JP4305141B2 - Microwave introduction apparatus and surface wave excitation plasma processing apparatus - Google Patents
Microwave introduction apparatus and surface wave excitation plasma processing apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP4305141B2 JP4305141B2 JP2003392011A JP2003392011A JP4305141B2 JP 4305141 B2 JP4305141 B2 JP 4305141B2 JP 2003392011 A JP2003392011 A JP 2003392011A JP 2003392011 A JP2003392011 A JP 2003392011A JP 4305141 B2 JP4305141 B2 JP 4305141B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microwave
- waveguide
- slot antenna
- slot
- plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明は、マイクロ波発生装置からプラズマ処理室へマイクロ波を導入するマイクロ波導入装置および表面波励起プラズマを利用してCVDやエッチング等を行う表面波励起プラズマ処理装置に関する。 The present invention relates to a microwave introduction device that introduces microwaves from a microwave generation device into a plasma processing chamber, and a surface wave excitation plasma processing device that performs CVD, etching, and the like using surface wave excitation plasma.
半導体製造プロセスでは、プラズマを利用してCVD成膜やエッチング等を行うプラズマ処理装置が用いられている。そのようなプラズマ処理装置としては、従来から平行平板型プラズマ処理装置や電子サイクロトロン共鳴(ECR:Electron Cyclotron Resonance)プラズマ処理装置などが使用されている。さらに、近年では、より大面積のプラズマを容易に発生させることができる表面波励起(SWP:Surface Wave Plasma)プラズマ処理装置が利用されるようになってきている。SWPプラズマ処理装置は、マイクロ波導波管に設けられたスロットアンテナから誘電体部材を介してマイクロ波電力をプラズマ生成室内に導入し、誘電体部材の表面に生じた表面波によってプラズマ生成室内のプロセスガスを励起し、表面波励起プラズマを生成し、このプラズマを利用して被処理物の処理を行うものである。 In a semiconductor manufacturing process, a plasma processing apparatus that uses plasma to perform CVD film formation, etching, or the like is used. As such a plasma processing apparatus, a parallel plate type plasma processing apparatus, an electron cyclotron resonance (ECR) plasma processing apparatus, and the like are conventionally used. Furthermore, in recent years, a surface wave plasma (SWP) plasma processing apparatus that can easily generate a plasma having a larger area has been used. The SWP plasma processing apparatus introduces microwave power from a slot antenna provided in a microwave waveguide into a plasma generation chamber via a dielectric member, and processes in the plasma generation chamber by surface waves generated on the surface of the dielectric member A gas is excited to generate surface wave excitation plasma, and an object to be processed is processed using the plasma.
マイクロ波導波管の形状としては、直線状のものと環状のものがあり、被処理物の形状や処理目的などに応じて使い分けられている。環状の導波管を用いたマイクロ波導入装置は、マイクロ波を比較的均一にプラズマ生成室内に導入できるという長所がある。この種のマイクロ波導入装置としては、複数のスロットアンテナが形成された無終端環状導波管が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As the shape of the microwave waveguide, there are a linear shape and an annular shape, and they are properly used according to the shape of the object to be processed and the purpose of processing. The microwave introducing device using the annular waveguide has an advantage that the microwave can be introduced into the plasma generation chamber relatively uniformly. As this type of microwave introducing device, an endless annular waveguide in which a plurality of slot antennas are formed is known (for example, see Patent Document 1).
