KR20010024167A - Insulated waveguide and semiconductor manufacturing system - Google Patents

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KR20010024167A
KR20010024167A KR1020007002936A KR20007002936A KR20010024167A KR 20010024167 A KR20010024167 A KR 20010024167A KR 1020007002936 A KR1020007002936 A KR 1020007002936A KR 20007002936 A KR20007002936 A KR 20007002936A KR 20010024167 A KR20010024167 A KR 20010024167A
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다케모리사토시
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가나이 쓰도무
가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은 마이크로파 도파관을 사용하는 각종 플라즈마원의 고속클리닝을 가능하게 함은 물론, 마이크로파의 누설량이 적고, 또한 마이크로파의 전송을 저해하지 않는 절연도파관을 얻는 것을 목적으로 하며, 적어도 2개의 도파관이 절연을 거쳐 끼워맞춤 구조로 결합되어 있는 것, 또 도파관에 마이크로파의 정재파를 형성하는 도파로을 설치하고, 상기 도파로중의 단락단으로부터 마이크로파의 도파로중의 파장의 1/4의 홀수배의 위치에 적어도 2개의 도파관의 절연을 거쳐 결합부가 위치하는 것, 또한 도파관에 마이크로파의 정재파를 형성하는 도파로을 설치하고, 상기 도파로의 길이를 마이크로파의 상기 도파로중의 파장의 1/2의 정수배로 설정하며, 또 상기 도파로중의 단락단으로부터 마이크로파의 도파로중의 파장의 1/4의 홀수배의 위치에 적어도 2개의 도파관의 절연을 거친 결합부가 위치하도록 한 것을 특징으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to enable high-speed cleaning of various plasma sources using microwave waveguides, as well as to obtain an insulated waveguide having a low leakage amount of microwaves and not inhibiting the transmission of microwaves. A waveguide that is coupled in a fitting structure via a fitting structure and that forms a standing wave of microwaves in the waveguide, and at least two positions at odd multiples of 1/4 of the wavelength in the waveguide of the microwave from the short end of the waveguide The coupling portion is positioned after the waveguide is insulated, and a waveguide is formed in the waveguide to form a standing wave of the microwave, and the length of the waveguide is set to an integer multiple of 1/2 of the wavelength of the waveguide, and the waveguide is It is applied to the position of an odd multiple of 1/4 of the wavelength in the waveguide of the microwave from the short end of Also it characterized in that a second portion to be positioned via the insulating coupling of the two waveguides.

Description

절연도파관 및 반도체제조장치{INSULATED WAVEGUIDE AND SEMICONDUCTOR MANUFACTURING SYSTEM}Insulated waveguide and semiconductor manufacturing device {INSULATED WAVEGUIDE AND SEMICONDUCTOR MANUFACTURING SYSTEM}

반도체프로세스에 있어서는 제품의 저가격화나 고신뢰성의 확보를 위하여 고스루풋화, 미세화기술이 필요불가결하다.In the semiconductor process, high throughput and miniaturization techniques are indispensable for cost reduction and high reliability of products.

최근 특히 플라즈마를 사용한 반도체프로세스기술이 주목받고 있으며, 서브-미크론의 에칭이나 각종 박막형성에 응용되어 성과를 올려 왔다. 박막형성기술에 있어서는 고밀도플라즈마 CVD 장치를 사용함으로써 애스펙트비가 높은 배선사이로의 고속매립이 가능하게 된다. 이 고밀도플라즈마 CVD 장치는 가스종을 바꿀 뿐으로 비교적 간단하게 프로세스를 변경하는 것이 가능하고, SiO2막 뿐만아니라 SiOF나 아몰퍼스카본 등의 저유전율의 층간 절연막의 형성이 가능하다.Recently, the semiconductor process technology using plasma has attracted attention, and has been applied to the etching of sub-microns and the formation of various thin films. In thin film formation technology, high-density plasma CVD apparatus enables high-speed filling between wirings with high aspect ratio. This high-density plasma CVD apparatus can change the process relatively simply by changing the gas species, and not only the SiO 2 film but also the formation of low dielectric constant interlayer insulating films such as SiOF and amorphous carbon.

고밀도플라즈마 CVD 장치에 있어서는, 고스루풋화, 저파티클의 실현를 위하여 클리닝기술이 중요한 개발과제이다. 클리닝에는 NF3등의 플루오르계의 가스를 플라즈마화하여 행하여지는 것이 일반적이다.In high-density plasma CVD apparatuses, cleaning technology is an important development task for achieving high throughput and low particles. For cleaning, fluorine-based gas such as NF 3 is generally plasma-ized.

도 5에 고밀도플라즈마 CVD 장치에 있어서의 플라즈마반응실 벽면에 RF(고주파)를 인가하였을 때의 클리닝속도를 나타내는 데, 상기 도면으로부터도 클리닝속도의 향상에는 플라즈마반응실의 벽면에 RF를 인가하는 것이 유효한 수단임을 알 수 있다. 이것은 RF를 인가함으로써 플라즈마반응실의 벽면근방에 플루오르래디컬이나 이온이 생성되었기 때문이며, RF는 동시에 바이어스전위를 증대시켜 생성한 이온을 벽면에 세차게 내려침으로써 클리닝속도를 증대시키고 있다.Fig. 5 shows the cleaning speed when RF (high frequency) is applied to the plasma reaction chamber wall surface of the high density plasma CVD apparatus. From the figure, the application of RF to the wall surface of the plasma reaction chamber improves the cleaning speed. It can be seen that it is a valid means. This is because fluorine radicals and ions are generated in the vicinity of the wall of the plasma reaction chamber by applying RF, and RF increases the cleaning speed by lowering the ions generated by increasing the bias potential to the wall at the same time.

고밀도플라즈마의 일종인 ECR 플라즈마나 표면파 플라즈마 등은 파워원으로서 마이크로파를 사용하고 있다. 이 마이크로파를 전송하기 위하여 동축케이블보다 마이크로파의 손실이 적고 전기용량이 큰 도파관이 사용되며, 플라즈마발생용 등의 고출력마이크로파의 전송에 이용되고 있다.ECR plasma, surface wave plasma, and the like, which are a kind of high-density plasma, use microwave as a power source. In order to transmit this microwave, a waveguide having a smaller loss of microwave and a larger capacitance than a coaxial cable is used, and is used for high power microwave transmission such as plasma generation.

이 도파관은 중공의 도체관으로, 단면형상은 직사각형, 또는 원형이 일반적이며,그 소재는 알루미늄 등의 도체로 이루어져 마이크로파를 발생하는 발진기와 마이크로파를 흡수하는 부하를 전기적으로 접속하고 있다. 도파관에는 직선형상의 것 뿐만 아니라 E 코너, H 코너 등의 코너부나 T 분기 등의 각종 형상의 구성이 있고, 그들을 접속하여 마이크로파를 부하로 전송하고 있다.This waveguide is a hollow conductor tube, and its cross-sectional shape is generally rectangular or circular, and its material is made of a conductor such as aluminum to electrically connect an oscillator that generates microwaves and a load that absorbs microwaves. The waveguide has not only a straight shape but also a configuration of various shapes such as corner portions such as E corners and H corners, T branches, etc., which are connected to each other to transmit microwaves to a load.

이들 각종 도파관구성물의 접속은 JlS 규격에 규정되어 있는 플랜지 등을 사용하는 것이 일반적이다. 도파관의 접속에 있어서의 과제는 마이크로파의 누설을 아주 작게 하는 것 및 마이크로파의 전송을 저해하지 않는 것에 있다.It is common to use a flange or the like specified in the JlS standard for connecting these various waveguide components. The problems in connecting the waveguides are to minimize the leakage of microwaves and not to inhibit the transmission of the microwaves.

상기 과제를 해결하는 구조의 하나로서 초크플랜지가 알려져 있다. 이 초크플랜지의 일반적인 구조를 도 4에 나타낸다. 도 4에 나타내는 바와 같이 초크플랜지는 한쪽의 도파관(2a)의 바깥쪽에 L 자형의 도파로(3a)를 설치하여 2개의 도파관 (1a, 2a)을 접합하여 구성되어 있다. L 자형의 도파로(3a)중 도파관에 수직한 도파로와 평행한 도파로의 길이는 각각 마이크로파 파장의 1/4정도이며, 이 도파관접합부에 절연물을 삽입하는 것이 가능하기 때문에 종래 도파관의 절연에는 이 초크플랜지가 일반적으로 사용되고 있다.A choke flange is known as one of the structures which solve the said subject. The general structure of this choke flange is shown in FIG. As shown in Fig. 4, the choke flange is formed by attaching two waveguides 1a and 2a by providing an L-shaped waveguide 3a on the outside of one waveguide 2a. In the L-shaped waveguide 3a, the length of the waveguide parallel to the waveguide perpendicular to the waveguide is about one quarter of the microwave wavelength, and since the insulation can be inserted into the waveguide junction, this choke flange is used for insulation of the conventional waveguide. Is generally used.

그런데 상기한 바와 같이 마이크로파를 전송하는 도파관은 알루미늄등으로 되어 있어 발진기와 부하는 전기적으로 접속되기 때문에, 도파관이 접합되어 있는 부하측에 전기적인 작용을 가하지 못한다. 즉 마이크로파를 사용하는 고밀도플라즈마에서는 도파관이 설치되어 있는 플라즈마반응실의 벽면에 RF를 인가할 수 없기 때문에 플라즈마반응실 벽면의 클리닝을 행할 수 없게 된다.However, as described above, the waveguide for transmitting microwaves is made of aluminum or the like, so that the oscillator and the load are electrically connected to each other, so that no electric action is applied to the load side to which the waveguide is joined. In other words, in the high-density plasma using microwaves, RF cannot be applied to the wall of the plasma reaction chamber in which the waveguide is installed, so that the wall of the plasma reaction chamber cannot be cleaned.

또 초크플랜지의 도파관접합부에 절연물을 삽입하여 절연하는 것은 가능하나, 초크플랜지는 도파관에 수직방향 및 평행방향으로 마이크로파 파장의 1/4정도길이의 도파로를 필요로 하여 치수의 증대를 피할 수 없다. 특히 반도체제조장치는 크린룸에서의 사용이 필수이며, 장치의 소형화가 저비용과 함께 중요한 과제이다.It is also possible to insulate the insulation by inserting an insulator in the waveguide junction of the choke flange, but the choke flange requires a waveguide having a length of about 1/4 of the microwave wavelength in the vertical and parallel directions to the waveguide, so that the increase in dimensions cannot be avoided. In particular, the semiconductor manufacturing apparatus is essential to use in a clean room, and the miniaturization of the apparatus is an important problem with low cost.

또한 마이크로파를 통과시키는 도파관의 접속에 관해서는 일본국 실개소63-131401호 공보, 마이크로파의 누설방지구조에 관해서는 일본국 실개소62-126831호 공보에 개시되어 있다.In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-131401 discloses a connection of a waveguide through which microwaves pass, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-126831 discloses a microwave leakage preventing structure.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 점은 마이크로파도파관을 사용하는 각종 플라즈마원의 고속클리닝을 가능하게 하는 것은 물론, 마이크로파의 누설량이 적고 또 마이크로파의 전송을 저해하지 않는 절연도파관 및 이 절연도파관을 사용한 반도체제조장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to enable high-speed cleaning of various plasma sources using microwave waveguides, as well as insulation that has a low leakage amount of microwaves and does not inhibit the transmission of microwaves. The present invention provides a waveguide and a semiconductor manufacturing apparatus using the insulated waveguide.

본 발명은 절연도파관 및 반도체제조장치에 관한 것으로 특히, 발신기로부터 발신된 마이크로파를 부하에 전송하는 데 가장 적합한 절연도파관 및 이 절연도파관을 사용한 플라즈마 CVD 장치 등의 반도체제조장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to insulated waveguides and semiconductor manufacturing apparatuses, and more particularly, to an insulated waveguide most suitable for transmitting microwaves transmitted from a transmitter to a load, and a semiconductor manufacturing apparatus such as a plasma CVD apparatus using the insulated waveguide.

도 1은 본 발명의 절연도파관의 일 실시예를 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing an embodiment of an insulated waveguide of the present invention;

도 2는 도 1의 X-X에 따른 단면도,2 is a cross-sectional view taken along line X-X of FIG. 1;

도 3은 절연도파관을 반도체제조장치에 적용하였을 때의 장치구성도,3 is a device configuration diagram when an insulated waveguide is applied to a semiconductor manufacturing apparatus;

도 4는 종래의 도파관을 나타내는 단면도,4 is a cross-sectional view showing a conventional waveguide;

도 5는 플라즈마반응실 벽면에 인가하는 RF 파워와 클리닝속도의 관계를 나타내는 특성도,5 is a characteristic diagram showing a relationship between RF power and a cleaning speed applied to a plasma reaction chamber wall;

도 6은 도파로중 단락단으로부터의 거리와 임피던스의 관계를 나타내는 도,6 is a diagram showing a relationship between a distance from a short-circuit end and an impedance in the waveguide;

도 7은 본 발명의 절연도파관의 다른 실시예를 나타내는 단면도,7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the insulated waveguide of the present invention;

도 8은 본 발명의 절연도파관의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도,8 is a cross-sectional view showing yet another embodiment of the insulated waveguide of the present invention;

도 9는 본 발명의 일 실시예의 절연도파관 주위의 위치에서 측정한 마이크로파누설량을 나타내는 특성도,9 is a characteristic diagram showing the amount of microwave leakage measured at a position around an insulated waveguide according to an embodiment of the present invention;

도 10은 본 발명의 절연도파관의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도,10 is a cross-sectional view showing yet another embodiment of the insulated waveguide of the present invention;

도 11은 본 발명의 절연도파관을 사용한 플라즈마 CVD 장치의 일 실시예를 나타내는 단면도,11 is a cross-sectional view showing an embodiment of a plasma CVD apparatus using the insulated waveguide of the present invention;

도 12는 도 1에 나타낸 절연도파관의 A점을 단락조건에 모의한 체계를 나타내는 개략구성도,12 is a schematic configuration diagram showing a system in which point A of the insulated waveguide shown in FIG. 1 is simulated in a short circuit condition;

도 13은 도 12의 체계로 시뮬레이션을 행하여 도파로가 도파관의 마이크로파의 전송에 주는 영향을 검토한 도파로의 AC 간 거리를 파장(λ)으로 규격화한 값과 반사계수의 관계를 나타내는 특성도,FIG. 13 is a characteristic diagram showing the relationship between the reflection coefficient and the value of normalizing the distance between ACs of a waveguide in which the waveguide influences the microwave transmission of the waveguide by simulating in the system of FIG.

도 14는 도 1에 나타낸 절연도파관의 B점을 개방조건으로 모의한 체계를 나타내는 개략구성도,14 is a schematic configuration diagram showing a system simulating the point B of the insulated waveguide shown in FIG. 1 under an open condition;

도 15는 도 14의 체계로 시뮬레이션을 행하여 도파로에 있어서의 누설율을 검토한 도파로의 BC 간 거리를 파장(λ)으로 규격화한 값과 마이크로파 누설율의 관계를 나타내는 특성도이다.FIG. 15 is a characteristic diagram showing the relationship between the microwave leakage rate and the value obtained by standardizing the distance between BCs of the waveguide in which the leakage rate in the waveguide is examined in the system shown in FIG. 14.

본 발명의 절연도파관은 상기 목적을 달성하기 위하여 적어도 2개의 도파관이 절연을 거쳐 끼워맞춤 구조로 결합되어 있을 것, 또 도파관에 마이크로파의 정재파를 형성하는 도파로을 설치하고, 상기 도파로중의 단락단으로부터 마이크로파의 도파로중 파장의 1/4의 홀수배의 위치에 적어도 2개의 도파관의 절연을 거쳐 결합부가 위치하는 것, 또는 도파관에 마이크로파의 정재파를 형성하는 도파로를 설치하고 상기 도파로의 길이를 마이크로파의 상기 도파로중 파장의 1/2의 정수배로 설정하고, 또 상기 도파로중 단락단으로부터 마이크로파의 도파로중 파장의 1/4의 홀수배의 위치에 적어도 2개의 도파관의 절연을 거쳐 결합부가 위치하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the insulated waveguide of the present invention has at least two waveguides coupled to each other by a fitting structure through insulation, and a waveguide is formed in the waveguide to form a standing wave of microwaves, and the microwaves are shorted from the short end of the waveguide. In which the coupling portion is positioned at an odd multiple of the wavelength of the waveguide through the insulation of at least two waveguides, or a waveguide is formed in the waveguide to form a standing wave of microwaves, and the length of the waveguide is set to the waveguide of the microwave wave. The coupling portion is set at an integer multiple of 1/2 of the medium wavelength, and the coupling portion is positioned at a position of an odd multiple of the wavelength of the waveguide of the microwave from the short end of the waveguide via insulation of at least two waveguides. .

또 본 발명의 반도체제조장치는 상기 목적을 달성하기 위하여 마이크로파를 발생하는 마이크로파발진기와, 상기 마이크로파발진기로부터의 마이크로파를 전송하는 도파관과, 상기 도파관으로부터의 마이크로파에 의하여 플라즈마를 생성하여 각종 프로세스를 실행하는 플라즈마처리장치와, 상기 플라즈마처리장치의 플라즈마반응실의 벽면에 고주파를 인가하는 고주파발진기를 구비하고, 상기 도파관의 일부가 그 도중을 절연하는 절연도파관으로 형성되어 있음과 동시에, 상기 절연도파관이 상기한 바와 같이 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention generates a plasma by using a microwave oscillator for generating microwaves, a waveguide for transmitting microwaves from the microwave oscillator, and microwaves from the waveguide to execute various processes. And a high frequency oscillator for applying a high frequency to the wall surface of the plasma reaction chamber of the plasma processing apparatus, wherein a part of the waveguide is formed of an insulated waveguide that insulates the middle thereof. It is characterized by being configured as described above.

본 발명에서는 적어도 2개의 도파관이 절연을 거쳐 결합되어 있기 때문에 각종 플라즈마원의 고속클리닝이 가능해지고, 또한 그들이 끼워맞춤 구조로 결합되어 있기 때문에 마이크로파의 누설이 적으며, 또 마이크로파의 전송을 저해하지 않는 절연도파관를 얻을 수 있다.In the present invention, since at least two waveguides are coupled through insulation, high-speed cleaning of various plasma sources is possible, and since they are coupled in a fitting structure, the leakage of microwaves is small and the transmission of microwaves is not impeded. Insulated waveguides can be obtained.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면에 의거하여 설명한다. 본 발명은 각종 반도체제조장치, 예를 들어 플라즈마 CVD장치, 에칭장치 등에 적용가능하나, 본 실시예는 플라즈마 CVD 장치를 예로 들어 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Although the present invention is applicable to various semiconductor manufacturing apparatuses, for example, plasma CVD apparatuses, etching apparatuses, and the like, the present embodiment will be described taking plasma CVD apparatuses as an example.

도 3에 플라즈마 CVD 장치의 장치구성을 나타낸다. 상기 도면에 나타내는 바와 같이 본 구성은 마이크로파를 발생하는 마이크로파발진기(11), 반사파를 흡수하는 아이솔레이터(10), 입사 및 반사마이크로파 파워를 계측하는 검파기(9), 부하의 임피던스에 정합을 취하는 정합기(8), 도파관을 절연하는 절연도파관(5), 플라즈마를 발생하여 각종 프로세스를 실행하는 플라즈마반응실(6), 플라즈마반응실(6)의 벽면에 RF를 인가하는 RF 발진기(7)로 구성되어 있다.3 shows the apparatus configuration of the plasma CVD apparatus. As shown in the figure, this configuration includes a microwave oscillator 11 for generating microwaves, an isolator 10 for absorbing reflected waves, a detector 9 for measuring incident and reflected microwave power, and a matcher matching the impedance of the load. (8), an insulating waveguide (5) for insulating waveguides, a plasma reaction chamber (6) for generating plasma and performing various processes, and an RF oscillator (7) for applying RF to the wall surface of the plasma reaction chamber (6). It is.

RF 발진기(7)를 제외한 다른 구성물은 각종 프로세스를 실행하는 플라즈마반응실(6)에 플라즈마원의 파워로서 마이크로파를 도입하기 위한 도파관 구성에, 플라즈마반응실(6)의 벽면을 고속으로 드라이클리닝하기 위한 RF를 인가할 목적으로 절연도파관(5)을 설치한 것이다.Other components except the RF oscillator 7 dry the wall surface of the plasma reaction chamber 6 at a high speed in a waveguide configuration for introducing microwaves as power of a plasma source into the plasma reaction chamber 6 for performing various processes. The insulated waveguide 5 is installed for the purpose of applying RF for the same.

이 절연도파관(5)을 설치한 플라즈마반응실(6)의 상세를 도 11에 나타낸다. 상기 도면에 있어서, 6은 플라즈마가 대략 원통형상으로 형성되는 플라즈마반응실이며, 이 플라즈마반응실(6)은 측벽(21), 천정판(22), 도파부(23a, 23b), 가스도입구(27a, 27b), 절연판(26)으로 구성되어 있다. 측벽(21)에는 마이크로파도입용 도파부(23a, 23b)가 일체로 형성되고, 이 도파부(23a, 23b)에는 절연도파관(5)이 접속되어 있으며, 양자의 경계부에는 마이크로파는 통과되고 진공은 밀봉되는 석영창 (28)이 설치된다. 또 플라즈마반응실(6)에는 천정판(22)과 대향하는 위치에 기판(도시 생략)을 유지하는 기판전극(24)이 설치되고, 도파부(23a, 23b)는 기판의 면과 대략 평행하게 마이크로파가 플라즈마반응실(6)내로 도입되도록 설치되어 있다. 또한 플라즈마반응실(6)은 절연판(26)을 거쳐 베이스플레이트(30)의 위에 설치되어베이스플레이트(30)의 아래쪽에 설치된 진공배기장치(29)에 의하여 진공배기되는 구조로 되어 있다.The detail of the plasma reaction chamber 6 in which this insulated waveguide 5 was provided is shown in FIG. In the figure, 6 denotes a plasma reaction chamber in which a plasma is formed in a substantially cylindrical shape, and the plasma reaction chamber 6 includes side walls 21, a ceiling plate 22, waveguides 23a and 23b, and a gas introduction port. It consists of 27a and 27b and the insulating plate 26. As shown in FIG. The waveguides 23a and 23b for microwave introduction are integrally formed on the side wall 21, and the insulated waveguides 5 are connected to the waveguides 23a and 23b. The quartz window 28 to be sealed is installed. In the plasma reaction chamber 6, a substrate electrode 24 for holding a substrate (not shown) is provided at a position opposite to the ceiling plate 22, and the waveguides 23a and 23b are substantially parallel to the surface of the substrate. Microwaves are provided to be introduced into the plasma reaction chamber 6. In addition, the plasma reaction chamber 6 is provided on the base plate 30 via the insulating plate 26 and is evacuated by the vacuum exhaust device 29 provided below the base plate 30.

측벽(21)은 절연물(26)을 거쳐 베이스플레이트(30)로부터 전기적으로 절연되어 있으며, 또 천정판(22)과 기판전극(24)은 기준전위로 되어 있는 베이스플레이트 (30)로부터 전기적으로 절연되어 있다. 천정판(22)과 기판전극(24)에는 각각 매칭박스(72a, 72b)를 거쳐 예를 들어 주파수 13.56Mhz의 고주파전압을 인가하는 고주파전원(71a, 71b)에 접속되어 있다. 천정판(22)은, 제 1 변환스위치(73a)를 거쳐 고주파전원(71a)에 접속 또는 접지된다. 측벽(21)은 제 2 변환스위치(73b)를 거쳐 고주파전원(71a)에 접속 또는 접지된다. 제 1 변환스위치(73a) 및 제 2 변환스위치(73b)는 콘트롤러(74)에 의하여 프로세스처리 또는 클리닝을 행할 때 변환된다. 프로세스처리 또는 클리닝에 있어서의 원료가스는 측벽(21)에 설치된 가스도입구 (27a, 27b)로부터 플라즈마반응실(6)속으로 도입된다.The side wall 21 is electrically insulated from the base plate 30 via the insulator 26, and the ceiling plate 22 and the substrate electrode 24 are electrically insulated from the base plate 30 at the reference potential. It is. The ceiling plate 22 and the substrate electrode 24 are connected to the high frequency power supplies 71a and 71b through which matching boxes 72a and 72b are applied, for example, to apply a high frequency voltage having a frequency of 13.56 MHz. The ceiling plate 22 is connected or grounded to the high frequency power supply 71a via the first conversion switch 73a. The side wall 21 is connected or grounded to the high frequency power supply 71a via the second conversion switch 73b. The first changeover switch 73a and the second changeover switch 73b are converted by the controller 74 when performing process processing or cleaning. The raw material gas in the process treatment or cleaning is introduced into the plasma reaction chamber 6 from the gas introduction ports 27a and 27b provided in the side wall 21.

원판형상의 천정판(22)의 위에는 커스프자장을 형성하기 위하여 순차로 극성을 바꾸어 동심원형상으로 영구자석(25)이 배치되어 있다. 한편 플라즈마반응실 (6)의 측벽(21)의 주위에도 서로 극성을 바꾸어 커스프자장을 형성하기 위한 복수의 영구자석(25)이 구비되어 있다. 플라즈마반응실(6)과 베이스플레이트(30)의 재질은 알루미늄이며, 도시 생략하였으나 히터나 수냉 등에 의하여 벽온도가 일정하게 되도록 조절되어 있다. 마이크로파의 도파부(23a, 23b)의 내부에는 마이크로파를 통과시키는 유전체(29)가 각각 설치되고, 그 유전체(29)의 플라즈마반응실(6)측의 선단부가 플라즈마반응실(6)의 내면과 대략 일치하도록 설치되어 있다.On the disk-shaped ceiling plate 22, permanent magnets 25 are arranged in concentric circles with polarities sequentially changed to form a cusp magnetic field. On the other hand, a plurality of permanent magnets 25 are formed around the side wall 21 of the plasma reaction chamber 6 to form cusp magnetic fields by changing polarities. The material of the plasma reaction chamber 6 and the base plate 30 is made of aluminum, and although not shown in the drawing, the wall temperature is controlled to be constant by a heater or water cooling. Inside the microwave waveguides 23a and 23b, dielectrics 29 for passing microwaves are provided, respectively, and the front end portion of the dielectric 29 on the plasma reaction chamber 6 side and the inner surface of the plasma reaction chamber 6 are formed. It is installed to match approximately.

다음에 상기한 플라즈마 CVD 장치에 채용되어 있는 절연도파관(5)에 관하여 도 1 및 도 2를 사용하여 설명한다.Next, the insulated waveguide 5 employed in the above-described plasma CVD apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

상기 도면에 나타내는 바와 같이 절연도파관(5)은 마이크로파발진기(11)측의 도파관(2)과 플라즈마반응실(6)측 도파관(1)으로 이루어지고, 이들은 양자를 전기적으로 분리하는 절연물(4)을 거쳐 끼워맞춤 구조로 결합되어 구성되고, 도파관(1)과 도파관(2) 사이에는 정재파가 생기는 도파로(3)가 설치되어 있다. 이 도파로 (3)는 도파관내의 마이크로파 전송방향에 대하여 수직한 부분과 평행한 부분으로 이루어져 단면이 대략 L 자형상으로 형성되고, 평행한 부분이 수직한 부분 보다 길게 되어 있다. 도파로(3) 및 절연물(4)은 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 방형도파관의 주위를 둘러싸도록 방형으로 형성되어 있다. 절연물(4)은 본 실시예에서는 고주파특성이 좋은 테프론을 사용하고 있으며, 도파관(1)과 도파관(2)을 절연함은 물론 도파관(1)중에 도파관(2)을 고정하기 위한 스페이서의 역할도 다하고 있다.As shown in the drawing, the insulated waveguide 5 is composed of a waveguide 2 on the side of the microwave oscillator 11 and a waveguide 1 on the side of the plasma reaction chamber 6, and these insulators 4 electrically separate the two. The waveguide 3 is configured to be coupled to each other through a fitting structure, and a standing wave is generated between the waveguide 1 and the waveguide 2. This waveguide 3 consists of a portion parallel to the portion perpendicular to the microwave transmission direction in the waveguide, and has a substantially L-shaped cross section, and the parallel portion is longer than the vertical portion. As shown in FIG. 2, the waveguide 3 and the insulator 4 are formed in a rectangular shape so as to surround the rectangular waveguide. The insulator 4 uses Teflon having high frequency characteristics in this embodiment, and insulates the waveguide 1 from the waveguide 2 and also serves as a spacer for fixing the waveguide 2 in the waveguide 1. I'm doing it.

그리고 본 실시예의 절연도파관(5)은 도파로(3)의 길이(AC)가 도파로를 전파하는 마이크로파 파장의 1/2의 정수배로 규정되고, 절연부(B)와 단락단(C)의 길이는 도파로를 전파하는 마이크로파 파장의 1/4의 홀수배로 규정되어 있다.The insulated waveguide 5 of the present embodiment is defined as an integer multiple of 1/2 of the microwave wavelength in which the length AC of the waveguide 3 propagates the waveguide, and the length of the insulation portion B and the short end C is It is defined as an odd multiple of 1/4 of the microwave wavelength propagating through the waveguide.

이하 이에 관하여 설명한다. 먼저, 도파로(3)의 길이(AC)가 도파로를 전파하는 마이크로파 파장의 1/2의 정수배로 규정한 이유에 관하여 설명한다.This will be described below. First, the reason why the length AC of the waveguide 3 is defined as an integer multiple of 1/2 of the microwave wavelength propagating through the waveguide will be described.

도 1에 있어서의 A점을 단락조건으로 하여 도 12와 같이 모의한 체계로 시뮬레이션을 행하고, 도파로가 도파관의 마이크로파의 전송에 주는 영향(도파로가 존재함으로써 도파관중의 마이크로파에 반사를 일으키거나)을 검토하였다. 그 결과를 도 13에 나타낸다. 도 13은 횡축에 도파로의 AC 간 거리를 파장(λ)으로 규격화한 값을 나타내고, 종축은 도파관의 반사계수(1 = 완전반사, 0 = 반사제로)를 나타낸다. 반사계수가 제로이면 마이크로파의 반사가 제로이며, 도파로가 존재하더라도 도파관중의 마이크로파전송에 영향을 주지 않게 되고, 도 13에서 이 조건을 만족하는 것은 AC/λ= 0, 0.5, 1 일 때, 즉 도파로의 길이가 λ/2의 정수배(×0, 1, 2, …)이면 이 조건을 만족함을 알 수 있다.The simulation is performed by the simulation system as shown in FIG. 12 using the point A in FIG. 1 as a short-circuit condition, and the influence of the waveguide on the microwave transmission of the waveguide (when the waveguide is present causes reflection in the microwave in the waveguide). Reviewed. The result is shown in FIG. FIG. 13 shows a value obtained by normalizing the distance between ACs of the waveguide on the horizontal axis with the wavelength lambda, and the vertical axis shows the reflection coefficient of the waveguide (1 = total reflection, 0 = reflector). If the reflection coefficient is zero, the reflection of the microwave is zero, and the presence of the waveguide does not affect the microwave transmission in the waveguide, and satisfying this condition in FIG. 13 is when AC / λ = 0, 0.5, 1, that is, It can be seen that this condition is satisfied if the length of the waveguide is an integer multiple of λ / 2 (× 0, 1, 2, ...).

다음에 절연부(B)와 단락단(C)의 길이는 도파로을 전파하는 마이크로파 파장의 1/4의 홀수배로 규정한 이유에 관하여 설명한다.Next, the reason why the length of the insulation portion B and the short end C is defined as an odd multiple of 1/4 of the microwave wavelength propagating through the waveguide will be explained.

도 1에 있어서의 B점을 개방조건으로 하여 도 14와 같이 모의한 체계로 시뮬레이션을 행하여 도파로에 있어서의 마이크로파의 누설율을 검토하였다. 그 결과를 도 15에 나타낸다. 도 15는 횡축에 도파로의 BC 간 거리를 파장(λ)으로 규격화한 값을 나타내며, 종축은 마이크로파 누설율(누설파워/입력파워)(마이크로파 입력량과의 곱이 실제의 누설량(W))을 나타낸다. 도 15에서도 알 수 있는 바와 같이 BC/λ= 0.25, 0.75, 1.25의 부근, 즉 BC 간 거리가 λ/4의 홀수배(×1, 3, 5, …) 의 부근에서 마이크로파의 누설율이 최소가 됨을 알 수 있다.With the point B in FIG. 1 as an open condition, the simulation was performed by the simulation system as shown in FIG. 14, and the leak rate of the microwave in the waveguide was examined. The result is shown in FIG. Fig. 15 shows a value obtained by standardizing the distance between BCs of the waveguide on the horizontal axis with the wavelength lambda, and the vertical axis shows the microwave leakage rate (leakage power / input power) (the product of the microwave input amount is the actual leakage amount W). As can be seen from FIG. 15, the leakage rate of microwaves is minimal in the vicinity of BC / λ = 0.25, 0.75, 1.25, that is, the distance between BCs is an odd multiple of λ / 4 (× 1, 3, 5, ...). It can be seen that.

또한 도 15에서도 알 수 있는 바와 같이 누설율이 최소가 되는 것은, BC 간 거리가 λ/4의 홀수배의 점만으로 되는 것은 아니고, 어느 허용폭을 가지고 있다. 예를 들어 0.25의 점에서 생각하여 본다.As can be seen from FIG. 15, the minimum leakage rate does not only mean that the distance between BCs is an odd multiple of? / 4, but has a certain allowable width. For example, think about the point of 0.25.

도파관으로부터 반경방향으로 5cm 떨어진 곳의 누설한계치는 5mW/cm2(JIS 규격 C 9250에 의함)이며, 1점으로부터 누설(가장 엄한 조건. 실제로는 절연도파관바깥둘레의 절연면상으로부터 누설)한 경우를 상정하여 반경 5cm의 구면상으로 시산하면,The leakage limit 5 cm away from the waveguide in the radial direction is 5 mW / cm 2 (according to JIS standard C 9250) and leaks from one point (the most severe condition; in fact, from the insulation surface outside the insulation waveguide). Assuming a sphere of 5 cm radius,

P ×α< β×(4 ×π×52) →α< 1OO πβ/PP × α <β × (4 × π × 5 2 ) → α <100OOββ / P

(단, P : 파워(W), α: 누설율, β: 누설한계(W/cm2))(P: power (W), α: leakage rate, β: leakage limit (W / cm 2 ))

P = 1000W, β= 5 mW/cm2라 하면 α< 0.00157이며, 도 15에서 BC간 거리의 허용폭은 0.22λ< BC < 0.263λ로 된다.When P = 1000 W and β = 5 mW / cm 2 , α <0.00157, and the allowable width of the distance between BCs in FIG. 15 is 0.22λ <BC <0.263λ.

