JPH03191073A

JPH03191073A - マイクロ波プラズマ処理装置

Info

Publication number: JPH03191073A
Application number: JP32943789A
Authority: JP
Inventors: Yasue Sato; 安栄佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-12-21
Filing date: 1989-12-21
Publication date: 1991-08-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、プラズマ処理装置に関する。より詳細には、
本発明はプラズマを用いた被処理体のエツチング、スパ
ッタリング、クリーニング又はアッシング及び基板上へ
の成膜に適したプラズマ処理装置に関する。

［従来の技術］プラズマ処理法とは、特定の物質をプラズマ化して活性
の強いラジカルとイオンを発生させ、このラジカルとイ
オンを被処理体に接触させて被処理体にエツチング、堆
積膜形成、スパッタリング、クリーニング、アッシング
（灰化）等の処理を施す加工方法をいい、プラズマ処理
装置とは、該プラズマ処理法の実施に用いられる装置を
いう。

従来、こうしたプラズマ処理装置は、原料ガス導入口と
排気口とを有する真空容器で形成されたプラズマ処理室
と、該プラズマ処理室に供給される原料ガスをプラズマ
化するエネルギーを供給する電磁波等を供給する装置と
からなっている。

ところで、プラズマ処理法は前述のラジカルやイオンの
強い活性に依拠するものであり、ラジカルやイオンの密
度や被処理体の温度等を適宜選択することにより、エツ
チング、堆積膜形成等の各種の処理を所望に応じてなし
うることはプラズマ処理法の特徴であり、該処理法にお
いてはラジカルやイオンの効率的生成が重要である。

従来、プラズマ化エネルギーを与える媒体としては、１
３．５６ＭＨｚ程度の高周波数電磁波が使用されていた
が、近年、２．４５ＧＨｚ程度のマイクロ波を用いるこ
とにより、高密度プラズマを効率的に生成しうることが
判明し、マイクロ波を用いたプラズマ処理法が注目され
、そのための装置もいくつか提案されている。

例えば、特開昭６１−２５２９０９号で提案されている
マイクロ波処理装置を図８に示す、同図において８０１
は真空封止を保つマイクロ波透過窓、８０２は被処理試
料、８０３は導波管、８０４はプラズマ処理室、８０５
は真空排気口、８０６は処理ガス導入口である。マグネ
トロン（図示せず）で発生させたマイクロ波（通例２、
４５ＧＨｚ）は導波管８０３を通してマイクロ波の進行
方向に平行に配したマイクロ波透過窓８０１の上に導か
れ、該透過窓８０１を透過してプラズマ処理室８０４に
導入される。

一方、プラズマ処理室８０４では被処理試料８０２が透
過窓８０１に平行に載置されており、排気口８０５から
真空吸引しながら、他方のガス導入口８０６から反応ガ
スを流入させて、減圧度を０．　ＩＴｏｒｒないし数Ｔ
ｏｒｒ程度にする。そして、その流入させた反応ガスを
上記のマイクロ波によってプラズマ化し、プラズマ励起
したガスが被処理試料と反応して、プラズマエツチング
が行なわれる。

このような水平入射方式の処理装置は、垂直入射方式に
比べ、マイクロ波の反射が非常に少なくて、整合（マツ
チング）性が極めて良く、プラズマが効率良く発生され
て、被処理試料が高速処理される。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら上記従来例では、真空封止を行いマイクロ
波を透過するマイクロ波透過窓８０１の材質として、石
英、アルミナが適材であるが、通常プラズマ熱によって
マイクロ波透過窓は２００℃〜４００℃程度まで加熱さ
れるためアルミナにおいては、熱衝撃温度は２００℃以
下であるため、破損しやすく、又石英においても大口径
で厚いものは（直径２００ｍｍ以上、厚さ１０ｍｍ以上
）熱衝撃に弱くなり、更に大気圧（〜Ｉ　Ｋｇ／ｃｍ２
）が加わり、常に応力が発生しており、破損による重大
事故を起し易い欠点がある。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであ
り、マイクロ波透過窓に係る新規な構成を有するマイク
ロ波プラズマ処理装置を提供するものである。

［課題を解決するための手段］本発明は、放電空間を有し原料ガスを該放電空間に供給
する手段を備えた真空容器、マイクロ波発振器からのマ
イクロ波を伝搬させ、マイクロ波放射面上にマイクロ波
を放射するスリット又はスロットを有する導体板又は導
体箔を設置したマイクロ波透過窓を通して前記放電空間
内に導入するマイクロ波伝搬・導入手段、及び前記放電
空間内にマイクロ波透過窓に向い合って配置された被処
理試料保持台を少なくとも有してなるプラズマ処理装置
において、該マイクロ波透過窓から放電空間に放射され
るマイクロ波の放射方向が、該透過窓内のマイクロ波伝
搬方向から垂直であり、該透過窓のマイクロ波放射面の
反対側の面と密着するマイクロ波透過窓保持手段を備え
たことを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置であり
、本発明によれば、マイクロ波透過窓の破損の恐れがな
く均一に所望の処理を行うことが可能となる。

本発明においては、マイクロ波放射方向をマイクロ波伝
搬方向から垂直としたため、マイクロ波透過窓（以下透
過窓と略す）のマイクロ波放射面と反対側の面（裏面）
を導波管にさらす必要がなくなり腰回をマイクロ波透過
芯保持手段と密着させ保持することにより、放電空間内
の圧力と大気圧とり圧力差等による負荷が該透過窓に作
用しても破損等を防止することができ、かつ上記の構成
を有していることから透過窓の裏面を透過窓冷却手段に
あて、語意に密着する保持手段としての保持部材を冷却
水等で直接冷却することにより、効率よくかつ均一に透
過窓を冷却することができ、これによりマイクロ波放射
を安定化させることができる。

本発明の装置は、基本的に放電空間を有し原料ガス供給
手段を備えた真空容器、マイクロ波透過窓を通してマイ
クロ波を放射するマイクロ波伝搬・導入手段、被処理試
料を装着する保持台、及び該透過窓の裏面と密着し保存
する透過窓保持手段を少なくとも備えたプラズマ装置で
あり、上記構成を有するものであればそれらの他に種々
の手段を有していてもよい。例えば、マイクロ波により
発生するプラズマ発生効率を上げるため空芯コイルによ
り磁場を印加する手段を備えたもの、発生したイオンを
加速するため被処理試料保持台に高周波電力な印加でき
る手段を有するもの、又同じくマイクロ波透過窓保持体
等に高周波電力を印加する手段を備えたもの、さらにイ
オンエネルギーを増大させるための電極を放電空間の下
方に設けだもの等プラズマ発生による被処理材料のエツ
チング、アッシング又は成膜処理等を行なうことのでき
る装置に対しすべて本発明を適用することができる。

又、透過窓のマイクロ波放射面にはマイクロ波を均一に
放射させるためのスロット又はスリットが設けられた導
体板、さらに該導体板からの金属スパッタを防止するた
めのマイクロ波を透過する保護板等が設けられていても
よく、マイクロ波の放射により発生するプラズマ密度分
布をより均一化させることができる。

本発明において、マイクロ波放射方向がマイクロ波伝搬
方向から垂直とは所定の厚さを有する透過窓の側面又は
中心部分からマイクロ波を導入し、語意の厚さ方向と垂
直の方向にマイクロ波を伝搬させ、この伝搬経路と垂直
方向からマイクロ波を放電空間へ放射させるように該透
過窓を配置させることである。本発明に用いることので
きる透過窓を構成する材料としては、石英、アルミナ、
窒化アルミ、窒化ケイ素、フォルステライト、ボロンナ
イトライド、窒化アルミを主成分とし窒化ホウ素を含む
マシナブルセラミックス、又はマグネシア等、マイクロ
波を透過する材質であれば用いることができる。

透過窓を保持する透過窓保持手段としては、透過窓のマ
イクロ波放射面及びマイクロ波入射面以外の面で透過窓
を保持し、圧力負荷等による破損等を防ぐことのできる
手段であり、マイクロ波が透過しにくい導体で透過窓の
裏面と密着するものであればよく、プラズマ処理装置の
放電空間部分を構成する真空容器本体を一体化していて
も又単に透過窓を保持するだけのものでもよい。

該保持手段は、好ましくは冷却手段を備えているもので
ある。本発明において、冷却手段とは、透過窓の裏面か
ら透過窓を冷却する手段であり、腰回と密着する透過窓
保持手段の部分（以下透過窓保持部と称す）を直接冷却
することができる手段である。透過窓の裏面に密着する
透過窓保持部を直接冷却する手段としては、水の循環シ
ステム、フロンガス等の冷媒による冷却システム等によ
り行なうことができるか、水冷システムが簡便であり効
率もよい、冷却エネルギーはプラズマにより発熱する透
過窓の発熱量に応じて設定し、透過窓を所定の温度帯に
コントロールできるようにすればよい。

透過窓保持手段を構成する材質としては、アルミ、銅等
を用いることができるが、好ましくは高導電性、高熱伝
導性等の特性を有するものである。

又透過窓保持部と透過窓裏面との密着部分は、その面積
が大きい方が冷却効率がよく、マイクロ波入射側及びマ
イクロ波放射側以外の面ですべて密着しているとよい。

密着の程度も間にまったく間隙のない状態がよく、密着
するための手段として別の物質、例えば接着用材料等を
用いてもよい。

［実施例］以下実施例を示し本発明をさらに説明する。

実施例１第１図は本発明の特徴を最もよく表わす装置の一態様を
示す概略図であり、同図において１０１は、マイクロ波
を透過し真空封じされた透過窓、１０２は被処理試料、
１０３は導波管、１０４はプラズマ処理室、１０５はプ
ラズマ処理室内を真空排気し一定真空度に保つための真
空排気系、１０６は処理ガスをプラズマ処理室内に導入
するためのガス導入口、１０７はプラズマが存在する放
電空間、１０８は試料保持台、１０９はマイクロ波の伝
搬経路、１１０はスロットが空けられた導体板、１１１
はマイクロ波を放射する該スロット、１１２は導体板１
１０からの金属スパッタを防止するためのマイクロ波透
過する保護板、１１３は透過窓１０１を冷却する冷却水
導入口、１１４は同出口、１１５は透過窓を冷却するた
めの冷却水路、１１６は放電空間１０７内に磁場を発生
するための空芯コイル、１１７は透過窓１０１を保持す
る保持部、１１８はスロット励起に適した伝搬モード変
換するためのモード変換器である。

この装置を用い被処理試料としてＳｉウェハーなエツチ
ングする場合について以下に説明する。第１図に示した
構成において、マグネトロン（図示せず）で発生したマ
イクロ波（通常２．４５Ｇ）Ｉｚ）は、マグネトロンへ
返る反射波を吸収するアイソレータ（図示せず）を通り
、負荷側とのマツチングをとるためのＥＨチュナー又は
スタブチュナー（図示せず）を通り、モード変換器１１
８に入る。ここでマイクロ波はＴＥｓｏＥｓ上に変換さ
れ、導波管１０３を通って透過窓１０１の側面より供給
される。透過窓１０１に入ったマイクロ波は、語意の一
例として正面図及び底面図を表わした第２図に示すスロ
ット１１１より、１０９の伝搬経路に従って順次放電空
間１０７に放射される。スロット１１１からマイクロ波
が放射される割合はスロット長さ、βがλ。／（２Ｊε
）に近づくと増加しく但しここでλ。はマイクロ波の真
空中での波長、εは透過窓の比誘電率）又、マイクロ波
の入射方向に対するスリットの傾き角θが９０°に近ず
くほど増加しＯではマイクロ波はほとんど放射されない
。従って、これらのＣ１θ、スロット幅Ｗ、スロット間
隔Ｓ、スロット列間隔ｄを調整することにより処理を均
一化できる様にすることができる。尚、スロットの配列
は第２図に示したものに限らず、マイクロ波が均一に放
射されるような形状を有していればよい。通常マイクロ
波透過窓材としてアルミナを用いたときの実施において
はＩｔ　＝　１（１〜２３ｍｍ、θ＝６０”　〜９０＠
、Ｗ＝１〜２ｍｍ、　　ｓ＝５〜２０ｍｍ、　ｄ＝８０
〜１５０ｍｍ、程度でよい。

尚、導体板の代りに透過窓の表面に導体（銅、又はニッ
ケル等）スロットパターンをメツキしてもスロットを有
する導体板を用いたと同様の効果が得られる。又導体板
を用いなくとも、多少均一性は劣るが、クリーニング等
用途により均一性が厳密に求められてよいものに対して
は同様にして実施することができる。これは、プラズマ
が導体であるため導体板と同様の効果を示すからである
。又保護板は導体板からの金属スパッタを防止するため
の絶縁板であるが、これを用いなくとも金属汚染が生じ
るが、本発明を実施することができる、保護板の材質は
透過窓と同じでよい。

又スロットによるプラズマ密度分布の均一化は例えばラ
ングミュア−プローブ等によりプラズマの密度分布を測
定し、スロットの形状、配列等を調整し、所望の分布に
なるようにすることができる。

一方プラズマ処理室１０４内には、ガス導入口１０６よ
り、処理ガス、ＳｉウェハーのエツチングではＳＦａ等
が導入され真空排気系によって１０−２〜１０”’Ｔｏ
ｒｒに圧力が保たれ、スロット１１１から放電空間内に
放射されたマイクロ波は、放電空間１０７内にプラズマ
を発生させ、生成したイオン、ＳＦ、”、Ｆ”　、ラジ
カルＳＦ、’、Ｆ″　（ｎは１〜６）によってＳｉ基板
をエツチングする。より低圧力（１Ｏ−２Ｔｏｒｒ以下
、特に３　Ｘ　１０−’　〜３　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ
）でエツチングを行う場合は、効率の良い放電を行わせ
るため空芯コイル１１５によって放電空間１０７内に電
子サイクロトロン共鳴を起させる磁場（２，４５Ｇｔ（
ｚの場合８７５　ｇａｕｓｓ程度）を印加し、電子サイ
クロトロン共鳴を利用して低圧力でも高い密度のプラズ
マを発生させ、エツチングを行う。但し磁場が必要ない
場合は空芯コイルは不用である。プラズマから受ける熱
は透過窓が保持部１１７と密着しているため、透過窓１
０１の上面全体を冷却水路１１５を流れる冷却水によっ
て均一に冷却するごとができ、これにより語意の厚さ方
向以外はほとんど温度差を生じさせない。冷却水を用い
ない場合、透過窓の温度は、材料にもよるが、２００℃
〜４００℃程度まで上昇する。直径２００　ｍｍ、厚さ
Ｉ　Ｏｍｍ程度のアルミナ製の透過窓の場合、２０℃程
度の冷却水を１〜２β／分程度供給することにより、透
過窓の温度を２１〜３２℃程度に抑えることができる。

厚さ方向にしても、厚さが２０ｍｍ以下のアルミナの場
合では厚さ方向の温度差は１０℃以下であり、熱破損の
危険性はまったくない。他の材料を用い透過窓を構成し
た場合も、冷却水の温度、供給量を調節することにより
所望の温度上昇内に抑えることができる。又冷却水の代
りに他の種類の冷媒（アルコール、フロン等）を用いて
同様に冷却することができる。

透過窓と保持部密着をする手段としては、シリコーン接
着剤や導電性エポキシ、アルリル、シアノアクリレート
接着剤による接着等により行なうことができる。

この装置でＳｉウェハー上に付着したノボラック系のホ
トレジストをアッシングする場合は、ガス導入口より酸
素ガスをプラズマ処理室内に導入し、圧力を０．１〜Ｉ
　Ｔｏｒｒ程度に保ち、酸素プラズマによってアッシン
グを行う。

次にこの装置で窒化シリコン膜を堆積させる場合、ガス
導入口より、ＳｉＨ４，Ｎｔガスをプラズマ処理室内に
導入し、圧力を０．０５〜Ｏ，］Ｔｏｒｒにしプラズマ
を発生し試料保持台１０８上に載せたウェハー上に堆積
させる。

次にこの装置で、Ｓｉウェハーをクリーニングする場合
は、ガス導入口よりＡ「ガスを導入し圧力をｌｏ−２〜
Ｉ　Ｔｏｒｒに設定し、マイクロ波を供給し、プラズマ
を発生させ、プラズマ中のアルゴンイオンにより汚れを
スパッタリング効果でクリーニングを行う。

実施例２第３図に本発明の装置の別の態様を示す概略図を示す。

同図において２１０は第４図に示す様なスロットパター
ンを持つ導体板、２１８は同軸変換器、２１９は同軸管
、２１７は冷却機構を備えた透過窓保持部、２２０は、
同軸管２１９で伝送したマイクロ波を透過窓中を反射波
を抑え半径方向に伝搬させるためのテーパ一部、その使
節１図に付したと同一の符号を付したものは第１図と同
一名称のものを示す。

この実施例において第１の実施例と同様に発生したマイ
クロ波を導波管１０３によって伝送し、同軸変換器２１
８によってマイクロ波導波路を同軸管２１９に変換し、
マイクロ波伝搬経路１０９に従って、透過Ｚ１０１に供
給する。透過窓は円板形状をしており、中心部から入っ
たマイクロ波は、テーパ一部２２０によって半径方向に
伝搬方向が変換され、中心から導体板２１０にあけられ
たスロット１１１から徐々にマイクロ波を保護板１１２
を通して放電空間１０７内に放射しながら外周部へ向い
最外周のスロット列でマイクロ波をすべて放射し終わる
。第１の実施例と同様に処理ガスをプラズマ処理室内に
導入しマイクロ波透過Ｈ１ｏ１から放射されたマイクロ
波によって、プラズマを発生させ、同様に処理を行う。

マイクロ波の放射分布の調整は第１の実施例と同様に行
う。特にこの実施例では、透過窓保持部２１７と透過窓
１０１をシリコーン接着剤や導電性のエポキシ、アルリ
ル、シアノアクリレート接着剤等によって接着すること
により気密的に密着させることにより透過窓１０１の冷
却が十分行われ透過窓１０１に加わる大気圧は中心部の
同軸管のみとなり、加わる応力は激減し、破損しにくく
なる。この実施例でも導体板２１０はなくてもプラズマ
が発生し、構造が簡単となるため均一性があまり問題と
ならないがクリーニング等には応用できる。

尚、本スロットにおいてマイクロ波透過窓材料としてア
ルミナを用いたとき、５＝１５〜２０ｍｍ、　ｗ＝　１
〜２ｍｍ％ｄ＝５〜１０ｍｍ、θ＝６０〜９０、β＝１
０〜２３ｍｍ程度である。

実施例３次に本発明の装置の他の態様として試料保持台１０８に
高周波電力を印加する装置を第５図に示す、第５図にお
いて、５２１は試料保持台を電気的に絶縁するための絶
縁体、５２２は試料保持台に高周波電力を供給するため
の高周波電源であり、５２３は保持台を直流的にフロー
ティングするためのコンデンサである。その他第１図及
び第４図に付したと同一の符号を付したものは第１図及
び第４図と同一のものを示す。

この装置の動作を説明すると、放電空間１０７に前述し
た実施例と同様にプラズマをマイクロ波によって発生さ
せる。同時に高周波電力を試料保持台に印加すると、試
料保持台はコンデンサ５２３によって直流的にフローテ
ィングしているので負にバイアスされ、試料１０２に向
かってイオンがそのバイアス電圧によって加速され、イ
オンによる処理が促進される。イオンのエネルギーはバ
イアス電圧によって決まり、バイアス電圧は高周波電力
によって決まるので、高周波電力によってイオンのエネ
ルギーが制御できる。

本装置を用いたエツチングの場合、例えはイオンのエネ
ルギーがある程度必要なＳｉＯ□のエツチングではイオ
ンのエネルギーを１００ｖ以下に制御すればイオン衝突
によるダメージがなく、大きなエツチング速度を得るこ
とができる。またＳｉＯ□の膜堆積ではイオンのエネル
ギーを制御すれば、イオン衝突による適度のエツチング
を同時に進行させながら膜を堆積させ、膜上の凹凸をな
くし平坦な膜を形成することができる。

使用する高周波の周波数に関しては２〜３ＭＨｚ以上で
、バイアス電圧によるイオンのエネルギー制御が可能で
通常１３．５６Ｊ）Ｉｚの工業用高周波を用いる。一方
、２〜３Ｍ）ｌｚ以下の周波数の高周波では、バイアス
電圧によるイオンのエネルギー制御はできないが、今度
は直接イオンが高周波電場によって加速されるので同様
にイオンのエネルギーを制御できる０通常用いる周波数
は１００　Ｋ）Ｉｚ〜５００　ＫＨｚの範囲である。こ
の場合は高周波は試料ホルダーではなく、同軸管２１９
を通して対向するマイクロ波透過窓保持部２１７と導体
板２１０に印加しても良い。これは通常スロット間隔Ｓ
とスロット列間隔ｄ１スロット長βは２５ｍｍ以下であ
り、またスロット幅Ｓは２ｍｒｒＩ以下であるため高周
波（≦１３．５６Ｍ）Ｉｚ）的には平板とみなせるから
である。

実施例４第６図に別の態様を示す。第６図において６２２は高周
波をチューナー付同軸変換器へ向かうのを阻止するため
の装置で、例としてマイクロ波回路で一般に使われてい
るチｉ−り構造を持つもので良く、６２１はマイクロ波
透過窓保持部２１７を電気的に絶縁するための絶縁体で
あり、その他第１図、第３図、第５図に付したと同一の
符号を付したものは第１図、第３図と第５図と同一のも
のを示す０次のこの装置の動作の説明をすると、第３図
に示した実施例と同様にマイクロ波によって放電室１０
７にプラズマを発生させ、高周波電源５２２によって透
過窓保持体２１７、と導体板２１０に高周波を加え、導
体板２１０−ブラズマー試料保持台１０８（又は試料１
０２）間に高周波電場が発生し、この電場によってイオ
ンが加速され、エツチング、アッシング、成膜等を効率
的に行うことができる。

以上述べた高周波を同時に加える二側においては、導体
板２１０と試料保持台１０８が平行平板型の反応装置の
対向電極として働くので単に一方に高周波電場を加え、
対向平板電極がない場合と異なり、マスク−プラズマ−
試料ホルダー間に均一な高周波電場が発生し、均一なエ
ツチング、アッシング、成膜等を行うことができる。

実施例５次の態様として、放電室１０７に発生したプラズマより
電極群によってイオンを取り出し、試料１０２に照射し
処理を行う装置を第７図に示す。

第７図において、７２４は放電室内に発生したプラズマ
を真空容器から絶縁するための石英、アルミナ等に透過
窓と同類の素材でできたマイクロ波を透過する絶縁内容
器、７２５，７２６７２７は多数の孔が開き互いに孔が
光学的に位置合わせしたイオン引き出し用電極、７２８
゜７２９は、７２５，７２６の引き出し電極に直流電圧
を加えるための直流電源、７３０は処理室、１０６′は
処理室に設けたガス導入口である。その使節３図に示し
たものと同一の符号のものは第４図と同一のものを示す
。

第７図に示した装置の動作を説明する。導体板２１０の
スロット１１１から放射されたマイクロ波は絶縁内容器
７２４を透過し放電室１０７に供給される。

次に処理ガス例えば、試料であるＳｉ基板にＳｉＮ膜を
堆積させる場合１０６よりＮ２ガスを導入し、１０６　
　よりＳｉＨ４ガスを導入する。第３図に示した実施例
と同様の作用によって放電室１０７内にプラズマが発生
し、磁力線に沿ってプラズマは拡散し、イオン引き出し
用電極７２５に達する。プラズマ中のイオン（主にＮ”
、Ｎｚ”）は、直流電源７２８によって加えられた電圧
に依存するエネルギーを得、また電極７２６に直流電源
７２９によって加えられた電圧によってイオンの拡がり
を制御し、処理室７３０に設置された試料保持台１０８
に載せた試料１０２に照射され、ＳｉＨ４と化合し、Ｓ
ｉＮ膜を堆積させる。引出し用の電極は第７図に示した
３枚構成に限定される必要はなく、１枚、２枚構成でも
同様の効果が得られる。

プラズマ室１０７から引き出したイオンの分布はプラズ
マ室のプラズマの分布に大きく依存しており、スリット
付導体板２１０より、マイクロ波を放射することによっ
て均一なプラズマを発生することによって、イオンビー
ムを得ることができる。このイオンビームによって１０
−’Ｔｏｒｒ台の圧力下でエツチングすることによって
方向がそろったイオンビームが試料に達し、イオンの進
行方向にエツチングが進み、異方エツチングが可能とな
る。

尚以上説明した第３図、第５図〜第７図に示した装置に
おいて、マイクロ波を放射する部分を第１図に示した装
置と同じものを用いても同様の効果が得られる。

［発明の効果］以上説明したように、透過窓にマイクロ波を側面又は中
心よりマイクロ波を導入し放電室側と反対側のマイクロ
波透過窓の面を透過窓保持体に密着させることにより透
過窓を容易に均一に冷却することができ、透過窓の熱破
損を防ぎ、マイクロ波放射部の構造を簡略化が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１におけるプラズマ処理装置の
構成を示す概略図、第２図は第１図の装置に用いた長方
形のスロットを持つ導体板の断面図と平面図、第３図は
本発明の実施例２における装置の構成を示す概略図、第
４図は、第３図の実施例に用いられた導体板の平面図、
第５図は実施例３における試料保持台に高周波電力を加
える装置の構成を示す概略図、第６図は実施例４におけ
るマイクロ波透過窓に高周波電力を加える装置の構成を
示す概略図、第７図は、実施例５におけるイオン引き出
し電極を有する装置の構成を示す概略図である。第８図
は、従来のマイクロ波ブラズマ処理装置の断面図である
。１０１：マイクロ波透過窓１０２：被処理試料１０３：導波管１０４：プラズマ処理室１０５・真空排気系１０６．１０６°　：ガス導入口１ｏ７：放電空間１０８：試料保持台１ｏ９：電搬経路２１０．１１０：導体板１１１ニスロツト１１２：保護板１１３：冷却水導入口１１４：冷却水導出口１１５・冷却水路１１６：空芯コイル２１７．１１７・保持部１１８：モード変換器２１８：同軸変換器２１９：同軸管２２ｏ：テーパ一部５２１：絶縁体５２２：高周波電源５２３：コンデンサ６２１：絶縁体６２２：高周波阻止部７２４：絶縁内容器７２５．７２６，７２７：電極７２８．７２９＝直流電源７３０：処理室８０１：マイクロ波透過窓８０２：被処理試料８０３：導波管８０４：プラズマ処理室８０５：真空排気口８０６：処理ガス導入口

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放電空間を有し原料ガスを該放電空間に供給する
手段を備えた真空容器、マイクロ波発振器からのマイク
ロ波を伝搬させ、マイクロ波放射面上にマイクロ波を放
射するスリット又はスロットを有する導体板又は導体箔
を設置したマイクロ波透過窓を通して前記放電空間内に
導入するマイクロ波伝搬・導入手段、及び前記放電空間
内にマイクロ波透過窓に向い合って配置された被処理試
料保持台を少なくとも有してなるプラズマ処理装置にお
いて、該マイクロ波透過窓から放電空間に放射されるマイクロ
波の放射方向が、該透過窓内のマイクロ波伝搬方向から
垂直であり、該透過窓のマイクロ波放射面の反対側の面
と密着するマイクロ波透過窓保持手段を備えたことを特
徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。
（２）前記マイクロ波透過窓保持手段が前記透過窓のマ
イクロ波放射面の反対側の面を冷却する冷却手段を備え
ていることを特徴とする請求項（１）に記載のマイクロ
波プラズマ処理装置。
（３）前記マイクロ波透過窓が、石英、アルミナ、窒化
アルミ、窒化ケイ素、フォルステライト、ボロンナイト
ライド、窒化アルミナを主成分とし窒化ホウ素を含むマ
ツナブルセラミックス、又はマグネシアで構成されてい
るものであることを特徴とする請求項（１）に記載のマ
イクロ波プラズマ処理装置。
（４）前記マイクロ波透過窓のマイクロ波放射面の反対
側の面とマイクロ波透過窓保持手段を密着させる手段と
して、シリコーン接着剤又は導電性のエポキシ、アルリ
ル、シアノアクリレート接着剤を用いたことを特徴とす
る請求項（１）に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。