JPH0732076B2 - マイクロ波プラズマ処理装置およびその処理方法 - Google Patents
マイクロ波プラズマ処理装置およびその処理方法Info
- Publication number
- JPH0732076B2 JPH0732076B2 JP4145405A JP14540592A JPH0732076B2 JP H0732076 B2 JPH0732076 B2 JP H0732076B2 JP 4145405 A JP4145405 A JP 4145405A JP 14540592 A JP14540592 A JP 14540592A JP H0732076 B2 JPH0732076 B2 JP H0732076B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microwave
- plasma processing
- vacuum chamber
- processing apparatus
- circular waveguide
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波放電プラズ
マを利用して、プラズマ化学蒸着、プラズマエッチング
処理、スパッタリング成膜処理等を行うマイクロ波プラ
ズマ処理装置およびその処理方法に係わり、特に、プラ
ズマ処理の均一性を高めるのに好適なマイクロ波プラズ
マ処理装置およびその処理方法に関する。
マを利用して、プラズマ化学蒸着、プラズマエッチング
処理、スパッタリング成膜処理等を行うマイクロ波プラ
ズマ処理装置およびその処理方法に係わり、特に、プラ
ズマ処理の均一性を高めるのに好適なマイクロ波プラズ
マ処理装置およびその処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波放電プラズマは高エネルギー
電子の生成効率に優れたプラズマであり、高密度、高反
応性プラズマとしてプラズマ化学蒸着、プラズマエッチ
ング処理、スパッタリング成膜処理等に有用なものであ
る。特に、磁場中電子のサイクロトロン共鳴吸収を利用
するマイクロ波放電プラズマは、その特徴を高めたもの
であり、化学蒸着法による成膜装置としては、例えば特
開昭５６−１５５５３５号公報記載に見られるような装
置構成が開示されている。一般に、マイクロ波は導波管
によって導かれ、絶縁材による窓部を介して真空室内に
導入されるが、この装置のように円筒状の真空室の端部
に矩形導波管が接続される構成の場合には、円筒部のマ
イクロ波伝送の基本モード円形ＴＥ11と矩形導波管部の
伝送モードＴＥ10が接続部で不連続であり、この部分で
マイクロ波電界の乱れが生じやすい。磁気コイルによる
等磁力線面で規定される真空室内のプラズマ放電域はこ
のマイクロ波電界の乱れが生じる領域を含むため、プラ
ズマ放電が不均一になりやすいという欠点を有する。ま
た、このような構成の装置で抵抗率が１０5Ｏｈｍ・ｃ
ｍ以下の導電性の膜を形成しようとすると、絶縁材によ
る窓部に導電性膜が付着し、そのため、真空室内へのマ
イクロ波の侵入が阻害されるか、あるいはマイクロ波が
付着膜に吸収されて、プラズマ放電が停止する問題があ
り、導電性膜形成への利用は困難であった。
電子の生成効率に優れたプラズマであり、高密度、高反
応性プラズマとしてプラズマ化学蒸着、プラズマエッチ
ング処理、スパッタリング成膜処理等に有用なものであ
る。特に、磁場中電子のサイクロトロン共鳴吸収を利用
するマイクロ波放電プラズマは、その特徴を高めたもの
であり、化学蒸着法による成膜装置としては、例えば特
開昭５６−１５５５３５号公報記載に見られるような装
置構成が開示されている。一般に、マイクロ波は導波管
によって導かれ、絶縁材による窓部を介して真空室内に
導入されるが、この装置のように円筒状の真空室の端部
に矩形導波管が接続される構成の場合には、円筒部のマ
イクロ波伝送の基本モード円形ＴＥ11と矩形導波管部の
伝送モードＴＥ10が接続部で不連続であり、この部分で
マイクロ波電界の乱れが生じやすい。磁気コイルによる
等磁力線面で規定される真空室内のプラズマ放電域はこ
のマイクロ波電界の乱れが生じる領域を含むため、プラ
ズマ放電が不均一になりやすいという欠点を有する。ま
た、このような構成の装置で抵抗率が１０5Ｏｈｍ・ｃ
ｍ以下の導電性の膜を形成しようとすると、絶縁材によ
る窓部に導電性膜が付着し、そのため、真空室内へのマ
イクロ波の侵入が阻害されるか、あるいはマイクロ波が
付着膜に吸収されて、プラズマ放電が停止する問題があ
り、導電性膜形成への利用は困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の第１
の目的は、プラズマ化学蒸着、プラズマエッチング処
理、スパッタリング成膜処理等のプラズマ処理の均一性
を高めたマイクロ波プラズマ処理装置を提供することに
あり、特に抵抗率が１０5Ｏｈｍ・ｃｍ以下の導電性の
膜の形成に利用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。そして、本発明の第２の目的は、こ
の装置を用いることにより、プラズマ処理の均一性が高
いマイクロ波プラズマ処理方法を提供することにあり、
特に抵抗率が１０5Ｏｈｍ・ｃｍ以下の導電性の膜の形
成が可能なマイクロ波プラズマ処理方法を提供すること
にある。
の目的は、プラズマ化学蒸着、プラズマエッチング処
理、スパッタリング成膜処理等のプラズマ処理の均一性
を高めたマイクロ波プラズマ処理装置を提供することに
あり、特に抵抗率が１０5Ｏｈｍ・ｃｍ以下の導電性の
膜の形成に利用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。そして、本発明の第２の目的は、こ
の装置を用いることにより、プラズマ処理の均一性が高
いマイクロ波プラズマ処理方法を提供することにあり、
特に抵抗率が１０5Ｏｈｍ・ｃｍ以下の導電性の膜の形
成が可能なマイクロ波プラズマ処理方法を提供すること
にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、
（１）真空室と、この真空室にマイクロ波電力を供給す
る手段と、前記真空室内に放電ガスを導入する手段と、
前記真空室内に被処理試料を保持する手段とを備え、前
記真空室内にマイクロ波放電によってプラズマを生成さ
しめ、前記被処理試料をプラズマ処理するマイクロ波プ
ラズマ処理装置において、真空室の一部をマイクロ波の
円形導波管とし、該円形導波管の側面に矩形導波管を、
長辺方向が円形導波管の軸方向に平行になるように接続
し、該矩形導波管部に真空仕切りとなるマイクロ波導入
窓を設け、矩形導波管部との接続部を除く円形導波管部
の外周に磁気コイルを設け、真空室内に電子サイクロト
ロン共鳴条件以上の磁場を印加できる構成とすることに
より、そしてより具体的には、（２）上記円形導波管と
上記矩形導波管の接続部の円形導波管軸方向の長さを、
円形導波管のＴＥ11モードの管内波長の１／２の長さと
することにより、また、（３）上記円形導波管の一方の
端が軸に垂直に閉じられており、円形導波管と矩形導波
管の接続部端と該閉鎖端との間の長さを円形導波管のＴ
Ｅ11モードの管内波長の１／２の長さの０を含む整数倍
することにより、また、上記マイクロ波プラズマ処理装
置の放電ガス導入部を上記矩形導波管部に設置すること
により、また、（５）上記放電ガス導入部が上記矩形導
波管部に設置されているとともに、真空室の異なる箇所
に成膜原料ガス導入部が設けられる構成とすることによ
り、また、より好ましくは、（６）上記マイクロ波プラ
ズマ処理装置の円形導波管の開放端が、円形導波管の軸
に垂直に測ってより断面積が大きい真空室に接続されて
おり、該接続部に円形導波管の断面積を狭める絞り構造
が設置されている構成とすることにより、達成される。
（１）真空室と、この真空室にマイクロ波電力を供給す
る手段と、前記真空室内に放電ガスを導入する手段と、
前記真空室内に被処理試料を保持する手段とを備え、前
記真空室内にマイクロ波放電によってプラズマを生成さ
しめ、前記被処理試料をプラズマ処理するマイクロ波プ
ラズマ処理装置において、真空室の一部をマイクロ波の
円形導波管とし、該円形導波管の側面に矩形導波管を、
長辺方向が円形導波管の軸方向に平行になるように接続
し、該矩形導波管部に真空仕切りとなるマイクロ波導入
窓を設け、矩形導波管部との接続部を除く円形導波管部
の外周に磁気コイルを設け、真空室内に電子サイクロト
ロン共鳴条件以上の磁場を印加できる構成とすることに
より、そしてより具体的には、（２）上記円形導波管と
上記矩形導波管の接続部の円形導波管軸方向の長さを、
円形導波管のＴＥ11モードの管内波長の１／２の長さと
することにより、また、（３）上記円形導波管の一方の
端が軸に垂直に閉じられており、円形導波管と矩形導波
管の接続部端と該閉鎖端との間の長さを円形導波管のＴ
Ｅ11モードの管内波長の１／２の長さの０を含む整数倍
することにより、また、上記マイクロ波プラズマ処理装
置の放電ガス導入部を上記矩形導波管部に設置すること
により、また、（５）上記放電ガス導入部が上記矩形導
波管部に設置されているとともに、真空室の異なる箇所
に成膜原料ガス導入部が設けられる構成とすることによ
り、また、より好ましくは、（６）上記マイクロ波プラ
ズマ処理装置の円形導波管の開放端が、円形導波管の軸
に垂直に測ってより断面積が大きい真空室に接続されて
おり、該接続部に円形導波管の断面積を狭める絞り構造
が設置されている構成とすることにより、達成される。
【０００５】また、上記第２の目的は、（７）上記
（１）ないし（６）記載のいずれかのマイクロ波プラズ
マ処理装置をプラズマ化学蒸着またはプラズマエッチン
グ処理またはスパッタリング成膜処理に用いることによ
り、また、（８）上記（１）ないし（６）記載のいずれ
かのマイクロ波プラズマ処理装置を抵抗率１０5Ｏｈｍ
・ｃｍ以下の膜形成処理に用いることにより、達成され
る。
（１）ないし（６）記載のいずれかのマイクロ波プラズ
マ処理装置をプラズマ化学蒸着またはプラズマエッチン
グ処理またはスパッタリング成膜処理に用いることによ
り、また、（８）上記（１）ないし（６）記載のいずれ
かのマイクロ波プラズマ処理装置を抵抗率１０5Ｏｈｍ
・ｃｍ以下の膜形成処理に用いることにより、達成され
る。
【０００６】
【作用】上記構成において、真空室の一部をマイクロ波
の円形導波管とするのは、マイクロ波電界の均一性の高
い円形ＴＥ11モードを真空室内に形成するためであり、
また、円形導波管の側面に矩形導波管を、矩形導波管の
長辺が円形導波管の軸方向に平行になるように接続する
のは、矩形導波管内の基本モード矩形ＴＥ10モードから
円形ＴＥ11モードへの変換を円滑に行うためである。さ
らに、真空仕切りとなるマイクロ波導入窓を矩形導波管
部に設けることにより、このモード変換がより円滑にな
る。また、マイクロ波導入窓はプラズマ放電域から離れ
るため、成膜処理を行う場合にもマイクロ波導入窓への
膜付着が少なく、導電性膜の形成の場合も問題が生じな
い。
の円形導波管とするのは、マイクロ波電界の均一性の高
い円形ＴＥ11モードを真空室内に形成するためであり、
また、円形導波管の側面に矩形導波管を、矩形導波管の
長辺が円形導波管の軸方向に平行になるように接続する
のは、矩形導波管内の基本モード矩形ＴＥ10モードから
円形ＴＥ11モードへの変換を円滑に行うためである。さ
らに、真空仕切りとなるマイクロ波導入窓を矩形導波管
部に設けることにより、このモード変換がより円滑にな
る。また、マイクロ波導入窓はプラズマ放電域から離れ
るため、成膜処理を行う場合にもマイクロ波導入窓への
膜付着が少なく、導電性膜の形成の場合も問題が生じな
い。
【０００７】矩形導波管部との接続部を除く円形導波管
部の外周に磁気コイルを設け、真空室内に電子サイクロ
トロン共鳴条件以上の磁場を印加できる構成とすると、
上記のモード変換部は、磁気コイルによる等磁力線面で
規定されるサイクロトロン共鳴条件によるプラズマ放電
域の外部となり、モード変換部に起こりがちなマイクロ
波電界の乱れの影響を排除できる。
部の外周に磁気コイルを設け、真空室内に電子サイクロ
トロン共鳴条件以上の磁場を印加できる構成とすると、
上記のモード変換部は、磁気コイルによる等磁力線面で
規定されるサイクロトロン共鳴条件によるプラズマ放電
域の外部となり、モード変換部に起こりがちなマイクロ
波電界の乱れの影響を排除できる。
【０００８】上記の円形導波管と矩形導波管の接続部の
円形導波管軸方向の長さを円形導波路のＴＥ11モードの
管内波長の１／２の長さとすると、矩形導波管内の長辺
方向のマイクロ波電界の分布は円形導波管部のＴＥ11モ
ードのマイクロ波電界の分布とほぼ一致し、マイクロ波
の矩形ＴＥ10モードから円形ＴＥ11モードへの変換を円
滑に行うことが可能となる。
円形導波管軸方向の長さを円形導波路のＴＥ11モードの
管内波長の１／２の長さとすると、矩形導波管内の長辺
方向のマイクロ波電界の分布は円形導波管部のＴＥ11モ
ードのマイクロ波電界の分布とほぼ一致し、マイクロ波
の矩形ＴＥ10モードから円形ＴＥ11モードへの変換を円
滑に行うことが可能となる。
【０００９】上記の円形導波管の一方の端を軸に垂直に
閉じる構成とすると、磁気コイルによる等磁力線面で規
定されるサイクロトロン共鳴条件によるプラズマ放電域
の磁界軸方向の一端は磁界軸に垂直な平面で遮られるこ
とになり、磁界軸に垂直な平面内での均一性の高いプラ
ズマ放電を得ることができる。この閉鎖端側に進行して
きたマイクロ波もこの閉鎖端によって反射されて開放端
側に送られるが、円形導波管と矩形導波管の接続部端と
この閉鎖端の間の長さを円形導波間のＴＥ11モードの管
内波長の１／２の長さの０を含む整数倍とすることによ
り、接続部の円形導波管内の上記反射波によるマイクロ
波電界の分布は矩形導波管内の長辺方向のマイクロ波電
界の分布とほぼ一致し、接続部の上記反射波によるマイ
クロ波電界の乱れを避けることができる。
閉じる構成とすると、磁気コイルによる等磁力線面で規
定されるサイクロトロン共鳴条件によるプラズマ放電域
の磁界軸方向の一端は磁界軸に垂直な平面で遮られるこ
とになり、磁界軸に垂直な平面内での均一性の高いプラ
ズマ放電を得ることができる。この閉鎖端側に進行して
きたマイクロ波もこの閉鎖端によって反射されて開放端
側に送られるが、円形導波管と矩形導波管の接続部端と
この閉鎖端の間の長さを円形導波間のＴＥ11モードの管
内波長の１／２の長さの０を含む整数倍とすることによ
り、接続部の円形導波管内の上記反射波によるマイクロ
波電界の分布は矩形導波管内の長辺方向のマイクロ波電
界の分布とほぼ一致し、接続部の上記反射波によるマイ
クロ波電界の乱れを避けることができる。
【００１０】上記マイクロ波プラズマ処理装置の放電ガ
ス導入部を矩形導波管部に設置すると、マイクロ波導入
側のガス密度を高くでき、放電ガスのイオン化が効率的
に行える。また、ガス導入部ではマイクロ波電界の乱れ
が起こりやすいが、このような構成とすると、磁気コイ
ルによる等磁力線面で規定されるサイクロトロン共鳴条
件によるプラズマ放電域から離すことができ、マイクロ
波電界の乱れの影響を排除できる。
ス導入部を矩形導波管部に設置すると、マイクロ波導入
側のガス密度を高くでき、放電ガスのイオン化が効率的
に行える。また、ガス導入部ではマイクロ波電界の乱れ
が起こりやすいが、このような構成とすると、磁気コイ
ルによる等磁力線面で規定されるサイクロトロン共鳴条
件によるプラズマ放電域から離すことができ、マイクロ
波電界の乱れの影響を排除できる。
【００１１】上記の放電ガス導入部を矩形導波管部に設
置するとともに、真空室の異なる箇所に成膜原料ガス導
入部を設ける構成とすると、プラズマ化学蒸着による成
膜処理を行う場合にもマイクロ波導入窓への膜付着が少
なく、導電性膜の形成への利用が可能となる。
置するとともに、真空室の異なる箇所に成膜原料ガス導
入部を設ける構成とすると、プラズマ化学蒸着による成
膜処理を行う場合にもマイクロ波導入窓への膜付着が少
なく、導電性膜の形成への利用が可能となる。
【００１２】上記マイクロ波プラズマ処理装置の円形導
波管の開放端が、円形導波管の軸に垂直に測ってより断
面積が大きい真空室に接続されており、該接続部に円形
導波管の断面積を狭める絞り構造が設置されている構成
とすると、この絞り構造は円形導波管の開放端でマイク
ロ波を反射するため、円形導波管部に高密度プラズマを
生成することができる。
波管の開放端が、円形導波管の軸に垂直に測ってより断
面積が大きい真空室に接続されており、該接続部に円形
導波管の断面積を狭める絞り構造が設置されている構成
とすると、この絞り構造は円形導波管の開放端でマイク
ロ波を反射するため、円形導波管部に高密度プラズマを
生成することができる。
【００１３】次に、上記のマイクロ波プラズマ処理装置
を用いたプラズマ化学蒸着またはプラズマエッチング処
理またはスパッタリング成膜処理は、均一性の高いマイ
クロ波プラズマ処理を可能にする。
を用いたプラズマ化学蒸着またはプラズマエッチング処
理またはスパッタリング成膜処理は、均一性の高いマイ
クロ波プラズマ処理を可能にする。
【００１４】また、上記のマイクロ波プラズマ処理装置
を用いた成膜処理は、抵抗率１０5Ｏｈｍ・ｃｍ以下の
導電性膜を形成するマイクロ波プラズマ処理を可能にす
る。
を用いた成膜処理は、抵抗率１０5Ｏｈｍ・ｃｍ以下の
導電性膜を形成するマイクロ波プラズマ処理を可能にす
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１および図２に
よって説明する。
よって説明する。
【００１６】図１は本発明を化学蒸着装置に適用したマ
イクロ波プラズマ処理装置の一実施例の構成を示す断面
図であって、１は円形導波管真空室、２は矩形導波管真
空室であり、矩形導波管真空室２は長辺が円形導波管真
空室１の軸方向に平行になるように円形導波管真空室１
に接続されている。この構成で矩形ＴＥ10モードと円形
ＴＥ11モードのマイクロ波電界はともに紙面に対して垂
直であり、マイクロ波の矩形ＴＥ10モードは連続的に円
形ＴＥ11モードに変換される。
イクロ波プラズマ処理装置の一実施例の構成を示す断面
図であって、１は円形導波管真空室、２は矩形導波管真
空室であり、矩形導波管真空室２は長辺が円形導波管真
空室１の軸方向に平行になるように円形導波管真空室１
に接続されている。この構成で矩形ＴＥ10モードと円形
ＴＥ11モードのマイクロ波電界はともに紙面に対して垂
直であり、マイクロ波の矩形ＴＥ10モードは連続的に円
形ＴＥ11モードに変換される。
【００１７】円形導波管真空室１はプラズマ処理真空室
３に接続されている。４は真空室を大気から遮断する石
英製のマイクロ波導入窓であって、これを介して矩形導
波管真空室２は通常の矩形導波管５に接続されている。
マイクロ波導入窓４は導波管接続部から離れているた
め、マイクロ波のモード変換が円滑に行える。
３に接続されている。４は真空室を大気から遮断する石
英製のマイクロ波導入窓であって、これを介して矩形導
波管真空室２は通常の矩形導波管５に接続されている。
マイクロ波導入窓４は導波管接続部から離れているた
め、マイクロ波のモード変換が円滑に行える。
【００１８】６、７は真空室内に電子サイクロトロン共
鳴条件以上の磁場を印加するための磁気コイルであり、
円形導波管部の外周に設置されている。この構成でプラ
ズマ放電域は磁気コイルによる等磁力線面で規定される
符号８で示す領域となり、上記のモード変換部は、プラ
ズマ放電域８の外部となる。このため、モード変換部に
起こりがちなマイクロ波電界の乱れはプラズマ放電域に
大きな影響を与えない。生成プラズマは発散磁界によっ
て試料台９上の試料１０の方向へ送られる。
鳴条件以上の磁場を印加するための磁気コイルであり、
円形導波管部の外周に設置されている。この構成でプラ
ズマ放電域は磁気コイルによる等磁力線面で規定される
符号８で示す領域となり、上記のモード変換部は、プラ
ズマ放電域８の外部となる。このため、モード変換部に
起こりがちなマイクロ波電界の乱れはプラズマ放電域に
大きな影響を与えない。生成プラズマは発散磁界によっ
て試料台９上の試料１０の方向へ送られる。
【００１９】円形導波管真空室１の上端は軸に垂直に閉
じられており、磁気コイル６、７による等磁力線面で規
定されるプラズマ放電域８の磁界軸方向の上端は磁界軸
に垂直な平面で遮られている。この結果、磁界軸に垂直
な平面内での均一性の高いプラズマ放電が得られる。こ
の閉鎖端側に進行してきたマイクロ波は、この閉鎖端に
よって反射されて開放端側に送られる。
じられており、磁気コイル６、７による等磁力線面で規
定されるプラズマ放電域８の磁界軸方向の上端は磁界軸
に垂直な平面で遮られている。この結果、磁界軸に垂直
な平面内での均一性の高いプラズマ放電が得られる。こ
の閉鎖端側に進行してきたマイクロ波は、この閉鎖端に
よって反射されて開放端側に送られる。
【００２０】１１は放電ガス導入部であり、矩形導波管
真空室２の部分に設置されている。この結果、マイクロ
波導入側のガス密度を高くでき、放電ガスのイオン化が
効率的に行える。また、ガス導入部ではマイクロ波電界
の乱れが起こりやすいが、このような構成とすると、ガ
ス導入部を磁気コイルによる等磁力線面で規定されるプ
ラズマ放電域８から離すことができ、マイクロ波電界の
乱れの影響を排除できる。
真空室２の部分に設置されている。この結果、マイクロ
波導入側のガス密度を高くでき、放電ガスのイオン化が
効率的に行える。また、ガス導入部ではマイクロ波電界
の乱れが起こりやすいが、このような構成とすると、ガ
ス導入部を磁気コイルによる等磁力線面で規定されるプ
ラズマ放電域８から離すことができ、マイクロ波電界の
乱れの影響を排除できる。
【００２１】１２は原料ガス導入部であり、プラズマ処
理真空室３に設置されている。この構成によって、プラ
ズマ化学蒸着による成膜処理を行う場合にもマイクロ波
導入窓４への膜付着が少なく、導電性膜の形成への利用
が可能となっている。
理真空室３に設置されている。この構成によって、プラ
ズマ化学蒸着による成膜処理を行う場合にもマイクロ波
導入窓４への膜付着が少なく、導電性膜の形成への利用
が可能となっている。
【００２２】１３は円形導波管真空室１の断面積を狭め
る絞り構造であり、円形導波管真空室１の開放端に設置
されている。この絞り構造１３の部分でマイクロ波を反
射するため、円形導波管部に高密度プラズマを生成する
ことができる。
る絞り構造であり、円形導波管真空室１の開放端に設置
されている。この絞り構造１３の部分でマイクロ波を反
射するため、円形導波管部に高密度プラズマを生成する
ことができる。
【００２３】次に、本実施例の細部を図２によって説明
する。図２には、円形導波管真空室１と矩形導波管真空
室２の接続部と、これらの導波管内を進行するマイクロ
波の電界の様子を模式的に示してある。図２において、
ｘ軸は矩形導波管真空室２内のマイクロ波の進行方向で
ある。ｙ軸は矩形導波管真空室２の短辺方向であり、ｚ
軸は円形導波管真空室１の軸方向にとってある。従っ
て、ａは矩形導波管真空室２から円形導波管真空室１へ
のマイクロ波の進行を上方から観察した形でマイクロ波
電界の様子を示している。ｂは同一時点における円形導
波管真空室１内のマイクロ波電界の様子を左方から観察
した形で示し、またｃは矩形導波管真空室２内の長辺方
向のマイクロ波電界の分布を左方から観察した形で示し
ている。
する。図２には、円形導波管真空室１と矩形導波管真空
室２の接続部と、これらの導波管内を進行するマイクロ
波の電界の様子を模式的に示してある。図２において、
ｘ軸は矩形導波管真空室２内のマイクロ波の進行方向で
ある。ｙ軸は矩形導波管真空室２の短辺方向であり、ｚ
軸は円形導波管真空室１の軸方向にとってある。従っ
て、ａは矩形導波管真空室２から円形導波管真空室１へ
のマイクロ波の進行を上方から観察した形でマイクロ波
電界の様子を示している。ｂは同一時点における円形導
波管真空室１内のマイクロ波電界の様子を左方から観察
した形で示し、またｃは矩形導波管真空室２内の長辺方
向のマイクロ波電界の分布を左方から観察した形で示し
ている。
【００２４】上記の円形導波管真空室１と矩形導波管真
空室２の接続部の円形導波管軸方向の長さを、円形導波
管のＴＥ11モードの管内波長の１／２の長さに設定して
ある。そこで、矩形導波管真空室２は、この要請を満た
しかつ通常の矩形導波管５に接続するために、テーパを
もった形になっている。この構成とすると、ｃに示す矩
形導波管真空室２内の長辺方向のマイクロ波電界の分布
は、ｂに示す円形導波管真空室１部のＴＥ11モードのマ
イクロ波電界の分布とほぼ一致し、マイクロ波の矩形Ｔ
Ｅ10モードから円形ＴＥ11モードへの変換がａに示すよ
うに円滑に進行する。ａに示したマイクロ波電界の位相
がずれた時点では、ｂに示す円形導波管真空室１部のＴ
Ｅ11モードのマイクロ波電界の位相が同様にずれる。こ
の場合には、円形導波管真空室１部を上方向に進行する
マイクロ波と下方向に進行するマイクロ波とを考慮する
必要があるが、矩形ＴＥ10モードから円形ＴＥ11モード
への変換は同様に円滑に進行する。
空室２の接続部の円形導波管軸方向の長さを、円形導波
管のＴＥ11モードの管内波長の１／２の長さに設定して
ある。そこで、矩形導波管真空室２は、この要請を満た
しかつ通常の矩形導波管５に接続するために、テーパを
もった形になっている。この構成とすると、ｃに示す矩
形導波管真空室２内の長辺方向のマイクロ波電界の分布
は、ｂに示す円形導波管真空室１部のＴＥ11モードのマ
イクロ波電界の分布とほぼ一致し、マイクロ波の矩形Ｔ
Ｅ10モードから円形ＴＥ11モードへの変換がａに示すよ
うに円滑に進行する。ａに示したマイクロ波電界の位相
がずれた時点では、ｂに示す円形導波管真空室１部のＴ
Ｅ11モードのマイクロ波電界の位相が同様にずれる。こ
の場合には、円形導波管真空室１部を上方向に進行する
マイクロ波と下方向に進行するマイクロ波とを考慮する
必要があるが、矩形ＴＥ10モードから円形ＴＥ11モード
への変換は同様に円滑に進行する。
【００２５】円形導波管真空室１の上端は軸に垂直に閉
じられており、この閉鎖端側に進行してきたマイクロ波
は、この閉鎖端によって反射されて開放端側に送られ
る。円形導波管と矩形導波管の接続部上端とこの閉鎖端
との間の長さは、円形導波管のＴＥ11モードの管内波長
の１／２の長さの０を含む整数倍（図の場合は１倍）に
設定してある。この結果、ｂに示す接続部の円形導波管
内の上記反射波によるマイクロ波電界の分布は、ｃに示
す矩形導波管真空室２内の長辺方向のマイクロ波電界の
分布とほぼ一致し、接続部の上記反射波によるマイクロ
波電界の乱れを避けることができる。
じられており、この閉鎖端側に進行してきたマイクロ波
は、この閉鎖端によって反射されて開放端側に送られ
る。円形導波管と矩形導波管の接続部上端とこの閉鎖端
との間の長さは、円形導波管のＴＥ11モードの管内波長
の１／２の長さの０を含む整数倍（図の場合は１倍）に
設定してある。この結果、ｂに示す接続部の円形導波管
内の上記反射波によるマイクロ波電界の分布は、ｃに示
す矩形導波管真空室２内の長辺方向のマイクロ波電界の
分布とほぼ一致し、接続部の上記反射波によるマイクロ
波電界の乱れを避けることができる。
【００２６】以下、図１のマイクロ波プラズマ処理装置
を用い、プラズマ化学蒸着法による微結晶Ｓｉの形成を
検討した結果について述べる。
を用い、プラズマ化学蒸着法による微結晶Ｓｉの形成を
検討した結果について述べる。
【００２７】放電ガス導入部１１から水素を毎分１００
ｃｃ導入し、原料ガス導入部１２からシランを毎分１ｃ
ｃと、１％に水素希釈したジボランを毎分５ｃｃ導入
し、ターボ分子ポンプ（図示せず）で排気して１０ｍＴ
ｏｒｒの圧力とした。磁気コイル６、７によって最大１
０００Ｇａｕｓｓ以上の磁界を円形導波管真空室１部に
形成し、矩形導波管５からマイクロ波を５００Ｗ導入し
て、電子サイクロトロン共鳴プラズマを生成させた。試
料台９を３５０℃に加熱し、ガラス基板の試料１０上に
微結晶Ｓｉを形成させた。この結果、導電度約１０Ｓ／
ｃｍの低抵抗ｐ型半導体膜を再現性良く均一に形成する
ことができた。
ｃｃ導入し、原料ガス導入部１２からシランを毎分１ｃ
ｃと、１％に水素希釈したジボランを毎分５ｃｃ導入
し、ターボ分子ポンプ（図示せず）で排気して１０ｍＴ
ｏｒｒの圧力とした。磁気コイル６、７によって最大１
０００Ｇａｕｓｓ以上の磁界を円形導波管真空室１部に
形成し、矩形導波管５からマイクロ波を５００Ｗ導入し
て、電子サイクロトロン共鳴プラズマを生成させた。試
料台９を３５０℃に加熱し、ガラス基板の試料１０上に
微結晶Ｓｉを形成させた。この結果、導電度約１０Ｓ／
ｃｍの低抵抗ｐ型半導体膜を再現性良く均一に形成する
ことができた。
【００２８】なお、本発明のマイクロ波プラズマ処理装
置がプラズマエッチング処理に適用可能であることは容
易に類推できる。また、プラズマエッチング処理に適用
する場合には、円形導波管真空室１の閉鎖端にターゲッ
トを設置し、この部分でのプラズマ密度が高くなるよう
に磁気コイル６、７によって磁界分布を調整すれば良
い。また付言すれば、プラズマ化学蒸着、プラズマエッ
チング処理の場合には磁気コイル６は必ずしも必要では
なく、磁気コイル７のみでも利用可能である。
置がプラズマエッチング処理に適用可能であることは容
易に類推できる。また、プラズマエッチング処理に適用
する場合には、円形導波管真空室１の閉鎖端にターゲッ
トを設置し、この部分でのプラズマ密度が高くなるよう
に磁気コイル６、７によって磁界分布を調整すれば良
い。また付言すれば、プラズマ化学蒸着、プラズマエッ
チング処理の場合には磁気コイル６は必ずしも必要では
なく、磁気コイル７のみでも利用可能である。
【００２９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、プ
ラズマ化学蒸着、プラズマエッチング処理、スパッタリ
ング成膜処理等のプラズマ処理の均一性を高めたマイク
ロ波プラズマ処理装置が得られ、特に抵抗率が１０5Ｏ
ｈｍ・ｃｍ以下の導電性の膜の形成に利用できるマイク
ロ波プラズマ処理装置が得られる。また、この装置を用
いることにより、プラズマ処理の均一性が高いマイクロ
波プラズマ処理が可能となり、特に、マイクロ波プラズ
マを利用して抵抗率１０5Ｏｈｍ・ｃｍ以下の導電性の
膜の形成が可能となる。
ラズマ化学蒸着、プラズマエッチング処理、スパッタリ
ング成膜処理等のプラズマ処理の均一性を高めたマイク
ロ波プラズマ処理装置が得られ、特に抵抗率が１０5Ｏ
ｈｍ・ｃｍ以下の導電性の膜の形成に利用できるマイク
ロ波プラズマ処理装置が得られる。また、この装置を用
いることにより、プラズマ処理の均一性が高いマイクロ
波プラズマ処理が可能となり、特に、マイクロ波プラズ
マを利用して抵抗率１０5Ｏｈｍ・ｃｍ以下の導電性の
膜の形成が可能となる。
【図１】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置の一実施
例の構成を示す断面図である。
例の構成を示す断面図である。
【図２】図１のマイクロ波プラズマ処理装置の導波管部
のマイクロ波電界の様子を示す模式図である。
のマイクロ波電界の様子を示す模式図である。
１…円形導波管真空室 ２…矩形導波管真空室 ３…プラズマ処理真空室 ４…マイクロ波導入窓 ５…矩形導波管 ６、７…磁気コイル ８…プラズマ放電域 ９…試料台 １０…試料 １１…放電ガス導入部 １２…原料ガス導入部 １３…絞り構造
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/31 (72)発明者 筒井 謙 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 小川 博文 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】真空室と、この真空室にマイクロ波電力を
供給する手段と、前記真空室内に放電ガスを導入する手
段と、前記真空室内に被処理試料を保持する手段とを備
え、前記真空室内にマイクロ波放電によってプラズマを
生成さしめ、前記被処理試料をプラズマ処理するマイク
ロ波プラズマ処理装置において、真空室の一部をマイク
ロ波の円形導波管とし、該円形導波管の側面に矩形導波
管を、長辺方向が円形導波管の軸方向に平行になるよう
に接続し、該矩形導波管部に真空仕切りとなるマイクロ
波導入窓を設け、矩形導波管部との接続部を除く円形導
波管部の外周に磁気コイルを設け、真空室内に電子サイ
クロトロン共鳴条件以上の磁場を印加できる構成とした
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】請求項１に記載のマイクロ波プラズマ処理
装置において、円形導波管と矩形導波管との接続部の円
形導波管軸方向の長さが、円形導波管のＴＥ11モードの
管内波長の１／２の長さであ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】請求項１または請求項２に記載のマイクロ
波プラズマ処理装置において、円形導波管の一方の端が
軸に垂直に閉じられており、円形導波管と矩形導波管の
接続部端と該閉鎖端との間の長さが、円形導波管のＴＥ
11モードの管内波長の１／２の長さの０を含む整数倍で
あ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４】請求項１ないし請求項３のいずれか１項に
記載のマイクロ波プラズマ処理装置において、放電ガス
導入部が矩形導波管部に設置され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５】請求項４に記載のマイクロ波プラズマ処理
装置において、放電ガス導入部が矩形導波管部に設置さ
れているとともに、真空室の異なる箇所に成膜原料ガス
導入部が設けられ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６】請求項１ないし請求項５のいずれか１項に
記載のマイクロ波プラズマ処理装置において、円形導波
管の開放端が、円形導波路の軸に垂直に測ってより断面
積が大きい真空室に接続されており、該接続部に円形導
波管の断面積を狭める絞り構造が設置されていることを
特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。 - 【請求項７】請求項１ないし請求項６のいずれか１項に
記載のマイクロ波プラズマ処理装置を用い、プラズマ化
学蒸着またはプラズマエッチング処理またはスパッタリ
ング成膜処理を行うことを特徴とするマイクロ波プラズ
マ処理方法。 - 【請求項８】請求項７に記載のマイクロ波プラズマ処理
方法において、プラズマ化学蒸着として、抵抗率１０5
Ｏｈｍ・ｃｍ以下の膜形成処理を行うことを特徴とする
マイクロ波プラズマ処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4145405A JPH0732076B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | マイクロ波プラズマ処理装置およびその処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4145405A JPH0732076B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | マイクロ波プラズマ処理装置およびその処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05343194A JPH05343194A (ja) | 1993-12-24 |
| JPH0732076B2 true JPH0732076B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=15384501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4145405A Expired - Fee Related JPH0732076B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | マイクロ波プラズマ処理装置およびその処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732076B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4183934B2 (ja) | 2001-10-19 | 2008-11-19 | 尚久 後藤 | マイクロ波プラズマ処理装置、マイクロ波プラズマ処理方法及びマイクロ波給電装置 |
| JP5424317B2 (ja) * | 2009-08-18 | 2014-02-26 | 学校法人中部大学 | 積層プラスチックフィルム及びその製造方法 |
| KR102194951B1 (ko) * | 2019-03-18 | 2020-12-24 | 한국세라믹기술원 | 내플라즈마 세라믹의 가속수명 시험방법 |
-
1992
- 1992-06-05 JP JP4145405A patent/JPH0732076B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05343194A (ja) | 1993-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH03146674A (ja) | 拡散プラズマによって補助された化学処理装置 | |
| JPH0672306B2 (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
| JP2570090B2 (ja) | ドライエッチング装置 | |
| JPS6367332B2 (ja) | ||
| US5366586A (en) | Plasma formation using electron cyclotron resonance and method for processing substrate by using the same | |
| JP2965935B2 (ja) | プラズマｃｖｄ方法 | |
| JPH10134995A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| JPH0732076B2 (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置およびその処理方法 | |
| JP2951797B2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
| JP3021117B2 (ja) | 電子サイクロトロン共鳴プラズマｃｄｖ装置 | |
| JPH07135093A (ja) | プラズマ処理装置及び処理方法 | |
| US6730369B1 (en) | Device and method for plasma processing | |
| JPH0368771A (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
| JP3089116B2 (ja) | 電子サイクロトロン共鳴プラズマｃｖｄ装置 | |
| JPS62254419A (ja) | プラズマ付着装置 | |
| JPH0536640A (ja) | 半導体製造装置 | |
| JPH07130494A (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
| JP2725203B2 (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
| JP3077144B2 (ja) | 試料保持装置 | |
| JP2000138171A (ja) | 円弧状スロット付無終端環状導波管、及びそれを用いたプラズマ処理装置及び処理方法 | |
| JPH0680640B2 (ja) | プラズマ装置 | |
| JP2715277B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JP2548785B2 (ja) | 電子サイクロトロン共鳴プラズマの化学蒸着装置 | |
| JP2892347B2 (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JPS62143418A (ja) | 薄膜形成装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |