KR20030082593A - 마이크로파 플라즈마 처리 장치, 마이크로파 플라즈마처리 방법 및 마이크로파 급전 장치 - Google Patents

마이크로파 플라즈마 처리 장치, 마이크로파 플라즈마처리 방법 및 마이크로파 급전 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치는 처리 용기(12)와, 마이크로파 발생기(24)와, 마이크로파를 마이크로파 발생기(24)로부터 도파시키는 도파관(22)과, 지파판(18)에 의해 파장 단축된 마이크로파를 상기 처리 용기 내의 공간에 방사하는 마이크로파 방사 부재(19)를 구비하고, 상기 도파관(22)은 상기 마이크로파 방사 부재(19)의 중앙 부분에 해당하는 위치에, 단일의 마이크로파 출력 개구부(22a)를 갖는다.

Description

마이크로파 플라즈마 처리 장치, 마이크로파 플라즈마 처리 방법 및 마이크로파 급전 장치{DEVICE AND METHOD FOR MICROWAVE PLASMA PROCESSING, AND MICROWAVE POWER SUPPLY DEVICE}
최근, 반도체 제품의 고밀도화 및 고미세화에 따라, 반도체 제품의 제조 공정에 있어서, 성막, 에칭, 애싱 등의 처리를 위해 플라즈마 처리 장치가 사용되고 있다. 특히, 마이크로파를 이용하여 플라즈마를 발생시키는 마이크로파 플라즈마 처리 장치는 0.1∼수십 mTorr 정도의 비교적 압력이 낮은 고진공 상태에서도 안정적으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 이 때문에, 예컨대 2.45 GHz의 마이크로파를 이용한 마이크로파 플라즈마 처리 장치가 주목받고 있다.
마이크로파 플라즈마 처리 장치에서는, 일반적으로 배기계가 결합된 처리 용기의 천장부에 마이크로파를 투과하는 유전체판이 설치되고, 유전체판 위에 원판형의 평탄한 안테나 부재(마이크로파 방사 부재)가 부착되어 있다.
또한, 안테나 부재 위에는 지파판(遲波板)이 부착된다. 지파판은 소정의 유전률을 갖는 유전체막으로 이루어지며, 마이크로파 발생기로부터 공급되는 마이크로파의 파장을 소정의 비율로 단축한다. 안테나 부재에는 다수의 관통 구멍(슬롯)이 형성되어 있고, 안테나 부재의 중심에서부터 공급되어 방사 방향으로 전파되는 마이크로파는, 슬롯을 통해 처리 용기 내에 도입된다. 지파판에 의해 안테나 부재에 공급하는 마이크로파의 파장을 단축함으로써, 안테나 부재에 형성하는 슬롯을 작게 할 수 있고, 그 결과 보다 많은 슬롯을 안테나 부재에 배치하여 플라즈마 밀도의 균일성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같은 구성의 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 있어서, 안테나 부재로부터 유전체판을 통해 처리 용기 내에 도입된 마이크로파에 의해 처리 가스의 플라즈마가 생성되어, 처리 용기 내에 적재된 반도체 웨이퍼에 대하여 플라즈마 처리가 실시된다.
지파판 및 안테나 부재를 통해 처리 용기에 도입하는 마이크로파는 마그네트론 등의 마이크로파 발생기로부터 공급된다. 마이크로파 발생기에 의해 발생된 마이크로파는 도파관을 통하여 지파판 또는 안테나 부재에 공급된다. 도파관에 의해 전파된 마이크로파는 지파판 또는 안테나 부재의 중앙 부분에 공급되고, 이 중앙 부분으로부터 안테나 부재 속에서 반경 방향으로 전파되면서 방사되며, 최종적으로 처리 용기의 처리 공간에 균일하게 방사된다.
이와 같이, 마이크로파를 지파판 또는 안테나 부재의 중앙 부분에 공급하기 위해서는 일반적으로 동축 도파관이 이용된다. 즉, 마이크로파 발생기에 의해 발생된 마이크로파는 우선, 예컨대 직사각형 단면을 갖는 도파관에 공급되어 지파판또는 안테나 부재의 중앙 부근까지 전파되고, 내도체 및 외도체로 이루어지는 동축 도파관을 통하여 지파판 또는 안테나 부재의 중앙 부분에 공급된다.
마이크로파를 지파판 또는 안테나 부재의 중앙 부분에 공급하는 동축 도파관은, 예컨대 내도체 및 외도체로 이루어지며, 내도체는 직경 17 ㎜ 정도의 가는 관이다.
그래서, 동축 도파관을 통해 안테나 부재에 큰 전력을 투입하는 경우, 동축 도파관의 내도체 근방에 매우 강한 전계가 발생하고, 내도체는 가열되어 고온으로 된다. 즉, 마이크로파의 일부가 열로 되기 때문에, 공급하는 마이크로파의 손실(도체 손실)이 증대되어, 전력 공급 효율이 악화된다고 하는 문제가 있다. 또한, 동축 도파관을 냉각 장치로 덮어 냉각할 필요가 있기 때문에, 장치가 대형화되어 장치의 제조 비용이 상승된다.
또한, 내도체 근방에 매우 강한 전계가 발생하기 때문에, 내도체 근방에서 이상 방전이 발생할 우려가 있다. 이상 방전이 발생하면, 내도체 근방의 지파판이 파손되는 경우도 있다.
예컨대, 동축 도파관의 내도체는 안테나 부재의 중앙에 밀착한 상태로 접속될 필요가 있어, 내도체의 단부면에 나사 구멍을 형성하고, 내도체의 단부면이 안테나 부재에 접촉한 상태에서, 지파판을 관통한 나사를 내도체의 나사 구멍에 나사식으로 삽입함으로써, 내도체를 안테나 부재에 접속하고 있다. 그러나, 이러한 나사 고정에 의한 접속에서는, 내도체의 단부면을 안테나 부재의 표면에 완전히 밀착하기는 곤란하며, 약간의 간극이 있으면 그 부분에서 이상 방전이 발생하게 된다.
또한, 전술한 바와 같이 나사 고정 접속에서는, 유전체판과 안테나 부재(슬롯 안테나)와의 접합 부분에 나사 머리가 존재한다. 이 때문에, 예컨대 안테나 부재의 표면으로부터 돌출된 나사 머리를 수용하는 오목부를 유전체판의 중앙 부분에 형성할 필요가 있다. 따라서, 지파판과 안테나 부재를 그 중앙 부분에서 밀착하기는 것이 곤란하고, 이 오목부 부근에서 이상 방전이 발생한다고 하는 문제가 있다.
또한, 안테나 부재 또는 지파판과 유전체로 이루어지는 상부판과의 사이에, 열전도를 높이기 위해서 헬륨(He) 가스를 봉입하는 경우가 있다. 이 경우, 동축 도파관의 내도체의 외주에 O 링을 설치하여 유전체 상부판과의 사이에서 시일을 실시하지만, O 링이 강한 마이크로파에 노출되어 열화되고 손상된다고 하는 문제도 있다.
여기서, 도파관과 안테나 부재 사이에 공동공진기(空胴共振器)를 설치하고, 공동공진기로부터 마이크로파를 처리 용기에 도입하는 것이 제안되어 있다. 일본 특허 제2569019호 공보는 도파관에 공동공진기를 설치하여 마이크로파를 증폭하고, 공동공진기의 바닥면에 형성된 슬롯으로부터 증폭한 마이크로파를 처리 용기에 도입하는 기술을 개시하고 있다. 이 특허 공보에 개시된 공동공진기는 처리 용기에 면한 바닥면 전체로부터 마이크로파를 방사하도록, 바닥면 전체에 다수의 슬롯이 형성된다. 따라서, 마이크로파를 중앙 부분으로부터 방사상으로 전파한 후 처리 용기의 처리 공간에 대하여 방사하는 것은 아니다. 또한, 각 슬롯의 길이는 공급되는 마이크로파의 파장에 따라서 결정되며, 예를 들면 2.45 GHz의 마이크로파를 이용한 경우는 슬롯의 길이를 마이크로파의 1/2 파장인 60 ㎜ 이상으로 하는 것이바람직하다. 따라서, 마이크로파를 중앙 부분에서 방사상으로 전파하여, 다수의 작은 슬롯으로부터 처리 공간을 향해 균일하게 방사한다고 하는 효과는 얻을 수 없다. 이와 같이, 일본 특허 제2569019호 공보에 개시된 공동공진기를 갖는 마이크로파 공급 기구(급전 기구)는 다수의 작은 슬롯을 통해 마이크로파를 처리 용기에 균일하게 공급하는 안테나 부재(슬롯 안테나)에 적용할 수는 없었다.
본 발명은 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 특히 마이크로파에 의해 플라즈마를 발생시켜 반도체 웨이퍼 등에 플라즈마 처리를 실시하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 보여주는 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 있어서 처리 용기에 마이크로파를 도입하는 부분인 마이크로파 급전 장치를 보여주는 단면 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 안테나 부재의 일례를 보여주는 평면도.
도 4는 도 3에 도시된 슬롯쌍의 구성을 보여주는 도면.
도 5는 마이크로파 방사 부재에 있어서 마이크로파의 전파 모드를 보여주는 도면.
도 6a∼도 6c는 직사각형 도파관에 있어서 마이크로파의 전파 모드를 보여주는 도면.
도 7은 직사각형 도파관 내에서 전파되는 마이크로파에 의한 자계를 보여주는 도면.
도 8a 및 도 8b는 직사각형 도파관과 마이크로파 출력 개구부의 각 부분의 최적 치수를 계산한 결과를 보여주는 도면.
도 9는 마이크로파 출력 개구부에 있어서 마이크로파의 반사율을 시뮬레이션한 결과를 보여주는 그래프.
도 10은 마이크로파 출력 개구부의 원주 방향의 전계 강도 분포를 보여주는 그래프.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 있어서 마이크로파 급전 장치를 보여주는 단면 사시도.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 있어서 마이크로파 급전 장치를 보여주는 단면 사시도.
도 13a 및 도 13b는 원형 도파관에 있어서 마이크로파의 전파 모드를 설명하는 도면.
도 14a 및 도 14b는 원형 도파관을 공동공진기로 한 경우, 도 12에 도시된 마이크로파 급전 장치의 각 부분의 최적 치수를 계산한 결과를 보여주는 도면.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 있어서 마이크로파 출력 개구부의 원주 방향으로의 전계 강도 분포를 보여주는 그래프이다.
그래서, 본 발명은 상기한 과제를 해결한 신규하고 유용한 마이크로파 플라즈마 처리 장치 및 처리 방법을 제공하는 것을 개괄적 과제로 한다.
본 발명의 보다 구체적인 과제는 마이크로파 발생기로부터 공급되는 마이크로파를 도파관에서 안테나 부재로 효율적으로 공급할 수 있는 마이크로파 플라즈마 처리 장치와 마이크로파 플라즈마 처리 방법 및 마이크로파 급전 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 과제는, 피처리 기체에 플라즈마 처리를 실시하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치로서,
상기 피처리 기체가 적재되는 적재대가 내부에 설치된 처리 용기와,
마이크로파 발생기와,
이 마이크로파 발생기에 결합되어, 상기 마이크로파 발생기에 의해 발생한 마이크로파를 도파하는 도파관과,
상기 마이크로파를 지파판에 의해 파장 단축한 다음에 상기 처리 용기 내의 공간에 방사하는 마이크로파 방사 부재로 이루어지고,
상기 도파관은 상기 마이크로파 방사 부재의 중앙 부분에 해당하는 위치에, 단일의 마이크로파 출력 개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 과제는, 피처리 기체에 플라즈마 처리를 실시하는 마이크로파 플라즈마 처리 방법으로서,
상기 피처리 기체를 처리 용기 내의 적재대에 적재하는 공정과,
마이크로파 발생기에 의해 마이크로파를 발생하는 공정과,
상기 마이크로파 발생기에 의해 발생한 마이크로파를 상기 마이크로파 발생기에 결합된 도파관에 의해 도파하는 공정과,
상기 마이크로파 발생기에 결합된 도파관으로부터 공급되는 상기 마이크로파를, 단일의 마이크로파 출력 개구부로부터 출력하는 공정과,
상기 마이크로파 발생기에 결합된 도파관으로부터 출력된 마이크로파를, 마이크로파 방사 부재에 의해 상기 처리 용기 내의 공간에 방사하는 공정과,
방사된 마이크로파에 의해 플라즈마를 생성하여, 상기 피처리 기체에 플라즈마 처리를 실시하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 과제는, 마이크로파를 처리 챔버에 공급하기 위한 마이크로파 급전 장치로서,
마이크로파 발생기에 결합되어, 상기 마이크로파 발생기에서 발생된 마이크로파를 도파하고, 상기 마이크로파를 출력하는 마이크로파 출력 개구부를 갖는 도파관과,
중앙 부분에 공급된 마이크로파를 그 공급 방향에 대해 수직 방향으로 전파시켜, 다수의 슬롯을 통해 상기 처리 챔버에 도입하는 마이크로파 방사 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로파 급전 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명에 따르면, 마이크로파 발생기에 결합된 도파관에 마련된 단일의 마이크로파 출력 개구부를 통해 마이크로파가 마이크로파 방사 부재의 중앙 부분에 공급되며, 이와 같은 식으로 공급된 마이크로파는 마이크로파 방사 부재 속에서 그 중앙 부분에서부터 방사상으로 전파된다. 그 결과, 마이크로파는 처리 용기 속에, 마이크로파 방사 부재에 형성된 다수의 슬롯으로부터 효율적이고 균일하게 방사되어, 균일한 플라즈마가 형성된다. 이와 같이, 본 발명에 따르면 마이크로파를 마이크로파 방사 부재에, 동축 도파관을 이용하지 않고서 공급할 수 있기 때문에, 동축 도파관에 있어서 내도체에 의해 야기되는 전력 손실의 문제가 해소되어, 전력 공급 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 마이크로파가 집중될 가능성이 있는 부분이 적어지고, 급전 부분에 있어서 불필요한 방전이 발생하기 어려워, 큰 전력을 마이크로파 방사 부재에 공급할 수 있다. 또한, 동축 도파관의 내도체를 접속하는 데 사용되는 나사 접속부가 불필요해지므로, 마이크로파 방사 부재의 형상이 간소화되어 제조가 용이해진다. 또한, 마이크로파 방사 부재의 형상이 간소화됨으로써, 열전도성 가스로서 헬륨 등을 용이하게 봉입할 수 있게 된다.
또한, 마이크로파 발생기에 결합되는 도파관과 마이크로파 방사 부재 사이에 별도의 도파관을 설치하여 공동공진기를 구성함으로써, 공동공진기에 공급되는 마이크로파의 반사가 방지되고, 마이크로파의 거의 전부를 상기 별도의 도파관에 마련된 마이크로파 출력 개구부에서 마이크로파 방사 부재로 도입하는 것이 가능해진다. 그 결과, 동축 도파관에 의한 전력 공급과 같이 접속부에 있어서 방전이 발생할 우려가 없어지고, 또한 발열에 의한 전력 손실을 수반하지 않고서 효율적으로 큰 전력을 공급하는 것이 가능하게 된다.
다음에, 본 발명의 실시형태에 관해서 도면과 함께 설명한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치의 개략구성을 보여주는 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 처리 용기(12) 내에서 반도체 웨이퍼(W)에 플라즈마 CVD 처리를 실시하는 플라즈마 CVD 장치(10)이다. 한편, 본 발명은 플라즈마 CVD 처리에 한하지 않으며, 플라즈마 애싱, 플라즈마 에칭, 플라즈마 산화ㆍ산질화ㆍ질화 등의 플라즈마 처리를 실시하는 장치에도 적용할 수 있다.
피처리 기체인 반도체 웨이퍼(W)는 처리 용기(12) 내의 적재대(14) 위에 적재된다. 처리 용기(12)에는 가스원(도시 생략)으로부터 공급관(16)을 통하여 플라즈마 처리용 가스가 공급된다. 한편, 처리 용기(12)의 바닥부에는 진공 펌프(도시 생략)에 접속된 배기구(12a)가 설치되어, 처리 용기 내를 소정의 진공 압력으로 유지하도록 구성되어 있다.
다음에, 도 1 및 도 2를 참조하면서, 처리 용기(12)에 마이크로파를 도입하기 위한 마이크로파 급전 장치의 구성에 관해서 설명한다.
도 2는 도 1에 보여주는 플라즈마 CVD 장치(10)에 있어서 처리 용기(12)에 마이크로파를 도입하는 부분인 마이크로파 급전 장치(20)를 보여주는 단면 사시도이다.
처리 용기(12)의 천장부는 개구되어 있고, 마이크로파 방사 부재로서는 안테나 부재(슬롯판)(17)와 지파판(18)으로 이루어지는 마이크로파 방사 부재(19)가 유전체판(15)을 매개로 하여 개구에 기밀하게 부착된다. 지파판(18)은 안테나 부재(17)에 공급하는 마이크로파의 파장을 단축하는 부재이며, 안테나 부재(17)에 형성되는 슬롯의 길이 및 간격을 감소하기 위해서 설치된다.
지파판(18) 위에는 직사각형 형상의 단면을 갖는 직사각형 도파관(제1 도파관)(22)이 설치된다. 직사각형 도파관(22)의 일단에는 마그네트론 등으로 이루어지는 마이크로파 발생기(24)가 설치된다. 마이크로파 발생기(24)에 의해 발생한, 예컨대 2.45 GHz의 마이크로파는 직사각형 도파관(22) 내에서 전파되고, 직사각형 도파관(22)의 타단측에 형성된 마이크로파 출력 개구부(22a)로부터 마이크로파 방사 부재(19)에 공급된다. 본 실시예에 있어서, 마이크로파 출력 개구부(22a)는 직사각형 도파관(22)의 단면의 긴 변에 해당하는 관벽(22b)에 형성된 원형의 개구로, 그 아래에 위치하는 안테나 부재(18)의 중앙에 해당하는 위치에 배치된다.
도 3은 안테나 부재(17)의 일례를 보여주는 평면도이다. 도 3에 도시된 안테나 부재(17)에는, 슬롯(30A, 30B)으로 이루어지는 다수의 슬롯쌍(30)이 형성되어 있다. 도 3에 도시된 예에서 슬롯쌍(30)은 복수의 동심원을 따라서 배열되어 있지만, 나선형으로 배치될 수도 있고, 비동심원형으로 배치될 수도 있다.
도 4는 도 3에 도시된 슬롯쌍의 구성을 보여주는 도면이다. 슬롯(30A 및 30B)의 각각은 중앙부가 팽창된 가늘고 긴 타원 형상이다. 슬롯(30B)의 길이 방향은 슬롯(30A)의 길이 방향과 90도의 각도를 이루며, 슬롯(30B)의 일단이 슬롯(30A)의 중앙에 근접하여 T자형이 되도록 배치된다. 슬롯(30B)의 중앙과 안테나 부재(17)의 중심(O)을 연결하는 선은 슬롯(30B)의 길이 방향에 대하여 45도의 각도를 이룬다. 또한, 슬롯(30A)의 중앙에서 안테나 부재(17)의 중심(O)까지의 거리(LA)와, 슬롯(30B)의 중앙에서 안테나 부재(17)의 중심(O)까지의 거리(LB)의 차(LA－LB)는 지파판(20)에 의해 단축된 마이크로파 파장(λ)의 4분의 1이다[(LA－LB)=λ/4].
이상과 같은 구성의 슬롯쌍(30)을 갖는 안테나 부재(17)에 대하여, 그 중앙에서부터 마이크로파가 방사상으로 전파되면, 슬롯쌍(30)에 의해 원편파(圓偏波)의 전계가 생겨, 마이크로파는 효율적으로 처리 용기(12)의 처리 공간을 향해 균일하게 방사된다.
한편, 안테나 부재(17)에 형성하는 슬롯은 반드시 슬롯쌍을 구성할 필요는 없다. 또한, 각 슬롯은 가늘고 긴 타원형 형상에 한하지 않고, 예컨대 원형, 삼각형, 정방형, 장방형 또는 그 밖의 다각형이라도 좋다. 다만, 다각형의 경우는 코너부에 매끄러운 라운딩을 마련함으로써, 전계의 집중을 방지하여 이상 방전을 방지하는 것이 바람직하다.
전술된 바와 같이 마이크로파를 방사상으로 전파하는 안테나 부재(17)에 있어서, 마이크로파는 도 5에 도시된 바와 같이, 레이디얼 선로 내에서 동심원형의 자계 분포를 갖는 TEM 모드에 따라서 전파된다. 따라서, 직사각형 도파관(22)에서 안테나 부재(17)[지파판(18)]로 공급하는 마이크로파의 자계 분포를 되도록이면 동심원형의 자계 분포로 하는 것이 바람직하다.
그래서, 본 실시예에서는 직사각형 도파관(22) 내에서 전파되는 마이크로파의 자계가 되도록이면 원형에 가까운 자계 분포가 되도록 직사각형 도파관(22)의 각 치수를 조정하고 있다.
도 6a∼도 6c는 직사각형 도파관(22)에 있어서의 마이크로파의 전파 모드를 보여주는 도면이다. 이 중 도 6a는 직사각형 도파관(22)의 마이크로파 진행 방향에 수직한 단면에 있어서의 전기력선을 나타내고, 도 6b는 직사각형 도파관(22)의마이크로파의 진행 방향에 평행한 단면에 있어서의 전기력선을 나타낸다. 또한, 도 6c는 전기력선에 수직한 면 내에 발생하는 자력선을 나타낸다. 한편, 도 6a에 도시된 단면에 있어서, 긴 변의 길이를 a로 하고, 짧은 변의 길이를 b로 한다.
도 6a∼도 6c에 도시된 직사각형 도파관에서의 마이크로파의 전파 모드는 TE10 모드이며, 도 6c에 도시된 바와 같이, 직사각형 도파관의 단면의 긴 변(a)과 관내 파장(λg)의 1/2의 치수로 구획되는 영역 내에서 형성되는 자계가 마이크로파의 진행 방향(x 방향)으로 진행하게 된다. 도 6c에 도시된 자계 분포를 도 5에 도시된 자계 분포에 근사시키기 위해서는, 도 7에 보여주는 바와 같이 λg/2를 긴 변(a)과 같게 하여(즉, λg=2a로 함) 정방형의 영역에 자계를 형성하면 되는 것을 알 수 있다.
관내 파장(λg)은 자유 공간 내의 마이크로파의 파장을 λ라고 하면,
λg=λ/[1-(λ/2a)2]1/2
로 나타낼 수 있다. 따라서, 이 식에 λg=2a를 대입하여 최적의 긴 변(a) 길이를 구할 수 있다. 이와 같이 하여, 파장 2.45 GHz의 마이크로파에 대한 최적의 긴 변(a) 길이를 계산하면 a=86.6 ㎜이 된다.
도 8a 및 도 8b는 직사각형 도파관(22)과 마이크로파 출력 개구부(22a)의 각 최적 치수를 계산한 결과를 보여주는 도면이다. 도파관(22)의 단면의 긴 변(a)은 전술한 바와 같이 86.6 ㎜로 하고, 짧은 변(b)은 40 ㎜로 했다. 또한, 마이크로파 출력 개구부(22a)의 직경(D)을 64 ㎜로 했다.
지파판(18)과 도파관(22)의 내부와의 거리(h)는 6 ㎜로 하고, 지파판(18)의일부는 마이크로파 출력 개구부(22a) 내에 돌출되는 것으로 하며, 지파판(18)의 직경은 180 ㎜, 두께는 4 ㎜로 했다. 또한, 지파판(18)의 직경을 180 ㎜ 이상으로 하여도, 후술하는 결과는 변하지 않는다. 또한, 지파판(18)의 유전률(εr)은 10.1로 했다. 여기서, 마이크로파 출력 개구부(22a)의 중심에서부터 직사각형 도파관(22)의 단부까지의 거리(I)를 변화시켜 마이크로파 출력 개구부(22a)로부터 투입되는 마이크로파의 반사 특성에 관해서 조사했다.
도 9는 거리(I)를 변화시킨 경우의 마이크로파의 반사율을 시뮬레이션한 결과를 보여주는 그래프이다. 도 9의 그래프로부터, 마이크로파의 주파수가 2.45 GHz인 경우에는 거리(I)가 49 ㎜일 때에 반사율이 최소가 되는 것을 알 수 있다.
이상과 같이, 마이크로파의 주파수를 2.45 GHz로 한 경우, 도파관(22)의 각 부분의 치수를, 단면의 긴 변(a)은 86.6 ㎜, 짧은 변(b)은 40 ㎜, 마이크로파 출력 개구부(22a)의 직경(D)은 64 ㎜, 마이크로파 출력 개구부(22a)의 두께(길이)(h)는 6 ㎜로 한 경우에, 급전부의 반사율은 -20 dB 이하가 되고, 급전부에 있어서의 마이크로파의 반사는 1% 이내로 억제할 수 있어, 효율적으로 마이크로파를 직사각형 도파관(22)으로부터 마이크로파 방사 부재(19)에 도입할 수 있음을 알 수 있다.
이상과 같은 구성의 플라즈마 CVD 장치(10)에 있어서, 마이크로파 발생기(24)에 의해 발생한 마이크로파는 도파관(22) 내에서 전파되어, 마이크로파 출력 개구부(22a)를 통하여 지파판(18)에 도입된다. 지파판(18)의 중앙 부분에 도입된 마이크로파는, 지파판(18)에 의해 파장이 단축되면서 방사 방향으로 전파되고, 안테나 부재(17)에 설치된 다수의 슬롯쌍(30)에 의해 처리 용기(12) 내의 처리공간을 향해서 방사된다. 따라서, 처리 공간에 균일한 플라즈마가 생성되어, 반도체 웨이퍼(W)에 균일한 플라즈마 처리를 실시할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 플라즈마 CVD 장치(10)에서는 동축 도파관을 이용하지 않고, 직사각형 도파관(22)으로부터 직접 마이크로파 출력 개구부(22a)를 통해 마이크로파 방사 부재(19)에 큰 전력을 투입할 수 있다. 이러한 구성에서는 동축 도파관의 내도체에 의한 마이크로파의 손실(도체 손실)이 없어, 전력 공급 효율이 악화되는 일은 없다. 따라서, 장치를 대형화하지 않고서, 장치의 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 동축 도파관의 내도체가 불필요하기 때문에, 내도체 근방에서 발생할 우려가 있는 이상 방전을 방지할 수 있다. 따라서, 예컨대 지파판을 통해 안테나 부재에 마이크로파를 공급하고 있었던 경우, 이상 방전의 충격에 의한 지파판의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 동축 도파관의 내도체를 접속하기 위한 나사 접속이 불필요하기 때문에, 나사 접속에 따른 구조가 불필요하게 되어, 내도체와 안테나 부재 사이에 생기는 간극을 배제할 수 있다. 따라서, 이러한 간극에서 야기되는 이상 방전을 방지할 수 있다.
또한, 종래의 동축 도파관을 이용한 경우, 전술한 바와 같이 나사 고정 접속에서는 지파판과 안테나 부재(슬롯 안테나)의 접합 부분에 나사 머리를 수용하는 오목부를 안테나 부재의 중앙 부분에 형성할 필요가 없어진다. 따라서, 지파판과 안테나 부재를 전면에 걸쳐 밀착시킬 수 있어, 지파판과 안테나 부재 사이에서 이상 방전이 발생한다고 하는 문제가 해소된다.
또한, 안테나 부재 또는 지파판과 유전체로 이루어지는 상부판과의 사이에, 열전도를 높이기 위해서 헬륨(He) 가스를 봉입하는 경우가 있다. 이 경우, 본 실시예에서는 동축 도파관을 이용하지 않기 때문에, 동축 도파관을 이용한 경우와 같이 내도체의 외주에 O 링을 설치하여 시일을 형성할 필요가 없어, 마이크로파에 의한 O 링의 열화라는 문제가 발생하는 일은 없다.
제2 실시예
다음에, 본 발명의 제2 실시예에 관해서 설명한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치는, 도 1에 도시된 플라즈마 CVD 장치와 기본 구조는 동일하며, 마이크로파 급전 장치만 다르기 때문에, 여기서는 마이크로파 급전 장치에 관해서만 설명한다.
우선, 전술한 제1 실시예에 따른 플라즈마 CVD 장치의 마이크로파 급전 장치(20)에 의해 마이크로파 방사 부재에 도입되는 마이크로파의 대칭성에 관해서 설명한다.
마이크로파 급전 장치(20)에서는, 마이크로파 출력 개구부(22a)의 한 쪽에서부터 전파되어 온 마이크로파가 마이크로파 출력 개구부(22a)에서 그 전파 방향이 수직 방향으로 바뀌어, 지파판(18)을 향해서 사출된다. 이 때, 마이크로파 출력 개구부(22a)에 있어서, 마이크로파가 전파되어 온 방향의 전계 강도는 반대측에서의 전계 강도보다 높아져서, 마이크로파의 파워가 치우치고 균일하지 않게 된다.
도 10은 마이크로파 출력 개구부(22a)의 원주 방향의 전계 강도 분포를 보여주는 그래프로, 종축은 전계 강도를 나타내고, 횡축은 방위각을 나타낸다. 도 10의 그래프에 있어서, 도 8a에 도시된 바와 같이, 방위각 0.5 π에 있어서의 마이크로파 출력 개구부(22a)의 단부(입사측)가 마이크로파의 진행 방향과 일치하고, 마이크로파 발생기(24)에 가장 가까운 위치로 된다. 또한, 방위각 1.5 π에 있어서의 마이크로파 출력 개구부(22a)의 단부(종단측)가 마이크로파의 진행 방향과 일치하고, 마이크로파 발생기(24)로부터 가장 먼 위치로 된다. 도 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 방위각 0.5 π에 있어서의 마이크로파 출력 개구부(22a)의 입사측 단부 부근에서 전계 강도는 커지는 반면에, 방위각 1.5 π에 있어서의 마이크로파 출력 개구부(22a)의 종단측 단부 부근에서 전계 강도가 작아진다.
이와 같이 마이크로파 출력 개구부(22a)에 있어서의 전계 강도에 치우침(비대칭성)이 발생하면, 안테나 부재(17) 속에서 방사 방향으로 전파되는 마이크로파도 마찬가지로 강도에 치우침이 발생하여, 처리 챔버를 향해서 방사되는 마이크로파의 강도가 균일하지 않게 된다.
그래서, 본 실시예에서는, 이러한 마이크로파의 비대칭성을 해소하기 위해서, 직사각형 도파관의 형상을 마이크로파 출력 개구부에 대해서 대칭으로 하여, 마이크로파 출력 개구부의 양측에서 마이크로파를 공급하는 것으로 한 것이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 CVD 장치에 있어서의 마이크로파 급전 장치(40)를 보여주는 단면 사시도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 마이크로파 급전 장치(40)의 직사각형 도파관(42)은 그 관벽(42b)에 단일의 마이크로파 출력 개구부(42a)가 형성되어 있고, 마이크로파 출력 개구부(42a)로부터 마이크로파 방사 부재(19)에 대하여 마이크로파가 공급된다. 그 때, 본 실시예에서는 직사각형 도파관(42)이 마이크로파 출력 개구부(42a)의 양측으로 연장되고 있으며, 마이크로파 출력 개구부(42a)에 대해서 대칭인 구조를 형성하고 있다.
이상과 같은 구성의 마이크로파 급전 장치(40)에 있어서는, 직사각형 도파관(42)의 양단으로부터 마이크로파가 전파되고, 마이크로파 출력 개구부(42a)로부터 출력된다. 즉, 마이크로파는 마이크로파 출력 개구부(42a)의 양측에서 전파되어 마이크로파 출력 개구부(42a)에 도달한다. 이 때, 마이크로파 출력 개구부(42a)의 위치에서 양측으로부터 전파되어 온 마이크로파의 위상이 동일하게 되도록, 전파되는 마이크로파의 위상을 제어한다. 예컨대, 동일한 마이크로파 발생 장치로부터 사출되는 마이크로파를 분기관으로 분기하여, 좌우 대칭의 경로를 지나 마이크로파 출력 개구부(42a)에 도달하도록 도파관을 구성하면, 같은 위상의 마이크로파를 좌우 양측으로부터 마이크로파 출력 개구부(42a)에 공급할 수 있다.
따라서, 도 11에 있어서, 우측에서 전파되어 온 마이크로파의 마이크로파 출력 개구부(42a)에 있어서의 입사측의 전계 강도와, 좌측에서 전파되어 온 마이크로파의 마이크로파 출력 개구부(42a)에 있어서의 종단측의 전계 강도는 상쇄되며, 마찬가지로 우측에서 전파되어 온 마이크로파의 마이크로파 출력 개구부(42a)에 있어서의 종단측의 전계 강도와, 좌측에서 전파되어 온 마이크로파의 마이크로파 출력 개구부(42a)에 있어서의 입사측의 전계 강도는 상쇄된다. 이에 따라, 마이크로파 출력 개구부(42a)에서 사출되는 마이크로파의 전계 강도는 방위각에 의존하지 않고서 균일하게 되어, 대칭 전계의 마이크로파를 마이크로파 방사 부재(19)에 대하여 사출할 수 있다.
전술한 실시예에서는, 마이크로파 출력 개구부(42a)의 좌우 2 방향에 대하여 직선적으로 직사각형 도파관(42)이 연장되는 구성이지만, 마이크로파 출력 개구부(42a)를 중심으로 하여 서로 수직인 4 방향으로 연장되는 십자형의 직사각형 도파관으로 할 수도 있다. 또한, 마이크로파 출력 개구부(42a)에 대해서 복수 방향에서 마이크로파를 공급함으로써, 의식적으로 마이크로파의 강도 분포를 변화시키는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예에서는 마이크로파 출력 개구부에 대하여 마이크로파를 복수 방향에서 공급함으로써, 마이크로파 출력 개구부로부터 사출되는 마이크로파의 전계의 비대칭성을 보정하는 것으로 했지만, 전술한 제1 실시예에 있어서의 마이크로파 급전 장치(20)와 같이 한쪽에서만 마이크로파를 공급한 경우, 마이크로파 출력 개구부를 원형이 아니라, 예컨대 타원형이나 알 형상의 타원형으로 함으로써, 마이크로파의 치우침을 없앨 수 있다.
제3 실시예
다음에, 본 발명의 제3 실시예에 관해서 설명한다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치는 도 1에 도시된 플라즈마 CVD 장치와 기본 구조는 동일하며 마이크로파 급전 장치만 다르기 때문에, 여기서는 마이크로파 급전 장치에 관해서만 설명한다.
전술한 제2 실시예에서는, 마이크로파를 좌우 2 방향에서 공급하여 마이크로파의 강도 분포의 치우침을 방지하고 있지만, 본 실시예에서는 마이크로파 발생기에 결합된 직사각형 도파관과 마이크로파 방사 부재와의 사이에 단면이 원형인 원형 도파관을 설치함으로써, 전계 강도 분포에 치우침이 없는 마이크로파를 마이크로파 방사 부재에 공급한다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 있어서의 마이크로파 급전 장치(50)를 보여주는 단면 사시도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 마이크로파 급전 장치(50)는 직사각형 도파관(52)과 마이크로파 방사 부재(19) 사이에 원형 도파관(54)이 설치되어 있다. 직사각형 도파관(52)의 사이벽(52)에는 마이크로파 출력 개구부(52a)가 형성되어 있어, 직사각형 도파관(52) 내에서 전파되어 온 마이크로파는 마이크로파 출력 개구부(52a)를 통해 원형 도파관(54)에 도입된다. 이와 같이 하여 도입된 마이크로파는 원형 도파관의 바닥부(54b)에 형성된 마이크로파 출력 개구부(54a)에서 마이크로파 방사 부재(19)로 사출된다. 이와 같이, 본 실시예에서는 직사각형 도파관(52)의 축 방향(마이크로파의 진행 방향)과 원형 도파관(54)의 축 방향(마이크로파의 진행 방향)은 수직이다.
여기서, 원형 도파관 내에 있어서의 마이크로파의 전파 모드는 도 13a, 도 13b에 도시된 바와 같이 직사각형 도파관 내의 자력선의 형태가 가까운, TM01 모드이다. 즉, 도 13a에 있어서의 자기력선은 동심원형이며, 도 5에 도시된 마이크로파 방사 부재(19)에 있어서의 마이크로파의 전파 모드인 TEM 모드에 가깝고, 원형 도파관의 원형 단면 내에서 균일한 분포로 되고 있다. 따라서, 원형 도파관(54)으로부터 원형의 마이크로파 출력 개구부(54a)를 통해 마이크로파 방사 부재(19)로 마이크로파를 공급하면, 균일한 전계 분포로 마이크로파를 공급할 수 있어, 마이크로파 방사 부재(19)로부터 마이크로파를 균일하게 처리 챔버에 방사할 수 있다.
여기서, 원형 도파관(54)의 길이, 즉 직사각형 도파관(52)의 마이크로파 출력 개구부(52a)의 출구에서 마이크로파 출력 개구부(54a)까지의 거리를 관내 파장(λg)의 n/2배로 함으로써, 원형 도파관(54)은 공동공진기로서 작용한다. 플라즈마 처리 장치의 치수나 전파 손실을 고려하면, 직사각형 도파관(52)의 마이크로파 출력 개구부(52a)의 출구에서 마이크로파 출력 개구부(54a)까지의 거리는 관내 파장(λg)의 1/2배로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 원형 도파관(54)으로부터의 반사를 저감할 수 있기 때문에, 효율적으로 마이크로파를 안테나 부재(19)에 공급할 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 원형 도파관(54)을 공동공진기로 한 경우, 도 12에 도시된 마이크로파 급전 장치(50)의 각 부분의 최적 치수를 계산한 결과를 보여주는 도면이다. 단, 도 14a는 직사각형 도파관(52)의 평면도이며, 도 14b는 마이크로파 급전 장치(50)의 측면도이다.
본 실시예에서는, 직사각형 도파관(52)의 직사각형 단면의 긴 변의 치수는 전술한 제1 실시예와 마찬가지로 86.6 ㎜로 하고, 짧은 변의 치수는 25 ㎜로 했다. 또한, 직사각형 도파관(52)의 마이크로파 출력 개구부(52a)의 직경(D0)은 84 ㎜로 했다. 또한, 본 실시예에 있어서의 지파판(18)의 치수는 전술한 제1 실시예에 있어서의 지파판(18)의 치수와 마찬가지로, 두께를 4 ㎜로 하고, 외형을 180 ㎜로 했다. 한편, 외형을 180 ㎜ 이상으로 하더라도 후술하는 결과는 변하지 않는다. 또한, 원형 도파관(54)과 지파판(18)의 접속 부분의 치수는 전술한 제1 실시예에 있어서의 직사각형 도파관(22)과 지파판(18)의 접속 부분의 치수와 동일하게 설정했다. 즉, 원형 도파관(54)의 마이크로파 출력 개구부(54a)의 직경(D1)은 64 ㎜, 마이크로파 출력 개구부(54a)의 높이(길이)(h1)는 6 ㎜로 했다.
이상의 치수에 기초하여 계산한 결과, 원형 도파관(54)의 직경을 150 ㎜로 하고, 원형 도파관의 길이를 78.4 ㎜로 하며, 직사각형 도파관(52)의 마이크로파 출력 개구부(52a)의 중심에서부터 직사각형 도파관(52)의 단부면까지의 거리(I)를 57 ㎜로 함으로써 저반사율로 효율 좋은 마이크로파 급전을 달성할 수 있었다.
도 15는 본 실시예에 따른 마이크로파 급전 장치의 각 치수를 전술한 치수로 설정하여, 마이크로파의 전계 분포를 계산한 결과를 보여주는 그래프이다.
도 15의 그래프로부터, 마이크로파의 전계 강도는 어떤 방위에서도 대략 균일함을 알 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 마이크로파 급전 장치에 따르면, 전계 강도가 균일한 마이크로파를 마이크로파 방사 부재(19)에 공급할 수 있고, 그 결과 균일한 강도의 마이크로파를 처리 용기(12)에 방사할 수 있다. 이에 따라, 처리 용기 내의 웨이퍼(W)의 전면에 걸쳐 균일한 플라즈마 처리를 실시할 수 있어, 고품질의 플라즈마 처리를 달성할 수 있다.
또한, 마이크로파 방사 부재(19)에 대하여 동축 도파관을 이용하지 않고 마이크로파를 공급할 수 있으므로, 전술한 제1 및 제2 실시예와 마찬가지로 전력 손실이 적은 효율적인 마이크로파의 공급을 달성할 수 있다.
한편, 도 12에 도시된 직사각형 도파관(52)의 내부에는 다이어프램(56)이 설치되어 있다. 다이어프램(56)은 마이크로파 출력 개구부(52a)로부터 되돌아 온 반사파를 재차 마이크로파 출력 개구부(52a)로 되돌리기 위해서 설치되는 것이다.
또한, 직사각형 도파관으로부터 원형 도파관으로 마이크로파를 도입하기 위한 변환기 또는 그와 같은 구조는 주지된 것을 이용할 수 있으며, 전술한 실시예의 구조에 한정되는 것이 아니다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 동축 도파관을 이용하지 않고 마이크로파 방사 부재에 마이크로파를 공급할 수 있다. 이 때문에, 동축 도파관의 내도체에 있어서의 전력 손실이 없고, 전력 공급 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 마이크로파가 집중될 가능성이 있는 부분이 적어지고, 급전 부분에 있어서 불필요한 방전이 발생하기 어려워, 큰 전력을 마이크로파 방사 부재에 공급할 수 있다. 또한, 동축 도파관의 내도체를 접속하기 위한 나사 접속부가 불필요해지기 때문에, 마이크로파 방사 부재의 형상이 간소화되어, 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 마이크로파 방사 부재의 형상이 간소화됨으로써, 도전 가스로서 헬륨 등을 봉입하는 기구를 용이하게 구성할 수 있다.

Claims (31)

  1. 피처리 기체(基體)에 플라즈마 처리를 실시하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치로서,
    상기 피처리 기체가 적재되는 적재대가 내부에 설치된 처리 용기와,
    마이크로파 발생기와,
    이 마이크로파 발생기에 결합되어, 상기 마이크로파 발생기에 의해 발생한 마이크로파를 도파하는 도파관과,
    상기 마이크로파를 지파판에 의해 파장 단축한 다음에 상기 처리 용기 내의 공간에 방사하는 마이크로파 방사 부재
    를 구비하고, 상기 도파관은 상기 마이크로파 방사 부재의 중앙 부분에 해당하는 위치에, 단일의 마이크로파 출력 개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치.
  2. 제1항에 이어서, 상기 도파관은 직사각형 형상의 단면을 갖는 직사각형 도파관인 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 직사각형 도파관의 단면에 있어서 긴 변의 길이는 상기 직사각형 도파관 내에 있어서의 마이크로파 파장의 1/2인 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 직사각형 도파관의 상기 마이크로파 출력 개구부는, 상기 직사각형 도파관의 단면에 있어서 긴 변에 해당하는 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 도파관은 상기 마이크로 출력 개구부를 중심으로 복수 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 도파관은 직선형 형상을 갖고, 상기 마이크로파 출력 개구부를 중심으로 하여 대칭적으로 연장되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 도파관과 상기 마이크로파 방사 부재 사이에는 별도의 도파관이 더 설치되고, 상기 별도의 도파관의 축 방향은 상기 마이크로파 발생기에 결합된 도파관의 축 방향에 대하여 수직이며,
    상기 마이크로파는 상기 마이크로파 발생기에 결합된 도파관으로부터 그 마이크로파 출력 개구부를 통해 상기 별도의 도파관에 공급되고, 이 마이크로파는 상기 별도의 도파관의 바닥부에 설치된 단일의 별도의 마이크로파 출력 개구부로부터 상기 마이크로파 방사 부재에 도입되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 별도의 도파관은 원형 단면을 갖는 원형 도파관인 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 원형 도파관의 길이는 상기 마이크로파 발생기에 결합된 도파관에 있어서의 마이크로파 파장의 n/2배(n은 정수)이며, 상기 원형 도파관은 원통 공동공진기를 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 마이크로파 방사 부재는 상기 지파판을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 마이크로파 방사 부재는 두께 방향으로 관통한 다수의 슬롯을 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 마이크로파 방사 부재의 슬롯은 나선형 또는 복수의 원주형으로 배열된 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 마이크로파 방사 부재의 슬롯은 T자형으로 배치된 2개의 슬롯으로 이루어지는 슬롯쌍을 구성하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치.
  14. 피처리 기체에 플라즈마 처리를 실시하는 마이크로파 플라즈마 처리 방법으로서,
    상기 피처리 기체를 처리 용기 내의 적재대에 적재하는 공정과,
    마이크로파 발생기에 의해 마이크로파를 발생하는 공정과,
    상기 마이크로파 발생기에 의해 발생한 마이크로파를 상기 마이크로파 발생기에 결합된 도파관에 의해 도파하는 공정과,
    상기 마이크로파 발생기에 결합된 도파관으로부터 공급되는 상기 마이크로파를, 단일의 마이크로파 출력 개구부로부터 출력하는 공정과,
    상기 마이크로파 발생기에 결합된 도파관으로부터 출력된 마이크로파를, 마이크로파 방사 부재에 의해 상기 처리 용기 내의 공간에 방사하는 공정과,
    방사된 마이크로파에 의해 플라즈마를 생성하여, 상기 피처리 기체에 플라즈마 처리를 실시하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 마이크로파 발생기에 결합된 도파관은 상기 마이크로파 출력 개구부를 중심으로 복수의 방향으로 연장되고, 상기 마이크로파 출력 개구부에 상기 마이크로파를 같은 위상으로 복수 방향에서 도파하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 마이크로파 발생기에 결합된 도파관은 직선형 형상을 갖고, 상기 마이크로파 발생기에 결합된 도파관에서 상기 마이크로파는, 상기 마이크로파 출력 개구부에 상기 마이크로파 출력 개구부의 양측으로부터 같은 위상으로 공급되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 마이크로파 발생기에 결합된 도파관과 상기 마이크로파 방사 부재 사이에는 별도의 도파관이 설치되고, 상기 별도의 도파관의 축 방향은 상기 마이크로파 발생기에 결합된 도파관의 축 방향에 대하여 수직이며,
    상기 마이크로파는 상기 마이크로파 발생기에 결합된 도파관으로부터 그 마이크로파 출력 개구부를 통해 상기 별도의 도파관에 공급되고, 상기 별도의 도파관의 바닥부에 설치된 단일의 별도의 마이크로파 출력 개구부로부터 상기 마이크로파 방사 부재로 도입되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 방법.
  18. 제14항에 있어서, 상기 별도의 도파관을 공동공진기로서 사용하고, 상기 마이크로파 발생기에 결합된 도파관의 상기 마이크로파 출력 개구부에서 공급된 상기 마이크로파의 전부를 상기 별도의 마이크로파 출력 개구부로부터 상기 마이크로파 방사 부재로 도입하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 처리 방법.
  19. 마이크로파를 처리 챔버에 공급하기 위한 마이크로파 급전 장치로서,
    마이크로파 발생기에 결합되어, 상기 마이크로파 발생기에서 발생된 마이크로파를 도파하고, 상기 마이크로파를 출력하는 마이크로파 출력 개구부를 갖는 도파관과,
    중앙 부분에 공급된 마이크로파를 그 공급 방향에 대해 수직 방향으로 전파시켜, 다수의 슬롯을 통해 상기 처리 챔버에 도입하는 마이크로파 방사 부재
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 급전 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 마이크로파 발생기에 결합되는 도파관은 직사각형 형상의 단면을 갖는 직사각형 도파관인 것을 특징으로 하는 마이크로파 급전 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 직사각형 도파관의 단면에 있어서 긴 변의 길이는 상기 직사각형 도파관 내에 있어서의 마이크로파 파장의 1/2인 것을 특징으로 하는 마이크로파 급전 장치.
  22. 제20항에 있어서, 상기 직사각형 도파관의 상기 마이크로파 출력 개구부는 상기 직사각형 도파관의 단면에 있어서의 긴 변에 해당하는 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 급전 장치.
  23. 제19항에 있어서, 상기 마이크로파 발생기에 결합되는 도파관은 상기 마이크로파 출력 개구부를 중심으로 복수의 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 급전 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 마이크로파 발생기에 결합되는 도파관은 직선형 형상을 갖고, 상기 마이크로파 출력 개구부를 중심으로 하여 대칭으로 연장되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 급전 장치.
  25. 제19항에 있어서, 상기 마이크로파 발생기에 결합되는 도파관과 상기 마이크로파 방사 부재 사이에는 별도의 도파관이 설치되고, 상기 별도의 도파관의 축 방향은 상기 제1 도파관의 축 방향에 대하여 수직이며,
    상기 마이크로파는 상기 마이크로파 발생기에 결합되는 도파관으로부터 그 마이크로파 출력 개구부를 통해 상기 별도의 도파관에 공급되고, 이 마이크로파는 상기 별도의 도파관의 바닥부에 설치된 단일의 별도의 마이크로파 출력 개구부에서 상기 마이크로파 방사 부재에 도입되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 급전 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 별도의 도파관은 원형 단면을 갖는 원형 도파관인 것을 특징으로 하는 마이크로파 급전 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 원형 도파관의 길이는 상기 마이크로파 발생기에 결합되는 도파관에 있어서의 마이크로파 파장의 n/2배(n은 정수)이며, 상기 원형 도파관은 원통 공동공진기를 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 급전 장치.
  28. 제19항에 있어서, 상기 마이크로파 방사 부재는 공급되는 마이크로파의 파장을 단축하는 지파판을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 급전 장치.
  29. 제19항에 있어서, 상기 마이크로파 방사 부재는 두께 방향으로 관통된 다수의 슬롯을 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 급전 장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 마이크로파 방사 부재의 슬롯은 나선형 또는 복수의 원주형으로 배열된 것을 특징으로 하는 마이크로파 급전 장치.
  31. 제29항에 있어서, 상기 마이크로파 방사 부재의 슬롯은 T자형으로 배치된 2개의 슬롯으로 이루어지는 슬롯쌍을 구성하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 급전 장치.
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