JPS6379986A - プラズマ制御装置 - Google Patents
プラズマ制御装置Info
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- JPS6379986A JPS6379986A JP22492686A JP22492686A JPS6379986A JP S6379986 A JPS6379986 A JP S6379986A JP 22492686 A JP22492686 A JP 22492686A JP 22492686 A JP22492686 A JP 22492686A JP S6379986 A JPS6379986 A JP S6379986A
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- gas
- magnetic field
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-
- 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
-
- 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
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J2219/0803—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
- B01J2219/085—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy creating magnetic fields
- B01J2219/0852—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy creating magnetic fields employing permanent magnets
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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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、成膜装置、エツチング装置、表面処理装置等
に使用されるプラズマ制御装置に関し、特に、基板に対
するプラズマを均一的に伺勢するプラズマ制御装置に関
する。
に使用されるプラズマ制御装置に関し、特に、基板に対
するプラズマを均一的に伺勢するプラズマ制御装置に関
する。
［従来の技術］
従来より、マイクロ波を用いた気相励起装置として、Ｅ
ＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）装置が知られている。
ＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）装置が知られている。
このＥＣＲは、例えば、石英等のマイクロ波透過性材料
の導入部を介して、導波管で導いて来たマイクロ波を、
空胴共振器となっているプラズマ発生室に導入し、プラ
ズマを発生させるものである。このＥＣＲを例えば成膜
に利用する場合は、プラズマを更に反応室へ導き、反応
室で原料ガスに接触させ、生成された活性微粒子を基板
表面に付着捕集するなどの方法がある。そして、このプ
ラズマ流をつくる方法としては、電極やグリッドを用い
るもの、磁石によるものなどがある。
の導入部を介して、導波管で導いて来たマイクロ波を、
空胴共振器となっているプラズマ発生室に導入し、プラ
ズマを発生させるものである。このＥＣＲを例えば成膜
に利用する場合は、プラズマを更に反応室へ導き、反応
室で原料ガスに接触させ、生成された活性微粒子を基板
表面に付着捕集するなどの方法がある。そして、このプ
ラズマ流をつくる方法としては、電極やグリッドを用い
るもの、磁石によるものなどがある。
［発明が解決しようとする問題点］
」二記の如くプラズマによる成膜やエツチングを行う場
合、従来は基板の面にプラズマをイ１勢するだけであっ
たため、基板が村勢源から距離を有している場合など、
プラズマが散乱し、プラズマに移送される活性微粒子な
ども基板に対して不均一に付着し、基板上の膜厚分布や
エツチングの不均−性を招いていた。そして、この傾向
はマイクロ波によるプラズマの場合に特に顕著であった
。
合、従来は基板の面にプラズマをイ１勢するだけであっ
たため、基板が村勢源から距離を有している場合など、
プラズマが散乱し、プラズマに移送される活性微粒子な
ども基板に対して不均一に付着し、基板上の膜厚分布や
エツチングの不均−性を招いていた。そして、この傾向
はマイクロ波によるプラズマの場合に特に顕著であった
。
本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたもので
、基板に対するプラズマ密度を均一にして、成膜やエツ
チングの均一性を保持し、１１り厚及び膜質が均等で良
質な生成品を得ることが可能なプラズマ制御装置を提供
することを目的とする。
、基板に対するプラズマ密度を均一にして、成膜やエツ
チングの均一性を保持し、１１り厚及び膜質が均等で良
質な生成品を得ることが可能なプラズマ制御装置を提供
することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
本発明において、上記の問題点を解決するために講じら
れた手段は、第１図に基本的な原理を示す如く、基板ｌ
の面に対して所定方向に形成された磁力線によりプラズ
マを付勢するプラズマ制御装置において、磁力線がプラ
ズマを基板ｌへと導く方向へ磁界を形成する第１の磁界
形成手段２と、磁力線が基板ｌの面と直交し、かつその
磁束密度が基板の全面でほぼ均一な磁界を形成する第２
の磁界形成１段３とを備えたプラズマ制御装置とするも
のである。
れた手段は、第１図に基本的な原理を示す如く、基板ｌ
の面に対して所定方向に形成された磁力線によりプラズ
マを付勢するプラズマ制御装置において、磁力線がプラ
ズマを基板ｌへと導く方向へ磁界を形成する第１の磁界
形成手段２と、磁力線が基板ｌの面と直交し、かつその
磁束密度が基板の全面でほぼ均一な磁界を形成する第２
の磁界形成１段３とを備えたプラズマ制御装置とするも
のである。
本発明における各磁界形成手段は、電磁石であっても永
久磁石であっても構わない。また、基板の形状は円筒で
あっても板状であっても、それに対応する磁界を形成で
きるものであれば、やはり構わない。
久磁石であっても構わない。また、基板の形状は円筒で
あっても板状であっても、それに対応する磁界を形成で
きるものであれば、やはり構わない。
［作 用］
第１図に示したプラズマ制御装置は、第２図に示される
如き磁界を形成する。即ち、第１の磁界形成手段２は磁
力線２ａで示される如き磁界を生じ、第２の磁界形成手
段３は磁力線３ａで示される如き磁界を生じる。プラズ
マ４は図中上方で形成され、磁力線２ａにより下方へ移
送されて来るので、もし、第２の磁界形成手段３による
磁界がない場合には、第１図に示された基板１上に形成
される膜の膜厚分布は、プラズマ密度の高い図中−に方
で厚くなり、下方で薄くなるが、磁力線３ａで示される
如き磁界があると、イオンやエレクトロン等の荷電粒子
はその磁力線３ａに沿ってらせん状に運動し、基板１の
表面に対して均一にプラズマを当接させ、生成される膜
の厚さも均一化される。
如き磁界を形成する。即ち、第１の磁界形成手段２は磁
力線２ａで示される如き磁界を生じ、第２の磁界形成手
段３は磁力線３ａで示される如き磁界を生じる。プラズ
マ４は図中上方で形成され、磁力線２ａにより下方へ移
送されて来るので、もし、第２の磁界形成手段３による
磁界がない場合には、第１図に示された基板１上に形成
される膜の膜厚分布は、プラズマ密度の高い図中−に方
で厚くなり、下方で薄くなるが、磁力線３ａで示される
如き磁界があると、イオンやエレクトロン等の荷電粒子
はその磁力線３ａに沿ってらせん状に運動し、基板１の
表面に対して均一にプラズマを当接させ、生成される膜
の厚さも均一化される。
プラズマ発生にマイクロ波を用いる場合、磁場の強さが
大きい方が、マイクロ波のエネルギーを効率的に吸収す
る効果を奏するので、プラズマの流れとマイクロ波のエ
ネルギー吸収効率とを考慮して磁界を制御すれば、均一
な成膜を効率的に行うことができる。
大きい方が、マイクロ波のエネルギーを効率的に吸収す
る効果を奏するので、プラズマの流れとマイクロ波のエ
ネルギー吸収効率とを考慮して磁界を制御すれば、均一
な成膜を効率的に行うことができる。
［実施例］
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第３図は本発明を実施したＥＣＲ装置の一例を示す概略
構造図である。第３図において、３１はプラズマを励起
するためのマイクロ波を導入するマイクロ波導波管、３
２は第１の磁界形成手段であるＥＣＲ用電磁電磁石３は
ＥＣＲ即ち電子サイクロトロン共鳴を起こす空胴共振器
、３４はプラズマ引出し電極、３５は反応室、３６は基
板、３７は第２の磁界形成手段であるプラズマ制御用電
磁石、３日は第１の原料ガスを導入するガス導入管、３
９は第２の原料ガスを導入するガス導入管、４０は排気
ポンプである。尚、本実施例では、第２の磁界を形成す
る磁石を電磁石としたが、もちろん永久磁石であっても
構わない。
構造図である。第３図において、３１はプラズマを励起
するためのマイクロ波を導入するマイクロ波導波管、３
２は第１の磁界形成手段であるＥＣＲ用電磁電磁石３は
ＥＣＲ即ち電子サイクロトロン共鳴を起こす空胴共振器
、３４はプラズマ引出し電極、３５は反応室、３６は基
板、３７は第２の磁界形成手段であるプラズマ制御用電
磁石、３日は第１の原料ガスを導入するガス導入管、３
９は第２の原料ガスを導入するガス導入管、４０は排気
ポンプである。尚、本実施例では、第２の磁界を形成す
る磁石を電磁石としたが、もちろん永久磁石であっても
構わない。
まず、マイクロ波導波管３１からマイクロ波を空胴共振
器３３へ導き、プラズマを発生させる。ＥＣＲ用電磁電
磁石３２電子サイクロトロン共鳴を起こすと共に、発生
したプラズマを反応室３５へ移送する。このプラズマ移
送はプラズマ引出し電極３４によっても付勢される。こ
こで、ＥＣＲ条件とするには、理想的にはマイクロ波の
周波数が２．４５ＧＨｚのとき、空胴共振器３３内の中
心部の磁界の強さは８７５ガウスとなっている。
器３３へ導き、プラズマを発生させる。ＥＣＲ用電磁電
磁石３２電子サイクロトロン共鳴を起こすと共に、発生
したプラズマを反応室３５へ移送する。このプラズマ移
送はプラズマ引出し電極３４によっても付勢される。こ
こで、ＥＣＲ条件とするには、理想的にはマイクロ波の
周波数が２．４５ＧＨｚのとき、空胴共振器３３内の中
心部の磁界の強さは８７５ガウスとなっている。
例えば、アモルファスシリコンを成膜する場合、第１の
ガス導入管３８からＨ２ガス、第２のガス導入管３９か
らＳｉＨ４ガスを供給する。空胴共振器３３へのＨ２ガ
スの供給によって形成されたプラズマは、ＥＣＲ用電磁
電磁石３２り形成された第１の磁界に乗って反応室３５
へと送り出され、第１のガス導入管３８から供給される
ＳｉＨ４ガスと接触しつつ共に屯直に基板３６へと向う
。
ガス導入管３８からＨ２ガス、第２のガス導入管３９か
らＳｉＨ４ガスを供給する。空胴共振器３３へのＨ２ガ
スの供給によって形成されたプラズマは、ＥＣＲ用電磁
電磁石３２り形成された第１の磁界に乗って反応室３５
へと送り出され、第１のガス導入管３８から供給される
ＳｉＨ４ガスと接触しつつ共に屯直に基板３６へと向う
。
このとき、プラズマ制御用磁石３７がないと、第４図に
示Ｓれるような第１の磁界のみで、基板３６に生成され
る膜は、中央部が厚く、中心から遠ざかるほど薄くなり
、均一な成膜はできないが、プラズマ制御用磁石３７が
あると、第５図に示されるような磁界が形成され、第１
の磁界により移送されて来たプラズマは第２の磁界に渡
され、基板３６面−Ｌに均一に当接することになる。尚
、第２の磁界形成手段３７は、磁力線の方向と強さを図
示しない制御装置でコントロールすることが可能で、Ｉ
＝記の効果は更に適切にコントロールでき、膜質のよい
アモルファスシリコンを成膜できる。
示Ｓれるような第１の磁界のみで、基板３６に生成され
る膜は、中央部が厚く、中心から遠ざかるほど薄くなり
、均一な成膜はできないが、プラズマ制御用磁石３７が
あると、第５図に示されるような磁界が形成され、第１
の磁界により移送されて来たプラズマは第２の磁界に渡
され、基板３６面−Ｌに均一に当接することになる。尚
、第２の磁界形成手段３７は、磁力線の方向と強さを図
示しない制御装置でコントロールすることが可能で、Ｉ
＝記の効果は更に適切にコントロールでき、膜質のよい
アモルファスシリコンを成膜できる。
また、本装置をエツチング装置として用いる場合には、
第１のガス導入管３８から添加ガスを、第２のガス導入
管３９からエツチングガスを供給し、」−記成膜の場合
と同様にして活性化したエツチングガスを基板３６へと
送るようにすればよい。
第１のガス導入管３８から添加ガスを、第２のガス導入
管３９からエツチングガスを供給し、」−記成膜の場合
と同様にして活性化したエツチングガスを基板３６へと
送るようにすればよい。
成膜の場合使用するのは成膜性ガスと非成膜性ガスで、
エツチングの場合使用するのはエンチングガスと添加ガ
スである。成膜ガスとは、エネルギー伺与及び／又は他
のガスとの反応により膜を生じるものをいう。非成膜性
ガスとは、それのみでは膜を生じないものをいう。エツ
チングガスとは、エネルギーの付与及び／又は他のガス
との反応によって膜のエツチングが可能なガスをいい、
添加ガスとはエツチング選択性向」二用のガスをいう。
エツチングの場合使用するのはエンチングガスと添加ガ
スである。成膜ガスとは、エネルギー伺与及び／又は他
のガスとの反応により膜を生じるものをいう。非成膜性
ガスとは、それのみでは膜を生じないものをいう。エツ
チングガスとは、エネルギーの付与及び／又は他のガス
との反応によって膜のエツチングが可能なガスをいい、
添加ガスとはエツチング選択性向」二用のガスをいう。
成膜を行う場合、第２のガス導入管３９から、例えばシ
ラン、ジシラン、トリシラン等のシリコン水素化物、メ
タン、エタン、プロパン、アセチレン等の炭化水素、ベ
ンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、テト
ラフロロメタン、テトラクロロメタン、ＣＨ２Ｆ２、Ｏ
Ｈ３Ｆ等のハロゲン（Ｉｆ化水素等の成膜性ガスや、例
えば水素、アルゴンヘリウム、窒素等の非成膜性ガスと
上記成膜性ガスの混合ガス、第１のガス導入管３８から
、非成膜性ガスが供給される。また、エツチングを行う
場合、第２のガス導入管３９から、例えばテトラフロロ
メタン、テトラクロロメタン、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ等
のハロゲン炭化水素、ＳＦ６、ＮＦ３等のフッ化物等の
エツチングガス、第１のガス導入管３８から、例えば酸
素、水素、窒素等の添加ガス又は上記エツチングガスと
添加ガスの混合ガス等が供給される。
ラン、ジシラン、トリシラン等のシリコン水素化物、メ
タン、エタン、プロパン、アセチレン等の炭化水素、ベ
ンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、テト
ラフロロメタン、テトラクロロメタン、ＣＨ２Ｆ２、Ｏ
Ｈ３Ｆ等のハロゲン（Ｉｆ化水素等の成膜性ガスや、例
えば水素、アルゴンヘリウム、窒素等の非成膜性ガスと
上記成膜性ガスの混合ガス、第１のガス導入管３８から
、非成膜性ガスが供給される。また、エツチングを行う
場合、第２のガス導入管３９から、例えばテトラフロロ
メタン、テトラクロロメタン、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ等
のハロゲン炭化水素、ＳＦ６、ＮＦ３等のフッ化物等の
エツチングガス、第１のガス導入管３８から、例えば酸
素、水素、窒素等の添加ガス又は上記エツチングガスと
添加ガスの混合ガス等が供給される。
このように、本発明をプラズマＧＶＤやプラズマエツチ
ングに用いた場合、従来の装置では膜厚を制御できなか
ったものでも均一な成膜が可能になり、更に基板表面で
のプラズマ密度が均一になるため、膜質も均一になる。
ングに用いた場合、従来の装置では膜厚を制御できなか
ったものでも均一な成膜が可能になり、更に基板表面で
のプラズマ密度が均一になるため、膜質も均一になる。
また、本発明によれば、成膜のみならず、エツチングの
場合も同様に均一化が可能になる。
場合も同様に均一化が可能になる。
［発明の効果］
以」−１説明したとおり、本発明によれば、基板に対す
るプラズマ密度を均一にして、成膜やエツチングの均一
性を保持し、膜厚及び膜質が均等で良質な生成品を得る
ことが可能なプラズマ制御装置を提供することができる
。
るプラズマ密度を均一にして、成膜やエツチングの均一
性を保持し、膜厚及び膜質が均等で良質な生成品を得る
ことが可能なプラズマ制御装置を提供することができる
。
第１図は本発明の基本的な構成図、第２図は本発明の基
本原理の説明図、第３図は本発明の実施例の構造図、第
４図及び第５図は磁界の説明図である。 １．３６：基板、２：第１の磁界形成手段、３：第２の
磁界形成手段、４：プラズマ、３１：マイクロ波導波管
、３２ ： ＥＣ：Ｒ用型磁石、３３：空胴共振器、３
４：プラズマ引出し電極、３５：反応室、３７：プラズ
マ制御用電磁石、３８．３１ガス導入管、４０：排気ポ
ンプ。
本原理の説明図、第３図は本発明の実施例の構造図、第
４図及び第５図は磁界の説明図である。 １．３６：基板、２：第１の磁界形成手段、３：第２の
磁界形成手段、４：プラズマ、３１：マイクロ波導波管
、３２ ： ＥＣ：Ｒ用型磁石、３３：空胴共振器、３
４：プラズマ引出し電極、３５：反応室、３７：プラズ
マ制御用電磁石、３８．３１ガス導入管、４０：排気ポ
ンプ。
Claims (1)
- （１）基板の面に対して所定方向に形成された磁力線に
よりプラズマを付勢するプラズマ制御装置において、磁
力線がプラズマを基板へ導く方向へ磁界を形成する第１
の磁界形成手段と、磁力線が基板の面と直交し、かつそ
の磁束密度が基板の全面でほぼ均一な磁界を形成する第
２の磁界形成手段とを備えることを特徴とするプラズマ
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22492686A JPS6379986A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | プラズマ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22492686A JPS6379986A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | プラズマ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6379986A true JPS6379986A (ja) | 1988-04-09 |
Family
ID=16821334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22492686A Pending JPS6379986A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | プラズマ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6379986A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05339761A (ja) * | 1992-06-10 | 1993-12-21 | Sakae Denshi Kogyo Kk | Ｅｃｒプラズマエッチング加工方法 |
| JPH06122984A (ja) * | 1992-10-08 | 1994-05-06 | Sakae Denshi Kogyo Kk | Ｅｃｒプラズマ処理方法 |
-
1986
- 1986-09-25 JP JP22492686A patent/JPS6379986A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05339761A (ja) * | 1992-06-10 | 1993-12-21 | Sakae Denshi Kogyo Kk | Ｅｃｒプラズマエッチング加工方法 |
| JPH06122984A (ja) * | 1992-10-08 | 1994-05-06 | Sakae Denshi Kogyo Kk | Ｅｃｒプラズマ処理方法 |
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