(57)【要約】【課題】  高密度のプラズマを安定的に供給可能なプラズマ発生装置を提供する。【解決手段】  内部を減圧可能な真空容器１０と、真空容器１０に設けられた誘電体２０とを備え、誘電体２０を介して真空容器１０内に電磁波を導入することによりプラズマを生成するプラズマ発生装置１であって、誘電体２０は、環状に形成され、真空容器１０の内壁に埋設される外周側の埋設部２０ａと、真空容器１０内に露出する内周側の露出部２０ｂとを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を減圧可能な真空容器と、
前記真空容器に設けられた誘電体とを備え、
前記誘電体を介して前記真空容器内に電磁波を導入することによりプラズマを生成するプラズマ発生装置であって、
前記誘電体は、環状に形成され、前記真空容器の内壁に埋設される外周側の埋設部と、前記真空容器内に露出する内周側の露出部とを有するプラズマ発生装置。
【請求項２】
前記埋設部を冷却する冷却手段を備える請求項１に記載のプラズマ発生装置。
【請求項３】
前記埋設部は、前記真空容器内の気密を保持するためのシール手段を介して前記真空容器の内壁に埋設される請求項１または２に記載のプラズマ発生装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のプラズマ発生装置を備え、
生成されたプラズマからイオンを静電的に引出し加速するイオンビーム装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかに記載のプラズマ発生装置を備え、
生成されたプラズマによって披処理物に対するプラズマ処理が可能なプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項１から３のいずれかに記載のプラズマ発生装置と、
前記プラズマ発生装置を挟んで両側にそれぞれ配置された蒸気発生部及び薄膜形成部とを備え、
前記蒸気発生部は、蒸気発生手段により原料を蒸気化して放出するように構成され、
前記薄膜形成部は、原料蒸気及びプラズマの照射により被処理物表面に薄膜を形成するプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記誘電体と前記蒸気発生部及び薄膜形成部との間には、原料蒸気の流れを横切る方向の磁場を発生させる磁場発生手段がそれぞれ介在されている請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ発生装置、及び、これを備えたプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマエッチング装置、プラズマＣＶＤ装置、イオンプレーティング装置、イオン注入装置などのプラズマ処理装置は、半導体デバイスなどの製造に広く利用されている。
【０００３】
従来のプラズマ発生装置として、例えば、特許文献１に開示された構成が知られている。図１７に示すように、このプラズマ発生装置５０は、プラズマチャンバ５１の上部にプラズマ波導入窓５２が設けられており、マイクロ波導入管５３からプラズマ波導入窓５２を介してプラズマチャンバ５１内に、プラズマ波を導入することができる。プラズマ波導入窓５２に隣接したプラズマチャンバ５１の内壁には誘電体５４が取り付けられており、誘電体５４の表面に沿ってマイクロ波を伝播するように構成されている。
【特許文献１】特開平９−１７１９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年の半導体プロセスにおけるウエハ径の大型化に伴い、大口径で高密度のプラズマ発生装置の開発が強く望まれるようになっており、プラズマ波導入窓や誘電体が大径化する傾向にある。
【０００５】
ところが、上記従来のプラズマ発生装置は、高密度のプラズマに直接曝されるプラズマ波導入窓５２や誘電体５４が、大電力運転時に過熱され易いために、熱歪みによる破損のおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、高密度のプラズマを安定的に供給可能なプラズマ発生装置及びプラズマ処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の前記目的は、内部を減圧可能な真空容器と、前記真空容器に設けられた誘電体とを備え、前記誘電体を介して前記真空容器内に電磁波を導入することによりプラズマを生成するプラズマ発生装置であって、前記誘電体は、環状に形成され、前記真空容器の内壁に埋設される外周側の埋設部と、前記真空容器内に露出する内周側の露出部とを有するプラズマ発生装置により達成される。
【０００８】
このプラズマ発生装置は、前記埋設部を冷却する冷却手段を備えることが好ましい。
【０００９】
また、前記埋設部は、前記真空容器内の気密を保持するためのシール手段を介して前記真空容器の内壁に埋設されることが好ましい。
【００１０】
また、前記真空容器は、開口縁に沿って形成されたフランジ部をそれぞれ有する一対のチャンバ部材を備え、前記誘電体は、前記フランジ部間に挟持された構成にすることができる。
【００１１】
また、前記冷却手段は、少なくとも一方の前記フランジ部に形成された冷媒流路を備えることができる。
【００１２】
また、前記露出部は、周方向の断面積が変化するように形成することができる。或いは、前記露出部は、内周に沿って断続的に形成することができる。
【００１３】
また、前記真空容器は、前記露出部に接続された誘電体ライナーが内壁面に形成された構成にすることができる。
【００１４】
また、本発明の前記目的は、前記のプラズマ発生装置を備え、生成されたプラズマによって披処理物に対するプラズマ処理が可能なプラズマ処理装置により達成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高密度のプラズマを安定的に供給可能なプラズマ発生装置及びプラズマ処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプラズマ発生装置の概略構成図である。
【００１７】
図１に示すように、プラズマ発生装置１は、真空容器１０と、真空容器１０に設けられた誘電体２０とを備えている。
【００１８】
真空容器１０は、円筒状に形成された上側チャンバ１２及び下側チャンバ１４を備えている。上側チャンバ１２及び下側チャンバ１４は、それぞれ開口縁にフランジ部１２ａ，１４ａを備えており、これらフランジ部１２ａ，１４ａの間に、誘電体２０が挟持されている。誘電体２０は、アルミナや石英ガラス等からなる環状の部材であり、周方向の垂直断面が矩形状とされている。
【００１９】
図２は、フランジ部１２ａ，１４ａの拡大断面図である。本実施形態においては、下側チャンバ１４のフランジ部１４ａに段部１４１ａが形成されており、誘電体２０の外周側が段部１４１ａに収容されて、真空容器１０の内壁に埋設された埋設部２０ａを構成している。一方、誘電体２０の内周側は真空容器１０内に延在して露出しており、露出部２０ｂを構成している。各フランジ部１２ａ，１４ａと埋設部２０ａの表裏面との間には、それぞれガスケット１２２ａ，１４２ａが介在されており、真空容器１０内の気密を維持することができる。ガスケット１２２ａ，１４２ａは、ゴム、合成樹脂、金属、膨張黒鉛など耐熱性、耐久性及び柔軟性に優れる種々の材料のものを使用可能である。
【００２０】
フランジ部１２ａ，１４ａは、それぞれ周方向に沿って環状に形成された冷媒流路１２４ａ，１４４ａを備えており、フランジの上面または下面に形成された給水口及び排水口（いずれも図示せず）を介してフランジ部１２ａ，１４ａの全体に、冷却媒体を行き渡らせることができる。冷却媒体として、本実施形態では水を使用しているが、その他の冷却液や、空気などの冷却ガスを使用することも可能である。冷媒流路１２４ａ，１４４ａは、例えば環状の溝部を蓋体１２６ａ，１４６ａで覆い、全周を溶接する等して形成することができる。冷媒流路の形成は、フランジ部１２ａ，１４ａのいずれか一方のみであってもよい。
