(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体容器内にプラズマを形成し、このプラズマを利用して基板の表面に所定の処理を施すプラズマ処理装置であって、誘電体容器内に有機物の蒸発物が存在するプラズマ処理装置において、誘電体容器の外面に温風を当てて誘電体容器の内面に前記有機物の薄膜が堆積しない温度に誘電体を加熱する温風加熱機構を備えており、
温風加熱機構は、熱源と、熱源を通して誘電体容器の外面に風を送る送風器と、送風器によって送られる風をガイドする風ガイド板とから構成されており、風ガイド板は誘電体容器から離間していることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記温風加熱機構は、前記誘電体容器を少なくとも摂氏１５０度以上に加熱するものであることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記基板の表面への所定の処理は、エッチング処理である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】
前記誘電体容器の周囲には、誘電体容器内に所定の電力を導入するための電極が設けられているとともに、前記熱源は、前記電極による電力の導入を阻害しない位置に設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記風ガイド板は、円筒状の形状であることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記誘電体容器の周囲には高周波電力を誘電体容器内に印加するためのアンテナが配置され、誘電体容器の外面に沿って温風を流す誘電体よりなる補助風ガイド体が、アンテナに係止された状態でアンテナの内側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記誘電体の周囲には、前記アンテナに加え、誘電体容器内に所定の磁場を印加して誘電体容器内にヘリコン波プラズマを形成する磁場設定手段が配置されていることを特徴とする請求項６記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記補助風ガイド体は、誘電体容器と一体的に形成されて誘電体容器の一部となっており、補助風ガイド体が前記アンテナには接触しない状態となっていることを特徴とする請求項６又は７記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
誘電体容器内にプラズマを形成し、このプラズマを利用して基板の表面に所定の処理を施すプラズマ処理方法であって、誘電体容器内に有機物の蒸発物が存在するプラズマ処理方法において、
熱源と、熱源を通して誘電体容器の外面に風を送る送風器と、送風器によって送られる風をガイドする風ガイド板とから構成され、風ガイド板が誘電体容器から離間している温風加熱機構により、誘電体容器の外面に温風を当てて誘電体容器の内面に前記有機物の薄膜が堆積しない温度に誘電体を加熱することを特徴とするプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本願の発明は、誘電体容器内に形成したプラズマを利用して基板の表面に所定の処理を施すプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板に対するプラズマを利用した処理としては、プラズマエッチングやプラズマＣＶＤ（化学気相成長）等を始めとして各種の処理が知られている。このうち、ある種の処理では、誘電体容器内にプラズマを形成して利用する装置が従来より用いられている。
このような誘電体容器内にプラズマを形成する装置のうち、低圧高密度プラズマを形成できるとして最近盛んに使用されるようになってきたものに、ヘリコン波プラズマを使用する装置がある。
【０００３】
図４は、このような従来のプラズマ処理装置の一例としてヘリコン波プラズマを使用するプラズマ処理装置の構成を説明する概略図である。
図４に示す装置は、排気系１１を備えた真空容器１と、この真空容器１内の所定の位置に基板２０を配置するための基板ホルダ２と、基板２０に対する処理に利用されるプラズマが内部に形成される誘電体容器３とを有している。
【０００４】
真空容器１は、基板ホルダ２上の基板２０を臨む上部器壁部分に開口を有している。一方、誘電体容器３は、一端が開口になっており、他端が半球状に形成された円筒状の部材である。この誘電体容器３は、その一端の開口の周縁を上記真空容器１の上部器壁部分の開口に嵌め込むようにして配置されている。
誘電体容器３の周囲には、誘電体容器３の内部に高周波電力を印加するための螺旋状のアンテナ４１が配置されている。このアンテナ４１には、整合器４２を介して高周波電源４３が接続されており、アンテナ４１を通して誘電体容器３内に所定の高周波電力を導入するようになっている。
アンテナ４１の周囲には、電磁石からなる磁場設定手段５が配置されている。この磁場設定手段５は、ヘリコン波プラズマを形成するために誘電体容器３内に所定の磁場を設定するものである。
尚、真空容器１には、プラズマ形成用のガスを導入するガス導入系６が付設されている。
【０００５】
図４に示す従来のプラズマ処理装置では、ガス導入系６によって所定のガスを真空容器１内に導入し、アンテナ４１を通して誘電体容器３内に高周波電力を導入する。真空容器１に導入されたガスは誘電体容器３内に達し、誘電体容器３内には螺旋状のアンテナ４１によって螺旋状の誘導電界が設定される。これによってヘリコン波プラズマが形成され、このプラズマを利用して基板２０に対する所定の処理が施される。
例えば、プラズマエッチングを行う場合、エッチング作用を有するガスを導入して上記プラズマを形成するか、プラズマ形成用のガスにエッチング作用を有するガスを添加する等してエッチングを行うようにする。
尚、ヘリコン波プラズマは、強い磁場を加えるとプラズマ振動数より低い周波数の電磁波が減衰せずにプラズマ中を伝搬することを利用して形成する低圧高密度プラズマである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようなプラズマ処理装置において、誘電体容器の内面に有機物の薄膜が堆積することがある。例えば、エッチング等を行う装置では基板の表面に有機物よりなるレジスト膜が形成されている。このレジスト膜は耐プラズマ性を有するものの、高温及び高エネルギーのプラズマに晒されることによって一部が蒸発することが避けられない。蒸発したレジスト膜の材料の粒子は、真空容器内の空間を浮遊しながら一部が誘電体容器の内面に付着する。この付着が進むと、誘電体容器の内部に有機物の薄膜が堆積してくる。
【０００７】
このような薄膜の堆積がある程度の厚さに達すると、薄膜はいつしか剥離して落下する。図４に示すように、誘電体容器は基板の真上に位置しているので、落下した薄膜は基板に達し、基板上に形成された回路を断線させたりショートさせたりしてデバイス不良の原因を作ってしまう。
また、誘電体容器の内面に堆積する有機物の薄膜が導電性である場合、誘電体容器内に導入する高周波電力に異常を発生させる場合がある。さらに、誘電体容器を通してプラズマの発光分析を行っている場合等では、堆積した薄膜によってプラズマの発光が遮光され、分析等が不可能になるという問題もある。
【０００８】
上述のような誘電体容器の内面への有機物薄膜の堆積は、レジスト膜の材料に限らない。例えば、最近のドライエッチングでは、下地材料に対する選択性を向上させるため、Ｃ３Ｆ８，Ｃ４Ｆ８又はＣＨ２Ｆ２等の有機系のガスを使用している。このような有機系のガスの一部は、プラズマによって分解等を起こしながら誘電体容器の内面に付着し、特定の有機物の薄膜を堆積することが知られている。
またさらに、基板の表面に形成された有機系の薄膜をエッチングしたりする場合や、有機系のガスを利用してＣＶＤ（気相成長）による薄膜形成を行う場合等には、同様に有機物の薄膜が誘電体容器内に堆積する場合がある。
【０００９】
このような問題を解決するため、プラズマ処理の合間に定期クリーニングを実施して堆積膜を除去することが行われているが、その都度プラズマ処理を中断する必要があり、堆積の程度によってはクリーニングに長時間掛かる場合も少なくなく、装置の生産性を損なう事態を招いてしまう。
そこで、例えば特開昭５８−５３８３３号公報又は特開平５−９４９７１号公報に記載されているように、処理中に誘電体容器内を電熱線等を利用して加熱することにより有機物薄膜の堆積を抑制する提案がなされている。
【００１０】
