JP2003045850A - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 - Google Patents
プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法Info
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- JP2003045850A JP2003045850A JP2001228389A JP2001228389A JP2003045850A JP 2003045850 A JP2003045850 A JP 2003045850A JP 2001228389 A JP2001228389 A JP 2001228389A JP 2001228389 A JP2001228389 A JP 2001228389A JP 2003045850 A JP2003045850 A JP 2003045850A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマ処理に最適な周波数を選択でき、小
型化が可能なプラズマ処理装置及びこれを用いたプラズ
マ処理方法を提供すること。 【解決手段】 電磁波放射機構上を流れる表面電流を横
切る箇所に、誘電体６を配置する。電磁波放射機構はス
ロットアンテナ７を有し、誘電体６はスロットアンテナ
７の内部に設ける。これにより、プラズマ処理室５内の
電磁界分布が調整でき、しかも誘電体６によりスロット
アンテナ７中の電磁波を所望の波長に制御することで、
スロットアンテナ７の長さを短くでき、これを設ける円
盤状アンテナ１の大きさに収まるようにすることができ
る。
型化が可能なプラズマ処理装置及びこれを用いたプラズ
マ処理方法を提供すること。 【解決手段】 電磁波放射機構上を流れる表面電流を横
切る箇所に、誘電体６を配置する。電磁波放射機構はス
ロットアンテナ７を有し、誘電体６はスロットアンテナ
７の内部に設ける。これにより、プラズマ処理室５内の
電磁界分布が調整でき、しかも誘電体６によりスロット
アンテナ７中の電磁波を所望の波長に制御することで、
スロットアンテナ７の長さを短くでき、これを設ける円
盤状アンテナ１の大きさに収まるようにすることができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直径３００ｍｍ程
度またはこれを超える直径を持つ基板のエッチング、Ｃ
ＶＤ処理等に好適なプラズマ処理装置及びプラズマ処理
方法に関する。
度またはこれを超える直径を持つ基板のエッチング、Ｃ
ＶＤ処理等に好適なプラズマ処理装置及びプラズマ処理
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本願出願人は、先に、特開平１１−２６
０５９４号公報において、マイクロ波，ＵＨＦあるいは
ＶＨＦの電磁波を同軸線路を利用して処理室に伝送しプ
ラズマを生成するプラズマ処理装置において、同軸線路
の内部導体の端にスロットアンテナを設けた円盤状アン
テナを設けた電磁波放射機構を開示した。これによっ
て、処理室内の電磁界分布が調整でき、均一なプラズマ
分布が得られる。
０５９４号公報において、マイクロ波，ＵＨＦあるいは
ＶＨＦの電磁波を同軸線路を利用して処理室に伝送しプ
ラズマを生成するプラズマ処理装置において、同軸線路
の内部導体の端にスロットアンテナを設けた円盤状アン
テナを設けた電磁波放射機構を開示した。これによっ
て、処理室内の電磁界分布が調整でき、均一なプラズマ
分布が得られる。
【０００３】プラズマ処理装置において電磁波によりプ
ラズマを発生させる場合、例えば「UHFプラズマ」、プ
ラズマ核融合学会誌 第74巻第4号（1998年4月）、ｐ.3
54-360に記述されているように電磁波の周波数によりプ
ラズマの特性が異なることが知られており、プラズマ処
理に適したプラズマを発生させる電磁波として数百ＭＨ
ｚ程度の周波数の波が有効であるといわれている。
ラズマを発生させる場合、例えば「UHFプラズマ」、プ
ラズマ核融合学会誌 第74巻第4号（1998年4月）、ｐ.3
54-360に記述されているように電磁波の周波数によりプ
ラズマの特性が異なることが知られており、プラズマ処
理に適したプラズマを発生させる電磁波として数百ＭＨ
ｚ程度の周波数の波が有効であるといわれている。
【０００４】一般に電磁波の放射に使用するアンテナは
その構造が半波長程度の大きさとなることが多い。例え
ばスロットアンテナによる電磁波の放射はスロットアン
テナの長さが該電磁波の半波長の整数倍であるときに効
率良く行われる。
その構造が半波長程度の大きさとなることが多い。例え
ばスロットアンテナによる電磁波の放射はスロットアン
テナの長さが該電磁波の半波長の整数倍であるときに効
率良く行われる。
【０００５】一方、装置全体を小型化する観点から、処
理室の大きさは被処理基板の大きさに基づき、良好なプ
ラズマ処理特性を維持しうる最小の大きさに設計される
ことが多い。そのため処理室の大きさは電磁波の半波長
と被処理基板の大きさにより大まかなサイズが決められ
る。
理室の大きさは被処理基板の大きさに基づき、良好なプ
ラズマ処理特性を維持しうる最小の大きさに設計される
ことが多い。そのため処理室の大きさは電磁波の半波長
と被処理基板の大きさにより大まかなサイズが決められ
る。
【０００６】今後、超ＬＳＩ等の製造に用いる基板は、
直径が、３００ｍｍのものが主流となると考えられる。
１００ＭＨｚの波長は３ｍであるので、数百ＭＨｚの電
磁波の波長は数ｍ程度となり、半波長のサイズが被処理
基板のサイズを大きく上回ることになる。そのため効率
のよいアンテナ構造を選択すると、装置全体の小型化が
困難となる。一方、装置の小型化を優先すると投入効率
の高いアンテナとすることが困難となる。そのため適用
できる周波数範囲が処理室寸法等により限定され、必ず
しも処理プロセスに最適な周波数を選択できないという
問題があった。
直径が、３００ｍｍのものが主流となると考えられる。
１００ＭＨｚの波長は３ｍであるので、数百ＭＨｚの電
磁波の波長は数ｍ程度となり、半波長のサイズが被処理
基板のサイズを大きく上回ることになる。そのため効率
のよいアンテナ構造を選択すると、装置全体の小型化が
困難となる。一方、装置の小型化を優先すると投入効率
の高いアンテナとすることが困難となる。そのため適用
できる周波数範囲が処理室寸法等により限定され、必ず
しも処理プロセスに最適な周波数を選択できないという
問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、プラズマ処理に最適な周波数を選択でき、
小型化が可能なプラズマ処理装置及びこれを用いたプラ
ズマ処理方法を提供することにある。
する課題は、プラズマ処理に最適な周波数を選択でき、
小型化が可能なプラズマ処理装置及びこれを用いたプラ
ズマ処理方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願発明は、電磁波放射
機構上を流れる表面電流を横切る箇所に、誘電体を配置
したことによってその課題を達成した。本願発明におい
て、電磁波放射機構はスロットアンテナを有し、誘電体
はスロットアンテナの内部に設ける。
機構上を流れる表面電流を横切る箇所に、誘電体を配置
したことによってその課題を達成した。本願発明におい
て、電磁波放射機構はスロットアンテナを有し、誘電体
はスロットアンテナの内部に設ける。
【０００９】これにより、プラズマ処理室内の電磁界分
布が調整でき、しかも誘電体によりスロットアンテナ中
の電磁波を所望の波長に制御することで、スロットアン
テナの長さを短くでき、これを設ける円盤状アンテナの
大きさに収まるようにすることができる。
布が調整でき、しかも誘電体によりスロットアンテナ中
の電磁波を所望の波長に制御することで、スロットアン
テナの長さを短くでき、これを設ける円盤状アンテナの
大きさに収まるようにすることができる。
【００１０】一般に電磁波の波長は誘電体中でその比誘
電率に応じた波長となることが知られている。すなわち
真空中の波長λ0に対し、比誘電率εrの誘電体中の波長
λは λ＝λ0／√εr （１） となる。
電率に応じた波長となることが知られている。すなわち
真空中の波長λ0に対し、比誘電率εrの誘電体中の波長
λは λ＝λ0／√εr （１） となる。
【００１１】したがって、スロットアンテナに誘電体を
配置することでスロットアンテナ中の電磁波を所望の波
長になるように制御することができる。すなわち、その
半波長の整数倍がスロットアンテナの長さと一致するよ
うに制御することで、装置の小型化のためにスロットア
ンテナを短くしたとしても、そのスロットアンテナから
効率良く電磁波を放射させることができる。
配置することでスロットアンテナ中の電磁波を所望の波
長になるように制御することができる。すなわち、その
半波長の整数倍がスロットアンテナの長さと一致するよ
うに制御することで、装置の小型化のためにスロットア
ンテナを短くしたとしても、そのスロットアンテナから
効率良く電磁波を放射させることができる。
【００１２】そのための、誘電体の特性としては、誘電
体損失が小さく、比誘電率が所望のスロットアンテナ長
になるものがよく、その配置の形態としては、任意の形
状のものをアンテナ上表面電流を横切る任意の箇所に配
置できる。とくに、同軸線路の内部導体の端にスロット
アンテナを設けた円盤状アンテナを設けた電磁波放射機
構に適用する場合には、円盤状アンテナ表面を放射状に
表面電流が流れるので、これを横切る位置に複数の棒状
片の誘導体を、円盤状アンテナの同軸線路の軸を中心に
対称に配置するのが電磁波放射効率の面から最も効果的
である。
体損失が小さく、比誘電率が所望のスロットアンテナ長
になるものがよく、その配置の形態としては、任意の形
状のものをアンテナ上表面電流を横切る任意の箇所に配
置できる。とくに、同軸線路の内部導体の端にスロット
アンテナを設けた円盤状アンテナを設けた電磁波放射機
構に適用する場合には、円盤状アンテナ表面を放射状に
表面電流が流れるので、これを横切る位置に複数の棒状
片の誘導体を、円盤状アンテナの同軸線路の軸を中心に
対称に配置するのが電磁波放射効率の面から最も効果的
である。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明のプラズマ処理装置をエッ
チング装置に適用した例によって、本発明の実施の形態
を説明する。
チング装置に適用した例によって、本発明の実施の形態
を説明する。
【００１４】そのエッチング装置の縦断面を示す図１に
おいて、円盤状アンテナ１に同軸線路２により周波数４
５０ＭＨｚの高周波電源３が整合器４を介して接続され
ており、電磁波をプラズマ処理室５に投入する。高周波
電源３で発生させるプラズマ発生用電磁波の周波数は、
高密度のプラズマを低解離度で均一に生成するために、
ＵＨＦ帯、特に１００ＭＨｚ以上５００ＭＨｚ以下とす
ることが好ましい。
おいて、円盤状アンテナ１に同軸線路２により周波数４
５０ＭＨｚの高周波電源３が整合器４を介して接続され
ており、電磁波をプラズマ処理室５に投入する。高周波
電源３で発生させるプラズマ発生用電磁波の周波数は、
高密度のプラズマを低解離度で均一に生成するために、
ＵＨＦ帯、特に１００ＭＨｚ以上５００ＭＨｚ以下とす
ることが好ましい。
【００１５】プラズマ処理室５には図示しない真空排気
手段及びガス導入手段が接続されており、プラズマ処理
室５内をプラズマ処理に適した圧力、ガス雰囲気に保持
している。円盤状アンテナ１にはスロットアンテナ７が
設けられており、このスロットアンテナ７の内部には誘
電体６が配置されている。これにより効率良く電磁波を
プラズマ処理室５に放射することができる。誘電体６と
しては、アルミナセラミックス、ジルコニアセラミック
ス、石英等を用いることができる。また、この装置で
は、同軸線路２と円盤状アンテナ１及び誘電体６を配置
したスロットアンテナ７により、略軸対称な構造で電磁
波をプラズマ処理室５内に供給するのでプラズマ処理室
５内で均一性のよいプラズマ分布を得ることができる。
手段及びガス導入手段が接続されており、プラズマ処理
室５内をプラズマ処理に適した圧力、ガス雰囲気に保持
している。円盤状アンテナ１にはスロットアンテナ７が
設けられており、このスロットアンテナ７の内部には誘
電体６が配置されている。これにより効率良く電磁波を
プラズマ処理室５に放射することができる。誘電体６と
しては、アルミナセラミックス、ジルコニアセラミック
ス、石英等を用いることができる。また、この装置で
は、同軸線路２と円盤状アンテナ１及び誘電体６を配置
したスロットアンテナ７により、略軸対称な構造で電磁
波をプラズマ処理室５内に供給するのでプラズマ処理室
５内で均一性のよいプラズマ分布を得ることができる。
【００１６】さらに、円盤状アンテナ１のプラズマ処理
室５側には誘電体窓１３が設けられ、プラズマ処理室５
をプラズマ処理に適した圧力、ガス雰囲気に保持しなが
ら電磁波をプラズマ処理室５内に導入することができ
る。誘電体窓１３の材質としては、投入する電磁波に対
して損失の小さく、プラズマ処理に悪影響を及ぼしにく
い誘電体として例えば石英、アルミナセラミックス等を
用いることができる。また誘電体窓１３は複数の誘電体
の複層構造としても良い。本実施例では石英を誘電体窓
１３の材質として用いた。
室５側には誘電体窓１３が設けられ、プラズマ処理室５
をプラズマ処理に適した圧力、ガス雰囲気に保持しなが
ら電磁波をプラズマ処理室５内に導入することができ
る。誘電体窓１３の材質としては、投入する電磁波に対
して損失の小さく、プラズマ処理に悪影響を及ぼしにく
い誘電体として例えば石英、アルミナセラミックス等を
用いることができる。また誘電体窓１３は複数の誘電体
の複層構造としても良い。本実施例では石英を誘電体窓
１３の材質として用いた。
【００１７】一方、円盤状アンテナ１の上部は空気（大
気雰囲気）となっており、これを必要に応じ、冷媒とし
て用いることでアンテナ等の冷却効果を持たせることが
できる。円盤状アンテナ１の上部は投入する電磁波に対
して損失の小さい他の誘電体、例えばアルミナセラミッ
クス、石英等としても良い。円盤状アンテナ１はプラズ
マからの輻射、電磁波の損失等により加熱されるため、
熱変形を防ぐため本実施例では厚さ６ｍｍとした。また
円盤状アンテナ１の材質は導電率の高い金属、例えば
銅、アルミニウム等としている。
気雰囲気）となっており、これを必要に応じ、冷媒とし
て用いることでアンテナ等の冷却効果を持たせることが
できる。円盤状アンテナ１の上部は投入する電磁波に対
して損失の小さい他の誘電体、例えばアルミナセラミッ
クス、石英等としても良い。円盤状アンテナ１はプラズ
マからの輻射、電磁波の損失等により加熱されるため、
熱変形を防ぐため本実施例では厚さ６ｍｍとした。また
円盤状アンテナ１の材質は導電率の高い金属、例えば
銅、アルミニウム等としている。
【００１８】プラズマ処理室５の周囲には電磁石８が設
けられており、プラズマ処理室５内に静磁界を加え、電
磁波により発生するプラズマの拡散及び発生を制御する
ことができる。特に静磁界の強さを投入する電磁波の周
波数４５０ＭＨｚに対し、電子サイクロトロン共鳴を起
こす０．０１６テスラ程度に調整することで効率よく電
磁波のエネルギーがプラズマに吸収され、プラズマの発
生部位等を制御することができる。
けられており、プラズマ処理室５内に静磁界を加え、電
磁波により発生するプラズマの拡散及び発生を制御する
ことができる。特に静磁界の強さを投入する電磁波の周
波数４５０ＭＨｚに対し、電子サイクロトロン共鳴を起
こす０．０１６テスラ程度に調整することで効率よく電
磁波のエネルギーがプラズマに吸収され、プラズマの発
生部位等を制御することができる。
【００１９】プラズマ処理室５内には被処理基板９を載
置する基板電極１０が設けられている。被処理基板９の
直径は３００ｍｍまたは２００ｍｍである。基板電極１
０には整合器１１を介してバイアス電源１２が接続さ
れ、被処理基板９にバイアス電圧を加えることができ
る。バイアス電圧によりプラズマ中のイオンを被処理基
板９に引き込み、エッチング処理の形状制御、処理速度
向上などを図ることができる。バイアス電源１２の周波
数は４００ｋＨｚまたは８００ｋＨｚのものを使用す
る。
置する基板電極１０が設けられている。被処理基板９の
直径は３００ｍｍまたは２００ｍｍである。基板電極１
０には整合器１１を介してバイアス電源１２が接続さ
れ、被処理基板９にバイアス電圧を加えることができ
る。バイアス電圧によりプラズマ中のイオンを被処理基
板９に引き込み、エッチング処理の形状制御、処理速度
向上などを図ることができる。バイアス電源１２の周波
数は４００ｋＨｚまたは８００ｋＨｚのものを使用す
る。
【００２０】スロットアンテナ７周囲の誘電体は本実施
例では空気及び石英であり、スロットアンテナ７内部に
は所定の比誘電率を持つ誘電体を配置している。上述の
ようにスロットアンテナから効率よく電磁波を放射する
にはその長さを電磁波の半波長の整数倍にする必要があ
る。スロットアンテナ７周囲に異なる複数の誘電体が配
置されている場合、等価的に各誘電体の比誘電率の中間
的な比誘電率を持つ媒質が周囲にあると考えることがで
きる。例えばスロットアンテナ７内部に誘電体を設けな
い場合、比誘電率１の空気と比誘電率３．８の石英が周
囲にあることからスロットアンテナ７周囲の等価的な比
誘電率は１から３．８の間の値を取り、これに応じた電
磁波の波長から電磁波を効率よく放射するスロットアン
テナの長さを決めることができる。すなわち４５０ＭＨ
ｚの電磁波に対し、波長は０．３４ｍから０．６７ｍの
間の値となり、スロットアンテナの長さを半波長とする
と０．１７ｍから０．３３ｍの間に最適値があることが
わかる。スロットアンテナ７の内部にアルミナセラミッ
クス（比誘電率９．７）を設けた場合、スロットアンテ
ナ近傍に空気、石英、アルミナセラミックスと異なる３
種類の誘電体が配置されたことになり、解析的及び実験
的に求めたスロットアンテナ長さの最適値は０．１４ｍ
と短縮された。同様にスロットアンテナ７内部にジルコ
ニアセラミックス（比誘電率４５．８）を配置すると
０．０７ｍとさらに短縮することができた。さらに比誘
電率が異なる複数の誘電体を混合することで比誘電率の
調整ができ、スロットアンテナの長さを調整することが
できる。
例では空気及び石英であり、スロットアンテナ７内部に
は所定の比誘電率を持つ誘電体を配置している。上述の
ようにスロットアンテナから効率よく電磁波を放射する
にはその長さを電磁波の半波長の整数倍にする必要があ
る。スロットアンテナ７周囲に異なる複数の誘電体が配
置されている場合、等価的に各誘電体の比誘電率の中間
的な比誘電率を持つ媒質が周囲にあると考えることがで
きる。例えばスロットアンテナ７内部に誘電体を設けな
い場合、比誘電率１の空気と比誘電率３．８の石英が周
囲にあることからスロットアンテナ７周囲の等価的な比
誘電率は１から３．８の間の値を取り、これに応じた電
磁波の波長から電磁波を効率よく放射するスロットアン
テナの長さを決めることができる。すなわち４５０ＭＨ
ｚの電磁波に対し、波長は０．３４ｍから０．６７ｍの
間の値となり、スロットアンテナの長さを半波長とする
と０．１７ｍから０．３３ｍの間に最適値があることが
わかる。スロットアンテナ７の内部にアルミナセラミッ
クス（比誘電率９．７）を設けた場合、スロットアンテ
ナ近傍に空気、石英、アルミナセラミックスと異なる３
種類の誘電体が配置されたことになり、解析的及び実験
的に求めたスロットアンテナ長さの最適値は０．１４ｍ
と短縮された。同様にスロットアンテナ７内部にジルコ
ニアセラミックス（比誘電率４５．８）を配置すると
０．０７ｍとさらに短縮することができた。さらに比誘
電率が異なる複数の誘電体を混合することで比誘電率の
調整ができ、スロットアンテナの長さを調整することが
できる。
【００２１】スロットアンテナに配置する誘電体の比誘
電率は、大きければ大きいほどスロットアンテナの長さ
を短縮することができるので、装置の小型化という面で
は好ましいが、逆にスロットアンテナの寸法管理を厳密
に行わないといけなくなるという問題が生じる。したが
って、スロットアンテナ７に配置する誘電体としては、
アルミナセラミックス（比誘電率９．７）を用いること
が好ましい。
電率は、大きければ大きいほどスロットアンテナの長さ
を短縮することができるので、装置の小型化という面で
は好ましいが、逆にスロットアンテナの寸法管理を厳密
に行わないといけなくなるという問題が生じる。したが
って、スロットアンテナ７に配置する誘電体としては、
アルミナセラミックス（比誘電率９．７）を用いること
が好ましい。
【００２２】図２に円盤状アンテナとそこに設けたスロ
ットアンテナの形状を示す。図２(ａ)はスロットアンテ
ナ７を同心状に８個配置したものである。図２(ｂ)はス
ロットアンテナ７を同心状に２重に配置したものであ
る。図２(ｃ)はスロットアンテナ７を傾けて同心状に配
置することで比較的長いスロットアンテナにも対応でき
る構造である。図２(ａ)、（ｂ）は主に内部にジルコニ
アセラミックスを配置したスロットアンテナのように短
いスロットアンテナを対象とし、図２(ｃ)はアルミナセ
ラミックスのようにやや長めのスロットアンテナを対象
としている。
ットアンテナの形状を示す。図２(ａ)はスロットアンテ
ナ７を同心状に８個配置したものである。図２(ｂ)はス
ロットアンテナ７を同心状に２重に配置したものであ
る。図２(ｃ)はスロットアンテナ７を傾けて同心状に配
置することで比較的長いスロットアンテナにも対応でき
る構造である。図２(ａ)、（ｂ）は主に内部にジルコニ
アセラミックスを配置したスロットアンテナのように短
いスロットアンテナを対象とし、図２(ｃ)はアルミナセ
ラミックスのようにやや長めのスロットアンテナを対象
としている。
【００２３】本実施例の場合、円盤状アンテナ１の中央
から同軸線路２によって電磁波の励振を行っているため
円盤状アンテナ１上を放射状に表面電流が流れる。スロ
ットアンテナ７は表面電流を遮ることにより放射が起き
るため、スロットアンテナ７の方向として方位角成分を
持つ方向とする必要がある。すなわち本実施例の場合、
スロットアンテナ７の配置を放射状でない配置とするこ
とで電磁波の放射をスロットアンテナ７で行える。なお
本実施例では、円盤状アンテナの上にスロットアンテナ
を用いた例を示したが、円盤状アンテナの外周部が処理
室側と接することで、スロットアンテナのみから電磁波
の放射を行っても良く、円盤状アンテナは必須の構成要
素ではない。また同軸線路により円盤状アンテナの中心
から励振する例を示したが、他の励振方法であってもス
ロットアンテナ周辺の表面電流が流れる方向を考慮して
スロットアンテナの方向を定めればよい。
から同軸線路２によって電磁波の励振を行っているため
円盤状アンテナ１上を放射状に表面電流が流れる。スロ
ットアンテナ７は表面電流を遮ることにより放射が起き
るため、スロットアンテナ７の方向として方位角成分を
持つ方向とする必要がある。すなわち本実施例の場合、
スロットアンテナ７の配置を放射状でない配置とするこ
とで電磁波の放射をスロットアンテナ７で行える。なお
本実施例では、円盤状アンテナの上にスロットアンテナ
を用いた例を示したが、円盤状アンテナの外周部が処理
室側と接することで、スロットアンテナのみから電磁波
の放射を行っても良く、円盤状アンテナは必須の構成要
素ではない。また同軸線路により円盤状アンテナの中心
から励振する例を示したが、他の励振方法であってもス
ロットアンテナ周辺の表面電流が流れる方向を考慮して
スロットアンテナの方向を定めればよい。
【００２４】図３にアルミナセラミックスを内部に配置
したスロットアンテナと円盤状アンテナとを用いた場合
と、スロットアンテナを用いない円盤状アンテナのみの
電磁波の整合状態を比較して示す。縦軸の反射係数は入
射電界に対する反射電界の比を示す。すなわち反射係数
１が全反射であり、反射係数０が反射なしの状態を示
す。破線で示すスロットアンテナなしの場合、反射係数
が１に近く、投入した電力の大部分が反射する。一方、
実線で示す誘電体を配置したスロットアンテナを用いた
場合、反射係数が下がり、電力の効率利用が行えること
がわかる。そのためプラズマ処理室内に発生するプラズ
マに効率よく電力を供給でき、プラズマ密度の制御範囲
が拡大できる。またスロットアンテナの配置等を制御す
ることでプラズマ密度分布を制御し、プラズマ処理の均
一化を図ることが出来る。
したスロットアンテナと円盤状アンテナとを用いた場合
と、スロットアンテナを用いない円盤状アンテナのみの
電磁波の整合状態を比較して示す。縦軸の反射係数は入
射電界に対する反射電界の比を示す。すなわち反射係数
１が全反射であり、反射係数０が反射なしの状態を示
す。破線で示すスロットアンテナなしの場合、反射係数
が１に近く、投入した電力の大部分が反射する。一方、
実線で示す誘電体を配置したスロットアンテナを用いた
場合、反射係数が下がり、電力の効率利用が行えること
がわかる。そのためプラズマ処理室内に発生するプラズ
マに効率よく電力を供給でき、プラズマ密度の制御範囲
が拡大できる。またスロットアンテナの配置等を制御す
ることでプラズマ密度分布を制御し、プラズマ処理の均
一化を図ることが出来る。
【００２５】本発明はエッチング装置に限らず、他のプ
ラズマ処理装置、例えばプラズマＣＶＤ装置、プラズマ
アッシング装置にも適用可能である。
ラズマ処理装置、例えばプラズマＣＶＤ装置、プラズマ
アッシング装置にも適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】本発明により広い面積を持つ被処理基板
に対して高品質処理を均一性よく施すことのできる小型
であって、電力効率に優れたプラズマ処理装置及びプラ
ズマ処理方法を実現できる。
に対して高品質処理を均一性よく施すことのできる小型
であって、電力効率に優れたプラズマ処理装置及びプラ
ズマ処理方法を実現できる。
【図1】本発明のプラズマ処理装置を適用したエッチン
グ装置の断面図である。
グ装置の断面図である。
【図2】円盤状アンテナ及びスロットアンテナの配置を
示す上面図である。
示す上面図である。
【図3】誘電体を配置したスロットアンテナの反射係数
低減効果を示す図である。
低減効果を示す図である。
１ 円盤状アンテナ
２ 同軸線路
３ 高周波電源
４ 整合器
５ プラズマ処理室
６ 誘電体
７ スロットアンテナ
８ 電磁石
９ 被処理基板
１０ 基板電極
１１ 整合器
１２ バイアス電源
１３ 誘電体窓
Claims (12)
- 【請求項１】 プラズマ処理室に投入される電磁波によ
りプラズマを発生し試料を処理するプラズマ処理装置に
おいて、前記電磁波をプラズマ処理室に投入する電磁波
放射機構がスロットアンテナを有し、該スロットアンテ
ナに誘電体を設けたことを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載のプラズマ処理装置におい
て、前記スロットアンテナに設ける誘電体をアルミナセ
ラミックスとしたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のプラズマ処理装
置において、前記スロットアンテナが円盤状アンテナに
設けられたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至３記載のいずれかのプラズ
マ処理装置において、前記スロットアンテナが円盤状ア
ンテナに同心状に設けられたことを特徴とするプラズマ
処理装置。 - 【請求項５】 請求項３または４記載のプラズマ処理装
置において、前記円盤状アンテナの材質を導電体とした
ことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項６】 請求項３乃至５記載のいずれかのプラズ
マ処理装置において、プラズマ発生用の電磁波を、プラ
ズマ処理装置の略中心位置に設けた同軸線路により円盤
状アンテナに投入する構成としたことを特徴とするプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項７】 請求項１乃至６記載のいずれかのプラズ
マ処理装置において、前記電磁波放射機構に投入される
プラズマ発生用の電磁波の周波数を１００ＭＨｚ以上５
００ＭＨｚ以下としたことを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項８】 請求項１乃至７記載のいずれかのプラズ
マ処理装置において、前記電磁波放射機構は大気雰囲気
中に設けられ、プラズマ処理室は真空排気手段及びガス
導入手段により制御される構成とし、電磁波放射機構と
プラズマ処理室とが誘電体窓により区切られる構成とし
たことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項９】 請求項１乃至８記載のいずれかのプラズ
マ処理装置において、プラズマ処理室内に被処理基板を
載置する基板電極を設け、該基板電極にバイアス電源が
接続される構成としたことを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項１０】 プラズマ発生用電磁波の発生装置と、
プラズマ処理室と、該プラズマ処理室に電磁波を投入す
るための電磁波放射機構と、該電磁波放射機構とプラズ
マ処理室を区切る誘電体窓と、プラズマ処理室内に被処
理基板を載置するための基板電極と、プラズマ処理室を
所定の圧力、ガス雰囲気に制御するための真空排気系及
びガス導入系と、被処理基板にバイアス電位を与えるバ
イアス電源とを備え、前記プラズマ発生用の電磁波の周
波数が１００ＭＨｚ以上５００ＭＨｚであり、前記電磁
波放射機構にスロットアンテナが設けられ、該スロット
アンテナに誘電体を配置したことを特徴とするプラズマ
処理装置。 - 【請求項１１】 プラズマ処理室に投入された電磁波に
よりプラズマを発生し試料を処理するプラズマ処理方法
において、前記電磁波をプラズマ処理室に投入する電磁
波放射機構として設けたスロットアンテナに誘電体を配
置し、スロットアンテナ中の波長を制御することを特徴
とするプラズマ処理方法。 - 【請求項１２】 請求項１１記載のプラズマ処理方法に
おいて、前記電磁波放射機構に投入される電磁波の周波
数が１００ＭＨｚ以上５００ＭＨｚ以下であることを特
徴とするプラズマ処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001228389A JP2003045850A (ja) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001228389A JP2003045850A (ja) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003045850A true JP2003045850A (ja) | 2003-02-14 |
Family
ID=19060906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001228389A Pending JP2003045850A (ja) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003045850A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006001253A1 (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-05 | Kyoto University | プラズマ処理装置 |
| CN109586716A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-05 | 新奥科技发展有限公司 | 相位分频器和射频电源系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000077335A (ja) * | 1998-08-27 | 2000-03-14 | Furontekku:Kk | プラズマ処理装置 |
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-
2001
- 2001-07-27 JP JP2001228389A patent/JP2003045850A/ja active Pending
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