JPH05258894A - Microwave plasma processing device - Google Patents
Microwave plasma processing deviceInfo
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- JPH05258894A JPH05258894A JP4051275A JP5127592A JPH05258894A JP H05258894 A JPH05258894 A JP H05258894A JP 4051275 A JP4051275 A JP 4051275A JP 5127592 A JP5127592 A JP 5127592A JP H05258894 A JPH05258894 A JP H05258894A
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- Japan
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- resonator
- microwave
- microwaves
- plasma
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波プラズマ処
理装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave plasma processing apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の装置は、例えば、特開昭59−1
03340号公報、特開昭64−25420号公報に記
載のように、拡大した導波管の内部に、減圧可能な処理
室の一部として石英製のドーム型放電管を設けた構造を
有するようになっていた。2. Description of the Related Art A conventional apparatus is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 59-1.
As described in JP-A-03340 and JP-A-64-25420, a structure in which a dome-shaped discharge tube made of quartz is provided as a part of a decompressible processing chamber inside an enlarged waveguide Was becoming.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、処理
室の一部である放電管内を伝播するマイクロ波のモード
の点に配慮がされておらず、均一に、また効率良くプラ
ズマが生成されていないという問題点があった。The above-mentioned prior art does not consider the mode of the microwave propagating in the discharge tube which is a part of the processing chamber, and the plasma is generated uniformly and efficiently. There was a problem that not.
【0004】本発明は、処理室の一部である放電管内に
円形TE11モードのマイクロ波を安定に供給することに
より、均一に、また高密度のプラズマを生成し、均一で
高速のプラズマ処理が可能なマイクロ波プラズマ処理装
置を提供することを目的とする。According to the present invention, a circular TE 11 mode microwave is stably supplied into a discharge tube which is a part of a processing chamber to generate a uniform and high-density plasma, thereby performing a uniform and high-speed plasma processing. It is an object of the present invention to provide a microwave plasma processing apparatus capable of performing the above.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、マイクロ波の伝送部にTE12共振器を設け、処理室
の一部である放電管の径と該TE12共振器の径の比を
0.345とし、またTE12該共振器の軸と該放電管の
軸とを一致させ、マイクロ波の進行方向にTE12共振
器,放電管の順に配置することにより、放電管内にTE
12モードのマイクロ波を安定に供給するようにしたもの
である。In order to achieve the above-mentioned object, a TE 12 resonator is provided in a microwave transmission section, and a diameter of a discharge tube which is a part of a processing chamber and a diameter of the TE 12 resonator are different from each other. The ratio is set to 0.345, the axis of the TE 12 resonator is aligned with the axis of the discharge tube, and the TE 12 resonator and the discharge tube are arranged in this order in the direction of microwave propagation, whereby TE
It is designed to stably supply 12- mode microwaves.
【0006】[0006]
【作用】マイクロ波の伝送部に設けられたTE12共振器
の内部では、円形TE12モード以外のマイクロ波はカッ
トされ、円形TE12モードのマイクロ波のみが存在す
る。円形TE12モードの電気力線の内、中心から外径の
0.345倍の円内の電気力線は、円形TE11モードの
電気力線と一致する。このため、放電管の径とTE12共
振器の径の比を0.345とし、TE12共振器の軸と放
電管の軸とを一致させ、マイクロ波の進行方向にTE12
共振器,放電管の順に配置することにより、TE12共振
器は、放電管内にTE11モードのマイクロ波を安定に供
給するように作用する。一方、放電管内に導入されたマ
イクロ波は、軸方向に生成された外部磁場と作用し、電
子サイクロトロン共鳴を生じることにより、プラズマを
生成する。また、マイクロ波の電界の内、磁場と垂直な
方向の電界が上記電子サイクロトロン共鳴に関与するた
め、高密度のプラズマを生成するには、放電管内にTE
モードのマイクロ波を供給する方が望ましい。そこで、
TE12共振器を用いることにより、放電管内に円形TE
11モードのマイクロ波を安定に供給できるので、均一
に、また高密度のプラズマを生成でき、均一で高速のプ
ラズマ処理が可能となる。The microwaves other than the circular TE 12 mode are cut inside the TE 12 resonator provided in the microwave transmission section, and only the circular TE 12 mode microwaves are present. Among the electric lines of force of the circular TE 12 mode, the electric lines of force within a circle of 0.345 times the outer diameter from the center coincide with the electric lines of force of the circular TE 11 mode. Therefore, the ratio of the diameter of the discharge tube to the diameter of the TE 12 resonator is set to 0.345, the axis of the TE 12 resonator is aligned with the axis of the discharge tube, and the TE 12 is moved in the microwave traveling direction.
By arranging the resonator and the discharge tube in this order, the TE 12 resonator acts so as to stably supply the TE 11 mode microwave into the discharge tube. On the other hand, the microwave introduced into the discharge tube acts on the external magnetic field generated in the axial direction to generate electron cyclotron resonance, thereby generating plasma. In addition, of the electric fields of the microwave, the electric field in the direction perpendicular to the magnetic field participates in the electron cyclotron resonance, so in order to generate a high-density plasma, TE is generated in the discharge tube.
It is more desirable to supply mode microwaves. Therefore,
By using a TE 12 resonator, a circular TE
Since 11- mode microwaves can be supplied stably, uniform and high-density plasma can be generated, and uniform and high-speed plasma processing becomes possible.
【0007】[0007]
【実施例】以下、本発明の第1の実施例を図1により説
明する。図1は、本発明の第1の実施例である有磁場マ
イクロ波ドライエッチング装置を示す。容器1a,放電
ブロック1b及び石英窓2で区画された処理室1の内部
を真空排気装置(図示省略)により減圧した後、ガス供
給装置(図示省略)によりエッチングガスを処理室1内
に導入し、所望の圧力に調整する。また処理室1は、コ
イル3により生成される磁場領域内にある。マグネトロ
ン4により発した、例えば、2.45GHzのマイクロ
波は、導波管5a、5bを伝播し、また導波管5cと放
電ブロック1bで囲まれた空間で構成されるTE12共振
器6を通過し、さらに石英窓2を透過して、プラズマが
生成される放電ブロック1b内に入射される。このマイ
クロ波によって生成されたプラズマにより、試料台7に
載置された被処理材8がエッチング処理される。また被
処理材8のエッチング形状を制御するため、試料台7に
は、整合器9を介して高周波電源10が接続され、高周
波電圧が印加されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 shows a magnetic field microwave dry etching apparatus according to a first embodiment of the present invention. After depressurizing the inside of the processing chamber 1 defined by the container 1a, the discharge block 1b and the quartz window 2 by a vacuum exhaust device (not shown), an etching gas is introduced into the processing chamber 1 by a gas supply device (not shown). , Adjust to desired pressure. The processing chamber 1 is in the magnetic field region generated by the coil 3. A microwave of, for example, 2.45 GHz generated by the magnetron 4 propagates through the waveguides 5a and 5b, and the TE 12 resonator 6 formed of a space surrounded by the waveguide 5c and the discharge block 1b is generated. After passing through the quartz window 2, it enters the discharge block 1b where plasma is generated. The material 8 placed on the sample table 7 is etched by the plasma generated by the microwave. Further, in order to control the etching shape of the material 8 to be processed, a high frequency power source 10 is connected to the sample stage 7 via a matching unit 9 and a high frequency voltage is applied.
【0008】マイクロ波の伝送部に設けられたTE12共
振器6の内部では、円形TE12モード以外のマイクロ波
はカットされ、円形TE12モードのマイクロ波のみが存
在する。円形TE12モードの電気力線の内、中心から外
径の0.345倍の円内の電気力線は、円形TE11モー
ドの電気力線と一致する。このため、放電ブロック1b
の径φAとTE12共振器6の径φBの比を0.345と
し、TE12共振器6の軸と放電ブロック1bの軸とを一
致させ、マイクロ波の進行方向にTE12共振器6、放電
ブロック1bの順にこれらを配置することにより、放電
ブロック1b内に円形TE11モードのマイクロ波が安定
に供給される。一方、放電ブロック1b内に導入された
マイクロ波は、軸方向に生成された外部磁場と作用し、
電子サイクロトロン共鳴を生じることにより、プラズマ
を生成する。また、マイクロ波の電界の内、磁場と垂直
な方向の電界が電子サイクロトロン共鳴に関与するた
め、高密度のプラズマを生成するには、放電ブロック1
b内にTEモードのマイクロ波を供給する方が望まし
い。本発明ではTE12共振器を用いることにより、プラ
ズマを生成する放電ブロック1b内に電界分布が均一で
ある領域が広い円形TE11モードのマイクロ波を安定に
供給できるので、均一に、また高密度のプラズマを生成
でき、均一で高速のプラズマ処理が可能となる。Inside the TE 12 resonator 6 provided in the microwave transmission section, microwaves other than the circular TE 12 mode are cut off, and only the circular TE 12 mode microwaves are present. Among the electric lines of force of the circular TE 12 mode, the electric lines of force within a circle of 0.345 times the outer diameter from the center coincide with the electric lines of force of the circular TE 11 mode. Therefore, the discharge block 1b
The ratio of the diameter φA of the TE 12 resonator 6 to the diameter φB of the TE 12 resonator 6 is set to 0.345, the axis of the TE 12 resonator 6 and the axis of the discharge block 1b are aligned, and the TE 12 resonator 6 and the TE 12 resonator 6 are arranged in the traveling direction of the microwave. By arranging these in the order of the discharge block 1b, circular TE 11 mode microwaves are stably supplied into the discharge block 1b. On the other hand, the microwave introduced into the discharge block 1b acts on the external magnetic field generated in the axial direction,
A plasma is generated by causing electron cyclotron resonance. In addition, of the electric fields of microwaves, the electric field in the direction perpendicular to the magnetic field participates in electron cyclotron resonance.
It is preferable to supply the TE mode microwave in b. In the present invention, by using the TE 12 resonator, it is possible to stably supply a circular TE 11 mode microwave having a wide region in which the electric field distribution is uniform in the discharge block 1b that generates plasma. The plasma can be generated, and uniform and high-speed plasma processing becomes possible.
【0009】本実施例によれば、放電ブロック1b内に
円形TE11モードのマイクロ波を安定に供給できるの
で、均一で高速のプラズマ処理が可能になるという効果
がある。According to this embodiment, since the circular TE 11 mode microwave can be stably supplied into the discharge block 1b, there is an effect that uniform and high-speed plasma processing becomes possible.
【0010】上記第1の実施例においては、放電ブロッ
ク1bの径φAとTE12共振器6の径φBの比を0.3
45としたが、φAとφBの比を0.1〜0.6の範囲
としても、放電ブロック1b内を伝播するマイクロ波
は、大部分円形TE11モードであるので、第1の実施例
とほぼ同様の効果が得られる。In the first embodiment, the ratio of the diameter φA of the discharge block 1b to the diameter φB of the TE 12 resonator 6 is 0.3.
However, even if the ratio of φA to φB is in the range of 0.1 to 0.6, microwaves propagating in the discharge block 1b are mostly in the circular TE 11 mode. Almost the same effect can be obtained.
【0011】本発明の第2の実施例を図2により説明す
る。本実施例では、放電ブロック1b及び石英窓2の上
に導電材料、例えばアルミニウムで製作されたドーナツ
状円板のアイリス11を設け、このアイリス11と導波
管5cでTE12共振器6を構成した。アイリス11の内
径を変更することにより、負荷である放電ブロック1b
内のプラズマに効率良くマイクロ波を供給することがで
きるので、より高密度のプラズマを生成することが可能
となる。したがって、本実施例では第1の実施例の効果
に加えて、より高速でプラズマ処理ができるという効果
がある。A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, a donut-shaped disk iris 11 made of a conductive material such as aluminum is provided on the discharge block 1b and the quartz window 2, and the iris 11 and the waveguide 5c constitute a TE 12 resonator 6. did. By changing the inner diameter of the iris 11, the discharge block 1b, which is a load
Since microwaves can be efficiently supplied to the plasma inside, plasma with higher density can be generated. Therefore, in this embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, there is an effect that plasma processing can be performed at a higher speed.
【0012】本発明の第3の実施例を図3により説明す
る。本実施例では、TE12共振器6を独立に製作してお
り第1の実施例と同様の効果がある。A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the TE 12 resonator 6 is manufactured independently and has the same effect as that of the first embodiment.
【0013】本発明の第4の実施例を図4により説明す
る。本実施例では、TE12共振器6をコイル3aとコイ
ル3bの間に設けている。また、マグネトロン4を発し
たマイクロ波は、導波管5a,5b及びテーパ型導波管
12を通り、TE12共振器6に導入される。本実施例で
は、第1の実施例の効果に加えて、大きなTE12共振器
6を設けることができ、したがって、プラズマが生成さ
れる放電ブロック1bの内径φAも大きくすることがで
きるので、大面積の被処理材8を均一に処理することが
できるという効果がある。A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the TE 12 resonator 6 is provided between the coil 3a and the coil 3b. The microwave emitted from the magnetron 4 passes through the waveguides 5 a and 5 b and the tapered waveguide 12 and is introduced into the TE 12 resonator 6. In the present embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, a large TE 12 resonator 6 can be provided, and therefore the inner diameter φA of the discharge block 1b in which plasma is generated can be increased, which is large. There is an effect that the material to be processed 8 having an area can be uniformly processed.
【0014】本発明の第5の実施例を図5により説明す
る。本実施例では、TE12共振器6をコイル3の上に設
けている。本実施例においても、放電ブロック1bの内
径φAを大きくすることができるので、第4の実施例と
同様の効果がある。A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the TE 12 resonator 6 is provided on the coil 3. Also in this embodiment, since the inner diameter φA of the discharge block 1b can be increased, the same effect as that of the fourth embodiment can be obtained.
【0015】上記各実施例では、有磁場ドライエッチン
グ装置について述べたが、その他のマイクロ波を利用し
たドライエッチング装置、プラズマCVD装置,アッシ
ング装置等のプラズマ処理装置についても、同様の作用
効果が得られる。Although the magnetic field dry etching apparatus has been described in each of the above-described embodiments, similar effects can be obtained in other plasma processing apparatuses such as a dry etching apparatus utilizing microwaves, a plasma CVD apparatus, and an ashing apparatus. Be done.
【0016】[0016]
【発明の効果】本発明によれば、プラズマを生成する放
電ブロック内に円形TE11モードのマイクロ波を安定に
供給できるので、均一で、高密度のプラズマが生成さ
れ、均一で高速のプラズマ処理が可能となるという効果
がある。According to the present invention, since circular TE 11 mode microwaves can be stably supplied into the discharge block for generating plasma, uniform and high-density plasma is generated, and uniform and high-speed plasma processing is performed. There is an effect that it becomes possible.
【図1】本発明の第1の実施例の有磁場マイクロ波ドラ
イエッチング装置の処理室部の縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view of a processing chamber portion of a magnetic field microwave dry etching apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施例の有磁場マイクロ波ドラ
イエッチング装置の処理室部の縦断面図である。FIG. 2 is a vertical sectional view of a processing chamber portion of a magnetic field microwave dry etching apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施例の有磁場マイクロ波ドラ
イエッチング装置の処理室部の縦断面図である。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a processing chamber portion of a magnetic field microwave dry etching apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第4の実施例の有磁場マイクロ波ドラ
イエッチング装置の処理室部の縦断面図である。FIG. 4 is a vertical sectional view of a processing chamber portion of a magnetic field microwave dry etching apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第5の実施例の有磁場マイクロ波ドラ
イエッチング装置の処理室部の縦断面図である。FIG. 5 is a vertical sectional view of a processing chamber portion of a magnetic field microwave dry etching apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
1…処理室、1b…放電ブロック、2…石英窓、3…コ
イル、4…マグネトロン、5…導波管、6…TE12共振
器、7…試料台、8…被処理材、9…整合器、10…高
周波電源、11…アイリス、12…テーパ型導波管。1 ... processing chamber, 1b ... discharge block, 2 ... a quartz window, 3 ... coil, 4 ... magnetron, 5 ... waveguide, 6 ... TE 12 resonators, 7 ... sample stage 8 ... workpiece, 9 ... matching Vessel, 10 ... High frequency power source, 11 ... Iris, 12 ... Tapered waveguide.
───────────────────────────────────────────────────── 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 // C23C 14/34 8414−4K H01L 21/31 C ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location // C23C 14/34 8414-4K H01L 21/31 C
Claims (4)
減圧可能な処理室とガス供給装置と真空排気装置より成
るプラズマ処理装置において、マイクロ波の伝送部にT
E12共振器を設けたことを特徴とするマイクロ波プラズ
マ処理装置。1. A plasma processing apparatus comprising a plasma generating apparatus using microwaves, a processing chamber capable of decompressing, a gas supply apparatus, and an evacuation apparatus, and a T is provided at a microwave transmission portion.
A microwave plasma processing apparatus provided with an E 12 resonator.
の一部である放電管の軸を一致させ、マイクロ波の進行
方向に、TE12共振器、放電管の順に配置したことを特
徴とする請求項1記載のマイクロ波プラズマ処理装置。2. The axis of the TE 12 resonator is aligned with the axis of a discharge tube which is a part of a processing chamber capable of decompressing, and the TE 12 resonator and the discharge tube are arranged in this order in the traveling direction of microwaves. The microwave plasma processing apparatus according to claim 1, wherein:
0.1〜0.6としたことを特徴とする請求項2記載の
マイクロ波プラズマ処理装置。3. The microwave plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the ratio of the diameter of the discharge tube and the diameter of the TE 12 resonator is 0.1 to 0.6.
形TE11モードのマイクロ波を安定に供給できる構造を
有することを特徴とする請求項2記載のマイクロ波プラ
ズマ処理装置。4. The microwave plasma processing apparatus according to claim 2, having a structure capable of stably supplying a circular TE 11 mode microwave of a discharge tube which is a part of a processing chamber capable of decompressing.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4051275A JPH05258894A (en) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | Microwave plasma processing device |
US08/029,241 US5804033A (en) | 1990-09-26 | 1993-03-10 | Microwave plasma processing method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4051275A JPH05258894A (en) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | Microwave plasma processing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05258894A true JPH05258894A (en) | 1993-10-08 |
Family
ID=12882399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4051275A Pending JPH05258894A (en) | 1990-09-26 | 1992-03-10 | Microwave plasma processing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05258894A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020059974A1 (en) * | 2018-09-21 | 2020-03-26 | 주식회사 세지테크 | Plasma steam burner system for eco-friendly combustion |
-
1992
- 1992-03-10 JP JP4051275A patent/JPH05258894A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020059974A1 (en) * | 2018-09-21 | 2020-03-26 | 주식회사 세지테크 | Plasma steam burner system for eco-friendly combustion |
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