JPH09134797A - マイクロ波プラズマ処理装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマ処理装置Info
- Publication number
- JPH09134797A JPH09134797A JP8242909A JP24290996A JPH09134797A JP H09134797 A JPH09134797 A JP H09134797A JP 8242909 A JP8242909 A JP 8242909A JP 24290996 A JP24290996 A JP 24290996A JP H09134797 A JPH09134797 A JP H09134797A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- plasma
- guide
- wave
- microwave
- 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
Links
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】低次モードのマイクロ波をプラズマ処理室に導
入し、且つ、プラズマ等によって反射されたマイクロ波
を導波管内に伝搬させることにより、高密度なプラズマ
を均一に生成を可能にする。 【構成】マグネトロン1によって発生されたマイクロ波
は、マグネトロン1に接続された矩形導波管2、変換導
波管3、円形導波管4、円形導波管5に設けられ、且
つ、低次モードのマイクロ波しか通過しない大きさに制
限されている金属製円筒6を介して、導波管下部にある
放電管8と処理室12とで構成された真空処理室にに導
入され、円形導波管5の外周に設けられたコイル7と、
処理室12に接続されたガス供給ノズル9より供給され
た処理ガスとにより、放電管8内に高密度で均一なプラ
ズマを発生させ、処理室12に設けられた試料台11に
配置してある試料10を均一にプラズマ処理することが
できる。 【効果】上記構成により高密度なプラズマを均一に生成
することができる。
入し、且つ、プラズマ等によって反射されたマイクロ波
を導波管内に伝搬させることにより、高密度なプラズマ
を均一に生成を可能にする。 【構成】マグネトロン1によって発生されたマイクロ波
は、マグネトロン1に接続された矩形導波管2、変換導
波管3、円形導波管4、円形導波管5に設けられ、且
つ、低次モードのマイクロ波しか通過しない大きさに制
限されている金属製円筒6を介して、導波管下部にある
放電管8と処理室12とで構成された真空処理室にに導
入され、円形導波管5の外周に設けられたコイル7と、
処理室12に接続されたガス供給ノズル9より供給され
た処理ガスとにより、放電管8内に高密度で均一なプラ
ズマを発生させ、処理室12に設けられた試料台11に
配置してある試料10を均一にプラズマ処理することが
できる。 【効果】上記構成により高密度なプラズマを均一に生成
することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波プラズマ処理
装置に係わり、特に半導体デバイスや光学用部品等を製
造するのに好適なマイクロ波プラズマ処理装置に関する
ものである。
装置に係わり、特に半導体デバイスや光学用部品等を製
造するのに好適なマイクロ波プラズマ処理装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来の装置は、例えば実開平2−676
37号公報に記載のように導波管内に、試料の最大寸法
より大きな金属製の筒を設け、該筒と導波管を金属材料
の仕切板で、マイクロ波の伝播方向に対して、垂直な面
内で対称性を保つように締結することにより、プラズマ
の均一化を図り、処理の均一性を向上していた。
37号公報に記載のように導波管内に、試料の最大寸法
より大きな金属製の筒を設け、該筒と導波管を金属材料
の仕切板で、マイクロ波の伝播方向に対して、垂直な面
内で対称性を保つように締結することにより、プラズマ
の均一化を図り、処理の均一性を向上していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、マ
イクロ波のカットオフについて考慮されていなかった。
すなわち、試料よりも大きな金属製の筒となっているの
で、マイクロ波は、様々なモードが自由に混在した状態
で導入され、高密度なプラズマを均一に発生できないと
いう問題があった。
イクロ波のカットオフについて考慮されていなかった。
すなわち、試料よりも大きな金属製の筒となっているの
で、マイクロ波は、様々なモードが自由に混在した状態
で導入され、高密度なプラズマを均一に発生できないと
いう問題があった。
【0004】本発明の目的は、高密度なプラズマを均一
に発生することのできるマイクロ波プラズマ処理装置を
提供することにある。
に発生することのできるマイクロ波プラズマ処理装置を
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】処理ガスが供給され設定
圧力に真空排気されるとともに、内部に試料を配置可能
な試料台を有した、真空処理室と、前記真空室の放電部
を囲む拡大された空間を有し、端部にマイクロ波発生手
段を有した導波管と、前記導波管の拡大された空間内に
設けられ、一端を前記真空処理室の放電部に対向させ、
他端を前記導波管のマイクロ波発生手段側に連結した金
属製の筒から構成することにより、達成される。
圧力に真空排気されるとともに、内部に試料を配置可能
な試料台を有した、真空処理室と、前記真空室の放電部
を囲む拡大された空間を有し、端部にマイクロ波発生手
段を有した導波管と、前記導波管の拡大された空間内に
設けられ、一端を前記真空処理室の放電部に対向させ、
他端を前記導波管のマイクロ波発生手段側に連結した金
属製の筒から構成することにより、達成される。
【0006】
【作用】導波管と金属製の筒とを連結し、金属製の筒を
プラズマ発生室に近ずけることにより、該金属製の筒に
対応した試料上の空間に対して、低次モードのマイクロ
波を主に導入することができ、これによって高密度なプ
ラズマを維持させるとともに、反射し金属製の筒を通っ
てマイクロ波源に戻るマイクロ波の量を減じて、放電管
を囲んだ導波管内で伝播させ、広範囲なプラズマ発生に
寄与させ、均一なプラズマを生成させることができる。
プラズマ発生室に近ずけることにより、該金属製の筒に
対応した試料上の空間に対して、低次モードのマイクロ
波を主に導入することができ、これによって高密度なプ
ラズマを維持させるとともに、反射し金属製の筒を通っ
てマイクロ波源に戻るマイクロ波の量を減じて、放電管
を囲んだ導波管内で伝播させ、広範囲なプラズマ発生に
寄与させ、均一なプラズマを生成させることができる。
【0007】
【実施例】本発明の一実施例を図1により説明する。
【0008】図1は、本発明のマイクロ波プラズマ処理
装置の構成を示す。マイクロ波発生手段として、マグネ
トロン1が矩形導波管2の一端に固着され、矩形導波管
2の他端より、変換導波管3、円形導波管4、円形導波
管5が接続されている。円形導波管5内には、一端は円
形導波管5に固着され、かつ多端は真空処理室に対向さ
れている金属製円筒6が設けられている。円形導波管5
の外周には、電子エレクトロン共鳴を起こすためのコイ
ル7が設けられている。円形導波管5の下部には放電管
8と、処理ガスの供給するためのガス供給ノズル9と試
料10を配置可能な試料台11が設けられた処理室12
とで構成された真空処理室が設けられている。試料台1
1には、高周波電源13によりバイアス電圧を印加して
処理を行う。真空処理室内の反応生成物や未反応ガス等
は、図示されていないが、真空排気装置により真空排気
されることにより、真空処理室内の圧力を調整できる。
装置の構成を示す。マイクロ波発生手段として、マグネ
トロン1が矩形導波管2の一端に固着され、矩形導波管
2の他端より、変換導波管3、円形導波管4、円形導波
管5が接続されている。円形導波管5内には、一端は円
形導波管5に固着され、かつ多端は真空処理室に対向さ
れている金属製円筒6が設けられている。円形導波管5
の外周には、電子エレクトロン共鳴を起こすためのコイ
ル7が設けられている。円形導波管5の下部には放電管
8と、処理ガスの供給するためのガス供給ノズル9と試
料10を配置可能な試料台11が設けられた処理室12
とで構成された真空処理室が設けられている。試料台1
1には、高周波電源13によりバイアス電圧を印加して
処理を行う。真空処理室内の反応生成物や未反応ガス等
は、図示されていないが、真空排気装置により真空排気
されることにより、真空処理室内の圧力を調整できる。
【0009】この場合、マグネトロン1は周波数2.4
5GHzのものであり、矩形導波管2はTE11モードが
伝送できる標準寸法とし、円形導波管4、金属製円筒6
は、マイクロ波の低次モードがカットオフしない(例え
ば、TE11モードの場合、72mm以下でカットオフ)
寸法である90mmとし、円形導波管5の内径寸法は2
84mmとした。マイクロ波が透過可能で真空処理室を
形成す放電管8は、石英製(この他に、アルミナ等も使
用できる。)を使用している。また、金属製円筒6の長
さは、変換導波管3の矩形のまがり部分の中心から金属
製円筒6の開放端までの距離を円形導波管4(または、
金属製円筒6)の管内波長(203mm)の約1.5倍
の309mm(但、金属製円筒6のみの長さは、103
mm)としている。
5GHzのものであり、矩形導波管2はTE11モードが
伝送できる標準寸法とし、円形導波管4、金属製円筒6
は、マイクロ波の低次モードがカットオフしない(例え
ば、TE11モードの場合、72mm以下でカットオフ)
寸法である90mmとし、円形導波管5の内径寸法は2
84mmとした。マイクロ波が透過可能で真空処理室を
形成す放電管8は、石英製(この他に、アルミナ等も使
用できる。)を使用している。また、金属製円筒6の長
さは、変換導波管3の矩形のまがり部分の中心から金属
製円筒6の開放端までの距離を円形導波管4(または、
金属製円筒6)の管内波長(203mm)の約1.5倍
の309mm(但、金属製円筒6のみの長さは、103
mm)としている。
【0010】次に、上記のように構成した装置の動作に
ついて以下説明する。マグネトロン1により発生された
マイクロ波は、矩形導波管2、変換導波管3、円形導波
管4、円形導波管5の中の金属製円筒6により放電管8
に導入される。ガス供給ノズル9により供給された処理
ガスと、マイクロ波による電界と、コイル7により生じ
た磁界との相互作用による電子サイクロトロン共鳴によ
りプラズマが発生し、試料台11上の試料10にプラズ
マ処理が行われる。
ついて以下説明する。マグネトロン1により発生された
マイクロ波は、矩形導波管2、変換導波管3、円形導波
管4、円形導波管5の中の金属製円筒6により放電管8
に導入される。ガス供給ノズル9により供給された処理
ガスと、マイクロ波による電界と、コイル7により生じ
た磁界との相互作用による電子サイクロトロン共鳴によ
りプラズマが発生し、試料台11上の試料10にプラズ
マ処理が行われる。
【0011】上記構成において、ポリシリコンのエッチ
ングを行う試料10を試料台11上に置き、処理ガスと
してCl2ガス200cc/minを処理室12に供給
し、圧力を0.67Paに保った状態で700Wのマイ
クロ波を印加し、コイル7による電子サイクロトロン共
鳴面(磁束密度が87.5mTの面を以下、ECR面と
する。)を試料10上、104mmの高さにくるように
して、放電管8内にCl2プラズマを発生させた。この
場合、図2に示すように、試料10の全面にわたって、
ほぼ均一なエッチング処理速度のエッチング処理が行わ
れた。さらに、プラズマ密度の目安となる基板に印加す
る高周波の電圧の最大値と最小値の電位差として定義す
るVppも本発明の円筒を用いた場合、従来に比べて低
く、高密度なCl2プラズマを発生していることがわか
った。
ングを行う試料10を試料台11上に置き、処理ガスと
してCl2ガス200cc/minを処理室12に供給
し、圧力を0.67Paに保った状態で700Wのマイ
クロ波を印加し、コイル7による電子サイクロトロン共
鳴面(磁束密度が87.5mTの面を以下、ECR面と
する。)を試料10上、104mmの高さにくるように
して、放電管8内にCl2プラズマを発生させた。この
場合、図2に示すように、試料10の全面にわたって、
ほぼ均一なエッチング処理速度のエッチング処理が行わ
れた。さらに、プラズマ密度の目安となる基板に印加す
る高周波の電圧の最大値と最小値の電位差として定義す
るVppも本発明の円筒を用いた場合、従来に比べて低
く、高密度なCl2プラズマを発生していることがわか
った。
【0012】これは、金属製円筒6が、特定の低次モー
ドのマイクロ波を通すことにより、高密度なプラズマを
円筒に応じた特定の位置で維持されるとともに、プラズ
マや電極等によって反射したマイクロ波が、金属製円筒
6を通ってマグネトロン1に戻るマイクロ波の量を減じ
て、放電管を囲んだ導波管内で多重反射的に伝播させ、
効率の良いプラズマ発生が行われていると考えられる。
またこの金属製円筒6の長さがプラズマの高密度化に寄
与していると考えられる。
ドのマイクロ波を通すことにより、高密度なプラズマを
円筒に応じた特定の位置で維持されるとともに、プラズ
マや電極等によって反射したマイクロ波が、金属製円筒
6を通ってマグネトロン1に戻るマイクロ波の量を減じ
て、放電管を囲んだ導波管内で多重反射的に伝播させ、
効率の良いプラズマ発生が行われていると考えられる。
またこの金属製円筒6の長さがプラズマの高密度化に寄
与していると考えられる。
【0013】これを確認するために、図1の金属製円筒
6の長さlを変化させて、基板のRFバイアスを一定に
保ったまま、放電試験を行ってみた。Cl2ガス200
cc/minを処理室12に供給し、圧力を0.67P
aに保った状態で700Wのマイクロ波を印加し、EC
R面が試料10上の104mmにもっていき、金属製円
筒の長さlを変化させて放電させたところ、図3に示す
ように長さlが約100mmのときVppがもっとも低下
しており、この金属性円筒6の長さlをプラズマの高密
度化のために最適な長さにする必要のあることがわかっ
た。
6の長さlを変化させて、基板のRFバイアスを一定に
保ったまま、放電試験を行ってみた。Cl2ガス200
cc/minを処理室12に供給し、圧力を0.67P
aに保った状態で700Wのマイクロ波を印加し、EC
R面が試料10上の104mmにもっていき、金属製円
筒の長さlを変化させて放電させたところ、図3に示す
ように長さlが約100mmのときVppがもっとも低下
しており、この金属性円筒6の長さlをプラズマの高密
度化のために最適な長さにする必要のあることがわかっ
た。
【0014】以上、本実施例によれば、金属製円筒6の
長さを約100mmに設定することにより、高密度で均
一なプラズマが生成され、試料10の全面にわたって均
一なエッチング処理を行うことができるので、試料に対
して均一に処理することができる効果がある。
長さを約100mmに設定することにより、高密度で均
一なプラズマが生成され、試料10の全面にわたって均
一なエッチング処理を行うことができるので、試料に対
して均一に処理することができる効果がある。
【0015】次に、本発明の他の実施例を図4により説
明する。
明する。
【0016】図4において、図1と同符号は同一部材を
示し、本図が図1と異なる点は放電管8を台形状にし
て、試料10に対して、マイクロ波導入となる部分を平
行にした放電管8bを用いている点である。
示し、本図が図1と異なる点は放電管8を台形状にし
て、試料10に対して、マイクロ波導入となる部分を平
行にした放電管8bを用いている点である。
【0017】また、本発明の他の実施例を図5により説
明する。
明する。
【0018】図5において、図1と同符号は同一部材を
示し、本図が図1と異なる点は、放電管部を円形導波管
14と加工の容易な円板状の放電管8cにより構成され
ている点である。
示し、本図が図1と異なる点は、放電管部を円形導波管
14と加工の容易な円板状の放電管8cにより構成され
ている点である。
【0019】図4の実施例、図5の実施例とも、放電管
の形状が変化してもマイクロ波の導入方法としては基本
的には変わらないので、同等の高密度で均一なプラズマ
を発生し、試料に対して均一な処理ができる。
の形状が変化してもマイクロ波の導入方法としては基本
的には変わらないので、同等の高密度で均一なプラズマ
を発生し、試料に対して均一な処理ができる。
【0020】尚、上記これらの実施例は円筒と円形導波
管で示したが、矩形の筒と円形導波管、矩形の筒と矩形
導波管、あるいは円筒と矩形導波管の組み合わせであっ
ても差し支えないことは言うまでもない。
管で示したが、矩形の筒と円形導波管、矩形の筒と矩形
導波管、あるいは円筒と矩形導波管の組み合わせであっ
ても差し支えないことは言うまでもない。
【0021】またマイクロ波の波長も2.45GHzに
限らず、他の周波数でも、それぞれの波長に合わせて管
径等を最適化すれば、本発明の主たる構造において何ら
かわるところはない。
限らず、他の周波数でも、それぞれの波長に合わせて管
径等を最適化すれば、本発明の主たる構造において何ら
かわるところはない。
【0022】
【発明の効果】本発明よれば、導波管と金属製の筒とを
連結し、金属製の筒をプラズマ発生室に近ずけることに
より、試料上の空間に低次モードのマイクロ波を導入す
ることにより高密度なプラズマが発生し、且つ、プラズ
マによって反射されたマイクロ波が金属製の筒を通って
マイクロ波源に戻る量を減じて放電管内に伝搬させ、広
範囲なプラズマ発生に寄与させ均一なプラズマが生成で
きるので、プラズマ処理の生産性を向上できる効果があ
る。
連結し、金属製の筒をプラズマ発生室に近ずけることに
より、試料上の空間に低次モードのマイクロ波を導入す
ることにより高密度なプラズマが発生し、且つ、プラズ
マによって反射されたマイクロ波が金属製の筒を通って
マイクロ波源に戻る量を減じて放電管内に伝搬させ、広
範囲なプラズマ発生に寄与させ均一なプラズマが生成で
きるので、プラズマ処理の生産性を向上できる効果があ
る。
【図1】本発明の一実施例であるマイクロ波プラズマ処
理装置を示す概略図である。
理装置を示す概略図である。
【図2】図1の装置によるエッチング状態を示した特性
図である。
図である。
【図3】本発明の装置における金属製円筒の長さlとV
ppの関係を示した特性図である。
ppの関係を示した特性図である。
【図4】本発明の他の実施例を示すマイクロ波プラズマ
処理装置の部分概略図である。
処理装置の部分概略図である。
【図5】本発明の他の実施例を示すマイクロ波プラズマ
処理装置の部分概略図である。
処理装置の部分概略図である。
1…マグネトロン,2…矩形導波管,3…変換導波管,
4…円形導波管,5…円形導波管,6…金属製円筒,8
…放電管,11…試料台,12…試料
4…円形導波管,5…円形導波管,6…金属製円筒,8
…放電管,11…試料台,12…試料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 直行 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内
Claims (3)
- 【請求項1】マイクロ波を用いて、プラズマを発生させ
る装置において、プラズマを発生させようとする方向
に、第1の導波管の管端が、空間に開放され、該導波管
を覆って、且つその一端が、該導波管に固着された、第
2の導波管からなる、導波管を有し、第1の導波管の開
放端は、マイクロ波導入窓に対して、適当な空隙を有し
ていることを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。 - 【請求項2】マイクロ波を用いて、プラズマを発生させ
る装置において、プラズマを発生させようとする方向
に、第1の導波管の管端が、空間に開放され、該導波管
を覆って、且つその一端が、該導波管に、マイクロ波を
シールドしつつ、摺動できるように係合してなる、導波
管を有することを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装
置。 - 【請求項3】マイクロ波を用いて、プラズマを発生させ
る装置において、プラズマを発生させようとする方向
に、第1の導波管の管端が、空間に開放され、該導波管
を覆って、且つその一端が、該導波管に、マイクロ波を
シールドしつつ、摺動できるように係合してなる、導波
管を有し、第1の導波管の開放端は、マイクロ波導入窓
に対して、適当な空隙を有していることを特徴とするマ
イクロ波プラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8242909A JPH09134797A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8242909A JPH09134797A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33837592A Division JP3256005B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09134797A true JPH09134797A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=17096025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8242909A Pending JPH09134797A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09134797A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001510939A (ja) * | 1997-07-16 | 2001-08-07 | レール・リキード・ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 表面波プラズマでガスを励起する装置 |
-
1996
- 1996-09-13 JP JP8242909A patent/JPH09134797A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001510939A (ja) * | 1997-07-16 | 2001-08-07 | レール・リキード・ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 表面波プラズマでガスを励起する装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100498584B1 (ko) | 플라즈마처리장치및플라즈마처리방법 | |
JP2006324551A (ja) | プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置 | |
JPWO2009101927A1 (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置の天板、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
JPH1074733A (ja) | 表面波プラズマ処理装置 | |
JP2001338918A (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP3787297B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
JPH09289099A (ja) | プラズマ処理方法および装置 | |
JP3774965B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP3256005B2 (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
JPH065386A (ja) | 電子サイクロトロン共鳴装置 | |
JPH09134797A (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
US6388624B1 (en) | Parallel-planar plasma processing apparatus | |
JPH09120959A (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
JPH09129620A (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
JP2595128B2 (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
JPH05129095A (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP3156492B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
JP2001167900A (ja) | プラズマ処理装置 | |
JPH10294199A (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
JP3082331B2 (ja) | 半導体製造装置および半導体装置の製造方法 | |
JP2001326216A (ja) | プラズマ処理装置 | |
JP4616951B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
JPH11193466A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
JP2548785B2 (ja) | 電子サイクロトロン共鳴プラズマの化学蒸着装置 | |
JPH01296599A (ja) | Ecrプラズマ発生装置 |