ところが、特開昭５８−５３８３３号公報の方法を利用して薄膜堆積を抑制する構成では、ヘリコン波プラズマを形成する装置のように誘電体容器の周囲にアンテナ等の高周波電極が存在する場合、熱源としてのヒータが誘電体容器付近に位置するため、アンテナに励起された高周波電力が効率良くプラズマにカップリングできない問題がある。これを解決するためには、ヒータを小型化したり、あるいは複数に分割したりして、できるだけ高周波の伝搬を阻害しないようにする必要であるが、この場合には誘電体容器を均一に加熱することが困難になってしまう。さらには、アンテナが過度に加熱されないよう熱的に絶縁する必要が生じたりして、装置構成が複雑になる問題もある。
【００１１】
また、前述した特開平５−９４９７１号公報の方法によれば、温水等で８０℃に加熱することにより、堆積を抑制することが可能であるとされている。しかしながら、発明者の検討によれば、８０℃程度の加熱では誘電体容器への有機物薄膜の堆積を抑制することは殆ど不可能である。また、この方法では、温水を供給して循環させるシステムが別途必要であるため、装置設置面積が大きくなる問題もある。またさらに、誘電体容器は温水循環用パイプとともに石英等で一体的に作られていることが多いが、万が一誘電体容器に割れ等を生じて温水が漏れた場合、非常に危険であり且つ生産に多大なる被害を及ぼすこと等が予想される。
さらに、別な方法として  赤外線ランプヒーターでプラズマ発生容器を加熱する方法も考えられるが、石英等で作られることが多い誘電体容器は、それ自身が赤外線を透過するので、赤外線ランプヒーターでは充分加熱されないという本質的な問題がある。
【００１２】
また一方、枚葉式装置であれバッチ式装置であれ、一つのプラズマ処理装置は、同種又は異種のプラズマ処理を繰り返すよう構成される。この際、一回のプラズマ処理が終了した後にも、処理に使用したガスや処理の最中に生成されたガス等が真空容器内に残留している。ここで、前述した各公報における加熱は、プラズマ処理の休止期間中に誘電体容器を加熱するものではなく、処理終了後には、誘電体容器は放熱によって温度が下がってしまう。この結果、残留していたガスによって誘電体容器の内面に薄膜が容易に堆積してしまう。
処理終了後に真空容器内を排気すれば、この問題は多少抑制されるが、完全に残留ガスを除去するのは困難であって時間が掛かり、また排気に長時間を要することは生産性を低下させるので好ましくない。
【００１３】
本願の発明は、これらの課題を解決するためになされたものであり、誘電体容器を充分加熱できる簡易な構成を提供したり、処理終了後における誘電体容器への薄膜堆積を防止できる構成を提供したりして、プラズマ処理の品質の向上に寄与することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本願の請求項１記載の発明は、誘電体容器内にプラズマを形成し、このプラズマを利用して基板の表面に所定の処理を施すプラズマ処理装置であって、誘電体容器内に有機物の蒸発物が存在するプラズマ処理装置において、誘電体容器の外面に温風を当てて誘電体容器の内面に前記有機物の薄膜が堆積しない温度に誘電体を加熱する温風加熱機構を備えており、
温風加熱機構は、熱源と、熱源を通して誘電体容器の外面に風を送る送風器と、送風器によって送られる風をガイドする風ガイド板とから構成されており、風ガイド板は誘電体容器から離間しているという構成を有する。
同様に上記目的を達成するため、請求項２記載の発明は、上記請求項１の構成において、温風加熱機構は、誘電体容器を少なくとも摂氏１５０度以上に加熱するものであるという構成を有する。
同様に上記目的を達成するため、請求項３記載の発明は、上記請求項１又は２の構成において、基板の表面への所定の処理は、エッチング処理であるという構成を有する。
同様に上記目的を達成するため、請求項４記載の発明は、上記請求項１，２又は３の構成において、前記熱源は、前記電極による電力の導入を阻害しない位置に設けられているという構成を有する。
同様に上記目的を達成するため、請求項５記載の発明は、上記請求項１乃至４いずれかの構成において、前記風ガイド板は、円筒状の形状であるという構成を有する。
同様に上記目的を達成するため、請求項６記載の発明は、上記請求項１乃至５いずれかの構成において、誘電体容器の周囲には高周波電力を誘電体容器内に印加するためのアンテナが配置され、誘電体容器の外面に沿って温風を流す誘電体よりなる補助風ガイド体が、アンテナに係止された状態でアンテナの内側に配置されているという構成を有する。
同様に上記目的を達成するため、請求項７記載の発明は、上記請求項６の構成において、誘電体の周囲には、アンテナに加え、誘電体容器内に所定の磁場を印加して誘電体容器内にヘリコン波プラズマを形成する磁場設定手段が配置されているという構成を有する。
同様に上記目的を達成するため、請求項８記載の発明は、上記請求項６又は７の構成において、補助風ガイド体は、誘電体容器と一体的に形成されて誘電体容器の一部となっており、補助風ガイド体がアンテナには接触しない状態となっているという構成を有する。
同様に上記目的を達成するため、請求項９記載の発明は、誘電体容器内にプラズマを形成し、このプラズマを利用して基板の表面に所定の処理を施すプラズマ処理方法であって、誘電体容器内に有機物の蒸発物が存在するプラズマ処理方法において、
熱源と、熱源を通して誘電体容器の外面に風を送る送風器と、送風器によって送られる風をガイドする風ガイド板とから構成され、風ガイド板が誘電体容器から離間している温風加熱機構により、誘電体容器の外面に温風を当てて誘電体容器の内面に前記有機物の薄膜が堆積しない温度に誘電体を加熱するという構成を有する。
【００１５】
【実施例】
次に、本願発明の実施例を説明する。
図１は、本願発明のプラズマ処理装置の第一実施例の構成を説明する概略図である。
図１に示すプラズマ処理装置は、排気系１１を備えた真空容器１と、この真空容器１内の所定の位置に基板２０を配置するための基板ホルダ２と、基板２０に対する処理に利用されるプラズマが内部に形成される誘電体容器３とを有し、さらに、誘電体容器３の外面に温風を当てて誘電体容器３の内面に有機物の薄膜が堆積しない温度に誘電体容器３を加熱する温風加熱機構７を備えている。
【００１６】
まず、真空容器１は、図４の装置の同様、基板ホルダ２上の基板２０を臨む上部器壁部分に基板ホルダ２に相当する大きさの開口を有し、一端が開口で他端が半球状の円筒状の形状の誘電体容器３が、この真空容器１の上部器壁部分の開口に嵌め込まれるようにして配置されている。
誘電体容器３は、石英ガラス又は絶縁体セラミックス等の材料で形成されたものであり、厚さは２．５ｍｍ、外径φ１００ｍｍ、高さ２００ｍｍ程度の大きさである。尚、誘電体容器３の開口である一端の周囲には、フランジ部３１が設けられている。そして、このフランジ部３１が上記真空容器１の上部器壁部分に取り付けられている。
【００１７】
本実施例の装置も、図４の装置と同様、ヘリコン波プラズマを形成するものであり、誘電体容器３の周囲には、誘電体容器３の内部に高周波電力を印加するための螺旋状のアンテナ４１が配置されている。このアンテナ４１には、整合器４２を介して高周波電源４３が接続されており、アンテナ４１を通して誘電体容器３内に１３．５６ＭＨｚ最大３ｋＷ程度の高周波電力を導入するようになっている。尚、アンテナ４１と誘電体容器３との間隔は、５〜１０ｍｍ程度である。
アンテナ４１の周囲には、電磁石からなる磁場設定手段５が配置されている。この磁場設定手段５は、図４の装置と同様、ヘリコン波プラズマを形成するために誘電体容器３内に所定の磁場を設定するものであり、誘電体容器３の中心軸付近で例えば１００ガウス程度の磁場を設定するよう構成されている。尚、磁場設定手段５が設定する磁場は、直流である。
【００１８】
さらに、真空容器１には、図４の装置と同様、プラズマ形成用のガスを導入するガス導入系６が付設されている。このガス導入系６は、導入するガスを溜めた不図示のタンクと、このタンクと真空容器１とを繋ぐ主配管６１と、主配管６１上に設けられたバルブ６２や不図示のマスフローコントローラ等から構成されている。
導入するガスの種類は、プラズマ処理の内容によって決まる。例えば、シリコン酸化膜のエッチングの場合には、Ｃ３Ｆ８，Ｃ４Ｆ８又はＣＨ２Ｆ２等の反応性ガスを水素等のキャリアガスに混合させたものが使用される。
【００１９】
基板２０を載置する基板ホルダ２は、図４の装置と同様、上記誘電体容器３の真下の位置となっている。このように誘電体容器３の真下に基板ホルダ２を配設するのは、誘電体容器３からのダウンストリーム即ちプラズマ中で生成された活性種やイオン等の粒子が下方へ流出するのを効率よく利用するためである。
また一方、真空容器１に付設された排気系１１は、拡散ポンプやターボ分子ポンプ等を備えて例えば１０−５Ｐａ程度の到達圧力まで真空容器１内を排気可能に構成される。
また尚、真空容器１の側部器壁には基板２０の出し入れを行うためのゲートバルブ１２が設けられ、ゲートバルブ１２を通って基板２０を搬送するための不図示の搬送系を装置は具備している。
【００２０】
次に、本実施例の装置の大きな特徴点の一つである温風加熱機構７の構成について説明する。温風加熱機構７は、上述のように、誘電体容器３の外面に温風を当てて誘電体容器３の内面に有機物の薄膜が堆積しない温度に誘電体を加熱するものである。この温風加熱機構７は、本実施例では、熱源としてのヒータ７１と、ヒータ７１を通って誘電体容器３の外面に風を送る送風器７２と、送風器７２よって送られる風をガイドする風ガイド板７３とから構成されている。
【００２１】
まず、熱源としてのヒータ７１は、誘電体容器３の上方の位置に配置されている。ヒータ７１とアンテナ４１との距離ｄは、上記アンテナ４１による高周波電力の導入を阻害しない値に設定されている。この値は、高周波の周波数や出力にもよるが、前述のような高周波の場合、例えば５ｍｍ程度以上とされる。尚、アンテナ４１の直径は１６０ｍｍ程度である。
ヒータ７１としては、通電によるジュール熱を利用する各種のものが採用できる。
【００２２】
送風器７２は、上記ヒータ７１の手前の送風路上に配置され、ヒータ７１を通って誘電体容器３の外面に風を送れるようになっている。送風器７２としては、回転により風を送る各種の市販のファンが採用できる。また、本実施例のような装置が設置される生産現場には、圧縮空気の配管が配設されているので、この配管から圧縮空気を導入して送風する構成を採用することができる。圧縮空気の圧力は、例えば３〜５ｋｇ／ｃｍ２  程度で良い。
【００２３】
風ガイド板７３は、送風器７２からヒータ７１を経て誘電体容器３に達する風路を構成するものである。この風ガイド板７３の役割は主に二つある。即ち、送風器７２からの風を集めて風速を増加させることで加熱を効率的にする役割と、温風が誘電体容器３以外の部材に当たってそれらを不必要に加熱しないようにする役割である。誘電体容器３以外の部材を不必要に加熱しないという観点から、風ガイド板７３は、円筒状等の形状を有して閉じた風路を形成し、温風が漏出しない構造とすることが好ましい。また、同様の観点から、断熱材よりなる断熱層を有した構造とすることも好適である。図１に示すように、風ガイド板７３は、誘電体容器３から離間して設けられている。
尚、風ガイド板７３が金属よりなるものの場合、アンテナ４１が供給する高周波電力の結合を阻害するという従来と同様の問題が生ずる場合があるので、アンテナ４１から充分離れた位置とするか、若しくは誘電体で形成するようにすることが好ましい。
【００２４】
また、図１に示すように、真空容器１の上側には上記温風加熱機構７を覆うようにして外カバー８が設けられている。そして、真空容器１の上部器壁部分の周縁に接続される外カバー８の下端部分には、温風流出口８１が形成されている。この温風流出口８１には、不図示の排気ダクト等が接続され、流出する温風を支障の無い場所まで導くように構成される。
【００２５】
次に、このような温風加熱機構７による誘電体容器３の加熱条件について説明する。誘電体容器３をどの程度まで加熱すれば良いかは、堆積する恐れのある薄膜の種類によって若干異なる。
例えば、基板２０の表面にマスク層として形成されたレジスト膜が蒸発している場合、レジストの耐熱温度１２０℃程度でありこの程度の温度以上に加熱すると蒸発することから、例えば１５０℃程度以上に加熱しておけばこの材料の薄膜堆積は防止できる。また、エッチング作用を有するガスとして導入するＣ３Ｆ８，Ｃ４Ｆ８又はＣＨ２Ｆ２等の有機系ガスの場合、このガスから分解して生成された炭素化合物の薄膜が堆積するが、この場合は、１００℃程度以下であると薄膜堆積が認められるので、この温度以上に加熱しておけば良い。
【００２６】
勿論、上記薄膜堆積抑制の温度条件は圧力やガス流量等によって若干変わる。従って、極力加熱温度を下げたい場合には、これらのパラメーターを考慮しながら薄膜堆積が認められない誘電体容器３の臨界温度を実験的に求めるようにすると良い。
尚、加熱によって薄膜堆積が抑制できるメカニズムについて簡単に説明すると、誘電体容器３の温度上昇によってガス分子の付着確率や滞在時間が減少することを利用して薄膜堆積を抑制している。即ち、薄膜が堆積するためには、誘電体容器３の内面に、ある確率でガス分子が付着しある時間内そこに滞在する必要があるが、誘電体容器３の温度が高くなると、誘電体容器３から受けるエネルギーによって付着確率や滞在時間が減少してしまう。この結果、薄膜堆積のプロセスが進行しなくなってしまうのである。
【００２７】
具体的な温風の送風条件について説明すると、送風器７２の送風量としては、ヒータ７１の発熱温度にもよるが、例えば３０〜５０リットル／分程度で良い。定格電圧ＡＣ１００Ｖ定格消費電力６００Ｗ程度の市販のエアヒーターを適宜選択して使用すれば、このような風量は容易に達成できる。３０〜５０リットル／分程度の風量で５００℃程度の温風を誘電体容器３に供給すると、誘電体容器３は５分程度の時間で２００℃程度の温度まで加熱される。
【００２８】
また、誘電体容器３を必要な温度に素早く加熱するためには、ヒータ７１の温度を高く設定し温風の風量を多く設定することが望ましい。しかし、逆に所定の温度に達した後は、必要以上に誘電体容器３が加熱されるのを防止しなければならない。従って、例えば誘電体容器３の温度を検出する温度センサを設け、誘電体容器３の加熱をフィードバック制御するようにすると好適である。フィードバック制御は、温度センサの検出信号を送風器７２に送って送風量を調節するか、またはヒータ７１に送って発熱量を調整することにより行える。また、温度センサとしては、誘電体容器３の輻射線を検出する赤外線温度計等が好適に採用し得る。
【００２９】
尚、誘電体容器３は、高周波電力の誘導電界による誘導加熱及びプラズマ自体のエネルギーによっても加熱される。しかし、これらの加熱では、上記薄膜堆積抑制温度まで加熱されることは場合は少ない。
【００３０】
次に、請求項９のプラズマ処理方法の発明の実施例の説明も兼ね、上記構成に係る本実施例のプラズマ処理装置の全体の動作について説明する。
まず、不図示の搬送系によって基板２０が搬送され、ゲートバルブ１２を通って真空容器１内の基板ホルダ２上に載置される。次に、排気系１１が動作して真空容器１及び誘電体容器３内を排気し、その後、ガス導入系６が動作して所定のガスが真空容器１内に導入される。導入されたガスは、誘電体容器３内に達して充満する。この状態で高周波電源４３が動作して所定の高周波を発生させ、発生させた高周波は整合器４２を経てアンテナ４１に供給される。アンテナ４１は、誘電体容器３内に誘導電界を発生させ、これによって誘電体容器３内にヘリコン波プラズマが形成される。そして、プラズマ中で形成された活性種やイオンは下方に向けて流出し、基板２０の表面に達する。これによって、基板２０の表面に所定の処理が施される。即ち、例えばＣ３Ｆ８，Ｃ４Ｆ８又はＣＨ２Ｆ２等のエッチング作用を有するガスをガス導入系６によって導入してこれらのガスのプラズマを形成すると、分解生成されたフッ素活性種の旺盛な化学作用によって基板２０の表面の材料のエッチングが行われる。
【００３１】
上記プラズマ処理を数回繰り返すと、従来の装置では基板２０上の材料やプラズマ中で生成された材料の薄膜の誘電体容器３の内面への堆積が見られたが、本実施例の装置では、上述のように誘電体容器３が加熱されているので、このような薄膜野堆積は観測されなかった。特に、１５０℃以上の加熱条件では、数時間処理を繰り返して行っても薄膜堆積は観測されず、非常に好適であることが分かった。
【００３２】
さて、この実施例のプラズマ処理方法の一つの特徴点は、一回のプラズマ処理が終了した後、次のプラズマ処理が行われるまでの間に誘電体容器３を加熱することである。
【００３３】
前述したように、一つのプラズマ処理が終了した後にも、処理に使用したガスや処理の最中に生成されたガス等が真空容器１内に残留しており、誘電体容器３の加熱が行われない場合、残留していたガスによって誘電体容器３の内面に薄膜が容易に堆積してしまう。
一方、実施例の方法によれば、このプラズマ処理の休止期間中に誘電体容器３が加熱されるので、上記のような問題が確実に解消される。この方法を実施するには、例えば、ヒータ７１及び送風器７２に制御信号を送る制御部の構成として、プラズマ処理の終了後も常にヒータ７１及び送風器７２が動作するようにすれば良い。従って、ヒータ７１及び送風器７２の動作が停止するのは、例えばメンテナンス等の場合のように、装置全体の動作が完全に停止する時に限られることになる。
【００３４】
また、プラズマ処理の終了後は、高周波電力やプラズマによる加熱が無くなるので、温風加熱機構７が与えるべき熱量は大きくなると予想される。従って、プラズマ処理の後には、ヒータ７１の発熱温度又は送風器７２の風量を所定の値まで増加させるようにする構成が必要になろう。そして、再びプラズマ処理が始まったら、元の発熱量又は送風量に戻すようにする。
尚、プラズマ処理中は、誘導電界による誘導加熱やプラズマ自体のエネルギーによって与えられる熱で、誘電体容器３内面への薄膜を充分抑制できれば加熱する必要は無いし、抑制できなければ、前述した実施例や前掲の公報の技術のように加熱すれば良い。勿論、実施例のように温風で加熱するようにすれば、前述した高周波電力の結合を阻害する等の問題が発生しないというメリットが得られることになる。
【００３５】
次に、本願のプラズマ処理装置の発明の第二実施例について説明する。
図２は、第二実施例のプラズマ処理装置の主要部の構成を説明する概略図である。第二実施例の構成は、温風加熱機構７の部分のみが異なるものであり、他の構成は第一実施例と同様であるので、図示及び説明は省略する。
【００３６】
図２の第二実施例における温風加熱機構７は、上記第一実施例と同様、熱源としてのヒータ７１と、ヒータ７１を通って誘電体容器３の外面に風を送る送風器７２と、送風器７２よって送られる風をガイドする風ガイド板７３とから構成されている。そして、第二実施例では、さらに、誘電体容器３の外面に沿って温風を流すための補助風ガイド体７４が配置されている。
【００３７】
この補助風ガイド体７４は、誘電体容器３に用いられた材料と同じ材料等の誘電体よりなるものである。補助風ガイド体７４は、誘電体容器３とほぼ同じ高さを有し誘電体容器３よりもやや径の大きなほぼ円筒状の形状である。
補助風ガイド体７４は、その上縁から所定距離下方の位置に段差部を有しており、先端部分の径が少し大きくなった形状を有している。そして、図２に示すように、この段差部の部分がアンテナ４１の上縁に載ることで補助風ガイド体７４全体がアンテナ４１に係止された状態となっている。この段差部の段差の幅は、例えば１０ｍｍ程度で足りる。
また、図２に示すように、上記アンテナ４１に係止された状態では、補助風ガイド体７４の下縁と誘電体容器３のフランジ部３１との間に所定の隙間が形成されるようになっており、この隙間を通って温風が流れ、温風流出口８１から流出するようになっている。
【００３８】
このような補助風ガイド体７４を設けることによって、誘電体容器３の外面に沿った温風の流れが促進され、さらに加熱作用が高められる。補助風ガイド体７４の内面と誘電体電極の外面との間隔は、送風器７２の送風量にもよるが、例えば５ｍｍ〜１０ｍｍ程度とされる。また、本実施例では、アンテナ４１に係止させるだけで補助風ガイド体７４が配置されるので、アンテナ４１と同様のものを有する既存の装置に対して、補助風ガイド体７４の配置が容易に行える。
【００３９】
次に、本願発明のプラズマ処理装置の第三実施例について説明する。
図３は、第三実施例のプラズマ処理装置の主要部の構成を説明する概略図である。第三実施例の構成は、第二実施例と同様、温風加熱機構７の部分のみが異なるものであり、他の構成は第一実施例と同様であるので、図示及び説明は省略する。
【００４０】
図３の第三実施例における温風加熱機構７は、上記第一実施例と同様、熱源としてのヒータ７１と、ヒータ７１を通って誘電体容器３の外面に風を送る送風器７２と、送風器７２よって送られる風をガイドする風ガイド板７３とから構成されている。そして、この第三実施例では、さらに、誘電体容器３の外面に沿って温風を流すための補助風ガイド体７４が、誘電体容器３と一体的に形成されて誘電体容器３の一部となって配置されている。
即ち、本実施例における誘電体容器３と補助風ガイド体７４とは、石英ガラスのような誘電体で一体的に成形されたものである。図３に示すように、この実施例における補助風ガイド体７４は、径が一定の円筒状の部材であり、外側のアンテナ４１には接触していない。
【００４１】
また、誘電体容器３と補助風ガイド体７４とは、下端部分を繋ぐようにして連続しており、補助風ガイド体７４の下端部分に温風吹き出し孔７５が形成されている。この温風吹き出し孔７５は、例えば３０ｍｍ程度の直径の丸い孔であり、２０ｍｍ程度の間隔で周状に複数設けられる。
一方、補助風ガイド体７４の上端部分には、大きな温風流入孔７６が形成されている。そして、上端部分の周縁に、図１の第一実施例と同様な風ガイド板７３の終端が接続されている。
【００４２】
上記第三実施例の構成においても、第二実施例と同様、誘電体容器３の外面に沿った温風の流れが促進され、加熱効率が高められる。即ち、送風器７２によって送られた温風は、温風流入孔７６を通って誘電体容器３に達し、誘電体容器３と補助風ガイド体７４との間を流れることで誘電体容器３を加熱し、温風吹き出し孔７５から流出する。そして、前述と同様に、外カバー８の温風流出口８１から排出される。
また、この実施例の装置は、第二実施例のように補助風ガイド体７４とアンテナ４１とが接触しないことから、アンテナ４１を不必要に加熱してしまうことが少なくなり、この点でも好適である。
【００４３】
上記各実施例の説明において、形成されるプラズマはヘリコン波プラズマであるとして説明したが、高周波コイルプラズマ、平行平板型誘導結合プラズマ、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）放電プラズマ等の他の高周波プラズマを形成する場合であっても本願発明の実施は可能であるし、さらに、マグネトロン放電プラズマや直流二極放電プラズマ等のプラズマであっても良い。
また、プラズマ処理の種類としては、エッチングに限らず、ＣＶＤやスパッタリング、表面改質（表面酸化、表面窒化等）の処理にも本願発明は応用することができる。
処理の対象となる基板２０としては、ＬＳＩ製作用のウエハの他、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）製作用の透明基板や太陽電池製作用のシリコン基板、さらには、ハードディスク等の情報記録媒体を製作する際の基板等を、処理の対象として選定することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本願の請求項１記載のプラズマ処理装置又は請求項９記載のプラズマ処理方法によれば、誘電体容器の外面に温風を当てて加熱する構成なので、温水の循環等の構成に比べて簡易な構成であって装置全体が複雑にならず、また輻射加熱ではないので、透光性の誘電体容器の場合でも充分効率的に加熱できる。さらに、風ガイド板によって温風加熱を効率的に行うことができる。また、請求項２記載のプラズマ処理装置によれば、上記請求項１の効果に加え、誘電体容器が少なくとも摂氏１５０度以上に加熱されるので、堆積する可能性のある有機物がレジスト等の材料からなる場合に、特に有効となる。
また、請求項３記載のプラズマ処理装置によれば、上記請求項１又は２の効果を得て、所望のエッチング処理を行うことができる。
また、請求項４記載のプラズマ処理装置によれば、上記請求項１，２又は３の効果に加え、温風加熱機構の熱源が電極による電力の導入を阻害しない位置に設けられているので、所定の電力が正しく誘電体容器内に導入され、適正なプラズマを得て処理を行うことができる。
また、請求項５記載のプラズマ処理装置によれば、上記請求項１乃至４の効果に加え、誘電体容器以外の部材が不必要に加熱されず、これらの部材の熱による損傷等を防止することができる。
また、請求項６記載のプラズマ処理装置によれば、上記請求項１乃至５いずれかの効果に加え、補助風ガイド体によって誘電体容器の外面に沿う温風の流れが促進されて加熱効率が上昇する。この補助風ガイド体は、アンテナに係止された状態で配置されるので、既存のアンテナを有する装置に簡単に配置することができる。
また、請求項７記載のプラズマ処理装置によれば、上記請求項６の効果に加え、ヘリコン波プラズマという低圧高密度プラズマによって処理が行われるので、高い異方性や選択性が要求されるエッチング処理等に好適に応用することが可能となる。
また、請求項８記載のプラズマ処理装置によれば、上記請求項１乃至５いずれかの効果に加え、誘電体容器の外面に沿った温風の流れが促進され、加熱効率が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明のプラズマ処理装置の第一実施例の構成を説明する概略図である。
【図２】第二実施例のプラズマ処理装置の主要部の構成を説明する概略図である。
【図３】第三実施例のプラズマ処理装置の主要部の構成を説明する概略図である。
【図４】従来のプラズマ処理装置の一例としてヘリコン波プラズマを使用するプラズマ処理装置の構成を説明する概略図である。
【符号の説明】
１  真空容器
１１  排気系
２  基板ホルダ
２０  基板
３  誘電体容器
４１  アンテナ
５  磁場設定手段
６  ガス導入系
７  温風加熱機構
７１  熱源としてのヒータ
７２  送風器
７３  風ガイド板
７４  補助風ガイド体
【図１】
0003553688.tif 000002
【図２】
0003553688.tif 000003
【図３】
0003553688.tif 000004
【図４】
0003553688.tif 000005