【００２１】
冷媒流路１２４ａ，１４４ａの給水口及び排水口は、冷却水が冷媒流路１２４ａ，１４４ａに沿って一方向に流れるように配置することが可能であり、あるいは、給水口から供給された冷却水が周方向両側に分配されて排水口で合流するように構成してもよい。
【００２２】
下側チャンバ１４は、排気管１６及び導入管１８を備えている。排気管１６は、真空排気系に接続されており、内部を減圧状態に維持することができる。また、導入管１８は、ガス導入系に接続されており、真空容器１０内に反応ガスを供給することができる。反応ガスとしては、ヘリウムやアルゴン等の不活性ガスと、酸素や窒素等の処理ガスとの混合ガスを例示することができる。
【００２３】
誘電体２０の外周面には、導波管２２が接続されており、マイクロ波電源２４において生成されたマイクロ波が、導波管２２を介して誘電体２０に導入される。マイクロ波電源２４は、マイクロ波を発生する発振部、負荷回路とのインピーダンス整合を図るチューナ、負荷回路からの反射電力を吸収して発振部を保護するサーキュレータ等から構成することができる。
【００２４】
導波管２２から誘電体２０に導入されたマイクロ波は、誘電体２０の周方向両側に伝播する。誘電体２０の周方向の経路長さをマイクロ波の半波長の整数倍とすることにより、誘電体２０には共振による定在波が励起され、露出部２０ｂの周方向全体から均一にマイクロ波電力が放射される。図３にＡ−Ａ断面図で示すように、誘電体２０に生成されるマイクロ波電界の定在波は、周方向に沿って隣接する節ｎ１，ｎ２間で、マイクロ波磁界ｇ１，ｇ２の回転方向が互いに反対方向となっている。
【００２５】
誘電体２０の厚みＴは、誘電体２０における伝播モードをＴＥ０１とする場合、高次モードの伝播を防止するために、誘電体２０に導入されたマイクロ波の半波長以下にすることが好ましい。また、誘電体２０の幅Ｗは、カットオフを避けるため、誘電体２０に導入されたマイクロ波の半波長以上にすることが好ましい。  
【００２６】
フランジ部１２ａ，１４ａの材質は、誘電体２０の冷却効率の向上及びプラズマＰの高密度化を図るため、熱伝導性が良好で、且つ、マイクロ波の吸収が少ない金属であることが好ましく、例えば、銅、アルミニウム、非磁性のステンレス鋼などの金属材料を挙げることができる。
【００２７】
真空容器１０の上部及び側部の外面には、永久磁石３０が配置されており、真空容器１０内に磁場を発生させる。真空容器１０の側部に配置される永久磁石３０は、Ｎ極及びＳ極が鉛直方向に沿って延びるように棒状に形成されており、図４にＢ−Ｂ断面図で示すように、真空容器１０の外周面に沿って等間隔に複数配置されている。真空容器１０の外周面と対向する永久磁石３０の極は、隣接するもの同士でＮ極とＳ極とが交互に変化しており、真空容器１０の内壁面に沿ってラインカスプ磁場Ｇ１が形成される。永久磁石３０の磁場は、低ガス圧条件下でのプラズマ発生を可能にするために、ＥＣＲ条件を満足する強度であることが好ましい。例えば、誘電体２０から真空容器１０内に導入されるマイクロ波の周波数を２．４５ＧＨｚとした場合、ＥＣＲ条件を満たす磁場の強さは、８７５ガウスである。尚、図１における永久磁石３０は、Ｎ極を黒、Ｓ極を白で表しているが、磁極の配置は、必ずしも本実施形態のものには限定されない（永久磁石が開示された他の図面においても同様）。
【００２８】
以上の構成を備えるプラズマ発生装置１によれば、誘電体２０が、真空容器１０内に埋設された埋設部２０ａを外周側に備えているため、誘電体２０が大径化すると、これに伴って埋設部２０ａの表面積も増大する。したがって、埋設部２０ａを介して誘電体２０の全体を効率よく冷却することができるので、大径の誘電体２０に熱歪みを生じさせることなく大電力運転を行うことが可能であり、露出部２０ｂの周辺に均一で高密度のプラズマＰを生成することができる。
【００２９】
また、真空容器１０内に埋設された誘電体２０の埋設部２０ａを、冷媒流路１２４ａ，１４４ａを通過する冷却水によって冷却するように構成しているので、誘電体２０が大径化に伴って埋設部２０ａの冷却面積を増大することができ、除熱能力を良好に維持することができる。
【００３０】
埋設部２０ａを冷却するための冷却手段は、本実施形態においては、冷却媒体によるマイクロ波の吸収を防止するために、冷却媒体が埋設部２０ａと直接接触することなく間接的に冷却可能な構成としたが、必ずしも本実施形態のものには限定されない。例えば、フランジ部１２ａ，１４ａの厚みを十分薄くすることが可能であれば、フランジ部１２ａ，１４ａ内に冷媒流路１２４ａ，１４４ａを形成する代わりに、フランジ部１２ａ，１４ａの表面と熱交換する熱交換器を配置することも可能であり、液冷または空冷により埋設部２０ａを冷却することができる。また、埋設部２０ａは、本実施形態のようにフランジ部１２ａ，１４ａ間に挟持することにより、冷却やメンテナンスを容易にすることができるが、必ずしもフランジ部１２ａ，１４ａ間に挟持される必要はなく、真空容器１０の壁内に埋設固定して、この周囲に冷媒流路を設けるようにしてもよい。更に、プラズマ発生装置１の設置環境によっては、プラズマ発生装置１自体が必ずしも冷却手段を備える必要はなく、外部の冷却手段や自然放冷により埋設部２０ａを冷却するようにしてもよい。
【００３１】
また、埋設部２０ａがガスケット１２２ａ，１４２ａを介して真空容器１０の内壁に埋設されているため、本実施形態のように導波管２２を誘電体２０に直接接続しても、真空容器１０内の気密性を良好に維持することができる。このように、真空容器１０内の気密を保持するためのシール手段としては、ガスケット１２２ａ，１４２ａ以外に、ろう付け、接着剤、溶接など公知の手段を適用可能である。
【００３２】
誘電体２０において露出部２０ｂが占める割合は、大きすぎると、プラズマとの結合が良くなる一方で、Ｑ値が低下して定在波の均一性が悪化すると共に、誘電体２０の十分な冷却が困難になる。これに対し、露出部２０ｂの割合が小さすぎると、Ｑ値が増加して定在波の均一性が良好になると共に、誘電体２０の冷却が容易になる一方、プラズマとの結合が悪化して、誘電体２０におけるマイクロ波の損失が増加する。したがって、露出部２０ｂの割合は、上記の点を考慮して、計算機シミュレーションや実験検証により最適化することが好ましい。誘電体２０の垂直断面において、露出部２０ｂが全体面積に占める割合は、一例を挙げると、１０〜３０％である。
【００３３】
また、本実施形態においては、ラインカスプ磁場Ｇ１によってプラズマＰを効率良く閉じこめることができるので、プラズマＰの更なる高密度化を図ることができる。プラズマＰを閉じこめるための磁場発生手段は、必ずしも本実施形態のものに限定されず、例えば図５に示すように、真空容器１０の外周に沿って磁場発生コイル３０１を配置し、鉛直方向の磁場Ｇ２を発生させるようにしてもよい。尚、図５において、図１と同様の構成部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する（他の図面においても同様）。磁場の方向は、水平方向であってもよく、特に限定されるものではない。但し、本実施形態においては、上記のようにプラズマＰの大面積化及び高密度化が可能であるため、磁場発生手段を有しない構成にすることも可能である。
【００３４】
本実施形態のプラズマ発生装置１は、基板などの被処理物ｗが取り付けられるホルダ３２を真空容器１０の内部に備えており、真空容器１０内で生成されたプラズマＰによって、披処理物Ｗに対するスパッタリング、エッチング、成膜などを行うことができる。このように、本実施形態のプラズマ発生装置１は、被処理物ｗに対するプラズマ処理を行うプラズマ処理装置として機能させることができる。
【００３５】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。例えば、本実施形態においては、真空容器１０を構成する上側チャンバ１２及び下側チャンバ１４を同程度の大きさとして、真空容器１０の略中央の高さ位置に誘電体２０を挟持しているが、図６に示すように、下側チャンバ１４を上蓋１２１で覆うように構成し、フランジ部１２ａ，１４ａ間に挟持される誘電体２０の高さ位置を、上蓋１２１の近傍にすることもできる。この構成によれば、誘電体２０の冷却やメンテナンスがより容易になると共に、大面積のプラズマ生成をコンパクトな構成により実現することができる。
