JPH05255858A

JPH05255858A - プラズマプロセス装置

Info

Publication number: JPH05255858A
Application number: JP5538292A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Kazumi; 秀之数見; Tsutomu Tetsuka; 勉手束; Takeshi Yoshioka; 健吉岡; Takuya Fukuda; 琢也福田; Satoru Todoroki; 悟轟; Masahiro Tanaka; 政博田中
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-03-13
Filing date: 1992-03-13
Publication date: 1993-10-05
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: JP3224105B2

Abstract

(57)【要約】【目的】マイクロ波を利用するプラズマプロセス装置
で大口径試料のプラズマ処理を行うときに、試料全面で
均一な処理を行う。【構成】円錐形状金属筒１の両端に真空封じを兼ねた
マイクロ波窓６，３を設け、大口径の誘電体窓３上に円
錐状金属塊１３を設置する。導波管５から円錐形状金属
筒１の内部にマイクロ波を導入すると、円錐形状金属筒
１の広がりによりマイクロ波はモード変換することなく
大口径試料に適用できるように広がり、更に、円錐状金
属塊１３により中央部のマイクロ波強度が弱まる。この
ため、均一なマイクロ波がプラズマ生成室２に導入さ
れ、電子サイクロトロン共鳴により発生したプラズマ
は、大口径の試料１０全面を均一に処理することにな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波放電により生
成したプラズマを利用して試料に薄膜生成もしくはエッ
チング加工を行うプラズマプロセス装置に係り、特に、
大面積の試料に均一な処理を行うのに好適なプラズマプ
ロセス装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、平行平板型プラズマＣＶＤ（Ch
emical Vapor Deposition）装置の概略図である。この
ＣＶＤ装置で試料２２に薄膜を生成する場合、真空排気
系１９でプラズマ生成室１７Ａ内を真空にしてからガス
導入部１８Ａよりガスを室１７Ａ内に導入し、電極２１
に高周波を印加する。これにより室１７Ａ内にプラズマ
が発生し、電極２１に対向配置されている基板電極２０
に載置された試料２２に薄膜が生成される。ガスは、試
料２２に対して電極２０周辺から中心に向かって流し込
まれる。この従来のＣＶＤ装置は、プラズマによって試
料が損傷したり、薄膜の堆積速度が遅いなどの問題点が
ある。また、プラズマ密度はガスの供給口で最大とな
り、このため、大面積の試料に均一な薄膜を形成するこ
とができない。超ＬＳＩ等の素子を製造する場合、大面
積の試料を用いる必要がある。しかし、この従来のＣＶ
Ｄ装置は、試料全面で均一なプラズマ処理ができないと
いう欠点がある。

【０００３】大面積の試料にプラズマ処理を施すＣＶＤ
装置として、マイクロ波放電によるプラズマを用いるも
のがある。そのＣＶＤ装置は、金属製放電室型と、誘電
体製放電室型とに大きく分類される。

【０００４】図６は、特開平２−１７３２６８号公報に
記載されている従来の金属製放電室型ＣＶＤ装置の構成
図である。この形式のＣＶＤ装置は、放電室がマイクロ
波に対して共振空洞の役目をする。使用するマイクロ波
の周波数が一定であれば、マイクロ波の共鳴波長によっ
てその共振空洞の寸法が決定されるため、任意にその大
きさを変えることはできない。従って、プラズマ処理で
きる試料の大きさは、放電室の内径以下に限定されてし
まう。図６において、マイクロ波発生器２３で発生させ
たマイクロ波は、導波管２４によりマイクロ波空胴２５
に伝播される。一方、気体導入口２６より気体がプラズ
マ発生室２７内に導入され、電子サイクロトロン共鳴に
よって室２７内にプラズマ２８が発生する。このプラズ
マは、外部磁場コイル２９によって発生された磁場に沿
って支持台３１方向に導かれ、反応性気体と反応し、支
持台３１に載置された基板３０上に所望の薄膜を形成さ
せる。この従来技術では、マイクロ波空胴２５の内径を
大きくしたとき、プラズマ発生のためのマイクロ波取出
口の径をマイクロ波の波長（基本モ−ドで１２．２ｃ
ｍ）の半分以下程度にしなければ、マイクロ波空胴２５
が共振空胴として成立しなくなってしまうという制約が
ある。このため、均一なプラズマ処理を可能とする試料
の径は、１０ｃｍ程度である。

【０００５】図７は、特開平１−９７３９９号公報に記
載されているプラズマＣＶＤ装置の構成図である。この
従来装置は、マイクロ波発生器２３で発生させたマイク
ロ波をテ−パ管３２で拡げてからマイクロ波空胴２５に
伝播させ、気体導入口２６より気体を導入し、電子サイ
クロトロン共鳴によって発生室２７内にプラズマ２８を
発生させる。このプラズマは外部磁場コイル２９によっ
て発生させた磁場に沿って支持台３１方向に導かれ、反
応性気体と反応し、支持台３１に載置された基板３０上
に所望の薄膜を形成させる。この従来技術も前述した図
６の従来技術と同様に、マイクロ波空胴２５の効果を高
めるためにプラズマの引出口の内径が半波長程度に制限
されてしまうという問題がある。また、マイクロ波のプ
ラズマへの吸収効率をあげるためテ−パ管３２の下部マ
イクロ波空胴２５の中に誘電体３３を設け、ＴＥモ−ド
の一部をＴＭモ−ドに変換している。このため、誘電体
３３の所でのマイクロ波の反射が大きくなり、発生室２
７内に効率良くプラズマを発生させることができないと
いう問題もある。

【０００６】誘電体製放電室型ＣＶＤ装置では、円筒形
導波管の内部に設置された石英等の材料で製作されたベ
ルジャ放電管内でプラズマが発生される。従って、大面
積の試料のプラズマ処理を行うためにベルジャ径を大き
くすると、強度的安全性の観点からベルジャの板厚を厚
くする必要がある。しかし、この様にすると、マイクロ
波の反射率が増大し、放電管のコストが高くなり、ま
た、円筒形導波管の外部に設置された磁場発生用コイル
及びその電源容量が増大し、省エネルギおよびコスト面
で不経済であるという問題が発生する。

【０００７】そこで、マイクロ波入射端の口径をその外
側に設置する導波管の最小径（マイクロ波の遮断周波数
より決まる）と同程度として、そのマイクロ波入射端に
真空仕切を兼ねたマイクロ波入射窓を設け、このマイク
ロ波入射端から試料方向に管壁の口径が次第に拡がる真
空容器を設け、その真空容器のマイクロ波入射端と反対
側の端に真空仕切を兼ねた誘電体板を試料に近接して平
行に設けることにより大口径均一加工を達成する改良型
のＣＶＤ装置が利用されるようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した改良型のＣＶ
Ｄ装置は、例えば緻密な窒化膜ＳｉＮを試料に堆積させ
る場合、高パワ−のマイクロ波を用いて、大面積の試料
に均一にプラズマ処理を施すことが可能である。しか
し、ａ−Ｓｉの薄膜をこの改良型のＣＶＤ装置で大面積
の試料上に生成する場合、高パワ−のマイクロ波を用い
ると堆積物が微結晶化してしまうため、低パワ−のマイ
クロ波を用いることになるが、低パワーのマイクロ波を
用いると、試料の中央部での膜厚が周辺部の膜厚より厚
くなってしまうという問題点が生じる。

【０００９】つまり、従来の改良型ＣＶＤ装置は、供給
されるマイクロ波のパワ−に依存してマイクロ波の放電
管径方向の強度分布が不均一になり、マイクロ波の共鳴
作用により生成されるプラズマひいては薄膜の径方向分
布が不均一になるという問題がある。

【００１０】一般に、磁場中のマイクロ波放電によるプ
ラズマは、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）磁場位置
で効率良く電離生成される。このため、大口径均一プラ
ズマを効率良く生成するためには、前記ＥＣＲ磁場を大
口径に生成しなければならない。更に、大口径試料上を
均一に処理するためには、プラズマの空間分布が一様で
あることが重要である。ＥＣＲ位置で生成されるプラズ
マの空間分布は、マイクロ波の電界強度分布に比例す
る。従って、ＥＣＲ位置でのマイクロ波電界強度分布を
一様にする必要がある。そのため、軸対称な電界強度分
布を持ったマイクロ波のモ−ド（一般にはＴＥ11モ−
ド）を導入し、その軸対称モ−ドが非軸対称モ−ド（Ｔ
Ｅ12、ＴＥ13）に変換されることなく、ＥＣＲ位置まで
伝播させ大口径に拡げなければならない。また、モ−ド
変換により他のモ−ドが発生する状況においては、プラ
ズマの状態によってマイクロ波の伝播状態が変化し、プ
ラズマの放電状態が不安定になる問題もある。

【００１１】マイクロ波をモ−ド変換することなく拡げ
る手段として、円錐形状の金属製の筒を用いると、円錐
形状の拡がり角が小さい場合にはモ−ド変換や反射を起
こさずにマイクロ波を拡げることができる。しかし、拡
がり角が小さいと、マイクロ波入射端から試料方向に管
壁の口径が基本導波管より拡がる真空容器を設けると
き、真空容器の長さが長くなって製作コストが高くなる
という問題がある。それと共に、処理装置全体が大型化
するため、処理装置を設置するための制約が多くなるい
う問題もある。従って、円錐形状の金属筒の拡がり角
は、モ−ド変換がおきない程度に大きくする。

【００１２】しかし、マイクロ波の導波管断面の強度分
布は、必然的に中央でピ−クを持つ形になる。その結
果、ＥＣＲで生成されるプラズマの密度分布も、中央で
ピ−クを持つ形となる。マイクロ波のパワ−を上げた場
合、生成されるプラズマ密度が飽和するため、プラズマ
の径方向分布は均一になり、この結果、このプラズマに
よる薄膜の堆積もしくはエッチング量は、径方向で均一
になる。しかし、低パワ−放電の場合は、マイクロ波の
不均一の効果が顕著に現われる。ａ−Ｓｉ膜を生成する
場合、膜の均一化を図るために高パワー放電で成膜を行
うと、ａ−Ｓｉが微結晶化して所定の膜質が得られな
い。従って、低パワ−放電が必要となる。しかるに、低
パワ−放電では、薄膜の堆積分布が中央でピ−クを持つ
形となり、大口径の試料に成膜を行うときは試料全面で
均一な膜が得られず、試料中央部での膜が周辺部での膜
より厚くなってしまうという問題がある。

【００１３】本発明の目的は、生成されるプラズマの径
方向分布を均一化して薄膜堆積量若しくはエッチング量
の径方向分布の均一化を図るプラズマプロセス装置を提
供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、マイクロ波
と放電ガスが導入されるプラズマ生成室と、該プラズマ
生成室内に磁場を発生させる磁場発生手段と、前記プラ
ズマ生成室へのマイクロ波導入用導波管として機能し該
プラズマ生成室側先端部の開口径が拡げられた円錐状金
属筒とを備え、マイクロ波と磁場との共鳴作用により前
記プラズマ生成室内で発生したマイクロ波放電プラズマ
を用い該プラズマ生成室内に設置された試料をプラズマ
処理するプラズマプロセス装置において、前記円錐状金
属筒内の前記先端部側中央に、前記プラズマ生成室に導
入されるマイクロ波の中央部分の強度を弱め前記試料近
傍のプラズマを一様にする円錐状もしくは釣鐘状の金属
塊を設置することで、達成される。

【００１５】上記目的はまた、円錐状金属筒内の前記先
端部にマイクロ波を透過する誘電体板を前記試料に平行
かつ近接して設けると共に、プラズマ生成室内に導入さ
れるマイクロ波の強度分布を屋根部分の頂角の開き角に
て調整する屋根状金属片を誘電体板の中央部に設置する
ことでも、達成される。

【００１６】上記目的はまた、円錐状金属筒内の前記先
端部にマイクロ波を透過する誘電体板を試料に平行かつ
近接して設けると共に、該誘電体板の中央部にマイクロ
波を反射させプラズマ生成室に導入されるマイクロ波の
中央部分の強度を弱め試料近傍のプラズマを一様にする
円錐状もしく釣鐘状の誘電体塊を設けることでも、達成
される。

【００１７】上記目的はまた、円錐状金属筒内を数枚の
金属製の仕切板で数個の空間に仕切り、各空間のマイク
ロ波出口の開口比が等しくなるようにし、且つマイクロ
波導入部の開口比を中央部ほど小さくして中央部に集中
するマイクロ波パワーを各空間に等分配し、マイクロ波
をプラズマ生成室に導入する構成とすることでも、達成
される。

【００１８】

【作用】マイクロ波入射端から試料方向に管壁の口径が
基本導波管より拡がった円錐状金属筒を設け、例えば円
錐状もしくは釣鐘状に加工した金属塊をマイクロ波導入
口に設置することにより、金属塊のところで円形ＴＥ11
モ−ドから同軸ＴＥ11モ−ドに変換することができる。
この同軸ＴＥ11モ−ドは、中央部のマイクロ波強度が弱
められた形をしている。ＥＣＲで生成されるプラズマは
拡散するため、試料上でその中央部が金属塊の陰になる
ことはない。従って、試料付近では、プラズマは均一な
分布となる。

【００１９】基本導波管に前記の金属塊を設置すると、
金属塊の所での反射が大きく、時には全反射となる。し
かし、マイクロ波入射端から試料方向に管壁の口径が基
本導波管より拡がった円錐状金属筒を用いているため、
マイクロ波の進行方向に金属筒の断面が増加した形とな
り、マイクロ波の反射は無視でき、効率良くパワ−がプ
ラズマに供給される。

【００２０】中央部のマイクロ波の強度を弱める手段と
しては、前記の金属塊の他に、マイクロ導入口の中央部
に誘電体を設置して、中央部のみのマイクロ波を反射さ
せるものが考えられる。その際の円錐状金属製筒は、マ
イクロ波入射端から試料方向に管壁の口径が基本導波管
より拡がった形をしているので、そのテ−パ状の開き角
は１０度から２０度の間にしておくと、ＴＥ11モ−ドに
対して、反射及びモ−ド変換の割合を無視できる程度に
低減でき、全体としてのマイクロ波の反射率は小さな
る。

【００２１】中央部のマイクロ波の強度を周辺部と均一
化するには、中央部のマイクロ波パワーを周辺部に分配
することでもよい。円錐状金属筒内部に、板状に加工し
た良導体（金属）を数枚マイクロ波進行方向に略平行に
設けて金属筒内部を複数の室に仕切り、マイクロ波の強
度分布の高い箇所にある室の入口側開口部を強度分布の
低い箇所にある室の入口開口部より小さくすることで、
各室の出口側開口部から出力されるマイクロ波の強度が
等しくなるようにすることで、マイクロ波の径方向の強
度分布は均一化され、プラズマ処理の試料径方向の処理
分布は均一化される。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の第１実施例に係るプラズマプ
ロセス装置の構成図である。この実施例に係るプラズマ
プロセス装置は、磁場中のマイクロ波放電プラズマを利
用して、試料表面に成膜を行うものである。マイクロ
波、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波は、導波管５に
より円錐形状金属筒１に導入される。導波管５の入口
は、誘電体板６で真空封じされている。円錐形状金属筒
１内に導入されたマイクロ波は、円錐状金属筒内部４を
伝播するに従い、その電界分布が拡げられ、真空封じを
兼ねた大口径誘電体窓３を透過し、プラズマ発生室２内
に設置されている試料１０の方向に伝播する。

【００２３】円錐状金属筒内部４は、真空排気口７から
真空排気されて減圧され、大口径誘電体窓３へかかる力
が低減される。磁場コイル８はプラズマ発生室２の外側
に設置され、プラズマ発生室２内部に設けられた試料台
１１上に載置される試料１０の前面に設定されたＥＣＲ
位置９において、電子サイクロトロン共鳴の起こる磁場
強度８７５Ｇを発生する。プラズマ発生室２内部は真空
排気され、材料ガスがガス導入口１２から供給される。
これにより、磁場強度８７５Ｇの位置において、電子サ
イクロトロン共鳴により材料ガスがプラズマ化され、磁
力線に沿ってプラズマが試料１０の方向に流れ、試料１
０上に成膜が行われる。

【００２４】このとき、円錐形状金属筒１の拡がり角θ
を、１０°〜２０°の範囲にしておく。これにより、そ
のモ−ド変換量は入射マイクロ波電力の１０％以下とな
り、ＥＣＲ位置９における電界強度分布は或る程度一様
になる。但し、マイクロ波の分布は、必然的に中央でピ
−クを持つ形となる。

【００２５】そこで、本実施例では、大口径誘電体窓３
の上に、円錐状の金属塊１３を、その稜線が円錐形状金
属筒１の稜線と平行になるように設置する。なお金属塊
１３は釣鐘形状でも良い。これにより、導波管５内を伝
播してきた例えば円形ＴＥ11モ−ドのマイクロ波を、金
属塊１３の箇所でこれに類似の同軸ＴＥ11モ−ドのマイ
クロ波に変換して、中央部のマイクロ波の強度分布を弱
める。これにより、プラズマ発生室２内で電子サイクロ
トロン共鳴で発生したプラズマの径方向の分布は均一と
なり、このプラズマにより試料１０に成膜する膜厚の径
方向の分布は一様となる。

【００２６】図２は、本発明の第２実施例に係るプラズ
マプロセス装置の構成図である。本実施例では、第１実
施例で用いた円錐状の金属塊１３の代わりに、２枚の金
属板を屋根状に組合わせた金属片１４を用いている。こ
の金属片１４は丁番部分をネジ１５で留めてあり、その
開き角を可変にしてある。この金属片１４を大口径誘電
体窓３中央部に載せることで、第１実施例と同様にプラ
ズマの試料径方向の分布を均一化することができる。更
に、前記の開き角を、プラズマ処理する試料の特性に合
わせて調整することで、試料表面におけるプラズマの分
布つまりマイクロ波の分布を調整することができる。

【００２７】図３は、本発明の第３実施例に係るプラズ
マプロセス装置の構成図である。本実施例では、第１実
施例の円錐状金属塊１３に代えて、円錐状もしくは釣鐘
状の誘電体塊１６を、大口径誘電体窓３中央部に設置し
たものである。本実施例によれば、導波管５から導入さ
れたマイクロ波が試料１０方向に伝播する時、誘電体塊
１６により中央部のマイクロ波を反射させてから、大口
径誘電体窓３を透過させ、プラズマ発生室２に供給され
るマイクロ波の強度分布を均一にするものである。

【００２８】図４は、本発明の第４実施例に係るプラズ
マプロセス装置の構成図である。同図（ａ）の実施例で
は、円錐形状金属筒１内部を、複数枚の金属板１７をマ
イクロ波進行方向に略平行に立設して複数の空間（室）
に仕切り、中央部の強度の高いマイクロ波パワーを周辺
部に分配するものである。入力するマイクロ波のがＴＥ
11モードの場合には、マイクロ波電界に垂直に金属板１
７を設置するため、試料方向に伝播するマイクロ波のパ
ワーは、効率的に金属板１７によって分割される。中央
付近に設置される金属板１７ほど隣の金属板１７との間
隔を狭くし、周辺部の金属板１７ほど隣の金属板１７と
の間隔を広くする。金属板１７に仕切られた空間１８の
マイクロ波導入部（導波管５側）の開口比は中央部を小
さく、周辺部を大きくし、一方、マイクロ波出口部（大
口径誘電体窓３側）の開口比は、各空間で等しくなるよ
うにすると、マイクロ波出口部でのマイクロ波パワーの
径方向の分布は均一になる。

【００２９】図４（ａ）の実施例では、各金属板１７を
平板にしたが、図４（ｂ）に示す様に、各金属板１７を
中央側に湾曲させても、マイクロ波出口部の各空間の断
面積を等面積とし、更に、マイクロ波導入部では中央部
の間隔を狭くすることで、図４（ａ）の実施例よりも一
層マイクロ波の強度分布の均一化が図れる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、必然的に中央部の強度
が大きくなるマイクロ波を、反射を増やすことなくその
中央部の強度を弱め、均一なマイクロ波を生成させるこ
とができる。従って、マイクロ波と磁場の相互作用（Ｅ
ＣＲ）により生成されるプラズマを均一にでき、大口径
の試料の全面を均一にプラズマ処理することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るプラズマプロセス装
置の構成図である。

