JPH01236938A - プラズマ発生装置 - Google Patents
プラズマ発生装置Info
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- JPH01236938A JPH01236938A JP6543888A JP6543888A JPH01236938A JP H01236938 A JPH01236938 A JP H01236938A JP 6543888 A JP6543888 A JP 6543888A JP 6543888 A JP6543888 A JP 6543888A JP H01236938 A JPH01236938 A JP H01236938A
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- Pending
Links
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/087—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
- B01J19/088—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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〕
この発明は、電子ビーム励起によりプラズマを生成し、
これを薄膜形成やエンチング処理に用いるプラズマ発生
装置に関するものである。
これを薄膜形成やエンチング処理に用いるプラズマ発生
装置に関するものである。
従来の電子ビーム励起によるプラズマ発生装置を第４図
に示す。同図において３０はチャンバであり、このチャ
ンバ３０の一端に不活性ガス（たとえばＡｒガス等）を
導入するノズル３１を有する陰極Ｓ、が、他端にはター
ゲット３２がそれぞれ設けられる。ノズル３１とターゲ
ット３２との間には複数の電極５ｌ−８４が設けられる
。また、第４図において、３７は原料ガス導入管、３８
．３９は排気口である。
に示す。同図において３０はチャンバであり、このチャ
ンバ３０の一端に不活性ガス（たとえばＡｒガス等）を
導入するノズル３１を有する陰極Ｓ、が、他端にはター
ゲット３２がそれぞれ設けられる。ノズル３１とターゲ
ット３２との間には複数の電極５ｌ−８４が設けられる
。また、第４図において、３７は原料ガス導入管、３８
．３９は排気口である。
かかるプラズマ発生装置においては、陰極Ｓ０のノズル
３１から不活性ガスが導入され、陰掻Ｓ０と、接地電位
に固定された電極Ｓ、との間で放電が起こって電子を生
成し、電極Ｓｓ、 Ｓ−より電子ビームの引き出しを行
う、電子ビームは反応域３３に引き出され、原料ガス導
入管３７にて導入されたガスとの衝突ｔｍによりプラズ
マが生成される。
３１から不活性ガスが導入され、陰掻Ｓ０と、接地電位
に固定された電極Ｓ、との間で放電が起こって電子を生
成し、電極Ｓｓ、 Ｓ−より電子ビームの引き出しを行
う、電子ビームは反応域３３に引き出され、原料ガス導
入管３７にて導入されたガスとの衝突ｔｍによりプラズ
マが生成される。
このプラズマをターゲット３２に照射することにより、
たとえば原料ガスに塩素ガスを用いるとＳｉエツチング
が可能であり、また５ｉＨａまたはこれと窒素ガスとの
混合ガス等を用いることで薄膜形成も可能となる。
たとえば原料ガスに塩素ガスを用いるとＳｉエツチング
が可能であり、また５ｉＨａまたはこれと窒素ガスとの
混合ガス等を用いることで薄膜形成も可能となる。
このプラズマ発生装置においては、ターゲット３２に照
射されるプラズマの輸送エネルギーは電極Ｓ４とターゲ
ット３２との間の電位差により決定されるため、ターゲ
ット３２上に到達するイオンのエネルギーを小さくする
ことができ、１ＯｅＶ以下も可能である。このため、エ
ンチングに際しては微細加工が可能で表面または膜への
損傷が小さくなるという利点がある。
射されるプラズマの輸送エネルギーは電極Ｓ４とターゲ
ット３２との間の電位差により決定されるため、ターゲ
ット３２上に到達するイオンのエネルギーを小さくする
ことができ、１ＯｅＶ以下も可能である。このため、エ
ンチングに際しては微細加工が可能で表面または膜への
損傷が小さくなるという利点がある。
上記電極Ｓ１〜Ｓ、は中央に貫通孔を設けた円板で構成
された、いわゆる単孔式であるため、照射される領域が
限られ、したがって処理面積が小さいという問題があっ
た。
された、いわゆる単孔式であるため、照射される領域が
限られ、したがって処理面積が小さいという問題があっ
た。
したがって、この発明の目的は、均一でかつ大面積処理
が可能なプラズマ発生装置を提供することである。
が可能なプラズマ発生装置を提供することである。
［課題を解決するための手段］
この発明のプラズマ発生装置は、チャンバ内のガス導入
口からターゲットに到るまでの各ｂＢ域（ソースプラズ
マ発生域、加速域および反応域）間にそれぞれ設けた電
極の周縁を前記チャンバの内壁面に取付け、電極のほぼ
全表面を電子の通過を許容する多孔性またはメツシュ状
で構成したものである。
口からターゲットに到るまでの各ｂＢ域（ソースプラズ
マ発生域、加速域および反応域）間にそれぞれ設けた電
極の周縁を前記チャンバの内壁面に取付け、電極のほぼ
全表面を電子の通過を許容する多孔性またはメツシュ状
で構成したものである。
