(57)【要約】      （修正有）【課題】マイクロ波を導入する部分の部材の寿命が長く、かつ、広範囲にプラズマを発生させることができるプラズマ発生装置 、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】減圧された空間であるプラズマ発生室Ｃと大気圧空間とを仕切る誘電体である放電管２を備え、放電管２に大気圧空間の側からマイクロ波Ｍを導入して、プラズマ発生室Ｃの側にプラズマＰを発生させるプラズマ発生装置１であって、放電管２の前記大気圧空間の側に、放電管２の誘電率より低い誘電率を有するプラズマ拡張部材３を備える。【選択図】図１
2008177131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧された空間と大気圧空間とを仕切る誘電体を備え、前記誘電体に前記大気圧空間の側からマイクロ波を導入して、前記減圧された空間の側にプラズマを発生させるプラズマ発生装置であって、
前記誘電体の前記大気圧空間の側に設けられ、前記誘電体の誘電率よりも低い誘電率を有するプラズマ拡張部材をさらに備えたこと、を特徴とするプラズマ発生装置。
【請求項２】
前記誘電体と前記プラズマ拡張部材は、管状部材であって、
前記誘電体は、前記プラズマ拡張部材に略同軸に挿通されていること、を特徴とする請求項１記載のプラズマ発生装置。
【請求項３】
前記プラズマ拡張部材は、前記誘電体の前記プラズマが発生する領域を覆うように設けられていること、を特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ発生装置。
【請求項４】
前記誘電体と前記プラズマ拡張部材との間には、隙間が設けられていること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ発生装置。
【請求項５】
前記隙間は、０．５ｍｍ以上、２ｍｍ以下であること、を特徴とする請求項４記載のプラズマ発生装置。
【請求項６】
前記プラズマ拡張部材は、石英からなり、
前記誘電体は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）またはサファイア、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム、酸化イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ；Yttrium Aluminum Garnet）からなる群より選ばれたいずれかからなること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のプラズマ発生装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のプラズマ発生装置を備え、
前記発生させたプラズマによって被処理物のプラズマ処理を実施可能としたこと、を特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のプラズマ発生装置を用い、前記発生させたプラズマによって被処理物のプラズマ処理を実施すること、を特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項９】
前記プラズマ処理は、半導体ウェーハのエッチングであり、エッチングガスとしてＮＦ３（三フッ化窒素）ガスを用いること、を特徴とする請求項８記載のプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ発生装置 、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関し、特に、マイクロ波を用いたプラズマ発生装置 、これを備えたエッチング装置など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】
プラズマを利用したドライプロセスは、半導体製造装置、金属部品の表面硬化、プラスチック部品の表面活性化、無薬剤殺菌など、幅広い技術分野において活用されている。例えば、半導体装置や液晶ディスプレイなどの製造に際しては、アッシング、ドライエッチング、薄膜堆積あるいは表面改質などの各種のプラズマ処理が用いられている。プラズマを利用したドライプロセスは、低コストで、高速であり、薬剤を用いないために環境汚染を低減できる点でも有利である。
【０００３】
このようなプラズマ処理を行う装置の代表的なものして、波長が数１００ＭＨｚ〜数１０ＧＨｚのマイクロ波によりプラズマを励起する「マイクロ波励起型」のプラズマ処理装置がある。マイクロ波励起型のプラズマ源は、高周波プラズマ源などに比べてプラズマ電位が低いので、ダメージ無しのレジスト・アッシング（resist ashing）や、バイアス電圧を印加した異方性エッチングなどに広く用いられている。
【０００４】
ここで、プラズマを励起するためにマイクロ波を導入する部分には、高純度の石英からなる部材が用いられるが、高プラズマ密度、高温という条件のもとでは部材表面がエッチングされ消耗が著しい。そのため、エッチングにより消耗する部分に耐プラズマ性の高い材料を装着する技術が提案されている（特許文献１を参照）。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されているような技術では、外側の石英管内径と、内側のセラミック内部管外径との間に装着（挿嵌）のための隙間が生じる。そのため、この隙間にもプラズマが発生して、石英管の内側がエッチングされるおそれがあった。また、減圧空間にセラミック内部管を設けているので、放熱がしにくく冷却の点からも問題があった。その上、セラミック内部管を装着（挿嵌）する時の擦れや、外側の石英管と内側のセラミック内部管との間における熱膨張率の差に起因する擦れなどにより、パーティクルが発生するおそれもあった。
【特許文献１】特許第２９７８９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、マイクロ波を導入する部分の部材の寿命が長く、かつ、広範囲にプラズマを発生させることができるプラズマ発生装置 、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、減圧された空間と大気圧空間とを仕切る誘電体を備え、前記誘電体に前記大気圧空間の側からマイクロ波を導入して、前記減圧された空間の側にプラズマを発生させるプラズマ発生装置であって、前記誘電体の前記大気圧空間の側に、前記誘電体の誘電率より低い誘電率を有するプラズマ拡張部材を備えること、を特徴とするプラズマ発生装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の他の一態様によれば、前記のプラズマ発生装置を備え、前記発生させたプラズマによって被処理物のプラズマ処理を実施可能としたこと、を特徴とするプラズマ処理装置が提供される。
【０００９】
さらにまた、本発明の他の一態様によれば、前記のプラズマ発生装置を用い、前記発生させたプラズマによって被処理物のプラズマ処理を実施すること、を特徴とするプラズマ処理方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、マイクロ波を導入する部分の部材の寿命が長く、かつ、広範囲にプラズマを発生させることができるプラズマ発生装置 、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明をする。  
図１は、本発明の実施の形態に係るプラズマ発生装置１を説明するための模式断面図である。尚、図１（ａ）はプラズマ発生装置１の正面側の模式断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ方向矢視模式断面図である。  
図１に示すプラズマ発生装置１は、一般に「ＣＤＥ（Chemical Dry Etching；ケミカルドライエッチング）装置」と呼ばれるマイクロ波プラズマ処理装置に用いられるものであり、誘電体である放電管２、プラズマ拡張部材３、導入導波管４、冷却手段５を備えている。
【００１２】
ここで、フッ素系のエッチングガスとして、堆積が少なくエッチング特性も安定しているＣＦ４（テトラフルオロカーボン）ガスが、半導体ウェーハのエッチングに従来から広く使われてきた。しかし、ＣＦ４ガスはＰＦＣ（パーフルオロカーボン）ガスの１種であり、温暖化係数が高く地球環境にとって好ましくないので、使用を極力抑制する必要がある。そのため、ＣＦ４ガスより温暖化係数が低く、また、高いエッチングレートを得やすいＮＦ３（三フッ化窒素）ガスが使用されるようになってきている。
【００１３】
ところが、ＮＦ３ガスは分解性が高く、マイクロ波Ｍを吸収し易いため、プラズマＰの発生範囲が狭く集中した状態となりやすい。プラズマＰが集中的に発生すると放電管２内面で局所的に高温となる場所が生じ、温度分布が大きくなるため、高い熱応力が発生して放電管２が破損するおそれがある。また、高温により化学的なエッチング速度が高くなるため、局所的な損耗が発生して、汚染や異物の発生原因となるおそれもある。また、放電管２に使用されることのある耐フッ素プラズマ性の高い材料（例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、サファイア、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム、酸化イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ；Yttrium Aluminum Garnet）など）は、一般的に誘電率が高く、マイクロ波Ｍを伝播させにくいので、これもプラズマＰを集中的に発生させる要因となる。
【００１４】
プラズマＰの集中的な発生を抑制してプラズマＰの発生範囲を拡張し、温度分布を改善するためには、添加ガス（例えば、アルゴンガス）を加えたり、磁場によるプラズマＰの制御をしたりすることが考えられる。しかし、添加ガスはエッチングレートなどに影響を及ぼす場合もあり、一般的に用いることができるとは言い難い。また、磁場によるプラズマＰの制御は、装置の大型化、複雑化を招くという新たな問題を生じる。
【００１５】
本発明者は検討の結果、放電管２へのマイクロ波Ｍの導入に際し、放電管２の外周面に放電管２より誘電率の低い部材（プラズマ拡張部材３）を設けるものとすれば、マイクロ波Ｍの伝播範囲を拡げることができ、プラズマＰの発生範囲も拡張できるので、プラズマＰの集中的な発生を抑制することができるとの知見を得た。
これは、必ずしも明らかではないが以下のためであると考えられる。一般に、誘電率が高い材料ほどマイクロ波は伝播しにくい。そのため、誘電率の高い放電管２へ直接マイクロ波を導入するものとすれば、放電管２の軸方向へのマイクロ波の伝播はされず、導入された部分の直下に集中してマイクロ波の放射が起こり、そこに集中してプラズマが発生する。これに対し、放電管２より低い誘電率を有する部材（プラズマ拡張部材３）を設けてそこにマイクロ波を導入するものとすれば、マイクロ波の放射方向には誘電率のより高い（マイクロ波の伝播のしにくい）放電管２があるので、導入されたマイクロ波の大部分はそのまま放射されることはなく、プラズマ拡張部材３と放電管２との界面を表面波となって伝搬し、その後、放電管２に向かって放射されるようになると考えられる。そのため、プラズマＰの発生範囲が拡張され、プラズマＰの集中的な発生が抑制されることになる。
プラズマ拡張部材３には、放電管２より誘電率の低い材料を用いればよい。  
ここで、放電管２は誘電体からなり、例えば、石英（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、サファイア、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム、酸化イットリウム・アルミニウム・ガーネット（YAG；Yttrium Aluminum Garnet）などを用いることができる。ただし、反応性が高いフッ素プラズマによる放電管２の消耗を考慮すれば、耐フッ素プラズマ性の高いアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、サファイア、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム、酸化イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ；Yttrium Aluminum Garnet）などを用いることが好ましい。
【００１６】
そのため、例えば、プラズマ拡張部材３として比誘電率が４程度である石英（ＳｉＯ２）を、放電管２として比誘電率が８程度であるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を用いればよいことになる。ただし、前述の材料やそれらの組み合わせに限定されるわけではなく、適宜変更が可能である。
【００１７】
次に、図１に戻ってプラズマ発生装置１の構成を説明する。    
導入導波管４には略直交するように、放電管２とプラズマ拡張部材３とが挿通している。また、導入導波管４には、プラズマ拡張部材３の軸方向に直交する方向から伝播してきたマイクロ波Ｍをプラズマ拡張部材３に向けて放射するための環状のスロット４ａが設けられている。尚、プラズマ拡張部材３は、導入導波管４のスロット４ａを基準としてその端面３ａ、３ｂの位置が略対称となるように挿通されていてもよいが、プラズマ発生位置などに応じて適宜変更することもできる。
【００１８】
図１（ｂ）に示すように、放電管２とプラズマ拡張部材３とが導入導波管４を挿通する部分において、プラズマ拡張部材３の軸方向に直交する方向で、かつ、マイクロ波Ｍの進行方向に直交する方向の導入導波管４の内側寸法、すなわち、導入導波管４の内部に設けられた一対のマイクロ波通路の通路幅Ｗの寸法を、マイクロ波Ｍの半波長（λ／２）よりも大きくマイクロ波Ｍの１波長（λ）よりも小さな値とすることが好ましい。通路幅Ｗの寸法をこのような値に設定すれば、伝播してきたマイクロ波Ｍは、放電管２内のプラズマＰに影響されることなく、放電管２の背面側まで同一のモードで回り込むことができる。そのため、プラズマＰの発生を安定させることができることになる。すなわち、通路幅Ｗをマイクロ波Ｍの半波長（λ／２）よりも大きくすることでマイクロ波Ｍの伝播が可能となり、また、通路幅Ｗをマイクロ波Ｍの１波長（λ）より小さくするで、多モードの電磁界分布の発生を防止することができるようになる。ちなみに、２．４５ＧＨｚのマイクロ波Ｍの導入導波管内波長（λ）が１６０ｍｍの場合、この通路幅Ｗは、好ましくは、８０ｍｍ＜通路幅Ｗ＜１６０ｍｍとなる。
【００１９】
放電管２の内部は、プラズマＰを発生させるためのプラズマ発生室Ｃとなるが、スリット４ａに対向する部分がプラズマ発生室Ｃの略中心領域となる。  
プラズマ拡張部材３は、放電管２と略同軸となっている。このとき、プラズマ拡張部材３の内周面と放電管２の外周面とが当接するようにしてもよいが、前述したプラズマ発生範囲の拡張効果を考慮すれば、隙間Ｇ１を設ける方が好ましい。隙間Ｇ１は、比誘電率が１の空気で満たされるので、プラズマ拡張部材３の見かけ上の比誘電率を引き下げる効果があるからである。この場合、放電管２の外周面にシリコンゴムなどからなる図示しないスペーサを設けて、隙間Ｇ１の寸法の均一化を図ることが好ましい。
【００２０】
また、隙間Ｇ１の寸法は、先に述べたプラズマ発生範囲の拡張効果を考慮すると大きいほうが良いが、大きすぎると、空気の断熱性により、後述する冷却手段５の冷却効果に悪影響を与える場合がある。実験で確認したところ、この隙間Ｇ１は０．５ｍｍ〜２．０ｍｍが特に好ましいことが判明した。これは、隙間Ｇ１が２．０ｍｍを超えると、放電管２内での放電が不安定となることが確認され、また本実施の形態のように、放電管２とプラズマ拡張部材３とを円筒型で製作する場合において、隙間Ｇ１として０．５ｍｍ以下の隙間を確保しようとすると、同芯度が高精度に要求され、高価となってしまうためである。
冷却手段５の冷却ブロック６は、プラズマ拡張部材３と導入導波管４との挿通部分及びその周辺において、プラズマ拡張部材３の外周面を包囲するようにして設けられており、この冷却ブロック６は循環する冷却水により冷却されるようになっている。また、プラズマ拡張部材３との間には、隙間Ｇ２（例えば１ｍｍ程度）が形成されている。
【００２１】
冷却ブロック６には、隙間Ｇ２に窒素ガスなどの不活性ガスを供給するためのガス供給路８が設けられている。このガス供給路８の断面積は、マイクロ波Ｍが漏洩しない程度に小さく設定されている。この供給された不活性ガスにより冷却効果が高まると伴に、パージが行われ大気中の酸素が排除されるのでオゾンの発生をも抑制することができる。
【００２２】
尚、プラズマＰからの輻射熱を吸収する効果を高めるために、冷却ブロック６の内側に、輻射熱の吸収率の高い導体或いは誘電体を設けるようにしてもよい。また、冷却ブロック６の内壁を黒色に塗装することも、輻射熱の吸収効果を高める上で有効である。
【００２３】
プラズマ拡張部材３付近の断面寸法を例示するものとすれば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）からなる放電管２の外径を２５．４ｍｍ程度、その肉厚を１〜２ｍｍ程度、石英（ＳｉＯ２）からなるプラズマ拡張部材３の外径を３８ｍｍ程度、その肉厚を５〜７ｍｍ程度、冷却ブロック６の内径を４０ｍｍ程度とすることができる。ただし、これらの寸法に限定されるわけではなく、適宜変更をすることができる。
【００２４】
図２は、プラズマ発生装置１の外観を説明するための模式斜視図である。  
図３は、図２の軸方向断面を説明するための模式断面図である。  
尚、図１で説明をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００２５】
図２、図３に示すようにプラズマ発生装置１の放電管２の一端（図２、図３では左端）にはガス導入部７が接続され、放電管２内にガス導入部７を介してエッチングガスＧが導入されるようになっている。また、プラズマ発生装置１の放電管２の他端（図２、図３では右端）にはガス搬送部９が接続され、プラズマ生成物のうちの主に中性活性種がガス搬送部９を介して後述するチャンバー１４（図４参照）に向けて搬送されるようになっている。冷却手段５の冷却ブロック６には、継手１０ａ、１０ｂが設けられ、一方の継手１０ａから冷却ブロック６内に冷却水が供給され、他方の継手１０ｂから冷却水が排出され、冷却ブロック６内を冷却水が循環できるようになっている。尚、冷却水の供給は、図示しない冷却水供給手段により行われる。また、冷却ブロック６からの排水をフィルター、冷却器などを介して再度利用するようにすることもできる。また、前述したように、放電管２・プラズマ拡張部材３が挿通する部分の導入導波管４は、ドーナツ状の形態を有している。
【００２６】
次に、プラズマ発生装置１の作用を説明する。  
まず、ドライポンプなどの減圧手段１１（図４を参照）により放電管２内が所定の圧力まで減圧される。次に、ガス供給手段１２（図４を参照）から所定量のエッチングガスＧ（例えば、ＮＦ３）が、ガス導入部７を介して放電管２内に導入される。一方、マイクロ波発生手段１３（図４を参照）から、所定のパワーのマイクロ波Ｍが導入導波管４、プラズマ拡張部材３を介して放電管２内のプラズマ発生室Ｃに導入される。また、冷却手段５の冷却ブロック６内に冷却水が供給されて、プラズマ拡張部材３・放電管２の冷却が行われ、ガス供給路８から窒素ガスなどの不活性ガスが供給されて、冷却とオゾン発生の抑制が行われる。
【００２７】
導入導波管４内を伝播してきたマイクロ波Ｍは、環状のスロット４ａから、まずプラズマ拡張部材３に放射される。プラズマ拡張部材３に放射されたマイクロ波Ｍは、放電管２に向けて放射されプラズマ発生室Ｃに導入される。この際、プラズマ拡張部材３の作用により、マイクロ波Ｍの伝播範囲を拡げることができ、プラズマＰの発生範囲も拡張することができるので、プラズマＰの集中的な発生を抑制することができるようになる。
【００２８】
この導入されたマイクロ波ＭによりプラズマＰが発生し、エッチングガスＧが励起、活性化されて中性活性種、イオンなどのプラズマ生成物が生成される。生成されたプラズマ生成物は、ガス搬送部９を介してチャンバー１４（図４を参照）内に搬送される。この際、寿命の短いイオンなどはチャンバー１４まで到達できず、寿命の長い中性活性種のみがチャンバー１４まで到達し、被処理物のエッチングが行われることになる。
【００２９】
以上のように、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１によれば、プラズマＰの集中的な発生を抑制することができるので、熱応力による放電管２の破損、放電管２の局所的な損耗を抑制することができる。
【００３０】
また、放電管２の寿命を長くするためには、管の肉厚を厚くすればよいが、厚くすれば管の内側表面と外側表面とで大きな温度差を生じ、熱応力により放電管２が破損するおそれがある。このような場合でも、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１によれば、プラズマＰの集中的な発生を抑制して温度分布を均一化できるので、管の内側表面と外側表面との温度差を小さくすることができる。そのため、放電管２の管の肉厚を厚くしても熱応力による破損のおそれが少なく、寿命を長くすることができる。また、管の肉厚を厚くすれば、マイクロ波Ｍの伝播範囲が拡がるので、プラズマＰの集中をより抑制することができる。
【００３１】
また、プラズマＰの集中を抑制するために特別な添加ガスなどを必要とせず汎用性に優れ、磁場によるプラズマＰの制御のように複雑で大型の装置も必要としないという利点を有する。  
また、隙間Ｇ１を設けた場合は、メンテナンスなどで放電管２またはプラズマ拡張部材３を交換する際も簡単に取り付け取り外しを行うことができ、生産効率を向上させることができる。
【００３２】
また、放電管２またはプラズマ拡張部材３の取り付け取り外しでは、放電管２の内部が擦れることはなく、特許文献１に開示されている技術のように、メンテナンス時に放電管２の内部に部材の擦れによるパーティクルが発生するおそれがない。
【００３３】
また、プラズマ発生装置１の起動・停止により放電管２・プラズマ拡張部材３の伸縮があっても、放電管２とプラズマ拡張部材３とが擦れるのは放電管２の外部であり、放電管２の内部には擦れるものがない。そのため、プラズマ発生装置１が起動・停止を繰り返しても、特許文献１に開示されている技術のように、放電管２の内部に部材の擦れによるパーティクルが発生するおそれがない。
【００３４】
このような、擦れによるパーティクルの発生は、微細な加工を必要とする半導体装置にとって大きな問題となるが、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１によればこのような問題が発生するおそれがない。  
また、特許文献１に開示されている技術のように、放電管２の内部に部材を有しないので、放電管２と内部部材との間で発生する異常放電のおそれもない。
【００３５】
また、プラズマＰの集中が起こりやすいＮＦ３ガスを用いても、プラズマＰの集中を緩和することができ、ＣＦ４ガスよりも温暖化係数が低くエッチングレートも高くすることができるというＮＦ３ガスの特徴を充分に享受することができる。  
また、プラズマＰの発生範囲を拡張することができるので、プラズマ生成物が生成される領域が拡がり、プラズマ生成物の生成効率を高めることができる。
【００３６】
次に、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１を備えるＣＤＥ（Chemical Dry Etching；ケミカルドライエッチング）装置の説明をする。  
図４は、プラズマ発生装置１を備えるＣＤＥ装置１００の説明をするための模式断面図である。    
尚、図１で説明をしたプラズマ発生装置１の説明は省略する。  
図４に示すように、ＣＤＥ装置１００は、プラズマ発生装置１、減圧手段１１、ガス供給手段１２、マイクロ波発生手段１３、チャンバー１４、制御手段１５などを備えている。
【００３７】
チャンバー１４は、有底の略円筒の形状をしており、その開口端が天板１４ａで塞がれている。チャンバー１４の内部には、ヒーター等の加熱手段を内蔵した静電チャック１６が設けられ、その上面には被処理物Ｗｆ（例えば、半導体ウェーハ）が載置、保持できるようになっている。
【００３８】
チャンバー１４の底面には、圧力制御器（Auto Pressure Controller，ＡＰＣ）１７を介してドライポンプなどの減圧手段１１が接続されている。圧力制御器１７は、チャンバー１４の内圧を検出する図示しない真空計の出力に基づいて、チャンバー１４の内圧を所定の圧力に制御する。
【００３９】
プラズマ発生装置１の放電管２の一端にはガス導入部７が接続され、放電管２内にガス導入部７を介してガス供給手段１２からエッチングガスＧが導入されるようになっている。また、プラズマ発生装置１の放電管２の他端にはガス搬送部９が接続され、ガス搬送部９はガス搬送管１８によりチャンバー１４と接続されている。ガス搬送管１８はプラズマ生成物による腐蝕に耐える材料、例えば、石英、ステンレス鋼、セラミックス、フッ素樹脂などからなる。
【００４０】
導入導波管４の一端は、マイクロ波発生手段１３と接続されている。このマイクロ波発生手段１３は、所定周波数（例えば２．４５ＧＨＺ）のマイクロ波Ｍを発生させ、導入導波管４に向けて放射するようになっている。
【００４１】
ガス供給手段１２は、エッチングガスＧを放電管２内に導入するようになっている。例えば、ＣＦ４、ＮＦ３、Ｏ２などのガスが流量制御弁（Mass Flow Controller，ＭＦＣ）１９、ガス導入部７を介して、ガス供給手段１２から放電管２内に導入されるようになっている。エッチングガスＧの導入量は、制御手段１５により流量制御弁２１を制御することで調整することができるようになっている。
【００４２】
制御手段１５は、流量制御弁１９の制御のみならず、ＣＤＥ装置１００を構成する各要素の制御をも行う。例えば、圧力制御器１７を制御してチャンバー１４の内部の圧力を調整したり、マイクロ波発生手段１３や減圧手段１１などの起動・停止などを制御するようになっている。
【００４３】
ガス搬送管１８は、チャンバー１４の上部側壁に接続されている。チャンバー１４内には、整流板２０が設けられている。この整流板２０は、ガス搬送管１８から導入されるプラズマ生成物の流れを整流し、被処理物Ｗｆの処理面上でのプラズマ生成物の量が均一となるようにするためのものである。また、整流板２０は、多数のノズル孔２１が形成された略円形の板状体であり、チャンバー１４の内壁に固定されている。
【００４４】
次に、ＣＤＥ装置１００の作用を説明する。  
尚、前述したプラズマ発生装置１の作用の説明は省略する。  
まず、図示しない搬送装置により被処理物Ｗｆ（例えば、半導体ウェーハ）が、チャンバー１４内に搬入され、静電チャック１６上に載置、保持される。次に、チャンバー１４内が減圧手段１１により所定圧力まで減圧される。この際、圧力制御器１７によりチャンバー１４内の圧力が調整される。また、チャンバー１４と連通する放電管２の内部も減圧される。次に、前述したようにプラズマ発生装置１によりプラズマ生成物が生成され、ガス搬送部９、ガス搬送管１８を介してチャンバー１４内に導入される。導入されたプラズマ生成物は、整流板２０で整流されて被処理物Ｗｆの表面に到達し、エッチング処理が行われる。前述したように、チャンバー１４に導入されたプラズマ生成物は中性活性種となるので、被処理物Ｗｆは等方性エッチングされることになる。処理が終了した被処理物Ｗｆは、図示しない搬送装置によりチャンバー１４外に搬出される。この後、必要があれば、前述のエッチング処理が繰り返される。
【００４５】
尚、以上の説明では、半導体ウェーハのエッチングを例に挙げているが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、液晶表示装置の製造におけるパターンのエッチング、位相シフトマスクの製造におけるパターンのエッチング、太陽電池の製造における反射防止膜のエッチングなどにも適応が可能である。また、エッチングのみならず、金属部品の表面硬化、プラスチック部品の表面活性化、無薬剤殺菌など、幅広い技術分野において活用されているプラズマ発生装置、プラズマ処理装置、プラズマ処理方法に適応することができる。尚、これらの用途に関して、前述した本発明の実施の形態に係るプラズマ発生装置、プラズマ処理装置、プラズマ処理方法以外のものは、公知の各技術を適用できるので、詳細な説明は省略する。
【００４６】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明をした。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。  
前述の具体例に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
【００４７】
例えば、プラズマ発生装置１、プラズマ処理装置１００に備えられる各要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができるし、プラズマ処理に用いるガスや処理条件も適宜変更することができる。  
また、前述した各具体例が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係るプラズマ発生装置を説明するための模式断面図である。
【図２】プラズマ発生装置の外観を説明するための模式斜視図である。
【図３】図２の軸方向断面を説明するための模式断面図である。
【図４】プラズマ発生装置を備えるＣＤＥ装置の説明をするための模式断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  プラズマ発生装置、２  放電管、３  プラズマ拡張部材、４  導入導波管、７  ガス導入部、９  ガス搬送部、１１  減圧手段、１２  ガス供給手段、１３  マイクロ波発生手段、１４  チャンバー、１５  制御手段、１６  静電チャック、１７  圧力制御器、１００  ＣＤＥ装置、Ｃ  プラズマ発生室、Ｇ  エッチングガス、Ｇ１  隙間、Ｇ２  隙間、Ｍ  マイクロ波、Ｐ  プラズマ、Ｗｆ  被処理物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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