JPH06177057A - プラズマ生成用マイクロ波空洞共振器 - Google Patents
プラズマ生成用マイクロ波空洞共振器Info
- Publication number
- JPH06177057A JPH06177057A JP4352594A JP35259492A JPH06177057A JP H06177057 A JPH06177057 A JP H06177057A JP 4352594 A JP4352594 A JP 4352594A JP 35259492 A JP35259492 A JP 35259492A JP H06177057 A JPH06177057 A JP H06177057A
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- microwave
- plasma
- cavity resonator
- microwave cavity
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラズマ及びガスの流れを妨げることなくプ
ラズマを試料基板に放出するためのマイクロ波空洞共振
器を提供する。 【構成】 互いに対向する一対のマイクロ波反射板と、
ガス導入口と、マイクロ波導入口と、プラズマ放出口と
を有するプラズマ生成用マイクロ波空洞共振器に於て、
前記マイクロ波反射板の少なくとも一部が網からなり、
該網の各目が前記プラズマ放出口の少なくとも一部をな
し、特に、前記網の目の間隔が、導入されるマイクロ波
の波長の１／２以下であるプラズマ生成用マイクロ波空
洞共振器を提供することにより、従来、空洞共振器中で
妨げられていたプラズマ流を基板上に効率良く放出する
ことができる。
ラズマを試料基板に放出するためのマイクロ波空洞共振
器を提供する。 【構成】 互いに対向する一対のマイクロ波反射板と、
ガス導入口と、マイクロ波導入口と、プラズマ放出口と
を有するプラズマ生成用マイクロ波空洞共振器に於て、
前記マイクロ波反射板の少なくとも一部が網からなり、
該網の各目が前記プラズマ放出口の少なくとも一部をな
し、特に、前記網の目の間隔が、導入されるマイクロ波
の波長の１／２以下であるプラズマ生成用マイクロ波空
洞共振器を提供することにより、従来、空洞共振器中で
妨げられていたプラズマ流を基板上に効率良く放出する
ことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、膜の堆積やエッチング
を行うべく基板上に吹き付けるマイクロ波プラズマを生
成するためのマイクロ波空洞共振器に関する。
を行うべく基板上に吹き付けるマイクロ波プラズマを生
成するためのマイクロ波空洞共振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、マイクロ波励起による電子サ
イクロトロン共鳴（ＥＣＲ）型のイオン源を利用し、成
膜ガスあるいはエッチングガスを分解してプラズマと
し、試料基板上に成膜やエッチングを行うためのプラズ
マ処理装置があり、その一例として特開昭５６−１５５
３５号公報に記載されたような反応性イオンシャワー方
式プラズマ処理装置が知られている。
イクロトロン共鳴（ＥＣＲ）型のイオン源を利用し、成
膜ガスあるいはエッチングガスを分解してプラズマと
し、試料基板上に成膜やエッチングを行うためのプラズ
マ処理装置があり、その一例として特開昭５６−１５５
３５号公報に記載されたような反応性イオンシャワー方
式プラズマ処理装置が知られている。
【０００３】図４はこの従来のプラズマ処理装置の代表
的な原理的構成を示す断面図である。このプラズマ処理
装置は、マイクロ波源１１、マイクロ波を伝達するため
のマイクロ波導波管１２、マイクロ波空洞共振器３、所
謂ＥＣＲ条件を満たすマイクロ波進行方向と平行な直流
磁場を形成するための磁場発生コイル１３、真空排気系
１７、プラズマ処理室１８及び基板装着台１９から構成
され、この基板装着台１９上に処理するべき基板２０を
保持するようになっている。
的な原理的構成を示す断面図である。このプラズマ処理
装置は、マイクロ波源１１、マイクロ波を伝達するため
のマイクロ波導波管１２、マイクロ波空洞共振器３、所
謂ＥＣＲ条件を満たすマイクロ波進行方向と平行な直流
磁場を形成するための磁場発生コイル１３、真空排気系
１７、プラズマ処理室１８及び基板装着台１９から構成
され、この基板装着台１９上に処理するべき基板２０を
保持するようになっている。
【０００４】上記装置中のマイクロ波空洞共振器は、電
子サイクロトロン共鳴プラズマを発生し、マイクロ波導
波管から導入されたマイクロ波を定在波として共振器内
に閉じ込めるようになっている。マイクロ波空洞共振器
を構成する互いに対向する一対のマイクロ波反射板のう
ちプラズマを放出する側の金属製反射板２４は、プラズ
マ放出口である中央孔２６を有するドーナツ状をなして
いる。プラズマ放出側に向かうマイクロ波は反射板２４
とこれに対向するもう一枚の反射板とにより共振器内で
反射を繰り返し、共振器内のプラズマ及び中性ガスは、
中央孔２６を通ってプラズマ処理室１８に放出される。
このようなマイクロ波空洞共振器を用いることにより、
マイクロ波プラズマを効率良く生成することができる。
子サイクロトロン共鳴プラズマを発生し、マイクロ波導
波管から導入されたマイクロ波を定在波として共振器内
に閉じ込めるようになっている。マイクロ波空洞共振器
を構成する互いに対向する一対のマイクロ波反射板のう
ちプラズマを放出する側の金属製反射板２４は、プラズ
マ放出口である中央孔２６を有するドーナツ状をなして
いる。プラズマ放出側に向かうマイクロ波は反射板２４
とこれに対向するもう一枚の反射板とにより共振器内で
反射を繰り返し、共振器内のプラズマ及び中性ガスは、
中央孔２６を通ってプラズマ処理室１８に放出される。
このようなマイクロ波空洞共振器を用いることにより、
マイクロ波プラズマを効率良く生成することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
プラズマ空洞共振器は、マイクロ波空洞共振器内にマイ
クロ波を閉じ込めるために、プラズマ放出口であるマイ
クロ波反射板の中央孔２６がマイクロ波の１／２波長よ
りも小さく、プラズマ処理室に流れ込むプラズマ及び中
性ガスが絞られ、その流れが妨げられると云う問題があ
った。
プラズマ空洞共振器は、マイクロ波空洞共振器内にマイ
クロ波を閉じ込めるために、プラズマ放出口であるマイ
クロ波反射板の中央孔２６がマイクロ波の１／２波長よ
りも小さく、プラズマ処理室に流れ込むプラズマ及び中
性ガスが絞られ、その流れが妨げられると云う問題があ
った。
【０００６】このような従来技術の問題点に鑑み、本発
明の主な目的は、プラズマ及びガスの流れが妨げられる
ことのないマイクロ波空洞共振器を提供することにあ
る。
明の主な目的は、プラズマ及びガスの流れが妨げられる
ことのないマイクロ波空洞共振器を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した目的は本発明に
よれば、互いに対向する一対のマイクロ波反射板と、ガ
ス導入口と、マイクロ波導入口と、プラズマ放出口とを
有するプラズマ生成用マイクロ波空洞共振器に於て、前
記マイクロ波反射板の少なくとも一部が網からなり、該
網の各目が前記プラズマ放出口の少なくとも一部をなす
ことを特徴とするプラズマ生成用マイクロ波空洞共振器
を提供することにより達成される。特に、前記網の目の
間隔は、導入されるマイクロ波の波長の１／２以下であ
ると良い。
よれば、互いに対向する一対のマイクロ波反射板と、ガ
ス導入口と、マイクロ波導入口と、プラズマ放出口とを
有するプラズマ生成用マイクロ波空洞共振器に於て、前
記マイクロ波反射板の少なくとも一部が網からなり、該
網の各目が前記プラズマ放出口の少なくとも一部をなす
ことを特徴とするプラズマ生成用マイクロ波空洞共振器
を提供することにより達成される。特に、前記網の目の
間隔は、導入されるマイクロ波の波長の１／２以下であ
ると良い。
【０００８】このとき網の形状は任意であり、例えばマ
トリックス状であっても、また放射状のフレームと環状
のフレームとから構成されても良い。
トリックス状であっても、また放射状のフレームと環状
のフレームとから構成されても良い。
【０００９】
【作用】このようにすれば、マイクロ波空洞共振器内で
マイクロ波が共振するように空洞共振器とプラズマ処理
室との間は電磁的に遮断されるが、空間的には遮断され
ない。そのためガスは、プラズマを放出する側のマイク
ロ波反射板の全域から、流れを乱されることなくプラズ
マ処理室へ流れ込むことができる。
マイクロ波が共振するように空洞共振器とプラズマ処理
室との間は電磁的に遮断されるが、空間的には遮断され
ない。そのためガスは、プラズマを放出する側のマイク
ロ波反射板の全域から、流れを乱されることなくプラズ
マ処理室へ流れ込むことができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
いて詳しく説明する。
【００１１】図３は、本発明に基づく第１の実施例を示
すマイクロ波空洞共振器を用いたプラズマ処理装置の構
成図である。
すマイクロ波空洞共振器を用いたプラズマ処理装置の構
成図である。
【００１２】本実施例のプラズマ処理装置は、周波数
２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマイクロ波源１
１、マイクロ波を伝達するためのマイクロ波導波管１
２、マイクロ波空洞共振器３、磁場発生コイル１３、真
空排気系１７、プラズマ処理室１８及び基板装着台１９
を有し、基板装着台１９に基板２０が保持されるように
なっている。
２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマイクロ波源１
１、マイクロ波を伝達するためのマイクロ波導波管１
２、マイクロ波空洞共振器３、磁場発生コイル１３、真
空排気系１７、プラズマ処理室１８及び基板装着台１９
を有し、基板装着台１９に基板２０が保持されるように
なっている。
【００１３】マイクロ波源１１から発生した２．４５Ｇ
Ｈｚのマイクロ波は、マイクロ波導波管１２によりマイ
クロ波空洞共振器３内に導入され、このマイクロ波空洞
共振器３内で磁場発生コイル１３により、電子サイクロ
トロン共鳴（ＥＣＲ）の条件である８７５Ｇａｕｓｓの
直流磁場を進行方向と平行にかけられる。このとき、プ
ラズマ処理室１８及びマイクロ波空洞共振器３は真空排
気系１７により所定の真空度に保たれている。
Ｈｚのマイクロ波は、マイクロ波導波管１２によりマイ
クロ波空洞共振器３内に導入され、このマイクロ波空洞
共振器３内で磁場発生コイル１３により、電子サイクロ
トロン共鳴（ＥＣＲ）の条件である８７５Ｇａｕｓｓの
直流磁場を進行方向と平行にかけられる。このとき、プ
ラズマ処理室１８及びマイクロ波空洞共振器３は真空排
気系１７により所定の真空度に保たれている。
【００１４】上記マイクロ波空洞共振器３は、図１に示
すように円筒形をなし、このマイクロ波空洞共振器３内
にガスを供給するためのガス導入口１と、マイクロ波を
マイクロ波空洞共振器３内に導入するためのマイクロ波
導入口２と、一対のマイクロ波反射板４、５とを有す
る。プラズマを放出する側のマイクロ波反射板４はマト
リックス状の金属製の網からなり、その中央には、共振
器内で生成されたプラズマをプラズマ処理室１８に放出
するためのプラズマ放出口の一部をなす中央孔６が設け
られている。一方、マイクロ波反射板４のマトリックス
状の網の目もプラズマ放出口をなし、その間隔は最大で
も、マイクロ波空洞共振器３に導入されるマイクロ波の
波長、１２．２ｃｍ（周波数２．４５ＧＨｚ）の１／２
波長以下、即ち６ｃｍ以下となっている。
すように円筒形をなし、このマイクロ波空洞共振器３内
にガスを供給するためのガス導入口１と、マイクロ波を
マイクロ波空洞共振器３内に導入するためのマイクロ波
導入口２と、一対のマイクロ波反射板４、５とを有す
る。プラズマを放出する側のマイクロ波反射板４はマト
リックス状の金属製の網からなり、その中央には、共振
器内で生成されたプラズマをプラズマ処理室１８に放出
するためのプラズマ放出口の一部をなす中央孔６が設け
られている。一方、マイクロ波反射板４のマトリックス
状の網の目もプラズマ放出口をなし、その間隔は最大で
も、マイクロ波空洞共振器３に導入されるマイクロ波の
波長、１２．２ｃｍ（周波数２．４５ＧＨｚ）の１／２
波長以下、即ち６ｃｍ以下となっている。
【００１５】上記構成によるマイクロ波空洞共振器３を
用いたプラズマ処理装置に於ては、マイクロ波空洞共振
器３内で、定在波となったマイクロ波と磁場発生コイル
１３により発生した磁場とが共鳴し、よってマイクロ波
空洞共振器３内の電子がサイクロトロン運動を起こし、
マイクロ波空洞共振器３内にプラズマが生成される。こ
のプラズマ、ラジカル及び中性ガスの流れは、従来はプ
ラズマを放出する側に取付けられたドーナツ板状の金属
製マイクロ波反射板により妨げられていたが、本実施例
のプラズマ処理装置に於ては、中央孔６及びマトリック
ス状の網の目を通って、効率良く、プラズマ放出口であ
る網の近くでは最大、マイクロ波空洞共振器３の内径程
度の大面積でプラズマ処理室１８へ放出させることがで
きる。また、マイクロ波空洞共振器３内のガスの流れが
スムースになることにより、マイクロ波空洞共振器３内
のガス排気効率が向上し、排気能力が同一の場合、プラ
ズマを放出する側にドーナツ板状の金属製マイクロ波反
射板が取付けられた従来のプラズマ処理装置に比べて、
より低い圧力でプロセスを行うことができる。
用いたプラズマ処理装置に於ては、マイクロ波空洞共振
器３内で、定在波となったマイクロ波と磁場発生コイル
１３により発生した磁場とが共鳴し、よってマイクロ波
空洞共振器３内の電子がサイクロトロン運動を起こし、
マイクロ波空洞共振器３内にプラズマが生成される。こ
のプラズマ、ラジカル及び中性ガスの流れは、従来はプ
ラズマを放出する側に取付けられたドーナツ板状の金属
製マイクロ波反射板により妨げられていたが、本実施例
のプラズマ処理装置に於ては、中央孔６及びマトリック
ス状の網の目を通って、効率良く、プラズマ放出口であ
る網の近くでは最大、マイクロ波空洞共振器３の内径程
度の大面積でプラズマ処理室１８へ放出させることがで
きる。また、マイクロ波空洞共振器３内のガスの流れが
スムースになることにより、マイクロ波空洞共振器３内
のガス排気効率が向上し、排気能力が同一の場合、プラ
ズマを放出する側にドーナツ板状の金属製マイクロ波反
射板が取付けられた従来のプラズマ処理装置に比べて、
より低い圧力でプロセスを行うことができる。
【００１６】図２は、本発明が適用されたマイクロ波空
洞共振器３の第２の実施例を示す図１と同様な図であ
る。
洞共振器３の第２の実施例を示す図１と同様な図であ
る。
【００１７】本実施例のマイクロ波空洞共振器は、第１
の実施例と同様に円筒形のマイクロ波空洞共振器３と、
マイクロ波空洞共振器３内にガスを供給するためのガス
導入口１と、マイクロ波をマイクロ波空洞共振器３内に
導入するためのマイクロ波導入口２と、一対のマイクロ
波反射板１４、１５とを有する。ここで、本実施例で
は、プラズマを放出する側のマイクロ波反射板１４は、
放射状の金属製第１フレーム１４ａと環状の金属製第２
フレーム１４ｂとで構成される網からなり、その中央に
は、共振器内で生成されたプラズマをプラズマ処理室１
８に放出するためのプラズマ放出口の一部をなす中央孔
１６が設けられている。この第１フレーム１４ａと第２
フレーム１４ｂとで構成される網の目の間隔は最大で
も、導入されるマイクロ波の１／２波長以下となってい
る。それ以外の構造は第１の実施例と同様である。
の実施例と同様に円筒形のマイクロ波空洞共振器３と、
マイクロ波空洞共振器３内にガスを供給するためのガス
導入口１と、マイクロ波をマイクロ波空洞共振器３内に
導入するためのマイクロ波導入口２と、一対のマイクロ
波反射板１４、１５とを有する。ここで、本実施例で
は、プラズマを放出する側のマイクロ波反射板１４は、
放射状の金属製第１フレーム１４ａと環状の金属製第２
フレーム１４ｂとで構成される網からなり、その中央に
は、共振器内で生成されたプラズマをプラズマ処理室１
８に放出するためのプラズマ放出口の一部をなす中央孔
１６が設けられている。この第１フレーム１４ａと第２
フレーム１４ｂとで構成される網の目の間隔は最大で
も、導入されるマイクロ波の１／２波長以下となってい
る。それ以外の構造は第１の実施例と同様である。
【００１８】尚、プラズマを放出する側のマイクロ波反
射板に別途、第１、第２の実施例に示したような中央孔
を設けず、反射板の全面を網により構成しても良い。ま
た、網の目の形状は、第１の実施例や第２の実施例に示
したような四角形ではなく、三角形や六角形等であって
も良い。
射板に別途、第１、第２の実施例に示したような中央孔
を設けず、反射板の全面を網により構成しても良い。ま
た、網の目の形状は、第１の実施例や第２の実施例に示
したような四角形ではなく、三角形や六角形等であって
も良い。
【００１９】また、第１の実施例及び第２の実施例に於
ては、マイクロ波反射板の一方のみに網を設けたが、上
記同様なマイクロ波空洞共振器３の両マイクロ波反射板
を網により構成して、一対のプラズマ放出口を有するよ
うな構造としても良い。
ては、マイクロ波反射板の一方のみに網を設けたが、上
記同様なマイクロ波空洞共振器３の両マイクロ波反射板
を網により構成して、一対のプラズマ放出口を有するよ
うな構造としても良い。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によるプラズマ生成用マイクロ波空洞共振器によれ
ば、マイクロ波反射板の少なくとも一部を網から構成す
ることにより、プラズマ放出口の面積が大きくなり、従
って、大直径のプラズマを生成することができ、気体の
流れを妨げず、即ちその反応ガスがスムースに流れるよ
うにし、かつマイクロ波を共振させることができる。特
に網の目の間隔を、導入されるマイクロ波の１／２波長
以下とすることにより、マイクロ波をより多く共振器内
に閉じ込めることができ、より一層効率よくマイクロ波
を共振させることができる。
明によるプラズマ生成用マイクロ波空洞共振器によれ
ば、マイクロ波反射板の少なくとも一部を網から構成す
ることにより、プラズマ放出口の面積が大きくなり、従
って、大直径のプラズマを生成することができ、気体の
流れを妨げず、即ちその反応ガスがスムースに流れるよ
うにし、かつマイクロ波を共振させることができる。特
に網の目の間隔を、導入されるマイクロ波の１／２波長
以下とすることにより、マイクロ波をより多く共振器内
に閉じ込めることができ、より一層効率よくマイクロ波
を共振させることができる。
【図１】本発明に基づくプラズマ生成用マイクロ波空洞
共振器の第１の実施例を示す模式的斜視図である。
共振器の第１の実施例を示す模式的斜視図である。
【図２】本発明に基づくプラズマ生成用マイクロ波空洞
共振器の第２の実施例を示す模式的斜視図である。
共振器の第２の実施例を示す模式的斜視図である。
【図３】本発明に基づく第１の実施例のプラズマ生成用
マイクロ波空洞共振器を用いたプラズマ処理装置を示す
模式的断面図である。
マイクロ波空洞共振器を用いたプラズマ処理装置を示す
模式的断面図である。
【図４】従来のプラズマ処理装置の一例を示すプラズマ
処理装置の模式的断面図である。
処理装置の模式的断面図である。
１ ガス導入口 ２ マイクロ波導入口 ３ マイクロ波空洞共振器 ４ マイクロ波反射板 ５ マイクロ波反射板 ６ 中央孔 １１ マイクロ波源 １２ マイクロ波導波管 １３ 磁場発生コイル １４ マイクロ波反射板 １４ａ 第１フレーム １４ｂ 第２フレーム １５ マイクロ波反射板 １６ 中央孔 １７ 真空排気系 １８ プラズマ処理室 １９ 基板装着台 ２０ 基板 ２４ 従来のドーナツ板状の金属製マイクロ波反射板 ２６ 中央孔
Claims (2)
- 【請求項１】 互いに対向する一対のマイクロ波反射
板と、ガス導入口と、マイクロ波導入口と、プラズマ放
出口とを有するプラズマ生成用マイクロ波空洞共振器に
於て、 前記マイクロ波反射板の少なくとも一部が網からなり、
該網の各目が前記プラズマ放出口の少なくとも一部をな
すことを特徴とするプラズマ生成用マイクロ波空洞共振
器。 - 【請求項２】 前記網の目の間隔が、導入されるマイ
クロ波の波長の１／２以下であることを特徴とする請求
項１に記載のプラズマ生成用マイクロ波空洞共振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4352594A JPH06177057A (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | プラズマ生成用マイクロ波空洞共振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4352594A JPH06177057A (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | プラズマ生成用マイクロ波空洞共振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06177057A true JPH06177057A (ja) | 1994-06-24 |
Family
ID=18425116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4352594A Withdrawn JPH06177057A (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | プラズマ生成用マイクロ波空洞共振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06177057A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113424076A (zh) * | 2019-03-01 | 2021-09-21 | Mw麦特里克斯公司 | 微波振荡器及基于该微波振荡器的矩阵型微波振荡器 |
-
1992
- 1992-12-09 JP JP4352594A patent/JPH06177057A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113424076A (zh) * | 2019-03-01 | 2021-09-21 | Mw麦特里克斯公司 | 微波振荡器及基于该微波振荡器的矩阵型微波振荡器 |
| JP2022522098A (ja) * | 2019-03-01 | 2022-04-14 | エムダブリュ マトリックス インク． | マイクロ波発振器及びそれに基づくマトリクス型マイクロ波発振器 |
| CN113424076B (zh) * | 2019-03-01 | 2024-03-26 | 马克·塔拉索夫 | 微波振荡器及基于该微波振荡器的矩阵型微波振荡器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000307 |