(57)【要約】【課題】均一性を保ちつつ、大面積のプラズマ処理を行えるプラズマ処理装置。【解決手段】反応器１のマイクロ波導入窓には、開口部を有する格子状の支持枠２が架設され、開口部の夫々は石英ガラス製の封止板４で封止されている。さらに、別の誘電体７を支持枠２に挿入することによって反応器１のマイクロ波導入窓を平らにしている。本実施の形態では、プラズマ発生面積が１００ｍｍ×１００ｍｍ×４である反応器１を用いている。誘電体７を挿入することによって、マイクロ波導入窓の窪みによるプラズマ拡散の阻害を失くし、均一なプラズマを生成することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象を収納する処理容器と、誘電体で出来た複数のマイクロ波導入板が気密に設けられ、前記複数の導体板を支持するために梁がめぐらされて処理容器上に架設された支持枠と、前記マイクロ波導入板の外面側に設置され処理室内にマイクロ波を導入するマイクロ波ランチャーと、支持枠に張り巡らされた梁によって形成される空孔の間に挿入される誘電体板を複数具備されたマイクロ波装置であり、支持枠の梁の間の空孔に挿入された誘電体板によって梁によって作られた処理容器の一面の凹凸を１ｃｍ以下に減少させほぼ平らにしていることを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロ波プラズマ装置において、前記梁を具備する支持枠と前記支持枠の梁の間に挿入された誘電体板によって、処理容器の面の凹凸を１ｃｍ以下であることを特徴とするマイクロ波プラズマ装置
【請求項３】
請求項１に記載のマイクロ波プラズマ処理装置において、前記処理容器は前記マイクロ波が透過可能な気密を保持する誘電体を複数有し、各誘電体の下部の別の誘電体により容器内壁に１ｃｍ以上の凹凸を作らないマイクロ波プラズマ処理装置
【請求項４】
請求項１に記載のマイクロ波プラズマ処理装置において、前記マイクロ波が透過可能で気密を保持する誘電体を複数用いることにより、内壁面に凹凸が少ない構造を持ち、気密を保持しているマイクロ波プラズマ装置
【請求項５】
請求項１に記載のマイクロ波プラズマ処理装置において、処理容器の開口部、支持枠の下面に、マイクロ波が透過可能な誘電体を架設することによって、内壁面に凹凸が少ない構造を持ち、気密を保持しているマイクロ波プラズマ装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波電力を利用してプラズマを発生させ、該プラズマにて、ウェハなどの被処理基板に、エッチング、アッシング、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、イオン打ち込み等の処理を施す、マイクロ波プラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体またはマイクロマシン等を製造するプロセスにおいて、反応ガスに外部からエネルギーを与えた際に発生するプラズマが広く用いられている。特に近年では大量生産などの要望により、プラズマによって大面積の被処理材を均一に処理することが可能な装置の開発が必要になっている。
【０００３】
図７は、従来のマイクロ波プラズマ処理装置を示す模式的側断面図であり、大きな寸法の被処理材を処理し得るようにしてある。中空直方体の反応器１は、その全体がステンレス、あるいはアルミニウム等で形成されている。反応器の上端部にはマイクロ波導入窓が開設してあり、該マイクロ波導入窓を取り囲む上部壁には、支持枠２が前記上部壁の上に載置されたＯリング１２を挾持するように固定されている。
【０００４】
支持枠２は、反応器１の上部壁の形状に応じた環状正四辺形、ないし任意形状の外枠部材と、該外枠部材に内嵌し外枠部材にて囲まれた領域を区分する内枠部材２ａ，２ｂ，２ｃ，．．．とによって形成される任意形状の小枠部を備えている。また、支持枠２は所要の強度を確保すべくステンレスあるいはアルミニウム等の金属で形成される。各小枠部上には、開口部より大きめでほぼ同一形状を有するマイクロ波導入板４ａ，４ｂ，４ｃ，．．．が載置してある。このマイクロ波導入板４ａ，４ｂ，４ｃ，．．．は耐熱性およびマイクロ波透過性に優れ、かつ誘電損失が低い材料（例えば石英、アルミナ等）により形成されている。
【０００５】
支持枠２とマイクロ波導入板４ａ，４ｂ，４ｃ，．．．との間には、各小枠部を囲むようにＯリング１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，．．．が配置してあり、減圧時にＯリング１０が支持枠２とマイクロ波導入板４とによって挾持され、反応器の上部が封止される。
【０００６】
マイクロ波導入板の上面に取り付けられたマイクロ波ランチャーは、金属製導体からなる直状矩形導波管６からなる。誘電体５が貼り付けられている。この誘電体は表面波励起の役割を果たし、材質テフロンによって作られている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１７５９５号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように特開平８−１７５９５号公報に開示されたプラズマ処理装置は、大サイズの非処理材への適用が可能であることに加えて、封止板の機械的及び熱的応力を軽減し、封止板の破損を防止し得る優れた装置である。しかしながら、このプラズマ処理装置においては、反応容器の内部に全域に亘って均一な分布にてプラズマを発生させることが難しい場合があり、大面積の被処理材の処理面に対して不均一なプラズマ処理がなされる虞れがあった。
【０００９】
このようなプラズマ分布の不均一は、前記封止板４を支持する支持枠２の存在に起因して生じる。この支持枠は、反応容器内部の負圧が作用する封止板を安定して支持し得る強度を確保し、また、所望の形状への成形の容易性を有する必要があることから、一般的に金属製とされている。
【００１０】
