JP2000174003A - Device and method for processing micro wave exciting plasma - Google Patents

Device and method for processing micro wave exciting plasma

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JP2000174003A
JP2000174003A JP10351431A JP35143198A JP2000174003A JP 2000174003 A JP2000174003 A JP 2000174003A JP 10351431 A JP10351431 A JP 10351431A JP 35143198 A JP35143198 A JP 35143198A JP 2000174003 A JP2000174003 A JP 2000174003A
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JP
Japan
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microwave
dielectric window
hole
top plate
reaction vessel
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JP10351431A
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Japanese (ja)
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Takemoto Yamauchi
健資 山内
Katsuaki Aoki
克明 青木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To be able to suppress products from peeling. SOLUTION: This device 20 is so constituted of a ceiling board 30 which is provided at a terminal side of a guide wave tube and to which micro wave is propagated, as the micro wave to radiate from a micro wave introducing port formed on the ceiling board 30 toward the inside of a responding vessel 21 and as medium gas to turn to plastic radiation for a board 22 to be processed to plasmic radiation. In this case the device is provided with a dielectric window 37 which encloses an upper terminal port of the responding vessel 21 in airtight, transmits the micro wave and guides a processed of the micro wave at the inside, and with a dielectric member 33 which is provided corresponding to a slot antenna 32 at the spot closer to the ceiling board side 30 than the dielectric window 37, introduces the micro wave radiated by the slot antenna 32, and regulates the processed to the H surface direction.

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、半導体及び液晶の
製造等におけるエッチングやアッシングに用いられるマ
イクロ波励起プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に
関する。
The present invention relates to a microwave-excited plasma processing apparatus and a plasma processing method used for etching and ashing in the production of semiconductors and liquid crystals.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のマイクロ波励起プラズマ処理装置
としては、図11(a),(b)に示す構造のものが知
られている。マイクロ波励起プラズマ処理装置1には、
反応容器2が設けられている。反応容器2は上端部分に
天板3が取り付けられ、さらに上方に矩形状の導波管4
が取り付けられてマイクロ波導入部分を形成している。
天板3にはマイクロ波を下方に導入するマイクロ波導入
口としてのスリット状のスロットアンテナ5が形成され
ている。
2. Description of the Related Art As a conventional microwave-excited plasma processing apparatus, one having a structure shown in FIGS. 11A and 11B is known. The microwave-excited plasma processing apparatus 1 includes:
A reaction vessel 2 is provided. The top plate 3 is attached to the upper end of the reaction vessel 2, and a rectangular waveguide 4
Are attached to form a microwave introduction part.
The top plate 3 is formed with a slit-shaped slot antenna 5 as a microwave introduction port for introducing microwaves downward.

【0003】上記天板3の下方には、この天板3に対向
して誘電体窓6がOリング7等の密封部材を介して上記
反応容器2を気密に閉塞するように取り付けられてい
る。
[0003] Below the top plate 3, a dielectric window 6 is attached to the top plate 3 so as to hermetically close the reaction vessel 2 via a sealing member such as an O-ring 7. .

【0004】反応容器2は、拡散板8により例えば円筒
形のプラズマ生成室9と処理室10とに上下に区画され
ている。このプラズマ生成室9の側壁にはガス供給配管
11が接続されており、例えば酸素のような処理ガスを
内部に供給する。
The reaction vessel 2 is vertically divided by a diffusion plate 8 into, for example, a cylindrical plasma generation chamber 9 and a processing chamber 10. A gas supply pipe 11 is connected to a side wall of the plasma generation chamber 9 to supply a processing gas such as oxygen to the inside.

【0005】処理室10内部には、回転軸12が下面に
取り付けられて上方に被処理基板であるウエハ13を上
記拡散板8から所定間隔を有して載置するウエハホルダ
14が設けられている。
[0005] Inside the processing chamber 10, there is provided a wafer holder 14 on which a rotating shaft 12 is mounted on a lower surface and on which a wafer 13 as a substrate to be processed is placed at a predetermined distance from the diffusion plate 8. .

【0006】処理室10の底面には、上記反応容器2内
部を真空吸引する排気管路15が形成されており、外部
に設けられた吸引ポンプに連結され、この反応容器2内
部の圧力が低圧になるように吸引作動している。
An exhaust pipe 15 for vacuum suction of the inside of the reaction vessel 2 is formed on the bottom surface of the processing chamber 10 and connected to a suction pump provided outside, and the pressure inside the reaction vessel 2 is reduced to a low pressure. The suction operation is performed so that

【0007】このような構成のマイクロ波励起プラズマ
処理装置1では、内部圧力を真空吸引によって低圧とし
た後に、ガス供給配管11によって上記プラズマ生成室
9内部に処理ガスを供給する。そして処理ガスを供給し
た後に、上記導波管4、天板3および誘電体窓6を介し
て内部にマイクロ波を導入し、処理ガスをプラズマ化す
る。
In the microwave-excited plasma processing apparatus 1 having such a configuration, the processing gas is supplied into the plasma generation chamber 9 through the gas supply pipe 11 after the internal pressure is reduced to a low pressure by vacuum suction. After supplying the processing gas, a microwave is introduced into the inside through the waveguide 4, the top plate 3, and the dielectric window 6, and the processing gas is turned into plasma.

【0008】プラズマ化された処理ガスは、上記拡散板
8を通過して均一に分散されて処理室10内部に導入さ
れてウエハホルダ14上のウエハ13をプラズマ処理す
る。
The processing gas converted into plasma passes through the diffusion plate 8 and is uniformly dispersed and introduced into the processing chamber 10 to plasma-process the wafer 13 on the wafer holder 14.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、マイクロ波
がスロットアンテナ5からプラズマ生成室9内部に放射
される場合、マイクロ波は図12に示す分布となる。マ
イクロ波は誘電体窓6内を伝播し、プラズマ生成室9に
おいてプラズマに吸収される。ここで、プラズマ生成室
9内部の圧力が高い(100Pa程度)場合には、マイ
クロ波の吸収が多いため、マイクロ波が減衰して誘電体
窓6の周囲部に伝播され難くなる。
When microwaves are radiated from the slot antenna 5 into the plasma generation chamber 9, the microwaves have a distribution shown in FIG. The microwave propagates through the dielectric window 6 and is absorbed by the plasma in the plasma generation chamber 9. Here, when the pressure inside the plasma generation chamber 9 is high (about 100 Pa), the microwaves are absorbed so much that the microwaves are attenuated and hardly propagated to the periphery of the dielectric window 6.

【0010】逆にプラズマ生成室9内部の圧力が低い
(20Pa)場合には、マイクロ波のプラズマへの吸収
が減少するため、マイクロ波の減衰が抑えられるので、
誘電体窓6全体にプラズマが広がる。この場合、より広
がったプラズマによってプラズマ生成室9内部の側壁
が、エッチング(スパッタ等)されてしまい、プラズマ
生成室9内の内壁がアルミニウムを材質としている場合
には、アルミニウムが飛散してダストを発生させる。
Conversely, when the pressure inside the plasma generation chamber 9 is low (20 Pa), the absorption of the microwave into the plasma is reduced, and the attenuation of the microwave is suppressed.
The plasma spreads throughout the dielectric window 6. In this case, the side wall inside the plasma generation chamber 9 is etched (sputtered, etc.) by the spread plasma, and when the inner wall inside the plasma generation chamber 9 is made of aluminum, the aluminum is scattered and dust is generated. generate.

【0011】ここで、エッチングガスとしてフッ素系ガ
スを用いた場合には、飛散したアルミニウムとフッ素と
が結合し、フッ化アルミニウム(AlF)のダストを発
生させてしまう。
Here, when a fluorine-based gas is used as the etching gas, the scattered aluminum and fluorine combine to generate dust of aluminum fluoride (AlF).

【0012】フッ化アルミニウムのダストが発生する
と、これがプラズマ生成室9に再付着し、膜を形成して
いく。このフッ化アルミニウムのダストが所定の膜厚に
まで堆積すると、これが剥離して剥離物を生じることが
ある。剥離物が生じると、非処理対象物であるウエハ1
3の上面にパーティクルとなって落下することがある。
When dust of aluminum fluoride is generated, the dust adheres again to the plasma generation chamber 9 and forms a film. When the aluminum fluoride dust accumulates to a predetermined thickness, the aluminum fluoride dust may be peeled off to produce a peeled product. When a peeled object is generated, the wafer 1 which is a non-processing object
3 may fall as particles on the upper surface.

