JPH0543097Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は主としてCVD装置等として用いられ
るプラズマ処理装置の改良に関するものである。

（従来の技術） 一般に低温プラズマを発生させるための励起手
段としてはRFを用いる場合とマイクロ波を用い
る場合があるが、後者の方が、より低温で高密
度のプラズマが得られること、電極による汚染
がないこと、装置の構造が簡単になること等の
利点がある。

ところで、従来よりよく用いられているマイク
ロ波プラズマ発生装置は、導波管中に石英管を貫
通させ、石英管中でプラズマを発生させて試料室
に引き出す構造になつていた。

しかし、このような構造のものは、プラズマ
生成部が導波管の大きさで限定されるため、多数
処理や大型試料を処理することができない、プ
ラズマに対してマイクロ波が垂直に入射するた
め、マイクロ波の反射が大きく、プラズマが不均
一になりやすい、という欠点があつた。

これに対して、はしご状の周期構造を利用した
マイクロ波プラズマ発生装置（R.G.Bosisio，C.
F.Weissfloch，M.R.Wertheimer：Journal of
Microwave Power，７〔４〕，P.325〜346，
1972）は比較的大容量のプラズマを発生できる
が、構造が複雑になる。

そこで本出願人はマイクロ波を用いて大面積か
つ均一なプラズマを比較的簡単な構造で安定して
発生させることのできる誘電体被覆線路を用いた
マイクロ波プラズマ発生装置を特願昭60−143036
号特開昭62−5600号及び同じく特願昭60−240070
号特開昭62−99481号にて提案した。

（考案が解決しようとする問題点） 本出願人が先に提案した誘電体被覆線路を用い
たプラズマ発生装置によれば大面積に亘つて可及
的均一なプラズマを発生させることができる。

しかしながら、複数の試料を同時に処理した場
合、先に提案した装置では端部と中央部でプラズ
マの濃淡が起こり易いため均一な処理がむつかし
く、すべての試料に対して同じように処理するた
めには装置自体を改良して反応容器中のガス流れ
及びプラズマの均一性をかなり向上させる必要が
あり、複数の試料を同じように処理することは困
難であつた。

本考案はかかる問題点に鑑みて成されたもので
あり、大面積にマイクロ波プラズマを発生させて
複数の試料を同時に同じ（均一）処理をすること
のできるマイクロ波プラズマ処理装置を提供せん
とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、マイクロ波発振器からのマイクロ波
を伝送する導波管に連通された誘電体被覆線路
と、該誘電体被覆線路の下方に配置され、ガス導
入装置と排気装置を備えると共にその上部壁を耐
熱性板とした密閉反応容器を具備して成り、前記
誘電体被覆線路を円形又は環状と成すと共に、反
応容器内に回転可能な試料台を配設したことを要
旨とするマイクロ波プラズマ処理装置である。

（作用） 本考案に係るマイクロ波プラズマ処理装置は、
マイクロ波発振器からのマイクロ波を伝送する導
波管に連通された誘電体被覆線路と、該誘電体被
覆線路の下方に配置され、ガス導入装置と排気装
置を備えると共にその上部壁を耐熱性板とした密
閉反応容器を具備して成り、前記誘電体被覆線路
を円形又は環状と成すと共に、反応容器内に回転
可能な試料台を配設したものであり、試料台を回
転することによつて試料台上に載置された試料を
全て均一に処理できる。

（実施例） 以下本考案を添付図面に示す一実施例に基づい
て説明する。

図面において、１はマイクロ波発振器（図示せ
ず）で発生したマイクロ波を伝送する導波管であ
り、この導波管１の終端にその上面を金属板９で
覆つた誘電体被覆線路２が連通されている。そし
て、この誘電体被覆線路２を構成する誘電体層３
には例えばテフロン、ポリエチレン、ポリスチレ
ン等の誘電損失の小さい物質が採用されている。

ところで、本実施例にあつては前記誘電体被覆
線路２は始端と終端間に若干の間隙を設けた環状
に形成され、その下方に反応容器４が配置されて
いる。

この反応容器４はその上部壁５をマイクロ波の
透過が可能な耐熱性板、例えば石英ガラス又はパ
イレツクスガラスで形成し、気密状態に封止され
ている。そして、この反応容器４内には中央の軸
６を中心に回転する試料台７が設置されており、
本実施例ではこの試料台７は前記誘電体被覆線路
２と相対向して複数の試料８を設置できるように
円形としている。

