(57)【要約】【課題】  簡単で、かつ、所望の微小部分を精度良く加工することのできるプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】  １００００Ｐａ以上３気圧以下の圧力下で発生させたマイクロプラズマで生成された活性粒子を、金属又は半導体である被処理物の表面に照射し、上記被処理物の表面１７を加工するプラズマ処理方法であって、上記被処理物の表面の自然酸化膜１７aを除去する第１のステップと、上記自然酸化膜を除去した領域の一部又は全部をエッチング加工する第２のステップとを備える。【選択図】図１Ａ
2004193590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１００００Ｐａ以上３気圧以下の圧力下で発生させたマイクロプラズマで生成された活性粒子を、金属又は半導体である被処理物の表面に照射し、上記被処理物の表面を加工するプラズマ処理方法であって、
上記被処理物の表面の自然酸化膜を除去する第１のステップと、
上記自然酸化膜を除去した領域の一部又は全部をエッチング加工する第２のステップとを備えるプラズマ処理方法。
【請求項２】
上記第１のステップ及び上記第２のステップを行うとき、上記被処理物の近傍に配置させたマイクロプラズマ源にガスを供給しつつ、上記マイクロプラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に電力を供給することにより、上記マイクロプラズマを発生させ、上記生成された活性粒子を上記被処理物に作用させ、上記被処理物の表面を加工するものであって、
上記第１のステップでは、上記被処理物の表面の第１の部分に上記活性粒子を照射して、自然酸化膜を除去し、
上記第２のステップでは、上記被処理物の表面の上記第１の部分に含まれ、かつ、上記第１の部分よりも狭い第２の部分に活性粒子を照射して、エッチング加工する請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
上記マイクロプラズマ源は、内側ガス噴出口及び外側ガス噴出口を有する状態で、
上記第１の部分に上記活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させ、
上記第２の部分に上記活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口より反応性ガスを主体とするガスを噴出させる請求項２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
上記マイクロプラズマ源は、内側ガス噴出口及び外側ガス噴出口を有する状態で、
上記第１の部分に上記活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口からはガスを噴出させず、
上記第２の部分に上記活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口より反応性ガスを主体とするガスを噴出させる請求項２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
上記マイクロプラズマ源は、内側ガス噴出口及び外側ガス噴出口を有する状態で、
上記第１の部分に上記活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口から反応性ガスを主体とするガスを噴出させ、
上記第２の部分に上記活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに、上記外側ガス噴出口より反応性ガスを主体とするガスを、上記第１の部分に上記活性粒子を照射するステップよりも数倍〜数十倍多く噴出させる請求項２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項６】
上記第１のステップ及び上記第２のステップを行うとき、上記被処理物の近傍に配置させたマイクロプラズマ源にガスを供給しつつ、上記マイクロプラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に電力を供給することにより、上記マイクロプラズマを発生させ、上記生成された活性粒子を上記被処理物に作用させ、上記被処理物の表面を加工するものであって、
上記第１のステップでは、還元性を有する活性粒子を上記被処理物の表面に照射して、自然酸化膜を除去し、
上記第２のステップでは、エッチング性を有する活性粒子を、上記還元性を有する活性粒子が照射された上記被処理物の表面に照射して、エッチング加工する請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項７】
上記第１のステップにおいて、上記被処理物の表面の第１の部分に活性粒子を照射し、
上記第２のステップにおいて、上記第１の部分に含まれ、かつ、上記第１の部分よりも狭い第２の部分に活性粒子を照射する請求項６に記載のプラズマ処理方法。
【請求項８】
上記マイクロプラズマ源は、内側ガス噴出口及び外側ガス噴出口を有する状態で、
上記第１の部分に活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口又は上記外側ガス噴出口より噴出させるガスに還元性ガスを混合しながら、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させ、
上記第２の部分に活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口よりエッチング性ガスを主体とするガスを噴出させる請求項７に記載のプラズマ処理方法。
【請求項９】
上記マイクロプラズマ源は、内側ガス噴出口及び外側ガス噴出口を有する状態で、
上記第１の部分に活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスと還元性ガスの混合ガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口からはガスを噴出させず、
上記第２の部分に活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口よりエッチング性ガスを主体とするガスを噴出させる請求項７に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１０】
上記マイクロプラズマ源は、内側ガス噴出口及び外側ガス噴出口を有する状態で、
上記第１の部分に活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスと還元性ガスの混合ガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口からエッチング性ガスを主体とするガスを噴出させ、
上記第２の部分に活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに、上記外側ガス噴出口よりエッチング性ガスを主体とするガスを、上記第１の部分に活性粒子を照射するステップよりも多量に噴出させる請求項７に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１１】
上記第１のステップ及び上記第２のステップを行うとき、上記被処理物の近傍に配置させたマイクロプラズマ源にガスを供給しつつ、上記マイクロプラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に電力を供給することにより、上記マイクロプラズマを発生させ、上記生成された活性粒子を上記被処理物に作用させ、上記被処理物の表面を加工するものであって、
上記第１のステップでは、上記マイクロプラズマ源に設けられた上記電極又は上記被処理物に第１の電力を供給して、上記被処理物の表面の自然酸化膜を除去し、
上記第２のステップでは、上記マイクロプラズマ源に設けられた上記電極又は上記被処理物に、上記第１の電力よりも大きい第２の電力を供給して、上記被処理物の表面の上記自然酸化膜を除去した領域の一部又は全部をエッチング加工するステップとを備える請求項１に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、微小部分のプラズマ処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、表面に薄膜が形成された基板に代表される被処理物にパターンニング加工を行う場合、レジストプロセスが用いられる。その一例を図９Ａ〜図９Ｄに示す。図９Ａ〜図９Ｄにおいて、まず、被処理物３３の表面に感光性レジスト３４を塗布する（図９Ａ）。次に、露光機を用いて露光した後、現像すると、レジスト３４が所望の形状にパターンニングできる（図９Ｂ）。そして、被処理物３３を真空容器内に載置し、真空容器内にプラズマを発生させ、レジスト３４をマスクとして被処理物３３をエッチング加工すると、被処理物３３の表面が所望の形状にパターニングされる（図９Ｃ）。最後に、レジスト３４を酸素プラズマや有機溶剤などで除去することで、加工が完了する（図９Ｄ）。
【０００３】
以上のようなレジストプロセスは、微細パターンを精度良く形成するのに適しているため、半導体などの電子デバイスの製造において重要な役割を果たすに至った。しかしながら、工程が複雑であるという欠点がある。
【０００４】
そこで、レジストプロセスを用いない、新しい加工方法が検討されている。その一例として、図１６に示すようなマイクロプラズマ源９９を搭載したプラズマ処理装置が提案されつつある。
このような構成については、例えば、未公開自社出願の特許文献１に詳しく述べられている。
【特許文献１】特願２００２−２５４３２４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記提案されているプラズマ処理においては、エッチング速度を高めるために高周波電力を大きくすると、被処理物としての薄板表面でアーク放電（火花）が発生し、滑らかな処理表面が得られないばかりか、処理の安定性・再現性が得られないという課題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、簡単で、かつ、所望の微小部分を精度良く加工することのできるプラズマ処理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【０００８】
本発明の第１態様によれば、１００００Ｐａ以上３気圧以下の圧力下で発生させたマイクロプラズマで生成された活性粒子を、金属又は半導体である被処理物の表面に照射し、上記被処理物の表面を加工するプラズマ処理方法であって、
上記被処理物の表面の自然酸化膜を除去する第１のステップと、
上記自然酸化膜を除去した領域の一部又は全部をエッチング加工する第２のステップとを備えるプラズマ処理方法を提供する。
【０００９】
本発明の第２態様によれば、上記第１のステップ及び上記第２のステップを行うとき、上記被処理物の近傍に配置させたマイクロプラズマ源にガスを供給しつつ、上記マイクロプラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に電力を供給することにより、上記マイクロプラズマを発生させ、上記生成された活性粒子を上記被処理物に作用させ、上記被処理物の表面を加工するものであって、
上記第１のステップでは、上記被処理物の表面の第１の部分に上記活性粒子を照射して、自然酸化膜を除去し、
上記第２のステップでは、上記被処理物の表面の上記第１の部分に含まれ、かつ、上記第１の部分よりも狭い第２の部分に活性粒子を照射して、エッチング加工する第１の態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００１０】
本発明の第３態様によれば、上記マイクロプラズマ源は、内側ガス噴出口及び外側ガス噴出口を有する状態で、
上記第１の部分に上記活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させ、
上記第２の部分に上記活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口より反応性ガスを主体とするガスを噴出させる第２の態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００１１】
本発明の第４態様によれば、上記マイクロプラズマ源は、内側ガス噴出口及び外側ガス噴出口を有する状態で、
上記第１の部分に上記活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口からはガスを噴出させず、
上記第２の部分に上記活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口より反応性ガスを主体とするガスを噴出させる第２の態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００１２】
本発明の第５態様によれば、上記マイクロプラズマ源は、内側ガス噴出口及び外側ガス噴出口を有する状態で、
上記第１の部分に上記活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口から反応性ガスを主体とするガスを噴出させ、
上記第２の部分に上記活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに、上記外側ガス噴出口より反応性ガスを主体とするガスを、上記第１の部分に上記活性粒子を照射するステップよりも数倍〜数十倍多く噴出させる第２の態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００１３】
本発明の第６態様によれば、上記第１のステップ及び上記第２のステップを行うとき、上記被処理物の近傍に配置させたマイクロプラズマ源にガスを供給しつつ、上記マイクロプラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に電力を供給することにより、上記マイクロプラズマを発生させ、上記生成された活性粒子を上記被処理物に作用させ、上記被処理物の表面を加工するものであって、
上記第１のステップでは、還元性を有する活性粒子を上記被処理物の表面に照射して、自然酸化膜を除去し、
上記第２のステップでは、エッチング性を有する活性粒子を、上記還元性を有する活性粒子が照射された上記被処理物の表面に照射して、エッチング加工する第１の態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００１４】
本発明の第７態様によれば、上記第１のステップにおいて、上記被処理物の表面の第１の部分に活性粒子を照射し、
上記第２のステップにおいて、上記第１の部分に含まれ、かつ、上記第１の部分よりも狭い第２の部分に活性粒子を照射する第６の態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００１５】
本発明の第８態様によれば、上記マイクロプラズマ源は、内側ガス噴出口及び外側ガス噴出口を有する状態で、
上記第１の部分に活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口又は上記外側ガス噴出口より噴出させるガスに還元性ガスを混合しながら、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させ、
上記第２の部分に活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口よりエッチング性ガスを主体とするガスを噴出させる第７の態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００１６】
本発明の第９態様によれば、上記マイクロプラズマ源は、内側ガス噴出口及び外側ガス噴出口を有する状態で、
上記第１の部分に活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスと還元性ガスの混合ガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口からはガスを噴出させず、
上記第２の部分に活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口よりエッチング性ガスを主体とするガスを噴出させる第７の態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００１７】
本発明の第１０態様によれば、上記マイクロプラズマ源は、内側ガス噴出口及び外側ガス噴出口を有する状態で、
上記第１の部分に活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスと還元性ガスの混合ガスを噴出させるとともに上記外側ガス噴出口からエッチング性ガスを主体とするガスを噴出させ、
上記第２の部分に活性粒子を照射するステップにおいて、上記内側ガス噴出口より不活性ガスを主体とするガスを噴出させるとともに、上記外側ガス噴出口よりエッチング性ガスを主体とするガスを、上記第１の部分に活性粒子を照射するステップよりも多量に噴出させる第７の態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【００１８】
本発明の第１１態様によれば、上記第１のステップ及び上記第２のステップを行うとき、上記被処理物の近傍に配置させたマイクロプラズマ源にガスを供給しつつ、上記マイクロプラズマ源に設けられた電極又は上記被処理物に電力を供給することにより、上記マイクロプラズマを発生させ、上記生成された活性粒子を上記被処理物に作用させ、上記被処理物の表面を加工するものであって、
上記第１のステップでは、上記マイクロプラズマ源に設けられた上記電極又は上記被処理物に第１の電力を供給して、上記被処理物の表面の自然酸化膜を除去し、
上記第２のステップでは、上記マイクロプラズマ源に設けられた上記電極又は上記被処理物に、上記第１の電力よりも大きい第２の電力を供給して、上記被処理物の表面の上記自然酸化膜を除去した領域の一部又は全部をエッチング加工するステップとを備える第１の態様に記載のプラズマ処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１態様のプラズマ処理方法によれば、簡単で、かつ、所望の微小部分を精度良く加工することができる。
【００２０】
また、本発明の第２態様のプラズマ処理方法によれば、簡単で、かつ、所望の微小部分を精度良く加工することのできるプラズマ処理方法を提供することができる。
【００２１】
また、本発明の第６態様のプラズマ処理方法によれば、簡単で、かつ、所望の微小部分を精度良く加工することができる。
【００２２】
また、本発明の第１１態様のプラズマ処理方法によれば、簡単で、かつ、所望の微小部分を精度良く加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態にかかるプラズマ処理方法及びその装置について、図１Ａ〜図５を参照して説明する。
【００２５】
図１Ａ，図１Ｂに、第１実施形態にかかるプラズマ処理装置の、形成すべき線方向に横長のマイクロプラズマ源１９の分解図を示す。図２に、マイクロプラズマ源１９を、ガス噴出口側から見た平面図を示す。図３に、接地された被処理物の一例としての薄板１７、及びマイクロプラズマ源１９を、薄板１７に垂直な面で切った断面を示す。マイクロプラズマ源１９は、セラミック製の矩形の外側板１、矩形の内側板２及び３、矩形の外側板４から成り、外側板１及び４には、それぞれ、Ｌ字状の外側ガス流路５及び矩形の外側ガス噴出口６が設けられ、内側板２及び３には、それぞれ、Ｌ字状の内側ガス流路７及び矩形の内側ガス噴出口８が設けられている。すなわち、外側板１、内側板２及び３、外側板４が設けられ、外側板１と内側板２の間と、内側板３と外側板４の間に外側ガス噴出口６が設けられ、内側板２及び３の間に内側ガス噴出口８が設けられている。内側ガス噴出口８から噴出するガスの原料ガスは、外側板１に設けられかつ外部の内側ガス供給装置５１に接続された内側ガス供給口９から、内側板２に設けられた貫通穴１０を介して、内側板２の内側ガス流路７とそれに対向する内側板３の内側ガス流路７に導かれる。
【００２６】
また、外側ガス噴出口６から噴出するガスの原料ガスは、外側板１に設けられかつ外部の外側ガス供給装置５０に接続された外側ガス供給口１１から外側板１の外側ガス流路５に導かれる一方、内側板２に設けられた貫通穴１２、内側板３に設けられた貫通穴１３を介して、外側板４の外側ガス流路５に導かれる。内側ガス供給装置５１と外側ガス供給装置５０は、後述する、制御装置２４により動作制御される。
【００２７】
高周波電力が印加される横長の矩形の電極１４は、内側板２及び３に設けられた横長の矩形の電極固定穴１５に挿入され、外側板１及び４に設けられた横長の矩形の貫通穴１６を通して高周波電力供給のための電源１８との高周波電力供給のための配線と冷却が行われる。高周波電力供給のための電源１８は、後述する、制御装置２４により動作制御される。
【００２８】
内側板２及び３は、その最下部がテーパー形状をなし、より微細な線状領域をプラズマ処理できるようになっている。なお、マイクロプラズマ源１９の開口部としての内側ガス噴出口８がなす微細線の太さは０．１ｍｍである。
【００２９】
このような構成のマイクロプラズマ源１９を搭載したプラズマ処理装置において、内側ガス噴出口８からヘリウム（Ｈｅ）を、外側ガス噴出口６から６フッ化硫黄（ＳＦ6）を供給しつつ、電極１４に高周波電力を供給することにより、シリコン製薄板１７の微小な線状部分をエッチング処理することができる。これは、ヘリウムと６フッ化硫黄の大気圧近傍の圧力下における放電のしやすさの差（ヘリウムの方が格段に放電しやすい。）を利用することで、ヘリウムが高濃度となる内側ガス噴出口８の近傍にのみ線状マイクロプラズマを発生させることができるからである。
【００３０】
マイクロプラズマ源１９は数Ｐａから数気圧まで動作可能であるが、典型的には１００００Ｐａから３気圧程度の範囲の圧力で動作する。とくに、大気圧付近での動作は、厳重な密閉構造や特別な排気装置が不要であるとともに、プラズマや活性粒子の拡散が適度に抑制されるため、特に好ましい。
【００３１】
また、図１Ｃには上記プラズマ処理装置の移動装置６０の一例を示している。移動装置６０は、マイクロプラズマ源１９を挟持する一対のブラケット２２，２２が固定されたブラケット６１と、移動装置６０の移動方向（微細な線状領域の線方向）沿いに延在したレール６３と、ブラケット６１が固定され、かつ移動駆動装置の一例として備えられた移動駆動用モータ６２ａを正逆回転させて、モータ６２ａに係合したネジ軸が固定されたレール６３沿いにブラケット６１を移動させる移動ステージ６２とより構成されている。よって、制御装置２４の制御の元に、移動駆動用モータ６２ａが正回転することにより移動ステージ６２がレール６３沿いに前進して、ブラケット６１を介してマイクロプラズマ源１９をシリコン製薄板１７に対して移動させることにより、マイクロプラズマ１１８をシリコン製薄板１７沿いに移動させることができて、シリコン製薄板１７に微細な線状領域を加工してプラズマ処理することができる。
【００３２】
また、昇降装置１５０は、上下方向沿いに延在しかつネジ軸が固定されたレール５５と、移動装置６０のレール６３が固定され、かつ制御装置２４に接続された昇降駆動装置の一例として備えられた昇降駆動用モータ５４ａを正逆回転させて、モータ５４ａに係合したネジ軸が固定されたレール５５沿いにレール６３を昇降する移動ステージ５４とを備えて構成されている。
【００３３】
よって、制御装置２４の制御の元に、昇降駆動用モータ５４ａが正逆回転することにより、移動ステージ５４がレール５５沿いに昇降することにより、レール６３とブラケット６１とを介してマイクロプラズマ源１９をシリコン製薄板１７に対して接離させることができて、マイクロプラズマ源１９とシリコン製薄板１７との距離を調整することができる。
【００３４】
第１実施形態にかかるプラズマ処理方法の具体的な動作は以下のとおりである。
【００３５】
まず、第１ステップとして、内側ガス供給装置５１より内側ガス流路７を介して内側ガス噴出口８から不活性ガスの一例としてのＨｅを１０００ｓｃｃｍ、外側ガス供給装置５０より外側ガス流路５を介して外側ガス噴出口６から不活性ガスの一例としてのＨｅを５００ｓｃｃｍ供給し、高周波電源１８から高周波電力を電極１４に一例として１５０Ｗ供給して、図４に示すようにマイクロプラズマ１１８を発生させ、生成された活性粒子の一例としてのヘリウムイオンを図４に示すような第１の微小部分１１９に一例として５秒間照射する。
【００３６】
次いで、プラズマ１１８を維持したままで、第２ステップとして、内側ガス供給装置５１より内側ガス流路７を介して内側ガス噴出口８から不活性ガスの一例としてのＨｅを１０００ｓｃｃｍ、外側ガス供給装置５０より外側ガス流路５を介して外側ガス噴出口６から反応性ガスの一例としてのＳＦ6を５００ｓｃｃｍ供給し、高周波電源１８から高周波電力を電極１４に一例として１５０Ｗ供給して、図５に示すようにマイクロプラズマ１１８を形成し、生成された活性粒子の一例としてのフッ素ラジカルを図５に示すような第２の微小部分２０に一例として３０秒間照射する。図４及び図５から明らかなように、第２の微小部分２０は、第１の微小部分１１９よりも狭い領域であり、その線幅は一例として０．３ｍｍである。
【００３７】
以上のような処理を行う結果、被処理物の一例としてのシリコン薄板１７の表面の微小部分に対して、線幅０．３ｍｍの微細線状エッチング加工が可能となる。エッチング深さは２１μｍである。
【００３８】
比較のため、従来の処理方法として、上記の第１ステップを行わずに、内側ガス流路７を介して内側ガス噴出口８からＨｅを１０００ｓｃｃｍ、外側ガス流路５を介して外側ガス噴出口６からＳＦ6を５００ｓｃｃｍ供給し、高周波電力を電極１４に一例として１５０Ｗ供給したところ、被処理物の一例としての薄板１７の表面でアーク放電（火花）が発生し、滑らかな処理表面が得られないばかりか、処理の安定性・再現性が得られなかった。
【００３９】
このような違いが生じた理由について、以下で詳しく説明する。
【００４０】
シリコン薄板１７の表面には、ごく薄い（厚さ１ｎｍ以下）シリコン酸化膜（自然酸化膜）１７ａが図１０に示されるように形成されている。シリコンに限らず、一般に金属の表面には自然酸化膜が形成されている。自然酸化膜は、完全に一様には形成されてはいないため、電流が流れやすい部分（自然酸化膜の膜厚が薄い部分）１００と流れにくい部分が混在していると考えられる。
【００４１】
従来の処理方法において、マイクロプラズマを微小部分（本発明による第２の微小部分２０と同程度の大きさの領域）に照射すると、プラズマからの高周波電流が、図１１に示されるように電流の流れやすい部分１００に集中するため、その部分１００の温度が局所的に急激に上昇し、アーク放電（火花）に至ったものと考えられる。
【００４２】
一方、本発明の上記第１実施形態によるプラズマ処理方法においては、第１のステップにおいて比較的広い第１の微小部分１１９にプラズマを照射することにより、低い電流密度のプラズマ照射で図１２に示されるように薄板１７の表面の自然酸化膜１７ａを除去することができる。次いで、プラズマを維持したままで、第２のステップへ移行させる。第２のステップにおいては第１のステップよりも全体として高い電流密度のプラズマ照射を行っているにもかかわらず、自然酸化膜が無くなったために電流の流れやすい部分と流れにくい部分の差が小さく、図１３に示されるように第２の微小部分２０に対してほぼ一様に電流が流れるため、局所的な温度上昇は生じず、アーク放電（火花）の発生に至らなかったものと考えられる。
【００４３】
上記のメカニズムをさらに裏付けるため、第１のステップ終了後に一旦電力の供給を停止してプラズマを消滅させ、一定時間の後に第２のステップを行い、第２のステップにおいてアーク放電が発生するか否かを調べた。停止時間が１秒〜６秒ではアーク放電は発生せず、７秒以上プラズマを停止させた場合に、アーク放電の発生が確認できた。
【００４４】
このことは、自然酸化膜が第１ステップにおいて一旦除去されるものの、７秒以上の放置によって再びシリコン薄板１７上に自然酸化膜が形成されてしまうことを意味しているものと考えられる。この実験から、アーク放電の発生を防ぐには、第１ステップと第２ステップの間でプラズマを消滅させないことが望ましく、一旦消滅させる場合は、数秒程度、例えば６秒以下の短い時間に限定すべきであることがわかる。
【００４５】
第２の微小部分２０の面積は、第１の微小部分１１９の面積の概ね１／１０００〜１／５であることが望ましい。１／１０００〜１／１０であることが更に好ましい。第２の微小部分２０の面積が第１の微小部分１１９の面積に比べてあまりに小さいと、第１ステップにおける電力の大部分が無駄となるため、好ましくない。また、第２の微小部分２０の面積が第１の微小部分１１９の面積に比べてわずかに小さいだけでは、アーク放電の発生が十分に抑制できない。
【００４６】
具体例として、第２の微小部分２０の幅が１００μｍ〜１ｍｍであるとき、第１の微小部分１１９の幅は第２の微小部分２０の幅の５〜１０００倍であるのが好ましい。
【００４７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図１Ａ〜図３、図５及び図６を参照して説明する。なお、図１Ａ〜図３に示すマイクロプラズマ源の基本的な構成及び動作については既に第１実施形態で説明したので、ここでは詳細は省略する。
【００４８】
まず、第１ステップとして、内側ガス供給装置５１より内側ガス流路７を介して内側ガス噴出口８から不活性ガスの一例としてのＨｅを１０００ｓｃｃｍ供給し、外側ガス噴出口６からはガスを噴出させず、高周波電源１８から高周波電力を電極１４に一例として１５０Ｗ供給して、図６に示すようにマイクロプラズマ１１８を発生させ、生成された活性粒子の一例としてのヘリウムイオンを図６に示すような第１の微小部分１１９に一例として５秒間照射する。
【００４９】
次いで、プラズマ１１８を維持したままで、第２ステップとして、内側ガス供給装置５１より内側ガス流路７を介して内側ガス噴出口８から不活性ガスの一例としてのＨｅを１０００ｓｃｃｍ、外側ガス供給装置５０より外側ガス流路５を介して外側ガス噴出口６から反応性ガスの一例としてのＳＦ6を５００ｓｃｃｍ供給し、高周波電源１８から高周波電力を電極１４に一例として１５０Ｗ供給して、図５に示すようにマイクロプラズマ１１８を形成し、生成された活性粒子の一例としてのフッ素ラジカルを図５に示すような第２の微小部分２０に一例として３０秒間照射する。図５及び図６から明らかなように、第２の微小部分２０は、第１の微小部分１１９よりも狭い領域であり、その線幅は一例として０．３ｍｍである。
【００５０】
以上のような処理を行う結果、被処理物の一例としてのシリコン薄板１７の表面の微小部分に対して、線幅０．３ｍｍの微細線状エッチング加工が可能となる。エッチング深さは２１μｍである。アーク放電（火花）が発生しなかった理由については、本発明の第１実施形態に述べたとおりであると考えている。
【００５１】
第２の微小部分２０の面積は、第１の微小部分１１９の面積の概ね１／１０００〜１／５であることが望ましい。１／１０００〜１／１０であることがさらに好ましい。第２の微小部分２０の面積が第１の微小部分１１９の面積に比べてあまりに小さいと、第１ステップにおける電力の大部分が無駄となるため、好ましくない。また、第２の微小部分２０の面積が第１の微小部分１１９の面積に比べてわずかに小さいだけでは、アーク放電の発生が十分に抑制できない。
【００５２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、図１Ａ〜図３、図５及び図７を参照して説明する。なお、図１Ａ〜図３に示すマイクロプラズマ源の基本的な構成及び動作については既に第１実施形態で説明したので、ここでは詳細は省略する。
【００５３】
まず、第１ステップとして、内側ガス供給装置５１より内側ガス流路７を介して内側ガス噴出口８から不活性ガスの一例としてのＨｅを１０００ｓｃｃｍ供給し、外側ガス供給装置５０より外側ガス噴出口６から反応性ガスの一例としてのＳＦ6を５０ｓｃｃｍ供給し、高周波電源１８から高周波電力を電極１４に一例として１５０Ｗ供給して、図７に示すようにマイクロプラズマ１１８を発生させ、生成された活性粒子の一例としてのヘリウムイオンを図７に示すような第１の微小部分１１９に一例として５秒間照射する。
【００５４】
次いで、プラズマを維持したままで、第２ステップとして、内側ガス供給装置５１より内側ガス流路７を介して内側ガス噴出口８から不活性ガスの一例としてのＨｅを１０００ｓｃｃｍ、外側ガス供給装置５０より外側ガス流路５を介して外側ガス噴出口６から反応性ガスの一例としてのＳＦ6を、第１ステップよりも数倍〜数十倍多く、例えば５００ｓｃｃｍ供給し、高周波電源１８から高周波電力を電極１４に一例として１５０Ｗ供給して、図５に示すようにマイクロプラズマ１１８を形成し、生成された活性粒子の一例としてのフッ素ラジカルを図５に示すような第２の微小部分２０に一例として３０秒間照射する。図５及び図７から明らかなように、第２の微小部分２０は、第１の微小部分１１９よりも狭い領域であり、その線幅は一例として０．３ｍｍである。
【００５５】
以上のような処理を行う結果、被処理物の一例としてのシリコン薄板１７の表面の微小部分に対して、線幅０．３ｍｍの微細線状エッチング加工が可能となる。エッチング深さは２１μｍである。アーク放電（火花）が発生しなかった理由については、本発明の第１実施形態に述べたとおりであると考えている。
【００５６】
この第３実施形態においては、第１ステップにおいて、外側ガス噴出口６より噴出させる反応性ガスを、第２ステップよりもごく少量としたことで、第１ステップにおけるマイクロプラズマの発生領域を広くしている。第１ステップにおいて外側ガス噴出口６より噴出させる反応性ガスを、第２ステップにおいて外側ガス噴出口６より噴出させる反応性ガスの１／１００〜１／５とすることが好ましく、１／１００〜１／１０とすることが更に好ましい。第１ステップにおいて、外側ガス噴出口６より噴出させる反応性ガスを、第２ステップよりも極端に少なくすると(すなわち、第２ステップの１／１００未満の場合)、同一のガス流量調整装置を利用してガス流量を制御することが困難になってしまう。また、第１ステップにおいて、外側ガス噴出口６より噴出させる反応性ガスを、第２ステップよりもわずかだけ少なくした場合(すなわち、第２ステップの１／１未満でかつ１／５を越える場合)は、第１ステップにおけるプラズマの拡がりが不十分となり、アーク放電が発生してしまう恐れがある。
【００５７】
第２の微小部分２０の面積は、第１の微小部分１１９の面積の概ね１／１０００〜１／５であることが望ましい。１／１０００〜１／１０であることがさらに好ましい。第２の微小部分２０の面積が第１の微小部分１１９の面積に比べてあまりに小さいと(すなわち、第２の微小部分２０の１／１０００未満の場合)、第１ステップにおける電力の大部分が無駄となるため、好ましくない。また、第２の微小部分２０の面積が第１の微小部分１１９の面積に比べてわずかに小さいだけでは(すなわち、第２の微小部分２０の１／１未満でかつ１／５を越える場合)、アーク放電の発生が十分に抑制できない。
【００５８】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、図１Ａ〜図３を参照して説明する。なお、図１Ａ〜図３に示すマイクロプラズマ源の基本的な構成及び動作については第１実施形態で説明したので、ここでは詳細は省略する。
【００５９】
まず、第１ステップとして、内側ガス供給装置５１より内側ガス流路７を介して内側ガス噴出口８から不活性ガスの一例としてのＨｅを１０００ｓｃｃｍ、還元性ガスの一例としての水素（Ｈ2）を１ｓｃｃｍ供給し、外側ガス供給装置５０より外側ガス流路５を介して外側ガス噴出口６から不活性ガスの一例としてのＨｅを５００ｓｃｃｍ供給し、高周波電源１８から高周波電力を電極１４に一例として１５０Ｗ供給してマイクロプラズマを発生させ、生成された活性粒子の一例としてのヘリウムイオン及び水素ラジカルを第１の微小部分に一例として２秒間照射する。
【００６０】
次いで、プラズマを維持したままで、第２ステップとして、内側ガス供給装置５１より内側ガス流路７を介して内側ガス噴出口８から不活性ガスの一例としてのＨｅを１０００ｓｃｃｍ、外側ガス供給装置５０より外側ガス流路５を介して外側ガス噴出口６からエッチング性ガスの一例としてのＳＦ6を５００ｓｃｃｍ供給し、高周波電源１８から高周波電力を電極１４に一例として１５０Ｗ供給して、マイクロプラズマを形成し、生成された活性粒子の一例としてのフッ素ラジカルを第２の微小部分２０に一例として３０秒間照射する。第２の微小部分２０は、第１の微小部分１１９よりも狭い領域であり、その線幅は一例として０．３ｍｍである。
【００６１】
以上のような処理を行う結果、被処理物の一例としてのシリコン薄板１７の表面の微小部分に対して、線幅０．３ｍｍの微細線状エッチング加工が可能となる。エッチング深さは２１μｍである。アーク放電（火花）が発生しなかった理由については、本発明の第１実施形態に述べたとおりであると考えている。
【００６２】
第４実施形態においては、第１ステップにおいて還元性ガスを利用して自然酸化膜の除去をより速やかに行えるようにしている。なお、還元性ガスは、外側ガス流路５から供給されるＨｅに混合してもよい。
【００６３】
第２の微小部分２０の面積は、第１の微小部分１１９の面積の概ね１／１０００〜１／５であることが望ましい。１／１０００〜１／１０であることがさらに好ましい。第２の微小部分２０の面積が第１の微小部分１１９の面積に比べてあまりに小さいと(すなわち、第２の微小部分２０の１／１０００未満の場合)、第１ステップにおける電力の大部分が無駄となるため、好ましくない。また、第２の微小部分２０の面積が第１の微小部分１１９の面積に比べてわずかに小さいだけでは(すなわち、第２の微小部分２０の１／１未満でかつ１／５を越える場合)、アーク放電の発生が十分に抑制できない。
【００６４】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について、図１Ａ〜図３を参照して説明する。なお、図１Ａ〜図３に示すマイクロプラズマ源の基本的な構成及び動作については第１実施形態で説明したので、ここでは詳細は省略する。
【００６５】
まず、第１ステップとして、内側ガス供給装置５１より内側ガス流路７を介して内側ガス噴出口８から不活性ガスの一例としてのＨｅを１０００ｓｃｃｍ、還元性ガスの一例としての水素（Ｈ2）を１ｓｃｃｍ供給し、外側ガス供給装置５０より外側ガス流路５からはガスを噴出させず、高周波電源１８から高周波電力を電極１４に一例として１５０Ｗ供給してマイクロプラズマを発生させ、生成された活性粒子の一例としてのヘリウムイオン及び水素ラジカルを第１の微小部分１１９に一例として２秒間照射する。
【００６６】
次いで、プラズマを維持したままで、第２ステップとして、内側ガス供給装置５１より内側ガス流路７を介して内側ガス噴出口８から不活性ガスの一例としてのＨｅを１０００ｓｃｃｍ、外側ガス供給装置５０より外側ガス流路５を介して外側ガス噴出口６からエッチング性ガスの一例としてのＳＦ6を５００ｓｃｃｍ供給し、高周波電源１８から高周波電力を電極１４に一例として１５０Ｗ供給して、マイクロプラズマを形成し、生成された活性粒子の一例としてのフッ素ラジカルを第２の微小部分２０に一例として３０秒間照射する。第２の微小部分２０は、第１の微小部分１１９よりも狭い領域であり、その線幅は一例として０．３ｍｍである。
【００６７】
以上のような処理を行う結果、被処理物の一例としてのシリコン薄板１７の表面の微小部分に対して、線幅０．３ｍｍの微細線状エッチング加工が可能となる。エッチング深さは２１μｍである。アーク放電（火花）が発生しなかった理由については、本発明の第１実施形態に述べたとおりであると考えている。この第５実施形態においては、第１ステップにおいて還元性ガスを利用して自然酸化膜の除去をより速やかに行えるようにしている。
【００６８】
第２の微小部分２０の面積は、第１の微小部分１１９の面積の概ね１／１０００〜１／５であることが望ましい。１／１０００〜１／１０であることがさらに好ましい。第２の微小部分２０の面積が第１の微小部分１１９の面積に比べてあまりに小さいと、第１ステップにおける電力の大部分が無駄となるため、好ましくない。また、第２の微小部分の面積２０が第１の微小部分１１９の面積に比べてわずかに小さいだけでは、アーク放電の発生が十分に抑制できない。
【００６９】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について、図１Ａ〜図３を参照して説明する。なお、図１Ａ〜図３に示すマイクロプラズマ源の基本的な構成及び動作については第１実施形態で説明したので、ここでは詳細は省略する。
【００７０】
まず、第１ステップとして、内側ガス供給装置５１より内側ガス流路７を介して内側ガス噴出口８から不活性ガスの一例としてのＨｅを１０００ｓｃｃｍ、還元性ガスの一例としての水素（Ｈ2）を１ｓｃｃｍ供給し、外側ガス供給装置５０より外側ガス流路５からエッチング性ガスの一例としてのＳＦ6を５０ｓｃｃｍ供給し、高周波電源１８から高周波電力を電極１４に一例として１５０Ｗ供給してマイクロプラズマを発生させ、生成された活性粒子の一例としてのヘリウムイオン及び水素ラジカルを第１の微小部分に一例として２秒間照射する。
【００７１】
次いで、プラズマを維持したままで、第２ステップとして、内側ガス供給装置５１より内側ガス流路７を介して内側ガス噴出口８から不活性ガスの一例としてのＨｅを１０００ｓｃｃｍ、外側ガス供給装置５０より外側ガス流路５を介して外側ガス噴出口６からエッチング性ガスの一例としてのＳＦ6を５００ｓｃｃｍ供給し、高周波電源１８から高周波電力を電極１４に一例として１５０Ｗ供給して、マイクロプラズマを形成し、生成された活性粒子の一例としてのフッ素ラジカルを第２の微小部分２０に一例として３０秒間照射する。第２の微小部分２０は、第１の微小部分１１９よりも狭い領域であり、その線幅は一例として０．３ｍｍである。
【００７２】
以上のような処理を行った結果、被処理物の一例としてのシリコン薄板１７の表面の微小部分に対して、線幅０．３ｍｍの微細線状エッチング加工が可能となった。エッチング深さは２１μｍであった。アーク放電（火花）が発生しなかった理由については、本発明の第１実施形態に述べたとおりであると考えている。本実施形態においては、第１ステップにおいて還元性ガスを利用して自然酸化膜の除去をより速やかに行えるようにしている。
【００７３】
また、本実施形態においては、第１ステップにおいて、外側ガス噴出口より噴出させるエッチング性ガスを、第２ステップよりもごく少量としたことで、第１ステップにおけるマイクロプラズマの発生領域を広くしている。第１ステップにおいて外側ガス噴出口より噴出させるエッチング性ガスを、第２ステップにおいて外側ガス噴出口より噴出させるエッチング性ガスの１／１００〜１／５とすることが好ましく、１／１００〜１／１０とすることが更に好ましい。第１ステップにおいて、外側ガス噴出口より噴出させるエッチング性ガスを、第２ステップよりも極端に少なくすると(すなわち、第２ステップの１／１００未満の場合)、同一のガス流量調整装置を利用してガス流量を制御することが困難になってしまう。また、第１ステップにおいて、外側ガス噴出口より噴出させるエッチング性ガスを、第２ステップよりもわずかだけ少なくした場合(すなわち、第２ステップの１／１未満でかつ１／５を越える場合)は、第１ステップにおけるプラズマの拡がりが不十分となり、アーク放電が発生してしまう恐れがある。
【００７４】
第２の微小部分の面積は、第１の微小部分の面積の概ね１／１０００〜１／５であることが望ましい。１／１０００〜１／１０であることがさらに好ましい。第２の微小部分の面積が第１の微小部分の面積に比べてあまりに小さいと(すなわち、第２の微小部分の１／１０００未満の場合)、第１ステップにおける電力の大部分が無駄となるため、好ましくない。また、第２の微小部分の面積が第１の微小部分の面積に比べてわずかに小さいだけでは(すなわち、第２の微小部分の１／１未満でかつ１／５を越える場合)、アーク放電の発生が十分に抑制できない。
【００７５】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について、図１Ａ〜図３を参照して説明する。なお、図１Ａ〜図３に示すマイクロプラズマ源の基本的な構成及び動作については第１実施形態で説明したので、ここでは詳細は省略する。
【００７６】
まず、第１ステップとして、内側ガス供給装置５１より内側ガス流路７を介して内側ガス噴出口８から不活性ガスの一例としてのＨｅを１０００ｓｃｃｍ、外側ガス供給装置５０より外側ガス流路５を介して外側ガス噴出口６から反応性ガスの一例としてのＳＦ6を５００ｓｃｃｍ供給し、高周波電源１８から高周波電力を電極１４に一例として６０Ｗ供給して、マイクロプラズマ１１８を発生させ、生成された活性粒子の一例としてのフッ素ラジカルを微小部分に一例として３秒間照射する。
【００７７】
次いで、プラズマ１１８を維持したままで、第２ステップとして、内側ガス供給装置５１より内側ガス流路７を介して内側ガス噴出口８から不活性ガスの一例としてのＨｅを１０００ｓｃｃｍ、外側ガス供給装置５０より外側ガス流路５を介して外側ガス噴出口６から反応性ガスの一例としてのＳＦ6を５００ｓｃｃｍ供給し、高周波電源１８から高周波電力を電極１４に、第１ステップのときよりも１．５倍以上、一例として１５０Ｗ供給して、マイクロプラズマを形成し、生成された活性粒子の一例としてのフッ素ラジカルを微小部分に一例として３０秒間照射する。ここで、微小部分の線幅は一例として０．３ｍｍである。
【００７８】
以上のような処理を行う結果、被処理物の一例としてのシリコン薄板１７の表面の微小部分に対して、線幅０．３ｍｍの微細線状エッチング加工が可能となる。エッチング深さは２４μｍである。アーク放電（火花）が起きなかった理由については、第１のステップにおいてアーク放電が生じない程度の小さい電力で発生させたプラズマで、まずシリコン薄板表面の自然酸化膜を除去したためであると考えている。
【００７９】
すなわち、第７実施形態においては、電極に第１の電力を供給するステップと、電極に第１の電力よりも大きい第２の電力を供給するステップとに分けて処理を行ったことが奏功したものと思われる。
【００８０】
以上述べた本発明の第１〜第７実施形態において、マイクロプラズマ源としてセラミック製の板を４枚用いた場合を例示したが、平行平板型キャピラリタイプや誘導結合型キャピラリタイプなどのキャピラリタイプや、マイクロギャップ方式、誘導結合型チューブタイプなど、様々なマイクロプラズマ源を用いることができる。特に、図８に示すような、ナイフエッジ状の電極３２を用いるタイプでは、電極と被処理物の距離が近いため、微小部分に極めて高密度のプラズマが形成される。したがって、とくに本発明が有効である。
【００８１】
なお、図８において、マイクロプラズマ源は、セラミック製の外側板２８、内側板２９及び３０、外側板３１、電極３２から成り、外側板２８及び３１には、外側ガス流路５及び外側ガス噴出口６が設けられ、内側板２９及び３０には、内側ガス流路７及び内側ガス噴出口８が設けられている。電極３２は、その最下部がナイフエッジ状の形状を成し、微細な線状領域をプラズマ処理できるようになっている。
【００８２】
また、被処理物に直流電圧又は高周波電力を供給することにより、マイクロプラズマ中のイオンを引き込む作用を強めることも可能である。この場合、電極を接地してもよいし、電極を用いないタイプのマイクロプラズマ源を利用する場合にも、本発明の適用が可能である。
【００８３】
また、高周波電力を用いてマイクロプラズマを発生させる場合を例示したが、数百ｋＨｚから数ＧＨｚまでの高周波電力を用いてマイクロプラズマを発生させることが可能である。あるいは、直流電力を用いてもよいし、パルス電力を供給することも可能である。
【００８４】
また、マイクロプラズマ源の開口部をなす微細線の太さが０．１ｍｍである場合を例示したが、マイクロプラズマ源の開口部の幅はこれに限定されるものではなく、概ね１０μｍ以上でかつ概ね１ｍｍ以下であることが好ましい。マイクロプラズマ源の開口部の幅が小さいほど、プラズマによって発生した活性粒子が、基板表面の微細線状部分より外側に触れにくくなり、微細線状部分に限定された領域のみを加工することができるという利点がある。一方、マイクロプラズマ源を構成する部品の加工の精度や、繰り返し処理による形状の経時変化などを考慮すると、あまり極端に小さくすることも避けるべきである。
【００８５】
また、マイクロプラズマ源の開口部と被処理物との距離は、概ね１ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、マイクロプラズマ源の開口部と被処理物との距離が０．５ｍｍ以下であることがより好ましい。マイクロプラズマ源の開口部と被処理物との距離が小さいほど、プラズマによって発生した活性粒子が、基板表面の微細線状部分より外側に触れにくくなり、微細線状部分に限定された領域のみを加工することができるという利点がある。一方、マイクロプラズマ源を構成する部品の加工の精度や、繰り返し処理による形状の経時変化、さらには、マイクロプラズマ源の開口部と被処理物との距離の再現性や安定性などを考慮すると、あまり極端に小さくすることも避けるべきであり、概ね０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００８６】
また、マイクロプラズマ源の開口部が微細線状をなしている場合を例示したが、図１４に示されるように、マイクロプラズマ源１９Ａの開口部の内側ガス噴出口８Ａが微細点状又は円形をなしかつ外側ガス噴出口６Ａがリング状又は円弧状をなすような二重円筒形状に構成するようにしてもよい。この場合、マイクロプラズマ源１９Ａの開口部の内側ガス噴出口８Ａの内径の代表寸法が１ｍｍ以下である場合に、本発明はとくに有効である。
【００８７】
また、被処理物としてシリコン薄板を用いる場合を例示したが、被処理物はこれに限定されるものではなく、導電性を有する被処理物、とくに金属を処理する場合に、本発明は格別の効果を奏する。
【００８８】
また、第１ステップを実施する時間を２〜５秒とする場合を例示したが、第１ステップを実施する時間は、被処理物の材料に応じて適宜決めればよい。しかし、あまりに長い時間第１ステップを実施すると、被処理物全体の温度上昇から、被処理物の変質・変形等の好ましくない事態を生じる場合があるため、概ね１〜１０秒程度にとどめるべきである。
【００８９】
また、不活性ガスとしてＨｅを、反応性ガス・エッチング性ガスとしてＳＦ6を、還元性ガスとしてＨ2を用いる場合を例示したが、これら以外のガスを適宜用いることができることはいうまでもない。例えば、不活性ガスとして、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅなどを、反応性・エッチング性ガスとしてＳＦ6、ＣＦ4などのＣｘＦｙ（ｘ及びｙは自然数）、ＮＦ3、Ｃｌ2、ＨＢｒ等のハロゲン含有ガスを、還元性ガスとしてＨ2、Ｈ2Ｏ等の水素含有ガスを用いることができる。
【００９０】
また、ガス種を切り替えなくても、マイクロプラズマ源と被処理基板との距離を第１ステップと第２ステップとで変えることにより、上記実施形態と同様な作用効果を奏することもできる。
【００９１】
すなわち、まず、第１ステップとして、マイクロプラズマ源１９の内側ガス噴出口８とシリコン薄板１７との距離を１ｍｍとし、内側ガス流路７を介して内側ガス噴出口８から不活性ガスとしてのＨｅを１０００ｓｃｃｍ、外側ガス流路５を介して外側ガス噴出口６から反応性ガスとしてのＳＦ６を５００ｓｃｃｍ供給し、高周波電力を電極１４に１５０Ｗ供給して、マイクロプラズマ１１８を発生させ、生成された活性粒子としてのフッ素ラジカルを第１の微小部分１１９に５秒間照射する。
【００９２】
次いで、プラズマ１１８を維持したままで、第２ステップとして、図１Ｃに示す昇降装置１５０によりマイクロプラズマ源１９を下降させて、マイクロプラズマ源１９の内側ガス噴出口８とシリコン薄板１７との距離を０．３ｍｍとし、内側ガス流路７を介して内側ガス噴出口８から不活性ガスとしてのＨｅを１０００ｓｃｃｍ、外側ガス流路５を介して外側ガス噴出口６から反応性ガスとしてのＳＦ６を５００ｓｃｃｍ供給し、高周波電力を電極１４に１５０Ｗ供給して、マイクロプラズマ１１８を形成し、生成された活性粒子としてのフッ素ラジカルを第２の微小部分２０に３０秒間照射することも可能である。
【００９３】
このような処理を行った場合、被処理物の一例としてのシリコン薄板１７の表面の微小部分に対して、線幅０．３ｍｍの微細線状エッチング加工が可能となる。エッチング深さは２１μｍである。
【００９４】
あるいは、図１５及び図１６並びに図１７及び図１８に示すような、円筒形状のマイクロプラズマ源１９Ｃであってガス噴出口が１つだけである場合（例えば内側ガス噴出口８のみである場合）にも、第１ステップにおけるガス噴出口８とシリコン薄板１７との距離を、第２ステップにおけるガス噴出口８とシリコン薄板１７との距離よりも大きくすることで、ガス種を切り替えることなく、同様の効果を得ることができる。この場合、不活性ガスと反応ガスとの混合ガスを用いることが適切である。
【００９５】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態のプラズマ処理方法で用いたマイクロプラズマ源の分解図である。
【図１Ｂ】本発明の第１実施形態のプラズマ処理方法で用いるプラズマ処理装置の斜視図である。
【図１Ｃ】本発明の第１実施形態のプラズマ処理方法で用いるプラズマ処理装置の構成全体の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態のプラズマ処理方法で用いたマイクロプラズマ源の平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態のプラズマ処理方法で用いたマイクロプラズマ源の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態のプラズマ処理方法で用いたマイクロプラズマ源の断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態のプラズマ処理方法で用いたマイクロプラズマ源の断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態のプラズマ処理方法で用いたマイクロプラズマ源の断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態のプラズマ処理方法で用いたマイクロプラズマ源の断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態のプラズマ処理方法で用いたマイクロプラズマ源の断面図である。
【図９Ａ】従来例で用いたレジストプロセスの工程を示す断面図である。
【図９Ｂ】従来例で用いたレジストプロセスの工程を示す断面図である。
【図９Ｃ】従来例で用いたレジストプロセスの工程を示す断面図である。
【図９Ｄ】従来例で用いたレジストプロセスの工程を示す断面図である。
【図１０】シリコン薄板の表面に、自然酸化膜であるシリコン酸化膜が形成されている状態を示す断面図である。
【図１１】マイクロプラズマを図１０のシリコン薄板の表面に照射して、プラズマからの高周波電流が電流の流れやすい部分に集中して、その部分の温度が局所的に急激に上昇してアーク放電が発生する状態を示す断面図である。
【図１２】本発明の上記実施形態にかかるプラズマ処理方法によりシリコン薄板の表面の自然酸化膜を除去した状態を示す断面図である。
【図１３】図１２のシリコン薄板にマイクロプラズマを照射しても、自然酸化膜が無くなったために電流の流れやすい部分と流れにくい部分の差が小さく、第２の微小部分に対してほぼ一様に電流が流れるため、局所的な温度上昇は生じず、アーク放電（火花）が発生しない状態を示す断面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態にかかるプラズマ処理方法で用いるマイクロプラズマ源であって、二重円筒形状に構成された例を示す底面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態にかかるプラズマ処理方法で用いる円筒形状のマイクロプラズマ源であってガス噴出口が１つだけである場合の第１ステップと第２ステップをそれぞれ行っている状態を示す断面図である。
【図１６】本発明の他の実施形態にかかるプラズマ処理方法で用いる円筒形状のマイクロプラズマ源であってガス噴出口が１つだけである場合の第１ステップと第２ステップをそれぞれ行っている状態を示す断面図である。
【図１７】本発明の他の実施形態にかかるプラズマ処理方法で用いる円筒形状のマイクロプラズマ源であってガス噴出口が１つだけである場合の第１ステップと第２ステップをそれぞれ行っている状態を示す斜視図である。
【図１８】本発明の他の実施形態にかかるプラズマ処理方法で用いる円筒形状のマイクロプラズマ源であってガス噴出口が１つだけである場合の第１ステップと第２ステップをそれぞれ行っている状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９７】
１  外側板
２  内側板
３  内側板
４  外側板
５  外側ガス流路
６  外側ガス噴出口
７  内側ガス流路
８  内側ガス噴出口
９  内側ガス供給口
１０  貫通穴
１１  外側ガス供給口１１
１２  貫通穴
１３  貫通穴
１４  電極
１５  電極固定穴
１６  貫通穴
１７  薄板
１７a  シリコン酸化膜（自然酸化膜）
１８  高周波電力供給のための電源
２０  第２の微小部分
２２  ブラケット
２４  制御装置
１９  マイクロプラズマ源
５０  外側ガス供給装置
５１  内側ガス供給装置
５４a  昇降駆動用モータ
５５  レール
６０  移動装置
６１  ブラケット
６２  移動ステージ
６２a  移動駆動用モータ
６３  レール
１００  電流が流れやすい部分（自然酸化膜の膜厚が薄い部分）
１１８  マイクロプラズマ
１１９  第１の微小部分
１５０  昇降装置
【図１Ａ】
2004193590.tif 000003
【図１Ｂ】
2004193590.tif 000004
【図１Ｃ】
2004193590.tif 000005
【図２】
2004193590.tif 000006
【図３】
2004193590.tif 000007
【図４】
2004193590.tif 000008
【図５】
2004193590.tif 000009
【図６】
2004193590.tif 000010
【図７】
2004193590.tif 000011
【図８】
2004193590.tif 000012
【図９Ａ】
2004193590.tif 000013
【図９Ｂ】
2004193590.tif 000014
【図９Ｃ】
2004193590.tif 000015
【図９Ｄ】
2004193590.tif 000016
【図１０】
2004193590.tif 000017
【図１１】
2004193590.tif 000018
【図１２】
2004193590.tif 000019
【図１３】
2004193590.tif 000020
【図１４】
2004193590.tif 000021
【図１５】
2004193590.tif 000022
【図１６】
2004193590.tif 000023
【図１７】
2004193590.tif 000024
【図１８】
2004193590.tif 000025