JPH0320468A - Microwave treating device having magnetic field - Google Patents
Microwave treating device having magnetic fieldInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「発明の利用分野」
本発明は、有磁場マイクロ波処理装置に関わるもので、
CVD装置またはエッチング装置として用いるものであ
る.
「従来の技術」
従来、マイクロ波処理装置としては、松尾誠太郎氏によ
るイオンシャワー装if (特開[57−133636
,特開昭55−141729)が知られている。これは
発散磁場を用いるECR(電子サイクロトロン共鳴)処
理装置として知られる。これは第2図にその1例を示し
ているが、マイクロ波エネルギを導波管(34)でプラ
ズマ生威室(l9)に導きここに磁場(17)を加えた
ものである.このプラズマはオリフィス(31)で閉じ
られ、その中央部にプラズマ引出し窓(32)を有する
。ここから20〜30cmもの離れたところに磁場を発
散(29)させこの発散させた磁場に対抗してホルダ(
13)上に基板(1)を配設したものである。即ち、プ
ラズマ発生室より離れた位置の反応室(33)に処理を
有する基板を配設し、気体の平均自由距離の長い0.0
03torrまたはそれ以下の低い圧力下にて、プラズ
マ引き出し窓より放出されたプラズマを磁界(29〉の
誘導で基板上に導き所定の処理を行わんとするものであ
る。即ちプラズマ発生室(19〉をマイクロ波エネルギ
および反応性気体にとって開空間として扱うものであっ
た。 また有磁場マイクロ波Cvロ装置として、本出願
人により多くのCvロ装置が提案されている。しかしこ
のマイクロ波出力′はたかだか0.5KWまでであり、
2〜IOK−と強いエネルギを基板に供給し、プラズマ
処理をするため、マイクロ波エネルギにとって実質的な
閉空間を積極的に具現し、反応性気体にとっては間空間
を具備する方式の技術提案はなかった。[Detailed Description of the Invention] "Field of Application of the Invention" The present invention relates to a magnetic field microwave processing device,
It is used as a CVD device or etching device. ``Prior art'' Conventionally, as a microwave processing device, the ion shower device if (Unexamined Japanese Patent Application [57-133636] by Seitaro Matsuo
, JP-A-55-141729) is known. This is known as an ECR (electron cyclotron resonance) processing device that uses a divergent magnetic field. An example of this is shown in Figure 2, in which microwave energy is guided into the plasma growth chamber (19) through a waveguide (34) and a magnetic field (17) is applied there. This plasma is closed by an orifice (31) and has a plasma extraction window (32) in its center. A magnetic field is emitted at a distance of 20 to 30 cm from here (29), and the holder (
13) A substrate (1) is disposed thereon. That is, the substrate to be treated is placed in the reaction chamber (33) located away from the plasma generation chamber, and the gas has a long mean free distance of 0.0
Under a low pressure of 0.3 torr or less, plasma emitted from a plasma extraction window is guided onto a substrate by a magnetic field (29) to perform a predetermined process. That is, a plasma generation chamber (19) was treated as an open space for microwave energy and reactive gases.The applicant has also proposed many Cv-ro devices as magnetic field microwave Cv-ro devices.However, this microwave output' is Up to 0.5KW at most,
In order to supply strong energy of 2~IOK- to the substrate and perform plasma processing, a technical proposal for a method that actively creates a substantially closed space for microwave energy and provides an interspace for reactive gases is proposed. There wasn't.
また有磁場マイクロ波エッチング法において、直流また
は高周波のバイアスを加えエッチングする方法が本出願
人によりなされている。(特公昭63 − 44827
昭和60年10月14日出願)しかしこの発明において
も、本発明人が示す閉空間にマイクロ波を閉じこめ、こ
こで高密度のプラズマを発生させ、基板上面に異方性エ
ッチングを積極的に用いる方法は示されていない。Furthermore, in the magnetic field microwave etching method, the present applicant has developed a method in which direct current or high frequency bias is applied for etching. (Tokuko Showa 63-44827
(filed on October 14, 1985) However, in this invention, microwaves are confined in the closed space proposed by the present inventor, high-density plasma is generated there, and anisotropic etching is actively applied to the upper surface of the substrate. No method is shown.
「従来技術の問題点」
電子装置として、高エネルギのプラズマ密度を必要とす
る有磁場マイクロ波エネルギを必要とする代表的なCV
D膜の応用として、ダイヤモンド被膜を形或する例が知
られている。このダイヤモンド被膜を大面積に均一な厚
さを有しかつ均質に大きい戒長速度で形成することが必
要な条件である。``Problems with the prior art'' As an electronic device, a typical CV that requires magnetic field microwave energy that requires high-energy plasma density.
As an application of the D film, an example of forming a diamond film is known. It is necessary to form this diamond coating uniformly over a large area with a uniform thickness and at a high speed.
従来公知の方法としては、有磁場マイクロ波CVD装置
を用いる方法がある。これにおいて、強いマイクロ波エ
ネルギを供給すると、円筒状の反応室に供給された反応
性気体がプラズマ化され、この反応性気体の多くが排気
系に放出されて、結果としてマイクロ波エネルギの損失
を促してしまった。このため、発散磁場を用いるECR
方式においては、マイクロ波エネルギを閉空間に閉じ込
め、そこを反応室として強いマイクロ波エネルギを基板
上に供給しようとする技術思想がまったくなかった。As a conventionally known method, there is a method using a magnetic field microwave CVD apparatus. In this case, when strong microwave energy is supplied, the reactive gas supplied to the cylindrical reaction chamber is turned into plasma, and much of this reactive gas is released into the exhaust system, resulting in a loss of microwave energy. I urged her. For this reason, ECR using a divergent magnetic field
In this method, there was no technical concept of confining microwave energy in a closed space and using the space as a reaction chamber to supply strong microwave energy onto the substrate.
またこの発rP1.磁場方式では、CvD法においては
中央部と周辺部との戒膜の厚さが異なる。またエッチン
グを行うとすると、微細パターンの精度が周辺部で悪く
なり、垂直方向のエッチングが不可能であるという欠点
を有していた。Also, this release rP1. In the magnetic field method, in the CvD method, the thickness of the membrane is different between the central part and the peripheral part. Further, if etching is performed, the precision of the fine pattern deteriorates in the peripheral area, and vertical etching is impossible.
「発明の目的」
本発明は、かかる欠点を解消した有磁場マイクロ波処理
装置に関するものである。``Object of the Invention'' The present invention relates to a magnetic field microwave processing device that eliminates such drawbacks.
有磁場マイクロ波CVD装置または有磁場マイクロ波エ
ッチング装置を用い、大面積に均一な厚さで高い威膜速
度で高品質の被膜を形威させ得るものである。Using a magnetic field microwave CVD device or a magnetic field microwave etching device, it is possible to form a high-quality film with a uniform thickness over a large area and at a high deposition rate.
さらに1μm以下の巾の微細パターンのプラズマエッチ
ングにおいても、円形基板の周辺部および中央部でパタ
ーンの切れを均一にせしめんとしたものである。Furthermore, even in plasma etching of fine patterns with a width of 1 μm or less, the pattern is intended to be cut uniformly at the periphery and center of the circular substrate.
その応用は単にダイヤモンドをCVD法で形成するのみ
でなく、高速度のサブミクロンの有磁場バイアスプラズ
マエッチング法に対しても有効となさしめたものである
。The application thereof is not only to simply form diamond using the CVD method, but also to a high-speed submicron magnetic field bias plasma etching method.
「発明の構或」
本発明は、有磁場マイクロ波処理装置において、マイク
ロ波が導入される反応室を電磁エネルギとしては閉空間
または実質的に閉空間として、同時に反応性気体にとっ
ては間空間とするためのものである。``Structure of the Invention'' The present invention provides a magnetic field microwave processing device in which a reaction chamber into which microwaves are introduced is a closed space or a substantially closed space for electromagnetic energy, and at the same time an interspace for reactive gases. It is for the purpose of
本発明の反応室は従来例におけるプラズマ生戒室と反応
室とを一体化した構成を有する。The reaction chamber of the present invention has a configuration in which the plasma feeding chamber and the reaction chamber in the conventional example are integrated.
そのため、反応空間の内径に対し、基板を保持するホル
ダを概略同一形状を有し、かつその寸法を若干小さめに
構威させた。その反応空間内壁とホルダとの距離はマイ
クロ波の波長の174またはそれ以下とした。Therefore, the holder for holding the substrate has approximately the same shape and its dimensions are slightly smaller than the inner diameter of the reaction space. The distance between the inner wall of the reaction space and the holder was set to 174 wavelengths of microwaves or less.
本発明の応用としてCVD法においては、反応後の不要
気体を外部に放出しつつも、反応生成物は基板の処理面
上に周辺部も中心部も同じ厚さを有しかつ高品質に形戒
せんとしたものである。その代表例が有電磁場閉空間方
式のダイヤモンド戒膜装置である。As an application of the present invention, in the CVD method, unnecessary gases after the reaction are released to the outside, while the reaction products are formed on the processed surface of the substrate with the same thickness at the periphery and the center and with high quality. This is what I wanted to warn you about. A typical example is the electromagnetic field closed space type diamond membrane device.
有磁場エッチングの場合も、発散磁場を用いる従来のE
CR方式よりもl桁以上も高い圧力の0.01〜10t
orrとしてエッチング速度を5倍以上とし、かつサブ
某クロンのバターニングを可能とせしめたものである。In the case of magnetic field etching, conventional E etching using a divergent magnetic field is also used.
0.01-10t with pressure more than one order of magnitude higher than the CR method
The etching rate is increased by 5 times or more as orr, and it is possible to perform sub-certain pattern patterning.
本発明において、反応空間は円筒状を有し、その筒の一
端部よりマイクロ波エネルギが供給され、またその他端
部に処理面を有するホルダを具備し、互いに向き合う(
対抗する)ように配設する。このホルダと反応室とは概
略同一形状を有し、かつ少し寸法を小さくし、その隙間
よりマイクロ波エネルギは外部(後方)に放出させず、
不要反応性気体はプラズマ状態を消滅させて中性気体と
して放出させている。その間隔をマイクロ波の波長の1
74またはそれ以下とすることにより、気体を反応空間
で層流とした時の平均流速を5〜600cm/秒、好ま
しくは20〜200 cta/秒の範囲とし得、反応圧
力も0.03〜10torrとして、反応性気体を有効
にプラズマ化するためのマイクロ波エネルギを供給でき
るようにした。In the present invention, the reaction space has a cylindrical shape, microwave energy is supplied from one end of the cylinder, and a holder having a processing surface is provided at the other end, facing each other (
(to oppose). The holder and the reaction chamber have approximately the same shape and are slightly smaller in size, so that the microwave energy is not released to the outside (rearward) through the gap between them.
Unnecessary reactive gases are released as neutral gases by extinguishing the plasma state. The interval is 1 microwave wavelength
74 or less, the average flow velocity when the gas is made into a laminar flow in the reaction space can be in the range of 5 to 600 cm/sec, preferably 20 to 200 cta/sec, and the reaction pressure can also be 0.03 to 10 torr. As a result, it is now possible to supply microwave energy to effectively convert reactive gases into plasma.
以下に本発明を実施例に従って記す。The present invention will be described below according to examples.
「実施例l」
本発明において、有磁場マイクロ波処理装置の概要を第
1図に示す。"Example 1" In the present invention, an outline of a magnetic field microwave processing apparatus is shown in FIG.
ホルダ(13)上に配設された処理面を有する基板(1
)を有磁場マイクロ波プラズマCVD装置 (以下単に
プラズマCVD装置ともいう)内に配設した。A substrate (1) having a processing surface disposed on a holder (13).
) was installed in a magnetic field microwave plasma CVD apparatus (hereinafter also simply referred to as plasma CVD apparatus).
このプラズマCVO装置は、1〜5 Gllz例えば2
.45Gllzの周波数(波長12.25cm)を用い
て、反応室(19)は円筒状を有し、その内径は170
mmを有している。This plasma CVO device has 1 to 5 Gllz, for example 2
.. Using a frequency of 45 Gllz (wavelength 12.25 cm), the reaction chamber (19) has a cylindrical shape, and its inner diameter is 170 cm.
It has mm.
矢印の方向のガス流(20)で平均流速は容器内が層流
と仮定し、全供給気体流量をこの内径面積で割った値と
して示している。このマイクロ波エネルギを最大10κ
Wまで、マイクロ波発振H(18),アテニュエイタ(
16) .石英窓(15)より反応室(19)に加える
ことができる。又、磁場(17), (17’)でヘル
ムホルッコイルを用い、875ガウスの共鳴面を基板ま
たはその近傍に構或せしめるようにした。In the gas flow (20) in the direction of the arrow, the average flow velocity is assumed to be a laminar flow inside the container, and is shown as a value obtained by dividing the total supply gas flow rate by this inner diameter area. This microwave energy can be up to 10κ
up to W, microwave oscillation H (18), attenuator (
16). It can be added to the reaction chamber (19) through the quartz window (15). In addition, Helmholck coils were used in the magnetic fields (17) and (17') to create a resonance surface of 875 Gauss on or near the substrate.
反応室(19)内部には、2〜6インチ、代表的には4
インチの円形の基板〈1)をホルダ(13)に基板おさ
え(14〉で押さえて配設させた。Inside the reaction chamber (19) is a 2 to 6 inch, typically 4
An inch circular substrate (1) was placed in a holder (13) while being held down by a substrate presser (14).
ホルダ(13)の外径は(ここでは140mm)反応室
の内径に対して(2B−1)の如くに、波長(λ)の1
74(30.6mmに相当)またはそれ以下の3〜30
IIIl例えば15mmと近接させた。ホルダの厚さ(
2B−2)は10〜50mmとした。それは石英窓〈I
5)より導入されたマイクロ波がこの隙間(28−1)
より後方に漏洩し、反応に関与せずむだになることを防
ぐためである。The outer diameter of the holder (13) (here 140 mm) is 1 of the wavelength (λ) as shown in (2B-1) with respect to the inner diameter of the reaction chamber.
74 (equivalent to 30.6mm) or less 3-30
IIIl, for example, 15 mm. Holder thickness (
2B-2) was set to 10 to 50 mm. It is a quartz window〈I
5) The microwave introduced from this gap (28-1)
This is to prevent it from leaking further backwards and being wasted without being involved in the reaction.
かくして反応室は円筒状を有し、かつ円筒状の基板ホル
ダによりマイクロ波にとっては実質的に閉じられた反応
空間(反応後、不要気体は内壁またはホルダと衝突し中
性化され、この隙間(28−1)より後方の排気系に放
出される)を作り、導入されたマイクロ波の反応室(1
9)での共振を良好にとりやすくするとともに、反射を
5χ以下にすることができる。また反応室およびホルダ
゜が゜ともに同一形状かつ同心(中心が同じ)であるた
め、基板位置移動機構〈12)で反応炉内での成膜に最
適な位置を調節させ得る。Thus, the reaction chamber has a cylindrical shape, and the reaction space is substantially closed for microwaves by the cylindrical substrate holder (after the reaction, unnecessary gas collides with the inner wall or the holder and is neutralized, and this gap ( 28-1) to the rear exhaust system) and the introduced microwave reaction chamber (1).
9), it is possible to obtain good resonance and to reduce reflection to 5χ or less. Further, since the reaction chamber and the holder are both of the same shape and concentric (same center), the optimum position for film formation within the reactor can be adjusted by the substrate position moving mechanism (12).
排気系は、圧力調整バルブとストップバルブを兼ねたバ
ルブ(25)、広域ターボ分子ボンブ(26)、荒引ポ
ンプ(27)よりなっている。ターボ分子ポンプを用い
るため、反応容器内の気体の流速を0.Itorrで6
0cm/秒と高くすることができた。圧力調整バルプ(
25)を用いると、反応室(19)内での流速(20)
として5 〜600ca+/秒を得られ、特に20〜2
00cm/秒が最適であった。The exhaust system consists of a valve (25) that serves as a pressure adjustment valve and a stop valve, a wide area turbo molecular bomb (26), and a roughing pump (27). Since a turbo-molecular pump is used, the gas flow rate in the reaction vessel is set to 0. 6 at Itorr
It was possible to increase the speed to 0 cm/sec. Pressure adjustment valve (
25), the flow rate (20) in the reaction chamber (19)
5 to 600ca+/sec, especially 20 to 2
00 cm/sec was optimal.
さらに初期真空引きも10−’〜10−’torrまで
広域ターボ分子ポンプを用いて行った。Furthermore, the initial evacuation was performed to 10-' to 10-' torr using a wide range turbo molecular pump.
この後これらに対し、ドーピング系(21) . (2
2) ,(23) . (24)を用いて反応性気体、
キャリアガスを導入した。After this, for these, the doping system (21). (2
2) , (23) . Reactive gas using (24),
Carrier gas was introduced.
ホルダ(13)の大きさを外径を140mm φより1
20fflmφ、loo■ φ、80mmφと、取り替
えて実験した。The size of the holder (13) is 1 from the outer diameter of 140mm φ.
An experiment was conducted by replacing the diameters of 20fflmφ, loo■φ, and 80mmφ.
この時間隔(2B−1)は15n+m. 25mm,
351mm, 45mmと大きくなる。しかしl/4
λ(30.6mm)をこえたところから急にアテニュエ
イタの調整がとりにくく有効にマイクロ波出力が反応気
体に導入できなくなり、間隔が45mmのときはこの反
応室全体の空間を考慮して調整をしなければならず、別
のプロセス条件になってしまった。This time interval (2B-1) is 15n+m. 25mm,
It becomes larger at 351mm and 45mm. But l/4
When the distance exceeds λ (30.6 mm), it becomes difficult to adjust the attenuator and it becomes impossible to effectively introduce the microwave output into the reaction gas. This resulted in different process conditions.
「実施例2」
この実施例は実施例1を用いてプラズマCVD法で被膜
を形成した場合である。即ち反応室内径l70n+mφ
、ホルダ外径140mmφ、間隔15llII+とした
場合である。この被膜として高いマイクロ波エネルギを
供給し、高速戒膜が可能な有効なダイヤモンドを成膜さ
せた。ドーピング系からメチルアルコル(CHユ011
)またはエチルアルコール(CJsOFl)等のアルコ
ール(22)をIOOCC/分の濃度の水素(21)で
40〜200体積!(100体積χが水素と同量に対応
)に希釈して導入した。基板は4インチ珪素ウエハを用
いた.
成膜中の圧力は、0.03〜3 torr、代表的には
0.1〜1torr例えばQ.25torrとした。2
.2KG(キロガウス)の磁場を加え、基板の位置また
はその近傍が875ガウスとなるようにした。マイクロ
波は2.45GIIzの周波数を用い、そのマイクロ波
圧力として2〜IOKWを加え、このマイクロ波の電磁
エネルギ自身で基板の温度を200〜1000゜C、例
えば800゜Cとした。加熱不足の場合はホルダを補助
加熱して適温にするように調整した。するとこのマイク
ロ波エネルギで分解されプラズマ化したアルコル中の炭
素は、基板上に成長して、単結晶のダイヤモンド(ダイ
ヤモンドの自形而を有する)を威長させることができる
。同時にこのダイヤモンド以外にグラファイト或分も形
威されるが、これは活性気体中に存在する011基と反
応して、炭酸ガスまたはメタンガスとして再気化し、結
果として結晶化した炭素即ちダイヤモンドを0.5〜5
μm例えば平均厚さ1.3μm(威膜時間2時間)で従
来公知のECR方法に比べて10〜30倍の速度で戒長
をさせることができた。"Example 2" This example is a case where a film was formed using the plasma CVD method using Example 1. That is, the inner diameter of the reaction chamber l70n+mφ
, when the holder outer diameter is 140 mmφ and the interval is 15llII+. As this coating, we supplied high microwave energy to form an effective diamond film that can be formed at high speed. Methyl alcohol (CHU011) from doping system
) or alcohol (22) such as ethyl alcohol (CJsOFl) with 40 to 200 volumes of hydrogen (21) at a concentration of IOOCC/min! (100 volumes χ corresponds to the same amount of hydrogen) and introduced. A 4-inch silicon wafer was used as the substrate. The pressure during film formation is 0.03 to 3 torr, typically 0.1 to 1 torr, for example Q. It was set to 25 torr. 2
.. A magnetic field of 2KG (kilogauss) was applied so that the magnetic field at or near the substrate was 875 gauss. A frequency of 2.45 GIIz was used for the microwave, 2 to IOKW was added as the microwave pressure, and the temperature of the substrate was raised to 200 to 1000°C, for example 800°C, by the electromagnetic energy of the microwave itself. If the heating was insufficient, the holder was auxiliary heated to bring it to the appropriate temperature. The carbon in the alcohol, which is decomposed and turned into plasma by this microwave energy, grows on the substrate, making it possible to make a single-crystal diamond (which has the shape of a diamond). At the same time, in addition to this diamond, some graphite is also present, which reacts with the 011 group present in the active gas and revaporizes as carbon dioxide or methane gas, resulting in crystallized carbon, that is, diamond. 5-5
For example, with an average thickness of 1.3 μm (duration time of 2 hours), it was possible to perform a ceremonial process 10 to 30 times faster than the conventional ECR method.
その或膜したダイヤモンド或分、結晶性をレザラマン分
光で調べたところ、第3図に示す如く1336C51−
’の波数の位置にするどいピークが観察され、グラフ
ァイト成分の1490cm−’の波数はほとんど検出さ
れなかった.
きわめて高品質な(SP,結合のみという)ダイヤモン
ドを初めて形威させ得ることがわかった。ま,54イン
チウエハ全体の膜厚も平均±5%以内に入り、特に均一
性に優れたものであった。When the crystallinity of the coated diamond was investigated by laser Raman spectroscopy, it was found that 1336C51-
A sharp peak was observed at the wave number of ', and the wave number of 1490 cm-' for the graphite component was hardly detected. For the first time, it has been discovered that extremely high quality (SP, bond only) diamonds can be produced. Moreover, the film thickness of the entire 54-inch wafer was within ±5% on average, and had particularly excellent uniformity.
r実施例3」
この実施例は有磁場マイクロ波プラズマエッチング装置
として第1図の装置を用いたものである.2.45G}
Izのマイクロ波(18)より1 〜8KWのマイクロ
波を加えた。ドーピング系は窒素(21)、SF6(2
2) , CI3rF 3 (23) ,CBr 4
(24)とした。例えば、CBrF3とSF.を工:1
とし、それぞれ40cc/分を供給した。圧力は0.
05torrとした。Example 3 This example uses the apparatus shown in Figure 1 as a magnetic field microwave plasma etching apparatus. 2.45G}
A microwave of 1 to 8 kW was applied from an Iz microwave (18). The doping system is nitrogen (21), SF6 (2
2) , CI3rF 3 (23) , CBr 4
(24). For example, CBrF3 and SF. Process: 1
and 40 cc/min of each was supplied. The pressure is 0.
It was set to 05 torr.
基板は4インチのシリコン基板とし、その上に0.3μ
mピッチのパターンをフォトレジストを用いて形威した
。基板の珪素に対し、直流または高周波のバイアス(8
)をマイクロ波エネルギと同時に加えた。基板を冷却す
るため、ホルダを冷却し0“Cまたはそれ以下とした。The substrate is a 4-inch silicon substrate, with a 0.3μ
A pattern with m pitch was formed using photoresist. Direct current or high frequency bias (8
) was added simultaneously with the microwave energy. To cool the substrate, the holder was cooled to 0"C or lower.
するとこの高周波(13.56KHz)バイアスに加え
て直流の自己バイアスが−too 〜−200V印加さ
れエッチング速度0.9μm/分を得た。Then, in addition to this high frequency (13.56 KHz) bias, a DC self-bias of -too to -200 V was applied to obtain an etching rate of 0.9 μm/min.
また異方性精度=(エッチングされた後の上端と下端の
水平距離)/(エッチング速度)として0.05以下を
得ることができた。Further, it was possible to obtain anisotropy accuracy=(horizontal distance between the upper end and the lower end after etching)/(etching rate) of 0.05 or less.
かくして0.3μmのピッチほどの小さいパターンのフ
ォトレジストをマスクとして、下地の珪素に鋭いトレン
チ構造用のエッチング凹部を得ることができた。In this way, by using a photoresist pattern with a small pitch of about 0.3 μm as a mask, it was possible to obtain sharp etching recesses for trench structures in the underlying silicon.
圧力が0.1torrで2umI分、l torrで1
0 a m/分、5 torrで23μIlll分とき
わめて高いエッチング速度を得ることができた。かかる
高いエッチング速度が得られたにもかかわらず、異方性
精度は0.1,0.2,0.4とあまり向上はしなかっ
たが、シリコン基板の中央部も周辺部(周辺端部より5
fflfflの位置)もそのパターンの切れ(エッチン
グ速度、異方性精度)はほとんど差がなかった。2 umI min at pressure 0.1 torr, 1 min at l torr
An extremely high etching rate of 23 μIll was achieved at 0 am/min and 5 torr. Even though such a high etching rate was obtained, the anisotropy accuracy did not improve much (0.1, 0.2, 0.4), but the central part of the silicon substrate and the peripheral part (peripheral edge 5 more
There was almost no difference in the pattern cutout (etching speed, anisotropy accuracy) or the pattern cutout (etching rate, anisotropy accuracy).
ホルダの外径を小さくし、第1図の隙間(28−1)を
40mmとし1/4 λよりも大きくすると、プラズ
マがホルダの後方に流出してしまうため、周辺部でのパ
ターンの切れが悪くなってしまった。If the outer diameter of the holder is made smaller and the gap (28-1) in Figure 1 is set to 40 mm and is larger than 1/4 λ, the plasma will flow out to the rear of the holder, resulting in pattern breakage at the periphery. It got worse.
「効果」
本発明の有磁場マイクロ波処理装置において、反応室を
閉空間または実質的に閉空間とし、ここに強いマイクロ
波エネルギを供給したため、反応空間でのプラズマ密度
をきわめて大とすることができる。その結果、ダイヤモ
ンドの如きCVD法できわめて扱いにくい材料でも、大
面積上に均一かつ均質に被膜として或膜することができ
た。"Effect" In the magnetic field microwave processing apparatus of the present invention, the reaction chamber is a closed space or a substantially closed space, and strong microwave energy is supplied thereto, so that the plasma density in the reaction space can be extremely increased. can. As a result, even materials that are extremely difficult to handle using the CVD method, such as diamond, could be coated uniformly and homogeneously over a large area.
この或膜はダイヤモンドではなく、BN,BP, S
iJ4その他の材料であってもよい。This certain film is not diamond, but BN, BP, S.
iJ4 or other materials may be used.
またCVD法ではなく、プラズマエッチング装置を用い
る場合、他のエッチング気体、例えば高濃度のCBr.
のみで超電導材料、金属、半導体、絶縁膜に対し、高速
度エッチングに用いても、本発明装置は有効である.特
にサブミクロンの微細パターンを選択的にエッチングし
ようとしても、反応室の圧力が高くなり、かつバイアス
を加えて垂直入力を基板に対して行わなければならない
。Furthermore, when using a plasma etching apparatus instead of the CVD method, other etching gases such as high concentration CBr.
The device of the present invention is effective even when used for high-speed etching of superconducting materials, metals, semiconductors, and insulating films. In particular, when attempting to selectively etch submicron fine patterns, the pressure in the reaction chamber becomes high and vertical input must be applied to the substrate by applying a bias.
そして反応性気体を有効に活性化するために、閉空間と
することが異方性度を高めつつエッチング速度を向上さ
せるために有効であった。In order to effectively activate the reactive gas, creating a closed space was effective in increasing the degree of anisotropy and increasing the etching rate.
本発明において、反応室は円筒状とした。しかし矩形状
としても磁場との間で共鳴をとるように設計すればよい
ことはいうまでもない。その場合のホルダも同一形状の
矩形状とした。In the present invention, the reaction chamber was cylindrical. However, it goes without saying that even a rectangular shape may be designed so as to resonate with the magnetic field. The holder in that case was also made into the same rectangular shape.
第1図は本発明の有磁場マイクロ波プラズマ処理装置の
概略を示す.
第2図は従来の装置を示す。
第3図は本発明により作られるダイヤモンドのレーザラ
マン分光データを示す。
1 ・ ・ ・
8 ・ ・ ・
17.17’・
18・ ・ ・
工9・ ・ ・
20・ ・ ・
基板
高周波バイアス用電源
外部磁界
マイクロ波電源
反応室
ガス流
10.21.22.23.24
25・ ・ ・ ・ ・ ・
26・ ・ ・ ・ ・ ・
27・ ・ ・ ・ ・ ・
28−1・ ・ ・ ・ ・
29・ ・ ・ ・ ・ ・
ガス系
コンダクタンスバルブ
ターボ分子ポンプ
荒引きポンプ
隙間
発散磁場Figure 1 shows an outline of the magnetic field microwave plasma processing apparatus of the present invention. FIG. 2 shows a conventional device. FIG. 3 shows laser Raman spectroscopy data of diamond produced according to the present invention. 1 . . . 8 . . . 17.17'・ ・ ・ ・ ・ ・ 26. . . . . . . 27.
Claims (2)
共鳴領域を前記反応室に有せしめるため前記反応室に外
側より磁場を供給する手段と、前記反応室に反応性気体
を導入する手段と、前記マイクロ波エネルギを前記反応
室に供給する手段に対抗して処理面を有する基板を配設
するホルダとを具備し、前記ホルダの外形は前記反応室
の内径に対して概略同一形状を有し、かつ前記反応室の
内壁と前記ホルダの間に間隔を設けることにより、前記
反応室より前記マイクロ波エネルギを外部に放出するこ
とを防ぐ閉空間または実質的に閉空間とし、前記反応性
気体の不要物を前記ホルダと反応室の内壁との間隔より
排出する手段を具備することを特徴とする有磁場マイク
ロ波処理装置。1. means for supplying microwave energy to the reaction chamber;
means for supplying a magnetic field to the reaction chamber from the outside in order to cause the reaction chamber to have a resonance region; means for introducing a reactive gas into the reaction chamber; and opposing means for supplying microwave energy to the reaction chamber. and a holder for disposing a substrate having a processing surface, the outer shape of the holder having approximately the same shape as the inner diameter of the reaction chamber, and a space between the inner wall of the reaction chamber and the holder. By providing a closed space or a substantially closed space that prevents the microwave energy from being released from the reaction chamber to the outside, waste of the reactive gas is removed from the space between the holder and the inner wall of the reaction chamber. A magnetic field microwave processing device comprising a means for discharging.
反応室の内壁との距離はマイクロ波の波長の1/4また
はそれ以下であることを特徴とする有磁場マイクロ波処
理装置。2. A magnetic field microwave processing apparatus according to claim 1, wherein the distance between the outer shape of the holder and the inner wall of the reaction chamber is 1/4 of the wavelength of the microwave or less.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1152909A JP2769560B2 (en) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | Magnetic field microwave processing equipment |
| DE69017271T DE69017271T2 (en) | 1989-06-15 | 1990-06-12 | Device for processing by means of microwaves in a magnetic field. |
| EP90111110A EP0402867B1 (en) | 1989-06-15 | 1990-06-12 | Apparatus for microwave processing in a magnetic field |
| US07/892,710 US5302226A (en) | 1989-06-15 | 1992-05-29 | Apparatus for microwave processing in a magnetic field |
| US08/194,571 US5609774A (en) | 1989-06-15 | 1994-02-10 | Apparatus for microwave processing in a magnetic field |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1152909A JP2769560B2 (en) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | Magnetic field microwave processing equipment |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8150033A Division JP2987408B2 (en) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | Plasma processing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0320468A true JPH0320468A (en) | 1991-01-29 |
| JP2769560B2 JP2769560B2 (en) | 1998-06-25 |
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ID=15550794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2769560B2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62243774A (en) * | 1986-04-15 | 1987-10-24 | Fuji Electric Co Ltd | Microwave plasma generator |
-
1989
- 1989-06-15 JP JP1152909A patent/JP2769560B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62243774A (en) * | 1986-04-15 | 1987-10-24 | Fuji Electric Co Ltd | Microwave plasma generator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2769560B2 (en) | 1998-06-25 |
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