JPS6139730B2 - - Google Patents

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JPS6139730B2
JPS6139730B2 JP2477777A JP2477777A JPS6139730B2 JP S6139730 B2 JPS6139730 B2 JP S6139730B2 JP 2477777 A JP2477777 A JP 2477777A JP 2477777 A JP2477777 A JP 2477777A JP S6139730 B2 JPS6139730 B2 JP S6139730B2
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JP
Japan
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plasma
coaxial
discharge
tube
discharge tube
Prior art date
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Application number
JP2477777A
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Japanese (ja)
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JPS53110378A (en
Inventor
Takashi Tsuchimoto
Kunyuki Sakumichi
Keizo Suzuki
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication of JPS53110378A publication Critical patent/JPS53110378A/en
Publication of JPS6139730B2 publication Critical patent/JPS6139730B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明はプラズマ輸送法を利用したプラズマ
による処理装置に関し、主として半導体基板に対
しプラズマ流によりデポジシヨン又はエツチング
処理をするための処理装置を対象とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a plasma processing apparatus using a plasma transport method, and is mainly directed to a processing apparatus for performing deposition or etching processing on a semiconductor substrate using a plasma flow.

この発明の基本原理としては、本出願人により
出願し特許されたプラズマ流を用いて所望物質を
所望基板上に輸送し、付着させる技術(特許第
611184号)が公知である。この技術の大要を以下
に説明する。第1図はこのプラズマ輸送法の原理
説明図であつて、1は所望物質のガス又は蒸気を
放電によりプラズマ化するプラズマ発生室、2は
プラズマ発生室1に設けられたプラズマ流出口、
4はプラズマ発生室1に適当な電位を与えるため
の電源、5はプラズマ流の終点たるプラズマ収益
体で、本発明では処理しようとする所望の基板が
対応する。6は収益体5に到達したプラズマ電流
測定用電流計、7はプラズマ発生室1およびプラ
ズマ流通路を真空に保持するための気密囲壁で、
この囲壁内部は図示されない真空排気系により排
気される。8はプラズマ流出口および収受体4を
結ぶプラズマ流経路を軸とする同軸磁界を発生す
る電磁コイルである。
The basic principle of this invention is a technology for transporting and depositing a desired substance onto a desired substrate using a plasma flow, which was filed and patented by the applicant (Patent No.
No. 611184) is publicly known. The outline of this technology will be explained below. FIG. 1 is a diagram explaining the principle of this plasma transport method, in which 1 is a plasma generation chamber in which gas or vapor of a desired substance is turned into plasma by electric discharge, 2 is a plasma outlet provided in the plasma generation chamber 1,
Reference numeral 4 represents a power source for applying an appropriate potential to the plasma generation chamber 1, and 5 represents a plasma gain body serving as the end point of the plasma flow, which corresponds to a desired substrate to be processed in the present invention. 6 is an ammeter for measuring the plasma current that has reached the profit unit 5; 7 is an airtight wall for keeping the plasma generation chamber 1 and the plasma flow path in a vacuum;
The inside of this surrounding wall is evacuated by a vacuum exhaust system (not shown). Reference numeral 8 denotes an electromagnetic coil that generates a coaxial magnetic field centered on the plasma flow path connecting the plasma outlet and the receptor 4.

上記構成において、いまプラズマ発生室1に放
電によりプラズマ3を発生させると、このプラズ
マはプラズマ流出口2より発生室1の内外の密度
差に伴う拡散作用によりプラズマを流出させ、こ
れがプラズマ流9として上記電磁コイル8によつ
て発生する同軸磁場によりビーム状に集速させら
れてプラズマ収益体5に導かれ、プラズマ中のイ
オン物質を収益体5の上に析出させる。すなわち
プラズマ化された所望物質をプラズマ発生室1か
ら収益体5まで輸送することで独自の物質輸送方
式をなすものである。
In the above configuration, when plasma 3 is generated in the plasma generation chamber 1 by electric discharge, this plasma flows out from the plasma outlet 2 due to the diffusion effect due to the density difference inside and outside the generation chamber 1, and this plasma flows as a plasma flow 9. The coaxial magnetic field generated by the electromagnetic coil 8 condenses the beam into a beam and guides it to the plasma collector 5, so that ionic substances in the plasma are deposited on the plasma collector 5. That is, by transporting the desired material that has been turned into plasma from the plasma generation chamber 1 to the profit generating unit 5, a unique material transport method is achieved.

この輸送手段たるプラズマ流の集束度とプラズ
マ密度は、プラズマ発生室のプラズマ密度と同軸
磁界の強さによつて変化するから、磁界が弱いと
プラズマ流の拡がりが大きく、収受体5の一定面
積に到達するプラズマ量を減少させるが、磁界強
度をある程度以上(例えば200ガウス以上)に強
くすれば、プラズマ流9の始点であるプラズマ流
出口2から終点5の収受体までプラズマ密度を殆
んど弱めることなく一定に保つことができる。す
なわち同軸磁界はプラズマ流9に対して磁気的な
パイプを形成しているものとみなすことができ
る。
The degree of convergence and plasma density of the plasma flow, which is this means of transportation, change depending on the plasma density in the plasma generation chamber and the strength of the coaxial magnetic field. Therefore, when the magnetic field is weak, the plasma flow spreads greatly, and the fixed area of the receptor 5 However, if the magnetic field strength is increased to a certain level (e.g., 200 Gauss or more), the plasma density can be reduced from the plasma outlet 2, which is the starting point of the plasma flow 9, to the receiver at the terminal point 5. It can be kept constant without weakening. In other words, the coaxial magnetic field can be regarded as forming a magnetic pipe for the plasma flow 9.

第2図にこのプラズマ輸送法を実施するための
具体的な構成を断面図として示す。この装置にお
いてはプラズマを発生させるためにマグネトロン
により高周波発振電力を発生させ石英放電管にこ
の発振電力を印加して放電を起しプラズマを発生
する方式を取つている。同図においては、マグネ
トロン10により同軸管の外側壁11と同軸管の
中心アンテナ12によりマグネトロンにて発生せ
る数GHz程度のマイクロ波電力をプラズマ発生部
のプラズマ発生室である石英放電管13に注入す
る。この同軸管によるマイクロ波の伝送は外側壁
の直径と中心アンテナの直径比を適当にとれば、
TEMモードのマイクロ波を効率よく放電管に注
入することが出き比較的小さく放電管を作ること
が出きる。この放電管はその内部圧力が放電に適
当な圧力、すなわち10-2〜10-3Torrの圧力に保た
れてあるためマイクロ波電力の注入により放電を
起しプラズマ14を発生せしめる。この石英放電
管はプラズマ発生のための放電部およびこれに接
続する真空槽を大気圧より気密に保ち導入した目
的物質のガスを放電に適した圧力に保つ役割を有
すると共に、導波管の内外壁よりのプラズマへの
汚染を防ぐもので、本方法の半導体処理の目的に
使用する場合は特に有効である。
FIG. 2 shows a sectional view of a specific configuration for carrying out this plasma transport method. In order to generate plasma, this device uses a method in which high-frequency oscillation power is generated by a magnetron, and this oscillation power is applied to a quartz discharge tube to cause discharge and generate plasma. In the figure, a magnetron 10 injects microwave power of about several GHz generated by the magnetron into a quartz discharge tube 13, which is a plasma generation chamber in a plasma generation section, by an outer wall 11 of the coaxial tube and a central antenna 12 of the coaxial tube. do. Microwave transmission through this coaxial tube can be achieved by setting an appropriate ratio of the diameter of the outer wall to the diameter of the central antenna.
Microwaves in TEM mode can be efficiently injected into discharge tubes, allowing relatively small discharge tubes to be made. Since the internal pressure of this discharge tube is maintained at a pressure suitable for discharge, that is, a pressure of 10 -2 to 10 -3 Torr, discharge is caused by injection of microwave power, and plasma 14 is generated. This quartz discharge tube has the role of keeping the discharge part for plasma generation and the vacuum chamber connected to it airtight above atmospheric pressure, and keeping the introduced target gas at a pressure suitable for discharge. This prevents plasma contamination from the outer wall, and is particularly effective when used for the purpose of semiconductor processing in this method.

この放電管はその管内部の放電によりいちじる
しく温度が上昇するので同軸管の一部に加圧冷却
空気導入口15を設けてこれより冷却空気を導入
し、放電管と同軸管の間隙を通じて排気口16よ
り放電管の外側を冷却した空気を排出する。また
中心アンテナ12は左端においてマグネトロンの
アンテナと結合しているが、その一部に中空部1
8を有する加圧空気導入口17よりこの中空部に
冷却空気を導入してアンテナ12の先端部より空
気を噴出せしめ放電管13の内側の窪も部分を冷
却して排出口16より排出する。
Since the temperature of this discharge tube rises significantly due to the discharge inside the tube, a pressurized cooling air inlet 15 is provided in a part of the coaxial tube, from which cooling air is introduced, and through the gap between the discharge tube and the coaxial tube, an exhaust port is provided. 16, the air that has cooled the outside of the discharge tube is discharged. The center antenna 12 is connected to the magnetron antenna at the left end, but there is a hollow part 1 in a part of it.
Cooling air is introduced into this hollow portion through a pressurized air inlet 17 having a diameter of 8, and the air is jetted out from the tip of the antenna 12, thereby cooling the inner recess of the discharge tube 13 and discharging it through the discharge port 16.

プラズマ発生部の外周には支持台19,21を
介して同軸電磁石20,22が位置し、これらの
作る磁界はマイクロ波電力の注入により生じた放
電中の電子の軌道長を長くしてプラズマ14の電
離度を大とすると共に次の輸送用同軸電磁石2
4,25の作る同軸磁界と共にプラズマ輸送のた
めの磁気パイプを形成する。27はマグネトロン
10に対する磁気遮蔽板で、同軸電磁石による磁
界にマグネトロンの発振特性が影響されないよう
に取付ける。
Coaxial electromagnets 20 and 22 are located on the outer periphery of the plasma generation section via support stands 19 and 21, and the magnetic fields created by these electromagnets lengthen the orbit length of the electrons in the discharge generated by the injection of microwave power and generate the plasma 14. In addition to increasing the degree of ionization, the following coaxial electromagnet for transportation 2
Together with the coaxial magnetic field created by 4 and 25, a magnetic pipe for plasma transport is formed. Reference numeral 27 denotes a magnetic shielding plate for the magnetron 10, which is attached so that the oscillation characteristics of the magnetron are not affected by the magnetic field generated by the coaxial electromagnet.

プラズマ処理室32は非磁性のステンレス鋼等
により形成され、その内部圧力は10-5〜10-7Torr
程度に保たれる。この処理室へ石英よりなるプラ
ズマ流出管29を通じてプラズマ発生室である石
英放電管13内に発生したプラズマ14が、プラ
ズマ流30として導入される。なお、28a,2
8bは目的の原料物質のガスを放電管に導入する
導入部を示す。このプラズマ処理室32は、排気
口34を通じて、排気系33により排気される。
プラズマ処理室の周囲には支持台23,25によ
り支持された同軸電磁石24,25があり、これ
らにより形成された磁気パイプによつてプラズマ
流は目的の半導体基板35の上に輸送される。こ
の際プラズマ流30が基板35の全面に一様に広
がるように電磁石の磁界強度が調整される。なお
電磁石24,26は図上では互いに離して位置さ
せてあるが、一般にこの程度(40cm)の電磁石間
隔では実用上プラズマをいちじるしく発散させる
ことはなく、目的のプラズマ輸送のさまたげとは
ならない。
The plasma processing chamber 32 is made of non-magnetic stainless steel, etc., and its internal pressure is 10 -5 to 10 -7 Torr.
It is maintained at a certain level. Plasma 14 generated in a quartz discharge tube 13 serving as a plasma generation chamber is introduced as a plasma stream 30 into this processing chamber through a plasma outflow tube 29 made of quartz. In addition, 28a, 2
Reference numeral 8b indicates an introduction part for introducing the target raw material gas into the discharge tube. This plasma processing chamber 32 is exhausted by an exhaust system 33 through an exhaust port 34 .
There are coaxial electromagnets 24 and 25 supported by support stands 23 and 25 around the plasma processing chamber, and a plasma flow is transported onto a target semiconductor substrate 35 by a magnetic pipe formed by these electromagnets. At this time, the magnetic field strength of the electromagnet is adjusted so that the plasma flow 30 spreads uniformly over the entire surface of the substrate 35. Although the electromagnets 24 and 26 are shown spaced apart from each other in the figure, in general, a spacing between the electromagnets of this order (40 cm) will not cause the plasma to diverge significantly in practice, and will not interfere with the intended plasma transport.

半導体基板35はステンレス等より成る支持台
36にて保持されるが、これは必要に応じて図示
しない加熱機構にて加熱され、またこの支持台を
通じてプラズマ電流が測定されるがその前に設置
したシヤツター37の開閉により所望の時間だけ
プラズマを基板上に送る。またこの図においてプ
ローベ31を導入することにより輸送プラズマに
任意の電位を与えることができる。
The semiconductor substrate 35 is held on a support stand 36 made of stainless steel or the like, which is heated by a heating mechanism (not shown) as necessary, and a plasma current is measured through this support stand, but a support stand 36 is installed before that. Plasma is sent onto the substrate for a desired time by opening and closing the shutter 37. Further, in this figure, by introducing a probe 31, an arbitrary potential can be applied to the transport plasma.

このように構成されたプラズマ処理装置は半導
体基板へのデポジシヨンエツチングにおいて極め
てすぐれた処理効果をもつことは、本出願人によ
り出願された特願昭50−11976号に詳述した通り
である。しかしながら、この構成にて長時間の動
作を行つた所次のような欠点がありこのままでは
充分にその機能を発揮し度ないことが判明した。
これらの欠点とは下記の3点である。
As described in detail in Japanese Patent Application No. 11976/1983 filed by the present applicant, the plasma processing apparatus constructed in this manner has extremely excellent processing effects in deposition etching on semiconductor substrates. However, when this configuration was operated for a long time, it was found that it had the following drawbacks and could not fully demonstrate its function as it was.
These drawbacks are the following three points.

第2図を参照し同軸管の中心アンテナ18の
先端と半導体基板35の間で結合が生じ、半導
体基板表面がスポツト状に加熱され温度が上昇
する。これはアンテナと基板が磁気パイプで一
直線上に結ばれているため特に強く現象として
表われたものである。一般に他の接地部分とも
結合する可能性がある。
Referring to FIG. 2, coupling occurs between the tip of the central antenna 18 of the coaxial tube and the semiconductor substrate 35, and the surface of the semiconductor substrate is heated in a spot-like manner, increasing the temperature. This is a particularly strong phenomenon because the antenna and the board are connected in a straight line by a magnetic pipe. In general, there is a possibility of coupling with other ground parts as well.

放電管内において同軸管であることからまず
円筒状のプラズマが発生するが、これが充分に
拡散して一様にならず、そのままプラズマ流に
なるため、中心部の密度の小さい円筒状のプラ
ズマ流が発生する。また項に関連し中心部に
密度の大なる同軸状のプラズマが発生し、プラ
ズマ流として輸送される。
Inside the discharge tube, a cylindrical plasma is first generated because it is a coaxial tube, but this is not sufficiently diffused and becomes a plasma flow, so the cylindrical plasma flow with low density in the center becomes Occur. In addition, coaxial plasma with high density is generated in the center and is transported as a plasma flow.

項と関連して同軸管の中心アンテナに電力
が集中する場合、放電管の窪み部が構造複雑か
つ脆弱であるため窪み部の底部が動作中破損
し、大気圧が放電管に入るような事故がしばし
ば発生する。
When power is concentrated at the center antenna of a coaxial tube in connection with the above, the concave part of the discharge tube is structurally complex and fragile, so the bottom of the concave part breaks during operation, causing an accident where atmospheric pressure enters the discharge tube. occurs often.

これらの現象は放電部の磁場の強さ、真空度、
マイクロ波出力の印加状態により出現したり消滅
したりするが極めて不安定なものであり、本装置
の目的であるデポジシヨン及びエツチングの生産
工程への適用に大きな障害となる。
These phenomena depend on the strength of the magnetic field in the discharge area, the degree of vacuum,
It appears and disappears depending on the application state of the microwave output, but is extremely unstable, and is a major hindrance to the application of this device to the production process of deposition and etching, which is the purpose of this device.

以下実施例にそつて本発明を詳細に述べる。 The present invention will be described in detail below with reference to Examples.

第3図に本発明によるプラズマ輸送装置のプラ
ズマ発生部を示す。これは第2図において、同軸
管11および放電管13と取付けフランジより左
側の部分に対応する。この第3図の新規なる構成
を特徴づけるものは、マグネトロン38の同軸出
力を矩形導波管39に直角に結合させ、いわゆる
同軸線路対矩形導波管変換を行い同軸出力よりの
TEMモードのマイクロ波より矩形導波管39に
主モードであるTE10モードのマイクロ波を発生
させることである。この矩形導波管39は同図に
示すごとくテーパー整合部40を介して円形導波
管41に連設される。この場合円形導波管には主
モードであるTE11モードのマイクロ波が励起さ
れ、石英放電管42にマイクロ波電力が注入され
て放電を起し目的のプラズマを生起することにな
る。電力の注入がこのように円筒形の導波管で行
うことができるため、第3図にみられるごとく石
英放電管42が非常に単純な形状になり、ここに
本発明の特長の一つを有する。またこの石英放電
管を冷却するために圧縮空気導入孔44と排出口
45を付した。放電管内に生起したプラズマは外
側部の同軸電磁石により放電で生じた電子の軌道
長を大きくしてプラズマの電離度を大とする作用
をもつと同時に次の同軸電磁石と共にプラズマ輸
送のための磁気パイプを形成する。
FIG. 3 shows the plasma generation section of the plasma transport device according to the present invention. In FIG. 2, this corresponds to the coaxial tube 11, the discharge tube 13, and the portion to the left of the mounting flange. What characterizes the new configuration shown in FIG. 3 is that the coaxial output of the magnetron 38 is coupled at right angles to the rectangular waveguide 39, thereby performing so-called coaxial line to rectangular waveguide conversion.
This is to generate microwaves in the TE 10 mode, which is the main mode, in the rectangular waveguide 39 from the microwaves in the TEM mode. As shown in the figure, this rectangular waveguide 39 is connected to a circular waveguide 41 via a tapered matching section 40. In this case, microwaves in the TE 11 mode, which is the main mode, are excited in the circular waveguide, and microwave power is injected into the quartz discharge tube 42 to cause discharge and generate the desired plasma. Since power can be injected into the cylindrical waveguide in this way, the quartz discharge tube 42 has a very simple shape as shown in FIG. have In addition, a compressed air introduction hole 44 and an exhaust port 45 are provided to cool the quartz discharge tube. The plasma generated in the discharge tube has the effect of increasing the trajectory length of the electrons generated by the discharge by the coaxial electromagnet on the outside, increasing the degree of ionization of the plasma.At the same time, the plasma generated in the discharge tube is connected to the next coaxial electromagnet along with a magnetic pipe for plasma transport. form.

以上のような構造を用うることにより前述の欠
点は次のように解決することができる。
By using the above structure, the above-mentioned drawbacks can be solved as follows.

円形導波管の採用により、半導体基板、其の
他接地部分との結合の原因を除去できる。
By employing a circular waveguide, it is possible to eliminate the cause of coupling with the semiconductor substrate and other grounded parts.

主モードであるTE11モードを用いるため電
気力線が導波管に垂直な直径方向に生じるの
で、円筒の断面上均一なプラズマが生じ密度分
布の均一なプラズマ流を得ることができる。ま
たプラズマ中の電子は磁場方向に対し垂直に加
速されるため、プラズマ流中の電子の水平成分
を少なくすることができる。
Since the TE 11 mode, which is the main mode, is used, electric lines of force are generated in the diametrical direction perpendicular to the waveguide, so a uniform plasma is generated on the cross section of the cylinder, and a plasma flow with a uniform density distribution can be obtained. Further, since the electrons in the plasma are accelerated perpendicularly to the direction of the magnetic field, the horizontal component of the electrons in the plasma flow can be reduced.

放電管の構造が簡単になり丈夫なものを作る
ことができ、かつ電界集中による破損がないの
で長寿命となる。
The structure of the discharge tube is simplified, making it possible to make a durable one, and since there is no damage due to electric field concentration, it has a long life.

いま例えばマグネトロンの発振周波数を市販品
で入手の容易な5.45GHzに選べば、円形導波管に
関係する諸常数としては波長は12.245cm、導波管
直径を10cmとすると遮断波長は17.06cmとなり、
遮断波長より発振の波長が短かいため直径10cmの
円形導波管にてマイクロ波電力を導入することが
できる。なおこの場合の管内波長は17.586cmであ
る。また第3図においては円形導波管にTE11
ード波を発生させるためテーパー整合部を使用す
る例を示したが、この他にステツプ変換器や直交
変換器を用いても同様の目的が達成できる。
For example, if we choose the oscillation frequency of the magnetron to be 5.45 GHz, which is easily available commercially, the wavelength will be 12.245 cm as a constant related to a circular waveguide, and if the waveguide diameter is 10 cm, the cutoff wavelength will be 17.06 cm. ,
Since the oscillation wavelength is shorter than the cutoff wavelength, microwave power can be introduced using a circular waveguide with a diameter of 10 cm. Note that the tube wavelength in this case is 17.586 cm. Figure 3 shows an example of using a tapered matching section to generate a TE 11 mode wave in a circular waveguide, but the same purpose can also be achieved using a step converter or orthogonal converter. can.

この円形導波管に注入されたマイクロ波電力は
放電管においてマイクロ波放電として消費される
が、放電に消費されなかつたマイクロ波は放電管
を通過し、一部は導波管とこれに接続する真空槽
との接続部において反射されるが多くはこのまま
真空槽内に入り拡散する。これは注入マイクロ波
電力の無効部分となる。それで第4図に示すよう
に導波管の次に開口の直径が遮断波長より小さい
円板46または円筒47を付して放電管内で吸収
されずに進行してきたマイクロ波を反射し、再び
放電管内のプラズマの中を再通過させて吸収効率
を向上させることができる。
The microwave power injected into this circular waveguide is consumed as microwave discharge in the discharge tube, but the microwaves not consumed in discharge pass through the discharge tube, and some are connected to the waveguide. It is reflected at the connection point with the vacuum chamber, but most of it enters the vacuum chamber as it is and is diffused. This becomes the inactive part of the injected microwave power. Therefore, as shown in Fig. 4, a disk 46 or cylinder 47 with an aperture diameter smaller than the cutoff wavelength is attached next to the waveguide to reflect the microwaves that have proceeded without being absorbed within the discharge tube and discharge them again. It can be re-passed through the plasma in the tube to improve absorption efficiency.

一般にこのプラズマ輸送装置はプラズマ発生部
において、デポジシヨンのためのプラズマ、また
はエツチングのためのプラズマを発生して、デポ
ジシヨンまたはエツチング処理の機能を持つこと
が可能である。このエツチングの場合、主とし
て、弗化エチレン系のガス、例えばフレオン
(CF4)のマイクロ波放電を行う。この際発生する
弗素イオンはプラズマ流として輸送され半導体基
板をエツチングするが、同時に石英放電管の管壁
をもエツチングして長時間の使用に対し放電管に
孔をあけてしまうおそれがある。
In general, this plasma transport device can generate plasma for deposition or plasma for etching in a plasma generating section, and have the function of a deposition or etching process. In the case of this etching, microwave discharge of a fluorinated ethylene gas such as Freon (CF 4 ) is mainly performed. The fluorine ions generated at this time are transported as a plasma stream and etch the semiconductor substrate, but at the same time, they may also etch the tube wall of the quartz discharge tube, resulting in holes in the discharge tube due to long-term use.

特に第2図に示すような同軸管結合の放電管で
はその構造が窪み部を持つた複雑な形状であるた
め、この窪み部分において管壁がうすくなり孔が
あきやすい傾向にあつた。
In particular, a coaxial tube-connected discharge tube as shown in FIG. 2 has a complicated structure with a recessed portion, so the tube wall becomes thinner in the recessed portion and tends to be prone to holes.

本発明では円形導波管の導入により第3図に示
すごとく放電管の構造が単純化され均一肉厚のも
のが形成出きるようになつたが、更に構造単純化
の手段として第5図に示すように放電管内に内張
り48を挿入することができる。この内張りは例
えばボロンナイトライド(BN)のように弗素イ
オンに侵されにくい性質を用いると放電管の寿命
をいちじるしく伸ばすことができる。またデポジ
シヨンの場合でもデポジシヨン物質がこの内張り
に附着するため放電管の清掃にあたり内張りを交
換するだけで直ちに次の作業に移ることが出きる
ので装置の手入れ上時間短縮の効果を生じる。
In the present invention, by introducing a circular waveguide, the structure of the discharge tube is simplified as shown in Fig. 3, and it is now possible to form a discharge tube with a uniform wall thickness. A lining 48 can be inserted into the discharge tube as shown. If this lining is made of boron nitride (BN), which is resistant to attack by fluorine ions, the life of the discharge tube can be significantly extended. In addition, even in the case of deposition, since the deposition substance adheres to the lining, when cleaning the discharge tube, simply replacing the lining allows the user to immediately move on to the next task, resulting in the effect of shortening the time required for cleaning the device.

以上実施例で述べたごとく、たとえばプラズマ
輸送装置に円形導波管を用いたプラズマ発生部を
用いることによりその構成を単純化ならしめ、従
来の同軸管を用いた場合の諸欠点を解消し、前記
目的を達成することができた。
As described in the above embodiments, for example, by using a plasma generation section using a circular waveguide in the plasma transport device, the configuration can be simplified, and the various drawbacks of using a conventional coaxial tube can be eliminated. The above objective was achieved.

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

第1図はプラズマ輸送法によりプラズマ流を用
いて物質を輸送する一般的原理説明図、第2図は
第1図で示した原理を用いてデポジシヨン及びエ
ツチングを行なうためのプラズマ輸送装置の一例
を示す断面図、第3図乃至第5図は本発明による
各実施例においてプラズマ輸送装置の要部をそれ
ぞれ示す断面図である。 1……プラズマ発生室、2……プラズマ流出
口、3……発生プラズマ、4……電源、5……収
受体、6……電流計、7……真空槽、8……同軸
電磁石、9……プラズマ流、10……マグネトロ
ン、11……同軸管外側、12……同軸管アンテ
ナ、13……放電管、14……発生プラズマ、1
5……冷却空気入口、16……冷却空気出口、1
7……冷却空気入口、18……中空部、19……
電磁石支持台、20……同軸電磁石、21……電
磁石支持台、22……同軸電磁石、23……電磁
石支持台、24……同軸電磁石、25……電磁石
支持台、26……同軸電磁石、27……磁気遮蔽
板、28……ガス導入口、29……プラズマ流出
管、30……プラズマ流、31……プローベ、3
2……真空槽、33……排気系、34……排気
口、35……収受体、36……収受体支持台、3
7……シヤツタ、38……マグネトロン、39…
…矩形導波管、40……テーパ整合部、41……
円形導波管、42……放電管、43……支持フラ
ンジ、44……冷却空気入口、45……冷却空気
出口、46……マイクロ波反射円板、47……マ
イクロ波反射円筒、48……内張り。
Figure 1 is an explanatory diagram of the general principle of transporting materials using plasma flow using the plasma transport method, and Figure 2 is an example of a plasma transport apparatus for performing deposition and etching using the principle shown in Figure 1. The cross-sectional views shown in FIGS. 3 to 5 are cross-sectional views showing essential parts of the plasma transport device in each embodiment according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Plasma generation chamber, 2... Plasma outlet, 3... Generated plasma, 4... Power source, 5... Receiver, 6... Ammeter, 7... Vacuum chamber, 8... Coaxial electromagnet, 9 ...Plasma flow, 10 ... Magnetron, 11 ... Coaxial tube outside, 12 ... Coaxial tube antenna, 13 ... Discharge tube, 14 ... Generated plasma, 1
5... Cooling air inlet, 16... Cooling air outlet, 1
7...Cooling air inlet, 18...Hollow part, 19...
Electromagnet support stand, 20... Coaxial electromagnet, 21... Electromagnet support stand, 22... Coaxial electromagnet, 23... Electromagnet support stand, 24... Coaxial electromagnet, 25... Electromagnet support stand, 26... Coaxial electromagnet, 27 ... Magnetic shielding plate, 28 ... Gas inlet, 29 ... Plasma outflow tube, 30 ... Plasma flow, 31 ... Probe, 3
2... Vacuum chamber, 33... Exhaust system, 34... Exhaust port, 35... Receiver, 36... Receiver support stand, 3
7...Shatsuta, 38...Magnetron, 39...
...Rectangular waveguide, 40...Taper matching part, 41...
Circular waveguide, 42...Discharge tube, 43...Support flange, 44...Cooling air inlet, 45...Cooling air outlet, 46...Microwave reflecting disk, 47...Microwave reflecting cylinder, 48... …lining.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 プラズマ流出口を有するプラズマ発生室と、
その内部に設置された半導体基板にデポジシヨン
又はエツチング処理を行なうプラズマ処理室と、
プラズマ発生室で発生したプラズマをプラズマ流
出口から半導体基板まで輸送する磁場とを具備し
たプラズマ処理装置において、前記プラズマ発生
室内にプラズマを発生させるために円形導波管に
注入されるマイクロ波を用いたことを特徴とする
プラズマ処理装置。
1 a plasma generation chamber having a plasma outlet;
a plasma processing chamber that performs a deposition or etching process on a semiconductor substrate installed therein;
In a plasma processing apparatus equipped with a magnetic field that transports plasma generated in a plasma generation chamber from a plasma outlet to a semiconductor substrate, microwaves injected into a circular waveguide are used to generate plasma in the plasma generation chamber. A plasma processing device characterized by:
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