JP4298049B2

JP4298049B2 - 誘電体窓を用いたマイクロ波プラズマ処理装置

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Publication number: JP4298049B2
Application number: JP09662899A
Authority: JP
Inventors: 伸昌鈴木; 学松尾
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2019-04-02
Also published as: JP2000294548A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波プラズマ処理装置に関する。更に詳しくは、本発明は１Ｔｏｒｒ程度の高圧領域でも大口径基体の均一な高速高品質処理が可能なマイクロ波プラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波をプラズマ生起用の励起源として使用するプラズマ処理装置としては、ＣＶＤ装置、エッチング装置、アッシング装置等が知られている。
【０００３】
こうしたいわゆるマイクロ波プラズマＣＶＤ装置を使用するＣＶＤは例えば次のように行われる。すなわち、マイクロ波プラズマＣＶＤ装置のプラズマ発生室及び成膜室内にガスを導入し、同時にマイクロ波エネルギーを投入してプラズマ発生室内にプラズマを発生させガスを励起、分解して、成膜室内に配された基体上に堆積膜を形成する。
【０００４】
また、いわゆるマイクロ波プラズマエッチング装置を使用する被処理基体のエッチング処理は、例えば次のようにして行われる。すなわち、該装置の処理室内にエッチャントガスを導入し、同時にマイクロ波エネルギ−を投入して該エッチャントガスを励起、分解して該処理室内にプラズマを発生させ、これにより該処理室内に配された被処理基体の表面をエッチングする。
【０００５】
はたまた、いわゆるマイクロ波プラズマアッシング装置を使用する被処理基体のアッシング処理は、例えば次のようにして行われる。すなわち、該装置の処理室内にアッシングガスを導入し、同時にマイクロ波エネルギーを投入して該アッッシングガスを励起、分解して該処理室内にプラズマを発生させ、これにより該処理室内に配された被処理基体の表面をアッシングする。
【０００６】
マイクロ波プラズマ処理装置においては、ガスの励起源としてマイクロ波を使用することから、電子を高い周波数をもつ電界により加速でき、ガス分子を効率的に電離、励起させることができる。それゆえ、マイクロ波プラズマ処理装置については、ガスの電離効率、励起効率及び分解効率が高く、高密度のプラズマを比較的容易に形成し得る、低温で高速に高品質処理できるといった利点を有する。また、マイクロ波が誘電体を透過する性質を有することから、プラズマ処理装置を無電極放電タイプのものとして構成でき、これがゆえに高清浄なプラズマ処理を行い得るという利点もある。
【０００７】
こうしたマイクロ波プラズマ処理装置の更なる高速化のために、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を利用したプラズマ処理装置も実用化されてきている。ＥＣＲは、磁束密度が８７．５ｍＴの場合、磁力線の周りを電子が回転する電子サイクロトロン周波数が、マイクロ波の一般的な周波数２．４５ＧＨｚと一致し、電子がマイクロ波を共鳴的に吸収して加速され、高密度プラズマが発生する現象である。こうしたＥＣＲプラズマ処理装置においては、マイクロ波導入手段と磁界発生手段との構成について、代表的なものとして次の４つの構成が知られている。
【０００８】
すなわち、（ｉ）導波管を介して伝搬されるマイクロ波を被処理基体の対向面から透過窓を介して円筒状のプラズマ発生室に導入し、プラズマ発生室の中心軸と同軸の発散磁界をプラズマ発生室の周辺に設けられた電磁コイルを介して導入する構成（ＮＴＴ方式）；（ii）導波管を介して伝送されるマイクロ波を被処理基体の対向面から釣鐘状のプラズマ発生室に導入し、プラズマ発生室の中心軸と同軸の磁界をプラズマ発生室の周辺に設けられた電磁コイルを介して導入する構成（日立方式）；（iii)円筒状スロットアンテナの一種であるリジターノコイルを介してマイクロ波を周辺からプラズマ発生室に導入し、プラズマ発生室の中心軸と同軸の磁界をプラズマ発生室の周辺に設けられた電磁コイルを介して導入する構成（リジターノ方式）；（iv）導波管を介して伝送されるマイクロ波を被処理基体の対向面から平板状のスロットアンテナを介して円筒状のプラズマ発生室に導入し、アンテナ平面に平行なループ状磁界を平面アンテナの背面に設けられた永久磁石を介して導入する構成（平面スロットアンテナ方式）、である。
【０００９】
マイクロ波プラズマ処理装置の例として、近年、マイクロ波の均一で効率的な導入装置として複数のスロットがＨ面に形成された無終端環状導波管を用いた装置が提案されている（特許公開番号Ｈ５−３４５９８２，Ｈ１０−２３３２９５）。このマイクロ波プラズマ処理装置を図３（ａ）に、そのプラズマ発生機構を図３（ｂ）に示す。９０１はプラズマ処理室、９０２は被処理基体、９０３は基体９０２の支持体、９０４は基板温度調整手段、９０５はプラズマ処理室９０１の周辺に設けられたプラズマ処理用ガス導入手段、９０６は排気、９０７はプラズマ処理室９０１の大気側と分離する平板状誘電体窓、９０８はマイクロ波を誘電体窓９０７を透してプラズマ処理室９０１に導入するためのスロット付無終端環状導波管、９１１はマイクロ波を左右に分配するＥ分岐、９１２はスロット、９１３は無終端環状導波管９０８内を伝搬するマイクロ波、９１４はスロット９１２を介し誘電体窓９０７を透過したマイクロ波により発生したプラズマ、９１５は誘電体窓９０７とプラズマ９１４との界面を伝搬し相互干渉するマイクロ波の表面波、９１６は表面波干渉により生成したプラズマである。
【００１０】
