JPH11162937A - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置

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Publication number
JPH11162937A
JPH11162937A JP9324716A JP32471697A JPH11162937A JP H11162937 A JPH11162937 A JP H11162937A JP 9324716 A JP9324716 A JP 9324716A JP 32471697 A JP32471697 A JP 32471697A JP H11162937 A JPH11162937 A JP H11162937A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
discharge tube
processing apparatus
tube
plasma processing
discharge
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9324716A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshizo Tsugami
上 芳 三 津
Takashi Miyamoto
本 高 志 宮
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Shibaura Mechatronics Corp
Original Assignee
Shibaura Mechatronics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電管の長寿命化を図り得るプラズマ処理装
置を提供する。 【解決手段】 誘電体で形成された放電管6の内部に反
応性ガスを導入し、放電管6の内部の反応性ガスにマイ
クロ波導波管20を介してマイクロ波を照射してプラズ
マを発生させるようにしたプラズマ処理装置である。マ
イクロ波導波管20は、横断面の外形が長方形を成す細
長の中空部材21によって形成されており、中空部材2
1は、一対の長辺側の面13及び一対の短辺側の面14
を備えており、放電管6は一対の短辺側の面14を垂直
に貫通している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ処理装置に
係わり、特に、マイクロ波によって放電管の内部でプラ
ズマを発生させるようにしたプラズマ処理装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体製造用シリコンウエハや液晶ディ
スプレイ用ガラス基板といった被処理物を減圧雰囲気下
において処理するための装置として、マイクロ波プラズ
マを利用して被処理物の処理を行うマイクロ波プラズマ
処理装置がある。
【0003】このマイクロ波プラズマ処理装置の一つ
に、処理室から分離して配置された放電室を備え、この
放電室においてマイクロ波プラズマを生成するようにし
た放電分離型ケミカルドライエッチング装置(以下、
「CDE装置」と言う。)がある。
【0004】図5はCDE装置の概略を示した概略構成
図であり、図5に示したように従来のCDE装置は、処
理室2を内部に形成する真空容器1を備えており、この
真空容器1の内部には被処理物3を載置するための載置
台4が設けられている。
【0005】また、真空容器1にはガス導入管5の一端
が接続されており、このガス導入管5の他端には、誘電
体で形成された放電管6の一端が接続されている。放電
管6の内部には放電室11が形成されている。
【0006】放電管6の他端側には反応性ガスを放電管
6の内部に導入するためのガス導入口7が設けられてお
り、さらに、放電管6には、放電管6の内部にマイクロ
波を供給するためのマイクロ波導波管8が接続されてい
る。
【0007】ここで、放電管6を形成するための誘電体
としては、石英、アルミナ等を使用することができる。
【0008】図6に示したようにマイクロ波導波管8
は、その管軸方向が放電管6の管軸方向と直交するよう
にして放電管6に接続されている。また、マイクロ波導
波管8はその横断面が長方形を成しており、長辺側の面
13と短辺側の面14とを備えている。そして、マイク
ロ波導波管8はその管軸方向が長辺側の面13に対して
垂直に、短辺側の面14に対して平行になるように配置
されており、放電管6がマイクロ波導波管8の長辺側の
面13を貫通している。
【0009】そして、ガス導入口7から供給された反応
性ガスは、マイクロ波導波管8を介して放電管6の内部
に供給されたマイクロ波の照射を受けてプラズマ化さ
