JP3728593B2

JP3728593B2 - Plasma process equipment

Info

Publication number: JP3728593B2
Application number: JP2001080091A
Authority: JP
Inventors: 健吉岡; 勉手束; 秀之数見; 真司白川; 金也小林; 健蔵島; 和夫鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2020-12-21
Also published as: JP2001332541A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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大面積の試料に薄膜形成若しくはエッチング加工を均一に行うプラズマプロセス装置に係り、特に、外部磁場コイルが設けられ、マイクロ波の周波数とプラズマ中の電子サイクロトロン周波数が一致するようにして、プラズマ生成効率を高めたＥＣＲ(Elec-tron Cyclotron Resorance）装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＥＣＲ装置の典型的な構成として、J. Asmussen, Electron Cyclotron resonance microwave discharges for etching and thin film depositiam, J. Vac. Sci. Technol 883, A7, 1989 に示されたものが知られている。これは、図４に示すように、上部より導波管１にてマイクロ波２（通常２.４５ＧHz）をプラズマ室３内に導き、外部に設置した磁場コイル４により、プラズマ室３中に所要の磁場(通常８７５guass）を生成し、ＥＣＲ層（ＥＣＲを起こすような等磁場面）を作ってプラズマを形成するようになっている。そして、プラズマ中で生成された気相反応物が下方の基板５上に到達し、該基板５に対して薄膜成長やエッチングを行う。
【０００３】
上記構成のＥＣＲ装置は、プラズマを効率良く形成できるために急速に実用範囲を広げているが、薄膜トランジスタ(ＴＦＴ thin film transister）の作成工程のうち、ａ−Ｓi膜（amolphaus silicon膜）を大面積ガラス基板に生成するときなどに問題が生じる。すなわち、キャリア移動度の大きい良質のａ−Ｓi膜を生成するには、マイクロ波の入力パワーを下げてラジカル含有量に比してイオン含有量の少ないプラズマを形成して、微結晶度の少ない薄膜を形成する必要があるが、その場合、上記ＥＣＲ装置ではプラズマは容器中央部分に集中・局在化し、その結果、薄膜分布が基板中央で厚く、周辺部で薄くなってしまう欠点がある。
【０００４】
このようにプラズマ不均一性の問題を解決するために多くの出願がなされている。それらは二つのグループに分けることができ、その第１のグループに属するものは、特開昭６３−２１９１２８号公報、特開昭６３−４３３２４号公報、特開平１−１００２６３号公報、特開平２−５０４２９号公報などであって、プラズマ領域から基板に至るまでの磁力線を発散型にすることによって、仮に生成プラズマが局所集中していても基板に入射するときには充分に拡大させ、不均一性を緩和しようというものである。
【０００５】
また、第２のグループに属するものは、特開昭６２−２４８２２６号公報、特開昭６３−１３１５００号公報、特開昭６３−３１６４２７号公報、特開平２−１７０９７８号公報などであって、プラズマ室内でプラズマ集中の原因となるマイクロ波の分布を導波管やアンテナ形状の工夫によって拡げ、プラズマを均一化しようというものである。具体的には、上記各公報では、スリット付き板状アンテナをプラズマ室の壁際に配し、そこでのマイクロ波を強くしてプラズマ分布を周辺部に集めるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術のうち、第１のグループに属するものでは、小さなプラズマを拡大・希釈するものであるから、薄膜速度が拡大率に反比例して低下し、また極端な拡大はできないところから、Ａ４サイズ以上の液晶パネルの作成には向かないという問題がある。
【０００７】
また、第２のグループに属するものでは、プラズマが直接金属物に接触するため、成膜時に金属汚染を引き起こすという問題がある。この金属汚染に対しては、図５に示すように、金属三角錐６をテーパ導波管７内に配し、マイクロ波を周辺部に局在させるようにしたものが同一出願人により出願されている。これは、石英仕切板８でプラズマが分離されるので、金属汚染の心配はないが、テーパ導波管７内に入ってくるマイクロ波モードがＴＥ_１１の直線偏波モードであるために、金属三角錐６の底部に相当量の高周波電流が流れ、それが二次放射アンテナとなってプラズマ室３中心部にも再び強いマイクロ波強度分布を作ってしまうため、プラズマの均一化が期待したほど達成できない。
【０００８】
本発明の目的は、マイクロ波の分布を周辺部局在となるようにして、プラズマ分布を平坦にし成膜の均一化を図ることができるプロセスプラズマ装置を提案することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、放電ガスが導入されプラズマが生成されるプラズマ生成室と、該プラズマ生成室に磁場を発生する磁場発生手段と、前記プラズマ生成室にマイクロ波を導入する導波管とを備え、前記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に生成するプラズマを用いて、該プラズマ生成室内に設置された試料の表面処理を行うプラズマプロセス装置において、前記導波管内に筒状の金属製導体を該導波管と同軸状に設置するとともに、前記マイクロ波のモードを直線偏波モードから同軸ＴＥＭモードに変換する同軸導波管変換器を前記金属製導体の入口側端部に設け、前記同軸導波管変換器の入力端を前記直線偏波モードのマイクロ波を伝送する矩形導波管に接続し、前記同軸導波管変換器の出力端を前記導波管に接続するとともに同軸出力の内導体を前記金属製導体の一端に接続したものである。
【００１０】
また、本発明は、放電ガスが導入されプラズマが生成されるプラズマ生成室と、該プラズマ生成室に磁場を発生する磁場発生手段と、前記プラズマ生成室にマイクロ波を導入する導波管とを備え、前記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に生成するプラズマを用いて、該プラズマ生成室内に設置された試料の表面処理を行うプラズマプロセス装置において、前記導波管内に筒状の金属製導体を該導波管と同軸状に設置するとともに、前記マイクロ波のモードを直線偏波モードから同軸ＴＥＭモードに変換する同軸導波管変換器を前記金属製導体の入口側端部に設け、前記同軸導波管変換器の入力端を前記直線偏波モードのマイクロ波を伝送する矩形導波管に接続し、前記同軸導波管変換器の出力端を前記導波管に接続するとともに同軸出力の内導体を前記金属製導体の一端に接続し、さらに前記金属製導体の内側に磁場コイルを設置し、該磁場コイルの電流を前記磁場発生手段の電流に対して逆向きとしたものである。
【００１１】
上記構成によれば、同軸導波管変換器を設けたことにより、マイクロ波モードを導波管の直前でＴＥ_１１直線偏波モードからＴＥＭ同軸モードに変換することができ、さらに、導波管内に金属製導体を同軸状に設置したので、変換したＴＥＭ同軸モードのマイクロ波をそのままプラズマ生成室まで導くことができ、周辺部に強いマイクロ波分布を形成することができる。その結果、試料に形成される成膜を均一にすることが可能となる。
【００１２】
また、金属製導体をテーパ状に形成すると、マイクロ波の進行性、すなわちホーン（出口周りの境界条件によって反射波が誘起され、それが全体のマイクロ波分布を乱してしまうが、その反射波誘起が少ないこと）がよくなって、より確実にプラズマ均一化を図ることができる。
【００１３】
さらに、金属製導体の内側に磁場コイルを設置し、該磁場コイルの電流を磁場発生手段の電流に対して逆向きにすると、プラズマ生成部で磁場が強め合い、試料に向かうに従って開いた磁力線パターンとなる。これにより、試料上にはドーナツ状のプラズマが降り注ぐことになり、試料に形成される成膜をより一層均一にすることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は本発明のプラズマプロセス装置の概略構成を示している。図において、矩形導波管１０の一端側にはマグネトロン１１が、他端側には同軸導波管変換器１２がそれぞれ接続されている。また同軸導波管変換器１２にはテーパ導波管１３が接続され、そのテーパ導波管１３の外側に磁場コイル１４が配設されている。テーパ導波管１３の内部にはテーパ状をした同軸ホーンアンテナ１５がテーパ導波管１３と同軸状に設けられ、その同軸ホーンアンテナ１５の一端は同軸導波管変換器１２の同軸出力の内導体とつながっている。なお、図中の符号１６は石英仕切板を、１７はプラズマを、１８は基板をそれぞれ示している。
【００１５】
次に本実施の形態の作用について説明する。
マグネトロン１１より発生したマイクロ波（通常２．５４ＧＨｚ）はＴＥ_１１モードで矩形導波管１０を伝わり、同軸導波管変換器１２に至り同軸ＴＥＭモードに変わる。同軸ＴＥＭモードのマイクロ波は同軸ホーンアンテナ１５を伝わり、石英仕切板１６の外で共鳴層にぶつかりプラズマ１７を電離する。そして、磁場コイル１４は共鳴層で電子サイクロトロン周波数となるような磁場（通常８７５gauss）を発生する。プラズマ１７は概念的にドーナツ状のものとなり、そこで生成された中性ラジカル種が基板１８上に拡散・堆積することにより、結果として平坦な成膜が行われる。
【００１６】
同軸導波管変換器１２は一般によく用いられるもので、通常の設計法に従って製作すればよく、特に目新しいものではない。同軸ホーンアンテナ１５は、材質は例えばアルミニウムなどの良導体を用いて製作する。同軸ホーンアンテナ１５はマイクロ波の進行に従ってその開口面積が大きくなるものであるから、反射波の発生が抑えられる傾向を有しており、反射波によってマイクロ波分布を乱してしまうことが少ないという利点を有している。
【００１７】
図２は、開口部における、つまりＡ−Ａ線に沿ったマイクロ波電場Ｅ及び磁場Ｈのパターンを示している。従来技術におけるマイクロ波電場Ｅ及び磁場Ｈのパターンは、図６および図７のようになる。図６は図５のＢ−Ｂ線に沿ったパターン（円形ＴＥ_１１モード）であり、図７は図５のＣ−Ｃ線に沿ったパターン（同軸ＴＥ_１１モード）である。これらのパターンはＴＥ_１１モードのものであり、内導体に電流が流れる結果、電波がここで放射され、結果としてのマイクロ波が乱れてしまう。これに対して本発明のマイクロ波パターンでは、図２に示すように、内導体を横切って電流は流れないため、ここでの放射は問題を生じない。
【００１８】
図３は本発明の他の実施の形態を示している。本実施の形態は同軸ホーンアンテナ１５の中に第２の磁場コイル２０が設けられたもので、この磁場コイル２０には、テーパ導波管１３の外側に設けられた磁場コイル１４を流れる電流とは逆向きの電流を流すようになっている。これにより、プラズマ生成部のあたりで磁場が強め合い、基板１８に向かうに従って開いた磁力線パターンとなる。そして、基板１８にはドーナツ状のプラズマが拡大されて降り注ぐことになり（プラズマは磁力線に沿って移動するため）、基板１８上での均一性を一層増すことになる。また、磁場コイル２０に流す電流を可変とし調節可能とすれば、基板１８上での成膜の均一性をより一層向上させることができる。なお、図中の符号２１は磁場コイル２０につながった引出線を、２２は引出線２２の端部に設けられた端子をそれぞれ示している。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マイクロ波を軸対称性のよい同軸ＴＥＭモードとしてプラズマ生成室まで導くことができるので、非中心集中型のマイクロ波分布ひいてはプラズマ分布を形成することが可能となる。その結果、大面積の基板にても均一性の高い膜を高いスループットで生成できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるプラズマプロセス装置の概略構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態によるプラズマプロセス装置の概略構成図である。
【図４】従来のプラズマプロセス装置の一例を示した図である。
【図５】従来のプラズマプロセス装置の他の例を示した図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図７】図５のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１０矩形導波管
１１マグネトロン
１２同軸導波管変換器
１３テーパ導波管
１４，２０磁場コイル
１５同軸ホーンアンテナ
１６石英仕切板
１７プラズマ
１８基板
２１引出線
２２端子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma processing apparatus for uniformly forming a thin film or etching a large area sample using plasma generated by microwave discharge, and more particularly, an external magnetic field coil is provided, and the microwave frequency and plasma The present invention relates to an ECR (Elec-tron Cyclotron Resorance) apparatus in which the plasma generation efficiency is increased by matching the electron cyclotron frequency in the device.
[0002]
[Prior art]
As a typical configuration of a conventional ECR apparatus, one shown in J. Asmussen, Electron Cyclotron resonance microwave discharges for etching and thin film depositiam, J. Vac. Sci. Technol 883, A7, 1989 is known. As shown in FIG. 4, the microwave 2 (usually 2.45 GHz) is guided into the plasma chamber 3 from the top through the waveguide 1 and is required in the plasma chamber 3 by the magnetic coil 4 installed outside. A magnetic field (usually 875 guass) is generated, and an ECR layer (an isomagnetic surface that causes ECR) is created to form plasma. Then, the gas phase reactant generated in the plasma reaches the lower substrate 5, and thin film growth and etching are performed on the substrate 5.
[0003]
The ECR apparatus having the above configuration is rapidly expanding the practical range because it can efficiently form plasma, but the a-Si film (amolphaus silicon film) is large in the thin film transistor (TFT thin film transistor) production process. Problems arise when producing on a glass substrate. That is, in order to produce a high-quality a-Si film having a high carrier mobility, the microwave input power is lowered to form a plasma having a smaller ion content than the radical content, thereby reducing the microcrystallinity. In this case, the ECR apparatus has a disadvantage that the plasma is concentrated and localized in the central portion of the container, and as a result, the thin film distribution is thick at the center of the substrate and thin at the peripheral portion.
[0004]
Many applications have been filed to solve the problem of plasma non-uniformity. They can be divided into two groups, and those belonging to the first group are disclosed in JP-A 63-219128, JP-A 63-43324, JP-A 1-100263, and JP-A 2 -50429, etc., and by making the lines of magnetic force from the plasma region to the substrate divergent, even if the generated plasma is locally concentrated, it is sufficiently enlarged when incident on the substrate, and the non-uniformity is reduced. It is to relax.
[0005]
Further, those belonging to the second group are JP-A-62-248226, JP-A-63-131500, JP-A-63-331627, JP-A-2-170978, and the like. The aim is to make the plasma uniform by widening the distribution of microwaves that cause plasma concentration in the plasma chamber by devising the shape of the waveguide and antenna. Specifically, in each of the above-mentioned publications, a plate antenna with slits is arranged near the wall of the plasma chamber, and the microwave distribution is strengthened to collect the plasma distribution in the peripheral part.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, among the above-mentioned conventional techniques, those belonging to the first group are those that expand and dilute small plasma, so that the thin film speed decreases in inverse proportion to the expansion rate, and extreme expansion is not possible. There is a problem that it is not suitable for making a liquid crystal panel of A4 size or larger.
[0007]
Further, in the case of the member belonging to the second group, there is a problem that metal contamination is caused at the time of film formation because plasma directly contacts a metal object. For this metal contamination, as shown in FIG. 5, the same applicant filed an application in which a metal triangular pyramid 6 is arranged in a tapered waveguide 7 and the microwave is localized in the peripheral portion. ing. This is because the plasma quartz partition plate 8 is separated, there is no fear of metal contamination, for microwave mode entering the tapered waveguide within 7 is linear polarization mode of the TE _11, the metal A considerable amount of high-frequency current flows at the bottom of the triangular pyramid 6, which becomes a secondary radiation antenna and again creates a strong microwave intensity distribution in the central part of the plasma chamber 3. Cannot be achieved.
[0008]
An object of the present invention is to propose a process plasma apparatus capable of flattening the plasma distribution and making the film formation uniform by making the microwave distribution local to the periphery.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention introduces a plasma generation chamber in which a discharge gas is introduced and plasma is generated, a magnetic field generation means for generating a magnetic field in the plasma generation chamber, and a microwave is introduced into the plasma generation chamber. In the plasma process apparatus, comprising: a waveguide, wherein the plasma generated in the plasma generation chamber by the resonance action of the microwave and the magnetic field is used to perform a surface treatment of the sample installed in the plasma generation chamber. A cylindrical metal conductor is installed coaxially with the waveguide in a wave tube, and a coaxial waveguide converter for converting the microwave mode from a linear polarization mode to a coaxial TEM mode is provided in the metal conductor. of setting only the inlet end, connects the input end of the coaxial waveguide converter into a rectangular waveguide that transmits microwaves of the linear polarization mode, the output end of the coaxial waveguide converter It is obtained by connecting the inner conductor of the coaxial output to one end of the metallic conductor as well as connected to the waveguide.
[0010]
The present invention also includes a plasma generation chamber in which discharge gas is introduced and plasma is generated, magnetic field generation means for generating a magnetic field in the plasma generation chamber, and a waveguide for introducing microwaves into the plasma generation chamber. A plasma processing apparatus for performing a surface treatment of a sample placed in the plasma generation chamber using a plasma generated in the plasma generation chamber by the resonance action of the microwave and the magnetic field, and having a cylindrical shape in the waveguide And a coaxial waveguide converter for converting the microwave mode from a linearly polarized wave mode to a coaxial TEM mode. setting only connects the input end of the coaxial waveguide converter into a rectangular waveguide that transmits microwaves of the linear polarization mode, the output end of the coaxial waveguide converter into the waveguides Connection The inner conductor of Rutotomoni coaxial output connected to one end of the metallic conductor, further magnetic field coil is installed inside the metallic conductor, and reverse the current of the magnetic field coil with respect to the current of the magnetic field generating means It is a thing.
[0011]
According to the above configuration, by providing the coaxial waveguide converter, the microwave mode can be converted from the TE ₁₁ linear polarization mode to the TEM coaxial mode immediately before the waveguide, Since the metal conductor is coaxially installed, the converted TEM coaxial mode microwave can be guided to the plasma generation chamber as it is, and a strong microwave distribution can be formed in the peripheral portion. As a result, the film formed on the sample can be made uniform.
[0012]
In addition, when the metal conductor is formed in a tapered shape, the progress of the microwave, that is, the horn (the reflected wave is induced by the boundary conditions around the outlet, which disturbs the entire microwave distribution, but the reflected wave (Induction is less) and the plasma can be made more uniform.
[0013]
Furthermore, when a magnetic field coil is installed inside the metal conductor and the current of the magnetic field coil is reversed with respect to the current of the magnetic field generating means, the magnetic field is strengthened in the plasma generation unit, and the magnetic field line pattern opened toward the sample It becomes. As a result, donut-shaped plasma falls on the sample, and the film formed on the sample can be made more uniform.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a plasma processing apparatus of the present invention. In the figure, a magnetron 11 is connected to one end of a rectangular waveguide 10 and a coaxial waveguide converter 12 is connected to the other end. A tapered waveguide 13 is connected to the coaxial waveguide converter 12, and a magnetic field coil 14 is disposed outside the tapered waveguide 13. A tapered coaxial horn antenna 15 is provided coaxially with the tapered waveguide 13 inside the tapered waveguide 13, and one end of the coaxial horn antenna 15 is included in the coaxial output of the coaxial waveguide converter 12. It is connected to the conductor. In the figure, reference numeral 16 denotes a quartz partition plate, 17 denotes plasma, and 18 denotes a substrate.
[0015]
Next, the operation of this embodiment will be described.
The microwave (generally 2.54 GHz) generated from the magnetron 11 is transmitted through the rectangular waveguide 10 in the TE ₁₁ mode, reaches the coaxial waveguide converter 12, and changes to the coaxial TEM mode. The microwave in the coaxial TEM mode is transmitted through the coaxial horn antenna 15, hits the resonance layer outside the quartz partition plate 16, and ionizes the plasma 17. The magnetic field coil 14 generates a magnetic field (usually 875 gauss) having an electron cyclotron frequency in the resonance layer. The plasma 17 is conceptually donut-shaped, and neutral radical species generated therein are diffused and deposited on the substrate 18, resulting in flat film formation.
[0016]
The coaxial waveguide converter 12 is generally used and may be manufactured according to a normal design method, and is not particularly novel. The coaxial horn antenna 15 is manufactured using a good conductor such as aluminum. Since the opening area of the coaxial horn antenna 15 increases as the microwave progresses, the generation of the reflected wave tends to be suppressed, and the microwave distribution is less likely to be disturbed by the reflected wave. Has advantages.
[0017]
FIG. 2 shows the pattern of the microwave electric field E and the magnetic field H at the opening, that is, along the line AA. The patterns of the microwave electric field E and the magnetic field H in the prior art are as shown in FIGS. 6 shows a pattern (circular TE ₁₁ mode) along the line BB in FIG. 5, and FIG. 7 shows a pattern (coaxial TE ₁₁ mode) along the line CC in FIG. These patterns are of the TE ₁₁ mode, and as a result of current flowing through the inner conductor, radio waves are radiated here and the resulting microwaves are disturbed. On the other hand, in the microwave pattern of the present invention, as shown in FIG. 2, no current flows across the inner conductor, so that the radiation here does not cause a problem.
[0018]
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, the second magnetic field coil 20 is provided in the coaxial horn antenna 15, and the magnetic field coil 20 includes a current flowing through the magnetic field coil 14 provided outside the tapered waveguide 13. Is designed to pass a reverse current. As a result, the magnetic field strengthens around the plasma generation unit, and a magnetic field line pattern that opens toward the substrate 18 is obtained. Then, the donut-shaped plasma is expanded and poured onto the substrate 18 (since the plasma moves along the lines of magnetic force), and the uniformity on the substrate 18 is further increased. Further, if the current flowing through the magnetic field coil 20 is variable and adjustable, the uniformity of film formation on the substrate 18 can be further improved. In the figure, reference numeral 21 denotes a lead line connected to the magnetic field coil 20, and 22 denotes a terminal provided at an end of the lead line 22.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the microwave can be guided to the plasma generation chamber as a coaxial TEM mode with good axial symmetry, a non-centralized microwave distribution and thus a plasma distribution can be formed. It becomes possible. As a result, a highly uniform film can be generated with high throughput even on a large-area substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing an example of a conventional plasma processing apparatus.
FIG. 5 is a view showing another example of a conventional plasma processing apparatus.
6 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
7 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rectangular waveguide 11 Magnetron 12 Coaxial waveguide converter 13 Tapered waveguide 14, 20 Magnetic coil 15 Coaxial horn antenna 16 Quartz partition plate 17 Plasma 18 Substrate 21 Lead wire 22 Terminal

Claims

放電ガスが導入されプラズマが生成されるプラズマ生成室と、該プラズマ生成室に磁場を発生する磁場発生手段と、前記プラズマ生成室にマイクロ波を導入する導波管とを備え、前記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に生成するプラズマを用いて、該プラズマ生成室内に設置された試料の処理を行うプラズマプロセス装置において、
前記導波管内に筒状の金属製導体を該導波管と同軸状に設置するとともに、前記マイクロ波のモードを直線偏波モードから同軸ＴＥＭモードに変換する同軸導波管変換器を前記金属製導体の入口側端部に設け、前記同軸導波管変換器の入力端を前記直線偏波モードのマイクロ波を伝送する矩形導波管に接続し、前記同軸導波管変換器の出力端を前記導波管に接続するとともに同軸出力の内導体を前記金属製導体の一端に接続してなることを特徴とするプラズマプロセス装置。A plasma generation chamber in which discharge gas is introduced and plasma is generated; magnetic field generation means for generating a magnetic field in the plasma generation chamber; and a waveguide for introducing microwaves into the plasma generation chamber; In a plasma process apparatus for processing a sample installed in the plasma generation chamber using a plasma generated in the plasma generation chamber by a resonance action with a magnetic field,
A cylindrical metal conductor is installed in the waveguide coaxially with the waveguide, and a coaxial waveguide converter for converting the microwave mode from a linear polarization mode to a coaxial TEM mode is provided in the metal. only set the inlet end of the manufacturing conductor, connects the input end of the coaxial waveguide converter into a rectangular waveguide that transmits microwaves of the linear polarization mode, output of the coaxial waveguide converter A plasma processing apparatus comprising an end connected to the waveguide and a coaxial output inner conductor connected to one end of the metal conductor .

放電ガスが導入されプラズマが生成されるプラズマ生成室と、該プラズマ生成室に磁場を発生する磁場発生手段と、前記プラズマ生成室にマイクロ波を導入する導波管とを備え、前記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に生成するプラズマを用いて、該プラズマ生成室内に設置された試料の処理を行うプラズマプロセス装置において、前記導波管内に筒状の金属製導体を該導波管と同軸状に設置するとともに、前記マイクロ波のモードを直線偏波モードから同軸ＴＥＭモードに変換する同軸導波管変換器を前記金属製導体の入口側端部に設け、前記同軸導波管変換器の入力端を前記直線偏波モードのマイクロ波を伝送する矩形導波管に接続し、前記同軸導波管変換器の出力端を前記導波管に接続するとともに同軸出力の内導体を前記金属製導体の一端に接続し、さらに前記金属製導体の内側に磁場コイルを設置し、該磁場コイルの電流を前記磁場発生手段の電流に対して逆向きとしたことを特徴とするプラズマプロセス装置。A plasma generation chamber in which discharge gas is introduced and plasma is generated; magnetic field generation means for generating a magnetic field in the plasma generation chamber; and a waveguide for introducing microwaves into the plasma generation chamber; In a plasma processing apparatus for processing a sample installed in a plasma generation chamber using plasma generated in the plasma generation chamber by resonance with a magnetic field, a cylindrical metal conductor is introduced into the waveguide. It established the wave tube coaxially, only set a coaxial waveguide converter for converting the mode of the microwave from the linear polarization mode coaxially TEM mode to the inlet side end portion of the metallic conductor, the coaxial guide An input end of the wave tube converter is connected to a rectangular waveguide that transmits the microwave of the linearly polarized wave mode, and an output end of the coaxial waveguide converter is connected to the waveguide and a coaxial output Connect the inner conductor at one end of the metallic conductor, further magnetic field coil is installed inside the metallic conductor, and characterized in that a reverse current of the magnetic field coil with respect to the current of the magnetic field generating means Plasma process equipment.

請求項２記載のプラズマプロセス装置において、前記磁場コイルの引出線は、前記金属製導体の入口側端部から外部に引き出されていることを特徴とするプラズマプロセス装置。 3. The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein a lead wire of the magnetic field coil is led out from an inlet side end of the metal conductor.

請求項１又は２記載のプラズマプロセス装置において、前記導波管の形状がテーパ状である場合は、前記金属製導体はテーパ状に形成されていることを特徴とするプラズマプロセス装置。3. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein when the shape of the waveguide is tapered, the metal conductor is formed in a tapered shape.

請求項１，２又は４記載のプラズマプロセス装置において、
前記導波管は良導体で形成されていることを特徴とするプラズマプロセス装置。In the plasma processing apparatus according to claim 1, 2, or 4,
The plasma processing apparatus, wherein the waveguide is made of a good conductor.

ＴＥＭモードの電磁波を用いて、プラズマ発生することを特徴とするプラズマプロセス装置。 A plasma process apparatus, characterized in that plasma is generated using a TEM mode electromagnetic wave.