KR101048942B1

KR101048942B1 - 마이크로파 플라즈마 처리 장치 및 마이크로파 플라즈마 처리 장치의 사용 방법

Info

Publication number: KR101048942B1
Application number: KR1020090016233A
Authority: KR
Inventors: 마사키 히라야마; 다다히로 오미
Original assignee: 고쿠리츠다이가쿠호진 도호쿠다이가쿠; 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2011-07-12
Also published as: TW200944068A; KR20090092720A; JP2009205921A; CN101521151A; JP5103223B2; CN101521151B

Abstract

본 발명의 과제는 가스의 공급 위치를 적정화하는 것이다. 마이크로파 플라즈마 처리 장치(10)는 내부에서 플라즈마가 여기되는 용기(100)와, 용기내에 플라즈마를 여기하기 위한 마이크로파를 공급하는 마이크로파원(900)과, 마이크로파원(900)으로부터 공급된 마이크로파를 전파시키는 동축관(600, 315 등등)과, 용기(100)의 내측에 면한 상태에서 동축관(315)에 인접하고, 각 동축관을 전파한 마이크로파를 투과시켜서 용기(100)의 내부로 방출하는 복수의 유전체판(305)과, 용기내에 플라즈마를 여기하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급원(800)과, 복수의 유전체판(305)의 각각의 내부를 관통하고, 그 관통구인 가스 구멍(A)으로부터 가스를 용기내에 도입하는 가스 유로(810)를 갖는다. 금속 전극(310)을 관통한 가스 구멍(B)과 가스 구멍(A)은 등피치로 배치된다.

Description

마이크로파 플라즈마 처리 장치 및 마이크로파 플라즈마 처리 장치의 사용 방법{MICROWAVE PLASMA PROCESSING SYSTEM AND METHOD FOR USING MICROWAVE PLASMA PROCESSING SYSTEM}

본 발명은 마이크로파에 의해 가스를 여기시켜서 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마에 의해 피처리체에 소망의 처리를 실시하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 관한 것이며, 특히 가스의 공급에 관한 것이다.

마이크로파 플라즈마는 유전체판을 거쳐서 마이크로파를 감압 상태의 처리실내에 도입함으로써 발생된다. 마이크로파 플라즈마 처리 장치에서는, 플라즈마의 전자 밀도(n_e)가 다음 식 (1)의 컷오프(cutoff) 밀도(n_c)보다도 높을 경우, 마이크로파는 플라즈마내에 들어가는 것이 가능하지 않고 플라즈마 표면 부근에서 반사하고, 표면파가 되어서 유전체판과 플라즈마와의 사이를 전파한다. 전파중에, 마이크로파의 일부는 에버네슨트파(evanescent wave)로서 플라즈마에 흡수되어, 플라즈마의 유지에 사용된다(예를 들면, 비특허문헌 1 참조). 한편, 플라즈마의 전자 밀도(n_e)가 컷오프 밀도(n_c)보다도 낮을 경우, 마이크로파는 플라즈마내에 들어가는 것이 가능하기 때문에, 마이크로파의 전계 에너지에 의해 플라즈마의 상태가 불안정해진다.

n_c=ε₀m_eω²/e² … (1)

ε₀은 진공의 유전율, m_e는 전자의 질량, ω은 마이크로파각 주파수, e는 전기 소량(素量)이다.

마이크로파 플라즈마 처리 장치에서는 주로 2.45㎓의 마이크로파가 사용되고 있다. 식 (1)에 의하면, 컷오프 밀도(n_c)는 마이크로파의 주파수의 자승에 비례하기 때문에, 주파수를 낮게 하면, 컷오프 밀도(n_c)를 비약적으로 저하시킬 수 있다. 이 결과, 낮은 플라즈마의 전자 밀도(n_e)에서도 균일한 플라즈마가 생성되어, 프로세스 윈도우를 확대시킬 수 있다.

[비특허문헌 1] 전기학회·마이크로파 플라즈마 조사 전문 위원회편 "마이크로파 플라즈마의 기술" 오움사 출판, 2003년 9월 25일 발행, 69페이지

주파수가 낮은 마이크로파를 전파시키기 위해서는, 도파관보다 동축관을 이용하는 것이 바람직하다. 도파관은 그 크기가 파장에 의존하기 때문에 전파 경로가 거대화하는 것에 비해, 동축관은 그 크기가 파장에 의존하지 않고, 조밀한 전파 경로를 구축할 수 있기 때문이다. 또한, 마이크로파를 플라즈마에 전해주는 유전체판을 동축관에 의해 지지하는 구조로 하면, 유전체판을 지지하는 대들보 등이 필요 없게 되어 용기의 커버 부분의 구조가 심플하게 된다. 이 결과, 용기 내부에 빈틈이 생기지 않고, 빈틈에서 이상 방전이 발생하는 걱정이 없어지는 동시에, 빈틈이 생기지 않도록 유전체판을 고정밀도로 가공할 필요가 없어진다.

상기 구조의 마이크로파 플라즈마 처리 장치에서는, 성막이나 에칭 등의 화학 반응을 따르는 프로세스가 행하여진다. 이러한 프로세스에서는, 피처리체 전면에 걸쳐서 균일한 플라즈마를 생성하는 동시에, 프로세스에 필요한 가스의 밀도 및 화학 반응에 의해 생긴 반응 생성 가스의 밀도를 균일하게 할 필요가 있다. 이 때문에, 피처리체와 대향하는 면에 대체로 등피치로 복수의 가스 구멍을 마련하고, 이 가스 구멍으로부터 용기내에 균일하게 가스를 공급하는 것이 바람직하다.

그래서, 상기 과제를 해결하기 위해서, 가스의 공급 위치를 적정화한 마이크로파 플라즈마 처리 장치를 제공한다.

즉, 본 발명이 있는 양태에 의하면, 내부에서 플라즈마가 여기되는 용기와, 상기 용기내에 플라즈마를 여기하기 위한 마이크로파를 공급하는 마이크로파원과, 상기 마이크로파원으로부터 공급된 마이크로파를 전파시키는 도체 바아와, 상기 용기의 내측에 면하고, 상기 도체 바아에 인접하고, 상기 도체 바아를 전파한 마이크로파를 투과시켜서 상기 용기의 내부로 방출하는 복수의 유전체판과, 상기 용기내에 플라즈마를 여기하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급원과, 상기 복수의 유전체판의 각각의 내부를 관통하는 제 1 가스 유로로서, 그 유로의 출구에 있는 제 1 가스 구멍을 갖고, 상기 제 1 가스 구멍을 거쳐서 상기 가스를 상기 용기내로 방출하는, 상기 제 1 가스 유로를 구비하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치가 제공된다.

이것에 의하면, 제 1 가스 유로는 상기 복수의 유전체판의 각각의 내부를 관통한다. 가스는 제 1 가스 유로를 통과하고, 제 1 가스 유로의 단부에서 용기측에 개구된 제 1 가스 구멍으로부터 용기내에 도입된다. 이 결과, 각 유전체판의 적정한 위치로부터 소망의유량의 가스를 도입함으로써, 프로세스에 필요한 가스의 밀도 및 화학 반응에 의해 생긴 반응 생성 가스의 밀도를 균일하게 하여, 피처리체의 상방에서 전면에 걸쳐서 균일한 플라즈마를 생성할 수 있다.

상기 제 1 가스 구멍을 각각의 유전체판의 동일 위치에 배치해도 좋다. 이것에 의하면, 가스를 균일하게 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 모든 유전체판의 형상이 동일해지기 때문에, 유전체판을 용이하게 제작할 수 있는 동시에, 제작에 필요한 비용을 낮출 수 있다.

상기 제 1 가스 구멍을 각각의 유전체판의 동일 위치에 복수 배치해도 좋다. 이것에 의하면, 각 유전체판에 마련된 복수의 가스 구멍으로부터 가스가 공급되기 때문에, 가스의 흐름을 보다 균일하게 할 수 있다.

상기 복수의 제 1 가스 구멍을 각각의 유전체판의 동일 위치에 등피치로 배치해도 좋다. 이것에 의하면, 유전체판에 등피치로 마련된 복수의 가스 구멍으로부터 가스가 균일하게 공급되기 때문에, 가스의 흐름을 더욱 균일하게 할 수 있다.

상기 복수의 유전체판을 등피치로 배치하는 동시에, 상기 복수의 제 1 가스 구멍을 각각의 유전체판을 배치하는 피치의 정수분의 1의 피치로 배치해도 좋다. 예를 들면, 복수의 유전체판이 300㎜의 피치로 배치되고, 또한 제 1 가스 구멍이 50㎜(즉, 유전체판을 배치하는 피치 300㎜의 1/6의 피치)에서 배치되어 있을 경우, 모든 유전체판에 걸쳐서 복수의 제 1 가스 구멍을 50㎜의 피치로 배치할 수 있다. 이것에 의하면, 유전체판의 하방에서 전면에 걸쳐서 가스를 균일하게 공급할 수 있다. 이 결과, 피처리체의 상방에서 전면에 걸쳐서 보다 균일한 플라즈마를 생성 하는 것이 가능하고, 피처리체에 양호한 플라즈마 처리를 실시할 수 있다.

상기 제 1 가스 유로를 흐르는 소망의가스 유량에 대하여, 상기 제 1 가스 유로 내부의 압력이 10㎪ 이상 50㎪ 이하로 되도록 상기 복수의 제 1 가스 구멍을 배치하는 피치를 정해도 좋다.

이것에 의하면, 상기 제 1 가스 유로 내부의 압력을 10㎪ 이상으로 제어함으로써, 가스 유로내에 있어서, 압력에 비례하는 가스의 충돌 주파수가 마이크로파의 각 주파수보다 충분히 크게 되기 때문에, 가스 유로내에 있어서의 이상 방전의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제 1 가스 유로 내부의 압력을 50㎪ 이하로 제어하는 것에 의해, 가스 유량을 정밀도 양호하게 제어할 수 있다.

상기 제 1 가스 구멍에는 복수의 가는 구멍을 갖는 가스 노즐이 마련되어 있어도 좋다. 이것에 의하면, 가스 노즐을 흐르는 가스의 컨덕턴스를 제어할 수 있다.

특히, 상기 복수의 가는 구멍의 직경은 시스(sheath) 폭의 2배보다도 작고, 상기 복수의 가는 구멍의 어스펙트비는 20배 이상인 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 가는 구멍에 들어간 가스가 플라즈마화하고, 가는 구멍내에서 이상 방전함으로써 유전체판이 소손하거나, 반응성 가스가 가는 구멍내에서 화학 반응을 일으키는 것에 의해 가는 구멍내에 반응 생성물이 부착되는 것을 회피할 수 있다.

상기 제 1 가스 구멍에는, 다공질체로 형성된 가스 노즐이 마련되어도 좋다. 이것에 의해도 가스 노즐을 흐르는 가스의 컨덕턴스를 제어할 수 있다. 또한, 가스의 평균 자유 행정을 고려해서 다공질체의 기공 직경을 소망의값 이하로 하는 것에 의해, 가스 노즐내에 플라즈마가 들어가는 것을 방지할 수 있다.

상기 복수의 유전체판에는, 관통 구멍이 형성되고, 상기 유전체에 형성된 관통 구멍을 거쳐서 상기 도체 바아에 연결되고, 적어도 일부가 상기 유전체판의 피처리체측의 면에 인접한 상태에서 상기 유전체판의 피처리체측의 면으로부터 노출된 복수의 금속 전극과, 각각의 금속 전극의 내부를 관통하고, 그 관통구인 제 2 가스 구멍으로부터 상기 가스를 상기 용기내에 도입하는 제 2 가스 유로를 더 구비해도 좋다.

마이크로파의 전계 에너지는 뾰족한 부분이나 모난 부분에 집중하는 성질을 가지고 있다. 이 때문에, 용기의 커버 부분의 구조가 복잡해지면, 볼록부에 집중 한 마이크로파의 전계 에너지가 빈틈에 들어가고, 빈틈 부분에서 이상 방전을 야기하는 가능성이 있다.

그러나, 이러한 구성에 의하면, 각각의 유전체판을 도체 바아에 연결된 각각의 금속 전극에 의해 유지함으로써, 용기의 커버 부분의 구조를 심플하게 할 수 있다. 이 결과, 용기내부의 커버 부분 근방에서 빈틈이 없어지고, 빈틈에서 이상 방전이 발생할 걱정이 없어지는 동시에, 빈틈을 발생하지 않도록 유전체판을 고정밀도로 가공할 필요가 없어진다. 또한, 상기 유전체판에 마련된 복수의 제 1 가스 구멍 뿐만 아니라 금속을 관통하는 제 2 가스 구멍을 이용하여 가스를 균일하게 공급할 수 있다.

상기 제 2 가스 구멍의 직경은 소망의가스의 유량에 대하여 상기 제 1 가스 구멍의 컨덕턴스와 상기 제 2 가스 구멍의 컨덕턴스가 동일하게 되도록 결정되어도 좋다.

이것에 의하면, 제 1 가스 구멍 및 제 2 가스 구멍으로부터 각각 도입되는 가스를 동일한 유량으로 제어할 수 있다. 이에 의해, 프로세스에 필요한 가스의 밀도 및 화학 반응에 의해 생긴 반응 생성 가스의 밀도를 피처리체의 상방에서 전면에 걸쳐서 균일하게 할 수 있다.

