JPS60246599A - Method and device for generating homogeneous large capacity plasma of high density and low electron temperature - Google Patents

Method and device for generating homogeneous large capacity plasma of high density and low electron temperature

Info

Publication number
JPS60246599A
JPS60246599A JP12086584A JP12086584A JPS60246599A JP S60246599 A JPS60246599 A JP S60246599A JP 12086584 A JP12086584 A JP 12086584A JP 12086584 A JP12086584 A JP 12086584A JP S60246599 A JPS60246599 A JP S60246599A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma
homogeneous
low
volume
density
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP12086584A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
イヴ・アーナル
ジヤツク・ペレテイエ
クロード・ポモ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of JPS60246599A publication Critical patent/JPS60246599A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192Microwave generated discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/3266Magnetic control means
    • H01J37/32688Multi-cusp fields
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32697Electrostatic control
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/02Arrangements for confining plasma by electric or magnetic fields; Arrangements for heating plasma
    • H05H1/10Arrangements for confining plasma by electric or magnetic fields; Arrangements for heating plasma using externally-applied magnetic fields only, e.g. Q-machines, Yin-Yang, base-ball
    • H05H1/11Arrangements for confining plasma by electric or magnetic fields; Arrangements for heating plasma using externally-applied magnetic fields only, e.g. Q-machines, Yin-Yang, base-ball using cusp configuration
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/02Arrangements for confining plasma by electric or magnetic fields; Arrangements for heating plasma
    • H05H1/16Arrangements for confining plasma by electric or magnetic fields; Arrangements for heating plasma using externally-applied electric and magnetic fields
    • H05H1/18Arrangements for confining plasma by electric or magnetic fields; Arrangements for heating plasma using externally-applied electric and magnetic fields wherein the fields oscillate at very high frequency, e.g. in the microwave range, e.g. using cyclotron resonance

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 不発明は、種々の目的に使用される性質のガス状媒体か
らのプラズマの発生に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention relates to the generation of plasma from gaseous media of a nature that is used for a variety of purposes.

ガス状媒体からプラズマを発生するための手段は幾つか
公知である。
Several means are known for generating plasma from gaseous media.

例えば、連続放電または熱放出フィラメントを使用する
方法が知られている。これらの手段は密度の高い均質な
大容積プラズマを得ることができない。加えて、熱放出
フィラメントが使用されるとき、かかる手段は一般にか
かる742171m関連して反応するガス状媒体ととも
に使用されることができない。
For example, methods using continuous discharge or heat emitting filaments are known. These means cannot obtain a high-density, homogeneous, large-volume plasma. In addition, when heat-emitting filaments are used, such means generally cannot be used in conjunction with such reacting gaseous media.

また高周波放電によるプラズマの発生も知られている。It is also known that plasma is generated by high-frequency discharge.

上述したものと同一の欠点は、その場合に考えられるか
も知れない腐食性のガス状媒体の使用を除いて、かかる
技術的手段に寄与されねばならない。加えて、この方法
は高電子温度のプラズマを発生するという欠点がある。
The same disadvantages as mentioned above have to be attributed to such technical measures, except for the use of corrosive gaseous media that may be considered in that case. In addition, this method has the disadvantage of generating plasma with high electron temperatures.

さらに、この方決はプラズマの発生およびその使用に関
する独立のパラメータを許容しない。
Furthermore, this solution does not allow for independent parameters regarding plasma generation and its use.

またUHF波によるプラズマの発生も公知である。得ら
れるプラズマは高周波励起によって得られるプラズマの
電子温度より低い電子温度を有しているが、常に均質か
つ大容積ではない。しかしながら、この方法はプラズマ
発生のパラメータおよびその使用のパラメータを独立さ
せている。
It is also known to generate plasma using UHF waves. The resulting plasma has an electron temperature lower than that of the plasma obtained by radiofrequency excitation, but is not always homogeneous and bulky. However, this method makes the parameters of plasma generation and its use independent.

また熱放出フィラメントによって励起されかつ磁気的閉
込めKよって空間的に維持されるプラズマの発生も公知
である。かかる方法はその使用のパラメータからプラズ
マ発生のパラメータを独立させて、高密度・低電子温度
の均質な大容積プラズマを得ることを可能とする。
The generation of a plasma excited by heat-emitting filaments and spatially maintained by magnetic confinement K is also known. Such a method makes it possible to obtain a homogeneous large volume plasma of high density and low electron temperature by making the parameters of plasma generation independent from the parameters of its use.

しかしながら、このような方法は、とくに放出フィラメ
ントの時の信頼性およびそれが原因である周囲媒体の汚
染に関してかなりの欠点を有する0さらに、フィラメン
トの熱放射はプラズマの形成方法の安定な開発に対して
有害でありかつ各発生段階に関する温度立上り時間を伴
なう。
However, such methods have considerable drawbacks, especially with regard to the reliability of the emitted filament and the contamination of the surrounding medium that it causes.Moreover, the thermal radiation of the filament does not support the stable development of plasma formation methods. temperature rise time associated with each developmental stage.

加えて、熱放出フィラメントの存在を考慮すると、かか
る方法はフィラメントを構成する物質に関連して反応す
る性質のガス状媒体のイオン化の場合において使用され
ることができない。
In addition, taking into account the presence of heat-releasing filaments, such a method cannot be used in the case of ionization of gaseous media of a reactive nature in conjunction with the substances that constitute the filaments.

また静電閉込めによって維持される熱放出フィラメント
によって励起されるプラズマを発生することも提案され
ている。上記欠点に加えて、留意されるべきことは、か
かる方法は均質な大容積のプラズマを得ることができな
いということである。
It has also been proposed to generate a plasma excited by a heat-emitting filament maintained by electrostatic confinement. In addition to the above drawbacks, it should be noted that such methods cannot obtain a homogeneous large volume of plasma.

したがって、従来公知の手段は、反応性かまたはそうで
ないガス状媒体から発生されかつその発生パラメータが
その使用のパラメータから独立する低電子温度の高密度
の均質な大容積プラズマを多種類の用途に利用し得るこ
とが近代的な技術のために必要であるとき不満足である
Conventionally known means are therefore available for a wide variety of applications of low electron temperature, high density, homogeneous large volume plasmas generated from gaseous media, reactive or otherwise, and whose generation parameters are independent of the parameters of their use. Unsatisfactory when availability is necessary for modern technology.

これはとくに比較的低コストにおいてまたは彫刻、蒸着
または酸化が行なわれるとき正または負イオンを発生す
る必要がある領域における場合である。
This is especially the case at relatively low cost or in areas where it is necessary to generate positive or negative ions when engraving, deposition or oxidation is carried out.

と<K、これは、マイクロエレクトロニクス産業におけ
る種々の基板の表面処理に存する本発明の好適な用途に
おける場合である。このような領域においては、実際に
精密に作用可能であることが必要である一方、例えば異
方性の彫刻が精密に実施される薄い厚さの層上に考え得
る最低のエネルギを使用する。
and <K, which is the case in the preferred application of the invention, which consists in the surface treatment of various substrates in the microelectronics industry. In such areas, it is necessary to be able to work with real precision, while using the lowest possible energy, for example on layers of small thickness in which anisotropic engravings are carried out with precision.

本発明の目的は、反応するかまたはそうでないガス状媒
体から高密度および低電子温度の連続する均質な大容積
プラズマを発生するための新規な方法および新規な装置
を提案することにより従来技術の欠点を克服することに
ある。
It is an object of the present invention to outperform the prior art by proposing a new method and a new device for generating a continuous homogeneous large volume plasma of high density and low electron temperature from a gaseous medium, reactive or otherwise. It consists in overcoming shortcomings.

本発明の他の目的は、その生起または発生を支配するそ
のパラメータがプラズマとその用途との間の相互作用に
関するそれらから全く独立しているプラズマを得るため
の新規な方法および新規な装置を提案することにある。
Another object of the invention is to propose a new method and a new device for obtaining a plasma whose parameters governing its origination or generation are completely independent of those regarding the interaction between the plasma and its application. It's about doing.

上記目的を達成するために、本発明は、エンクロージャ
内でのガス状媒体の励起をUHF波まで続行し、プラズ
マをエンクロージャ内で少なくとも多極磁気的閉込めに
より維持し、エンクロージャ内に10 および10−1
)−ル間の絶対圧力を維持するようになされた装置を使
用してなることを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention continues the excitation of the gaseous medium within the enclosure up to UHF waves, maintains the plasma within the enclosure by at least multipole magnetic confinement, and provides 10 and 10 -1
) is characterized in that it uses a device adapted to maintain the absolute pressure between the two channels.

本発明はまた、決められた圧力を維持するようになさね
たボンピング回路およびガス状媒体供給回路に接続され
る緊密なエンクロージャと、少なくとも多極磁気的閉込
め(マグネチック・コンファインメント)用シェルと、
該シェルの窓に対向して配置されるガス状媒体励起用装
置において終端するUHF波発生器と、前記閉込めシェ
ル内のプラズマを分析する手段とからなることf特徴と
する装置に関する。
The invention also provides a tight enclosure connected to a pumping circuit and a gaseous medium supply circuit adapted to maintain a determined pressure, and at least a shell for multipole magnetic confinement. and,
The apparatus is characterized in that it comprises a UHF wave generator terminating in a device for excitation of a gaseous medium arranged opposite the window of the shell, and means for analyzing the plasma in the confinement shell.

本発明は以下の説明を6付図面を参照して【tむことに
よってより容易に理解されよう。
The present invention will be more easily understood by reading the following description with reference to the accompanying drawings.

本発明の方法によれば、高密度かつ低電子温度のそして
その生起または発生を制御するパラメータがその後の使
用を制御するパラメータから独立している均質な大容積
プラズマの発生は緊密なエンクロージャ内に定義された
その後の用途の作用として選ばれた性質のガス状媒体を
導入すること[する。このガス状媒体は、例えば約10
−5および約10−1)−ル(1トール=133パスカ
ル)間の絶対圧力下でエンクロージャ内に維持される。
According to the method of the invention, generation of a homogeneous large volume plasma of high density and low electron temperature and in which the parameters controlling its generation or generation are independent of the parameters controlling its subsequent use is achieved within a tight enclosure. Introducing a gaseous medium of selected nature as a function of a defined subsequent use. This gaseous medium is, for example, approximately 10
-5 and about 10-1) liters (1 Torr = 133 Pascals).

使用されるガス状媒体蝶、適宜なポンピング手段によっ
てガス状媒体を抽出することができるエンクロージャを
満たすように該エンクロージャ内圧連続的に導入される
When the gaseous medium is used, the pressure inside the enclosure is continuously introduced to fill the enclosure, from which the gaseous medium can be extracted by suitable pumping means.

エンクロージャ内部で、ガス状媒体は適宜な発生器罠よ
って送給されるUHF波を経由してイオン化される。使
用されるUHF波は1ないし10ギガヘルツの範囲にあ
りかつ好ましくはほぼ25ギガヘルツである。
Inside the enclosure, the gaseous medium is ionized via UHF waves delivered by a suitable generator trap. The UHF waves used are in the range 1 to 10 GHz and preferably around 25 GHz.

UHP波によジエンクロージャ内で発生されるプラズマ
は、好ましくはエンクロージャ内部に形成されそしてガ
ス状流体を案内しかつポンピングするための手段と連通
せしめる多極シェルによって受動方法において少なくと
も磁気的に閉込められる。
The plasma generated within the enclosure by UHP waves is preferably at least magnetically confined in a passive manner by a multipolar shell formed inside the enclosure and in communication with means for guiding and pumping the gaseous fluid. It will be done.

この方法において、完全に均質で、内部磁界のないかつ
多極磁気的閉込めシェルによって画成された、例えば数
百リットルの大容積を占めることができる。電子ボルト
から僅かだけ異なる電子温度の約I Q” an−3の
高密度プラズマを優れた信頼性をもって発生することが
可能となる。
In this way, large volumes, for example several hundred liters, can be occupied which are completely homogeneous, without internal magnetic fields and defined by a multipolar magnetic confinement shell. It becomes possible to generate with excellent reliability a high-density plasma of about IQ" an-3 with electron temperatures slightly different from electron volts.

熱放出フィラメントがないために、この方法はさらに一
般的な意味において反応する、すなわちこのプラズマの
作用を受ける物質に関連して反応特性を有する反応性ガ
ス状媒体をイオン化することを可能にする。
Due to the absence of a heat-releasing filament, this method makes it possible to ionize a reactive gaseous medium that is reactive in a more general sense, ie has reactive properties in relation to the substances that are acted upon by this plasma.

したがって、エンクロージャ内部で画成された閉込めシ
ェル内の小さいかまたは大きい面にわたって露出される
ことができる種々の基板の表面上に作用するようにかか
るプラズマを使用することが可能となる。
It is thus possible to use such a plasma to act on the surfaces of various substrates, which can be exposed over small or large areas within a confinement shell defined inside the enclosure.

この利点は、プラズマの高密度、かなシの容積、均質性
または等方性およびプラズマの生起のパラメータの独立
が精密九行なわれるような蒸着、酸化または彫刻を可能
にするので、マイクロエレクトロニクスにおける用途の
場合にとくに高−く評価される。これらの処理は大きな
面にわたって実施されることができる一方、低レベルの
エネルギのみを使用し、そして彫刻の場合において、基
板への適宜なポテンシャルの印加によって付与される変
位磁界の方向に異方性作用を得ることを可能にする0 他の適用領域において、生起されたプラズマから大量の
正または負イオンが発生されることを可能にする抽出グ
リッドによってその局部の少なくとも一部にわたって閉
込めシェルを閉止するように設けられても良く、的記イ
オンは次いで考えられる用途の作用として凝縮されかつ
加速されても良い。
This advantage has applications in microelectronics, since it allows deposition, oxidation or engraving to be carried out with precision, such as the high density of the plasma, the volumetric volume, the homogeneity or isotropy and the independence of the plasma generation parameters. It is particularly highly evaluated in the case of While these treatments can be carried out over large areas, they use only low levels of energy and, in the case of engraving, are anisotropic in the direction of the displacement magnetic field imparted by the application of appropriate potentials to the substrate. In other application areas, the confinement shell is closed over at least part of its local area by an extraction grid that allows a large amount of positive or negative ions to be generated from the generated plasma. The target ions may then be condensed and accelerated as a function of the possible application.

本発明の方法によれば、一方がプラズマ生起用かつ一方
が前記プラズマが均一な低電子温度を有する使用になる
ように磁気フィルタによって閉込めシェルを分割するよ
うに設けられても良い。
According to the method of the invention, it may be provided to divide the confinement shell by a magnetic filter, one for plasma generation and one for use where said plasma has a uniformly low electron temperature.

幾つかの場合において、本方法はまたエンクロージャの
外部に多極磁気的閉込めシェルを配置してなることもで
きる。
In some cases, the method may also include placing a multipolar magnetic confinement shell outside the enclosure.

エンクロージャ内に閉込めシェルがある場合に1それに
静電閉込め手段を付加するように設けられることができ
、該手段はほぼ2の因数によシミ子温度を減じるかまた
は高圧において、はぼ5の因数によりプラズマの密度を
増大することを可能にする。
If there is a confinement shell within the enclosure, it may be provided to add electrostatic confinement means which reduce the shim temperature by a factor of approximately 2 or at high pressures by approximately 5. makes it possible to increase the density of the plasma by a factor of .

図面を参照して、第1図は高密度かつ低電子温度の均質
な大容積プラズマを発生するための設備または装置を略
示する。
Referring to the drawings, FIG. 1 schematically shows a facility or apparatus for generating a homogeneous large volume plasma of high density and low electron temperature.

この設備は好ましくは非磁性材料から作られるエンクロ
ージャ1からなシ、該エンクロージャ1は貯蔵タンク5
から弁4によって送給される適宜なガス状流体を分配す
るための手段5にパイプ2によって接続される。エンク
ロージャはまたパイプ乙によってポンプ8および流量調
整弁9からなるボンピング手段7に接続される。
The installation preferably comprises an enclosure 1 made of non-magnetic material, said enclosure 1 comprising a storage tank 5.
is connected by a pipe 2 to means 5 for distributing a suitable gaseous fluid delivered by a valve 4. The enclosure is also connected by a pipe B to pumping means 7 consisting of a pump 8 and a flow regulating valve 9.

エンクロージャ1内にプラズマを生起させるために、ガ
ス状流体はほぼ10 ないし10−1) −ルの絶対圧
力に維持される。このために、例えばボンピング手段は
相対的真空を作るように使用されそこで手段3は所望の
絶対圧力が現われるように調整される。
In order to create a plasma within the enclosure 1, the gaseous fluid is maintained at an absolute pressure of approximately 10 to 10 -1) -L. For this purpose, for example, pumping means are used to create a relative vacuum, and the means 3 are adjusted so that the desired absolute pressure appears.

エンクロージャ1は適宜な手段によってアース10に接
続される。
Enclosure 1 is connected to earth 10 by suitable means.

エンクロージャ1によって画成される内部容積は、例え
ば底壁1aに作られる開口12を経由して接近し得る。
The internal volume defined by the enclosure 1 can be accessed, for example, via an opening 12 made in the bottom wall 1a.

該開口12は、この場合において、電圧源15によって
直流または交流方法において分極されならびにサーモス
タットで調整されることができる基板キャリヤ14を絶
縁部16によって支持する取外し可能なパネル12aに
よって閉止される。
The opening 12 is closed in this case by a removable panel 12a which supports by means of insulation 16 a substrate carrier 14 which can be polarized in a DC or AC manner by a voltage source 15 and thermostatically regulated.

エンクロージャ1の内部容積11は絶縁支持体17によ
って維持される多極ケージによって構成される磁気的閉
込めシェル16を収容する。この多極ケージはアースに
接続されるかまたは屯、圧源18を経由して分極される
ことができる。基板キャリア14は磁気的閉込めシェル
の内部容積19に配置されるように取付けられる。
The internal volume 11 of the enclosure 1 houses a magnetic confinement shell 16 constituted by a multipolar cage maintained by an insulating support 17. This multipolar cage can be connected to ground or can be polarized via a pressure source 18. The substrate carrier 14 is mounted so as to be located within the internal volume 19 of the magnetic confinement shell.

エンクロージャ1はシェル16内に拡散するプラズマを
完生するように、適宜な手段21によって、ガス状媒体
を励起するUHF波の発生器20と連係する。手段21
はこのためシェル16に形成される窓21aに対向して
配置される。生起されたプラズマを分析するための手段
22はシェル16と同一方法において貫通するようにエ
ンクロージャ1に適合される。これらの手段22は例え
ばラングミュア探針によって構成される。
The enclosure 1 is associated by suitable means 21 with a generator 20 of UHF waves which excites the gaseous medium so as to generate a plasma which diffuses into the shell 16. Means 21
is therefore arranged opposite the window 21a formed in the shell 16. The means 22 for analyzing the generated plasma are adapted to penetrate the enclosure 1 in the same way as the shell 16. These means 22 are constituted by Langmuir probes, for example.

図示例において、多極ケージは第2図に示されるごとく
構成される。このケージは永久磁石特性のバー24を支
持するアーマチュア26からなる。
In the illustrated example, the multipole cage is configured as shown in FIG. The cage consists of an armature 26 supporting a bar 24 of permanent magnetic properties.

該アーマチュア23は小さな相対的空間をもって互いに
平行にバー24を維持するように形成され、その結果、
加えて、バーは各々多極ケージによって画成される内部
容積の方向に順次異なる極性の面を有する。バー24間
にこのように生起されかつ第2図の矢印および符号Nお
よび8によって略示される磁界はこのように容積19内
に閉込められるプラズマの電子用反射作用を有する。ア
ーマチュア23は磁気材料、例えばステンレス鋼から作
られることができる。
The armature 23 is formed to maintain the bars 24 parallel to each other with a small relative spacing, so that
In addition, the bars each have faces of different polarity sequentially in the direction of the internal volume defined by the multipolar cage. The magnetic field thus created between the bars 24 and indicated schematically by the arrows and the symbols N and 8 in FIG. 2 has a reflective effect for the electrons of the plasma thus confined within the volume 19. Armature 23 can be made from a magnetic material, for example stainless steel.

各バー24に対して直角の磁力線の交差圧対応する損失
円錐の一部における電子の損失を制限するために、受動
静電閉込め手段によって磁気的閉込めシェルを達成する
ように好都合に設けられる。
Cross pressure of magnetic field lines perpendicular to each bar 24 is advantageously provided to achieve a magnetic confinement shell by passive electrostatic confinement means in order to limit the loss of electrons in a portion of the corresponding loss cone. .

この手段は、例えば、第3図に示すごとく、ケージ16
によって画成される内部容積に向けられる各バーの面を
被覆する絶縁材料からなる層25からなる。該層25は
マイカ、カプトン等のごとき絶縁物質のシートまたはプ
レートによって構成されることができるかまたはAl2
O3,TiO2等から作られる絶縁材料からなる層の蒸
着によって形成されることができる。
This means may include, for example, the cage 16 as shown in FIG.
It consists of a layer 25 of insulating material covering the face of each bar that is directed into the internal volume defined by the bar. The layer 25 can be constituted by a sheet or plate of an insulating material such as mica, Kapton etc. or Al2
It can be formed by vapor deposition of a layer of insulating material made from O3, TiO2, etc.

このため、アーマチュア23は支持体平面内に絶縁シー
トまたは層25を維持するための段縁部27からなる開
放断面をもつ区分さiした支持体26を画成する。
To this end, the armature 23 defines a segmented support 26 with an open cross section consisting of a step edge 27 for maintaining the insulating sheet or layer 25 in the plane of the support.

反応性ガス状流体を使用する場合において、アーマチュ
ア23は、第4図に示されるごとく、支持体26に代え
て、バー24がその中に維持されかつ絶縁される緊密な
ハウジング28を画成するコードを含むように構成され
ることができる。この手段は、前述のよう罠、絶縁材料
の層または絶縁材料のプレート、シートまたはフィルム
であっても良い。
In the case of using reactive gaseous fluids, the armature 23 defines, in place of the support 26, a tight housing 28 in which the bar 24 is maintained and insulated, as shown in FIG. Can be configured to contain code. This means may be a trap, a layer of insulating material or a plate, sheet or film of insulating material as described above.

多極磁気的閉込めおよび受動静電閉込めの結合は、すべ
て等しい代わりに、プラズマの密度をかつとくに高圧に
向って顕著に増加することを可能にする。このような増
加はほぼ2ないし10の因数によることができる。
The combination of multipolar magnetic confinement and passive electrostatic confinement, all equal, allows the density of the plasma to increase significantly, especially towards high pressures. Such an increase can be approximately by a factor of 2 to 10.

またこの結合はほぼ2の因数によって減じられるような
プラズマの電子温度を可能にする。
This coupling also allows the electron temperature of the plasma to be reduced by a factor of approximately two.

またこの結合は、適当なガス状媒体によって、負イオン
の発生率を増加する。
This binding also increases the generation rate of negative ions with a suitable gaseous medium.

例えば、符号30のごとき基板30上に彫刻、酸化また
は蒸着を生ずることに関して、マイクロエレクトロニク
スの分野における用途の範囲において、基板30は基板
キャリア14上に適宜な方法において取付けられ、固着
されかつ不動にされ、その結果処理されるべき面が容積
19内に生起されたプラズマにさらされる。
For example, with respect to engraving, oxidizing or depositing on a substrate 30, such as 30, within the scope of application in the field of microelectronics, the substrate 30 is mounted, fixed and fixed in any suitable manner on the substrate carrier 14. 2, so that the surface to be treated is exposed to the plasma generated in volume 19.

正または負イオンの発生の用途の場合において、開口1
2は発生されたイオンの抽出、次いで可能な加速を生ず
るように電源15によって適宜分極されるグリッドを備
えている。
In case of application for generation of positive or negative ions, opening 1
2 is equipped with a grid which is suitably polarized by a power source 15 to produce extraction and then possible acceleration of the generated ions.

第1図は、とぐに容積19をプラズマの発生用部分19
aと例えば基板30の露光のために使用する部分19b
に分割するようにシェル16と連係する磁気フィルタ3
1によってその温度を低下することにより、発生された
プラズマの特性に改善することを可能にすることを示す
。磁気フィルタ31は、パー24間の間隔がより大きい
ことを除いてプラズマの伝達を増大させるように、磁気
的閉込めシェルに関して前述されたと同じ方法で作られ
る。また磁気フィルタは第3図または第4図の型の静電
閉込め手段からなっても良い。いずれの場合においても
、磁気フィルタはバー24の分極された面が該フィルタ
を含む平面に対して平行でかつ容積の2つの部分に向け
られるような構造を有する。
FIG. 1 shows the volume 19 as a plasma generation portion 19
a and a portion 19b used, for example, for exposing the substrate 30.
A magnetic filter 3 that cooperates with the shell 16 so as to be divided into
1 shows that by lowering its temperature it is possible to improve the properties of the generated plasma. The magnetic filter 31 is made in the same manner as described above for the magnetic confinement shell to increase plasma transmission, except that the spacing between the pars 24 is larger. The magnetic filter may also consist of electrostatic confinement means of the type shown in FIGS. 3 or 4. In each case, the magnetic filter has a structure such that the polarized faces of the bars 24 are parallel to the plane containing the filter and oriented in two parts of the volume.

本発明は、その範囲を逸脱することなく種々の変更を行
なうことができるので、説示された例に限定されるもの
ではない。
The invention is not limited to the examples shown, since various modifications can be made without departing from its scope.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は均質大容積プラズマを発生するための本発明に
よる装置を示す略図、 第2図は装置を構成する部材の1つの構造を示す部分斜
視図、 第3図は本発明の目的を構成する部材の拡大部斜視図、 第4図は第3図と同様であるが、変形例を示す斜視図で
ある。 図中、符号1はエンクロージャ、2はパイプ、6はガス
状媒体供給手段、12は開口、16は磁気的閉込めシェ
ル(多極ケージ)、19は内部容積、19a 、19b
は部分、20はUHF波発生器、21aは窓、23は磁
気アーマチュア、25は絶縁層、27は段縁部、28は
緊密なハウジング、30は基板、61け磁気フィルタで
ろ6゜ 廿−:・ ・− (外3名)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an apparatus according to the invention for generating a homogeneous large volume plasma; FIG. 2 is a partial perspective view showing the structure of one of the components constituting the apparatus; FIG. 3 constitutes the object of the invention. FIG. 4 is a perspective view similar to FIG. 3, but showing a modified example. In the figure, 1 is an enclosure, 2 is a pipe, 6 is a gaseous medium supply means, 12 is an opening, 16 is a magnetic confinement shell (multipolar cage), 19 is an internal volume, 19a, 19b
20 is a UHF wave generator, 21a is a window, 23 is a magnetic armature, 25 is an insulating layer, 27 is a step edge, 28 is a tight housing, 30 is a substrate, 61 is a magnetic filter.・ ・− (3 other people)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)エンクロージャ内でのガス状媒体の励起をUHF
波まで練性し、 プラズマを前記エンクロージャ内で少なくとも多極磁気
的閉込めにょシ維持し、 前記エンクロージャ内に10−5および1o−1ト一ル
間の絶対圧力を維持するようになされた装置を使用して
なることを特徴とする高密度・低電子温度の均質大容積
プラズマ発生方法。 (2)前記プラズマFi前記エンクロージャ内で多極閉
込めKかつ受動静電閉込めに維持されることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載の高密度・低電子温度の
均質大容積プラズマ発生方法。 (8)前記プラズマによって占有される容積を前記プラ
ズマを引き起す部分と前記プラズマの使用のための部分
圧分離する磁気フィルタが使用されることを特徴とする
特許請求の範囲第1項に記載の高密度・低電子温度の均
質大容積プラズマ発生方法。 (4)基板が前記エンクロージャ内でプラズマの作用を
受けることを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項
または第3項に記載の高密度・低電子温度の均質大容積
プラズマ発生方法。 (5)イオンが前記エンクロージャ内に発生されたプラ
ズマから抽出されることを特徴とする特許請求の範囲第
1項、第2項または第3項に記載の高密度・低電子温度
の均質大容積プラズマ発生方法。 (6)反応性ガス状媒体が励起されることを特徴とする
特許請求の範囲第1項ないし第5項のいずれかに記載の
高密度・低電子温度の均質大容積プラズマ発生方法。 (γ)前記ガス状媒体は1ないし10ギガヘルツの範囲
のUHF波によって励起されることを特徴とする特許請
求の範囲第1項に記載の高密度−低電子温度の均質大容
積プラズマ発生方法。 (8)前記ガス状媒体がほぼ245ギガヘルツのUHF
波によって励起されることを特徴とする特許請求の範囲
第7項に記載の高密度・低電子温度の均質大容積プラズ
マ発生方法。 (9)高密度・低電子温度の均質大容積のプラズマを発
生するための装置において、 決められた圧力を維持するようになされたボンピング回
路およびガス状媒体供給回路に接続される緊密なエンク
ロージャと、 少なくとも多極磁気的閉込め用シェルと、前記シェルの
窓に対向して配置されるガス状媒体励起用装置において
終端するUHF波発生器と、前記閉込めシェル内のプラ
ズマ金分析する手段とからなることを特徴とする高密度
・低電子温度の均質大容積プラズマ発生装置。 輛前記エンクロージャは前記シェル内圧延びる基板キャ
リアを支持する取外し可能なパネルによって閉止されか
つ極性発生源に接続される開口からなることを特徴とす
る特許請求の範囲第9項に記載の高密度・低電子温度の
均質大容積プラズマ発生装置。 01)前記エンクロージャは極性発生源に接続されたイ
オン抽出グリッドによって占有される開口からなること
を特徴とする特許請求の範囲第9項に記載の高密度−低
電子温度の均質大容積プラズマ発生装置。 (田前記エンクロージャ内で、前記多極磁気的閉込めシ
ェルは静電閉込め手段と連係すること全特徴とする特許
請求の範囲第9項に記載の高密度争低電子温度の均質大
容積プラズマ発生装置。 Oa)前記閉込めシェルは該シェルを2つの部分に分割
する磁気フィルタと連係することを特徴とする特許請求
の範囲第9項または第12項に記載の高密度・低電子温
度の均質大容積プラズマ発生装置。 (4)前記閉込めシェルは永久磁石の性質からなるバー
によって形成される多極ケージによって構成され、前記
バーはこれらの間に平行に延びかつ前記シェルが画成す
る容積の方向に逐次具なる極性の面を表わす磁気アーマ
チュアによって支持されることを特徴とする特許請求の
範囲第9項に記載の高密度・低電子温度の均質大容積プ
ラズマ発生装置。 ■)前記閉込めシェルは該シェルの内部に向けられたバ
ーの面の前方に延びる絶縁材からなる層を含む静電閉込
め手段からなることを特徴とする特許請求の範囲第11
項、第12項または第14項に記載の高密度・低電子温
度の均質大容積プラズマ発生装置。 (I6)磁気バリヤがその2つの面上で静電閉込め手段
と連係することを特徴とする特許請求の範囲第13項に
記載の高密度・低電子温度の均質大容積プラズマ発生装
置。 α7)静電閉込め手段は前記ケージの一部を形成する開
放部分によって形成されかつバーを維持するようになさ
れた最縁部によって各バーの前方に維持される絶縁材料
からなるシートまたはプレートからなることを特徴とす
る特許請求の範囲第15項または第16項に記載の高密
度φ低電子温度の均質大容積プラズマ発生装置。 (財)前記静電閉込め手段は各パー毎にバーを収容する
ようになされた緊密なハウジングを画成する部分の2つ
の最縁部によって維持される絶縁材料のシートまたはプ
レートからなることを特徴とする高密度・低電子温度の
均質大容積プラズマ発生装蓋。
[Claims] (1) UHF excitation of the gaseous medium within the enclosure
an apparatus adapted to maintain the plasma within said enclosure in at least a multipolar magnetic confinement, and to maintain an absolute pressure between 10-5 and 1o-1 torr within said enclosure; A method for generating homogeneous large-volume plasma with high density and low electron temperature, characterized by using (2) A homogeneous large volume with high density and low electron temperature according to claim 1, characterized in that the plasma Fi is maintained in multipolar confinement K and passive electrostatic confinement within the enclosure. Plasma generation method. (8) A magnetic filter is used which separates the volume occupied by the plasma from the part that causes the plasma and the partial pressure for use of the plasma. A method for generating homogeneous large-volume plasma with high density and low electron temperature. (4) A method for generating homogeneous large-volume plasma with high density and low electron temperature according to claim 1, 2, or 3, wherein the substrate is subjected to the action of plasma within the enclosure. . (5) A homogeneous large volume with high density and low electron temperature according to claim 1, 2 or 3, wherein ions are extracted from the plasma generated within the enclosure. Plasma generation method. (6) A method for generating a high-density, low-electron-temperature, homogeneous, large-volume plasma according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a reactive gaseous medium is excited. The method for generating a homogeneous large-volume plasma with high density and low electron temperature according to claim 1, characterized in that (γ) the gaseous medium is excited by UHF waves in the range of 1 to 10 gigahertz. (8) the gaseous medium is UHF at approximately 245 GHz;
8. The method for generating homogeneous large-volume plasma with high density and low electron temperature according to claim 7, characterized in that the plasma is excited by waves. (9) A device for generating a homogeneous large volume plasma of high density and low electron temperature, including a tight enclosure connected to a pumping circuit and a gaseous medium supply circuit designed to maintain a determined pressure. at least a multipolar magnetic confinement shell, a UHF wave generator terminating in a device for excitation of a gaseous medium disposed opposite a window of said shell, and means for analyzing plasma gold in said confinement shell. A high-density, low-electron-temperature, homogeneous, large-volume plasma generator characterized by: 9. A high-density, low-density battery as claimed in claim 9, characterized in that said enclosure comprises an opening closed by a removable panel supporting a substrate carrier rolling within said shell and connected to a polarization source. Homogeneous large volume plasma generator with electron temperature. 01) The high-density-low-electron-temperature homogeneous large-volume plasma generation device according to claim 9, characterized in that the enclosure consists of an opening occupied by an ion extraction grid connected to a polar source. . 9. A homogeneous large volume plasma of high density and low electron temperature, characterized in that within said enclosure said multipolar magnetic confinement shell is associated with electrostatic confinement means. Generator. Oa) A high-density, low-electron-temperature generator according to claim 9 or claim 12, characterized in that the confinement shell is associated with a magnetic filter that divides the shell into two parts. Homogeneous large volume plasma generator. (4) said confinement shell is constituted by a multipolar cage formed by bars of permanent magnetic nature, said bars extending parallel to each other and extending successively in the direction of the volume defined by said shell; 10. A high-density, low-electron-temperature, homogeneous, large-volume plasma generation device according to claim 9, characterized in that it is supported by a magnetic armature exhibiting polar planes. (1) The confinement shell comprises electrostatic confinement means comprising a layer of insulating material extending in front of the face of the bar directed towards the interior of the shell.
15. The high-density, low-electron-temperature, homogeneous, large-volume plasma generator according to item 1, 12, or 14. (I6) A high-density, low-electron temperature, homogeneous large-volume plasma generation device according to claim 13, characterized in that the magnetic barrier cooperates with electrostatic confinement means on two surfaces thereof. α7) The electrostatic confinement means are made of sheets or plates of insulating material formed by an open part forming part of said cage and maintained in front of each bar by the outermost edge adapted to maintain the bars. A homogeneous large-volume plasma generating device with high density φ and low electron temperature according to claim 15 or 16, characterized in that: Said electrostatic confinement means consist of a sheet or plate of insulating material held together by the two extreme edges of the portion defining a tight housing adapted to accommodate a bar for each par. Features a homogeneous large volume plasma generation cap with high density and low electron temperature.
JP12086584A 1983-06-15 1984-06-14 Method and device for generating homogeneous large capacity plasma of high density and low electron temperature Pending JPS60246599A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8310117 1983-06-15
FR8310116A FR2547692B1 (en) 1983-06-15 1983-06-15 METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A PLASMA WITH LARGE HOMOGENEOUS VOLUME, LARGE DENSITY AND LOW ELECTRONIC TEMPERATURE
FR8310116 1983-06-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60246599A true JPS60246599A (en) 1985-12-06

Family

ID=9289922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12086584A Pending JPS60246599A (en) 1983-06-15 1984-06-14 Method and device for generating homogeneous large capacity plasma of high density and low electron temperature

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPS60246599A (en)
FR (1) FR2547692B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62172700A (en) * 1986-01-24 1987-07-29 理化学研究所 Magnetic field generator for plasma confinement
EP4084040A1 (en) * 2021-04-29 2022-11-02 voestalpine Stahl GmbH Method and devices for plasma treatment

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3705666A1 (en) * 1987-02-21 1988-09-01 Leybold Ag DEVICE FOR PRODUCING A PLASMA AND TREATING SUBSTRATES THEREOF
WO2012177900A1 (en) 2011-06-22 2012-12-27 Research Triangle Institute, International Bipolar microelectronic device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59143330A (en) * 1983-01-31 1984-08-16 ユニバ−シテイ オブ シンシナテイ Plasma etching device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3643123A (en) * 1968-10-28 1972-02-15 Trw Inc Plasma containment device
FR2475798A1 (en) * 1980-02-13 1981-08-14 Commissariat Energie Atomique METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING HIGHLY CHARGED HEAVY IONS AND AN APPLICATION USING THE METHOD
CA1159012A (en) * 1980-05-02 1983-12-20 Seitaro Matsuo Plasma deposition apparatus
FR2512623A1 (en) * 1981-09-10 1983-03-11 Commissariat Energie Atomique Fusion or evaporation process for sublimation of metals - uses electron plasma generated by high frequency electromagnetic field and resonance inducing magnetic field

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59143330A (en) * 1983-01-31 1984-08-16 ユニバ−シテイ オブ シンシナテイ Plasma etching device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62172700A (en) * 1986-01-24 1987-07-29 理化学研究所 Magnetic field generator for plasma confinement
EP4084040A1 (en) * 2021-04-29 2022-11-02 voestalpine Stahl GmbH Method and devices for plasma treatment
WO2022228969A1 (en) * 2021-04-29 2022-11-03 Voestalpine Stahl Gmbh Method and devices for plasma treatment

Also Published As

Publication number Publication date
FR2547692A1 (en) 1984-12-21
FR2547692B1 (en) 1988-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4534842A (en) Process and device for producing a homogeneous large-volume plasma of high density and of low electronic temperature
Park et al. Global model of He/O2 and Ar/O2 atmospheric pressure glow discharges
US5417834A (en) Arrangement for generating a plasma by means of cathode sputtering
TW452821B (en) Ionized physical vapor deposition method and apparatus with magnetic bucket and concentric plasma and material source
GB2069230A (en) Process and apparatus for producing highly charged large ions and an application utilizing this process
Yang et al. Numerical characterization of magnetized capacitively coupled argon plasmas driven by combined dc/rf sources
WO2013061398A1 (en) Cxnyhz film, film forming method, magnetic recording medium, and method for producing same
US5397448A (en) Device for generating a plasma by means of cathode sputtering and microwave-irradiation
JPS60246599A (en) Method and device for generating homogeneous large capacity plasma of high density and low electron temperature
US20080023146A1 (en) Inductively coupled plasma system with internal coil
JPH1027782A (en) Method and apparatus for plasma treatment
KR101310093B1 (en) Method and apparatus for creating a plasma
JPS62287072A (en) Thin film forming apparatus
Li et al. Numerical analysis of a mixture of Ar/NH3 microwave plasma chemical vapor deposition reactor
TW589392B (en) Ionization film-forming method and apparatus
JP4854283B2 (en) Plasma film forming method and plasma film forming apparatus
JP7129083B2 (en) Method for forming BxNyCzOw film, magnetic recording medium, and method for manufacturing the same
Sun et al. Hybrid simulation of the plasma characteristics in a dual‐frequency dual‐antenna inductively coupled plasma discharge
JP2735836B2 (en) Thin film formation method
Xiao et al. A novel capacitively coupled plasma driven by hollow cathode radio-frequency discharges
TW390912B (en) Ionizing sputtering device
JP2005146382A (en) Arc discharge type vacuum film deposition system and film deposition method
JPS6362872A (en) Formation of thin film
JPH0652719B2 (en) Thin film forming equipment
JPH03275594A (en) Method and device for sputtering with reactive gas utilized therefor