JPS61284098A - 横磁場型マイクロ波プラズマ発生装置 - Google Patents
横磁場型マイクロ波プラズマ発生装置Info
- Publication number
- JPS61284098A JPS61284098A JP12374385A JP12374385A JPS61284098A JP S61284098 A JPS61284098 A JP S61284098A JP 12374385 A JP12374385 A JP 12374385A JP 12374385 A JP12374385 A JP 12374385A JP S61284098 A JPS61284098 A JP S61284098A
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- plasma
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、磁場の作用方向に工夫を施した横磁場型マイ
クロ波プラズマ発生装置に関する０〔従来の技術〕 ＬＳＩなどの電子デバイスの製造法において、ＣＶ ］
） （Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐａｒ Ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ ）法が広く用いらｎているが、この方法は良質
な膜を形成できる反面、高温度（５００〜１ｏ００’ｃ
）ｔ’′利用するため、耐熱性の低い基板には適用でき
ないという欠点がある。
クロ波プラズマ発生装置に関する０〔従来の技術〕 ＬＳＩなどの電子デバイスの製造法において、ＣＶ ］
） （Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐａｒ Ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ ）法が広く用いらｎているが、この方法は良質
な膜を形成できる反面、高温度（５００〜１ｏ００’ｃ
）ｔ’′利用するため、耐熱性の低い基板には適用でき
ないという欠点がある。
こｎに対して、低温プラズマを利用して表面処理を行う
方法は、従来法に比較して、低温力１つ乾式である友め
、非常に有効な手段であるＯ実用化さｎているプラズマ
発生装置のエネルギー源はラジオ波（１３，５６ＭＨｚ
）であるが、マイクロ波を用いる方が、効率および装
置面で有利なことが指摘さｎている（「マイクロ波放電
プラズマとその装置」、塗装技術、Ｖｏｌ 、１９．Ｎ
ｎｌ。
方法は、従来法に比較して、低温力１つ乾式である友め
、非常に有効な手段であるＯ実用化さｎているプラズマ
発生装置のエネルギー源はラジオ波（１３，５６ＭＨｚ
）であるが、マイクロ波を用いる方が、効率および装
置面で有利なことが指摘さｎている（「マイクロ波放電
プラズマとその装置」、塗装技術、Ｖｏｌ 、１９．Ｎ
ｎｌ。
（１９８４）、 ｐＩ ＯＯ〜１０５ ）。
そこで、このマイクロ波をエネルギー源とし、イオン化
率の向上を狙ってマイクロ波の伝播方 −向に平行に
磁場を形成させた電子サイクロトン共鳴プラズマ発生装
置がよ〈知らｎている０たトエハ、ｒＥｃＲプラズマＣ
ＶＤｊ 、電気学会電子デバイス研究会、 ＥＤＤ−８
４−５５、（１９８４）、ｐ １７〜２３あるいは特公
昭５８−３７．６８０号公報などである０ 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、電子サイクロトン共鳴方式では、１０−５〜１
０−３［：ｔｏｒｒ］の低ガス領域でないと・共鳴効果
を利用したプラズマを安定に発生させることができない
。また、マイクロ波の反射を減少させて透過・吸収を高
めるためには８７５ ［Ｇａｕｓｓ］以上という高磁束
密度が必要である。こｎらの点によって、従来法では、
効率および装置面で不利である。
率の向上を狙ってマイクロ波の伝播方 −向に平行に
磁場を形成させた電子サイクロトン共鳴プラズマ発生装
置がよ〈知らｎている０たトエハ、ｒＥｃＲプラズマＣ
ＶＤｊ 、電気学会電子デバイス研究会、 ＥＤＤ−８
４−５５、（１９８４）、ｐ １７〜２３あるいは特公
昭５８−３７．６８０号公報などである０ 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、電子サイクロトン共鳴方式では、１０−５〜１
０−３［：ｔｏｒｒ］の低ガス領域でないと・共鳴効果
を利用したプラズマを安定に発生させることができない
。また、マイクロ波の反射を減少させて透過・吸収を高
めるためには８７５ ［Ｇａｕｓｓ］以上という高磁束
密度が必要である。こｎらの点によって、従来法では、
効率および装置面で不利である。
そこで、本発明は、高ガス圧および低磁束密度で安定か
つ効率よくプラズマを発生させることができるプラズマ
発生装置を提供することを目的としている。
つ効率よくプラズマを発生させることができるプラズマ
発生装置を提供することを目的としている。
上記問題点を解決し、上記目的を達成するために、本発
明は、放電ガスを導入するための導入口を有し、放電空
間を形成する真空のプラズマ生成室と、試料を入れる処
理容器と、マイクロ波発振器と、この発振器からマイク
ロ波をプラズマ生成室に導くための導波管と、マイクロ
波の伝播方向に垂直に磁場が存在するように配置さｎた
磁場発生用コイルとを備え几構成としたものである。
明は、放電ガスを導入するための導入口を有し、放電空
間を形成する真空のプラズマ生成室と、試料を入れる処
理容器と、マイクロ波発振器と、この発振器からマイク
ロ波をプラズマ生成室に導くための導波管と、マイクロ
波の伝播方向に垂直に磁場が存在するように配置さｎた
磁場発生用コイルとを備え几構成としたものである。
本発明では、マイクロ波の伝播方向に磁場が存在するよ
うに磁場発生用コイルを配置しである。その結果、低真
空領域でしかも低磁束密度でも安定かつ効率よくプラズ
マを発生させることができる。
うに磁場発生用コイルを配置しである。その結果、低真
空領域でしかも低磁束密度でも安定かつ効率よくプラズ
マを発生させることができる。
以下本発明をさらに具体的に詳説する。
第１Ａ図および第１Ｂ図は、本発明装置を概略的に示し
たもので、１は２．４５〔ＧＨｚ〕のマイクロ波発振器
で、こｎからのマイクロ波ヲ伝送する導波管２が発振器
１に連っている０また導波管２を貫通するように石英ガ
ラス管を挿入したプラズマ生成室３が設けらｎている。
たもので、１は２．４５〔ＧＨｚ〕のマイクロ波発振器
で、こｎからのマイクロ波ヲ伝送する導波管２が発振器
１に連っている０また導波管２を貫通するように石英ガ
ラス管を挿入したプラズマ生成室３が設けらｎている。
このプラズマ発生室３内にはアルゴンガス等の放電ガス
の導入口３ａが連っている。４は試料を入れる密閉処理
容器で、プラズマ生成室３と連通している。さて、本発
明では特に、マイクロ波の進行方向Ｋに垂直に一様磁場
Ｂが存在するようにプラズマ発生用コイル５が設けらｎ
る。Ｅｌは振動電場である〇 プラズマ発生操作に際しては、石英ガラス管および密閉
処理容器４内を低真空まで排気した後１放電ガスを導入
するとともに、マイクロ波を発振させて石英ガラス管内
にプラズマを発生させる。次いで、磁場を発生させ、電
力吸収効率の改善を図りながら、試料に対する処理を行
うＯ ところで、プラズマ周波数１１１ｐ、電子サイクロトロ
ン周波数ＬＩＪｃは次式で表わさｎるＯｍ＝電子の質量
ｅ：素電荷 ｎｏ：プラズマ密度 ε０ ：真空中の誘電率Ｂｏ：磁
束密度 マイクロ波の伝播方向に垂直に一様な磁場（ＢＯが存在
し、かつ振動する電場Ｅ１が磁場に垂直であるとき（第
２図）、屈折率ｎ、マイクロ波の電圧反射率「ば、次式
で表わさｎる。
の導入口３ａが連っている。４は試料を入れる密閉処理
容器で、プラズマ生成室３と連通している。さて、本発
明では特に、マイクロ波の進行方向Ｋに垂直に一様磁場
Ｂが存在するようにプラズマ発生用コイル５が設けらｎ
る。Ｅｌは振動電場である〇 プラズマ発生操作に際しては、石英ガラス管および密閉
処理容器４内を低真空まで排気した後１放電ガスを導入
するとともに、マイクロ波を発振させて石英ガラス管内
にプラズマを発生させる。次いで、磁場を発生させ、電
力吸収効率の改善を図りながら、試料に対する処理を行
うＯ ところで、プラズマ周波数１１１ｐ、電子サイクロトロ
ン周波数ＬＩＪｃは次式で表わさｎるＯｍ＝電子の質量
ｅ：素電荷 ｎｏ：プラズマ密度 ε０ ：真空中の誘電率Ｂｏ：磁
束密度 マイクロ波の伝播方向に垂直に一様な磁場（ＢＯが存在
し、かつ振動する電場Ｅ１が磁場に垂直であるとき（第
２図）、屈折率ｎ、マイクロ波の電圧反射率「ば、次式
で表わさｎる。
・・・（４）
こｎに対して、第３図のように、マイクロ波の伝播方向
Ｋに平行に磁場Ｂｏが存在し、電場Ｅ１が磁場に垂直で
あるときは、次式となる。
Ｋに平行に磁場Ｂｏが存在し、電場Ｅ１が磁場に垂直で
あるときは、次式となる。
周波数が２４５０ＭＨｚのマイクロ波を考えた時、プラ
ズマ密度が１０１６＋ １０” ＋ １０１Ｂ［ｍ３’
）の場合の電圧反射率の大きさについて、［Ｋ ｌ １
８ 。
ズマ密度が１０１６＋ １０” ＋ １０１Ｂ［ｍ３’
）の場合の電圧反射率の大きさについて、［Ｋ ｌ １
８ 。
の場合を第４図、ＩＫ ／／Ｂ ｏの場合を第５図に示
す０第４図のようにλ ｎｏ ” １０１８では磁場の
効果はみらｎないが％ｎｏ ” １０１７では０．０３
ＣＴｌぐらいから磁場の効果が現わｎ１反射が小さくな
る。
す０第４図のようにλ ｎｏ ” １０１８では磁場の
効果はみらｎないが％ｎｏ ” １０１７では０．０３
ＣＴｌぐらいから磁場の効果が現わｎ１反射が小さくな
る。
第５図によｎば、ｎｏ”１０１８におイテモｏ、ｏ９Ｃ
Ｔ）以上の磁場に対して効果が現わｎるが、ｎｏ＝１０
”のとき、第４図の場合より効果が小さい。通常のグロ
ー放電ではｎｏ＝１０”程度が多いので、 ［Ｋ ／／
Ｂｏよりに上［ＢａＯ方が磁場の効果が大きい。
Ｔ）以上の磁場に対して効果が現わｎるが、ｎｏ＝１０
”のとき、第４図の場合より効果が小さい。通常のグロ
ー放電ではｎｏ＝１０”程度が多いので、 ［Ｋ ／／
Ｂｏよりに上［ＢａＯ方が磁場の効果が大きい。
また同じ磁場ＩＢｏのとき、プラズマ中を透過する波の
減衰がＩＫ／ＢＯより［Ｋ土Ｂｏの方が小さい。
減衰がＩＫ／ＢＯより［Ｋ土Ｂｏの方が小さい。
すなわちプラズマを広い範囲にわたって生成することが
できる。
できる。
実際に第１Ａ、ＩＢ図の装置を用いて電力反射率に対す
る磁場の効果を測定し友結果を第６図に示す０生成条件
はガス圧１ ｔｏｒｒ 、入射電力５０ｗである。同図
のように、磁場の効果が現わｎで反射が小さくなってい
る。電子サイクロトロン共鳴プラズマ発生装置の場合１
０−３〜１０−’（ｔｏｒｒ ］のガス圧でないと安定
に放電しないが、本発明に従う横磁場型の場合、低真空
でも磁場の効果が現わｎ１安定した放電が可能であるこ
とがわかる。
る磁場の効果を測定し友結果を第６図に示す０生成条件
はガス圧１ ｔｏｒｒ 、入射電力５０ｗである。同図
のように、磁場の効果が現わｎで反射が小さくなってい
る。電子サイクロトロン共鳴プラズマ発生装置の場合１
０−３〜１０−’（ｔｏｒｒ ］のガス圧でないと安定
に放電しないが、本発明に従う横磁場型の場合、低真空
でも磁場の効果が現わｎ１安定した放電が可能であるこ
とがわかる。
以上の通り、本発明によｎば、マイクロ波の伝播方向に
垂直に磁場が存在するように磁場発生用コイルを設けた
ものであるから、小さな磁場によシマイクロ波の反射を
小さくでき、広い空間にプラズマを発生できるようにな
シ、シかも低真空で安定して放電させることができる。
垂直に磁場が存在するように磁場発生用コイルを設けた
ものであるから、小さな磁場によシマイクロ波の反射を
小さくでき、広い空間にプラズマを発生できるようにな
シ、シかも低真空で安定して放電させることができる。
第１Ａ、ＩＢ図は本発明装置を概略的に示し友もので、
第１Ａ図は平面図、第１Ｂ図はそのＩＢ−ＩＢ矢視断面
図、第２図および第３図はマイクロ波および磁場の作用
方向の説明図、第４図〜第６図は実験結果を示すグラフ
である。 １・・マイクロ波発振器 ２・・導波管 ′３・・
プラズマ発生゛室 ３ａ・・導入口４・・処理容器
５・・磁場発生用コイル第１Ａ図 ＩＢ 第１Ｂ図 栃￥灸 第２図 第３図 Ｏ 第４図 處兜をｊＬ［Ｔ）
第１Ａ図は平面図、第１Ｂ図はそのＩＢ−ＩＢ矢視断面
図、第２図および第３図はマイクロ波および磁場の作用
方向の説明図、第４図〜第６図は実験結果を示すグラフ
である。 １・・マイクロ波発振器 ２・・導波管 ′３・・
プラズマ発生゛室 ３ａ・・導入口４・・処理容器
５・・磁場発生用コイル第１Ａ図 ＩＢ 第１Ｂ図 栃￥灸 第２図 第３図 Ｏ 第４図 處兜をｊＬ［Ｔ）
Claims (1)
- （１）放電ガスを導入するための導入口を有し、放電空
間を形成する真空のプラズマ生成室と、試料を入れる処
理容器と、マイクロ波発振器と、この発振器からマイク
ロ波をプラズマ生成室に導くための導波管と、マイクロ
波の伝播方向に垂直に磁場が存在するように配置された
磁場発生用コイルとを備えたことを特徴とする横磁場型
マイクロ波プラズマ発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12374385A JPS61284098A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 横磁場型マイクロ波プラズマ発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12374385A JPS61284098A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 横磁場型マイクロ波プラズマ発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61284098A true JPS61284098A (ja) | 1986-12-15 |
Family
ID=14868226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12374385A Pending JPS61284098A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 横磁場型マイクロ波プラズマ発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61284098A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988008659A1 (en) * | 1987-04-27 | 1988-11-03 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Method and apparatus for processing with plasma |
-
1985
- 1985-06-07 JP JP12374385A patent/JPS61284098A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988008659A1 (en) * | 1987-04-27 | 1988-11-03 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Method and apparatus for processing with plasma |
| US5003152A (en) * | 1987-04-27 | 1991-03-26 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Microwave transforming method and plasma processing |
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