JP2546596B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理装置に係
り、特に、電子サイクロトロン共鳴（以下ＥＣＲと称
す）を利用したプラズマ処理装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のＥＣＲを利用したプラズマ処理装
置は、例えば、特開昭５６−１５５５３５号公報および
特開昭５７−７９６２１号公報に記載されており、これ
を図３に示している。同図のプラズマ処理装置は、プラ
ズマ生成室１３内においてプラズマ活性種を生じさせ、
磁界発生コイル４による発散磁界等で活性種の生成効率
最大領域から充分離れた位置に設置された被処理物１１
にプラズマ流をあてて処理するものであった。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上述した従来のプラズ
マ処理装置は、図示の如くプラズマ生成室１３と比較的
軸長の大きなプラズマ処理室１４とを有しているため、
真空容器１の大型化と共に、この大型化に起因して排気
口６および磁界発生コイル４の大型化を招いていた。 【０００４】この点、本発明者等の実験によれば、ＥＣ
Ｒを利用したプラズマ処理において、その処理特性は、
ＥＣＲ位置と被処理物１１との距離とその処理に関わる
イオン種の基板入射方向とに依存し、この距離が短いほ
ど、また、イオン入射方向が基板に垂直になるほど処理
特性に優れ、また、ＥＣＲ位置における導入ガス濃度を
高くすると、この位置でマイクロ波３はほとんど吸収さ
れてしまい、被処理物１１まで到達しないので被処理物
１１や支持台９等から反射が消失することがわかった。 【０００５】しかしながら図３の構成において、被処理
物１１をマイクロ波導入窓１０の近くに位置させて真空
容器１の軸長を短縮することも考えられるが、被処理物
１１によるマイクロ波の反射があり、プラズマ処理効率
および処理特性を低下させてしまう。 【０００６】本発明の目的は、プラズマ処理特性を低下
させることなく真空容器を小型化したプラズマ処理装置
を提供するにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、ＥＣＲ面内に反応ガスを導入するととも
に、プラズマにより分解した、もはやマイクロ波の吸収
が低くなつた粒子をＥＣＲ面方向に排気することによ
り、このＥＣＲ面内での導入ガス濃度の高い状態を形成
し、かつ、基板に向う磁力線方向を、基板面とほぼ同じ
高さに設置した磁界コイルにより基板面に垂直にしたこ
とを特徴とする。 【０００８】 【作用】本発明のプラズマ処理方式は上述の如きである
から、マイクロ波の吸収が低くなった粒子を効率よく排
気できるため、結果的に導入ガス濃度を高めることがで
きる。このためＥＣＲ面を含んだ領域をマイクロ波の高
吸収帯として、マイクロ波の透過率を著しく低下させる
ことができ、ＥＣＲ位置近傍にマイクロ波導入部および
被処理物を位置させても、プラズマ処理特性を低下させ
ることなくプラズマ処理が可能となり、従って、少なく
ともマイクロ波の伝播方向における真空容器の長さを従
来よりも著しく短縮することができ、小型のプラズマ処
理装置が得られる。 【０００９】つまり、成膜やエッチング等のプラズマ処
理特性は、プラズマ活性種のうち特にイオン種の種別，
濃度，寿命でほぼ決定され、イオン種の最大生成位置は
ＥＣＲ位置であり、ここでイオン種の種別，濃度が決定
され、また寿命内で被処理物に達するか否かはＥＣＲ位
置と被処理物の距離で、また、イオンの基板に対する入
射方向は磁力線方向で決定される。更にマイクロ波の伝
播は、ＥＣＲ位置およびその近傍の分子，原子，イオン
等による吸収によって決定される。 【００１０】マイクロ波の吸収は分子量が高い粒子程高
い。すなわち、プラズマ化により分解生成したイオンや
ラジカルよりは導入ガス分子の方が、はるかにマイクロ
波をよく吸収する。また、ＥＣＲ位置でのプラズマ密度
は、導入されるガス種及びその分圧で決定される。すな
わち、ＥＣＲ位置でのマイクロ波の吸収は、吸収効率の
高い未分解の導入ガス濃度が高いと、そこで一定のプラ
ズマ密度になるまで導入ガス分子がプラズマ化されるこ
とにより生じる。 【００１１】しかし、分解して生成したラジカル等、吸
収効率の低い粒子濃度が高いとマイクロ波の吸収程度は
低く、この結果基板まで高パワーのマイクロ波が達する
ことになる。従って、最も分解効率の高いＥＣＲ面はも
ちろんのこと、ＥＣＲ面と基板までの間に存在するマイ
クロ波吸収効率の低い粒子を基板に到達する前に極力排
気し、基板までの導入ガス濃度を高い状態とするよう
に、すなわち、上記排気をＥＣＲ面とほぼ同一面方向、
少なくとも、ＥＣＲ面と基板面との間から排気するよう
にすると、基板にマイクロ波が達する程度が低くなり、
マイクロ波の反射を防止することができる。 【００１２】なお、基板処理に関与するイオン種は、磁
力線により輸送されるので処理効率を低下させることは
ない。そして、これらのガス濃度が高いほどマイクロ波
の同領域における透過率が低くなる。 【００１３】従って、ＥＣＲ面（ω＝Ｂ・ｅ／ｍ マイ
クロ波の周波数ωで電子の電荷ｅ，質量ｍを満足する磁
束密度Ｂの面）に導入ガスを吹付けたり、この面を含ん
で同面あるいはこの面に平行に排気を行うことにより、
同面内の導入ガス濃度を高めると、この領域においてマ
イクロ波の高吸収帯が形成され、被処理物へのマイクロ
波の伝播、あるいは被処理物や支持台からのマイクロ波
の反射が抑制されるため導入するマイクロ波の実効効力
が損われることがない。このため、ＥＣＲ位置近傍にマ
イクロ波導入部および被処理物を位置させても、プラズ
マ処理特性を低下させることはなくプラズマ処理ができ
る。 【００１４】 【実施例】以下本発明の実施例を図面によって説明す
る。 【００１５】図１に示す本発明の一実施例は、直径より
も軸長を小さくした真空容器１を用い、その上端のマイ
クロ波導入窓１０から軸方向にマイクロ波３を導入する
ようマイクロ波導波管２を備えている。真空容器１の側
方には、反応ガス供給管７，８および排気口６が形成さ
れ、底部の基板支持台９上に被処理物１１を配置してい
る。このような構成の真空容器１の直径は３５０mm，軸
長は６２mmで、マイクロ波導波管２から供給するマイク
ロ波３は、３００Ｗで２．４５〔ＧＨｚ〕、波長１２３
mmである。 【００１６】反応ガス供給管７，８および排気口６の中
心位置と、マイクロ波導入窓１０と、被処理物１１との
位置関係は図２に示されている。同図は、真空容器１の
中心軸上の磁束密度分布を示し、破線は２．４５〔ＧＨ
ｚ〕のマイクロ波３に対し、ＥＣＲ条件（８７５〔Ｇａ
ｕｓｓ〕）を満す磁束密度値を示している。従って、Ｅ
ＣＲ条件は、マイクロ波導入窓１０からマイクロ波の波
長λの１／４である３１mmの位置で満たされ、同位置は
反応ガス供給管７、８からの反応ガスの導入位置となっ
ている。また、被処理物１１は、マイクロ波導入窓１０
から１／２λの位置にあり、０点はマイクロ波導入窓１
０の位置を示している。なお、上述の如き磁束密度分布
は図１の如く真空容器１の外周に設けた磁界発生コイル
４、５への電流を制御することにより行なっている。 【００１７】基板処理に際して、磁力線が、基板に対し
て基板端部で斜めに入射すると、成膜において、段差部
でイオン入射部の陰になる所では成膜量が少なくなった
り、膜質が悪くなるといった問題や、エッチングにおい
て、基板に垂直にエッチングが進まないといった問題が
発生する。従って、基板処理に際しては、磁力線が基板
にほぼ垂直になるように磁力線を制御する必要がある。 【００１８】図３に示した従来技術の場合、基板のはる
か上方に磁界発生部があるため、基板に入る磁力線は、
基板中心部では基板に垂直となるが、基板端部では斜め
に入射することになる。 【００１９】基板端部でも垂直に入射する磁力線を形成
するには、基板処理室の周り全体に磁界発生コイルを設
置することが効果的である。しかし、処理室の外周部全
体にコイルを設置すると、本発明であるＥＣＲ面とほぼ
同一平面高さで、低マイクロ波吸収体粒子の排気を行う
ことが、コイルが障害となって実現できず、本発明を完
成させることができない。 【００２０】しかし、実験によれば、基板にほぼ垂直な
磁力線を形成するには、基板とほぼ同じ高さ位置に磁界
発生コイルを設置すれば良く、上記ＥＣＲを発生させる
磁界発生コイル４と５との間隔を、排気口を設置できる
程度に空けても良いことが判った。このため、図１に示
す本発明の一実施例は、磁界発生コイル４と５は、真空
容器１の軸方向において排気口６及び反応ガス供給管
７、８の両側に分散して配置している。 【００２１】次に、被処理物１１として直径１００mmの
シリコンウエハを用い、しかも、その処理面をマイクロ
波３の伝播方向に向けて配置し、二酸化けい素（ＳｉＯ
2）膜を形成する場合について説明する。 【００２２】この場合、マイクロ波３は３００Ｗ、２４
５〔ＧＨｚ〕、波長１２３mmで、反応ガス供給管７，８
からそれぞれモノシラン（ＳｉＨ4）を２０ml／min、酸
素（Ｏ2）を８０ml／minで導入し、反応圧力が１×１０
~3〔Ｔｏｒｒ〕となるように真空容器１内を排気し、基
板端部における磁力線もほぼ基板垂直方向になるように
した。このとき、装置中心軸の磁束密度分布は、図２の
条件を満たすように制御されている。 【００２３】このとき、マイクロ波３の反射波は２０Ｗ
で、平均成膜速度は６０〔nm／min〕、推積膜の屈折率
は１．４６、緩衝フッ酸液（ＨＦ：ＮＨ4Ｆ＝１：６）
によるエッチレートは２８０nm／min、ＳｉとＯとの組
成比は１.０：２.０であった。 【００２４】この実施例による効果を比較するために、
図１で示す位置に排気口６’を形成してＥＣＲ面での低
マイクロ波吸収体を側方から排気せず、すなわち、ＥＣ
Ｒ面でのガス濃度を低下させて成膜したところ、マイク
ロ波３の反射波は入力３００Ｗに対し２５０Ｗと著しく
増大し、推積速度は上記の実施例の１／１０、また、推
積膜質のエッチレートは上記実施例の３００倍となり、
成膜特性が著しく低下した。 【００２５】図４は従来のプラズマ処理装置を、上記実
施例の如き観点から分析した真空容器中心軸上の磁束密
度分布を示しており、図２の条件を満たしていないこと
が判る。このため、図３の従来技術によるプラズマ処理
装置を用いて先の実施例と同様にＳｉＯ2膜を形成した
ところ、マイクロ波３の入力３００Ｗに対して反射波は
１０Ｗであったが、成膜速度は５０〔nm／min〕で、成
膜された膜の屈折率は１．４５、エッチレートは６００
〔nm／min〕、ＳｉとＯとの組成比は１．９：２．０で
あった。 【００２６】この成膜特性と先の本実施例の成膜特性を
比較すると判るように、本実施例の如くＥＣＲ面で発生
した低マイクロ波吸収粒子の排気を真空容器側壁から行
ない、ＥＣＲ面での導入ガス濃度を高めることによっ
て、本発明の実施例は、マイクロ波３の高吸収帯を形成
し、実効効率をほとんど変えることなく、むしろプラズ
マ処理特性を向上させて、真空容器１のマイクロ波伝播
方向の軸長を短縮することができる。 【００２７】上述した本発明の実施例において、マイク
ロ波導入窓１０の位置と、ＥＣＲ位置と、被処理物１１
の位置とのそれぞれの関係は、導入するマイクロ波３の
交番電界強度がほぼ零となる位置にマイクロ波導入窓１
０を形成し、ＥＣＲ位置は、このマイクロ波導入窓１０
から（１／４＋ｎ）λ，（ｎ＝０，１，２…）の位置と
し、被処理物は（１／２＋ｎ）λの位置とすると、プラ
ズマを発生させる実効効率や反射波の減少を期待でき
る。また、磁界発生コイル４，５による磁界分布は、マ
イクロ波３の伝播方向に単調減少とすると、マイクロ波
３の導入の阻害を防止することができる。更に、図１に
示すように、マイクロ波３の伝播方向の軸長を直径より
小さくした真空容器１を用いると、上述した効果を得る
上で実際的である。 【００２８】 【発明の効果】以上説明したように本発明では、ＥＣＲ
面において発生する低マイクロ波吸収粒子を排気し、Ｅ
ＣＲ面での高マイクロ波吸収粒子である未反応ガスを導
入してＥＣＲ面での導入ガス濃度の高い状態を形成した
ため、プラズマ処理特性を低下させることなく、また、
基板にほぼ垂直な磁力線を生成することができるため、
特にマイクロ波伝播方向に真空容器を小型にすることが
できる。また、２分割したコイルの間に排気口が設置さ
れているため、排気効率が良く、排気装置の大型化を招
くことなく装置の小型化を達成することができる。 【００２９】また、反応ガス供給管も分割したコイルの
間の空間を利用して真空容器に接続されているため、ガ
ス供給系の単純化を図ることができる。
り、特に、電子サイクロトロン共鳴（以下ＥＣＲと称
す）を利用したプラズマ処理装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のＥＣＲを利用したプラズマ処理装
置は、例えば、特開昭５６−１５５５３５号公報および
特開昭５７−７９６２１号公報に記載されており、これ
を図３に示している。同図のプラズマ処理装置は、プラ
ズマ生成室１３内においてプラズマ活性種を生じさせ、
磁界発生コイル４による発散磁界等で活性種の生成効率
最大領域から充分離れた位置に設置された被処理物１１
にプラズマ流をあてて処理するものであった。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上述した従来のプラズ
マ処理装置は、図示の如くプラズマ生成室１３と比較的
軸長の大きなプラズマ処理室１４とを有しているため、
真空容器１の大型化と共に、この大型化に起因して排気
口６および磁界発生コイル４の大型化を招いていた。 【０００４】この点、本発明者等の実験によれば、ＥＣ
Ｒを利用したプラズマ処理において、その処理特性は、
ＥＣＲ位置と被処理物１１との距離とその処理に関わる
イオン種の基板入射方向とに依存し、この距離が短いほ
ど、また、イオン入射方向が基板に垂直になるほど処理
特性に優れ、また、ＥＣＲ位置における導入ガス濃度を
高くすると、この位置でマイクロ波３はほとんど吸収さ
れてしまい、被処理物１１まで到達しないので被処理物
１１や支持台９等から反射が消失することがわかった。 【０００５】しかしながら図３の構成において、被処理
物１１をマイクロ波導入窓１０の近くに位置させて真空
容器１の軸長を短縮することも考えられるが、被処理物
１１によるマイクロ波の反射があり、プラズマ処理効率
および処理特性を低下させてしまう。 【０００６】本発明の目的は、プラズマ処理特性を低下
させることなく真空容器を小型化したプラズマ処理装置
を提供するにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、ＥＣＲ面内に反応ガスを導入するととも
に、プラズマにより分解した、もはやマイクロ波の吸収
が低くなつた粒子をＥＣＲ面方向に排気することによ
り、このＥＣＲ面内での導入ガス濃度の高い状態を形成
し、かつ、基板に向う磁力線方向を、基板面とほぼ同じ
高さに設置した磁界コイルにより基板面に垂直にしたこ
とを特徴とする。 【０００８】 【作用】本発明のプラズマ処理方式は上述の如きである
から、マイクロ波の吸収が低くなった粒子を効率よく排
気できるため、結果的に導入ガス濃度を高めることがで
きる。このためＥＣＲ面を含んだ領域をマイクロ波の高
吸収帯として、マイクロ波の透過率を著しく低下させる
ことができ、ＥＣＲ位置近傍にマイクロ波導入部および
被処理物を位置させても、プラズマ処理特性を低下させ
ることなくプラズマ処理が可能となり、従って、少なく
ともマイクロ波の伝播方向における真空容器の長さを従
来よりも著しく短縮することができ、小型のプラズマ処
理装置が得られる。 【０００９】つまり、成膜やエッチング等のプラズマ処
理特性は、プラズマ活性種のうち特にイオン種の種別，
濃度，寿命でほぼ決定され、イオン種の最大生成位置は
ＥＣＲ位置であり、ここでイオン種の種別，濃度が決定
され、また寿命内で被処理物に達するか否かはＥＣＲ位
置と被処理物の距離で、また、イオンの基板に対する入
射方向は磁力線方向で決定される。更にマイクロ波の伝
播は、ＥＣＲ位置およびその近傍の分子，原子，イオン
等による吸収によって決定される。 【００１０】マイクロ波の吸収は分子量が高い粒子程高
い。すなわち、プラズマ化により分解生成したイオンや
ラジカルよりは導入ガス分子の方が、はるかにマイクロ
波をよく吸収する。また、ＥＣＲ位置でのプラズマ密度
は、導入されるガス種及びその分圧で決定される。すな
わち、ＥＣＲ位置でのマイクロ波の吸収は、吸収効率の
高い未分解の導入ガス濃度が高いと、そこで一定のプラ
ズマ密度になるまで導入ガス分子がプラズマ化されるこ
とにより生じる。 【００１１】しかし、分解して生成したラジカル等、吸
収効率の低い粒子濃度が高いとマイクロ波の吸収程度は
低く、この結果基板まで高パワーのマイクロ波が達する
ことになる。従って、最も分解効率の高いＥＣＲ面はも
ちろんのこと、ＥＣＲ面と基板までの間に存在するマイ
クロ波吸収効率の低い粒子を基板に到達する前に極力排
気し、基板までの導入ガス濃度を高い状態とするよう
に、すなわち、上記排気をＥＣＲ面とほぼ同一面方向、
少なくとも、ＥＣＲ面と基板面との間から排気するよう
にすると、基板にマイクロ波が達する程度が低くなり、
マイクロ波の反射を防止することができる。 【００１２】なお、基板処理に関与するイオン種は、磁
力線により輸送されるので処理効率を低下させることは
ない。そして、これらのガス濃度が高いほどマイクロ波
の同領域における透過率が低くなる。 【００１３】従って、ＥＣＲ面（ω＝Ｂ・ｅ／ｍ マイ
クロ波の周波数ωで電子の電荷ｅ，質量ｍを満足する磁
束密度Ｂの面）に導入ガスを吹付けたり、この面を含ん
で同面あるいはこの面に平行に排気を行うことにより、
同面内の導入ガス濃度を高めると、この領域においてマ
イクロ波の高吸収帯が形成され、被処理物へのマイクロ
波の伝播、あるいは被処理物や支持台からのマイクロ波
の反射が抑制されるため導入するマイクロ波の実効効力
が損われることがない。このため、ＥＣＲ位置近傍にマ
イクロ波導入部および被処理物を位置させても、プラズ
マ処理特性を低下させることはなくプラズマ処理ができ
る。 【００１４】 【実施例】以下本発明の実施例を図面によって説明す
る。 【００１５】図１に示す本発明の一実施例は、直径より
も軸長を小さくした真空容器１を用い、その上端のマイ
クロ波導入窓１０から軸方向にマイクロ波３を導入する
ようマイクロ波導波管２を備えている。真空容器１の側
方には、反応ガス供給管７，８および排気口６が形成さ
れ、底部の基板支持台９上に被処理物１１を配置してい
る。このような構成の真空容器１の直径は３５０mm，軸
長は６２mmで、マイクロ波導波管２から供給するマイク
ロ波３は、３００Ｗで２．４５〔ＧＨｚ〕、波長１２３
mmである。 【００１６】反応ガス供給管７，８および排気口６の中
心位置と、マイクロ波導入窓１０と、被処理物１１との
位置関係は図２に示されている。同図は、真空容器１の
中心軸上の磁束密度分布を示し、破線は２．４５〔ＧＨ
ｚ〕のマイクロ波３に対し、ＥＣＲ条件（８７５〔Ｇａ
ｕｓｓ〕）を満す磁束密度値を示している。従って、Ｅ
ＣＲ条件は、マイクロ波導入窓１０からマイクロ波の波
長λの１／４である３１mmの位置で満たされ、同位置は
反応ガス供給管７、８からの反応ガスの導入位置となっ
ている。また、被処理物１１は、マイクロ波導入窓１０
から１／２λの位置にあり、０点はマイクロ波導入窓１
０の位置を示している。なお、上述の如き磁束密度分布
は図１の如く真空容器１の外周に設けた磁界発生コイル
４、５への電流を制御することにより行なっている。 【００１７】基板処理に際して、磁力線が、基板に対し
て基板端部で斜めに入射すると、成膜において、段差部
でイオン入射部の陰になる所では成膜量が少なくなった
り、膜質が悪くなるといった問題や、エッチングにおい
て、基板に垂直にエッチングが進まないといった問題が
発生する。従って、基板処理に際しては、磁力線が基板
にほぼ垂直になるように磁力線を制御する必要がある。 【００１８】図３に示した従来技術の場合、基板のはる
か上方に磁界発生部があるため、基板に入る磁力線は、
基板中心部では基板に垂直となるが、基板端部では斜め
に入射することになる。 【００１９】基板端部でも垂直に入射する磁力線を形成
するには、基板処理室の周り全体に磁界発生コイルを設
置することが効果的である。しかし、処理室の外周部全
体にコイルを設置すると、本発明であるＥＣＲ面とほぼ
同一平面高さで、低マイクロ波吸収体粒子の排気を行う
ことが、コイルが障害となって実現できず、本発明を完
成させることができない。 【００２０】しかし、実験によれば、基板にほぼ垂直な
磁力線を形成するには、基板とほぼ同じ高さ位置に磁界
発生コイルを設置すれば良く、上記ＥＣＲを発生させる
磁界発生コイル４と５との間隔を、排気口を設置できる
程度に空けても良いことが判った。このため、図１に示
す本発明の一実施例は、磁界発生コイル４と５は、真空
容器１の軸方向において排気口６及び反応ガス供給管
７、８の両側に分散して配置している。 【００２１】次に、被処理物１１として直径１００mmの
シリコンウエハを用い、しかも、その処理面をマイクロ
波３の伝播方向に向けて配置し、二酸化けい素（ＳｉＯ
2）膜を形成する場合について説明する。 【００２２】この場合、マイクロ波３は３００Ｗ、２４
５〔ＧＨｚ〕、波長１２３mmで、反応ガス供給管７，８
からそれぞれモノシラン（ＳｉＨ4）を２０ml／min、酸
素（Ｏ2）を８０ml／minで導入し、反応圧力が１×１０
~3〔Ｔｏｒｒ〕となるように真空容器１内を排気し、基
板端部における磁力線もほぼ基板垂直方向になるように
した。このとき、装置中心軸の磁束密度分布は、図２の
条件を満たすように制御されている。 【００２３】このとき、マイクロ波３の反射波は２０Ｗ
で、平均成膜速度は６０〔nm／min〕、推積膜の屈折率
は１．４６、緩衝フッ酸液（ＨＦ：ＮＨ4Ｆ＝１：６）
によるエッチレートは２８０nm／min、ＳｉとＯとの組
成比は１.０：２.０であった。 【００２４】この実施例による効果を比較するために、
図１で示す位置に排気口６’を形成してＥＣＲ面での低
マイクロ波吸収体を側方から排気せず、すなわち、ＥＣ
Ｒ面でのガス濃度を低下させて成膜したところ、マイク
ロ波３の反射波は入力３００Ｗに対し２５０Ｗと著しく
増大し、推積速度は上記の実施例の１／１０、また、推
積膜質のエッチレートは上記実施例の３００倍となり、
成膜特性が著しく低下した。 【００２５】図４は従来のプラズマ処理装置を、上記実
施例の如き観点から分析した真空容器中心軸上の磁束密
度分布を示しており、図２の条件を満たしていないこと
が判る。このため、図３の従来技術によるプラズマ処理
装置を用いて先の実施例と同様にＳｉＯ2膜を形成した
ところ、マイクロ波３の入力３００Ｗに対して反射波は
１０Ｗであったが、成膜速度は５０〔nm／min〕で、成
膜された膜の屈折率は１．４５、エッチレートは６００
〔nm／min〕、ＳｉとＯとの組成比は１．９：２．０で
あった。 【００２６】この成膜特性と先の本実施例の成膜特性を
比較すると判るように、本実施例の如くＥＣＲ面で発生
した低マイクロ波吸収粒子の排気を真空容器側壁から行
ない、ＥＣＲ面での導入ガス濃度を高めることによっ
て、本発明の実施例は、マイクロ波３の高吸収帯を形成
し、実効効率をほとんど変えることなく、むしろプラズ
マ処理特性を向上させて、真空容器１のマイクロ波伝播
方向の軸長を短縮することができる。 【００２７】上述した本発明の実施例において、マイク
ロ波導入窓１０の位置と、ＥＣＲ位置と、被処理物１１
の位置とのそれぞれの関係は、導入するマイクロ波３の
交番電界強度がほぼ零となる位置にマイクロ波導入窓１
０を形成し、ＥＣＲ位置は、このマイクロ波導入窓１０
から（１／４＋ｎ）λ，（ｎ＝０，１，２…）の位置と
し、被処理物は（１／２＋ｎ）λの位置とすると、プラ
ズマを発生させる実効効率や反射波の減少を期待でき
る。また、磁界発生コイル４，５による磁界分布は、マ
イクロ波３の伝播方向に単調減少とすると、マイクロ波
３の導入の阻害を防止することができる。更に、図１に
示すように、マイクロ波３の伝播方向の軸長を直径より
小さくした真空容器１を用いると、上述した効果を得る
上で実際的である。 【００２８】 【発明の効果】以上説明したように本発明では、ＥＣＲ
面において発生する低マイクロ波吸収粒子を排気し、Ｅ
ＣＲ面での高マイクロ波吸収粒子である未反応ガスを導
入してＥＣＲ面での導入ガス濃度の高い状態を形成した
ため、プラズマ処理特性を低下させることなく、また、
基板にほぼ垂直な磁力線を生成することができるため、
特にマイクロ波伝播方向に真空容器を小型にすることが
できる。また、２分割したコイルの間に排気口が設置さ
れているため、排気効率が良く、排気装置の大型化を招
くことなく装置の小型化を達成することができる。 【００２９】また、反応ガス供給管も分割したコイルの
間の空間を利用して真空容器に接続されているため、ガ
ス供給系の単純化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマ処理方式を適用したプラズマ
処理装置の縦断面図である。 【図２】図１の真空容器中心軸上の磁束密度分布を示す
図である。 【図３】従来技術によるプラズマ処理装置の縦断面図で
ある。 【図４】図３の真空容器中心軸上の磁束密度分布を示す
図である。 【符号の説明】 １ 真空容器 ３ マイクロ波 ４，５ 磁界発生コイル ６ 排気口 ７，８ 反応ガス供給管 １０ マイクロ波導入窓 １１ 被処理物
処理装置の縦断面図である。 【図２】図１の真空容器中心軸上の磁束密度分布を示す
図である。 【図３】従来技術によるプラズマ処理装置の縦断面図で
ある。 【図４】図３の真空容器中心軸上の磁束密度分布を示す
図である。 【符号の説明】 １ 真空容器 ３ マイクロ波 ４，５ 磁界発生コイル ６ 排気口 ７，８ 反応ガス供給管 １０ マイクロ波導入窓 １１ 被処理物
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(72)発明者 園部 正
茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式
会社 日立製作所 日立工場内
(72)発明者 鈴木 和夫
茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式
会社 日立エンジニアリングサービス内
(56)参考文献 特開 昭62−92443（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−267324（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−202635（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−161035（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １． 内部に被処理物が設置される真空容器と、真空容
器に設けたマイクロ波導入窓と、真空容器に設けたガス
導入口と、真空容器に設けたガス排気口と、真空容器の
外側に配置され真空容器内に電子サイクロトロン共鳴に
よるプラズマを生成するために充分な磁場を生成する磁
場発生手段とを備え、 前記電子サイクロトロン共鳴によりプラズマを生成する
電子サイクロトロン共鳴面が、マイクロ波導入窓からマ
イクロ波の波長の（ｎ＋１／４）倍（ｎ＝０，１，２・
・・）の位置にあることを特徴とするプラズマ処理装
置。 ２． 内部に被処理物が設置される真空容器と、真空容
器に設けたマイクロ波導入窓と、真空容器に設けたガス
導入口と、真空容器に設けたガス排気口と、真空容器の
外側に配置され真空容器内に電子サイクロトロン共鳴に
よるプラズマを生成するために充分な磁場を生成する２
つの磁場発生手段とを備え、 前記２つの磁場発生手段は、マイクロ波導入窓側の位置
及び被処理物側の位置に分散配置され、前記ガス排気口
及び前記プラズマの生成位置は、前記２つの磁場発生手
段の間に位置していることを特徴とするプラズマ処理装
置。 ３． 前記真空容器は、その直径よりもマイクロ波の伝
播方向の軸長が小さくされていることを特徴とする特許
請求の範囲第２項記載のプラズマ処理装置。 ４． 前記ガス導入口は、前記２つの磁場発生手段の間
に位置していることを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5030873A JP2546596B2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5030873A JP2546596B2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | プラズマ処理装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21917987A Division JPH0715901B2 (ja) | 1987-01-19 | 1987-09-03 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05347260A JPH05347260A (ja) | 1993-12-27 |
| JP2546596B2 true JP2546596B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=12315850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5030873A Expired - Fee Related JP2546596B2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546596B2 (ja) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56155535A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Film forming device utilizing plasma |
| JPS57151193A (en) * | 1981-03-13 | 1982-09-18 | Sanyo Electric Co | Electronic range |
| JPS59202635A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-16 | Hitachi Ltd | エッチング装置 |
| JPS59161035A (ja) * | 1984-01-18 | 1984-09-11 | Hitachi Ltd | プラズマ発生装置 |
| JPH0724761B2 (ja) * | 1985-03-29 | 1995-03-22 | 株式会社日立製作所 | プラズマ処理装置 |
| JPS61267324A (ja) * | 1985-05-21 | 1986-11-26 | Fuji Electric Co Ltd | 乾式薄膜加工装置 |
| JPH0740553B2 (ja) * | 1985-10-18 | 1995-05-01 | 松下電器産業株式会社 | 薄膜形成方法及びエッチング方法 |
| JPH0715901B2 (ja) * | 1987-09-03 | 1995-02-22 | 株式会社日立製作所 | プラズマ処理装置 |
-
1993
- 1993-02-19 JP JP5030873A patent/JP2546596B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05347260A (ja) | 1993-12-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |