JP2012049353A - Plasma processing equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は被処理基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus for plasma processing a substrate to be processed.
半導体メモリやロジックLSI等の半導体装置の製造に用いられる基板は、生産性向上等のために大径化する傾向にあり、最先端の半導体メモリ等の半導体装置では直径300mmのシリコン基板を用いることが主流となっている。さらに直径450mmと巨大なシリコン基板が必要との意見もあり、基板大径化の傾向は続くと考えられる。これらの半導体装置の製造工程でプラズマ処理装置が用いられるが、被処理基板上に均一なプラズマ処理を施す必要があり、被処理基板の大径化に伴う技術的な難易度は増す傾向にある。 Substrates used in the manufacture of semiconductor devices such as semiconductor memories and logic LSIs tend to be increased in diameter to improve productivity, and the most advanced semiconductor devices such as semiconductor memories use a silicon substrate having a diameter of 300 mm. Has become the mainstream. Furthermore, there is an opinion that a silicon substrate with a diameter of 450 mm is necessary, and it is thought that the trend of increasing the substrate diameter will continue. Although a plasma processing apparatus is used in the manufacturing process of these semiconductor devices, it is necessary to perform uniform plasma processing on the substrate to be processed, and the technical difficulty associated with increasing the diameter of the substrate to be processed tends to increase. .
被処理基板上で均一なプラズマ処理を施すには、当然ながら被処理基板付近でのプラズマの密度や温度などのプラズマ特性の分布が重要であり、プラズマ分布をプラズマ処理均一化の観点から最適化する技術が重要となっている。 In order to perform uniform plasma processing on the substrate to be processed, naturally the distribution of plasma characteristics such as plasma density and temperature near the substrate to be processed is important, and the plasma distribution is optimized from the viewpoint of uniform plasma processing. Technology to do is important.
マイクロ波電力によりプラズマを発生させるプラズマ処理装置は、低圧力下でも高密度のプラズマを生成でき、また、静磁界との併用でプラズマの分布を静磁界分布調整で容易に制御できる等の特徴を持ち、前記半導体装置の製造等に広く用いられている。前述の基板大径化の傾向に対応してマイクロ波プラズマ処理装置においても、プラズマ分布の制御が重要である。 Plasma processing equipment that generates plasma using microwave power can generate high-density plasma even under low pressure, and can be easily controlled by adjusting the static magnetic field distribution by using it together with a static magnetic field. It is widely used for manufacturing the semiconductor device. In response to the above-mentioned trend of increasing the diameter of the substrate, it is important to control the plasma distribution in the microwave plasma processing apparatus.
しかし、マイクロ波は波長が数cmから十数cm程度と短く波長と同等オーダーの寸法でマイクロ波の分布が変わりやすく、広い範囲で均一なプラズマ処理を得るべくマイクロ波の分布を最適化することが困難となる傾向にある。 However, microwaves have a wavelength as short as several centimeters to several tens of centimeters, and the microwave distribution is easy to change with dimensions of the same order as the wavelength. The microwave distribution should be optimized to obtain a uniform plasma treatment over a wide range. Tend to be difficult.
マイクロ波を用いてプラズマを発生させるプラズマ源において、例えば下記の従来技術がある。特許文献1には、プラズマ発生用のマイクロ波を処理室内に放射するため、方形導波管をリング状に配置した空洞共振器を用いた例が開示されている。該空洞共振器のプラズマ処理室側にはスロットアンテナが配置され、プラズマ処理室に効率よくマイクロ波電力を放射してプラズマを発生させることが出来る。リング状の空洞共振器を励振するために方形導波管を接続してマイクロ波を供給する構造としている。 As a plasma source for generating plasma using a microwave, for example, there are the following conventional techniques. Patent Document 1 discloses an example using a cavity resonator in which rectangular waveguides are arranged in a ring shape in order to radiate plasma generation microwaves into a processing chamber. A slot antenna is disposed on the plasma processing chamber side of the cavity resonator, and plasma can be generated by efficiently radiating microwave power to the plasma processing chamber. In order to excite a ring-shaped cavity resonator, a rectangular waveguide is connected to supply microwaves.
特許文献2では、従来技術1におけるリング状空洞共振器を励振するために同軸線路をリング状空洞共振器と同軸に配置して励振することで空洞共振器内電磁界の偏りを低減している。
In
最初に、図11において、特許文献2に記載されている従来例のエッチング装置について簡単に説明する。
First, referring to FIG. 11, a conventional etching apparatus described in
高周波電源117により発生した電磁波が導波管119により、アイソレータ121,自動整合機120を介して同軸導波管変換器118で同軸線路101に伝送される。高周波電源117として発振周波数2.45GHzのマグネトロンを用いた。さらに同軸線路101中を電磁波は伝送され、導体102と誘電体板103からなる分岐回路111により複数の短い同軸線路104に分岐されてリング状の空洞共振器105にもたらされる。
The electromagnetic wave generated by the high
リング状の空洞共振器105の下部には放射状に複数のスロット106が設けられ、誘電体窓107、シャワープレート108を介して処理室114に放射される。誘電体窓107およびシャワープレート108の材質としては石英を用いた。シャワープレート108は誘電体窓107とシャワープレート108の間の微小な間隙を介して図示しない処理ガスの供給系から供給される処理ガスを処理室114内にシャワー状に供給できるように図示しない微小なガス供給孔が多数設けられている。
A plurality of
また、処理室114には図示しない真空排気系が接続され、処理室114内を真空排気すると共に、処理室114内を処理に適した所定の圧力に保持する働きをもつ。処理室114内には被処理基板109を戴置するための基板電極110が設置されている。基板電極110にはバイアス電源115が自動整合機116を介して接続され、被処理基板109にバイアス電位を与えることができる。バイアス電源115の周波数としては400kHzのものを用いた。
Further, a vacuum exhaust system (not shown) is connected to the
処理室114の周囲には静磁界の発生手段112が設けられ、処理室114内に静磁界を加えることができる。処理室114内に電子サイクロトロン共鳴となる静磁界(周波数2.45GHzの場合、0.0875テスラ)を発生させることで、高真空域でもプラズマの発生を容易にし、広い圧力範囲でのプラズマ処理を可能にすることができる。また静磁界の分布を調整することで、前記電子サイクロトロン共鳴を起こす位置やプラズマの拡散を制御して、プラズマの分布を調整することができる。
A static magnetic field generating means 112 is provided around the
また、リング状の空洞共振器105のリングの内側にも静磁界の発生手段113が設けられ、静磁界の制御可能な範囲を拡大することができる。
Also, a static magnetic field generating means 113 is provided inside the ring of the ring-
特許文献1,2の従来技術において、リング状空洞共振器内の電磁界は電界定在波を形成する。図12にリング状空洞共振器内の電界強度分布の一例を示す。電界の高い部分と低い部分を等高線状に示している。図12の例では電界の定在波が形成され、8箇所の電界強度の強い腹部、電界強度の弱い節部がある。これらの腹節の位置は固定されており、プラズマ処理室内にも空洞共振器内の電界強度腹節に対応した電界強度の強弱が発生する問題点があることがわかった。
In the prior arts of
そのため、処理室104内に発生するプラズマも不均一となる。この不均一により真空処理室を気密に保持しつつマイクロ波を透過させる誘電体窓部のプラズマによる削れが局所的に大きくなる、あるいは、被処理基板に施すプラズマ処理の均一性に悪影響を与える、等の不具合が生じる場合があることがわかった。
Therefore, the plasma generated in the
本発明が解決しようとする第1の課題は、リング状空洞共振器内に生ずる定在波に起因する不均一を解決することである。 The first problem to be solved by the present invention is to solve the non-uniformity caused by the standing wave generated in the ring-shaped cavity resonator.
また、特許文献2の従来技術において、リング状空洞共振器の励振に同軸線路を用いていたが、高出力のマイクロ波電力を投入する場合に同軸線路が加熱される問題点があることがわかった。
In the prior art of
本発明が解決しようとする第2の課題は、高出力のマイクロ波電力投入を可能とするように、特許文献2の従来技術を改良したプラズマ処理装置を提供することである。
The second problem to be solved by the present invention is to provide a plasma processing apparatus in which the prior art of
本発明が解決しようとする第3の課題は、種々の被処理基板形状への対応である。特許文献1,2の従来技術では、リング状空洞共振器を用いており、被処理基板が円形の場合のプラズマ処理に適している。しかし、近年、液晶ディスプレイ等製造の分野で長方形の被処理基板を用いる場合があり、この分野でも生産性向上を主目的に基板の大型化が進んでいる。これらの非円盤状の基板に対しても均一なプラズマ処理を行うことが求められている。
The third problem to be solved by the present invention is to cope with various shapes of substrates to be processed. In the prior arts of
第1の課題に対して、リング状空洞共振器内に電磁波を励振する場所を複数準備し、位相を最適化してリング状共振器内に定在波でなく進行波を励振することで、本発明の第1の課題は解決できる。 In response to the first problem, a plurality of places for exciting electromagnetic waves in the ring-shaped cavity resonator are prepared, the phase is optimized, and a traveling wave is excited in the ring-shaped resonator instead of a standing wave. The first problem of the invention can be solved.
第2の課題に対して、リング状空洞共振器の励振に同軸線路に代えて、円形導波管と方形導波管からなる構造を用いることで、第2の課題は解決できる。 To solve the second problem, the second problem can be solved by using a structure composed of a circular waveguide and a rectangular waveguide instead of the coaxial line for exciting the ring-shaped cavity resonator.
第3の課題に対して、空洞共振器を直線状の方形導波管と円弧状の方形導波管を組合せて構成することで、プラズマ生成領域の配置自由度を高めて、被処理基板の大型化に対応することが出来る。 In response to the third problem, the cavity resonator is configured by combining a linear rectangular waveguide and an arc-shaped rectangular waveguide, thereby increasing the degree of freedom of arrangement of the plasma generation region, and It can cope with an increase in size.
本発明のプラズマ処理装置は、内部が減圧排気される処理室と、前記処理室内に設けられ被処理基板が配置される基板電極と、前記処理室内にプラズマ発生用電磁波によりプラズマを発生させるプラズマ発生装置と、前記処理室内に処理ガスを供給する供給系と、前記処理室内を排気するための真空排気系と、を有するプラズマ処理装置であって、前記プラズマ発生用電磁波の導入経路と同心に設置されたリング状空洞共振器を備え、前記リング状空洞共振器内の電磁波の振幅と位相差を調整して右方向又は左方向の進行波を励振することを特徴とする。 The plasma processing apparatus of the present invention includes a processing chamber in which the inside is evacuated, a substrate electrode provided in the processing chamber on which a substrate to be processed is disposed, and plasma generation for generating plasma by plasma generating electromagnetic waves in the processing chamber A plasma processing apparatus comprising: an apparatus; a supply system for supplying a processing gas into the processing chamber; and a vacuum exhaust system for exhausting the processing chamber, the plasma processing apparatus being installed concentrically with the introduction path of the plasma generating electromagnetic wave And a traveling wave in the right or left direction is excited by adjusting the amplitude and phase difference of the electromagnetic wave in the ring cavity.
本発明のプラズマ処理装置は、更に、前記リング状空洞共振器が放射状に形成した複数の直線状の導波管と円弧状の導波管を接続して環状に形成され、前記リング状空洞共振器内の電磁波の振幅と位相差を調整して前記リング状空洞共振器内に右方向又は左方向の進行波を励振することを特徴とする。 In the plasma processing apparatus of the present invention, the ring-shaped cavity resonator is further formed in an annular shape by connecting a plurality of linear waveguides and arc-shaped waveguides radially formed by the ring-shaped cavity resonator. A traveling wave in the right or left direction is excited in the ring-shaped cavity resonator by adjusting the amplitude and phase difference of the electromagnetic wave in the chamber.
本発明のプラズマ処理装置は、更に、前記リング状共振器内の前記プラズマ発生用電磁波の振幅と位相差の調整において、前記複数の直線状の導波管内に配置された誘電体板の位置調整により位相を制御することを特徴とする。 The plasma processing apparatus according to the present invention further adjusts the position of the dielectric plate arranged in the plurality of linear waveguides in adjusting the amplitude and phase difference of the plasma generating electromagnetic wave in the ring resonator. The phase is controlled by the above.
本発明のプラズマ処理装置は、更に、前記リング状共振器内の前記プラズマ発生用電磁波の振幅と位相差の調整において、放射状に形成した前記複数の直線状の導波管の幅を異なる値に設定して位相を調整することに特徴とする。 In the plasma processing apparatus of the present invention, the adjustment of the amplitude and phase difference of the plasma generating electromagnetic wave in the ring resonator further changes the width of the plurality of linear waveguides formed radially. It is characterized by setting and adjusting the phase.
本発明のプラズマ処理装置は、更に、前記進行波の励振に複数の給電点に位相差を持つ電磁波を供給して行うことを特徴とする。 The plasma processing apparatus of the present invention is further characterized in that the traveling wave is excited by supplying electromagnetic waves having phase differences to a plurality of feeding points.
本発明のプラズマ処理装置は、更に、前記リング状空洞共振器が放射状に形成した複数の直線状の導波管と半円状の導波管と複数の直線状の導波管を接続して長円形状に形成され、前記リング状空洞共振器内の電磁波の振幅と位相差を調整して前記リング状空洞共振器内に右方向又は左方向の進行波を励振することを特徴とする。 The plasma processing apparatus of the present invention further includes a plurality of linear waveguides, semicircular waveguides, and a plurality of linear waveguides formed radially by the ring-shaped cavity resonator. It is formed in an oval shape and adjusts the amplitude and phase difference of electromagnetic waves in the ring-shaped cavity resonator to excite a traveling wave in the right direction or the left direction in the ring-shaped cavity resonator.
本発明のプラズマ処理装置は、更に、前記プラズマ発生用電磁波の導入経路が、方形導波管、正方形導波管及び円形導波管を接続して形成され、前記円形導波管の下部に配置されたテーパ状部材により前記放射状に形成した複数の直線状の導波管に前記プラズマ発生用電磁波を分岐することを特徴とする。 In the plasma processing apparatus of the present invention, the plasma generation electromagnetic wave introduction path is formed by connecting a rectangular waveguide, a square waveguide, and a circular waveguide, and is disposed below the circular waveguide. The plasma generating electromagnetic wave is branched into a plurality of linear waveguides formed radially by the tapered member formed.
また、本発明のプラズマ処理装置は、内部が減圧排気される処理室と、前記処理室内に設けられ被処理基板が配置される基板電極と、前記処理室内にプラズマ発生用電磁波によりプラズマを発生させるプラズマ発生装置と、前記処理室内に処理ガスを供給する供給系と、前記処理室内を排気するための真空排気系と、を有するプラズマ処理装置であって、前記プラズマ発生用電磁波の導入経路と同心に設置されたリング状空洞共振器を備え、前記リング状空洞共振器が半円状の導波管と複数の直線状の導波管を接続して長円形状に形成されていることを特徴とする。 In addition, the plasma processing apparatus of the present invention generates a plasma by a plasma generating electromagnetic wave in the processing chamber, a processing chamber in which the inside is evacuated, a substrate electrode provided in the processing chamber and on which a substrate to be processed is disposed. A plasma processing apparatus, comprising: a plasma generation apparatus; a supply system for supplying a processing gas into the processing chamber; and a vacuum exhaust system for exhausting the processing chamber. The plasma processing apparatus is concentric with the introduction path of the plasma generating electromagnetic wave. A ring-shaped cavity resonator installed in the ring-shaped cavity resonator, wherein the ring-shaped cavity resonator is formed in an oval shape by connecting a semicircular waveguide and a plurality of linear waveguides. And
また、本発明のプラズマ処理装置は、更に、前記進行波の励振を複数の給電点に位相差を持つ電磁波を供給して行うことを特徴とする。 The plasma processing apparatus of the present invention is further characterized in that the traveling wave is excited by supplying electromagnetic waves having phase differences to a plurality of feeding points.
また、本発明のプラズマ処理装置は、更に、前記リング状空洞共振器が放射状に形成した複数の直線状の導波管と円弧状の導波管を接続して長円形状に形成され、前記リング状空洞共振器内の電磁波の振幅と位相差を調整して前記リング状空洞共振器内に右方向又は左方向の進行波を励振することを特徴とする。 Further, the plasma processing apparatus of the present invention is further formed in an elliptical shape by connecting a plurality of linear waveguides and arc-shaped waveguides radially formed by the ring-shaped cavity resonator, By adjusting the amplitude and phase difference of the electromagnetic wave in the ring-shaped cavity, a traveling wave in the right or left direction is excited in the ring-shaped cavity.
本発明によれば、リング状空洞共振器内に進行波を励振することで、定在波に起因するプラズマ密度の空間的な変動を防止でき、均一なプラズマ処理を可能とする効果がある。 According to the present invention, exciting a traveling wave in a ring-shaped cavity resonator can prevent a spatial variation in plasma density caused by a standing wave, and can achieve uniform plasma processing.
また、空洞共振器の励振に円形導波管と方形導波管を主要素とする立体回路系を用いることで、同軸線路を用いた励振系に比べ、マイクロ波電力損失の低減や耐電圧向上による高出力の投入を可能とする効果がある。 In addition, by using a three-dimensional circuit system mainly composed of a circular waveguide and a rectangular waveguide for excitation of the cavity resonator, compared to the excitation system using a coaxial line, the microwave power loss is reduced and the withstand voltage is improved. This has the effect of enabling high power input.
また、本発明の適用により空洞共振器の形状自由度が高まる効果があるため、大型の処理基板に対する均一なプラズマ処理が容易に行えるほか、処理基板の形状に応じたプラズマ発生領域を設定できるため、プラズマ発生用のマイクロ波電力有効利用や、装置寸法を必要最低限の大きさに小型化できる効果がある。 In addition, the application of the present invention has an effect of increasing the degree of freedom of shape of the cavity resonator, so that uniform plasma processing can be easily performed on a large processing substrate and a plasma generation region can be set according to the shape of the processing substrate. There is an effect that the microwave power for plasma generation can be effectively used and the size of the apparatus can be reduced to the minimum necessary size.
その他、従来技術に比べて、プラズマ密度分布の均一化が図れ、被処理基板に施すプラズマ処理の面内均一性が向上する他、マイクロ波導入窓のプラズマ不均一に起因する局所的な消耗を防止することが出来る。また高出力のマイクロ波を投入可能となり、最適なプロセス条件を探索する範囲を拡大することができる。またマイクロ波電力の損失も減るためエネルギー消費を減らす効果もある。 In addition, compared to the conventional technology, the plasma density distribution can be made uniform, the in-plane uniformity of the plasma treatment applied to the substrate to be processed is improved, and local wear due to the plasma nonuniformity of the microwave introduction window is reduced. Can be prevented. In addition, high-power microwaves can be input, and the search range for optimum process conditions can be expanded. It also has the effect of reducing energy consumption since the loss of microwave power is reduced.
以下、図1から図10を用いて、本発明にかかる一実施例として本発明を用いたプラズマエッチング装置を説明する。 A plasma etching apparatus using the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 10 as an embodiment according to the present invention.
上述したように、図11に示される従来例のエッチング装置では、高周波電源117により発生した電磁波が導波管119によりアイソレータ121、自動整合機120を介して同軸導波管変換器118で同軸線路101に伝送される。高周波電源117として発振周波数2.45GHzのマグネトロンを用いた。さらに同軸線路101中を電磁波は伝送され、導体102と誘電体板103からなる分岐回路111により複数の短い同軸線路104に分岐されてリング状の空洞共振器105にもたらされる。
As described above, in the conventional etching apparatus shown in FIG. 11, the electromagnetic wave generated by the high
リング状の空洞共振器105の下部には放射状に複数のスロット106が設けられ、誘電体窓107、シャワープレート108を介して処理室114に放射される。誘電体窓107およびシャワープレート108の材質としては石英を用いた。シャワープレート108は誘電体窓107とシャワープレート108の間の微小な間隙を介して図示しない処理ガスの供給系から供給される処理ガスを処理室114内にシャワー状に供給できるように図示しない微小なガス供給孔が多数設けられている。
A plurality of
また、処理室114には図示しない真空排気系が接続され、処理室114内を真空排気すると共に、処理室内を処理に適した所定の圧力に保持する働きをもつ。処理室114内には被処理基板109を戴置するための基板電極110が設置されている。基板電極110にはバイアス電源115が自動整合機116を介して接続され、被処理基板109にバイアス電位を与えることができる。バイアス電源115の周波数としては400kHzのものを用いられている。
Further, a vacuum evacuation system (not shown) is connected to the
処理室114の周囲には静磁界の発生手段112が設けられ、処理室114内に静磁界を加えることができる。処理室114内に電子サイクロトロン共鳴となる静磁界(周波数2.45GHzの場合、0.0875テスラ)を発生させることで、高真空域でもプラズマの発生を容易にし、広い圧力範囲でのプラズマ処理を可能にすることができる。また静磁界の分布を調整することで、前記電子サイクロトロン共鳴を起こす位置やプラズマの拡散を制御して、プラズマの分布を調整することができる。
A static magnetic field generating means 112 is provided around the
また、リング状の空洞共振器105のリングの内側にも静磁界の発生手段113が設けられ、静磁界の制御可能な範囲を拡大することができる。
Also, a static magnetic field generating means 113 is provided inside the ring of the ring-shaped
上述のように図11に示すエッチング装置には、以下の課題があった。
[課題1]高出力投入時に同軸導波管部が発熱する場合がある。
[課題2]空洞共振器内に生じる電界定在波のパターンに対応したエッチング速度の不均一が生じる場合がある。
As described above, the etching apparatus shown in FIG. 11 has the following problems.
[Problem 1] The coaxial waveguide section may generate heat when a high output is applied.
[Problem 2] In some cases, non-uniform etching rates corresponding to the pattern of the electric field standing wave generated in the cavity resonator may occur.
課題1に対応してリング状空洞共振器の励振構造を見直した。最初に同軸導波管を円形導波管に置き換える構造を検討した。検討にあたり、同軸線路、円形導波管、方形導波管など公知のマイクロ波伝送線路の特性を上記の非特許文献1により確認した。 In response to Problem 1, the excitation structure of the ring cavity resonator was reviewed. First, a structure in which the coaxial waveguide is replaced with a circular waveguide was studied. In the examination, the characteristics of known microwave transmission lines such as a coaxial line, a circular waveguide, and a rectangular waveguide were confirmed by Non-Patent Document 1 described above.
同軸導波管の基本モードは中心軸から放射状の電界を持っており、円形導波管のTM01モードと類似であることが知られている。また同様に円形導波管のTM01モードは方形導波管のTM11モードと類似である。 The fundamental mode of the coaxial waveguide has a radial electric field from the central axis, and is known to be similar to the TM01 mode of the circular waveguide. Similarly, the TM01 mode of a circular waveguide is similar to the TM11 mode of a rectangular waveguide.
そこで、同軸導波管をTM01モードで動作する円形導波管に置き換えることにした。同軸線路は内部導体表面に多くの電流が流れ、内部導体の表面抵抗に起因する損失がある。 Therefore, it was decided to replace the coaxial waveguide with a circular waveguide operating in the TM01 mode. In the coaxial line, a large amount of current flows on the surface of the inner conductor, and there is a loss due to the surface resistance of the inner conductor.
一方、円形導波管では内部導体が無く、同軸線路に比べて電力損失が小さい傾向がある。図2に、方形導波管からTM01モードで動作する円形導波管への変換器の構造を検討した結果を示す。 On the other hand, circular waveguides have no internal conductor and tend to have lower power loss than coaxial lines. FIG. 2 shows the result of studying the structure of a converter from a rectangular waveguide to a circular waveguide operating in the TM01 mode.
図2に示すように、方形導波管201はWRJ−2規格(断面が109.2mm×54.6mm)のものを用いた。断面が正方形となる導波管202で方形導波管201のTM11モードに変換し、さらに円形導波管203に接続して円形導波管203のTM01モードに変換することとした。
As shown in FIG. 2, a
円形導波管203の最低次の伝送モードはTE11モード、次いでTM01モード、次いでTE21モードであることが知られている。円形導波管203の直径として、TM01モードは透過するが、TE21モードは透過しない直径110mmとすることでTM01モード以上の高次モードが混在することを防止した。
It is known that the lowest transmission mode of the
以上の検討から、方形導波管201、正方形導波管202、及び円形導波管203の接続関係を図2の様に決定した。さらに正方形導波管202の全長と断面の一辺の長さ(断面形状)、正方形導波管202と方形導波管201の接続位置をパラメータにマイクロ波電磁界をシミュレーションすることで形状最適化を実施した。
From the above examination, the connection relationship of the
最適化の基準として方形導波管201の入力ポートから投入した入射電力の円形導波管203の出力ポートに円形導波管のTM01モードとして出力される電力(以降、電力透過率と称す)を基準とした。
As an optimization criterion, the power output as the TM01 mode of the circular waveguide to the output port of the
マイクロ波電磁界のシミュレーションは、マックスウェルの方程式を有限要素法により数値的に解くことで行った。その結果、正方形導波管202の断面の一辺の長さは109.2mmと方形導波管201断面の長辺と同じ長さとし、正方形導波管202の全長は方形導波管TM11モードの1波長相当の200.6mm、方形導波管201は正方形導波管202の中央に接続することで電力透過率が極大となることがわかった。
The microwave electromagnetic field was simulated by numerically solving Maxwell's equations by the finite element method. As a result, the length of one side of the cross section of the
以上、方形導波管201から円形導波管203のTM01モードへの変換器の検討例を示したが、変換効率が高く、耐圧に問題なければ、他の形式の変換器を用いることも可能である。
In the above, an example of examining the converter from the
次に、課題2に対応する改善策を検討した。一般に、導波管中で互いに逆方向に進行する波が重畳すると、特定の場所に電界強度の腹節を持つ定在波が出来ることが知られている。両者の波の電力または振幅が同じであれば、節の位置で電界は常にゼロとなる。電力が異なれば定在波の大きさは減り、一方が無いと定在波は消える。そのため定在波の形成を防止するには、導波管中を互いに逆向きに進行する波のいずれか一方を無くすことが有効である。
Next, improvement measures corresponding to
リング状空洞共振器の場合は、リング内を右回りと左回りに伝播する波の重畳により定在波が発生する。図12に示す従来例の特許文献2によるリング状共振器の励振方法では、各励振点で右回りと左回りの波が同時に励振されるため、強い定在波が励振されることになる。
In the case of a ring-shaped cavity, a standing wave is generated by superposition of waves propagating clockwise and counterclockwise in the ring. In the excitation method of the ring resonator according to
図12にリング状共振器内の電界定在波のパターンを例示する。電界の大きさを等高線分布で表示している。図12の例ではリング内に4波長分の波が入っており、対応する8つの腹部、節部があることがわかる。 FIG. 12 illustrates an electric field standing wave pattern in the ring resonator. The magnitude of the electric field is displayed as a contour distribution. In the example of FIG. 12, waves for four wavelengths are included in the ring, and it can be seen that there are eight corresponding abdominal parts and node parts.
右回りまたは左回りの進行波を消すために、2つの給電点で位相差を持って給電することを検討した。図3を用いて概念的に説明する。 In order to eliminate the clockwise or counterclockwise traveling wave, it was considered to supply power with a phase difference at two feeding points. The concept will be described with reference to FIG.
線路1に線路A、線路Bがそれぞれ給電点A、給電点Bで接続しているとする。線路Aから給電点Aを介して線路1に送る波は左に進行する波(左A波と記載)と右に進行する波(右A波と記載)に分かれる。同様に線路Bから送る波は給電点Bを通り、右方向に進行する波(右B波)、左方向に進行する波(左B波)となる。 It is assumed that the line A and the line B are connected to the line 1 at the feeding point A and the feeding point B, respectively. The wave sent from the line A to the line 1 via the feeding point A is divided into a wave traveling left (described as left A wave) and a wave traveling right (described as right A wave). Similarly, the wave sent from the line B passes through the feeding point B and becomes a wave traveling in the right direction (right B wave) and a wave traveling in the left direction (left B wave).
例えば、右方向の進行波のみを線路1に励振する場合には、左A波と左B波が互いに打ち消しあい、右A波と右B波が打ち消しあわない様にすればよい。2つの波が打ち消しあうには、振幅が同じで位相差を+180度または−180度とすればよい。給電点Aでの左B波の位相は、左B波が給電点Bから給電点Aに至るまでに生じる位相変化と元の給電点Bに供給される時点の位相の和となる。 For example, when only the traveling wave in the right direction is excited on the line 1, the left A wave and the left B wave cancel each other, and the right A wave and the right B wave do not cancel each other. In order for two waves to cancel each other, the amplitude is the same and the phase difference may be +180 degrees or -180 degrees. The phase of the left B wave at the feeding point A is the sum of the phase change that occurs between the feeding point B and the feeding point A and the phase at the time when the left B wave is supplied to the original feeding point B.
給電点Bから給電点Aに至るまでに生じる位相変化は、線路1内での1波長あたり360度となるので、比例関係から容易に算出できる。以上より給電点Aで左A波に対する左B波の位相差を±180度に調整して左方向の進行波を打ち消すことが出来る。 Since the phase change that occurs from the feeding point B to the feeding point A is 360 degrees per wavelength in the line 1, it can be easily calculated from the proportional relationship. From the above, it is possible to cancel the traveling wave in the left direction by adjusting the phase difference of the left B wave with respect to the left A wave to ± 180 degrees at the feeding point A.
例えば、給電点Aに位相0度で波を供給し、給電点Aと給電点Bの距離を線路1の波長基準で1/4波長とし、給電点Bでの位相を90度とした場合を考える。この場合、給電点Aにて左B波の位相は180度となり、振幅が同じであれば左A波を打ち消す。一方、給電点Bでの右A波は位相90度となり右B波の位相90度と同じとなり互いに打ち消しあうことは無い。 For example, a case where a wave is supplied to the feeding point A at a phase of 0 degree, the distance between the feeding point A and the feeding point B is ¼ wavelength with respect to the wavelength of the line 1, and the phase at the feeding point B is 90 degrees. Think. In this case, the phase of the left B wave is 180 degrees at the feeding point A, and the left A wave is canceled if the amplitude is the same. On the other hand, the right A wave at the feeding point B has a phase of 90 degrees, which is the same as the phase of the right B wave of 90 degrees, and does not cancel each other.
以上、2つの給電点A、Bにより、左方向の進行波を打ち消す場合を説明したが、右方向の進行波を打ち消すことも、同様に振幅と位相差を調整することで可能となる。また給電点が3つ以上の場合も同様に右方向、左方向のいずれか一方の進行波を打ち消すことが可能である。3つ以上の同方向に進行する波が互いに打ち消しあうよう調整する場合、各波を2つのグループに分け、各グループの重畳した波を考えることで、最終的に波が2つの場合に帰着させることが出来る。 The case where the left traveling wave is canceled by the two feeding points A and B has been described above, but it is also possible to cancel the right traveling wave similarly by adjusting the amplitude and the phase difference. Similarly, when there are three or more feeding points, it is possible to cancel the traveling wave in either the right direction or the left direction. When adjusting so that three or more waves traveling in the same direction cancel each other, each wave is divided into two groups, and the overlapping wave of each group is considered, so that finally the case where there are two waves is obtained. I can do it.
位相差を与える方法として、経路長差を用いる方法を例示したが、他の公知の方法を用いても良い。例えば方形導波管の最低次モードであるTE11モードの管内波長は長辺の長さに依存することが知られており、この方法により管内波長を変えて位相差を与えても良い。また誘電体を装荷することでも管内波長の調整は可能であるし、線路内に不連続部を設けて位相差を設けることも出来る。 As a method for giving a phase difference, a method using a path length difference has been illustrated, but other known methods may be used. For example, it is known that the in-tube wavelength of the TE11 mode, which is the lowest-order mode of the rectangular waveguide, depends on the length of the long side, and the in-tube wavelength may be changed by this method to give a phase difference. In addition, it is possible to adjust the wavelength in the tube by loading a dielectric, and it is also possible to provide a phase difference by providing a discontinuous portion in the line.
次に、円形導波管TM01モードから分岐する立体回路について検討した。検討の結果を図4に示す。図4は円形導波管203から4つの方形導波管204、205、206、207に分岐する分岐回路の斜視図である。
Next, a three-dimensional circuit branched from the circular waveguide TM01 mode was examined. The result of the examination is shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view of a branch circuit that branches from the
円形導波管203の上側ポートから円形導波管TM01モードのマイクロ波が入射する。円形導波管203の底部にはテーパ状部材208が設けられマイクロ波を効率よく各方形導波管204、205、206、207に分岐することが出来る。本立体回路の材質はマイクロ波に対する損失を小さくするため銅やアルミニウムなど導電率の高い金属とすることが望ましい。さらに損失を低減するためにマイクロ波の通る内面をさらに導電率の高い材料として例えば銀でメッキしても良い。本実施例ではアルミニウム製とした。
The microwave of the circular waveguide TM01 mode is incident from the upper port of the
方形導波管204と207および方形導波管205と206は互いにその中心軸を180度異なる一直線上に配置した。円形導波管203のTM01モードはその電磁界が周方向に変化しないため、円形導波管203の中心軸に対する方形導波管204、205、206、207の配置方向には自由度が高い。即ち方形導波管204、205、206、207の方向を変えて配置してもマイクロ波電力の分岐比はほとんど変化しない。 方形導波管204、205、206、207は方形導波管の最低次モードであるTE11モードのみが透過するサイズとした。
The
以上の構成を最適化するためにマイクロ波電磁界シミュレーションを行った。シミュレーションは、基本方程式であるマックスウェルの方程式を有限要素法により解くことで実施した。テーパ状部材208の高さと底面の径を調整することで、円形導波管203の入力ポートに入射した電力が少ない反射で各方形導波管に均等に分配されることを確認した。以上、出力導波管が4個の場合を説明したが、他の個数についても同様である。
In order to optimize the above configuration, a microwave electromagnetic field simulation was performed. The simulation was performed by solving Maxwell's equation, which is a basic equation, by the finite element method. By adjusting the height of the tapered
前述の様に、リング状共振器内に進行波を励振するには、複数の励振箇所に所望の位相差を持つ波を与える必要がある。図4に示す分岐回路の出力側方形導波管に適用できる位相を制御するための移相器について検討した。 As described above, in order to excite the traveling wave in the ring resonator, it is necessary to give a wave having a desired phase difference to a plurality of excitation locations. A phase shifter for controlling the phase applicable to the output side rectangular waveguide of the branch circuit shown in FIG. 4 was examined.
方形導波管内に設置できる移相器については、非特許文献1に記載の公知の構造を用いた。図5に構造の概略を示す。図5の(a)は方形導波管204〜207のマイクロ波の伝送方向に垂直な断面、図5の(b)はマイクロ波の伝送方向に平行な断面を示す。
As a phase shifter that can be installed in a rectangular waveguide, a known structure described in Non-Patent Document 1 was used. FIG. 5 shows an outline of the structure. 5A shows a cross section perpendicular to the microwave transmission direction of the
方形導波管204〜207の内部に支持棒210を備えた誘電体板211を装荷している。支持棒210により図5の(a)におけるX軸方向の誘電体板211の位置を調整することが出来る。一般に誘電体中で電磁波は誘電率に応じて波長が短縮することが知られている。また方形導波管204〜207の最低次モードであるTE11モードでは図5の(a)におけるX軸方向に電界の大きさが変化し、導波管204〜207の中央で最大、管壁でゼロとなることが知られている。
A
従って、誘電体板211の位置を調整すると、方形導波管204〜207内部の電磁界に与える影響が変化し、誘電体板211が管壁近傍にあるとき波長短縮効果は小さく、導波管中央にあるとき波長短縮効果は最大となる。方形導波管204〜207中の波長が変化すると、出力端での波の位相が波長に応じて変化する。従って誘電体板211の位置調整により位相を制御することが出来る。
Therefore, when the position of the
本実施例では、誘電体板211の材質としてアルミナセラミックを用いた。また支持棒210の材質として同様にアルミナセラミックを用いたが、反射波の影響が少ない場合には金属製としても良い。また誘電体板211の形状として、図5の(b)に示すように平行四辺形のものを用いた。この平行四辺形の形状とすることで、電磁波の進行方向に対する等価的な誘電率の急変を防止できるため、誘電体板211による反射波を低減することが出来る。ただしこの反射波の影響が小さい場合には、長方形としても良い。
In this embodiment, alumina ceramic is used as the material of the
図5に示す例では、支持棒210は導波管の対向する管壁も貫通した例を示しているが、必ずしも貫通する必要は無い。支持棒210を貫通させることで誘電体板211の位置を安定させる効果があるが、支持棒210によるマイクロ波電力反射の影響も大きくなる。また、支持棒210の長さをおよそ半分にして導波管壁の片側のみ貫通するようにしても良い。
In the example shown in FIG. 5, the
図12に示す従来例のリング状空洞共振器では、全周の360度中に4波長分が入っており、1波長の経路は90度となることがわかる。図3における線路1がリング状空洞共振器に相当する。リング状空洞共振器に複数の給電点を設け、給電点に供給する波の位相を調整することで、リング状空洞共振器内の定在波を無くし、右回りまたは左回りの進行波とすることが出来る。 In the conventional ring-shaped cavity resonator shown in FIG. 12, four wavelengths are included in 360 degrees of the entire circumference, and it can be seen that the path of one wavelength is 90 degrees. The line 1 in FIG. 3 corresponds to a ring-shaped cavity resonator. By providing a plurality of feed points in the ring-shaped cavity and adjusting the phase of the wave supplied to the feed point, the standing wave in the ring-shaped cavity is eliminated, and the traveling wave is clockwise or counterclockwise. I can do it.
本実施例では給電点の間隔を67.5度とした。経路差として3/4波長に相当する角度で、給電点間の伝播による位相差は270度となる。従って各給電点には−90度の位相差の波を供給すれば、トータルの位相差が180度となり、図3を用いて説明したようにリング状共振器内に進行波を励振することが出来る。 In this embodiment, the interval between the feeding points is 67.5 degrees. The phase difference due to propagation between the feeding points is 270 degrees at an angle corresponding to 3/4 wavelength as the path difference. Therefore, if a wave with a phase difference of −90 degrees is supplied to each feeding point, the total phase difference becomes 180 degrees, and a traveling wave can be excited in the ring resonator as described with reference to FIG. I can do it.
図6にリング状空洞共振器209と励振用方形導波管204〜207の接続関係を示す。各方形導波管204〜207の中心軸を一点鎖線で示す。給電点をリング状共振器内面と方形導波管の中心軸の交点と定義した。
FIG. 6 shows a connection relationship between the ring-shaped
図6に示すように方形導波管204と205の中心軸は67.5度の角度を持って交差するよう配置した。各方形導波管204〜207には可動の位相調整用誘電体板211が装荷されており、各方形導波管204〜207の出力端でのマイクロ波の位相を調整できる。
As shown in FIG. 6, the central axes of the
方形導波管204と方形導波管205の位相差を−90度に調整すれば、リング状空洞共振器内に進行波を励振することが出来る。方形導波管204と207、また方形導波管205と206は互いに180度異なる方向を向いている。90度がリング状空洞共振器内の1波長に相当するので、これら2組の方形導波管はそれぞれ2波長異なる位置を励振することになる。進行波を励振するのに必要最低限の給電点数に対し、増加させることで、リング状空洞共振器内の電界分布をより均一化することが出来る。
If the phase difference between the
図7にリング状空洞共振器と励振用方形導波管の他の例を示す。図6に示す例と異なる点のみを説明する。図6に示す例では、既に説明したように、各励振用方形導波管204〜207の中に位相調整用の誘電体板211が設置され、その誘電体板211の位置により各方形導波管204〜207の出力の位相調整を行うことができた。
FIG. 7 shows another example of a ring-shaped cavity resonator and a rectangular waveguide for excitation. Only differences from the example shown in FIG. 6 will be described. In the example shown in FIG. 6, as described above, the
一方、図7に示す他の例では、位相調整は方形導波管の幅(d,D)により行っている。図6に示す例と比べ、細かい調整は困難であるが、構造が単純となる利点がある。方形導波管の最低次モードであるTE11モードの波長は方形導波管幅(d,D)により決まることが広く知られており、非特許文献1にも記載されている。導波管幅(d,D)を調整して所望の位相差を与えることが出来る。 On the other hand, in another example shown in FIG. 7, the phase adjustment is performed by the width (d, D) of the rectangular waveguide. Compared with the example shown in FIG. 6, fine adjustment is difficult, but there is an advantage that the structure is simple. It is well known that the wavelength of the TE11 mode, which is the lowest order mode of a rectangular waveguide, is determined by the rectangular waveguide width (d, D), and is also described in Non-Patent Document 1. A desired phase difference can be given by adjusting the waveguide width (d, D).
図1は本発明の実施例1のエッチング装置の説明図である。図1は、図11に示す特許文献2の従来技術を改良した結果を示している。
FIG. 1 is an explanatory view of an etching apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 shows the result of improving the prior art of
共通する部分の説明を省略する。図11の同軸導波管変換器118に替えて、図2に示す円形TM01モード変換器を用いた。これにより、図11の同軸導波管101を円形導波管203に置き換えた。円形導波管203は、図2にて説明したように円形導波管TM01モードより高次のモードを伝送しない直径となっている。
Description of common parts is omitted. A circular TM01 mode converter shown in FIG. 2 was used in place of the
図11の分岐回路111に替えて、図5に示す分岐回路を用いた。分岐回路の方形導波管204〜208中には、図5に示す移相器を図6のように用いた。図5に示す移相器に替えて図7で説明した様に異なる幅を持つ方形導波管204〜208を用いて位相を調整しても良い。
A branch circuit shown in FIG. 5 was used in place of the
さらに図10に示すようにリング状空洞共振器105、放射状スロット106の下部に空洞部1001を設けても良い。空洞部1001の高さを変えてマイクロ波の整合状態を調整し安定したプラズマ生成を可能とするほか、放射状スロット106と誘電体窓107の距離を離すことによりスロット直下で強くなるマイクロ波電磁界の分布を緩和することが出来る。
Furthermore, as shown in FIG. 10, a
また図1、図10に示す例では、静磁界の発生手段112を設けた例を示しているが、電子サイクロトロン共鳴現象や静磁界分布調整によるプラズマ分布調整効果が不要な場合は省略しても良い。静磁界発生手段の省略により、装置の製造コスト低減や、消費電力低減の効果がある。 In the example shown in FIGS. 1 and 10, an example in which the static magnetic field generating means 112 is provided is shown. However, if the plasma distribution adjustment effect by the electron cyclotron resonance phenomenon or the static magnetic field distribution adjustment is unnecessary, it may be omitted. good. By eliminating the static magnetic field generating means, there are effects of reducing the manufacturing cost of the apparatus and reducing the power consumption.
図8は円状の空洞共振器と内部の電界強度分布を示す図である。本実施例では、円状のリング状空洞共振器209内に右回りの進行波または左周りの進行波を励振することにより、図12の従来例のリング状空洞共振器209内に発生する電界定在波の腹部と節部によるマイクロ波電磁界の分布の不均一性が緩和される。
FIG. 8 is a diagram showing a circular cavity resonator and an internal electric field strength distribution. In this embodiment, a clockwise traveling wave or a counterclockwise traveling wave is excited in a circular ring-shaped
次に、第3の課題である、種々の基板形状への対応に関して説明する。被処理基板の大型化に対応して基板に均一なプラズマ処理を施すには、基板寸法に応じた範囲で均一なプラズマを生成する必要がある。特許文献1、特許文献2ではリング状空洞共振器のリング径を被処理基板の径に対応して調整することで、プラズマの生成範囲を調整でき、大型化に対応できる。ただし、空洞共振器の形状がリング状であるため、例えば被処理基板が長方形など円形でない形状の場合に対応しにくい問題があった。
Next, the third problem, which is to cope with various substrate shapes, will be described. In order to perform uniform plasma processing on a substrate in response to an increase in the size of the substrate to be processed, it is necessary to generate uniform plasma within a range corresponding to the substrate dimensions. In
この課題に対し、図9に示すようにリング状空洞共振器209の一部に直線部を追加した長円状の空洞共振器を用いることが出来る。リング状空洞共振器を半円上に2分割し、間に長さが半波長の整数倍で幅がリング状空洞共振器と滑らかに接続する寸法となる直線状導波管を接続することで、図9に示す長円形状のリング状空洞共振器209を構成することが出来る。図9には空洞共振器内の電界強度分布もあわせて示す。
To solve this problem, an elliptical cavity resonator in which a linear portion is added to a part of the ring-shaped
図11と同様に等高線分布により電界強度分布を示している。図3で説明した方法により、図示のように、長円状の空洞共振器内に右回りの進行波あるいは左回りの進行波を励振することも可能であるが、長円状の空洞共振器内で定在波を励振した状態で処理の均一性などに問題が生じない場合は、定在波を用いても良い。追加する方形導波管の長さは半波長の整数倍の自由度があり、被処理基板の寸法に合わせて自由に選択できる。 Similar to FIG. 11, the electric field intensity distribution is shown by the contour line distribution. According to the method described with reference to FIG. 3, it is possible to excite a clockwise traveling wave or a counterclockwise traveling wave in an elliptical cavity resonator as shown in the figure. If there is no problem in processing uniformity or the like in a state where a standing wave is excited, a standing wave may be used. The length of the added rectangular waveguide has a degree of freedom that is an integral multiple of a half wavelength, and can be freely selected according to the dimensions of the substrate to be processed.
同様に、リング状空洞共振器を4分割して間に直線状導波管を接続することで、略長方形状の空洞共振器を構成することが出来る。同様の手順でさらに複雑な配置の空洞共振器を構成することも可能である。 Similarly, a substantially rectangular cavity resonator can be formed by dividing the ring cavity resonator into four parts and connecting a linear waveguide between them. It is also possible to construct a cavity resonator with a more complicated arrangement by the same procedure.
本発明は図1〜図10に示すプラズマエッチング装置に限定されるものではなく、他のプラズマ発生方法によるプラズマエッチング装置にも適用可能である。また、その他のプラズマ処理として例えばプラズマCVD、プラズマアッシングにも適用可能である。 The present invention is not limited to the plasma etching apparatus shown in FIGS. 1 to 10, but can be applied to plasma etching apparatuses using other plasma generation methods. Further, for example, plasma CVD and plasma ashing can be applied as other plasma processing.
101 同軸線路
102 導体
103 誘電体板
104 同軸線路
105 リング状空洞共振器
106 放射状に複数のスロット
107 誘電体窓
108 シャワープレート
109 被処理基板
110 基板電極
111 分岐回路
112 静磁界の発生手段
113 静磁界の発生手段
114 処理室
115 バイアス電源
116 自動整合機
117 高周波電源
118 同軸導波管変換器
119 導波管
120 自動整合機
121 アイソレータ
201 方形導波管
202 正方形導波管
203 円形導波管
204 方形導波管
205 方形導波管
206 方形導波管
207 方形導波管
208 テーパ状部材
209 リング状空洞共振器
210 支持棒
211 可動の位相調整用誘電体板
1001 空洞部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記処理室内に設けられ被処理基板が配置される基板電極と、
前記処理室内にプラズマ発生用電磁波によりプラズマを発生させるプラズマ発生装置と、
前記処理室内に処理ガスを供給する供給系と、
前記処理室内を排気するための真空排気系と、を有するプラズマ処理装置において、
前記プラズマ発生用電磁波の導入経路と同心に設置されたリング状空洞共振器を備え、
前記リング状空洞共振器内の電磁波の振幅と位相差を調整して右方向又は左方向の進行波を励振することを特徴とするプラズマ処理装置。 A processing chamber in which the inside is evacuated,
A substrate electrode provided in the processing chamber and on which a substrate to be processed is disposed;
A plasma generator for generating plasma by plasma generating electromagnetic waves in the processing chamber;
A supply system for supplying a processing gas into the processing chamber;
In a plasma processing apparatus having a vacuum exhaust system for exhausting the processing chamber,
A ring-shaped cavity resonator installed concentrically with the introduction path of the plasma generating electromagnetic wave,
A plasma processing apparatus, wherein a traveling wave in a right direction or a left direction is excited by adjusting an amplitude and a phase difference of an electromagnetic wave in the ring cavity.
前記リング状空洞共振器が放射状に形成した複数の直線状の導波管と円弧状の導波管を接続して環状に形成され、前記リング状空洞共振器内の電磁波の振幅と位相差を調整して前記リング状空洞共振器内に右方向又は左方向の進行波を励振することを特徴とするプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 1,
The ring-shaped cavity is formed in an annular shape by connecting a plurality of linear waveguides and arc-shaped waveguides formed radially, and the amplitude and phase difference of electromagnetic waves in the ring-shaped cavity are determined. A plasma processing apparatus that adjusts and excites a traveling wave in a right direction or a left direction in the ring-shaped cavity resonator.
前記リング状共振器内の前記プラズマ発生用電磁波の振幅と位相差の調整において、前記複数の直線状の導波管内に配置された誘電体板の位置調整により位相を制御することを特徴とするプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein
In adjusting the amplitude and phase difference of the plasma generating electromagnetic wave in the ring resonator, the phase is controlled by adjusting the position of a dielectric plate disposed in the plurality of linear waveguides. Plasma processing equipment.
前記リング状共振器内の前記プラズマ発生用電磁波の振幅と位相差の調整において、放射状に形成した前記複数の直線状の導波管の幅を異なる値に設定して位相を調整することに特徴とするプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein
In adjusting the amplitude and phase difference of the plasma generating electromagnetic wave in the ring resonator, the phase is adjusted by setting the widths of the plurality of linear waveguides formed radially to different values. A plasma processing apparatus.
前記プラズマ発生用電磁波の導入経路が、方形導波管、正方形導波管及び円形導波管を接続して形成され、前記円形導波管の下部に配置されたテーパ状部材により前記放射状に形成した複数の直線状の導波管に前記プラズマ発生用電磁波を分岐することを特徴とするプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein
The introduction path of the plasma generating electromagnetic wave is formed by connecting a rectangular waveguide, a square waveguide and a circular waveguide, and is formed radially by a tapered member disposed under the circular waveguide. A plasma processing apparatus, wherein the plasma generating electromagnetic wave is branched into a plurality of straight waveguides.
前記進行波の励振に複数の給電点に位相差を持つ電磁波を供給して行うことを特徴とするプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 1,
A plasma processing apparatus, wherein the traveling wave is excited by supplying electromagnetic waves having phase differences to a plurality of feeding points.
前記リング状空洞共振器が放射状に形成した複数の直線状の導波管と半円状の導波管と複数の直線状の導波管を接続して長円形状に形成され、前記リング状空洞共振器内の電磁波の振幅と位相差を調整して前記リング状空洞共振器内に右方向又は左方向の進行波を励振することを特徴とするプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 1,
The ring-shaped cavity resonator is formed into an oval shape by connecting a plurality of linear waveguides, semicircular waveguides, and a plurality of linear waveguides formed radially. A plasma processing apparatus, wherein a traveling wave in a right direction or a left direction is excited in the ring-shaped cavity resonator by adjusting an amplitude and a phase difference of an electromagnetic wave in the cavity resonator.
前記処理室内に設けられ被処理基板が配置される基板電極と、
前記処理室内にプラズマ発生用電磁波によりプラズマを発生させるプラズマ発生装置と、
前記処理室内に処理ガスを供給する供給系と、
前記処理室内を排気するための真空排気系と、を有するプラズマ処理装置において、
前記プラズマ発生用電磁波の導入経路と同心に設置されたリング状空洞共振器を備え、
前記リング状空洞共振器が半円状の導波管と複数の直線状の導波管を接続して長円形状に形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。 A processing chamber in which the inside is evacuated,
A substrate electrode provided in the processing chamber and on which a substrate to be processed is disposed;
A plasma generator for generating plasma by plasma generating electromagnetic waves in the processing chamber;
A supply system for supplying a processing gas into the processing chamber;
In a plasma processing apparatus having a vacuum exhaust system for exhausting the processing chamber,
A ring-shaped cavity resonator installed concentrically with the introduction path of the plasma generating electromagnetic wave,
The plasma processing apparatus, wherein the ring-shaped cavity resonator is formed in an oval shape by connecting a semicircular waveguide and a plurality of linear waveguides.
前記進行波の励振を複数の給電点に位相差を持つ電磁波を供給して行うことを特徴とするプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 8, wherein
A plasma processing apparatus, wherein the traveling wave is excited by supplying electromagnetic waves having a phase difference to a plurality of feeding points.
前記リング状空洞共振器が放射状に形成した複数の直線状の導波管と円弧状の導波管を接続して長円形状に形成され、前記リング状空洞共振器内の電磁波の振幅と位相差を調整して前記リング状空洞共振器内に右方向又は左方向の進行波を励振することを特徴とするプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 8, wherein
The ring-shaped cavity resonator is formed in an elliptical shape by connecting a plurality of linear waveguides and arc-shaped waveguides formed radially, and the amplitude and level of electromagnetic waves in the ring-shaped cavity resonator are A plasma processing apparatus characterized by adjusting a phase difference to excite a traveling wave in a right direction or a left direction in the ring-shaped cavity resonator.
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