(57)【要約】      （修正有）【課題】パワー損失を最小化し、誘電体ウィンドウの侵蝕を避け、高密度で均一なプラズマを形成するマイクロウェーブ供給装置、それを用いたプラズマ工程装置及びプラズマ工程方法の提供。【解決手段】工程チャンバ１０９を形成するためのコンテナ１１１、工程チャンバ１０９の内部に被処理物Ｗを支持する支持部１０２、工程チャンバ１０９の上部に形成された誘電体ウィンドウ１０４、工程チャンバ１０９の内部にガスを注入するためのガス注入装置１０８、及び誘電体ウィンドウ１０４上にマイクロウェーブを印加するための複数の開放型共振器１１３を備えるマイクロウェーブ供給部を含む。【選択図】図４
2005235755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工程チャンバを形成するためのコンテナと、
前記工程チャンバの内部に被処理物を支持する支持部と、
前記工程チャンバの上部に形成された誘電体ウィンドウと、
前記工程チャンバの内部にガスを注入するためのガス注入装置と、
前記誘電体ウィンドウ上にマイクロウェーブを印加するための複数の開放型共振器を備えるマイクロウェーブ供給部と、
を備えることを特徴とするプラズマ工程装置。
【請求項２】
前記ガス注入装置は、
前記誘電体ウィンドウの中央部を貫通して設置される上部ガス供給部と、
所定角度で前記被処理物の表面上に工程ガスを供給するための第１ガス供給部と、
放射状にガスフラックスが均一な分布を持つように構成された第２ガス供給部と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ工程装置。
【請求項３】
前記それぞれのガス供給部を通じたガスフラックスは独立的に制御可能であることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ工程装置。
【請求項４】
前記複数の開放型共振器は、前記誘電体ウィンドウと接する部分で前記開放型共振器が開放されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ工程装置。
【請求項５】
前記マイクロウェーブ供給部が、
マイクロウェーブを発生させるためのマイクロウェーブパワーソースと、
複数のマイクロウェーブガイドと、
前記マイクロウェーブパワーソースから発生したマイクロウェーブを前記複数のマイクロウェーブガイドに分配するためのカプラーと、
前記複数のマイクロウェーブガイドとそれぞれ連結された複数の開放型共振器と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ工程装置。
【請求項６】
前記それぞれのマイクロウェーブガイドに伝えられるマイクロウェーブパワーの比率をカプラーで変更することによって、前記工程チャンバ内で放射方向へのプラズマの均一度を向上させることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ工程装置。
【請求項７】
前記それぞれのマイクロウェーブガイドは、前記工程チャンバの軸に対して回転自在に結合されたことを特徴とする請求項５に記載のプラズマ工程装置。
【請求項８】
前記複数のマイクロウェーブガイドは、同軸方向に構成されたことを特徴とする請求項５に記載のプラズマ工程装置。
【請求項９】
前記複数のマイクロウェーブガイドの隣接するマイクロウェーブガイドは互いに隣接する壁を共有することを特徴とする請求項８に記載のプラズマ工程装置。
【請求項１０】
前記支持部は昇降可能に構成されていて最適なプラズマ均一度を持つ位置に装着された基板の位置を調整しうることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ工程装置。
【請求項１１】
マイクロウェーブを発生させるためのマイクロウェーブパワーソースと、
複数のマイクロウェーブガイドと、
前記マイクロウェーブパワーソースから発生したマイクロウェーブを前記複数のマイクロウェーブガイドに分配するためのカプラーと、
前記複数のウェーブガイドとそれぞれ連結された複数の開放型共振器と、
を含むことを特徴とするマイクロウェーブ供給装置。
【請求項１２】
前記それぞれのマイクロウェーブガイドに伝えられるマイクロウェーブパワーの比率がカプラーで変更できることを特徴とする請求項１１に記載のマイクロウェーブ供給装置。
【請求項１３】
前記それぞれのマイクロウェーブガイドは、それぞれに対して回転自在に結合されたことを特徴とする請求項１１に記載のマイクロウェーブ供給装置。
【請求項１４】
前記複数の開放型共振器は、前記複数のマイクロウェーブガイドの反対側が開放されたことを特徴とする請求項１１に記載のプラズマ工程装置。
【請求項１５】
前記複数のマイクロウェーブガイドは同軸方向に構成されたことを特徴とする請求項１１に記載のプラズマ工程装置。
【請求項１６】
前記複数のマイクロウェーブガイドの隣接するマイクロウェーブガイドは互いに壁を共有することを特徴とする請求項１１に記載のプラズマ工程装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装備に係り、より詳細には多重開放型共振器(ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｏｐｅｎｅｎｄｅｄ  ｒｅｓｏｎａｎｔ  ｃａｖｉｔｙ)を使用してマイクロウェーブプラズマを発生させる装置及びそれを用いたプラズマ工程装置及び工程方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、プラズマとは、高温で負電荷を有した電子と正電荷を帯びたイオンとに分離された気体状態であって、全体的には負と正の電荷数が同一な中性を帯びる気体状態を意味する。このようなプラズマは非常に高い温度や強い電界あるいは高周波電磁界(ＲＦ  ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ)によって生成される。
【０００３】
特に、グロー放電によるプラズマ生成は直流(ＤＣ)または高周波(ＲＦ)電界によって励起された自由電子によってなされるが、励起された自由電子はガス分子と衝突してイオン、ラジカル、電子のような活性族を生成する。通常的に、プラズマ工程とはこのように得られた活性族を被処理物質の表面に物理的または化学的に作用させて物質の表面特性を変化させる工程をいう。
【０００４】
最近、大面積ウェーハが半導体量産工程に適用されることにより、このようなウェーハに対してプラズマ工程を行うためには処理しようとする大面積のウェーハ周辺に広くて均一なプラズマ密度を発生させうるプラズマ工程装置の開発が半導体工程でますます重要になっている。
【０００５】
このようなプラズマ工程装置のうちマイクロウェーブを用いたプラズマ工程装置が最も活発に研究されている。
【０００６】
図１は、従来の技術による両方向分配器を使用したプラズマ工程装置１０の概略的な構成を示す図面である。
【０００７】
図１に示すプラズマ工程装置１０は、特許文献１に開示されたものであって、工程チャンバ１９を構成するためのコンテナ１１、工程チャンバ１９内に装着されてウェーハＷを支持するための支持部１２、支持部１２の下部に結合されたヒーター２５、ガス注入口１７ａを備えるガス供給部１７、工程チャンバ１９の上部に結合されて大気から工程チャンバ１９を隔離する誘電体ウィンドウ１４、及び誘電体ウィンドウ１４上に形成されるマイクロウェーブ供給部１３を含む。
【０００８】
図２は、図１に示すプラズマ工程装置のマイクロウェーブを供給するための主要部品を説明するための部分斜視図である。
【０００９】
従来のプラズマ工程装置１０に使われるマイクロウェーブ供給部１３は、導体で形成された共振器であって、マイクロウェーブが進行する空間１３ａ、上部及び下部面１３ｃ、誘電体ウィンドウ１４と隣接する下部面１３ｃに形成された複数のスロット１３ｂ、側壁１３ｄ、上部面に形成されたマイクロウェーブ注入口１３ｅ、及びマイクロウェーブガイドパイプ１５から注入されたマイクロウェーブを２部分に分離して空間１３ａに注入するための分配器１３ｆを含む。
【００１０】
さらに、図１を参照すれば、従来のプラズマ工程装置１０は、マグネトロンのようなマイクロウェーブ発振器を有するマイクロウェーブパワーソース６、少なくとも一つ以上のガス供給部及びガス排出システムを含む。それぞれのガス供給部は、ガスソース２１、弁２２、及びマスフロー調節器(ＭＦＣ：ｍａｓｓ  ｆｌｏｗ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ)２３を備える。また、ガス排出システムは、排出伝導性制御弁２６、排出開閉弁２５及び真空ポンプ２４を備える。
【００１１】
従来のプラズマ工程装置１０におけるプラズマの発生及び工程は次の通りに進行する。
【００１２】
まず、ウェーハＷを支持部１２上に装着し、ヒーター２５を用いて所望の温度まで加熱する。工程チャンバ１９の内部は排気システムによって真空を維持し、プラズマ工程ガスが工程チャンバ１９内にガス供給部１７を用いて一定の流速で注入される。
【００１３】
次いで、マイクロウェーブパワーソース６から所望のパワーがマイクロウェーブガイドパイプ１５を介してマイクロウェーブ供給部１３に注入され、注入されたマイクロウェーブは分配器１３ｆによって両方向に分かれて空間１３ａに伝搬されて相互干渉することによって、定常波を形成する。
【００１４】
マイクロウェーブは、複数のスロット１３ｂで強化され、複数のスロット１３ｂ及び誘電体ウィンドウ１４を介して工程チャンバ１９内に供給される。このように工程チャンバ１９内に注入されたマイクロウェーブの電場は工程チャンバ１９の上部でプラズマを発生させるために電子を加速させる。支持部１２上に装着されたウェーハＷの表面を処理するために工程ガスは高密度プラズマにより励起される。
【００１５】
図３Ａ及び図３Ｂは、従来のプラズマ工程装置を用いて蒸着する場合にマイクロ波供給装置に形成された複数のスロットに放射されるプラズマのパターンとスロットの侵食パターンをそれぞれ示す。
【００１６】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、従来のプラズマ工程装置は、均一なプラズマ密度Ｂを確保するためにマイクロウェーブ供給部の下部と誘電体ウィンドウとの間に複数のスロットＡが形成された別途の装置を配置している。このような、複数のスロットＡが形成された別途の装置は誘電体ウィンドウの侵食を起こして不要な微細粒子が発生する原因となる。
【００１７】
結局、図３Ｂに示すような侵食が発生した誘電体ウィンドウを用いてウェーハ上に蒸着またはエッチングを進行すれば、蒸着された薄膜またはエッチングされた薄膜には不要な不純物が形成されるという問題が発生する。
【特許文献１】米国特許第６，４９７，７８３号公報“Ｐｌａｓｍａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｗｉｔｈ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ａｐｐｌｉｃａｔｏｒ ｈａｖｉｎｇ ａｎｎｕｎｌａｒ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，２００２．１２．２４”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、処理しようとする部材の近くで高密度の均一なプラズマソースを形成しうるマイクロウェーブプラズマを発生させる装置と、それを用いたプラズマ工程装置及び工程方法を提供することである。
【００１９】
本発明の他の目的は、パワー損失を最小化し、誘電体ウィンドウの望ましくない侵食を避けうるマイクロウェーブプラズマを発生させる装置と、それを用いたプラズマ工程装置及び工程方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の一類型によれば、工程チャンバを形成するためのコンテナ、工程チャンバの内部に被処理物を支持する支持部、工程チャンバの上部に形成された誘電体ウィンドウ、工程チャンバの内部にガスを注入するためのガス注入装置、及び誘電体ウィンドウ上にマイクロウェーブを印加するための複数の開放型共振器を備えるマイクロウェーブ供給部を備えることを特徴とするプラズマ工程装置が提供される。
【００２１】
本発明の他の類型によれば、マイクロウェーブを発生させるためのマイクロウェーブパワーソース、複数のマイクロウェーブガイド、マイクロウェーブパワーソースから発生したマイクロウェーブを複数のマイクロウェーブガイドに分配するためのカプラー、及び複数の開放型共振器を含むことを特徴とするマイクロウェーブ供給装置が提供される。
【００２２】
本発明のまた他の類型によれば、工程チャンバ及び複数の開放型共振器を備えるマイクロウェーブ供給部を含むプラズマ工程装置を用いて工程チャンバ内に装着された被処理物をプラズマ処理する方法において、複数の開放型共振器に供給されるパワーを個別的に制御することによって被処理物上に均一なプラズマ密度を維持することを特徴とするプラズマ工程方法が提供される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の望ましい実施の形態によれば、処理しようとする基板が大きい場合にも、複数のリング状の開放型共振器を用いて広域にかけてプラズマを均一に形成することができる。
【００２４】
また、本発明の望ましい実施の形態によれば、従来の複数のスロットを備える共振器を有するプラズマ工程装置と比較して複数のスロットを使用せずともマイクロウェーブを誘電体ウィンドウに印加しうるので誘電体ウィンドウに侵食が発生しない。
【００２５】
また、本発明の望ましい実施の形態によれば、誘電体ウィンドウに隣接した部分にガスを均一に供給することによってガスを効果的にイオン化させ、かつ分解しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付した図面に基づき、本発明の多重開放型共振器を使用してマイクロウェーブプラズマを発生させる装置とそれを用いたプラズマ工程装置及び工程方法に関する望ましい実施の形態を詳細に説明する。各図面において同じ参照符号は同じ構成要素を表す。
【００２７】
図４は、本発明の望ましい実施の形態によるプラズマ工程装置の構成を説明するための図面である。
【００２８】
図４に示すように、本発明の望ましい実施の形態によるプラズマ工程装置１００は、工程チャンバ１０９を構成するためのコンテナ１１１、工程チャンバ１０９内に装着されてウェーハＷのような基板を支持するための支持部１０２、第１ガス注入口１０７ａを備える第１ガス供給部１０７、第２ガス注入口１１７ａを備える第２ガス供給部１１７、上部ガス注入口１０８ａを備える上部ガス供給部１０８、工程チャンバ１０９の上部に結合されて大気から工程チャンバ１０９を隔離する誘電体ウィンドウ１０４、及び誘電体ウィンドウ１０４上に形成されるマイクロウェーブ供給部１３０を含む。
【００２９】
図５は、図４に示すプラズマ工程装置に使われたマイクロウェーブ供給装置を説明するための図面である。
【００３０】
本発明の望ましい実施の形態によるプラズマ工程装置１００に使われるマイクロウェーブ供給部１３０は、マイクロウェーブパワーソース１３２、カプラー１３４、上部ガス注入口１０８ａを備える上部ガス供給部１０８、冷却水注入口１３６ａ、冷却水排出口１３６ｂ、第１ないし第ｎｔｈマイクロウェーブガイド１０３１〜１０３ｎ、及び第１ないし第ｎｔｈ共振器１１３１〜１１３ｎを含む。
【００３１】
本発明の望ましい実施の形態によるマイクロウェーブ供給部１３０のマイクロウェーブパワーソース１３２は、マグネトロンのようなマイクロウェーブ発振器を備えてマイクロウェーブを発生させる。マイクロウェーブパワーソース１３２から発生したマイクロウェーブはカプラー１３４によってｎ個のマイクロウェーブガイド１０３１〜１０３ｎを通じてｎ個の第１ないし第ｎｔｈ共振器１１３１〜１１３ｎにそれぞれ注入される。
【００３２】
本発明の望ましい実施の形態によれば、ｎ個の共振器１１３１〜１１３ｎは開放型であって、マイクロウェーブガイドに連結された部分と誘電体ウィンドウ１０４と結合される部分でそれぞれの共振器１１３１〜１１３ｎが開放された形態をなす。したがって、マイクロウェーブを誘電体ウィンドウ１０４の全面に均一に分布させることによって、工程チャンバ１０９内でプラズマを均一に形成することができる。
【００３３】
さらに、図４を参照すれば、本発明の望ましい実施の形態によるプラズマ工程装置１００で、上部ガス供給部１０８は２つの機能を持つ。すなわち、支持部１０２に装着された基板上に薄膜を蒸着するか、形成された薄膜をエッチングする工程を行った後、工程チャンバ１０９を洗浄するためにガスを注入、例えばＳｉＯ２薄膜を蒸着した後に工程チャンバを洗浄するためにＣ２Ｆ６ガスを注入するための機能と、誘電体ウィンドウ２５の中心部を機械的に支持する機能とを持つ。
【００３４】
本発明の望ましい実施の形態によれば、誘電体ウィンドウ１０４の中心部を機械的に支持することによって、より薄くて大きな誘電体ウィンドウ１０４を、機械的ストレスを減らしつつ支持することができる。
【００３５】
基板に進行する工程ガスの均一なガスフラックスを発生させるためにプラズマソースハウジング１０７ｆは基板の表面に所定の角度でガスを噴出するための第１ガス注入口１０７ａを備えた第１ガス供給部１０７を備える。また、プラズマソースハウジング１０７ｆの下部に位置した第２ガス供給部１１７は第２ガス注入口１１７ａを備え、放射状にガスフラックスが均一な分布を有するように構成される。本発明の望ましい実施の形態によれば、前述したガス注入口を通じたガスフラックスは独立的に制御が可能であり、これによって基板に向けて反応性ガスを均一に分布させうる。
【００３６】
また、本発明の望ましい実施の形態によれば、誘電体ウィンドウ１０４の冷却は直接方式を使用した。すなわち、冷却水は冷却水注入口１３６ａに注入されて直接的に誘電体ウィンドウ１０４と接触し、誘電体ウィンドウ１０４と集積的に接触した冷却水は誘電体ウィンドウ１０４を横切る放射方向の温度勾配を減少させた後、冷却水排出口１３６ｂを通じて外部に排出される。
【００３７】
本発明の望ましい実施の形態によれば、工程チャンバ１０９内でマイクロウェーブプラズマを励起させるために同軸型の一対の第１及び第２共振器１１３１、１１３２を使用した。第２共振器１１３２は誘電体ウィンドウ１０４の周辺部上に位置する。したがって、第２共振器１１３２は下部開放型の共振器をなすために工程チャンバ１０９の周辺部で非常に高い密度のプラズマを発生させる。
【００３８】
マイクロウェーブパワーソースから発生したマイクロウェーブパワーはカプラーを通じて第１及び第２マイクロウェーブガイド１０３１、１０３２に入射する。次に、入射されたそれぞれのマイクロウェーブはそれぞれのマイクロウェーブガイドに連結されたテーパ状のウェーブガイド部を介して第１及び第２共振器１１３１、１１３２にそれぞれ入射する。
【００３９】
また、本発明の望ましい実施の形態によれば、第１及び第２結合プローブ１１２ａ、１１２ｂが第１及び第２マイクロウェーブガイド１０３１、１０３２内にそれぞれ備わってマイクロウェーブパワーソースから発生したマイクロウェーブパワーが第１及び第２共振器１１３１、１１３２にそれぞれ入射される量を調節するように構成されている。
【００４０】
本発明の望ましい実施の形態によれば、第１共振器１１３１に入射されるマイクロウェーブを調節することによって工程チャンバ１０９の中央部分におけるマイクロウェーブプラズマの密度が制御できる。例えば、第２ウェーブガイド１０３２に伝えられるマイクロウェーブパワーの比率をカプラー１３４で変更することによって、工程チャンバ１０９内で放射方向へのプラズマの均一度を向上させることが可能になる。
【００４１】
以上、図４に示す本発明の望ましい実施の形態において第１及び第２共振器１１３１、１１３２で構成したマイクロウェーブプラズマを発生させる装置を用いたプラズマ工程装置を例えて説明したが、図５に示す本発明の望ましい実施の形態によるｎ個の共振器を備えるマイクロウェーブプラズマを発生させる装置を用いたプラズマ工程装置も当然に構成できる。
【００４２】
本発明の望ましい実施の形態によれば、ｎ個の共振器を採用したマイクロウェーブプラズマ発生装置の場合にカプラー１３４を調節してそれぞれの共振器に挿入されるマイクロウェーブパワーの比率を調節して誘電体ウィンドウ１０４の近くの工程チャンバ１０９で発生するプラズマの均一度を調節しうる。
【００４３】
また、図面に示していないが、本発明の望ましい実施の形態によれば、それぞれのマイクロウェーブガイドに別途のマイクロウェーブパワーソースを備えてそれぞれを制御することもできる。
【００４４】
また、本発明の望ましい実施の形態によれば、第１及び第２移動フランジ１１５ａ、１１５ｂはマイクロウェーブパワーソースと相応するマイクロウェーブガイドをそれぞれマッチングさせるのに使われる。
【００４５】
また、本発明の望ましい実施の形態によれば、第１マイクロウェーブガイド１０３１は工程チャンバ１０９の軸に対して回転自在であり、第２マイクロウェーブガイド１０３２は第１マイクロウェーブガイド１０３１に対して回転自在に構成することによって、さらに容易にマイクロウェーブプラズマを発生させる装置をプラズマ工程装置に結合させうる。
【００４６】
一方、支持部１０２は、工程チャンバ１０９の下部に位置し、昇降可能に構成されていて最適のプラズマ均一度を有する位置に支持部１０２上に装着された基板を調整する。
【００４７】
本発明の望ましい実施の形態によれば、複数のマイクロウェーブガイドは同軸方向に構成され、互いに隣接するマイクロウェーブガイドは隣接する壁を互いに共有することを特徴とする。
【００４８】
図６は、図４に示すプラズマ工程装置に使われた誘電体ウィンドウからの距離によるプラズマ密度を説明するためのグラフである。
【００４９】
図６は、誘電体ウィンドウ１０４と支持部１０２上に装着されたウェーハ基板Ｗ間の距離によるプラズマ密度の均一度を示したものであって、ｄ２は基板上で放射方向にプラズマが最適の均一度を持つことを表す一方、ｄ１とｄ３はプラズマの均一度が低い場合を表している。このように誘電体ウィンドウ１０４とウェーハ基板Ｗ間の距離を調節して、プラズマが最も均一に分布された部分にウェーハ基板Ｗを位置させうるので、工程チャンバ１０９の全領域内でプラズマの密度を均一にする必要はない。ただし、下部が開放された複数の共振器１１３１〜１１３ｎにより工程チャンバ１０９内でそれぞれ発生するプラズマ密度ピークを個別的に適切に制御することで充分である。
【００５０】
図７は、一つの共振器により工程チャンバ１０９内に形成される定常波を示す。図７に示されたように、共振器の中心線と一致する位置で定常波はピークを有する。定常波の振幅はマイクロウェーブパワーの大きさを表すが、工程チャンバ１０９内のプラズマ密度は前記マイクロウェーブパワーの大きさによる。図８は、複数の共振器１１３１〜１１３ｎにより工程チャンバ１０９内でそれぞれ発生するプラズマ密度ピークを表す。説明の便宜上、冷却水注入口１３６ａ及び冷却水排出口１３６ｂは図示しない。図８に示されたように、第１共振器１１３１により工程チャンバ１０９の中心部に中心ピークＯが形成される。そして、第２共振器１１３２ないし第ｎ共振器１１３ｎの中心線とそれぞれ一致する位置でピークＯ２〜Ｏｎが形成される。共振器の全体は軸方向に対称であるために、ピークも方位角方向に対称を形成する。したがって、このようなピークを上から見れば、複数の同心円形態になる。
【００５１】
この時、中心ピークＯから所定距離に前記ピークＯ２〜Ｏｎが形成されるように共振器を配置する。その結果、前述のように、誘電体ウィンドウ１０４からの距離によって、工程チャンバ１０９内のプラズマ密度が図６のように変化する。したがって、本発明によれば、工程チャンバ１０９の全体領域内でプラズマの密度が均一ではないが、誘電体ウィンドウ１０４から所定距離では放射方向に非常に均一なプラズマ分布が得られる。
【００５２】
このように共振器の中心線と一致する位置でピークを形成させるためには、それぞれの共振器で共振が発生しなければならない。本発明における各共振器の共振条件は、共振器中心線の周辺の長さがその共振器に対応するウェーブガイドに対するマイクロウェーブの波長の整数倍にならなければならない。この時、開放型ウェーブガイドの場合におけるこのような波長は、全面が導電性壁で取り囲まれたウェーブガイドの場合と同一でない点を留意しなければならない。これは、開放型である場合、曲がって上部リングを形成するウェーブガイドのみならず、誘電体ウィンドウと工程チャンバもまた一体になって共振器を形成するためである。
【００５３】
たとえ、共振器内の振動周波数がマイクロウェーブ供給部から入力される周波数によって決定されるとしても、それぞれの特定共振器内で励起されるモードの類型はカップリングディバイスの位置によっても決定される。カップリングが複数の個別的なポートを通じて発生する限り、それぞれの入力マイクロウェーブは同じ周波数で独自の共振モードを励起させる。
【００５４】
与えられた放射位置でのピークの振幅は対応する共振器に伝えられるマイクロウェーブパワーの比率を変更することによって調節できる。図５に示す本発明の望ましい実施の形態によるマイクロウェーブ供給装置は中心から相違した放射距離で３個またはそれ以上の同軸共振器の使用を可能にし、これは広域にわたって均一なプラズマ処理を可能にする上で重要な役割を果たす。
【００５５】
本発明は添付した図面に示された一実施の形態に基づいて説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者であれば、これより多様な変形及び均等な他実施の形態が可能である点を理解しうる。従って、本発明の真の技術的保護範囲は詳細な説明の範囲内に決まるものではなく、特許請求の範囲によって決まるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、多重開放型共振器を使用してマイクロウェーブプラズマを発生させる装置及びそれを用いたプラズマ工程装置及び工程方法に係り、特に、大面積ウェーハを使用する半導体量産装備に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】従来の技術によるプラズマ工程装置の概略的な構成を示す図面である。
【図２】図１に示すプラズマ工程装置の主要部品を説明するための部分斜視図である。
【図３Ａ】従来のプラズマ工程装置を用いて蒸着を行う場合にマイクロウェーブ供給装置に形成された複数のスロットに放射されるプラズマのパターンを示す。
【図３Ｂ】従来のプラズマ工程装置を用いて蒸着を行う場合のスロットの侵食パターンを示す。
【図４】本発明の望ましい実施の形態によるプラズマ工程装置の構成を説明するための図面である。
【図５】図４に示すプラズマ工程装置に使われたマイクロウェーブ供給装置を説明するための図面である。
【図６】図４に示すプラズマ工程装置に使われた誘電体プレートからの距離によるプラズマ密度を説明するためのグラフである。
【図７】一つの共振器により工程チャンバ内に形成される定常波を示す。
【図８】複数の共振器により工程チャンバ内に形成されるプラズマ密度のピークを示す。
【符号の説明】
【００５８】
１００    プラズマ工程装置
１０２    支持部
１０３１、１０３２    第１及び第２マイクロウェーブガイド
１０４    誘電体ウィンドウ
１０７    第１ガス供給部
１０７ａ    第１ガス注入口
１０７ｆ    プラズマソースハウジング１
１１７    第２ガス供給部
１１７ａ    第２ガス注入口
１０８    上部ガス供給部
１０８ａ    上部ガス注入口
１０９    工程チャンバ
１１１    コンテナ
１１２ａ、１１２ｂ    第１及び第２結合プローブ
１１３１、１１３２    第１及び第２共振器    
１１５ａ、１１５ｂ    第１及び第２移動フランジ
１３０    マイクロウェーブ供給部
１３６ａ    冷却水注入口
１３６ｂ    冷却水排出口
【図１】
2005235755.tif 000003
【図２】
2005235755.tif 000004
【図４】
2005235755.tif 000005
【図５】
2005235755.tif 000006
【図６】
2005235755.tif 000007
【図７】
2005235755.tif 000008
【図８】
2005235755.tif 000009
【図３Ａ】
2005235755.tif 000010
【図３Ｂ】
2005235755.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月19日(2005.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
前記複数の開放型共振器は、前記複数のマイクロウェーブガイドの反対側が開放されたことを特徴とする請求項１１に記載のマイクロウェーブ供給装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１５】
前記複数のマイクロウェーブガイドは同軸方向に構成されたことを特徴とする請求項１１に記載のマイクロウェーブ供給装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１６】
前記複数のマイクロウェーブガイドの隣接するマイクロウェーブガイドは互いに壁を共有することを特徴とする請求項１１に記載のマイクロウェーブ供給装置。