(57)【要約】【課題】天板の機能を有するシャワーヘッドに形成したガス導入路に異常放電が発生することを防止することが可能なプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】減圧可能になされた処理容器３２内へ少なくともプラズマ励起用ガスを含むガスを導入するガス導入路８４と、ガス導入路に連通されて処理容器内へガスを放出する複数のガス放出口８６を有するシャワーヘッド６０とを備え、シャワーヘッドを介して処理容器内へ電磁波を導入して被処理体Ｗに対してプラズマ処理を施すようにしたプラズマ処理方法において、ガス導入路８４内のガスの圧力を、４０００Ｐａ（３０Ｔｏｒｒ）以上となるように設定する。これにより、天板の機能を有するシャワーヘッドに形成したガス導入路８４に異常放電が発生することを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧可能になされた処理容器内へ少なくともプラズマ励起用ガスを含むガスを導入するガス導入路と、該ガス導入路に連通されて前記処理容器内へ前記ガスを放出する複数のガス放出口を有するシャワーヘッドとを備え、前記シャワーヘッドを介して電磁波を前記処理容器内へ導入して前記ガスを励起してプラズマを発生させ、該プラズマを用いて被処理体に対して処理を施すようにしたプラズマ処理方法において、
前記ガス導入路内の前記ガスの圧力を、４０００Ｐａ（３０Ｔｏｒｒ）以上となるように設定するようにしたことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２】
前記ガス導入路内の圧力は４０ｋＰａ（３００Ｔｏｒｒ）以上であることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
前記ガス導入路は少なくともその一部が前記シャワーヘッド内部に設けられてい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方法。
【請求項４】
前記ガス導入路内の圧力は圧力測定器により測定されており、前記ガス導入路内の圧力は、前記ガス導入路内へ流すガス流量と前記処理容器からの排気量との内少なくとも一方を調整することにより所定の圧力値に維持されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
前記ガス導入路内の圧力が所定の圧力値に安定した時に前記プラズマ処理を開始することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項６】
前記プラズマ処理中に、前記ガス導入路内の圧力が設定圧力の±１０％の範囲外になった時に、前記処理を中断するようにしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項７】
前記処理中に、前記ガス導入路内の圧力が異常放電発生領域になった時に、前記処理を中断するようにしたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項８】
前記処理容器内へ前記ガスの供給を開始する際には、前記処理時のガス供給量よりも大きな流量で供給を開始することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項９】
前記処理容器内へ供給するガスの種類を切り換える際には、前記ガス導入路内に残留するガスを、前記ガスの導入方向とは反対側の方向へ強制的に排気するようにしたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項１０】
前記処理容器内へ前記被処理体を搬入する搬入工程と、
前記被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理工程と、
前記処理容器内から処理済みの前記被処理体を搬出する搬出工程と、
前記処理容器内にクリーニングガスを流してクリーニングするクリーニング工程とを有し、前記各工程の内から選択される少なくとも２つの工程に亘って前記プラズマ励起用ガスを連続的に流すようにしたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項１１】
前記処理は、前記被処理体の表面に薄膜を形成させる成膜処理であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項１２】
被処理体に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、
天井部が開口され内部が減圧可能になされた処理容器と、
前記被処理体を載置するために前記処理容器内に設けた載置台と、
前記天井部の開口に気密に装着される天板の機能を有し、少なくともプラズマ励起用ガスを含むガスを導入するガス導入路と、該ガス導入路に連通されて前記処理容器内へ前記ガスを放出する複数のガス放出口とを有するガス導入手段であるシャワーヘッドと、
前記シャワーヘッドを介してプラズマ発生用の電磁波を前記処理容器内へ導入する電磁波導入手段と、
前記ガス導入路内のガス圧力が４０００Ｐａ以上になるように前記ガスを前記ガス導入路に供給する手段と、
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記ガス導入路のガス圧力を測定する導入路内圧力測定器を設けたことを特徴とする請求項１２記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
前記ガス導入路内の雰囲気を排気する導入路真空排気系を設けたことを特徴とする請求項１２又は１３記載のプラズマ処理装置。
【請求項１５】
前記導入路真空排気系は、前記処理容器内の雰囲気を排気する真空排気系と兼用されることを特徴とする請求項１４記載のプラズマ処理装置。
【請求項１６】
前記処理容器内へガスを導入する第２のガス導入手段が設けられることを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１７】
天井部が開口されて内部が減圧可能になされた処理容器と、
前記被処理体を載置するために前記処理容器内に設けた載置台と、
前記天井部の開口に気密に装着される天板の機能を有し、少なくともプラズマ励起用ガスを含むガスを導入するガス導入路と、該ガス導入路に連通されて前記処理容器内へ前記ガスを放出する複数のガス放出口とを有するガス導入手段であるシャワーヘッドと、
前記シャワーヘッドを介してプラズマ発生用の電磁波を前記処理容器内へ導入する電磁波導入手段と、
前記ガス導入路内の圧力を測定する導入路内圧力測定器と、
装置全体の動作を制御する制御手段と、
を備えたプラズマ処理装置を用いてプラズマ処理を行うに際して、
請求項１乃至１１のいずれかに記載のプラズマ処理方法を実行するように前記プラズマ処理装置を制御するコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に対してプラズマ処理を施すためのプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製品の高密度化及び高微細化に伴い半導体製品の製造工程において、成膜、エッチング、アッシング等の処理のためにプラズマ処理装置が多用されており、特に、０．１ｍＴｏｒｒ（１３．３ｍＰａ）〜数１０ｍＴｏｒｒ（数Ｐａ）程度の比較的圧力が低い高真空状態でも安定してプラズマを立てることができることからマイクロ波や高周波を用いて、高密度プラズマを発生させるプラズマ処理装置が使用される傾向にある。
このようなプラズマ処理装置は、特許文献１〜７等に開示されている。ここで、例えばマイクロ波を用いた一般的なプラズマ処理装置を図９を参照して概略的に説明する。図９はマイクロ波を用いた従来の一般的なプラズマ処理装置を示す概略構成図である。
【０００３】
図９において、このプラズマ処理装置２は、真空引き可能になされた処理容器４内に半導体ウエハＷを載置する載置台６を設けており、この載置台６に対向する天井部にマイクロ波を透過する円板状の窒化アルミや石英等よりなる天板８を気密に設けている。そして処理容器４の側壁には、容器内へ所定のガスを導入するためのガス導入手段としてガスノズル９が設けられている。
【０００４】
そして、上記天板８の上面に厚さ数ｍｍ程度の円板状の平面アンテナ部材１０と、この平面アンテナ部材１０の半径方向におけるマイクロ波の波長を短縮するための例えば誘電体よりなる遅波材１２を設置している。そして、平面アンテナ部材１０には多数の、例えば長溝状の貫通孔よりなるスロット１４が形成されている。このスロット１４は一般的には、同心円状に配置されたり、或いは渦巻状に配置されている。そして、平面アンテナ部材１０の中心部に同軸導波管１６の中心導体１８を接続してマイクロ波発生器２０より発生した、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波をモード変換器２２にて所定の振動モードへ変換した後に導くようになっている。
【０００５】
そして、マイクロ波をアンテナ部材１０の半径方向へ放射状に伝播させつつ平面アンテナ部材１０に設けたスロット１４からマイクロ波を放出させてこれを天板８に透過させて、下方の処理容器４内へマイクロ波を導入し、このマイクロ波により処理容器４内の処理空間Ｓにプラズマを立てて半導体ウエハＷにエッチングや成膜などの所定のプラズマ処理を施すようになっている。
【０００６】
ところで、最近にあっては、ウエハサイズの大型化に伴って、処理容器内へ均一にガスを供給する必要からガス導入手段として多数のガス放出孔を有するシャワーヘッドが用いられており（特許文献５〜７）、このシャワーヘッドの下面に設けた各ガス放出口より処理空間へ均一にガスを放出するようになっている。そして、この場合、処理空間に発生しているプラズマがガス放出口から逆流して異常放電や膜の堆積等が生ずる恐れがあるので、これを防止するためにガス放出口等に通気性のある多孔質セラミック材を用いてコンダクタンスを低くしたり（特許文献５、６）、ガス放出口の直径寸法を０．１〜０．３ｍｍ程度に極めて小さく設定してコンダクタンスを低くすることなどの対策が行われている（特許文献７）。
【０００７】
【特許文献１】特開平３−１９１０７３号公報
【特許文献２】特開平５−３４３３３４号公報
【特許文献３】特開平９−１８１０５２号公報
【特許文献４】特開２００３−３３２３２６号公報
【特許文献５】特開２００４−３９９７２号公報
【特許文献６】特開２００５−３３１６７号公報
【特許文献７】ＷＯ２００６／１１２３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述したように、ガス放出口側に多孔質のセラミック材を用いたり、ガス放出口の直径寸法を微細化してコンダクタンスを低くした場合には、プラズマのガス放出口側への逆流はある程度防止することができる。
【０００９】
しかしながら、上述したような構造の場合には、シャワーヘッドとなる天板が強い電磁界に晒されることから、シャワーヘッドとなるこの天板に形成したガス導入路内に流れるガスが解離して、ここに異常放電が発生する場合が生ずる、といった問題があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、天板の機能を有するシャワーヘッドに形成したガス導入路に異常放電が発生することを防止することが可能なプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、シャワーヘッドのガス導入路内の異常放電の防止策について鋭意研究した結果、上記ガス導入路内の圧力を３０Ｔｏｒｒ以上、好ましくは３００Ｔｏｒｒ以上に設定することにより、異常放電を防止することができる、という知見を得ることにより、本発明に至ったものである。
【００１１】
請求項１に係る発明は、減圧可能になされた処理容器内へ少なくともプラズマ励起用ガスを含むガスを導入するガス導入路と、該ガス導入路に連通されて前記処理容器内へ前記ガスを放出する複数のガス放出口を有するシャワーヘッドとを備え、前記シャワーヘッドを介して電磁波を前記処理容器内へ導入して前記ガスを励起してプラズマを発生させ、該プラズマを用いて被処理体に対して処理を施すようにしたプラズマ処理方法において、前記ガス導入路内の前記ガスの圧力を、４０００Ｐａ（３０Ｔｏｒｒ）以上となるように設定するようにしたことを特徴とするプラズマ処理方法である。
【００１２】
このように、ガス導入路内の圧力を、４０００Ｐａ（３０Ｔｏｒｒ）以上となるように設定するようにしたので、ガス導入路内で異常放電が発生することを防止することができる。
【００１３】
この場合、例えば請求項２に記載したように、前記ガス導入路内の圧力は４０ｋＰａ（３００Ｔｏｒｒ）以上である。
また例えば請求項３に記載したように、前記ガス導入路は少なくともその一部が前記シャワーヘッド内部に設けられている。
また例えば請求項４に記載したように、前記ガス導入路内の圧力は圧力測定器により測定されており、前記ガス導入路内の圧力は、前記ガス導入路内へ流すガス流量と前記処理容器からの排気量との内少なくとも一方を調整することにより所定の圧力値に維持される。
また例えば請求項５に記載したように、前記ガス導入路内の圧力が所定の圧力値に安定した時に前記プラズマ処理を開始する。
また例えば請求項６に記載したように、前記処理中に、前記ガス導入路内の圧力が設定圧力の±１０％の範囲外になった時に、前記処理を中断するようにする。
【００１４】
また例えば請求項７に記載したように、前記処理中に、前記ガス導入路内の圧力が異常放電発生領域になった時に、前記処理を中断するようにする。
また例えば請求項８に記載したように、前記処理容器内へ前記ガスの供給を開始する際には、前記処理時のガス供給量よりも大きな流量で供給を開始する。
【００１５】
また例えば請求項９に記載したように、前記処理容器内へ供給するガスの種類を切り換える際には、前記ガス導入路内に残留するガスを、前記ガスの導入方向とは反対側の方向へ強制的に排気するようにする。
このように、処理容器内へ供給するガスの種類を切り換える際には、前記ガス導入路内に残留するガスを、ガスの導入方向とは反対側の方向へ強制的に排気するようにしたので、ガス導入路内の残留ガスの排出を促進させることができ、その分、スループットを向上させることが可能となる。
【００１６】
また例えば請求項１０に記載したように、前記処理容器内へ前記被処理体を搬入する搬入工程と、前記被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理工程と、前記処理容器内から処理済みの前記被処理体を搬出する搬出工程と、前記処理容器内にクリーニングガスを流してクリーニングするクリーニング工程とを有し、前記各工程の内から選択される少なくとも２つの工程に亘って前記プラズマ励起用ガスを連続的に流すようにする。
また例えば請求項１１に記載したように、前記プラズマ処理は、前記被処理体の表面に薄膜を形成させる成膜処理である。
【００１７】
請求項１２に係る発明は、被処理体に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、天井部が開口され内部が減圧可能になされた処理容器と、前記被処理体を載置するために前記処理容器内に設けた載置台と、前記天井部の開口に気密に装着される天板の機能を有し、少なくともプラズマ励起用ガスを含むガスを導入するガス導入路と、該ガス導入路に連通されて前記処理容器内へ前記ガスを放出する複数のガス放出口とを有するガス導入手段であるシャワーヘッドと、前記シャワーヘッドを介してプラズマ発生用の電磁波を前記処理容器内へ導入する電磁波導入手段と、前記ガス導入路内のガス圧力が４０００Ｐａ以上になるように前記ガスを前記ガス導入路に供給する手段と、を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００１８】
この場合、例えば請求項１３に記載したように、前記ガス導入路のガス圧力を測定する導入路内圧力測定器を設ける。
また例えば請求項１４に記載したように、前記ガス導入路内の雰囲気を排気する導入路真空排気系を設ける。
また例えば請求項１５に記載したように、前記導入路真空排気系は、前記処理容器内の雰囲気を排気する真空排気系と兼用される。
また例えば請求項１６に記載したように、前記処理容器内へガスを導入する第２のガス導入手段が設けられる。
【００１９】
請求項１７に係る発明は、天井部が開口されて内部が減圧可能になされた処理容器と、前記被処理体を載置するために前記処理容器内に設けた載置台と、前記天井部の開口に気密に装着される天板の機能を有し、少なくともプラズマ励起用ガスを含むガスを導入するガス導入路と、該ガス導入路に連通されて前記処理容器内へ前記ガスを放出する複数のガス放出口とを有するガス導入手段であるシャワーヘッドと、前記シャワーヘッドを介してプラズマ発生用の電磁波を前記処理容器内へ導入する電磁波導入手段と、前記ガス導入路内の圧力を測定する導入路内圧力測定器と、装置全体の動作を制御する制御手段と、を備えたプラズマ処理装置を用いてプラズマ処理を行うに際して、請求項１乃至１１のいずれかに記載のプラズマ処理方法を実行するように前記プラズマ処理装置を制御するコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法によれば、次のような優れた作用効果を発揮することができる。
ガス導入路内の圧力を、４０００Ｐａ（３０Ｔｏｒｒ）以上となるように設定するようにしたので、ガス導入路内で異常放電が発生することを防止することができる。
特に請求項９に係る発明によれば、処理容器内へ供給するガスの種類を切り換える際には、前記ガス導入路内に残留するガスを、ガスの導入方向とは反対側の方向へ真空引きすることにより強制的に排気するようにしたので、ガス導入路内の残留ガスの排出を促進させることができ、その分、スループット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】
【００２１】
以下に、本発明に係るプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法の好適な一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係るプラズマ処理装置の一例を示す構成図、図２は天板の機能を有するシャワーヘッドに設けたガス導入路とガス放出口との配列の位置関係を示す平面図、図３はガス放出口の構造を示す拡大断面図である。
【００２２】
図示するように、このプラズマ処理装置３０は、アルミニウム合金等よりなる筒体状の処理容器３２を有している。この処理容器３２は接地されると共に、その底部の中央部は下方向へ凸状に成形されている。この処理容器３２内には、底部の中央部より支柱３４により起立された載置台３６が設けられており、この載置台３６の上面に被処理体としての半導体ウエハＷが載置されて保持される。この載置台３６は、例えばアルミナや窒化アルミニウム等のセラミック材よりなり、この載置台３６内には静電チャック３８や抵抗加熱ヒータ４０が埋め込まれており、静電チャック３８によりウエハＷを静電吸着力で吸着保持したり、抵抗加熱ヒータ４０でウエハＷを所定の温度に加熱維持できるようになっている。
【００２３】
そして、この載置台３６は下部電極として機能し、上記静電チャック３８には、給電線４２を介してチャック用電源４４と例えば１３．５６ＭＨｚのバイアス用高周波電源４６が接続されている。尚、この載置台３６には、ウエハＷを搬出入する際にウエハを昇降させるリフタピン（図示せず）も設けられる。
【００２４】
そして、処理容器３２の凹部状の底部側壁には排気ポート４６が設けられており、この排気ポート４６には、真空排気系４８が接続されている。この真空排気系４８は、上記排気ポート４６に接続される排気通路５０を有しており、この排気通路５０の途中には圧力調整弁５２や真空ポンプ５４が介設されており、図示しない圧力計により処理容器３２内の圧力を検出しつつ所定の圧力に真空引きできるようになっている。
【００２５】
また処理容器３２の側壁には、ウエハＷを搬出入するための搬出入口５６が設けられると共に、この搬出入口５６には、ウエハの搬出入時に開閉されるゲートバルブ５８が設けられている。そして、処理容器３２の天井部は開口されており、この開口部には、天板としても兼用されるガス導入手段であるシャワーヘッド６０がＯリング等のシール部材６２を介して気密に装着されている。このシャワーヘッド６０は、電磁波、すなわちここではマイクロ波を透過できるように例えば石英やアルミナ等の誘電体よりなり、大気圧に耐え得るような厚さに設定されている。
【００２６】
そして、シャワーヘッド６０の側面に対応する処理容器３２の側壁の部分には、内側が開口されてその周方向に沿って形成されたリング状空間６４が設けられており、このリング状空間６４を密閉するように上記シャワーヘッド６０の側壁と処理容器３２の側壁との間にはＯリング等よりなる２つのシール部材６６が介設されている。上記リング状空間６４の一部は、少なくともプラズマ励起用ガスを含むガスを流すガス導入ポート６８に連通されており、このガス導入ポート６８には、外部からガスを必要に応じて流すガス通路７０が接続されている。
【００２７】
そして、このガス通路７０には、開閉弁７２やマスフローコントローラのような図示しない流量制御器が介設されており、少なくともプラズマ励起用ガスを必要に応じて、流量制御しつつ供給できるようになっている。このプラズマ励起用ガスとしてはＡｒガスやＨｅガスやＮｅガス等の希ガスを用いることができ、また、処理態様によって他のガス、例えばＮ２ やＯ２ 等も流すことができるようになっている。
【００２８】
また、このガス導入ポート６８には、上記リング状空間６４を介して後述するガス導入路内の圧力を測定する導入路内圧力測定器７４が設けられると共に、上記ガス通路７０には、このガス導入路７０内の雰囲気を真空引きして排気する導入路真空排気系７６が接続されている。この導入路真空排気系７６は、上記ガス通路７０に接続された排気通路７８を有しており、この排気通路７８には開閉弁８０及び真空ポンプ８２が介設されて、必要に応じて真空引きできるようになっている。尚、処理の態様によっては、この導入路真空排気系７６を設けない場合もあるし、上記真空ポンプ８２を設けないで、このガス通路を処理容器内を真空引きする真空排気系４８の排気通路５０の真空ポンプ５４の上流側に接続して、真空排気系７６を兼用させるようにしてもよい。
【００２９】
そして、上記シャワーヘッド６０の内部には、図２にも示すように、ヘッド外周面よりシャワーヘッド６０の中心方向へ向かって長短の複数のガス導入路８４が形成されており、各ガス導入路８４には、下端が上記処理容器３２内の処理空間Ｓに向けて開放された複数のガス放出口８６が連通されている。
【００３０】
具体的には、上記ガス導入路８４には、図２に示すようにシャワーヘッド６０の略全域をカバーするように多数個設けられ、このガス導入路８４の所定の箇所より下方に向けて分岐ガス導入路８４ａを設け、この分岐ガス導入路８４ａの下端を上記ガス放出口８６へ連通させている。このガス放出口８６はシャワーヘッド６０の面内において略均等に分布するように配置されている。これにより、外部より導入されるガスを上記リング状空間６４を介して上記各ガス導入路８４及び分岐ガス導入路８４ａへ流し、各ガス放出口８６へ導くようになっている。ここで上記ガス導入路８４の直径はφ１〜φ３ｍｍ程度、分岐ガス導入路８４ａの直径はφ１〜φ３ｍｍ程度であり、共に比較的微細な寸法となってシャワーヘッド６０内の電磁界への影響を小さくして導入路内で異常放電ができるだけ生じないようにしている。
【００３１】
上記ガス放出口８６は、直径が１０ｍｍ程度、深さ（高さ）が１０ｍｍ程度に設定されており、このガス放出口８６内には通気性のあるセラミック材８８が装着されている。具体的には、ガス放出口８６内の奥（上部）には、ガス流通方向に連通した気孔を有する通気性のある多孔質（ポーラス状）のセラミック焼結体８８ａが収容され、下方（処理空間Ｓ側）には、直径が５０μｍ程度の複数のガス噴射孔９０が縦方向に形成されたセラミック成型体８８ｂが収容されて全体が形成されている。
【００３２】
これにより、上述したように全体のコンダクタンスが非常に低くなされており、上記分岐ガス導入路８４ａに流れてきたガスを上記多孔質セラミック焼結体８８ａと微細なガス噴射孔９０を有するセラミック成型体８８ｂとよりなるセラミック材８８を介して処理空間Ｓに僅かずつ導入できるようになっている。尚、図３（Ａ）はセラミック材８８の装着前の状態を示し、図３（Ｂ）はセラミック材８８の装着後の状態を示す。尚、このシャワーヘッド６０からはプラズマ励起用ガスの他に、積極的にラジカルを生成させるガスとして酸素やアンモニア等を導入する場合もある。
【００３３】
ここで上記セラミック成型体８８ｂに形成したガス噴射孔９０の長さを電子が散乱されるまでの平均距離である平均自由行程より長く設定しており、これによりプラズマの逆流を大幅に低減することが可能となる。この平均自由行程は圧力に反比例し、例えば０．１Ｔｏｒｒ時は４ｍｍ程度である。
【００３４】
実際には、ガス噴射孔９０のガス導入側（図３中において上側）の圧力が高いので、平均自由行程は４ｍｍよりも短くなるが、本実施例においては、ガス噴射孔９０の長さを５ｍｍ程度に設定し、平均自由行程よりも長い値としている。ただし、平均自由行程はあくまで平均距離であるので、統計的にみると更に長い距離を散乱されず進む電子がある。よって、ここではガス流通方向に連通した気孔を有する多孔質セラミック焼結体８８ａをガス噴射孔９０のガス導入側（上側）に設置して、電子の侵入を防止するようにしている。
【００３５】
そして、上記シャワーヘッド６０の上面に上記処理容器３２内でプラズマを立てるためにプラズマ発生用の電磁波を処理容器３２の処理空間Ｓに導入する電磁波導入手段９２が設けられる。この電磁波として、ここではマイクロ波が用いられる。具体的には、この電磁波導入手段９２は、上記シャワーヘッド６０の上面に設けられた円板状の平面アンテナ部材９４を有しており、この平面アンテナ部材９４上に遅波材９６が設けられる。この遅波材９６は、マイクロ波の波長を短縮するために高誘電率特性を有しており、例えば窒化アルミ等よりなる。上記平面アンテナ部材９４は、上記遅波材９６の上方全面を覆う導電性の中空円筒状容器よりなる導波箱９８の底板として構成される。この導波箱９８の上部には、これを冷却するために冷媒を流す冷却ジャケット１００が設けられる。
【００３６】
この導波箱９８及び平面アンテナ部材９４の周辺部は共に処理容器３２に導通されると共に、この導波箱９８の上部の中心には、同軸導波管１０２の外管１０２ａが接続され、この内側の内部導体１０２ｂは、上記遅波材９６の中心の貫通孔を通って上記平面アンテナ部材９４の中心部に接続される。そして、この同軸導波管１０２は、モード変換器１０４を介して矩形導波管１０６に接続され、この矩形導波管１０６は例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波発生器１０８に接続されており、上記平面アンテナ部材９４へマイクロ波を伝搬するようになっている。従って、上記マイクロ波発生器１０８と平面アンテナ部材９４とは、矩形導波管１０６と同軸導波管１０２とにより接続されてマイクロ波を伝搬するようになっている。ここで上記マイクロ波の周波数は２．４５ＧＨｚに限定されず、他の周波数、例えば８．３５ＧＨｚを用いてもよい。
【００３７】
上記平面アンテナ部材９４は、大きさが３００ｍｍサイズのウエハ対応の場合には、例えば直径が４００〜５００ｍｍ、厚みが１〜数ｍｍの導電性材料よりなる、例えば表面が銀メッキされた銅板或いはアルミ板よりなり、この円板には、例えば長溝状の貫通孔よりなる多数のスロット９４ａが形成されている。このスロット９４ａの配置形態は、特に限定されず、例えば同心円状、渦巻状、或いは放射状に配置させてもよいし、アンテナ部材全面に均一になるように分布させてもよい。この平面アンテナ部材９４は、いわゆるＲＬＳＡ（Ｒａｄｉａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｓｌｏｔ  Ａｎｔｅｎｎａ）方式のアンテナ構造となっており、これにより、高密度で低電子温度の特徴を有するプラズマが得られる。
【００３８】
そして、処理容器３２の中段部分で上下に２つに分割されており、この部分に第２のガス導入手段として例えばアルミニウム合金やステンレス等の導体よりなる下段シャワープレート１１０がＯリング等のシール部材１１２を介して気密状態で設けられている。この下段シャワープレート１１０は、ガス供給ポート１１４を有し、このガス供給ポート１１４にはこれより供給されるガスを処理空間Ｓ内へ導入するための複数のガス流路１１６が形成されている。
【００３９】
そして、このガス流路１１６の下面には多数のガス孔１１８が形成されており、ガスを処理空間Ｓに放出できるようになっている。そして、この下段シャワープレート１１０には、隣接するガス流路１１６同士間に、上段の処理空間で発生したプラズマを下段の処理空間へ拡散により効率的に通過させるために大きな開口部１２０が複数個形成されている。
【００４０】
そして、上記ガス供給ポート１１４に連結されるガス通路１２２には開閉弁１２４が介設されており、処理に必要なガスを必要に応じて流量制御しつつ供給できるようになっている。例えばプラズマＣＶＤにより成膜処理を行う場合には、この下段シャワープレート１１０から成膜ガスが供給され、エッチングする場合にはエッチングガスを流すことができる。尚、低圧で行われることが多いプラズマエッチング装置ではプラズマの電子温度が高いため、下段シャワープレート１１０はイオンによるダメージが大きく、このため金属汚染やパーティクル等の問題を引き起こす。したがって下段シャワープレート１１０は設けないで、エッチングガスをプラズマ励起用ガスと共にシャワーヘッド６０から供給する場合もある。またエッチングガスは積極的に解離させて反応性を高めて用いるという場合が多いので、このような場合にもシャワーヘッド６０からエッチングガスを供給する方が良い。いずれにしても、導入するガス種や使用するガス導入手段は、プラズマ処理の態様によって種々の装置構成が存在する。
【００４１】
そして、図１に戻って、以上のように構成されたプラズマ処理装置３０の全体の動作は、例えばコンピュータ等よりなる制御手段１２６により制御されるようになっており、この動作を行うコンピュータのプログラムはフロッピやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）やハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶媒体１２８に記憶されている。具体的には、この制御手段１２６からの指令により、各ガスの供給の開始、停止や流量制御、マイクロ波や高周波の供給や電力制御、プロセス温度やプロセス圧力の制御、ガス導入路８４内の圧力制御等が行われる。
【００４２】
次に、以上のように構成されたプラズマ処理装置３０を用いて行なわれる例えばプラズマ成膜方法について説明する。
まず、全体の流れを簡単に説明すると、ゲートバルブ５８を介して半導体ウエハＷを搬送アーム（図示せず）により処理容器３２内に収容し、昇降ピン（図示せず）を上下動させることによりウエハＷを載置台３６の上面の載置面に載置し、そして、このウエハＷを静電チャック３８により静電吸着する。このウエハＷは抵抗加熱ヒータ４０により所定のプロセス温度に維持され、天板の機能を有するシャワーヘッド６０からはプラズマ励起用ガスとして例えばＡｒガスを流量制御しつつ処理空間Ｓへ導入し、下段シャワープレート１１０のガス孔１１８からは成膜ガスを流量制御しつつ処理空間Ｓへ導入する。
【００４３】
具体的には、上記Ａｒガスは、ガス導入ポート６８からリング状空間６４に沿って全周に広がり、シャワーヘッド６０の中心に向けて放射状に設けた各ガス導入路８４内へ流れ込み、そして、各ガス放出口８６に設けた多孔質セラミック焼結体８８ａ内及びセラミック成型体８８ｂのガス噴射孔９０を介して処理空間Ｓへ導入されることになる。この場合、上記シャワーヘッド６０におけるガス経路のコンダクタンスは非常に低いので、ガス導入路８４内の圧力は処理空間Ｓ内よりもかなり高くなっており、後述するようにこの圧力を異常放電が生じないような圧力範囲となるように設定している。そして、処理容器３２内は、真空排気系４８の圧力調整弁５２により所定のプロセス圧力に維持される。
【００４４】
これと同時に電磁波導入手段９２のマイクロ波発生器１０８をオンすることにより、マイクロ波発生器１０８にて発生したマイクロ波を、矩形導波管１０６及び同軸導波管１０２を介して平面アンテナ部材９４に供給して処理空間Ｓに、遅波材９６によって波長が短くされたマイクロ波を、天板の機能を有するシャワーヘッド６０を介して導入し、これにより処理空間Ｓにプラズマを発生させて所定のプラズマを用いた成膜処理を行う。
【００４５】
ここで図４及び図５も参照して上記プラズマ成膜方法について詳しく説明する。図４はプラズマ成膜方法の一例を示す工程図、図５はＡｒガス雰囲気における、放電開始電圧の圧力依存性を示すグラフである。
まず、処理容器３２内は連続的に真空引きされており、未処理のウエハＷを前述したように、ゲートバルブ５８を介して処理容器３２内へ搬入し（搬入工程）、これを載置台３６上に載置して処理容器３２内を密閉状態にする（Ｓ１）。
【００４６】
次に、プラズマ励起用ガスである例えばＡｒガスの供給を開始する（Ｓ２）。このＡｒガスは流量制御されつつガス通路７０を流れてガス導入ポート６８からリング状空間６４へ至り、前述したようにこのリング状空間６４から各ガス導入路８４内へ流れて各ガス放出口８６に設けた通気性のあるセラミック材８８を介して処理空間Ｓ内へ導入されることになる。この場合、前述したように、シャワーヘッド６０内のガス経路のコンダクタンスは非常に低いので、ガス導入路８４内の圧力は、処理空間Ｓ内よりもかなり高くなり、また、ガス放出口８６より処理空間Ｓ内へ導入するガス流量を安定させるためにはガス導入路８４内の圧力を安定化させる必要がある。
【００４７】
そのため、ここでは上記ガス導入路８４内の圧力は、ガス導入ポート６８に設けた導入路内圧力測定器７４によって常時測定されており、この測定値が所定の圧力になって安定するまで待機され、所定の圧力に安定したならば、次の動作へ移行する（Ｓ３）。尚、処理空間Ｓの圧力と、ガス導入路８４内の圧力と、ガス放出口８６より処理空間Ｓ内へ実際に導入されるガス流量との関係は予め求められており、この求めた関係によって上記ガス導入路８４内の圧力が定められている。
【００４８】
上述のように、ガス導入路８４内の圧力が所定の圧力で安定したならば、実際の処理を行うプラズマ処理工程へ移行する。ここでは、成膜用の原料ガス等を下段シャワープレート１１０から流量制御しつつ供給の開始を行い、処理容器３２内の圧力を所定の圧力（プロセス圧力）に維持し、且つ電磁波導入手段９２のマイクロ波発生器１０８をオンして処理容器３２内へマイクロ波を導入してプラズマを立てる（Ｓ４）。これにより、実際にプラズマ処理を行ってウエハ表面に、ここでは成膜処理を施すことになる。そして、予め定められた所定の時間だけ上記プラズマ処理を実行することになる（Ｓ５）。
【００４９】
ここで上記処理空間Ｓとシャワーヘッド６０のガス導入路８４内の圧力との関係について図５を参照して説明する。図５はＡｒガス雰囲気における、放電開始電圧の圧力依存性を示すグラフであり、横軸に圧力をとり、縦軸に放電開始電圧を示している。
【００５０】
図５から明らかなように、Ａｒガスの場合には、圧力が１Ｔｏｒｒ付近で放電開始電圧が最も低くなり、それより圧力を上げるに従って、或いは圧力を下げるに従って、放電開始電圧は次第に高くなっており下方に凸状の特性曲線となっている。
【００５１】
ここで、処理空間Ｓのみで放電が発生して電磁界が特に強いシャワーヘッド６０のガス導入路８４内では放電が発生しないようにするためには、ガス導入路８４内の放電開始電圧が、処理空間Ｓ内の放電開始電圧よりも常に高い状態になるように設定するのが好ましいことが判る。
【００５２】
そこで、本発明では、処理空間Ｓ内の圧力、すなわちプロセス圧力を、例えば成膜や表面改質プロセスで行われるような圧力範囲：０．０４〜１０Ｔｏｒｒの範囲内の一定値となるように設定している。そして、上記ガス導入路８４では、上記０．０４〜１０Ｔｏｒｒの圧力範囲内の一定値で定まるプロセス圧力の時の放電開始電圧よりも高い放電開始電圧となるように例えば３０Ｔｏｒｒ以上の一定値に設定する。
【００５３】
また別の例では、処理空間Ｓ内の圧力、すなわちプロセス圧力を、例えばエッチングプロセスで行われるような圧力範囲：０．００５〜０．２Ｔｏｒｒの範囲内の一定値となるように設定している。そして上記ガス導入路８４では、上記０．００５〜０．２Ｔｏｒｒの圧力範囲内の一定値で定まるプロセス圧力の時の放電開始電圧よりも高い放電開始電圧となるように、例えば３００Ｔｏｒｒ以上の一定値に設定する。
【００５４】
尚、ガス導入路８４内の圧力の最大値は、シャワーヘッド６０内のガス経路の許容できるコンダクタンスを考慮すると、例えば６００Ｔｏｒｒ程度である。また、必要な場合には、図５で説明したような各圧力範囲を満足するようにシャワーヘッド６０内のガス経路のコンダクタンスは調整されることになる。
【００５５】
このように、図４中のＳ４及びＳ５において処理空間Ｓ内でプラズマを発生している場合には、上述したように導入路内圧力測定器７４によりガス導入路８４内の圧力が測定されてモニタしており、ガス通路７０内へ流すガス流量や処理容器３２の排気量を制御するなどして、ガス導入路８４内の圧力は３０Ｔｏｒｒ以上、好ましくは３００Ｔｏｒｒ以上の一定値になるように常時制御されている。尚、この制御は制御手段１２６により行われるのは勿論である。
【００５６】
以上のようにしてプラズマ処理が終了したならば、例えば全ガスの供給を停止すると共に、マイクロ波発生器１０８をオフしてマイクロ波の供給を停止し（Ｓ６）、その後、処理済みのウエハＷを処理容器３２内から外へ搬出する（Ｓ７）。
そして、ウエハを１枚処理する毎にクリーニングする枚葉クリーニングの場合には、上記シャワーヘッド６０を用いて、或いは下段シャワープレート１１０を用いて処理容器３２内へクリーニングガスを供給すると同時に、上記シャワーヘッド６０よりＡｒガスを供給してプラズマを立て、プラズマクリーニング処理を行い、処理容器３２内に付着していた不要な膜等を除去する（Ｓ８）。このクリーニング処理の時にプラズマを立てる場合にも、上記Ｓ３及びＳ４で説明したように、ガス導入路８４内の圧力を制御し、このガス導入路８４内で異常放電が発生しないようにする。
【００５７】
そして、クリーニング処理が終了して、更に処理待ちの待機中のウエハが有る場合には（Ｓ９のＹＥＳ）、上記Ｓ１へ戻って前述したようにＳ１〜Ｓ８の各ステップを繰り返し実行し、待機中のウエハが無い場合（Ｓ９のＮＯ）には、処理全体を終了することになる。
このように、本発明では、ガス導入路８４内の圧力を、４０００Ｐａ（３０Ｔｏｒｒ）以上となるように設定するようにしたので、ガス導入路８４内で異常放電が発生することを防止することができる。
【００５８】
また、シャワーヘッド６０のガス放出口８６内に、多孔質セラミック焼結体８８ａや極めて細かいガス噴射孔９０の形成されたセラミック成型体８８ｂよりなる通気性のあるセラミック材８８を装着するようにしたので、ガス放出口８６内やガス導入路８４内へプラズマが逆流してここに異常放電等が発生することを防止することができる。
また上記実施例において、成膜ガスとしては一例としてシリコン系膜の成膜を行う場合にはモノシランやジシラン等のシラン系ガスを用いることができ、ＣＦ系膜等の低誘電率膜を成膜する場合にはＣ５ Ｆ８ ガス等のＣＦ系ガスを用いることができ、更には有機金属ガス等も用いることができる。
【００５９】
また、図４に示すフローチャートでは、ウエハＷを１枚処理する毎にクリーニング処理を行うようにしたが、これに限定されず、ウエハＷを複数枚処理する毎にクリーニング処理を行うようにしてもよい。
更に、図４に示すフローチャートでは、ウエハＷを１枚処理する毎にプラズマ励起用ガスであるＡｒガスの供給を停止していたが、この供給停止を行わないでプラズマ励起用ガスを複数工程に亘って連続的に流すようにしてもよい。例えば全ての工程、すなわちウエハの搬入工程（Ｓ１）、プラズマ処理工程（Ｓ４、Ｓ５）、ウエハの搬出工程（Ｓ７）及びクリーニング工程（Ｓ８）の全ての工程に亘って連続的にＡｒガスを流すようにしてもよい。さらにはプラズマ処理工程と、その他３つの各工程から選択される１つ以上の工程に亘ってＡｒガスを連続的に流してもよい。
【００６０】
これによれば、後述するようにシャワーヘッド６０のガス導入路８４内に残留するガスは迅速には抜けないため、シャワーヘッド６０のガス導入路８４内のガス圧を高めてＡｒガスを安定的に流すまでの待ち時間、すなわち図４中のＳ３のステップに要する時間を省略あるいは短くすることができるので、その分、スループットを向上させることができる。
【００６１】
また、通常は、プラズマ励起用ガスであるＡｒガスの供給を行う場合、ガスの供給開始と同時にプロセス時（プラズマ処理時）の流量でもって一定の流量で供給するが、スループットを向上させるために供給開始時にはプロセス時のガス供給量（流量）よりも大きな流量でＡｒガスを流すようにして次第にガス供給量を設定流量まで減らすようにしてもよい。この場合、例えばガス導入路８４の目標圧力との差圧に応じて例えばＰＩＤ制御でＡｒガスを流すようにしてもよい。
【００６２】
図６は本発明方法と従来方法におけるＡｒガスの供給量とガス導入路内の圧力との関係を示すグラフであり、図６（Ａ）は本発明方法と従来方法のＡｒガスのガス流量の一例を示し、図６（Ｂ）は本発明方法と従来方法のガス導入路内の圧力変化を示すグラフである。従来方法では、図６（Ａ）中の直線Ａ１に示すように、ガスの供給開始からＡｒガスはプロセス流量で一定に供給されるので、図６（Ｂ）に示す曲線Ａ２のように、ガス導入路８４内の設定圧力まで安定するのに長い時間Ｔ１を要してしまう。
【００６３】
これに対して、導入路内圧測定器７４にて圧力を測定し、この測定値と目標圧力との差圧に応じてガス流量を制御する例えばＰＩＤ制御を行えば、図６（Ａ）中の曲線Ｂ１に示すようにガスの供給開始の直後から暫くの間にはプロセス流量よりもかなり大きな流量でＡｒガスが供給される。この結果、図６（Ｂ）の曲線Ｂ２に示すようにガス導入路８４内の圧力は急激に上昇し、上記時間Ｔ１よりも大幅に短い時間Ｔ２でもって設定圧力に到達して早期に安定化させることができる。従って、上記時間の差分（Ｔ１−Ｔ２）だけスループットを向上させることができる。
【００６４】
また、上記図４に示すＳ５に示すプラズマ処理中において、導入路内圧力測定器７４にて測定しているガス導入路８４内の圧力値が、何らかの理由により設定圧力（目標圧力）より大きく変動した場合、例えば設定圧力の±１０％の範囲外になった時には、設計通りの膜質が得られなくなる恐れがあるので、プラズマ処理を直ちに中断するのがよい。
また同様に、上記導入路内圧力測定器７４にて測定している圧力値が、何らかの理由でこのガス導入路８４内における異常放電発生領域になった場合、例えば図５中において３０Ｔｏｒｒよりも小さくなった場合には、この場合にも設計通りの膜質が得られなくなる恐れがあるので、プラズマ処理を直ちに中断するのがよい。
【００６５】
更に、シャワーヘッド６０から導入するガス種が、Ａｒガスに加えて他のガス、例えばＡガスも導入している場合において、このＡガスに代えて別の他のガス、例えばＢガスを導入するように切り替える時には、前述したようにシャワーヘッド６０内のガス経路のコンダクタンスは非常に小さいことから、処理容器３２内を真空引きしただけでは、シャワーヘッド６０のガス導入路８４内等に残留するＡガスは迅速には抜けず、十分に抜け切るまでに長時間を要してしまう。
【００６６】
そこで、本発明では、真空排気系４８を継続的に動作させると共に、ガス通路７０の開閉弁７２を閉じてシャワーヘッド６０へのガス供給を停止すると同時に、導入路真空排気系７６を駆動すると共に、ここに介設されている開閉弁８０を開にして、このシャワーヘッド６０のガス導入路８４、分岐ガス導入路８４ａ及びガス放出口８６内に残留するＡガスを逆方向へ（導入側へ）強制的に真空排気し、残留するＡガスを迅速に排気する。
【００６７】
これによれば、残留するＡガスを迅速に排気できた分だけ、スループットを向上させることができる。この場合、導入路真空排気系７６を用いない場合には、ガス導入路８４内等の残留ガスを例えば１０分程度で排気することができたが、導入路真空排気系７６を用いた場合には、僅か１分程度で残留ガスを排気することができ、処理効率を大幅に向上できることを確認することができた。
【００６８】
また、ここではガス放出口８６に通気性のあるセラミック材８８を装着し、且つガス導入路８４や分岐ガス導入路８４ａの内径を小さくすることによりコンダクタンスが低くなるように設計しているが、上記通気性のあるセラミック材８８を設けないでもプラズマの逆流を防止できるような更に微細なガス噴射孔９０を有する別の部材を装着できるならば、上記セラミック材８８に替えてこの別の部材を設けるようにすればよい。
【００６９】
またここでは第２のガス導入手段として、下段シャワープレート１１０を設けたが、このとき下段シャワープレート１１０のガス孔１１８より放出された成膜ガスがシャワーヘッド６０の下面まで拡散する場合がある。特に成膜ガスとしてＣ５ Ｆ８ 等の重たいガスを用いると、シャワーヘッド６０下面が周辺より温度が低いため、相対的に重い分子（原子）は低温側で濃度が高くなるという熱泳動効果が働き、シャワーヘッド６０下面でのＣ５ Ｆ８ ガスの濃度は相当高くなり、絶縁膜等が成膜されてしまって好ましくない。そこでシミュレーションによりシャワーヘッド６０からＡｒガスを、下段シャワープレート１１０からＣ５ Ｆ８ ガスを流し、各々の流量を種々変化させて図７の結果を得た。
【００７０】
図７において縦軸は逆拡散比率を示し、横軸はシャワーヘッド６０からのＡｒガス流量である。また逆拡散比率とは、下段シャワープレート１１０の２０ｍｍ下方と、２０ｍｍ上方でのＣ５ Ｆ８ ガスの濃度比（％）であり、また処理容器内圧力は２０ｍｍＴｏｒｒ以上の粘性流領域としている。図中◆はＡｒガス流量とＣ５ Ｆ８ ガス流量が１：１の場合であり、■はＡｒガス流量は２００〜２０００ｓｃｃｍまで変化させ、Ｃ５ Ｆ８ ガス流量は２００ｓｃｃｍで一定であり、▲はＡｒガス流量とＣ５Ｆ８ガス流量が１００：１の場合の１ポイントのデータである。
【００７１】
図７から明らかなように、Ａｒガス流量：Ｃ５ Ｆ８ ガス流量が、１：１の場合でも、１：１〜１０：１まで変化させた場合でも、逆拡散比率はほぼ似たような曲線を示し、単にＡｒガスの流量に依存していることがわかる。これよりシャワーヘッド６０から流すＡｒガスの流量は、６００ｓｃｃｍ（逆拡散比率７０％）以上、さらには１０００ｓｃｃｍ（逆拡散比率５０％）以上、より好ましくは２０００ｓｃｃｍ（逆拡散比率２０％）以上流せば逆拡散防止効果が得られることが判る。また上記におけるＡｒガス流量を、下段シャワープレート１１０の開口面積で割った値は各々、０．４ｓｃｃｍ／ｃｍ２ 、０．７ｓｃｃｍ／ｃｍ２ 、１．４ｓｃｃｍ／ｃｍ２ であり、下段シャワープレート１１０の大きさ、開口面積が変わったとしても、これらの単位面積当たりの流量のＡｒガスを流せば同じ逆拡散比率が得られるものと思われる。
【００７２】
更に、ここでは処理容器３２の中段部分に第２のガス導入手段として下段シャワープレート１１０を設けたが、これに限定されず、図８に示すプラズマ処理装置の変形例のように、上記下段シャワープレート１１０を設けないで、ガス導入手段としてシャワーヘッド６０のみを設けるようにしてもよい。
この場合にも、シャワープレート１１０を使用する場合を除いて先に図１〜図６を参照して説明した作用効果と同様な作用効果を示すことができる。
【００７３】
また図８に示すようなプラズマ処理装置は、処理空間Ｓ内に位置する部材がエッチングされ易いエッチング処理装置に適用するのがよく、この場合には上記シャワープレート１１０の設置を省略することで、不要なパーティクルがエッチングにより発生することを防止することができる。
【００７４】
特に、このようなプラズマエッチング処理装置では、例えば膜種の異なる積層絶縁層を複数段階で、エッチングガス種を切り替えながら連続エッチングする場合がある。例えばＡｒガスに加えるエッチングガスを、エッチングする膜種に応じてＮ２ やＯ２ やＨ２ 等に順次切り替える必要があるが、この場合、前述したように、ガスの切り替え時に導入路真空排気系７６を駆動することにより、シャワーヘッド６０のガス導入路８４内等に残留するガスを逆方向に真空引きして、この残留ガスを迅速に排除することができる。
【００７５】
以上のように、ここではプラズマ処理として、プラズマ成膜処理、プラズマエッチング処理を例にとって説明したが、これに限定されず、本発明はプラズマアッシング装置等の他のプラズマ処理装置にも適用することができる。
更には、電磁波導入手段９２としてマイクロ波を用いたが、これに限定されず、例えば１３．５６ＭＨｚ等の周波数の高周波も用いることができ、本発明は例えば平行平板型高周波励起プラズマ処理装置、誘導結合型プラズマ処理装置等の各種のプラズマ処理装置に適用することができる。
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の一例を示す構成図である。
【図２】天板の機能を有するシャワーヘッドに設けたガス導入路とガス放出口との配列の位置関係を示す平面図である。
【図３】ガス放出口の構造を示す拡大断面図である。
【図４】プラズマ成膜方法の一例を示す工程図である。
【図５】Ａｒガス雰囲気における、放電開始電圧の圧力依存性を示すグラフである。
【図６】本発明方法と従来方法におけるＡｒガスの供給量とガス導入路内の圧力との関係を示すグラフである。
【図７】シャワーヘッドからのガスの流量と逆拡散比率との関係を示すグラフである。
【図８】プラズマ処理装置の変形例を示す構成図である。
【図９】マイクロ波を用いた従来の一般的なプラズマ処理装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００７７】
３０  プラズマ処理装置
３２  処理容器
３６  載置台
４０  抵抗加熱ヒータ
４８  真空排気系
６０  シャワーヘッド（ガス導入手段）
６４  リング状空間
６８  ガス導入ポート
７４  導入路内圧力測定器
７６  導入路真空排気系
８２  真空ポンプ
８４  ガス導入路
８４ａ  分岐ガス導入路
８６  ガス放出口
８８  多孔質セラミック材
８８ａ  多孔質セラミック焼結体
８８ｂ  アルミナ焼結体
９０  ガス噴射孔
９２  電磁波導入手段
９４  平面アンテナ部材
１０８  マイクロ波発生器
１１０  下段シャワープレート（第２のガス導入手段）
１２６  制御手段
１２８  記憶媒体
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
【図１】
2008235611.tif 000003
【図２】
2008235611.tif 000004
【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】
2008235611.tif 000011