れ、これによって反応性ガス中に活性種が生成される。
この活性種はガス導入管5を介して真空容器1内の処理
室2に輸送され、載置台4の上に載置された被処理物3
の表面に供給され、これによって被処理物3の表面処理
が行われる。
【0010】なお、従来のマイクロ波プラズマ処理装置
は、被処理物表面の薄膜のエッチングや、被処理物表面
のレジストのアッシング等に使用されるものであり、例
えばエッチングを行う場合には反応性ガスとして酸素
(O2 )ガス、或いは酸素にCF4 、NF3 等のフッ素
系ガスを添加したガスが使用される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところが、誘電体で形
成された放電管はプラズマ発生部でプラズマによってエ
ッチングされる。放電管がエッチングされるとそこから
不純物が発生し、この不純物は被処理物の表面まで運ば
れて堆積してしまうという問題があり、また、途中のガ
ス導入管等の内面に堆積し活性種が被処理物のエッチン
グ速度等の特性に影響するという問題があった。
【0012】また、エッチングによって放電管の肉厚が
薄くなることで放電特性が変化し、最終的には、真空状
態の放電管内部と大気圧の放電管外部との圧力差から生
じる応力によって放電管の破壊が起こってしまうという
問題があったそこで、従来においては、上述した問題を
回避するために放電管を定期的に交換している。
【0013】また、上述したように従来のプラズマ処理
装置においては、放電管の管軸方向がマイクロ波導波管
の長辺側の面に対して垂直に、短辺側の面に対して平行
になるようにして放電管が配置されているため、放電管
内の狭い範囲で高密度のプラズマが発生し、放電管のエ
ッチング速度が局部的に速くなる。このため、放電管の
交換が必要となるまでの期間が短くなり、放電管の寿命
が短くなってしまう。
【0014】本発明は上述した種々の問題点に鑑みてな
されたものであって、放電管の長寿命化を図り得るプラ
ズマ処理装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明によるプラズマ処
理装置は、誘電体で形成された放電管の内部に反応性ガ
スを導入し、前記放電管の内部の前記反応性ガスにマイ
クロ波導波管を介してマイクロ波を照射してプラズマを
発生させるようにしたプラズマ処理装置において、前記
マイクロ波導波管は、横断面の外形が長方形を成す細長
の中空部材によって形成されており、前記中空部材は、
一対の長辺側の面及び一対の短辺側の面を備えており、
前記放電管は前記一対の短辺側の面を垂直に貫通してい
ることを特徴とする。
【0016】本発明によるプラズマ処理装置は、誘電体
で形成された放電管の内部に反応性ガスを導入し、前記
放電管の内部の前記反応性ガスにマイクロ波導波管を介
してマイクロ波を照射してプラズマを発生させるように
したプラズマ処理装置において、前記放電管はその管軸
方向が前記マイクロ波導波管の管軸方向に対して平行に
なるように配置されており、前記マイクロ波導波管は、
前記放電管の内部にマイクロ波を導入するための開口部
を備え、前記開口部は前記マイクロ波導波管の管軸方向
に沿って細長状に形成されていることを特徴とする。
【0017】本発明によるプラズマ処理装置は、前記放
電管の内部の放電室から分離して形成された処理室を備
え、被処理物を載置するための載置台を前記処理室の内
部に設け、前記載置台に直流電圧又は高周波電圧を印加
するようにしたことを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】第1実施形態 以下、本発明の第1実施形態によるプラズマ処理装置に
ついて図1及び図2を参照して説明する。なお、本実施
形態によるプラズマ処理装置は、放電分離型ケミカルド
ライエッチング装置(CDE装置)であり、図5に示し
た従来のCDE装置と同一の構成要素には同一の符号を
付して説明する。
【0019】図1は本実施形態によるプラズマ処理装置
の概略を示した概略構成図であり、図1に示したように
このプラズマ処理装置は、処理室2を内部に形成する真
空容器1を備えており、この真空容器1の内部には被処
理物3を載置するための載置台4が設けられている。
【0020】ここで、被処理物3は、半導体製造用のシ
リコンウエハ、液晶表示用のガラス基板等である。
【0021】また、真空容器1にはガス導入管5の一端
が接続されており、このガス導入管5の他端には、誘電
体で形成された放電管6の一端が接続されている。放電
管6の内部には放電室11が形成されている。このよう
に真空容器1内部の処理室2は、放電管6内部の放電室
11から分離して形成されている。
【0022】放電管6の他端側には反応性ガスを放電管
6の内部に導入するためのガス導入口7が設けられてお
り、さらに、放電管6には、マイクロ波を放電管6の内
部に供給するためのマイクロ波(方形波)導波管20が
接続されている。
【0023】ここで、放電管6を形成するための誘電体
としては、石英、アルミナ等を使用することができる。
【0024】また、真空容器1の底部には排気口9が形
成されており、この排気口9を介して真空容器1の内部
を真空ポンプ(図示せず)によって真空排気することが
できる。
【0025】また、処理室2内の載置台4に、直流電源
(図示せず)又は高周波電源(図示せず)によって直流
電圧又は高周波電圧を印加するようにすることもでき
る。
【0026】図2に示したようにマイクロ波導波管20
は、横断面の外形が長方形を成した細長の中空部材21
によって形成されており、この中空部材21は一対の長
辺側の面13と一対の短辺側の面14とを備えている。
また、マイクロ波導波管20を形成する中空部材21は
その管軸方向が放電管6の管軸方向と直交するようにし
て放電管6に接続されている。
【0027】そして、本実施形態によるプラズマ処理装
置においては、放電管6はその管軸方向が中空部材21
の長辺側の面13に対して平行に、短辺側の面14に対
して垂直になるように配置されており、放電管6が中空
部材21の一対の短辺側の面14を垂直に貫通してい
る。
【0028】そして、ガス導入口7から供給された反応
性ガスは、マイクロ波導波管20を介して放電管6の内
部に供給されたマイクロ波の照射を受けてプラズマ化さ
れ、これによって反応性ガス中に活性種が生成される。
この活性種はガス導入管5を介して真空容器1内の処理
室2に輸送され、載置台4の上に載置された被処理物3
の表面に供給され、これによって被処理物3の表面処理
が行われる。
【0029】このように本実施形態によるプラズマ処理
装置によれば、放電管6がマイクロ波導波管20を形成
する中空部材21の一対の短辺側の面14を垂直に貫通
するようにしたので、放電管6内に発生するプラズマの
領域が広くなる。したがって、放電管6の内面でプラズ
マに曝される領域(表面積)も広くなり、ひいては、同
じマイクロ波電力を投入した場合の放電管6のエッチン
グ速度が遅くなる。これにより、放電管6の交換までの
期間(周期)が長くなり、放電管6の長寿命化が達成さ
れる。
【0030】さらに、放電範囲が広がることによって、
同じマイクロ波電力を投入した場合の単位面積当たりの
エネルギーが小さくなり、放電管6から発生する不純物
の量が減少する。
【0031】第2実施形態 次に、本発明の第2実施形態によるプラズマ処理装置に
ついて図3及び図4を参照して説明する。なお、本実施
形態によるプラズマ処理装置は、放電分離型ケミカルド
ライエッチング装置(CDE装置)であり、図5に示し
た従来のCDE装置と同一の構成要素には同一の符号を
付して説明する。
【0032】図3は本実施形態によるプラズマ処理装置
の概略を示した概略構成図であり、図3に示したように
このプラズマ処理装置は、処理室2を内部に形成する真
空容器1を備えており、この真空容器1の内部には被処
理物3を載置するための載置台4が設けられている。
【0033】ここで、被処理物3は、半導体製造用のシ
リコンウエハ、液晶表示用のガラス基板等である。
【0034】また、真空容器1にはガス導入管5の一端
が接続されており、このガス導入管5の他端には、誘電
体で形成された放電管6の一端が接続されている。放電
管6の内部には放電室11が形成されている。このよう
に真空容器1内部の処理室2は、放電管6内部の放電室
11から分離して形成されている。
【0035】放電管6の他端側には反応性ガスを放電管
6の内部に導入するためのガス導入口7が設けられてお
り、さらに、放電管6には、マイクロ波を放電管6の内
部に供給するためのマイクロ波(方形波)導波管30が
接続されている。
【0036】ここで、放電管6を形成するための誘電体
としては、石英、アルミナ等を使用することができる。
【0037】また、真空容器1の底部には排気口9が形
成されており、この排気口9を介して真空容器1の内部
を真空ポンプ(図示せず)によって真空排気することが
できる。
【0038】また、処理室2内の載置台4に、直流電源
(図示せず)又は高周波電源(図示せず)によって直流
電圧又は高周波電圧を印加するようにすることもでき
る。
【0039】そして、図4に示したように本実施形態に
よるプラズマ処理装置においては、放電管6はその管軸
方向がマイクロ波導波管30の管軸方向に対して平行に
なるように配置されている。さらに、マイクロ波導波管
30は、その放電管6に隣接する面に、放電管6の内部
にマイクロ波を導入するための開口部10を備えてお
り、この開口部10はマイクロ波導波管30の管軸方向
に沿って細長状(スリット状)に形成されている。
【0040】そして、ガス導入口7から供給された反応
性ガスは、マイクロ波導波管30を介して放電管6の内
部に供給されたマイクロ波の照射を受けてプラズマ化さ
れ、これによって反応性ガス中に活性種が生成される。
この活性種はガス導入管5を介して真空容器1内の処理
室2に輸送され、載置台4の上に載置された被処理物3
の表面に供給され、これによって被処理物3の表面処理
が行われる。
【0041】このように本実施形態によるプラズマ処理
装置によれば、放電管6をその管軸方向がマイクロ波導
波管30の管軸方向に対して平行になるように配置する
と共に、マイクロ波導波管30に、放電管6の内部にマ
イクロ波を導入するための開口部10を管軸方向に沿っ
て細長状に形成したので、放電管6内に発生するプラズ
マの領域が広くなる。したがって、放電管6の内面でプ
ラズマに曝される領域(表面積)も広くなり、ひいて
は、同じマイクロ波電力を投入した場合の放電管6のエ
ッチング速度が遅くなる。これにより、放電管6の交換
までの期間(周期)が長くなり、放電管6の長寿命化が
達成される。
【0042】さらに、放電範囲が広がることによって、
同じマイクロ波電力を投入した場合の単位面積当たりの
エネルギーが小さくなり、放電管6から発生する不純物
の量が減少する。
【0043】
【発明の効果】以上述べたように本発明によるプラズマ
処理装置によれば、放電管とマイクロ波導波管との結合
方法を最適化することによって、放電管のエッチング速
度を低減し、放電管の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態によるプラズマ処理装置
の概略を示した概略構成図。
【図2】本発明の第1実施形態によるプラズマ処理装置
のマイクロ波導波管及び放電管の部分を示した斜視図。
【図3】本発明の第2実施形態によるプラズマ処理装置
の概略を示した概略構成図。
【図4】本発明の第2実施形態によるプラズマ処理装置
のマイクロ波導波管及び放電管の部分を示した斜視図。
【図5】従来のプラズマ処理装置の概略を示した概略構
成図。
【図6】従来のプラズマ処理装置のマイクロ波導波管及
び放電管の部分を示した斜視図。
【符号の説明】
1 真空容器 2 処理室 3 被処理物 4 載置台 5 ガス導入管 6 放電管 7 ガス導入口 9 排気口 10 開口部 11 放電室 13 長辺側の面 14 短辺側の面 20、30 マイクロ波導波管 21 中空部材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】誘電体で形成された放電管の内部に反応性
    ガスを導入し、前記放電管の内部の前記反応性ガスにマ
    イクロ波導波管を介してマイクロ波を照射してプラズマ
    を発生させるようにしたプラズマ処理装置において、 前記マイクロ波導波管は、横断面の外形が長方形を成す
    細長の中空部材によって形成されており、前記中空部材
    は、一対の長辺側の面及び一対の短辺側の面を備えてお
    り、前記放電管は前記一対の短辺側の面を垂直に貫通し
    ていることを特徴とするプラズマ処理装置。
  2. 【請求項2】誘電体で形成された放電管の内部に反応性
    ガスを導入し、前記放電管の内部の前記反応性ガスにマ
    イクロ波導波管を介してマイクロ波を照射してプラズマ
    を発生させるようにしたプラズマ処理装置において、 前記放電管はその管軸方向が前記マイクロ波導波管の管
    軸方向に対して平行になるように配置されており、 前記マイクロ波導波管は、前記放電管の内部にマイクロ
    波を導入するための開口部を備え、前記開口部は前記マ
    イクロ波導波管の管軸方向に沿って細長状に形成されて
    いることを特徴とするプラズマ処理装置。
  3. 【請求項3】前記放電管の内部の放電室から分離して形
    成された処理室を備え、被処理物を載置するための載置
    台を前記処理室の内部に設け、前記載置台に直流電圧又
    は高周波電圧を印加するようにしたことを特徴とする請
    求項1又は請求項2に記載のプラズマ処理装置。
JP9324716A 1997-11-26 1997-11-26 プラズマ処理装置 Withdrawn JPH11162937A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT504487B1 (de) * 2007-06-13 2008-06-15 Ulrich Dipl Ing Dr Traxlmayr Vorrichtung zur erzeugung von plasma oder radikalen mittels mikrowellen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 20050201