JP4910396B2 - Plasma processing equipment - Google Patents

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本発明は、半導体ウエハ等に対してマイクロ波により生じたプラズマを作用させて処理を施す際に使用されるプラズマ処理装置に関する。   The present invention relates to a plasma processing apparatus used when processing is performed by applying plasma generated by microwaves to a semiconductor wafer or the like.

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、０．１ｍＴｏｒｒ（１３．３ｍＰａ）〜数１０ｍＴｏｒｒ（数Ｐａ）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を用いて、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。
このようなプラズマ処理装置は、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５等に開示されている。ここで、マイクロ波を用いた一般的なプラズマ処理装置を図１３を参照して概略的に説明する。図１３は従来の一般的なプラズマ処理装置を示す概略構成図である。 In recent years, with the increase in the density and miniaturization of semiconductor products, plasma processing apparatuses may be used for processes such as film formation, etching, and ashing in the manufacturing process of semiconductor products, and in particular, 0.1 mTorr ( Since a plasma can be stably generated even in a high vacuum state where the pressure is relatively low (about 13.3 mPa) to several tens of mTorr (several Pa), a microwave plasma apparatus that generates high-density plasma using a microwave is used. Tend to be.
Such a plasma processing apparatus is disclosed in Patent Literature 1, Patent Literature 2, Patent Literature 3, Patent Literature 4, Patent Literature 5, and the like. Here, a general plasma processing apparatus using a microwave will be schematically described with reference to FIG. FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing a conventional general plasma processing apparatus.

図１３において、このプラズマ処理装置２は、真空引き可能になされた処理容器４内に半導体ウエハＷを載置する載置台６を設けており、この載置台６に対向する天井部にマイクロ波を透過する円板状の窒化アルミや石英等よりなる天板８を気密に設けている。   In FIG. 13, the plasma processing apparatus 2 is provided with a mounting table 6 on which a semiconductor wafer W is mounted in a processing container 4 that can be evacuated, and microwaves are applied to a ceiling portion facing the mounting table 6. A transparent top plate 8 made of discoidal aluminum nitride, quartz or the like is provided in an airtight manner.

そして、この天板８の上面に厚さ数ｍｍ程度の円板状の平面アンテナ部材１０と、この平面アンテナ部材１０の半径方向におけるマイクロ波の波長を短縮するための例えば誘電体よりなる遅波材１２を設置している。この遅波材１２の上方には、内部に冷却水を流す冷却水流路が形成された天井冷却ジャケット１４が設けられており、遅波材１２等を冷却するようになっている。そして、平面アンテナ部材１０には多数の、例えば長溝状の貫通孔よりなるマイクロ波放射孔１６が形成されている。このマイクロ波放射孔１６は一般的には、同心円状に配置されたり、或いは渦巻状に配置されている。   Then, a disc-shaped planar antenna member 10 having a thickness of several millimeters on the top surface of the top plate 8 and a slow wave made of, for example, a dielectric for shortening the wavelength of the microwave in the radial direction of the planar antenna member 10 The material 12 is installed. Above the slow wave material 12, a ceiling cooling jacket 14 in which a cooling water flow path for flowing cooling water is formed is provided so as to cool the slow wave material 12 and the like. The planar antenna member 10 is formed with a large number of microwave radiation holes 16 formed of, for example, long groove-like through holes. The microwave radiation holes 16 are generally arranged concentrically or spirally.

そして、平面アンテナ部材１０の中心部に同軸導波管１８の内部導体２０を接続して図示しないマイクロ波発生器より発生した、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を導くようになっている。そして、マイクロ波をアンテナ部材１０の半径方向へ放射状に伝搬させつつ平面アンテナ部材１０に設けたマイクロ波放射孔１６からマイクロ波を放出させてこれを天板８に透過させて、下方の処理容器４内へマイクロ波を導入し、このマイクロ波により処理容器４内の処理空間ＳにプラズマＰを立てて半導体ウエハＷにエッチングや成膜などの所定のプラズマ処理を施すようになっている。   Then, the inner conductor 20 of the coaxial waveguide 18 is connected to the center portion of the planar antenna member 10 to guide, for example, a 2.45 GHz microwave generated from a microwave generator (not shown). Then, while propagating the microwaves radially in the radial direction of the antenna member 10, the microwaves are emitted from the microwave radiation holes 16 provided in the planar antenna member 10, and are transmitted through the top plate 8. A microwave is introduced into 4, and a plasma P is generated in the processing space S in the processing container 4 by this microwave so that the semiconductor wafer W is subjected to predetermined plasma processing such as etching or film formation.

特開平３−１９１０７３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-191073 特開平５−３４３３３４号公報JP-A-5-343334 特開平９−１８１０５２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-181052 特開２００３−５９９１９号公報JP 2003-59919 A 特開２００４−１４２６２号公報JP 2004-14262 A

ところで、上記したようなプラズマ処理装置を用いて、成膜やエッチング等のプラズマ処理を行う場合には、プロセスの種類に応じて処理空間ＳにおけるプラズマＰの密度の分布を制御するのが好ましい。例えば多くのプラズマ処理では、プラズマ密度をウエハの面内方向に均一化して高い面内均一性を必要とすることが望まれ、また、或る種のプラズマ処理では、部分的にプラズマの密度を濃くしたり、或いは薄くしたりしてプラズマ密度を偏在させてプラズマ密度に分布を持たせたい場合もある。   By the way, when plasma processing such as film formation or etching is performed using the plasma processing apparatus as described above, it is preferable to control the density distribution of the plasma P in the processing space S according to the type of the process. For example, in many plasma processes, it is desirable to make the plasma density uniform in the in-plane direction of the wafer and to require high in-plane uniformity, and in some plasma processes, the plasma density is partially reduced. In some cases, the plasma density is unevenly distributed by making it thicker or thinner so that the plasma density has a distribution.

この場合、一般的には、平面アンテナ部材１０に形成されているマイクロ波放射孔１６の分布や形状等を適当に変化させて、処理容器４内におけるプラズマ密度をできるだけ均一化したり、プラズマの所望の密度分布を実現しようとする試みがなされている。しかしながら、処理容器４内中のプラズマの挙動については制御が非常に難しく、プロセス条件の僅かな変化により、プラズマの挙動が大きく変化してしまったり、隣接するマイクロ波放射孔１６から導入されるマイクロ波同士が干渉したりし、この結果、プラズマ処理の面内均一性を十分に維持し得なかったり、プラズマの所望の密度分布が得られない場合もあった。   In this case, generally, the distribution and shape of the microwave radiation holes 16 formed in the planar antenna member 10 are appropriately changed to make the plasma density in the processing container 4 as uniform as possible, Attempts have been made to achieve a density distribution of. However, it is very difficult to control the behavior of the plasma in the processing container 4, and the behavior of the plasma changes greatly due to a slight change in the process conditions, or the micro-channel introduced from the adjacent microwave radiation hole 16. In some cases, the waves interfere with each other, and as a result, the in-plane uniformity of the plasma treatment cannot be sufficiently maintained, or a desired density distribution of plasma cannot be obtained.

特に、天板８を透過して処理容器４内に伝搬したマイクロ波は、処理空間Ｓに形成されたプラズマＰによりその侵入が阻害されて、天板８の直下の平面方向へ表面波２１として伝搬することになるが、この表面波２１は定在波となって伝搬するので、この定在波に起因するプラズマ密度の濃淡が常に発生することになり、所望するプラズマ密度分布の実現がかなり困難であった。
この場合、上記特許文献４、５に示されるように、天板の表面に凹凸部を設けてプラズマ密度を制御することも検討されているが、上記マイクロ波の伝搬効率はマイクロ波放射孔の形状や配列パターン、特に天板の表面形状に強く依存するので最適化するのが困難であった。 In particular, the microwave that has passed through the top plate 8 and has propagated into the processing container 4 is inhibited from entering by the plasma P formed in the processing space S, and becomes a surface wave 21 in the plane direction directly below the top plate 8. Although the surface wave 21 propagates as a standing wave, the density of the plasma density caused by the standing wave is always generated, and the desired plasma density distribution is considerably realized. It was difficult.
In this case, as shown in Patent Documents 4 and 5, it is also considered to provide a concavo-convex portion on the surface of the top plate to control the plasma density. However, the microwave propagation efficiency is the same as that of the microwave radiation hole. Since it strongly depends on the shape and arrangement pattern, especially the surface shape of the top plate, it has been difficult to optimize.

特にウエハサイズが８インチから１２インチへと大口径化すると共に、更なる微細化及び薄膜化が推進されている今日において、上記した問題点の解決が強く望まれている。
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、処理容器の天板の形状を最適化することにより、例えば処理空間の平面方向におけるプラズマ密度を均一化させる等の所望のプラズマ密度分布を得ることが可能なプラズマ処理装置を提供することにある。 In particular, as the wafer size is increased from 8 inches to 12 inches and further miniaturization and thinning are promoted, it is strongly desired to solve the above problems.
The present invention has been devised to pay attention to the above problems and to effectively solve them. An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of obtaining a desired plasma density distribution, for example, by making the plasma density uniform in the plane direction of the processing space by optimizing the shape of the top plate of the processing container. It is to provide.

本発明者等は、マイクロ波の伝搬について鋭意研究した結果、伝搬するマイクロ波の電磁界の分布の形である伝搬モードと天板の表面形状との間に密接な関係が存在する、という知見を得ることにより、本発明に至ったものである。   As a result of intensive studies on the propagation of microwaves, the present inventors have found that there is a close relationship between the propagation mode, which is the distribution of the electromagnetic field distribution of the propagating microwave, and the surface shape of the top plate. Thus, the present invention has been achieved.

請求項１に係る発明は、天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた処理容器と、被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる天板と、プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、前記天板上に設けられて前記処理容器内に向けて前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波を放射する複数のマイクロ波放射孔を有する平面アンテナ部材と、を有するプラズマ処理装置において、前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けると共に、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分を伝搬するマイクロ波と、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分を伝搬するマイクロ波とでは、伝搬するマイクロ波の電磁界の分布の形である伝搬モードの種類の数が異なるように、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分の厚さ及び前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分の厚さがそれぞれ設定されているように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置である。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a processing container in which a ceiling part is opened so that the inside can be evacuated, a mounting table provided in the processing container for mounting an object to be processed, and the ceiling part A top plate made of a dielectric material that is airtightly attached to the opening of the substrate and transmits microwaves, microwave generation means for generating microwaves for plasma generation, and provided on the top plate toward the inside of the processing vessel A planar antenna member having a plurality of microwave radiation holes for radiating microwaves from the microwave generating means, on the surface side of the top plate facing the processing container, the microwave together to correspond to the larger portion to be the propagation intensity of the provided propagation strength improving protruding portion, and a microwave propagating in the portion provided with propagation strength enhancing protrusion of the top plate, propagation strength enhancing protrusion of the top plate A portion provided with a projection for improving the propagation strength of the top plate so that the number of types of propagation modes, which is the shape of the electromagnetic field distribution of the propagating microwave, differs from the microwave propagating through the portion not provided with And a thickness of a portion of the top plate where the protrusion for improving the propagation strength is not provided, respectively .

