方向性と加速エ
ネルギとのさらなる適正化を図り得ることとなる。また
前記加熱手段により前記周囲壁を介して前記防着部材を
所定温度に加熱・保持し得るため、前記防着部材に生成
物が付着するのを減少させ得ることとなる。この結果、
前記試料表面近傍に分布する前記生成物の密度をより一
層高め得るとともに、前記生成物を高密度状態に維持さ
せ得ることとなる。したがって下地Ｓｉ膜に対して酸化
Ｓｉ膜をより一層高い選択比でエッチングし得るととも
に、前記試料に効率的なプラズマ処理を連続的に再現性
よく施し得ることとなる。また前記防着部材により前記
生成物が前記反応器の周囲壁や前記マイクロ波導入窓下
面に直接付着するのを防止し得るとともに、前記生成物
の堆積膜が形成された使用中の前記防着部材と別途洗浄
済の防着部材とを交換することにより、簡単、かつ確実
に前記反応室内の清浄化を図り得ることとなる。したが
って装置の稼働率を一層高め得るとともに、パーティク
ルの発生を一層防止し得ることとなる。
【００１５】
【実施例及び比較例】以下、本発明に係るマイクロ波プ
ラズマ処理装置の実施例を図面に基づいて説明する。な
お、従来例と同一機能を有する構成部品には同一の符号
を付すこととする。図１は本発明に係るマイクロ波プラ
ズマ処理装置の実施例（１）を摸式的に示した断面図で
あり、図中１１は略中空直方体形状の反応器を示してい
る。反応器１１はステンレス鋼、アルミニウム等の金属
を用いて二重構造に形成され、この内部には熱媒体を通
すための通流路１２が形成されており、通流路１２の下
端部及び上端部には熱媒体の導入管１２ａ及び排出管１
２ｂがそれぞれ接続されている。さらに導入管１２ａと
排出管１２ｂとは図示しない供給ポンプ、温度調整装
置、熱媒体用タンク等に接続されている。これら通流路
１２、供給ポンプ、温度調整装置等を含んで加熱手段２
１が構成されており、前記温度調整装置により常時所定
温度に設定された熱媒体が通流路１２内を所定流量で循
環するようになっている。
ラズマ処理装置の実施例を図面に基づいて説明する。な
お、従来例と同一機能を有する構成部品には同一の符号
を付すこととする。図１は本発明に係るマイクロ波プラ
ズマ処理装置の実施例（１）を摸式的に示した断面図で
あり、図中１１は略中空直方体形状の反応器を示してい
る。反応器１１はステンレス鋼、アルミニウム等の金属
を用いて二重構造に形成され、この内部には熱媒体を通
すための通流路１２が形成されており、通流路１２の下
端部及び上端部には熱媒体の導入管１２ａ及び排出管１
２ｂがそれぞれ接続されている。さらに導入管１２ａと
排出管１２ｂとは図示しない供給ポンプ、温度調整装
置、熱媒体用タンク等に接続されている。これら通流路
１２、供給ポンプ、温度調整装置等を含んで加熱手段２
１が構成されており、前記温度調整装置により常時所定
温度に設定された熱媒体が通流路１２内を所定流量で循
環するようになっている。
【００１６】反応器１１の周囲壁１１ａ内側にはこれを
覆う筒部２３が周囲壁１１ａに密接して配設されてお
り、筒部２３は例えばＡｌを用いて略円筒形状に形成さ
れている。また試料保持部１５ａ周辺のマイクロ波導入
窓１４と対向する箇所には反射板部２４が配設されてお
り、反射板部２４は例えばＡｌを用いて略リング板形状
に形成されるとともに、所定寸法に設定された複数個の
排気孔２４ａが形成されている。反射板部２４の外周部
２４ｂは筒部２３内壁面の所定箇所に接続されており、
これら筒部２３と反射板部２４とにより防着部材２２が
構成されている。そして加熱手段２１により周囲壁１１
ａが加熱されると、筒部２３と反射板部２４とが所定温
度に加熱・保持されるようになっている。なお、加熱手
段としては上記熱媒体を用いた加熱手段２１に限定され
るものではなく、ヒータ等により周囲壁１１ａを直接加
熱するものでもよい。
覆う筒部２３が周囲壁１１ａに密接して配設されてお
り、筒部２３は例えばＡｌを用いて略円筒形状に形成さ
れている。また試料保持部１５ａ周辺のマイクロ波導入
窓１４と対向する箇所には反射板部２４が配設されてお
り、反射板部２４は例えばＡｌを用いて略リング板形状
に形成されるとともに、所定寸法に設定された複数個の
排気孔２４ａが形成されている。反射板部２４の外周部
２４ｂは筒部２３内壁面の所定箇所に接続されており、
これら筒部２３と反射板部２４とにより防着部材２２が
構成されている。そして加熱手段２１により周囲壁１１
ａが加熱されると、筒部２３と反射板部２４とが所定温
度に加熱・保持されるようになっている。なお、加熱手
段としては上記熱媒体を用いた加熱手段２１に限定され
るものではなく、ヒータ等により周囲壁１１ａを直接加
熱するものでもよい。
【００１７】マイクロ波導入窓１４の下面に当接して複
数個の透孔２５ａを有する例えばＡｌ板製の電極部２５
が配設されており、電極部２５下面と防着部材２２上端
部とは接続されておらず、図示できない程度の隙間は生
じている。また電極部２５の外周部は反応器１１上部に
支持されており、電極部２５は反応器１１を介して接地
２５ｂされるようになっている。その他は図８に示した
従来の装置と同様に構成されており、これら反応器１
１、マイクロ波導入窓１４、加熱手段２１、防着部材２
２、電極部２５等を含んでマイクロ波プラズマ処理装置
２０が構成されている。
数個の透孔２５ａを有する例えばＡｌ板製の電極部２５
が配設されており、電極部２５下面と防着部材２２上端
部とは接続されておらず、図示できない程度の隙間は生
じている。また電極部２５の外周部は反応器１１上部に
支持されており、電極部２５は反応器１１を介して接地
２５ｂされるようになっている。その他は図８に示した
従来の装置と同様に構成されており、これら反応器１
１、マイクロ波導入窓１４、加熱手段２１、防着部材２
２、電極部２５等を含んでマイクロ波プラズマ処理装置
２０が構成されている。
【００１８】このように構成されたマイクロ波プラズマ
処理装置２０を用い、例えば試料保持部１５ａ上に載置
された試料Ｓ表面にエッチング処理等を施す場合、まず
排気口１６ａから排気を行い、ガス供給管１６ｂから反
応室１３に所要の反応ガスを供給し、反応室１３を所要
のガス圧力に設定する。また所定温度に設定された熱媒
体を通流路１２内に循環させ、周囲壁１１ａを介して防
着部材２２を所定温度に加熱・保持させる。次にマイク
ロ波発振器１９においてマイクロ波を発振させ、このマ
イクロ波を導波管１８を介して誘電体線路１７に導入す
る。すると誘電体線路１７下方に電界が形成され、形成
された電界がマイクロ波導入窓１４と電極部２５の透孔
２５ａとを透過し、反応室１３に供給されてプラズマを
生成させる。これと同時に、高周波電源１８または前記
直流電源を用いて試料保持部１５ａに高周波電界または
直流電界を印加し、試料Ｓにバイアス電圧を生じさせ
る。そしてこのバイアス電圧によりプラズマ中のイオン
における方向性と加速エネルギとを制御しつつ、プラズ
マを試料Ｓ表面に当ててエッチング処理等を施す。
処理装置２０を用い、例えば試料保持部１５ａ上に載置
された試料Ｓ表面にエッチング処理等を施す場合、まず
排気口１６ａから排気を行い、ガス供給管１６ｂから反
応室１３に所要の反応ガスを供給し、反応室１３を所要
のガス圧力に設定する。また所定温度に設定された熱媒
体を通流路１２内に循環させ、周囲壁１１ａを介して防
着部材２２を所定温度に加熱・保持させる。次にマイク
ロ波発振器１９においてマイクロ波を発振させ、このマ
イクロ波を導波管１８を介して誘電体線路１７に導入す
る。すると誘電体線路１７下方に電界が形成され、形成
された電界がマイクロ波導入窓１４と電極部２５の透孔
２５ａとを透過し、反応室１３に供給されてプラズマを
生成させる。これと同時に、高周波電源１８または前記
直流電源を用いて試料保持部１５ａに高周波電界または
直流電界を印加し、試料Ｓにバイアス電圧を生じさせ
る。そしてこのバイアス電圧によりプラズマ中のイオン
における方向性と加速エネルギとを制御しつつ、プラズ
マを試料Ｓ表面に当ててエッチング処理等を施す。
【００１９】また防着部材２２に堆積膜が形成された場
合、新しい防着部材２２に交換して直ちにプラズマ処理
工程を実施する一方、使用した防着部材２２は別工程に
よりウエット洗浄を行い、前記堆積膜を除去する。
合、新しい防着部材２２に交換して直ちにプラズマ処理
工程を実施する一方、使用した防着部材２２は別工程に
よりウエット洗浄を行い、前記堆積膜を除去する。
【００２０】以下に、マイクロ波プラズマ処理装置２０
を用い、試料Ｓにプラズマ処理を施した結果について説
明する。処理条件を下記の表１に示した。
を用い、試料Ｓにプラズマ処理を施した結果について説
明する。処理条件を下記の表１に示した。
【００２１】
【表１】
【００２２】図７は比較例に用いた装置を摸式的に示し
た断面図であり、図中１５ａは試料保持部を示してい
る。試料保持部１５ａ周辺のマイクロ波導入窓１４と対
向する箇所には反射板４４が配設されており、反射板４
４の内周部４４ｂは試料台１５の外側上部に直接的に支
持される一方、反射板４４の外周部４４ｃと周囲壁１１
ａとは接続されておらず、隙間４４ｄが生じている。反
射板４４はＡｌを用いて略リング板形状に形成されると
ともに、反射板４４には所定寸法に設定された複数個の
排気孔４４ａが形成されている。その他は筒部２３が配
設されていないことを除き、図１に示した装置と同様に
構成されており、これら反応器１１、マイクロ波導入窓
１４、加熱手段２１、反射板４４、電極部２５等を含ん
で比較例に用いた装置が構成されている。
た断面図であり、図中１５ａは試料保持部を示してい
る。試料保持部１５ａ周辺のマイクロ波導入窓１４と対
向する箇所には反射板４４が配設されており、反射板４
４の内周部４４ｂは試料台１５の外側上部に直接的に支
持される一方、反射板４４の外周部４４ｃと周囲壁１１
ａとは接続されておらず、隙間４４ｄが生じている。反
射板４４はＡｌを用いて略リング板形状に形成されると
ともに、反射板４４には所定寸法に設定された複数個の
排気孔４４ａが形成されている。その他は筒部２３が配
設されていないことを除き、図１に示した装置と同様に
構成されており、これら反応器１１、マイクロ波導入窓
１４、加熱手段２１、反射板４４、電極部２５等を含ん
で比較例に用いた装置が構成されている。
【００２３】図２は反応ガスをマイクロ波のみにより放
電させた際、装置内の各部に形成される生成物膜の堆積
速度と熱媒体の温度との関係について調査を行った結果
を示したグラフであり、直線Ａは実施例（１）の装置を
用いた場合、直線Ｂは比較例の装置を用いた場合を示し
ており、またこれらに付した符号１、２、３はそれぞれ
測定箇所としての試料Ｓ、筒部２３または周囲壁１１
ａ、反射板部２４または反射板４４を示している。
電させた際、装置内の各部に形成される生成物膜の堆積
速度と熱媒体の温度との関係について調査を行った結果
を示したグラフであり、直線Ａは実施例（１）の装置を
用いた場合、直線Ｂは比較例の装置を用いた場合を示し
ており、またこれらに付した符号１、２、３はそれぞれ
測定箇所としての試料Ｓ、筒部２３または周囲壁１１
ａ、反射板部２４または反射板４４を示している。
【００２４】図２から明らかなように、比較例の装置の
場合における堆積速度は、熱媒体の温度が上昇してゆく
と周囲壁１１ａでは次第に遅くなるが、反射板４４、試
料Ｓでは次第に速くなっている。一方、実施例（１）の
装置の場合、熱媒体の温度が上昇してゆくと筒部２３、
反射板部２４では次第に遅くなり、試料Ｓでは次第に速
くなっている。また試料Ｓの堆積速度は、比較例の装置
の場合に比べて実施例（１）の装置の場合はかなり速く
なっている。すなわち熱媒体により周囲壁１１ａが所定
温度に加熱されると、周囲壁１１ａまたは筒部２３に生
成物が堆積し難くなり、反応室１３内の生成物密度は高
められる。しかし比較例の装置の場合には反射板４４へ
の熱伝導が遅く、所定温度に設定され難いため、反射板
４４に生成物が堆積し易くなり、したがって試料Ｓ近傍
の生成物密度が相対的に低くなる。一方、実施例（１）
の装置の場合は反射板部２４への熱伝導が速く、所定温
度に設定され易いため、反射板部２４に生成物が堆積し
難くなり、したがって試料Ｓ近傍の生成物密度が相対的
に高くなる。
場合における堆積速度は、熱媒体の温度が上昇してゆく
と周囲壁１１ａでは次第に遅くなるが、反射板４４、試
料Ｓでは次第に速くなっている。一方、実施例（１）の
装置の場合、熱媒体の温度が上昇してゆくと筒部２３、
反射板部２４では次第に遅くなり、試料Ｓでは次第に速
くなっている。また試料Ｓの堆積速度は、比較例の装置
の場合に比べて実施例（１）の装置の場合はかなり速く
なっている。すなわち熱媒体により周囲壁１１ａが所定
温度に加熱されると、周囲壁１１ａまたは筒部２３に生
成物が堆積し難くなり、反応室１３内の生成物密度は高
められる。しかし比較例の装置の場合には反射板４４へ
の熱伝導が遅く、所定温度に設定され難いため、反射板
４４に生成物が堆積し易くなり、したがって試料Ｓ近傍
の生成物密度が相対的に低くなる。一方、実施例（１）
の装置の場合は反射板部２４への熱伝導が速く、所定温
度に設定され易いため、反射板部２４に生成物が堆積し
難くなり、したがって試料Ｓ近傍の生成物密度が相対的
に高くなる。
【００２５】次に試料保持部１５ａに周波数が４００ｋ
Ｈｚの高周波電力（８００Ｗ）を印加し、表１に示した
条件により試料Ｓとしての直径が６インチのＳｉウエハ
上に形成されたＳｉＯ2 膜と多結晶Ｓｉ（Ｐｏｌｙ−Ｓ
ｉ）膜とにそれぞれエッチング処理を施し、ＳｉＯ2 膜
と多結晶Ｓｉ膜のエッチング速度から求めたエッチング
選択比（多結晶Ｓｉ膜のエッチング速度に対するＳｉＯ
2 膜のエッチング速度比）と熱媒体の温度との関係につ
いて調査を行った結果について説明する。
Ｈｚの高周波電力（８００Ｗ）を印加し、表１に示した
条件により試料Ｓとしての直径が６インチのＳｉウエハ
上に形成されたＳｉＯ2 膜と多結晶Ｓｉ（Ｐｏｌｙ−Ｓ
ｉ）膜とにそれぞれエッチング処理を施し、ＳｉＯ2 膜
と多結晶Ｓｉ膜のエッチング速度から求めたエッチング
選択比（多結晶Ｓｉ膜のエッチング速度に対するＳｉＯ
2 膜のエッチング速度比）と熱媒体の温度との関係につ
いて調査を行った結果について説明する。
【００２６】図３はエッチング選択比に及ぼす熱媒体温
度の影響を調査した結果を示した曲線図であり、Ａは実
施例（１）の装置を用いた場合、Ｂは比較例の装置を用
いた場合を示している。図３から明らかなように、周囲
壁１１ａが所定温度に加熱されるとエッチング選択比は
高くなった。また比較例の装置の場合に比べ、防着部材
２２が配設された実施例（１）の装置の場合、エッチン
グ選択比はいずれの温度においても高くなった。
度の影響を調査した結果を示した曲線図であり、Ａは実
施例（１）の装置を用いた場合、Ｂは比較例の装置を用
いた場合を示している。図３から明らかなように、周囲
壁１１ａが所定温度に加熱されるとエッチング選択比は
高くなった。また比較例の装置の場合に比べ、防着部材
２２が配設された実施例（１）の装置の場合、エッチン
グ選択比はいずれの温度においても高くなった。
【００２７】次に上記した条件により、試料Ｓとして多
結晶Ｓｉ膜上に酸化Ｓｉ膜が形成され、さらにこの酸化
Ｓｉ膜上に直径が約２μｍのホールパターンを有するレ
ジスト膜が形成されたものを用い、通常のプロセスの場
合における５０％オーバーエッチングより多い１００％
オーバーエッチングを行った結果について説明する。
結晶Ｓｉ膜上に酸化Ｓｉ膜が形成され、さらにこの酸化
Ｓｉ膜上に直径が約２μｍのホールパターンを有するレ
ジスト膜が形成されたものを用い、通常のプロセスの場
合における５０％オーバーエッチングより多い１００％
オーバーエッチングを行った結果について説明する。
