JPH03267375A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
- Publication number
- JPH03267375A JPH03267375A JP6935590A JP6935590A JPH03267375A JP H03267375 A JPH03267375 A JP H03267375A JP 6935590 A JP6935590 A JP 6935590A JP 6935590 A JP6935590 A JP 6935590A JP H03267375 A JPH03267375 A JP H03267375A
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- JP
- Japan
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- substrate
- cavity
- plasma
- reaction chamber
- chamber
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (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〕
本発明は、プラズマ処理装置、特に、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ
： ｔｉ電子サイクロトロン共鳴プラズマＣＶＤ法を利
用して成膜処理やエツチング処理等を行うプラズマ処理
装置に関する。
ｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ
： ｔｉ電子サイクロトロン共鳴プラズマＣＶＤ法を利
用して成膜処理やエツチング処理等を行うプラズマ処理
装置に関する。
［従来の技術〕
たとえば半導体集積回路の絶縁膜等を形成する方法とし
て、従来よりプラズマＣＶＤ法が採用されＣいるが、縁
辺、このプラズマＣＶＤ法の一種としてＥ ＣＩ＜プラ
ズマＣＶ Ｉ）法が開発され、既に実用に共されている
。
て、従来よりプラズマＣＶＤ法が採用されＣいるが、縁
辺、このプラズマＣＶＤ法の一種としてＥ ＣＩ＜プラ
ズマＣＶ Ｉ）法が開発され、既に実用に共されている
。
このＥＣＲプラズマＣＶＤ法を用いた成膜装置は、土に
、導入される一？イクロ波に対して空洞共振器（キャビ
ティ）の構造を有するプラズマ発住室と、キャビティの
周囲に配置されキャビティ内にモミｌ界を発生さ・ける
だめの電磁コイルと、キャビティに隣接して配置された
反応室とを備えている。
、導入される一？イクロ波に対して空洞共振器（キャビ
ティ）の構造を有するプラズマ発住室と、キャビティの
周囲に配置されキャビティ内にモミｌ界を発生さ・ける
だめの電磁コイルと、キャビティに隣接して配置された
反応室とを備えている。
成膜処理の際には、キャビティ内に電子サイクロトロン
共鳴による放電を起こさ一ロ′Ｃ２高密度プラズマを発
生させる。そして、このプラズマをＷＪｔＪｘ ｌ−に
照射さ−することにより膜形成を行う。
共鳴による放電を起こさ一ロ′Ｃ２高密度プラズマを発
生させる。そして、このプラズマをＷＪｔＪｘ ｌ−に
照射さ−することにより膜形成を行う。
前記従来装置ｄにおいては、電（ｆｆｉ 二Ｊ−（ルの
発牛侑界による電子ナイクロトＵン共鳴条件は、キャビ
ティ内に成立し得るように設定され°（いる。し７たが
っ°（、効率良く成膜処理を行うために、柾板はこの４
−ヤビティ内に配置される。１ｙにダイＡ・士ノド股を
生成する場合には、強いプラズマを必要とするために、
電子サイクロｌ−ロン共鳴条件の成立するキャビティ内
に基板を配置する必要がある。
発牛侑界による電子ナイクロトＵン共鳴条件は、キャビ
ティ内に成立し得るように設定され°（いる。し７たが
っ°（、効率良く成膜処理を行うために、柾板はこの４
−ヤビティ内に配置される。１ｙにダイＡ・士ノド股を
生成する場合には、強いプラズマを必要とするために、
電子サイクロｌ−ロン共鳴条件の成立するキャビティ内
に基板を配置する必要がある。
ところが、キャビティは空洞共振器構造とする必要から
その大きさがある程度規制されている。
その大きさがある程度規制されている。
この結果、従来装置では、成膜される基板の大きさがキ
ャビティの大きさにより規制される。一方、キャビティ