支持枠２の内枠２ａ，２ｂ，．．．により該プラズマの拡散が阻止されることで、該プラズマがマイクロ波入射側の窓に集中し、同様にマイクロ波のエネルギーも集中し、他の窓でプラズマが生成されず、不均一なプラズマ処理となる虞がある。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、反応容器の一側に開口するマイクロ波の導入窓を複数枚の封止板により封止してある構成において、前記封止板を支持する金属製の支持枠の影響により反応容器の内部に発生するプラズマ分布が不均一となることを緩和し、大面積の被処理材に対してより均等なプラズマ処理をなし得るプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプラズマ処理装置は、反応容器１の一側に開設されたマイクロ波の導入窓と、該導入窓に架設された支持枠２の複数の開口部を個別に封止する複数枚の封止板４と、前記導入窓と対向して配されたマイクロ波の導波路６とを備え、該導波路内を伝播するマイクロ波を前記複数枚の封止板を経て前記反応容器内に導入する構成としたプラズマ処理装置において、前記支持枠２ａ，２ｂ，２ｃ，．．．によってできた壁面の凹み、すなわち開口空間領域を埋める誘電体板７を具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、支持枠によってできた凹みの部分に誘電体板７ａ，７ｂ，７ｃ，．．．が挿入されており、生成されたプラズマの拡散が支持枠２ａ，２ｂ，２ｃ，．．．によって阻害されることがなく、全面に拡散する。これにより均一なプラズマが生成される。
【００１４】
また前記誘電体板７は支持枠２下部に取り付けられた鍔８によって支持されている。あるいは反応容器１の開口部を覆うように誘電体板９を設置し、前記誘電体板９によって支持されてもよい。前記誘電体板９は反応容器１の側部に設置された誘電体１３によって支持される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明のプラズマ処理装置の構造を示す模式的縦断面図である。図中１は中空の直方体形状をなす反応器であり、例えば金属（ステンレス）で形成されている。反応器は上部に開口部（マイクロ波導入窓）、側部に観測用窓を有している。反応器１の上方には反応器１の上部を覆う寸法のステンレス製の支持枠２が配されている。支持枠２上には誘電体線路５が配されている。誘電体線路５は、誘電損失が小さいポリエチレンで形成されており、誘電体線路の一端側には導波管６が連結され、マイクロ波発振器が接続されている。
【００１６】
反応器１のマイクロ波導入窓には、格子形状の図２に示すような支持枠２が配されている。図３は支持枠２を下部から見た平面図である。枠部分の断面は図１に示すように凸型形状に形成されており、支持枠は凸型２ａ，２ｂ，．．．の突出側を誘電体線路側に向けて、反応器１の上部に架設されている。
【００１７】
支持枠２には、任意形状の誘電体板４が配されている。誘電体板４はマイクロ波の透過が可能で、誘電損失が少なく、耐熱性を有する材料、例えば石英ガラス，Ａｌ２Ｏ３板等で形成されている。
【００１８】
支持枠２に配された誘電体板４の下部にさらに別の誘電体板７が配されている。その寸法は支持枠により形成される開口空間領域を埋める寸法であり、材料としては石英を用いている。この石英板は支持枠下部に配された鍔８によって支えられている。また、図６のように、鍔８の代わりに反応容器１の上面を覆う形状の誘電体板９を配することによって支えることも可能である。
【００１９】
このような誘電体板７を支持枠２に配して、反応室１上部のマイクロ波導入窓に配することにより、反応室１は気密状態に封止されている。また、支持枠２および誘電体板４の上面には、全体を覆う寸法の誘電体製のカバー板３が配されている。カバー板３は石英板を用いている。なお、カバー板３は、複数の封止板４を用いた場合にプラズマ処理の均一性を向上させる別の手段であり、カバー板３を配さない場合でも本発明の効果を得ることができる。
【００２０】
また、誘電体板４と誘電体板７を図４、５のような形状のひとつの誘電体１１で代用することも可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、支持枠および誘電体板によって形成されるマイクロ波導入窓における窪みを別の誘電体板によって埋めることで、マイクロ波導入窓に窪みをなくし、プラズマの拡散を阻害するものを除去することによって、プラズマの拡散が促され、全体に広がり均一なプラズマを生成することができる。これにより、試料にプラズマ処理を均一に施すことができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例によるマイクロ波プラズマ処理装置の概略断面図
【図２】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置に設ける上部枠の一例を示す斜視図
【図３】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置に設ける上部枠の一例を示す平面図
【図４】マイクロ波プラズマ処理装置の導体板の一例を示す斜視図
【図５】マイクロ波プラズマ処理装置の導体板の組み合わせを示す断面図
【図６】マイクロ波プラズマ処理装置の導体板を支持する別の例を示す断面図
【図７】従来のマイクロ波プラズマ処理装置の一例を示す概略縦断面図
【符号の説明】
１・・・処理容器
２・・・支持枠
３・・・誘電体板
４・・・誘電体板
５・・・誘電体線路
６・・・マイクロ波導波管
７・・・誘電体板
８・・・鍔
９・・・誘電体板
１０・・・Ｏリング
１１・・・誘電体板
１２・・・Ｏリング
１３・・・誘電体板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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