JP2646853B2 - マイクロ波プラズマ処理装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマ処理装置Info
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- JP2646853B2 JP2646853B2 JP2403054A JP40305490A JP2646853B2 JP 2646853 B2 JP2646853 B2 JP 2646853B2 JP 2403054 A JP2403054 A JP 2403054A JP 40305490 A JP40305490 A JP 40305490A JP 2646853 B2 JP2646853 B2 JP 2646853B2
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- microwave
- plasma
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波プラズマ処
理装置に関するものである。
理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の装置は、たとえば、特開昭６２−
２６６８２０号公報に記載のようにマイクロ波電力を伝
送する導波路と該マイクロ波電力を反応容器内に導入す
るためのマイクロ波透過性材料で形成された前記反応容
器の壁を兼ねるマイクロ波導入窓との間に、大気圧雰囲
気においてマイクロ波に共振するような幾何学的構造を
したマイクロ波空洞共振室を設けた構造を有するように
なっていた。
２６６８２０号公報に記載のようにマイクロ波電力を伝
送する導波路と該マイクロ波電力を反応容器内に導入す
るためのマイクロ波透過性材料で形成された前記反応容
器の壁を兼ねるマイクロ波導入窓との間に、大気圧雰囲
気においてマイクロ波に共振するような幾何学的構造を
したマイクロ波空洞共振室を設けた構造を有するように
なっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、プラ
ズマが発生した状況下でのマイクロ波の整合の点につい
て配慮がされていない。このため、マイクロ波が効率的
にプラズマに供給されていないという問題があった。
ズマが発生した状況下でのマイクロ波の整合の点につい
て配慮がされていない。このため、マイクロ波が効率的
にプラズマに供給されていないという問題があった。
【０００４】本発明は、効率的にマイクロ波をプラズマ
に供給することにより、高密度プラズマを生成し、高速
プラズマ処理が可能なマイクロ波プラズマ処理装置を提
供することを目的とする。
に供給することにより、高密度プラズマを生成し、高速
プラズマ処理が可能なマイクロ波プラズマ処理装置を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、マイクロ波導入口を有するプラズマ発生部にマイク
ロ波を発振する手段から発振したマイクロ波を伝播する
導波管を、プラズマ状態によりマイクロ波の整合をとる
マイクロ波整合器を介して連結したものである。
に、マイクロ波導入口を有するプラズマ発生部にマイク
ロ波を発振する手段から発振したマイクロ波を伝播する
導波管を、プラズマ状態によりマイクロ波の整合をとる
マイクロ波整合器を介して連結したものである。
【０００６】
【作用】マイクロ波整合器でプラズマ状態によりマイク
ロ波の整合をとる。例えば、マイクロ波導入口及び導波
管の内径よりも大きな内径を有する円筒形状をしたマイ
クロ波整合器の内容積を調節、例えば、マイクロ波整合
器の高さ若しくは内径を調節またはマイクロ波整合器の
出入口の内径を調節してマイクロ波の整合をとる。これ
によりプラズマ発生部で発生したプラズマに効率良くマ
イクロ波が供給されるように作用する。それによって、
高密度プラズマが生成され、高速プラズマ処理が可能に
なる。
ロ波の整合をとる。例えば、マイクロ波導入口及び導波
管の内径よりも大きな内径を有する円筒形状をしたマイ
クロ波整合器の内容積を調節、例えば、マイクロ波整合
器の高さ若しくは内径を調節またはマイクロ波整合器の
出入口の内径を調節してマイクロ波の整合をとる。これ
によりプラズマ発生部で発生したプラズマに効率良くマ
イクロ波が供給されるように作用する。それによって、
高密度プラズマが生成され、高速プラズマ処理が可能に
なる。
【０００７】尚、プラズマ状態として、電子密度、電子
温度、イオン密度、イオン温度、ラジカル密度、ラジカ
ル温度等に依存し変化する量を、プラズマからの発光を
利用した計測若しくは高周波電圧を利用した計測を行う
手段により計測し、該計測量に基づいてマイクロ波整合
器を調整することにより、処理室内に発生したプラズマ
に効率良くマイクロ波が供給されるように作用する。そ
れによって、高密度プラズマが生成され、高速プラズマ
処理が可能になる。
温度、イオン密度、イオン温度、ラジカル密度、ラジカ
ル温度等に依存し変化する量を、プラズマからの発光を
利用した計測若しくは高周波電圧を利用した計測を行う
手段により計測し、該計測量に基づいてマイクロ波整合
器を調整することにより、処理室内に発生したプラズマ
に効率良くマイクロ波が供給されるように作用する。そ
れによって、高密度プラズマが生成され、高速プラズマ
処理が可能になる。
【０００８】また、導波管の内径及び処理室のマイクロ
波導入口の内径よりも大きな内径を有する円筒形状のマ
イクロ波整合器の断面構造は、中心軸に対してコの字型
の導体壁で囲われた構造をしている。つまり矩形導波管
におけるＥＨチュ−ナと同様の構造をしており、上述し
た円筒形状が、円形導波管におけるマイクロ波整合器と
しての機能を担いうることが容易に理解できる。
波導入口の内径よりも大きな内径を有する円筒形状のマ
イクロ波整合器の断面構造は、中心軸に対してコの字型
の導体壁で囲われた構造をしている。つまり矩形導波管
におけるＥＨチュ−ナと同様の構造をしており、上述し
た円筒形状が、円形導波管におけるマイクロ波整合器と
しての機能を担いうることが容易に理解できる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１により説
明する。図１は、本発明の第１の実施例である有磁場マ
イクロ波ドライエッチング装置を示す。容器１ａ，放電
ブロック１ｂ及び石英窓６で区画された処理室１の内部
を真空排気装置（図示省略）により減圧した後、ガス供
給装置（図示省略）によりエッチングガスを処理室１内
に導入し、所望の圧力に調整する。また処理室１は、コ
イル２により生成される磁場領域内にある。マグネトロ
ン３より発振した、この場合、２．４５ＧＨｚのマイク
ロ波は、導波管４ａ，４ｂ内を伝播し円筒状のマイクロ
波整合器５を通り石英窓６を透過して処理室１内に入射
される。このマイクロ波によって生成されたプラズマに
より、試料台７に載置された試料である被処理材８がエ
ッチング処理される。また、この場合、被処理材８のエ
ッチング形状を制御するため、試料台７には、高周波電
源９が接続され高周波電圧が印加されている。
明する。図１は、本発明の第１の実施例である有磁場マ
イクロ波ドライエッチング装置を示す。容器１ａ，放電
ブロック１ｂ及び石英窓６で区画された処理室１の内部
を真空排気装置（図示省略）により減圧した後、ガス供
給装置（図示省略）によりエッチングガスを処理室１内
に導入し、所望の圧力に調整する。また処理室１は、コ
イル２により生成される磁場領域内にある。マグネトロ
ン３より発振した、この場合、２．４５ＧＨｚのマイク
ロ波は、導波管４ａ，４ｂ内を伝播し円筒状のマイクロ
波整合器５を通り石英窓６を透過して処理室１内に入射
される。このマイクロ波によって生成されたプラズマに
より、試料台７に載置された試料である被処理材８がエ
ッチング処理される。また、この場合、被処理材８のエ
ッチング形状を制御するため、試料台７には、高周波電
源９が接続され高周波電圧が印加されている。
【００１０】マイクロ波整合器５は、導波管４ｂの内径
及び処理室１内にある放電ブロック１ｂのマイクロ波導
入部分の内径であるマイクロ波導入口の内径よりも大き
な内径を有する円筒により構成されており、このマイク
ロ波整合器５の断面構造は、中心軸に対してコの字型の
導体壁で囲まれた構造をしている。つまり、矩形導波管
におけるＥＨチューナと同様の構造をしており、上述し
た円筒形状がマイクロ波整合器としての機能を担いうる
ことが容易に理解できる。本実施例においては、装置下
部に設置された油圧シリンダー１０を駆動させることに
より、円筒状のマイクロ波整合器５の高さを調節し、整
合をとるようにしている。更に、処理室１内に発生した
プラズマからの発光を光ファイバ１１を通して分光器１
２で測定し、それによってプラズマ密度を推定し、制御
器１３により高密度プラズマが得られるようにマイクロ
波整合器５を上述したように制御している。
及び処理室１内にある放電ブロック１ｂのマイクロ波導
入部分の内径であるマイクロ波導入口の内径よりも大き
な内径を有する円筒により構成されており、このマイク
ロ波整合器５の断面構造は、中心軸に対してコの字型の
導体壁で囲まれた構造をしている。つまり、矩形導波管
におけるＥＨチューナと同様の構造をしており、上述し
た円筒形状がマイクロ波整合器としての機能を担いうる
ことが容易に理解できる。本実施例においては、装置下
部に設置された油圧シリンダー１０を駆動させることに
より、円筒状のマイクロ波整合器５の高さを調節し、整
合をとるようにしている。更に、処理室１内に発生した
プラズマからの発光を光ファイバ１１を通して分光器１
２で測定し、それによってプラズマ密度を推定し、制御
器１３により高密度プラズマが得られるようにマイクロ
波整合器５を上述したように制御している。
【００１１】本実施例によれば、マイクロ波整合器でプ
ラズマ状態によりマイクロ波の整合をとることにより、
処理室内に発生したプラズマに効率良くマイクロ波を供
給できるので、高密度プラズマが生成され、高速プラズ
マエッチング処理が可能であるという効果がある。
ラズマ状態によりマイクロ波の整合をとることにより、
処理室内に発生したプラズマに効率良くマイクロ波を供
給できるので、高密度プラズマが生成され、高速プラズ
マエッチング処理が可能であるという効果がある。
【００１２】本発明の第２の実施例を図２により説明す
る。本実施例では、マイクロ波整合器５の内部にアルミ
等の導体で製作された反射板１４を設け、これをエアシ
リンダ−１５により上下に駆動させることにより、円筒
状のマイクロ波整合器５の実効的な高さを調節して整合
をとるようにしている。
る。本実施例では、マイクロ波整合器５の内部にアルミ
等の導体で製作された反射板１４を設け、これをエアシ
リンダ−１５により上下に駆動させることにより、円筒
状のマイクロ波整合器５の実効的な高さを調節して整合
をとるようにしている。
【００１３】また、本実施例では、高周波電圧測定器に
より試料台７に印加されている高周波電圧Ｖｐｐを測定
し、それによってプラズマ密度を推定して制御器１３に
より高密度プラズマが得られるようにマイクロ波整合器
５を制御している。
より試料台７に印加されている高周波電圧Ｖｐｐを測定
し、それによってプラズマ密度を推定して制御器１３に
より高密度プラズマが得られるようにマイクロ波整合器
５を制御している。
【００１４】本実施例によれば、上記第１の実施例での
効果に加えて、反射板１４のみを移動させて整合をとる
ため、小型の駆動装置を使用すれば良いという効果があ
る。
効果に加えて、反射板１４のみを移動させて整合をとる
ため、小型の駆動装置を使用すれば良いという効果があ
る。
【００１５】また本実施例では、放電ブロック１ｂのマ
イクロ波導入口の部分の内径を小さくした構造とした
が、本構造により放電ブロック１ｂの内径を大きくする
ことが可能となり、大口径の被処理材８をより均一にエ
ッチング処理できるという効果がある。
イクロ波導入口の部分の内径を小さくした構造とした
が、本構造により放電ブロック１ｂの内径を大きくする
ことが可能となり、大口径の被処理材８をより均一にエ
ッチング処理できるという効果がある。
【００１６】本発明の第３の実施例を図３により説明す
る。本実施例では、マイクロ波整合器５の内部にアルミ
等の導体で製作された絞り１７を設け、この絞り１７の
開口径を調節することにより整合をとるようにしてい
る。
る。本実施例では、マイクロ波整合器５の内部にアルミ
等の導体で製作された絞り１７を設け、この絞り１７の
開口径を調節することにより整合をとるようにしてい
る。
【００１７】本実施例によれば、上記第１の実施例での
効果に加えて、より簡易にマイクロ波整合器５を製作で
き、また可動部の応答速度を早くできるためにすばやく
整合をとることができるという効果がある。
効果に加えて、より簡易にマイクロ波整合器５を製作で
き、また可動部の応答速度を早くできるためにすばやく
整合をとることができるという効果がある。
【００１８】尚、本実施例の場合においても、上記第１
の及び第２の実施例と同様にプラズマからの発光を利用
した計測若しくは高周波電圧を利用した計測によりプラ
ズマ密度を推定し、制御器１３により高密度プラズマが
得られるようにマイクロ波整合器５を制御することが可
能である。
の及び第２の実施例と同様にプラズマからの発光を利用
した計測若しくは高周波電圧を利用した計測によりプラ
ズマ密度を推定し、制御器１３により高密度プラズマが
得られるようにマイクロ波整合器５を制御することが可
能である。
【００１９】以上、上記各実施例では、有磁場ドライエ
ッチング装置を例にとり説明したが、その他のマイクロ
波を利用したドライエッチング装置、プラズマＣＶＤ装
置、アッシング装置等のプラズマ処理装置についても、
同様の作用効果が得られる。
ッチング装置を例にとり説明したが、その他のマイクロ
波を利用したドライエッチング装置、プラズマＣＶＤ装
置、アッシング装置等のプラズマ処理装置についても、
同様の作用効果が得られる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、発生したプラズマに効
率良くマイクロ波を供給できるので、高密度プラズマが
生成され、高速プラズマ処理が可能となるという効果が
ある。
率良くマイクロ波を供給できるので、高密度プラズマが
生成され、高速プラズマ処理が可能となるという効果が
ある。
【図１】本発明の第１の実施例の有磁場マイクロ波ドラ
イエッチング装置の処理室部の縦断面図である。
イエッチング装置の処理室部の縦断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例の有磁場マイクロ波ドラ
イエッチング装置の処理室部の縦断面図である。
イエッチング装置の処理室部の縦断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例の有磁場マイクロ波ドラ
イエッチング装置の処理室部の縦断面図である。
イエッチング装置の処理室部の縦断面図である。
１…処理室、２…コイル、３…マグネトロン、４…導波
管、５…マイクロ波整合器、６…石英窓、７…試料台、
８…被処理材、９…高周波電源、１０…油圧シリンダ
−、１１…光ファイバ−、１２…分光器、１３…制御
器、１４…反射板、１５…エアシリンダ−、１６…高周
波電圧測定器、１７…絞り
管、５…マイクロ波整合器、６…石英窓、７…試料台、
８…被処理材、９…高周波電源、１０…油圧シリンダ
−、１１…光ファイバ−、１２…分光器、１３…制御
器、１４…反射板、１５…エアシリンダ−、１６…高周
波電圧測定器、１７…絞り
Claims (3)
- 【請求項１】マイクロ波を発振する手段と、該マイクロ
波を伝搬する導波管と、マイクロ波導入口を有する処理
室とを備え、該マイクロ波により生ずるプラズマを利用
して試料を処理するプラズマ処理装置において、前記プ
ラズマの状態により前記マイクロ波の整合をとるマイク
ロ波整合器を介して前記処理室に前記導波管を連結して
おり、前記マイクロ波整合器の形状を前記処理室へのマ
イクロ波導入口及び前記導波管の内径よりも大きな内径
を有する円筒形状とし、内容積を調節して前記マイクロ
波の整合をとるようにしたことを特徴とするマイクロ波
プラズマ処理装置。 - 【請求項２】前記マイクロ波整合器の内容積を調節する
ために、前記マイクロ波整合器の高さ若しくは内径を調
節することを特徴とする請求項１記載のマイクロ波プラ
ズマ処理装置。 - 【請求項３】マイクロ波を発振する手段と、該マイクロ
波を伝搬する導波管と、マイクロ波導入口を有する処理
室とを備え、該マイクロ波により生ずるプラズマを利用
して試料を処理するプラズマ処理装置において、前記プ
ラズマの状態により前記マイクロ波の整合をとるマイク
ロ波整合器を介して前記処理室に前記導波管を連結して
おり、前記マイクロ波整合器の形状を前記処理室へのマ
イクロ波導入口及び前記導波管の内径よりも大きな内径
を有する円筒形状とし、該マイクロ波整合器の出入口の
内径を調節して前記マイクロ波の整合をとるようにした
ことを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2403054A JP2646853B2 (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
| EP91308702A EP0478283B1 (en) | 1990-09-26 | 1991-09-24 | Microwave plasma processing method and apparatus |
| DE69123808T DE69123808T2 (de) | 1990-09-26 | 1991-09-24 | Verfahren und Gerät zur Bearbeitung mittels Mikrowellenplasma |
| US07/765,834 US5785807A (en) | 1990-09-26 | 1991-09-26 | Microwave plasma processing method and apparatus |
| KR1019910016783A KR100237587B1 (ko) | 1990-09-26 | 1991-09-26 | 마이크로파 플라즈마 처리방법 및 장치 |
| US08/029,241 US5804033A (en) | 1990-09-26 | 1993-03-10 | Microwave plasma processing method and apparatus |
| US08/443,438 US5914051A (en) | 1990-09-26 | 1995-05-18 | Microwave plasma processing method and apparatus |
| US08/443,437 US5520771A (en) | 1990-09-26 | 1995-05-18 | Microwave plasma processing apparatus |
| KR1019990030297A KR100247823B1 (en) | 1990-09-26 | 1999-07-26 | Microwave plasma processing method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2403054A JP2646853B2 (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04217318A JPH04217318A (ja) | 1992-08-07 |
| JP2646853B2 true JP2646853B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=18512804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2403054A Expired - Lifetime JP2646853B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-12-18 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2646853B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07169740A (ja) * | 1993-12-14 | 1995-07-04 | Nec Corp | マイクロ波プラズマ処理装置 |
| WO2023248347A1 (ja) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | 株式会社日立ハイテク | プラズマ処理装置および加熱装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01257331A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-10-13 | Fuji Electric Co Ltd | マイクロ波整合装置とマイクロ波整合方法 |
-
1990
- 1990-12-18 JP JP2403054A patent/JP2646853B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04217318A (ja) | 1992-08-07 |
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