プラズマ処理装置
【課題】マイクロ波を用いたプラズマ処理装置において、プラズマ処理の均一性を向上する。
【解決手段】リング状空洞共振器２０４を用いたプラズマ処理装置において、処理室の中心軸と同心に設置されたプラズマ発生用電磁波導入経路を有し、電磁波を複数の出力ポートに分配する分岐回路の出力ポートに接続され、プラズマ発生用電磁波の導入経路と同心に設置されたリング状空洞共振器２０４を備え、プラズマ発生用電磁波導入経路が円形導波管２０１により構成され、分岐回路が、該処理室の中心軸に対して均等な角度で配置された複数の導波路で構成され、円形導波管２０１に円偏波の発生機構６０２を備えて、共振器内部に進行波を励振する。
【解決手段】リング状空洞共振器２０４を用いたプラズマ処理装置において、処理室の中心軸と同心に設置されたプラズマ発生用電磁波導入経路を有し、電磁波を複数の出力ポートに分配する分岐回路の出力ポートに接続され、プラズマ発生用電磁波の導入経路と同心に設置されたリング状空洞共振器２０４を備え、プラズマ発生用電磁波導入経路が円形導波管２０１により構成され、分岐回路が、該処理室の中心軸に対して均等な角度で配置された複数の導波路で構成され、円形導波管２０１に円偏波の発生機構６０２を備えて、共振器内部に進行波を励振する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体メモリやロジックＬＳＩ等の半導体装置の製造に用いられる基板は、生産性向上等のために大径化する傾向にあり、最先端の半導体メモリ等の半導体装置では直径３００ｍｍのシリコン基板を用いることが主流となっている。さらに直径４５０ｍｍと巨大なシリコン基板が必要との意見もあり、基板大径化の傾向は続くと考えられる。これらの半導体装置の製造工程でプラズマ処理装置が用いられるが、被処理基板上に均一なプラズマ処理を施す必要があり、被処理基板の大径化に伴う技術的な難易度は増す傾向にある。
【０００３】
被処理基板上で均一なプラズマ処理を施すには、当然ながら被処理基板付近でのプラズマの密度や温度などのプラズマ特性の分布が重要であり、プラズマ分布をプラズマ処理均一化の観点から最適化する技術が重要となっている。
【０００４】
マイクロ波電力によりプラズマを発生させるプラズマ処理装置は、低圧力下でも高密度のプラズマを生成できる、静磁界との併用でプラズマの分布を静磁界分布調整で容易に制御できる等の特徴を持ち、前記半導体装置の製造等に広く用いられている。前述の基板大径化の傾向に対応してマイクロ波プラズマ処理装置においても、プラズマ分布の制御が重要である。
【０００５】
しかし、マイクロ波は波長が数ｃｍから十数ｃｍ程度と短く波長と同等オーダーの寸法でマイクロ波の分布が変わりやすい。そのため広い範囲で均一なプラズマ処理を得るべくマイクロ波の分布を最適化することが困難となる傾向にある。マイクロ波を用いてプラズマを発生させるプラズマ源については、例えば、下記の従来技術がある。
【０００６】
特許文献１ではプラズマ発生用のマイクロ波を処理室内に放射するため、方形導波管をリング状に配置した空洞共振器を用いた例が開示されている。該空洞共振器のプラズマ処理室側にはスロットアンテナが配置され、プラズマ処理室に効率よくマイクロ波電力を放射してプラズマを発生させることが出来る。リング状の空洞共振器を励振するために方形導波管を接続してマイクロ波を供給する構造としている。
【０００７】
また、特許文献２では、特許文献１におけるリング状空洞共振器を励振するために同軸線路をリング状空洞共振器と同軸に配置することで空洞共振器内電磁界の偏りを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−２７０３８６号公報
【特許文献２】特開２００７−３５４１１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】中島将光著、マイクロ波工学、森北出版
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１、２において、リング状空洞共振器内の電磁界は定在波を形成する。図１０にリング状空洞共振器内の電界強度分布の一例を示す。電界の高い部分を濃い色、低い部分を薄い色で示す。図１０の例では、電界の定在波が形成され、８箇所の電界強度の強い腹部、電界強度の弱い節部がある。これらの腹節の位置は固定されており、プラズマ処理室内にも空洞共振器内の電界強度腹節に対応した電界強度の強弱が発生する場合があることがわかった。
【００１１】
そのため、処理室内に発生するプラズマも不均一となる場合がある。この不均一により真空処理室を気密に保持しつつマイクロ波を透過させる誘電体窓部のプラズマによる削れが局所的に大きくなる、被処理基板に施すプラズマ処理の均一性に悪影響を与える、等の不具合が生じる場合があることがわかった。
【００１２】
本発明が解決しようとする第１の課題は、リング状空洞共振器内に生ずる定在波に起因する不均一を解決することである。
【００１３】
また、特許文献２において、リング状空洞共振器の励振に同軸線路を用いていたが、高出力のマイクロ波電力を投入する場合に同軸線路が加熱される場合があることがわかった。
【００１４】
本発明が解決しようとする第２の課題は、高出力のマイクロ波電力投入を可能とするように特許文献２を改良したプラズマ処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、第１の課題に対して、円偏波を用いて該リング状空洞共振器内に進行波を励振することで解決できる。
また、本発明は、第２の課題に対して、リング状空洞共振器の励振に同軸線路に代えて、円形導波管と方形導波管からなる構造を用いることで解決できる。
【００１６】
本発明のプラズマ処理装置は、内部が減圧排気される処理室と、前記処理室内に設けられ被処理基板が配置される基板電極と、前記処理室内にプラズマ発生用電磁波によりプラズマを発生させるプラズマ発生装置と、前記処理室内に処理ガスを供給する供給系と、前記処理室内を排気するための真空排気系とを有するプラズマ処理装置であって、前記処理室の中心軸と同心に設置されたプラズマ発生用電磁波導入経路を有し、該電磁波を複数の出力ポートに分配する分岐回路と、該分岐回路の出力ポートに接続され、前記プラズマ発生用電磁波の導入経路と同心に設置されたリング状空洞共振器を備え、前記プラズマ発生用電磁波導入経路が円形導波管により構成されたことを特徴とする。
