DE19510827A1 - Appts. for producing reactive gas - Google Patents

Appts. for producing reactive gas

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DE19510827A1 DE1995110827 DE19510827A DE19510827A1 DE 19510827 A1 DE19510827 A1 DE 19510827A1 DE 1995110827 DE1995110827 DE 1995110827 DE 19510827 A DE19510827 A DE 19510827A DE 19510827 A1 DE19510827 A1 DE 19510827A1
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Abstract

The method concerns production of reactive gases, according to which the gas stream flowing to an adjacent reaction space is subjected to high-frequency or microwave radiation. It is characterised by the fact that the direction of the gas flow in the region of plasma generation is substantially either in or opposite to the direction of radiation propagation. Also claimed is an appts. for implementation of the proposed method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen reaktiver Gase, bei dem das einem nach­ folgenden Reaktionsort zuzuführende, strömende Gas einer Hochfrequenz- oder Mikrowel­ lenstrahlung zur Erzeugung eines Gas-Plasmas ausgesetzt wird. Die Erfindung betrifft fer­ ner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for generating reactive gases, in which the one flowing gas of a high frequency or microwave which is to be fed to the following reaction site Len radiation for generating a gas plasma is exposed. The invention relates to fer ner an apparatus for performing the method.

Das besondere Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Erzeugung reaktiver Gase zur Her­ stellung mikroelektronischer oder mikromechanischer Strukturen, wie sie beispielsweise in der Halbleiterproduktion zum Ätzen von Silizium verwendet werden. Die Verwendung derar­ tiger reaktiver Gase zum Herstellen von Mikrostrukturen ist auch unter dem Begriff "Plasma­ ätzen" global bekannt. Das Grundprinzip des Plasmaätzens besteht darin, daß mit Hilfe von Hochfrequenz- oder Mikrowellenstrahlung aus relativ inerten Molekülgasen sehr reaktions­ aktive Spezies produziert werden, die mit festen Materialien reagieren und dabei flüchtige Verbindungen erzeugen. Diese Reaktionsprodukte werden durch eine von einer Vakuum­ pumpe erzeugten Strömung abtransportiert. Damit die zu bearbeitenden Bauteile nicht durch Strahlung oder Ladungsträgeraufprall beschädigt werden, werden die reaktiven Spe­ zies in einer besonderen Plasmakammer erzeugt und dann in einen plasmafreien Reakti­ onsraum transportiert.The particular field of application of the invention is the generation of reactive gases for the production position of microelectronic or micromechanical structures, as described for example in semiconductor production can be used to etch silicon. The use of derar tiger reactive gases for the production of microstructures is also under the term "plasma etching "is known worldwide. The basic principle of plasma etching is that with the help of High frequency or microwave radiation from relatively inert molecular gases is very reactive active species are produced that react with solid materials and thereby volatile Create connections. These reaction products are made by a vacuum pump generated flow transported away. So that the components to be machined are not are damaged by radiation or charge impact, the reactive Spe generated in a special plasma chamber and then in a plasma-free reactor onsraum transported.

