JP3136054B2 - Plasma processing equipment - Google Patents

Plasma processing equipment

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JP3136054B2
JP3136054B2 JP06248767A JP24876794A JP3136054B2 JP 3136054 B2 JP3136054 B2 JP 3136054B2 JP 06248767 A JP06248767 A JP 06248767A JP 24876794 A JP24876794 A JP 24876794A JP 3136054 B2 JP3136054 B2 JP 3136054B2
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microwave
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waveguide
mounting table
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尚久 後藤
真 安藤
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    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192Microwave generated discharge
    • H01J37/32211Means for coupling power to the plasma
    • H01J37/3222Antennas

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波を用いたプ
ラズマ処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus using microwaves.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体製品の高密度化及び高微細
化に伴い半導体製品の製造工程において、成膜、エッチ
ング、アッシング等の処理のためにプラズマ処理装置が
使用される場合があり、特に、0.1〜10mTorr
程度の比較的圧力が低い高真空状態でも安定してプラズ
マを立てることができることからマイクロ波とリング状
のコイルからの磁場とを組み合わせて高密度プラズマを
発生させるマイクロ波プラズマ装置が使用される傾向に
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, a plasma processing apparatus has been used for processing such as film formation, etching, ashing, and the like in a semiconductor product manufacturing process in accordance with high density and high miniaturization of a semiconductor product. , 0.1 to 10 mTorr
Microwave plasma devices that generate high-density plasma by combining microwaves and a magnetic field from a ring-shaped coil tend to be used because plasma can be stably generated even in a high vacuum state with relatively low pressure. It is in.

【0003】従来、この種のマイクロ波プラズマ装置と
しては磁場形成手段を有するプラズマ発生室にマイクロ
波導入口を設けて電子サイクロトロン共鳴空洞を形成
し、プラズマ発生室からイオンを引き出して反応室内の
半導体ウエハにイオンビームを照射する装置(特公昭5
8−13626号公報)、或いはマイクロ波の導入によ
ってプラズマを発生する放電管をマイクロ波導入方向か
ら試料方向に向かって主放電部より先の部分で広がった
構造として、面積の広いプラズマ処理を可能とした装置
(特開昭59−202635号公報)等が知られてい
る。
Conventionally, as a microwave plasma apparatus of this type, a microwave introduction port is provided in a plasma generation chamber having a magnetic field forming means to form an electron cyclotron resonance cavity, and ions are extracted from the plasma generation chamber to extract semiconductor wafers in the reaction chamber. For irradiating the ion beam to
JP-A-8-13626), or a discharge tube that generates plasma by introducing microwaves has a structure that extends from the direction of microwave introduction toward the sample in a portion beyond the main discharge portion, enabling plasma processing with a large area. (JP-A-59-202635) and the like are known.

【0004】しかしながら、特公昭58−13626号
公報に示すような装置にあってはプラズマ発生室と反応
室とを有することから装置全体が大型になってコスト高
となるのみならず、プラズマからイオンを電界で効率良
くウエハに照射するには1000V前後の高電圧が必要
となってしまう。
However, the apparatus disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-13626 has a plasma generating chamber and a reaction chamber, so that not only the entire apparatus becomes large and the cost becomes high, but also the plasma In order to efficiently irradiate the wafer with the electric field, a high voltage of about 1000 V is required.

【0005】また、特開昭59−2026353号公報
に示すような装置にあってはリング状のコイルに電流を
流して発生させた磁力線がウエハ表面に対して垂直でな
く傾斜するため、そのため例えばエッチング処理状態も
磁力線の方向に傾斜してしまい、垂直なエッチングを行
うことができない。
Further, in an apparatus as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-2026353, the lines of magnetic force generated by applying a current to a ring-shaped coil are not perpendicular to the wafer surface but are inclined. The etching state also inclines in the direction of the lines of magnetic force, and vertical etching cannot be performed.

【0006】そこで、本発明者は特開平4−36152
9号公報において先の問題点を一気に解決するための装
置を提案した。これによれば、反応室内のマイクロ波導
入面とウエハ載置面との間を特定の距離だけ離すように
してここに電子サイクロトロン共鳴を励起する空洞共振
器構造を形成しており、比較的小型で且つ高密度なプラ
ズマを立てることができた。
Accordingly, the present inventor has disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-36152.
No. 9 proposes an apparatus for solving the above problem at once. According to this, a cavity resonator structure that excites electron cyclotron resonance is formed at a specific distance between the microwave introduction surface and the wafer mounting surface in the reaction chamber, and is relatively small. And a high-density plasma could be set up.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような装置にあってはプラズマ発生のために磁界を必
要とすることから永久磁石や電磁コイル等の磁界発生手
段を設けなければならず、依然として装置自体が比較的
大きいのみならず、コストも高くなっているという問題
がある。
However, in the above-described apparatus, since a magnetic field is required for generating plasma, a magnetic field generating means such as a permanent magnet or an electromagnetic coil must be provided. There is a problem that not only the device itself is relatively large, but also the cost is high.

【0008】また、上記した装置にあっては、6インチ
ウエハ程度の比較的サイズが大きくないウエハの場合に
は処理領域全体に亘ってある程度、均一なプラズマを発
生させることができる。しかしながら、今日のようにウ
エハサイズが8インチ、12インチ等のように大口径化
すると、ウエハ中央部近傍や周辺部の電界が強くなって
その処理領域全体に亘って電界分布を均一化させるのが
困難になって電界分布が不均一になり、プラズマ処理に
おいても面内均一性が望めなくなってしまう。
Further, in the above-described apparatus, a uniform plasma can be generated to some extent over the entire processing region in the case of a relatively small wafer such as a 6-inch wafer. However, when the diameter of the wafer is increased to 8 inches or 12 inches as in today, the electric field in the vicinity of the central portion of the wafer or in the peripheral portion becomes strong, and the electric field distribution becomes uniform over the entire processing region. And the electric field distribution becomes non-uniform, so that in-plane uniformity cannot be expected even in plasma processing.

【0009】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、磁界を用いることなくマイクロ波だけでプラ
ズマを発生することができるプラズマ処理装置を提供す
ることにある。
The present invention focuses on the above problems,
It was created to solve this effectively. An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of generating plasma only by microwaves without using a magnetic field.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、被処理体を載置する載置台を内部に設
けた気密な処理容器と、マイクロ波発生器と、このマイ
クロ波発生器にて発生したマイクロ波を前記処理容器へ
導くための導波管と、この導波管に接続されて前記載置
台と対向して配置された平面アンテナ部材とを備え、こ
の平面アンテナ部材は同心円状或いは渦巻状に形成され
た多数のスリットを有し、前記スリットの長さは、前記
マイクロ波の管内波長の略1/2と自由空間波長の略1
/2の範囲内の長さになされ、前記アンテナ部材の半径
方向における前記スリット間の距離は、管内波長と略同
一の長さに設定されるように構成したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an airtight processing container having a mounting table for mounting an object to be processed therein, a microwave generator, and a microwave generator. A waveguide for guiding the microwave generated by the wave generator to the processing vessel; and a planar antenna member connected to the waveguide and arranged opposite to the mounting table. members have a large number of slits formed in concentric circles or in a spiral shape, the length of the slit, the
Approximately 1/2 of the guide wavelength of microwave and approximately 1 of the free space wavelength
/ 2, the radius of the antenna member
The distance between the slits in the direction is approximately the same as the guide wavelength.
It is configured to be set to one length .

