JP2727748B2 - マイクロ波プラズマ発生装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマ発生装置Info
- Publication number
- JP2727748B2 JP2727748B2 JP2252404A JP25240490A JP2727748B2 JP 2727748 B2 JP2727748 B2 JP 2727748B2 JP 2252404 A JP2252404 A JP 2252404A JP 25240490 A JP25240490 A JP 25240490A JP 2727748 B2 JP2727748 B2 JP 2727748B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microwave
- plasma generator
- microwave plasma
- cavity resonator
- bell jar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体プロセス技術、表面処理技術等のプ
ラズマエッチング，プラズマ酸化を行うマイクロ波プラ
ズマ発生装置に関するものである。
ラズマエッチング，プラズマ酸化を行うマイクロ波プラ
ズマ発生装置に関するものである。
従来の技術 以下に従来の有磁場マイクロ波プラズマエッチング装
置（特許第1,095,402号）について説明する。
置（特許第1,095,402号）について説明する。
第２図は従来のマイクロ波プラズマエッチング装置の
構成図であり、石英でできたベルジャー１にマグネトロ
ン２で発生した2.45GHzのマイクロ波を導波管３で導入
する。そのベルジャー１内で、2.45GHzのマイクロ波に
対して、ECR（Electron Cyclotron resonance）条件
を満足するように、875Gの磁場強度を外部コイル４によ
り印加している。反応ガスとしてSF6等をガス導入口５
をベルジャー１に入れる。ベルジャー１の内部には基板
ホルダー６とその上に基板７が設置してある。ベルジャ
ー１は真空排気室８の上に設置されている。
構成図であり、石英でできたベルジャー１にマグネトロ
ン２で発生した2.45GHzのマイクロ波を導波管３で導入
する。そのベルジャー１内で、2.45GHzのマイクロ波に
対して、ECR（Electron Cyclotron resonance）条件
を満足するように、875Gの磁場強度を外部コイル４によ
り印加している。反応ガスとしてSF6等をガス導入口５
をベルジャー１に入れる。ベルジャー１の内部には基板
ホルダー６とその上に基板７が設置してある。ベルジャ
ー１は真空排気室８の上に設置されている。
以上のように構成されたマイクロ波プラズマエッチン
グ装置について、以下その動作を説明する。
グ装置について、以下その動作を説明する。
反応ガスとしてSF6を用い、10-4〜10-3Torrの圧力範
囲でベルジャー１内にプラズマ９を生成する。このとき
基板ホルダー６にRF10（交流:13.56MHz）の電圧を印加
すると、プラズマ９中のイオンがシリコン基板７の表面
に入射して、吸着したフッ素ラジカルと共にシリコン基
板７をエッチングする。
囲でベルジャー１内にプラズマ９を生成する。このとき
基板ホルダー６にRF10（交流:13.56MHz）の電圧を印加
すると、プラズマ９中のイオンがシリコン基板７の表面
に入射して、吸着したフッ素ラジカルと共にシリコン基
板７をエッチングする。
発明が解決しようとする課題 しかし、このような構造のものでは磁場発生のために
コイルを使用しているために、装置が大きくなる。また
導波管の一部を放電領域としているためにプラズマの断
面積と均一性に限界がでてくるという問題があった。
コイルを使用しているために、装置が大きくなる。また
導波管の一部を放電領域としているためにプラズマの断
面積と均一性に限界がでてくるという問題があった。
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、基板の近傍に永
久磁石を配置し小型化を行い、終端がドアノブ型である
同軸管により、基板の周囲からマイクロ波を放射するこ
とで放射領域の拡大と磁場による均一性のコントロール
ができるマイクロ波プラズマ発生装置の提供を目的とす
る。
久磁石を配置し小型化を行い、終端がドアノブ型である
同軸管により、基板の周囲からマイクロ波を放射するこ
とで放射領域の拡大と磁場による均一性のコントロール
ができるマイクロ波プラズマ発生装置の提供を目的とす
る。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、本発明のマイクロ波プラズ
マ発生装置は、マイクロ波発振器と、一端にマイクロ波
発振器が設けられた空洞共振器と、前記空洞共振器のマ
イクロ波発振器が設けられた側とは逆の端に設けられ、
終端が開口のドアノブ型である同軸管と、前記同軸管の
中心導体は空洞共振器の内部の途中まで、電界の方向と
平行に挿入されており、前記開口部にはめ込まれ中心導
体の平坦部に接した底面を有しマイクロ波が通過し真空
封じができるガラスベルジャーと、前記ガラスベルジャ
ーの開口とガス導入口と排気口が取り付けられた真空槽
と、前記中心導体の平坦部に対向しガラスベルジャー内
に設置された試料台とを備え、前記中心導体に埋め込ま
れた円柱形の永久磁石と、前記試料台に埋め込まれた円
柱形の永久磁石とが相反する磁極となっていることを特
徴とするものである。
マ発生装置は、マイクロ波発振器と、一端にマイクロ波
発振器が設けられた空洞共振器と、前記空洞共振器のマ
イクロ波発振器が設けられた側とは逆の端に設けられ、
終端が開口のドアノブ型である同軸管と、前記同軸管の
中心導体は空洞共振器の内部の途中まで、電界の方向と
平行に挿入されており、前記開口部にはめ込まれ中心導
体の平坦部に接した底面を有しマイクロ波が通過し真空
封じができるガラスベルジャーと、前記ガラスベルジャ
ーの開口とガス導入口と排気口が取り付けられた真空槽
と、前記中心導体の平坦部に対向しガラスベルジャー内
に設置された試料台とを備え、前記中心導体に埋め込ま
れた円柱形の永久磁石と、前記試料台に埋め込まれた円
柱形の永久磁石とが相反する磁極となっていることを特
徴とするものである。
作用 本発明のマイクロ波プラズマ発生装置によれば、ドア
ノブ型の同軸管を伝搬してきたマイクロ波が、ドアノブ
の開口にはめ込まれたガラスベルジャー内に放射され
る。また、中心導体と試料台とに埋め込まれた磁極が相
反する一対の永久磁石が形成する磁場の作用により、あ
る一定のガス圧力になると有磁場マイクロ波放電が起こ
る。
ノブ型の同軸管を伝搬してきたマイクロ波が、ドアノブ
の開口にはめ込まれたガラスベルジャー内に放射され
る。また、中心導体と試料台とに埋め込まれた磁極が相
反する一対の永久磁石が形成する磁場の作用により、あ
る一定のガス圧力になると有磁場マイクロ波放電が起こ
る。
この結果、低ガス圧でも高密度なプラズマを生成する
ことができる。
ことができる。
実 施 例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明
する。
する。
第１図において、マグネトロン11より発振されたたと
えば2.45GHzのマイクロ波は方形空洞共振器12へ導かれ
る。空洞共振器12の一端には可動短絡板13があり、同軸
管14にマイクロ波を導くことができる。同軸管14は円筒
の外部導体14bと、その中心軸と同心の円柱の中心導体1
4aとからなっている。中心導体14aは方形空洞共振器12
の内部に、電界の方向と平行にマイクロ波の波長λ（例
えばλ＝12.4cm）の四分の一だけ挿入されており、その
部分には10度のテーパーがつけてある。同軸管の途中か
らは45度の勾配管になっており、所望の大きさのプラズ
マが開放端に得られる径の同軸管14′につなぎ合わされ
ている。中心導体14a′の開放端には円柱形の永久磁石1
5が埋め込まれている。その上には、ガラスでできた厚
さ5mmのベルジャー16がかぶせてあり、同軸管14′の開
口部17を真空に保てるようになっている。ベルジャー16
はチャンバー18に設置されている。チャンバー18にはガ
ス導入口19と排気口20が付けてある。ベルジャー16内に
はチャンバー18に取り付けられて上下に移動させること
ができる試料台21が設置されている。試料台21の先端に
は永久磁石22が埋め込まれており、基板23が設置でき、
永久磁石15と23は基板23をはさんで磁極が相反するよう
に配設されている。試料台21には基板23が冷却できるよ
うに水冷パイプ24が内蔵されている。試料台21を移動さ
せることにより磁極中央に於ける磁場強度を100から100
0ガウスまで変更できる。
えば2.45GHzのマイクロ波は方形空洞共振器12へ導かれ
る。空洞共振器12の一端には可動短絡板13があり、同軸
管14にマイクロ波を導くことができる。同軸管14は円筒
の外部導体14bと、その中心軸と同心の円柱の中心導体1
4aとからなっている。中心導体14aは方形空洞共振器12
の内部に、電界の方向と平行にマイクロ波の波長λ（例
えばλ＝12.4cm）の四分の一だけ挿入されており、その
部分には10度のテーパーがつけてある。同軸管の途中か
らは45度の勾配管になっており、所望の大きさのプラズ
マが開放端に得られる径の同軸管14′につなぎ合わされ
ている。中心導体14a′の開放端には円柱形の永久磁石1
5が埋め込まれている。その上には、ガラスでできた厚
さ5mmのベルジャー16がかぶせてあり、同軸管14′の開
口部17を真空に保てるようになっている。ベルジャー16
はチャンバー18に設置されている。チャンバー18にはガ
ス導入口19と排気口20が付けてある。ベルジャー16内に
はチャンバー18に取り付けられて上下に移動させること
ができる試料台21が設置されている。試料台21の先端に
は永久磁石22が埋め込まれており、基板23が設置でき、
永久磁石15と23は基板23をはさんで磁極が相反するよう
に配設されている。試料台21には基板23が冷却できるよ
うに水冷パイプ24が内蔵されている。試料台21を移動さ
せることにより磁極中央に於ける磁場強度を100から100
0ガウスまで変更できる。
このような構造において、マグネトロン11より発振さ
れた2.45GHzのマイクロ波は、たとえば109mm×54.5mmの
方形空洞共振器12を伝搬して、可動短絡板13の位置を変
化させてインピーダンスを変化させることにより、たと
えば内径18mm、外径42mmの同軸管14に導入され、ベルジ
ャー16を通過して、開口部17に放射される。このときガ
ス導入口19から酸素ガス等を導入して、チャンバー18内
のガス圧力を２×10-2Torrにすると放電が開始される。
また、可動短絡板13の位置を適当に変化させて、マイク
ロ波の反射波が最小になるようにする。このとき、永久
磁石15と22の中央での磁界を875ガウスにするとマイク
ロ波ECR放電が起こり、10-4Torr台でも高密度の酸素プ
ラズマを生成することができ、例えば、シリコン基板23
上の物質の除去加工や酸化等を高速に行うことができ
る。
れた2.45GHzのマイクロ波は、たとえば109mm×54.5mmの
方形空洞共振器12を伝搬して、可動短絡板13の位置を変
化させてインピーダンスを変化させることにより、たと
えば内径18mm、外径42mmの同軸管14に導入され、ベルジ
ャー16を通過して、開口部17に放射される。このときガ
ス導入口19から酸素ガス等を導入して、チャンバー18内
のガス圧力を２×10-2Torrにすると放電が開始される。
また、可動短絡板13の位置を適当に変化させて、マイク
ロ波の反射波が最小になるようにする。このとき、永久
磁石15と22の中央での磁界を875ガウスにするとマイク
ロ波ECR放電が起こり、10-4Torr台でも高密度の酸素プ
ラズマを生成することができ、例えば、シリコン基板23
上の物質の除去加工や酸化等を高速に行うことができ
る。
発明の効果 本発明のマイクロ波プラズマ発生装置によれば、同軸
管の開口部にガラスベルジャーをはめ込み、その内部に
マイクロ波を放射し、中心導体と試料台にそれぞれ埋め
込まれた磁石との作用により、10-4Torr台での有磁場マ
イクロ波放電が可能になり、均一で高密度の反応性プラ
ズマが発生させることができ、シリコン等のエッチング
や酸化を低ガス圧力でも高速に行うことができる。
管の開口部にガラスベルジャーをはめ込み、その内部に
マイクロ波を放射し、中心導体と試料台にそれぞれ埋め
込まれた磁石との作用により、10-4Torr台での有磁場マ
イクロ波放電が可能になり、均一で高密度の反応性プラ
ズマが発生させることができ、シリコン等のエッチング
や酸化を低ガス圧力でも高速に行うことができる。
第１図は本発明の実施例のマイクロ波ブラズマ発生装置
の断面図、第２図は従来のマイクロ波プラズマエッチン
グ装置の断面図である。 11……マグネトロン、12……空洞共振器、13……可動短
絡板、14……同軸管、15……永久磁石、16……ベルジャ
ー、17……開口部、18……チャンバー、19……ガス導入
口、20……排気口、21……試料台、22……永久磁石、23
……基板、24……水冷パイプ。
の断面図、第２図は従来のマイクロ波プラズマエッチン
グ装置の断面図である。 11……マグネトロン、12……空洞共振器、13……可動短
絡板、14……同軸管、15……永久磁石、16……ベルジャ
ー、17……開口部、18……チャンバー、19……ガス導入
口、20……排気口、21……試料台、22……永久磁石、23
……基板、24……水冷パイプ。
Claims (7)
- 【請求項１】マイクロ波発振器と、一端にマイクロ波発
振器が設けられた空洞共振器と、前記空洞共振器のマイ
クロ波発振器が設けられた側とは逆の端に設けられ、終
端が開口のドアノブ型である同軸管と、前記同軸管の中
心導体は空洞共振器の内部の途中まで、電界の方向と平
行に挿入されており、前記開口部にはめ込まれ中心導体
の平坦部に接した底面を有しマイクロ波が通過し真空封
じができるガラスベルジャーと、前記ガラスベルジャー
の開口とガス導入口と排気口が取り付けられた真空槽
と、前記中心導体の平坦部に対向しガラスベルジャー内
に設置された試料台とを備え、前記中心導体に埋め込ま
れた円柱形の永久磁石と、前記試料台に埋め込まれた円
柱形の永久磁石とが相反する磁極となっているマイクロ
波プラズマ発生装置。 - 【請求項２】空洞共振器は可動短絡板を有する請求項１
記載のマイクロ波プラズマ発生装置。 - 【請求項３】同軸管はドアノブの根元が45度にひらいて
いる請求項１記載のマイクロ波プラズマ発生装置。 - 【請求項４】試料台は上下に移動させることにより磁気
ギャップの距離を変化させることができる請求項１記載
のマイクロ波プラズマ発生装置。 - 【請求項５】磁気ギャップは20mm〜80mmで中央の磁場が
0.1〜１キロガウスである請求項４記載のマイクロ波プ
ラズマ発生装置。 - 【請求項６】マイクロ波は2.45GHzである請求項１記載
のマイクロ波プラズマ発生装置。 - 【請求項７】中心導体は空洞共振器の内部にマイクロ波
長の４分の１の長さだけ挿入された請求項１記載のマイ
クロ波プラズマ発生装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2252404A JP2727748B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | マイクロ波プラズマ発生装置 |
| US07/759,168 US5234565A (en) | 1990-09-20 | 1991-09-13 | Microwave plasma source |
| KR1019910016355A KR930011765B1 (ko) | 1990-09-20 | 1991-09-19 | 마이크로파플라즈마 발생장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2252404A JP2727748B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | マイクロ波プラズマ発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04132199A JPH04132199A (ja) | 1992-05-06 |
| JP2727748B2 true JP2727748B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=17236871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2252404A Expired - Fee Related JP2727748B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | マイクロ波プラズマ発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2727748B2 (ja) |
-
1990
- 1990-09-20 JP JP2252404A patent/JP2727748B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04132199A (ja) | 1992-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4906900A (en) | Coaxial cavity type, radiofrequency wave, plasma generating apparatus | |
| KR920002864B1 (ko) | 플라즈마 처리방법 및 그 장치 | |
| JPH0197399A (ja) | プラズマ処理方法および装置並びにプラズマ処理装置用モード変換器 | |
| JPH09106900A (ja) | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 | |
| KR950007480B1 (ko) | 마이크로파 플라즈마 발생장치 | |
| KR930011765B1 (ko) | 마이크로파플라즈마 발생장치 | |
| JPS63155728A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2727748B2 (ja) | マイクロ波プラズマ発生装置 | |
| JP2727747B2 (ja) | マイクロ波プラズマ発生装置 | |
| JP2951797B2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
| JP3085019B2 (ja) | プラズマ処理方法および装置 | |
| JPH08315998A (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
| JPH0666296B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2697468B2 (ja) | マイクロ波マグネトロンスパッタ装置 | |
| JP2920852B2 (ja) | マイクロ波プラズマ装置 | |
| JP3082331B2 (ja) | 半導体製造装置および半導体装置の製造方法 | |
| KR910008976B1 (ko) | 전자시이클로트론 공명(Electron Cyclotron Resonance)을 이용한 플라즈마 발생장치 | |
| JP2639292B2 (ja) | Ｅｃｒプラズマ処理装置 | |
| JPH0653170A (ja) | Ｅｃｒプラズマエッチング装置 | |
| JP3071450B2 (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
| JPS63274148A (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
| JPH08236448A (ja) | スパッタリング装置及びスパッタリング方法 | |
| JPH0436483A (ja) | マイクロ波プラズマ発生装置 | |
| JP2721856B2 (ja) | プラズマ生成装置 | |
| JP2001358131A (ja) | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |