DE3853551T2

DE3853551T2 - Plasmabehandlungsvorrichtung.

Info

Publication number: DE3853551T2
Application number: DE3853551T
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Chiba; Takuya Fukuda; Yasuhiro Mochizuki; Naohiro Momma; Tadasi Sonobe; Kazuo Suzuki; Noboru Suzuki; Shigeru Takahashi
Original assignee: Hitachi Service Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Service Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1987-05-08
Filing date: 1988-05-06
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2008-05-07
Also published as: KR950012712B1; EP0290036A3; KR880014844A; EP0290036B1; EP0290036A2; DE3853551D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Plasmabearbeitungsvorrichtungen zum Abscheiden einer erwünschten Substanz auf einem Substrat, wodurch eine dünne Schicht gebildet wird.
Verfahren zur Herstellung einer dünnen Schicht auf einem vorgegebenen Substrat werden in vielen Gebieten verwendet, beispielsweise im Herstellungsverfahren einer integrierten Halbleiterschaltung. Generell erfolgt die Herstellung einer dünnen Schicht in einer Atmosphäre hoher Temperaturen. Bei der Herstellung integrierter Halbleiterschaltungen treten jedoch auch die Fälle auf, daß dünne Schichten auf integrierten Halbleiterschaltungen ausgebildet werden, die bereits hergestellt wurden. (In diesem Fall entspricht die integrierte Halbleiterschaltung dem oben angegebenen Substrat.) Wenn die dünne Schicht auf einer derartigen integrierten Halbleiterschaltung ausgebildet wird, besteht die Gefahr, daß die integrierte Halbleiterschaltung dadurch einem schädlichen Einfluß ausgesetzt ist, daß die Ausbildung der dünnen Schicht unter hohen Temperaturen erfolgt. Dieses Problem ist nicht auf integrierte Halbleiterschaltungen beschränkt, sondern gilt für jedes Substrat, das hohen Temperaturen ausgesetzt ist. ln den vergangenen Jahren wurde eine Mikrowellenplasmabearbeitungsvorrichtung als ein Mittel zum Lösen derartiger Probleme angegeben. Die Mikrowellenplasmabearbeitungsvorrichtung wird anhand der Figuren 1A und 1B erläutert.
Figur 1A ist eine schematische Darstellung der herkömmlichen Mikrowellenplasmabearbeitungsvorrichtung und in Figur 1B ist die Verteilung der Feldstärken eines Magnetfeldes der in Figur 1A gezeigten Vorrichtung gezeigt. Ein Beispiel der gezeigten herkömmlichen Mikrowellenplasmabearbeitungsvorrichtung ist in US- PS-4401054 angegeben. ln Figur 1A bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine Vakuumkammer, die mit Hilfe einer nicht gezeigten Vakuumpumpe evakuiert oder luftleer gemacht wurde. Bezugsziffer 1a bezeichnet einen Auslaßabschnitt in der Vakuumkammer 1, und Bezugsziffer 1b bezeichnet einen Reaktionsabschnitt in der Vakuumkammer 1. Bezugsziffer 2 bezeichnet einen Wellenleiter zum Leiten von von einem nicht gezeigneten Magneton emittierten Mikrowellen, und Bezugsziffer 3 bezeichnet ein Mikrowellen-Einlaßfenster, das aus einem Isoliermaterial, wie beispielsweise Quarz, zum Einleiten der gerichteten Mikrowellen in die Vakuumkammer 1 hergestellt ist. Bezugsziffer 4 bezeichnet eine Stützplatte (oder/einen Halter), die im Reaktionsabschnitt 1b angeordet ist, und Bezugsziffer 5 bezeichnet ein Substrat, das auf der Stützplatte 4 angeordnet ist, und auf dem die dünne Schicht ausgebildet wird. Bezugsziffer 6 bezeichnet eine erste Gasleitung zum Einführen eines ersten Gases in den Auslaßabschnitt 1a, und Bezugsziffer 7 bezeichnet eine zweite Gasleitung zum Einleiten eines zweiten Gases in den Reaktionsabschnitt 1b. Die Bezugsziffer 8 bezeichnet eine elektromagnetische Spule, die um die Vakuumkammer 1 herumgewickelt ist, und die in der Vakuumkammer 1, wie in Figur 1B gezeigt ist, ein Magnetfeld erzeugt.
Unter Bezugnahme auf die in Figur 1B gezeigte Magnetfeldstärkenverteilung wird nun der Betrieb der oben angegebenen Mikrowellenplasmabearbeitungsvorrichtung erläutert. ln Figur 1B bezeichnet die Abszisse einen Abstand in der Vakuumkammer 1 vom Mikrowellen-Einführungsfenster 3, und die Ordinate bezeichnet die Stärke des von der elektromagnetischen Spule 8 erzeugten Magnetfeldes.
Nachdem die Vakuumkammer 1 auf einen Druck nicht über 0,13 mPa (10&supmin;&sup6; Torr) evakuiert worden ist, wird ein vorgegebenes Gas, zum Beispiel, ein Sauerstoffgas, unter einem vorgegebenen Druck aus der Gasleitung 6 eingeleitet, während aus dem Mikrowellen-Einleitungsfenster 3 Mikrowellen eingeleitet werden, so daß ein Sauerstoffgasplasma erzeugt wird. Wenn zu diesem Zeitpunkt ein Magnetfeld einer vorgegebenen Stärke durch die elektromagnetische Spule 8 aufgebracht wird, kreisen die Elektronen im Plasma mit der Lorentz-Feldstärke und stoßen die nicht ionisierten Sauerstoffmoleküle an, die wiederum ionisiert werden und Elektronen freisetzen. Auf diese Weise erfolgt durch die Bewegung der Elektronen die Ionisation des Sauerstoffgases mit einer hohen Geschwindigkeit, wodurch im Auslaßabschnitt 1a ein Sauerstoffgasplasma einer hohen Dichte erzeugt wird.
Die oben angegebenen Bewegungen (Kreisbewegungen der Elektronen) entstehen nicht durch das bloße Vorhandensein von Mikrowellen und einem Magnetfeld, sondern sie werden durch ein Resonanzphänomen erzeugt, das nur entsteht wenn für eine bestimmte Mikrowelle ein bestimmtes Magnetfeld vorhanden ist. Wenn nämlich die eingebrachte Mikrowelle eine Frequenz von 2,45 GHz aufweist, finden die Kreisbewegungen der Elektronen an einem Punkt statt, an dem die Stärke des Magnetfeldes 0,0875 T (875 Gauss) beträgt. Da in Figur 1B der Pegel von 0,0875 T (875 Gauss) mit einer durchbrochenen Linie und die Verteilung der Magnetfeldstärke in der Vakuumkammer 1 mit einer durchgezogenen Linie angegeben ist, liegt ein Punkt für das Auftreten der Kreisbewegungen der Elektronen auf der Linie, die mit Punkt-Strich angegeben ist. Ein derartiger Punkt wird Elektronenzyklotronresonanz (ECR) genannt. Ein Bereich auf der Seite des ECR- Punktes in der Nähe des Mikrowellen-Eintragsfensters 3 wird Plasmaerzeugungsbereich genannt. Der ECR-Punkt kann ebenso ECR-Abschnitt genannt werden, da er in einer Ebene sein kann oder dreidimensionale Ausmaße aufweisen kann.
Da der Raum evakuiert worden ist, bewegt sich das so erzeugte Plasma in Richtung auf den Reaktionsbereich 1b. Das Plasma bewegt sich sowohl wegen der Evakuierung als auch aufgrund der Tatsache, daß die Elektronenionen mit positiver Ladung durch eine Gruppe von Elektronen mit negativer Ladung angezogen werden, die durch deren Kreisbewegung in Bewegung gesetzt worden sind. Ein Bereich an der Seite des ECR-Punktes nahe am Substrat 5 wird Plasmatransportbereich genannt. Wenn aus der Gasleitung 7 ein bestimmtes Gas, zum Beispiel ein Monosilangas (SiH&sub4;) in den Reaktionsabschnitt 1b eingeleitet wird, wenn sich das Plasma bewegt trifft das Monosilangas auf das Plasma auf, so daß das Monosilangas aktiviert wird und mit dem Sauerstoffgas reagiert, wodurch Siliciumoxid (SiO&sub2;) erzeugt wird, das sich auf dem Substrat 5 absetzt. Auf diese Weise wird eine dünne Schicht Siliciumoxid auf dem Substrat 5 gebildet. Indem ein bestimmtes Gas ausgewählt wird, das aus den Leitungen 6 und 7 zugeführt wird, kann eine beliebige dünne Schicht erzeugt werden.
Die oben angegebene Mikrowellen-Dünnschichtplasmabearbeitungsvorrichtung ist ausgezeichnet, wenn es darum geht, eine dünne Schicht auf einem Substrat zu erzeugen, das hohen Temperaturen ausgesetzt sein kann. Jedoch wurde der Wirksamkeit der Reaktion eines Gases, das als hauptsächliches Rohmaterial aus der Gasleitung 7 eingetragen wird, oder der Ablagerungsgeschwindigkeit einer auf dem Substrat 5 abgeschiedenen Substanz sowie der Qualität der ausgebildeten dünnen Schicht keine ausreichende Aufmerksamkeit geschenkt.
Ein weiteres Beispiel für eine herkömmliche Plasmabearbeitungsvorrichtung, die die Elektronenzyklotronresonanz verwendet, ist beispielsweise in JP-A-56- 155535 und JP-A-57-79621 angegeben und in Figur 2 gezeigt. ln der in Figur 2 gezeigten Plasmabearbeitungsvorrichtung werden zu Plasma aktivierte Spezies in einer Plasmageneratorkammer 213 erzeugt, und ein divergierendes Magnetfeld, das von einer Magnetfelderzeugungsspule 204 erzeugt wurde, veranlaßt den Plasmastrom, auf ein zu behandelndes Objekt 211 aufzutreffen, das an einer Stelle angeordnet ist, die sich ausreichend weit von einem Bereich entfernt befindet, an der die Erzeugungswirksamkeit der zu Plasma aktivierten Spezies ihr Maximum erreicht.
Da bei der eben erwähnten herkömmlichen Plasmabearbeitungsvorrichtung die Vakuumkammer 201 die Plasmageneratorkammer 213 und eine Plasmabearbeitungskammer 214 mit einer relativ großen axialen Länge aufweist, wie Figur 2 zeigt, ist die Vakuumkammer 201 groß, weshalb auch die Abgasöffnung 206 und die Magnetfelderzeugungsspule 204 entsprechend groß sind.
Experimente der Erfinder haben gezeigt, daß bei einer Plasmabearbeitung, bei der die Elektronenzyklotronresonanz verwendet wird, die Bearbeitungskennwerte vom Abstand zwischen der Position der Elektronenzyklotronresonanz und dem zu behandelnden Objekt 211 abhängen und besser werden, wenn dieser Abstand klein ist. Es wurde weiter beobachtet, daß wenn die Konzentration des Gases an der Stelle der Elektronenzyklotronresonanz hoch ist, die Mikrowellen 203 beinahe an der Stelle der Elektronenzyklotronresonanz absorbiert wird und das Objekt 211 nicht erreicht, so daß die Reflektion der Mikrowellen vom Objekt 211 und dem Objektträger 209 usw. verschwindet.
Bei der Anordnung der Figur 2 könnte die axiale Länge der Vakuumkammer 201 dadurch verkürzt werden, daß das Objekt 211 näher am Mikrowelleneintragsfenster 210 angeordnet wird. ln diesem Fall werden jedoch die Mikrowellen vom Objekt 211 reflektiert, wodurch die Effektivität der Plasmabehandlung herabgesetzt wird und sich die Kennwerte der Plasmabearbeitung verschlechtern.
Die herkömmliche Mikrowellenbearbeitungsvorrichtung, in der ein Magnetfeld verwendet wird, läßt sich generell in zwei Typen einteilen, das heißt (1) einen Typ, bei dem ein Magnetfeldgenerator außerhalb einer Plasmageneratorkammer angeordnet ist, und der erzeugte Plasmastrom auf eine zu behandelnde Fläche gerichtet wird, die im wesentlichen senkrecht zur Richtung einer Magnetkraftlinie liegt, wie in JP-A-56-155535 offenbart wurde, und (2) den anderen Typ, bei dem ein Magnetfeldgenerator außerhalb einer Vakuumkammer angeordnet ist, und der Plasmastrom auf die zu behandelnde Oberfläche gerichtet wird, die im wesenlichen parallel zur Richtung der Magnetkraftlinie liegt, wie in JP-A-58-125820 offenbart ist.
Da bei beiden ober erwähnten Typen (1) und (2) der Magnetfeldgenerator außerhalb der Vakuumkammer angeordnet ist, ist es schwierig, die Effizienz einer Nutzung des Magnetfeldes zu verbessern, und eine kleine Vorrichtung zu bauen. Da nämlich zur Erzeugung eines Magnetfeldes eine Spule oder ein Dauermagnet außerhalb der Vakuumkammer angeordnet ist, was zur Erzeugung des Plasmas in der Vakuumkammer erforderlich ist, kann keine effektive Nutzung des erzeugten Magnetfeldes erwartet werden; somit ist es notwendig, das erzeugte Magnetfeld dadurch zu verstärken, daß durch die Spule ein großer Strom geliefert wird, oder dadurch, daß ein großer Magnet angeordnet wird. Daraus entsteht das Problem, daß die Abmessungen der Bearbeitungsvorrichtung oder der Raumbedarf für die Bearbeitungsvorrichtung groß ist.
Des weiteren wurde bei beiden oben angegebenen Typen (1) und (2) von Vorrichtungen der Steuerung der Verteilung der reaktiven Gase und der Verteilung der Abscheidungspartikel im Vakuumbehälter keine Aufmerksamkeit geschenkt. Die Vakuumkammer ist daher mit überschüssigen reaktiven Gasen und Abscheidungspartikeln gefüllt, so daß nicht nur auf der Oberfläche eines zu behandelnden Objektes, sondern auch an der Innenwand der Vakuumkammer eine Schicht gebildet wird. Daraus ergibt sich das Problem, daß fremde oder unerwünschte Substanzen (oder Ablagerungen) als Flocken erzeugt werden, wodurch wiederum häufige Wartungsarbeiten nötig sind und eine große Abgasapparatur für den Ausstoß der überschüssigen reaktiven Gase erfordlich ist. Wenn darüberhinaus eine zylinderartige Anordnung, wie beispielsweise eine lichtempflindliche Trommel zu behandeln ist, ergeben sich die folgenden Probleme. Bei dem oben angegebenen, in JP-A-56-155535 offenbarten Typ (1) muß der Durchmesser der Vakuumkammer erheblich größer als Länge und Breite der zylinderänlichen Anordnung sein, so daß ein ausreichend großer Raum zur Gasbelüftung vorhanden ist, wodurch die Verteilung der zu bildenden Beschichtung gleichmäßiger wird, und das Strömen des Gases und die Evakuierung erleichtert wird. Zu diesem Zweck muß die Vorrichtung ziemlich groß hergestellt werden. Da des weiteren nur ein Teil der zu behandelnden Oberfläche behandelt wird, ist die Gesamtbearbeitungszeit lang.
Beim in JP-A-58-125820 offenbarten Typ (2) wurde nicht berücksichtigt, daß die Qualität der ausgebildeten Schicht in der Hauptsache vom Abstand zwischen dem Elektronenzyklotronresonanzpunkt und der zu behandelnden Oberfläche abhängt, und daß bei einem großen Abstand von ECR-Punkt keine gleichbleibende Qualität bei der Beschichtung einer Oberfläche erzielt werden kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFlNDUNG

Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Mikrowellenplasmabearbeitungsvorrichtung anzugeben, bei der die Reaktionseffektivität (oder die Abscheidungsgeschwindigkeit) und die Schichtqualität verbessert werden kann. Zur Lösung der ersten Aufgabe ist eine Mikrowellenbearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben, die umfaßt: eine Vakuumkammer mit einem Auslaßabschnitt, einem Reaktionsabschnitt, einem ersten Gaseinlaß und einem zweiten Gaseinlaß, einem Mikrowelleneinstrahler zum Einstrahlen von Mikrowellen in den Auslaßabschnitt, einem Magnetfeldgenerator zum Ausbilden eines Magnetfeldes in der Vakuumkammer und mit einem Substrat, das im Reaktionsabschnitt angeordnet ist, wobei durch Einleiten eines ersten und eines zweiten vorgegebenen Gases aus dem ersten und dem zweiten Gaseinlaß eine dünne Schicht auf dem Substrat ausgebildet wird, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß der erste Gaseinlaß und der zweite Gaseinlaß hinsichtlich eines Elektronenzyklotronresonanzpunktes oder eines Elektronenzyklotronresonanzabschnittes, der durch die Mikrowellen und das magnetische Feld definiert ist, auf der Mikrowelleneintragsseite angeordnet sind, während das Substrat hinsichtlich des Elektronenzyklotronresonanzpunktes auf der Rückseite der Mikrowelleneinstrahlung angeordnet ist.
Das aus dem ersten Gaseinlaß in die Vakuumkammer eingeströmte Gas wird durch die Mikrowellen zu Plasma und wird zum Substrat hintransportiert. Das aus dem zweiten Gaseinlaß in die Vakuumkammer eingeströmte Gas trifft auf das Plasma des ersten Gases und wird ebenfalls durch die Mikrowellen zu Plasma aktiviert. Die Elektronen in diesen Plasmen machen ihre Bewegungen (oder ihre Kreisbewegungen) am Elektronenzyklotronresonanzpunkt, wodurch ein Plasma einer höheren Dichte erzeugt wird. Infolgedessen wird die ursprüngliche Reaktion außerodentlich beschleunigt, so daß das Reaktionsprodukt auf dem Substrat abgeschieden wird.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Plasmaberarbeitungsvorrichtung anzugeben, deren Größe klein gehalten werden kann, ohne daß sich die Plasmabearbeitungseigenschaften verschlechtern.
Zur Lösung der zweiten Aufgabe ist eine Plasmabearbeitungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in eine Elektronenzyklotronresonanzebene, die im wesentlichen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen ausgebildet ist ein reaktives Gas eingeleitet wird, wodurch in der ECR-Ebene ein Zustand mit einer hohen Konzentration an reaktivem Gas erzeugt wird.
Bei dem obigen Merkmal bildet ein Bereich einschließlich der ECR-Ebene ein Band mit einer hohen Absorbtion der Mikrowellen, wodurch der Durchlaßgrad der Miktrowellen erheblich verringert wird. Auch wenn daher der Mikrowelleneinstrahlabschnitt und das zu behandelnde Objekt in der Nähe des Elektronenzyklotronresonanzabschnittes liegen, kann die Plasmabearbeitung erfolgen, ohne daß sich die Plasmabearbeitungskennwerte verschlechtern. Infolgedessen kann zumindest die Länge der Vakuumkammer in der Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen gegenüber der herkömmlichen Vorrichtung wesentlich verkürzt werden, so daß eine kleine Plasmabearbeitungsvorrichtung hergestellt werden kann.
Die Plasmabearbeitungskennwerte einschließlich der Schichtbildungskennwerte, der Ätzgeschwindigkeit usw. hängen im wesentlichen durch den Typ, die Konzentration und die Lebensdauer der zu Plasma aktivierten Spezies ab. Da die Stelle, an der die meisten der zu Plasma aktivierten Spezies erzeugt werden, die Stelle ist, die der ECR-Stelle entspricht, werden Typ und Konzentration dieser Spezies an der ECR-Stelle bestimmt, und ob die zu Plasma aktivierten Spezies das zu bearbeitende Objekt erreichen, wird durch den Abstand zwischen der ECR- Stelle und dem zu bearbeitenden Objekt bestimmt. Auch hängt die Ausbreitung der Mikrowellen von deren Absorption durch Moleküle, Atome, lonen usw. an der ECR- Stelle und in deren Nähe ab. Je höher die Konzetration dieser Gase ist, desto niedriger wird der Durchlaßgrad der Mikrowellen an der ECR-Stelle und in ihrer Nähe. Wenn daher die Konzentration der reaktiven Gase in der ECR-Ebene (oder einer Ebene mit der Magnetflußdichte B, (wobei gilt: ω=B x e/m, und wobei bedeuten: ω Frequenz der Mikrowellen, e Ladungsgröße des Elektrons und m Masse des Elektrons), die im wesentlichen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen gebildet wird, durch Blasen oder Treiben eines reaktiven Gases in die ECR-Ebene oder Strömenlassen des reaktiven Gases parallel zur Ebene einschließlich der ECR-Ebene verstärkt wird, wird ein hohes Absorbtionsband der Mikrowellen in einem Bereich einschließlich der ECR-Ebene gebildet, wodurch die Ausbreitung der Mikrowellen in Richtung auf das zu bearbeitende Objekt oder die Reflektion der Mikrowellen vom Objekt oder von einem Objektträger unterdrückt wird. Die praktische Effizienz der eingestrahlten Mikrowellen ist daher nicht verschlechtert. Wenn daher der Mikrowelleneinstrahlabschnitt und das zu behandelnde Objekt in der Nähe der ECR-Stelle angeordnet sind, kann die Plasmabearbeitung ohne eine Verschlechterung der Plasmabearbeitungskennwerte durchgeführt werden.
Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Plasmabearbeitungsvorrichtung anzugeben, die eine kompakte Größe aufweist, und in der eine gleichmäßige Beschichtung mit einer hohen Geschwindigkeit hergestellt werden kann, und deren Wartung vereinfacht werden kann.
Zur Lösung der dritten Aufgabe ist eine Plasmabearbeitungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetfeldgenerator in einem mit dem Plasma zu bearbeitenden Objekt angeordnet ist, und daß ein reaktives Gas aus der Nähe auf eine Oberfläche des Objekts aufgeblasen wird. Mit diesen Merkmalen wird die Konzentration des reaktiven Gases in der Nähe der Oberfläche des zu behandelnden Objektes verstärkt und zur Erzeugung der Elektronenzyklotronresonanz wird in der Nähe der Oberfläche des Objektes eine optimale Magnetfeldstärkenverteilung erzeugt.
Dadurch, daß der Magnetfeldgenerator in dem mit dem Plasma zu bearbeitenden Objekt angeordnet ist, läßt sich ein Magnetfeldgenerator mit einer kompakten Größe leicht realisieren. Da außerdem die Oberfläche des zu behandelnden Objektes nahe am Magnetfeldgenerator liegt, so daß die Stärke des zur Erzeugung der Elektronenzyklotronresonanz erforderlichen Magnetfeldes in der Nähe der Oberfläche des mit dem Plasma zu behandelnden Objekts erzeugt wird, kann der Spulenstrom verringert oder die Größe des Magneten verkleinert werden. Infolgedessen kann eine Vorrichtung mit einer kompakten Größe hergestellt werden.
Die obigen Aufgaben werden durch die in den Ansprüchen 1 und 2 angegebene Plasmabearbeitungsvorrichtung gelöst.
Bei einer Mikrowellenplasmabearbeitung mit einem Magnetfeld ist die Schichtbildungsgeschwindigkeit proportional zur Konzentration eines reaktiven Gases an einer Stelle, an der die Elektronenzyklotronresonanz erzeugt wird, und ist umgekehrt proportional zum Abstand zwischen der ECR-Stelle und einer zu behandelnden Oberfläche. Ist der Abstand kürzer, wird die Dichte einer ausgebildeten Schicht erhöht, oder es läßt sich eine Schicht erzeugen, deren Kennwerte zufriedenstellend sind. Bei der vorliegenden Erfindung kann durch Erhöhen der Konzentration eines reaktiven Gases in der Nähe der zu behandelnden Oberfläche und durch Erzeugen der Elektronenzyklotronresonanz an einer derartigen Stelle die Schichtbildungsgeschwindigkeit gesteigert, und eine Schicht erzeugt werden, die eine zufriedenstellende Qualität aufweist.
Da darüberhinaus die Reaktion in der zu behandelnden Oberfläche erfolgt, werden die Abscheidungspartikel auch auf der gewünschten Fläche niedergeschlagen. Es ist nicht erforderlich, den gesamten Raum der Vakuumkammer mit reaktivem Gas anzufüllen. Dadurch kann auch die Menge der Ablagerungen, die an der Innenwand der Vakuumkammer abgelagert werden können, reduziert werden. Des weiteren läßt sich die Effizienz der Verwendung des reaktiven Gases verbessern, und entsprechend kann auch die Menge des Gases, bei dem keine Reaktion stattgefunden hat, und das dann abgelassen werden muß, verringert werden.
Die oben beschriebenen Merkmale können auch kombiniert zum Einsatz kommen.

KURZE BESCHRElBUNG DER ZElCHNUNGEN

Figur 1A ist eine schematische Darstellung eines Beispiels der herkömlichen Mikrowellenbearbeitungsvorrichtung, und Figur 1 B zeigt die Verteilung der Magnetfeldstärken in der Vorrichtung.
Figur 2 ist ein Längsquerschnitt durch ein weiteres Beispiel der herkömlichen Plasmabearbeitungsvorrichtung.
Figur 3 zeigt die Verteilung der Magnetflußdichten entlang der Mittelachse einer Vakuumkammer der in Figur 2 gezeigten Vorrichtung.
Figur 4 ist ein Längsschnitt eines weiteren Beispiels der Plasmabearbeitungsvorrichtung, auf die für einen Vergleich Bezug genommen wird.
Figur 5A ist eine schematische Darstellung einer Mikrowellenplasmabearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Figur 5B zeigt die Verteilung der Magnetfeldstärken in der Vorrichtung.
Figur 6 ist ein Schnitt durch einer Plasmabearbeitungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 7 zeigt die Verteilung der Magnetflußdichten entlang der Mittelachse einer Vakuumkammeres der in Figur 6 gezeigten Vorrichtung.
Figur 8 ist ein Längsschnitt durch eine Plasmabearbeitungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 9 ist ein Längsschnitt durch eine Plasmabearbeitungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figuren 10A und 10B zeigen die Verteilung der Magnetflußdichten in der in Figur 9 gezeigten Vorrichtung.
Figur 11 ist ein Längsschnitt durch eine Plasmabearbeitungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figuren 12A und 12B zeigen die Verteilung der Magnetflußdichten in der in Figur 11 gezeigten Vorrichtung und
Figur 13 ist ein Längsschnitt durch eine Dampfabscheidungsvorrichtung mit aktiviertem Plasma, die in der in Figur 5A gezeigten Ausführungsform verwendet worden ist.

BESCHRElBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezug auf die in den beigefügten Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen im einzelnen beschrieben.
Figur 5A ist eine schematische Darstellung einer Mikrowellenplasmabearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Figur 5B zeigt die Verteilung der Magnetfeldstärke in der in Figur 5A gezeigten Vorrichtung. ln Figur 5A sind die gleichen Teile oder Komponenten wie in Figur 1A mit den gleichen Bezugsziffern wie in Figur 1A bezeichnet. Daher wird auf die Erläuterung derartiger Teile oder Komponenten verzichtet. ln Figur 5A bezeichnen die Bezugsziffern 8a, 8b, 8c, und 8d vier elektromagnetische Spulen, die um die Vakuumkammer 1 herumgewickelt sind. Die herkömliche, in Figur 1A gezeigte Vorrichtung und die Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform, die in Figur 5A gezeigt ist, unterscheiden sich voneinander durch die Anzahl der elektromagnetsichen Spulen und deren Anordnung.
Als nächstes soll der Betrieb der Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform unter Bezug auf die in Figur 5B gezeigte Verteilung der Magnetfeldstärke erläutert werden. Wie in Figur 1B repräsentiert die Abszisse von Figur 5B den Abstand vom Mikrowelleneinstrahlfenster 3, und die Ordinate repräsentiert die Stärke eines Magnetfeldes. Die durchbrochene Linie zeigt die Magnetfeldstärke von 0,0875 T (875 Gauss). Durch Einstellen der Ströme, die an die elektromagnetischen Spulen 8a bis 8d angelegt werden, wird in der Vakuumkammer 1 in der vorliegenden Ausführungsform eine Magnetfeldstärke ausgebildet, wie Figur 5B zeigt. Relativ zur Gasleitung 7 wird nahe am Substrat 5 ein ECR-Punkt erzeugt.
Wenn aus der Gasleitung 6 bei einer derartigen Magnetfeldstärkenverteilung ein Gas eingeleitet wird, wird dieses Gas durch den Mikrowelleneinfluß zu Plasma. ln Figur 5B wird dieser Plasmabereich der erste Plasmaerzeugungsbereich genannt. Das Plasma wird zum Substrat 5 transportiert. Während des Transportes wird aus der Gasleitung 7 ein Rohgas eingeleitet. Dieses Rohgas wird unter dem Einfluß der Mikrowellen und durch das Auftreffen auf das Plasma, das aus dem ersten Plasmaerzeugungsbereich transportiert wird, zu Plasma. Der Bereich, in dem das Rohgas zu Plasma wird, wird zweiter Plasmaerzeugungsbereich genannt (siehe Figur 5B).
Wenn dieses Plasma den ECR-Punkt erreicht, machen die Elektronen im Plasma ihre Bewegungen (oder Umlaufbewegungen). Durch wiederholtes Auftreffen der sich im Kreis bewegenden Elektronen und Partikel im Plasma entsteht ein Plasma mit einer höheren Dichte. Auf diese Weise wird die gewünschte Reaktion ausserordentlich beschleunigt, und es wird ein Reaktionsprodukt erhalten, das wiederum zum Substrat 5 transportiert wird und sich auf diesem niederschlägt. In Figur 5B wird der Bereich zwischen dem ECR-Punkt und der Oberfläche des Substrats 5 Plasmatransportbereich genannt.
Anstelle der Gasleitung 6 kann der Auslaßabschnitt 1a der Vakuumkammer 1 eine Doppelzylinderstruktur aufweisen, wie mit der durchbrochenen Linie 10 in Figur 5B gezeigt ist, und es kann Gas durch den Raum, der zwischen den zwei Zylindern deffiniert wird, eingeleitet werden. Auf diese Weise läßt sich ein gleichmäßigerer Gasstrom erzielen.
Im folgenden wird nun das konkrete Beispiel der Ausbildung einer Schicht aus Siliciumoxid unter Verwendung der Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die an die elektromagnetischen Spulen 8a bis 8d angelegten Ströme wurden derart eingestellt, daß die Verteilung der Magnetfeldstärken gesteuert wurde, wodurch der ECR-Punkt sich genau vor dem Substrat 5 bei der maximalen Magnetfeldstärke von 0,25 T (2500 Gauss) befindet. Aus der Gasleitung 6 wurden 140 ml/min Sauerstoff zugeführt, während ein Mischgas aus 20 ml/min Monosilan (SiH&sub4;) und 80 ml/min Helium aus der Gasleitung 7 zugeführt wurde. Der Druck in der Vakuumkammer betrug 0,13 Pa (1,0 m Torr). Als Substrat 5 wurde eine Siliciumscheibe verwendet, und es wurden Mikrowellen einer Frequenz von 2,45 GHz mit einer Leistung von 400 W verwendet. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse zusammen mit den Ergebnissen, die erzielt worden waren, indem eine Schicht unter Verwendung der herkömlichen Vorrichtung erzeugt worden war sowie den Ergebnissen, die erzielt worden waren, indem eine Schicht in einer Atmosphäre mit einer hohen Temperatur (oder durch thermische Oxidation) ausgebildet worden war.
Figur 13 ist eine datailierte Zeichnung einer Vorrichtung zur chemischen Dampfabscheidung mit Plasmaaktivierung, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wurde. Unter Bezugnahme auf Figur 13 bezeichnet die Bezugsziffer 21 einen Liftantrieb, Bezugsziffer 22 eine Reaktionskammer, Bezugsziffer 23 ein Gate-Ventil, Bezugsziffer 24 eine Proben- oder Objekt-Einführungskammer/ Ausgabekammer, Bezugsziffer 25 einen Probenaustauschantrieb, Bezugsziffer 26 eine Generatorspule für ein Steuermagnetfeld, Bezugsziffer 27 eine Steuerelektrode, Bezugsziffer 28 eine Elektronenzyklotronresonanzspule, Bezugsziffer 29 ein Auslaßrohr, Bezugsziffer 30 einen Wellenleiter zum Richten von Mikrowellen, Bezugsziffer 31 ein Magnetron zum Erzeugen der Mikrowellen, Bezugsziffer 32 eine Plasmagasgebläseöffnung, Bezugsziffer 33 eine Turbomolekularpumpe, Bezugsziffer 34 einen Faltenbalg, Bezugsziffer 35 einen Verschluß, Bezugsziffer 36 einen Dämpfer, Bezugsziffer 37 ein Gebläse für reaktives Gas, Bezugsziffer 38 einen Substrathalter (oder Heizbasis) und Bezugsziffer 39 eine Drosselklappe.
ln dieser Vorrichtung weist die Plasmagasgebläseöffnung 32 eine Doppelzylinderanordnung auf, wobei ein Zylinder im Auslaßrohr 29 angeordnet ist. Die Gebläseöffnung für das reaktive Gas 37 weist am innneren Umfang eines ringförmigen Rohres mehrere Düsen auf. TABELLE 1 Vorrichtung der Ausführungsform Hekömmliche Vorrichtung Thermische Oxidation Bedingungen für die Schichtbildung Schichttausbildungskennwerte Eigenschaften der abgeschiedenen Schicht Maximale Magnetfeldstärke Substrattemperatur Reaktives Gas Abscheidungsgeschwindigkeit Verteilung der Schichtdicke (5" ∅) Peakposition des Infrarot-Absorptionsspektrums Brechungsindex Ätzgeschwindigkeit (Puffer HF) Ätzgeschwindigkeit (Ätzmittel P) Oberflächenzustand Ladungsdichte
Gemäß Tabelle 1 erfolgt das Ätzen mit einer Geschwindigkeit, bei der sich der ausgebildete Siliciumoxidfilm auflöst, und in Parenthesen ist ein Lösungsmittel angegeben. Das Lösungsmittel "Buffer HF" ist eine Lösung von einem Gemisch aus HF (49 %) und NH&sub4;F in einem Verhältnis 1 : 6, und das Lösungsmittel "P. Etchant" ist eine Lösung des Gemisches HF (49 %), HNO&sub3; (69 %) und H&sub2;O in einem Verhältnis 1,5 : 1 : 30.
Wenn man die Niederschlagsgeschwindigkeit in Tabelle 1 anschaut, stellt sich heraus, daß die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Schicht mit einer Niederschlagsgeschwindigkeit bildet, die etwa doppelt so hoch wie bei der herkömlichen Vorrichtung ist, wobei die Reaktionseffizienz merklich verbessert ist. Dazu kann gesagt werden, daß das aus der Gasleitung 7 eingetragene Rohgas durch das Plasma aus dem Plasmaerzeugungsbereich und durch die eingestrahlten Mikrowellen aktiviert wird.
Aus der Beurteilung der Peakposition des Infrarotabsorptionsspektrums und der Ätzgeschwindigkeit in Tabelle 1 ist ersichtlich, daß eine dünne Schicht, die gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgebildet wurde, eine weitaus bessere Qualität aufweist als die mit der herkömlichen Vorrichtung ausgebildete dünne Schicht. Beispielsweise erfolgt das Ätzen der gemäß der vorliegenden Ausführungsform gebildeten dünnen Schicht in einer kürzeren Zeitspanne als bei der dünnen Schicht, die mit Hilfe der herkömlichen Vorrichtung hergestellt wird, wobei die dünne Schicht der vorliegenden Ausführungsform schwer aufzulösen bzw. dicht ist.Im allgemeinen ist eine mit Hilfe der thermischen Oxidation hergestellte dünne Schicht durch ihre hohe Dichte gekennzeichnet. Die Dichte der gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten dünnen Schicht liegt nahe an der Dichte der durch thermische Oxidation hergestellten dünnen Schicht.
Als nächstes soll ein konkretes Beispiel beschrieben werden, wobei eine Siliciumschicht unter Verwendung der Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ausgebildet wird. Mit der gleichen Anordnung der Vorrichtung, wie in dem oben erläuterten konkreten Beispiel verwendet, in der eine Siliciumoxidschicht ausgebildet wurde, wurde aus der Gasleitung 6 Helium mit einer Geschwindigkeit von 60 ml/min zugeführt, während aus der Gasleitung 7 Monosilan mit einer Geschwindigkeit von 20 - 100 ml/min zugeführt wurde. Der Druck in der Vakuumkammer 1 betrug 0,11 Pa (0,8 m Torr). Infolgedessen wurde festgestellt, daß mit einer maximalen Niederschlagsgeschwindigkeit von 600 nm/min eine Siliciumschicht ausgebildet wurde, was gegenüber der maximalien Niederschlagsgeschwindigkeit von 100 nm/min der herkömlichen Vorrichtung eine große Verbesserung ist. Außerdem wurde die abgeschiedene Siliciumschicht einer Raman-Spektrographie und einer Röntgenspektrographie unterzogen. Die Raman-Spektrographie zeigte, daß der Anteil an Kristallkomponenten im Siliciumfilm, der gemäß der vorliegenden Ausführungsform gebildet wurde, etwa 10 mal so hoch ist, wie der mit der herkömlichen Vorrichtung gebildete Siliciumfilm, und die Röntgenspektrographie ergab, daß die Röntgendiffraktionsintensität des gemäß der vorliegenden Ausführungsform gebildeten Siliciumfilms 200 - 1000 mal so hoch ist wie die Röntgendiffraktionsintensität des mit der herkömlichen Vorrichtung gebildeten Siliciumfilms. Das bedeutet, daß die mit der herkömlichen Vorrichtung ausgebildete Siliciumschicht in der Hauptsache aus amorphem Silicium besteht, während die gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgebildete Siliciumschicht in der Hauptsache aus polykristallinem Silicium besteht und eine wesentliche höhere Dichte aufweist.
Da in der vorliegenden Ausführungsform die an die elektromagnetischen Spulen angelegten Ströme derart eingestellt sind, daß der ECR-Punkt hinsichtlich der Rohmaterialeintragsstelle nahe am Substrat liegt, kann die Effizienz der Reaktion des Rohgases und die Qualität der auszubildeten Schicht verbessert werden. Die Verbesserung der Reaktionseffizienz kann die Abscheidungsgeschwindigkeit des Films verstärken. Des weiteren kann durch sie der Verbrauch an rohem Gas verringert werden und die Abgasverarbeitung und Wartung können erleichtert werden.
Obwohl die obige Erläuterung der Ausführungsform des Beispiels vorsieht, daß der ECR-Punkt sich in der Nähe des Substrats befindet, soll hier angemerkt werden, daß sich der ECR-Punkt an einem beliebigen Punkt (beispielsweise dem in Figur 2 gezeigten Punkt) befinden kann, wenn das Substrat in der Nähe des ECR-Punktes angeordnet wird. ln jedem Fall ist die Rohmaterialeintragsstelle vom ECR-Punkt entfernt. Außerdem können die Anzahl und/oder die Anordnung der elektromagnetischen Spulen in Übereinstimmung mit verschiedenen Bedingungen frei gewählt werden.
Wie bereits oben erwähnt, können die Reaktionseffizienz des Rohgases und die Qualität eines ausgebildeten Films dadurch verbessert werden, daß der erste Gaseinlaß und der zweite Gaseinlaß hinsichtlich des ECR-Punktes an der Mikrowelleneinstrahlseite angeordnet sind. Durch die Verbesserung der Reaktionseffizienz läßt sich auch die Niederschlagsgeschwindigkeit der Schicht steigern.
Figur 6 zeigt eine Plasmabearbeitungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bezugnehmend auf Figur 6 weist eine Vakuumkammer 201 eine axiale Länge auf, die geringer als ihr Durchmesser ist. Ein Mikrowellenleitrohr 202 ist derart angeordnet, daß es von einem Mikrowelleneinstrahlfenster 210, das am oberen Ende der Vakuumkammer 201 angeordnet ist, Mikrowellen 203 in axialer Richtung der Vakuumkammer 201 einstrahlt. An einer Seitenfläche der Vakuumkammer 201 sind Zuleitungsrohre des reaktiven Gases 207 und 208 sowie eine Abgasöffnung 206 angeordnet, und ein zu bearbeitendes Objekt 211 ist auf einem Substrathalter 209 gelagert, der am Boden der Vakuumkammer 201 angeordnet ist. Die Vakuumkammer 201 dieser Konstruktion weist einen Durchmesser von 350 mm und eine axiale Länge von 62 mm auf. Die aus dem Mikrowellenleitrohr 202 eingestrahlten Mikrowellen 203 haben eine Stärke von 300 W, eine Frequenz von 2,45 GHz und eine Wellenlänge von 123 mm.
Die Relation zwischen den Zentrumspositionen der Zuleitungsrohre des reaktiven Gases 207, 208 und der Abgasöffnung, den Positionen des Mikrowellenleitrohrs 210 und dem zu behandelnden Objekt 211 ist in Figur 7 gezeigt. Figur 7 zeigt die Verteilung der Magnetflußdichten entlang der Mittelachse der Vakuumkammer 201. Die durchbrochene Linie in Figur 7 zeigt den Wert der Magnetflußdichte, die die folgenden Bedingungen erfüllt: ECR 0,875 T (875 Gauss), Mikrowellen 203 2,45 GHz. Wie gezeigt ist wird die ECR-Bedingung bei einer Position von 31 mm erfüllt, was vom Mikrowelleneinstrahlfenster 210 um ein Viertel der Wellenlänge λ der Mikrowellen entfernt ist, diese Position entspricht den Positionen, an denen die reaktiven Gase aus den Zuleitungsrohren 207 und 208 eingetragen werden. Das zu behandelnde Objekt 211 befindet sich an einer Stelle, die vom Mikrowelleneinstrahlfenster 210 um (1/2) λ entfernt ist. ln Figur 7 bezeichnet Punkt "0" die Position des Mikrowelleneinstrahlfensters 210. Die oben erwähnte Magnetflußdichtenverteilung wird durch Steuern der Ströme zu den Magnetfeldgeneratorspulen 204 und 205 erreicht, die sich, wie in Figur 6 gezeigt, am äußeren Umfang der Vakuumkammer 201 befinden. Diese Magnetfeldgeneratorspulen 204 und 205 sind derart angeordnet, daß sie an den beiden Seiten der Zuleitungsrohre des reaktiven Gases 207 und 208 in Axialrichtung der Vakuumkammer 201 angeordnet sind.
Als nächstes wird ein Fall erläutert, in dem eine Siliciumscheibe mit einem Durchmesser von 100 mm als das zu behandelnde Objekt 211 verwendet wird, wobei eine Oberfläche des zu bearbeitenden Objektes in der Fläche der Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen 203 angeordnet, und eine Siliciumdioxidschicht (SiO&sub2;) ausgebildet wird.
ln diesem Fall haben die Mikrowellen 203 eine Stärke von 300 W, eine Frequenz von 2,45 GHz und eine Wellenlänge von 123 mm. Aus den Zuleitungsrohren für reaktives Gas 207 und 208 werden Monosilan (SiH&sub4;) und Sauerstoff (O&sub2;) bei 20 ml/min bzw. 80 ml/min eingeleitet. Die Vakuumkammer 201 wird evakuiert und weist dann einen Druck von 0,13 Pa (1 x 10&supmin;³ Torr) auf, bei dem die Reaktion erfolgt. Die Magnetfeldgeneratorspulen 204 und 205 werden derart gesteuert, daß die in Figur 7 gezeigten Bedingungen erfüllt werden.
Zu diesem Zeitpunkt wiesen die reflektierten Mikrowellen 203 20 W auf, die mittlere Geschwindigkeit der Filmbildung betrug 60 nm/min, der Brechungsindex der abgeschiedenen Schicht betrug 1,46, die Ätzgeschwindigkeit der Buffer- Lösung aus Fluorsäure (HF: NH&sub4;F = 1:6) betrug 280 nm/min, und das Verhältnis von Si zu 0 in der Schicht betrug 1,0 : 2,0.
Zum Zwecke eines Vergleichs mit den durch die vorliegende Ausführungsform erhaltenen Effekten wurde an einer Stelle, die in Figur 6 mit einer gestrichelten Linie gezeigt ist, eine Abgasöffnung 206' ausgebildet, wodurch in der ECR-Ebene die Gaskonzentration verringert wurde, und mit einer derartigen Konstruktion wurde eine Schicht ausgebildet. ln diesem Fall wiesen die reflektierten Mikrowellen eine Eingangsstärke von 300 W 250 W auf, was gegenüber der Mikrowellenstärke der vorliegenden Ausführungsform sehr hoch ist, die Niederschlagsgeschwindigkeit der Beschichtung betrug ein Zehntel der Niederschlagsgeschwindigkeit der vorliegenden Ausführungsform und die Ätzgeschwindigkeit der abgeschiedenen Schicht war 300 mal so hoch als die Ätzgeschwindigkeit der vorliegenden Ausführungsform. Die Schichtausbildungskennwerte waren also sehr viel schlechter.
Figur 3 zeigt die Verteilung der magnetsichen Flußstärken auf der Mittelachse der Vakuumkammer der herkömlichen Plasmabearbeitungsvorrichtung von Figur 2 auf der Grundlage der Ergebnisse einer Analyse unter dem in der vorliegenden Ausführungsform betrachteten Gesichtspunkt. Aus Figur 3 ist ersichtlich, daß die Bedingungen der Figur 7 nicht erfüllt wurden. Daher waren die Ergebnisse der Bildung einer Schicht aus SiO&sub2; bei der Verwendung einer Plasmabearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform die, daß obwohl die reflektierten Mikrowellen 203 mit einer Eingangsstärke von 300 W eine Stärke von 10 W aufwiesen, die Bildungsgeschwindigkeit der Schicht 50 nm/min, der Brechungsindex der ausgebildeten Schicht 1,45, die Ätzgeschwindigkeit der ausgebildeten Schicht 600 nm/min und das Verhältnis von Si zu 0 in der Schicht 1,9 : 2,0 betrugen.
Wie aus einem Vergleich dieser Filmausbildungskennwerte und der oben beschriebenen Filmausbildungskennwerte der vorliegenden Ausführungsform hervorgeht, erlaubt es die Ausbildung eines hohen Absorptionsbandes der Mikrowellen 203 durch eine Vergrößerung der Konzentration an reaktivem Gas in der ECR-Ebene, wie in der vorliegenden Ausführungsform die axiale Länge der Vakuumkammer 201 in Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen zu verringern, ohne daß die praktische Effizienz der Mikrowellen wesentlich verändert wird, aber die Plasmabearbeitungskennwerte verbessert werden.
Figur 8 zeigt eine Plasmabearbeitungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Vorrichtung der Ausführungsform von Figur 6 dadurch, daß auf der Seite des zu behandelnden Objektes und paralell zur Strömung des reaktiven Gases aus den Zuleitungsrohren des reaktiven Gases 207 und 208 eine gelochte Prallplatte 215 angeordnet ist. Für eine verbesserte Leitfähigkeit der Gase zur Unterdrückung der Diffusion der reaktiven Gase in Richtung auf das zu behandelnde Objekt 211, besteht diese Lochplatte 215 aus Quarz.
Die Ergebnisse einer Ausbildung eines SiO&sub2;-Films unter Verwendung der Plasmabearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform unter änlichen Bedingungen wie bei der Plasmabearbeitungsvorrichtung der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform waren die folgenden: Die reflektierten Mikrowellen 203 mit einer Eingangsstärke von 300 W wiesen eine Stärke von 1 W auf, die Ausbildungsgeschwindigkeit der Schicht betrug 58 nm/min, der Brechungsindex der ausgebildeten Schicht betrug 1,46, die Ätzgeschwindigkeit des Films betrug 180 nm/min und das Verhältnis von Si zu 0 in der Schicht betrug 1,0 : 2,0. Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Filmausbildungsgeschwindigkeit, verglichen mit der Ausführungsform der Figur 6, ein wenig geringer, jedoch ist die Ätzgeschwindigkeit verringert, wodurch die Qualität der Schicht weiter verbessert wurde.
Daher kann auch in dieser Ausführungsform, da das reaktive Gas im wesentlichen parallel zur ECR-Ebene strömt, um die Konzentration des reaktiven Gases in der ECR-Ebene zu erhöhen, wodurch ein hohes Absorptionsband der Mikrowellen entsteht, der Übertragungsgrad der Mikrowellen 203 zum zu behandelnden Objekt 211 wesentlich reduziert werden, und somit sowohl der Abstand zwischen dem Mikrowelleneinströmfenster 210 und dem Objekt 211, als auch der Abstand zwischen dem Objekt 211 und der ECR-Position verkürzt werden, wodurch die Vakuumkammer 201 in ihrer axialen Richtung oder in der Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen klein gehalten werden kann.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der Figuren 6 und 8 können eine Verbesserung der praktischen Effizienz bei der Plasmaerzeugung und die Abnahme der reflektierten Mikrowellen durch Erstellen einer Relation zwischen der Position des Mikrowelleneinstellfensters 210, der ECR-Position und der Position des Objektes 211 derart erwartet und berechnet werden, so daß das Mikrowelleneinströmfenster 210 an einer Stelle ausgebildet wird, an der die Stärke des alternierenden elektrischen Feldes der eingeströmten Mikrowellen 203 im wesentlichen 0 wird, die ECR-Position an einer Stelle vorgesehen wird, die vom Mikrowelleneinströmfenster 210 um (1/4 + n) λ (n = 0, 1, 2, ...) entfernt ist und das Objekt 211 an einer Stelle angeordnet wird, die vom Mikrowelleneinströmfenster 210 um (1/2 + n) λ entfernt ist. Wenn die durch die Magnetfeldgeneratorspulen 204 und 205 erzeugten Magnetfelder eine Verteilung der Magnetfelddichten aufweisen, die in der Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen 203 gleichmäßig abnimmt, kann eine Behinderung des Eintrags der Mikrowellen 203 ebenfalls verhindert werden. Außerdem ist die Verwendung einer Vakuumkammer 201 mit einer axialen Länge in der Richtung der Ausbreitung der Mikrowellen 203, die geringer als ihr Durchmesser ist, wie die Figuren 6 und 8 zeigen, praktisch für die Erzielung der oben genannten Effekte vorteilhaft.
Wie oben erläutert, ist es bei den Ausführungsformen der Figuren 6 und 8, da das reaktive Gas in die gebildete ECR-Ebene im wesentlichen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen geleitet wird - wodurch ein Zustand erzeugt wird, in dem die Konzentration des reaktiven Gases hoch ist - möglich, die Vakuumkammer klein herzustellen, und zwar insbesondere in Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen, ohne daß sich die Plasmabearbeitungskennwerte verschlechtern.
Figur 9 zeigt schematisch einen Hauptteil einer Plasmabearbeitungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform umfaßt eine Vakuumkammer 301, ein Mikrowellenleitrohr 302 zum Richten von Mikrowellen 303 aus einem nicht gezeigten Mikrowellenoszillator, eine Hauptmagnetfeldgeneratorspule 304 (mit einem Eisenkern) zur Erzeugung der Elektronenzyklotronresonanz, eine zusätzliche Magnetfeldgeneratorspule 305, eine Abgasöffnung 306 (mit einem nicht gezeigten Abgassystem), ein Zufuhrrohr für das reaktive Gas 307, ein Plasmagaszufuhrrohr 308, einen Trommelhalter 309, eine Trommelaufnahmekammer 310 und eine Platte 313 für eine magnetische Abschirmung.
Die Vakuumkammer 301 hat einen Durchmesser von 450 mm und eine Länge von 850 mm. Ein Ende der Vakuumkammer 301 ist mit einem Mikrowelleneinströmfenster 311 ausgestattet, das eine konische Form aufweist und aus Quarz hergestellt ist, während das andere Ende der Vakuumkammer die Trommelaufnahmekammer 310 enthält. Der Trommelhalter 309 ist in Richtung zur Mittelachse der Vakuumkammer 301 bewegbar und um die Mittelachse der Vakuumkammer 301 drehbar. Die zusätzliche Magnetfeldgeneratorspule 305 und die Platte 313 zur magnetischen Abschirmung sind zur Verringerung eines Magnetfeldes in der Richtung der Ausbreitung der Mikrowellen angeordnet, um eine Behinderung der Ausbreitung der Mikrowellen zu verhindern.
Das Zuleitungsrohr des reaktiven Gases 307, das längs der Oberfläche einer Trommel 312 angeordnet ist, weist 25 Öffnungen eines Durchmessers von 1 mm auf, die in gleichen Abständen an der Innenseite des Rohres oder an der Seite einer mit Plasma zu bearbeitenden Oberfläche angeordnet sind.
Die Figuren 10A und 10B zeigen die Verteilungen der in der vorliegenden Ausführungsform erzeugten Magnetfelddichten, wie im folgenden beschrieben ist. Hierbei zeigt Figur 10A die Verteilung der Magnetflußdichte in Richtung der Trommeloberfläche 312, und Figur 10B zeigt die Verteilung der Magnetflußdichte in radialer Richtung von der Mittelachse der Vakuumkammer 301. ln diesen Figuren zeigt der Pfeil PG auf der Abszisse die Position des Plasmazufuhrrohres 308 und der Pfeil RG die Position des Zufuhrrohres des reaktiven Gases 307.
Wie aus Figur 10A ersichtlich ist, nimmt die Magnetfelddichte allmählich in Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen ab, und in der Nähe der Position des Zufuhrrohres des reaktiven Gases 307 wird eine Magnetfeldstärke von 0,0875 T (875 Gauss) erreicht, wodurch eine Bedingung für die Elektronenzyklotronresonanz erfüllt ist.
Die Steuerung zur Realisierung der Magnetflußdichteverteilungen der Figuren 10A und 10B erfolgte dadurch, daß die Hauptmagnetfeldgeneratorspule 304, wie in Figur 9 gezeigt, in 5 Spulen aufgeteilt wurde und der Wert des an jede Spule angelegten Stroms und der Wert des an die Hilfsspule 305 angelegten Stroms eingestellt wurden.
Für einen Vergleich mit Figur 9 zeigt Figur 4 die Plasmabearbeitungsvorrichtung, in der durch eine Hauptmagnetfeldgeneratorspule 304A, die ausserhalb einer Vakuumkammer 301 angeordnet ist, die gleiche Magnetfelddichtenverteilung wie die in Figur 10A gezeigte Verteilung der Magnetfelddichte ausgebildet ist. ln Figur 4 sind die gleichen oder änliche Teile wie in Figur 9 mit den gleichen Bezugsziffern wie in Figur 9 bezeichnet.
Bezugnehmend auf die Figur 4 ist die Hauptmagnetfeldgeneratorspule 304A außerhalb der Vakuumkammer 301 angeordnet. Es läßt sich leicht einsehen daß zur Erzeugung eines Magnetfeldes mit einer vorgegebenen Stärke in der Nähe der Oberfläche eines zu behandelnden Objektes es erforderlich ist, an die Spule 304A einen Strom einer Größe anzulegen, die einem der Spule 304 von Figur 9 zuzuführenden Strom entspricht, multipliziert mit dem Verhältnis zwischen der Querschnittsfläche der Spule 304A und dem Verhältnis der Spule 304, oder die Anzahl der Windungen 304A relativ zu einem Wert auszuwählen, der der erforderlichen Anzahl der Windungen der Spule 304 entspricht, multipliziert mit dem oben genannten Verhältnis.
Aus dem Vergleich zwischen Figur 9 und Figur 4 geht hervor, daß es bei der Ausführungsform von Figur 9 möglich ist, eine kleine Vorrichtung herzustellen und nur einen kleinen Strom zu benötigen, was erreicht wird, indem der Hauptmagnetfeldgeneratorteil im zu behandelnden Objekt angeordnet ist.
Mit der in Figur 9 gezeigten Vorrichtung, wurde eine zylindrische Photorezeptortrommel 312 (mit einem Durchmesser von 262 mm und einer Länge von 430 mm und hergestellt aus Al) als das zu behandelnde Objekt verwendet, und auf der Oberfläche der Trommel 312 wurde eine Schicht aus a-Si (amorphem Silicium) ausgebildet.
lm Einzelnen wurde in einem ersten Verfahren Helium mit einer Geschwindigkeit von 40 ml/min aus dem Plasmagaszufuhrrohr 308 eingeleitet, während Monosilan (SiH&sub4;) mit einer Geschwindigkeit von 40 ml/min aus dem Zufuhrrohr für reaktives Gas 307 auf die Oberfläche der Trommel 312 in der Nähe des Rohres 307 geblasen wurde. Außerdem wurde ein Magnetfeld mit einer Magnetflußdichte von 0,0875 T (875 Gauss) zwischen dem Zentrum des Zuführrohrs für reaktives Gas 307 und der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 312 durch die Magnetfeldgeneratorspulen 304 und 305 erzeugt, so daß auf der Oberfläche der Trommel 312 eine Schicht aus amorphem Silicium (a-Si) ausgebildet wurde. Während der Ausbildung der Schicht wurde die Vakuumkammer 301 derart evakuiert, daß im Gefäß 312 ein Druck von 0,01 Pa (1 x 10&supmin;&sup4; Torr) erreicht wurde.
Hier war die Verteilung der Filmausbildungsgeschwindigkeiten auf der Oberfläche der Photorezeptortrommel 312 gegenüber den Öffnungen des Zufuhrrohrs für reaktives Gas 307 eine Gaussche Verteilung mit der maximalen Geschwindigkeit von 2,5 u m/min und einer Gausschen Breite von 1,3 cm. Daher wurde die Photorezeptortrommel 312 durch den Trommelhalter 309 mit 60 U/min gedreht und 6 mal pro Minute in Richtung der Mittelachse der Vakuumkammer 301 hin- und herbewegt, so daß auf der gesamten Oberfläche der Trommel 312 ein a-Si-Film mit einer Dicke von 30 um ausgebildet wurde.
Die maximale Fehlerrate der Filmdicke betrug ±7% und die für die Ausbildung des Films erforderliche Zeit betrug 120 min. Die Photoleitung δp des erhaltenen Films betrug 3 x 10&supmin;&sup6; S/cm und die Dunkelleitung δd betrug 2 x 10&supmin;¹³ S/cm. Die maximale Fehlerrate für jede Leitfähigkeit lag innerhalt ±13%.
Als nächstes wird in einem zweiten Verfahren eine a-Si-Schicht in der Weise gebildet, daß das Monosilan nicht vom Zufuhrrohr für reaktives Gas 307, sondern vom Zufuhrrohr für Plasmagas 308 zugeführt wird, das mit Helium gemischt ist. Die Bedingungen bei der Filmausbildung einschließlich der Gasstrommenge waren die gleichen wie die Bedingungen im ersten Verfahren. Es waren 210 min. erforderlich, um eine a-Si-Schicht einer Dicke von 30 um auszubilden. Obwohl der Schwankungsgrad der Schichtdecke der gleiche wie beim ersten Verfahren war, war δp auf 2 x 10&supmin;&sup8; S/cm verringert und δd auf 3 x 10&supmin;¹¹ S/cm erhöht. Die maximale Fehlerrate der Photoleitfähigkeit δp betrug ±9 % und die maximale Fehlerrate der Dunkelleitfähigkeit δd betrug ±11 %. Es stellte sich also heraus, daß der Fluktuationsgrad für jede Leitfähigkeit erhöht war.
Bei der Ausbildung der a-Si-Schicht gemäß dem ersten und dem zweiten Verfahren wurde ein Si-Substrat auf den Innenwandabschnitt der Vakuumkammer 301 hinter dem Zufuhrrohr für das reaktive Gas 307 angeordnet, um das Gewicht unerwünschter Substanzen oder unerwünschten Niederschlages zu messen, die/das dem Si-Substrat anhafteten. Das Gewicht des unerwünschten Niederschlags war beim ersten Verfahren der reaktiven Gaszufuhr etwa 100 mal so groß wie beim zweiten Verfahren der reaktiven Gaszufuhr.
Figur 11 zeigt einen Hauptteil einer Plasmabearbeitungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegen Erfindung im Querschnitt, und die Figuren 12A und 12B zeigen die Verteilung der Magnetflußdichte in der Vorrichtung von Figur 11, wie sie änlich auch in den Figuren 10A und 10B gezeigt wurde. ln den Figuren 11 und 12 sind die gleichen oder equivalente Teile wie in den Figuren 9 und 10 mit den gleichen Bezugsziffern oder Symbolen wie in den Figuren 9 und 10 bezeichnet.
Die Ausführungsform von Figur 11 unterscheidet sich von der Ausführungsform von Figur 9 darin, daß das Zufuhrrohr des reaktiven Gases eine Mehrstufenanordnung ist, wie durch Bezugsziffer 307A in Figur 11 gezeigt ist (oder daß mehrere Zufuhrrohre für reaktives Gas 307 vorgesehen sind), und daß am äußeren Umfang der Vakuumkammer 301 eine Spule 314 zur Erzeugung eines Magnetfeldes zur Verhinderung des Anhaftens unerwünschter Substanzen oder eines unerwünschten Niederschlags an der Innenwand der Vakuumkammer 301 angeordnet ist.
Mit der in Figur 11 gezeigten Anordnung kann eine Verteilung der Magnetflußdichte in axialer Richtung der Vakuumkammer 301, wie in Figur 12A gezeigt, erhalten werden, oder es kann eine ECR-Bedingung im größten Teil des Bereiches erfüllt werden, über dem das Zufuhrrohr 307A für reaktives Gas angeordnet ist. Darüberhinaus kann in radialer Richtung (oder dem Radius) der Vakuumkammer 301, wie in Figur 12B gezeigt, ein Spiegelmagnetfeld ausgebildet werden.
Auf der Oberfläche einer Photorezeptortrommel 312 wurde eine a-Si-Beschichtung derart ausgebildet, daß Monosilan aus dem Mehrstufen-Gaszufuhrrohr 307A für reaktives Gas zugeführt wurde, und der Wert des Stroms, der einer Hauptmagnetfeldgeneratorspule 304 geliefert wurde, derart eingestellt wurde, daß der ECR-Bereich, wie in Figur 12B gezeigt, verlängert wurde.
Monosilan wurde in einer Geschwindigkeit von 40 ml/min zugeführt, und die Menge war auf 6 Gaszufuhrrohre für reaktives Gas 307A gleichmäßig verteilt. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in der Ausführungsform von Figur 9. Infolgedessen wurden die gleichen oder ähnliche Werte hinsichtlich der Qualität der ausgebildeteten Schicht erzielt, aber die zur Ausbidlung der Schicht erforderliche Zeit konnte auf 70 min. verringert werden.
Außerdem konnte durch zusätzliches Anordnen einer Magnetfeldgeneratorspule 314 zur Verhinderung eines Anhaftens unerwünschten Niederschlags und zum Formen der Magnetflußdichtenverteilung in radialer Richtung der Vakuumkammer 301 zur Erzeugung des Spiegelmagnetfeldes, wie in Figur 12A gezeigt ist, außerhalb der Vakuumkammer 301 die Wanderung von lonenpartikeln zur inneren Wand der Vakuumkammer unterdrückt werden, so daß die Menge an unerwünschtem Niederschlag auf der Innenwand der Kammer auf etwa die Hälfte, verglichen mit dem Niederschlag in der Ausführungsform von Figur 9, reduziert werden konnte.
Wie bereits oben zu den Ausführungsformen der Figuren 9 und 11 erwähnt wurde, wird dadurch, daß der Hauptmagnetfeldgeneratorteil im zu behandelnden Objekt untergebracht wird, erreicht, daß man eine kleine Vorrichtung bauen kann.
Ebenfalls können dadurch, daß das reaktive Gas aus der Nähe auf die zu bearbeitenden Oberfläche geblasen wird, so daß ein Bereich mit einer hohen Konzentration an reaktivem Gas in der Nähe der zu behandelnden Oberfläche erzeugt wird und die Elektronenzyklotronresonanz in diesem Bereich gebildet wird, eine Verbesserung der Bearbeitungseffizienz bei der Filmausbildung und eine Verbesserung und Vereinheitlichtung der Schichtqualität erreicht werden. lnsbesondere können bei der Ausbildung einer a-Si-Schicht ein Anstieg der Photoleitfähigkeit und eine Reduzierung des Dunkelstroms erreicht werden. Darüberhinaus weisen die Ausführungsformen der Figuren 9 und 11 den Effekt auf, daß die Menge an unerwünschtem Niederschlag, der an einer Fläche außer der erwünschten zu bearbeitenden Fläche anhaftet, beispielsweise an der Innenwand der Vakuumkammer, reduziert werden.
Des weiteren wird, weil das Zufuhrsystem für reaktives Gas eine Mehrstufenoder Mehrrohrkonstruktion ist, und eine Bedingung für die Elektronenzyklotronresonanz ebenfalls in der Nähe des Mehrstufenzufuhrsystems für reaktives Gas erfüllt ist, bei der in Figur 11 gezeigten Ausführungsform der Effekt erzielt, daß die Bearbeitungseffizienz für die Schichtausbildung verbessert werden kann. Da eine Magnetfeldgeneratorspule zusätzlich außerhalb der Vakuumkammer angeordnet ist, so daß ein Spiegelmagnetfeld in radialer Richtung der Vakuumkammer erzeugt wird, wird außerdem der Efferkt erzielt, daß die Menge an unerwünschtem, an der Innenwand der Vakuumkammer anhaftenden Niederschlag weiter verringert werden kann.
ln den in den Figuren 9 und 11 gezeigten Ausführungsformen wurde die Spule zur Erzeugung eines Magnetfeldes verwendet. Es kann aber auch ein Dauermagnet verwendet werden. Außerdem wurde ein zu bearbeitendes Objekt einer zylindrischer Form beispielhaft dargestellt, das Objekt kann aber auch eine ebene Struktur haben.
Die in den Figuren 9 und 11 gezeigte Photorezeptortrommel 312 kann als reine Stütze für das zu bearbeitende Objekt verwendet werden. In diesem Falle wird ein zu behandelndes Substrat (Si) an der äußeren Umfangsfläche der Trommel befestigt, und auf dem Substrat wird eine Schicht ausgebildet.
Die den in Figuren 9 und 11 gezeigten Ausführungsformen gemeinsamen Effekte können wie folgt zusammengefaßt werden.
Da ein Hauptmagnetfeldgeneratorabschnitt in einem zu bearbeitenden Objekt untergebracht ist, kann die Vorrichtung klein sein. Da sich der Magnetfeldgeneratorabschnitt nahe an einer Oberfläche des mit Plasma zu bearbeitenden Objektes befindet, kann der Spulenstrom reduziert werden, oder der Magnet kann klein sein.
Da der Bereich mit einer hohen Konzentration an reaktivem Gas in der Nähe der zu bearbeitenden Fläche erzeugt wird, und die Elektronenzyklotronresonanz ebenfalls in diesem Bereich erzeugt wird, können nicht nur eine Verbesserung der Plasmabearbeitungseffizienz und eine Verbesserung und Vereinheitlichung der Schichtqualität erwartet werden, sondern die effiziente Verwendung des reaktiven Gases kann ebenfalls merklich verbessert werden. Des weiteren kann die Menge an unerwünschtem, an der Innenwand der Vakuumkammer anhaftenden Niederschlag verringert werden. ln folge dessen ist die Wartung der Vorrichtung einfacher oder sie ist erleichtert. Da außerdem die Menge an nicht reagiertem Gas, das ausgestoßen werden muß, abnimmt, kann auch das Abgassystem kleiner gebaut werden.

Claims

1. Mikrowellenplasmabearbeitungvorrichtung, die umfaßt:

- eine Vakuumkammer (1, 201),

- einen ersten Gaseinlaß (6, 207) für das Einlassen eines ersten Gases in die Vakuumkammer

- einen zweiten Gaseinlaß (7, 208) für den Einlaß eines zweiten Gases in die Vakuumkammer,

- einen Magnetfeldgenerator (8a, 8b, 204) für die Erzeugung eines Magnetfeldes in der Vakuumkammer,

- Mikrowelleneinstrahler (2, 202) für das Einstrahlen von Mikrowellen in die Vakuumkammer, so daß sich ein Elektronenzyklotronresonanzabschnitt in der Vakuumkammer durch die Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld und den Mikrowellen bildet, und

- Substrathalter (4, 38, 209) als Halterung für ein Substrat (5, 211) in der Vakuumkammer, so daß die zu behandelnde Substratoberfläche im wesentlichen senkrecht zur Richtung des Magnetfeldes steht, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Elektronenzyklotronresonanzabschnitt zwischen dem Mikrowelleneinstrahler (2, 202) auf der einen Seite und dem Substrathalter auf der anderen Seite befindet, und daß sich der erste Gaseinlaß (6, 207) und der zweite Gaseinlaß (7, 208) zwischen dem Mikrowelleneinstrahler und dem Elektronenzyklotronresonanzabschnitt befinden.

2. Mikrowellenplasmabearbeitungsvorrichtung, die umfaßt:

- eine Vakuumkammer (301),

- einen ersten Gaseinlaß (307) zum Einlassen eines ersten Gases in die Vakuumkammer,

- einen zweiten Gaseinlaß (308) zum Einlassen eines zweiten Gases in die Vakuumkammer,

- einen Magnetfeldgenerator (304) für die Erzeugung eines Magnetfeldes in der Vakuumkammer,

- einen Mikrowelleneinstrahler (302) für das Einstrahlen von Mikrowellen in die Vakuumkammer, so das sich ein Elektronenzyklotronresonanzabschnitt in der Vakuumkammer durch die Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld und den Mikrowellen bildet, und

- einen Substrathalter (309) als Halterung für ein Substrat in der Vakuumkammer, so daß die zu behandelnde Substratoberfläche im wesentlichen parallel zur Richtung des Magnetfeldes ist,

wobei

sich der Elektronenzyklotronresonanzabschnitt zwischen dem Mikrowelleneinstrahler (302) auf der einen Seite und dem Substrathalter (309) auf der anderen Seite befindet, und

der erste Gaseinlaß (307) und der zweite Gaseinlaß (308) zwischen dem Mikrowelleneinstrahler und dem Elektronenzyklotronresonanzabschnitt angeordnet sind.

3. Plasmabearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zufuhrrohr für das reaktive Gas (207, 208) und der Auslaß (206) so angeordnet sind, daß das reaktive Gas im wesentlichen mit der Elektronenzyklotronresonanzebene konform und parallel zu ihr strömt.

4. Plasmabearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfeldgenerator (8a, 8b, 8c, 8d, 204, 205) eine Verteilung der Magnetfeldstärke erzeugt, die monoton in Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen (3, 203) abnimmt.

5. Plasmabearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine poröse Aufprallplatte (215) zwischen dem Zufuhrrohr (207, 208) für das reaktive Gas und einem zu behandelnden Objekt (211) befindet, die im wesentlichen parallel zum Strom des reaktiven Gases steht, um die Diffusion des reaktiven Gases zum Objekt zu verhindern.

6. Plasmabearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge der Vakuumkammer (201) in Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen (203) kleiner als der Durchmesser der Vakuumkammer ist.

7. Mikrowellenplasmabearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Magnetfeldgeneratoren (8c, 8d, 205) für die Erzeugung eines zusätzlichen Magnetfeldes in der Nähe des zu bearbeitenden Substrats angeordnet sind.

8. Plasmabearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zufuhrrohr für reaktives Gas (207, 208) und der Auslaß (206) zwischen zwei Magnetfeldgeneratorspulen (204, 205) angeordnet sind.