TWI293341B - - Google Patents

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0) 1293341 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明) 本發明係關於電漿處理裝置，特別是關於以微波產生電 漿對半導體晶圓等施以電漿處理之微波電漿裝置。 免景 近年，伴隨著半導體產品的高密度化及高細微化，於半 V肢產品的製造步驟，為成膜、姓刻、去光阻等處理使用 電漿處理裝置。特別是，利用微波產生電漿之微波電漿處 理裝置，可於0.1〜數10 mT〇rr&右相對壓力較低之高真空狀 怨安定地產生電漿。因此，例如利用2 ·45 GHz之微波之微 波電漿處理裝置受到矚目。 於i放波電漿處理裝置，於與一般的排氣系結合之處理容 器之頂部設有可透射微波之彳電體才反，於彳電體板上裝有 圓板狀的平坦天線部件（微波放射部件）。 又，天線料上，裝有遲波板。遲波板由具有特定介電 常數之介電㈣而成’將由微波產生器所供給的微波之波 長以特定的比率縮短。於天線部件形成有多數貫穿孔咖 窄孔），由天料件其^所供給㈣料方向㈣之微波 ’經由窄孔導人處理容㈣。藉由遲波板將供給天線部件 之微錢長縮短，可將形成於天線部件之窄孔變小，^ ^可於天線部件配置更多的窄孔以提高電㈣度的均: 置，藉由由天線部件經 生成處理氣體之電漿， 於如以上構成之微波電装處理裝 由介電體板導入處理容器内之微波 1293341

(2) 對載置於處理容器内之半導體晶圓施以電漿處理。 經由遲波板及天線部件導入處理容器之微波，由磁控管 等U波產生裔供給。由微波產生器產生之微波，經過導波 官供給遲波板或天線部件。藉由導波管傳播之微波，供給 至遲波板或天線部件之中央部份，邊由中央部份於天線部 件中向半徑方向傳播邊放射，最後向處理容器之處理空間 均勻地放射。 如此地，將彳政波供給至遲波板或者天線部件之中央部份 ，一般利用同軸導波管。即，由微波產生器所產生之微波 ，首先，供給至例如具有矩形剖面的導波管傳播至遲波板 或者天線部件之中央附近，經由内導體及外導體所成之同 轴V波管供給至遲波板或者天線部件之中央部份。 將微波供給至遲波板或者天線部件之中央部份之同軸導 波管，例如有内導體及外導體所成，内導體為直徑17 mm 左右的細管。 在此經由同軸導波管為天線部件投入大電力時，於同軸 ^波管之内導體附近產生非常強的電場，内導體被加熱成 问/皿即，由於微波之一部分變熱，增大供給微波之損失 (導體損失)’有電力供給效率惡化的問題。又，由於有將同 軸導波管以冷卻裝置包覆冷卻之必要，裝置大型化而提高 裝置之製造成本。 又，因為於内導體附近產生非常強的電場，有於内導體 寸I產生異g放電的虞。當異常放電產生，亦有内導體附 近之遲波板破損的可能。 (3) 1293341

1女同轴導波官之内導體，有必要與天線部件之中央 以密接狀態連接，於内導體之端面形成螺絲孔，以内導許 之端面與天線部件接觸之狀態，將貫通遲波板之螺絲鎖入 内導體之螺絲孔’以將内導體連接於天線部件^，以如 此之螺絲”以連接則，難以將内導體之端面與天線部件 之表面完全密接，有僅僅的間隙則於該部分將產 電。 ^ 又’天線部件或遲波板與介f體所成之頂板之間，有封 入為提高熱傳導氦氣（He)的情形。此時，於同轴導波管之 内=體外周設⑽環進行與介電體頂板之封止，但有〇形環 暴露於強微波而劣化損傷的問題。 ^ X 士上述之螺絲^定連接則，介電體板與天線部件 (窄孔天線)之接合部分存在螺絲頭。因此，例如，有必要形 成凹部於介電體板之中央部份以收容由天線部件之表面凸 ^之螺絲頭。因此’使得遲波板與天線部件於其中央部分 密接有所困難，有於該凹部附近產生異常放電之問題。 j此’導波官與天線部件之間設空洞共振器，自空洞共 振益將微波導人處理容H内被提p日本專利第25侧9 號：報’揭示於導波管設空洞共振器將微波增幅，由形成 於工洞共振底面之窄孔將增幅之微波導人處理容器之技 術。該專利公報所揭示之空洞共振器，可由面向處理容器 之底面全體放射微波地’於底面全體形成有多數窄孔。因 此’並非將微波由中央部份放射狀地傳播再對處理容器之 處理工間放射者。x ,各窄孔之長度為依照供給之微波波 (4) 1293341 長所決定，例如利用2.45 GHz之微波時最好使窄孔之長度 為Μ波之1 /2波長之6〇 rnm以上。因此，“ u此’煞法得到，將料油 由中央部份放射狀地傳播，由多數 丨將仏波 J耵乍孔向處理空間均 勻地放射之效果。如此地，日本專 一 伞寻和弟2569019號公報所揭 二二振器之微波供給機構(供電機構)無法應用 於、…數小的窄孔將微波均勾地供給處 件（窄孔天線）。 ^ '

