JPH097795A

JPH097795A - Ｅｃｒプロセス装置

Info

Publication number: JPH097795A
Application number: JP7154798A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Miyakuni; 晋一宮国
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-06-21
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】低ガス圧力，低マイクロ波電力条件下におけ
る放電の初期点火を確実に行うことができるＥＣＲプロ
セス装置を提供する。【構成】試料３を配置したプロセスチャンバー１と、
試料３を処理するためのプラズマを発生するＥＣＲ共鳴
領域６と、ＥＣＲ共鳴領域６に電子電流を供給するため
の電子発生装置７とを備えたＥＣＲプロセス装置におい
て、マイクロ波の周波数の１周期間の上記電子電流を
ｉ，素電荷をｅ，ガス中での電子の平均自由工程をλ，
電子とガス分子との反応距離をΔＬ，マイクロ波の周波
数の周期をτとしたとき、式：ｉ＝（ｅλ／ΔＬ）／τ に基づき算出した電子電流値を、放電の初期点火時にＥ
ＣＲ共鳴領域６に供給する電子電流の下限値として運転
を行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＥＣＲプロセス装置に
関し、特にプロセスチャンバー内に電子発生装置を設け
てなり、低ガス圧力，低マイクロ波電力条件下におい
て、その放電の初期点火を確実に行うことのできるＥＣ
Ｒプロセス装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のＥＣＲプロセス装置の構造
を模式的に表した上面図であり、図において、１はプロ
セスチャンバー、１ａはプロセスチャンバー１の側面に
突設されたマイクロ波導入部、１０は該マイクロ波導入
部１ａの先端に設けられたマイクロ波導入口、２はマイ
クロ波導入部１ａの出口付近に配置された試料台、３は
該試料台２の表面に固定されたウエハ（試料）、４はプ
ロセスチャンバー１の，ウエハ３の図面下方の壁面に設
けられたガス導入口、５はプロセスチャンバーのマイク
ロ波導入部１ａの周囲に配置されたソレノイドコイル、
６は電子サイクロトロン共鳴を利用したマイクロ波の放
電により，試料３を処理するためのプラズマを発生する
ＥＣＲ共鳴領域、８はガス圧をモニターするための電離
真空計である。

【０００３】次に、この従来のＥＣＲプロセス装置の動
作を説明する。まず、ガス導入口４からプロセスチャン
バー１内にガスが導入される。このガスには、例えば、
試料３をエッチングする場合は塩素（Ｃｌ₂）等、試料
３に膜形成を行う場合は水素（Ｈ₂）とモノシラン（Ｓ
ｉＨ₄）等のガスが使用される。このガスの圧力は電離
真空計８によりモニターされ、プロセスチャンバー１内
は所定の圧力Ｐに維持される。また、マイクロ波導入部
１ａにマイクロ波が導入され、ソレノイドコイル５によ
り発生した磁場との相互作用でＥＣＲ共鳴領域６が形成
され、該ＥＣＲ共鳴領域６で電子サイクロトロン共鳴に
よるマイクロ波の放電によりプラズマが発生する。すな
わち、この電子サイクロトロン共鳴による放電はソレノ
イドコイル５による磁場とマイクロ波周波数の共鳴現象
を利用したもので、式(1) に従った等磁束面において電
子が磁力線に対して垂直方向に加速され、導入ガスと加
速電子との衝突によりプラズマが点火発生するものであ
る。２πｆ＝ｅＢ／ｍ式(1) ここで、ｆはマイクロ波周波数，ｅは素電荷，Ｂは共鳴
磁束密度，ｍは電子の質量を表す。

【０００４】そして、この発生したプラズマによりウエ
ハ３がエッチング，又は膜形成される。ＥＣＲ共鳴領域
６は、ソレノイドコイル５の径方向に面状に延在するよ
うに形成され、マイクロ波導入部１ａの出口付近からウ
エハ３の表面付近にかけての空間を，必要に応じて移動
させることができるようになっている。

【０００５】本装置では、このような電子サイクロトロ
ン共鳴による放電機構を利用しており、従来の有極放電
プロセス装置よりもさらに１桁〜２桁低いガス圧力下で
の放電が可能である。

【０００６】しかしながら、１０^-4Torr台の低ガス圧力
下では、プロセスチャンバー１内部に存在する電子量が
微量であるために、放電の初期点火が困難になる傾向が
見られ、特に、電離電圧の高いガスを使用した場合にこ
の傾向が強い。そこで、従来は、初期点火を容易にする
ために、マイクロ波電力を増加したり、２段階放電方式
で第一段階に放電の容易な条件を設定する方法を用い
て、この問題を克服してきたが、微細なプロセスの制御
性を向上させるという観点からは、これらの方法は不適
当であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、放電の初期点
火時に、ＥＣＲ共鳴領域６に電子を供給するための電子
発生装置をプロセスチャンバー１内に備え、これにより
放電の初期点火を容易にしたＥＣＲプロセス装置が提案
されている（特開平２−１５１０２１号公報参照）。

【０００８】しかしながら、この電子発生装置を備えた
ＥＣＲプロセス装置により、単にＥＣＲ共鳴領域６に電
子を供給しても放電の初期点火を確実に行うことはでき
ない。この放電の初期点火を確実に行うには、その初期
点火条件を明らかにし、そのような初期点火条件で運転
を行えるＥＣＲプロセス装置とする必要がある。また、
電子発生装置における電子の発生方式には種々の方式が
あり、その方式により、発生する電子のエネルギー等が
異なるので、かかるＥＣＲプロセス装置では、その放電
の初期点火条件を電子の発生方式に対応して設定する必
要がある。

【０００９】本発明は、かかる問題点を解決するために
なされたもので、低ガス圧力，低マイクロ波電力条件下
における放電の初期点火を確実に行うことができるＥＣ
Ｒプロセス装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るＥＣＲプロ
セス装置は、試料を配置し，かつガスが導入されるプロ
セスチャンバーと、該プロセスチャンバー内に上記試料
との間の間隔を変化可能に形成され，その領域で電子サ
イクロトロン共鳴を利用したマイクロ波の放電により上
記ガスとともに上記試料を処理するためのプラズマを発
生するＥＣＲ共鳴領域と、上記プロセスチャンバー内に
設置された，上記ＥＣＲ共鳴領域に電子電流を供給する
ための電子発生装置とを備えたＥＣＲプロセス装置にお
いて、上記マイクロ波の周波数の１周期の間の上記電子
電流をｉ，素電荷をｅ，上記ガス中での電子の平均自由
工程をλ，該電子とガス分子との反応距離をΔＬ，上記
マイクロ波の周波数の周期をτとしたとき、式：ｉ＝（ｅλ／ΔＬ）／τ に基づき算出した電子電流値を、上記放電の初期点火時
に上記ＥＣＲ共鳴領域に供給する上記電子電流の下限値
として運転を行うものである。

【００１１】また、上記ＥＣＲプロセス装置において、
上記電子発生装置として、通電加熱によりフィラメント
から電子を放出する電離真空計を用いたものである。

【００１２】また、上記ＥＣＲプロセス装置において、
上記電子発生装置を、該電子発生装置から放出する電子
のエネルギーが，通電加熱によりフィラメントから放出
される電子のエネルギーと同程度である低いエネルギー
範囲を含み，可変できるようにしたものである。

【００１３】また、上記ＥＣＲプロセス装置において、
上記電子発生装置として、電子銃を用いたものである。

【００１４】また、上記ＥＣＲプロセス装置において、
上記電子発生装置として、ランタンヘキサブロマイドを
利用した装置を用いたものである。

【００１５】また、上記ＥＣＲプロセス装置において、
上記電子発生装置として、光電効果を利用した装置を用
いたものである。

【００１６】また、上記ＥＣＲプロセス装置において、
上記電子発生装置として、β線発生装置を用いたもので
ある。

【００１７】

【作用】本発明においては、ＥＣＲプロセス装置の放電
の初期点火を確実に行うためにＥＣＲ共鳴領域に供給す
べき電子電流を、後述するように、式： i= (eλ/ ΔL)
/ τに基づき算出することができ、この式に基づき算出
した電子電流値を、上記放電の初期点火時にＥＣＲ共鳴
領域に供給する電子電流の下限値として運転するように
したから、低ガス圧力，低マイクロ波電力条件下におけ
る上記放電の初期点火を確実に行うことができる。

【００１８】また、本発明においては、上記電子発生装
置として、通電加熱によりフィラメントから電子を放出
する電離真空計を用いたので、該フィラメントから放出
される電子のエネルギーが低いことから、該電子の平均
自由工程λが小さくなり、ＥＣＲ共鳴領域に供給すべき
電子電流が小さくなる。

【００１９】また、本発明においては、上記電子発生装
置を、該電子発生装置から放出する電子のエネルギー
が，通電加熱によりフィラメントから放出される電子の
エネルギーと同程度である低いエネルギー範囲を含み，
可変できるようにしたから、ＥＣＲ共鳴領域に供給すべ
き電子電流を小さくすることができる。

【００２０】また、本発明においては、上記電子発生装
置として、電子銃を用い、該電子銃から放出する電子の
エネルギーが，通電加熱によりフィラメントから放出さ
れる電子のエネルギーと同程度である低いエネルギー範
囲を含み，可変できるようにしたから、ＥＣＲ共鳴領域
に供給すべき電子電流値を小さくすることができる。

【００２１】また、本発明においては、上記電子発生装
置として、ランタンヘキサブロマイドを利用した装置を
用い，該装置から放出する電子のエネルギーが，通電加
熱によりフィラメントから放出される電子のエネルギー
と同程度である低いエネルギー範囲を含み，可変できる
ようにしたから、ＥＣＲ共鳴領域に供給すべき電子電流
値を小さくすることができ、かつ効率よく電子を発生さ
せることができる。

【００２２】また、本発明においては、上記電子発生装
置として、光電効果を利用した装置を用い，該装置から
放出する電子のエネルギーが，通電加熱によりフィラメ
ントから放出される電子のエネルギーと同程度である低
いエネルギー範囲を含み，可変できるようにしたから、
ＥＣＲ共鳴領域に供給すべき電子電流値を小さくするこ
とができる。

【００２３】また、本発明においては、上記電子発生装
置を、β線発生装置としたから、ＥＣＲ共鳴領域に供給
すべき電子電流は、該β線発生装置から放出する電子
の，高いエネルギーに応じた大きな値となり、これによ
り、放出する電子のエネルギーが高いβ線発生装置を用
いても、放電の初期点火を確実に行うことができる。

【００２４】

【実施例】

実施例１．図１は本発明の第１の実施例によるＥＣＲプ
ロセス装置の構造を模式的に表した上面図であり、図に
おいて、１はプロセスチャンバー、１ａはプロセスチャ
ンバー１の側面に突設されたマイクロ波導入部、１０は
該マイクロ波導入部１ａの先端に設けられたマイクロ波
導入口、２はマイクロ波導入部１ａの出口付近に配置さ
れた試料台、３は該試料台２の表面に固定されたウエ
ハ、４はプロセスチャンバー１の，ウエハ３の図面下方
の壁面に設けられたガス導入口、５はプロセスチャンバ
ーのマイクロ波導入部１ａの周囲に配置されたソレノイ
ドコイル、６は電子サイクロトロン共鳴を利用したマイ
クロ波の放電により試料３を処理するためのプラズマを
発生するＥＣＲ共鳴領域である。そして、７は電子発生
装置として用いられる電離真空計、８はガス圧をモニタ
ーするための電離真空計である。電離真空計７、８は、
フィラメントとこのフィラメント近傍に設置された図示
されないコレクターとを備えており、フィラメントから
電子を放出し、この放出された電子がプロセスチャンバ
ー１内のガス分子に衝突して発生するイオン電流をコレ
クターで集め、そのイオン電流の大きさによりガスの圧
力（真空度）を検出するように構成されている。従っ
て、この電離真空計７、８はそのまま電子発生装置とし
て使用することができ、かつフィラメントから放出され
る際の電子のエネルギーが低いことから、後述するよう
に、電子発生装置として最適なものである。

【００２５】次に、本発明によるＥＣＲプロセス装置の
運転方法、すなわちその放電の初期点火方法の原理を説
明する。まず、ＥＣＲ共鳴領域６への電子の到達量がＥ
ＣＲ共鳴領域６と電子発生装置７との距離Ｌによってど
の程度異なるかを測定例により示す。この測定例では、
上記距離Ｌと、放電の初期点火の可否のガス圧力依存性
との関係について調べた。測定に際しては、図のＥＣＲ
プロセス装置をエッチング装置として用い、エッチング
ガスにはＣｌ₂ガスを使用した。そして、電子発生装置
として電離真空計７とともにガス圧モニター用の電離真
空計８を用い、両者の設置箇所の相違によるＥＣＲ共鳴
領域６への距離差を利用して実験することとした。電離
真空計７とＥＣＲ共鳴領域６との距離はおよそ３０ｃｍ
であり、電離真空計８とＥＣＲ共鳴領域６との距離はお
よそ８０ｃｍである。また、両電離真空計７、８のフィ
ラメントのエミッション電流量はともに同量とした。ま
た、マイクロ波の周波数は２．４５GH_Z、マイクロ波電
力は２００Ｗ一定としている。この測定結果を表１に示
す。

【００２６】

【表１】

【００２７】ここで、ガス圧力単位はmTorr であり、○
印は放電の初期点火が可能な場合を，×印は放電の初期
点火が不可能又は不安定な場合をそれぞれ表している。

【００２８】表１において、初期点火可能なガス圧力の
下限は、電離真空計とＥＣＲ共鳴領域との距離が、８０
ｃｍの場合は０．７mTorr 、３０ｃｍの場合は０．２mT
orrであり、電離真空計とＥＣＲ共鳴領域との距離が小
さい場合の方が圧倒的に低いことが分かる。また、電離
真空計とＥＣＲ共鳴領域との距離が３０ｃｍの場合で
も、０．２mTorr よりもガス圧力を低下させると、放電
を確実に行うことが困難になることから、ＥＣＲ共鳴領
域６に供給すべき電子量に下限が存在することが分か
る。

【００２９】次に、ＥＣＲ共鳴領域６において放電させ
るのに必要な電子電流量ｉを以下に見積もる。ここで
は、Ｃｌ₂ガスを用い、ガス圧力を０．２mTorr とした
場合の電子電流量ｉを算出する。Ｃｌ₂ガスの分子数を
ｎ，衝突断面積をσとすると、電子の平均自由行程λ
は、 λ＝（ｎσ）^-1 式(2) と表され、これは、０．２mTorr のガス圧力下では、お
よそ１．５ｍになる。

【００３０】電子の平均自由行程λは、１個の電子がλ
の距離を進む間に１回ガス分子と衝突することを意味す
る。ここで、長さλで０．２mTorr のガスを封入した円
筒管を考える。電子は円筒管の片側の面から入って、も
う一方の面から出てくるまでに最低１回はガス分子と衝
突する。これは、λより短い長さである，電子とガス分
子の反応距離ΔＬの円筒管を考えた場合に、λ／ΔＬ個
の電子が該円筒管の片側の面から入って、もう一方の面
から出てくるまでに、いずれか１個が１回ガス分子と衝
突することと等価である。反応距離ΔＬは電離真空計の
フィラメントから放出された電子の熱速度をｖ，マイク
ロ波の周波数の１周期をτとすると、 ΔＬ＝ｖ・τ 式(3) となり、フィラメント温度を２０００°Ｃ，マイクロ波
の周波数を２．４５GH_Zとすると、ΔＬはおよそ１．２
×１０^-4ｍとなる。

【００３１】これより、λ／ΔＬ＝１．２５×１０⁴個
となる。これをフィラメントからＥＣＲ共鳴領域６への
電子電流量で表現すると、マイクロ波の周波数の１周期
間の電子電流量ｉは、ｉ＝（ｅλ／ΔＬ）／τ 式(4) となり、この式(4) に上記数値を代入すると、ｉ＝８．２×１０^-25Ａとなる。以上の結果から、マイクロ波の周波数の１周期
あたりに、フィラメントからＥＣＲ共鳴領域６に電子電
流量として８．２×１０^-25Ａを供給すれば、放電の初
期点火が可能となり、これ以下になると初期点火に不確
実性が生じることが分かる。

【００３２】上記の概算結果から、ガス圧力Ｐ、フィラ
メント電流量ｉ、及びフィラメント−ＥＣＲ共鳴領域間
距離Ｌの間には以下の関係が成立する。

【００３３】Ｐ・ｉ／Ｌ＝一定式(5) この式(5) に表１の結果を代入すると、電離真空計とＥ
ＣＲ共鳴領域との距離が８０ｃｍの場合、放電の初期点
火を確実に行うには、０．６ｍTorr以上のガス圧力が必
要であることがわかる。この値は表１の結果と非常に近
いものであり、上記の式(4) に基づく電子電流ｉの見積
りが妥当であることを表している。

【００３４】次に、上記の原理を用いた本実施例のＥＣ
Ｒプロセス装置の運転方法を説明する。まず、試料台２
にウエハ３が固定され、次いで、ガス導入口４からプロ
セスチャンバー１内に所定のガスが導入される。このガ
スには、例えば、試料３をエッチングする場合はＣｌ₂
等、試料３に膜形成を行う場合は水素とモノシラン等の
ガスが使用される。このガスの圧力は電離真空計８によ
りモニターされ、プロセスチャンバー１内は所定の圧力
Ｐに維持される。次に、ソレノイドコイル５により磁場
が発生させられ、次いで、電離真空計７が通電され、そ
のフィラメントから電子電流ｉが、ＥＣＲ共鳴領域を形
成しようとしている領域６に向けて供給される。この
際、電子電流ｉは上述の式(4) に基づき算出された値以
上の値に設定される。そして、この状態で、マイクロ波
導入部１ａにマイクロ波を導入し、このマイクロ波の電
力を零から徐々に増加していくと、ＥＣＲ共鳴領域を形
成しようとしている領域６では、電子電流ｉにより供給
された電子の存在により、この電子電流ｉが供給されな
い場合より低いマイクロ波電力で放電が開始する。すな
わちマイクロ波とソレノイドコイル５により発生した磁
場との相互作用で、この領域６にＥＣＲ共鳴領域が形成
され、電子サイクロトロン共鳴によりマイクロ波の放電
が開始し、プラズマが発生する。そしてこの時、放電を
開始するのに必要な電子電流ｉが確保されているので、
放電の初期点火が確実に行われる。次いで、この点火に
より発生したプラズマによりウエハ３の処理が行われ
る。

【００３５】また、例えばウエハ３の加工条件を変更す
るために、ＥＣＲ共鳴領域６を移動させたことにより、
該ＥＣＲ共鳴領域６と電離真空計７との距離Ｌが変化し
た場合は、上記電子電流ｉの下限値を，上記距離Ｌの変
化に比例するように変化させて設定し、また、ガス圧力
Ｐを変化させた場合は、上記電子電流ｉの下限値を，該
ガス圧力Ｐの変化に反比例するように変化させて設定し
てもよい。これは、上述の式(5) から明らかなように、
上記電子電流ｉは上記距離Ｌに比例し、上記ガス圧力Ｐ
に反比例するからである。これにより、上記距離Ｌ，上
記ガス圧力Ｐを変化させた場合に、容易かつ確実に放電
の初期点火を行うことができる。

【００３６】このように、本発明の実施例１によれば、
ＥＣＲプロセス装置の放電の初期点火を確実に行うため
にＥＣＲ共鳴領域に供給すべき電子電流は、上述の式
(4) に基づき算出することができ、この式(4) に基づき
算出した電子電流値を、上記放電の初期点火時にＥＣＲ
共鳴領域に供給する電子電流ｉの下限値とするようにし
たから、低ガス圧力，低マイクロ波電力条件下における
上記初期点火を確実に行うことができる。

【００３７】実施例２．図２は本発明の第２の実施例に
よるＥＣＲプロセス装置の構造を模式的に表した上面図
であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当す
る部分を示しており、１７は電子発生装置としての電子
銃であり、該電子銃１７から放出する電子のエネルギー
を自在に変化させることができる。ここで、ＥＣＲ共鳴
領域６に供給すべき電子電流値ｉは、式(4) に示すよう
に、電子の平均自由工程λに比例する。そして、この電
子の平均自由工程λは、式(2) に示すように、電子の衝
突断面積σに反比例し、この電子の衝突断面積σは、電
子のエネルギーが高いと小さくなり、電子のエネルギー
が低いと大きくなる。従って、上記電子電流値ｉは電子
のエネルギーが高いと大きくなり、電子のエネルギーが
低いと小さくなる。

【００３８】本実施例のＥＣＲプロセス装置では、この
電子銃１７から放出する電子のエネルギーを、図１の電
離真空計７から放出される電子のエネルギーと同程度に
低くして使用するので、これにより、ＥＣＲ共鳴領域６
に供給する電子電流値を、上記実施例１と同程度に小さ
くすることができ、かつ放電の初期点火を確実に行うこ
とができる。

