JPH1083897A - Plasma generating apparatus - Google Patents
Plasma generating apparatusInfo
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- JPH1083897A JPH1083897A JP8237019A JP23701996A JPH1083897A JP H1083897 A JPH1083897 A JP H1083897A JP 8237019 A JP8237019 A JP 8237019A JP 23701996 A JP23701996 A JP 23701996A JP H1083897 A JPH1083897 A JP H1083897A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマを利用し
て、半導体あるいは電子部品その他の基板上の物質をエ
ッチングするエッチング装置や、その基板上に膜を堆積
させるプラズマCVD装置に利用されるプラズマ発生装
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 plasma generating apparatus used in an etching apparatus for etching a substance on a substrate, such as a semiconductor or an electronic component, using plasma, and a plasma CVD apparatus for depositing a film on the substrate. It concerns the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、例えば、エッチング装置や、プラ
ズマCVD装置では、主に磁石を用いたマグネトロン
型、電子サイクロトロン共鳴を用いたECR放電型、ヘ
リコン波を用いたヘリコン型のプラズマ発生装置が用い
られてきた。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in an etching apparatus or a plasma CVD apparatus, a magnetron type using a magnet, an ECR discharge type using an electron cyclotron resonance, and a helicon type plasma generating apparatus using a helicon wave are mainly used. I have been.
【0003】更に最近、真空チャンバ内に磁気中性線を
形成するための3つのソレノイドコイルによる磁場発生
手段と、この磁場発生手段によって真空チャンバ内に形
成された磁気中性線に沿って電場を形成してこの磁気中
性線に放電プラズマを発生させる磁場発生手段とを設け
たプラズマ発生装置が提案され(特願平5-183899号参
照)、エッチング装置などに適用されている(特願平6-
52420及び特願平7-116154号参照)。[0003] More recently, magnetic field generating means by three solenoid coils for forming a magnetic neutral line in a vacuum chamber, and an electric field along the magnetic neutral line formed in the vacuum chamber by the magnetic field generating means. A plasma generator has been proposed which is provided with a magnetic field generating means for generating discharge plasma in this magnetic neutral line (see Japanese Patent Application No. 5-183899), which is applied to an etching apparatus and the like (Japanese Patent Application No. 6-
52420 and Japanese Patent Application No. 7-116154).
【0004】また、磁気中性線を形成する磁場発生手段
として、コイルの代わりに永久磁石を用いた例も提案さ
れている(特願平7-217965号参照)。本発明はこの永久
磁石を用いた磁気中性線放電プラズマ装置の改良に関す
る。Further, there has been proposed an example in which a permanent magnet is used instead of a coil as a magnetic field generating means for forming a magnetic neutral line (see Japanese Patent Application No. 7-217965). The present invention relates to an improvement of a magnetic neutral line discharge plasma device using the permanent magnet.
【0005】すなわち、特願平7-217965号で提案されて
いるプラズマ発生装置は、添附図面の図7に示すよう
に、上面A1が誘電体の真空チャンバA内でプラズマを発
生するようにした放電プラズマ装置であって、真空チャ
ンバA内に連続して存在する磁場ゼロの位置である環状
磁気中性線を形成するために誘電体上面A1にドーナツ状
または円盤状の永久磁石Bとそれよりも内径の大きなド
ーナツ状の永久磁石Cとが配置され、これらの永久磁石
B、Cによって真空チャンバA内に形成された磁気中性
線に沿って交番電場を加えて磁気中性線に放電プラズマ
を発生させる1重を含む多重の高周波コイルDが永久磁
石B、Cの間に配置されている。磁気中性線の径及び磁
石面からの距離は二つの永久磁石B、Cの透磁率及びそ
れらの間の間隙の長さによって決まる。二つの永久磁石
B、Cの透磁率が等しい場合には、二つの永久磁石B、
Cの中間の位置であって真空チャンバA内部に磁気中性
線が形成される。図8に図7の磁石配置において計算し
た等磁位線図を示す。形成される磁気中性線の磁石面か
らの距離は、二つの磁石B、C間の距離が大きくなるほ
ど、大きくなり、磁場強度には依存しない。そして磁気
中性線の形成される面と平行の上部誘電体面A1上に設け
た高周波電場を導入する高周波コイルDにより、高周波
電場を印加することによってプラズマが生成される。磁
場ゼロの部位が存在するので、低ガス圧で、高効率のプ
ラズマを生成することができる。That is, in the plasma generating apparatus proposed in Japanese Patent Application No. 7-217965, as shown in FIG. 7 of the accompanying drawings, plasma is generated in a vacuum chamber A whose upper surface A1 is dielectric. A discharge plasma apparatus, wherein a donut-shaped or disc-shaped permanent magnet B is formed on a dielectric upper surface A1 to form an annular magnetic neutral line at a position of zero magnetic field continuously present in a vacuum chamber A. Also, a donut-shaped permanent magnet C having a large inner diameter is disposed, and an alternating electric field is applied along the magnetic neutral line formed in the vacuum chamber A by the permanent magnets B and C to discharge plasma to the magnetic neutral line. Are disposed between the permanent magnets B and C. The diameter of the magnetic neutral wire and the distance from the magnet surface are determined by the magnetic permeability of the two permanent magnets B and C and the length of the gap between them. When the magnetic permeability of the two permanent magnets B and C is equal, the two permanent magnets B and C
A magnetic neutral line is formed inside the vacuum chamber A at an intermediate position of C. FIG. 8 shows an equipotential map calculated in the magnet arrangement of FIG. The distance from the magnet surface of the formed magnetic neutral line increases as the distance between the two magnets B and C increases, and does not depend on the magnetic field strength. Then, a high-frequency electric field is applied by a high-frequency coil D provided on the upper dielectric surface A1 parallel to the surface on which the magnetic neutral line is formed, thereby generating a plasma by applying a high-frequency electric field. Since there is a portion where the magnetic field is zero, a highly efficient plasma can be generated at a low gas pressure.
【0006】図7に示されている装置を用いて、酸化膜
付きSi基板をエッチング処理した場合、RFバイアス用と
して100kHzの高周波電源を用いた時、8フッ化シクロブ
タンガスの圧力が0.67Paで、RFバイアスパワーが500W、
RFアンテナパワーが1500Wの条件下で、600nm/min±7%
という高いエッチング速度とエッチング均一性が得られ
ている。このように先に提案されてきた磁気中性線放電
プラズマ装置は、上面が誘電体の真空チャンバ内でプラ
ズマを発生するようにした放電プラズマ装置であって、
真空チャンバ内に連続して存在する磁場ゼロの位置であ
る環状磁気中性線を形成するために誘電体上面に配置さ
れたドーナツ状または円盤状の永久磁石とそれよりも内
径の大きなドーナツ状の2個の永久磁石と、この磁場発
生手段によって真空チャンバ内に形成された磁気中性線
に沿って交番電場を2個の永久磁石の中間から掛けてこ
の磁気中性線に放電プラズマを発生するため1重を含む
多重の高周波コイルから構成されるプラズマ発生装置で
あった。そしてこのような磁気中性線放電プラズマ装置
は、高効率の磁気中性線放電プラズマが得られることは
勿論のこと、誘導結合プラズマよりも優れていることも
確認された。When an Si substrate with an oxide film is etched using the apparatus shown in FIG. 7, when a 100 kHz high-frequency power source is used for RF bias, the pressure of cyclooctane fluorinated gas is 0.67 Pa. , RF bias power is 500W,
600nm / min ± 7% when RF antenna power is 1500W
High etching rate and high etching uniformity. The magnetic neutral ray discharge plasma device that has been proposed as described above is a discharge plasma device that generates plasma in a vacuum chamber having a dielectric top surface,
A donut-shaped or disk-shaped permanent magnet arranged on the top surface of the dielectric to form an annular magnetic neutral line that is a position of zero magnetic field that exists continuously in the vacuum chamber, and a donut-shaped one having a larger inner diameter than that of the permanent magnet An alternating electric field is applied from the middle of the two permanent magnets along the magnetic neutral line formed in the vacuum chamber by the two permanent magnets and the magnetic field generating means to generate a discharge plasma in the magnetic neutral line. For this reason, the plasma generator is composed of multiple high-frequency coils including a single coil. And it was also confirmed that such a magnetic neutral discharge plasma apparatus is superior to inductively coupled plasma as well as being able to obtain a high efficiency magnetic neutral discharge plasma.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ドーナ
ツ状または円盤状の永久磁石とそれよりも内径の大きな
ドーナツ状の2個の永久磁石によって磁気中性線を形成
し、その二つの永久磁石の中間に交番電場を与える高周
波電場を与える高周波コイルを設置する方式であると、
磁気中性線の位置における誘導電場が弱く、期待したプ
ラズマ密度が得られないという問題があった。However, a magnetic neutral line is formed by a donut-shaped or disc-shaped permanent magnet and two donut-shaped permanent magnets having a larger inner diameter than the two permanent magnets. Is a method of installing a high-frequency coil that gives a high-frequency electric field that gives an alternating electric field to
There is a problem that the induced electric field at the position of the magnetic neutral line is weak and the expected plasma density cannot be obtained.
【0008】本発明は、これら従来の装置を持つ問題点
を解決するもので、磁気中性線の位置における誘導電場
を効率よく導入し、高効率の磁気中性線放電プラズマ装
置を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the problems with these conventional devices, and provides an efficient magnetic neutral discharge plasma device by efficiently introducing an induction electric field at the position of a magnetic neutral line. It is an object.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、真空チャンバ内に連続して存在
する磁場ゼロの位置である環状磁気中性線を形成するた
めに真空チャンバの上面にドーナツ状または円盤状の永
久磁石とそれよりも内径の大きなドーナツ状の2個の永
久磁石とを設け、この磁場発生手段によって真空チャン
バ内に形成された磁気中性線に沿って交番電場を掛けて
この磁気中性線に放電プラズマを発生するため1重を含
む多重の高周波コイルを設けたプラズマ発生装置におい
て、高周波コイルを磁気中性線の形成される面とほぼ同
じ平面上の位置に設けて、誘導電場を効率よく導入でき
るように構成される。According to the present invention, there is provided, in accordance with the present invention, a method for forming an annular magnetic neutral line which is a position of zero magnetic field, which is continuously present in a vacuum chamber. A donut-shaped or disk-shaped permanent magnet and two donut-shaped permanent magnets having an inner diameter larger than the donut-shaped permanent magnet are provided on the upper surface of the chamber, and the magnetic field generating means moves along a magnetic neutral line formed in the vacuum chamber. In order to generate a discharge plasma in the magnetic neutral line by applying an alternating electric field, in a plasma generating apparatus provided with a single and multiple high-frequency coils, the high-frequency coil is placed on substantially the same plane as the surface on which the magnetic neutral line is formed. At the position shown in FIG. 3 so that the induction electric field can be efficiently introduced.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の一つの実施の形態によれ
ば、上部壁と底部壁と側部壁とを備えた真空チャンバ内
に連続して存在する磁場ゼロの位置である環状磁気中性
線を形成するために真空チャンバの上部壁の外面上に、
ドーナツ状または円盤状の第1の永久磁石とそれよりも
内径の大きなドーナツ状の第2の永久磁石で構成される
磁場発生手段を配置し、この磁場発生手段によって真空
チャンバ内に形成された磁気中性線に沿って交番電場を
加えて、この磁気中性線に放電プラズマを発生するため
に真空チャンバの誘電体で構成される側部壁の外側で磁
気中性線の形成される面とほぼ同じ平面上の位置に1重
を含む多重の高周波コイルを配置し、磁気中性線プラズ
マを形成することを特徴としている。本発明の別の実施
の形態によれば、磁場発生手段を構成しているドーナツ
状または円盤状の第1の永久磁石及びドーナツ状の第2
の永久磁石が、それぞれは、同心円上に配置された複数
の永久磁石から成ることができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION According to one embodiment of the present invention, an annular magnetic field is located at a position of zero magnetic field that is continuously present in a vacuum chamber having a top wall, a bottom wall, and side walls. On the outer surface of the upper wall of the vacuum chamber to form the
A magnetic field generating means composed of a donut-shaped or disk-shaped first permanent magnet and a donut-shaped second permanent magnet having a larger inner diameter than the first permanent magnet is arranged, and the magnetic field generated in the vacuum chamber by the magnetic field generating means is provided. In order to generate an electric discharge plasma on this magnetic neutral line by applying an alternating electric field along the neutral line, the surface on which the magnetic neutral line is formed outside the side wall composed of the dielectric material of the vacuum chamber is formed. It is characterized in that multiple high-frequency coils including a single coil are arranged at substantially the same position on a plane to form magnetic neutral plasma. According to another embodiment of the present invention, a donut-shaped or disk-shaped first permanent magnet and a donut-shaped second permanent magnet constituting the magnetic field generating means are provided.
May consist of a plurality of permanent magnets, each arranged concentrically.
【0011】[0011]
【作用】このように構成された本発明のプラズマ発生装
置においては、磁気中性線の形成される面とほぼ同じ平
面内に高周波コイルを設置しているので、磁気中性線の
位置における誘導電場が有効に導入され、誘導電場が磁
気中性線に集まっている電子を有効に加速し得るように
なり、高効率の磁気中性線放電プラズマを形成すること
が可能となる。In the plasma generator according to the present invention having the above-described structure, the high-frequency coil is installed in substantially the same plane as the surface on which the magnetic neutral line is formed. The electric field is effectively introduced, and the induced electric field can effectively accelerate the electrons gathered in the magnetic neutral line, and a highly efficient magnetic neutral line discharge plasma can be formed.
【0012】[0012]
【実施例】以下添付図面の図1〜図5を参照して本発明
の実施例について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0013】図1には本発明によるプラズマ発生装置を
エッチング装置に適用した一実施例を示す。図示装置に
おいて1はプロセス室を形成している円筒形の真空チャ
ンバで、その上面は平板型金属隔壁2で覆われている。
この平板型金属隔壁2の外面上には、上下に図示したよ
うな極性を持つ円盤状内側永久磁石3及びこの円盤状内
側永久磁石3よりも内径が大きくかつ内側永久磁石3と
同極性を持つドーナツ状外側永久磁石4が同心上に取付
けられ、これら両永久磁石3、4は真空チャンバ1内に
磁気中性線を形成するための磁場発生手段を構成してい
る。図示したように円盤状内側永久磁石3はドーナツ状
外側永久磁石4と同じ高さ位置に配置されている。円筒
形の真空チャンバ1の側部壁部5の外側には、電場発生
手段を構成する1重を含む多重の高周波コイル6が配置
され、この高周波コイル6は13.56MHzの周波数の高周波
電源7に接続され、永久磁石3、4によって真空チャン
バ1内に形成された磁気中性線に沿って交番電場を加え
てこの磁気中性線に放電プラズマを発生するようにして
いる。また真空チャンバ1内の形成される磁気中性線の
作る面と平行して離れた位置には基板電極8が設けら
れ、この基板電極8はRFバイアスを印加する13.56MHzの
周波数の高周波電源9に接続されている。FIG. 1 shows an embodiment in which the plasma generating apparatus according to the present invention is applied to an etching apparatus. In the illustrated apparatus, reference numeral 1 denotes a cylindrical vacuum chamber forming a process chamber, the upper surface of which is covered with a flat metal partition 2.
On the outer surface of the flat metal partition 2, a disk-shaped inner permanent magnet 3 having a polarity as shown above and below, and an inner diameter larger than that of the disk-shaped inner permanent magnet 3 and having the same polarity as the inner permanent magnet 3. A donut-shaped outer permanent magnet 4 is mounted concentrically, and these permanent magnets 3 and 4 constitute a magnetic field generating means for forming a magnetic neutral line in the vacuum chamber 1. As shown, the disk-shaped inner permanent magnet 3 is arranged at the same height position as the donut-shaped outer permanent magnet 4. On the outside of the side wall 5 of the cylindrical vacuum chamber 1, there are arranged a plurality of single high-frequency coils 6 constituting an electric field generating means, and this high-frequency coil 6 is connected to a high-frequency power source 7 having a frequency of 13.56 MHz. An alternating electric field is applied along the magnetic neutral line formed in the vacuum chamber 1 by the permanent magnets 3 and 4 to generate discharge plasma in the magnetic neutral line. A substrate electrode 8 is provided at a position parallel to and separated from the surface of the magnetic neutral line formed in the vacuum chamber 1, and the substrate electrode 8 is a high-frequency power source 9 having a frequency of 13.56 MHz for applying an RF bias. It is connected to the.
【0014】次に高周波コイル6に流す電流が磁気中性
線に対してどのように作用するかについて説明する。ル
ープアンテナに電流が流れた時に誘起される電場はベク
トルポテンシャルを求めることによって、次のように得
られる。 更に、本発明におけるアンテナ6に、高周波電流Iを印
カロする時、誘導電界強度の評価において、境界条件を以
下のように設定する。 1)アンテナ6は細い導体、或いはアンテナに流す電流
密度Jは導体の断面内に均一であること。 2)アンテナ6の寸法は印加高周波並びにそれにより励
起される電磁波の波長よりはるかに短いこと(例えば10
%以下)。 となる。ここでベクトルポテンシャルAの方向はdlと同
じである。図2は一重円形アンテナ6に電流Iを印カロす
る場合の模式図で、図3は空間P点でのベクトルポテン
シャルのX−Y面における投影図である。 で表される。ここで、K(k)、E(k)は第1種、第2種の
完全楕円積分である。図4は上式を用いて計算した1タ
ーンコイル鉛直面上1/4象限内の誘導電場強度分布を相
対値で示したものである。計算ではa=1、I=1とし
ている。図7の例ではアンテナと磁気中性線の間隔を60
mmで、磁気中性線の半径を120mmとすると、間隔を相対
値で表せば60mm/120mm=0.5となる。図4で×b示され
ている点が、図7の例におけるベクトルポテンシャルの
値(約1.8×10-7)である。これに対して、図1に示す
本発明の実施例における磁気中性線の相対距離は、磁気
中性線の半径が120mmでアンテナの径が150mmであるとす
ると、120mm/150mm=0.8である。図4で×aと記され
ている点がこの点であり、ベクトルポテンシャルの値は
約3.6×10-7となる。誘導電場はベクトルポテンシャル
に比例するから、図7の例に対して図1の本発明の実施
例では、磁気中性線における誘導電場が2倍大きい、つ
まり、2倍効率が良いことになる。Next, how the current flowing through the high-frequency coil 6 acts on the magnetic neutral line will be described. The electric field induced when a current flows through the loop antenna is obtained as follows by obtaining a vector potential. Further, when the high-frequency current I is applied to the antenna 6 according to the present invention, the boundary condition is set as follows in the evaluation of the induced electric field strength. 1) The antenna 6 is a thin conductor or the current density J flowing through the antenna is uniform in the cross section of the conductor. 2) The dimensions of the antenna 6 are much shorter than the applied radio frequency and the wavelength of the electromagnetic waves excited by it (for example, 10
%Less than). Becomes Here, the direction of the vector potential A is the same as dl. FIG. 2 is a schematic diagram when the current I is applied to the single circular antenna 6, and FIG. 3 is a projection view of the vector potential at the point P in the space XY plane. It is represented by Here, K (k) and E (k) are first and second types of complete elliptic integrals. FIG. 4 shows the relative distribution of the induced electric field intensity distribution in the 1/4 quadrant on the vertical plane of the one-turn coil calculated using the above equation. In the calculation, a = 1 and I = 1. In the example of FIG. 7, the distance between the antenna and the magnetic neutral line is 60
If the radius of the magnetic neutral line is 120 mm in mm and the distance is expressed as a relative value, then 60 mm / 120 mm = 0.5. The point indicated by xb in FIG. 4 is the value of the vector potential (about 1.8 × 10 −7 ) in the example of FIG. On the other hand, the relative distance of the magnetic neutral line in the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is 120 mm / 150 mm = 0.8 when the radius of the magnetic neutral line is 120 mm and the diameter of the antenna is 150 mm. . This point is indicated by xa in FIG. 4, and the value of the vector potential is about 3.6 × 10 −7 . Since the induced electric field is proportional to the vector potential, in the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 as compared with the example shown in FIG. 7, the induced electric field in the magnetic neutral line is twice as large, that is, twice as efficient.
【0015】図5は本発明に従って側方から高周波電力
を供給する方式の模式図を示す。図6は図7に示すよう
な従来例における上方から高周波電力を供給する方式の
模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a system for supplying high-frequency power from the side according to the present invention. FIG. 6 is a schematic diagram of a system for supplying high frequency power from above in the conventional example as shown in FIG.
【0016】図1の実施例において、アンテナ6に13.5
6MHzの高周波電力を印加し、基板電極にも13.56MHzの高
周波電力を印加し、「反応性イオンエッチング」に適用
した酸化膜付きSi基板を用い、図7に示されている装
置と同じ条件(八フッ化シクロブタンガスの圧力が0.67
Paで、RFバイアスパワーが1500W の条件)で実験を行
った結果、従来装置(図7)を用いた時よりも高いエッ
チング速度800 〜1000nm/min が得られた。In the embodiment shown in FIG.
A high-frequency power of 6 MHz is applied, a high-frequency power of 13.56 MHz is also applied to the substrate electrode, and an Si substrate with an oxide film applied to “reactive ion etching” is used, under the same conditions as the apparatus shown in FIG. Cyclobutane octafluoride gas pressure is 0.67
As a result of conducting an experiment under the conditions of Pa and RF bias power of 1500 W), an etching rate of 800 to 1000 nm / min higher than that of the conventional apparatus (FIG. 7) was obtained.
【0017】ところで実施例において、磁場発生手段を
構成している永久磁石3、4は、それぞれ単一の磁石で
構成されているが、代わりにそれぞれ同心円上に配置さ
れた複数の永久磁石で構成することもできる。またアン
テナ6の配置される位置は必ずしも磁気中性線の平面と
同一の平面内にある必要はなく、図4から理解されるよ
うに多少上下にずれた位置でも十分な効果が得られる。In the embodiment, the permanent magnets 3 and 4 constituting the magnetic field generating means are each composed of a single magnet, but are instead composed of a plurality of permanent magnets arranged concentrically. You can also. Further, the position where the antenna 6 is arranged does not necessarily have to be in the same plane as the plane of the magnetic neutral line, and a sufficient effect can be obtained even in a position slightly shifted up and down as understood from FIG.
【0018】さらに、高周波電場導入のための高周波コ
イル6には13.56MHzの高周波が用いられているが、この
周波数に限定されるものではない。基板電極8に印加さ
れる高周波も同様に13.56MHzに限定されるものではな
い。アンテナ及び基板電極に同一周波数の電源が用いら
れる場合には2つの電源間の位相を調整する位相制御回
路が一般に必要になる。なお、図示実施例では、本発明
のプラズマ発生装置をエッチング装置に適用した場合に
ついて説明してきたが、スパッタ装置、CVD装置におい
ても同様の効果が得られる。Further, a high frequency of 13.56 MHz is used for the high frequency coil 6 for introducing a high frequency electric field, but the present invention is not limited to this frequency. Similarly, the high frequency applied to the substrate electrode 8 is not limited to 13.56 MHz. When power supplies of the same frequency are used for the antenna and the substrate electrode, a phase control circuit for adjusting the phase between the two power supplies is generally required. In the illustrated embodiment, the case where the plasma generating apparatus of the present invention is applied to an etching apparatus has been described. However, a similar effect can be obtained in a sputtering apparatus and a CVD apparatus.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、磁気中性線を形成するドーナツ状または円盤状の永
久磁石と、それよりも内径の大きなドーナツ状の2個の
永久磁石で構成される従来の磁場構造において、高周波
アンテナを磁気中性線とほぼ同じ面上であって、磁気中
性線の外側に配置しているので、磁気中性線の位置に効
率よく高周波による誘導磁場を発生させることができ、
この磁場によって形成される誘導電場が磁気中性線に集
まっている電子に有効に作用しうるようになり、高効率
の磁気中性線放電プラズマを形成することが可能になっ
た。As described above, according to the present invention, a donut-shaped or disc-shaped permanent magnet forming a magnetic neutral line and two donut-shaped permanent magnets having a larger inner diameter than the permanent magnet are formed. In the conventional magnetic field structure, the high-frequency antenna is located almost on the same plane as the magnetic neutral line and outside the magnetic neutral line. Can be generated,
The induced electric field formed by the magnetic field can effectively act on the electrons gathered in the magnetic neutral line, and it has become possible to form a magnetic neutral line discharge plasma with high efficiency.
【図1】 本発明によるプラズマ発生装置を磁気中性線
放電エッチング装置に適用した実施例を示す概略図配置
図である。FIG. 1 is a schematic layout diagram showing an embodiment in which a plasma generator according to the present invention is applied to a magnetic neutral beam discharge etching apparatus.
【図2】 図1に示す装置におけるアンテナに電流Iを
印加した場合の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram when a current I is applied to an antenna in the device shown in FIG.
【図3】 図1に示す装置の空間内におけるベクトルポ
テンシャルを示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a vector potential in a space of the device shown in FIG. 1;
【図4】 1ターンのループアンテナによって形成され
るベクトルポテンシャルの計算値を半径(R)と高さ
(Z)でプロットした図である。FIG. 4 is a diagram in which a calculated value of a vector potential formed by a one-turn loop antenna is plotted with a radius (R) and a height (Z).
【図5】 本発明における磁気中性線と高周波コイルの
配置を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an arrangement of a magnetic neutral wire and a high-frequency coil according to the present invention.
【図6】 従来装置(図7)における磁気中性線と高周
波コイルの配置を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing the arrangement of a magnetic neutral wire and a high-frequency coil in a conventional device (FIG. 7).
【図7】 二つの永久磁石を同一面に配置した従来の磁
気中性線放電エッチング装置の概略図である。FIG. 7 is a schematic view of a conventional magnetic neutral beam discharge etching apparatus in which two permanent magnets are arranged on the same surface.
【図8】 図7の磁場配置における有限要素法による等
磁位線の計算結果を示すグラフである。8 is a graph showing a calculation result of equipotential lines by a finite element method in the magnetic field arrangement of FIG. 7;
1:真空チャンバ 3:内側永久磁石 4:外側永久磁石 5:誘電体側部壁 6:高周波コイル 7:高周波電源 1: vacuum chamber 3: inner permanent magnet 4: outer permanent magnet 5: dielectric side wall 6: high frequency coil 7: high frequency power supply
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【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成8年9月11日[Submission date] September 11, 1996
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図1[Correction target item name] Fig. 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図1】 本発明によるプラズマ発生装置を磁気中性線
放電エッチング装置に適用した実施例を示す概略配置図
である。 ─────────────────────────────────────────────────────
FIG. 1 is a schematic layout view showing an embodiment in which a plasma generator according to the present invention is applied to a magnetic neutral discharge etching apparatus. ────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成8年9月25日[Submission date] September 25, 1996
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0014[Correction target item name] 0014
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0014】 [0014]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 雄一 東京都新宿区市ヶ谷薬王寺町45 薬王寺住 宅2−301 (72)発明者 内田 岱二郎 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yuichi Ogawa 45, Yakinoji-cho, Ichigaya, Shinjuku-ku, Tokyo 2-301 Residence of Yaouji (72) Inventor Daijiro Uchida 2500 Hagizono, Chigasaki-shi, Kanagawa Prefecture Japan Vacuum Engineering Co., Ltd.
Claims (2)
チャンバ内に連続して存在する磁場ゼロの位置である環
状磁気中性線を形成するために真空チャンバの上部壁の
外面上に、ドーナツ状または円盤状の第1の永久磁石と
それよりも内径の大きなドーナツ状の第2の永久磁石で
構成される磁場発生手段を配置し、この磁場発生手段に
よって真空チャンバ内に形成された磁気中性線に沿って
交番電場を加えて、この磁気中性線に放電プラズマを発
生するためのに真空チャンバの誘電体で構成される側部
壁の外側で磁気中性線の形成される面とほぼ同じ平面上
の位置に1重を含む多重の高周波コイルを配置し、磁気
中性線プラズマを形成することを特徴とするプラズマ発
生装置。1. An outer surface of a top wall of a vacuum chamber for forming an annular magnetic neutral line which is a position of zero magnetic field that is continuously present in the vacuum chamber having a top wall, a bottom wall, and a side wall. A magnetic field generating means comprising a donut-shaped or disk-shaped first permanent magnet and a donut-shaped second permanent magnet having a larger inner diameter than the first permanent magnet is arranged on the upper side, and formed in the vacuum chamber by the magnetic field generating means. A magnetic neutral line is formed outside the side wall composed of the vacuum chamber dielectric to apply an alternating electric field along the magnetic neutral line and generate a discharge plasma in the magnetic neutral line. A plasma generator characterized in that multiple high-frequency coils including a single coil are arranged at a position substantially on the same plane as a surface to be formed to form magnetic neutral plasma.
または円盤状の第1の永久磁石及びドーナツ状の第2の
永久磁石が、それぞれ同心円上に配置された複数の永久
磁石から成ることを特徴とするプラズマ発生装置。2. The doughnut-shaped or disk-shaped first permanent magnet and the donut-shaped second permanent magnet constituting the magnetic field generating means are each composed of a plurality of permanent magnets arranged on concentric circles. Characteristic plasma generator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP23701996A JP3899146B2 (en) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | Plasma generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP23701996A JP3899146B2 (en) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | Plasma generator |
Publications (2)
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JPH1083897A true JPH1083897A (en) | 1998-03-31 |
JP3899146B2 JP3899146B2 (en) | 2007-03-28 |
Family
ID=17009191
Family Applications (1)
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JP23701996A Expired - Lifetime JP3899146B2 (en) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | Plasma generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3899146B2 (en) |
-
1996
- 1996-09-06 JP JP23701996A patent/JP3899146B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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