DE3915477A1

DE3915477A1 - Mikrowellen-plasmaherstellungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3915477A1
Application number: DE3915477A
Authority: DE
Inventors: Yukio Okamoto; Seiichi Murayama
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-05-11
Filing date: 1989-05-11
Publication date: 1989-11-23
Anticipated expiration: 2009-05-12
Also published as: US4908492A; JP2805009B2; DE3915477C2; JPH01283745A

Description

Die Erfindung betrifft eine Plasmaherstellungsvorrichtung (Plasmaquelle) unter Anwendung von Mikrowellenenergie als An regungsquelle. Die Erfindung betrifft beispielsweise eine Mi krowellen-Plasmaherstellungsvorrichtung, die als eine Emis sionsquelle oder als eine Teilchenquelle (Ionen, Radikale usw.) beim Ätzen, bei der Abscheidung, der Oberflächenbehand lung, der Oberflächenmodifikation und der Spurenelementanalyse eines Materials oder als eine kurzwellige Lichtquelle mit ho her Helligkeit für optische Reaktionen verwendet werden kann.

Herkömmliche Plasmaherstellungseinrichtungen, bei denen Mikrowellenenergie (1 GHz oder höher) Anwendung findet, sind in folgenden Artikeln abgehandelt: (1) Rev. Sci. Instrum., 36, 3 (1965), S. 294 bis 298; (2) IEEE Trans. of Elect. Plasma Sci., PS-3, 2 (1975), S. 55 bis 59; und (3) Rev. Sci. Ins trum., 39, 11 (1968), S. 295 bis 297.

Andererseits sind Plasmaherstellungseinrichtungen unter Anwendung von Hochfrequenzenergie von mehreren hundert MHz oder weniger beispielsweise im folgenden Artikel abgehandelt: (4) Philips Tech. Rev., 23, 2 (1973), S. 50 bis 59.

Bei dem Mikrowellenenergie anwendenden Stand der Technik, wie er in den oben genannten Literaturstellen (1), (2) und (3) beschrieben ist, ist die Struktur komplex und die Abmessungen sind begrenzt. Die Verbesserung der Ausnutzung der Mikrowel lenenergie, die Erzielung eines großen Durchmessers und eines Plasmas hoher Dichte, die Optimierung der Radialverteilung des Plasmas und der Anstieg der Anregungs-Mikrowellenenergie wur den nicht beachtet. Es gibt Probleme bei physikalischen Größen des Plasmas (wie der Dichte) und beim Herstellungswirkungs grad, bei den Eigenschaften und dem Durchsatz von Filmmate rial, das man erhält, wenn das Plasma für die Abscheidung verwendet wird, und bei der Empfindlichkeit und den Kosten für eine Analysevorrichtung, wenn das Plasma für die Spurenele mentanalyse verwendet wird.

Der Hochfrequenzenergie verwendende Stand der Technik, wie er in der oben genannten Literaturstelle (4) beschrieben ist, hat andererseits einen komplizierten Aufbau eines Os zillators. Es ergeben sich daher Probleme beim Ausnutzungsgrad der Hochfrequenzenergie, bei Gegenmaßnahmen gegen Störungen der elektrischen Wellen und bei den Kosten.

Die generelle Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, eine Mikrowellen-Plasmaherstellungsvorrichtung zu schaffen, die die dem Stand der Technik anhaftenden Probleme, insbeson dere die oben beschriebenen, überwindet. Diese Vorrichtung soll in der Lage sein, stabil und mit hohem Wirkungsgrad Plas ma mit hoher Temperatur, hoher Dichte und geringen Verunreini gungen zu erzeugen.

Diese Aufgabenstellung wird gelöst durch eine Mikrowel len-Plasmaherstellungsvorrichtung mit einem zylindrischen Ko axialwellenleiter, der einen zylindrischen Außenleiter und einen Innenleiter in Form einer Wendelspule (spiralförmig) hat, sowie mit einer Isolator-Entladungsröhre, von der zumin dest ein Teil innerhalb des Innenleiters angeordnet ist, wo bei Mikrowellenenergie zwischen Außen- und Innenleiter geführt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Mikrowellen-Plasmaherstellungs vorrichtung ist daher eine Entladungsröhre auf der Innenseite des Wendelspulen-Innenleiters des zylindrischen Koaxialwellen leiters angeordnet, wobei Mikrowellenenergie Anwendung findet. Die durch die Mikrowellen-Anregungsfrequenz den Abmessungen und der Form aufgeprägten Beschränkungen werden damit elimi niert. Zusätzlich kann ein großer Strom proportional zu dem Produkt aus dem Anregungsstrom und der Mikrowellen-Anregungs frequenz in dem Plasma fließen. Wegen der Verbesserung der Skin- bzw. Eindringtiefe beim Skin-Effekt aufgrund der erhöh ten Frequenz und des Anlegens eines äußeren Magnetfeldes ist es möglich, ein Plasma hoher Dichte und hoher Temperatur über der Abreißdichte ("Cut-off"-Dichte) zu erzeugen, dessen Ra dialverteilung die Aufgabenstellung löst und das wirkungsvoll und einfach einen beliebigen Durchmesser haben kann.