その際、少なくともソースプラズマ発生域のチャンバ外
周には、その周方向に？ｊｌ数の磁石を配列して、ソー
スプラズマ発生域内にカスプ磁場を形成させる。
周には、その周方向に？ｊｌ数の磁石を配列して、ソー
スプラズマ発生域内にカスプ磁場を形成させる。
また、前記ターゲットには、高周波を重畳させた直流バ
イアスが印加される。
イアスが印加される。
この発明によれば、チャンバ内の各電極が多孔性または
メツシュ状で構成されているため、イオンビームの均一
性がよくかつ一度に大面積の処理（３膜形成またはエツ
チング）が可能となる。
メツシュ状で構成されているため、イオンビームの均一
性がよくかつ一度に大面積の処理（３膜形成またはエツ
チング）が可能となる。
また、電子ビーム励起によるプラズマ生成であるので、
イオンの輸送エネルギーを小さくすることができるため
に、薄膜形成、エツチングのいずれの場合も表面（また
は膜）への損傷をきわめて小さくすることができる。
イオンの輸送エネルギーを小さくすることができるため
に、薄膜形成、エツチングのいずれの場合も表面（また
は膜）への損傷をきわめて小さくすることができる。
このとき、ソースプラズマ発生域の外周に複数の磁石を
配列し、ソースプラズマ発生域にカスプ磁場を形成させ
るようにすると、プラズマの閉し込め作用を発揮し、ソ
ースプラズマの密度を高めることができる。
配列し、ソースプラズマ発生域にカスプ磁場を形成させ
るようにすると、プラズマの閉し込め作用を発揮し、ソ
ースプラズマの密度を高めることができる。
さらに、ターゲットへの直流バイアスに高周波を重畳さ
せることにより、ターゲットの基板や膜が絶縁物である
場合に、表面の電位を安定させることができる。
せることにより、ターゲットの基板や膜が絶縁物である
場合に、表面の電位を安定させることができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す概略断面図である。
第１図において、１はチャンバ、２は電極保持用の絶縁
がいし、３はＡｒ、Ｋｒガス等の不活性ガス導入ノズル
、４はターゲット、８は原料ガスの導入管である。チャ
ンバ１内は不活性ガス導入ノズル３からターゲット４に
向かってソースプラズマ発生域Ａ、第１加速域Ｂ、第２
加速域Ｃ１反応域りに区分され、各領域間に１ｔｆｆｉ
５． ６゜７が設けられる。第２加速域Ｃおよび反応域
りにはそれぞれ排気口１０．１１が設けられる。また、
第１図において、矢印Ｅは磁界方向を示している。
がいし、３はＡｒ、Ｋｒガス等の不活性ガス導入ノズル
、４はターゲット、８は原料ガスの導入管である。チャ
ンバ１内は不活性ガス導入ノズル３からターゲット４に
向かってソースプラズマ発生域Ａ、第１加速域Ｂ、第２
加速域Ｃ１反応域りに区分され、各領域間に１ｔｆｆｉ
５． ６゜７が設けられる。第２加速域Ｃおよび反応域
りにはそれぞれ排気口１０．１１が設けられる。また、
第１図において、矢印Ｅは磁界方向を示している。
各電極５，６．７はそのほぼ全面が多孔式マルチアパー
チャ型で構成され、電子の通過を許容するようにしてい
る。
チャ型で構成され、電子の通過を許容するようにしてい
る。
また、ソースプラズマ発生域Ａおよび第１加速域Ｂのチ
ャンバｌの外周には、第２図に示すように、その周方向
に複数の磁石９が配置される。
ャンバｌの外周には、第２図に示すように、その周方向
に複数の磁石９が配置される。
以下、この実施例の動作を説明する。ソースプラズマ発
生域Ａでは、不活性ガスを導入し、導入ノズル３と電極
５との間の放電によりソースプラズマが生成される。ソ
ースプラズマには導入ガスの正イオンおよび電子ｅが含
まれるが、電極５に負バイアスすることで電子のみが引
き出される。
生域Ａでは、不活性ガスを導入し、導入ノズル３と電極
５との間の放電によりソースプラズマが生成される。ソ
ースプラズマには導入ガスの正イオンおよび電子ｅが含
まれるが、電極５に負バイアスすることで電子のみが引
き出される。
ついで、電子は電極６．７を経て加速され、反応域りに
引き出される。一方、原料ガス導入管８によって反応域
り内に原料ガスが導入され、引き出された電子との衝突
電離によりプラズマが生成される。このプラズマがター
ゲット４の表面の試料（図示せず）へ照射される。
引き出される。一方、原料ガス導入管８によって反応域
り内に原料ガスが導入され、引き出された電子との衝突
電離によりプラズマが生成される。このプラズマがター
ゲット４の表面の試料（図示せず）へ照射される。
このとき、プラズマの輸送エネルギーは？Ｈｉ７とター
ゲット４間の電位差により決定されため、試料上へ到達
するイオンのエネルギーを小さくすることができる。ま
た、加速域が第１加速域Ｂと第２加速域Ｃとに区分され
ているため、電子の引き出しエネルギーの可変を細かく
設定できる。
ゲット４間の電位差により決定されため、試料上へ到達
するイオンのエネルギーを小さくすることができる。ま
た、加速域が第１加速域Ｂと第２加速域Ｃとに区分され
ているため、電子の引き出しエネルギーの可変を細かく
設定できる。
かかるプラズマ発生装置においては、電極５゜６．７が
多孔式であるので、ターゲット上のイオンの分布密度が
均一であり、かつ大面積の処理が可能となる。
多孔式であるので、ターゲット上のイオンの分布密度が
均一であり、かつ大面積の処理が可能となる。
なお、第３図に示すように、ターゲット４に高周波を重
畳させるようにしてもよい。
畳させるようにしてもよい。
また、前記電極５〜７はメツシュ型や水冷式多孔電極な
どを使用して同様の効果が得られる。
どを使用して同様の効果が得られる。
この発明によれば、チャンバ内の各電極が多孔性または
メンシェ状で構成されているため、イオンビームの均一
性がよくかつ一度に大面積の処理（薄膜形成またはエツ
チング）が可能となる。
メンシェ状で構成されているため、イオンビームの均一
性がよくかつ一度に大面積の処理（薄膜形成またはエツ
チング）が可能となる。
また、ソースプラズマ発生域の外周に複数の磁石を配列
し、ソースプラズマ発生域にカスプ磁場を形成させるこ
とにより、ソースプラズマの密度を高めることができる
。
し、ソースプラズマ発生域にカスプ磁場を形成させるこ
とにより、ソースプラズマの密度を高めることができる
。
さらに、ターゲットへの直流バイアスに高周波を重畳さ
せることにより、ターゲットの基板や膜が絶縁物である
場合に、表面の電位を安定させ、均一な処理が可能とな
る。
せることにより、ターゲットの基板や膜が絶縁物である
場合に、表面の電位を安定させ、均一な処理が可能とな
る。
第１図はこの発明の一実施例の概略断面図、第２図はチ
ャンバ外周の磁石によって形成される磁界分布を示す説
明図、第３図は高周波を重畳させる例を示す部分断面図
、第４図は従来のプラズマ発生装置の概略断面図である
。 ｌ、３０−チャンバ、３−不活性ガス導入ノズル、４．
３２−ターゲット、５〜７．８１〜Ｓ４電極、８． ３
’ｌ−原料ガス導入管、９−磁石、Ａ−ソースプラズマ
発生域、Ｂ−第１加速域、Ｃ−第２加速域、Ｄ−反応域 １−今ヤン１マ ８−−−ぷ科力゛ス
傳Ｘ管第１図
ャンバ外周の磁石によって形成される磁界分布を示す説
明図、第３図は高周波を重畳させる例を示す部分断面図
、第４図は従来のプラズマ発生装置の概略断面図である
。 ｌ、３０−チャンバ、３−不活性ガス導入ノズル、４．
３２−ターゲット、５〜７．８１〜Ｓ４電極、８． ３
’ｌ−原料ガス導入管、９−磁石、Ａ−ソースプラズマ
発生域、Ｂ−第１加速域、Ｃ−第２加速域、Ｄ−反応域 １−今ヤン１マ ８−−−ぷ科力゛ス
傳Ｘ管第１図
Claims (3)
- （１）チャンバ内の一端に設けたガス導入口から他端に
設けたターゲットに到るまでの領域が順にソースプラズ
マ発生域、加速域および反応域に区分され、各領域間に
それぞれ電極を設け、前記反応域に電子との衝突電離作
用によりプラズマを生成する原料ガスの導入管が接続さ
れたプラズマ発生装置において、 前記電極が前記チャンバの内壁面に周縁が取付けられほ
ぼ全表面にわたって電子の通過を許容する多孔性または
メッシュ状の電極であることを特徴とするプラズマ発生
装置。 - （２）少なくとも前記ソースプラズマ発生域のチャンバ
外周にその周方向に複数の磁石を配列し、前記ソースプ
ラズマ発生域にカスプ磁場を形成させた特許請求の範囲
第（１）項記載のプラズマ発生装置。 - （３）前記ターゲットに、高周波を重畳させた直流バイ
アスを印加した特許請求の範囲第（１）項記載のプラズ
マ発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6543888A JPH01236938A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | プラズマ発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6543888A JPH01236938A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | プラズマ発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01236938A true JPH01236938A (ja) | 1989-09-21 |
Family
ID=13287131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6543888A Pending JPH01236938A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | プラズマ発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01236938A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998058731A3 (en) * | 1997-06-20 | 1999-05-27 | Flowgenix Corp | Apparatus for exposing substrates to gas-phase radicals |
-
1988
- 1988-03-17 JP JP6543888A patent/JPH01236938A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998058731A3 (en) * | 1997-06-20 | 1999-05-27 | Flowgenix Corp | Apparatus for exposing substrates to gas-phase radicals |
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