JPH0562649A - マイクロ波励起型紫外ランプ装置 - Google Patents

マイクロ波励起型紫外ランプ装置

Info

Publication number
JPH0562649A
JPH0562649A JP26038191A JP26038191A JPH0562649A JP H0562649 A JPH0562649 A JP H0562649A JP 26038191 A JP26038191 A JP 26038191A JP 26038191 A JP26038191 A JP 26038191A JP H0562649 A JPH0562649 A JP H0562649A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microwave
outer cylinder
gas
window
inner cylinder
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.)
Granted
Application number
JP26038191A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3215461B2 (ja
Inventor
Hiroshi Kumagai
寛 熊谷
Koichi Toyoda
浩一 豊田
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.)
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Original Assignee
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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 RIKEN Institute of Physical and Chemical Research filed Critical RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Priority to JP26038191A priority Critical patent/JP3215461B2/ja
Publication of JPH0562649A publication Critical patent/JPH0562649A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3215461B2 publication Critical patent/JP3215461B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空紫外光であっても、高効率で発生させる
ことができ、かつ、容易に外部へ導出して所望部に供給
することのできるマイクロ波励起型紫外ランプ装置を提
供する。 【構成】 マイクロ波共振器1は、中空円筒状に形成さ
れた金属製の外筒2と、この外筒2と同軸的に設けられ
た金属製の内筒3とから構成されている。外筒2の底部
には、誘電体4によって気密に隔離された放電部5が設
けられており、この放電部5内には、所定のランプガ
ス、例えば、希ガス、ハロゲンガス、希ガスとハロゲン
ガスの混合ガス等が充填される。また、この放電部5と
隣接する外筒2の底板6には、真空紫外光に対して透過
性の高い材料からなる平板7が設けられた窓8が配設さ
れており、この窓8には金属メッシュ9が設けられてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、紫外光化学プロセスの
光源等として利用されるマイクロ波励起型紫外ランプ装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、紫外光化学プロセス等に用いられ
る紫外光源としては、エキシマレーザー、重水素ラン
プ、キセノンフラッシュランプ等が知られている。ま
た、近年では、エキシマレーザーとは異なり、エキシマ
分子からの自然放出光を取り出すエキシマランプも開発
されている。
【0003】ところで、SiH4 、Si2 6 、C2
2 をはじめとして、半導体プロセスに用いられる多くの
ガス材料には、波長180 nm以下の真空紫外領域に強い光
吸収特性があることが知られているが、このような真空
紫外領域の光源としては、従来、エキシマレーザーおよ
び重水素ランプが知られている。例えば放電励起F2
ーザーは、波長157 nmで発振する広義のエキシマレーザ
ーであり、発振スペクトル幅約1 nmと狭く、波長選択性
に優れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た紫外光源のうち放電励起F2 レーザーでは、最適動作
には6atm以上の高圧力、10 MW/cm3 以上の高密度励起が
必要であり、効率も0.1%以下と低いという問題がある。
また、重水素ランプは、発光スペクトルが連続的で、効
率も0.01% 以下と極めて低いという問題がある。
【0005】また、本発明者等は、前述したエキシマラ
ンプとして、円筒状または方形状のマイクロ波共振器内
に、ランプガスを封入した放電部を設けたマイクロ波励
起型紫外ランプ装置を開発しているが、このようなマイ
クロ波励起型紫外ランプ装置では、マイクロ波電界が、
マイクロ波共振器内の中央部に発生するので、放電部を
マイクロ波共振器内の中央部に設けなければならない。
このため、真空紫外光の光源として用いる場合には、真
空紫外光を外部に導出するために、マイクロ波共振器内
を真空にしたり、真空紫外光導出用の真空の伝搬路を設
けなければならないという問題があった。
【0006】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、真空紫外光であっても、高効率で発生さ
せることができ、かつ、容易に外部へ導出して所望部に
供給することのできるマイクロ波励起型紫外ランプ装置
を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明のマイ
クロ波励起型紫外ランプ装置は、中空構造の外筒と、こ
の外筒内に突出する如く同軸的に設けられた内筒とを有
するマイクロ波共振器と、前記マイクロ波共振器内の前
記外筒底部または前記内筒底部に隣接して設けられ、内
部に所定のランプガスが充填された放電部と、前記放電
部に隣接する前記外筒底部または前記内筒底部に設けら
れ、前記放電部内で発生した光を導出するための窓とを
具備したことを特徴とする。
【0008】
【作用】上記構成のマイクロ波励起型紫外ランプ装置で
は、中空構造の外筒と、この外筒内に突出する如く同軸
的に設けられた内筒とを有するマイクロ波共振器、いわ
ゆるリエントラント型のマイクロ波共振器を用いてい
る。このため、マイクロ波共振器内の中央部ではなく、
対向する内筒底部と外筒底部との間に強力なマイクロ波
電界を形成することができる。
【0009】したがって、この外筒底部または内筒底部
に隣接して、ランプガスが充填された放電部を設け、放
電部に隣接する外筒底部または内筒底部に光を導出する
ための窓を設けることにより、真空紫外光であっても、
高効率で発生させることができ、かつ、例えばマイクロ
波共振器内を真空にしたり、真空紫外光導出用の真空の
伝搬路を設けることなく、容易に外部へ導出して所望部
に供給することができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明のマイクロ波励起型紫外ランプ
装置の一実施例を図面を参照して説明する。
【0011】図1および図2は、本発明の一実施例のマ
イクロ波励起型紫外ランプ装置の構成を示すもので、図
において1はマイクロ波共振器を示している。このマイ
クロ波共振器1は、いわゆるリエントラント型とされて
おり、中空円筒状に形成された金属製の外筒2と、この
外筒2と同軸的に設けられた金属製の内筒3とから構成
されている。また、内筒3は、図中矢印で示すように、
外筒2の中心軸に沿って移動させることができるよう構
成されており、インピーダンス・マッチングをとること
ができるようになっている。
【0012】また、外筒2の底部には、例えば、アルミ
ナ系セラミックス、石英等からなる円板状の誘電体4に
よって気密に隔離された放電部5が設けられており、こ
の放電部5内には、所定のランプガス、例えば、希ガ
ス、ハロゲンガス、希ガスとハロゲンガスの混合ガス、
水素ガス、重水素ガス等が充填される。また、この放電
部5と隣接する外筒2の底板6には、真空紫外光に対し
て透過性の高い材質、例えばMgF2 、CaF2 、Li
F、サファイヤ等からなる平板7が設けられた窓8が配
設されており、この窓8には金属メッシュ9が設けられ
ている。
【0013】この金属メッシュ9は、マイクロ波の漏れ
を防止するためのものであり、導電性の高い金属、例え
ば銅、アルミニウム等のメッシュを用いることが好まし
い。また、図1に示す例では、金属メッシュ9が放電部
5内に設けられているが、平板7の外側(放電部5の外
側)に設けてもよい。なお、図1に示すように放電部5
内に金属メッシュ9を配設する場合は、耐腐食性の高い
材質のメッシュを選択する必要がある。また、金属メッ
シュ9は、光導出のための効率と、マイクロ波の漏れと
の関係から適宜メッシュの粗さを選択する必要がある
が、本実施例では、20メッシュのものを使用した。
【0014】上記マイクロ波共振器1には、マイクロ波
ガイド10が設けられており、図示しないマイクロ波発
振器、アイソレータ、方向性結合器、スタブチューナ等
からなるマイクロ波発生装置からのマイクロ波を、この
マイクロ波ガイド10によってマイクロ波共振器1内に
導くよう構成されている。
【0015】上記構成のマイクロ波励起型紫外ランプ装
置では、マイクロ波ガイド10によってマイクロ波共振
器1内に導入されたマイクロ波が、内筒3の側面と外筒
2の側面の間でつくるインダクタンス成分と、内筒3の
底面と外筒2の底面との間でつくるキャパシタンス成分
との間で共振し、内筒3の底面と外筒2の底面との間に
強力なマイクロ波電界が発生する。これにより、放電部
5内でランプ放電が生じ、このランプ放電によって発生
した真空紫外光を窓8から取り出すことができる。
【0016】例えば、ランプガスとしてF2 とHeの混
合ガスを使用し、混合比F2 /He=5 /95(%)、ガ
ス圧を20Torr、マイクロ波発振器として発振周波数2450
MHzのCWマグネトロン管を用いた場合、縦軸を強度、横
軸を波長とした図3のグラフに発光スペクトルを示すよ
うに、波長157nm および166nm を中心とする2 つのピー
クを有する真空紫外光を得ることができた。なお、F2
螢光出力は、図4に示すようにF2 濃度に依存し、全圧
10Torrの場合、マイクロ波注入パワーが185Wの時、およ
び310Wの時もF2 濃度が4 %で最大となり、それ以上で
は減少した。また、F2 濃度を4 %、すなわち混合比を
2/He=4 /96(%)とし、全圧とF2 螢光出力と
の関係を調べたところ、図5に示すように、F2 螢光出
力は、全圧5 〜10Torrで最大となった。従って、ランプ
ガスとしてF2とHeの混合ガスを使用した場合、F2
濃度を3 〜5 %、全圧5 〜15Torr程度とすることが好ま
しい。なお、最大出力は、マイクロ波注入パワーが310W
の時で、18.9 Wであり、内部効率は6.2 %であった。
【0017】このように、本実施例によれば、真空紫外
光を高効率で発生させることができる。また、放電部5
をマイクロ波共振器1内の端部に設けることができるの
で、窓8から真空紫外光を簡単に取り出すことができ、
所望部に供給することができる。すなわち、例えば円筒
型のマイクロ波共振器や方形型のマイクロ波共振器を用
いた場合のように、マイクロ波共振器内を真空にした
り、マイクロ波共振器内に真空紫外光導出用の真空領域
を設けたりする必要がない。
【0018】また、発光部を面発光とすることができ、
平面状の結晶窓(平板7)を用いることができる。さら
に、内筒3を外筒2の中心軸に沿って移動させることに
より、例えば3 重スタブチューナーを用いたり、共振器
長を変化させたりすることなく、良好なインピーダンス
・マッチングをとることができる。また、内筒3の断面
積を変更することにより、放電面積を変更することもで
きる。
【0019】図6は他の実施例を示すもので、この実施
例では、上記実施例の放電部5に換えて、上面および側
面がセラミックス等の誘電体4で形成され、下面がMg
2 の結晶等からなる平板7で構成された放電部5aが
設けられており、金属メッシュ9は放電部5aの外側に
設けられている。
【0020】また、図7に示す実施例は、上記実施例の
マイクロ波共振器1に換えて、外筒2bの底部に、内筒
3へ向けて突出する凸部20が形成され、凸部を互いに
対向させる如く配置したマイクロ波共振器1bを用いた
例を示すもので、放電部5bはこの凸部20の上側底部
に隣接して設けられている。すなわち、放電部5bの上
部は、セラミックス等の誘電体4で形成されており、放
電部5bの下部は、凸部20の上側底部に隣接して設け
られたMgF2 の結晶等からなる平板7で形成されてい
る。そして、この平板7を介して凸部20内から真空紫
外光を導出するように窓8が設けられている。
【0021】これらの実施例でも前述した実施例と同様
な効果を得ることができる。また、マイクロ波共振器
1、放電部5、窓8等の構造は適宜変更可能であり、例
えば図1に示す実施例において、内筒3を中空とし、放
電部5および窓8を内筒3の底部側に設けること等も可
能である。
【0022】以下に実際に本発明をエッチングに適用し
た例を説明する。図8は、図1に示すマイクロ波共振器
1の底板6にエッチングセル11を連結した装置の図で
ある。このエッチングセル11には、エッチングガスを
エッチングセル11内に充填するためのエッチングガス
導入管12および排出用のエッチングガス排出管13が
設けられている。そして、真空紫外光を導出する窓8の
下方に試料のシリコンウエハ14を設置し、その表面に
紫外光を照射してエッチングを行った。
【0023】ランプガスとしてF2 とHeの混合ガスを
使用し、混合比F2 /He=4 /96(%)、ガス圧を15
Torr、マイクロ波発振器として発振周波数2450 MHzのC
Wマグネトロン管を用いた。マイクロ波注入パワーは31
0Wとした。
【0024】図9に50nmの熱酸化膜(SiO2 )を有す
るシリコンウエハをエッチング試料14として用いたと
きの、光照射依存性を示す。エッチングガスとしてラン
プガスと同じF2 /He(=4 /96(%))の混合ガス
を用いた。エッチングガスの全圧は、50Torrと100 Torr
の2 種類である。同図から全圧50Torr、全圧100 Torrの
ときの熱酸化膜のエッチングレートは、それぞれ1.76nm
/s、3.83nm/sで、Si基板のエッチングレートは、全圧
50Torr、全圧100 Torrのとき、それぞれ0.28nm/s、0.77
nm/sであった。以上から、本発明のマイクロ波励起型紫
外ランプ装置のエッチングに対する有効性が確認でき
た。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のマイクロ
波励起型紫外ランプ装置によれば、真空紫外光であって
も、高効率で発生させることができ、かつ、容易に外部
へ導出して所望部に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部構成を示す縦断面図で
ある。
【図2】図1の平面図である。
【図3】実施例装置における発光スペクトルを示すグラ
フである。
【図4】実施例装置におけるF2 濃度とF2 螢光出力と
の関係を示すグラフである。
【図5】実施例装置における全圧とF2 螢光出力との関
係を示すグラフである。
【図6】本発明の他の実施例の要部構成を示す縦断面図
である。
【図7】本発明の他の実施例の要部構成を示す縦断面図
である。
【図8】本発明をエッチングに適用した装置の要部構成
を示す縦断面図である。
【図9】図8の装置を用いて熱酸化膜を有するシリコン
ウエハをエッチングした場合の光照射時間依存性を示す
グラフである。
【符号の説明】
1 マイクロ波共振器 2 外筒 3 内筒 4 誘電体 5 放電部 6 底板 7 平板 8 窓 9 金属メッシュ 10 マイクロ波ガイド 11 エッチングセル 12 エッチングガス導入管 13 エッチングガス排出管 14 試料

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空構造の外筒と、この外筒内に突出す
    る如く同軸的に設けられた内筒とを有するマイクロ波共
    振器と、 前記マイクロ波共振器内の前記外筒底部または前記内筒
    底部に隣接して設けられ、内部に所定のランプガスが充
    填された放電部と、 前記放電部に隣接する前記外筒底部または前記内筒底部
    に設けられ、前記放電部内で発生した光を導出するため
    の窓とを具備したことを特徴とするマイクロ波励起型紫
    外ランプ装置。
  2. 【請求項2】 前記窓の外側に、処理ガス導入管と処理
    ガス排出管を有し、被処理物を収容可能に構成された処
    理室を設けたことを特徴とする請求項1記載のマイクロ
    波励起型紫外ランプ装置。
JP26038191A 1991-06-28 1991-10-08 マイクロ波励起型紫外ランプ装置 Expired - Fee Related JP3215461B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26038191A JP3215461B2 (ja) 1991-06-28 1991-10-08 マイクロ波励起型紫外ランプ装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3-158276 1991-06-28
JP15827691 1991-06-28
JP26038191A JP3215461B2 (ja) 1991-06-28 1991-10-08 マイクロ波励起型紫外ランプ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0562649A true JPH0562649A (ja) 1993-03-12
JP3215461B2 JP3215461B2 (ja) 2001-10-09

Family

ID=26485448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26038191A Expired - Fee Related JP3215461B2 (ja) 1991-06-28 1991-10-08 マイクロ波励起型紫外ランプ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3215461B2 (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0817731A (ja) * 1994-06-28 1996-01-19 New Japan Radio Co Ltd 半導体装置の製造方法
GB2336240A (en) * 1998-04-09 1999-10-13 Jenton International Limited Apparatus for emitting light
US6737810B2 (en) 2000-10-30 2004-05-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electrodeless discharge lamp apparatus with adjustable exciting electrodes
US6856093B2 (en) 2002-03-21 2005-02-15 Jenact Limited Elongate ultraviolet light source
JP2007081366A (ja) * 2005-08-19 2007-03-29 Stanley Electric Co Ltd 光源装置
JP2007220410A (ja) * 2006-02-15 2007-08-30 Stanley Electric Co Ltd 光源装置
JP2007227338A (ja) * 2006-01-25 2007-09-06 Stanley Electric Co Ltd 光源装置
JP2009515294A (ja) * 2005-10-27 2009-04-09 ラクシム コーポレーション 誘電体導波管付きプラズマランプ
WO2011128443A3 (de) * 2010-04-16 2012-02-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. Vorrichtung zum erzeugen von uv-licht mit einer gasgefüllten plasmakammer

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0817731A (ja) * 1994-06-28 1996-01-19 New Japan Radio Co Ltd 半導体装置の製造方法
GB2336240A (en) * 1998-04-09 1999-10-13 Jenton International Limited Apparatus for emitting light
US6348669B1 (en) 1998-04-09 2002-02-19 Jenact Limited RF/microwave energized plasma light source
US6737810B2 (en) 2000-10-30 2004-05-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electrodeless discharge lamp apparatus with adjustable exciting electrodes
US6856093B2 (en) 2002-03-21 2005-02-15 Jenact Limited Elongate ultraviolet light source
JP2007081366A (ja) * 2005-08-19 2007-03-29 Stanley Electric Co Ltd 光源装置
JP2009515294A (ja) * 2005-10-27 2009-04-09 ラクシム コーポレーション 誘電体導波管付きプラズマランプ
JP2007227338A (ja) * 2006-01-25 2007-09-06 Stanley Electric Co Ltd 光源装置
JP2007220410A (ja) * 2006-02-15 2007-08-30 Stanley Electric Co Ltd 光源装置
WO2011128443A3 (de) * 2010-04-16 2012-02-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. Vorrichtung zum erzeugen von uv-licht mit einer gasgefüllten plasmakammer

Also Published As

Publication number Publication date
JP3215461B2 (ja) 2001-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5838108A (en) Method and apparatus for starting difficult to start electrodeless lamps using a field emission source
JP2960829B2 (ja) 高圧力充填物を有するエキシマランプ
CN100474495C (zh) 等离子体处理中采用微射流的低能离子产生和输运方法和装置
JP4553995B2 (ja) リモートマイクロ波プラズマ装置
US5639519A (en) Method for igniting low pressure inductively coupled plasma
US4673456A (en) Microwave apparatus for generating plasma afterglows
US7141756B2 (en) Microwave plasma processing apparatus, plasma ignition method, plasma forming method, and plasma processing method
US5359177A (en) Microwave plasma apparatus for generating a uniform plasma
US5696428A (en) Apparatus and method using optical energy for specifying and quantitatively controlling chemically-reactive components of semiconductor processing plasma etching gas
JP3215461B2 (ja) マイクロ波励起型紫外ランプ装置
KR0155565B1 (ko) 에칭 및 플라즈마 처리방법
Furusawa et al. High‐efficiency continuous operation HgBr excimer lamp excited by microwave discharge
US4796271A (en) High duty factor rare gas halide laser
JP2007080705A (ja) マイクロ波放電ランプおよび当該マイクロ波放電ランプを備えたマイクロ波放電光源装置
KR100945316B1 (ko) 광원 장치, 기판 처리 장치, 기판 처리 방법
JP2004227820A (ja) 放電ランプ
JPH06232056A (ja) 誘電体バリヤ放電ランプを使用した処理方法
RU2120152C1 (ru) Газоразрядная лампа
JPH0586648B2 (ja)
Ciobotaru et al. PDP type barrier discharge ultraviolet radiation source
JPH06349776A (ja) 半導体製造装置
US4876692A (en) Microwave-pumped atomic gas laser
JP3981240B2 (ja) マイクロ波プラズマ発生装置及び方法
JP3175410B2 (ja) 紫外線光源
JPH1150272A (ja) プラズマプロセス装置

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010313

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010717

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees