AT9671U2

AT9671U2 - Vorrichtung zur erzeugung von plasma oder radikalen mittels mikrowellen

Info

Publication number: AT9671U2
Application number: AT0055207U
Authority: AT
Inventors: Ulrich Dipl Ing Dr Traxlmayr
Original assignee: Ulrich Dipl Ing Dr Traxlmayr
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2008-01-15
Also published as: AT9671U3

Claims

5 AT 009 671 U2 regt, der dem Taktverhältnis der Energieeinspeisung entspricht. Der in die Prozesskammer 8 eingeleitete Gasstrom besteht somit auch bei vollständiger Aktivierung des Prozessgases während der Energieeinspeisung aus einer Mischung angeregter Teilchen mit Molekülen des nicht angeregten Prozessgases. Diese nicht angeregten Bestandteile beeinflussen die Reaktionskinetik so, dass die gewünschten Prozesse im Allgemeinen verlangsamt werden. Zudem werden die Reaktionsgleichgewichte beeinflusst, sodass auch qualitative Änderungen des Endzustands bewirkt werden können. Um zu verhindern, dass während der Taktpausen nicht aktiviertes Prozessgas in die Prozesskammer 8 gelangt, kann in der Zuleitung 7 des Prozessgases ein Ventil 5 angeordnet sein, das mit der Einrichtung 4 zur Lieferung einer gepulsten Spannungsversorgung für das Magnetron 3 synchronisiert wird. Das Ventil 5 kann durch ein mechanisch oder elektrisch schaltbares Ventil realisiert sein, das während der Taktpausen den Zufluss von Prozessgas über die Zuleitung 7 in das Reaktionsrohr 1 verhindert oder deutlich verringert. Für einen minimalen Anteil an nicht aktiviertem Prozessgas ist bei der Synchronisation eine Zeitverschiebung einzustellen, die der Strömungszeit des Prozessgases vom Ventil 5 bis zum Wechselwirkungsvolumen 9 entspricht. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass zum Zwecke der Anpassung zum Schutz des Magnetrons 3 vor reflektierter Leistung bzw. für Mess- und Regelzwecke zwischen dem Magnetron 3 und dem Reaktionsrohr 1 auch aus der Mikrowellentechnik bekannte Bauelemente, wie beispielsweise Stifttuner, Zirkulatoren mit Wasserlast, Messrichtkoppler oder Potentialsonden eingefügt werden können. Ansprüche: 1. Vorrichtung zur Erzeugung von Plasma oder Radikalen für Ätz- und Abscheideprozesse in der Halbleitertechnologie, mit einem an beiden Enden abgeschlossenen Hohlleiter (2) mit einer Gesamtlänge (L) und einem rechteckigen Querschnitt mit einer inneren Länge (a) und einer inneren Breite (b), einem Magnetron (3) zur Einspeisung von Mikrowellenenergie in den Hohlleiter (2) zur Bildung eines stehenden Mikrowellenfeldes mit einer Wellenlänge (λ) im Hohlleiter (2), und mit einem Reaktionsrohr (1) aus dielektrischem Material zur Führung eines Prozessgases, welches Reaktionsrohr (1) den Hohlleiter (2) in Richtung der Querschnittslänge (a) durchdringt, und mit einer Zuleitung (7) für das Prozessgas verbunden ist und in einer Prozesskammer (8) mündet, wobei in dem als Wechselwirkungsvolumen (9) bezeichneten Bereich des Reaktionsrohres (1) innerhalb des Hohlleiters (2) das Prozessgas durch das Mikrowellenfeld angeregt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsrohr (1) in Längsrichtung des Hohlleiters (2) im Bereich maximaler magnetischer und minimaler elektrischer Feldstärke des Mikrowellenfeldes positioniert ist, dass das Magnetron (3) mit einer Einrichtung (4) zur Lieferung einer gepulsten Spannungsversorgung verbunden ist, und dass das Prozessgas einen Druck zwischen 50 Pa und 500 Pa aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung (7) für das Prozessgas ein Ventil (5) angeordnet ist, welches Ventil (5) durch die Einrichtung (4) zur Lieferung einer gepulsten Spannungsversorgung steuerbar ist, sodass während der Taktpausen ein reduzierter Anteil an Prozessgas in das Reaktionsrohr (1) zuleitbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtlänge (L) des Hohlleiters (2) um einen Faktor (n/2 + 0,75 ± 0,03) größer ist als die Wellenlänge (λ) des im Hohlleiter (2) aufgebauten Mikrowellenfeldes, wobei n eine natürliche ganze Zahl ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Innendurchmessers (Dj) des Reaktionsrohres (1) zur Wellenlänge (λ) des im Hohlleiter (2) aufgebauten Mikrowellenfeldes im Bereich 0,20 ± 0,04 liegt. 0 AT 009 671 U2
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlleiter (2) an seinen Enden mit Leitungen (6) zur Führung eines Kühlgases in Längsrichtung des Hohlleiters (2) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlleiter (2) im Bereich der Verbindung mit dem Magnetron (3) entlang der Breite (b) mit Leitungen zur Führung eines Kühlgases zur Kühlung der Stabantenne des Magnetrons (3) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (Da) des Reaktionsrohres (1) um maximal 5 mm kleiner ist als die innere Breite (b) des rechteckigen Querschnitts des Hohlleiters (2).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Länge (a) zur Breite (b) des Hohlleiters (2) mit rechteckigem Querschnitt 2,05 bis 2,2 beträgt. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen