JPH0754758B2 - Microwave plasma generator - Google Patents
Microwave plasma generatorInfo
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- JPH0754758B2 JPH0754758B2 JP61277255A JP27725586A JPH0754758B2 JP H0754758 B2 JPH0754758 B2 JP H0754758B2 JP 61277255 A JP61277255 A JP 61277255A JP 27725586 A JP27725586 A JP 27725586A JP H0754758 B2 JPH0754758 B2 JP H0754758B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はエッチングや気相成長等のプラズマ処理装置
に利用できるマイクロ波プラズマ発生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave plasma generator that can be used in a plasma processing apparatus such as etching and vapor phase growth.
従来の技術 近年、マイクロ波プラズマ発生装置は、半導体プロセス
におけるエッチング，気相成長等に応用されつつある。2. Description of the Related Art In recent years, microwave plasma generators are being applied to etching and vapor phase growth in semiconductor processes.
以下図面を参照しながら、上述した従来のマイクロ波プ
ラズマ発生装置の一例について説明する。Hereinafter, an example of the above-described conventional microwave plasma generator will be described with reference to the drawings.
第３図は従来のマイクロ波プラズマ発生装置の断面図を
示すものである。FIG. 3 is a sectional view of a conventional microwave plasma generator.
真空室１は、ガス導入口２とマイクロ波導入口３とを有
しており、真空室１の周りには軸方向に均一な磁界を得
るためのマグネットコイル４が設置されており、真空室
１内にはマイクロ波導入口３と接続されたマイクロ波を
放射するためのアンテナ５が取り付けられている。６は
マイクロ波を供給するためのマイクロ波源、７は処理室
である。処理室７は図示されていない真空排気系に接続
されている。８は試料台である。The vacuum chamber 1 has a gas introduction port 2 and a microwave introduction port 3, and a magnet coil 4 for obtaining a uniform magnetic field in the axial direction is installed around the vacuum chamber 1 and the vacuum chamber 1 An antenna 5 for radiating microwaves, which is connected to the microwave introduction port 3, is attached therein. 6 is a microwave source for supplying microwaves, and 7 is a processing chamber. The processing chamber 7 is connected to a vacuum exhaust system (not shown). 8 is a sample stand.
以上のように構成されたマイクロ波プラズマ発生装置に
ついて、以下その動作について説明する。アンテナ５
は、銅の円筒にら線状にスリット5aを入れた形状を有
し、スリット5aにマイクロ波を伝幡させ、その高周波電
場と、マグネットコイル４の磁界の強さとが、電子サイ
クロトロン共鳴を満足したとき、ガス導入口２から導か
れた気体を放電させる。放電したプラズマは、たとえば
発散磁界によって試料台８に輸送される。The operation of the microwave plasma generator configured as described above will be described below. Antenna 5
Has a shape in which a slit 5a is inserted into a copper cylinder in a linear shape, transmits microwaves through the slit 5a, and its high-frequency electric field and the magnetic field strength of the magnet coil 4 satisfy electron cyclotron resonance. At that time, the gas introduced from the gas inlet 2 is discharged. The discharged plasma is transported to the sample stage 8 by, for example, a divergent magnetic field.
アンテナ５の内径は60mm,スリットの幅は5mmである。The inside diameter of the antenna 5 is 60 mm and the width of the slit is 5 mm.
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、たとえばエッチン
グに利用するとき、処理基板が大口径化するにつれて、
均一性を確保するためにはアンテナ５の口径を大きくし
なければならず、そのためマグネットコイル４の内径も
大きくなる。結果として、マグネットコイル４の外径も
大きくなり、真空室１内で同じ磁界の強さを得るために
は、大電力が必要となるという問題点を有していた。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention However, in the above-described configuration, for example, when utilized for etching, as the diameter of the processed substrate increases,
In order to ensure uniformity, the diameter of the antenna 5 has to be increased, and therefore the inner diameter of the magnet coil 4 also increases. As a result, the outer diameter of the magnet coil 4 becomes large, and a large amount of electric power is required to obtain the same magnetic field strength in the vacuum chamber 1.
本発明は上記問題点に鑑み、処理基板が大口径化して
も、消費電力が少なくかつコンパクトなマイクロ波プラ
ズマ発生装置を提供するものである。In view of the above problems, the present invention provides a microwave plasma generator that consumes less power and is compact even when the diameter of a processed substrate is increased.
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のマイクロ波プラズ
マ発生装置は、ガス導入口とマイクロ波導入口とを有す
る真空室と、前記真空室内に軸方向に均一な磁界を印加
する磁界印加手段とを備え、前記真空室内にマイクロ波
を放射するために前記マイクロ波導入口と接続されたホ
ーン状に拡がった螺線状のスリットが設けられたアンテ
ナを有するものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a microwave plasma generator of the present invention is a vacuum chamber having a gas inlet and a microwave inlet, and a magnetic field that is uniform in the axial direction in the vacuum chamber. And a magnetic field applying means for applying a magnetic field, and an antenna provided with a spiral-shaped slit extending in a horn shape and connected to the microwave inlet for radiating a microwave into the vacuum chamber.
作用 本発明は上記した構成によって、マイクロ波の伝幡手段
としてホーン状に拡がった螺線状のスリットが設けられ
たアンテナを使用しているため、ら線状に切れ目を入れ
たスリットに伝幡したマイクロ波による高周波電場と、
磁界印加手段によって発生させた磁場によって発生した
プラズマ放電は、アンテナの形状と同じようにホーン状
となる。そのため、従来と同じ径の磁界印加手段を用い
ても、アンテナ形状をホーン状とすることにより、同じ
消費電力でより大きな基板を処理することができること
となる。Action The present invention uses the antenna provided with the spiral slits spread in the shape of a horn as the microwave transmission means according to the above-described configuration. High-frequency electric field generated by microwaves,
The plasma discharge generated by the magnetic field generated by the magnetic field applying means has a horn shape similar to the shape of the antenna. Therefore, even if the magnetic field applying means having the same diameter as the conventional one is used, a larger substrate can be processed with the same power consumption by making the antenna shape a horn shape.
実施例 以下本発明の一実施例のマイクロ波プラズマ発生装置に
ついて図面を参照しながら説明する。Embodiment A microwave plasma generator according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図はマイクロ波プラズマ発生装置の断面図を示すも
のである。FIG. 1 is a sectional view of a microwave plasma generator.
第１図において、９は真空室で、ガス導入口10とマイク
ロ波導入口11とを有している。マイクロ波源12から発生
されたマイクロ波は、同軸線13を通って、マイクロ波導
入口11を経て、真空室９内に設けたアンテナ14に供給さ
れ、アンテナ14内に放射される。アンテナ14は、上部が
内径30mmの円筒形状に、下部が内径30mm〜60mmの円錐台
形状に形成され、且つその厚さが5mm、全長が120mmの銅
製のものである。そしてこのアンテナ14には長さ860mm
のら線状のスリット14aが切ってある。15は真空室９の
周りに設置された磁界印加手段としてのマグネットコイ
ルで、真空室９内の軸方向に均一な磁界を得る。16は処
理室で真空排気系（図示せず）に接続されている。17は
処理する基板を置くための試料台であり、19は発散磁界
を作るための磁性体（たとえば鉄）である。In FIG. 1, a vacuum chamber 9 has a gas inlet 10 and a microwave inlet 11. The microwave generated from the microwave source 12 is supplied to the antenna 14 provided in the vacuum chamber 9 through the coaxial line 13, the microwave inlet 11, and is radiated into the antenna 14. The antenna 14 has a cylindrical shape with an inner diameter of 30 mm at the upper portion and a truncated cone shape with an inner diameter of 30 mm to 60 mm at the lower portion, and is made of copper with a thickness of 5 mm and a total length of 120 mm. And this antenna 14 has a length of 860 mm
A slit 14a having a linear shape is cut. Reference numeral 15 denotes a magnet coil installed around the vacuum chamber 9 as a magnetic field applying means, which obtains a uniform magnetic field in the axial direction in the vacuum chamber 9. A processing chamber 16 is connected to a vacuum exhaust system (not shown). Reference numeral 17 is a sample table on which a substrate to be processed is placed, and 19 is a magnetic material (for example, iron) for creating a divergent magnetic field.
第２図はアンテナ14の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the antenna 14.
以上のように構成されたマイクロ波プラズマ発生装置に
ついて、以下第１図を用いてその動作を説明する。The operation of the microwave plasma generator configured as described above will be described below with reference to FIG.
ガス導入口10から、たとえばアルゴンガスをマイクロ波
放射用のアンテナ14内に導く。マイクロ波の周波数を2.
45GHzとし、アンテナ14内での磁界を875Gaussにする
と、この磁界とアンテナ14のスリット14aに発生する電
場との作用で、電子サイクロトロン共鳴が起こり、高真
空中（たとえば１×10-3Torr）でプラズマが発生する。
アンテナ14内で発生したプラズマは、発散磁界で試料台
17の方に輸送される。本実施例におけるアンテナ14と、
従来の円筒状のアンテナ５を比較するために、両アンテ
ナ14,15で試料台17上の面内９点でイオン量をファラデ
ーカップで測定した結果、同等の均一なイオン量が得ら
れた。From the gas inlet 10, for example, argon gas is introduced into the antenna 14 for microwave radiation. Set the microwave frequency to 2.
When the frequency is 45 GHz and the magnetic field in the antenna 14 is 875 Gauss, electron cyclotron resonance occurs due to the action of this magnetic field and the electric field generated in the slit 14a of the antenna 14, and in a high vacuum (for example, 1 × 10 -3 Torr). Plasma is generated.
The plasma generated in the antenna 14 is divergent magnetic field,
Transported to 17. The antenna 14 in this embodiment,
In order to compare the conventional cylindrical antenna 5, the ion amount was measured with a Faraday cup at the in-plane 9 points on the sample stand 17 with both antennas 14 and 15, and as a result, the same uniform ion amount was obtained.
以上のように本実施例によれば、マイクロ波放射用のア
ンテナを処理方向に対してホーン状に拡げることによ
り、低消費電力で大形の基板が処理でき、かつ装置の大
きさもコンパクトにすることができる。As described above, according to the present embodiment, by expanding the antenna for microwave radiation in a horn shape with respect to the processing direction, a large substrate can be processed with low power consumption, and the size of the apparatus can be made compact. be able to.
なお上記実施例において、アルゴンガスを用いたが、他
のガス（例えばエッチングする場合であればエッチング
用ガス）でも良い。Although the argon gas is used in the above embodiment, another gas (for example, an etching gas in the case of etching) may be used.
また上記実施例において、アンテナ14は銅としたが、電
気伝導性の良い金属であれば良い。アンテナ14の形状も
上記実施例に示すものに限定されず、例えば全体が円錐
台形に形成されたアンテナを用いてもよい。Further, although the antenna 14 is made of copper in the above embodiment, it may be any metal having good electric conductivity. The shape of the antenna 14 is not limited to the one shown in the above embodiment, and an antenna having a truncated cone shape may be used, for example.
また上記実施例において、マイクロ波の導入手段とし
て、同軸線13としたが、導波管でもよい。Further, in the above embodiment, the coaxial line 13 is used as the microwave introduction means, but a waveguide may be used.
発明の効果 以上のように本発明は、ガス導入口とマイクロ波導入口
とを有する真空室と、前記真空室内に軸方向に均一な磁
界を印加する磁界印加手段とを備え、前記真空室内にマ
イクロ波を放射するために前記マイクロ波導入口に接続
されたホーン状に拡がった螺線状のスリットが配けられ
たアンテナを設けることにより、低消費電力で大形の基
板が処理でき、かつ装置の大きさもコンパクトにするこ
とができる。また、螺線状のスリットが設けられたアン
テナを用いているためスリット間で電界が立ち、アンテ
ナ内での放電となり、真空室の構造に関係なくマッチン
グをとることが可能となり、効率良いプラズマを発生さ
せることができる。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, the present invention includes a vacuum chamber having a gas inlet and a microwave inlet, and a magnetic field applying unit that applies a uniform magnetic field in the axial direction in the vacuum chamber. By providing an antenna provided with a spiral slit extending in a horn shape connected to the microwave inlet for radiating a wave, a large substrate can be processed with low power consumption, and The size can also be made compact. Also, since an antenna with spiral slits is used, an electric field rises between the slits, causing discharge within the antenna, enabling matching regardless of the structure of the vacuum chamber, and efficient plasma generation. Can be generated.
第１図は本発明の一実施例におけるマイクロ波プラズマ
発生装置の断面図、第２図は第１図におけるアンテナの
斜視図、第３図は従来のマイクロ波プラズマ発生装置の
断面図である。 ９……真空室、10……ガス導入口、11……マイクロ波導
入口、12……マイクロ波源、13……同軸線、14……アン
テナ、15……マグネットコイル（磁界印加手段）、16…
…処理室、17……試料台。1 is a sectional view of a microwave plasma generator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of an antenna shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view of a conventional microwave plasma generator. 9 ... Vacuum chamber, 10 ... Gas inlet, 11 ... Microwave inlet, 12 ... Microwave source, 13 ... Coaxial wire, 14 ... Antenna, 15 ... Magnet coil (magnetic field applying means), 16 ...
… Processing room, 17 …… Sample stand.
Claims (2)
空室と、前記真空室内に軸方向に均一な磁界を印加する
磁界印加手段とを備え、前記真空室内にマイクロ波を放
射するために前記マイクロ波導入口と接続された螺線状
のスリットが設けられたアンテナを有し、前記アンテナ
の形状が処理方向に向かってホーン状に拡がっているこ
とを特徴とするマイクロ波プラズマ発生装置。1. A vacuum chamber having a gas inlet and a microwave inlet, and magnetic field applying means for applying a uniform magnetic field in the axial direction in the vacuum chamber, wherein the microwave chamber is radiated with microwaves. A microwave plasma generator, comprising: an antenna provided with a spiral slit connected to a microwave introduction port, wherein the shape of the antenna expands in a horn shape in a processing direction.
イクロ波の周波数に対して電子サイクロトロン共鳴を起
こす特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波プラズマ発
生装置。2. The microwave plasma generator according to claim 1, wherein the magnetic field applied from the magnetic field applying means causes electron cyclotron resonance with respect to the frequency of the microwave.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61277255A JPH0754758B2 (en) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | Microwave plasma generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61277255A JPH0754758B2 (en) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | Microwave plasma generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63131500A JPS63131500A (en) | 1988-06-03 |
| JPH0754758B2 true JPH0754758B2 (en) | 1995-06-07 |
Family
ID=17580978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61277255A Expired - Lifetime JPH0754758B2 (en) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | Microwave plasma generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754758B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2581386B2 (en) * | 1992-12-24 | 1997-02-12 | 日本電気株式会社 | High frequency magnetic field excitation processing equipment |
| JP3866590B2 (en) * | 2002-03-08 | 2007-01-10 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | Plasma generator |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5782955A (en) * | 1980-11-12 | 1982-05-24 | Hitachi Ltd | Microwave plasma generating apparatus |
| JPS62115699A (en) * | 1985-11-15 | 1987-05-27 | キヤノン株式会社 | Vapor phase exciter |
-
1986
- 1986-11-20 JP JP61277255A patent/JPH0754758B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63131500A (en) | 1988-06-03 |
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