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JPH053098A - Plasma generator - Google Patents

Plasma generator

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Publication number
JPH053098A
JPH053098A JP3153404A JP15340491A JPH053098A JP H053098 A JPH053098 A JP H053098A JP 3153404 A JP3153404 A JP 3153404A JP 15340491 A JP15340491 A JP 15340491A JP H053098 A JPH053098 A JP H053098A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveguide
plasma
movable
stub
quartz tube
Prior art date
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Granted
Application number
JP3153404A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3037467B2 (en
Inventor
Eiji Takebe
英二 建部
Michio Taniguchi
道夫 谷口
Yuji Ishida
勇二 石田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihen Corp
Original Assignee
Daihen Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daihen Corp filed Critical Daihen Corp
Priority to JP3153404A priority Critical patent/JP3037467B2/en
Publication of JPH053098A publication Critical patent/JPH053098A/en
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Publication of JP3037467B2 publication Critical patent/JP3037467B2/en
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make the generation of plasma easier by increasing the intensity of the electric field in a plasma generating space when the plasma is started to generate. CONSTITUTION:At the part positioned closer to an oscillator from the connection of a waveguide circuit and a plasma generating space 4, a movable stub 11 to move in and out to the waveguide 2g penetrating the tube wall of the waveguide 2g is provided. And, under the condition the movable stub 11 is advanced in the waveguide, a cavity resonator is composed by the part between the movable stub 11 and the plasma generating space 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波をプラズマ
発生空間に供給してプラズマを発生させるプラズマ発生
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma generator which supplies microwaves to a plasma generating space to generate plasma.

【0002】[0002]

【従来の技術】薄膜を形成する装置の1つであるCVD
装置や、半導体製造用のエッチング装置等にマイクロ波
により発生させたプラズマが用いられている。図7はプ
ラズマCVD装置の構成例を示したもので、同図におい
て1はマイクロ波発振器、2はマイクロ波発振器で発生
したマイクロ波を石英管3内のプラズマ発生空間4に供
給する導波管回路であり、導波管回路2は複数の導波管
2a〜2gにより構成されている。導波管回路2の途中
には、発振器1を反射波から保護するためのアイソレー
タ5と、入射波及び反射波を測定する電力モニター6
と、負荷に有効に電力を伝送するためにインピーダンス
の整合をとるインピーダンス整合器7とが設けられてい
る。石英管3は、導波管回路の最端部の導波管2gを貫
通した状態で設けられ、導波管2gの端末部には、石英
管3内の電界のピークポイントを調整するための可動短
絡板を備えた終端部機構8´が設けられている。
2. Description of the Related Art CVD, which is one of the devices for forming a thin film
Plasma generated by microwaves is used in an apparatus, an etching apparatus for manufacturing a semiconductor, and the like. FIG. 7 shows a configuration example of a plasma CVD apparatus. In FIG. 7, 1 is a microwave oscillator, and 2 is a waveguide for supplying microwaves generated by the microwave oscillator to a plasma generation space 4 in a quartz tube 3. The waveguide circuit 2 is a circuit and is configured by a plurality of waveguides 2a to 2g. In the middle of the waveguide circuit 2, an isolator 5 for protecting the oscillator 1 from reflected waves and a power monitor 6 for measuring incident waves and reflected waves.
And an impedance matching device 7 for matching impedance in order to effectively transmit power to the load. The quartz tube 3 is provided in a state of penetrating the waveguide 2g at the end of the waveguide circuit. At the end of the waveguide 2g, the peak point of the electric field in the quartz tube 3 is adjusted. A termination mechanism 8'having a movable short-circuit plate is provided.

【0003】石英管3内には基板ホルダ9が配置され、
該ホルダ9の上に基板10が保持されている。石英管3
は図示しない排気装置に接続されていて、該排気装置に
より石英管3内が真空引きされるようになっている。
A substrate holder 9 is arranged in the quartz tube 3,
A substrate 10 is held on the holder 9. Quartz tube 3
Is connected to an exhaust device (not shown), and the inside of the quartz tube 3 is evacuated by the exhaust device.

