JP2002217185A

JP2002217185A - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JP2002217185A
Application number: JP2001007021A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Hongo; 俊明本郷; Satoru Osawa; 哲大沢; Tadahiro Omi; 忠弘大見; Masaki Hirayama; 昌樹平山; Naohisa Goto; 尚久後藤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2001-01-15
Filing date: 2001-01-15
Publication date: 2002-08-02
Anticipated expiration: 2021-01-15
Also published as: JP4252220B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】主に平面アンテナ部材を平面方向へ伝播する
反射波の悪影響を大幅に抑制することができるプラズマ
処理装置を提供する。【解決手段】真空引き可能な処理容器３２と、前記処
理容器の天井部に気密に装着された絶縁板７４と、被処
理体Ｗを載置する載置台３４と、前記絶縁板の上方に設
けられて所定のピッチで形成された複数のマイクロ波放
射孔からプラズマ発生用のマイクロ波を前記絶縁板を透
過させて前記処理容器内へ導入する平面アンテナ部材７
８と、前記平面アンテナ部材の上方に設けられて前記マ
イクロ波の波長を短縮するための遅波材８０と、ガス供
給手段４８，５０とを有するプラズマ処理装置におい
て、前記遅波材と前記平面アンテナ部材の外周部に、前
記遅波材の周縁部と前記平面アンテナ部材の周縁部とに
接して、不要なマイクロ波を吸収するためのマイクロ波
吸収材１００を設けるように構成する。これにより、反
射波の悪影響を大幅に抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等に
対してマイクロ波により生じたプラズマを作用させて処
理を施す際に使用されるプラズマ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体製品の高密度化及び高微細
化に伴い半導体製品の製造工程において、成膜、エッチ
ング、アッシング等の処理のためにプラズマ処理装置が
使用される場合があり、特に、０．１ｍＴｏｒｒ（１
３．３ｍＰａ）〜数１０ｍＴｏｒｒ（数Ｐａ）程度の比
較的圧力が低い高真空状態でも安定してプラズマを立て
ることができることからマイクロ波を用いて、或いはマ
イクロ波とリング状のコイルからの磁場とを組み合わせ
て高密度プラズマを発生させるマイクロ波プラズマ装置
が使用される傾向にある。このようなプラズマ処理装置
は、特開平３−１９１０７３号公報、特開平５−３４３
３３４号公報や本出願人による特開平９−１８１０５２
号公報等に開示されている。ここで、マイクロ波を用い
た一般的なプラズマ処理装置を図７を参照して概略的に
説明する。図７は従来の一般的なプラズマ処理装置を示
す構成図である。

【０００３】図７において、このプラズマ処理装置２
は、真空引き可能になされた処理容器４内に半導体ウエ
ハＷを載置する載置台６を設けており、この載置台６に
対向する天井部にマイクロ波を透過する例えば円板状の
窒化アルミ等よりなる絶縁板８を気密に設けている。そ
して、この絶縁板８の上面に厚さ数ｍｍ程度の円板状の
平面アンテナ部材１０と、必要に応じてこの平面アンテ
ナ部材１０の半径方向におけるマイクロ波の波長を短縮
するための例えば誘電体よりなる遅波材１２を設置して
いる。この遅波材１２の上方には、内部に冷却水を流す
冷却水流路１４が形成された天井冷却ジャケット１６が
設けられており、遅波材１２等を冷却するようになって
いる。そして、アンテナ部材１０には多数の略円形の貫
通孔よりなるマイクロ波放射孔１８が形成されている。
このマイクロ波放射孔１８は一般的には、同心円状に配
置されたり、或いは螺旋状に配置されている。そして、
平面アンテナ部材１０の中心部に同軸導波管２０の内部
ケーブル２２を接続して図示しないマイクロ波発生器よ
り発生した、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を導く
ようになっている。そして、マイクロ波をアンテナ部材
１０の半径方向へ放射状に伝播させつつアンテナ部材１
０に設けたマイクロ波放射孔１８からマイクロ波を放出
させてこれを絶縁板８に透過させて、下方の処理容器４
内へマイクロ波を導入し、このマイクロ波により処理容
器４内にプラズマを立てて半導体ウエハにエッチングや
成膜などの所定のプラズマ処理を施すようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記平面ア
ンテナ部材１０は、電気的に導電性の良好な銅などを使
用し、このマイクロ波放射孔１８の寸法や配列ピッチ等
は、計算上においてアンテナ部材１０の中心部からその
周辺部へ放射状に伝播するマイクロ波がアンテナ外周端
にて反射して戻らないように設計されてはいるが、実際
には、遅波材１２の実際の誘電率が設計値と異なる等の
理由から、最外周のマイクロ波放射孔１８にマイクロ波
が伝播した時点で全てのマイクロ波が下方向へ放射され
てしまうのではなく、その一部のマイクロ波がアンテナ
部材外周端で反射してアンテナ中心部に戻ってくること
は避けられない。このため、反射波がアンテナ部材１０
の中心部で集中してアンテナ部材１０の中心部の近傍の
マイクロ波の電界及びこれに付随する処理空間Ｓの中心
部のプラズマ密度は、それぞれの周辺部よりも高くなる
傾向にあり、この結果、半導体ウエハＷの中心部近傍の
プラズマ処理がその周辺部よりも促進されてしまい、プ
ラズマ処理の面内均一性を十分に高く維持することがで
きなくなる場合が生ずる、といった問題があった。