【００３９】実施例３．図３は本発明の第３の実施例に
よるＥＣＲプロセス装置の構造を模式的に表した上面図
であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当す
る部分を示しており、２８はプレート状に形成されたラ
ンタンヘキサブロマイド（ＬａＢ₆）、２７はこのラン
タンヘキサブロマイドからなるプレート２７の背面を加
熱してその表面から熱電子を放出するように構成した電
子発生装置である。ランタンヘキサブロマイドは熱電子
放出係数の非常に高い物質であり、かつこのランタンヘ
キサブロマイドを利用した電子発生装置２７は、該ラン
タンヘキサブロマイドプレート２７の表面から放出する
の電子のエネルギーを自在に変化させることができる。
本実施例のＥＣＲプロセス装置では、この装置２７から
放出する電子エネルギーを、図１の電離真空計７から放
出される電子エネルギーと同程度に低くして使用するの
で、これにより、ＥＣＲ共鳴領域６に供給する電子電流
値を，上記実施例１と同様に小さくすることができ、ま
た、放電の初期点火を確実に行うことができ、さらに、
効率よく電子を発生させることができる。

【００４０】実施例４．図４は本発明の第４の実施例に
よるＥＣＲプロセス装置の構造を模式的に表した上面図
であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当す
る部分を示しており、３７は紫外線発生装置、３５はプ
ロセスチャンバー１の，紫外線発生装置３７に対向する
壁面に配設された光電効果の高い光電子発生板であり、
これは紫外線発生装置３７から出射された紫外線３８を
受けてその表面から光電子３６を放出するものである。
この光電効果を利用した電子発生装置によって、光電子
発生板３７から放出される光電子３６のエネルギーを自
在に変化させることができる。本実施例のＥＣＲプロセ
ス装置では、この光電子３６のエネルギーが、図１の電
離真空計７から放出される電子のエネルギーと同程度に
低くなるようにするので、これにより、ＥＣＲ共鳴領域
６に供給する電子電流値を、上記実施例１と同様に小さ
くすることができ、かつ放電の初期点火を確実に行うこ
とができる。

【００４１】実施例５．図５は本発明の第５の実施例に
よるＥＣＲプロセス装置の構造を模式的に表した上面図
であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当す
る部分を示しており、４７はβ線発生装置である。この
β線発生装置４７は、該β線発生装置４７から放出され
る電子のエネルギーが非常に高いので、電子の衝突断面
積σが非常に小さくなり、平均自由行程λが長くなる。
そこで、上述のように、電子電流ｉを増加させることに
より、式(4) の初期点火の条件を満たすようにしてい
る。すなわち、本実施例のＥＣＲプロセス装置では、β
線発生装置４７から放出される電子のエネルギーに応じ
てＥＣＲ共鳴領域６に供給する電子電流を増加させるの
で、これにより、β線発生装置を用いて上記実施例１と
同様の効果を得ることができる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ＥＣＲプ
ロセス装置の放電の初期点火を確実に行うためにＥＣＲ
共鳴領域に供給すべき電子電流を所定の式に基づき算出
することができ、この所定の式に基づき算出した電子電
流値を、上記放電の初期点火時にＥＣＲ共鳴領域に供給
する電子電流の下限値として運転するようにしたから、
低ガス圧力，低マイクロ波電力条件下における上記放電
の初期点火を確実に行うことができる効果を得ることが
できる。

【００４３】また、本発明によれば、上記電子発生装置
として、通電加熱によりフィラメントから電子を放出す
る電離真空計を用いたから、該フィラメントから放出さ
れる電子のエネルギーが低く、ＥＣＲ共鳴領域に供給す
べき電子電流が小さくなる効果を得ることができる。

【００４４】また、本発明によれば、上記電子発生装置
を、該電子発生装置から放出する電子のエネルギーが，
通電加熱によりフィラメントから放出される電子のエネ
ルギーと同程度である低いエネルギー範囲を含み，可変
できるようにしたから、ＥＣＲ共鳴領域に供給すべき電
子電流を小さくすることができる効果を得ることができ
る。

【００４５】また、本発明によれば、上記電子発生装置
として、電子銃を用い、該電子銃から放出する電子のエ
ネルギーが，通電加熱によりフィラメントから放出され
る電子のエネルギーと同程度である低いエネルギー範囲
を含み，可変できるようにしたから、ＥＣＲ共鳴領域に
供給すべき電子電流値を小さくすることができる効果を
得ることができる。

【００４６】また、本発明によれば、上記電子発生装置
として、ランタンヘキサブロマイドを利用した装置を用
い，該装置から放出する電子のエネルギーが，通電加熱
によりフィラメントから放出される電子のエネルギーと
同程度である低いエネルギー範囲を含み，可変できるよ
うにしたから、ＥＣＲ共鳴領域に供給すべき電子電流値
を小さくすることができ、かつ効率よく電子を発生させ
ることができる効果を得ることができる。

【００４７】また、本発明によれば、上記電子発生装置
として、光電効果を利用した装置を用い，該装置から放
出する電子のエネルギーが，通電加熱によりフィラメン
トから放出される電子のエネルギーと同程度である低い
エネルギー範囲を含み，可変できるようにしたから、Ｅ
ＣＲ共鳴領域に供給すべき電子電流値を小さくすること
ができる効果を得ることができる。

【００４８】また、本発明によれば、上記電子発生装置
を、β線発生装置としたから、ＥＣＲ共鳴領域に供給す
べき電子電流は、該β線発生装置から放出する電子の，
高いエネルギーに応じた大きな値となり、これにより、
放出する電子のエネルギーが高いβ線発生装置を用いて
も、放電の初期点火を確実に行うことができる効果を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例によるＥＣＲプロセス
装置の構造を模式的に表した上面図である。

【図２】本発明の第２の実施例によるＥＣＲプロセス
装置の構造を模式的に表した上面図である。

【図３】本発明の第３の実施例によるＥＣＲプロセス
装置の構造を模式的に表した上面図である。

【図４】本発明の第４の実施例によるＥＣＲプロセス
装置の構造を模式的に表した上面図である。

【図５】本発明の第５の実施例によるＥＣＲプロセス
装置の構造を模式的に表した上面図である。

【図６】従来のＥＣＲプロセス装置の構造を模式的に
表した上面図である。

【符号の説明】

１プロセスチャンバー、３試料、６ＥＣＲ共鳴領
域、７電子発生装置、１７電子銃、２７ランタン
ヘキサブロマイドを利用した装置、３６，３７光電効果
を利用した装置、４７ β線発生装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料を配置し，かつガスが導入されるプ
ロセスチャンバーと、該プロセスチャンバー内に上記試料との間の間隔を変化
可能に形成され，その領域で電子サイクロトロン共鳴を
利用したマイクロ波の放電により上記ガスとともに上記
試料を処理するためのプラズマを発生するＥＣＲ共鳴領
域と、上記プロセスチャンバー内に設置された，上記ＥＣＲ共
鳴領域に電子電流を供給するための電子発生装置とを備
えたＥＣＲプロセス装置において、上記マイクロ波の周波数の１周期の間の上記電子電流を
ｉ，素電荷をｅ，上記ガス中での電子の平均自由工程を
λ，該電子とガス分子との反応距離をΔＬ，上記マイク
ロ波の周波数の周期をτとしたとき、式：ｉ＝（ｅλ／ΔＬ）／τ に基づき算出した電子電流値を、上記放電の初期点火時
に上記ＥＣＲ共鳴領域に供給する上記電子電流の下限値
として運転を行うことを特徴とするＥＣＲプロセス装
置。
【請求項２】請求項１に記載のＥＣＲプロセス装置に
おいて、上記電子発生装置として、通電加熱によりフィラメント
から電子を放出する電離真空計を用いたことを特徴とす
るＥＣＲプロセス装置。
【請求項３】請求項１に記載のＥＣＲプロセス装置に
おいて、上記電子発生装置は、該電子発生装置から放出する電子
のエネルギーが，通電加熱によりフィラメントから放出
される電子のエネルギーと同程度である低いエネルギー
範囲を含み，可変できるものであることを特徴とするＥ
ＣＲプロセス装置。
【請求項４】請求項３に記載のＥＣＲプロセス装置に
おいて、上記電子発生装置として、電子銃を用いたことを特徴と
するＥＣＲプロセス装置。
【請求項５】請求項３に記載のＥＣＲプロセス装置に
おいて、上記電子発生装置として、ランタンヘキサブロマイドを
利用した装置を用いたことを特徴とするＥＣＲプロセス
装置。
【請求項６】請求項３に記載のＥＣＲプロセス装置に
おいて、上記電子発生装置として、光電効果を利用した装置を用
いたことを特徴とするＥＣＲプロセス装置。
【請求項７】請求項１に記載のＥＣＲプロセス装置に
おいて、上記電子発生装置として、β線発生装置を用いたことを
特徴とするＥＣＲプロセス装置。