を大形にすると、その周囲の電磁コイルも大形となって
装置全体が大形化し、またコスト及び重量が増大すると
いう問題が生じる。
ャビティの大きさにより規制される。一方、キャビティ
を大形にすると、その周囲の電磁コイルも大形となって
装置全体が大形化し、またコスト及び重量が増大すると
いう問題が生じる。
本発明の目的は、特に強いプラズマを必要とするダイヤ
モンド膜を形成する場合でも、大形の基板に成膜するこ
とができるプラズマ処理装置を提供することにある。
モンド膜を形成する場合でも、大形の基板に成膜するこ
とができるプラズマ処理装置を提供することにある。
本発明に係るプラズマ処理装置は、プラズマ室と、反応
室と、磁気回路とを備えている。前記プラズマ室は、空
洞共振器構造を有し、プラズマが生成される室である。
室と、磁気回路とを備えている。前記プラズマ室は、空
洞共振器構造を有し、プラズマが生成される室である。
前記反応室は、プラズマ室に隣接して配置された室であ
る。前記磁気回路は、プラズマ室の周囲に配置され、電
子サイクロＩ−ロン共鳴条件が反応室内で成立し得るよ
うな磁界を発生するものである。
る。前記磁気回路は、プラズマ室の周囲に配置され、電
子サイクロＩ−ロン共鳴条件が反応室内で成立し得るよ
うな磁界を発生するものである。
〔作用］
本発明に係るプラズマ処理装置では、成膜処理の際には
、プラズマ室内に所定のガスを導入して、プラズマ室内
にプラズマを発生させる。この時、磁気回路による磁界
によって、電子サイクロトロン共す０条件はプラズマ室
に隣接した反応室内に成立している。従って、成膜すべ
き基板を、この反応室内の電子サイクロトロン共鳴条件
を満たす位置に配置すればよい。このため、従来装置と
異なり、基板の大きさはプラズマ室の大きさに規制され
ない。一方、反応室は、プラズマ室とは異なり、その構
造上大きさの規制はない。したがって、反応室内に基板
を配置することにより、特に強いプラズマが必要なダイ
ヤモンド膜等を形成する場合でも、大形の基板について
成膜を行うことが可能となる。
、プラズマ室内に所定のガスを導入して、プラズマ室内
にプラズマを発生させる。この時、磁気回路による磁界
によって、電子サイクロトロン共す０条件はプラズマ室
に隣接した反応室内に成立している。従って、成膜すべ
き基板を、この反応室内の電子サイクロトロン共鳴条件
を満たす位置に配置すればよい。このため、従来装置と
異なり、基板の大きさはプラズマ室の大きさに規制され
ない。一方、反応室は、プラズマ室とは異なり、その構
造上大きさの規制はない。したがって、反応室内に基板
を配置することにより、特に強いプラズマが必要なダイ
ヤモンド膜等を形成する場合でも、大形の基板について
成膜を行うことが可能となる。
〔実施例］
第１図は本発明の一実施例によるＥＣＲブラスマＣＶ
Ｄ装置を示している。
Ｄ装置を示している。
第１図において、プラズマ室（キャビティ）１は、導入
されるマイクロ波に対して空洞共振器となるように構成
されている。キャビティ１には、導波管２を介してマイ
クロ波源としてのマグネトロン３（周波数２．４５ＧＩ
Ｉ□）が接続されている。
されるマイクロ波に対して空洞共振器となるように構成
されている。キャビティ１には、導波管２を介してマイ
クロ波源としてのマグネトロン３（周波数２．４５ＧＩ
Ｉ□）が接続されている。
キャビティｌの周囲には、磁気回路としての電磁コイル
４ａ、４ｂが配設されている。
４ａ、４ｂが配設されている。
キャビティ１の側方（第１図の左方）には、反応室５が
配置されている。この反応室５は、キャビティ１に隣接
し、かつ連通して設けられている。
配置されている。この反応室５は、キャビティ１に隣接
し、かつ連通して設けられている。
反応室５内には、基板ホルダ６が配置されている。
この基板ホルダ６には基板７が保持されている。
また、基板ホルダ７には、ヒータ８が取り付けられてい
る。ヒータ８は、装置外部の図示しないヒータ電源に接
続されている。また基板７には、基板ホルダ６を介して
直２Ｉ！を電源９が接続されている。
る。ヒータ８は、装置外部の図示しないヒータ電源に接
続されている。また基板７には、基板ホルダ６を介して
直２Ｉ！を電源９が接続されている。
この直流電源９により、基板７に正のバイアス電圧が印
加されるようになっている。なお、この直流電源９を省
略する構成としてもよい。また、反応室５には、図示し
ない排気系に接続される排気「」５ａが形成されている
。
加されるようになっている。なお、この直流電源９を省
略する構成としてもよい。また、反応室５には、図示し
ない排気系に接続される排気「」５ａが形成されている
。
また、電磁コイル４ａ、４ｂの磁界強度は、第２図で示
すように、電子サイクロトロン共鳴条件がキャビティ１
の外側の反応室５内で成立するように設定されている。
すように、電子サイクロトロン共鳴条件がキャビティ１
の外側の反応室５内で成立するように設定されている。
この手段として、電磁コイル４ａ、４ｂは、従来のもの
に比べ、コイルのターン数が増加されている。なお、周
波数２．４５Ｇｌｈのマイクロ波に対して電子サイクロ
トロン共鳴を起こす磁束密度は８７５Ｇである。
に比べ、コイルのターン数が増加されている。なお、周
波数２．４５Ｇｌｈのマイクロ波に対して電子サイクロ
トロン共鳴を起こす磁束密度は８７５Ｇである。
次に、本装置の作動について説明する。
まず、図示しない排気系によりキャビティｌ及び反応室
５内を真空状態にする。次に、キャビティｌ内に所定の
ガスを導入して所定の圧力にする。
５内を真空状態にする。次に、キャビティｌ内に所定の
ガスを導入して所定の圧力にする。
そして、電子コイル４ａ、４ｂに通電し、反応室５内の
基板７の位置の磁束密度が８７５Ｇとなるようにする。
基板７の位置の磁束密度が８７５Ｇとなるようにする。
次に、導波管２を介して周波数２゜４５ＧＩＩ□のマイ
クロ波をキャビティｌ内に導入する。このような条件に
より、８７５Ｇの磁場により回転する電子の周波数とマ
イクロ波の周波数２゜４５ＧＨｚとが−敗し、電子サイ
クロトロン共鳴を起こす。これにより、電子はマイクロ
波から効率良くエネルギーを吸収し、低ガス圧にて高密
度のプラズマが発生する。このとき、基板７には、直流
電源９により正のバイアス電圧が印加されているので、
多量の電子が基板５に衝突し、基板５上に良好なダイヤ
モンド等の薄膜が形成される。
クロ波をキャビティｌ内に導入する。このような条件に
より、８７５Ｇの磁場により回転する電子の周波数とマ
イクロ波の周波数２゜４５ＧＨｚとが−敗し、電子サイ
クロトロン共鳴を起こす。これにより、電子はマイクロ
波から効率良くエネルギーを吸収し、低ガス圧にて高密
度のプラズマが発生する。このとき、基板７には、直流
電源９により正のバイアス電圧が印加されているので、
多量の電子が基板５に衝突し、基板５上に良好なダイヤ
モンド等の薄膜が形成される。
このような本実施例では、基板７は反応室５内に配置さ
れる。このため、従来装置と異なり、基板７の大きさが
プラズマ室１の大きさに規制されず、大形の基板の成膜
を行うことができる。
れる。このため、従来装置と異なり、基板７の大きさが
プラズマ室１の大きさに規制されず、大形の基板の成膜
を行うことができる。
また、例えばアルミニウム基板上へダイヤモンド膜を形
成する場合、従来装置では、ＥＣＲ条件下で入力パワー
を増大させると基板温度が高くなり過ぎているという問
題があった。これに対し、本実施例装置では、低磁場領
域（第１図の左方）内に基板を配置することにより、基
板温度を下げることができ、しかも大面積の成膜を行う
ことができる。
成する場合、従来装置では、ＥＣＲ条件下で入力パワー
を増大させると基板温度が高くなり過ぎているという問
題があった。これに対し、本実施例装置では、低磁場領
域（第１図の左方）内に基板を配置することにより、基
板温度を下げることができ、しかも大面積の成膜を行う
ことができる。
亥遵Ｊｌ
前述の装置を用いて行った実験結果を以下に示す。なお
、以下の実験で用いた電磁コイル４ａ。
、以下の実験で用いた電磁コイル４ａ。
４ｂの特性曲線は第２図に示す通りである。第２図にお
いて、縦軸は磁場を示し、横軸は第１図の左右方向の位
置に対応してＣＸる。図に示すように、電磁コイル４ａ
、４ｂは、最大磁場３．５ＫＧを有しており、その最大
磁場の位置がキャビティ１のマイクロ波導入口付近に位
置するように配置されている。このとき、２．４５ＧＨ
ｚのマイクロ波に対してＥＣＲ条件に相当する８７５Ｇ
は、反応室５の右側壁からの距ＩＴｉ’ｌｓ（５０ｍｍ
）のところに位置している。この距離Ｓのところに基板
７が配置されている。
いて、縦軸は磁場を示し、横軸は第１図の左右方向の位
置に対応してＣＸる。図に示すように、電磁コイル４ａ
、４ｂは、最大磁場３．５ＫＧを有しており、その最大
磁場の位置がキャビティ１のマイクロ波導入口付近に位
置するように配置されている。このとき、２．４５ＧＨ
ｚのマイクロ波に対してＥＣＲ条件に相当する８７５Ｇ
は、反応室５の右側壁からの距ＩＴｉ’ｌｓ（５０ｍｍ
）のところに位置している。この距離Ｓのところに基板
７が配置されている。
具体的な実験条件を以Ｆに示す。
キャビティの内径：２００＋ａｍ
基 板：４２２０１１１１１
反 応 圧 カニ０．ＩＴｏｒｒマイクロ波パワ
ー：３に− 反 応 ガ ス： ＣＨ，５ｓｃｃｍ、ＣＯ２１
０ｓｃｃ＋。
ー：３に− 反 応 ガ ス： ＣＨ，５ｓｃｃｍ、ＣＯ２１
０ｓｃｃ＋。
Ｈｚ ８５５ｃｃｒｒｌ
基 板 温 度＝６００°Ｃ
ＤＣバイアス：＋３０Ｖ
以上の条件下で実験を行った結果、基板７上には、膜厚
分布の良好なダイヤモンド膜を形成することができた。
分布の良好なダイヤモンド膜を形成することができた。
また、キャビティの内径（２００ｍｍ）よりも大きな基
板（φ２２０ｍ１１１）について成膜することができた
。
板（φ２２０ｍ１１１）について成膜することができた
。
（ａ） 前記実施例では、電子サイクロトロン共鳴条
件を反応室５内で成立させる手段として、電磁コイル４
ａ、４ｂのコイルのターン数を増やすようにしたものを
示したが、本発明の適用はこれに限定されない。たとえ
ば、電磁コイル４ａ、４ｂに印加される印加電圧を上昇
させるようにしてもよい （ｂ） 前記実施例では、マイクロ波の導入により成
膜処理を行うようにしたものを示したが、本発明の適用
は、高周波の導入により成膜処理を行うものにも同様に
通用することができる。
件を反応室５内で成立させる手段として、電磁コイル４
ａ、４ｂのコイルのターン数を増やすようにしたものを
示したが、本発明の適用はこれに限定されない。たとえ
ば、電磁コイル４ａ、４ｂに印加される印加電圧を上昇
させるようにしてもよい （ｂ） 前記実施例では、マイクロ波の導入により成
膜処理を行うようにしたものを示したが、本発明の適用
は、高周波の導入により成膜処理を行うものにも同様に
通用することができる。
（Ｃ） 前記実施例では、成膜処理を行う場合につい
て説明したが、本発明はエツチング処理にも同様に適用
することができる。
て説明したが、本発明はエツチング処理にも同様に適用
することができる。
（ｄ） 前記実施例では、キャビティｌが空洞共振器
構造となっている場合について示したが、本発明は空洞
共振器となっていない場合にも同様に通用できる。
構造となっている場合について示したが、本発明は空洞
共振器となっていない場合にも同様に通用できる。
本発明に係るプラズマ処理装置では、電子サイクロトロ
ン共鳴条件が反応室内で成立するような磁気回路が設け
られるので、基板の大きさがプラズー７室の大きさに規
制されず、大形の基板の成膜を行うことができる。
ン共鳴条件が反応室内で成立するような磁気回路が設け
られるので、基板の大きさがプラズー７室の大きさに規
制されず、大形の基板の成膜を行うことができる。
第１図は不発、明の一実施例のＥＣＲプラズマＣＶＤ装
置の縦断面概略構成図、第２図は前記実施例装置におい
て形成される磁場特性を示す図である。 １・・・キャビティ（プラズマ室）、４ａ、４ｂ・・・
電磁コイル、５・・・反応室。
置の縦断面概略構成図、第２図は前記実施例装置におい
て形成される磁場特性を示す図である。 １・・・キャビティ（プラズマ室）、４ａ、４ｂ・・・
電磁コイル、５・・・反応室。
Claims (1)
- （１）空洞共振器構造を有しプラズマが生成されるプラ
ズマ室と、前記プラズマ室に隣接して配置された反応室
と、前記プラズマ室の周囲に配置され、電子サイクロト
ロン共鳴条件が前記反応室内で成立し得るような磁界を
発生する磁気回路とを備えたプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6935590A JPH03267375A (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6935590A JPH03267375A (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03267375A true JPH03267375A (ja) | 1991-11-28 |
Family
ID=13400167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6935590A Pending JPH03267375A (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03267375A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0967844A1 (fr) * | 1998-06-24 | 1999-12-29 | Commissariat A L'energie Atomique | Procédé de dépÔt par plasma à la résonance cyclotron électronique de couches de carbone émetteur d'électrons sous l'effet d'un champ électrique appliqué |
| DE102012209650A1 (de) * | 2012-06-08 | 2013-12-12 | Hoffmann & Co. Elektrokohle Ag | Plasma-unterstütztes chemisches Gasabscheidungs-Verfahren mit erhöhter Plasmadichte und Vorrichtung zur Umsetzung des Verfahrens |
-
1990
- 1990-03-19 JP JP6935590A patent/JPH03267375A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0967844A1 (fr) * | 1998-06-24 | 1999-12-29 | Commissariat A L'energie Atomique | Procédé de dépÔt par plasma à la résonance cyclotron électronique de couches de carbone émetteur d'électrons sous l'effet d'un champ électrique appliqué |
| FR2780601A1 (fr) * | 1998-06-24 | 1999-12-31 | Commissariat Energie Atomique | Procede de depot par plasma a la resonance cyclotron electronique de couches de carbone emetteur d'electrons sous l'effet d'un champ electrique applique |
| JP2000045071A (ja) * | 1998-06-24 | 2000-02-15 | Commiss Energ Atom | 電子サイクロトロン共鳴プラズマによる電子放出カ―ボンフィルムの蒸着方法 |
| DE102012209650A1 (de) * | 2012-06-08 | 2013-12-12 | Hoffmann & Co. Elektrokohle Ag | Plasma-unterstütztes chemisches Gasabscheidungs-Verfahren mit erhöhter Plasmadichte und Vorrichtung zur Umsetzung des Verfahrens |
| DE102012209650B4 (de) * | 2012-06-08 | 2014-10-23 | Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh | Plasma-unterstütztes chemisches Gasabscheidungs-Verfahren mit erhöhter Plasmadichte |
| US9490121B2 (en) | 2012-06-08 | 2016-11-08 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Plasma-assisted chemical gas separation method having increased plasma density and device for implementing the method |
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