JPH0197399A - プラズマ処理方法および装置並びにプラズマ処理装置用モード変換器 - Google Patents

プラズマ処理方法および装置並びにプラズマ処理装置用モード変換器

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JPH0197399A
JPH0197399A JP63098330A JP9833088A JPH0197399A JP H0197399 A JPH0197399 A JP H0197399A JP 63098330 A JP63098330 A JP 63098330A JP 9833088 A JP9833088 A JP 9833088A JP H0197399 A JPH0197399 A JP H0197399A
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Hiroshi Nishimura
浩志 西村
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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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、プラズマ化されるへぎガスを導入するプラズ
マ生成室と、その室内に導入されたガスをプラズマ化さ
せるマイクロ波を、プラズマ生成室に形成されたマイク
ロ波導入用窓を介してプラズマ生成室内に供給する手段
とを有するプラズマ処理方法および装置ならびにプラズ
マ処理装置用モード変換器の改良に関する。
［従来の技・術］ このようなプラズマ処理装置として、従来、米国特許第
４，４０１．０５４号の’Ｐｌａｓｍａ　Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ八ｐｐａｒａｔｕｓへ”　、米国特許第４，４
９２，８２０号”ＰｌａｓｍａＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　
Ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ”、米国特
許第４．４５０．０３１号”Ｉｏｎ　Ｓｈｏｗｅｒ　Ａ
ｐｐａｒａｔｕｓ”　、特開昭［１０−１２０５２５号
（特願昭５８−２２８６４５号）「反応性イ　。
オンエツチング方法」が知られている。
この種プラズマ処理装置の構成の一例を第２図に示す。
第２図において、ｌＯは試料室、２０はプラズマ生成室
、３０はマイクロ波供給手段である。
試料室ｌＯは、試料４０を載置する試着台１１を有し、
および通気孔１２を介して、排気路１３に連結されてい
る。
プラズマ生成室２０は、通気孔１２側とは反対側におい
てプラズマ引き出し開口２１を介して試料室ｌＯと連通
し、および第１ガス導入系としての導入管２２を介して
外部の第Ｊガス源より第１ガスを室２０内に導く。開口
２１の外部に近接して、小孔を複数個あけた環状管２３
を配置し、第２ガス導入系としての導入管２４を介して
第２ガス源から第２ガスを試料室ｌＧに導く。室２０の
周りには冷却環部２５を配置し、この環部２５に冷却用
管２６を介して冷却源より水などのクーラントな供給す
る。
プラズマ生成室２０の開口２１とは対向する端壁には、
例えば石英ガラス板によるマイクロ波導入窓２７を設け
、この窓２７を介して、マイクロ波供給手段３０からの
マイクロ波をプラズマ生成室２０内に導き、ここで、ガ
ス導入管２２を介して室２０内に導入される第１ガスを
プラズマ化させる。
マイクロ波供給手段３０は、たとえは周波数２．４５Ｇ
ｌ（ｚのマイクロ波を発生するマグネトロンのようなマ
イクロ波源３１と、そのマイクロ波源３１ｈ）ら発生さ
せたマイクロ波を窓２７に向けて伝播させる矩形導波管
３２および３３と、これら導波管３２と３３との間に挿
入された整合器（チューナ）３４とを有する。ここで、
マイクロ波をＴＥモードて伝播させて、マイクロ波導入
窓２７を介してプラズマ生成室２０内に供給する。それ
によって、プラズマ生成室２０内に導入される第１ガス
を、矩形導波管３３から導入窓２７を介して導入される
マイクロ波によって励起させてプラズマ化する。
また、プラズマ生成室２０の周りには、電磁コイル５０
が配置され、導入されたマイクロ波の電子サイクロトロ
ン共鳴によって生した第１ガスのプラズマを試料室１０
内にプラズマ引ぎ出し窓２１を介して導入させる。
以上が従来公知のプラズマ処理装置の構成である。
このような構成を有するプラズマ処理装置によれば、試
料台ｌｌ上に試料４０を予め載置しておくことによって
、その試料４０を、プラズマ化されたガスによって、効
果的に処理してプラズマエツチングやプラズマ付着を行
うことかできる。
電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマを利用した
プラズマプロセス装着は種々の特長を有している。ＣＶ
Ｄへの応用ては、５ｉ０２．Ｓｉ３Ｎ４などの各種薄膜
を加熱なしの低温で緻密・高品質に形成でき、および基
板への損傷も極めて低い。さらにまた、エツチングへの
応用についても、高精度、高選択比、低損傷の特長を有
し、今後の超ＬＳＩの製造に不可欠と考えられる。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来のプラズマ処理装置の場合
、プラズマ生成室２０内に導入されるガスを励起するマ
イクロ波がＴＥモードであるため、プラズマ生成室２０
からのマイクロ波の反射が大きく、プラズマ生成が不安
定であり、第１ガスを効果的に励起させることかできな
いという欠点を有していた。
さらに加えて、通常のプラズマ処理装置では、試料の枚
葉処理を基本としており、処理速度等のスルーブツトに
関する特性については十分でなく、その特性向上か望ま
れていた。すなわち、これまでの特長を損なうことなく
、プラズマ強度の向上、イオン電流密度の向上を図る必
要があった。
そこで、本発明の目的は、上述した欠点を解決して、ス
ループットを向上させ、プラズマを安定に生成すること
のできる改良されたプラズマ処理方法および装置ならび
にプラズマ処理装置用モード変換器を提供することにあ
る。
本発明の他の目的は、プラズマ中を伝播するマイクロ波
特性についての種々の考察結果に基つぎ、矩形導波管モ
ード（通＄ＴＥ１ｏ）をそのプラズマ中の伝播モードと
結合しゃすい干−ドに変換してプラズマ生成室に導くよ
うにして、プラズマ生成効率を高めるようにしたプラズ
マ処理方法および装置ならびにプラズマ処理装置用モー
ド変換器を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明方法は、プラ
ズマ化されるへきガスがプラズマ生成室に導入されると
共に、マイクロ波源からの入力マイクロ波がそのプラズ
マ生成室に供給され、ガスを電子サイクロトロン共鳴に
よってプラズマ化させるプラズマ処理方法において、マ
イクロ波源からの第１モードの入力マイクロ波を受け、
その入力マイクロ波の少なくとも一部分を、マイクロ波
の進行方向の電界成分をもつ第２モードのマイクロ波に
変換し、第１および第２モードの波を含む混成モードの
マイクロ波をマイクロ波導入窓を介してプラズマ生成室
に導くことを特徴とする。
ここで、マイクロ波源からの入力マイクロ波を矩形導波
管を介してＴＥモードで伝播させ、そのＴＥモードのマ
イクロ波の少なくとも一部分をＴＭモードのマイクロ波
に変換し、ＴＥモードと７Ｍモードの混成モードのマイ
クロ波をプラズマ生成室に供給することができる。
本発明装置は、入力マイクロ波を発生するマイクロ波源
と、プラズマ化されるへきガスが導入されるプラズマ生
成室であって、プラズマ生成室に設けられたマイクロ波
導入窓を介して、マイクロ波源からの入力マイクロ波か
供給され、ガスを電子サイクロトロン共鳴によってプラ
ズマ化させるプラズマ生成室とを有するプラズマ処理装
置において、マイクロ波源からの第１モードの入力マイ
クロ波を受け、その入力マイクロ波の少なくとも一部分
を、当該入力マイクロ波の進行方向の電界成分をもつ第
２モードのマイクロ波に変換し、第１および第２モード
の波を含む混成モードのマイクロ波をマイクロ波導入窓
を介してプラズマ生成室に導く変換器を具えたことを特
徴とする。
ここで、変換器は、第１導波管と、第１導波管内に延在
して配置された話重体とで構成することができる。
第１導波管を円形導波管となし、さらに、マイクロ波源
からの入力マイクロ波をＴＥモードて伝播させる矩形導
波管と、矩形導波管と円形導波管との間に配置されたテ
ーパ導波管とを具え、円形導波管内において、その円形
導波管にテーパ導波管から導入されたＴＥモードのマイ
クロ波の少なくとも一部分を７Ｍモードのマイクロ波に
変換し、ＴＥモードと７Ｍモードの混成子−ドのマイク
ロ波を取り出すようにすることもできる。
さらに、第１導波管をテーパ導波管となし、さらに、マ
イクロ波源からの入力マイクロ波をＴＥモードで伝播さ
せる矩形導波管を具え、矩形導波管からのＴＥモードの
マイクロ波をテーパ導波管に導入し、その導入されたＴ
Ｅモードのマイクロ波の少なくとも一部分を７Ｍモード
のマイクロ波に変換し、ＴＥモードと７Ｍモードの混成
子−ドのマイクロ波を取り出すようにしてもよい。
上述の誘電体は、変換器に導入された入力マイクロ波の
進行方向に平行であり、かつ変換器に導入された入力マ
イクロ波の電界の方向に垂直になるように配置された誘
電体板とすることもでき上述の第１導波管は誘電体板を
案内する溝を有することができる。
上述の誘電体板は石英板とすることがてきる。
マイクロ波導入窓の土に第２の誘電体板を配置してもよ
い。
本発明子−ト変換器は、入力マイクロ波を発生するマイ
クロ波源と、プラズマ化されるへぎガスが導入されるプ
ラズマ生成室てあって、プラズマ生成室に設けられたマ
イクロ波導入窓を介して、マイクロ波源からの入力マイ
クロ波が供給され、ガスを電子サイクロトロン共鳴によ
ってプラズマ化させるプラズマ生成室とを有するプラズ
マ処理装置において、マイクロ波源からの第１モードの
入力マイクロ波を受け、その入力マイクロ波の少なくと
も一部分を、当該入力マイクロ波の進行方向の電界成分
をもつ第２モードのマイクロ波に変換する第１部材と、
第１および第２モードの波を含む混成モードのマイクロ
波をマイクロ波導入窓を介してプラズマ生成室に導く第
２部材とを具えたことを特徴とする。
ここで、第２部材は、第１導波管を有し、第１部材は第
１４波管内に延在して配置された誘電体を有することが
できる。
第１導波管は円形導波管てあり、マイクロ波源からの入
力マイクロ波をＴＥモードて伝播させる矩形導波管と、
矩形導波管と円形導波管との間に配置されたテーパ導波
管とを具え、円形導波管内において、その円形導波管に
テーパ導波管から導入されたＴＥモードのマイクロ波の
少なくとも一部分を７Ｍモードのマイクロ波に変換し、
ＴＥモードと７Ｍモードの混成モードのマイクロ波を取
り出すようにすることもで籾る。
さらに、第１導波管はテーパ導波管であり、マイクロ波
源からの入力マイクロ波をＴＥモードで伝播させる矩形
導波管を具え、矩形導波管からのＴＥ干−Ｆのマイクロ
波をテーパ導波管に導入し、その導入されたＴＥモード
のマイクロ波の少なくとも一部分をＴＭ干−トのマイク
ロ波に変換し、ＴＥモードとＴＭ千−ドの混成子−トの
マイクロ波を取り出すようにしてもよい。
上述の誘電体は、モード変換器に導入された入力マイク
ロ波の進行方向に平行であり、かつモード変換器に導入
された入力マイクロ波の電界の方向に垂直になるように
配置された誘電体板とすることができる。
上述の第１導波管は誘電体板を案内する渚を有すること
ができる。
上述の誘電体板は石英板とすることかできる。
マイクロ波導入窓の上に第２の誘電体板を配置してもよ
い。
［作　用〕 本発明においては、そのマイクロ波供給手段においてモ
ード変換を行って、マイクロ波をＴＥモードに代え、Ｔ
Ｅモードと７Ｍモードとの混成モードまたは７Ｍモード
でプラズマ生成室に供給する。
マイクロ波を導入してＥＣＲプラズマを効率よく生成す
るには、マイクロ波がプラズマ中をどのように伝播し、
吸収されるかを明らかにすることが重要である。プラズ
マ中マイクロ波の伝播については、通常、平面波での近
似による議論が多く、右回り波、左回り波の役割などの
取扱いが実際のプラズマ生成にどのように対応するのか
が必すしも十分には解析されていなかった。
一般に、ＥＣＲプラズマは半径がＩＯＣｍ程度でマイク
ロ波の波長と同程度であり、平面波近似による解析では
十分とはいえない。そこで、発明者はプラズマ生成室壁
の影響を十分に考慮して、磁界プラズマ中のマイクロ波
伝播特性について理論解析した。
以下ては、「円筒金属容器（半径ｒ）中に均一プラズマ
と−様な軸方向静磁界かある場合の軸方向（Ｚ方向）の
マイクロ波伝播特性」についてより一般的に取扱うこと
にする。
基本方程式としてＭａｘｖ＋ｅ目の方程式から出発し、
磁界中プラズマの性質を誘電率テンソルの形で表す。軸
方向（Ｚ方向）に伝播するマイクロ波電磁界を Ｅ　＝　Ｅ　（ｘ、ｙ）ｅ”＋ｔ−に′″）、　　Ｈ−
Ｈ（Ｘ、　ｙ）　ｅ　Ｉ　Ｌｄ　ｔ　−ｋ　ｚ　ｌとし
、誘電率テンソルを とする。ここに、 であり、ｃｏ・真空誘電率、ωｐ：プラズマ周波数。
ωＣ：電子サイクロトロン周波数である。
ＴＥ波はＨｚを求めることにより求まり、Ｈｚは次の方
程式を満たす（μ。：真空透磁率）。
＝　−ｉｋω□Ｅｚ　　　　　　　　　　（３）ε　Ｉ ＴＭ波はＥｚを求めることにより求まり、Ｅｌは次の方
程式を満たす。
＝　　ｉｋωμ。□１（ｚ　　　　　　　　　（４）ε
　１ 式（３）　、　（４）の右辺の係数が小さい場合は、近
似的にＨｚ、Ｅｚは分離され、ＴＥ波とＴＭ波になる。
定性的な傾向に着目し、計算を容易にするため、式（３
）　、　（４）の右辺の係数が比較的小さいとしてｌｌ
ｚ、　Ｅｚを次の形で求めた。
ここで、Ｈ２ｏ、Ｅｚｏは式（３）　、　（４）の右辺
を０とおいたときの解である。式（３１、（４）の右辺
の係数の影響はα、βに反映される。この近似で分散関
係を求めた。
境界条件として半径ｒ−ａに金属壁があり、そこでは面
に平行な電界成分が０となることが必要である。この条
件を課すと伝播可能な波について分散関係が得られ、式
（５）の第１式および第２式にそれぞれ対応して）ＨＥ
波（準ＴＥ波）およびＥＨ波（準ＴＭ波）の２つの混成
波の伝播特性が求まる。
ＨＥ波とＥＨ波の分散関係についての計算例を第１Ｉ図
および第１２図に示す。ここで、ωｐ／ω、−１，５、
（１１ｃ−３ＧＨｚ、ｒ−１０ｃｍとした。ＨＥ波はω
。とωＨ（ψ１Ｉ−Ｗ：混成共鳴周波数）で共鳴し、Ｅ
ｌｆ波ではω。とω２で共鳴を起す。また、右回り（ｎ
Ｊ）　と左回り（ｎ−１）の差は、ＥＨ波では存在せず
、またＨＥ波でも小さい。原点付近から伸びているモー
ドは、プラズマと静磁界の存在により新たに伝播可能と
なったモードであり、ＨＥ波の場合、電界は周辺で強く
、ＥＨ波の場合には中央部の電界も強い。低密度のプラ
ズマの条件（ω１〈ωＣ）のとき、Ｅ）ｌ波のこのモー
ドはω２で共鳴するが、高密度のプラズマ条件（ω２〉
ωｅ）では、ω。で共鳴する。
強度の大きいプラズマを安定に生成する観点からは、高
密度のプラズマ生成では（ω２〉ωｅ）＝プラズマ密度
に依存しない電子サイクロトロン共鳴周波数ω。て共鳴
する原点からのＥｌｌ波（混成波）のモードか安定であ
り、このモードの積極的な利用か、プラズマ生成効率の
向上、さらにはＥＣＲプラズマプロセスのスルーブツト
の向上に有効と考えられる。
本発明はこのような考察に基づいてなしたものであって
、本発明によるプラズマ処理装置によれは、プラズマ生
成室内に導入される第１ガスを励起するマイクロ波が、
そのマイクロ波の進行方向と同し方向の電界成分を有す
るので、マイクロ波がプラズマによく吸収され、その結
果、そのマイクロ波にプラズマ生成室内からの反射がほ
とんど生しないか、生するとしても無視し得る程度にし
か生ぜず、従って、第２図で示した従来のプラズマ処理
装冒の場合に比し、かかるマイクロ波によってガスを効
果的に励起することかてぎる。
なお、平面波で近似する場合に、左回り円偏波では電子
サイクロトロン共鳴が起こらないので、従来の核融合プ
ラズマ技術において、直線偏波を右回り円偏波に変換す
るモード変換の方法が知られている（例えは、Ｙｕｉｃ
ｈｉ　Ｓａｋａｍｏｔｏによる”Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎ
ｔ　　ｏｆ　　Ｐｏｗｅｒ　　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　　Ｅ
ｆｆｉｃｉｅｎｃｙｆｒｏｍ　　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　
　Ｆｉｅｌｄ　　ｔｏ　　Ｐｌａｓｍａ　　ｕｎｄｅｒ
　　ＥＣＲＣｏｎｄｉｔｉｏｎ　　”　　Ｊａｐａｎｅ
ｓｅ　　、１ｏｕｒｎａｌ　　ｏｆ　　Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ　、Ｖｏｌ　、１６．Ｎｏ、ｌ　ｌ　、
Ｎｏｖ、＋９７７　（ｐｐ、　＋９９３−１９９８）ま
たは「４０５電子サイクロ１−ロン共鳴加熱」、実験物
理学講座３０「プラズマ・核融合Ｊ、ｌｌ１１．５４８
−５ｆｉ４．１９７９年１２月５日発行（共立出版株式
会社））。この方法は平面波を使った近似に基づいてお
り、核融合プラズマの分野では正確であると考えられる
。しかし、ＥＣＲプラズマの場合のように、マイクロ波
の波長と同程度のデイメンジョン（１０ｃｍ程度）を有
する小体積のプラズマ生成には平面波による近似は有効
てないことかわかった。
平面波による近似ては、マイクロ波の反射や、干渉など
の効果が考慮されていないので、対象とするプラズマが
小さい空間のプラズマ生成室壁に囲まれていることを十
分に考慮して、理論解析することが必要になる。本発明
はかかる理論解析を上述したように行い、その結果に基
ついて完成したものである。
［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
実施例１　（プラズマ処理装置） 第１図および第３図は本発明の実施例１を示す。
ここで、第２図との対応部分に同一符号を付しそれらの
詳細説明を省略する。
第１図および第３図において、６０はマイクロ波導入部
を示す。このマイクロ波導入部６０は、マイクロ波導入
窓２７に結合された円形導波管６１と、矩形導波管３３
内のＴＥ、、モードのＴＥ波から円形導波管６１内のＴ
Ｅ＋＋モー１〜のＴＥ波へのモード変換を行うように、
矩形から円形にテーパづけされたテーバ導波管６２と、
円形導波管６１の内部に配設された誘電体、たとえば石
英ガラス板６３とを有する。この板６３は、導波管６１
に導入されたマイクロ波の進行方向に平行であり、かつ
そのマイクロ波の電界に垂直となるように配置される。
窓２７は支持部材６８によってプラズマ生成室２０に取
りつけられる。この支持部材６８の上に円形導波管６Ｉ
を固着する。
矩形導波管３３内を伝播してきたマイクロ波は、その電
界Ｅが進行方向Ｚと垂直なＴＥ波（通富はＴＥ、ｏモー
ド）であり、このＴＥ波はテーバ導波管６２によってＴ
Ｅ波のＴＥ、　、モードに変換されて円形導波管６１に
導入される。円形導波管６１に導入されたＴＥ波の一部
分は、誘電体板６３によりマイクロ波の電界が縦波成分
を有するようなモードのＴＭ波に変換されて、円形導波
管６１内をマイクロ波導入窓２７に向りて伝播される。
誘電体板６３によってマイクロ波導波路の周囲に形成さ
れるマイクロ波の電界分布は第４図のようになる。この
マイクロ波はその進行方向Ｚと同し方向の電界成分をも
つＴＭ波である。
従って、マイクロ波導入窓２７からプラズマ生成室２０
内に導入されるマイクロ波は、上記の゛ｆＭモードのマ
イクロ波とテーバ導波管６２によって変換されて円形導
波管６１に導入されたＴＥ＋＋モードのマイクロ波とが
混在した混成モードのマイクロ波である。この混成モー
ドのマイクロ波は、ＴＭモードの方か主であるのか、ま
たはＴＥモードの方か主であるのかに応して、それぞれ
、ＩＩＥモーＩ〜またはＥ）ｌモードのマイクロ波と呼
ばれるが、本発明ではそのどちらでもよい。本発明では
、マイクロ波の進行方向Ｚの成分をもつ電界がプラズマ
生成室２０内のプラズマに導入されるようにすればよい
。
このようにすると、電磁コイル５０によって生成される
Ｚ方向の磁場の回りに電子サイクロトロン運動によりら
せん運動しているプラズマ中の電子が、２方向成分をも
つ電界と十分に相互作用するので、安定なモードとなっ
てマイクロ波が効率よく伝播して電子サイクロトロン共
鳴領域に到達する。その結果、導入するマイクロ波かプ
ラズマに効率よく吸収される。このため、プラズマで反
射されるマイクロ波が極めて少なくなる。
らせん運動している電子かＺ方向成分をもつ電界と相互
作用しやすい理由は、２方向に垂直な方向への電子の運
動はＺ方向の磁場の束縛力のために制動力を受けるが、
磁場と同じ方向への電子の運動は磁場に束縛されず、自
由であるためと考えられる。
実施例２（プラズマ処理装置） 第５図、第６八図、第６Ｂ図および第７図は実施例２を
示す。
実施例２では実施例１における円形導波管６１を省略し
、変換用テーパ導波管６２内に誘電体板６３をマイクロ
波進行方向２に水平に、かつマイクロ波電界Ｅに垂直に
なるように配設する９すなわち、実施例２ては、テーパ
導波管６２と円形導波管１１および誘電体板６３による
モード変換部とを一体的に構成する。これにより、コン
パクトなマイクロ波導入用モード変換器が実現される。
さらに、符号６５および６６はテーパ導波管６２の下側
および上側フランジである。支持部月６８に下側フラン
ジ６５を固着する。
実施例２では、テーパ導波管６２は、第６八図および第
６Ｂ図に示すように、矩形導波管３３の矩形断面をその
長手方向の寸法にほぼ等しい直径を有する円形（例えは
１０ｃｍφ）断面に変換するような構造とする。このテ
ーパ導波管６２の外観を第７図に示ず。さらに、このテ
ーパ導波管６２の内部に配置されている誘電体板６３は
、たとえば、マイクロ波進行方向に長さ８ｃｍ、この進
行方向と直角な方向の幅］Ｏｃｍ、厚さ５ｍｍの石英ガ
ラス板とする。なお、マイクロ波導入窓２７は、プラズ
マ生成室２０を真空（低ガス圧）に保ち、かつマイクロ
波を導入するだめのものであり、ここでは厚さ１５ｍｍ
の石英ガラス板を用いることがてきる。
第８図に示すように、矩形導波管３３内をＴＥ、。モー
ドで伝播してきたマイクロ波は、テーパ導波管６２の内
部でその一部が誘電体板６３を伝送線路として７Ｍモー
ド波が話起される（誘電体表面波）。その結果、ＴＥ波
とＴＭ波とが混在し、従って電界が縦波成分を有する伝
播モードの混在波がマイクロ波導入窓２７を介してプラ
ズマ生成室２０内に導入され、ここでプラズマと結合し
、プラズマに吸収される。
上述したように、マイクロ波波長と同程度の寸法（また
はそ后より小）の有限空間におけるプラズマでは、縦波
成分を有する電磁波動が伝播するのてマイクロ波進行方
向に電界成分を有する導波モードはプラズマへのマイク
ロ波導入をスムーズに実現すると考えられる。
さらに、マイクロ波は誘電体板６３に沿って伝播される
のて、周囲の円筒導波管６１またはテーパ導波管６２の
金属壁の形状の影響を受りにくく、金属壁の凹凸による
マイクロ波の反射等の複雑な不安定性を除去することが
できる。
夫−幇 この実験ては、ガス導入管２２より０２ガスを流量５〜
５０ｃｃ／ｍｉｎでプラズマ生成室２０に導入し、この
室２０内のガス圧を１０−’Ｔｏｒｒ　〜２　Ｘ　１Ｏ
−３Ｔｏｒｒとした。磁気コイル５０には電子サイクロ
トロン共鳴条件がプラズマ生成室２０内のどこかで生じ
る１４〜２２Ａの広範囲の条件で電流を流した。整合器
３４の調整により、下記の良好な結果を得ることができ
た。
さらにまた、プラズマのイオン化率を同じマイクロ波導
入電力で約３倍にすることができた。さらに、マイクロ
波の反ＭＪ率が極めて小さくなったのて、従来よりも大
ぎな電力のマイクロ波をプラズマ生成室２０に導入する
ことが可能になり、総合的に従来よりも１０倍以上のイ
オン電流（１０〜２０ｍＡ／ｃｍ２）を試料４０が配置
されている試料室１０に引き出すことができた。
マイクロ波の整合に不利な条件のパルス状（間欠発振）
マイクロ波（５叶２および＋００＋１ｚの間欠発振１周
波数２．４５ＧＨｚ）を用いたとき、従来の装置では入
射パワー２００Ｗ〜１００ＯＷに対して４０〜５０零の
反射波を生じたのに対し、本発明の装置では２〜８％の
反射波しか発生せず、著しい特性向上が実現された。
本実施例では誘電体６３として板状の形状のものを用い
たが、誘電体６３として円柱状誘電体を用いることもで
きる。この場合のマイクロ波伝播モードは）ＩＥ、　、
モードが主となる。
第９Ａ図および第９Ｂ図はテーパ導波管６２の具体例を
示し、符号６７は下側フランジ６５にあけられた複数の
孔であり、これら孔６７を通してボルトを挿通して、窓
２７の支持部材６８へ下側フランジ６５を固着する。符
号６９は上側フランジ６６にあけられた複数の孔であり
、これら孔６９を通してボルトを挿通して、矩形導波管
３３へ上側フランジ６６を固着する。
符号７０と７１および７２と７３は、それぞれ、テーパ
導波管６２の内側管壁に所定の間隔をもって取付けられ
た各２条の細長い突起部材である。突起部材７０と７１
の組と突起部材７２と７３の組とは互いに対向する。こ
れら突起部材７０と７１および７２と７３によって形成
された溝の中に石英板６３の両端を案内する。
石英板６３の下端は窓２７に接触してもよいし、あるい
は、突起部材７０〜７３の各下端に石英板６３の掛止部
材を設けてもよい。なお、符号７４は下側の円形開口、
７５は上側の矩形開口を示す。
この実施例において、テーパ導波管６２の材料は銅で、
その表面に銀めっきを施した。上側の矩形間ロア５は約
３０Ｘ９０ｍｍ、下側の円形間ロア４は１００ｍｍφと
した。テーパ導波管６２の高さは１１（１ｍｍとした。
石英板６３としてはｇｇｘ　８０ｍｍで厚さ５ｍｍのも
のを用い、突起部材７０〜７３の各断面を２Ｘ２ｍｍ、
長さを１００ｍｍとした。突起部材７０と７１．７２と
７３の各間隔を６ｍｍとした。突起部材７０〜７３の各
下端と下側円形間ロア４との距離を５１１１ｍとし、突
起部材７０〜７３の各上端と下端矩形間ロア５の距離を
５ｍｍとした。
実施例３（プラズマ処理装置） 第１０図は第５図の変形例を示す。この実施例３では、
整合特性をさらに改善するために、マイクロ波導入窓２
７の上部に他の誘電体板、たとえば厚さ５〜１０ｍｍの
ＰＴＦＥ板６４板爪４て配置する。
さらにまた、モード変換部に挿入された誘電体板６３の
長さを変化（実験では５〜Ｉｌ１ｃｍ）させることによ
って、各種ＥＣＲプラズマ処理装置に対して、整合特性
を最適化することができた。
電磁コイル５０によって磁界を印加したプラズマ中での
マイクロ波の伝播特性について第１１図、第１２図およ
び第１３図を参照して説明する。
プラズマ中を伝播するマイクロ波の各モードの分散関係
、すなわち周波数ωと波数にの関係を具体的な近似式で
表わすと、次のように求まる。
１１Ｅ波では、 ａＴＪ、’　（ａＴ）（（１１２Ｃ＋　　μｏ−に２）
＋ｎω２ｅ　２　　ｕ　ＯＪｎ　（ａＴ）　−。
Ｔ２−（ε１−□）　μ。ω２−に２ ε　２ 但し、Ｊ、（ｘｌ：ベッセル関数 ＥＨ波では、 Ｊｎ（ａＴ）　−０ Ｔ２−肚（６１μ。ω′−に２） となる。
第１Ｉ図および第１２図は、それぞれ、１−ＨＥ波およ
び本発明によるＥ）ｌ波の場合の分散関係を示す。ここ
で、ＨＥ波およびＥｌ波とも、混成波であって、それぞ
れ、準ＴＥ波および準ＴＭ波ともいう。
ここで、縦軸はマイクロ波の周波数ωを電子サイクロト
ロン周波数ω。−ｅＢ／ｍで規格化した周波数ω／ωゎ
を°示す。横軸は波数ｋをｋ。−ωｃ／ｃ　（ｃ　：光
速）で規格化した波数に／ｋｃを示す。
第１１図のＨＥ波の場合には、プラズマ周波数ω。
＝６７万一−５−に対して、ωＰ／ωｃ−１，５の高密
度プラズマを発生した場合を条件にとって、ωＣ／２π
−３Ｇ　ｔｌ　ｚ、プラズマの半径をＩ　０ｃｔ１１と
した。第１１図において、ω□は混成共鳴周波数であり
、Ｗ肩丁「１戸で与えられる。
第１２図のＥｌｆ波の場合には、計算条件はＨＥ波の場
合と同じとした。原点から伸びているＥＨ目のモードを
利用してプラズマ生成効率の向上かできる。高密度プラ
ズマ条件ωＰ／ω、＞ｌは、ωＣ／　２π−２、４５Ｇ
　Ｉｆ　ｚとしたときに得られ、プラズマ密度η＞７．
４５　ｘ　１０”ｃｍ−３となる。
第１３図は本発明装置のプラズマ生成室２０におけるＺ
方向の磁界の磁束密度Ｂの分布を示し、（＆ｌ　／２ｙ
ｒ　＝　２．４５ＧＨｚとした場合に、１ｌ−８７５Ｇ
のときに、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を起こし
、ω＝ω。どなる。
第１１図および第１２図よりわかるようにに→■となる
マイクロ波周波数で、マイクロ波はプラズマ中の電子と
共鳴して、電子サイクロトロン共鳴状態になる。ＨＥ波
はω。とω□て共鳴を起こし、Ｅｌｆ波ではω。とω１
で共鳴を起こす。マイクロ波の進行方向に対する電界の
回転方向が右回り（ｎ−１）の場合と左回り（ｎ−１）
の場合との差は、ＥＨ波では存在せず、またＩＩＥ波で
も小さい。
原点付近から伸びているＩＩＥ波、　ＥＨ波のモードは
、プラズマと静磁界の存在によってマイクロ波か伝搬可
能になったモードである。これらは、ω、−〇（プラズ
マが発生していない条件）にすると消失して、各モード
は通常のＴＥ波、　ＴＭ波の導波管モードになる。
ＨＥ波の場合、電界は導波管の周辺で強い。しかし、Ｅ
Ｈ波は中央部の電界も強いので、プラズマを効果的に生
成できる。ＥＯ波は、低密度のプラズマの条件（ω２〈
ωＣ）ではω１で共鳴するか、高密度のプラズマ条件（
ω１〉ωＣ）ではω。で共鳴するようになる。ω０は磁
界の強さだ番プて決まるため、安定である。
従って、ＥＣＲプラズマの強度を上げ、しかも安定に励
起するためには、原点から伸びているＥＨ波（準ＴＭ波
）のモードが有効である。
以上の理論解析の結果、強磁界部（ω０〉ω）からＥＣ
Ｒ条件を満たず領域へマイクロ波を導く伝播モードとし
て、進行方向にも電界成分（縦波成分）を有する混成波
（Ｅｌｌ波）において原点付近から伸びているモードを
利用するのが有効と考えられる。これに対し、矩形導波
管内を伝播するマイクロ波は、電界が進行方向と垂直に
なっているＴＥ波であり、混成波　（ＥＨ波）の励起に
は適していない。
この点に鑑みて、本発明では、矩形導波管３３からのＴ
Ｅ波を誘電体６３を含むモード変換器に導いて誘電体導
波モードであるＴＭ波を誘起させ、以って、ＴＥ波とＴ
Ｍ波とが混在して、縦波成分をもつ伝播モードの混成波
を取り出してプラズマ生成室２０に導く。その結果、マ
イクロ波はプラズマ中の伝播モードに容易に交換され、
ＥＣＲ条件のプラズマ領域にマイクロ波エネルギーが効
率よく供給され吸収されて、プラズマ生成効率が向上す
る。
実施例４　（ＥＣＲエツチング装置） 第５図に示したプラズマ処理装置を、たとえばＪ、Ｖａ
ｃ、Ｓｃｉ、Ｔｅｃｈｎｏｌ　、Ｂ４　（３）　６９６
　（＋９８６）に開示されているＥＣＲエツチング装置
に用いる。
すなわち、第５図に示した構成のＥＣＲプラズマ処理装
置において、エツチングガスをガス導入管２２よりプラ
ズマ生成室２０に導入することによって、エツチング装
置として用いることかできる。
この場合、プラズマ生成室２０の内壁（金属）がエツチ
ングガスによって腐食されたり、エツチングすべき試料
（ウェハ）４０が内壁の金属で汚染されたりしないよう
に、プラズマ生成室２０の内壁を石英ガラスで覆うよう
にした。本例ではエツチングガスは第１ガス導入系２２
から供給したが、第２ガス導入系を併用してもよい。
このように構成したＥＣＲエツチング装置において、そ
のマイクロ波導入部分における矩形導波管３３とマイク
ロ波導入窓２７との間に、本発明におけるマイクロ波導
入部６０を設け、矩形導波管３３からのＴＥ波の一部分
を誘電体６３を含むモード変換器によってＴＭ波に変換
し、縦波成分を有する混成波をマイクロ波導入窓２７か
らプラズマ生成室２０に導く。
以上の構成のＥＣＲエツチング装置において、ガス導入
管２２より　ＣＸ、を７５容積％、ＳＦ６を２５容積＊
含むエツチングガスを流ｉＨ２０ｓｅｃｍでプラズマ生
成室２０に供給した。この場合について、マイクロ波パ
ワーに対するイオン電流密度の関係、すなわちイオン引
出し特性および反射されるマイクロ波のパワー、すなわ
ちマイクロ波反射特性を、本発明と従来例とを対比して
第１４図に示す。なお、反射波は、整合器３４によって
最も少なくなるように調整した状態で測定した。
第１４図かられかるように、本発明によれば、イオン電
流密度が同−入射パワーに対して３〜４倍に増加してお
り、ｌＯｍ八／へｍ２以上の高イオン電流密度が直径１
５ｃｍ以上の領域において均一性よく得られるようにな
った。また、反射波もＬＯＷ以下とほぼ無視し得る程度
になったため、注入されるマイクロ波のパワーをさらに
高めることによってイオン電流を一層大きくすることも
できる。ここで、イオン電流密度の測定は、入射電子に
よる電流を除去するために、−５０ｖの負電圧にバイア
スしたプローブを用いた。また、マイクロ波源３１とし
ては周波数２．４５ＧＨｚの連続発振式のものを用いた
か、他の周波数または間欠発振式のマイクロ波源を用い
ることもてきる。
第１５図はエツチングガスとしてＣｆ２とＳＦ６の混合
比を変化させたときのシリコンのエッチ速度の特性を示
す。
Ｃｌ２を主成分としたときには、エツチングはイオン入
射によって促進され、アンダカットのない高精度なエツ
チングを実現でとる。本発明によって、このような領域
てエッチ速度を大幅に向上させることかでき、特にＳＦ
８が２５君以下の条件では１０倍程度の顕著な効果か得
られた。この実施例では、ＥＣＲプラズマを発散磁界で
引き出してイオン流を形成するので、イオンエネルギー
は１０〜３０ｅＶと低く、したがってシリコン試料の損
傷が小ざく、下地材料に対する１択エツチング特性に優
れているという利点がある。低エネルギーの場合、従来
法では、エッチ速度が小さいという欠点があったが、本
発明の適用によって、十分なエッチ速度が得られるよう
になった。
なお、高周波電源等によるバイアス電圧を試料台に印加
することを併用すれば、エッチ速度をさらに数倍増加さ
せることが可能である。但し、この場合には低エネルギ
ーの特長が損なわれるので、目的に応じて、両者を使い
分けるのがよい。
第１４図かられかるように、エツチングガスの流量およ
び／またはマイクロ波パワーを増大することによって、
エッチ速度が増大するので、それによりスループットの
一層の向上を実現できる。
なお、エツチングの選択比や損傷等の特性については、
これまでの特長は損なわれていないことを確認した。
第１６図は本発明を適用した場合のエツチング特性の一
例を示す。この例では、　Ｃｆ１２　とＳＦ６の混合ガ
スをエツチングガスとして用い、その流量を２０ｓｅｃ
ｍ　（圧力は５．Ｏｘ　１０−’Ｔｏｒｒ）　、マイク
ロ波のパワーを４００Ｗとした。第１６図はＳＦ６混合
率を変化させた場合の単結晶シリコンおよびポリシリコ
ンの場合のエッチ速度およびＰｏ１ｙ−５ｉ／５ｆ０２
およびＰｏｌｙ−５ｉ／レジスト（ＯＦＰＲまたは八２
）の場合のエツチング選択比を示している。
第１６図かられかるように、低エネルギーイオン流エツ
チングの特長である、Ｃｌ１２側（Ｃｆ１２のみまたは
わずかにＳＦ、添加）での高選択比（Ｐｏｌｙ−５ｉ／
５ｉ０２が５０以上）の特性は従来ＥＣＲ法に比較して
全く損なわれていない。
ＳｔエツチングでのＳｊの結晶欠陥評価についても、従
