JPH0687440B2 - マイクロ波プラズマ発生方法 - Google Patents
マイクロ波プラズマ発生方法Info
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- JPH0687440B2 JPH0687440B2 JP62114137A JP11413787A JPH0687440B2 JP H0687440 B2 JPH0687440 B2 JP H0687440B2 JP 62114137 A JP62114137 A JP 62114137A JP 11413787 A JP11413787 A JP 11413787A JP H0687440 B2 JPH0687440 B2 JP H0687440B2
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体工業におけるエッチング，膜の堆積等
に利用できるマイクロ波プラズマ発生方法に関する。
に利用できるマイクロ波プラズマ発生方法に関する。
従来の技術 近年、マイクロ波プラズマ処理装置は、エッチング，膜
の堆積等に応用されている。
の堆積等に応用されている。
以下図面を参照しながら、上述したマイクロ波プラズマ
処理装置の一例について説明する。
処理装置の一例について説明する。
第４図は従来のマイクロ波プラズマ処理装置の断面図を
示すものである。
示すものである。
真空室１は、ガス導入口２とマイクロ波導入口３とを有
しており、真空室１の周りには軸方向に均一な磁界を得
るためのマグネットコイル４が設置されている。５はマ
イクロ波を伝送するための導波管であり、６はＯリング
を使って真空室１を真空に保つため及びマイクロ波を導
入するための石英ガラス板である。７は処理基板８を載
置するための試料台、９は真空排気口である。
しており、真空室１の周りには軸方向に均一な磁界を得
るためのマグネットコイル４が設置されている。５はマ
イクロ波を伝送するための導波管であり、６はＯリング
を使って真空室１を真空に保つため及びマイクロ波を導
入するための石英ガラス板である。７は処理基板８を載
置するための試料台、９は真空排気口である。
以上のように構成されたマイクロ波プラズマ処理装置に
ついて以下説明する。
ついて以下説明する。
真空室１は、ガス導入口２かガスを流した状態で、約10
-3〜10-4Torrに保たれる。ガス導入口２から導入された
アルゴンガスは、マイクロ波導入口３から導入されたマ
イクロ波とマグネットコイル４による軸方向の板界（約
900ガウス）によって、電子サイクロトロン共鳴が起こ
り、10-4Torrの低圧下でも放電が生じ高密度プラズマが
生成される。この放電で生じたイオンは、両極性拡散に
よって処理基板８上に到達し、処理基板８を処理する。
-3〜10-4Torrに保たれる。ガス導入口２から導入された
アルゴンガスは、マイクロ波導入口３から導入されたマ
イクロ波とマグネットコイル４による軸方向の板界（約
900ガウス）によって、電子サイクロトロン共鳴が起こ
り、10-4Torrの低圧下でも放電が生じ高密度プラズマが
生成される。この放電で生じたイオンは、両極性拡散に
よって処理基板８上に到達し、処理基板８を処理する。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、処理基板８が大口
径化した場合、真空室１の内径も大きくしなければなら
ず、そのためマグネットコイル４も大きくしなければな
らない。真空室１内で電子サイクロトン共鳴を生じさせ
るためには、軸方向の磁界が約875ガウス必要であるた
め、マグネットコイル４の内径を大きくした場合、外径
もそれ以上大きくしなければならず、大きさが非常に大
きくなり、さらに電源の容量も非常に大きいものが必要
となる。また、マグネットコイル４の代わりに永久磁石
を使用する方法も考えられるが、真空室内に約875ガウ
スの磁場が発生するように永久磁石を設計しても真空度
によっては放電が生じないときがあり、また875ガウス
以下ではさらにそれが顕著となり、不安定性を伴ったも
のとなるという問題がある。
径化した場合、真空室１の内径も大きくしなければなら
ず、そのためマグネットコイル４も大きくしなければな
らない。真空室１内で電子サイクロトン共鳴を生じさせ
るためには、軸方向の磁界が約875ガウス必要であるた
め、マグネットコイル４の内径を大きくした場合、外径
もそれ以上大きくしなければならず、大きさが非常に大
きくなり、さらに電源の容量も非常に大きいものが必要
となる。また、マグネットコイル４の代わりに永久磁石
を使用する方法も考えられるが、真空室内に約875ガウ
スの磁場が発生するように永久磁石を設計しても真空度
によっては放電が生じないときがあり、また875ガウス
以下ではさらにそれが顕著となり、不安定性を伴ったも
のとなるという問題がある。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明のマイクロプラズ
マ方法は、ガス導入口とマイクロ波導入口を有する真空
室と、前記真空室内にマイクロ波の導入方向に磁界を印
加する磁界印加手段と、前記磁界印加手段とは別に875
ガウス以上の磁界が前記真空室内に生じるように前記真
空室のマイクロ波の導入方向と平行な方向に、対向する
磁極が異なるように真空室の外側に配置された複数の永
久磁石とを用いたマイクロ波プラズマ発生方法であっ
て、磁界印加手段で磁界を印加させ、プラズマが発生し
た時点で、磁界印加手段で印加させた磁界を切ることを
特徴とするものである。
マ方法は、ガス導入口とマイクロ波導入口を有する真空
室と、前記真空室内にマイクロ波の導入方向に磁界を印
加する磁界印加手段と、前記磁界印加手段とは別に875
ガウス以上の磁界が前記真空室内に生じるように前記真
空室のマイクロ波の導入方向と平行な方向に、対向する
磁極が異なるように真空室の外側に配置された複数の永
久磁石とを用いたマイクロ波プラズマ発生方法であっ
て、磁界印加手段で磁界を印加させ、プラズマが発生し
た時点で、磁界印加手段で印加させた磁界を切ることを
特徴とするものである。
本発明は上記した方法によって安定した放電を生じさせ
ることができる。第１図により詳しく説明する。第１図
は第４図の従来のマイクロ波プラズマ処理装置を使っ
て、試料台７の代わりにファラデーカップ（図示せず）
を置きアルゴンのイオン電流を測定したものである。マ
イクロ波の入力は500W,真空度は８×10-4Torrである。
横軸はマグネットコイル４によって生じる真空室１内の
中心軸における磁界であり、縦軸は、アルゴンイオン電
流である。図から明らかなように、磁界を０から大きく
した場合に放電を開始する磁界と、逆に放電した状態か
ら磁界を少なくした場合の放電が生じなくなる磁界とは
値が異なる。すなわち、いったん放電が生じた場合、少
し磁界を低くしても放電を維持することができるという
ことがわかる。以上のことを考慮すると、放電が可能と
なる磁界を発生する永久磁石と、マグネットコイルの両
方を備えることにより次のような利点がある。すなわ
ち、十分放電が生ずる磁界に一度マグネットコイルを印
加し、放電が生じた時点でマグネットコイルの磁界を切
るという方法で安定した放電を得ることができる。さら
に、マグネットコイルの大きさを大きくする必要もなく
また電源の容量も大きくする必要もなく、低消費電力の
装置を得ることができる。
ることができる。第１図により詳しく説明する。第１図
は第４図の従来のマイクロ波プラズマ処理装置を使っ
て、試料台７の代わりにファラデーカップ（図示せず）
を置きアルゴンのイオン電流を測定したものである。マ
イクロ波の入力は500W,真空度は８×10-4Torrである。
横軸はマグネットコイル４によって生じる真空室１内の
中心軸における磁界であり、縦軸は、アルゴンイオン電
流である。図から明らかなように、磁界を０から大きく
した場合に放電を開始する磁界と、逆に放電した状態か
ら磁界を少なくした場合の放電が生じなくなる磁界とは
値が異なる。すなわち、いったん放電が生じた場合、少
し磁界を低くしても放電を維持することができるという
ことがわかる。以上のことを考慮すると、放電が可能と
なる磁界を発生する永久磁石と、マグネットコイルの両
方を備えることにより次のような利点がある。すなわ
ち、十分放電が生ずる磁界に一度マグネットコイルを印
加し、放電が生じた時点でマグネットコイルの磁界を切
るという方法で安定した放電を得ることができる。さら
に、マグネットコイルの大きさを大きくする必要もなく
また電源の容量も大きくする必要もなく、低消費電力の
装置を得ることができる。
実施例 以下本発明の一実施例のマイクロ波プラズマ発生方法に
ついて図面を参照しながら説明する。
ついて図面を参照しながら説明する。
第２図は本発明の第１の実施例におけるマイクロ波プラ
ズマ処理装置の断面図を示すものである。
ズマ処理装置の断面図を示すものである。
第２図において、真空室10は、ガス導入口11とマイクロ
波導入口12とを有しており、真空室10の周りには軸方向
に均一な磁界を得るためのマグネットコイル13が設置さ
れている。14はマイクロ波を伝送するための導波管であ
り、15はＯリングを介して真空室10を真空に保つため及
びマイクロ波を導入するための石英ガラス板である。16
は処理基板17を載置するための試料台である。18は複数
個のリング状のコバルトサマリウムからなる永久磁石で
あり、真空室のマイクロ波導入方向と平行な方向に、対
向する磁極が異なるように真空室の外側に配置され、か
つ真空室10内に約875ガウスの磁界を発生するように設
計されている。19は真空排気口である。
波導入口12とを有しており、真空室10の周りには軸方向
に均一な磁界を得るためのマグネットコイル13が設置さ
れている。14はマイクロ波を伝送するための導波管であ
り、15はＯリングを介して真空室10を真空に保つため及
びマイクロ波を導入するための石英ガラス板である。16
は処理基板17を載置するための試料台である。18は複数
個のリング状のコバルトサマリウムからなる永久磁石で
あり、真空室のマイクロ波導入方向と平行な方向に、対
向する磁極が異なるように真空室の外側に配置され、か
つ真空室10内に約875ガウスの磁界を発生するように設
計されている。19は真空排気口である。
以上のように構成されたマイクロ波プラズマ処理装置に
おいて、真空室10は、ガス導入口11からアルゴンガスを
流した状態で約５×10-4Torrの真空に維持される。ガス
導入口11から導入されたガスは、マイクロ波導入口12か
ら導入されたマイクロ波と真空室内に約875ガウスの磁
界を発生する永久磁石18及びマグネットコイル13による
軸方向磁界によって放電する。放電が生じた時点でマグ
ネットコイル13による磁界を切る。磁界を切っても、放
電は永久磁石18の磁界及びマイクロ波によって維持さ
れ、この放電で生じたイオンが、電子とイオンの両極性
拡散によって処理基板17の方向に移動し、処理基板17を
処理する。
おいて、真空室10は、ガス導入口11からアルゴンガスを
流した状態で約５×10-4Torrの真空に維持される。ガス
導入口11から導入されたガスは、マイクロ波導入口12か
ら導入されたマイクロ波と真空室内に約875ガウスの磁
界を発生する永久磁石18及びマグネットコイル13による
軸方向磁界によって放電する。放電が生じた時点でマグ
ネットコイル13による磁界を切る。磁界を切っても、放
電は永久磁石18の磁界及びマイクロ波によって維持さ
れ、この放電で生じたイオンが、電子とイオンの両極性
拡散によって処理基板17の方向に移動し、処理基板17を
処理する。
以上のように、本実施例によれば、磁界の印加手段とし
て、永久磁石18とマグネットコイル13を用い、放電が生
じた時点でマグネットコイル13による磁界を切るという
方法により、安定した放電を得ることができる。さらに
永久磁石18を使用しているのでマグネットコイル13に印
加する電源の容量も大きくする必要もなく、マグネット
コイル13に印加するのも放電するまでであるので、低消
費電力の装置が可能となる。
て、永久磁石18とマグネットコイル13を用い、放電が生
じた時点でマグネットコイル13による磁界を切るという
方法により、安定した放電を得ることができる。さらに
永久磁石18を使用しているのでマグネットコイル13に印
加する電源の容量も大きくする必要もなく、マグネット
コイル13に印加するのも放電するまでであるので、低消
費電力の装置が可能となる。
次に、本発明の第２の実施例について第３図を参照しな
がら説明する。第２図の構成と違うところは、マイクロ
波を導入するための石英ガラス板15がなく、そのかわり
に石英ベルジャー20と、マイクロ波の放射手段として、
導波管14の側壁に設けた結合部材21を用いてアンテナ22
を固定した点である。真空はＯリングを介して石英ベル
ジャー20によって保たれる。その他の構成は第２図と全
く同じである。
がら説明する。第２図の構成と違うところは、マイクロ
波を導入するための石英ガラス板15がなく、そのかわり
に石英ベルジャー20と、マイクロ波の放射手段として、
導波管14の側壁に設けた結合部材21を用いてアンテナ22
を固定した点である。真空はＯリングを介して石英ベル
ジャー20によって保たれる。その他の構成は第２図と全
く同じである。
以上のように構成されたマイクロ波プラズマ処理装置に
おいて、第２図と同じように、真空室10はガス導入口11
からアルゴンガスを流した状態で約５×10-4Torrの真空
に維持され、ガス導入口11から導入されたガスは、アン
テナ22から放射されたマイクロ波と真空室10内のアンテ
ナ22近傍約875ガウスの磁界を発生する永久磁石18及び
マグネットコイル13による軸方向磁界によって放電す
る。放電が生じた時点でマグネットコイル13による磁界
を切る。マグネットコイル13による磁界を切っても永久
磁石18の磁界によって放電は維持され、この放電で生じ
たイオンが、電子とイオンの両極性拡散によって処理基
板17の方向に移動し、処理基板17を処理する。
おいて、第２図と同じように、真空室10はガス導入口11
からアルゴンガスを流した状態で約５×10-4Torrの真空
に維持され、ガス導入口11から導入されたガスは、アン
テナ22から放射されたマイクロ波と真空室10内のアンテ
ナ22近傍約875ガウスの磁界を発生する永久磁石18及び
マグネットコイル13による軸方向磁界によって放電す
る。放電が生じた時点でマグネットコイル13による磁界
を切る。マグネットコイル13による磁界を切っても永久
磁石18の磁界によって放電は維持され、この放電で生じ
たイオンが、電子とイオンの両極性拡散によって処理基
板17の方向に移動し、処理基板17を処理する。
以上のように本実施例によれば、磁界の印加手段とし
て、永久磁石18とマグネットコイル13を用い、放電が生
じた時点でマグネットコイル13による磁界を切るという
方法により、安定した放電を得ることができる。さらに
永久磁石18を用いているので、マグネットコイル13に印
加する電源の容量も大きくする必要もなく、またマグネ
ットコイル13に印加するのも放電するまでであるので、
低消費電力の装置が可能となる。
て、永久磁石18とマグネットコイル13を用い、放電が生
じた時点でマグネットコイル13による磁界を切るという
方法により、安定した放電を得ることができる。さらに
永久磁石18を用いているので、マグネットコイル13に印
加する電源の容量も大きくする必要もなく、またマグネ
ットコイル13に印加するのも放電するまでであるので、
低消費電力の装置が可能となる。
なお、第１と第２の実施例において、放電維持ガスとし
てアルゴンとしたが、CVD（気相成長）用ガス，エッチ
ング用ガスでもよい。
てアルゴンとしたが、CVD（気相成長）用ガス，エッチ
ング用ガスでもよい。
発明の効果 以上のように本発明は、磁界の印加手段として、永久磁
石とマグネットコイルを用い、放電した時点でマグネッ
トコイルの磁界を切るという方法により、毎回安定した
放電を得ることができる。さらにマグネットコイルは放
電を生じさせるための補助的な役目だけであるので処理
基板が大口径化しても電源の容量は大きくする必要もな
く、低消費電力の装置が可能となる。
石とマグネットコイルを用い、放電した時点でマグネッ
トコイルの磁界を切るという方法により、毎回安定した
放電を得ることができる。さらにマグネットコイルは放
電を生じさせるための補助的な役目だけであるので処理
基板が大口径化しても電源の容量は大きくする必要もな
く、低消費電力の装置が可能となる。
第１図は磁界とイオン電流の関係を示した特性図、第２
図は本発明の第１の実施例におけるマイクロ波プラズマ
処理方法を実施する装置の断面図、第３図は本発明の第
２の実施例におけるマイクロ波プラズマ処理方法を実施
する装置の断面図、第４図は従来のマイクロ波プラズマ
処理装置の断面図である。 10……真空室、11……ガス導入口、12……マイクロ波導
入口、13……マグネットコイル、18……永久磁石、20…
…石英ベルジャー、22……アンテナ。
図は本発明の第１の実施例におけるマイクロ波プラズマ
処理方法を実施する装置の断面図、第３図は本発明の第
２の実施例におけるマイクロ波プラズマ処理方法を実施
する装置の断面図、第４図は従来のマイクロ波プラズマ
処理装置の断面図である。 10……真空室、11……ガス導入口、12……マイクロ波導
入口、13……マグネットコイル、18……永久磁石、20…
…石英ベルジャー、22……アンテナ。
Claims (2)
- 【請求項１】ガス導入口とマイクロ波導入口を有する真
空室と、前記真空室内にマイクロ波の導入方向に磁界を
印加する磁界印加手段と、前記磁界印加手段とは別に87
5ガウス以上の磁界が前記真空室内に生じるように前記
真空室のマイクロ波の導入方向と平行な方向に、対向す
る磁極が異なるように真空室の外側に配置された複数の
永久磁石とを用いたマイクロ波プラズマ発生方法であっ
て、磁界印加手段で磁界を印加させ、プラズマが発生し
た時点で、磁界印加手段で印加させた磁界を切ることを
特徴とするマイクロ波プラズマ発生方法。 - 【請求項２】マイクロ波の放射手段としてアンテナを用
いる特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波プラズマ発
生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62114137A JPH0687440B2 (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | マイクロ波プラズマ発生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62114137A JPH0687440B2 (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | マイクロ波プラズマ発生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63279599A JPS63279599A (ja) | 1988-11-16 |
| JPH0687440B2 true JPH0687440B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=14630063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62114137A Expired - Lifetime JPH0687440B2 (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | マイクロ波プラズマ発生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0687440B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2805009B2 (ja) * | 1988-05-11 | 1998-09-30 | 株式会社日立製作所 | プラズマ発生装置及びプラズマ元素分析装置 |
| JPH04129133A (ja) * | 1990-09-20 | 1992-04-30 | Hitachi Ltd | イオン源及びプラズマ装置 |
| JP3020580B2 (ja) * | 1990-09-28 | 2000-03-15 | 株式会社日立製作所 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
| JPH0821476B2 (ja) * | 1993-09-20 | 1996-03-04 | ニチメン電子工研株式会社 | Ｅｃｒプラズマ発生装置 |
| JP2787006B2 (ja) * | 1995-05-10 | 1998-08-13 | 株式会社日立製作所 | 加工方法及び加工装置並びにプラズマ光源 |
| US7183514B2 (en) * | 2003-01-30 | 2007-02-27 | Axcelis Technologies, Inc. | Helix coupled remote plasma source |
-
1987
- 1987-05-11 JP JP62114137A patent/JPH0687440B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63279599A (ja) | 1988-11-16 |
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