【００２８】図４はエッチング処理を施した試料Ｓの表
面近傍の断面をＳＥＭ（ ScanningElectron Microscope
：走査型電子顕微鏡）により観察し、これを概略的に
スケッチして示した図であり、（ａ）は実施例（１）の
装置を用いた場合、（ｂ）は比較例の装置を用いた場合
を示している。また図中２６ａは試料Ｓ表面、２６ｂは
レジスト膜、２６ｃは酸化Ｓｉ膜、２６ｄは多結晶Ｓｉ
膜、２６ｅはホールをそれぞれ示している。図４から明
らかなように、比較例の装置の場合、下地の多結晶Ｓｉ
膜２６ｄが深さｄほどエッチングされたが（ｂ）、実施
例（１）の装置の場合、多結晶Ｓｉ膜２６ｄと酸化Ｓｉ
膜２６ｃとの略界面でエッチングが停止した（ａ）。
面近傍の断面をＳＥＭ（ ScanningElectron Microscope
：走査型電子顕微鏡）により観察し、これを概略的に
スケッチして示した図であり、（ａ）は実施例（１）の
装置を用いた場合、（ｂ）は比較例の装置を用いた場合
を示している。また図中２６ａは試料Ｓ表面、２６ｂは
レジスト膜、２６ｃは酸化Ｓｉ膜、２６ｄは多結晶Ｓｉ
膜、２６ｅはホールをそれぞれ示している。図４から明
らかなように、比較例の装置の場合、下地の多結晶Ｓｉ
膜２６ｄが深さｄほどエッチングされたが（ｂ）、実施
例（１）の装置の場合、多結晶Ｓｉ膜２６ｄと酸化Ｓｉ
膜２６ｃとの略界面でエッチングが停止した（ａ）。
【００２９】次に上記した条件により、試料Ｓとしての
ウエハを１枚ずつ連続的にエッチング処理を施し、前記
ウエハごとのエッチング速度を調査した結果について説
明する。
ウエハを１枚ずつ連続的にエッチング処理を施し、前記
ウエハごとのエッチング速度を調査した結果について説
明する。
【００３０】図５は１枚目のウエハのエッチング速度に
対する２枚目、３枚目、…のウエハにおける各エッチン
グ速度の比（相対エッチング速度）をそれぞれプロット
して示した曲線図であり、Ａは実施例（１）の装置を用
いた場合、Ｂは比較例の装置を用いた場合を示してい
る。図５から明らかなように、比較例の装置の場合、連
続処理を行なうと１枚目のウエハに比べて２枚目、３枚
目、…のエッチング速度は次第に遅くなり、２０枚目以
降はエッチングがほとんど進行しなくなった。一方、実
施例（１）の装置の場合、１枚目のウエハに比べて２枚
目、３枚目、…のエッチング速度は次第に遅くなるが、
約２０枚目以降は１枚目のウエハにおけるエッチング速
度の約８０％程度で安定した。
対する２枚目、３枚目、…のウエハにおける各エッチン
グ速度の比（相対エッチング速度）をそれぞれプロット
して示した曲線図であり、Ａは実施例（１）の装置を用
いた場合、Ｂは比較例の装置を用いた場合を示してい
る。図５から明らかなように、比較例の装置の場合、連
続処理を行なうと１枚目のウエハに比べて２枚目、３枚
目、…のエッチング速度は次第に遅くなり、２０枚目以
降はエッチングがほとんど進行しなくなった。一方、実
施例（１）の装置の場合、１枚目のウエハに比べて２枚
目、３枚目、…のエッチング速度は次第に遅くなるが、
約２０枚目以降は１枚目のウエハにおけるエッチング速
度の約８０％程度で安定した。
【００３１】上記した結果及び説明から明らかなよう
に、実施例（１）に係るマイクロ波プラズマ処理装置で
は、反射板部２４により低圧に設定された反応室１３内
にプラズマを高密度に発生させることができ、また加熱
手段２１により周囲壁１１ａを介して防着部材２２を所
定温度に加熱・保持することができるため、防着部材２
２に生成物が付着するのを減少させることができる。こ
の結果、試料Ｓ表面近傍に分布する前記生成物の密度を
高めることができるとともに、前記生成物を高密度状態
に維持させることができる。したがって下地Ｓｉ膜に対
して酸化Ｓｉ膜をより高選択比でエッチングすることが
できるとともに、試料Ｓに効率的なプラズマ処理を連続
的に再現性よく施すことができる。また防着部材２２に
より前記生成物が反応器１１の周囲壁１１ａに直接付着
するのを防止することができるとともに、前記生成物の
堆積膜が形成された使用中の防着部材２２と別途洗浄済
の防着部材とを交換することにより、簡単に反応室１３
内の清浄化を図ることができる。したがって装置の稼働
率を高めることができるとともに、パーティクルの発生
を防止することができる。また電極部２５により試料Ｓ
表面に安定したバイアス電圧を発生させることができる
ため、プラズマ中のイオンにおける方向性と加速エネル
ギとのさらなる適正化を図ることができる。
に、実施例（１）に係るマイクロ波プラズマ処理装置で
は、反射板部２４により低圧に設定された反応室１３内
にプラズマを高密度に発生させることができ、また加熱
手段２１により周囲壁１１ａを介して防着部材２２を所
定温度に加熱・保持することができるため、防着部材２
２に生成物が付着するのを減少させることができる。こ
の結果、試料Ｓ表面近傍に分布する前記生成物の密度を
高めることができるとともに、前記生成物を高密度状態
に維持させることができる。したがって下地Ｓｉ膜に対
して酸化Ｓｉ膜をより高選択比でエッチングすることが
できるとともに、試料Ｓに効率的なプラズマ処理を連続
的に再現性よく施すことができる。また防着部材２２に
より前記生成物が反応器１１の周囲壁１１ａに直接付着
するのを防止することができるとともに、前記生成物の
堆積膜が形成された使用中の防着部材２２と別途洗浄済
の防着部材とを交換することにより、簡単に反応室１３
内の清浄化を図ることができる。したがって装置の稼働
率を高めることができるとともに、パーティクルの発生
を防止することができる。また電極部２５により試料Ｓ
表面に安定したバイアス電圧を発生させることができる
ため、プラズマ中のイオンにおける方向性と加速エネル
ギとのさらなる適正化を図ることができる。
【００３２】図６は本発明に係るマイクロ波プラズマ処
理装置の実施例（２）を摸式的に示した断面図であり、
図中２４、２３は図１に示したものと同様に形成された
反射板部、筒部をそれぞれ示している。筒部２３上には
マイクロ波導入窓１４の下面に当接して複数個の透孔３
５ａを有する例えばＡｌ板製の電極部３５が配設されて
おり、電極部３５は反応器１１を介して接地２５ｂされ
るようになっている。また反射板部２４の外周部２４ｂ
は筒部２３内壁面の所定箇所に接続されるとともに、筒
部２３上端部は電極部３５の外周部下面に接続されてお
り、これら筒部２３、反射板部２４及び電極部３５が一
体化されて防着部材３２が構成されている。そして加熱
手段２１により周囲壁１１ａが加熱されると、筒部２
３、反射板部２４及び電極部３５が所定温度に加熱・保
持されるようになっている。その他は図１に示した装置
と同様に構成されており、これら反応器１１、マイクロ
波導入窓１４、加熱手段２１、防着部材２２、電極部２
５等を含んでマイクロ波プラズマ処理装置３０が構成さ
れている。
理装置の実施例（２）を摸式的に示した断面図であり、
図中２４、２３は図１に示したものと同様に形成された
反射板部、筒部をそれぞれ示している。筒部２３上には
マイクロ波導入窓１４の下面に当接して複数個の透孔３
５ａを有する例えばＡｌ板製の電極部３５が配設されて
おり、電極部３５は反応器１１を介して接地２５ｂされ
るようになっている。また反射板部２４の外周部２４ｂ
は筒部２３内壁面の所定箇所に接続されるとともに、筒
部２３上端部は電極部３５の外周部下面に接続されてお
り、これら筒部２３、反射板部２４及び電極部３５が一
体化されて防着部材３２が構成されている。そして加熱
手段２１により周囲壁１１ａが加熱されると、筒部２
３、反射板部２４及び電極部３５が所定温度に加熱・保
持されるようになっている。その他は図１に示した装置
と同様に構成されており、これら反応器１１、マイクロ
波導入窓１４、加熱手段２１、防着部材２２、電極部２
５等を含んでマイクロ波プラズマ処理装置３０が構成さ
れている。
【００３３】上記説明から明らかなように、実施例
（２）に係るマイクロ波プラズマ処理装置３０では、反
射板部２４により比較的低圧に設定された反応室１３内
にプラズマを高密度に発生させることができる。また電
極部３５により試料Ｓ表面に安定したバイアス電圧を発
生させることができるため、プラズマ中のイオンにおけ
る方向性と加速エネルギとのさらなる適正化を図ること
ができる。また加熱手段２１により周囲壁１１ａを介し
て防着部材３２を所定温度に加熱・保持することができ
るため、防着部材３２に生成物が付着するのを減少させ
ることができる。この結果、試料Ｓ表面近傍に分布する
前記生成物の密度をより一層高めることができるととも
に、前記生成物を高密度状態に維持させることができ
る。したがって下地Ｓｉ膜に対して酸化Ｓｉ膜をより一
層高い選択比でエッチングすることができるとともに、
試料Ｓに効率的なプラズマ処理を連続的に再現性よく施
すことができる。また防着部材３２により前記生成物が
反応器１１の周囲壁１１ａやマイクロ波導入窓１４下面
に直接付着するのを防止することができるとともに、前
記生成物の堆積膜が形成された使用中の防着部材３２と
別途洗浄済の防着部材とを交換することにより、簡単、
かつ確実に反応室１３内の清浄化を図ることができる。
したがって装置の稼働率を一層高めることができるとと
もに、パーティクルの発生を一層防止することができ
る。
（２）に係るマイクロ波プラズマ処理装置３０では、反
射板部２４により比較的低圧に設定された反応室１３内
にプラズマを高密度に発生させることができる。また電
極部３５により試料Ｓ表面に安定したバイアス電圧を発
生させることができるため、プラズマ中のイオンにおけ
る方向性と加速エネルギとのさらなる適正化を図ること
ができる。また加熱手段２１により周囲壁１１ａを介し
て防着部材３２を所定温度に加熱・保持することができ
るため、防着部材３２に生成物が付着するのを減少させ
ることができる。この結果、試料Ｓ表面近傍に分布する
前記生成物の密度をより一層高めることができるととも
に、前記生成物を高密度状態に維持させることができ
る。したがって下地Ｓｉ膜に対して酸化Ｓｉ膜をより一
層高い選択比でエッチングすることができるとともに、
試料Ｓに効率的なプラズマ処理を連続的に再現性よく施
すことができる。また防着部材３２により前記生成物が
反応器１１の周囲壁１１ａやマイクロ波導入窓１４下面
に直接付着するのを防止することができるとともに、前
記生成物の堆積膜が形成された使用中の防着部材３２と
別途洗浄済の防着部材とを交換することにより、簡単、