상기 복수의 제 1 가스 구멍 및 상기 제 2 가스 구멍은 각각의 유전체판의 동일 위치에 등피치로 배치되어도 좋다. 이것에 의하면, 가스를 피처리체의 상방에서 전면에 걸쳐서 균일하게 공급할 수 있고, 균일한 플라즈마를 생성할 수 있다.

상기 복수의 유전체판의 각각에는, 상기 금속 전극을 중심으로 해서 점대칭 인 위치에 오목부가 마련되고, 상기 복수의 제 1 가스 구멍이 각 오목부에 동수씩 마련되어 있어도 좋다.

이것에 의하면, 대칭성이 좋은 형상을 이룬 복수의 유전체판(305)이 등피치로 배치되고, 또한 각 오목부(305a)내에 가스 구멍(A)이 동수개만 마련된다. 이러한 유전체판의 배치의 대칭성 및 가스 구멍의 배치의 규칙성에 의해, 동수의 가스 구멍(A)으로부터 오목부(305a)내에 균일하게 도입된 가스로부터 균일한 플라즈마를 효율적으로 생성할 수 있다.

상기 도체 바아는 상기 복수의 유전체판에 대응해서 복수 마련되어 있어도 좋다. 또한, 상기 복수의 도체 바아는 상기 복수의 유전체판에 일대일로 결합되어 있어도 좋다. 또한, 상기 복수의 도체 바아의 각각은 상기 복수의 유전체판의 각각의 중앙부에서 상기 유전체판에 결합되어 있어도 좋다.

상기 복수의 유전체판은 직사각형 형상의 플레이트이라도 좋다. 또한, 상기 복수의 유전체판은 λg/2의 정수배의 피치로 등간격으로 배치되어 있어도 좋다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 다른 양태에 의하면, 주파수가 1㎓ 이하의 마이크로파를 마이크로파원으로부터 출력하고, 상기 마이크로파원으로부터 출력할 수 있는 마이크로파를 도체 바아에 전파시키고, 상기 도체 바아를 전파한 마이크로파를 상기 도체 바아에 인접한 복수의 유전체판에 투과시키는 것에 의해 상기 용기의 내부로 마이크로파를 방출하고, 상기 복수의 유전체판의 내부를 관통한 제 1 가스 유로의 출구인 제 1 가스 구멍으로부터 가스 공급원으로부터 공급된 가스를 상기 용기내로 방출하고, 상기 방출된 마이크로파에 의해 상기 용기에 도입된 가스를 여기시켜서 피처리체에 소망의 플라즈마 처리를 실시하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치의 사용 방법이 제공된다.

이것에 의하면, 주파수가 1㎓ 이하의 마이크로파가 용기내에 공급된다. 컷오프 밀도(n_c)는 마이크로파의 주파수의 자승에 비례하기 때문에, 2.45㎓의 마이크로파를 이용한 경우에 비교해서 컷오프 밀도(n_c)를 비약적으로 내릴 수 있다. 이 결과, 낮은 플라즈마의 전자 밀도(n_e)에서도 균일한 플라즈마가 생성되어, 프로세스 윈도우를 확대할 수 있고, 피처리체에 다종의 플라즈마 처리를 실시할 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 다른 양태에 의하면, 내부에서 플라즈마가 여기되는 용기와, 상기 용기내에 플라즈마를 여기하기 위한 마이크로파를 공급하는 마이크로파원과, 상기 마이크로파원으로부터 공급된 마이크로파를 전파시키는 도체 바아와, 상기 용기의 내측에 면하고, 상기 도체 바아에 인접하고, 상기 도체 바아를 전파한 마이크로파를 투과시켜서 상기 용기의 내부로 방출하는 단일 또는 복수의 유전체판과, 상기 용기내에 플라즈마를 여기하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급원과, 상기 단일 또는 복수의 유전체판의 각각의 내부를 관통하는 제 1 가스 유로로서, 그 유로의 출구인 제 1 가스 구멍을 갖고, 상기 제 1 가스 구멍을 거쳐서 상기 가스를 상기 용기내로 방출하는, 상기 제 1 가스 유로를 구비하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치가 제공된다.

본 발명에 의하면, 프로세스에 필요한 가스의 밀도 및 화학 반응에 의해 발 생한 반응 생성 가스의 밀도를 피처리체의 상방에서 전면에 걸쳐서 균일하게 할 수 있다.

이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 대해서, 본 장치의 종단면을 모식적으로 도시한 도 1 및 본 장치의 천정면을 도시한 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 1은 도 2의 선 O-O에서 장치를 절단한 단면도이다. 또한, 이하의 설명 및 첨부 도면에 있어서, 동일한 구성 및 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일 도면부호를 부여하는 것에 의해 중복 설명을 생략한다. 또한, 1sccm은 10^-6/60(㎥/sec)으로 한다.

(플라즈마 처리 장치의 구성)

마이크로파 플라즈마 처리 장치(10)는, 그 내부에서 유리 기판(이하, "기판(G)"이라고 한다)을 플라즈마 처리하기 위한 용기(100)를 갖고 있다. 용기(100)는 용기 본체(200)와 덮개(300)로 구성된다. 용기 본체(200)는, 그 상부가 개구된 바닥이 있는 입방체 형상을 갖고 있어서, 그 개구는 덮개(300)에 의해 폐쇄되어 있다. 용기 본체(200)와 덮개(300)의 접촉면에는 O링(205)이 마련되어 있고, 이에 의해 용기 본체(200)와 덮개(300)가 밀폐되어, 그 내부에 처리실(U)이 형성된다. 용기 본체(200) 및 덮개(300)는 예를 들면 알루미늄 등의 금속으로 이뤄지고, 전기적으로 접지되어 있다.

용기(100)의 내부에는 기판(G)을 탑재하기 위한 서셉터(105)(스테이지)가 마 련되어 있다. 서셉터(105)는 예를 들면 질화 알루미늄으로 이뤄지고, 그 내부에는 급전부(110) 및 히터(115)가 마련되어 있다.

급전부(110)에는 정합기(120)(예를 들면, 콘덴서)를 거쳐서 고주파 전원(125)이 접속된다. 또한, 급전부(110)에는 코일(130)을 거쳐서 고압 직류 전원(135)이 접속된다. 정합기(120), 고주파 전원(125), 코일(130) 및 고압 직류 전원(135)은 용기(100)의 외부에 마련되어 있다. 또한, 고주파 전원(125) 및 고압 직류 전원(135)은 접지되어 있다.

급전부(110)는, 고주파 전원(125)으로부터 출력할 수 있는 고주파 전력에 의해 용기(100)의 내부에 소정의 바이어스 전압을 인가하도록 되어 있다. 또한, 급전부(110)는, 고압 직류 전원(135)으로부터 출력할 수 있는 직류 전압에 의해 기판(G)을 정전 흡착하게 되어 있다.

히터(115)에는 용기(100)의 외부에 마련된 교류 전원(140)이 접속되어 있어서, 교류 전원(140)으로부터 출력할 수 있는 교류 전압에 의해 기판(G)을 소정의 온도로 유지하게 되어 있다. 서셉터(105)는 지지체(145)에 지지되어 있어서, 그 주위에는 처리실(U)의 가스의 흐름을 바람직한 상태로 제어하기 위한 배플판(150)이 마련되어 있다.

용기(100)의 바닥부에는 가스 배출관(155)이 마련되어 있어서, 용기(100)의 외부에 마련된 진공 펌프(도시하지 않음)를 이용하여 가스 배출관(155)으로부터 용기(100)내의 가스가 배출되는 것에 의해, 처리실(U)은 소망의진공도까지 감압된다.

냉매 공급원(700)은 냉매 배관(705)에 접속되어 있어서, 냉매 공급원(700)으 로부터 공급된 냉매가 냉매 배관(705)내를 순환해서 다시 냉매 공급원(700)에 되돌아오는 것에 의해, 용기(100)를 소망의온도로 유지하게 되어 있다.

2대의 마이크로파원(900)은 분기 도파관(905), 8개의 동축 도파관 변환기(605), 8개의 동축관(620), 도 1의 배면 방향에 평행하게 위치하는 8개의 분기 동축관(640)(도 2 참조), 각 분기 동축관(640)에 7개씩 연결된 동축관(600), 분기판(610) 및 동축관(315)으로 이루어지는 전파 경로에 연결되어 있다. 이에 의해, 2대의 마이크로파원(900)으로부터 출력할 수 있는 120㎾(=60㎾×2(2W/㎠))의 마이크로파는 전파 경로를 전파하고, 복수의 유전체판(305)을 투과해서 처리실내에 공급된다.

도 2의 단면 A-A를 도시한 도 3을 참조하면서 또한 설명을 계속한다. 동축관(600)과 동축관(315)은 통형상의 내부 도체(축부)(600a, 315a)와 외부 도체(600b, 315b)로 구성되어 있고, 어느 것이나 금속에 의해 형성되어 있다.

내부 도체(315a)는 커버부(300d)를 관통해서 용기(100)의 외부로 돌출되어 있다. 커버부(300d)는 덮개(300)의 상면에서 덮개(300)와 외부 도체(315b)와 일체화되어 있는 부분을 말한다. 그 내부 도체(315a)는, 매달아 올림부(510), 스프링 부재(515) 및 단락부(520)로 이루어지는 고정 기구(500)에 의해, 스프링 부재(515)의 탄성력을 이용하여 용기(100)의 외측을 향해서 매달아 올려져 있다.

단락부(520)는 동축관(315)의 내부 도체(315a)와 커버부(300d)를 전기적으로 단락시키게 되어 있다. 단락부(520)는 실드 스파이럴(shield spiral)로 구성되고, 내부 도체(315a)를 상하에 접동 가능하게 마련되어 있다. 이와 같이, 단락부(520) 를 마련한 것에 의해, 플라즈마로부터 금속 전극(310)에 유입한 열을 내부 도체(315a) 및 단락부(520)를 통과시켜서 효율적으로 커버에 방출할 수 있다.

분기판(610)은 십자형상으로 형성되고, 동 등의 금속에 의해 형성되어 있다. 분기판(610)은 그 중앙부에서 동축관(600)의 내부 도체(600a)에 연결되고, 그 단부에서 4개의 내부 도체(315a)에 연결된다. 분기판(610)과 내부 도체(315a)와의 접속 위치와 단락부(520)와의 간격은 마이크로파의 관내 파장(λg)에 대하여, λg/4로 되도록 설계되어 있다.

커버부(300d)와 내부 도체(315a)와의 사이에는 링형상의 유전체(410)가 마련되어 있다. 링형상의 유전체(410)는 내부 도체(315a)를 관통하고 있다. 링형상의 유전체(410)의 내주면 및 외주면에는 O링(415a) 및 O링(415b)이 마련되어 있고, 이에 의해 처리실(U)의 내부를 진공 밀봉하게 되어 있다.

동축관(315)의 내부 도체(315a)는 유전체판(305)의 중앙에 마련된 관통 구멍을 거쳐서 금속 전극(310)에 연결되어 있다. 금속 전극(310)은 유전체판(305)의 기판측의 면에 노출되어 있다. 금속 전극(310)은 원추형이며, 알루미늄(Al) 등의 금속으로 형성되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 유전체판(305)은, 금속 전극(310)에 의해 유지된 상태에서, 내부 도체(315a)를 거쳐서 스프링 부재(515)에 의해 매달아 올려져서, 용기(100)의 내벽에 고정된다.

도 2에 도시한 유전체판(305)은, 알루미나(Al₂0₃)에 의해 형성되고, 148㎜×148㎜의 대략 정방형의 플레이트이다. 유전체판(305)은, 분기 동축관(640)의 관내 파장을 λg(915㎒에 있어서 328㎜)로 했을 때, λg/2의 정수배(여기서는 1배)의 피치로 등간격으로 종횡으로 배치되어 있다. 이에 의해, 224장(=14×16)의 유전체판(305)이 2,277.4㎜×2,605㎜의 용기(100)의 천정면에 균등하게 배치된다. 또한, 유전체판(305)은 반드시 대략 정방형에 한정되지 않고, 직사각형 형상이라도 좋다.

또한, 도 4에 2장의 유전체판(305)을 도시한 바와 같이, 유전체판(305)의 하면(플라즈마측의 면)에는, 금속 전극(310)을 둘러싸도록 해서 금속 전극(310)의 주위에 8개의 오목부(305a)가 대체로 점대칭인 위치에 마련되어 있다. 유전체판(305)에 오목부(305a)를 마련하면, 그 내부의 전계 강도가 특히 강하게 되고, 오목부(305a)의 근방에 고밀도 플라즈마가 안정되게 생성되기 때문에, 플라즈마의 안정성과 플라즈마 여기 효율이 향상한다.

커버부(300d)의 금속면에는 홈(300a)이 절결되어 있다. 1㎓ 이하의 저주파의 마이크로파를 공급했을 경우, 유전체판(305)과 플라즈마와의 사이를 표면파(이하, 간단히 "표면파"라고 한다)가 전파할 뿐만 아니라, 처리 용기 내면의 금속면과 플라즈마와의 사이를 표면파(이하, "도체 표면파"라고 한다)가 전파한다. 홈(300a)은 커버부(300d) 등의 용기(100) 내부의 도체의 금속면에 발생하는 도체 표면파의 전파를 억제한다.

(가스의 공급)

도 1에 도시한 가스 공급원(800)으로부터 공급된 가스(플라즈마 여기 가스를 포함함)는 가스 라인(805)을 거쳐서, 도 4에 도시한 내부 도체(315a)를 관통한 가스 도입로(315c)에 유입한다. 또한, 가스는 유전체판(305)을 관통하는 가스 유 로(810)(제 1 가스 유로에 상당함)를 통과하고, 그 관통구인 8개의 가스 구멍(A)(제 1 가스 구멍에 상당함)으로부터 처리실(U)에 도입된다. 또한, 가스는 금속 전극(310)의 내부를 관통하는 가스 유로(815)(제 2 가스 유로에 상당함)를 흘러서, 그 관통구인 가스 구멍(B)(제 2 가스 구멍에 상당함)으로부터 처리실(U)에 도입된다.

상술한 바와 같이, 유전체판(305)은 대칭성이 좋은 형상을 하고 있기 때문에, 1장의 유전체판(305)의 내부에서 균일한 플라즈마를 발생하기 쉽다. 또한, 복수의 유전체판(305)이 λg/2의 정수배의 등간격으로 배치되는 것에 의해, 동축관의 내부 도체(315a)를 이용하여 마이크로파를 도입할 경우, 균일한 플라즈마를 생성할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 각 오목부(305a)내에 가스 구멍(A)이 동수(도 4에서는 하나)씩 마련된다. 이에 의해, 동수의 가스 구멍(A)으로부터 오목부(305a)내에 도입된 가스로부터 균일한 플라즈마를 효율적으로 생성할 수 있다.

(가스의 공급 위치의 적정화)

각각의 유전체판(305)의 동일 위치에 가스 구멍(A)을 마련하면, 모든 유전체판(305)의 형상이 동일해지기 때문에, 유전체판(305)을 용이하게 제작할 수 있다. 각각의 유전체판(305)의 동일 위치에 가스 구멍을 배치하고, 또한 등피치로 가스 구멍을 배치하기 위해서, 가스 구멍의 피치는 유전체판(305)의 피치의 정수분의 1로 설정된다.

유전체판(305)이, 예를 들면 λg(동축관의 관내 파장)/2의 피치로 종횡으로 배열되어 있다고 하면, 가스 구멍의 피치는 λg/2m(m=1 이상의 정수)로 하면 좋다. 가스 구멍의 피치를 작게 한 쪽이 (m을 크게 한 쪽이) 가스의 흐름이 균일해져 바람직하지만, 가스 구멍이 증가해서 가스 유로의 압력이 저하하기 때문에, 가스 유로내에 있어서, 압력에 비례하는 가스의 충돌 주파수가 마이크로파의 각 주파수보다 충분히 커지기 때문에, 가스 유전체내에 형성된 가스 유로에 있어서 방전하는 위험성이 높게 되는 동시에, 제조 비용이 높게 된다. 또한, 구조상의 제약에 의해, 함부로 가스 구멍의 피치를 작게 할 수는 없다.

도 4는 m=3으로 한 경우의 예이다. 금속 전극(310)을 관통해서 개구된 가스 구멍(B)을 중심으로 해서, λg/6(=54.6㎜)의 피치로 가스 구멍(A)이 마련된다. 이에 의해, 금속 전극(310) 하부의 가스 구멍(B)을 중심으로 해서 등간격으로 유전체판 하면의 8개의 오목부(305a)에 1개씩 가스 구멍(A)이 마련된다.

(컨덕턴스)

각각의 가스 구멍(A, B)으로부터 균등하게 가스를 방출하기 위해서는, 각각의 가스 구멍(A, B)의 컨덕턴스를 대체로 동등하게 할 필요가 있다. 여기에서, 우선 가스 구멍을 흐르는 가스의 컨덕턴스를 나타내는 일반식에 대해서 설명한다.

원통의 직경 D >> 가스의 평균 자유 행정(入)을 만족하는 압력 영역은 점성류 영역으로 불리고, 분자는 서로 서로 부딪치면서 이동한다. 이 영역에서 컨덕턴스는 압력에 비례한다. 반대로, 원통의 직경 D << 가스의 평균 자유 행정(入)을 만족하는 압력 영역은 분자류 영역으로 불린다. 분자는 관벽에 충돌해서 분자간의 상호 작용은 적다. 즉, 기체의 수송을 방해하는 요인은 분자가 관벽에 충돌해서 산란되는 현상이며, 컨덕턴스의 크기는 압력에 의존한다.

도 5의 왼쪽으로 나타낸 길이(L), 직경(D)의 원통의 컨덕턴스(G_홀)는 근사적으로 식 (2)에 나타낸다.

… (2)

여기에서, Q는 단위 시간당 흐르는 가스의 양(유량)(Pa·㎥/s), ΔP는 원통의 상류압과 하류압과의 차(P₁-P₂)를 나타낸다. 원통의 컨덕턴스(G_홀)의 우측 변의 제 1 항은 점성류 컨덕턴스, 제 2 항은 분자류 컨덕턴스이다. 점성류에 포함되는 가스 점성 계수(η)는 상기 식과 같이 가스 분자(원자) 질량(M), 볼츠만 정수(k), 가스 온도(T), 가스 충돌 직경(σ)으로부터 유도된다.

직경(D)의 오리피스의 컨덕턴스(G_오리피스)(경계 압력 조건 P₁>∼2P₂)는 근사적으로 식 (3)에 나타낸다.

… (3)

여기에서, Q는 체적 유량(㎥/s), ΔP는 오리피스의 상류압과 하류압과의 차(P₁-P₂)를 나타낸다. 컨덕턴스(G_오리피스)에 포함되는 C_c는 축류계수(縮流係數)(오리피스의 경우 0.82), N_L은 로슈미트수(Loschmidt's number), γ는 가스 비열비, A₁은 오리피스의 면적을 나타낸다.

가스 구멍의 컨덕턴스(G)는 식 (2) 및 식 (3)을 이용하여 근사적으로 다음 식 (4)로 나타낸다.

1/G=1/G_오리피스+1/G_홀 … (4)

예를 들면, 식 (2)에 의하면, P₁>> P₂의 경우, 점성류 컨덕턴스의 항은 대체로 압력(P₁)에 비례한다. 또한, P₁ >> P₂의 경우에 있어서, 가스 유로의 압력이 10㎪ 이상의 경우, 가스의 평균 자유 행정(入)은 수㎛ 이하로 되고, 수 10㎛ 이상의 가스 구멍의 직경(D)보다도 충분히 작게 된다. 그 결과, 식 (2)에 있어서 점성류 컨덕턴스의 항의 쪽이 분자류 컨덕턴스의 항보다도 충분히 커지기 때문에, 분자류 컨덕턴스의 항은 무시할 수 있다. 따라서, ΔP(=Q/G_홀)는 대체로 Q/ΔP에 비례한다. 즉, ΔP는 대체로 Q^1/2에 비례한다.

한편, 식 (3)에 의하면, 오리피스 컨덕턴스(G_오리피스)는 압력(P₁)에 의존하지 않는다. 따라서, ΔP(=Q/G_오리피스)는 대체로 Q에 비례한다. 이 결과로부터, 상류압(P₁)과 하류압(P₂)과의 압력차가 커지면, 원통보다도 오리피스가 가스의 흐르기 용이함에 큰 영향을 미치게 하는 것을 알았다.

(가스 구멍의 형상)

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 유전체판에 마련된 가스 구멍(A)은 가는 관(h1)을 다수 묶은 가스 노즐(820)로 형성되어 있다. 가스 노즐(820) 내부의 각 가는 관(h1)은, 각각의 극히 가는 관에 가스가 들어가지 않는 것, 및 가스의 유량을 정밀도 좋게 제어하는 것을 조건으로서, 그 직경 및 수가 미리 정해지고 있다. 각각의 극히 가는 관에 가스가 들어가지 않기 위해서는, 가스 구멍의 직경(D)과 가스의 평균 자유 행정이나 시스압, 어스펙트비와의 관계를 고려할 필요가 있다. 가스의 유량을 정밀도 좋게 제어하기 위해서는, 상기 컨덕턴스를 적절한 값으로 할 필요가 있다.

가스 노즐(820)은 유전체판(305)의 내부에 마련된 가스 유로(810)의 단부에 설치되어 있다. 가스 노즐(820)에 용기측으로부터 가스가 들어가면, 가스 노즐(820)내의 가스가 유전체판(305)을 투과하는 마이크로파의 전계 에너지에 의해 플라즈마화된다. 이 결과, 유전체판내의 가스 유로(810)나 가스 노즐(820)에서 이상 방전이 생기고, 유전체판(305)이 소손하거나, 가스 노즐(820)의 가는 구멍(h1)의 내부에서 반응성 가스가 화학 반응을 일으키는 것에 의해 가는 구멍(h1)에 반응 생성물이 부착되는 불량이 발생한다.

여기에서, 가스 노즐(820)의 가는 구멍(h1)의 직경은, 플라즈마 여기 가스의 평균 자유 공정에 근거하고, 플라즈마 여기 가스가 가스 노즐(820) 내부에 들어가지 않는 사이즈(예를 들면, 직경 50㎛)로 한다.

또한, 유전체판(305)에 마련된 가스 구멍(B)에 대해서는, 가스 구멍(B)의 직경을 시스 폭의 2배보다도 작고, 어스펙트비(가스 구멍의 길이/가스 구멍의 직경)를 20배 이상으로 해서 플라즈마가 들어가지 않도록 하는 동시에, 소망의가스를 흘렸을 때의 가스 유로(810)의 압력을 높게(전자의 충돌 주파수 >> 마이크로파각 주 파수) 하고, 유전체 내부의 가스 유로(810)에 있어서 방전하지 않도록 한다.

식 (4)에 근거하여, Ar 가스에 대해서 가스 유로의 압력을 계산한 결과를 도 6에 도시한다. 프로세스가 행하여지는 조건에 있어서, 유전체판 근방의 전자 밀도는 겨우 2×10₁₂㎝^-3이며, 이 때의 시스 폭은 약 26㎛이 된다. 여기에서, 가스 구멍(A)의 가스 노즐(820)에 플라즈마가 들어가는 일이 없도록, 가스 노즐(820)의 가는 관(h1)의 직경을 시스 폭의 2배 이하의 50㎛, 가스 구멍(가는 관)의 길이를 4㎜로 하였다.

도 6에서, 도 6의 (a)는 유전체판(305)에 가스 구멍(A)(가스 구멍 직경 50㎛, 가스 구멍 길이 4㎜의 가는 관(h1) 18개 묶은 가스 노즐(820))을 마련했을 경우, 도 6의 (b)는 금속 전극(310)에 가스 구멍(B)(가스 구멍 직경 118㎛, 가스 구멍 길이 4㎜의 가스관의 선단부)을 마련했을 경우에 대해서 가스 유량(sccm)과 가스 유로 압력(㎪)과의 관계를 도시한다.

가스 유로의 압력이 지나치게 낮으면 가스 유로내에 있어서, 압력에 비례하는 가스의 충돌 주파수가 마이크로파의 각 주파수보다 충분히 커지기 때문에, 가스 유로에서 이상 방전이 발생해 버린다. 따라서, 가스 유로의 압력은 10㎪ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 가스 유로의 압력이 지나치게 높으면 가스 유량의 제어가 곤란해지기 때문에, 가스 유로의 압력은 50㎪ 이하로 하는 것이 바람직하다.

도 4에 도시한 것 같이, 54.6㎜ 피치로 가스 구멍이 마련되어 있을 경우, 프 로세스가 행하여지는 조건에 있어서 하나의 가스 구멍당의 가스 유량은 2∼10sccm 정도로 된다. 이 유량 범위에 있어서 가스 유로의 압력이 10∼50㎪의 범위에 들어가도록, 가스 노즐(820) 내부의 가는 관(h1)의 수를 18개로 했다.

다음에, 소망의가스 유량(2∼10sccm)에 있어서, 금속 전극(310)에 마련하는 가스 구멍(B)의 컨덕턴스가 유전체판(305)에 마련하는 가스 구멍(A)의 컨덕턴스와 거의 동일해지도록, 금속 전극(310)에 마련하는 가스 구멍의 직경을 118㎛, 가스 구멍의 길이를 4㎜로 결정했다.

이에 의해, 가스 노즐(820)의 내부에서 가스가 플라즈마화하고, 가는 구멍(h1)의 내부에서 이상 방전이 생기고, 유전체판(305)이 소손하거나, 가는 구멍(h1)의 내부에서 반응성 가스가 화학 반응을 일으키고, 가는 구멍(h1)에 반응 생성물이 부착되는 불량을 해소할 수 있다. 또한, 컨덕턴스가 동일해지도록 가스 구멍(A) 및 가스 구멍(B)의 직경을 정하는 것에 의해, 가스의 흐름을 정밀도 좋게 제어할 수 있다.

또한, 가스 노즐(820)은 도 7에 도시한 바와 같이, 다공부(P)로 형성되어 있어도 좋고, 다공부(P)와 가스 노즐(N)과의 조합으로도 좋다. 또한, 금속 전극(310)에 마련된 가스 구멍(B)도 다공부이라도 좋고, 다공부와 극히 가는 관을 묶은 노즐과의 조합으로도 좋다. 단, 가스 구멍(B)의 구조를 유전체판(305)에 마련된 가스 구멍(A)과 동일한 구조로 한 쪽이 컨덕턴스를 동일하게 하기 용이하므로 바람직하다.

이상으로 설명한 본 실시형태에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 의하 면, 가스의 공급 위치를 적정화하고, 가스 구멍의 형상 및 구조를 최적화함으로써, 프로세스에 필요한 가스의 밀도 및 화학 반응에 의해 생긴 반응 생성 가스의 밀도를 피처리체의 상방에서 전면에 걸쳐서 균일하게 할 수 있다.

또한, 용기(100)의 천정면에 배치된 가스 구멍(A)의 수는 복수이라도 단수이라도 좋다.

상기 실시 형태에 있어서, 각 부의 동작은 서로 관련되어 있고, 상호의 관련을 고려하면서, 일련의 동작으로서 치환할 수 있다. 그리고, 이와 같이 치환하는 것에 의해, 마이크로파 플라즈마 처리 장치의 발명의 실시 형태를 마이크로파 플라즈마 처리 장치의 사용 방법의 실시 형태로 할 수 있다.

(주파수의 한정)

상기 각 실시 형태에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치(10)를 이용하여, 주파수가 1㎓ 이하의 마이크로파를 마이크로파원(900)으로부터 출력함으로써, 양호한 플라즈마 처리가 실현될 수 있다. 종래의 마이크로파 플라즈마 처리 장치에서는 주로 2.45㎓의 마이크로파가 사용되고 있었지만, 상기 식 (1)에 의하면, 컷오프 밀도(n_c)는 마이크로파의 주파수의 자승에 비례한다. 따라서, 주파수를 1㎓로 하면, 컷오프 밀도(n_c)를 2.45㎓의 경우의 1/7 정도까지 낮출 수 있다. 이 결과, 낮은 플라즈마의 전자 밀도(n_e)에서도 균일한 플라즈마가 생성되어, 프로세스 윈도우를 확대할 수 있다.

NF 가스는 가장 착화하기 어려운 가스중 하나이다. 컷오프 밀도(n_c)가 NF 가스를 이용한 경우의 실용적인 전자 밀도인 1.4×10=㎝^-3과 동일하게 되는 주파수는 1㎓이다. 즉, 마이크로파의 주파수로서 1㎓ 이하를 선택하면, 어떤 가스를 이용하여도 실용적인 전력 밀도에서 균일한 플라즈마를 여기할 수 있다.

따라서, 1㎓ 이하의 마이크로파를 사용하는 것에 의해, 2.45㎓의 주파수의 마이크로파의 어느 정도의 파워에서는 단일 가스의 상태에서 표면파가 넓어지지 않고, 균일해서 안정한 플라즈마를 여기할 수 없었던 F계 단일 가스이라도 균일해서 안정한 플라즈마를 여기시킬 수 있다. 이에 의해, 실용적인 마이크로파의 파워를 이용하여 클리닝 가스를 여기시키고, 이로써 생성된 플라즈마에 의해 플라즈마 처리 장치의 내부를 클리닝할 수 있다.

예를 들면, 주파수가 1㎓ 이하의 마이크로파를 마이크로파원(900)으로부터 출력하고, 마이크로파원(900)으로부터 출력할 수 있는 마이크로파를 동축관(640, 620, 600, 315)에 전파시킨다. 동축관을 전파한 마이크로파를 동축관에 인접한 복수의 유전체판(305)에 투과시키는 것에 의해 용기(100)의 내부로 마이크로파를 방출한다. 가스 구멍(A)은 복수의 유전체판(305)의 내부를 관통한 가스 유로(810)의 단부에 위치한다. 이 가스 구멍(A)으로부터, 가스 공급원(800)으로부터 공급된 클리닝 가스를 용기(100)의 내부에 도입하고, 상기 방출된 마이크로파에 의해 용기(100)에 도입된 가스를 여기시켜서 기판(G)에 소망의플라즈마 처리를 실시한다. 저주파수의 마이크로파에 의해 플라즈마 처리 장치의 내부를 F계 가스만으로 클리닝할 수 있다.

또한, 전기학회·마이크로파 플라즈마 조사 전문 위원회편 "마이크로파 플라즈마의 기술" 오움사 출판, 2003년 9월 25일 발행의 서문에는, 본서에서는 "마이크로파대(帶)"는 UHF대의 300㎒ 이상의 주파수 영역을 가리키고 있다"고 한 것으로부터, 본 명세서중에 있어서도 마이크로파의 주파수는 300㎒ 이상으로 한다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 관한 예로 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 당업자라면, 특허청구의 범위에 기재된 범주내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명확하고, 그것들에 관해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 양해된다.

예를 들면, 본 발명에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 의하면, 대면적의 유리 기판, 원형의 실리콘 웨이퍼나 각형(角型)의 SOI(Silicon On Insulator) 기판을 처리할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치에 마련된 유전체판은, 복수의 유전체판(305)을 갖는 플라즈마 처리 장치이라도 좋고, 도 8에 도시한 바와 같이, 대면적의 1장의 유전체판(305)을 갖는 플라즈마 처리 장치이라도 좋다.

도 8의 플라즈마 처리 장치에 있어서도, 가스(플라즈마 여기 가스를 포함함)는 내부 도체(315a)를 관통한 가스 도입로(315c)에 유입한다. 또한, 가스는 유전체판(305)을 관통하는 가스 유로(810)(제 1 가스 유로에 상당함)를 통과하고, 천정면에서 균등하게 배치된 복수의 가스 구멍(A)(제 1 가스 구멍에 상당함)으로부터 처리실(U)에 도입된다. 또한, 가스는 금속 전극(310)의 내부를 관통하는 가스 유 로(815)(제 2 가스 유로에 상당함)를 흘러, 그 관통구인 가스 구멍(B)(제 2 가스 구멍에 상당함)으로부터 처리실(U)에 도입된다.

이것에 의해도, 1장의 유전체판(305) 및 금속 전극(310)에 가스 구멍(A, B)이 등피치로 마련되어 있기 때문에, 균일한 플라즈마를 생성할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치에서는, 성막 처리, 확산 처리, 에칭 처리, 애싱 처리 등의 모든 플라즈마 처리를 실행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치의 종단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치의 천정면을 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 커버부 근방을 확대한 단면도,

도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유전체판 하면의 가스 구멍의 위치를 설명하기 위한 도면,

도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 가스 구멍에 장착된 가스 노즐을 도시한 도면,

도 6은 가스 유로의 압력 및 가스 유량과 가스의 컨덕턴스와의 관계를 도시한 그래프,

도 7은 다른 가스 노즐을 도시한 도면,

도 8은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치의 종단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 마이크로파 플라즈마 처리 장치 100 : 용기

200 : 용기 본체 205, 415a, 415b : O링

300 : 덮개 300a : 홈

300d : 커버부 305 : 유전체판

305a : 오목부 310 : 금속 전극

315, 600, 620, 640 : 동축관 315a, 600a : 내부 도체

410 : 링형상의 유전체 500 : 고정 기구

515 : 스프링 부재 520 : 단락부

605 : 동축 도파관 변환기 610 : 분기판

900 : 마이크로파원 905 : 분기 도파관

U : 처리실

Claims

내부에서 플라즈마가 여기되는 용기와,

상기 용기내에 플라즈마를 여기하기 위한 마이크로파를 공급하는 마이크로파원과,

상기 마이크로파원으로부터 공급된 마이크로파를 전파시키는 도체 바아와,

상기 용기의 내측에 면하고, 상기 도체 바아에 인접하고, 상기 도체 바아를 전파한 마이크로파를 투과시켜서 상기 용기의 내부로 방출하는 복수의 유전체판과,

상기 용기내에 플라즈마를 여기하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급원과,

상기 복수의 유전체판의 각각의 내부를 관통하는 제 1 가스 유로로서, 그 유로의 출구인 제 1 가스 구멍을 갖고, 상기 제 1 가스 구멍을 거쳐서 상기 가스를 상기 용기내로 방출하는, 상기 제 1 가스 유로를 포함하는

마이크로파 플라즈마 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 가스 구멍은 각각의 유전체판의 동일 위치에 배치되는

마이크로파 플라즈마 처리 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제 1 가스 구멍은 각각의 유전체판의 동일 위치에 복수 배치되는

마이크로파 플라즈마 처리 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 복수의 제 1 가스 구멍은 각각의 유전체판의 동일 위치에 등피치로 배치되는

마이크로파 플라즈마 처리 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 복수의 유전체판은 등피치로 배치되고,

상기 복수의 제 1 가스 구멍은 각각의 유전체판을 배치하는 피치의 정수분의 1의 피치로 배치되는

마이크로파 플라즈마 처리 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 제 1 가스 유로를 흐르는 소망의가스 유량에 대하여, 상기 제 1 가스 유로 내부의 압력이 10㎪ 이상 50㎪ 이하로 되도록 상기 복수의 제 1 가스 구멍을 배치하는 피치를 정하는

마이크로파 플라즈마 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 가스 구멍에는 복수의 가는 구멍을 갖는 가스 노즐이 마련되어 있는

마이크로파 플라즈마 처리 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 복수의 가는 구멍의 직경은 시스 폭의 2배보다도 작고, 상기 복수의 가는 구멍의 어스펙트비는 20배 이상인

마이크로파 플라즈마 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 1 가스 구멍에는 다공질체로 형성된 가스 노즐이 마련되어 있는

마이크로파 플라즈마 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 유전체판에는 관통 구멍이 형성되고,

상기 유전체에 형성된 관통 구멍을 거쳐서 상기 도체 바아에 연결되어, 적어도 일부가 상기 유전체판의 피처리체측의 면에 인접한 상태에서 상기 유전체판의 피처리체측의 면으로부터 노출된 복수의 금속 전극과,

각각의 금속 전극의 내부를 관통하고, 그 관통구인 제 2 가스 구멍으로부터 상기 가스를 상기 용기내에 도입하는 제 2 가스 유로를 더 포함하는

마이크로파 플라즈마 처리 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 제 2 가스 구멍의 직경은, 소망의가스의 유량에 대하여 상기 제 1 가스 구멍의 컨덕턴스와 상기 제 2 가스 구멍의 컨덕턴스가 동일하게 되도록 결정되는

마이크로파 플라즈마 처리 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 복수의 제 1 가스 구멍 및 상기 제 2 가스 구멍은 각각의 유전체판의 동일 위치에 등피치로 배치되는

마이크로파 플라즈마 처리 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 복수의 유전체판의 각각에는 상기 금속 전극을 중심으로 해서 점대칭인 위치에 오목부가 마련되고,

상기 복수의 제 1 가스 구멍은 각 오목부에 동수씩 마련되어 있는

마이크로파 플라즈마 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 도체 바아는 상기 복수의 유전체판에 대응해서 복수 마련되어 있는

마이크로파 플라즈마 처리 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 복수의 도체 바아는 상기 복수의 유전체판에 일대일로 결합되어 있는

마이크로파 플라즈마 처리 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 복수의 도체 바아의 각각은 상기 복수의 유전체판의 각각의 중앙부에서 상기 유전체판에 결합되어 있는

마이크로파 플라즈마 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 유전체판은 λg/2의 정수배의 피치로 등간격으로 배치되어 있는

마이크로파 플라즈마 처리 장치.
주파수가 1㎓ 이하의 마이크로파를 마이크로파원으로부터 출력하고,

상기 마이크로파원으로부터 출력된 마이크로파를 도체 바아에 전파시키고,

상기 도체 바아를 전파한 마이크로파를 상기 도체 바아에 인접한 복수의 유전체판에 투과시키는 것에 의해 용기의 내부로 마이크로파를 방출하고,

상기 복수의 유전체판의 내부를 관통한 제 1 가스 유로의 출구인 제 1 가스 구멍을 거쳐서, 가스 공급원으로부터 공급된 가스를 상기 용기내로 방출하고,

상기 방출된 마이크로파에 의해 상기 용기에 도입된 가스를 여기시켜서 피처리체에 소망의플라즈마 처리를 실시하는

마이크로파 플라즈마 처리 장치의 사용 방법.
내부에서 플라즈마가 여기되는 용기와,

상기 용기내에 플라즈마를 여기하기 위한 마이크로파를 공급하는 마이크로파원과,

상기 마이크로파원으로부터 공급된 마이크로파를 전파시키는 도체 바아와,

상기 용기의 내측에 면하고, 상기 도체 바아에 인접하고, 상기 도체 바아를 전파한 마이크로파를 투과시켜서 상기 용기의 내부로 방출하는 단일 또는 복수의 유전체판과,

상기 용기내에 플라즈마를 여기하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급원과,

상기 단일 또는 복수의 유전체판의 각각의 내부를 관통하는 제 1 가스 유로로서, 그 유로의 출구인 제 1 가스 구멍을 갖고, 상기 제 1 가스 구멍을 거쳐서 상기 가스를 상기 용기내에 도입하는, 상기 제 1 가스 유로를 포함하는

마이크로파 플라즈마 처리 장치.