JPH0754759B2 - 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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JPH0754759B2
JPH0754759B2 JP63098330A JP9833088A JPH0754759B2 JP H0754759 B2 JPH0754759 B2 JP H0754759B2 JP 63098330 A JP63098330 A JP 63098330A JP 9833088 A JP9833088 A JP 9833088A JP H0754759 B2 JPH0754759 B2 JP H0754759B2
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microwave
plasma
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wave
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浩志 西村
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、プラズマ化されるべき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 Deposition Apparatus"、米国
特許第4,492,620号“Plasma Deposition Method and Ap
paratus"、米国特許第4,450,031号“Ion Shower Appara
tus"、特開昭60-120525号（特願昭58-228645号）「反応
性イオンエッチング方法」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、10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10は、試料40を載置する試料台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10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１
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10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
どのクーラントを供給する。
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、たとえば周波数2.45GHz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31か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モードで伝播さ
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
鳴によって生じた第１ガスのプラズマを試料室10内にプ
ラズマ引き出し窓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11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ッチングやプラズマ付着を行うこと
ができる。
電子サイクロトロン共鳴（ECR）プラズマを利用したプ
ラズマプロセス装置は種々の特長を有している。CVDへ
の応用では、SiO2,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、エッ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ができないと
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プットに
関する特性については十分でなく、その特性向上が望ま
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
特性について種々の考察結果に基づき、矩形導波管モー
ド（通常TE10）をそのプラズマ中の伝播モードと結合し
やすいモー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TM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、プラズマ化されるべ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、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
して配置された誘電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モードで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TMモードのマイクロ波に変換
し、TEモードとTM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TMモードの混成モードのマイ
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る。
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。
本発明モード変換器は、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使用され、前記マ
イクロ波源からの入力マイクロ波のモードを変換して前
記プラズマ生成室に導くモード変換器であって、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。
ここで、第２部材は、第１導波管を有し、第１部材は第
１導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TMモードのマイクロ波に変換し、TEモー
ドとTMモードの混成モードのマイクロ波を取り出すよう
にすることもできる。
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TMモードの混成モードのマイクロ波を
取り出すようにしてもよい。
上述の誘電体は、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、TEモ
ードとTMモードとの混成モードまたはTM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
必ず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10cm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。
以下では、「円筒金属容器（半径ｒ）中に均一プラズマ
と一様な軸方向静磁界がある場合の軸方向（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Maxwell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 とし、誘電率テンソルを とする。ここに、 であり、εo：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（μo：真空透磁率）。
TM波はEzを求めることにより求まり、Ezは次の方程式を
満たす。
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Hz,E
zを次の形で求めた。
ここで、Hz0,Ez0は式（３），（４）の右辺と０とおい
たときの解である。式（３），（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11図および
第12図に示す。ここで、ωp／ωc＝1.5、ωc＝3GHz、ｒ
＝10cmとした。HE波はωcと で共鳴し、EH波ではωcとωpで共鳴を起す。また、右回
り（ｎ＝１）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（ωp＜ωc）のとき、EH波のこのモードはω
pで共鳴するが、高密度のプラズマ条件（ωp＞ωc）で
は、ωc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（ωp＜ωc），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ωcで共鳴す
る原点からのEH波（混成波）のモードが安定であり、こ
のモードの積極的な利用が、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プットの向上に
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ば、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じ方向の電界成分を
有するので、マイクロ波がプラズマにより吸収され、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
がほとんど生じないが、生ず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
処理装置の場合に比し、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ができる。
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（例えば、Yuichi S
akamotoによる“Measurement of Power Transfer Effic
iency from Microwave Field to Plasma under ECR Con
dition"Japanese Journal of Applied Physics,Vol.16,
No.11,Nov.,1977（pp.1993-1998）または「40.5電子サ
イクロトロン共鳴加熱」、実験物理学講座30「プラズマ
・核融合」、pp.548-564,1979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ィメンジョン（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
でないことがわかった。
平面波による近似では、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
づ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TE10モ
ードのTE波から円形導波管61内のTE11モードの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
れたテーパ導波管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61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（通常はTE10モード）であ
り、このTE波はテーパ導波管62によってTE波のTE11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
けて伝播される。
誘電体板63によってマイクロ波導波管の周囲に形成され
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と同じ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TMモードのマイクロ波
とテーパ導波管62によって変換されて円形導波管61に導
入されたTE11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モードの方が主であるのか、またはTEモードの方
が主であるのかに応じて、それぞれ、HEモードまたはEH
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、Ｚ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がプラ
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がＺ方向成分をもつ電界と相互
作用しやすい理由は、Ｚ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6A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Ｚ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。すなわち、実施例２では、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。支持部材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6A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（例えば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図に示す。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
ロ波進行方向の長さ8cm,この進行方向と直角な方向の幅
10cm,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ためのものであり、ここ
では厚さ15mmの石英ガラス板を用いることができる。
第８図に示すように、矩形導波管33内をTE10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TMモード波が誘起さ
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
はそれより小）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でマイクロ波進行方
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
で、周囲の円筒導波管61またはテーパ導波管62の金属壁
の形状の影響を受けにくく、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。
実験 この実験では、ガス導入管22よりO2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10-4Torr〜２×10-3Torr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
波の反射率が極めて小さくなったので、従来よりも大き
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（50Hzおよび100Hzの間欠発振，周波数2.45G
Hz）を用いたとき、従来の装置では入射パワー200W〜10
00Wに対して40〜50％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HE11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。上側の矩形開口75は約30×
90mm、下側の円形開口74は100mmφとした。テーパ導波
管62の高さは110mmとした。石英板63としては99×80mm
で厚さ5mmのものを用い、突起部材70〜73の各断面を２
×2mm、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
形開口74との距離を5mmとし、突起部材70〜73の各上端
と下端矩形開口75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27の
上部に他の誘電体板、たとえば厚さ５〜10mmのPTFE板64
を重ねて配置する。
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５〜10cm）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ｋの関係を具体的な近似式
で表わすと、次のように求まる。
HE波では、 但し、Jn（ｘ）：ベッセル関数 EH波では、 となる。
第11図および第12図は、それぞれ、HE波および本発明に
よるEH波の場合の分散関係を示す。ここで、HE波および
EH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ωc＝eB/mで規格化した周波数ω／ωcを示
す。横軸は波数ｋをkc＝ωc/c（c:光速）で規格化した
波数k/kcを示す。
第11図のHE波の場合には、プラズマ周波数 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＝3GHz、プラズマの半径
を10cmとした。第11図において、ωHは混成共鳴周波数
であり、 で与えられる。
第12図のEH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EH11のモードを利用してプ
ラズマ生成効率の向上ができる。高密度プラズマ条件ω
p／ωc＞１は、ωc/2π＝2.45GHzとしたときに得られ、
プラズマ密度η＞7.45×1010cm-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、ω/2π＝2.45GHzと
した場合に、Ｂ＝875Gのときに、電子サイクロトロン共
鳴（ECR）を起こし、ω＝ωcとなる。
第11図および第12図よりわかるようにｋ→∞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ωc
とωHで共鳴を起こし、EH波ではωcとωp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HE波でも小さい。
原点付近から伸びているHE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が伝搬可能になっ
たモードである。これらは、ωp→０（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、EH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。EH波は、低密度のプラズマの条件（ωp＜ωc）で
はωpで共鳴するが、高密度のプラズマ条件（ωp＞
ωc）ではωpで共鳴するようになる。ωcは磁界の強さ
だけで決まるため、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（ωc＞ω）からECR条
件を満たす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（EH
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TE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TM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エッチング装置） 第５図に示したプラズマ処理装置を、たとえばJ.Vac.Sc
i.Technol.B4（３）696（1986）に開示されているECRエ
ッ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、エッ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、エッチング装置とし
て用いることができる。この場合、プラズマ生成室20の
内壁（金属）がエッチングガスによって腐食されたり、
エッチングすべき試料（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。本例ではエッチングガスは第
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エッ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エッチング装置において、ガス導入管2
2よりCl2を75容積％、SF6を25容積％含むエッチングガ
スを流量20sccm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図からわかるように、本発明によれば、イオン電流
密度が同一入射パワーに対して３〜４倍に増加してお
り、10mA/cm2以上の高イオン電流密度が直径15cm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10W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2.45GH
zの連続発振式のものを用いたが、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できる。
第15図はエッチングガスとして、Cl2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、エッ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ッチ
ングを実現できる。本発明によって、このような領域で
エッチ速度を大幅に向上させることができ、特にSF6が2
5％以下の条件では10倍程度の顕著な効果が得られた。
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さく、下地
材料に対する選択エッ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図からわかるように、エッ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、エッ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ッチング特性の一例
を示す。この例では、Cl2とSF6の混合ガスをエッチング
ガスとして用い、その流量を20sccm（圧力は5.0×10-4T
orr）、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Poly-Si/SiO2およびPo
ly-Si/レジスト（OFPRまたはAZ）の場合のエッチング選
択比を示している。
第16図からわかるように、低エネルギーイオン流エッチ
ングの特長である。Cl2側（Cl2のみまたはわずかにSF6
添加）での高選択比（Poly-Si/SiO2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。
SiエッチングでのSiの結晶欠損評価についても、従来の
高周波プラズマ法に比較してき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、スループッ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。
実施例５（ECRプラズマCVD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。
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22より
O2ガスを流量30cc/minまたは5cc/minでプラズマ生成室2
0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14
Aにまで増加させると、プラズマ生成室20内の一部分にE
CR条件を満たす磁束密度（マイクロ波周波数2.45GHzに
対し875G）が出現し、プラズマが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
件の磁界領域がマイクロ波導入窓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16〜20Aでは、反射波は、O2ガス流量が30c
c/minの条件では１％以下となった。O2ガス流量が5cc/m
in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が認められた。
第18図は、本発明によるCVD装置において、O2ガスの流
量を30cc/minとし、電磁コイル電流を18A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図からわかるように、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、整合性が良好であることがわかる。
なお、この装置ではマイクロ波源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ず、
第18図に示すように良好な整合特性が得られた。
以上のCVD装置に対して、O2ガスとSiH4ガスとを導入し
てSiO2膜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19図に示す。
この特性は、電磁コイル50の電流を17A,試料台11上の基
板40とマイクロ波引出し開口21との間の距離を15cmとし
て、さらにガス導入条件をO2ガス流量を30cc/minおよび
50cc/min,SiH4ガス流量を30cc/minおよび50cc/min（N2
換算）と定めた場合について測定した結果を示す。Si
H4:O2＝50:50cc/minとし、かつマイクロ波のパワーを12
00Wとしたときに、付着速度は4000Å/minとなり、従来
の２〜３倍の高速度で膜を形成でき、したがって、膜形
成のスループットが向上した。この場合に、マイクロ波
パワーを増大しても屈折率は約1.48％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１％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
とがわかった。
従来は、高パワーのマイクロ波を供給しても、反射され
るパワーが増大されるので、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（例えば１μm/mi
n）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プ
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プットが向上する。
さらに、本発明によれば、プラズマ生成室に注入されず
に反射されるマイクロ波のパワーが大幅に減少するの
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、本発明では、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、本発明は、ECRプラズマエッチング装置およびE
CR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ず、さらに他
のマイクロ波プラズマを利用する装置、例えばイオンシ
ャワー装置（例えば米国特許第4,450,031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流の増加などの特性向上を図
ることができる。
以上、本発明を種々の実施例について詳細に説明したき
たが、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ができ、したがって、特許請求の
範囲に記載の本発明は、本発明の範囲内にすべてのかか
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におけ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6A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11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ッチングガスのガス
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ッチングを
行ったときのエッチング特性を示す特性図、 第17図は本発明と従来例について電磁コイル電流を変化
させた場合のマッ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
させた場合のマッチング特性を示す特性図、 第19図は本発明においてマイクロ波パワーを変化させた
