(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密容器内に媒質ガスを供給すると共に、複数のマイクロ波導入部からマイクロ波を前記気密容器に導入してプラズマを発生させ、このプラズマにより生成された活性種により前記気密容器内の被処理物を処理するプラズマ処理装置において、
前記気密容器内に設けられ、前記マイクロ波導入部を構成するマイクロ波導入窓を支持する梁構造部と、
前記気密容器の外部で、かつ前記各マイクロ波導入部間でこれらマイクロ波導入部を跨ぐように設置された外部補強部と、
前記外部補強部に設けられ、この外部補強部と前記梁構造部とを連結固定する止め具と、
を具備したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
気密容器内に媒質ガスを供給すると共に、複数のマイクロ波導入部からマイクロ波を前記気密容器に導入してプラズマを発生させ、このプラズマにより生成された活性種により前記気密容器内の被処理物を処理するプラズマ処理装置において、
前記気密容器外に設けられた外部補強部と、
この外部補強部に連結されて前記気密容器内にて、前記マイクロ波導入部を構成するマイクロ波導入窓を支持する梁構造部と、
前記梁構造部に設けられ、前記プラズマに対して磁界を加える磁界発生手段と、
を具備したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記外部補強部は、縦弾性係数が８．０×１０３ｋｇ／ｍｍ２以上の材質により形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記外部補強部は、ステンレス鋼又は鉄で形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記梁構造部は、前記マイクロ波の導入方向の厚さをｔとし、前記マイクロ波導入部のピッチをｄとすると、ｄ／ｔ≧１０の関係を満たすように構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記梁構造部は、前記マイクロ波導入部のピッチをｄとし、前記梁構造部における前記マイクロ波導入部のピッチ方向の幅をｇとすると、ｄ／ｇ≧３の関係を満たすように構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記梁構造部は、前記マイクロ波導入方向の厚さをｔとし、前記マイクロ波導入部から前記被処理物までの前記マイクロ波導入方向の長さをｆとすると、ｆ／ｔ≧３の関係を満たすように構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記磁界発生手段は、前記マイクロ波導入部に形成されている少なくとも２つのマイクロ波放出口の長手方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項２記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記磁界発生手段は、前記気密容器内、前記梁構造部内又は前記気密容器外のうちいずれかに設けられたことを特徴とする請求項２記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ励起して生成された活性種により液晶基板や大口径半導体ウエハ等の大面積な被処理物を処理するプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波を用いたプロセスプラズマ装置としては、エッチング装置やアッシング装置等がある。このプロセスプラズマ装置では、半導体装置、液晶表示装置等の歩留まりを向上させるために、プロセス加工の再現性に優れたものが要求される。
【０００３】
このようなプロセスプラズマ装置は、媒質ガスを数〜数１０Ｐａの圧力で気密容器に導入してマイクロ波電力により励起してプラズマ化し、このプラズマで生成されたラジカルやイオン等の活性種により、被加工物としての例えば液晶基板をエッチング又はアッシングする。
【０００４】
このプロセスプラズマ装置のなかで、大口径半導体ウエハ又は液晶基板等の大面積の被加工物、例えば液晶基板（アレイ基板）で５０ｃｍ×６０ｃｍサイズの被加工物を処理する装置では、その液晶基板のサイズに対応した大面積で均一な活性種密度を得ることが要求される。
【０００５】
このような被加工物の大面積化に対応するため、気密容器内に複数のプラズマ発生部を並列に配置したプロセスプラズマ装置がある。
【０００６】
図５２はかかるプロセスプラズマ装置の構成図である。
【０００７】
気密容器１は、プラズマチャンバ２及びプロセスチャンバ３から構成されており、このうちプロセスチャンバ３の下部には加工ステージ４が設けられている。この加工ステージ４には、液晶基板等の被加工物（以下、基板と称する）５が載置されている。
【０００８】
プラズマチャンバ２は、ＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスを封入するもので、これら媒質ガスに対する耐蝕性、マイクロ波をプラズマチャンバ２内に閉じ込めるため、電気導電性の高い材質で作製されることが要求されるという見地から例えばアルミニウムが多く使用されている。
【０００９】
このプラズマチャンバ２のサイド側には各ガス供給口６、７が設けられている。これらガス供給口６、７は、媒質ガスとしてＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスをプラズマチャンバ２内に供給するものである。
【００１０】
このプラズマチャンバ２の上部には、２つのマイクロ波導波管８、９が設けられている。これらマイクロ波導波管８、９は、マイクロ波発振器から発振されたマイクロ波を導くもので、その底部にはそれぞれマイクロ波放出口１０、１１が形成されている。
【００１１】
これらマイクロ波導波管８、９の下面には、それぞれマイクロ波導入窓１２、１３が設けられている。これらマイクロ波導入窓１２、１３は、マイクロ波を効率良くプラズマチュンバ２内に導入するために例えば石英、アルミナセラミック等の誘電体により形成されている。
【００１２】
そして、これらマイクロ波導入窓１２、１３は、梁部分１４を介して並列に配置され支持されている。
【００１３】
ここで、梁部分１４は、補強部１６を有しており、自身の変形を防いでいる。又、この梁部分１４を端部にしてマイクロ波共振端１５が形成されている。以下、このマイクロ波共振端１５について説明する。
【００１４】
マイクロ波共振端１５は、図５３に示すように各マイクロ波導入窓１２、１３の下面にそれぞれ幅ａ、長さｂ、高さｈの直方体空洞共振器１７を形成するためのものである。
【００１５】
すなわち、この直方体空洞共振器１７は、各マイクロ波導入窓１２、１３の下面、マイクロ波共振端１５の側壁及びプラズマチャンバ２の側壁により囲まれた空間により形成される。
【００１６】
なお、直方体空洞共振器１７は、幅ａ、長さｂ、高さｈから次式を満たす。
【００１７】
（１／λo ）2 ＝（ｍ／２ａ）2 ＋（ｎ／２ｂ）2 ＋（ｐ／２ｈ）2 …(1)
ここで、λo は伝送するマイクロ波の波長（２．４５ＧＨｚで１２．２４ｃｍ）、ｍ、ｎ、ｌは整数である。
【００１８】
梁部分１４のうちマイクロ波共振端１５の高さは、上記式(1) のｂを満たすように決定される。又、プラズマを安定に保持する見地から、通常は最低５ｍｍ程度が必要となる。
【００１９】
又、空洞共振器が円筒の場合には、半径ｘ、高さｔから次式を満たす。
【００２０】
（ｑ／２ｔ）2 ＝（１／λo ）2 −（１／λc ）2                 …(1a)
λc ＝２πｘ／ｒ                                              …(1b)
ここで、λc は遮断波長、ｑ，ｒは整数である。
【００２１】
なお、プロセスチャンバ３の下部には、排気口１８が設けられている。
【００２２】
このような構成であれば、各マイクロ波導波管８、９内を伝搬してきたマイクロ波は、それぞれマイクロ波放出口１０、１１から放出され、マイクロ波導入窓１２、１３を通してプラズマチャンバ２内に導入される。
【００２３】
これと共にガス供給口６、７を通してＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスがプラズマチャンバ２内に供給されるので、この媒質ガスは、マイクロ波により励起され、それぞれプラズマ１９、２０が発生する。
【００２４】
これらプラズマ１９、２０により生成された活性種は、排気口１８に向かうガス流に運ばれて、基板５をプロセス加工する。
【００２５】
しかしながら、上記プラズマ装置では、梁部分１４の下面でプラズマが生成されないため、この梁部分１４の位置に対応するプラズマチャンバ２の中央部では、活性種の密度が各マイクロ波導入窓１２、１３の下方の活性種の密度よりも低くなる。
【００２６】
このため、被処理物５におけるエッチングレート、アッシングレート等のプロセス速度は、図５２に示すように梁部分１４の下方位置で低くなる。
【００２７】
これを解決するために、梁部分１４のサイズを小型化することが考えられる。これは、梁部分１４におけるマイクロ波共振端１５及び補強部１６のうち、補強部１６をできるだけ小さくする方法である。
【００２８】
しかしながら、プラズマチャンバ２内が真空であるため、各マイクロ波導入窓１２、１３には大きな力が加わり、この力を梁部分１４とプラズマチャンバ２の側壁で支えることになり、これでは梁部分１４は図５４に示すように撓む。
【００２９】
この梁部分１４に加わる力は、例えばマイクロ波導入窓１２のサイズがそれぞれ５０ｃｍ×２０ｃｍであれば、
５０cm×２０cm×１ kgf／cm2 ＝１０００ kgf                    …(2)
の圧力が加わる。
【００３０】
２枚のマイクロ波導入窓１２、１３では、圧力１０００ kgfを、梁部分１４とプラズマチャンバ２の２つの側壁で支えるので、梁部分１４には、
（１０００／４）×２＝５００ kgf
の力が加わる。
【００３１】
このような梁部分１４の撓みにより、マイクロ波導入窓１２、１３が破壊されるなどの問題が発生する。
【００３２】
このため、梁部分１４の補強部１６を小型化することは困難であり、梁部分１４は一定サイズ以下に小型化できず、梁部分１４の下方におけるエッチングレート又はアッシングレートを向上させることはできない。
【００３３】
又、液晶表示パネル等の製造プロセスでは、液晶基板のサイズの大型化に合せ、大面積でかつ均一なプラズマを発生させることが要求されている。又、プロセス面からは、イオンを用いることが要求され、プラズマ源の低ガス化、すなわち動作ガス圧を低くすることが要求されている。
【００３４】
すなわち、液晶表示パネル等の製造プロセスの中で、Ａｌ、ＩＴＯ、ＳｉＯx などのエッチングでは、加工の高速化或いは加工形状の垂直化のためにイオンを主に用いた加工が要求される。この場合、中性ガスとの衝突によるイオン消滅をなくすため、動作ガス圧を低圧化することが望まれている。
【００３５】
しかしながら、プラズマ源において動作ガス圧を低くすると、マイクロ波によって励起される中性ガス密度が低くなるため、例えば動作ガス圧１０Ｐａ以下では、プラズマが安定に発生しなくなる。このため、マイクロ波電力を高めるなどの対策を取るが、中性ガス密度が例えば５Ｐａ以下と低いため、安定なプラズマが得られなかった。
【００３６】
又、液晶表示パネル等の製造プロセスでは、上記の通り液晶基板のサイズに合せ、例えば４００ｍｍ2 以上の大面積で均一なプラズマを発生させることが要求され、加工に均一性、処理の高速化のために発生させるプラズマは、加工対象の大きさと同等以上とすることが望まれている。
【００３７】
このような事からマイクロ波導波管８、９には、一定間隔を開けて並列に長尺プラズマを発生させる２つのマイクロ波放出口１０、１１（スロットアンテナ）が形成されている。
【００３８】
しかしながら、アッシング、エッチングのプロセス条件によってプラズマ放電の安定性が異なってしまう。例えば、アッシングに関しては、各マイクロ波放出口１０、１１の間隔長を長くする方向（≧４０ｍｍ）でプラズマ放電が安定し、間隔長を短くする方向でプラズマ放電の広がりが小さく抑えられる。このため、液晶基板表面のレジスト剥離の均一性が悪くなる。
【００３９】
これに対してエッチングに関しては、ＣＦ4 、Ｃｌ2 、ＳＦ6 などの不安定なガスをアッシングに比べ、Ｏ2 と同等の流量を用いるため放電が不安定になりやすく、アッシングとは逆に各マイクロ波放出口１０、１１の間隔長を小さくしてプラズマの広がりを抑え、安定なプラズマ放電を維持することが必要とされている。
【００４０】
このような事からプロセス条件が変わる毎に、各々のプロセス条件にあったマイクロ波放出口１０、１１の間隔長の異なるスロット板をプロセスチャンバ３を開いて取り付け、再びプロセスチャンバ３を閉めるといった一連の大掛かりな作業を行っている。
【００４１】
このため、プロセスチャンバ３内を真空に要する時間とチャンバ側壁面からの脱ガス等を除去させてプロセスガスかプロセスチャンバ３内に馴染むまで放電  （空放電）を繰り返す必要がある。これらを繰り返すうちに脱ガスがＣＦ4 ガスと化学反応してチャンバ側壁面に付着してしまうため、空放電を行ってもこれら付着物を除去できず、付着物によるチャンバー側壁面の腐食が促進されプラズマ放電が不安定になりやすいといった傾向がでる。
【００４２】
従って、マイクロ波放出口１０、１１の間隔長を例えば４０〜５０ｍｍの間で両プロセス条件に応じ、プロセスチャンバ３の外部から容易に可変することが理想である。
【００４３】
一方、図５５は別のプロセスプラズマ装置の構成図であり、図５６は同装置を上部から見た構成図である。
【００４４】
気密容器２０の下部には加工ステージ２１が設けられている。この加工ステージ２１には、液晶基板等の基板５が載置されている。
【００４５】
この気密容器２０の形状、大きさ等は、基板５が十分に収納でき、かつマイクロ波が均一に効率よく内部に入射するように設計されている。
【００４６】
又、気密容器２０の上部には、２つのマイクロ波導波管２２、２３が設けられている。これらマイクロ波導波管２２、２３は、それぞれマイクロ波発振器２４、２５から発振されたマイクロ波を導くもので、その底部にはそれぞれマイクロ波放出口２６、２７が形成されている。
【００４７】
これらマイクロ波導波管２２、２３の下面には、それぞれマイクロ波導入窓２８、２９が設けられている。これらマイクロ波導入窓２８、２９は、上記同様にマイクロ波を効率良く気密容器２０内に導入するために例えば石英、アルミナセラミック等の誘電体により形成されている。なお、これらマイクロ波導入窓２８、２９は、梁部分３０により支持されている。
【００４８】
これらマイクロ波導入窓２８、２９の下面側つまり気密容器２０の内部側で、かつ気密容器２０の内壁及び梁部分３０には、それぞれ複数の噴出ノズル３１ａ、３１ｂ及び３２ａ、３２ｂが配設されている。
【００４９】
すなわち、一方のマイクロ波導入窓２８の下面側には複数の噴出ノズル３１ａと３１ｂとが対向配置され、かつ他方のマイクロ波導入窓２９の下面側には複数の噴出ノズル３２ａと３２ｂとが対向配置されている。
【００５０】
これら噴出ノズル３１ａ、３１ｂ及び３２ａ、３２ｂは、それぞれＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスを気密容器２０内に噴出するものである。
【００５１】
なお、気密容器２０の下部には、２つのガス排気系３３ａ、３３ｂが接続されている。
【００５２】
このような構成であれば、各マイクロ波発振器２４、２５から発振され、それぞれマイクロ波導波管２２、２３内を伝搬してきたマイクロ波は、それぞれマイクロ波放出口２６、２７から放出され、マイクロ波導入窓２８、２９を通して気密容器２０内に導入される。
【００５３】
これと共にＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスが、各噴出ノズル３１ａ、３１ｂ及び３２ａ、３２ｂからそれぞれ噴出されて気密容器２０内に供給される。
【００５４】
この場合、互いに対向する各噴出ノズル３１ａ、３１ｂからそれぞれ噴出された媒質ガスは、矢印（イ）に示すガス流に沿って流れてマイクロ波導入窓２８の下方に向かい、かつ互いに対向する各噴出ノズル３２ａ、３２ｂからそれぞれ噴出された媒質ガスは、矢印（ロ）に示すガス流に沿って流れてマイクロ波導入窓２９の下方に向かう。
【００５５】
このように媒質ガスが気密容器２０内に供給されるので、この媒質ガスは、マイクロ波により励起され、各マイクロ波導入窓２８、２９の下方でそれぞれプラズマが発生する。
【００５６】
これらプラズマにより生成された活性種は、各ガス排気系３３ａ、３３ｂに向かうガス流に運ばれて、基板５をプロセス加工する。
【００５７】
しかしながら、上記装置では、液晶基板等のような大面積の基板５を加工するために、小さい寸法のマイクロ波導入窓２８、２９を組み合わせているが、このような構成では、各マイクロ波導入窓２８、２９の間に梁部分３０を設け、かつ各噴出ノズル３１ａ、３１ｂ及び３２ａ、３２ｂを各マイクロ波導入窓２８、２９の下面でそれぞれ対向配置することになる。
【００５８】
このため、媒質ガスの流れが、各マイクロ波導入窓２８、２９の下方になってしまい、梁部分３０の直下に流れにくくなってしまう。これにより、梁部分３０の直下の活性種密度が低くなり、図５７に示すように梁部分３０の下方におけるエッチングレートが低下し、加工速度が遅くなる。
【００５９】
又、プロセスに用いる活性種が複数ある場合、それぞれの噴出ノズル３１ａ、３１ｂ及び３２ａ、３２ｂから異なる媒質ガスを噴出するが、この場合、大面積の被処理物５の全面において被処理物５が静電破壊され易い場合やエッチングレートの不均一性を±１０％以内で抑えたい場合でも各種の活性種を均一にすることが困難となる。
【００６０】
一方、プロセスプラズマ装置には、図５８に示すようにプラズマチャンバ２に対してマイクロ波を遮蔽するパンチングプレート３４が設けられている。なお、このパンチングプレート３４は、ホルダ３５によりパンチングプレート３４に止め付けられている。
【００６１】
このような構成においてプラズマを発生させる場合、プラズマチャンバ２には、マイクロ波発生源からのｋｗオーダのエネルギーが供給される。このエネルギーはプラズマ１９、２０を発生させると共に媒質ガスを加熱する。
【００６２】
そして、この加熱された媒質ガスにより、又プラズマ１９、２０からの輻射熱によりパンチングプレート３４は加熱される。その結果、パンチングプレート３４は、加熱のため例えば図５９に示すように熱変形する。
【００６３】
このパンチングプレート３４の熱変形に伴い、プラズマチャンバ２の形状、寸法が変化するため、放電の安定性や放電の広がりが変化する。その結果、活性種密度の均一性が低下したり、基板５に対する加工速度が遅くなる。
【００６４】
このため、一定時間の加工量の面内分布は、パンチングプレート３４の変形とともに大きくなり、図６０に示すようにプロセスプラズマの動作時間とともに大きくなり、加工プロセスが一定に行われなくなる。
【００６５】
又、面内のプロセス加工量が変化することで、半導体装置、液晶表示装置の歩留まりが悪くなる。そこで、型押し加工によりパンチングプレート３４を予め変形させる等の手段もとられたが、パンチングプレート３４の加工費が高くなる。
【００６６】
一方、マイクロ波をマイクロ波導入窓２８、２９からプロセスチャンバ３内に放出する場合、このプロセスチャンバ３内に放出するマイクロ波エネルギーが効率よくプラズマに吸収されるように、プロセスチャンバ３の放電部に放出されたマイクロ波の位相をチューナ（マイクロ波位相調整機構）を用いて調整している。なお、プロセスチャンバ３の形状、大きさ等は、マイクロ波導波管８、９から放射されるマイクロ波が効率よくプロセスチャンバ３内に入射できるように設計されている。
【００６７】
しかしながら、上記マイクロ波位相調整機構を用いたプラズマ装置の処理では、通常、数１０枚の被処理物５を連続的な加工する。この場合、個々の被処理物の処理において、最初の１枚目の被処理物５と後半の被処理物５とでは、プロセスチャンバ３内のガス室壁の温度などはかなり異なってしまう。
【００６８】
このため、動作開始時、すなわち室温で最適動作ができるように調整したガス室形状の場合、動作後半では、最適形状からずれてしまい、その結果、動作が不安定になったり、加工の均一性が低下することがある。
【００６９】
又、被処理物５の種類などを変更する場合、それぞれのプロセス条件にあった形状、開口率を有するパンチングプレート３４を用いる必要があり、このような場合には、プロセスに合わせてパンチングプレート３４を交換している。
【００７０】
以上のような事から上記各プロセスプラズマ装置によるプロセス製造方法は、薄膜トランジスタ、ＳＲＡＭやＤＲＡＭ等の半導体装置を製造する際、例えば金属膜をエッチングする場合、図６１(a) に示すようにＳｉ基板３６上に形成された金属膜３７上に、エッチングして必要な形状を得るためのレジスト３８がパターン形成される。
【００７１】
エッチング処理の進行により金属膜３７は、同図(b) に示すようにエッチングされ、最終的に同図(c) に示すようにその断面形状が台形状となるように加工される。
【００７２】
このような金属膜３７の台形状の形状は、エッチングプロセスにおいて金属膜３７のみならずレジスト３８も同時にエッチングすることにより得られる。
【００７３】
従って、かかるプロセス製造では、金属膜３７をエッチングするための媒質ガス（エッチャント源）と、レジスト３８をエッチングするための媒質ガス（アッシング源）との２種類のガスを用いることが一般的である。
【００７４】
なお、エッチング源としては通常ハロゲン系のガス、例えばＣＦ4 ガスが用いられ、又アッシング源としては通常Ｏ2 ガス（以下、酸素ガスと称する）が用いられる。
【００７５】
しかしながら、上記各プロセスプラズマ装置により液晶基板等の大面積の被処理物５に対してエッチング処理する場合、上記の如く処理すべき面内での２種類の活性種密度の比が均一でないので、エッチングにより得られる金属膜３７の形状が面内においてばらつくことがある。
【００７６】
例えば、金属膜３７は台形状に加工されるが、気密容器内の周辺部と中心部とではプラズマ密度が均一でないことから、図６２に示すように台形状の金属膜３７における傾き面の傾き勾配、すなわちテーパー角が気密容器内の周辺部と中心部とで異なってしまう。
【００７７】
この例の場合、気密容器内の周辺部における金属膜３７のテーパー角の方が気密容器内の中心部における金属膜３７のテーパー角よりも大きく加工されてしまう。
【００７８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように梁部分１４の下面でプラズマが生成されないため、この梁部分１４の位置に対応するプラズマチャンバ２の中央部では、活性種密度が低くなり、活性種密度を均一にできない。
【００７９】
このため、梁部分１４のサイズを小さくする方法が考えられるが、梁部分１４が撓むので、一定サイズ以下に小型化できない。
【００８０】
又、プラズマ源において動作ガス圧を低くすると、マイクロ波によって励起される中性ガス密度が低くなり、プラズマが安定に発生しなくなる。
【００８１】
又、各々のプロセス条件にあったマイクロ波放出口１０、１１の間隔長の異なるスロット板をプロセスチャンバ３を開いて取り付け、再びプロセスチャンバ３を閉めるといった一連の大掛かりな作業を行わなければならない。
【００８２】
一方、各噴出ノズル３１ａ、３１ｂ及び３２ａ、３２ｂから噴出される媒質ガスが梁部分３０の直下に流れにくくなり、この梁部分３０の下方における活性種の密度が低くなり、均一な活性種密度を得ることができない。
【００８３】
一方、パンチングプレート３４の熱変形に伴い、放電が不安定するか、或いは放電の広がり方が変化すること等により均一な活性種密度が得られない。
【００８４】
又、被処理物５を連続的な加工する場合、最初の１枚目の被処理物５と後半の被処理物５とでは、プロセスチャンバ３内のガス室壁の温度などはかなり異なり、動作後半では最適形状からずれてしまい、動作が不安定になったり、加工の均一性が低下することがある。
【００８５】
又、被処理物５の種類などを変更する場合、それぞれのプロセス条件にあった形状、開口率を有するパンチングプレート３４を用いる必要があるが、プロセスに合わせてパンチングプレート３４を交換している。
【００８６】
一方、エッチングの際に複数種類の媒質ガスを用いる場合、気密容器２７内における周縁部と中心部とで、活性種密度の比が均一でないことから、例えば金属膜３７を台形状に加工するテーパー角が基板５１における周縁部と中心部とで異なってしまう。
【００８７】
そこで本発明は、大面積の被処理物に対して活性種密度を均一に分布できるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【００８８】
又、本発明は、梁部分を改良して活性種密度を均一に分布できるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【００９７】
【課題を解決するための手段】
請求項１によれば、気密容器内に媒質ガスを供給すると共に、複数のマイクロ波導入部からマイクロ波を気密容器に導入してプラズマを発生させ、このプラズマにより生成された活性種により気密容器内の被処理物を処理するプラズマ処理装置において、
気密容器内に設けられ、マイクロ波導入部を構成するマイクロ波導入窓を支持する梁構造部と、
気密容器の外部で、かつ各マイクロ波導入部間でこれらマイクロ波導入部を跨ぐように設置された外部補強部と、
外部補強部に設けられ、この外部補強部と梁構造部とを連結固定する止め具と、
を備えたプラズマ処理装置である。
【００９８】
このようなプラズマ処理装置であれば、プラズマにより生成された活性種は、気密容器内の小型化したサイズの梁構造部により気密容器内に均一に広がる。これにより、耐腐食性及び均一性の向上が図れる。
【０１０１】
請求項２によれば、気密容器内に媒質ガスを供給すると共に、複数のマイクロ波導入部からマイクロ波を気密容器に導入してプラズマを発生させ、このプラズマにより生成された活性種により気密容器内の被処理物を処理するプラズマ処理装置において、
気密容器外に設けられた外部補強部と、
この外部補強部に連結されて気密容器内にて、マイクロ波導入部を構成するマイクロ波導入窓を支持する梁構造部と、
梁構造部に設けられ、前記プラズマに対して磁界を加える磁界発生手段と、
を備えたプラズマ処理装置である。
【０１０２】
このようなプラズマ処理装置であれば、プラズマにより生成された活性種は、気密容器内の小型化したサイズの梁構造部により気密容器内に均一に広がる。これにより、耐腐食性及び均一性の向上が図れ、かつ気密容器内に発生したプラズマに対して磁界が加えられ、プラズマの電子がサイクロトン運動し、中性粒子との衝突が増加して活性種が生成され、低圧ガスにおいても安定したプラズマが維持される。
【０１０５】
請求項３によれば、請求項１記載のプラズマ処理装置において、外部補強部は、縦弾性係数が８．０×１０３ｋｇ／ｍｍ２
以上の材質により形成されている。これにより、剛性の向上が図れる。
【０１０６】
請求項４によれば、請求項１記載のプラズマ処理装置において、外部補強部は、ステンレス鋼又は鉄で形成されている。これにより、剛性の向上が図れる。
【０１０７】
請求項５によれば、請求項１記載のプラズマ処理装置において、梁構造部は、マイクロ波の導入方向の厚さをｔとし、マイクロ波導入部のピッチをｄとすると、ｄ／ｔ≧１０の関係を満たすように構成されている。これにより、均一性の向上が図れる。
【０１０８】
請求項６によれば、請求項１記載のプラズマ処理装置において、梁構造部は、マイクロ波導入部のピッチをｄとし、梁構造部における前記マイクロ波導入部のピッチ方向の幅をｇとすると、ｄ／ｇ≧３の関係を満たすように構成されている。これにより、均一性の向上が図れる。
【０１０９】
請求項７によれば、請求項１記載のプラズマ処理装置において、梁構造部は、マイクロ波導入方向の厚さをｔとし、マイクロ波導入部から被処理物までのマイクロ波導入方向の長さをｆとすると、ｆ／ｄ≧３の関係を満たすように構成されている。これにより、均一性の向上が図れる。
【０１１０】
請求項８によれば、請求項２記載のプラズマ処理装置において、磁界発生手段は、マイクロ波導入部に形成されている少なくとも２つのマイクロ波放出口の長手方向に沿って設けられている。
【０１１１】
請求項９によれば、請求項２記載のプラズマ処理装置において、磁界発生手段は、気密容器内、梁構造部内又は気密容器外のうちいずれかに設けられた。
【０１４８】
【発明の実施の形態】
(1) 以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図５２と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０１４９】
図１はプロセスプラズマ処理装置の構成図である。
【０１５０】
プラズマチャンバ２の外部には、外部補強部４０が設けられている。この外部補強部４０は、プラズマ及びマイクロ波に接触しないので、腐食に強い金属を用いる必要がなく、曲げ強度のみに着目することができる。そのため曲げ強度の強い材質、例えばステンレス鋼、鉄により形成されている。
【０１５１】
この外部補強部４０は、プラズマチャンバ２の外部に設けられ、２つのマイクロ波導波管８、９の間に、これらマイクロ波導波管８、９を跨ぐようにして設置されている。
【０１５２】
この外部補強部４０には、複数の止め具４１、例えばボルトを介してプラズマチャンバ２内におけるマイクロ波共振端１５が連結固定されている。
【０１５３】
なお、このマイクロ波共振端１５は、各マイクロ波導入窓１２、１３の下面、マイクロ波共振端１５の側壁及びプラズマチャンバ２の側壁により囲まれた空間により直方体空洞共振器を形成し、マイクロ波を共振励起させるものである。
【０１５４】
このマイクロ波共振端１５と２つのマイクロ波導入窓１２、１３との間には、Ｏリング４２が挿入され、プラズマチャンバ２の気密が保たれている。
【０１５５】
従って、マイクロ波共振端１５は、外部補強部４０に対して固定されるので、２つのマイクロ波導入窓１２、１３に加わる圧力が外部補強部４０及びマイクロ波共振端１５により支持される。
【０１５６】
そして、プラズマチャンバ２内の従来は梁部分であったところが、マイクロ波共振端１５となるので、梁部分の断面積の比が２分の１以下に小さくなる。それにも拘らず、このような支持によりマイクロ波共振端１５における撓みは、例えば０．３ｍｍ以下となり、活性種密度の均一化を図りながら、マイクロ波導入窓１２、１３の破損がなくなる。
【０１５７】
なぜならば、従来のようにプラズマチャンバ２の内部に補強部を設けた場合には、耐腐食性を高くする必要からアルミニウムを用いていたが、これでは縦断性係数（ヤング率）は、７．４×１０3 ｋｇ／ｍｍ2 程度しかなかった。従って、梁部分の断面積を増やす必要があった。
【０１５８】
これに対して本発明では、プロセスチャンバ２の外部に補強部を設けているので、プロセスチャンバ２内での腐食を考慮する必要がなく、縦断性係数が２．０×１０4 ｋｇ／ｍｍ2 と高い高剛性のステンレス鋼を用いることができるからである。
【０１５９】
又、このような構造をとることにより、梁の寸法を小さくすることができるので、マイクロ波放出口１０、１１の間隔を狭めたり、梁部分のマイクロ波導入方向の厚さを小さくすることができる。
【０１６０】
このことはプラズマ１９、２０により生成された活性種密度の均一化にも多大に貢献するものである。つまり後に示す処理レートの算出式(3) によって示される処理レートの分布率は、±１０％とすることが要望されているが、このためには各マイクロ波放出口１０、１１の間隔をｄ、各マイクロ波放出口１０、１１を結ぶ向きの梁の幅をｇとすると、
ｄ／ｇ≧３
の関係を満たすことが望ましく、又、マイクロ波導入方向の梁の厚さをｔとすると、
ｄ／ｔ≧１０
の関係を満たすことが望ましい。
【０１６１】
さらには、マイクロ波放出口１０、１１から加工ステージ４までの鉛直方向の距離をｆとすると、
ｆ／ｔ≧３
の関係を満たすことが望ましい。
【０１６２】
例えば、マイクロ波放出口１０、１１から加工ステージ４までの鉛直方向の距離ｆを例えば１５０ｍｍにした場合、マイクロ波導入方向の梁の厚さｔを例えば１０ｍｍ、１８ｍｍ、３６ｍｍに変えてみると、処理レートの被処理物（基板５）での面内分布率は、それぞれ８〜９％、１０±１％、３０％となる。この結果から面内ばらつきの均一性が３０％では大きいことから、マイクロ波導入方向の梁の厚さｔはほぼ１８ｍｍ以下の方がよい。
【０１６３】
上記各条件を満足する寸法としては、例えば各マイクロ波放出口１０、１１の間隔ｄを２２０ｍｍ、梁の幅ｇを４６ｍｍ、マイクロ波放出口１０、１１から加工ステージ４までの鉛直方向の距離ｆを１５０ｍｍ、梁の厚さｔを１８ｍｍにする。
【０１６４】
これらは本出願人が実験によって得たデータである。
【０１６５】
このような条件を満たすことは、本発明の外部補強部４０を用いることで達成されるものである。
【０１６６】
このような構成であれば、２つのマイクロ波導波管８、９内を伝搬してきたマイクロ波は、それぞれマイクロ波放出口１０、１１から放出され、マイクロ波導入窓１２、１３を通してプラズマチャンバ２内に導入される。
【０１６７】
これと共にガス供給口６、７を通してＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスがプラズマチャンバ２内に供給されるので、この媒質ガスは、マイクロ波により励起され、それぞれプラズマ１９、２０が発生する。
【０１６８】
ここで、プラズマチャンバ２内の梁部分は、従来装置の梁部分よりもその断面積比が２分の１以下に小さいマイクロ波共振端１５であるので、プラズマ１９、２０により生成された活性種は、プラズマチャンバ２内で広がり均一に分布するようになる。
【０１６９】
これらプラズマ１９、２０により生成された活性種は、排気口１８に向かうガス流に運ばれて、基板５をプロセス加工する。
【０１７０】
このように上記第１の実施の形態においては、プラズマチャンバ２の外部に外部補強部４０を設け、この外部補強部４０に止め具４１を介してプラズマチャンバ２内のマイクロ波共振端１５を連結固定するので、プラズマチャンバ２内の梁部分を従来装置の梁部分よりもその断面比を２分の１以下に小さくでき、液晶基板等の大面積な基板５に対してプロセス処理するプラズマチャンバ２内においてプラズマ１９、２０により生成された活性種密度を均一にできる。
【０１７１】
これにより、プラズマチャンバ２内の金属表面でのプラズマ損失（梁部分の金属によるプラズマ損失）を格段に低減でき、梁部分直下のプロセス速度を速くでき、図１に示すように梁部分直下のエッチングレート、又はアッシングレートを大幅に向上できる。
【０１７２】
同図に示すように従来装置のエッチングレート又はアッシングレートであるｅ1 を本発明装置のエッチングレート又はアッシングレートであるｅ2 に向上でき、基板５に対するエッチング又はアッシングの均一性を高くできる。
【０１７３】
すなわち、次式に示す各レートの基板５の面内における分布率は、±３０％から±１０％となり、面内の処理レートの均一性が高まる。
【０１７４】
分布率＝（Ｒmax −Ｒmin ）／（Ｒmax ＋Ｒmin ）×１００        …(3)
ここで、Ｒmax 、Ｒmin は、それぞれ基板５の面内での処理レートの最大値、最小値である。
【０１７５】
又、プラズマ１９、２０により生成された活性種の損失を考慮する必要がないので、外部補強部４０のサイズを大きくすることができ、マイクロ波共振端１５の撓みを極力小さくできる。
【０１７６】
なお、上記第１の実施の形態は、２つのマイクロ波導入窓１２、１３を設けた場合について説明したが、複数のマイクロ波導入窓で複数の梁部分がある場合でも、複数の外部補強部４０を用いてプラズマチャンバ２内の活性種密度を均一にできる。
【０１７７】
(2) 次に本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０１７８】
図３はプロセスプラズマ処理装置の構成図である。
【０１７９】
プロセスチャンバ３の上部には、開口部の形成されたプラズマ源ベース板２００が設けられている。このプラズマ源ベース板２００の開口部には、マイクロ波導入窓２０１を介してマイクロ波導入管２０２が設けられている。
【０１８０】
このマイクロ波導入管２０２におけるマイクロ波導入窓２０１と接触する部分には、２つのマイクロ波放出口２０３、２０４が形成されている。これら２つのマイクロ波放出口２０３、２０４は、例えば図４(a) に示すように左右対象の長い切り溝に形成されたり、又は同図(b) に示すように左右対象の長い切り溝でかつ多段の幅に形成されている。これらマイクロ波放出口２０３、２０４は、その長手方向がマイクロ波の伝搬方向と一致する方向に形成されている。
【０１８１】
又、プラズマ源ベース板２００には、ガス供給口２０５が形成され、このガス供給口２０５からＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスがプロセスチャンバ３内に供給されるようになっている。
【０１８２】
マイクロ波導入窓２０１の近傍、例えばマイクロ波導入窓２０１の両側におけるプラズマ源ベース板２００には、それぞれ磁界発生手段としての磁石２０６が設けられている。
【０１８３】
これら磁石２０６は、プロセスチャンバ３内に発生するプラズマ２０７に磁界を加えることにより、電子をサイクロトロン運動（らせん運動）させて電子と中性子との衝突する頻度を高くし、これら電子と中性子との衝突により発生する活性種の発生量を多くする作用を有している。
【０１８４】
又、これら磁石２０６は、マイクロ波導入管２０２に形成された各マイクロ波放出口２０３、２０４の長手方向に一致する方向に設けられている。
【０１８５】
一方、図５は大面積の基板５に適用した場合のプロセスプラズマ処理装置の構成図である。なお、図５２と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０１８６】
マイクロ波導入窓２０１の両側及び補強部１６には、それぞれ磁界発生手段としての磁石２０８〜２１０が設けられている。なお、磁石２１０は、プロセス等に応じてなくてもよい。
【０１８７】
これら磁石２０８〜２１０は、上記同様に、プロセスチャンバ３内に発生するプラズマ１９、２０に磁界を加えることにより、電子をサイクロトロン運動させて電子と中性子との衝突の頻度を高くして、これら電子と中性子との衝突により発生する活性種の発生量を多くする作用を有している。
【０１８８】
又、これら磁石２０８〜２１０は、図６に示すように各マイクロハ導入管８、９に形成された各マイクロ波放出口１０、１１の長手方向に一致する方向に設けられている。
【０１８９】
ところで、上記図３に適用した磁石２０６及び上記図５に適用した磁石２０８〜２１０の磁場強度及びその配置について説明すると、これらは図７(a) 〜(c) に示すようにサイクロトロン運動方式、磁場閉じ込め方式及び電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ：Electron Cyclotron Resonance）方式のいずれか１つの方式が用いられる。
【０１９０】
このうちサイクロトロン運動方式、磁場閉じ込め方式では、電子が磁場からのエネルギを受けてサイクロトロン運動できることが条件となる。マグネトロン方式はサイクロトロン運動により中性粒子が電離、又磁場閉じ込め方式では周りでサイクロトロン回転運動を行い電子の滞在時間が長くなり、電子密度が高まる。
【０１９１】
サイクロトロン運動が起きるためには、サイクロトロンの回転半径（ラーマ半径ρ）が、電子の平均自由行程λ（熱による衝突の平均値）より小さいことが必要となる。
【０１９２】
ラーマ半径ρは、次式により求まる。
【０１９３】
ρ＝ｍｖ／ｑＢ                                                …(4)
ここで、Ｂは磁場強度、ｅは電荷量、ｍは質量。上式より電子温度とラーマ半径ρとの関係は、図８の通り計算されている。ここで、圧力０．５Ｐａにおける平均自由行程は、図９に示すように０．５ｃｍ程度である。
【０１９４】
電子は、平均自由行程λでほぼ一回中性粒子と衝突するので、平均自由行程λよりも小さいラーマ半径ρ（例えば平均自由行程λの１／１０程度）であれば、十分に回転できる。
【０１９５】
従って、図８からラーマ半径ρが０．０５ｃｍ以下となる磁場強度は、１００ガウス以上となり、サイクロトロン運動方式、磁場閉じ込め方式において上記磁石２０６及び上記磁石２０８〜２１０により発生する磁場強度は、１００ガウス以上となる。
【０１９６】
一方、ＥＣＲ方式においてＥＣＲ共鳴は、電子サイクロトロン周波数とマイクロ波の周波数とが等しくなるときに発生する。電子サイクロトロン周波数ωは次式で表される。
【０１９７】
ω＝ｅＢ／ｍ                                                  …(5)
ＥＣＲの共振条件から、ω＝２π×２．４５ＧＨｚ（マイクロ波の周波数）。上記式(5) にこれを代入し、磁場強度Ｂ＝８７５ガウスとなる。
【０１９８】
これにより、プラズマ中でのＥＣＲ条件に必要な８７５ガウス以上の磁場強度Ｂが必要となり、プラズマと磁石２０６、２０８〜２１０との距離、プロセスチャンバ３での磁場損失を考慮すると、これらの磁石自体の持つ表面磁場強度の値は、磁石２０６、２０８〜２１０としては、磁場強度Ｂが８７５ガウス（＝０．０８７５Ｔ）の少なくとも１０倍以上、１Ｔ以上のものが必要となる。
【０１９９】
次に上記の如く構成された各装置の作用について説明する。
【０２００】
上記図３に示すプロセスプラズマ処理装置の構成であれば、マイクロ波導波管２０２内を伝搬してきたマイクロ波は、２つのマイクロ波放出口２０３、２０４から放出され、マイクロ波導入窓２０１を通してプロセスチャンバ３内に導入される。
【０２０１】
これと共にガス供給口２０５を通してＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスがプロセスチャンバ３内に供給されるので、この媒質ガスは、マイクロ波により励起され、それぞれプラズマ２０７が発生する。
【０２０２】
ここで、磁石２０６からは磁界がプラズマ２０７に対して加えられるので、プラズマ２０７中にある電子は、磁界が加わることによりサイクロトロン運動し、中性子との衝突が多く発生する。この電子と中性子との衝突により活性種が多く発生するようになり、プラズマ中の活性種の密度が高くなる。
【０２０３】
従って、半導体装置製造プロセスや液晶表示装置製造プロセスの中でＡｌ、ＩＴＯ、ＳｉＯx 等のエッチングでは、加工の高速化或いは加工形状の垂直化のためにイオンを主に用いた加工が要求され、かつ中性ガスとの衝突によるイオン消滅をなくすため、動作ガス圧を低圧化することが望まれている場合でも、プラズマ中の活性種の密度を高くでき、安定したプラズマが維持される。
【０２０４】
これにより、プラズマの安定動作範囲は、図１９に示すように従来ガス圧５〜１００Ｐａの範囲であったものが、ガス圧０．０５〜１００Ｐａの範囲に広がった。
【０２０５】
プラズマ２０７により生成された活性種の密度は、プロセスチャンバ３内で均一に分布し、その活性種は、排気口１８に向かうガス流に運ばれて、基板５をプロセス加工する。
【０２０６】
一方、上記図５に示すプロセスプラズマ処理装置の構成であれば、２つのマイクロ波導波管８、９内を伝搬してきた各マイクロ波は、各マイクロ波放出口１０、１１から放出され、各マイクロ波導入窓１２、１３を通してプロセスチャンバ３内に導入される。
【０２０７】
これと共にガス供給口６、７を通してＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスがプロセスチャンバ３内に供給されるので、この媒質ガスは、マイクロ波により励起され、それぞれプラズマ１９、２０が発生する。
【０２０８】
ここで、各磁石２０８〜２１０からは磁界が、サイクロトロン運動方式、磁場閉じ込め方式又はＥＣＲ方式のうちいずれか１つの方式によりプラズマ１９、２０に対して加えられるので、プラズマ１９、２０中にある電子は、磁界が加わることによりサイクロトロン運動し、中性子との衝突が多く発生する。この電子と中性子との衝突により活性種が多く発生するようになり、プラズマ中の活性種の密度が高くなる。
【０２０９】
従って、上記同様に、半導体装置製造プロセスや液晶表示装置製造プロセスの中でＡｌ、ＩＴＯ、ＳｉＯx 等のエッチングでは、加工の高速化或いは加工形状の垂直化のためにイオンを主に用いた加工が要求され、かつ中性ガスとの衝突によるイオン消滅をなくす必要性により、動作ガス圧を低圧化することが望まれている場合でも、プラズマ中の活性種の密度を高くでき、安定したプラズマが維持される。
【０２１０】
これにより、プラズマの安定動作範囲は、図１０に示すように従来ガス圧５〜１００Ｐａの範囲であったものが、ガス圧０．０５〜１００Ｐａの範囲に広がった。
【０２１１】
プラズマ１９、２０により生成された活性種の密度は、プロセスチャンバ３内で均一に分布し、その活性種は、排気口１８に向かうガス流に運ばれて、基板５をプロセス加工する。
【０２１２】
このように上記第２の実施の形態においては、マイクロ波導入窓２０１又は１２、１３の両側に磁石２０６又は磁石２０８〜２１０を設け、プロセスチャンバ３内に発生したプラズマに対して磁界を加えるので、プラズマ中の電子がサイクロトン運動し、中性粒子との衝突が増加して活性種が生成され、低圧ガスにおいても安定したプラズマを維持できる。これにより、Ａｌ、ＩＴＯ、ＳｉＯx などのエッチングにもこのプラズマ源を適用できる。
【０２１３】
又、アッシングやａ−Ｓｉ、ＳｉＮ膜のエッチングなどこれまでのプロセスに適用した場合には、安定動作のガス圧領域が広がり、プラズマの安定性も高くなる。これにより、装置の安定性が高まり、プロセスの信頼性が向上する。
【０２１４】
さらに、マイクロ波導入窓２０１又は１２、１３の両側に磁石２０６又は磁石２０８〜２１０を設けるという簡単な構造であるので、装置を安価にできる。
【０２１５】
又、別の適用例を図１１に示す。同図は上記第１の実施の形態のプロセスプラズマ処理装置にマイクロ波導入窓１２、１３の両側及びマイクロ波共振端１５に各磁石２０８〜２１０を設けた構成である。
【０２１６】
このような構成であれば、２つのマイクロ波導波管８、９内を伝搬してきたマイクロ波は、それぞれマイクロ波放出口１０、１１から放出され、マイクロ波導入窓１２、１３を通してプラズマチャンバ２内に導入される。
【０２１７】
これと共にガス供給口６、７を通してＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスがプラズマチャンバ２内に供給されるので、この媒質ガスは、マイクロ波により励起され、それぞれプラズマ１９、２０が発生する。
【０２１８】
ここで、各磁石２０８〜２１０からは磁界が、マグネトロン方式、磁場閉じ込め方式又はＥＣＲ方式のうちいずれか１つの方式によりプラズマ１９、２０に対して加えられるので、プラズマ１９、２０中にある電子は、磁界が加わることによりサイクロトロン運動し、中性子との衝突が多く発生する。この電子と中性子との衝突により活性種が多く発生するようになり、プラズマ中の活性種の密度が高くなる。
【０２１９】
従って、上記同様に、半導体製造プロセスや液晶表示装置製造プロセスの中でＡｌ、ＩＴＯ、ＳｉＯx 等のエッチングでは、加工の高速化或いは加工形状の垂直化のためにイオンを主に用いた加工が要求され、かつ中性ガスとの衝突によるイオン消滅をなくす必要性により、動作ガス圧を低圧化することが望まれている場合でも、プラズマ中の活性種の密度を高くでき、安定したプラズマが維持される。そして、そのプラズマの安定動作範囲は、図１０に示すように従来ガス圧５〜１００Ｐａの範囲であったものが、ガス圧０．０５〜１００Ｐａの範囲に広がる。
【０２２０】
これと共に、プラズマチャンバ２内の梁部分は、従来装置の梁部分よりもその断面積比が２分の１以下に小さいマイクロ波共振端１５であるので、プラズマ１９、２０により生成された活性種は、プラズマチャンバ２内で広がり均一に分布するようになる。
【０２２１】
これらプラズマ１９、２０により生成された活性種は、排気口１８に向かうガス流に運ばれて、基板５をプロセス加工する。
【０２２２】
従って、外部補強部４０を設けることによりマイクロ波共振端１５の機械強度を補強できるなどの上記第１の実施の形態と同様に効果を奏することができ、かつ低圧ガスにおいても安定したプラズマを維持でき、Ａｌ、ＩＴＯ、ＳｉＯx などのエッチングにもこのプラズマ源を適用できる。
【０２２３】
又、アッシングやａ−Ｓｉ、ＳｉＮ膜のエッチングなどこれまでのプロセスに適用した場合には、安定動作のガス圧領域が広がり、プラズマの安定性も高くなる。これにより、装置の安定性が高まり、プロセスの信頼性が向上する。
【０２２４】
さらに、マイクロ波導入窓２０１又は１２、１３の両側に磁石２０６又は磁石２０８〜２１０を設けるという簡単な構造であるので、装置を安価にできる。
【０２２５】
(3) 次に本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、図３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０２２６】
図１２はプロセスプラズマ処理装置の全体構成図であり、図１３はマイクロ波放出口の具体的な構成図である。
【０２２７】
マイクロ波導入管２０２に形成されている２つの並行なマイクロ波放出口２２０、２１１は、プロセスチャンバ３内のプロセス条件、例えばアッシング、エッチングのような各プロセスに応じて互いの間隔長Ｌa が可変自在に構成されている。
【０２２８】
具体的に説明すると、図１３に示すようにマイクロ波導入管２０２におけるマイクロ波導入窓２０１と接する部分には、スロットアンテナ部２２２が形成されている。
【０２２９】
このスロットアンテナ部２０３には、互いに並行な２つの開口部２２３、２２４が形成されている。これら開口部２２３、２２４は、長方形状で、かつその長手方向がマイクロ波の伝搬方向と一致する方向に形成されている。
【０２３０】
このスロットアンテナ部２０３の内部には、２つの金属板２２５、２２６がそれぞれ各開口部２２３、２２４に対応する位置に矢印（Ａ）及び（Ｂ）方向に移動自在に設けられている。
【０２３１】
すなわち、これら金属板２２５、２２６には、それぞれ細い操作用の各金属棒２２７、２２８が取り付けられ、これら金属棒２２７、２２８がスロットアンテナ部２０３の各案内孔２２９、２３０を通して突出している。
【０２３２】
又、これら金属板２２５、２２６の幅は、それぞれ開口部２２３、２２４に配置した場合、各開口部２２３、２２４の半分を遮蔽すると共に半分を開放し、この開放される部分で所定幅の各マイクロ波放出口２２０、２２１が形成されるようになっている。
【０２３３】
従って、操作用の各金属棒２２７、２２８が操作された場合、例えば一方の金属板２２５が矢印（Ａ）方向に移動され、他方の金属板２２６が矢印（Ｂ）方向に移動されると、２つのマイクロ波放出口２２０、２１１の間隔長は図１４(a) に示すようにＬa となる。
【０２３４】
逆に、一方の金属板２２５が矢印（Ｂ）方向に移動され、他方の金属板２２６が矢印（Ａ）方向に移動されると、２つのマイクロ波放出口２２０、２１１の間隔長は図１４(b) に示すようにＬb （＞Ｌa ）となる。
【０２３５】
ここで、プロセス条件、例えばエッチングでは２つのマイクロ波放出口２２０、２１１の間隔長Ｌa を小さく例えば４０ｍｍに設定し、アッシングではマイクロ波放出口２２０、２１１の間隔長Ｌb を大きく例えば５０ｍｍに設定する。
【０２３６】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【０２３７】
マイクロ波導波管２０２内を伝搬してきたマイクロ波は、２つのマイクロ波放出口２２０、２２１から放出され、マイクロ波導入窓２０１を通してプロセスチャンバ３内に導入され、これと共にガス供給口２０５を通してＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスがプロセスチャンバ３内に供給されるので、この媒質ガスは、マイクロ波により励起され、それぞれプラズマ２０７が発生する。
【０２３８】
ここで、プロセス条件、例えばエッチングでは、操作用の各金属棒２２７、２２８が移動操作され、一方の金属板２２５が矢印（Ａ）方向に移動されるとともに他方の金属板２２６が矢印（Ｂ）方向に移動され、これらマイクロ波放出口２２０、２１１の間隔長が図１４(a) に示すようにＬa （例えば４０ｍｍ）に設定される。
【０２３９】
又、アッシングでは、一方の金属板２２５が矢印（Ｂ）方向に移動されるとともに他方の金属板２２６が矢印（Ａ）方向に移動され、これらマイクロ波放出口２２０、２１１の間隔長が図１４(b) に示すようにＬb （例えば５０ｍｍ）に設定される。
【０２４０】
又、磁石２０６からは磁界がプラズマ２０７に対して加えられるので、プラズマ２０７中にある電子は、磁界が加わることによりサイクロトロン運動し、中性子との衝突が多く発生する。この電子と中性子との衝突により活性種が多く発生するようになり、プラズマ中の活性種の密度が高くなって安定したプラズマ２０７が維持される。
【０２４１】
このプラズマ２０７により生成された活性種の密度は、プロセスチャンバ３内で均一に分布し、その活性種は、排気口１８に向かうガス流に運ばれて、基板５に対するエッチング又はアッシングが行われる。
【０２４２】
このように上記第３の実施の形態においては、２つのマイクロ波放出口２２０、２２１の間隔長を小さいＬa 又は大きいＬb に選択的に可変自在な構成としたので、プロセス条件、すなわちエッチング、アッシングに応じた最適なマイクロ波放出口２２０、２２１の間隔長に設定でき、これらエッチング、アッシングにおいて安定したプラズマ放電が得られる。
【０２４３】
従って、アッシングでは、各マイクロ波放出口１０、１１の間隔長（例えば５０ｍｍ）を長くでき、プラズマ放電を安定させて、例えば液晶基板表面のレジスト剥離の均一性を向上できる。
【０２４４】
又、エッチングでは、各マイクロ波放出口１０、１１の間隔長（例えば４０ｍｍ）を短くできて、ＣＦ4 、Ｃｌ2 、ＳＦ6 などの不安定なガスをＯ2 と同等の流量を用いても安定したプラズマ放電が得られる。
【０２４５】
これにより従来のように、プロセス条件が変わる毎に、各々のプロセス条件にあったマイクロ波放出口１０、１１の間隔長の異なるスロット板をプロセスチャンバ３を開いて取り付け、再びプロセスチャンバ３を閉めるといった一連の大掛かりな作業を行う必要もない。
【０２４６】
(4) 次に本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、図１２及び図１３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０２４７】
図１５はプロセスプラズマ処理装置におけるマイクロ波放出口の具体的な構成図である。
【０２４８】
マイクロ波導入管２０２におけるマイクロ波導入窓２０１と接する部分には、スロットアンテナ部２４０が形成されている。
【０２４９】
このスロットアンテナ部２４０には、開口部２４１が形成されている。
【０２５０】
又、スロットアンテナ部２４０の内部には、開口部２４１の容積と等しい金属性の角材２４２が複数個短冊状、例えば６本の角材２４２がそれぞれ矢印（Ｃ）方向に移動自在に設けられている。
【０２５１】
これら角材２４２には、それぞれ細い操作用の各金属棒２４３ａ〜２４３ｆが取り付けられ、これら金属棒２４３ａ〜２４３ｆがスロットアンテナ部２４０の案内孔２４４を通して突出している。
【０２５２】
従って、操作用の各金属棒２４３ａ〜２４３ｆを操作し、図１６(a) に示すように２つの角材２４２を中央部に配置し、残りの各角材２４２を両側にそれぞれ２つづつ配置することにより、例えば間隔長Ｌa の２つのマイクロ波放出口２２０、２２１が形成される。
【０２５３】
又、同図(b) に示すように４つの角材２４２を中央部に配置し、残りの各角材２４２を両側にそれぞれ配置することにより、例えば間隔長Ｌb （＞Ｌa ）の２つのマイクロ波放出口２２０、２２１が形成される。
【０２５４】
又、同図(c) に示すように全ての角材２４２を中央部に配置することにより、例えば間隔長Ｌc （＞Ｌb ）の２つのマイクロ波放出口２２０、２２１が形成され、任意の間隔長のマイクロ波放出口２２０、２２１が形成される。
【０２５５】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【０２５６】
マイクロ波導波管２０２内を伝搬してきたマイクロ波は、２つのマイクロ波放出口２２０、２２１から放出され、マイクロ波導入窓２０１を通してプロセスチャンバ３内に導入され、これと共にガス供給口２０５を通してＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスがプロセスチャンバ３内に供給されるので、この媒質ガスは、マイクロ波により励起され、それぞれプラズマ２０７が発生する。
【０２５７】
ここで、プロセス条件、例えばエッチングでは、図１６(a) に示すように操作用の各金属棒２４３ａ〜２４３ｆが操作され、２つの角材２４２が中央部に配置されるとともに残りの各角材２４２が両側に配置され、例えば間隔長Ｌa （例えば４０ｍｍ）の２つのマイクロ波放出口２２０、２２１が形成される。
【０２５８】
又、アッシングでは、同図(b) に示すように操作用の各金属棒２４３ａ〜２４３ｆが操作され、４つの角材２４２が中央部に配置されるとともに残りの各角材２４２が両側に配置され、例えば間隔長Ｌb （例えば５０ｍｍ）の２つのマイクロ波放出口２２０、２２１が形成される。
【０２５９】
又、磁石２０６からは磁界がプラズマ２０７に対して加えられるので、上記同様に、プラズマ２０７中にある電子はサイクロトロン運動し、中性子との衝突が多く発生し、プラズマ中の活性種の密度が高くなって安定したプラズマ２０７が維持される。
【０２６０】
このプラズマ２０７により生成された活性種の密度は、プロセスチャンバ３内で均一に分布し、その活性種は、排気口１８に向かうガス流に運ばれて、基板５に対するエッチング又はアッシングが行われる。
【０２６１】
このように上記第４の実施の形態においては、上記第３の実施の形態と同様な効果を奏することは言うまでもなく、かつ２つのマイクロ波放出口２２０、２２１の間隔長をＬa 、Ｌb に限らず、プロセス条件に応じてＬc 等のように任意に可変できる。
【０２６２】
なお、上記第３及び第４の実施の形態は、次の通り変形してもよい。
【０２６３】
例えば、上記第３又は第４の実施の形態における互いの間隔長を可変自在なマイクロ波放出口を複数組み並列に配置してもよい。これにより、大面積で安定したプラズマ放電ができ、大面積の基板５に対して高品質な加工特性を得ることができる。
【０２６４】
又、図１７に示すように２つの金属板２２５、２２６の移動を機械的又は電気的な構造で自動化してもよい。すなわち、操作用の各金属棒２２７、２２８には、例えばピストンシリンダー等を備えた油圧又は空気圧回路から構成される伝達機構部２４５が接続されている。
【０２６５】
この伝達機構部２４５は、信号制御部２４６から送出される制御信号に従って駆動するするもので、この信号制御部２４６は、予め記憶された制御プログラムを実行し、２つのマイクロ波放出口２２０、２２１の間隔長、例えばエッチング、アッシングに応じた間隔長Ｌa 、Ｌb を得るのに必要な各金属板２２５、２２６の移動方向及びその距離を制御信号として送出する機能を有している。
【０２６６】
このように２つのマイクロ波放出口２２０、２２１の間隔長Ｌa 、Ｌb を自動化することにより、これらマイクロ波放出口２２０、２２１の間隔長Ｌa 、Ｌb を可変する時間を大幅に短縮でき、エッチング、アッシングなどのプロセス条件による加工効率を高くできる。
【０２６７】
又、このような互いの間隔長を可変自在とするマイクロ波放出口は、図５や図１１に示すプロセスプラズマ処理装置にも適用可能である。
【０２６８】
(5) 次に本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、図５５と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０２６９】
図１８はプロセスプラズマ処理装置の構成図であり、図１９は同装置を上方から見た構成図である。
【０２７０】
気密容器２０内には、複数の噴出ノズル５０、５１が互いに対向配置されている。すなわち、これら噴出ノズル５０と５１とは、２つのマイクロ波導入窓２８、２９の間にある梁部分５２を介して互いに対向配置され、それぞれ気密容器２０の両サイドの内壁上部で、各マイクロ波導入窓２８、２９下面の極近傍となっている。
【０２７１】
これら噴出ノズル５０、５１は、それぞれＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスを気密容器２０内の中央部に向けて噴出するものである。
【０２７２】
このような構成であれば、各マイクロ波発振器２４、２５から発振され、それぞれマイクロ波導波管２２、２３内を伝搬してきたマイクロ波は、それぞれマイクロ波放出口２６、２７から放出され、マイクロ波導入窓２８、２９を通して気密容器２０内に導入される。
【０２７３】
これと共にＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスが、気密容器２０の両サイドに対向配置された各噴出ノズル５０、５１からそれぞれ気密容器２０の中央部に向けて噴出される。
【０２７４】
この噴出された媒質ガスは、矢印（ハ）及び（ニ）に示すように気密容器２０の中央部に向かい、梁部分４２の直下まで到達する。
【０２７５】
このように媒質ガスが気密容器２０内に供給されると、この媒質ガスは、マイクロ波により励起され、各マイクロ波導入窓２８、２９の下方でそれぞれプラズマ５３、５４が発生する。
【０２７６】
これらプラズマ５３、５４により生成された活性種は、各ガス排気系３３ａ、３３ｂに向かうガス流に運ばれて、基板５をプロセス加工する。
【０２７７】
このとき、活性種は、媒質ガスが気密容器２０の両サイドから梁部分４２の直下に向けて流れるので、気密容器２０内の基板５の全面に亘って均一な密度になる。
【０２７８】
このように上記第５の実施の形態においては、気密容器２０の両サイドに複数の噴出ノズル５０、５１を対向配置したので、これら噴出ノズル５０、５１からそれぞれ噴出された媒質ガスは、気密容器２０内の中央部に向けて流れるので、プラズマ５３、５４によって生成される気密容器２０内の活性種密度は均一に分布する。
【０２７９】
このように気密容器２０内で活性種密度を均一に分布できるので、大面積の基板５に対するエッチングレートやアッシングレートは、図２０に示すように従来装置と比較して梁部分５２直下のエッチングレートやアッシングレートが向上し、基板５の全面に亘って均一化でき、かつ加工速度が速くなる。
【０２８０】
(6) 次に本発明の第６の実施の形態について説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０２８１】
図２１はプロセスプラズマ処理装置の構成図であり、図２２は同装置を上方から見た構成図である。
【０２８２】
気密容器６０の下部には加工ステージ６１が設けられ、この加工ステージ６１には、液晶基板等の基板５が載置されている。
【０２８３】
この気密容器６０の上部には、３つのマイクロ波導波管６２〜６４が設けられている。これらマイクロ波導波管６２〜６４は、それぞれマイクロ波発振器６５ａ〜６５ｃから発振されたマイクロ波を導くもので、その底部にはそれぞれマイクロ波放出口６７〜６９が形成されている。
【０２８４】
これらマイクロ波導波管６２〜６４の下面には、例えば石英、アルミナセラミック等の誘電体により形成された各マイクロ波導入窓７０〜７２がそれぞれ設けられている。
【０２８５】
これら３つのマイクロ波導入窓７０〜７２の各間には、それぞれ梁部分７３、７４が設けられ、これら梁部分７３、７４により各マイクロ波導入窓７０〜７２を支持している。
【０２８６】
このような３つのマイクロ波導入窓７０〜７２を備えた気密容器６０内には、複数の噴出ノズル７５、７６が互いに対向配置されている。すなわち、これら噴出ノズル７５と７６とは、３つのマイクロ波導入窓７０〜７２の間にある各梁部分７３、７４を介して互いに対向配置され、かつそれぞれ気密容器６０の両サイドの内壁上部で、３つのマイクロ波導入窓７０〜７２下面のごく近傍となっている。
【０２８７】
又、気密容器６０内における各噴出ノズル７５、７６が設けられた内壁とは異なる他方の対向する内壁には、各マイクロ波導入窓７０〜７２ごとに１対づつの噴出ノズル７５ａと７６ａとが対向配置されている。
【０２８８】
このような構成であれば、各マイクロ波発振器６５ａ〜６５ｃから発振され、それぞれマイクロ波導波管６２〜６４内を伝搬してきたマイクロ波は、それぞれマイクロ波放出口６７〜６９から放出され、３つのマイクロ波導入窓７０〜７２を通して気密容器６０内に導入される。
【０２８９】
これと共にＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスが、気密容器６０の両サイドに対向配置された各噴出ノズル７５、７６からそれぞれ気密容器６０の中央部に向けて噴出される。
【０２９０】
又、各噴出ノズル７５ａと７６ａからもＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスが、気密容器６０内に噴出される。
【０２９１】
これら噴出された媒質ガスは、矢印（ホ）及び（ヘ）に示すように気密容器６０の中央部に向かい、各梁部分７３、７４の直下を通って中央部のマイクロ波導入窓７２の下方にまで到達する。
【０２９２】
このように媒質ガスが気密容器６０内に供給されると、この媒質ガスは、マイクロ波により励起され、３つのマイクロ波導入窓７０〜７２の下方でそれぞれプラズマ７７〜７９が発生する。
【０２９３】
これらプラズマ７７〜７９により生成された活性種は、各ガス排気系３３ａ、３３ｂに向かうガス流に運ばれて、基板５をプロセス加工する。
【０２９４】
このとき、活性種は、媒質ガスが気密容器６０の両サイドから各梁部分７３、７４の下方を通って中央部のマイクロ波導入窓７２の下方に向けて流れるので、気密容器６０内の基板５の全面に亘って均一な密度になる。
【０２９５】
このように上記第６の実施の形態においては、気密容器６０の両サイドに複数の噴出ノズル７５〜７６を対向配置したので、３つのマイクロ波導入窓７０〜７２が設けられていても、プラズマ７７〜７９によって生成される気密容器６０内の活性種密度を大面積の基板５上において均一に分布でき、この大面積の基板５に対するエッチングレートやアッシングレートを基板５の全面に亘って均一化でき、かつ加工速度が速くなる。
【０２９６】
(7) 次に本発明の第７の実施の形態について説明する。なお、図２１及び図２２と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０２９７】
図２３はプロセスプラズマ処理装置の構成図であり、図２４は同装置を上方から見た構成図である。
【０２９８】
３つのマイクロ波導入窓７０〜７２が設けられた気密容器６０には、両サイド側で互いに対向配置された第１の噴出ノズル群７５、７６とに加えて、３つのマイクロ波導入窓７０〜７２の各間に設けられている各梁部分７３、７４に、これも互いに対向配置された第２の噴出ノズル群８０、８１が設けられている。
【０２９９】
これら第２の噴出ノズル群８０と８１とは、それぞれ各梁部分７３、７４に気密容器６０の中央部に向けて対向配置されている。
【０３００】
このような構成であれば、各マイクロ波発振器６５ａ〜６５ｃから発振され、それぞれマイクロ波導波管６２〜６４内を伝搬してきたマイクロ波は、それぞれマイクロ波放出口６７〜６９から放出され、３つのマイクロ波導入窓７０〜７２を通して気密容器６０内に導入される。
【０３０１】
これと共にＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスが、気密容器６０の両サイドに対向配置された第１の噴出ノズル群７５、７６からそれぞれ気密容器６０の中央部に向けて噴出され、これと共に各梁部分７３、７４に設けられた第２の噴出ノズル群８０、８１からそれぞれ気密容器６０の中央部に向けて噴出される。
【０３０２】
又、各噴出ノズル７５ａと７６ａからもＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスが、気密容器６０内に噴出される。
【０３０３】
これら噴出された媒質ガスは、矢印（ト）（チ）及び（リ）に示すように気密容器６０内の３つのマイクロ波導入窓７０〜７２の下方に一様に流れる。
【０３０４】
このように媒質ガスが気密容器６０内に供給されると、この媒質ガスは、マイクロ波により励起され、３つのマイクロ波導入窓７０〜７２の下方でそれぞれプラズマ８２〜８４が発生する。
【０３０５】
これらプラズマ８２〜８４により生成された活性種は、各ガス排気系３３ａ、３３ｂに向かうガス流に運ばれて、基板５をプロセス加工する。
【０３０６】
このとき、活性種は、３つのマイクロ波導入窓７０〜７２の下方に一様に流れるので、気密容器６０内の基板５の全面に亘って均一な密度になる。
【０３０７】
このように上記第７の実施の形態においては、気密容器６０内に両サイド側で互いに対向配置された第１の噴出ノズル群７５、７６に加えて、各梁部分７３、７４にも互いに対向配置された第２の噴出ノズル群８０、８１を設けたので、上記各実施の形態と同様に、プラズマ７７〜７９によって生成される気密容器６０内の活性種密度を大面積の基板５上において均一に分布でき、この大面積の基板５に対するエッチングレートやアッシングレートを基板５の全面に亘って均一化でき、かつ加工速度が速くなる。
【０３０８】
(8) 次に本発明の第８の実施の形態について説明する。
【０３０９】
図２５はプロセスプラズマ処理装置の構成図であり、図２６は同装置を上方から見た構成図である。
【０３１０】
気密容器９０の下部には加工ステージ９１が設けられ、この加工ステージ９１には、大口径半導体ウエハ又は液晶基板等の基板５が載置されている。
【０３１１】
この気密容器９０の上部には、４つのマイクロ波導波管９２、９３が設けられている。なお、２つのマイクロ波導波管は、図面の関係上不図示である。
【０３１２】
これらマイクロ波導波管９２、９３は、それぞれマイクロ波発振器９４から発振されたマイクロ波を導くもので、その底部にはそれぞれマイクロ波放出口９５、９６が形成されている。
【０３１３】
これらマイクロ波導波管９２、９３の下面には、例えば石英、アルミナセラミック等の誘電体により形成された４つのマイクロ波導入窓９７〜１００がそれぞれ設けられている。
【０３１４】
これら４つのマイクロ波導入窓９７〜１００の各間には、それぞれ梁部分１０１〜１０３が設けられ、これら梁部分１０１〜１０３により各マイクロ波導入窓９７〜１００を支持している。
【０３１５】
このような４つのマイクロ波導入窓９７〜１００を備えた気密容器９０内には、第１の噴出ノズル群１０４、１０５が互いに対向配置されている。すなわち、これら第１の噴出ノズル群１０４と１０５とは、４つのマイクロ波導入窓９７〜１００の間にある各梁部分１０１〜１０３を介して互いに対向配置され、それぞれ気密容器９０の両サイドの内壁上部で、両サイド側の各マイクロ波導入窓９７、１００下面の極近傍となっている。
【０３１６】
又、３つの梁部分１０１〜１０３のうち中央の梁部分１０２を除く各梁部分１０１、１０３には、第２の噴出ノズル群１０６、１０７が設けられている。これら第２の噴出ノズル１０６と１０７とは、互いに中央の梁部分１０２を介して対向配置されている。
【０３１７】
なお、気密容器９０内における各噴出ノズル１０４、１０５が設けられた内壁とは異なる他方の対向する内壁には、４つのマイクロ波導入窓９７〜１００ごとに１対づつの噴出ノズル１０８と１０９とが対向配置されている。
【０３１８】
このような構成であれば、各マイクロ波発振器９４から発振され、それぞれマイクロ波導波管９２、９３内を伝搬してきたマイクロ波は、それぞれマイクロ波放出口９５、９６から放出され、４つのマイクロ波導入窓９７〜１００を通してそれぞれ気密容器６０内に導入される。
【０３１９】
これと共にＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスが、気密容器９０の両サイドに対向配置された第１の噴出ノズル群１０４、１０５からそれぞれ気密容器９０の中央部に向けて噴出され、これと共に各梁部分１０６、１０７に設けられた第２の噴出ノズル群１０６、１０７からそれぞれ気密容器９０の中央部に向けて噴出される。
【０３２０】
又、各噴出ノズル１０８、１０９からもＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスが、気密容器９０内に噴出される。
【０３２１】
これら噴出された媒質ガスは、矢印（ヌ）及び（ル）に示すように気密容器９０内の中央部の梁部分１０２の下方に向かって流れる。
【０３２２】
このように媒質ガスが気密容器９０内に供給されると、この媒質ガスは、マイクロ波により励起され、４つのマイクロ波導入窓９７〜１００の下方でそれぞれプラズマが発生する。
【０３２３】
これらプラズマにより生成された活性種は、各ガス排気系３３ａ、３３ｂに向かうガス流に運ばれて、基板５をプロセス加工する。
【０３２４】
このとき、活性種は、中央部の梁部分１０２の下方に向かって流れるので、気密容器９０内の基板５の全面に亘って均一な密度になる。
【０３２５】
このように上記第８の実施の形態においては、気密容器９０内に両サイド側で互いに対向配置された第１の噴出ノズル群１０４、１０５に加えて、各梁部分１０１、１０３にも互いに対向配置された第２の噴出ノズル群１０６、１０７を設けたので、上記各実施の形態と同様に、プラズマによって生成される気密容器９０内の活性種密度を大面積の基板５上において均一に分布でき、この大面積の基板５に対するエッチングレートやアッシングレートを基板５の全面に亘って均一化でき、かつ加工速度が速くなる。
【０３２６】
(9) 次に本発明の第９の実施の形態について説明する。なお、図１８及び図１９と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０３２７】
図２７はプロセスプラズマ処理装置の構成図であり、図２８は同装置を上方から見た構成図である。
【０３２８】
気密容器２０内の梁部分５２には、複数の噴出ノズル１１０、１１１が配置されている。これら噴出ノズル１１０、１１１のうち一方の噴出ノズル１１０は噴出ノズル５０に対して対向配置され、他方の噴出ノズル１１１は噴出ノズル５１に対して対向配置されている。
【０３２９】
これら梁部分５２の各噴出ノズル１１０、１１１のノズル径は、両サイド側の各噴出ノズル５０、５１のノズル径に比べて小さく形成され、媒質ガスの噴出量が少なくなっている。
【０３３０】
このような構成であれば、各マイクロ波発振器２４、２５から発振され、それぞれマイクロ波導波管２２、２３内を伝搬してきたマイクロ波は、それぞれマイクロ波放出口２６、２７から放出され、マイクロ波導入窓２８、２９を通して気密容器２０内に導入される。
【０３３１】
これと共にＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスが、気密容器２０の両サイドに対向配置された各噴出ノズル５０、５１からそれぞれ気密容器２０の中央部に向けて噴出される。
【０３３２】
この噴出された媒質ガスは、矢印（ハ）及び（ニ）に示すように気密容器２０の中央部に向かい、梁部分５２の直下まで到達する。
【０３３３】
これと共に梁部分５２の各噴出ノズル１１０、１１１からそれぞれＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスが噴出され、この媒質ガスも梁部分５２の下方に向かって流れる。
【０３３４】
これら噴出ノズル１１０、１１１から噴出される媒質ガス量は、両サイドの各噴出ノズル５０、５１から噴出される媒質ガス量に比べて少ない媒質ガス量となっている。
【０３３５】
このように媒質ガスが気密容器２０内に供給されると、この媒質ガスは、マイクロ波により励起され、各マイクロ波導入窓２８、２９の下方でそれぞれプラズマが発生する。
【０３３６】
これらプラズマにより生成された活性種は、各ガス排気系３３ａ、３３ｂに向かうガス流に運ばれて、基板５をプロセス加工する。
【０３３７】
このとき、活性種は、媒質ガスが気密容器２０の両サイド及び梁部分５２からこの梁部分５２の下方に向かって流れるので、気密容器２０内の基板５の全面に亘って均一な密度になる。
【０３３８】
このように上記第９の実施の形態においては、気密容器２０の両サイドに複数の噴出ノズル５０、５１を設けるとともに梁部分５２にノズル径の小さい複数の噴出ノズル１１０、１１１を設けたので、上記各実施の形態と同様に、プラズマによって生成される気密容器２０内の活性種密度を大面積の基板５上において均一に分布でき、この大面積の基板５に対するエッチングレートやアッシングレートを基板５の全面に亘って均一化でき、かつ加工速度が速くなる。
【０３３９】
(10)次に本発明の第１０の実施の形態について説明する。なお、図２７及び図２８と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０３４０】
図２９はプロセスプラズマ処理装置の構成図であり、図３０は同装置を上方から見た構成図である。
【０３４１】
気密容器２０内の梁部分５２には、複数の噴出ノズル１１２、１１３が配置されている。これら噴出ノズル１１２、１１３のうち一方の噴出ノズル１１２は噴出ノズル５０に対して対向配置され、他方の噴出ノズル１１３は噴出ノズル５１に対して対向配置されている。
【０３４２】
これら噴出ノズル１１２、１１３の配置数は、両サイド側の各噴出ノズル５０、５１の配置数に比べて少なく、例えば両サイド側の各噴出ノズル５０、５１の配置数５本に対して２本に設定され、媒質ガスの噴出量が少なくなっている。
【０３４３】
このような構成であれば、各マイクロ波導波管２２、２３内を伝搬してきたマイクロ波は、それぞれマイクロ波放出口２６、２７から放出され、マイクロ波導入窓２８、２９を通して気密容器２０内に導入される。
【０３４４】
これと共にＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスが、気密容器２０の両サイドに対向配置された各噴出ノズル５０、５１からそれぞれ気密容器２０の中央部に向けて噴出される。
【０３４５】
この噴出された媒質ガスは、矢印（ハ）及び（ニ）に示すように気密容器２０の中央部に向かい、梁部分５２の直下まで到達する。
【０３４６】
これと共に梁部分５２の各噴出ノズル１１２、１１３からそれぞれＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスが噴出され、この媒質ガスも梁部分５２の下方に向かって流れる。
【０３４７】
これら噴出ノズル１１２、１１３から噴出される媒質ガス量は、両サイドの各噴出ノズル５０、５１から噴出される媒質ガス量に比べて少ない媒質ガス量となっている。
【０３４８】
このように媒質ガスが気密容器２０内に供給されると、この媒質ガスは、マイクロ波により励起され、各マイクロ波導入窓２８、２９の下方でそれぞれプラズマが発生する。
【０３４９】
これらプラズマにより生成された活性種は、各ガス排気系３３ａ、３３ｂに向かうガス流に運ばれて、基板５をプロセス加工する。
【０３５０】
このとき、活性種は、媒質ガスが気密容器２０の両サイド及び梁部分５２からこの梁部分５２の下方に向かって流れるので、気密容器２０内の基板５の全面に亘って均一な密度になる。
【０３５１】
このように上記第１０の実施の形態においては、気密容器２０の両サイドに複数の噴出ノズル５０、５１を設けるとともに梁部分５２に配置数の少ない複数の噴出ノズル１１２、１１３を設けたので、上記各実施の形態と同様に、プラズマによって生成される気密容器２０内の活性種密度を大面積の基板５上において均一に分布でき、この大面積の基板５に対するエッチングレートやアッシングレートを基板５の全面に亘って均一化でき、かつ加工速度が速くなる。
【０３５２】
(11)次に本発明の第１１の実施の形態について説明する。なお、図１８及び図１９と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０３５３】
図３１はプロセスプラズマ処理装置の構成図であり、図３２は同装置を上方から見た構成図である。
【０３５４】
気密容器２０内の梁部分５２の下部には、気密容器２０内のガスを吸引する複数のガス吸込ポート１２０が設けられている。
【０３５５】
このような構成であれば、各マイクロ波発振器２４、２５から発振され、それぞれマイクロ波導波管２２、２３内を伝搬してきたマイクロ波は、それぞれマイクロ波放出口２６、２７から放出され、マイクロ波導入窓２８、２９を通して気密容器２０内に導入される。
【０３５６】
これと共にＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスが、気密容器２０の両サイドに対向配置された各噴出ノズル５０、５１からそれぞれ気密容器２０の中央部に向けて噴出される。
【０３５７】
この噴出された媒質ガスは、矢印（ハ）及び（ニ）に示すように気密容器２０の中央部に向かい、梁部分４２の直下まで到達し、そして、ガス吸込ポート１２０から吸込まれる。
【０３５８】
このように媒質ガスが気密容器２０内に供給されると、この媒質ガスは、マイクロ波により励起され、各マイクロ波導入窓２８、２９の下方でそれぞれプラズマ５３、５４が発生する。
【０３５９】
これらプラズマ５３、５４により生成された活性種は、各ガス排気系３３ａ、３３ｂに向かうガス流、及びガス吸込ポート１２０に吸込まれるガス流に運ばれて、基板５をプロセス加工する。
【０３６０】
このように活性種は運ばれるので、活性種密度は、気密容器２０内の基板５の全面に亘って均一になる。
【０３６１】
このように上記第１１の実施の形態においては、梁部分４２にガス吸込ポート１２０を設けたので、活性種は、各ガス排気系３３ａ、３３ｂに向かうガス流及びガス吸込ポート１２０に吸込まれるガス流に運ばれ、その活性種密度は気密容器２０内の基板５の全面に亘って均一になり、大面積の基板５に対するエッチングレートやアッシングレートを基板５の全面に亘って均一化でき、かつ加工速度が速くなる。
【０３６２】
(12)次に本発明の第１２の実施の形態について説明する。なお、図５８と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０３６３】
図３３はプロセスプラズマ処理装置の構成図である。
【０３６４】
プラズマチャンバ２に対してマイクロ波を遮蔽するパンチングプレート１３０が設けられている。なお、このパンチングプレート１３０は、プラズマチャンバ２に電気的に接続され、接地されている。
【０３６５】
このパンチングプレート１３０は、図３４に示すようにホルダ３５及び曲面ホルダ１３１によりプラズマチャンバ２からプロセスチャンバ３へ向かって凸形状に突き出る所定の曲率半径に湾曲して、プラズマチャンバ２に止め付けられている。
【０３６６】
この曲面ホルダ１３１は、例えば弧の厚みが１０ｍｍ程度になるように決められ、長さ５０ｃｍではパンチングプレート１３０の曲率半径が約６０００ｍｍとするものである。
【０３６７】
このような構成であれば、２つのマイクロ波導波管８、９内を伝搬してきたマイクロ波は、それぞれマイクロ波放出口１０、１１から放出され、マイクロ波導入窓１２、１３を通してプラズマチャンバ２内に導入される。
【０３６８】
これと共にガス供給口６、７を通してＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスがプラズマチャンバ２内に供給されるので、この媒質ガスは、マイクロ波により励起され、それぞれプラズマ１９、２０が発生する。
【０３６９】
これらプラズマ１９、２０により生成された活性種は、排気口１８に向かうガス流に運ばれて、基板５をプロセス加工する。
【０３７０】
ここで、プラズマ発生時、プラズマ１９、２０には、マイクロ波によりｋＷオーダのエネルギが供給される。このエネルギは、活性種を生成させると共に媒質ガスを加熱する。
【０３７１】
そして、この加熱された媒質ガス及びプラズマ１９、２０からの輻射によりパンチングプレート１３０を加熱される。
【０３７２】
このようにパンチングプレート１３０にプラズマ１９、２０からの熱が上面から加わると、パンチングプレート１３０は、下方向の凸形状を保持したまま熱変形し、かつ上面が延びて下方向への突出が小さくなる。
【０３７３】
このような変形では、下方向への凸形状は維持されるので、プラズマチャンバ２の形状は大きく歪むことはなく、放電分布もプラズマ１９、２０の発生時である初期状態が維持される。なお、上方向への凸形状も考えられるが、マイクロ波放出口１０、１１とパンチングプレート１３０との距離が短くなってしまい、極端にプラズマ１９、２０の密度が高くなる場合があるで、下方向への凸形状の方が望ましい。
【０３７４】
従って、プラズマ１９、２０により生成される活性種密度は、プロセスチャンバ３内の基板５の全面に亘って均一になる。
【０３７５】
このように上記第１２の実施の形態においては、パンチングプレート１３０をホルダ３５及び曲面ホルダ１３１によりプラズマチャンバ２からプロセスチャンバ３へ向かって凸形状となる所定の曲率半径に湾曲して設けたので、パンチングプレート１３０は、下方向の凸形状を保持したまま熱変形するため、プラズマチャンバ２の形状変化は最小限度に抑えられる。
【０３７６】
これにより、動作時間の経過によっても放電状態は変化することなく、基板５での加工量の面内分布の時間変化Ｋo は、図３５に示すように従来の加工量の面内分布の時間変化Ｋ1 と比べて２分の１以下となった。
【０３７７】
そして、基板５での加工量の面内分布率は、従来において時間経過と共に±１０％〜±２０％に上昇していたのに対し、本発明装置ではほぼ±１０％前後のまま維持できる。
【０３７８】
又、曲面ホルダ１３１を用いる方式では、パンチングプレート１３０を型押し加工する方法に比べて１枚で具体的に５万円〜１０万円程度安価にできる。
【０３７９】
なお、上記第１２の実施の形態は、次の通り変形してもよい。
【０３８０】
例えば、上記第１２の実施の形態では、曲面ホルダ１３１によりパンチングプレート１３０の一方向の曲面のみを湾曲させたが、これに限らず図３６に示すように２つの曲面ホルダ１３１、１３２を用いて２方向の曲面でパンチングプレート１３０を湾曲させてもよい。
【０３８１】
このように２方向から湾曲させても、基板５での加工量の面内分布の時間変化は少なくできる。
【０３８２】
(13)次に本発明の第１３の実施の形態について説明する。なお、図５８と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０３８３】
図３７はプロセスプラズマ処理装置の構成図である。
【０３８４】
プロセスチャンバ２５０の上部には、マイクロ波導波管２５１が設けられている。このマイクロ波導波管２５１は、マイクロ波発振器２５２から発振されたマイクロ波２５３をプロセスチャンバ２５０内に導くもので、その中間部にはマイクロ波チューナ２５４が設けられている。
【０３８５】
このマイクロ波導波管２５１の下面には、マイクロ波導入窓２５５が設けられ、このマイクロ波導入窓２５５がプロセスチャンバ２５０の上部に設けられている。又、マイクロ波導波管２５１のマイクロ波導入窓２５５と接する部分には図示しないがスリット状の２つのマイクロ波放出口が形成されている。
【０３８６】
マイクロ波導入窓２５５は、マイクロ波を効率良くプラズマチュンバ２５０内に導入するために例えば石英、アルミナセラミック等の誘電体により形成されている。
【０３８７】
プラズマチャンバ２５０は、ＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスを封入するもので、そのサイド側にはこれら媒質ガスをプラズマチャンバ２内に供給するためのガス供給口２５６が設けられている。なお、プラズマチャンバ２５０の下部には、排気系２５７が設けられている。
【０３８８】
又、プロセスチャンバ２５０内下部には、加工ステージ２５８が設けられている。この加工ステージ２５８には、大口径半導体ウエハや液晶基板等の基板５が載置されている。
【０３８９】
プロセスチャンバ２５０内には、パンチングプレート２５９が配置され、このパンチングプレート２５９によりプロセスチャンバ２５０内を放電室２６０と加工室２６１とに隔てている。
【０３９０】
このパンチングプレート２５９は、例えば加工室２６１側に凸状に膨らんだ、いわゆるお椀のような形状に形成され、その底部が桟２６２により支持されている。
【０３９１】
このように放電室２６０は、加工室２６１と隔てるパンチングプレート２５９によりマイクロ波に対して共振器が構成される寸法、形状に形成されている。
【０３９２】
平均誘電率は、共振器内の構成物質（例えば窓、ガス）の寸法、固有誘電率等によって定まる。
【０３９３】
上記パンチングプレート２５９には、放電室２６０の周壁の温度に応じてその形状を補正するための補正機構Ｆが設けられている。
【０３９４】
この補正機構Ｆは、放電室２６０内におけるプラズマ放電部近傍の温度を検出するために放電室２６０の壁温度を測定する測定子２６３と、この測定子２６３により測定された放電室２６０の壁温度に応じた最適な位置に桟２６２を移動制御する制御部２６４と、この制御部２６４からの制御信号を受けて桟２６２を移動し、これによりパンチングプレート２５９を放電室２６０の周壁の温度に応じて形状に補正してパンチングプレート２５９と基板５との間隔を最適化する捩子送り等の桟移動機構２６５とから構成されている。
【０３９５】
ここで、制御部２６４によるパンチングプレート２５９の形状の最適化制御は、上記の通り測定子２６３により測定される放電室２６０の周壁の温度に基づいて行っている。すなわち、放電室２６０の周壁温度の上昇に伴い、共振器内の平均誘電率は減少するとともに共振長さは長くなる。
【０３９６】
図３８は放電室２６０の温度と放電室２６０の長さ、言い換えればマイクロ波導入窓２５５からパンチングプレート２５９までの寸法の関係を定性的に示す。同図から装置温度の変化に追従して安定な動作を行うためには、放電室２６０の温度に応じて桟２６２を移動させればよいことが分かる。
【０３９７】
従って、制御部２６４は、測定子２６３により測定された放電室２６０の壁温度を入力し、図３８に示す放電室２６０の温度と放電室２６０の長さとの関係に基づき、放電室２６０の壁温度に応じた最適な位置に桟２６２を移動制御する制御信号を桟移動機構２６５に送出する機能を有している。
【０３９８】
なお、パンチングプレート２５９は、プロセスチャンバ２５０の内壁に対して例えば上下方向に摺動自在に設けられ、かつ横方向にも滑ることが可能に設けられている。
【０３９９】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【０４００】
マイクロ波導波管２５１内を伝搬してきたマイクロ波２５３は、マイクロ波放出口から放出され、マイクロ波導入窓２５５を通してプロセスチャンバ２５０内に導入される。
【０４０１】
これと共にガス供給口２５６を通してＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスがプロセスチャンバ３内に供給されるので、この媒質ガスは、マイクロ波により励起されてプラズマが発生する。
【０４０２】
このプラズマにより生成された活性種の密度は、プロセスチャンバ３内で均一に分布し、その活性種は、排気系２５７に向かうガス流に運ばれて、基板５をプロセス加工する。
【０４０３】
このように基板５を複数枚について連続的にプロセス加工すると、図３９に示すように最初の１枚目と後半とでは、放電室２６０の周壁温度がかなり異なってくる。
【０４０４】
そこで、測定子２６３は、放電室２６０の壁温度を測定し、その温度信号を制御部２６４に送る。
【０４０５】
この制御部２６４は、測定子２６３により測定された放電室２６０の壁温度を入力し、図３８に示す放電室２６０の温度と放電室２６０の長さとの関係に基づいて放電室２６０の壁温度に応じた最適な桟２６２の位置を求め、この桟２６２の位置に移動させる制御信号を桟移動機構２６５に送出する。
【０４０６】
この桟移動機構２６５は、制御部２６４からの制御信号を入力すると、この制御信号で指示された桟２６２の位置に桟２６２を移動させる。
【０４０７】
これにより、パンチングプレート２５９と基板５との間隔は最適化され、放電室２６０の壁温度の変化に追従して安定な動作が維持される。
【０４０８】
このように上記第１３の実施の形態においては、測定子２６３により測定された放電室２６０の壁温度に応じた最適な位置に桟２６２を移動させるように構成したので、基板５を複数枚について連続的にプロセス加工した場合、最初の１枚目と後半とでは、放電室２６０の周壁温度がかなり異なっても、放電室２６０の壁温度の変化に追従して安定な動作が維持できる。例えば動作開始直後の装置が完全に冷えきった状態からの動作に発生していた動作不安定化を回避できる。
【０４０９】
(14)次に本発明の第１４の実施の形態について説明する。なお、図３７と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０４１０】
図４０はプロセスプラズマ処理装置の構成図である。
【０４１１】
パンチングプレート２５９を支持する桟２７０は、形状記憶合金により形成され、この桟２７０の周囲温度に応じてその形状が変化し、パンチングプレート２５９と基板５との間隔を最適化する機能を有している。
【０４１２】
例えば、プロセスチャンバ２５０内では、数十枚の基板５を連続的に処理するが、この場合、放電室２６０すなわちパンチングプレート２５９の温度は、処理枚数に伴って上昇し、その後、一定値Ｔc で推移する。
【０４１３】
このような事から桟２７０は、例えば図４１(a) に示すように温度が一定値Ｔc のときに最適な形状となり、室温時に同図(b) に示すような変形した形状となるようにする。
【０４１４】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【０４１５】
マイクロ波導波管２５１内を伝搬してきたマイクロ波２５３は、マイクロ波放出口から放出され、マイクロ波導入窓２５５を通してプロセスチャンバ２５０内に導入され、これと共にガス供給口２５６を通してＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスがプロセスチャンバ３内に供給されるので、この媒質ガスは、マイクロ波により励起されてプラズマが発生する。
【０４１６】
このプラズマにより生成された活性種の密度は、プロセスチャンバ３内で均一に分布し、その活性種は、排気系２５７に向かうガス流に運ばれて、基板５をプロセス加工する。
【０４１７】
このようにして基板５を複数枚連続的にプロセス加工すると、上記図３９に示すように最初の１枚目の基板５とその後半の基板５とでは、放電室２６０の周壁温度がかなり異なる。
【０４１８】
このような場合、パンチングプレート２５９を支持する桟２７０は、形状記憶合金により形成されているので、その周囲温度に応じてその形状が変化し、例えば数十枚の基板５を連続的に処理して放電室２６０の温度が一定値Ｔc で推移している場合、桟２７０は、例えば図４１(a) に示すような最適な形状になる。
【０４１９】
これによりパンチングプレート２５９と基板５との間隔は、最適化され、放電室２６０の壁温度の変化に追従して安定な動作が維持される。
【０４２０】
このように上記第１４の実施の形態においては、パンチングプレート２５９を支持する桟２７０を形状記憶合金により形成し、例えば数十枚の基板５を連続的に処理して放電室２６０の温度が一定値Ｔc で推移している場合に最適な形状になるようにしたので、上記第１３の実施の形態と同様に、基板５を複数枚について連続的にプロセス加工した場合、最初の１枚目と後半とでは、放電室２６０の周壁温度がかなり異なっても、放電室２６０の壁温度の変化に追従して安定な動作が維持できる。例えば動作開始直後の装置が完全に冷えきった状態からの動作に発生していた動作不安定化を回避できる。
【０４２１】
なお、上記第１３及び第１４の実施の形態における桟２６２、２７０には、図４２(a) に示すようなパンチングプレート２５９に対し、同図(b) に示すような複数の穴の形成された桟用パンチングプレート２７１を設けてもよい。
【０４２２】
そして、この桟用パンチングプレート２７１をパンチングプレート２５９に対し位置をずらして配置したり、又は回転自在に設ける構成にすれば、桟用パンチングプレート２７１をパンチングプレート２５９に組み合わせた場合、穴の開口率を可変できる。
【０４２３】
(15)次に本発明の第１５の実施の形態について説明する。なお、図２１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０４２４】
図４３はプロセスプラズマ処理装置の構成図である。
【０４２５】
気密容器６０の両サイド側の内壁には、互いに対向する１対の第１の噴出ノズル群７５、７６が設けられている。
【０４２６】
又、気密容器６０内の各梁部分７３、７４には、それぞれ互いに対向する１対の第２の噴出ノズル群１４０、１４１が設けられている。
【０４２７】
これら第１の噴出ノズル群７５、７６及び第２の噴出ノズル群１４０、１４１は、それぞれＣＦ4 、Ｏ2 、Ｃｌ2 等の媒質ガスを気密容器６０の中央部に向けて噴出するものである。
【０４２８】
又、気密容器６０内の一方の梁部分７３には、第３の噴出ノズル群１４２が第１の噴出ノズル群７５と対向配置されている。
【０４２９】
又、気密容器６０内の他方の梁部分７４には、第４の噴出ノズル群１４３が第２の噴出ノズル群７６と対向配置されている。
【０４３０】
これら噴出ノズル群のうち、第１の噴出ノズル群７５、７６は、図４４のガス制御系の構成図に示すように、第１のガス管１４４に共通接続され、第３と第４の噴出ノズル群１４２、１４３が第２のガス管１４５に共通接続されている。
【０４３１】
そして、第２の噴出ノズル群１４０、１４１が第３のガス管１４６に共通接続されている。
【０４３２】
これら第１〜第３のガス管１４４〜１４６は、それぞれ共通接続されてガス源に接続されている。
【０４３３】
なお、これら第１〜第３のガス管１４４〜１４６は、それぞれ共通接続せず、例えばＣＦ4 等のハロゲン系のガスと、酸素ガスとの各ガス源に別々に接続する構成としてもよい。
【０４３４】
これら第１〜第３のガス管１４４〜１４６には、それぞれ第１〜第３の調節弁１４７〜１４９が設けられている。
【０４３５】
一方、制御装置１５０は、第１〜第３の調節弁１４７〜１４９の開度を調節して、各噴出ノズル７５、７６、…１４３から媒質ガスの噴出量を制御する機能を有している。
【０４３６】
具体的に、制御装置１５０は、基板５に対するプロセス処理の終了点近くで、複数の噴出ノズル７５、７６、…１４３から噴出する各媒質ガスのうち所定の媒質ガス、例えばハロゲン系ガスと酸素ガスとであれば、酸素ガスの割合を大きくする、すなわち酸素ガスの流量を増加する機能を有している。
【０４３７】
又、制御装置１５０は、エッチングレートが均一の場合、プロセス処理中ではハロゲン系ガスと酸素ガスとの流量比を所定の比率とし、プロセス処理の終了点近くでは気密容器６０内の外周部における酸素ガスの割合を大きくする機能を有している。
【０４３８】
又、制御装置１５０は、エッチングレートが不均一な場合、プロセス処理中では気密容器６０内のエッチングレートの低い部分に対するハロゲン系ガスの割合を大きくし、プロセス処理の終了点近くでは気密容器６０内の外周部における酸素ガスの割合を大きくする機能を有している。
【０４３９】
又、制御装置１５０は、気密容器６０内の圧力変動、気密容器６０のガスを排気するポンプの負荷、又はこのポンプの回転数によりプロセス処理の終了点を監視する機能を有している。
【０４４０】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【０４４１】
ところで、プロセスプラズマ装置によるプロセス製造方法は、上記の如く例えば金属膜をエッチングする場合、図６１に示すようにエッチング処理の進行により金属膜３７は、エッチングされ、最終的にその断面形状が台形状となるように加工される。
【０４４２】
このような金属膜３７の台形状の形状は、エッチングプロセスにおいて金属膜３７のみならずレジスト３８も同時にエッチングすることにより得られる。
【０４４３】
従って、かかるプロセス製造では、金属膜３７をエッチングするためのＣＦ4 等のハロゲン系のガス、レジスト３８をエッチングするための酸素ガスとの２種類のガスを用いることが一般的である。
【０４４４】
これらガス種の流量比により金属膜３７の台形状が変化するが、一般に重要となるのは、台形状のテーパ角である。
【０４４５】
ここで、流量比とエッチング特性との関係をまとめると次の通りとなる。
【０４４６】
ＣＦ4 等のハロゲン系のガスが多くなると、処理速度（エッチングレート）が速くなり、テーパ角が大きくなる。
【０４４７】
酸素ガスが多くなると、処理速度が遅くなり、テーパ角が小さくなる。
【０４４８】
図４５は酸素ガス流量比に対するテーパ角の関係を示しており、酸素流量が多くなるに従ってテーパ角が小さくなっている。
【０４４９】
図４６は酸素ガス流量比に対するエッチングレートの関係を示しており、酸素流量が多くなるに従って金属膜に対するレートが低下し、レジストに対するレートが大きくなっている。
【０４５０】
図４７はエッチング時間に対するテーパ角の関係を示しており、エッチング時間経過に従ってテーパ角が大きくなっている。
【０４５１】
一方、エッチング終了間際では、基板５内でエッチングレートが速い部分においてプロセスが終了しているので、エッチング処理すべき金属膜が急激に減少する。
【０４５２】
このため、エッチング終了間際の時間帯では、エッチングによって形成された金属膜の台形状の側面がエッチングされ易く、テーパ角が大きくなる傾向にある。図４８はこの例では基板５上の測定位置に対するテーパ角を示しており、基板５上の中心部よりも周辺部の方がテーパ角が大きくなっている。
【０４５３】
従って、以上のことからプロセス終了時点近くでのガス流量比を、通常のプロセスを行う場合よりも酸素ガス流量の多いものとする。
【０４５４】
各マイクロ波導波管６２〜６４内を伝搬してきたマイクロ波は、それぞれマイクロ波放出口６７〜６９から放出され、３つのマイクロ波導入窓７０〜７２を通して気密容器６０内に導入される。
【０４５５】
これと共にＣＦ4 ガス及び酸素ガスが、各噴出ノズル７５、７６、…１４３から気密容器６０内に噴出される。
【０４５６】
この場合、ＣＦ4 ガス及び酸素ガスは、各噴出ノズル７５、７６、…１４３から混合して噴出される、又はＣＦ4 ガスと酸素ガスとの種別ごとに噴出ノズル７５、７６、…１４３を変えてそれぞれ別々に気密容器６０内に噴出される。これら噴出された媒質ガスは、気密容器６０内に一様に流れる。
【０４５７】
このようにＣＦ4 ガス及び酸素ガスが気密容器６０内に供給されると、これらＣＦ4 ガス及び酸素ガスは、マイクロ波により励起され、３つのマイクロ波導入窓７０〜７２の下方でそれぞれプラズマが発生する。
【０４５８】
これらプラズマにより生成された活性種は、各ガス排気系３３ａ、３３ｂに向かうガス流に運ばれて、基板５をプロセス加工する。
【０４５９】
このとき、活性種は、気密容器６０内の基板５の全面に亘って均一な密度になる。
【０４６０】
このようなプロセス進行において、制御装置１５０は、気密容器６０内の圧力変動、気密容器６０のガスを排気するポンプの負荷、又はこのポンプの回転数によりプロセス処理の終了点を監視する。
【０４６１】
すなわち、図４９に示すようにプロセスが行われる以前では気密容器６０内に導入されるＣＦ4 ガス及び酸素ガスと排気とが釣り合い、気密容器６０内は一定の圧力に保たれる。
【０４６２】
プロセスが開始すると、導入されるＣＦ4 ガス及び酸素ガス以外に反応生成ガスが生じるので、気密容器６０内の圧力は上昇する。
【０４６３】
その後、気密容器６０内の圧力を一定に保つために、ポンプの回転数が多くなり、気密容器６０内の圧力は、目標値に戻り一定になる。
【０４６４】
プロセス終了が近付くと、反応生成ガスの発生が減少し、気密容器６０内の圧力は減少する。
【０４６５】
従って、制御装置１５０は、気密容器６０内の圧力変動を監視し、プロセス処理の終了点において、第１〜第３の調節弁１４７〜１４９の開度を調節して酸素ガスの流量を増加する、又はＣＦ4 の流量を減少する。
【０４６６】
これにより、金属膜３７の断面形状は、図５０のプロセス時間経過に対するテーパ角の関係に示すように、基板５の中心部及び周縁部において最終的に目標のテーパ角を有する台形状となるように加工される。
【０４６７】
このような場合、各噴出ノズル７５、７６、…１４３の配置位置を調整することにより、テーパ角は、図５１に示すように基板５の中心部及び周縁部において最終的に目標値に一致するように台形状に加工される。
【０４６８】
なお、ここでは中心部のテーパ角が周縁部に比べて小さくなる例で説明したが、使用する装置の特性によっては周縁部が高くなる場合もある。しかし均一性が低いという面では同じ課題を持っている。
【０４６９】
一方、大口径半導体ウエハや液晶基板等の大面積の基板５に対するプロセスを行う場合、処理すべき基板５の面内でのプラズマ密度が均一でないため、得られる金属膜の形状が面内においてばらつくことがある。
【０４７０】
しかるに、基板５における面内のエッチングレートの均一性はよいが、金属膜のテーパ角が基板５の中心部と周辺部とで異なる場合、制御装置１５０は、第１〜第３の調節弁１４７〜１４９の開度を調節し、プロセス処理中においてＣＦ4 等のハロゲン系ガスと酸素ガスとの流量比を所定の比率としてエッチングを行う。
【０４７１】
そして、制御装置１５０は、プロセス処理の終了点近くにおいて気密容器６０内の外周部における酸素ガスの割合を大きくする。
【０４７２】
又、基板５における面内の処理レートの均一性がやや悪い場合、制御装置１５０は、プロセス処理中において気密容器６０内の処理レートの低い部分に対するハロゲン系ガスの割合を大きくしてエッチングを行う。
【０４７３】
そして、制御装置１５０は、プロセス処理の終了点近くにおいて気密容器６０内の外周部における酸素ガスの割合を大きくする。
【０４７４】
このように上記第１５の実施の形態においては、第１〜第３の調節弁１４７〜１４９の開度を調節して、各噴出ノズル７５、７６、…１４３から媒質ガスの噴出量を制御するようにしたので、金属膜を必要とするテーパ角の台形状に形成できる。
【０４７５】
従って、このようなプロセス処理方法を適用すれば、液晶基板上に限らず、大口径半導体ウエハ上の半導体装置の製造において、例えばＳｉ基板上に形成する各種層を必要とするテーパ角の台形状に形成できる。
【０４７６】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明よれば、大面積の被処理物に対して活性種密度を均一に分布できるプラズマ処理装置を提供できる。
【０４７７】
又、本発明によれば、梁部分を改良して活性種密度を均一に分布できるプラズマ処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるプラズマ処理装置の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】外部補強部及びプラズマチャンバ部分の断面図。
【図３】本発明に係わるプロセスプラズマ処理装置の第２の実施の形態を示す構成図。
【図４】同装置におけるマイクロ波放出口の構成図。
【図５】本発明に係わるプロセスプラズマ処理装置を大面積基板の加工に適用した場合の構成図。
【図６】同装置における各磁石の配置図。
【図７】磁石の磁場強度及びその配置の各方式を示す図。
【図８】電子温度とラーマ半径ρとの関係を示す図。
【図９】各圧力状態における平均自由行程を示す図。
【図１０】プラズマの安定動作範囲の広がりを示す図。
【図１１】別の適用例を示すプロセスプラズマ処理装置の構成図。
【図１２】本発明に係わるプロセスプラズマ処理装置の第３の実施の形態を示す構成図。
【図１３】同装置のマイクロ波放出口の具体的な構成図。
【図１４】同装置の２つのマイクロ波放出口の間隔長の可変作用を示す図。
【図１５】本発明に係わるプロセスプラズマ処理装置の第４の実施の形態におけるマイクロ波放出口の具体的な構成図。
【図１６】同装置の２つのマイクロ波放出口の間隔長の可変作用を示す図。
【図１７】本発明に係わるプロセスプラズマ処理装置の変形列を示す構成図。
【図１８】本発明に係わるプラズマ処理装置の第５の実施の形態を示す構成図。
【図１９】同装置を上方から見た構成図。
【図２０】エッチングレートの向上を示す図。
【図２１】本発明に係わるプラズマ処理装置の第６の実施の形態を示す構成図。
【図２２】同装置を上方から見た構成図。
【図２３】本発明に係わるプラズマ処理装置の第７の実施の形態を示す構成図。
【図２４】同装置を上方から見た構成図。
【図２５】本発明に係わるプラズマ処理装置の第８の実施の形態を示す構成図。
【図２６】同装置を上方から見た構成図。
【図２７】本発明に係わるプラズマ処理装置の第９の実施の形態を示す構成図。
【図２８】同装置を上方から見た構成図。
【図２９】本発明に係わるプラズマ処理装置の第１０の実施の形態を示す構成図。
【図３０】同装置を上方から見た構成図。
【図３１】本発明に係わるプラズマ処理装置の第１１の実施の形態を示す構成図。
【図３２】同装置を上方から見た構成図。
【図３３】本発明に係わるプラズマ処理装置の第１２の実施の形態を示す構成図。
【図３４】同装置における湾曲されたパンチングプレートを示す図。
【図３５】基板での加工量の面内分布の時間変化を示す図。
【図３６】パンチングプレートの他のホルダを示す図。
【図３７】本発明に係わるプラズマ処理装置の第１３の実施の形態を示す構成図。
【図３８】放電室温度と放電室長さとの関係を定性的に示す図。
【図３９】基板の処理枚数に対する放電室温度の関係を示す図。
【図４０】本発明に係わるプラズマ処理装置の第１４の実施の形態を示す構成図。
【図４１】形状記憶合金により形成されたパンチングプレートの作用を示す図。
【図４２】桟用パンチングプレートの構成図。
【図４３】本発明に係わるプラズマ処理装置の第１５の実施の形態を示す構成図。
【図４４】媒質ガスの制御系を示す構成図。
【図４５】酸素ガス流量比に対するテーパ角の関係を示す図。
【図４６】酸素ガス流量比に対するエッチングレートの関係を示す図。
【図４７】エッチング時間に対するテーパ角の関係を示す図。
【図４８】基板上の測定位置に対するテーパ角を示す図。
【図４９】プロセスの進行状況を示す図。
【図５０】プロセス時間経過に対するテーパ角の関係を示す図。
【図５１】プロセス時間経過に対するテーパ角の関係を示す図。
【図５２】従来の２つのプラズマ発生部を有するプロセスプラズマ装置の構成図。
【図５３】直方体空洞共振器を示す模式図。
【図５４】梁部分の撓みを示す図。
【図５５】従来のプロセスプラズマ装置の構成図。
【図５６】同装置を上方から見た構成図。
【図５７】気密容器内の梁部分の下方におけるエッチングレートの低下を示す図。
【図５８】プロセスプラズマ装置におけるパンチングプレートの配置を示す図。
【図５９】パンチングプレートの熱変形によるプラズマの密度の粗密を示す図。
【図６０】加工量の面内分布を示す図。
【図６１】従来のプロセス製造方法による金属膜のエッチング工程を示す図。
【図６２】気密容器内の金属膜のテーパー角の加工量の違いを示す図。
【符号の説明】
１，２０，６０，９０…気密容器、
２…プラズマチャンバ、
３…プロセスチャンバ、
４，２１，６１…加工ステージ、
５…被加工物（基板）、
６，７…ガス供給口、
８，９，２２，２３，６２，６３，６４…マイクロ波導波管、
１０，１１，２６，２７…マイクロ波放出口、
１２，１３，２８，２９，７０，７１，７２…マイクロ波導入窓、
１５…マイクロ波共振端、
４０…外部補強部、
５０，５１，７５，７６，１１０，１１１，１１２，１１３…噴出ノズル、
５２，７３，７４…梁部分、
７５，７６，８０，８１…噴出ノズル群、
１０４，１０５，１０６，１０７…噴出ノズル群、
１２０…ガス吸込ポート、
１３０…パンチングプレート、
１３１…曲面ホルダ、
１４７〜１４９…調節弁、
１５０…制御装置、
２００…プラズマ源ベース板、
２０１…マイクロ波導入窓、
２０２…マイクロ波導入管、
２０３，２０４，２２０，２２１…マイクロ波放出口、
２０６，２０８〜２１０…磁石、
２２２…スロットアンテナ部、
２２５，２２６……金属板、
２２７，２２８…金属棒、
２２９，２３０…案内孔、
２４０…スロットアンテナ部、
２４２…角材、
２４３ａ〜２４３ｆ…金属棒、
２５０…プロセスチャンバ、
２５１…マイクロ波導波管、
２５２…マイクロ波発振器、
２５５…マイクロ波導入窓、
２５９…パンチングプレート、
２６２，２７０…桟、
２６３…測定子、
２６４…制御部、
２６５…桟移動機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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