このように、マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けると共に、天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分を伝搬するマイクロ波と、天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分を伝搬するマイクロ波とでは、伝搬するマイクロ波の電磁界の分布の形である伝搬モードの種類の数が異なるように、天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分の厚さ及び天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分の厚さがそれぞれ設定されているようにしたので、この伝搬強度向上突起部の直下のマイクロ波の伝搬強度が大きくなり、この結果、この伝搬強度向上突起部の直下におけるプラズマの密度を向上させることができる。
従って、例えばプラズマ密度が低くなる傾向にある領域に対応させて上記伝搬強度向上突起部を設けたりすることにより、プラズマ密度の面内均一性を向上させることができる等の所望のプラズマ密度分布を形成することができる。 As described above, the propagation strength improvement protrusion is provided corresponding to the portion where the microwave propagation intensity should be increased, and the microwave propagating through the portion provided with the propagation strength improvement protrusion of the top plate and the propagation of the top plate Propagation strength improving projections on the top plate are different so that the number of types of propagation modes, which is the shape of the electromagnetic field distribution of the propagating microwaves, is different from the microwave propagating through the portions not provided with the strength improving projections. Since the thickness of the provided part and the thickness of the part not provided with the top plate propagation strength improvement protrusion are set, respectively , the propagation strength of microwaves directly under this propagation strength improvement protrusion is large. As a result, it is possible to improve the plasma density immediately below the propagation strength improving projection.
Therefore, for example, by providing the above-mentioned propagation strength improvement protrusion corresponding to the region where the plasma density tends to be low, the desired plasma density distribution such as the in-plane uniformity of the plasma density can be improved. Can be formed.

請求項２に係る発明は、天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた処理容器と、被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる天板と、プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、前記天板上に設けられて前記処理容器内に向けて前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波を放射する複数のマイクロ波放射孔を有する平面アンテナ部材と、を有するプラズマ処理装置において、前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けると共に、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分は伝搬モードがＴＭ０モードのマイクロ波を伝搬し、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分は伝搬モードがＴＭ０モードとＴＥ１モードのマイクロ波を伝搬するように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置である。
この場合、例えば請求項３に規定するように、前記伝搬強度向上突起部を設けていない部分と前記伝搬強度向上突起部を設けた部分の内のいずれか一方に対応する部分の前記平面アンテナ部材には、マイクロ波放射孔を設けていない。
請求項４に係る発明は、天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた処理容器と、被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる天板と、プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、前記天板上に設けられて前記処理容器内に向けて前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波を放射する複数のマイクロ波放射孔を有する平面アンテナ部材と、を有するプラズマ処理装置において、前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設ける共に、前記平面アンテナ部材は、前記伝搬強度向上突起部を設けていない部分と前記伝搬強度向上突起部を設けた部分とにそれぞれ対応させて前記マイクロ波放射孔が形成されているように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置である。
この場合、例えば請求項５に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周方向に沿って複数個配列されている。
また例えば請求項６に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周方向に沿って環状に形成されたリング状突起よりなる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a processing container in which a ceiling part is opened so that the inside can be evacuated, a mounting table provided in the processing container for mounting an object to be processed, and the ceiling part A top plate made of a dielectric material that is airtightly attached to the opening of the substrate and transmits microwaves, microwave generation means for generating microwaves for plasma generation, and provided on the top plate toward the inside of the processing vessel A planar antenna member having a plurality of microwave radiation holes for radiating microwaves from the microwave generating means, on the surface side of the top plate facing the processing container, the microwave Propagation strength improvement protrusions are provided corresponding to the portions where the propagation strength of the light source should be increased, and the microwaves whose propagation mode is TM0 mode are propagated in the portions where the propagation strength improvement protrusions of the top plate are not provided. , Propagation strength improvement portion provided with projections of the top plate is a plasma processing apparatus characterized by propagation mode is configured to propagate a microwave TM0 mode and TE1 mode.
In this case, for example, as defined in claim 3, the planar antenna member in a portion corresponding to any one of the portion not provided with the propagation strength improving protrusion and the portion provided with the propagation strength improving protrusion. Has no microwave radiation hole.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a processing container in which a ceiling part is opened so that the inside can be evacuated, a mounting table provided in the processing container for mounting an object to be processed, and the ceiling part A top plate made of a dielectric material that is airtightly attached to the opening of the substrate and transmits microwaves, microwave generation means for generating microwaves for plasma generation, and provided on the top plate toward the inside of the processing vessel A planar antenna member having a plurality of microwave radiation holes for radiating microwaves from the microwave generating means, on the surface side of the top plate facing the processing container, the microwave Propagation strength improvement protrusions are provided corresponding to the portions where the propagation strength of the antenna should be increased, and the planar antenna member is provided with a portion where the propagation strength improvement protrusions are not provided and the propagation strength improvement protrusions. A plasma processing apparatus is characterized in that part and to respectively in correspondence constructed as the microwave radiation holes are formed.
In this case, as prescribed in claim 5 In example embodiment, the propagation strength improving projections are a plurality arranged along the circumferential direction of the top plate.
Further, for example , as defined in claim 6, the propagation strength improving protrusion is formed of a ring-shaped protrusion formed in an annular shape along the circumferential direction of the top plate.

また例えば請求項７に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、同心円状に複数配列されている。
また例えば請求項８に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周辺部側に設けられる。
また例えば請求項９に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、前記天板に不規則に分散させて設けられる。
また例えば請求項１０に規定するように、前記平面アンテナ部材の上面側にはマイクロ波の波長を短縮するための遅波材が設けられている。 For example, as defined in claim 7 , a plurality of the propagation strength improving protrusions are arranged concentrically.
For example , as defined in claim 8, the propagation strength improving protrusion is provided on the peripheral side of the top plate.
For example , as defined in claim 9, the propagation strength improving projections are provided in an irregularly distributed manner on the top plate.
For example , as defined in claim 10, a slow wave material for shortening the wavelength of the microwave is provided on the upper surface side of the planar antenna member.

また例えば請求項１１に規定するように、前記マイクロ波発生手段と前記平面アンテナ部材とは、前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波をＴＥＭモードに変換するためのモード変換器を介設した導波管により接続されている。 For example , as defined in claim 11, the microwave generating means and the planar antenna member are guided through a mode converter for converting the microwave from the microwave generating means into a TEM mode. Connected by a tube .

また例えば請求項１２に規定するように、前記伝搬強度向上突起部を設けていない部分に対応するマイクロ波放射孔と前記伝搬強度向上突起部を設けた部分に対応するマイクロ波放射孔とではその寸法を異ならせて形成した複数の平面アンテナ部材が、前記天板に対して交換可能に設けられている。 Further, for example, as defined in claim 12, the microwave radiation hole corresponding to the portion not provided with the propagation strength improving protrusion and the microwave radiation hole corresponding to the portion provided with the propagation strength improving protrusion a plurality of planar antenna member formed with different dimensions have been found provided exchangeably with respect to the top plate.

請求項１３に係る発明は、天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた処理容器と、被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる天板と、プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、複数のマイクロ波放射孔を有し、該複数のマイクロ波放射孔の内の少なくとも一部のマイクロ波放射孔を連ねるようにして前記天板に別々に設けられた複数の導波管と、を備えたプラズマ処理装置において、前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けると共に、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分を伝搬するマイクロ波と、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分を伝搬するマイクロ波とでは、伝搬するマイクロ波の電磁界の分布の形である伝搬モードの種類の数が異なるように、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分の厚さ及び前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分の厚さがそれぞれ設定されていように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置である。
請求項１４に係る発明は、天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた処理容器と、被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる天板と、プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、複数のマイクロ波放射孔を有し、該複数のマイクロ波放射孔の内の少なくとも一部のマイクロ波放射孔を連ねるようにして前記天板に別々に設けられた複数の導波管と、を備えたプラズマ処理装置において、前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けると共に、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分は伝搬モードがＴＭ０モードのマイクロ波を伝搬し、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分は伝搬モードがＴＭ０モードとＴＥ１モードのマイクロ波を伝搬するように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置である。 According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a processing container in which a ceiling part is opened so that the inside can be evacuated, a mounting table provided in the processing container for mounting an object to be processed, and the ceiling part A top plate made of a dielectric material that is hermetically attached to the opening of the microwave and transmits microwaves, microwave generation means for generating microwaves for plasma generation, and a plurality of microwave radiation holes, A plasma processing apparatus comprising: a plurality of waveguides separately provided on the top plate so that at least some of the microwave radiation holes are connected to each other; and the processing container of the top plate Propagation strength improving projections are provided on the side facing the inside corresponding to the portion where the microwave propagation intensity should be increased, and the microwave propagating through the portion provided with the propagation strength improvement projections of the top plate and , Propagation of the top plate Propagation strength improving protrusions of the top plate so that the number of types of propagation modes, which is the shape of the electromagnetic field distribution of the propagating microwaves, is different from the microwave propagating through the part not provided with the degree improving protrusions The plasma processing apparatus is characterized in that the thickness of the portion provided with the thickness and the thickness of the portion where the protrusion for improving the propagation strength of the top plate is not provided are set .
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a processing container in which a ceiling part is opened so that the inside can be evacuated, a mounting table provided in the processing container for mounting an object to be processed, and the ceiling part A top plate made of a dielectric material that is hermetically attached to the opening of the microwave and transmits microwaves, microwave generation means for generating microwaves for plasma generation, and a plurality of microwave radiation holes, A plasma processing apparatus comprising: a plurality of waveguides separately provided on the top plate so that at least some of the microwave radiation holes are connected to each other; and the processing container of the top plate Propagation strength improving protrusions are provided on the surface facing the inside corresponding to the portions where the microwave propagation intensity is to be increased, and the portion of the top plate not provided with the propagation intensity improving protrusions has a propagation mode of TM0. My mode It propagates the filtered propagation strength improvement portion provided with projections of the top plate is a plasma processing apparatus characterized by propagation mode is configured to propagate a microwave TM0 mode and TE1 mode.

この場合、例えば請求項１５に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周方向に沿って複数個配列されている。
また例えば請求項１６に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周方向に沿って環状に形成されたリング状突起よりなる。
また例えば請求項１７に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、同心円状に複数配列されている。 In this case, for example, as defined in claim 15, wherein the propagation strength improving projections are a plurality arranged along the circumferential direction of the top plate.
Further, for example , as defined in claim 16, the propagation strength improving protrusion is formed of a ring-shaped protrusion formed in an annular shape along the circumferential direction of the top plate.
Further, for example , as defined in claim 17 , a plurality of the propagation strength improving protrusions are arranged concentrically.

また例えば請求項１８に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周辺部側に設けられる。
また例えば請求項１９に規定するように、前記各導波管に伝搬させるマイクロ波の電力は、個別に制御可能になされている。 Also for example, as defined in claim 18, wherein the propagation strength improving protrusions et are provided on the periphery side of the top plate.
Also as defined in claim 19 if example embodiment, the microwave power to be propagated to the waveguide is adapted to be controlled individually.

請求項２０に係る発明は、天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた方形筒体状の処理容器と、被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる方形状の天板と、プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、複数のマイクロ波放射孔が形成されて前記天板上に、該天板の一方向に沿って設けられた導波管と、を有するプラズマ処理装置において、前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けると共に、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分は伝搬モードがＴＭ０モードのマイクロ波を伝搬し、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分は伝搬モードがＴＭ０モードとＴＥ１モードのマイクロ波を伝搬するように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置である。 The invention according to claim 20 is a rectangular cylindrical processing container whose ceiling is opened and whose inside can be evacuated, and a mounting table provided in the processing container for mounting the object to be processed A square-shaped top plate made of a dielectric material that is airtightly attached to the opening of the ceiling portion and transmits microwaves, microwave generation means for generating microwaves for plasma generation, and a plurality of microwave radiation holes And a waveguide provided on the top plate along one direction of the top plate, the microplate on the surface side of the top plate facing the processing container. Propagation strength improvement protrusions are provided corresponding to the portions where the wave propagation intensity should be increased, and the portions of the top plate not provided with the propagation intensity improvement protrusions propagate microwaves whose propagation mode is TM0 mode, Propagation strength improvement protrusion of top plate The provided parts are the plasma processing apparatus characterized by propagation mode is configured to propagate a microwave TM0 mode and TE1 mode.

この場合、例えば請求項２１に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は所定の長さを有し、前記導波管に交差するように設けられる。 In this case, for example , as defined in claim 21, the propagation strength improving protrusion has a predetermined length and is provided so as to intersect the waveguide .

本発明に係る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。
プラズマ密度の面内均一性を向上させることができる等の所望のプラズマ密度分布を形成することができる。

According to the plasma processing apparatus of the present invention, the following excellent effects can be exhibited.
Desired plasma density distribution and the like can be improved in-plane uniformity of the plasma density can be formed.

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。
＜第１実施例＞
図１は本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施例を示す構成図、図２は図１に示すプラズマ処理装置の平面アンテナ部材を示す平面図、図３は天板を示す断面図、図４は天板の下面を示す平面図、図５は天板の厚さと伝搬係数がマイクロ波の伝搬モードに与える影響を示すグラフである。 Hereinafter, an embodiment of a plasma processing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<First embodiment>
1 is a block diagram showing a first embodiment of a plasma processing apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a planar antenna member of the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing a top plate, FIG. 4 is a plan view showing the lower surface of the top plate, and FIG. 5 is a graph showing the influence of the thickness of the top plate and the propagation coefficient on the propagation mode of the microwave.

図示するようにこのプラズマ処理装置２２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、例えば円筒体状に成形された処理容器２４を有しており、内部は密閉された処理空間Ｓとして構成されて、この処理空間Ｓにプラズマが形成される。この処理容器２４自体は接地されている。   As shown in the figure, this plasma processing apparatus 22 has a processing container 24 whose side wall and bottom are made of a conductor such as aluminum and which is formed into a cylindrical shape, for example, a cylindrical shape, A sealed processing space S is formed, and plasma is formed in the processing space S. The processing container 24 itself is grounded.

この処理容器２４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２６が収容される。この載置台２６は、例えばアルマイト処理したアルミニウム等により平坦になされた略円板状に形成されており、例えば絶縁性材料よりなる支柱２８を介して容器底部より起立されている。
上記載置台２６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或いはクランプ機構（図示せず）が設けられる。尚、この載置台２６を例えば１３．５６ＭＨｚのバイアス用高周波電源に接続する場合もある。また必要に応じてこの載置台２６中に加熱用ヒータを設けてもよい。 In the processing container 24, a mounting table 26 on which, for example, a semiconductor wafer W as a target object is mounted is accommodated on the upper surface. The mounting table 26 is formed in a substantially disc shape made flat, for example, by anodized aluminum or the like, and is erected from the bottom of the container via a column 28 made of, for example, an insulating material.
An electrostatic chuck or a clamp mechanism (not shown) for holding the wafer is provided on the upper surface of the mounting table 26. The mounting table 26 may be connected to a high frequency power source for bias of 13.56 MHz, for example. Moreover, you may provide the heater for heating in this mounting base 26 as needed.

上記処理容器２４の側壁には、ガス供給手段として、容器内にプラズマ用ガス、例えばアルゴンガスを供給する石英パイプ製のプラズマガス供給ノズル３０や処理ガス、例えばデポジションガスを導入するための例えば石英パイプ製の処理ガス供給ノズル３２が設けられており、これらの各ノズル３０、３２より上記各ガスを流量制御しつつ供給できるようになっている。尚、上記ガス供給手段として例えば石英製のシャワーヘッド等を用いる場合もある。   For example, a plasma gas supply nozzle 30 made of quartz pipe for supplying a plasma gas, for example, argon gas, or a processing gas, for example, a deposition gas, is introduced into the side wall of the processing container 24 as gas supply means. A processing gas supply nozzle 32 made of quartz pipe is provided, and the respective gases can be supplied from these nozzles 30 and 32 while controlling the flow rate. For example, a quartz shower head may be used as the gas supply means.

また、容器側壁には、この内部に対してウエハを搬入・搬出する時に開閉するゲートバルブ３４が設けられている。また、容器底部には、排気口３６が設けられると共に、この排気口３６には図示されない真空ポンプや圧力調整弁が介接された排気路３８が接続されており、必要に応じて処理容器２４内を所定の圧力まで真空引きできるようになっている。
そして、処理容器２４の天井部は開口されて、ここに例えば石英やセラミック材等よりなるマイクロ波に対しては透過性を有する天板４０がＯリング等のシール部材４２を介して気密に設けられる。この天板４０の厚さは耐圧性を考慮して例えば２０ｍｍ程度に設定される。そして、この天板４０の下面であって処理容器２４を臨む面側には、マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて本発明の特徴とする伝搬強度向上突起部４４が形成される。尚、この伝搬強度向上突起部４４の構造については後述する。 A gate valve 34 that opens and closes when a wafer is loaded into and unloaded from the inside of the container is provided on the side wall of the container. In addition, an exhaust port 36 is provided at the bottom of the container, and an exhaust path 38 through which a vacuum pump and a pressure regulating valve (not shown) are connected is connected to the exhaust port 36, and the processing container 24 is used as necessary. The inside can be evacuated to a predetermined pressure.
The ceiling of the processing vessel 24 is opened, and a top plate 40 that is permeable to microwaves made of, for example, quartz or ceramic material is provided in an airtight manner via a sealing member 42 such as an O-ring. It is done. The thickness of the top plate 40 is set to, for example, about 20 mm in consideration of pressure resistance. Further, on the lower surface side of the top plate 40 facing the processing container 24, a propagation strength improving protrusion 44, which is a feature of the present invention, is formed corresponding to a portion where the microwave propagation strength should be increased. The The structure of the propagation strength improving protrusion 44 will be described later.

そして、この天板４０の上面に、円板状の平面アンテナ部材４６と高誘電率特性を有する遅波材４８とが順次設けられる。具体的にはこの平面アンテナ部材４６は、上記遅波材４８の上方全面を覆う導電性の中空円筒状容器よりなる導波箱５０の底板として構成され、前記処理容器２４内の上記載置台２６に対向させて設けられる。   A disc-shaped planar antenna member 46 and a slow wave material 48 having a high dielectric constant characteristic are sequentially provided on the top surface of the top plate 40. Specifically, the planar antenna member 46 is configured as a bottom plate of a waveguide box 50 made of a conductive hollow cylindrical container that covers the entire upper surface of the slow wave material 48, and the mounting table 26 in the processing container 24. It is provided to face.

この導波箱５０及び平面アンテナ部材４６の周辺部は共に接地されると共に、この導波箱５０の上部の中心には、同軸導波管５２の外管５２Ａが接続され、内部の内部導体５２Ｂは、上記遅波材４８の中心の貫通孔５４を通って上記平面アンテナ部材４６の中心部に接続される。そして、この同軸導波管５２は、モード変換器５６及び矩形導波管５８を介してマッチング６０を有する例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波発生器（マイクロ波発生手段）６２に接続されており、上記平面アンテナ部材４６へマイクロ波を伝搬するようになっている。従って、上記モード変換器５６は、矩形導波管５８と同軸導波管５２とよりなる導波管の途中に介設されることになる。   The waveguide box 50 and the peripheral portion of the planar antenna member 46 are both grounded, and the outer tube 52A of the coaxial waveguide 52 is connected to the center of the upper portion of the waveguide box 50, and the inner conductor 52B inside. Is connected to the central portion of the planar antenna member 46 through the through hole 54 at the center of the slow wave member 48. The coaxial waveguide 52 is connected to, for example, a 2.45 GHz microwave generator (microwave generating means) 62 having a matching 60 via a mode converter 56 and a rectangular waveguide 58. Microwaves are propagated to the planar antenna member 46. Therefore, the mode converter 56 is interposed in the middle of the waveguide formed by the rectangular waveguide 58 and the coaxial waveguide 52.

ここで上記マイクロ波発生器６２からは例えばＴＥモードのマイクロ波が放出され、これがモード変換器５６にて例えばＴＥＭモードに変換されて同軸導波管５２内を伝搬されて行く。この周波数は２．４５ＧＨｚに限定されず、他の周波数、例えば８．３５ＧＨｚを用いてもよい。尚、上記導波箱５０の上部に図示しない天井冷却ジャケットを設けるようにしてもよい。そして、上記導波箱５０内であって、平面アンテナ部材４６の上面側に設けた高誘電率特性を有する遅波材４８は、この波長短縮効果により、マイクロ波の管内波長を短くしている。この遅波材４８としては、例えば窒化アルミ等を用いることができる。   Here, for example, a TE mode microwave is emitted from the microwave generator 62, and this is converted into, for example, a TEM mode by the mode converter 56 and propagated through the coaxial waveguide 52. This frequency is not limited to 2.45 GHz, and other frequencies such as 8.35 GHz may be used. A ceiling cooling jacket (not shown) may be provided above the waveguide box 50. And the slow wave material 48 having a high dielectric constant characteristic provided in the waveguide box 50 on the upper surface side of the planar antenna member 46 shortens the in-tube wavelength of the microwave due to this wavelength shortening effect. . As the slow wave material 48, for example, aluminum nitride or the like can be used.

上記平面アンテナ部材４６は、８インチサイズのウエハ対応の場合には、例えば直径が３００〜４００ｍｍ、厚みが１〜数ｍｍの導電性材料よりなる、例えば表面が銀メッキされた銅板或いはアルミ板よりなり、この円板には、図２にも示すように例えば長溝状の貫通孔よりなる多数のマイクロ波放射孔６４が形成されている。このマイクロ波放射孔６４の配置形態は、特に限定されず、例えば同心円状、渦巻状、或いは放射状に配置させてもよいし、アンテナ部材全面に均一になるように分布させてもよい。ここでは例えばマイクロ波放射孔６４は、この２個を互いに僅かに離間させてＴの字状に配置して一対の組（ペア）を形成している。   The planar antenna member 46 is made of a conductive material having a diameter of 300 to 400 mm and a thickness of 1 to several mm, for example, for a 8-inch wafer, for example, a copper plate or an aluminum plate having a silver plated surface. Thus, as shown in FIG. 2, a large number of microwave radiation holes 64 made of, for example, long groove-like through holes are formed in the disk. The arrangement form of the microwave radiation holes 64 is not particularly limited. For example, the microwave radiation holes 64 may be arranged concentrically, spirally, or radially, or may be distributed uniformly over the entire antenna member. Here, for example, the microwave radiation holes 64 are slightly spaced apart from each other and arranged in a T shape to form a pair.

そして、上記天板４０の下面には、上述したようにマイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部４４が設けられている。この伝搬強度向上突起部４４は、上記天板４０と同じ材料で形成され、例えば石英よりなる。具体的には、この伝搬強度向上突起部４４は、ここでは図４にも示すように、天板４０の周方向に沿って環状に成形されたリング状突起６６よりなり、ここではこのリング状突起６６は天板４０の周辺部に同心円状に２個設けられている。尚、このリング状突起６６の個数は２個に限定されない。   And the propagation intensity improvement protrusion part 44 is provided in the lower surface of the said top plate 40 corresponding to the part which should increase the propagation intensity of a microwave as mentioned above. The propagation strength improving protrusion 44 is made of the same material as the top plate 40 and is made of, for example, quartz. Specifically, as shown in FIG. 4, the propagation strength improving protrusion 44 includes a ring-shaped protrusion 66 that is formed in an annular shape along the circumferential direction of the top plate 40. Two protrusions 66 are provided concentrically around the periphery of the top plate 40. Note that the number of the ring-shaped protrusions 66 is not limited to two.

またリング状突起６６は図３にも示すように、断面矩形状になされて所定の厚さを有している。このように、伝搬強度向上突起部４４を天板４０の周辺部に設けた理由は、ここではプラズマ密度分布を面内方向で均一化することを目的としており、しかも従来装置に用いた一般的な平板形状の天板ではウエハ周辺部のプラズマ密度が低くなる傾向にあるので、上記周辺部のプラズマ密度を上げてこのプラズマ密度分布を均一化させるために、上述のように伝搬強度向上突起部４４を天板４０の周辺部に設けている。   Further, as shown in FIG. 3, the ring-shaped protrusion 66 has a rectangular cross section and has a predetermined thickness. As described above, the reason why the propagation strength improving protrusion 44 is provided in the peripheral portion of the top plate 40 is to make the plasma density distribution uniform in the in-plane direction, and is generally used in the conventional apparatus. Since the flat plate top plate tends to lower the plasma density at the periphery of the wafer, in order to increase the plasma density at the periphery and make the plasma density distribution uniform, as described above, the propagation strength improving protrusion 44 is provided in the periphery of the top plate 40.

ここで、本発明では上記伝搬強度向上突起部４４を設けた部分を伝搬するマイクロ波と、上記伝搬強度向上突起部４４を設けていない部分を伝搬するマイクロ波とでは、伝搬するマイクロ波の電磁界の分布の形、すなわち伝搬モードの種類の数が異なるように、上記天板４０の伝搬強度向上突起部４４を設けた部分の厚さＨ１及び上記天板４０の伝搬強度向上突起部４４を設けていない部分の厚さＨ２がそれぞれ設定されている。   Here, in the present invention, the microwave propagating through the portion provided with the propagation strength improving projection 44 and the microwave propagating through the portion not provided with the propagation strength improving projection 44 are electromagnetic waves of the propagating microwave. The thickness H1 of the portion provided with the propagation strength improving protrusion 44 of the top plate 40 and the propagation strength improving protrusion 44 of the top plate 40 are set so that the shape of the field distribution, that is, the number of types of propagation modes is different. The thickness H2 of the portion not provided is set.

換言すれば、伝搬強度向上突起部４４を設けた厚さＨ１の天板４０の部分を伝搬するマイクロ波と伝搬強度向上突起部４４を設けていない厚さＨ２の天板４０の部分を伝搬するマイクロ波とでは、その伝搬モードの種類の数が異なるように上記各厚さＨ１、Ｈ２がそれぞれ設定されている。従って、例えば厚さＨ１の部分を伝搬するマイクロ波は、ＴＭ０モードとＴＥ１モードの２種類であり、厚さＨ２の部分を伝搬するマイクロ波はＴＭ０モードの１種類だけである。従って、ＴＭ０モードのみ伝搬する厚さＨ２の部分よりも、ＴＭ０モードとＴＥ１モードが共に伝搬する厚さＨ１の部分のマイクロ波伝搬強度を大きくでき、この部分のプラズマ密度を向上させることができるようになっている。
この場合、上記伝搬強度向上突起部４４の幅Ｍ１は特に限定されないが、好ましくはマイクロ波の真空中の波長λｏのλｏ／４〜λｏ／２程度の範囲内がよい。 In other words, the microwave propagates through the portion of the top plate 40 having the thickness H1 provided with the propagation strength improving protrusion 44 and the portion of the top plate 40 having the thickness H2 where the propagation strength improving protrusion 44 is not provided. The thicknesses H1 and H2 are set so that the number of types of propagation modes differs from that of the microwave. Therefore, for example, there are two types of microwaves propagating in the thickness H1 portion, the TM0 mode and the TE1 mode, and there are only one type of microwave propagating in the thickness H2 portion in the TM0 mode. Therefore, it is possible to increase the microwave propagation intensity in the thickness H1 portion where both the TM0 mode and the TE1 mode propagate compared to the thickness H2 portion where only the TM0 mode propagates, and to improve the plasma density in this portion. It has become.
In this case, the width M1 of the propagation strength improving protrusion 44 is not particularly limited, but is preferably in the range of λo / 4 to λo / 2 of the wavelength λo in the microwave vacuum.

次に、以上のように構成されたプラズマ処理装置２２を用いて行なわれる処理方法について図６も参照して説明する。図６は本発明装置の天板においてマイクロ波が表面波として伝搬する時の一例を示す図である。
まず、ゲートバルブ３４を介して半導体ウエハＷを搬送アーム（図示せず）により処理容器２４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２６の上面の載置面に載置する。 Next, a processing method performed using the plasma processing apparatus 22 configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing an example when a microwave propagates as a surface wave on the top plate of the device of the present invention.
First, the semiconductor wafer W is accommodated in the processing container 24 by the transfer arm (not shown) via the gate valve 34, and the wafer W is mounted on the upper surface of the mounting table 26 by moving the lifter pin (not shown) up and down. Place on the surface.

そして、処理容器２４内を所定のプロセス圧力、例えば０．０１〜数Ｐａの範囲内に維持して、プラズマガス供給ノズル３０から例えばアルゴンガスを流量制御しつつ供給すると共に処理ガス供給ノズル３２から処理態様に応じて例えば成膜処理であるならば成膜用ガスを、エッチング処理であるならばエッチングガスを流量制御しつつ供給する。同時にマイクロ波発生器６２にて発生したマイクロ波を、矩形導波管５８及び同軸導波管５２を介して平面アンテナ部材４６に供給して処理空間Ｓに、遅波材４８によって波長が短くされたマイクロ波を導入し、これにより処理空間Ｓにプラズマを発生させて所定のプラズマ処理を行う。   Then, while maintaining the inside of the processing container 24 within a predetermined process pressure, for example, within a range of 0.01 to several Pa, for example, argon gas is supplied from the plasma gas supply nozzle 30 while controlling the flow rate, and from the processing gas supply nozzle 32. Depending on the processing mode, for example, a film forming gas is supplied in the case of a film forming process, and an etching gas is supplied while controlling the flow rate in the case of an etching process. At the same time, the microwave generated by the microwave generator 62 is supplied to the planar antenna member 46 through the rectangular waveguide 58 and the coaxial waveguide 52 to reduce the wavelength in the processing space S by the slow wave material 48. Then, a predetermined microwave treatment is performed by generating plasma in the processing space S.

ここで、マイクロ波発生器６２にて発生した例えば２．４５ＧＨｚのＴＥモードのマイクロ波は矩形導波管５８を伝搬した後に、モード変換器５６にてＴＥＭモードへ変換され、このＴＥＭモードのマイクロ波は上記したように同軸導波管５２内を伝搬して導波箱５０内の平面アンテナ部材４６に到達し、内部導体５２Ｂの接続された円板状の平面アンテナ部材４６の中心部から放射状に周辺部に伝搬される間に、この平面アンテナ部材４６に多数形成されたマイクロ波放射孔６４から天板４０を透過させて平面アンテナ部材４６の直下の処理空間Ｓにマイクロ波を導入する。このマイクロ波により励起されたアルゴンガスがプラズマ化し、この下方に拡散してここで処理ガスを活性化して活性種を作り、この活性種の作用でウエハＷの表面に所定のプラズマ処理が施されることになる。   Here, for example, a 2.45 GHz TE mode microwave generated by the microwave generator 62 propagates through the rectangular waveguide 58 and then converted to a TEM mode by the mode converter 56. As described above, the wave propagates through the coaxial waveguide 52, reaches the planar antenna member 46 in the waveguide box 50, and radiates from the center of the disk-shaped planar antenna member 46 to which the internal conductor 52B is connected. The microwave is introduced into the processing space S directly below the planar antenna member 46 through the top plate 40 through the microwave radiation holes 64 formed in the planar antenna member 46 while being propagated to the peripheral portion. The argon gas excited by the microwave is turned into plasma and diffuses downward to activate the processing gas to create active species. The surface of the wafer W is subjected to predetermined plasma processing by the action of the active species. Will be.

ここで従来装置のように天板（図１３参照）の表面形状が完全に平坦な状態の場合には、上記天板８の平面方向において伝搬するマイクロ波に定在波が立ち、このためプラズマ密度に濃淡が生じ、またマイクロ波同士が干渉し合って処理容器４（図１３参照）内のプロセス条件の僅かな変動等によって処理容器４内のプラズマ密度の面内均一性がかなり変動し、この結果、プラズマ処理の面内均一性に悪影響を及ぼしていた。   Here, when the surface shape of the top plate (see FIG. 13) is completely flat as in the conventional apparatus, a standing wave is generated in the microwave propagating in the plane direction of the top plate 8, and thus plasma is generated. The density in the density is generated, and the microwaves interfere with each other, and the in-plane uniformity of the plasma density in the processing container 4 varies considerably due to slight fluctuations in process conditions in the processing container 4 (see FIG. 13). As a result, the in-plane uniformity of the plasma treatment was adversely affected.

これに対して、本発明装置の場合には、上記伝搬強度向上突起部４４を設けた部分を伝搬するマイクロ波と、上記伝搬強度向上突起部４４を設けていない部分を伝搬するマイクロ波とでは、伝搬するマイクロ波の電磁界の分布の形、すなわち伝搬モードの種類の数が異なるように、上記天板４０の伝搬強度向上突起部４４を設けた部分の厚さＨ１及び上記天板４０の伝搬強度向上突起部４４を設けていない部分の厚さＨ２がそれぞれ設定されている。   On the other hand, in the case of the device of the present invention, the microwave propagating through the portion provided with the propagation strength improving protrusion 44 and the microwave propagating through the portion not provided with the propagation strength improving protrusion 44 The thickness H1 of the portion provided with the propagation strength improving protrusion 44 of the top plate 40 and the top plate 40 so that the shape of the electromagnetic field distribution of the propagating microwave, that is, the number of types of propagation modes are different. The thicknesses H2 of the portions where the propagation strength improving protrusions 44 are not provided are set.

換言すれば、伝搬強度向上突起部４４を設けた厚さＨ１の天板４０の部分を伝搬するマイクロ波と伝搬強度向上突起部４４を設けていない厚さＨ２の天板４０の部分を伝搬するマイクロ波とでは、その伝搬モードの種類の数が異なるように上記各厚さＨ１、Ｈ２がそれぞれ設定されている。従って、図６に示すように例えば厚さＨ１の部分を伝搬するマイクロ波は、ＴＭ０モードのマイクロ波ＴＭ０とＴＥ１モードのマイクロ波ＴＥ１の２種類であり、厚さＨ２の部分を伝搬するマイクロ波はＴＭ０モードのマイクロ波ＴＭ０の１種類だけである。従って、ＴＭ０モードのみ伝搬する厚さＨ２の部分よりも、ＴＭ０モードとＴＥ１モードが共に伝搬する厚さＨ２の部分のマイクロ波伝搬強度を大きくでき、この部分のプラズマ密度を向上させることができる。   In other words, the microwave propagates through the portion of the top plate 40 having the thickness H1 provided with the propagation strength improving protrusion 44 and the portion of the top plate 40 having the thickness H2 where the propagation strength improving protrusion 44 is not provided. The thicknesses H1 and H2 are set so that the number of types of propagation modes differs from that of the microwave. Accordingly, as shown in FIG. 6, for example, there are two types of microwaves that propagate through the thickness H1 portion, that is, the TM0 mode microwave TM0 and the TE1 mode microwave TE1, and the microwave that propagates through the thickness H2 portion. Is only one type of microwave TM0 in TM0 mode. Therefore, the microwave propagation intensity in the thickness H2 portion where both the TM0 mode and the TE1 mode propagate can be made larger than the thickness H2 portion where only the TM0 mode propagates, and the plasma density in this portion can be improved.

従って、図１３に示すような天板８の形状が平坦な一般的な天板形状では、天板８の周辺部のプラズマ密度が低くなる傾向にあるが、このような場合に、ウエハ面内方向におけるプラズマ密度の均一性を目的として、本発明装置のように天板４０の周辺部に伝搬強度向上突起部４４を設けることにより、上述のようにこの部分のマイクロ波の伝搬強度を上げてプラズマ密度を選択的に向上させることができ、この結果、ウエハ面内方向（処理空間Ｓの平面方向）におけるプラズマ密度の均一性を向上させることができる。   Therefore, in the general top plate shape in which the shape of the top plate 8 as shown in FIG. 13 is flat, the plasma density in the peripheral portion of the top plate 8 tends to be low. For the purpose of uniformity of plasma density in the direction, the propagation intensity improving protrusion 44 is provided on the periphery of the top plate 40 as in the apparatus of the present invention, thereby increasing the microwave propagation intensity in this part as described above. The plasma density can be selectively improved, and as a result, the uniformity of the plasma density in the wafer in-plane direction (plane direction of the processing space S) can be improved.

この点を、図５を参照してより詳しく説明する。前述したように、図５は天板４０の厚さとマイクロ波の伝搬係数がマイクロ波の伝搬モードに与える影響を示すグラフである。
図５において横軸は”ｄ／λｏ”を取り、縦軸には”β／ｋｏ”を取っており、マイクロ波の伝搬モードに関してはＴＭ０〜ＴＭ２及びＴＥ１〜ＴＥ３に関して調べている。ここで、”ｄ”は天板４０の厚さを示し、”λｏ”はマイクロ波の真空中の波長を示し、２．４５ＧＨｚのマイクロ波の場合はλｏ＝１２２ｍｍ程度である。従って、横軸の”ｄ／λｏ＝１”の点は、天板４０厚さがマイクロ波の１波長に相当する厚さに設定された点を示している。 This point will be described in more detail with reference to FIG. As described above, FIG. 5 is a graph showing the influence of the thickness of the top plate 40 and the propagation coefficient of the microwave on the propagation mode of the microwave.
In FIG. 5, the horizontal axis represents “d / λo” and the vertical axis represents “β / ko”, and the microwave propagation modes are examined for TM0 to TM2 and TE1 to TE3. Here, “d” represents the thickness of the top plate 40, “λo” represents the wavelength of the microwave in vacuum, and in the case of the microwave of 2.45 GHz, λo = about 122 mm. Accordingly, the point “d / λo = 1” on the horizontal axis indicates that the thickness of the top plate 40 is set to a thickness corresponding to one wavelength of the microwave.

この図５は比誘電率が”３．７８”の石英の場合を示しており、他の誘電体、例えばアルミナ等も数値は異なるが図５に示す場合と同様な特性を示す。
また”β”はマイクロ波の伝搬定数であり、”ｋｏ”は波数である。ここで”β／ｋｏ”により伝搬定数を規格化（標準化）している。また縦軸に関しては、値が大きい程、マイクロ波を効率良く伝搬し、”β／ｋｏ≦１”の領域ではマイクロ波は減衰してこれを通さなくなり、各伝搬モードの曲線と”β／ｋｏ＝１”の時の交点で定まる”ｄ”が天板４０のカットオフ厚みとなる。 FIG. 5 shows a case of quartz having a relative dielectric constant of “3.78”, and other dielectrics such as alumina show the same characteristics as those shown in FIG.
“Β” is a microwave propagation constant, and “ko” is a wave number. Here, the propagation constant is normalized (standardized) by “β / ko”. As for the vertical axis, the larger the value, the more efficiently the microwave propagates. In the region of “β / ko ≦ 1,” the microwave attenuates and does not pass through it, and the curve of each propagation mode and “β / ko” “D” determined by the intersection when “= 1” is the cut-off thickness of the top board 40.

例えばＴＭ０モードの曲線に関しては”ｄ／λｏ＝０”なので、カットオフ天板厚みｄは”０”（ｄ＝０）であることが判る、すなわちＴＭ０モードのマイクロ波は、天板４０がどんな厚みでも伝搬することを意味する。
またＴＥ１モードの曲線に関しては、”ｄ／λｏ≒０．１５”なので、カットオフ天板厚みｄは”１８．３ｍｍ”（ｄ＝０．１５×λｏ）であることが判る。すなわち、天板４０の厚さｄを１８．３ｍｍよりも小さくすると、ＴＭ０モードのマイクロ波は伝搬するが、ＴＥ１モードのマイクロ波は伝搬しないことになる。 For example, regarding the curve of TM0 mode, since “d / λo = 0”, it can be seen that the cut-off top plate thickness d is “0” (d = 0). It means to propagate even with thickness.
Regarding the TE1 mode curve, since “d / λo≈0.15”, it can be seen that the cut-off top plate thickness d is “18.3 mm” (d = 0.15 × λo). That is, if the thickness d of the top plate 40 is smaller than 18.3 mm, the TM0 mode microwave propagates, but the TE1 mode microwave does not propagate.

従って、例えば”ｄ／λｏ＝０．５”となるように天板厚さｄ（＝６１ｍｍ）を設定すれば、ＴＭ０、ＴＥ１、ＴＭ１、ＴＥ２の４種類の各モードのマイクロ波は伝搬するが、ＴＭ２及びＴＥ３の２種類の各モードのマイクロ波は伝搬しないことが判る。従って、天板４０の形状として、厚さｄの異なる部分を設けておけば、各厚さｄに対応したモード数のマイクロ波を伝搬できることになる。   Therefore, for example, if the top plate thickness d (= 61 mm) is set so that “d / λo = 0.5”, the microwaves of the four modes TM0, TE1, TM1, and TE2 propagate. It can be seen that the microwaves of each of the two types, TM2 and TE3, do not propagate. Accordingly, if the top plate 40 is provided with a portion having a different thickness d, microwaves having the number of modes corresponding to each thickness d can be propagated.

ここで図５中の各伝搬モード（比誘電率”３．７８”の石英を伝搬するマイクロ波）の曲線が”β／ｋｏ＝１”の横軸との交点の正確な値を示すと、ＴＭ０モードは”０”、ＴＥ１モードは”０．１４９９”、ＴＭ１モードは”０．２９９９”、ＴＥ２モードは”０．４４９８”、ＴＭ２モードは”０．５９９８”、ＴＥ３モードは”０．７４９７”である。また比誘電率が”９．８”のアルミナの場合は、ＴＭ０モードは”０”、ＴＥ１モードは”０．０８４３”、ＴＭ１モードは”０．１６８５”、ＴＥ２モードは”０．２５２８”、ＴＭ２モードは”０．３３７１”、ＴＥ３モードは”０．４２１４”である。   Here, when the curve of each propagation mode (microwave propagating through quartz having a relative dielectric constant “3.78”) in FIG. 5 indicates the exact value of the intersection with the horizontal axis of “β / ko = 1”, TM0 mode is "0", TE1 mode is "0.1499", TM1 mode is "0.2999", TE2 mode is "0.4498", TM2 mode is "0.5998", TE3 mode is "0.7497" ". In the case of alumina having a relative dielectric constant of “9.8”, the TM0 mode is “0”, the TE1 mode is “0.0843”, the TM1 mode is “0.1685”, the TE2 mode is “0.2528”, The TM2 mode is “0.3371” and the TE3 mode is “0.4214”.

そして、本発明では、一例として図５中の横軸がＴＭ１モード及びＴＥ１モードの両曲線と交差する点、すなわち”０．３”と”０．１５”の範囲内の一点、例えば点Ｐ１で定まる天板厚さ”Ｈ１”とし、横軸がＴＥ１モード及びＴＭ０モードの両曲線と交差する点、すなわち”０．１５”と”０”の範囲内の一点、例えば点Ｐ２で定まる天板厚さを”Ｈ２”としている。これにより、図６において説明したように、厚さＨ１の天板４０の部分の直下ではＴＥ１モードとＴＭ０モードの２種類のモードのマイクロ波がそれぞれ伝搬するようになり、これに対して、厚さＨ２の天板４０の部分の直下ではＴＭ０モードである１種類のモードのマイクロ波が伝搬することになる。すなわち上記両部分で伝搬するマイクロ波のモードの種類の数が異なることになる。   In the present invention, as an example, at the point where the horizontal axis in FIG. 5 intersects both the TM1 mode and TE1 mode curves, that is, one point within the range of “0.3” and “0.15”, for example, the point P1. The thickness of the top plate is fixed at the point where the horizontal thickness intersects with both the TE1 mode and TM0 mode curves, that is, one point within the range of “0.15” and “0”, for example, the point P2. This is “H2”. As a result, as described in FIG. 6, microwaves of two types of modes, the TE1 mode and the TM0 mode, propagate directly below the portion of the top plate 40 having the thickness H1. A microwave of one type which is the TM0 mode propagates just below the top plate 40 at the height H2. That is, the number of types of microwave modes propagating in the two parts is different.

従って、上述したようにこの場合には、プラズマ密度が中心側と比較して低下する傾向にある天板４０の周辺部におけるマイクロ波の伝搬強度を上げて補償することができるので、マイクロ波の強度を均一化してプラズマ密度の面内均一性を高めることができる。尚、この場合、隣接する伝搬強度向上突起部４４を伝搬する例えばＴＥ１モードのマイクロ波は互いに干渉することはない。
このように、マイクロ波の伝搬強度、すなわちプラズマ密度を向上させたい部分に対応させて伝搬強度向上突起部４４を設けることにより、その部分の直下のプラズマ密度を選択的に向上させるこができる。 Accordingly, as described above, in this case, the microwave propagation intensity in the peripheral portion of the top plate 40 where the plasma density tends to decrease compared to the center side can be increased and compensated. Intensity can be made uniform to improve in-plane uniformity of plasma density. In this case, for example, TE1 mode microwaves propagating through the adjacent propagation strength improving protrusions 44 do not interfere with each other.
As described above, by providing the propagation intensity improving protrusion 44 corresponding to the part where the microwave propagation intensity, that is, the plasma density is desired to be improved, the plasma density directly below that part can be selectively improved.

この場合、図５中における点Ｐ１、Ｐ２は、任意の位置に設定することができ、その設定位置に応じて伝搬できる搬送モードの種類が変わることになる。尚、平面アンテナ部材４６に入力される必要な種類の伝搬モードのマイクロ波は、遅波材４８や同軸導波管５２を用いない場合には、モード変換器５６にてモード変換により発生させてもよい。
上記実施例では、伝搬強度向上突起部４４としてリング状突起６６を２個同心円状に設けたが、これに限定されず、例えば図７に示すように形成してもよい。図７は伝搬強度向上突起部の配列の変形例を示す平面図である。図７（Ａ）に場合には、小さな円柱状の伝搬強度向上突起部４４を上記リング状突起６６のリング形状に沿うように多数個同心円状に配列している。この場合にも、図６において説明したと同様な作用効果を発揮することができる。 In this case, points P1 and P2 in FIG. 5 can be set at arbitrary positions, and the type of transport mode that can be propagated changes according to the set position. Note that the necessary type of propagation mode microwave input to the planar antenna member 46 is generated by mode conversion by the mode converter 56 when the slow wave material 48 and the coaxial waveguide 52 are not used. Also good.
In the above-described embodiment, the two ring-shaped protrusions 66 are provided concentrically as the propagation strength improving protrusion 44. However, the present invention is not limited to this, and may be formed as shown in FIG. FIG. 7 is a plan view showing a modification of the arrangement of the propagation strength improving protrusions. In the case of FIG. 7A, a large number of small cylindrical propagation strength improving projections 44 are arranged concentrically so as to follow the ring shape of the ring-like projection 66. Also in this case, the same effect as described in FIG. 6 can be exhibited.

また図７（Ｂ）に示す場合には、上記円柱状の伝搬強度向上突起部よりも少し大きい円柱状の伝搬強度向上突起部４４を不規則に分散させてランダムに設けている。この場合には、上記伝搬強度向上突起部４４の配列に応じた状態でランダムな状態でプラズマ密度を向上させることができる。
またプラズマ処理の種類によっては、意図的にプラズマ密度に濃淡の分布を持たせたいような処理もあり、そのような場合には、プラズマ密度を濃くしたい部分に対応させて、天板４４に上記伝搬強度向上突起部４４を設けるようにすればよく、いずれの部分に伝搬強度向上突起部４４を設けるかは、プラズマ密度の設計時の大きさに依存することになる。 In the case shown in FIG. 7B, the columnar propagation strength improving projections 44 that are slightly larger than the columnar propagation strength improving projections are randomly distributed and randomly provided. In this case, the plasma density can be improved in a random state in accordance with the arrangement of the propagation strength improving protrusions 44.
Depending on the type of plasma treatment, there is also a treatment that intentionally wants to have a density distribution in the plasma density. In such a case, the above-mentioned propagation to the top plate 44 is made corresponding to the portion where the plasma density is desired to be thickened. The strength improving protrusion 44 may be provided, and in which part the propagation strength improving protrusion 44 is provided depends on the size of the plasma density at the time of design.

また、図２に示す場合には、平面アンテナ部材４６の広範囲に亘ってマイクロ波放射孔６４を設けているが、少なくとも伝搬強度向上突起部４４に直上にはマイクロ波放射孔６４を必ず設けるようにし、この伝搬強度向上突起部４４には必ず所定の伝搬モードのマイクロ波が伝搬するように構成するのがよい。   In the case shown in FIG. 2, the microwave radiation hole 64 is provided over a wide area of the planar antenna member 46, but at least the microwave radiation hole 64 should be provided directly above the propagation strength improving protrusion 44. In addition, it is preferable that the propagation strength improving protrusion 44 is configured so that microwaves in a predetermined propagation mode always propagate.

また、天板４０上に設けた平面アンテナ部材４６を交換可能にし、それぞれにマイクロ波の放射量が異なるようなマイクロ波放射孔を設け、プラズマ密度分布の種々の態様が実現できるようにしてもよい。図８はこのようにマイクロ波の放射量が異なる種々の平面アンテナ部材の一例を示す部分拡大図である。この図示例においては、マイクロ波放射孔の平面図を模式的に併記してある。図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に示す各平面アンテナ部材４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃにおいて、伝搬強度向上突起部４４に対応させて設けたマイクロ波放射孔６４Ａの長さＬ１と幅Ｗ１は、それぞれ図８（Ａ）〜図８（Ｃ）において同じである。   In addition, the planar antenna member 46 provided on the top plate 40 can be exchanged, and microwave radiation holes with different microwave radiation amounts are provided in each, so that various modes of plasma density distribution can be realized. Good. FIG. 8 is a partially enlarged view showing examples of various planar antenna members having different microwave radiation amounts. In the illustrated example, a plan view of the microwave radiation hole is schematically shown. In each of the planar antenna members 46A, 46B, and 46C shown in FIGS. 8A to 8C, the length L1 and the width W1 of the microwave radiation hole 64A provided corresponding to the propagation strength improving protrusion 44 are as follows. The same applies to FIGS. 8A to 8C.

これに対して、伝搬強度向上突起部４４を設けてない部分に対応させて設けたマイクロ波放射孔６４Ｂは、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）においてその寸法を少しずつ変えてマイクロ波の放射量が次第に少なくなるように設定している。すなわち、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に亘ってマイクロ波放射孔６４Ｂの長さＬ２は全て同じであるが、幅Ｗ２は次第に小さくし、このマイクロ波放射孔６４Ｂからの放射量が次第に少なくなるように設定している。尚、幅Ｗ２に代えて長さＬ２を次第に小さくしたり、或いは幅Ｗ２と長さＬ２の両方を次第に小さくするようにしてもよい。   On the other hand, the microwave radiation hole 64B provided corresponding to the portion where the propagation strength improving protrusion 44 is not provided is a microwave by changing its dimensions little by little in FIGS. 8 (A) to 8 (C). The amount of radiation is set to gradually decrease. That is, the length L2 of the microwave radiation hole 64B is the same throughout FIGS. 8A to 8C, but the width W2 is gradually reduced, and the radiation amount from the microwave radiation hole 64B is reduced. It is set to gradually decrease. Note that the length L2 may be gradually decreased instead of the width W2, or both the width W2 and the length L2 may be gradually decreased.

従って、図８に示すような複数種類の平面アンテナ部材４６Ａ〜４６Ｃを予め用意しておけば、天板４０を取り替えることなく、すなわち処理容器２４内を大気開放することなく平面アンテナ部材を取り替えるだけで、所望のプラズマ密度分布を実現することができる。また、場合によっては伝搬強度向上突起部４４を設けていない部分に対応するマイクロ波放射孔６４Ｂを設けないように構成して、伝搬強度向上突起部４４の部分のみにマイクロ波を伝搬させるようにしてもよい。   Therefore, if a plurality of types of planar antenna members 46A to 46C as shown in FIG. 8 are prepared in advance, the planar antenna member is simply replaced without replacing the top plate 40, that is, without opening the processing container 24 to the atmosphere. Thus, a desired plasma density distribution can be realized. Further, in some cases, the microwave radiation hole 64B corresponding to the portion where the propagation strength improving protrusion 44 is not provided is not provided, and the microwave is propagated only to the portion of the propagation strength improving protrusion 44. May be.

＜第２実施例＞
次に、本発明のプラズマ処理装置の第２実施例について説明する。
先の第１実施例では天板４０の上面に平板アンテナ部材４６を設けたが、この第２実施例では平面アンテナ部材４６を設けないで、アンテナを兼用する導波管を直接設けるようにしている。
図９はこのような本発明のプラズマ処理装置の第２実施例を示す断面図、図１０は第２実施例の上面を示す概略平面図である。尚、図１乃至図６に示す構成部分と同一構成部分については、同一参照符号を付してその説明を省略する。 <Second embodiment>
Next, a second embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention will be described.
In the previous first embodiment, the flat antenna member 46 is provided on the top surface of the top plate 40. However, in the second embodiment, the planar antenna member 46 is not provided, and a waveguide also serving as an antenna is provided directly. Yes.
FIG. 9 is a sectional view showing a second embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention, and FIG. 10 is a schematic plan view showing the upper surface of the second embodiment. In addition, about the same component as the component shown in FIG. 1 thru | or FIG. 6, the same referential mark is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

図９及び図１０に示すように、ここでは天板４０の上面側には、先に説明したような平面アンテナ部材４６（図１参照）は設けられておらず、これに代えて天板４０に設けた伝搬強度向上突起部４４の設置位置に対応させて、ここではリング状になされた２つの導波管６８Ａ、６８Ｂが同心円状に設けられている。ここでは上記導波管６８Ａ、６８Ｂとして矩形（方形）導波管が用いられており、その矩形導波管の底面に、図２に示した構造と同様な構造のマイクロ波放射孔６４Ａ、６４Ｂがそれぞれその周方向に沿って複数個形成されている。そして、これらの導波管６８Ａ、６８Ｂは、それぞれこれらに連結された別々の導波管７０Ａ、７０Ｂを介して個別に接続されており、それぞれ個別にマイクロ波の出力電力を制御できるようになっている。   As shown in FIGS. 9 and 10, here, the planar antenna member 46 (see FIG. 1) as described above is not provided on the upper surface side of the top plate 40. Here, two waveguides 68A and 68B formed in a ring shape are provided concentrically so as to correspond to the installation positions of the propagation strength improving protrusions 44 provided in FIG. Here, rectangular (square) waveguides are used as the waveguides 68A and 68B, and microwave radiation holes 64A and 64B having the same structure as that shown in FIG. Are formed in plural along the circumferential direction. The waveguides 68A and 68B are individually connected via separate waveguides 70A and 70B connected to the waveguides 68A and 68B, respectively, so that the output power of the microwaves can be individually controlled. ing.

従って、この第２実施例の構成によれば、天板４０の周辺部である伝搬強度向上突起部４４を設けた部分に集中的にマイクロ波を伝搬させて導入することができる。また、隣接する導波管６８Ａ、６８Ｂの各マイクロ波放射孔６４Ａ、６４Ｂから伝搬するマイクロ波を互いに干渉させることなく、それぞれの対応する伝搬強度向上突起部４４側へ伝搬させることができる。
特に、プラズマ密度分布を制御する場合には、各導波管６８Ａ、６８Ｂへ供給するマイクロ波の出力電力を個別に制御すればよく、容易に所望するプラズマ密度の分布態様を得ることができる。本実施例では、導波管６８Ａ、６８Ｂへ、例えばＴＥ１モードとＴＥ２モードのマイクロ波を流せばよい。 Therefore, according to the configuration of the second embodiment, the microwave can be intensively propagated and introduced into the portion provided with the propagation strength improving protrusion 44 which is the peripheral portion of the top plate 40. Further, the microwaves propagating from the microwave radiation holes 64A and 64B of the adjacent waveguides 68A and 68B can be propagated to the corresponding propagation strength improving protrusions 44 side without interfering with each other.
In particular, when the plasma density distribution is controlled, the output power of the microwaves supplied to the respective waveguides 68A and 68B may be individually controlled, and a desired plasma density distribution mode can be easily obtained. In the present embodiment, for example, TE1 mode and TE2 mode microwaves may be passed through the waveguides 68A and 68B.

この場合にも、伝搬強度向上突起部４４の設置数は２個に限定されず、更に少ない、或いは多い数の例えばリング状の伝搬強度向上突起部４４を設けるようにしてもよく、この場合には、それぞれ対応させて天板４０の上面側に導波管を設けるようにする。
また、ここでは各導波管６８Ａ、６８Ｂに対応させて個別にマイクロ波発生器６２Ａ、６２Ｂを設けたが、これに限定されず、マイクロ波発生器を１つだけ設け、そして、伝搬途中の経路に分岐管を設けて各導波管６８Ａ、６８Ｂへそれぞれマイクロ波を分岐させて伝搬させるようにしてもよい。 Also in this case, the number of the propagation strength improving protrusions 44 is not limited to two, and a smaller or larger number of, for example, ring-shaped propagation strength improving protrusions 44 may be provided. Are respectively provided with a waveguide on the upper surface side of the top plate 40.
Further, here, the microwave generators 62A and 62B are individually provided corresponding to the respective waveguides 68A and 68B. However, the present invention is not limited to this, and only one microwave generator is provided, A branch pipe may be provided in the path, and the microwaves may be branched and propagated to the respective waveguides 68A and 68B.

この場合、分岐後の経路途中に減衰率が可変になされた減衰器を設けておけば、各導波管６８Ａ、６８Ｂに供給するマイクロ波の電力を個別に制御することができる。尚、上記導波管６８Ａ、６８Ｂ内に伝搬するマイクロ波の波長を短縮するための遅波材を設けるようにしてもよい。   In this case, if an attenuator having a variable attenuation factor is provided in the middle of the route after branching, the power of the microwave supplied to each of the waveguides 68A and 68B can be individually controlled. Incidentally, a slow wave material for shortening the wavelength of the microwave propagating in the waveguides 68A and 68B may be provided.

＜第３実施例＞
次に、本発明のプラズマ処理装置の第３実施例について説明する。
先の第１実施例及び第２実施例では、半導体ウエハのような円形の被処理体についてプラズマ処理を施す場合を例にとって説明したが、これに限定されず、被処理体としてＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）基板のような例えば方形状の透明なガラス基板よりなる被処理体を処理するプラズマ処理装置についても本発明を適用することができる。 <Third embodiment>
Next, a third embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention will be described.
In the first and second embodiments described above, the case where plasma processing is performed on a circular target object such as a semiconductor wafer has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the target object is an LCD (Liquid Crystal). The present invention can also be applied to a plasma processing apparatus that processes an object to be processed made of, for example, a transparent glass substrate having a square shape, such as a display substrate.

図１１はこのような本発明のプラズマ処理装置の第３実施例を示す断面図、図１２は第３実施例の上面を示す概略斜視図である。尚、図１乃至図６に示す構成部分と同一構成部分については、同一参照符号を付してその説明を省略する。
図１１及び図１２に示すように、ここでは処理容器２４及び天板４０の各形状は円形ではなく、ＬＣＤ基板の形状に合わせて方形状にそれぞれ形成されている。そして、ここでは伝搬強度向上突起部４４は、伝搬強度を上げるべき部分に対応させて天板４０に所定のピッチで全面に亘って設けられている。 FIG. 11 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the plasma processing apparatus of the present invention, and FIG. 12 is a schematic perspective view showing the upper surface of the third embodiment. In addition, about the same component as the component shown in FIG. 1 thru | or FIG. 6, the same referential mark is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIGS. 11 and 12, the shapes of the processing vessel 24 and the top plate 40 are not circular but are formed in a square shape according to the shape of the LCD substrate. Here, the propagation strength improving protrusions 44 are provided over the entire surface of the top plate 40 at a predetermined pitch so as to correspond to portions where the propagation strength should be increased.

図１２にも示すように、各伝搬強度向上突起部４４は棒状に所定の長さだけ天板４０の幅方向へ延びている。そして、上記各伝搬強度向上突起部４４とこの長さ方向中央部において交差するように、すなはち、ここでは直交するように上記天板４０の長さ方向に沿ってアンテナを兼用する導波管７４が設けられている。この場合にも平面アンテナ部材４６（図１参照）を設けていない。ここでは、上記導波管７４として矩形（方形）導波管が用いられており、その矩形導波管の底部に、図２に示した構造と同様な構造のマイクロ波放射孔６４Ｃが複数個形成されている。そして、当然のこととしてこのマイクロ波放射孔６４Ｃは、上記天板４０に対応する部分のみに設けられる。この場合、このマイクロ波放射孔６４Ｃは、少なくとも伝搬強度向上突起部４４を設けた位置に対応させて設け、この伝搬強度向上突起部４４の真下の部分でのマイクロ波の伝搬強度を大きくするようになっている。   As shown in FIG. 12, each propagation strength improving protrusion 44 extends in the width direction of the top plate 40 by a predetermined length in a bar shape. A waveguide that also serves as an antenna along the length direction of the top plate 40 so as to intersect with each propagation strength improving protrusion 44 at the central portion in the length direction, that is, here, to be orthogonal to each other. A tube 74 is provided. Also in this case, the planar antenna member 46 (see FIG. 1) is not provided. Here, a rectangular (rectangular) waveguide is used as the waveguide 74, and a plurality of microwave radiation holes 64C having the same structure as that shown in FIG. 2 are provided at the bottom of the rectangular waveguide. Is formed. As a matter of course, the microwave radiation hole 64C is provided only in the portion corresponding to the top plate 40. In this case, the microwave radiation hole 64C is provided corresponding to at least the position where the propagation strength improving protrusion 44 is provided, so that the microwave propagation intensity is increased directly below the propagation strength improving protrusion 44. It has become.

尚、図１１においては、上記マイクロ波放射孔６４Ｃは伝搬強度向上突起部４４に対応する部分及び対応しない部分の双方の領域に亘って形成されている。そして、この導波管７４に２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマイクロ波発生器６２が接続されており、例えばＴＥ１モードとＴＥ２モードのマイクロ波を供給できるようになっている。
この第３実施例の構成の場合にも、天板４０において伝搬強度向上突起部４４を設けた部分の直下に集中的にマイクロ波を伝搬させて導入することができ、所望のプラズマ密度分布を得ることができる。またこの導波管６８Ｃ内に伝搬するマイクロ波の波長を短縮するための遅波材を設けるようにしてもよい。 In FIG. 11, the microwave radiation hole 64 </ b> C is formed over both the region corresponding to the propagation strength improving protrusion 44 and the portion not corresponding thereto. A microwave generator 62 that generates a microwave of 2.45 GHz is connected to the waveguide 74 so that, for example, microwaves of TE1 mode and TE2 mode can be supplied.
Also in the case of the configuration of the third embodiment, the microwave can be intensively propagated and introduced directly below the portion of the top plate 40 where the propagation strength improving protrusion 44 is provided, and a desired plasma density distribution can be obtained. Obtainable. Further, a slow wave material for shortening the wavelength of the microwave propagating in the waveguide 68C may be provided.

尚、本実施例では、遅波材４８や天板４０の誘電体材料として石英を用いた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、セラミック材、例えばアルミナ（Ａｌ２ Ｏ３ ）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、窒化シリコン（Ｓｉ３ Ｎ４ ）等も用いることができる。
また用いるマイクロ波の周波数は２．４５ＧＨｚに限定されず、例えば数１００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内で使用することができる。
またここで説明したプラズマ処理装置２２の構成は単に一例を示したに過ぎず、これに限定されないのは勿論である。 In this embodiment, the case where quartz is used as the dielectric material of the slow wave material 48 and the top plate 40 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and ceramic materials such as alumina (Al 2 O 3 ), Aluminum nitride (AlN), silicon nitride (Si 3 N 4 ), or the like can also be used.
Moreover, the frequency of the microwave used is not limited to 2.45 GHz, For example, it can use within the range of several 100 MHz-10 GHz.
In addition, the configuration of the plasma processing apparatus 22 described here is merely an example, and it is needless to say that the configuration is not limited thereto.

本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows 1st Example of the plasma processing apparatus which concerns on this invention. 図１に示すプラズマ処理装置の平面アンテナ部材を示す平面図である。It is a top view which shows the planar antenna member of the plasma processing apparatus shown in FIG. 天板を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a top plate. 天板の下面を示す平面図である。It is a top view which shows the lower surface of a top plate. 天板の厚さと伝搬係数がマイクロ波の伝搬モードに与える影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence which the thickness and propagation coefficient of a top plate have on the propagation mode of a microwave. 本発明装置の天板においてマイクロ波が表面波として伝搬する時の一例を示す図である。It is a figure which shows an example when a microwave propagates as a surface wave in the top plate of this invention apparatus. 伝搬強度向上突起部の配列の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the arrangement | sequence of a propagation intensity improvement protrusion part. マイクロ波の放射量が異なる種々の平面アンテナ部材の一例を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show an example of the various planar antenna member from which the radiation amount of a microwave differs. 本発明のプラズマ処理装置の第２実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 2nd Example of the plasma processing apparatus of this invention. 第２実施例の上面を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the upper surface of 2nd Example. 本発明のプラズマ処理装置の第３実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 3rd Example of the plasma processing apparatus of this invention. 第３実施例の上面を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the upper surface of 3rd Example. 従来の一般的なプラズマ処理装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the conventional general plasma processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

２２ プラズマ処理装置
２４ 処理容器
２６ 載置台
４０ 天板
４４ 伝搬強度向上突起部
４６ 平面アンテナ部材
４８ 遅波材
５２ 同軸導波管
６２ マイクロ波発生器（マイクロ波発生手段）
６４，６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ マイクロ波放射孔
６６ リング状突起
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）

DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 Plasma processing apparatus 24 Processing container 26 Mounting stand 40 Top plate 44 Propagation-strength improvement protrusion 46 Planar antenna member 48 Slow wave material 52 Coaxial waveguide 62 Microwave generator (microwave generation means)
64, 64A, 64B, 64C Microwave radiation hole 66 Ring-shaped protrusion W Semiconductor wafer (object to be processed)

Claims (21)

天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた処理容器と、
被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、
前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる天板と、
プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、
前記天板上に設けられて前記処理容器内に向けて前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波を放射する複数のマイクロ波放射孔を有する平面アンテナ部材と、
を有するプラズマ処理装置において、
前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けると共に、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分を伝搬するマイクロ波と、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分を伝搬するマイクロ波とでは、伝搬するマイクロ波の電磁界の分布の形である伝搬モードの種類の数が異なるように、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分の厚さ及び前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分の厚さがそれぞれ設定されているように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。 A processing vessel in which the ceiling is opened and the inside can be evacuated;
A mounting table provided in the processing container for mounting the object to be processed;
A top plate made of a dielectric material that is airtightly attached to the opening of the ceiling portion and transmits microwaves;
Microwave generation means for generating microwaves for plasma generation;
A planar antenna member provided on the top plate and having a plurality of microwave radiation holes for radiating microwaves from the microwave generation means toward the processing container;
In a plasma processing apparatus having
Propagation strength improving protrusions are provided on the surface side of the top plate facing the inside of the processing container so as to correspond to the portion where the microwave propagation intensity should be increased, and the propagation strength improving protrusions of the top plate are provided. In the microwave propagating through the portion and the microwave propagating through the portion of the top plate not provided with the propagation strength improving protrusion, the number of types of propagation modes, which is the electromagnetic field distribution form of the propagating microwave, is Differently, the thickness of the portion of the top plate provided with the propagation strength improving protrusion and the thickness of the portion of the top plate not provided with the propagation strength improving protrusion are respectively set. A plasma processing apparatus. 天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた処理容器と、
被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、
前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる天板と、
プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、
前記天板上に設けられて前記処理容器内に向けて前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波を放射する複数のマイクロ波放射孔を有する平面アンテナ部材と、
を有するプラズマ処理装置において、
前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けると共に、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分は伝搬モードがＴＭ０モードのマイクロ波を伝搬し、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分は伝搬モードがＴＭ０モードとＴＥ１モードのマイクロ波を伝搬するように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。 A processing vessel in which the ceiling is opened and the inside can be evacuated;
A mounting table provided in the processing container for mounting the object to be processed;
A top plate made of a dielectric material that is airtightly attached to the opening of the ceiling portion and transmits microwaves;
Microwave generation means for generating microwaves for plasma generation;
A planar antenna member provided on the top plate and having a plurality of microwave radiation holes for radiating microwaves from the microwave generation means toward the processing container;
In a plasma processing apparatus having
Propagation strength improving protrusions are provided on the surface side of the top plate facing the inside of the processing container so as to correspond to the portion where the microwave propagation intensity should be increased, and the propagation strength improving protrusions of the top plate are provided. The part where the propagation mode is TM0 mode is propagated in the part where there is no propagation, and the part where the protrusion for improving the propagation strength of the top plate is provided is constructed so that the propagation mode is propagated in the TM0 mode and TE1 mode. A plasma processing apparatus. 前記伝搬強度向上突起部を設けていない部分と前記伝搬強度向上突起部を設けた部分の内のいずれか一方に対応する部分の前記平面アンテナ部材には、マイクロ波放射孔を設けていないことを特徴とする請求項２記載のプラズマ処理装置。A microwave radiation hole is not provided in the planar antenna member corresponding to any one of the portion not provided with the propagation strength improving protrusion and the portion provided with the propagation strength improving protrusion. The plasma processing apparatus according to claim 2. 天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた処理容器と、
被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、
前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる天板と、
プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、
前記天板上に設けられて前記処理容器内に向けて前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波を放射する複数のマイクロ波放射孔を有する平面アンテナ部材と、
を有するプラズマ処理装置において、
前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設ける共に、前記平面アンテナ部材は、前記伝搬強度向上突起部を設けていない部分と前記伝搬強度向上突起部を設けた部分とにそれぞれ対応させて前記マイクロ波放射孔が形成されているように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。 A processing vessel in which the ceiling is opened and the inside can be evacuated;
A mounting table provided in the processing container for mounting the object to be processed;
A top plate made of a dielectric material that is airtightly attached to the opening of the ceiling portion and transmits microwaves;
Microwave generation means for generating microwaves for plasma generation;
A planar antenna member provided on the top plate and having a plurality of microwave radiation holes for radiating microwaves from the microwave generation means toward the processing container;
In a plasma processing apparatus having
Propagation strength improving projections are provided on the surface of the top plate facing the inside of the processing container so as to correspond to portions where the microwave propagation strength should be increased , and the planar antenna member is provided with the propagation strength improving projections. A plasma processing apparatus, wherein the microwave radiation hole is formed so as to correspond to a portion not provided with a portion and a portion provided with the propagation strength improving protrusion . 前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周方向に沿って複数個配列されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 The propagation strength improving protrusions plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is a plurality arranged along the circumferential direction of the top plate. 前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周方向に沿って環状に形成されたリング状突起よりなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the propagation strength improving protrusion is formed of a ring-shaped protrusion formed in an annular shape along a circumferential direction of the top plate. 前記伝搬強度向上突起部は、同心円状に複数配列されていることを特徴とする請求項５または６記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein a plurality of the propagation strength improving protrusions are concentrically arranged. 前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周辺部側に設けられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the propagation strength improving protrusion is provided on a peripheral side of the top plate. 前記伝搬強度向上突起部は、前記天板に不規則に分散させて設けられることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。 The propagation strength improving protrusions claim 1 Symbol placement of the plasma processing apparatus characterized in that it is provided by randomly dispersed in the top plate. 前記平面アンテナ部材の上面側にはマイクロ波の波長を短縮するための遅波材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to any one of claims 1乃optimum 9, characterized in that the upper surface of the planar antenna member which retardation member is provided for shortening the wavelength of the microwave. 前記マイクロ波発生手段と前記平面アンテナ部材とは、前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波をＴＥＭモードに変換するためのモード変換器を介設した導波管により接続されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 The microwave generating means and the planar antenna member are connected by a waveguide having a mode converter for converting the microwave from the microwave generating means into a TEM mode. The plasma processing apparatus as described in any one of Claims 1 thru | or 10 . 前記伝搬強度向上突起部を設けていない部分に対応するマイクロ波放射孔と前記伝搬強度向上突起部を設けた部分に対応するマイクロ波放射孔とではその寸法を異ならせて形成した複数の平面アンテナ部材が、前記天板に対して交換可能に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。   A plurality of planar antennas formed with different dimensions between a microwave radiation hole corresponding to a portion not provided with the propagation strength improvement protrusion and a microwave radiation hole corresponding to a portion provided with the propagation strength improvement protrusion. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the member is provided to be replaceable with respect to the top plate. 天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた処理容器と、
被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、
前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる天板と、
プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、
複数のマイクロ波放射孔を有し、該複数のマイクロ波放射孔の内の少なくとも一部のマイクロ波放射孔を連ねるようにして前記天板に別々に設けられた複数の導波管と、
を備えたプラズマ処理装置において、
前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けると共に、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分を伝搬するマイクロ波と、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分を伝搬するマイクロ波とでは、伝搬するマイクロ波の電磁界の分布の形である伝搬モードの種類の数が異なるように、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分の厚さ及び前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分の厚さがそれぞれ設定されていように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。 A processing vessel in which the ceiling is opened and the inside can be evacuated;
A mounting table provided in the processing container for mounting the object to be processed;
A top plate made of a dielectric material that is airtightly attached to the opening of the ceiling portion and transmits microwaves;
Microwave generation means for generating microwaves for plasma generation;
A plurality of microwave radiation holes, and a plurality of waveguides provided separately on the top plate so as to connect at least some of the microwave radiation holes.
In a plasma processing apparatus comprising:
Propagation strength improving protrusions are provided on the surface side of the top plate facing the inside of the processing container so as to correspond to the portion where the microwave propagation intensity should be increased, and the propagation strength improving protrusions of the top plate are provided. In the microwave propagating through the portion and the microwave propagating through the portion of the top plate not provided with the propagation strength improving protrusion, the number of types of propagation modes, which is the electromagnetic field distribution form of the propagating microwave, is Differently, the thickness of the portion of the top plate provided with the propagation strength improving protrusion and the thickness of the portion of the top plate not provided with the propagation strength improving protrusion are respectively set. A plasma processing apparatus. 天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた処理容器と、
被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、
前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる天板と、
プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、
複数のマイクロ波放射孔を有し、該複数のマイクロ波放射孔の内の少なくとも一部のマイクロ波放射孔を連ねるようにして前記天板に別々に設けられた複数の導波管と、
を備えたプラズマ処理装置において、
前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けると共に、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分は伝搬モードがＴＭ０モードのマイクロ波を伝搬し、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分は伝搬モードがＴＭ０モードとＴＥ１モードのマイクロ波を伝搬するように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。 A processing vessel in which the ceiling is opened and the inside can be evacuated;
A mounting table provided in the processing container for mounting the object to be processed;
A top plate made of a dielectric material that is airtightly attached to the opening of the ceiling portion and transmits microwaves;
Microwave generation means for generating microwaves for plasma generation;
A plurality of microwave radiation holes, and a plurality of waveguides provided separately on the top plate so as to connect at least some of the microwave radiation holes.
In a plasma processing apparatus comprising:
On the side facing the processing chamber of the top plate, both if said to correspond to the propagation intensity greatly to be part of a microwave provided propagation strength improving projections, provided the propagation strength enhancing protrusion of the top plate The part where the propagation mode is TM0 mode propagates the microwave, and the part provided with the propagation strength improvement protrusion of the top plate is configured to propagate the TM0 mode and TE1 mode microwaves. A plasma processing apparatus. 前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周方向に沿って複数個配列されていることを特徴とする請求項１３または１４記載のプラズマ処理装置。 The propagation strength improving protrusions claim 13 or 14 SL placement of the plasma processing apparatus is characterized by being a plurality arranged along the circumferential direction of the top plate. 前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周方向に沿って環状に形成されたリング状突起よりなることを特徴とする請求項１３または１４記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 13, wherein the propagation strength improving protrusion is formed of a ring-shaped protrusion formed in an annular shape along a circumferential direction of the top plate. 前記伝搬強度向上突起部は、同心円状に複数配列されていることを特徴とする請求項１５または１６記載のプラズマ処理装置。 17. The plasma processing apparatus according to claim 15, wherein a plurality of the propagation strength improving protrusions are arranged concentrically. 前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周辺部側に設けられることを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to any one of claims 13 to 17 , wherein the propagation strength improving protrusion is provided on a peripheral side of the top plate. 前記各導波管に伝搬させるマイクロ波の電力は、個別に制御可能になされていることを特徴とする請求項１３乃至１８のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to any one of claims 13 to 18, wherein the power of the microwave propagated to each waveguide is individually controllable. 天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた方形筒体状の処理容器と、
被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、
前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる方形状の天板と、
プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、
複数のマイクロ波放射孔が形成されて前記天板上に、該天板の一方向に沿って設けられた導波管と、
を有するプラズマ処理装置において、
前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けると共に、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分は伝搬モードがＴＭ０モードのマイクロ波を伝搬し、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分は伝搬モードがＴＭ０モードとＴＥ１モードのマイクロ波を伝搬するように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。 A rectangular cylindrical processing container in which the ceiling is opened and the inside can be evacuated;
A mounting table provided in the processing container for mounting the object to be processed;
A square-shaped top plate made of a dielectric that is airtightly attached to the opening of the ceiling and transmits microwaves;
Microwave generation means for generating microwaves for plasma generation;
A plurality of microwave radiation holes formed on the top plate, a waveguide provided along one direction of the top plate;
In a plasma processing apparatus having
Propagation strength improving protrusions are provided on the surface side of the top plate facing the inside of the processing container so as to correspond to the portion where the microwave propagation intensity should be increased, and the propagation strength improving protrusions of the top plate are provided. The part where the propagation mode is TM0 mode is propagated in the part where there is no propagation, and the part where the protrusion for improving the propagation strength of the top plate is provided is constructed so that the propagation mode is propagated in the TM0 mode and TE1 mode. A plasma processing apparatus. 前記伝搬強度向上突起部は所定の長さを有し、前記導波管に交差するように設けられることを特徴とする請求項２０記載のプラズマ処理装置。 The propagation strength improving protrusion has a predetermined length, according to claim 20 Symbol mounting of the plasma processing apparatus and which are located so as to cross the waveguide.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10145014B2 (en) 2012-07-25 2018-12-04 Tokyo Electron Limited Film forming apparatus
US10553401B2 (en) 2016-05-16 2020-02-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna, microwave plasma source including the same, plasma processing apparatus, and method of manufacturing semiconductor device

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5220772B2 (en) 2008-02-08 2013-06-26 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus and projection member for plasma processing apparatus
CN101953236A (en) 2008-02-13 2011-01-19 东京毅力科创株式会社 Top board of microwave plasma processing device, plasma processing device and plasma processing method
US8415884B2 (en) * 2009-09-08 2013-04-09 Tokyo Electron Limited Stable surface wave plasma source
WO2011122422A1 (en) * 2010-03-30 2011-10-06 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus, and dielectric window
JP2014026773A (en) * 2012-07-25 2014-02-06 Tokyo Electron Ltd Plasma processing apparatus
JP2016086099A (en) 2014-10-27 2016-05-19 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus
JP2017004665A (en) * 2015-06-08 2017-01-05 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5234526A (en) * 1991-05-24 1993-08-10 Lam Research Corporation Window for microwave plasma processing device
JP3080515B2 (en) * 1993-06-11 2000-08-28 キヤノン株式会社 Roll-to-roll type microwave plasma CVD equipment
JP2925535B2 (en) * 1997-05-22 1999-07-28 キヤノン株式会社 Microwave supplier having annular waveguide, plasma processing apparatus and processing method having the same
WO2001076329A1 (en) * 2000-03-30 2001-10-11 Tokyo Electron Limited Apparatus for plasma processing
JP4366856B2 (en) * 2000-10-23 2009-11-18 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing equipment
JP3787297B2 (en) * 2001-10-31 2006-06-21 株式会社東芝 Plasma processing equipment
JP2004186303A (en) * 2002-12-02 2004-07-02 Tokyo Electron Ltd Plasma processing device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10145014B2 (en) 2012-07-25 2018-12-04 Tokyo Electron Limited Film forming apparatus
US10553401B2 (en) 2016-05-16 2020-02-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna, microwave plasma source including the same, plasma processing apparatus, and method of manufacturing semiconductor device

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