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JPH11121196A - Microwave plasma processing equipment - Google Patents

Microwave plasma processing equipment

Info

Publication number
JPH11121196A
JPH11121196A JP9287472A JP28747297A JPH11121196A JP H11121196 A JPH11121196 A JP H11121196A JP 9287472 A JP9287472 A JP 9287472A JP 28747297 A JP28747297 A JP 28747297A JP H11121196 A JPH11121196 A JP H11121196A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microwave
antenna
plasma processing
processing apparatus
waveguide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP9287472A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3957374B2 (en
Inventor
Naoki Matsumoto
直樹 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP28747297A priority Critical patent/JP3957374B2/en
Priority to TW087115847A priority patent/TW385623B/en
Priority to KR1019980042223A priority patent/KR100311433B1/en
Priority to US09/170,747 priority patent/US6076484A/en
Priority to EP98119417A priority patent/EP0911862A3/en
Publication of JPH11121196A publication Critical patent/JPH11121196A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3957374B2 publication Critical patent/JP3957374B2/en
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  • Plasma Technology (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反応器の直径が大きくても、装置全体のサイ
ズが可及的に小さくでき、小さなスペースに設置し得る
マイクロ波プラズマ処理装置を提供する。 【解決手段】 カバー部材10の上面にはアンテナ11が設
けてあり、アンテナ11は、カバー部材10の上面に固定し
てあり、断面視がコ字状の導波管型アンテナ部12と、カ
バー部材10の導波管型アンテナ部12に対向する部分に開
設した複数のスリット15,15,…とを備えている。導波
管型アンテナ部12の一端は、マイクロ波発振器20に連接
した導波管21が連結してあり、導波管型アンテナ部12の
他端は閉塞してある。導波管型アンテナ部12の一端側は
直線状であり、他端側は円弧状又は略一巻き渦巻き状
等、適宜の曲率に成形した曲成部12a になしてある。ま
た、スリット15,15,…の開設位置は、導波管型アンテ
ナ部12の閉塞した端部からn・λg/2の位置に定めて
ある。
(57) [Problem] To provide a microwave plasma processing apparatus in which the size of the entire apparatus can be reduced as much as possible even if the diameter of the reactor is large, and which can be installed in a small space. SOLUTION: An antenna 11 is provided on an upper surface of a cover member 10, and the antenna 11 is fixed to an upper surface of the cover member 10, and has a U-shaped waveguide antenna section 12 in cross section, and a cover. A plurality of slits 15, 15,... Opened in a portion of the member 10 facing the waveguide antenna unit 12. One end of the waveguide antenna section 12 is connected to a waveguide 21 connected to a microwave oscillator 20, and the other end of the waveguide antenna section 12 is closed. One end of the waveguide antenna section 12 is linear, and the other end is a curved section 12a formed to have an appropriate curvature such as an arc or a substantially spiral shape. The opening positions of the slits 15, 15,... Are determined at n · λg / 2 from the closed end of the waveguide antenna unit 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波を用い
て生成したプラズマによって、半導体基板又は液晶ディ
スプレイ用ガラス基板等にエッチング又はアッシング等
の処理を施す装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for performing processing such as etching or ashing on a semiconductor substrate, a glass substrate for a liquid crystal display, or the like by using plasma generated by using microwaves.

【0002】[0002]

【従来の技術】反応ガスに外部からエネルギを与えて生
じるプラズマは、LSI又はLCD等の製造プロセスに
おいて広く用いられている。特に、ドライエッチングプ
ロセスにおいて、プラズマの利用は不可欠の基本技術と
なっている。一般にプラズマを生成させる励起手段には
2.45GHzのマイクロ波を用いる場合と、13.5
6MHzのRF(Radio Frequency )を用いる場合とが
ある。前者は後者に比べて高密度のプラズマが得られる
とともに、プラズマ発生のために電極を必要とせず、従
って電極からのコンタミネーションを防止できるという
利点がある。ところが、マイクロ波を用いたプラズマ処
理装置にあっては、プラズマ生成領域の面積を広くし、
且つ密度が均一になるようにプラズマを発生させること
が困難であった。しかしながら、マイクロ波プラズマ処
理装置には前述した如く種々の利点があるため、該装置
によって大口径の半導体基板,LCD用ガラス基板等の
処理を実現することが要求されていた。この要求を満た
すため、本願出願人は、特開昭62−5600号公報、特開昭
62−99481 号公報等において次のような装置を提案して
いる。
2. Description of the Related Art Plasma generated by giving energy to a reaction gas from the outside is widely used in a manufacturing process of an LSI or an LCD. In particular, the use of plasma has become an indispensable basic technology in the dry etching process. In general, a microwave of 2.45 GHz is used as an excitation means for generating plasma,
In some cases, 6 MHz RF (Radio Frequency) is used. The former has the advantage that a higher-density plasma can be obtained than the latter, and that no electrodes are required for plasma generation, and thus contamination from the electrodes can be prevented. However, in a plasma processing apparatus using microwaves, the area of the plasma generation region is increased,
In addition, it has been difficult to generate plasma so that the density becomes uniform. However, since the microwave plasma processing apparatus has various advantages as described above, it has been required to realize processing of a large-diameter semiconductor substrate, an LCD glass substrate, and the like by the apparatus. To satisfy this demand, the applicant of the present application has disclosed Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-5600,
JP-A-62-99481 proposes the following apparatus.

【0003】図7は、特開昭62−5600号公報及び特開昭
62−99481 号公報に開示した装置と同タイプのマイクロ
波プラズマ処理装置を示す側断面図であり、図8は図7
に示したプラズマ処理装置の平面図である。矩形箱状の
反応器31は、その全体がアルミニウムで形成されてい
る。反応器31の上部にはマイクロ波導入窓が開設してあ
り、該マイクロ波導入窓は封止板34で気密状態に封止さ
れている。この封止板34は、耐熱性及びマイクロ波透過
性を有すると共に誘電損失が小さい、石英ガラス又はア
ルミナ等の誘電体で形成されている。
[0003] FIG.
FIG. 8 is a side sectional view showing a microwave plasma processing apparatus of the same type as the apparatus disclosed in JP-A-62-99481, and FIG.
FIG. 2 is a plan view of the plasma processing apparatus shown in FIG. The entire rectangular box-shaped reactor 31 is formed of aluminum. A microwave introduction window is opened in the upper part of the reactor 31, and the microwave introduction window is hermetically sealed by a sealing plate 34. The sealing plate 34 is formed of a dielectric material such as quartz glass or alumina, which has heat resistance and microwave permeability and has small dielectric loss.

【0004】反応器31には、該反応器31の上部を覆う長
方形箱状のカバー部材40が連結してある。このカバー部
材40内の天井部分には誘電体線路41が取り付けてあり、
該誘電体線路41と封止板34との間にはエアギャップ43が
形成されている。誘電体線路41は、テフロン(登録商
標)といったフッ素樹脂,ポリエチレン樹脂又はポリス
チレン樹脂等の誘電体を、矩形と三角形とを組み合わせ
た略五角形の頂点に凸部を設けた板形状に成形してな
り、前記凸部をカバー部材40の周面に連結した導波管21
に内嵌させてある。導波管21にはマイクロ波発振器20が
連結してあり、マイクロ波発振器20が発振したマイクロ
波は、導波管21によって誘電体線路41の凸部に入射され
る。
[0004] A rectangular box-shaped cover member 40 for covering the upper part of the reactor 31 is connected to the reactor 31. A dielectric line 41 is attached to a ceiling portion in the cover member 40,
An air gap 43 is formed between the dielectric line 41 and the sealing plate. The dielectric line 41 is formed by molding a dielectric such as a fluororesin such as Teflon (registered trademark), a polyethylene resin, or a polystyrene resin into a plate shape having a protrusion at a vertex of a substantially pentagon formed by combining a rectangle and a triangle. A waveguide 21 in which the convex portion is connected to the peripheral surface of the cover member 40.
It is fitted inside. A microwave oscillator 20 is connected to the waveguide 21, and the microwave oscillated by the microwave oscillator 20 is incident on the projection of the dielectric line 41 by the waveguide 21.

【0005】前述した如く、誘電体線路41の凸部の基端
側は、平面視が略三角形状のテーパ部41a になしてあ
り、前記凸部に入射されたマイクロ波はテーパ部41a に
倣ってその幅方向に拡げられ誘電体線路41の全体に伝播
する。このマイクロ波はカバー部材40の導波管21に対向
する端面で反射し、入射波と反射波とが重ね合わされて
誘電体線路41に定在波が形成される。
As described above, the base end side of the convex portion of the dielectric line 41 is formed into a tapered portion 41a having a substantially triangular shape in plan view, and the microwave incident on the convex portion follows the tapered portion 41a. And is spread in the width direction thereof and propagates throughout the dielectric line 41. The microwave is reflected on the end face of the cover member 40 facing the waveguide 21, and the incident wave and the reflected wave are superimposed to form a standing wave on the dielectric line 41.

【0006】反応器31の内部は処理室32になっており、
処理室32の周囲壁を貫通する貫通穴に嵌合させたガス導
入管35から処理室32内に所要のガスが導入される。処理
室32の底部壁中央には、試料Wを載置する載置台33が設
けてあり、載置台33にはマッチングボックス36を介して
高周波電源37が接続されている。また、反応器31の底部
壁には排気口38が開設してあり、排気口38から処理室32
の内気を排出するようになしてある。
[0006] The interior of the reactor 31 is a processing chamber 32,
A required gas is introduced into the processing chamber 32 from a gas introduction pipe 35 fitted in a through hole penetrating the peripheral wall of the processing chamber 32. At the center of the bottom wall of the processing chamber 32, a mounting table 33 for mounting the sample W is provided, and a high frequency power supply 37 is connected to the mounting table 33 via a matching box. An exhaust port 38 is provided on the bottom wall of the reactor 31, and the processing chamber 32 is connected to the exhaust port 38.
It is designed to exhaust shy air.

【0007】このようなマイクロ波プラズマ処理装置を
用いて試料Wの表面にエッチング処理を施すには、排気
口38から排気して処理室32内を所望の圧力まで減圧した
後、ガス導入管35から処理室32内に反応ガスを供給す
る。次いで、マイクロ波発振器20からマイクロ波を発振
させ、これを導波管21を介して誘電体線路41に導入す
る。このとき、テーパ部41a によってマイクロ波は誘電
体線路41内で均一に拡がり、誘電体線路41内に定在波を
形成する。この定在波によって、誘電体線路41の下方に
漏れ電界が形成され、それがエアギャップ43及び封止板
34を透過して処理室32内へ導入される。このようにし
て、マイクロ波が処理室32内へ伝播する。これにより、
処理室32内にプラズマが生成され、そのプラズマによっ
て試料Wの表面をエッチングする。これによって、大口
径の試料Wを処理すべく反応器31の直径を大きくして
も、その反応器31の全領域へマイクロ波を均一に導入す
ることができ、大口径の試料Wを均一にプラズマ処理す
ることができる。
In order to perform an etching process on the surface of the sample W using such a microwave plasma processing apparatus, the inside of the processing chamber 32 is evacuated to a desired pressure by exhausting the gas through an exhaust port 38, and then a gas introduction pipe 35 is formed. To supply the reaction gas into the processing chamber 32. Next, a microwave is oscillated from the microwave oscillator 20 and introduced into the dielectric line 41 via the waveguide 21. At this time, the microwave is uniformly spread in the dielectric line 41 by the tapered portion 41a, and a standing wave is formed in the dielectric line 41. Due to this standing wave, a leakage electric field is formed below the dielectric line 41, and this is caused by the air gap 43 and the sealing plate.
The light passes through 34 and is introduced into the processing chamber 32. In this way, the microwave propagates into the processing chamber 32. This allows
Plasma is generated in the processing chamber 32, and the surface of the sample W is etched by the plasma. Thereby, even if the diameter of the reactor 31 is increased in order to process the large-diameter sample W, the microwave can be uniformly introduced to the entire region of the reactor 31 and the large-diameter sample W can be uniformly distributed. Plasma treatment can be performed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロ波プラ
ズマ処理装置では、誘電体線路41にマイクロ波を均一に
拡がらせるために、封止板34及び反応器31の縁部から水
平方向へ突出させたテーパ部41a を設けてあり、このテ
ーパ部41a は、誘電体線路41の面積、即ち処理室32の直
径に応じて所定の寸法に定めてある。そのため、従来の
マイクロ波プラズマ処理装置を設置する場合、反応器31
周縁から突出させたテーパ部41a を格納するための水平
方向のスペースを余分に確保しなければならない。とこ
ろで、試料Wの大口径化に伴って、反応器31の直径が更
に大きいマイクロ波プラズマ処理装置が要求されてい
る。このとき、装置の設置場所を手当てする必要がない
こと、即ち、可及的に狭いスペースで設置し得ることも
要求されている。しかしながら、従来の装置にあって
は、テーパ部41a の寸法は反応器31の直径に応じて定め
るため、前述した両要求を共に満足することができな
い。
In the conventional microwave plasma processing apparatus, in order to uniformly spread the microwave on the dielectric line 41, the microwave projecting from the sealing plate 34 and the edge of the reactor 31 in the horizontal direction. A tapered portion 41a is provided. The tapered portion 41a has a predetermined size in accordance with the area of the dielectric line 41, that is, the diameter of the processing chamber 32. Therefore, when installing a conventional microwave plasma processing apparatus, the reactor 31
An extra horizontal space for accommodating the tapered portion 41a protruding from the peripheral edge must be secured. By the way, as the diameter of the sample W increases, a microwave plasma processing apparatus having a larger diameter of the reactor 31 is required. At this time, it is also required that the installation place of the apparatus need not be treated, that is, it can be installed in a space as narrow as possible. However, in the conventional apparatus, since the size of the tapered portion 41a is determined according to the diameter of the reactor 31, both of the above requirements cannot be satisfied.

【0009】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは一端からマイクロ波
を入射する管状部材の他端を閉塞部材で塞止し、管状部
材の前記封止部材に対向する部分にスリットを開設して
なるアンテナを、容器(反応器)の一部を封止する封止
部材の表面に対向して設け、該アンテナにマイクロ波を
入射し、前記スリットから前記封止部材へマイクロ波を
放射する構成にすることによって、反応器の直径が大き
くても、装置全体のサイズが可及的に小さくでき、小さ
なスペースに設置し得るマイクロ波プラズマ処理装置を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to block the other end of a tubular member into which microwaves enter from one end with a closing member, and to seal the tubular member with the sealing member. An antenna having a slit opened in a portion facing the member is provided to face a surface of a sealing member for sealing a part of a container (reactor), microwaves are incident on the antenna, By providing a configuration in which microwaves are radiated to the sealing member, even if the diameter of the reactor is large, the size of the entire apparatus can be made as small as possible and a microwave plasma processing apparatus that can be installed in a small space is provided The purpose is to do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】第1発明に係るマイクロ
波プラズマ処理装置は、一部を封止部材で封止してなる
容器内へ、前記封止部材を透過させてマイクロ波を導入
し、該マイクロ波によってプラズマを生成し、生成した
プラズマによって被処理物を処理する装置において、一
端からマイクロ波を入射する管状部材の他端を閉塞部材
で閉塞し、該管状部材の前記封止部材に対向する部分に
スリットを開設してなるアンテナが前記封止部材の表面
に対向して設けてあり、前記管状部材の一端からアンテ
ナ内へマイクロ波を入射し、前記スリットから前記封止
部材へマイクロ波を放射するようになしてあることを特
徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a microwave plasma processing apparatus which transmits a microwave through a sealing member into a container partially sealed with a sealing member. An apparatus for generating plasma by the microwave and processing an object to be processed by the generated plasma, wherein the other end of the tubular member from which microwave is incident is closed by a closing member, and the sealing member of the tubular member is closed. An antenna having a slit opened in a portion facing the sealing member is provided so as to face the surface of the sealing member, a microwave is incident into the antenna from one end of the tubular member, and from the slit to the sealing member. It is characterized by emitting microwaves.

【0011】容器の開口を封止する封止部材の表面に設
けたアンテナにマイクロ波を入射する。このマイクロ波
はアンテナの管状部材内を伝播し、該管状部材の一端を
閉塞する閉塞部材によって反射し、入射波と反射波とが
重なり合って定在波が形成される。この定在波によっ
て、管状部材の壁面に所定の間隔で極大になる電流が通
流する。管状部材の前記封止部材に対向する部分にはス
リットが開設してあり、前述した電流によって、スリッ
トを挟んで管状部材の内外で電位差が生じ、この電位差
によってスリットから封止部材へ電界が放射される。即
ち、アンテナから封止部材へマイクロ波が伝播する。こ
のマイクロ波は封止部材を透過して容器内へ導入され、
そのマイクロ波によってプラズマが生成される。
The microwave is incident on an antenna provided on the surface of a sealing member for sealing the opening of the container. The microwave propagates through the tubular member of the antenna, is reflected by a closing member that closes one end of the tubular member, and the incident wave and the reflected wave overlap to form a standing wave. Due to this standing wave, a current that reaches a maximum at predetermined intervals flows through the wall surface of the tubular member. A slit is formed in a portion of the tubular member facing the sealing member, and a potential difference is generated inside and outside the tubular member across the slit by the above-described current, and an electric field is radiated from the slit to the sealing member due to the potential difference. Is done. That is, the microwave propagates from the antenna to the sealing member. This microwave is transmitted through the sealing member and introduced into the container,
Plasma is generated by the microwave.

【0012】このようにアンテナの管状部材内へ直接的
にマイクロ波を入射することができるため、アンテナは
容器から突出することがなく、従ってマイクロ波プラズ
マ処理装置の水平方向の寸法を可及的に小さくすること
ができる。一方、マイクロ波はアンテナの管状部材によ
って容器上の適宜の位置へ導かれ、スリットから放射さ
れるため、容器内へマイクロ波を均一に導入することが
できる。更に、管状部材の内径を所要の寸法になすこと
によって、アンテナ内に単一なモード(基本モード)の
定在波を形成することができ、これによってエネルギ損
失を可及的に少なくすることができる。
[0012] Since the microwave can be directly incident into the tubular member of the antenna in this manner, the antenna does not protrude from the container, and therefore, the horizontal dimension of the microwave plasma processing apparatus can be reduced as much as possible. Can be made smaller. On the other hand, the microwave is guided to an appropriate position on the container by the tubular member of the antenna and is radiated from the slit, so that the microwave can be uniformly introduced into the container. Furthermore, by making the inside diameter of the tubular member the required size, a standing wave of a single mode (fundamental mode) can be formed in the antenna, thereby minimizing energy loss. it can.

【0013】第2発明に係るマイクロ波プラズマ処理装
置は、第1発明において、前記管状部材は、C字状又は
渦巻き状に成形してあることを特徴とする。
A microwave plasma processing apparatus according to a second invention is characterized in that, in the first invention, the tubular member is formed into a C shape or a spiral shape.

【0014】C字状又は渦巻き状に成形した管状部材に
あっては、容器の略全域にマイクロ波を導くことがで
き、それによって容器内へマイクロ波を均一に導入する
ことができる。
[0014] In the case of a tubular member formed in a C-shape or a spiral shape, microwaves can be guided to substantially the entire region of the container, whereby the microwaves can be uniformly introduced into the container.

【0015】第3発明に係るマイクロ波プラズマ処理装
置は、第1又は第2発明において、前記スリットは、前
記閉塞部材から適宜の間隔で複数開設してあることを特
徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the microwave plasma processing apparatus according to the first or second aspect, a plurality of the slits are opened at appropriate intervals from the closing member.

【0016】アンテナの管状部材によって容器上の適宜
の位置へ導かれたマイクロ波を、適宜の間隔で開設した
複数のスリットから封止部材へ放射するため、容器内へ
マイクロ波が均一に導入される。
Since the microwave guided to an appropriate position on the container by the tubular member of the antenna is radiated to the sealing member from a plurality of slits opened at appropriate intervals, the microwave is uniformly introduced into the container. You.

【0017】第4発明に係るマイクロ波プラズマ処理装
置は、第3発明において、前記間隔Lは次式に基づいて
定めてあることを特徴とする。 L=λg/2 但し、λg:アンテナ内を伝播するマイクロ波の波長
A microwave plasma processing apparatus according to a fourth invention is characterized in that, in the third invention, the interval L is determined based on the following equation. L = λg / 2, where λg: wavelength of microwave propagating in the antenna

【0018】アンテナの管状部材内に形成された定在波
によって管状部材の壁面に通流する電流は、閉塞部材か
ら間隔L=λg/2の位置毎に極大になる。そのため、
それらの位置にスリットを開設した場合、エネルギ損失
を可及的に抑制して、スリットからマイクロ波を放射す
ることができる。
The current flowing through the wall surface of the tubular member due to the standing wave formed in the tubular member of the antenna reaches a maximum at every position L = λg / 2 from the closing member. for that reason,
When slits are opened at these positions, energy loss can be suppressed as much as possible, and microwaves can be emitted from the slits.

【0019】第5発明に係るマイクロ波プラズマ処理装
置は、第1乃至第4発明の何れかにおいて、前記管状部
材内に誘電体が装入してあることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a microwave plasma processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein a dielectric is inserted into the tubular member.

【0020】アンテナに入射されたマイクロ波は誘電体
によってその波長が1/√(εr)(εrは誘電体の比
誘電率)だけ短くなる。従って同じ長さの管状部材を用
いた場合、誘電体が装入してあるときの方が、誘電体が
装入していないときより、管状部材の壁面に通流する電
流が極大になる位置が多く、その分、スリットを多く開
設することができる。そのため、容器内へマイクロ波を
更に均一に導入することができる。
The wavelength of the microwave incident on the antenna is shortened by 1 / √ (εr) (εr is the relative permittivity of the dielectric) due to the dielectric. Therefore, when a tubular member of the same length is used, the position where the current flowing through the wall surface of the tubular member is maximized when the dielectric is loaded compared to when the dielectric is not loaded. Therefore, many slits can be opened. Therefore, the microwave can be more uniformly introduced into the container.

【0021】第6発明に係るマイクロ波プラズマ処理装
置は、第1乃至第4発明の何れかにおいて、前記閉塞部
材は、管状部材にその長手方向へ摺動自在に内嵌してあ
ることを特徴とする。
In a microwave plasma processing apparatus according to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the closing member is slidably fitted in the tubular member in the longitudinal direction thereof. And

【0022】プラズマが生成される容器とアンテナとの
間の距離が短い場合、容器内に生成されたプラズマが高
密度になると、アンテナとプラズマとの結合によって、
アンテナ内を伝播するマイクロ波の波長が短くなるた
め、管状部材の壁面に通流する電流が極大になる位置が
変化する。このとき、管状部材に、該管状部材の長手方
向へ摺動自在に内嵌してある閉塞部材の位置を調整し
て、電流が極大になる位置をスリットの位置に合わせ
る。これによって、プラズマが生成される容器とアンテ
ナとの間の距離が短い場合でも、アンテナからマイクロ
波を高効率に放射することができる。
When the distance between the antenna in which the plasma is generated and the antenna is short, if the density of the plasma generated in the container becomes high, the coupling between the antenna and the plasma causes
Since the wavelength of the microwave propagating in the antenna becomes shorter, the position where the current flowing through the wall surface of the tubular member becomes maximum changes. At this time, the position of the closing member fitted inside the tubular member so as to be slidable in the longitudinal direction of the tubular member is adjusted, and the position where the current is maximized is adjusted to the position of the slit. Thereby, even when the distance between the container in which plasma is generated and the antenna is short, microwaves can be radiated from the antenna with high efficiency.

【0023】第7発明に係るマイクロ波プラズマ処理装
置は、第1乃至第6発明の何れかにおいて、前記アンテ
ナを支持する支持部材と、アンテナと封止部材との間の
距離を調整すべく、該支持部材を進退駆動する駆動装置
とを具備することを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the microwave plasma processing apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the distance between the antenna and the sealing member is adjusted by adjusting a distance between the antenna and the sealing member. And a driving device for driving the support member forward and backward.

【0024】容器内に生成されたプラズマが高密度にな
るに従って、駆動装置によって支持部材を後退させ、ア
ンテナと封止部材との間の距離を長くする。これによっ
て、アンテナとプラズマとの結合が弱まり、アンテナ内
を伝播するマイクロ波にプラズマが影響することが防止
される。
[0024] As the plasma generated in the container becomes denser, the driving device retracts the support member to increase the distance between the antenna and the sealing member. This weakens the coupling between the antenna and the plasma and prevents the plasma from affecting the microwave propagating in the antenna.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。 (実施の形態1)図1は本発明に係るマイクロ波プラズ
マ処理装置の構造を示す側断面図であり、図2は図1に
示したマイクロ波プラズマ処理装置の平面図である。有
底円筒形状の反応器1は、その全体がアルミニウムで形
成されている。反応器1の上部にはマイクロ波導入窓が
開設してあり、該マイクロ波導入窓は封止板4で気密状
態に封止されている。この封止板4は、耐熱性及びマイ
クロ波透過性を有すると共に誘電損失が小さい、石英ガ
ラス又はアルミナ等の誘電体で形成されている。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a side sectional view showing the structure of a microwave plasma processing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the microwave plasma processing apparatus shown in FIG. The entire bottomed cylindrical reactor 1 is made of aluminum. A microwave introduction window is opened at the upper part of the reactor 1, and the microwave introduction window is sealed in an airtight state by a sealing plate 4. The sealing plate 4 is formed of a dielectric material such as quartz glass or alumina, which has heat resistance and microwave permeability and has small dielectric loss.

【0026】前述した封止板4には、導電性金属を円形
蓋状に成形してなるカバー部材10が外嵌してあり、該カ
バー部材10は反応器1上に固定してある。カバー部材10
の上面には、反応器1内へマイクロ波を導入するための
アンテナ11が設けてある。アンテナ11は、カバー部材10
の上面に固定してあり、断面視がコ字状の導波管型アン
テナ部12と、カバー部材10の導波管型アンテナ部12に対
向する部分に開設した複数のスリット15,15,…とを備
えている。
A cover member 10 formed by molding a conductive metal into a circular lid shape is fitted on the sealing plate 4 described above, and the cover member 10 is fixed on the reactor 1. Cover member 10
An antenna 11 for introducing microwaves into the reactor 1 is provided on the upper surface of the reactor 1. The antenna 11 is a cover member 10
, And a plurality of slits 15, 15,... Formed in a portion of the cover member 10 opposed to the waveguide type antenna section 12 and having a U-shaped cross section. And

【0027】導波管型アンテナ部12の一端は、マイクロ
波発振器20に連接した導波管21が連結してあり、導波管
型アンテナ部12の他端は閉塞してある。導波管型アンテ
ナ部12の一端側は直線状であり、他端側は円弧状(C字
状)又は一巻き渦巻き状等(図1にあっては円弧状)、
適宜の曲率に成形した曲成部12a になしてある。そし
て、導波管型アンテナ部12は、曲成部12a の中心とカバ
ー部材10の中心とが一致するようにカバー部材10上面に
固定してある。
One end of the waveguide antenna section 12 is connected to a waveguide 21 connected to a microwave oscillator 20, and the other end of the waveguide antenna section 12 is closed. One end of the waveguide-type antenna unit 12 is linear, and the other end is arc-shaped (C-shaped) or one-turn spiral (arc-shaped in FIG. 1).
The curved portion 12a is formed to have an appropriate curvature. The waveguide antenna section 12 is fixed to the upper surface of the cover member 10 such that the center of the bent portion 12a and the center of the cover member 10 coincide.

【0028】前述したマイクロ波発振器20が発振したマ
イクロ波は、導波管21を経てアンテナ11の導波管型アン
テナ部12へ入射される。この入射波は、導波管型アンテ
ナ部12の閉塞した端部からの反射波と重ね合わされ、導
波管型アンテナ部12内に定在波が発生する。これによっ
て、導波管型アンテナ部12の周壁に、導波管型アンテナ
部12の閉塞した端部からn・λg/2(nは整数、n≧
0、λgはアンテナ内を伝播するマイクロ波の波長)毎
に極大値を示す電流が通流する。
The microwave oscillated by the microwave oscillator 20 is incident on the waveguide type antenna section 12 of the antenna 11 via the waveguide 21. This incident wave is superimposed on the reflected wave from the closed end of the waveguide antenna section 12, and a standing wave is generated in the waveguide antenna section 12. Accordingly, n · λg / 2 (n is an integer and n ≧ n) is applied to the peripheral wall of the waveguide antenna section 12 from the closed end of the waveguide antenna section 12.
A current having a maximum value flows for each of 0 and λg (wavelength of a microwave propagating in the antenna).

【0029】このとき、導波管型アンテナ部12内を伝播
するマイクロ波のモードを基本伝播モードである矩形T
E10にすべく、マイクロ波の周波数2.45GHzに
応じて、導波管型アンテナ部12の寸法を、高さ27m
m,幅96mmになしてある。このモードのマイクロ波
は、エネルギを殆ど損失することなく導波管型アンテナ
部12を伝播する。また、直径が380mmの封止板4を
用いた場合、曲成部12aの中心から導波管型アンテナ部1
2の幅方向の中央部までの寸法は、120mm程度にな
してある。
At this time, the mode of the microwave propagating in the waveguide-type antenna unit 12 is changed to a rectangle T which is the fundamental propagation mode.
In order to achieve E10, the size of the waveguide antenna unit 12 is set to 27 m in height according to the microwave frequency of 2.45 GHz.
m, width 96 mm. The microwave in this mode propagates through the waveguide antenna unit 12 with almost no energy loss. When the sealing plate 4 having a diameter of 380 mm is used, the waveguide type antenna unit 1 is positioned from the center of the bent part 12a.
The dimension up to the center in the width direction of 2 is about 120 mm.

【0030】図3は、図1及び図2に示したスリット1
5,15,…を説明する説明図である。図3に示したよう
に、スリット15,15,…は、カバー部材10(図2参照)
の曲成部12a に対向する部分に、曲成部12a の中心軸16
に直交するように開設してあり、各スリット15,15,…
の開設位置は、導波管型アンテナ部12の閉塞した端部か
らn・λg/2の位置に定めてある。このように、各ス
リット15,15,…は導波管型アンテナ部12の周壁に通流
する電流の極大値を示す位置に開設してあり、各スリッ
ト15,15,…を挟んで生じる電位差によって各スリット
15,15,…から電界が放射され、該電界は封止板4を透
過して反応器1(共に図1参照)内へ導入される。つま
り、反応器1内へプラズマを生成するマイクロ波が導入
される。前述した寸法の導波管型アンテナ部12を用いた
場合、各スリット15,15,…は、例えば80mm×20
mmの寸法で、導波管型アンテナ部12の閉塞した端部か
らスリット15,15,…の中央までの距離が79.2mm
の整数倍になるように開設する。
FIG. 3 shows the slit 1 shown in FIG. 1 and FIG.
It is explanatory drawing explaining 5, 15, .... As shown in FIG. 3, the slits 15, 15,...
The center axis 16 of the bent portion 12a is
It is set up so that it is orthogonal to, and each slit 15,15,…
Is set at a position of n · λg / 2 from the closed end of the waveguide antenna unit 12. As described above, the slits 15, 15,... Are opened at positions where the maximum value of the current flowing through the peripheral wall of the waveguide antenna section 12 is shown, and the potential difference generated across the slits 15, 15,. By each slit
An electric field is emitted from 15, 15,..., And the electric field penetrates the sealing plate 4 and is introduced into the reactor 1 (both refer to FIG. 1). That is, microwaves for generating plasma are introduced into the reactor 1. When the waveguide type antenna section 12 having the above-described dimensions is used, each slit 15, 15,.
, and the distance from the closed end of the waveguide antenna unit 12 to the center of the slits 15, 15,... is 79.2 mm.
Established to be an integral multiple of.

【0031】なお、本実施の形態では、スリット15,1
5,…は、曲成部12a の中心軸16に直交するように開設
してあるが、本発明はこれに限らず、中心軸16に斜めに
交わるようにスリットを開設してもよく、また、中心軸
16と並行に開設してもよい。後述する如く、反応器1内
に生成されたプラズマによって、アンテナ11内を伝播す
るマイクロ波の波長が変化して、導波管型アンテナ部12
の周壁に通流する電流の極大値を示す位置が変化する場
合があるが、中心軸16に斜めに開設したスリット又は中
心軸16と並行に開設したスリットにあっては、電流の極
大値を示す位置の変化をスリットの領域内に取り込むこ
とができる。
In this embodiment, the slits 15, 1
5, ... are opened so as to be orthogonal to the central axis 16 of the bent portion 12a. However, the present invention is not limited to this, and a slit may be opened so as to cross the central axis 16 at an angle. , Central axis
It may be opened in parallel with 16. As described later, the wavelength of the microwave propagating in the antenna 11 changes due to the plasma generated in the reactor 1, and the waveguide-type antenna 12
The position indicating the maximum value of the current flowing through the peripheral wall may change, but in the slit opened diagonally on the central axis 16 or the slit opened in parallel with the central axis 16, the maximum value of the current is changed. The indicated change in position can be captured in the area of the slit.

【0032】前述したように各スリット15,15,…は、
カバー部材10に略放射状に設けてあるため、マイクロ波
は反応器1内の全領域に均一に導入される。一方、図1
に示したように、アンテナ11は反応器1の直径と同じ直
径のカバー部材10上に、該カバー部材10の周縁から突出
することなく設けてあるため、反応器1の直径が大きく
ても、マイクロ波プラズマ処理装置のサイズを可及的に
小さく、従って小さなスペースに設置し得る。
As described above, each of the slits 15, 15,.
Since the cover member 10 is provided substantially radially, the microwave is uniformly introduced into the entire region in the reactor 1. On the other hand, FIG.
As shown in the above, since the antenna 11 is provided on the cover member 10 having the same diameter as the diameter of the reactor 1 without protruding from the periphery of the cover member 10, even if the diameter of the reactor 1 is large, The size of the microwave plasma processing apparatus can be as small as possible and can therefore be installed in a small space.

【0033】反応器1には処理室2の周囲壁を貫通する
貫通穴が開設してあり、該貫通穴に嵌合させたガス導入
管5から処理室2内に所要のガスが導入される。処理室
2の底部壁中央には、試料Wを載置する載置台3が設け
てあり、載置台3にはマッチングボックス6を介して第
1高周波電源7が接続されている。また、反応器1の底
部壁には排気口8が開設してあり、排気口8から処理室
2の内気を排出するようになしてある。
The reactor 1 is provided with a through hole penetrating the peripheral wall of the processing chamber 2, and a required gas is introduced into the processing chamber 2 from a gas introduction pipe 5 fitted in the through hole. . At the center of the bottom wall of the processing chamber 2, a mounting table 3 for mounting the sample W is provided, and a first high frequency power supply 7 is connected to the mounting table 3 via a matching box 6. An exhaust port 8 is provided on the bottom wall of the reactor 1 so that the inside air of the processing chamber 2 is discharged from the exhaust port 8.

【0034】このようなマイクロ波プラズマ処理装置を
用いて試料Wの表面にエッチング処理を施すには、排気
口8から排気して処理室2内を所望の圧力まで減圧した
後、ガス導入管5から処理室2内に反応ガスを供給す
る。次いで、マイクロ波発振器20からマイクロ波を発振
させ、それを導波管21を経てアンテナ11に導入し、そこ
に定在波を形成させる。この定在波によって、アンテナ
11のスリット15,15,…から放射された電界は、封止板
4を透過して処理室2内へ導入され、処理室2内にプラ
ズマが生成され、このプラズマによって試料Wの表面を
エッチングする。
In order to perform an etching process on the surface of the sample W using such a microwave plasma processing apparatus, the inside of the processing chamber 2 is evacuated to a desired pressure by exhausting from the exhaust port 8, and then the gas introducing pipe 5 is formed. To supply the reaction gas into the processing chamber 2. Next, microwaves are oscillated from the microwave oscillator 20, and the microwaves are introduced into the antenna 11 through the waveguide 21, and standing waves are formed there. With this standing wave, the antenna
The electric field radiated from the 11 slits 15, 15,... Passes through the sealing plate 4 and is introduced into the processing chamber 2, and plasma is generated in the processing chamber 2, and the surface of the sample W is etched by the plasma. I do.

【0035】(実施の形態2)図4は、実施の形態2を
示す側断面図であり、アンテナ11内に誘電体13が装入し
てある。なお、図中、図1に対応する部分には同じ番号
を付してその説明を省略する。誘電体13には、テフロン
(登録商標)といったフッ素樹脂、ポリエチレン樹脂又
はポリスチレン樹脂等から所要の比誘電率εrのものを
選択する。誘電体13を伝播するマイクロ波の波長は、誘
電体13を装入していないアンテナ11内を伝播するマイク
ロ波の波長の1/√(εr)と短い。そのため、前述し
た如く、導波管型アンテナ部12の閉塞した端部からn・
λg/2の位置に開設したスリット15,15,…の個数
を、誘電体13を装入していないときより多くすることが
できる。これによって、エネルギ損失を抑制しつつ、反
応器1内へマイクロ波を更に均一に導入することができ
る。
(Second Embodiment) FIG. 4 is a side sectional view showing a second embodiment, in which a dielectric 13 is inserted in an antenna 11. In the figure, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The dielectric 13 is selected from a fluororesin such as Teflon (registered trademark), a polyethylene resin, a polystyrene resin, or the like, having a required dielectric constant εr. The wavelength of the microwave propagating in the dielectric 13 is as short as 1 / √ (εr) of the wavelength of the microwave propagating in the antenna 11 in which the dielectric 13 is not mounted. Therefore, as described above, n · m from the closed end of the waveguide antenna unit 12.
The number of slits 15, 15,... opened at the position of λg / 2 can be made larger than when the dielectric 13 is not inserted. Thereby, the microwave can be more uniformly introduced into the reactor 1 while suppressing the energy loss.

【0036】(実施の形態3)図5は実施の形態3を示
す部分平面図であり、アンテナ11の実効長を調整し得る
ようになしてある。アンテナ11に備えられた導波管型ア
ンテナ部12の端面には貫通穴が開設してあり、該貫通穴
にはプランジャ18が進退自在に挿入してある。プランジ
ャ18の基端には貫通穴の直径より大きい直径の止め部19
が設けてあり、該止め部19によってプランジャ18の導波
管型アンテナ部12内への進入が停止される。また、導波
管型アンテナ部12の端面より少し内側には、導波管型ア
ンテナ部12の内径と同じ外径であり、導電性の移動板
(閉塞部材)17が摺動自在に内嵌してあり、移動板17の
周縁部はテーパになしてある。この移動板17にはプラン
ジャ18の先端が連結してあり、プランジャ18を進退させ
ることによって、移動板17の導波管型アンテナ部12の長
手方向の位置を調整する。
(Embodiment 3) FIG. 5 is a partial plan view showing Embodiment 3 in which the effective length of the antenna 11 can be adjusted. A through hole is formed in the end surface of the waveguide type antenna section 12 provided in the antenna 11, and a plunger 18 is inserted into the through hole so as to be able to advance and retreat. At the base end of the plunger 18 is a stop 19 having a diameter larger than the diameter of the through hole.
The stop 19 stops the plunger 18 from entering the waveguide antenna section 12. In addition, a conductive moving plate (closing member) 17 having the same outer diameter as the inner diameter of the waveguide type antenna unit 12 and being slidably fitted inside the end surface of the waveguide type antenna unit 12 slightly inside. The periphery of the moving plate 17 is tapered. The tip of a plunger 18 is connected to the movable plate 17, and the position of the movable plate 17 in the longitudinal direction of the waveguide antenna unit 12 is adjusted by moving the plunger 18 back and forth.

【0037】導波管型アンテナ部12内に入射されたマイ
クロ波は、移動板17で反射されて定在波が形成される。
スリット15,15,…は、導波管型アンテナ部12に入射さ
れるマイクロ波の波長λgに基づいて、導波管型アンテ
ナ部12の端面に当接させた状態の移動板17から、n・λ
g/2の位置に開設してある。
The microwave incident on the waveguide type antenna section 12 is reflected by the moving plate 17 to form a standing wave.
The slits 15, 15,... Are moved from the movable plate 17, which is in contact with the end face of the waveguide antenna section 12, based on the wavelength λg of the microwave incident on the waveguide antenna section 12, from the n.・ Λ
It is opened at g / 2.

【0038】このようなマイクロ波プラズマ処理装置に
あっては、移動板17を導波管型アンテナ部12の端面に当
接させた状態でプラズマを生成し、処理室2(図1参
照)内のプラズマが高密度になるにつれて、移動板17と
導波管型アンテナ部12の端面との間の距離を増大させ
る。
In such a microwave plasma processing apparatus, plasma is generated in a state where the moving plate 17 is in contact with the end face of the waveguide antenna section 12, and the plasma is generated in the processing chamber 2 (see FIG. 1). As the plasma density increases, the distance between the moving plate 17 and the end face of the waveguide antenna section 12 increases.

【0039】プラズマが生成される処理室2とアンテナ
11とが近い場合、処理室2内に生成されたプラズマが高
密度になるに従って、アンテナ11に導入されたマイクロ
波の波長が短くなり、それに伴って、導波管型アンテナ
部12の周壁に通流する電流の極大値を示す間隔が短くな
る。しかしながら本実施の形態にあっては、前述した如
く、処理室2内のプラズマが高密度になるにつれて、移
動板17と導波管型アンテナ部12の端面との間の距離を増
大させて、移動板とスリット15,15,…との間の距離を
短くすることによって、導波管型アンテナ部12の周壁に
通流する電流の極大値の位置がスリット15,15,…の位
置になるように調整される。これによって、処理室2内
にマイクロ波を均一に導入すると共に、処理室2内のプ
ラズマが高密度になっても、高強度のマイクロ波を導入
することができる。
Processing chamber 2 in which plasma is generated and antenna
When the distance is close to 11, the wavelength of the microwave introduced into the antenna 11 becomes shorter as the plasma generated in the processing chamber 2 becomes denser, and accordingly, the peripheral wall of the waveguide type antenna section 12 The interval indicating the maximum value of the flowing current is shortened. However, in the present embodiment, as described above, as the density of plasma in the processing chamber 2 increases, the distance between the moving plate 17 and the end surface of the waveguide antenna unit 12 is increased. By reducing the distance between the moving plate and the slits 15, 15,..., The position of the local maximum value of the current flowing through the peripheral wall of the waveguide antenna unit 12 becomes the position of the slits 15, 15,. Is adjusted as follows. Thus, microwaves can be uniformly introduced into the processing chamber 2 and high-intensity microwaves can be introduced even if the plasma in the processing chamber 2 has a high density.

【0040】(実施の形態4)図6は実施の形態4を示
す側断面図であり、アンテナ11と封止板4との間のエア
ギャップ9の寸法を調節するようになしてある。なお図
中、図1に対応する部分には同じ番号を付してその説明
を省略する。カバー部材10の周縁には、昇降部10a が設
けてあり、昇降部10a には、カバー部材10を昇降駆動す
る昇降駆動装置14が連結してある。そして、昇降駆動装
置14の駆動によりカバー部材10、該カバー部材10に設け
たアンテナ11を昇降して、カバー部材10と封止板4との
間のエアギャップ9の厚さ寸法を調整するようになして
ある。
(Embodiment 4) FIG. 6 is a side sectional view showing Embodiment 4 in which the size of the air gap 9 between the antenna 11 and the sealing plate 4 is adjusted. In the figure, portions corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. An elevating part 10a is provided on the periphery of the cover member 10, and an elevating drive device 14 for driving the cover member 10 up and down is connected to the elevating part 10a. Then, the thickness of the air gap 9 between the cover member 10 and the sealing plate 4 is adjusted by moving the cover member 10 and the antenna 11 provided on the cover member 10 by driving the lifting / lowering drive device 14. It has been done.

【0041】このようなマイクロ波プラズマ処理装置を
用いて試料Wの表面にエッチング処理を施すには、エア
ギャップ9の寸法を零にしておき、排気口8から排気し
て処理室2内を所望の圧力まで減圧した後、ガス導入管
5から処理室2内に反応ガスを供給する。次いで、マイ
クロ波発振器20からマイクロ波を発振させ、それを導波
管21を経てアンテナ11に導入し、そこに定在波を形成さ
せる。この定在波によって、アンテナ11のスリット15,
15,…から電界を放射させ、封止板4を透過した電界に
よって処理室2内にプラズマを生成させる。生成したプ
ラズマの密度が高くなるにつれて、昇降駆動装置14をし
てカバー部材10を上昇せしめ、エアギャップ9の寸法を
大きくして、試料Wの表面をエッチングする。
In order to perform an etching process on the surface of the sample W using such a microwave plasma processing apparatus, the size of the air gap 9 is set to zero, and the inside of the processing chamber 2 is evacuated by exhausting from the exhaust port 8. After the pressure has been reduced to the pressure, the reaction gas is supplied from the gas introduction pipe 5 into the processing chamber 2. Next, microwaves are oscillated from the microwave oscillator 20, and the microwaves are introduced into the antenna 11 through the waveguide 21, and standing waves are formed there. Due to this standing wave, the slits 15 of the antenna 11,
An electric field is radiated from 15, and plasma is generated in the processing chamber 2 by the electric field transmitted through the sealing plate 4. As the density of the generated plasma increases, the cover member 10 is raised by the lifting drive device 14 to increase the size of the air gap 9 and etch the surface of the sample W.

【0042】処理室2内に生成されたプラズマが高密度
になると、アンテナ11とプラズマとの結合によって、ア
ンテナ11内を伝播するマイクロ波の波長が短くなり、こ
れによってアンテナ11内の壁面に通流する電流が極大に
なる位置が変化する。本実施の形態にあっては、処理室
2内のプラズマの密度が高くなるにつれて、昇降駆動装
置14をしてカバー部材10を上昇せしめ、エアギャップ9
の寸法を大きくするため、アンテナ11と処理室2内のプ
ラズマとの結合が弱まり、アンテナ11内を伝播するマイ
クロ波の波長が短くなることが防止される。なお、処理
室2内のプラズマの密度は、例えばプラズマ発生の際の
発光を光ファイバーにて検知することによって検出する
ことができる。
When the density of the plasma generated in the processing chamber 2 becomes high, the wavelength of the microwave propagating in the antenna 11 is shortened due to the coupling between the antenna 11 and the plasma, whereby the microwave passes through the wall surface in the antenna 11. The position where the flowing current is maximum changes. In the present embodiment, as the density of plasma in the processing chamber 2 increases, the cover member 10 is raised by the lifting drive unit 14 and the air gap 9 is increased.
Is increased, the coupling between the antenna 11 and the plasma in the processing chamber 2 is weakened, and the wavelength of the microwave propagating in the antenna 11 is prevented from being shortened. In addition, the density of the plasma in the processing chamber 2 can be detected, for example, by detecting light emission at the time of plasma generation with an optical fiber.

【0043】なお、上述した実施の形態1〜4では、ス
リット内は空になしてあるが、本発明はこれに限らず、
スリットに誘電体を内嵌させてもよい。アンテナ内に導
入するマイクロ波のパワーが高い場合、スリットの角部
でマイクロ波の電界が局所的に集中し、スリットと封止
板との間で異常放電が生じる虞がある。この異常放電に
より、プラズマが不安定・不均一になり、プラズマ処理
に支障を来す場合、又はスリット若しくは封止板が損傷
する場合がある。しかし、スリット内に誘電体を挿入し
た場合、スリットの角部への電界の集中を抑制すること
ができると共に、放電が起こり得る空間を誘電体によっ
て塞ぐことができるため、前述した異常放電が発生せ
ず、安全性が向上すると共に、高パワーのマイクロ波を
用いて、安定・均一に試料をプラズマ処理することがで
きる。スリットに内嵌させる誘電体としては、マイクロ
波を吸収しないテフロン(登録商標),石英,アルミナ
等を用いることができるが、アルミナは局所的な電界の
集中を抑制することができるため好適である。
In the first to fourth embodiments, the inside of the slit is empty, but the present invention is not limited to this.
A dielectric may be fitted inside the slit. When the power of the microwave introduced into the antenna is high, the electric field of the microwave is locally concentrated at the corner of the slit, and abnormal discharge may occur between the slit and the sealing plate. Due to the abnormal discharge, the plasma becomes unstable or non-uniform, which may hinder the plasma processing, or may damage the slit or the sealing plate. However, when a dielectric is inserted into the slit, the concentration of the electric field at the corners of the slit can be suppressed, and the space in which discharge can occur can be closed by the dielectric. Without increasing the safety, the sample can be stably and uniformly plasma-treated using a high-power microwave. Teflon (registered trademark), quartz, alumina, or the like that does not absorb microwaves can be used as the dielectric to be fitted in the slit. Alumina is preferable because local electric field concentration can be suppressed. .

【0044】[0044]

【発明の効果】以上詳述した如く、第1発明に係るマイ
クロ波プラズマ処理装置にあっては、アンテナの管状部
材内へ直接的にマイクロ波を入射することができるた
め、アンテナは容器から突出することがない。そのた
め、容器の直径が大きくても、マイクロ波プラズマ処理
装置のサイズが可及的に小さく、従って小さなスペース
に設置し得る。一方、マイクロ波はアンテナの管状部材
によって容器上の適宜の位置へ導かれ、スリットから放
射されるため、容器内へマイクロ波を均一に導入するこ
とができる。
As described in detail above, in the microwave plasma processing apparatus according to the first invention, since the microwave can be directly incident into the tubular member of the antenna, the antenna projects from the container. Never do. Therefore, even if the diameter of the container is large, the size of the microwave plasma processing apparatus is as small as possible, so that the apparatus can be installed in a small space. On the other hand, the microwave is guided to an appropriate position on the container by the tubular member of the antenna and is radiated from the slit, so that the microwave can be uniformly introduced into the container.

【0045】第2発明に係るマイクロ波プラズマ処理装
置にあっては、管状部材をC字状又は渦巻き状に成形し
てあるため、容器の略全域にマイクロ波を導くことがで
き、それによって容器内へマイクロ波を均一に導入する
ことができる。
In the microwave plasma processing apparatus according to the second aspect of the present invention, since the tubular member is formed into a C-shape or a spiral shape, the microwave can be guided to almost the entire region of the container, thereby Microwaves can be uniformly introduced into the inside.

【0046】第3発明に係るマイクロ波プラズマ処理装
置にあっては、アンテナの管状部材によって容器上の適
宜の位置へ導かれたマイクロ波を、適宜の間隔で開設し
た複数のスリットから封止部材へ放射するため、容器内
へマイクロ波が均一に導入される。
In the microwave plasma processing apparatus according to the third aspect of the present invention, the microwave guided to an appropriate position on the container by the tubular member of the antenna is sealed from a plurality of slits opened at appropriate intervals. The microwaves are uniformly introduced into the container for radiation.

【0047】第4発明に係るマイクロ波プラズマ処理装
置にあっては、エネルギ損失を可及的に抑制して、スリ
ットからマイクロ波を放射することができる。
In the microwave plasma processing apparatus according to the fourth invention, microwaves can be radiated from the slit while minimizing energy loss.

【0048】第5発明に係るマイクロ波プラズマ処理装
置にあっては、誘電体が装入していないときよりスリッ
トを多く開設することができるため、容器内へマイクロ
波を更に均一に導入することができる。
In the microwave plasma processing apparatus according to the fifth aspect of the present invention, since more slits can be opened than when no dielectric is charged, the microwaves can be more uniformly introduced into the container. Can be.

【0049】第6発明に係るマイクロ波プラズマ処理装
置にあっては、プラズマが生成される容器とアンテナと
の間の距離が短い場合でも、アンテナからマイクロ波を
高効率に放射することができる。
[0049] In the microwave plasma processing apparatus according to the sixth aspect of the present invention, microwaves can be radiated from the antenna with high efficiency even when the distance between the container in which plasma is generated and the antenna is short.

【0050】第7発明に係るマイクロ波プラズマ処理装
置にあっては、容器内に生成されたプラズマが高密度に
なるに従って、アンテナと封止部材との間の距離を長く
してアンテナとプラズマとの結合を弱めることによっ
て、アンテナ内を伝播するマイクロ波にプラズマが影響
することを防止することができる等、本発明は優れた効
果を奏する。
In the microwave plasma processing apparatus according to the seventh aspect of the present invention, the distance between the antenna and the sealing member is increased by increasing the distance between the antenna and the sealing member as the density of the plasma generated in the container increases. The present invention has excellent effects, such as preventing plasma from affecting microwaves propagating in the antenna by weakening the coupling of.

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

【図1】本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置の構
造を示す側断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing a structure of a microwave plasma processing apparatus according to the present invention.

【図2】図1に示したマイクロ波プラズマ処理装置の平
面図である。
FIG. 2 is a plan view of the microwave plasma processing apparatus shown in FIG.

【図3】図1及び図2に示したスリットを説明する説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a slit shown in FIGS. 1 and 2.

【図4】実施の形態2を示す側断面図である。FIG. 4 is a side sectional view showing a second embodiment.

【図5】実施の形態3を示す部分平面図である。FIG. 5 is a partial plan view showing a third embodiment.

【図6】実施の形態4を示す側断面図である。FIG. 6 is a side sectional view showing a fourth embodiment.

【図7】従来の装置と同タイプのマイクロ波プラズマ処
理装置を示す側断面図である。
FIG. 7 is a side sectional view showing a microwave plasma processing apparatus of the same type as a conventional apparatus.

【図8】図7に示したプラズマ処理装置の平面図であ
る。
8 is a plan view of the plasma processing apparatus shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応器 2 処理室 3 載置台 4 封止板 10 カバー部材 11 アンテナ 12 導波管型アンテナ部 12a 曲成部 15 スリット 21 導波管 W 試料 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reactor 2 Processing chamber 3 Mounting table 4 Sealing plate 10 Cover member 11 Antenna 12 Waveguide antenna part 12a Curved part 15 Slit 21 Waveguide W Sample

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一部を封止部材で封止してなる容器内
へ、前記封止部材を透過させてマイクロ波を導入し、該
マイクロ波によってプラズマを生成し、生成したプラズ
マによって被処理物を処理する装置において、 一端からマイクロ波を入射する管状部材の他端を閉塞部
材で閉塞し、該管状部材の前記封止部材に対向する部分
にスリットを開設してなるアンテナが前記封止部材の表
面に対向して設けてあり、前記管状部材の一端からアン
テナ内へマイクロ波を入射し、前記スリットから前記封
止部材へマイクロ波を放射するようになしてあることを
特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。
1. A microwave that is transmitted through the sealing member to introduce a microwave into a container that is partially sealed with the sealing member, generates plasma by the microwave, and performs processing by the generated plasma. In an apparatus for processing an object, an antenna formed by closing the other end of a tubular member that receives microwaves from one end with a closing member and opening a slit in a portion of the tubular member facing the sealing member is provided with the antenna. The microwave is provided so as to face the surface of the member, microwaves are incident into the antenna from one end of the tubular member, and are radiated from the slit to the sealing member. Wave plasma processing equipment.
【請求項2】 前記管状部材は、C字状又は渦巻き状に
成形してある請求項1記載のマイクロ波プラズマ処理装
置。
2. The microwave plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the tubular member is formed in a C shape or a spiral shape.
【請求項3】 前記スリットは、前記閉塞部材から所定
の間隔で複数開設してある請求項1又は2記載のマイク
ロ波プラズマ処理装置。
3. The microwave plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the slits are opened at a predetermined interval from the closing member.
【請求項4】 前記間隔Lは次式に基づいて定めてある
請求項3記載のマイクロ波プラズマ処理装置。 L=λg/2 但し、λg:アンテナ内を伝播するマイクロ波の波長
4. The microwave plasma processing apparatus according to claim 3, wherein said interval L is determined based on the following equation. L = λg / 2, where λg: wavelength of microwave propagating in the antenna
【請求項5】 前記管状部材内に誘電体が装入してある
請求項1乃至4の何れかに記載のマイクロ波プラズマ処
理装置。
5. The microwave plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a dielectric is inserted in the tubular member.
【請求項6】 前記閉塞部材は、管状部材にその長手方
向へ摺動自在に内嵌してある請求項1乃至4の何れかに
記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
6. The microwave plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the closing member is slidably fitted inside the tubular member in a longitudinal direction thereof.
【請求項7】 前記アンテナを支持する支持部材と、ア
ンテナと封止部材との間の距離を調整すべく、該支持部
材を進退駆動する駆動装置とを具備する請求項1乃至6
の何れかに記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
7. A supporting member for supporting the antenna, and a driving device for driving the supporting member forward and backward so as to adjust a distance between the antenna and the sealing member.
The microwave plasma processing apparatus according to any one of the above.
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