特許文献1の無終端環状導波管は、終端部を有さないために特定のスロットアンテナにマイクロ波電力が集中する場合がある。この無終端環状導波管をSWPプラズマ処理装置に使用すると、誘電体部材の特定の箇所でプラズマ密度が局在化し、被処理物にダメージを与えたり、処理が不均一になるという問題がある。
Since the endless annular waveguide of
(1)請求項1のマイクロ波導入装置は、マイクロ波発生装置からマイクロ波を導入する導入口と終端部とを有し、複数のスロットアンテナが所定間隔で形成された底板を内側面とする環状のマイクロ波導波管と、筒状を呈し、その筒の外側面が環状のマイクロ波導波管の底板に接して配設され、環状のマイクロ波導波管内を伝搬するマイクロ波をスロットアンテナを通して導入する筒状誘電体部材とを備え、マイクロ波の管内波長をλgとし、0.95λgからλgの範囲を定数kとしたとき、マイクロ波伝搬方向に沿って筒状誘電体部材を取り囲むマイクロ波導波管の中心線の長さを、定数kの整数倍に設定するとともに、複数のスロットアンテナの所定間隔を、定数kの整数倍に設定し、複数のスロットアンテナは、マイクロ波導波管の中心線を基準に、マイクロ波導波管の底板の中央付近に形成された第1のスロットアンテナ群とマイクロ波導波管の底板の周辺付近に形成された第2のスロットアンテナ群とを有し、第1のスロットアンテナ群と第2のスロットアンテナ群とを、マイクロ波導波管の中心線方向にk/4の整数倍だけ位置をずらして並行配置することを特徴とする。 (1) A microwave introduction device according to a first aspect has an introduction port for introducing a microwave from a microwave generation device and a termination portion, and a bottom plate on which a plurality of slot antennas are formed at predetermined intervals is an inner surface. Annular microwave waveguide and cylindrical shape, the outer surface of which is in contact with the bottom plate of the annular microwave waveguide, and introduces microwaves propagating through the annular microwave waveguide through the slot antenna And a cylindrical waveguide member that surrounds the cylindrical dielectric member along the microwave propagation direction, where λg is the in-tube wavelength of the microwave and a constant k is in the range of 0.95λg to λg. the length of the center line of the tube, while set to an integral multiple of the constant k, a predetermined distance of a plurality of slot antenna is set to an integral multiple of the constant k, a plurality of slot antenna, the microwave guide A first slot antenna group formed in the vicinity of the center of the bottom plate of the microwave waveguide and a second slot antenna group formed in the vicinity of the periphery of the bottom plate of the microwave waveguide with respect to the core wire; The first slot antenna group and the second slot antenna group are arranged in parallel while being shifted in position by an integral multiple of k / 4 in the direction of the center line of the microwave waveguide .
(2)請求項2の発明は、請求項1のマイクロ波導入装置において、マイクロ波導波管の各終端部に終端整合器をそれぞれ設けることを特徴とする。
(2) The invention of
(3)請求項3の表面波励起プラズマ処理装置は、マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置と、請求項1または2のマイクロ波導入装置と、筒状誘電体部材を保持して気密空間を形成し、筒状誘電体部材を介して導入されたマイクロ波により気密空間に表面波励起プラズマを生成し、該表面波励起プラズマにより被処理物を処理する処理室とを備えることを特徴とする。 (3) According to a third aspect of the present invention, there is provided a surface wave excitation plasma processing apparatus, comprising: a microwave generation apparatus that generates a microwave; a microwave introduction apparatus according to the first or second aspect; And a processing chamber for generating surface wave excited plasma in an airtight space by microwaves introduced through a cylindrical dielectric member and processing an object to be processed by the surface wave excited plasma. .
本発明によれば、マイクロ波を均一にプラズマ処理室内に導入できるマイクロ波導入装置、およびプラズマダメージのない均一な処理ができるSWPプラズマ処理装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the microwave introduction apparatus which can introduce a microwave into a plasma processing chamber uniformly, and the SWP plasma processing apparatus which can perform the uniform process without a plasma damage can be provided.
以下、本発明によるマイクロ波導入装置および表面波励起プラズマ処理装置(以下、SWP処理装置という)について図1〜14を参照しながら説明する。
〈第1の実施の形態〉
図1は、本発明の第1の実施の形態によるSWP処理装置を模式的に示す全体構成図である。図2は、第1の実施の形態によるSWP処理装置の主要部の概略構成図である。図3は、図2のI−I断面図であり、マイクロ波導入部の構成を示す平面図である。
Hereinafter, a microwave introduction apparatus and a surface wave excitation plasma processing apparatus (hereinafter referred to as SWP processing apparatus) according to the present invention will be described with reference to FIGS.
<First Embodiment>
FIG. 1 is an overall configuration diagram schematically showing a SWP processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a main part of the SWP processing device according to the first embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 2 and is a plan view showing the configuration of the microwave introduction unit.
図1,2を参照すると、SWP処理装置100は、マイクロ波発生部1と、筺体2と、マイクロ波導入部10とを備える。マイクロ波導入部10は、マイクロ波を伝搬させる環状導波管3と、筺体2の側面に組み込まれ、マイクロ波を筺体2内に導入する筒状の誘電体チューブ4とを備える。筺体2には、上面からプロセスガスを導入するための上面ガス導入管6、側面から材料ガスまたはプロセスガスを導入するための側面ガス導入管7、真空排気管8および被処理基板Sを保持する基板ホルダー9が配設されている。
Referring to FIGS. 1 and 2, the
マイクロ波発生部1は、マイクロ波電源11、マイクロ波発振器12、アイソレータ13、方向性結合器14および整合器15を備える。マイクロ波発生部1は、2.45GHzのマイクロ波を生成し、環状導波管3の導入口3aへ送出する。
The
環状導波管3は、例えばアルミニウム合金や非磁性のステンレス鋼で作製され、底板3dを内側面とする環状のマイクロ波導波管である。環状導波管3の底板3dには、複数のスロットアンテナ5が所定の間隔で形成されている。底板3dの内面が磁界面(H面)と呼ばれる面である。環状導波管3の終端部3bには、終端位置を変化させるための終端整合器3cが設けられている。
The
誘電体チューブ4は、石英やアルミナなどで作製され、その両端面でOリング2aを介して筺体2に取り付けられているとともに、誘電体チューブ4の外側面が環状導波管3の底板3dに接して配設されている。これにより、筺体2内に気密空間が形成される。上面ガス導入管6および側面ガス導入管7からN2ガス、H2ガス、O2ガス、Arガス等のプロセスガスやSiH4ガス、Si2H6ガス等の材料ガスを導入しながら、真空排気管8を通して排気することにより、筺体2内は、所定圧力に保持される。後述するように、マイクロ波電力を環状導波管3から誘電体チューブ4に導入し、筺体2の内部空間にプラズマを生成する。
The
図3を参照して、マイクロ波導入部10の構成を詳しく説明する。環状導波管3のマイクロ波伝搬方向に沿った中心線をCL1で示し、誘電体チューブ4を取り囲む中心線CL1の長さをL1で表わすと、長さL1は、始点Aから終点Bまでの距離である。始点Aは、マイクロ波Mの導入口近傍にあり、終点Bは、終端E1から距離b1だけ離れている。スロットアンテナ51〜58は、環状導波管3のマイクロ波伝搬方向に沿って所定間隔で形成された長矩形状の開口である。
以下、簡単のために、環状導波管3および誘電体チューブ4は円形状とし、両者の中心位置をOとする。また、スロットアンテナ51〜58は、中心位置Oから中心線CL1に投影された51a〜58aの位置にあるものとする。
With reference to FIG. 3, the structure of the
Hereinafter, for the sake of simplicity, the
マイクロ波Mは、導入口3aから環状導波管3内に入り、終端部3bに向かって終端E1まで伝搬し、マイクロ波Mの一部は、終端E1で反射する。環状導波管3内を伝搬するマイクロ波Mは、スロットアンテナ51〜58を通って誘電体チューブ4へ放射し、誘電体チューブ4を介して筺体2内に導入される。マイクロ波Mは表面波となって、この表面波エネルギーにより筺体2内のプロセスガスが電離、解離されてプラズマが生成する。表面波は、誘電体チューブ4の内面に沿って伝搬し、誘電体チューブ4の内面全域に拡がる。その結果、誘電体チューブ4の内面に対応する領域にプラズマが生成する。このプラズマを利用して、成膜、エッチング、アッシングなどのプラズマ処理が行われる。
The microwave M enters the
この様子を図4を用いて説明する。図4は、プラズマPの領域で生じる化学反応の素過程を示す模式図である。図示されるように、円形状の誘電体チューブ4の軸線方向、すなわち被処理基板Sと直交する方向をZ方向とする。誘電体チューブ4の上端面4Aを基準とすると、htは、誘電体チューブ4の管の長さであり、hgは、上端面4Aと側面ガス導入管7による材料ガス導入位置との距離であり、hsは、上端面4Aと被処理基板Sとの距離である。また、上面ガス導入管6によるプロセスガス導入位置は、上端面4Aと同じ高さである。
This will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing an elementary process of a chemical reaction occurring in the plasma P region. As shown in the drawing, the axial direction of the circular
誘電体チューブ4を介してマイクロ波Mが筺体内に導入されると、誘電体チューブ4の内面近傍では、プラズマ密度が高いためにイオン、電子、ラジカルが多数生成する。イオンと電子は、誘電体チューブ4の内面に沿って伝搬する表面波SWの作用を受けて、矢印で示されるように、被処理基板Sの被処理面と平行方向に運動する。従って、被処理基板Sの被処理面に対しては、高い運動エネルギーをもつ荷電粒子がほとんど入射しないので、プラズマダメージの非常に少ない処理が可能となる。電荷をもたないラジカルは、被処理基板Sの方向(Z方向)に拡散し、材料ガス分子と衝突して、分解、励起、再結合などの多岐にわたる気相反応を引き起こし、生成分子が薄膜状になって被処理基板Sの表面に堆積する。
When the microwave M is introduced into the housing through the
上記のプラズマ処理中の状態を図5〜7により説明する。
図5は、Z方向のプラズマ電位分布を定性的に示すグラフ、図6は、Z方向の筺体内の雰囲気温度分布を定性的に示すグラフ、図7は、被処理基板Sの直上での電子密度分布を定性的に示すグラフである。
The state during the plasma treatment will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a graph qualitatively showing the plasma potential distribution in the Z direction, FIG. 6 is a graph qualitatively showing the atmospheric temperature distribution in the enclosure in the Z direction, and FIG. 7 is an electron immediately above the substrate S to be processed. It is a graph which shows a density distribution qualitatively.
図5において、プラズマ電位は、誘電体チューブ4の管の長さhtに対応する領域では、高く一定であり、誘電体チューブ4の下端面(位置ht)を越えると急激に低下し、基板位置(hs)では非常に低くなる。そのために、被処理基板Sの表面はほとんどプラズマダメージを受けない。
In FIG. 5, the plasma potential is high and constant in the region corresponding to the tube length ht of the
図6において、筺体内の雰囲気温度は、誘電体チューブ4の下端面(位置ht)近傍では高いが、誘電体チューブ4の下端面からZ方向に離れるに連れて低下し、基板位置(hs)では低くなる。そのために、被処理基板Sの表面は、高温に曝されることがないので、被処理基板Sに形成されたデバイスの熱ダメージや膜質の劣化等を防止することができる。
In FIG. 6, the ambient temperature in the housing is high near the lower end surface (position ht) of the
図7は、基板直上での電子密度分布について、本実施の形態のプラズマ処理の場合(a)と比較例(b)との相違を示すグラフである。図7(a)の横軸の矢印範囲は、誘電体チューブ4の内径を表わす。比較例は、マイクロ波を直進伝搬させる直線状の導波管と、x×yの面積をもつ平板状の誘電体とを用いた、いわゆる平面型SWP処理装置によるプラズマ処理の場合である。図7(b)では、導波管の延在方向の誘電体板の長さをx、延在方向に直交する方向の誘電体板の長さをyで表わす。
FIG. 7 is a graph showing the difference between the case (a) of the plasma processing of the present embodiment and the comparative example (b) regarding the electron density distribution immediately above the substrate. The arrow range on the horizontal axis in FIG. 7A represents the inner diameter of the
図7(a)のグラフでは、被処理基板Sの直上の各点で電子密度の変化が小さい。一方、図7(b)のグラフでは、x方向、y方向ともに、被処理基板の直上の各点で電子密度の変化が大きい。被処理基板の中心部と周辺部との変化量Δρ1とΔρ2とを比べると、Δρ1<Δρ2である。すなわち、本実施の形態は、比較例に対して、均一なプラズマを生成でき、被処理基板の全面に均一なプラズマ処理ができる。 In the graph of FIG. 7A, the change in the electron density is small at each point immediately above the substrate S to be processed. On the other hand, in the graph of FIG. 7B, the change in electron density is large at each point immediately above the substrate to be processed in both the x and y directions. When the change amounts Δρ1 and Δρ2 between the central portion and the peripheral portion of the substrate to be processed are compared, Δρ1 <Δρ2. That is, this embodiment can generate uniform plasma compared to the comparative example, and uniform plasma processing can be performed on the entire surface of the substrate to be processed.
以下、環状導波管3の寸法およびスロットアンテナ51〜58の位置関係について説明する。
再び図3を参照すると、環状導波管3の中心線CL1の長さL1は、導波管内を伝搬するマイクロ波Mの波長をλgとし、0.95λgからλgの範囲を定数kとしたとき、定数kの整数倍に設定されている。ここで、定数kは、実験的に得られた数値である。nを正の整数とするとき、L1=n×kに設定することにより、環状導波管3内ではマイクロ波Mの定在波が形成される。定在波の形成により、常に環状導波管3の一定の位置から同位相のマイクロ波Mを強く放射させることができる。
Hereinafter, the dimensions of the
Referring to FIG. 3 again, the length L1 of the center line CL1 of the
次に図8,9を参照して、スロットアンテナ51〜58の形状、配置について説明する。図8および図9は、図1〜3で説明した環状導波管3を展開し、スロットアンテナの形状、配置を模式的に示す図である。前述したように、スロットアンテナ51〜58の位置を中心線上の各位置51a〜58aで表わすものとする。
Next, the shape and arrangement of the
図8において、スロットアンテナ同士の間隔p1は、定数kの整数倍に設定されている。始点Aとこれに近接するスロットアンテナ51aとの距離、および終点Bとこれに近接するスロットアンテナ58aとの距離は、いずれもp2であり、距離p2は、nを正の整数とすると、L1=n×kを満たすように、例えばkまたはk/2に設定されている。このように設定することにより、マイクロ波の定在波の位相にスロットアンテナ51〜58の位置を合わせることができ、マイクロ波電力を効率良く誘電体チューブ4に吸収させることができる。
In FIG. 8, the interval p1 between the slot antennas is set to an integer multiple of a constant k. The distance between the starting point A and the
スロットアンテナの形状、寸法については、スロットアンテナの長手方向の長さR1と幅方向の長さR2の比をr(=R1/R2)とすると、rは、2.5〜60の範囲、且つR2は、1.0〜20.0mmの範囲に設定される。このような形状、寸法をとることにより、誘電体チューブ4へのマイクロ波の放射が効率的になる。なお、環状導波管3の幅(底板3dの幅)の内寸は、約109mmである。
Regarding the shape and dimensions of the slot antenna, if the ratio of the length R1 in the longitudinal direction of the slot antenna to the length R2 in the width direction is r (= R1 / R2), r is in the range of 2.5 to 60, and R2 is set in the range of 1.0 to 20.0 mm. By taking such a shape and size, the microwave radiation to the
また、スロットアンテナ53の長手方向が中心線CL1となす角度はθであり、隣接するスロットアンテナ54の長手方向が中心線CL1となす角度は180°−θである。スロットアンテナ51〜58は、交互に角度を変えて配列している。このように、中心線CL1に対してスロットアンテナを傾斜させて配置することにより、誘電体チューブ4の内面において、マイクロ波伝搬方向にも直交方向にもバランスよく表面波を伝搬させ、均一なプラズマを生成することができる。
The angle formed by the longitudinal direction of the
図9は、図8とは別のスロットアンテナの配置例を示す。図9では、環状導波管3の中心付近には第1のスロットアンテナ群(51〜53)が配設されている。また、第1のスロットアンテナ群を挟んで、上下には、上側のスロットアンテナ群(61〜63)と下側のスロットアンテナ群(64〜66)の2列配置された第2のスロットアンテナ群が配設されている。
FIG. 9 shows an arrangement example of slot antennas different from that in FIG. In FIG. 9, a first slot antenna group (51 to 53) is disposed near the center of the
第1のスロットアンテナ群(51〜53)の中で、スロットアンテナ同士の間隔p1は、定数kの整数倍に設定されている。同様に、列を同じくする第2のスロットアンテナ群の中でも、スロットアンテナ同士の間隔p1は、定数kの整数倍に設定されている。また、第1のスロットアンテナ群と第2のスロットアンテナ群とは、図中ではk/4だけずらして示されているが、k/4の整数倍ずらして配置するように設定されている。さらに、始点Aとスロットアンテナ51aとの距離p2は、L1=n×kを満たすように、例えばkまたはk/2に設定されている。
In the first slot antenna group (51 to 53), the interval p1 between the slot antennas is set to an integer multiple of a constant k. Similarly, in the second slot antenna group having the same column, the interval p1 between the slot antennas is set to an integer multiple of a constant k. Also, the first slot antenna group and the second slot antenna group are shown as being shifted by k / 4 in the figure, but are set to be shifted by an integral multiple of k / 4. Furthermore, the distance p2 between the starting point A and the
以上のようにスロットアンテナ位置を設定することにより、マイクロ波Mの定在波の位相に総てのスロットアンテナの位置を合わせることができ、マイクロ波電力を効率良く誘電体チューブ4に吸収させることができる。また、図9の場合は、図8の場合よりも、誘電体チューブ4の内面において、マイクロ波伝搬方向にも直交方向にもバランスよく表面波を伝搬させ、より一層均一なプラズマを生成することができる。
By setting the position of the slot antenna as described above, the positions of all the slot antennas can be matched to the phase of the standing wave of the microwave M, and the microwave power can be efficiently absorbed by the
図9におけるスロットアンテナの形状、寸法は、図8と同様である。傾斜角度については、スロットアンテナ51〜53、61〜66は、中心線CL1に対して傾斜させて配置することができる。スロットアンテナの長手方向が中心線CL1に対して傾斜する角度は、第1のスロットアンテナ群では角度θが60〜120°の範囲、第2のスロットアンテナ群では角度φが−5〜+5°の範囲に設定される。図9では、スロットアンテナ63のみを角度φだけ傾斜させて示している。また、第2のスロットアンテナ群は、環状導波管3の内面の幅方向のエッジからの距離mが30mm以内に配置される。
The shape and dimensions of the slot antenna in FIG. 9 are the same as those in FIG. Regarding the inclination angle, the
図8,9で示したようにスロットアンテナを配置することにより、マイクロ波Mの定在波の電界強度のピーク位置とスロットアンテナの位置が一致し、マイクロ波Mの放射が効果的に行われる。また、定在波の位相は、マイクロ波Mの伝搬につれて少しづつ位置ズレが生じるが、環状導波管3の終点Bから終端E1までの距離b1を可変とすることにより、位置ズレを補正することができる。
By arranging the slot antenna as shown in FIGS. 8 and 9, the peak position of the electric field strength of the standing wave of the microwave M coincides with the position of the slot antenna, and the microwave M is effectively radiated. . The phase of the standing wave slightly shifts as the microwave M propagates. However, the positional shift is corrected by making the distance b1 from the end point B to the end point E1 of the
図10は、導波管内のマイクロ波Mの定在波の電界強度分布を一般的に示すグラフであり、中心線長さは、始点Aから終点Bまでの距離である。
図10(a)では、始点Aに近接するスロットアンテナの位置a1で定在波のピーク位置との位置ズレs1が生じており、位置a2からa5へとマイクロ波Mの伝搬に連れて位置ズレは大きくなっていく。図10(b)では、位置ズレs1が零となるように、終端整合器3cにより終端位置をE1からE1´へ移動させた場合である。スロットアンテナの位置a1と定在波のピーク位置とは合致しているとともに、他のスロットアンテナでも位置ズレはほとんど生じていない。すなわち、終端位置を調整すれば、各スロットアンテナでマイクロ波Mの放射が効果的に行われる。
FIG. 10 is a graph generally showing the electric field strength distribution of the standing wave of the microwave M in the waveguide, and the center line length is the distance from the start point A to the end point B.
In FIG. 10A, there is a positional shift s1 from the peak position of the standing wave at the position a1 of the slot antenna close to the starting point A, and the positional shift is caused by the propagation of the microwave M from the position a2 to a5. Is getting bigger. FIG. 10B shows a case where the end position is moved from E1 to E1 ′ by the
〈第2の実施の形態〉
図11は、本発明の第2の実施の形態によるSWP処理装置を模式的に示す全体構成図である。図12は、第2の実施の形態によるSWP処理装置のマイクロ波導入部の構成を示す平面図である。図13,14は、第2の実施の形態による環状導波管を展開し、スロットアンテナの形状、配置を模式的に示す図である。本実施の形態では、第1の実施の形態と同じ構成要素には同一符号を付し、説明を省略する。
<Second Embodiment>
FIG. 11 is an overall configuration diagram schematically showing a SWP processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 12 is a plan view showing the configuration of the microwave introduction unit of the SWP processing apparatus according to the second embodiment. 13 and 14 are views schematically showing the shape and arrangement of the slot antenna by developing the annular waveguide according to the second embodiment. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
本実施の形態のSWP処理装置200が第1の実施の形態のSWP処理装置100と大きく異なる点は、環状導波管の構成である。
図11、12を参照すると、環状導波管30は、中央導波管31と、中央導波管31から分岐したスロット導波管32,33とを有する。スロット導波管32,33は、誘電体チューブ4の外側面に接してこれを取り囲むように配設されている。スロット導波管32には、スロットアンテナ71〜74が設けられるとともに、スロット導波管32の終端部32bには、終端整合器32cが設けられている。同様に、スロット導波管33には、スロットアンテナ75〜78が設けられるとともに、スロット導波管33の終端部33bには、終端整合器33cが設けられている。本実施の形態でも、第1の実施の形態と同様に、環状導波管30の中心線CL2,CL3を基準に各スロットアンテナの位置(71a〜78a)を表わすものとする。
The
Referring to FIGS. 11 and 12, the
図12において、中央導波管31の一端から導入されたマイクロ波Mは、中心線上にある分岐点Cで2つに分離し、一方は、スロットアンテナ71側に進行し、中心線CL2に沿って終端E2まで伝搬する。他方は、スロットアンテナ75側に進行し、中心線CL3に沿って終端E3まで伝搬する。分岐点Cから終点Dまでの中心線長さはL2であり、分岐点Cから終点Eまでの中心線長さはL3である。また、終点Dから終端E2までの距離はb2であり、終端整合器32cにより距離b2は可変である。同様に、終点Eから終端E3までの距離はb3であり、終端整合器33cにより距離b3は可変である。
In FIG. 12, the microwave M introduced from one end of the
スロット導波管32,33のそれぞれの中心線長さL2,L3を、L2=n1×k、且つL3=n2×kに設定することにより、環状導波管30内に形成されたマイクロ波Mの定在波のピーク位置にスロットアンテナ71〜78の位置71a〜78aを合わせることができる。その結果、誘電体チューブ4に対して同位相のマイクロ波Mを効率良く放射させることができる。第1の実施の形態と同様、定数kは、0.95λgからλgの範囲の値である。またn1,n2はを正の整数である。
By setting the center line lengths L2 and L3 of the
本実施の形態の環状導波管30は、マイクロ波Mを2つに分岐して管内を伝搬させるので、第1の実施の形態の環状導波管3と比べて、寸法やスロットアンテナの個数が同じであれば、定在波のピーク位置とスロットアンテナの位置とのズレをより一層小さく抑えることができる。また、環状導波管30は、2つの終端整合器32c、33cを備えるので、1つの終端整合器よりも一層正確な位置調整ができる。なお、L2とL3は、定数kの整数倍という条件を満たせば、等しくても等しくなくてもよい。
Since the
図13,14に示される環状導波管30の展開図において、スロットアンテナ同士の間隔p1は定数kの整数倍に設定されている。図13では、分岐点Cに近接するスロットアンテナ71,75の分岐点Cからの距離p2は、それぞれL2=n1×k、L3=n2×kの条件を満たすように設定されている。また、スロットアンテナ71〜78は、その長手方向が中心線CL2,CL3に対して直交して配置されている。
In the development of the
図14では、スロットアンテナ81〜88は、その長手方向が中心線CL2,CL3に対して角度θまたは角度180°−θで配置されており、スロットアンテナ同士の間隔p1、およびスロットアンテナ71,75の分岐点Cからの距離p2は、図13と同様である。
In FIG. 14, the
本発明は、終端部を有する環状波導波管と筒状誘電体部材を備えるマイクロ波導入部に特徴がある。本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されない。例えば、スロットアンテナの配置については多数の変形例が考えられる。 The present invention is characterized by a microwave introduction portion including an annular wave waveguide having a termination portion and a cylindrical dielectric member. The present invention is not limited to the embodiments described above as long as the characteristics are not impaired. For example, many variations of the arrangement of slot antennas are possible.
1:マイクロ波発生部
2:筺体
3,30:環状導波管
3a:導入口
3b,32b,33b:終端部
3c,32c,33c:終端整合器
4:誘電体チューブ
5:スロットアンテナ
6:上面ガス導入管
7:側面ガス導入管
10:マイクロ波導入部
100,200:SWP処理装置
A:始点
B,D,E:終点
C:分岐点
E1〜E3:終端
M:マイクロ波
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Microwave generation part 2:
Claims (3)
筒状を呈し、その筒の外側面が前記環状のマイクロ波導波管の底板に接して配設され、前記環状のマイクロ波導波管内を伝搬するマイクロ波を前記スロットアンテナを通して導入する筒状誘電体部材とを備え、
前記マイクロ波の管内波長をλgとし、0.95λgからλgの範囲を定数kとしたとき、前記マイクロ波伝搬方向に沿って前記筒状誘電体部材を取り囲むマイクロ波導波管の中心線の長さを、定数kの整数倍に設定するとともに、前記複数のスロットアンテナの所定間隔を、前記定数kの整数倍に設定し、
前記複数のスロットアンテナは、前記マイクロ波導波管の中心線を基準に、前記マイクロ波導波管の底板の中央付近に形成された第1のスロットアンテナ群と前記マイクロ波導波管の底板の周辺付近に形成された第2のスロットアンテナ群とを有し、
前記第1のスロットアンテナ群と第2のスロットアンテナ群とを、前記マイクロ波導波管の中心線方向にk/4の整数倍だけ位置をずらして並行配置することを特徴とするマイクロ波導入装置。 An annular microwave waveguide having an inlet and a termination for introducing microwaves from the microwave generator, and having a bottom plate on which inner surfaces of a plurality of slot antennas are formed at predetermined intervals;
Cylindrical dielectric body that has a cylindrical shape, the outer side surface of which is in contact with the bottom plate of the annular microwave waveguide, and introduces microwaves propagating through the annular microwave waveguide through the slot antenna With members,
The length of the center line of the microwave waveguide surrounding the cylindrical dielectric member along the microwave propagation direction, where λg is the in-tube wavelength of the microwave and a constant k is in the range of 0.95λg to λg. Is set to an integer multiple of a constant k, and a predetermined interval between the plurality of slot antennas is set to an integer multiple of the constant k ,
The plurality of slot antennas include a first slot antenna group formed in the vicinity of the center of the bottom plate of the microwave waveguide and the vicinity of the periphery of the bottom plate of the microwave waveguide with reference to the center line of the microwave waveguide A second slot antenna group formed on
A microwave introduction device characterized in that the first slot antenna group and the second slot antenna group are arranged in parallel while being shifted in position by an integral multiple of k / 4 in the direction of the center line of the microwave waveguide. .
前記マイクロ波導波管の終端部に終端整合器を設けることを特徴とするマイクロ波導入装置。 In the microwave introduction device according to claim 1,
A microwave introducing device, wherein a termination matching unit is provided at a termination portion of the microwave waveguide.
請求項1または2に記載のマイクロ波導入装置と、 The microwave introduction device according to claim 1 or 2,
前記筒状誘電体部材を保持して気密空間を形成し、前記筒状誘電体部材を介して導入されたマイクロ波により前記気密空間に表面波励起プラズマを生成し、該表面波励起プラズマにより被処理物を処理する処理室とを備えることを特徴とする表面波励起プラズマ処理装置。 An airtight space is formed by holding the cylindrical dielectric member, surface wave excited plasma is generated in the airtight space by microwaves introduced through the cylindrical dielectric member, and the surface wave excited plasma is used to generate the surface wave excited plasma. A surface wave excitation plasma processing apparatus comprising: a processing chamber for processing a processing object.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003392011A JP4305141B2 (en) | 2003-11-21 | 2003-11-21 | Microwave introduction apparatus and surface wave excitation plasma processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003392011A JP4305141B2 (en) | 2003-11-21 | 2003-11-21 | Microwave introduction apparatus and surface wave excitation plasma processing apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005158852A JP2005158852A (en) | 2005-06-16 |
JP4305141B2 true JP4305141B2 (en) | 2009-07-29 |
Family
ID=34718858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003392011A Expired - Fee Related JP4305141B2 (en) | 2003-11-21 | 2003-11-21 | Microwave introduction apparatus and surface wave excitation plasma processing apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4305141B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7002165B1 (en) | 2021-06-10 | 2022-01-20 | 株式会社アビット・テクノロジーズ | Board processing equipment and board processing method |
-
2003
- 2003-11-21 JP JP2003392011A patent/JP4305141B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005158852A (en) | 2005-06-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8136479B2 (en) | Plasma treatment apparatus and plasma treatment method | |
JP3233575B2 (en) | Plasma processing equipment | |
JP5243457B2 (en) | Top plate of microwave plasma processing apparatus, plasma processing apparatus and plasma processing method | |
US7728251B2 (en) | Plasma processing apparatus with dielectric plates and fixing member wavelength dependent spacing | |
JP3828539B2 (en) | Microwave plasma processing apparatus, plasma processing method, and microwave radiation member | |
KR100924725B1 (en) | Surface wave excitation plasma generator and surface wave excitation plasma processing system | |
KR20010023058A (en) | Plasma processor | |
JP4803179B2 (en) | Surface wave excitation plasma processing apparatus and plasma processing method | |
US20040155829A1 (en) | Slot aray antenna and plasma processing apparatus | |
KR100649153B1 (en) | Plasma generating apparatus and plasma treatment apparatus | |
KR100479794B1 (en) | Radial antenna and plasma processing apparatus comprising the same | |
JPH0319332A (en) | Microwave plasma treatment device | |
US6376796B2 (en) | Plasma processing system | |
JP4305141B2 (en) | Microwave introduction apparatus and surface wave excitation plasma processing apparatus | |
JP2004235434A (en) | Plasma processing system | |
JP4381001B2 (en) | Plasma process equipment | |
JP4218516B2 (en) | Surface wave excitation plasma processing equipment | |
JP2007018819A (en) | Treatment device and treatment method | |
WO2021220551A1 (en) | Plasma treatment device | |
KR100785960B1 (en) | Plasma processing apparatus | |
JP4273983B2 (en) | Surface wave excitation plasma CVD equipment | |
JPH065386A (en) | Electronic cyclotron resonance device | |
US20070045242A1 (en) | Plasma processing apparatus and processing method, and flat panel display manufacturing method | |
KR101377469B1 (en) | Plasma processing device and plasma processing method | |
JP2005141941A (en) | Surface wave excited plasma treatment apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060209 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080421 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080501 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080626 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081007 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081106 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20081215 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090407 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090420 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4305141 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120515 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130515 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130515 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140515 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |