JPH1187092A - プラズマ発生装置 - Google Patents
プラズマ発生装置Info
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- JPH1187092A JPH1187092A JP9250112A JP25011297A JPH1187092A JP H1187092 A JPH1187092 A JP H1187092A JP 9250112 A JP9250112 A JP 9250112A JP 25011297 A JP25011297 A JP 25011297A JP H1187092 A JPH1187092 A JP H1187092A
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Abstract
13に隣接し且つ連通しているプラズマ発生装置におい
て、連通路14が分散して形成されるとともに、連通路
14のうち外側に位置するものを内側へ向けて傾斜させ
る。また、その内向き傾斜の連通路14を中心部から見
て同一回転の向きへも逸れて傾斜させる。薄くなりがち
な外側のプラズマが補われる。
Description
ど高精度の製造工程においてエッチング・成膜・アッシ
ング等のプラズマ処理を効率よく行うときに好適なプラ
ズマ発生装置に関し、詳しくは、電界および磁界を用い
てプラズマを発生させるプラズマ発生装置に関する。
等のプラズマ処理に用いられるプラズマ発生装置とし
て、電界印加だけのプラズマ発生ではプラズマ密度が不
足するので磁界も加えてプラズマを封じることで高密度
プラズマ(HDP)を発生させるようにしたMRIE
(マグネトロンリアクティブイオンエッチャー)等が知
られている。また、特開平3−79025号公報に記載
の如く平面状コイルを用いた磁場の一様化によってダメ
ージを防止しようとした装置も知られている。
ジを低減させるとともに発生中の高密度プラズマに被処
理物が直接曝されないようにするためにプラズマ空間を
互いに連通したプラズマ処理空間とプラズマ発生空間と
に分離したECR(電子サイクロトロン共鳴)や特開平
4−81324号公報記載のもの等のように両空間を距
離的に引き離したもの、ICP(インダクティブカップ
ルプラズマ)等のように強力な磁場で高密度プラズマを
プラズマ処理空間に隣接したプラズマ発生空間へ閉じこ
めるもの、さらにプラズマ処理空間にプラズマ発生空間
が隣接している点では同じであるが特開平4−2904
28号公報記載のもの等のようにリングアンテナからの
円偏波電磁波を利用して高密度プラズマを閉じこめるも
のなども知られている。
してプラズマ処理空間の拡張に伴い単一のプラズマ発生
空間ではプラズマの均一な供給が難しいことから、特開
平8−222399号公報に記載の如く、プラズマ発生
空間を複数個配設するとともに、それぞれに制御弁を設
けて反応ガス・処理ガスを供給するものもある。この場
合、プラズマ発生空間は、複数化しても開口面積が減少
しないように縦の円筒状空間に分けられ、それぞれの側
面が励起用の高周波コイルで囲まれるとともに、プラズ
マを封じるための磁気が円筒の上下端面のところから送
り込まれるようになっている。
従来のプラズマ発生装置では、プラズマ空間をプラズマ
発生空間とプラズマ処理空間とに分離してプラズマダメ
ージやチャージアップ低減は図られているが、基板等の
プラズマ処理対象物の大形化に対しても十分な適用性が
あると必ずしも言いきれるわけでは無い。プラズマ発生
空間からプラズマ処理空間へ供給されたプラズマは、被
処理物に当たるとその表面で横へ拡げられることから、
中心・中央等の内側から辺縁・周辺等の外側へ広がりな
がら流出するので、外側の濃度が薄くなりがちなため、
プラズマ処理空間の全域に亘ってプラズマの均一性を確
保するのは難しく、大形化するほどその傾向が強まる。
かかる不都合は、プラズマ発生空間を複数化して例えプ
ラズマ処理空間へのプラズマ供給が一様になったとして
も、それだけでは解消されない。そこで、プラズマ発生
空間からプラズマ処理空間へ供給されるプラズマの一様
性が損なわれないような構造を案出して、例えプラズマ
処理空間が大きくなってもそこの被処理物に均一なプラ
ズマが供給されるようにすることが重要な課題となる。
ズマ発生空間とプラズマ処理空間との距離があまり離れ
ているとイオン種が必要以上に抑制されてしまう一方、
両空間が隣接しているとプラズマ処理空間からプラズマ
発生空間へ逆流するガスが多くなる。このような逆流ガ
スには被処理物の処理によって発生等した早急に排出す
べき成分も含まれており、これがプラズマ発生空間に入
ると高密度プラズマによって激しく分解・電離させられ
て汚染物等の不所望なものに変質してしまうことも多い
ので、不都合である。このことは、プラズマ発生空間を
複数化しても、プラズマ発生空間からプラズマ処理空間
への開口面積が同じままでは、解消されない。また、プ
ラズマを封じるための静的な磁気バイアスをプラズマ発
生空間の上下から印加するために磁石等をプラズマ発生
空間とプラズマ処理空間との間に介在させるのでは、高
密度プラズマに対して十分な磁力を確保しようとする
と、磁性部材の加工や実装などが面倒となる。そこで、
プラズマ処理空間からプラズマ発生空間への不所望なガ
ス流入を有効に阻止するとともに、磁性部材の実装等も
容易に行うことができるようにプラズマ発生空間の構造
等を工夫することも更なる課題となる。
めになされたものであり、均一なプラズマを供給するプ
ラズマ発生装置を実現することを目的とする。また、こ
の発明は、均一で而も良質なプラズマを供給するプラズ
マ発生装置であって製造容易なものを実現することを目
的とする。
るために発明された第1乃至第4の解決手段について、
その構成および作用効果を以下に説明する。
ズマ発生装置は(、出願当初の請求項1に記載の如
く)、プラズマ処理空間が形成された第1機構と、前記
第1機構に取着して又はそれと一体的に設けられプラズ
マ発生空間が形成された第2機構とを具え、前記プラズ
マ発生空間が前記プラズマ処理空間に隣接し且つ連通し
ているプラズマ発生装置において、前記プラズマ発生空
間から前記プラズマ処理空間への連通路が分散して形成
されるとともに、前記連通路のうち外側に位置するもの
が内側へ向けて傾斜しているものであることを特徴とす
る。
装置にあっては、プラズマ空間の分離および隣接連通と
いう条件を維持することにより、プラズマダメージやチ
ャージアップの低減、及びプラズマにおけるラジカル種
の成分とイオン種の成分との比率適正化という基本的要
請に応えている。また、プラズマ発生空間からプラズマ
処理空間への連通路が分散して形成されていることか
ら、被処理物やプラズマ処理空間が大形化しても、プラ
ズマ発生空間からプラズマ処理空間へ供給されるプラズ
マを一様なものにすることが容易である。
するものが内側へ向けて傾斜していることから、辺縁部
・周辺部におけるプラズマ発生空間からプラズマ処理空
間へのプラズマの吹きだしが内向きになされるので、そ
の内向きの速度成分が、中心・中央等の内側から辺縁・
周辺等の外側への速度成分を抑制することとなる。これ
により、辺縁・周辺における急速なプラズマの流出を緩
和しながらそこへ新たなプラズマの補給がなされるの
で、プラズマ一様性の破損が防止されて、プラズマ処理
空間のプラズマは、辺縁部まで均一なものとなる。した
がって、この発明によれば、均一なプラズマを供給する
プラズマ発生装置を実現することができる。
ズマ発生装置は(、出願当初の請求項2に記載の如
く)、上記の第1の解決手段のプラズマ発生装置であっ
て、前記の内向き傾斜の連通路が中心部から見て同一回
転の向きへも逸れて傾斜しているものであることを特徴
とする。
装置にあっては、辺縁部・周辺部におけるプラズマ発生
空間からプラズマ処理空間へのプラズマの吹きだしが内
向きになされる際に、中心・中央の同じところに向けて
ぶつかるようになされるので無く、中心点や中央部を外
してその周りを取り囲んで回転するように而も同じ向き
に回転するように行われる。そして、辺縁部・周辺部に
おいては、処理前のプラズマの内向き吹きだしと、処理
後のプラズマの外向き流出とが、常に同じ向きの回転方
向に従いながら行われることとなる。
したのでは乱流に似た状態も幾分か惹起され長期間での
平均では均一であっても短期間では流れの状態がランダ
ムに変動して微妙な不確定性・不均一性が残ってしまう
ところ、上述のように一定の回転力も付与することによ
り、微視的にもプラズマ流の状態が安定してくることか
ら、空間的にも時間的にも均一性が向上するので、短時
間の処理や高精密な処理であっても斑無く均一な処理が
行われる。したがって、この発明によれば、一層均一な
プラズマを供給するプラズマ発生装置を実現することが
できる。
ズマ発生装置は(、出願当初の請求項3に記載の如
く)、上記の第2,第3の解決手段のプラズマ発生装置
であって、前記第2機構側に設けられ前記プラズマ発生
空間に付された磁性部材を備え、前記プラズマ発生空間
および前記磁性部材が前記プラズマ処理空間との隣接面
に沿って複数設けられ、それらの一部又は全部が交互に
並走しているものであることを特徴とする。
石の他、直流励磁コイルによって形成されたものも該当
する。
装置にあっては、上述したプラズマ空間の分離および隣
接連通という条件に加えて、プラズマ発生空間に付され
る磁性部材がプラズマ発生空間と同じ第2機構側で共に
プラズマ処理空間との隣接面に沿って設けられることか
ら、磁力の強化が可能になるとともに、プラズマ処理空
間との連通隣接面さらにはその面に沿ったプラズマ発生
空間自身の断面積も、少なくとも磁性部材によって占め
られた分だけは必然的に、プラズマ処理空間のそれより
小さくなる。このように双方空間の面積に差があると、
連通隣接面の面積とこれに沿ったプラズマ処理空間の断
面積との比を第1比とし連通隣接面の面積とこれに沿っ
たプラズマ発生空間の断面積との比を第2比として、第
1比が1未満で且つ第2比よりも小さいことになる。
処理空間からプラズマ発生空間へ流入するガス量が減少
する。一方、第2比が1の場合、プラズマ発生空間から
プラズマ処理空間へ流出するガス量は減少しない。ま
た、第2比が1未満で流出ガス量が減少する場合であっ
ても、第2比が第1比より大きければ、減少の程度が小
さくて済む。何れにしても、相対的には、プラズマ処理
空間からプラズマ発生空間へ流入するガスの割合よりも
プラズマ発生空間からプラズマ処理空間へ流出するガス
の割合の方が高くなる。これにより、不所望なガスのプ
ラズマ発生空間への流入が抑制されるばかりか、ガスが
プラズマ発生空間へ入ってしまったときでもそのガスは
プラズマ流とともに速やかにプラズマ処理空間へ出され
てしまうので、高密度プラズマによるガス変質を防止・
抑制することができる。これにより、プラズマが良質な
状態に保たれる。
部材の併走により、プラズマ発生空間の分布域が線から
面へと広がる。しかも、併走数を増やすことでその面積
を幾らでも拡げることが可能となることから、基板等の
処理対象物が大形化しても容易に適合させることができ
るので、拡張性に優れる。さらに、磁性部材が、プラズ
マ発生空間と同じ第2機構側に設けられることから、プ
ラズマ発生空間とプラズマ処理空間とに介挿する必要が
無くなるので、配置設計や、実装作業、さらには後の部
品交換等の保守作業も、楽になる。しかも、プラズマ発
生空間と磁性部材との交互配設によって磁性部材が両隣
のプラズマ発生空間に共用されることから、磁性部材の
有効利用がなされるとともに、プラズマ発生空間を密に
並べることも可能となるので、プラズマ発生空間の配置
設計に際しての自由度も向上する。これにより、実装や
製造がかなり容易になる。
質なプラズマを供給するプラズマ発生装置であって製造
容易なものを実現することができる。
ズマ発生装置は(、出願当初の請求項4に記載の如
く)、上記の第1〜第3の解決手段のプラズマ発生装置
であって、前記プラズマ発生空間へは非反応性ガスのみ
が供給されることを特徴とする。
装置にあっては、プラズマ用ガスには高密度プラズマの
発生に役立ち且つ高密度プラズマとなっても不所望に変
質することの無い非反応性ガスのみが用いられ、エッチ
ング処理に必要な反応ガスはプラズマ発生空間を介さず
にプラズマ処理空間へ供給されることとなる。これによ
り、上述したプラズマ処理空間からプラズマ発生空間へ
のガス流入の阻止と相まって、プラズマ発生空間に反応
ガスの入るのを確実に防止することができる。そこで、
必要に応じてプラズマ密度を一層高めるとともに大量に
生成したとしても、反応ガス等の変質が抑制されるの
で、反応ガス供給をプラズマ発生空間経由で行った場合
に比べて、より質の良いプラズマを提供することができ
る。
本発明のプラズマ発生装置は、一般に適宜の真空チャン
バに装着して使用される。そのために、プラズマ処理空
間が形成される第1機構やプラズマ発生空間が形成され
る第2機構などの各機構部は、真空チャンバ内への組み