以上述べた如く構成した本考案に係るマイクロ
波プラズマ処理装置では、反応容器４内を排気
し、低圧下においてガスを導入した状態で誘電体
被覆線路２にマイクロ波を導入すると誘電体被覆
線路２の直下よりプラズマが発生する。

次に具体例について述べる。

マイクロ波は2.45GHzの周波数のものを使用
し、誘電体被覆線路２の誘電体層３には厚さ40
mm、幅200mmのテフロンを用いた。また、誘電体
被覆線路２は外径800mm、内径400mmの環状で、か
つその始端と終端の間を10mm空けたものを設置
し、反応容器４はその内側寸法が直径800mm、高
さ200mmのものを使用した。そして、反応容器４
内部の試料台７は、直径が700mmのものを使用し、
この試料台７上に６インチのSiウエハーを外周に
沿つて４枚載置した。

以上のような寸法の本考案に係る反応容器４内
を排気した後、SiH₄及びN₂を導入し、試料台７
を回転させながらプラズマを発生させ、Siウエハ
ー上にSiN膜を作製したところ４枚のSiウエハー
はほぼ同程度の均一性をもつSiN膜が堆積してい
た。

ところで、本実施例においてはその説明を省略
したが、前記誘電体被覆線路２のマイクロ波の進
行方向の長さは、誘電体層３の表面波の波長λ／
２のｍ倍（ｍ：整数）とし、反応容器４を共振器
構造としたり、また導波管１と誘電体被覆線路２
との接続部を、該接続部におけるマイクロ波の反
射を小さくするために先に本出願人が提案した特
願昭60−143036号に開示したテーパをつけた形状
とすることが好ましい。なお、前記共振器構造と
する場合の誘電体被覆線路２の前記長さはその中
心線上の長さを基準とすればよい。

また、本実施例では誘電体被覆線路２の下方に
その上部壁を耐熱性板で形成した反応容器４を配
置したものを示したが、誘電体被覆線路２を反応
容器４の上部壁と成し、該誘電体被覆線路２を境
にして反応容器と相対向すべくガス供給室を設置
すると共に、前記誘電体被覆線路２にはガス供給
室内のガスを反応容器内に導くための複数の貫通
孔を設けた構造としても同様の効果が得られる。
この場合、誘電体被覆線路２のガス供給室側の表
面には前記貫通孔部を除いて金属板を貼設してお
くことが必要である。

更に本実施例では誘電体被覆線路２を環状とし
たものについて説明したが、円板状としてもよ
い。

なお、本考案装置は、上記した実施例の他に、
アモルフアスSiの作製、Siの酸化・窒化、有機モ
ノマーを用いた有機重合膜の形成等にも適用しう
ることはもちろんである。

（考案の効果） 以上説明したように本考案に係るマイクロ波プ
ラズマ処理装置は、マイクロ波発振器からのマイ
クロ波を伝送する導波管に連通された誘電体被覆
線路と、該誘電体被覆線路の下方に配置され、ガ
ス導入装置と排気装置を備えると共にその上部壁
を耐熱性板とした密閉反応容器を具備して成り、
前記誘電体被覆線路を円形又は環状と成すと共
に、反応容器内に回転可能な試料台を配設したも
のであり、試料台を回転することによつて試料台
上に載置された試料を全て均一に処理できる。な
お、本出願人が先に提案した誘電体被覆線路を用
いたマイクロ波プラズマ処理装置の特徴である大
面積におけるプラズマの発生が可能であるという
効果はそのまま維持できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を断面して示す正面
図、第２図は誘電体被覆線路と導波管の接続部及
びその形状の一例を示す平面図である。 １は導波管、２は誘電体被覆線路、４は反応容
器、７は試料台。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. マイクロ波発振器からのマイクロ波を伝送する
   導波管に連通された誘電体被覆線路と、該誘電体
   被覆線路の下方に配置され、ガス導入装置と排気
   装置を備えると共にその上部壁を耐熱性板とした
   密閉反応容器を具備して成り、前記誘電体被覆線
   路を円形又は環状と成すと共に、反応容器内に回
   転可能な試料台を配設したことを特徴とするマイ
   クロ波プラズマ処理装置。