Ein mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugtes Plasma kann daher für die Plasmaverarbeitung verwendet werden, beispielsweise für das Ätzen oder Abscheiden von Halbleiter materialien. Weiterhin besteht ein Vorteil von mit der er findungsgemäßen Vorrichtung erzeugtem Plasma darin, daß es in weitem Umfang als Emissionsquelle und Ionenquelle bei der Her stellung eines neuen Materials, bei der Oberflächenbehandlung, bei der Oberflächenmodifikation und bei der Spurenelementana lyse und daneben als eine kurzwellige Lichtquelle hoher Hel ligkeit für optische Reaktionen verwendet werden kann.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden un ter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1A eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Mikrowellen-Plasmaherstellungsvor richtung;

Fig. 1B eine Schnittansicht längs der Linie 1B-1B′ in Fig. 1A;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungs beispiels einer erfindungsgemäßen Mikrowellen-Herstellungs vorrichtung;

Fig. 3 bis 6 Aufbau-Blockdiagramme von Ausführungs beispielen von Systemen, bei denen durch die Plasmaherstel lungsvorrichtungen nach Fig. 1 oder Fig. 2 erzeugtes Plasma Anwendung findet;

Fig. 3 ein Aufbau-Blockdiagramm für einen Fall, in dem Plasma für die Plasmabearbeitung eines Materials verwendet wird;

Fig. 4 ein Aufbau-Blockdiagramm für einen Fall, in dem Plasma für die Oberflächenbehandlung eines Materials verwen det wird;

Fig. 5 ein Aufbau-Blockdiagramm für einen Fall, in dem Plasma für die Spurenelementanalyse verwendet wird; und

Fig. 6 ein Aufbau-Blockdiagramm für einen Fall, in dem Plasma für eine opto-chemische Reaktion verwendet wird.

Zuerst soll das Prinzip der Erfindung erläutert werden.

Bei einem Aufbau, bei dem Mikrowellen als Anregungsquelle verwendet werden und eine Entladungsröhre auf der Innenseite eines wendelförmigen Innenleiters eines zylindrischen Koaxial wellenleiters angeordnet ist, um Plasma zu erzeugen, hat der Innenleiter in Form einer Wendelspule eine der Primärspule eines Transformators äquivalente Funktion, während das Plasma eine der Sekundärspule (Windungszahl 1) des Transformators äquivalente Wirkung hat.

Dadurch können die Abmessungen und Formen der Innen- und Außenleiter frei gewählt werden. Daher ist es möglich, mit einem einfachen Aufbau ein Plasma mit einem Durchmesser zu er halten, der auf das Ziel der Anwendung abgestimmt ist. Weiter hin wirkt der Außenleiter als ein Abschirmgehäuse.

Ein durch das Plasma fließender Entladungsstrom I 2 ist proportional zu dem Produkt aus einem Anregungsstrom I 1, der durch die oben beschriebene Primärspule fließt, und einer An regungsfrequenz f (d.h. I 2∼f · I 1). Für die Erzeugung des Ent ladungsstroms I 2 ist es daher wirkungsvoll, die Anregungsfre quenz f groß zu machen. Im Vergleich zur Anwendung von Hoch frequenzenergie (100 MHz oder niedriger) kann bei der Anwen dung von Mikrowellenenergie (1 GHz oder höher) der Entladungs strom I 2 daher auf das Zehnfache oder mehr erhöht werden, selbst wenn I 1 konstant gehalten wird. Mit der Anwendung von Mikrowellenenergie kann ein Plasma hoher Dichte und hoher Tem peratur wirkungsvoll erzeugt und auch als eine Lichtquelle hoher Helligkeit verwendet werden. Die Eindringtiefe ("Skin"-Tiefe) δ ist umgekehrt propor tional zur Quadratwurzel der Anregungsfrequenz f (δ∼1/√). Wird Mikrowellenenergie mit einem größeren Wert von f verwen det, wird δ daher kleiner und ein großer Entladungsstrom fließt in dem Umfangsbereich des Plasmas. Wenn die Position zum Umfangsbereich des Plasmas fortschreitet, wird daher die äußere elektrische Feldintensität E 0 größer. Insbesondere bei einem höheren Entladungsgasdruck hat die elektrische Feldin tensität die Funktion, wirkungsvoll ein krapfenförmiges ("doughnut") oder ringförmiges Plasma zu erzeugen. Bei einem niedrigeren Entladungsgasdruck kompensiert die oben genannte Größe E 0 Diffusionsverluste und hat daher die Funktion, ein gleichmäßiges Plasma mit einem großen Durchmesser zu erzeugen.

Ausführungsbeispiele dieser Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 1A, 1B und 2 bis 6 beschrie ben.

Fig. 1A zeigt eine Schnittansicht eines Mikrowellen- Plasmaherstellungssystems, das die Grundlage der Erfindung bildet, und Fig. 1B eine Schnittansicht längs der Linie 1B-1B′ in Fig. 1A. In dem Plasmaherstellungssystem nach diesem Ausführungsbeispiel sind, wie dargestellt, angeordnet: ein zy lindrischer Außenleiter 30 (Kupfer), ein Innenleiter 20 in Form einer Wendelspule (beispielsweise gebildet durch Wickeln eines Kupferdrahtes oder -rohres mit etwa 1 bis 10 Wicklungen in einem Abstand von 0,5 cm sowie mit einem Innendurchmesser von 0,1 bis 10 cm), eine Quarzglas aufweisende Entladungsröhre 10 und ein Koaxialwellenleiter-Umformer 40. Um die Mikrowel lenenergie wirkungsvoll auf den Wendelspulen-Innenleiter 20 zu übertragen, werden vorzugsweise die Abmessungen einer E-Ebene (Richtung des elektrischen Feldes) des Koaxialwellenleiter- Umformers 40 kleiner als die Standardabmessungen eingestellt, um die charakteristische Impedanz (Wellenwiderstand) zu erzeu gen. Zusätzlich wird vorzugsweise ein 1/4-Wellenlängen-Umfor mer 50 an der Eingangsseite des Koaxialwellenleiter-Umformers 40 angeordnet und man läßt die charakteristische Impedanz mit der des Koaxialabschnittes übereinstimmen. Weiterhin ist es auch vorteilhaft, einen Kolben 60 auf der Gegenseite anzuord nen, um eine Anpassung zu erzielen. Der Koaxialabschnitt 42 des Koaxialwellenleiter-Umformers 40 kann die Form eines Tür knopfes haben. Insbesondere beim Betrieb mit einem niedrigeren Entladungsgasdruck kann ein Magnetfeldgenerator 90 angeordnet sein, um Herstellung und Einschluß des Plasmas zu verbessern. (Der Magnetfeldgenerator weist eine Luftspule oder einen Per manentmagneten auf. Die Stärke des Magnetfeldes befriedigt oder befriedigt annähernd die Elektronen-Zyklotronresonanz bedingung. Der Magnetfeldgenerator bildet ein Magnetfeld mit mehreren Spitzen (multi-cusp) oder ein divergentes strandför miges Magnetfeld (beach shaped)). Wie dargestellt, ist ein Vorderende 21 des Wendelspulen-Innenleiters 20 mit dem Außen leiter 30 verbunden. Das Vorderende 21 kann jedoch auch von dem Außenleiter 30 getrennt werden.

Im folgenden wird der Grundbetrieb beschrieben. Von ei nem Mikrowellengenerator mit einem Magnetron zugeführte Mikro wellenenergie (beispielsweise 2,45 GHz, 1,5 kW, stationärer Zustand oder Pulsmodulation) wird von dem Koaxialwellenleiter- Umformer 40 auf den Wendelspulen-Innenleiter 20 übertragen, um ein Magnetfeld in der Axialrichtung zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt wird ein elektrisches Feld in einer Richtung entge gengesetzt zu der eines durch den Wendelspulen-Innenleiter 20 fließenden Stromes durch magnetische Induktion induziert. Von einem Gasprobeninjektor 70 in die Entladungsröhre 10 einge führtes Gas wird ionisiert, und ein Plasma 80 wird erzeugt und erhitzt. Ein zu dem Produkt aus dem durch die Wendelspule fließenden Strom und der Mikrowellenfrequenz proportionaler Strom fließt so durch das Plasma 80, daß als Folge des Skin-Effekts eine Konzentration auf den Umfangsbereich er folgt. Wenn der Entladungsgasdruck hoch ist, nimmt daher die Temperatur- und Dichteverteilung des Plasmas eine Krapfenform oder Ringform mit Spitzenwerten im Umfangsbereich an. Wenn eine zu analysierende Probe in das Innere des Krapfens (doughnut) eingeführt wird, wird die Probe daher durch Wärme leitung und -strahlung erhitzt. Die Probe kann damit wirkungs voll ionisiert werden, um ein Plasma zu erzeugen, und kann für die Spurenelementanalyse verwendet werden. Der Betrieb erfolgt im stationären Zustand oder im nicht-stationären Zustand (Pulsbetrieb).

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Mi krowellenkreis vollständig aus einem Wellenleiter aufgebaut, so daß eine große Leistung zugeführt werden kann. Es ist da mit möglich, ohne weiteres ein Plasma mit hoher Temperatur, hoher Dichte (Abreißdichte oder höher) und großer Kapazität zu erhalten. Erforderlichenfalls können die Entladungsröhre und der Wellenleiter durch eine Zwangsluftkühlung oder ähnliches gekühlt werden.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht eines Ausführungsbei spiels für niedrige Leistung. Dieses Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabe eines Mikrowellengene rators, wie eines Magnetrons, zu einem Mikrowellen-Plasmaher stellungssystem über ein Koaxialkabel und einen Anpassungs kreis (auf den auch verzichtet werden kann) übertragen wird. Diese Ausführungsform ist für eine Anwendung mit niedriger Leistung geeignet. In Fig. 2 bezeichnet Bezugsziffer 41 einen Mikrowelleneingabe-Koaxialkabelanschluß; die weiteren Bezugs ziffern bezeichnen die gleichen Komponenten wie im in Fig. 1A dargestellten Ausführungsbeispiel. In Fig. 2 ist das Vorder ende 21 des Wendelspulen-Innenleiters nicht mit dem Außen leiter 30 verbunden. Das Vorderende 21 kann jedoch mit dem Außenleiter 30 verbunden werden.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel die Durchmesser des In nen- und Außenleiters beliebig gewählt werden können, besteht ein Vorteil dieses Aufbaus darin, daß der Durchmesser der Ent ladungsröhre 10 ebenfalls dementsprechend beliebig gewählt werden kann. Daher kann auch der Durchmesser des Plasmas 80 beliebig eingestellt werden. Die Erfindung ist insbesondere dann von Nutzen, wenn Plasma mit einem großen Durchmesser er forderlich ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein externer Magnetfeldgenerator (90 in Fig. 1A) auf der äuße ren Umfangsseite des Außenleiters 30 angeordnet werden.

Die Form der Entladungsröhre 10, des Gaseinlasses und ähnlicher Bauteile in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1A und 2 ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt, sondern kann entsprechend der Aufgabenstellung optimiert werden. In Abhängigkeit von der Aufgabenstellung wird H₂, He, N₂, O₂, Ar, Xe, Hg, CH₄ oder NH₃ als Arbeitsgas gewählt, und der Druck in der Entladungsröhre wird in einem Bereich von 10^-6 bis 760 Torr festgesetzt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 6 werden Ausfüh rungsbeispiele beschrieben, bei denen das oben erläuterte Mi krowellen-Plasmaherstellungssystem auf eine Plasmaverarbei tungsvorrichtung für die Erzeugung eines neuen Materials durch Abscheidung oder ähnliches (Fig. 3), für die Oberflächenmodi fikation eines Materials (Fig. 4), für die Spurenelementana lyse (Fig. 5) sowie als eine Lichtquelle für Ultraviolett strahlung (Fig. 6) Anwendung findet.

Fig. 3 zeigt ein Aufbau-Blockdiagramm eines Ausführungs beispiels der Erfindung, bei dem das oben erläuterte Mikro wellen-Plasmaherstellungssystem auf eine Plasmabearbeitungs vorrichtung zum Ätzen, Abscheiden und ähnlichem Anwendung fin det. In Fig. 3 bezeichnet Bezugsziffer 100 ein Mikrowellen- Generatorsystem mit einer Hochspannungs-Energieversorgung (Gleichstrom oder pulsierend), einem Mikrowellengenerator (wie ein Magnetron oder ein Gyrotron), einem Isolator, einem Lei stungsmesser und einem E-H-Tuner (Abstimmeinheit). Bezugszif fer 200 bezeichnet ein Mikrowellen-Plasmaherstellungssystem, das die in den vorher beschriebenen Fig. 1 oder 2 darge stellten Komponenten aufweist. Bezugsziffer 300 bezeichnet ein Gasproben-Injektionssystem mit einer Einheit zum Injizieren von Gas (wie H₂, He, N₂, O₂, Ar, Xe oder Hg; alleine oder als Gasgemisch) und von Reaktionsfeinteilchen (bei spielsweise BaCO₃, Y₂O₃ +CuO, ein Metallelement wie Ba, Y oder Cu, oder LaB₆). Bezugsziffer 400 bezeichnet ein Re aktionskammersystem, das eine Hochvakuumkammer, einen Sub strathalter, einen Substrat-Heizer/Kühler sowie eine Vorpoten tialzuführung aufweist. Bezugsziffer 500 bezeichnet ein Steu ersystem für die Substrattemperatur und das Vorpotential mit einer entsprechenden Steuerschaltung. Bezugsziffer 600 be zeichnet ein Injektionssystem für eine Reaktionsgasprobe, das einen Reaktionsgas-Injektor zum Injizieren des Reaktionsgases, z.B. CH₄, CF₄ oder SiF₄, und einen Elektronenstrahl- oder Laser-Verdampfer zum Erzeugen und Injizieren der oben ge nannten superfeinen Teilchen aufweist. Bezugsziffer 700 be zeichnet ein Analysesystem für die Substratoberfläche, das ein Spektrometer und einen Massenanalysator aufweist. Bezugsziffer 800 bezeichnet ein Evakuiersystem, das eine Turbopumpe zum Evakuieren der in dem System 400 enthaltenen Reaktionskammer und der in dem Mikrowellen-Plasmaherstellungssystem 200 ent haltenen Entladungsröhre aufweist. Bezugsziffer 1000 bezeich net ein Steuersystem mit einem Mikrocomputer. Das Steuersystem 1000 übt Steuerfunktionen für das Mikrowellen-Generatorsystem 100, das Steuersystem 500 für die Substrattemperatur und das Vorpotential, das Gasproben-Injektionssystem 300, das Reak tionsgasproben-Injektionssystem 600 und das Substratober fläche-Analysesystem 700 aus, wodurch es eine optimale Steue rung der gesamten Vorrichtung durchführt (zum Optimieren des erhaltenen Materials) und die unterschiedlichsten Daten ordnet und erhält.

Fig. 4 zeigt ein Aufbau-Blockdiagramm eines Ausführungs beispiels, bei dem Ionen und neutrale Teilchen (wie Radikale) selektiv aus einem erzeugten Plasma hoher Dichte herausgenom men werden, um bei einem Material eine Oberflächenbehandlung und eine Oberflächenmodifikation durchzuführen. In Fig. 4 ist mit Bezugsziffer 900 ein Teilchen-Selektionssystem bezeichnet, das eine Zuführvorrichtung für ein magnetisches oder elek trisches Feld aufweist, um Ionen und Radikale selektiv aus dem Mikrowellen-Plasmaherstellungssystem 200 herauszunehmen. Die anderen Bezugsziffern bezeichnen die gleichen Komponenten wie sie mit diesen Bezugsziffern im Ausführungsbeispiel in Fig. 3 dargestellt sind. In der Mikrowellen-Plasmaherstellungsvor richtung reagieren die oben genannten Ionen und Radikale di rekt mit dem Substrat, um eine Oberflächenmodifikation des Ma terials durchzuführen. Zusätzlich kann die Mikrowellen-Plas maherstellungsvorrichtung auch als ein Gerät verwendet werden, bei dem die oben genannten Ionen und Radikale einmal ein Tar get treffen und das davon emittierte Target-Material auf dem Substrat abgeschieden wird.

In Fig. 5 ist ein Aufbau-Blockdiagramm eines Ausfüh rungsbeispiels dargestellt, bei dem unter Verwendung von Licht und Ionen, die von dem erzeugten Plasma hoher Dichte und hoher Temperatur emittiert werden, Spurenelemente in der Probe ana lysiert werden. In Fig. 5 ist mit Bezugsziffer 310 ein Gas proben-Injektionssystem bezeichnet, das eine zu analysierende Probe, Trägergas (wie He, N₂ oder Ar) und einen Zerstäuber enthält, um diese zu zerstäuben. Mit Bezugsziffer 1100 ist ein Ionen-Extraktionssystem bezeichnet, das ein elektrostatisches Linsensystem mit einem Slimmer und einer Inzel-Linse aufweist. Bezugsziffer 1200 bezeichnet ein Massenanalysesystem mit ei nem Massenfilter. Bezugsziffer 1300 bezeichnet ein Emissions- Analysesystem mit einem Spektrometer. Bei der Elementanalyse entsprechend diesem Ausführungsbeispiel kann die Arbeitsbe dingung so eingestellt werden, daß ein ringförmiges Plasma (toroidal) erzeugt wird (beispielsweise so, daß Plasma mit ei nem kleinen Durchmesser von etwa 2 cm oder weniger unter At mosphärendruck erzeugt wird). Damit läßt sich vorteilhaft eine hohe Empfindlichkeit und ein hoher Wirkungsgrad erzielen. Da bei hat die Entladungsröhre eine Doppelröhren- oder Dreifach röhrenstruktur. In eine Steuerröhre werden das Trägergas und die Probe injiziert. In der Außenröhre wird aus der Radial richtung Plasmagas, wie He, N₂ oder Ar, injiziert. In ihre weitere Außenröhre wird aus der Radialrichtung ein Kühlmittel (im allgemeinen Gas oder Luft) injiziert.

In Fig. 6 ist ein Aufbau-Blockdiagramm eines Ausfüh rungsbeispiels dargestellt, mit dem unter Verwendung von von dem Plasma emittierter Ultraviolettstrahlung eine Oberflächen behandlung eines Materials durchgeführt wird. In Fig. 6 be zeichnet Bezugsziffer 1400 ein System für die Erzeugung von Ultraviolettstrahlung mit einer Quarzplatte, einer CaF₂- Platte oder einem Metallnetz (mit angelegtem Vorpotential), um die Diffusion von Plasma in das Reaktionskammersystem 400 zu verhindern und die Übertragung der Ultraviolettstrahlung zu verbessern. Als Plasma wird Ar-Hg oder Xe verwendet, um wir kungsvoll Ultraviolettstrahlung zu erzeugen. Die Arbeitsbe dingung wird so eingestellt (beispielsweise auf niedrigen Druck), daß ein gleichmäßiges Plasma mit einem großen Durch messer erzielt werden kann. Dieses Ausführungsbeispiel kann auch auf dem Gebiet des Ätzens, beispielsweise durch Aktivie rung von Cl₂, und bei opto-chemischen Reaktionen unter Ver wendung von Ultraviolettstrahlung Anwendung finden, bei der Bildung eines Dünnfilms unter Ausnutzung der Zersetzung von SiH₄ und des epitaxialen Wachstums von Si (opto-chemisches Gasphasenwachstum) und bei der Resist-Veraschung, die durch Aufbringen von Licht auf O₂ durchgeführt wird. Dieses Aus führungsbeispiel hat den Vorteil, daß Licht beliebiger Wellen länge mit hoher Helligkeit über einen großen Bereich durch die Gasauswahl erhalten werden kann. In diesem Fall kann die in dem Mikrowellen-Plasmaherstellungssystem 200 angeordnete Ent ladungsröhre (10 in Fig. 1A und 2) mehrere Entladungsröhren aufweisen.

Claims

1. Mikrowellen-Plasmaherstellungsvorrichtung, gekennzeichnet durch
einen zylindrischen Koaxialwellenleiter, der eine zylin drische Bohrung für die Injektion von Mikrowellenenergie bil det und der einen Innenleiter (20) in Form einer Wendelspule sowie einen zylindrischen Außenleiter (30) aufweist; und
eine nicht-leitende Entladungsröhre (10), die in der zy lindrischen Bohrung so angeordnet ist, daß ein Plasma (80) eines zu ionisierenden Stoffes gebildet wird, indem ein elek trisches Mikrowellenfeld in der zylindrischen Bohrung des Ko axialwellenleiters aufgebaut wird.

2. Mikrowellen-Plasmaherstellungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsröhre (10) auf weist: einen Einlaß für die Injektion des zu ionisierenden Stoffes und eine Öffnung für die Nutzung des Plasmas (80) oder von Licht oder Teilchen, die von dem Plasma (80) emittiert werden.

3. Mikrowellen-Plasmaherstellungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (90) zum Anlegen eines Magnetfeldes, die so um die zylindrische Bohrung herum angeordnet ist, daß sie dem elektrischen Mikrowellenfeld ein externes Magnetfeld überlagert.