【００１７】
本発明のプラズマ処理装置は、更に、該分岐回路が、該処理室の中心軸に対して均等な角度で配置された複数の導波路で構成されたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明のプラズマ処理装置は、更に、該円形導波管に円偏波の発生機構を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、リング状空洞共振器内に進行波を励振することで、定在波に起因するプラズマ密度の空間的な変動を防止でき、均一なプラズマ処理を可能とする効果がある。同様に誘電体窓のプラズマによる局所的な削れも防止できる。
【００２０】
また、本発明によれば、空洞共振器の励振に円形導波管と方形導波管を主要素とする立体回路系を用いることで、同軸線路を用いた励振系に比べ、マイクロ波電力損失の低減や耐電圧向上による高出力の投入を可能とする効果がある。
【００２１】
その他、従来技術に比べて、プラズマ密度分布の均一化が図れ、被処理基板に施すプラズマ処理の面内均一性が向上する他、マイクロ波導入窓のプラズマ不均一に起因する局所的な消耗を防止することが出来る。
【００２２】
また、高出力のマイクロ波を投入可能となり、最適なプロセス条件を探索する範囲を拡大することができる。またマイクロ波電力の損失も減るためエネルギー消費を減らす効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１はマイクロ波を用いたエッチング装置の構成を説明する概略図である。
【図２】図２はリング状空洞共振器とこれを励振するための方形導波管と円形導波管を示す上面図である。
【図３】図３はリング状空洞共振器とこれを励振するための方形導波管と円形導波管を示す側面図である。
【図４】図４はリング状空洞共振器内と円形導波管内の電界分布を示す説明図である。
【図５】図５はリング状空洞共振器の励振点を説明するための図である。
【図６】図６は本発明を用いたエッチング装置を説明する概略図である。
【図７】図７は円偏波発生器の構造を示す説明図である。
【図８】図８は円矩形変換器を示す上面図である。
【図９】図９は円矩形変換器を示す側面図である。
【図１０】図１０は従来例の空洞共振器と内部の電界強度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図１から図９を用いて、本発明のプラズマ処理装置の実施の形態について説明する。
【００２５】
最初に図１により、例えば、特許文献２に記載されているエッチング装置について簡単に説明する。高周波電源１１７により発生した電磁波が導波管１１９によりアイソレータ１２１、自動整合機１２０を介して同軸導波管変換器１１８で同軸線路１０１に伝送される。高周波電源１１７として発振周波数２．４５ＧＨｚのマグネトロンを用いた。
【００２６】
さらに同軸線路１０１中を電磁波は伝送され、導体１０２と誘電体板１０３からなる分岐回路１１１により複数の短い同軸線路１０４に分岐されてリング状の空洞共振器１０５にもたらされる。リング状の空洞共振器１０５の下部には放射状のスロットアンテナ１０６が設けられ、誘電体窓１０７、シャワープレート１０８を介して処理室１１４に放射される。誘電体窓１０７およびシャワープレート１０８の材質としては石英を用いた。
【００２７】
シャワープレート１０８には誘電体窓１０７とシャワープレート１０８の間の微小な間隙を介して図示しない処理ガスの供給系から供給される処理ガスを処理室１１４内にシャワー状に供給できるように図示しない微小なガス供給孔が多数設けられている。また処理室１１４には図示しない真空排気系が接続され、処理室１１４内を真空排気すると共に、処理室内を処理に適した所定の圧力に保持する働きをもつ。
【００２８】
処理室１１４内には被処理基板１０９を戴置するための基板電極１１０が設置されている。基板電極１１０にはバイアス電源１１５が自動整合機１１６を介して接続され、被処理基板１０９にバイアス電位を与えることができる。バイアス電源１１５の周波数としては４００ｋＨｚのものを用いた。
【００２９】
処理室１１４の周囲には静磁界の発生手段１１２が設けられ、処理室１１４内に静磁界を加えることができる。処理室１１４内に電子サイクロトロン共鳴となる静磁界（周波数２．４５ＧＨｚの場合、０．０８７５テスラ）を発生させることで、高真空域でもプラズマの発生を容易にし、広い圧力範囲でのプラズマ処理を可能にすることができる。また静磁界の分布を調整することで、前記電子サイクロトロン共鳴を起こす位置やプラズマの拡散を制御して、プラズマの分布を調整することができる。
【００３０】
また、リング状の空洞共振器１０５のリングの内側にも静磁界の発生手段１１３が設けられ、静磁界の制御可能な範囲を拡大することができる。
【００３１】
図１に示すプラズマエッチング装置を評価したところ、下記の課題が判明した。
・課題１：高出力投入時に同軸導波管部が発熱する場合がある。
・課題２：空洞共振器内に生じる電界定在波のパターンに対応したエッチング速度の不均一が生じる場合がある。同様にマイクロ波導入窓に上記電界定在波パターンに対応した局所的な削れが起きる場合がある。
【００３２】
課題１に対応して、リング状空洞共振器の励振構造を見直した。同軸導波管を円形導波管に置き換え、さらに分岐回路を、方形導波管を用いて構成する構造を検討した。検討にあたり、同軸線路、円形導波管、方形導波管など公知のマイクロ波伝送線路の特性を非特許文献１により確認した。
【００３３】
通常、導波管を使用する場合は、単一のモードのみが伝搬可能な周波数を用いることが多い。例えば、本実施例で使用する周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波の場合には、ＷＲＪ−２規格の断面が１０９．２ｍｍ×５４．６ｍｍの導波管を用いることが多い。この場合、導波管内のマイクロ波電磁界は方形導波管のＴＥ１０モードと呼ばれる分布のみが伝送され、導波管内の電磁界分布が安定化する効果がある。
【００３４】
一方、複数の伝搬モードが存在する導波管を用いた場合には、導波管内の電磁界は該複数の伝搬モードの重畳となる。各伝搬モードの混合比は例えば負荷のインピーダンスにより変動し、電磁界分布の安定化を図ることが困難となる問題がある。
【００３５】