본 실시예의 절연도파관의 마이크로파 누설량을 측정한 결과를 도 9에 나타낸다. 도 9에 나타내는 측정결과는 마이크로파의 입사 및 반사파워의 합이 1kW일 때 것으로, 마이크로파가 누설되어 오는 절연물의 노출부로부터 5cm 떨어진 위치에서 누설량을 측정한 것이다. 도 9에서 분명한 바와 같이, 마이크로파 누설량은 1 (mW/cm2)이하이며, JIS 규격 C 925O「전자렌지」의 규정(마이크로파 누설량은 5(mW/cm2)이하인 것)을 만족하고 있다.The result of measuring the microwave leakage amount of the insulated waveguide of a present Example is shown in FIG. The measurement result shown in FIG. 9 is when the sum of the incident and reflected power of the microwave is 1 kW, and the leakage amount is measured at a position 5 cm away from the exposed portion of the insulator from which the microwave leaks. As apparent from FIG. 9, the microwave leakage amount is 1 (mW / cm 2 ) or less, and satisfies the specification (the microwave leakage amount is 5 (mW / cm 2 ) or less) of JIS standard C925O "Microwave".

도 6에 단락된 도파관의 임피던스를 나타내는 데, 상기 도면에서 도파로중의 단락단으로부터 1/4파장의 위치는 개방상태로 있고, 다시 1/4의 위치에서는 단락상태가 되어 단락단으로부터 1/4 파장마다 개방, 단락을 주기적으로 반복함을 알 수 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 방형의 도파관(1, 2) 주위에 도파로(3)을 설치한 경우, 마이크로파의 1/2파장의 정수배의 도파로는 도파관(1, 2)의 벽면부(접합부 A부근)에서 단락상태로 되고 도파관중의 마이크로파전송에 대한 영향이 작고, 도파로(3)에 전파하는 마이크로파의 강도도 도파관내보다도 작아진다. 이는 도파관(1, 2)으로부터 이 도파로(3)를 본 경우, 접합부(A)가 단락상태 즉 도체벽과 동일조건에 있고, 마이크로파는 이 도파로(3)에는 진입하기 어렵게 되기 때문이다.Fig. 6 shows the impedance of the waveguide short-circuited, in which the position of 1/4 wavelength from the short end of the waveguide is in the open state, and again in the 1/4 position, it is in the shorted state and is 1/4 from the short end. It can be seen that the opening and shorting are repeated periodically for each wavelength. As shown in FIG. 7, when the waveguide 3 is provided around the rectangular waveguides 1 and 2, the waveguide of an integer multiple of 1/2 wavelength of microwaves is located near the wall surface of the waveguides 1 and 2 (near the junction A). In the short circuit state, the influence on the microwave transmission in the waveguide is small, and the intensity of the microwaves propagating through the waveguide 3 is also smaller than in the waveguide. This is because when the waveguide 3 is viewed from the waveguides 1 and 2, the junction A is in a short circuit state, i.e., under the same condition as the conductor wall, and the microwave becomes difficult to enter the waveguide 3.

한편 도파관(1, 2)의 접합부(B)를 단락단(C)으로부터 1/4파장의 홀수배의 위치로 하면 접합부(B)는 개방상태로서 마이크로파의 누설량은 작아진다. 접합부(B)가 개폐상태일 때, 도파로(3)의 벽면상을 접합면에 수직하게 흐르는 전류는 작아져 마이크로파의 방사 즉 누설량은 작게 억제되게 된다.On the other hand, when the junction B of the waveguides 1 and 2 is positioned at an odd multiple of 1/4 wavelength from the short-circuit end C, the junction B is open and the amount of leakage of microwaves is small. When the junction part B is in the open / closed state, the current flowing vertically on the wall surface of the waveguide 3 to the junction surface becomes small, so that the radiation of the microwaves, that is, the leakage amount, is reduced.

또 본 실시예에서는 도파관의 절연위치(B)를 직선부에 위치시키는 것에도 의미가 있다. 즉 도 4에 나타낸 바와 같은 일반적으로 사용되고 있는 초크플랜지는, 도파관의 절연부는 코너부에 있기 때문에 마이크로파의 누설율은 0.0033인 데 대하여, 본 실시예의 절연도파관에서는 절연위치(B)가 직선부에 위치하고 있기 때문에 마이크로파의 누설율은 0.00013으로(마이크로파의 누설율은 시뮬레이션결과에 의함), 도파관의 절연위치(B)를 직선부에 위치시킴으로써 마이크로파의 누설을 아주 낮게 억제할 수 있다.In addition, in this embodiment, it is also meaningful to locate the insulation position B of a waveguide in a straight part. In other words, the commonly used choke flange shown in Fig. 4 has a microwave leakage rate of 0.0033 because the insulation portion of the waveguide is at the corner portion, whereas in the insulation waveguide of the present embodiment, the insulation position B is positioned at the straight portion. Therefore, the leak rate of the microwave is 0.00013 (the leak rate of the microwave is based on the simulation result), and the leakage of the microwave can be suppressed very low by placing the insulation position B of the waveguide in the straight portion.

이와 같이 본 실시예로 함으로써 도파로를 도파관에 따른 방향에 설치하고 있기 때문에, 도파관에 수직한 방향의 치수가 매우 작고, 도파관을 플라즈마반응실에 접근시켜 배치하는 것이 가능해지고 도파관을 포함한 플라즈마 CVD 장치 등의 반도체제조장치를 소형화하는 것이 가능해진다. 또 한쪽의 도파관중에 절연물을 거쳐 다른 한쪽의 도파관을 삽입하는 형상(끼워맞춤 구조)으로 되어 때문에, 도파관끼리의 접합을 간단하게 할 수 있다. 즉 일반의 도파관 접합은 마이크로파의 누설을 작게 하기 위하여 플랜지부를 복수개의 너트로 접합할 필요가 있으나, 본 실시예의 구성으로 함으로써 도파관을 고정할 필요가 없고, 도파관의 접합을 끼워맞춤구조로 할 수 있기 때문에 간단해지고, 분리도 매우 간단하게 된다.In this manner, since the waveguide is provided in the direction along the waveguide, the dimension in the direction perpendicular to the waveguide is very small, and the waveguide can be placed close to the plasma reaction chamber, and the plasma CVD apparatus including the waveguide and the like. The semiconductor manufacturing apparatus of the present invention can be miniaturized. Moreover, since it becomes a shape (fitting structure) which inserts another waveguide through an insulator in one waveguide, it can simplify joining of waveguides. That is, in general waveguide bonding, in order to reduce the leakage of microwaves, the flange portion needs to be joined with a plurality of nuts. However, the structure of the present embodiment does not require fixing the waveguide, and the waveguide junction can be fitted into a fitting structure. This makes it simple and very easy to separate.

또 이 성질은 도파로의 형상을 한정하지 않는다. 따라서 도 7의 형상에 구애되지 않고 도 8과 같이 도파관(11, 12)에 대하여 수직방향으로 도파로(13)를 설치하여도 상관없다. 어떠한 형상으로 하더라도 도파로의 길이는 마이크로파의 1/2파장의 정수배로 하고, 접합부를 1/4파장의 홀수배로 하여 접합면을 수직하게 흐르는 전류를 작게 하면 된다.This property does not limit the shape of the waveguide. Therefore, the waveguide 13 may be provided in the vertical direction with respect to the waveguides 11 and 12 as shown in FIG. 8 regardless of the shape of FIG. 7. Whatever the shape, the waveguide length should be an integer multiple of 1/2 wavelength of the microwave, and the junction portion should be an odd multiple of 1/4 wavelength to reduce the current flowing vertically through the junction surface.

도 10에 본 발명의 절연도파관의 다른 실시예를 나타낸다. 상기 도면에 나타내는 실시예는 절연도파관의 도파로로서 플라즈마반응실의 진공 밀봉용 석영창을 사용함으로써 절연도파관을 소형화하여 플라즈마반응실과 일체화한 것이다. 상기 도면에 있어서 석영(14)의 왼쪽은 플라즈마반응실이며, 이 석영(14)은 플라즈마반응실의 진공밀봉의 역할과 절연도파관의 역할을 동시에 다하고 있다. 석영(14) 및 도파관(18)은 절연물(17), 설치지그(15, 16)에 의하여 플라즈마반응실의 벽면(19)에 고정되어 있다.10 shows another embodiment of the insulated waveguide of the present invention. In the embodiment shown in the drawing, the insulating waveguide is miniaturized and integrated with the plasma reaction chamber by using a quartz window for vacuum sealing the plasma reaction chamber as the waveguide of the insulated waveguide. In the figure, the left side of the quartz 14 is a plasma reaction chamber, and this quartz 14 serves both as a vacuum seal and an insulating waveguide in the plasma reaction chamber. The quartz 14 and the waveguide 18 are fixed to the wall surface 19 of the plasma reaction chamber by the insulator 17 and the mounting jig 15, 16.

이와 같이 도파로에 석영 등의 유전체를 채우더라도 도파로의 길이(AC) 및 단락단으로부터 도파관 접속부까지의 거리(BC)의 법칙은 변하지 않는다. 즉 도파로의 길이(AC)는 도파로중의 마이크로파 파장의 1/2의 정수배이며, 단락단으로부터 도파관 접속부까지의 거리(BC)는 도파로중의 마이크로파 파장의 1/4의 홀수배로 하면 좋다. 석영 등 유전체중의 파장은 유전체의 비유전률의 1/2승에 반비례하여 짧아지기 때문에, 도파로을 석영 등의 유전체로 채우면 그 치수를 작게 할 수 있다.Thus, even if the waveguide is filled with a dielectric such as quartz, the law of the length AC of the waveguide and the distance BC from the short end to the waveguide connection portion does not change. That is, the length AC of the waveguide is an integer multiple of 1/2 of the microwave wavelength in the waveguide, and the distance BC from the short end to the waveguide connection portion may be an odd multiple of 1/4 of the microwave wavelength in the waveguide. Since the wavelength in a dielectric such as quartz is shortened in inverse proportion to the half power of the dielectric constant of the dielectric, when the waveguide is filled with a dielectric such as quartz, its size can be reduced.

상기한 각 실시예에 있어서는 도파관을 방형으로 하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니며 도파관은 원형이어도 좋고 동축이어도 좋다. 또 도파관의 고정방법도 도 1에 나타낸 바와 같은 도파관(2)속으로 도파관(1)을 삽입하는 고정 이외에 절연볼트로 고정하여도 좋고, 도파관(2)이 도파관(1)속으로 삽입되는 구조이어도 좋다. 또한 절연물의 구조도 도 1 및 도 10에 한정되지 않는다. 도파관이나 설치지그의 구조에 맞추어 변경가능하며 절연물없이 도파관(1 과 2)사이에 공간을 설치하여도 좋음은 물론이다.In each of the above embodiments, the waveguide is square, but the waveguide is not limited thereto, and the waveguide may be circular or coaxial. In addition, the fixing method of the waveguide may also be fixed by an insulating bolt in addition to the fixing of the waveguide 1 into the waveguide 2 as shown in FIG. 1, and the waveguide 2 may be inserted into the waveguide 1. good. In addition, the structure of the insulator is not limited to FIGS. 1 and 10. It can be changed according to the structure of the waveguide or the mounting jig, and a space can be provided between the waveguides 1 and 2 without any insulation.

이상 설명한 본 발명에 의하면, 적어도 2개의 도파관이 절연을 거쳐 끼워맞춤 구조로 결합되어 있을 것, 또 도파관에 마이크로파의 정재파를 형성하는 도파로을 설치하고, 상기 도파로중의 단락단으로부터 마이크로파의 도파로중의 파장의 1/4의 홀수배의 위치에 적어도 2개의 도파관의 절연을 거쳐 결합부가 위치하는 것, 또한 도파관에 마이크로파의 정재파를 형성하는 도파로을 설치하고, 상기 도파로의 길이를 마이크로파의 상기 도파로중의 파장의 1/2의 정수배로 설정하고, 또 상기 도파로중의 단락단으로부터 마이크로파의 도파로중의 파장의 1/4의 홀수배의 위치에 적어도 2개의 도파관의 절연을 거쳐 결합부가 위치하도록 절연도파관 및 마이크로파를 발생하는 마이크로파발진기와, 상기 마이크로파발진기로부터의 마이크로파를 전송하는 도파관과, 상기 도파관으로부터의 마이크로파에 의하여 플라즈마를 생성하여 각종 프로세스를 실행하는 플라즈마처리장치와, 상기 플라즈마처리장치의 플라즈마반응실의 벽면에 고주파를 인가하는 고주파발진기를 구비하고, 상기 도파관의 일부가 그 도중을 절연하는 절연도파관으로 형성되어 있음과 동시에, 상기 절연도파관이 상기한 바와 같이 구성되어 있기 때문에 마이크로파 도파관을 사용하는 각종 플라즈마원의 고속클리닝을 가능하게 함은 물론, 마이크로파의 누설량이 적고, 또 마이크로파의 전송을 저해하지 않는 절연도파관 및 그것을 사용한 반도체제조장치를 얻을 수 있다.According to the present invention described above, at least two waveguides are coupled in a fitting structure via insulation, and a waveguide for forming a standing wave of microwaves is provided in the waveguide, and the wavelength in the waveguide of the microwave from the short end of the waveguide. The coupling portion is positioned at an odd multiple of 1/4 of the position via insulation of at least two waveguides, and a waveguide is formed in the waveguide to form a standing wave of the microwave, and the length of the waveguide is determined by the wavelength of the waveguide in the waveguide. The insulated waveguide and the microwave are set so that the coupling part is positioned at an integer multiple of 1/2 and the coupling portion is positioned at an odd multiple of the wavelength in the waveguide of the microwave from the short end of the waveguide. Microwave oscillator which generate | occur | produces and waveguide which transmits the microwave from the said microwave oscillator And a plasma processing apparatus for generating plasma by microwaves from the waveguide and performing various processes, and a high frequency oscillator for applying high frequency to the wall surface of the plasma reaction chamber of the plasma processing apparatus, and a part of the waveguide is It is formed of an insulated waveguide that insulates the way, and because the insulated waveguide is configured as described above, it enables high-speed cleaning of various plasma sources using microwave waveguides, as well as a small amount of microwave leakage. An insulated waveguide which does not inhibit the transmission of microwaves and a semiconductor manufacturing apparatus using the same can be obtained.

Claims (11)

적어도 2개의 도파관이 절연을 거쳐 결합되어 형성되고, 발신기로부터의 마이크로파를 부하에 전송하는 절연도파관에 있어서,In an insulated waveguide, at least two waveguides are formed by coupling through insulation, and transmitting microwaves from a transmitter to a load, 상기 적어도 2개의 도파관은 절연을 거쳐 끼워맞춤 구조로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 절연도파관.Wherein said at least two waveguides are coupled in a fitting structure via insulation. 적어도 2개의 도파관이 절연을 거쳐 결합되어 형성되고, 발신기로부터의 마이크로파를 부하에 전송하는 절연도파관에 있어서,In an insulated waveguide, at least two waveguides are formed by coupling through insulation, and transmitting microwaves from a transmitter to a load, 상기 도파관에 마이크로파의 정재파를 형성하는 도파로을 설치하고, 상기 도파로중의 단락단으로부터 마이크로파의 도파로중의 파장의 1/4의 홀수배의 위치에 적어도 2개의 도파관의 절연을 거친 결합부가 위치하는 것을 특징으로 하는 절연도파관.A waveguide that forms a standing wave of microwaves in the waveguide, and a coupling portion insulated by at least two waveguides is located at a position of an odd multiple of the wavelength in the waveguide of the microwave from the short end of the waveguide; Insulated waveguides. 적어도 2개의 도파관이 절연을 거쳐 결합되어 형성되고, 발신기로부터의 마이크로파를 부하에 전송하는 절연도파관에 있어서,In an insulated waveguide, at least two waveguides are formed by coupling through insulation, and transmitting microwaves from a transmitter to a load, 상기 도파관에 마이크로파의 정재파를 형성하는 도파로를 설치하고, 상기 도파로의 길이를 마이크로파의 상기 도파로중의 파장의 1/2의 정수배로 설정하며, 또 상기 도파로중의 단락단으로부터 마이크로파의 도파로중의 파장의 1/4의 홀수배의 위치에 적어도 2개의 도파관의 절연을 거친 결합부가 위치하는 것을 특징으로 하는 절연도파관.A waveguide for forming a standing wave of microwaves is provided in the waveguide, and the length of the waveguide is set to an integer multiple of 1/2 of the wavelength in the waveguide of the microwave, and the wavelength in the waveguide of the microwave from the short end of the waveguide. An insulated waveguide, characterized in that the coupling portion, which has undergone insulation of at least two waveguides, is positioned at an odd number of times multiple of. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 한쪽의 도파관중에 절연물을 배치하고, 또 상기 절연물속으로 다른 한쪽의 도파관을 삽입하여 양자를 끼워맞춤 구조로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 절연도파관.An insulated waveguide is disposed in the one waveguide, and the other waveguide is inserted into the insulator, and the insulated waveguide is coupled in a fitting structure. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 도파로는 상기 도파관을 따라 설치되는 것을 특징으로 하는 절연도파관.The waveguide is insulated waveguide, characterized in that installed along the waveguide. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 도파로는 상기 도파관에 대하여 수직방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 절연도파관.The waveguide is insulated waveguide, characterized in that installed in the vertical direction with respect to the waveguide. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 도파로는 상기 도파관내의 마이크로파 전송방향에 대하여 수직한 부분과 평행한 부분으로 이루어져 단면이 대략 L 자형상으로 형성되고, 또 평행한 부분이 수직한 부분보다 길게 되어 있는 것을 특징으로 하는 절연도파관.And wherein the waveguide comprises a portion parallel to a portion perpendicular to the microwave transmission direction in the waveguide, the cross section being substantially L-shaped, and the parallel portion being longer than the vertical portion. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 도파관끼리가 결합되어 있는 절연부가 도파관의 직선부에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 절연도파관.An insulated waveguide, wherein the insulated portion, to which the waveguides are coupled, is positioned in a straight portion of the waveguide. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 도파로내에 유전체를 배치한 것을 특징으로 하는 절연도파관.An insulated waveguide, wherein a dielectric is disposed in the waveguide. 마이크로파를 발생하는 마이크로파 발진기와, 상기 마이크로파 발진기로부터의 마이크로파를 전송하는 도파관과, 상기 도파관으로부터의 마이크로파에 의하여 플라즈마를 생성하여 각종 프로세스를 실행하는 플라즈마처리장치와, 상기 플라즈마처리장치의 플라즈마반응실의 벽면에 고주파를 인가하는 고주파발진기를 구비한 반도체제조장치에 있어서,A microwave oscillator for generating microwaves, a waveguide for transmitting microwaves from the microwave oscillator, a plasma processing apparatus for generating plasma by microwaves from the waveguide, and performing various processes, and a plasma reaction chamber of the plasma processing apparatus. In the semiconductor manufacturing apparatus provided with the high frequency oscillator which applies a high frequency to a wall surface, 상기 도파관의 일부가 그 도중을 절연하는 절연도파관으로 형성되어 있는 동시에 상기 절연도파관은 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 기재된 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.A semiconductor manufacturing apparatus, wherein a part of the waveguide is formed of an insulated waveguide that insulates the middle thereof, and the insulated waveguide has the structure according to any one of claims 1 to 3. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 플라즈마처리장치는 내부에 플라즈마를 생성하는 플라즈마반응실과, 상기 플라즈마반응실에 연결되어 플라즈마를 생성하기 위한 마이크로파를 도입하는 도파부와, 상기 도파부내에 배치되어 상기 마이크로파는 투과하고 플라즈마반응실의 진공은 유지하는 유전체와, 상기 도파부의 바깥둘레를 둘러싸며, 또 상기 도파부와 상기 플라즈마반응실내의 적어도 일부로, 상기 마이크로파에 대한 전자사이크로트론공명자장을 형성하는 제 1 영구자석과, 상기 플라즈마반응실의 주위에 서로 극성을 바꾸어 복수배치된 제 2 영구자석과, 상기 플라즈마반응실내에 생성된 플라즈마를 면하여 배치되고, 그 플라즈마에 의하여 처리되는 피처리물을 유지하는 기판전극과, 플라즈마반응실의 일부분을 형성하는 천정판부분 또는 측벽부분에 대하여 복수의 전력공급계를 선택적으로 접속가능한 전력공급수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.The plasma processing apparatus includes a plasma reaction chamber for generating plasma therein, a waveguide part connected to the plasma reaction chamber to introduce microwaves for generating plasma, and disposed in the waveguide to transmit the microwaves, A first permanent magnet which surrounds an outer circumference of the waveguide portion and surrounds the outer circumference of the waveguide portion and forms an electron cyclotron resonance field for the microwave at least in the waveguide portion and the plasma reaction chamber, and the plasma A second permanent magnet arranged in a plurality of polarities with a different polarity around the reaction chamber, a substrate electrode disposed to face the plasma generated in the plasma reaction chamber, and holding the object to be processed by the plasma; A plurality of electric poles with respect to the ceiling plate part or the side wall part forming part of the seal A semiconductor manufacturing apparatus comprising a power supply means selectively connectable to the supply system.
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