JPH06232114A - Plasma processing device - Google Patents

Plasma processing device

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JPH06232114A
JPH06232114A JP5032511A JP3251193A JPH06232114A JP H06232114 A JPH06232114 A JP H06232114A JP 5032511 A JP5032511 A JP 5032511A JP 3251193 A JP3251193 A JP 3251193A JP H06232114 A JPH06232114 A JP H06232114A
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plasma
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gas
microwave
processing apparatus
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロ波を伝送路によって伝送して利用す
るプラズマ処理装置において、イオンや中性活性種によ
る処理が均一なものにできるようにする。 【構成】 マイクロ波を伝送する伝送路1の終端を分岐
させて二つの分岐矩形導波管12を配置し、各々の分岐
矩形導波管12に貫通させるようにして絶縁性のガスパ
イプ21を配置する。ガスパイプ21にはガス導入系2
によってプラズマ形成用ガスが導入されて、マイクロ波
の結合によってプラズマが形成される。各々のガスパイ
プ21の下流側に延びる延長部211はガイド手段を構
成し、プラズマにより生成されたイオンや中性活性種を
下方の処理容器5まで運ぶ。各々の延長部211は、処
理する基板30の表面に対して均等な位置に設けられ、
イオンや中性活性種は処理容器5の内部を均一に拡散し
て基板30に達する。
(57) [Summary] [Purpose] To enable uniform treatment with ions or neutral active species in a plasma treatment apparatus that transmits and uses microwaves through a transmission path. [Structure] Two ends of a rectangular waveguide 12 are arranged by branching the end of a transmission line 1 for transmitting microwaves, and an insulating gas pipe 21 is arranged so as to penetrate each of the rectangular waveguides 12. To do. The gas introduction system 2 is installed in the gas pipe 21.
A plasma-forming gas is introduced by the plasma-forming gas, and plasma is formed by microwave coupling. The extension part 211 extending to the downstream side of each gas pipe 21 constitutes a guide means, and carries ions and neutral active species generated by plasma to the processing container 5 below. Each extension part 211 is provided at an equal position with respect to the surface of the substrate 30 to be processed,
The ions and neutral active species uniformly diffuse inside the processing container 5 and reach the substrate 30.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマによって生成
されたイオンや中性活性種を用いてアッシング,エッチ
ング,CVD(化学的気相成長)等の処理を行うプラズ
マ処理装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus for performing processing such as ashing, etching, CVD (chemical vapor deposition) and the like by using ions and neutral active species generated by plasma.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSI製造工程におけるウエハ処理等の
分野では、プラズマを利用した各種の処理が盛んに研究
され、また実用化されている。例えば、プラズマによっ
て生成された中性活性種との反応によってエッチングす
るプラズマエッチングやプラズマによって反応を促進し
ながら行うプラズマCVD等である。
2. Description of the Related Art In the field of wafer processing and the like in the LSI manufacturing process, various processes using plasma have been actively studied and put into practical use. For example, there are plasma etching in which etching is performed by reaction with neutral active species generated by plasma, plasma CVD in which the reaction is promoted by plasma, and the like.

【0003】このようなプラズマ処理装置の従来の構成
を図5を用いて説明する。図5は、従来のプラズマ処理
装置の一例の概略説明図である。図5に示す従来のプラ
ズマ処理装置は、処理容器5と、この処理容器5の底部
に設置された基板ホルダ3と、この基板ホルダ3を上か
ら被うようにして配置された半球状のチャンバー6と、
装置外に配置された不図示のマイクロ波発振器が発生し
たマイクロ波を処理容器5に伝送するための伝送路1と
から主に構成されている。
A conventional configuration of such a plasma processing apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic explanatory view of an example of a conventional plasma processing apparatus. The conventional plasma processing apparatus shown in FIG. 5 includes a processing container 5, a substrate holder 3 installed at the bottom of the processing container 5, and a hemispherical chamber arranged so as to cover the substrate holder 3 from above. 6 and
It mainly comprises a transmission line 1 for transmitting a microwave generated by a microwave oscillator (not shown) arranged outside the apparatus to the processing container 5.

【0004】伝送路1は、マイクロ波発振器に接続され
た主伝送用の矩形導波管11と、処理容器5の上部に設
けられたマイクロ波導入口50の部分に接続されたテー
パー円筒導波管15と、矩形導波管11及びテーパー円
筒導波管15とを繋ぐ円−矩形変換器16とから形成さ
れている。チャンバー6は、内部にプラズマ形成用ガス
を導入して基板30を臨む空間に所定のプラズマを形成
するためのものである。従って、チャンバー6は、不図
示のプラズマ形成用ガス導入部を具備している。また、
チャンバー6は、マイクロ波を透過させることができる
化学的に安定な高融点絶縁材料即ち石英ガラス等のよう
な材料で形成されている。基板ホルダ3は、その上面に
基板30に載置して処理するためのものであり、多くの
場合、内部にヒータ31が付設されて基板30の加熱が
行われる。
The transmission line 1 is a rectangular waveguide 11 for main transmission, which is connected to a microwave oscillator, and a tapered cylindrical waveguide, which is connected to a portion of a microwave introduction port 50 provided in the upper part of the processing container 5. 15 and a circle-to-rectangle converter 16 that connects the rectangular waveguide 11 and the tapered cylindrical waveguide 15 to each other. The chamber 6 is for introducing a plasma forming gas into the chamber 6 to form a predetermined plasma in a space facing the substrate 30. Therefore, the chamber 6 is provided with a plasma forming gas introduction portion (not shown). Also,
The chamber 6 is made of a chemically stable high-melting point insulating material capable of transmitting microwaves, that is, a material such as quartz glass. The substrate holder 3 is for mounting the substrate 30 on the substrate 30 for processing, and in many cases, a heater 31 is provided inside to heat the substrate 30.

【0005】上記構成に係る従来のプラズマ処理装置で
は、予め基板ホルダ3に基板30が載置されるとともに
チャンバー6の内部に所定のプラズマ形成用ガスが導入
される。そして、不図示のマイクロ波発振器が発生させ
たマイクロ波が伝送路1で伝送され、マイクロ波導入口
50から処理容器5の内部に導入される。マイクロ波
は、チャンバー6を透過してチャンバー6の内部に達
し、プラズマ形成用ガスに結合してガスをプラズマ状態
にする。そして、プラズマ中のイオンや中性中性活性種
等の働きにより、基板30に対して所定の処理がなされ
る。即ち例えば、中性活性種ガスと基板の材料との反応
によってエッチングが行われる。
In the conventional plasma processing apparatus having the above structure, the substrate 30 is placed on the substrate holder 3 in advance and a predetermined plasma forming gas is introduced into the chamber 6. Then, the microwave generated by a microwave oscillator (not shown) is transmitted through the transmission line 1 and introduced into the processing container 5 through the microwave introduction port 50. The microwave penetrates the chamber 6 and reaches the inside of the chamber 6, and is coupled to the plasma forming gas to turn the gas into a plasma state. Then, the predetermined processing is performed on the substrate 30 by the action of the ions in the plasma, the neutral neutral active species, and the like. That is, for example, the etching is performed by the reaction between the neutral active species gas and the material of the substrate.

【0006】上述の説明及び図5から明らかなように、
従来のプラズマ処理装置では、プラズマ形成領域即ちマ
イクロ波とプラズマ形成用ガスとの結合箇所の近傍に基
板30を配置し、生成されたプラズマをその場で利用し
ている。ここで、伝送路によって伝送されるマイクロ波
には、周知のように種々の伝送モードが存在し、図5の
チャンバー6に導入されたマイクロ波は、ある伝送モー
ドに応じた電磁界分布となっている。尚、このようなマ
イクロ波の分布は、プラズマ発光の形状を観察すること
で間接的に確認することができる。
As is clear from the above description and FIG.
In the conventional plasma processing apparatus, the substrate 30 is arranged in the vicinity of the plasma formation region, that is, the coupling portion between the microwave and the plasma formation gas, and the generated plasma is used on the spot. Here, as is well known, various transmission modes exist in the microwave transmitted through the transmission path, and the microwave introduced into the chamber 6 in FIG. 5 has an electromagnetic field distribution according to a certain transmission mode. ing. Incidentally, such a microwave distribution can be indirectly confirmed by observing the shape of plasma emission.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記マイクロ波の伝送
モードの存在は、本願発明のようなマイクロ波によるプ
ラズマを利用した処理装置では、処理の不均一性の問題
を生じることとなる。即ち、導入されるマイクロ波は伝
送モードに応じた強度分布を有して不均一なものであ
り、従って、形成されるプラズマの密度分布又は電離度
の分布も不均一なものでなる。このため、プラズマによ
って生成されるイオンや中性活性種の分布が不均一にな
り、これらの材料による基板の処理が不均一になる。例
えば、プラズマによるエッチング処理の場合には、エッ
チング速度が基板の各点で不均一なものとなってしま
う。本願の発明は、上記課題を考慮してなされたもので
あり、マイクロ波を伝送路で伝送して利用するプラズマ
処理装置において、イオンや中性活性種による処理が均
一なものにできるようにすることを目的としている。
The existence of the microwave transmission mode causes a problem of non-uniformity of processing in the processing apparatus using plasma by the microwave as in the present invention. That is, the introduced microwave has an intensity distribution according to the transmission mode and is non-uniform, so that the density distribution or the ionization degree distribution of the formed plasma is also non-uniform. Therefore, the distribution of ions and neutral active species generated by plasma becomes non-uniform, and the treatment of the substrate with these materials becomes non-uniform. For example, in the case of plasma etching, the etching rate becomes uneven at each point on the substrate. The invention of the present application has been made in view of the above problems, and makes it possible to perform uniform treatment with ions or neutral active species in a plasma processing apparatus that transmits and uses microwaves through a transmission path. Is intended.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願の請求項1に記載のプラズマ処理装置は、マイ
クロ波発振器と、このマイクロ波発振器が発振したマイ
クロ波を伝送する伝送路と、プラズマ形成用ガスを導く
ガス導入系と、基板を保持する基板ホルダとを具備し、
プラズマ形成用ガスにマイクロ波が結合してプラズマが
形成される領域であるプラズマ形成領域が基板に対向し
た位置において複数形成されるように、前記伝送路は、
基板に対向した複数のプラズマ形成領域の各々までマイ
クロ波を導くものであり、前記ガス導入系は、これらの
プラズマ形成領域の各々にプラズマ形成用ガスを導くも
のであり、さらに、各々のプラズマ形成領域で生成され
たイオン又は中性活性種を前記基板ホルダに保持された
基板に導く複数のガイド手段が、処理する基板の表面に
対して均等な位置に設けられているものである。また同
様に上記目的を達成するため、請求項2に記載のプラズ
マ処理装置は、上記請求項1に記載の構成において、伝
送路は、マイクロ波発振器に接続されるとともに終端が
終端短絡板で短絡された矩形導波管で形成され、ガス導
入系は、複数のガスパイプの内部にプラズマ形成用ガス
を導入するものであり、さらに各々のガスパイプは、前
記導波管内の定在波の腹の位置において導波管に貫通す
るようにして配置されてこの貫通した部分のガスパイプ
がプラズマ形成領域を形成しているとともに、少なくと
もこの貫通した部分のガスパイプは絶縁性である構成を
有する。また同様に上記目的を達成するため、請求項3
に記載のプラズマ処理装置は、上記請求項2に記載の構
成において、伝送路を形成する矩形導波管の終端には、
分岐矩形導波管が接続されて複数に分岐し、ガスパイプ
が各々の分岐した導波管に貫通して配置されている構成
を有する。また同様に上記目的を達成するため、請求項
4に記載のプラズマ処理装置は、上記請求項2又は3に
記載の構成において、複数のガスパイプは、導波管又は
空洞共振器に貫通した部分より下流側に延長した延長部
が、基板の表面に向けて形成されてガイド手段を構成し
ており、各々ガスパイプの延長部は、基板の表面に対し
て均等な配置になっている構成を有する。また同様に上
記目的を達成するため、請求項5に記載のプラズマ処理
装置は、上記請求項1,2,3又は4に記載の構成にお
いて、伝送路は、マイクロ波を分岐させる分岐部を有
し、一つのマイクロ波発振器から発振されたマイクロ波
を分岐させて複数のプラズマ形成領域に伝送するもので
ある構成を有する。また同様に上記目的を達成するた
め、請求項6に記載のプラズマ処理装置は、上記請求項
1,2,3又は4に記載の構成において、マイクロ波発
振器はプラズマ形成領域の数に対応させて複数配置さ
れ、伝送路は、各々のマイクロ波発振器に対応する各々
のプラズマ形成領域にマイクロ波を伝送するものである
構成を有する。また同様に上記目的を達成するため、請
求項7に記載のプラズマ処理装置は、上記請求項1,
2,3,4,5又は6に記載の構成において、プラズマ
形成領域の入力側の伝送路上に整合器が配置されている
構成を有する。また同様に上記目的を達成するため、請
求項8に記載のプラズマ処理装置は、上記請求項1,
2,3,4,5,6又は7に記載の構成において、伝送
路上にアイソレータが配置されている構成を有する。
In order to achieve the above object, a plasma processing apparatus according to claim 1 of the present application comprises a microwave oscillator, a transmission line for transmitting the microwave oscillated by the microwave oscillator, A gas introduction system for guiding a plasma forming gas, and a substrate holder for holding the substrate,
The transmission line is formed so that a plurality of plasma forming regions, which are regions where plasma is formed by combining microwaves with the plasma forming gas, are formed at positions facing the substrate.
Microwaves are guided to each of a plurality of plasma forming regions facing the substrate, the gas introduction system is for guiding a plasma forming gas to each of these plasma forming regions, and further, each plasma forming region is formed. A plurality of guide means for guiding the ions or neutral active species generated in the region to the substrate held by the substrate holder are provided at even positions with respect to the surface of the substrate to be processed. Similarly, in order to achieve the above object, in the plasma processing apparatus according to claim 2, in the configuration according to claim 1, the transmission line is connected to the microwave oscillator, and the end is short-circuited by the terminal short-circuit plate. The gas introduction system is configured to introduce a plasma-forming gas into a plurality of gas pipes, and each gas pipe has a position of an antinode of a standing wave in the waveguide. The gas pipe of the penetrating portion forms a plasma formation region, and at least the penetrating gas pipe has an insulating property. Similarly, in order to achieve the above-mentioned object, claim 3
In the plasma processing apparatus according to the second aspect of the present invention, in the configuration according to the second aspect, the rectangular waveguide forming the transmission line has a terminal end,
A branched rectangular waveguide is connected and branched into a plurality, and a gas pipe is arranged so as to penetrate through each branched waveguide. Similarly, in order to achieve the above object, in the plasma processing apparatus according to claim 4, in the configuration according to claim 2 or 3, the plurality of gas pipes are formed from a portion penetrating the waveguide or the cavity resonator. The extension part extended to the downstream side is formed toward the surface of the substrate to form the guide means, and the extension parts of the gas pipes are arranged uniformly with respect to the surface of the substrate. Similarly, in order to achieve the above object, in the plasma processing apparatus according to claim 5, in the configuration according to claim 1, 2, 3 or 4, the transmission line has a branching part for branching the microwave. However, the microwave oscillated from one microwave oscillator is branched and transmitted to a plurality of plasma formation regions. Similarly, in order to achieve the above object, in the plasma processing apparatus according to claim 6, in the configuration according to claim 1, 2, 3 or 4, the microwave oscillator corresponds to the number of plasma formation regions. A plurality of transmission lines are arranged, and the transmission line has a configuration for transmitting microwaves to each plasma formation region corresponding to each microwave oscillator. Similarly, in order to achieve the above-mentioned object, the plasma processing apparatus according to claim 7 has
The configuration described in any one of 2, 3, 4, 5 and 6 has a configuration in which a matching unit is arranged on the transmission line on the input side of the plasma formation region. Similarly, in order to achieve the above-mentioned object, the plasma processing apparatus according to claim 8 has
In the structure described in 2, 3, 4, 5, 6 or 7, an isolator is arranged on the transmission line.

【0009】[0009]

【作用】上記各請求項に記載されたプラズマ処理装置に
おいては、複数のプラズマ形成領域の各々に導入された
プラズマ形成用ガスにマイクロ波が結合されて、複数の
位置でプラズマが形成される。そして、各々のプラズマ
で生成されたイオン又は中性活性種は、ガイド手段によ
って基板の表面に対して均等に導かれて基板に達し、こ
の結果、基板の処理が行われる。
In the plasma processing apparatus described in each of the above claims, the microwave is coupled to the plasma forming gas introduced into each of the plurality of plasma forming regions to form plasma at a plurality of positions. Then, the ions or neutral active species generated by each plasma are evenly guided to the surface of the substrate by the guide means and reach the substrate, and as a result, the substrate is processed.

【0010】[0010]

【実施例】次に、本願発明の実施例を説明する。以下に
示す二つの実施例は、いずれも基板に対向した複数の位
置においてプラズマが形成されるようにし、各々のプラ
ズマで生成されたイオン又は中性活性種を基板の表面に
均等に導くものである。そして、第一実施例では2つの
領域でプラズマが形成され、第二実施例では4つの領域
でプラズマが形成される。
EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described. In both of the following two examples, plasma is formed at a plurality of positions facing the substrate, and the ions or neutral active species generated by each plasma are evenly guided to the surface of the substrate. is there. Plasma is formed in two regions in the first embodiment, and plasma is formed in four regions in the second embodiment.

【0011】図1は、本願発明の第一実施例を示す斜視
概略図であり、図2は、図1の実施例におけるガスパイ
プの貫通部分の説明図である。図1に示すプラズマ処理
装置は、不図示のマイクロ波発振器と、このマイクロ波
発振器が発振したマイクロ波を伝送する伝送路1と、プ
ラズマ形成用ガスを導くガス導入系2と、基板30を保
持する基板ホルダ3とを具備している。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view of a penetrating portion of a gas pipe in the embodiment of FIG. The plasma processing apparatus shown in FIG. 1 holds a microwave oscillator (not shown), a transmission line 1 for transmitting the microwave oscillated by the microwave oscillator, a gas introduction system 2 for guiding a plasma forming gas, and a substrate 30. Substrate holder 3 for

【0012】伝送路1は、矩形導波管11,12で構成
されており、ガス導入系2は、矩形導波管12に貫通し
て配置された複数のガスパイプ21の内部にプラズマ形
成用ガスを導入するものである。従って、複数のガスパ
イプ21の内部がプラズマ形成領域7であり、これらの
位置が基板30に対向した位置になっている。さらに、
矩形導波管11,12に貫通した部分より下流側に延長
した延長部211が基板30の表面に向けて形成されて
ガイド手段を構成している。
The transmission line 1 is composed of rectangular waveguides 11 and 12, and the gas introduction system 2 is arranged inside a plurality of gas pipes 21 penetrating the rectangular waveguide 12 to form a plasma forming gas. Is to be introduced. Therefore, the inside of the plurality of gas pipes 21 is the plasma formation region 7, and these positions are positions facing the substrate 30. further,
An extension portion 211, which extends toward the downstream side from the portion penetrating the rectangular waveguides 11 and 12, is formed toward the surface of the substrate 30 to form a guide unit.

【0013】まず、不図示のマイクロ波発振器として
は、マグネトロン等を使用した周知のものが採用され、
例えば2.45GHzのマイクロ波を発振させる。伝送
路1としては、前述の通り矩形導波管11,12が使用
されており、図1には、伝送路1の終端部分の構成が示
されている。図1から分かるように、矩形導波管11
は、その終端部分において、二つの矩形導波管(以下、
分岐矩形導波管)12に分岐している。そして、二つの
分岐矩形導波管12は、隔壁121により区画されて隣
接し、各々の分岐矩形導波管12の終端は終端短絡板1
22で短絡されている。そして、終端短絡板122から
所定距離入力側(伝送路においてマイクロ波発振器に近
い側)の位置に、分岐部13が設けられている。この分
岐部13は、具体的には隔壁121に設けられた開口部
である。伝送路1によって送られてきたマイクロ波は、
この分岐部13の部分で二つの分岐矩形導波管12に分
岐し、各々の分岐矩形導波管12の終端短絡板122ま
で送られるようになっている。
First, as a microwave oscillator (not shown), a known one using a magnetron or the like is adopted.
For example, a microwave of 2.45 GHz is oscillated. As described above, the rectangular waveguides 11 and 12 are used as the transmission line 1. FIG. 1 shows the configuration of the terminal end of the transmission line 1. As can be seen from FIG. 1, the rectangular waveguide 11
Has two rectangular waveguides (hereinafter,
A branched rectangular waveguide) 12 is branched. Then, the two branched rectangular waveguides 12 are partitioned by a partition wall 121 and are adjacent to each other.
It is short-circuited at 22. The branch portion 13 is provided at a position on the input side (the side near the microwave oscillator in the transmission path) from the terminal short-circuit plate 122 by a predetermined distance. Specifically, the branch portion 13 is an opening provided in the partition wall 121. The microwave transmitted by the transmission line 1
The branch portion 13 is branched into two branched rectangular waveguides 12 and is sent to the terminal short-circuiting plate 122 of each branched rectangular waveguide 12.

【0014】ガス導入系2は、前述のガスパイプ21の
他、プラズマ形成用ガスを収容した不図示のガスボンベ
や不図示の調合器,ガス流量を制御する不図示の流量制
御器等を含んでおり、所定の組成のプラズマ形成用ガス
をガスパイプ21まで導入する。尚、導入されるプラズ
マ形成用ガスは、マイクロ波の結合によってプラズマを
形成する成分の他、エッチングやCVD等の処理に必要
な他の成分を含む場合があることは勿論である。ガスパ
イプ21は、図1から分かるように、二本配設されてお
り、各々の分岐矩形導波管12に上下に貫通している。
このガスパイプ21は、マイクロ波を透過させることが
できる化学的に安定な高融点絶縁材料即ち石英ガラス等
のような材料で形成されている。マイクロ波は、ガスパ
イプ21の壁面を透過して内部のプラズマ形成用ガスに
結合し、プラズマ形成用ガスをプラズマ状態にする即ち
プラズマ放電させるのである。また、本実施例における
上記ガスパイプ21の貫通位置は、分岐矩形導波管12
内の定在波の腹の部分である。より具体的にいうと、例
えば分岐矩形導波管12の終端短絡板122の位置より
管内波長の約四分の一の距離だけ入力側の位置である。
これは言うまでもなく、マイクロ波の振幅の大きな部分
を利用することによって、効率よくプラズマを発生させ
る為である。
The gas introduction system 2 includes, in addition to the above-described gas pipe 21, a gas cylinder (not shown) containing a plasma forming gas, a blender (not shown), a flow controller (not shown) for controlling the gas flow rate, and the like. A plasma forming gas having a predetermined composition is introduced up to the gas pipe 21. Of course, the introduced plasma forming gas may contain other components necessary for processing such as etching and CVD, in addition to the components that form plasma by the coupling of microwaves. As can be seen from FIG. 1, two gas pipes 21 are arranged and penetrate each branch rectangular waveguide 12 in the vertical direction.
The gas pipe 21 is made of a chemically stable high melting point insulating material capable of transmitting microwaves, that is, a material such as quartz glass. The microwaves pass through the wall surface of the gas pipe 21 and combine with the internal plasma-forming gas to bring the plasma-forming gas into a plasma state, that is, to cause plasma discharge. Further, the penetrating position of the gas pipe 21 in the present embodiment is the branch rectangular waveguide 12
It is the belly part of the standing wave inside. More specifically, for example, the position is on the input side by a distance of about one quarter of the guide wavelength from the position of the terminal shorting plate 122 of the branched rectangular waveguide 12.
This is, needless to say, because plasma is efficiently generated by utilizing a portion having a large microwave amplitude.

【0015】また、ガスパイプ21を貫通させた部分か
らのマイクロ波電力の漏洩を防止する目的から、ガスパ
イプ21をシールドで被う構成がされると好適である。
具体的には、図2に示すような円筒形のパンチパネル4
がガスパイプ21を被うようにして取り付けられる。即
ち、分岐矩形導波管12から露出した部分の上下のガス
パイプ21を取り囲むようにして金属製のパンチパネル
4が配置され、端部が矩形導波管12に固定される。
尚、マイクロ波のシールドの完全に行うため、ガスパイ
プ21の全長に亘ってパンチパネル4を配置すると、さ
らに望ましい。また尚、平板でなくパンチパネル4を使
用するのは、内部で形成されるプラズマを視認できるよ
うにするためである。
Further, it is preferable that the gas pipe 21 is covered with a shield for the purpose of preventing leakage of microwave power from a portion penetrating the gas pipe 21.
Specifically, a cylindrical punch panel 4 as shown in FIG.
Is attached so as to cover the gas pipe 21. That is, the metal punch panel 4 is arranged so as to surround the gas pipes 21 above and below the portion exposed from the branched rectangular waveguide 12, and the end portion is fixed to the rectangular waveguide 12.
In order to completely shield the microwave, it is more desirable to arrange the punch panel 4 over the entire length of the gas pipe 21. In addition, the reason why the punch panel 4 is used instead of the flat plate is that the plasma formed inside can be visually recognized.

【0016】上記分岐矩形導波管12の下方には、処理
容器5が配設されている。そして、ガイド手段としての
ガスパイプ21の延長部211は、矩形導波管12と処
理容器5とを繋ぐようにして配置されており、生成され
たイオンや中性活性種を処理容器5まで運ぶ役目をす
る。このようにガスパイプ21の延長部211をそのま
まガイド手段として利用すると、装置の構造が簡易にで
きるというメリットがある。尚、ガイド手段としては、
本実施例のようにガスパイプ21の延長部分が構成する
場合の他、ガスパイプに他の部材を接続して構成する場
合も有り得る。いずれにしても、ガイド手段は、ガイド
するイオンや中性中性活性種と反応してしまったり中性
活性種の活性を喪失してしまったりすることがないよう
な材料で形成する必要がある。
A processing container 5 is arranged below the branched rectangular waveguide 12. The extension part 211 of the gas pipe 21 as a guide means is arranged so as to connect the rectangular waveguide 12 and the processing container 5, and carries the generated ions and neutral active species to the processing container 5. do. Using the extension 211 of the gas pipe 21 as it is as a guide means in this way has the advantage that the structure of the device can be simplified. As a guide means,
In addition to the case where the extended portion of the gas pipe 21 is formed as in the present embodiment, there may be a case where another member is connected to the gas pipe. In any case, the guide means must be formed of a material that does not react with the guiding ion or the neutral neutral active species or lose the activity of the neutral active species. .

【0017】処理容器5は、内部に基板ホルダ3を収納
しており、進入したイオンや中性活性種が、基板ホルダ
3に保持された基板30に達するようになっている。こ
の基板ホルダ3には従来と同様にヒータ31が付設され
ており、例えば150℃〜250℃程度まで基板30を
加熱できるようになっている。尚、このヒータ31によ
る加熱の代わりに、ランプによる輻射加熱を採用するこ
とができる。尚、本実施例における基板ホルダ3は、基
板30をその上面に載置するだけのものであるが、基板
30の周縁を握持する構成や壁面に基板30を吸着して
保持する構成等の他の色々な構成が採用され得る。ま
た、処理容器5には不図示の排気系が付設されていて、
例えば0.5〜1.0Torr程度まで内部を排気でき
るようになっている。
The processing container 5 has the substrate holder 3 housed therein, and the ions and neutral active species that have entered the processing container 5 reach the substrate 30 held by the substrate holder 3. A heater 31 is attached to the substrate holder 3 as in the conventional case, and the substrate 30 can be heated to, for example, about 150 ° C. to 250 ° C. Instead of the heating by the heater 31, radiant heating by a lamp can be adopted. The substrate holder 3 in the present embodiment only mounts the substrate 30 on the upper surface thereof, but the substrate holder 3 has a configuration in which the peripheral edge of the substrate 30 is gripped, a configuration in which the substrate 30 is adsorbed and held on the wall surface, and the like. Various other configurations may be employed. In addition, an exhaust system (not shown) is attached to the processing container 5,
For example, the inside can be exhausted to about 0.5 to 1.0 Torr.

【0018】ここで、ガイド手段を構成する二つのガス
パイプ21の延長部211の処理容器5へのは接続位置
は、処理容器5の内部の基板30の表面に対して均等な
位置になっている。正確にいうと、基板30の中心軸を
中心にして対称な位置に各々の延長部211が接続され
ている。このため、各々の延長部211にガイドされた
イオンや中性活性種は、処理容器5の内部において均一
に拡散して基板30に到達するようになっている。尚、
中心軸とは、基板30の表面の中心から立てた垂線の方
向を意味する。また、図1に示すように、延長部211
はいずれも途中で屈折しているが、これは主に、プラズ
マにより生成された荷電粒子が下方の基板30を直撃し
ないようにするためである。尚、図1の装置は、基板3
0を処理容器5に搬送する不図示の搬送系を備え、処理
容器5は、基板30を出し入れするための不図示のゲー
トを有している。
Here, the connecting positions of the extension portions 211 of the two gas pipes 21 forming the guide means to the processing container 5 are equal to the surface of the substrate 30 inside the processing container 5. . To be precise, the respective extension parts 211 are connected at symmetrical positions with respect to the central axis of the substrate 30. Therefore, the ions and neutral active species guided by the respective extension portions 211 are uniformly diffused inside the processing container 5 and reach the substrate 30. still,
The central axis means a direction of a perpendicular line which stands from the center of the surface of the substrate 30. Also, as shown in FIG.
Are refracted in the middle, but this is mainly for preventing charged particles generated by the plasma from directly hitting the substrate 30 below. In addition, the apparatus of FIG.
A transfer system (not shown) for transferring 0 to the processing container 5 is provided, and the processing container 5 has a gate (not shown) for loading and unloading the substrate 30.

【0019】次に、上記構成に係る第一実施例の作用に
ついて説明する。不図示の搬送系が基板30を搬送し、
不図示のゲートから基板30を処理容器5の内部に搬入
して基板ホルダ3の上に載置する。ゲートを閉じた後、
不図示の排気系が動作して所定の真空度まで排気し、そ
の後、処理が開始される。即ち、不図示のマイクロ波発
振器が動作するとともに、ガス導入系2によるプラズマ
形成用ガスの導入が開始される。発振されたマイクロ波
は、矩形導波管11よりなる伝送路1で伝送され、開口
部である分岐部13で分岐して分岐矩形導波管12の終
端まで送られる。
Next, the operation of the first embodiment having the above structure will be described. A transfer system (not shown) transfers the substrate 30,
The substrate 30 is loaded into the processing container 5 through a gate (not shown) and placed on the substrate holder 3. After closing the gate
An evacuation system (not shown) operates to evacuate to a predetermined degree of vacuum, and then the process is started. That is, the microwave oscillator (not shown) operates and the introduction of the plasma forming gas by the gas introduction system 2 is started. The oscillated microwave is transmitted through the transmission line 1 formed of the rectangular waveguide 11, branched at the branch portion 13 which is an opening, and sent to the end of the branched rectangular waveguide 12.

【0020】一方、ガス導入系2は、不図示のガスボン
ベからプラズマ形成用ガスを送出して、不図示の調合器
で必要に応じて調合し、不図示の流量制御器で流量を制
御しながら、ガスパイプ21にプラズマ形成用ガスを導
入する。そして、上述のように伝送されたマイクロ波
が、ガスパイプ21の壁面を通過してガスパイプ21の
内部のプラズマ形成用ガスに結合し、プラズマ形成用ガ
スをプラズマ状態にする。
On the other hand, the gas introduction system 2 sends out a plasma forming gas from a gas cylinder (not shown), mixes it by a blender (not shown) as needed, and controls the flow rate by a flow rate controller (not shown). A plasma forming gas is introduced into the gas pipe 21. Then, the microwaves transmitted as described above pass through the wall surface of the gas pipe 21 and are coupled to the plasma forming gas inside the gas pipe 21 to turn the plasma forming gas into a plasma state.

【0021】この結果、ガスパイプ21の内部には、イ
オンや中性中性活性種等の所望の材料が生成される。生
成されたイオンや中性活性種は、ガスパイプ21の延長
部211によって運ばれ、処理容器5の内部に進入して
処理容器5の内部を均一に拡散して基板30に到達す
る。そして、到達したイオンや中性活性種により基板3
0の所望の処理が行われる。即ち例えば、フレオン等の
中性活性種ガスが、露出した基板30の表面の材料と反
応してエッチング処理が行われる。上記のように、本実
施例の装置では、基板30に対向した二つの位置におい
てプラズマ形成用ガスにマイクロ波を結合させて二つの
プラズマを形成し、この二つのプラズマで生成されたイ
オンや中性中性活性種をガイド手段としてのガスパイプ
21の延長部211で均等に引き出して利用しているの
で、基板30の処理が均一なものとなる。
As a result, desired materials such as ions and neutral neutral active species are produced inside the gas pipe 21. The generated ions and neutral active species are carried by the extension portion 211 of the gas pipe 21, enter the inside of the processing container 5, uniformly diffuse inside the processing container 5, and reach the substrate 30. Then, depending on the ions and neutral active species that have arrived, the substrate 3
The desired processing of 0 is performed. That is, for example, the neutral active species gas such as Freon reacts with the exposed material on the surface of the substrate 30 to perform the etching process. As described above, in the apparatus of the present embodiment, microwaves are coupled to the plasma forming gas at two positions facing the substrate 30 to form two plasmas, and ions generated by these two plasmas Since the neutral neutral active species are evenly extracted and used in the extension portion 211 of the gas pipe 21 as the guide means, the substrate 30 can be uniformly processed.

【0022】上記実施例において、請求項7に記載され
ているように、プラズマ形成領域7の入力側の伝送路1
上に整合器を配置すると、さらに望ましい結果が得られ
る。即ち、整合器は通常のマイクロ波伝送回路でも頻繁
に用いられているものであるが、本実施例のように絶縁
材料よりなるガスパイプ21を分岐矩形導波管12に貫
通させているので、負荷インピーダンスが当初の設計に
比べ大きく変化している。このため、適切な整合を行わ
ないと、伝送損が大きくなる等の問題を生じるからであ
る。整合器は、図1には示されていないが、例えば、分
岐部13よりも入力側の伝送路1上にスタブ整合回路等
を設けることで達成される。また、上記実施例におい
て、請求項8に記載されているように伝送路1上にアイ
ソレータが配置されているとさらに望ましい結果が得ら
れる。即ち、アイソレータを伝送路1に配置して反射波
がマイクロ発振器に戻らないようすることで、発振器の
寿命を長くすることができる。尚、このアイソレータ
は、上記整合器が配置される場合には、整合器よりも入
力側(マイクロ波発振器に近い側)の伝送路1上に配置
することが望ましい。
In the above embodiment, as described in claim 7, the transmission line 1 on the input side of the plasma formation region 7 is provided.
Placing a matcher on top provides even more desirable results. That is, although the matching device is frequently used in a normal microwave transmission circuit, since the gas pipe 21 made of an insulating material is penetrated through the branched rectangular waveguide 12 as in the present embodiment, a load is not required. The impedance has changed greatly compared to the original design. Therefore, unless proper matching is performed, there arises a problem that transmission loss increases. Although not shown in FIG. 1, the matching unit is achieved by providing a stub matching circuit or the like on the transmission line 1 on the input side of the branching unit 13, for example. Further, in the above-mentioned embodiment, when the isolator is arranged on the transmission line 1 as described in claim 8, further desirable result is obtained. That is, by disposing the isolator on the transmission line 1 so that the reflected wave does not return to the micro oscillator, the life of the oscillator can be extended. When the matching unit is arranged, this isolator is preferably arranged on the transmission line 1 on the input side (the side closer to the microwave oscillator) than the matching unit.

【0023】次に、本願発明の第二実施例について説明
する。図3は、本願発明の第二実施例を示す斜視概略図
である。前述の第一実施例が伝送路の終端を二分岐させ
たものであったのに対し、この第二実施例では四分岐さ
ている点が異なる。以下、説明の重複を避けつつ、この
第二実施例について詳述する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic perspective view showing a second embodiment of the present invention. The above-described first embodiment has a structure in which the end of the transmission path is branched into two, whereas the second embodiment is different in that it is branched into four. Hereinafter, the second embodiment will be described in detail while avoiding duplication of description.

【0024】第二実施例では、第一実施例と同様に、矩
形導波管11よりなる伝送路1によってマイクロ波が伝
送される。そして、この矩形導波管11の終端は、図3
に示すように分岐部13になっていて二つの分岐矩形導
波管12に分岐している。この分岐部13は、具体的に
はH面対称T分岐であり、伝送されたマイクロ波が二つ
の分岐矩形導波管12に同相で分岐するようになってい
る。二つの分岐矩形導波管12は、図3に示すように二
つのコーナ又はベントを形成してコ状に形成されてい
て、その各々の終端が上記分岐部13の下方で向かい合
っている。そして、その向かい合っている各々の終端が
さらににH面対称T分岐しており、各々二つの四分岐導
波管14が接続されて上記矩形導波管11の方向に延び
ている。このため、分岐矩形導波管12を経由して送ら
れたマイクロ波は、接続部141の部分から同相で各々
の四分岐導波管14に分岐して進み、四分岐導波管14
の終端短絡板に達するようになっている。
In the second embodiment, as in the first embodiment, microwaves are transmitted by the transmission line 1 composed of the rectangular waveguide 11. The end of this rectangular waveguide 11 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the branch portion 13 is formed and is branched into two branched rectangular waveguides 12. Specifically, the branching section 13 is an H-plane symmetric T-branch, and the transmitted microwave is branched into two branch rectangular waveguides 12 in phase. As shown in FIG. 3, the two branched rectangular waveguides 12 are formed in a U shape by forming two corners or vents, and the ends of each of them are opposed to each other below the branch portion 13. Further, each of the ends facing each other further has an H-plane symmetric T-branch, and two four-branch waveguides 14 are connected to each other and extend in the direction of the rectangular waveguide 11. Therefore, the microwaves sent through the branched rectangular waveguide 12 branch from the portion of the connection portion 141 to the respective four-branched waveguides 14 in the same phase and proceed to the four-branched waveguides 14
It is designed to reach the terminal short-circuit plate.

【0025】一方、この第二実施例においても、第一実
施例と同様のガスパイプ21が採用されている。このガ
スパイプ21は、各々の四分岐導波管14に貫通し合計
4本用いられている。各々のガスパイプ21は、前記実
施例と同様に、各々の四分岐導波管14内の定在波の腹
の位置において貫通している。より一般的にいうと、四
分岐導波管14の終端短絡板の位置からほぼ(λ/4)
+(2/λ)×mの距離だけ入力側の位置が貫通位置で
ある。尚、λはマイクロ波の共振波長であり、mは正の
整数である。4つの四分岐導波管14は全く同様に構成
されており、従って、本実施例では同様に動作する四つ
のプラズマ形成領域7が配置されていることになる。ま
た、この第二実施例におけるガス導入系2は、四本のガ
スパイプ21にプラズマ形成用ガスを導入するものであ
る以外は、第一実施例におけるものと同様である。尚、
一本のガス移送用のパイプを四分岐させて四本のガスパ
イプ21を接続してもよいが、コンダクタンスが低下す
る恐れがある場合には、独立した二つ又は四つのガス導
入系2を用いてもよいであろう。
On the other hand, also in this second embodiment, the same gas pipe 21 as in the first embodiment is adopted. This gas pipe 21 penetrates each of the four-branch waveguides 14 and a total of four gas pipes are used. Each gas pipe 21 penetrates in the position of the antinode of the standing wave in each four-branch waveguide 14, as in the above-described embodiment. More generally, from the position of the terminal short-circuit plate of the four-branch waveguide 14, it is approximately (λ / 4).
The position on the input side is the penetration position by a distance of + (2 / λ) × m. It should be noted that λ is the resonance wavelength of the microwave and m is a positive integer. The four four-branch waveguides 14 are constructed in exactly the same manner, so that in this embodiment, four plasma forming regions 7 that operate similarly are arranged. Further, the gas introduction system 2 in the second embodiment is the same as that in the first embodiment except that the gas for plasma formation is introduced into the four gas pipes 21. still,
One gas transfer pipe may be branched into four and four gas pipes 21 may be connected. However, if the conductance may be reduced, two or four independent gas introduction systems 2 may be used. May be

【0026】本実施例においても、ガイド手段は、各々
のガスパイプ21の下側に延びる延長部211によって
構成され、四分岐導波管14への貫通部分で生じたイオ
ンや中性活性種をそのまま下方の処理容器5まで運ぶも
のである。そして、四本のガスパイプ21の延長部21
1も、前述の第一実施例と同様に、処理容器5の内部の
基板30の表面に対して均等な位置になっている。即
ち、各延長部211の下端の処理容器5に対する接続位
置は、基板30の中心軸を中心にして対称な位置(より
具体的には正方形の頂点の位置)になっている。このた
め、この第二実施例においても、それぞれの延長部21
1にガイドされたイオンや中性活性種が、処理容器5の
内部において均一に拡散して基板30に到達するように
なっている。その他の各部の構成要素は、前述の第一実
施例と同様であるので説明は省略する。
Also in the present embodiment, the guide means is constituted by the extension portion 211 extending to the lower side of each gas pipe 21, and the ions and neutral active species generated at the penetrating portion to the four-branch waveguide 14 are kept as they are. It is carried to the processing container 5 below. And the extension 21 of the four gas pipes 21
Similarly to the first embodiment described above, the number 1 is evenly positioned with respect to the surface of the substrate 30 inside the processing container 5. That is, the lower end of each extension portion 211 is connected to the processing container 5 at a symmetrical position (more specifically, a square vertex position) with respect to the central axis of the substrate 30. Therefore, also in this second embodiment, each extension 21
The ions and neutral active species guided by 1 uniformly diffuse inside the processing container 5 and reach the substrate 30. The other constituent elements of each part are the same as those in the above-described first embodiment, and therefore description thereof will be omitted.

【0027】上記構成に係る第二実施例の装置では、伝
送されたマイクロ波が分岐部13でH面対称T分岐され
て二つの分岐矩形導波管12まで分岐伝送される。その
後、接続部141で再びH面対称T分岐されて四つの四
分岐導波管14まで伝送される。そして、伝送されたマ
イクロ波は、四本のガスパイプ21の各々の壁面を通過
して内部のプラズマ形成用ガスに結合し、プラズマ形成
用ガスをプラズマ状態にする。この結果、プラズマによ
り生成されたイオンや中性活性種は、各々のガスパイプ
21の延長部211にガイドされて処理容器5に進入
し、処理容器5の内部を均一に拡散して基板30に達
し、基板30の表面を均一に処理する。以上説明した第
二実施例においても、伝送路1における整合器やアイソ
レータの採用は、第一実施例と同様に好適な結果をもた
らす。第二実施例における整合器は分岐部13より入力
側に配置すると良いし、アイソレータは、負荷としての
四分岐導波管14よりも入力側に配置するとよい。
In the device of the second embodiment having the above-mentioned configuration, the transmitted microwave is branched into H plane symmetry T at the branching portion 13 and is branched and transmitted to the two branched rectangular waveguides 12. After that, the H-plane symmetric T-branch is again branched at the connecting portion 141 and transmitted to the four four-branch waveguides 14. Then, the transmitted microwaves pass through the respective wall surfaces of the four gas pipes 21 and are combined with the internal plasma forming gas, so that the plasma forming gas is brought into a plasma state. As a result, the ions and neutral active species generated by the plasma are guided by the extension portions 211 of the respective gas pipes 21 and enter the processing container 5, uniformly diffuse inside the processing container 5 and reach the substrate 30. , The surface of the substrate 30 is uniformly processed. Also in the second embodiment described above, the use of the matching device or the isolator in the transmission line 1 brings about the same preferable result as in the first embodiment. The matching device in the second embodiment may be arranged on the input side of the branch portion 13, and the isolator may be arranged on the input side of the four-branch waveguide 14 as a load.

【0028】上記二つの実施例においては、基板処理の
均一性を達成するガイド手段の均等配置として、延長部
211の端面が同一平面上で中心対称的に配置される例
について説明したが、色々な構成が採用し得る。図4
は、ガイド手段の均等配置についての他の例の説明図で
あり、図5に示す従来の装置のように半球状のチャンバ
ーが採用されている場合の例である。尚、図4中、
(A)が側断面,(B)が平面図である。この例では、
チャンバー(ベルジャーと呼ばれる場合もある。)6
は、その周面に複数の導入孔61が同じ高さの位置に形
成されており、各延長部211の端面は、各々導入孔6
1の部分に接続される。そして、図4(B)に示すよう
に、各導入孔61は、中心線62を中心にして線対称状
に配置されており、各延長部211の端面が中心対称配
置されるようになっている。尚、中心線62が、不図示
の基板の表面の中心から立てた垂線と一致するよう構成
されることは勿論である。
In the above-mentioned two embodiments, as the uniform arrangement of the guide means for achieving the uniformity of the substrate processing, the example in which the end faces of the extension portions 211 are arranged symmetrically on the same plane is described. Any configuration can be adopted. Figure 4
[FIG. 8] is an explanatory view of another example of the uniform arrangement of the guide means, which is an example in which a hemispherical chamber is adopted as in the conventional apparatus shown in FIG. In addition, in FIG.
(A) is a side sectional view and (B) is a plan view. In this example,
Chamber (sometimes called a bell jar) 6
Has a plurality of introduction holes 61 formed at the same height on the circumferential surface thereof, and the end surface of each extension portion 211 has the introduction holes 6 respectively.
It is connected to part 1. Then, as shown in FIG. 4B, the introduction holes 61 are arranged in line symmetry around the center line 62, and the end faces of the extension portions 211 are arranged in center symmetry. There is. It is needless to say that the center line 62 is configured so as to coincide with a perpendicular line that stands up from the center of the surface of the substrate (not shown).

【0029】最後に、請求項6の構成の実施例について
説明する。上述した二つの実施例は、いずれも、伝送さ
れたマイクロ波を分岐させて利用するものであった。こ
れは、マイクロ波発振器を一つにして装置全体をコンパ
クトできるとともに装置のコストが安価になるという効
果を持っている。しかしながら、プラズマ形成領域7の
数に対応させて複数のマイクロ波発振器を用いるように
し、各々のマイクロ波発振器で発振したマイクロ波を、
対応する各々のプラズマ形成領域7にそれぞれ伝送する
ように構成してもよい。このように構成すると、矩形分
岐導波管12又は四分岐導波管14に伝送されるマイク
ロ波の電力はより強力なものとなるので、高密度のプラ
ズマによって豊富なイオンや中性中性活性種を得て効率
良く処理を行うことができる。尚、この実施例の場合に
は、伝送路1は、例えば複数の導波管を並列させて配置
することにより構成される。
Finally, an embodiment of the constitution of claim 6 will be described. In both of the above-mentioned two embodiments, the transmitted microwave is branched and used. This has the effect that the microwave oscillator can be made one and the whole device can be made compact, and the cost of the device can be reduced. However, a plurality of microwave oscillators are used corresponding to the number of plasma formation regions 7, and the microwaves oscillated by the respective microwave oscillators are
It may be configured to transmit to each corresponding plasma forming region 7. With this structure, the microwave power transmitted to the rectangular branch waveguide 12 or the four-branch waveguide 14 becomes stronger, so that a high density of plasma causes abundant ions and neutral neutral activity. Seeds can be obtained and processed efficiently. In the case of this embodiment, the transmission line 1 is configured by arranging a plurality of waveguides in parallel, for example.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明した通り、本願の請求項1に記
載の発明では、基板に対向した複数の位置においてプラ
ズマ形成用ガスにマイクロ波を結合させてプラズマを形
成し、この複数のプラズマで生成されたイオンや中性中
性活性種をガイド手段で均一に引き出して利用するの
で、均一な基板処理が可能になる。また、請求項2又は
3に記載の発明では、上記請求項1の効果に加え、伝送
されたマイクロ波を効率良く利用してプラズマを形成す
ることができるので、処理の効率性の向上が図れるとい
う効果が得られる。また、請求項4に記載の発明では、
上記請求項2又は3の効果に加え、ガイド手段が各々の
ガスパイプの延長部で構成されているので、簡易な構造
の装置になるという効果が得られる。また請求項5に記
載の発明では、上記請求項1,2,3又は4の効果に加
え、マイクロ波発振器の個数を少なくことができるの
で、安価でコンパクトな装置にすることができるという
効果が得られる。また請求項6に記載の発明では、上記
請求項1,2,3又は4の効果に加え、より強力なマイ
クロ波をプラズマ形成用ガスに結合させることができる
ので、豊富なイオンや中性中性活性種を得て効率良く処
理を行うことができるという効果が得られる。さらに、
請求項7に記載の発明では、上記請求項1,2,3,
4,5又は6の効果に加え、マイクロ波の伝送路におけ
る伝送損等が低減されるため、この点で効率の良い処理
が可能となるという効果が得られる。さらに、請求項8
に記載の発明では、上記請求項1,2,3,4,5,6
又は7の効果に加え、マイクロ波の反射波がマイクロ波
発振器に戻らないようになるため、発振器の寿命がマイ
クロ波の伝送状態が安定したものとなり、安定した処理
が行えるという効果が得られる。
As described above, in the invention described in claim 1 of the present application, microwaves are coupled to the plasma forming gas at a plurality of positions facing the substrate to form plasma, and the plasma is generated by the plurality of plasmas. Since the generated ions and neutral neutral active species are uniformly extracted and used by the guide means, uniform substrate processing becomes possible. Further, in the invention described in claim 2 or 3, in addition to the effect of claim 1, plasma can be formed by efficiently utilizing the transmitted microwaves, so that the efficiency of processing can be improved. The effect is obtained. In the invention according to claim 4,
In addition to the effect of claim 2 or 3, the guide means is formed by the extension of each gas pipe, so that an effect is obtained that the device has a simple structure. In addition, in the invention described in claim 5, in addition to the effect of claim 1, 2, 3 or 4, the number of microwave oscillators can be reduced, so that there is an effect that an inexpensive and compact device can be obtained. can get. Further, in the invention of claim 6, in addition to the effect of claim 1, 2, 3 or 4, more powerful microwave can be coupled to the plasma forming gas, so that abundant ions and neutral neutral The effect that the sexually active species can be obtained and the treatment can be efficiently performed is obtained. further,
In the invention according to claim 7, the above-mentioned claims 1, 2, 3,
In addition to the effects of 4, 5, or 6, transmission loss and the like in the microwave transmission path are reduced, and therefore, an effect that efficient processing is possible in this respect is obtained. Further, claim 8
In the invention described in claim 1, the above-mentioned claims 1, 2, 3, 4, 5, 6
In addition to the effect of 7 or 7, since the reflected wave of the microwave does not return to the microwave oscillator, the life of the oscillator becomes stable in the microwave transmission state, and stable processing can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本願発明の第一実施例を示す斜視概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施例におけるガスパイプの貫通部分の
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view of a penetrating portion of a gas pipe in the embodiment of FIG.

【図3】本願発明の第二実施例を示す斜視概略図であ
る。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a second embodiment of the present invention.

【図4】ガイド手段の均等配置についての他の例の説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of another example of uniform arrangement of guide means.

【図5】従来のプラズマ処理装置の一例の概略説明図で
ある。
FIG. 5 is a schematic explanatory view of an example of a conventional plasma processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 伝送路 11 矩形導波管 12 分岐矩形導波管 122 終端短絡板 13 分岐部 14 四分岐導波管 2 ガス導入系 21 ガスパイプ 211 延長部 3 基板ホルダ 30 基板 5 処理容器 7 プラズマ形成領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission line 11 Rectangular waveguide 12 Branch rectangular waveguide 122 Termination short-circuiting plate 13 Branch part 14 Four branch waveguide 2 Gas introduction system 21 Gas pipe 211 Extension part 3 Substrate holder 30 Substrate 5 Processing container 7 Plasma formation region

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─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年7月31日[Submission date] July 31, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0022[Name of item to be corrected] 0022

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0022】 上記実施例において、請求項7に記載さ
れているように、プラズマ形成領域7の入力側の伝送路
1上に整合器を配置すると、さらに望ましい結果が得ら
れる。即ち、整合器は通常のマイクロ波伝送回路でも頻
繁に用いられているものであるが、本実施例のように導
波管の内部にプラズマを形成するとインピーダンスが大
きく変化するため、そのインピーダンスの変化を補正す
る目的で整合器を配置すると、さらに望ましい結果が得
られる。整合器は、図1には示されていないが、例え
ば、分岐部13よりも入力側の伝送路1上にスタブ整合
回路等を設けることで達成される。また、上記実施例に
おいて、請求項8に記載されているように伝送路1上に
アイソレータが配置されているとさらに望ましい結果が
得られる。即ち、アイソレータを伝送路1に配置して反
射波がマイクロ発振器に戻らないようすることで、発振
器の寿命を長くすることができる。尚、このアイソレー
タは、上記整合器が配置される場合には、整合器よりも
入力側(マイクロ波発振器に近い側)の伝送路1上に配
置することが望ましい。
In the above embodiment, as described in claim 7, if a matching device is arranged on the transmission line 1 on the input side of the plasma formation region 7, further desirable results can be obtained. That is, although the matching device is frequently used in a normal microwave transmission circuit, when plasma is formed inside the waveguide as in the present embodiment, the impedance changes greatly, so that the impedance changes. Placing a matcher for the purpose of compensating for ## EQU1 ## produces even more desirable results. Although not shown in FIG. 1, the matching unit is achieved by providing a stub matching circuit or the like on the transmission line 1 on the input side of the branching unit 13, for example. Further, in the above-mentioned embodiment, when the isolator is arranged on the transmission line 1 as described in claim 8, further desirable result is obtained. That is, by disposing the isolator on the transmission line 1 so that the reflected wave does not return to the micro oscillator, the life of the oscillator can be extended. When the matching unit is arranged, this isolator is preferably arranged on the transmission line 1 on the input side (the side closer to the microwave oscillator) than the matching unit.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0027[Name of item to be corrected] 0027

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0027】 上記構成に係る第二実施例の装置では、
伝送されたマイクロ波が分岐部13でH面対称T分岐さ
れて二つの分岐矩形導波管12まで分岐伝送される。そ
の後、接続部141で再びH面対称T分岐されて四つの
四分岐導波管14まで伝送される。そして、伝送された
マイクロ波は、四本のガスパイプ21の各々の壁面を通
過して内部のプラズマ形成用ガスに結合し、プラズマ形
成用ガスをプラズマ状態にする。この結果、プラズマに
より生成されたイオンや中性活性種は、各々のガスパイ
プ21の延長部211にガイドされて処理容器5に進入
し、処理容器5の内部を均一に拡散して基板30に達
し、基板30の表面を均一に処理する。以上説明した第
二実施例においても、伝送路1における整合器やアイソ
レータの採用は、第一実施例と同様に好適な結果をもた
らす。整合器は前述の通りプラズマの形成によるインピ
ーダンスの変化を補正するのが主な目的であるから、各
々のプラズマ形成領域の入力側に一つずつ設ける必要が
ある。即ち、各四分岐導波管14のガスパイプ21の貫
通部分よりも入力側の位置に、整合器が一つずつ配置さ
れる。また、アイソレータは前述の通りマイクロ波発振
器を保護するものであるから、整合器が配置される場合
には整合器よりも入力側の伝送路1上に、整合器が配置
されない場合には負荷よりも入力側の伝送路1上に一つ
配置されれば足りる。即ち、図示しないマイクロ波発振
器と分岐部13とを繋ぐ矩形導波管11に、一つのアイ
ソレータが配置される。
In the device of the second embodiment having the above configuration,
The transmitted microwave is branched into H plane symmetry T at the branching portion 13 and is branched and transmitted to the two branched rectangular waveguides 12. After that, the H-plane symmetric T-branch is again branched at the connecting portion 141 and transmitted to the four four-branch waveguides 14. Then, the transmitted microwaves pass through the respective wall surfaces of the four gas pipes 21 and are combined with the internal plasma forming gas, so that the plasma forming gas is brought into a plasma state. As a result, the ions and neutral active species generated by the plasma are guided by the extension portions 211 of the respective gas pipes 21 and enter the processing container 5, uniformly diffuse inside the processing container 5 and reach the substrate 30. , The surface of the substrate 30 is uniformly processed. Also in the second embodiment described above, the use of the matching device or the isolator in the transmission line 1 brings about the same preferable result as in the first embodiment. Since the main purpose of the matching device is to correct the change in impedance due to the formation of plasma as described above, it is necessary to provide one matching device on each input side of each plasma formation region. That is, one matching device is arranged at a position closer to the input side than the penetrating portion of the gas pipe 21 of each four-branch waveguide 14. Further, since the isolator protects the microwave oscillator as described above, when the matching device is arranged, the isolator is provided on the transmission line 1 on the input side of the matching device, and when the matching device is not arranged, the isolator is connected to the load. Also, it is sufficient if one is arranged on the transmission line 1 on the input side. That is, one isolator is arranged in the rectangular waveguide 11 that connects the microwave oscillator (not shown) and the branch portion 13.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/027 21/302 A 9277−4M ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 21/027 21/302 A 9277-4M

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マイクロ波発振器と、このマイクロ波発
振器が発振したマイクロ波を伝送する伝送路と、プラズ
マ形成用ガスを導くガス導入系と、基板を保持する基板
ホルダとを具備し、プラズマ形成用ガスにマイクロ波が
結合してプラズマが形成される領域であるプラズマ形成
領域が基板に対向した位置において複数形成されるよう
に、前記伝送路は、基板に対向した複数のプラズマ形成
領域の各々までマイクロ波を導くものであり、前記ガス
導入系は、これらのプラズマ形成領域の各々にプラズマ
形成用ガスを導くものであり、さらに、各々のプラズマ
形成領域で生成されたイオン又は中性活性種を前記基板
ホルダに保持された基板に導く複数のガイド手段が、処
理する基板の表面に対して均等な位置に設けられている
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
1. A microwave generator comprising: a microwave oscillator; a transmission path for transmitting microwaves oscillated by the microwave oscillator; a gas introduction system for guiding a plasma forming gas; and a substrate holder for holding a substrate. Each of the plurality of plasma forming regions facing the substrate is formed so that a plurality of plasma forming regions, which are regions where microwaves are coupled to the working gas and plasma is formed, are formed at positions facing the substrate. To introduce microwaves to the plasma forming region, and the gas introducing system guides a plasma forming gas to each of these plasma forming regions. A plurality of guide means for guiding the substrate to the substrate held by the substrate holder are provided at even positions with respect to the surface of the substrate to be processed. Plasma processing device.
【請求項2】 前記伝送路は、前記マイクロ波発振器に
接続されるとともに終端が終端短絡板で短絡された矩形
導波管で形成され、前記ガス導入系は、複数のガスパイ
プの内部にプラズマ形成用ガスを導入するものであり、
さらに各々のガスパイプは、前記導波管内の定在波の腹
の位置において導波管に貫通するようにして配置されて
この貫通した部分のガスパイプが前記プラズマ形成領域
を形成しているとともに、少なくともこの貫通した部分
のガスパイプは絶縁性であることを特徴とする請求項1
に記載のプラズマ処理装置。
2. The transmission line is formed of a rectangular waveguide which is connected to the microwave oscillator and whose end is short-circuited by a terminal shorting plate, and the gas introduction system forms plasma inside a plurality of gas pipes. To introduce a gas for use,
Further, each of the gas pipes is arranged so as to penetrate the waveguide at the position of the antinode of the standing wave in the waveguide, and the gas pipe of the penetrated portion forms the plasma formation region, and at least The gas pipe of the penetrating portion is insulative.
The plasma processing apparatus according to.
【請求項3】 前記伝送路を形成する矩形導波管の終端
には、分岐矩形導波管が接続されて複数に分岐し、前記
ガスパイプが各々の分岐した導波管に貫通して配置され
ていることを特徴とする請求項2に記載のプラズマ処理
装置。
3. A branched rectangular waveguide is connected to the end of the rectangular waveguide forming the transmission line to branch into a plurality of parts, and the gas pipe is arranged to penetrate each branched waveguide. The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the plasma processing apparatus is a plasma processing apparatus.
【請求項4】 前記複数のガスパイプは、前記導波管又
は空洞共振器に貫通した部分より下流側に延びる延長部
が、前記基板の表面に向けて形成されて前記ガイド手段
を構成しており、各々のガスパイプの延長部は、前記基
板に対して均等な配置になっていることを特徴とする請
求項2又は3に記載のプラズマ処理装置。
4. The plurality of gas pipes each have an extension portion extending downstream from a portion penetrating the waveguide or the cavity resonator toward the surface of the substrate to form the guide means. The plasma processing apparatus according to claim 2 or 3, wherein the extension portions of the respective gas pipes are evenly arranged with respect to the substrate.
【請求項5】 前記伝送路は、マイクロ波を分岐させる
分岐部を有し、一つのマイクロ波発振器から発振された
マイクロ波を分岐させて前記複数のプラズマ形成領域に
伝送するものであることを特徴とする請求項1,2,3
又は4に記載のプラズマ処理装置。
5. The transmission path has a branching portion for branching a microwave, and branches the microwave oscillated from one microwave oscillator to transmit the microwave to the plurality of plasma formation regions. Claims 1, 2, 3 characterized
Or the plasma processing apparatus of item 4.
【請求項6】 前記マイクロ波発振器は前記プラズマ形
成領域の数に対応させて複数配置され、前記伝送路は、
各々のマイクロ波発振器に対応する各々のプラズマ形成
領域にマイクロ波を伝送するものであることを特徴とす
る請求項1,2,3又は4に記載のプラズマ処理装置。
6. A plurality of the microwave oscillators are arranged corresponding to the number of the plasma formation regions, and the transmission lines are
5. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the microwave is transmitted to each plasma formation region corresponding to each microwave oscillator.
【請求項7】 前記プラズマ形成領域の入力側の前記伝
送路上に整合器が配置されていることを特徴とする請求
項1,2,3,4,5又は6に記載のプラズマ処理装
置。
7. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a matching device is arranged on the transmission line on the input side of the plasma formation region.
【請求項8】 前記伝送路上に、アイソレータが配置さ
れていることを特徴とする請求項1,2,3,4,5,
6又は7に記載のプラズマ処理装置。
8. An isolator is arranged on the transmission line.
The plasma processing apparatus according to 6 or 7.
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