JP2005268652A - Device and method for plasma treatment - Google Patents

Device and method for plasma treatment Download PDF

Info

Publication number
JP2005268652A
JP2005268652A JP2004081308A JP2004081308A JP2005268652A JP 2005268652 A JP2005268652 A JP 2005268652A JP 2004081308 A JP2004081308 A JP 2004081308A JP 2004081308 A JP2004081308 A JP 2004081308A JP 2005268652 A JP2005268652 A JP 2005268652A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electromagnetic wave
plasma
processing apparatus
plasma processing
dielectric member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004081308A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4469199B2 (en
Inventor
Hideo Sugai
秀郎 菅井
Tetsuya Ide
哲也 井出
Atsushi Sasaki
厚 佐々木
Kazufumi Azuma
東  和文
Yukihiko Nakada
行彦 中田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advanced LCD Technologies Development Center Co Ltd
Original Assignee
Advanced LCD Technologies Development Center Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advanced LCD Technologies Development Center Co Ltd filed Critical Advanced LCD Technologies Development Center Co Ltd
Priority to JP2004081308A priority Critical patent/JP4469199B2/en
Priority to TW094108265A priority patent/TW200532060A/en
Priority to US11/081,528 priority patent/US8136479B2/en
Priority to KR1020050022285A priority patent/KR101096950B1/en
Priority to CNB2005100591479A priority patent/CN100552871C/en
Publication of JP2005268652A publication Critical patent/JP2005268652A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4469199B2 publication Critical patent/JP4469199B2/en
Priority to KR1020110065522A priority patent/KR101115996B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma treatment device which can be simplified in structure and, in addition, can satisfactorily treat an object to be treated with plasma even when the object is an square substrate or a large-area substrate. <P>SOLUTION: The wall of the vacuum vessel 4 of the plasma treatment device 1 generates the plasma in the vacuum vessel 4 by using an electromagnetic wave radiated into the vessel 4, and performs treatment with the plasma. The vessel is constituted to have at least part of an electromagnetic wave transmission line through which the electromagnetic wave is transmitted. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば、薄膜トランジスタ(TFT)や金属酸化物半導体素子(MOS素子)のような半導体素子、半導体集積回路装置のような半導体装置、或いは、液晶表示装置のような表示装置の製造プロセス等に適用されるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法関する。   The present invention includes, for example, a semiconductor element such as a thin film transistor (TFT) or a metal oxide semiconductor element (MOS element), a semiconductor device such as a semiconductor integrated circuit device, or a manufacturing process of a display device such as a liquid crystal display device. The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method applied to the above.

半導体装置や液晶表示装置等の製造プロセスにおいて、膜堆積、表面改質、あるいはエッチング等のプラズマ処理を施すためには、従来、平行平板型の高周波プラズマ処理装置や、電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマ処理装置等が用いられている。   Conventionally, in order to perform plasma processing such as film deposition, surface modification, or etching in a manufacturing process of a semiconductor device or a liquid crystal display device, a parallel plate type high-frequency plasma processing device or an electron cyclotron resonance (ECR) plasma is used. A processing device or the like is used.

しかしながら、平行平板型プラズマ処理装置は、プラズマ密度が低く、電子温度が高いという問題がある。また、ECRプラズマ処理装置は、プラズマ励起に直流磁場が必要であるため、大面積の処理が困難であるという問題がある。   However, the parallel plate type plasma processing apparatus has a problem that the plasma density is low and the electron temperature is high. In addition, since the ECR plasma processing apparatus requires a DC magnetic field for plasma excitation, there is a problem that it is difficult to process a large area.

このような問題に対して、近年、プラズマ励起に磁場が不要であり、高密度でかつ電子温度が低いプラズマを生成することが可能なプラズマ処理装置が提案されている。   In recent years, a plasma processing apparatus that can generate a plasma having a high density and a low electron temperature has been proposed to solve such problems.

この種のプラズマ処理装置としては、同心円状に配されたスロットを有する円形マイクロ波放射板を備えたものが知られている。このプラズマ処理装置では、同軸管から円形マイクロ波放射板の中心に向けて導入させたマイクロ波を、この円形マイクロ波放射板の径方向に伝播させつつスロットから放射させるように構成されている。これにより、マイクロ波が電磁波放射窓を介して真空容器内に導入されるため、この真空容器内においてプラズマが生成される(例えば、特許文献1参照。)。   As this type of plasma processing apparatus, an apparatus including a circular microwave radiation plate having slots arranged concentrically is known. In this plasma processing apparatus, the microwave introduced from the coaxial tube toward the center of the circular microwave radiation plate is radiated from the slot while propagating in the radial direction of the circular microwave radiation plate. Thereby, since the microwave is introduced into the vacuum container through the electromagnetic wave radiation window, plasma is generated in the vacuum container (see, for example, Patent Document 1).

また、プラズマ処理装置としては、矩形状の導波管のH面に配された導波管アンテナをなす2つのスロットから、誘電体窓を介してチャンバ内にマイクロ波が供給されるように構成されたものが知られている。このプラズマ処理装置では、反射面に近いほど、スロットの幅が狭くなるように形成されている。また、スロットは、導波管の反射面に向かって狭くなるように、階段状あるいはテーパ状に形成されている(例えば、特許文献2参照。)。   The plasma processing apparatus is configured such that microwaves are supplied into the chamber through a dielectric window from two slots forming a waveguide antenna disposed on the H-plane of a rectangular waveguide. Is known. In this plasma processing apparatus, the slot is narrower as it is closer to the reflecting surface. Further, the slot is formed in a stepped shape or a tapered shape so as to become narrower toward the reflection surface of the waveguide (see, for example, Patent Document 2).

さらに、プラズマ処理装置としては、複数の矩形状の導波管が等間隔に平行に配設されてなる表面波プラズマ装置が知られている。各導波管には、その先端側に向かって結合係数を順次大きくした結合孔が設けられている。真空容器には、各結合孔に対応して分割形成した複数の誘電体窓が設けられている(例えば、特許文献3参照。)。
特許第2722070号公報 特許第2857090号公報 特開2002−280196号公報
Furthermore, as a plasma processing apparatus, a surface wave plasma apparatus in which a plurality of rectangular waveguides are arranged in parallel at equal intervals is known. Each waveguide is provided with a coupling hole having a coupling coefficient sequentially increased toward the tip side. The vacuum vessel is provided with a plurality of dielectric windows divided and formed corresponding to each coupling hole (see, for example, Patent Document 3).
Japanese Patent No. 2722070 Japanese Patent No. 2857090 JP 2002-280196 A

しかしながら、特許文献1に記載のプラズマ処理装置のように、マイクロ波を同軸管や円形マイクロ波放射板といった導体中に伝播させると、これら導体中において銅損等の伝播ロスが生じる。この伝播ロスは、周波数が高くなるほど、また、同軸伝送距離や放射板面積が大きくなるほど、大きくなる。したがって、特許文献1に記載の技術を用いて液晶表示装置等の比較的大型の基板に対応したプラズマ処理装置を設計しても、マイクロ波の減衰が大きく、効率良くプラズマを生成させることが困難である。また、特許文献1に記載のプラズマ処理装置は、円形マイクロ波放射板からマイクロ波が放射されるように構成されているため、液晶表示装置のような角型基板に適用する場合、基板の角部においてプラズマが不均一になってしまうという問題もある。   However, when a microwave is propagated in a conductor such as a coaxial tube or a circular microwave radiation plate as in the plasma processing apparatus described in Patent Document 1, a propagation loss such as a copper loss occurs in the conductor. This propagation loss increases as the frequency increases and as the coaxial transmission distance and radiation plate area increase. Therefore, even if a plasma processing apparatus corresponding to a relatively large substrate such as a liquid crystal display device is designed using the technique described in Patent Document 1, the microwave attenuation is large and it is difficult to efficiently generate plasma. It is. In addition, since the plasma processing apparatus described in Patent Document 1 is configured to emit microwaves from a circular microwave radiation plate, when applied to a square substrate such as a liquid crystal display device, the corner of the substrate is used. There is also a problem that the plasma becomes non-uniform in the area.

また、特許文献2に記載のプラズマ処理装置のように、矩形の導波管内を伝播させたマイクロ波を2つのスロットから放射させる場合、生成されたプラズマ中に負イオンが多く存在すると、プラズマの両極性拡散係数が小さくなってしまうという問題がある。そのため、特許文献2に記載の技術では、プラズマの生成がマイクロ波の放射されているスロット近傍に偏ってしまう。また、このプラズマの偏りは、プラズマの圧力が高い場合にいっそう顕著となる。したがって、特許文献2に記載のプラズマ処理装置では、負イオンが生成されやすい酸素、水素、及び塩素等を含むガスを原料としたプラズマ処理を大型基板に施すことが難しく、特に、ガスの圧力が高い場合にはさらに困難となる。さらに、プラズマ処理を施す基板の処理面に対し、導波管アンテナを構成するスロットの分布が局在するため(均一でないため)、プラズマ密度が不均一となり易い。   In addition, as in the case of the plasma processing apparatus described in Patent Document 2, when a microwave propagated in a rectangular waveguide is radiated from two slots, if there are many negative ions in the generated plasma, There is a problem that the ambipolar diffusion coefficient becomes small. Therefore, in the technique described in Patent Document 2, plasma generation is biased to the vicinity of the slot where the microwave is radiated. Further, this plasma bias becomes more prominent when the plasma pressure is high. Therefore, in the plasma processing apparatus described in Patent Document 2, it is difficult to perform plasma processing on a large substrate using a gas containing oxygen, hydrogen, chlorine, or the like that easily generates negative ions as a raw material. If it is high, it becomes even more difficult. Furthermore, since the distribution of the slots constituting the waveguide antenna is localized (not uniform) on the processing surface of the substrate subjected to plasma processing, the plasma density tends to be non-uniform.

しかも、特許文献1又は2に記載の技術では、電磁波放射窓(誘電体窓)を、ほぼ大気圧とほぼ真空に近い圧力とのガス圧力差、つまり、約1kg/cmの力に耐える厚さ(強度)に設計する必要がある。これは、プラズマ処理を行う場合、一般に、真空容器(チャンバ)内を一旦真空排気した後に、この真空容器内にプロセスガス等を導入するためである。したがって、特許文献1又は2に記載の技術を用いて、1m角となるような大型基板をプラズマ処理するようなプラズマ処理装置を設計する場合、合成石英等からなる電磁波透過窓の厚さが非常に厚くなるため、実用的ではない。 Moreover, in the technique described in Patent Document 1 or 2, the electromagnetic wave emission window (dielectric window) has a thickness that can withstand a gas pressure difference between substantially atmospheric pressure and a pressure close to a vacuum, that is, a force of about 1 kg / cm 2. It is necessary to design for (strength). This is because, in the case of performing plasma processing, generally, after the vacuum vessel (chamber) is once evacuated, process gas or the like is introduced into the vacuum vessel. Therefore, when designing a plasma processing apparatus that performs plasma processing on a large substrate of 1 m square using the technique described in Patent Document 1 or 2, the thickness of the electromagnetic wave transmission window made of synthetic quartz or the like is very large. It is not practical because it becomes thicker.

さらに、特許文献3に記載の技術では、導波管同士が間隔を置いて配置されているため、結合孔を被処理基板の被処理面の全面に対応するように均一に分布させるのが難しい。また、結合孔の数だけ真空を封じるシールを設ける必要があるため、真空容器の構造が複雑化し易い。しかも、真空容器の天板の加工費が増加するため、装置価格が増加するという問題もある。   Furthermore, in the technique described in Patent Document 3, since the waveguides are spaced apart from each other, it is difficult to uniformly distribute the coupling holes so as to correspond to the entire surface of the substrate to be processed. . Further, since it is necessary to provide a seal for sealing the vacuum as many as the number of coupling holes, the structure of the vacuum vessel is likely to be complicated. In addition, since the processing cost of the top plate of the vacuum vessel increases, there is a problem that the apparatus price increases.

本発明は、このような事情にもとづいてなされたもので、構造を単純化させることができるとともに、大面積で均一なプラズマを生成することができ、角型の基板や大面積の基板のような被処理体であっても良好にプラズマ処理することができるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made based on such circumstances, and can simplify the structure and generate a uniform plasma with a large area, such as a square substrate or a large area substrate. It is an object of the present invention to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method that can satisfactorily perform plasma processing even on a to-be-treated object.

本発明の請求項1に記載のプラズマ処理装置は、処理容器内に電磁波放射部より放射された電磁波によって前記処理容器内にプラズマを生成させ、このプラズマよってプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、前記処理容器の壁は、電磁波を伝送する電磁波伝送路の少なくとも一部を有している。   The plasma processing apparatus according to claim 1 of the present invention is a plasma processing apparatus for generating plasma in the processing container by the electromagnetic wave radiated from the electromagnetic wave radiating portion in the processing container, and performing plasma processing by the plasma. The wall of the processing container has at least a part of an electromagnetic wave transmission path for transmitting electromagnetic waves.

本発明及び以下の発明において、「電磁波伝送路」とは、電磁波を高効率に伝送するための線路をいう。電磁波伝送路としては、同軸管、導波管、空洞共振器等が挙げられる。   In the present invention and the following invention, the “electromagnetic wave transmission path” refers to a line for transmitting electromagnetic waves with high efficiency. Examples of the electromagnetic wave transmission path include a coaxial tube, a waveguide, and a cavity resonator.

同軸管は、導波管と比較して損失(伝播損失)は大きいが、遮断周波数を持たないため、伝送可能な周波数範囲が広く、また、波長が大きい場合でも伝送路を小型化できる。   The coaxial tube has a larger loss (propagation loss) than the waveguide, but does not have a cut-off frequency. Therefore, the transmission frequency range is wide and the transmission path can be downsized even when the wavelength is large.

導波管は、同軸管での損失の原因となる中心導体が無いため、損失が小さく、大電力の伝送に向いている。しかし、遮断周波数が存在し、伝送可能な周波数範囲が狭い。また、その形状は、伝送させる電磁波の周波数でほぼ規定される。   Since the waveguide does not have a central conductor that causes a loss in the coaxial tube, the loss is small and it is suitable for transmission of high power. However, there is a cut-off frequency and the transmittable frequency range is narrow. Further, the shape is substantially defined by the frequency of the electromagnetic wave to be transmitted.

空洞共振器は、特定の周波数に対して定在波が立つように設計され、その波長の電磁波を強める作用を持つ。   The cavity resonator is designed so that a standing wave stands for a specific frequency, and has an effect of strengthening an electromagnetic wave having that wavelength.

「電磁波放射部」は、電磁波伝送路で伝送してきた電磁波を電磁波伝送路の外部に放出する部分をいう。電磁波放射部としては、スロット、導体ロッド、電磁ホーン等が挙げられる。   The “electromagnetic radiation portion” refers to a portion that emits an electromagnetic wave transmitted through the electromagnetic wave transmission path to the outside of the electromagnetic wave transmission path. Examples of the electromagnetic wave radiation portion include a slot, a conductor rod, and an electromagnetic horn.

本発明の請求項1に記載のプラズマ処理装置によれば、処理容器の壁が電磁波伝送路の少なくとも一部を有しているため、処理容器及びプラズマ装置自体の構成を単純化させることができる。しかも、電磁波伝送路の形状や配置を調整することで、処理容器の大きさや形状によらず、処理容器内に安定で均一なプラズマを生成させることができる。したがって、角型の基板や大面積の基板のような被処理体であっても良好にプラズマ処理することができる。また、本発明の請求項1に記載のプラズマ処理装置によれば、大面積で均一なプラズマを生成することが可能である。   According to the plasma processing apparatus of the first aspect of the present invention, since the wall of the processing container has at least a part of the electromagnetic wave transmission path, the configuration of the processing container and the plasma apparatus itself can be simplified. . In addition, by adjusting the shape and arrangement of the electromagnetic wave transmission path, stable and uniform plasma can be generated in the processing container regardless of the size and shape of the processing container. Therefore, even a target object such as a square substrate or a large-area substrate can be plasma-processed satisfactorily. Moreover, according to the plasma processing apparatus of Claim 1 of this invention, it is possible to produce | generate uniform plasma with a large area.

本発明の請求項2に記載のプラズマ処理装置は、電磁波を伝送する電磁波伝送路と、
前記電磁波伝送路に結合した電磁波放射のための電磁波放射部と、処理容器とを具備し、前記電磁波放射部から前記処理容器内に放射された電磁波によって前記処理容器内にプラズマを生成させ、このプラズマによってプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、前記電磁波伝送路の少なくとも一部と前記処理容器を構成する壁とが一体である。
The plasma processing apparatus according to claim 2 of the present invention includes an electromagnetic wave transmission path for transmitting electromagnetic waves,
An electromagnetic wave radiation part for electromagnetic wave radiation coupled to the electromagnetic wave transmission path, and a treatment container, and plasma is generated in the treatment container by electromagnetic waves radiated from the electromagnetic wave radiation part into the treatment container, In the plasma processing apparatus for performing plasma processing using plasma, at least a part of the electromagnetic wave transmission path and a wall constituting the processing container are integrated.

本発明の請求項2に記載のプラズマ処理装置によれば、電磁波伝送路と処理容器を構成する壁とが一体である。つまり、電磁波を導入するための電磁波伝送路を処理容器の一部とすることができるため、処理容器及びプラズマ装置自体の構成を単純化させることができる。しかも、電磁波伝送路の形状や配置を調整することで、処理容器の大きさや形状によらず、処理容器内に安定で均一なプラズマを生成させることができる。したがって、角型の基板や大面積の基板のような被処理体であっても良好にプラズマ処理することができる。また、これにより、プロセスガスの流れ等を考慮した装置設計が容易になるとともに、処理容器内の脱ガス、クリーニング等も容易になる。このため、安定で均一なプラズマにより被処理体をプラズマ処理することができる。さらに、本発明の請求項2に記載のプラズマ処理装置によれば、大面積で均一なプラズマを生成することが可能である。   According to the plasma processing apparatus of the second aspect of the present invention, the electromagnetic wave transmission path and the wall constituting the processing container are integrated. That is, since the electromagnetic wave transmission path for introducing electromagnetic waves can be a part of the processing container, the configuration of the processing container and the plasma apparatus itself can be simplified. In addition, by adjusting the shape and arrangement of the electromagnetic wave transmission path, stable and uniform plasma can be generated in the processing container regardless of the size and shape of the processing container. Therefore, even a target object such as a square substrate or a large-area substrate can be plasma-processed satisfactorily. This also facilitates device design taking into account the flow of process gas and the like, and facilitates degassing, cleaning, and the like in the processing container. For this reason, a to-be-processed object can be plasma-processed by stable and uniform plasma. Furthermore, according to the plasma processing apparatus of the second aspect of the present invention, it is possible to generate a uniform plasma with a large area.

本発明の請求項3に記載のプラズマ処理装置は、電磁波を伝送する電磁波伝送路と、前記電磁波伝送路に結合した電磁波放射のための電磁波放射部と、処理容器とを具備し、前記電磁波放射部から前記処理容器内に放射された電磁波によって前記処理容器内にプラズマを生成させ、このプラズマによってプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、前記電磁波伝送路を形成する管壁導体の少なくとも一部は、前記処理容器を構成する壁を兼ねている。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: an electromagnetic wave transmission path for transmitting an electromagnetic wave; an electromagnetic wave radiation portion for electromagnetic wave radiation coupled to the electromagnetic wave transmission path; and a processing container. A plasma processing apparatus for generating plasma in the processing container by electromagnetic waves radiated from the section into the processing container and performing plasma processing with the plasma, and at least a part of a tube wall conductor forming the electromagnetic wave transmission path Serves also as a wall constituting the processing container.

本発明の請求項3に記載のプラズマ処理装置によれば、電磁波伝送路を形成する管壁導体の少なくとも一部が、処理容器を構成する壁を兼ねているため、処理容器及びプラズマ装置自体の構成を単純化させることができる。しかも、電磁波伝送路の形状や配置を調整することで、処理容器の大きさや形状によらず、処理容器内に安定で均一なプラズマを生成させることができる。したがって、角型の基板や大面積の基板のような被処理体であっても良好にプラズマ処理することができる。また、これにより、プロセスガスの流れ等を考慮した装置設計が容易になるとともに、処理容器内の脱ガス、クリーニング等も容易になる。このため、安定で均一なプラズマにより被処理体をプラズマ処理することができる。さらに、本発明の請求項3に記載のプラズマ処理装置によれば、大面積で均一なプラズマを生成することが可能である。   According to the plasma processing apparatus of the third aspect of the present invention, since at least a part of the tube wall conductor forming the electromagnetic wave transmission path also serves as a wall constituting the processing container, the processing container and the plasma apparatus itself The configuration can be simplified. In addition, by adjusting the shape and arrangement of the electromagnetic wave transmission path, stable and uniform plasma can be generated in the processing container regardless of the size and shape of the processing container. Therefore, even a target object such as a square substrate or a large-area substrate can be plasma-processed satisfactorily. This also facilitates device design taking into account the flow of process gas and the like, and facilitates degassing, cleaning, and the like in the processing container. For this reason, a to-be-processed object can be plasma-processed by stable and uniform plasma. Furthermore, according to the plasma processing apparatus of claim 3 of the present invention, it is possible to generate a uniform plasma with a large area.

本発明の請求項1乃至3に記載のプラズマ処理装置を実施する場合、電磁波伝送路の少なくとも一部は、例えば、処理容器の壁中に設けることができる。つまり、本発明の請求項1乃至3に記載のプラズマ処理装置では、例えば、壁を貫通するようなトンネル状の空間をこの壁に沿って設けることで、処理容器の壁中に電磁波伝送路の少なくとも一部を設けることができる。   When the plasma processing apparatus according to the first to third aspects of the present invention is implemented, at least a part of the electromagnetic wave transmission path can be provided, for example, in the wall of the processing container. In other words, in the plasma processing apparatus according to the first to third aspects of the present invention, for example, a tunnel-like space that penetrates the wall is provided along the wall, so that the electromagnetic wave transmission path is formed in the wall of the processing container. At least a portion can be provided.

ただし、壁の加工の容易性等を考慮すると、被処理体がプラズマ処理される処理室を有する処理容器を採用するとともに、電磁波伝送路の少なくとも一部を、処理容器の壁のうちの処理室を規定する壁の内面に設けるのが好ましい。この場合、処理容器の壁の内面によって電磁波伝送路の少なくとも一部を規定することができるため、処理容器の壁を貫通するように電磁波伝送路の一部を設けるよりも簡単に、処理容器の壁に電磁波伝送路の一部を設けることができる。   However, considering the ease of processing the wall, etc., a processing container having a processing chamber in which the object to be processed is plasma-treated is adopted, and at least a part of the electromagnetic wave transmission path is connected to the processing chamber of the processing container wall. Is preferably provided on the inner surface of the wall. In this case, since at least a part of the electromagnetic wave transmission path can be defined by the inner surface of the wall of the processing container, it is easier than providing a part of the electromagnetic wave transmission path to penetrate the wall of the processing container. A part of the electromagnetic wave transmission path can be provided on the wall.

また、電磁波伝送路の少なくとも一部を、処理容器の壁のうちの処理室を規定する壁の内面に設ける場合、この壁の内面に電磁波伝送路の少なくとも一部を規定する凹部を設けるとともに、電磁波放射部として、複数のスロットを有するスロット板を採用し、このスロット板によって処理室側から凹部を覆うとよい。なお、このとき、複数のスロットは、夫々、凹部と対応させておく。このようにすることにより、凹部を規定する壁面とスロット板とによって囲まれる空間に電磁波伝送路を設けることができる。しかも、この電磁波伝送路によって伝送された電磁波を、スロットを介して、処理室内に放射させることができる。   Further, when providing at least a part of the electromagnetic wave transmission path on the inner surface of the wall that defines the processing chamber of the wall of the processing vessel, the inner surface of the wall is provided with a recess that defines at least a part of the electromagnetic wave transmission path, A slot plate having a plurality of slots may be employed as the electromagnetic wave radiation portion, and the recess may be covered from the processing chamber side by this slot plate. At this time, the plurality of slots are made to correspond to the recesses, respectively. By doing in this way, an electromagnetic wave transmission path can be provided in the space surrounded by the wall surface defining the recess and the slot plate. Moreover, the electromagnetic wave transmitted through the electromagnetic wave transmission path can be radiated into the processing chamber through the slot.

また、壁の内面に電磁波伝送路の少なくとも一部を規定する凹部を設けるとともに、スロット板によって処理室側から凹部を覆うように構成すると、電磁波伝送路は処理室内と同じ閉空間内に設けられることとなる。したがって、処理容器に合成石英等からなる電磁波透過窓を設けることなく、処理室内に電磁波を入射させることができる。   In addition, when the concave portion for defining at least a part of the electromagnetic wave transmission path is provided on the inner surface of the wall and the concave portion is covered from the processing chamber side by the slot plate, the electromagnetic wave transmission path is provided in the same closed space as the processing chamber. It will be. Therefore, electromagnetic waves can be made incident in the processing chamber without providing an electromagnetic wave transmission window made of synthetic quartz or the like in the processing container.

つまり、上述のように構成することで、処理容器に合成石英等からなる電磁波透過窓を設ける必要がなくなるため、電磁波透過窓や電磁波透過窓と処理容器の壁との間の封止機構を全て省略することができる。したがって、処理容器及びプラズマ装置自体の構成をさらに単純化させることができる。   In other words, the configuration as described above eliminates the need to provide an electromagnetic wave transmission window made of synthetic quartz or the like in the processing container, so that all the sealing mechanisms between the electromagnetic wave transmission window and the electromagnetic wave transmission window and the wall of the processing container are provided. Can be omitted. Therefore, the configuration of the processing vessel and the plasma apparatus itself can be further simplified.

しかも、電磁波透過窓自体を省略できることから、当然のことながら電磁波透過窓の強度(合成石英窓の厚さ)についても考慮する必要がなくなる。したがって、大面積の被処理体に対応する大型の処理容器を備えたプラズマ処理装置を容易に設計することができる。しかも、電磁波透過窓の大型化に伴うコストアップも無い。さらに、電磁波透過窓が電磁波の伝播に与える影響も無くすことができるため、処理容器内に電磁波を均一に放射可能な装置設計も容易になる。したがって、大面積基板のような被処理体であっても、安定で均一なプラズマによりプラズマ処理を行うことができるプラズマ処理装置が得られる。   Moreover, since the electromagnetic wave transmission window itself can be omitted, it is of course unnecessary to consider the strength of the electromagnetic wave transmission window (the thickness of the synthetic quartz window). Therefore, it is possible to easily design a plasma processing apparatus including a large processing container corresponding to a large-scale object to be processed. Moreover, there is no cost increase associated with the increase in size of the electromagnetic wave transmission window. Further, since the influence of the electromagnetic wave transmission window on the propagation of the electromagnetic wave can be eliminated, it is easy to design an apparatus that can uniformly radiate the electromagnetic wave into the processing container. Therefore, it is possible to obtain a plasma processing apparatus capable of performing plasma processing with stable and uniform plasma even for a target object such as a large-area substrate.

壁の内面に電磁波伝送路の少なくとも一部を規定する凹部を設けるとともに、スロット板によって処理室側から凹部を覆うように構成する場合、処理室内にスロット板を覆うように被覆用の誘電体部材を設けるとよい。このようにすることにより、電磁波放射部から放射された電磁波によって、処理室内に良好にプラズマを生成させることができる。   In the case where a recess defining at least a part of the electromagnetic wave transmission path is provided on the inner surface of the wall and the recess is covered from the processing chamber side by the slot plate, a dielectric member for covering so as to cover the slot plate in the processing chamber It is good to provide. By doing so, plasma can be generated satisfactorily in the processing chamber by the electromagnetic wave radiated from the electromagnetic wave radiation part.

ところで、スロット板を覆うように処理室内に被覆用の誘電体部材を設けると、処理室内において表面波プラズマを生成させることができる。すなわち、処理容器の内部(処理室内)に所定のプロセスガスを導入するとともに、この処理容器の内部に電磁波を入射させると、プロセスガスが励振されてプラズマが生じ、電磁波を入射させた領域面近傍(処理室内におけるスロットの近傍)のプラズマ内の電子密度が増加する。電磁波を入射させた領域近傍のプラズマ内の電子密度が増加していくと、電磁波は、プラズマ内を伝播することが困難になり、このプラズマ内で減衰する。したがって、電磁波を入射させた領域近傍から離れた領域には電磁波が届かなくなるため、プロセスガスが電磁波によって励振される領域は、電磁波を入射させた領域近傍に限られるようになる。これにより、表面波プラズマが生じる。   By the way, when a covering dielectric member is provided in the processing chamber so as to cover the slot plate, surface wave plasma can be generated in the processing chamber. That is, when a predetermined process gas is introduced into the processing container (inside the processing chamber) and electromagnetic waves are incident on the processing container, the process gas is excited to generate plasma, and the vicinity of the area surface where the electromagnetic waves are incident The electron density in the plasma (near the slot in the processing chamber) increases. As the electron density in the plasma near the region where the electromagnetic wave is incident increases, it becomes difficult for the electromagnetic wave to propagate through the plasma and attenuates within the plasma. Therefore, since the electromagnetic wave does not reach the region away from the vicinity of the region where the electromagnetic wave is incident, the region where the process gas is excited by the electromagnetic wave is limited to the vicinity of the region where the electromagnetic wave is incident. Thereby, surface wave plasma is generated.

表面波プラズマを用いたプラズマ処理では、イオンによる被処理体の損傷を抑制することができる。すなわち、表面波プラズマが生成されている状態では、電磁波によるエネルギーが与えられて化合物の電離が生じる領域が、電磁波を入射させた領域の近傍に局在する。そのため、電磁波を入射させた領域から所定の距離だけ離れた位置に被処理体を設けることで、被処理体の被処理面近傍の電子温度を低く保つことができる。つまり、被処理体の被処理面近傍に生じるシースの電界の増大を抑制することができるため、被処理体へのイオンの入射エネルギーが低くなり、イオンによる被処理体の損傷が抑制される。   In plasma treatment using surface wave plasma, damage to the object to be processed due to ions can be suppressed. That is, in a state where surface wave plasma is generated, a region where the energy of the electromagnetic wave is applied and the compound is ionized is localized in the vicinity of the region where the electromagnetic wave is incident. Therefore, the electron temperature in the vicinity of the surface to be processed of the object to be processed can be kept low by providing the object to be processed at a predetermined distance from the region where the electromagnetic wave is incident. That is, since an increase in the electric field of the sheath generated in the vicinity of the surface to be processed of the object to be processed can be suppressed, the incident energy of ions to the object to be processed is reduced, and damage to the object to be processed by ions is suppressed.

したがって、スロット板を覆うように処理室内に被覆用の誘電体部材を設けることにより、被処理体に与えるイオン損傷を抑制することが可能なプラズマ処理装置を得ることができる。   Therefore, by providing a covering dielectric member in the processing chamber so as to cover the slot plate, a plasma processing apparatus capable of suppressing ion damage to the object to be processed can be obtained.

また、処理容器としては、処理室内のクリーニングやメンテナンス等のために、容器本体から蓋が取り外せるようになっているものがある。このように、容器本体と蓋とが別体となっている処理容器では、容器本体に電磁波伝送路を設けるよりも蓋に電磁波伝送路を設ける方が、電磁波伝送路を形成するための加工や装置の設計を容易に行うことが可能である。   Some processing containers have a lid that can be removed from the container body for cleaning and maintenance of the processing chamber. Thus, in the processing container in which the container main body and the lid are separate, it is preferable to provide the electromagnetic wave transmission path on the lid rather than providing the electromagnetic wave transmission path on the container main body. It is possible to easily design the apparatus.

したがって、本発明の請求項1乃至3に記載のプラズマ処理装置を実施する場合、処理室を有する処理容器として、底壁及び周壁を有し、少なくとも一方に開口した容器本体と、容器本体の開口を閉塞する蓋とを備えているとともに、処理容器の壁のうちの処理室を規定する壁が、容器本体の底壁及び周壁と蓋とを有するものを採用し、電磁波伝送路の少なくとも一部を、処理容器の蓋に設けるのが好ましい。   Therefore, when implementing the plasma processing apparatus according to the first to third aspects of the present invention, as a processing container having a processing chamber, a container body having a bottom wall and a peripheral wall and opening at least in one side, and an opening of the container body A wall that defines the processing chamber of the walls of the processing container, and has a bottom wall and a peripheral wall of the container main body and a cover, and at least a part of the electromagnetic wave transmission path Is preferably provided on the lid of the processing vessel.

本発明の請求項4に記載のプラズマ処理装置は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置であって、前記電磁波伝送路内に誘電体部材が設けられているとともに、該誘電体部材により前記処理容器の気密が保持されており、電磁波は、この誘電体部材を通して、処理容器外から処理容器内に導入される。   A plasma processing apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein a dielectric member is provided in the electromagnetic wave transmission line, Airtightness of the processing container is maintained by the dielectric member, and electromagnetic waves are introduced into the processing container from the outside of the processing container through the dielectric member.

例えば、処理容器の壁に設けられた電磁波伝送路の一部としての電磁波放射用の導波管と、処理容器外に設けられ、電磁波放射用の導波管に電磁波を伝送する前記電磁波伝送路の一部としての電磁波分配用の導波管とを接続するような場合には、処理容器の気密を保つために、処理容器と電磁波分配用の導波管のような部材との間に封止機構を設ける必要がある。本発明の請求項4に記載のプラズマ処理装置は、上述のような場合、すなわち、処理容器の壁に設けられた電磁波放射用の導波管と、処理容器外に設けられた電磁波分配用の導波管とを接続させることで、処理容器と電磁波分配用の導波管とを一体化させるような場合に好適である。   For example, an electromagnetic wave emission waveguide as a part of the electromagnetic wave transmission path provided on the wall of the processing container, and the electromagnetic wave transmission path provided outside the processing container and transmitting the electromagnetic wave to the electromagnetic wave emission waveguide In the case of connecting an electromagnetic wave distribution waveguide as a part of the container, a seal is placed between the processing container and a member such as an electromagnetic wave distribution waveguide in order to keep the processing container airtight. It is necessary to provide a stopping mechanism. The plasma processing apparatus according to claim 4 of the present invention is the above-described case, that is, the electromagnetic wave radiation waveguide provided on the wall of the processing container, and the electromagnetic wave distribution waveguide provided outside the processing container. By connecting the waveguide, it is preferable when the processing container and the electromagnetic wave distribution waveguide are integrated.

このようにすることにより、処理容器及びプラズマ処理装置自体の構成を複雑化させることなく、かつ、処理容器の気密を保ちながら、処理容器外から処理容器の壁に設けられた電磁波伝送路の一部に電磁波を導入させることができる。また、一般に、誘電体部材は、破損し易く高価である。これに対し、上述のような構成とすることで、処理容器の気密を保持する誘電体部材に大気圧がかかる領域を導波管の断面積程度とすることができる。つまり、この構成とすることで、処理容器の気密を保持する誘電体部材に与える負荷を比較的小さくすることができるため、この誘電体部材の破損を抑制することができる。しかも、電磁波伝送路内に処理容器の気密を保持する誘電体部材が設けられているため、電磁波伝送路内に処理容器内で生成されたプラズマが侵入するのを抑制することができる。さらに、プロセスガスの流れ等を考慮した装置設計が容易になるとともに、処理容器内の脱ガス、クリーニング等も容易になる。   By doing so, one of the electromagnetic wave transmission paths provided on the wall of the processing container from the outside of the processing container is maintained without complicating the configuration of the processing container and the plasma processing apparatus itself and maintaining the airtightness of the processing container. Electromagnetic waves can be introduced into the part. In general, the dielectric member is easily damaged and is expensive. On the other hand, by setting it as the above structures, the area | region where atmospheric pressure is applied to the dielectric material member which maintains the airtightness of a process container can be made into the cross-sectional area of a waveguide. In other words, with this configuration, the load applied to the dielectric member that maintains the hermeticity of the processing container can be made relatively small, so that damage to the dielectric member can be suppressed. In addition, since the dielectric member that keeps the airtightness of the processing container is provided in the electromagnetic wave transmission path, it is possible to suppress the plasma generated in the processing container from entering the electromagnetic wave transmission path. Furthermore, it is easy to design the apparatus in consideration of the flow of the process gas and the like, and it is easy to degas and clean the processing container.

本発明の請求項5に記載のプラズマ処理装置は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置であって、前記電磁波伝送路内のうちの前記処理容器内に位置する領域の少なくとも一部に誘電体部材が設けられている。言い換えると、電磁波伝送路は、電磁波伝送路内に誘電体部材を有しており、この電磁波伝送路内の誘電体部材内を電磁波が伝送することとなる。さらに言い換えると、電磁波伝送路内の誘電体部材自体が電磁波伝送路の一部となる。   A plasma processing apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the region is located in the processing container in the electromagnetic wave transmission path. A dielectric member is provided on at least a part of each. In other words, the electromagnetic wave transmission line has a dielectric member in the electromagnetic wave transmission line, and electromagnetic waves are transmitted through the dielectric member in the electromagnetic wave transmission line. In other words, the dielectric member itself in the electromagnetic wave transmission path becomes a part of the electromagnetic wave transmission path.

このようにすることにより、電磁波伝送路内に処理容器内で生成されたプラズマが侵入するのを抑制することができる。   By doing in this way, it can suppress that the plasma produced | generated in the processing container penetrate | invades in the electromagnetic wave transmission path.

本発明の請求項6に記載のプラズマ処理装置は、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置であって、前記電磁波放射部は、複数のスロットを有するスロット板であり、前記処理容器内に、前記スロット板が設けられているとともに、このスロット板を覆うように被覆用の誘電体部材が設けられている。   The plasma processing apparatus according to claim 6 of the present invention is the plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the electromagnetic wave radiation portion is a slot plate having a plurality of slots. The slot plate is provided in the processing container, and a dielectric member for coating is provided so as to cover the slot plate.

このように、スロット板を覆うように処理室内に被覆用の誘電体部材を設けることで、表面波を伝播させることができるようになる。したがって、表面波を利用した高密度であって、被処理体へのイオン損傷が少ない表面波プラズマによってプラズマ処理を行うことができる。さらに、大面積基板のような被処理体においても、安定で均一であり、被処理体への損傷が少ない表面波プラズマによるプラズマ処理を行うことができる。さらに、スロットは被覆用の誘電体部材によって閉塞されるため、生成されたプラズマがスロットを介して電磁波伝送路に侵入し、電磁波伝送路を規定する壁面に損傷を与えるといったことが無い。しかも、投入した電磁波の電力を高効率で処理容器内に供給することができる。   Thus, by providing the covering dielectric member in the processing chamber so as to cover the slot plate, the surface wave can be propagated. Therefore, it is possible to perform plasma processing with surface wave plasma that has high density using surface waves and little ion damage to the object to be processed. Furthermore, a target object such as a large-area substrate can be subjected to plasma processing using surface wave plasma that is stable and uniform and causes little damage to the target object. Further, since the slot is closed by the covering dielectric member, the generated plasma does not enter the electromagnetic wave transmission path through the slot and the wall surface defining the electromagnetic wave transmission path is not damaged. In addition, the input electromagnetic wave power can be supplied into the processing container with high efficiency.

また、処理容器の壁に設けられた電磁波伝送路の一部が、処理容器内(処理容器の処理室内)と同じ閉空間内に設けられている場合、通常、被覆用の誘電体部材もまた、処理容器内と同じ閉空間内に設けられることとなる。このような場合、被覆用の誘電体部材には、ほぼ大気圧とほぼ真空に近い圧力とのガス圧力差のような大きな力がかかることは無い。そのため、プラズマ処理装置を大型化させても、被覆用の誘電体に強度を持たせる必要が無い。したがって、被覆用の誘電体部材を高強度にすること(厚みを厚くすること)に伴うコストアップが無い。また、被覆用の誘電体部材は、比較的薄く設計することができるので、この被覆用の誘電体部材が電磁波の伝播に与える影響も小さくてすむ。そのため、電磁波を処理容器内に均一に放射するための装置設計も容易である。   In addition, when a part of the electromagnetic wave transmission path provided on the wall of the processing container is provided in the same closed space as the inside of the processing container (the processing chamber of the processing container), the covering dielectric member is also typically used. It is provided in the same closed space as in the processing container. In such a case, the coating dielectric member is not subjected to such a large force as the gas pressure difference between the substantially atmospheric pressure and the pressure close to the vacuum. Therefore, even if the plasma processing apparatus is enlarged, it is not necessary to give strength to the covering dielectric. Therefore, there is no cost increase associated with increasing the strength of the covering dielectric member (thickening the thickness). Further, since the covering dielectric member can be designed to be relatively thin, the influence of the covering dielectric member on the propagation of electromagnetic waves can be reduced. Therefore, it is easy to design an apparatus for uniformly radiating electromagnetic waves into the processing container.

なお、被覆用の誘電体部材としては、処理容器内側の面が平坦面となるように形成したものを用いることができる。この場合、表面波プラズマ発生時に、被覆用の誘電体部材の露出面が表面波の伝播を遮ってしまうといったことを抑止できるため、プラズマが電磁波の放出されるスロット周辺だけでなく、全面に拡がり易くなる。したがって、大面積基板のような被処理体をプラズマ処理することが可能な大型のプラズマ処理装置を容易に設計することができる。また、フットプリントが小さく、プラズマ密度が均一なプラズマ処理装置を提供することができる。   In addition, as the dielectric member for covering, a member formed so that the inner surface of the processing container is a flat surface can be used. In this case, when the surface wave plasma is generated, it is possible to prevent the exposed surface of the covering dielectric member from blocking the propagation of the surface wave, so that the plasma spreads not only around the slot where the electromagnetic wave is emitted but also on the entire surface. It becomes easy. Therefore, it is possible to easily design a large plasma processing apparatus capable of performing plasma processing on an object to be processed such as a large area substrate. In addition, a plasma processing apparatus with a small footprint and a uniform plasma density can be provided.

一方、被覆用の誘電体部材としては、処理容器内側の面が凹凸を有しているようなものを用いてもよい。この場合、表面波の特定のモードだけが伝播するのを抑制できる。したがって、モードに起因するプラズマの面内分布を改善することができる。この場合も、大面積基板のような被処理体をプラズマ処理することが可能な大型のプラズマ処理装置を容易に設計することができる。また、フットプリントが小さく、プラズマ密度が均一なプラズマ処理装置を提供することができる。   On the other hand, as the dielectric member for covering, a member having an uneven surface on the inside of the processing container may be used. In this case, it can suppress that only the specific mode of a surface wave propagates. Therefore, the in-plane distribution of plasma due to the mode can be improved. Also in this case, it is possible to easily design a large plasma processing apparatus capable of performing plasma processing on an object to be processed such as a large area substrate. In addition, a plasma processing apparatus with a small footprint and a uniform plasma density can be provided.

また、処理容器の壁のうちの互いに隣り合うスロットの間に対応する領域に冷却機構としての冷却管を設け、この冷却管中に冷媒(流体)を流通させるようにしてもよい。このようにすることにより、プラズマの発生を妨げることなく、前記冷媒により電磁波伝送路を効率良く冷却することができる。   In addition, a cooling pipe as a cooling mechanism may be provided in a region corresponding to between adjacent slots in the wall of the processing container, and a refrigerant (fluid) may be circulated in the cooling pipe. By doing so, the electromagnetic wave transmission path can be efficiently cooled by the refrigerant without hindering the generation of plasma.

本発明の請求項7に記載のプラズマ処理装置は、請求項6に記載のプラズマ処理装置であって、前記スロット内に誘電体部材が設けられている。   A plasma processing apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to the sixth aspect, wherein a dielectric member is provided in the slot.

処理容器の壁が有する電磁波伝送路内(電磁波伝送路が電磁波放射用の導波管を有している場合には電磁波放射用の導波管内)に誘電体部材を設ける場合、電磁波伝送路内は、誘電体部材で満たされ、スロット内は、例えば、空気で満たされることとなる。つまり、電磁波伝送路内の誘電率とスロット内の誘電率とが異なっている状態となるため、電磁波伝送路によって伝送された電磁波は、スロットとの界面においてその一部が反射されてしまう。また、スロットと被覆用の誘電体部材との界面においても、電磁波の一部が反射されてしまう。   When a dielectric member is provided in the electromagnetic wave transmission path of the processing container wall (in the case of the electromagnetic wave transmission path having a waveguide for electromagnetic wave emission), in the electromagnetic wave transmission path Is filled with a dielectric member, and the inside of the slot is filled with air, for example. That is, since the dielectric constant in the electromagnetic wave transmission path is different from the dielectric constant in the slot, part of the electromagnetic wave transmitted through the electromagnetic wave transmission path is reflected at the interface with the slot. In addition, a part of the electromagnetic wave is also reflected at the interface between the slot and the covering dielectric member.

これに対し、スロット内に誘電体部材を設けると、電磁波伝送路内の誘電率とスロット内の誘電率との差を小さくすることができるため、電磁波伝送路とスロットとの界面における電磁波の反射を抑制することができる。また、スロット内の誘電率と被覆用の誘電体部材との誘電率との差もまた小さくすることができるため、スロットと被覆用の誘電体部材との界面における電磁波の反射を抑制することができる。   On the other hand, if a dielectric member is provided in the slot, the difference between the dielectric constant in the electromagnetic wave transmission path and the dielectric constant in the slot can be reduced, so that the electromagnetic wave reflection at the interface between the electromagnetic wave transmission path and the slot can be reduced. Can be suppressed. In addition, since the difference between the dielectric constant in the slot and the dielectric member for coating can be reduced, reflection of electromagnetic waves at the interface between the slot and the dielectric member for coating can be suppressed. it can.

本発明の請求項8に記載のプラズマ処理装置は、請求項6又は7に記載のプラズマ処理装置であって、前記電磁波伝送路は、複数の電磁波放射用の方形導波管を有しており、前記複数のスロットは、これら電磁波放射用の方形導波管のE面(電界面)又はH面(磁界面)に夫々対応させて設けられている。   The plasma processing apparatus according to claim 8 of the present invention is the plasma processing apparatus according to claim 6 or 7, wherein the electromagnetic wave transmission line has a plurality of rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation. The plurality of slots are provided so as to correspond to the E plane (electric field plane) or H plane (magnetic field plane) of the electromagnetic wave radiation rectangular waveguide, respectively.

このようにすることにより、構造を単純化させることができるとともに、角型の基板や大面積の基板のような被処理体であっても良好にプラズマ処理することができるプラズマ処理装置を実現できる。   By doing so, it is possible to simplify the structure and realize a plasma processing apparatus that can satisfactorily perform plasma processing even on a target object such as a rectangular substrate or a large-area substrate. .

前記複数のスロットをH面に設けた場合、方形導波管断面の長辺を1辺とした面にスロットを設けることになるので、スロットの加工、スロットの位置の調整が容易になる。また、スロット幅を大きく取れるので、より多くの電磁波を放射させることができるようになる。   When the plurality of slots are provided on the H plane, the slots are provided on the plane having the long side of the rectangular waveguide cross section as one side, so that the slot processing and the slot position adjustment are facilitated. In addition, since the slot width can be increased, more electromagnetic waves can be radiated.

前記複数のスロットをE面に設けた場合、方形導波管断面の短辺を1辺とした面にスロットを設けることになるので、ある面積に方形導波管を一定の間隔で互いに平行に並べる場合に、複数のスロットをH面に設けた場合と比べて多くの方形導波管を配置することができる。これにより、電磁波の均一性を高くすることができる。   When the plurality of slots are provided on the E surface, the slots are provided on the surface having the short side of the rectangular waveguide cross section as one side, so that the rectangular waveguides are arranged in parallel with each other at regular intervals in a certain area. When arranged, a larger number of rectangular waveguides can be arranged as compared with the case where a plurality of slots are provided on the H plane. Thereby, the uniformity of electromagnetic waves can be increased.

本発明の請求項9に記載のプラズマ処理装置は、請求項8に記載のプラズマ処理装置であって、前記複数の電磁波放射用の方形導波管の内断面寸法は、夫々、電磁波の周波数が方形導波管内の基本モードで伝送できるサイズに設定されており、これら電磁波放射用の方形導波管は、互いに平行に並べて配置されているとともに、その間隔が50cm以下に設定されている。   A plasma processing apparatus according to a ninth aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to the eighth aspect, wherein the plurality of rectangular waveguides for radiating electromagnetic waves each have an electromagnetic wave frequency. The rectangular waveguides are set to sizes that can be transmitted in the fundamental mode. These rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation are arranged in parallel to each other, and the interval is set to 50 cm or less.

電磁波の周波数が方形導波管内の基本モードで伝送できるようにする場合、例えば、電磁波放射用の方形導波管の管内誘電率をε、電磁波放射用の方形導波管の内断面寸法の長径をa、電磁波の波長λとしたときに、
(λ/ε0.5)<2a …(1)
の条件を満たすように設計することで実現可能である。
When enabling the frequency of electromagnetic waves to be transmitted in the fundamental mode in a rectangular waveguide, for example, the dielectric constant of the rectangular waveguide for electromagnetic wave radiation is ε, and the major axis of the inner cross-sectional dimension of the rectangular waveguide for electromagnetic wave radiation Where a is the wavelength λ of the electromagnetic wave,
(Λ / ε 0.5 ) <2a (1)
This can be realized by designing so as to satisfy the above condition.

電磁波放射用の方形導波管の間隔(ピッチ)dは、プラズマの拡散の度合いを考慮して設定するのが好ましい。図11は、粒子発生点からの距離と粒子密度との関係を示している。図11に示すように、プロセスガスの圧力が低いほど、粒子は遠くまで拡散することがわかる。   The interval (pitch) d between the rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation is preferably set in consideration of the degree of plasma diffusion. FIG. 11 shows the relationship between the distance from the particle generation point and the particle density. As shown in FIG. 11, it can be seen that the lower the pressure of the process gas, the more the particles diffuse.

プロセスガスの圧力が0.1Pa以下となるような場合には、プラズマが拡散し易いので、電磁波放射用の方形導波管の間隔dは50cmを越えてもよい。ただし、プラズマ処理装置においては、プロセスガスの圧力は、概ね1Pa以上とするのが一般的である。本願発明者らは、プロセスガスの圧力が1Pa以上となるような場合には、50cmを上限とし、且つ、想定されるプロセスガスの圧力に対応するように電磁波放射用の方形導波管の間隔dを設定すれば、プラズマが拡散しにくい条件においても均一なプラズマを発生させることが容易となることを見出した。   When the pressure of the process gas is 0.1 Pa or less, since the plasma is easily diffused, the interval d between the rectangular waveguides for electromagnetic wave emission may exceed 50 cm. However, in the plasma processing apparatus, the pressure of the process gas is generally about 1 Pa or more. When the pressure of the process gas is 1 Pa or more, the inventors of the present application set the upper limit to 50 cm and the interval between the rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation so as to correspond to the assumed pressure of the process gas. It has been found that if d is set, it is easy to generate a uniform plasma even under conditions where the plasma is difficult to diffuse.

上述のように、電磁波の周波数が方形導波管内の基本モードで伝送できるようにすることで、プラズマを発生させるための電磁波が電磁波放射用の方形導波管内で伝播損失する量を低減させることができる。しかも、電磁波放射用の方形導波管の間隔dを50cm以下とすることで、プラズマが拡散しに難い条件、例えば、処理容器内におけるプロセスガスの圧力が高い場合等においても、プラズマを良好且つ均一に拡散させることができる。   As described above, by allowing the electromagnetic wave frequency to be transmitted in the fundamental mode in the rectangular waveguide, the amount of propagation loss of the electromagnetic wave for generating plasma in the rectangular waveguide for electromagnetic wave emission is reduced. Can do. Moreover, by setting the interval d between the rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation to 50 cm or less, the plasma can be satisfactorily obtained even under conditions in which the plasma is difficult to diffuse, for example, when the pressure of the process gas in the processing container is high. It can be diffused uniformly.

本発明の請求項10に記載のプラズマ処理装置は、請求項9に記載のプラズマ処理装置であって、前記電磁波放射用の方形導波管の管内誘電率をεとすると、前記電磁波放射用の方形導波管の内断面寸法の長径をaは、電磁波の波長λに対して、
(λ/ε0.5)<2a …(1)
の関係にあり、前記電磁波の角周波数をω、前記被覆用の誘電体部材の誘電率をε、光速をc、電子の電荷量をe、真空の誘電率をε、電子密度をn、電子の質量をmとしたときに、これらとプラズマ角周波数ω
ω=(e×n/(ε×m))0.5 …(2)
とによって定義される波数k
k=ω/c((ε(ω −ω))/(ω −(1+ε)ω))0.5 …(3)
は、前記処理容器の各電磁波放射用の方形導波管と直交する方向の内寸Lに対して、
k=mπ/L (mは、1≦m≦2L/(λ/ε0.5)の整数) …(4)
の関係にあり、これら電磁波放射用の方形導波管は、
λswp=π/k …(5)
で導かれる定在波の波長λswpの間隔で、且つ、定在波の振幅が実質的に最大となる位置に配置されている。
A plasma processing apparatus according to a tenth aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to the ninth aspect, wherein the dielectric constant of the rectangular waveguide for electromagnetic wave emission is ε, and The major axis of the inner cross-sectional dimension of the rectangular waveguide is a with respect to the wavelength λ of the electromagnetic wave.
(Λ / ε 0.5 ) <2a (1)
The angular frequency of the electromagnetic wave is ω, the dielectric constant of the dielectric member for coating is ε d , the speed of light is c, the charge amount of electrons is e, the dielectric constant of vacuum is ε 0 , and the electron density is n e, when the electron mass and the m e, these plasma angular frequency omega P
ω P = (e 2 × n e / (ε 0 × m e )) 0.5 (2)
Wave number k defined by
k = ω / c ((ε dp 2 −ω 2 )) / (ω p 2 − (1 + ε d ) ω 2 )) 0.5 (3)
Is the internal dimension L in the direction orthogonal to the rectangular waveguide for electromagnetic wave radiation of the processing container,
k = mπ / L (m is an integer of 1 ≦ m ≦ 2L / (λ / ε 0.5 )) (4)
The rectangular waveguide for electromagnetic wave radiation is
λ swp = π / k (5)
Are arranged at positions where the wavelength of the standing wave is guided by λ swp and the amplitude of the standing wave is substantially maximized.

図12は、処理容器内におけるm=1の定在波を模式的に示しており、図13には、処理容器内におけるm=2L/(λ/ε0.5)の定在波を模式的に示している。図12及び図13からもわかるように、(4)式におけるmの範囲を1≦m≦2L/(λ/ε0.5)の整数とすることで、定在波の波長λswpを求めることができる。 FIG. 12 schematically shows a standing wave of m = 1 in the processing container, and FIG. 13 schematically shows a standing wave of m = 2 L / (λ / ε 0.5 ) in the processing container. Is shown. As can be seen from FIGS. 12 and 13, the wavelength λ swp of the standing wave is obtained by setting the range of m in the equation (4) to an integer of 1 ≦ m ≦ 2L / (λ / ε 0.5 ). be able to.

このように、表面波の低次数の定在波の波長λswp間隔であって、定在波の振幅が最大となる位置付近に電磁波放射用の方形導波管を夫々配置することで、効率良く表面波に電磁波のエネルギーを供給することができる。 In this way, by arranging the rectangular wave guides for electromagnetic wave radiation near the position where the standing wave has the maximum wavelength λ swp interval and the wavelength of the standing wave of the low order of the surface wave, the efficiency is improved. The surface wave can be well supplied with electromagnetic energy.

なお、電磁波がスロットを介して処理容器内に均一に放射されるように、隣り合う電磁波放射用の方形導波管の内面間の距離を1つの電磁波放射用の方形導波管の内面間の幅よりも小さくなるように設定してもよい。このようにすることにより、大面積基板のような被処理体をプラズマ処理する大型のプラズマ処理装置を容易に設計することができる。また、フットプリントが小さく、プラズマ密度が均一なプラズマ処理装置を提供することができる。   In addition, the distance between the inner surfaces of adjacent rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation is set between the inner surfaces of one rectangular waveguide for electromagnetic wave radiation so that the electromagnetic waves are uniformly radiated into the processing container through the slots. You may set so that it may become smaller than a width | variety. By doing so, it is possible to easily design a large plasma processing apparatus for performing plasma processing on an object to be processed such as a large-area substrate. In addition, a plasma processing apparatus with a small footprint and a uniform plasma density can be provided.

本発明の請求項11に記載のプラズマ処理装置は、請求項6に記載のプラズマ処理装置であって、前記電磁波伝送路内のうちの前記処理容器内に位置する領域の少なくとも一部に誘電体部材が設けられているとともに、前記スロット内に誘電体部材が設けられており、前記電磁波伝送路内の誘電体部材と前記スロット内の誘電体部材とは、電磁波の周波数帯域における誘電率が実質的に同じである。   A plasma processing apparatus according to an eleventh aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to the sixth aspect, wherein at least a part of a region located in the processing container in the electromagnetic wave transmission path is a dielectric. A dielectric member is provided in the slot, and the dielectric member in the electromagnetic wave transmission path and the dielectric member in the slot have a substantially constant dielectric constant in the frequency band of the electromagnetic wave. Are the same.

上述のように、スロット内に誘電体部材を設けることで、電磁波伝送路内に誘電体部材を有する電磁波伝送路とスロット内との間の誘電率差を小さくすることができる。したがって、電磁波伝送路内に誘電体部材を有する電磁波伝送路内を伝播してきた電磁波がスロットとの界面において反射されるのを抑制することができるため、電磁波を処理容器内に効率良く放射させることができる。   As described above, by providing the dielectric member in the slot, it is possible to reduce the dielectric constant difference between the electromagnetic wave transmission path having the dielectric member in the electromagnetic wave transmission path and the slot. Therefore, the electromagnetic wave propagating through the electromagnetic wave transmission path having the dielectric member in the electromagnetic wave transmission path can be suppressed from being reflected at the interface with the slot, and therefore, the electromagnetic wave can be efficiently radiated into the processing container. Can do.

しかも、電磁波伝送路内の誘電体部材とスロット内の誘電体部材とが電磁波の周波数帯域において実質的に同じ誘電率を有するようにすることで、電磁波伝送路とスロットとの界面における電磁波の反射を実質的に無くすことができる。これにより、さらに効率良く電磁波を処理容器内に供給することができる。   In addition, the dielectric member in the electromagnetic wave transmission line and the dielectric member in the slot have substantially the same dielectric constant in the frequency band of the electromagnetic wave, thereby reflecting the electromagnetic wave at the interface between the electromagnetic wave transmission line and the slot. Can be substantially eliminated. Thereby, electromagnetic waves can be supplied into the processing container more efficiently.

本発明の請求項12に記載のプラズマ処理装置は、請求項6に記載のプラズマ処理装置であって、前記電磁波伝送路用の誘電体部材は、石英、アルミナ、及びフッ素樹脂のうちの少なくとも1つからなる。   A plasma processing apparatus according to claim 12 of the present invention is the plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the dielectric member for the electromagnetic wave transmission path is at least one of quartz, alumina, and fluororesin. It consists of one.

このようにすることにより、誘電損失による電磁波の損失を抑制することができる。また、電磁波伝送路内の誘電体部材としてフッ素樹脂を用いることで、誘電損失による電磁波の損失を抑制しつつ、石英等の無機の誘電体部材を用いる場合と比較して、導波管重量を軽減することができる。しかも、石英等の無機の誘電体部材を用いる場合と比較して、衝撃等による破損が起こり難くすることができる。   By doing in this way, the loss of electromagnetic waves due to dielectric loss can be suppressed. In addition, by using a fluororesin as a dielectric member in the electromagnetic wave transmission path, the weight of the waveguide is reduced compared to the case of using an inorganic dielectric member such as quartz while suppressing loss of electromagnetic waves due to dielectric loss. Can be reduced. Moreover, damage due to impact or the like can be made less likely to occur than when an inorganic dielectric member such as quartz is used.

本発明の請求項13に記載のプラズマ処理装置は、請求項8に記載のプラズマ処理装置であって、電磁波源をさらに具備しているとともに、前記電磁波伝送路が、前記電磁波源で発生させた電磁波を前記複数の電磁波放射用の方形導波管に分配するための電磁波分配用の導波管を有しており、前記電磁波伝送路内に誘電体部材が設けられているとともに、この誘電体部材により前記処理容器の気密が保持されており、この誘電体部材を通して電磁波が前記処理容器外から処理容器内に導入される。   The plasma processing apparatus according to claim 13 of the present invention is the plasma processing apparatus according to claim 8, further comprising an electromagnetic wave source, and the electromagnetic wave transmission path generated by the electromagnetic wave source. An electromagnetic wave distributing waveguide for distributing the electromagnetic wave to the plurality of electromagnetic wave radiation rectangular waveguides, and a dielectric member is provided in the electromagnetic wave transmission path; The member maintains the hermeticity of the processing container, and electromagnetic waves are introduced into the processing container from the outside of the processing container through the dielectric member.

このようにすることにより、処理容器及びプラズマ処理装置自体の構成を複雑化させることなく、かつ、処理容器の気密を保ちながら、処理容器外から処理容器内に電磁波を導入させることができる。また、一般に、誘電体部材は、破損し易く高価であるが、上述のような構成とすることで、処理容器を気密に保持する誘電体部材に大気圧がかかる領域を前記複数の電磁波放射用の導波管の断面積程度とすることができる。しかも、電磁波伝送路内に処理容器を気密に保持するの誘電体部材が設けられているため、電磁波伝送路内に処理容器内で生成されたプラズマが侵入するのを抑制することができる。さらに、プロセスガスの流れ等を考慮した装置設計が容易になるとともに、処理容器内の脱ガス、クリーニング等も容易になる。   By doing so, electromagnetic waves can be introduced from the outside of the processing container into the processing container without complicating the configuration of the processing container and the plasma processing apparatus itself and while maintaining the airtightness of the processing container. In general, the dielectric member is easily damaged and is expensive. However, by adopting the above-described configuration, a region in which atmospheric pressure is applied to the dielectric member that holds the processing container in an airtight manner is used for the electromagnetic wave emission. The cross-sectional area of the waveguide may be approximately the same. In addition, since the dielectric member for holding the processing container in an airtight manner is provided in the electromagnetic wave transmission path, it is possible to suppress the plasma generated in the processing container from entering the electromagnetic wave transmission path. Furthermore, it is easy to design the apparatus in consideration of the flow of the process gas and the like, and it is easy to degas and clean the processing container.

また、複数の電磁波放射用の導波管に1つの電磁波分配用の導波管から電磁波を分配するような構成とする場合、処理容器の気密を保つための封止箇所は、電磁波分配用の導波管の断面積程度の1個所とすることができる。このような構成とすることにより、プラズマ処理装置の構成を簡略化させることができる。なお、このような場合であっても、処理容器を気密に保持する誘電体部材によって処理容器の気密を保つことができる。   Further, when the electromagnetic wave is distributed from one electromagnetic wave distribution waveguide to a plurality of electromagnetic wave emission waveguides, the sealing portion for keeping the processing vessel airtight is provided for electromagnetic wave distribution. It can be one place about the cross-sectional area of the waveguide. With such a configuration, the configuration of the plasma processing apparatus can be simplified. Even in such a case, the process container can be kept airtight by the dielectric member that keeps the process container airtight.

なお、「前記複数の電磁波放射用の方形導波管と処理容器を構成する壁とが一体である」とは、前記複数の電磁波放射用の方形導波管と処理容器を構成する壁とが一体に形成されているものだけはでなく、電磁波放射用の導波管が処理容器を構成する壁と連結されて一体構造物となっているものも含む。また、処理容器を気密に保持する誘電体部材は、電磁波伝送路内の誘電体部材と一体成型物であってもよい。すなわち、電磁波伝送路内の誘電体部材の一部が処理容器を気密に保持する誘電体部材を兼ねていてもよい。   Note that “the plurality of rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation and the walls constituting the processing container are integral” means that the plurality of rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation and the walls constituting the processing container are integrated. It includes not only those integrally formed but also those in which an electromagnetic wave radiation waveguide is connected to a wall constituting the processing vessel to form an integral structure. In addition, the dielectric member that holds the processing container in an airtight manner may be an integrally molded product with the dielectric member in the electromagnetic wave transmission path. That is, a part of the dielectric member in the electromagnetic wave transmission path may also serve as a dielectric member that holds the processing container in an airtight manner.

本発明の請求項14に記載のプラズマ処理装置は、請求項13に記載のプラズマ処理装置であって、前記複数の電磁波放射用の方形導波管は、前記電磁波分配用の導波管のE面又はH面から分岐するように設けられている。   A plasma processing apparatus according to a fourteenth aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to the thirteenth aspect, wherein the plurality of rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation are E of the waveguides for electromagnetic wave distribution. It is provided so as to branch from the surface or the H surface.

本発明の請求項15に記載のプラズマ処理装置は、請求項13に記載のプラズマ処理装置であって、前記電磁波分配用の導波管は、電磁波の伝播方向が90°変わるように直角に曲げられているとともに、伝播方向が90°変えられた電磁波を前記複数の電磁波放射用の方形導波管に夫々分配するように形成されている。   A plasma processing apparatus according to a fifteenth aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to the thirteenth aspect, wherein the waveguide for electromagnetic wave distribution is bent at a right angle so that the propagation direction of the electromagnetic wave changes by 90 °. In addition, an electromagnetic wave whose propagation direction is changed by 90 ° is distributed to the plurality of rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation.

これらのようにすることにより、大面積基板のような被処理体をプラズマ処理することが可能な大型のプラズマ処理装置を容易に設計することができる。また、フットプリントが小さく、プラズマ密度が均一なプラズマ処理装置を提供することができる。   By doing so, it is possible to easily design a large plasma processing apparatus capable of performing plasma processing on an object to be processed such as a large-area substrate. In addition, a plasma processing apparatus with a small footprint and a uniform plasma density can be provided.

本発明の請求項16に記載のプラズマ処理装置は、請求項14に記載のプラズマ処理装置であって、前記複数の電磁波放射用の方形導波管は、前記電磁波分配用の導波管のE面から分岐して設けられているとともに、前記複数の電磁波放射用の方形導波管と前記電磁波分配用の導波管とは、実質的に同一面上に配置されている。   A plasma processing apparatus according to a sixteenth aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to the fourteenth aspect, wherein the plurality of rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation are E of the waveguide for electromagnetic wave distribution. The plurality of rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation and the waveguides for electromagnetic wave distribution are arranged on substantially the same plane.

複数の方形導波管と電磁波分配用の導波管とが実質的に同一面上に配置させるため、プラズマ処理装置を大型化させたり、処理容器の気密を保つための封止箇所の断面積を大きく設計したりすることなく、大面積基板のような被処理体をプラズマ処理することが可能な大型のプラズマ処理装置を容易に設計することができる。また、フットプリントが小さく、プラズマ密度が均一なプラズマ処理装置を提供することができる。   Since the plurality of rectangular waveguides and the waveguide for electromagnetic wave distribution are arranged on substantially the same plane, the cross-sectional area of the sealing portion for increasing the size of the plasma processing apparatus or keeping the processing vessel airtight. It is possible to easily design a large-sized plasma processing apparatus capable of performing plasma processing on an object to be processed such as a large area substrate. In addition, a plasma processing apparatus with a small footprint and a uniform plasma density can be provided.

本発明の請求項17に記載のプラズマ処理装置は、前記電磁波伝送路内のうちの前記処理容器内に位置する領域の少なくとも一部に電磁波伝送路用の誘電体部材が設けられているとともに、前記スロット内に誘電体部材が設けられており、且つ、前記電磁波伝送路内の誘電体部材と、前記スロット内の誘電体部材と、前記被覆用の誘電体部材とが一体に組上げられている。   In the plasma processing apparatus according to claim 17 of the present invention, a dielectric member for an electromagnetic wave transmission path is provided in at least a part of a region located in the processing container in the electromagnetic wave transmission path, A dielectric member is provided in the slot, and the dielectric member in the electromagnetic wave transmission path, the dielectric member in the slot, and the dielectric member for covering are assembled together. .

このようにすることにより、スロット内の誘電体部材が破損したり、スロットの再設計等によってスロット内の誘電体部材を交換する必要が生じたりした場合等に、スロット内の誘電体部材の交換を容易に行うことができる。したがって、メンテナンスが容易なプラズマ処理装置を提供することができる。   In this way, when the dielectric member in the slot is damaged or the dielectric member in the slot needs to be replaced due to redesign of the slot, etc., the dielectric member in the slot is replaced. Can be easily performed. Therefore, a plasma processing apparatus that can be easily maintained can be provided.

本発明の請求項18に記載のプラズマ処理装置は、請求項6に記載のプラズマ処理装置であって、前記被覆用の誘電体部材は、誘電体材料からなる固定具によって固定されている。   The plasma processing apparatus according to claim 18 of the present invention is the plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the covering dielectric member is fixed by a fixture made of a dielectric material.

このようにすることにより、被覆用の誘電体部材を固定する箇所における電磁波の擾乱を抑制することができる。したがって、大面積基板のような被処理体をプラズマ処理することが可能な大型のプラズマ処理装置を容易に設計することができる。また、フットプリントが小さく、プラズマ密度が均一なプラズマ処理装置を提供することができる。   By doing in this way, the disturbance of the electromagnetic wave in the location which fixes the dielectric material for a coating | cover can be suppressed. Therefore, it is possible to easily design a large plasma processing apparatus capable of performing plasma processing on an object to be processed such as a large area substrate. In addition, a plasma processing apparatus with a small footprint and a uniform plasma density can be provided.

本発明の請求項19に記載のプラズマ処理装置は、請求項6に記載のプラズマ処理装置であって、前記被覆用の誘電体部材は、前記スロット板を覆う板状に形成されているとともに、その厚さは、この被覆用の誘電体部材内における電磁波の波長の1/4よりも小さく設定されている。   The plasma processing apparatus according to claim 19 of the present invention is the plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the covering dielectric member is formed in a plate shape covering the slot plate, The thickness is set smaller than ¼ of the wavelength of the electromagnetic wave in the covering dielectric member.

このようにすることにより、電磁波が被覆用の誘電体部材の厚さ方向に伝播するのを抑止することができる。つまり、被覆用の誘電体部材中において、表面波のみを選択的に伝播させることができる。したがって、大面積基板のような被処理体をプラズマ処理することが可能な大型のプラズマ処理装置を容易に設計することができる。また、フットプリントが小さく、プラズマ密度が均一なプラズマ処理装置を提供することができる。   By doing in this way, it can suppress that electromagnetic waves propagate in the thickness direction of the dielectric material for coating. That is, only the surface wave can be selectively propagated in the covering dielectric member. Therefore, it is possible to easily design a large plasma processing apparatus capable of performing plasma processing on an object to be processed such as a large area substrate. In addition, a plasma processing apparatus with a small footprint and a uniform plasma density can be provided.

本発明の請求項20に記載のプラズマ処理装置は、請求項4又は5に記載のプラズマ処理装置であって、前記電磁波伝送路と、前記処理容器を気密に保持するための誘電体部材あるいは前記電磁波伝送路内の誘電体部材との間隔が1mm以下に設定されている。   A plasma processing apparatus according to a twentieth aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to the fourth or fifth aspect, wherein the electromagnetic wave transmission path and the dielectric member for holding the processing container in an airtight manner or the The interval with the dielectric member in the electromagnetic wave transmission path is set to 1 mm or less.

電磁波伝送路は、一般に、導電体材料により形成されているため、前記処理容器を気密に保持するための誘電体部材あるいは前記電磁波伝送路内の誘電体部材との間隔が1mmを越えると、電磁波伝送路の内面と処理容器を気密に保持するための誘電体部材あるいは電磁波伝送路内の誘電体部材との間で異常放電が起こるおそれがある。   Since the electromagnetic wave transmission path is generally formed of a conductive material, if the distance between the dielectric member for holding the processing vessel airtight or the dielectric member in the electromagnetic wave transmission path exceeds 1 mm, the electromagnetic wave An abnormal discharge may occur between the inner surface of the transmission path and the dielectric member for holding the processing container in an airtight manner or the dielectric member in the electromagnetic wave transmission path.

したがって、電磁波伝送路と、処理容器を気密に保持するための誘電体部材あるいは電磁波伝送路内の誘電体部材との間隔は、1mm以下に設定するのが好ましく、このようにすることにより、電磁波伝送路と、処理容器を気密に保持するための誘電体部材あるいは電磁波伝送路内の誘電体部材との隙間で発生する異常放電を抑制することができる。したがって、処理容器内において安定なプラズマを発生させることができる。   Therefore, the distance between the electromagnetic wave transmission path and the dielectric member for holding the processing container in an airtight manner or the dielectric member in the electromagnetic wave transmission path is preferably set to 1 mm or less. Abnormal discharge generated in the gap between the transmission line and the dielectric member for holding the processing vessel in an airtight manner or the dielectric member in the electromagnetic wave transmission line can be suppressed. Therefore, stable plasma can be generated in the processing container.

本発明の請求項21に記載のプラズマ処理装置は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置であって、周波数が10MHz〜25GHzの電磁波を前記電磁波伝送路に供給する電磁波源をさらに具備する。   A plasma processing apparatus according to a twenty-first aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the electromagnetic wave supplies an electromagnetic wave having a frequency of 10 MHz to 25 GHz to the electromagnetic wave transmission line. A source is further provided.

電磁波源は、少なくとも1以上であればよいが、複数の電磁波源を用いることにより、各電磁波源の最大出力を大きくすることなく、所望の出力を得ることができる。だたし、複数の電磁波源を用いる場合、互いに隣接する電磁波源同士が同じ周波数であると、生成されるプラズマ同士で干渉が起こり易くなる。したがって、複数の電磁波源を用いる場合には、互いに隣接する電磁波源は夫々異なる周波数としておくのが好ましい。   The electromagnetic wave source may be at least one or more, but by using a plurality of electromagnetic wave sources, a desired output can be obtained without increasing the maximum output of each electromagnetic wave source. However, when using a plurality of electromagnetic wave sources, if the adjacent electromagnetic wave sources have the same frequency, interference between the generated plasmas is likely to occur. Therefore, when a plurality of electromagnetic wave sources are used, it is preferable that the adjacent electromagnetic wave sources have different frequencies.

また、電磁波源としては、工業用周波数帯(ISM周波数帯)である13.56MHz、27.12MHz、40.68MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz、24.125GHzの周波数の電磁波を供給するものを好適に用いることができる。このようにすることにより、通信用周波数帯への影響を小さくすることができるので、漏洩電磁波の遮蔽等を容易に行うことができる。   As an electromagnetic wave source, electromagnetic waves having frequencies of 13.56 MHz, 27.12 MHz, 40.68 MHz, 915 MHz, 2.45 GHz, 5.8 GHz, and 24.125 GHz, which are industrial frequency bands (ISM frequency band), are supplied. A thing can be used suitably. By doing so, the influence on the communication frequency band can be reduced, so that leakage electromagnetic waves can be easily shielded.

本発明の請求項22に記載のプラズマ処理装置は、請求項21に記載のプラズマ処理装置であって、前記電磁波源は、周波数が2.45GHz±50MHzの電磁波を前記電磁波伝送路に供給するものである。   A plasma processing apparatus according to a twenty-second aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to the twenty-first aspect, wherein the electromagnetic wave source supplies an electromagnetic wave having a frequency of 2.45 GHz ± 50 MHz to the electromagnetic wave transmission line. It is.

マイクロ波源の周波数としては、2.45GHzが現在標準となっている。したがって、このような電磁波源は、安価であり、種類も豊富である。また、周波数範囲を2.45GHz±50MHzとすることで、工業用周波数帯となり、通信用周波数帯への影響を小さくすることができ、装置の漏洩電磁波の遮蔽等が容易になる。このようにすることにより、電磁波としてマイクロ波を処理容器内に供給することができる。   The frequency of the microwave source is currently 2.45 GHz. Therefore, such electromagnetic wave sources are inexpensive and abundant in variety. In addition, by setting the frequency range to 2.45 GHz ± 50 MHz, an industrial frequency band is obtained, the influence on the communication frequency band can be reduced, and the leakage electromagnetic wave of the apparatus can be easily shielded. By doing so, microwaves can be supplied as electromagnetic waves into the processing container.

本発明の請求項23に記載のプラズマ処理装置としては、請求項1乃至21のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置であって、プラズマ酸化、プラズマ成膜、又はプラズマエッチングを、表面波プラズマ条件下で行うものである。   A plasma processing apparatus according to a twenty-third aspect of the present invention is the plasma processing apparatus according to any one of the first to twenty-first aspects, wherein plasma oxidation, plasma film formation, or plasma etching is performed using surface wave plasma. Under the conditions.

請求項23に記載のプラズマ処理装置によれば、被処理体にイオン損傷が与えられるのを抑制しつつ、この被処理体に、酸化処理、成膜、或いは、エッチング処理を施すことができる。   According to the plasma processing apparatus of the twenty-third aspect, the object to be processed can be subjected to oxidation treatment, film formation, or etching while suppressing ion damage to the object to be processed.

請求項1乃至23のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置は、処理容器の内部に被処理体を配置し、この処理容器の内部にプラズマを生成させることで、このプラズマによって前記被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理方法であって、前記処理容器の壁が有する電磁波伝送路で電磁波を伝送させるとともに、この電磁波伝送路と電磁的に結合された電磁波放射部によって電磁波を前記処理容器の内部に向けて放射させることで、前記処理容器の内部にプラズマを生成させるようなプラズマ処理方法を実施する際に好適に用いることができる。   The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 23, wherein an object to be processed is disposed inside a processing container, and plasma is generated inside the processing container, whereby the object to be processed is generated by the plasma. A plasma processing method for plasma processing, wherein electromagnetic waves are transmitted through an electromagnetic wave transmission path of a wall of the processing container, and electromagnetic waves are radiated inside the processing container by an electromagnetic wave radiation portion electromagnetically coupled to the electromagnetic wave transmission path. By radiating toward the surface, it can be suitably used when performing a plasma processing method for generating plasma inside the processing container.

本発明の請求項24に記載のプラズマ処理方法は、請求項1乃至23のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置を用いて、プラズマ酸化とプラズマCVD法による成膜とを真空を破らずに連続して行う。   A plasma processing method according to a twenty-fourth aspect of the present invention uses a plasma processing apparatus according to any one of the first to thirty-third aspects, and does not break a vacuum between plasma oxidation and film formation by a plasma CVD method. Do it continuously.

このプラズマ処理方法によれば、被処理体に酸化処理を施した後、大気に晒すことなく、成膜処理を行うことができる。したがって、被処理体と膜との界面を汚染の少ない良好な界面とすることができるとともに、被処理体に品質の良好な膜を形成することができる。また、同一の装置により両方のプロセスを行うことも可能であり、フットプリントを小さくできると共に装置を安価に製造することができる。   According to this plasma processing method, after the object to be processed is oxidized, the film forming process can be performed without being exposed to the atmosphere. Therefore, the interface between the object to be processed and the film can be a good interface with little contamination, and a film with good quality can be formed on the object to be processed. Further, both processes can be performed by the same apparatus, and the footprint can be reduced and the apparatus can be manufactured at low cost.

以下、本発明の第1の実施形態を、図1乃至図4を参照して説明する。
図1乃至図4に示すプラズマ処理装置1は、電磁波源としての高周波電源2にて発振され、電磁波伝送路3によって伝送され、処理容器としての真空容器4の内に放射された電磁波によって、この真空容器4内にプラズマを生成させ、このプラズマよって被処理体5にプラズマ処理を行うものである。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The plasma processing apparatus 1 shown in FIGS. 1 to 4 is oscillated by a high-frequency power source 2 as an electromagnetic wave source, transmitted through an electromagnetic wave transmission path 3, and radiated into a vacuum vessel 4 as a processing container. Plasma is generated in the vacuum vessel 4 and the object to be processed 5 is subjected to plasma processing by this plasma.

図2及び図3に示すように、前記真空容器4は、容器本体11と蓋12とを備えている。容器本体11は、底壁11a及び周壁11bを有して上方に開口している。蓋12は、容器本体11が有する前記開口を閉塞するように、この容器本体11を上方から覆っている。つまり、真空容器4は、壁として、容器本体11の底壁11a及び周壁11bと蓋12とを有している。容器本体11と蓋12との間は、O−リング13によって気密が保持されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the vacuum container 4 includes a container body 11 and a lid 12. The container body 11 has a bottom wall 11a and a peripheral wall 11b and is open upward. The lid 12 covers the container body 11 from above so as to close the opening of the container body 11. That is, the vacuum container 4 includes the bottom wall 11a and the peripheral wall 11b of the container body 11 and the lid 12 as walls. The container body 11 and the lid 12 are kept airtight by an O-ring 13.

この真空容器4は、内部に、被処理体5をプラズマ処理するための処理室4aを有している。処理室4aは、真空容器4が有する壁によって規定されている。言い換えると、処理室4aは、容器本体11の底壁11aの内面及び周壁11bの内面と蓋12の内面とにより規定されている。   The vacuum vessel 4 has a processing chamber 4a for plasma processing the object 5 to be processed. The processing chamber 4a is defined by a wall that the vacuum vessel 4 has. In other words, the processing chamber 4 a is defined by the inner surface of the bottom wall 11 a and the inner surface of the peripheral wall 11 b and the inner surface of the lid 12 of the container body 11.

真空容器4は、処理室4a内を真空状態或いはその近傍にまで減圧することが可能な強度に形成されている。真空容器4を形成する材料としては、例えばアルミニウム等の金属材料を用いることができる。処理室4a内には、後述するように、電磁波放射部としての金属製のスロット板14と、このスロット板14を覆う被覆用の誘電体部材16とが設けられている。また、真空容器4の処理室4a内には、被処理体5を支持する支持台17が設けられている。   The vacuum container 4 is formed with such a strength that the inside of the processing chamber 4a can be depressurized to a vacuum state or the vicinity thereof. As a material for forming the vacuum vessel 4, for example, a metal material such as aluminum can be used. As will be described later, a metal slot plate 14 as an electromagnetic wave radiation portion and a covering dielectric member 16 covering the slot plate 14 are provided in the processing chamber 4a. A support base 17 that supports the object to be processed 5 is provided in the processing chamber 4 a of the vacuum vessel 4.

真空容器4は、処理室4a内にプロセスガスを導入するためのガス導入口18と、処理室4a内のガスを排気するためのガス排気口19とを有している。また、処理室4a内は、ガス排気口19を介して、真空排気システム(図示せず)と連通されている。真空排気システムとしては、例えば、ターボ分子ポンプを用いることができる。したがって、この真空排気システムを稼動させることにより、処理室4a内を所定の真空度に達するまで排気することができる。   The vacuum container 4 has a gas inlet 18 for introducing a process gas into the processing chamber 4a and a gas exhaust port 19 for exhausting the gas in the processing chamber 4a. Further, the inside of the processing chamber 4 a is communicated with a vacuum exhaust system (not shown) through a gas exhaust port 19. As the vacuum exhaust system, for example, a turbo molecular pump can be used. Therefore, by operating this vacuum exhaust system, the inside of the processing chamber 4a can be exhausted until a predetermined degree of vacuum is reached.

前記電磁波伝送路3は、電磁波を伝送するためのものであって、例えば、1つの電磁波分配用の方形導波管21と、3つの電磁波放射用の方形導波管22とを有している。真空容器4の壁のうちの処理室4aを規定する壁、例えば、蓋12は、各電磁波放射用の方形導波管22の一部を有している。つまり、各電磁波放射用の方形導波管22の一部と真空容器4を構成する壁とが一体とされている。言い換えると、各電磁波放射用の方形導波管22の管壁導体の一部は、真空容器4を構成する壁を兼ねている。   The electromagnetic wave transmission path 3 is for transmitting electromagnetic waves, and has, for example, one rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution and three rectangular waveguides 22 for electromagnetic wave radiation. . Of the walls of the vacuum vessel 4, a wall that defines the processing chamber 4 a, for example, the lid 12 has a part of each rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation. That is, a part of the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation and the wall constituting the vacuum vessel 4 are integrated. In other words, a part of the tube wall conductor of each rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation also serves as a wall constituting the vacuum vessel 4.

詳しくは、蓋12の内面は、3つの電磁波放射用の方形導波管22の夫々の一部となる3つの溝状の凹部23を有している。これら凹部23は、前記スロット板14によって、処理室4a側から覆われている。このようにすることにより、3つの凹部23を規定する壁面とスロット板14とによって囲まれる3つの空間によって、3つの電磁波放射用の方形導波管22が構成される。   Specifically, the inner surface of the lid 12 has three groove-like recesses 23 that are part of three rectangular waveguides 22 for electromagnetic wave radiation. These recesses 23 are covered by the slot plate 14 from the processing chamber 4a side. By doing so, three rectangular waveguides 22 for electromagnetic wave radiation are constituted by the three spaces surrounded by the wall surfaces defining the three recesses 23 and the slot plate 14.

スロット板14は、金属製の板材によって形成されており、電磁波を処理室4a内に放射する複数のスロット15aを有している。これらスロット15aは、凹部23と対応する位置に形成されている。詳しくは、スロット15aは、市松模様状、つまり、互いに平行な一対の仮想線上に交互に配置されることで、1つのスロット群15を成している。1つのスロット群15の中においては、スロット15a同士の縦方向のピッチ及び横方向のピッチは均一である。スロット板14には、3つのスロット群15が、3つの凹部23に夫々対応するように設けられている。   The slot plate 14 is formed of a metal plate material and has a plurality of slots 15a that radiate electromagnetic waves into the processing chamber 4a. These slots 15 a are formed at positions corresponding to the recesses 23. Specifically, the slots 15a are arranged in a checkered pattern, that is, alternately arranged on a pair of virtual lines parallel to each other, thereby forming one slot group 15. In one slot group 15, the vertical pitch and the horizontal pitch between the slots 15a are uniform. The slot plate 14 is provided with three slot groups 15 so as to correspond to the three recesses 23, respectively.

また、処理室4a内には、このスロット板14を覆うように被覆用の誘電体部材16が設けられている。被覆用の誘電体部材16は、例えば、石英、アルミナ、及びフッ素樹脂等の誘電体材料によって形成することができる。なお、電磁波が被覆用の誘電体部材16の厚さ方向に伝播するのを抑止するため、被覆用の誘電体部材16は、この被覆用の誘電体部材16内における電磁波の波長の1/4よりも小さく設定するのが好ましい。   A coating dielectric member 16 is provided in the processing chamber 4 a so as to cover the slot plate 14. The covering dielectric member 16 can be formed of a dielectric material such as quartz, alumina, and fluororesin, for example. In order to prevent the electromagnetic wave from propagating in the thickness direction of the covering dielectric member 16, the covering dielectric member 16 is ¼ of the wavelength of the electromagnetic wave in the covering dielectric member 16. It is preferable to set a smaller value.

図2及び図3に示すように、スロット板14と被服用の誘電体部材16とは、真空容器4の蓋12にその内面側から固定具としての雄ねじ24によってねじ止めされている。なお、雄ねじ24として、金属製のものを用いる場合、雄ねじ24の頭部を処理室4aに露出させていると、この雄ねじ24の頭部近傍で電磁波が擾乱されてしまうことがある。したがって、雄ねじ24として金属製のものを用いる場合には、その頭部を誘電体キャップ25によって覆い隠すようにするとよい。このようにすることによって、雄ねじ24の頭部近傍で生じる電磁波の擾乱を抑制することができる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the slot plate 14 and the dielectric member 16 for clothing are screwed to the lid 12 of the vacuum vessel 4 from the inner surface side by a male screw 24 as a fixture. In the case where a metal screw is used as the male screw 24, if the head of the male screw 24 is exposed to the processing chamber 4a, electromagnetic waves may be disturbed near the head of the male screw 24. Therefore, in the case where a metal screw is used as the male screw 24, its head is preferably covered with the dielectric cap 25. By doing in this way, disturbance of electromagnetic waves generated near the head of the male screw 24 can be suppressed.

図4に示すように、各凹部23の断面形状は、深さ方向の長さxが幅方向の長さxよりも短い横長矩形状をなしている。すなわち、このように形成された電磁波放射用の方形導波管22では、夫々、凹部23の底面及びスロット板14の上面が電磁波の電界方向に対して垂直な面(H面)となり、凹部23の底面から下方向に垂直に立ち上がる面が電磁波の電界方向に対して平行な面(E面)となる。つまり、本実施形態では、各電磁波放射用の方形導波管22のH面にスロット15aが設けられるように構成されている。 As shown in FIG. 4, the cross-sectional shape of each recess 23 has a horizontally long rectangular shape in which the length x 1 in the depth direction is shorter than the length x 2 in the width direction. That is, in the electromagnetic wave radiation rectangular waveguide 22 formed in this way, the bottom surface of the recess 23 and the top surface of the slot plate 14 are surfaces (H surfaces) perpendicular to the electric field direction of the electromagnetic wave. The surface that rises vertically downward from the bottom surface is a surface parallel to the electric field direction of the electromagnetic wave (E surface). That is, in the present embodiment, the slot 15a is provided on the H surface of each rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation.

なお、各凹部23の断面形状は、深さ方向の長さxが幅方向の長さxよりも長い縦長矩形状をなすようにしてもよい。このように形成された電磁波放射用の方形導波管22では、夫々、凹部23の底面及びスロット板14の上面が電磁波の電界方向に対して平行なE面となり、凹部23の底面から下方向に垂直に立ち上がる面が電磁波の電界方向に対して垂直なH面となる。したがって、このようにすることにより、各電磁波放射用の方形導波管22のE面にスロット15aが設けられるように構成することができる。 The cross-sectional shape of each recess 23, may be formed long longitudinal rectangular shape than the depth direction of the length x 1 of the width direction length x 2. In the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation formed in this way, the bottom surface of the recess 23 and the top surface of the slot plate 14 become E planes parallel to the electric field direction of the electromagnetic wave, and downward from the bottom surface of the recess 23. The surface that rises perpendicularly to H is the H plane perpendicular to the electric field direction of the electromagnetic wave. Therefore, by doing in this way, it can comprise so that the slot 15a may be provided in E surface of each rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation.

これら電磁波放射用の方形導波管22の内断面寸法は、電磁波の周波数が方形導波管内の基本モードで伝送できるサイズに設定されている。本実施形態では、電磁波放射用の方形導波管22の管内誘電率をε、方形導波管の内断面寸法の長径をx=a、電磁波の波長λとしたときに、
(λ/ε0.5)<2a …(1)
の条件を満たすように設計されている。なお、本実施形態では、電磁波放射用の方形導波管22の管内誘電率は空気の誘電率と等しく、ε=1である。
The inner cross-sectional dimensions of these rectangular waveguides 22 for radiating electromagnetic waves are set to sizes that allow the frequency of electromagnetic waves to be transmitted in the fundamental mode in the rectangular waveguide. In the present embodiment, when the dielectric constant of the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation is ε, the major axis of the inner cross-sectional dimension of the rectangular waveguide is x 2 = a, and the wavelength λ of the electromagnetic wave,
(Λ / ε 0.5 ) <2a (1)
Designed to meet the requirements of In the present embodiment, the dielectric constant in the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation is equal to the dielectric constant of air, and ε = 1.

また、これら電磁波放射用の方形導波管22は、その間隔dが50cm以下となるように、互いに平行に並べて配置されている。さらに具体的には、これら電磁波放射用の方形導波管22の位置は、以下のようにして設定されている。   Further, these rectangular waveguides 22 for electromagnetic wave radiation are arranged in parallel to each other so that the distance d is 50 cm or less. More specifically, the position of the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation is set as follows.

すなわち、高周波電源2により発せられる電磁波の角周波数をω、被覆用の誘電体部材16の誘電率をε、光速をc、電子の電荷量をe、真空の誘電率をε、電子密度をn、電子の質量をmとすると、プラズマ角周波数ωは、
ω=(e×n/(ε×m))0.5 …(2)
で求められ、波数kは、
k=ω/c((ε(ω −ω))/(ω −(1+ε)ω))0.5 …(3)
で求められる。
That is, the angular frequency of the electromagnetic wave emitted from the high-frequency power source 2 is ω, the dielectric constant of the covering dielectric member 16 is ε d , the speed of light is c, the electron charge is e, the dielectric constant of vacuum is ε 0 , the electron density the n e, when the electron mass and m e, plasma angular frequency omega P is
ω P = (e 2 × n e / (ε 0 × m e )) 0.5 (2)
And the wave number k is
k = ω / c ((ε dp 2 −ω 2 )) / (ω p 2 − (1 + ε d ) ω 2 )) 0.5 (3)
Is required.

波数kが真空容器4の各方形導波管と直交する方向の内寸Lに対して、
k=mπ/L (mは、1≦m≦2L/(λ/ε0.5)の整数) …(4)
の関係にあるとき、電磁波放射用の方形導波管22の間隔dは、
λswp=π/k …(5)
で導かれる定在波の波長λswpの間隔としている。また、電磁波放射用の方形導波管22は、定在波の振幅が実質的に最大となる位置に配置されている。
With respect to the internal dimension L in the direction in which the wave number k is orthogonal to each rectangular waveguide of the vacuum vessel 4,
k = mπ / L (m is an integer of 1 ≦ m ≦ 2L / (λ / ε 0.5 )) (4)
The distance d between the rectangular waveguides 22 for electromagnetic wave radiation is
λ swp = π / k (5)
It is set as the space | interval of wavelength (lambda) swp of the standing wave guide | induced by. Moreover, the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation is disposed at a position where the amplitude of the standing wave is substantially maximized.

各電磁波放射用の方形導波管22は、これら方形導波管22に電磁波を分配するための電磁波分配用の方形導波管21を介して高周波電源2と結合されている。   Each of the rectangular waveguides 22 for radiating electromagnetic waves is coupled to the high frequency power source 2 via an electromagnetic wave distributing rectangular waveguide 21 for distributing the electromagnetic waves to the rectangular waveguides 22.

高周波電源2としては、例えば、周波数が10MHz〜25GHzの電磁波を電磁波伝送路3に供給するものを用いることができる。本実施形態では、高周波電源2として、周波数が2.45GHz±50MHzの電磁波を電磁波伝送路3に供給する1台のマイクロ波源を採用している。周波数が2.45GHzの高周波電源2は、量産されており、安価で、種類も豊富であるので好ましい。   As the high frequency power source 2, for example, a power source that supplies an electromagnetic wave having a frequency of 10 MHz to 25 GHz to the electromagnetic wave transmission line 3 can be used. In the present embodiment, as the high frequency power source 2, one microwave source that supplies an electromagnetic wave having a frequency of 2.45 GHz ± 50 MHz to the electromagnetic wave transmission path 3 is employed. The high frequency power supply 2 having a frequency of 2.45 GHz is preferable because it is mass-produced, is inexpensive, and has a wide variety of types.

電磁波分配用の方形導波管21は、真空容器4の蓋12と連結されて、真空容器4の壁と一体に構成されている。詳しくは、電磁波分配用の方形導波管21は、真空容器4の外部に設けられている。この電磁波分配用の方形導波管21は、各電磁波放射用の方形導波管22と直交する管本体21aと、この管本体21aから電磁波の伝播方向が90°変わるように直角に曲げられた3つの分配管部21bとを有しており、伝播方向が90°変えられた電磁波を各電磁波放射用の方形導波管22に夫々分配するように形成されている。   The rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution is connected to the lid 12 of the vacuum vessel 4 and is configured integrally with the wall of the vacuum vessel 4. Specifically, the rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution is provided outside the vacuum vessel 4. The electromagnetic wave distribution rectangular waveguide 21 is bent at a right angle so that the propagation direction of the electromagnetic wave is changed by 90 ° from the tube main body 21a orthogonal to the respective rectangular waveguides 22 for radiation of electromagnetic waves. It has three distribution pipe portions 21b, and is formed so as to distribute the electromagnetic waves whose propagation directions are changed by 90 ° to the respective rectangular waveguides 22 for electromagnetic wave radiation.

また、電磁波分配用の方形導波管21の断面形状は、深さ方向の長さx1が幅方向の長さx2よりも長い矩形状をなしている。本実施形態では、電磁波分配用の方形導波管21は、電磁波放射用の方形導波管22と同じ大きさに形成されている。すなわち、この電磁波分配用の方形導波管21では、夫々、底面及び上面が電磁波の電界方向に対して垂直な面(H面)となり、互いに対向する一対の側面が電磁波の電界方向に対して平行な面(E面)となる。   Further, the cross-sectional shape of the rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution has a rectangular shape in which the length x1 in the depth direction is longer than the length x2 in the width direction. In the present embodiment, the rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution is formed in the same size as the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation. That is, in this rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution, the bottom surface and the upper surface are surfaces (H surfaces) perpendicular to the electric field direction of the electromagnetic wave, and the pair of side surfaces facing each other are in the electric field direction of the electromagnetic wave. It becomes a parallel surface (E surface).

また、本実施形態では、3つの電磁波放射用の方形導波管22と電磁波分配用の方形導波管21とは、実質的に同一面上に配置されており、電磁波分配用の方形導波管21のE面から各電磁波放射用の方形導波管22に電磁波が分配されるようになっている。なお、電磁波伝送路3は、電磁波分配用の方形導波管21のH面にから各電磁波放射用の方形導波管22が分岐するように構成してもよい。   In the present embodiment, the three rectangular waveguides 22 for radiating electromagnetic waves and the rectangular waveguide 21 for distributing electromagnetic waves are arranged substantially on the same plane, and the rectangular waveguide for distributing electromagnetic waves. Electromagnetic waves are distributed from the E surface of the tube 21 to the rectangular waveguides 22 for electromagnetic wave radiation. The electromagnetic wave transmission path 3 may be configured such that each of the electromagnetic wave radiation rectangular waveguides 22 branches from the H plane of the electromagnetic wave distribution rectangular waveguide 21.

電磁波分配用の方形導波管21は、以下のようにして、各電磁波放射用の方形導波管22と結合されている。真空容器4の蓋12に設けられた凹部23は、蓋12の周面にも開口している。電磁波分配用の方形導波管21は、蓋12の周面の開口を介して、各電磁波分配用の方形導波管21と連通されるようになっている。電磁波分配用の方形導波管21の先端部と蓋12の周面(真空容器4の外面)との間は、O−リング27によって気密が保持されている。   The rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution is coupled to the respective rectangular waveguides 22 for electromagnetic wave radiation as follows. The recess 23 provided in the lid 12 of the vacuum vessel 4 is also opened on the peripheral surface of the lid 12. The electromagnetic wave distributing rectangular waveguide 21 is communicated with each of the electromagnetic wave distributing rectangular waveguides 21 through the opening on the peripheral surface of the lid 12. Airtightness is maintained by an O-ring 27 between the tip of the rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution and the peripheral surface of the lid 12 (the outer surface of the vacuum vessel 4).

このように、このプラズマ処理装置1では、1台の高周波電源2から、電磁波分配用の方形導波管21を介して、複数(本実施形態では3つ)の電磁波放射用の方形導波管22に電磁波が供給されるようになっている。したがって、電磁波伝送路3の全域において周波数を同一とすることができるため、均一なエネルギー密度を放射するようなアンテナ(スロット板14)を設計し易い。   Thus, in this plasma processing apparatus 1, a plurality of (three in this embodiment) rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation are supplied from one high-frequency power supply 2 through the rectangular waveguides 21 for electromagnetic wave distribution. Electromagnetic waves are supplied to 22. Therefore, since the frequency can be made the same throughout the electromagnetic wave transmission path 3, it is easy to design an antenna (slot plate 14) that radiates a uniform energy density.

また、真空容器4の壁のうちの互いに隣り合うスロット15aの間に対応する領域には、冷却機構としての冷却管28が設けられている。この冷却管28中には、冷媒としての冷却液が流通されるようになっている。このようにすることにより、プラズマの発生を妨げることなく、前記冷媒により電磁波伝送路3(電磁波放射用の方形導波管22)を効率良く冷却することができる。   A cooling pipe 28 as a cooling mechanism is provided in a region corresponding to a space between adjacent slots 15a in the wall of the vacuum vessel 4. In the cooling pipe 28, a coolant as a refrigerant is circulated. By doing so, the electromagnetic wave transmission path 3 (the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation) can be efficiently cooled by the refrigerant without disturbing the generation of plasma.

以上のように、このプラズマ処理装置1によれば、真空容器4の壁としての蓋12が、電磁波を伝送する電磁波伝送路3の少なくとも一部である電磁波放射用の方形導波管22を有しているため、構造を単純化させることができるとともに、角型の基板や大面積の基板のような被処理体5であっても良好にプラズマ処理することができる。   As described above, according to this plasma processing apparatus 1, the lid 12 as the wall of the vacuum vessel 4 has the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation that is at least a part of the electromagnetic wave transmission path 3 that transmits the electromagnetic wave. Therefore, the structure can be simplified, and the plasma treatment can be satisfactorily performed even for the object 5 such as a square substrate or a large-area substrate.

また、このプラズマ処理装置1によれば、電磁波透過窓を省略することができるとともに、真空容器4の真空を保持するためのシール箇所を、電磁波分配用の方形導波管21と真空容器4とを連結させる連結部分と、蓋12と容器本体11とを連結させる連結部分との2箇所とすることができる。したがって、従来のように、真空容器4に電磁波透過窓を設けたプラズマ処理容器と比べて単純な構造とすることができるとともに、安価に製造することができる。   In addition, according to the plasma processing apparatus 1, the electromagnetic wave transmission window can be omitted, and the sealing portion for holding the vacuum of the vacuum container 4 is used as the rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution and the vacuum container 4. It is possible to have two places, namely, a connecting part for connecting the lid 12 and a connecting part for connecting the lid 12 and the container main body 11. Therefore, as compared with the conventional plasma processing container in which the electromagnetic wave transmitting window is provided in the vacuum container 4, the structure can be made simple and the manufacturing cost can be reduced.

以下、本発明の第2の実施形態を、図5乃至図8を参照して説明する。
本実施形態のプラズマ処理装置1では、電磁波伝送路3内のうちの真空容器4内に位置する領域、つまり、電磁波放射用の方形導波管22内に、電磁波伝送路用の誘電体部材31を設けている。電磁波伝送路用の誘電体部材31は、例えば、合成石英、アルミナ、フッ素樹脂等によって形成することができる。本実施形態では、電磁波伝送路用の誘電体部材31を、合成石英によって形成している。
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the plasma processing apparatus 1 of this embodiment, the dielectric member 31 for the electromagnetic wave transmission path is located in the region located in the vacuum vessel 4 in the electromagnetic wave transmission path 3, that is, in the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation. Is provided. The dielectric member 31 for the electromagnetic wave transmission line can be formed of, for example, synthetic quartz, alumina, fluororesin, or the like. In the present embodiment, the dielectric member 31 for the electromagnetic wave transmission path is formed of synthetic quartz.

電磁波放射用の方形導波管22内に電磁波伝送用の誘電体部材31を設ける場合、図8(A)(B)に示すように、予め、電磁波伝送用の誘電体部材31を形成しておき、電磁波放射用の方形導波管22内に嵌め込むことで実現できる。その後、スロット板14及び被覆用の誘電体部材16をこの順序で蓋12の内面に積層させ、固定具26で蓋12に固定すればよい。本実施形態では、スロット板14及び被覆用の誘電体部材16を誘電体材料からなる固定具(例えば雄ねじ)26によって真空容器4の蓋12に固定するようにしている。   When the dielectric member 31 for electromagnetic wave transmission is provided in the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation, as shown in FIGS. 8A and 8B, the dielectric member 31 for electromagnetic wave transmission is formed in advance. It can be realized by fitting into the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave emission. Thereafter, the slot plate 14 and the covering dielectric member 16 may be laminated on the inner surface of the lid 12 in this order, and fixed to the lid 12 with the fixture 26. In the present embodiment, the slot plate 14 and the covering dielectric member 16 are fixed to the lid 12 of the vacuum vessel 4 by a fixture (for example, male screw) 26 made of a dielectric material.

ところで、電磁波放射用の方形導波管22内を電磁波伝送路用の誘電体部材31で満たす場合、電磁波放射用の方形導波管22のサイズ(内断面寸法)は、電磁波伝送路用の誘電体部材31中において電磁波の周波数が方形導波管内の基本モードで伝送できるサイズとする必要がある。言い換えると、本実施形態の電磁波放射用の方形導波管22は、空気中において電磁波の周波数が方形導波管内の基本モードで伝送できるサイズに形成された方形導波管の内断面寸法(長径及び短径)を、電磁波伝送路3内の誘電体部材31の誘電率の平方根で割ったサイズとする必要がある。具体的には、合成石英は、誘電率εが約4であるため、本実施形態の電磁波放射用の方形導波管22は、空気中において電磁波の周波数が方形導波管内の基本モードで伝送できるサイズに形成された方形導波管に対して、長径及び短径を夫々約1/2の長さにする必要がある。   By the way, when the electromagnetic wave radiation rectangular waveguide 22 is filled with the electromagnetic wave transmission path dielectric member 31, the size (inner cross-sectional dimension) of the electromagnetic wave radiation rectangular waveguide 22 is set to the dielectric for the electromagnetic wave transmission path. The body member 31 needs to be sized so that the frequency of the electromagnetic wave can be transmitted in the fundamental mode in the rectangular waveguide. In other words, the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave emission according to the present embodiment has an inner cross-sectional dimension (major axis) of a rectangular waveguide formed in such a size that the frequency of the electromagnetic wave can be transmitted in the fundamental mode in the rectangular waveguide in the air. And the minor axis) must be divided by the square root of the dielectric constant of the dielectric member 31 in the electromagnetic wave transmission path 3. Specifically, since synthetic quartz has a dielectric constant ε of about 4, the electromagnetic wave radiation rectangular waveguide 22 of this embodiment transmits the frequency of electromagnetic waves in the fundamental mode in the rectangular waveguide in the air. For a rectangular waveguide formed in a possible size, the major axis and the minor axis need to be about ½ each.

一方、電磁波分配用の方形導波管21内は、空気で満たされているため、電磁波分配用の方形導波管21の管本体21aは、空気中において電磁波の周波数が方形導波管内の基本モードで伝送できるサイズ(第1の実施形態の管本体21aのサイズと同じ)とする必要がある。そのため、本実施形態のプラズマ処理装置1では、3つの分配管部21bにテーパを設けることで、電磁波分配用の方形導波管21と電磁波放射用の方形導波管22とを接続するようにしている。   On the other hand, since the inside of the rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution is filled with air, the tube main body 21a of the rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution has a fundamental frequency within the rectangular waveguide in which the frequency of electromagnetic waves is in air. It is necessary to make the size that can be transmitted in the mode (same as the size of the tube body 21a of the first embodiment). Therefore, in the plasma processing apparatus 1 of the present embodiment, the three distribution pipe portions 21b are tapered so that the electromagnetic wave distribution rectangular waveguide 21 and the electromagnetic wave emission rectangular waveguide 22 are connected. ing.

また、このプラズマ処理装置1では、電磁波伝送路3内、例えば、電磁波分配用の方形導波管21の分配管部21b内に、真空容器4を気密に保持するための誘電体部材32を設け、この誘電体部材32によって、真空容器4の気密が保持たれるように構成されている。なお、真空容器4を気密に保持するための誘電体部材32は、電磁波伝送路3内であればよく、例えば、電磁波放射用の方形導波管22内に設けてもよい。また、この場合、前記誘電体部材31にその機能を兼ねさせてもよい。   In the plasma processing apparatus 1, a dielectric member 32 for holding the vacuum vessel 4 in an airtight manner is provided in the electromagnetic wave transmission path 3, for example, in the distribution pipe portion 21 b of the rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution. The dielectric member 32 is configured to maintain the airtightness of the vacuum vessel 4. The dielectric member 32 for holding the vacuum vessel 4 in an airtight manner may be provided in the electromagnetic wave transmission path 3 and may be provided, for example, in the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave emission. In this case, the dielectric member 31 may also have the function.

電磁波分配用の方形導波管21と真空容器4を気密に保持するための誘電体部材32との間隔は1mmとなるように設定されている。また、電磁波分配用の方形導波管21の内面と真空容器4を気密に保持するための誘電体部材32との間は、O−リング33によって気密が保持されている。電磁波は、この真空容器4を気密に保持するための誘電体部材32を通して、真空容器4外から真空容器4内に導入される。なお、本実施形態では、真空容器4を気密に保持するための誘電体部材32と電磁波伝送路3内の誘電体部材31とを一体成型物としているが、真空容器4を気密に保持するための誘電体部材32と電磁波伝送路3内の誘電体部材31とは別体としてもよい。他の構成は、図示しない部分を含めて上述した第1の実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。   The distance between the rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution and the dielectric member 32 for holding the vacuum vessel 4 in an airtight manner is set to 1 mm. Further, the O-ring 33 keeps the airtightness between the inner surface of the electromagnetic wave distribution rectangular waveguide 21 and the dielectric member 32 for keeping the vacuum vessel 4 airtight. The electromagnetic wave is introduced from the outside of the vacuum container 4 into the vacuum container 4 through the dielectric member 32 for keeping the vacuum container 4 airtight. In the present embodiment, the dielectric member 32 for holding the vacuum vessel 4 in an airtight manner and the dielectric member 31 in the electromagnetic wave transmission path 3 are integrally molded, but in order to hold the vacuum vessel 4 in an airtight manner. The dielectric member 32 and the dielectric member 31 in the electromagnetic wave transmission path 3 may be separated. Since other configurations are the same as those of the first embodiment described above including a portion not shown, overlapping descriptions will be omitted by attaching the same reference numerals to the drawings.

このプラズマ処理装置1を用いれば、例えば、表面波プラズマ条件下で被処理体5をプラズマ酸化することができる。また、このプラズマ処理装置1を用いれば、例えば、表面波プラズマ条件下で被処理体5にプラズマ成膜することができる。さらに、このプラズマ処理装置1を用いれば、表面波プラズマ条件下で被処理体5をプラズマエッチングすることができる。また、このプラズマ処理装置1を用いれば、プラズマ酸化とプラズマCVD法による成膜とを真空を破らずに連続して行うことができる。以下、被処理体5のプラズマ処理方法の一例として、プラズマ酸化とプラズマCVD法による成膜とを真空を破らずに行うプラズマ処理方法について説明する。   If this plasma processing apparatus 1 is used, the to-be-processed object 5 can be plasma-oxidized on surface wave plasma conditions, for example. Further, if this plasma processing apparatus 1 is used, for example, a plasma film can be formed on the object 5 under surface wave plasma conditions. Furthermore, if this plasma processing apparatus 1 is used, the to-be-processed object 5 can be plasma-etched on surface wave plasma conditions. Moreover, if this plasma processing apparatus 1 is used, plasma oxidation and film formation by plasma CVD can be performed continuously without breaking the vacuum. Hereinafter, as an example of a plasma processing method for the object 5 to be processed, a plasma processing method in which plasma oxidation and film formation by the plasma CVD method are performed without breaking the vacuum will be described.

被処理体5として、例えば、シリコン基板を用意する。被処理体5を真空容器4内の支持台17上に設ける。真空排気システムを稼動させ、真空容器4内(処理室4a内)の空気を排出する。その後、第1のガスを、ガス導入口18を介して、真空容器4の内部に供給する。第1のガスとしては、例えば、酸素ガス、又は、酸素と、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、及びキセノンのうちの少なくとも1種を含む希ガスとの混合ガスを用いる。本実施形態では、第1のガスとして酸素ガスを採用するとともに、酸素ガスが400SCCM、全圧が20Paとなるように、このガスを真空容器4内に供給している。   For example, a silicon substrate is prepared as the object 5 to be processed. The object to be processed 5 is provided on a support base 17 in the vacuum vessel 4. An evacuation system is operated and the air in the vacuum vessel 4 (inside the processing chamber 4a) is discharged. Thereafter, the first gas is supplied into the vacuum container 4 through the gas inlet 18. As the first gas, for example, oxygen gas or a mixed gas of oxygen and a rare gas containing at least one of helium, neon, argon, krypton, and xenon is used. In the present embodiment, oxygen gas is employed as the first gas, and this gas is supplied into the vacuum vessel 4 so that the oxygen gas is 400 SCCM and the total pressure is 20 Pa.

真空容器4内のガス圧が所定のガス圧に達した後、電磁波の照射を開始する。電磁波伝送路3を介して、スロット15aに送られた電磁波は、各スロット15aから真空容器4内に放射される。   After the gas pressure in the vacuum container 4 reaches a predetermined gas pressure, irradiation with electromagnetic waves is started. The electromagnetic wave sent to the slot 15a via the electromagnetic wave transmission path 3 is radiated into the vacuum container 4 from each slot 15a.

真空容器4内に放射された電磁波は、第1のガスとしての酸素ガスを励振させる。被服用の誘電体部材16近傍のプラズマ内の電子密度がある程度まで増加すると、電磁波はプラズマ内を伝播することができなくなってプラズマ内で減衰する。したがって、被服用の誘電体部材16から離れた領域には電磁波が届かなくなり、被服用の誘電体部材16近傍に表面波プラズマが生じる。   The electromagnetic wave radiated into the vacuum vessel 4 excites oxygen gas as the first gas. When the electron density in the plasma in the vicinity of the dielectric member 16 to be coated increases to a certain extent, the electromagnetic wave cannot propagate in the plasma and attenuates in the plasma. Therefore, the electromagnetic wave does not reach the area away from the clothing dielectric member 16, and surface wave plasma is generated in the vicinity of the clothing dielectric member 16.

表面波プラズマが生じている状態では、被服用の誘電体部材16近傍で高い電子密度が達成されるため、それに伴って高密度の酸素原子活性種が発生する。この高密度の酸素原子活性種が被処理体5にまで拡散し、効率よく被処理体5を酸化する。これにより、被処理体5の表面に第1の絶縁膜が形成される。なお、表面波プラズマが生じている状態では、被処理体5の表面近傍での電子温度は低い(電子エネルギーが低い)ため、被処理体5の表面近傍のシースの電界もまた弱い。したがって、被処理体5へのイオンの入射エネルギーが低減されるため、酸化処理中における被処理体5のイオン損傷は抑制される。   In the state where the surface wave plasma is generated, a high electron density is achieved in the vicinity of the dielectric member 16 to be coated, and accordingly, high-density oxygen atom active species are generated. This high-density oxygen atom active species diffuses to the object 5 to be processed, and the object 5 is efficiently oxidized. As a result, a first insulating film is formed on the surface of the object 5 to be processed. In the state in which surface wave plasma is generated, the electron temperature in the vicinity of the surface of the object to be processed 5 is low (electron energy is low), so the electric field of the sheath in the vicinity of the surface of the object to be processed 5 is also weak. Accordingly, since the incident energy of ions to the object to be processed 5 is reduced, ion damage of the object to be processed 5 during the oxidation process is suppressed.

さらに、ガス導入口18から第2のガスを真空容器4内に供給する。第2のガスとしては、例えば、シラン、有機シリコン化合物(テトラアルコキシシラン、ビニルアルコキシシラン、アルキルトリアルコキシシラン、フェニルトリアルコキシシラン、ポリメチルジシロキサン、ポリメチルシクロテトラシロキサン等)、又は、有機金属化合物(トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、テトラプロポキシジルコニウム、ペンタエトキシタンタル、テトラプロポキシハフニウム等)を含むガスを用いることができる。本実施形態では、第1のガスとして引き続き酸素ガスを用いるとともに、第2のガスとしてテトラアルコキシシランの一種であるテトラエトキシシランガスを用いている。そして、第1のガスとしての酸素ガスが400SCCM、第2のガスとしてのテトラエトキシシランガスが10SCCM、全圧が20Paとなるように、これらのガスを真空容器4内に供給する。   Further, the second gas is supplied from the gas inlet 18 into the vacuum container 4. As the second gas, for example, silane, an organic silicon compound (tetraalkoxysilane, vinylalkoxysilane, alkyltrialkoxysilane, phenyltrialkoxysilane, polymethyldisiloxane, polymethylcyclotetrasiloxane, etc.), or an organic metal A gas containing a compound (trimethylaluminum, triethylaluminum, tetrapropoxyzirconium, pentaethoxytantalum, tetrapropoxyhafnium, or the like) can be used. In the present embodiment, oxygen gas is continuously used as the first gas, and tetraethoxysilane gas, which is a kind of tetraalkoxysilane, is used as the second gas. Then, these gases are supplied into the vacuum vessel 4 so that the oxygen gas as the first gas is 400 SCCM, the tetraethoxysilane gas as the second gas is 10 SCCM, and the total pressure is 20 Pa.

第1のガスから生成された酸素ラジカルは、第2のガスとしてのテトラエトキシシランと反応する。これにより、テトラエトキシシランの分解は促進され、被処理体5の表面に酸化シリコンが堆積する。これにより、第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜(CVDにより形成された酸化シリコン膜)が形成される。以上により、被処理体5への絶縁膜の形成が完了する。このプラズマ処理方法によれば、被処理体5に酸化処理を施した後、大気に晒すことなく、成膜処理を行うことができる。したがって、被処理体と膜との界面を汚染の少ない良好な界面とすることができるとともに、被処理体5に品質の良好なCVD膜を形成することができる。   Oxygen radicals generated from the first gas react with tetraethoxysilane as the second gas. Thereby, decomposition of tetraethoxysilane is promoted, and silicon oxide is deposited on the surface of the object 5 to be processed. As a result, a second insulating film (silicon oxide film formed by CVD) is formed on the first insulating film. Thus, the formation of the insulating film on the object 5 is completed. According to this plasma processing method, after the object 5 is oxidized, the film forming process can be performed without exposure to the atmosphere. Therefore, the interface between the object to be processed and the film can be a good interface with little contamination, and a CVD film with good quality can be formed on the object to be processed 5.

以上のように、このプラズマ処理装置1によれば、第1の実施形態と同様に、真空容器4の壁としての蓋12が、電磁波を伝送する電磁波伝送路3の少なくとも一部である電磁波放射用の方形導波管22を有しているため、構造を単純化させることができるとともに、角型の基板や大面積の基板のような被処理体5であっても良好にプラズマ処理することができる。   As described above, according to the plasma processing apparatus 1, similarly to the first embodiment, the lid 12 as the wall of the vacuum vessel 4 is an electromagnetic wave radiation that is at least part of the electromagnetic wave transmission path 3 that transmits the electromagnetic wave. Since the rectangular waveguide 22 is provided, the structure can be simplified and the plasma processing can be satisfactorily performed even on the object to be processed 5 such as a rectangular substrate or a large-area substrate. Can do.

また、このプラズマ処理装置1によれば、電磁波透過窓を省略することができるとともに、真空容器4の真空を保持するためのシール箇所を、電磁波分配用の方形導波管21と真空容器4とを連結させる連結部分と、蓋12と容器本体11とを連結させる連結部分との2箇所とすることができる。したがって、従来のように、真空容器4に電磁波透過窓を設けたプラズマ処理容器と比べて単純な構造とすることができるとともに、安価に製造することができる。   In addition, according to the plasma processing apparatus 1, the electromagnetic wave transmission window can be omitted, and the sealing portion for holding the vacuum of the vacuum container 4 is used as the rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution and the vacuum container 4. It is possible to have two places, namely, a connecting part for connecting the lid 12 and a connecting part for connecting the lid 12 and the container main body 11. Therefore, as compared with the conventional plasma processing container in which the electromagnetic wave transmitting window is provided in the vacuum container 4, the structure can be made simple and the manufacturing cost can be reduced.

さらに、本実施形態のプラズマ処理装置1によれば、被処理体5を表面波プラズマによってプラズマ処理することができる。また、電磁波放射用の方形導波管22が電磁波伝送路用の誘電体部材31を有しているため、電磁波伝送路3内に、真空容器4内で生成されたプラズマが侵入するのを抑制することができる。   Furthermore, according to the plasma processing apparatus 1 of this embodiment, the to-be-processed object 5 can be plasma-processed by surface wave plasma. Further, since the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation has the dielectric member 31 for the electromagnetic wave transmission path, the plasma generated in the vacuum vessel 4 is prevented from entering the electromagnetic wave transmission path 3. can do.

以下、本発明の第3の実施形態を、図9及び図10を参照して説明する。
本実施形態のプラズマ処理装置1では、電磁波伝送路3内のうちの真空容器4内に位置する領域、つまり、電磁波放射用の方形導波管22内に、電磁波伝送路用の誘電体部材31を設けている。電磁波伝送路用の誘電体部材31は、例えば、合成石英、アルミナ、フッ素樹脂等によって形成することができる。本実施形態では、電磁波伝送路用の誘電体部材31を、フッ素樹脂によって形成している。フッ素樹脂は合成石英よりも軽い(比重が小さい)ため、電磁波伝送路用の誘電体部材31をフッ素樹樹脂によって形成することで、プラズマ処理装置1を軽量化することができる。
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the plasma processing apparatus 1 of this embodiment, the dielectric member 31 for the electromagnetic wave transmission path is located in the region located in the vacuum vessel 4 in the electromagnetic wave transmission path 3, that is, in the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation. Is provided. The dielectric member 31 for the electromagnetic wave transmission line can be formed of, for example, synthetic quartz, alumina, fluororesin, or the like. In the present embodiment, the dielectric member 31 for the electromagnetic wave transmission path is formed of a fluororesin. Since the fluororesin is lighter than the synthetic quartz (having a lower specific gravity), the plasma processing apparatus 1 can be reduced in weight by forming the dielectric member 31 for the electromagnetic wave transmission path with the fluororesin.

ところで、本実施形態では、電磁波放射用の方形導波管22内をフッ素樹脂で満たすようにしている。フッ素樹脂は合成石英よりも誘電率が小さいため、第2の実施形態ほどは電磁波放射用の方形導波管22のサイズを小さくする必要はない。したがって、本実施形態では、電磁波放射用の方形導波管22の内断面寸法と電磁波分配用の方形導波管21の内断面寸法とを同寸法としている。   By the way, in this embodiment, the inside of the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation is filled with a fluororesin. Since the fluororesin has a dielectric constant smaller than that of synthetic quartz, it is not necessary to reduce the size of the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave emission as in the second embodiment. Therefore, in this embodiment, the inner cross-sectional dimension of the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation is the same as the inner cross-sectional dimension of the rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution.

さらに、電磁波放射用の方形導波管22とスロット15aとの界面、及び、スロット15aと誘電体部材16との界面における電磁波の反射を抑制するために、スロット15a内に誘電体部材34を設けている。誘電体部材34は、例えば、合成石英、アルミナ、フッ素樹脂等によって形成することができる。本実施形態では、誘電体部材34を、フッ素樹脂によって形成している。なお、被覆用の誘電体部材16を合成石英で形成する場合、スロット15aと誘電体部材16との界面において、若干の電磁波の反射が起こるが、スロット用の誘電体部材34を省略した場合(スロット15a内が空気で満たされている状態)と比べると、スロット用の誘電体部材34を設けることで、スロット15aと誘電体部材16との界面における反射を低減することができる。   Further, in order to suppress reflection of electromagnetic waves at the interface between the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation and the slot 15a and the interface between the slot 15a and the dielectric member 16, a dielectric member 34 is provided in the slot 15a. ing. The dielectric member 34 can be formed of, for example, synthetic quartz, alumina, fluorine resin, or the like. In the present embodiment, the dielectric member 34 is formed of a fluororesin. When the covering dielectric member 16 is made of synthetic quartz, some electromagnetic waves are reflected at the interface between the slot 15a and the dielectric member 16, but the slot dielectric member 34 is omitted ( Compared to the state in which the inside of the slot 15a is filled with air), the reflection at the interface between the slot 15a and the dielectric member 16 can be reduced by providing the dielectric member 34 for the slot.

電磁波放射用の方形導波管22内に誘電体部材31を設ける場合、第2の実施形態と同様に、予め、誘電体部材31を形成しておき、電磁波放射用の方形導波管22内に嵌め込むことで実現できる。その後、スロット15aに誘電体部材34を嵌め込んだスロット板14及び被覆用の誘電体部材16をこの順序で蓋12の内面に積層させ、固定具26で蓋12に固定すればよい。本実施形態では、スロット板14及び被覆用の誘電体部材16を誘電体材料からなる固定具26によって真空容器4の蓋12に固定するようにしている。   When the dielectric member 31 is provided in the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation, the dielectric member 31 is formed in advance in the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation, as in the second embodiment. It can be realized by fitting it into. Thereafter, the slot plate 14 in which the dielectric member 34 is fitted in the slot 15a and the dielectric member 16 for covering may be laminated on the inner surface of the lid 12 in this order, and fixed to the lid 12 with the fixture 26. In the present embodiment, the slot plate 14 and the covering dielectric member 16 are fixed to the lid 12 of the vacuum vessel 4 by a fixture 26 made of a dielectric material.

なお、電磁波伝送路3内の誘電体部材31とスロット内の誘電体部材34とが一体に組上げられるようにしてもよい。このようにすることにより、スロット15aに1つ1つ誘電体部材34を詰め込むといった手間を省くことができる。また、電磁波伝送路3内の誘電体部材31と、スロット内の誘電体部材34と、被覆用の誘電体部材16とが一体に組上げられるようにしてもよい。   The dielectric member 31 in the electromagnetic wave transmission path 3 and the dielectric member 34 in the slot may be assembled together. By doing so, it is possible to save the trouble of packing the dielectric members 34 one by one in the slot 15a. Alternatively, the dielectric member 31 in the electromagnetic wave transmission path 3, the dielectric member 34 in the slot, and the dielectric member 16 for covering may be assembled together.

また、このプラズマ処理装置1では、電磁波伝送路3内、例えば、電磁波分配用の方形導波管21の分配管部21b内に、電磁波伝送路用の誘電体部材31とは別体の気密容器4を気密に保持するための誘電体部材32を設け、この誘電体部材32によって、真空容器4の気密が保持されるように構成している。この誘電体部材32は、例えば、合成石英、フッ素樹脂、又は、アルミナ等とすることができる。電磁波分配用の方形導波管21の内面と気密容器4を気密に保持するための誘電体部材32との間は、O−リング33によって気密が保持されている。   In the plasma processing apparatus 1, an airtight container separate from the dielectric member 31 for the electromagnetic wave transmission path is provided in the electromagnetic wave transmission path 3, for example, the distribution pipe portion 21 b of the rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution. A dielectric member 32 is provided for holding the gas container 4 in an airtight manner, and the dielectric member 32 is configured to maintain the airtightness of the vacuum vessel 4. The dielectric member 32 can be made of, for example, synthetic quartz, fluororesin, or alumina. Airtightness is maintained by an O-ring 33 between the inner surface of the rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution and the dielectric member 32 for keeping the airtight container 4 airtight.

なお、本実施形態のプラズマ処理装置1を用いても、第2の実施形態で説明したような表面波プラズマを用いたプラズマ処理方法を実現することができる。他の構成は、図示しない部分を含めて上述した第2の実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。   Note that the plasma processing method using the surface wave plasma as described in the second embodiment can also be realized by using the plasma processing apparatus 1 of the present embodiment. Since other configurations are the same as those of the second embodiment described above including a portion not shown, overlapping descriptions are omitted by attaching the same reference numerals to the drawings.

以上のように、このプラズマ処理装置1によれば、第1の実施形態と同様に、真空容器4の壁としての蓋12が、電磁波を伝送する電磁波伝送路3の少なくとも一部である電磁波放射用の方形導波管22を有しているため、構造を単純化させることができるとともに、角型の基板や大面積の基板のような被処理体5であっても良好にプラズマ処理することができる。   As described above, according to the plasma processing apparatus 1, similarly to the first embodiment, the lid 12 as the wall of the vacuum vessel 4 is an electromagnetic wave radiation that is at least part of the electromagnetic wave transmission path 3 that transmits the electromagnetic wave. Since the rectangular waveguide 22 is provided, the structure can be simplified and the plasma processing can be satisfactorily performed even on the object to be processed 5 such as a rectangular substrate or a large-area substrate. Can do.

また、このプラズマ処理装置1によれば、電磁波透過窓を省略することができるとともに、真空容器4の真空を保持するためのシール箇所を、電磁波分配用の方形導波管21と真空容器4とを連結させる連結部分と、蓋12と容器本体11とを連結させる連結部分との2箇所とすることができる。したがって、従来のように、真空容器4に電磁波透過窓を設けたプラズマ処理容器と比べて単純な構造とすることができるとともに、安価に製造することができる。   In addition, according to the plasma processing apparatus 1, the electromagnetic wave transmission window can be omitted, and the sealing portion for holding the vacuum of the vacuum container 4 is used as the rectangular waveguide 21 for electromagnetic wave distribution and the vacuum container 4. It is possible to have two places, namely, a connecting part for connecting the lid 12 and a connecting part for connecting the lid 12 and the container main body 11. Therefore, as compared with the conventional plasma processing container in which the electromagnetic wave transmitting window is provided in the vacuum container 4, the structure can be made simple and the manufacturing cost can be reduced.

さらに、本実施形態のプラズマ処理装置1によれば、被処理体5を表面波プラズマによってプラズマ処理することができる。   Furthermore, according to the plasma processing apparatus 1 of this embodiment, the to-be-processed object 5 can be plasma-processed by surface wave plasma.

また、スロット15a内に誘電体部材34を設けているため、電磁波放射用の方形導波管22とスロット15aとの界面における電磁波の反射、及び、スロット15aと被覆用の誘電体部材16との界面における電磁波の反射を抑制することができる。   Further, since the dielectric member 34 is provided in the slot 15a, the reflection of electromagnetic waves at the interface between the rectangular waveguide 22 for electromagnetic wave radiation and the slot 15a, and the slot 15a and the dielectric member 16 for covering are provided. The reflection of electromagnetic waves at the interface can be suppressed.

なお、電磁波伝送路3内の誘電体部材31、スロット内の誘電体部材34、被覆用の誘電体部材16、及び、処理容器としての気密容器4を気密に保持するための誘電体部材32を形成する誘電体材料は、合成石英、フッ素樹脂、アルミナ等に限定されるものではなく、種々の誘電体材料を用いることができる。   A dielectric member 31 in the electromagnetic wave transmission path 3, a dielectric member 34 in the slot, a dielectric member 16 for coating, and a dielectric member 32 for holding the hermetic container 4 as a processing container in an airtight manner. The dielectric material to be formed is not limited to synthetic quartz, fluororesin, alumina or the like, and various dielectric materials can be used.

本発明のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲において種々に実施することができる。   The plasma processing apparatus and the plasma processing method of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various ways without departing from the gist thereof.

本発明の第1の実施形態に係るプラズマ処理装置を示す上面図。1 is a top view showing a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1中II−II線に沿う断面図。Sectional drawing which follows the II-II line | wire in FIG. 図1中III−III線に沿う断面図。Sectional drawing which follows the III-III line in FIG. 図1のプラズマ処理装置の真空容器の一部を切り欠いて示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a part of the vacuum vessel of the plasma processing apparatus of FIG. 本発明の第2の実施形態に係るプラズマ処理装置を示す上面図。The top view which shows the plasma processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図5中VI−VI線に沿う断面図。Sectional drawing which follows the VI-VI line in FIG. 図5中VII−VII線に沿う断面図。Sectional drawing which follows the VII-VII line in FIG. (A)(B)は、図5のプラズマ処理装置が備える蓋を形成する工程を示す製造工程図。(A) (B) is a manufacturing process figure which shows the process of forming the lid | cover with which the plasma processing apparatus of FIG. 5 is provided. 本発明の第3の実施形態に係るプラズマ処理装置を電磁波放射用の方形導波管方向に沿って断面して示す図。The figure which shows the plasma processing apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention in cross section along the rectangular waveguide direction for electromagnetic wave radiation. 図9のプラズマ処理装置を電磁波放射用の方形導波管を横切る方向に沿って断面して示す図。The figure which shows the plasma processing apparatus of FIG. 9 in cross section along the direction which crosses the rectangular waveguide for electromagnetic wave radiation. 粒子発生点からの距離と粒子密度との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the distance from a particle generation point, and particle density. 真空容器内におけるm=1の定在波を模式的に示す図。The figure which shows typically the standing wave of m = 1 in a vacuum vessel. 真空容器内におけるm=2L/(λ/ε0.5)の定在波を模式的に示す図。The figure which shows typically the standing wave of m = 2L / ((lambda) / (epsilon) 0.5 ) in a vacuum vessel.

符号の説明Explanation of symbols

1…プラズマ処理装置、 2…高周波電源(電磁波源)、 3…電磁波伝送路、 4…真空容器(処理容器)、 14…電磁波放射部(スロット板)、 15a…スロット、 16…被覆用の誘電体部材、 21…電磁波分配用の方形導波管、 22…電磁波放射用の方形導波管、 26…固定具、 31…誘電体部材、 32…誘電体部材、 34…誘電体部材   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma processing apparatus, 2 ... High frequency power supply (electromagnetic wave source), 3 ... Electromagnetic wave transmission path, 4 ... Vacuum container (processing container), 14 ... Electromagnetic radiation part (slot board), 15a ... Slot, 16 ... Dielectric for coating Body member, 21 ... rectangular waveguide for electromagnetic wave distribution, 22 ... rectangular waveguide for electromagnetic wave radiation, 26 ... fixture, 31 ... dielectric member, 32 ... dielectric member, 34 ... dielectric member

Claims (24)

処理容器内に電磁波放射部より放射された電磁波によって前記処理容器内にプラズマを生成させ、このプラズマよってプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、
前記処理容器の壁は、電磁波を伝送する電磁波伝送路の少なくとも一部を有していることを特徴とするプラズマ処理装置。
A plasma processing apparatus for generating plasma in the processing container by electromagnetic waves radiated from an electromagnetic wave radiating portion in the processing container, and performing plasma processing by the plasma,
The plasma processing apparatus, wherein the wall of the processing container has at least a part of an electromagnetic wave transmission path for transmitting electromagnetic waves.
電磁波を伝送する電磁波伝送路と、
前記電磁波伝送路に結合した電磁波放射のための電磁波放射部と、
処理容器とを具備し、
前記電磁波放射部から前記処理容器内に放射された電磁波によって前記処理容器内にプラズマを生成させ、このプラズマによってプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、
前記電磁波伝送路の少なくとも一部と前記処理容器を構成する壁とが一体であることを特徴とするプラズマ処理装置。
An electromagnetic wave transmission path for transmitting electromagnetic waves;
An electromagnetic wave radiation part for electromagnetic wave radiation coupled to the electromagnetic wave transmission path;
A processing container,
A plasma processing apparatus for generating plasma in the processing container by electromagnetic waves radiated into the processing container from the electromagnetic wave radiating unit, and performing plasma processing by the plasma;
A plasma processing apparatus, wherein at least a part of the electromagnetic wave transmission path and a wall constituting the processing container are integrated.
電磁波を伝送する電磁波伝送路と、
前記電磁波伝送路に結合した電磁波放射のための電磁波放射部と、
処理容器とを具備し、
前記電磁波放射部から前記処理容器内に放射された電磁波によって前記処理容器内にプラズマを生成させ、このプラズマによってプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、
前記電磁波伝送路を形成する管壁導体の少なくとも一部は、前記処理容器を構成する壁を兼ねていることを特徴とするプラズマ処理装置。
An electromagnetic wave transmission path for transmitting electromagnetic waves;
An electromagnetic wave radiation part for electromagnetic wave radiation coupled to the electromagnetic wave transmission path;
A processing container,
A plasma processing apparatus for generating plasma in the processing container by electromagnetic waves radiated into the processing container from the electromagnetic wave radiating unit, and performing plasma processing by the plasma;
At least a part of the tube wall conductor forming the electromagnetic wave transmission path also serves as a wall constituting the processing container.
前記電磁波伝送路内に誘電体部材が設けられているとともに、該誘電体部材により前記処理容器の気密が保持されており、
電磁波は、この誘電体部材を通して、処理容器外から処理容器内に導入されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
A dielectric member is provided in the electromagnetic wave transmission path, and the hermeticity of the processing container is maintained by the dielectric member,
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the electromagnetic wave is introduced from the outside of the processing container into the processing container through the dielectric member.
前記電磁波伝送路内のうちの前記処理容器内に位置する領域の少なくとも一部に誘電体部材が設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。   5. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a dielectric member is provided in at least a part of a region located in the processing container in the electromagnetic wave transmission path. 6. . 前記電磁波放射部は、複数のスロットを有するスロット板であり、前記処理容器内に、前記スロット板が設けられているとともに、このスロット板を覆うように被覆用の誘電体部材が設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。   The electromagnetic wave radiation portion is a slot plate having a plurality of slots. The slot plate is provided in the processing container, and a covering dielectric member is provided to cover the slot plate. The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein: 前記スロット内に誘電体部材が設けられていることを特徴とする請求項6に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein a dielectric member is provided in the slot. 前記電磁波伝送路は、複数の電磁波放射用の方形導波管を有しており、前記複数のスロットは、これら電磁波放射用の方形導波管のE面又はH面に夫々対応させて設けられていることを特徴とする請求項6又は7に記載のプラズマ処理装置。   The electromagnetic wave transmission path has a plurality of rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation, and the plurality of slots are provided corresponding to the E-plane or H-plane of the rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation, respectively. The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the apparatus is a plasma processing apparatus. 前記複数の電磁波放射用の方形導波管の内断面寸法は、夫々、電磁波の周波数が方形導波管内の基本モードで伝送できるサイズに設定されており、
これら電磁波放射用の方形導波管は、互いに平行に並べて配置されているとともに、その間隔が50cm以下に設定されていることを特徴とする請求項8に記載のプラズマ処理装置。
The inner cross-sectional dimensions of the plurality of rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation are set to sizes at which the frequency of electromagnetic waves can be transmitted in the fundamental mode in the rectangular waveguide,
9. The plasma processing apparatus according to claim 8, wherein the rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation are arranged in parallel to each other, and the interval is set to 50 cm or less.
前記電磁波放射用の方形導波管の管内誘電率をεとすると、前記電磁波放射用の方形導波管の内断面寸法の長径をaは、電磁波の波長λに対して、
(λ/ε0.5)<2a
の関係にあり、
前記電磁波の角周波数をω、前記被覆用の誘電体部材の誘電率をε、光速をc、電子の電荷量をe、真空の誘電率をε、電子密度をn、電子の質量をmとしたときに、これらとプラズマ角周波数ω
ω=(e×n/(ε×m))0.5
とによって定義される波数k
k=ω/c((ε(ω −ω))/(ω −(1+ε)ω))0.5
は、前記処理容器の各電磁波放射用の方形導波管と直交する方向の内寸Lに対して、
k=mπ/L (mは、1≦m≦2L/(λ/ε0.5)の整数)
の関係にあり、
これら電磁波放射用の方形導波管は、
λswp=π/k
で導かれる定在波の波長λswpの間隔で、且つ、定在波の振幅が実質的に最大となる位置に配置されていることを特徴とする請求項9に記載のプラズマ処理装置。
Assuming that the dielectric constant of the rectangular waveguide for electromagnetic wave radiation is ε, the major axis of the inner cross-sectional dimension of the rectangular waveguide for electromagnetic wave radiation is a with respect to the wavelength λ of the electromagnetic wave.
(Λ / ε 0.5 ) <2a
In relation to
The angular frequency of the electromagnetic wave is ω, the dielectric constant of the dielectric material for coating is ε d , the speed of light is c, the charge amount of electrons is e, the dielectric constant of vacuum is ε 0 , the electron density is ne , and the mass of electrons the when and m e, these and plasma angular frequency ω P
ω P = (e 2 × n e / (ε 0 × m e )) 0.5
Wave number k defined by
k = ω / c ((ε dp 2 −ω 2 )) / (ω p 2 − (1 + ε d ) ω 2 )) 0.5
Is the internal dimension L in the direction orthogonal to the rectangular waveguide for electromagnetic wave radiation of the processing container,
k = mπ / L (m is an integer of 1 ≦ m ≦ 2L / (λ / ε 0.5 ))
In relation to
These rectangular waveguides for electromagnetic radiation are:
λ swp = π / k
The plasma processing apparatus according to claim 9, wherein the plasma processing apparatus is disposed at a position where the amplitude of the standing wave is substantially maximized at an interval of the wavelength λ swp of the standing wave guided by.
前記電磁波伝送路内のうちの前記処理容器内に位置する領域の少なくとも一部に誘電体部材が設けられているとともに、前記スロット内に誘電体部材が設けられており、前記電磁波伝送路内の誘電体部材と前記スロット内の誘電体部材とは、電磁波の周波数帯域における誘電率が実質的に同じであることを特徴とする請求項6に記載のプラズマ処理装置。   A dielectric member is provided in at least a part of a region located in the processing container in the electromagnetic wave transmission path, and a dielectric member is provided in the slot. The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the dielectric member and the dielectric member in the slot have substantially the same dielectric constant in the frequency band of electromagnetic waves. 前記電磁波伝送路用の誘電体部材は、石英、アルミナ、及びフッ素樹脂のうちの少なくとも1つからなることを特徴とする請求項5又は11に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 5 or 11, wherein the dielectric member for the electromagnetic wave transmission path is made of at least one of quartz, alumina, and fluororesin. 電磁波源をさらに具備しているとともに、前記電磁波伝送路が、前記電磁波源で発生させた電磁波を前記複数の電磁波放射用の方形導波管に分配するための電磁波分配用の導波管を有しており、
前記電磁波伝送路内に誘電体部材が設けられているとともに、この誘電体部材により前記処理容器の気密が保持されており、
この誘電体部材を通して電磁波が前記処理容器外から処理容器内に導入されることを特徴とする請求項8に記載のプラズマ処理装置。
The electromagnetic wave source further includes an electromagnetic wave source, and the electromagnetic wave transmission path includes an electromagnetic wave distributing waveguide for distributing the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave source to the plurality of rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation. And
A dielectric member is provided in the electromagnetic wave transmission path, and the hermeticity of the processing container is maintained by the dielectric member,
9. The plasma processing apparatus according to claim 8, wherein electromagnetic waves are introduced into the processing container from outside the processing container through the dielectric member.
前記複数の電磁波放射用の方形導波管は、前記電磁波分配用の導波管のE面又はH面から分岐するように設けられていることを特徴とする請求項13に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 13, wherein the plurality of rectangular waveguides for electromagnetic wave radiation are provided so as to branch from an E surface or an H surface of the electromagnetic wave distribution waveguide. . 前記電磁波分配用の導波管は、電磁波の伝播方向が90°変わるように直角に曲げられているとともに、伝播方向が90°変えられた電磁波を前記複数の電磁波放射用の方形導波管に夫々分配するように形成されていることを特徴とする請求項13に記載のプラズマ処理装置。   The electromagnetic wave distribution waveguide is bent at a right angle so that the propagation direction of the electromagnetic wave is changed by 90 °, and the electromagnetic wave whose propagation direction is changed by 90 ° is applied to the plurality of rectangular waveguides for electromagnetic wave emission. The plasma processing apparatus according to claim 13, wherein the plasma processing apparatus is formed so as to be distributed. 前記複数の電磁波放射用の方形導波管は、前記電磁波分配用の導波管のE面から分岐して設けられているとともに、前記複数の電磁波放射用の方形導波管と前記電磁波分配用の導波管とは、実質的に同一面上に配置されていることを特徴とする請求項14に記載のプラズマ処理装置。   The plurality of electromagnetic wave radiation rectangular waveguides are provided so as to be branched from the E surface of the electromagnetic wave distribution waveguide, and the plurality of electromagnetic wave radiation square waveguides and the electromagnetic wave distribution waveguides. The plasma processing apparatus according to claim 14, wherein the waveguide is disposed on substantially the same plane. 前記電磁波伝送路内のうちの前記処理容器内に位置する領域の少なくとも一部に誘電体部材が設けられているとともに、前記スロット内に誘電体部材が設けられており、且つ、
前記電磁波伝送路内の誘電体部材と、前記スロット内の誘電体部材と、前記被覆用の誘電体部材とが一体に組上げられていることを特徴とする請求項6に記載のプラズマ処理装置。
A dielectric member is provided in at least a part of a region located in the processing container in the electromagnetic wave transmission path, a dielectric member is provided in the slot, and
The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the dielectric member in the electromagnetic wave transmission path, the dielectric member in the slot, and the dielectric member for covering are assembled together.
前記被覆用の誘電体部材は、誘電体材料からなる固定具によって固定されていることを特徴とする請求項6に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the covering dielectric member is fixed by a fixing member made of a dielectric material. 前記被覆用の誘電体部材は、前記スロット板を覆う板状に形成されているとともに、その厚さは、この被覆用の誘電体部材内における電磁波の波長の1/4よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項6に記載のプラズマ処理装置。   The covering dielectric member is formed in a plate shape covering the slot plate, and the thickness thereof is set to be smaller than ¼ of the wavelength of the electromagnetic wave in the covering dielectric member. The plasma processing apparatus according to claim 6. 前記電磁波伝送路と、前記処理容器を気密に保持するための誘電体部材あるいは前記電磁波伝送路内の誘電体部材との間隔が1mm以下に設定されていることを特徴とする請求項4又は5に記載のプラズマ処理装置。   6. The distance between the electromagnetic wave transmission path and a dielectric member for holding the processing container in an airtight manner or a dielectric member in the electromagnetic wave transmission path is set to 1 mm or less. The plasma processing apparatus according to 1. 周波数が10MHz〜25GHzの電磁波を前記電磁波伝送路に供給する電磁波源をさらに具備することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising an electromagnetic wave source that supplies an electromagnetic wave having a frequency of 10 MHz to 25 GHz to the electromagnetic wave transmission line. 前記電磁波源は、周波数が2.45GHz±50MHzの電磁波を前記電磁波伝送路に供給するものであることを特徴とする請求項21に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 21, wherein the electromagnetic wave source supplies an electromagnetic wave having a frequency of 2.45 GHz ± 50 MHz to the electromagnetic wave transmission path. プラズマ酸化、プラズマ成膜、又はプラズマエッチングを、表面波プラズマ条件下で行うものであることを特徴とする請求項1乃至22のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 22, wherein plasma oxidation, plasma film formation, or plasma etching is performed under surface wave plasma conditions. 請求項1乃至23のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置を用いて、プラズマ酸化とプラズマCVD法による成膜とを真空を破らずに連続して行うことを特徴とするプラズマ処理方法。   24. A plasma processing method, wherein plasma oxidation and film formation by plasma CVD are continuously performed using the plasma processing apparatus according to claim 1 without breaking a vacuum.
JP2004081308A 2004-03-19 2004-03-19 Plasma processing equipment Expired - Fee Related JP4469199B2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004081308A JP4469199B2 (en) 2004-03-19 2004-03-19 Plasma processing equipment
TW094108265A TW200532060A (en) 2004-03-19 2005-03-17 Plasma treatment apparatus and plasma treatment
US11/081,528 US8136479B2 (en) 2004-03-19 2005-03-17 Plasma treatment apparatus and plasma treatment method
KR1020050022285A KR101096950B1 (en) 2004-03-19 2005-03-17 Plasma Treatment Apparatus and Plasma Treatment Method
CNB2005100591479A CN100552871C (en) 2004-03-19 2005-03-21 Apparatus for processing plasma and method of plasma processing
KR1020110065522A KR101115996B1 (en) 2004-03-19 2011-07-01 Plasma Treatment Apparatus and Plasma Treatment Method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004081308A JP4469199B2 (en) 2004-03-19 2004-03-19 Plasma processing equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005268652A true JP2005268652A (en) 2005-09-29
JP4469199B2 JP4469199B2 (en) 2010-05-26

Family

ID=35092854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004081308A Expired - Fee Related JP4469199B2 (en) 2004-03-19 2004-03-19 Plasma processing equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4469199B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP4469199B2 (en) 2010-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101115996B1 (en) Plasma Treatment Apparatus and Plasma Treatment Method
US7728251B2 (en) Plasma processing apparatus with dielectric plates and fixing member wavelength dependent spacing
US20100239782A1 (en) Insulating film forming method, insulating film forming apparatus, and plasma film forming apparatus
JP5013393B2 (en) Plasma processing apparatus and method
US9767993B2 (en) Plasma processing apparatus
JP4878782B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
US7478609B2 (en) Plasma process apparatus and its processor
JP2007149559A (en) Plasma treating apparatus
JP2003303810A (en) Equipment for plasma process
WO2005064998A1 (en) Plasma processing apparatus
JPWO2010140526A1 (en) Plasma processing apparatus and power supply method for plasma processing apparatus
KR101411171B1 (en) Plasma processing apparatus
JP4593741B2 (en) Radial antenna and plasma processing apparatus using the same
JP4390604B2 (en) Plasma processing equipment
JP4469199B2 (en) Plasma processing equipment
JP2004200390A (en) Plasma processing system
JP2009146837A (en) Surface wave exciting plasma treatment device
JP2006278643A (en) Plasma processing apparatus and plasm processing method
JP2001167900A (en) Plasma treatment apparatus
JP2007018819A (en) Treatment device and treatment method
JP2006278642A (en) Processing apparatus and processing method
JPH11329792A (en) Microwave supply container
JP2006013361A (en) Forming method of insulating film, and plasma film forming apparatus
JP2005317462A (en) Plasma treatment device and plasma treatment method
JPH11193466A (en) Plasma treating device and plasma treating method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061127

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090331

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090908

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091109

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100216

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100226

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140305

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees