JPH05144772A - Plasma apparatus - Google Patents

Plasma apparatus

Info

Publication number
JPH05144772A
JPH05144772A JP3329576A JP32957691A JPH05144772A JP H05144772 A JPH05144772 A JP H05144772A JP 3329576 A JP3329576 A JP 3329576A JP 32957691 A JP32957691 A JP 32957691A JP H05144772 A JPH05144772 A JP H05144772A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma
gas
waveguide
substrate
microwave
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.)
Pending
Application number
JP3329576A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Tokushima
正敏 徳島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP3329576A priority Critical patent/JPH05144772A/en
Publication of JPH05144772A publication Critical patent/JPH05144772A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the ununiformity in density of generated plasma even when a gas flow velocity and a gas exhaustion velocity are increased in a microwave plasma apparatus for processing a substrate. CONSTITUTION:A gas introducing pipe 6 is connected with a waveguide 2, the gas entering waveguide 2 is then led to a plasma generating chamber 17 depending on the flow 12 of gas and the gas is equally supplied into the region of plasma 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ装置の構造、
特に、プラズマ発生室のガス導入管の構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a structure of a plasma device,
In particular, it relates to the structure of the gas introduction pipe of the plasma generation chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のプラズマ装置について、説明を平
明にするために、導波管を用いたプラズマ装置の一つで
あるECRプラズマエッチング装置を例に取って説明す
る。ECRプラズマエッチング装置においては、次のよ
うな仕組みでプラズマを発生させている。すなわち、発
信管1により発生させたマイクロ波(通常2.45GH
z)を導波管2を用いて試料室内に導入し、875G
(2.45GHzの場合)の磁場において旋回運動をす
る電子に共鳴させて電界エネルギーを供給する(電子サ
イクロトロン共鳴)。
2. Description of the Related Art A conventional plasma apparatus will be described by taking an ECR plasma etching apparatus, which is one of plasma apparatuses using a waveguide, as an example for the sake of clarity. In the ECR plasma etching apparatus, plasma is generated by the following mechanism. That is, the microwave generated by the transmitter tube 1 (usually 2.45 GH
z) is introduced into the sample chamber using the waveguide 2, and 875G
In the magnetic field of (2.45 GHz), the electric field energy is supplied by resonating with the electron that makes a turning motion (electron cyclotron resonance).

【0003】旋回運動する電子は、ガス分子と衝突する
ことによってガス分子を電離させ、イオンと電子からな
るプラズマ11を発生させる。電子は旋回運動を行うた
め、磁場が無い場合に比べて衝突周波数が大きく、磁場
が存在しないときには困難な10-4Torr台の低圧に
おいても安定したプラズマが発生する。
The electrons that make a swirling motion collide with gas molecules to ionize the gas molecules and generate a plasma 11 composed of ions and electrons. Since the electrons make a swirling motion, the collision frequency is higher than that in the absence of a magnetic field, and stable plasma is generated even at a low pressure of the order of 10 −4 Torr, which is difficult when no magnetic field is present.

【0004】このとき、ガスとして反応性ガスを用いる
ことにより被エッチング材料を物理的,化学的にエッチ
ングすることができる。特に10-4Torr代の低圧で
エッチングを行うことにより、サイドエッチングの主要
因となるラジカル密度を小さく保つことができ、小さな
イオンエネルギーでも異方性加工が可能となる。
At this time, the material to be etched can be physically and chemically etched by using a reactive gas as the gas. In particular, by performing the etching at a low pressure of 10 −4 Torr, the radical density, which is the main factor of the side etching, can be kept small, and anisotropic processing can be performed even with a small ion energy.

【0005】875Gの磁場強度を持つ領域でのみ電子
サイクロトロン共鳴(ECR)が起こるため、この領域
をECR領域と言うが、この領域を大面積で平面状に形
成してやることにより、大面積で均一な平面状のプラズ
マ11を発生させることができる。この平面状プラズマ
11に接するように基板10を配置すると、大面積基板
でも均一にエッチングされる。
Since electron cyclotron resonance (ECR) occurs only in a region having a magnetic field strength of 875 G, this region is called an ECR region. By forming this region in a large area in a planar shape, it is possible to form a uniform large area. The planar plasma 11 can be generated. When the substrate 10 is arranged so as to be in contact with the planar plasma 11, even a large area substrate is uniformly etched.

【0006】プラズマを用いたエッチングや堆積におい
ては、基板表面での反応生成物を効率よく排気すること
が重要であり、通常大排気量の真空排気装置を用いて十
分な排気速度を確保している。同時に、ECRプラズマ
装置で用いる10-4〜10-3Torrの圧力を維持する
ためにガスの流量を大きくして調整している。
In etching and deposition using plasma, it is important to efficiently exhaust reaction products on the surface of the substrate, and usually a large evacuation device is used to ensure a sufficient evacuation speed. There is. At the same time, in order to maintain the pressure of 10 −4 to 10 −3 Torr used in the ECR plasma device, the flow rate of gas is increased and adjusted.

【0007】図2に示したようにECRプラズマエッチ
ング装置では、通常導波管2は、プラズマ発生室17の
基板10の真上に位置する部分に接続されており、導入
されたマイクロ波5によって発生したプラズマ11が基
板10の直上に位置するようになっている。導波管2が
基板10の真上に位置するため、ガス導入管6はプラズ
マ発生室18の基板10の真上からはずれた部分に接続
される。図中16は、真空排気装置であり、13は、排
気ガスの流れを示している。本発明と構成上共通する部
分には、同一の符号をもって示して説明を省略する。
As shown in FIG. 2, in the ECR plasma etching apparatus, the waveguide 2 is usually connected to a portion of the plasma generating chamber 17 which is located directly above the substrate 10, and is guided by the introduced microwave 5. The generated plasma 11 is located directly above the substrate 10. Since the waveguide 2 is located directly above the substrate 10, the gas introduction pipe 6 is connected to the portion of the plasma generation chamber 18 that is off the substrate 10. In the figure, 16 is an evacuation device, and 13 is a flow of exhaust gas. Portions common in structure to the present invention are designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】反応生成物の排気速度
を大きくするため大排気量の真空排気装置を用い、かつ
ガスの流入速度を大きくすると、プラズマ発生室17内
におけるガス分子の滞在時間が短くなり、ガス分子が排
気されるまでに十分な拡散が起こらなくなるため、プラ
ズマ発生室17内にガスの粗密が生じる。ガス導入管6
が基板中心上方からそれた位置に接続されている場合、
基板と平行な方向にガスの粗密を生じ易く、その結果発
生するプラズマの密度及び流れに不均一が生じエッチン
グ速度や加工形状に影響を及ぼす。
When a vacuum exhaust device with a large displacement is used to increase the exhaust velocity of the reaction product and the gas inflow velocity is increased, the residence time of gas molecules in the plasma generation chamber 17 is increased. Since the length of the gas is shortened and sufficient diffusion does not occur until the gas molecules are exhausted, the gas is coarse and dense in the plasma generation chamber 17. Gas introduction pipe 6
Is connected to the position deviating from above the center of the board,
The density of the gas is likely to occur in the direction parallel to the substrate, resulting in non-uniformity in the density and flow of the generated plasma, which affects the etching rate and the processed shape.

【0009】本発明の目的は、導波管を用いて導入した
マイクロ波によりプラズマ発生室内にプラズマを発生さ
せて基板を処理するプラズマ装置における上述のような
問題を解決したプラズマ装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a plasma device that solves the above-mentioned problems in a plasma device in which plasma is generated in a plasma generation chamber by a microwave introduced using a waveguide to process a substrate. It is in.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるプラズマ装置においては、導波管を通
してプラズマ発生室内に導入された電磁波を用いてプラ
ズマを発生させ、前記プラズマを利用して試料を処理す
るプラズマ装置において、ガス導入管を前記導波管に接
続して、前記導波管をガス導入路に併用するものであ
る。
To achieve the above object, in a plasma device according to the present invention, a plasma is generated by using an electromagnetic wave introduced into a plasma generation chamber through a waveguide, and the plasma is utilized. In a plasma apparatus for processing a sample, a gas introducing pipe is connected to the waveguide, and the waveguide is used as a gas introducing passage.

【0011】[0011]

【作用】導波管からガスを導入すると、ガス分子の拡散
が十分に起こらなくてもプラズマ発生領域に均一にガス
分子が供給され、密度の均一なプラズマを得ることがで
きる。また、導波管が基板の真上に位置していれば、ガ
ス分子の平均的な運動方向も基板全面でほぼ垂直とな
り、ガス分子の運動方向の違いに起因する基板面内での
加工形状のばらつきを緩和できる。
When the gas is introduced from the waveguide, the gas molecules are uniformly supplied to the plasma generation region even if the diffusion of the gas molecules does not sufficiently occur, and the plasma having a uniform density can be obtained. Also, if the waveguide is located right above the substrate, the average movement direction of gas molecules will be almost vertical on the entire surface of the substrate, and the processing shape in the substrate plane due to the difference in the movement direction of gas molecules It is possible to reduce the variation of

【0012】[0012]

【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明す
る。図1において、プラズマ装置は、基板支持台9を内
蔵したプラズマ発生室17にマイクロ波発信管1と、真
空排気装置6とが接続されたものである。マイクロ波発
信管1と、プラズマ発生室17とは、マイクロ波導入窓
4を有する導波管2で接続され、プラズマ発生室17の
取付け部分の導波管2は拡開してテーパ導波管3となっ
ている。プラズマ発生室17の周囲には、主コイル7及
び副コイル8が装備されている。基板支持台9は、高周
波電源15に接続され、シールド14にてシールされて
いる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, the plasma device has a microwave generation tube 1 and a vacuum exhaust device 6 connected to a plasma generation chamber 17 containing a substrate support 9. The microwave transmission tube 1 and the plasma generation chamber 17 are connected by a waveguide 2 having a microwave introduction window 4, and the waveguide 2 at the mounting portion of the plasma generation chamber 17 is expanded to form a tapered waveguide. It is 3. Around the plasma generating chamber 17, a main coil 7 and a sub coil 8 are installed. The substrate support 9 is connected to a high frequency power supply 15 and sealed by a shield 14.

【0013】本発明においては、ガス導入管6を、マイ
クロ波導入窓4の直下の導波管2に接続したものであ
る。
In the present invention, the gas introduction pipe 6 is connected to the waveguide 2 immediately below the microwave introduction window 4.

【0014】発信管1により発生させたマイクロ波5
は、プラズマ発生室17内に導入され、ガス導入管6よ
り導波管2内に導入されたガスは、ガスの流れ12にし
たがってプラズマ発生室17内に導入され、その間旋回
運動をする電子はガス分子と衝突することによってガス
分子を電離させ、プラズマを発生させ、基板支持台9に
搭載された基板10に接し、さらに真空排気装置13に
吸引され、排気ガスの流れ13となって流出する。
Microwave 5 generated by transmitting tube 1
Is introduced into the plasma generation chamber 17, and the gas introduced into the waveguide 2 from the gas introduction pipe 6 is introduced into the plasma generation chamber 17 according to the flow 12 of the gas. By colliding with the gas molecules, the gas molecules are ionized to generate plasma, contact the substrate 10 mounted on the substrate support 9, further sucked by the vacuum exhaust device 13, and flow out as a flow 13 of exhaust gas. .

【0015】本発明においては、ガス分子の拡散が十分
に起こらなくても、プラズマ発生領域に均一にガス分子
が供給され、均一な密度のプラズマ11を形成して基板
10に作用させることができる。
In the present invention, even if the diffusion of gas molecules does not sufficiently occur, the gas molecules are uniformly supplied to the plasma generation region, and the plasma 11 having a uniform density can be formed and acted on the substrate 10. .

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、導
波管で導入されたマイクロ波でプラズマを生成し、基板
を処理するプラズマ装置において、反応生成物を効率よ
く排気するために大排気量,大量ガス導入にしても、均
一なプラズマを発生させることができ、エッチング又は
膜堆積の基板面内均一性を向上することができる。結果
として大面積基板のエッチング又は膜堆積を均一に行う
ことができ、生産性が向上する。
As described above, according to the present invention, in the plasma apparatus for generating plasma by the microwave introduced by the waveguide and processing the substrate, the reaction product can be efficiently exhausted. Even if the amount of exhaust gas and the introduction of a large amount of gas are introduced, uniform plasma can be generated and the in-plane uniformity of etching or film deposition on the substrate can be improved. As a result, etching or film deposition on a large area substrate can be performed uniformly, and productivity is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるプラズマ装置の実施例の説明図で
ある。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of a plasma device according to the present invention.

【図2】本発明を使用しない従来のプラズマ装置の説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional plasma device that does not use the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 マイクロ波発信管 2 導波管 3 テーパ導波管 4 マイクロ波導入窓 5 マイクロ波 6 ガス導入管 7 主コイル 8 副コイル 9 基板支持台 10 基板 11 プラズマ 12 ガスの流れ 13 排気ガスの流れ 14 シールド 15 高周波電源 16 真空排気装置 17 プラズマ発生室 1 Microwave Sending Tube 2 Waveguide 3 Tapered Waveguide 4 Microwave Introducing Window 5 Microwave 6 Gas Introducing Tube 7 Main Coil 8 Subcoil 9 Substrate Support 10 Substrate 11 Plasma 12 Gas Flow 13 Exhaust Gas Flow 14 Shield 15 High frequency power supply 16 Vacuum exhaust device 17 Plasma generation chamber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05H 1/46 9014−2G // C23C 14/34 8414−4K ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H05H 1/46 9014-2G // C23C 14/34 8414-4K

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導波管を通してプラズマ発生室内に導入
された電磁波を用いてプラズマを発生させ、前記プラズ
マを利用して試料を処理するプラズマ装置において、ガ
ス導入管を前記導波管に接続して、前記導波管をガス導
入路に併用することを特徴とするプラズマ装置。
1. In a plasma apparatus for generating a plasma by using an electromagnetic wave introduced into a plasma generation chamber through a waveguide and processing a sample using the plasma, a gas introduction pipe is connected to the waveguide. A plasma apparatus, wherein the waveguide is used together with a gas introduction path.
JP3329576A 1991-11-18 1991-11-18 Plasma apparatus Pending JPH05144772A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3329576A JPH05144772A (en) 1991-11-18 1991-11-18 Plasma apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3329576A JPH05144772A (en) 1991-11-18 1991-11-18 Plasma apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05144772A true JPH05144772A (en) 1993-06-11

Family

ID=18222898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3329576A Pending JPH05144772A (en) 1991-11-18 1991-11-18 Plasma apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05144772A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012105568A3 (en) * 2011-01-31 2012-10-11 イマジニアリング株式会社 Plasma device
WO2023113180A1 (en) * 2021-12-17 2023-06-22 포항공과대학교 산학협력단 Apparatus and method for activating chemical reaction using plasma expanded by double high frequency

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012105568A3 (en) * 2011-01-31 2012-10-11 イマジニアリング株式会社 Plasma device
US8820285B2 (en) 2011-01-31 2014-09-02 Imagineering, Inc. Plasma device
JP6086427B2 (en) * 2011-01-31 2017-03-01 イマジニアリング株式会社 Plasma device
WO2023113180A1 (en) * 2021-12-17 2023-06-22 포항공과대학교 산학협력단 Apparatus and method for activating chemical reaction using plasma expanded by double high frequency

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0300447B1 (en) Method and apparatus for treating material by using plasma
EP0421348B1 (en) Film forming apparatus
US5531877A (en) Microwave-enhanced sputtering configuration
JPH0319332A (en) Microwave plasma treatment device
US5366586A (en) Plasma formation using electron cyclotron resonance and method for processing substrate by using the same
US7090742B2 (en) Device for producing inductively coupled plasma and method thereof
JPH05144772A (en) Plasma apparatus
JPH0217636A (en) Dry etching device
JP2836329B2 (en) Plasma apparatus and plasma processing method
JP2800766B2 (en) Plasma processing method and apparatus
JPH0250429A (en) Plasma processing apparatus
JPS6075589A (en) Dry etching device
JP2000012294A (en) Plasma treatment device
JPH0530500B2 (en)
JPH0831443B2 (en) Plasma processing device
JP2738810B2 (en) Plasma processing equipment
JPH06275564A (en) Microwave plasma etching device
JP2606551B2 (en) Neutral beam etching equipment
JPS63217628A (en) Plasma processing device
JPH06177051A (en) Cvd device
JP2666697B2 (en) Microwave plasma processing equipment
JPH0677147A (en) Plasma reaction device
JPH01123421A (en) Plasma etching apparatus
JPS61214523A (en) Plasma reaction processor
JPS59133364A (en) Electric discharge chemical reaction device