JP2000012288A - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置

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JP2000012288A
JP2000012288A JP10171490A JP17149098A JP2000012288A JP 2000012288 A JP2000012288 A JP 2000012288A JP 10171490 A JP10171490 A JP 10171490A JP 17149098 A JP17149098 A JP 17149098A JP 2000012288 A JP2000012288 A JP 2000012288A
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JP
Japan
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microwave
plasma
processing apparatus
plasma processing
waveguide
Prior art date
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JP10171490A
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English (en)
Inventor
Yoshizo Tsugami
上 芳 三 津
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Shibaura Mechatronics Corp
Original Assignee
Shibaura Mechatronics Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマによる真空容器のエッチングを防止
できると共に、装置の製造コストの増加をもたらすこと
なく被処理物の大型化に対処することができるプラズマ
処理装置を提供する。 【解決手段】 マイクロ波導波管15によって導かれた
マイクロ波を、誘電体で形成されたマイクロ波透過窓部
材14を介して真空容器11内に導入し、真空容器11
内のプロセスガスにマイクロ波を照射してプラズマを発
生させ、このプラズマを利用して被処理物を処理するプ
ラズマ処理装置である。マイクロ波導波管15には、マ
イクロ波導波管15内のマイクロ波の進行方向に沿って
スリット16が延設されている。マイクロ波透過窓部材
14は、マイクロ波導波管15内のマイクロ波の進行方
向に対して直交する方向に延設されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ処理装置
に係わり、特に、真空容器内に導入されたプロセスガス
にマイクロ波を照射してプラズマを発生させるようにし
たプラズマ処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体製造用シリコンウエハや液晶ディ
スプレー用ガラス基板といった被処理物を減圧雰囲気下
において処理するための装置として、マイクロ波プラズ
マを利用して被処理物の処理を行うマイクロ波プラズマ
処理装置がある。
【0003】図4及び図5は従来のマイクロ波プラズマ
処理装置の一例を示したものであり、この装置は、角形
基板である液晶ディスプレー用ガラス基板を処理するた
めのものである。図4及び図5に示したようにこの従来
のプラズマ処理装置は、処理室1を内部に形成する真空
容器11を備えており、真空容器2の内部には被処理物
Sを載置するための載置台3が設けられている。
【0004】真空容器2の天壁には長方形の開口部4が
互いに平行に一組形成されており、これらの開口部4は
誘電体で形成された長方形の板状部材よりなる一組のマ
イクロ波透過窓部材5によってそれぞれ気密に封止され
ている。
【0005】これらのマイクロ波透過窓部材5には一組
のマイクロ波導波管6がそれぞれ添設されており、マイ
クロ波透過窓部材5は、マイクロ波導波管6内のマイク
ロ波の進行方向に沿って延設されている。
【0006】2本のマイクロ波導波管6には、それぞ
れ、真空容器2の側のE面に2本のスリット7が形成さ
れており、これらのスリット7はマイクロ波導波管6内
のマイクロ波の進行方向に沿って延設されている。
【0007】マイクロ波透過窓部材5の下方にはガスノ
ズル(図示せず)が設けられており、このガスノズルを
介して真空容器2の内部にプロセスガス(反応性ガス)
が導入される。
【0008】そして、マイクロ波導波管6によってマイ
クロ波電源(図示せず)を有するマイクロ波発生装置
(図示せず)から導かれたマイクロ波をマイクロ波透過
窓部材5を介して真空容器2の内部に導入し、ガスノズ
ルを介して真空容器2の内部に導入されたプロセスガス
にマイクロ波を照射する。
【0009】すると、マイクロ波のエネルギーによって
プロセスガスがプラズマ化され、これによってプロセス
ガス中にラジカル(活性種)、イオン等が生成される。
これらのラジカルやイオンは載置台3上に載置された被
処理物Sの表面に供給され、これによって被処理物の表
面処理が行われる。
【0010】なお、上述した従来のマイクロ波プラズマ
処理装置は、被処理物S表面の薄膜のエッチングやレジ
ストのアッシング等に使用される装置であり、プロセス
ガスとしては酸素ガス(O2)や、或いは酸素ガスにC
4、NF3等のフッ素系ガスを添加した混合ガス等が使
用される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、半導
体製造用シリコンウエハや液晶ディスプレー用ガラス基
板といった被処理物が技術の進歩によって大型化してい
るために、このような被処理物の大型化に伴ってプラズ
マ処理装置においては大面積且つ均一なプラズマを生成
する必要が生じている。
【0012】このような要求に対応するためには、マイ
クロ波導波管の長さ、つまりスリットの長さを長くする
ことで直線状には大型化を図ることが可能である。一
方、プラズマの面積を広くするためには、スリットの本
数を増やすこと、つまり複数のマイクロ波導波管を互い
に平行に並設することによって対処することができる。
【0013】しかしながら、マイクロ波導波管の本数に
応じてマイクロ波電源が必要となるので、マイクロ波導
波管の本数を増やすことによってマイクロ波電源の設置
数も同様に増加し、プラズマ処理装置のコストが増大す
ると共に装置が大型化してしまうという問題があった。
【0014】また、上述したように従来のプラズマ処理
装置においては、誘電体により形成されたマイクロ波透
過窓部材はスリット形状に合わせて長方形に形成されて
いる。そして、マイクロ波はスリットに対して直交する
方向に伝搬する性質を持っているので、長方形の板状部
材よりなるマイクロ波透過窓部材の短辺方向にプラズマ
が広がることになる。
【0015】このため、誘電体よりなるマイクロ波透過
窓部材の端部でマイクロ波が十分に減衰することなく金
属製の真空容器に到達し、マイクロ波透過窓部材の近傍
の真空容器の金属面がプラズマによってエッチングされ
てしまう。そして、エッチングされた金属は反応性ガス
と反応して不純物として真空容器内あるいは被処理物の
表面に堆積してしまうという問題があった。
【0016】さらに、被処理物の大型化は真空容器の大
型化を招くが、大型化した真空容器のサイズに合わせて
マイクロ波透過窓部材を大型化しようとすると、誘電体
材料によってマイクロ波波透過窓部材を製造するための
製造装置も大型化する必要があり、また、大型のマイク
ロ波透過窓部材の製造は困難であり、ひいてはプラズマ
処理装置の製造コストの増大をもたらすという問題があ
った。
【0017】本発明は、上述した種々の問題点に鑑みて
なされたものであって、プラズマによる真空容器のエッ
チングを防止できると共に、装置の製造コストの増加を
もたらすことなく被処理物の大型化に対処することがで
きるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明によるプラズマ処
理装置は、マイクロ波導波管によって導かれたマイクロ
波を、誘電体で形成されたマイクロ波透過窓部材を介し
て真空容器内に導入し、前記真空容器内のプロセスガス
にマイクロ波を照射してプラズマを発生させ、このプラ
ズマを利用して被処理物を処理するプラズマ処理装置に
おいて、前記マイクロ波導波管には、前記マイクロ波導
波管内のマイクロ波の進行方向に沿ってスリットが延設
されており、前記マイクロ波透過窓部材は、前記マイク
ロ波導波管内のマイクロ波の進行方向に対して直交する
方向に延設されていることを特徴とする。
【0019】また、好ましくは、前記マイクロ波透過窓
部材は長方形の板状部材によって形成されており、前記
長方形の板状部材の長手方向が前記マイクロ波導波管内
のマイクロ波の進行方向に対して直交している。
【0020】また、好ましくは、互いに平行に並設され
た複数の前記マイクロ波透過窓部材を備えている。
【0021】また、好ましくは、複数の噴出孔を有する
ノズル板によって前記真空容器の内部をプラズマ発生室
と処理室とに分離し、前記プラズマ発生室に導入された
プロセスガスにマイクロ波を照射してプラズマを発生さ
せてラジカルを生成し、前記噴出孔を介して前記処理室
に導入されたラジカルによって被処理物を処理するよう
にする。
【0022】また、好ましくは、前記真空容器の内部に
被処理物を載置するための載置台を設け、前記載置台に
直流電圧又は高周波電圧を印加するようにする。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
プラズマ処理装置について図1及び図2を参照して説明
する。
【0024】図1は、本実施形態によるプラズマ処理装
置の概略構成を示した平面図であり、図2は、同縦断面
図である。なお、本装置は、角形基板である液晶ディス
プレー用ガラス基板を処理するためのものである。
【0025】図2に示したように本実施形態によるプラ
ズマ処理装置は、処理室10を内部に形成する真空容器
11を備えており、真空容器11の内部には被処理物S
を載置するための載置台12が設けられている。この載
置台12は、図示を省略した直流電源又は高周波電源か
ら直流電圧又は高周波電圧を印加することができるよう
になっている。
【0026】真空容器11の天壁には長方形の開口部1
3が互いに平行に一組形成されており、これらの開口部
13は誘電体で形成された長方形の板状部材よりなる一
組のマイクロ波透過窓部材14によってそれぞれ気密に
封止されている。
【0027】そして、本実施形態によるプラズマ処置装
置においては、一本のマイクロ波導波管15が真空容器
11の上面に設置されており、より詳細には、マイクロ
波導波管15内のマイクロ波の進行方向と、長方形の板
状部材よりなるマイクロ波透過窓部材14の長手方向と
が直交するように構成されている。
【0028】マイクロ波導波管15の真空容器2の側の
E面の側縁部には合計4本のスリット16が形成されて
おり、これらのスリット16はマイクロ波導波管15内
のマイクロ波の進行方向に沿って延設されている。さら
に、これらのスリット16は、マイクロ波導波管15と
マイクロ波透過窓部材14とが重なり合う2つの領域の
それぞれに一組ずつ形成されている。なお、スリット1
6はマイクロ波導波管15のH面に形成することもでき
る。
【0029】マイクロ波透過窓部材14の下方にはガス
ノズル(図示せず)が設けられており、このガスノズル
を介して真空容器11の内部にプロセスガス(反応性ガ
ス)が導入される。
【0030】なお、本実施形態においては開口部13及
びマイクロ波透過窓部材14をそれぞれ2つずつ設けて
いるが、これらを3つ以上設けることも可能であり、こ
の場合でもマイクロ波導波管15は1本で足り、スリッ
ト16の数を増やすだけで対応することができる。
【0031】次に、本実施形態によるプラズマ処理装置
の作用について説明する。
【0032】マイクロ波導波管15によってマイクロ波
電源(図示せず)を有するマイクロ波発生装置(図示せ
ず)から導かれたマイクロ波をスリット16及びマイク
ロ波透過窓部材14を介して真空容器11の内部に導入
し、ガスノズルを介して真空容器11の内部に導入され
たプロセスガスにマイクロ波を照射する。
【0033】すると、マイクロ波のエネルギーによって
プロセスガスがプラズマ化され、これによってプロセス
ガス中にラジカル(活性種)、イオン等が生成される。
これらのラジカルやイオンは載置台12上に載置された
被処理物Sの表面に供給され、これによって被処理物の
表面処理が行われる。
【0034】なお、本実施形態によるマイクロ波プラズ
マ処理装置は、被処理物S表面の薄膜のエッチングやレ
ジストのアッシング等に使用される装置であり、プロセ
スガスとして酸素ガス(O2)や、或いは酸素ガスにC
4、NF3等のフッ素系ガスを添加した混合ガス等が使
用される。
【0035】以上述べたように本実施形態によるプラズ
マ処理装置においては、マイクロ波透過窓部材14がマ
イクロ波導波管15内のマイクロ波の進行方向、つまり
スリット16が延びる方向に対して直交する方向(横方
向)に延設されているので、誘電体よりなるマイクロ波
透過窓部材14内でのマイクロ波の伝搬が横方向、つま
りマイクロ波透過部材14の長手方向にも広がる。この
ため、一本のマイクロ波導波管15及び一台のマイクロ
波電源(図示せず)によって大面積のプラズマを生成す
ることができる。
【0036】また、マイクロ波透過窓部材14の横方向
の距離が十分にあるためマイクロ波透過窓部材14の両
端でマイクロ波の伝搬も十分に減衰する。このため、マ
イクロ波透過窓部材14の近傍での真空容器11の金属
面のエッチングを防止することができ、ひいては、金属
面のエッチングにより発生した不純物による被処理物S
の汚染を防止することができる。
【0037】さらに、スリット16に対して横方向に長
いマイクロ波透過窓部材14を複数使用することでマイ
クロ波透過窓部材14の製造コストを低減することが可
能であり、装置の製造コストの増加をもたらすことなく
被処理物Sの大型化に対処することができる。
【0038】また、図3は上述した実施形態の一変形例
を示しており、この変形例によるプラズマ処理装置はい
わゆるダウンフロータイプの装置であって、多数の噴出
孔17を有するノズル板18によって、真空容器11の
内部がプラズマ発生室19と処理室10とに分離されて
いる。
【0039】そして、プラズマ発生室19に導入された
プロセスガスにマイクロ波を照射してプラズマを発生さ
せてラジカルを生成し、噴出孔17を介して処理室10
に導入されたラジカルによって被処理物Sを処理するよ
うにしている。
【0040】このような構成及び作用よりなる本変形例
においても上述した実施形態と同様の効果を得ることが
できる。
【0041】なお、本発明の適用範囲は、液晶ディスプ
レー用ガラス基板のためのプラズマ処理装置に限定され
るものではなく、半導体製造用シリコンウエハ等のその
他の被処理物を処理するための各種のプラズマ処理装置
に適用することができる。
【0042】
【発明の効果】以上述べたように本発明によるプラズマ
処理装置によれば、マイクロ波透過窓部材が、マイクロ
波導波管内のマイクロ波の進行方向、つまりスリットが
延びる方向に対して直交する方向に延設されているの
で、プラズマによる真空容器のエッチングを防止できる
と共に、装置の製造コストの増加をもたらすことなく被
処理物の大型化に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態によるプラズマ処理装置の
概略構成を示した平面図。
【図2】図1に示したプラズマ処理装置の概略構成を示
した縦断面図。
【図3】図1及び図2に示したプラズマ処理装置の一変
形例の概略構成を示した縦断面図。
【図4】従来のプラズマ処理装置の概略構成を示した一
部断面斜視図。
【図5】図4に示した従来のプラズマ処理装置の概略構
成を示した縦断面図。
【符号の説明】
10 処理室 11 真空容器 12 載置台 13 開口部 14 マイクロ波透過窓部材 15 マイクロ波導波管 16 スリット 17 噴出孔 18 ノズル板 19 プラズマ発生室

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マイクロ波導波管によって導かれたマイク
    ロ波を、誘電体で形成されたマイクロ波透過窓部材を介
    して真空容器内に導入し、前記真空容器内のプロセスガ
    スにマイクロ波を照射してプラズマを発生させ、このプ
    ラズマを利用して被処理物を処理するプラズマ処理装置
    において、 前記マイクロ波導波管には、前記マイクロ波導波管内の
    マイクロ波の進行方向に沿ってスリットが延設されてお
    り、 前記マイクロ波透過窓部材は、前記マイクロ波導波管内
    のマイクロ波の進行方向に対して直交する方向に延設さ
    れていることを特徴とするプラズマ処理装置。
  2. 【請求項2】前記マイクロ波透過窓部材は長方形の板状
    部材によって形成されており、前記長方形の板状部材の
    長手方向が前記マイクロ波導波管内のマイクロ波の進行
    方向に対して直交していることを特徴とする請求項1記
    載のプラズマ処理装置。
  3. 【請求項3】互いに平行に並設された複数の前記マイク
    ロ波透過窓部材を備えていることを特徴とする請求項1
    又は請求項2に記載のプラズマ処理装置。
  4. 【請求項4】複数の噴出孔を有するノズル板によって前
    記真空容器の内部をプラズマ発生室と処理室とに分離
    し、前記プラズマ発生室に導入されたプロセスガスにマ
    イクロ波を照射してプラズマを発生させてラジカルを生
    成し、前記噴出孔を介して前記処理室に導入されたラジ
    カルによって被処理物を処理するようにしたことを特徴
    とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のプ
    ラズマ処理装置。
  5. 【請求項5】前記真空容器の内部に被処理物を載置する
    ための載置台を設け、前記載置台に直流電圧又は高周波
    電圧を印加するようにしたことを特徴とする請求項1乃
    至請求項4のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002280196A (ja) * 2001-03-15 2002-09-27 Micro Denshi Kk マイクロ波を利用したプラズマ発生装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 20050906