(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を伝播させるアンテナと、前記アンテナを伝播したマイクロ波を透過する誘電体窓と、所定のガスを供給するガス供給部と、前記誘電体窓を透過したマイクロ波により前記所定のガスをプラズマ化して被処理体を処理する処理室と、を備えたマイクロ波プラズマ処理装置であって、
前記誘電体窓はセラミック部材からなり、
前記セラミック部材は、その処理室側の面がＳｉＯ２膜を含む、前記面を平滑化する塗布絶縁膜で覆われていることを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項２】
マイクロ波を伝播させるアンテナと、前記アンテナを伝播したマイクロ波を透過しかつ所定のガスを処理室へ供給するシャワープレートと、前記所定のガスを前記シャワープレートへ供給するガス供給部と、前記シャワープレートを透過したマイクロ波により前記所定のガスをプラズマ化して被処理体を処理する処理室と、を備えたマイクロ波プラズマ処理装置であって、
前記シャワープレートはセラミック部材からなり、
前記セラミック部材は、その処理室側の面がＳｉＯ２膜を含む、前記面を平滑化する塗布絶縁膜で覆われていることを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項３】
マイクロ波を伝播させるアンテナと、
前記アンテナを伝播したマイクロ波を透過する誘電体窓と、
所定のガスを供給するガス供給部と、
前記誘電体窓を透過したマイクロ波により前記所定のガスをプラズマ化して被処理体を処理する処理室と、
を備えたマイクロ波プラズマ処理装置であって、
前記誘電体窓はセラミック部材からなり、
前記セラミック部材は、その処理室側の面に塗布されて焼成された、前記面を平滑化する塗布絶縁膜と、耐食性膜と、が形成されていることを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項４】
前記塗布絶縁膜は複数の膜からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項５】
前記ＳｉＯ２膜は、前記セラミック部材の前記面のピークトゥバレイ値で表現される粗さよりも厚いことを特徴とする請求項４に記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項６】
前記ＳｉＯ２膜の厚さは１μｍ〜５μｍであることを特徴とする請求項５に記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項７】
前記塗布絶縁膜の表面は、Ｙ２Ｏ３膜で覆われていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項８】
前記塗布絶縁膜の少なくとも前記プラズマに接する表面は、化学量論的組成（ストイキオメトリック）のＳｉＯ２であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項９】
前記Ｙ２Ｏ３膜は、少なくとも前記プラズマに接する表面が化学量論的組成（ストイキオメトリック）となっていることを特徴とする請求項７に記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記被処理体を処理するためのガスを前記処理室へ供給する処理ガス供給部が前記セラミック部材と前記被処理体との間に設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記セラミック部材は、複数のタイル状部材を含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記セラミック部材は、前記所定のガスを処理室へ導入するための複数の開口を有することを特徴とする請求項２〜１１のいずれかに記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記セラミック部材の前記複数の開口のそれぞれには、多孔質体および前記開口の径よりも小さい一つまたは複数のガス通過孔を有する部材のうちの少なくとも一方が挿入されていることを特徴とする請求項１２に記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項１４】
前記セラミック部材の前記開口の径は５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１２または１３に記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項１５】
前記マイクロ波の周波数は、２.４５ＧＨｚまたは９１５ＭＨｚであることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項１６】
前記塗布絶縁膜は、Ｓｉ、Ｃ、及び、Ｏと、を原子比でＯ＞Ｓｉ＞１／２Ｃとなるように含有したＳｉＣＯ膜を焼成して得られたものであることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項１７】
前記ＳｉＣＯ膜はＳｉＯの繰り返し単位が主骨格であり、その組成が（（ＣＨ３）ｎＳｉＯ２−ｎ／２）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘ（但し、ｎ＝１〜３、ｘ≦１）で表される一種又は２種以上の酸化物を用いて形成されたものであることを特徴とする請求項１６記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項１８】
マイクロ波を透過するためにマイクロ波プラズマ処理装置で用いられる誘電体窓部材において、セラミック部材と、当該セラミック部材の少なくともプラズマ処理空間側の表面にＳｉＯ２膜を含む、前記面を平滑化する塗布絶縁膜を有することを特徴とする誘電体窓部材。
【請求項１９】
前記塗布絶縁膜上には、更に、耐食性膜（Ｙ２Ｏ３）膜が形成されていることを特徴とする請求項１８記載の誘電体窓部材。
【請求項２０】
前記塗布絶縁膜は、Ｓｉ、Ｃ、及び、Ｏと、を原子比でＯ＞Ｓｉ＞１／２Ｃとなるように含有したＳｉＣＯ膜を用いて形成されたものであることを特徴とする請求項１８又は１９記載の誘電体窓部材。
【請求項２１】
前記ＳｉＣＯ膜はＳｉＯの繰り返し単位が主骨格であり、その組成が一般式（（ＣＨ３）ｎＳｉＯ２−ｎ／２）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘ（但し、ｎ＝１〜３、ｘ≦１）で表される一種又は２種以上の酸化物を用いて形成されたものであることを特徴とする請求項１８〜２０のいずれかに記載の誘電体窓部材。
【請求項２２】
マイクロ波を透過するためにマイクロ波プラズマ処理装置で用いられる誘電体窓部材の製造方法において、セラミック部材を用意し、当該セラミック部材の一表面に、一般式（（ＣＨ３）ｎＳｉＯ２−ｎ／２）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘ（但し、ｎ＝１〜３、ｘ≦１）で表される一種又は２種以上の酸化物を含む液体状の材料を塗布し、当該塗布された膜を焼成してＳｉＯ２膜とすることを特徴とする誘電体窓部材の製造方法。
【請求項２３】
前記ＳｉＯ２膜は、化学量論的組成（ストイキオメトリック）のＳｉＯ２であることを特徴とする請求項２２記載の誘電体窓部材の製造方法。
【請求項２４】
前記ＳｉＯ２膜を耐食性膜で覆うことを特徴とする請求項２２又は２３記載の誘電体窓部材の製造方法。
【請求項２５】
前記耐食性膜は化学量論的組成を有するＹ２Ｏ３膜であることを特徴とする請求項２４記載の誘電体窓部材の製造方法。
【請求項２６】
請求項１〜１７のいずれかに記載されたマイクロ波プラズマ処理装置を使用して被処理体をプラズマ処理する工程を含むことを特徴とする電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体板および／またはシャワープレートを透過したマイクロ波によりプラズマを生成して被処理体をプラズマ処理するマイクロ波プラズマ処理装置に関し、特に、誘電体板および／またはシャワープレートを構成するセラミック部材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種のマイクロ波プラズマ処理装置は、プラズマを用いて、ガラス基板、半導体基板等の被処理体に対して、成膜、エッチング、アッシング等の処理を行なう処理室を備え、当該処理室内にガスを導入する一方、ラジアルラインスロットアンテナ（ＲＬＳＡ）（以下、単にスリットアンテナと呼ぶ）等のマイクロ波導入手段を用いてマイクロ波を誘電体板で仕切られた処理室内に供給することによって、処理室内にプラズマを発生させている。このようにマイクロ波プラズマ処理装置では、処理室内部に、ガラス基板、半導体基板等の被処理体を載置する載置台が誘電体板と対向するように配置されている。
【０００３】
更に、誘電体板は処理空間内を気密に保ちつつ、マイクロ波を処理空間内に導入する窓を構成している。
【０００４】
この種、マイクロ波プラズマ処理装置は、誘電体板による誘電体窓のみの構成と、シャワープレートを誘電体窓として有する構成とがある。
【０００５】
特開２００４−２６５９１９号公報（特許文献１）に開示されているのは前者の構成であって、スロットアンテナと対向するように処理室に誘電体板を設け、この誘電体板によって、プラズマ処理を行なう処理空間を気密に保っている。この形式のマイクロ波プラズマ処理装置は、誘電体板によって構成された誘電体窓を通してスロットアンテナからのマイクロ波を処理空間内に導入している。この場合、アルゴン等のプラズマガスは、誘電体板と載置台との間、即ち、誘電体板の下部から処理空間内に導入される。
【０００６】
一方、特開２００６−３１０７９４号公報（特許文献２）は、マイクロ波を透過させる多数の誘電体板をタイル状に敷き詰め、それらタイルの間から、プラズマを生成するためのアルゴン等のガスを処理室内に供給するプラズマ処理装置及び処理方法を開示している。特許文献２に示された誘電体板は複数の誘電体パーツによって構成されている。
【０００７】
更に、後者の構成を備えたマイクロ波プラズマ処理装置として、円形形状のスロットアンテナと、アルゴン等のプラズマガスを通すための多数の穴を備えた円形形状のシャワープレートとを備え、当該シャワープレートを誘電体部材によって構成したマイクロ波プラズマ処理装置もある。また、上下二段構成のシャワープレートを有するマイクロ波プラズマ処理装置も提案されている。
【０００８】
上記したような誘電体板、誘電体パーツ、及びシャワープレートとして使用される誘電体窓は、通常、アルミナセラミック等のセラミックによって形成されている。
【０００９】
以下、本明細書では、誘電体板、誘電体パーツ、シャワープレートを含む誘電体窓等の誘電体によって構成された部材を誘電体窓部材と総称するものとする。
【００１０】
一方、この種のマイクロ波プラズマ処理装置では、プラズマ生成用ガスとしてアルゴンを使用するよりも、クリプトン（Ｋｒ）を使用すると、特性の優れた膜、例えば、酸化膜が形成できることが報告されている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−２６５９１９号公報
【特許文献２】特開２００６−３１０７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、実際に、クリプトンをプラズマ生成用ガスとして使用しても、マイクロ波プラズマ処理装置によっては、アルゴンを用いた場合と同程度の特性を有する膜、例えば、酸化膜しか得られない場合もあることが判明した。具体的に云えば、この種のマイクロ波プラズマ処理装置では、酸化する際、プラズマ生成用ガスとして、通常、アルゴンと酸素（Ａｒ／Ｏ２）が供給されているが、このプラズマ生成用ガスをクリプトンと酸素（Ｋｒ／Ｏ２）に代えても、マイクロ波プラズマ処理装置によっては、有意な差が認められない場合があった。このことは、Ａｒ／ＮＨ３をＫｒ／ＮＨ３に代えて窒化膜を形成した場合にも同様であった。
【００１３】
そこで、本発明の課題は、マイクロ波プラズマ処理装置によって形成された膜、特に、酸化膜、窒化膜における特性劣化の原因を究明し、その原因を取り除く手段を提案すると共に、原因を取り除くことによって生成される膜の特性を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
Ｋｒプラズマを使用した場合、理論的にはＡｒプラズマより良い酸化膜ができる筈であるが、実際には、Ｋｒプラズマを用いても、Ａｒプラズマを用いた場合と同等程度の酸化膜しかできなかった。発明者による検討の結果、その原因の一つは、プラズマで形成された酸素ラジカルが誘電体部材を構成するセラミック板の表面で浪費され不活性となることによるものであるとの知見を得た。具体的に云えば、Ｋｒプラズマの方がＡｒプラズマより高密度プラズマが生成されやすいため、プラズマがより誘電体窓部材の近くに存在する。その結果、Ｋｒプラズマは誘電体窓部材の表面の影響を受けやすいことになる。一方、誘電体窓部材の表面は研磨によって平滑化されているものの、そのアルミナセラミックの誘電体窓部材の表面をミクロに観察すると、ピークトゥバレイ（Ｐ−Ｖ）で２μｍもの凸凹を有していることが確認された。このように、表面の凹凸が大きいために、プラズマイオンが再結合してプラズマが消滅してしまうことが判明した。
【００１５】
更に、他の原因は、アルミナセラミックの表面が研磨によって酸素欠損状態となっているため、その表面の酸化に酸素ラジカルが使われてしまい、肝心の処理のために使われないためである、との知見を得た。
【００１６】
本発明者等は、上記した知見に基づいて、誘電体窓部材の改善を図ったところ、極めて良好な結果が得られた。
【００１７】
本発明によれば、誘電体窓部材のプラズマに接するセラミック部材表面（処理室側の表面）を平滑化塗布膜によって平滑化し、かつストイキオメトリックな組成（完全な酸化物）とすることによって、所望の特性を備えた膜を得ることができた。
【００１８】
例えば、本発明では、マイクロ波として２．４５ＧＨｚ、又は、９１５ＭＨｚを使用したマイクロ波プラズマ装置において、アルミナ等のセラミック部材表面を平坦化塗布膜で覆ったシャワープレートを備えたマイクロ波プラズマ処理装置が得られる。
【００１９】
更に、本発明は誘電体窓部材としてシャワープレートを備える装置だけでなく、他の形式の誘電体窓部材を備えたマイクロ波プラズマ処理装置に適用できる。
【００２０】
ただし、ＣＦ膜のＣＶＤや、プラズマエッチングの時に使われるフッ化カーボンガスに対してＳｉＯ２は耐性が弱いから、そのような場合にはＹ２Ｏ３等の耐食性絶縁物膜で覆うことが望ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、セラミック部材表面のプラズマに接する面を平坦化塗布膜で覆うことによりマイクロ波プラズマ処理装置用誘電体窓部材を形成すると共に、平坦化塗布膜の表面を完全な酸化膜にすることにより、ラジカルが消滅するのを防止し、プラズマ生成用ガスとしてＫｒ（クリプトン）を使用した場合における特性を改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係るマイクロ波プラズマ処理装置用誘電体窓部材１０は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）によって形成されたセラミック部材１２、当該セラミック部材１２の一方の面側（ここでは、処理空間側の面側）に塗布された平坦化塗布絶縁膜１４、及び、平坦化塗布絶縁膜１４上に塗布された耐食性膜（ここでは、Ｙ２Ｏ３膜）１６とによって構成されている。この構成では、図示されたように、耐食性膜１６がプラズマ励起空間側、即ち、処理空間側に面している。
【００２３】
図示された誘電体窓部材１０において、切削研磨加工後のアルミナセラミック部材１２の表面のうち少なくとも処理空間側の面は、ピークツウバレイ（Ｐ−Ｖ）で１．７８μｍ、Ｒａで０．２３２μｍの凹凸を有していた。
【００２４】
セラミック部材１２の処理空間側の表面には、平滑化塗布絶縁膜１４が形成されている。平滑化塗布絶縁膜１４を形成する材料としては、Ｓｉ、Ｃ、及び、Ｏを原子比でＯ＞Ｓｉ＞１／２Ｃとなるように含有したＳｉＣＯ塗布膜によって形成されるのが望ましい。
【００２５】
具体的には、ＳｉＣＯ塗布膜はＳｉＯの繰り返し単位が主骨格であり、その組成が一般式（（ＣＨ３）ｎＳｉＯ２−ｎ／２）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘ（但し、ｎ＝１〜３、ｘ≦１）で表される一種又は２種以上の酸化物で構成されていることが好ましい。上式で表される酸化物を含む液体状の材料（ＳｉＣＯ）を塗布し、乾燥させ焼成することによって、化学量論的組成（ストイキオメトリック）のＳｉＯ２膜を得ることができる。
【００２６】
ここで、ＳｉＣＯ材料からＳｉＯ２膜を得る方法の一例を説明すると、まず、ＳｉＣＯ材料を６００ｒｐｍで回転するセラミック部材１０上に３０秒間塗布する。次に、２０％Ｏ２／８０％Ｎ２雰囲気で、１３０℃の温度で５分間プリベークした後、５℃／ｍｉｎの昇温速度で４００℃まで加熱した後、窒素雰囲気で２℃／ｍｉｎの昇温速度で９００℃まで昇温し、９００℃の温度で、１０％Ｈ２Ｏ／９０％Ｏ２の雰囲気で一時間保持することによって、ＳｉＣＯ材料を化学量論的にＳｉＯ２の組成を有するシリコン酸化膜を得ることができた。
【００２７】
このように、化学量論的組成を有するＳｉＯ２膜の表面はＰ−Ｖで０．９μｍ、Ｒａで０．１３９μｍの表面粗さを有し、セラミック部材１０の表面の粗さに比較して平坦な表面を有していた。
【００２８】
図１に示された誘電体窓部材１０は、上記したＳｉＯ２膜表面上に、更に、耐食性膜１６として、Ｙ２Ｏ３を塗布、乾燥焼成して０．３μｍの厚さのＹ２Ｏ３膜を形成する。このようにして形成された耐食性膜１６としてのＹ２Ｏ３膜表面はＳｉＯ２膜表面よりも小さい表面粗さを示すと共に、超緻密であり無欠陥であることが確認された。
【００２９】
このように、平坦な表面を有する誘電体窓部材１０は実効表面積が小さいため、電子イオンの再結合量を抑制することができる。このため、高い電力効率で高いプラズマ密度を実現できた。
【００３０】
実際に、図示された誘電体窓部材１０をマイクロ波プラズマ処理装置の誘電体板、タイル状の誘電体パーツ、シャワープレート等として使用した場合、特性の優れた酸化膜、窒化膜を形成できることが確認された。特に、Ｋｒプラズマを使用した場合、特性の優れた酸化膜、窒化膜を形成できた。
【００３１】
以下、図示された誘電体窓部材を用いたマイクロ波プラズマ処理装置について説明する。
【００３２】
図２を参照すると、図１に示された誘電体窓部材１０を誘電体窓として使用したマイクロ波プラズマ処理装置が示されている。図示されたマイクロ波プラズマ処理装置は、有底円筒形状の処理容器２０、当該処理容器２０の中央部に設けられた載置台２２を備えている。処理容器２０は、絶縁板２４によって処理容器２０の底部に設けられた載置台２２から絶縁されている。載置台２２上面には、半導体、ガラス等の基板２６が被処理部材として載置されている。また、処理容器２０の底面周縁部には、処理容器２０内を排気する排気ポート２８が設けられている。
【００３３】
処理容器２０の側壁には、処理容器２０内にガスを導入するガス導入口３０が設けられており、当該ガス導入口３０からＡｒ、Ｋｒ等のプラズマ生成用ガスが導入される。
【００３４】
一方、開口された処理容器２０の上部には、誘電体窓部材１０として、図１に示された誘電体板１０ａが設けられており、当該誘電体板１０ａによって、処理容器２０内の空間は、図の下部に位置する処理空間と、上部のマイクロ波印加領域とに区分されている。また、誘電体板１０ａと処理容器２０との間には、Ｏリング等のシール部材３１が配置されており、これによって、処理容器２０と誘電体板１０ａにより密閉された処理空間は気密性を維持している。
【００３５】
更に、誘電体窓部材１０によって構成された誘電体板１０ａ上には、処理容器２０内にマイクロ波を供給するＲＬＳＡ（即ち、スロットアンテナ）３２が設置されている。スロットアンテナ３２は、誘電体窓部材１０によって構成された誘電体板１０ａによって、処理容器２０内の処理空間を隔離している。この結果、スロットアンテナ３２は、誘電体板１０ａによってプラズマから保護されている。
【００３６】
誘電体板１０ａとスロットアンテナ３２の外周には、処理容器２０の側壁上に環状に配置されたシールド部材３４が設置されている。この構成によって、スロットアンテナ３２から処理装置２０内に供給される高周波電磁界が外部に漏洩するのを防止できる。
【００３７】
スロットアンテナ３２は、例えば、２．４５ＧＨｚの高周波電磁界を生成する高周波電源４０に導波管４２を介して接続されている。
【００３８】
更に、図示されたスロットアンテナ３２は、互いに平行な２枚の円形導体板４４、４６、及び、これら導波板４４、４６の外周部を接続してシールドする導体リング４８を有している。ここで、導体板４４、４６は両導体板４４、４６の間にラジアル導波路を規定している。
【００３９】
ラジアル導波路上部の導体板４４の中心部には、導波管４２に接続される開口５０が形成されており、この開口５０からラジアル導波路内に高周波電源４０から高周波電磁界が導入される。また、ラジアル導波路の下部に位置する導体板４６には、ラジアル導波路内を伝搬する高周波電磁界を処理容器２０内に誘電体板１０ａを介して供給するための複数個のスロット５２が形成されている。これらのスロット５２によりスロットアンテナ３２が構成されるので、スロット５２が形成されている導体板４６をスロットアンテナ３２のアンテナ面と呼ぶ。
【００４０】
この構成では、処理容器２０内で生成されたプラズマＰを外部に漏れないように、誘電体板１０ａによって閉塞することができ、これによって、スロットアンテナ３２をプラズマＰから保護することができる。また、図示された誘電体板１０ａは図１に示された誘電体窓部材１０によって構成されている。但し、Ｙ２Ｏ３膜（即ち、イットリア膜）１６は省略することができる。
【００４１】
実験によれば、Ｋｒ／Ｏ２を使用してプラズマを生成した場合、Ａｒ／Ｏ２プラズマを用いた場合に比較して、特性の優れた酸化膜を形成することができた。
【００４２】
図３を参照して、本発明に係る誘電体窓部材１０をシャワープレート６０として使用したマイクロ波プラズマ処理装置が示されている。図３に示されたマイクロ波プラズマ処理装置では、処理室２０内に、導波管４２及び処理室２０の上部に設けられたラジアルラインスロットアンテナ（ＲＬＳＡ）６４を介して、マイクロ波４１が供給される。具体的には、ＲＬＳＡ３２の下部に、カバープレート６２及び当該カバープレート６２に対して間隔を置いて配置されたシャワープレート６０が設けられており、ＲＬＳＡ６４からのマイクロ波はカバープレート６２とシャワープレート６０とを透過して、処理室内のプラズマ発生領域に放射される。
【００４３】
図１と同様な構成を有する誘電体窓部材１０によって形成されたシャワープレート６０は、プラズマ生成用ガスを通過させる多数の穴（径が５０μｍ程度）５８を有している。穴５８の内側面にも平坦化塗布膜が塗布されるのが望ましい。
【００４４】
一方、シャワープレート６０内には、ガス導入口３０を介して、プラズマを励起するプラズマ励起用ガスが導入されている。ここで、プラズマ励起用ガスとしてＫｒガス（又はＡｒガス、Ｘｅガス）等の希ガスをシャワープレート６０からプラズマ発生領域に均一に吹き出させ、そこに放射されるマイクロ波によってプラズマが励起される。
【００４５】
この例では、シャワープレート６０は平坦化塗布膜によるＳｉＯ２膜のみを有し、Ｙ２Ｏ３膜は省略されている。この構成でシャワープレート６０の穴５８からＫｒ／Ｏ２ガスを導入することにより、特性の改善されたＳｉＯ２膜をシリコン基板２６の表面に成膜することができた。
【００４６】
図４を参照して、本発明に係る誘電体窓部材１０を適用した更に他のマイクロ波プラズマ処理装置について説明する。図示されたマイクロ波プラズマ処理装置は、図３に示されたシャワープレート６０に加えて、更に、処理ガスを供給するシャワープレート７０が設けられている。以下、シャワープレート６０及び７０をそれぞれ上段及び下段シャワープレートと呼ぶ。
【００４７】
具体的に説明すると、図示されたマイクロ波プラズマ処理装置は、処理容器（プロセスチェンバ）２０、処理容器２０内に設けられ、被処理基板２６を静電チャックにより保持する好ましくは熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）により形成されたＡｌＮもしくはＡｌ２Ｏ３よりなる載置台２２とを含み、処理容器２０内には載置台２２を囲む空間に等間隔に、即ち、載置台２２上の被処理基板２６に対して略軸対称な関係で少なくとも二箇所、好ましくは三箇所以上に排気ポート２８が形成されている。処理容器２０は、排気ポート２８を介してスクリューポンプ等により、排気・減圧される。
【００４８】
処理容器２０は好ましくはＡｌを主成分とするＡｌ合金からなり、内壁面は、有機系化成液からなる電解質溶液により陽極酸化により第１皮膜層として無欠陥の酸化アルミニュウム皮膜が形成されている。また、酸化アルミニュウム皮膜の表面に第２皮膜層として、プラズマ溶射法により形成した酸化イットリウム膜が形成されている。
【００４９】
また、処理容器２０の内壁のうち被処理基板２６に対応する部分には、多数のノズル開口部５８を有する上段シャワープレート６０が誘電体窓部材１０によって形成されている。図示されたシャワープレート６０は処理容器２０の内壁の一部を構成し、図１に示されたディスク状誘電体窓部材に多数のノズル開口を設けた構成を備えている。
【００５０】
上段シャワープレート６０上にはカバープレート６２が、シールリングを介して設けられている。上段シャワープレート６０のカバープレート６２と接する側にはノズル開口部５８の各々に連通したプラズマガス流路５９が形成されている。プラズマガス流路５９はシャワープレート６０とカバープレート６２との間に形成され、当該プラズマガス流路５９は、処理容器２０の外壁に形成されたプラズマガス導入口３０に連結されたプラズマガス流路５８Ａに連通している。
【００５１】
図示された上段シャワープレート６０は処理容器２０の内壁に形成された張り出し部により保持されており、張り出し部のうち、シャワープレート６０を保持する部分には異常放電を抑制するために丸みが形成されている。
【００５２】
この構成では、プラズマガス導入口３０に供給されたＡｒやＫｒ等のプラズマガスは上段シャワープレート６０内部の流路５８Ａおよび流路５９を順次通過した後、開口部５８を介して上段シャワープレート６０直下の空間に一様に供給される。
【００５３】
カバープレート６２上には、カバープレート６２に密接して、多数のスロットを有するディスク状の導体板４６が設けられ、スロットアンテナ３２の一部を構成している。図示されたラジアルラインスロットアンテナ３２は、アンテナ本体を形成する導体板４９、導体板４６、４９の間に挟持されたＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２あるいはＳｉ３Ｎ４の低損失誘電体材料よりなる遅相板６４により構成されている。
【００５４】
ラジアルスロットラインアンテナ３２は処理容器２０上にシールリングを介して装着されており、ラジアルラインスロットアンテナ３２には導波管４２を介して外部のマイクロ波源（図示せず）より周波数が２．４５ＧＨｚあるいは８．３ＧＨｚのマイクロ波が供給される。供給されたマイクロ波は導体板４６のスロットからカバープレート６２および上段シャワープレート６０を介して処理容器２０中に放射され、上段シャワープレート６０直下の空間において、開口部５８から供給されたプラズマガス中にプラズマを励起する。
【００５５】
図示された上段シャワープレート６０は凹凸がなく極めて平坦であるため、効率的なマイクロ波透過窓として作用する。
【００５６】
更に、図４に示されたマイクロ波プラズマ処理装置では、処理容器２０中、上段シャワープレート６０と載置台２２上の被処理基板２６との間に、処理容器２０の外壁に設けられた処理ガス注入口６６から処理ガスが供給される下段シャワープレート７０が備えられている。下段シャワープレート７０は、多数の処理ガスノズル開口部から放出する格子状の処理ガス通路７０ａを有している。
【００５７】
下段シャワープレート７０と被処理基板２６との間の空間において、所望の均一な基板処理がなされる。かかる基板処理には、プラズマ酸化処理、プラズマ窒化処理、プラズマ酸窒化処理、プラズマＣＶＤ処理等が含まれる。また、下段シャワープレート７０から空間に供給されるガスとして、Ｃ４Ｆ８、Ｃ５Ｆ８またはＣ４Ｆ６などの解離しやすいフルオロカーボンガスや、Ｆ系あるいはＣｌ系等のエッチングガスが供給される。載置台２２に高周波電源７２から高周波電圧を印加することにより、被処理基板２６に対して反応性イオンエッチングを行うことが可能である。
【００５８】
図示された例では、シャワープレート７０の下部に形成される拡散プラズマ領域にＣｘＦｙ（Ｃ５Ｆ８、Ｃ４Ｆ８等）ガス等の処理ガスが導入管６６を介して吹き出されている。このように、拡散プラズマ領域に処理ガスを供給することによってフロロカーボン膜等をシリコン基板２６上に形成することができる。
【００５９】
図４を参照すると、下段シャワープレート（処理ガス供給構造）７０は処理容器内壁と同様にＡｌを主成分とする合金母材に上記と同様に陽極酸化により第１の皮膜層として酸化アルミニウム保護膜が形成され、その上に第２皮膜層として酸化イットリウム膜が形成されている。格子状処理ガス通路７０ａは処理ガス注入口６６に処理ガス供給ポート３１Ｒにおいて接続され、下面に形成された多数の処理ガスノズル開口部(図示せず)から処理ガスを空間に均一に放出する。また、下段シャワープレート７０には、隣接する処理ガス通路７０ａの間にプラズマやプラズマ中に含まれる処理ガスを通過させる開口部(図示せず)も形成されている。
【００６０】
図示された上段シャワープレート６０は、図１に示すように、平坦化塗布膜及び耐食性膜（Ｙ２Ｏ３）によって覆われ、極めて平坦な表面を有している。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
上記した実施形態では、マイクロ波プラズマ処理装置の誘電体板、上段シャワープレートを図１に示された誘電体窓部材１０によって構成する場合について説明したが、本発明は何等これに限定されることなく、例えば、マイクロ波を透過させるために、複数枚の誘電体パーツ（即ち、複数のタイル状部材）を備えたマイクロ波プラズマ処理装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態に係る誘電体窓部材を示す断面図である。
【図２】図１に示された誘電体窓部材を使用したマイクロ波プラズマ処理装置の一例を示す概略図である。
【図３】図１に示された誘電体窓部材を使用したマイクロ波プラズマ処理装置の他の例を示す概略図である。
【図４】図１に示された誘電体窓部材を適用できるマイクロ波プラズマ処理装置の更に他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０              誘電体窓部材
１０ａ            誘電体窓
１２              セラミック部材
１４              平坦化絶縁塗布膜
１６              耐食性膜
２０              処理容器
２２              載置台
２４              絶縁板
２６              被処理基板
２８              排気ポート
３０              ガス導入口
３２              ラジアルラインスロットアンテナ（ＲＬＳＡ）
３４              シールド部材
４０              高周波電源
４２              導波管
４４、４６、４９  導体板
４８              導体リング
５０              開口
５２              スロット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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