發明之揭示 在此本發明係提供解決 ^ ^之新顆而有用的微波 漿處理裝置及處理方法為概括的課題。 本务明之更具體的課題為提供，將由微波產生器所供 的微波’可由導波管對天線部件效率佳地供給之微波電| 處理裝置及微波電漿處理方法，及微波供電裝置。 本發明之其他課題為，提供 微波電漿處理裝置，1 #斟妯考 /、V、對破處理基體施以電漿處理者 其特徵在於具有：

處理容裔，於其内部設有載置前述被處理基體之載置 台； 微波產生器； 導波管，其與前述微波產生器結合，將前述微波產生器 所產生之微波導波； ^ 及mi：射。卩件’其係將前述微波以藉由遲波板將波長 縮短後向前述處理容器内之空間放射， 丽述導波管係，於相當於前述微波放射部件之中央部份 -10- (5) 1293341

施以電漿處理者 之位置，具有單一之微波輸出開口部。 本發明之其他課題為，提供 微波電裝處理方法，其係對被處理基體 ’其特徵在於具有： 之步驟 將前述被處理基體載置於處理容器内之載置台 由微波產生器產生微波之步驟； 〇 產 將由前述微波產生器所產 生器之導波管導波之步驟 生之微波藉由結合於前述微波 之前述微波 將由結合於前述微波產生器之導波管所供給 由單一微波輸出開口部輸出之步驟； 將由結合於前述微波產生器之導波管所輸出之微波，藉 由微波放射部# ’向前述處理$器内之空間放射之步驟Γ 及藉由放射之微波生成電漿，對前述被處理基體施以電 漿處理之步驟。 本發明之其他課題為，提供 被波供電裝置，其係對處理腔體供給微波者，其特徵在 於具有： 導波官’其與前述微波產生器結合，將前述微波產生器 所產生之微波導波，且進一步具有微波輸出開口部，其將 前述微波輸出； 及微波放射部件，其後將供給於 中央部份之微波，向其 供給方向之垂直方向傳播，經由多數的窄孔導入前述處理 腔體。 依照本發明，經由設於與微波產生器結合之導波管之單 -11- (6) (6)1293341 -之第微波輸出開口部將微波供給至微波放射部件之中央 部份’如此地供給之微波’將微波放射部件中由該中央邻 份放射狀地傳播。其結果，微波於處理容器中，藉由形成 於微波放射部件之多數窄孔有效率，且均句地放：，形成 均句的«。如此地，依照本發明將微波對微波放射部件 ，可不利用同轴導波管即可供給，消除由同軸導波管之内 導體所產生之電力損失之_，以提高電力供給效率。又 ’微波可能集中的部位減少’於供電部分難以發生不必要 的放包’可供給大的電力於微波放射部件。再者，藉由可 將微波放射部件之形狀精簡化，可容易地封入作為^傳導 性氣體之氦等。 又，藉由結合於微波產生器之導波管與微波放射部件之 間設別的導波管以構成空洞共振器，彳防止供給空洞共振 器之微波之反射，可將幾乎全部之微波導入形成於前述別 的導波管之微波輸出開口部。其結果，無如由同軸導波管 之電力供給於連接部產生放電之虞，又不伴隨由發熱之電 力損失，可效率地供給大電力。 复發明之#祛能桿 其次，對本發明之實施形態與圖示一起說明。 弟1實施例 圖1為顯示本發明第1實施例之微波電漿處理裝置之概略 構成之剖面圖。 依照本發明之第丨實施例之微波電漿處理裝置，如圖1所 示，係於處理容器12内對半導體晶圓w施以電漿CVD處理 1293341

⑺ 之電漿CVD處理裝置1〇。A去

^ ^ +從 再者，本务明並非限於電漿C VD 处里，電水去光阻、電襞I虫$丨 莖、隹/m 电水㈣、電漿氧化·氧氮化·氮化 萃遠订電漿處理之裝置亦可應用。 被處理基體之半導I# S圓# ¥體日日0W，載置於處理容器12内之載 置口 14上。於處理容器12，有由氣體源（未示於圖）經過供給 管16供給電漿處理用氣體。另一方面，處理容器12之底部 设有連接真空幫浦（未示於圖）之排氣口⑵，將處理容器内 維持特定之真空壓力之構成。 其-人’加上圖1亦邊參照圖2 ’說明為將微波導入處理容 器12之微波供電裝置之構成。 圖2為顯不示於圖1之微波電漿CVD裝置1〇對處理容器12 導入微波之部分之微波供電裝置2〇之剖面立體圖。 處理容為’ 12之頂部有開口，經由介電體板15於開口氣密 地裝有作為微波放射部件之天線部件（窄孔板）17與遲波板 1 8所成之微波放射部件1 9。遲波板丨8為，將供給至天線部

件17之4波波長細短之部件，為減少形成於天線部件1 7之 窄孔之長度及間隔而設。 於遲波板1 8上，設有具有矩形剖面之矩形導波管（第1導 波管）22。於矩形導波管22之一端，設有由磁控管等所成之 微波產生器24。由微波產生器24所產生之，例如2.45 GHz 之微波，傳播於矩形導波管22内，由形成於矩形導波管22 之另一端之微波輸出開口部22a對微波放射部件19供給。於 本實施例，微波輸出開口部22a為，設於相當於矩形導波管 22之剖面長邊之管壁22b之圓形開口，配置於相當於位於其 -13- 1293341 下之天線部件18之中央之位置。 /3為顯示天線部㈣之一例之平面圖。示於圖3之天線 =件17，形成有由窄孔3〇A與則所成之多數窄孔對3〇。於 丁於圖3之例係，窄孔對3〇沿著複數之同心圓排列，但配置 成螺疑狀，或配置成非同心圓狀亦可。

圖4為顯示示於圖3之窄孔對之構成之圖。窄孔30A及30B 之各個係，中央部膨脹的細長橢圓形狀。窄孔30B之長邊方 :與窄孔30A之長邊方向之角度成9〇度，窄孔則之一端與 30A之中央近接成τ字狀地配置。連接窄孔Mg之中央 與天線部件17之中心〇之線，與窄孔3〇B之長邊方向之角度 f 45度。又，由窄孔3〇A之中央至天線部件之中心〇之距 離LA、’與由窄孔3〇B之中央至天線部件丨7之中心〇之距離 LB之差(LA_LB)，為藉由遲波板2〇所縮短的微波波長人四分 之一（(LA-LB)= λ/4)。 對具有如以上地構成之具有窄孔對30之天線部件1 7，當 微波由其中央放射狀地傳播則，藉由窄孔對30產生圓偏波 之电％，微波將有效率地向處理容器12之處理空間均勻地 放射。 再者，形成於天線部件丨7之窄孔，並非必要構成窄孔對 。又，窄孔之各個亦非限定為細長之橢圓形狀，例如圓形 二角形、正方形、長方形、或其他的多角形亦可。惟， 多角形時則藉由使角部擁有圓滑的彎曲，防止電場的集中 以防止異常放電為宜。 於如上述地將微波放射狀地傳播之天線部件丨7，微波以 -14- 1293341 如是於圖5地，依照於放射線路内具有同心圓狀的磁場分布 之丁EM杈式傳播。因此，儘量使由矩形導波管22對天線部 件17(遲波管18)供給之微波之磁場分布成同心圓狀之磁場 分布為宜。 在此，於本實施例，為使傳播於矩形導波管22内之微波 之磁場分布儘量成圓形之磁場分布地調整矩形導波管之 各尺寸。 圖6 A〜6C為，顯示於矩形導波管22之微波傳播模式之圖 。其中圖6A為顯示矩形導波管22之微波行進方向垂直剖面 之電力線，圖6B為顯示矩形導波管22之微波行進方向平行 剖面之電力線。又，圖6C為顯示與電力線垂直之面内所產 生之磁力線。再者，於圖6A所顯示之剖面長邊之長度為a ，短邊之長度為b。 圖6A〜6C所顯示矩形導波管22之微波傳播模式為TE1〇模 式，如圖6C所示地，矩形導波管之剖面之長邊a與管内波長 Xg之1 /2之尺寸所晝出之區域内形成之磁場向微波之行進 方向（X方向）行進。為將圖6C所示之磁場分布，與示於圖5 之磁場分布近似則’如圖7所示地，可知將使Xg/2與長邊a 相等（即使之Xg=2a)於正方形區域形成磁場即可。 管内波長，將自由空間之微波波長以人則，可以 λ8=λ/[1-(λ/2α)2]1/2 表示。即，於該式代入Xg==2a可求得最佳長邊&之長度。 如此地，計算對波長2.45 GHz之微波最佳的長邊a之長度則 成 a=86.6 mm 0 -15- (10) (10)1293341

