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JP2000299199A - Plasma generating device and plasma processing device - Google Patents

Plasma generating device and plasma processing device

Info

Publication number
JP2000299199A
JP2000299199A JP11105905A JP10590599A JP2000299199A JP 2000299199 A JP2000299199 A JP 2000299199A JP 11105905 A JP11105905 A JP 11105905A JP 10590599 A JP10590599 A JP 10590599A JP 2000299199 A JP2000299199 A JP 2000299199A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma
slot antenna
slot
antenna
conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11105905A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Nakagami
慎二 仲上
Takeshi Noguchi
武史 野口
Kenichi Kojima
健一 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Plasma System Corp
Original Assignee
Plasma System Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Plasma System Corp filed Critical Plasma System Corp
Priority to JP11105905A priority Critical patent/JP2000299199A/en
Priority to TW089106543A priority patent/TW579661B/en
Priority to KR1020000019341A priority patent/KR100649153B1/en
Publication of JP2000299199A publication Critical patent/JP2000299199A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
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    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/3211Antennas, e.g. particular shapes of coils
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244Gas supply means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a plasma state, prevent impedance from lowering without increasing the size of a slot antenna, generate a plasma in a relatively lower frequency, and reduce manufacturing cost and running cost. SOLUTION: This plasma generating device comprises a vacuum container 1 capable of controlling internal pressure, gas supply means 2 for supplying gas in the vacuum container 1, and plasma generating means for generating plasma by radiating an electromagnetic wave in the vacuum container 1 introduced with the gas. The plasma generating means comprises a slot antenna 4 having a slot 41 for radiating an electromagnetic wave formed on a conductor and an ac power source 5 for feeding the slot antenna 4. The slot antenna 4 is formed in a shape having impedance capable of generating plasma in a case of a low feeding frequency.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ発生装置
およびプラズマ処理装置に関し、特に、高密度プラズマ
が得られる誘導結合型プラズマ発生装置を備え、半導体
デバイスや液晶ディスプレイ等の製造工程で使用される
ドライエッチング装置、アッシング装置等や、他の微細
加工のエッチング、およびアッシング、クリーニング、
表面改質など、高密度プラズマを利用することのできる
分野に用いて好適な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma generating apparatus and a plasma processing apparatus, and more particularly to an inductively coupled plasma generating apparatus for obtaining high-density plasma, which is used in a process of manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal display. Dry etching equipment, ashing equipment, etc. and other fine processing etching, ashing, cleaning,
The present invention relates to a technique suitable for use in a field where high-density plasma can be used, such as surface modification.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスや液晶ディスプレイの製
造工程で使用されるドライエッチング装置、アッシング
装置等のプラズマ処理装置の分野において、近年、処理
基板の大型化に伴って、処理室内で発生させるプラズマ
の大口径化が要求されている。また一方では、エッチン
グレート、アッシングレート等の所定の処理速度や装置
のスループットを確保する目的でプラズマの高密度化も
要求されている。このうち、プラズマの高密度化に関し
ては、プラズマの励起効率を促進するために、高周波を
用いて誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasm
a,以下、ICPと記す)を発生させる方法が採用され
ている。
2. Description of the Related Art In the field of plasma processing apparatuses such as dry etching apparatuses and ashing apparatuses used in the manufacturing process of semiconductor devices and liquid crystal displays, in recent years, plasma generated in a processing chamber has become larger as processing substrates have become larger. Larger diameters are required. On the other hand, it is also required to increase the density of plasma in order to secure a predetermined processing speed such as an etching rate and an ashing rate and a throughput of the apparatus. Among them, with regard to increasing the density of plasma, in order to promote the plasma excitation efficiency, inductively coupled plasma (Inductively Coupled Plasm
a, hereinafter referred to as ICP).

【0003】ICPは、主としてアンテナ励起用コイル
に高周波電流を流し、これによって真空中に誘導電磁界
を発生させ、プラズマを生成するものである。そして、
その特徴は、ECR(Electron Cyclotron Resonance)
装置、マイクロ波プラズマ発生装置、マグネトロンRI
E装置等と比べて装置構造が比較的簡単であるのに対し
て、高真空下において高密度なプラズマを均一性良く真
空容器内に生成することである。
[0003] In the ICP, a high-frequency current is mainly passed through an antenna excitation coil, thereby generating an induction electromagnetic field in a vacuum to generate plasma. And
Its feature is ECR (Electron Cyclotron Resonance)
Equipment, microwave plasma generator, magnetron RI
While the structure of the apparatus is relatively simple as compared with the E apparatus and the like, it is to generate high-density plasma in a vacuum vessel with high uniformity under high vacuum.

【0004】このICPの高圧力使用下において、プラ
ズマ密度の分布は、外部から与えられる電磁界、すなわ
ちアンテナによって作られる電磁界の分布に強く依存し
た形になる。ここで、単一(Single Design )構造のア
ンテナではアンテナ近傍の電磁界のみが強くなるため、
アンテナの形状に強く依存したプラズマ密度分布の局在
化が起こってしまう。プラズマの励起効率を上げるため
に高周波発振器の周波数を上げると、単一構造のアンテ
ナではアンテナインピーダンスの上昇、あるいはアンテ
ナで作られる電磁界の空間分布の局在化が起こる。これ
に対して、アンテナインピーダンスの上昇を抑えるため
にアンテナ長を短縮することは、プラズマの大口径化と
矛盾する考えである。そして、たとえ大口径化ができた
としても、電磁界の空間的な不均一性はプラズマ密度の
不均一性を引き起こす。
When the ICP is used under high pressure, the distribution of the plasma density strongly depends on the externally applied electromagnetic field, that is, the distribution of the electromagnetic field generated by the antenna. Here, in an antenna having a single (Single Design) structure, only the electromagnetic field near the antenna becomes strong,
Localization of the plasma density distribution strongly depends on the shape of the antenna. When the frequency of the high-frequency oscillator is increased in order to increase the plasma excitation efficiency, the antenna having a single structure increases the antenna impedance or localizes the spatial distribution of an electromagnetic field generated by the antenna. On the other hand, shortening the antenna length to suppress an increase in antenna impedance is a contradiction to increasing the plasma diameter. And even if the diameter can be increased, the spatial non-uniformity of the electromagnetic field causes the non-uniformity of the plasma density.

【0005】また、単一構造のアンテナでは高周波発振
器によってアンテナを励振するとアンテナを構成する金
属導体の表面に対して垂直方向に強い振動電界が発生す
る。その一方、アンテナが作る電界によって荷電粒子で
あるプラズマに力の作用が働く。通常、プラズマはその
質量比が1000倍ほど異なる重い正イオンと電子から
構成されているため、電界に対する感度が異なり、例え
ば工業周波数13.56MHz程度の周波数帯の場合、
重いイオンは高周波で振動する電界に追随できず位置の
変化が現われないのに対し、軽い電子はこの程度の周波
数では充分に追随が可能であるため、電子のみが電界に
即座に反応して位置を変えるようなプラズマの系が構成
される。このような場合、アンテナが作る電界がアンテ
ナコイル面に対して平行であれば問題ないが、アンテナ
コイル面に対して垂直に振動しているとすると、電子の
みがアンテナに引き付けられたり、引き離されたりと電
界の振動に同期してアンテナとプラズマの間で電荷量が
変化するような状態となる。この状態を長い時間のオー
ダーで見た場合、電子が平均的にアンテナ近傍に過剰に
存在する結果を生みだし、この過剰な電子がアンテナと
プラズマを隔てている誘電体(真空容器)表面の電位を
プラズマおよび接地電位に対して相対的に低く下げるよ
うな効果を誘発する。具体的には、例えば線状アンテナ
の場合、アンテナからの距離rの逆3乗に比例した強い
静電界ができるため、強いVdcを誘発してしまう。な
お、ここでのVdcとは、「アンテナとプラズマを隔てて
いる誘電体の真空容器側表面の時間平均の電位」と定義
する。
In a single-structure antenna, when the antenna is excited by a high-frequency oscillator, a strong oscillating electric field is generated in a direction perpendicular to the surface of a metal conductor constituting the antenna. On the other hand, a force acts on the plasma, which is a charged particle, by an electric field created by the antenna. Normally, plasma is composed of heavy positive ions and electrons whose mass ratios are different by about 1000 times, so that the sensitivity to an electric field is different. For example, in the case of a frequency band of about 13.56 MHz of industrial frequency,
Heavy ions cannot follow the electric field oscillating at high frequencies, and their position does not change, whereas light electrons can follow enough at this frequency, so only the electrons immediately respond to the electric field and the position changes. A plasma system that changes the temperature is constructed. In such a case, there is no problem if the electric field generated by the antenna is parallel to the antenna coil surface.However, if it is oscillating perpendicular to the antenna coil surface, only electrons are attracted to or separated from the antenna. The electric charge changes between the antenna and the plasma in synchronization with the vibration of the electric field. If this state is viewed in the order of a long time, the result is that electrons are excessively present in the vicinity of the antenna on average, and this excess electron causes the potential of the surface of the dielectric (vacuum vessel) separating the antenna and the plasma to become higher. Induces a relatively low drop effect on plasma and ground potential. Specifically, for example, in the case of a linear antenna, a strong electrostatic field proportional to the inverse cube of the distance r from the antenna is generated, so that a strong Vdc is induced. Here, Vdc is defined as "the time-average potential of the surface of the dielectric separating the antenna and the plasma on the vacuum vessel side".

【0006】また、上記Vdcの発生により正イオンの真
空容器表面へのスパッタリングが生じるため、真空容器
表面がたたかれて不純物が発生する、という基板処理上
の重大な問題が生じることになる。また、Vdcを抑制す
る方法の一つに、アンテナとプラズマの間にファラデー
シールドなる遮蔽板を挿入するという方法がある。しか
しながら、ファラデーシールドの使用は放射される電磁
界の減衰をもたらし、プラズマに対して効率良くエネル
ギーを供給することができないため、エネルギー効率の
悪いプラズマ処理装置となってしまう。
In addition, since the generation of Vdc causes positive ions to be sputtered on the surface of the vacuum vessel, there is a serious problem in substrate processing that the vacuum vessel surface is hit and impurities are generated. One method of suppressing Vdc is to insert a shielding plate serving as a Faraday shield between the antenna and the plasma. However, the use of the Faraday shield causes attenuation of the radiated electromagnetic field, and energy cannot be supplied to the plasma efficiently, resulting in a plasma processing apparatus with low energy efficiency.

【0007】さらに、特開平3−79025号公報に
は、電磁界を作り出すための平面状のコイルを備えたプ
ラズマ処理装置が開示されている。このプラズマ処理装
置は、平面状コイルが作る電磁界により誘導結合された
プラズマを発生させ、プラズマの均一化、高密度化を実
現しようとするものである。しかしながら、このプラズ
マ処理装置においても、上述のVdc発生メカニズムが正
にあてはまり、誘電体レンズを併用する等、この問題を
回避するには困難さを伴う。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-79025 discloses a plasma processing apparatus provided with a planar coil for generating an electromagnetic field. This plasma processing apparatus is intended to generate plasma inductively coupled by an electromagnetic field generated by a planar coil, thereby realizing uniform and high density plasma. However, also in this plasma processing apparatus, the above-described Vdc generation mechanism applies exactly, and it is difficult to avoid this problem, such as using a dielectric lens together.

【0008】上記の問題を解決するために、スロットア
ンテナを適用する技術が提案されている。スロットアン
テナは、金属導体面上にあけた細長い溝、すなわちスロ
ットよりなる放射素子と定義されている。このスロット
アンテナは、線状アンテナの持つ、近接場で重要な距離
の逆3乗に比例する静電界効果を有さないという特徴を
有する。したがって、上述のVdc発生メカニズムの問題
を、容易に回避することが可能となる。このようなスロ
ットアンテナを用いてプラズマを発生させる際には、発
振器により給電可能なマイクロ波導波管にスロット開口
部を設け、このスロット開口部をスロットアンテナとし
て電磁波動を放射し、この電磁波動によってプラズマを
発生させる手法が知られている。
[0008] In order to solve the above-mentioned problem, a technique using a slot antenna has been proposed. A slot antenna is defined as a radiating element composed of an elongated groove or slot formed on a metal conductor surface. This slot antenna has a feature that it does not have an electrostatic field effect that is proportional to the inverse cube of a distance important in a near field, which a linear antenna has. Therefore, the above-described problem of the Vdc generation mechanism can be easily avoided. When plasma is generated using such a slot antenna, a slot opening is provided in a microwave waveguide that can be fed by an oscillator, and electromagnetic waves are radiated using the slot opening as a slot antenna. Techniques for generating plasma are known.

【0009】しかし、導波管を用いた場合には、給電す
る電磁波の波長によって導波管の大きさ形状が制限を受
ける。例えば、300MHzの周波数の電磁波を使用し
た場合には、その波長が1mであるが、3MHzの周波
数の電磁波を使用した場合にはその波長が100mとな
り、それに伴って必要な導波管の大きさ形状が巨大にな
るため、マイクロ波より波長の長い領域において、導波
管を用いてスロットアンテナへ給電することは事実上困
難である。また、導波管を用いる手法では、発生したプ
ラズマの状態が、スロットアンテナの開口形状、配置
等、マイクロ波導波管中の電磁波動の姿態によって強く
影響を受けるため、スロットアンテナの開口形状、配置
等に制限が多くなり、これらを、プラズマ処理に必要で
あるプラズマ発生面積およびプラズマ発生密度を得るた
めに必要な形状とすることができない場合があるという
問題があった。さらに、プラズマ処理装置における真空
容器よりも短い波長の電磁波を利用するため、真空容器
中での波動の干渉現象を引き起こし、プラズマの発生が
不均一なものとなる可能性がある。このため、大口径均
一プラズマの発生を目的とした際、導波管を用いるスロ
ットアンテナの利用方法は上記の制限を受けることにな
る。
However, when a waveguide is used, the size and shape of the waveguide are limited by the wavelength of the electromagnetic wave to be fed. For example, when an electromagnetic wave having a frequency of 300 MHz is used, the wavelength is 1 m. However, when an electromagnetic wave having a frequency of 3 MHz is used, the wavelength is 100 m. Since the shape becomes huge, it is practically difficult to feed a slot antenna using a waveguide in a region longer in wavelength than a microwave. In the method using a waveguide, the state of the generated plasma is strongly affected by the shape of the electromagnetic wave in the microwave waveguide, such as the shape and arrangement of the slot antenna. There is a problem that these may not be formed into a shape necessary for obtaining a plasma generation area and a plasma generation density required for plasma processing. Furthermore, since an electromagnetic wave having a shorter wavelength than that of the vacuum container in the plasma processing apparatus is used, an interference phenomenon of waves in the vacuum container may be caused, and the generation of plasma may be non-uniform. For this reason, when the aim is to generate large-diameter uniform plasma, the method of using a slot antenna using a waveguide is subject to the above-described restrictions.

【0010】上記の問題を解決するために、本願発明者
らは、特開平10−074597号公報に記載されるよ
うに、スロットアンテナと、該スロットアンテナに給電
を行う高周波電源とを有する「プラズマ発生装置および
プラズマ処理装置」を提案している。この特開平10−
074597号公報に記載される「プラズマ発生装置お
よびプラズマ処理装置」は、内部に基板を収容しプラズ
マを用いて該基板の処理を行うための処理室と、処理ガ
スが導入された処理室内に電磁波を放射することでプラ
ズマを発生させるプラズマ発生手段とを有し、前記プラ
ズマ発生手段が、高周波電源に給電される導体板に設け
たスロット開口部をスロットアンテナとし、このスロッ
ト開口部の両脇に直接給電点を設ける方法を採用してお
り、さらに、このプラズマ処理装置は、複数のスロット
開口部が前記導体上に形成され、各スロットのそれぞれ
に給電点が設けられるとともに、各スロット間での給電
位相を制御するための位相制御手段としてのマッチング
ボックス等が設けられたものである。この給電方法とさ
れるスロットアンテナにおいては、導波管が不要となる
とともに、その際できる電磁波動の姿態によってスロッ
ト開口部の形状が制約されることをなくすことができ
る。また、比較的低い周波数の電磁波、つまり、長い波
長の電磁波を用いることが可能となるため、真空容器中
での波動の干渉を防止することができる。したがって、
スロットアンテナの形状配置等も、発生させるプラズマ
の状態等の必要性からデザインできるため、大口径均一
プラズマの発生方法として好ましいものである。
[0010] In order to solve the above problem, the present inventors have disclosed a "plasma" having a slot antenna and a high-frequency power supply for feeding power to the slot antenna as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-074597. Generator and plasma processing apparatus. " This Japanese Patent Laid-Open No. 10-
No. 0745597 discloses a “plasma generating apparatus and a plasma processing apparatus” that include a processing chamber for accommodating a substrate therein and performing processing on the substrate using plasma, and a processing chamber in which a processing gas is introduced. And plasma generating means for generating plasma by radiating a laser beam.The plasma generating means forms a slot antenna provided in a conductor plate supplied with a high-frequency power supply as a slot antenna, and is provided on both sides of the slot opening. A method of directly providing a power supply point is adopted.Moreover, in this plasma processing apparatus, a plurality of slot openings are formed on the conductor, a power supply point is provided in each of the slots, and a space between the slots is provided. A matching box or the like is provided as phase control means for controlling the power supply phase. In the slot antenna used in this feeding method, the waveguide is not required, and the shape of the slot opening can be prevented from being restricted by the form of the electromagnetic wave generated at that time. Further, since an electromagnetic wave having a relatively low frequency, that is, an electromagnetic wave having a long wavelength can be used, it is possible to prevent wave interference in a vacuum vessel. Therefore,
Since the shape and arrangement of the slot antenna can be designed based on the necessity such as the state of the plasma to be generated, it is preferable as a method for generating a large-diameter uniform plasma.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】前述のスロットアンテ
ナを適用したプラズマ発生装置においては、プラズマ発
生に必要なエネルギーを低減するために、100MHz
以下程度の比較的低い周波数を使用したいという要求が
ある。しかしながら、スロットアンテナにおいて比較的
低い周波数を使用してプラズマを発生した場合には、イ
ンピーダンスの不足からスロットアンテナが短絡的にな
り易く、また、プラズマとの磁気的結合が弱いためサイ
ズの大きなスロットアンテナが必要となるという問題が
あった。さらに、上記特開平10−074597号公報
に記載されるように、給電周波数が300MHzの場合
には折り返しスロットアンテナの長さが200mm程
度、また、給電周波数が500MHzの場合には円環状
のスロットアンテナの直径が300mm程度と小さく設
定できるが、給電周波数が100MHz以下程度の場合
には、必要なスロット開口部の長さが大きくなり装置全
体が大型化するため、これを改善したいという要求があ
った。また、100MHz程度以上の発振器およびその
位相を同期するマッチングボックスはそのコストが高い
ので、装置の製造コストを低減するために、規格品であ
る工業用周波数13.56MHz,あるいは27.12
MHz,40.68MHzの発振器および対応するマッ
チングボックスを使用したいという要求があるが、この
場合、発生する電磁場の波長が大きいため、スロットア
ンテナに必要な長さを持たせると装置が13m程度と巨
大になってしまい実用化できないという問題があった。
In the plasma generating apparatus to which the above-mentioned slot antenna is applied, in order to reduce the energy required for plasma generation, 100 MHz
There is a demand to use a relatively low frequency, such as: However, when plasma is generated by using a relatively low frequency in the slot antenna, the slot antenna is likely to be short-circuited due to insufficient impedance, and the slot antenna is large in size due to weak magnetic coupling with the plasma. Was required. Further, as described in JP-A-10-074597, the length of the folded slot antenna is about 200 mm when the power supply frequency is 300 MHz, and an annular slot antenna when the power supply frequency is 500 MHz. Can be set as small as about 300 mm, but when the power supply frequency is about 100 MHz or less, the length of the required slot opening becomes large and the entire device becomes large, so there has been a demand to improve this. . Since the cost of an oscillator of about 100 MHz or more and a matching box for synchronizing the phase thereof are high, in order to reduce the manufacturing cost of the device, a standard industrial frequency of 13.56 MHz or 27.12 is used.
There is a demand to use an oscillator of 40 MHz and 40.68 MHz and a corresponding matching box. In this case, since the wavelength of the generated electromagnetic field is large, if the slot antenna has a necessary length, the device is as large as about 13 m. There was a problem that it could not be put to practical use.

【0012】さらに、上記特開平10−074597号
公報記載の技術においては、発生するプラズマの発生面
積および発生密度を向上するために複数のスロット開口
部を前記導体上に形成し、各スロット間での給電位相を
制御するための位相補正器等を設けているが、この場合
には、多数のスロットに対する給電周波数の同期制御に
困難をきたす場合があるという問題があり、また、複数
のスロット開口部を前記導体上に形成することで、アン
テナとしてのインピーダンスが低下してしまうため短絡
的になりやすいという問題があり、また、位相補正器は
そのコストが高いため、装置の製造コストを低減するた
めに、何らかの手段を講じたいという要求があった。
Further, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-074597, a plurality of slot openings are formed on the conductor in order to improve the generation area and generation density of the generated plasma. In this case, there is a problem that it may be difficult to control the synchronization of the power supply frequency for a large number of slots. By forming the part on the conductor, there is a problem that the impedance as an antenna is reduced and short-circuit is likely to occur, and the cost of the phase corrector is high, thereby reducing the manufacturing cost of the device. Therefore, there was a request to take some measure.

【0013】さらに、スロットアンテナと真空容器との
配置関係は、従来、図34に示すように、スロットアン
テナC1がその下側に配置された真空容器C2の外側、
つまり大気中に配置されるとともに、真空容器C2にお
いては、スロットC11下側付近に開口部C21が設け
られ、この開口部C21を閉塞する石英などの誘電体C
3が配置されていた。ここで、誘電体C3は、スロット
アンテナC1から発生した交流電磁界を開口部C21か
ら真空容器C2内部に導くとともに、真空容器C2をO
リングC22等とともにシールして、真空容器C2内部
の真空を維持するために設けられるものである。
Further, as shown in FIG. 34, the arrangement relationship between the slot antenna and the vacuum container is, as shown in FIG. 34, outside the vacuum container C2 in which the slot antenna C1 is disposed below.
That is, while being placed in the atmosphere, the vacuum vessel C2 has an opening C21 near the lower side of the slot C11, and a dielectric C such as quartz closing the opening C21.
3 were arranged. Here, the dielectric C3 guides the AC electromagnetic field generated from the slot antenna C1 from the opening C21 to the inside of the vacuum container C2, and also connects the vacuum container C2 to the O.
It is provided to seal with the ring C22 and the like to maintain the vacuum inside the vacuum vessel C2.

【0014】しかし、このような配置では、開口部C2
1を透して真空容器C2内部に確保されるスロットアン
テナC1の面積を大きく設定しようとして、開口部C2
1の面積を拡大する場合には、真空容器C2外部の大気
圧に対抗する構造強度を保ち真空を維持するために、誘
電体C3の厚みを増大する必要がある。このような誘電
体C3厚みの増大は、アンテナ給電部に給電される浸透
電位を低下させる上、プラズマPと交錯する磁力線密度
をも低下させる。その結果、プラズマPの点灯開始電力
の上昇や、プラズマPとの磁気的結合性の低下を来すこ
とになる。つまり、前記誘電体C3の厚さを薄くするこ
とはできず、誘電体C3の厚みに制限を受け、スロット
アンテナC1と真空容器C2内部との間隔が任意に調節
出来ないため、浸透電圧(アンテナに給電された電圧の
染込み)の制御が困難となるという問題があった。さら
に、この真空容器C2の開口部C21を透して真空容器
C2に確保されるスロットアンテナC1の金属導体面
が、その誘電体C3の大きさによって制限を受けるた
め、スロットアンテナC1の電磁界放射面の開口面積を
制限することになり、エネルギー効率の低下や、プラズ
マPの大口径化の妨げとなっていた。また、スロットア
ンテナにおいては給電点として、アースに接続する点が
必要だが、それ以外は絶縁しておく必要があり、真空容
器におけるシール条件と両立するためには困難を生じる
場合があった。
However, in such an arrangement, the opening C2
In order to increase the area of the slot antenna C1 secured inside the vacuum vessel C2 through
When the area of 1 is increased, it is necessary to increase the thickness of the dielectric C3 in order to maintain the structural strength against the atmospheric pressure outside the vacuum vessel C2 and maintain the vacuum. Such an increase in the thickness of the dielectric C3 lowers the osmotic potential fed to the antenna feeder and also lowers the line density of magnetic force intersecting with the plasma P. As a result, the lighting start power of the plasma P increases and the magnetic coupling with the plasma P decreases. That is, the thickness of the dielectric C3 cannot be reduced, the thickness of the dielectric C3 is limited, and the distance between the slot antenna C1 and the inside of the vacuum vessel C2 cannot be arbitrarily adjusted. There is a problem that it is difficult to control the penetration of the voltage supplied to the power supply. Further, since the metal conductor surface of the slot antenna C1 secured in the vacuum vessel C2 through the opening C21 of the vacuum vessel C2 is restricted by the size of the dielectric C3, the electromagnetic field emission of the slot antenna C1 is restricted. This limits the opening area of the surface, which impairs energy efficiency and prevents the plasma P from increasing in diameter. In the slot antenna, a point to be connected to the ground is required as a feeding point, but other points need to be insulated, and there may be a case where it is difficult to achieve compatibility with sealing conditions in a vacuum vessel.

【0015】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、以下の目的を達成しようとするものである。 プラズマ発生面積の拡大、プラズマ発生濃度の均一化
および向上、プラズマ点灯開始電力の上昇防止、プラズ
マとの磁気的結合性の向上等、プラズマ状態の向上を図
ること。 スロットアンテナのサイズを大きくすることなくイン
ピーダンスの低下を防止し、比較的低い周波数でプラズ
マを発生可能とすること。 製造コスト、ランニングコストの低減を図ること。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to achieve the following objects. Improvement of the plasma state, such as enlargement of the plasma generation area, uniformization and improvement of the plasma generation concentration, prevention of an increase in plasma lighting start power, and improvement of magnetic coupling with the plasma. To prevent a drop in impedance without increasing the size of the slot antenna, and to enable plasma to be generated at a relatively low frequency. Reduce manufacturing and running costs.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明のプラズマ発生装
置は、内部の圧力が制御可能な真空容器と、該真空容器
内にガスを供給するガス供給手段と、ガスが導入された
前記真空容器内に電磁波を放射することでプラズマを発
生させるプラズマ発生手段と、を有するプラズマ発生装
置において、前記プラズマ発生手段が、電磁波を放射す
るスロットを導体に形成したスロットアンテナと、該ス
ロットアンテナに給電を行う交流電源とを有し、前記ス
ロットアンテナが、低給電周波数の場合にもプラズマ発
生可能なインピーダンスを有する形状とされてなること
により上記課題を解決した。ここで、本発明において、
低給電周波数とは、真空容器内の寸法より大きい波長を
有する電磁波を発生させる周波数、つまり、真空容器内
のガスを導入する部分の縦・横・高さ・対角・半径・1
辺長等の寸法から選択された1つの寸法と等しい波長を
有する電磁波の周波数よりも小さい周波数を意味してい
る。本発明のプラズマ発生装置において、磁流源アンテ
ナとしての前記スロットアンテナが、前記導体の形状お
よび前記スロットの形状を、バビネの原理に基づく線状
アンテナとの間の電磁界の双対性を利用して、2次元的
構造、または、3次元的構造に設定することが可能であ
る。本発明のプラズマ発生装置において、磁流源アンテ
ナとしての前記スロットアンテナにおける前記導体の形
状および前記スロットの形状を、円筒面状構造、球面状
構造、屈折面等、バビネの原理に基づく線状アンテナと
の間の電磁界の双対性を利用して、内部に発生するプラ
ズマの密度を増大する形状構造に設定することが好まし
い。本発明のプラズマ発生装置において、前記スロット
アンテナの導体を、前記真空容器の一部または全部とし
て構成することができる。本発明のプラズマ発生装置に
おいて、前記スロットアンテナへの給電点を、2箇所,
3箇所,4箇所に設定するか、または、給電点が1箇所
とされて前記導体がアース電位に設定し、さらに、前記
給電点をスロットアンテナにおける放射状態の最適化位
置に設定することが可能である。本発明のプラズマ発生
装置において、前記スロットを、1箇所、または、並列
もしくは直列に接続されて2箇所以上設けることが可能
である。本発明のプラズマ処理装置は、内部に基板を収
容しプラズマを用いて該基板の処理を行うための処理室
と、該処理室内に処理ガスを供給するガス供給手段と、
処理ガスが導入された前記処理室内に電磁波を放射する
ことでプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、前記
処理室内を所望の圧力に排気する排気手段を有するプラ
ズマ処理装置において、前記プラズマ発生手段が、電磁
波を放射するスロットを導体に形成したスロットアンテ
ナと、該スロットアンテナに給電を行う交流電源とを有
し、前記スロットアンテナが、低給電周波数の場合にも
プラズマ発生可能なインピーダンスを有する形状とされ
てなることにより上記課題を解決した。ここで、プラズ
マ発生手段が、前記プラズマ発生装置に記載されたもの
と略同一の構成とされる。
According to the present invention, there is provided a plasma generating apparatus comprising: a vacuum vessel having a controllable internal pressure; gas supply means for supplying a gas into the vacuum vessel; and a vacuum vessel into which a gas is introduced. Plasma generating means for generating plasma by radiating electromagnetic waves into the plasma generating apparatus, wherein the plasma generating means supplies a slot antenna having a slot for radiating electromagnetic waves to a conductor, and feeds the slot antenna. The above problem has been solved by providing an AC power supply for performing the above-mentioned operation, wherein the slot antenna has an impedance capable of generating plasma even at a low power supply frequency. Here, in the present invention,
The low power supply frequency is a frequency at which an electromagnetic wave having a wavelength larger than the size in the vacuum vessel is generated, that is, the vertical, horizontal, height, diagonal, radius, and 1 of a portion of the vacuum vessel into which a gas is introduced.
This means a frequency smaller than the frequency of an electromagnetic wave having a wavelength equal to one dimension selected from dimensions such as side lengths. In the plasma generator of the present invention, the slot antenna as a magnetic current source antenna uses the duality of an electromagnetic field between the conductor shape and the slot shape, and a linear antenna based on the Babinet principle. Thus, it is possible to set a two-dimensional structure or a three-dimensional structure. In the plasma generator of the present invention, the shape of the conductor and the shape of the slot in the slot antenna as a magnetic current source antenna may be a linear antenna based on Babinet's principle, such as a cylindrical surface structure, a spherical structure, and a refraction surface. It is preferable to set the shape to increase the density of the plasma generated inside by utilizing the duality of the electromagnetic field between them. In the plasma generator of the present invention, the conductor of the slot antenna can be configured as a part or all of the vacuum vessel. In the plasma generator according to the present invention, two feeding points to the slot antenna are provided.
It is possible to set three or four places, or to set the feed point to one place and set the conductor to the ground potential, and to set the feed point to a position where the radiation state in the slot antenna is optimized. It is. In the plasma generator of the present invention, it is possible to provide the slot at one location, or at two or more locations connected in parallel or in series. The plasma processing apparatus of the present invention, a processing chamber for accommodating a substrate therein and processing the substrate using plasma, a gas supply unit for supplying a processing gas into the processing chamber,
In a plasma processing apparatus having plasma generation means for generating plasma by radiating electromagnetic waves into the processing chamber into which the processing gas has been introduced, and an exhaust means for exhausting the processing chamber to a desired pressure, the plasma generation means includes: It has a slot antenna in which a slot for radiating electromagnetic waves is formed in a conductor, and an AC power supply for feeding power to the slot antenna, and the slot antenna is shaped to have an impedance capable of generating plasma even at a low feeding frequency. This has solved the above-mentioned problem. Here, the plasma generating means has substantially the same configuration as that described in the plasma generating apparatus.

【0017】スロットアンテナは、金属導体面上にあけ
た溝、すなわちスロットよりなる放射素子と定義されて
いる。スロットアンテナはまた磁流アンテナとも称され
て、磁流が電磁波動の源とみなされており、線状アンテ
ナとは異なり、スロット開口部で開口面に平行な磁場が
表裏面で相殺して零となる物理的特徴を有する。また電
磁界の双対性に基づくバビネの原理から、スロットアン
テナには電磁界の双対性(電界と磁界が交代する性質)
を有する対応した線状アンテナが存在し、特性の解析は
容易に行うことができるが、線状アンテナの持つ、近接
場で重要な距離の逆3乗に比例する静電界効果を、スロ
ットアンテナは有さないのが特徴である。スロットアン
テナによるプラズマの発生は、通常金属導体板上に細長
い切り溝が開けられたものが用いられるが、この溝の形
状を、上述の線状アンテナの解析に基づいて、位相幾何
学的な合同性を有して、かつ、磁流源アンテナの特性を
保ったまま変形した形態とし、もしくは、ねじり込む形
態とすることにより、スロットアンテナのインピーダン
スおよびプラズマとの磁気結合性を向上する。この際、
前記スロットアンテナを、低給電周波数の場合にもスロ
ットアンテナのサイズを大きくすることなくプラズマ発
生可能なインピーダンスを有する形状とすることで、真
空容器中での波動の干渉を防止することができる。また
スロットアンテナが面状アンテナである性質を生かし
て、スロットアンテナを真空容器の一部あるいは全部と
し、同時に、アンテナ導体を円筒面状構造、半球面状構
造、屈折面等とすることにより、内部に発生するプラズ
マの密度を増大するとともに、スロット形状を適切に選
択することにより、スロットアンテナに対する給電点を
1箇所とし前記導体をアース電位にすることが可能とな
る。またこれにより、真空維持密封の目的を兼ねてスロ
ットアンテナと真空容器との間に誘電体を設ける必要が
なくなり、プラズマとアンテナとの間隔、アンテナの表
面積が自由に設定可能となり、磁気的あるいは静電的結
合の制御性が向上する。この結果、電磁放射面が増化
し、アンテナとプラズマとの結合が密となり、給電効率
の向上とプラズマの大口径化とを図ることができる。さ
らに、前記スロットアンテナへの給電点を、前記スロッ
トの形状に対応して2箇所,3箇所,4箇所に設定して
スロットアンテナに効果的に給電を行うことが可能であ
る。また、スロットアンテナを真空容器の一部あるいは
全部とし、浮島型のスロットに1箇所の給電点から給電
することで、前記導体をアース電位に設定する、つま
り、前記導体を絶縁する必要がなくなる。さらに、スロ
ットアンテナに給電する周波数を変化可能に設定すると
ともに、この周波数に対応して前記給電点のスロットに
対する設定位置を変化することで、前記給電点が前記ス
ロットアンテナにおける放射状態の最適化を図ることが
可能である。また、前記スロットを、1箇所、または、
並列もしくは直列に接続して2箇所以上設け、給電効率
の向上とプラズマの大口径化とを図ることが可能であ
る。
A slot antenna is defined as a radiating element composed of a groove or a slot formed on a metal conductor surface. The slot antenna is also called a magnetic current antenna, and the magnetic current is regarded as a source of electromagnetic wave motion. Unlike a linear antenna, a magnetic field parallel to the opening surface at the slot opening cancels out on the front and back surfaces to zero. It has the following physical characteristics. Also, based on the Babinet principle based on the duality of the electromagnetic field, the slot antenna has the duality of the electromagnetic field (the property that the electric field and the magnetic field alternate).
Although there is a corresponding linear antenna having the following characteristics, the characteristics can be easily analyzed. However, the slot antenna has a static electric field effect that is proportional to the inverse cube of the distance that is important in the near field. The feature is that it does not have. When a slot antenna is used to generate plasma, an elongated slit is usually formed on a metal conductor plate. By adopting a deformed form or a twisted form while maintaining the characteristics of the magnetic current source antenna while maintaining the characteristics of the magnetic current source antenna, the impedance of the slot antenna and the magnetic coupling with plasma are improved. On this occasion,
By making the slot antenna have an impedance capable of generating plasma without increasing the size of the slot antenna even at a low power supply frequency, it is possible to prevent wave interference in the vacuum vessel. In addition, taking advantage of the fact that the slot antenna is a planar antenna, the slot antenna can be part or all of the vacuum vessel, and at the same time, the antenna conductor has a cylindrical planar structure, hemispherical structure, refraction surface, etc. By increasing the density of the plasma generated in the slot antenna and appropriately selecting the shape of the slot, it is possible to set the feed point for the slot antenna to one point and to set the conductor to the ground potential. This also eliminates the need to provide a dielectric between the slot antenna and the vacuum vessel for the purpose of maintaining and sealing the vacuum. The distance between the plasma and the antenna, the surface area of the antenna can be freely set, and magnetic or static Controllability of electrical coupling is improved. As a result, the electromagnetic radiation surface is increased, the coupling between the antenna and the plasma is increased, and the power supply efficiency can be improved and the diameter of the plasma can be increased. Further, it is possible to effectively supply power to the slot antenna by setting the feeding points to the slot antenna at two, three, and four locations corresponding to the shape of the slot. In addition, by setting the slot antenna as a part or the whole of the vacuum vessel and supplying power to the floating island type slot from one power supply point, it is not necessary to set the conductor to the ground potential, that is, to insulate the conductor. Further, by setting the frequency for feeding the slot antenna to be variable and changing the setting position of the feeding point with respect to the slot in accordance with the frequency, the feeding point optimizes the radiation state in the slot antenna. It is possible to plan. In addition, the slot is located at one place or
It is possible to improve the power supply efficiency and increase the diameter of the plasma by providing two or more portions connected in parallel or in series.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るプラズマ発生
装置およびプラズマ処理装置の一実施形態を、図面に基
づいて説明する。図1は本実施の形態のプラズマ処理装
置の構成を示す図であって、具体的には、半導体デバイ
スの製造プロセス中でレジスト除去に使用するICPア
ッシング装置の例である。図において、符号1は真空チ
ャンバー(処理室)、2はO2 ガス供給源(ガス供給手
段)、3は真空ポンプ(排気手段)、4はスロットアン
テナ(プラズマ発生手段)、5はRF発振器(高周波電
源、プラズマ発生手段)、Wは半導体ウェハ(基板)、
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a plasma generator and a plasma processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a plasma processing apparatus according to the present embodiment, and specifically, is an example of an ICP ashing apparatus used for removing a resist in a semiconductor device manufacturing process. In the figure, reference numeral 1 denotes a vacuum chamber (processing chamber), 2 denotes an O 2 gas supply source (gas supply means), 3 denotes a vacuum pump (exhaust means), 4 denotes a slot antenna (plasma generation means), and 5 denotes an RF oscillator ( W is a semiconductor wafer (substrate),
It is.

【0019】図1に示すように、本プラズマ処理装置
は、真空チャンバー1(内部の圧力が制御可能な真空容
器)、O2 ガス供給源2(ガス供給手段)、スロットア
ンテナ4(プラズマ発生手段)、RF発振器5(高周波
電源、プラズマ発生手段)からなるプラズマ発生装置を
含んでいる。
As shown in FIG. 1, the present plasma processing apparatus includes a vacuum chamber 1 (a vacuum vessel whose internal pressure can be controlled), an O 2 gas supply source 2 (gas supply means), and a slot antenna 4 (plasma generation means). ), And a plasma generator comprising an RF oscillator 5 (high-frequency power supply, plasma generating means).

【0020】金属製の真空チャンバー1の下部には排気
口8が設けられ、排気口8にはバルブ9を備えた排気管
10を介して真空ポンプ3が接続されている。そして、
真空ポンプ3の作動により排気口8を通じて真空チャン
バー1内が数Pa〜数百Pa程度に排気される構成とな
っている。また、真空チャンバー1の下部には、処理す
べき半導体ウェハWを保持するためのプロセス処理ステ
ージ11が設けられており、真空チャンバー1内でプロ
セス処理ステージ11の位置(高さ)を調節するための
ステージ昇降器12が設置されている。ここで、真空チ
ャンバー1において、ガスを導入する内部形状が、直方
体形状、円柱体型状、半球体形状、屈折面を有する構造
等であるものを選択することができ、これらの、真空容
器内のガスを導入する部分の縦・横・高さ・対角・半径
・1辺長等の寸法が、数cmから数十mの範囲程度の値
に設定されている。
An exhaust port 8 is provided at the lower part of the metal vacuum chamber 1, and the vacuum pump 3 is connected to the exhaust port 8 via an exhaust pipe 10 having a valve 9. And
The inside of the vacuum chamber 1 is evacuated to about several Pa to several hundred Pa through the exhaust port 8 by the operation of the vacuum pump 3. Further, a process stage 11 for holding a semiconductor wafer W to be processed is provided below the vacuum chamber 1, for adjusting the position (height) of the process stage 11 in the vacuum chamber 1. Stage elevator 12 is installed. Here, in the vacuum chamber 1, an internal shape into which gas is introduced can be selected from those having a rectangular parallelepiped shape, a cylindrical shape, a hemispherical shape, a structure having a refraction surface, and the like. The dimensions, such as the length, width, height, diagonal, radius, and length of one side, of the portion into which the gas is introduced are set to values ranging from several cm to several tens of meters.

【0021】真空チャンバー1の上部にはガス導入口1
3が設けられ、バルブ14、15を備えたガス導入管1
6を介してO2 ガスボンベ等からなるO2 ガス供給源2
が接続されている。そして、このO2 ガス供給源2から
真空チャンバー1内にレジスト除去用の処理ガスである
2 ガスが導入される構成となっている。さらに、ガス
導入管16の途中にはパージガス導入管17が接続さ
れ、これを通じて真空チャンバー1内をパージするため
の、例えばN2 ガス等が導入されるようになっている。
A gas inlet 1 is provided above the vacuum chamber 1.
3 and a gas introduction pipe 1 provided with valves 14 and 15
6 consists of O 2 gas cylinder or the like via the O 2 gas supply source 2
Is connected. Then, O 2 gas are configured to be introduced is a process gas for the resist removal in the vacuum chamber 1 from the O 2 gas supply source 2. Further, a purge gas introduction pipe 17 is connected in the middle of the gas introduction pipe 16, through which, for example, N 2 gas or the like for purging the inside of the vacuum chamber 1 is introduced.

【0022】また、真空チャンバー1の上部には、真空
チャンバー1内に電磁波を放射してプラズマPを励起、
発生させるためのスロットアンテナ4が設置されるとと
もに、該スロットアンテナ4から放射される電磁波を透
す開口部1aが設けられている。スロットアンテナ4
は、例えば平面状のアルミ等からなる導体とされ、図
1,図2に示すように、真空チャンバー1の開口部1a
を覆うように設けられ、内部圧力を制御可能な真空容器
1の一部を構成している。開口部1aの周囲においてス
ロットアンテナ4と真空チャンバー1との間にはOリン
グ1b等の密閉手段が設けられ、開口部1aには、浸透
電位の調整およびスロットアンテナ4表面がプラズマに
よりたたかれて不純物が発生するアンテナコンタミネー
ションによる不純物拡散を防止するための石英,セラミ
ックス等からなる誘電体18が設けられる。また、スロ
ットアンテナ4の上側には、アルミシールド4aが、ス
ロットアンテナ4を覆うような位置としてこのスロット
アンテナ4に設けられる。このスロットアンテナ4の平
面視した中央部分には、スロット41が設けられ、この
スロット41付近には、スロットアンテナ4への給電点
43,44が設けられる。
In the upper part of the vacuum chamber 1, an electromagnetic wave is emitted into the vacuum chamber 1 to excite the plasma P,
A slot antenna 4 for generating the light is provided, and an opening 1a for transmitting an electromagnetic wave radiated from the slot antenna 4 is provided. Slot antenna 4
Is, for example, a flat conductor made of aluminum or the like, and as shown in FIGS.
And constitutes a part of the vacuum vessel 1 whose internal pressure can be controlled. Sealing means such as an O-ring 1b is provided between the slot antenna 4 and the vacuum chamber 1 around the opening 1a, and the opening 1a is adjusted with the osmotic potential and the surface of the slot antenna 4 is hit by plasma. A dielectric 18 made of quartz, ceramics, or the like is provided to prevent impurity diffusion due to antenna contamination in which impurities are generated. On the upper side of the slot antenna 4, an aluminum shield 4a is provided on the slot antenna 4 so as to cover the slot antenna 4. A slot 41 is provided at the center of the slot antenna 4 in a plan view, and feed points 43 and 44 to the slot antenna 4 are provided near the slot 41.

【0023】スロット41は、後述するように、低給電
周波数の場合にもプラズマ発生可能なインピーダンスを
有する形状とされ、スロット41の開口部分には、図2
に示すように、真空チャンバー1の外側位置において平
面視してスロット41を覆う位置からスロット41内部
にまで連続して配置されたシール誘電体(誘電体)25
が設けられる。この石英,セラミックス等からなる誘電
体シール誘電体25は、平面視してスロット41の外側
のスロットアンテナ4表面に設けられたOリング4b等
の密閉手段とともに、真空チャンバー1の真空を維持密
閉するシール手段となっている。また、図2に示すよう
に、スロット41内部に、給電点43,44を設けるこ
とが可能であり、例えば、スロット41の内部から、ス
ロットアンテナ4に給電可能となっている。これによ
り、スロットアンテナ4のプラズマPが発生する側から
見て、表面側に高周波電流が分布し、スロットアンテナ
4に投入される電力をプラズマPに効率よく伝えるとい
う効果を得ることができる。図1に示すように、スロッ
トアンテナ4は、Oリング1bの取り付けられている真
空チャンバー1の絶縁部分1cによって金属製の真空チ
ャンバー1から絶縁された状態でこの真空チャンバー1
に取り付けられている。そして、スロット41における
給電点43にはマッチングボックス26、RF発振器5
が順次接続されており、給電点44は接地されてアース
電位とされている。
As will be described later, the slot 41 has a shape capable of generating plasma even in the case of a low power supply frequency.
As shown in the figure, a seal dielectric (dielectric) 25 continuously arranged from the position covering the slot 41 to the inside of the slot 41 in a plan view at a position outside the vacuum chamber 1.
Is provided. The dielectric seal dielectric 25 made of quartz, ceramics or the like maintains and seals the vacuum of the vacuum chamber 1 together with sealing means such as an O-ring 4b provided on the surface of the slot antenna 4 outside the slot 41 in plan view. It is a sealing means. Further, as shown in FIG. 2, feeding points 43 and 44 can be provided inside the slot 41. For example, power can be fed to the slot antenna 4 from inside the slot 41. Thereby, when viewed from the side of the slot antenna 4 where the plasma P is generated, the high-frequency current is distributed on the surface side, and the effect of efficiently transmitting the power supplied to the slot antenna 4 to the plasma P can be obtained. As shown in FIG. 1, the slot antenna 4 is insulated from the metal vacuum chamber 1 by an insulating portion 1c of the vacuum chamber 1 to which the O-ring 1b is attached.
Attached to. The matching box 26 and the RF oscillator 5
Are sequentially connected, and the feeding point 44 is grounded to be at the ground potential.

【0024】図1に示すように、スロットアンテナ4の
上方にボックス状の導体のアルミシールド4aが配置さ
れ、このアルミシールド4aは、石英,セラミックス等
からなる誘電体4cを介してスロットアンテナ4に絶縁
された状態に設けられている。この構成により、スロッ
ト41から放射される電磁界が上方には及ばず下方のみ
に伝達され、電磁波を効率良く真空チャンバー1内に送
り込むことが可能となるとともに、スロットアンテナ4
を絶縁することが可能となっている。さらに、このアル
ミシールド4と真空チャンバー1とは、これら内部の電
磁波を外部に逃がさないように、互いに接続されてい
る。なお、絶縁体4cは、アルミシールド4aとスロッ
トアンテナ4とが絶縁状態とされていれば、設けないこ
とも可能である。そして、スロット41内部の給電点4
3が、アルミシールド4aを絶縁状態で貫通しつつ、マ
ッチングボックス26、RF発振器5に続く同軸管によ
り給電がなされるようになっている。また、プロセス処
理ステージ11にもステージバイアス用のマッチングボ
ックス27、RF発振器28が順次接続されている。な
お、これらRF発振器5、28は、数kHz〜100M
Hz程度の低給電周波数を発振し得るものとされ、好ま
しくは、工業用周波数13.56MHz、あるいはその
整数倍である27.12MHz,あるいは40.68M
Hzから選択された周波数を発振し得るものとされる。
As shown in FIG. 1, a box-shaped conductor aluminum shield 4a is arranged above the slot antenna 4, and this aluminum shield 4a is connected to the slot antenna 4 via a dielectric 4c made of quartz, ceramics or the like. It is provided in an insulated state. With this configuration, the electromagnetic field radiated from the slot 41 is transmitted to only the lower part without reaching the upper part, so that the electromagnetic wave can be efficiently sent into the vacuum chamber 1 and the slot antenna 4
Can be insulated. Further, the aluminum shield 4 and the vacuum chamber 1 are connected to each other so that the electromagnetic waves inside the aluminum shield 4 do not escape to the outside. The insulator 4c may not be provided as long as the aluminum shield 4a and the slot antenna 4 are in an insulated state. And the feeding point 4 inside the slot 41
3, the power is supplied by a coaxial tube following the matching box 26 and the RF oscillator 5 while penetrating the aluminum shield 4a in an insulated state. Further, a matching box 27 for stage bias and an RF oscillator 28 are also sequentially connected to the processing stage 11. The RF oscillators 5 and 28 have a frequency of several kHz to 100M.
It is possible to oscillate a low power supply frequency of about Hz. Preferably, the industrial frequency is 13.56 MHz, or 27.12 MHz or 40.68 M which is an integral multiple thereof.
It is possible to oscillate a frequency selected from Hz.

【0025】上記構成のプラズマ処理装置を、例えば、
フォトレジストのアッシングを行う工程に使用する際に
は、真空ポンプ3を用いて真空チャンバー1内を数MT
orr〜数Torr程度に排気した後、O2 ガスを導入
するとともにRF発振器5からスロットアンテナ4に高
周波を印加する。すると、スロットアンテナ4のスロッ
ト41から電磁波が放射されて真空チャンバー1内にプ
ラズマPが発生し、O 2 ガスがプラズマP中で解離して
できた酸素ラジカルと半導体ウェハW上のレジストが化
学反応を起こすことによって、レジストが分解、気化し
て除去される。
The above-structured plasma processing apparatus is
When used for photoresist ashing process
A few MT in the vacuum chamber 1 using the vacuum pump 3
After exhausting to about Torr to several Torr, OTwoIntroduce gas
And the RF oscillator 5
Apply frequency. Then, the slot of slot antenna 4
Electromagnetic wave is radiated from the vacuum chamber 1
Razuma P occurs and O TwoGas is dissociated in plasma P
Oxygen radicals formed and resist on semiconductor wafer W formed
Chemical reaction causes the resist to decompose and vaporize
Removed.

【0026】本実施の形態のプラズマ処理装置は、1枚
の導体板(スロットアンテナ)4上に、後述するよう
に、スロット41を低給電周波数の場合にもプラズマ発
生可能なインピーダンスを有する形状、かつ、複数のス
ロットアンテナを並列配置した場合と同様に電磁放射面
を増大する形態としている。したがって、真空チャンバ
ー1内の電磁界の強度分布を均一化することが可能にな
るため、プラズマ密度の均一性を制御することが容易に
なり、かつ、プラズマ密度の均一性を維持したままプラ
ズマの大口径化を図ることができる。その結果、本実施
の形態のプラズマ処理装置によれば、大口径の半導体ウ
ェハを均一性良く処理することができ、大口径化に対し
て良好なプラズマ処理装置とすることができる。また、
スロットアンテナ4が面状アンテナであるため、スロッ
トアンテナ4を真空チャンバー1の一部とし、同時に、
アンテナ導体を円筒面状構造、半球面状構造、屈折面等
とすることにより、内部に発生するプラズマPの密度を
増大するとともに、スロット41形状を適切に選択する
ことにより、スロットアンテナ4に対する給電点43を
1箇所とし前記導体をアース電位にすることが可能とな
る。またこれにより、真空維持密封の目的を兼ねてスロ
ットアンテナ4と真空チャンバー1との間に誘電体を設
ける必要がなくなり、プラズマPとスロットアンテナ4
との間隔、スロットアンテナ4の表面積が自由に設定可
能となり、プラズマPとスロットアンテナ4との磁気的
あるいは静電的結合の制御性が向上する。この結果、電
磁放射面が増化し、スロットアンテナ4とプラズマPと
の結合が密となり、給電効率の向上とプラズマPの大口
径化とを図ることができる。
In the plasma processing apparatus of the present embodiment, as described later, a slot 41 is formed on one conductor plate (slot antenna) 4 so as to have an impedance capable of generating plasma even at a low power supply frequency. In addition, the electromagnetic radiation surface is increased as in the case where a plurality of slot antennas are arranged in parallel. Therefore, since the intensity distribution of the electromagnetic field in the vacuum chamber 1 can be made uniform, the uniformity of the plasma density can be easily controlled, and the plasma density can be maintained while maintaining the uniformity of the plasma density. The diameter can be increased. As a result, according to the plasma processing apparatus of the present embodiment, a large-diameter semiconductor wafer can be processed with good uniformity, and a favorable plasma processing apparatus for increasing the diameter can be obtained. Also,
Since the slot antenna 4 is a planar antenna, the slot antenna 4 is made a part of the vacuum chamber 1 and at the same time,
By making the antenna conductor a cylindrical surface structure, a hemispherical structure, a refraction surface, or the like, the density of the plasma P generated inside is increased, and by appropriately selecting the shape of the slot 41, power is supplied to the slot antenna 4. With the point 43 as one location, the conductor can be at ground potential. This eliminates the need to provide a dielectric between the slot antenna 4 and the vacuum chamber 1 for the purpose of maintaining and sealing the vacuum.
, And the surface area of the slot antenna 4 can be freely set, and the controllability of magnetic or electrostatic coupling between the plasma P and the slot antenna 4 is improved. As a result, the electromagnetic radiation surface is increased, the coupling between the slot antenna 4 and the plasma P is increased, and the power supply efficiency can be improved and the diameter of the plasma P can be increased.

【0027】図3から図33は、スロットアンテナ
(a)と、その双対性を持つ線状アンテナ(b)との対
をそれぞれ示すものである。スロット41は、図3
(a)に示した平面状のスロットアンテナ4の導体に設
けられた矩形状とされる基本的なスロット41形状を、
バビネの原理に基づく線状アンテナとの間の電磁界の双
対性を利用して、図3(b)に示す線状アンテナ41’
の解析に基づき、位相幾何学的な合同性を有して、か
つ、磁流源アンテナの特性を保ったまま、図4ないし図
33に示すように、2次元的構造、または、3次元的構
造に変形したものとされ、低給電周波数の場合にもプラ
ズマ発生可能なインピーダンスを有する形状とされてな
る。ここで、各々設定されたスロット41形状により前
記スロットアンテナ4への給電点23,24が、2箇所
ないし4箇所に設定されるか、給電点23が1箇所とさ
れて前記導体がアース電位に設定される。これにより、
スロットアンテナ4のインピーダンスおよびプラズマと
の磁気結合性を向上する。
FIGS. 3 to 33 show pairs of a slot antenna (a) and a dual linear antenna (b). The slot 41 is shown in FIG.
A basic rectangular slot 41 provided in the conductor of the planar slot antenna 4 shown in FIG.
By utilizing the duality of the electromagnetic field between the linear antenna and the linear antenna based on the Babinet principle, the linear antenna 41 ′ shown in FIG.
Based on the analysis shown in FIG. 4, while having topological congruency and maintaining the characteristics of the magnetic current source antenna, a two-dimensional structure or a three-dimensional structure as shown in FIGS. It has a deformed structure, and has a shape capable of generating plasma even at a low power supply frequency. Here, the feeding points 23 and 24 to the slot antenna 4 are set at two or four places depending on the shape of the slot 41 set respectively, or the feeding point 23 is set to one place and the conductor is set to the ground potential. Is set. This allows
The impedance of the slot antenna 4 and the magnetic coupling with plasma are improved.

【0028】以下、各構成例の説明を行う。図4に示す
構成例においては、スロット41が横長の略コ字状とさ
れ、その底部付近の内側に給電点43が、また外側に給
電点44が設けられている。この構成例としては、図3
に示す基本的な形状に比べて、その長さ寸法をほぼ半分
以下に設定することができる。図5に示す構成例におい
ては、スロット41が略H字状とされ、その中央位置に
給電点43,44が設けられる。この構成例において
も、図4のものと同様、図3に示す基本的な形状に比べ
て、その長さ寸法をほぼ半分以下に設定することができ
る。図6に示す構成例においては、スロット41が略雷
紋状に、方形に渦を巻いており、その中央位置に給電点
23,24が設けられる。この構成例においては、1本
のスリット41における屈曲部分の個数を設定すること
により、必要なスリット41長さが得られて電磁放射面
が増加するとともに、スリット41の平面における密度
を向上することができ、発生するプラズマP密度を増加
することができ、かつ、平面視して矩形状にほぼ均一に
発生するプラズマPを得ることができる。そのため、真
空チャンバー1の平面形状が矩形状とされた場合には、
真空チャンバー1内部のプラズマPの密度を均一化する
ことができる。図7に示す構成例においては、スロット
41が4分の3円弧を互いに逆向きに接続して、略S字
状とされており、その中央位置に給電点23,24が設
けられる。この構成例においては、屈曲部分がないた
め、放射電波の強度密度均一性が向上するとともに、図
3に示す基本的な形状に比べて、その長さ寸法をほぼ半
分以下に設定することができる。図8,図9に示す構成
例においては、スロット41が、図7に示す構成例から
給電点43,44の周囲に捻り込んだ形状とされる。こ
こで、図8の構成例では、半円弧と、この半円弧の直径
を半径とする4分円弧とが接続された形状とされ、図9
の構成例では、図8の構成例に、同形の4分円を接続す
るとともに、この4分円弧の直径が半径となる半円弧を
接続した形状とされる。これらの構成例では、図7に示
す構成例と同様の性能を呈するとともに、さらにスリッ
ト41の平面における密度を向上することができ、放射
電波の強度密度均一性の向上、強度密度均一性の向上を
図ることができる。上記の図4ないし図9に示す構成例
においては、インピーダンスの向上および、プラズマと
の磁気的結合の向上に寄与し、スロットアンテナ4の代
表長さが数10cmのオーダーであるとするとRF数1
0MHzオーダーの比較的低いRF周波数でのプラズマ
発生応用に利用することができる。
Hereinafter, each configuration example will be described. In the configuration example shown in FIG. 4, the slot 41 has a horizontally long, substantially U-shape, and a feeding point 43 is provided inside near the bottom and a feeding point 44 outside. As an example of this configuration, FIG.
The length dimension can be set to approximately half or less of the basic shape shown in FIG. In the configuration example shown in FIG. 5, the slot 41 is substantially H-shaped, and feed points 43 and 44 are provided at the center position. Also in this configuration example, as in the case of FIG. 4, the length dimension can be set to approximately half or less of the basic shape shown in FIG. In the configuration example shown in FIG. 6, the slot 41 spirals in a substantially lightning pattern in a rectangular shape, and feed points 23 and 24 are provided at the center position. In this configuration example, by setting the number of bent portions in one slit 41, the required length of the slit 41 is obtained, the electromagnetic radiation surface is increased, and the density of the slit 41 in the plane is improved. Therefore, the density of the generated plasma P can be increased, and the plasma P generated almost uniformly in a rectangular shape in plan view can be obtained. Therefore, when the planar shape of the vacuum chamber 1 is rectangular,
The density of the plasma P inside the vacuum chamber 1 can be made uniform. In the configuration example shown in FIG. 7, a slot 41 connects three-quarter arcs in opposite directions to form a substantially S-shape, and feed points 23 and 24 are provided at the center position. In this configuration example, since there is no bent portion, the intensity density uniformity of the radiated radio wave is improved, and the length dimension can be set to approximately half or less of the basic shape shown in FIG. . In the configuration example shown in FIGS. 8 and 9, the slot 41 has a shape that is twisted around the feeding points 43 and 44 from the configuration example shown in FIG. 7. Here, in the configuration example of FIG. 8, a semi-arc and a quadrant having a radius equal to the diameter of the semi-arc are connected to each other.
In the configuration example of FIG. 8, a quadrant of the same shape is connected to the configuration example of FIG. 8, and a semi-arc whose radius is the diameter of the quadrant is connected. In these configuration examples, in addition to exhibiting the same performance as the configuration example shown in FIG. 7, the density in the plane of the slit 41 can be further improved, and the intensity density uniformity of the radiated radio wave can be improved, and the intensity density uniformity can be improved. Can be achieved. In the configuration examples shown in FIGS. 4 to 9 described above, it is possible to contribute to the improvement of the impedance and the magnetic coupling with the plasma. If the representative length of the slot antenna 4 is on the order of several tens of cm, the number of RFs is 1
It can be used for plasma generation applications at relatively low RF frequencies on the order of 0 MHz.

【0029】図10に示す構成例においては、スロット
41が十字状とされており、その中央に、4箇所の給電
点43,43,44,44が設けられている。ここで、
給電点43,43はマッチングボックス26、RF発振
器5に接続されている。この構成例においては、図3に
示す直線状のスロット41を2個並列化した構造を持
ち、出力が増大されているとともに、2個並列化したス
ロット41に比べ、各給電点43,43,44,44の
位置が近接しているので、位相補正器等を設ける必要が
ない。図11ないし図13に示す構成例においては、図
10に示す構成例と同様に、スロット41が十字状とさ
れており、かつ、図6ないし図9に示した構成例と同様
に略雷紋状または渦巻き状に給電点43,44の周囲に
捻り込んだ形状とされる。この構成例においては図10
に示す構成例と同様図3に示す直線状のスロット41を
2個並列化した構造を持ち、出力が増大されているとと
もに、図6ないし図9に示す構成例と同様に、スリット
41の平面における密度を向上することができ、放射電
波の強度密度均一性の向上、強度密度均一性の向上を図
ることができる。
In the configuration example shown in FIG. 10, the slot 41 has a cross shape, and four feeding points 43, 43, 44, and 44 are provided at the center thereof. here,
The feeding points 43 are connected to the matching box 26 and the RF oscillator 5. This configuration example has a structure in which two linear slots 41 shown in FIG. 3 are parallelized, the output is increased, and each feeding point 43, 43, Since the positions 44 and 44 are close to each other, there is no need to provide a phase corrector or the like. In the configuration examples shown in FIGS. 11 to 13, the slot 41 has a cross shape, as in the configuration example shown in FIG. 10, and the lightning pattern is substantially similar to the configuration examples shown in FIGS. 6 to 9. It is shaped to be twisted around the feeding points 43 and 44 in a spiral or spiral shape. In this configuration example, FIG.
3 has a structure in which two linear slots 41 shown in FIG. 3 are arranged in parallel, and the output is increased. As in the case of the configuration examples shown in FIGS. , The intensity density uniformity of the radiated radio wave can be improved, and the intensity density uniformity can be improved.

【0030】図14,図15に示す構成例においては、
図7,図12に示す構成例と同様円弧により構成されて
いるが、その先端部を延長するとともに、給電点43,
44付近の半円弧の直径を半径とする円弧を接続したも
のである。この構成例においては、屈曲部分がないた
め、放射電波の強度密度均一性が向上するとともに、外
形が円形とされているので、真空チャンバー1の平面形
状が円形とされた場合には、真空チャンバー1内部のプ
ラズマPの密度をその周辺部に至るまで均一化すること
ができる。図16は、従来の折り返しスロットアンテナ
を示すものであり、図14、図15,図17ないし図1
9の構成例の形状設定をする場合にその基となる形状で
ある。これは、溝の端部同士が繋がった長方形のループ
状の形状となっており、スロットの外側の導体と、スロ
ット内側の導体とが存在している。図14に示す構成例
は、1つの外導体と2つの中導体がスロット41を介し
て太極の文様のように配置された構造をしている。導体
が3部に別れるため給電点が2箇所の2極給電あるいは
3極給電が可能である。図17,図18の構成例は、図
16の構成例と同様、スロット41外側の導体と、スロ
ット41内側の導体とが存在している浮島型であり、図
17は円形、図18は方形の外形を有する。この構成例
においては、図9,図11の構成例と同様、スリット4
1の平面における密度を向上することができ、放射電波
の強度密度均一性の向上、強度密度均一性の向上を図る
ことができるとともに、給電点43がマッチングボック
ス26、RF発振器5に接続されるが、給電点44は設
けないことも可能であり、この場合スロットアンテナ4
の最外側においてアース電位に設定して有ればよい。し
たがって、真空チャンバー1の一部を構成するスロット
アンテナ4としては、絶縁性を考慮する必要がなくな
り、より構成を簡略化することができて、製造コストの
削減を図ることが可能となる。さらに、図17,図18
の構成例は、スロット41を入れ子式に迷路のように配
置したものであり、この構造においては、小さな面積で
大きなインピーダンスを稼ぐことが可能である。図19
の構成例も、図7に示す構成例を上記浮島型にしたもの
であり、上記と同様のの特徴を有する。図14ないし図
19に示す構成例は、スロットアンテナ4を自己共振状
態で利用することが可能で、スロットアンテナ4の代表
長さが数10cmのオーダーであるとするとRF数10
0MHzオーダーの比較的高周波でのスロットアンテナ
の利用に適している。
In the configuration examples shown in FIGS. 14 and 15,
7 and 12, they are formed by circular arcs, but the end portions are extended and the feeding points 43,
An arc having a radius equal to the diameter of the semicircular arc near 44 is connected. In this configuration example, since there is no bent portion, the intensity density uniformity of the radiated radio wave is improved, and the outer shape is circular. Therefore, when the planar shape of the vacuum chamber 1 is circular, the vacuum chamber The density of the plasma P inside 1 can be made uniform up to its peripheral portion. FIG. 16 shows a conventional folded slot antenna, and FIGS. 14, 15, 17 to
This is the base shape for setting the shape of the configuration example 9. This has a rectangular loop shape in which the ends of the groove are connected to each other, and there are a conductor outside the slot and a conductor inside the slot. The configuration example shown in FIG. 14 has a structure in which one outer conductor and two middle conductors are arranged via slots 41 like a pattern of a thick pole. Since the conductor is divided into three parts, two-pole power supply or two-pole power supply at two power supply points is possible. 17 and 18 are floating island types in which a conductor outside the slot 41 and a conductor inside the slot 41 are present, as in the configuration example of FIG. 16, FIG. 17 is a circle, and FIG. With an outer shape of In this configuration example, similar to the configuration examples of FIGS.
1 can be improved, the intensity density uniformity of the radiated radio wave can be improved, the intensity density uniformity can be improved, and the feeding point 43 is connected to the matching box 26 and the RF oscillator 5. However, the feeding point 44 may not be provided. In this case, the slot antenna 4
May be set to the ground potential on the outermost side. Therefore, the slot antenna 4 constituting a part of the vacuum chamber 1 does not need to consider the insulating property, so that the configuration can be further simplified and the manufacturing cost can be reduced. 17 and FIG.
Is an example in which the slots 41 are nested and arranged like a maze. In this structure, a large impedance can be obtained with a small area. FIG.
Also has the same features as the above-described floating island type configuration example shown in FIG. The configuration examples shown in FIGS. 14 to 19 can use the slot antenna 4 in a self-resonant state, and if the representative length of the slot antenna 4 is on the order of several tens of cm, the RF number 10
It is suitable for use of a slot antenna at a relatively high frequency on the order of 0 MHz.

【0031】図20ないし図25に示す構成例は、スロ
ットアンテナ4を構成する導体を3次元的な円筒形状と
したものである。図20に示す構成例は、図3に示す構
成例の変形例であり、図21に示す構成例は、図16に
示す構成例の変形例であり、図22に示す構成例は、図
6に示す構成例の変形例であり、図23に示す構成例
は、図9に示す構成例の変形例であり、図24に示す構
成例は、図10に示す構成例の変形例であり、図25に
示す構成例は、図11に示す構成例の変形例である。図
20ないし図25に示す構成例においては、図3ないし
図19に示す変形の基となる構成例と同様の特徴を有す
るとともに、この円筒内部においてプラズマを発生させ
ることにより、図3ないし図19に示す平面形状(2次
元的構造)よりも、プラズマ発生密度を空間的により向
上することができる。
In the configuration examples shown in FIGS. 20 to 25, the conductor constituting the slot antenna 4 has a three-dimensional cylindrical shape. The configuration example shown in FIG. 20 is a modified example of the configuration example shown in FIG. 3, the configuration example shown in FIG. 21 is a modified example of the configuration example shown in FIG. 16, and the configuration example shown in FIG. 23 is a modification example of the configuration example shown in FIG. 9, the configuration example shown in FIG. 24 is a modification example of the configuration example shown in FIG. The configuration example shown in FIG. 25 is a modified example of the configuration example shown in FIG. The configuration examples shown in FIGS. 20 to 25 have the same features as the configuration example which is the basis of the deformation shown in FIGS. 3 to 19, and generate plasma inside the cylinder, thereby obtaining the structure shown in FIGS. The plasma generation density can be more spatially improved than the planar shape (two-dimensional structure) shown in FIG.

【0032】図26ないし図29に示す構成例は、スロ
ットアンテナ4を構成する導体を3次元的な球面形状と
したものである。図26に示す構成例は、図9に示す構
成例の変形例であり、図27に示す構成例は、図10に
示す構成例の変形例であり、図28に示す構成例は、図
12に示す構成例の変形例であり、図29に示す構成例
は、図17に示す構成例の変形例である。図26ないし
図29に示す構成例においては、図3ないし図19に示
す変形の基となる構成例と同様の特徴を有するととも
に、この円筒内部においてプラズマを発生させることに
より、図3ないし図19に示す平面形状(2次元的構
造)よりも、プラズマ発生密度を空間的により向上する
ことができ、さらに、図20ないし図25に示す構成例
よりも、プラズマ発生密度を空間的により向上すること
ができる。特に、図28、図29に示す構成例において
は、プラズマP発生密度の向上と、スロットアンテナ4
の絶縁性向上、および、真空チャンバー1の構造材とし
ての構造特性を非常に優れたものとすることができる。
In the configuration examples shown in FIGS. 26 to 29, the conductor forming the slot antenna 4 has a three-dimensional spherical shape. The configuration example shown in FIG. 26 is a modified example of the configuration example shown in FIG. 9, the configuration example shown in FIG. 27 is a modified example of the configuration example shown in FIG. 10, and the configuration example shown in FIG. 29 is a modification of the configuration shown in FIG. 29, and the configuration shown in FIG. 29 is a modification of the configuration shown in FIG. The configuration examples shown in FIGS. 26 to 29 have the same features as those of the configuration example based on the modifications shown in FIGS. 3 to 19, and generate plasma inside the cylinder, thereby obtaining the configuration examples shown in FIGS. 20 can improve the plasma generation density more spatially than the planar shape (two-dimensional structure) shown in FIG. 1, and can further improve the plasma generation density more spatially than the configuration examples shown in FIGS. Can be. In particular, in the configuration examples shown in FIG. 28 and FIG.
And the structural properties of the vacuum chamber 1 as a structural material can be made extremely excellent.

【0033】図30ないし図33に示す構成例は、スロ
ットアンテナ4を構成する導体を2次元的構造の平面を
組み合わせて3次元的な屈折平面形状としたものであ
る。図30に示す構成例においては、図3に示す構成の
変形例であり、折れ線Lにより屈折されて2平面とされ
たスロットアンテナ4導体に、折れ線Lを跨ぐようにス
ロット41を配置し、折れ線L上に給電点43,44を
配置したものである。この構成例においては、図3に示
す変形の基となる構成と同様の特徴を有するとともに、
図3に示す平面形状(2次元的構造)よりも、プラズマ
発生密度を空間的により向上することができる。図31
に示す構成例においては、図5に示す構成例の変形例で
あり、折れ線Lにより屈折されて2平面とされたスロッ
トアンテナ4導体に、折れ線Lを跨ぐようにスロット4
1を配置し、折れ線L上に給電点43,44を配置した
ものである。この構成例においては、図5に示す変形の
基となる構成例と同様の特徴を有するとともに、図5に
示す平面形状(2次元的構造)の構成例よりも、プラズ
マ発生密度を空間的により向上することができる。図3
2に示す構成例は、図14に示す構成例の変形であり、
スリット41の外形を方形とし、これが折れ線Lから屈
折されて2平面とされたスロットアンテナ4導体に、折
れ線Lを跨ぐように配置するとともに、折れ線L上に給
電点43,44を配置したものである。この構成例にお
いては、図14に示す変形の基となる構成と同様の特徴
を有するとともに、外形が方形のものと同様の特徴も備
え、図14に示す平面形状(2次元的構造)よりも、プ
ラズマ発生密度を空間的により向上することができる。
上記図30ないし図32に示す構成例においては、例え
ば直方体状とされた真空チャバー1において、その中央
部に設けられた他の構成からなるスロットアンテナ4と
組み合わせて周縁部に配置して使用することができ、こ
の場合、発生するプラズマの大口径化と、プラズマ密度
の均一化をよりいっそう図ることができる。図33に示
す構成例は、図10に示す構成例の変形であり、折れ線
L2により屈折されていわゆるピラミッド型の4平面と
されたスロットアンテナ4導体に、頂点部分にスリット
41の中心部分が位置するように配置したものである。
この構成例においては、図10に示す変形の基となる構
成と同様の特徴を有するとともに、図10に示す平面形
状(2次元的構造)よりも、プラズマ発生密度を空間的
により向上することができる。
In the configuration examples shown in FIGS. 30 to 33, the conductor forming the slot antenna 4 is formed by combining two-dimensionally structured planes into a three-dimensional refraction plane shape. The configuration example shown in FIG. 30 is a modified example of the configuration shown in FIG. 3, in which a slot 41 is arranged so as to straddle the polygonal line L on four conductors of the slot antenna refracted by the polygonal line L and made two planes. Feed points 43 and 44 are arranged on L. This configuration example has the same features as the configuration on which the modification shown in FIG. 3 is based, and
As compared with the planar shape (two-dimensional structure) shown in FIG. 3, the plasma generation density can be spatially improved. FIG.
5 is a modified example of the configuration example shown in FIG. 5, in which a slot antenna 4 is bent over a broken line L and made into two planes so that a slot 4 extends over the broken line L.
1 and the feeding points 43 and 44 on the polygonal line L. This configuration example has the same features as the configuration example which is the basis of the deformation shown in FIG. 5, and also has a more spatially reduced plasma generation density than the configuration example of the planar shape (two-dimensional structure) shown in FIG. Can be improved. FIG.
The configuration example shown in FIG. 2 is a modification of the configuration example shown in FIG.
The slit 41 has a rectangular outer shape, and is arranged so as to straddle the broken line L on the four conductors of the slot antenna refracted from the broken line L and made two planes, and feed points 43 and 44 are arranged on the broken line L. is there. This configuration example has the same features as the configuration that is the basis of the deformation shown in FIG. 14 and also has the same features as those having a square outer shape, and is thus smaller than the planar shape (two-dimensional structure) shown in FIG. In addition, the plasma generation density can be spatially improved.
In the configuration examples shown in FIGS. 30 to 32, for example, in the vacuum chamber 1 having a rectangular parallelepiped shape, the vacuum chamber 1 is used by being arranged on the peripheral portion in combination with a slot antenna 4 having another configuration provided in the center thereof. In this case, it is possible to further increase the diameter of the generated plasma and make the plasma density uniform. The configuration example shown in FIG. 33 is a modification of the configuration example shown in FIG. 10. In the slot antenna 4 conductor refracted by the broken line L2 and formed into a so-called four pyramid-shaped four planes, the center of the slit 41 is positioned at the vertex. It is arranged so that.
This configuration example has the same features as the configuration that is the basis of the deformation shown in FIG. 10, and can further improve the plasma generation density more spatially than the planar shape (two-dimensional structure) shown in FIG. 10. it can.

【0034】図4ないし図33に示す構成例は、本発明
にかかるスロットアンテナの形態変化の一例であり、磁
流源アンテナとしての前記スロットアンテナにおける前
記導体の形状および前記スロットの形状が、バビネの原
理に基づく線状アンテナとの間の電磁界の双対性を利用
して、内部に発生するプラズマの密度を増大する形状構
造に設定され、低給電周波数の場合にもプラズマ発生可
能なインピーダンスを有する形状とされていれば、他の
構造も可能であり、スロットアンテナの変形化はこの他
に様々な形態にも適用可能である。
The configuration examples shown in FIGS. 4 to 33 are examples of the form change of the slot antenna according to the present invention, and the shape of the conductor and the shape of the slot in the slot antenna as the magnetic current source antenna are Babinet. Utilizing the duality of the electromagnetic field between the antenna and the linear antenna based on the principle of the above, it is set to a shape structure that increases the density of the plasma generated inside, and the impedance that can generate the plasma even at low power supply frequency Other structures are possible as long as the slot antenna has the shape, and the deformation of the slot antenna can be applied to various other forms.

【0035】本実施形態によれば、比較的低い周波数で
もスロットアンテナのサイズを大きくすることなくイン
ピーダンスの低下を防止することができ、かつ、プラズ
マとの磁気的結合を向上することのできるスロットアン
テナの形態を与えることができる。これによって、比較
的波長の長い電磁波動を発生する発信器を用いることが
可能となり、また真空容器中での電磁波動の干渉による
プラズマの発生の不均一性も抑制できる。また、真空容
器を密閉するために、プラズマとスロットアンテナとの
間に誘電体を設ける必要がないため、プラズマとスロッ
トアンテナとの間隔を任意に設定可能となり、プラズマ
の点灯に関連した浸透電位の制御性を抑制し、プラズマ
とアンテナとの磁気的結合の向上、結合面積の増大、給
電効率の向上を図り、プラズマの大口径化を図ることが
できる。
According to this embodiment, even at a relatively low frequency, it is possible to prevent the impedance from lowering without increasing the size of the slot antenna, and to improve the magnetic coupling with the plasma. Can be given. This makes it possible to use a transmitter that generates an electromagnetic wave having a relatively long wavelength, and also suppresses non-uniformity of plasma generation due to interference of the electromagnetic wave in the vacuum vessel. In addition, since there is no need to provide a dielectric between the plasma and the slot antenna in order to seal the vacuum vessel, the distance between the plasma and the slot antenna can be set arbitrarily, and the osmotic potential related to the lighting of the plasma can be reduced. The controllability is suppressed, the magnetic coupling between the plasma and the antenna is improved, the coupling area is increased, the power supply efficiency is improved, and the diameter of the plasma can be increased.

【0036】なお、本実施形態において、スロットアン
テナ4への給電周波数を100MHz程度以下とした
が、この範囲限られるものではなく、発生する電磁波が
UHF帯の高周波とすることも可能で、この場合、前述
の浮島型のスロットアンテナ4においては、給電点43
の接続されない部分をアース電位として、スロットアン
テナ4を絶縁するための誘電体1c,4c等のない構成
とすることができる。また、RF発振器5を発振周波数
可変として、スロットアンテナ4に給電する周波数を変
化可能に設定し、この場合に、給電周波数の変化に伴っ
て、スロットアンテナ4における給電点43,44を設
ける位置を移動するようにして設定することにより、ス
ロットアンテナ4から放射される電磁波における強度等
の状態を最適化して、発生するプラズマの大口径化を図
り、密度等、プラズマ発生状態の向上を図ることが可能
となる。また、上記の構成以外にも、本発明の主旨の範
囲内において、構成を変形させることも可能であり、誘
電体18により真空容器を密閉する構成、スロットアン
テナにおいて2箇所以上スロット41を形成し、これら
を直列もしくは並列に接続した構成、アルミシールド4
aをスロットアンテナ4と一体に形成した構成等が適用
可能である。
In this embodiment, the power supply frequency to the slot antenna 4 is set to about 100 MHz or less. However, the present invention is not limited to this range, and the generated electromagnetic wave may be a high frequency in the UHF band. In the floating island type slot antenna 4 described above, the feeding point 43
The non-connected portion is set to the ground potential, and the structure without the dielectrics 1c and 4c for insulating the slot antenna 4 can be adopted. Further, the oscillation frequency of the RF oscillator 5 is made variable so that the frequency for feeding power to the slot antenna 4 is set to be changeable. In this case, the position where the feeding points 43 and 44 in the slot antenna 4 are provided with the change of the feeding frequency. By setting to move, the state such as the intensity of the electromagnetic wave radiated from the slot antenna 4 is optimized, the diameter of the generated plasma is increased, and the plasma generation state such as the density is improved. It becomes possible. In addition to the above-described configuration, the configuration can be modified within the scope of the present invention. A configuration in which the vacuum vessel is hermetically sealed by the dielectric 18, and two or more slots 41 are formed in the slot antenna , These are connected in series or in parallel, aluminum shield 4
A configuration in which a is formed integrally with the slot antenna 4 is applicable.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明のプラズマ発生装置およびプラズ
マ処理装置によれば、以下の効果を奏する。 (1)前記スロットアンテナが、低給電周波数の場合に
もスロットアンテナのサイズを大きくすることなくプラ
ズマ発生可能なインピーダンスを有する形状とされてな
ることにより、プラズマ発生面積の拡大、プラズマ発生
濃度の均一化および向上、プラズマ点灯開始電力の上昇
防止、プラズマとの磁気的結合性の向上等、プラズマ状
態の向上を図り、真空容器中での電磁波動の干渉による
プラズマの発生の不均一性も抑制することができる。 (2)磁流源アンテナとしての前記スロットアンテナに
おける前記導体の形状および前記スロットの形状が、円
筒面状構造、球面状構造、屈折面等、バビネの原理に基
づく線状アンテナとの間の電磁界の双対性を利用して、
内部に発生するプラズマの密度を増大する形状構造に設
定されてなることにより、スロットアンテナのサイズを
大きくすることなくインピーダンスの低下を防止し、比
較的低い周波数でプラズマを発生可能とすることができ
る。 (3)前記スロットアンテナの導体が、前記真空容器の
一部または全部として構成されてなること、および、低
給電周波数により、プラズマ発生可能なため、コストの
かかる高い周波数用の発振器、マッチングボックス等が
必要なく、製造コスト、ランニングコストの低減を図る
ことができる。 (4)前記スロットアンテナの導体が、前記真空容器の
一部または全部として構成されてなることにより、真空
容器を密閉するために、プラズマとスロットアンテナと
の間に誘電体を設ける必要がないため、プラズマとスロ
ットアンテナとの間隔を任意に設定可能となり、プラズ
マの点灯に関連した浸透電位の制御性を抑制し、プラズ
マとアンテナとの磁気的結合の向上、結合面積の増大、
給電効率の向上を図り、プラズマの大口径化を図ること
ができる。
According to the plasma generating apparatus and the plasma processing apparatus of the present invention, the following effects can be obtained. (1) Since the slot antenna has an impedance capable of generating plasma without increasing the size of the slot antenna even at a low power supply frequency, the plasma generation area is increased and the plasma generation concentration is uniform. Improvement of plasma state, such as improvement and improvement, prevention of increase of plasma lighting start power, improvement of magnetic coupling with plasma, etc., and suppression of non-uniformity of plasma generation due to interference of electromagnetic waves in a vacuum vessel be able to. (2) When the shape of the conductor and the shape of the slot in the slot antenna as a magnetic current source antenna are electromagnetic, such as a cylindrical surface structure, a spherical structure, a refraction surface, etc., between a linear antenna based on Babinet's principle. Using the duality of the world,
By setting the shape to increase the density of plasma generated inside, it is possible to prevent a decrease in impedance without increasing the size of the slot antenna and to generate plasma at a relatively low frequency. . (3) Since the conductor of the slot antenna is configured as a part or the whole of the vacuum vessel, and a plasma can be generated by a low power supply frequency, a high-frequency oscillator, a matching box, and the like that are costly , The production cost and the running cost can be reduced. (4) Because the conductor of the slot antenna is configured as a part or the whole of the vacuum container, it is not necessary to provide a dielectric between the plasma and the slot antenna to seal the vacuum container. , The distance between the plasma and the slot antenna can be set arbitrarily, suppressing the controllability of the osmotic potential related to the lighting of the plasma, improving the magnetic coupling between the plasma and the antenna, increasing the coupling area,
The power supply efficiency can be improved, and the diameter of the plasma can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラズ
マ処理装置の一実施形態を示す正面図である。
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a plasma generator and a plasma processing apparatus according to the present invention.

【図2】 図1のスロット付近を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing the vicinity of a slot in FIG. 1;

【図3】 スロットアンテナを示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a slot antenna.

【図4】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラズ
マ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す平面図で
ある。
FIG. 4 is a plan view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図5】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラズ
マ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す平面図で
ある。
FIG. 5 is a plan view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図6】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラズ
マ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す平面図で
ある。
FIG. 6 is a plan view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generating apparatus and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図7】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラズ
マ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す平面図で
ある。
FIG. 7 is a plan view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図8】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラズ
マ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す平面図で
ある。
FIG. 8 is a plan view showing a configuration example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図9】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラズ
マ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す平面図で
ある。
FIG. 9 is a plan view illustrating a structural example of a slot antenna of the plasma generating apparatus and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図10】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す平面図
である。
FIG. 10 is a plan view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図11】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す平面図
である。
FIG. 11 is a plan view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図12】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す平面図
である。
FIG. 12 is a plan view showing a configuration example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図13】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す平面図
である。
FIG. 13 is a plan view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generating apparatus and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図14】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す平面図
である。
FIG. 14 is a plan view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図15】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す平面図
である。
FIG. 15 is a plan view illustrating a structural example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図16】 折り返しスロットアンテナ例を示す平面図
である。
FIG. 16 is a plan view showing an example of a folded slot antenna.

【図17】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す平面図
である。
FIG. 17 is a plan view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図18】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す平面図
である。
FIG. 18 is a plan view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図19】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す平面図
である。
FIG. 19 is a plan view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図20】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す斜視図
である。
FIG. 20 is a perspective view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図21】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す斜視図
である。
FIG. 21 is a perspective view showing an example of the structure of a slot antenna of a plasma generator and a plasma processing apparatus according to the present invention.

【図22】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す斜視図
である。
FIG. 22 is a perspective view showing a configuration example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図23】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す斜視図
である。
FIG. 23 is a perspective view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図24】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す斜視図
である。
FIG. 24 is a perspective view showing an example of a structure of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図25】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す斜視図
である。
FIG. 25 is a perspective view showing a structural example of a slot antenna of a plasma generator and a plasma processing apparatus according to the present invention.

【図26】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す斜視図
である。
FIG. 26 is a perspective view showing a structural example of a slot antenna of a plasma generating apparatus and a plasma processing apparatus according to the present invention.

【図27】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す斜視図
である。
FIG. 27 is a perspective view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図28】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す斜視図
である。
FIG. 28 is a perspective view showing a structural example of a slot antenna of a plasma generator and a plasma processing apparatus according to the present invention.

【図29】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す斜視図
である。
FIG. 29 is a perspective view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図30】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す斜視図
である。
FIG. 30 is a perspective view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図31】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す斜視図
である。
FIG. 31 is a perspective view showing a structural example of a slot antenna of a plasma generator and a plasma processing apparatus according to the present invention.

【図32】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す斜視図
である。
FIG. 32 is a perspective view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図33】 本発明に係るプラズマ発生装置およびプラ
ズマ処理装置のスロットアンテナの構造例を示す斜視図
である。
FIG. 33 is a perspective view showing a structural example of a slot antenna of the plasma generator and the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図34】 従来のプラズマ発生装置を示す正面図であ
る。
FIG. 34 is a front view showing a conventional plasma generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…真空チャンバー(処理室,真空容器) 1a…開口部 2…O2ガス供給源(ガス供給手段) 3…真空ポンプ(排気手段) 4…スロットアンテナ(プラズマ発生手段) 5…RF発振器(高周波電源、プラズマ発生手段) 18,25…誘電体 41…スロット 43,44…給電点 P…プラズマ W…半導体ウェハ(基板)1 ... vacuum chamber (processing chamber, the vacuum chamber) 1a ... opening 2 ... O 2 gas supply source (gas supply means) 3 ... vacuum pump (evacuation means) 4 ... slot antenna (plasma generation means) 5 ... RF oscillator (RF Power supply, plasma generating means) 18, 25 Dielectric 41 Slot 43, 44 Feed point P Plasma W Semiconductor wafer (substrate)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 健一 東京都国立市谷保992 株式会社プラズマ システム内 Fターム(参考) 4K057 DA16 DD01 DM31 DM37 DM38 DM40 DN01 5F004 AA01 BA20 BB13 BC08 BD01 DA26 DB26  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kenichi Kojima 992 Taniyasu, Kunitachi, Tokyo F-term in Plasma System Co., Ltd. (reference) 4K057 DA16 DD01 DM31 DM37 DM38 DM40 DN01 5F004 AA01 BA20 BB13 BC08 BD01 DA26 DB26

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部の圧力が制御可能な真空容器と、該
真空容器内にガスを供給するガス供給手段と、ガスが導
入された前記真空容器内に電磁波を放射することでプラ
ズマを発生させるプラズマ発生手段と、を有するプラズ
マ発生装置において、前記プラズマ発生手段が、電磁波
を放射するスロットを導体に形成したスロットアンテナ
と、該スロットアンテナに給電を行う交流電源とを有
し、前記スロットアンテナが、低給電周波数の場合にも
プラズマ発生可能なインピーダンスを有する形状とされ
てなることを特徴とするプラズマ発生装置。
1. A vacuum vessel whose internal pressure can be controlled, gas supply means for supplying a gas into the vacuum vessel, and plasma is generated by radiating electromagnetic waves into the vacuum vessel into which the gas has been introduced. And a plasma generating device, comprising: a slot antenna in which a slot for radiating electromagnetic waves is formed in a conductor; and an AC power supply for feeding power to the slot antenna. A plasma generator having an impedance capable of generating plasma even at a low power supply frequency.
【請求項2】 磁流源アンテナとしての前記スロットア
ンテナが、前記導体の形状および前記スロットの形状
を、バビネの原理に基づく線状アンテナとの間の電磁界
の双対性を利用して、2次元的構造、または、3次元的
構造に設定されてなることを特徴とする請求項1記載の
プラズマ発生装置。
2. The slot antenna as a magnetic current source antenna, wherein the shape of the conductor and the shape of the slot are determined by utilizing the duality of an electromagnetic field between the antenna and a linear antenna based on the Babinet principle. 2. The plasma generator according to claim 1, wherein the plasma generator is set to have a three-dimensional structure or a three-dimensional structure.
【請求項3】 磁流源アンテナとしての前記スロットア
ンテナにおける前記導体の形状および前記スロットの形
状が、バビネの原理に基づく線状アンテナとの間の電磁
界の双対性を利用して、内部に発生するプラズマの密度
を増大する形状に設定されてなることを特徴とする請求
項1または2記載のプラズマ発生装置。
3. The shape of the conductor and the shape of the slot in the slot antenna as a magnetic current source antenna are internally formed by utilizing duality of an electromagnetic field between the antenna and a linear antenna based on the Babinet principle. 3. The plasma generating apparatus according to claim 1, wherein the plasma generating apparatus is configured to increase the density of generated plasma.
【請求項4】 前記スロットアンテナの導体が、前記真
空容器の一部または全部として構成されてなることを特
徴とする請求項1から3のいずれか記載のプラズマ発生
装置。
4. The plasma generator according to claim 1, wherein the conductor of the slot antenna is configured as a part or the whole of the vacuum vessel.
【請求項5】 前記スロットアンテナへの給電点が、2
箇所,3箇所,4箇所に設定されるか、または、給電点
が1箇所とされて前記導体がアース電位に設定され、さ
らに、前記給電点が前記スロットアンテナにおける放射
状態の最適化位置に設定されることを特徴とする請求項
1から4のいずれか記載のプラズマ発生装置。
5. The power supply point to the slot antenna is 2
Or three or four places, or one feed point and the conductor is set to the ground potential, and the feed point is set to an optimized position of the radiation state in the slot antenna. The plasma generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the plasma generation is performed.
【請求項6】 前記スロットが、1箇所、または、並列
もしくは直列に接続されて2箇所以上設けられることを
特徴とする請求項1から5のいずれか記載のプラズマ発
生装置。
6. The plasma generator according to claim 1, wherein the slot is provided at one location or at two or more locations connected in parallel or in series.
【請求項7】 内部に基板を収容しプラズマを用いて該
基板の処理を行うための処理室と、該処理室内に処理ガ
スを供給するガス供給手段と、処理ガスが導入された前
記処理室内に電磁波を放射することでプラズマを発生さ
せるプラズマ発生手段と、前記処理室内を所望の圧力に
排気する排気手段を有するプラズマ処理装置において、
前記プラズマ発生手段が、電磁波を放射するスロットを
導体に形成したスロットアンテナと、該スロットアンテ
ナに給電を行う交流電源とを有し、前記スロットアンテ
ナが、低給電周波数の場合にもプラズマ発生可能なイン
ピーダンスを有する形状とされてなることを特徴とする
プラズマ処理装置。
7. A processing chamber for accommodating a substrate therein and processing the substrate using plasma, a gas supply means for supplying a processing gas into the processing chamber, and the processing chamber into which the processing gas is introduced. In a plasma processing apparatus having plasma generating means for generating plasma by radiating electromagnetic waves to the plasma processing means and exhaust means for exhausting the processing chamber to a desired pressure,
The plasma generation means includes a slot antenna having a conductor formed with a slot for emitting an electromagnetic wave, and an AC power supply for supplying power to the slot antenna, and the slot antenna can generate plasma even at a low power supply frequency. A plasma processing apparatus having a shape having impedance.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002510841A (en) * 1998-03-31 2002-04-09 ラム リサーチ コーポレーション Parallel antenna transformer coupled plasma generation system
KR100476902B1 (en) * 2001-07-20 2005-03-17 주식회사 셈테크놀러지 The Large-Area Plasma Antenna(LAPA) and The Plasma Source For Making Uniform Plasma
JP2006202638A (en) * 2005-01-21 2006-08-03 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Plasma generation device and plasma generation method
JP2006522490A (en) * 2003-04-01 2006-09-28 マットソン テクノロジイ インコーポレイテッド Plasma uniformity
WO2007013753A1 (en) * 2005-07-25 2007-02-01 Sem Technology Co., Ltd Semiconductor doping method using pulsed inductively coupled plasma and system therefor
JP2010525534A (en) * 2007-04-27 2010-07-22 フォルシュングスフェアブント ベルリン エー ファウ Electrode for plasma generator
WO2012058184A2 (en) * 2010-10-28 2012-05-03 Applied Materials, Inc. Plasma processing apparatus with reduced effects of process chamber asymmetry
KR101913721B1 (en) 2017-04-26 2018-11-01 주식회사 클린팩터스 Facility for purifying harmful gas using microwave plasma
WO2018199373A1 (en) * 2017-04-26 2018-11-01 주식회사 클린팩터스 Harmful gas processing facility using microwave plasma

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100590257B1 (en) * 2002-09-18 2006-06-15 삼성에스디아이 주식회사 Plasma processing equipment
KR101063763B1 (en) * 2009-01-22 2011-09-08 서울대학교산학협력단 Plasma generation system
JP5018994B1 (en) * 2011-11-09 2012-09-05 日新電機株式会社 Plasma processing equipment
KR101582838B1 (en) * 2013-08-23 2016-01-12 니신 일렉트릭 컴패니 리미티드 Plasma processing apparatus

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6417869A (en) * 1987-07-13 1989-01-20 Hitachi Ltd Microwave plasma chemical vapor deposition device
JPH01283359A (en) * 1988-05-09 1989-11-14 Hitachi Ltd Plasma treatment apparatus
JPH04296106A (en) * 1991-03-26 1992-10-20 Matsushita Electric Works Ltd Planar array antenna
JPH06318565A (en) * 1993-05-01 1994-11-15 Tokyo Electron Ltd Plasma treatment equipment
JPH07104052A (en) * 1993-09-07 1995-04-21 Trw Inc Assembled radiation structure for millimeter-wave radar sensor
JPH09127267A (en) * 1995-09-26 1997-05-16 Asulab Sa Timepiece with antenna
JPH09321031A (en) * 1996-03-29 1997-12-12 Hitachi Ltd Plasma treating apparatus
JPH1012594A (en) * 1996-06-20 1998-01-16 Hitachi Ltd Plasma treatment device with slot antenna
JPH1074597A (en) * 1996-08-30 1998-03-17 Plasma Syst:Kk Plasma generating device and plasma treating device
JP2000277508A (en) * 1999-03-29 2000-10-06 Tokyo Electron Ltd Apparatus and method for microwave plasma processing
JP2000277495A (en) * 1999-03-29 2000-10-06 Tokyo Electron Ltd Microwave plasma processor and its method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5537004A (en) * 1993-03-06 1996-07-16 Tokyo Electron Limited Low frequency electron cyclotron resonance plasma processor
JPH09115882A (en) * 1995-10-19 1997-05-02 Hitachi Ltd Plasma treating method and apparatus therefor
JP3774965B2 (en) * 1996-12-18 2006-05-17 株式会社日立製作所 Plasma processing equipment

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6417869A (en) * 1987-07-13 1989-01-20 Hitachi Ltd Microwave plasma chemical vapor deposition device
JPH01283359A (en) * 1988-05-09 1989-11-14 Hitachi Ltd Plasma treatment apparatus
JPH04296106A (en) * 1991-03-26 1992-10-20 Matsushita Electric Works Ltd Planar array antenna
JPH06318565A (en) * 1993-05-01 1994-11-15 Tokyo Electron Ltd Plasma treatment equipment
JPH07104052A (en) * 1993-09-07 1995-04-21 Trw Inc Assembled radiation structure for millimeter-wave radar sensor
JPH09127267A (en) * 1995-09-26 1997-05-16 Asulab Sa Timepiece with antenna
JPH09321031A (en) * 1996-03-29 1997-12-12 Hitachi Ltd Plasma treating apparatus
JPH1012594A (en) * 1996-06-20 1998-01-16 Hitachi Ltd Plasma treatment device with slot antenna
JPH1074597A (en) * 1996-08-30 1998-03-17 Plasma Syst:Kk Plasma generating device and plasma treating device
JP2000277508A (en) * 1999-03-29 2000-10-06 Tokyo Electron Ltd Apparatus and method for microwave plasma processing
JP2000277495A (en) * 1999-03-29 2000-10-06 Tokyo Electron Ltd Microwave plasma processor and its method

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002510841A (en) * 1998-03-31 2002-04-09 ラム リサーチ コーポレーション Parallel antenna transformer coupled plasma generation system
KR100476902B1 (en) * 2001-07-20 2005-03-17 주식회사 셈테크놀러지 The Large-Area Plasma Antenna(LAPA) and The Plasma Source For Making Uniform Plasma
JP4818907B2 (en) * 2003-04-01 2011-11-16 マットソン テクノロジイ インコーポレイテッド Method and apparatus for producing a more uniform plasma / process
JP2006522490A (en) * 2003-04-01 2006-09-28 マットソン テクノロジイ インコーポレイテッド Plasma uniformity
JP4554380B2 (en) * 2005-01-21 2010-09-29 三井造船株式会社 Plasma generating apparatus and plasma generating method
JP2006202638A (en) * 2005-01-21 2006-08-03 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Plasma generation device and plasma generation method
WO2007013753A1 (en) * 2005-07-25 2007-02-01 Sem Technology Co., Ltd Semiconductor doping method using pulsed inductively coupled plasma and system therefor
JP2010525534A (en) * 2007-04-27 2010-07-22 フォルシュングスフェアブント ベルリン エー ファウ Electrode for plasma generator
WO2012058184A2 (en) * 2010-10-28 2012-05-03 Applied Materials, Inc. Plasma processing apparatus with reduced effects of process chamber asymmetry
WO2012058184A3 (en) * 2010-10-28 2012-06-21 Applied Materials, Inc. Plasma processing apparatus with reduced effects of process chamber asymmetry
CN103168507A (en) * 2010-10-28 2013-06-19 应用材料公司 Plasma processing apparatus with reduced effects of process chamber asymmetry
KR101913721B1 (en) 2017-04-26 2018-11-01 주식회사 클린팩터스 Facility for purifying harmful gas using microwave plasma
WO2018199373A1 (en) * 2017-04-26 2018-11-01 주식회사 클린팩터스 Harmful gas processing facility using microwave plasma

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