JP3164200B2 - 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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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
処理装置に関し、より詳細には例えば半導体ウエハ等の
エッチング又は薄膜形成等を行う装置として用いられる
マイクロ波プラズマ処理装置に関する。
処理装置に関し、より詳細には例えば半導体ウエハ等の
エッチング又は薄膜形成等を行う装置として用いられる
マイクロ波プラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】真空近くに減圧した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なわせるマイクロ波プラズマ
処理装置は、高集積半導体装置等の製造において欠くこ
とができないものとなってきている。その中でも特に、
プラズマの生成とプラズマ中におけるイオンの加速とを
それぞれ独立的に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欠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なわせるマイクロ波プラズマ
処理装置は、高集積半導体装置等の製造において欠くこ
とができないものとなってきている。その中でも特に、
プラズマの生成とプラズマ中におけるイオンの加速とを
それぞれ独立的に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欠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７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的に制御することを目的と
し、本出願人が特開平６ー１０４０９８号公報において
提案したマイクロ波プラズマ処理装置を模式的に示した
断面図であり、図中１１は反応器を示している。この反
応器１１はステンレス、アルミニウム等の金属を用いて
形成され、その周囲壁は二重構造となっており、その内
部には冷却水通路１２が形成され、冷却水通路１２に流
れる冷却水は冷却水導入口１２ａより供給され、冷却水
排出口１２ｂより排出されるようになっている。冷却水
通路１２の内側には反応室１３が形成されており、反応
器１１の上部はマイクロ波の透過性を有し、誘電損失が
小さく、かつ耐熱性を有する石英ガラス、パイレックス
ガラス、アルミナ等の誘電体を用いて形成されたマイク
ロ波導入窓１４によって気密状態に封止されている。な
お、図７には示していないが、反応室１３内を加温する
必要がある場合等を考慮して、反応器１１の周囲に電熱
ヒーター等が配設されていてもよい。
オンの加速とをそれぞれ独立的に制御することを目的と
し、本出願人が特開平６ー１０４０９８号公報において
提案したマイクロ波プラズマ処理装置を模式的に示した
断面図であり、図中１１は反応器を示している。この反
応器１１はステンレス、アルミニウム等の金属を用いて
形成され、その周囲壁は二重構造となっており、その内
部には冷却水通路１２が形成され、冷却水通路１２に流
れる冷却水は冷却水導入口１２ａより供給され、冷却水
排出口１２ｂより排出されるようになっている。冷却水
通路１２の内側には反応室１３が形成されており、反応
器１１の上部はマイクロ波の透過性を有し、誘電損失が
小さく、かつ耐熱性を有する石英ガラス、パイレックス
ガラス、アルミナ等の誘電体を用いて形成されたマイク
ロ波導入窓１４によって気密状態に封止されている。な
お、図７には示していないが、反応室１３内を加温する
必要がある場合等を考慮して、反応器１１の周囲に電熱
ヒーター等が配設されていてもよい。
【０００４】マイクロ波導入窓１４の下面には、アース
された電極手段としての金属製の導電体板３１が当接し
て配置され、この導電体板３１にはマイクロ波の進行方
向に対して垂直に複数個のマイクロ波透過孔３２が形成
され、導電体板３１は反応器１１を介して接地３３され
ている。また、図７には示していないが、導電体板３１
はマイクロ波導入窓１４と試料保持部１５ａとの中間位
置に配設され、反応器１１を介して接地３３されていて
もよい。
された電極手段としての金属製の導電体板３１が当接し
て配置され、この導電体板３１にはマイクロ波の進行方
向に対して垂直に複数個のマイクロ波透過孔３２が形成
され、導電体板３１は反応器１１を介して接地３３され
ている。また、図７には示していないが、導電体板３１
はマイクロ波導入窓１４と試料保持部１５ａとの中間位
置に配設され、反応器１１を介して接地３３されていて
もよい。
【０００５】反応室１３内における導電体板３１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、これが載置された試料台１５とが配設されており、
試料台１５は上下方向に昇降が可能なように駆動装置
（図示せず）に接続されている。試料保持部１５ａには
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１８が接続されており、また試料Ｓを保持するための
静電チャック等の吸着機構（図示せず）が装備されると
ともに、試料Ｓを冷却するための冷媒等を循環させる冷
却機構（図示せず）が配設されている。反応器１１の下
部壁には図示しない排気装置に接続された排気口１６が
形成されており、また反応器１１の一側壁には反応室１
３内に所要の反応ガスを供給するためのガス供給管１７
が接続されている。
する箇所には試料Ｓを保持するための試料保持部１５ａ
と、これが載置された試料台１５とが配設されており、
試料台１５は上下方向に昇降が可能なように駆動装置
（図示せず）に接続されている。試料保持部１５ａには
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１８が接続されており、また試料Ｓを保持するための
静電チャック等の吸着機構（図示せず）が装備されると
ともに、試料Ｓを冷却するための冷媒等を循環させる冷
却機構（図示せず）が配設されている。反応器１１の下
部壁には図示しない排気装置に接続された排気口１６が
形成されており、また反応器１１の一側壁には反応室１
３内に所要の反応ガスを供給するためのガス供給管１７
が接続されている。
【０００６】一方、反応器１１の上方には誘電体線路２
１が配設されているが、この誘電体線路２１はＡｌ等の
金属板２１ａ及び誘電体層２１ｃにより構成され、誘電
体線路２１の終端は金属製の反射板２１ｂで封止されて
いる。誘電体層２１ｃは金属板２１ａの下面に貼着さ