かつ確実に反応室１３内の清浄化を図ることができる。
したがって装置の稼働率を一層高めることができるとと
もに、パーティクルの発生を一層防止することができ
る。
【００３４】なお、上記した実施例の装置では、いずれ
も電極部２５、３５がマイクロ波導入窓１４下面に当接
して配設されている場合について説明したが、別の実施
例では、電極部２５、３５がマイクロ波導入窓１４と試
料保持部１５ａとの中間位置に配設されていてもよい。
も電極部２５、３５がマイクロ波導入窓１４下面に当接
して配設されている場合について説明したが、別の実施
例では、電極部２５、３５がマイクロ波導入窓１４と試
料保持部１５ａとの中間位置に配設されていてもよい。
【００３５】また、上記した実施例の装置では、いずれ
も防着部材２２、３２の材料がＡｌの場合について説明
したが、導電性を有するとともに、熱伝導性に優れた材
料であればＡｌ以外の材料でもよい。
も防着部材２２、３２の材料がＡｌの場合について説明
したが、導電性を有するとともに、熱伝導性に優れた材
料であればＡｌ以外の材料でもよい。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るマイク
ロ波プラズマ処理装置（１）にあっては、反応器の周囲
壁を所定温度に加熱・保持するための加熱手段と、前記
反応器の周囲壁内側に密接して配設された筒部、及び試
料保持部周辺のマイクロ波導入窓と対向する箇所に配設
された排気孔を有する反射板部が一体的に形成された防
着部材とを備えているので、前記反射板部により比較的
低圧に設定された反応室内にプラズマを高密度に発生さ
せることができ、また前記加熱手段により前記周囲壁を
介して前記防着部材を所定温度に加熱・保持することが
できるため、前記防着部材に生成物が付着するのを減少
させることができる。この結果、試料表面近傍に分布す
る前記生成物の密度を高めることができるとともに、前
記生成物を高密度状態に維持させることができる。した
がって下地Ｓｉ膜に対して酸化Ｓｉ膜をより高い選択比
でエッチングすることができるとともに、前記試料に効
率的なプラズマ処理を連続的に再現性よく施すことがで
きる。また前記防着部材により前記生成物が前記反応器
の周囲壁に直接付着するのを防止することができるとと
もに、前記生成物の堆積膜が形成された使用中の前記防
着部材と別途洗浄済の防着部材とを交換することによ
り、簡単に前記反応室内の清浄化を図ることができる。
したがって装置の稼働率を高めることができるととも
に、パーティクルの発生を防止することができる。
ロ波プラズマ処理装置（１）にあっては、反応器の周囲
壁を所定温度に加熱・保持するための加熱手段と、前記
反応器の周囲壁内側に密接して配設された筒部、及び試
料保持部周辺のマイクロ波導入窓と対向する箇所に配設
された排気孔を有する反射板部が一体的に形成された防
着部材とを備えているので、前記反射板部により比較的
低圧に設定された反応室内にプラズマを高密度に発生さ
せることができ、また前記加熱手段により前記周囲壁を
介して前記防着部材を所定温度に加熱・保持することが
できるため、前記防着部材に生成物が付着するのを減少
させることができる。この結果、試料表面近傍に分布す
る前記生成物の密度を高めることができるとともに、前
記生成物を高密度状態に維持させることができる。した
がって下地Ｓｉ膜に対して酸化Ｓｉ膜をより高い選択比
でエッチングすることができるとともに、前記試料に効
率的なプラズマ処理を連続的に再現性よく施すことがで
きる。また前記防着部材により前記生成物が前記反応器
の周囲壁に直接付着するのを防止することができるとと
もに、前記生成物の堆積膜が形成された使用中の前記防
着部材と別途洗浄済の防着部材とを交換することによ
り、簡単に前記反応室内の清浄化を図ることができる。
したがって装置の稼働率を高めることができるととも
に、パーティクルの発生を防止することができる。
【００３７】また本発明に係るマイクロ波プラズマ処理
装置（２）にあっては、反応器の周囲壁を所定温度に加
熱・保持するための加熱手段と、前記反応器の周囲壁内
側に密接して配設された筒部、前記試料保持部周辺の前
記マイクロ波導入窓と対向する箇所に配設された排気孔
を有する反射板部、及び前記マイクロ波導入窓に当接し
て、もしくは前記マイクロ波導入窓と前記試料保持部と
の中間位置に配設され、アースされた透過孔を有する電
極部が一体的に形成された防着部材とを備えているの
で、前記反射板部により比較的低圧に設定された反応室
内にプラズマを高密度に発生させることができる。また
前記電極部により試料表面に安定したバイアス電圧を発
生させることができるため、プラズマ中のイオンにおけ
る方向性と加速エネルギとのさらなる適正化を図ること
ができる。また前記加熱手段により前記周囲壁を介して
前記防着部材を所定温度に加熱・保持することができる
ため、前記防着部材に生成物が付着するのを減少させる
ことができる。この結果、前記試料表面近傍に分布する
前記生成物の密度をより一層高めることができるととも
に、前記生成物を高密度状態に維持させることができ
る。したがって下地Ｓｉ膜に対して酸化Ｓｉ膜をより一
層高い選択比でエッチングすることができるとともに、
前記試料に効率的なプラズマ処理を連続的に再現性よく
