JP3530788B2 - 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 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波を用い
て被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に関
し、特に、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、並びにプラズマ処理方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ波をプラズマ励起用の励起源と
して使用するプラズマ処理装置としては、プラズマ重合
装置、ＣＶＤ装置、表面改質装置、エッチング装置、ア
ッシング装置、クリーニ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処理
装置を使用するＣＶＤは例えば次のように行われる。即
ち、マイクロ波プラズマＣＶＤ装置のプラズマ発生室及
び／又は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、解離、イオン化する等してイオンや
ラジカル等を生成しプラズマ発生室又はプラズマ発生室
から離れた成膜室内に配された被処理体上に堆積膜を形
成する。そして同様の手法で有機物のプラズマ重合や酸
化、窒化、フッ化等の表面改質を行うこともできる。

【０００４】又、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、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ー
を投入して該処理室内にプラズマを発生させ、エッチャ
ントガスを励起、解離、イオン化して生成したイオンや
ラジカル等により該処理室内に配された被処理体の表面
をエッチングする。

【０００５】又、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、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
投入して該処理室内にプラズマを発生させ、該アッシン
グガスを励起、解離、イオン化して生成したイオンやラ
ジカルやオゾン等により該処理室内に配された被処理体
の表面即ちホトレジストをアッシングする。アッシング
同様にして、被処理体の被処理面に付着した不要物を除
去するクリーニングを行うこともできる。

【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
効率的にイオン化、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、ガスのイオン
化効率、励起効率及び解離効率が高く、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。又、マイクロ波が石英ガ
ラスのような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（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。

【０００８】又、別のタイプの高密度プラズマ発生用の
プラズマ処理装置も提案されている。

【０００９】例えば、米国特許第５，０３４，０８６号
の明細書には、ラジアルラインスロットアンテナ（ＲＬ
ＳＡ）を用いたプラズマ処理装置が開示されている。

【００１０】或いは、特開平５−２９０９９５号公報
や、米国特許第５，３５９，１７７号の明細書や、ＥＰ
０５６４３５９公報には、終端付環状導波管を用いたプ
ラズマ処理装置が開示されている。

【００１１】これらとは別に、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内側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（特開平５
−３４５９８２号公報、米国特許第５，５３８，６９９
号）。

【００１２】しかしながら、内側面にスロットを有する
無終端環状導波管を備えた従来のマイクロ波プラズマ処
理装置を用いて、例えばアッシング処理の場合のよう
に、１００ｍＴｏｒｒ（約１３．３Ｐａ）以上の高圧領
域で処理を行う場合、プラズマの拡散が抑制されるた
め、プラズマが周辺に局在し基体中央部分の処理速度が
低下することがある。又、プラズマ発生空間の容積が非
常に大きくなる。

【００１３】一方、特開平７−９０５９１号公開特許公
報には、円盤状のマイクロ波導入装置を用いたプラズマ
処理装置が開示されている。この装置ではガスを導波管
内に導入し、導波管に設けられたスロットからガスをプ
ラズマ発生室に向けて放出している。

【００１４】これら従来の装置に対して、本発明者が先
に提案したプラズマ処理装置の構成は図１２に示すよう
なものである。

【００１５】１は内部が排気可能な容器、２は被処理体
の保持手段、３は内部に環状導波路を有する環状導波管
からなるマイクロ波供給器、４は誘電体窓、７はガス供
給口７ａを有するガス供給管である。これらの部品から
組み立てられた装置では、マイクロ波供給器３のマイク
ロ波導入口１５よりマイクロ波を導入して、スロット３
ｂから誘電体窓４を介して容器１内にマイクロ波を供給
する。

【００１６】図１３〜図１５は、マイクロ波供給器の環
状導波路内におけるマイクロ波の伝搬と、スロットから
のマイクロ波の放射の様子を説明するための模式図であ
る。

【００１７】図１３は、環状導波路を上方から見た時の
様子をスロットを省略して示している。図１４は、図１
３のＢＢ′線による断面を図１５はＣＣ′線による断面
を示している。

【００１８】マイクロ波導入口１５付近はＥ面Ｔ分岐の
等価回路となっており、マイクロ波導入口１５より導入
されたマイクロ波は時計回りｄ₂ と反時計回りｄ₁ とに
分配されるように進路を変更する。各スロット３ｂはマ
イクロ波の進行方向ｄ₁ 、ｄ₂ と交差するように設けら
れており、マイクロ波はスロットからマイクロ波を放出
しながら進む。

【００１９】環状導波路は無終端であるため、方向ｄ
₁ 、ｄ₂ （ｚ軸方向）に伝搬していくマイクロ波は互い
に干渉し合う。Ｃ１は導波路の中心を結んで形成される
環（輪）を示しており、この長さ即ち周長を管内波長
（路内波長）に整数倍とすれば、所定のモードの定在波
を生成し易くなる。

【００２０】図１４はマイクロ波の進行方向（ｚ軸方
向）に垂直な断面を示しており、導波路の上下の面３ｃ
は電界ＥＦの向きに垂直なＨ面となっており、導波管の
左右の面３ｄは電界ＥＦの向きに平行なＥ面となってい
る。Ｃ０はスロット３ｂの長手方向、即ちマイクロ波の
進行、伝搬方向と垂直な方向（ｘ軸方向）の中心であ
る。

【００２１】このように導波路のマイクロ波進行方向に
垂直な断面はｘ軸、ｙ軸を長辺、短辺とする矩形断面に
なっている。

【００２２】環状導波路３ａ内に導入されたマイクロ波
ＭＷは、Ｅ面Ｔ分岐の分配ブロック１０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。
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。スロットを横切る電界が
最大になるような位置に設置されたスロット３ｂから誘
電体窓４を透して放射された漏れ波ＥＷは、スロット３
ｂ近傍のプラズマＰ１を生成する。生成したプラズマＰ
１の電子周波数がマイクロ波電源の周波数を超える（例
えば電源周波数が２．４５ＧＨｚの場合、電子密度が７
×１０¹⁰ｃｍ^-3を超える）と、マイクロ波はプラズマ中
を伝搬できなくなる、いわゆるカットオフが生じ、誘電
体窓４とプラズマの界面を表面波ＳＷ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ＳＷ同士が干渉
し、表面波ＳＷの波長（λ・ε_r ^-1/2〔λ・自由空間マ
イクロ波波長、ε_r ：比誘電率〕）の１／２毎に電界の
腹を生じる。プラズマ発生空間側１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（Ｓ
ＩＰ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｗａｖｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅ
ｄ Ｐｌａｓｍａ）Ｐ２が生成する。この時に処理用ガ
スをプラズマ処理室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、解離、イオン化さ
れ、被処理基体の表面を処理することができる。

【００２３】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以上の口径を有す
る空間に±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２０
Ｖ以下の高密度低電位プラズマが発生できる。

【００２４】よって、ガスを充分に反応させ活性な状態
で被処理面に供給できる。しかも、圧力２．７Ｐａ、マ
イクロ波電力２ｋＷとした時、誘電体窓内面から８〜１
０ｍｍ離れた位置でマイクロ波による電流は検出できな
くなる。これはプラズマ拡散が抑えられる高圧領域では
非常に薄いプラズマの層が誘電体窓近傍にできることを
意味する。よって、入射イオンによる基板表面ダメージ
も減るので、低温でも高品質で高速な処理が可能にな
る。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、環状導波路
の周長は、被処理体の被処理面積に応じて、管内波長の
２倍、３倍、４倍…の中から選択しなければならない。
路内が大気圧の空気の場合、この管内波長が約１５９ｍ
ｍであることを考慮すると、選択できる周長は約３１８
ｍｍ、約４７７ｍｍ、約６３６ｍｍ…である。これを環
の直径に換算すると約１０１ｍｍ、約１５１ｍｍ、約２
０２ｍｍとなる。

【００２６】一方、被処理体として一般的な８インチウ
エハ、１２インチウエハを用いる場合、それぞれの直径
は約２００ｍｍ、約３００ｍｍである。両者を組み合わ
せて最適な組み合わせを選んでみても、プラズマの均一
性、処理の均一性という点で未だ充分なものとは言え
ず、例えば環の中心付近乃至被処理体の中心付近でプラ
ズマ密度が低下して処理速度が低くなる現象が生じる。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、環の半
径方向或いはそれに等価な方向におけるマイクロ波放射
特性をより精密に制御できるマイクロ波供給器を提供す
ることにある。

【００２８】本発明の別の目的は、被処理体の半径方向
における処理の均一性をより一層高めることができるプ
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。

【００２９】本発明の更に別の目的は、環の半径方向及
び周方向或いはこれらに等価な方向におけるマイクロ波
放射均一性を向上させることができるマイクロ波供給器
を提供することにある。

【００３０】本発明の他の目的は、被処理体の半径方向
及び周方向或いはこれらに等価な方向における処理の均
一性を共に高めることが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。

【００３１】本発明は、マイクロ波を放射するための複
数のスロットが設けられた面を有する環状導波路を備え
たマイクロ波供給器又は、プラズマ処理装置において、
前記複数のスロットの中心が前記環状導波路の中心に対
して前記面に沿った方向に偏って配置されていることを
特徴とする。

【００３２】又、本発明はマイクロ波を放射するための
複数のスロットが設けられた平面を有する環状導波路を
備えたマイクロ波供給器又は、プラズマ処理装置におい
て、前記スロットは、マイクロ波の進行方向に対して交
差する方向に向いた不連続線状スロットであることを特
徴とする。

【００３３】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図１は、本発明の
一実施の形態によるプラズマ処理装置を示す模式的断面
図である。このマイクロ波を放射するための複数のスロ
ット３３が設けられた面を有する環状導波路１３を備え
たマイクロ波供給器３は、前記環状導波路１３の中心Ｃ
１に対して前記複数のスロット３３の中心Ｃ２が前記面
に沿った方向に偏って配置されていることを特徴とす
る。詳しくは、１は被処理体Ｗを内部に収容し、プラズ
マをプラズマ発生空間９に発生し得る真空容器であり、
例えば大気開放型の容器或いは並設される不図示のロー
ドロック室により大気と遮断された容器である。

【００３４】２は被処理体Ｗを容器１内に収容し、保持
するためのサセプタ或いはホルダーと呼ばれる被処理体
保持手段であり、被処理体Ｗを昇降し得るリフトピン１
２を有している。更に必要に応じて保持手段２に、被処
理体Ｗを加熱するためのヒーター或いは被処理体を冷却
するためのクーラー等の温度調整手段を付設してもよ
い。

【００３５】３は容器１内にプラズマを発生させるため
のマイクロ波エネルギーを供給するマイクロ波供給器で
ある。スロット３３の位置は内方にオフセットしてい
る。因に、図１４に示したスロットがオフセットしてい
ないものである。

【００３６】４は容器１内を気密に封止するとともにマ
イクロ波を透過させる誘電体窓である。

【００３７】５はマイクロ波導波管、６はマイクロ波電
源である。

【００３８】７はマイクロ波によってプラズマ化される
処理ガスを供給するためのガス供給路であり、斜め上方
を向いた放出路の先にガス供給口１７を有する。

【００３９】ガス供給路７は各種ガスボンベ５７、バブ
ル４７、流量コントローラー３７等のガス供給系２７に
連通している。

【００４０】８は、容器１内を排気するための排気路で
あり真空ポンプ１８、バブル２８等を含む排気系に不図
示の排気口を通じて連通している。

【００４１】図２は、図１の装置のマイクロ波供給器３
に用いられるスロット付平板２３を示している。

【００４２】スロット付平板２３は、複数のスロット３
３を有している。スロットは、環状導波路１３の中心Ｃ
１を結ぶ線より、環の内方に、スロットの中心Ｃ２を結
ぶ線が位置するように、平板２３の表面に沿った方向に
偏在して設けられている。Ｃ３は環状導波路１３の外側
面の位置を、Ｃ４はその内側面の位置を示している。

【００４３】図１の装置によるプラズマ処理方法は以下
のとおりである。所定の圧力まで減圧、排気された容器
１内にガス供給口１７から処理ガスを供給する。

【００４４】処理ガスはプラズマ発生室となる空間９に
放出された後、排気路８へと流れていく。

【００４５】一方、マグネトロンのようなマイクロ波電
源６において発生したマイクロ波は、同軸導波管、円筒
導波管又は矩形導波管のような導波管５を介して伝搬
し、導入口１５よりマイクロ波供給器３内に導入され
る。

【００４６】１つのスロット３３に対向する上方のＨ面
から導入されたマイクロ波は、そのスロット３３からマ
イクロ波を放射するとともに、図２中時計回わり乃至反
時計回わりにマイクロ波供給器３の無終端環状導波路１
３内を伝搬する。

【００４７】環状導波路１３のＨ面には、例えばＴＥ₁₀
モードにて路内を伝搬・進行するマイクロ波の伝搬・進
行方向と交差する縦長のスロット３３が設けられている
ために、そのスロット３３から、空間９に向かって、マ
イクロ波が放射される。

【００４８】マイクロ波は、誘電体からなるマイクロ波
透過窓４を透過して空間９に供給される。

【００４９】空間９には、処理ガスが存在しており、こ
の処理ガスはマイクロ波エネルギーによって励起されプ
ラズマを発生させる。マイクロ波の放射及びプラズマ発
生の仕組みは、図１５を参照して説明したとおりであ
る。

【００５０】被処理体Ｗの表面には、このプラズマを利
用して表面処理が施される。プラズマＰは、投入される
マイクロ波の電力や容器内の圧力に応じて、図１のよう
にスロット下方のみに存在することもあるし、又、窓４
の下面全面に拡がることもある。

【００５１】被処理体Ｗの大きさや、マイクロ波供給器
導波路の周長に応じて、スロットを外方に偏在させるこ
ともできる。

【００５２】（実施形態２）次に述べる本発明の別の実
施の形態によるマイクロ波を放射するための複数のスロ
ットが設けられた平面を有する環状導波路を備えたマイ
クロ波供給器は、マイクロ波の進行方向に対して交差す
る方向に向いた不連続線状スロット（３３、４３）を有
することを特徴とする。

【００５３】図３はこのようなプラズマ処理装置を示す
模式的断面図である。

【００５４】この装置は、図４に示すようなスロット付
平板２３を有している。図１の装置との相違点は、図４
のスロット付平板２３が付設されている点と、被処理体
バイアス電源２２が付設されている点である。

【００５５】空間９内の圧力を低くして、プラズマがよ
り拡がるように調整し、被処理体Ｗにバイアス電源２２
よりバイアス電圧を印加しながらプラズマ処理を行える
構成になっている。このような構成はエッチングに好適
なものである。

【００５６】更に、必要に応じて保持手段２にクーラー
を付設して被処理体Ｗの昇温を抑制することも好ましい
ものである。

【００５７】図１、図２と同符号で示す部位は、図１の
実施形態の装置と同じ構成であるので、詳述を省略す
る。

【００５８】図４は本発明に用いられるマイクロ波供給
器のスロット付平板の別の例を示す。

【００５９】図４の例では図２と同様に設けられたスロ
ット３３の延長線上に更に別のスロット４３が設けられ
ている点が図２に示した平板とは異なっている。

【００６０】この外方のスロット４３も又、その中心を
結ぶ線Ｃ５が、環状導波路１３の中心を結ぶ線Ｃ１に対
して、環の外方に偏在して設けられている。

【００６１】同一径方向にある一対のスロット３３とス
ロット４３とは不連続直線状に形成されることにより、
従来のスロットの場合よりも径方向に均一にマイクロ波
を放射することができる。又、スロット３３とスロット
４３とを一体化した長尺スロットした場合よりも、周方
向（マイクロ波の進行方向）において、より均一にマイ
クロ波を放射することができる。

【００６２】本発明に用いられるスロットの偏心量は、
使用する処理条件に応じて適宜定められる。特にスロッ
ト付平板２３を導波路１３となる凹部を有する導電性基
材に対して交換可能に構成すれば、処理条件の変更にも
柔軟に対応できる。

【００６３】本発明に用いられるスロットの中心が、環
状導波路の中心とは異なっている異中心スロットの形状
は、各々のスロットの中心が導波路の中心に対して内方
及び／又は外方に偏在しているのであれば、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、不連続かつ直線上に配置されたものでも適
用可能である。

【００６４】（実施形態３） 図５、図６を参照して本発明の別の実施の形態による無
終端環状導波管及びそれを用いたマイクロ波プラズマ処
理装置について説明する。図５は本発明の一例である不
連続直線状スロット付の平板状環状導波管を用いたマイ
クロ波プラズマ処理装置の横断面模式図で、図６は環状
導波管のスロット板の上面図である。

【００６５】図３、図４に示した装置と異なる点は、被
処理体Ｗの大きさに比べて環状等波管（マイクロ波供給
器）３の大きさが相対的に大きい点、ガス放出口１７が
傾め下方を向いている点、内方及び外方に偏在した一組
のスロット（３３、４３）のからなる不連続線状スロッ
ト数が８個になっている点である。又、被処理体の温度
制御用にヒーター１１４が保持手段２に設けられてい
る。

【００６６】排気系やガス供給系は、図１、図３に示し
たものと同様のものを使用できる。

【００６７】図５ではスロット３３、４３は省略されて
図示されている。

【００６８】プラズマの発生及び処理は以下のようにし
て行なう。排気系（不図示）を介して容器１内を真空排
気する。続いて、プラズマ処理用ガスをガス供給路７を
介して所定の流量で容器１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パルプ（不図
示）を調整し、容器１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、マイクロ波供
給器３を介して、容器１内に供給することにより、容器
１内にプラズマが発生する。この時に導入された処理用
ガスは発生した高密度プラズマにより励起、解離、イオ
ン化され、保持手段２上に載置された被処理体Ｗの表面
が処理される。

【００６９】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置に用
いられるマイクロ波供給器となる環状導波管の材質は、
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、Ａ
ｇ／ＣｕメッキしたＳＵＳなどが最適である。本発明に
用いられる環状導波管のマイクロ波導入口１５の向き
は、マイクロ波供給器内の導波路に効率よくマイクロ波
を導入できるものであれば、図のように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Ｈ
面に平行で伝搬空間の接線方向でもよい。本発明に用い
られるマイクロ波供給器のマイクロ波進行方向における
スロット間隔は、管内波長の１／２が最適である。本発
明においては、不連続スロットの連続部分のそれぞれの
長さ即ちスロット３３又はスロット４４の長さはそれぞ
れ管内波長の１／４から３／８であるのが好ましい。不
連続線状スロット３３，４３はマイクロ波の進行方向１
２１に対して交差する方向を向いている。即ちスロット
の長手方向がマイクロ波の進行方向１２１と交差、ここ
では垂直に交わっている。ここでは、矩形導波管を無終
端となるように環状（勿論、円環状だけではなく、楕円
環状、四角環状、五核環状等も含む）とし、ＴＥ₁₀モー
ド（Ｈ₀₁モード）のマイクロ波を伝搬させている為、振
動の腹一個に対して一個の不連続線状スロット（一対の
スロット）が対応している。符号１２０は磁界の向きを
模式的に示している。

【００７０】誘電体窓４に好適な材料は無水合成石英で
あり、寸法は、直径２９９ｍｍ、厚さ１２ｍｍである。
不連続直線状スロット付平板環状導波管３は、内壁断面
の寸法が２７ｍｍ×９６ｍｍであって、中心径が２０２
ｍｍである。不連続直線状スロット付平板状環状導波管
１０３の材質は、マイクロ波の伝搬損失を抑えるため、
すべてアルミニウムを用いている。環状導波管３のＨ面
には、不連続直線状スロット３３、３４が８組形成され
ている。導波管の中心から内方と外方にそれぞれ長さ４
２ｍｍ、幅３ｍｍの矩形スロットが一組直線状に並んで
おり、各スロットの組は管内波長の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。使用した環状導
波管３では、長さ４２ｍｍ、幅３ｍｍの矩形状スロット
が導波管の中心に対して内側と外側に１個ずつ４５°間
隔で計１６個形成されている。環状導波管３には、４Ｅ
チューナ、方向性結合器、アイソレータ、２．４５ＧＨ
ｚの周波数を持つマイクロ波電界（不図示）が順に接続
されている。

【００７１】図５、図６に示したマイクロ波プラズマ処
理総理を使用して、Ａｒ流量５００ｓｃｃｍ、圧力１．
３３Ｐａと１３３Ｐａ、マイクロ波パワー３．０ｋＷの
条件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
から＋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、１．３
３Ｐａの場合２．１×１０¹²／ｃｍ³ ±２．７％（φ３
００面内）、１３３Ｐａの場合９．６×１０¹¹／ｃｍ³
±５．４％（φ３００面内）であり、高圧領域でも高密
度で均一なプラズマが形成されていることが確認され
た。φ３００面内とは直径３００ｍｍの円の内部という
意味である。

【００７２】（実施形態４） 図７は接線導入型の平板状環状導波管を用いたマイクロ
波プラズマ処理装置の横断面模式図である。

【００７３】プラズマの発生及び処理は前出の各実施形
態と同じである。

【００７４】マイクロ波電源（不図示）より所望の電力
をＥ面に形成された導入口１５より平板状環状導波管３
内に導入する。導入されたマイクロ波は、管内波長の１
／２毎に形成されたスロットを介し誘電体窓４を透して
プラズマ発生空間９に導入される。導入されずに１周伝
搬したマイクロ波は、導入口１５付近で新たに接線導入
されたマイクロ波と干渉して強め合い、数周伝搬するま
でにほとんどのマイクロ波はプラズマ発生空間に導入さ
れる。

【００７５】マイクロ波導入口１５以外の部分構成は実
施形態３と同じである。

【００７６】図７もスロットが省略されて図示されてい
る。図７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１３
３Ｐａ，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、シングルプローブ方法により以下にようにし
て行なった。プローブに印加する電圧を−５０から＋１
００Ｖ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１．９×１０¹²／ｃｍ³ ±２．７％（φ３００面
内）、１３３Ｐａの場合８．７×１０¹¹／ｃｍ³ ±５．
６％（φ３００面内）であり、高圧領域でも高密度で均
一なプラズマが形成されていることが確認された。

【００７７】（実施形態５）図８はＲＦバイアス印加機
構を用いたマイクロ波プラズマ処理装置の横断面模式図
である。２２はＲＦバイアス印加手段である。図８もス
ロットは省略されて図示されている。

【００７８】プラズマの発生及び処理は以下のようにし
て行なう。被処理体Ｗを保持手段２上に設置し、ヒータ
１１４を用いて所望の温度まで加熱する。排気系（不図
示）を介してプラズマ発生空間９を真空排気する。続い
て、プラズマ処理用ガスを所定の流量でプラズマ発生空
間９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、プラズマ発
生空間を所定の圧力に保持する。ＲＦバイアス印加手段
２２を用いて保持手段２にＲＦ電力を供給するととも
に、マイクロ波電源（不図示）により所望の電力を、平
板状環状導波管３を介し誘電体窓４を透してプラズマ発
生空間９に導入する。導入されたマイクロ波の電界によ
り電子が加速され、プラズマ発生空間９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、解離、イオン化され、被処理体Ｗの表面が
処理される。また、ＲＦバイアスにより基板に入射する
イオンの運動エネルギーを制御できる。

【００７９】（実施形態６）図９は温度制御用の冷却機
構付マイクロ波プラズマ処理装置の横断面模式図４１４
は基体を冷却するクーラである。

【００８０】図９もスロットが省略されて図示されてい
る。

【００８１】プラズマの発生及び処理は以下のようにし
て行なう。被処理体Ｗを保持手段２上に設置し、クーラ
４１４を用いて冷却する。排気系（不図示）を介してプ
ラズマ発生空間９を真空排気する。続いて、プラズマ処
理用ガスを導入する。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
マ発生空間９を所定の圧力に保持する。ＲＦバイアス印
加手段２２を用いて保持手段２にＲＦ電力を供給すると
ともに、マイクロ波電源（不図示）より所望の電力を、
平板状環状導波管３を介し誘電体窓４を透してプラズマ
発生空間に導入する。導入されたマイクロ波の電界によ
り電子が加速され、プラズマが発生する。

【００８２】クーラ４１４を用いることにより、高密度
プラズマと高バイアスを用いた場合に問題となるイオン
入射による基板の過加熱を抑制することができる。

【００８３】本発明に用いられる環状導波路は、前述し
たとおり、環状であれば、円環状に限らず、楕円環状、
四角環状、五角環状、等様々な形状であり得る。

【００８４】半導体ウエハや光ディスクや磁気ディスク
のような円盤状の被処理体を処理する場合には、円環状
が好適である。

【００８５】本発明に用いられる環状導波路を有するマ
イクロ波供給器としては、導波路となる環状凹部を有す
る導電性基材と、スロット付平板との組み立て体を用い
ることも好ましいものである。

【００８６】又、必要に応じて、導波路内に管内波長を
短くするべく誘電体を充てんすることも好ましいもので
ある。このような誘電体としてはテトラフルオロエチレ
ン等の樹脂が好ましく用いられる。

【００８７】本発明に用いられるスロットの偏心量は、
前述したとおり使用する処理条件に応じて適宜定められ
る。特にスロット付平板２３を交換可能に構成すれば、
処理条件の変更にも柔軟に対応できる。

【００８８】本発明に用いられるスロットの中心が、環
状導波路の中心とは異なっている異中心スロットの形状
は、前述したとおり各々のスロットの中心が導波路の中
心に対して内方及び／又は外方に偏在しているのであれ
ば、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、不連続かつ直線上に配置さ
れたものでも適用可能である。

【００８９】本発明に用いられるスロット付平板や環状
導波管の材質は、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メッキしたステンレススチー
ルなどが最適である。本発明に用いられる環状導波路へ
の導入口の向きは、環状導波路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
Ｔ分岐や接線導入のようにＨ面に平行にマイクロ波を導
入できる向き、又は、Ｅ面Ｔ分岐のようにＨ面に垂直に
導入できる向きでもよい。又、導入口付近に図１５の符
号１０に示したような分配器を設けてもよい。本発明に
用いられるマイクロ波進行方向にスロット間隔は、管内
波長の１／２もしくは１／４が最適である。

【００９０】本発明に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。

【００９１】本発明に用いられるマイクロ波透過窓の誘
電体としては、石英ガラスやＳｉＯ₂ 系のその他各種ガ
ラス、Ｓｉ₃ Ｎ₄ ，ＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＬｉＦ，ＣａＦ
₂ ，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。

【００９２】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置及び
処理方法においては、磁界発生手段を用いても良い。本
発明において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
基板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。

【００９３】また、処理のより高品質化のため、紫外光
を被処理基体表面に照射してもよい。光源としては、被
処理体もしくはその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、低圧水銀ランプなどが
適当である。

【００９４】本発明のプラズマ処理室内の圧力は１．３
３×１０^-2Ｐａ乃至１．３３×１０³ Ｐａの範囲、より
好ましくは、ＣＶＤの場合１．３３×１０^-1Ｐａ乃至
１．３３×１０¹ Ｐａ、エッチングの場合６．６５×１
０^-2Ｐａから６．６５Ｐａ、アッシングの場合１．３３
×１０¹ Ｐａから１．３３×１０³ Ｐａの範囲から選択
することができる。

【００９５】本発明によるプラズマ処理方法について図
１０を参照して説明する。

【００９６】図１０の（ａ）に示すようにシリコン基板
のような被処理体１０１の表面にＣＶＤ装置又は表面改
質装置により、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化酸化
シリコン、酸化アルミニウム、酸化タンタル等の無機物
や、テトラフルオロエチレン、ポリアリールエーテル等
の有機物からなる絶縁膜１０２を形成する。

【００９７】図１０の（ｂ）に示すようにフォトレジス
トを塗布して、ベーキングを行いフォトレジスト層１０
３を形成する。

【００９８】図１０の（ｃ）に示すように、露光装置に
よりホールパターン潜像の形成を行い、これを現像して
ホール１０４を有するフォトレジストパターン１０３′
を形成する。

【００９９】図１０の（ｄ）に示すように、エッチング
装置により、フォトレジストパターン１０３′の下の絶
縁膜１０２をエッチングしてホール１０５を形成する。

【０１００】図１０の（ｅ）に示すように、アッシング
装置を用いてフォトレジストパターン１０３′をアッシ
ングして除去する。

【０１０１】こうして、ホール付絶縁膜を有する構造体
が得られる。

【０１０２】続いて、ホール内に導電体等を堆積させる
場合には、前もって、クリーニング装置等によりホール
内をクリーニングすることも好ましいものである。

【０１０３】そして、図１〜図９を参照して説明した本
発明によるプラズマ処理装置は、前述した工程に用いら
れるＣＶＤ装置、表面改質装置、エッチング装置、アッ
シング装置のうちの少なくともいずれか１つとして利用
可能である。

【０１０４】図１１は本発明による別のプラズマ処理方
法を示している。

【０１０５】図１１の（ａ）に示すようにアルミニウ
ム、銅、モリブデン、クロム、タングステンのような金
属或いはこれらの金属のうち少なくとも一つを主成分と
する各種合金等からなる導電体のパターン又は多結晶シ
リコンのパターン（ここではラインアンドスペース）を
形成する。

【０１０６】図１１の（ｂ）に示すようにＣＶＤ装置等
により絶縁膜１０７を形成する。

【０１０７】不図示のフォトレジストパターンを形成し
た後、エッチング装置にて絶縁膜１０７にホール１０８
を形成する。

【０１０８】フォトレジストパターンをアッシング装置
等により除去すると図１１の（ｃ）に示すような構造体
が得られる。

【０１０９】そして、本発明のプラズマ処理装置は、上
述ＣＶＤ装置、エッチング装置、アッシング装置として
使用できるが、後述するようにこれらにのみ限定的に適
用されるわけではない。

【０１１０】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 ，Ｔａ₂ Ｏ₅ ，ＴｉＯ₂ ，Ｔ
ｉＮ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＡｌＮ，ＭｇＦ₂ 、フルオロカーボ
ンなどの絶縁膜、ａ−Ｓｉ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＳｉＣ，
ＧａＡｓなどの半導体膜、Ａｌ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａ
などの金属膜，アモーファスカーボン、ダイヤモンドラ
イクカーボン、ダイヤモンド等、各種の堆積膜を効率よ
く形成することが可能である。

【０１１１】本発明のプラズマ処理方法により処理する
被処理体の基体は、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。
具体的にはＳｉウエハ、ＳＯＩウエハ等の半導体基体が
挙げられる。

【０１１２】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。

【０１１３】絶縁性基体としては、石英ガラスやそれ以
外の各種ガラス、Ｓｉ₃ Ｎ₄ ，ＮａＣｌ，ＫＣｌ，Ｌｉ
Ｆ，ＣａＦ₂ ，ＢａＦ₂ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＡｌＮ，ＭｇＯ
などの無機物、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。

【０１１４】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。

【０１１５】ａ−Ｓｉ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＳｉＣなどの
Ｓｉ系半導体薄膜を形成する場合の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 Ｃ
ｌ₂ ，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。

【０１１６】Ｓｉ₃ Ｎ₄ ，ＳｉＯ₂ などのＳｉ化合物系
薄膜を形成する場合の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（ＯＭ
ＣＴＳ）、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 ，ＳｉＨＦ
₃ ，ＳｉＨ₂ Ｆ₂ ，ＳｉＣｌ₄ ，Ｓｉ₂ Ｃｌ₆ ，ＳｉＨ
Ｃｌ₃ ，ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ ，ＳｉＨ₃ Ｃｌ，ＳｉＣｌ₂ Ｆ
₂ など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、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。

【０１１７】Ａｌ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａなどの金属薄
膜を形成する場合の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（Ｔ
ＥＧａ）などの有機金属、ＡｌＣｌ₃ ，ＷＦ₆ 、ＴｉＣ
ｌ₃ 、ＴａＣｌ₃ 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 ，Ｈ
ｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎが挙げられる。

【０１１８】Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＡｌＮ，Ｔａ₂ Ｏ₅ ，ＴｉＯ
₂ ，ＴｉＮ，ＷＯ₃ などの金属化合物薄膜を形成する場
合の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（ＴＥ
Ａｌ）、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（Ｔ
ＭＧａ），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 ，Ｎ
₂ ，ＮＨ₃ ，Ｎ₂ Ｈ₄ 、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭ
ＤＳ）などが挙げられる。

【０１１９】アモーファスカーボン、ダイヤモンドライ
クカーボン、ダイヤモンド等のカーボン膜を形成する場
合には、ＣＨ₄ 、Ｃ₂ Ｈ₆ 等の炭素含有ガスを、フルオ
ロカーボン膜を形成する場合には、ＣＦ₄ やＣ₂ Ｆ₆ 等
のフッ素、炭素含有ガスを用いるとよい。

【０１２０】基体表面をエッチングする場合のエッチン
グ用ガスとしては、Ｆ₂ ，ＣＦ₄ ，ＣＨ₂ Ｆ₂ ，Ｃ₂ Ｆ
₆ ，Ｃ₄ Ｆ₈ ，ＣＦ₂ Ｃｌ₂ ，ＳＦ₆ ，ＮＦ₃ ，Ｃｌ
₂ ，ＣＣｌ₄ ，ＣＨ₂ Ｃｌ₂ ，Ｃ₂ Ｃｌ₆ などが挙げら
れる。

【０１２１】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アッシング用ガスとしては、
Ｏ₂ ，Ｏ₃ ，Ｈ₂ Ｏ，Ｎ₂ ，ＮＯ，Ｎ₂ Ｏ，ＮＯ₂ など
が挙げられる。

【０１２２】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を除去する
クリーニングに使用することもできる。

【０１２３】基体を酸化表面処理する場合の酸化性ガス
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。

【０１２４】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。

【０１２５】（実施例１）本実施例では、図１、図２に
示したような構成の装置を作製してプラズマを発生させ
た。

【０１２６】アルミニウム製の導電性の部材にマイクロ
波の進行方向に垂直な断面が縦が２７ｍｍ、横が９６ｍ
ｍの矩形断面であり、周長が路内波長の３倍、即ち１５
２ｍｍの無終端環状導波路１３となる環状溝を形成し
た。

【０１２７】導電性の平板に路内波長の２分の１間隔と
なるように長さ４２ｍｍ、幅４ｍｍの矩形スロットを６
個形成し、アルミニウム製スロット付平板２３を作製し
た。この時スロットの中心が導波路１３の中心に対して
内方に２４ｍｍ偏るようにした。

【０１２８】導電性の部材とスロット付平板とを組み合
わせて図１に示すようなマイクロ波供給器を作製した。

【０１２９】無水合成石英ガラスを加工して直径２９９
ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円盤を形成し、これを誘電体窓４
に用いた。

【０１３０】実験の為、空間９内にプローブを配置し、
空間９内を排気後、ガス供給路７よりアルゴンガスを５
００ｓｃｃｍ導入した。

【０１３１】排気系のコンダクタンスバルブとガス供給
系のマスフローコントローラーを調整し、空間９内の圧
力を１．３３Ｐａに維持した。

【０１３２】２．４５ＧＨｚ、３．０ｋＷマイクロ波を
４Ｅチューナー、方向性結合器、アイソレータを介して
導波管５よりマイクロ波供給器３にＴＥ₁₀モードで導入
した。

【０１３３】シングルプローブ法により、プローブに印
加する電圧を−５０Ｖから＋１００Ｖの範囲内で変化さ
せながら、プローブに流れる電流を測定し、Ｉ−Ｖ曲線
を得、電子密度を算出した。その結果、電子密度は直径
３００ｍｍの平面内において２．１×１０¹²／ｃｍ² 、
電子密度の均一性（バラツキで表わす）は±２．７％で
あった。

【０１３４】次に、圧力を１３３Ｐａに上昇させ、同様
に電子密度を測定したところ、９．６×１０¹¹／ｃｍ
² 、電子密度の均一性は±５．４％であった。

【０１３５】このことから、高圧領域においても、空間
９の横方向中心付近で高密度プラズマが形成されている
ことが判った。

【０１３６】（実施例２）本実施例では、図３、図４に
示したような構成の装置を作製してプラズマを発生させ
た。

【０１３７】実施例１で用いたスロット付平板を図３に
示したような平板に交換した。

【０１３８】アルミニウムの平板に、長さ４２ｍｍ、幅
４ｍｍの矩形スロットを６個内方に等間隔にて形成し
た。偏心量（オフセット量）は２３ｍｍとした。

【０１３９】更に、長さ４２ｍｍ、幅４ｍｍの矩形スロ
ットを６個外方に等間隔に配されるよう形成した。偏心
量は２３ｍｍとした。

【０１４０】こうして、路内波長の２分の１間隔にて不
連続線状スロットが６組形成されたことになる。

【０１４１】同一直線上にある一対のスロットの間隔は
４ｍｍであり、隣接する不連続線状スロットのなす角は
６０°である。

【０１４２】又、無水合成石英ガラスを加工して、直径
２９９ｍｍ、厚さ１６ｍｍの円盤状の誘電体窓４を作製
した。

【０１４３】実施例１と同様にしてプラズマの電子密度
を算出した。

【０１４４】圧力が１．３３Ｐａの時は、電子密度が
１．９×１０¹²／ｃｍ³ 、均一性が±２．７％であっ
た。

【０１４５】圧力が１３３Ｐａの時は、電子密度が８．
７×１０¹¹／ｃｍ³ 、均一性が±５．６％であった。

【０１４６】（実施例３）図１、図２に示したマイクロ
波プラズマ処理装置を使用し、以下の手順にてフォトレ
ジストのアッシングを行った。

【０１４７】被処理体Ｗとしては、フォトレジストパタ
ーン下の酸化シリコンからなる絶縁膜をエッチングし、
ビアホールを形成し直後のシリコン基板（直径２００ｍ
ｍ）を使用した。まず、シリコン基板を保持手段２上に
設置した後、排気系を介して容器１内を排気し、１．３
３×１０^-3Ｐａまで減圧させた。処理用ガス供給口１７
を介して酸素ガスを２ｓｌｍの流量で容器１内に導入し
た。ついで、排気系に設けられたコンダクタンスバルブ
２８を調整し、容器１内を１３３Ｐａに保持した。容器
１内に、マイクロ波電源６より１．５ｋＷ、２．４５Ｇ
Ｈｚの電力をマイクロ波供給器３を介して供給した。か
くして、空間９内にプラズマを発生させた。この際、処
理用ガス供給口１７を介して導入された酸素ガスは空間
９内でオゾンとなり、シリコン基板Ｗの方向に輸送さ
れ、基板Ｗ上のフォトレジストを酸化し、フォトレジス
トは気化し、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。

【０１４８】得られたアッシング速度及び均一性は極め
て良好で６．６μｍ／ｍｉｎ、±４．５％であった。表
面電荷密度は−１．３×１０¹¹／ｃｍ² と充分低い値を
示した。

【０１４９】（実施例４）図３、図４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。

【０１５０】用いた被処理体及び処理方法は上記実施例
３と同じものとした。

【０１５１】得られたアッシング速度及び均一性は、
６．４μｍ／ｍｉｎ、±３．４％であった。表面電荷密
度は、−１．４×１０¹¹／ｃｍ² と充分低い値を示し
た。

【０１５２】（実施例５）図１、図２に示したマイクロ
波プラズマ処理装置を使用し、以下の手順にて半導体素
子保護用窒化シリコン膜の形成を行った。

【０１５３】被処理体Ｗとしては、ラインアンドスペー
スがそれぞれ０．５μｍのＡｌ配線パターンが形成され
た酸化シリコンからなる絶縁膜付きＰ型単結晶シリコン
基板（面方位〈１００〉、抵抗率１０Ωｃｍ）を使用し
た。まず、シリコン基板を保持手段２上に設置した後、
排気系を介して容器１内を排気し、１．３３×１０^-5Ｐ
ａの値まで減圧させた。続いて保持手段２に付設したヒ
ータ（不図示）に通電し、シリコン基板を３００℃に加
熱し、保持した。処理用ガス供給口１７を介して窒素ガ
スを６００ｓｃｃｍの流量で、又、モノシランガスを２
００ｓｃｃｍの流量で容器１内に導入した。ついで、排
気系に設けられたコンダクタンスバルブ２８を調整し、
容器１内を２．６６Ｐａに保持した。ついで、マイクロ
波電源６より３．０ｋＷ、２．４５ＧＨｚの電力をマイ
クロ波供給器３を介して供給した。かくして、空間９内
にプラズマを発生させた。この際、処理用ガス供給口１
７を介して導入された窒素ガス空間９内で励起、解離、
イオン化されて活性種となり、シリコン基板の方向に輸
送され、モノシランガスと反応し、窒化シリコン膜がシ
リコン基板上に１．０μｍの厚さで形成された。成膜速
度及び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。

【０１５４】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％であった。応
力は１．２×１０⁹ ｄｙｎｅ／ｃｍ² （圧縮）、リーク
電流は１．２×１０^-10 Ａ／ｃｍ² 、絶縁耐圧は９ＭＶ
／ｃｍであり、極めて良質な膜であることが確認され
た。

【０１５５】（実施例６）図３、図４に示したマイクロ
波プラズマ処理装置を使用し、以下の手順にてプラスチ
ックレンズ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。

【０１５６】被処理体Ｗとしては、直径５０ｍｍプラス
チック凸レンズを使用した。レンズを保持手段２上に設
置した後、排気系を介して容器１内を排気し、１．３３
×１０^-5Ｐａの値まで減圧させた。処理用ガス供給口１
７を介して窒素ガスを１６０ｓｃｃｍの流量で、又、モ
ノシランガスを１００ｓｃｃｍの流量で容器１内に導入
した。ついで、排気系に設けられたコンダクタンスバル
ブ８を調整し、容器１内を９．３２×１０^-1Ｐａに保持
した。ついで、マイクロ波電源６より３．０ｋＷ、２．
４５ＧＨｚの電力をマイクロ波供給器３を介して容器１
内に供給した。かくして、空間９内にプラズマを発生さ
せた。この際、処理用ガス供給口１７を介して導入され
た窒素ガスは、空間９内で励起、解離、イオン化されて
窒素原子などの活性種となり、レンズの方向に輸送さ
れ、モノシランガスと反応し、窒化シリコン膜がレンズ
の表面上に２１ｎｍの厚さで形成された。

【０１５７】次に、処理用ガス供給口１７を介して酸素
ガスを２００ｓｃｃｍの流量で、又、モノシランガスを
１００ｓｃｃｍの流量で容器１内に導入した。ついで、
排気系に設けられたコンダクタンスバルブ８を調整し、
容器１内を１．３３×１０^-1Ｐａに保持した。ついで、
マイクロ波電源６より２．０ｋＷ、２．４５ＧＨｚの電
力をマイクロ波供給器３を介して容器１内に供給した。
かくして、空間９にプラズマを発生させた。この際、導
入された酸素ガスは、空間９で励起、分解されて酸素原
子などの活性種となり、レンズの方向に輸送され、モノ
シランガスと反応し、酸化シリコン膜がレンズ上に８６
ｎｍの厚さで形成された。成膜速度、反射特性について
評価した。

【０１５８】得られた窒化シリコン膜及び酸化シリコン
膜の成膜速度及び均一性はそれぞれ３２０ｎｍ／ｍｉ
ｎ、±２．２％、３５０ｎｍ／ｍｉｎ、±２．６であっ
た。又、５００ｎｍ付近の反射率が０．３％であり、極
めて良好な光学特性であることが確認された。

【０１５９】（実施例７）図３、図４に示したマイクロ
波プラズマ処理装置を使用し、以下の手順にて半導体素
子の層間絶縁膜の形成を行った。

【０１６０】被処理体Ｗとしては、最上部にラインアン
ドスペース０．５μｍのＡｌパターンが形成されたＰ型
単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉、抵抗率１０Ω
ｃｍ）を使用した。このシリコン基板を保持手段上に設
置した。排気系を介して容器１内を真空排気し、１．３
３×１０^-5Ｐａまで減圧させた。続いて保持手段に付設
したヒータに通電し、シリコン基板を３００℃に加熱
し、保持した。処理用ガス供給口１７を介して酸素ガス
を５００ｓｃｃｍの流量で、又、モノシランガスを２０
０ｓｃｃｍの流量で容器１内に導入した。ついで、排気
系に設けられたコンダクタンスバルブ８を調整し、容器
１内を４．００Ｐａに保持した。ついで、保持手段に付
設したバイアス電圧印加手段を介して３００Ｗ、１３．
５６ＭＨｚの高周波の電力を保持手段２に印加するとと
もに、マイクロ波電源６より２．０ｋＷ、２．４５ＧＨ
ｚの電力をマイクロ波供給管３を介して容器１内に供給
した。かくして、空間９にプラズマを発生させた。処理
用ガス供給口１７を介して導入された酸素ガスは空間９
で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板の方向
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Ａｌパターンの上の酸化シリコン膜を削り平坦性
を向上させる。そして、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
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。

【０１６１】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％であった。絶縁
耐圧は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。

【０１６２】（実施例８）図３、図４に示したマイクロ
波プラズマ処理装置を使用し、以下の手順にて半導体素
子の層間絶縁膜のエッチングを行った。

【０１６３】被処理体Ｗとして、ラインアンドスペース
０．１８μｍのＡｌパターン上に１μｍ厚の酸化シリコ
ンからなる絶縁膜及びその上にホストレジストパターン
が形成されたＰ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
基板を保持手段２上に設置した後、排気系を介して容器
１内を排気し、１．３３×１０^-5Ｐａまで減圧させた。
処理用ガス供給口１７を介してＣ₄ Ｆ₈ を１００ｓｃｃ
ｍの流量で容器１内に導入した。ついで、排気系に設け
られたコンダクタンスバルブ８を調整し、容器１内を
１．３３Ｐａの圧力に保持した。ついで、保持手段に付
設したバイアス電圧印加手段を介して３００Ｗ、１３．
５６Ｍｚの高周波の電力を保持手段２に印加するととも
に、マイクロ波電源より２．０ｋＷ、２．４５ＧＨｚの
電力をマイクロ波供給器３を介して容器１内に供給し
た。かくして、空間９にプラズマを発生させた。処理用
ガス供給口１７を介して容器１内に導入されたＣ₄ Ｆ₈
ガスは空間９で励起、分解されて活性種となり、シリコ
ン基板の方向に輸送され、自己バイアスによって加速さ
れたイオンによって酸化シリコンからなる絶縁膜がエッ
チングされホールが形成された。保持手段２に付設され
たクーラ（不図示）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。

【０１６４】エッチング速度及び均一性と対ポリシリコ
ン選択比はそれぞれ、５４０ｎｍ／ｍｉｎ、±２．２
％、２０であった。ホールはほぼ垂直な側面を呈してお
り、マイクロローティング効果も少ないことが確認され
た。

【０１６５】（実施例９）図４に示したようなプラズマ
処理装置を用いて、直径２００ｍｍのウエハ上のフォト
レジストをアッシングした。

【０１６６】マイクロ波供給器としては、周長が路内波
長の２倍であり、不連続線状スロットが路内波長の２分
の１間隔で４組配された構成を採用した。

【０１６７】（実施例１０）図４に示したプラズマ処理
装置を用いて直径３００ｍｍのウエハ表面の酸化シリコ
ンからなる絶縁膜をエッチングした。

【０１６８】マイクロ波供給器としては、周長が路内波
長の４倍であり、不連続線状スロットが路内波長の２分
の１間隔で８組配された構成を採用した。

【０１６９】（実施例１１）図５、図６に示したマイク
ロ波プラズマ処理装置を使用し、以下の手順にてフォト
レジストのアッシングを行った。

【０１７０】被処理体Ｗとして、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ウエハ
（φ８インチ）を用意した。まず、Ｓｉウエハを保持手
段２上に設置した後、排気系（不図示）を介して容器１
内を真空排気し、約１．３３×１０^-3Ｐａまで減圧させ
た。プラズマ処理用ガスとして酸素ガスを２ｓｌｍの流
量で容器１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、
容器１内を約２．６６×１０² Ｐａに保持した。容器１
内に、２．４５Ｇｚのマイクロ波電源より１．５ｋＷの
電力をマイクロ波供給器３を介して供給した。かくし
て、容器１内にプラズマを発生させた。この際、導入さ
れた酸素ガスの一部は容器１内で、オゾンとなり、シリ
コンウエハの方向に輸送され、シリコンウエハ上のフォ
トレジストを酸化するのでホストレジストは気化し、除
去された。この時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。

【０１７１】得られたアッシング速度は、８．６μｍ／
ｍｉｎプラスマイナス８．５％と極めて大きく、表面電
荷密度も−１．３×１０¹¹／ｃｍ² と充分低い値を示し
た。

【０１７２】（実施例１２）図７に示したマイクロ波プ
ラズマ処理装置を使用し、以下の手順にてフォトレジス
トのアッシングを行った。

【０１７３】被処理体Ｗとして、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ウエハ
（φ８インチ）を使用した。まず、シリコンウエハを保
持手段２上に設置した後、容器１内を真空排気し、約
１．３３×１０^-3Ｐａまで減圧させた。酸素ガスを２ｓ
ｌｍの流量で容器１内に導入した。ついで、容器１内を
約２．６６×１０² Ｐａに保持した。容器１内に、２．
４５ＧＨｚのマイクロ波電源より１．５ｋＷの電力をマ
イクロ波供給器３を介して供給した。かくして、容器１
内にプラズマを発生させた。この際、導入された酸素ガ
スはオゾンとなり、ウエハの方向に輸送され、ウエハ上
のフォトレジストは酸化され、気化し、除去された。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。

【０１７４】得られたアッシング速度は、８．４μｍ／
ｍｉｎ±７．４％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。

【０１７５】（実施例１３）図５、図６に示したマイク
ロ波プラズマ処理装置を使用し、以下の手順で半導体素
子保護用窒化シリコン膜の形成を行った。

【０１７６】被処理体Ｗとして、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Ｓｉ
Ｏ₂ 膜付きＰ型単結晶シリコンウエハ（面方位〈１０
０〉、抵抗率１０Ωｃｍ）を用意した。まず、このシリ
コンウエハを保持手段２上に設置した後、容器１内を真
空排気し、約１．３３×１０^-5Ｐａの値まで減圧させ
た。続いてヒータ１４４に通電し、シリコンウエハを３
００℃に加熱昇温し、この温度に保持した。プラズマ処
理用ガスとして、窒素ガスを６００ｓｃｃｍの流量で、
又、モノシランガスを２００ｓｃｃｍの流量で容器１内
に導入し、容器１内を約２．６６Ｐａに保持した。つい
で、２．４５ＧＨｚ、３．０ｋＷのマイクロ波電力をマ
イクロ波供給器３を介して容器１内に供給して、プラズ
マを発生させた。この際、窒素ガスは活性種となり、シ
リコンウエハの方向に輸送され、モノシランガスと反応
し、窒化シリコン膜がシリコンウエハ上に堆積する。
１．０μｍの厚さで堆積した膜について、成膜速度、応
力などの膜質を評価した。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。

【０１７７】得られた窒化シリコン膜の成膜速度は、５
１０ｎｍ／ｍｉｎと極めて大きく、膜質も応力１．２×
１０⁹ ｄｙｎｅ／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。

【０１７８】（実施例１４）図７に示したマイクロ波プ
ラズマ処理装置を使用し、以下の手順でプラスチックレ
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。

【０１７９】被処理としては、直径５０ｍｍプラスチッ
ク凸レンズを用意した。レンズを保持手段２上に設置し
た後、容器１内を真空排気し、約１．３３×１０^-5Ｐａ
まで減圧させた。窒素ガスを１６０ｓｃｃｍの流量で、
又、モノシランガスを１００ｓｃｃｍの流量で容器１内
に導入し、容器１内を約０．９３Ｐａに保持した。つい
で、２．４５ＧＨｚ、３．０ｋＷのマイクロ波電力をマ
イクロ波供給器３を介して容器１内に供給した。かくし
て、容器１内にプラズマを発生させた。２１ｎｍの厚さ
の窒化シリコン膜をレンズ上に形成した。

【０１８０】次に、酸素ガスを２００ｓｃｃｍの流量
で、又、モノシランガスを１００ｓｃｃｍの流量で容器
１内に導入した。ついで、容器１内を約０．１３３Ｐａ
に保持した。ついで、２．４５ＧＨｚ、２．０ｋＷのマ
イクロ波電力をマイクロ波供給器３を介して容器１内に
供給した。かくして、容器１内にプラズマを発生させ
た。この際、導入された酸素ガスは、容器１内で励起、
解離されて酸素原子、ラジカルなどの活性種となり、ガ
ラス基板の方向に輸送され、モノシランガスと反応し、
酸化シリコン膜としてガラス基板上に堆積する。８６ｎ
ｍの厚さの酸化シリコンを成膜した。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はそれぞれ３２０
ｎｍ／ｍｉｎ、３５０ｎｍ／ｍｉｎと良好で、膜質も、
５００ｎｍ付近の反射率が０．３％と極めて良好な反射
特性であることが確認された。

【０１８１】（実施例１５）図８に示したマイクロ波プ
ラズマ処理装置を使用し、以下の手順で半導体素子層間
絶縁用酸化シリコン膜の形成を行った。

【０１８２】被処理体Ｗとして、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
単結晶シリコンウエハ（面方位〈１００〉、抵抗率１０
Ωｃｍ）を用意した。まずシリコンウエハを保持手段２
上に設置した。容器１内を真空排気し、約１．３３×１
０^-5Ｐａまで減圧した。続いてヒータ１１４に通電し、
シリコンウエハを３００℃に加熱昇温し、この温度に保
持した。酸素ガスを５００ｓｃｃｍの流量で、また、モ
ノシランガスを２００ｓｃｃｍの流量で容器１内に導入
し、容器１内を約３．９９Ｐａに保持した。ついで、１
３．５６ＭＨｚ、３００ｋＷのＲＦ電力を保持手段２に
印加するとともに、２．４５ＧＨｚ、２．０ｋＷのマイ
クロ波電力をマイクロ波供給器３３を介して容器１内に
供給した。かくして、容器１内にプラズマを発生させ
た。導入された酸素ガスは、励起、解離、イオン化され
て活性種となり、ウエハの方向に輸送され、モノシラン
ガスと反応し、酸化シリコンを堆積する。この例では、
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膜の平坦性を向上させる作用があ
る。ウエハ上に０．８μｍの厚さで形成された膜につい
て成膜速度、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
した酸化シリコンの膜の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）で観測し、ボイドを観測することにより評価した。
得られた酸化シリコン膜の成膜速度と均一性は２４０ｎ
ｍ／ｍｉｎ±２．５％と良好で、膜質も絶縁耐圧８．５
ＭＶ／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。

