JP3212172B2

JP3212172B2 - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JP3212172B2
Application number: JP3251193A
Authority: JP
Inventors: 裕野上
Original assignee: アネルバ株式会社
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1993-01-29
Publication date: 2001-09-25
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: JPH06232114A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマによって生成
されたイオンや中性活性種を用いてアッシング，エッチ
ング，ＣＶＤ（化学的気相成長）等の処理を行うプラズ
マ処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ製造工程におけるウエハ処理等の
分野では、プラズマを利用した各種の処理が盛んに研究
され、また実用化されている。例えば、プラズマによっ
て生成された中性活性種との反応によってエッチングす
るプラズマエッチングやプラズマによって反応を促進し
ながら行うプラズマＣＶＤ等である。

【０００３】このようなプラズマ処理装置の従来の構成
を図５を用いて説明する。図５は、従来のプラズマ処理
装置の一例の概略説明図である。図５に示す従来のプラ
ズマ処理装置は、処理容器５と、この処理容器５の底部
に設置された基板ホルダ３と、この基板ホルダ３を上か
ら被うようにして配置された半球状のチャンバー６と、
装置外に配置された不図示のマイクロ波発振器が発生し
たマイクロ波を処理容器５に伝送するための伝送路１と
から主に構成されている。

【０００４】伝送路１は、マイクロ波発振器に接続され
た主伝送用の矩形導波管１１と、処理容器５の上部に設
けられたマイクロ波導入口５０の部分に接続されたテー
パー円筒導波管１５と、矩形導波管１１及びテーパー円
筒導波管１５とを繋ぐ円−矩形変換器１６とから形成さ
れている。チャンバー６は、内部にプラズマ形成用ガス
を導入して基板３０を臨む空間に所定のプラズマを形成
するためのものである。従って、チャンバー６は、不図
示のプラズマ形成用ガス導入部を具備している。また、
チャンバー６は、マイクロ波を透過させることができる
化学的に安定な高融点絶縁材料即ち石英ガラス等のよう
な材料で形成されている。基板ホルダ３は、その上面に
基板３０に載置して処理するためのものであり、多くの
場合、内部にヒータ３１が付設されて基板３０の加熱が
行われる。

【０００５】上記構成に係る従来のプラズマ処理装置で
は、予め基板ホルダ３に基板３０が載置されるとともに
チャンバー６の内部に所定のプラズマ形成用ガスが導入
される。そして、不図示のマイクロ波発振器が発生させ
たマイクロ波が伝送路１で伝送され、マイクロ波導入口
５０から処理容器５の内部に導入される。マイクロ波
は、チャンバー６を透過してチャンバー６の内部に達
し、プラズマ形成用ガスに結合してガスをプラズマ状態
にする。そして、プラズマ中のイオンや中性中性活性種
等の働きにより、基板３０に対して所定の処理がなされ
る。即ち例えば、中性活性種ガスと基板の材料との反応
によってエッチングが行われる。

【０００６】上述の説明及び図５から明らかなように、
従来のプラズマ処理装置では、プラズマ形成領域即ちマ
イクロ波とプラズマ形成用ガスとの結合箇所の近傍に基
板３０を配置し、生成されたプラズマをその場で利用し
ている。ここで、伝送路によって伝送されるマイクロ波
には、周知のように種々の伝送モードが存在し、図５の
チャンバー６に導入されたマイクロ波は、ある伝送モー
ドに応じた電磁界分布となっている。尚、このようなマ
イクロ波の分布は、プラズマ発光の形状を観察すること
で間接的に確認することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記マイクロ波の伝送
モードの存在は、本願発明のようなマイクロ波によるプ
ラズマを利用した処理装置では、処理の不均一性の問題
を生じることとなる。即ち、導入されるマイクロ波は伝
送モードに応じた強度分布を有して不均一なものであ
り、従って、形成されるプラズマの密度分布又は電離度
の分布も不均一なものでなる。このため、プラズマによ
って生成されるイオンや中性活性種の分布が不均一にな
り、これらの材料による基板の処理が不均一になる。例
えば、プラズマによるエッチング処理の場合には、エッ
チング速度が基板の各点で不均一なものとなってしま
う。本願の発明は、上記課題を考慮してなされたもので
あり、マイクロ波を伝送路で伝送して利用するプラズマ
処理装置において、イオンや中性活性種による処理が均
一なものにできるようにすることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願の請求項１に記載のプラズマ処理装置は、マイ
クロ波発振器と、このマイクロ波発振器が発振したマイ
クロ波を伝送する伝送路と、プラズマ形成用ガスを導く
ガス導入系と、基板を保持する基板ホルダとを具備し、
プラズマ形成用ガスにマイクロ波が結合してプラズマが
形成される領域であるプラズマ形成領域が基板に対向し
た位置において複数形成されるように、前記伝送路は、
基板に対向した複数のプラズマ形成領域の各々までマイ
クロ波を導くものであり、前記ガス導入系は、これらの
プラズマ形成領域の各々にプラズマ形成用ガスを導くも
のであり、さらに、各々のプラズマ形成領域で生成され
たイオン又は中性活性種を前記基板ホルダに保持された
基板に導く複数のガイド手段が、処理する基板の表面に
対して均等な位置に設けられており、このガイド手段
は、プラズマにより生成された荷電粒子が基板を直撃し
ないよう屈折したパイプから成っている。また同様に上
記目的を達成するため、請求項２に記載のプラズマ処理
装置は、上記請求項１に記載の構成において、伝送路
は、マイクロ波発振器に接続されるとともに終端が終端
短絡板で短絡された矩形導波管で形成され、ガス導入系
は、複数のガスパイプの内部にプラズマ形成用ガスを導
入するものであり、さらに各々のガスパイプは、前記導
波管内の定在波の腹の位置において導波管に貫通するよ
うにして配置されてこの貫通した部分のガスパイプがプ
ラズマ形成領域を形成しているとともに、少なくともこ
の貫通した部分のガスパイプは絶縁性である構成を有す
る。また同様に上記目的を達成するため、請求項３に記
載のプラズマ処理装置は、上記請求項２に記載の構成に
おいて、伝送路を形成する矩形導波管の終端には、分岐
矩形導波管が接続されて複数に分岐し、ガスパイプが各
々の分岐した導波管に貫通して配置されている構成を有
する。また同様に上記目的を達成するため、請求項４に
記載のプラズマ処理装置は、上記請求項２又は３に記載
の構成において、複数のガスパイプは、導波管に貫通し
た部分より下流側に延長した延長部が、基板の表面に向
けて形成されてガイド手段を構成しており、各々ガスパ
イプの延長部は、基板の表面に対して均等な配置になっ
ている構成を有する。また同様に上記目的を達成するた
め、請求項５に記載のプラズマ処理装置は、上記請求項
１，２，３又は４に記載の構成において、伝送路は、マ
イクロ波を分岐させる分岐部を有し、一つのマイクロ波
発振器から発振されたマイクロ波を分岐させて複数のプ
ラズマ形成領域に伝送するものである構成を有する。ま
た同様に上記目的を達成するため、請求項６に記載のプ
ラズマ処理装置は、上記請求項１，２，３又は４に記載
の構成において、マイクロ波発振器はプラズマ形成領域
の数に対応させて複数配置され、伝送路は、各々のマイ
クロ波発振器に対応する各々のプラズマ形成領域にマイ
クロ波を伝送するものである構成を有する。また同様に
上記目的を達成するため、請求項７に記載のプラズマ処
理装置は、上記請求項１，２，３，４，５又は６に記載
の構成において、プラズマ形成領域の入力側の伝送路上
に整合器が配置されている構成を有する。また同様に上
記目的を達成するため、請求項８に記載のプラズマ処理
装置は、上記請求項１，２，３，４，５，６又は７に記
載の構成において、伝送路上にアイソレータが配置され
ている構成を有する。

【０００９】

【作用】上記各請求項に記載されたプラズマ処理装置に
おいては、複数のプラズマ形成領域の各々に導入された
プラズマ形成用ガスにマイクロ波が結合されて、複数の
位置でプラズマが形成される。そして、各々のプラズマ
で生成されたイオン又は中性活性種は、ガイド手段によ
って基板の表面に対して均等に導かれて基板に達し、こ
の結果、基板の処理が行われる。

【００１０】

【実施例】次に、本願発明の実施例を説明する。以下に
示す二つの実施例は、いずれも基板に対向した複数の位
置においてプラズマが形成されるようにし、各々のプラ
ズマで生成されたイオン又は中性活性種を基板の表面に
均等に導くものである。そして、第一実施例では２つの
領域でプラズマが形成され、第二実施例では４つの領域
でプラズマが形成される。

【００１１】図１は、本願発明の第一実施例を示す斜視
概略図であり、図２は、図１の実施例におけるガスパイ
プの貫通部分の説明図である。図１に示すプラズマ処理
装置は、不図示のマイクロ波発振器と、このマイクロ波
発振器が発振したマイクロ波を伝送する伝送路１と、プ
ラズマ形成用ガスを導くガス導入系２と、基板３０を保
持する基板ホルダ３とを具備している。

【００１２】伝送路１は、矩形導波管１１，１２で構成
されており、ガス導入系２は、矩形導波管１２に貫通し
て配置された複数のガスパイプ２１の内部にプラズマ形
成用ガスを導入するものである。従って、複数のガスパ
イプ２１の内部がプラズマ形成領域７であり、これらの
位置が基板３０に対向した位置になっている。さらに、
矩形導波管１１，１２に貫通した部分より下流側に延長
した延長部２１１が基板３０の表面に向けて形成されて
ガイド手段を構成している。

【００１３】まず、不図示のマイクロ波発振器として
は、マグネトロン等を使用した周知のものが採用され、
例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発振させる。伝送
路１としては、前述の通り矩形導波管１１，１２が使用
されており、図１には、伝送路１の終端部分の構成が示
されている。図１から分かるように、矩形導波管１１
は、その終端部分において、二つの矩形導波管（以下、
分岐矩形導波管）１２に分岐している。そして、二つの
分岐矩形導波管１２は、隔壁１２１により区画されて隣
接し、各々の分岐矩形導波管１２の終端は終端短絡板１
２２で短絡されている。そして、終端短絡板１２２から
所定距離入力側（伝送路においてマイクロ波発振器に近
い側）の位置に、分岐部１３が設けられている。この分
岐部１３は、具体的には隔壁１２１に設けられた開口部
である。伝送路１によって送られてきたマイクロ波は、
この分岐部１３の部分で二つの分岐矩形導波管１２に分
岐し、各々の分岐矩形導波管１２の終端短絡板１２２ま
で送られるようになっている。

【００１４】ガス導入系２は、前述のガスパイプ２１の
他、プラズマ形成用ガスを収容した不図示のガスボンベ
や不図示の調合器，ガス流量を制御する不図示の流量制
御器等を含んでおり、所定の組成のプラズマ形成用ガス
をガスパイプ２１まで導入する。尚、導入されるプラズ
マ形成用ガスは、マイクロ波の結合によってプラズマを
形成する成分の他、エッチングやＣＶＤ等の処理に必要
な他の成分を含む場合があることは勿論である。ガスパ
イプ２１は、図１から分かるように、二本配設されてお
り、各々の分岐矩形導波管１２に上下に貫通している。
このガスパイプ２１は、マイクロ波を透過させることが
できる化学的に安定な高融点絶縁材料即ち石英ガラス等
のような材料で形成されている。マイクロ波は、ガスパ
イプ２１の壁面を透過して内部のプラズマ形成用ガスに
結合し、プラズマ形成用ガスをプラズマ状態にする即ち
プラズマ放電させるのである。また、本実施例における
上記ガスパイプ２１の貫通位置は、分岐矩形導波管１２
内の定在波の腹の部分である。より具体的にいうと、例
えば分岐矩形導波管１２の終端短絡板１２２の位置より
管内波長の約四分の一の距離だけ入力側の位置である。
これは言うまでもなく、マイクロ波の振幅の大きな部分
を利用することによって、効率よくプラズマを発生させ
る為である。

【００１５】また、ガスパイプ２１を貫通させた部分か
らのマイクロ波電力の漏洩を防止する目的から、ガスパ
イプ２１をシールドで被う構成がされると好適である。
具体的には、図２に示すような円筒形のパンチパネル４
がガスパイプ２１を被うようにして取り付けられる。即
ち、分岐矩形導波管１２から露出した部分の上下のガス
パイプ２１を取り囲むようにして金属製のパンチパネル
４が配置され、端部が矩形導波管１２に固定される。
尚、マイクロ波のシールドの完全に行うため、ガスパイ
プ２１の全長に亘ってパンチパネル４を配置すると、さ
らに望ましい。また尚、平板でなくパンチパネル４を使
用するのは、内部で形成されるプラズマを視認できるよ
うにするためである。

【００１６】上記分岐矩形導波管１２の下方には、処理
容器５が配設されている。そして、ガイド手段としての
ガスパイプ２１の延長部２１１は、矩形導波管１２と処
理容器５とを繋ぐようにして配置されており、生成され
たイオンや中性活性種を処理容器５まで運ぶ役目をす
る。このようにガスパイプ２１の延長部２１１をそのま
まガイド手段として利用すると、装置の構造が簡易にで
きるというメリットがある。尚、ガイド手段としては、
本実施例のようにガスパイプ２１の延長部分が構成する
場合の他、ガスパイプに他の部材を接続して構成する場
合も有り得る。いずれにしても、ガイド手段は、ガイド
するイオンや中性中性活性種と反応してしまったり中性
活性種の活性を喪失してしまったりすることがないよう
な材料で形成する必要がある。

【００１７】処理容器５は、内部に基板ホルダ３を収納
しており、進入したイオンや中性活性種が、基板ホルダ
３に保持された基板３０に達するようになっている。こ
の基板ホルダ３には従来と同様にヒータ３１が付設され
ており、例えば１５０℃〜２５０℃程度まで基板３０を
加熱できるようになっている。尚、このヒータ３１によ
る加熱の代わりに、ランプによる輻射加熱を採用するこ
とができる。尚、本実施例における基板ホルダ３は、基
板３０をその上面に載置するだけのものであるが、基板
３０の周縁を握持する構成や壁面に基板３０を吸着して
保持する構成等の他の色々な構成が採用され得る。ま
た、処理容器５には不図示の排気系が付設されていて、
例えば０．５〜１．０Ｔｏｒｒ程度まで内部を排気でき
るようになっている。

【００１８】ここで、ガイド手段を構成する二つのガス
パイプ２１の延長部２１１の処理容器５へのは接続位置
は、処理容器５の内部の基板３０の表面に対して均等な
位置になっている。正確にいうと、基板３０の中心軸を
中心にして対称な位置に各々の延長部２１１が接続され
ている。このため、各々の延長部２１１にガイドされた
イオンや中性活性種は、処理容器５の内部において均一
に拡散して基板３０に到達するようになっている。尚、
中心軸とは、基板３０の表面の中心から立てた垂線の方
向を意味する。また、図１に示すように、延長部２１１
はいずれも途中で屈折しているが、これは主に、プラズ
マにより生成された荷電粒子が下方の基板３０を直撃し
ないようにするためである。尚、図１の装置は、基板３
０を処理容器５に搬送する不図示の搬送系を備え、処理
容器５は、基板３０を出し入れするための不図示のゲー
トを有している。

【００１９】次に、上記構成に係る第一実施例の作用に
ついて説明する。不図示の搬送系が基板３０を搬送し、
不図示のゲートから基板３０を処理容器５の内部に搬入
して基板ホルダ３の上に載置する。ゲートを閉じた後、
不図示の排気系が動作して所定の真空度まで排気し、そ
の後、処理が開始される。即ち、不図示のマイクロ波発
振器が動作するとともに、ガス導入系２によるプラズマ
形成用ガスの導入が開始される。発振されたマイクロ波
は、矩形導波管１１よりなる伝送路１で伝送され、開口
部である分岐部１３で分岐して分岐矩形導波管１２の終
端まで送られる。

【００２０】一方、ガス導入系２は、不図示のガスボン
ベからプラズマ形成用ガスを送出して、不図示の調合器
で必要に応じて調合し、不図示の流量制御器で流量を制
御しながら、ガスパイプ２１にプラズマ形成用ガスを導
入する。そして、上述のように伝送されたマイクロ波
が、ガスパイプ２１の壁面を通過してガスパイプ２１の
内部のプラズマ形成用ガスに結合し、プラズマ形成用ガ
スをプラズマ状態にする。

【００２１】この結果、ガスパイプ２１の内部には、イ
オンや中性中性活性種等の所望の材料が生成される。生
成されたイオンや中性活性種は、ガスパイプ２１の延長
部２１１によって運ばれ、処理容器５の内部に進入して
処理容器５の内部を均一に拡散して基板３０に到達す
る。そして、到達したイオンや中性活性種により基板３
０の所望の処理が行われる。即ち例えば、フレオン等の
中性活性種ガスが、露出した基板３０の表面の材料と反
応してエッチング処理が行われる。上記のように、本実
施例の装置では、基板３０に対向した二つの位置におい
てプラズマ形成用ガスにマイクロ波を結合させて二つの
プラズマを形成し、この二つのプラズマで生成されたイ
オンや中性中性活性種をガイド手段としてのガスパイプ
２１の延長部２１１で均等に引き出して利用しているの
で、基板３０の処理が均一なものとなる。

【００２２】上記実施例において、請求項７に記載さ
れているように、プラズマ形成領域７の入力側の伝送路
１上に整合器を配置すると、さらに望ましい結果が得ら
れる。即ち、整合器は通常のマイクロ波伝送回路でも頻
繁に用いられているものであるが、本実施例のように導
波管の内部にプラズマを形成するとインピーダンスが大
きく変化するため、そのインピーダンスの変化を補正す
る目的で整合器を配置すると、さらに望ましい結果が得
られる。整合器は、図１には示されていないが、例え
ば、分岐部１３よりも入力側の伝送路１上にスタブ整合
回路等を設けることで達成される。また、上記実施例に
おいて、請求項８に記載されているように伝送路１上に
アイソレータが配置されているとさらに望ましい結果が
得られる。即ち、アイソレータを伝送路１に配置して反
射波がマイクロ発振器に戻らないようすることで、発振
器の寿命を長くすることができる。尚、このアイソレー
タは、上記整合器が配置される場合には、整合器よりも
入力側（マイクロ波発振器に近い側）の伝送路１上に配
置することが望ましい。

【００２３】次に、本願発明の第二実施例について説明
する。図３は、本願発明の第二実施例を示す斜視概略図
である。前述の第一実施例が伝送路の終端を二分岐させ
たものであったのに対し、この第二実施例では四分岐さ
ている点が異なる。以下、説明の重複を避けつつ、この
第二実施例について詳述する。

【００２４】第二実施例では、第一実施例と同様に、矩
形導波管１１よりなる伝送路１によってマイクロ波が伝
送される。そして、この矩形導波管１１の終端は、図３
に示すように分岐部１３になっていて二つの分岐矩形導
波管１２に分岐している。この分岐部１３は、具体的に
はＨ面対称Ｔ分岐であり、伝送されたマイクロ波が二つ
の分岐矩形導波管１２に同相で分岐するようになってい
る。二つの分岐矩形導波管１２は、図３に示すように二
つのコーナ又はベントを形成してコ状に形成されてい
て、その各々の終端が上記分岐部１３の下方で向かい合
っている。そして、その向かい合っている各々の終端が
さらににＨ面対称Ｔ分岐しており、各々二つの四分岐導
波管１４が接続されて上記矩形導波管１１の方向に延び
ている。このため、分岐矩形導波管１２を経由して送ら
れたマイクロ波は、接続部１４１の部分から同相で各々
の四分岐導波管１４に分岐して進み、四分岐導波管１４
の終端短絡板に達するようになっている。

【００２５】一方、この第二実施例においても、第一実
施例と同様のガスパイプ２１が採用されている。このガ
スパイプ２１は、各々の四分岐導波管１４に貫通し合計
４本用いられている。各々のガスパイプ２１は、前記実
施例と同様に、各々の四分岐導波管１４内の定在波の腹
の位置において貫通している。より一般的にいうと、四
分岐導波管１４の終端短絡板の位置からほぼ（λ／４）
＋（２／λ）×ｍの距離だけ入力側の位置が貫通位置で
ある。尚、λはマイクロ波の共振波長であり、ｍは正の
整数である。４つの四分岐導波管１４は全く同様に構成
されており、従って、本実施例では同様に動作する四つ
のプラズマ形成領域７が配置されていることになる。ま
た、この第二実施例におけるガス導入系２は、四本のガ
スパイプ２１にプラズマ形成用ガスを導入するものであ
る以外は、第一実施例におけるものと同様である。尚、
一本のガス移送用のパイプを四分岐させて四本のガスパ
イプ２１を接続してもよいが、コンダクタンスが低下す
る恐れがある場合には、独立した二つ又は四つのガス導
入系２を用いてもよいであろう。

【００２６】本実施例においても、ガイド手段は、各々
のガスパイプ２１の下側に延びる延長部２１１によって
構成され、四分岐導波管１４への貫通部分で生じたイオ
ンや中性活性種をそのまま下方の処理容器５まで運ぶも
のである。そして、四本のガスパイプ２１の延長部２１
１も、前述の第一実施例と同様に、処理容器５の内部の
基板３０の表面に対して均等な位置になっている。即
ち、各延長部２１１の下端の処理容器５に対する接続位
置は、基板３０の中心軸を中心にして対称な位置（より
具体的には正方形の頂点の位置）になっている。このた
め、この第二実施例においても、それぞれの延長部２１
１にガイドされたイオンや中性活性種が、処理容器５の
内部において均一に拡散して基板３０に到達するように
なっている。その他の各部の構成要素は、前述の第一実
施例と同様であるので説明は省略する。

【００２７】上記構成に係る第二実施例の装置では、
伝送されたマイクロ波が分岐部１３でＨ面対称Ｔ分岐さ
れて二つの分岐矩形導波管１２まで分岐伝送される。そ
の後、接続部１４１で再びＨ面対称Ｔ分岐されて四つの
四分岐導波管１４まで伝送される。そして、伝送された
マイクロ波は、四本のガスパイプ２１の各々の壁面を通
過して内部のプラズマ形成用ガスに結合し、プラズマ形
成用ガスをプラズマ状態にする。この結果、プラズマに
より生成されたイオンや中性活性種は、各々のガスパイ
プ２１の延長部２１１にガイドされて処理容器５に進入
し、処理容器５の内部を均一に拡散して基板３０に達
し、基板３０の表面を均一に処理する。以上説明した第
二実施例においても、伝送路１における整合器やアイソ
レータの採用は、第一実施例と同様に好適な結果をもた
らす。整合器は前述の通りプラズマの形成によるインピ
ーダンスの変化を補正するのが主な目的であるから、各
々のプラズマ形成領域の入力側に一つずつ設ける必要が
ある。即ち、各四分岐導波管１４のガスパイプ２１の貫
通部分よりも入力側の位置に、整合器が一つずつ配置さ
れる。また、アイソレータは前述の通りマイクロ波発振
器を保護するものであるから、整合器が配置される場合
には整合器よりも入力側の伝送路１上に、整合器が配置
されない場合には負荷よりも入力側の伝送路１上に一つ
配置されれば足りる。即ち、図示しないマイクロ波発振
器と分岐部１３とを繋ぐ矩形導波管１１に、一つのアイ
ソレータが配置される。

【００２８】上記二つの実施例においては、基板処理の
均一性を達成するガイド手段の均等配置として、延長部
２１１の端面が同一平面上で中心対称的に配置される例
について説明したが、色々な構成が採用し得る。図４
は、ガイド手段の均等配置についての他の例の説明図で
あり、図５に示す従来の装置のように半球状のチャンバ
ーが採用されている場合の例である。尚、図４中、
（Ａ）が側断面，（Ｂ）が平面図である。この例では、
チャンバー（ベルジャーと呼ばれる場合もある。）６
は、その周面に複数の導入孔６１が同じ高さの位置に形
成されており、各延長部２１１の端面は、各々導入孔６
１の部分に接続される。そして、図４（Ｂ）に示すよう
に、各導入孔６１は、中心線６２を中心にして線対称状
に配置されており、各延長部２１１の端面が中心対称配
置されるようになっている。尚、中心線６２が、不図示
の基板の表面の中心から立てた垂線と一致するよう構成
されることは勿論である。

【００２９】最後に、請求項６の構成の実施例について
説明する。上述した二つの実施例は、いずれも、伝送さ
れたマイクロ波を分岐させて利用するものであった。こ
れは、マイクロ波発振器を一つにして装置全体をコンパ
クトできるとともに装置のコストが安価になるという効
果を持っている。しかしながら、プラズマ形成領域７の
数に対応させて複数のマイクロ波発振器を用いるように
し、各々のマイクロ波発振器で発振したマイクロ波を、
対応する各々のプラズマ形成領域７にそれぞれ伝送する
ように構成してもよい。このように構成すると、矩形分
岐導波管１２又は四分岐導波管１４に伝送されるマイク
ロ波の電力はより強力なものとなるので、高密度のプラ
ズマによって豊富なイオンや中性中性活性種を得て効率
良く処理を行うことができる。尚、この実施例の場合に
は、伝送路１は、例えば複数の導波管を並列させて配置
することにより構成される。

【００３０】

【発明の効果】以上説明した通り、本願の請求項１に記
載の発明では、基板に対向した複数の位置においてプラ
ズマ形成用ガスにマイクロ波を結合させてプラズマを形
成し、この複数のプラズマで生成されたイオンや中性中
性活性種をガイド手段で均一に引き出して利用するの
で、均一な基板処理が可能になる。また、ガイド手段
は、荷電粒子が基板を直撃しないよう屈折したパイプか
ら成っているので、荷電粒子による基板の損傷が防止さ
れる。また、請求項２又は３に記載の発明では、上記請
求項１の効果に加え、伝送されたマイクロ波を効率良く
利用してプラズマを形成することができるので、処理の
効率性の向上が図れるという効果が得られる。また、請
求項４に記載の発明では、上記請求項２又は３の効果に
加え、ガイド手段が各々のガスパイプの延長部で構成さ
れているので、簡易な構造の装置になるという効果が得
られる。また請求項５に記載の発明では、上記請求項
１，２，３又は４の効果に加え、マイクロ波発振器の個
数を少なくことができるので、安価でコンパクトな装置
にすることができるという効果が得られる。また請求項
６に記載の発明では、上記請求項１，２，３又は４の効
果に加え、より強力なマイクロ波をプラズマ形成用ガス
に結合させることができるので、豊富なイオンや中性中
性活性種を得て効率良く処理を行うことができるという
効果が得られる。さらに、請求項７に記載の発明では、
上記請求項１，２，３，４，５又は６の効果に加え、マ
イクロ波の伝送路における伝送損等が低減されるため、
この点で効率の良い処理が可能となるという効果が得ら
れる。さらに、請求項８に記載の発明では、上記請求項
１，２，３，４，５，６又は７の効果に加え、マイクロ
波の反射波がマイクロ波発振器に戻らないようになるた
め、発振器の寿命がマイクロ波の伝送状態が安定したも
のとなり、安定した処理が行えるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第一実施例を示す斜視概略図であ
る。

【図２】図１の実施例におけるガスパイプの貫通部分の
説明図である。

【図３】本願発明の第二実施例を示す斜視概略図であ
る。

【図４】ガイド手段の均等配置についての他の例の説明
図である。

【図５】従来のプラズマ処理装置の一例の概略説明図で
ある。

【符号の説明】

１伝送路１１矩形導波管１２分岐矩形導波管１２２終端短絡板１３分岐部１４四分岐導波管２ガス導入系２１ガスパイプ２１１延長部３基板ホルダ３０基板５処理容器７プラズマ形成領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/31 C23C 14/46 C23F 4/00 G03F 7/42 H01L 21/3065

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】マイクロ波発振器と、このマイクロ波発
振器が発振したマイクロ波を伝送する伝送路と、プラズ
マ形成用ガスを導くガス導入系と、基板を保持する基板
ホルダとを具備し、プラズマ形成用ガスにマイクロ波が
結合してプラズマが形成される領域であるプラズマ形成
領域が基板に対向した位置において複数形成されるよう
に、前記伝送路は、基板に対向した複数のプラズマ形成
領域の各々までマイクロ波を導くものであり、前記ガス
導入系は、これらのプラズマ形成領域の各々にプラズマ
形成用ガスを導くものであり、さらに、各々のプラズマ
形成領域で生成されたイオン又は中性活性種を前記基板
ホルダに保持された基板に導く複数のガイド手段が、処
理する基板の表面に対して均等な位置に設けられてお
り、このガイド手段は、プラズマにより生成された荷電
粒子が基板を直撃しないよう屈折したパイプから成って
いることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】前記伝送路は、前記マイクロ波発振器に
接続されるとともに終端が終端短絡板で短絡された矩形
導波管で形成され、前記ガス導入系は、複数のガスパイ
プの内部にプラズマ形成用ガスを導入するものであり、
さらに各々のガスパイプは、前記導波管内の定在波の腹
の位置において導波管に貫通するようにして配置されて
この貫通した部分のガスパイプが前記プラズマ形成領域
を形成しているとともに、少なくともこの貫通した部分
のガスパイプは絶縁性であることを特徴とする請求項１
に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】前記伝送路を形成する矩形導波管の終端
には、分岐矩形導波管が接続されて複数に分岐し、前記
ガスパイプが各々の分岐した導波管に貫通して配置され
ていることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理
装置。
【請求項４】前記複数のガスパイプは、前記導波管に
貫通した部分より下流側に延びる延長部が、前記基板の
表面に向けて形成されて前記ガイド手段を構成してお
り、各々のガスパイプの延長部は、前記基板に対して均
等な配置になっていることを特徴とする請求項２又は３
に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】前記伝送路は、マイクロ波を分岐させる
分岐部を有し、一つのマイクロ波発振器から発振された
マイクロ波を分岐させて前記複数のプラズマ形成領域に
伝送するものであることを特徴とする請求項１，２，３
又は４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】前記マイクロ波発振器は前記プラズマ形
成領域の数に対応させて複数配置され、前記伝送路は、
各々のマイクロ波発振器に対応する各々のプラズマ形成
領域にマイクロ波を伝送するものであることを特徴とす
る請求項１，２，３又は４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】前記プラズマ形成領域の入力側の前記伝
送路上に整合器が配置されていることを特徴とする請求
項１，２，３，４，５又は６に記載のプラズマ処理装
置。
【請求項８】前記伝送路上に、アイソレータが配置さ
れていることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，
６又は７に記載のプラズマ処理装置。