本发明专利技术提供一种微波导入装置，具备：产生规定频率的微波的微波发生器、将上述微波转换为规定振动模式的模式转换器、朝向规定空间而设置的平面天线构件、连结上述模式转换器和上述平面天线构件并传播上述微波的同轴波导管，其特征是，上述同轴波导管的中心导体形成为筒状，上述中心导体的内径（Ｄ１）在第一规定值以上，上述同轴波导管的外侧导体也形成为筒状，上述外侧导体的内径的半径（ｒ１）与上述中心导体的外径的半径（ｒ２）之比（ｒ１／ｒ２）被维持为第二规定值，上述外侧导体的内径（Ｄ２）在第三规定值以下。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在对半导体晶片等作用利用微波产生的等离子体 而实施处理之时所使用的微波导入装置。
技术介绍
近年来，伴随着半导体产品的高密度化及高微细化，在半导体产品的制造工序中，为了进行成膜、蚀刻、灰化(ashing)等处理而使用等 离子体处理装置。特别是，由于即使是在0.1mTorr (13.3mPa) ~数十 mTorr (数Pa)左右的压力比较低的高真空状态下也可以稳定地产生等 离子体，因此使用利用微波来产生高密度等离子体的微波等离子体装置 成为趋势。此种等离子体处理装置已被日本特开平3 — 191073号公报、日本特 开平5 - 343334号公报、日本特开平9 - 181052号公报、日本特开2003 -332326号公报等所公开。这里，参照图7对使用了微波的一般的微波 等离子体处理装置进行概略性的说明。图7是表示以往的一般的微波等 离子体处理装置的概略构成图。如图7所示，该等离子体处理装置102具备可以被抽真空的处理 容器104、设于处理容器104内的放置半导体晶片W的放置台106。在 与放置台106相对的顶板部，气密性地设有透过微波的圆板状的由氮化 铝或石英等制成的顶板108。在顶板108的上表面或上方，设有厚数mm左右的圆板状的平面天 线构件IIO。为了缩短平面天线构件110的半径方向的微波的波长，例 如在平面天线构件110的上表面或上方设置了由例如电介质制成的慢波 材料112。在平面天线构件110上，形成有多个例如由长槽状的通孔构成的微 波辐射孔114。该微波辐射孔114 一般来说被以同心圆状配置或以螺旋 状配置。另外，在平面天线构件110的中心部，连接有同轴波导管116200的中心导体118，从而可以对由微波发生器120产生的例如2.45GHz的 微波在利用模式转换器122转换为规定的振动模式后进行导引。这样， 微波一边以放射状向天线构件110的半径方向传播， 一边从设于平面天 线构件110的微波辐射孔114进行辐射，透过顶板108而导入处理容器 104的内部。利用该微波，可以在处理容器104内的处理空间S中产生 等离子体，对放置台106上的半导体晶片W实施蚀刻或成膜等规定的 等离子体处理。但是，为了在使用上述等离子体处理装置进行的某种处理，例如等 离子体蚀刻处理中，识别作为蚀刻处理终点的结束点(endpoint)，有 时要实时地计测晶片表面的蚀刻对象膜的膜厚。一般来说，膜厚测定中所用的膜厚测定器采用如下的方式(结构)， 即，向测定对象物发射检查用的激光，通过检测出其反射光来测定膜厚。 在将此种膜厚测定器设于处理容器104的顶板部的情况下，可以考虑在 平面天线构件110上形成激光的通过孔，穿过该通过孔向晶片表面照射 激光的方式。但是，如果除了恰当且精度优良地找正位置而设置的多个 微波照射孔114以外，还在平面天线构件110上设置新的激光用通过孔， 则有可能使微波泄漏，对微波的辐射造成不良影响。所以，可以考虑将穿过同轴波导管116的中心的中心导体U8^L为 空腔状态，在其内部i殳置空心通路的方式。在日本特开2003 -332326 号公报中，公开了在内部导体118中形成了气体通路的方式。但是，由于模式转换器122及与之连接的同轴波导管116的各设计 尺寸是针对利用它们进行传播的微波进行了最优化的尺寸，因此，即使 只是轻微地改变各尺寸，也会在微波中混杂不需要的振动模式，或者微 波的反射率发生很大的变动。特别是在以往的等离子体处理装置中所用的用于例如2.45GHz的 微波传播的同轴波导管116中，被最优化了的该中心导体118的直径达 到16mm左右。然而，为了使由膜厚测定器发射的激光通过并使膜厚测 定器接收其反射光所必需的激光通过孔的内径，最小也需要18mm左 右。由此，对于以往的等离子体处理装置的中心导体118的16mm这样 的设计而言，无法应对如上所述的尺寸变更的要求。
技术实现思路
本专利技术人等对微波的传播进行了深入研究。其结果是，发现了新的 设计基准，按照该新的设计基准可以在维持与微波传播有关的基本性能 的同时，扩大形成于中心导体中的空心通路的内径，从而得到了本专利技术。本专利技术是着眼于如上所述的问题，为了有效地解决它而创造的发 明。本专利技术的目的在于，基于新的设计基准，提供一种可以在维持与微 波传播有关的基本性能的同时在同轴波导管的中心导体内形成内径大 的空心通路的微波导入装置及使用了它的等离子体处理装置。另外，本专利技术的其他目的在于，提供一种可以通过使来自膜厚测定 器的激光在形成于中心导体中的空心通路内通过，来实时地测定被处理 体的表面膜厚的等离子体处理装置。本专利技术提供一种微波导入装置，具备产生规定频率的微波的微波 发生器、将上述微波转换为规定振动模式的模式转换器、朝向规定空间 设置的平面天线构件、连结上述模式转换器和上述平面天线构件并传播 上述微波的同轴波导管，其特征是，上述同轴波导管的中心导体被形成 为筒状，上述中心导体的内径D1在第一规定值以上，上述同轴波导管 的外侧导体也被形成为筒状，上述外侧导体的内径的半径rl与上述中 心导体的外径的半径r2之比rl/r2被维持为第二规定值，上述外侧导体 的内径D2在第三规定值以下。根据本专利技术，特别是通过将外侧导体的内径的半径rl与上述中心导 体的外径的半径r2之比rl/r2维持为第二规定值，可以维持与微波传播 有关的基本性能，另一方面，可以在同轴波导管的中心导体内形成内径 大的空心通路。例如，可以在上述平面天线构件的中心部，形成与上述筒状的中心 导体的内部连通的通孔。另外，例如上述规定振动模式为TEM模式。另外，例如上述第一规定值为16mm。另外，例如上述第二规定值为^/3至e (e=2.718...)范围内的一定值。另外，例如基于上述比rl/r2求得的特性阻抗在40 ~ 60O的范围内。另外，例如上述第三规定值为上述微波在大气中的波长的Xo的 (0.59-0.1)波长。另外，例如包括上述模式转换器和上述同轴波导管的整体长度可以 设定为上述微波在大气中的波长lo的1/4波长的奇数倍。另外，例如上述中心导体的基端部通过形成为圆锥形状的接合部安 装于上述模式转换器的划分壁上，位于与进入上述模式转换器的微波的 行进方向相反侧的端面和上述圆锥形状的接合部的斜面的中间点之间 的距离，被设定为上述微波在大气中的波长Xo的1/2波长的整数倍长度。另外，例如上述中心导体的内径D1在18mm以上。另外，例如上述微波的频率为2.45GHz。另外，例如在上述平面天线构件的上表面侧，设有慢波材料。另外，本专利技术提供一种等离子体处理装置，其特征是，具备处理 容器，其顶板部形成了开口，内部可被抽真空；放置台，为了放置被处 理体而设于上述处理容器内；顶板，气密性地安装于上述顶板部的开口， 透过微波，由电介质制成；气体导入机构，向上述处理容器中导入规定 气体；设于上述顶板上的具有任意一个上述特征的微波导入装置，用于 在上述处理容器内利用微波产生等离子体。最好在上述微波导入装置中，设有膜厚测定器，该膜厚测定器通过 沿着该微波导入装置的同轴波导管的中心导体的空心通路射出激光，来 测定上述被处理体的表面的薄膜厚度。该情况下，可以在维持与微波传播有关的基本性能的同时，实时本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微波导入装置，具备：产生规定频率的微波的微波发生器、将上述微波转换为规定振动模式的模式转换器、朝向规定空间而设置的平面天线构件、连结上述模式转换器和上述平面天线构件并传播上述微波的同轴波导管，其特征是，上述同轴波导管的中心导体形成为筒状，上述中心导体的内径Ｄ１在第一规定值以上，上述同轴波导管的外侧导体也形成为筒状，上述外侧导体的内径的半径ｒ１与上述中心导体的外径的半径ｒ２之比ｒ１／ｒ２被维持为第二规定值，上述外侧导体的内径Ｄ２在第三规定值以下。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：田才忠，汤浅珠树，野沢俊久，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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