【０１８３】（実施例１６）図９に示したマイクロ波プ
ラズマ処理装置を使用し、以下の手順で半導体素子層間
ＳｉＯ₂ 膜のエッチングを行った。

【０１８４】被処理体Ｗとして、Ａｌパターン（ライン
アンドスペース０．３５μｍ）上に１μｍ圧の層間Ｓｉ
Ｏ₂ 膜が形成されたＰ型単結晶シリコンウエハ（面方位
〈１００〉、抵抗率１０Ωｃｍ）を用意した。まず、シ
リコンウエハを保持手段２上に設置した後、排気系（不
図示）を介して容器１内を真空排気し、１．３３×１０
^-5Ｐａまで減圧した。Ｃ₄ Ｆ₈ を１００ｓｃｃｍの流量
で容器１内に導入し、容器１内を１．３３Ｐａの圧力に
保持した。ついで、１３．５６ＭＨｚ、３００ＷのＲＦ
電力を保持手段２に印加するとともに、２．４５ＧＨ
ｚ、２．０ｋＷのマイクロ波電力をマイクロ波供給器３
を介して容器１内に供給した。かくして、容器１内にプ
ラズマを発生させた。導入されたＣ₄ Ｆ₈ ガスは容器１
内で励起、解離、イオン化されて活性種となり、シリコ
ンウエハの方向に輸送され、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
る。クーラ４１４により基板温度は８０℃までしか上昇
しなかった。エッチング時の、エッチング速度、エッチ
ング選択比、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。

【０１８５】エッチング速度と対ポリシリコン選択比は
５４０ｎｍ／ｍｉｎ、２０と良好で、エッチング形状も
ほぼ垂直で、マイクロローディング効果も少ないことが
確認された。

【０１８６】（実施例１７）図９に示したマイクロ波プ
ラズマ処理装置を使用し、以下の手順にて半導体素子ゲ
ート電極間ポリシリコン膜のエッチングを行った。

【０１８７】被処理体Ｗとしては、最上部にポリシリコ
ン膜が形成されたＰ型単結晶シリコンウエハ（面方向
〈１００〉、抵抗率１０Ωｃｍ）を用意した。まず、シ
リコンウエハを保持手段２上に設置した後、容器１内を
真空排気し、約１．３３×１０^-5Ｐａまで減圧した。Ｃ
₄ Ｆ₈ ガスを１００ｓｃｃｍ、酸素を２０ｓｃｃｍの流
量で容器１内に導入し、容器１内を約０．６７Ｐａの圧
力に保持した。ついで、４００ｋＨｚ、３００Ｗの高周
波電力を保持手段２に印加するとともに、２．４５ＧＨ
ｚ、１．５ｋＷのマイクロ波電力をマイクロ波供給器３
を介して容器１内に供給した。かくして、容器１内にプ
ラズマを発生させた。導入されたＣ₄ Ｆ₈ガス及び酸素
は容器１内で励起、解離、イオン化されて活性種とな
り、シリコンウエハの方向に輸送され、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
ングされる。処理時には、クーラ４１４により、基板温
度は８０℃までしか上昇しなかった。エッチング時のエ
ッチング速度、エッチング選択比、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。

【０１８８】エッチング速度と対ＳｉＯ₂ 選択比はそれ
ぞれ７５０ｎｍ／ｍｉｎ、２９と良好で、エッチング形
状も垂直で、マイクロローディング効果も少ないことが
確認された。

【０１８９】

【発明の効果】本発明によれば、マイクロ波の放射特性
をより精密に制御できるので、被処理体の半径方向及び
周方向或いはこれらに等価系方向における処理の制御性
を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプラズマ処理装置を示す断面図。

【図２】本発明に用いられるスロット付平板の他の一例
を示す平面図。

【図３】本発明による別のプラズマ処理装置を示す断面
図。

【図４】本発明に用いられるスロット付平板の他の例を
示す平面図。

【図５】本発明による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的断面図。

【図６】スロット付平板の上面図。

【図７】本発明による接線導入型の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断面図である。

【図８】本発明による他のマイクロ波プラズマ処理装置
の模式断面図である。

【図９】本発明による他のマイクロ波プラズマ処理装置
の模式断面図である。

【図１０】プラズマ処理方法の一例を示す図。

【図１１】プラズマ処理方法の別の例を示す図。

【図１２】プラズマ処理装置の構成を示す図。

【図１３】マイクロ波供給器の断面図。

【図１４】導波路の断面図。

【図１５】マイクロ波の放射の様子を示す図。

【符号の説明】

１ 容器 ２ 被処理体保持手段 ３ マイクロ波供給器 ４ 誘電体窓 ５ 導波管 ６ マイクロ波電源 ７ ガス供給路 ８ 排気路 ９ 空間 １３ 環状導波路 １７ ガス供給口 ２３ スロット付平板 ２７ ガス供給系 ３３、４３ スロット １１４ ヒーター ４１４ クーラー

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−90591（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−289099（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−270386（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−94422（ＪＰ，Ａ) 特開2000−106359（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−40397（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 C23F 1/00 - 4/04 H01L 21/205 H01L 21/3065 H01Q 21/06 H05H 1/00 - 1/46

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロ波を放射する為の複数のスロッ
   トが径方向に設けられた平面を有し、周長がマイクロ波
   の路内波長の整数倍である無終端環状導波路を備えたマ
   イクロ波供給器において、 前記複数のスロットの中心が前記平面に沿った方向に前
   記環状導波路の中心に対して偏って配置されていること
   を特徴とするマイクロ波供給器。
2. 【請求項２】 前記複数のスロットは前記環状導波路の
   中心より環内方に偏っている請求項１記載のマイクロ波
   供給器。
3. 【請求項３】 前記環状導波路の中心より環外方に、更
   に別の複数のスロットが偏って設けられている請求項２
   記載のマイクロ波供給器。
4. 【請求項４】 前記スロットの長さは、マイクロ波の路
   内波長の１／４乃至３／８の範囲から選択される請求項
   １記載のマイクロ波供給器。
5. 【請求項５】 前記環状導波路内にＴＥ１０モードのマ
   イクロ波が導入される請求項１記載のマイクロ波供給
   器。
6. 【請求項６】 前記複数のスロットが設けられた面は、
   前記環状導波路のＨ面である請求項１記載のマイクロ波
   供給器。
7. 【請求項７】 前記複数のスロットは、マイクロ波の路
   内波長の１／２又は１／４間隔で配置されている請求項
   １記載のマイクロ波供給器。
8. 【請求項８】 前記複数のスロットが設けられた面に
   は、該スロットを覆う誘電体が設けられている請求項１
   記載のマイクロ波供給器。
9. 【請求項９】 内部が排気可能な容器と、前記容器内に
   処理ガスを供給するガス供給口とを有し、該容器内に配
   された被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置
   において、 前記容器内に前記ガスのプラズマを発生させるためのマ
   イクロ波エネルギーを供給する手段として、請求項１に
   記載のマイクロ波供給器を用いたことを特徴とするプラ
   ズマ処理装置。
10. 【請求項１０】 前記ガス供給口が前記容器の側壁に設
    けられている請求項９記載のプラズマ処理装置。
11. 【請求項１１】 前記ガス供給口が前記被処理体より前
    記複数のスロットが設けられた面寄りに設けられている
    請求項９記載のプラズマ処理装置。
12. 【請求項１２】 前記ガス供給口から前記複数のスロッ
    トが設けられた面に向けて前記処理ガスを放出する請求
    項９記載のプラズマ処理装置。
13. 【請求項１３】 被処理体をプラズマ処理するためのプ
    ラズマ処理方法において、 請求項９記載のプラズマ処理装置を用いて前記被処理体
    をプラズマ処理することを特徴とするプラズマ処理方
    法。
14. 【請求項１４】 前記プラズマ処理方法は、アッシン
    グ、エッチング、クリーニング、ＣＶＤ、プラズマ重
    合、ドーピング、酸化、窒化の少なくともいずれか一種
    である請求項１３記載のプラズマ処理方法。
15. 【請求項１５】 前記環状導波路の周長を、マイクロ波
    の路内波長の２倍又は３倍として、２００ｍｍウエハの
    アッシングを行う請求項１３記載のプラズマ処理方法。