込み等の容易性と真空度の必要性とのバランスを図る等
の観点から、別個に形成してから取着されることが多い
が、例えば密着して固設されることが多いが、一部又は
全部が同一・単一の部材たとえばクラッド材を加工等す
ることで一体的に形成されてもよい。
いて、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。
図1は、その縦断面図であり、図2は、そのプラズマ発
生チャンバ周りの縦断面斜視図であり、図3は、その中
の一のプラズマ発生空間についての拡大図である。
処理空間を確保するための第1機構と、プラズマ発生空
間を確保するための第2機構およびその付加部と、各プ
ラズマに電界又は磁界を印加するための印加回路部とで
構成されている。IC用シリコンウエハ等の丸形の被処
理物1を処理するために、第1機構,第2機構は共に主
要部がほぼ円板・円筒形状に形成される(図2参照)。
方に配置され、液晶基板等の被処理物1を乗載するため
に上面の絶縁処理された金属製カソード部12が下方に
配置されて、これらに挟まれたところに低温プラズマ1
0用のプラズマ処理空間13が形成されるものとなって
いる。また、アノード部11は、予め、多数の連通口1
4が貫通して穿孔されるとともに、プラズマ処理空間1
3へ向けて開口した処理ガス供給口15も形成されたも
のとなっている(図1,図3参照)。この例では、連通
口14の横断面積とプラズマ処理空間13の有効な横断
面積との比すなわち第1比が0.05になっている。な
お、処理ガス供給口15を介してプラズマ処理空間13
へ供給される処理ガスBとしては、CF系ガスやシラン
ガス等の反応ガスに適量の希釈ガスを混合させたもの等
が供給されるようにもなっている。
ラズマ発生チャンバ21が主体となっており、このプラ
ズマ発生チャンバ21には、プラズマ発生空間22とな
る複数の(図では7個の)環状溝が同心に彫り込まれて
形成されている。これにより、プラズマ発生空間22が
分散等したものとなっている。そして、プラズマ発生チ
ャンバ21は、プラズマ発生空間22の開口側(図では
下面)をアノード部11の上面に密着した状態で固設さ
れる。その際、プラズマ発生空間22の開口がアノード
部11の連通口14に重なるように位置合わせがなされ
る。これにより、プラズマ発生空間22とプラズマ処理
空間13とが互いに隣接し且つ連通したものとなり、さ
らに、プラズマ発生空間22からプラズマ処理空間13
への連通路14が分散して形成されたものとなる。この
例では、連通口14の横断面積とプラズマ発生空間22
の横断面積との比すなわち第2比が0.5になってい
る。なお、これらの比の値は大小関係が逆転しない限り
自由に変えてよいものである。
ズマ発生空間22のさらに奥(縦断面図では上方)に取
着されたガス配給部材21aによってプラズマ用ガス送
給路23がやはり環状に形成され、両者が多数の小穴で
連通されていて、プラズマ発生空間22は底部(縦断面
図では上方)からプラズマ発生用ガスAの供給を受けて
高密度プラズマ20を発生させ連通口14を介してプラ
ズマ処理空間13へそれを送り込むものとなっている。
プラズマ発生用ガスAにはアルゴン等の不活性で化学反
応しないものが用いられるようにもなっている。
ラズマ発生空間22を囲む側壁と底部とを残すようにし
てプラズマ発生空間22開口側の裏の面(縦断面図では
上面)が削り取られる。そして、そこに、一方の永久磁
石25(縦断面図中下方)とコイル24と他方の永久磁
石25(縦断面図中上方)とが順に重ねて詰め込まれ
る。各永久磁石25は、環状の一体物あるいは環状に並
べられた多数の小片からなるものである。これにより、
磁性部材25は、第2機構側に設けられてプラズマ発生
空間22に付され、プラズマ発生空間22と共にプラズ
マ発生空間22とプラズマ処理空間13との隣接面に沿
って配置されたものとなっている。しかも、最外周を除
いて内側に設けられた複数(図では6対)の永久磁石2
5と複数(図では5個)のプラズマ発生空間22とが交
互に同心で配設されて並走しているものとなっている。
22は、ガス配給部材21aが外周側(図では左右端)
へ移るように90゜未満の所定角度だけ傾けられる。こ
れはプラズマ発生チャンバ21やアノード部11のうち
辺縁部や周辺部を一周内側のプラズマ発生空間22との
隣接部分から傾斜させることで行われ、これに伴って、
該当個所の連通口14も同角度だけ傾けられる(図1参
照)。これにより、このプラズマ発生装置は、連通路1
4のうち外側に位置するものが内側へ向けて傾斜したも
のとなっている。なお、最外周のプラズマ発生空間22
とその一周内側のもの22との距離も広がってしまうの
で、この最外周のプラズマ発生空間22に対しては内外
の両側壁それぞれに一対の永久磁石25及びコイル24
が付加されて、総てのプラズマ発生空間22がコイル2
4及び永久磁石25で有効に挟まれたものにもなってい
る。
加えた高さがプラズマ発生空間22のそれにほぼ等しく
され、且つ横のプラズマ発生空間22方向へ磁極が向く
ようにされる(図3の縦断面参照)。詳述すると、図中
上方の永久磁石25のほぼ下半分から図中横に出た磁束
線26はコイル24の近くを通って図中反対側の横に戻
ることから、図中上方の永久磁石25のほぼ下端を頂上
とする磁気の山ができる。図中下方の永久磁石25の上
端のところにもほぼ同様の磁気の山ができる。永久磁石
25はプラズマ発生空間22を挟んで両側に付設されて
いるので、プラズマ発生空間22の周りには磁気の山が
4つできる。そこで、プラズマ発生空間22には、磁気
の山に囲まれた言わば磁気の盆地ができる。そして、こ
こに電子が捕捉されることとなる。なお、ポテンシャル
場風に説明したが実際はベクトル場なので正確に述べる
と複雑になるが、要するに全体としては環状のプラズマ
発生空間22の中でドーナツ状に電子が封じられるよう
になっているのである。また、磁極が上下になった永久
磁石をコイル24の上下に並べることによっても(図4
参照)プラズマ発生空間22の断面を囲む4つの磁気の
山を作ることが可能である。前者はプラズマの高密度化
に適しており、後者はプラズマ密度の均一化に適してい
る。なお、図示は割愛したが、5つ以上の磁気の山で囲
むようにしてもよい。
第1印加回路と、RF電源32を中心とする第2印加回
路とに分かれる。RF電源31は、その出力パワーが可
変のものであり、接地されたアノード部との間に交番電
界を印加するとともにバイアス電圧も発生させるため
に、その出力はブロッキングキャパシタを介してカソー
ド部12へ送給される。また、これには、周波数500
KHz〜2MHzのものがよく用いられる。これによ
り、第1印加回路は、低温プラズマ10の強化に或る程
度寄与する電界をプラズマ処理空間13に印加するもの
となっている。
のものであり、プラズマ発生空間22を挟む両コイル2
4を駆動してプラズマ発生空間22に交番磁界を印加す
るようになっている。その最大出力パワーは大きく、そ
の周波数は13MHz〜100MHzとされることが多
い。これにより、第2印加回路は、高密度プラズマ20
の発生および強化に寄与する磁界をプラズマ発生空間2
2に印加するものとなっている。
その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図
5は、真空チャンバへの装着状態を示す断面図であり、
図6は、低温プラズマ10の密度分布を示すグラフ例で
ある。
ード部12は、上が解放した箱状の真空チャンバ本体部
2の中央に設置される。真空チャンバ本体部2は、上部
に真空チャンバ蓋部3が開閉可能に取着され、底部また
は側部には真空圧制御用の可変バルブ4を介在させてタ
ーボポンプ等の真空ポンプ5が接続されている。真空チ
ャンバ本体部2は、プラズマ発生チャンバ21やアノー
ド部11が取着され、水冷も可能であり、これを閉める
と、真空チャンバ本体部2の内部さらにはプラズマ処理
空間13及びプラズマ発生空間22も密閉される。そし
て、真空ポンプ5を作動させるとともに、プラズマ用ガ
ス送給路23を介するプラズマ用ガスAの供給,さらに
処理ガス供給口15を介する処理ガスBの供給などを適
宜に開始すると、カソード部12上に乗載された被処理
物1に対するプラズマ処理の準備が調う。
ズマ発生空間22内にコイル24を介してRF電磁界が
印加され、プラズマ用ガスAの電子が激しく運動させら
れる。このとき、電子は、永久磁石片25による磁気回
路の働きによってプラズマ発生空間22に長く留まり、
環状空間内を螺旋運動しながら飛び回ってプラズマ用ガ
スAを励起させる。こうして、高密度プラズマ20が発
生するが、プラズマ発生空間22に封じられた電子には
イオン種生成に大きく寄与する10〜15eV以上の高
いエネルギーのものが多く含まれているので、高密度プ
ラズマ20はイオン種成分の比率が高い。そして、プラ
ズマ発生空間22で膨張した高密度プラズマ20は、特
にそのラジカル種およびイオン種成分は、膨張圧力によ
って速やかにプラズマ処理空間13へ運ばれる。
って分散形成された連通口14から一様に高密度プラズ
マ20がプラズマ処理空間13へ向いて吹き出てから外
周方向へ向きを変えて流出するが、その外周部・辺縁部
に対して最外周のところに位置する連通口14からは内
向きにも高密度プラズマ20が流れ込む。こうして、従
来薄くなりがちであった辺縁部のプラズマ密度が(図6
の破線グラフ参照)、補充・補強されて中央部と同じ程
度の濃度になり(図6の実線グラフ参照)、プラズマ処
理空間13のほぼ全面に亘って低温プラズマ10が均一
化される。
ズマ処理空間13にもアノード部11及びカソード部1
2を介してRF電界が印加される。こちらには電子を封
じ込める磁気回路等がないので、処理ガスB等が励起さ
れても高密度プラズマができないで、低温プラズマ10
となる。RF電源31からのパワーだけの場合、低温プ
ラズマ10は、10〜15eV以上のエネルギーを持っ
た電子が少ないので、ラジカル種成分の比率が高くな
る。もっとも、この装置における低温プラズマ10の場
合は、上述の高密度プラズマ20が混合されるので、実
際のラジカル種成分とイオン種成分との比率は、両者の
中間における何れかの比率となる。
ると、プラズマ発生空間22内における10〜15eV
以上の電子が増える。そして、高密度プラズマ20の生
成量が増加する。その混合の結果、低温プラズマ10
は、イオン種成分の割合が引き上げられる。一方、RF
電源32の出力をダウンさせると、プラズマ発生空間2
2内における10〜15eV以上の電子が減ってくる。
そして、高密度プラズマ20の生成量が減少する。その
混合の結果、低温プラズマ10は、イオン種成分の割合
が引き下げられる。
る一方でRF電源32の出力を少しダウンさせると、次
のようになる。先ずRF電源31の出力アップによって
プラズマ処理空間13における電子密度が高密度および
高エネルギー側に移行し、プラズマ処理空間13内の低
温プラズマが増える。これによってそこのラジカル濃度
が上がるのだが、同時にイオン比率も少し上がる。次
に、RF電源32の出力ダウンによってプラズマ発生空
間22における電子密度が低密度および低エネルギー側
に移行し、プラズマ発生空間22内の高密度プラズマが
少し減る。これによってそこのラジカル濃度およびイオ
ン比率が下がるが、こちらは高エネルギー成分が元々大
きいので少しの出力ダウンであってもイオン比率が大き
く下がる。そして、このような高密度プラズマ20がプ
ラズマ処理空間13内の低温プラズマ10に混合される
と、イオン比率の増減が概ね相殺される一方ラジカル濃
度は増加する。すなわち、低温プラズマ10は、ラジカ
ル種成分とイオン種成分との比率があまり変わらずにプ
ラズマ濃度が引き上げられる。同様にして、RF電源3
1,32の出力を逆方向にアップ・ダウンさせると、低
温プラズマ10のプラズマ濃度が引き下げられる。
ジカル種成分とイオン種成分との比率が広範囲に亘って
可変制御される。しかも、何れの比率に制御しても、低
温プラズマ10は辺縁部まで均一な状態が維持される。
また、この装置では、プラズマ発生空間22の断面積が
プラズマ処理空間13の断面積よりも遥かに小さくなっ
ていて、第1比が第2比より桁違いに小さいことから、
高密度プラズマ20がプラズマ発生空間22からプラズ
マ処理空間13へ速やかに送り出されるうえに、そもそ
もプラズマ処理空間13からプラズマ発生空間22へ逆
流して入り込むガス量が少ないので、処理ガスBが高密
度プラズマ20で直接に励起されて不所望なまで分解・
電離するということはほとんど無くなる。
生空間22は別として、これを除く内側の多重環のプラ
ズマ発生空間22に添えてその側壁間に永久磁石25及
びコイル24を並べることで、単純にプラズマ発生空間
22内外の両側に永久磁石25等を配置したときに必要
とされるのよりも磁性部材が少なくなっているので、プ
ラズマ処理装置の製造容易化や原価低減にも貢献するこ
とができる。
発生装置の第2実施例について説明する。これが上述し