【0011】[0011]

【作用】本発明は以上のように構成したので、マイクロ
波発生器から発生したマイクロ波は導波管を介して平面
アンテナ部材へ供給され、これに設けた螺旋状或いは同
心円状のスリットから処理容器内へ円偏波或いは直線偏
波の電界が形成される。この場合、スリットの配列形状
は螺旋状或いは同心円状に形成されていることから磁場
がなくても気体分子を励起してプラズマ化させることが
でき、しかも広い範囲の処理領域に亘って均一なプラズ
マを安定して形成することができる。この場合、アンテ
ナ部材の外周縁にマイクロ波電力反射防止用の放射素子
を形成することによりアンテナ部材の中心より周辺部に
拡がったマイクロ波電力の反射をなくすことができ、ア
ンテナ効率を高めることができる。
Since the present invention is constructed as described above, the microwave generated from the microwave generator is supplied to the planar antenna member via the waveguide, and is processed by the spiral or concentric slit provided in the antenna member. A circularly polarized or linearly polarized electric field is formed in the container. In this case, since the slits are formed in a spiral or concentric shape, the gas molecules can be excited and turned into plasma without a magnetic field, and the uniform plasma can be formed over a wide processing area. Can be formed stably. In this case, by forming a radiation element for preventing microwave power reflection on the outer peripheral edge of the antenna member, it is possible to eliminate the reflection of the microwave power extending from the center of the antenna member to the peripheral portion, thereby improving the antenna efficiency. it can.

【0012】また、アンテナ部材の半径方向におけるス
リット間の距離を、例えばマイクロ波の管内波長の略1
/2或いは1/4に種々変更すると共に半径方向に隣り
合うスリットの偏向方向の位相を種々変化させることに
より、合成された偏波方向が同心円の接線方向になる様
に設定し、円偏向或いは直線偏向の電磁界を処理容器内
に略同心円状に形成することが可能となり、プラズマ生
成効率を向上させることができる。
Further, the distance between the slits in the radial direction of the antenna member is set to, for example, approximately one of the guide wavelength of the microwave.
By making various changes to 2 or と 共 に and changing variously the phases of the deflection directions of the slits adjacent in the radial direction, the combined polarization direction is set to be the tangential direction of the concentric circle, and the circular polarization or The linearly polarized electromagnetic field can be formed substantially concentrically in the processing container, and the plasma generation efficiency can be improved.

【0013】[0013]

【実施例】以下に、本発明に係るプラズマ処理装置の一
実施例を添付図面に基づいて詳述する。図1は本発明に
係るプラズマ処理装置の一例を示す断面図、図2は図1
に示す処理装置に用いるアンテナ部材を示す平面図であ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an example of a plasma processing apparatus according to the present invention, and FIG.
It is a top view which shows the antenna member used for the processing apparatus shown in.

【0014】本実施例においてはプラズマ処理装置をプ
ラズマエッチング装置に適用した場合について説明す
る。図示するようにプラズマ処理装置としてのこのプラ
ズマエッチング装置2は、例えば側壁や底部がアルミニ
ウム等の導体により構成されて、全体が筒体状に成形さ
れた処理容器4を有しており、この処理容器4の天井部
は開放されてこの部分にはOリング等のシール部材6を
介して真空圧に耐え得る厚みを有する絶縁物、例えば石
英板8が気密に設けられ、容器内部に密閉された処理空
間Sを形成している。
In this embodiment, a case where the plasma processing apparatus is applied to a plasma etching apparatus will be described. As shown in the figure, the plasma etching apparatus 2 as a plasma processing apparatus has a processing vessel 4 whose side wall and bottom are made of a conductor such as aluminum and which is entirely formed in a cylindrical shape. The ceiling of the container 4 is opened, and an insulator having a thickness that can withstand the vacuum pressure, for example, a quartz plate 8 is provided airtightly through a sealing member 6 such as an O-ring, and is sealed inside the container. A processing space S is formed.

【0015】この処理容器4内には、上面に被処理体と
しての例えば半導体ウエハWを載置する載置台10が収
容される。この載置台10は、例えばアルマイト処理し
たアルミニウム等により中央部が凸状に平坦になされた
略円柱状に形成されており、この下部は同じくアルミニ
ウム等により円柱状になされた支持台12により支持さ
れると共にこの支持台12は処理容器4内の底部に絶縁
材14を介して設置されている。
A mounting table 10 on which an object to be processed, for example, a semiconductor wafer W is mounted is accommodated in the processing container 4. The mounting table 10 is formed in a substantially cylindrical shape having a central portion made of, for example, alumite-treated aluminum or the like, and the lower portion thereof is supported by a support table 12 also formed of aluminum or the like in a cylindrical shape. In addition, the support table 12 is installed on the bottom of the processing container 4 via an insulating material 14.

【0016】上記載置台10の上面には、ここにウエハ
を保持するための静電チャックやクランプ機構(図示せ
ず)が設けられ、この載置台10は給電線16を介して
マッチングボックス18及び例えば13.56MHzの
バイアス用高周波電源20に接続されている。載置台1
0を支持する支持台12には、プラズマ処理時のウエハ
を冷却するための冷却水等を流す冷却ジャケット22が
設けられる。
An electrostatic chuck and a clamp mechanism (not shown) for holding a wafer are provided on the upper surface of the mounting table 10. The mounting table 10 is connected to a matching box 18 via a power supply line 16 and a matching box 18. For example, it is connected to a 13.56 MHz bias high frequency power supply 20. Mounting table 1
A cooling jacket 22 for flowing cooling water or the like for cooling a wafer during plasma processing is provided on the support table 12 supporting the wafers 0.

【0017】上記処理容器4の側壁には、容器内に処理
ガス、例えばエッチングガスを導入するための例えば石
英パイプ製のガス供給ノズル24が設けられ、このノズ
ル24はガス供給路26によりマスフローコントローラ
28及び開閉弁30を介して処理ガス源32に接続され
ている。処理ガスとしてのエッチングガスは、CF3
CHF3 、CF4 ガス等を用いることができる。
A gas supply nozzle 24 made of, for example, a quartz pipe for introducing a processing gas, for example, an etching gas into the container, is provided on a side wall of the processing container 4. The processing gas source 32 is connected to the processing gas source 32 through a valve 28 and an on-off valve 30. The etching gas as the processing gas is CF 3 ,
CHF 3 , CF 4 gas or the like can be used.

【0018】また、容器側壁の外周には、その周方向に
沿って電磁コイルや永久磁石等の磁界発生手段34が設
けられており、処理空間S内に上下方向に沿った磁界B
或いは略円周方向に沿った磁界を発生させて生成してい
るプラズマを閉じ込めるようになっている。尚、この磁
界発生手段34は、後述するようにプラズマ発生のため
には必ずしも必要ではなく、これを設けないで省略して
もよい。
A magnetic field generating means 34 such as an electromagnetic coil or a permanent magnet is provided on the outer periphery of the side wall of the container along the circumferential direction thereof.
Alternatively, a plasma generated by generating a magnetic field along a substantially circumferential direction is confined. The magnetic field generating means 34 is not always necessary for generating plasma as described later, and may be omitted without providing it.