【0004】上記のCVD装置により薄膜を形成する場
合の操作手順は次の通りである。先ず石英管3内の真空
引きを行った後、石英管3の入り口3aから該石英管の
内部に所定の反応ガス(例えばCH4 +H2 )を供給す
る。次いで終端部機構8´に設けられているプランジャ
8a´を手動により操作して該終端部機構内の可動短絡
板を所定の位置にセットする。その後マイクロ波発振器
1を発振させて所定の周波数(通常は2.45GHz )のマ
イクロ波を発生させる。このマイクロ波は導波管回路2
を通して石英管3内のプラズマ発生空間4に供給される
ため、該空間4内でプラズマPが発生する。
The operating procedure for forming a thin film by the above CVD apparatus is as follows. First, after evacuating the inside of the quartz tube 3, a predetermined reaction gas (for example, CH4 + H2) is supplied from the inlet 3a of the quartz tube 3 into the quartz tube. Then, the plunger 8a 'provided on the terminal end mechanism 8'is manually operated to set the movable short-circuit plate in the terminal end mechanism at a predetermined position. After that, the microwave oscillator 1 is oscillated to generate a microwave having a predetermined frequency (usually 2.45 GHz). This microwave is a waveguide circuit 2
The plasma P is generated in the space 4 because it is supplied to the plasma generation space 4 inside the quartz tube 3.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、マイク
ロ波発振器1から導波管回路2を通してプラズマ発生空
間4にマイクロ波を供給してプラズマを発生させるプラ
ズマ発生装置では、プラズマ発生空間4に供給されるガ
スの種類や圧力等のプロセス条件により、プラズマ発生
空間内のガスがプラズマ化され難く、プラズマの起動が
困難になることがあった。またプラズマが一旦発生して
も、プラズマがプラズマ発生空間内で偏ったり、不安定
になったりして、プラズマの起動に失敗することがあっ
た。
As described above, in the plasma generator for generating the plasma by supplying the microwave from the microwave oscillator 1 to the plasma generating space 4 through the waveguide circuit 2, the plasma generating space 4 is Depending on the process conditions such as the type and pressure of the gas supplied, it is difficult for the gas in the plasma generation space to be turned into plasma, and it may be difficult to start the plasma. Further, even if the plasma is once generated, the plasma may be biased or unstable in the plasma generation space, and the plasma may fail to start.

【0006】本発明の目的は、プラズマの起動を容易に
することができるプラズマ発生装置を提供することにあ
る。
It is an object of the present invention to provide a plasma generator capable of facilitating plasma activation.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、マイクロ波発
振器で発生させたマイクロ波を、導波管回路を通してプ
ラズマ発生空間に供給してプラズマを発生させるプラズ
マ発生装置に係わるものである。
The present invention relates to a plasma generator for generating a plasma by supplying a microwave generated by a microwave oscillator to a plasma generation space through a waveguide circuit.

【0008】本発明においては、導波管回路のプラズマ
発生空間と該プラズマ発生空間より発振器側の最初の導
波管取付用フランジとの間に導波管の管壁を貫通して駆
動機により該導波管内に出入りする可動スタブを設け、
この可動スタブを導波管内に進入させた状態で、導波管
回路の可動スタブよりもプラズマ発生空間側の部分によ
り空胴共振器を構成するようにした。
According to the present invention, the wall of the waveguide is penetrated between the plasma generation space of the waveguide circuit and the first flange for mounting the waveguide on the oscillator side of the plasma generation space, and the drive machine is used. A movable stub that moves in and out of the waveguide is provided,
With the movable stub inserted into the waveguide, the cavity resonator is constituted by the portion of the waveguide circuit closer to the plasma generation space than the movable stub.

【0009】[0009]

【作用】上記のように、導波管回路のプラズマ発生空間
との結合部よりも発振器側に位置する部分に可動スタブ
を設けて、該可動スタブを導波管内に進入させた状態
で、導波管回路の可動スタブよりもプラズマ発生空間側
の部分により空胴共振器を構成するようにしておくと、
プラズマ起動時に、可動スタブを導波管内に進入させる
ことにより、プラズマ発生空間側の回路で共振状態を生
じさせることができるため、プラズマ発生空間内の電界
を十分に強くすることができ、プラズマの発生を容易に
することができる。
As described above, the movable stub is provided in the portion located on the oscillator side of the coupling portion of the waveguide circuit with the plasma generation space, and the movable stub is introduced into the waveguide while being guided. If the cavity resonator is configured by the portion of the wave tube circuit that is closer to the plasma generation space than the movable stub,
When the plasma is started, the movable stub is allowed to enter the waveguide, so that a resonance state can be generated in the circuit on the plasma generation space side, so that the electric field in the plasma generation space can be sufficiently strengthened and the plasma It can be easily generated.