【0013】ウエハ13の上面に、上述のパーティクル
が付着すると、ウエハ13の処理に影響を及ぼすため、
ダストの構成を極力抑えられる構成のマイクロ波励起プ
ラズマ処理装置が望まれている。
If the above-mentioned particles adhere to the upper surface of the wafer 13, the processing of the wafer 13 is affected.
There is a demand for a microwave-excited plasma processing apparatus having a configuration that minimizes the configuration of dust.

【0014】本発明は上記の事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、剥離物の生成を抑制す
ることが可能なプラズマ処理装置及びプラズマ処理装置
を提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing apparatus capable of suppressing generation of a separated material.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、導波管によりマイクロ波を
マイクロ波導入口まで伝播し、このマイクロ波導入口か
ら誘電体窓を介してマイクロ波を反応容器内部に導入
し、前記反応容器内部に供給された媒質ガスをプラズマ
化して被処理基板をプラズマ処理するマイクロ波励起プ
ラズマ処理装置において、上記誘電体窓内を伝播するマ
イクロ波の伝播方向を制御する伝播方向制御手段を具備
することを特徴とするマイクロ波励起プラズマ処理装置
である。
According to a first aspect of the present invention, a microwave is propagated by a waveguide to a microwave inlet, and the microwave is introduced from the microwave inlet through a dielectric window. In a microwave-excited plasma processing apparatus that introduces microwaves into a reaction vessel and converts the medium gas supplied into the reaction vessel into a plasma to plasma-treat a substrate to be processed, the microwaves propagating in the dielectric window are A microwave-excited plasma processing apparatus comprising a propagation direction control means for controlling a propagation direction.

【0016】請求項2記載の発明は、上記伝播方向制御
手段は、上記マイクロ波導入口と上記誘電体窓との間に
設けられ、上記マイクロ波導入口に対応した孔部が形成
された板部材と、該孔部に嵌合された誘電部材より構成
されていることを特徴とする請求項1記載のマイクロ波
励起プラズマ処理装置である。
According to a second aspect of the present invention, the propagation direction control means is provided between the microwave introduction port and the dielectric window, and is provided with a plate member having a hole corresponding to the microwave introduction port. 2. The microwave-excited plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising a dielectric member fitted into said hole.

【0017】請求項3記載の発明は、上記誘電部材は上
記マイクロ波導入口の個数に応じて夫々分割して設けら
れていることを特徴とする請求項2記載のマイクロ波励
起プラズマ処理装置である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the microwave-excited plasma processing apparatus according to the second aspect, wherein the dielectric members are provided separately according to the number of the microwave introduction ports. .

【0018】請求項4記載の発明は、上記誘電部材は、
全ての上記マイクロ波導入口を覆うことを可能とする一
枚部材より形成されていることを特徴とする請求項2記
載のマイクロ波励起プラズマ処理装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, the dielectric member includes:
3. The microwave-excited plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the microwave-excited plasma processing apparatus is formed of a single member capable of covering all the microwave introduction ports.

【0019】請求項5記載の発明は、上記マイクロ波導
入口は、上記導波管と上記誘電体窓との間に設けられた
天板に形成されており、上記伝播方向制御手段は、該天
板の上記マイクロ波導入口の外周側で且つ上記誘電体窓
と対向する面に形成された溝部であることを特徴とする
請求項1記載のマイクロ波励起プラズマ処理装置であ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, the microwave introduction port is formed on a top plate provided between the waveguide and the dielectric window, and the propagation direction control means includes: 2. The microwave-excited plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a groove is formed on a surface of the plate on an outer peripheral side of the microwave introduction port and on a surface facing the dielectric window.

【0020】請求項6記載の発明は、上記マイクロ波導
入口は、上記導波管と上記誘電体窓との間に設けられた
天板に形成されており、上記伝播方向制御手段は、上記
天板の上記マイクロ波導入口の外周側で且つ上記誘電体
窓と対向する面に突出形成された凸形状部と、該凸形状
部と嵌合可能に前記誘電体窓に形成された凹形状部とか
らなることを特徴とする請求項1記載のマイクロ波励起
プラズマ処理装置である。
According to a sixth aspect of the present invention, the microwave introduction port is formed on a top plate provided between the waveguide and the dielectric window, and the propagation direction control means is provided on the top plate. A convex portion formed on the outer peripheral side of the microwave introduction port of the plate and facing the dielectric window, and a concave portion formed on the dielectric window so as to be fittable with the convex portion. The microwave-excited plasma processing apparatus according to claim 1, comprising:

【0021】請求項7記載の発明は、上記マイクロ波導
入口は、上記導波管と上記誘電体窓との間に設けられた
天板に形成されており、上記伝播方向制御手段は、上記
天板に形成された貫通孔と、該貫通孔に挿入深さの調整
を自在として設けられた棒状部材からなることを特徴と
する請求項1記載のマイクロ波励起プラズマ処理装置で
ある。
According to a seventh aspect of the present invention, the microwave introduction port is formed on a top plate provided between the waveguide and the dielectric window, and the propagation direction control means is provided on the top plate. 2. The microwave-excited plasma processing apparatus according to claim 1, comprising a through-hole formed in the plate, and a rod-shaped member provided so that the insertion depth can be freely adjusted in the through-hole.

【0022】請求項9記載の発明は、上記マイクロ波導
入口は、上記導波管と上記誘電体窓との間に設けられた
天板に形成されており、上記伝播方向制御手段は、上記
天板に形成された貫通孔と、該貫通孔と対応する上記誘
電体窓位置に形成された孔部と、上記貫通孔及び上記孔
部に挿入され、その挿入深さの調整を自在として設けら
れた棒状部材からなることを特徴とする請求項1記載の
マイクロ波励起プラズマ処理装置である。
According to a ninth aspect of the present invention, the microwave introduction port is formed in a top plate provided between the waveguide and the dielectric window, and the propagation direction control means includes A through-hole formed in the plate, a hole formed at the position of the dielectric window corresponding to the through-hole, inserted into the through-hole and the hole, and provided so that the insertion depth can be freely adjusted. The microwave-excited plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is formed of a rod-shaped member.

【0023】上記手段を講じた結果、次のような作用が
生じる。請求項1の発明によると、伝播方向制御手段を
具備するので、マイクロ波の誘電体窓における進行を所
定方向に制御できる。このため、反応容器の内壁に到達
するマイクロ波を制御すれば、ここに到達するマイクロ
波が低減される。それによってこの内壁がマイクロ波に
より反応してダストを生じさせるのを低減させることが
できる。
As a result of taking the above measures, the following operation occurs. According to the first aspect of the present invention, since the propagation direction control means is provided, the traveling of the microwave in the dielectric window can be controlled in a predetermined direction. Therefore, if the microwaves reaching the inner wall of the reaction vessel are controlled, the microwaves reaching here are reduced. Thereby, it is possible to reduce the generation of dust due to the reaction of the inner wall by the microwave.

【0024】請求項2の発明によると、板部材の孔部に
誘電部材が嵌合されて取付けられているので、この板部
材を天板と誘電体窓の間に設置することにより、マイク
ロ波の誘電体窓の幅方向等、所定方向に向かう進行を制
御することができる。
According to the second aspect of the present invention, since the dielectric member is fitted and attached to the hole of the plate member, the microwave member is disposed between the top plate and the dielectric window. Of the dielectric window in a predetermined direction, such as the width direction, can be controlled.

【0025】請求項3の発明によると、誘電部材は、マ
イクロ波導入口の個数に応じて夫々分割して設けられて
いるので、誘電部材として必要な分量だけ用いれば良
く、材質の使用量を低減することができる。
According to the third aspect of the present invention, since the dielectric members are separately provided in accordance with the number of the microwave introduction ports, it is sufficient to use only a necessary amount as the dielectric member, and the amount of material used is reduced. can do.

【0026】請求項4の発明によると、誘電部材が全て
のマイクロ波導入口を覆う一枚部材より形成されている
ので、誘電部材の取り付け個所が少なく、取り付けに手
間が掛からずに済む。
According to the fourth aspect of the present invention, since the dielectric member is formed of a single member that covers all the microwave introduction ports, the number of locations for attaching the dielectric member is small, and the installation is not troublesome.

【0027】請求項5の発明によると、伝播方向制御手
段が天板のマイクロ波導入口の外周側で且つ誘電体窓と
対向する面に形成された溝部であるので、この溝部にマ
イクロ波が入り込んで反射することが可能となる。この
ため、誘電体窓の幅方向に沿う方向へのマイクロ波の進
行を低減させることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the propagation direction control means is the groove formed on the outer peripheral side of the microwave introduction port of the top plate and on the surface facing the dielectric window, the microwave enters the groove. Can be reflected. Therefore, it is possible to reduce the propagation of the microwave in the direction along the width direction of the dielectric window.

【0028】請求項6の発明によると、凸形状部及びこ
の凸形状部に嵌合する凹形状部により、誘電体窓の幅方
向に沿うマイクロ波を反射させ、この誘電体窓の幅方向
に進行するマイクロ波を低減させることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the convex portion and the concave portion fitted to the convex portion reflect microwaves along the width direction of the dielectric window, and reflect the microwave in the width direction of the dielectric window. The traveling microwave can be reduced.

【0029】請求項7の発明によると、伝播方向制御手
段は、天板に形成された貫通孔と、この貫通孔に挿入深
さの調整を自在として設けられた棒状部材からなるの
で、貫通孔に対する棒状部材の挿入深さを調整すれば、
マイクロ波の反射具合を調整することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, since the propagation direction control means is constituted by the through hole formed in the top plate and the rod-shaped member provided in this through hole so that the insertion depth can be freely adjusted, the through hole is provided. If you adjust the insertion depth of the rod-shaped member with respect to
The degree of microwave reflection can be adjusted.

【0030】また、マイクロ波の反射具合の調整が自在
に行えるので、棒状部材の挿入深さに対応させて自在に
マイクロ波の反射具合の調整を行うことが可能となる。
Further, since the degree of reflection of microwaves can be freely adjusted, the degree of reflection of microwaves can be freely adjusted according to the insertion depth of the rod-shaped member.

【0031】請求項8の発明によると、誘電体窓に形成
された孔部にも棒状部材を挿入可能としているので、棒
状部材の挿入深さの調整により、マイクロ波の反射を一
層良好に行うことが可能となる。
According to the eighth aspect of the present invention, since the rod-shaped member can be inserted also into the hole formed in the dielectric window, the reflection of the microwave can be further improved by adjusting the insertion depth of the rod-shaped member. It becomes possible.

【0032】請求項9の発明によると、マイクロ波の伝
播方向を制御することにより、例えば反応容器の内壁ま
で到達するマイクロ波を低減させることができる。この
ため、マイクロ波により内壁から生じるダストを低減さ
せることができ、被処理基板のプラズマ処理を良好に行
える。
According to the ninth aspect of the present invention, by controlling the direction of propagation of microwaves, for example, the amount of microwaves reaching the inner wall of the reaction vessel can be reduced. For this reason, dust generated from the inner wall by the microwave can be reduced, and the plasma processing of the substrate to be processed can be favorably performed.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】(第一の実施の形態)以下、本発
明の一実施の形態について、図1乃至図3に基づいて説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0034】図1はマイクロ波励起プラズマ処理装置2
0の構成を示す正面断面図であるが、この図に示されて
いるマイクロ波励起プラズマ処理装置20はマイクロ波
を反応容器21内部に入射し、この入射されたマイクロ
波を利用して反応容器21内部に設けられている液晶基
板や半導体ウエハなどの被処理基板22に対して処理を
行うものである。
FIG. 1 shows a microwave-excited plasma processing apparatus 2
FIG. 2 is a front cross-sectional view showing the configuration of FIG. 0. The microwave-excited plasma processing apparatus 20 shown in this figure enters a microwave into a reaction vessel 21 and utilizes the incident microwave to produce a reaction vessel. The processing is performed on a substrate to be processed 22 such as a liquid crystal substrate or a semiconductor wafer provided in the inside 21.

【0035】上記反応容器21は、アルミニウムを材質
として形成されており、この反応容器21内部には、こ
の上方側をプラズマ生成室23、下方側を処理室24に
区分する拡散板25が設けられている。上記プラズマ生
成室23には、後述する媒質ガス供給管路27によって
媒質ガスが供給され、その後マイクロ波を導入して媒質
ガスをプラズマ化する構成である。この拡散板25は、
メッシュ状パンチドメタルから形成されており、この拡
散板25によって上記処理室24における反応ガスの濃
度は適度に均一化される。
The reaction vessel 21 is made of aluminum. Inside the reaction vessel 21, a diffusion plate 25 is provided which divides the upper side into a plasma generation chamber 23 and the lower side into a processing chamber 24. ing. A medium gas is supplied to the plasma generation chamber 23 by a medium gas supply pipe 27 described later, and thereafter, the microwave is introduced to convert the medium gas into plasma. This diffusion plate 25
The diffusion plate 25 is used to make the concentration of the reaction gas in the processing chamber 24 appropriately uniform.

【0036】拡散板25により均一化されたプラズマ
は、処理室24内部に設けられた被処理基板22に向か
い進行し、この被処理基板22の表面においてエッチン
グやアッシングなどのプラズマ処理を行う。
The plasma homogenized by the diffusion plate 25 travels toward the substrate 22 provided in the processing chamber 24, and plasma processing such as etching and ashing is performed on the surface of the substrate 22.

【0037】上記処理室24内部の底部には、他端側が
図示されない真空ポンプに連結された排気管路26が接
続されており、反応容器21内部の空気の真空吸引を行
い高真空としている。また上記プラズマ生成室23の側
壁には、一端側が図示されない媒質ガス供給源に連結さ
れた媒質ガス供給管路27の他端が接続されている。上
記排気管路26によって上記反応容器21内部を高真空
とした後に、媒質ガス供給管路27から、例えば酸素と
フッ素系ガスの混合ガスのような媒質ガスを反応容器2
1内部に供給する。
An exhaust pipe 26, the other end of which is connected to a vacuum pump (not shown), is connected to the bottom inside the processing chamber 24, and the inside of the reaction vessel 21 is evacuated to a high vacuum. The other end of the medium gas supply pipe 27 whose one end is connected to a medium gas supply source (not shown) is connected to the side wall of the plasma generation chamber 23. After the inside of the reaction vessel 21 is made high vacuum by the exhaust pipe 26, a medium gas such as a mixed gas of oxygen and a fluorine-based gas is supplied from the medium gas supply pipe 27 to the reaction vessel 2.
1 inside.

【0038】上記処理室24内部には、被処理基板22
を載置するウエハホルダ28が設けられている。このウ
エハホルダ28の下方には回転軸29が連結されてお
り、またこの回転軸29が上記処理室24の底部から突
出して不図示の駆動源と連結した構成である。このた
め、不図示の駆動源よりウエハホルダ28に回転駆動力
が伝達される。
In the processing chamber 24, the substrate 22 to be processed is provided.
Is mounted on the wafer holder 28. A rotating shaft 29 is connected below the wafer holder 28, and the rotating shaft 29 projects from the bottom of the processing chamber 24 and is connected to a driving source (not shown). Therefore, a rotational driving force is transmitted to the wafer holder 28 from a driving source (not shown).

【0039】ウエハホルダ28は、不図示のRFバイア
ス、He冷却機構が備えられており、また同じく不図示
のRF発振器、及びチラーが接続されている。
The wafer holder 28 is provided with a not-shown RF bias and He cooling mechanism, and is also connected to a not-shown RF oscillator and a chiller.

【0040】上記プラズマ生成室23の上部には、誘電
体窓37が設けられている。この誘電体窓37は、例え
ばSiO2 、Al2 3 、AlN、フッ素樹脂といった
材質から形成されており、マイクロ波の伝播を可能とし
ている。また、誘電体窓37は、上記プラズマ生成室2
3の上面開口部の全体に亘るような大面積に形成されて
おり、プラズマ生成室23を閉塞している。すなわち、
上記プラズマ生成室23の上端開口側に、段形状の係合
部38を形成し、この係合部38に誘電体窓37を係止
させている。
A dielectric window 37 is provided above the plasma generation chamber 23. The dielectric window 37 is made of a material such as SiO 2 , Al 2 O 3 , AlN, or a fluororesin, and allows microwaves to propagate. The dielectric window 37 is connected to the plasma generation chamber 2.
3 is formed in a large area so as to cover the whole upper surface opening, and closes the plasma generation chamber 23. That is,
A step-shaped engaging portion 38 is formed on the upper end opening side of the plasma generation chamber 23, and the dielectric window 37 is locked to the engaging portion 38.

【0041】なお、この誘電体窓37を係合部38に係
止させる場合、不図示のOリングを介して係合部38に
係止させ、反応容器21内部を気密に閉塞する構成とし
ている。
When the dielectric window 37 is locked to the engaging portion 38, the dielectric window 37 is locked to the engaging portion 38 via an O-ring (not shown) to hermetically close the inside of the reaction vessel 21. .

【0042】上記誘電体窓37の上部には金属板より形
成された天板30が設けられており、この天板30の上
方には、マイクロ波が導入される矩形状の導波管31が
この天板30の一部分を覆うように設けられている。こ
の導波管31は、一端側が整合器を介して図示しない発
振器に接続されており、この発振器によって発生したマ
イクロ波を上記導波管31で上記天板30上へと導入す
るようになっている。この導波管31は金属板を材質と
して形成されており、また他端側にマイクロ波の入射波
を反射する反射面31aを有している。
A top plate 30 made of a metal plate is provided above the dielectric window 37, and a rectangular waveguide 31 into which microwaves are introduced is provided above the top plate 30. It is provided so as to cover a part of the top plate 30. One end of the waveguide 31 is connected to an oscillator (not shown) via a matching device, and the microwave generated by the oscillator is introduced into the top plate 30 by the waveguide 31. I have. The waveguide 31 is made of a metal plate, and has a reflection surface 31a on the other end side for reflecting an incident microwave.

【0043】上記天板30には、上記導波管31の長手
方向に沿うように、マイクロ波導入口であるスリット状
のスロットアンテナ32が形成されている。このスロッ
トアンテナ32は、上記天板30を貫通する孔形状であ
り、導波管31内部を進行してこの天板30上に到達し
たマイクロ波をプラズマ生成室23内部へと導くもので
ある。上記スロットアンテナ32は、図1に示すように
所定幅を有し、かつ上記導波管31の幅方向の中心であ
って長手方向に沿う中心軸O1 を対称として両側に一つ
ずつ形成されている。また本実施の形態では、上記スロ
ットアンテナ32は、上記反射面31a側が幅狭に形成
されており、この反射面31aからマイクロ波の入射側
に向かい所定だけ向かった位置から入射側が幅広となる
ような形状に形成されている。
A slit-shaped slot antenna 32 serving as a microwave introduction port is formed on the top plate 30 along the longitudinal direction of the waveguide 31. The slot antenna 32 has a hole shape penetrating the top plate 30, and guides the microwaves that travel inside the waveguide 31 and reach the top plate 30 into the plasma generation chamber 23. The slot antenna 32 has a predetermined width as shown in FIG. 1, and formed one by one on both sides on the central axis O 1 along the longitudinal direction a center in the width direction of the waveguide 31 as a symmetrical ing. Further, in the present embodiment, the slot antenna 32 is formed such that the reflection surface 31a side is formed to be narrow, and the entrance side becomes wide from a position facing the microwave incidence side from the reflection surface 31a by a predetermined distance. It is formed in a suitable shape.

【0044】しかしながら上記スロットアンテナ32の
形状はこれに限らずに、形状および個数を種々変更して
も構わない。
However, the shape of the slot antenna 32 is not limited to this, and the shape and the number may be variously changed.

【0045】上記天板30の下方には、上記誘電体窓3
6内におけるマイクロ波の伝播方向を制御するための伝
播方向制御手段が設けられている。この伝播方向制御手
段は、スロットアンテナ32を通過したマイクロ波を導
入可能とするために、その形状をスロットアンテナ32
に対応した長孔形状とし、且つマイクロ波の伝播方向を
制御するために幅を所定の範囲内に規制した貫通孔であ
る孔部36が形成された支持板35と、上記孔部36に
嵌め込まれた、例えばSiO2 、Al2 3 、AlN、
フッ素樹脂といった誘電体材質により形成された誘電部
材33から構成されている。
The dielectric window 3 is provided below the top plate 30.
Propagation direction control means for controlling the propagation direction of the microwave in 6 is provided. This propagation direction control means changes the shape of the slot antenna 32 so that the microwave passing through the slot antenna 32 can be introduced.
And a support plate 35 having a hole 36 which is a through hole whose width is regulated within a predetermined range in order to control the propagation direction of the microwave, and fitted into the hole 36. For example, SiO 2 , Al 2 O 3 , AlN,
The dielectric member 33 is made of a dielectric material such as fluororesin.

【0046】以上のような構成を有するマイクロ波励起
プラズマ処理装置20の作用について、以下に説明す
る。
The operation of the microwave-excited plasma processing apparatus 20 having the above configuration will be described below.

【0047】上記反応容器21内部を真空吸引した後
に、プラズマ生成室23内部に媒質ガスを所定の圧力と
なるように供給する。そして、この供給後、発振器より
マイクロ波を発生させて導波管31内部を伝達させ、ス
ロットアンテナ32からマイクロ波をプラズマ生成室2
3内部に向けて導入する。
After vacuuming the inside of the reaction vessel 21, a medium gas is supplied into the plasma generation chamber 23 so as to have a predetermined pressure. Then, after this supply, the microwave is generated from the oscillator and transmitted inside the waveguide 31, and the microwave is transmitted from the slot antenna 32 to the plasma generation chamber 2.
3 Introduce inside.

【0048】プラズマ生成室23に向けて導入されたマ
イクロ波は、誘電部材33に導入される。誘電部材33
は、その幅が所定の幅となるように規制されて設けられ
ており、この誘電部材33からマイクロ波が出射される
場合、その出射方向が制限された状態となる。具体的に
は、図3に示すように、上記誘電体窓37と平行に近い
角度である0〜35度の範囲、及び145度〜180度
の範囲では、マイクロ波の放射はほとんど遮断されてい
る。
The microwave introduced toward the plasma generation chamber 23 is introduced into the dielectric member 33. Dielectric member 33
Is provided such that its width becomes a predetermined width. When microwaves are emitted from the dielectric member 33, the emission direction is restricted. Specifically, as shown in FIG. 3, in the range of 0 to 35 degrees and the range of 145 to 180 degrees, which are angles nearly parallel to the dielectric window 37, microwave radiation is almost blocked. I have.

【0049】しかし、誘電部材33から誘電体窓37に
マイクロ波が放射される場合、この誘電体窓37の内部
では、マイクロ波の回折等により誘電体窓37と平行な
方向に若干進行する。しかしながら、誘電体窓37に平
行な方向に進行するマイクロ波の強さは低減されてい
る。
However, when microwaves are radiated from the dielectric member 33 to the dielectric window 37, the microwaves slightly travel inside the dielectric window 37 in a direction parallel to the dielectric window 37 due to microwave diffraction and the like. However, the intensity of the microwave traveling in a direction parallel to the dielectric window 37 is reduced.

【0050】このように、誘電体窓37と平行な方向に
進行するマイクロ波が低減されて上記プラズマ生成室2
3内部にマイクロ波が出射される。マイクロ波が出射さ
れると、プラズマ生成室23内部の媒質ガスがプラズマ
化される。
As described above, the microwave traveling in the direction parallel to the dielectric window 37 is reduced and the plasma
Microwaves are emitted inside 3. When the microwave is emitted, the medium gas inside the plasma generation chamber 23 is turned into plasma.

【0051】上記プラズマ生成室23内部で生成された
プラズマは、拡散板25を通過した後に処理室24に導
入される。そして、上記ウエハホルダ28に載置された
被処理基板22にプラズマが進行し、被処理基板22の
プラズマ処理を行う。
The plasma generated inside the plasma generation chamber 23 is introduced into the processing chamber 24 after passing through the diffusion plate 25. Then, the plasma advances to the substrate to be processed 22 placed on the wafer holder 28, and the plasma processing of the substrate to be processed 22 is performed.

【0052】なお、この場合、不図示のRF発振器及び
チラーも作動させ、被処理基板22を良好に処理させる
ようにしている。
In this case, an RF oscillator and a chiller (not shown) are also operated so that the substrate 22 to be processed is satisfactorily processed.

【0053】以上のようにして、プラズマ処理が為され
る。
The plasma processing is performed as described above.

【0054】このような構成のマイクロ波励起プラズマ
処理装置20によると、誘電部材33が設けられ、この
誘電部材33により誘電体窓37内でのマイクロ波の伝
播方向が制限されるので、反応容器21の内壁面に到達
するマイクロ波が低減された状態となる。このため、マ
イクロ波が反応容器21の内壁面と反応し、アルミニウ
ムを材質とするダストが発生するのを低減することがで
きる。よって、アルミニウムのダストがフッ素系ガスと
結合し、フッ化アルミニウム(AlF)のダストが生じ
るのを低減することができる。
According to the microwave-excited plasma processing apparatus 20 having such a configuration, the dielectric member 33 is provided, and the propagation direction of the microwave in the dielectric window 37 is restricted by the dielectric member 33. The state in which the microwaves reaching the inner wall surface of 21 are reduced. Therefore, it is possible to reduce the generation of dust made of aluminum as a result of the microwave reacting with the inner wall surface of the reaction vessel 21. Therefore, it is possible to reduce the generation of aluminum fluoride (AlF) dust by combining aluminum dust with the fluorine-based gas.

【0055】このため、フッ化アルミニウムのダストの
プラズマ生成室23の内壁面に再付着する量を極力低減
させることが可能となる。
Therefore, it is possible to minimize the amount of aluminum fluoride dust re-adhering to the inner wall surface of the plasma generation chamber 23.

【0056】また、プラズマ生成室23の内壁面へのマ
イクロ波の伝播が低減され、このプラズマ生成室23の
内壁面がエッチングされるのが防止されるので、このマ
イクロ波励起プラズマ処理装置20の長寿命化にも寄与
する。
Further, the propagation of the microwave to the inner wall surface of the plasma generation chamber 23 is reduced, and the inner wall surface of the plasma generation chamber 23 is prevented from being etched. It also contributes to longer life.

【0057】以上、本発明の第一の実施の形態について
述べたが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となって
いる。以下、それについて述べる。
Although the first embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be variously modified. Hereinafter, this will be described.

【0058】上記実施の形態では、支持板35に長孔形
状の孔部36を形成し、この孔部36の長孔形状に対応
した誘電部材33を挿入して取り付ける構成としている
が、誘電部材33及び孔部36の形状はこれに限られ
ず、例えば図4に示すように、支持板35に上記2つの
スロットアンテナ32を両方ともカバーする大面積の一
枚部材からなる誘電部材39を設けても構わない。この
場合には、誘電部材39の取り付け箇所が少なく、取り
付けに手間が掛からずに済む。
In the above embodiment, the elongated hole 36 is formed in the support plate 35, and the dielectric member 33 corresponding to the elongated hole 36 is inserted and attached. The shape of the hole 33 and the hole 36 is not limited to this. For example, as shown in FIG. 4, a dielectric member 39 made of a single large-area member covering both the two slot antennas 32 is provided on a support plate 35. No problem. In this case, there are few places to attach the dielectric member 39, and it is not necessary to take time to attach the dielectric member 39.

【0059】また、スロットアンテナ32の形状、個数
及び設ける位置も、種々変形可能である。
The shape, number, and position of the slot antennas 32 can be variously modified.

【0060】さらに、上記実施の形態では、導波管31
はH面(マイクロ波の電界方向に垂直な面)が誘電体窓
37に平行となるように、E面(マイクロ波の電界方向
に平行な面)が誘電体窓37に垂直となるように設けら
れているが、E面を誘電体窓37に平行になるように設
けても構わない。この場合は、図5に示すように、図1
と比較して導波管31を天板30に対して縦に設けた構
成となっている。この場合、図1及び図2に示したマイ
クロ波励起プラズマ処理装置20と比較して、E面の向
きが異なり天板30に平行な向きとなるが、上述の場合
と同様にマイクロ波の導入を行える。
Further, in the above embodiment, the waveguide 31
Is set so that the H plane (the plane perpendicular to the direction of the microwave electric field) is parallel to the dielectric window 37 and the E plane (the plane parallel to the direction of the microwave electric field) is perpendicular to the dielectric window 37. Although provided, the surface E may be provided so as to be parallel to the dielectric window 37. In this case, as shown in FIG.
In comparison with the structure, the waveguide 31 is provided vertically with respect to the top plate 30. In this case, the direction of the E-plane is different from that of the microwave-excited plasma processing apparatus 20 shown in FIGS. 1 and 2 and is parallel to the top plate 30. Can be performed.

【0061】また、スロットアンテナ32が複数設けら
れている場合には、導波管31も複数設け、適宜のスロ
ットアンテナ32の個数毎に導波管31で覆う構成とし
ても構わない。すなわち、複数の導波管31が設けられ
た場合でも、夫々の導波管31につき、夫々1つ若しく
は複数のスロットアンテナ32を有する構成としても構
わない。
When a plurality of slot antennas 32 are provided, a plurality of waveguides 31 may be provided, and a suitable number of slot antennas 32 may be covered with the waveguides 31. That is, even when a plurality of waveguides 31 are provided, each of the waveguides 31 may have one or a plurality of slot antennas 32.

【0062】さらに、上記実施の形態では、反応容器2
1の材質をアルミニウムとして説明しているが、反応容
器21の材質は、例えば鉄等のアルミニウム以外として
も良く、また、内壁の材質のみをアルミニウムとしても
構わない。
Further, in the above embodiment, the reaction vessel 2
Although the material 1 is described as aluminum, the material of the reaction vessel 21 may be other than aluminum, such as iron, or the material of the inner wall may be aluminum.

【0063】(第二の実施の形態)以下、本発明の第二
の実施の形態について、図6乃至図8に基づいて説明す
る。
(Second Embodiment) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0064】本実施の形態のマイクロ波励起プラズマ処
理装置40の構成も、上記第一の実施の形態で述べた構
成と基本的には同様である。すなわち、マイクロ波励起
プラズマ処理装置40も、上方側がプラズマ生成室2
3、下方側が処理室24に区分された反応容器21を有
しており、また、これらを区分する拡散板25が設けら
れた構成である。
The configuration of the microwave-excited plasma processing apparatus 40 of the present embodiment is basically the same as the configuration described in the first embodiment. That is, the microwave-excited plasma processing apparatus 40 also has the plasma generation chamber 2 on the upper side.
3. The lower side has a reaction vessel 21 divided into a processing chamber 24, and a diffusion plate 25 for dividing the reaction vessel 21 is provided.

【0065】処理室24内部には、被処理基板22を載
置するウエハホルダ28が設けられており、このウエハ
ホルダ28には回転軸29が連結されている。また、プ
ラズマ生成室23内部に媒質ガスを導入するための媒質
ガス供給管路27(図6では不図示)が設けられている
と共に、処理室24には、反応容器21内部を真空吸引
するための排気管路26が設けられている。
A wafer holder 28 on which the substrate to be processed 22 is placed is provided inside the processing chamber 24, and a rotating shaft 29 is connected to the wafer holder 28. A medium gas supply pipe 27 (not shown in FIG. 6) for introducing a medium gas into the plasma generation chamber 23 is provided. Exhaust pipe 26 is provided.

【0066】また、発振器で発生したマイクロ波を伝播
させる導波管31の導入端部側には、上記反応容器21
内部を閉塞する天板41が設けられている。天板41に
は、上記第一の実施の形態と同様にスロットアンテナ4
2が形成されており、このスロットアンテナ42を介し
て反応容器21内部に向かいマイクロ波を放射可能とし
ている。スロットアンテナ42から放射されたマイクロ
波は、この天板41に近接対向して設けられた誘電体窓
37に導入される。
The reaction vessel 21 is provided at the leading end of the waveguide 31 for propagating the microwave generated by the oscillator.
A top plate 41 for closing the inside is provided. The top plate 41 has a slot antenna 4 as in the first embodiment.
2 are formed, and microwaves can be emitted toward the inside of the reaction vessel 21 via the slot antenna 42. The microwave radiated from the slot antenna 42 is introduced into a dielectric window 37 provided to face and close to the top plate 41.

【0067】ここで、上記天板41のスロットアンテナ
42よりも外方側には、伝播方向制御手段としての溝部
43が形成されている。この溝部43は、上記天板41
の誘電体窓37に対向する面側に形成されており、上記
スロットアンテナ42に平行、かつこのスロットアンテ
ナ42の長さにほぼ対応した長溝に形成されている。
Here, on the outer side of the slot antenna 42 of the top plate 41, a groove 43 as a propagation direction control means is formed. The groove 43 is provided on the top plate 41.
And is formed in a long groove parallel to the slot antenna 42 and substantially corresponding to the length of the slot antenna 42.

【0068】この溝部43は、その深さをマイクロ波が
入り込むことが可能な所定の深さに形成されているが、
外部へのマイクロ波の漏れを防止するため、天板41を
貫通しないように形成されている。
The groove 43 is formed at a predetermined depth where microwaves can enter.
In order to prevent leakage of microwaves to the outside, it is formed so as not to penetrate the top plate 41.

【0069】なお、本実施の形態では、この溝部43が
片側三本ずつ形成されており、これら三本の溝部43に
より段階的にマイクロ波の幅方向への進行を低減するこ
とを可能としている。しかしながら、マイクロ波を一本
の溝部43により低減することが可能な場合には、一本
のみ溝部43を形成しても良く、またこれ以外に所定本
数形成する構成としても良い。
In the present embodiment, three grooves 43 are formed on each side, and the three grooves 43 can reduce the progress of the microwave in the width direction in a stepwise manner. . However, when microwaves can be reduced by one groove 43, only one groove 43 may be formed, or a predetermined number of grooves may be formed.

【0070】以上のような構成を有するマイクロ波励起
プラズマ処理装置40の構成によると、スロットアンテ
ナ42から誘電体窓37に放射されたマイクロ波は、こ
の誘電体窓37に平行な方向に進行しようとするが、マ
イクロ波の進行経路の中途部に溝部43が形成されてい
るので、マイクロ波が溝部43に入り込んでこの溝部4
3の内壁面により反射される。
According to the configuration of the microwave-excited plasma processing apparatus 40 having the above configuration, the microwave radiated from the slot antenna 42 to the dielectric window 37 will travel in a direction parallel to the dielectric window 37. However, since the groove 43 is formed in the middle of the microwave traveling path, the microwave enters the groove 43 and the groove 4
3 is reflected by the inner wall surface.

【0071】すなわち、溝部43に入り込んだマイクロ
波は、この溝部43の内壁面により反射されるため、プ
ラズマ生成室23の内壁面側に伝播するマイクロ波が低
減される。
That is, since the microwaves that have entered the groove 43 are reflected by the inner wall surface of the groove 43, the microwaves that propagate to the inner wall surface of the plasma generation chamber 23 are reduced.

【0072】このため、天板41に溝部43を形成する
のみで、マイクロ波の反射がなされてプラズマ生成室2
3の内壁面側へのマイクロ波の進行を低減できるので、
簡易な構成でありながら、上述の第一の実施の形態で述
べたのと同様の効果を奏させることが可能となる。すな
わち、誘電体窓37に平行な方向へのマイクロ波の伝播
を低減できるので、プラズマ生成室23の内壁面がエッ
チングされてアルミニウムを材質とするダストが発生
し、このアルミニウムがフッ素系ガスと結合してフッ化
アルミニウム(AlF)のダストが生じるのを低減する
ことができる。
Therefore, only by forming the groove 43 in the top plate 41, the microwave is reflected and the plasma generation chamber 2
3, because the propagation of microwaves to the inner wall side can be reduced,
Although the configuration is simple, it is possible to achieve the same effects as those described in the first embodiment. That is, the propagation of the microwave in the direction parallel to the dielectric window 37 can be reduced, so that the inner wall surface of the plasma generation chamber 23 is etched to generate dust made of aluminum, and this aluminum is bonded to the fluorine-based gas. Thus, the generation of aluminum fluoride (AlF) dust can be reduced.

【0073】このため、フッ化アルミニウムのダストが
プラズマ生成室23の内壁面に再付着し、この内壁面に
形成される膜の量を低減でき、これが剥離して被処理基
板22の上面に付着するのを極力抑えることができる。
Therefore, the aluminum fluoride dust adheres again to the inner wall surface of the plasma generation chamber 23, and the amount of the film formed on the inner wall surface can be reduced. Can be minimized.

【0074】また、天板41に溝部43を形成するのみ
で伝播方向制御手段が形成されるので、製作が容易であ
り、また別途誘電部材を設けないのでこれに要するコス
トも低減することができる。
Further, since the propagation direction control means is formed only by forming the groove portion 43 on the top plate 41, the manufacture is easy, and the cost required for this is reduced because no separate dielectric member is provided. .

【0075】さらに、溝部43を形成する場合は、溝部
43を形成する本数、及び間隔や深さによりマイクロ波
の反射状態を適宜に調整可能である。このため、製作時
の調整の自由度が増加している。
When the grooves 43 are formed, the microwave reflection state can be appropriately adjusted according to the number of grooves 43 formed, the interval, and the depth. For this reason, the degree of freedom of adjustment at the time of manufacture is increasing.

【0076】以上、本発明の第二の実施の形態について
説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっ
ている。以下それについて述べる。
Although the second embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be variously modified. This is described below.

【0077】上記実施の形態では、天板41に溝部43
を形成し、この溝部43によりマイクロ波の反射を行っ
ているが、図9に示すように、天板41の誘電体窓37
と対向する部分を突出形成して凸形状部44を形成し、
この凸形状部44を嵌合可能とする凹形状部45を誘電
体窓37に形成しても構わない。この場合には、誘電体
窓37に嵌合された凸形状部44により、マイクロ波の
反射が良好に為され、上述の場合と同様の作用効果を奏
させることが可能となる。
In the above embodiment, the top plate 41 has the groove 43
The microwave is reflected by the groove 43. As shown in FIG. 9, the dielectric window 37 of the top plate 41 is formed.
A protruding portion 44 is formed by projecting a portion facing
A concave portion 45 that can be fitted with the convex portion 44 may be formed in the dielectric window 37. In this case, the reflection of the microwave is favorably performed by the convex portion 44 fitted to the dielectric window 37, and the same operation and effect as in the above-described case can be obtained.

【0078】また、上記溝部43は、必ずしも長溝形状
に形成される必要はなく、マイクロ波の反射が良好に為
されるならば、その形状及び配置は、種々変形可能であ
る。
The groove 43 does not necessarily have to be formed in a long groove shape, and the shape and arrangement thereof can be variously modified as long as microwaves can be reflected well.

【0079】(第三の実施の形態)以下、本発明の第三
の実施の形態について、図10に基づいて説明する。
(Third Embodiment) Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0080】本実施の形態のマイクロ波励起プラズマ処
理装置50も、上述の第一の実施の形態及び第二の実施
の形態で述べた構成と基本的には同様の構成である。す
なわち、マイクロ波励起プラズマ処理装置50も、プラ
ズマ生成室23、処理室24、拡散板25、排気管路2
6、媒質ガス供給管路27、ウエハホルダ28、回転軸
29、天板30、導波管31、スロットアンテナ32を
有している。また、天板30には、誘電体窓37が対向
配置されている。
The microwave-excited plasma processing apparatus 50 of this embodiment has basically the same configuration as that described in the above-described first and second embodiments. That is, the microwave-excited plasma processing apparatus 50 also includes the plasma generation chamber 23, the processing chamber 24, the diffusion plate 25, and the exhaust pipe 2
6, a medium gas supply conduit 27, a wafer holder 28, a rotating shaft 29, a top plate 30, a waveguide 31, and a slot antenna 32. In addition, a dielectric window 37 is arranged to face the top plate 30.

【0081】上記導波管31の外方側の位置では、天板
30に貫通孔51が形成されている。また、誘電体窓3
7の貫通孔51に対応する位置には、適宜の深さの孔部
52が形成されている。この孔部52の幅及び長さは、
上記貫通孔51と同等に形成されている。なお、本実施
の形態では、上記貫通孔51及び孔部52は、上記スロ
ットアンテナ32と同様に、長孔形状に形成されてお
り、また貫通孔51及び孔部52に略平行となるように
形成されている。
A through hole 51 is formed in the top plate 30 at a position outside the waveguide 31. Also, the dielectric window 3
A hole 52 having an appropriate depth is formed at a position corresponding to the through hole 51 of FIG. The width and length of the hole 52 are
The through holes 51 are formed in the same manner. In the present embodiment, the through-hole 51 and the hole 52 are formed in a long hole shape as in the case of the slot antenna 32, and are substantially parallel to the through-hole 51 and the hole 52. Is formed.

【0082】上記貫通孔51及び孔部52の両方に挿通
するように、マイクロ波遮蔽棒53が設けられている。
マイクロ波遮蔽棒53は、上記天板30の外方側からこ
の天板30及び孔部52に対して貫挿自在に設けられて
いる。このマイクロ波遮蔽棒53は、アルミニウムの金
属棒より形成されており、誘電体窓37でのマイクロ波
の伝播方向の制御を可能とする材質である。また、上記
貫通孔51及び孔部52の長孔形状に嵌め込み可能とす
るように、このマイクロ波遮蔽棒53も長手の板状部材
に形成されている。
A microwave shielding bar 53 is provided so as to be inserted into both the through hole 51 and the hole 52.
The microwave shielding bar 53 is provided so as to be freely inserted into the top plate 30 and the hole 52 from the outside of the top plate 30. The microwave shielding bar 53 is formed of an aluminum metal bar, and is made of a material that enables control of the propagation direction of the microwave in the dielectric window 37. The microwave shielding bar 53 is also formed in a long plate-like member so that the microwave shielding bar 53 can be fitted into the long hole shape of the through hole 51 and the hole 52.

【0083】これら貫通孔51及び孔部52、マイクロ
波遮蔽棒53が、本実施の形態では、3組設けられ、段
階的にマイクロ波の低減を行う構成としている。なお、
良好にマイクロ波の低減が実現される構成であれば、貫
通孔51及び孔部52、マイクロ波遮蔽棒53を1組の
み設ける構成としてもよく、また幾つ設けても構わな
い。
In the present embodiment, three sets of the through-hole 51, the hole 52, and the microwave shielding rod 53 are provided, and the configuration is such that the microwave is reduced stepwise. In addition,
As long as the microwave can be effectively reduced, only one set of the through-hole 51, the hole 52, and the microwave shielding rod 53 may be provided, or any number of the through-holes and the microwave shielding rod 53 may be provided.

【0084】以上のような構成を有するマイクロ波励起
プラズマ処理装置50の構成によると、スロットアンテ
ナ32から誘電体窓37に放射されたマイクロ波は、こ
の誘電体窓37に平行な方向に伝播しようとするが、マ
イクロ波の進行経路の中途部に貫通孔51、孔部52及
びマイクロ波遮蔽棒53が設けられており、このマイク
ロ波遮蔽棒53の挿入深さを調整して挿入すれば、マイ
クロ波の進行がこのマイクロ波遮蔽棒53により遮られ
て反射される。
According to the configuration of the microwave-excited plasma processing apparatus 50 having the above-described configuration, the microwave radiated from the slot antenna 32 to the dielectric window 37 propagates in a direction parallel to the dielectric window 37. However, a through hole 51, a hole 52, and a microwave shielding bar 53 are provided in the middle of the microwave traveling path, and if the insertion depth of the microwave shielding bar 53 is adjusted and inserted, The propagation of the microwave is blocked and reflected by the microwave shielding bar 53.

【0085】このため、マイクロ波のプラズマ生成室2
3の側壁への伝播を低減させることができ、アルミニウ
ムのダストが発生するのを抑制することができる。
For this reason, the microwave plasma generation chamber 2
3 can be reduced to be transmitted to the side wall, and the generation of aluminum dust can be suppressed.

【0086】また、マイクロ波遮蔽棒53の挿入深さを
調整すれば、マイクロ波の反射具合を適宜に調整するこ
とが可能となる。
Further, if the insertion depth of the microwave shielding bar 53 is adjusted, it is possible to appropriately adjust the degree of microwave reflection.

【0087】以上、本発明の第三の実施の形態について
述べたが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となって
いる。以下、それについて述べる。
Although the third embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be variously modified. Hereinafter, this will be described.

【0088】上記実施の形態では、天板30及び誘電体
窓37の双方に夫々貫通孔51及び孔部52を形成して
いるが、上記天板30のみに貫通孔51を形成して誘電
体窓37に孔部52を形成しない構成としても構わな
い。この場合には、マイクロ波遮蔽棒53の挿入深さを
調整して、天板30に上述の第二の実施の形態で述べた
ような溝部を形成し、マイクロ波の反射を行える構成と
することができる。
In the above embodiment, the through holes 51 and the holes 52 are formed in both the top plate 30 and the dielectric window 37, respectively. A configuration in which the hole 52 is not formed in the window 37 may be adopted. In this case, the insertion depth of the microwave shielding rod 53 is adjusted to form the groove as described in the second embodiment in the top plate 30 so that the microwave can be reflected. be able to.

【0089】また、上記貫通孔51、孔部52及びマイ
クロ波遮蔽棒53の配置や形状等も、適宜変形可能であ
る。
The arrangement, shape, and the like of the through-hole 51, the hole 52, and the microwave shielding bar 53 can be appropriately modified.

【0090】以上、本発明の第一乃至第三の実施の形態
について述べたが、本発明は、これ以外にも、要旨を変
更しない範囲において、種々変形可能となっている。
The first to third embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention can be variously modified without departing from the scope of the present invention.

【0091】[0091]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
マイクロ波進行規制手段により、マイクロ波の伝播方向
を規制できるので、反応容器の内壁に到達するマイクロ
波を低減して、ひいてはダストの発生を低減させること
ができる。
As described above, according to the present invention,
Since the propagation direction of the microwave can be regulated by the microwave traveling regulation means, the microwave reaching the inner wall of the reaction vessel can be reduced, and the generation of dust can be reduced.

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

【図1】本発明の一実施の形態に係わるマイクロ波励起
プラズマ処理装置の構成を示す正面断面図。
FIG. 1 is a front sectional view showing a configuration of a microwave-excited plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態に係わるマイクロ波励起プラズマ
処理装置の構成を示す側断面図。
FIG. 2 is a side sectional view showing the configuration of the microwave-excited plasma processing apparatus according to the embodiment;

【図3】同実施の形態に係わるマイクロ波の出射状態を
示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a state of emission of microwaves according to the embodiment;

【図4】同実施の形態の変形例に係わるマイクロ波励起
プラズマ処理装置の構成を示す正面断面図。
FIG. 4 is a front cross-sectional view showing a configuration of a microwave-excited plasma processing apparatus according to a modification of the embodiment.

【図5】同実施の形態の変形例に係わるマイクロ波励起
プラズマ処理装置の構成を示す正面断面図。
FIG. 5 is a front sectional view showing the configuration of a microwave-excited plasma processing apparatus according to a modification of the embodiment.

【図6】本発明の第二の実施の形態に係わるマイクロ波
励起プラズマ処理装置の構成を示す正面断面図。
FIG. 6 is a front sectional view showing a configuration of a microwave-excited plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図7】同実施の形態に係わる天板の形状を示す平面
図。
FIG. 7 is a plan view showing the shape of the top plate according to the embodiment.

【図8】同実施の形態に係わる天板及び誘電体窓の部分
拡大図。
FIG. 8 is a partially enlarged view of a top plate and a dielectric window according to the embodiment.

【図9】同実施の形態の変形例に係わる天板及び誘電体
窓の部分拡大図。
FIG. 9 is a partially enlarged view of a top plate and a dielectric window according to a modification of the embodiment.

【図10】本発明の第三の実施の形態に係わるマイクロ
波励起プラズマ処理装置の構成を示す部分断面図。
FIG. 10 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of a microwave-excited plasma processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図11】従来のマイクロ波励起プラズマ処理装置の構
成を示す図であり、(a)は正面断面図、(b)は導波
管、天板、誘電体窓及びプラズマ生成室の正面断面図を
示す。
11A and 11B are diagrams showing a configuration of a conventional microwave-excited plasma processing apparatus, wherein FIG. 11A is a front sectional view, and FIG. 11B is a front sectional view of a waveguide, a top plate, a dielectric window, and a plasma generation chamber. Is shown.

【図12】従来のマイクロ波の出射状態を示す図。FIG. 12 is a diagram showing a conventional microwave emission state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20,40,50,60…マイクロ波励起プラズマ処理
装置 21…反応容器 22…被処理基板 23…プラズマ生成室 24…処理室 30…天板 31…導波管 32…スロットアンテナ 33…誘電部材 35…支持板 37…誘電体窓 43…溝部 51…貫通孔 52…孔部 53…マイクロ波遮蔽棒 61…整合器
20, 40, 50, 60 ... microwave excitation plasma processing apparatus 21 ... reaction vessel 22 ... substrate to be processed 23 ... plasma generation chamber 24 ... processing chamber 30 ... top plate 31 ... waveguide 32 ... slot antenna 33 ... dielectric member 35 ... Support plate 37 ... Dielectric window 43 ... Groove 51 ... Through hole 52 ... Hole 53 ... Microwave shielding rod 61 ... Matching device

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Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導波管によりマイクロ波をマイクロ波導
入口まで伝播し、このマイクロ波導入口から誘電体窓を
介してマイクロ波を反応容器内部に導入し、前記反応容
器内部に供給された媒質ガスをプラズマ化して被処理基
板をプラズマ処理するマイクロ波励起プラズマ処理装置
において、 上記誘電体窓内を伝播するマイクロ波の伝播方向を制御
する伝播方向制御手段を具備することを特徴とするマイ
クロ波励起プラズマ処理装置。
1. A microwave propagates through a waveguide to a microwave inlet, a microwave is introduced into the reaction vessel from the microwave inlet through a dielectric window, and a medium gas supplied into the reaction vessel is provided. A microwave-excited plasma processing apparatus for plasma-treating a substrate to be processed by converting it into plasma, comprising a propagation direction control means for controlling a propagation direction of the microwave propagating in the dielectric window. Plasma processing equipment.
【請求項2】 上記伝播方向制御手段は、上記マイクロ
波導入口と上記誘電体窓との間に設けられ、上記マイク
ロ波導入口に対応した孔部が形成された板部材と、該孔
部に嵌合された誘電部材より構成されていることを特徴
とする請求項1記載のマイクロ波励起プラズマ処理装
置。
2. A plate member provided between the microwave introduction port and the dielectric window and having a hole corresponding to the microwave introduction port, the propagation direction control means being fitted between the microwave introduction port and the dielectric window. 2. The microwave-excited plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is constituted by a combined dielectric member.
【請求項3】 上記誘電部材は上記マイクロ波導入口の
個数に応じて夫々分割して設けられていることを特徴と
する請求項2記載のマイクロ波励起プラズマ処理装置。
3. The microwave-excited plasma processing apparatus according to claim 2, wherein said dielectric members are provided separately according to the number of said microwave introduction ports.
【請求項4】 上記誘電部材は、全ての上記マイクロ波
導入口を覆うことを可能とする一枚部材より形成されて
いることを特徴とする請求項2記載のマイクロ波励起プ
ラズマ処理装置。
4. The microwave-excited plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the dielectric member is formed of a single member capable of covering all the microwave introduction ports.
【請求項5】 上記マイクロ波導入口は、上記導波管と
上記誘電体窓との間に設けられた天板に形成されてお
り、 上記伝播方向制御手段は、該天板の上記マイクロ波導入
口の外周側で且つ上記誘電体窓と対向する面に形成され
た溝部であることを特徴とする請求項1記載のマイクロ
波励起プラズマ処理装置。
5. The microwave introduction port is formed in a top plate provided between the waveguide and the dielectric window, and the propagation direction control means is configured to control the microwave introduction port of the top plate. 2. The microwave-excited plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the groove is formed on the outer peripheral side of the substrate and on a surface facing the dielectric window.
【請求項6】 上記マイクロ波導入口は、上記導波管と
上記誘電体窓との間に設けられた天板に形成されてお
り、 上記伝播方向制御手段は、上記天板の上記マイクロ波導
入口の外周側で且つ上記誘電体窓と対向する面に突出形
成された凸形状部と、該凸形状部と嵌合可能に前記誘電
体窓に形成された凹形状部とからなることを特徴とする
請求項1記載のマイクロ波励起プラズマ処理装置。
6. The microwave introduction port is formed in a top plate provided between the waveguide and the dielectric window, and the propagation direction control means is configured to control the microwave introduction port of the top plate. A convex portion protrudingly formed on the outer peripheral side of the surface facing the dielectric window, and a concave portion formed on the dielectric window so as to be fittable with the convex portion. The microwave-excited plasma processing apparatus according to claim 1.
【請求項7】 上記マイクロ波導入口は、上記導波管と
上記誘電体窓との間に設けられた天板に形成されてお
り、 上記伝播方向制御手段は、上記天板に形成された貫通孔
と、該貫通孔に挿入深さの調整を自在として設けられた
棒状部材からなることを特徴とする請求項1記載のマイ
クロ波励起プラズマ処理装置。
7. The microwave introduction port is formed in a top plate provided between the waveguide and the dielectric window, and the propagation direction control means includes a through-hole formed in the top plate. 2. The microwave-excited plasma processing apparatus according to claim 1, comprising a hole, and a rod-shaped member provided in the through-hole so that the insertion depth can be freely adjusted.
【請求項8】 上記マイクロ波導入口は、上記導波管と
上記誘電体窓との間に設けられた天板に形成されてお
り、 上記伝播方向制御手段は、上記天板に形成された貫通孔
と、該貫通孔と対応する上記誘電体窓位置に形成された
孔部と、上記貫通孔及び上記孔部に挿入され、その挿入
深さの調整を自在として設けられた棒状部材からなるこ
とを特徴とする請求項1記載のマイクロ波励起プラズマ
処理装置。
8. The microwave introduction port is formed in a top plate provided between the waveguide and the dielectric window, and the propagation direction control means includes a through-hole formed in the top plate. A hole, a hole formed at the position of the dielectric window corresponding to the through-hole, and a rod-shaped member inserted into the through-hole and the hole, and provided so that the insertion depth can be freely adjusted. The microwave-excited plasma processing apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項9】 反応容器内部の気体を吸引して反応容器
内部を所定圧力まで低下させる工程と、 上記反応容器内部に処理ガスを導入して反応容器内部を
所定圧力にする工程と、 マイクロ波発振器より発振されたマイクロ波を導波管を
介してマイクロ波導入口へ伝播する工程と、 上記マイクロ波導入口を介して伝達されたマイクロ波の
上記反応容器に形成された開口に配置された誘電体窓で
の伝播方向を制御しながら上記反応容器内部に導入し、
上記処理ガスと反応させてプラズマを生成する工程と、 生成されたプラズマにより上記反応容器内に配置された
被処理基板を処理する工程と、 上記被処理基板を処理したガスを排気する工程と、 を有するプラズマ処理方法。
9. A step of sucking a gas inside the reaction vessel to lower the inside of the reaction vessel to a predetermined pressure; a step of introducing a processing gas into the inside of the reaction vessel to bring the inside of the reaction vessel to a predetermined pressure; A step of propagating microwaves oscillated from an oscillator to a microwave inlet through a waveguide; and a dielectric disposed in an opening formed in the reaction vessel for the microwaves transmitted through the microwave inlet. While controlling the propagation direction in the window, it is introduced into the reaction vessel,
A step of generating plasma by reacting with the processing gas; a step of processing a substrate to be processed disposed in the reaction vessel with the generated plasma; and a step of exhausting a gas obtained by processing the substrate to be processed. A plasma processing method comprising:
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KR20020081042A (en) * 2001-04-17 2002-10-26 플라스미온 코포레이션 Method and apparatus for fabricating printed circuit board using atmospheric pressure capillary discharge plasma shower
JP2007326013A (en) * 2006-06-07 2007-12-20 Shikoku Instrumentation Co Ltd Microwave chemical reaction vessel and device
JP2019160896A (en) * 2018-03-09 2019-09-19 株式会社アルバック Vacuum processing apparatus

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