【0019】容器底部には、図示されない真空ポンプに
接続された排気口36が設けられており、必要に応じて
処理容器4内を所定の圧力まで真空引きできるようにな
っている。一方、処理容器4の上部を密閉する石英板8
の上部には、本発明の特長とする平面アンテナ部材38
が設けられる。具体的にはこの平面アンテナ部材38
は、高さの低い中空円筒状容器よりなるラジアル導波箱
40の底板として構成され、石英板8の上面に取り付け
られている。
An exhaust port 36 connected to a vacuum pump (not shown) is provided at the bottom of the container so that the inside of the processing container 4 can be evacuated to a predetermined pressure as required. On the other hand, a quartz plate 8 for sealing the upper part of the processing vessel 4
A flat antenna member 38 which is a feature of the present invention,
Is provided. Specifically, the planar antenna member 38
Is configured as a bottom plate of a radial waveguide box 40 formed of a hollow cylindrical container having a small height, and is attached to an upper surface of the quartz plate 8.

【0020】円盤状のラジアル導波箱40の上面の中心
には、他端が例えば2.45GHzのマイクロ波発生器
42に接続された導波管44の外管44Aが接続され、
内部の内側ケーブル44Bは円板状アンテナ部材38の
中心部に接続されるか、或いは僅かにこれより離間され
ている。この導波管としては、断面円形或いは矩形の導
波管や同軸導波管を用いることができ、本実施例では同
軸導波管が用いられる。
At the center of the upper surface of the disc-shaped radial waveguide box 40, an outer tube 44A of a waveguide 44 whose other end is connected to a microwave generator 42 of, for example, 2.45 GHz is connected.
The internal inner cable 44B is connected to the center of the disk-shaped antenna member 38 or is slightly separated therefrom. As the waveguide, a waveguide having a circular or rectangular cross section or a coaxial waveguide can be used. In this embodiment, a coaxial waveguide is used.

【0021】上記円板状アンテナ部材38は、例えば直
径50cm、厚み1mm以下の銅板よりなり、この銅板
には図2にも示すように中心部より少し外側へ例えば数
cm程度離れた位置から開始されて、多数のスリット4
6が渦巻状に次第に周縁部に向けて形成されている。図
示例にあっては、スリットは2回渦巻かれている。
The disk-shaped antenna member 38 is made of, for example, a copper plate having a diameter of 50 cm and a thickness of 1 mm or less. As shown in FIG. Many slits 4
6 are formed spirally and gradually toward the peripheral edge. In the illustrated example, the slit is swirled twice.

【0022】本実施例では、略T字状に僅かに離間させ
て配置した一対のスリット46A、46Bを組とするス
リット対を隣接しつつ上述のように渦巻状に配列するこ
とにより全体のスリット群が形成されている。各スリッ
ト46A、46Bの長さL1は、マイクロ波の管内波長
λの略1/2から自由空間波長の略1/2の範囲内に設
定されると共に幅は1mm程度に設定され、スリット渦
巻の外輪と内輪との間隔L2は僅かな調整はあるが管内
波長λと略同一の長さに設定されている。すなわちスリ
ットの長さL1は、次の式で示される範囲内に設定され
る。 λ0 /2√εr ≦L1≦λ0 /2 ここでεr は比誘
電率である。 このように各スリット46A、46Bを形成することに
より、この下方に位置する処理空間Sに対して均一な電
界分布を形成することが可能となる。
In this embodiment, the entire slit is formed by arranging a pair of slits 46A and 46B, which are a pair of slits 46A and 46B, which are arranged slightly apart in a substantially T-shape as described above while adjoining each other. Groups are formed. The length L1 of each of the slits 46A and 46B is set within a range from about 1/2 of the guide wavelength λ of the microwave to about 1/2 of the free space wavelength, and the width is set to about 1 mm. The distance L2 between the outer ring and the inner ring is set to substantially the same length as the guide wavelength λ although there is a slight adjustment. That is, the length L1 of the slit is set within a range represented by the following equation. λ 0 / 2√ε r ≦ L1 ≦ λ 0/2 where epsilon r is the relative dielectric constant. By forming the slits 46A and 46B in this manner, it is possible to form a uniform electric field distribution in the processing space S located below the slits 46A and 46B.

【0023】また、この渦巻状のスリットの外側であっ
て円板状のアンテナ部材38の周縁部には、これに沿っ
て幅数mm程のマイクロ波電力反射防止用の放射素子4
8が、その端部を相互に半径方向に異ならせて1ターン
形成されており、アンテナ効率を上げるようになってい
る。
A radiating element 4 for preventing microwave power reflection having a width of about several millimeters is provided along the periphery of the disk-shaped antenna member 38 outside the spiral slit.
8 are formed one turn with their ends differing from each other in the radial direction so as to increase the antenna efficiency.

【0024】上記ラジアル導波箱40内には、マイクロ
波の波長を短くして波長の短い管内波長とするために所
定の誘電率の誘電体50が収容されている。この誘電体
50としてはAl23 、SiN等の誘電損失の少ない
ものを用いることができる。
In the radial waveguide box 40, a dielectric 50 having a predetermined dielectric constant is accommodated in order to shorten the microwave wavelength to a short guide wavelength. As the dielectric 50, a material having a small dielectric loss such as Al 2 O 3 or SiN can be used.

【0025】また、アンテナ部材38の下面と載置台1
0の上端載置面との間の距離L3は、マイクロ波の管内
波長をλとすると、λ/2×n(整数)となるように設
定しており、処理空間SをTEモード或いはTMモード
の空洞共振器構造としている。すなわちプラズマが処理
空間に存在しない場合にはここに定在波が立つ構造とす
る。従って、ウエハWは、マイクロ波の反射面上に位置
しているので、ウエハがマイクロ波によって加熱される
という悪影響を防止することができる。
The lower surface of the antenna member 38 and the mounting table 1
0 is set to be λ / 2 × n (integer), where λ is the guide wavelength of the microwave, and the processing space S is set to the TE mode or the TM mode. Cavity resonator structure. That is, when plasma does not exist in the processing space, a standing wave is formed here. Therefore, since the wafer W is located on the microwave reflecting surface, it is possible to prevent an adverse effect that the wafer is heated by the microwave.

【0026】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、図示しないゲートバルブ
を介して半導体ウエハWを搬送アームにより処理容器4
内に収容し、リフタピン(図示せず)を上下動させるこ
とによりウエハWを載置台10の上面の載置面に載置す
る。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described. First, the semiconductor wafer W is transferred to the processing container 4 by the transfer arm through a gate valve (not shown).
The wafer W is mounted on the mounting surface of the mounting table 10 by vertically moving a lifter pin (not shown).

【0027】そして、処理容器4内を所定のプロセス圧
力、例えば0.1〜10mTorrの範囲内に維持し
て、ガス供給ノズル24から例えばCF4 等のエッチン
グガスを流量制御しつつ供給し、同時にマイクロ波発生
器42からのマイクロ波を処理空間Sに導入してプラズ
マを発生させ、エッチング処理を行う。
Then, the inside of the processing container 4 is maintained at a predetermined process pressure, for example, within a range of 0.1 to 10 mTorr, and an etching gas such as CF 4 is supplied from the gas supply nozzle 24 while controlling the flow rate. Microwaves from the microwave generator 42 are introduced into the processing space S to generate plasma, and etching is performed.

【0028】ここで、マグネトロン発生器42にて発生
した例えば2.45GHzのマイクロ波はTM或いはT
E或いはTEMモードで同軸導波管44内を伝搬してラ
ジアル導波箱40のアンテナ部材38に到達し、内側ケ
ーブル44Bの接続された円板状のアンテナ部材38の
中心部から放射状に周辺部に伝搬される間に、このアン
テナ部材38に渦巻状に多数形成されたスリット46
A、46Bからマイクロ波が石英板8を介して処理空間
Sに向けて放出される。この場合、長さがマイクロ波の
管内波長の略1/2に設定された多数のスリットを上述
のように渦巻状に配列したので円偏波がアンテナ部材の
平面に亘って均一に放出され、この下方の処理空間Sの
電界密度をウエハ上方において均一化させることができ
る。
Here, for example, the microwave of 2.45 GHz generated by the magnetron generator 42 is TM or T.
In the E or TEM mode, the light propagates through the coaxial waveguide 44, reaches the antenna member 38 of the radial waveguide box 40, and radiates from the center of the disk-shaped antenna member 38 to which the inner cable 44B is connected. While being propagated to the antenna member 38, a plurality of spirally formed slits 46 are formed in the antenna member 38.
Microwaves are emitted from A and 46B through the quartz plate 8 toward the processing space S. In this case, since a large number of slits whose length is set to approximately の of the guide wavelength of the microwave are arranged in a spiral shape as described above, circularly polarized waves are uniformly emitted over the plane of the antenna member, The electric field density in the lower processing space S can be made uniform above the wafer.

【0029】従って、このマイクロ波のエネルギによっ
て励起されるプラズマは、広い処理空間Sの全域に亘っ
て密度が均一状態となり且つ高密度なプラズマを安定し
て発生することができる。その結果、プラズマ処理、本
実施例にあってはプラズマエッチング処理を大口径のウ
エハ面内に亘って均一に施すことができる。
Therefore, the plasma excited by the microwave energy has a uniform density over the entire processing space S and can stably generate high-density plasma. As a result, the plasma processing, in this embodiment, the plasma etching processing can be performed uniformly over the surface of a large-diameter wafer.

【0030】またこの場合、載置台10にバイアス高周
波電力を印加しておくことにより、載置台10に負の電
位を発生させることができ、プラズマからのイオンの引
出しを効率的に行うことができる。
In this case, by applying a bias high-frequency power to the mounting table 10, a negative potential can be generated on the mounting table 10, and ions can be efficiently extracted from the plasma. .

【0031】更には、アンテナ部材38の中心から周辺
部に向けてマイクロ波電力が放射状に伝搬した時、残留
電力が存在するとこれがアンテナ外周端で反射してアン
テナ効率が低下する原因となる。しかしながら、本実施
例においてはアンテナ部材38の周縁部に略1ターンの
放射素子48を設けてあるので、残留電力がここで放出
されてしまってアンテナの中心方向に反射することがな
く、アンテナ効率を高めることができる。
Furthermore, when microwave power propagates radially from the center of the antenna member 38 toward the peripheral portion, if there is residual power, it is reflected at the outer peripheral end of the antenna and causes a reduction in antenna efficiency. However, in this embodiment, since the radiating element 48 of approximately one turn is provided at the peripheral edge of the antenna member 38, the residual power is not emitted here and is not reflected toward the center of the antenna. Can be increased.

【0032】図3は、上記した放射素子を設けた場合と
設けない場合のアンテナ効率を示すグラフである。ここ
で横軸の開口直径Dは次のように与えられる。 D=2(Lmax +λ・1/2) Lmax :アンテナ中心Oと放射素子との間の最大値、λ
はマイクロ波の管内波長である。グラフ中αmax はスロ
ットパターンにおいて電波の放出割合の最大値を示し、
単位は1/mである。
FIG. 3 is a graph showing antenna efficiency when the above-described radiating element is provided and when it is not provided. Here, the opening diameter D on the horizontal axis is given as follows. D = 2 (L max + λ · 1/2) L max : maximum value between antenna center O and radiating element, λ
Is the microwave wavelength in the tube. Α max in the graph indicates the maximum value of the radio wave emission ratio in the slot pattern,
The unit is 1 / m.

【0033】このグラフから明らかなように、αmax
開口直径Dを種々変化させた場合において、放射素子4
8を設けることによって常にアンテナ効率が良好になる
ことが判明する。
As is apparent from this graph, when α max and the aperture diameter D are variously changed, the radiation element 4
It turns out that the antenna efficiency is always improved by providing 8.

【0034】尚、処理容器4の側壁に設けた磁界発生手
段34は、プラズマ閉じ込め用の磁界を発生させるため
のものであり、これを配置しなくても、アンテナ部材3
8からのマイクロ波によりプラズマを生成することがで
きる。
The magnetic field generating means 34 provided on the side wall of the processing container 4 is for generating a magnetic field for confining the plasma.
A plasma can be generated by the microwave from FIG.

【0035】このように、本実施例ではマイクロ波の伝
搬のために同軸導波管44を用い、且つアンテナ部材3
8には渦巻状に多数のスリットを設けるようにして処理
容器内の中心から周辺部までマイクロ波電力を供給する
ようにしたので、処理空間の略全域に亘ってマイクロ波
による電界密度を均一化させることができる。
As described above, in this embodiment, the coaxial waveguide 44 is used for microwave propagation, and the antenna member 3 is used.
8 is provided with a number of slits in a spiral shape so as to supply microwave power from the center to the periphery of the processing container, so that the electric field density by the microwave is uniform over substantially the entire processing space. Can be done.

【0036】従って、処理空間に磁界を用いることなく
プラズマを発生することができるのみならず、広範囲な
領域に亘って濃度が均一な高密度なプラズマを安定して
生成することができ、大口径ウエハにおいてもプラズマ
処理の面内均一化を図ることができる。
Therefore, not only can plasma be generated without using a magnetic field in the processing space, but also high-density plasma having a uniform concentration over a wide range can be stably generated, and large-diameter plasma can be generated. Even in the case of a wafer, in-plane uniformity of plasma processing can be achieved.

【0037】尚、上記実施例にあっては、スリットの渦
巻は反時計方向に回るに従って、その直径が拡大するよ
うに形成したが、この渦巻の回転方向を逆方向に設定す
るようにしてもよい。
In the above embodiment, the spiral of the slit is formed so that its diameter increases as it rotates counterclockwise. However, the rotational direction of the spiral may be set to the opposite direction. Good.

【0038】また、アンテナ部材38に形成した略T字
状の1対のスリット46A、46Bよりなるスリット対
を渦巻状に配列したが、この配列に限定されず、このス
リット対を円板状アンテナ部材38の中心を中心とした
2つ或いはそれ以上の同心円状に配列するようにしても
よい。この場合にも隣接する同心円間の距離は、僅かな
調整はあるものの渦巻状の配列と同様にマイクロ波の管
内波長の長さに略等しく設定しておく。
Further, although a pair of substantially T-shaped slits 46A and 46B formed in the antenna member 38 are spirally arranged, the present invention is not limited to this arrangement. Two or more concentric circles around the center of the member 38 may be arranged. In this case as well, the distance between adjacent concentric circles is set to be substantially equal to the length of the guide wavelength of the microwave as in the spiral arrangement, though there is a slight adjustment.

【0039】このように、スリット対を同心円状に配列
することによりアンテナ部材38からは処理空間Sに向
けて円偏波が放出され、処理空間Sに一層均一化された
電界を発生させることができ、プラズマ処理のウエハ面
内の均一化を一層向上させることができる。
As described above, by arranging the slit pairs concentrically, a circularly polarized wave is emitted from the antenna member 38 toward the processing space S, and a more uniform electric field is generated in the processing space S. Thus, the uniformity of the plasma processing in the wafer surface can be further improved.

【0040】また、アンテナ部材38に形成した一対の
スリット対46A、46Bは僅かに離すことなく図4に
示すようにこれらをT字状に完全に接合するようにして
もよい。この場合にもスリット対の配列は図4に示すよ
うに同心円状に配列してもよいし、図2に示すように渦
巻状に配列してもよい。
Further, the pair of slits 46A and 46B formed in the antenna member 38 may be completely joined in a T-shape as shown in FIG. 4 without being slightly separated. Also in this case, the arrangement of the slit pairs may be concentrically arranged as shown in FIG. 4 or spirally arranged as shown in FIG.

【0041】更には、スリットとしてはT字状に配列さ
れたスリット対を用いるのではなく、図5に示すように
図2に示す場合と同様にマイクロ波の波長の略1/2の
長さL1を有するスリット46を銅板の周方向に沿って
多数形成し、アンテナ部材38の中心Oを中心として2
ターン或いはそれ以上の同心円状に或いは渦巻状に配列
するようにしてもよい。また、そのスリット48列の外
周縁には略1ターンの放射素子48を設けて図2に示す
アンテナ部材と同様にアンテナ効率を高める。
Further, instead of using a pair of slits arranged in a T-shape as the slit, as shown in FIG. A number of slits 46 having L1 are formed along the circumferential direction of the copper plate, and two slits 46 are formed around the center O of the antenna member 38.
Turns or more concentric circles or spirals may be arranged. In addition, a radiating element 48 of approximately one turn is provided on the outer peripheral edge of the row of slits 48 to increase the antenna efficiency similarly to the antenna member shown in FIG.

【0042】また、発生したプラズマを閉じ込めるため
に処理容器4の外側に補助的に設ける磁界発生手段34
(図1参照)は、処理空間内に対して上方或いは下方に
向かう磁界を形成するように配置するのではなく、図6
に示すように処理容器4に沿って複数の永久磁石或いは
電磁コイル等の磁界発生手段52を配列し、処理容器に
接する側の極性が交互に異なるような配置とする。
Also, a magnetic field generating means 34 provided auxiliary to the outside of the processing vessel 4 for confining the generated plasma.
6 (see FIG. 1) is not arranged so as to form an upward or downward magnetic field in the processing space.
As shown in (1), a plurality of magnetic field generating means 52 such as permanent magnets or electromagnetic coils are arranged along the processing container 4 so that the polarity in contact with the processing container is alternately different.

【0043】これにより矢印に示すように隣接する磁界
発生手段52相互間に磁界は水平方向に発生し、処理空
間に対して円弧状に水平方向に向かう磁界を発生するこ
とができる。この場合にも、発生する磁界によってプラ
ズマの閉じ込めを行って、プラズマの生成効率を高める
ことができる。
As a result, a magnetic field is generated in the horizontal direction between the adjacent magnetic field generating means 52 as shown by the arrows, and a magnetic field directed in an arc-shaped horizontal direction with respect to the processing space can be generated. Also in this case, the plasma is confined by the generated magnetic field, and the plasma generation efficiency can be increased.

【0044】上記各実施例にあっては、処理容器4の側
部に磁界発生手段34を設けて処理空間Sに、電界と直
交するようにウエハ表面と平行になる磁界を形成した場
合を例にとって説明したが、外部より磁界を付与しない
装置すなわち磁界発生手段を備えていない装置にあって
は、図7に示すようにマイクロ波アンテナ部材より放射
された電界成分H1が、処理容器4で略同心円状に形成
されることが必要である。このように電界成分H1を同
心円状に形成することにより、処理容器4内に存在する
自由電子はこの同心円状の電界成分H1で処理空間S内
に閉じ込められながら加速されるので、効率良くプラズ
マを生成することが可能となる。
In each of the above embodiments, the case where the magnetic field generating means 34 is provided on the side of the processing container 4 to form a magnetic field in the processing space S parallel to the wafer surface so as to be orthogonal to the electric field. However, in a device that does not apply a magnetic field from the outside, that is, a device that does not include a magnetic field generating means, the electric field component H1 radiated from the microwave antenna member is substantially It must be formed concentrically. By forming the electric field component H1 concentrically in this manner, the free electrons existing in the processing container 4 are accelerated while being confined in the processing space S by the concentric electric field component H1, so that the plasma is efficiently generated. Can be generated.

【0045】上述のような略同心円状の電界を処理容器
4内に得るためには、マイクロ波を放射するアンテナ部
材のスリットを略同心円状に形成し、その間隔等を以下
のように種々工夫すればよい。
In order to obtain the above-mentioned substantially concentric electric field in the processing vessel 4, slits of the antenna member for emitting microwaves are formed substantially concentrically, and the intervals and the like are variously devised as follows. do it.

【0046】まず、各放射スリットから略円偏向の電磁
波を放射させる場合には、アンテナ部材のスリットを図
8(A)及び図8(B)のように形成する。すなわち図
8(A)においては、平面アンテナ部材38の半径方向
におけるスリット46間の距離L3を、マイクロ波の管
内波長λgと略同じ値に形成する。スリット46は、相
互に向きの異なるスリット46Aと46Bを交互に配置
して略同心円状のスリット列を形成するのであるが、半
径方向に隣り合うスリット46の配置は、図示例のよう
に相互に偏向方向が逆になるように設定され、合成され
た偏波方向が同心円の接線方向になる様にされている。
このようにスリット46の配置を逆にすることにより、
略円偏向の電界を処理容器内に略同心円状に形成するこ
とが可能となる。
First, when a substantially circularly polarized electromagnetic wave is radiated from each radiation slit, the slit of the antenna member is formed as shown in FIGS. 8A and 8B. That is, in FIG. 8A, the distance L3 between the slits 46 in the radial direction of the planar antenna member 38 is set to be substantially the same as the guide wavelength λg of the microwave. In the slit 46, slits 46A and 46B having different directions are alternately arranged to form a substantially concentric slit row. However, the arrangement of the slits 46 adjacent in the radial direction is different from each other as shown in the illustrated example. The deflection directions are set to be opposite, and the combined polarization direction is set to be the tangential direction of the concentric circle.
By reversing the arrangement of the slits 46 in this manner,
A substantially circularly polarized electric field can be formed substantially concentrically in the processing container.

【0047】また、図8(B)においては、アンテナ部
材38の半径方向に隣り合うスリット間の距離L3を、
マイクロ波の管内波長λgの略1/2の長さに形成して
いる。そして、半径方向に隣り合うスリット46の配置
は、相互に略180°位相が異なるように設定され、更
に偏向特性は相互に逆になされている。これにより、合
成された偏波方向が同心円の接線方向になる様にされ、
相互に偏向特性が逆になった略円偏向の電界を処理容器
内に略同心円状に形成することが可能となる。
In FIG. 8B, the distance L3 between the slits adjacent to each other in the radial direction of the antenna member 38 is defined as
It is formed to have a length of about の of the guide wavelength λg of the microwave. The arrangement of the slits 46 adjacent in the radial direction is set so as to have a phase difference of about 180 ° from each other, and further, the deflection characteristics are reversed. As a result, the combined polarization direction is set to be the tangential direction of the concentric circle,
It is possible to form a substantially circularly deflected electric field, whose deflection characteristics are opposite to each other, substantially concentrically in the processing container.

【0048】また、各放射スリットから略直線偏向の電
磁波を放射させる場合には、アンテナ部材のスリットを
図8(C)及び図9(A)のように形成する。すなわ
ち、図8(C)においてはアンテナ部材38の半径方向
に隣り合うスリット間の距離L3を、マイクロ波の管内
波長λgの略1/2の長さに設定している。そして、半
径方向に隣り合うスリット46の配置は、偏向方向が相
互に略90°位相が変わるように配置され、合成された
偏波方向が同心円の接線方向になる様にされている。こ
れにより略直線偏向の電磁波を処理容器内に略同心円状
に形成することが可能となる。
When a substantially linearly polarized electromagnetic wave is radiated from each radiation slit, the slit of the antenna member is formed as shown in FIGS. 8 (C) and 9 (A). That is, in FIG. 8C, the distance L3 between the slits adjacent to each other in the radial direction of the antenna member 38 is set to be approximately の 長 of the guide wavelength λg of the microwave. The slits 46 that are adjacent in the radial direction are arranged such that the deflection directions are mutually shifted by approximately 90 degrees, so that the combined polarization direction is a tangential direction of a concentric circle. This makes it possible to form a substantially linearly polarized electromagnetic wave in a substantially concentric manner in the processing container.

【0049】また、図9(A)においては、アンテナ部
材38の半径方向に隣り合うスリット間の距離L3を、
マイクロ波の管内波長λgの略1/4の長さに形成して
いる。そして、半径方向に隣り合うスリット46の配置
は、2個を1つの単位として偏向方向が各単位相互に略
90°位相が変わるように配置され、合成された偏波方
向が同心円の接線方向になる様にされている。これによ
り、略直線偏向の電磁波を処理容器内に略同心円状に形
成することが可能となる。
In FIG. 9A, the distance L3 between the slits adjacent to each other in the radial direction of the antenna member 38 is defined as
It is formed to have a length of about の of the microwave guide wavelength λg. The slits 46 adjacent to each other in the radial direction are arranged such that the deflection direction is changed by approximately 90 ° between each unit with two slits as one unit, and the combined polarization direction is set in the tangential direction of the concentric circle. It has become. This makes it possible to form substantially linearly polarized electromagnetic waves substantially concentrically in the processing container.

【0050】また、図9(B)においては、図8(C)
に示すアンテナ部材を基本としており、半径方向に隣り
合う各スリット46、46間に、半径方向と直交する方
向に、すなわち周方向に所定の長さの周方向スリット4
6Cを多数形成している。従って、周方向スリット46
Cとスリット46間の距離は略1/4λgとなる。この
周方向スリット46Cの長さは、マイクロ波の管内波長
λの略1/2から自由空間波長の略1/2の範囲内に設
定される。この場合にも、図8(C)の場合と同様な作
用効果を発揮することができる。
In FIG. 9B, FIG.
And a circumferential slit 4 having a predetermined length in the direction orthogonal to the radial direction, that is, in the circumferential direction, between the slits 46 adjacent in the radial direction.
Many 6C are formed. Therefore, the circumferential slit 46
The distance between C and the slit 46 is approximately 4λg. The length of the circumferential slit 46C is set within a range from approximately 1/2 of the guide wavelength λ of the microwave to approximately 1/2 of the free space wavelength. Also in this case, the same operation and effect as in the case of FIG. 8C can be exhibited.

【0051】このように図8及び図9に示すようにスリ
ット46の配列を工夫して円偏向或いは直線偏向の電磁
波を処理容器内に同心円状に形成することにより、この
空間内に自由電子を閉じ込めながら加速でき、従って、
自由電子の寿命を長くしてそのプラズマの生成効率を高
めることができる。
As shown in FIGS. 8 and 9, the arrangement of the slits 46 is devised so that circularly or linearly polarized electromagnetic waves are formed concentrically in the processing vessel, so that free electrons are introduced into this space. Can be accelerated while confined, so
The life of free electrons can be prolonged to increase the plasma generation efficiency.

【0052】以上の各実施例にあっては、半導体ウエハ
のプラズマエッチング処理を例にとって説明したが、こ
れに限定されずプラズマを使用する装置ならばどのよう
なものにも適用でき、例えばプラズマアッシング装置、
プラズマCVD装置等にも適用でき、更には、被処理体
としては半導体ウエハには限定されず、他の被処理体、
例えばサイズの大型化が期待されるLCD基板等の処理
にも適用し得る。
In each of the embodiments described above, the plasma etching process for a semiconductor wafer has been described as an example. However, the present invention is not limited to this and can be applied to any apparatus using plasma, for example, plasma ashing. apparatus,
The present invention can be applied to a plasma CVD apparatus or the like. Further, the object to be processed is not limited to a semiconductor wafer, but may be another object to be processed,
For example, the present invention can be applied to processing of an LCD substrate or the like, which is expected to have a large size.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように本発明のプラズマ処
理装置によれば次のように優れた作用効果を発揮するこ
とができる。平面アンテナ部材に同心円状或いは渦巻状
に多数のスリットを形成して処理空間にマイクロ波を放
出するようにしたので、磁界のアシストなしでプラズマ
を生成することができるのみならず、比較的大きな領域
に対して均一な電界を形成することができる。従って、
比較的高密度のプラズマを広範囲に亘って安定的に立て
ることができ、大口径の被処理体に対して均一なプラズ
マ処理を施すことができる。また、プラズマを生成する
ために従来必要とされた高価な磁界発生手段を不要にで
きるので、大幅なコスト削減を図ることができる。更に
は、アンテナ部材の周縁部に放射素子を設けた場合に
は、マイクロ波電力の反射による電力損失をなくすこと
ができ、アンテナ効率を向上させることができる。また
更には、磁界発生手段を用いない場合において、処理容
器内に同心円状の電界を形成することにより、この中に
自由電子を閉じ込めつつ加速することができるのでプラ
ズマ生成効率を高めることができる。
As described above, according to the plasma processing apparatus of the present invention, the following excellent functions and effects can be exhibited. Because a large number of slits are formed concentrically or spirally on the planar antenna member to emit microwaves into the processing space, not only can plasma be generated without the assistance of a magnetic field, but also a relatively large area. , A uniform electric field can be formed. Therefore,
A relatively high-density plasma can be stably established over a wide range, and a large-diameter workpiece can be subjected to uniform plasma processing. In addition, since an expensive magnetic field generating means conventionally required for generating plasma can be omitted, a significant cost reduction can be achieved. Further, when a radiating element is provided on a peripheral portion of the antenna member, power loss due to reflection of microwave power can be eliminated, and antenna efficiency can be improved. Furthermore, in the case where the magnetic field generating means is not used, by forming a concentric electric field in the processing chamber, free electrons can be confined therein and accelerated, so that the plasma generation efficiency can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るプラズマ処理装置の一例を示す断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a plasma processing apparatus according to the present invention.

【図2】図1に示す処理装置に用いるアンテナ部材を示
す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing an antenna member used in the processing apparatus shown in FIG.

【図3】放射素子を設けた場合と設けない場合のアンテ
ナ効率を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing antenna efficiency when a radiating element is provided and when no radiating element is provided.

【図4】アンテナ部材に設けたスリットの変形例を示す
図である。
FIG. 4 is a view showing a modification of a slit provided in an antenna member.

【図5】アンテナ部材の変形例を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a modification of the antenna member.

【図6】図1に示す磁界発生手段と異なる形状の磁界発
生手段を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a magnetic field generating unit having a different shape from the magnetic field generating unit shown in FIG. 1;

【図7】処理容器内に形成される電界の状態を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram illustrating a state of an electric field formed in the processing container.

【図8】本発明装置のアンテナ部材に形成したスリット
の形態を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a form of a slit formed in an antenna member of the device of the present invention.

【図9】本発明装置のアンテナ部材に形成したスリット
の形態を示す図である。
FIG. 9 is a view showing a form of a slit formed in an antenna member of the device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 プラズマエッチング装置(プラズマ処理装
置) 4 処理容器 8 石英板 10 載置台 12 支持台 38 平面アンテナ部材 40 ラジアル導波箱 42 マイクロ波発生器 44 同軸導波管(導波管) 44A 外管 44B 内側ケーブル 46、46A、46B スリット 48 放射素子 50 誘電体 S 処理空間 W 半導体ウエハ(被処理体)
2 Plasma etching apparatus (plasma processing apparatus) 4 Processing vessel 8 Quartz plate 10 Mounting table 12 Support table 38 Planar antenna member 40 Radial waveguide box 42 Microwave generator 44 Coaxial waveguide (waveguide) 44A Outer tube 44B Inside Cables 46, 46A, 46B Slit 48 Radiating element 50 Dielectric S Processing space W Semiconductor wafer (workpiece)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 真 神奈川県川崎市幸区小倉1−1、I− 312 (72)発明者 石井 信雄 東京都港区赤坂5丁目3番6号 東京エ レクトロン株式会社内 審査官 村田 尚英 (56)参考文献 特開 平3−262119(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05H 1/46 C23C 16/50 C23F 4/00 H01L 21/3065 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Makoto Ando 1-1-3, Ogura, Koyuki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Nobuo Ishii 5-3-6 Akasaka, Minato-ku, Tokyo Tokyo Electron Limited In-house examiner Naohide Murata (56) References JP-A-3-262119 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H05H 1/46 C23C 16/50 C23F 4/00 H01L 21/3065

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被処理体を載置する載置台を内部に設け
た気密な処理容器と、マイクロ波発生器と、このマイク
ロ波発生器にて発生したマイクロ波を前記処理容器へ導
くための導波管と、この導波管に接続されて前記載置台
と対向して配置された平面アンテナ部材とを備え、この
平面アンテナ部材は同心円状或いは渦巻状に形成された
多数のスリットを有し、前記スリットの長さは、前記マ
イクロ波の管内波長の略1/2と自由空間波長の略1/
2の範囲内の長さになされ、前記アンテナ部材の半径方
向における前記スリット間の距離は、管内波長と略同一
の長さに設定されることを特徴とするプラズマ処理装
置。
An airtight processing container having a mounting table for mounting an object to be processed therein, a microwave generator, and a microwave generator for guiding microwaves generated by the microwave generator to the processing container. comprising a waveguide and a planar antenna member disposed mounting table facing to be connected to the waveguide, the planar antenna member have a plurality of slits formed in concentric circles or in a spiral shape The length of the slit is
Approximately 1/2 of the guide wavelength of the microwave and approximately 1 / of the free space wavelength
2, the radius of the antenna member
The distance between the slits in the direction is almost the same as the guide wavelength
A plasma processing apparatus characterized by being set to a length .
【請求項2】 被処理体を載置する載置台を内部に設け
た気密な処理容器と、マイクロ波発生器と、このマイク
ロ波発生器にて発生したマイクロ波を前記処理容器へ導
くための導波管と、この導波管に接続されて前記載置台
と対向して配置された平面アンテナ部材とを備え、この
平面アンテナ部材は同心円状或いは渦巻状に形成された
多数のスリットを有し、前記アンテナ部材の半径方向に
おける前記スリット間の距離は、前記マイクロ波の管内
波長と略同じに形成されると共に半径方向に隣り合う前
記スリットの偏向特性は相互に逆になされており、略円
偏向の電界を前記処理容器内に略同心円状に形成し得る
ように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
2. A mounting table for mounting an object to be processed is provided inside.
Airtight processing vessel, microwave generator and this microphone
The microwave generated by the microwave generator is guided to the processing vessel.
And a mounting table connected to the waveguide as described above.
And a planar antenna member arranged to face the
The planar antenna member is formed concentrically or spirally
It has a number of slits, the distance between the slits in the radial direction of the antenna member is formed substantially the same as the guide wavelength of the microwave, and the deflection characteristics of the slits adjacent in the radial direction are opposite to each other. made which are, features and to pulp plasma processing apparatus that the electric field of substantially circularly polarized and configured so as to form a substantially concentrically in the processing vessel.
【請求項3】 被処理体を載置する載置台を内部に設け
た気密な処理容器と、マイクロ波発生器と、このマイク
ロ波発生器にて発生したマイクロ波を前記処理容器へ導
くための導波管と、この導波管に接続されて前記載置台
と対向して配置された平面アンテナ部材とを備え、この
平面アンテナ部材は同心円状或いは渦巻状に形成された
多数のスリットを有し、前記アンテナ部材の半径方向に
おける前記スリット間の距離は、前記マイクロ波の管内
波長の略1/2の長さに形成されると共に半径方向に隣
り合う前記スリットの偏向特性は相互に略180°位相
が異なるように設定され、更に偏向特性は逆になされて
おり、略円偏向の電界を前記処理容器内に略同心円状に
形成し得るように構成したことを特徴とするプラズマ処
理装置。
3. A mounting table for mounting an object to be processed is provided inside.
Airtight processing vessel, microwave generator and this microphone
The microwave generated by the microwave generator is guided to the processing vessel.
And a mounting table connected to the waveguide as described above.
And a planar antenna member arranged to face the
The planar antenna member is formed concentrically or spirally
A plurality of slits, wherein the distance between the slits in the radial direction of the antenna member is formed to be approximately の the length of the guide wavelength of the microwave, and the deflection characteristics of the slits adjacent in the radial direction; Are set so as to have a phase difference of approximately 180 ° from each other, and the deflection characteristics are reversed, so that a substantially circularly polarized electric field can be formed substantially concentrically in the processing container. to Help plasma processing apparatus.
【請求項4】 被処理体を載置する載置台を内部に設け
た気密な処理容器と、マ イクロ波発生器と、このマイク
ロ波発生器にて発生したマイクロ波を前記処理容器へ導
くための導波管と、この導波管に接続されて前記載置台
と対向して配置された平面アンテナ部材とを備え、この
平面アンテナ部材は同心円状或いは渦巻状に形成された
多数のスリットを有し、前記アンテナ部材の半径方向に
おける前記スリット間の距離は、前記マイクロ波の管内
波長の略1/2の長さに形成されると共に半径方向に隣
り合う前記スリットの偏向特性は相互に略90°位相が
変わるように設定されており、略直線偏向の電界を前記
処理容器内に略同心円状に形成し得るように構成したこ
とを特徴とするプラズマ処理装置。
4. A mounting table for mounting an object to be processed is provided inside.
And airtight processing container, and a microwave generator, this microphone
The microwave generated by the microwave generator is guided to the processing vessel.
And a mounting table connected to the waveguide as described above.
And a planar antenna member arranged to face the
The planar antenna member is formed concentrically or spirally
A plurality of slits, wherein the distance between the slits in the radial direction of the antenna member is formed to be approximately の the length of the guide wavelength of the microwave, and the deflection characteristics of the slits adjacent in the radial direction; another is set to approximately 90 ° phase changes, features and to pulp plasma processing apparatus that the electric field of substantially linearly polarized and configured so as to form a substantially concentrically in the processing vessel.
【請求項5】 被処理体を載置する載置台を内部に設け
た気密な処理容器と、マイクロ波発生器と、このマイク
ロ波発生器にて発生したマイクロ波を前記処理容器へ導
くための導波管と、この導波管に接続されて前記載置台
と対向して配置された平面アンテナ部材とを備え、この
平面アンテナ部材は同心円状或いは渦巻状に形成された
多数のスリットを有し、前記アンテナ部材の半径方向に
おける前記スリット間の距離は、前記マイクロ波の管内
波長の略1/4の長さに設定されると共に半径方向に隣
り合う前記スリットの偏向方向は2個を単位として相互
に略90°位相が変わるように設定されており、略直線
偏向の電界を前記処理容器内に略同心円状に形成し得る
ように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
5. A mounting table for mounting an object to be processed is provided therein.
Airtight processing vessel, microwave generator and this microphone
The microwave generated by the microwave generator is guided to the processing vessel.
And a mounting table connected to the waveguide as described above.
And a planar antenna member arranged to face the
The planar antenna member is formed concentrically or spirally
Has a number of slits, the distance between the slits in the radial direction of the antenna member, the deflection direction of the slit adjacent to the radial direction while being set to a length of approximately 1/4 of the guide wavelength of the microwave is set to approximately 90 ° phase changes to each other two units, to a characterized by being configured so as to form a substantially concentrically in a substantially linear deflection field of the processing container of Help Plasma processing equipment.
【請求項6】 前記アンテナ部材の上部に、前記マイク
ロ波の波長を短くするための誘電体を設け、前記導波管
は同軸構造になされていることを特徴とする請求項1
至5記載のプラズマ処理装置。
The top of wherein said antenna member, a dielectric to shorten the wavelength of the microwave is provided, according to claim 1 that said waveguide is characterized by being made to the coaxial structure
A plasma processing apparatus according to any one of Claims 5 to 5 .
【請求項7】 前記アンテナ部材の周縁部にはマイクロ
波を導入する放射素子が形成されていることを特徴とす
る請求項1乃至記載のプラズマ処理装置。
7. The plasma processing apparatus according to claim 1 to 5, wherein the radiation element for introducing a microwave to the periphery of the antenna member is formed.
【請求項8】 前記導電管は、円形導波管、矩形導波管
及び同軸導波管の内、いずれか1つであることを特徴と
する請求項1乃至記載のプラズマ処理装置。
Wherein said conductive tube is circular waveguide, of rectangular waveguide and the coaxial waveguide, a plasma processing apparatus according to claim 1 to 5, wherein the at one.
【請求項9】 前記隣接するスリット間に、半径方向と
直交する方向へ所定の長さの周方向スリットを形成する
ように構成したことを特徴とする請求項記載のプラズ
マ処理装置。
9. The plasma processing apparatus according to claim 4, wherein a circumferential slit having a predetermined length is formed between said adjacent slits in a direction orthogonal to a radial direction.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101849444B (en) * 2008-03-14 2012-08-29 东京毅力科创株式会社 Flat antenna member and a plasma processing device provided with same

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4356117B2 (en) * 1997-01-29 2009-11-04 財団法人国際科学振興財団 Plasma device
TW385623B (en) * 1997-10-20 2000-03-21 Sumitomo Metal Ind Apparatus and method for microwave plasma process
US20020011215A1 (en) 1997-12-12 2002-01-31 Goushu Tei Plasma treatment apparatus and method of manufacturing optical parts using the same
TW409487B (en) * 1998-04-10 2000-10-21 Sumitomo Metal Ind Microwave plasma treatment apparatus and microwave plasma treatment method
JP3352418B2 (en) 1999-01-28 2002-12-03 キヤノン株式会社 Pressure reduction method and pressure reduction device
JP3430053B2 (en) 1999-02-01 2003-07-28 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing equipment
JP3430959B2 (en) 1999-03-04 2003-07-28 東京エレクトロン株式会社 Planar antenna member, plasma processing apparatus and plasma processing method using the same
JP4053173B2 (en) 1999-03-29 2008-02-27 東京エレクトロン株式会社 Microwave plasma processing apparatus and method
WO2000074127A1 (en) 1999-05-26 2000-12-07 Tokyo Electron Limited Plasma process device
TW497367B (en) 2000-03-30 2002-08-01 Tokyo Electron Ltd Plasma processing apparatus
JP4522356B2 (en) * 2000-03-30 2010-08-11 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing equipment
JP4558975B2 (en) * 2000-04-27 2010-10-06 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing equipment
WO2002058124A1 (en) * 2001-01-18 2002-07-25 Tokyo Electron Limited Plasma device and plasma generating method
JP4712994B2 (en) * 2001-03-22 2011-06-29 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus and method
EP1398826A4 (en) * 2001-06-20 2006-09-06 Tadahiro Ohmi Microwave plasma processing device, plasma processing method, and microwave radiating member
JP2003045699A (en) * 2001-08-01 2003-02-14 Tokyo Electron Ltd Plasma processing device
JP4782984B2 (en) * 2001-12-04 2011-09-28 ドゥラカ ファイバー テクノロジー ベー ヴェー Plasma processing apparatus and method using apparatus for applying electromagnetic microwave radiation in plasma cavity
JP2004153240A (en) 2002-10-09 2004-05-27 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd Plasma processing apparatus
JP5312411B2 (en) * 2003-02-14 2013-10-09 東京エレクトロン株式会社 Plasma generator and remote plasma processing apparatus
JP2005310478A (en) * 2004-04-20 2005-11-04 Naohisa Goto Plasma treatment device and treatment method, and manufacturing method of flat panel display
CN1993813B (en) 2004-08-13 2010-12-22 东京毅力科创株式会社 Semiconductor device manufacturing method and plasma oxidation treatment method
US7906440B2 (en) * 2005-02-01 2011-03-15 Tokyo Electron Limited Semiconductor device manufacturing method and plasma oxidation method
JP2008300687A (en) * 2007-05-31 2008-12-11 Tokyo Electron Ltd Plasma doping method, and device therefor
JP4964736B2 (en) * 2007-10-25 2012-07-04 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing equipment
US8999106B2 (en) 2007-12-19 2015-04-07 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for controlling edge performance in an inductively coupled plasma chamber
WO2009085808A2 (en) * 2007-12-19 2009-07-09 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for processing a substrate using inductively coupled plasma technology
US7875859B2 (en) 2008-03-31 2011-01-25 Tokyo Electron Limited Ion energy analyzer and methods of manufacturing and operating
US7777179B2 (en) 2008-03-31 2010-08-17 Tokyo Electron Limited Two-grid ion energy analyzer and methods of manufacturing and operating
JP4854712B2 (en) * 2008-07-14 2012-01-18 東京エレクトロン株式会社 Planar antenna and plasma processing apparatus
KR101967490B1 (en) 2011-03-28 2019-04-09 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Ion energy analyzer, methods of electrical signaling therein, and methods of manufacturing and operating the same
KR101350956B1 (en) * 2011-09-30 2014-01-14 세메스 주식회사 Microwave application unit and substrate treating apparatus including the unit, and substrate treating method using the apparatus
JP5676675B2 (en) * 2013-04-05 2015-02-25 芝浦メカトロニクス株式会社 Plasma generator and plasma processing apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101849444B (en) * 2008-03-14 2012-08-29 东京毅力科创株式会社 Flat antenna member and a plasma processing device provided with same

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