Bekannte Verfahren und Vorrichtungen zum Erzeugen reaktiver Gase unter Verwendung von Mikrowellenstrahlung sehen vor, daß ein strömendes Medium, nämlich ein strömendes Gas, aus welchem die reaktiven Spezies gewonnen werden sollen, der Mikrowellenstrah­ lung ausgesetzt werden und somit das Gasmedium entsprechend beeinflußt wird, daß die reaktiven Spezies in Form eines Gas-Plasmas entstehen. Zu diesem Zweck werden die durch die Mikrowellenstrahlung zu bearbeitenden Materialien durch Öffnungen der die Mi­ krowellen beinhaltenden Hohlleiter hindurchgeführt. In nachteiliger Weise wird allerdings das bewegte, von der Mikrowellenstrahlung zu beeinflussende Material nur auf einer kurzen Wegstrecke auf dem Weg durch den Hohlleiter bearbeitet und dadurch nur zu einem gerin­ gen Teil von der Strahlung beeinflußt. Dieser Nachteil wird häufig durch eine mäanderförmi­ ge Anordnung des Hohlleiters und somit durch die mehrfache Aussetzung des Materials durch die Mikrowellenstrahlung gemindert. Allerdings entweicht durch die großen Öffnungen im Hohlleiter Hochfrequenzenergie, was jedoch den Wirkungsgrad des Verfahrens mindert und wobei darüberhinaus durch zusätzliche kostenintensive Maßnahmen Abschirmungen vorgenommen werden müssen, um den gesetzlichen Strahlenschutzbedingungen zu genü­ gen.Known methods and devices for generating reactive gases using of microwave radiation provide that a flowing medium, namely a flowing one Gas from which the reactive species are to be obtained, the microwave beam tion are exposed and thus the gas medium is influenced accordingly that the  reactive species arise in the form of a gas plasma. For this purpose the materials to be processed by the microwave radiation through openings of the Mi passed waveguide containing crowls. This will be disadvantageous moved material to be influenced by the microwave radiation only on a short Processed route on the way through the waveguide and therefore only one to one partly affected by the radiation. This disadvantage is often caused by a meandering shape ge arrangement of the waveguide and thus by the multiple exposure of the material diminished by the microwave radiation. However, escapes through the large openings high-frequency energy in the waveguide, but this reduces the efficiency of the method and in addition shielding by additional cost-intensive measures must be carried out in order to meet the statutory radiation protection conditions gene.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfah­ ren zum Erzeugen reaktiver Gase mit einem höheren Wirkungsgrad zu schaffen. Ferner soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.Based on this, the object of the invention is an improved method ren to create reactive gases with a higher efficiency. Furthermore should a device for performing the method can be created.

Als technische Lösung wird mit der Erfindung verfahrensmäßig vorgeschlagen, daß die Strömungsrichtung des Gases im Bereich der Plasmaerzeugung im wesentlichen in der oder entgegen der Fortpflanzungsrichtung der Strahlung liegt.As a technical solution, the invention proposes that the Flow direction of the gas in the area of plasma generation essentially in the or is opposite to the direction of propagation of the radiation.

Dadurch ist eine besonders einfache und wirtschaftliche Möglichkeit zur Herstellung reakti­ ver Gase mit einem hohen Wirkungsgrad geschaffen. Der Grundgedanke des erfindungsge­ mäßen Verfahrens liegt darin, das Gasmedium nicht quer zur Fortpflanzungsrichtung der Strahlung, also quer durch den Hohlleiter, sondern durch den Hohlleiter zu führen, also den die Hochfrequenzenergie führenden Hohlleiter zugleich als Plasmakammer zu verwenden, so daß das Gasmedium ausreichend lange dem Einfluß der Mikrowellenenergie ausgesetzt wird, so daß eine vollständige Aufspaltung in aktive Spezies erfolgen kann.This is a particularly simple and economical way of producing reacti ver gases created with high efficiency. The basic idea of the fiction According to the method, the gas medium is not transverse to the direction of propagation Radiation, i.e. across the waveguide, but to lead through the waveguide, i.e. the to use the waveguide carrying high-frequency energy at the same time as a plasma chamber, so that the gas medium is exposed to the influence of microwave energy for a sufficiently long time is, so that a complete splitting into active species can take place.

Eine bevorzugte Weiterbildung in der Verfahrensdurchführung schlägt vor, daß das Gas in den Raum zur Erzeugung des Plasmas und/oder das Gas-Plasma aus dem Raum zur Er­ zeugung des Plasmas im wesentlichen quer zur Fortpflanzungsrichtung der Strahlung zuge­ führt bzw. abgeführt wird. Dadurch ist die Möglichkeit geschaffen, daß in dem nachfolgen­ den Reaktionsraum eine homogene Strömung mit den reaktiven Spezies entsteht, daß keine Störung des Wellenverlaufs im Hohlleiter existiert und daß die Mikrowellenstrahlung aus dem Hohlleiter nicht entweichen kann. Somit wird mit einem hohen Wirkungsgrad das Plasma mit den reaktiven Gasen erzeugt, ohne daß Störungen irgenwelcher Art in nennens­ wertem Ausmaße auftreten.A preferred development in the implementation of the method suggests that the gas in the space for generating the plasma and / or the gas plasma from the space for Er Generation of the plasma substantially transversely to the direction of propagation of the radiation leads or is discharged. This creates the possibility that follow in the reaction space creates a homogeneous flow with the reactive species that there is no disturbance of the waveform in the waveguide and that the microwave radiation cannot escape from the waveguide. Thus, with a high degree of efficiency Plasma with the reactive gases is generated without any disturbances of any kind  of great value.

Ausgehend von einer Vorrichtung mit einer Plasmakammer mit einer Zuführung für das Gas sowie einer Abführung für das erzeugte Gas-Plasma zu einem nachgeordneten Reaktions­ raum sowie mit einem an eine Hochfrequenz- oder Mikrowellenstrahlungsquelle angeschlos­ senen Hohlleiter, wobei das Gas in der Plasmakammer mit der Strahlung aus dem Hohlleiter beaufschlagbar ist, wird als technische Lösung zur Durchführung des Verfahrens vor­ richtungsmäßig vorgeschlagen, daß der Hohlleiter zugleich auch die Plasmakammer defi­ niert.Starting from a device with a plasma chamber with a feed for the gas and a discharge for the gas plasma generated to a downstream reaction room as well as connected to a high-frequency or microwave radiation source senen waveguide, the gas in the plasma chamber with the radiation from the waveguide can be acted upon as a technical solution for carrying out the method Directionally suggested that the waveguide defi the plasma chamber at the same time kidney.

Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung reaktiver Gase liegt darin, das Gasmedium nicht quer durch den Hohlleiter sondern vielmehr durch den Hohllei­ ter zu führen, also den die Hochfrequenzenergie führenden Hohlleiter zugleich als Plasma­ kammer zu verwenden und das Gasmedium ausreichend lange dem Einfluß der Mikrowel­ lenenergie auszusetzen, so daß eine vollständige Aufspaltung in aktive Spezies erfolgen kann.The basic idea of the device according to the invention for producing reactive gases is in it, the gas medium not across the waveguide but rather through the hollow wire ter to lead, so the waveguide carrying the high-frequency energy at the same time as a plasma chamber to use and the gas medium sufficiently long the influence of the microwave Suspend len energy so that there is a complete splitting into active species can.

Eine Weiterbildung hiervon schlägt vor, daß die Strömungsrichtung des Gases in der Plas­ makammer im wesentlichen der oder entgegen der Fortpflanzungsrichtung der Strahlung im Hohlleiter entspricht. Dadurch erfährt das strömende Gas in dem Hohlleiter eine lange Weg­ strecke, auf der das Gas mit der Strahlung beaufschlagt wird, so daß das Gas entsprechend lange dem Einfluß der Mikrowellenenergie ausgesetzt ist. Somit wird das Gas auf seiner ge­ samten Strecke von der Zuführung bis zur Abführung mit der Strahlung beaufschlagt.A further development of this suggests that the direction of flow of the gas in the plas Makammer essentially the or against the direction of propagation of radiation in the Waveguide corresponds. This causes the flowing gas in the waveguide to travel a long way Route on which the gas is exposed to the radiation, so that the gas accordingly long exposed to the influence of microwave energy. Thus, the gas is on its ge radiation is applied to the entire distance from the feed to the discharge.

Eine weitere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung schlägt vor, daß die Abfüh­ rung in der Plasmakammer derart angeordnet und ausgebildet ist, daß in dem angeschlos­ senen Reaktionsbehälter eine homogene Strömung entsteht, daß keine Störungen des Wel­ lenverlaufs im Hohlleiter entstehen und daß die Strahlung aus dem Hohlleiter nicht entweichen kann. Bei einer derartigen Gestaltung der Auslaßöffnung bzw. Auslaßöffnungen für die reaktiven Spezies in der Plasmakammer ist ein optimaler Verfahrensablauf gewähr­ leistet, einerseits was die Zuführung der reaktiven Gasteilchen in den nachgeordneten Re­ aktionsbehälter betrifft, andererseits was die Strahlung innerhalb des Hohlleiters hinsichtlich von Störungen sowie möglichen Strahlenbelastungen betrifft. Vor allem ist wichtig, daß in der nachfolgenden Reaktionskammer eine homogene Strömung entsteht, da dies einen di­ rekten Einfluß auf die Qualität des Plasmaätzens hat. Indem die Wellenausbreitung im Hohl­ leiter nicht gestört wird, wird dadurch ein optimaler Wirkungsquerschnitt gewährleistet. Ebenso wie die Abführung kann auch die Zuführung für das Gas in die Plasmakammer ent­ sprechend ausgebildet sein, um die erwähnten Wirkungen und Vorteile gleichermaßen zu erzielen.A further development of the device according to the invention proposes that the removal tion in the plasma chamber is arranged and designed such that in the connected senen reaction vessel a homogeneous flow arises that no disturbances of the wel lengraduate in the waveguide and that the radiation from the waveguide is not can escape. With such a design of the outlet opening or outlet openings for the reactive species in the plasma chamber, an optimal procedure is guaranteed achieves, on the one hand, what the supply of the reactive gas particles in the downstream Re Action container concerns, on the other hand, as regards the radiation within the waveguide disorders and possible radiation exposure. Above all, it is important that in the subsequent reaction chamber creates a homogeneous flow, as this creates a di has a direct influence on the quality of the plasma etching. By the wave propagation in the hollow is not disturbed, an optimal cross-section is guaranteed. Just like the discharge, the feed for the gas into the plasma chamber can also be made be trained to achieve the same effects and advantages  achieve.

Eine Weiterbildung hiervon schlägt vor, daß die Zuführung für das Gas in die Plasmakam­ mer und/oder die Abführung für das erzeugte Gas-Plasma aus der Plasmakammer seitlich bezüglich zur Hauptströmungsrichtung des Gases in der Plasmakammer sowie bezüglich zur Fortpflanzungsrichtung der Strahlung liegt. Durch die seitliche Anordnung sowohl der Zuführung als auch der Abführung beaufschlagt die Strahlung nicht diese Öffnungen in der Plasmakammer einerseits mit dem Vorteil, daß keine Strahlung durch diese Öffnungen nach außen dringen kann, andererseits mit dem Vorteil, daß dadurch keine Störungen in der Wel­ lenausbreitung beispielsweise durch schräg reflektierte Wellen auftreten.A further development of this suggests that the supply for the gas in the plasma chamber mer and / or the discharge for the gas plasma generated from the plasma chamber laterally with respect to the main flow direction of the gas in the plasma chamber and with respect to to the direction of propagation of the radiation. Due to the lateral arrangement of both The radiation as well as the discharge does not affect these openings in the Plasma chamber, on the one hand, with the advantage that no radiation passes through these openings can penetrate outside, on the other hand with the advantage that no disturbances in the world Len propagation occur, for example, by obliquely reflected waves.

Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen reaktiver Gase schlägt vor, daß der Hohlleiter durch eine für die Strahlung durchlässige, jedoch vaku­ umdichte Scheidewand unterteilt ist, wobei der eine Unterteilungsraum die Strahlungsquelle aufnimmt und wobei der andere Unterteilungsraum die Plasmakammer definiert. Dadurch ist eine technisch einfache Möglichkeit geschaffen, daß der Hohlleiter zugleich auch die Plas­ makammer definiert. Da das Plasma nur im Vakuum erzeugt werden kann, muß der das Plasma enthaltenden Teil des Hohlleiters durch eine für die Strahlung durchlässige, jedoch das Vakuum von dem Atmosphärendruck trennende Scheidewand abgeteilt sein. Diese Scheidewand ist vorzugsweise in einer in der Mikrowellentechnik als "choke flange" bekann­ ten Anordnung einzufügen, welche den verlustfreien Übergang der Mikrowellenenergie von dem Teil der Hohlleiteranordnung, der die Mikrowellenquelle enthält und dem Atmosphären­ druck ausgesetzt ist, zu dem anderen, unter Vakuum stehenden Teil, in dem das Plasma er­ zeugt wird, ermöglicht.A preferred development of the inventive device for generating reactive Gases suggests that the waveguide be penetrated by a radiation-permeable but vacuum ummal septum is divided, the one subdivision the radiation source and the other subdivision space defines the plasma chamber. This is created a technically simple way that the waveguide also the Plas makammer defined. Since the plasma can only be generated in a vacuum, the must Plasma-containing part of the waveguide through a radiation-permeable, however the vacuum from the partition separating the atmospheric pressure. These The partition is preferably known as a "choke flange" in microwave technology ten arrangement to insert the lossless transition of microwave energy from the part of the waveguide arrangement which contains the microwave source and the atmosphere is exposed to the other, part under vacuum, in which the plasma is made possible.

Eine Weiterbildung hiervon schlägt vor, daß die Innenwand der Plasmakammer mit einer Beschichtung aus einem Material entsprechend dem Material für die Scheidewand versehen ist. Somit ist der das Plasma enthaltende Teil des Hohlleiters ebenfalls mit einer Beschich­ tung versehen.A further development of this suggests that the inner wall of the plasma chamber with a Provide coating from a material corresponding to the material for the partition is. Thus the part of the waveguide containing the plasma is also coated tion.

Schließlich wird in einer Weiterbildung vorgeschlagen, daß das Material für die Scheide­ wand sowie gegebenenfalls für die Beschichtung der Innenwand des Plasmakörpers ein Metallborid, -carbid, -nitrid, -silicid oder -oxid ist.Finally, it is proposed in a further development that the material for the vagina wall and optionally for coating the inner wall of the plasma body Is metal boride, carbide, nitride, silicide or oxide.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen reaktiver Gase wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben, in der in einer schematischen Schnitt­ darstellung eine Hohlleiteranordnung entsprechend der Erfindung dargestellt ist. An embodiment of the inventive device for generating reactive gases is described below with reference to the drawing, in a schematic section representation of a waveguide arrangement according to the invention is shown.  

Die Vorrichtung zum Erzeugen reaktiver Gase, welche einem Reaktionsbehälter zugeführt werden sollen, weist einen langgestreckten, rohrförmigen Hohlleiter 1 auf. Dieser Hohlleiter 1 ist durch eine Scheidewand 2 abgetrennt. Diese Scheidewand 2 besteht aus einem für Mi­ krowellenstrahlung durchlässigen, jedoch vakuumdichten Material, insbesonders aus Metall­ borid, -carbid, - nitrid, - silicid oder -oxid. Diese Scheidewand 2 ist in einer in der Mikrowel­ lentechnik als "choke flange" bekannten Anordnung eingefügt.The device for generating reactive gases which are to be fed to a reaction vessel has an elongated, tubular waveguide 1 . This waveguide 1 is separated by a partition 2 . This partition 2 consists of a microwave radiation permeable but vacuum-tight material, in particular made of metal boride, carbide, nitride, silicide or oxide. This partition 2 is inserted in an arrangement known in microwave technology as "choke flange".

Die Scheidewand 2 unterteilt den Hohlleiter 1 in einen Raum (in der Zeichnung unten), wel­ cher eine Mikrowellenstrahlungsquelle 3 aufnimmt, sowie in einen Raum (in der Zeichnung oben), welcher eine Plasmakammer 4 definiert. Diese Plasmakammer 4 weist eine Zufüh­ rung 5 für ein Gas-Medium sowie eine Abführung 6 für das reaktive Gas auf, wobei die Ab­ führung 6 zu einem nicht dargestellten Reaktionsbehälter führt, in dem beispielsweise eine Plasmaätzung durchgeführt werden soll. Die Öffnungen sowohl für die Zuführung 5 als auch für die Abführung 6 sind in den Seitenwänden der Plasmakammer 4 ausgebildet. Außerdem weist die Innenwand der Plasmakammer 4 eine Beschichtung 7 aus einem Material auf, wel­ ches dem Material für die Scheidewand 2 entspricht.The partition 2 divides the waveguide 1 into a space (in the drawing below) which wel a microwave radiation source 3 , and in a room (in the drawing above) which defines a plasma chamber 4 . This plasma chamber 4 has a feed 5 for a gas medium and a discharge 6 for the reactive gas, the lead 6 leading to a reaction container, not shown, in which, for example, a plasma etching is to be carried out. The openings for both the feed 5 and the discharge 6 are formed in the side walls of the plasma chamber 4 . In addition, the inner wall of the plasma chamber 4 has a coating 7 made of a material which corresponds to the material for the partition 2 .

Die Vorrichtung zum Erzeugen reaktiver Gase beispielsweise für die Plasmaätzung funktio­ niert wie folgt:
In dem unteren Raum des Hohlleiters 1 erzeugt die Mikrowellenstrahlungsquelle 3 eine Mi­ krowellenstrahlung, wobei dieser Raum, in dem sich die Mikrowellenstrahlungsquelle 3 be­ findet, dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist. Die so erzeugte hochfrequente Mikrowellen­ strahlung dringt durch die entsprechend durchlässige Scheidewand 2 in die Plasmakammer 4. Da das Plasma nur im Vakuum erzeugt werden kann, ist die Scheidewand zwar strah­ lungsdurchlässig, jedoch bezüglich des Atmosphärendrucks in dem Raum, in dem sich die Mikrowellenstrahlungsquelle 3 befindet, vakuumdicht. Das zu behandelnde Gasmedium wird über die Zuführung 5 der Plasmakammer 4 zugeführt, strömt in Richtung Abführung 6 und wird dabei von der Mikrowellenstrahlung beaufschlagt. Während dieser Strömungszeit er­ folgt eine vollständige Aufspaltung der Gasmoleküle in aktive Spezies und erzeugt somit das Plasma. Durch die Öffnungen der Abführung 6 hindurch erfolgt dann die Zuleitung zum Reaktionsbehälter. Dadurch, daß der Hohlleiter 1 zugleich auch die Plasmakammer 4 defi­ niert, ist das Gas ausreichend lange dem Einfluß der Mikrowellenenergie der Mikrowellen­ strahlungsquellen 3 ausgesetzt, so daß eine nahezu vollständige Aufspaltung der Gasmole­ küle erfolgt. Die Auslaßöffnungen der Abführung 6 sind dabei derart gestaltet, daß in dem angeschlossenen Reaktionsbehälter eine homogene Strömung entsteht. Zu diesem Zweck sind eine Vielzahl von Öffnungen netzförmig vorgesehen, welche die Abführung 6 definie­ ren. Außerdem wird die homogene Strömung dadurch erreicht, daß der Gasstrom um 90° umgelenkt wird. Außerdem hat die seitliche Anordnung der Zuführung 5 sowie der Abfüh­ rung 6 den Vorteil, daß keine Störungen im Wellenverlauf entstehen. Außerdem wird ein Entweichen der Mikrowellenstrahlung aus dem Hohlleiter 1 verhindert.
The device for generating reactive gases, for example for plasma etching, functions as follows:
In the lower space of the waveguide 1 , the microwave radiation source 3 generates a microwave radiation, this space, in which the microwave radiation source 3 is located, being exposed to atmospheric pressure. The high-frequency microwave radiation generated in this way penetrates through the appropriately permeable partition 2 into the plasma chamber 4 . Since the plasma can only be generated in a vacuum, the partition is radiation-permeable, but is vacuum-tight with respect to the atmospheric pressure in the room in which the microwave radiation source 3 is located. The gas medium to be treated is fed via the feed 5 to the plasma chamber 4 , flows in the direction of the drain 6 and is thereby exposed to the microwave radiation. During this flow time, the gas molecules are completely split into active species and thus generate the plasma. The supply line to the reaction vessel then takes place through the openings of the outlet 6 . Characterized in that the waveguide 1 also defi ned the plasma chamber 4 , the gas is exposed to the influence of the microwave energy of the microwave radiation sources 3 for a sufficiently long time, so that an almost complete splitting of the gas molecules takes place. The outlet openings of the discharge 6 are designed such that a homogeneous flow is created in the connected reaction vessel. For this purpose, a plurality of openings are provided in a network, which define the discharge 6. In addition, the homogeneous flow is achieved in that the gas flow is deflected by 90 °. In addition, the lateral arrangement of the feeder 5 and the discharge 6 has the advantage that there are no disturbances in the waveform. In addition, escape of the microwave radiation from the waveguide 1 is prevented.

BezugszeichenlisteReference list

1 Hohlleiter
2 Scheidewand
3 Mikrowellenstrahlungsquelle
4 Plasmakammer
5 Zuführung
6 Abführung
7 Beschichtung
1 waveguide
2 partition
3 microwave radiation source
4 plasma chamber
5 feeder
6 exhaustion
7 coating

Claims (9)

1. Verfahren zum Erzeugen reaktiver Gase, bei dem das einem nachfolgenden Reaktionsort zuzuführende, strömende Gas einer Hochfrequenz- oder Mikrowellenstrahlung zur Erzeugung eines Gas-Plasmas ausge­ setzt wird, da durch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung des Gases im Bereich der Plasmaerzeugung im wesentli­ chen in der oder entgegen der Fortpflanzungsrichtung der Strahlung liegt.1. method for generating reactive gases, in which the flowing gas to be fed to a subsequent reaction site is one High-frequency or microwave radiation to generate a gas plasma is set characterized, that the direction of flow of the gas in the area of plasma generation essentially Chen lies in or against the direction of propagation of the radiation. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in den Raum zur Erzeugung des Plasmas und/oder das Gas-Plasma aus dem Raum zur Erzeugung des Plasmas im wesentlichen quer zur Fortpflanzungsrich­ tung der Strahlung zugeführt bzw. abgeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized, that the gas is in the space for generating the plasma and / or the gas plasma the space for generating the plasma essentially transversely to the direction of reproduction tion of the radiation is supplied or removed. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Plasmakammer (4) mit einer Zuführung (5) für das Gas sowie einer Abführung (6) für das erzeugte Gas-Plasma zu einem nachgeordneten Reaktionsraum sowie mit einem an eine Hochfrequenz- oder Mikrowellenstrahlungsquelle (3) ange­ schlossenen Hohlleiter (1), wobei das Gas in der Reaktionskammer (4) mit der Strah­ lung aus dem Hohlleiter (1) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlleiter (1) zugleich auch die Plasmakammer (4) definiert.3. Device for performing the method according to claim 1 or 2, with a plasma chamber ( 4 ) with a feed ( 5 ) for the gas and a discharge ( 6 ) for the generated gas plasma to a downstream reaction space and with a radio frequency - Or microwave radiation source ( 3 ) connected waveguide ( 1 ), the gas in the reaction chamber ( 4 ) with the radiation from the waveguide ( 1 ) can be acted upon, characterized in that the waveguide ( 1 ) also the plasma chamber ( 4th ) Are defined. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung des Gases in der Plasmakammer (4) im wesentlichen der oder entgegen der Fortpflanzungsrichtung der Strahlung im Hohlleiter (1) entspricht.4. The device according to claim 3, characterized in that the flow direction of the gas in the plasma chamber ( 4 ) substantially corresponds to or counter to the direction of propagation of the radiation in the waveguide ( 1 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführung (6) in der Plasmakammer (4) derart angeordnet und ausgebildet ist, daß in dem angeschlossenen Reaktionsbehälter eine homogene Strömung entsteht, daß keine Störungen des Wellenverlaufs im Hohlleiter (1) entstehen und daß die Mikro­ wellenstrahlung aus dem Hohlleiter (1) nicht entweichen kann. 5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the discharge ( 6 ) in the plasma chamber ( 4 ) is arranged and designed such that a homogeneous flow is generated in the connected reaction vessel that no disturbances in the waveform in the waveguide ( 1 ) arise and that the micro wave radiation from the waveguide ( 1 ) can not escape. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung (5) für das Gas in die Plasmakammer (4) und/oder die Abführung (6) für das erzeugte Gas-Plasma aus der Plasmakammer (4) seitlich bezüglich zur Haupt­ strömungsrichtung des Gases in der Plasmakammer (4) sowie bezüglich zur Fortpflan­ zungsrichtung der Strahlung liegt.6. The device according to claim 5, characterized in that the feed ( 5 ) for the gas in the plasma chamber ( 4 ) and / or the discharge ( 6 ) for the generated gas plasma from the plasma chamber ( 4 ) laterally with respect to the main flow direction of the gas in the plasma chamber ( 4 ) and with respect to the direction of propagation of the radiation. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlleiter (1) durch eine für die Strahlung durchlässige, jedoch vakuumdichte Scheidewand (2) unterteilt ist, wobei der eine Unterteilungsraum die Strahlungsquelle (3) aufnimmt und wobei der andere Unterteilungsraum die Plasmakammer (4) definiert.7. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the waveguide ( 1 ) is divided by a radiation-permeable, but vacuum-tight partition ( 2 ), the one subdivision accommodating the radiation source ( 3 ) and the other Subdivision space defines the plasma chamber ( 4 ). 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Plasmakammer (4) mit einer Beschichtung (7) aus einem Mate­ rial entsprechend dem Material für die Scheidewand (2) versehen ist.8. The device according to claim 7, characterized in that the inner wall of the plasma chamber ( 4 ) is provided with a coating ( 7 ) made of a mate rial corresponding to the material for the partition ( 2 ). 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material für die Scheidewand (2) sowie gegebenenfalls für die Beschichtung (7) der Innenwand der Plasmakammer (4) ein Metallborid, -carbid, -nitrid, -silicid, oder -oxid ist.9. The device according to claim 7 or 8, characterized in that the material for the partition ( 2 ) and optionally for the coating ( 7 ) of the inner wall of the plasma chamber ( 4 ) is a metal boride, carbide, nitride, silicide, or - is oxide.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4883570A (en) * 1987-06-08 1989-11-28 Research-Cottrell, Inc. Apparatus and method for enhanced chemical processing in high pressure and atmospheric plasmas produced by high frequency electromagnetic waves
US5082517A (en) * 1990-08-23 1992-01-21 Texas Instruments Incorporated Plasma density controller for semiconductor device processing equipment
DE4132558C1 (en) * 1991-09-30 1992-12-03 Secon Halbleiterproduktionsgeraete Ges.M.B.H., Wien, At
DE4241501A1 (en) * 1991-12-10 1993-06-17 Atomic Energy Authority Uk
US5361016A (en) * 1992-03-26 1994-11-01 General Atomics High density plasma formation using whistler mode excitation in a reduced cross-sectional area formation tube
US5389153A (en) * 1993-02-19 1995-02-14 Texas Instruments Incorporated Plasma processing system using surface wave plasma generating apparatus and method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4883570A (en) * 1987-06-08 1989-11-28 Research-Cottrell, Inc. Apparatus and method for enhanced chemical processing in high pressure and atmospheric plasmas produced by high frequency electromagnetic waves
US5082517A (en) * 1990-08-23 1992-01-21 Texas Instruments Incorporated Plasma density controller for semiconductor device processing equipment
DE4132558C1 (en) * 1991-09-30 1992-12-03 Secon Halbleiterproduktionsgeraete Ges.M.B.H., Wien, At
DE4241501A1 (en) * 1991-12-10 1993-06-17 Atomic Energy Authority Uk
US5361016A (en) * 1992-03-26 1994-11-01 General Atomics High density plasma formation using whistler mode excitation in a reduced cross-sectional area formation tube
US5389153A (en) * 1993-02-19 1995-02-14 Texas Instruments Incorporated Plasma processing system using surface wave plasma generating apparatus and method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Rev.Sci.Instrum., Bd. 65 (4) (1994) S. 1125-26 *

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