れ、この誘電体層２１ｃは、例えば誘電損失の小さいフ
ッ素樹脂、ポリエチレンあるいはポリスチレン等を用い
て形成されている。誘電体線路２１には導波管２２を介
してマイクロ波発振器２３が連結されており、マイクロ
波発振器２３で発生したマイクロ波が導波管２２を介し
て誘電体線路２１に導入されるようになっている。
１が配設されているが、この誘電体線路２１はＡｌ等の
金属板２１ａ及び誘電体層２１ｃにより構成され、誘電
体線路２１の終端は金属製の反射板２１ｂで封止されて
いる。誘電体層２１ｃは金属板２１ａの下面に貼着さ
れ、この誘電体層２１ｃは、例えば誘電損失の小さいフ
ッ素樹脂、ポリエチレンあるいはポリスチレン等を用い
て形成されている。誘電体線路２１には導波管２２を介
してマイクロ波発振器２３が連結されており、マイクロ
波発振器２３で発生したマイクロ波が導波管２２を介し
て誘電体線路２１に導入されるようになっている。
【０００７】このように構成されたマイクロ波プラズマ
処理装置を用いて、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を施す場合、まず試料
保持部１５ａに載置された試料Ｓの位置が所定の高さに
なるように前記駆動装置を用いて調整した後、排気口１
６から排気を行ない、その後にガス供給管１７から反応
室１３内に反応ガスを供給し、反応室１３内を所要の圧
力に設定する。また冷却水を冷却水導入口１２ａから供
給し、冷却水通路１２内を循環させて冷却水排出口１２
ｂから排出させる。次いで、マイクロ波発振器２３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２
２を介して誘電体線路２１に導入する。すると誘電体線
路２１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とアースされた導電体板３１におけるマ
イクロ波透過孔３２とを透過し、反応室１３内において
プラズマを生成させる。この後、高周波電源１８を用い
て試料保持部１５ａに高周波を印加し、ア−スされた導
電体板３１によって試料Ｓ表面に安定したバイアス電圧
を生じさせる。そして安定的に発生させたバイアス電圧
によってプラズマ中のイオンを試料Ｓ表面に対して垂直
に入射させるとともにイオンのエネルギーを制御しなが
らエッチングを行なう。
処理装置を用いて、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を施す場合、まず試料
保持部１５ａに載置された試料Ｓの位置が所定の高さに
なるように前記駆動装置を用いて調整した後、排気口１
６から排気を行ない、その後にガス供給管１７から反応
室１３内に反応ガスを供給し、反応室１３内を所要の圧
力に設定する。また冷却水を冷却水導入口１２ａから供
給し、冷却水通路１２内を循環させて冷却水排出口１２
ｂから排出させる。次いで、マイクロ波発振器２３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２
２を介して誘電体線路２１に導入する。すると誘電体線
路２１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とアースされた導電体板３１におけるマ
イクロ波透過孔３２とを透過し、反応室１３内において
プラズマを生成させる。この後、高周波電源１８を用い
て試料保持部１５ａに高周波を印加し、ア−スされた導
電体板３１によって試料Ｓ表面に安定したバイアス電圧
を生じさせる。そして安定的に発生させたバイアス電圧
によってプラズマ中のイオンを試料Ｓ表面に対して垂直
に入射させるとともにイオンのエネルギーを制御しなが
らエッチングを行なう。
【０００８】上記したマイクロ波プラズマ処理装置にお
いては、マイクロ波透過孔３２を有するア−スされた導
電体板３１がマイクロ波導入窓１４に当接して配置され
ている。その結果、プラズマに対するアース電位が安定
してプラズマポテンシャルが安定し、試料保持部１５ａ
に高周波を印加した際、試料Ｓ表面に安定したバイアス
電圧を生じさせることができ、プラズマ中のイオンエネ
ルギーを適正化し、かつ試料Ｓ表面に対してイオンを垂
直に照射することができる。
いては、マイクロ波透過孔３２を有するア−スされた導
電体板３１がマイクロ波導入窓１４に当接して配置され
ている。その結果、プラズマに対するアース電位が安定
してプラズマポテンシャルが安定し、試料保持部１５ａ
に高周波を印加した際、試料Ｓ表面に安定したバイアス
電圧を生じさせることができ、プラズマ中のイオンエネ
ルギーを適正化し、かつ試料Ｓ表面に対してイオンを垂
直に照射することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このマ
イクロ波プラズマ処理装置を長時間使用していると、導
電体板３１に経時変化が生じ、マイクロ波導入窓１４と
導電体板３１との間に隙間が発生し、その隙間において
異常放電が発生し易くなり、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なくなる虞れが生じる
という課題があった。
イクロ波プラズマ処理装置を長時間使用していると、導
電体板３１に経時変化が生じ、マイクロ波導入窓１４と
導電体板３１との間に隙間が発生し、その隙間において
異常放電が発生し易くなり、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なくなる虞れが生じる
という課題があった。
【００１０】また、マイクロ波導入窓１４の一部は直接
プラズマに曝されるため、マイクロ波導入窓１４が侵食
されるという課題もあった。特に、石英ガラス製のマイ
クロ波導入窓１４の場合、フッ素、塩素、臭素等のハロ
ゲン系ガスプラズマにより、マイクロ波導入窓１４に大
きな侵食が生じてその厚さが経時変化するため、プラズ
マの密度や分布が経時的に変化し、均一なプラズマ処理
が難しくなる。
プラズマに曝されるため、マイクロ波導入窓１４が侵食
されるという課題もあった。特に、石英ガラス製のマイ
クロ波導入窓１４の場合、フッ素、塩素、臭素等のハロ
ゲン系ガスプラズマにより、マイクロ波導入窓１４に大
きな侵食が生じてその厚さが経時変化するため、プラズ
マの密度や分布が経時的に変化し、均一なプラズマ処理
が難しくなる。
【００１１】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、長時間の運転を行ってもマイクロ波導入窓に
侵食等が生じることがなく、またマイクロ波導入窓と、
導電体板等のアース電極との間に隙間が生じないので異
常放電の発生の虞れがなく、試料表面に安定的に均一な
バイアス電圧を生じさせ得る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、長時間の運転を行ってもマイクロ波導入窓に
侵食等が生じることがなく、またマイクロ波導入窓と、
導電体板等のアース電極との間に隙間が生じないので異
常放電の発生の虞れがなく、試料表面に安定的に均一な
バイアス電圧を生じさせ得る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。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【課題を解決するための手段及びその効果】 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（１）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、該反応器内に配設された試料保持部とを備えた
マイクロ波プラズマ処理装置において、前記マイクロ波
導入窓の試料保持部側表面が絶縁性薄膜により被覆され
た部分と少なくとも導電性薄膜により被覆された部分と
からなることを特徴としている。
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（１）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、該反応器内に配設された試料保持部とを備えた
マイクロ波プラズマ処理装置において、前記マイクロ波
導入窓の試料保持部側表面が絶縁性薄膜により被覆され
た部分と少なくとも導電性薄膜により被覆された部分と
からなることを特徴としている。
【００１７】上記マイクロ波プラズマ処理装置（１）に
よれば、経時変化によりマイクロ波導入窓と導電性被膜
との間に隙間が生じて、異常放電が発生することはな
く、試料表面に常に安定したバイアス電圧が生じる。従
って、長時間にわたり安定した速度で均一にシリコンウ
エハ等にエッチング処理を施すことが可能になる。そし
て、マイクロ波導入窓に侵食等が生じることもなく、長
時間にわたりより安定した速度で均一にシリコンウエハ
等にエッチング処理を施すことが可能になる。
よれば、経時変化によりマイクロ波導入窓と導電性被膜
との間に隙間が生じて、異常放電が発生することはな
く、試料表面に常に安定したバイアス電圧が生じる。従
って、長時間にわたり安定した速度で均一にシリコンウ
エハ等にエッチング処理を施すことが可能になる。そし
て、マイクロ波導入窓に侵食等が生じることもなく、長
時間にわたりより安定した速度で均一にシリコンウエハ
等にエッチング処理を施すことが可能になる。
【００１８】また、本発明に係るマイクロ波プラズマ処
理装置（２）は、上記マイクロ波プラズマ処理装置
（１）において、導電性薄膜が電気的にアースされ、か
つ試料保持部に高周波電界及び／又は直流電界を印加す
る手段を備えていることを特徴としている。
理装置（２）は、上記マイクロ波プラズマ処理装置
（１）において、導電性薄膜が電気的にアースされ、か
つ試料保持部に高周波電界及び／又は直流電界を印加す
る手段を備えていることを特徴としている。
【００１９】上記マイクロ波プラズマ処理装置（２）に
よれば、試料表面により安定したバイアス電圧が生じ、
エッチング効率もより良好となる。
よれば、試料表面により安定したバイアス電圧が生じ、
エッチング効率もより良好となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るマイクロ波プ
ラズマ処理装置の実施の形態を図面に基づいて説明す
る。なお、従来例と同一の機能を有する構成部品には同
一の符合を付すものとする。
ラズマ処理装置の実施の形態を図面に基づいて説明す
る。なお、従来例と同一の機能を有する構成部品には同
一の符合を付すものとする。
【００２１】図１は実施の形態（１）に係るマイクロ波
プラズマ処理装置を模式的に示した断面図であり、マイ
クロ波プラズマ処理装置の一般的な構成については、従
来の技術の項で説明したので、ここではその詳しい説明
は省略し、実施の形態に特有の導電性薄膜２４を有する
マイクロ波導入窓１４について説明する。
プラズマ処理装置を模式的に示した断面図であり、マイ
クロ波プラズマ処理装置の一般的な構成については、従
来の技術の項で説明したので、ここではその詳しい説明
は省略し、実施の形態に特有の導電性薄膜２４を有する
マイクロ波導入窓１４について説明する。
【００２２】実施の形態（１）に係るマイクロ波プラズ
マ処理装置にあっては、石英ガラス製のマイクロ波導入
窓１４の試料保持部１５ａ側の面が導電性薄膜２４で被
覆されており、この導電性薄膜２４には、複数個のマイ
クロ波透過孔２４ｃが形成されている。
マ処理装置にあっては、石英ガラス製のマイクロ波導入
窓１４の試料保持部１５ａ側の面が導電性薄膜２４で被
覆されており、この導電性薄膜２４には、複数個のマイ
クロ波透過孔２４ｃが形成されている。
【００２３】図２は実施の形態（１）に係るマイクロ波
プラズマ処理装置のマイクロ波導入窓１４に形成された
導電性薄膜２４を模式的に示した平面図である。導電性
薄膜２４はプラズマスパッタリング法によりマイクロ波
透過孔２４ｃを除いた全面に形成されている。図２にお
いて、２４ａは反応器１１との接触部分を示し、２４ｂ
は反応室１３の開口部に対応する部分を示している。マ
イクロ波は、このマイクロ波透過孔２４ｃを通過して、
反応室１３内に導入される。また、導電性薄膜２４は反
応器１１と接触しており、この反応器１１はアースされ
ているので、導電性薄膜２４は反応器１１を介してアー
スされていることになる。マイクロ波透過孔２４ｃは、
マイクロ波透過孔２４ｃに相当する部分にマスキングテ
ープ等を貼付することに形成する。
プラズマ処理装置のマイクロ波導入窓１４に形成された
導電性薄膜２４を模式的に示した平面図である。導電性
薄膜２４はプラズマスパッタリング法によりマイクロ波
透過孔２４ｃを除いた全面に形成されている。図２にお
いて、２４ａは反応器１１との接触部分を示し、２４ｂ
は反応室１３の開口部に対応する部分を示している。マ
イクロ波は、このマイクロ波透過孔２４ｃを通過して、
反応室１３内に導入される。また、導電性薄膜２４は反
応器１１と接触しており、この反応器１１はアースされ
ているので、導電性薄膜２４は反応器１１を介してアー
スされていることになる。マイクロ波透過孔２４ｃは、
マイクロ波透過孔２４ｃに相当する部分にマスキングテ
ープ等を貼付することに形成する。
【００２４】この導電性薄膜２４を形成する材料として
は、導電性を有し、ハロゲン系のガスプラズマに対して
耐食性が大きく、かつ汚染源になりにくいものが好まし
く、その具体例としては、例えばＳｉＣ、Ｓｉ、Ｃ、Ａ
ｌや薄い表面酸化膜を有するもの（例えば表面がアルマ
イト層で形成されているアルミニウム）等が挙げられ
る。また、その厚さは導電性薄膜２４の耐熱性、耐プラ
ズマ性及び作製コストの点から１０〜１００μｍ程度が
好ましい。導電性薄膜２４の厚さが１０μｍ未満である
と、耐熱性、及び耐プラズマ性に劣る傾向が表われ、他
方導電性薄膜２４の厚さが１００μｍを超えると、作製
コストが高くなり、また、薄膜のち密性を欠くために、
ひび割れたり、はがれたりする傾向が現われる。
は、導電性を有し、ハロゲン系のガスプラズマに対して
耐食性が大きく、かつ汚染源になりにくいものが好まし
く、その具体例としては、例えばＳｉＣ、Ｓｉ、Ｃ、Ａ
ｌや薄い表面酸化膜を有するもの（例えば表面がアルマ
イト層で形成されているアルミニウム）等が挙げられ
る。また、その厚さは導電性薄膜２４の耐熱性、耐プラ
ズマ性及び作製コストの点から１０〜１００μｍ程度が
好ましい。導電性薄膜２４の厚さが１０μｍ未満である
と、耐熱性、及び耐プラズマ性に劣る傾向が表われ、他
方導電性薄膜２４の厚さが１００μｍを超えると、作製
コストが高くなり、また、薄膜のち密性を欠くために、
ひび割れたり、はがれたりする傾向が現われる。
【００２５】導電性薄膜２４に形成されるマイクロ波透
過孔２４ｃの形状は特に限定されるものではないが、図
示したような長方形形状（スリット形状）が好ましい。
過孔２４ｃの形状は特に限定されるものではないが、図
示したような長方形形状（スリット形状）が好ましい。
【００２６】マイクロ波導入窓１４の試料保持部１５ａ
側を導電性薄膜で被覆する方法としては、上記したよう
なプラズマを用いたスパッタリング法の他、例えばＣＶ
Ｄ（Chemical Vapor Deposition ：化学的気相成長）
法、他のスパッタリング法、ＬＴＡＶＤ（Low Temperat
ure Arc Vapour Deposition ：低温アーク蒸着）コーテ
ィング法等が挙げられるが、これらの中でもスパッタリ
ング法が好ましい。スパッタリングの方法は上記方法に
限られるものではなく、一般的に用いられる方法であれ
ばどのような方法でもよい。
側を導電性薄膜で被覆する方法としては、上記したよう
なプラズマを用いたスパッタリング法の他、例えばＣＶ
Ｄ（Chemical Vapor Deposition ：化学的気相成長）
法、他のスパッタリング法、ＬＴＡＶＤ（Low Temperat
ure Arc Vapour Deposition ：低温アーク蒸着）コーテ
ィング法等が挙げられるが、これらの中でもスパッタリ
ング法が好ましい。スパッタリングの方法は上記方法に
限られるものではなく、一般的に用いられる方法であれ
ばどのような方法でもよい。
【００２７】このようにして形成される導電性薄膜２４
は、不純物が少ない（ｐｐｂレベル）、耐食性に優
れている、高強度である、緻密である、耐熱性が
大きい、基板材料との密着性に優れている、複雑形
状品への被覆（コーティング）が可能である、厚膜化
が可能である、結晶金属においては結晶配向性が高
い、等の特徴を有し、マイクロ波プラズマ装置のマイク
ロ波導入窓を被覆する手段として適している。
は、不純物が少ない（ｐｐｂレベル）、耐食性に優
れている、高強度である、緻密である、耐熱性が
大きい、基板材料との密着性に優れている、複雑形
状品への被覆（コーティング）が可能である、厚膜化
が可能である、結晶金属においては結晶配向性が高
い、等の特徴を有し、マイクロ波プラズマ装置のマイク
ロ波導入窓を被覆する手段として適している。
【００２８】次に、実施の形態（２）〜（５）に係るマ
イクロ波プラズマ処理装置を図面に基づいて説明する。
前記実施の形態（２）〜（５）に係るマイクロ波プラズ
マ処理装置に装備されたマイクロ波導入窓１４には、そ
の試料保持部１５ａ側の表面に導電性薄膜と絶縁性薄膜
とが形成されているが、それらの形態がそれぞれの場合
で異なる。
イクロ波プラズマ処理装置を図面に基づいて説明する。
前記実施の形態（２）〜（５）に係るマイクロ波プラズ
マ処理装置に装備されたマイクロ波導入窓１４には、そ
の試料保持部１５ａ側の表面に導電性薄膜と絶縁性薄膜
とが形成されているが、それらの形態がそれぞれの場合
で異なる。
【００２９】まず、実施の形態（２）に係るマイクロ波
プラズマ処理装置について説明する。図３（ａ）〜
（ｂ）は実施の形態（２）に係るマイクロ波プラズマ処
理装置に装備された導電性薄膜及び絶縁性薄膜を有する
マイクロ波導入窓を作製する工程を模式的に示した拡大
断面図である。マイクロ波プラズマ処理装置の他の部分
の構成は、実施の形態（１）の場合と同様であるので、
マイクロ波導入窓の一部のみを示している。
プラズマ処理装置について説明する。図３（ａ）〜
（ｂ）は実施の形態（２）に係るマイクロ波プラズマ処
理装置に装備された導電性薄膜及び絶縁性薄膜を有する
マイクロ波導入窓を作製する工程を模式的に示した拡大
断面図である。マイクロ波プラズマ処理装置の他の部分
の構成は、実施の形態（１）の場合と同様であるので、
マイクロ波導入窓の一部のみを示している。
【００３０】まず、図３（ａ）に示したように、マイク
ロ波導入窓１４の試料保持部１５ａ側の表面全体に絶縁
性薄膜２５を形成する。
ロ波導入窓１４の試料保持部１５ａ側の表面全体に絶縁
性薄膜２５を形成する。
【００３１】この絶縁性薄膜２５を形成する材料として
は、ハロゲン系のガスプラズマに対して耐食性が大き
く、かつ汚染源になりにくいものが好ましい。その具体
例としては、例えばアルミナ、イットリア等の無機酸化
物、窒化シリコン、窒化ボロン等の無機窒化物等が挙げ
られる。絶縁性薄膜２５の形成は、導電性薄膜２４の形
成と同様の方法により行うことができ、その厚さは１０
〜１００μｍが好ましい。絶縁性薄膜２５の厚さが１０
μｍ未満であると、耐熱性及び耐プラズマ性に劣る傾向
が表われ、他方絶縁性薄膜２５の厚さが１００μｍを超
えると、作製コストが高くなり、また薄膜のち密性を欠
くために、ひび割れたり、剥れたりする傾向が現われ
る。前記方法により形成される絶縁性薄膜２５は、上記
した導電性薄膜２４と同様の特徴を有している。
は、ハロゲン系のガスプラズマに対して耐食性が大き
く、かつ汚染源になりにくいものが好ましい。その具体
例としては、例えばアルミナ、イットリア等の無機酸化
物、窒化シリコン、窒化ボロン等の無機窒化物等が挙げ
られる。絶縁性薄膜２５の形成は、導電性薄膜２４の形
成と同様の方法により行うことができ、その厚さは１０
〜１００μｍが好ましい。絶縁性薄膜２５の厚さが１０
μｍ未満であると、耐熱性及び耐プラズマ性に劣る傾向
が表われ、他方絶縁性薄膜２５の厚さが１００μｍを超
えると、作製コストが高くなり、また薄膜のち密性を欠
くために、ひび割れたり、剥れたりする傾向が現われ
る。前記方法により形成される絶縁性薄膜２５は、上記
した導電性薄膜２４と同様の特徴を有している。
【００３２】次に、図３（ｂ）に示すように、この絶縁
性薄膜２５の上に、実施の形態（１）の場合と同様の方
法で導電性薄膜２４を形成する。この導電性薄膜２４の
厚さ及びその形状は実施の形態（１）の場合と同様でよ
い。
性薄膜２５の上に、実施の形態（１）の場合と同様の方
法で導電性薄膜２４を形成する。この導電性薄膜２４の
厚さ及びその形状は実施の形態（１）の場合と同様でよ
い。
【００３３】従って、本実施の形態（２）に係るマイク
ロ波導入窓１４の試料保持部１５ａ側には、全面にわた
って絶縁性薄膜２５が形成され、その上に図２に示した
形状の導電性薄膜２４が形成されている。マイクロ波は
絶縁性薄膜２５のみが形成されているマイクロ波透過孔
２４ｃを通って反応室１３に導入される。
ロ波導入窓１４の試料保持部１５ａ側には、全面にわた
って絶縁性薄膜２５が形成され、その上に図２に示した
形状の導電性薄膜２４が形成されている。マイクロ波は
絶縁性薄膜２５のみが形成されているマイクロ波透過孔
２４ｃを通って反応室１３に導入される。
【００３４】次に、実施の形態（３）に係るマイクロ波
プラズマ処理装置について説明する。図４（ａ）〜
（ｂ）は実施の形態（３）に係るマイクロ波プラズマ処
理装置に装備された導電性薄膜及び絶縁性薄膜を有する
マイクロ波導入窓を作製する工程を模式的に示した拡大
断面図である。
プラズマ処理装置について説明する。図４（ａ）〜
（ｂ）は実施の形態（３）に係るマイクロ波プラズマ処
理装置に装備された導電性薄膜及び絶縁性薄膜を有する
マイクロ波導入窓を作製する工程を模式的に示した拡大
断面図である。
【００３５】図４（ａ）に示したように、マイクロ波導
入窓１４の一部に絶縁性薄膜２５を形成し、次に、図４
（ｂ）に示したように絶縁性薄膜２５が形成された部分
以外の部分に導電性薄膜２４を形成する。この場合、絶
縁性薄膜２５を形成する部分は、図２に示したマイクロ
波導入窓１４の平面図におけるマイクロ波透過孔２４ｃ
の部分に相当する。従って、具体的には、例えば図２の
マイクロ波透過孔２４ｃに相当する部分以外の部分にマ
スキングテープ等を貼付し、スパッタリング法等により
マイクロ波透過孔２４ｃの形状の絶縁性薄膜２５を形成
する。次に、逆に絶縁性薄膜２５が形成された部分にテ
ープ等を貼付し、その他の部分に導電性薄膜２４を形成
する。導電性薄膜２４と絶縁性薄膜２５の厚さは同じ程
度が好ましい。
入窓１４の一部に絶縁性薄膜２５を形成し、次に、図４
（ｂ）に示したように絶縁性薄膜２５が形成された部分
以外の部分に導電性薄膜２４を形成する。この場合、絶
縁性薄膜２５を形成する部分は、図２に示したマイクロ
波導入窓１４の平面図におけるマイクロ波透過孔２４ｃ
の部分に相当する。従って、具体的には、例えば図２の
マイクロ波透過孔２４ｃに相当する部分以外の部分にマ
スキングテープ等を貼付し、スパッタリング法等により
マイクロ波透過孔２４ｃの形状の絶縁性薄膜２５を形成
する。次に、逆に絶縁性薄膜２５が形成された部分にテ
ープ等を貼付し、その他の部分に導電性薄膜２４を形成
する。導電性薄膜２４と絶縁性薄膜２５の厚さは同じ程
度が好ましい。
【００３６】従って、本実施の形態（３）に係るマイク
ロ波導入窓１４の試料保持部１５ａ側には、マイクロ波
透過孔２４ｃに相当する部分のみに絶縁性薄膜２５が形
成され、その他の部分に導電性薄膜２４が形成されてい
る。マイクロ波は絶縁性薄膜２５のみが形成されている
マイクロ波透過孔２４ａを通って反応室１３に導入され
る。
ロ波導入窓１４の試料保持部１５ａ側には、マイクロ波
透過孔２４ｃに相当する部分のみに絶縁性薄膜２５が形
成され、その他の部分に導電性薄膜２４が形成されてい
る。マイクロ波は絶縁性薄膜２５のみが形成されている
マイクロ波透過孔２４ａを通って反応室１３に導入され
る。
【００３７】次に、実施の形態（４）に係るマイクロ波
プラズマ処理装置にについて説明する。図５（ａ）〜
（ｂ）は実施の形態（４）に係るマイクロ波プラズマ処
理装置に装備された導電性薄膜及び絶縁性薄膜を有する
マイクロ波導入窓を作製する工程を模式的に示した拡大
断面図である。
プラズマ処理装置にについて説明する。図５（ａ）〜
（ｂ）は実施の形態（４）に係るマイクロ波プラズマ処
理装置に装備された導電性薄膜及び絶縁性薄膜を有する
マイクロ波導入窓を作製する工程を模式的に示した拡大
断面図である。
【００３８】図５（ａ）に示したように、実施の形態
（１）の場合と同様にして導電性薄膜２４を形成し、次
に、図５（ｂ）に示したようにマイクロ波透過孔２４ｃ
に相当する部分を含むマイクロ波導入窓１４の開口部
（図２において２４ｂに相当）に絶縁性薄膜２５を形成
する。絶縁性薄膜２５の形成の際には、まず最初に導電
性薄膜２４が形成された部分をマスキングテープで覆
い、マイクロ波透過孔２４ｃ部分のみに導電性薄膜２４
と同じ厚さの絶縁性薄膜２５を形成した後、開口部２４
ｂの部分のマスキングテープを剥すことにより絶縁性薄
膜２５を形成する。なお、図中２４ａは反応器と接触す
る部分であり、導電性薄膜２４は反応器１１を介してア
ースされる必要があるので、２４ａの部分に絶縁性薄膜
２５を形成しないように注意する必要がある。
（１）の場合と同様にして導電性薄膜２４を形成し、次
に、図５（ｂ）に示したようにマイクロ波透過孔２４ｃ
に相当する部分を含むマイクロ波導入窓１４の開口部
（図２において２４ｂに相当）に絶縁性薄膜２５を形成
する。絶縁性薄膜２５の形成の際には、まず最初に導電
性薄膜２４が形成された部分をマスキングテープで覆
い、マイクロ波透過孔２４ｃ部分のみに導電性薄膜２４
と同じ厚さの絶縁性薄膜２５を形成した後、開口部２４
ｂの部分のマスキングテープを剥すことにより絶縁性薄
膜２５を形成する。なお、図中２４ａは反応器と接触す
る部分であり、導電性薄膜２４は反応器１１を介してア
ースされる必要があるので、２４ａの部分に絶縁性薄膜
２５を形成しないように注意する必要がある。
【００３９】従って、本実施の形態（４）に係るマイク
ロ波導入窓１４の試料保持部１５ａ側には、反応器１１
との接触部分２４ａに導電性薄膜２４のみが形成されて
おり、マイクロ波透過孔２４ｃを除く開口部２４ｂに形
成された導電性薄膜２４の上及びマイクロ波透過孔２４
ｃ部分に絶縁性薄膜２５が形成されており、絶縁性薄膜
２５の表面は平坦になっている。この場合、絶縁性薄膜
２５の厚さは、２０〜２００μｍが好ましい。
ロ波導入窓１４の試料保持部１５ａ側には、反応器１１
との接触部分２４ａに導電性薄膜２４のみが形成されて
おり、マイクロ波透過孔２４ｃを除く開口部２４ｂに形
成された導電性薄膜２４の上及びマイクロ波透過孔２４
ｃ部分に絶縁性薄膜２５が形成されており、絶縁性薄膜
２５の表面は平坦になっている。この場合、絶縁性薄膜
２５の厚さは、２０〜２００μｍが好ましい。
【００４０】なお反応器１１との接触部分２４ａには導
電性薄膜２４のみが形成されているので、導電性薄膜２
４は反応器１１を介してアースされており、他方マイク
ロ波透過孔２４ｃには絶縁性薄膜２５のみが形成されて
いるので、マイクロ波はこのマイクロ波透過孔２４ａを
通って反応室１３に導入される。
電性薄膜２４のみが形成されているので、導電性薄膜２
４は反応器１１を介してアースされており、他方マイク
ロ波透過孔２４ｃには絶縁性薄膜２５のみが形成されて
いるので、マイクロ波はこのマイクロ波透過孔２４ａを
通って反応室１３に導入される。
【００４１】次に、実施の形態（５）に係るマイクロ波
プラズマ処理装置について説明する。図６（ａ）〜
（ｂ）は実施の形態（５）に係るマイクロ波プラズマ処
理装置に装備された導電性薄膜及び絶縁性薄膜を有する
マイクロ波導入窓を作製する工程を模式的に示した拡大
断面図である。
プラズマ処理装置について説明する。図６（ａ）〜
（ｂ）は実施の形態（５）に係るマイクロ波プラズマ処
理装置に装備された導電性薄膜及び絶縁性薄膜を有する
マイクロ波導入窓を作製する工程を模式的に示した拡大
断面図である。
【００４２】図６（ａ）に示したように、実施の形態
（１）の場合と同様にして導電性薄膜２４を形成し、次
に、図６（ｂ）に示したようにマイクロ波透過孔２４ｃ
に相当する部分を含むマイクロ波導入窓１４の開口部
（図２において２４ｂに相当）に絶縁性薄膜２５を形成
する。絶縁性薄膜２５の形成の際には、まず最初に導電
性薄膜２４が形成された部分をマスキングテープで覆
い、マイクロ波透過孔２４ｃ部分のみに導電性薄膜２４
と同じ厚さの絶縁性薄膜２５を形成した後、開口部２４
ｂの部分のマスキングテープを剥し、マイクロ波透過孔
２４ｃ部分にマスキングテープを貼付した後、絶縁性薄
膜２５を形成する。
（１）の場合と同様にして導電性薄膜２４を形成し、次
に、図６（ｂ）に示したようにマイクロ波透過孔２４ｃ
に相当する部分を含むマイクロ波導入窓１４の開口部
（図２において２４ｂに相当）に絶縁性薄膜２５を形成
する。絶縁性薄膜２５の形成の際には、まず最初に導電
性薄膜２４が形成された部分をマスキングテープで覆
い、マイクロ波透過孔２４ｃ部分のみに導電性薄膜２４
と同じ厚さの絶縁性薄膜２５を形成した後、開口部２４
ｂの部分のマスキングテープを剥し、マイクロ波透過孔
２４ｃ部分にマスキングテープを貼付した後、絶縁性薄
膜２５を形成する。
【００４３】上記実施の形態（５）に係るマイクロ波導
入窓の作製方法として、以下に示す別の方法も考えられ
る。すなわち、図６（ａ）に示したように、実施の形態
（１）の場合と同様にして、導電性薄膜２４を形成し、
次に、図６（ｂ）に示したようにマイクロ波透過孔２４
ｃに相当する部分を含むマイクロ波導入窓１４の開口部
２４ｂに絶縁性薄膜２５を形成する。絶縁性薄膜２５の
形成の際には、反応器１１との接触部分２４ａのみをマ
スキングテープで覆い、開口部２４ｂ、及びマイクロ波
透過孔２４ｃに同時に絶縁性薄膜２５を形成する。
入窓の作製方法として、以下に示す別の方法も考えられ
る。すなわち、図６（ａ）に示したように、実施の形態
（１）の場合と同様にして、導電性薄膜２４を形成し、
次に、図６（ｂ）に示したようにマイクロ波透過孔２４
ｃに相当する部分を含むマイクロ波導入窓１４の開口部
２４ｂに絶縁性薄膜２５を形成する。絶縁性薄膜２５の
形成の際には、反応器１１との接触部分２４ａのみをマ
スキングテープで覆い、開口部２４ｂ、及びマイクロ波
透過孔２４ｃに同時に絶縁性薄膜２５を形成する。
【００４４】従って、本実施の形態（５）に係るマイク
ロ波導入窓１４の試料保持部１５ａ側には、反応器１１
との接触部分２４ａに導電性薄膜２４のみが形成されて
おり、マイクロ波透過孔２４ｃを除く開口部２４ｂに形
成された導電性薄膜２４の上及びマイクロ波透過孔２４
ｃ部分に絶縁性薄膜２５が形成されているが、絶縁性薄
膜２５のみが形成されている部分と、導電性薄膜２４及
び絶縁性薄膜２５が形成されている部分とで厚さが異な
る。すなわち、マイクロ波透過孔２４ｃ部分には、導電
性薄膜２４と同じ厚さの絶縁性薄膜２５が形成されてお
り、導電性薄膜２４の上にはさらに１０〜１００μｍの
絶縁性薄膜２５が形成されている。
ロ波導入窓１４の試料保持部１５ａ側には、反応器１１
との接触部分２４ａに導電性薄膜２４のみが形成されて
おり、マイクロ波透過孔２４ｃを除く開口部２４ｂに形
成された導電性薄膜２４の上及びマイクロ波透過孔２４
ｃ部分に絶縁性薄膜２５が形成されているが、絶縁性薄
膜２５のみが形成されている部分と、導電性薄膜２４及
び絶縁性薄膜２５が形成されている部分とで厚さが異な
る。すなわち、マイクロ波透過孔２４ｃ部分には、導電
性薄膜２４と同じ厚さの絶縁性薄膜２５が形成されてお
り、導電性薄膜２４の上にはさらに１０〜１００μｍの
絶縁性薄膜２５が形成されている。
【００４５】なお本実施の形態（５）においても、反応
器１１との接触部分２４ａに導電性薄膜２４のみが形成
されているので、導電性薄膜２４は反応器１１を介して
アースされており、他方マイクロ波透過孔２４ｃには絶
縁性薄膜２５のみが形成されているので、マイクロ波は
このマイクロ波透過孔２４ａを通って反応室１３に導入
される。
器１１との接触部分２４ａに導電性薄膜２４のみが形成
されているので、導電性薄膜２４は反応器１１を介して
アースされており、他方マイクロ波透過孔２４ｃには絶
縁性薄膜２５のみが形成されているので、マイクロ波は
このマイクロ波透過孔２４ａを通って反応室１３に導入
される。
【００４６】
【実施例及び比較例】［参考例１］参考 例１に係るマイクロ波プラズマ処理装置として、図
１に示した実施の形態 （１）に係るマイクロ波プラズマ処理装置を用いた。具
体的な条件を下記する。 導電性薄膜２４の形成方法：プラズマスパッタリング法 （ターゲット材：Ａｌ、雰囲気：Ａｒガス） 導電性薄膜２４の厚さ：５０μｍ マイクロ波透過孔２４ｃの寸法：約２００ｍｍ×３０ｍ
ｍ 次に、本参考例に係るマイクロ波プラズマ処理装置を用
いてシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 膜）のエッチングを行っ
た。この場合、試料Ｓとして８インチのシリコンウエハ
上に１μｍのＳｉＯ2 膜が形成されたものを使用し、放
電用ガスとしてはＣＦ4 を約３０ｓｃｃｍ、ＣＨＦ3 を
約３０ｓｃｃｍ及びＡｒを約１００ｓｃｃｍの割合で供
給し、反応室１３内のガス圧力を約３０ｍＴｏｒｒに設
定した。また、マイクロ波は周波数が２．４５ＧＨｚの
ものを用い、１ｋＷの電力によりプラズマを生成させ
た。さらに試料保持部１５ａには周波数が４００ｋＨｚ
の高周波を６００Ｗの電力で供給し、１０枚のシリコン
ウエハにつき１分間エッチング処理を施した。
１に示した実施の形態 （１）に係るマイクロ波プラズマ処理装置を用いた。具
体的な条件を下記する。 導電性薄膜２４の形成方法：プラズマスパッタリング法 （ターゲット材：Ａｌ、雰囲気：Ａｒガス） 導電性薄膜２４の厚さ：５０μｍ マイクロ波透過孔２４ｃの寸法：約２００ｍｍ×３０ｍ
ｍ 次に、本参考例に係るマイクロ波プラズマ処理装置を用
いてシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 膜）のエッチングを行っ
た。この場合、試料Ｓとして８インチのシリコンウエハ
上に１μｍのＳｉＯ2 膜が形成されたものを使用し、放
電用ガスとしてはＣＦ4 を約３０ｓｃｃｍ、ＣＨＦ3 を
約３０ｓｃｃｍ及びＡｒを約１００ｓｃｃｍの割合で供
給し、反応室１３内のガス圧力を約３０ｍＴｏｒｒに設
定した。また、マイクロ波は周波数が２．４５ＧＨｚの
ものを用い、１ｋＷの電力によりプラズマを生成させ
た。さらに試料保持部１５ａには周波数が４００ｋＨｚ
の高周波を６００Ｗの電力で供給し、１０枚のシリコン
ウエハにつき１分間エッチング処理を施した。
【００４７】その結果、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2 膜）
の平均エッチング速度は６００ｎｍ／分であり、この８
インチのシリコンウエハのエッチング速度の均一性は±
５％であった。
の平均エッチング速度は６００ｎｍ／分であり、この８
インチのシリコンウエハのエッチング速度の均一性は±
５％であった。
【００４８】次に、このようなエッチング処理を５００
枚のシリコンウエハについて繰り返して行い、最後の１
０枚について、同様にエッチング速度とその均一性を測
定したが、平均エッチング速度は５９０ｎｍ／分であ
り、エッチング速度の均一性は±５％であった。
枚のシリコンウエハについて繰り返して行い、最後の１
０枚について、同様にエッチング速度とその均一性を測
定したが、平均エッチング速度は５９０ｎｍ／分であ
り、エッチング速度の均一性は±５％であった。
【００４９】［実施例１］ 実施例１に係るマイクロ波プラズマ処理装置として、実
施の形態（４）に係るマイクロ波導入窓（図５（ｂ）に
示したもの）を備えたマイクロ波プラズマ処理装置を用
いた。
施の形態（４）に係るマイクロ波導入窓（図５（ｂ）に
示したもの）を備えたマイクロ波プラズマ処理装置を用
いた。
【００５０】導電性薄膜２４の形成方法：実施例１の場
合と同様 導電性薄膜２４の材質：Ａｌ、その厚さ：５０μｍ 絶縁性薄膜２５の形成方法：プラズマスパッタリング法
（ターゲット材：Ａｌ2 Ｏ3 、雰囲気：Ａｒガス） 導電性薄膜２４の材質：Ａｌ2 Ｏ3 導電性薄膜２４の厚さ（マイクロ波透過孔２４ｃの部
分）： マイクロ波透過孔２４ｃの寸法：約２００ｍｍ×３０ｍ
ｍ 次に、この導電性薄膜２４及び絶縁性薄膜２５を有する
マイクロ波導入窓１４を備えた本実施例に係るマイクロ
波プラズマ処理装置を用いてシリコン酸化膜（ＳｉＯ2
膜）のエッチングを行った。本実施例の場合も、試料Ｓ
として８インチのシリコンウエハ上に１μｍのＳｉＯ2
膜が形成されたものを使用し、放電用ガスとしてはＣＦ
4 を約３０ｓｃｃｍ、ＣＨＦ3 を約３０ｓｃｃｍ及びＡ
ｒを約１００ｓｃｃｍの割合で供給し、反応室１３内の
ガス圧力を約３０ｍＴｏｒｒに設定した。また、マイク
ロ波は周波数が２．４５ＧＨｚのものを用い、１ｋＷの
電力によりプラズマを生成させた。さらに試料保持部１
５ａには周波数が４００ｋＨｚの高周波を６００Ｗの電
力で供給し、１０枚のシリコンウエハにつき１分間エッ
チング処理を施した。
合と同様 導電性薄膜２４の材質：Ａｌ、その厚さ：５０μｍ 絶縁性薄膜２５の形成方法：プラズマスパッタリング法
（ターゲット材：Ａｌ2 Ｏ3 、雰囲気：Ａｒガス） 導電性薄膜２４の材質：Ａｌ2 Ｏ3 導電性薄膜２４の厚さ（マイクロ波透過孔２４ｃの部
分）： マイクロ波透過孔２４ｃの寸法：約２００ｍｍ×３０ｍ
ｍ 次に、この導電性薄膜２４及び絶縁性薄膜２５を有する
マイクロ波導入窓１４を備えた本実施例に係るマイクロ
波プラズマ処理装置を用いてシリコン酸化膜（ＳｉＯ2
膜）のエッチングを行った。本実施例の場合も、試料Ｓ
として８インチのシリコンウエハ上に１μｍのＳｉＯ2
膜が形成されたものを使用し、放電用ガスとしてはＣＦ
4 を約３０ｓｃｃｍ、ＣＨＦ3 を約３０ｓｃｃｍ及びＡ
ｒを約１００ｓｃｃｍの割合で供給し、反応室１３内の
ガス圧力を約３０ｍＴｏｒｒに設定した。また、マイク
ロ波は周波数が２．４５ＧＨｚのものを用い、１ｋＷの
電力によりプラズマを生成させた。さらに試料保持部１
５ａには周波数が４００ｋＨｚの高周波を６００Ｗの電
力で供給し、１０枚のシリコンウエハにつき１分間エッ
チング処理を施した。
【００５１】その結果、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2 膜）
の平均エッチング速度は５８０ｎｍ／分であり、この８
インチのシリコンウエハのエッチング速度の均一性は±
５％であった。
の平均エッチング速度は５８０ｎｍ／分であり、この８
インチのシリコンウエハのエッチング速度の均一性は±
５％であった。
【００５２】次に、このようなエッチング処理を５００
枚のシリコンウエハについて繰り返して行い、最後の１
０枚について、同様にエッチング速度とその均一性を測
定したが、平均エッチング速度は５７０ｎｍ／分であ
り、エッチング速度の均一性は±５％であった。
枚のシリコンウエハについて繰り返して行い、最後の１
０枚について、同様にエッチング速度とその均一性を測
定したが、平均エッチング速度は５７０ｎｍ／分であ
り、エッチング速度の均一性は±５％であった。
【００５３】［比較例１］ 比較例１として、図７に示したマイクロ波プラズマ処理
装置、すなわちマイクロ波導入窓１４に導電体板３１が
配設されている他は参考例１の場合と同様に構成された
マイクロ波プラズマ処理装置を用い、同様の条件でシリ
コンウエハのエッチング処理を行った。その結果、最初
の１０枚におけるシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 膜）の平均
エッチング速度は６００ｎｍ／分であり、エッチング速
度の均一性は±５％であったが、エッチングを続けるに
従って導電体板３１とマイクロ波導入窓１４との間に隙
間が形成されて試料表面に安定したバイアス電圧を形成
するのが難しくなった。そして、最後の１０枚における
シリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）の平均エッチング速度は
５５０ｎｍ／分で、エッチング速度の均一性は±１２％
と、エッチング速度が低下し、かつエッチング速度の均
一性に欠ける結果となった。
装置、すなわちマイクロ波導入窓１４に導電体板３１が
配設されている他は参考例１の場合と同様に構成された
マイクロ波プラズマ処理装置を用い、同様の条件でシリ
コンウエハのエッチング処理を行った。その結果、最初
の１０枚におけるシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 膜）の平均
エッチング速度は６００ｎｍ／分であり、エッチング速
度の均一性は±５％であったが、エッチングを続けるに
