JPH065387A - Plasma processing device - Google Patents
Plasma processing deviceInfo
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- JPH065387A JPH065387A JP4187369A JP18736992A JPH065387A JP H065387 A JPH065387 A JP H065387A JP 4187369 A JP4187369 A JP 4187369A JP 18736992 A JP18736992 A JP 18736992A JP H065387 A JPH065387 A JP H065387A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、プラズマ生成室に外
部磁界を印可した状態で、マイクロ波を誘電体窓を通し
てプラズマ生成室へ供給し、プラズマ生成室内の原料を
電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）によりプラズマ化
し、試料に照射することによって薄膜形成を行うプラズ
マ処理装置に関するものであり、特に誘電体窓への膜の
付着を無くして金属膜や導電性膜を長時間安定して形成
するためのプラズマ処理装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention This invention supplies microwaves to a plasma generation chamber through a dielectric window in a state where an external magnetic field is applied to the plasma generation chamber, and the raw material in the plasma generation chamber is subjected to electron cyclotron resonance (ECR). The present invention relates to a plasma processing apparatus for forming a thin film by turning it into a plasma and irradiating a sample, and in particular, a plasma for stably forming a metal film or a conductive film for a long time by eliminating the adhesion of the film to the dielectric window. The present invention relates to a processing device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図７に従来のプラズマ処理装置の基本構
成を示す。この種のプラズマ処理装置として、特公昭６
２−４３３３５号「プラズマ付着装置」（特願昭５５−
５７８７７号）、特開平１−９７３９９号「プラズマ処
理方法および装置」（特願昭６３−９８３３０号）が知
られている。2. Description of the Related Art FIG. 7 shows a basic structure of a conventional plasma processing apparatus. As a plasma processing device of this type, Japanese Patent Publication No. 6
2-43335 "Plasma deposition device" (Japanese Patent Application No. 55-
57877) and JP-A-1-97399 "Plasma treatment method and apparatus" (Japanese Patent Application No. 63-98330).
【０００３】図７において、１０は試料室、２０はプラ
ズマ生成室、３０はマイクロ波供給手段である。試料室
１０は、試料４０を載置する試料台１１を有し、通気孔
１２を介して排気路１３に連結されている。試料室１０
は、排気路１３とは反対側において、プラズマ引き出し
開口２１を介してプラズマ生成室２０とつながってい
る。第１ガス導入系としての導入管２２を介して外部の
第１ガス源より第１ガスをプラズマ生成室２０内に導
く。開口２１の外部に近接して、小孔を複数個あけた環
状管２３を配置し、第２ガス導入系としての導入管２４
を介して、第２ガス源から必要に応じて第２ガスを試料
室１０に導く。プラズマ生成室２０の周りには、冷却環
部２５を配置し、冷却用管２６を介して冷却源より水な
どのクーラントを供給する。In FIG. 7, 10 is a sample chamber, 20 is a plasma generation chamber, and 30 is a microwave supply means. The sample chamber 10 has a sample table 11 on which a sample 40 is placed, and is connected to an exhaust passage 13 via a ventilation hole 12. Sample chamber 10
Is connected to the plasma generation chamber 20 via the plasma extraction opening 21 on the side opposite to the exhaust path 13. A first gas is introduced into the plasma generation chamber 20 from an external first gas source via an introduction pipe 22 as a first gas introduction system. An annular pipe 23 having a plurality of small holes is arranged near the outside of the opening 21, and an introduction pipe 24 as a second gas introduction system is arranged.
A second gas is introduced from the second gas source to the sample chamber 10 as necessary through the. A cooling ring portion 25 is arranged around the plasma generation chamber 20, and a coolant such as water is supplied from a cooling source through a cooling pipe 26.
【０００４】プラズマ生成室２０には、その開口２１と
対向する端面に、例えば石英ガラス板によるマイクロ波
導入窓（誘電体窓）２７が設けられている。このマイク
ロ波導入窓２７を介して、マイクロ波供給手段３０から
のマイクロ波を、真空度を維持してプラズマ生成室２０
内に導く。矩形導波管３３とマイクロ波導入窓２７との
間には、マイクロ波の矩形導波管モードとプラズマ中マ
イクロ波伝播モードとの整合を図るために、マイクロ波
モード変換器３５が配置されている。A microwave introduction window (dielectric window) 27 made of, for example, a quartz glass plate is provided on the end surface of the plasma generation chamber 20 facing the opening 21. Through the microwave introduction window 27, the microwave from the microwave supply means 30 is maintained in the vacuum degree and the plasma generation chamber 20 is maintained.
Guide inside. A microwave mode converter 35 is arranged between the rectangular waveguide 33 and the microwave introduction window 27 in order to match the rectangular waveguide mode of microwaves with the microwave propagation mode in plasma. There is.
【０００５】プラズマ生成室２０の周りには、磁気コイ
ル５０が配置され、ＥＣＲを生じさせるのに必要な外部
磁界（マイクロ波周波数２．４５ＧＨｚの場合には８７
５ガウス）を発生させる。磁気コイル５０もプラズマ生
成室２０と同様に冷却されている。これらによって、プ
ラズマ生成室２０内に導入される第１ガスを原料とし
て、マイクロ波導入窓２７を介して導入されるマイクロ
波によってＥＣＲ条件で励起させ、プラズマ化する。こ
のようにして生成したプラズマを磁界勾配を利用して試
料室１０内の試料台１１上に導き、試料台１１上の試料
４０上に薄膜を形成する。A magnetic coil 50 is arranged around the plasma generating chamber 20 and has an external magnetic field (87 in the case of a microwave frequency of 2.45 GHz, which is necessary to generate ECR).
5 Gauss) is generated. The magnetic coil 50 is also cooled like the plasma generation chamber 20. With these, the first gas introduced into the plasma generation chamber 20 is excited as a raw material by the microwaves introduced through the microwave introduction window 27 under the ECR condition to be turned into plasma. The plasma thus generated is guided to the sample stage 11 in the sample chamber 10 by utilizing the magnetic field gradient, and a thin film is formed on the sample 40 on the sample stage 11.
【０００６】このような構成のＥＣＲプラズマを利用し
て薄膜形成を行うプラズマ処理装置は、低ガス圧（１０
-4〜１０-5Ｔｒｒ），高活性，低損傷等の種々の特長を
有しており、薄膜付着への応用では、ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3
Ｎ4 ，ＳｉＣ等の各種薄膜を加熱無しの低温で緻密・高
品質に形成できる。A plasma processing apparatus for forming a thin film by using ECR plasma having such a structure has a low gas pressure (10
-4 to 10 -5 Trr), high activity, low damage, and other various features. For application to thin film deposition, SiO 2 , Si 3
Various thin films such as N 4 and SiC can be formed densely and with high quality at low temperature without heating.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示す構成では、マイクロ波導入窓２７が直接プラズマに
接しているために、マイクロ波導入窓２７上にも膜が付
着する。そのため、導電性膜の形成ではマイクロ波導入
窓２７に導電性膜が形成される結果、マイクロ波が反射
されたり、その膜にマイクロ波が吸収されたりして、プ
ラズマが維持できなくなり、膜形成が行えなくなる。ま
た、マイクロ波導入条件が徐々に変化して再現性が損な
われたりする。このように従来の装置構成ではマイクロ
波導入窓２７への導電性膜付着のために、導電性膜を長
時間安定して形成することができないという問題があっ
た。なお、マイクロ波導入窓２７への導電性膜の付着の
防止を目的として、図８，図９，図１０に示すようなＥ
ＣＲプラズマ装置が知られている。しかし、いずれの装
置にも、難点がある。However, in the structure shown in FIG. 7, since the microwave introducing window 27 is in direct contact with the plasma, the film is also attached on the microwave introducing window 27. Therefore, in the formation of the conductive film, the conductive film is formed in the microwave introduction window 27, and as a result, the microwave is reflected or the microwave is absorbed by the film, plasma cannot be maintained, and the film is formed. Cannot be done. In addition, the microwave introduction condition is gradually changed and the reproducibility is impaired. As described above, the conventional device configuration has a problem that the conductive film cannot be stably formed for a long time because the conductive film is attached to the microwave introduction window 27. For the purpose of preventing the conductive film from adhering to the microwave introduction window 27, E as shown in FIG. 8, FIG. 9 and FIG.
CR plasma devices are known. However, both devices have drawbacks.
【０００８】図８に示す装置構成では、マイクロ波導入
用開口２８からは直接見込めない位置、すなわちマイク
ロ波導入用開口２８からみて死角の位置に、マイクロ波
導入窓２７を配置している。そして、マイクロ波をマイ
クロ波導入窓２７を通し真空導波管７２を介してプラズ
マ生成室２０へ供給するものとし、磁気コイル５０と真
空導波管７２との間に例えばヨーク等の強磁性体７１を
配置している。他は図７に示す構成と同様である。In the apparatus configuration shown in FIG. 8, the microwave introduction window 27 is arranged at a position which cannot be directly expected from the microwave introduction opening 28, that is, at a blind spot as seen from the microwave introduction opening 28. Then, the microwave is supplied to the plasma generation chamber 20 through the microwave introduction window 27 and the vacuum waveguide 72, and a ferromagnetic material such as a yoke is provided between the magnetic coil 50 and the vacuum waveguide 72. 71 are arranged. Others are the same as the configuration shown in FIG. 7.
【０００９】図８に示す装置構成では、プラズマ中の粒
子が直接飛来しない位置にマイクロ波導入窓２７を配置
することにより、マイクロ波導入窓２７へ導電性膜が付
着しにくいものとしている。この場合、真空導波管７２
内部でのプラズマの発生が問題となるが、この装置構成
では、真空導波管７２の周囲に強磁性体７１を配置する
ことにより真空導波管７２内の磁束密度を減少させて、
真空導波管７２中でのプラズマの発生を抑止している
（応用物理学会誌第５８巻第８号（１９８９年）１２１
７頁−１２２６頁「高速スパッタ型ＥＣＲプラズマ成膜
技術の汎用化−導電成膜の高速形成技術−」参照）。In the configuration of the apparatus shown in FIG. 8, the microwave introducing window 27 is arranged at a position where particles in plasma do not directly fly, so that the conductive film is less likely to adhere to the microwave introducing window 27. In this case, the vacuum waveguide 72
Although the generation of plasma inside becomes a problem, in this device configuration, by placing the ferromagnetic material 71 around the vacuum waveguide 72, the magnetic flux density in the vacuum waveguide 72 is reduced,
Generation of plasma in the vacuum waveguide 72 is suppressed (Journal of Applied Physics, Vol. 58, No. 8 (1989) 121
See page 7-1226 "Generalization of high-speed sputtering type ECR plasma film formation technology-high-speed formation technology of conductive film-".
【００１０】しかしながら、このような構成では、真空
導波管７２部分での磁界が弱いために、プラズマ生成室
２０内から拡散してくるプラズマにより、真空導波管７
２部分でマイクロ波の遮断が起こり、マイクロ波の反射
を生じてプラズマ密度が高められないという問題があ
る。However, in such a structure, since the magnetic field in the vacuum waveguide 72 is weak, the vacuum waveguide 7 is generated by the plasma diffused from the inside of the plasma generation chamber 20.
There is a problem that the microwave is blocked at the two portions, the microwave is reflected, and the plasma density cannot be increased.
【００１１】図９に示す装置構成においても、プラズマ
中の粒子が直接飛来しない位置にマイクロ波導入窓２７
を配置することにより、マイクロ波導入窓２７へ導電性
膜が付着しにくいものとしている。そして、真空導波管
７２を、２つの磁気コイル５１と５２との間を通して、
プラズマ生成室２０と結合している。この場合、マイク
ロ波源３１からのマイクロ波は、マイクロ波導入窓２７
を通り、真空導波管７２内を外部磁界（図示矢印Ｂ方
向）に対して垂直な方向へ伝播して、プラズマ生成室２
０に導入される。この場合、真空導波管７２内部でのプ
ラズマの発生が問題となるが、この装置構成では、マイ
クロ波の進行方向が外部磁界に対して垂直でマイクロ波
電界が外部磁界に対して平行になるように、真空導波管
７２をプラズマ生成室２０と結合させることにより、真
空導波管７２内でのプラズマ生成を防止している。ま
た、プラズマが磁力線に捕捉されて磁力線に垂直方向に
は広がりにくいことを利用して、真空導波管７２内への
プラズマの拡散を防止している（応用物理学会誌第５８
巻第８号（１９８９年）１２１７頁−１２２６頁「高速
スパッタ型ＥＣＲプラズマ成膜技術の汎用化−導電成膜
の高速形成技術−」およびＮＴＴ Ｒ＆Ｄ ｖｏｌ．３
９ Ｎｏ．６（１９９０）９３９頁−９４６頁「電界ミ
ラー型高速ＥＣＲスパッタ成膜技術」参照）。Also in the apparatus configuration shown in FIG. 9, the microwave introduction window 27 is provided at a position where particles in the plasma do not directly fly.
By disposing, the conductive film is unlikely to adhere to the microwave introduction window 27. Then, the vacuum waveguide 72 is passed between the two magnetic coils 51 and 52,
It is connected to the plasma generation chamber 20. In this case, the microwave from the microwave source 31 is transmitted through the microwave introduction window 27.
Through the vacuum waveguide 72 in the direction perpendicular to the external magnetic field (the direction of arrow B in the drawing), and the plasma generation chamber 2
Introduced to zero. In this case, the generation of plasma inside the vacuum waveguide 72 becomes a problem, but in this device configuration, the traveling direction of the microwave is perpendicular to the external magnetic field and the microwave electric field is parallel to the external magnetic field. As described above, by connecting the vacuum waveguide 72 to the plasma generation chamber 20, plasma generation in the vacuum waveguide 72 is prevented. Moreover, the diffusion of plasma into the vacuum waveguide 72 is prevented by utilizing the fact that the plasma is hard to be captured by the magnetic force lines and spread in the direction perpendicular to the magnetic force lines (Journal of Applied Physics, No. 58).
Vol. 8, No. 8 (1989), pages 1217 to 1226, "Generalization of high-speed sputtering type ECR plasma film forming technology-high-speed forming technology of conductive film-" and NTT R & D vol. Three
9 No. 6 (1990) pp. 939-946 "Electric field mirror type high-speed ECR sputtering film formation technology").
【００１２】しかしながら、このような構成では、プラ
ズマ生成室２０内でマイクロ波が正常波（プラズマ中で
のマイクロ波の伝播モードの１つで、マイクロ波の進行
方向が外部磁界に垂直で、電界の方向が外部磁界に平行
な伝播モード）で伝播することになるために、マイクロ
波の遮断現象が避けられず、マイクロ波の反射を生じて
プラズマ密度が高められないという問題がある。However, in such a configuration, the microwave is a normal wave in the plasma generation chamber 20 (one of the microwave propagation modes in the plasma, the traveling direction of the microwave is perpendicular to the external magnetic field, and the electric field is Therefore, there is a problem that the microwave blocking phenomenon is unavoidable and the plasma density cannot be increased due to the reflection of microwaves.
【００１３】すなわち、プラズマは、（ａ）適度な真空
が実現され、（ｂ）マイクロ波電界と垂直方向に外部磁
界があり、（ｃ）マイクロ波電界が存在する場合にはた
ち易くなるが、逆にこれらのうち少なくとも１つが成立
しない場合にはたち難くなる。一方、高密度のＥＣＲプ
ラズマを安定に生成するためには、（ｄ）マイクロ波の
遮断を防ぐために、マイクロ波がＥＣＲ条件よりも高磁
界側から外部磁界に沿ってプラズマ生成室に導入されて
いること、（ｅ）マイクロ波電界の方向が外部磁界に垂
直であること、（ｆ）適度な真空が実現されていること
の３点が同時に成立することが必要である。真空導波管
内では、適度な真空が保たれマイクロ波電界も存在する
ので、真空導波管内でのプラズマの発生を防ぐには、マ
イクロ波電界を外部磁界と平行にするか、外部磁界を零
にすればよい。図８に示した装置構成では、真空導波管
７２内の磁界を弱めることで、真空導波管７２内でのプ
ラズマの発生を防止しているが、プラズマが導波管７２
内部に拡散すると磁界が弱いために、逆に、マイクロ波
の遮断現象が起こり、プラズマ密度が高められない。ま
た、図９に示した装置構成では、真空導波管７２をプラ
ズマ生成室２０に側面側より結合してマイクロ波電界と
外部磁界を平行にし、これによりプラズマの発生を抑え
ているが、プラズマ生成室２０内でマイクロ波の遮断現
象が起こり、プラズマ密度が高められない。That is, plasma becomes easy when (a) an appropriate vacuum is realized, (b) an external magnetic field is present in a direction perpendicular to the microwave electric field, and (c) a microwave electric field exists. On the contrary, if at least one of these is not established, it becomes difficult. On the other hand, in order to stably generate a high-density ECR plasma, (d) microwaves are introduced into the plasma generation chamber from a higher magnetic field side than the ECR condition along the external magnetic field in order to prevent the microwave from being blocked. It is necessary to simultaneously satisfy the following three points: (e) the direction of the microwave electric field is perpendicular to the external magnetic field, and (f) that an appropriate vacuum is realized. In the vacuum waveguide, an appropriate vacuum is maintained and there is also a microwave electric field.Therefore, in order to prevent plasma generation in the vacuum waveguide, the microwave electric field should be parallel to the external magnetic field or the external magnetic field should be zero. You can do this. In the device configuration shown in FIG. 8, the magnetic field in the vacuum waveguide 72 is weakened to prevent generation of plasma in the vacuum waveguide 72.
When diffused inward, the magnetic field is weak, and conversely, a microwave blocking phenomenon occurs and the plasma density cannot be increased. Further, in the apparatus configuration shown in FIG. 9, the vacuum waveguide 72 is coupled to the plasma generation chamber 20 from the side surface to make the microwave electric field and the external magnetic field parallel to each other, thereby suppressing the generation of plasma. The microwave blocking phenomenon occurs in the generation chamber 20, and the plasma density cannot be increased.
【００１４】図１０に示す装置構成では、ＲＦ電源８１
を用いて、マイクロ波導入窓２７に高周波電力（ＲＦ電
力）を供給するものとしている。すなわち、プラズマ生
成室２０にＡｒガスを導入してプラズマ化し、ＲＦ電源
８１によりマイクロ波導入窓２７にＲＦ電力を供給し、
発生するセルフバイアスによってプラズマ中のＡｒイオ
ンを加速してマイクロ波導入窓２７に衝突させ、Ａｒイ
オンのスパッタリング効果により、マイクロ波導入窓２
７への導電性膜の付着を防止している（住友金属，ｖｏ
ｌ．４３−４（１９９１），３７頁−４３頁「ＥＣＲプ
ラズマによるＷ薄膜形成」参照）。In the apparatus configuration shown in FIG. 10, the RF power source 81
Is used to supply high-frequency power (RF power) to the microwave introduction window 27. That is, Ar gas is introduced into the plasma generation chamber 20 to generate plasma, and RF power is supplied from the RF power supply 81 to the microwave introduction window 27.
Ar ions in the plasma are accelerated by the generated self-bias and collide with the microwave introduction window 27, and the microwave introduction window 2 is generated due to the sputtering effect of Ar ions.
Prevents conductive film from adhering to 7 (Sumitomo Metals, vo
l. 43-4 (1991), pp. 37-43, "W thin film formation by ECR plasma").
【００１５】しかしながら、この装置構成では、Ａｒイ
オンが衝突することによるマイクロ波導入窓２７の損耗
の問題や、これによる不純物材料の形成中の膜への混入
の問題があるうえ、マイクロ波導入窓２７の温度上昇を
防止する冷却機構およびマイクロ波導入窓２７にＲＦ電
力を供給する手段を新たに設置する必要がある。However, in this device structure, there is a problem of wear of the microwave introduction window 27 due to collision of Ar ions and a problem of contamination of the film into the film during formation of the impurity material, and the microwave introduction window. It is necessary to newly install a cooling mechanism for preventing the temperature rise of 27 and a means for supplying RF power to the microwave introduction window 27.
【００１６】以上説明したように、現在のところマイク
ロ波導入窓２７への膜付着の問題を根本的に解決して、
高密度のプラズマを安定に生成でき、導電性膜を長時間
安定に形成できる方法は知られていない。As described above, at present, by fundamentally solving the problem of film adhesion to the microwave introduction window 27,
A method capable of stably generating high-density plasma and stably forming a conductive film for a long time is not known.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するためになされたもので、誘電体窓を通過した
マイクロ波を、そのマイクロ波電界を外部磁界と平行と
して外部磁界に垂直な方向へ進ませ、このマイクロ波の
進行方向をプラズマ生成室直上の外部磁界強度がＥＣＲ
条件よりも強い場所で直角に曲げて、外部磁界に沿って
プラズマ生成室へ導くように、導波管を配置したもので
ある。The present invention has been made in order to solve the above problems, and a microwave passing through a dielectric window is made perpendicular to the external magnetic field by making the microwave electric field parallel to the external magnetic field. The direction of the microwave, and the external magnetic field strength immediately above the plasma generation chamber
The waveguide is arranged so that it is bent at a right angle in a place stronger than the conditions and is guided to the plasma generation chamber along the external magnetic field.
【００１８】[0018]
【作用】したがってこの発明によれば、誘電体窓を通過
したマイクロ波がそのマイクロ波電界を外部磁界と平行
として外部磁界に垂直な方向へ進むことにより、導波管
内でのプラズマの発生と導波管内へのプラズマの拡散
（導波管内でのマイクロ波の遮断）が防止される。ま
た、マイクロ波の進行方向をプラズマ生成室直上の外部
磁界強度がＥＣＲ条件よりも強い場所で直角に曲げて外
部磁界に沿ってプラズマ生成室へ導くことにより、プラ
ズマ生成室内でのマイクロ波の遮断を防ぐことができ
る。According to the present invention, therefore, the microwave passing through the dielectric window advances in a direction perpendicular to the external magnetic field by making the microwave electric field parallel to the external magnetic field, thereby generating and guiding the plasma in the waveguide. Diffusion of plasma into the wave tube (blocking of microwaves in the wave guide) is prevented. In addition, by blocking the microwave in the plasma generation chamber by bending the direction of propagation of the microwave at a right angle in a place where the external magnetic field strength directly above the plasma generation chamber is stronger than the ECR condition and guiding the microwave to the plasma generation chamber along the external magnetic field. Can be prevented.
【００１９】[0019]
【実施例】以下、本発明に係るプラズマ処理装置を詳細
に説明する。The plasma processing apparatus according to the present invention will be described in detail below.
【００２０】実施例１ 図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に本発明の第１の実施例を
示す。本図はマイクロ波導入部を拡大して示しており、
他の部分の構成は図７と同様である。図１（ａ）は装置
側面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ方向矢視
図、図１（ｃ）はマイクロ波導入部の外観を示す図であ
る。Embodiment 1 FIGS. 1A, 1B and 1C show a first embodiment of the present invention. This figure shows the microwave introduction part on an enlarged scale.
The configuration of other parts is similar to that of FIG. 7. 1 (a) is a side view of the apparatus, FIG. 1 (b) is a view in the direction of arrow A in FIG. 1 (a), and FIG. 1 (c) is an external view of a microwave introduction part.
【００２１】マイクロ波源３１からのマイクロ波は矩形
導波管３２，整合器３４，矩形導波管３３，マイクロ波
導入窓２７，真空導波管６１を経てプラズマ生成室２０
に導かれる。The microwave from the microwave source 31 passes through the rectangular waveguide 32, the matching box 34, the rectangular waveguide 33, the microwave introduction window 27, and the vacuum waveguide 61, and the plasma generation chamber 20.
Be led to.
【００２２】真空導波管６１は、マイクロ波がそのマイ
クロ波電界を外部磁界と平行として外部磁界に垂直な方
向へ進む導波管部６１−１と、マイクロ波を反射させて
マイクロ波の進行方向と電界方向を９０度変化させるた
めのテーパ管部６１−２とから構成されている。この例
では、矩形導波管３３とプラズマ生成室２０との接続を
容易とするために、矩形導波管３３側と接続する真空導
波管６１の端面は矩形導波管３３の断面と等しく、プラ
ズマ生成室２０と接続する真空導波管６１の端面は矩形
導波管３３の長手方向の寸法に等しい直径を有する円形
（９６ｍｍφ）となっている。２７はプラズマ生成室２
０を真空に保ちかつマイクロ波を導入するためのマイク
ロ波導入窓であり、ここでは、石英ガラス板が用いられ
ている。矩形導波管３３はマイクロ波導入窓２７の直前
でマイクロ波の進行方向が外部磁界に垂直でマイクロ波
電界が外部磁界に平行になるように配置されている。こ
の例ではマイクロ波導入窓２７の直前でＥコーナにより
直角に曲げることにより実現している。The vacuum waveguide 61 includes a waveguide portion 61-1 in which microwaves are parallel to the external magnetic field and proceeds in a direction perpendicular to the external magnetic field, and a microwave waveguide 61-1 reflects the microwaves to propagate the microwaves. Direction and the direction of the electric field are changed by 90 degrees. In this example, in order to facilitate the connection between the rectangular waveguide 33 and the plasma generation chamber 20, the end face of the vacuum waveguide 61 connected to the rectangular waveguide 33 side is equal to the cross section of the rectangular waveguide 33. The end surface of the vacuum waveguide 61 connected to the plasma generation chamber 20 is circular (96 mmφ) having a diameter equal to the longitudinal dimension of the rectangular waveguide 33. 27 is the plasma generation chamber 2
This is a microwave introduction window for keeping 0 in a vacuum and for introducing microwaves, and a quartz glass plate is used here. The rectangular waveguide 33 is arranged immediately before the microwave introduction window 27 so that the traveling direction of the microwave is perpendicular to the external magnetic field and the microwave electric field is parallel to the external magnetic field. In this example, it is realized by bending at a right angle by the E corner just before the microwave introduction window 27.
【００２３】図２に磁気コイル５０と真空導波管６１と
の位置関係を示す。磁気コイル５０により、真空導波管
６１付近の磁界強度がＥＣＲ条件よりも強くなり、プラ
ズマ生成室２０内の適当な領域でＥＣＲ条件を満たすよ
うな外部磁界が生成される。FIG. 2 shows the positional relationship between the magnetic coil 50 and the vacuum waveguide 61. Due to the magnetic coil 50, the magnetic field strength near the vacuum waveguide 61 becomes stronger than the ECR condition, and an external magnetic field satisfying the ECR condition is generated in an appropriate region in the plasma generation chamber 20.
【００２４】このような構成によって、マイクロ波導入
窓２７を通過したマイクロ波は、導波管部６１−１をＴ
Ｅ10モード（電界は外部磁界に平行）で外部磁界に対し
て垂直な方向へ進み、テーパ管部６１−２で反射して進
行方向を直角に曲げられて、外部磁界に沿ってＥＣＲ条
件よりも強磁界側からプラズマ生成室２０に導入され
る。テーパ管部６１−２で反射される前後でマイクロ波
電界の方向は外部磁界に平行な方向から垂直な方向に変
化する。その様子を図３に示す。図３において、９１は
マイクロ波電界の電気力線を模式的に表しており、Ｂは
外部磁界を表す。With such a configuration, the microwaves passing through the microwave introduction window 27 pass through the waveguide portion 61-1 at the T level.
In the E 10 mode (the electric field is parallel to the external magnetic field), it travels in a direction perpendicular to the external magnetic field, is reflected by the taper tube portion 61-2 and is bent at a right angle, and the ECR condition along the external magnetic field Is also introduced into the plasma generation chamber 20 from the strong magnetic field side. Before and after being reflected by the tapered tube portion 61-2, the direction of the microwave electric field changes from the direction parallel to the external magnetic field to the direction perpendicular to the external magnetic field. The situation is shown in FIG. In FIG. 3, reference numeral 91 schematically represents the lines of electric force of the microwave electric field, and B represents the external magnetic field.
【００２５】このような構成により、導波管部６１−１
ではマイクロ波電界と外部磁界とを平行にできるので、
導波管部６１−１内でのプラズマの発生を防止すること
ができる。また、プラズマ生成室２０で発生したプラズ
マは磁力線に対して垂直方向には拡散しにくいので、テ
ーパ管部６１−２から導波管部６１−１へのプラズマの
拡散はなく、マイクロ波導入窓２７への膜の付着が抑制
できる。さらに、マイクロ波はテーパ管部６１−２によ
って反射されて、ＥＣＲ条件より高磁界側から外部磁界
に沿ってプラズマ生成室２０に導入されるので、プラズ
マ生成室２０内でのマイクロ波の遮断現象が起こらず、
高密度プラズマが安定に生成できる。With such a configuration, the waveguide section 61-1 is
Since the microwave electric field and the external magnetic field can be made parallel,
It is possible to prevent the generation of plasma in the waveguide section 61-1. Further, since the plasma generated in the plasma generation chamber 20 is unlikely to diffuse in the direction perpendicular to the lines of magnetic force, there is no plasma diffusion from the tapered tube portion 61-2 to the waveguide portion 61-1 and the microwave introduction window The adhesion of the film to 27 can be suppressed. Further, since the microwave is reflected by the taper pipe portion 61-2 and introduced into the plasma generation chamber 20 from the higher magnetic field side than the ECR condition along the external magnetic field, the microwave blocking phenomenon in the plasma generation chamber 20 is caused. Does not happen,
High-density plasma can be generated stably.
【００２６】本実施例では、マイクロ波導入窓２７をプ
ラズマ生成室２０へのマイクロ波導入用開口２８からみ
て死角の位置に配置しているので、プラズマ生成室２０
内で生成されたプラズマ中の粒子が直接飛来できず、マ
イクロ波導入窓２７への膜の付着防止がより効果的とさ
れている。In the present embodiment, since the microwave introduction window 27 is arranged at the blind spot as viewed from the microwave introduction opening 28 to the plasma generation chamber 20, the plasma generation chamber 20.
Particles in the plasma generated inside cannot fly directly, and it is said that the prevention of the adhesion of the film to the microwave introduction window 27 is more effective.
【００２７】したがって、このような構成により、導電
性膜を長時間安定に形成することができる。Therefore, with such a structure, the conductive film can be stably formed for a long time.
【００２８】実施例１では、導波管部６１−１内でのマ
イクロ波電界を外部磁界と平行にすることにより、導波
管部６１−１内でのプラズマの発生を防止しているが、
さらに、導波管部６１−１内でマイクロ波の定在波を作
ると、その節の部分ではマイクロ波電界は非常に弱くな
るので、導波管部６１−１内でプラズマをよりたち難く
することができる。このような構成の例を実施例２およ
び実施例３に記す。In the first embodiment, the microwave electric field in the waveguide section 61-1 is made parallel to the external magnetic field to prevent the generation of plasma in the waveguide section 61-1. ,
Furthermore, if a microwave standing wave is generated in the waveguide section 61-1, the microwave electric field becomes very weak at the node portion, so that plasma is more difficult to reach in the waveguide section 61-1. can do. Examples of such a configuration will be described in Example 2 and Example 3.
【００２９】実施例２ 図４（ａ），（ｂ）に本発明の第２の実施例を示す。本
図はマイクロ波導入部を拡大して示しており、他の部分
の構成は図７と同様である。図４（ａ）は装置側面図、
図４（ｂ）はマイクロ波導入部の外観を示す。Embodiment 2 FIGS. 4A and 4B show a second embodiment of the present invention. This figure shows an enlarged view of the microwave introduction part, and the configuration of the other parts is the same as in FIG. 7. FIG. 4A is a side view of the device,
FIG. 4B shows the appearance of the microwave introduction part.
【００３０】図４（ａ）において、６４はマイクロ波を
２つに分岐する矩形導波管で、マイクロ波回路ではＥ面
Ｙ分岐と呼ばれている分岐回路である。６３は中央部に
マイクロ波を送り出すためのスリット６２を有する真空
導波管で、マイクロ波がそのマイクロ波電界を外部磁界
と平行として外部磁界に垂直な方向へ進む導波管部６３
−１と、このマイクロ波を外部磁界に沿ってプラズマ生
成室２０へ導くテーパ管部６３−２とから構成されてい
る。In FIG. 4A, reference numeral 64 denotes a rectangular waveguide for branching a microwave into two, which is a branch circuit called an E-plane Y branch in the microwave circuit. Reference numeral 63 denotes a vacuum waveguide having a slit 62 for transmitting a microwave to the central portion, and the microwave guides the microwave in a direction perpendicular to the external magnetic field by making the microwave electric field parallel to the external magnetic field.
-1 and a taper tube portion 63-2 that guides the microwave to the plasma generation chamber 20 along the external magnetic field.
【００３１】スリット６２は導波管部６３−１のプラズ
マ生成室２０側の面内に形成されており、この例では、
マイクロ波の進行方向には４０ｍｍ、進行方向に直角な
方向には９６ｍｍの矩形開口としている。テーパ管部６
３−２はスリット６２と連通し、この例では、導波管部
６３−１側は９６ｍｍ×４０ｍｍの矩形開口、プラズマ
生成室２０側は導波管部６３−１の長手方向と等しい直
径をもつ９６ｍｍφの円形開口になっている。２７−
１，２７−２は真空を維持してマイクロ波を導入するた
めのマイクロ波導入窓で、スリット６２を挾んでその両
側のマイクロ波が外部磁界に垂直に進行する部分に設置
され、この例では石英板が用いられている。The slit 62 is formed in the surface of the waveguide portion 63-1 on the plasma generation chamber 20 side, and in this example,
The microwave has a rectangular opening of 40 mm in the traveling direction and 96 mm in the direction perpendicular to the traveling direction. Taper tube section 6
3-2 communicates with the slit 62. In this example, the waveguide portion 63-1 side has a rectangular opening of 96 mm × 40 mm, and the plasma generation chamber 20 side has a diameter equal to the longitudinal direction of the waveguide portion 63-1. It has a circular opening of 96 mmφ. 27-
Reference numerals 1 and 27-2 denote microwave introduction windows for introducing a microwave while maintaining a vacuum. The microwave introduction windows are installed in portions where the microwaves on both sides of the slit 62 are perpendicular to the external magnetic field. A quartz plate is used.
【００３２】マイクロ波源３１からのマイクロ波は矩形
導波管３２，整合器３４，矩形導波管３３を経て分岐回
路６４に導かれる。分岐回路６４で２つに分けられたマ
イクロ波は、それぞれ等しい距離を伝播した後、マイク
ロ波導入窓２７−１，２７−２を通り、スリット６２付
近に到達する。分岐回路６４で２つに分岐されたマイク
ロ波の位相は互いに１８０度違っているため、導波管部
６３−１のスリット６２付近ではマイクロ波導入窓２７
−１からのマイクロ波とマイクロ波導入窓２７−２から
のマイクロ波とが、互いに打ち消しあって、スリット６
２付近は定在波の節となり、マイクロ波電界の強度は非
常に弱くなる。The microwave from the microwave source 31 is guided to the branch circuit 64 through the rectangular waveguide 32, the matching device 34, and the rectangular waveguide 33. The microwaves divided into two by the branch circuit 64 propagate through equal distances and then pass through the microwave introduction windows 27-1 and 27-2 and reach the vicinity of the slit 62. Since the phases of the microwaves branched into two by the branch circuit 64 are different from each other by 180 degrees, the microwave introduction window 27 is provided near the slit 62 of the waveguide section 63-1.
-1 and the microwave from the microwave introduction window 27-2 cancel each other and the slit 6
The vicinity of 2 becomes a node of the standing wave, and the strength of the microwave electric field becomes very weak.
【００３３】ここで、マイクロ波導入窓２７−１と２７
−２とをスリット６２に対して対称の位置に配置する
と、分岐回路６４で分岐された２つのマイクロ波の光路
長を完全に等しくできるので、スリット６２付近で節を
形成するのにより効果的である。Here, the microwave introduction windows 27-1 and 27
If -2 and -2 are arranged symmetrically with respect to the slit 62, the optical path lengths of the two microwaves branched by the branch circuit 64 can be made completely equal, and it is more effective to form a node near the slit 62. is there.
【００３４】そして、導波管壁を流れる高周波電流がス
リット６２によって断ち切られるため、スリット６２は
一種のスロットアンテナとして作用し、マイクロ波はテ
ーパ管部６３−２内へ放射され、さらに、テーパ管部６
３−２を介してプラズマ生成室２０内に放射される。放
射されるマイクロ波の電界は外部磁界と垂直になる。こ
の様子を図５に示す。図５で９１はマイクロ波の電気力
線を模式的に示している。Since the high frequency current flowing through the waveguide wall is cut off by the slit 62, the slit 62 acts as a kind of slot antenna, the microwave is radiated into the taper tube portion 63-2, and the taper tube is further radiated. Part 6
It is radiated into the plasma generation chamber 20 via 3-2. The radiated microwave electric field is perpendicular to the external magnetic field. This state is shown in FIG. In FIG. 5, 91 schematically shows the lines of electric force of the microwave.
【００３５】このような構成により、導波管部６３−１
内では、マイクロ波電界は外部磁界と平行となり、さら
に、スリット６２付近が定在波の節となってマイクロ波
電界が非常に弱くなり、導波管部６３−１内でのプラズ
マの発生を防止することができるようになる。さらに、
マイクロ波は外部磁界に沿ってＥＣＲ条件よりも高磁界
側からプラズマ生成室２０に導入されるので、プラズマ
生成室２０内でのマイクロ波の遮断現象が起こらず、高
密度プラズマを安定に生成することができる。With such a configuration, the waveguide section 63-1
In the inside, the microwave electric field becomes parallel to the external magnetic field, and the vicinity of the slit 62 becomes a node of the standing wave, so that the microwave electric field becomes very weak and the generation of plasma in the waveguide portion 63-1 is generated. Will be able to prevent. further,
Since the microwaves are introduced into the plasma generation chamber 20 along the external magnetic field from the higher magnetic field side than the ECR condition, the microwave blocking phenomenon does not occur in the plasma generation chamber 20, and the high-density plasma is stably generated. be able to.
【００３６】なお、本実施例においても、マイクロ波導
入窓２７−１，２７−２をプラズマ生成室２０へのマイ
クロ波導入用開口２８からみて死角の位置に配置してい
るので、プラズマ生成室２０内で生成されたプラズマ中
の粒子が直接飛来できず、マイクロ波導入窓２７−１，
２７−２への膜の付着防止がより効果的とされている。Also in this embodiment, since the microwave introducing windows 27-1 and 27-2 are arranged at the blind spots as viewed from the microwave introducing opening 28 to the plasma generating chamber 20, the plasma generating chamber is not provided. Particles in the plasma generated in 20 cannot fly directly to the microwave introduction window 27-1,
It is said that the prevention of the adhesion of the film to 27-2 is more effective.
【００３７】実施例３ 図６（ａ），（ｂ）に本発明の第３の実施例を示す。本
図はマイクロ波導入部を拡大して示しており、他の部分
の構成は図７と同様である。図６（ａ）は装置側面図、
図６（ｂ）はマイクロ波導入部の外観を示す。Embodiment 3 FIGS. 6A and 6B show a third embodiment of the present invention. This figure shows an enlarged view of the microwave introduction part, and the configuration of the other parts is the same as in FIG. 7. FIG. 6A is a side view of the device,
FIG. 6B shows the appearance of the microwave introduction part.
【００３８】同図において、６７はその一端に反射端６
５を有する真空導波管で、マイクロ波がそのマイクロ波
電界を外部磁界と平行として外部磁界に垂直な方向へ進
む導波管部６７−１と、このマイクロ波を外部磁界に沿
ってプラズマ生成室２０へ導くテーパ管部６７−２とか
ら構成されている。導波管部６７−１のプラズマ生成室
２０側の内面には、反射端６５から半波長の位置を中心
にスリット６２が形成されている。スリット６２は、こ
の例では、マイクロ波の進行方向には４０ｍｍ、進行方
向に直角な方向には９６ｍｍの矩形開口としている。テ
ーパ管部６７−２はスリット６２と連通し、この例で
は、導波管部６７−１側は９６ｍｍ×４０ｍｍの矩形開
口、プラズマ生成室２０側は導波管部６７−１の長手方
向と等しい直径をもつ９６ｍｍφの円形開口になってい
る。In the figure, 67 is a reflecting end 6 at one end thereof.
In the vacuum waveguide having 5, the waveguide section 67-1 in which the microwave is parallel to the external magnetic field and advances in the direction perpendicular to the external magnetic field, and plasma is generated along the external magnetic field. It is composed of a taper pipe portion 67-2 which leads to the chamber 20. On the inner surface of the waveguide portion 67-1 on the plasma generation chamber 20 side, a slit 62 is formed around the position of a half wavelength from the reflection end 65. In this example, the slit 62 has a rectangular opening of 40 mm in the traveling direction of the microwave and 96 mm in the direction perpendicular to the traveling direction. The taper tube portion 67-2 communicates with the slit 62. In this example, the waveguide portion 67-1 side is a rectangular opening of 96 mm × 40 mm, and the plasma generation chamber 20 side is in the longitudinal direction of the waveguide portion 67-1. It has a circular opening of 96 mmφ with the same diameter.
【００３９】マイクロ波源３１からのマイクロ波は矩形
導波管３２，整合器３４，矩形導波管３３，マイクロ波
導入窓２７を経て反射端６５により反射され、マイクロ
波導入窓２７から伝播してくるマイクロ波と干渉し、導
波管部６７−１内に定在波を形成する。スリット６２は
反射端６５から半波長の位置を中心に形成してあるた
め、スリット６２付近は定在波の節となり、マイクロ波
電界の強度は非常に弱くなる。そして、スリット６２に
より導波管壁を流れる高周波電流が断ち切られ、スリッ
ト６２が一種のスロットアンテナとして作用し、マイク
ロ波はテーパ管部６７−２内へ放射され、さらに、テー
パ管部６７−２を介してプラズマ生成室２０内に放射さ
れる。放射されるマイクロ波の電界は外部磁界と垂直に
なる。The microwave from the microwave source 31 passes through the rectangular waveguide 32, the matching box 34, the rectangular waveguide 33, the microwave introduction window 27, is reflected by the reflection end 65, and propagates through the microwave introduction window 27. It interferes with the incoming microwave and forms a standing wave in the waveguide section 67-1. Since the slit 62 is formed around the position of a half wavelength from the reflection end 65, the vicinity of the slit 62 becomes a node of the standing wave, and the strength of the microwave electric field becomes very weak. Then, the high frequency current flowing through the waveguide wall is cut off by the slit 62, the slit 62 acts as a kind of slot antenna, the microwave is radiated into the taper tube portion 67-2, and further, the taper tube portion 67-2. Is radiated into the plasma generation chamber 20 via the. The radiated microwave electric field is perpendicular to the external magnetic field.
【００４０】このような構成により、導波管部６７−１
内では、マイクロ波電界は外部磁界と平行となり、さら
に、スリット６２付近が定在波の節となってマイクロ波
電界が非常に弱くなり、導波管部６７−１内でのプラズ
マの発生を防止することができるようになる。さらに、
マイクロ波は外部磁界に沿ってＥＣＲ条件よりも高磁界
側からプラズマ生成室２０に導入されるので、プラズマ
生成室２０内でのマイクロ波の遮断現象が起こらず、高
密度プラズマを安定に生成することができる。With this structure, the waveguide section 67-1 is provided.
In the inside, the microwave electric field becomes parallel to the external magnetic field, and further, the vicinity of the slit 62 becomes a node of the standing wave, and the microwave electric field becomes very weak, so that the generation of plasma in the waveguide section 67-1 is generated. Will be able to prevent. further,
Since the microwaves are introduced into the plasma generation chamber 20 along the external magnetic field from the higher magnetic field side than the ECR condition, the microwave blocking phenomenon does not occur in the plasma generation chamber 20, and the high-density plasma is stably generated. be able to.
【００４１】本実施例においても、マイクロ波導入窓２
７をプラズマ生成室２０へのマイクロ波導入用開口２８
からみて死角の位置に配置しているので、プラズマ生成
室２０内で生成されたプラズマ中の粒子が直接飛来でき
ず、マイクロ波導入窓２７への膜の付着防止がより効果
的とされている。Also in this embodiment, the microwave introduction window 2
7 is an opening 28 for introducing microwaves into the plasma generation chamber 20.
Since it is arranged at the blind spot as viewed from the inside, particles in the plasma generated in the plasma generation chamber 20 cannot directly come in, and it is more effective to prevent the film from adhering to the microwave introduction window 27. .
【００４２】なお、上述した各実施例では、マイクロ波
導入窓直前でＥコーナを使って導波管を直角に曲げるこ
とにより、マイクロ波を外部磁界と垂直に伝播させるも
のとしているが、例えば図２において矩形導波管３３を
磁気コイル５０，５０の間を通すように配置し、磁気コ
イル５０，５０の外側にて直角に曲げるようにしてもよ
い。また、上述した実施例では、真空導波管の一方側端
面を矩形開口とし、他方側端面を円形開口としたが、そ
の両端面を矩形開口としてもよい。また、上述した各実
施例では、原料をガスで供給するＣＶＤの場合について
述べたが、プラズマ引き出し開口２１の直下等に金属タ
ーゲットを付加して原料を固体で供給するスパッタ法に
も適用でき、原料をガスで供給する場合と同様の効果を
得ることができる。In each of the embodiments described above, the microwave is propagated perpendicularly to the external magnetic field by bending the waveguide at a right angle using the E corner immediately before the microwave introduction window. In FIG. 2, the rectangular waveguide 33 may be arranged so as to pass between the magnetic coils 50, 50, and may be bent at a right angle outside the magnetic coils 50, 50. Further, in the above-described embodiment, one end surface of the vacuum waveguide is a rectangular opening and the other end surface is a circular opening, but both end surfaces may be rectangular openings. Further, in each of the above-described embodiments, the case of CVD in which the raw material is supplied by gas has been described, but it is also applicable to a sputtering method in which a metal target is added immediately below the plasma extraction opening 21 and the raw material is supplied in solid form. It is possible to obtain the same effect as in the case where the raw material is supplied by gas.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、誘電体窓を通過したマイクロ波がそのマ
イクロ波電界を外部磁界と平行として外部磁界に垂直な
方向へ進むことにより、導波管内でのプラズマの発生と
導波管内へのプラズマの拡散（導波管内でのマイクロ波
の遮断）が防止されるものとなり、また、マイクロ波の
進行方向をプラズマ生成室直上の外部磁界強度がＥＣＲ
条件よりも強い場所で直角に曲げて外部磁界に沿ってプ
ラズマ生成室へ導くことにより、プラズマ生成室内での
マイクロ波の遮断を防ぐことができるものとなり、これ
により、誘電体窓への膜付着の問題を根本的に解決し、
高密度プラズマを安定して生成することができ、Ａｌ，
Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ，ＴｉＮ等の金属膜やＳｉＣ，ａ−Ｓｉ
等の導電性膜の形成を長時間安定して行うことができる
ようになる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the microwave passing through the dielectric window travels in the direction perpendicular to the external magnetic field by making the microwave electric field parallel to the external magnetic field. Generation of plasma in the waveguide and diffusion of plasma into the waveguide (blocking of microwaves in the waveguide) are prevented, and the direction of microwave propagation is controlled by the external magnetic field directly above the plasma generation chamber. Strength is ECR
By bending it at a right angle in a place stronger than the conditions and guiding it to the plasma generation chamber along the external magnetic field, it is possible to prevent the microwaves from being blocked in the plasma generation chamber, which allows the film to adhere to the dielectric window. To solve the problem of
High density plasma can be generated stably, and Al,
Metal films such as Mo, W, Ti, TiN and SiC, a-Si
It becomes possible to stably form a conductive film such as the above for a long time.
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の第１の実施例
におけるマイクロ波導入部を拡大して示す図。FIG. 1 is an enlarged view showing a microwave introducing part in a first embodiment of a plasma processing apparatus according to the present invention.
【図２】第１の実施例における磁気コイルと真空導波管
との位置関係を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between a magnetic coil and a vacuum waveguide in the first embodiment.
【図３】第１の実施例における真空導波管内でのマイク
ロ波の伝播の様子を示す側断面図。FIG. 3 is a side sectional view showing a state of microwave propagation in the vacuum waveguide in the first embodiment.
【図４】本発明に係るプラズマ処理装置の第２の実施例
におけるマイクロ波導入部を拡大して示す図。FIG. 4 is an enlarged view showing a microwave introducing part in a second embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention.
【図５】第２の実施例における分岐回路および真空導波
管内でのマイクロ波の伝播の様子を示す側断面図。FIG. 5 is a side sectional view showing a state of microwave propagation in a branch circuit and a vacuum waveguide in the second embodiment.
【図６】本発明に係るプラズマ処理装置の第３の実施例
におけるマイクロ波導入部を拡大して示す図。FIG. 6 is an enlarged view showing a microwave introducing part in a third embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention.
【図７】ＥＣＲを利用した従来のプラズマ処理装置の基
本構成を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a basic configuration of a conventional plasma processing apparatus using ECR.
【図８】マイクロ波導入窓への導電性膜の付着を考慮し
た従来のプラズマ処理装置の基本構成を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a basic configuration of a conventional plasma processing apparatus in consideration of adhesion of a conductive film to a microwave introduction window.
【図９】マイクロ波導入窓への導電性膜の付着を考慮し
た従来のプラズマ処理装置の基本構成を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a basic configuration of a conventional plasma processing apparatus in consideration of adhesion of a conductive film to a microwave introduction window.
【図１０】マイクロ波導入窓への導電性膜の付着を考慮
した従来のプラズマ処理装置の基本構成を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a basic configuration of a conventional plasma processing apparatus in consideration of adhesion of a conductive film to a microwave introduction window.
２０ プラズマ生成室 ５０ 磁気コイル ２７，２７−１，２７−２ マイクロ波導入窓 ２８ マイクロ波導入用開口 ６１，６３，６７ 真空導波管 ６１−１，６３−１，６７−１ 導波管部 ６１−２，６３−２，６７−２ テーパ管部 ６２ スリット 20 plasma generation chamber 50 magnetic coil 27, 27-1, 27-2 microwave introduction window 28 microwave introduction opening 61, 63, 67 vacuum waveguide 61-1, 63-1, 67-1 waveguide section 61-2, 63-2, 67-2 Tapered tube portion 62 Slit
Claims (5)
態で、マイクロ波を誘電体窓を通し導波管を介して前記
プラズマ生成室へ供給し、前記プラズマ生成室内の原料
を電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）によりプラズマ化
するプラズマ処理装置において、 前記誘電体窓を通過したマイクロ波が、そのマイクロ波
電界を前記外部磁界と平行として前記外部磁界に垂直な
方向へ進み、このマイクロ波の進行方向が前記プラズマ
生成室直上の外部磁界強度がＥＣＲ条件よりも強い場所
で直角に曲げられて、前記外部磁界に沿って前記プラズ
マ生成室へ導かれるように、前記導波管が配置されてい
ることを特徴とするプラズマ処理装置。1. A microwave is supplied to the plasma generation chamber through a waveguide through a dielectric window while an external magnetic field is applied to the plasma generation chamber, and a raw material in the plasma generation chamber is subjected to electron cyclotron resonance ( In the plasma processing apparatus for converting into plasma by ECR), the microwave passing through the dielectric window advances in a direction perpendicular to the external magnetic field by making the microwave electric field parallel to the external magnetic field, and the traveling direction of the microwave is The waveguide is arranged so that the external magnetic field directly above the plasma generation chamber is bent at a right angle in a place stronger than the ECR condition and guided to the plasma generation chamber along the external magnetic field. Characteristic plasma processing device.
生成室のマイクロ波導入用開口からみて死角の位置に配
置されていることを特徴とするプラズマ処理装置。2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the dielectric window is disposed at a blind spot as viewed from the microwave introduction opening of the plasma generation chamber.
テーパ管部とから構成され、導波管部に誘電体窓が設置
され、また導波管部の先端にテーパ管部が設けられ、こ
のテーパ管部を通ってマイクロ波が外部磁界に沿ってプ
ラズマ生成室へ導かれることを特徴とするプラズマ処理
装置。3. The waveguide according to claim 1, wherein the waveguide is composed of a waveguide section and a taper tube section, a dielectric window is installed in the waveguide section, and the taper tube section is provided at the tip of the waveguide section. Is provided, and the microwave is guided to the plasma generation chamber along the external magnetic field through the tapered tube portion.
テーパ管部とから構成され、導波管部のプラズマ生成室
側の面内に設けられたスリットを挾んでその両側に誘電
体窓が配置され、また導波管部のスリットと連通してテ
ーパ管部が設けられ、このテーパ管部を通ってマイクロ
波が外部磁界に沿ってプラズマ生成室へ導かれることを
特徴とするプラズマ処理装置。4. The waveguide according to claim 1, wherein the waveguide is composed of a waveguide section and a tapered tube section, and a slit provided in the surface of the waveguide section on the plasma generation chamber side is sandwiched between the waveguides. A dielectric window is arranged, and a taper tube portion is provided so as to communicate with the slit of the waveguide portion, and microwaves are guided to the plasma generation chamber along the external magnetic field through the taper tube portion. Plasma processing apparatus.
端を設けた導波管部とテーパ管部とから構成され、導波
管部のプラズマ生成室側の面内に設けられたスリットを
挾んで反射端と対向する側に誘電体窓が配置され、また
導波管部のスリットと連通してテーパ管部が設けられ、
このテーパ管部を通ってマイクロ波が外部磁界に沿って
プラズマ生成室へ導かれることを特徴とするプラズマ処
理装置。5. The waveguide according to claim 1, wherein the waveguide is composed of a waveguide portion having a reflection end at one end and a tapered pipe portion, and is provided in a surface of the waveguide portion on the plasma generation chamber side. A dielectric window is arranged on the side facing the reflection end across the slit, and a taper pipe portion is provided in communication with the slit of the waveguide portion,
A plasma processing apparatus in which microwaves are guided to a plasma generation chamber along an external magnetic field through the tapered tube portion.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4187369A JP2814416B2 (en) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | Plasma processing equipment |
| DE69318480T DE69318480T2 (en) | 1992-06-23 | 1993-06-22 | Plasma processing device |
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