JP2001308066A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマ密度分布の均一化を図り得るプラズ
マ処理装置を提供する。 【解決手段】 誘電体で形成された放電管６の内部にプ
ロセスガスＧを導入し、マイクロ波導波管１０のスロッ
ト１４から放射されたマイクロ波M.W.を放電管６の内部
のプロセスガスＧに照射してプラズマＰを発生させ、プ
ラズマＰ中の活性種を被処理基板３の表面に供給して処
理を行うプラズマ処理装置であり、マイクロ波発信器１
５からのマイクロ波M.W.を分配するためのマイクロ波分
配器１６を備え、マイクロ波分配器１６により分配され
たマイクロ波M.W.がマイクロ波導波管１０の両端開口１
０ａ、１０ｂからマイクロ波導波管１０の内部に導入さ
れる。
マ処理装置を提供する。 【解決手段】 誘電体で形成された放電管６の内部にプ
ロセスガスＧを導入し、マイクロ波導波管１０のスロッ
ト１４から放射されたマイクロ波M.W.を放電管６の内部
のプロセスガスＧに照射してプラズマＰを発生させ、プ
ラズマＰ中の活性種を被処理基板３の表面に供給して処
理を行うプラズマ処理装置であり、マイクロ波発信器１
５からのマイクロ波M.W.を分配するためのマイクロ波分
配器１６を備え、マイクロ波分配器１６により分配され
たマイクロ波M.W.がマイクロ波導波管１０の両端開口１
０ａ、１０ｂからマイクロ波導波管１０の内部に導入さ
れる。
Description
【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、プロセスガスにマイクロ波を照射して
生成したプラズマを利用して被処理基板の処理を行うプ
ラズマ処理装置に関する。
に係わり、特に、プロセスガスにマイクロ波を照射して
生成したプラズマを利用して被処理基板の処理を行うプ
ラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造用のシリコンウェハや液晶デ
ィスプレイ用ガラス基板といった被処理基板を処理する
ための装置として、マイクロ波プラズマを利用して被処
理基板のドライエッチング処理やアッシング処理等を施
すプラズマ処理装置がある。
ィスプレイ用ガラス基板といった被処理基板を処理する
ための装置として、マイクロ波プラズマを利用して被処
理基板のドライエッチング処理やアッシング処理等を施
すプラズマ処理装置がある。
【０００３】このプラズマ処理装置にはいくつかの種類
があり、一例としては、誘電体で形成された放電管の内
部にプロセスガスを導入し、マイクロ波導波管を介して
導かれたマイクロ波を、マイクロ波導波管のスロットか
ら放射して放電管の内部のプロセスガスに照射し、放電
管の内部にプラズマを発生させるものがある。このタイ
プのプラズマ処理装置においては、プラズマ中の活性種
を真空容器の内部に形成された処理室に導いて被処理基
板の表面に供給し、ドライエッチングやアッシング等の
表面処理が施される。
があり、一例としては、誘電体で形成された放電管の内
部にプロセスガスを導入し、マイクロ波導波管を介して
導かれたマイクロ波を、マイクロ波導波管のスロットか
ら放射して放電管の内部のプロセスガスに照射し、放電
管の内部にプラズマを発生させるものがある。このタイ
プのプラズマ処理装置においては、プラズマ中の活性種
を真空容器の内部に形成された処理室に導いて被処理基
板の表面に供給し、ドライエッチングやアッシング等の
表面処理が施される。
【０００４】また、プラズマ処理装置の他の例として
は、マイクロ波導波管を介して導かれたマイクロ波をマ
イクロ波導波管のスロットから放射し、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の内部にマ
イクロ波を導入し、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
用してドライエッチング等の表面処理を施すものがあ
る。
は、マイクロ波導波管を介して導かれたマイクロ波をマ
イクロ波導波管のスロットから放射し、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の内部にマ
イクロ波を導入し、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
用してドライエッチング等の表面処理を施すものがあ
る。
【０００５】このタイプのプラズマ処理装置は、真空容
器の内部で生成したプラズマを被処理基板の表面に接触
させ、プラズマ中の活性種等によりドライエッチングや
アッシング等の表面処理を施すものと、プラズマ発生領
域と処理室とを分離してプラズマからのダウンフローを
被処理基板の表面に導いてドライエッチングやアッシン
グ等の表面処理を施すものとがある。
器の内部で生成したプラズマを被処理基板の表面に接触
させ、プラズマ中の活性種等によりドライエッチングや
アッシング等の表面処理を施すものと、プラズマ発生領
域と処理室とを分離してプラズマからのダウンフローを
被処理基板の表面に導いてドライエッチングやアッシン
グ等の表面処理を施すものとがある。
【０００６】上述した従来のプラズマ処理装置のよう
に、マイクロ波導波管にスロットを設け、このスロット
から放射されたマイクロ波によってプラズマ（表面波プ
ラズマ、ＳＷＰ）を発生させる放電形態は、一般にスロ
ットアンテナ方式と呼ばれている。このスロットアンテ
ナ方式においては、マイクロ波導波管内で形成されるマ
イクロ波の電磁界分布に対応した形でスロットからマイ
クロ波が放射される。
に、マイクロ波導波管にスロットを設け、このスロット
から放射されたマイクロ波によってプラズマ（表面波プ
ラズマ、ＳＷＰ）を発生させる放電形態は、一般にスロ
ットアンテナ方式と呼ばれている。このスロットアンテ
ナ方式においては、マイクロ波導波管内で形成されるマ
イクロ波の電磁界分布に対応した形でスロットからマイ
クロ波が放射される。
【０００７】このスロットアンテナ方式においてマイク
ロ波は、マイクロ波発信器（マイクロ波発生源）からア
イソレーターチューナーを介してスロットアンテナまで
伝播し、その一部はプラズマ生成に投入される。一方、
プラズマ生成に投入されなかったマイクロ波は、スロッ
トを通過し、マイクロ波導波管の終端部で反射してアイ
ソレータまで帰ってくる。
ロ波は、マイクロ波発信器（マイクロ波発生源）からア
イソレーターチューナーを介してスロットアンテナまで
伝播し、その一部はプラズマ生成に投入される。一方、
プラズマ生成に投入されなかったマイクロ波は、スロッ
トを通過し、マイクロ波導波管の終端部で反射してアイ
ソレータまで帰ってくる。
【０００８】一般的に、マイクロ波がスロット部を進行
していくにつれてマイクロ波電力は減衰する。このた
め、マイクロ波の導入側と終端側とで生成されるプラズ
マの密度に強弱が生じ、プラズマ密度が不均一となる。
この問題に対処するために、従来、スロットに段差を付
ける構成、つまりスロットの幅を部分的に狭める構成が
提案されている。このような構成を採用することによっ
て低電力でも高密度のプラズマを生成することが可能で
あり、均一な密度のプラズマを生成することができる。
していくにつれてマイクロ波電力は減衰する。このた
め、マイクロ波の導入側と終端側とで生成されるプラズ
マの密度に強弱が生じ、プラズマ密度が不均一となる。
この問題に対処するために、従来、スロットに段差を付
ける構成、つまりスロットの幅を部分的に狭める構成が
提案されている。このような構成を採用することによっ
て低電力でも高密度のプラズマを生成することが可能で
あり、均一な密度のプラズマを生成することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、被処理基板
の大口径化に伴ってプラズマ密度の均一化に対する要求
が厳しくなり、スロットに段差を付ける構成では十分に
対応できなくなってきた。また、スロットに段差を付け
る構成では、プロセス条件の変化によりマイクロ波電力
の減衰率が変化し、プラズマ密度の均一性が悪化してし
まう。プロセス条件の変化によるプラズマ密度の均一性
の悪化は、スロットの幅を調整することによって対処す
ることができるが、これは非常に手間のかかる作業であ
る。
の大口径化に伴ってプラズマ密度の均一化に対する要求
が厳しくなり、スロットに段差を付ける構成では十分に
対応できなくなってきた。また、スロットに段差を付け
る構成では、プロセス条件の変化によりマイクロ波電力
の減衰率が変化し、プラズマ密度の均一性が悪化してし
まう。プロセス条件の変化によるプラズマ密度の均一性
の悪化は、スロットの幅を調整することによって対処す
ることができるが、これは非常に手間のかかる作業であ
る。
【００１０】プラズマ密度の分布が不均一になると、例
えば被処理基板の直上にプラズマを形成するタイプのプ
ラズマ処理装置においては、被処理基板の処理の面内分
布が不均一になってしまうという問題がある。
えば被処理基板の直上にプラズマを形成するタイプのプ
ラズマ処理装置においては、被処理基板の処理の面内分
布が不均一になってしまうという問題がある。
【００１１】また、プラズマの近傍に位置する放電管や
マイクロ波透過窓部材は石英、アルミナ等の誘電体によ
って形成されているために、プラズマ密度が高い部分で
は、プラズマ密度の低い部分に比べて、エッチングによ
る誘電体の削れ量や誘電体からのダストの発生量が多く
なっている。不均一なエッチングにより誘電体の表面に
凹凸ができることにより、表面波プラズマの分布が経時
変化してしまい、さらに、放電が不安定になってしま
う。
マイクロ波透過窓部材は石英、アルミナ等の誘電体によ
って形成されているために、プラズマ密度が高い部分で
は、プラズマ密度の低い部分に比べて、エッチングによ
る誘電体の削れ量や誘電体からのダストの発生量が多く
なっている。不均一なエッチングにより誘電体の表面に
凹凸ができることにより、表面波プラズマの分布が経時
変化してしまい、さらに、放電が不安定になってしま
う。
【００１２】プラズマによりエッチングされる石英等の
誘電体では定期的な交換が必要になってくるが、プラズ
マ分布が不均一であると誘電体のエッチングも不均一に
なり、局所的にエッチングが進行すると誘電体の耐用期
間が短くなり、誘電体の利用効率が悪くなってしまう。
誘電体では定期的な交換が必要になってくるが、プラズ
マ分布が不均一であると誘電体のエッチングも不均一に
なり、局所的にエッチングが進行すると誘電体の耐用期
間が短くなり、誘電体の利用効率が悪くなってしまう。
【００１３】また、アルミナ系の誘電体ではダストが発
生するが、このダストはプラズマ中のプロセスガスと誘
電体内の元素（Ａｌ）が反応して発生するものであり、
誘電体を冷却することでダストの発生量を低減すること
ができる。しかし、発熱源であるプラズマの分布が不均
一であると、誘電体の温度分布も不均一となり効果的な
冷却が困難になってしまう。
生するが、このダストはプラズマ中のプロセスガスと誘
電体内の元素（Ａｌ）が反応して発生するものであり、
誘電体を冷却することでダストの発生量を低減すること
ができる。しかし、発熱源であるプラズマの分布が不均
一であると、誘電体の温度分布も不均一となり効果的な
冷却が困難になってしまう。
【００１４】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たものであって、プラズマ密度分布の均一化を図り得る
プラズマ処理装置を提供することを目的とする。
たものであって、プラズマ密度分布の均一化を図り得る
プラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、誘電体で形成された放電管の内部にプロセ
スガスを導入し、マイクロ波導波管のスロットから放射
されたマイクロ波を前記放電管の内部のプロセスガスに
照射してプラズマを発生させ、前記プラズマ中の活性種
を被処理基板の表面に供給して処理を行うようにしたプ
ラズマ処理装置において、マイクロ波発生源からのマイ
クロ波を分配するためのマイクロ波分配器を備え、前記
マイクロ波分配器により分配されたマイクロ波を前記マ
イクロ波導波管の両端から前記マイクロ波導波管の内部
に導入するようにしたことを特徴とする。
に本発明は、誘電体で形成された放電管の内部にプロセ
スガスを導入し、マイクロ波導波管のスロットから放射
されたマイクロ波を前記放電管の内部のプロセスガスに
照射してプラズマを発生させ、前記プラズマ中の活性種
を被処理基板の表面に供給して処理を行うようにしたプ
ラズマ処理装置において、マイクロ波発生源からのマイ
クロ波を分配するためのマイクロ波分配器を備え、前記
マイクロ波分配器により分配されたマイクロ波を前記マ
イクロ波導波管の両端から前記マイクロ波導波管の内部
に導入するようにしたことを特徴とする。
【００１６】上記課題を解決するために本発明は、マイ
クロ波導波管のスロットから放射されたマイクロ波を、
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
利用して被処理基板を処理するようにしたプラズマ処理
装置において、マイクロ波発生源からのマイクロ波を分
配するためのマイクロ波分配器を備え、前記マイクロ波
分配器により分配されたマイクロ波を前記マイクロ波導
波管の両端から前記マイクロ波導波管の内部に導入する
ようにしたことを特徴とする。
クロ波導波管のスロットから放射されたマイクロ波を、
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
利用して被処理基板を処理するようにしたプラズマ処理
装置において、マイクロ波発生源からのマイクロ波を分
配するためのマイクロ波分配器を備え、前記マイクロ波
分配器により分配されたマイクロ波を前記マイクロ波導
波管の両端から前記マイクロ波導波管の内部に導入する
ようにしたことを特徴とする。
【００１７】また、好ましくは、前記マイクロ波分配器
から前記スロットまでの距離は、ｎを正の整数とした場
合にマイクロ波の波長の（ｎ＋１／２）倍である。
から前記スロットまでの距離は、ｎを正の整数とした場
合にマイクロ波の波長の（ｎ＋１／２）倍である。
【００１８】また、好ましくは、前記マイクロ波分配器
と前記スロットとの間の距離を調整するための手段をさ
らに有する。
と前記スロットとの間の距離を調整するための手段をさ
らに有する。
【００１９】
【発明の実施の形態】第１実施形態 以下、本発明の第１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。なお、本実施
形態によるプラズマ処理装置は、スロットアンテナ方式
で生成したマイクロ波プラズマを利用したケミカルドラ
イエッチング装置（ＣＤＥ装置）である。
ついて図１及び図２を参照して説明する。なお、本実施
形態によるプラズマ処理装置は、スロットアンテナ方式
で生成したマイクロ波プラズマを利用したケミカルドラ
イエッチング装置（ＣＤＥ装置）である。
【００２０】図１に示したように本実施形態によるプラ
ズマ処理装置は、排気口８を介して内部を真空排気でき
る真空容器１を備えており、この真空容器１の内部には
処理室２が形成され、この処理室２の内部には被処理基
板３を載置するための載置台４が設けられている。ここ
で、被処理基板３は、半導体製造用のシリコンウェハ、
液晶表示用のガラス基板等である。
ズマ処理装置は、排気口８を介して内部を真空排気でき
る真空容器１を備えており、この真空容器１の内部には
処理室２が形成され、この処理室２の内部には被処理基
板３を載置するための載置台４が設けられている。ここ
で、被処理基板３は、半導体製造用のシリコンウェハ、
液晶表示用のガラス基板等である。
【００２１】真空容器１には、活性種輸送管５を介し
て、誘電体材料より成る放電管６が接続されており、放
電管６はプロセスガスＧを導入するためのガス導入口７
を備え、放電管６の内部にはプラズマ発生領域９が形成
されている。放電管６を形成する誘電体としては、石
英、アルミナ、サファイア、窒化アルミニウム等を使用
することができる。放電管６には、マイクロ波Ｍ．Ｗ．
を放電管６の内部に供給するための断面方形のマイクロ
波導波管１０が添設されている。
て、誘電体材料より成る放電管６が接続されており、放
電管６はプロセスガスＧを導入するためのガス導入口７
を備え、放電管６の内部にはプラズマ発生領域９が形成
されている。放電管６を形成する誘電体としては、石
英、アルミナ、サファイア、窒化アルミニウム等を使用
することができる。放電管６には、マイクロ波Ｍ．Ｗ．
を放電管６の内部に供給するための断面方形のマイクロ
波導波管１０が添設されている。
【００２２】放電管６に対向するマイクロ波導波管１０
の上面には、プラズマ発生領域９に対応する位置に、マ
イクロ波導波管１０の管軸心方向に沿ってスロット１４
が形成されており、このスロット１４を介して放電管６
に向けてマイクロ波が放射される。スロット１４は、マ
イクロ波導波管１０のＥ面又はＨ面に方形状に形成する
ことができる。
の上面には、プラズマ発生領域９に対応する位置に、マ
イクロ波導波管１０の管軸心方向に沿ってスロット１４
が形成されており、このスロット１４を介して放電管６
に向けてマイクロ波が放射される。スロット１４は、マ
イクロ波導波管１０のＥ面又はＨ面に方形状に形成する
ことができる。
【００２３】さらに、本実施形態によるプラズマ処理装
置は、マイクロ波発信器（マイクロ波発生源）１５と、
このマイクロ波発信器１５からのマイクロ波を分配する
ためのマイクロ波分配器１６とを備えている。そして、
マイクロ波分配器１６により分配されたマイクロ波がマ
イクロ波導波管１０の両端開口１０ａ、１０ｂからマイ
クロ波導波管１０の内部に導入される。また、このプラ
ズマ処理装置は、マイクロ波電力の反射を吸収するアイ
ソレーターと、マイクロ波の反射を整合する整合器とを
備えている。
置は、マイクロ波発信器（マイクロ波発生源）１５と、
このマイクロ波発信器１５からのマイクロ波を分配する
ためのマイクロ波分配器１６とを備えている。そして、
マイクロ波分配器１６により分配されたマイクロ波がマ
イクロ波導波管１０の両端開口１０ａ、１０ｂからマイ
クロ波導波管１０の内部に導入される。また、このプラ
ズマ処理装置は、マイクロ波電力の反射を吸収するアイ
ソレーターと、マイクロ波の反射を整合する整合器とを
備えている。
【００２４】上記構成よりなる本実施形態においては、
ガス導入口７から放電管６内に供給されたプロセスガス
Ｇにマイクロ波Ｍ．Ｗ．が照射されて、放電管６の内部
でプラズマＰが生成され、プラズマＰ中に活性種が生成
される。この活性種が活性種輸送管５を経由して処理室
２内の被処理基板３の表面に供給され、エッチング処理
やアッシング処理等の表面処理が施される。なお、被処
理基板３を載置した載置台４に直流電圧又は高周波電圧
を印加することもできる。
ガス導入口７から放電管６内に供給されたプロセスガス
Ｇにマイクロ波Ｍ．Ｗ．が照射されて、放電管６の内部
でプラズマＰが生成され、プラズマＰ中に活性種が生成
される。この活性種が活性種輸送管５を経由して処理室
２内の被処理基板３の表面に供給され、エッチング処理
やアッシング処理等の表面処理が施される。なお、被処
理基板３を載置した載置台４に直流電圧又は高周波電圧
を印加することもできる。
【００２５】プロセスガスとしては、例えば被処理基板
３表面の薄膜のエッチングを行う場合には、酸素ガス
（Ｏ２）単体、或いは酸素ガスにＣＦ４、ＮＦ３、ＳＦ
６等のフッ素系ガスを添加した混合ガス、又はこれらの
ガスに水素ガスを添加したガスが使用される。
３表面の薄膜のエッチングを行う場合には、酸素ガス
（Ｏ２）単体、或いは酸素ガスにＣＦ４、ＮＦ３、ＳＦ
６等のフッ素系ガスを添加した混合ガス、又はこれらの
ガスに水素ガスを添加したガスが使用される。
【００２６】そして、本実施形態においては、マイクロ
波導波管１０の両端開口１０ａ、１０ｂからマイクロ波
Ｍ．Ｗ．を導入するようにしたので、両端から導入され
たマイクロ波がマイクロ波導波管１０の内部で合成され
る。ここで、マイクロ波の合成条件は、マイクロ波分配
器１６からスロット１４までの距離により決定され、こ
の距離は、マイクロ波の波長λの（ｎ＋１／２）倍（ｎ
＝１、２、３、４・・・）であることが望ましい。ま
た、マイクロ波分配器１６とスロット１４との間に手動
スタブのような長さ調整手段を設けることにより、両者
間の距離を調整できるようにすればさらに望ましい。
波導波管１０の両端開口１０ａ、１０ｂからマイクロ波
Ｍ．Ｗ．を導入するようにしたので、両端から導入され
たマイクロ波がマイクロ波導波管１０の内部で合成され
る。ここで、マイクロ波の合成条件は、マイクロ波分配
器１６からスロット１４までの距離により決定され、こ
の距離は、マイクロ波の波長λの（ｎ＋１／２）倍（ｎ
＝１、２、３、４・・・）であることが望ましい。ま
た、マイクロ波分配器１６とスロット１４との間に手動
スタブのような長さ調整手段を設けることにより、両者
間の距離を調整できるようにすればさらに望ましい。
【００２７】マイクロ波導波管１０内で合成されたマイ
クロ波はスロット１４を介して放電管６内に均一に照射
され、このため、放電管６内で生成されるプラズマの密
度分布も均一化される。
クロ波はスロット１４を介して放電管６内に均一に照射
され、このため、放電管６内で生成されるプラズマの密
度分布も均一化される。
【００２８】次に、マイクロ波導波管１０の両端開口１
０ａ、１０ｂからマイクロ波を導入した場合の作用につ
いて、従来の技術と比較して説明する。
０ａ、１０ｂからマイクロ波を導入した場合の作用につ
いて、従来の技術と比較して説明する。
【００２９】図２（ａ）、（ｂ）は、スロットに沿った
長手方向位置を横軸にとった場合のマイクロ波導波管内
の電界強度分布を示したグラフであり、（ａ）は本実施
形態によるプラズマ処理装置の例を示し、（ｂ）はマイ
クロ波導波管の一端からマイクロ波を導入する従来方式
のプラズマ処理装置の例を示している。なお、縦軸の電
界強度は任意単位で示されている。
長手方向位置を横軸にとった場合のマイクロ波導波管内
の電界強度分布を示したグラフであり、（ａ）は本実施
形態によるプラズマ処理装置の例を示し、（ｂ）はマイ
クロ波導波管の一端からマイクロ波を導入する従来方式
のプラズマ処理装置の例を示している。なお、縦軸の電
界強度は任意単位で示されている。
【００３０】図２（ｂ）から分かるように従来のプラズ
マ処理装置においては、スロットの長さ方向位置におけ
るマイクロ波導入側の電界強度が強く、導波管終端側に
向かって電界強度が弱くなっている。
マ処理装置においては、スロットの長さ方向位置におけ
るマイクロ波導入側の電界強度が強く、導波管終端側に
向かって電界強度が弱くなっている。
【００３１】これに対して本実施形態によるプラズマ処
理装置においては、マイクロ波導波管１０の両端開口１
０ａ、１０ｂから導入されたマイクロ波は、それぞれ減
衰していくが、波長λの（ｎ＋１／２）倍（ｎ＝１、
２、３、４・・・）の位相差でマイクロ波同士を合成す
ることにより、均一な電界強度分布（電力分布）を得る
ことができる。このため、方形のスロット１４から均一
に放射されたマイクロ波によって均一なプラズマを生成
することができる。
理装置においては、マイクロ波導波管１０の両端開口１
０ａ、１０ｂから導入されたマイクロ波は、それぞれ減
衰していくが、波長λの（ｎ＋１／２）倍（ｎ＝１、
２、３、４・・・）の位相差でマイクロ波同士を合成す
ることにより、均一な電界強度分布（電力分布）を得る
ことができる。このため、方形のスロット１４から均一
に放射されたマイクロ波によって均一なプラズマを生成
することができる。
【００３２】以上述べたように本実施形態によるプラズ
マ処理装置によれば、放電管６の内部で生成されるプラ
ズマＰの密度分布が均一化されるので、放電管６の局所
的なエッチングが防止され、ひいては、放電管６の長寿
命化、及び冷却効率の向上によるダストの低減を達成す
ることが可能であり、さらに、プラズマ分布の経時変化
や放電の不安定化を抑制することができる。
マ処理装置によれば、放電管６の内部で生成されるプラ
ズマＰの密度分布が均一化されるので、放電管６の局所
的なエッチングが防止され、ひいては、放電管６の長寿
命化、及び冷却効率の向上によるダストの低減を達成す
ることが可能であり、さらに、プラズマ分布の経時変化
や放電の不安定化を抑制することができる。
【００３３】また、従来のプラズマ処理装置のようにス
ロットの幅に段差を設ける方式ではなく、マイクロ波導
波管１０の両端開口１０ａ、１０ｂからマイクロ波を導
入して合成させる方式を採用したので、幅広いプロセス
条件に対して均一な密度分布のプラズマＰを生成するこ
とが可能であり、大口径の被処理基板３に対しても良好
な面内均一性の下でエッチング処理等を施すことができ
る。
ロットの幅に段差を設ける方式ではなく、マイクロ波導
波管１０の両端開口１０ａ、１０ｂからマイクロ波を導
入して合成させる方式を採用したので、幅広いプロセス
条件に対して均一な密度分布のプラズマＰを生成するこ
とが可能であり、大口径の被処理基板３に対しても良好
な面内均一性の下でエッチング処理等を施すことができ
る。
【００３４】第２実施形態 次に、本発明の第２実施形態によるプラズマ処理装置に
ついて図３を参照して説明する。
ついて図３を参照して説明する。
【００３５】図３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２１を内部に形成する真空容器
２０を備えており、この真空容器２０の内部には被処理
基板２３を載置するための載置台２２が設けられてい
る。真空容器２０の上部開口は、誘電体で形成されたマ
イクロ波透過窓部材２５で封止されている。マイクロ波
透過窓部材２５の上面にはマイクロ波導波管２４が添設
されており、マイクロ波導波管２４のマイクロ波透過窓
部材２５に面する側面にはスロット２６が形成されてい
る。真空容器２０の側壁には、プラズマ発生領域２７に
プロセスガスＧを供給するためのガス導入口２８が形成
されており、真空容器２０の底壁には真空容器２０の内
部を排気するための排気口２９が形成されている。
ズマ処理装置は、処理室２１を内部に形成する真空容器
２０を備えており、この真空容器２０の内部には被処理
基板２３を載置するための載置台２２が設けられてい
る。真空容器２０の上部開口は、誘電体で形成されたマ
イクロ波透過窓部材２５で封止されている。マイクロ波
透過窓部材２５の上面にはマイクロ波導波管２４が添設
されており、マイクロ波導波管２４のマイクロ波透過窓
部材２５に面する側面にはスロット２６が形成されてい
る。真空容器２０の側壁には、プラズマ発生領域２７に
プロセスガスＧを供給するためのガス導入口２８が形成
されており、真空容器２０の底壁には真空容器２０の内
部を排気するための排気口２９が形成されている。
【００３６】さらに、本実施形態によるプラズマ処理装
置は、マイクロ波発信器（マイクロ波発生源）３０と、
このマイクロ波発信器３０からのマイクロ波を分配する
ためのマイクロ波分配器３１とを備えている。そして、
マイクロ波分配器３１により分配されたマイクロ波がマ
イクロ波導波管２４の両端開口２４ａ、２４ｂからマイ
クロ波導波管２４の内部に導入される。また、このプラ
ズマ処理装置は、マイクロ波電力の反射を吸収するアイ
ソレーターと、マイクロ波の反射を整合する整合器とを
備えている。
置は、マイクロ波発信器（マイクロ波発生源）３０と、
このマイクロ波発信器３０からのマイクロ波を分配する
ためのマイクロ波分配器３１とを備えている。そして、
マイクロ波分配器３１により分配されたマイクロ波がマ
イクロ波導波管２４の両端開口２４ａ、２４ｂからマイ
クロ波導波管２４の内部に導入される。また、このプラ
ズマ処理装置は、マイクロ波電力の反射を吸収するアイ
ソレーターと、マイクロ波の反射を整合する整合器とを
備えている。
【００３７】上記構成よりなる本実施形態においては、
マイクロ波導波管２４によって導かれたマイクロ波Ｍ．
Ｗ．をスロット２６から放射して、誘電体で形成された
マイクロ波透過窓部材２５を介して真空容器２０内にマ
イクロ波を導入し、真空容器２０内のプロセスガスＧに
マイクロ波を照射してプラズマＰを発生させ、このプラ
ズマＰを利用して被処理基板２３にエッチング処理やア
ッシング処理等の表面処理が施される。なお、被処理基
板２３を載置した載置台２２に直流電圧又は高周波電圧
を印加することもできる。
マイクロ波導波管２４によって導かれたマイクロ波Ｍ．
Ｗ．をスロット２６から放射して、誘電体で形成された
マイクロ波透過窓部材２５を介して真空容器２０内にマ
イクロ波を導入し、真空容器２０内のプロセスガスＧに
マイクロ波を照射してプラズマＰを発生させ、このプラ
ズマＰを利用して被処理基板２３にエッチング処理やア
ッシング処理等の表面処理が施される。なお、被処理基
板２３を載置した載置台２２に直流電圧又は高周波電圧
を印加することもできる。
【００３８】プロセスガスとしては、例えば被処理基板
２３表面の薄膜のエッチングを行う場合には、酸素ガス
（Ｏ２）単体、或いは酸素ガスにＣＦ４、ＮＦ３、ＳＦ
６等のフッ素系ガスを添加した混合ガス、又はこれらの
ガスに水素ガスを添加したガスが使用される。
２３表面の薄膜のエッチングを行う場合には、酸素ガス
（Ｏ２）単体、或いは酸素ガスにＣＦ４、ＮＦ３、ＳＦ
６等のフッ素系ガスを添加した混合ガス、又はこれらの
ガスに水素ガスを添加したガスが使用される。
【００３９】そして、本実施形態においては、マイクロ
波導波管２４の両端開口２４ａ、２４ｂからマイクロ波
Ｍ．Ｗ．を導入するようにしたので、両端から導入され
たマイクロ波がマイクロ波導波管２４の内部で合成され
る。ここで、マイクロ波の合成条件は、マイクロ波分配
器３１からスロット２６までの距離により決定され、こ
の距離は、マイクロ波の波長λの（ｎ＋１／２）倍（ｎ
＝１、２、３、４・・・）であることが望ましい。ま
た、マイクロ波分配器３１とスロット２６との間に手動
スタブのような長さ調整手段を設けることにより、両者
間の距離を調整できるようにすればさらに望ましい。
波導波管２４の両端開口２４ａ、２４ｂからマイクロ波
Ｍ．Ｗ．を導入するようにしたので、両端から導入され
たマイクロ波がマイクロ波導波管２４の内部で合成され
る。ここで、マイクロ波の合成条件は、マイクロ波分配
器３１からスロット２６までの距離により決定され、こ
の距離は、マイクロ波の波長λの（ｎ＋１／２）倍（ｎ
＝１、２、３、４・・・）であることが望ましい。ま
た、マイクロ波分配器３１とスロット２６との間に手動
スタブのような長さ調整手段を設けることにより、両者
間の距離を調整できるようにすればさらに望ましい。
【００４０】マイクロ波導波管２４内で合成されたマイ
クロ波はスロット２６を介してプラズマ発生領域２７内
に均一に照射され、このため、プラズマ発生領域２７内
で生成されるプラズマの密度分布も均一化される。
クロ波はスロット２６を介してプラズマ発生領域２７内
に均一に照射され、このため、プラズマ発生領域２７内
で生成されるプラズマの密度分布も均一化される。
【００４１】なお、マイクロ波導波管２４の両端開口２
４ａ、２４ｂからマイクロ波を導入した場合の作用は上
述した第１実施形態と同様である。
４ａ、２４ｂからマイクロ波を導入した場合の作用は上
述した第１実施形態と同様である。
【００４２】以上述べたように本実施形態によるプラズ
マ処理装置によれば、プラズマ発生領域２７で生成され
るプラズマＰの密度分布が均一化されるので、マイクロ
波透過窓部材２５の局所的なエッチングが防止され、ひ
いては、マイクロ波透過窓部材２５の長寿命化、及び冷
却効率の向上によるダストの低減を達成することが可能
であり、さらに、プラズマ分布の経時変化や放電の不安
定化を抑制することができる。
マ処理装置によれば、プラズマ発生領域２７で生成され
るプラズマＰの密度分布が均一化されるので、マイクロ
波透過窓部材２５の局所的なエッチングが防止され、ひ
いては、マイクロ波透過窓部材２５の長寿命化、及び冷
却効率の向上によるダストの低減を達成することが可能
であり、さらに、プラズマ分布の経時変化や放電の不安
定化を抑制することができる。
【００４３】また、従来のプラズマ処理装置のようにス
ロットの幅に段差を設ける方式ではなく、マイクロ波導
波管２４の両端開口２４ａ、２４ｂからマイクロ波を導
入して合成させる方式を採用したので、幅広いプロセス
条件に対して均一な密度分布のプラズマＰを生成するこ
とが可能であり、大口径の被処理基板２３に対しても良
好な面内均一性の下でエッチング処理等を施すことがで
きる。
ロットの幅に段差を設ける方式ではなく、マイクロ波導
波管２４の両端開口２４ａ、２４ｂからマイクロ波を導
入して合成させる方式を採用したので、幅広いプロセス
条件に対して均一な密度分布のプラズマＰを生成するこ
とが可能であり、大口径の被処理基板２３に対しても良
好な面内均一性の下でエッチング処理等を施すことがで
きる。
【００４４】
【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、プラズマの密度分布が均一化される
ので、放電管やマイクロ波透過窓部材の局所的なエッチ
ングが防止され、ひいては、放電管やマイクロ波透過窓
部材の長寿命化、及び冷却効率の向上によるダストの低
減を達成することが可能であり、さらに、プラズマ分布
の経時変化や放電の不安定化を抑制することができる。
処理装置によれば、プラズマの密度分布が均一化される
ので、放電管やマイクロ波透過窓部材の局所的なエッチ
ングが防止され、ひいては、放電管やマイクロ波透過窓
部材の長寿命化、及び冷却効率の向上によるダストの低
減を達成することが可能であり、さらに、プラズマ分布
の経時変化や放電の不安定化を抑制することができる。
【００４５】また、従来のプラズマ処理装置のようにス
ロットの幅に段差を設ける方式ではなく、マイクロ波導
波管の両端開口からマイクロ波を導入して合成させる方
式を採用したので、幅広いプロセス条件に対して均一な
密度分布のプラズマを生成することが可能であり、大口
径の被処理基板に対しても良好な面内均一性の下でエッ
チング処理等を施すことができる。
ロットの幅に段差を設ける方式ではなく、マイクロ波導
波管の両端開口からマイクロ波を導入して合成させる方
式を採用したので、幅広いプロセス条件に対して均一な
密度分布のプラズマを生成することが可能であり、大口
径の被処理基板に対しても良好な面内均一性の下でエッ
チング処理等を施すことができる。
【図１】本発明の第１実施形態によるプラズマ処理装置
の概略構成図。
の概略構成図。
【図２】スロットに沿った長手方向位置を横軸にとった
場合のマイクロ波導波管内の電界強度分布を示した図で
あり、（ａ）は本発明の第１及び第２実施形態の例を示
し、（ｂ）は従来のプラズマ処理装置の例を示してい
る。
場合のマイクロ波導波管内の電界強度分布を示した図で
あり、（ａ）は本発明の第１及び第２実施形態の例を示
し、（ｂ）は従来のプラズマ処理装置の例を示してい
る。
【図３】本発明の第２実施形態によるプラズマ処理装置
の概略構成図。
の概略構成図。
１、２０ 真空容器 ２、２１ 処理室 ３、２３ 被処理基板 ４、２２ 載置台 ６ 放電管 ９、２７ プラズマ発生領域 １０、２４ マイクロ波導波管 １５、３０ マイクロ波発信器（マイクロ波発生源） １６、３１ マイクロ波分配器 ２５ マイクロ波透過窓部材 １４、２６ スロット
Claims (4)
- 【請求項１】誘電体で形成された放電管の内部にプロセ
スガスを導入し、マイクロ波導波管のスロットから放射
されたマイクロ波を前記放電管の内部のプロセスガスに
照射してプラズマを発生させ、前記プラズマ中の活性種
を被処理基板の表面に供給して処理を行うようにしたプ
ラズマ処理装置において、 マイクロ波発生源からのマイクロ波を分配するためのマ
イクロ波分配器を備え、前記マイクロ波分配器により分
配されたマイクロ波を前記マイクロ波導波管の両端から
前記マイクロ波導波管の内部に導入するようにしたこと
を特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】マイクロ波導波管のスロットから放射され
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基板を処理するよう
にしたプラズマ処理装置において、 マイクロ波発生源からのマイクロ波を分配するためのマ
イクロ波分配器を備え、前記マイクロ波分配器により分
配されたマイクロ波を前記マイクロ波導波管の両端から
前記マイクロ波導波管の内部に導入するようにしたこと
を特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項３】前記マイクロ波分配器から前記スロットま
での距離は、ｎを正の整数とした場合にマイクロ波の波
長の（ｎ＋１／２）倍であることを特徴とする請求項１
又は２に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項４】前記マイクロ波分配器と前記スロットとの
間の距離を調整するための手段をさらに有することを特
徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプラズ
マ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000121020A JP2001308066A (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000121020A JP2001308066A (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001308066A true JP2001308066A (ja) | 2001-11-02 |
Family
ID=18631736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000121020A Pending JP2001308066A (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001308066A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2008018159A1 (ja) * | 2006-08-08 | 2009-12-24 | 株式会社アドテック プラズマ テクノロジー | ２電源を備えたマイクロ波ラインプラズマ発生装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04206726A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-28 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置 |
| JPH05335095A (ja) * | 1992-03-30 | 1993-12-17 | Daihen Corp | プラズマ処理装置 |
| JPH07263185A (ja) * | 1994-03-24 | 1995-10-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| JPH10275696A (ja) * | 1997-03-28 | 1998-10-13 | Daihen Corp | プラズマ処理装置 |
| JPH11162932A (ja) * | 1997-11-27 | 1999-06-18 | Shibaura Mechatronics Corp | プラズマ処理装置 |
| JPH11243000A (ja) * | 1998-11-11 | 1999-09-07 | Canon Inc | マイクロ波導入方法及びプラズマ処理方法 |
-
2000
- 2000-04-21 JP JP2000121020A patent/JP2001308066A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04206726A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-28 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JPWO2008018159A1 (ja) * | 2006-08-08 | 2009-12-24 | 株式会社アドテック プラズマ テクノロジー | ２電源を備えたマイクロ波ラインプラズマ発生装置 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100115 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100316 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101019 |