上記の課題１を解決するために、同軸導波管部を円形導波管に置き換えることにした。同軸導波管の基本モードは中心軸から放射状の電界を持っており、円形導波管のＴＭ０１モードと類似の電磁界分布となることが知られている。そのため、同軸導波管部を円形導波管に置き換えるには、ＴＭ０１モードで動作する円形導波管を用いることが簡単である。
【００３６】
しかし、円形導波管のＴＭ０１モードは高次モードであるため、上述のように最低次のＴＥ１１モードが混入し、電磁界分布の安定性を損なう可能性がある。そこで電磁界分布の安定化を図る観点から、用いる周波数２．４５ＧＨｚ帯で、最低次モードであるＴＥ１１のみが伝搬可能な寸法の円形導波管を用いることにした。
【００３７】
さらに、図１に示す構造では分岐回路は誘電体板と導体板を用いた構造であったが、これを方形導波管で置き換えることで、マイクロ波の損失を低減し、高電力マイクロ波の投入を可能とする構造を検討した。
【００３８】
ＴＥ１１モードで動作する円形導波管を中心軸上に配置し、該円形導波管から分岐した複数の方形導波管によりリング状空洞共振器を励振する方法を検討した。
【００３９】
図２,図３に検討の結果得られた構造を模式的に示す。図２が上面図、図３が側面図である。ＴＥ１１モードのみが伝搬できる円形導波管２０１がリング状空洞共振器２０４の中心軸上に配置されており、整合用円錐２０２を介して方形導波管２０３に分岐されている。
【００４０】
図２では４分岐する例を示したが、分岐する方形導波管の個数はこれに限定されるものではない。分岐数が１個の場合は、リング状空洞共振器内に進行波を励振することが困難であるほか、リング状空洞共振器２０４内のマイクロ波分布の不均一性が顕在化する可能性がある。分岐数が多すぎると構造的に複雑となる欠点がある。
【００４１】
そのため、３個以上５個以下程度が望ましいと考える。整合用円錐２０２は円形導波管２０１からのマイクロ波電力を方形導波管２０３に効率よく伝送するよう高さと下部径、上部径を調整している。また方形導波管２０３内に整合用リッジ２０５が設けられ、方形導波管２０３からのマイクロ波電力を効率よくリング状空洞共振器２０４に伝送するよう形状を調整している。
【００４２】
円形導波管や方形導波管、整合用リッジ、整合用円錐の材質としてはマイクロ波損失低減のために導電率の高い金属を用いることが望ましく、本実施例ではアルミニウムを用いた。さらにマイクロ波電磁界に曝露される内面を銀などの導電率の高い材質で被覆してもよい。
【００４３】
円形導波管２０１には、後述する機構により円偏波化されたマイクロ波が導入されている。円形導波管２０１内で円偏波化されたマイクロ波の偏波面（マイクロ波の進行方向と中心軸上電界ベクトルの方向からなる平面）はマイクロ波の１周期に１回転する。４分岐された各方形導波管２０３は図２に示すθ方向に９０度毎に１周３６０度を４等分した位置に配置されている。
【００４４】
各方形導波管２０３は長さと構造が同じであるため、リング状空洞共振器２０４との接続部で、それぞれ位相が９０度異なるマイクロ波が励振される。各方形導波管２０３とリング状空洞共振器２０４の４箇所の接続部はリング状空洞共振器２０４のθ方向に互いに９０度ことなる位置にあり、各位置から９０度位相の異なるマイクロ波で励振されることになる。
【００４５】
整合用リッジ２０５や整合用円錐２０２はマイクロ波不整合の度合いが著しくない場合や、マイクロ波自動整合機で反射波を抑制できる場合には省略してもよい。また、整合用リッジを省略して、整合用円錐のみで分岐回路およびリング状空洞共振器励振部よりの反射波を抑制してもよい。また導波管部に導体棒を挿入するなど他の公知の整合手段を用いてもよい。
【００４６】
図２では４分岐した方形導波管２０３を用いた例を示したが、リング状空洞共振器内の電磁界分布と分岐の数、位置について説明する。図４にリング状空洞共振器等各部の電界ベクトルを記載した図を示す。円形導波管内電界ベクトル４０３は前述のように円形導波管ＴＥ１１モードである。リング状空洞共振器内の電界４０１、４０２は図４の紙面に垂直な方向でそれぞれ１８０度方向が異なることを示している。リング状空洞共振器内では図４のθ方向に５波長分のマイクロ波が入る寸法となっている。円形導波管ＴＥ１１モードの電界４０３は以下の式（１）のように表現できることが知られている。
【００４７】
【数１】
【数２】
【００４８】
式（１）より、角度θが０から３６０度の範囲で電界も１周期分の正弦的な変化をすることが分かる。一方、リング状空洞共振器内では角度θが０から３６０度の範囲に、５波長分のマイクロ波が存在するため、この範囲で５周期分の正弦的な変化をする。
【００４９】
図５に、上記の位相関係を図示したグラフを示す。横軸に角度θを取り、縦軸にマイクロ波の位相を示す。リング状空洞共振器内では、角度θが０から３６０度の間に５波長分の位相変化をすることに対応して５本の直線となっている。
【００５０】
同様に、円形導波管内では、角度θが０から３６０度の間に正弦波１周期分の位相変化をすることに対応して１本の直線となる。これらの直線の交点は角度θが０、９０、１８０、２７０度の４点である。これらの交点で円形導波管内の波の位相とリング状空洞共振器内の波の位相が一致するため、各接続部での電磁界の不整合が生じず、励振点として望ましい。これらの交点に対応して４分岐した方形導波管を、角度θが０、９０、１８０、２７０度の位置でリング状空洞共振器に接続して励振点とした。
【００５１】
同様に、リング状空洞共振器として４波長分のマイクロ波で共振するモードを用いた場合は角度θが０、１２０、２４０度の３点で円形導波管内の波の位相とリング状空洞共振器内の位相が一致することから、これらの位置３点で励振することが望ましい。リング状空洞共振器のその他の共振モードを用いた場合も同様に励振点を定めることができる。
【００５２】
上記、励振用の方形導波管はθ方向に関して均等に配置することで、リング状空洞共振器内のマイクロ波電力分布の不均一を極小とすることができる。即ち３個の方形導波管の場合は１２０度間隔、４個なら９０度、５個なら７２度間隔とすることが望ましい。さらに多くの導波管を用いると、リング状空洞共振器内の励振点に起因する不均一は減るが、構造が複雑となる欠点がある。またリング状空洞共振器の励振に用いる導波管は方形導波管以外の構造であっても同様の効果がある。例えば円形導波管、同軸導波管、マイクロストリップ線路等を用いてもよい。
【００５３】
分岐の数が上記の原則を満たさない場合として、５波長分のマイクロ波で共振するリング状空洞共振器を３本の１２０度間隔で配置した方形導波管で励振した場合について検討した。３箇所の励振点に対応して、リング状空洞共振器内に４波長に相当する進行波が混入して励振されることが分かった。リング状空洞共振器はスロットアンテナや励振用方形導波管により空洞共振器外部と電磁気的に結合しており、所望のモードからの偏差が著しくない場合には、円偏波と複数個所の励振により、リング状空洞共振器内に進行波が励振できることが分かった。
【００５４】
次に、図４に示す構造の変形として、１８０度間隔で２個の方形導波管により励振する場合を調べた。この場合、リング状空洞共振器内に進行波が励振できず、定在波となった。一般に右回りの進行波と左回りの進行波が等振幅で存在する場合に完全な定在波となり、振幅に偏差が生じると、進行波成分が生じる。１８０度間隔で２個の方形導波管により励振した場合は、θが１８０度異なる場所を１８０度の位相差で励振したことになる。各方形導波管に対して略左右対称の構造であり、各方形導波管から右回り、左回りの進行波が等振幅で生じる。このような構造では右回り進行波と左回り進行波いずれかを打ち消すことができず、両者が等振幅で存在するため、進行波の励振ができなかった。
【００５５】
図６に、改良したプラズマ処理装置を示す。図１に示すプラズマ処理装置と重複する部分の説明を省略し、主に相違点に着目して述べる。図１では同軸線路１０１によりリング状空洞共振器にマイクロ波を伝送していたが、円形導波管２０１に変更している。これに伴い、同軸導波管変換器１１８が円矩形変換器６０１に変更されている。
【００５６】
円矩形変換器６０１は入力ポートが方形導波管で出力ポートが円形導波管となっており、方形導波管からもたらされたマイクロ波を効率よく円形導波管のＴＥ１１モードに変換する働きを持つ。
【００５７】
円矩形変換器６０１と円形導波管２０１の間に円偏波発生器６０２が配置されている。円偏波発生器６０２は円形導波管ＴＥ１１モードの直線偏波として入力したマイクロ波を円偏波化する機能を持つ。円偏波化されたマイクロ波は円形導波管２０１から図２で説明した方形導波管２０３等を経てリング状空洞共振器２０４に伝送される。リング状空洞共振器として、図２に示すθ方向３６０度範囲に５波長分のマイクロ波が入る寸法とした。
【００５８】
リング状空洞共振器の処理室側に放射状のスロットアンテナ１０６が設けられ、リング状空洞共振器内のマイクロ波を処理室側に放射して処理室にプラズマを生成する。放射状のスロットアンテナ１０６と誘電体窓１０７の間に空洞部６０３を設けた。一般にスロットアンテナ直下ではアンテナ開口部との位置関係によりマイクロ波電力の場所的な不均一が大きいが、空洞部６０３を設けることで、このスロットアンナ配置に起因する不均一性を緩和する効果がある。
【００５９】
また、空洞部６０３の高さ（スロットアンテナ１０６と誘電体窓１０７の距離）を調整することでマイクロ波の反射や分布を調整できる効果もある。スロットアンテナによる場所的な不均一が著しくない場合には、空洞部６０３は省略してもよい。
【００６０】
円偏波発生器として、公知の種々の構造を用いることができる。本実施例では図７に示す公知の構造を用いた。円形導波管７０１に誘電体板７０３を装荷した構造となっている。入力ポートでの円形導波管ＴＥ１１モードの電界ベクトルを模式的に示している。入力ポートより入射するマイクロ波は直線偏波であり、図７に示すように誘電体板７０３とマイクロ波電界ベクトルは中心軸上で４５度の角度で交差するように配置されている。誘電体板７０３としてマイクロ波７０２に対して損失の小さい誘電体を用いることができ、本実施例では石英を用いた。誘電体板７０３の厚さと長さを調整することで出力ポートでのマイクロ波を円偏波化することができる。
【００６１】
図８および９に円矩形変換器の構造を示す。図８に上面図、図９に側面図を示す。入力側断面が方形導波管となる方形導波管部８０１と、出力側断面が円形導波管となる円形導波管部８０２が接続された構造となっている。さらにマイクロ波の進行方向を９０度曲げる機能も有しており、装置の小型化に寄与している。円形導波管部のＴＥ１１モード電界分布も併せて示す。図７に示す円偏波発生器の誘電体板はこの円形導波管ＴＥ１１モード電界に対して４５度傾斜して設置した。
【００６２】
本発明は図面に示すプラズマエッチング装置に限定されるものではなく、他のプラズマ発生方法によるプラズマエッチング装置にも適用可能である。また、その他のプラズマ処理として例えばプラズマＣＶＤ、プラズマアッシングにも適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１０１ 同軸線路
１０２ 導体
１０３ 誘電体板
１０４ 短い同軸線路
１０５ リング状の空洞共振器
１０６ スロットアンテナ
１０７ 誘電体窓
１０８ シャワープレート
１０９ 被処理基板
１１０ 基板電極
１１１ 分岐回路
１１２ 静磁界の発生手段
１１３ 静磁界の発生手段
１１４ 処理室
１１５ バイアス電源
１１６ 自動整合機
１１７ 高周波電源
１１８ 同軸導波管変換器
１２０ 自動整合機
１１９ 導波管
１２１ アイソレータ
２０１ 円形導波管
２０２ 整合用円錐
２０３ 方形導波管
２０４ リング状空洞共振器
２０５ 整合用リッジ
４０１ リング状空洞共振器内の電界
４０２ リング状空洞共振器内の電界
４０３ 円形導波管内電界ベクトル
６０１ 円矩形変換器
６０２ 円偏波発生器
６０３ 空洞部
７０１ 円形導波管
７０２ マイクロ波
７０３ 誘電体板
８０１ 方形導波管部
８０２ 円形導波管部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体メモリやロジックＬＳＩ等の半導体装置の製造に用いられる基板は、生産性向上等のために大径化する傾向にあり、最先端の半導体メモリ等の半導体装置では直径３００ｍｍのシリコン基板を用いることが主流となっている。さらに直径４５０ｍｍと巨大なシリコン基板が必要との意見もあり、基板大径化の傾向は続くと考えられる。これらの半導体装置の製造工程でプラズマ処理装置が用いられるが、被処理基板上に均一なプラズマ処理を施す必要があり、被処理基板の大径化に伴う技術的な難易度は増す傾向にある。
【０００３】
被処理基板上で均一なプラズマ処理を施すには、当然ながら被処理基板付近でのプラズマの密度や温度などのプラズマ特性の分布が重要であり、プラズマ分布をプラズマ処理均一化の観点から最適化する技術が重要となっている。
【０００４】
マイクロ波電力によりプラズマを発生させるプラズマ処理装置は、低圧力下でも高密度のプラズマを生成できる、静磁界との併用でプラズマの分布を静磁界分布調整で容易に制御できる等の特徴を持ち、前記半導体装置の製造等に広く用いられている。前述の基板大径化の傾向に対応してマイクロ波プラズマ処理装置においても、プラズマ分布の制御が重要である。
【０００５】
しかし、マイクロ波は波長が数ｃｍから十数ｃｍ程度と短く波長と同等オーダーの寸法でマイクロ波の分布が変わりやすい。そのため広い範囲で均一なプラズマ処理を得るべくマイクロ波の分布を最適化することが困難となる傾向にある。マイクロ波を用いてプラズマを発生させるプラズマ源については、例えば、下記の従来技術がある。
【０００６】
特許文献１ではプラズマ発生用のマイクロ波を処理室内に放射するため、方形導波管をリング状に配置した空洞共振器を用いた例が開示されている。該空洞共振器のプラズマ処理室側にはスロットアンテナが配置され、プラズマ処理室に効率よくマイクロ波電力を放射してプラズマを発生させることが出来る。リング状の空洞共振器を励振するために方形導波管を接続してマイクロ波を供給する構造としている。
【０００７】
また、特許文献２では、特許文献１におけるリング状空洞共振器を励振するために同軸線路をリング状空洞共振器と同軸に配置することで空洞共振器内電磁界の偏りを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−２７０３８６号公報
【特許文献２】特開２００７−３５４１１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】中島将光著、マイクロ波工学、森北出版
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１、２において、リング状空洞共振器内の電磁界は定在波を形成する。図１０にリング状空洞共振器内の電界強度分布の一例を示す。電界の高い部分を濃い色、低い部分を薄い色で示す。図１０の例では、電界の定在波が形成され、８箇所の電界強度の強い腹部、電界強度の弱い節部がある。これらの腹節の位置は固定されており、プラズマ処理室内にも空洞共振器内の電界強度腹節に対応した電界強度の強弱が発生する場合があることがわかった。
【００１１】
そのため、処理室内に発生するプラズマも不均一となる場合がある。この不均一により真空処理室を気密に保持しつつマイクロ波を透過させる誘電体窓部のプラズマによる削れが局所的に大きくなる、被処理基板に施すプラズマ処理の均一性に悪影響を与える、等の不具合が生じる場合があることがわかった。
【００１２】
本発明が解決しようとする第１の課題は、リング状空洞共振器内に生ずる定在波に起因する不均一を解決することである。
【００１３】
また、特許文献２において、リング状空洞共振器の励振に同軸線路を用いていたが、高出力のマイクロ波電力を投入する場合に同軸線路が加熱される場合があることがわかった。
【００１４】
本発明が解決しようとする第２の課題は、高出力のマイクロ波電力投入を可能とするように特許文献２を改良したプラズマ処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、第１の課題に対して、円偏波を用いて該リング状空洞共振器内に進行波を励振することで解決できる。
また、本発明は、第２の課題に対して、リング状空洞共振器の励振に同軸線路に代えて、円形導波管と方形導波管からなる構造を用いることで解決できる。
【００１６】
本発明のプラズマ処理装置は、内部が減圧排気される処理室と、前記処理室内に設けられ被処理基板が配置される基板電極と、前記処理室内にプラズマ発生用電磁波によりプラズマを発生させるプラズマ発生装置と、前記処理室内に処理ガスを供給する供給系と、前記処理室内を排気するための真空排気系とを有するプラズマ処理装置であって、前記処理室の中心軸と同心に設置されたプラズマ発生用電磁波導入経路を有し、該電磁波を複数の出力ポートに分配する分岐回路と、該分岐回路の出力ポートに接続され、前記プラズマ発生用電磁波の導入経路と同心に設置されたリング状空洞共振器を備え、前記プラズマ発生用電磁波導入経路が円形導波管により構成されたことを特徴とする。
【００１７】
本発明のプラズマ処理装置は、更に、該分岐回路が、該処理室の中心軸に対して均等な角度で配置された複数の導波路で構成されたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明のプラズマ処理装置は、更に、該円形導波管に円偏波の発生機構を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、リング状空洞共振器内に進行波を励振することで、定在波に起因するプラズマ密度の空間的な変動を防止でき、均一なプラズマ処理を可能とする効果がある。同様に誘電体窓のプラズマによる局所的な削れも防止できる。
【００２０】
また、本発明によれば、空洞共振器の励振に円形導波管と方形導波管を主要素とする立体回路系を用いることで、同軸線路を用いた励振系に比べ、マイクロ波電力損失の低減や耐電圧向上による高出力の投入を可能とする効果がある。
【００２１】
その他、従来技術に比べて、プラズマ密度分布の均一化が図れ、被処理基板に施すプラズマ処理の面内均一性が向上する他、マイクロ波導入窓のプラズマ不均一に起因する局所的な消耗を防止することが出来る。
【００２２】
また、高出力のマイクロ波を投入可能となり、最適なプロセス条件を探索する範囲を拡大することができる。またマイクロ波電力の損失も減るためエネルギー消費を減らす効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１はマイクロ波を用いたエッチング装置の構成を説明する概略図である。
【図２】図２はリング状空洞共振器とこれを励振するための方形導波管と円形導波管を示す上面図である。
【図３】図３はリング状空洞共振器とこれを励振するための方形導波管と円形導波管を示す側面図である。
【図４】図４はリング状空洞共振器内と円形導波管内の電界分布を示す説明図である。
【図５】図５はリング状空洞共振器の励振点を説明するための図である。
【図６】図６は本発明を用いたエッチング装置を説明する概略図である。
【図７】図７は円偏波発生器の構造を示す説明図である。
【図８】図８は円矩形変換器を示す上面図である。
【図９】図９は円矩形変換器を示す側面図である。
【図１０】図１０は従来例の空洞共振器と内部の電界強度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図１から図９を用いて、本発明のプラズマ処理装置の実施の形態について説明する。
【００２５】
最初に図１により、例えば、特許文献２に記載されているエッチング装置について簡単に説明する。高周波電源１１７により発生した電磁波が導波管１１９によりアイソレータ１２１、自動整合機１２０を介して同軸導波管変換器１１８で同軸線路１０１に伝送される。高周波電源１１７として発振周波数２．４５ＧＨｚのマグネトロンを用いた。
【００２６】
さらに同軸線路１０１中を電磁波は伝送され、導体１０２と誘電体板１０３からなる分岐回路１１１により複数の短い同軸線路１０４に分岐されてリング状の空洞共振器１０５にもたらされる。リング状の空洞共振器１０５の下部には放射状のスロットアンテナ１０６が設けられ、誘電体窓１０７、シャワープレート１０８を介して処理室１１４に放射される。誘電体窓１０７およびシャワープレート１０８の材質としては石英を用いた。
【００２７】
シャワープレート１０８には誘電体窓１０７とシャワープレート１０８の間の微小な間隙を介して図示しない処理ガスの供給系から供給される処理ガスを処理室１１４内にシャワー状に供給できるように図示しない微小なガス供給孔が多数設けられている。また処理室１１４には図示しない真空排気系が接続され、処理室１１４内を真空排気すると共に、処理室内を処理に適した所定の圧力に保持する働きをもつ。
【００２８】
処理室１１４内には被処理基板１０９を戴置するための基板電極１１０が設置されている。基板電極１１０にはバイアス電源１１５が自動整合機１１６を介して接続され、被処理基板１０９にバイアス電位を与えることができる。バイアス電源１１５の周波数としては４００ｋＨｚのものを用いた。
【００２９】
処理室１１４の周囲には静磁界の発生手段１１２が設けられ、処理室１１４内に静磁界を加えることができる。処理室１１４内に電子サイクロトロン共鳴となる静磁界（周波数２．４５ＧＨｚの場合、０．０８７５テスラ）を発生させることで、高真空域でもプラズマの発生を容易にし、広い圧力範囲でのプラズマ処理を可能にすることができる。また静磁界の分布を調整することで、前記電子サイクロトロン共鳴を起こす位置やプラズマの拡散を制御して、プラズマの分布を調整することができる。
【００３０】
また、リング状の空洞共振器１０５のリングの内側にも静磁界の発生手段１１３が設けられ、静磁界の制御可能な範囲を拡大することができる。
【００３１】
図１に示すプラズマエッチング装置を評価したところ、下記の課題が判明した。
・課題１：高出力投入時に同軸導波管部が発熱する場合がある。
・課題２：空洞共振器内に生じる電界定在波のパターンに対応したエッチング速度の不均一が生じる場合がある。同様にマイクロ波導入窓に上記電界定在波パターンに対応した局所的な削れが起きる場合がある。
【００３２】
課題１に対応して、リング状空洞共振器の励振構造を見直した。同軸導波管を円形導波管に置き換え、さらに分岐回路を、方形導波管を用いて構成する構造を検討した。検討にあたり、同軸線路、円形導波管、方形導波管など公知のマイクロ波伝送線路の特性を非特許文献１により確認した。
【００３３】
通常、導波管を使用する場合は、単一のモードのみが伝搬可能な周波数を用いることが多い。例えば、本実施例で使用する周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波の場合には、ＷＲＪ−２規格の断面が１０９．２ｍｍ×５４．６ｍｍの導波管を用いることが多い。この場合、導波管内のマイクロ波電磁界は方形導波管のＴＥ１０モードと呼ばれる分布のみが伝送され、導波管内の電磁界分布が安定化する効果がある。
【００３４】
一方、複数の伝搬モードが存在する導波管を用いた場合には、導波管内の電磁界は該複数の伝搬モードの重畳となる。各伝搬モードの混合比は例えば負荷のインピーダンスにより変動し、電磁界分布の安定化を図ることが困難となる問題がある。
【００３５】
上記の課題１を解決するために、同軸導波管部を円形導波管に置き換えることにした。同軸導波管の基本モードは中心軸から放射状の電界を持っており、円形導波管のＴＭ０１モードと類似の電磁界分布となることが知られている。そのため、同軸導波管部を円形導波管に置き換えるには、ＴＭ０１モードで動作する円形導波管を用いることが簡単である。
【００３６】
しかし、円形導波管のＴＭ０１モードは高次モードであるため、上述のように最低次のＴＥ１１モードが混入し、電磁界分布の安定性を損なう可能性がある。そこで電磁界分布の安定化を図る観点から、用いる周波数２．４５ＧＨｚ帯で、最低次モードであるＴＥ１１のみが伝搬可能な寸法の円形導波管を用いることにした。
【００３７】
さらに、図１に示す構造では分岐回路は誘電体板と導体板を用いた構造であったが、これを方形導波管で置き換えることで、マイクロ波の損失を低減し、高電力マイクロ波の投入を可能とする構造を検討した。
【００３８】
ＴＥ１１モードで動作する円形導波管を中心軸上に配置し、該円形導波管から分岐した複数の方形導波管によりリング状空洞共振器を励振する方法を検討した。
【００３９】
図２,図３に検討の結果得られた構造を模式的に示す。図２が上面図、図３が側面図である。ＴＥ１１モードのみが伝搬できる円形導波管２０１がリング状空洞共振器２０４の中心軸上に配置されており、整合用円錐２０２を介して方形導波管２０３に分岐されている。
【００４０】
図２では４分岐する例を示したが、分岐する方形導波管の個数はこれに限定されるものではない。分岐数が１個の場合は、リング状空洞共振器内に進行波を励振することが困難であるほか、リング状空洞共振器２０４内のマイクロ波分布の不均一性が顕在化する可能性がある。分岐数が多すぎると構造的に複雑となる欠点がある。
【００４１】
そのため、３個以上５個以下程度が望ましいと考える。整合用円錐２０２は円形導波管２０１からのマイクロ波電力を方形導波管２０３に効率よく伝送するよう高さと下部径、上部径を調整している。また方形導波管２０３内に整合用リッジ２０５が設けられ、方形導波管２０３からのマイクロ波電力を効率よくリング状空洞共振器２０４に伝送するよう形状を調整している。
【００４２】
円形導波管や方形導波管、整合用リッジ、整合用円錐の材質としてはマイクロ波損失低減のために導電率の高い金属を用いることが望ましく、本実施例ではアルミニウムを用いた。さらにマイクロ波電磁界に曝露される内面を銀などの導電率の高い材質で被覆してもよい。
【００４３】
円形導波管２０１には、後述する機構により円偏波化されたマイクロ波が導入されている。円形導波管２０１内で円偏波化されたマイクロ波の偏波面（マイクロ波の進行方向と中心軸上電界ベクトルの方向からなる平面）はマイクロ波の１周期に１回転する。４分岐された各方形導波管２０３は図２に示すθ方向に９０度毎に１周３６０度を４等分した位置に配置されている。
【００４４】
各方形導波管２０３は長さと構造が同じであるため、リング状空洞共振器２０４との接続部で、それぞれ位相が９０度異なるマイクロ波が励振される。各方形導波管２０３とリング状空洞共振器２０４の４箇所の接続部はリング状空洞共振器２０４のθ方向に互いに９０度ことなる位置にあり、各位置から９０度位相の異なるマイクロ波で励振されることになる。
【００４５】
整合用リッジ２０５や整合用円錐２０２はマイクロ波不整合の度合いが著しくない場合や、マイクロ波自動整合機で反射波を抑制できる場合には省略してもよい。また、整合用リッジを省略して、整合用円錐のみで分岐回路およびリング状空洞共振器励振部よりの反射波を抑制してもよい。また導波管部に導体棒を挿入するなど他の公知の整合手段を用いてもよい。
【００４６】
図２では４分岐した方形導波管２０３を用いた例を示したが、リング状空洞共振器内の電磁界分布と分岐の数、位置について説明する。図４にリング状空洞共振器等各部の電界ベクトルを記載した図を示す。円形導波管内電界ベクトル４０３は前述のように円形導波管ＴＥ１１モードである。リング状空洞共振器内の電界４０１、４０２は図４の紙面に垂直な方向でそれぞれ１８０度方向が異なることを示している。リング状空洞共振器内では図４のθ方向に５波長分のマイクロ波が入る寸法となっている。円形導波管ＴＥ１１モードの電界４０３は以下の式（１）のように表現できることが知られている。
【００４７】
【数１】
【数２】
【００４８】
式（１）より、角度θが０から３６０度の範囲で電界も１周期分の正弦的な変化をすることが分かる。一方、リング状空洞共振器内では角度θが０から３６０度の範囲に、５波長分のマイクロ波が存在するため、この範囲で５周期分の正弦的な変化をする。
【００４９】
図５に、上記の位相関係を図示したグラフを示す。横軸に角度θを取り、縦軸にマイクロ波の位相を示す。リング状空洞共振器内では、角度θが０から３６０度の間に５波長分の位相変化をすることに対応して５本の直線となっている。
【００５０】
同様に、円形導波管内では、角度θが０から３６０度の間に正弦波１周期分の位相変化をすることに対応して１本の直線となる。これらの直線の交点は角度θが０、９０、１８０、２７０度の４点である。これらの交点で円形導波管内の波の位相とリング状空洞共振器内の波の位相が一致するため、各接続部での電磁界の不整合が生じず、励振点として望ましい。これらの交点に対応して４分岐した方形導波管を、角度θが０、９０、１８０、２７０度の位置でリング状空洞共振器に接続して励振点とした。
【００５１】
同様に、リング状空洞共振器として４波長分のマイクロ波で共振するモードを用いた場合は角度θが０、１２０、２４０度の３点で円形導波管内の波の位相とリング状空洞共振器内の位相が一致することから、これらの位置３点で励振することが望ましい。リング状空洞共振器のその他の共振モードを用いた場合も同様に励振点を定めることができる。
【００５２】
上記、励振用の方形導波管はθ方向に関して均等に配置することで、リング状空洞共振器内のマイクロ波電力分布の不均一を極小とすることができる。即ち３個の方形導波管の場合は１２０度間隔、４個なら９０度、５個なら７２度間隔とすることが望ましい。さらに多くの導波管を用いると、リング状空洞共振器内の励振点に起因する不均一は減るが、構造が複雑となる欠点がある。またリング状空洞共振器の励振に用いる導波管は方形導波管以外の構造であっても同様の効果がある。例えば円形導波管、同軸導波管、マイクロストリップ線路等を用いてもよい。
【００５３】
分岐の数が上記の原則を満たさない場合として、５波長分のマイクロ波で共振するリング状空洞共振器を３本の１２０度間隔で配置した方形導波管で励振した場合について検討した。３箇所の励振点に対応して、リング状空洞共振器内に４波長に相当する進行波が混入して励振されることが分かった。リング状空洞共振器はスロットアンテナや励振用方形導波管により空洞共振器外部と電磁気的に結合しており、所望のモードからの偏差が著しくない場合には、円偏波と複数個所の励振により、リング状空洞共振器内に進行波が励振できることが分かった。
【００５４】
次に、図４に示す構造の変形として、１８０度間隔で２個の方形導波管により励振する場合を調べた。この場合、リング状空洞共振器内に進行波が励振できず、定在波となった。一般に右回りの進行波と左回りの進行波が等振幅で存在する場合に完全な定在波となり、振幅に偏差が生じると、進行波成分が生じる。１８０度間隔で２個の方形導波管により励振した場合は、θが１８０度異なる場所を１８０度の位相差で励振したことになる。各方形導波管に対して略左右対称の構造であり、各方形導波管から右回り、左回りの進行波が等振幅で生じる。このような構造では右回り進行波と左回り進行波いずれかを打ち消すことができず、両者が等振幅で存在するため、進行波の励振ができなかった。
【００５５】
図６に、改良したプラズマ処理装置を示す。図１に示すプラズマ処理装置と重複する部分の説明を省略し、主に相違点に着目して述べる。図１では同軸線路１０１によりリング状空洞共振器にマイクロ波を伝送していたが、円形導波管２０１に変更している。これに伴い、同軸導波管変換器１１８が円矩形変換器６０１に変更されている。
【００５６】
円矩形変換器６０１は入力ポートが方形導波管で出力ポートが円形導波管となっており、方形導波管からもたらされたマイクロ波を効率よく円形導波管のＴＥ１１モードに変換する働きを持つ。
【００５７】
円矩形変換器６０１と円形導波管２０１の間に円偏波発生器６０２が配置されている。円偏波発生器６０２は円形導波管ＴＥ１１モードの直線偏波として入力したマイクロ波を円偏波化する機能を持つ。円偏波化されたマイクロ波は円形導波管２０１から図２で説明した方形導波管２０３等を経てリング状空洞共振器２０４に伝送される。リング状空洞共振器として、図２に示すθ方向３６０度範囲に５波長分のマイクロ波が入る寸法とした。
【００５８】
リング状空洞共振器の処理室側に放射状のスロットアンテナ１０６が設けられ、リング状空洞共振器内のマイクロ波を処理室側に放射して処理室にプラズマを生成する。放射状のスロットアンテナ１０６と誘電体窓１０７の間に空洞部６０３を設けた。一般にスロットアンテナ直下ではアンテナ開口部との位置関係によりマイクロ波電力の場所的な不均一が大きいが、空洞部６０３を設けることで、このスロットアンナ配置に起因する不均一性を緩和する効果がある。
【００５９】
また、空洞部６０３の高さ（スロットアンテナ１０６と誘電体窓１０７の距離）を調整することでマイクロ波の反射や分布を調整できる効果もある。スロットアンテナによる場所的な不均一が著しくない場合には、空洞部６０３は省略してもよい。
【００６０】
円偏波発生器として、公知の種々の構造を用いることができる。本実施例では図７に示す公知の構造を用いた。円形導波管７０１に誘電体板７０３を装荷した構造となっている。入力ポートでの円形導波管ＴＥ１１モードの電界ベクトルを模式的に示している。入力ポートより入射するマイクロ波は直線偏波であり、図７に示すように誘電体板７０３とマイクロ波電界ベクトルは中心軸上で４５度の角度で交差するように配置されている。誘電体板７０３としてマイクロ波７０２に対して損失の小さい誘電体を用いることができ、本実施例では石英を用いた。誘電体板７０３の厚さと長さを調整することで出力ポートでのマイクロ波を円偏波化することができる。
【００６１】
図８および９に円矩形変換器の構造を示す。図８に上面図、図９に側面図を示す。入力側断面が方形導波管となる方形導波管部８０１と、出力側断面が円形導波管となる円形導波管部８０２が接続された構造となっている。さらにマイクロ波の進行方向を９０度曲げる機能も有しており、装置の小型化に寄与している。円形導波管部のＴＥ１１モード電界分布も併せて示す。図７に示す円偏波発生器の誘電体板はこの円形導波管ＴＥ１１モード電界に対して４５度傾斜して設置した。
【００６２】
本発明は図面に示すプラズマエッチング装置に限定されるものではなく、他のプラズマ発生方法によるプラズマエッチング装置にも適用可能である。また、その他のプラズマ処理として例えばプラズマＣＶＤ、プラズマアッシングにも適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１０１ 同軸線路
１０２ 導体
１０３ 誘電体板
１０４ 短い同軸線路
１０５ リング状の空洞共振器
１０６ スロットアンテナ
１０７ 誘電体窓
１０８ シャワープレート
１０９ 被処理基板
１１０ 基板電極
１１１ 分岐回路
１１２ 静磁界の発生手段
１１３ 静磁界の発生手段
１１４ 処理室
１１５ バイアス電源
１１６ 自動整合機
１１７ 高周波電源
１１８ 同軸導波管変換器
１２０ 自動整合機
１１９ 導波管
１２１ アイソレータ
２０１ 円形導波管
２０２ 整合用円錐
２０３ 方形導波管
２０４ リング状空洞共振器
２０５ 整合用リッジ
４０１ リング状空洞共振器内の電界
４０２ リング状空洞共振器内の電界
４０３ 円形導波管内電界ベクトル
６０１ 円矩形変換器
６０２ 円偏波発生器
６０３ 空洞部
７０１ 円形導波管
７０２ マイクロ波
７０３ 誘電体板
８０１ 方形導波管部
８０２ 円形導波管部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が減圧排気される処理室と、
前記処理室内に設けられ被処理基板が配置される基板電極と、
前記処理室内にプラズマ発生用電磁波によりプラズマを発生させるプラズマ発生装置と、
前記処理室内に処理ガスを供給する供給系と、
前記処理室内を排気するための真空排気系と、を有するプラズマ処理装置において、
前記処理室の中心軸と同心に設置されたプラズマ発生用電磁波導入経路と、
該電磁波を複数の出力ポートに分配する分岐回路と、
該分岐回路の出力ポートに接続され、前記プラズマ発生用電磁波の導入経路と同心に設置されたリング状空洞共振器と、を備え、
前記プラズマ発生用電磁波導入経路が円形導波管により構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ処理装置において、
該分岐回路が、該処理室の中心軸に対して均等な角度で配置された複数の導波路で構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のプラズマ処理装置において、
該円形導波管に円偏波の発生機構を備えていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１】
内部が減圧排気される処理室と、
前記処理室内に設けられ被処理基板が配置される基板電極と、
前記処理室内にプラズマ発生用電磁波によりプラズマを発生させるプラズマ発生装置と、
前記処理室内に処理ガスを供給する供給系と、
前記処理室内を排気するための真空排気系と、を有するプラズマ処理装置において、
前記処理室の中心軸と同心に設置されたプラズマ発生用電磁波導入経路と、
該電磁波を複数の出力ポートに分配する分岐回路と、
該分岐回路の出力ポートに接続され、前記プラズマ発生用電磁波の導入経路と同心に設置されたリング状空洞共振器と、を備え、
前記プラズマ発生用電磁波導入経路が円形導波管により構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ処理装置において、
該分岐回路が、該処理室の中心軸に対して均等な角度で配置された複数の導波路で構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のプラズマ処理装置において、
該円形導波管に円偏波の発生機構を備えていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１９０８９９（Ｐ２０１２−１９０８９９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１４２４（Ｐ２０１１−５１４２４）
【出願日】平成２３年３月９日（２０１１．３．９）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月９日（２０１１．３．９）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]