JPH01184923A

JPH01184923A - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Info

Publication number: JPH01184923A
Application number: JP1008288A
Authority: JP
Inventors: Yasue Sato; 安栄佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-01-20
Filing date: 1988-01-20
Publication date: 1989-07-24
Anticipated expiration: 2013-03-04
Also published as: JP2722070B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の属する技術〕本発明は、プラズマ処理装置に関する。より詳細には、
本発明は、プラズマを用いた被処理体のエツチング、ス
パッタリング、クリーニング又はアッシング及び基体上
への成膜に適したプラズマ処理装置に関する。

〔従来技術の説明〕

プラズマ処理法とは、特定の物質をプラズマ化して活性
の強いラジカルとイオンを発生させ、このラジカルとイ
オンを被処理体に接触させて被処理体にエツチング、堆
積膜形成、スパッタリング、クリーニング、アッシング
（灰化）等の処理を施す加工方法をいい、プラズマ処理
装置とは、該プラズマ処理法の実施に用いられる装置を
いう。

従来、こうしたプラズマ処理装置は、原料ガス導入口と
排気口とを有する真空容器で形成されたプラズマ処理室
と、該プラズマ処理室に供給される原料ガスをプラズマ
化するエネルギーを供給する電磁波等を供給する装置と
からなっている。

ところで、プラズマ処理法は前述のラジカルやイオンの
強い活性に依拠するものであり、ラジカルやイオンの密
度や被処理体の温度等を適宜選択することにより、エツ
チング、堆積膜形成等の各種の処理を所望に応じてなし
うろことはプラズマ処理法の特徴であり、プラズマ処理
法において重要なことはラジカルやイオンの効率的生成
である。

従来、プラズマ化エネルギーを与える媒体としては、１
３．５６ＭＨｚ程度の高周波数電磁波が使用されていた
が、近年、２．４５ＧＨｚ程度のマイクロ波を用いるこ
とにより、高密度プラズマを効率的に生成しうろことが
判明し、マイクロ波を用いたプラズマ処理法が注目され
、そのための装置もいくつか提案されている。

例えば、半導体デバイス、電子写真用感光体、画像入力
用センサー、撮像デバイス、光起電力素子、その他の各
種エレクトロニクス素子、光学素子等に用いる素子部材
としてのアモルファスシリコン（以下、ｒＡ−３ｉＪと
記す。）堆積膜をマイクロ波を用いたプラズマＣＶＤ法
（以下、ｒＭＷ−ＰＣＶＤ法」と記す。）により形成す
る方法及びそのための装置が提案されている。

このプラズマ処理技術では、マイクロ波によって発生す
る電場と、放電室外に置かれた磁場発生装置によって発
生した磁場とによって効率良く電子を加速し、中性分子
と衝突、電離させ発生した高密度プラズマを用い処理を
行う、特に電子のサイクロトロン周波数とマイクロ波の
周波数が一致する様に磁場の大きさを決めると効率良く
プラズマが発生できる。一般に使われる２、４５ＧＨｚ
の場合、該磁場の大きさは８７５ガウスである。

該プラズマ処理技術の長所は、放電圧力範囲が高周波放
電型に比べ１０−４〜１０Ｔｏｒｒと広いことから、１
０−３〜１０−’Ｔｏｒｒといった低圧力では、イオン
の平均自由行程がイオンシース幅よりも大きくなり、例
えば、エツチング装置においては、イオンが試料に垂直
に入射するため垂直エツチング等が可能となり、また、
０．１〜１０Ｔｏｒｒの圧力では多量の励起ガスを発生
できるところにある。また、試料に入射するイオンのエ
ネルギーが２０ｅＶと低いため、試料に損傷を与えるこ
となく処理を行うことができることである。

しかしながら、従来のプラズマ処理装置においては、マ
イクロ波は放電室の断面に比べ小さいマイクロ波導入窓
によって放電室に供給されているため、プラズマが発生
した後は、マイクロ波は該マイクロ波導入窓の近傍にあ
るプラズマに吸収されてしまい放電室内に均一なプラズ
マが発生しなくなる問題がある。

因に、特開昭６０−１２０５２５号公報には、第７図に
示す、マイクロ波プラズマ処理装置が開示されている０
図中、７０１は放電室、７０２は処理室、７０３はマイ
クロ波導入窓、７０４は矩形導波管、７０５はプラズマ
流、７０６はプラズマ引出し窓、７０７は試料、７０８
は試料載置台、７０９は試料台、７１０は排気系、７１
１は磁気コイル、７１２は磁気シールド、７１３は第１
ガス導入系、７１４は第２ガス導入系、７１５は冷却水
の給水口、排水口を示している。

該装置を用いてプラズマを生成するには、排気系７１０
により放電室７０１と処理室７０２を高真空に排気し、
第１ガス導入系７１３又は／及び第２ガス導入系７１４
よりガスを導入し、ｔｏ−”〜Ｉ　Ｔｏｒｒの圧力とし
、マイクロ波源（図示せず）よりマイクロ波を矩形導波
管７０４及びマイクロ波導入窓７０３を介してプラズマ
放電室７０１に導入し、同時に放電室７０１に周設した
磁気コイル７１１により、放電室の少なくとも一部に電
子サイクロトロン共鳴条件を満たす磁界を与える。

マイクロ波源として２．４５ＧＨｚのマグネトロンを用
いた場合には、電子サイクロトロン共鳴条件は磁束態度
８７５Ｇであり、放電室７０１はマイクロ波の電界強度
を高め、放電の効率を高めるためにマイクロ波空洞共振
器の条件を満たすように構成される０例えばＴＥ１１１
の円筒空洞共振モードでは、内矩寸法が直径１７ｃｍで
高さが２０１のものとされる。そして共振モードを満た
すためにはマイクロ波透過窓は、サイズの小さいものに
　−するのがよい。因みに従来例では、マイクロ波導入
用導波管（通常ＪＩＳ規格ＷＲＪ−２（内径１０９．２
２龍×５４゜６１龍）を用いる）の内断面と同じ大きさ
のものを用いる。上述の構成で放電室内で発生したプラ
ズマはプラズマ引き出し窓７０６を介して試料７０７に
供給される。プラズマが発生すると導入されたマイクロ
波は放電室内のマイクロ波導入窓７０３の近傍で該プラ
ズマに吸収されるところとなる。この傾向は、プラズマ
密度が大きくなるにつれて大きくなり、その場合放電室
の内部にはマイクロ波が伝搬しなくなる。

そのために放電室内に均一なプラズマが発生しなくなり
、均一な処理ができなくなる。この問題を回避して均一
な処理を行うためには、プラズマ引出し窓７０６を絞る
ことが行われるが、その場合プラズマの供給される面積
が限られてしまったり、また、放電室内のプラズマが有
効に利用されないといった問題がある。

他方、当該技術分野とは全く異なるマイクロ波通信やレ
ーダーの分野では、平板にスロット（又はスリット）を
持ったアンテナが開発され（Ｆ、Ｊ、Ｇｏｅｂｅｌｓ、
　ａｎｄ　Ｋ、Ｃ，Ｋｅｌｌｙ、　　Ｉ　ＲＥＴｒａｎ
ｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ａｎｔｅｎｎａ　ａｎｄ　Ｐ
ｒｏｐａｇａｔｉｏｎ　＋ＡＰ　　９．Ｊｕｌｙ、Ｐ３
４２．１９６１）　、また最近衛星放送受信用として更
に開発改良が進められている（後藤尚久、山本正樹、電
子通信学会技術研究報告、Ａ−Ｐ２Ｏ−５７，Ｐ４３．
１９８０、あるいは笹沢英生、大島康秀、桜井伝火、安
藤真、後胚尚久、電子通信学会技術研究報告、Ａ−Ｐ８
６−１４２．Ｐ２９，１９８６）。

しかし、これらの平板スロットアンテナはマイクロ波通
信やレーダ等への応用が主たる目的のものであり、プラ
ズマ発生への応用については全く意図されていないもの
である。

〔発明の目的〕

本発明は、従来のプラズマ処理装置における前述の問題
を解決して、プラズマを効率的に生起せしめると共に生
起したプラズマをエツチング、アッシングそして成膜等
の目的に有効に利用されるようにした、改善されたプラ
ズマ処理装置を提供することを主たる目的とするもので
ある。

本発明の他の目的は、マイクロ波の透過窓の外周部より
マイクロ波を該マイクロ波透過窓に入射せしめ、該マイ
クロ波が真空容器の放電空間内に完全に放射されるよう
に装置構成し、それにより前記放電空間内でプラズマが
効率的に且つ均一分布状態で生起されると共に生起する
プラズマにより試料の均一なエツチング又はアッシング
、そして基体上への均一な成膜等を効率的に行い得るよ
うにしたプラズマ処理装置を提供することにある。

〔発明の構成・効果〕

本発明は、従来のプラズマ処理装置における前述の問題
を解し、前記目的を達成するものであって、その骨子は
、放電空間を有する真空容器を備え、且つ該真空容器が
原料ガスを前記放電空間に供給する手段、磁場発生手段
及びマイクロ波発振波からのマイクロ波を伝搬させて前
記放電空間内に導入するマイクロ波伝搬・導入手段を少
なくとも有してなるプラズマ処理装置にして、前記マイ
クロ波導入・伝搬手段を、導体でハウジングされていて
、マイクロ波発振源から延びる伝搬路にマイクロ波をマ
イクロ波透過窓にその外周部から入射するようにする手
段を設け、前記マイクロ波透過窓の放電空間側表面に切
欠部分を有する平板状のマイクロ波放射部材を取りつけ
て、前記マイクロ波透電体窓中をその中心に向けて伝搬
するマイクロ波が該中心に到達する迄に前記切欠部を介
して前記放電空間に完全に放射されるようにした構成で
あることを特徴とするプラズマ処理装置にある。

以上の構成内容の本発明のプラズマ処理装置を図面の実
施例により以下に詳細に説明する。

第１図は本発明のプラズマ処理装置の最も典型的なもの
の断面図である。第１回において、１０１は処理部を真
空に保つための真空容器、１０２は該真空容器内に処理
ガスを導入するためのガス導入口、１０３はマイクロ波
を゛放射するマイクロ波ランチャ−１１０７はプラズマ
が存在する放電室、１０４はマイクロ波を放電室１０７
に放射するマスクで導体平板にスリットを入れたもの、
１０５は誘電体、例えば石英、アルミナ、ボロンナイト
ライド、フォルステライト等で構成され、又マイクロ波
ランチャ−１０３内部と放電室１０７の間を真空シール
するマイクロ波透過窓１０６ａ。

１０６ｂはマイクロ波ランチャ−１０３にマイクロ波を
供給するための同軸管外導体、同内導体、１０８は被処
理試料、１０９は試料ホルダー、１１０は放電室内を処
理圧力に保つための真空排気系、１１１は放電室内に磁
場を発生させる空心コイル、１１２はマイクロ波の伝搬
経路、１１３はマイクロ波反射を抑えるためのテーパー
、１１４は二層構造とするための導体板、１１５は導体
板１１４とプラズマが直接接触するのを避けるためのマ
イクロ波透過絶縁板であり、１１６は該マイクロ波窓を
真空封止する面である。

第２図は、スリットを入れた導体平板を示す。

ここで２０１は幅Ｓ、間隔ｄの渦状スリットである。

次に上記構成において、マイクロ波発振器で発生したマ
イクロ波（通常２．４５ＧＨｚ）は、マイクロ波発振器
に戻って来るマイクロ波を吸収するアイソレータに導波
管によって、供給し、更にマイクロ波ランチャ−１０３
との整合をとるためのチューナーを備えた同軸変換器に
送られ、ここで導波管から同軸管に変換されマイクロ波
ランチャ−１０３に供給される。一方処理ガス、例えば
Ｓｉ基板のエツチングではＣ１ｔ−アモルファスＳｉの
膜堆積では３ｉＨ４、レジストアッシングでは０８をガ
ス導入口１０２より供給される。マイクロ波は伝搬経路
１１２に沿ってマイクロ波ランチャ−内の上層部から下
層部に入る。

下層部は、マイクロ波窓１０５であるので、この窓の内
部に入ったマイクロ波の波長は、窓材の比誘電率をＥｒ
とすると波長は１／、／７７になる。

従って１０４の導体板に開けられたスリット又はスロッ
ト長は該波長によって決まるので、窓の材質を選ぶこと
によってスリット又はスロット長を短くすることができ
る。窓材としてマイクロ波の吸収が少ない石英、アルミ
ナ、フォルスライト、ボロンナイトライド、また誘電率
の大きい（Ｚｒ。

５ｎ）ＴｉＯ系、ＢａＯ−ＴｉＯ２系、複合ペロブスカ
イト系のセラミックが適している。そのサイズは、装置
の使用目的、装置規模等により適宜決定される。

ところで該マイクロ波ｉ！ｉ過窓は、１１６の部分でマ
イクロ波ランチャ−内壁面に接触しているが、この接触
部分について真空封止を行う必要がある。

このために、該接触部分は適宜のマイクロ波ｉ３過性の
接着剤により接合して真空封止する。該接着剤について
は、前記接触部分には大気圧が１１６の部分を押さえる
方向に働くのでその接着力はさほど大きいものでなくて
もよい、そうした接着剤の好ましいものとしてシリコン
樹脂接着剤を挙げることができる。

図マイクロ波は第２に示したスリットを持った導体平板と
導体板１１４の間にあるマイクロ波透過窓中を伝搬し、
スリット２０１より徐々に放射される、放射されたマイ
クロ波は１１５の絶縁を通過し、放電室１０７に達し内
部にマイクロ波の電場を作り、この電場と空心コイル１
１１によって発生した磁場のマグネトロン効果によって
効率よくプラズマが発生する。また磁場の大きさを電子
のサイクロトロン周波数とマイクロ波の周波数を同一（
２，４５ＧＨｚのとき８７５ＧａｕｓＳ）にすると、電
子が共鳴的に加速され更に効率良くプラズマが発生する
。

このときプラズマが直接導体板に接し、金属がスパッタ
ーされ試料が該金属によって汚染されるのを防ぐため、
１１５の絶縁体を付ける。この絶縁体の材質としてマイ
クロ波の吸収が少なく汚染源とならないものを選ぶ０例
えばＳｉ、ＳｉＯのマツチング、アモルファスＳｉの堆
積では石英、アルミナのエツチングではアルミナを選ぶ
、処理の空間分布を決定するマイクロ波の放射分布は、
導体板１０４に開けられたスリット２０１の幅Ｓや間隔
ｄによって制御できる。

例えば、中心部のマイクロ波の強度が強ければスリット
間隔ｄを中心部で大きくし、周辺部で小さくする。また
スリットの幅も同様に行うことができる。尚ここで述べ
たスリットの形状は渦巻に限らず、同心円、多数のクロ
ススロットを持つもの等任意の形状でも同様の効果が得
られる。

プラズマが発生した後は、前述した様にマイクロ波はマ
イクロ波窓近傍の放電空間で吸収される。

しかし発生したプラズマは空心コイル１１１によって発
生した磁場の磁束密度の方向が試料１０８の面に垂直で
あるのでプラズマはこの磁場に沿って試料面と直角方向
にはあまり拡散されることなく効率良く試料１０８の表
面に達し、目的の処理を行う。

また試料ホルダー１０９を最強磁場から１／２〜１／１
０程度になる位置まで遠ざけることによって発散、磁場
によるプラズマの加速が得られ、処理を促進させること
もできる。

前述の実施例において、第３図に示す様に導体板１１４
の外周囲に誘電体、例えば、アルミナ、石英、フォルス
テライト、ボロンナイトライド、テフロン、ポリスチレ
ン等でできた誘電体リングとによって、マイクロ波の管
内波長を１／ｆｉ（ここでεｒは誘電体の比誘電率）に
できるので、波長が短くなり上層部から下層部に入りや
すくなる。尚マイクロ波透過窓１０５と同じ材質ででき
ている場合、同一構造にしても良い。

次の実施例として、試料ホルダー１０９に高周波電力を
印加する装置を第４図に示す、第４図において、４１２
は試料ホルダーを電気的に絶縁するための絶縁体、４１
３は試料ホルダーに高周波電力を供給するための高周波
電源であり、４１４はホルダーを直流的にフローティン
グするためのコンデンサである。その細筆１図に付した
と同一の符号を付したものは第１図と同一のものを示す
。

この装置の動作を説明すると、放電室１０７に前述した
実施例と同様にプラズマをマイクロ波によって発生させ
る。同時に高周波電力を試料ホルダーに印加すると、試
料ホルダーはコンデンサ４１４によって直流的にフロー
ティングしているので負にバイアスされ、試料１１８に
向かってイオンがそのバイアス電圧によって加速され、
イオンによる処理が促進される。イオンのエネルギーは
バイアス電圧によって決まり、バイアス電圧は高周波電
力によって決まるので、高周波電力によってイオンのエ
ネルギーが制御できる。

エツチングの場合、例えばイオンのエネルギーがある程
度必要なＳｉＯ□のエツチングではイオンのエネルギー
を制御してイオン衝突によるダメージがなく、適度なエ
ツチング速度が得られる。

またＳｉＯ□の膜堆積ではイオンのエネルギーを制御し
、イオン」ｉ突による適度のエツチングを同時に進行さ
せながら膜を堆積させ、膜上の凹凸をな（し平坦な膜を
形成できる。

使用する高周波の周波数に関しては２〜３ＭＨｚ以上で
、バイアス電圧によるイオンのエネルギー制御が可能で
通常１３．５６　ＭＨｚの工業用高周波を用いる。一方
、２〜３ＭＨｚ以下の周波数の高周波では、バイアス電
圧によるイオンのエネルギー制御はできないが、今度は
直接イオンが高周波電場によって加速されるので同様に
イオンのエネルギーを制御できる。通常用いる周波数は
１００Ｋ　Ｈ２〜５００ＫＨ２の範囲である。この場合
は高周波は試料ホルダーではなく、対向するマイクロ波
ランチャ−１０３に印加しても良い、これは通常スリッ
ト間隔は１００国以下であり、またスリット幅Ｓは１ｃ
ｌＩ以下であるため高周波（≦１３．５６ＭＨｚ）的に
は平板とみなせるからである。

第５図に実施例を示す、第５図において５１５は高周波
をチューナー付同軸変換器へ向かうのを阻止するための
装置で、例としてマイクロ波回路で一般に使われている
チョーク構造を持つもので良く、５１６はマイクロ波ラ
ンチャ−１０３を電気的に絶縁するための絶縁体であり
、その細筆１図、第４図に付したと同一の符号を付した
ものは第１図、第４図と同一のものを示す。次のこの装
置の動作の説明をすると、第４図に示した実施例と同様
にマイクロ波によって放電室１０７にプラズマを発生さ
せ、高周波電源４１３によってマイクロ波ランチャ−全
体に高周波を加え、導体板１０４−プラズマ−試料ホル
ダー（又は試料）間に高周波電場が発生し、この電場に
よってイオンが加速され、エツチング、アッシング、成
膜等を効率的に行うことができる。

以上述べた高周波を同時に加える二側においては、導体
板１０４と試料ホルダー１０９が平行平板型の反応装置
の対向電極として働くので単に一方に高周波電場を加え
、対向平板電極がない場合と異なり、マスタープラズマ
−試料ホルダー間に均一な高周波電場が発生し、均一な
エツチング、アッシング、成膜等を行うことができる。

次の実施例として、放電室１０７に発生したプラズマよ
り電極群によってイオンを取り出し、試料１０８に照射
し処理を行う装置を第６図に示す。

第６図において、６１７は放電室内に発生したプラズマ
を真空容器から絶縁するための石英、アルミナ、ボロン
ナイトライド、フォルステライト等のマイクロ波を透過
する絶縁内容器、６１８゜６１９．６２０は多数の孔が
開き互いに孔が光学的に位置合わせしたイオン引き出し
用電極、６２１゜６２２は６１８，６１９の引き出し電
極に直流電圧を加えるための直流電源、６２３は処理室
、１０２゛は処理室に設けたガス導入口である。

第６図に示した装置の動作を説明すると導体板１０４の
スリット又はスロットから放射されたマイクロ波は絶縁
内容器６１８を透過し放電室１０７に供給する。

次に処理ガス例えば、試料であるＳｉ基板にＳｉＮ膜を
堆積させる場合１０２よりＮ２ガスを導入し、１０２゛
より５ｉＨａガスを導入する。

第１図に示した実施例と同様の作用によって放電室１０
７内にプラズマが発生し、磁力線に沿ってプラズマは拡
散し、イオン引き出し用電極６１８に達する。プラズマ
中のイオン（主にＮ”、Ｎ！’　）は、直情型ａ６２２
によって加えられた電圧に依存するエネルギーを得、ま
た電極６１９によって加えられた電圧によってイオンの
拡がりを制御し、処理室６２３に設置された試料ホルダ
ー１０９に載せた試料１０Ｂに照射され、５ｉＨａ　と
化合し、ＳｉＮ膜を堆積させる。引出し用の電極は第５
図に示した３枚構成に限定される必要はなく、１枚、２
枚構成でも同様の効果が得られる。

プラズマ室１０７から引き出したイオンの分布はプラズ
マ室のプラズマの分布に大きく依存しており、スリット
付導体板より、マイクロ波を放射することによって均一
なプラズマを発生することによって、均一なイオンビー
ムを得ることができる。このイオンビームによって１０
−’Ｔｏｒｒ台の圧力下でエツチングすることによって
方向がそろったイオンビームが試料に達し、イオンの進
行方向にエツチングが進み、異方エツチングが可能とな
る。

エツチングの　方第１図の装置において、試料１１８として５ｉｆｔ膜で
覆われたＳｉ基板を用い、ＳｉＯ□をエツチングする場
合を説明する。

まず、Ｓｉ基板を試料ホルダー１０９に載せる６次に真
空排気系１１０によって真空容器１０１内を内圧２　Ｘ
　１０−’Ｔｏｒｒ以下に脱気する０次に、ガス導入口
１０２よりエツチングガスＣＨＦｚを導入し、真空排気
系のバルブ（図示せず）のコンダクタンスを調整し、内
圧をＩ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒに設定する０次にマイク
ロ波発振器を通電し、２．４５ＧＨｚ、３００Ｗのマイ
クロ波を発振させ、チューナー付同軸変換器のチューナ
ーを調整し、反射電力を３０Ｗ以下になる様にし、導体
板１０４に空けられたスリットよりマイクロ波を放射し
、放電空間１０７にプラズマを発生させる。プラズマ中
のイオンやラジカルによってＳｉ基板をエツチングする
。所定の時間エツチングを行ったあと取り出し、エツチ
ング量を測定した所、均一性の良いエツチングができた
。

ＳｉＮの　　　　　の第１図の装置において、試料１１８としてＳｉ基板上に
ＳｉＮ堆積膜を形成する場合を説明する。

まずＳｉ基板を試料ホルダー１０９に載せる。

次に真空排気系１１０によって真空容器１０１内を２　
Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒ以下の内圧まで脱気する０次にガ
ス導入口１０２よりＳ　ｉ　Ｈａガス３０　ｓｃｃｍ。

Ｎ２ガス１０１０５ｅを導入し、真空排気系のパルプ（
図示せず）のコンダクタンスを調整し、内圧をＩ　Ｘ　
１　（ＩｚＴｏｒｒに設定する。次にマイクロ波発振器
を通電し、２．４５ＧＨｚ　、　　５００Ｗのマイクロ
波を発振させ、チューナー付同軸変換器のチューナーを
調整し、反射電力を３０Ｗ以下になる様にし、導体板１
０４に空けられたスリットよりマイクロ波を放射し、放
電空間１０７にプラズマを発生させる。このプラズマを
Ｓｉ基板にさらし、ＳｉＮを所定の時間堆積させ目的の
厚さの膜を得る。かくして得られた。これを各種のテス
トに付して調べたところ、緻密で均一で均質な膜が得ら
れた。

〔発明の効果の概略〕

以上説明したように、スリット（又はスロット）付の平
板を使用してマイクロ波を供給するようにした本発明の
プラズマ処理装置によれば、プラズマ処理の均一性が向
上し、処理部のみにマイクロ波を供給できるのでマイク
ロ波を効率良く供給できる。

また、マイクロ波透過窓の斜めの外周部で真空封止する
ことによって真空封止部の構造が簡単になり、接着部の
信幀性が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施したプラズマ処理装置の断面図
であり、第２図は、渦巻状のスリットを持つ導体板の平
面図であり、第３図は、マイクロ波透過窓のマイクロ波
入射部にリング状の誘電体を設けたマイクロ波ランチャ
一部の断面図である。また、第４図は、試料ホルダーに高周波電力を加える装
置の断面図であり、第５図は、マイクロ波ランチャ−に
高周波電力を加える装置の断面図であり、そして第６図
は、放電室よりイオンを引き出し処理する装置の断面図
である。更に第７図は、従来のマイクロ波プラズマ処理
装置の断面図であ第１図において、１０１・・・真空容
器、１０２・・・ガス導入口、１０３・・・マイクロ波
ランチャ−１１０４・・・スリット又はスロット付導体
板、１０５・・・マイクロ波透過窓、１０６ａ・・・同
軸管外導体、１０６ｂ・・・同軸管内導体、１０７・・
・放電室、１０８・・・試料、１０９・・・試料ホルダ
ー、１１０・・・真空排気系、１１１・・・空心コイル
、１１２・・・マイクロ波伝搬経路、１１３・・・テー
パー、１１４は導体板、１１５・・・絶縁体、１１６・
・・マイクロ波窓を真空封止する面。第２図において、２０１・・・渦状スリット。第３図において、１１７・・・リング状の誘電体。第４図において、４１２・・・絶縁体、４１３・・・高
周波電源、４１４・・・コンデンサ。第５図において、５１５・・・高周波阻止部、５１６・
・・絶縁体。第６図において、６１７・・・マイクロ波透過内容器、
６１８，６１９，６２０・・・イオン引き出し用電極、
６２１，６２２・・・直流電源、６２３・・・処理室。第７図において、７０１・・・プラズマ放電室、７０２
・・・処理室、７０３・・・マイクロ波導入窓、７０４
・・・矩形導波管、７０５・・・プラズマ流、７０６・
・・プラズマ引出し窓、７０７・・・試料、７０８・・
・試料載置台、７０９・・・試料台、７１０・・・排気
系、７１１・・・磁気コイル、７１２・・・磁気シール
ド、７１３・・・第１ガス導入系、７１４・・・第２ガ
ス導入系、７１５・・・冷却水の給水口、排水口。第２図第３図マイクロ波第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放電空間を有する真空容器を備え、且つ該真空容
器が原料ガスを前記放電空間に供給する手段、磁場発生
手段及びマイクロ波発振波からのマイクロ波を伝搬させ
て前記放電空間内に導入するマイクロ波伝搬・導入手段
を少なくとも有してなるプラズマ処理装置にして、前記
マイクロ波導入・伝搬手段を、導体でハウジングされて
いて、マイクロ波発振源から延びる伝搬路にマイクロ波
をマイクロ波透過窓にその外周部から入射するようにす
る手段を設け、前記マイクロ波透過窓の放電空間側表面
に切欠部分を有する平板状のマイクロ波放射部材を取り
つけて前記マイクロ波透電体窓中をその中心に向けて伝
搬するマイクロ波が該中心に到達する迄に前記切欠部を
介して前記放電空間に完全に放射されるようにした構成
であることを特徴とするプラズマ処理装置。
（２）前記マイクロ波伝搬路にマイクロ波をマイクロ波
透過窓にその外周部から入射するようにする手段が、前
記マイクロ波透過窓の表面にその周縁に一定の余部を残
して板状導体を設け、該板状導体表面に一方がテーパー
状に終端して接合され他方が前記伝搬路中で終端するよ
うにされた伝搬部材を設けて構成されるものであること
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載のプラズ
マ処理装置。
（３）前記マイクロ波透過窓が逆台形状断面を有するも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に
記載のプラズマ処理装置。
（４）前記マイクロ波透過窓が石英、アルミナ、ボロン
ナイトライド、フォルステライト（Ｚｎ、Ｓｎ）ＴｉＯ
系又はＢａＯ−ＴｉＯ＿２系複合ペロブスカイト系セラ
ミックスで構成されるものであることを特徴とする特許
請求の範囲第（３）項に記載のプラズマ処理装置。
（５）前記マイクロ波透過窓の前記導体ハウジング部材
との接合部がマイクロ波透過性の接着剤で接着して封止
されていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
に記載のプラズマ処理装置。
（６）前記接着剤がシリコン樹脂接着剤であることを特
徴とする特許請求の範囲第（５）項に記載のプラズマ処
理装置。
（７）前記マイクロ波透過窓の周縁余部からなるマイク
ロ波入射部分にリング状の誘電体を設けたことを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項に記載のプラズマ処理装
置。