従って導電体板３１とマイクロ波導入窓１４との間に隙
間が形成されて試料表面に安定したバイアス電圧を形成
するのが難しくなった。そして、最後の１０枚における
シリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）の平均エッチング速度は
５５０ｎｍ／分で、エッチング速度の均一性は±１２％
と、エッチング速度が低下し、かつエッチング速度の均
一性に欠ける結果となった。
【００５４】以上のように、参考例１に係るマイクロ波
プラズマ処理装置にあっては、マイクロ波導入窓１４の
試料保持部１５ａ側が導電性薄膜２４で被覆されてお
り、導電性薄膜２４は電気的にアースされ、かつ試料保
持部１５ａに高周波電界が印加されているので、前記マ
イクロ波プラズマ処理装置を長時間運転しても、マイク
ロ波導入窓１４と導電性薄膜２４との間に隙間が生ずる
ことによる異常放電の発生を防止することができ、試料
表面に安定したバイアス電圧を生じさせることができ
る。従って、上記参考例で実証されたように、長時間に
わたり安定したエッチング速度で均一にシリコンウエハ
等にエッチング処理等を施すことができる。
プラズマ処理装置にあっては、マイクロ波導入窓１４の
試料保持部１５ａ側が導電性薄膜２４で被覆されてお
り、導電性薄膜２４は電気的にアースされ、かつ試料保
持部１５ａに高周波電界が印加されているので、前記マ
イクロ波プラズマ処理装置を長時間運転しても、マイク
ロ波導入窓１４と導電性薄膜２４との間に隙間が生ずる
ことによる異常放電の発生を防止することができ、試料
表面に安定したバイアス電圧を生じさせることができ
る。従って、上記参考例で実証されたように、長時間に
わたり安定したエッチング速度で均一にシリコンウエハ
等にエッチング処理等を施すことができる。
【００５５】また、実施例１に係るマイクロ波プラズマ
処理装置にあっては、マイクロ波導入窓１４の試料保持
部１５ａ側は導電性薄膜２４を含む開口部全体が絶縁性
薄膜２５で被覆されており、導電性薄膜２４は電気的に
アースされ、かつ試料保持部１５ａに高周波電界が印加
されているので、前記装置は参考例１の場合の効果を奏
するとともに、マイクロ波導入窓に侵食等が生じること
もなく、長時間にわたりより安定した速度で均一にシリ
コンウエハ等にエッチング処理を施すことが可能にな
る。
処理装置にあっては、マイクロ波導入窓１４の試料保持
部１５ａ側は導電性薄膜２４を含む開口部全体が絶縁性
薄膜２５で被覆されており、導電性薄膜２４は電気的に
アースされ、かつ試料保持部１５ａに高周波電界が印加
されているので、前記装置は参考例１の場合の効果を奏
するとともに、マイクロ波導入窓に侵食等が生じること
もなく、長時間にわたりより安定した速度で均一にシリ
コンウエハ等にエッチング処理を施すことが可能にな
る。
【図１】本発明の実施の形態（１）に係るマイクロ波プ
ラズマ処理装置を模式的に示した断面図である。
ラズマ処理装置を模式的に示した断面図である。
【図２】図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置のマ
イクロ波導入窓に形成された導電性薄膜を模式的に示し
た正面図である。
イクロ波導入窓に形成された導電性薄膜を模式的に示し
た正面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態（２）に係るマ
イクロ波プラズマ処理装置に装備された導電性薄膜及び
絶縁性薄膜を有するマイクロ波導入窓を作製する工程を
模式的に示した断面図である。
イクロ波プラズマ処理装置に装備された導電性薄膜及び
絶縁性薄膜を有するマイクロ波導入窓を作製する工程を
模式的に示した断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態（３）に係るマ
イクロ波プラズマ処理装置に装備された導電性薄膜及び
絶縁性薄膜を有するマイクロ波導入窓を作製する工程を
模式的に示した断面図である。
イクロ波プラズマ処理装置に装備された導電性薄膜及び
絶縁性薄膜を有するマイクロ波導入窓を作製する工程を
模式的に示した断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態（４）に係るマ
イクロ波プラズマ処理装置に装備された導電性薄膜及び
絶縁性薄膜を有するマイクロ波導入窓を作製する工程を
模式的に示した断面図である。
イクロ波プラズマ処理装置に装備された導電性薄膜及び
絶縁性薄膜を有するマイクロ波導入窓を作製する工程を
模式的に示した断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態（５）に係るマ
イクロ波プラズマ処理装置に装備された導電性薄膜及び
絶縁性薄膜を有するマイクロ波導入窓を作製する工程を
模式的に示した断面図である。
イクロ波プラズマ処理装置に装備された導電性薄膜及び
絶縁性薄膜を有するマイクロ波導入窓を作製する工程を
模式的に示した断面図である。
【図７】従来のマイクロ波プラズマ処理装置を模式的に
示した断面図である。
示した断面図である。
１１ 反応器 １４ マイクロ波導入窓 １５ａ 試料保持部 １８ 高周波電源 ２１ 誘電体線路 ２２ 導波管 ２３ マイクロ波発振器 ２４ 導電性薄膜 ２４ａ マイクロ波透過孔 ２５ 絶縁性薄膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯尾 浩一 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 (56)参考文献 特開 昭63−236327（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−48596（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05H 1/46 C23C 16/50 C23F 4/00 H01L 21/3065
Claims (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、該反応器内に配設された試料保持部とを備え
たマイクロ波プラズマ処理装置において、 前記マイクロ波導入窓の試料保持部側表面が絶縁性薄膜
により被覆された部分と少なくとも導電性薄膜により被
覆された部分とからな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】 導電性薄膜が電気的にアースされ、かつ
試料保持部に高周波電界及び／又は直流電界を印加する
手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のマイ
クロ波プラズマ処理装置。
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