【0010】[0010]

【実施例】図5は、図7に示したCVD装置に本発明を
適用した実施例の全体的な構成を示したもので、本実施
例においては、石英管3を貫通させた最端部の導波管2
gの、石英管(プラズマ発生空間)よりも発振器側に位
置する部分に、導波管2g内に出入りすることができる
可動スタブ11を設けてある。
EXAMPLE FIG. 5 shows an overall structure of an example in which the present invention is applied to the CVD apparatus shown in FIG. 7. In this example, the endmost portion where the quartz tube 3 is penetrated is shown. Waveguide 2
A movable stub 11 capable of moving in and out of the waveguide 2g is provided in a portion of g located closer to the oscillator than the quartz tube (plasma generation space).

【0011】図1ないし図4を参照すると、可動スタブ
が設けられる導波管回路の最端部の構造が詳細に示され
ている。これらの図において、2gは導波管回路の最端
部に配置された方形導波管で、該導波管2gの長手方向
のほぼ中央部を貫通させて石英菅3が設けられている。
導波管2gの端末部には端板800が取り付けられ、該
端板800の中央部に設けられた孔800aにロッド8
01が移動自在に挿通されている。このロッド801の
導波管2g内に位置する端部には、シリンダ取付け板8
02が固定され、該取付け板802にエアシリンダ80
3が取り付けられている。エアシリンダ803のピスト
ンロッド804は、導波管2g内に移動自在に設けられ
た可動短絡板805に結合され、ピストンロッド804
の変位に伴って可動短絡板805が導波管2gの軸線方
向に往復移動するようになっている。
Referring to FIGS. 1-4, the structure of the end of the waveguide circuit provided with the movable stub is shown in detail. In these figures, 2g is a rectangular waveguide arranged at the end of the waveguide circuit, and a quartz tube 3 is provided so as to penetrate almost the central portion in the longitudinal direction of the waveguide 2g.
An end plate 800 is attached to the end portion of the waveguide 2g, and the rod 8 is inserted into a hole 800a provided at the center of the end plate 800.
01 is movably inserted. At the end portion of the rod 801 located inside the waveguide 2g, the cylinder mounting plate 8
02 is fixed, and the air cylinder 80 is attached to the mounting plate 802.
3 is attached. The piston rod 804 of the air cylinder 803 is coupled to a movable short-circuit plate 805 that is movably provided in the waveguide 2g, and the piston rod 804 is
The movable short-circuit plate 805 reciprocates in the axial direction of the waveguide 2g with the displacement.

【0012】図3に示したように、端板800にはガイ
ドバー806,806が固定されていて、これらのガイ
ドバー806,806は取付板802に穿設されたガイ
ド孔802a,802aと摺動自在に嵌合して、シリン
ダ取付板802を導波管2gの軸線方向に移動自在に支
持している。807は軸芯部にロッド801摺動用の孔
を有する位置決め部材で、この位置決め部材807は端
板800に固定されている。またこの位置決め部材80
7は半割り状に形成されていて、その半割り状部を締め
付け具により縮径することにより、ロッド801を位置
決め部材807と一体として端板800に支持すること
ができるようになっている。即ち、ロッド801及び取
付板802を導波管2gの軸線方向に適宜に位置調整し
た状態でロッド801と位置決め部材807とを一体と
することにより、シリンダ803の取付位置を所望の位
置に設定することができる。
As shown in FIG. 3, guide bars 806 and 806 are fixed to the end plate 800, and these guide bars 806 and 806 slide with guide holes 802a and 802a formed in the mounting plate 802. The cylinder mounting plate 802 is movably fitted and movably supported in the axial direction of the waveguide 2g. Reference numeral 807 denotes a positioning member having a hole for sliding the rod 801 in the shaft center portion, and the positioning member 807 is fixed to the end plate 800. Also, this positioning member 80
7 is formed in a half-divided shape, and the diameter of the half-divided portion is reduced by a tightening tool so that the rod 801 can be supported by the end plate 800 integrally with the positioning member 807. That is, by integrally adjusting the rod 801 and the positioning member 807 with the rod 801 and the mounting plate 802 being properly adjusted in the axial direction of the waveguide 2g, the mounting position of the cylinder 803 is set to a desired position. be able to.

【0013】また図3において、808,808は端板
800に設けられた貫通孔800b,800bにそれぞ
れ摺動自在に嵌合されたストローク調整棒で、このスト
ローク調整棒808,808の端部はそれぞれ可動短絡
板805に固定されている。ストローク調整棒808,
808の自由端側は、調整具809,809に設けられ
た孔に挿通されている。調整具809,809は図4に
示されるごとく、それぞれの一部が半割り状に形成され
ていて、それぞれの半割り状部を締め付け具により締め
付けてストローク調整棒808,808が挿通されてい
る孔を縮径させることにより、調整具809,809を
ストローク調整棒808,808の所定の位置に固定す
ることができるようになっている。即ち、調整具809
の固定位置を調整することにより、シリンダ803のピ
ストンロッド804の突出側の位置を設定することがで
きる。例えば、ピストンロッド804が引き込まれるよ
うシリンダ803を作動させた状態で、可動短絡板80
5の前面の位置が図1のX2 の位置となるようにロッド
801の位置を調整し、この状態でロッド801と位置
決め部材807とを一体的に固定する。次にピストンロ
ッド804が突出するようにシリンダ803を作動さ
せ、可動短絡板805の前面の位置がX1 の位置となる
ように調整具809の位置を調整して、調整具809を
ストローク調整棒808に固定する。
Further, in FIG. 3, reference numerals 808 and 808 denote stroke adjusting rods slidably fitted in through holes 800b and 800b provided in the end plate 800, and the end portions of the stroke adjusting rods 808 and 808 are Each is fixed to the movable short-circuit plate 805. Stroke adjusting rod 808,
The free end side of 808 is inserted into the holes provided in the adjusting tools 809 and 809. As shown in FIG. 4, a part of each of the adjusting tools 809 and 809 is formed in a half-divided shape, and the stroke-adjusting rods 808 and 808 are inserted by tightening the respective half-divided portions with a tightening tool. By reducing the diameter of the holes, the adjusting tools 809, 809 can be fixed to predetermined positions of the stroke adjusting rods 808, 808. That is, the adjusting tool 809
The position of the cylinder 803 on the protruding side of the piston rod 804 can be set by adjusting the fixed position of the cylinder. For example, with the cylinder 803 operated so that the piston rod 804 is pulled in, the movable short-circuit plate 80 is
The position of the rod 801 is adjusted so that the position of the front surface of 5 becomes the position of X2 in FIG. 1, and in this state, the rod 801 and the positioning member 807 are integrally fixed. Next, the cylinder 803 is operated so that the piston rod 804 projects, and the position of the adjusting tool 809 is adjusted so that the position of the front surface of the movable short-circuit plate 805 becomes the position of X1, and the adjusting tool 809 is moved to the stroke adjusting rod 808. Fixed to.

【0014】本実施例では、端板800、ロッド80
1、取付板802、シリンダ803、可動短絡板80
5、位置決め部材807、ストローク調整棒808及び
調整具809により、終端部機構8が構成されている。
In this embodiment, the end plate 800 and the rod 80
1, mounting plate 802, cylinder 803, movable short-circuit plate 80
5, the positioning member 807, the stroke adjusting rod 808, and the adjusting tool 809 constitute the end portion mechanism 8.

【0015】本発明においては、導波管回路のプラズマ
発生空間と該プラズマ発生空間より発振器側の最初の導
波管取付用フランジとの間に導波管の管壁を貫通して駆
動機により該導波管内に出入りする可動スタブを設け
る。本実施例では、導波管2gの石英管3よりも発振器
側に位置する部分の管壁を貫通させて孔200aが設け
られて、この孔200aを挿通する可動スタブ11が設
けられている。可動スタブ11は、導波管2gの管壁に
固定された取付けブロック12に固定されたエアシリン
ダ13により直線移動させられるようになっており、取
付けブロック12に設けられた孔と導波管の管壁の孔2
00aとを通して導波管2g内に出入りするようになっ
ている。可動スタブ11は、シリンダ13により駆動さ
れて、図1に示すように長さEだけ導波管2g内に進入
する進入位置と、図2に示すように先端部が導波管2g
の内面と同一の位置まで後退する後退位置との間、すな
わちシリンダ13のストロークの両端間を変位するよう
になっている。
According to the present invention, the wall of the waveguide is penetrated between the plasma generation space of the waveguide circuit and the first flange for mounting the waveguide on the oscillator side of the plasma generation space, and the drive machine is used. A movable stub is provided that moves in and out of the waveguide. In this embodiment, a hole 200a is provided by penetrating a tube wall of a portion of the waveguide 2g located on the oscillator side of the quartz tube 3, and a movable stub 11 is provided through the hole 200a. The movable stub 11 is adapted to be linearly moved by an air cylinder 13 fixed to a mounting block 12 fixed to the tube wall of the waveguide 2g, and the hole provided in the mounting block 12 and the waveguide. Hole 2 in the tube wall
It goes into and out of the waveguide 2g through 00a. The movable stub 11 is driven by the cylinder 13 and enters the waveguide 2g by a length E as shown in FIG.
It is adapted to be displaced between the inner surface of the cylinder 13 and the retracted position where it retracts to the same position, that is, between both ends of the stroke of the cylinder 13.

【0016】可動スタブ11は、管内波長をλg1とした
場合、石英管3内のガスのプラズマ化が容易となる可動
短絡板805の位置X1 から概略(1/2)・λg1・n
(但しnは正の整数)の位置に配設される。
The movable stub 11 is approximately (1/2) .lambda.g1.n from the position X1 of the movable short-circuiting plate 805 where the gas inside the quartz tube 3 is easily turned into plasma when the tube wavelength is .lambda.g1.
(Where n is a positive integer).

【0017】例えば、初期設定時に可動短絡板805と
可動スタブ11との間隔CをC=λg1、可動短絡板80
5と石英管3との間の間隔Bを(1/4)λg1と予測し
て、可動スタブ11と石英管3との間隔DをD=(3/
4)λg1としておく。この場合、例えば、2.45GH
z のマイクロ波を用いるものとすれば、図1においてC
=λg1=147.8mmとなるように終端部機構8を適宜
に調整して、可動短絡板805の前面位置をX1に設定
する。
For example, at the time of initial setting, the distance C between the movable short-circuit plate 805 and the movable stub 11 is C = λg1, and the movable short-circuit plate 80 is
5 is predicted to be (1/4) λg1 between the quartz tube 3 and the quartz tube 3, and the distance D between the movable stub 11 and the quartz tube 3 is D = (3 /
4) Let λg1. In this case, for example, 2.45GH
If the microwave of z is used, C in FIG.
The terminal position mechanism 8 is appropriately adjusted so that λg1 = 147.8 mm, and the front surface position of the movable short-circuit plate 805 is set to X1.

【0018】また可動スタブ11のストロークEは、導
波管2gの高さをFとした場合、E=(0.4〜0.
5)×Fに設定される。例えばF=54.6mmの時にE
=25mmに選定される。尚終端部機構8による可動短絡
板805の位置の変更については後述する。
When the height of the waveguide 2g is F, the stroke E of the movable stub 11 is E = (0.4-0.
5) Set to F. For example, E when F = 54.6 mm
= 25mm is selected. The change of the position of the movable short-circuit plate 805 by the termination mechanism 8 will be described later.

【0019】さて、上記のプラズマ発生装置において、
プラズマを起動する際には、先ず石英管3内に基板10
をセットし、該石英管3内の真空引きを行う。次いで石
英管3内に所定の反応ガスを供給し、マイクロ波を発生
させる。その後シリンダ13を動作させてスタブ11を
導波管2g内に予め定めた長さEだけ一気に進入させ
る。スタブ11を進入させると、可動短絡板805で反
射して戻ってきたマイクロ波がスタブ11のところで再
び反射して可動短絡板805側に進行するため、スタブ
11と可動短絡板805との間が共振状態になり、石英
管3内の電界が強大になる。従って石英管3内のガスは
容易にプラズマ化される。
Now, in the above plasma generator,
When activating the plasma, first the substrate 10 is placed in the quartz tube 3.
And the inside of the quartz tube 3 is evacuated. Then, a predetermined reaction gas is supplied into the quartz tube 3 to generate a microwave. Then, the cylinder 13 is operated to move the stub 11 into the waveguide 2g at a stretch by a predetermined length E. When the stub 11 is entered, the microwaves reflected and returned by the movable short-circuit plate 805 are reflected again at the stub 11 and travel to the movable short-circuit plate 805 side, so that the space between the stub 11 and the movable short-circuit plate 805 is reduced. Resonance occurs and the electric field in the quartz tube 3 becomes strong. Therefore, the gas in the quartz tube 3 is easily turned into plasma.

【0020】一旦プラズマが発生した後は、スタブ11
は不要になるため、シリンダ13を逆方向に動作させて
可動スタブ11を図2に示すように後退させる。
Once the plasma is generated, the stub 11
Is unnecessary, the cylinder 13 is operated in the reverse direction to retract the movable stub 11 as shown in FIG.

【0021】ところで、上記のごとく、スタブ11と可
動短絡板805の前面との間の間隔がCとなるように終
端部機構8を調整してプラズマを発生させるが、石英管
3、スタブ11の取付状態及び終端部機構8の前面の位
置X1 と石英管3の軸芯部との間の間隔が所望値B、例
えば(1/4)λg1となっていないことがある。この場
合、プラズマが石英管3内で偏ってプラズマが不安定な
状態となる。これに対処するため、終端部機構8により
可動短絡板805を移動させて、石英管3内でプラズマ
が安定する状態に調整する。このプラズマが安定する状
態における可動短絡板805の位置がX2 の位置であ
る。
By the way, as described above, plasma is generated by adjusting the end portion mechanism 8 so that the distance between the stub 11 and the front surface of the movable short-circuit plate 805 becomes C. In some cases, the mounting state and the distance between the position X1 on the front surface of the terminal end mechanism 8 and the shaft core of the quartz tube 3 are not the desired value B, for example, (1/4) λg1. In this case, the plasma is biased in the quartz tube 3 and becomes unstable. In order to deal with this, the movable short-circuit plate 805 is moved by the termination mechanism 8 to adjust the plasma in the quartz tube 3 to a stable state. The position of the movable short-circuit plate 805 when the plasma is stable is the position of X2.

【0022】即ち、上記したように、スタブ11を図2
に示すように後退させるのと相前後して終端部機構8に
より可動短絡板805の位置をX2 の位置まで変位させ
る。これによりプラズマが安定した状態に維持される。
That is, as described above, the stub 11 is provided as shown in FIG.
Before and after the retreat, the position of the movable short-circuit plate 805 is displaced to the position of X2 by the terminal end mechanism 8. This maintains the plasma in a stable state.

【0023】上記の実施例において、導波管2gの各部
材の配設状態によっては、X1 とX2 との位置関係が逆
になることがある。
In the above embodiment, the positional relationship between X1 and X2 may be reversed depending on the arrangement of each member of the waveguide 2g.

【0024】尚石英管3内の反応ガスの種類や真空度な
どによりプラズマの偏りが生起する場合には、上記のよ
うに短絡板805を導波管2gの軸線方向に可動として
おくことにより、プラズマの安定化を図ることができる
が、石英管3内のガスの種類が不変で、しかも真空度等
が略定常状態に維持される場合や、石英管3、可動スタ
ブ11及び短絡板を所望の設定位置に配設し得る場合に
は、短絡板を導波管2gに対して固定しておくこともで
きる。
When the deviation of plasma occurs due to the type of reaction gas and the degree of vacuum in the quartz tube 3, the short-circuit plate 805 is movable in the axial direction of the waveguide 2g as described above. It is possible to stabilize the plasma, but when the type of gas in the quartz tube 3 does not change and the degree of vacuum etc. is maintained in a substantially steady state, or when the quartz tube 3, the movable stub 11, and the short-circuit plate are desired. If it is possible to arrange the short-circuit plate at the set position, the short-circuit plate can be fixed to the waveguide 2g.

【0025】上記の実施例では、CVD装置を例にとっ
たが、導波管を通してプラズマ発生空間にマイクロ波を
供給してプラズマを発生させるプラズマ発生装置に広く
本発明を適用することができる。例えば図6に示したよ
うな周知のECR(Electron Cyclotr
on Resonance)形のプラズマ発生装置を用
いたエッチング装置にも本発明を適用することができ
る。図6において20はマイクロ波を供給する導波管、
21は石英管からなるプラズマ発生発生空間、22は磁
界発生コイル、23はイオン引き出し電極、24はエッ
チングデポジション室、25はエッチングデポジション
室24内に配置された試料である。この場合には導波管
20の管壁を貫通して、エアシリンダ13等の駆動機に
より該導波管20内に出入りする可動スタブ11を導波
管20に取り付けて、該可動スタブ11とイオン引き出
し電極23との間に空胴共振器を構成することにより、
プラズマ発生室21内の電界を増強させてプラズマの発
生を容易にすることができる。
In the above-mentioned embodiments, the CVD apparatus is taken as an example, but the present invention can be widely applied to a plasma generating apparatus which supplies a microwave to a plasma generating space through a waveguide to generate plasma. For example, a well-known ECR (Electron Cyclotron) as shown in FIG.
The present invention can be applied to an etching apparatus using a plasma generator of on-resonance type. In FIG. 6, 20 is a waveguide for supplying microwaves,
Reference numeral 21 is a plasma generation space formed of a quartz tube, 22 is a magnetic field generation coil, 23 is an ion extraction electrode, 24 is an etching deposition chamber, and 25 is a sample placed in the etching deposition chamber 24. In this case, a movable stub 11 that penetrates the tube wall of the waveguide 20 and goes in and out of the waveguide 20 by a driving machine such as an air cylinder 13 is attached to the waveguide 20, and the movable stub 11 and By forming a cavity resonator with the ion extraction electrode 23,
The electric field in the plasma generation chamber 21 can be enhanced to facilitate the generation of plasma.

【0026】この場合、導波管回路のプラズマ発生空間
の終端部と可動スタブ11との間の間隔Cは、導波管回
路の管内波長をλg2とすれば、C=(1/2)・λg2・
n(但しnは正の整数)に選定される。
In this case, the distance C between the end of the plasma generation space of the waveguide circuit and the movable stub 11 is C = (1/2) .multidot. λg2
n (where n is a positive integer).

【0027】尚一般に導波管2a〜2gは機能上歪みや
捩じれを極力小さくすることが大前提とされ、これに即
して導波管が製作されるが、現状では製作し得る単体の
導波管は長さが350〜400mm位のものまでであっ
て、これ以上の長さの導波管回路は複数の導波管をいわ
ゆる合わせフランジ結合により結合することにより構成
される。ところで可動スタブ11とプラズマ発生空間と
の間に導波管のフランジ部が存在すると、可動スタブよ
りもプラズマ発生空間側の共振部において、導波管壁面
を流れる導波電流の損失がフランジ部で大となるため、
所望の共振状態が得られにくくなる。即ち可動スタブ1
1とプラズマ発生空間との間に導波管のフランジ部が存
在すると、プラズマ発生空間のガスをプラズマ状態にし
難くなる。従って可動スタブ11は、プラズマ発生空間
と該プラズマ発生空間より発振器側の最初の導波管取付
用フランジとの間に設ける。
In general, the waveguides 2a to 2g are generally premised on functionally minimizing distortion and twist, and the waveguide is manufactured in accordance with this, but in the present situation, it is possible to produce a single conductor. The waveguide has a length of up to about 350 to 400 mm, and a waveguide circuit having a length longer than that is constituted by coupling a plurality of waveguides by so-called mating flange coupling. By the way, when the flange portion of the waveguide exists between the movable stub 11 and the plasma generation space, the loss of the waveguide current flowing through the wall surface of the waveguide at the resonance portion closer to the plasma generation space than the movable stub is caused by the flange portion. To be large,
It becomes difficult to obtain a desired resonance state. That is, the movable stub 1
If the flange portion of the waveguide exists between 1 and the plasma generation space, it becomes difficult to bring the gas in the plasma generation space into a plasma state. Therefore, the movable stub 11 is provided between the plasma generation space and the first waveguide mounting flange on the oscillator side of the plasma generation space.

【0028】一方共振状態にある導波管の内部では、導
波管の壁面に大きな電流が流れるため、導波管の壁面に
おいて電力損失を生じる。従って共振部の長さが余り長
いと電力損失により所望の共振状態が得られにくくな
る。そのため、可動スタブ11は、通常上記C=(1/
2)・λg ・nの関係において、1≦n≦5となる位置
に配設する。
On the other hand, inside the waveguide in the resonance state, a large current flows in the wall surface of the waveguide, so that power loss occurs in the wall surface of the waveguide. Therefore, if the length of the resonance portion is too long, it becomes difficult to obtain a desired resonance state due to power loss. Therefore, the movable stub 11 usually has the above C = (1 /
2) In the relationship of λg · n, it is arranged at a position where 1 ≦ n ≦ 5.

【0029】上記の実施例では、可動スタブを駆動する
駆動機として、エアシリンダ13を用いたが、エアシリ
ンダに代えて、電磁プランジャ等の電気式の直線駆動装
置を用いることもできる。可動スタブの駆動機としてエ
アシリンダや電磁プランジャを用いた場合には、可動ス
タブを後退位置から進入位置まで、または進入位置から
後退位置までほぼ瞬時に移動させることができるため、
可動スタブの位置の切り替えを迅速に行うことができ
る。しかしながら本発明はこのように可動スタブの駆動
機としてシリンダや電磁プランジャ等の直線駆動装置を
用いる場合に限定されるものではなく、電動機の回転運
動をラックアンドピニオン機構などにより直線運動に変
換するようにしたものを可動スタブの駆動機として用い
ることもできる。
In the above embodiment, the air cylinder 13 is used as the driving device for driving the movable stub, but an electric linear driving device such as an electromagnetic plunger can be used instead of the air cylinder. When an air cylinder or an electromagnetic plunger is used as the drive device for the movable stub, the movable stub can be moved almost instantaneously from the retracted position to the approach position or from the approach position to the retracted position.
The position of the movable stub can be switched quickly. However, the present invention is not limited to the case where a linear drive device such as a cylinder or an electromagnetic plunger is used as the drive device for the movable stub, and the rotary motion of the electric motor is converted into the linear motion by a rack and pinion mechanism or the like. It is also possible to use the above-mentioned thing as a drive machine of a movable stub.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、導波管
回路のプラズマ発生空間との結合部よりも発振器側に位
置する部分に可動スタブを設けて、該可動スタブを導波
管内に進入させた状態で、導波管回路の可動スタブより
もプラズマ発生空間側の部分により空胴共振器が構成さ
れるようにしたので、プラズマ起動時に、可動スタブを
導波管内に進入させておくことにより、プラズマ発生空
間側の回路で共振状態を生じさせて該空間内の電界を十
分に強くすることができ、プラズマの発生を容易にする
ことができる利点がある。またプラズマ起動後は可動ス
タブを導波管内から退避させることができるため、マイ
クロ波電力の供給にはなんら支障を来さない。
As described above, according to the present invention, the movable stub is provided in the portion of the waveguide circuit located on the oscillator side of the coupling portion with the plasma generation space, and the movable stub is provided in the waveguide. The cavity resonator is configured by the part of the waveguide circuit that is closer to the plasma generation space than the movable stub in the state that the movable stub is inserted into the waveguide when plasma is started. By setting it, there is an advantage that a resonance state can be generated in the circuit on the side of the plasma generation space and the electric field in the space can be sufficiently strengthened to facilitate generation of plasma. Further, since the movable stub can be retracted from the inside of the waveguide after the plasma is activated, there is no hindrance to the supply of microwave power.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例において可動スタブを導波管内
に進入させた状態を示した要部の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an essential part showing a state in which a movable stub is inserted into a waveguide according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例において可動スタブを退避させ
た状態を示した要部の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part showing a state in which the movable stub is retracted in the embodiment of the present invention.

【図3】一部を切り欠いて示した図1の上面図である。FIG. 3 is a top view of FIG. 1 with a part cut away.

【図4】図3の右側面図である。FIG. 4 is a right side view of FIG.

【図5】本発明をCVD装置に適用した実施例を示した
構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a CVD apparatus.

【図6】本発明をECR形のエッチング装置に適用した
実施例を示す要部の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of essential parts showing an embodiment in which the present invention is applied to an ECR type etching apparatus.

【図7】従来例を示した構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2g…導波管、3…石英管、4…プラズマ発生空間、8
…終端部機構、805…可動短絡板、11…可動スタ
ブ、13…エアシリンダ。
2g ... Waveguide, 3 ... Quartz tube, 4 ... Plasma generation space, 8
... Termination mechanism, 805 ... Movable short-circuit plate, 11 ... Movable stub, 13 ... Air cylinder.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // H01L 21/205 7739−4M ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location // H01L 21/205 7739-4M

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 マイクロ波発振器で発生させたマイクロ
波を、導波管回路を通してプラズマ発生空間に供給して
プラズマを発生させるプラズマ発生装置において、前記
導波管回路のプラズマ発生空間と該プラズマ発生空間よ
り発振器側の最初の導波管取付用フランジとの間に導波
管の管壁を貫通して駆動機により該導波管内に出入りす
る可動スタブを設け、前記可動スタブを導波管内に進入
させた状態で、前記導波管回路の前記可動スタブよりも
プラズマ発生空間側の部分により空胴共振器を構成して
なるプラズマ発生装置。
Claim: What is claimed is: 1. A plasma generator for supplying microwaves generated by a microwave oscillator to a plasma generation space through a waveguide circuit to generate plasma. A movable stub is provided between the generating space and the first flange for mounting the waveguide on the oscillator side of the plasma generating space, the movable stub penetrating the waveguide wall and coming in and out of the waveguide by a driver. A plasma generator in which a cavity resonator is formed by a portion of the waveguide circuit closer to the plasma generation space than the movable stub in a state where the stub is inserted into the waveguide.
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