【０００５】そして、このようなマイクロ波の反射波の
問題は、平面アンテナ部材１０のみならず、遅波材１２
においても、程度の差こそあれ、同様に発生している。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に
解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、主
に平面アンテナ部材を平面方向へ伝播する反射波の悪影
響を大幅に抑制することができるプラズマ処理装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に規定する発明
は、天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた
処理容器と、前記処理容器の天井部の開口に気密に装着
された絶縁板と、被処理体を載置するために前記処理容
器内に設けられた載置台と、前記絶縁板の上方に設けら
れて所定のピッチで形成された複数のマイクロ波放射孔
からプラズマ発生用のマイクロ波を前記絶縁板を透過さ
せて前記処理容器内へ導入する平面アンテナ部材と、前
記平面アンテナ部材の上方に設けられて前記マイクロ波
の波長を短縮するための遅波材と、前記平面アンテナ部
材の上方に設けられて前記マイクロ波の波長を短縮する
ための遅波材と、前記処理容器内へ所定のガスを導入す
るガス供給手段とを有するプラ前記処理容器内へ所定の
ガスを導入するガス供給手段とを有するプラズマ処理装
置において、前記遅波材と前記平面アンテナ部材の外周
部に、前記遅波材の周縁部と前記平面アンテナ部材の周
縁部とに接して、不要なマイクロ波を吸収するためのマ
イクロ波吸収材を設けるように構成したものである。こ
れによれば、平面アンテナ部材や遅波材を放射状に伝播
して下方向へ放射（透過）されずに残留したマイクロ波
をマイクロ波吸収材により吸収することができるので、
これがアンテナ部材の中心方向へ向かって反射すること
がなくなり、これにより反射波の悪影響を大幅に抑制す
ることが可能となる。従って、被処理体に対するプラズ
マ処理の面内均一性を向上させることが可能となる。

【０００７】請求項２に規定する発明は、天井部が開口
されて内部が真空引き可能になされた処理容器と、前記
処理容器の天井部の開口に気密に装着された絶縁板と、
被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた
載置台と、前記絶縁板の上方に設けられて所定のピッチ
で形成された複数のマイクロ波放射孔からプラズマ発生
用のマイクロ波を前記絶縁板を透過させて前記処理容器
内へ導入する平面アンテナ部材と、前記平面アンテナ部
材の上方に設けられて前記マイクロ波の波長を短縮する
ための遅波材と、前記平面アンテナ部材の上方に設けら
れて前記マイクロ波の波長を短縮するための遅波材と、
前記処理容器内へ所定のガスを導入するガス供給手段と
を有するプラ前記処理容器内へ所定のガスを導入するガ
ス供給手段とを有するプラズマ処理装置において、前記
遅波材の周縁部と前記平面アンテナ部材の周縁部とに接
すると共に、前記遅波材の上方において平面的に広がら
せて、不要なマイクロ波を吸収するためのマイクロ波吸
収材を設けるように構成したものである。この場合、例
えば請求項３に規定するように、前記マイクロ波吸収材
は、マイクロ波に対して誘電損失の大きな材料よりな
る。

【０００８】また、例えば請求項４に規定するように、
前記マイクロ波吸収材は、フェライト系の材質を含む。
また、例えば請求項５に規定するように、前記マイクロ
波吸収材は、液体よりなる。この場合、例えば請求項６
に規定するように、前記マイクロ波吸収材の一部には、
前記遅波材及び前記平面アンテナ部材に対して平面的に
伝播してくるマイクロ波を、前記遅波材の上方において
平面的に広がる前記マイクロ波吸収材へ反射させるため
のマイクロ波反射面が形成されている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の係るプラズマ処
理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１
は本発明に係るプラズマ処理装置の一例を示す構成図、
図２は図１に示すプラズマ処理装置のマイクロ波吸収材
の近傍を示す拡大断面図である。本実施例においてはプ
ラズマ処理装置をプラズマＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶ
ａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理に適用した場合
について説明する。図示するようにこのプラズマ処理装
置３０は、例えば側壁や底部がアルミニウム等の導体に
より構成されて、全体が筒体状に成形された処理容器３
２を有しており、内部は密閉された処理空間Ｓとして構
成されている。

【００１０】この処理容器３２内には、上面に被処理体
としての例えば半導体ウエハＷを載置する載置台３４が
収容される。この載置台３４は、例えばアルマイト処理
したアルミニウム等により凸状に平坦になされた略円柱
状に形成されており、この下部は同じくアルミニウム等
により円柱状になされた支持台３６により支持されると
共にこの支持台３６は処理容器３２内の底部に絶縁材３
８を介して設置されている。上記載置台３４の上面に
は、ここにウエハを保持するための静電チャック或いは
クランプ機構（図示せず）が設けられ、この載置台３４
は給電線４０を介してマッチングボックス４２及び例え
ば１３．５６ＭＨｚのバイアス用高周波電源４４に接続
されている。尚、このバイアス用高周波電源４４を設け
ない場合もある。

【００１１】上記載置台３４を支持する支持台３６に
は、プラズマ処理時のウエハを冷却するための冷却水等
を流す冷却ジャケット４６が設けられる。尚、必要に応
じてこの載置台３４中に加熱用ヒータを設けてもよい。
上記処理容器３２の側壁には、ガス供給手段として、容
器内にプラズマ用ガス、例えばアルゴンガスを供給する
石英パイプ製のプラズマガス供給ノズル４８や処理ガ
ス、例えばデポジションガスを導入するための例えば石
英パイプ製の処理ガス供給ノズル５０が設けられ、これ
らのノズル４８、５０はそれぞれガス供給路５２、５４
によりマスフローコントローラ５６、５８及び開閉弁６
０、６２を介してそれぞれプラズマガス源６４及び処理
ガス源６６に接続されている。処理ガスとしてのデポジ
ションガスは、ＳｉＨ_４、Ｏ_２、Ｎ_２ガス等を用い
ることができる。

【００１２】また、容器側壁の外側には、この内部に対
してウエハを搬入・搬出する時に開閉するゲートバルブ
６８が設けられると共に、この側壁を冷却する冷却ジャ
ケット６９が設けられる。また、容器底部には、排気口
７０が設けられると共に、この排気口７０には図示され
ない真空ポンプが介接された排気路７２が接続されてお
り、必要に応じて処理容器３２内を所定の圧力まで真空
引きできるようになっている。そして、処理容器３２の
天井部は開口されて、ここに例えばＡｌＮなどのセラミ
ック材よりなるマイクロ波に対しては透過性を有する厚
さが２０ｍｍ程度の絶縁板７４がＯリング等のシール部
材７６を介して気密に設けられる。

【００１３】そして、この絶縁板７４の上面に円板状の
平面アンテナ部材７８と高誘電率特性を有する遅波材８
０とが設けられる。具体的にはこの平面アンテナ部材７
８は、上記処理容器３２と一体的に成形されている中空
円筒状容器よりなる導波箱８２の底板として構成され、
前記処理容器３２内の上記載置台３４に対向させて設け
られる。この導波箱８２及び上記処理容器３２は共に接
地されると共に、この導波箱８２の上部の中心には、同
軸導波管８４の外管８４Ａが接続され、内部の内部ケー
ブル８４Ｂは、上記遅波材８０の中心の貫通孔８６を通
って上記平面アンテナ部材７８の中心部に接続される。
そして、この同軸導波管８４は、モード変換器８８及び
導波管９０を介して例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波
発生器９２に接続されており、上記平面アンテナ部材７
８へマイクロ波を伝播するようになっている。この周波
数は２．４５ＧＨｚに限定されず、他の周波数、例えば
８．３５ＧＨｚを用いてもよい。この導波管としては、
断面円形或いは矩形の導波管や同軸導波管を用いること
ができる。上記導波箱８２の上部には、内部に冷却水を
流す冷却水流路９４が形成された天井冷却ジャケット９
６が設けられており、上記遅波材８０等を冷却するよう
になっている。そして、上記導波箱８２内であって、平
面アンテナ部材７８の上面には、上記高誘電率特性を有
する遅波材８０を設けて、この波長短縮効果により、マ
イクロ波の管内波長を短くしている。この遅波材８０と
しては、例えば窒化アルミ等を用いることができる。

【００１４】また、上記平面アンテナ部材７８は、８イ
ンチサイズのウエハ対応の場合には、例えば直径が３０
〜４０ｍｍ、厚みが１〜数ｍｍ、例えば５ｍｍの導電性
材料よりなる円板、例えば表面が銀メッキされた銅板或
いはアルミ板よりなり、この円板には例えば円形の貫通
孔よりなる多数のマイクロ波放射孔９８が、アンテナ部
材７８に略均等に配置させて設けられている。このマイ
クロ波放射孔９８の配置形態は、特に限定されず、例え
ば同心円状、螺旋状、或いは放射状に配置させてもよ
い。また、マイクロ波放射孔９８の形状は円形に限定さ
れず、例えば長溝のスリット形状等でもよく、また、こ
のスリット形状の放射孔をハの字状に配列させるように
してもよい。

【００１５】そして、上記遅波材８０と上記平面アンテ
ナ部材７８の外周部に、本発明の特徴とするマイクロ波
吸収材１００が設けられている。具体的には、このマイ
クロ波吸収材１００は、マイクロ波に対して誘電損失の
大きな材料、例えばフェライト系の材質を合成ゴム等に
混入しているフェライト混入ゴムよりなる。このマイク
ロ波吸収材１００は、円形の導電箱８２の天井部周囲に
沿うようにリング状になされると共に、その断面形状は
三角形状になっている。そして、このマイクロ波吸収材
１００の断面三角形のテーパ面を接触面１００Ａとし、
これを遅波材８０の周縁部である外周端のテーパ面８０
Ａと平面アンテナ部材７８の周縁部とに面接触させた状
態で配置しており、上記平面アンテナ部材７８及び遅波
材８０の平面方向にそれぞれの外周端まで伝播してくる
不要なマイクロ波を吸収し得るようになっている。

【００１６】次に、以上のように構成されたプラズマ処
理装置を用いて行なわれる処理方法について説明する。
まず、ゲートバルブ６８を介して半導体ウエハＷを搬送
アーム（図示せず）により処理容器３２内に収容し、リ
フタピン（図示せず）を上下動させることによりウエハ
Ｗを載置台３４の上面の載置面に載置する。そして、処
理容器３２内を所定のプロセス圧力、例えば０．０１〜
数Ｐａの範囲内に維持して、プラズマガス供給ノズル４
８から例えばアルゴンガスを流量制御しつつ供給すると
共に処理ガス供給ノズル５０から例えばＳｉＨ_４、Ｏ
_２、Ｎ_２等のデポジションガスを流量制御しつつ供給
する。同時にマイクロ波発生器９２からのマイクロ波
を、導波管９０及び同軸導波管８４を介して平面アンテ
ナ部材７８に供給して処理空間Ｓに、遅波材８０によっ
て波長が短くされたマイクロ波を導入し、これによりプ
ラズマを発生させて所定のプラズマ処理、例えばプラズ
マＣＶＤによる成膜処理を行う。

【００１７】ここで、平面アンテナ部材７８をその中心
部より放射状にマイクロ波が伝播する時、大部分のマイ
クロ波は、多段に形成したマイクロ波放射孔９８から下
方へ放射されてしまうが、図２に示すように一部のマイ
クロ波Ｍ１は下方へ放射されることなく、そのまま平面
アンテナ部材７８の外周端にまで至ることになる。ここ
で、従来装置にあっては、このアンテナ外周端まで伝播
するマイクロ波Ｍ１が端面で反射すると、この反射波が
平面アンテナ部材７８の中央部近傍に集中して相乗する
と、この部分におけるマイクロ波の電界が異常に大きく
なっていたが、本実施例の場合には、平面アンテナ部材
７８の外周端に誘電損失の大きいマイクロ波吸収材１０
０を配置しているので、アンテナ部材７８の中心部から
半径方向へ伝播して外周端に到達するマイクロ波Ｍ１
は、このマイクロ波吸収材１００によって誘電損失とし
て吸収されて熱になり、略消滅することになる。このよ
うなマイクロ波吸収材１００によるマイクロ波の吸収作
用は、平面アンテナ部材７８の全周において発生するこ
とになり、結果的に、平面アンテナ部材７８の中心部に
戻ってくる反射波を略ゼロにすることが可能となる。

【００１８】このため、マイクロ波及びその電界が平面
アンテナ部材７８の中心部の近傍に集中することがなく
なり、この結果、処理空間Ｓにおけるプラズマ密度の面
内均一性及び半導体ウエハＷに対するプラズマ処理の面
内均一性を大幅に向上させることが可能となる。同様に
して、このようなマイクロ波吸収材１００によるマイク
ロ波の吸収作用は、図２に示すように、遅波材８０に対
してその中心部より平面方向に放射状に伝播してその外
周端まで到達するマイクロ波Ｍ２に対しても生じ、この
マイクロ波Ｍ２はこの遅波材８０の外周端に設けたマイ
クロ波吸収材１００によってほとんど吸収されてしま
い、反射することがない。従って、この点よりも遅波材
８０の中心部近傍にマイクロ波が集中することがなくな
り、プラズマ密度の面内均一性及び半導体ウエハＷに対
するプラズマ処理の面内均一性を一層向上させることが
可能となる。

【００１９】また、ここでは、遅波材８０や平面アンテ
ナ部材７８の外周端が接するマイクロ波吸収材１００の
面は、それぞれの平面方向に対して傾斜されたテーパ面
１００Ａとなっているので、すなわちマイクロ波の伝播
方向に対して直角ではなく、ある程度のテーパ角θを有
しているので、万一、マイクロ波がマイクロ波吸収材１
００により完全に吸収されることなく一部が反射された
としても、その反対方向は遅波材８０や平面アンテナ部
材７８の中心方向に向かうことはないので、この点より
も反射波による悪影響を防止することが可能となる。
尚、上記実施例においては、平面アンテナ部材７８や遅
波材８０に対するマイクロ波吸収材１００の接触面１０
０Ａをテーパ状としたが、これに限定されず、図３
（Ａ）に示すようにこの接触面１００Ａをマイクロ波の
伝播方向に対して垂直となる垂直面に形成してもよい
し、図３（Ｂ）に示すように、この接触面１００Ａを断
面円弧状の面となるように形成してもよいし、更には、
図３（Ｃ）に示すように、断面が複数の三角形状となる
ような凹凸形状の面となるように形成してもよい。

【００２０】また、上記実施例では、遅波材８０や平面
アンテナ部材７８の外周部のみにマイクロ波吸収材１０
０を設けたが、よりマイクロ波の吸収を確実にさせるた
めに、マイクロ波吸収材１００を遅波材８０の上方にま
で延在させるようにしてもよい。図４は、このように形
成した本発明のプラズマ処理装置の変形例を示す構成
図、図５は図４中の一部を示す拡大図である。図４及び
図５に示すように、ここではマイクロ波吸収材１００
を、図１にて示した構造と同様に遅波材８０の周縁部
（外周端）と平面アンテナ部材７８の周縁部とに接して
設けると共に、それを上方向へ１８０度折り返して、こ
のマイクロ波吸収材１００を遅波材８０の上方の略全面
にまで亘って延在させている。この場合、遅波材８０の
上面とこの遅波材８０の上方に位置するマイクロ波吸収
材１００との間には、例えば銅のような導電性材料より
なる円板状のマイクロ波案内板１０２が介在されてお
り、その中心部は、上記同軸導波管８４の外管８４Ａへ
接続されている。

【００２１】また、このマイクロ波吸収材１００の上方
への折れ曲がり部の外周端には、開き角が略９０度にな
された一対のマイクロ波反射面１００Ｂ、１００Ｃが形
成されており、このマイクロ波反射面１００Ｂ、１００
Ｃに沿うように導波箱８２の内面も成形されている。こ
の実施例によれば、図５にも示すように、平面アンテナ
部材７８の平面を放射状に伝播してこの外周端まで到達
したマイクロ波や、遅波材８０の平面を放射状に伝播し
てこの外周端まで到達したマイクロ波は、共にマイクロ
波吸収材１００内に伝播し、この吸収材１００内を吸収
により減衰しつつ、図５中において矢印１０４に示すよ
うに、マイクロ波吸収材１００の一対のマイクロ波反射
面１００Ｂ、１００Ｃにて順次反射して、遅波材８０の
上方に位置するマイクロ波吸収材１００まで至ることに
なる。

【００２２】このように、結果的に、マイクロ波吸収材
１００中におけるマイクロ波の伝播経路が長くなったと
同様な構造になるので、このマイクロ波を完全に吸収し
て反射波をより確実になくすことが可能となる。すなわ
ち、図１に示した構造の実施例よりも、マイクロ波吸収
材１００中におけるマイクロ波の伝播経路を長くした分
だけ、そのマイクロ波の吸収効率を一層向上させること
が可能となる。また、ここではマイクロ波吸収材１００
として、固体の材料を用いたが、これに限定されず、図
６に示すように、図５中に示したマイクロ波吸収材１０
０を取り外して、ここに密閉空間１１０を形成するため
に、遅波材８０の周縁部において、これと平面アンテナ
部材７８及びマイクロ波案内板１０２との間に、それぞ
れＯリング等のシール部材１０６、１０８を環状に介在
させる。そして、この密閉空間１１０の一端に液体導入
口１１２を設けると共に、反対側の他端に液体排出口１
１４を設け、この密閉空間１１０内にマイクロ波吸収材
として液体、例えば冷却水１１６を流すようにしてもよ
い。

【００２３】これによれば、マイクロ波吸収材として作
用する冷却水１１６によりマイクロ波を吸収できるのみ
ならず、この近傍の冷却も行うことができ、場合によっ
ては、例えば導波箱８２の上部に設けた天井冷却ジャケ
ット９６を設けないで省略することも可能となる。ま
た、この冷却水１１６を温度調整しつつ循環使用すれ
ば、遅波材８０や平面アンテナ部材７８も最適な温度に
維持することが可能となる。尚、本実施例では、固体の
マイクロ波吸収材として合成ゴムにフェライト系の材質
を混入させたものを用いた場合を例にとって説明した
が、これに限定されずにマイクロ波の吸収効率が高い材
料ならばどのようなものでもよく、例えば合成ゴムにカ
ーボニールを混入したもの等も用いることができる。ま
た、本実施例では、半導体ウエハに成膜処理する場合を
例にとって説明したが、これに限定されず、プラズマエ
ッチング処理、プラズマアッシング処理等の他のプラズ
マ処理にも適用することができる。また、被処理体とし
ても半導体ウエハに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基
板等に対しても適用することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラズマ
処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮す
ることができる。本発明によれば、平面アンテナ部材や
遅波材を放射状に伝播して下方向へ放射（透過）されず
に残留したマイクロ波をマイクロ波吸収材により吸収す
ることができるので、これがアンテナ部材の中心方向へ
向かって反射することがなくなり、これにより反射波の
悪影響を大幅に抑制することができる。従って、被処理
体に対するプラズマ処理の面内均一性を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の一例を示す構
成図である。

【図２】図１に示すプラズマ処理装置のマイクロ波吸収
材の近傍を示す拡大断面図である。

【図３】マイクロ波吸収材ほ変形例を示す部分拡大断面
図である。

【図４】本発明のプラズマ処理装置の変形例を示す構成
図である。

【図５】図４中の一部を示す拡大図である。

【図６】本発明のプラズマ処理装置の変形例を示す図で
ある。

【図７】従来の一般的なプラズマ処理装置を示す構成図
である。

【符号の説明】

３０プラズマ処理装置３２処理容器３４載置台４８，５０ノズル（ガス供給手段）７４絶縁板７８平面アンテナ部材８０遅波材９２マイクロ波発生器９８マイクロ波放射孔１００マイクロ波吸収材１００Ａ接触面（テーパ面）１００Ｂ，１００Ｃマイクロ波反射面１１６冷却水（マイクロ波吸収材）Ｗ半導体ウエハ（被処理体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ (72)発明者本郷俊明東京都港区赤坂五丁目３番６号ＴＢＳ放送センター東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者大沢哲東京都港区赤坂五丁目３番６号ＴＢＳ放送センター東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者大見忠弘宮城県仙台市青葉区米ケ袋２の１の17の 301 (72)発明者平山昌樹宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉05 東北大学大学院工学研究科 (72)発明者後藤尚久東京都八王子市城山手２−８−１Ｆターム(参考） 4G075 AA24 BA05 BC01 BC04 BC06 BD14 CA47 FC13 4K030 AA06 AA14 AA17 AA18 CA04 FA01 KA30 KA45 LA15 5F004 AA01 BA09 BA20 BB11 BB14 BB18 BB25 DA25 DA26 5F045 AA09 AC01 AC11 AC15 BB02 DP03 DQ10 EH02 EH04 EH08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】天井部が開口されて内部が真空引き可能
になされた処理容器と、前記処理容器の天井部の開口に
気密に装着された絶縁板と、被処理体を載置するために
前記処理容器内に設けられた載置台と、前記絶縁板の上
方に設けられて所定のピッチで形成された複数のマイク
ロ波放射孔からプラズマ発生用のマイクロ波を前記絶縁
板を透過させて前記処理容器内へ導入する平面アンテナ
部材と、前記平面アンテナ部材の上方に設けられて前記
マイクロ波の波長を短縮するための遅波材と、前記処理
容器内へ所定のガスを導入するガス供給手段とを有する
プラ前記処理容器内へ所定のガスを導入するガス供給手
段とを有するプラズマ処理装置において、前記遅波材と前記平面アンテナ部材の外周部に、前記遅
波材の周縁部と前記平面アンテナ部材の周縁部とに接し
て、不要なマイクロ波を吸収するためのマイクロ波吸収
材を設けるように構成したことを特徴とするプラズマ処
理装置。
【請求項２】天井部が開口されて内部が真空引き可能
になされた処理容器と、前記処理容器の天井部の開口に
気密に装着された絶縁板と、被処理体を載置するために
前記処理容器内に設けられた載置台と、前記絶縁板の上
方に設けられて所定のピッチで形成された複数のマイク
ロ波放射孔からプラズマ発生用のマイクロ波を前記絶縁
板を透過させて前記処理容器内へ導入する平面アンテナ
部材と、前記平面アンテナ部材の上方に設けられて前記
マイクロ波の波長を短縮するための遅波材と、前記平面
アンテナ部材の上方に設けられて前記マイクロ波の波長
を短縮するための遅波材と、前記処理容器内へ所定のガ
スを導入するガス供給手段とを有するプラ前記処理容器
内へ所定のガスを導入するガス供給手段とを有するプラ
ズマ処理装置において、前記遅波材の周縁部と前記平面アンテナ部材の周縁部と
に接すると共に、前記遅波材の上方において平面的に広
がらせて、不要なマイクロ波を吸収するためのマイクロ
波吸収材を設けるように構成したことを特徴とするプラ
ズマ処理装置。
【請求項３】前記マイクロ波吸収材は、マイクロ波に
対して誘電損失の大きな材料よりなることを特徴とする
請求項１または２記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】前記マイクロ波吸収材は、フェライト系
の材質を含むことを特徴とする請求項３記載のプラズマ
処理装置。
【請求項５】前記マイクロ波吸収材は、液体よりなる
ことを特徴とする請求項３記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】前記マイクロ波吸収材の一部には、前記
遅波材及び前記平面アンテナ部材に対して平面的に伝播
してくるマイクロ波を、前記遅波材の上方において平面
的に広がる前記マイクロ波吸収材へ反射させるためのマ
イクロ波反射面が形成されていることを特徴とする請求
項２乃至５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。