(57)【要約】【課題】プラズマの生成室と処理室との間のコンダクタンス調整手段の温度上昇を防止し、プラズマ処理時の処理再現性、処理精度を向上させるプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】プラズマ生成室１０１と、被処理基体１０３が設置されるプラズマ処理室１０２と、その双方の間を仕切って処理用ガスが通過するコンダクタンス調整手段１０８とを有するプラズマ処理装置であって、コンダクタンス調整手段１０８を、少なくとも３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する部材（シリコン）から構成し、かつ、コンダクタンス調整手段１０８を支持する部分を第１の温度に冷却する冷却手段１１１と、冷却された冷媒をコンダクタンス調整手段１０８内を循環させる冷却手段（図示せず）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマが生成される生成室と、
被処理基体が設置される処理室と、
前記生成室と前記処理室との間を仕切るように設置され、処理用ガスが通過するコンダクタンス調整手段と、を有するプラズマ処理装置において、
前記コンダクタンス調整手段は、少なくとも３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する部材から成り、第１の温度に維持する手段を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記第１の温度に維持する手段は、前記生成室及び前記処理室を構成する処理容器の前記コンダクタンス調整手段を支持する部分を冷却する冷却手段であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記第１の温度に維持する手段は、冷却された冷媒を前記コンダクタンス調整手段内を循環させる冷却手段であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記少なくとも３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する部材は、シリコンであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記コンダクタンス調整手段は、複数の貫通穴を有する仕切り板から成ることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記プラズマの処理における前記処理用ガスの導入は、前記プラズマの生成が行われる前記生成室側から行われ、前記処理用ガスが前記コンダクタンス調整手段を通過した後に前記被処理基体の設置された前記処理室に流入し、前記被処理基体の表面を処理した後に装置外に排気される処理であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記プラズマの処理における前記処理用ガスの導入は、前記被処理基体の設置された前記処理室側から行われ、前記処理用ガスが前記コンダクタンス調整手段を通過した後に前記プラズマの生成が行われる前記生成室に流入した後に装置外に排気される処理であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記プラズマの処理は、前記被処理基体の表面をエッチング、アッシング、改質又は薄膜堆積させる処理のいずれかの処理であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記改質処理は、酸化又は窒化する処理であることを特徴とする請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマを利用し、基体表面におけるエッチング、アッシング、成膜、改質等の処理を行うプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラズマによる半導体製造処理が、エッチング、アッシング、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等多くのプロセスに用いられている。
従来のプラズマ処理装置としては、特開平７−２６３３５３号公報（特許文献１）により、プラズマの生成を行う生成室と、生成室で生成されたプラズマで基体の処理を行う処理室とを、複数の貫通穴を有する仕切り板で分離するというものが提案されている。
このような装置では、仕切り板に設けられた貫通穴の穴径や穴の長さ及び穴数に基づいたコンダクタンスにより、プラズマ生成室と基体処理室との間に圧力差が生じる。
この圧力差を利用し、例えばＣＶＤ装置では、処理室側に導入した前駆体となる原料ガスをプラズマ生成室側に回りこませないようにする方法が採用されている。
【０００３】
また近年、特開２００５−１４２２３４号公報（特許文献２）により、プラズマ処理時に被処理基体へ到達する活性種のフラックスを極少量に制御し、次の処理を行うという技術が提案されている。
即ち、被処理基体をプラズマ発生領域よりもガス流の上流に設ける上流プラズマ処理と呼ばれる処理である。
上流プラズマ処理法においても活性種のフラックスを一層低く抑える方法として、基体の設置されたプラズマ処理室とプラズマ生成室との間に、複数の貫通穴が設けられた仕切り板を用いている。
この仕切り板のコンダクタンスによって生じる圧力差を利用して活性種の逆拡散を低減し、極低フラックスのプラズマ処理が可能となる。
【０００４】
しかしながら、プラズマ生成領域と、基体の処理領域との間の仕切り板が存在するプラズマ処理装置では、仕切り板にはプラズマ生成部で生じたプラズマからの高エネルギーのイオンや光が流入し、仕切り板の温度がプロセス毎に上昇する場合があった。
このため、処理用ガスは、仕切り板のガス穴から伝わる熱によって加熱されて膨張するため、処理毎に仕切り板の温度が上昇するとそれに応じて仕切り板のガス穴を通過する処理用ガスの体積流量も変化し、所望の圧力差が得られなくなるという問題があった。
【特許文献１】特開平７−２６３３５３号公報
【特許文献２】特開２００５−１４２２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、プラズマの生成室と処理室との間の仕切り板であるコンダクタンス調整手段が処理毎に温度上昇することを防止し、プラズマ処理時の処理再現性、処理精度を向上させるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために本発明のプラズマ処理装置は、プラズマが生成される生成室と、被処理基体が設置される処理室と、前記生成室と前記処理室との間を仕切るように設置され、処理用ガスが通過するコンダクタンス調整手段と、を有するプラズマ処理装置において、前記コンダクタンス調整手段は、少なくとも３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する部材から成り、第１の温度に維持する手段を有することを特徴とする。
さらに、本発明のプラズマ処理装置は、前記第１の温度に維持する手段は、前記生成室及び前記処理室を構成する処理容器の前記コンダクタンス調整手段を支持する部分を冷却する冷却手段であることを特徴とする。
さらに、本発明のプラズマ処理装置は、前記第１の温度に維持する手段は、冷却された冷媒を前記コンダクタンス調整手段内を循環させる冷却手段であることを特徴とする。
さらに、本発明のプラズマ処理装置は、前記少なくとも３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する部材は、シリコンであることを特徴とする。
さらに、本発明のプラズマ処理装置は、前記コンダクタンス調整手段は、複数の貫通穴を有する仕切り板から成ることを特徴とする。
さらに、本発明のプラズマ処理装置は、前記プラズマの処理における前記処理用ガスの導入は、前記プラズマの生成が行われる前記生成室側から行われ、前記処理用ガスが前記コンダクタンス調整手段を通過した後に前記被処理基体の設置された前記処理室に流入し、前記被処理基体の表面を処理した後に装置外に排気される処理であることを特徴とする。
さらに、本発明のプラズマ処理装置は、前記プラズマの処理における前記処理用ガスの導入は、前記被処理基体の設置された前記処理室側から行われ、前記処理用ガスが前記コンダクタンス調整手段を通過した後に前記プラズマの生成が行われる前記生成室に流入した後に装置外に排気される処理であることを特徴とする。
さらに、本発明のプラズマ処理装置は、前記プラズマの処理は、前記被処理基体の表面をエッチング、アッシング、改質又は薄膜堆積させる処理のいずれかの処理であることを特徴とする。
さらに、本発明のプラズマ処理装置は、前記改質処理は、酸化又は窒化する処理であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のプラズマ処理装置によれば、プラズマの生成室と処理室との間を仕切るように設置され、処理用ガスが通過するコンダクタンス調整手段を有する。
さらに、このコンダクタンス調整手段は、少なくとも３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する部材から成り、第１の温度に維持する手段を有する。
このため、プラズマの生成室と処理室との間の仕切り板であるコンダクタンス調整手段が処理毎に温度上昇することを防止する。
コンダクタンス調整手段の温度の上昇を防止することにより、コンダクタンス調整手段の膨張を防止し、コンダクタンス調整手段のガス穴を通過する処理用ガスの体積流量が変化することを防止する。
この結果、所望の圧力差を得ることができ、プラズマ処理時の処理再現性、処理精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を、その実施例に基づいて、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１を参照して、本発明の実施例１のマイクロ波プラズマ処理装置（以下、プラズマ処理装置と呼ぶ）を詳細に説明する。図１は、本発明の実施例１のプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
プラズマ処理装置は、図１に示すように、プラズマ生成室１０１、プラズマ処理室１０２、被処理基体１０３、支持体１０４、温調部１０５、ガス導入部１０６、及び排気路１０７を有する。
また、プラズマ処理装置は、コンダクタンス調整手段１０８、マイクロ波供給手段１０９、マイクロ波透過手段１１０、及び冷却手段１１１を有し、被処理基体１０３に対してプラズマ処理を施す。
プラズマ処理には、例えば、被処理基体１０３の表面をエッチング、アッシング、改質又は薄膜堆積させる処理等のいずれかの処理が挙げられる。特に改質処理には、酸化又は窒化する処理がある。
【００１０】
まず、プラズマ処理装置のマイクロ波発生源（図示せず）は、例えばマグネトロンから成り、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生する。ただし本発明では０．８ＧＨｚから２０ＧＨｚの範囲の中からマイクロ波周波数を適宜選択することができる。
マイクロ波は、その後、図示しないモード変換機によりＴＭ若しくはＴＥモード等に変換されて導波管内を伝播する。マイクロ波の導波経路には、図示しないアイソレーターやインピーダンス整合器等が設けられている。
アイソレーターは、反射されたマイクロ波がマイクロ波発生源に戻ることを防止し、そのような反射波を吸収する。
インピーダンス整合器は、マイクロ波発生源から負荷に供給される進行波と、負荷により反射されてマイクロ波発生源に戻ろうとする反射波のそれぞれの強度と位相を検知するパワーメーターを有する。
インピーダンス整合器は、パワーメーターを介して、マイクロ波発生源と負荷側とのマイクロ波のマッチングを図る機能を有し、詳しく図示しないが、４Ｅチューナー、ＥＨチューナーや、スタブチューナー等から構成されている。
【００１１】
一方、プラズマ処理室１０２は、調温部１０５上の収容体上に被処理基体１０３を収納して真空、又は減圧環境下で被処理基体１０３に対しプラズマ処理を施す真空状の処理容器である。
尚、図１では、被処理基体１０３を図示しないロードロック室との間で受け渡すためのゲートバルブ等の図示は省略している。
被処理基体１０３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。
導電性基体としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂ等の金属、又はこれらの合金として、例えば真鍮、ステンレス鋼等が挙げられる。
絶縁性基体としては、第１に、ＳｉＯ２系の石英や各種ガラス、Ｓｉ３Ｎ４，ＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＬｉＦ，ＣａＦ２，ＢａＦ２，Ａｌ２Ｏ３，ＡｌＮ，ＭｇＯ等の無機物が挙げられる。
絶縁性基体としては、第２に、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、ポリイミド等の有機物のフィルムや、窓等が挙げられる。
【００１２】
被処理基体１０３は、支持体１０４上の収容体上に収容（載置）されるが、必要があれば、支持体１０４は、高さ調整可能に構成してもよい。即ち支持体１０４はプラズマ処理室１０２に収納され、被処理基体１０３を支持する。
温調部１０５は、ヒーター等から構成され、例えば２００℃以上４００℃以下の処理に適した温度に制御する。
温調部１０５は、詳しく図示しないが、例えば支持体１０４の温度を測定する温度計と、温度計の測定温度に基づいて例えば処理用ガスや被処理基体１０３が所定の温度になるように制御する制御部とを有する。
温調部１０５の制御部は、例えば加熱源としてのヒーター線への図示しない電源からの通電を制御することにより、例えば処理用ガスや被処理基体１０３を上記所定の温度に制御する。
【００１３】
ガス導入部１０６は、プラズマ生成室１０１の壁体に設けられ、プラズマ処理用のガスをプラズマ生成室１０１に供給する。ガス導入部１０６は、ガス供給手段の一部である。
ガス供給手段は、詳しくは図示しないが、ガス供給源と、バルブと、マスフローコントローラーと、これらを接続するガス導入管とを備え、マイクロ波により励起されて所定のプラズマを得るための処理ガスや放電ガスを供給する。
処理ガスや放電ガスには、プラズマの迅速な着火のために少なくとも着火時にＸｅやＡｒ、Ｈｅ等の希ガスを添加してもよい。
希ガスは反応性がないので被処理基体１０３に悪影響を与えることがなく、また、電離しやすいのでマイクロ波投入時のプラズマ着火速度を上昇させることができる。
【００１４】
一方、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。
例えばａ−Ｓｉ、poly−Ｓｉ、ＳｉＣ等のＳｉ系半導体薄膜を形成する場合の原料ガスとしては、常温常圧でガス状態であるもの、又は容易にガス化し得るものが好ましい。
その一例として、第１には、ＳｉＨ４，Ｓｉ２Ｈ６等の無機シラン類等が挙げられる。
第２には、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）等の有機シラン類等が挙げられる。
また、その他、ＳｉＦ４，Ｓｉ２Ｆ６，Ｓｉ３Ｆ８，ＳｉＨＦ３，ＳｉＨ２Ｆ２，ＳｉＣｌ４，Ｓｉ２Ｃｌ６，ＳｉＨＣｌ３，ＳｉＨ２Ｃｌ２，ＳｉＨ３Ｃｌ，ＳｉＣｌ２Ｆ２等のハロゲン化シラン類等が挙げられる。
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、又はキャリアガスとしては、Ｈ２、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎ等が挙げられる。
【００１５】
例えばＳｉ３Ｎ４，ＳｉＯ２ 等のＳｉ化合物系薄膜を形成する場合の原料ガスとしては、同じく常温常圧でガス状態であるもの、又は容易にガス化し得るものが好ましい。
その一例として、第１には、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６等の無機シラン類が挙げられる。
第２には、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）等の有機シラン類等が挙げられる。
第３には、ＳｉＦ４，Ｓｉ２Ｆ６，Ｓｉ３Ｆ８，ＳｉＨＦ３，ＳｉＨ２Ｆ２，ＳｉＣｌ４，Ｓｉ２Ｃｌ６，ＳｉＨＣｌ３，ＳｉＨ２Ｃｌ２，ＳｉＨ３Ｃｌ，ＳｉＣｌ２Ｆ２等のハロゲン化シラン類等が挙げられる。
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、Ｎ２Ｈ４、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２等が挙げられる。
【００１６】
例えばＡｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ等の金属薄膜を形成する場合の原料としては、その一例として、第１には、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）等の有機金属等が挙げられる。
第２には、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）等の有機金属等が挙げられる。
第３には、ＡｌＣｌ３、ＷＦ６、ＴｉＣｌ３、ＴａＣｌ５等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又はキャリアガスとしては、Ｈ２、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎ等が挙げられる。
【００１７】
例えばＡｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、ＷＯ３等の金属化合物薄膜を形成する場合の原料としては、その一例として、第１には、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリエチルアルミニウム（ＴＥＡｌ）等の有機金属が挙げられる。
第２には、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）等の有機金属が挙げられる。
第３には、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）等の有機金属、  ＡｌＣｌ３、ＷＦ６、ＴｉＣｌ３、ＴａＣｌ５等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又は窒素原料ガスとしては、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、Ｎ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）等が挙げられる。
【００１８】
例えば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、例えばＦ２、ＣＦ４、ＣＨ２Ｆ２、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＣＦ２Ｃｌ２、ＳＦ６、ＮＦ３、Ｃｌ２、ＣＣｌ４、ＣＨ２Ｃｌ２、Ｃ２Ｃｌ６等が挙げられる。
フォトレジスト等の基体表面上の有機成分をアッシング除去する場合のアッシング用ガスとしては、例えばＯ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、Ｈ２等が挙げられる。
被処理基体１０３表面の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等を使用する例がある。
その場合、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等のドーピング処理等が可能である。
さらに本発明の実施例１において採用する成膜技術は、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、重金属等のクリーニングに使用することもできる。
【００１９】
一方、被処理基体１０３を酸化表面処理する酸化性ガスとしては、例えば、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２等が挙げられる。
また、被処理基体１０３を窒化表面処理する窒化性ガスとしては、例えば、Ｎ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）等が挙げられる。
基体表面の有機物をクリーニングする場合、又はフォトレジスト等の被処理基体１０３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、例えば、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、Ｈ２等が挙げられる。
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、例えば、Ｆ２、ＣＦ４、ＣＨ２Ｆ２、Ｃ２Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＦ２Ｃｌ２、ＳＦ６、ＮＦ３等が挙げられる。
【００２０】
一方、排気路１０７は、プラズマ処理室１０２の下部周囲に設けられ、図示しない圧力調整弁、圧力計、真空ポンプ及び制御部とともに圧力調整機構を構成する。
即ち、図示しないその制御部は、真空ポンプを運転しながら、プラズマ処理室１０２の圧力を検出する圧力計が所定の値になるように制御する。
具体的には、その制御部は、プラズマ処理室１０２の圧力を弁の開き具合で調整する圧力調整弁（例えば、ＶＡＴ製の圧力調整機能つきゲートバルブやＭＫＳ製排気スロットバルブ）を制御することによってその圧力調節を行う。
その結果、排気路１０７を介して、プラズマ処理室１０２の内部圧力をプラズマ処理に適した圧力に制御する。圧力は、好ましくは１３ｍＰａから１３３０Ｐａの範囲、より好ましくは６６５ｍＰａから６６５Ｐａの範囲が適当である。
尚、真空ポンプは、例えばドライポンプ、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）等により構成され、図示しないコンダクタンスバルブ等の圧力調整バルブを介してプラズマ処理室１０２に接続されている。
【００２１】
コンダクタンス調整手段１０８は、複数の貫通穴を有する仕切り板から成り、プラズマ生成室１０１とプラズマ処理室１０２を仕切るように設置されている。またコンダクタンス調整手段１０８を支持する処理容器の壁体には冷却手段１１１が設けられている。
コンダクタンス調整手段１０８の貫通穴を通過する処理用ガスのコンダクタンスは貫通穴の穴径、穴の長さ、穴数を変えることにより所望のコンダクタンスになるよう調整可能である。
プラズマ生成室１０１に導入された処理用ガスはコンダクタンス調整手段１０８を通過して、プラズマ処理室１０２に輸送され、排気路１０７よりプラズマ処理室１０２外へと排気される。
このときコンダクタンス調整手段１０８が有するコンダクタンスにより、プラズマ生成室１０１と、プラズマ処理室１０２との間には圧力差が生じる。
この圧力差は、導入する処理用ガスの流量と、プラズマ処理室１０２内を排気する排気速度によって所定の値をとる。
【００２２】
プラズマ処理中において、コンダクタンス調整手段１０８には、プラズマ中の高エネルギーイオンや、プラズマから発せられる高エネルギーの光が流入し、熱へと変換される。
従来のように、例えばコンダクタンス調整手段１０８が所定の温度に維持する手段をもたない処理装置である場合、コンダクタンス調整手段１０８の温度は上昇する。
このため、処理用ガスがコンダクタンス調整手段１０８を通過するとき、コンダクタンス調整手段１０８によって処理用ガスが加熱され、処理用ガスの体積流量が変化し、本来得るはずであった圧力差とは異なる圧力差が生じる。
即ち、コンダクタンス調整手段１０８によって処理用ガスが加熱され、処理用ガスの体積流量が変化するため、プラズマ生成室１０１とプラズマ処理室１０２との間に本来得るはずであった圧力差とは異なる圧力差が生じる。
【００２３】
しかし、本発明の実施例１ではコンダクタンス調整手段１０８を所定の温度に維持する手段によって、プラズマからコンダクタンス調整手段１０８にプラズマからの熱が流入した場合でも、コンダクタンス調整手段１０８の温度が一定に保たれる。
このため、処理用ガスがコンダクタンス調整手段１０８を通過するとき、処理用ガスの体積流量が変化することはなく、プラズマ生成室１０１とプラズマ処理室１０２との間に所望の圧力差を得ることが可能である。
コンダクタンス調整手段１０８を所定の温度に維持する手段としては、第１にコンダクタンス調整手段１０８を少なくとも３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する部材で構成する。
また、コンダクタンス調整手段１０８を所定の温度に維持する手段としては、第２にコンダクタンス調整手段１０８を支持する部分である処理容器の壁体（プラズマ生成室１０１とプラズマ処理室１０２との境目の処理容器の壁体）を第１の温度に冷却する冷却手段１１１を備える。
【００２４】
冷却手段１１１は、コンダクタンス調整手段１０８を第１の温度に維持するものであるが、第１の温度とはプラズマ処理に適する温度であり、随時最適な温度が選定される。
上記の高い熱伝導率を有する材料（部材）からコンダクタンス調整手段１０８を形成すれば、プラズマからコンダクタンス調整手段１０８に与えられる熱は速やかに処理容器の壁体へ伝導するため、冷却手段１１１によって第１の温度に冷却できる。
これによって、コンダクタンス調整手段１０８に熱が蓄積し温度上昇を起すということを防止することができる。
【００２５】
ところで、３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する部材としては、例えば、半導体素子のゲート絶縁膜用の酸化処理や、窒化処理などのような極めて低い金属汚染度を必要とする処理の場合、シリコンを選ぶのがよい。
尚、前記シリコンは単結晶状態であってもアモルファスや多結晶状態であってもよく、また真性半導体シリコンやＡｓ、Ｐ、Ｂなどの不純物をドープし伝導性を持たせたものでもよい。
また、シリコン以外に、メタル配線のエッチングのように金属汚染が問題にならない処理に用いられるような場合の材料としては、例えば、Ｔａ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ等の金属、又はこれらの合金として、例えば真鍮等が挙げられる。
また、３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する部材としては、例えば、ＳｉＣ、ＡｌＮ等のセラミック材料でもよい。
【００２６】
一方、コンダクタンス調整手段１０８を第１の温度に維持する冷却手段としては、詳しく図示しないが、もう一つには、例えば、コンダクタンス調整手段１０８内に一定の温度に冷却された冷媒を循環させる冷却機構がある。
この場合、石英やＳｉ３Ｎ４といった比較的に熱伝導率の低い材料を用いてコンダクタンス調整手段１０８を形成することも可能ではあるが、より熱伝導の高い材料を使う方がコンダクタンス調整板１０８の温度を第１の温度に維持しやすくなる。
ただし冷却手段としては、その他、例えば、ヒートパイプや、ペルチェ素子、若しくは冷風又は自然風を送る送風機構等を用いるという態様があり、即ち任意の構成を用いてよい。
【００２７】
マイクロ波透過手段１１０は、マイクロ波供給源から供給されるマイクロ波をプラズマ生成室１０１に透過するとともに、プラズマ生成室１０１の隔壁として機能する。
マイクロ波供給手段１０９は、スロット付き平板状の構成を備え、マイクロ波をマイクロ波透過手段１１０を介してプラズマ生成室１０１に導入させる機能を有する。
ただしマイクロ波供給手段１０９は、スロット付き無終端環状導波管や、同軸導入平板マルチスロットアンテナ等、マイクロ波を平板状に供給できるものであれば任意の構成を適用可能である。
本発明の実施例１のプラズマ処理装置（マイクロ波プラズ処理装置）に用いられる平板状マイクロ波供給手段１０９の材質は、伝導率の高いＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ／ＣｕめっきしたＳＵＳ等が最適である。
【００２８】
例えば、スロット付き平板状の構成を含むマイクロ波供給手段１０９がスロット付き無終端環状導波管である場合、冷却水路とスロットアンテナが設けられる。
スロットアンテナは、例えば、半径方向のスロット、円周方向に沿ったスロット、略Ｔ字形状の同心円状又は螺旋状に配置された多数のスロット、若しくは、Ｖ字形状の一対のスロットを４対有する金属製の円板である。
尚、被処理基体１０３面内において、ばらつきのない均一な処理を前面に渡って行うためには、被処理基体１０３上において面内均一性の良好な活性種が供給されることが重要である。
スロットアンテナは少なくとも一本以上のスロットを配置することで、大面積に渡ってプラズマを生成させることが可能となり、プラズマ強度や、プラズマ均一性の制御も容易になる。
【００２９】
次に、実施例１のプラズマ処理装置の動作例について説明する。
概要としては、処理用ガスの導入は、プラズマ生成室１０１側から行い、処理用ガスがコンダクタンス調整手段１０８を通過した後にプラズマ処理室１０２に流入し、被処理基体１０３の表面を処理した後に排気するという所謂ダウンフロー処理法を適用する。
具体的には、まず、図示しない排気手段を介して排気路１０７よりプラズマ生成室１０１及びプラズマ処理室１０２内を真空排気する。
続いて処理用ガスをガス導入部１０６より所定の流量でプラズマ生成室１０１内に導入し、かつ図示しない排気手段に設けられたコンダクタンスバルブをそれぞれ調整し、プラズマ処理室１０２内を所定の圧力に保持する。
マイクロ波発生源よりマイクロ波を、マイクロ波供給手段１０９、マイクロ波透過手段１１０を介してプラズマ生成室１０１に供給し、プラズマ生成室１０１内でプラズマを発生させる。
プラズマ中の活性種は、導入ガスとともに、コンダクタンス調整手段１０８を通過してプラズマ処理室１０２へと導かれ、被処理基体１０３表面に到達し、被処理基体１０３表面を処理する。
【００３０】
プラズマの表面処理の間、コンダクタンス調整手段１０８には、プラズマ中の高エネルギーイオンやプラズマから発せられる高エネルギーの光が流入し、これが熱へと変換される。
しかし、コンダクタンス調整手段１０８を所定の温度に維持する冷却手段１１１によって、コンダクタンス調整手段１０８の温度は不必要に上昇することはなく、第１の温度（プラズマ処理に適した温度）に保たれる。
このため、処理用ガスがコンダクタンス調整手段１０８を通過する際に、処理用ガスが熱膨張することがなく、プラズマ生成室１０１とプラズマ処理室１０２との間に所定どおりの圧力差が生じ、安定したプラズマ処理を実施することが可能となる。
【００３１】
本発明の実施例１では、プラズマ生成室１０１に設けられたガス導入部より処理用ガスを導入し、プラズマ生成室１０１内でプラズマ化された活性種を処理用ガスとともにガス流の下流となるプラズマ処理室１０２に導くという所謂ダウンフロー処理法を例示した。
しかし、本発明の実施例１では、プラズマ処理室１０２側にガス導入部１０６を設け、支持体１０４が内部に設置されたプラズマ処理室１０２内に処理用ガスを導入し、ガス流をプラズマ生成室１０１に導くという処理法を適用してもよい。
即ち、プラズマ処理室１０２内に処理用ガスを導入して、ガス流をプラズマ生成室１０１に導いた後、プラズマ生成室１０１に設けられた排気路１０７より排気するという処理法を適用してもよい。
尚、実施例１においては、プラズマ源としてマイクロ波によるプラズマ励起手段を用いているが、ＣＣＰ、ＩＣＰ、ヘリコン、ＥＣＲ等の任意のプラズマ励起手段を適用してもよいことは勿論である。
【００３２】
本発明の実施例１のプラズマ処理装置では、コンダクタンス調整手段１０８を少なくとも３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する部材（シリコン等）で構成し、第１の温度に維持する冷却手段１１１を備えた。
このため、コンダクタンス調整手段１０８がプラズマ処理毎に不必要に温度上昇することを防止して、コンダクタンス調整手段１０８の膨張を防止し、かつコンダクタンス調整手段１０８のガス穴を通過する処理用ガスの体積流量が変化することを防止できる。
したがって、プラズマ生成室１０１とプラズマ処理室１０２との間に所望の圧力差を得ることができ、プラズマ処理時の処理再現性や処理精度を向上させることができる。
【実施例２】
【００３３】
次に、本発明の実施例２を説明する。
図２は、本発明の実施例２のプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
プラズマ処理装置は、図２に示すように、プラズマ生成室２０１、プラズマ処理室２０２、被処理基体２０３、支持体２０４、温調部２０５、ガス導入部２０６、及び排気路２０７を有する。
また、プラズマ処理装置は、コンダクタンス調整手段２０８、マイクロ波供給手段２０９、マイクロ波透過手段２１０、及び冷却手段２１１を有し、被処理基体２０３に対してプラズマ処理を施す。
さらに、プラズマ処理装置には、詳しく図示しないが、実施例１で説明したマイクロ波発生源、アイソレーター、インピーダンス整合器等が設けられている。
本例の場合も、プラズマ処理には、例えば、被処理基体１０３の表面をエッチング、アッシング、改質又は薄膜堆積させる処理等のいずれかの処理が挙げられる。特に改質処理には、酸化又は窒化する処理がある。
【００３４】
一方、プラズマ処理室２０２は、調温部２０５上の収容体上に被処理基体２０３を収納して真空、又は減圧環境下で被処理基体２０３に対しプラズマ処理を施す真空状の処理容器である。
プラズマ処理室２０２の壁体には、ガス導入部２０６が備えられている。ガス導入部２０６は、プラズマ処理室２０２にプラズマ処理用のガスを供給するガス供給手段の一部である。
ガス供給手段は、詳しくは図示しないが、ガス供給源と、バルブと、マスフローコントローラーと、これらを接続するガス導入管とを備え、マイクロ波により励起されて所定のプラズマを得るための処理ガスや放電ガスを供給する。
尚、図２では、被処理基体１０３を図示しないロードロック室との間で受け渡すためのゲートバルブ等の図示は省略している。
【００３５】
被処理基体２０３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。
被処理基体２０３は、支持体２０４上の収容体上に収容（載置）されるが、必要があれば、支持体２０４は、高さ調整可能に構成してもよい。即ち支持体２０４はプラズマ処理室２０２に収納され、被処理基体２０３を支持する。
温調部２０５は、ヒーター等から構成され、例えば２００℃以上４００℃以下の処理に適した温度に制御する。
温調部２０５は、詳しく図示しないが、例えば支持体２０４の温度を測定する温度計と、温度計の測定温度に基づいて例えば処理用ガスや被処理基体２０３が所定の温度になるように制御する制御部とを有する。
温調部２０５の制御部は、例えば加熱源としてのヒーター線への図示しない電源からの通電を制御することにより、例えば処理用ガスや被処理基体２０３を上記所定の温度に制御する。
【００３６】
一方、排気路２０７は、プラズマ生成室２０１に設けられ、詳しく図示しないが、圧力調整弁、圧力計、真空ポンプ、及び制御部とともに圧力調整機構を構成する。
排気路２０７の制御部は、プラズマ処理室２０２の圧力を弁の開き具合で調整する圧力調整弁（例えば、ＶＡＴ製の圧力調整機能つきゲートバルブやＭＫＳ製排気スロットバルブ）を制御することによってその圧力調節を行う。
その結果、排気路２０７を介して、プラズマ処理室２０２の内部圧力を処理に適した圧力に制御する。圧力は、好ましくは１３ｍＰａから１３３０Ｐａの範囲、より好ましくは６６５ｍＰａから６６５Ｐａの範囲が適当である。
【００３７】
コンダクタンス調整手段２０８は、複数の貫通穴を有する仕切り板から成り、プラズマ生成室２０１とプラズマ処理室２０２を仕切るように設置されている。
コンダクタンス制御手段２０８には、φ２６０ｍｍ、５ｍｍ厚、熱伝導率１４０Ｗ／ｍ・Ｋの多結晶シリコン平板を用いた。この平板には２２９個のφ１ｍｍの貫通穴が１０ｍｍピッチで格子状に配置されている。
またコンダクタンス制御手段２０８を支持する処理容器の壁体及びその近傍を室温に保持するための冷却手段２１１としての水冷管が処理容器の壁体に埋設されており、コンダクタンス制御手段２０８内にも水冷管（冷却手段）が埋設されている。
コンダクタンス調整手段１０８の貫通穴を通過する処理用ガスのコンダクタンスは貫通穴の穴径、穴の長さ、穴数を変えることにより所望のコンダクタンスになるよう調整可能である。
プラズマ処理室２０１に導入された処理用ガスはコンダクタンス調整手段２０８を通過して、プラズマ生成室２０１に輸送され、排気路２０７よりプラズマ生成室２０１外へと排気される。
このときコンダクタンス調整手段１０８が有するコンダクタンスにより、プラズマ生成室２０１と、プラズマ処理室２０２との間には圧力差が生じる。
この圧力差は、導入する処理用ガスの流量と、プラズマ生成室２０１内を排気する排気速度によって所定の値をとる。
【００３８】
一方、マイクロ波透過手段２１０は、マイクロ波供給源から供給されるマイクロ波をプラズマ生成室２０１に透過するとともに、プラズマ生成室２０１の隔壁として機能する。
マイクロ波供給手段２０９は、例えばスロット付き平板状の構成を備え、マイクロ波をマイクロ波透過手段２１０を介してプラズマ生成室２０１に導入させる機能を有する。
以上、本発明の実施例２のプラズマ処理装置の概要を述べたが、その他の構成、及び関係する各事項（使用ガス等）の説明については、実施例１の場合と同様であり、ここではその詳しい説明は省略する。
【００３９】
本発明の実施例２においては、図２に示したプラズマ処理装置（マイクロ波プラズマ処理装置）を使用し、コンダクタンス調整手段（コンダクタンス調整板）２０８の温度、及びプラズマ生成室２０１とプラズマ処理室２０２との間の差圧の変化を測定した。
具体的には、まず、プラズマ処理室２０１の壁体に設けられた排気部２０７より排気系（不図示）を介してプラズマ生成室２０１及びプラズマ処理室２０１内を真空排気し、１０−７Ｔｏｒｒの値まで減圧させた。
続いてプラズマ処理室２０２の壁体に設けられたガス導入部２０６より酸素ガスを２０００ｓｃｃｍの流量で導入した。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、プラズマ処理室２０２内を３Ｔｏｒｒに保持した。
ついで、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源（不図示）より３．０ｋＷの電力をマイクロ波供給手段２０９のスロット付無終端環状導波管を介して供給した。
【００４０】
かくして、プラズマ生成室２０１内にプラズマを発生させた。その後、１８０秒間の連続放電と１２０秒間の休止というサイクルを繰り返した。
このときのコンダクタンス調整手段（コンダクタンス調整板）２０８の中心温度、及び、  プラズマ生成室２０１とプラズマ処理室との間に生じる圧力差を測定した結果を図３に示す。
また比較例として、熱伝導率が１．７Ｗ／ｍ・Ｋの石英をコンダクタンス調整手段（コンダクタンス調整板）２０８に用いて、前記と同じ条件での放電を行った時のプラズマ生成室２０１とプラズマ処理室２０２との間に生じる差圧を測定した結果を図４に示す。
コンダクタンス調整手段２０８が石英製の場合、図４に示すように、コンダクタンス調整手段２０８の中心温度（図示細線）は処理サイクル毎に上昇し、それに応じプラズマ生成室２０１とプラズマ処理室２０２との間の差圧（図示点線）も大きくなっていく。
これに対し、コンダクタンス調整手段２０８がシリコン製の場合、図３に示すように、その中心温度（図示細線）は放電中の温度上昇こそ見られるが休止期間中に速やかに冷却され、処理サイクル毎にその中心温度が上昇し続けることはなかった。
また、コンダクタンス調整手段２０８がシリコン製の場合、図３に示すように、プラズマ生成室２０１とプラズマ処理室２０２との間の差圧（図示点線）もほぼ一定の値であって上昇し続けることはなかった。
【００４１】
本発明の実施例２においては、プラズマ処理室２０２内に処理用ガスを導入して、ガス流をプラズマ生成室２０１に導いた後、プラズマ生成室２０１に設けられた排気路２０７より排気するという所謂アップフロー処理法を適用している。
この場合も、コンダクタンス調整手段２０８は、３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する部材から構成し、コンダクタンス調整手段２０８を支持する処理容器の壁体に冷却手段２１１を備えるため、不要な温度上昇、及び不要な差圧変化を防止できた。
このため、コンダクタンス調整手段２０８の膨張を防止でき、かつコンダクタンス調整手段２０８のガス穴を通過する処理用ガスの体積流量の変化を防止でき、所望の圧力差を得て、プラズマ処理時の処理再現性や処理精度を向上させる利点を発揮できた。
【実施例３】
【００４２】
次に、本発明の実施例３を説明する。
本発明の実施例３のプラズマ処理装置は、図２に示したプラズマ処理装置（マイクロ波プラズマ処理装置）の構成と同一であり、半導体素子の極薄ゲート酸化膜形成を行う場合を例示する。
被処理基体２０３としては、洗浄により表面の自然酸化膜を除去したφ８インチＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉，抵抗率１０Ωｃｍ）を使用した。以下、被処理基体２０３をシリコン基板と呼ぶ。
【００４３】
次に、本発明の実施例３の上記のプラズマ処理の具体例を説明する。
まず、シリコン基板２０３を支持体２０４上に設置した後、プラズマ生成室２０１の壁体に設けられた排気部２０７より排気系（不図示）を介してプラズマ生成室２０１及びプラズマ処理室２０１内を真空排気し、１０−７Ｔｏｒｒの値まで減圧させた。
続いて温調部（ヒーター）２０５に通電し、シリコン基板２０３を２８０℃に加熱し、該基板２０３をこの温度に保持した。
プラズマ処理室２０２の壁体に設けられたガス導入部２０６より酸素ガスを５００ｓｃｃｍの流量で導入した。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、プラズマ処理室２０２内を３Ｔｏｒｒに保持した。
ついで、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源（不図示）より３．０ｋＷの電力をマイクロ波供給手段２０９のスロット付無終端環状導波管を介してプラズマ生成室２０１に供給した。かくして、プラズマ生成室２０１内にプラズマを発生させた。
【００４４】
この際、ガス導入部２０６より導入された酸素ガスはプラズマ生成室２０１内で励起、分解されてＯ＋イオンやＯラジカル等の活性種となる。
その活性種の内一部の活性種は、拡散によってガスの流れに逆流しコンダクタンス制御手段２０８の穴を抜け、シリコン基板２０３表面に微量到達する。
このようにしてシリコン基板２０３表面に対し１８０秒の酸化処理を２５枚連続して行った。
酸化処理後、各シリコン基板２０３間の膜厚均一性について評価した結果、平均酸化膜厚は１.６ｎｍ，各シリコン基板２０３間の膜厚均一性は±１．０％と良好であった。
即ち、本発明の実施例３の場合も、図２に示すプラズマ処理装置を用いるため、コンダクタンス調整手段２０８の膨張防止、及び処理用ガスの体積流量の変化防止を維持し、所望の圧力差を得て、各シリコン基板２０３間の良好な膜厚均一性を獲得できた。
したがって、本発明の実施例３の場合も、プラズマ処理時の処理再現性や処理精度を向上させる利点を発揮することができた。
【実施例４】
【００４５】
次に、本発明の実施例４を説明する。
本発明の実施例３のプラズマ処理装置は、図２に示したプラズマ処理装置（マイクロ波プラズマ処理装置）の構成と同一であり、半導体素子の極薄ゲート酸窒化膜形成を行う場合を例示する。
被処理基体２０３としては、洗浄により表面の自然酸化膜を除去した後に、急速熱酸化法により膜厚１．９ｎｍの酸化膜を成長させたφ８インチＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉，抵抗率１０Ωｃｍ）を使用した。
以下、被処理基体２０３をシリコン基板と呼ぶ。
【００４６】
次に、本発明の実施例４の上記のプラズマ処理の具体例を説明する。
まず、シリコン基板２０３を支持体２０４上に設置した後、プラズマ生成室２０１の壁体に設けられた排気部２０７より排気系（不図示）を介してプラズマ生成室２０１及びプラズマ処理室２０２内を真空排気し、１０−７Ｔｏｒｒの値まで減圧させた。
続いて調温部（ヒーター）２０５に通電し、シリコン基板２０３を２８０℃に加熱し、該基板２０３をこの温度に保持した。プラズマ処理室２０２の壁体に設けられたガス導入部２０６より窒素ガスを１００ｓｃｃｍの流量で導入した。
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、プラズマ処理室２０２内を０．５Ｔｏｒｒに保持した。
ついで、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源（不図示）より３．０ｋＷの電力をマイクロ波供給手段２０９のスロット付無終端環状導波管を介してプラズマ生成室２０１に供給した。かくして、プラズマ生成室２０１内にプラズマを発生させた。
【００４７】
この際、ガス導入部２０６より導入された窒素ガスはプラズマ生成室２０１内で励起、分解されてＮ＋イオンやＮラジカルなどの活性種となる。
その活性種の内一部の活性種は、拡散によってガスの流れに逆流しコンダクタンス制御手段２０８の穴を抜け、シリコン基板２０３表面に微量到達する。
このようにしてシリコン基板２０３表面の酸化膜に対し１８０秒の窒化処理を２５枚連続して行った。
窒化処理後の酸窒化膜について、各シリコン基板２０３間の酸化膜換算膜厚（ＥＯＴ）の均一性を評価した結果、平均ＥＯＴは１．７ｎｍ，均一性は１．５％と良好であった。
本発明の実施例４の場合も、図２に示すプラズマ処理装置を用いるため、コンダクタンス調整手段２０８の膨張防止、及び処理用ガスの体積流量の変化防止を維持し、所望の圧力差を得て、各シリコン基板２０３間の酸化膜換算膜厚の良好な均一性を獲得できた。
したがって、本発明の実施例４の場合も、プラズマ処理時の処理再現性や処理精度を向上させる利点を発揮することができた。
【実施例５】
【００４８】
次に、本発明の実施例５を説明する。
図５は、本発明の実施例５のプラズマ処理装置（マイクロ波プラズマ処理装置）の概略構成を示す断面図である。
本発明の実施例５においては、図５に示すプラズマ処理装置を使用し、半導体素子キャパシタ絶縁用酸化タンタル膜の形成を行う場合を例示する。
プラズマ処理装置は、図５に示すように、プラズマ生成室５０１、プラズマ処理室５０２、被処理基体５０３、支持体５０４、温調部５０５、ガス導入部５０６、及び排気路５０７を有する。
また、プラズマ処理装置は、コンダクタンス調整手段５０８、マイクロ波供給手段５０９、マイクロ波透過手段５１０を有し、被処理基体５０３に対してプラズマ処理を施す。
【００４９】
本例のプラズマ処理装置は、詳しく図示しないが、実施例１で説明したマイクロ波発生源、アイソレーター、インピーダンス整合器等を備える。
プラズマ処理室５０２は、調温部５０５上の収容体上に被処理基体５０３を収納して真空、又は減圧環境下で被処理基体５０３に対しプラズマ処理を施す真空状の処理容器である。
尚、図５では、被処理基体１０３を図示しないロードロック室との間で受け渡すためのゲートバルブ等の図示は省略している。
被処理基体５０３は、支持体５０４上の収容体上に収容（載置）されるが、必要があれば、支持体５０４は、高さ調整可能に構成してもよい。即ち支持体５０４はプラズマ処理室５０２に収納され、被処理基体５０３を支持する。
温調部５０５は、ヒーター等から構成され、例えば２００℃以上４００℃以下の処理に適した温度に制御する。
【００５０】
ガス導入部５０６は、プラズマ生成室５０１の壁体に設けられ、プラズマ処理用のガスをプラズマ生成室５０１に供給する。ガス導入部５０６は、ガス供給手段の一部である。
ガス供給手段は、詳しくは図示しないが、ガス供給源と、バルブと、マスフローコントローラーと、これらを接続するガス導入管とを備え、マイクロ波により励起されて所定のプラズマを得るための処理ガスや放電ガスを供給する。
一方、排気路５０７は、プラズマ処理室５０１の壁体に設けられ、詳しく図示しないが、圧力調整弁、圧力計、真空ポンプ、及び制御部とともに圧力調整機構を構成する。
排気路５０７の制御部は、プラズマ処理室５０２の圧力を弁の開き具合で調整する圧力調整弁（例えば、ＶＡＴ製の圧力調整機能つきゲートバルブやＭＫＳ製排気スロットバルブ）を制御することによってその圧力調節を行う。
その結果、排気路５０７を介して、プラズマ処理室５０２の内部圧力を処理に適した圧力に制御する。圧力は、好ましくは１３ｍＰａから１３３０Ｐａの範囲、より好ましくは６６５ｍＰａから６６５Ｐａの範囲が適当である。
【００５１】
コンダクタンス調整手段５０８は、複数の貫通穴を有する仕切り板から成り、プラズマ生成室５０１とプラズマ処理室５０２を仕切るように設置されている。
コンダクタンス調整手段５０８には、φ２６０ｍｍ、１５ｍｍ厚、熱伝導率１６０Ｗ／ｍ・ＫのＡｌＮセラミックス平板を用いた。この平板には１８１個のφ３ｍｍの貫通穴が同心円状に配置されている。
また、コンダクタンス調整手段５０８は、詳しく図示しないが、その内部に室温に保持された冷却水を循環する水冷管（冷却手段）が埋設されており、循環手段の駆動とともに循環する冷却水で、第１の温度、即ちプラズマ処理に適する温度に保たれる。
尚、詳しくは図示しないが、コンダクタンス制御手段５０８を支持する処理容器の壁体には、冷却手段としての例えば水冷管等を埋設してもよい。
【００５２】
被処理基体５０３としては、φ８インチＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉，抵抗率１０Ωｃｍ）を使用した。以下、被処理基体５０３をシリコン基板と呼ぶ。
マイクロ波透過手段５１０は、マイクロ波供給源から供給されるマイクロ波をプラズマ生成室５０１に透過するとともに、プラズマ生成室５０１の隔壁として機能する。
マイクロ波供給手段５０９は、例えばスロット付き平板状の構成を備え、マイクロ波をマイクロ波透過手段５１０を介してプラズマ生成室５０１に導入させる機能を有する。
以上、本発明の実施例５のプラズマ処理装置の概要を述べたが、その他の構成、及び関係する各事項（使用ガス等）の説明については、実施例１の場合と同様であり、ここではその詳しい説明は省略する。
【００５３】
次に、本発明の実施例５の上記のプラズマ処理の具体例を説明する。
まず、シリコン基板５０３を基体支持体５０４上に設置し、プラズマ処理室５０２下部にある排気部５０７より排気系（不図示）を介してプラズマ処理室５０２及びプラズマ生成室５０１内を真空排気し、１０−７Ｔｏｒｒの値まで減圧させた。
続いて調温部（ヒーター）５０５に通電し、シリコン基板５０３を１５０℃に加熱し、該基板５０３をこの温度に保持した。
プラズマ生成室５０１壁体に配されたガス導入部５０６より酸素ガスを１０００ｓｃｃｍの流量で、また、ＴＥＯＴガスを５０ｓｃｃｍの流量でプラズマ生成室５０１内に導入した。
【００５４】
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、プラズマ処理室５０２内を５０ｍＴｏｒｒに保持した。
ついで、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より２．０ｋＷの電力をマイクロ波供給手段５０９の環状導波管を介してプラズマ生成室５０１内に供給した。かくして、プラズマ生成室５０１内にプラズマを発生させた。
ガス導入部５０６より導入された酸素ガスはプラズマ生成室５０１内で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板５０３の方向に輸送され、ＴＥＯＴガスと反応し、酸化タンタル膜がシリコン基板５０３上に形成された。
【００５５】
このようにしてシリコン基板５０３表面上にタンタルの成膜処理を２５枚連続して行った。
処理後、タンタル膜厚均一性について評価した結果、平均膜厚は５．２ｎｍ、各シリコン基板５０３間の均一性は±１．８％と良好であった。
即ち、本発明の実施例５の場合、図５に示すプラズマ処理装置を用いるため、コンダクタンス調整手段５０８の膨張防止、及び処理用ガスの体積流量の変化防止を維持し、所望の圧力差を得て、各シリコン基板５０３間のタンタル膜厚の良好な均一性を獲得できた。
したがって、本発明の実施例５の場合も、プラズマ処理時の処理再現性や処理精度を向上させる利点を発揮することができた。
【実施例６】
【００５６】
次に、本発明の実施例６を説明する。
本発明の実施例６のプラズマ処理装置は、図５に示したプラズマ処理装置（マイクロ波プラズマ処理装置）の構成と同一であり、半導体素子のアッシング処理を行う場合を例示する。
被処理基体５０３としては、表面にフォトレジストを１０μｍコートしたφ８インチＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉，抵抗率１０Ωｃｍ）を使用した。以下、被処理基体５０３をシリコン基板と呼ぶ。
【００５７】
次に、本発明の実施例６の上記のプラズマ処理の具体例を説明する。
まず、シリコン基板５０３を支持体５０４上に設置し、プラズマ処理室５０２下部にある排気部５０７より排気系（不図示）を介してプラズマ処理室５０２及びプラズマ生成室５０１内を真空排気し、１０−７Ｔｏｒｒの値まで減圧させた。
続いて調温部（ヒーター）５０５に通電し、シリコン基板５０３を３００℃に加熱し、該基板５０３をこの温度に保持した。
プラズマ生成室５０１壁面に配されたガス導入部５０６より酸素ガスを５００ｓｃｃｍの流量で、また、ＣＦ４ガスを１０ｓｃｃｍの流量でプラズマ生成室５０１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、プラズマ処理室５０２内を２００ｍＴｏｒｒに保持した。
ついで、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より３．０ｋＷの電力をマイクロ波供給手段５０９の環状導波管を介してプラズマ生成室５０１内に供給した。かくして、プラズマ生成室５０１内にプラズマを発生させた。
【００５８】
ガス導入部５０６より導入された酸素ガスはプラズマ生成室５０１内で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板５０３の方向に輸送され、フォトレジストと反応し、灰化してフォトレジストが除去された。
このようにしてシリコン基板５０３表面上のフォトレジストのアッシング処理を２５枚連続して行った。
処理後、アッシングレートの均一性について評価した結果、平均アッシングレートは２．３μｍ／ｍｉｎ、基板間の均一性は±２．６％と良好であった。
即ち本発明の実施例５の場合、図５に示すプラズマ処理装置を用いるため、コンダクタンス調整手段５０８の膨張防止、及び処理用ガスの体積流量の変化防止を維持し、所望の圧力差を得て、各アッシングレートの良好な均一性を獲得できた。
したがって、本発明の実施例６の場合も、プラズマ処理時の処理再現性や処理精度を向上させる利点を発揮することができた。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施例１のプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例２、実施例３、実施例４のプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例３においてシリコン製コンダクタンス調整手段を用いた時の放電休止サイクルに対する温度及び圧力変化を示すグラフ図である。
【図４】本発明の実施例３において石英製コンダクタンス調整手段を用いた時の放電休止サイクルに対する温度及び圧力変化を示すグラフ図である。
【図５】本発明の実施例５、実施例６のプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０１，２０１，５０１    プラズマ生成室
１０２，２０２，５０２    プラズマ処理室
１０３，２０３，５０３    被処理基体
１０４，２０４，５０４    支持体
１０５，２０５，５０５    調温部（ヒーター）
１０６，２０６，５０６    ガス導入部
１０７，２０７，５０７    排気部
１０８，２０８，５０８    コンダクタンス調整手段
１０９，２０９，５０９    マイクロ波供給手段
１１０，２１０，５１０    マイクロ波透過手段
１１１，２１１    冷却手段
【図１】
2008027796.tif 000003
【図２】
2008027796.tif 000004
【図３】
2008027796.tif 000005
【図４】
2008027796.tif 000006
【図５】
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