た第1実施例と相違するのは、辺縁部ばかりでなく内側
のプラズマ発生空間22も少し傾斜させられて、第2機
構全体およびアノード部11が扁平なドーム状になって
いる点である。この場合、辺縁部におけるほど顕著では
ないが中央部から辺縁部へかけて徐々にプラズマ密度が
薄くなることについても、かなり改善することができ
る。
発生装置の第3実施例について説明する。これが上述し
た第1実施例と相違するのは、アノード部11の辺縁部
を厚くしてそこの連通口14だけを傾斜させることで、
プラズマ発生空間22自体については傾斜させるのを回
避している点である。この場合、第1実施例について上
述した利点を維持しながら、永久磁石25等の共用化に
よる部材数の削減を更に進めることができる。
明のプラズマ発生装置の第3実施例について説明する。
これが上述した第2実施例と相違するのは、斜め孔の加
工を楽にするためアノード部11がプラズマ発生チャン
バ21の取着される平板部分と連通口14のうち斜めの
連通口14aが多数穿孔されるアノード辺縁環11aに
分けて製造される点と、これらの連通口14aが中心点
を左に見て進む方向へも傾斜して形成されている点であ
る。これにより、このプラズマ発生装置は、内向き傾斜
の連通口14aが中心部から見て同一回転の向きへも逸
れて傾斜したものとなっている。この場合、低温プラズ
マ10は反時計回りに少し回転しながら高気圧に似た安
定な状態で流れる。
の第1の解決手段のプラズマ発生装置にあっては、辺縁
・周辺における急速な流出を緩和しながらそこへ新たな
プラズマを補給するようにしたことにより、均一なプラ
ズマを供給するプラズマ発生装置を実現することができ
たという有利な効果が有る。
発生装置にあっては、内向きのプラズマ吹き出しに回転
力も付与するようにしたことにより、空間的にも時間的
にも均一性が向上して、一層均一なプラズマを供給する
プラズマ発生装置を実現することができたという有利な
効果を奏する。
マ発生装置にあっては、プラズマ発生空間と磁性部材と
の形状や配置をも工夫したことにより、プラズマ処理空
間からプラズマ発生空間へのガスの流入を阻止するとと
もに、拡張性や配置自由度も向上させ、その結果、均一
で而も良質なプラズマを供給するプラズマ発生装置であ
って製造容易なものを実現することができたという有利
な効果が有る。
発生装置にあっては、反応ガスが直接に高密度プラズマ
に曝されることの無いようにしたことにより、より質の
良いプラズマを提供することができるようになったとい
う有利な効果を奏する。
て、その縦断面図である。
る。
図である。
る。
て、その縦断面図である。
て、その縦断面図である。
て、その縦断面図および平面図である。
ス) B CF系ガス(反応性ガス、処理ガス)
Claims (4)
- 【請求項1】プラズマ処理空間が形成された第1機構
と、前記第1機構に取着して又はそれと一体的に設けら
れプラズマ発生空間が形成された第2機構とを具え、前
記プラズマ発生空間が前記プラズマ処理空間に隣接し且
つ連通しているプラズマ発生装置において、 前記プラズマ発生空間から前記プラズマ処理空間への連
通路が分散して形成されるとともに、前記連通路のうち
外側に位置するものが内側へ向けて傾斜しているもので
あることを特徴とするプラズマ発生装置。 - 【請求項2】前記の内向き傾斜の連通路が中心部から見
て同一回転の向きへも逸れて傾斜しているものであるこ
とを特徴とする請求項1記載のプラズマ発生装置。 - 【請求項3】前記第2機構側に設けられ前記プラズマ発
生空間に付された磁性部材を備え、前記プラズマ発生空
間および前記磁性部材が前記プラズマ処理空間との隣接
面に沿って複数設けられ、それらの一部又は全部が交互
に並走しているものであることを特徴とする請求項1又
は請求項2に記載されたプラズマ発生装置。 - 【請求項4】前記プラズマ発生空間へは非反応性ガスの
みが供給されるものであることを特徴とする請求項1乃
至請求項3の何れかに記載されたプラズマ発生装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP25011297A JP3814813B2 (ja) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | プラズマ発生装置 |
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JPH1187092A true JPH1187092A (ja) | 1999-03-30 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013191845A (ja) * | 2012-03-12 | 2013-09-26 | Psk Inc | 工程処理部及び基板処理装置、及びこれを利用する基板処理方法 |
JP2017537445A (ja) * | 2014-12-09 | 2017-12-14 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | 直接出口型トロイダルプラズマ源 |
WO2020059174A1 (ja) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5832413A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-25 | Toshiba Corp | グロ−放電による膜形成装置 |
JPS62123721A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-05 | Hitachi Ltd | 処理装置 |
JPH04314863A (ja) * | 1991-04-11 | 1992-11-06 | Mitsutoyo Corp | プラズマ反応装置 |
JPH09106778A (ja) * | 1995-10-12 | 1997-04-22 | Nissin Electric Co Ltd | 粒子線照射装置 |
JPH09237698A (ja) * | 1996-02-22 | 1997-09-09 | Motorola Inc | 誘導結合プラズマ・リアクタとその方法 |
-
1997
- 1997-09-01 JP JP25011297A patent/JP3814813B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5832413A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-25 | Toshiba Corp | グロ−放電による膜形成装置 |
JPS62123721A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-05 | Hitachi Ltd | 処理装置 |
JPH04314863A (ja) * | 1991-04-11 | 1992-11-06 | Mitsutoyo Corp | プラズマ反応装置 |
JPH09106778A (ja) * | 1995-10-12 | 1997-04-22 | Nissin Electric Co Ltd | 粒子線照射装置 |
JPH09237698A (ja) * | 1996-02-22 | 1997-09-09 | Motorola Inc | 誘導結合プラズマ・リアクタとその方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013191845A (ja) * | 2012-03-12 | 2013-09-26 | Psk Inc | 工程処理部及び基板処理装置、及びこれを利用する基板処理方法 |
JP2017537445A (ja) * | 2014-12-09 | 2017-12-14 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | 直接出口型トロイダルプラズマ源 |
WO2020059174A1 (ja) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム |
JPWO2020059174A1 (ja) * | 2018-09-20 | 2021-09-16 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよびプラズマユニット |
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