JPH04219931A - マイクロ波プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波プラズマ処
理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置は、例えば、特開６２−２６
６８２０号公報に記載のようにマイクロ波電力を伝送す
る導波路と該マイクロ波電力を反応容器内に導入するた
めのマイクロ波透過性材料で形成された反応容器の壁を
兼ねるマイクロ波導入窓との間に、大気圧雰囲気におい
てマイクロ波に共振するような幾何学的構造をしたマイ
クロ波空洞共振室を設けた構造を有していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、反応
容器内にプラズマが発生した状況下でのマイクロ波の整
合の点について配慮がされておらず、マイクロ波が効率
的に反応容器内のプラズマに供給されていないという問
題があった。

【０００４】本発明は、効率的にマイクロ波を反応容器
内のプラズマに供給することにより、高密度プラズマを
生成し、高速プラズマ処理が可能なマイクロ波プラズマ
処理装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、マイクロ波を導入しプラズマを発生させる処理室内
に、マイクロ波の整合をとる可動機構を設けたものであ
る。

【０００６】

【作用】マイクロ波を導入しプラズマを発生させる処理
室内に設けられたマイクロ波の整合をとる可動機構は、
可動部の位置を調節することにより、処理室内に発生し
たプラズマに効率良くマイクロ波が供給されるように作
用する。それによって、高密度プラズマが生成され、高
速プラズマ処理が可能になる。

【０００７】マイクロ波に対して負荷として作用するプ
ラズマ発生室内にマイクロ波整合器を設けているので、
もっとも負荷にマイクロ波が供給されるように、より直
接的にマイクロ波整合器を調整できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１により説
明する。図１は、本発明の第１の実施例である有磁場マ
イクロ波ドライエッチング装置を示す。容器１ａ，放電
ブロック１ｂ及び石英窓６で区画された処理室１の内部
を真空排気装置（図示省略）により減圧した後、ガス供
給装置（図示省略）によりエッチングガスを処理室１内
に導入し、所望の圧力に調整する。また処理室１は、コ
イル２により生成される磁場領域内にある。マグネトロ
ン３より発した、この場合、２．４５ＧＨｚのマイクロ
波は、導波管４ａ，４ｂ内を伝播し、円筒状のマイクロ
波整合部５を通り、石英窓６を透過して処理室１内に入
射される。このマイクロ波によって生成されたプラズマ
により、試料台７に載置された被処理材８がエッチング
処理される。また被処理材８のエッチング形状を制御す
るため、試料台７には、高周波電源９が接続され、高周
波電圧が印加されている。

【０００９】またマイクロ波整合器１０が、プラズマの
発生する処理室１内に設置されている。本実施例におけ
るマイクロ波整合器１０は、言わゆるスタブチュ−ナ型
の整合器であり、マイクロ波の進行方向に配置された３
本のピストン１０ａは真空ベロ−ズ１０ｃを介し、大気
中に設置されたエアシリンダ−１０ｂにより動かすこと
が可能である。したがって、３本のピストン１０ａの位
置を適当に調節することにより、整合をとることができ
る。

【００１０】本実施例によれば、処理室１内にマイクロ
波整合器１０を設けたことにより、マイクロ波に対して
負荷として作用するプラズマに効率良くマイクロ波が供
給されるように、より直接的にマイクロ波整合器１０を
、調整することができるので、処理室１内に高密度プラ
ズマが生成され、高速プラズマ処理が可能であるという
効果がある。

【００１１】本発明の第２の実施例を図２により説明す
る。本実施例では、放電ブロック１ｂの中心軸に対して
対称に、この場合、円周方向に４個配置したピストン１
０ａを有するマイクロ波整合器１０を、プラズマの発生
する処理室１内に設け、このピストン１０ａの位置を適
当に調節することにより、整合をとることができる。

【００１２】本実施例によれば、第１の実施例の効果に
加えて、ピストン１０ａを放電ブロック１ｂの中心軸に
対して対称に配置しているので、均一なプラズマを生成
することが容易であり、したがって被処理材８を均一に
エッチング処理できるという効果がある。また円周方向
に複数個のピストン１０ａを配置しているので、マイク
ロ波整合器１０を、マイクロ波の進行方向に対して、小
さく製作することが可能であるという効果がある。

【００１３】上記第１、第２の実施例で、ピストン１０
ａはアルミ製の導体や、石英等の誘電体で製作したもの
を使用できる。また上記第１、第２の実施例では、ピス
トン１０ａは、放電ブロック１ｂの空洞側に突出するよ
うにしてマイクロ波整合器１０を設けているが、図３に
示すように、逆にピストン１０ａを放電ブロック１ｂに
引込めるようにしてマイクロ波整合器１０を設けてもよ
い。

【００１４】本発明の第３の実施例を図４により説明す
る。本実施例では、ベロ−ズ１０ｃにより真空を保ちな
がら、エアシリンダ−１０ｂをマイクロ波の進行方向に
駆動させることにより、プラズマが発生する放電ブロッ
ク１ｂの体積を変化させている。つまり本実施例におけ
るマイクロ波整合器１０は、マイクロ波に対して負荷と
して作用するプラズマの体積を変化させることにより、
整合をとるように構成されている。

【００１５】本実施例によれば、第１の実施例の効果に
加えてピストン１０ａのような凸部あるいは凹部が不要
であるため、均一なプラズマを生成することが、より容
易であり、したがって被処理材８をより均一にエッチン
グ処理できるという効果がある。

【００１６】本発明の第４の実施例を図５により説明す
る。本実施例では、放電ブロック１ｂのマイクロ波導入
口の部分が空洞部の中心側へ突出した構造としてあり、
本構造により放電ブロック１ｂの空洞部の内径を大きく
することが可能となり、大口径の被処理材８をより均一
にエッチング処理できるという効果がある。

【００１７】また、第１、第２、第３、第４のいずれの
実施例の場合においても、図示を省略したが、プラズマ
からの発光を利用した計測、あるいは高周波電圧を利用
した計測等によりプラズマ密度を推定し、制御器により
高密度プラズマが得られるようにマイクロ波整合器１０
を制御することが可能である。また上記各実施例では、
有磁場ドライエッチング装置について述べたが、その他
のマイクロ波を利用したドライエッチング装置、プラズ
マＣＶＤ装置、アッシング装置等のプラズマ処理装置に
ついても、同様の作用効果が得られる。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、処理室内１に発生した
プラズマに効率良くマイクロ波を供給できるので、高密
度プラズマが生成され、高速プラズマ処理が可能となる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の有磁場マイクロ波ドラ
イエッチング装置を示す縦断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例の有磁場マイクロ波ドラ
イエッチング装置を示す縦断面図である。

【図３】図１および図２の装置のマイクロ波整合器の他
の実施例を示す縦断面図である。

【図４】本発明の第３の実施例の有磁場マイクロ波ドラ
イエッチング装置を示す縦断面図である。

【図５】本発明の第４の実施例の有磁場マイクロ波ドラ
イエッチング装置を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…処理室、２…コイル、３…マグネトロン、４…導波
管、５…マイクロ波整合部、６…石英窓、７…試料台、
８…被処理材、９…高周波電源、１０…マイクロ波整合
器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マイクロ波を利用したプラズマ発生手段と
   該プラズマを利用して処理を行なう処理室とを具備して
   成るプラズマ処理装置において、前記処理室内に、マイ
   クロ波の整合をとる可動機構を設けたことを特徴とする
   マイクロ波プラズマ処理装置。
2. 【請求項２】処理室内において、プラズマを発生させる
   空間の体積を変化させることにより、マイクロ波の整合
   をとる請求項１記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
3. 【請求項３】発生したプラズマ状態、たとえば電子密度
   、電子温度、イオン密度、イオン温度、ラジカル密度、
   ラジカル温度等に依存し変化する量を計測し、前記マイ
   クロ波整合器を調整する請求項１又は請求項２に記載の
   マイクロ波プラズマ処理装置。
4. 【請求項４】前記記載のプラズマ状態を計測する手段と
   して、プラズマからの発光を利用した計測、あるいは高
   周波電圧を利用した計測を行う請求項３記載のマイクロ
   波プラズマ処理装置。