專利名稱：等離子體處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用可變耦合器來控制微波從而在大范圍內(nèi)產(chǎn)生均勻等離子體的等離子體處理裝置。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體的制造過程中，使用利用了微波的等離子體處理裝置。由于存在很多由等離子體化學(xué)汽相淀積形成薄膜和等離子體干腐蝕等的等離子體處理，所以為了使上述等離子體處理均勻而控制微波。
專利文獻(xiàn)1中記載了一種微波處理裝置，將磁控管產(chǎn)生的微波通過單面波導(dǎo)管、方向性耦合器、阻抗控制裝置，導(dǎo)入真空處理室(處理室)，能夠調(diào)整微波從磁控管到真空處理室的傳播路徑長度，實(shí)現(xiàn)了阻抗匹配(控制)。
特開平9-64611號(hào)公報(bào)等離子體處理裝置主要由長的波導(dǎo)管、縫隙和絕緣體板構(gòu)成，利用微波在處理室中產(chǎn)生等離子體，但是在長度方向上難以實(shí)現(xiàn)等離子體的均勻性。另外，在1個(gè)室內(nèi)連續(xù)進(jìn)行不同的處理時(shí)，由于氣體種類、氣體壓力、氣體流量、微波功率等處理?xiàng)l件不同，所以難以設(shè)置在所有處理中進(jìn)行均勻等離子體處理的等離子體處理裝置。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的使用了微波的長的等離子體處理裝置中，為了得到長度方向上等離子體的均勻性，在波導(dǎo)管內(nèi)設(shè)置了改變微波耦合強(qiáng)度的可變耦合器，由驅(qū)動(dòng)裝置來控制該可變耦合器的位置，從而控制微波的耦合強(qiáng)度。
另外，產(chǎn)生面狀的等離子體時(shí)，通過在面內(nèi)設(shè)置多個(gè)等離子體處理裝置來控制可變耦合器的位置，能夠均勻地控制面內(nèi)的等離子體。
根據(jù)本發(fā)明，能夠任意調(diào)整等離子體長度方向的強(qiáng)度分布，結(jié)合可變耦合器的驅(qū)動(dòng)裝置，能夠切換等離子體的分布，適用于多重處理。
另外，組合多個(gè)等離子體處理裝置，能夠控制面狀的等離子體強(qiáng)度分布，特別適用于大型平面顯示裝置的顯示板制造中的等離子體處理。


圖1是本發(fā)明的微波導(dǎo)管的概略立體2是本發(fā)明的等離子體處理裝置的概略側(cè)面3是使電磁波耦合度可變的原理4是本發(fā)明的面狀的等離子體處理裝置的概略側(cè)面圖具體實(shí)施方式
下面使用附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明的等離子體處理裝置中使用的微波導(dǎo)管的概略立體圖。實(shí)施例1的微波導(dǎo)管10中，在波導(dǎo)管11的長度方向上排列了多個(gè)可變耦合器12，按雙向箭頭所示的方向上下移動(dòng)各可變耦合器12，能夠控制縫隙13中放出的微波的強(qiáng)度分布。這里，縫隙的長度大于該波導(dǎo)管內(nèi)傳播的微波波長。而且，縫隙13可以設(shè)置1個(gè)，像本實(shí)施例這樣設(shè)置了多個(gè)可變耦合器12時(shí)，也可以分別設(shè)置在每個(gè)可變耦合器上。
圖2是本發(fā)明的等離子體處理裝置的概略側(cè)面圖，圖2(a)是使用了圖1所示的微波導(dǎo)管10的本發(fā)明等離子體處理裝置20的概略側(cè)面圖，圖2(b)是表示圖2(a)所示的等離子體22的離子密度分布的圖表。圖2(a)中，具有多個(gè)可變耦合器12的波導(dǎo)管11設(shè)置在真空室21中。微波發(fā)生器(微波供給系統(tǒng))23中發(fā)生的微波通過波導(dǎo)管24導(dǎo)入微波導(dǎo)管10中，該真空室21內(nèi)的等離子體22由導(dǎo)入的微波25的激發(fā)產(chǎn)生。
如雙向箭頭所示，用未圖示的驅(qū)動(dòng)裝置上下移動(dòng)多個(gè)可變耦合器12，能夠改變微波導(dǎo)管10中微波25的強(qiáng)度分布。
從表示圖2(a)的等離子體22的離子密度分布的、圖2(b)所示的圖表中可以得知，通過調(diào)整每個(gè)可變耦合器12，能夠如單向箭頭所示那樣使各種離子密度分布均勻化。
圖3是使波導(dǎo)管11與真空室21的電磁波耦合度可變的原理圖，圖3(a)表示可變耦合器12在最上部，圖3(b)表示在中間部，圖3(c)表示在最下部。
如圖3(a)所示，波導(dǎo)管11中，由于TE01模式中長邊側(cè)(寬壁面即H面)中央部分電場(chǎng)最大，所以上下移動(dòng)設(shè)置在側(cè)面上的可變耦合器12時(shí)，最大電場(chǎng)位置移動(dòng)，能夠任意增加或減少縫隙13位置上的電磁波耦合度。而且，波導(dǎo)管11和真空室21之間設(shè)置了絕緣體板31。
圖3(b)中，可變耦合器12設(shè)置在中間部，如單向箭頭所示，最大電場(chǎng)位置從中央部分移到左側(cè)。通過上述移動(dòng)，縫隙13間的電位差ΔV大于圖3(a)所示的電位差ΔV，微波25的強(qiáng)度也變大。
進(jìn)而如圖3(c)所示，可變耦合器12在最下部時(shí)，如單向箭頭所示，最大電場(chǎng)位置從中央部分移到更左側(cè)，電位差ΔV變得更大，微波25的強(qiáng)度也更大。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的面狀的等離子體處理裝置的概略側(cè)面圖，圖4(a)表示排列了多個(gè)圖1所示的微波導(dǎo)管10來控制真空室21內(nèi)的面狀等離子體22的等離子體處理裝置20。本實(shí)施例中，可變耦合器12在真空室21上設(shè)置為矩陣狀，由驅(qū)動(dòng)裝置分別獨(dú)立調(diào)整矩陣狀的各可變耦合器12，能夠得到均勻的大范圍等離子體22。因此，事先存儲(chǔ)每個(gè)處理的調(diào)整量，進(jìn)行必要的處理時(shí)讀出該調(diào)整量，通過簡單的操作就能夠調(diào)整。
圖4(b)是表示圖4(a)所示的面狀等離子體22的離子密度分布的圖表，與圖2(b)一樣，分別調(diào)整每個(gè)可變耦合器12，能夠使多種離子密度分布如單向箭頭所示均勻化。
上述實(shí)施例1和實(shí)施例2中，改變可變耦合器12在波導(dǎo)管11內(nèi)的插入量來調(diào)整耦合量，但本發(fā)明并不限定于此，如圖3(c)所示，也可以移動(dòng)波導(dǎo)管的壁，另外，還可以改變縫隙的寬度。并且，塊的材料可以使導(dǎo)體，也可以是絕緣體。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理裝置，具有在內(nèi)部激發(fā)等離子體的容器，向該容器內(nèi)提供激發(fā)等離子體所必需的微波的微波供給系統(tǒng)，與該微波供給系統(tǒng)連接、開設(shè)有縫隙的波導(dǎo)管，將從該縫隙中放出的微波傳播到等離子體上的絕緣體板；其特征在于，在上述波導(dǎo)管的長度方向上設(shè)置有可變耦合器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于，設(shè)置有多個(gè)上述可變耦合器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其特征在于，設(shè)置有多個(gè)上述波導(dǎo)管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其特征在于，上述波導(dǎo)管中開設(shè)有多個(gè)縫隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其特征在于，上述可變耦合器通過改變上述縫隙的寬度來調(diào)整耦合量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其特征在于，上述可變耦合器通過移動(dòng)構(gòu)成上述波導(dǎo)管的壁的一部分來調(diào)整耦合量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其特征在于，上述可變耦合器通過移動(dòng)上述波導(dǎo)管內(nèi)部的至少一部分所具有的絕緣體塊來調(diào)整耦合量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其特征在于，上述波導(dǎo)管是矩形波導(dǎo)管，上述縫隙設(shè)置在該波導(dǎo)管的H面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其特征在于，上述波導(dǎo)管是矩形波導(dǎo)管，上述縫隙設(shè)置在該波導(dǎo)管的H面即寬壁面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其特征在于，上述縫隙的長度方向與上述波導(dǎo)管的長度方向大致平行，該縫隙長度方向的長度大于在該波導(dǎo)管內(nèi)傳播的微波波長。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其特征在于，上述縫隙的長度方向與上述波導(dǎo)管的長度方向大致平行，該縫隙長度方向的長度大于在該波導(dǎo)管內(nèi)傳播的微波波長。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其特征在于，存儲(chǔ)上述可變耦合器的調(diào)整量，讀出后，與各種處理對(duì)應(yīng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的等離子體處理裝置，其特征在于，存儲(chǔ)上述可變耦合器的調(diào)整量，讀出后，與各種處理對(duì)應(yīng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的等離子體處理裝置，其特征在于，存儲(chǔ)上述可變耦合器的調(diào)整量，讀出后，與各種處理對(duì)應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)等離子體處理裝置長度方向的等離子體均勻性，同時(shí)與多重處理對(duì)應(yīng)。具有多個(gè)可變耦合器(12)的微波導(dǎo)管(10)設(shè)置在真空室(21)中，微波發(fā)生器(23中發(fā)生的微波通過波導(dǎo)管(24導(dǎo)入微波導(dǎo)管(10)中，該室(21)中的等離子體(22)由導(dǎo)入的微波(25)激發(fā)后產(chǎn)生。由未圖示的驅(qū)動(dòng)裝置，按雙向箭頭所示的方向上下移動(dòng)每個(gè)可變耦合器(12)，能夠改變微波導(dǎo)管(10)中微波(25)的強(qiáng)度分布。
文檔編號(hào)H01P1/06GK1972552SQ200610143929
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月4日
發(fā)明者大見忠弘, 平山昌樹, 堀口貴弘 申請(qǐng)人:國立大學(xué)法人東北大學(xué), 株式會(huì)社未來視野