プラズマ処理は以下のようにして行う。排気系（不図示）を介してプラズマ処理室９０１内を真空排気する。続いて処理用ガスをプラズマ処理室９０１の周辺に設けられたガス導入手段９０５を介して所定の流量でプラズマ処理室９０１内に導入する。次に排気系（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９０１内を所定の圧力に保持する。マイクロ波電源（不図示）より所望の電力を無終端環状導波管９０８を介してプラズマ処理室９０１内に供給する。この際、無終端環状導波管９０８内に導入されたマイクロ波９１３は、Ｅ分岐９１１で左右に二分配され、自由空間よりも長い管内波長をもって伝搬する。管内波長の１／２または１／４毎に設置されたスロット９１２を介して誘電体窓９０７を透過してプラズマ処理室９０１に導入されたマイクロ波により高密度プラズマ９１４が発生する。この状態で、誘電体窓９０７とプラズマ９１４の界面に入射したマイクロ波は、プラズマ９１４中には伝搬できず、誘電体窓９０７とプラズマ９１４との界面を表面波９１５として伝搬する。隣接するスロットから導入された表面波９１５同士が相互干渉し、表面波９１５の波長の１／２毎に電界の腹を形成する。この表面波９１５干渉による腹電界によって高密度プラズマ９１６が生成する。処理用ガスは発生した高密度プラズマ９１６により励起され、支持体９０３上に載置された被処理体９０２の表面を処理する。
【００１１】
このようなマイクロ波プラズマ処理装置を用いることにより、マイクロ波パワー１ｋＷ以上で、直径３００μｍ程度の大口径空間に±３％以内の均一性をもって、電子密度１０¹²ｃｍ^-3以上、電子温度３ｅＶ以下、プラズマ電位２０Ｖ以下の高密度低電位プラズマが発生できるので、ガスを充分に反応させ活性な状態で基板に供給でき、かつ入射イオンによる基板表面ダメージも低減するので、低温でも高品質で均一かつ高速な処理が可能になる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなマイクロ波プラズマ処理装置を用いて、１Ｔｏｒｒ程度の高圧領域で処理を行う場合には、ガスの導入及び排気が周辺からになり、中央付近へのガスの供給が不十分になり、中央付近の処理速度が低下しやすい、という問題が生じる。
【００１３】
本発明の主たる目的は、上述した従来のマイクロ波プラズマ処理装置における問題点を解決し、１Ｔｏｒｒ程度の高圧領域で処理を行う場合でも、大口径基体を均一に高速高品質処理できるプラズマ処理装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の目的は以下の手段によって達成される。
【００１５】
すなわち、本発明は、マイクロ波が透過可能な誘電体窓を有するプラズマ処理室と、被処理基体支持手段と、該プラズマ処理室内への処理用ガス導入手段と、該プラズマ処理室内を排気する排気手段と、複数のスロットを有し、該複数のスロットと前記誘電体窓とを介して前記プラズマ処理室へマイクロ波を導入するマイクロ波導入手段とで構成されるプラズマ処理装置であって、該誘電体窓の該プラズマ処理室側の面及び前記マイクロ波導入手段側の面は円錐状であり、前記マイクロ波導入手段は複数のスロットを持つ環状導波管を備え、前記環状導波管は前記誘電体窓の前記マイクロ波導入手段側の面に沿った円錐状であることを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置を提案するものであり、前記処理用ガス導入手段は前記誘電体窓に向けてガスが吹き付けられるように形成されていることを含む。
【００１６】
本発明によれば、１Torr程度の高圧領域で処理を行う場合でも、大口径基体を均一に高速高品質処理することが可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の図面を参照して更に詳細に説明する。
【００１８】
本発明のマイクロ波プラズマ処理装置を図２（ａ）を用いて説明する。２０１は略円筒形状のプラズマ処理室、２０２は平板状の被処理基体、２０３は基体２０２の支持体、２０４は基板温度調整手段、２０５はプラズマ処理室２０１の周辺に設けられたプラズマ処理用ガス導入手段、２０６は排気、２０７はプラズマ処理室２０１を大気側と分離する円錐状誘電体窓、２０８はマイクロ波を誘電体窓２０７を透してプラズマ処理室２０１に導入するためのスロット付無終端環状導波管である。ここで、図１（ｂ）はプラズマの発生についてより具体的に説明する概略図であるが、１１１は、マイクロ波を左右に分配するＥ分岐、１１２はスロット、１１３は無終端環状導波管１０８内を伝搬するマイクロ波、１１４はスロット１１２を介し誘電体窓１０７を透過したマイクロ波により発生したプラズマ、１１５は誘電体窓１０７とプラズマ１１４との界面を伝搬し相互干渉するマイクロ波の表面波、１１６は表面波干渉により生成したプラズマである。
【００１９】
プラズマ処理は以下のようにして行う。排気系（不図示）を介してプラズマ処理室２０１内を排気する。続いて処理用ガスをプラズマ処理室２０１の周辺に設けられたガス導入手段２０５を介して所定の流量でプラズマ処理室２０１内に導入する。次に、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２０１内を所定の圧力に保持する。マイクロ波電源（不図示）より所望の電力を無終端環状導波管２０８を介して、プラズマ処理室２０１内に供給する。この際、無終端環状導波管２０８内に導入されたマイクロ波１１３は、Ｅ分岐１１１で左右に二分配され、自由空間よりも長い管内波長をもって伝搬する。管内波長の１／２または１／４毎に設置されたスロット１１２を介して誘電体窓２０７を透過してプラズマ処理室２０１に導入されたマイクロ波により高密度プラズマ１１４が生する。この状態で、誘電体窓２０７とプラズマ１１４の界面に入射したマイクロ波は、プラズマ１１４中には伝搬できず、誘電体窓２０７とプラズマ１１４との界面を表面波１１５として伝搬する。隣接するスロットから導入された表面波１１５同士が相互干渉し、表面波１１５の波長の１／２毎に電界の腹を形成する。この表面波１１５干渉による腹電界によって高密度プラズマ１１６が生成する。周辺から導入された処理用ガスは、発生した高密度プラズマ１１６により励起・イオン化・反応して活性化し、中央付近の円錐状窓−基板間隔が広いので、中央付近にも十分供給され、支持体２０３上に載置された被処理基体２０２の表面を均一に処理する。
【００２０】
本発明のマイクロ波プラズマ処理装置に用いられる誘電体窓２０９の形状は、プラズマ処理室側の面及びマイクロ波導入手段側の面が円錐状である。また、前記環状導波管は前記誘電体窓の前記マイクロ波導入手段側の面に沿った円錐状である。また、無終端環状導波管２０８の形状も誘電体窓２０９の前記マイクロ波導入手段側の面に沿った円錐状である。
【００２１】
本発明のマイクロ波プラズマ処理装置に用いられる誘電体窓２０９の材質は、機械的強度が充分でマイクロ波の透過率が充分高くなるように誘電欠損の小さなものであれば適用可能であり、例えば石英やアルミナ（サファイア）、窒化アルミニウム、弗化炭素ポリマ等が最適である。
【００２２】
本発明のマイクロ波プラズマ処理装置に用いられるスロット付無終端環状導波管２０８の材質は、導電体であれば使用可能であるが、マイクロ波の伝搬ロスをできるだけ抑えるため、導電率の高いＡｌ，Ｃｕ，Ａｇ／ＣｕメッキしたＳＵＳ等が最適である。本発明に用いられるスロット付無終端環状導波管２０８の導入口の向きは、スロット付無終端環状導波管２０８内のマイクロ波伝搬空間に効率よくマイクロ波を導入できるものであれば、Ｈ面に平行で伝搬空間の接線方向でも、Ｈ面に垂直方向で導入部で伝搬空間の左右方向に二分配するものでもよい。本発明に用いられるスロット付無終端環状導波管２０８のスロットの形状は、マイクロ波の伝搬方向に垂直な方向の長さが管内波長の１／４以上であれば、矩形でも楕円形でもアレイ状でも何でもよい。本発明に用いられるスロット付無終端環状導波管２０８のスロット間隔は、干渉によりスロットを横切る電界が強め合うように、管内波長の１／２または１／４が最適である。
【００２３】
スロット付無終端環状導波管に代えて、ラジアルアラインスロットアンテナを用いることもできる。
【００２４】
本発明のマイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法において用いられるマイクロ波周波数は、０．８ＧＨｚ乃至２０ＧＨｚの範囲から適宜選択することができる。
【００２５】
本発明のマイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法において、より低圧で処理するために、磁界発生手段を用いてもよい。本発明のプラズマ処理装置及び処理方法において用いられる磁界としては、スロットの幅方向に発生する電界に垂直な磁界であれば適用可能である。磁界発生手段としては、コイル以外でも、永久磁石でも適用可能である。コイルを用いる場合には過熱防止のため水冷機構や空冷等他の冷却手段を用いててもよい。
【００２６】
また、処理のより高品質化のため、紫外光を基体表面に照射してもよい。光源としては、被処理基体もしくは基体上に付着したガスに吸収される光を放射するものなら適用可能で、エキシマレーザ、エキシマランプ、希ガス共鳴線ランプ、低圧水銀ランプ等が適当である。
【００２７】
本発明のマイクロ波プラズマ処理方法におけるプラズマ処理室内の圧力は０．１ｍＴｏｒｒ乃至１０Ｔｏｒｒの範囲、より好ましくは０．１Ｔｏｒｒから５Ｔｏｒｒの範囲が好適である。
【００２８】
本発明のマイクロ波プラズマ処理方法による堆積膜の形成は、使用するガスを適宜選択することによりＳｉ₃ Ｎ₄ ，ＳｉＯ₂ ，ＳｉＯＦ，Ｔａ₂ Ｏ₅ ，ＴｉＯ₂ ，ＴｉＮ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＡｌＮ，ＭｇＦ₂ 等の絶縁膜、ａ−Ｓｉ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＳｉＣ，ＧａＡｓ等の半導体膜、Ａｌ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａ等の金属膜等、各種の堆積膜を効率よく形成することが可能である。
ガスは図１のように誘電体窓に向けて放出されると尚良い。
【００２９】
本発明のプラズマ処理方法により処理する被処理基体２０２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。
【００３０】
導電性基体としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂ等の金属またはこれらの合金、例えば真鍮、ステンレス鋼等が挙げられる。
【００３１】
絶縁性基体としては、ＳｉＯ₂ 系の石英や各種ガラス、Ｓｉ₃ Ｎ₄ ，ＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＬｉＦ，ＣａＦ₂ ，ＢａＦ₂ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＡｌＮ，ＭｇＯ等の無機物、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、シート等が挙げられる。
【００３２】
本発明のプラズマ処理装置に用いられるガス導入手段２０５の向きは、ガスが誘電体窓２０８近傍に発生するプラズマ領域を経由した後中央付近に十分に供給されてから基板表面を中央から周辺に向かって流れるように、誘電体窓２０８に向けてガスを吹き付けられる構造を有することが最適である。
【００３３】
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。
【００３４】
ａ−Ｓｉ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＳｉＣ等のＳｉ系半導体薄膜を形成する場合の処理用ガス導入手段２０５を介してプラズマ処理室２０１へ導入するＳｉ原子を含有する原料ガスとしては、ＳｉＨ₄ ，Ｓｉ₂ Ｈ₆ 等の無機シラン類、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、ＳｉＦ₄ ，Ｓｉ₂ Ｆ₆ ，Ｓｉ₃ Ｆ₈ ，ＳｉＨＦ₃ ，ＳｉＨ₂ Ｆ₂ ，ＳｉＣｌ₄ ，Ｓｉ₂ Ｃｌ₆ ，ＳｉＨＣｌ₃ ，ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ ，ＳｉＨ₃ Ｃｌ，ＳｉＣｌ₂ Ｆ₂ 等のハロゲン化シラン類等、常温常圧でガス状態であるものまたは容易にガス化し得るものが挙げられる。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またはキャリアガスとしては、Ｈ₂ ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎが挙げられる。
【００３５】
Ｓｉ₃ Ｎ₄ ，ＳｉＯ₂ 等のＳｉ化合物系薄膜を形成する場合の処理用ガス導入手段２０５を介して導入するＳｉ原子を含有する原料としては、ＳｉＨ₄ ，Ｓｉ₂ Ｈ₆ 等の無機シラン類、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、ＳｉＦ₄ ，Ｓｉ₂ Ｆ₆ ，Ｓｉ₃ Ｆ₈ ，ＳｉＨＦ₃ ，ＳｉＨ₂ Ｆ₂ ，ＳｉＣｌ₄ ，Ｓｉ₂ Ｃｌ₆ ，ＳｉＨＣｌ₃ ，ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ ，ＳｉＨ₃ Ｃｌ，ＳｉＣｌ₂ Ｆ₂ 等のハロゲン化シラン類等、常温常圧でガス状態であるものまたは容易にガス化し得るものが挙げられる。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 ，Ｎ₂ Ｈ₄ ，ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ），Ｏ₂ ，Ｏ₃ ，Ｈ₂ Ｏ，ＮＯ，Ｎ₂ Ｏ，ＮＯ₂ 等が挙げられる。
【００３６】
Ａｌ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａ等の金属薄膜を形成する場合の処理用ガス導入手段２０５を介して導入する金属原子を含有する原料としては、トリメチルアルミニウム（ＴＡＭｌ）、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）、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、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またはキャリアガスとしては、Ｈ₂ ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎが挙げられる。
【００３７】
Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＡｌＮ，Ｔａ₂ Ｏ₅ ，ＴｉＯ₂ ，ＴｉＮ，ＷＯ₃ 等の金属化合物薄膜を形成する場合の処理用ガス導入手段２０５を介して導入する金属原子を含有する原料としては、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）、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、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または窒素原料ガスとしては、Ｏ₂ 、Ｏ₃ ，Ｈ₂ Ｏ，ＮＯ，Ｎ₂ Ｏ，ＮＯ₂ ，Ｎ₂ ，ＮＨ₃ ，Ｎ₂ Ｈ₄ ，ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）等が挙げられる。
【００３８】
基体表面をエッチングする場合の処理用ガス導入口２０５から導入するエッチング用ガスとしては、Ｆ₂ ，ＣＦ₄ ，ＣＨ₂ Ｆ₂ ，Ｃ₂ Ｆ₆ ，Ｃ₃ Ｆ₈ ，Ｃ₄ Ｆ₈ ，ＣＦ₂ Ｃｌ₂ ，ＳＦ₆ ，ＮＦ₃ ，Ｃｌ₂ ，ＣＣｌ₄ ，ＣＨ₂ Ｃｌ₂ ，Ｃ₂ Ｃｌ₆ 等が挙げられる。
【００３９】
フォトレジスト等基体表面上の有機成分をアッシング除去する場合のガス導入口２０５から導入するアッシング用ガスとしては、Ｏ₂ ，Ｏ₃ ，Ｈ₂ Ｏ，ＮＯ，Ｎ₂ Ｏ，ＮＯ₂ ，Ｈ₂ 等が挙げられる。
【００４０】
また本発明のマイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法を表面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等を使用して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。更に本発明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。
【００４１】
基体を酸化表面処理する場合の処理用ガス導入口２０５を介して導入する酸化性ガスとしては、Ｏ₂ ，Ｏ₃ ，Ｈ₂ Ｏ，ＮＯ，Ｎ₂ Ｏ，ＮＯ₂ 等が挙げられる。また、基体を窒化表面処理する場合の処理用ガス導入口１１５を介して導入する窒化性ガスとしては、Ｎ₂ ，ＮＨ₃ ，Ｎ₂ Ｈ₄ ，ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）等が挙げられる。
【００４２】
基体表面の有機物をクリーニングする場合、またはフォトレジスト等基体表面上の有機成分をアッシング除去する場合のガス導入口２０５から導入するクリーニング／アッッシング用ガスとしては、Ｏ₂ ，Ｏ₃ ，Ｈ₂ Ｏ，ＮＯ，Ｎ₂ Ｏ，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プラズマ発生用ガス導入口から導入するクリーニング用ガスとしては、Ｆ₂ ，ＣＦ₄ ，ＣＨ₂ Ｆ₂ ，Ｃ₂ Ｆ₆ ，Ｃ₄ Ｆ₈ ，ＣＦ₂ Ｃｌ₂ ，ＳＦ₆ ，ＮＦ₃ 等が挙げられる。
【００４３】
（プラズマ処理装置例）以下装置例を挙げて本発明のマイクロ波プラズマ処理装置をより具体的に説明するが、本発明はこれら装置例に限定されるものではない。また、参考装置例１も示す。
【００４４】
（参考装置例１）マイクロ波プラズマ処理装置の一例を図１を用いて説明する。１０１は円筒形状のプラズマ処理室、１０２は被処理基体、１０３は基体１０２の支持体、１０４は基板温度調整手段、１０５はプラズマ処理室１０１の周辺に設けられたプラズマ処理用ガス導入手段、１０６は排気、１０７はプラズマ処理室１０１を大気側と分離するプラズマ処理室１０１内側面が円錐状である誘電体窓、１０８はマイクロ波を誘電体窓１０７を透してプラズマ処理室１０１に導入するためのスロット付平板型無終端環状導波管である。
【００４５】
誘電体窓１０７の材質は無水合成石英で、外側片面が平面で内側片面が円錐状にへこんでいて、厚みは周辺で２０ｍｍ、中央で１０ｍｍである。スロット付無終端環状導波管１０８は、内壁断面の寸法が２７ｍｍ×９６ｍｍであって、導波管の中心径が２０２ｍｍ（周長４λｇ）である。スロット付無終端環状導波管１０８の材質は、マイクロ波の伝搬損失を抑えるため、すべてＡｌを用いている。スロット付無終端環状導波管１０８のＨ面には、マイクロ波をプラズマ処理室１０１へ導入するためのスロットが形成されている。スロットの形状は長さ４０ｎｍ、幅４ｍｍの矩形のものが２本直線上に不連続に、管内波長１／２間隔に放射状に形成されている。管内波長は、使用するマイクロ波の周波数と、導波管の断面の寸法とに依存するが、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波と、上記の寸法の導波管とを用いた場合には約１５９ｍｍである。使用したスロット付無終端環状導波管１０８では、スロットは約４５度間隔で８組１６個形成されている。スロット付無終端環状導波管１０８には、４Ｅチューナ、方向性結合器、アイソレ−タ、２．４５ＧＨｚの周波数をもつマイクロ波電源（付図示）が順に接続されている。
【００４６】
プラズマ処理は以下のようにして行う。排気系（不図示）を介してプラズマ処理１０１内を真空排気する。続いて処理用ガスをプラズマ処理室１０１の周辺に設けられたガス導入手段１０５を介して所定の流量でプラズマ処理室１０１内に導入する。次に排気系（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１０１内を所定の圧力に保持する。マイクロ波電源（不図示）より所望の電力を無終端環状導波管１０８を介してプラズマ処理室１０１内に供給する。この際、周辺から斜め上方にに向けて放出された処理用ガスは、発生した高密度プラズマにより励起・イオン化・反応して活性化し、中央付近の円錐状窓−基板間隔が広いので、中央付近にも十分供給され、支持体１０３上に載置された被処理基体１０２の表面を均一に処理する。
【００４７】
（装置例１）本発明のマイクロ波プラズマ処理装置の一例を図２を用いて説明する。２０１は円筒形状のプラズマ処理室、２０２は被処理基体、２０３は基体２０２の支持体、２０４は基板温度調整手段、２０５はプラズマ処理室２０１の周辺に設けられたプラズマ処理用ガス導入手段、２０６は排気、２０７はプラズマ処理室２０１を大気側と分離する両面とも円錐状である誘電体窓、２０８はマイクロ波を誘電体窓２０７を透してプラズマ処理室２０１に導入するためのスロット付円錐型無終端環状導波管である。
【００４８】
誘電体窓２０７の材質は無水合成石英で、両面とも円錐状で厚みは１７ｍｍであり中央が周辺より１０ｍｍへこんでいる。ロット付無終端環状導波管２０８も誘電体窓２０７に沿って円錐状で、導波管内壁断面の寸法が２７ｍｍ×９６ｍｍであって、導波管の中心径が２０２ｍｍ（周長４λｇ）である。スロット付無終端環状導波管２０８の材質は、マイクロ波の伝搬損失を抑えるため、すべてＡｌを用いている。スロット付無終端環状導波管２０８のＨ面には、マイクロ波をプラズマ処理室２０１へ導入するためのスロットが形成されている。スロットの形状長さ４０ｎｍ、幅４ｍｍの矩形のものが２本直線上に不連続に、管内波長１／２間隔に放射状に形成されている。管内波長は、使用するマイクロ波の周波数と、導波管の断面の寸法とに依存するが、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波と、上記の寸法の導波管とを用いた場合には約１５９ｍｍである。使用したスロット付無終端環状導波管２０８では、スロットは約４５度間隔で８組１６個形成されている。スロット付無終端環状導波管２０８には、４Ｅチューナ、方向性結合器、アイソレータ、２．４５ＧＨｚの周波数をもつマイクロ波電源（付図示）が順に接続されている。
【００４９】
プラズマ処理は以下のようにして行う。排気系（不図示）を介してプラズマ処理２０１内を真空排気する。続いて処理用ガスをプラズマ処理室２０１の周辺に設けられたガス導入手段２０５を介して所定の流量でプラズマ処理室２０１内に導入する。次に排気系（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２０１内を所定の圧力に保持する。マイクロ波電源（不図示）より所望の電力を無終端環状導波管２０８を介してプラズマ処理室２０１内に供給する。この際、周辺から斜め上方に放出された処理用ガスは、発生した高密度プラズマにより励起・イオン化・反応して活性化し、中央付近の円錐状窓−基板間隔が広いので、中央付近にも十分供給され、支持体２０３上に載置された被処理基体２０２の表面を均一に処理する。
【００５０】
【実施例】
以下実施例を挙げて本発明のマイクロ波プラズマ処理装置及び処理方法をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、参考例も示す。
【００５１】
（参考例１）図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、フォトレジストのアッシングを行った。
【００５２】
基体１０２としては、層間ＳｉＯ₂ 膜をエッチングし、ビアホールを形成した直後のシリコン（Ｓｉ）基板（φ１２インチ）を使用した。まず、Ｓｉ基板１０２を基体支持体１０３上に設置した後、ヒータ１０４を用いて２００℃まで加熱し、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を真空排気し、１０^-4Ｔｏｒｒまで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入口１０５を介して酸素ガスを２ｓｌｍの流量でプラズマ処理室１０１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、処理室１０１内を１Ｔｏｒｒに保持した。プラズマ処理室１０１内に、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より２．５ｋＷの電力をスロット付無終端環状導波管１０８を介して供給した。かくして、プラズマ処理室１０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入口１０５を介して導入された酸素ガスはプラズマ処理室１０１内で励起、分解、反応してオゾンとなり、シリコン基板１０２の方向に輸送され、基板１０２上のフォトレジストを酸化し、気化・除去された。アッシング後、アッシング速度と基板表面電荷密度等について評価した。
【００５３】
得られたアッシング速度の均一性は、±４．２％（７．５μｍ／ｍｉｎ）と極めて大きく、表面電荷密度も０．５×１０¹¹ｃｍ^-2と十分低い値を示した。
【００５４】
（実施例１）図２に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、フォトレジストのアッシングを行った。
【００５５】
基体２０２としては、層間ＳｉＯ₂ 膜をエッチングし、ビアホールを形成した直後のシリコン（Ｓｉ）基板（φ１２インチ）を使用した。まず、Ｓｉ基板２０２を基体支持体２０３上に設置した後、ヒータ２０４を用いて２００℃まで加熱し、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室２０１内を真空排気し、１０^-5Ｔｏｒｒまで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入口２０５を介して酸素ガスを２ｓｌｍの流量でプラズマ処理室１０１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、処理室２０１内を２Ｔｏｒｒに保持した。プラズマ処理室２０１内に、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より２．５ｋＷの電力をスロット付無終端環状導波管２０８を介して供給した。かくして、プラズマ処理室２０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入口２０５を介して導入された酸素ガスはプラズマ処理室２０１内で励起、分解、反応してオゾンとなり、シリコン基板２０２の方向に輸送され、基板２０２上のフォトレジストを酸化し、気化・除去された。アッシング後、アッシング速度と基板表面電荷密度等について評価した。
【００５６】
得られたアッシング速度の均一性は、±４．８％（８．６μｍ／ｍｉｎ）と極めて大きく、表面電荷密度も１．２×１０¹¹ｃｍ^-2と十分低い値を示した。
【００５７】
（参考例２）図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、半導体素子保護用窒化シリコン膜の形成を行った。
【００５８】
基体１０２としては、Ａｌ配線パターン（ラインアンドスペース０．５μｍ）が形成された層間ＳｉＯ₂ 膜付きφ３００ｍｍＰ型単結晶シリコン基板（面方位＜１００＞、抵抗率１０Ωｃｍ）を使用した。まず、シリコン基板１０２を基体支持体１０３上に設置した後、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を真空排気し、１０^-7Ｔｏｒｒ値まで減圧させた。続いてヒータ１０４に通電し、シリコン基板１０２を３００℃に加熱し、該基板をこの温度に保持した。プラズマ処理用ガス導入口１０５を介して窒素ガスを６００ｓｃｃｍの流量で、また、モノシランガスを２００ｓｃｃｍの流量で処理室１０１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、処理室１０１内を２０ｍＴｏｒｒ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の電力をスロット付無終端環状導波管１０８を介して供給した。かくして、プラズマ処理室１０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入口１０５を介して導入された窒素ガスはプラズマ処理室１０１内で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板１０２の方向に輸送され、モノシランガスと反応し、窒化シリコン膜がシリコン基板１０２上に１．０μｍの厚さで形成した。成膜後、成膜速度、応力等の膜質について評価した。応力は成膜前後の基板の反り量の変化をレーザ干渉計Ｚｙｇｏ（商品名）で測定し求めた。
【００５９】
得られた窒化シリコン膜の成膜速度均一性は、±２．２％（５８０ｎｍ／ｍｉｎ）と極めて大きく、膜質も応力１．１×１０⁹ ｄｙｎｅ・ｃｍ^-2（圧縮）、リーク電流１．２×１０^-10 Ａ・ｃｍ^-2、絶縁耐圧１０．３ＭＶ／ｃｍの極めて良質な膜であることが確認された。
【００６０】
（実施例２）図２に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、プラスチックレンズ反射防止用酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜の形成を行った。
【００６１】
基体２０２としては、プラスチック凸レンズを使用した。レンズ２０２を基体支持体２０３上に設置した後、排気系（不図示）を介してプラズマ処理室２０１内を真空排気し、１０^-7Ｔｏｒｒの値まで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入口２０５を介して窒素ガスを１５０ｓｃｃｍの流量で、また、モノシランガス１００ｓｃｃｍの流量で処理室２０１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、処理室２０１内を５ｍＴｏｒｒ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の電力をスロット付無終端環状導波管２０８を介してプラズマ処理室２０１内に供給した。かくして、プラズマ処理室２０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入口２０５を介して導入された窒素ガスは、プラズマ処理室２０１内で励起、分解されて窒素原子等の活性種となり、レンズ２０２の方向に輸送され、モノシランガスと反応し、窒化シリコン膜がレンズ２０２上に２０ｎｍの厚さで形成された。
【００６２】
次に、プラズマ処理用ガス導入口２０５を介して酸素ガスを２００ｓｃｃｍの流量で、またモノシランガスを１００ｓｃｃｍの流量で処理室２０１内に導入した。ついで、排気系（不図示）に設けられたコンタクダンスバルブ（不図示）を調整し、処理室２０１内を１ｍＴｏｒｒに保持した。ついで、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源（不図示）より２．０ｋＷの電力をスロット付無終端環状導波管２０８を介してプラズマ発生室２０１内に供給した。かくしてプラズマ処理室２０１内にプラズマを発生させた。この際、プラズマ処理用ガス導入口２０５を介して導入された酸素ガスは、プラズマ処理室２０１内で励起、分解されて酸素原子等の活性種となり、ガラス基板２０２の方向に輸送され、モノシランガスと反応し、酸化シリコン膜がガラス基板２０２上に８５ｎｍの厚さで形成された。成膜後、成膜速度、反射特性について評価した。
【００６３】
得られた窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜の成膜速度均一性はそれぞれ、±２．６％（３５０ｎｍ／ｍｉｎ）、±２．６％（３９０ｎｍ／ｍｉｎ）と良好で、膜質も、５００ｎｍ付近の反射率が０．１７％と極めて良好な光学特性であることが確認された。
【００６４】
（参考例３）図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、半導体素子層間絶縁用酸化シリコン膜の形成を行った。
【００６５】
基体１０２としては、最上部にＡｌパターン（ラインアンドスペース０．５μｍ）が形成されたφ３００ｍｍＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉、抵抗率１０Ωｃｍ）を使用した。まず、シリコン基板１０２を基体支持体１０３上に設置した。排気系（不図示）を介してプラズマ処理室１０１内を真空排気し、１０^-7Ｔｏｒｒの値まで減圧させた。続いてヒータ１０４に通電し、シリコン基板１０２を３００℃に加熱し、該基板をこの温度に保持した。プラズマ処理用ガス導入口１０５を介して酸素ガスを５００ｓｃｃｍの流量で、また、モノシランガスを２００ｓｃｃｍの流量で処理室１０１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、処理室１０１内を３０ｍＴｏｒｒに保持した。ついで、４００ｋＨｚの高周波印加手段を介して３００Ｗの電力を基板支持体１０２に印加するとともに、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より２．５ｋＷの電力をスロット付無終端環状導波管１０８を介してプラズマ処理室１０１内に供給した。かくして、プラズマ処理室１０１内にプラズマを発生させた。プラズマ処理用ガス導入口１０５を介して導入された酸素ガスはプラズマ処理室１０１内で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板１０２の方向に輸送され、モノシランガスと反応し、酸化シリコン膜がシリコン基板１０２上に０．８μｍの厚さで形成された。このとき、イオン種はＲＦバイアスにより加速されて基板に入射しパターン上の膜を削り平坦性を向上させる。処理後、成膜速度、均一性、絶縁耐圧、及び段差被覆姓について評価した。段差被覆性は、Ａｌ配線パターン上に成膜し酸化シリコン膜の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観測し、ボイドを観測することにより評価した。
【００６６】
得られた酸化シリコン膜の成膜速度均一性は±２．５％（２９０ｎｍ／ｍｉｎ）と良好で、膜質も絶縁耐圧９．１ＭＶ／ｃｍ、ボイドフリーであって良質な膜であることが確認された。
【００６７】
（実施例３）図２に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、半導体素子層間ＳｉＯ₂膜のエッチングを行った。
【００６８】
基体２０２としては、Ａｌパターン（ラインアンドスペース０．３５μｍ）上に１μｍ厚の層間ＳｉＯ₂ 膜が形成されたφ３００ｍｍＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉、抵抗率１０Ωｃｍ）を使用した。まず、シリコン基板２０２を基体支持体２０３上に設置した。排気系（不図示）を介してエッチング室２０１内を真空排気し、１０^-7Ｔｏｒｒの値まで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入口２０５を介してＣＦ₄ を３００ｓｃｃｍの流量でプラズマ処理室２０１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２０１内を５ｍＴｏｒｒの圧力に保持した。次いで、４００ｋＨｚの高周波印加手段を介して３００Ｗの電力を基板支持体２０２に印加するとともに、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より３．０ｋＷの電力をスロット付無終端環状導波管２０８を介してプラズマ処理室２０１内に供給した。かくして、プラズマ処理室２０１内にプラズマを発生させた。プラズマ処理用ガス導入口２０５を介して導入されたＦ₄ ガスはプラズマ処理室２０１内で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板２０２の方向に輸送され、自己バイアスによって加速されたイオンによって層間ＳｉＯ₂ 膜がエッチングされた。クーラ２０４により基板温度は９０℃までしか上昇しなかった。エッチング後、エッチング速度、選択比、及びエッチング形状について評価した。エッチング形状は、エッチングされた酸化シリコン膜の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観測し、評価した。
【００６９】
エッチング速度均一性と対ポリシリコン選択比は±２．４％（７２０ｎｍ／ｍｉｎ）、２０と良好で、エッチング形状もほぼ垂直で、マイクロローティング効果も少ないことが確認された。
【００７０】
（参考例４）図１に示したマイクロ波プラズマ処理装置を使用し、半導体素子ゲート電極間ポリシリコン膜のエッチングを行った。
【００７１】
基体１０２としては、最上部にポリシリコン膜が形成されたφ３００ｍｍＰ型単結晶シリコン基板（面方位〈１００〉、抵抗率１０Ωｃｍ）を使用した。まず、シリコン基板１０２を基体支持体１０３上に設置した。排気系（不図示）を介してプラズマ室１０１内を真空排気し、１０^-7Ｔｏｒｒの値まで減圧させた。プラズマ処理用ガス導入口１０５を介してＣＦ₄ を３００ｓｃｃｍ、酸素を２０ｓｃｃｍの流量でプラズマ処理室１０１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１０１内を２ｍＴｏｒｒの圧力に保持した。ついで、４００ｋＨｚの高周波電源（不図示）から高周波電力３００Ｗの電力を基板支持体１０３に印加するとともに、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より２．０ｋＷの電力をスロット付無終端環状導波管１０８を介してプラズマ処理室１０１内に供給した。かくして、プラズマ処理室１０１内にプラズマを発生させた。プラズマ処理用ガス導入口１０５を介して導入されたＣＦ₄ ガス及び酸素はプラズマ処理室１０１内で励起、分解されて活性種となり、シリコン基板１０２の方向に輸送され、自己バイアスによって加速されたイオンによりポリシリコン膜がエッチングされた。クーラ１０４により基板温度は８０℃までしか上昇しなかった。エッチング後、エッチング速度、選択比、及びエッチング形状について評価した。エッチング形状は、エッチングされたポリシリコン膜の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観測し、評価した。
【００７２】
エッチング速度均一性と対ＳｉＯ₂ 選択比は±２．７％（８５０ｎｍ／ｍｉｎ）、２４と良好で、エッチング形状もほぼ垂直でマイクロローティング効果も少ないことが確認された。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、該誘電体窓のプラズマ処理室側の面及びマイクロ波導入手段側の面が円錐状であることによって、１Ｔｏｒｒ程度の高圧領域で処理を行う場合でも、大口径基体を均一に高速高品質処理できるプラズマ処理装置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）参考例である内側片面が円錐状である誘電体窓を用いたスロット付無終端環状導波管を用いたマイクロ波プラズマ処理装置の模式図である。図１（ｂ）は円錐状である誘電体窓を用いたスロット付無終端環状導波管によるプラズマの発生を説明する概略図である。
【図２】本発明の一例である両面とも円錐状である誘電体窓を用いたスロット付無終端環状導波管を用いたマイクロ波プラズマ処理装置の模式図である。
【図３】図３（ａ），（ｂ）は、従来例であるマイクロ波プラズマ処理装置の模式図である。
【符号の説明】
１０１，２０１，９０１プラズマ処理室
１０２，２０２，９０２被処理基体
１０３，２０３，９０３支持体
１０４，２０４，９０４基板温度調整手段（クーラ）
１０５，２０５，９０５処理ガス導入手段
１０６，２０６，９０６排気
１０７，２０７，９０７誘電体窓
１０８，２０８，９０８スロット付無終端環状導波管
９１１，１１１Ｅ分岐
９１２，１１２スロット
９１３，１１３導波管内を伝搬するマイクロ波
９１４，１１４スロット直下で発生したプラズマ
９１５，１１５誘電体窓とプラズマとの界面を伝搬する表面波
９１６，１１６表面波同士の干渉により発生したプラズマ

Claims

マイクロ波が透過可能な誘電体窓を有するプラズマ処理室と、被処理基体支持手段と、該プラズマ処理室内への処理用ガス導入手段と、該プラズマ処理室内を排気する排気手段と、複数のスロットを有し、該複数のスロットと前記誘電体窓とを介して前記プラズマ処理室へマイクロ波を導入するマイクロ波導入手段とで構成されるプラズマ処理装置であって、
該誘電体窓の該プラズマ処理室側の面及び前記マイクロ波導入手段側の面は円錐状であり、
前記マイクロ波導入手段は複数のスロットを持つ環状導波管を備え、前記環状導波管は前記誘電体窓の前記マイクロ波導入手段側の面に沿った円錐状であることを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。
前記処理用ガス導入手段は前記誘電体窓に向けてガスを吹き付けられるように形成されている請求項１に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。