施すことができる。また前記防着部材により前記生成物
が前記反応器の周囲壁や前記マイクロ波導入窓下面に直
接付着するのを防止することができるとともに、前記生
成物の堆積膜が形成された使用中の前記防着部材と別途
洗浄済の防着部材とを交換することにより、簡単、かつ
確実に前記反応室内の清浄化を図ることができる。した
がって装置の稼働率を一層高めることができるととも
に、パーティクルの発生を一層防止することができる。
装置（２）にあっては、反応器の周囲壁を所定温度に加
熱・保持するための加熱手段と、前記反応器の周囲壁内
側に密接して配設された筒部、前記試料保持部周辺の前
記マイクロ波導入窓と対向する箇所に配設された排気孔
を有する反射板部、及び前記マイクロ波導入窓に当接し
て、もしくは前記マイクロ波導入窓と前記試料保持部と
の中間位置に配設され、アースされた透過孔を有する電
極部が一体的に形成された防着部材とを備えているの
で、前記反射板部により比較的低圧に設定された反応室
内にプラズマを高密度に発生させることができる。また
前記電極部により試料表面に安定したバイアス電圧を発
生させることができるため、プラズマ中のイオンにおけ
る方向性と加速エネルギとのさらなる適正化を図ること
ができる。また前記加熱手段により前記周囲壁を介して
前記防着部材を所定温度に加熱・保持することができる
ため、前記防着部材に生成物が付着するのを減少させる
ことができる。この結果、前記試料表面近傍に分布する
前記生成物の密度をより一層高めることができるととも
に、前記生成物を高密度状態に維持させることができ
る。したがって下地Ｓｉ膜に対して酸化Ｓｉ膜をより一
層高い選択比でエッチングすることができるとともに、
前記試料に効率的なプラズマ処理を連続的に再現性よく
施すことができる。また前記防着部材により前記生成物
が前記反応器の周囲壁や前記マイクロ波導入窓下面に直
接付着するのを防止することができるとともに、前記生
成物の堆積膜が形成された使用中の前記防着部材と別途
洗浄済の防着部材とを交換することにより、簡単、かつ
確実に前記反応室内の清浄化を図ることができる。した
がって装置の稼働率を一層高めることができるととも
に、パーティクルの発生を一層防止することができる。
【図１】本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置の実
施例（１）を摸式的に示した断面図である。
施例（１）を摸式的に示した断面図である。
【図２】反応ガスをマイクロ波のみにより放電させた
際、装置内の各部に形成される生成物膜の堆積速度と熱
媒体の温度との関係について調査を行った結果を示した
グラフであり、直線Ａは実施例（１）の装置を用いた場
合、直線Ｂは比較例の装置を用いた場合を示しており、
またこれらに付した符号１、２、３はそれぞれ測定箇所
としての試料Ｓ、筒部２３または周囲壁１１ａ、反射板
部２４または反射板４４を示している。
際、装置内の各部に形成される生成物膜の堆積速度と熱
媒体の温度との関係について調査を行った結果を示した
グラフであり、直線Ａは実施例（１）の装置を用いた場
合、直線Ｂは比較例の装置を用いた場合を示しており、
またこれらに付した符号１、２、３はそれぞれ測定箇所
としての試料Ｓ、筒部２３または周囲壁１１ａ、反射板
部２４または反射板４４を示している。
【図３】エッチング選択比に及ぼす熱媒体温度の影響を
調査した結果を示した曲線図であり、Ａは実施例（１）
の装置を用いた場合、Ｂは比較例の装置を用いた場合を
示している。
調査した結果を示した曲線図であり、Ａは実施例（１）
の装置を用いた場合、Ｂは比較例の装置を用いた場合を
示している。
【図４】エッチング処理を施した試料Ｓの表面近傍の断
面をＳＥＭにより観察し、これを概略的にスケッチして
示した図であり、（ａ）は実施例（１）の装置を用いた
場合、（ｂ）は比較例の装置を用いた場合を示してい
る。
面をＳＥＭにより観察し、これを概略的にスケッチして
示した図であり、（ａ）は実施例（１）の装置を用いた
場合、（ｂ）は比較例の装置を用いた場合を示してい
る。
【図５】１枚目のウエハのエッチング速度に対する２枚
目、３枚目、…のウエハにおける各エッチング速度の比
（相対エッチング速度）をそれぞれプロットして示した
曲線図であり、Ａは実施例（１）の装置を用いた場合、
Ｂは比較例の装置を用いた場合を示している。
目、３枚目、…のウエハにおける各エッチング速度の比
（相対エッチング速度）をそれぞれプロットして示した
曲線図であり、Ａは実施例（１）の装置を用いた場合、
Ｂは比較例の装置を用いた場合を示している。
【図６】本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置の実
施例（２）を摸式的に示した断面図である。
施例（２）を摸式的に示した断面図である。
【図７】比較例に用いた装置を摸式的に示した断面図で
ある。
ある。
【図８】従来のマイクロ波プラズマエッチング装置を摸
式的に示した断面図である。
式的に示した断面図である。
１１ 反応器 １１ａ 周囲壁 １４ マイクロ波度入窓 １５ａ 試料保持部 １５ｂ 高周波電源 １７ 誘電体線路 １８ 導波管 １９ マイクロ波発振器 ２１ 加熱手段 ２２ 防着部材 ２３ 筒部 ２４ 反射板部 ２４ａ 排気孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片山 克生 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 秋元 健司 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 マイクロ波発振器と、マイクロ波を伝送
する導波管と、該導波管に接続された誘電体線路と、該
誘電体線路に対向配置されたマイクロ波導入窓を有する
反応器と、該反応器内に設けられた試料保持部と、該試
料保持部に高周波電界または直流電界を印加する電界印
加手段とを備えたマイクロ波プラズマ処理装置におい
て、前記反応器の周囲壁を所定温度に加熱・保持するた
めの加熱手段と、前記反応器の周囲壁内側に密接して配
設された筒部、及び前記試料保持部周辺の前記マイクロ
波導入窓と対向する箇所に配設された排気孔を有する反
射板部が一体的に形成された防着部材とを備えているこ
とを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。 - 【請求項２】 マイクロ波発振器と、マイクロ波を伝送
する導波管と、該導波管に接続された誘電体線路と、該
誘電体線路に対向配置されたマイクロ波導入窓を有する
反応器と、該反応器内に設けられた試料保持部と、該試
料保持部に高周波電界または直流電界を印加する電界印
加手段とを備えたマイクロ波プラズマ処理装置におい
て、前記反応器の周囲壁を所定温度に加熱・保持するた
めの加熱手段と、前記反応器の周囲壁内側に密接して配
設された筒部、前記試料保持部周辺の前記マイクロ波導
入窓と対向する箇所に配設された排気孔を有する反射板
部、及び前記マイクロ波導入窓に当接して、もしくは前
記マイクロ波導入窓と前記試料保持部との中間位置に配
設され、アースされた透過孔を有する電極部が一体的に
形成された防着部材とを備えていることを特徴とするマ
イクロ波プラズマ処理装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13203494A JP3171222B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
| EP95109089A EP0688037B1 (en) | 1994-06-14 | 1995-06-13 | Microwave plasma processing system |
| KR1019950015465A KR0153841B1 (ko) | 1994-06-14 | 1995-06-13 | 마이크로파 플라즈마 처리장치 |
| DE69506323T DE69506323T2 (de) | 1994-06-14 | 1995-06-13 | Mikrowellenplasma-Bearbeitungssystem |
| US08/490,087 US5529632A (en) | 1994-06-14 | 1995-06-13 | Microwave plasma processing system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13203494A JP3171222B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07335567A true JPH07335567A (ja) | 1995-12-22 |
| JP3171222B2 JP3171222B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=15071957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13203494A Expired - Lifetime JP3171222B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5529632A (ja) |
| EP (1) | EP0688037B1 (ja) |
| JP (1) | JP3171222B2 (ja) |
| KR (1) | KR0153841B1 (ja) |
| DE (1) | DE69506323T2 (ja) |
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- 1995-06-13 DE DE69506323T patent/DE69506323T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-13 US US08/490,087 patent/US5529632A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-13 KR KR1019950015465A patent/KR0153841B1/ko not_active Expired - Fee Related
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