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
【課題】 マイクロ波の放射特性をより精密に制御することにより、被処理体の半径方向及び周方向における処理の制御性を高める。
【解決手段】 マイクロ波を放射する為の複数のスロット３３が設けられた面２３を有する環状導波路１３を有するマイクロ波供給器及びそれを用いたプラズマ処理装置において、環状導波路１３の中心Ｃ１に対してスロット３の中心Ｃ２、Ｃ５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。
【解決手段】 マイクロ波を放射する為の複数のスロット３３が設けられた面２３を有する環状導波路１３を有するマイクロ波供給器及びそれを用いたプラズマ処理装置において、環状導波路１３の中心Ｃ１に対してスロット３の中心Ｃ２、Ｃ５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。
【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（ＥＣＲ）を利用したプラズマ処理装置も実用化されてきている。ＥＣＲは、磁束密度が８７．５ｍＴの場合、磁力線の周りを電子が回転する電子サイクロトロン周波数が、マイクロ波の一般的な周波数２．４５ＧＨｚと一致し、電子がマイクロ波を共鳴的に吸収して加速され、高密度プラズマが発生する現象である。
【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（ＲＬＳＡ）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、ＥＰ０５６４３５９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３ｂ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１３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ｄ1 、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３ｂ近傍のプラズマＰ１を生成する。生成したプラズマＰ１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・εr-1/2〔λ・自由空間マイクロ波波長、εr ：比誘電率〕）の１／２毎に電界の腹を生じる。プラズマ発生空間側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（ＳＩＰ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｗａｖｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｄ 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２０Ｖ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８〜１０ｍｍ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１５９ｍｍであることを考慮すると、選択できる周長は約３１８ｍｍ、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２０２ｍｍ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Ｃ１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１２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３３を有している。スロットは、環状導波路１３の中心Ｃ１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１３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１６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】排関系やガス供給系は、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、Ａｇ／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１２１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２０２ｍｍ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４２ｍｍ、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、２．４５ＧＨｚ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、１．３３Ｐａの場合２．１×１０12／ｃｍ3 ±２．７％（φ３００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２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１３３Ｐａ，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＋１００Ｖの範囲で変化させ、プローブに流れる電流をＩ−Ｖ測定器により測定し、得られたＩ−Ｖ曲線からラングミュアらの方法により電子密度、電子温度、プラズマ電位を算出した。その結果、電子密度は、１．３３Ｐａの場合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，ＣａＦ2 ，ＢａＦ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＡｌＮ，ＭｇＯなどの無機物が適当であるが、ポリエチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミドなどの有機物のフィルム、シートなども適用可能である。
【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１．３３×１０-2Ｐａ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６．６５×１０-2Ｐａ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５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１０３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 ，ＴｉＮ，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，ＬｉＦ，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 Ｃｌ2 ，ＳｉＨ3 Ｃｌ，ＳｉＣｌ2 Ｆ2 などのハロシラン類等、常温常圧でガス状態であるものまたは容易にガス化し得るものが挙げられる。また、この場合のＳｉ原料ガスと混合して導入してもよい添加ガスまたはキャリアガスとしては、Ｈ2 ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎが挙げられる。
【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（ＯＭＣＴＳ）、ジメチルジフルオロシラン（ＤＭＤＦＳ）、ジメチルジクロルシラン（ＤＭＤＣＳ）などの有機シラン類、ＳｉＦ4 ，Ｓｉ2 Ｆ6 ，Ｓｉ3 Ｆ8 ，ＳｉＨＦ3 ，ＳｉＨ2 Ｆ2 ，ＳｉＣｌ4 ，Ｓｉ2 Ｃｌ6 ，ＳｉＨＣｌ3 ，ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ，ＳｉＨ3 Ｃｌ，ＳｉＣｌ2 Ｆ2 などのハロゲン化シラン類等、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（ＴＥＧａ）などの有機金属、ＡｌＣｌ3 ，ＷＦ6 、ＴｉＣｌ3 、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 ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎが挙げられる。
【０１１８】Ａｌ2 Ｏ3 ，ＡｌＮ，Ｔａ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 ，ＴｉＮ，ＷＯ3 などの金属化合物薄膜を形成する場合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（ＴＥＧａ）などの有機金属、ＡｌＣｌ3 ，ＷＦ6 ，ＴｉＣｌ3 ，ＴａＣｌ5 などのハロゲン化金属等が挙げられる。また、この場合の同時に導入する酸素原料ガスまたは窒素原料ガスとしては、Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｈ2 ，Ｏ，ＮＯ，Ｎ2 Ｏ，ＮＯ2 ，Ｎ2 ，ＮＨ3 ，Ｎ2 Ｈ4 、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）などが挙げられる。
【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 Ｆ6 ，Ｃ4 Ｆ8 ，ＣＦ2 Ｃｌ2 ，ＳＦ6 ，ＮＦ3 ，Ｃｌ2 ，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９６ｍｍの矩形断面であり、周長が路内波長の３倍、即ち１５２ｍｍ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２９９ｍｍ、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５００ｓｃｃｍ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／ｃｍ2 、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２００ｍｍ）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、１．３３×１０-3Ｐａ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、２．４５ＧＨｚ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、１．３３×１０-5Ｐａ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２００ｓｃｃｍ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１７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１７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８６ｎｍ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／ｍｉｎ、±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１０Ωｃｍ）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、１．３３×１０-5Ｐａ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２００ｓｃｃｍ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、２．４５ＧＨｚ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〈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、１．３３×１０-5Ｐａまで減圧させた。処理用ガス供給口１７を介してＣ4 Ｆ8 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１．３３Ｐａ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２ｓｌｍ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ＳｉＯ2 膜付き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、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３００℃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、５１０ｎｍ／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。８６ｎｍ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３２０ｎｍ／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。容器１内を真空排気し、約１．３３×１０-5Ｐａ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、１３．５６ＭＨｚ、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（ＳＥＭ）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２４０ｎｍ／ｍｉｎ±２．５％と良好で、膜質も絶縁耐圧８．５ＭＶ／ｃｍ、ボイドフリーであって良質な膜であることが確認された。
【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ＳｉＯ2 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、２．４５ＧＨｚ、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。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。Ｃ4 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、２．４５ＧＨｚ、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
【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（ＥＣＲ）を利用したプラズマ処理装置も実用化されてきている。ＥＣＲは、磁束密度が８７．５ｍＴの場合、磁力線の周りを電子が回転する電子サイクロトロン周波数が、マイクロ波の一般的な周波数２．４５ＧＨｚと一致し、電子がマイクロ波を共鳴的に吸収して加速され、高密度プラズマが発生する現象である。
【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（ＲＬＳＡ）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、ＥＰ０５６４３５９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３ｂ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１３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ｄ1 、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３ｂ近傍のプラズマＰ１を生成する。生成したプラズマＰ１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・εr-1/2〔λ・自由空間マイクロ波波長、εr ：比誘電率〕）の１／２毎に電界の腹を生じる。プラズマ発生空間側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（ＳＩＰ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｗａｖｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｄ 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２０Ｖ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８〜１０ｍｍ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１５９ｍｍであることを考慮すると、選択できる周長は約３１８ｍｍ、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２０２ｍｍ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Ｃ１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１２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３３を有している。スロットは、環状導波路１３の中心Ｃ１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１３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１６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】排関系やガス供給系は、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、Ａｇ／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１２１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２０２ｍｍ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４２ｍｍ、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、２．４５ＧＨｚ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、１．３３Ｐａの場合２．１×１０12／ｃｍ3 ±２．７％（φ３００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２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１３３Ｐａ，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＋１００Ｖの範囲で変化させ、プローブに流れる電流をＩ−Ｖ測定器により測定し、得られたＩ−Ｖ曲線からラングミュアらの方法により電子密度、電子温度、プラズマ電位を算出した。その結果、電子密度は、１．３３Ｐａの場合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，ＣａＦ2 ，ＢａＦ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＡｌＮ，ＭｇＯなどの無機物が適当であるが、ポリエチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミドなどの有機物のフィルム、シートなども適用可能である。
【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１．３３×１０-2Ｐａ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６．６５×１０-2Ｐａ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５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１０３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 ，ＴｉＮ，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，ＬｉＦ，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 Ｃｌ2 ，ＳｉＨ3 Ｃｌ，ＳｉＣｌ2 Ｆ2 などのハロシラン類等、常温常圧でガス状態であるものまたは容易にガス化し得るものが挙げられる。また、この場合のＳｉ原料ガスと混合して導入してもよい添加ガスまたはキャリアガスとしては、Ｈ2 ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎが挙げられる。
【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（ＯＭＣＴＳ）、ジメチルジフルオロシラン（ＤＭＤＦＳ）、ジメチルジクロルシラン（ＤＭＤＣＳ）などの有機シラン類、ＳｉＦ4 ，Ｓｉ2 Ｆ6 ，Ｓｉ3 Ｆ8 ，ＳｉＨＦ3 ，ＳｉＨ2 Ｆ2 ，ＳｉＣｌ4 ，Ｓｉ2 Ｃｌ6 ，ＳｉＨＣｌ3 ，ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ，ＳｉＨ3 Ｃｌ，ＳｉＣｌ2 Ｆ2 などのハロゲン化シラン類等、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（ＴＥＧａ）などの有機金属、ＡｌＣｌ3 ，ＷＦ6 、ＴｉＣｌ3 、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 ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎが挙げられる。
【０１１８】Ａｌ2 Ｏ3 ，ＡｌＮ，Ｔａ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 ，ＴｉＮ，ＷＯ3 などの金属化合物薄膜を形成する場合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（ＴＥＧａ）などの有機金属、ＡｌＣｌ3 ，ＷＦ6 ，ＴｉＣｌ3 ，ＴａＣｌ5 などのハロゲン化金属等が挙げられる。また、この場合の同時に導入する酸素原料ガスまたは窒素原料ガスとしては、Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｈ2 ，Ｏ，ＮＯ，Ｎ2 Ｏ，ＮＯ2 ，Ｎ2 ，ＮＨ3 ，Ｎ2 Ｈ4 、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）などが挙げられる。
【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 Ｆ6 ，Ｃ4 Ｆ8 ，ＣＦ2 Ｃｌ2 ，ＳＦ6 ，ＮＦ3 ，Ｃｌ2 ，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９６ｍｍの矩形断面であり、周長が路内波長の３倍、即ち１５２ｍｍ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２９９ｍｍ、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５００ｓｃｃｍ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／ｃｍ2 、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２００ｍｍ）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、１．３３×１０-3Ｐａ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、２．４５ＧＨｚ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、１．３３×１０-5Ｐａ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２００ｓｃｃｍ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１７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１７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８６ｎｍ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／ｍｉｎ、±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１０Ωｃｍ）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、１．３３×１０-5Ｐａ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２００ｓｃｃｍ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、２．４５ＧＨｚ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〈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、１．３３×１０-5Ｐａまで減圧させた。処理用ガス供給口１７を介してＣ4 Ｆ8 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１．３３Ｐａ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２ｓｌｍ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ＳｉＯ2 膜付き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、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３００℃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、５１０ｎｍ／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。８６ｎｍ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３２０ｎｍ／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。容器１内を真空排気し、約１．３３×１０-5Ｐａ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、１３．５６ＭＨｚ、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（ＳＥＭ）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２４０ｎｍ／ｍｉｎ±２．５％と良好で、膜質も絶縁耐圧８．５ＭＶ／ｃｍ、ボイドフリーであって良質な膜であることが確認された。
【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ＳｉＯ2 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、２．４５ＧＨｚ、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。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。Ｃ4 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、２．４５ＧＨｚ、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
【特許請求の範囲】
【請求項１】 マイクロ波を放射する為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において、前記複数のスロットの中心が前記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。
【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。
【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。
【請求項４】 前記環状導波路は、その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である請求項１記載のマイクロ波供給器。
【請求項５】 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。
【請求項６】 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。
【請求項７】 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。
【請求項８】 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。
【請求項９】 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。
【請求項１０】 前記複数のスロットが設けられた面は、交換可能である請求項１記載のマイクロ波供給器。
【請求項１１】 マイクロ波を放射する為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マイクロ波供給器。
【請求項１２】 前記環状導波路は、その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である請求項１１記載のマイクロ波供給器。
【請求項１３】 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１１記載のマイクロ波供給器。
【請求項１４】 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１１記載のマイクロ波供給器。
【請求項１５】 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１１記載のマイクロ波供給器。
【請求項１６】 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１１記載のマイクロ波供給器。
【請求項１７】 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１１記載のマイクロ波供給器。
【請求項１８】 前記複数のスロットが設けられた面は、交換可能である請求項１１記載のマイクロ波供給器。
【請求項１９】 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。
【請求項２０】 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１９記載のプラズマ処理装置。
【請求項２１】 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１９記載のプラズマ処理装置。
【請求項２２】 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１９記載のプラズマ処理装置。
【請求項２３】 前記容器には、該容器内を１．３４×１０3 Ｐａ以下に減圧できる排気ポンプが設けられている請求項１９記載のプラズマ処理装置。
【請求項２４】 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１９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。
【請求項２５】 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２４記載のプラズマ処理方法。
【請求項２６】 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２４記載のプラズマ処理方法。
【請求項２７】 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１１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。
【請求項２８】 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２７記載のプラズマ処理装置。
【請求項２９】 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２７記載のプラズマ処理装置。
【請求項３０】 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２７記載のプラズマ処理装置。
【請求項３１】 前記容器には、該容器内を１．３４×１０3 Ｐａ以下に減圧できる排気ポンプが設けられている請求項２７記載のプラズマ処理装置。
【請求項３２】 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２７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。
【請求項３３】 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３２記載のプラズマ処理方法。
【請求項３４】 前記環状導波路の周長を、マイクロ波の路内波長の４倍として、３００ｍｍウエハのアッシングを行う請求項３２記載のプラズマ処理方法。
【請求項３５】 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３２記載のプラズマ処理方法。
【請求項３６】 請求項２４又は３２に記載のプラズマ処理方法により処理された構造体。
【請求項１】 マイクロ波を放射する為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において、前記複数のスロットの中心が前記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。
【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。
【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。
【請求項４】 前記環状導波路は、その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である請求項１記載のマイクロ波供給器。
【請求項５】 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。
【請求項６】 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。
【請求項７】 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。
【請求項８】 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。
【請求項９】 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。
【請求項１０】 前記複数のスロットが設けられた面は、交換可能である請求項１記載のマイクロ波供給器。
【請求項１１】 マイクロ波を放射する為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マイクロ波供給器。
【請求項１２】 前記環状導波路は、その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である請求項１１記載のマイクロ波供給器。
【請求項１３】 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１１記載のマイクロ波供給器。
【請求項１４】 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１１記載のマイクロ波供給器。
【請求項１５】 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１１記載のマイクロ波供給器。
【請求項１６】 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１１記載のマイクロ波供給器。
【請求項１７】 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１１記載のマイクロ波供給器。
【請求項１８】 前記複数のスロットが設けられた面は、交換可能である請求項１１記載のマイクロ波供給器。
【請求項１９】 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。
【請求項２０】 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１９記載のプラズマ処理装置。
【請求項２１】 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１９記載のプラズマ処理装置。
【請求項２２】 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１９記載のプラズマ処理装置。
【請求項２３】 前記容器には、該容器内を１．３４×１０3 Ｐａ以下に減圧できる排気ポンプが設けられている請求項１９記載のプラズマ処理装置。
【請求項２４】 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１９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。
【請求項２５】 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２４記載のプラズマ処理方法。
【請求項２６】 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２４記載のプラズマ処理方法。
【請求項２７】 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１１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。
【請求項２８】 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２７記載のプラズマ処理装置。
【請求項２９】 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２７記載のプラズマ処理装置。
【請求項３０】 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２７記載のプラズマ処理装置。
【請求項３１】 前記容器には、該容器内を１．３４×１０3 Ｐａ以下に減圧できる排気ポンプが設けられている請求項２７記載のプラズマ処理装置。
【請求項３２】 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２７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。
【請求項３３】 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３２記載のプラズマ処理方法。
【請求項３４】 前記環状導波路の周長を、マイクロ波の路内波長の４倍として、３００ｍｍウエハのアッシングを行う請求項３２記載のプラズマ処理方法。
【請求項３５】 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３２記載のプラズマ処理方法。
【請求項３６】 請求項２４又は３２に記載のプラズマ処理方法により処理された構造体。
【図２】
【図４】
【図５】
【図１】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１３】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図４】
【図５】
【図１】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１３】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００１−７３１５０（Ｐ２００１−７３１５０Ａ）
【公開日】平成１３年３月２１日（２００１．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−３０６９０２
【出願日】平成１１年１０月２８日（１９９９．１０．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１３年３月２１日（２００１．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年１０月２８日（１９９９．１０．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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