圖8A、8B為顯示矩形導波管22與微波輸出開口部22a之 各部之最佳尺寸計算之結果之圖表。導波管22之剖面長邊a 設以如上述之86.6 mm，短邊b設為4〇 mm。又微波輸出開 口部22a之直徑D設為64 mm。 遲波板18與導波管22内部之距離h設以6 mm，遲波板18 之一部7刀凸出於微波輸出開口部22a内，遲波板18之直徑為 180 mm、厚度為4 mm。再者，遲波板18之直徑為18()爪爪 以上，以下所顯示之結果不變。又，遲波板18之介電常數u 為10 · 1在此將由被波輸出開口部2 2 a之中心至矩形導波 管22之端部之距離丨變化調查由微波輸出開口部22&投入之 微波之反射特性。 圖9為顯示模擬使距離1變化時之微波反射率之結果之圖 表。由圖9之圖表，可知微波之頻率為2.45 6112時，距離i 為49 mm時反射率最小。 如以上地，微波之頻率為2.45 ，將導波管22之各 尺寸，剖面之長邊&為86.6 mm、短邊1>為4〇 mm、微波輸出 開口部22a之直徑為64 mm、微波輸出開口部22a之厚度（長 度）h為6 mm時，供電部之反射率將成·2〇 dB以下，於供電 部之微波反射可抑制於1%以内，可知可將微波有效率地由 矩形導波管22向微波放射部件丨9有效率的導入。 於如以上之構成之電漿CVD裝置1〇，藉由微波產生器24 所產生之微波，傳播導波管22内，經由微波輸出開口部22a 導入遲波板18。導入於遲波板18之中央部份之微波，邊藉 由遲波板18縮短波長，邊向放射方向傳播，藉由設於天線 -16- 1293341 ⑼

部件17之多數窄孔對30向處理容器12内之處理空間放射。 因此’於處理空間生成均勾的電t ’可對半導體晶圓魏 以均勻的電漿處理。 如以上地，於本實施例之電漿CVD裝置1〇，不用同軸導 波管，直接由矩形導波管22經由微波輸出開口部22a可對微 波放射部件19投入大電力。於如此之構成則無由同軸導波 管之内導體之微波損失（導體損失），不會有電力供給效率惡 化。因此，不將裝置大型化地，減低裝置之製造成本。又，因無需同軸導波管之内導體，可防止發生於内導體

附近之異常放電之虞之異常放電。因 遲波板向天線部件供給微波時，由異 破損。 此’可防止例如經由 常放電衝擊之遲波板 又，因無需連接同軸導波管之内導體之螺絲連接，無需 伴隨螺絲連接之構造，可排除内導體與天線部件間產2之 間隙。因此，可防止由如此地間隙所產生之異常放電。 又，利用先前之同軸導波管時，以如上述之螺絲固定連 接則’無需於天線料之巾央部份形成收容遲波板與天線 部件（窄孔天線）之接合部分之螺絲之凹部。因此，遲波板與 天線部件可於全面密接，消除遲波板與天線部件間產生昱 常放電之問題。 ”

再者，由天線部件或遲波板與介電體所成之頂板間，封 入為提高熱傳導之氦(He)氣之情形。此時，由於本實施例 不用同軸導波官，&需如利用同軸導波管時於内導體之外 周設〇形環以封止，無因微波之〇形環劣化等問題產2。 -17- I293341

(12) (第2實施例） 其次’說明本發明之第2實施例。本發明之第2實施例之 微波電漿處理裝置，與如示於圖1之電漿CVD裝置基本構造 相同’因僅微波供電裝置相異，於此，只對微波供電裝置 說明。

首先’說明對由於上述第1實施例之電漿CVD裝置之微波 供電裝置20對微波放射部件導入之微波對稱性。 於微波供電裝置2〇,由微波輸出開口部22a之一邊傳播之 微波’於微波輸出開口部22&將其傳播方向改變為垂直方向 ，向遲波板1 8放射。此時，於微波輸出開口部22a，微波傳 來之方向之電場強度成較反對側之電場強度高，微波之功 率偏斜而不均。 圖10為顯不微波輸出開口部22a之圓周方向之電場強度分 布之圖表。縱軸表示電場強度，橫軸表示方位角。於圖10

之圖表，如圖8A所示，於方位角0.5π之微波輸出開口部22a 之端邓（入射側）微波行進方向一致，成與微波產生器Μ最接 、的位置又於方位角1 ·5 π之微波輸出開口部22a之端部 (終端側）微波行進方向一致，成與微波產生器24最遠的位置 。由圖10可知，於方位角〇.5π之微波輸出開口部22a之入射 側部附近電場強度變大另 . 、 、电琢拽反殳X另方面，於方位角1.5 π之微 波輸出開口部22a之終端側端部電場強度變小。 如此地於微波輸出開口部22 雷 I zza之電％強度產生偏斜（非對 稱性）則，將天線部件17中向放身 τ η攻射方向傳播之微波亦同樣地 強度產生偏斜，向處理腔體放射之微波強度成不同。 -18- (13) (13)1293341

在此’於本實施例，為消除如此微波之非對稱性，將矩 形導波管之形狀關於微波輸出開口部對稱，由微波輸出開 口部之兩側供給微波。 圖11為顯示本發明第2實施例之電漿CVD裝置之微波供 電裝置40之剖面立體圖。 如示於圖11，於微波供電裝置4〇之矩形導波管42，於其 管壁42b形成有單一的微波輸出開口部42a，由微波輸出開 口部42a對微波放射部件19供給微波。此時，於本實施例矩 形導波管42延在於微波輸出開口部42a之兩側，形成為關於 微波輸出開口部42a對稱之構造。 於如以上之構造之微波供電裝置4〇，由矩形導波管42之 兩側傳播微波，由微波輸出開口部42a輸出。即，微波，由 微波輸出開口部42a之兩側傳播到達微波輸出開口部42a。 此時，於微波輸出開口部42a之位置由兩側傳來之微波相位 成相同地控制傳播之微波之相位。例如，將由同一微波產 生衣置所射出之微波以分歧管分歧，經由左右對稱之路徑 到達微波輸出開口部42a地構成導波管，即可將同相位之微 波由左右兩側供給微波輸出開口部4 2 a。 因此，於圖π，右側所傳來微波之於微波輸出開口部42a 之入射側之電場強度，與左側所傳來微波之於微波輸出開 口部42a之終端側之電場強度相消，同樣地，右側所傳來微 波之於微波輸出開口部42a之入射側之電場強度，與左側所 傳來微波之於微波輸出開口部42a之終端側之電場強度相 消。以此，由微波輸出開口部42a所射出之微波電場強度不 -19- (14) (14)1293341 依存於方位角而成均勻’可對微波放射部件i9射出對稱電 場之微波。 於上述之實施例係，對微波輸出開口部42&之左右2方向 ’在也使矩形導波官42延在的構成，但亦可為以微波輸出 開口部42a為中心相互垂直之4方向延在之十字型之矩形導 波官。又，由關於微波輸出開口部42a複數之方向供給微波 ，亦可意識地將微波之強度分布變化。 又，於本實施例藉由對於微波輸出開口部將微波由複 數之方向供給，將由微波輸出開口部所射出之微波之電 場之非對稱性修正，但如於上述第丨實施例之微波供電裝 置20 由一邊供給微波時，將微波輸出開口部作成不是 圓形，而是例如橢圓形或蛋型之橢圓形，可將微波之偏 斜消除。 (弟3實施例） 其次，說明本發明之第3實施例。本發明之第3實施例之 微波電漿處理裝置，與如示於圖丨之電漿CVD裝置基本構造 相同，因僅微波供電裝置相異，於此，只對微波供電裝置 說明。 於上述第2貫施例，將微波由左右2方向供給以防止微波 強度分布之偏斜，但於本實施例，藉由將與微波產生器結 合之矩形導波管與微波放射部件之間設剖面為圓形之圓 形導波管’將電場強度分布無偏斜之微波供給微波放射部 件。 圖12為顯示本發明第3實施例之微波電漿處理裝置之微 -20- 1293341

(15) 波供電裝置5 0之剖面立體圖。 如圖12所示’本實施例之微波供電裝置5〇，於矩形導波 官52與微波放射部件丨9之間設圓形導波管54。矩形導波管 52之間壁52，形成有微波輸出開口部52a，將矩形導波管52 内傳播之微波，經由微波輸出開口部52a導入圓形導波管54 。如此地導入之微波，由形成於圓形導波管之底部54b之微 波輸出開口部54a向微波放射部件19射出。如此地，於本實 施例’矩形導波管52之軸方向（微波之進行方向）與圓形導波 管54之軸方向（微波之進行方向）為垂直。 在此’於圓形導波管内之微波傳播模式為，如示於圖丨3 A 、圖1 3B地矩形導波管内之磁力線之形狀相近之tmo 1模式 。即，於圖13A之磁力線為同心圓，與於示於圖5之微波放 射部件19之微波傳播模式之TEM模式相近，於圓形導波管 之圓形剖面内成一致的分布。因此，由圓形導波管54經由 圓形的微波輸出開口部54a將微波供給微波放射部件丨9則 ，可以一致的電場分布供給微波，而可由微波放射部件19 之微波均勻地向處理腔體放射。 在此’將圓形導波管54之長度，即，矩形導波管52之微 波輸出開口部52a之出口到微波輸出開口部54a之距離，藉 由使之為管内波長Xg之n/2倍，將圓形導波管54作用為空洞 共振器。若考慮微波處理裝置之尺寸或傳播損失則，由矩 形導波管52之微波輸出開口部52a之出口至微波輸出開口 部54a之距離，以管内波長“之1/2倍為宜。此時，可減低 由圓形導波管54之反射，因此可有效率地將微波供給天線 -21- 1293341

部件19。 圖14A、14B為顯示將圓形導波管54作為空洞共振器時， 示於圖12之微波供電裝置50之各部之最佳尺寸計算結果之 圖。惟圖14A為矩形導波管52之平面圖，圖14B為微波供電 裝置50之側面圖。 於本實施例’矩形導波管5 2之矩形剖面之長邊尺寸為， 與上述第1實施例相同地設為86 ·6 mm，短邊之尺寸設為25 mm。又，矩形導波管52之微波輸出開口部52a之直徑D()設 為84 mm。又，於本實施例之遲波板18之尺寸為，與上述 第1貝她例之遲波板18相同地’厚度設為4 m m，外型設為18 0 mm。再者，外型設為18〇 上或以下顯示之結果均不變 。再者，圓形導波管54與遲波板18之連接部分之尺寸，與上 述第1實施例之矩形導波管22與遲波板1 8之連接部分之尺寸 相同地設定。即，圓形導波管54之微波輸出開口部54a之直 徑D1設為64 mm，微波輸出開口部54a之高度（長度冲1設為ό mm 0 基於以上之尺寸計算的結果，藉由將圓形導波管54之直 徑設為150 mm、將圓形導波管之長度設為78·4 mm、將由 矩形‘波管5 2之微波輸出開口部5 2 a之中心至矩形導波管 52之端面之距離1設為57 mm可達成低反射率而效率佳的微 波供電。 圖1 5為顯示將本實施例之微波供電裝置之各尺寸設定為 上述之尺寸，計算微波電場強度分布之結果之圖表。 由圖15之圖表可知，微波之電場強度於任一方位均成略 -22- 1293341

(17) 因此’依照本實施例之微波供電裝置，可將電場強度 —致的微波供給微波放射部件丨9，其結果可將強度一致 的微波向微波處理容器12放射。以此，可對處理容器内 之晶圓W施以於全面一致的電漿處理，可達成高品質的 電漿處理。 又’對微波放射部件1 9可不用同軸導波管以供給微波， 因此可達成與上述第丨及第2實施例相同的電力損失少之有 效率的微波供給。 再者’如示於圖12之矩形導波管52内部，設有隔板56。 隔板56係，將由微波輸出開口部52a返回之反射波再度返還 微波輸出開口部52a而設者。 又’為將由矩形導波管向圓形導波管導入之轉換器或者 如其之構造，可利用已習知者，並非限定於上述實施例之 構造。 產業上：ξϋ用可能.十士 如上述依照本發明，不利用同輛導波管而可對微波放射 邛件供給微波。因此，無於同軸導波管之内導管之電力損 可提升笔力供給效率。又，微波可能集中之部分減少 ,於供電部分發生不必要的放電變難，可對微波放射部件

供給大的雷I 力再者，由於無需為連接同軸導波管之内導 體之螺絲連接部，因此微波放射部件之形狀可化 ^ I 告j、生 』 — 衣化。再者，藉由微波放射部件之形狀精簡化，可 谷易地構成封入作為導電氣體之氦等之機構。 -23- (18) 1293341

要說明

圖1為顯示本發明第1實施例 構成剖面圖。 之微波電漿處理裝置之概略 圖2為顯示示於圖丨之微波電漿處理裝置對處理容器導 鉍波之部分之微波供電裝置之剖面立體圖。 圖3為顯示示於圖2之天線部件之一例之平面圖。 圖4為顯示示於圖3之窄孔對之構成之圖。 圖5為顯示於微波放射部件之微波傳播模式之圖。 圖6A〜6C為顯示於矩形導波管之微波傳播模式之圖。 圖7為顯示由矩形導波管内傳播之微波之磁場之圖。 圖8A、8B為顯示矩形導波管與微波輸出開口部之各部之 最佳尺寸計算之結果之圖表。 圖9為顯示於微波輸出開口部之微波反射率之模擬結果 之圖表。 圖丨〇為顯示微波輸出開口部之圓周方向之電場強度分布 之圖表。 圖11為顯示本發明第2實施例之微波電漿處 波供電裝置之剖面立體圖。被 圖12為顯示本發明第3實施例之微波電漿處理裝置之微 波供電裝置之剖面立體圖。 圖！3A、13B為說明圓形導波管之微波傳播模式之圖。 圖14A、14B為顯示以圓形導波管作為空洞共振器時，將 不於圖12之微波供電裝置之各部之最佳尺寸計算之結果之 圖。 -24- 1293341

(19) 圖1 5為顯示本發明第3實施例之微波輸出開口部向圓周 方向之電場強度分布之圖表。 圖示代表符號說明 10 電漿CVD處理裝置 12 處理容器 14 載置台 15 介電體板 16 供給管 17 天線部件 18 遲波板 19 微波放射部件 20 微波供電裝置 22 矩形導波板 22a 微波輸出開口部 24 微波產生器 30 窄孔 40 微波供電裝置 42a 微波輸出開口部 50 微波供電裝置 52 矩形導波板 52a 微波輸出開口部 54 圓形導波管 54a 微波輸出開口部 -25-

Claims (1)

1293 3 ϋ91124076號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(96年6月） 拾、申請專利範圍 1· 一種微波電漿處理裝置，其係對被處理基體施以電漿處 理者，其特徵在於包含： 處理容器，於其内部設有載置前述被處理基體之载置 台； 微波產生器； 導波管，其係與前述微波產生器結合，將前述微波產 生器所產生之微波導波； 及微波放射部件，其係藉由遲波板將前述微波波長縮 短後向前述處理容器内之空間放射， 其中前述導波管係，於相當於前述微波放射部件之中 央部份之位置，具有單一之微波輸出開口部。 2 · —種被波供電裝置’其係對處理腔體供給微波者，其特 徵在於包含： 導波管，其與前述微波產生器結合，將前述微波產生 器所產生之微波導波，且進一歩具有微波輸出開口部， 其係將前述微波輸出； 及微波放射部件，其將供給於中央部份之微波，向其 供給方向之垂直方向傳播，經由多數的窄孔導入前述處 理腔體。 3·如申請專利範圍第1項之微波電漿處理裝置，其中與前述 微波產生器結合之導波管，係具有矩形狀之剖面之矩形 導波管。 4.如申請專利範圍第2項之微波供電裝置，其中與前述微波 81362-960605 .doc !293341 產生器結合之導波管，係具有矩形狀之剖面之矩形導波 管0 •如申請專利範圍第3項之微波電漿處理裝置，其中前述矩 形導波管中，於其剖面，使長邊之長度係前述矩形導波 管内之微波波長之1/2。 6·如申請專利範圍第4項之微波供電裝置，其中前述矩形導 波管中’於其剖面，使長邊之長度係前述矩形導波管内 之微波波長之1 /2。 •如申請專利範圍第3項之微波電漿處理裝置，其中前述矩 形導波管之前述微波輸出開口部，形成於相當於前述矩 形導波管之剖面之長邊之面。 8·如申請專利範圍第4項之微波供電裝置，其中前述矩形導 波官之前述微波輸出開口部，形成於相當於前述矩形導 波管之剖面之長邊之面。 •如申凊專利範圍第丨項之微波電漿處理裝置，其中與前述 微波產生器結合之導波管以前述微波輸出開口部為中心 向複數方向延在。 其中與前述微波 口部為中心向複 10.如申請專利範圍第2項之微波供電裝置， 產生器結合之導波管以前述微波輸出開 數方向延在。 其中與前述 以前述微波 中與前述微 11 ·如申請專利範圍第9項之微波電漿處理裝置， 微波產生器結合之導波管具有直線狀形狀， 輸出開口部為中心對稱地延在。 12·如申料利範圍第1()項之微波供電裝置，其 813 62-960605 .doc -2 - 1293341

波產生器結合之導波管具有直線狀形狀，以前述微波輸 出開口部為中心對稱地延在。 13·如申請專利範圍第1項之微波電漿處理裝置，其中與前述 被波產生器結合之導波管及前述微波放射部件之間設有 別的導波管，前述別的導波管之軸方向對於前述第1之導 波管之軸方向垂直， 刖述微波係，由與前述微波產生器結合之導波管經由 其微波輪出開口部供給前述別的導波管，由設於前述別 的導波管之底部之單一之別的微波輸出開口部導入前述 微波放射部件。 14·如申請專利範圍第2項之微波供電裝置，其中與前述微波 產生器結合之導波管及前述微波放射部件之間設有別的 導波管’前述別的導波管之軸方向對於前述第1之導波管 之軸方向垂直， 前述微波係，由與前述微波產生器結合之導波管經由 其微波輸出開口部供給前述別的導波管，由設於前述別 的導波管之底部之單一之別的微波輸出開口部導入前迷 微波放射部件。 15·如申請專利範圍第13項之微波電漿處理裝置，其中前迷 別的導波管係具有圓形剖面之圓形導波管。 16·如申請專利範圍第14項之微波供電裝置，其中前述別的 導波管係具有圓形剖面之圓形導波管。 17·如申請專利範圍第15項之微波電漿處理裝置，其中前逃 圓形導波管之長度為與前述微波產生器結合之導波管之 81362-960605.doc

1293341 微波波長之n/2倍（n為整數），前述圓形導波管係形成圓筒 空洞共振器。 18.如申請專利範圍第16項之微波供電裝置，其中前述圓形 導波管之長度為與前述微波產生器結合之導波管之微波 波長之n/2倍（η為整數），前述圓形導波管係形成圓筒空洞 共振器。 19·如申請專利範圍第1項之微波電漿處理裝置，其中前述微 波放射部件係，包含將供給之微波波長縮短之遲波板。 20.如申請專利範圍第2項之微波供電裝置，其中前述微波放 射部件係’包含將供給之微波波長縮短之遲波板。 21·如申請專利範圍第1項之微波電漿處理裝置，其中前述微 波放射部件係，具有於厚度方向貫穿之多數窄孔。 22·如申請專利範圍第2項之微波供電裝置，其中前述微波放 射部件係’具有於厚度方向貫穿之多數窄孔。 23·如申請專利範圍第21項之微波電漿處理裝置，其中前述 微波放射部件之窄孔，以螺旋狀或複數之圓周狀排列。 2太如申請專利範圍第22項之微波供電裝置，其中前述微波 放射部件之窄孔，以螺旋狀或複數之圓周狀排列。 25. 如申請專利範圍第1項之微波電漿處理裝置，其中前述微 波放射部件之窄孔，構成以Τ字狀配置之2個窄孔所成之 窄孔對。 26. 如申請專利範圍第2項之微波供電裝置，其中前述微波放 射部件之窄孔，構成以Τ字狀配置之2個窄孔所成之窄孔 對。 81362-960605.doc -4 -

1293341 27. —種微波電漿處理方法，其係對被處理基體施以電漿产 理者，其特徵在於包含： I Μ 將前述被處理基體載置於處理容器内之載置台之， 驟； ^步 由微波產生器產生微波之步驟； 將由前述微波產生器所產生之微波藉由結合於前 波產生器之導波管導波之步驟； ' 將由結合於前述微波產生器之導波管所供給之前述微 波，由單一微波輸出開口部輸出之步驟； 將由結合於前述微波產生器之導波管所輸出之微波， 藉由微波放射部件，向前述處理容器内之空間放射之步 驟； 及藉由放射之微波生成電漿，對前述被處理基體施以 電漿處理之步驟。 28·如申請專利範圍第27項之微波電漿處理方法，其中與前 述微波產生器結合之導波管係，以前述微波輸出開口部 為中心向複數方向延在，向前述微波輸出開口部將前述 微波以同相位由複數方向導波。 29.如申請專利範圍第28項之微波電漿處理方法，其中與前 述微波產生器結合之導波管係具有直線狀形狀，於與前 述微波產生器結合之導波管則使前述微波，於微波輸出 開口部由微波輸出開口部之兩侧，以同位相供給。 30·如申凊專利範圍第27項之微波電漿處理方法，其中與前 述微波產生器結合之導波管及微波放射部件之間設有別 81362-960605.doc -5-

1293341 的導波管，前述別的導波管之軸方向對與前述微波產生 器結合之導波管之軸方向垂直， 前述微波係，由與前述微波產生器結合之導波管經由 其微波輸出開口部供給前述別的導波管，且由設於前述 別的導波管之底部之單一之別的微波輸出開口部導入前 述微波放射部件。 31.如申請專利範圍第27項之微波電漿處理方法，其中將前 这別的導波管作為空洞共振器使用，由與前述微波產生 器結合之導波管之前述微波輸出開口部所供給之前述微 波之全部’由前述別的微波輸出開口部導入前述微波放 射部件。 81362-960605.doc