来の高周波プラズマ法に比較してぎわめて低損傷の結果
を得た。
これらの結果は、本発明の適用によって、イオン電流密
度を増加させるが、イオンエネルギーはほとんど増加さ
せていないため、スルーブツトの向上は他の特性に悪影
響を与えないということを意味している。
実】１舛ｊ−（Ｅ　ＣＲプラズマ　（：ＶＤ装置）米国
特許第４，４０１，０５４号の「プラズマ付着装置」ま
たは米国特許第４．．４９２，６２０号の「プラズマ付
着方法および装置」に開示されているＥＣＲ薄膜形成装
置を用い、そのマイクロ波導入部分に木発明におけるマ
イクロ波導入部６０を設け、矩形導波管３３からのＴＥ
波の一部分を誘電体６３を含むモード変換器によってＴ
Ｍ波に変換し、縦波成分を有する混成波をマイクロ波導
入窓２７からプラズマ生成室２０に導く。
このような構成のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置において、
電磁コイル５０へ供給する電流を変化させたときのマイ
クロ波の反射特性、すなわち整合特性を、本発明と従来
例とを対比して、第１７図に示す。
入射マイクロ波のパワーを３００Ｗとし、ガス導入管２
２より０２ガスを流量３０ｃｃ／ｍｉｎまたは５ｃｃ／
ｍｉｎでプラズマ生成室２０に供給した。なお、反射マ
イクロ波は、整合器３４を調整して、反射波パワーが最
も小さくなるようにした状態で測定した。
第１７図において、電磁コイル５０に供給される電流を
約＋４Ａにまて増加させると、プラズマ生成室２０内の
一部分にＥＣＲ条件を満たす磁束密度（マイクロ波周波
数２．４５ＧＩＩｚに対して８７５Ｇ）が出現し、プラ
ズマか生成されるようになる。電磁コイル５０の電流を
さらに増加させると、ＥＣＲ条件の磁界領域かマイクロ
波導入窓２７の近傍から、プラズマ生成室２０の中央部
へと移動する。ＥＣＲ条件を満たす電磁コイル電流１１
１〜２ＯＡでは、反ｎＪ波は、０２ガス流量が３０ｃｃ
／ｍｉｎの条件ではｌ＊以下となった。０２ガス流量か
５ｃｃ／ｍｉｎの場合でも５〜６％以下となり、従来例
に比較して、著しい整合特性の向上か認められた。
第１８図は、本発明によるＣＶＤ装置において、０２ガ
スの流量を３０ｃｃ／旧ｎとし、電磁コイル電流を１８
Ａ　とした場合に、入射マイクロ波のパワーを変化させ
たときの反射率の変化を示す。
第１８図かられかるように、マイクロ波のパワーを広範
囲に変えても、反射率は１〜２％の低い値に抑えられて
おり、整合性か良好であることかわかる。
なお、この装置てはマイクロ波源３１として１００Ｈｚ
の間欠発振方式の装置を用いており、パワーの瞬間値、
したがってプラズマ状態は時々刻々変化しているにも拘
らす、第１８図に示すように良好な整合特性か得られた
。
以上のＣＶＤ装置に対して、０２ガスと５ｉＨａガスと
を導入して５ｉＯＪ！！を堆積させた場合について、マ
イクロ波パワーと付着速度および反射率との関係を第１
９図に示す。
この特性は、電磁コイル５０の電７ｎを１７Ａ、試料台
１１上の基板４０とマイクロ波引出し開口２１との間の
即動を１５ｃｍとして、さらにガス導入条件を０２ガス
流量を３０ｃｃ／ｍｉｎおよび５０ｃｃ／ｍｉｎ、　５
ｉ１１．＋ガス流量を３０ｃｃ／ｍｉｎおよび５０ｃｃ
／ｍｉｎ　（Ｎ２１ｇｌ算）と定めた場合について測定
した結果を示す。５ｉ１１，０２−５０：５０ｃｃ／ｍ
ｉｎとし、かつマイクロ波のパワーを１２００Ｗとした
ときに、付着速度は４０００人／ｍｉｎとなり、従来の
２〜３倍の高速度で膜を形成でき、したかって、膜形成
のスルーブツトが向上した。この場合に、マイクロ波パ
ワーを増大しても屈折率は約１．４８ｋにほぼ一定に維
持されており、膜品質は良好であった。さらに、マイク
ロ波パワーを増大しても、反射率は約ｌ零以下に維持さ
れており、反射パワーは無視し得る程度に減少している
ことがわがった。
従来は、高パワーのマイクロ波を供給しても、反射され
るパワーが増大するので、プラズマに注入されるマイク
ロ波のパワーを高めることは困難であったが、本発明で
は、高パワーのマイクロ波をプラズマに注入することが
容易になったので、マイクロ波源３１を大容量のものと
したり、堆積ガスの流量を増大させることによって、付
着速度をさらに２〜３倍以上に高速化（例えは１μｍ／
ｍ１ｎ）することができる。
［発明の効果］ 以上から明らかなように、本発明によれば、矩形導波管
からのＴＥモードのマイクロ波を誘電体によるモード変
換器に通してＴＭ波を部分的に誘起するようにしたので
、プラズマ生成室にはマイクロ波の進行方向に対して平
行な電界成分、すなわち縦波成分を有する伝播モードを
もつ混成波が導入され、その結果、ＥＣＲ条件を満たす
プラズマ領域にマイクロ波エネルギーが効率よく供給さ
れてブラズマに吸収されるので、プラズマ生成効率が向
上し、したがって、プラズマ処理のスルーブツトか向上
する。
さらに、本発明によれば、プラズマ生成室に注入されす
に反射されるマイクロ波のパワーか大幅に減少するので
、マイクロ波を効率よくプラズマに注入することができ
る。しかも、木発明では、このようにマイクロ波のパワ
ーを広範囲に変化させても、反射率は低い値に保たれて
いるという利点もある。
従って、本発明ではマイクロ波源を大容量のものにする
ことができ、この点や導入されるガスの流量を高めるこ
とによって、プラズマ処理のスループットを一層向上さ
せることができる。
従って、木発明は、ＥｃＲプラズマエツチング装首装着
びＥＣＲプラズマＣＶＤ装置に同様に適用して、それぞ
れ、エッチ速度および膜付着速度を向上させることがで
きる。さらにまた、本発明は、これら装置のみならす、
さらに他のマイクロ波プラズマを利用する装置、例えは
イオンシャワー装置（例えば米国特許第４，４５０，０
３１号に開示の装置）、イオンビーム装置、　ＥＣＲプ
ラズマスパッタ装置などに同様に適用してイオン電７ん
の増加などの特性向上を図ることかできる。
以上、本発明を種々の実施例について詳細に説明してき
たか、当業者にとっては、上述したところから明らかな
ように、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の変形
および変更を行うことかでき、したがって、特許請求の
範囲に記載の本発明は、本発明の範囲内のすべてのかか
る変形および変更も包含するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明プラズマ処理装置の実施例１の構成を示
す断面図、 第２図は従来のプラズマ処理装置の一例の構成を示す断
面図、 第３図は本発明の実施例１におりるマイクロ波導入部を
示す斜視図、 第４図は本発明の実施例１におけるマイクロ波導波路の
誘電体の周囲に形成されるマイクロ波の電界分布を示す
分布図、 第５図は本発明プラズマ処理装置の実施例２の構成を示
す断面図、 第６八図および第６Ｂ図は本発明の実施例２におけるマ
イクロ波導入部を示す断面図、 第７図は本発明の実施例２におけるマイクロ波導入部を
示す斜視図、 第８図は本発明の実施例２におけるマイクロ波導波路の
誘電体の周囲に形成されるマイクロ波の電界分布を示す
分布図、 第９Ａ図および第９Ｂ図は実施例２の具体的構造の一例
を示す、それぞれ、平面図および断面図、第１０図は本
発明プラズマ処理装置の実施例３の構成を示す断面図、 第】１図および第１２図は、それぞれ、ＴＥ波および混
成波の分散関係を示す特性図、 第１３図は本発明装置のプラズマ生成室における磁束密
度分布を示す分布図、 第１４図は本発明と従来例についてマイクロ波パワーに
対するイオン引出し特性および反射特性を示す特性図、 第１５図は本発明と従来例についてエツチング特性のガ
ス混合率とシリコンのエッチ速度との関係を示す特性図
、 第１６図は本発明を適用してポリシリコンのエツチング
を行ったときのエツチング特性を示す特性図、 第１７図は木発明と従来例について電磁コイル電流を変
化させた場合のマツチング特性を示す特性図、 第１８図は本発明において入射マイクロ波のパワーを変
化させた場合のマツチング特性を示す特性図、 第１９図は木発明においてマイクロ波パワーを変化させ
たときの５ｉｎ２膜形成特性を示す特性図である。 ｌＯ・・・試料室、 ＩＩ・・・試着台、 １２・・・通気孔、 １３・・・排気路、 ２０・・・プラズマ生成室、 ２１・・・プラズマ引出し開口、 ２２・・・第１ガス導入管、 ２３・・・環状管、 ２４・・・第２ガス導入管、 ２５・・・冷却環部、 ２６・・・冷却用管、 ２７・・・マイクロ波導入窓、 ３０・・・マイクロ波供給手段、 ３１・・・マイクロ波源、 ３２．３３・・・矩形導波管、 ３４・・・整合器、 ４０・・・試料、 ５０・・・電磁コイル、 ６０・・・マイクロ波導入部、 ６１・・・円形導波管、 ６２・・・テーパ管、 ６３・・・誘電体、 ６４・・・誘電体板、 ６５・・・下側フランジ、 ６６・・・上側フランジ、 ６７・・・ボルト孔、 ６８・・・支持部材、 ６９・・・ボルト孔、 ７０〜７３・・・突起部材、 ７４・・・円形開口、 ７５・・・矩形開口。 炙廠例２／）部介餠飴諷 第６Ａ図 炙能存］２／）部会計面邑 第６８図 第９Ａ図 ｋ　／　ｋｃ ５昆八敦／）今敵関孫を示す轡姓図 第１２図 第１３図 （’１０　）キｆソ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）プラズマ化されるべきガスがプラズマ生成室に導
    入されると共に、マイクロ披瀝からの入力マイクロ波が
    前記プラズマ生成室に供給され、前記ガスを電子サイク
    ロトロン共鳴によってプラズマ化させるプラズマ処理方
    法において、 前記マイクロ波源からの第１モードの入力マイクロ波を
    受け、 その入力マイクロ波の少なくとも一部分を、当該入力マ
    イクロ波の進行方向の電界成分をもつ第２モードのマイ
    クロ波に変換し、 前記第１および第２モードの波を含む混成モードのマイ
    クロ波をマイクロ波導入窓を介して前記プラズマ生成室
    に導くことを特徴とするプラズマ処理方法。
  2. （２）入力マイクロ波を発生するマイクロ波源と、 プラズマ化されるべきガスが導入されるプラズマ生成室
    であって、前記プラズマ生成室に設けられたマイクロ波
    導入窓を介して、前記マイクロ波源からの前記入力マイ
    クロ波が供給され、前記ガスを電子サイクロトロン共鳴
    によってプラズマ化させるプラズマ生成室と を有するプラズマ処理装置において、 前記マイクロ波源からの第１モードの入力マイクロ波を
    受け、その入力マイクロ波の少なくとも一部分を、当該
    入力マイクロ波の進行方向の電界成分をもつ第２モード
    のマイクロ波に変換し、前記第１および第２モードの波
    を含む混成モードのマイクロ波を前記マイクロ波導入窓
    を介して前記プラズマ生成室に導く変換器を具えたこと
    を特徴とするプラズマ処理装置。
  3. （３）入力マイクロ波を発生するマイクロ波源と、 プラズマ化されるべきガスが導入されるプラズマ生成室
    であって、前記プラズマ生成室に設けられたマイクロ波
    導入窓を介して、前記マイクロ波源からの前記入力マイ
    クロ波が供給され、前記ガスを電子サイクロトロン共鳴
    によってプラズマ化させるプラズマ生成室と を有するプラズマ処理装置において、 前記マイクロ波源からの第１モードの入力マイクロ波を
    受け、その入力マイクロ波の少なくとも一部分を、当該
    入力マイクロ波の進行方向の電界成分をもつ第２モード
    のマイクロ波に変換する第１部材と、 前記第１および第２モードの波を含む混成モードのマイ
    クロ波を前記マイクロ波導入窓を介して前記プラズマ生
    成室に導く第２部材と を具えたことを特徴とするプラズマ処理装置用モード変
    換器。 （以下余白）
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