JPH11111493A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH11111493A JPH11111493A JP9264630A JP26463097A JPH11111493A JP H11111493 A JPH11111493 A JP H11111493A JP 9264630 A JP9264630 A JP 9264630A JP 26463097 A JP26463097 A JP 26463097A JP H11111493 A JPH11111493 A JP H11111493A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大面積の均一処理が可能なプラズマ処理装置
を提供すること。 【解決手段】 マイクロ波分配器27は、導波管23と略同
じ幅の導入部27a と、２股に分岐しており、夫々が斜め
に延びる分岐部27b と、分岐部27b の各先端からマイク
ロ波進行方向に平行延びる平行部27c と、誘電体線路28
と略同じ幅の分割部27d とを有する。導入部27a と分岐
部27b との境界部中央（分岐点）にはスタブ27e が設け
られている。分割部27d は、マイクロ波進行方向に延び
る仕切り板27f, 27g, 27g にて４つに均等に仕切られて
いる。マイクロ波分配器27の各部は、ｎ・λg/４ (n:正
の整数）の長さであり、共振器構造をなす。３枚の仕切
り板29で仕切られた領域には、誘電体線路28を構成する
フッ素樹脂製の４枚の矩形板28a, 28a, 28a, 28aが嵌合
されている。導波管23の幅Ｗと平行部27c の幅Ｗc と分
割された各領域の幅Ｗd とは、略等しいことが望まし
い。
を提供すること。 【解決手段】 マイクロ波分配器27は、導波管23と略同
じ幅の導入部27a と、２股に分岐しており、夫々が斜め
に延びる分岐部27b と、分岐部27b の各先端からマイク
ロ波進行方向に平行延びる平行部27c と、誘電体線路28
と略同じ幅の分割部27d とを有する。導入部27a と分岐
部27b との境界部中央（分岐点）にはスタブ27e が設け
られている。分割部27d は、マイクロ波進行方向に延び
る仕切り板27f, 27g, 27g にて４つに均等に仕切られて
いる。マイクロ波分配器27の各部は、ｎ・λg/４ (n:正
の整数）の長さであり、共振器構造をなす。３枚の仕切
り板29で仕切られた領域には、誘電体線路28を構成する
フッ素樹脂製の４枚の矩形板28a, 28a, 28a, 28aが嵌合
されている。導波管23の幅Ｗと平行部27c の幅Ｗc と分
割された各領域の幅Ｗd とは、略等しいことが望まし
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマを使用し
てエッチング、アッシング、ＣＶＤ等の処理を行うプラ
ズマ処理装置に関する。
てエッチング、アッシング、ＣＶＤ等の処理を行うプラ
ズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】反応ガスに外部からエネルギを与えた際
に発生するプラズマはＬＳＩ、ＬＣＤの製造におけるエ
ッチング、アッシング、ＣＶＤ等の処理において広く用
いられている。特にプラズマを用いたドライエッチング
技術は必要不可欠な基本技術となっている。
に発生するプラズマはＬＳＩ、ＬＣＤの製造におけるエ
ッチング、アッシング、ＣＶＤ等の処理において広く用
いられている。特にプラズマを用いたドライエッチング
技術は必要不可欠な基本技術となっている。
【０００３】一般にプラズマを発生させるための励起手
段としては、2.45ＧＨｚのマイクロ波を用いる場合と、
13.56ＧＨｚのＲＦ（Radio Frequency)を用いる場合と
がある。マイクロ波を用いた場合は、ＲＦを用いた場合
よりも高密度のプラズマが得られる、プラズマ発生のた
めに電極を必要としないためにコンタミネーションを防
止することができる、等の利点がある。しかしながら比
較的大面積の領域に均一な密度でプラズマを発生させる
ことは困難であるという欠点を有するために、大径の半
導体基板、又はＬＣＤ用のガラス基板の処理を行うに
は、この点を克服する必要がある。
段としては、2.45ＧＨｚのマイクロ波を用いる場合と、
13.56ＧＨｚのＲＦ（Radio Frequency)を用いる場合と
がある。マイクロ波を用いた場合は、ＲＦを用いた場合
よりも高密度のプラズマが得られる、プラズマ発生のた
めに電極を必要としないためにコンタミネーションを防
止することができる、等の利点がある。しかしながら比
較的大面積の領域に均一な密度でプラズマを発生させる
ことは困難であるという欠点を有するために、大径の半
導体基板、又はＬＣＤ用のガラス基板の処理を行うに
は、この点を克服する必要がある。
【０００４】そこで例えば本出願人が特開昭62−5600号
公報にて提案している、誘電体線路を利用したプラズマ
処理装置が知られている。この装置は、反応室の上壁を
マイクロ波の透過が可能な耐熱性板で封止し、その上方
にマイクロ波を導入するための誘電体線路を設けた構成
を有し、大面積に均一にマイクロ波プラズマを発生させ
ることが可能である。
公報にて提案している、誘電体線路を利用したプラズマ
処理装置が知られている。この装置は、反応室の上壁を
マイクロ波の透過が可能な耐熱性板で封止し、その上方
にマイクロ波を導入するための誘電体線路を設けた構成
を有し、大面積に均一にマイクロ波プラズマを発生させ
ることが可能である。
【０００５】図４はこのプラズマ処理装置を示す模式的
断面図であり、図５は模式的横断面図である。図中１
は、Ａｌ等の金属からなる円筒状の反応容器であり、そ
の内部に反応室２を構成している。反応室２の上部は、
耐熱性及びマイクロ波透過性を有しており、しかも誘電
損失が小さい石英ガラス（ＳｉＯ2 ）、アルミナ（Ａｌ
2 Ｏ3 ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の誘電体板か
らなるマイクロ波導入窓４にて、気密状態に封止されて
いる。反応室２内には、マイクロ波導入窓４と対向する
位置に、被処理物である、例えば半導体基板Ｓを載置す
るためのステージ７が配設されており、ステージ７には
マッチングボックス８を介して高周波電源９が接続され
ている。また反応容器１の底壁には図示しない排気装置
に接続される排気口６が形成されており、また反応容器
１の一側壁には、反応室２へ所要の反応ガスを導入する
ためのガス導入口５が形成されている。
断面図であり、図５は模式的横断面図である。図中１
は、Ａｌ等の金属からなる円筒状の反応容器であり、そ
の内部に反応室２を構成している。反応室２の上部は、
耐熱性及びマイクロ波透過性を有しており、しかも誘電
損失が小さい石英ガラス（ＳｉＯ2 ）、アルミナ（Ａｌ
2 Ｏ3 ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の誘電体板か
らなるマイクロ波導入窓４にて、気密状態に封止されて
いる。反応室２内には、マイクロ波導入窓４と対向する
位置に、被処理物である、例えば半導体基板Ｓを載置す
るためのステージ７が配設されており、ステージ７には
マッチングボックス８を介して高周波電源９が接続され
ている。また反応容器１の底壁には図示しない排気装置
に接続される排気口６が形成されており、また反応容器
１の一側壁には、反応室２へ所要の反応ガスを導入する
ためのガス導入口５が形成されている。
【０００６】マイクロ波導入窓４の上方には、所定間隔
（エアギャップ20）を隔てて、図５に示す如き平面形状
を有する誘電体線路21が設けられており、その周囲は金
属板22にて囲われている。誘電体線路21の側方にはマイ
クロ波導波管23が連結されており、その先端にはマイク
ロ波発振器26が取り付けられている。誘電体線路21は、
マイクロ波導波管23に挿入された導入部211 と、マイク
ロ波導入窓４の上方に位置し、反応室２の平面形状を覆
い得る大きさの矩形部213 と、マイクロ波の進行方向に
関して対称なテーパ形状を有して矩形部213 と導入部21
1 とを結ぶテーパ部212 とを有する。
（エアギャップ20）を隔てて、図５に示す如き平面形状
を有する誘電体線路21が設けられており、その周囲は金
属板22にて囲われている。誘電体線路21の側方にはマイ
クロ波導波管23が連結されており、その先端にはマイク
ロ波発振器26が取り付けられている。誘電体線路21は、
マイクロ波導波管23に挿入された導入部211 と、マイク
ロ波導入窓４の上方に位置し、反応室２の平面形状を覆
い得る大きさの矩形部213 と、マイクロ波の進行方向に
関して対称なテーパ形状を有して矩形部213 と導入部21
1 とを結ぶテーパ部212 とを有する。
【０００７】このように構成されたプラズマ処理装置に
て、被処理物である、例えば半導体基板Ｓの表面にエッ
チング処理を施す場合、先ず排気口６から排気を行って
反応室２内を所要の真空度、圧力に設定した後、ガス供
給管５から反応ガスを供給する。次いでマイクロ波発振
器26においてマイクロ波を発振させ、導波管23を介して
誘電体線路21へ導入する。導入部211 から導入されたマ
イクロ波は、テーパ部212 を伝搬し、さらに矩形部213
内で拡がる。
て、被処理物である、例えば半導体基板Ｓの表面にエッ
チング処理を施す場合、先ず排気口６から排気を行って
反応室２内を所要の真空度、圧力に設定した後、ガス供
給管５から反応ガスを供給する。次いでマイクロ波発振
器26においてマイクロ波を発振させ、導波管23を介して
誘電体線路21へ導入する。導入部211 から導入されたマ
イクロ波は、テーパ部212 を伝搬し、さらに矩形部213
内で拡がる。
【０００８】このときマイクロ波はその進行方向へ伝搬
すると共に、矩形部213 の両縁部を囲う金属板22で反射
され、誘電体線路21（矩形部213 ）内に定在波を形成す
る。このようにマイクロ波が誘電体線路21を往復して伝
搬する間に、誘電体線路21の下方に漏れ電界が形成さ
れ、この漏れ電界が、下面垂直方向に指数関数的に減衰
しながら、マイクロ波導入窓４を透過して反応室２内へ
導かれる。この電界によって反応室２でプラズマが生成
されると、そのエネルギによって反応ガスがイオン、ラ
ジカル等の活性ガスに変化し、この活性ガスによりステ
ージ７上の半導体基板Ｓの表面に例えばエッチング等の
処理が施される。
すると共に、矩形部213 の両縁部を囲う金属板22で反射
され、誘電体線路21（矩形部213 ）内に定在波を形成す
る。このようにマイクロ波が誘電体線路21を往復して伝
搬する間に、誘電体線路21の下方に漏れ電界が形成さ
れ、この漏れ電界が、下面垂直方向に指数関数的に減衰
しながら、マイクロ波導入窓４を透過して反応室２内へ
導かれる。この電界によって反応室２でプラズマが生成
されると、そのエネルギによって反応ガスがイオン、ラ
ジカル等の活性ガスに変化し、この活性ガスによりステ
ージ７上の半導体基板Ｓの表面に例えばエッチング等の
処理が施される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】エッチング、アッシン
グ等の処理を被処理物Ｓに対して均一に行うには、反応
室２内に均一にプラズマが生成されることが必要であ
り、そのためにはマイクロ波の進行方向において強度が
均一な単一モードの電界をプラズマ発生領域に形成する
必要がある。しかしながら、その縁部がテーパ形状をな
すテーパ部212 を有する誘電体線路21を使用した場合
は、以下に述べるような問題点がある。
グ等の処理を被処理物Ｓに対して均一に行うには、反応
室２内に均一にプラズマが生成されることが必要であ
り、そのためにはマイクロ波の進行方向において強度が
均一な単一モードの電界をプラズマ発生領域に形成する
必要がある。しかしながら、その縁部がテーパ形状をな
すテーパ部212 を有する誘電体線路21を使用した場合
は、以下に述べるような問題点がある。
【００１０】一般に、導波管23の幅は、反応室２の平面
視における直径よりも小さいために、導波管23の幅に対
応する導入部211 と、反応室２の直径に対応する矩形部
213との間の従来の整合部（テーパ部212 ）は、図５に
示す如く両縁部がテーパ状をなしている。このテーパ角
θは、マイクロ波の伝搬モードに影響を及ぼすため、装
置の小型化を図るために、テーパ角θを単純に大きくし
てテーパ部212 を短くし、被処理物Ｓに対する処理速度
の面内均一性が悪化することがある。
視における直径よりも小さいために、導波管23の幅に対
応する導入部211 と、反応室２の直径に対応する矩形部
213との間の従来の整合部（テーパ部212 ）は、図５に
示す如く両縁部がテーパ状をなしている。このテーパ角
θは、マイクロ波の伝搬モードに影響を及ぼすため、装
置の小型化を図るために、テーパ角θを単純に大きくし
てテーパ部212 を短くし、被処理物Ｓに対する処理速度
の面内均一性が悪化することがある。
【００１１】この原理について述べる。マイクロ波発振
器26において発振されたマイクロ波は、マイクロ波伝搬
形態の基本モードであるＴＥ10モードでマイクロ波導波
管23を伝搬し、誘電体線路21の導入部211 を経てテーパ
部212 を伝搬する間に、矩形部213 での伝搬モードが決
定される。ここでテーパ部212 のテーパを急峻にした
（テーパ角θを大きくした）場合は、基本モードである
ＴＥ10モードのマイクロ波が減衰し、複数の高次モード
（ＴＥ30モード、ＴＥ50モード等）が発生する。高次モ
ード（ＴＥ30モード又はＴＥ50モード）におけるマイク
ロ波の伝搬形態は、基本モード（ＴＥ10モード）のそれ
とは異なる位相を有するので、誘電体線路21における実
際の伝搬モードは、複数のモードが重ね合わされたもの
となる。
器26において発振されたマイクロ波は、マイクロ波伝搬
形態の基本モードであるＴＥ10モードでマイクロ波導波
管23を伝搬し、誘電体線路21の導入部211 を経てテーパ
部212 を伝搬する間に、矩形部213 での伝搬モードが決
定される。ここでテーパ部212 のテーパを急峻にした
（テーパ角θを大きくした）場合は、基本モードである
ＴＥ10モードのマイクロ波が減衰し、複数の高次モード
（ＴＥ30モード、ＴＥ50モード等）が発生する。高次モ
ード（ＴＥ30モード又はＴＥ50モード）におけるマイク
ロ波の伝搬形態は、基本モード（ＴＥ10モード）のそれ
とは異なる位相を有するので、誘電体線路21における実
際の伝搬モードは、複数のモードが重ね合わされたもの
となる。
【００１２】高次モードを含む複数モードが重ね合わさ
れた場合、マイクロ波は均一に伝搬されず、誘電体線路
21から漏洩する電界の強度分布も不均一になる。プラズ
マの生成には矩形部213 で生成された電界の強度分布が
直接影響するため、これが不均一である場合は反応室２
内で発生するプラズマも不均一になるという問題があ
る。従って装置の小型化のために、テーパを急峻にする
という単純な方法でテーパ部212 を短かくすることは、
処理の不均一を招来するのである。
れた場合、マイクロ波は均一に伝搬されず、誘電体線路
21から漏洩する電界の強度分布も不均一になる。プラズ
マの生成には矩形部213 で生成された電界の強度分布が
直接影響するため、これが不均一である場合は反応室２
内で発生するプラズマも不均一になるという問題があ
る。従って装置の小型化のために、テーパを急峻にする
という単純な方法でテーパ部212 を短かくすることは、
処理の不均一を招来するのである。
【００１３】本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたも
のであり、マイクロ波分配器で分配されたマイクロ波を
誘電体線路へ伝搬させる構成とすることにより、大型化
することなく、大面積の均一処理が可能なプラズマ処理
装置を提供することを目的とする。
のであり、マイクロ波分配器で分配されたマイクロ波を
誘電体線路へ伝搬させる構成とすることにより、大型化
することなく、大面積の均一処理が可能なプラズマ処理
装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
マイクロ波導波管を介して、マイクロ波進行方向に延び
る板状の誘電体線路へ導入されたマイクロ波によって電
界が生成され、該電界を使用してプラズマを発生させ、
被処理物に処理を施すプラズマ処理装置において、前記
マイクロ波導波管と前記誘電体線路との間に設けられて
おり、複数の分岐路を有するマイクロ波分配器を備え、
前記誘電体線路は、前記分岐路の先端から延びる複数の
矩形板で構成されており、該複数の矩形板の間は導電体
板で仕切られていることを特徴とする。
マイクロ波導波管を介して、マイクロ波進行方向に延び
る板状の誘電体線路へ導入されたマイクロ波によって電
界が生成され、該電界を使用してプラズマを発生させ、
被処理物に処理を施すプラズマ処理装置において、前記
マイクロ波導波管と前記誘電体線路との間に設けられて
おり、複数の分岐路を有するマイクロ波分配器を備え、
前記誘電体線路は、前記分岐路の先端から延びる複数の
矩形板で構成されており、該複数の矩形板の間は導電体
板で仕切られていることを特徴とする。
【００１５】マイクロ波分配器において、基本モードの
マイクロ波が各分岐路を伝搬し、誘電体線路を構成する
複数の矩形板へ導かれる。従ってマイクロ波発振源の数
を増やすことなく、誘電体線路を構成する複数の矩形板
から同位相の電界を供給することができる。また各矩形
板間は導電体板で仕切られているので、各矩形板を伝搬
するマイクロ波が互いに干渉することを防止することが
できる。
マイクロ波が各分岐路を伝搬し、誘電体線路を構成する
複数の矩形板へ導かれる。従ってマイクロ波発振源の数
を増やすことなく、誘電体線路を構成する複数の矩形板
から同位相の電界を供給することができる。また各矩形
板間は導電体板で仕切られているので、各矩形板を伝搬
するマイクロ波が互いに干渉することを防止することが
できる。
【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、前記分岐路及び前記矩形板の幅は、前記マイクロ波
導波管の幅と実質的に等しいことを特徴とする。
て、前記分岐路及び前記矩形板の幅は、前記マイクロ波
導波管の幅と実質的に等しいことを特徴とする。
【００１７】幅が異なるために必要な整合部を設ける必
要がなく、誘電体線路を構成する各矩形板で略基本モー
ドのマイクロ波のみが伝搬される。高次モードのマイク
ロ波の生成が抑制されることにより、マイクロ波は均一
に伝搬され、誘電体線路からマイクロ波が異常放射され
ることなく均一な強度分布を有する電界が漏洩する。従
って反応室内で均一で安定なプラズマが生成、維持さ
れ、大面積でも均一処理が可能となる。
要がなく、誘電体線路を構成する各矩形板で略基本モー
ドのマイクロ波のみが伝搬される。高次モードのマイク
ロ波の生成が抑制されることにより、マイクロ波は均一
に伝搬され、誘電体線路からマイクロ波が異常放射され
ることなく均一な強度分布を有する電界が漏洩する。従
って反応室内で均一で安定なプラズマが生成、維持さ
れ、大面積でも均一処理が可能となる。
【００１８】請求項３記載の発明は、請求項１又は２に
おいて、前記マイクロ波分配器の形状は、前記マイクロ
波進行方向に延びる線に関して対称であることを特徴と
する。
おいて、前記マイクロ波分配器の形状は、前記マイクロ
波進行方向に延びる線に関して対称であることを特徴と
する。
【００１９】これにより形状が等しい複数の分岐路を形
成することができる。
成することができる。
【００２０】請求項４記載の発明は、請求項１、２又は
３において、前記マイクロ波分配器の基端部から、各分
岐路の先端までの距離は、実質的に等しくなしてあるこ
とを特徴とする。
３において、前記マイクロ波分配器の基端部から、各分
岐路の先端までの距離は、実質的に等しくなしてあるこ
とを特徴とする。
【００２１】これにより、マイクロ波は、同位相、同電
力で誘電体線路の各矩形板へ配分されるので、各矩形板
から等しい電界が生成され得る。
力で誘電体線路の各矩形板へ配分されるので、各矩形板
から等しい電界が生成され得る。
【００２２】請求項５記載の発明は、請求項１、２、３
又は４において、前記マイクロ波分配器の分岐点には位
相調整部材が設けられていることを特徴とする。
又は４において、前記マイクロ波分配器の分岐点には位
相調整部材が設けられていることを特徴とする。
【００２３】分岐時に位相がずれることを抑制すること
ができる。
ができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明に
係るプラズマ処理装置を示す模式的断面図であり、図２
はその模式的横断面図である。図中１は、Ａｌ等の金属
からなる円筒状の反応容器であり、その内部に反応室２
を構成している。反応室２の上部は、マイクロ波導入窓
４にて気密状態に封止されている。マイクロ波導入窓４
は、耐熱性及びマイクロ波透過性を有しており、しかも
誘電損失が小さい石英ガラス（ＳｉＯ2 ）、アルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の誘電
体板からなる。反応容器１とマイクロ波導入窓４との間
の気密性保持にはＯリング（図示せず）を用いている。
反応室２内には、マイクロ波導入窓４と対向する位置
に、被処理物である、例えば半導体基板Ｓを載置するた
めのステージ７が配設されており、ステージ７にはマッ
チングボックス８を介して高周波電源９が接続されてい
る。また反応容器１の底壁には図示しない排気装置に接
続される排気口６が形成されており、また反応容器１の
一側壁には、反応室２へ所要の反応ガスを導入するため
のガス導入口５が形成されている。
示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明に
係るプラズマ処理装置を示す模式的断面図であり、図２
はその模式的横断面図である。図中１は、Ａｌ等の金属
からなる円筒状の反応容器であり、その内部に反応室２
を構成している。反応室２の上部は、マイクロ波導入窓
４にて気密状態に封止されている。マイクロ波導入窓４
は、耐熱性及びマイクロ波透過性を有しており、しかも
誘電損失が小さい石英ガラス（ＳｉＯ2 ）、アルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の誘電
体板からなる。反応容器１とマイクロ波導入窓４との間
の気密性保持にはＯリング（図示せず）を用いている。
反応室２内には、マイクロ波導入窓４と対向する位置
に、被処理物である、例えば半導体基板Ｓを載置するた
めのステージ７が配設されており、ステージ７にはマッ
チングボックス８を介して高周波電源９が接続されてい
る。また反応容器１の底壁には図示しない排気装置に接
続される排気口６が形成されており、また反応容器１の
一側壁には、反応室２へ所要の反応ガスを導入するため
のガス導入口５が形成されている。
【００２５】マイクロ波導入窓４の上方には、所定間隔
（エアギャップ20）を隔てて、図２に示す如き平面形状
を有する誘電体線路28が設けられており、その周囲は金
属板22にて囲われている。誘電体線路28の側方には、Ａ
ｌ等の金属で形成されたマイクロ波分配器27を介してマ
イクロ波導波管23（マイクロ波管内波長λｇ）が連結さ
れており、その先端にはマイクロ波発振器26（波長λ）
が取り付けられている。
（エアギャップ20）を隔てて、図２に示す如き平面形状
を有する誘電体線路28が設けられており、その周囲は金
属板22にて囲われている。誘電体線路28の側方には、Ａ
ｌ等の金属で形成されたマイクロ波分配器27を介してマ
イクロ波導波管23（マイクロ波管内波長λｇ）が連結さ
れており、その先端にはマイクロ波発振器26（波長λ）
が取り付けられている。
【００２６】図３はマイクロ波分配器27の平面形状（横
断面）を示す模式図である。マイクロ波分配器27は、導
波管23（幅Ｗ＝96mm）と略同じ幅の導入部27a と、２股
に分岐しており、夫々が斜めに延びる分岐部27b と、分
岐部27b の各先端からマイクロ波進行方向に平行延びる
平行部27c と、誘電体線路28と略同じ幅の分割部27dと
を有する。導入部27a と分岐部27b との境界部中央（分
岐点）にはスタブ27eが設けられている。分割部27d
は、マイクロ波進行方向に延びる仕切り板27f にて幅方
向の中央が仕切られており、平行部27c と分割部27d と
の境界から２・λｇ／４の位置から、誘電体線路28側の
端部までは、さらに仕切り板27g 、27g で半幅となるよ
うに仕切られている。
断面）を示す模式図である。マイクロ波分配器27は、導
波管23（幅Ｗ＝96mm）と略同じ幅の導入部27a と、２股
に分岐しており、夫々が斜めに延びる分岐部27b と、分
岐部27b の各先端からマイクロ波進行方向に平行延びる
平行部27c と、誘電体線路28と略同じ幅の分割部27dと
を有する。導入部27a と分岐部27b との境界部中央（分
岐点）にはスタブ27eが設けられている。分割部27d
は、マイクロ波進行方向に延びる仕切り板27f にて幅方
向の中央が仕切られており、平行部27c と分割部27d と
の境界から２・λｇ／４の位置から、誘電体線路28側の
端部までは、さらに仕切り板27g 、27g で半幅となるよ
うに仕切られている。
【００２７】マイクロ波分配器27の各部は、マイクロ波
を効率良く導入することができるように、マイクロ波進
行方向においてｎ・λｇ／４（ｎ：正の整数）の長さに
なしてあり、共振器構造をなす。導入部27a の長さはλ
ｇ／４であり、分岐部27b の長さは３・λｇ／４であ
り、平行部27c の長さはλｇ／４であり、分割部27d の
長さは２・λｇ／４より仕切り板27g 、27g の長さ分だ
け長い。
を効率良く導入することができるように、マイクロ波進
行方向においてｎ・λｇ／４（ｎ：正の整数）の長さに
なしてあり、共振器構造をなす。導入部27a の長さはλ
ｇ／４であり、分岐部27b の長さは３・λｇ／４であ
り、平行部27c の長さはλｇ／４であり、分割部27d の
長さは２・λｇ／４より仕切り板27g 、27g の長さ分だ
け長い。
【００２８】誘電体線路27の設置領域は、マイクロ波進
行方向に延びる３枚の仕切り板29にて、マイクロ波進行
方向に垂直な幅を４つに分割されている。３枚の仕切り
板29の取り付け位置は、仕切り板27f 、27g 、27g と合
わせてある。４つに均等分割された各領域には、誘電体
線路28を構成する、例えばテフロン（登録商標）のよう
なフッ素樹脂製の４枚の矩形板28a 、28a 、28a 、28a
が嵌合されている。そして導波管23の幅Ｗと、平行部27
c の幅Ｗc と、分割された各領域の幅Ｗd とは、略等し
いことが望ましい。
行方向に延びる３枚の仕切り板29にて、マイクロ波進行
方向に垂直な幅を４つに分割されている。３枚の仕切り
板29の取り付け位置は、仕切り板27f 、27g 、27g と合
わせてある。４つに均等分割された各領域には、誘電体
線路28を構成する、例えばテフロン（登録商標）のよう
なフッ素樹脂製の４枚の矩形板28a 、28a 、28a 、28a
が嵌合されている。そして導波管23の幅Ｗと、平行部27
c の幅Ｗc と、分割された各領域の幅Ｗd とは、略等し
いことが望ましい。
【００２９】以上の如く構成された本発明装置における
動作について説明する。被処理物である、例えば半導体
基板Ｓの表面にエッチング処理を施す場合、先ず排気口
６から排気を行って反応室２内を所要の真空度、圧力に
設定した後、ガス供給管５から反応ガスを供給する。次
いでマイクロ波発振器26においてマイクロ波（波長λ）
を発振させ、導波管23を介してマイクロ波分配器27へ導
入する。
動作について説明する。被処理物である、例えば半導体
基板Ｓの表面にエッチング処理を施す場合、先ず排気口
６から排気を行って反応室２内を所要の真空度、圧力に
設定した後、ガス供給管５から反応ガスを供給する。次
いでマイクロ波発振器26においてマイクロ波（波長λ）
を発振させ、導波管23を介してマイクロ波分配器27へ導
入する。
【００３０】先ず導入部27a へ導入されたマイクロ波
は、分岐部27b との境界部に設けられているスタブ27e
にて位相が調整され、分岐部27b の２方向へ分岐して進
行する。そして２本の直導波管である平行部27c を進行
し、幅が４Ｗである分割部27dへ入いる。マイクロ波分
配器27は、マイクロ波進行方向に延びる線に関して対称
であるので、いずれの領域へ導入されたマイクロ波も光
路の形状及び長さが略同じである。従ってこれらマイク
ロ波は同位相、同電力である。
は、分岐部27b との境界部に設けられているスタブ27e
にて位相が調整され、分岐部27b の２方向へ分岐して進
行する。そして２本の直導波管である平行部27c を進行
し、幅が４Ｗである分割部27dへ入いる。マイクロ波分
配器27は、マイクロ波進行方向に延びる線に関して対称
であるので、いずれの領域へ導入されたマイクロ波も光
路の形状及び長さが略同じである。従ってこれらマイク
ロ波は同位相、同電力である。
【００３１】誘電体線路28に導入されたマイクロ波は、
導波管23を伝搬する基本モード矩形ＴＥ１０と同じであ
る。従っていずれの領域においても高次モードの発生が
抑制されており、マイクロ波は放射を起こすことなく均
一に伝搬する。その結果、発生する表面波の電界は均一
に分布し、下面垂直方向に指数関数的に減衰しながら、
マイクロ波導入窓４を透過して反応室２内へ導かれる。
この均一な電界によって反応室２で均一なプラズマが生
成され、そのエネルギによって反応ガスがイオン、ラジ
カル等の活性ガスに変化し、この活性ガスによりステー
ジ７上の半導体基板Ｓの表面に、例えばエッチング等の
処理が均一に施される。
導波管23を伝搬する基本モード矩形ＴＥ１０と同じであ
る。従っていずれの領域においても高次モードの発生が
抑制されており、マイクロ波は放射を起こすことなく均
一に伝搬する。その結果、発生する表面波の電界は均一
に分布し、下面垂直方向に指数関数的に減衰しながら、
マイクロ波導入窓４を透過して反応室２内へ導かれる。
この均一な電界によって反応室２で均一なプラズマが生
成され、そのエネルギによって反応ガスがイオン、ラジ
カル等の活性ガスに変化し、この活性ガスによりステー
ジ７上の半導体基板Ｓの表面に、例えばエッチング等の
処理が均一に施される。
【００３２】なお図２、３では導波管23の幅Ｗと、平行
部27c の幅Ｗc と、分割された各領域の幅Ｗd とを略等
しくしているが、これらが異なる場合は、縁部がテーパ
状をなす整合部を適宜設ければよい。この場合、幅の拡
がりは従来より小さいので、テーパ状の整合部を比較的
短くすることが可能である。
部27c の幅Ｗc と、分割された各領域の幅Ｗd とを略等
しくしているが、これらが異なる場合は、縁部がテーパ
状をなす整合部を適宜設ければよい。この場合、幅の拡
がりは従来より小さいので、テーパ状の整合部を比較的
短くすることが可能である。
【００３３】またマイクロ波分配器27の形状を変えるこ
とによって所定数の分岐路を得ることができ、大面積の
被処理物Ｓに対応した面積の誘電体線路28に均等にマイ
クロ波を分配することができる。逆に被処理物が小さい
場合は、誘電体線路28の各矩形板28a の下方に、夫々対
応した複数の反応室（又はステージ）を設け、１つの矩
形板28a に対応する大きさの被処理物を、一度に複数枚
処理する構成とすることができる。
とによって所定数の分岐路を得ることができ、大面積の
被処理物Ｓに対応した面積の誘電体線路28に均等にマイ
クロ波を分配することができる。逆に被処理物が小さい
場合は、誘電体線路28の各矩形板28a の下方に、夫々対
応した複数の反応室（又はステージ）を設け、１つの矩
形板28a に対応する大きさの被処理物を、一度に複数枚
処理する構成とすることができる。
【００３４】
【実施例】上述したプラズマ処理装置の各サイズ、及び
処理条件を以下のように設定してエッチング処理を行っ
た。 反応容器１（反応室２）内径：340 mm マイクロ波導入窓４ 直径：440 mm 厚み：20mm マイクロ波導波管23 幅：96mm マイクロ波分配器27 長さ：370 mm 誘電体線路28 長さ：400 mm 幅：96mm 厚み：20mm 発振波長 2.45ＧＨｚ 反応ガス Ｃ4 Ｆ8 ／Ｏ2 被処理物Ｓ 直径：200 mm（８インチ、半導体基板）
処理条件を以下のように設定してエッチング処理を行っ
た。 反応容器１（反応室２）内径：340 mm マイクロ波導入窓４ 直径：440 mm 厚み：20mm マイクロ波導波管23 幅：96mm マイクロ波分配器27 長さ：370 mm 誘電体線路28 長さ：400 mm 幅：96mm 厚み：20mm 発振波長 2.45ＧＨｚ 反応ガス Ｃ4 Ｆ8 ／Ｏ2 被処理物Ｓ 直径：200 mm（８インチ、半導体基板）
【００３５】その結果、反応室２内で均一なプラズマが
発生し、大面積の半導体基板に対して均一に処理するこ
とができた。
発生し、大面積の半導体基板に対して均一に処理するこ
とができた。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明に係るプラズマ処理
装置は、マイクロ波分配器において、基本モードのマイ
クロ波が各分岐路を伝搬し、誘電体線路の複数の矩形板
へ導かれ、各矩形板で基本モードのマイクロ波のみが伝
搬されるので、高次モードのマイクロ波の生成が抑制さ
れ、マイクロ波は均一に伝搬され、誘電体線路から均一
な強度分布を有する電界が漏洩し、均一で安定なプラズ
マが生成、維持され、大面積でも均一処理が可能となる
等、本発明は優れた効果を奏する。
装置は、マイクロ波分配器において、基本モードのマイ
クロ波が各分岐路を伝搬し、誘電体線路の複数の矩形板
へ導かれ、各矩形板で基本モードのマイクロ波のみが伝
搬されるので、高次モードのマイクロ波の生成が抑制さ
れ、マイクロ波は均一に伝搬され、誘電体線路から均一
な強度分布を有する電界が漏洩し、均一で安定なプラズ
マが生成、維持され、大面積でも均一処理が可能となる
等、本発明は優れた効果を奏する。
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置を示す模式的縦
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明に係るプラズマ処理装置を示す模式的横
断面図である。
断面図である。
【図３】マイクロ波分配器を示す模式的横断面図であ
る。
る。
【図４】従来のプラズマ処理装置を示す模式的縦断面図
である。
である。
【図５】従来のプラズマ処理装置を示す模式的横断面図
である。
である。
23 マイクロ波導波管 27 マイクロ波分配器 27a 導入部 27b 分岐部 27c 平行部 27d 分割部 27e スタブ 28 誘電体線路 28a 矩形板 Ｓ 被処理物
Claims (5)
- 【請求項１】 マイクロ波導波管を介して、マイクロ波
進行方向に延びる板状の誘電体線路へ導入されたマイク
ロ波によって電界が生成され、該電界を使用してプラズ
マを発生させ、被処理物に処理を施すプラズマ処理装置
において、前記マイクロ波導波管と前記誘電体線路との
間に設けられており、複数の分岐路を有するマイクロ波
分配器を備え、前記誘電体線路は、前記分岐路の先端か
ら延びる複数の矩形板で構成されており、該複数の矩形
板の間は導電体板で仕切られていることを特徴とするプ
ラズマ処理装置。 - 【請求項２】 前記分岐路及び前記矩形板の幅は、前記
マイクロ波導波管の幅と実質的に等しいことを特徴とす
る請求項１記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 前記マイクロ波分配器の形状は、前記マ
イクロ波進行方向に延びる線に関して対称であることを
特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 前記マイクロ波分配器の基端部から、各
分岐路の先端までの距離は、実質的に等しくなしてある
ことを特徴とする請求項１、２又は３記載のプラズマ処
理装置。 - 【請求項５】 前記マイクロ波分配器の分岐点には位相
調整部材が設けられていることを特徴とする請求項１、
２、３又は４記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26463097A JP3683081B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26463097A JP3683081B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11111493A true JPH11111493A (ja) | 1999-04-23 |
| JP3683081B2 JP3683081B2 (ja) | 2005-08-17 |
Family
ID=17406020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26463097A Expired - Fee Related JP3683081B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3683081B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6620290B2 (en) | 2000-01-14 | 2003-09-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Plasma process apparatus |
| WO2006009281A1 (ja) * | 2004-07-23 | 2006-01-26 | National University Corporation Tohoku University | プラズマ処理装置および方法、並びにフラットパネルディスプレイ装置の製造方法 |
| WO2010067590A1 (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-17 | 東洋製罐株式会社 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP26463097A patent/JP3683081B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6620290B2 (en) | 2000-01-14 | 2003-09-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Plasma process apparatus |
| WO2006009281A1 (ja) * | 2004-07-23 | 2006-01-26 | National University Corporation Tohoku University | プラズマ処理装置および方法、並びにフラットパネルディスプレイ装置の製造方法 |
| JP2006040609A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Naohisa Goto | プラズマ処理装置および方法、並びにフラットパネルディスプレイ装置の製造方法 |
| WO2010067590A1 (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-17 | 東洋製罐株式会社 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
| JP5556666B2 (ja) * | 2008-12-11 | 2014-07-23 | 東洋製罐株式会社 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3683081B2 (ja) | 2005-08-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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