JPH02121330A

JPH02121330A - プラズマ処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH02121330A
Application number: JP27298088A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Hamazaki; 良二濱崎; Motohiko Kikkai; 元彦吉開; Kazuo Takada; 和男高田
Original assignee: Hitachi Techno Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1990-05-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、プラズマ処理方法及び装置に係り、特番こ半
導体素子基板等の試料を冷却し該冷却された試料をプラ
ズマを利用して処理するのに好適なプラズマ処理方法及
び装置に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体素子基板等の試料を冷却し該冷却された試料をプ
ラズマを利用して処理する技術としては、例えば、特υ
ロ昭５７−１５５３８２号公報、特開昭５７−６６６４
２号公報等に記載の技術や、また、例えば、特開昭６０
−１５８６２７号公報。

特開昭６１−１８７２３８号公報、特開昭６１−２４０
６３５号公報等に記載の技術が知られている。

例えば、特開昭５７−１５５３８２号公報、特開昭５７
−６６６４２号公報等に記載の技術では、試料は、水冷
されている試料台に設置されて間接的に冷却され、プラ
ズマを利用してエツチング処理される。これにより、マ
スク材であるレジストの変質防止やプロセス特性の安定
化、向上が図られる。

また、例えば、特開昭６０−１５８６２７号公報、特開
昭６１−１８７２３８号公報、特開昭６１−２４０６３
５号公報等に記載の技術では、試料は、０℃以下の温度
、例えば、液体窒素により冷却されている試料台に設置
されて間接的に冷却され、プラズマを利用してエツチン
グ処理される。

これにより、ラジカルによる等方性エツチングが抑制さ
れ、＾方性エツチングの向上が図られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

例えば、半導体デバイスの高集積化に件なって回路パタ
ーン幅もサブミクロン領域に達している。

このような、微細パターンをマスク通りに異方性良くエ
ツチングする技術としては、例えば、特開昭５６−１２
５８３８号公権や特開昭６０−５０９２３号公報等に記
載のように、半導体素子基板の被エツチング膜の側壁に
保護膜を形成する、いわゆる側壁保護型プロセスが、現
在、主流となっている。二の場合、被エツチング膜の側
壁に保護膜を形成するために、エツチング処理にデポジ
ション性の強いガスが添加される。この他に、マスク材
であるレジストから発生する成分による等の方法もめる
。このような場合、保護膜となるデポジション物質（以
下、デポ物と略）は、目的とする被エツチング膜側壁以
外に、処理室内壁面や処理室内に存在する部品にも０看
する。

このように処理室内壁面や処理室内に存在する部品に付
着したテ′ボ物は、試料の非処理時に徐々にではあるが
それらより脱離し、冷却されている試料台に再付肴する
ようになる。冷却されている試料台へのデポ物の封着に
よりプロセス特性が変動し、試料処理の再現性、信頼性
が低下するといった不都合を生じる。

しかし、上記従来技術では、このような点についての配
慮がなされておらず、また、認識を有していない。

本発明の目的は、試料処理の再現性、信頼性の低下を防
止できるプラズマ処理方法及びＭｌを提供することにあ
る。

〔課題を解決するだめの手段〕

上記目的は、プラズマ処理方法を、冷却された試料台に
減圧下で設置された試料をプラズマを利用して処理する
工程と、前記試料の非処理時における前記試料台の温度
なデボ部の付置温度以上に上昇させる工程とを有する方
法とし、プラズマ処理装置を、処理室と、該処理室内を
減圧排気する手段と、前記処理室内に処理ガスを導入す
る手段と、１′ｆｆ配処理室内に導入さｎた処理ガスを
プラズマ化する手段と、曲配処理室内で試料が設置され
る試料台と、該試料台を冷却する手段と、冷却された前
に２試料台をデポ物の付着潤度以上の温度に加温する手
段とを具備したものとすることにより、達成される。

〔作　　　用〕

処理室内は、減圧排気手段により減圧排気される。処理
室内には、処理ガス導入手段により処理ガスが導入され
る。処理ガスが導入されている処理室内の圧力は、減圧
排気手段により所定の処理圧力に調節される。この状態
で、処理室内の処理ガスは、プラズマ化手段によりプラ
ズマ化される。

一方、処理室内に設けられた試料台は、冷却手段により
冷却される。該冷却された試料台には、処理室内に搬入
された試料が設置され、該試料は、間接的に冷却される
。試料台に設置され冷却された状態で、試料は、プラズ
マを利用して処理される。試料のプラズマ処理時に処理
室内壁面および内部量には、デポ物が付着する。試料の
非処理時には、処理室内壁面および内部量に付着したテ
゛ポ物は、それらから脱離し、冷却されている試料台に
付着するようになる。そこで、試料の非処理時には、冷
却されている試料台は、加温手段により加温され、その
温度なデポ物の付着潤度以上の温度に上昇させられる。

これにより、試料の非処理時における試料台へのデポ物
の付着が防止され、試料台は清浄に保たれる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図で、処理室ｌｏ内には、電極２０．３０が所定間
隔を有し対向して設けられている。処理室１０は、ステ
ンレス鋼で形成されている。電極加、３０は、ステンレ
ス鋼やアルミニウム等で形成されている。

電榛加、３０は、略円形の平板である。電極軸２１は、
その上端部を処理室ｌｏ外に突出し、また、その下端部
を処理室１０内に突出し、処理室１ｏの軸心な中心軸と
して七〇頂壁に気密に設けられている。電極軸２１は、
電気絶縁材により処理室１ｏと電気的に電線されている
。電！Ｉ！２０は、′＠極軸２１の中心軸を中心として
その下宿に略水平に設けられている。

電極軸３１は、その上端部を処理室ｌｏ内に突出し、ま
た、その下端部を処理室１０外に突出し、処理室１０の
軸心を中心軸としてその底壁に気密に設けられている。

電極軸３１は、電気絶縁材により処理室１０と電気的に
絶縁されている。Ｘ１３０は、電極軸３１の中心軸を中
心としてその上端に略水平に設けられている。電極Ｉと
電極軸２１並びに電極刀と電極軸３１は、それぞれ電気
的に導通させられている。

１ｊＬ極軸２１．３１は、’Ｉ襖Ｉ、加と同一材料で形
成されている。電極軸２１．３１は、略円柱形状である
。

なお、電極加と電極軸２１並びに′＠匝（至）と電極軸
３１をそれぞれに一体に形成しても良い。また、電極加
を処理室１００頂壁の構成部材とし、電極（９）を処理
室１０のに壁の構成部材としても良い。また、電極（９
）、３０の配設姿勢およびその形状は、上記のような配
設姿勢および形状に特に限定されない。例えば、電極加
、３０を略垂直姿勢で対向して配設しても良いし、例え
ば、［６２０として、わん曲形状のものや凸形形状のも
のを用いても良い。

第１図で、電源、例えば、高周波ＶｌＬ源４ｏが、処理
室１０外に設置ｔされている。１！極軸３１の下端部は
、高周波電源切に接続されている。処理室１０および高
周波電１ｌｊ４ｏは、それぞれ接地されている。電極田
は、電極軸２１を介して接地されている。なお、電源と
しては、この他に、直流電源、高周波域外の交流ＩＩ［
が使用される。

第１図で、真空排気装置ｉ５０が、処理室１０外に設置
されている。排気管５１の一端は、処理室１０の底壁に
形成された排気口（図示省略）に連結され、その他端は
、真空排気＊ＩＷ５Ｇの吸入口（図示省略）に連結され
ている。圧力調節弁、例えば、可変抵抗弁（図示省略）
が、排気管５１に設けらｎている。

′！５１図で、亀櫓渇内部には、ガス分散路（図示省略
）が形成されている。ｔＩＬ極加には、電極（資）と対
向する面に開口し、かつ、ガス分散路と連通してガス放
出孔（図示省略）が形成されている。電極軸４内部には
、ガス分散路と連通してガス導入路（図示省略）が形成
されている。処理ガス源印が処理室１０外に設置されて
いる。ガス導入管６１の一端は、処理ガス＃ωに連結さ
れ、その他端は、ガス導入路と連通して電極軸乙に連結
されている。

ガスａｋ調節器（図示省略）および弁（図示省略）が、
ガス導入管６１にそれぞれ設けられている。なお、ガス
導入管６１の他端を処理室ｌＯ内と直接連通して処理室
１０に連結するようにしても良い。いずれにしても、処
理ガス導入手・段は、処理室ｌＯ内に処理ガスを導入す
る機能を有するものである。

＠１図で、この場合、第極寞が、試料台となる。

電極（９）は、電極刃との対向面に試料設置面を有して
いる。電極関内部曇こは、試料設置面に対応して熱媒体
流路（図示省略）が形成されている。電極軸３１内部に
は、熱媒体供給路（図示省略）と熱媒体排出路（図示省
略）がそれぞれ形成されている。

熱媒体供給路は、熱媒体流路の入口を介して熱媒体流路
に連通させられている。熱媒体排出路は、熱媒体流路の
出口を介して熱媒体流路に連通させられている。冷却媒
体供給袋Ｗ１７０が、処理室１０外に設置されている。

冷却媒体供給管７１の一端は、冷却媒体供給装置７０に
連結され、その他端は、熱媒体供給路に連通して電極軸
３１に連結されている。

弁７２が、冷却媒体供＠％ｆ７１に設けられている。冷
却媒体回収管７３の一端は、熱媒体排出路に連通して電
極軸３１に連結され、その他端は、冷却媒体供給装置７
０に連結されている。弁７４が、冷却媒体回収管ｎに設
けられている。なお、冷却媒体供給装置７０としては、
液体またはガスを冷却し、または、ガスを冷却液化して
冷却媒体供給管７１に供給し、冷却媒体を液体またはガ
スまたは気液混相で回収する機能を有するものが使用さ
れる。冷却媒体供給装置四としては、この他に、冷却さ
れた液体またはガスが注入され、該注入された冷却媒体
を冷却媒体供給管７１に供給するものが使用される。こ
の場合、冷却媒体回収管ｎの他端は、冷却媒体供給装置
７０に連結されることなく、例えば、大気開放させられ
る。また、例えば、ヘリウム冷凍機のようにコールドス
テージ四ンを存するものを冷却媒体供給装置として使用
する場合には、電極Ｉをコールドステージオンに直接積
層して設けるか、または、コールドステージ冒ν自体が
電ｆ３０として用いられる。このような場合、＊ｍ（９
）への熱媒体ｒＩＬ路の形成および電極軸３１への熱媒
体供給路、熱媒体排出路の形成は、それぞれ不要である
。また、これと共に、熱媒体供給路に連結される熱媒体
供給管および熱媒体排出路に連結される熱媒体回収管も
不用である。なお、第１図に示すような構成においては
、１１ｔ極Ｉの試料設置面以外の部分や電極軸３１も冷
却される。従って、ｍｌ極Ｉの試料設置面以外の部分や
１ｔａｉ軸３１は余分な冷却面となり、これらに処理ガ
スや反応生成物が吸着されるようになる。このため、処
理室内での圧力を処理圧力に調節、維持することが困難
になり試料の処理が不安定、不良となったり、また、余
分な冷却面での吸着物が該冷却面からはく離し真空排見
系性能に悪影響を及ぼす等の不都合を生じる。この不都
合を解除するには、電極（９）の試料設置面以外の部分
や電極軸３１を断熱、つまり、これらの処理室１０内に
露呈される面を非冷却面とするといった構成をとること
が必要である。しかし、電極萄をコールドステーシーン
に直接積層して設けるか、または、コールドステーシロ
ン自体を電極刃として用いた場合、電極間の試料設置面
付近のみが所定湯度に冷却されるので、特に上記のよう
な構成を採る必要がなく構成を簡単化できる。

第１図で、加温媒体供給袋！［８０が処理室１０外に設
置されている。加温媒体供給装置間の加温媒体供給口に
は、加温媒体供給管８１の一端が連結されている。加Ｉ
ｉ！媒体供給管８１の他端は、この場合、電極軸３１と
弁７２との間で冷却媒体供給管７１に合流連結されてい
る。弁８２が、加温媒体供給管８１に設けられている。

加温媒体回収管部の一端は、この場合、電極軸３１と弁
７４との間で冷却媒体回収管７３に合流連結されている
。加温媒体回収管部の他端は、加温媒体供給装置ｓｏの
加温媒体回収口に連結されている１、弁あが、加温媒体
回収管部に設けられている。なお、加ｍ媒体供給装置（
資）としては、液体またはガスを加温して加湿媒体供給
管８１に供給し、加温後排出された液体またはガスを回
収する機能を有するものが使用される。加温媒体供給装
置１Ｉ８１Ｊとしては、この他に、冷却されている電極
３０、４極軸３１を、これらにデボ物が０諭しない温度
に加温可能な液体またはガスな加７Ｊｉ媒体供給管８１
−こ単に供給するものが使用される。このような加温媒
体供給！１ｋｉｄは、例えば、加温用液体またはガスを
加温媒体供給管８１１こ送給するボシプを具備している
。この場合、加温媒体回収管部の他端は、加温媒体供給
装置（資）に連結されることなく、例えば、大気回数さ
せられる。また、電熱器等の発熱手段を電極間内部また
は電極（９）に設け、試料の非処理時における電極（資
）の温度なデボ物が付着しない温度に加温するように構
成しても良い。このような構成を採用した場合、上記の
ような加淘媒体供給装鑵、加温媒体供給管、加温媒体回
収管およびそれらの弁が不用になり、処理室１０外にお
４する装段構成をＭ素化できる。また、電極Ｉ内部に加
温媒体流路を形成すると共に、ｉ＋を極軸３１内部に加
温媒体流路と連通して加温媒体供給路と加湿媒体排出路
を形成し、加２１！媒体供給管８１の他端を加温媒体供
給路と連通して電極軸３１に連結し、加温媒体回収管＆
の一端を加２１！媒体排出路と連通して電極軸３１に連
結しても艮い。このようにした場合、電極３０＃　電通
軸３１の内部構成はやや複雑になるが、しかし、冷却媒
体の給排と加温媒体の給排との切替えが不要になり、操
作が簡単化される。また、冷却媒体の給排と加温媒体の
給排とを独立して行うことができるので、例えば、冷却
媒体および加湿媒体の供給崖を調節することで、電極Ｉ
の温度つまり処理される試料の濃度を所定範囲内および
プロセス、ステージに対応して任意に調節することがで
きる。また、二の場合、加湿媒体流路となる配管を重＆
３０に設け、該配管に加温媒体供給路８１の他端および
加温媒体回収管＆の一端をそれぞれ連結するようにして
も上記と同様の作用効果が得られる。また、このような
作用効果は、上記のように電熱器等の発熱手段を電極（
９）内部または電極（資）に設けるようにした場合にお
いても同様に得られる。

？！４１図で、処理室１０内は、真空排気装置間および
圧力調節弁の作動により減圧排気さｎる。処理室１０円
には、処理ガス、例えば、テ゛ボジシ四ン性の強いガス
が添加されたエツチングガスが導入される。例えば、試
料がゲート材料である場合、ＳＦｇ＋炭化水素のフルオ
ル−クロル置換体（Ｃ２Ｃｌ３Ｆ５ｓ　Ｃ２Ｃ１２Ｆ４
＊　ＣｚＣＩＦ３＋　ＣＣ１ａ等）が、また、アルミニ
ウムの場合、Ｃ１２＋　ＣＣ１！４＋　Ｓ　ｉＣＩ！４
が処理ガスとして用いられる。

この場合、処理ガス源ωの処理ガスは、ガス流量調節器
および弁を介しガス導入管６１．電極軸とのガス導入路
、電極（支）のガス分散路を順次経て電［２０のガス放
出孔から電極刃に向って放出つまり処理室ｌＯ内に導入
される。処理室１０内への処理ガスの導入流社は、ガス
流ｍ詞節器により調節される。処理ガスが導入されてい
る処理室ｌＯ内の圧力は、圧力調節弁により所定の処理
圧力に調節される。一方、処理室１０内には、試料、例
えば、サブミクロン領域の回路パターン幅でのエツチン
グ加工が要求される半導体素子基板が公知の搬送手段（
図示省略）により、この場合、ｌａ船入される。

該搬入された試料時は、搬送手段から電極刃に渡されて
電極菊の試料設置面に設置される。試料時を電極３０Ｇ
−渡した搬送手段は、試料□の処理を阻害しない場所に
退避させられる。また、弁７２．７４が開弁され、弁羽
、８４が閉弁される。これにより、冷却媒体供給装置ｎ
からは、冷却媒体、例えば、冷却水、アルコ−９，−１
？ｓ系体、液体宣素や低温ガス（冷却媒体は、試料冷却
の目的により選択される）が、冷却媒体供給管７１．電
極軸３１の熱媒体供給路を通って１！　［３０の熱媒体
流路に導入される。該導入された冷却媒体は、熱媒体流
路を出口に向って流通させられる。これにより電極（９
）は、冷却される。電極（９）の熱媒体流路から！極軸
３１の熱媒体排出路に入った冷却媒体は、冷却媒体回収
管ｎを通って冷却媒体回収管！１７０に回収され、ここ
で、再冷却されて使用される。このような、電極美の冷
却は、試料美の設置前または設ｆｆｉ後に実施される。

また、このような、電＠（資）の冷却は、試料美の処理
時において引続き実施される。電極（９）の試料設置面
に設置された試料時は、冷却された電極刃を介して所定
温度に間接的に冷却される。

この状態で、高周波電源切が作動させられ、電極（至）
には、１！極軸３１を介して所定の高周波電力が印加さ
れる。これにより処理室１０内では、グロー放電が生じ
処理室１０内の処理ガスはプラズマ化される。電極間の
試料設置面に設置され、冷却されている試料匍の被処理
面は、プラズマを利用して、この場合、エツチング処理
される。つまり、試料頭の被エツチング膜の側壁に保護
膜が形成されながらエツチング処理が進行する。このよ
うな試料匍のエツチング処理時にデボ物が目的とする被
エツチング膜側壁以外に、処理室ｌＯ内壁面や処理室】
０内に存在する部品にも付着する。試料頭のエツチング
処理が完了した時点で、高周波電源切からの電極（至）
への高周波電力の印加が停止され、また、処理室１０内
への処理ガスの導入が停止される。その後、処理済みの
試料（ト）は、電極間から除去されて搬送手段に渡され
る。搬送手段に渡された処理済みの試料頭は、搬送手段
により処理室１０外へ搬出される。その後、処理室１０
内には、搬送手段により新規な試料頭が搬入されて、電
極（９）の試料設置面に設置される。その債、上記操作
が繰り返して実施される。

試料匍の非処理時に、処理室ｌＯ内壁面や処理室１０内
に存在する部品に付着したデボ物は、徐々にではあるが
それらより離脱する。この離脱したデボ物は、冷却され
ているｔ極間に付着するようになる。電極間は、冷却さ
れているため、電極間に付着したデボ物は電極（至）か
ら離脱しにくく電極間に徐々に堆積されていく。このよ
うな電極（資）へのデボ物の付１１１＃堆積、特に電極
間の試料設置面へのデボ物の付着、堆積により、試料匍
のエツチング特性が変動し、試料匍のエツチング処理の
再現性、信相性が低下するといった不都合が生じる。

この原因としては、１１Ｌ極Ｉの試料設置面と試料匍の
裏面との間のデボ物の存在により、高周波電源切によっ
て印加される高周波の伝わり方が変化してプラズマ状態
が変化するためと考えられる。このような電ｗＡ３０へ
のデボ物の付着、堆積による試料美のエツチング特性の
変動は、試料美の非処理時に、つまり、冷却されている
電極（資）の試料設置面に試料特が設値されていないと
きに、電＆３０の温度、特に電極□□□の試料設置面の
温度なデボ物が付着しない程度の温度にｉＡ′ｗ１シて
保持することによって防止される。

第１図で、試料（資）のエツチング処理工程間の試料美
の非処理時、つまり、冷却されている電ｉ３０の試料設
置面に試料匍が設置されていないとき、冷却媒体供給装
置７０からの冷却媒体の供給が停止され、弁７２．ハが
閉弁される。その後、弁間、８４が開弁される。加温媒
体供給装置閃で、所定温度、つまり、１適Ｉ、特に電極
（資）の試料設置面の温度をデボ物が付着しない程度の
温度として保持するために必要な温度に加ｍ調節された
加温媒体は、加温媒体供給袋Ｈｓｏから加温媒体供給管
８１．冷却媒体供給管７１．熱媒体供給路を順次通って
熱媒体流路に入れられる。熱媒体流路に入った加温媒体
は、該流路をその出口に向って流通させられる。

これにより、電極Ｉは、デボ物が付着しない程度の温度
に加温調節され、該温度は、電極間の試料設置面に試料
匍が設置されるときまで保持される。

熱媒体ｉｉｑを流通させられた加温媒体は、熱媒体排出
路を通って排出され、更に、冷却媒体回収管ｎ、加湿媒
体回収管閏を順次通って加ｍ媒体供給装置８０に回収さ
れる。該回収された加温媒体は、加温媒体供給装置１１
ｉ８０で上記所定温度に加温調節されて電極間の加温に
再び使用される。電極（資）の試料設置面への試料匍の
設置により、加温媒体供給袋［８０からの加温媒体の供
給が停止され、弁８２゜あが閉弁される。その後、弁７
２．７４が開弁され、電極Ｉは上記操作により冷却され
る。これにより試料頭も冷却され、該冷却された試料％
は、上記のようにプラズマを利用してエツチング処理さ
れる。

なお、上記一実施例では、試料が設置される電極に電源
を接続しているが、該電源を試料が設置されない電極に
接続しても良い。二の場合、試料が設置される電極は接
地される。また、上記一実施例の装置において、磁場を
併用、つまり、対向する電極間に生成される電界と直交
または平行な磁場を生成し、これによりプラズマ密度を
増大させるタイプの装置に適用しても同様の作用効果を
奏することができる。

第２図は、本九明の第２の実施例を示すものである。

第２図で、この場合、頂壁に開口１００を有する真空容
器１０１には、放電管１１０が気密に構設されている。

真空容器１０１の開口１００と放電管１１０の關放端開
口とは、略一致する寸法、形状となっている。真空容器
１０１内と放電管１１０内とで気密な空間１２０が形成
される。真空容器１０１は、例えば、ステンレス鋼で形
成される。放電管１１０は、例えば、石英等の絶縁物で
形成される。放電管１１０の外側には、放電管１１０を
内部に含み導波管第３０が放電管１１０と略同−軸心を
有し設けられている。

導波管１３０とマイクロ波発振手段であるマグ木トロン
１４０とは、導波管１３１で連結されている。磁場生成
手段である電磁コイル１５０は、導波管１３０の外側に
環装されている。

第２図で、真空排気装置Ｗが、空間１２０外および導波
管１３０．１３１外に設置されている。排気管５１′の
一端は、真空容器１０１の底壁に形成された排気口（図
示省略）に連結され、その他端は、真空排気＊ｆ５０’
の吸入口（図示省略）に連結されている。

圧力調節弁、例えば、可変抵抗弁（図示省略）が。

排気管５１′に設けられている。

第２図で、処理ガス源ぽか、空間１２０外および導波管
１３０．１３１外に設置されている。ガス導入管６１’
の一端は、処理ガス源Ｗに連結され、その他端は、この
場合、真空容器１０１の側壁に形成されたガス導入口（
図示省略）に連結されている。ガスＩｔｊＩ＃調節器（
図示省略）および弁（図示省略）が、ガス導入管６１’
にそれぞれ設けられている。このような処理ガス導入手
段は、空間１２０に処理ガスを導入する機能を有するも
のである。

第２図で、試料台１６０が、空間１２０に設けられてい
る。つまり、試料台軸１６１は、その上端部を空間１２
０に突出し、また、その下端部を空間１２０外に突出し
、関口１００の中心な略軸心として真空容器１０１の底
壁に気密に設けられている。試料台１６０は、試料台軸
１６１の軸心を略中心としてその上端に略水平に設けら
れている。試料台１６Ｇの形状は、この場合、路内段形
であり、その寸法は、この場合、開口１００よりも小さ
曵なりでいる。試料台１６０は、ステンレス鋼やアルミ
ニウム等で形成され、その表面に試料設置面を有してい
る。試料台軸１６１は、試料台１６０と同一材料で形成
され、その形状は、略円柱形状である。なお、試料台１
６０と試料台軸１６１　とを一体に形成しても良い。ま
た、試料台１６０に試料台軸１６１を介してバイアス電
圧印加用の電源を接続しても良い。該電源としては、交
流電源や直流電源が使用される。この場合、試料台軸１
６１は、電気的絶縁材を介して真空容器１０１と電気的
に絶縁される。

第２図で、試料台１６０内部には、試料設置面に対応し
て冷却媒体流路（図示省略）が形成されている。試料台
軸１６１内部には、冷却媒体供給路（図示省略）と冷却
媒体排出路（図示省略）がそれぞれ形成されている。冷
却媒体供給路は、冷却媒体流路の入口を介して冷却媒体
流路に連通させられている。冷却媒体排出路は、冷却媒
体流路の出口を介して冷却媒体流路に連通させられてい
る。

冷却媒体供給装置１７０’が、空間１２０外および導波
管１３０．１３１外に設置されている。冷却媒体供給管
ｎ′の一端は、冷却媒体供給装置７０’に連結され、そ
の他端は、冷却媒体供給路に連通して試料台軸１６１に
連結されている。冷却媒体回収管ｎ′の一端は、冷却媒
体排出路に連通して試料台軸１６１に連結され、その他
端は、冷却媒体供給装置７０′に連結されている。冷却
媒体供給管ｎ′および冷却媒体回収管ｎ′には、弁が設
けられていてもいな鳴ともどちらでも良い。

第２図で、電熱ヒータ１７０が、試料台１６０および試
料台軸１６１内部に埋設されている。電熱ヒータ１７０
は、電源に接続され、通電量調節可能となっている。

１３２図で、試料替のエプチング処理工程間の試料の非
処理時、つまり、冷却されている試料台１６０の試料設
置面に試料（資）が設置されていないとき、例えば、冷
却媒体供給装置７ぽからの冷却媒体の供給が停止される
。その後、電熱ヒータ１７０への通電が開始される。こ
れによる電熱ヒータ１７００発熱により試料台１６０．
特に試料台１６０の試料設置面の温度は、デポ物が付着
しない程度の４度に加ａ調節され、該温度は、試料台１
６０の試料設置面に試料匍が設置されるときまで保持さ
れる。なお、この場合、上記一実施例に比べ、プラズマ
の生成現象等が異なるのみで、その他、例えば、試料冷
却操作等は、同一である。従って、上記一実施例での説
明と重複する部分についての説明は省略するものとする
。

本実施例では、上記−実施例での効果と同様の効果を奏
することができる。

なお、上記第２の実施例では、いわゆる有磁場型のマイ
クロ波プラズマ処理装置に適用した場合について説明し
たが、いわゆる無磁場型のマイクロ波プラズマ処理装置
にも同様に適用できる。

上記一実施例および第２の実施例においては、エツチン
グ特性の変動防止を主眼として説明したが、その他に、
次のような効果が得られる。

（１）電極（試料台）の試料設置面に付着、堆積するデ
ポ物が熱的絶縁物若しくはその不良導体である場合には
、冷却されている電極（試料台）を介しての試料の冷却
効率が低下し、試料の所定温度への冷却が不充分なもの
となる。このため、例えば、マスク材であるレジストの
変質防止を目的としたものにおいては、この目的を達成
できなくなり、また１例えば、試料を０℃以下の温度に
冷却してサブミクロン領域の異方性エツチングを行うこ
とを目的としたものにおいては、この目的を達成するこ
とが困難となる。しかし、このような不都合は、電極（
試料台）の試料設置面へのデポ物の付着、堆積を防止す
ることで、充分に解消できる。

（２）　　電１ｉ（試料台）の試料設置面に静電気力を
利用して試料を吸着させるものにおいては、電極（試料
台）の試料設置面にテ゛ポ物が付着、堆積した場合、該
デポ物が障害となり充分な静電吸着力が得られな（なり
、このため、電極（試料台）の試料設置面での試料の設
置が不安定なものとなる。

このような試料の設置不安定により、冷却されている電
極（試料台）を介しての試料の冷却効率が低下して試料
の所定温度への冷却が不充分なものとなり、上記（１）
に記載したような不都合を生じる。

また、例えば、試料の冷却効率を向上させるために電極
（試料台）の試料設置面と試料の裏面との間に熱伝導性
の良いガスを供給するタイプのものにおいては、該ガス
の圧力による試料の浮上り等により電極（試料台）の試
料設置面と試料の裏面との間を所定間隔に保持する二と
が困難、つまり、核間におけるガス圧を所定圧力（範囲
）に維持する二とが困難となる。従って、この場合も冷
却されている電極（試料台）を介しての試料の冷却効率
が低下して試料の所定温度への冷却が不充分なものとな
り、上記のような不都合を生じる。しかし、これらの不
都合は、電極（試料台）の試料設置面へのデポ物の付着
、堆積を防止することで、充分に解消できる。

なお、上記一実施例および第２の実施例において、プラ
ズマは、放電または磁場を併用した放電により生成させ
られているが、この他のエネルギ、例えば、光エネルギ
を用いて生成させられるタイプのものにも同様に適用で
きる。また、処理される試料の電気的ダメージを抑制す
るために、中性粒子を用いて処理するタイプのものや、
更に、例えば、分子線エピタキシャル（特に低４ＭＢＥ
）装置のように、プラズマを利用しないで処理するタイ
プのものへの適用も効果的である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、試料の非処Ｎ時における試料台へのデ
ポ物の付着を防止できるので、プロセス特性の変動を防
止でき試料処理の再境性、信頼性を向上できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の平行平板型プラズマ処理
装置の要部構成図、第２図は、本発明の第２の実施例の
有磁場型マイクロ波プラズマ処理装置の要部構成図であ
る。１０・・・・・・処理室、加、３０・・・・・・電極、
２１，３１・・・・・・電極軸、ψ・・・・・・菖周波
亀諒、父、Ｗ・・・・・・真空排気装置、５１．５１’
・・・・・・排気管、印、６０′・・・・・・処理ガス
源、６１、６１’・・・・・・ガス導入管、７０．　Ｔ
Ｏ’・・・・・・冷却媒体供給装置、７１．７１’・・
・・・・冷却媒体供給管、　ｎ、　？４．８２゜あ・・
−・・弁、　７３．７３’・・−・・冷却媒体回収管、
（資）・・・・・・加潅媒体供給装置、８１・・・・・
・加温媒体供給管、お・・・・・・加温媒体回収管、匍
・・・・・・試料、１００・・・・・・開口、１０１・
・・・・・真空容器、１１０・・・・・・放電管、１３
０，１３１・・・導波管、１４０・・・・・・マグネト
ロン、１５０・・・・・・電磁コイル、１６０・・・・
・・試料台、１６１・・・・・・試料台軸、１７０イ１
図

Claims

【特許請求の範囲】１、減圧下で試料台に設置された試料をプラズマを利用
して処理する工程と、前記試料の非処理時における前記
試料台の温度をデポジション物質の付着温度以上の温度
にする工程とを有することを特徴とするプラズマ処理方
法。２、０℃以下の温度に冷却された試料台に減圧下で設置
されて冷却された試料をプラズマを利用して処理し、前
記試料の非処理時における前記試料台の温度をデポジシ
ョン物質の付着温度以上の温度にする第１請求項に記載
のプラズマ処理方法。３、デポジション性ガスが添加されたエッチングガスを
減圧下でプラズマ化し、０℃以下の温度に冷却された試
料台に減圧下で設置されて冷却された試料を前記プラズ
マを利用してエッチング処理し、前記試料の非エッチン
グ処理時における前記試料台の温度をデポジション物質
の付着温度以上の温度にする第２請求項に記載のプラズ
マ処理方法。４、前記試料台が設けられ前記試料がプラズマを利用し
て処理される処理室内で前記試料の非処理時の脱離した
デポジション物質の再付着温度以上の温度に前記試料の
非処理時における前記試料台の温度を上昇させる第３項
記載のプラズマ処理方法。５、処理室と、該処理室内を減圧排気する手段と、前記
処理室内に処理ガスを導入する手段と、前記処理室内に
導入された処理ガスをプラズマ化する手段と、前記処理
室内で試料が設置される試料台と、該試料台を冷却する
手段と、冷却された前記試料台をデポジション物質の付
着温度以上の温度に加温する手段とを具備したことを特
徴とするプラズマ処理装置。６、前記加温手段を、前記試料の非処理時に前記処理室
内壁および内部部品より脱離した前記デポジション物質
の再付着温度以上の温度に前記試料台を加温する手段と
した第５請求項に記載のプラズマ処理装置。７、処理室と、該処理室内を減圧排気する手段と、処理
ガスをプラズマ化する手段と、該プラズマを前記処理室
内に導入する手段と、前記処理室内に設けられた試料台
と、該試料台を冷却する手段と、冷却された前記試料台
をデポジション物質の付着温度以上の温度に加温する手
段とを具備したことを特徴とするプラズマ処理装置。