JP2014116187A - マイクロ波放射アンテナ、マイクロ波プラズマ源およびプラズマ処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マイクロ波伝送路を伝送されたマイクロ波をチャンバ内に放射し、表面波プラズマを生成するためのマイクロ波放射アンテナ45であって、導電体からなるアンテナ本体121と、アンテナ本体121にそれぞれ設けられた処理ガス導入口124、ガス拡散空間123、および複数のガス吐出孔125と、アンテナ本体121にガス拡散空間123およびガス吐出孔125とは分離した状態で、マイクロ波伝送路に対応して複数設けられたスロット122と、アンテナ本体121のマイクロ波放射面側にスロット形成領域を包含するように環状に設けられた環状誘電体部材126とを有する。
【選択図】図4
Description
図1は、本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図であり、図2は図1のプラズマ処理装置に用いられるマイクロ波プラズマ源のマイクロ波放射アンテナ以外の構成を示す構成図、図3はマイクロ波プラズマ源におけるマイクロ波供給部を模式的に示す平面図である。
λg=λ/εs 1/2
と表すことができる。ただし、εsはスロットに充填される誘電体の誘電率であり、λは真空中のマイクロ波の波長である。なお、スロット122の長さは約λg/2に限らず、λg/2の整数倍から微調整成分(0を含む)を引いたものであればよい。
次に、以上のように構成されるプラズマ処理装置100における動作について説明する。
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の思想の範囲内において種々変形可能である。例えば、マイクロ波出力部30やマイクロ波供給部40の構成等は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、アンテナから放射されるマイクロ波の指向性制御を行ったり円偏波にしたりする必要がない場合には、位相器は不要である。また、マイクロ波放射部43において、遅波材82は必須ではない。
2;マイクロ波プラズマ源
11;サセプタ
12;支持部材
15;排気管
16;排気装置
17;搬入出口
30;マイクロ波出力部
31;マイクロ波電源
32;マイクロ波発振器
40;マイクロ波供給部
41;アンテナモジュール
42;アンプ部
43;マイクロ波放射部
44;導波路
45;マイクロ波放射アンテナ
52;外側導体
53;内側導体
54;給電機構
55;マイクロ波電力導入ポート
60;チューナ
82;遅波材
100;プラズマ処理装置
110;ガス供給源
111;ガス配管
121;アンテナ本体
122;スロット
123;ガス拡散空間
125;ガス吐出孔
126;環状誘電体部材
140;制御部
W;半導体ウエハ
Claims (8)
- チャンバ内に表面波プラズマを形成してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、マイクロ波生成機構で生成され、マイクロ波伝送路を伝送されたマイクロ波をチャンバ内に放射するマイクロ波放射アンテナであって、
マイクロ波放射面を有し、導電体からなるアンテナ本体と、
前記アンテナ本体に処理ガスを導入するための処理ガス導入口と、
前記アンテナ本体内で、導入された前記処理ガスを拡散させるためのガス拡散空間と、
前記アンテナ本体に設けられ、前記ガス拡散空間で拡散された処理ガスを前記チャンバ内へ吐出するための複数のガス吐出孔と、
前記アンテナ本体に前記ガス拡散空間および前記ガス吐出孔とは分離した状態で、前記マイクロ波伝送路に対応して複数設けられ、前記マイクロ波放射面側の端部からマイクロ波を放射するスロットと、
前記アンテナ本体の前記マイクロ波放射面側に、前記スロットが形成されたスロット形成領域を包含するように環状に設けられた環状誘電体部材と
を有し、
前記スロットおよび前記環状誘電体部材を通って放射されたマイクロ波により、前記マイクロ波放射面に金属表面波が形成されて、この金属表面波により表面波プラズマが生成されることを特徴とするマイクロ波放射アンテナ。 - 前記複数のガス吐出孔は、アンテナ本体のマイクロ波放射面における、前記環状誘電体部材の外側の領域および内側の領域の両方に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のマイクロ波放射アンテナ。
- 前記環状誘電体部材と前記アンテナ本体の前記スロットとの間はシールされていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のマイクロ波放射アンテナ。
- 前記環状誘電体部材と前記アンテナ本体の前記スロットとの間のシールは真空シールであり、この真空シールにより前記チャンバ内の真空雰囲気の領域と、前記スロットを含む大気雰囲気の領域とが区画されていることを特徴とする請求項3に記載のマイクロ波放射アンテナ。
- 前記環状誘電体部材は、前記アンテナ本体の前記マイクロ波放射面に形成された凹部に嵌め込まれていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のマイクロ波放射アンテナ。
- プラズマ処理装置のチャンバ内にマイクロ波を放射して表面波プラズマを形成するマイクロ波プラズマ源であって、
マイクロ波を生成して出力するマイクロ波出力部と、前記マイクロ波出力部から出力されたマイクロ波を伝送し前記チャンバ内に放射するためのマイクロ波供給部とを具備し、
前記マイクロ波供給部は、請求項1から請求項5のいずれかのマイクロ波放射アンテナを備えることを特徴とするマイクロ波プラズマ源。 - 前記マイクロ波供給部は、前記マイクロ波放射アンテナに接続された、それぞれマイクロ波伝送路を有する複数のマイクロ波放射部を有し、前記マイクロ波放射アンテナは、前記複数のマイクロ波放射部に対応してそれぞれ複数のスロットを有することを特徴とする請求項6に記載のマイクロ波プラズマ源。
- 被処理基板を収容するチャンバと、
処理ガスを供給するガス供給機構と、
請求項6または請求項7に記載のマイクロ波プラズマ源と
を具備し、
前記マイクロ波プラズマ源のマイクロ波放射アンテナから前記チャンバ内に供給されたマイクロ波により前記マイクロ波放射アンテナの表面に金属表面波が形成され、前記金属表面波により、前記ガス供給機構から供給されたガスによる表面波プラズマを生成し、前記チャンバ内の被処理基板に対してプラズマにより処理を施すことを特徴とするプラズマ処理装置。
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