【図２】本発明の第２実施例に係るプラズマプロセス装
置の構成図である。

【図３】本発明の第３実施例に係るプラズマプロセス装
置の構成図である。

【図４】本発明の第４実施例に係るプラズマプロセス装
置の構成図である。

【図５】高周波を用いた公知例に係るプラズマプロセス
装置の構成図である。

【図６】マイクロ波を用いた公知例に係るプラズマプロ
セス装置の構成図である。

【図７】マイクロ波を用いた別の公知例に係るプラズマ
プロセス装置の構成図である。

【符号の説明】

１…円錐形状円錐状金属筒、２…プラズマ発生室、３…
大口径誘電体窓、４…円錐状金属筒内部、５…導波管、
６…誘電体板、７…真空排気口、８…磁場コイル、９…
ＥＣＲ位置、１０…試料、１１…試料台、１２…原料ガ
ス導入口、１３…金属塊、１４…金属片、１５…ネジ、
１６…誘電体塊、１７…金属板。

フロントページの続き (72)発明者福田琢也茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者轟悟神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者田中政博神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マイクロ波と放電ガスが導入されるプラ
ズマ生成室と、該プラズマ生成室内に磁場を発生させる
磁場発生手段と、前記プラズマ生成室へのマイクロ波導
入用導波管として機能し該プラズマ生成室側先端部の開
口径が拡げられた円錐状金属筒とを備え、マイクロ波と
磁場との共鳴作用により前記プラズマ生成室内で発生し
たマイクロ波放電プラズマを用い該プラズマ生成室内に
設置された試料をプラズマ処理するプラズマプロセス装
置において、前記円錐状金属筒内の前記先端部側中央
に、前記プラズマ生成室に導入されるマイクロ波の中央
部分の強度を弱め前記試料近傍のプラズマを一様にする
円錐状もしくは釣鐘状の金属塊を設置したことを特徴と
するプラズマプロセス装置。
【請求項２】マイクロ波と放電ガスが導入されるプラ
ズマ生成室と、該プラズマ生成室内に磁場を発生させる
磁場発生手段と、前記プラズマ生成室へのマイクロ波導
入用導波管として機能し該プラズマ生成室側先端部の開
口径が拡げられた円錐状金属筒とを備え、マイクロ波と
磁場との共鳴作用により前記プラズマ生成室内で発生し
たマイクロ波放電プラズマを用い該プラズマ生成室内に
設置された試料をプラズマ処理するプラズマプロセス装
置において、前記円錐状金属筒内の前記先端部にマイク
ロ波を透過する誘電体板を前記試料に平行かつ近接して
設けると共に、前記プラズマ生成室内に導入されるマイ
クロ波の強度分布を屋根部分の頂角の開き角にて調整す
る屋根状金属片を前記誘電体板の中央部に設置したこと
を特徴とするプラズマプロセス装置。
【請求項３】マイクロ波と放電ガスが導入されるプラ
ズマ生成室と、該プラズマ生成室内に磁場を発生させる
磁場発生手段と、前記プラズマ生成室へのマイクロ波導
入用導波管として機能し該プラズマ生成室側先端部の開
口径が拡げられた円錐状金属筒とを備え、マイクロ波と
磁場との共鳴作用により前記プラズマ生成室内で発生し
たマイクロ波放電プラズマを用い該プラズマ生成室内に
設置された試料をプラズマ処理するプラズマプロセス装
置において、前記円錐状金属筒内の前記先端部にマイク
ロ波を透過する誘電体板を前記試料に平行かつ近接して
設けると共に、該誘電体板の中央部にマイクロ波を反射
させ前記プラズマ生成室に導入されるマイクロ波の中央
部分の強度を弱め前記試料近傍のプラズマを一様にする
円錐状もしく釣鐘状の誘電体塊を設けることを特徴とす
るプラズマプロセス装置。
【請求項４】マイクロ波と放電ガスが導入されるプラ
ズマ生成室と、該プラズマ生成室内に磁場を発生させる
磁場発生手段と、前記プラズマ生成室へのマイクロ波導
入用導波管として機能し該プラズマ生成室側先端部の開
口径が拡げられた円錐状金属筒とを備え、マイクロ波と
磁場との共鳴作用により前記プラズマ生成室内で発生し
たマイクロ波放電プラズマを用い該プラズマ生成室内に
設置された試料をプラズマ処理するプラズマプロセス装
置において、前記円錐状金属筒内を数枚の金属製の仕切
板で数個の空間に仕切り、各空間のマイクロ波出口の開
口比が等しくなるようにし、且つマイクロ波導入部の開
口比を中央部ほど小さくして中央部に集中するマイクロ
波パワーを各空間に等分配し、マイクロ波を前記プラズ
マ生成室に導入する構成としたことを特徴とするプラズ
マプロセス装置。
【請求項５】大面積の基板の加工面にマイクロ波を照
射し電子サイクロトロン共鳴により発生させたプラズマ
にて前記加工面をプラズマ処理するプラズマプロセス装
置において、入射するマイクロ波のモードを変換するこ
となくマイクロ波を前記基板の大きさに広げる金属筒
と、該金属筒の出口端中央に設置され、マイクロ波の中
央部の強度を減衰させて該金属筒通過後に周辺部の強度
に合わせる手段と、該金属筒通過後のマイクロ波にて電
子サイクロトロン共鳴を起こさせプラズマを発生させる
手段とを備えることを特徴とするプラズマプロセス装
置。
【請求項６】大口径の基板の加工面にマイクロ波を照
射し電子サイクロトロン共鳴により発生させたプラズマ
にて前記加工面をプラズマ処理するプラズマプロセス装
置において、入射するマイクロ波の円形ＴＥ11モードを
変換することなくマイクロ波を前記基板の口径に広げる
金属筒と、該金属筒の出口端中央に設置され該金属筒通
過後のマイクロ波を同軸ＴＥ11モードに変換する手段
と、該金属筒通過後のマイクロ波にて電子サイクロトロ
ン共鳴を起こさせプラズマを発生させる手段とを備える
ことを特徴とするプラズマプロセス装置。
【請求項７】大面積の基板の加工面にマイクロ波を照
射し電子サイクロトロン共鳴により発生させたプラズマ
にて前記加工面をプラズマ処理するプラズマプロセス装
置において、入射するマイクロ波のモードを変換するこ
となく該マイクロ波を前記基板の大きさに広げる金属筒
と、該金属筒内部にて中央部のマイクロ波パワーを周辺
部に分配し該金属筒の出口側でのマイクロ波パワーの分
布の均一化を図る手段と、該金属筒通過後のマイクロ波
にて電子サイクロトロン共鳴を起こさせプラズマを発生
させる手段とを備えることを特徴とするプラズマプロセ
ス装置。
【請求項８】半導体基板を加工処理して集積回路を製
造する半導体製造装置において、請求項１乃至請求項７
のいずれかに記載のプラズマプロセス装置を備え、該プ
ラズマプロセス装置により前記半導体基板にエッチング
或いは薄膜生成を施すことを特徴とする半導体製造装
置。
【請求項９】プラズマプロセス装置に使用され、入力
されるマイクロ波を少なくとも試料の面積までマイクロ
波のモードを変換することなく広げるマイクロ波導入用
導波管において、出口端中央に設置され、マイクロ波の
中央部の強度を減衰させて該導波管通過後に周辺部の強
度に合わせる円錐状または釣鐘状の金属塊を備えること
を特徴とするマイクロ波導入用導波管。
【請求項１０】プラズマプロセス装置に使用され、入
力されるマイクロ波を少なくとも試料の面積までマイク
ロ波のモードを変換することなく広げるマイクロ波導入
用導波管において、内部にて中央部のマイクロ波パワー
を周辺部に分配し出口側でのマイクロ波パワー分布の均
一化を図る複数の良導体板をマイクロ波進行方向に略平
行に備えたことを特徴とするマイクロ波導入用導波管。