ときのSiO2膜形成特性を示す特性図である。 10……試料室、11……試料台、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、4
0……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。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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、マイクロ波源からの入力マイク
    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. 【請求項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. 【請求項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使用され、前記マイ
    クロ波源からの入力マイクロ波のモードを変換して前記
    プラズマ生成室に導く変換器であって、 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。
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Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5146138A (en) * 1988-04-05 1992-09-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Plasma processor
US5115167A (en) * 1988-04-05 1992-05-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Plasma processor
US5153406A (en) * 1989-05-31 1992-10-06 Applied Science And Technology, Inc. Microwave source
JPH03110798A (ja) * 1989-09-25 1991-05-10 Ryohei Itaya マイクロ波プラズマ発生装置
US5270616A (en) * 1989-09-25 1993-12-14 Ryohei Itatani Microwave plasma generating apparatus
EP0434933B1 (de) * 1989-12-23 1995-05-24 Leybold Aktiengesellschaft Einrichtung für die Erzeugung eines Plasmas durch Mikrowellen
JPH0440764U (ja) * 1990-08-06 1992-04-07
JP3056772B2 (ja) * 1990-08-20 2000-06-26 株式会社日立製作所 プラズマの制御方法ならびにプラズマ処理方法およびその装置
JP2613313B2 (ja) * 1990-09-26 1997-05-28 株式会社日立製作所 マイクロ波プラズマ処理装置
US5111111A (en) * 1990-09-27 1992-05-05 Consortium For Surface Processing, Inc. Method and apparatus for coupling a microwave source in an electron cyclotron resonance system
US5480533A (en) * 1991-08-09 1996-01-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Microwave plasma source
JPH0567586A (ja) * 1991-09-09 1993-03-19 Nec Corp Ｅｃｒプラズマエツチング装置
US5302803A (en) * 1991-12-23 1994-04-12 Consortium For Surface Processing, Inc. Apparatus and method for uniform microwave plasma processing using TE1101 modes
EP0554039B1 (en) * 1992-01-30 1996-11-20 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for generating plasma, and semiconductor processing methods
AU5098293A (en) * 1992-09-02 1994-03-29 University Of North Carolina At Chapel Hill, The Method for plasma processing at high pressures
US6034346A (en) * 1995-05-19 2000-03-07 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for plasma processing apparatus
US6132550A (en) * 1995-08-11 2000-10-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Apparatuses for desposition or etching
JP3368159B2 (ja) * 1996-11-20 2003-01-20 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JPH11102799A (ja) * 1997-09-26 1999-04-13 Mitsubishi Electric Corp プラズマ発生装置
US6016766A (en) * 1997-12-29 2000-01-25 Lam Research Corporation Microwave plasma processor
US6362449B1 (en) 1998-08-12 2002-03-26 Massachusetts Institute Of Technology Very high power microwave-induced plasma
JP3668079B2 (ja) * 1999-05-31 2005-07-06 忠弘 大見 プラズマプロセス装置
JP3739637B2 (ja) * 2000-07-27 2006-01-25 アルプス電気株式会社 一次放射器
KR100362602B1 (ko) * 2001-02-26 2002-11-29 학교법인 호서학원 챔버 특성 측정 및 매처 성능 평가를 위한 어댑터
JP5138131B2 (ja) * 2001-03-28 2013-02-06 忠弘 大見 マイクロ波プラズマプロセス装置及びプラズマプロセス制御方法
JP4727057B2 (ja) * 2001-03-28 2011-07-20 忠弘 大見 プラズマ処理装置
DE10156615B4 (de) * 2001-11-17 2004-10-07 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Einrichtung zur Erzeugung eines örtlich variierbaren Elektron-Zyklotron-Resonanz-Mikrowellen-Niederdruckplasmas
JP4157718B2 (ja) * 2002-04-22 2008-10-01 キヤノンアネルバ株式会社 窒化シリコン膜作製方法及び窒化シリコン膜作製装置
EP1361437A1 (en) * 2002-05-07 2003-11-12 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) A novel biological cancer marker and methods for determining the cancerous or non-cancerous phenotype of cells
JP2005524963A (ja) * 2002-05-08 2005-08-18 ダナ・コーポレーション プラズマ触媒
US7432470B2 (en) 2002-05-08 2008-10-07 Btu International, Inc. Surface cleaning and sterilization
US7504061B2 (en) * 2002-05-08 2009-03-17 Leonhard Kurz Gmbh & Co., Kg Method of decorating large plastic 3D objects
US20060237398A1 (en) * 2002-05-08 2006-10-26 Dougherty Mike L Sr Plasma-assisted processing in a manufacturing line
US7445817B2 (en) * 2002-05-08 2008-11-04 Btu International Inc. Plasma-assisted formation of carbon structures
US7560657B2 (en) * 2002-05-08 2009-07-14 Btu International Inc. Plasma-assisted processing in a manufacturing line
US20060062930A1 (en) * 2002-05-08 2006-03-23 Devendra Kumar Plasma-assisted carburizing
US7465362B2 (en) * 2002-05-08 2008-12-16 Btu International, Inc. Plasma-assisted nitrogen surface-treatment
US7498066B2 (en) * 2002-05-08 2009-03-03 Btu International Inc. Plasma-assisted enhanced coating
US20060233682A1 (en) * 2002-05-08 2006-10-19 Cherian Kuruvilla A Plasma-assisted engine exhaust treatment
US20060228497A1 (en) * 2002-05-08 2006-10-12 Satyendra Kumar Plasma-assisted coating
US7494904B2 (en) * 2002-05-08 2009-02-24 Btu International, Inc. Plasma-assisted doping
US20050233091A1 (en) * 2002-05-08 2005-10-20 Devendra Kumar Plasma-assisted coating
US7497922B2 (en) * 2002-05-08 2009-03-03 Btu International, Inc. Plasma-assisted gas production
US7638727B2 (en) * 2002-05-08 2009-12-29 Btu International Inc. Plasma-assisted heat treatment
US20060057016A1 (en) * 2002-05-08 2006-03-16 Devendra Kumar Plasma-assisted sintering
US7189940B2 (en) 2002-12-04 2007-03-13 Btu International Inc. Plasma-assisted melting
JP2004239412A (ja) * 2003-02-07 2004-08-26 Tokai Rubber Ind Ltd 樹脂チューブの接続構造及び樹脂チューブの接続方法
JP4381001B2 (ja) * 2003-02-25 2009-12-09 シャープ株式会社 プラズマプロセス装置
CA2526474A1 (en) * 2003-05-20 2004-12-02 Biotage Ab Microwave heating device
US20080129208A1 (en) * 2004-11-05 2008-06-05 Satyendra Kumar Atmospheric Processing Using Microwave-Generated Plasmas
US20060236935A1 (en) * 2005-04-25 2006-10-26 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Coating installation with coolable diaphragm
JP2010050046A (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
KR20130041120A (ko) * 2010-07-21 2013-04-24 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 층간 절연층 형성 방법 및 반도체 장치
US20120160835A1 (en) * 2010-12-23 2012-06-28 Eastman Chemical Company Wood heater with enhanced microwave barrier system
US9397380B2 (en) * 2011-01-28 2016-07-19 Applied Materials, Inc. Guided wave applicator with non-gaseous dielectric for plasma chamber
US10293303B2 (en) 2017-07-28 2019-05-21 Thrivaltech, Llc Modular plasma reformer treatment system
NO345052B1 (en) * 2018-05-08 2020-09-07 Bergen Teknologioverfoering As Large area microwave plasma chemical vapour deposition (la mpcvd) reactor apparatus and method for providing same
AU2022285734A1 (en) * 2021-06-02 2024-01-04 Rimere, Llc Systems and methods of plasma generation with microwaves
JP2024017093A (ja) * 2022-07-27 2024-02-08 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置
TW202514705A (zh) 2023-05-30 2025-04-01 荷蘭商Ａｓｍ Ｉｐ私人控股有限公司 用於將能量提供至具有多個功率信號輸入之電漿腔室的系統以及半導體處理系統
WO2026028241A1 (ja) * 2024-07-29 2026-02-05 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3740514A (en) * 1970-07-01 1973-06-19 Litter Syst Inc Mode-shifting system for microwave ovens
BE776652A (fr) * 1970-12-31 1972-04-04 Soulier Joel H A Dispositif pour l'uniformisation de l'energie d'hyperfrequence appliquee a une bande ou feuille a traiter a partir d'un cavite resonnante
CA1159012A (en) * 1980-05-02 1983-12-20 Seitaro Matsuo Plasma deposition apparatus
DE3376921D1 (en) * 1982-09-10 1988-07-07 Nippon Telegraph & Telephone Ion shower apparatus
DE3378508D1 (en) * 1982-09-10 1988-12-22 Nippon Telegraph & Telephone Plasma deposition method and apparatus
AU549376B2 (en) * 1983-02-25 1986-01-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Plasma treatment
JPS60120525A (ja) * 1983-12-02 1985-06-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 反応性イオンエツチング方法
JPS61225902A (ja) * 1985-03-30 1986-10-07 Toshiba Corp アンテナ給電装置
JPS61284098A (ja) * 1985-06-07 1986-12-15 住友金属工業株式会社 横磁場型マイクロ波プラズマ発生装置
GB8516083D0 (en) * 1985-06-25 1985-07-31 Glaxo Group Ltd Heterocyclic compounds
JPH0658909B2 (ja) * 1985-07-15 1994-08-03 株式会社日立製作所 低温プラズマによる成膜方法及び装置
DE3750115T2 (de) * 1986-10-20 1995-01-19 Hitachi Ltd Plasmabearbeitungsgerät.
US4778561A (en) * 1987-10-30 1988-10-18 Veeco Instruments, Inc. Electron cyclotron resonance plasma source
JPH0216732A (ja) * 1988-07-05 1990-01-19 Mitsubishi Electric Corp プラズマ反応装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR920003018B1 (ko) 1992-04-13
JPH0197399A (ja) 1989-04-14
DE3854111D1 (de) 1995-08-10
WO1988008659A1 (fr) 1988-11-03
EP0311696B1 (en) 1995-07-05
DE3854111T2 (de) 1995-11-30
US5003152A (en) 1991-03-26
CA1299773C (en) 1992-04-28
KR890700998A (ko) 1989-04-28
EP0311696A4 (en) 1989-11-27
EP0311696A1 (en) 1989-04-19

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