DE19606375A1 - Plasmaquelle mit eingekoppelten Whistler- oder Helikonwellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Plasmaquelle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Oberflächenbearbeitung von Substraten wird zunehmend in hochdichtem Plasma vorgenommen, wobei die Anforderungen an die Großflächigkeit und Homogenität der Plasmen immer größer werden. So wird beispielsweise in der Displaytechnik der zweiten Generation die Bearbeitung von Substratgrößen von 35 cm × 45 cm und in der dritten Generation sogar von 60 cm × 70 cm erforderlich.

Von den Plasmaquellen, die eine hohe Plasmadichte aufweisen, sind insbesondere solche zu erwähnen, bei denen ECR- (= electron cyclotron resonance) oder Helikon- bzw. Whistlerquellen zum Einsatz kommen. Während die Plasmaquellen mit ECR im Frequenzbereich von 300 MHz bis 300 GHz bzw. einer Wellenlänge von 1 m bis 1 mm arbeiten, werden die Helikon-Quellen im UHF-Bereich bzw. im Bereich unter­ halb 100 MHz betrieben.

Treffen elektromagnetische Wellen im UHF-Bereich bzw. im Bereich unterhalb 100 MHz im Plasma auf Magnetfelder, so breiten sie sich parallel zu diesen aus (US-PS 4 691 662; Oechsner, Plasma Physics, Vol. 16, 1974, S. 835 bis 844; Boswell, Plasma Physics and Controlled Fusion, Vol. 26, No. 10, 1984, S. 1147 bis 1162). Man nennt diese Wellen dann Helikon- oder Whistler-Wellen.

Eine Plasmavorrichtung zum Aufbringen dünner Schichten bzw. zum Ätzen, bei der Helikonwellen zum Einsatz kommen, ist beispielsweise aus der US-A-4 990 229 be­ kannt. Die Helikonwellen werden hierbei mittels einer Antenne erzeugt, die eine erste Stromschleife in einer ersten Ebene und eine zweite Stromschleife in einer zweiten Ebene aufweist, wobei die ersten und zweiten Stromschleifen einen Abstand vonein­ ander haben und parallel zueinander angeordnet sind.

Eine weitere bekannte Anordnung für die Erzeugung eines Plasmas hoher Dichte mit­ tels Helikonwellen weist eine zylindrische Prozeßkammer auf sowie eine Antenne mit einer einzigen Schleife, welche die Kammer umgibt, wobei die Schleife in einer Ebene angeordnet ist, die um 45° zur Zentralachse der Kammer geneigt ist (US-A-5 122 251). Nachteilig ist bei dieser Helikon-Plasmaquelle, daß sie kein großflächi­ ges Plasma ermöglicht.

Großflächige Plasmen werden indessen mit einer bekannten planaren Plasmaquelle ermöglicht, bei der in einer Plasmakammer, in der sich auch das zu bearbeitende Werkstück befindet, eine Induktionseinrichtung vorgesehen ist, die ein Hochfre­ quenz-Feld in der Kammer erzeugt (EP-0 379 828 A2). Das Plasma wird hierbei in der Kammer mittels eines Magnetfelds verengt.

Eine weitere Vorrichtung, mit der großflächige Plasmen erzeugt werden können, ist aus der US-A-4 948 458 bekannt. Hierbei wird eine planare Spule außerhalb einer Kammer und in der Nähe einer dielektrischen Abschirmung angeordnet und über ein Anpassungsnetzwerk mit Hochfrequenz-Energie beaufschlagt. Der Gesamtstromkreis wird auf Resonanz gebracht.

Eine andere bekannte Einrichtung für die Erzeugung eines Plasmas weist eine induk­ tive oder kapazitive Anregung von Helikonwellen auf, die sich außerhalb der Plasma­ kammer befindet (EP-0 434 932 B1). Hierbei werden verschiedene Spulen bzw. Elektroden, die einen räumlichen Abstand voneinander haben, an phasenverschobene Spannungen gelegt.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zur Erzeugung eines planaren Plasmas ist eine Kammer mit einem dielektrischen Fenster vorgesehen, über dem sich eine planare Spule befindet (EP-0 601 468 A1). Diese Spule wird über eine Hoch­ frequenzquelle gespeist. Im Plasma bzw. in der Nähe des Plasmas befindet sich eine Gaszuführung z. B. für Fluor.

Schließlich ist auch noch ein Plasmareaktor bekannt, der eine Kammer für die Auf­ nahme eines zu bearbeitenden Substrats aufweist, wobei in die Kammer zu ionisie­ rendes Gas eingeführt wird (EP-0 633 713 A1). Das Plasma wird durch eine mit Radio-Frequenz gespeiste Antenne angeregt, die aus einem elektrischen Leiter be­ steht, der sich parallel über dem zu behandelnden Substrat befindet und der wenig­ stens drei einander gegenüberliegende und zueinander parallele Stege aufweist, die in Reihe geschaltet sind.

Bei den meisten der vorstehend beschriebenen Helikon-Plasmaquellen handelt es sich um zylindrische Anordnungen, bei denen ein zylindrischer Quarzkolben, der nach un­ ten hin zu einer Prozeßkammer geöffnet ist, von einer Antenne und von Magneten für ein statisches Magnetfeld umgeben ist. Die Antennenstruktur befindet sich meistens außerhalb der Kammer, damit sie nicht dem Plasma ausgesetzt ist. Die Feldstärke des statischen Magnetfelds liegt typischerweise im Bereich von 20 . . . 500 Gauss.

Der Nachteil dieser zylindrischen Anordnungen besteht darin, daß der Durchmesser des Quarzkolbens ca. 10 bis 15 cm beträgt, so daß die Bearbeitung großflächiger Substrate nur eingeschränkt möglich ist. Um die geforderten Homogenitäten des Plasmas zu erzielen, wird ein großer Abstand zwischen Plasmaquelle und Substrat benötigt, damit das Plasma ausreichend in das Substrat diffundieren kann. Das von der Plasmaquelle zum Substrat gelangende Plasma läßt sich auch nicht beliebig auf­ weiten, da die Diffusion aufgrund des geringen Prozeßdrucks beschränkt ist und zu­ dem ein großes Volumen der Prozeßkammer die Plasmadichte deutlich reduziert. Hierdurch entstehen geringe Bearbeitungsraten.

Für die Erzeugung großflächiger und dichter Plasmen werden im wesentlichen die sogenannten Quellenarrays und die planaren Quellen verwendet. Bei den Quellen­ arrays werden mehrere Plasmaquellen nebeneinander angeordnet. Vorteilhaft ist hier­ bei, daß man auf bereits vorhandene kleine Plasmaquellen zurückgreifen kann. Der Nachteil der Quellenarrays besteht jedoch darin, daß sie sehr aufwendig und teuer sind. Da ein Quellenarray aus mehreren Punktquellen besteht, ist davon auszugehen, daß die Plasmadichte an den Substratoberflächen nicht homogen ist. Immerhin muß bei den vorstehend erwähnten Substraten der dritten Generation jede einzelne Quelle eines aus beispielsweise vier Quellen bestehenden Arrays bereits über 30 cm Fläche abdecken.

Als Alternative zu den Quellenarrays kommen planare Plasmaquellen in Betracht, wie sie bereits aus einigen der oben erwähnten Druckschriften bekannt sind. Diese planaren Plasmaquellen zeichnen sich dadurch aus, daß das Plasma nicht in einem zylindrischen Gehäuse mit relativ geringem Durchmesser erzeugt wird, sondern durch eine Anordnung der Plasmaquelle parallel zur Substratebene. An die Stelle von mehreren Punktquellen bei den Quellenarrays tritt eine flächige Plasmaerzeugung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine planare Plasmaquelle zu schaffen, bei der Helikonwellen für die Erzeugung des Plasmas verwendet werden.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß großflächige und homogene Plasmen erzeugt werden können, und zwar bei relativ niedrigen Pro­ zeßgasdrücken von 1 . . . 100 µbar. In diesem Druckbereich sind die Ladungsträger­ verluste innerhalb des Plasmas aufgrund der großen freien Weglängen gering. Die größten Verluste sind im Bereich der Prozeßkammerwände zu erwarten, wo Rekom­ binationen stattfinden. Entsprechend nimmt die Plasmadichte zur Wand hin ab. Durch Verwendung eines magnetischen Buckets oder Bechers werden die Ladungs­ träger von der Wand ferngehalten und somit die Verluste reduziert. Eine Kompensa­ tion der eventuell noch verbleibenden Wandverluste kann durch eine zweigeteilte Antennenstruktur mit einem inneren und einem äußeren HF-Kreis realisiert werden. Dabei werden die beiden Antennen entweder über zwei HF-Generatoren oder über einen einstellbaren Leistungsteiler von einem Generator versorgt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine planare Helikon-Plasma-Quelle mit Prozeßkammer;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine planare Helikon-Plasmaquelle mit einer ersten Antennenstruktur, bei der Antennenstäbe in Reihe geschaltet sind;

Fig. 3 eine Detailansicht der Plasma-Quelle gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine planare Helikon-Plasmaquelle mit einer zweiten Antennenstruktur, die aus einer Serien-Parallel-Schaltung von Antennen­ stäben besteht;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine planare Helikon-Plasmaquelle mit einer dritten Antennenstruktur, bei der alle Antennenstäbe parallelgeschaltet sind;

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine planare Helikon-Plasmaquelle mit einer vierten Antennenstruktur, bei der benachbarte Antennenteile parallelgeschaltet, aber mit gegengerichtetem Strom beaufschlagt sind;

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine planare Helikon-Plasma-Quelle mit einer fünften Antennenstruktur, bei der die Antenne in einen inneren und einen äußeren Kreis aufgeteilt ist.

In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 mit einer planaren Helikon-Plasma-Quelle 2 und einer Prozeßkammer 3 geschnitten dargestellt. Die Prozeßkammer 3 weist einen rechteckigen Boden 4 mit senkrecht hierauf stehenden Seitenwänden 5, 6 auf. Die Rückwand der Prozeßkammer 3 ist mit 7 bezeichnet, während die vordere Wand we­ gen der Schnittdarstellung nicht sichtbar ist. Auf dem Boden 4 der Prozeßkammer 3 ist ein Substratträger 8 vorgesehen, der ein Substrat 9 trägt.

In die Seitenwände 5, 6 der Prozeßkammer 3 sind Dauermagnete 10, 11, 12, 13 ge­ genpolig eingearbeitet, d. h. einer der Magnete 10 in einer der Wände ragt mit seinem Nordpol in die Prozeßkammer 3 hinein, während der andere Magnet 11 der gleichen Wand 5 mit seinem Südpol in die Prozeßkammer 3 hineinragt. Dadurch ergibt sich in der Prozeßkammer 3 ein bogenförmig gekrümmtes Magnetfeld 14, 15. Die außerhalb der Prozeßkammer 3 liegenden Pole der Magnete 10, 11; 12, 13 sind über jeweils ein Joch 16, 17 miteinander verbunden. Auf der Prozeßkammer 3 befindet sich die Heli­ kon-Plasma-Quelle 2, die einen Rechteckrahmen 18 aufweist, der mit mehreren Magnetträgern 19 bis 23 verbunden ist, zwischen denen sich jeweils eine Quarz-Plat­ te bzw. ein Quarz-Fenster 24 bis 27 befindet. Hierbei ist der Rahmen 18 selbst auch ein Magnetträger.

In den Magnetträgern 19 bis 23 und in den Seitenteilen des Rahmens 18 befinden sich Magnete 28 bis 32, bei denen es sich vorzugsweise um Dauermagnete handelt, die jedoch prinzipiell auch Elektromagnete sein können. Die nebeneinander liegen­ den Magnete 19 bis 23 haben abwechselnde Polaritäten, so daß sich gekrümmte Magnetfelder 50 bis 53 im Plasmaraum ergeben.

Alle Magnete 28 bis 32 sind auf ihrer von der Prozeßkammer 3 und der Quarzplatte 24 bis 27 abgewendeten Seite mit einer gemeinsamen Shunt-Platte 33 verbunden. In dieser Shunt-Platte 33 befinden sich Öffnungen 34 bis 37 für die optische Diagnostik und Plasmamonitoring. Diese können mit verschiedenen Hilfsmitteln und Meß­ methoden durchgeführt werden. Die wichtigsten Methoden sind LIF = Laser Induced Fluorescence, OES = Optical Emission Spectroscopy sowie Ellipsometrie und Inter­ ferometrie. Zwischen einerseits jeweils zwei Magnetträgern 19 bis 23 und anderer­ seits den Quarz-Fenstern 24 bis 27 bzw. der Shunt-Platte 33 ist wenigstens eine An­ tenne vorgesehen, deren Leitungen mit 38, 39, 40, 41 bezeichnet sind. Bei der in der Fig. 1 dargestellten Antennen-Konfiguration werden die jeweils benachbarten Leitun­ gen 38, 39 bzw. 40, 41 von gegenläufigen Strömen durchflossen. Vorzugsweise han­ delt es sich hierbei um Wechselströme mit einer Frequenz von 13,56 MHz. Es kön­ nen aber auch Wechselströme zwischen 100 kHz und 100 MHz fließen. Die Strom­ stärke liegt größenordnungsmäßig zwischen 10 und 100 Ampère.

Der Substratträger 8 ist mit einer Gleichspannungsquelle 47 und/oder einer Wechsel­ spannungsquelle 46 verbunden. Gleichspannung wird bei elektrisch leitenden Sub­ straten 9 verwendet, während bei elektrisch nicht leitenden Substraten 9 Wechsel­ spannung angelegt wird. Die Amplitude der Spannungen liegt in beiden Fällen vor­ zugsweise im Bereich von 50 bis 500 Volt, je nachdem, welcher Prozeß gerade ab­ läuft.

Die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung hat beispielsweise eine Gesamtbreite von 90 cm und eine Gesamthöhe von etwa 50 cm. Je nach Substratgröße ist die eigentli­ che Plasmakammer zwischen 30 und 70 cm breit und zwischen 10 und 30 cm hoch.

In der Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 gezeigt, wobei je­ doch die Shunt-Platte 33 weggenommen ist. Man erkennt hierbei die Antennenleitun­ gen oder -stäbe 38 bis 41. Von einer HF-Zuleitung 42 führt die Antennenleitung 38 weg über die Mitte des Quarz-Fensters 24, durchstößt die Rückwand 7, biegt am En­ de um 90 Grad und dann noch einmal um 90 Grad um, durchstößt wieder die Rück­ wand 7, so daß sie als Leitung 39 über das Quarz-Fenster 25 geführt ist. Am Ende dieses Quarzfensters durchstößt die Leitung 39 eine Frontwand 54 und macht zwei 90-Grad-Abbiegungen, wodurch sie - nachdem sie wieder die Frontwand 54 durch­ stoßen hat - als Leitung 40 über dem Quarz-Fenster 26 erscheint. Nach einer weiteren zweimaligen 90-Umkehr und Durchstoßen der Wand 7 verläuft die Antenne als Lei­ tung 41 über dem Quarz-Fenster 37 und endet schließlich in der HF-Zuleitung 42, nachdem sie noch einmal die Wand 54 durchstoßen hat.

Das unterhalb der Antenne 38 bis 41 vorhandene Magnetfeld 50 bis 53 (vgl. Fig. 1) verläuft annähernd parallel zu den Quarz-Fenstern 24 bis 27, fällt jedoch zum Sub­ strat 9 hin stark ab. Dies ist vorteilhaft, da im Bereich der Substratoberfläche keine Magnetfelder mehr vorhanden sein sollen, um die Bewegungen der Ionen nicht zu beeinflussen.

Bei der Antenne gemäß Fig. 2 sind die einzelnen Leitungen oder Stäbe 39 bis 41 in Reihe geschaltet. Hierdurch ist der Strom in allen Leitungen gleich und somit auch die Leistungseinkopplung in allen Bereichen die gleiche. Nachteilig ist bei einer Rei­ henschaltung, daß sich ein hoher Gesamtwiderstand und damit ein hoher Spannungs­ abfall über die Antennenstruktur ergibt. Außerdem entsteht eine unerwünschte kapa­ zitive Kopplung zwischen den einzelnen Stäben und zwischen Wand und Stäben.

In der Fig. 3 ist der Querschnitt eines Magnetträgers 20 in vergrößertem Maßstab dar­ gestellt. Er besteht im wesentlichen aus zwei Seitenschenkeln 60, 61 und einem Quersteg 62, der beide Seitenschenkel 60, 61 miteinander verbindet. Zwischen den beiden Seitenschenkeln 60, 61 ist der Dauermagnet 29 angeordnet. Der Südpol dieses Dauermagneten 29 ist nach oben gerichtet, während sein Nordpol nach unten gerich­ tet ist.

Die unteren Enden der beiden Seitenschenkel 60, 61 gehen in Querstege 63, 64 über, die als Träger der Quarzfenster 24, 25 dienen. Zwischen den unteren Enden der Sei­ tenschenkel 60, 61 ist ein Gaskanal 65 vorgesehen, der durch eine Aluminiumplatte 66, die Öffnungen 67 aufweist, abgeschlossen ist. Die Ränder der Aluminiumplatte 66 liegen dabei auf Dichtungen 68, 69 auf, die in Schultern 70, 71 der unteren Enden der Seitenschenkel 60, 61 vorgesehen sind. Auf den Querstegen 63, 64 befinden sich ebenfalls Dichtungen 72, 73, die als Auflager für die Quarz-Fenster 24, 25 dienen.

Die Aufteilung in mehrere Einzel-Quarzplatten hat u. a. den Vorteil, daß ihre Stärke reduziert werden kann. Würde man die Prozeßkammer von der vorstehend angegebe­ nen Größe mit einer durchgehenden Quarzplatte abschließen, müßte diese wenigstens 5 cm stark sein. Dies hätte den Nachteil, daß die dielektrischen Verluste im Quarzma­ terial sehr hoch wären. Außerdem wäre der Abstand Antenne - Plasma sehr groß, wodurch die Leistungseinkopplung negativ beeinflußt würde. Außerdem wäre eine großflächige Prozeßgaszuführung nicht möglich, und es bestünde ein erhebliches Im­ plosionsrisiko.

Erfindungsgemäß werden deshalb mehrere schmale Quarzplatten 24 bis 27 ver­ wendet, die durch die Metallstege 19 bis 23 stabilisiert werden. Dadurch läßt sich die notwendige Stärke der Quarzplatten auf 1-2 cm reduzieren. Diese Stege 19 bis 23 bieten gleichzeitig die Möglichkeit einer großflächigen Prozeßgaszuführung, was bei einer einzigen Quarzplatte nicht möglich wäre.

Durch die Verwendung der Shunt-Platte 33 wird die Wirkung der Permanentmagnete 29 bis 32 verstärkt. Gleichzeitig wird hierdurch die von der Antenne 38 bis 41 nach oben abgestrahlte Energie abgeschirmt und reflektiert. Die Homogenität der Gaszu­ führung wird dadurch sichergestellt, daß die Gaskanäle 65 einen wesentlich größeren Querschnitt besitzen als die einzelnen Austrittsöffnungen 67.

Die gekrümmten seitlichen Magnetfelder 14, 15 - auch Magnetbucket genannt - die­ nen zur Reduktion der Wandverluste. Sie verhindern den Aufprall geladener Teilchen an den Seitenwänden 5, 6. Der Substratträger 8 ist mit einer HF/DC-Quelle 46, 47 verbunden.

Die Antenne, mit der die Whistler-Wellen angeregt werden, kann auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Weitere Beispiele möglicher Antennenstrukturen werden nachfolgend beschrieben.

In der Fig. 2 ist, wie bereits erwähnt, die Stromrichtung in den benachbarten Anten­ nenstäben 38 bis 41 umgekehrt. Dabei können die Antennenstäbe 38 bis 41 eine ge­ meinsame Schleife bilden, die an der HF-Zuleitung 42 beginnt und bei dieser endet. Es ist jedoch auch möglich, wie die Fig. 4 zeigt, zwei aus jeweils zwei Antennen­ stäben 78, 89 bzw. 79, 75 bestehende Antennenstäbe, die über jeweils einen Querstab 88 bzw. 74 miteinander verbunden sind, bei der HF-Zuleitung 42 beginnen und in Masse bzw. Erde enden zu lassen. Die Reihen-Parallel-Schaltung gemäß Fig. 4 hat gegenüber der Reihenschaltung gemäß Fig. 2 den Vorteil, daß der Gesamtwiderstand reduziert ist und eine geringere kapazitive Kopplung zwischen den Stäben bzw. zwi­ schen den Stäben und der Wand auftritt. Nachteilig ist, daß die Ströme in den beiden parallel geschalteten Stäben 78, 89 bzw. 79, 75 unterschiedlich sein können, so daß die Leistungseinkopplung weniger homogen ist.

Bei einer weiteren Antennenvariante, die in der Fig. 5 dargestellt ist, wird durch An­ tennenstäbe 81, 83, 87, 82, 80 ein Kreis gebildet, der in der HF-Zuleitung 42 beginnt und in dieser endet. Die vier Antennenstäbe 84 bis 87 sind hierbei parallelgeschaltet, wobei jeder der Antennenstäbe 84 bis 87 zwischen jeweils zwei Permanentmagneten verläuft. Der Vorteil dieser Parallelschaltung gegenüber den Schaltungen gemäß Fig. 2 bzw. Fig. 4 besteht darin, daß keine kapazitive Kopplung zwischen den einzelnen Antennenstäben 84 bis 87 existiert. Nachteilig ist wiederum, daß der Strom in den vier Antennenstäben 84 bis 87 unterschiedlich sein kann. Wegen der identischen Stromrichtung in allen vier Antennenstäben sind die Magnetfelder an den Überlap­ pungsstellen gegenläufig. Hierdurch könnte es eventuell Schwierigkeiten bei der An­ regung von Helikonwellen geben.

Eine andere Antennenkonfiguration, die in der Fig. 6 dargestellt ist, weist ebenfalls vier Antennenstäbe 92, 96, 95, 98 auf, die zwischen den Magneten angeordnet sind. Zwei dieser Stäbe sind über eine erste Halbschleife 93, 94 mit der HF-Zuleitung 42 verbunden, während die beiden anderen Stäbe 96, 98 über eine zweite Halbschleife 91, 97 mit der HF-Zuleitung 42 verbunden sind. Die jeweils von den Halbschieifen abgewandten Enden der Stäbe 92, 95 bzw. 96, 98 sind an Masse bzw. Erde gelegt. Bei der Antenne gemäß Fig. 6 handelt es sich zwar wieder um eine Parallelschaltung, doch wechseln sich die Stromrichtungen in benachbarten Stäben ab, so daß Proble­ me, die eventuell bei einer Anordnung gemäß Fig. 5 auftreten, beseitigt werden können.

Die in der Fig. 7 dargestellte Antenne ist in zwei Bereiche aufgeteilt, um die Homo­ genität des Plasmas besser beeinflussen zu können.

Es sind hierbei zwei HF-Zuleitungen vorgesehen, nämlich eine innere HF-Zuleitung 101 und eine äußere HF-Zuleitung 100. Von der äußeren HF-Zuleitung 100 führt ein Antennenstab 102, der sich parallel zu den Dauermagneten erstreckt, zu einem Quer­ stab 103, der in einen kurzen Antennenstab 104 übergeht, welcher parallel zum An­ tennenstab 102 liegt, aber nur etwa ein Fünftel von dessen Länge hat. Dieser kurze Antennenstab 104 führt zu einem weiteren Querstab 105 und kehrt von dort aus als weiterer kurzer Antennenstab 106 in die Ausgangsposition zurück, wo der Antennen­ stab 106 in einen weiteren Querstab 107 übergeht, der seinerseits in einen weiteren kurzen Antennenstab 108 mündet, wobei der letztere wieder zu einem Querstab 109 führt, der in einen weiteren kurzen Antennenstab 110 übergeht. Dieser kurze Anten­ nenstab 110 führt zu einem weiteren Querstab 111, der in einen größeren Antennen­ stab 112 übergeht, der seinerseits über die kurzen Antennenstäbe 114, 116, 118, 120, die mit Querstäben 113, 115, 117, 119 eine mäanderförmige Antennenstruktur bil­ den, mit der äußeren HF-Zuleitung 100 verbunden ist.

Zwischen den beiden mäanderförmigen Strukturen der mit der äußeren HF-Zuleitung 100 verbundenen Antenne befindet sich eine mäanderförmige Struktur einer zweiten Antenne, die mit der inneren HF-Zuführung 101 verbunden ist. Diese letztgenannte Antennenstruktur weist vier parallele Antennenstäbe 130 bis 133 auf, die über Quer­ stege 134 bis 136 miteinander verbunden sind, so daß sich eine mäanderförmige An­ tennenstruktur ergibt. Die beiden äußeren Antennenstäbe 130, 133 sind mit der HF-Zuführung 101 verbunden.

Die einander gegenüberliegenden Querstege 105, 134 bzw. 136, 109 der beiden An­ tennen sowie die Querstege 119, 115 sind mit Abschirmungen 122, 123, 124, 125 versehen.

Claims (14)

1. Plasmaquelle mit eingekoppelten Whistler- oder Helikonwellen, wobei die Plasma­ quelle mit einer Prozeßkammer verbindbar ist, in der sich ein zu bearbeitendes Substrat befindet, gekennzeichnet durch

• a) mehrere Magnete (28 bis 32), die in einer Ebene und in einem Abstand vom Substrat (9) angeordnet sind, wobei zwei benachbarte Magnete (z. B. 28, 29) mit jeweils unterschiedlichen Polaritäten auf das Substrat (9) ausgerichtet sind;
• b) eine für elektromagnetische Wellen durchlässige Platte (24 bis 27) als oberer Ab­ schluß der Prozeßkammer (3);
• c) Antennenstäbe (38 bis 41), die oberhalb der Platte (24 bis 27) und zwischen den Magneten (28 bis 32) angeordnet sind.

2. Plasmaquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßkammer (3) einen Boden (4) und Seitenwände (5, 6) aufweist, wobei wenigstens zwei einan­ der gegenüberliegende Seitenwände mit Magneten (11 bis 13) versehen sind, die ein bogenförmiges Magnetfeld (14, 15) in der Prozeßkammer (3) bilden.

3. Plasmaquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einzel­ platten (24 bis 27) vorgesehen sind, welche für elektromagnetische Wellen durch­ lässig sind.

4. Plasmaquelle nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (28 bis 32) in Magnethalterungen (20 bis 23) gelagert sind, wobei diese Magnethalterungen (20 bis 23) Tragelemente (63, 64) für die Einzelplatten (24 bis 27) aufweisen.

5. Plasmaquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Pole der Magnete (28 bis 32), die vom Substrat (9) abgewandt sind, mittels einer Shunt-Platte (33) miteinander verbunden sind.

6. Plasmaquelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Magnet­ halterungen (20 bis 23) Gaskanäle (65) vorgesehen sind.

7. Plasmaquelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaskanäle (65) einen Verschluß (66) aufweisen, der mit einer Bohrung (67) versehen ist, so daß Gas vom Gaskanal (64) in die Prozeßkammer (3) gelangen kann.

8. Plasmaquelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Shunt-Platte (33) Öffnungen (34 bis 37) vorgesehen sind, durch welche das Plasma von außen be­ trachtet werden kann.

9. Plasmaquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenstäbe (38 bis 41) räumlich parallel zueinander angeordnet sind und alle Antennenstäbe (38 bis 41) von dem gleichen Antennenstrom durchflossen werden.

10. Plasmaquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen­ stäbe (74, 75, 78, 79, 88, 89) räumlich parallel zueinander angeordnet sind und je­ weils zwei von ihnen (78, 89 bzw. 79, 75) vom gleichen Antennenstrom durchflossen werden.

11. Plasmaquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen­ stäbe (84 bis 87) räumlich parallel angeordnet sind und alle an der gleichen An­ tennenspannung anliegen.

12. Plasmaquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen­ stäbe (92, 96, 95, 98) räumlich parallel angeordnet sind und jeweils zwei von ihnen (92, 95 bzw. 96, 98) an der gleichen Antennenspannung anliegen.

13. Plasmaquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste äußere Antennenkonfiguration vorgesehen ist, die an einer ersten HF-Zuführung (100) liegt, und daß eine zweite innere Antennenkonfiguration vorgesehen ist, die an einer zwei­ ten HF-Zuführung (101) liegt.

14. Plasmaquelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Querverbindungen (105, 134; 109, 136; 119, 135; 115, 135) mit Abschirmungen versehen sind.