專利名稱：等離子體處理裝置和等離子體處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用微波使氣體等離子體化，對(duì)被處理體進(jìn)行等離子體處理的等離子體處理裝置和等離子體處理方法。更詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明涉及使用所希望的波長(zhǎng)可變物質(zhì)使波導(dǎo)管的長(zhǎng)度最優(yōu)化的等離子體處理裝置和等離子體處理方法。
背景技術(shù)：
如圖7所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，已知下述技術(shù)，在A1～A3各個(gè)地點(diǎn)使波導(dǎo)管90分支(在圖7中為π分支)，在所分支的多個(gè)波導(dǎo)管91a～91f的下部，等間隔地設(shè)置多個(gè)槽縫(slot)92，并且，在槽縫92的下部設(shè)置電介體93，由此，將微波供給等離子體處理裝置的處理室內(nèi)(參照專利文獻(xiàn)1)。根據(jù)這種供給方法，微波從微波發(fā)生器94射出，經(jīng)由調(diào)諧器(tuner)95，在波導(dǎo)管90中傳播，分支并從各波導(dǎo)管91的入口附近的、例如槽縫92a，依次通過(guò)至槽縫92e，分別透過(guò)各槽下部的電介體93，入射到處理室內(nèi)。利用這樣入射的微波的電場(chǎng)能量使供給到處理室內(nèi)的氣體等離子體化，由此，對(duì)被處理體進(jìn)行等離子體處理。
如在圖7的II-II截面切斷等離子體處理裝置的圖8(a)所示，在這種供給方法中，每當(dāng)微波從波導(dǎo)管91a的入口附近的槽縫92a依次通向位于里面的槽縫92b→92c→92d→92e時(shí)，駐波T的振幅減小，該駐波T是在波導(dǎo)管91a中行進(jìn)的微波和在波導(dǎo)管端面C反射的反射波的合成波。由此，如圖8(b)的電場(chǎng)能量Emax所示，通過(guò)各槽縫92、入射到處理室內(nèi)的微波的電場(chǎng)能量為，越接近波導(dǎo)管入口的槽縫92a下方的處理室內(nèi)Ua越強(qiáng)，越接近波導(dǎo)管前端的槽縫92e下方的處理室內(nèi)Ue越弱。結(jié)果，等離子體密度為，越接近各波導(dǎo)管的入口則越高，越接近各波導(dǎo)管的前端則越低。這樣，當(dāng)在波導(dǎo)管的長(zhǎng)邊方向上不均勻地生成等離子體時(shí)，就不能高精度地對(duì)被處理體進(jìn)行等離子體處理。
另外，為了使在多個(gè)槽縫92中通過(guò)、入射到處理室內(nèi)的微波的電場(chǎng)能量變得均勻，考慮以下的對(duì)策。即槽縫92e的位置是使從端面C至最短槽縫92e的物理特性上的距離為微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg的1/4；槽縫92a～槽縫92d的位置分別為，使得越接近波導(dǎo)管91的入口，相鄰的槽縫92間的物理特性上的距離偏離管內(nèi)波長(zhǎng)λg的1/2越大。
由此，在槽縫92e中，由于駐波的波腹位置Pe和槽縫92e的中央位置Se一致(W1＝0)，通過(guò)槽縫92e并供給至處理室的位置Ue的微波的電場(chǎng)能量，等于該位置上的最大能量Emax。另一方面，從槽縫92d至槽縫92a，越接近波導(dǎo)管91的入口，則各槽的中央和駐波的波腹位置的偏離越大(W5＞W(wǎng)4＞W(wǎng)3＞W(wǎng)2＞W(wǎng)1)。這個(gè)偏離越大，則從槽縫92供給處理室的各位置Ud、Uc、Ub、Ua上的微波的電場(chǎng)能量比該位置的最大能量越小。結(jié)果，如圖8(b)的線E所示，能夠使經(jīng)由槽縫92a～92e入射到處理室中的微波的電場(chǎng)能量大致相同。
日本特開2004-200646號(hào)公報(bào)。
然而，近年來(lái)，隨著基板的大型化，配置在槽上部的波導(dǎo)管91也大型化，其長(zhǎng)邊方向的長(zhǎng)度有在1m以上的情況。因此，沿波導(dǎo)管91的長(zhǎng)邊方向并排的槽的數(shù)目有時(shí)達(dá)到20個(gè)以上的非常多的數(shù)量。這樣，波導(dǎo)管91的長(zhǎng)度和槽的個(gè)數(shù)越多，則利用在現(xiàn)有技術(shù)中的對(duì)策，進(jìn)行控制使得從各槽縫92均等地供給微波的電場(chǎng)能量就越困難，在波導(dǎo)管30的長(zhǎng)邊方向上，生成的等離子體不均勻。
另外，當(dāng)這樣從各槽縫92輸出的微波的電場(chǎng)能量有偏差時(shí)，由于等離子體為導(dǎo)體，等離子體內(nèi)的阻抗發(fā)生變動(dòng)。對(duì)于這樣的阻抗的變動(dòng)來(lái)說(shuō)，雖然設(shè)置有匹配阻抗的變動(dòng)用的調(diào)諧器，但當(dāng)?shù)入x子體內(nèi)的阻抗經(jīng)常變動(dòng)時(shí)，該阻抗匹配成為不穩(wěn)定狀態(tài)，就更加難以使從各槽縫92輸出的微波的電場(chǎng)能量大致相同。結(jié)果，在處理大型基板的等離子體處理裝置中，只利用在現(xiàn)有技術(shù)中的對(duì)策，難以消除在波導(dǎo)管長(zhǎng)邊方向產(chǎn)生的等離子體的不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，在本發(fā)明中，提供了通過(guò)使用所希望的波長(zhǎng)可變物質(zhì)使波導(dǎo)管的長(zhǎng)度最優(yōu)化、生成均勻的等離子體的新穎并且經(jīng)過(guò)改良的等離子體處理裝置和等離子體處理方法。
即為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的觀點(diǎn)，提供了一種等離子體處理裝置，包括傳播微波的波導(dǎo)管；具有與上述波導(dǎo)管鄰接的多個(gè)槽縫，使在上述波導(dǎo)管中傳播的微波通向上述多個(gè)槽縫的槽縫天線；第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)，填充在上述波導(dǎo)管內(nèi)部并使微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg變化為第一波長(zhǎng)；第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)，代替上述第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)插入從反射微波的上述波導(dǎo)管的端面至最接近該端面的槽縫中央之間，使在該插入部分中傳播的微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg變化為比第一波長(zhǎng)短的第二波長(zhǎng)；多個(gè)電介體，與上述槽縫天線鄰接配置并使通向上述槽縫天線的多個(gè)槽縫的微波透過(guò)；和處理室，利用透過(guò)上述多個(gè)電介體后的微波使氣體等離子體化，對(duì)被處理體進(jìn)行等離子體處理。
這樣，將第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)填充在波導(dǎo)管的內(nèi)部，同時(shí)，第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)代替第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)插入從反射微波的波導(dǎo)管端面至最接近該端面的槽縫中央之間，由此，能夠使在第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)的插入部中傳播的微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg，變化為比第一波長(zhǎng)短的第二波長(zhǎng)。結(jié)果，能夠?qū)牟▽?dǎo)管端面至最接近該端面的槽縫中央的物理特性上的距離(即微波的管內(nèi)波長(zhǎng))保持為所希望的長(zhǎng)度，并縮短其間的機(jī)械距離(即實(shí)際的視覺(jué)距離)。
這樣，與只將單一的波長(zhǎng)可變物質(zhì)填充在波導(dǎo)管內(nèi)部的現(xiàn)有技術(shù)中的情況比較，能夠縮短從波導(dǎo)管的端面至與該端面最接近的槽縫中央之間的機(jī)械長(zhǎng)度，結(jié)果，能夠?qū)⒃诓▽?dǎo)管端面下方附近產(chǎn)生的死空間(參照?qǐng)D4(a)的死空間D)抑制至最小限度(參照?qǐng)D4(b)。這樣，能夠在現(xiàn)有技術(shù)中成為死空間D的波導(dǎo)管端面的下方附近配置電介體。結(jié)果，能夠在處理室的頂棚全部表面，在與槽縫鄰接的狀態(tài)下等間隔地配置多個(gè)電介體。結(jié)果，可將經(jīng)由各槽縫透過(guò)各電介體的微波均勻地供給處理室的頂棚面，能夠在處理室的頂棚面下方，生成均勻的等離子體。這樣，能夠高精度地對(duì)被處理體進(jìn)行所希望的等離子體處理。
上述第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)通過(guò)使在上述插入部分中傳播的微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg變化為比第一波長(zhǎng)短的第二波長(zhǎng)，將從上述波導(dǎo)管端面至最接近該端面的槽縫中央之間的物理特性上的長(zhǎng)度保持為管內(nèi)波長(zhǎng)λg的1/4，并將其間的波導(dǎo)管的機(jī)械長(zhǎng)度縮短至所希望的長(zhǎng)度。
這樣，可將波導(dǎo)管端面和與該端面最接近的槽縫中心之間的物理特性上的距離保持為微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg的1/4。這樣，由于微波的駐波的波腹位于自波導(dǎo)管端面的最短的槽縫中央，所以通過(guò)該最短槽縫并供給處理室的微波的電場(chǎng)能量為該位置上的最大能量。結(jié)果，利用在該位置具有最大值的微波的電場(chǎng)能量，能夠均勻地生成等離子體密度高的等離子體。
上述波導(dǎo)管具有多個(gè)，各波導(dǎo)管在其端面與其他任意波導(dǎo)管的端面相對(duì)配置。
近年來(lái)，如圖7所示，當(dāng)將多個(gè)波導(dǎo)管與槽縫的上部鄰接配置時(shí)，伴隨著基板的大型化(730mm×920mm以上)，有時(shí)波導(dǎo)管的長(zhǎng)邊方向達(dá)1m以上。由此，位于同一波導(dǎo)管下部的槽縫數(shù)為20個(gè)以上，非常多，由于上述理由，進(jìn)行控制使得通向各槽縫的微波的電場(chǎng)能量相同是非常困難的。
與此相對(duì)，根據(jù)本發(fā)明，例如，如圖2所示，各波導(dǎo)管的端面與其他任何波導(dǎo)管的端面相對(duì)配置。這樣，能夠使各波導(dǎo)管的長(zhǎng)邊方向的長(zhǎng)度為在現(xiàn)有技術(shù)中的1/2。這樣，也能夠使在其長(zhǎng)邊方向并排的槽縫的個(gè)數(shù)為在現(xiàn)有技術(shù)中的1/2。結(jié)果，容易將從在長(zhǎng)邊方向并排的各槽縫供給的微波的電場(chǎng)能量控制為相同。
另外，圖2所示的等離子體處理裝置利用從每4臺(tái)相對(duì)設(shè)置的8臺(tái)微波發(fā)生器(34)輸出的微波的功率處理1100mm×1300mm(G5基板尺寸)的基板G。與此相對(duì)，處理730mm×920mm(G4.5基板尺寸)的基板G的裝置，圖中沒(méi)有示出，為從中央沿縱方向?qū)D2的等離子體處理裝置分割成一半的結(jié)構(gòu)，即波導(dǎo)管(30)、調(diào)諧器(38)和微波發(fā)生器(34)為圖2的等離子體處理裝置的一半的結(jié)構(gòu)。在該裝置中，利用從每2臺(tái)相對(duì)設(shè)置的4臺(tái)微波發(fā)生器34輸出的微波的功率，處理G4.5基板尺寸的基板G。
另一方面，如上所述，即使相對(duì)配置各波導(dǎo)管，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)插入波導(dǎo)管的端部附近，能夠?qū)牟▽?dǎo)管端面至最短槽縫中央之間的物理特性上的長(zhǎng)度保持為管內(nèi)波長(zhǎng)λg的1/4，并且能夠縮短其間的機(jī)械距離(參照?qǐng)D4(b))。結(jié)果，可使從與相對(duì)配置的一個(gè)波導(dǎo)管的端面最接近的槽縫至與另一波導(dǎo)管的端部最接近的槽縫為止的機(jī)械(實(shí)際視覺(jué)的)長(zhǎng)度，與位于同一波導(dǎo)管下部的槽縫之間的機(jī)械(實(shí)際視覺(jué)的)距離大致一致，同時(shí)，能夠使通過(guò)該最短槽縫供給至處理室的微波的電場(chǎng)能量為該位置的最大能量。
這樣，設(shè)置在槽縫下部的多個(gè)電介體可在處理室的頂棚全部表面上等間隔地配置。結(jié)果，能夠?qū)⑼ㄏ蚋鞑劭p的相同而且大功率的微波均勻地供給處理室的頂棚全部表面，這樣，能夠在處理室的頂棚全部表面均勻而穩(wěn)定地生成等離子體。結(jié)果，能夠高精度地對(duì)被處理體進(jìn)行所希望的等離子體處理。
上述第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)和上述第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)為電介體，上述第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)具有比上述第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)高的介電常數(shù)。
微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg用λg＝λc/(ε)1/2式子表示。式中λc為自由空間中的波長(zhǎng)，ε為電介體的介電常數(shù)。根據(jù)該式，電介體的介電常數(shù)ε越高，管內(nèi)波長(zhǎng)λg越短。因此，通過(guò)將介電常數(shù)比第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)高的電介體的第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)插入從波導(dǎo)管的端面至最短槽縫中央之間，與只將第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)填充在波導(dǎo)管內(nèi)部的現(xiàn)有技術(shù)中的情況相比，可將其間的物理特性上的長(zhǎng)度保持為微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg的1/4，并且能夠在該狀態(tài)下縮短其間的機(jī)械長(zhǎng)度。這樣，沒(méi)有在波導(dǎo)管端部下生成的死空間D，能夠相互等間隔地配置多個(gè)電介體。
上述各波導(dǎo)管與和其長(zhǎng)邊方向的軸平行并排的20個(gè)以內(nèi)的槽縫鄰接，上述槽縫和槽縫的間隔(即物理特性上的長(zhǎng)度)也可以為管內(nèi)波長(zhǎng)λg的1/2。
這樣，與同一波導(dǎo)管的長(zhǎng)邊方向并排的槽縫數(shù)為20個(gè)以下。由此，容易將從沿長(zhǎng)邊方向并排的各槽縫供給的微波的電場(chǎng)能量控制為相同。此外，槽縫之間的物理特性上的長(zhǎng)度為微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg的1/2。由此，微波的駐波的波腹位于各槽縫的中央。這樣，通向各槽縫供給到處理室的微波的電場(chǎng)能量為各槽縫位置上的最大能量。結(jié)果，利用具有各槽縫位置上的最大值的微波的電場(chǎng)能量，能夠生成等離子體密度高而且均勻的等離子體。
在上述多個(gè)電介體上，在與被處理體相對(duì)的面上形成凹部或凸部的至少任意一個(gè)。
這樣，利用在各電介體中形成的凹部或凸部，能夠增加表面波在各電介體下面?zhèn)鞑r(shí)的電場(chǎng)能量的損失。這樣，能夠抑制表面波的傳播，抑制駐波的發(fā)生，能夠生成更均勻的等離子體。
另外，為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)提供了一種等離子體處理方法，該方法使用等離子體處理裝置對(duì)被處理體進(jìn)行等離子體處理，該等離子體處理裝置包括在內(nèi)部填充有第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)的波導(dǎo)管、具有與上述波導(dǎo)管鄰接的多個(gè)槽縫的槽縫天線和與上述槽縫天線鄰接配置的多個(gè)電介體，該等離子體處理方法利用填充在上述波導(dǎo)管內(nèi)部的第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)，使微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg變化為第一波長(zhǎng)并傳播微波，利用代替上述第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)插入從上述波導(dǎo)管的端面至最接近該端面的槽縫中央之間的第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)，使在該插入部分中傳播的微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg變化為比第一波長(zhǎng)短的第二波長(zhǎng)，并傳播微波，使經(jīng)由上述波導(dǎo)管通向上述多個(gè)槽縫的微波透過(guò)上述多個(gè)電介體，利用透過(guò)上述多個(gè)電介體的微波使氣體等離子體化，對(duì)被處理體進(jìn)行等離子體處理。
這樣，使用代替填充在波導(dǎo)管內(nèi)部的第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)，第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)插入從波導(dǎo)管的端面至最短槽縫中央之間的等離子體處理裝置，能夠使在第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)的插入部分中傳播的微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg變化為比第一波長(zhǎng)短的第二波長(zhǎng)。結(jié)果，與只將第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)填充在波導(dǎo)管內(nèi)部的現(xiàn)有技術(shù)中的情況比較，能夠?qū)牟▽?dǎo)管端面至最短槽縫中央之間的物理特性上的長(zhǎng)度保持為所希望的值，并能夠縮短其間的機(jī)械長(zhǎng)度。這樣，沒(méi)有在現(xiàn)有技術(shù)中的在波導(dǎo)管端面下方產(chǎn)生的死空間D，能夠在處理室的頂棚全部表面等間隔地配置多個(gè)電介體。結(jié)果，能夠?qū)⑼ㄏ蚋鞑劭p的相同功率的微波均勻地供給處理室的頂棚全面，從而，在處理室的頂棚全面均勻而穩(wěn)定地生成等離子體。
發(fā)明的效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用所希望的波長(zhǎng)可變物質(zhì)，優(yōu)化波導(dǎo)管的長(zhǎng)度，能夠生成均勻的等離子體。


圖1為與本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的等離子體處理裝置的y軸垂直的縱截面圖；圖2為表示該實(shí)施方式的等離子體處理裝置的處理室內(nèi)部的頂棚面的圖；圖3為在圖2的I-I面上切斷等離子體處理裝置時(shí)的蓋本體附近的縱截面圖；圖4(a)為表示只填充著特氟隆(Teflon)的波導(dǎo)管端部附近的圖；圖4(b)為表示填充著特氟隆和氧化鋁的波導(dǎo)管端部附近的圖；圖5(a)為表示在波導(dǎo)管中只填充著特氟隆的情況的模擬模型(simulation model)和模擬結(jié)果的圖；圖5(b)為表示在波導(dǎo)管中填充著特氟隆和氧化鋁的情況的模擬模型和模擬結(jié)果的圖；圖6為在波導(dǎo)管中只填充特氟隆情況和在波導(dǎo)管中填充特氟隆和氧化鋁情況下，證明管內(nèi)波長(zhǎng)一致的圖形；圖7為配置在關(guān)連的等離子體處理裝置的頂棚面上的波導(dǎo)管的一個(gè)例子；圖8(a)為在圖7的II-II面上切斷等離子體處理裝置時(shí)的縱截面圖；圖8(b)為表示處理室內(nèi)各位置上電場(chǎng)能量的狀態(tài)的圖。
符號(hào)的說(shuō)明100-微波等離子體處理裝置11-基座21-蓋本體30、30a、30b-波導(dǎo)管31-槽縫32-槽縫天線33-電介體34、94-微波發(fā)生器
35-特氟隆36-梁37-氣體導(dǎo)入管38-調(diào)諧器42-氣體供給源50-氧化鋁90、91-波導(dǎo)管92-槽縫93-電介體U-處理室M-反射板C-波導(dǎo)管的端面具體實(shí)施方式
以下，參照附圖，詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。此外，在以下的說(shuō)明和附圖中，對(duì)于具有相同結(jié)構(gòu)和功能的結(jié)構(gòu)元件用相同的符號(hào)表示，省略重復(fù)說(shuō)明。
(第一實(shí)施方式)首先，參照?qǐng)D1和圖2，說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)。圖1為在縱方向(與y軸垂直的方向)切斷等離子體處理裝置的截面圖，圖2為表示等離子體處理裝置的處理室的頂棚面的圖。在本實(shí)施方式中，作為等離子體處理裝置的一個(gè)例子，以通過(guò)使用微波的功率使氣體等離子體化而對(duì)玻璃基板(以下稱為基板)進(jìn)行等離子體處理的微波等離子體處理裝置為例進(jìn)行說(shuō)明。
(微波等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu))微波等離子體處理裝置100具有處理容器10和蓋體20。處理容器10的形狀為其上部開口的有底立方體形狀。處理容器10和蓋體20例如由鋁等金屬制成，電氣接地。
在處理容器10中，在其內(nèi)部設(shè)置有載置基板G用的基座11(載置臺(tái))?；?1例如由氮化鋁制成，在其內(nèi)部設(shè)置有供電部11a和加熱器11b。
高頻電源12b經(jīng)由匹配器(例如電容器)12a與供電部11a連接。另外，高壓直流電源13b經(jīng)由線圈13a與供電部11a連接。匹配器12a、高頻電源12b、線圈13a和高壓直流電源13b設(shè)置在處理容器10的外部。另外，高頻電源12b和高壓直流電源13b接地。
供電部11a利用從高頻電源12b輸出的高頻電力，將規(guī)定的偏置電壓加在處理容器10的內(nèi)部。另外，供電部11a利用從高壓直流電源13b輸出的直流電壓靜電吸附基板G。
設(shè)置在處理容器10的外部的交流電源14與加熱器11b連接，利用從交流電源14輸出的交流電壓，將基板G保持在規(guī)定溫度。
處理容器10的底面呈筒狀開口，波紋管(bellows)15的一端安裝在其外部周邊上。波紋管15的另一端固定在升降板16上。這樣，處理容器10底面的開口部分由波紋管15和升降板16密閉。
基座11由配設(shè)在升降板16上的筒體17支承，升降板16和筒體17成為一體升降，這樣，可將基座11調(diào)整至與處理相應(yīng)的高度。另外，在基座11的周圍設(shè)置有擋板(baffle)18，該擋板用于將處理室U的氣體流動(dòng)控制在優(yōu)選狀態(tài)。
在處理容器10的底部具有設(shè)置在處理容器10的外部的真空泵(圖中沒(méi)有示出)。真空泵經(jīng)由氣體排出管19排出處理容器10內(nèi)的氣體，由此，可將處理室U減壓至所希望的真空度。
在蓋體20上設(shè)置有蓋本體21、波導(dǎo)管30、具有多個(gè)槽縫31的槽縫天線32和多枚電介體33。在蓋本體21的下面外周部和處理容器10的上面外周部的接合面上配設(shè)有O形環(huán)25。處理容器10和蓋體20利用O形環(huán)25密閉，這樣，形成進(jìn)行等離子體處理的處理室U。
如圖2所示，波導(dǎo)管30的截面形狀為矩形，微波發(fā)生器34經(jīng)由調(diào)諧器38與其一端連接。調(diào)諧器38(例如，短線調(diào)諧器(stub tuner))對(duì)于等離子體內(nèi)的阻抗變動(dòng)進(jìn)行匹配(matching)。波導(dǎo)管30分支為兩股，成為兩根波導(dǎo)管，配置在蓋本體21上使終端在處理室U的頂棚面中央。這樣，在蓋本體21的內(nèi)部，在X軸方向并排配置8根波導(dǎo)管30，并且，相同結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)管30、調(diào)諧器38和微波發(fā)生器34以與頂棚面中央的X軸相平行的軸對(duì)稱，配置在相反一側(cè)。由此，16根波導(dǎo)管30每8根并排地配置，使兩根波導(dǎo)管30的端面互相相對(duì)，同時(shí)，8臺(tái)微波發(fā)生器34每4臺(tái)相對(duì)設(shè)置。如上所述，在這種結(jié)構(gòu)的微波等離子體處理裝置100的處理室U中，可處理1100mm×1300mm(腔的內(nèi)直徑1470mm×1590mm)的基板G(G5基板尺寸)。在本實(shí)施方式中，將一根波導(dǎo)管分支為兩根，但不限于此，例如，使波導(dǎo)管30以1對(duì)1的方式與一臺(tái)微波發(fā)生器34連接也可以。
如在圖2的I-I截面中切斷微波等離子體處理裝置100的圖3所示，在相對(duì)的波導(dǎo)管30a、30b的端面Ca、Cb之間設(shè)置有反射板M。反射板M由鋁等金屬制成，在其端面C反射在波導(dǎo)管30內(nèi)行進(jìn)的微波。
在各個(gè)波導(dǎo)管30的內(nèi)部填充氟樹脂(例如特氟隆(注冊(cè)商標(biāo))，PTFE(polytetrafluoroethylene聚四氟乙烯))、氧化鋁(Al2O3)，石英等介電部件。利用這種介電部件將微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg控制為用λg＝λc/(ε)1/2表示的值。式中，λc為自由空間中的波長(zhǎng)，ε為介電材料的介電常數(shù)。在本實(shí)施方式中，舉出特氟隆35(參照?qǐng)D1)作為填充在波導(dǎo)管內(nèi)的介電部件進(jìn)行說(shuō)明。
圖1所示的槽縫天線32在各波導(dǎo)管30的下部與蓋本體21形成一體。槽縫天線32由鋁等非磁性體的導(dǎo)電性材料制成。在槽縫天線32中，在各個(gè)波導(dǎo)管30的下表面上，在同一個(gè)波導(dǎo)管30(例如圖2的波導(dǎo)管30a或波導(dǎo)管30b)上設(shè)置有26個(gè)槽縫31(開口)，在各個(gè)波導(dǎo)管30的長(zhǎng)邊方向上并排地設(shè)置2列，各設(shè)置13個(gè)。在各個(gè)槽縫31的內(nèi)部填充氟樹脂、氧化鋁(Al2O3)、石英等介電材料。設(shè)置各個(gè)槽縫31的位置，使得同一波導(dǎo)管內(nèi)的長(zhǎng)邊方向的槽間的間隔(物理特性上的距離)為管內(nèi)波長(zhǎng)λg的大約1/2。形成在各個(gè)波導(dǎo)管30的下面的槽縫31的個(gè)數(shù)只要為20個(gè)以內(nèi)就可以，不限于上述個(gè)數(shù)。
在槽縫天線32的下部等間隔地配置有相對(duì)于同一波導(dǎo)管30形成為磚(tile)狀的13個(gè)電介體33，使其長(zhǎng)邊方向與各波導(dǎo)管30的長(zhǎng)邊方向大致垂直，在各電介體33的上部分別設(shè)置有2個(gè)槽。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，在處理室U的頂棚面上設(shè)置有全部208個(gè)(＝13×16)電介體33。
多個(gè)電介體33由石英玻璃、AlN、Al2O3、藍(lán)寶石(sapphire)、SiN、陶瓷等介電材料制成。另外，雖然圖中沒(méi)有示出，但是在各電介體33上，在與基板G相對(duì)的面上，也可以分別形成凹凸。這樣，通過(guò)在各電介體33上設(shè)置凹部或凸部中的至少任何一個(gè)，當(dāng)在電介體下部生成的表面波在各電介體33的表面上傳播時(shí)，增加其電場(chǎng)能量的損失，這樣，能夠抑止表面波的傳播。結(jié)果，抑制駐波的發(fā)生，能夠生成均勻的等離子體。
各個(gè)電介體33用形成為格子狀的梁36，分別支承其周邊邊緣。梁36由鋁等非磁性體的導(dǎo)電性材料形成。如圖1所示，梁36具有貫通其內(nèi)部的多個(gè)氣體導(dǎo)入管37。
配置在微波等離子體處理裝置100的外部冷卻水供給源41與冷卻水管路40連接，從冷卻水供給源41供給的冷卻水在冷卻水管路40內(nèi)循環(huán)，返回冷卻水供給源41，這樣，將蓋本體21保持為所希望的溫度。
氣體供給源42與質(zhì)量流量控制器43和閥44連接，還通過(guò)氣體管路45與多個(gè)氣體導(dǎo)入管37連接。通過(guò)分別控制質(zhì)量流量控制器43的開度和閥44的開閉，氣體供給源42將所希望濃度的氣體，從氣體管路45通入多個(gè)氣體導(dǎo)入管37中，供給處理室U內(nèi)。
采用以上所述的結(jié)構(gòu)，從圖2所示的8個(gè)微波發(fā)生器34輸出的、例如2.45GHz×8的微波，在各波導(dǎo)管30中傳播，通向各槽縫31，再透過(guò)各電介體33，入射到處理室U內(nèi)。利用這樣入射的微波的電場(chǎng)能量使從氣體供給源42供給的氣體等離子體化，由此，可對(duì)基板G進(jìn)行成膜等的等離子體處理。
(伴隨基板G的大型化的問(wèn)題)近年來(lái)，基板G的尺寸增大至730mm×920mm以上，隨之而來(lái)的是，必需將長(zhǎng)邊方向的長(zhǎng)度在1m以上的波導(dǎo)管30配置在蓋本體21上。這樣，配置在波導(dǎo)管30下部的槽縫31的數(shù)目在波導(dǎo)管30的長(zhǎng)邊方向上要并排地配置20個(gè)以上。這樣，當(dāng)波導(dǎo)管30尺寸大、槽縫31的個(gè)數(shù)非常多時(shí)，如圖8所示，通過(guò)使駐波的波腹位置與槽中央的位置偏離而使電場(chǎng)能量均勻的現(xiàn)有技術(shù)，非常難進(jìn)行供電控制，控制產(chǎn)生偏差，難以使從各個(gè)槽縫31輸出的微波的電場(chǎng)能量大致相同，生成的等離子體在波導(dǎo)管30的長(zhǎng)邊方向上不均勻。
另外，當(dāng)這樣從各個(gè)槽縫31輸出的微波的電場(chǎng)能量有偏差時(shí)，由于等離子體為導(dǎo)體，等離子體內(nèi)的阻抗變動(dòng)。對(duì)于這樣的阻抗的變動(dòng)來(lái)說(shuō)，雖然設(shè)置有匹配阻抗的變動(dòng)用的調(diào)諧器38，但當(dāng)?shù)入x子體內(nèi)的阻抗經(jīng)常變動(dòng)時(shí)，該阻抗匹配成為不穩(wěn)定狀態(tài)，就更加難以使從各槽縫3 1輸出的微波的電場(chǎng)能量大致相同。結(jié)果，特別是在波導(dǎo)管30的長(zhǎng)邊方向，生成的等離子體不均勻。
(波導(dǎo)管的配置)為了解決這個(gè)問(wèn)題，如上所述，發(fā)明者進(jìn)行了以下的發(fā)明，使多個(gè)1m以下的波導(dǎo)管30在其端面相對(duì)，并排配置。這樣，發(fā)明者將控制微波供給的單位分成圖2的B1～B8所示的8個(gè)塊(即從一個(gè)微波發(fā)生器34射出的微波傳播的范圍)。這樣，如圖2和圖3所示，發(fā)明者使各波導(dǎo)管30的長(zhǎng)度為現(xiàn)有的一半。
另外，發(fā)明者在波導(dǎo)管的下部，在波導(dǎo)管30的長(zhǎng)邊方向上設(shè)置13個(gè)槽縫31，在這些槽縫31的下部設(shè)置13個(gè)電介體33。這樣，波導(dǎo)管30的長(zhǎng)邊方向的長(zhǎng)度為1m以下，在同一波導(dǎo)管長(zhǎng)邊方向并排的槽縫31的數(shù)目在20個(gè)以下。結(jié)果，發(fā)明者能夠?qū)⒏鞑▽?dǎo)管30和各槽縫31配置在每個(gè)如下所述的單位上，所述每個(gè)單位能夠容易地將從同一波導(dǎo)管30的長(zhǎng)邊方向上并排的多個(gè)槽縫31供給的微波的電場(chǎng)能量控制為相同。
(相對(duì)的波導(dǎo)管端面上產(chǎn)生的問(wèn)題)這樣，當(dāng)配置各波導(dǎo)管30，使其端面相對(duì)時(shí)，在作為圖3的波導(dǎo)管30的端面附近放大圖的圖4中，如圖4(a)所示，在各波導(dǎo)管30的端面下方產(chǎn)生不能配置槽縫31和電介體33的死空間(dead space)D。以下說(shuō)明其理由。圖4(a)(b)的上圖為波導(dǎo)管30的平面圖，圖4(a)、(b)的下圖為波導(dǎo)管30、槽縫天線32和電介體33的截面圖。
從波導(dǎo)管30a、30b的端面(反向部分)Ca、Cb至最接近各端面Ca、Cb的槽縫31a1、31b1的中央的物理特性上的長(zhǎng)度，必需保持為微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg的1/4。這是由于通過(guò)使作為微波的行波和其反射波的合成波的駐波的波腹位于槽縫31a1、31b1的中央位置，使得通過(guò)槽縫31a1、31b1并透過(guò)位于其下部的電介體33a1、33b1供給到處理室U的微波的電場(chǎng)能量為該位置的最大能量的原故。
又如圖4(a)所示，在波導(dǎo)管30的內(nèi)部，只填充有特氟隆35。如上所述，微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg用λg＝λc/(ε)1/2表示。式中λc為自由空間(真空狀態(tài))中的波長(zhǎng)，ε為電介體的介電常數(shù)。因?yàn)樘胤?5的介電常數(shù)為2，自由空間的波長(zhǎng)λc為120mm，當(dāng)在波導(dǎo)管30的內(nèi)部只填充特氟隆35時(shí)的管內(nèi)波長(zhǎng)λg1，可由式(1)求出。
λg1＝120/(2)1/2......(1)因此，由于λg/4＝λg1/4＝21.3mm，在波導(dǎo)管30a、30b的端面Ca、Cb的下方產(chǎn)生不能配置槽縫31和電介體33的死空間D。
另外，當(dāng)在各波導(dǎo)管的端面C的下方存在這種死空間D時(shí)，死空間D下方的等離子體密度比處理室頂棚面的其他部分的等離子體密度低很多，生成的等離子體不均勻。這是由于不能在死空間D的下方配置槽縫和電介體，在死空間D不能使微波透過(guò)的原故。
更詳細(xì)地說(shuō)明在同一波導(dǎo)管30的長(zhǎng)邊方向并排的例如槽縫31a1～31a4、槽縫31b1～31b4的各槽之間為等間隔，而離波導(dǎo)管30a、30b的兩端Ca、Cb最短的槽縫31a1、31b1之間，由于存在死空間D，比其他槽縫之間的間隔長(zhǎng)。結(jié)果，電介體33a1～33a4、電介體33b1～33b4的各電介體33在各槽縫31的下部，以等間隔配置在與波導(dǎo)管30的長(zhǎng)邊方向平行的軸上，但不能將電介體配置在死空間D，只有電介體33a1和電介體33b1的間隔與其他電介體之間的間隔相比是遠(yuǎn)離的。這樣，由于在死空間D中，微波不能透過(guò)，死空間D下方的等離子體密度比處理室頂棚面其他部分的等離子體密度極端的低。結(jié)果，生成的等離子體不均勻。這樣，當(dāng)生成的等離子體產(chǎn)生不均勻時(shí)，不能在大型的基板G上進(jìn)行質(zhì)量好的成膜處理等等離子體處理。
(波導(dǎo)管機(jī)械長(zhǎng)度的優(yōu)化)為了消除在這種波導(dǎo)管端部附近的等離子體的不均勻，發(fā)明者在從波導(dǎo)管30a、30b的端面Ca、Cb至最接近端面Ca、Cb的槽縫31a1、31b1的中央之間的任何部分(在圖4(b)中為波導(dǎo)管30的端部)上，插入氧化鋁50代替特氟隆35，考慮是否可由此在處理室頂棚全面等間隔地配置電介體33。這是考慮通過(guò)使在插入有氧化鋁50的波導(dǎo)管30中傳播的微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg2、比在填充有特氟隆35的波導(dǎo)管30中傳播的微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg1短，將從波導(dǎo)管30的端面C至最接近該端面的槽中心的物理特性上的長(zhǎng)度保持為管內(nèi)波長(zhǎng)λg的1/4，并且縮短其間的波導(dǎo)管30的機(jī)械長(zhǎng)度，這樣，在頂棚全面上等間隔地配置電介體33。具體地是，如式(2)所示，填充著氧化鋁50時(shí)的波導(dǎo)管30的管內(nèi)波長(zhǎng)λg2相對(duì)于填充特氟隆35時(shí)的波導(dǎo)管30的管內(nèi)波長(zhǎng)λg1(＝λc/(2)1/2)變短。
λg2＝λc/(9)1/2……(2)根據(jù)這個(gè)想法，發(fā)明者針對(duì)在波導(dǎo)管的端面C的附近填充何種程度的量(寬度)的氧化鋁50，對(duì)在處理室U的頂棚面上能夠等間隔地配置208個(gè)電介體33的情況進(jìn)行模擬。這時(shí)，在模擬模型中，如圖5(a)(b)所示，取其模型的波導(dǎo)管30的短方向的寬度為18mm，槽縫31的短方向的寬度為16mm，槽縫31的長(zhǎng)邊方向的寬度為20.8mm，填充在波導(dǎo)管30的端部的氧化鋁50的端部形狀為R3(半徑3mm)。又如圖4(a)(b)所示，取波導(dǎo)管30的高度為82mm，槽縫31的高度為22mm。取從波導(dǎo)管30的端部C至最短槽縫31中心的長(zhǎng)度為21.3mm。因此，端面C至最短槽縫的最短距離為10.9(＝21.3-20.8/2)mm。
如圖5(a)所示，在波導(dǎo)管30只用特氟隆35填充的情況下，表示相對(duì)于自由空間中機(jī)械長(zhǎng)度10.9mm的物理特性上的長(zhǎng)度之微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λgt1(自微波看的長(zhǎng)度)，用下式求出。
λgt1＝10.9/(2)1/2……(3)這里，從自由空間的端面C至最短槽縫31的距離10.9mm與自由空間中1個(gè)波長(zhǎng)λc的比(機(jī)械長(zhǎng)度的比)，和從端面C至最短槽縫的管內(nèi)波長(zhǎng)λgt1與從在波導(dǎo)管內(nèi)傳播的微波看的一個(gè)波長(zhǎng)(管內(nèi)波長(zhǎng))λg的比(物理特性上的長(zhǎng)度比)相等。因此，由于λgt1/λg＝10.9/λc，當(dāng)將它代入式(3)時(shí)λgt1＝(10.9/λc)×λg……(4)將式(4)代入式(3)10.9＝(2)1/2×λgt1＝(2)1/2×(10.9/λc×λg)＝((2)1/2×10.9/120)×λg……(5)因?yàn)榧庸ど系膯?wèn)題，當(dāng)考慮波導(dǎo)管端部的形狀或槽縫的形狀有一些圓度時(shí)，式(5)如下這樣變形。
10.9≈0.107λg……(6)然后，如圖5(b)所示，在將氧化鋁50代替特氟隆35插入波導(dǎo)管30的端部的情況下，與插入氧化鋁50的(自由空間的)機(jī)械長(zhǎng)度3.807mm相對(duì)的物理特性上的長(zhǎng)度(微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λga)，如下這樣求出。
λga＝3.807/(9)1/2，這樣3.807＝3×λga＝3×(3.807/λc×λg)……(7)當(dāng)因?yàn)榧庸ど系膯?wèn)題，考慮在氧化鋁50的端部形狀上有R3的圓度等時(shí)，式(7)如下這樣變形。
3.807≈0.0775λg……(8)另外，與填充特氟隆35的(自由空間的)機(jī)械長(zhǎng)度3mm相對(duì)的物理特性上的長(zhǎng)度(微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λgt2)，如下這樣求出。
λgt2＝3/(2)1/2……(9)如果使式(9)變形，則3＝(2)1/2×λgt2＝(2)1/2×(3/λc×λg)…(10)當(dāng)考慮加工上的問(wèn)題時(shí)，式(10)如下這樣變形。
3≈0.0294λg…(11)在插入氧化鋁50的情況下，從波導(dǎo)管30的端面C至最短槽縫31中心的物理特性上的長(zhǎng)度保持為管內(nèi)波長(zhǎng)λg的1/4。這樣，利用式(6)、式(8)和式(11)，計(jì)算出下式。
0.107λg(只填充特氟隆的情況)＝0.0775λg+0.0294λg(填充特氟隆和氧化鋁的情況)…(12)＝0.107λg這樣，發(fā)明者以式(12)的右邊和左邊一致(換句話說(shuō)，將從端面C至最短槽縫31中央的物理特性上的長(zhǎng)度保持為管內(nèi)波長(zhǎng)λg的1/4)為前提條件，為了在處理室頂棚整面上等間隔地配置多個(gè)電介體33，得到使自由空間的氧化鋁長(zhǎng)度為3.807mm，自由空間的特氟隆長(zhǎng)度為3mm就可以的模擬結(jié)果。
這樣，利用圖6的實(shí)線表示通過(guò)在波導(dǎo)管30端部附近填充氧化鋁3.807mm、特氟隆3mm，將波導(dǎo)管30的端部縮短4.093mm(＝10.9-3.807-3)時(shí)的波導(dǎo)管各位置上的電場(chǎng)能量。另外，利用圖6的虛線表示只填充特氟隆35的情況。這樣，在填充特氟隆和氧化鋁的情況(實(shí)線)和只填充特氟隆的情況(虛線)下，波導(dǎo)管端部附近的位置(圖6的Q)上的電場(chǎng)能量的位移大致一致。這樣，發(fā)明者能夠進(jìn)行下述確認(rèn)，在只將特氟隆35填充在波導(dǎo)管30中的情況和將3mm的特氟隆35和3.807mm的氧化鋁50填充在波導(dǎo)管30端部附近的情況下，微波在各個(gè)不同的電介體中的管內(nèi)波長(zhǎng)λg大致一致。
根據(jù)以上所述的模擬，發(fā)明者證明了在從波導(dǎo)管30的端面C至最接近該端面C的槽縫31之間所填充的氧化鋁50和特氟隆35的最優(yōu)值為3.807mm和3mm。
結(jié)果，將從波導(dǎo)管30的端面C至與該端面最接近的槽中心的物理特性上的長(zhǎng)度保持為管內(nèi)波長(zhǎng)λg的1/4并將其間的波導(dǎo)管30的機(jī)械長(zhǎng)度縮短至最優(yōu)的長(zhǎng)度，由此，根據(jù)在頂部全部表面上等間隔地配置電介體33的巧妙的想法，與只用特氟隆35填充在波導(dǎo)管30內(nèi)部的現(xiàn)有技術(shù)相比，可將從波導(dǎo)管30的端面C至最短槽縫31的中心的物理特性上的長(zhǎng)度保持為管內(nèi)波長(zhǎng)λg的1/4，并能將其間的機(jī)械長(zhǎng)度縮短約4.1mm。這樣，消除在現(xiàn)有技術(shù)中在波導(dǎo)管30的端面C下方產(chǎn)生的死空間D，能夠?qū)⒍鄠€(gè)電介體33等間隔地配置在處理室U的頂棚整面上。
結(jié)果，能夠向處理室U的頂棚全部表面上均勻地供給通過(guò)各槽32后的相同功率的微波，這樣，能夠在處理室U的頂棚全部表面上均勻且穩(wěn)定地生成等離子體。這樣，能夠高精度地在基板G上進(jìn)行質(zhì)量?jī)?yōu)良的成膜處理等所希望的等離子體處理。
以上所述的特氟隆35為使微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg變化為第一波長(zhǎng)的第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)的一個(gè)例子。另外，氧化鋁50為使微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg變化為第二波長(zhǎng)的第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)的一個(gè)例子。因此，第一以及第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)不限于特氟隆35和氧化鋁50，只要具有第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)的介電常數(shù)ε比第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)的介電常數(shù)ε高的關(guān)系，任何介電體物質(zhì)都可以。
另外，利用微波等離子體處理裝置100進(jìn)行等離子體處理的基板G的尺寸為730mm×920mm以上也可以。例如，如上所述，在圖2所示的微波等離子體處理裝置100中，利用從每4臺(tái)相對(duì)設(shè)置的8臺(tái)微波發(fā)生器34輸出的微波的功率，可對(duì)1100mm×1300mm(腔內(nèi)的直徑為1470mm×1590mm)的基板G(G5基板尺寸)進(jìn)行等離子體處理。但不限于此，也可以利用圖2的結(jié)構(gòu)，即在中央沿縱方向?qū)⒌入x子體處理裝置分割成一半的結(jié)構(gòu)，即具有波導(dǎo)管30、調(diào)諧器38和微波發(fā)生器34成為圖2的等離子體處理裝置一半的結(jié)構(gòu)的等離子體處理裝置，利用從每2臺(tái)相對(duì)設(shè)置的4臺(tái)微波發(fā)生器34輸出的微波功率對(duì)730mm×920mm(腔內(nèi)的直徑為1000mm×1190mm)的基板G(G4.5基板尺寸)進(jìn)行等離子體處理。
在上述實(shí)施方式中，各部的動(dòng)作互相關(guān)連，能夠考慮到其互相關(guān)連并作為一連串的動(dòng)作進(jìn)行置換。這樣，通過(guò)置換，能夠?qū)⒌入x子體處理裝置的本發(fā)明的實(shí)施方式，作為使用該等離子體處理裝置對(duì)被處理體進(jìn)行等離子體處理的等離子體處理方法的實(shí)施方式。
以上，參照

了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但本發(fā)明不是僅限于該例子。技術(shù)人員可在權(quán)利要求范圍所述的范疇內(nèi)，設(shè)想各種變更例子或修正例子。這些當(dāng)然都屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
例如，在本發(fā)明的等離子體處理裝置中，可以進(jìn)行成膜處理、擴(kuò)散處理、蝕刻處理、灰化處理等所有的等離子體處理。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括傳播微波的波導(dǎo)管；具有與所述波導(dǎo)管鄰接的多個(gè)槽縫，使在所述波導(dǎo)管中傳播的微波通向所述多個(gè)槽縫的槽縫天線；第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)，填充在所述波導(dǎo)管內(nèi)部并使微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg變化為第一波長(zhǎng)；第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)，代替所述第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)插入從反射微波的所述波導(dǎo)管的端面至最接近該端面的槽縫中央之間，使在該插入部分中傳播的微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg變化為比第一波長(zhǎng)短的第二波長(zhǎng)；多個(gè)電介體，與所述槽縫天線鄰接配置并使通向所述槽縫天線的多個(gè)槽縫的微波透過(guò)；和處理室，利用透過(guò)所述多個(gè)電介體后的微波使氣體等離子體化，對(duì)被處理體進(jìn)行等離子體處理。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)通過(guò)使在所述插入部分中傳播的微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg變化為比第一波長(zhǎng)短的第二波長(zhǎng)，將從所述波導(dǎo)管端面至最接近該端面的槽縫中央之間的物理特性上的長(zhǎng)度保持為管內(nèi)波長(zhǎng)λg的1/4，并將其間的波導(dǎo)管的機(jī)械長(zhǎng)度縮短至所希望的長(zhǎng)度。
3.如權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述波導(dǎo)管具有多個(gè)，各波導(dǎo)管在其端面與其他任意波導(dǎo)管的端面相對(duì)配置。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)和所述第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)為電介體，所述第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)具有比所述第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)高的介電常數(shù)。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的等離子體處理裝置，其特征在于通過(guò)將所述第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)插入所述波導(dǎo)管中，使所述多個(gè)電介體互相等間隔地配置。
6.如權(quán)利要求3～5中任一項(xiàng)所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述各波導(dǎo)管與在和其長(zhǎng)邊方向平行的軸上并排的20個(gè)以內(nèi)的槽縫鄰接，所述槽縫和槽縫的物理特性上的間隔為管內(nèi)波長(zhǎng)λg的1/2。
7.如權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的等離子體處理裝置，其特征在于在所述多個(gè)電介體上，在與被處理體相對(duì)的面上形成凹部或凸部的至少任意一個(gè)。
8.如權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的等離子體處理裝置，其特征在于被處理體為730mm×920mm以上。
9.一種等離子體處理方法，使用等離子體處理裝置對(duì)被處理體進(jìn)行等離子體處理，該等離子體處理裝置包括在內(nèi)部填充有第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)的波導(dǎo)管、具有與所述波導(dǎo)管鄰接的多個(gè)槽縫的槽縫天線和與所述槽縫天線鄰接配置的多個(gè)電介體，該方法的特征在于利用填充在所述波導(dǎo)管內(nèi)部的第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)，使微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg變化為第一波長(zhǎng)并傳播微波，利用代替所述第一波長(zhǎng)可變物質(zhì)插入從所述波導(dǎo)管的端面至最接近該端面的槽縫中央之間的第二波長(zhǎng)可變物質(zhì)，使在該插入部分中傳播的微波的管內(nèi)波長(zhǎng)λg變化為比第一波長(zhǎng)短的第二波長(zhǎng)，并傳播微波，使經(jīng)由所述波導(dǎo)管通向所述多個(gè)槽縫的微波透過(guò)所述多個(gè)電介體，利用透過(guò)所述多個(gè)電介體的微波使氣體等離子體化，對(duì)被處理體進(jìn)行等離子體處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及微波等離子體處理裝置，利用波長(zhǎng)可變物質(zhì)，使波導(dǎo)管長(zhǎng)度最優(yōu)。微波等離子體處理裝置(100)包括波導(dǎo)管(30)、有多個(gè)槽縫(31)的槽縫天線(32)、多個(gè)電介體(33)和處理室(U)。微波依次在波導(dǎo)管(30)、槽縫(31)、電介體(33)傳播，供給到處理室(U)，使氣體等離子體化，處理基板(G)。在波導(dǎo)管(30)內(nèi)端面(C)附近填充氧化鋁(50)及特氟隆(35)。由于管內(nèi)波長(zhǎng)(λg)在氧化鋁(50)中比特氟隆(35)中短，當(dāng)微波在波導(dǎo)管(30)中傳播時(shí)，與只填充特氟隆(35)相比，從波導(dǎo)管(30)端面(C)至最短槽縫中央間的物理特性上的長(zhǎng)度保持為λg/4，并能縮短其間的機(jī)械長(zhǎng)度。結(jié)果，沒(méi)有波導(dǎo)管端部的死空間(D)，能夠等間隔配置電介體(33)。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101090598SQ20071010917
公開日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2007年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月14日
發(fā)明者堀口貴弘 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社