(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理部材が配置される容器と、
前記容器内に処理ガスを供給するためのガス供給管と、
前記容器の一面の外方に取り付けられた誘電体窓と、
前記誘電体窓を含む前記容器の一面外方に配置された１つの円筒形導波管と、
前記導波管にマイクロ波を導入するためのマイクロ波電源と
を具備し、
前記誘電体窓は、円形状をなし、かつ前記容器の一面にその中心に対して同心円状に配置された複数の円形状開口部にそれぞれ取り付けられ、さらに
前記容器の一面においては、円弧状スリットからなる複数のマイクロ波放射部を開口した板が設けられ、かつ
前記複数のマイクロ波放射部は、前記円筒形導波管で覆われた複数の前記誘電体窓にそれぞれ対向して同心円状に配置されていることを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項２】
被処理部材が配置される容器と、
前記容器内に処理ガスを供給するためのガス供給管と、
前記容器の一面の外方に取り付けられた誘電体窓と、
前記誘電体窓を含む前記容器の一面外方に配置された１つの円筒形導波管と、
前記導波管にマイクロ波を導入するためのマイクロ波電源と
を具備し、
前記誘電体窓は、対向する二辺が円弧状をなす細長形状を有し、かつ前記容器の一面にその中心に対して同心円状に配置された複数の細長状開口部にそれぞれ取り付けられ、さらに
前記容器の一面においては、円弧状スリットからなる複数のマイクロ波放射部を開口した板が設けられ、かつ
前記複数のマイクロ波放射部は、前記円筒形導波管で覆われた複数の前記誘電体窓にそれぞれ対向して同心円状に配置されていることを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項３】
被処理部材が配置される容器と、前記容器内に処理ガスを供給するためのガス供給管と、前記容器の一面の外方に取り付けられた誘電体窓と、前記誘電体窓を含む前記容器の一面外方に配置された１つの円筒形導波管と、前記導波管にマイクロ波を導入するためのマイクロ波電源とを具備し、前記誘電体窓は円形状をなし、かつ前記容器の一面にその中心に対して同心円状に配置された複数の円形状開口部にそれぞれ取り付けられ、さらに前記容器の一面においては円弧状スリットからなる複数のマイクロ波放射部を開口した板が設けられ、かつ前記複数のマイクロ波放射部は前記円筒形導波管で覆われた複数の前記誘電体窓にそれぞれ対向して同心円状に配置された構造を有するマイクロ波プラズマ処理装置により被処理部材を処理する方法であって、
前記容器内に被処理部材を配置し、処理ガスを前記ガス供給管を通して前記容器内に供給し、前記容器内を所望の真空度にした後、前記マイクロ波電源からマイクロ波を前記円筒形導波管、複数のマイクロ波放射部および複数の前記誘電体窓を通して前記容器内に導入し、プラズマを発生させることにより前記容器内の前記被処理部材を処理することを特徴とするマイクロ波プラズマ処理方法。
【請求項４】
被処理部材が配置される容器と、前記容器内に処理ガスを供給するためのガス供給管と、前記容器の一面の外方に取り付けられた誘電体窓と、前記誘電体窓を含む前記容器の一面外方に配置された１つの円筒形導波管と、前記導波管にマイクロ波を導入するためのマイクロ波電源とを具備し、前記誘電体窓は対向する二辺が円弧状をなす細長形状を有し、かつ前記容器の一面にその中心に対して同心円状に配置された複数の細長状開口部にそれぞれ取り付けられ、さらに前記容器の一面においては、円弧状スリットからなる複数のマイクロ波放射部を開口した板が設けられ、かつ前記複数のマイクロ波放射部は前記円筒形導波管で覆われた複数の前記誘電体窓にそれぞれ対向して同心円状に配置された構造を有するマイクロ波プラズマ処理装置により被処理部材を処理する方法であって、
前記容器内に被処理部材を配置し、処理ガスを前記ガス供給管を通して前記容器内に供給し、前記容器内を所望の真空度にした後、前記マイクロ波電源からマイクロ波を前記円筒形導波管、複数のマイクロ波放射部および複数の前記誘電体窓を通して前記容器内に導入し、プラズマを発生させることにより前記容器内の前記被処理部材を処理することを特徴とするマイクロ波プラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のマイクロ波プラズマ処理装置としては、被処理部材が配置される真空容器と、この真空容器に連結された処理ガスの供給管と、前記真空容器の上壁中央の開口部に取り付けられた１つの円板状誘電体窓と、この誘電体窓を含む前記真空容器の上壁に配置された導波管と、前記導波管にマイクロ波を導入するためのマイクロ波電源とを備えた構造を有する。
【０００３】
上述したマイクロ波プラズマ処理装置を用いて被処理部材、例えば表面にイオン注入のマスクとして利用したレジストパターンを有する半導体ウェハ、をアッシングする方法を説明する。まず、真空容器内に半導体ウェハを配置し、処理ガスである酸素をガス供給管を通して前記真空容器内に供給し、前記真空容器内を所望の真空度にする。つづいて、マイクロ波電源からマイクロ波を導波管からマイクロ波放射部および誘電体窓を通して前記真空容器内に導入し、酸素プラズマを発生させることにより前記半導体ウェハ表面のレジストパターンをアッシングして除去する。
【０００４】
しかしながら、このようなマイクロ波プラズマ処理装置において、イオン注入のマスクとして利用した後のレジストパターンをアッシングする際、アッシング残渣を生じる問題があった。
【０００５】
すなわち、前述した半導体ウェハ上のイオン注入のマスクとして利用した後のレジストパターンは、イオン注入時に変質され、酸素プラズマ中の活性酸素のみの作用では十分にアッシングされず、酸素イオンの照射エネルギーとの相互作用により初めて十分なレジストパターンのアッシングがなされる。
【０００６】
一方、従来のマイクロ波プラズマ処理装置ではマイクロ波を１つの誘電体窓を通して真空容器内に導入し、プラズマを発生するため、均一なプラズマを前記真空容器内に生成するには真空容器内の圧力を高くする必要がある。その結果、前記真空容器内の圧力を低く設定することにより達成されるプラズマ中の酸素イオンの照射エネルギーの向上化が犠牲になる。
【０００７】
したがって、従来のマイクロ波プラズマ処理装置では真空容器内に均一なプラズマを生成するには真空容器内の圧力を高める必要があり、プラズマ中の酸素イオンの照射エネルギーが低くなるため、レジストパターンのアッシングに適用した場合、そのレジストパターンの変質に起因したアッシング残渣を生じる。逆に、プラズマ中の酸素イオンの照射エネルギーを高めるために真空容器内の圧力を低くすると、生成されたプラズマが不均一になるため、アッシング時間が長くなったり、アッシング時間が短い場合には残渣を生じたりする問題がある。
【０００８】
また、半導体ウェハのＬｏｗ−Ｋ膜上に形成されたレジストパターンを酸素プラズマ中でアッシングする場合、Ｌｏｗ−Ｋ膜の表面改質を目的としてプラズマ中の酸素イオンをＬｏｗ−Ｋ膜表面に照射することが望まれている。
【０００９】
しかしながら、従来のマイクロ波プラズマ処理装置では前述したように均一なプラズマを真空容器内に生成するにはプラズマ中の酸素イオンの照射エネルギーを犠牲にして高い圧力に設定する必要があるため、Ｌｏｗ−Ｋ膜上のレジストパターンのアッシングに適用した場合、Ｌｏｗ−Ｋ膜の表面改質を十分に達成することが困難になる。
【００１０】
さらに、マイクロ波プラズマ処理装置で１つのレジストパターンをマスクとして複数の被膜をエッチング除去する場合、エッチング途中でエッチング対象が変わったときに処理ガスの種類、真空容器内の圧力および投入電力を変更する必要がある。しかしながら、従来のマイクロ波プラズマ処理装置ではマイクロ波を１つの誘電体窓を通して真空容器内に導入し、プラズマを発生するため、前記各種パラメータの変更によりプラズマの発生領域が変動して被膜を均一にエッチングすることが困難になる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、真空容器内の圧力を低くしたり、処理ガスの種類、真空容器内の圧力および投入電力を変更したりしても均一なプラズマを真空容器内に発生することが可能なマイクロ波プラズマ処理装置を提供しようとするものである。
【００１２】
本発明は、真空容器内の圧力を低くしたり、処理ガスの種類、真空容器内の圧力および投入電力を変更したりしても均一なプラズマを真空容器内に発生して被処理部材を均一に処理することが可能なマイクロ波プラズマ処理方法を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置は、被処理部材が配置される容器と、
前記容器内に処理ガスを供給するためのガス供給管と、
前記容器の一面の外方に取り付けられた誘電体窓と、
前記誘電体窓を含む前記容器の一面外方に配置された１つの円筒形導波管と、
前記導波管にマイクロ波を導入するためのマイクロ波電源と
を具備し、
前記誘電体窓は、円形状をなし、かつ前記容器の一面にその中心に対して同心円状に配置された複数の円形状開口部にそれぞれ取り付けられ、さらに
前記容器の一面においては、円弧状スリットからなる複数のマイクロ波放射部を開口した板が設けられ、かつ
前記複数のマイクロ波放射部は、前記円筒形導波管で覆われた複数の前記誘電体窓にそれぞれ対向して同心円状に配置されていることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明に係る別のマイクロ波プラズマ処理装置は、被処理部材が配置される容器と、
前記容器内に処理ガスを供給するためのガス供給管と、
前記容器の一面の外方に取り付けられた誘電体窓と、
前記誘電体窓を含む前記容器の一面外方に配置された１つの円筒形導波管と、
前記導波管にマイクロ波を導入するためのマイクロ波電源と
を具備し、
前記誘電体窓は、対向する二辺が円弧状をなす細長形状を有し、かつ前記容器の一面にその中心に対して同心円状に配置された複数の細長状開口部にそれぞれ取り付けられ、さらに
前記容器の一面においては、円弧状スリットからなる複数のマイクロ波放射部を開口した板が設けられ、かつ
前記複数のマイクロ波放射部は、前記円筒形導波管で覆われた複数の前記誘電体窓にそれぞれ対向して同心円状に配置されていることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明に係るマイクロ波プラズマ処理方法は、被処理部材が配置される容器と、前記容器内に処理ガスを供給するためのガス供給管と、前記容器の一面の外方に取り付けられた誘電体窓と、前記誘電体窓を含む前記容器の一面外方に配置された１つの円筒形導波管と、前記導波管にマイクロ波を導入するためのマイクロ波電源とを具備し、前記誘電体窓は円形状をなし、かつ前記容器の一面にその中心に対して同心円状に配置された複数の円形状開口部にそれぞれ取り付けられ、さらに前記容器の一面においては円弧状スリットからなる複数のマイクロ波放射部を開口した板が設けられ、かつ前記複数のマイクロ波放射部は前記円筒形導波管で覆われた複数の前記誘電体窓にそれぞれ対向して同心円状に配置された構造を有するマイクロ波プラズマ処理装置により被処理部材を処理する方法であって、
前記容器内に被処理部材を配置し、処理ガスを前記ガス供給管を通して前記容器内に供給し、前記容器内を所望の真空度にした後、前記マイクロ波電源からマイクロ波を前記円筒形導波管、複数のマイクロ波放射部および複数の前記誘電体窓を通して前記容器内に導入し、プラズマを発生させることにより前記容器内の前記被処理部材を処理することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明に係る別のマイクロ波プラズマ処理方法は、被処理部材が配置される容器と、前記容器内に処理ガスを供給するためのガス供給管と、前記容器の一面の外方に取り付けられた誘電体窓と、前記誘電体窓を含む前記容器の一面外方に配置された１つの円筒形導波管と、前記導波管にマイクロ波を導入するためのマイクロ波電源とを具備し、前記誘電体窓は対向する二辺が円弧状をなす細長形状を有し、かつ前記容器の一面にその中心に対して同心円状に配置された複数の細長状開口部にそれぞれ取り付けられ、さらに前記容器の一面においては、円弧状スリットからなる複数のマイクロ波放射部を開口した板が設けられ、かつ前記複数のマイクロ波放射部は前記円筒形導波管で覆われた複数の前記誘電体窓にそれぞれ対向して同心円状に配置された構造を有するマイクロ波プラズマ処理装置により被処理部材を処理する方法であって、
前記容器内に被処理部材を配置し、処理ガスを前記ガス供給管を通して前記容器内に供給し、前記容器内を所望の真空度にした後、前記マイクロ波電源からマイクロ波を前記円筒形導波管、複数のマイクロ波放射部および複数の前記誘電体窓を通して前記容器内に導入し、プラズマを発生させることにより前記容器内の前記被処理部材を処理することを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置を示す概略断面図、図２は図１の処理装置の要部断面図、図３は図２のIII−III線に沿う断面図である。
【００１９】
真空容器１は、四角柱状体をなし、上部から内部に向かって円柱状に刳り貫かれたチャンバ２が形成され、筒状側壁１ａ、下壁１ｂを有する。また、前記真空容器１は四角板状の上壁（一面）１ｃが上部開口部に取り付けられている。冷却媒体または加熱媒体が流通する流路３を有する円柱状の支持台４は、前記真空容器１のチャンバ２内の下壁１ｂ上に設置されている。円板状の電極５は、前記支持台４の上部に埋設されている。被処理部材を保持するためのホルダ６は、前記電極５を含む前記支持台４上に設けられている。例えば数百ｋＨｚ〜数百ＭＨｚの周波数の高周波を発生する高周波電源７は、整合回路８を介して前記電極５に接続され、後述するプラズマ中のイオンが前記ホルダ６に保持される被処理部材に入射されるときのエネルギーを制御する作用を有する。
【００２０】
処理ガスを供給するための例えば２本のガス供給管９は、前記支持台４上方の前記真空容器１の対向する側壁１ａに連結されている。被処理部材を出し入れするためのゲートバルブ１０は、前記支持台４上部近傍に対応する前記真空容器１の筒状側壁１ａに設けられている。
【００２１】
排気管１１は、前記真空容器１の下部側壁１ａに連結されている。この排気管１１の他端は、圧力調整部材１２を通して排気ポンプのような排気部材１３に連結されている。
【００２２】
石英ガラスからなる例えば６つの円板状の誘電体窓１４は、図２および図３に示すように前記真空容器１の上壁１ｃに形成された段差部を有する開口部１５にそれぞれ取り付けられている。なお、前記誘電体窓１４はアルミナで作られてもよい。
【００２３】
マイクロ波放射部である例えば周角度３０°の６つの円弧状スリット１６が開口された四角形板１７は、図２および図３に示すように前記真空容器１の上壁１ｃ上に前記各スリット１６が前記各誘電体窓１４と対向するように固定されている。方形導波管１８は、先端底部に円形開口部１９が形成され、かつ後端にマイクロ波電源２０が取り付けられている。この方形導波管１８は、途中にチューナ２１が介装されている。底部が開放された円筒形導波管２２は、前記真空容器１の上壁１ｃの四角形板１７上に配置され、かつその上部は同軸線路２３を通して前記方形導波管１８の円形開口部１９に連通されている。円板状遮蔽部材２４は、前記円筒形導波管２２内に位置する前記四角形板１７部分上に前記円筒形導波管２２内壁に対して同心円状に取り付けられ、この円板状遮蔽部材２４の外周縁と前記円筒形導波管２２の内壁の間に環状空間２５が形成されている。この環状空間２５には、複数の前記円弧状スリット１６が露出されている。
【００２４】
なお、前記円筒形導波管の代わりに空洞共振器を設置してもよい。
【００２５】
次に、前述したマイクロ波プラズマ処理装置により被処理部材を処理する方法を説明する。
【００２６】
まず、真空容器１のチャンバ２内の支持台４に取り付けられたホルダ６上に被処理部材２６を設置する。真空ポンプのような排気部材１３を作動して前記真空容器１のチャンバ２内のガスを排気管１１を通して排気する。同時に、処理ガスを２本のガス供給管９を通して前記真空容器１上部のチャンバ２に供給する。前記真空容器１のチャンバ２内が所定の圧力になった時点でマイクロ波電源２０からマイクロ波をチューナ２１を通して方形導波管１８内に導入する。このマイクロ波は、さらに前記方形導波管１８先端の円形開口部１９から同軸線路２３を通して円筒形導波管２２に導入される。この円筒形導波管２２において、マイクロ波は１点から前記円筒形導波管２２の半径方向に平面状に広がり、内壁面でその平面に対して垂直な下方に曲げられ、さらに円板状遮蔽部材２４の外周縁と前記円筒形導波管２２の内壁の間に形成される環状空間２５からこの空間２５に露出した複数、例えば６つの円弧状スリット１６を通してそれらスリット１６に対向する６つの円形状誘電体窓１４を透過して放電がなされ、真空容器１のチャンバ２内にプラズマが発生される。このとき、前記マイクロ波が円弧状スリット１６を通過することにより放電安定性が向上される。また、前記６つの誘電体窓１４を真空容器１の上壁１ｃに同心円状に配置した円形状開口部１５に取り付けることによって、前記真空容器１のチャンバ２内に低い圧力下でも均一なプラズマを発生させることが可能になる。このような均一なプラズマを真空容器１のチャンバ２内に発生することにより前記ホルダ６に保持した被処理部材２６を均一にプラズマ処理することが可能になる。
【００２７】
以上、本発明によれば被処理部材のプラズマ処理に際し、真空容器内の圧力を低くしたり、処理ガスの種類、真空容器内の圧力および投入電力を変更したりしても均一なプラズマを真空容器内に発生させることが可能になる。このようなプラズマ処理を半導体ウェハ上のイオン注入のマスクとして利用したレジストパターンのアッシングに適用することによって、レジスト残渣を生じることなくレジストパターンを良好に除去することができる。
【００２８】
また、前述したプラズマ処理をＬｏｗ−Ｋ膜上のレジストパターンのアッシングに適用することによって、レジストパターンを良好にアッシングできるとともに、真空容器のプラズマ中のイオンを高いエネルギーでＬｏｗ−Ｋ膜に照射できるためにそのＬｏｗ−Ｋ膜表面を良好に改質することができる。
【００２９】
さらに、前述したプラズマ処理をレジストパターンをマスクとし複数の被膜のエッチングに適用することによって、各被膜を均一なプラズマ中に曝すことができるため、各被膜を均一にエッチングすることが可能になる。
【００３０】
さらに、前述したプラズマ処理に際し、前記ホルダ６と接続された電極５に高周波電源７から整合回路８を通して所定の高周波を印加することによって、前記ホルダ６に保持された前記被処理部材２６の表面が負に帯電されるため、前記真空容器１のチャンバ２内に発生したプラズマ中のイオンが前記被処理部材２６に入射されるときのエネルギーを増大させて、そのエネルギーを制御することができる。その結果、プラズマ処理に適したエネルギーを持つイオンを被処理部材２６に照射して処理することが可能になり、特に前述したＬｏｗ−Ｋ膜上のレジストパターンのアッシングに有効に適用することができる。
【００３１】
なお、前述した図１から図３に示すマイクロ波プラズマ処理装置では真空容器１の上壁１ｃに取り付けた誘電体窓１４の形状を円板状にしたが、これに限定されず、次に説明する図４、図５（参照例）に示す形状にしてもよい。
【００３２】
すなわち、図４に示すように対向する二辺が円弧状をなす細長形状を有する複数、例えば６個の誘電体窓２７を真空容器１の上壁１ｃにその中心に対して同心円状に配置された段差部を有する細長状開口部２８にそれぞれ取り付けてもよい。
【００３３】
このような図４に示す構成によれば、誘電体窓２７はマイクロ波放射部である円弧状スリット１６により近似した形状を有するため、前述したようにマイクロ波電源２０からマイクロ波を方形導波管１８、円形開口部１９、同軸線路２３および円筒形導波管２２を経由し、前記各円弧状スリット１６から各誘電体窓２７を透過して真空容器１のチャンバ２内に導入することによって、真空容器１のチャンバ２内により均一なプラズマを発生させることが可能になる。
【００３４】
また、図５に示すようにリング状の誘電体窓２９を真空容器１の上壁１ｃにその中心に対して同心円状に配置された段差部を有するリング状開口部３０にそれぞれ取り付けてもよい。なお、真空容器１の上壁１ｃ上に固定された四角形板１７には、前記リング状の誘電体窓２９に対向するように例えば周角度が約８５°の４つの円弧状スリット３１を開口している。
【００３５】
このような図５に示す構成によれば、誘電体窓２９はリング状をなし、この誘電体窓２９に対向して周角度が約８５°のマイクロ波放射部である円弧状スリット３１を開口しているため、前述したようにマイクロ波電源２０からマイクロ波を方形導波管１８、円形開口部１９、同軸線路２３および円筒形導波管２２を経由し、前記各円弧状スリット３１からリング状誘電体窓２９を透過して真空容器１のチャンバ２内に導入することによって、真空容器１のチャンバ２内により一層均一なプラズマを発生させることが可能になる。
【００３６】
また、前述した図１から図３、図４に示すマイクロ波プラズマ処理装置では６個の誘電体窓１４、２７を真空容器１の上壁１ｃに取り付けたが、これに限定されない。例えば２〜５または７，８個の誘電体窓を真空容器の上壁に取り付けてもよい。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明の好ましい実施例を説明する。
【００３８】
（実施例１）
まず、イオン注入のマスクとして利用した後のレジストパターンが表面に形成された半導体ウェハ（被処理部材）を用意した。
【００３９】
次いで、図１〜図３に示すマイクロ波プラズマ処理装置における真空容器１のチャンバ２内の支持台４に取り付けられたホルダ６に前記半導体ウェハ２６を保持させた。真空ポンプのような排気部材１３を作動して前記真空容器１のチャンバ２内のガスを排気管１１を通して排気した。同時に、酸素ガスを２本のガス供給管９を通して前記真空容器１上部のチャンバ２に供給してチャンバ２内の圧力を１５Ｐａに設定した。前記真空容器１のチャンバ２内の圧力が安定した時点でマイクロ波電源２０からマイクロ波をチューナ２１を通して方形導波管１８内に導入した。このマイクロ波は、さらに前記方形導波管１８先端の円形開口部１９から同軸線路２３を通して円筒形導波管２２に導入された。この円筒形導波管２２において、マイクロ波は１点から前記円筒形導波管２２の半径方向に平面状に広がり、内壁面でその平面に対して垂直な下方に曲げられ、さらに円板状遮蔽部材２４の外周縁と前記円筒形導波管２０の内壁の間に環状空間２５からこの空間２５に露出した６つの円弧状スリット１６を通してそれらスリット１６に対向する６つの円形状誘電体窓１４を透過することにより放電がなされた。これにより前記各円形状誘電体窓１６下方の真空容器１のチャンバ２内に均一なプラズマが発生された。発生した酸素プラズマ中の活性な酸素原子は、ホルダ６に保持された半導体ウェハ２６表面のレジストパターンと反応して剥離する、いわゆるアッシングがなされた。
【００４０】
また、前記ホルダ６と接続された電極５に高周波電源７から整合回路８を通して周波数１３．５６ＭＨｚの高周波を印加し、前記ホルダ６に保持された前記半導体ウェハ２６の表面を負に帯電させることによって、発生した酸素プラズマ中の酸素イオンが高エネルギーで前記半導体ウェハ２６表面のレジストパターンに入射され、前記イオン注入時に生成されたレジストの変質部も良好にアッシングされた。
【００４１】
このような実施例１のアッシング後に半導体ウェハ表面を観察したところ、残渣を生じることなくレジストパターンが全て除去されていた。
【００４２】
（参照例）
まず、半導体ウェハ上のＬｏｗ−Ｋ膜にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして前記Ｌｏｗ−Ｋ膜を選択的にエッチング除去した。
【００４３】
次いで、図５に示すリング状誘電体窓２９が取り付けられ、かつ４つの円弧状スリット３１を有する四角形板１７が固定された上壁１ｃを持つ真空容器１が組み込まれた図１、図２に示すマイクロ波プラズマ処理装置を用意し、この真空容器１のチャンバ２内の支持台４に取り付けられたホルダ６上に前記半導体ウェハ２６を設置した。真空ポンプのような排気部材１３を作動して前記真空容器１のチャンバ２内のガスを排気管１１を通して排気した。同時に、酸素ガスを２本のガス供給管９を通して前記真空容器１上部のチャンバ２に供給してチャンバ２内の圧力を１５Ｐａに設定した。前記真空容器１のチャンバ２内の圧力が安定した時点でマイクロ波電源２０からマイクロ波をチューナ２１を通して方形導波管１８内に導入した。このマイクロ波は、さらに前記方形導波管１８先端の円形開口部１９から同軸線路２３を通して円筒形導波管２２に導入された。この円筒形導波管２２において、マイクロ波は１点から前記円筒形導波管２２の半径方向に平面状に広がり、内壁面でその平面に対して垂直な下方に曲げられ、さらに円板状遮蔽部材２４の外周縁と前記円筒形導波管２０の内壁の間に環状空間２５からこの空間２５に露出した４つの円弧状スリット３１を通してそれらスリット３１に対向するリング状誘電体窓２９を透過することにより放電がなされた。これにより前記リング状誘電体窓２９下方の真空容器１のチャンバ２内に極めて均一な酸素プラズマが発生された。発生した酸素プラズマ中の活性な酸素原子は、ホルダ６に保持された半導体ウェハ２６表面のレジストパターンと反応して剥離する、いわゆるアッシングがなされた。
【００４４】
また、前記ホルダ６と接続された電極５に高周波電源７から整合回路８を通して周波数１３．５６ＭＨｚの高周波を印加し、前記ホルダ６に保持された前記半導体ウェハ２６の表面を負に帯電させることによって、発生した酸素プラズマ中の酸素イオンが高エネルギーで前記半導体ウェハ２６上のＬｏｗ−Ｋ膜表面に入射され、前記Ｌｏｗ−Ｋ膜表面の改質がなされた。
【００４５】
このような参照例のアッシング後に半導体ウェハ表面を観察したところ、残渣を生じることなくレジストパターンが全て除去されていた。また、Ｌｏｗ−Ｋ膜表面は改質された硬質な状体であることが確認された。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、容器内の圧力を低くしたり、処理ガスの種類、容器内の圧力および投入電力を変更したりしても均一なプラズマを容器内に発生することが可能でレジストのアッシング、半導体装置の製造におけるエッチングに有効に適用することができるマイクロ波プラズマ処理装置を提供することができる。
【００４７】
また、本発明によれば容器内の圧力を低くしたり、処理ガスの種類、容器内の圧力および投入電力を変更したりしても均一なプラズマを容器内に発生してレジストパターンが表面に形成された半導体ウェハやガラス基板、または複数の被膜上にエッチングマスクが形成された半導体ウェハやガラス基板等の被処理部材を均一に処理することが可能なマイクロ波プラズマ処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置を示す概略断面図。
【図２】図１の処理装置の要部断面図。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図。
【図４】本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置における容器上部の別の形態を示す断面図。
【図５】  参照例のマイクロ波プラズマ処理装置における容器上部の形態を示す断面図。
【符号の説明】
１…容器、
５…電極、
６…ホルダ、
７…高周波電源、
９…ガス供給管、
１１…排気管、
１４，２７，２９…誘電体窓、
１６，３１…円弧状スリット、
１８…方形導波管、
２０…マイクロ波電源、
２２…円筒形導波管、
２６…被処理部材（半導体ウェハ）。
【図１】
0003643549.tif 000002
【図２】
0003643549.tif 000003
【図３】
0003643549.tif 000004
【図４】
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【図５】
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