【００３６】
また、誘電体２０の全体形状は、環状であればよく、円環状以外に、楕円環状、長円環状、多角環状など、フランジ部１２ａ，１４ａの形状に合わせて適宜選択可能である。誘電体２０の垂直断面は、矩形状以外にすることも可能であり、例えば、図７に示すように、誘電体２０の内周側を曲面状に面取りすることで、露出部２０ｂのプラズマによる損耗を効果的に防止することができる。
【００３７】
また、露出部２０ｂの垂直断面の断面積は、必ずしも全周にわたって一定である必要はなく、周方向の断面積が変化するように形成してもよい。例えば、図８及び図９（Ｃ−Ｃ断面図）に示すように、円環状の誘電体２０１の内周円Ｃ１と外周円Ｃ２とを偏心させ、埋設部２０１ａの断面積は周方向で一定として、導波管２２が接続された部分（すなわち、誘電体２０及びプラズマ間におけるマイクロ波の電力結合が最も良い部分）の露出部２０１ｂの断面積が最も小さく、これと１８０度反対側に位置する部分の露出部２０１ｂの断面積が最も大きくなるように、誘電体２０１を構成することができる。この構成によれば、導波管２２の接続部付近におけるプラズマの偏りを効果的に防止することができ、均一なプラズマ生成を容易にすることができる。誘電体２０１の形状は、露出部２０ｂの断面積が周方向に所望の変化を生じるように適宜決定することが可能であり、必ずしも本実施形態のものに限定されない。
【００３８】
また、図１０及び図１１（Ｄ−Ｄ断面図）に示すように、誘電体２０２の全体をフランジ部１２ａ，１４ａにより挟持埋設するとともに、上側チャンバ１２の下端部及び下側チャンバ１４の上端部にそれぞれ凹凸を形成し、凸部同士を当接させることで、凹部間に誘電体２０２を露出させるようにしてもよい。こうして、誘電体２０２の周方向に沿って、複数の露出部２０２ｂを断続的に配置することができる。この構成によれば、誘電体２０２の各露出部２０２ｂの位置及び大きさを適宜調整することにより、図８及び図９に示す構成と同様に、均一なプラズマ生成を容易にすることができる。周方向に断続的な露出部２０２ｂの形成は、必ずしも本実施形態のものに限定されず、例えば、上側チャンバ１２及び下側チャンバ１４の一方のみに、切り欠きやスリットを周方向に断続的に形成するようにしてもよい。
【００３９】
また、図１２に示すように、真空容器１０の内壁面に、誘電体２０の露出部２０ｂと接続される誘電体ライナー１０２を形成してもよい。誘電体ライナー１０２の材料は、誘電体２０に使用可能なガラス、セラミックス等の誘電体材料を例示することができる。この構成によれば、プラズマに曝される真空容器１０の内壁面を誘電体ライナー１０２で保護することができ、真空容器１０の構成材料である金属不純物等の発生を抑制することができると共に、誘電体ライナー１０２が表面波の伝播経路にもなるので、より均一なプラズマ生成が可能である。
【００４０】
また、本実施形態では、導波管２２により誘電体２０にマイクロ波を供給しているが、比較的小電力で運転する場合には、図１３に示すように、同軸コネクタ２２１を介して誘電体２０にマイクロ波を供給することも可能である。同軸コネクタ２２１は、図１３に示すように、誘電体２０の水平面に対して軸方向に取り付け可能であり、あるいは、図１に示す導波管２２と同様に、誘電体２０に対して水平方向に取り付けてもよい。
【００４１】
また、図１４に示すように、誘電体２０を挟持するフランジ部１２ａ，１４ａの一方に隙間調整ネジ１４４ａを設け、この隙間調整ネジ１４４ａの進退により、誘電体２０との間に形成される隙間の大きさを調整可能に構成することもできる。この構成によれば、使用するマイクロ波の波長に合わせて隙間調整ネジ１４４ａを進退させることにより、共振周波数を微調整することができ、定在波の形成を容易にすることができる。
【００４２】
図１５は、本発明のプラズマ発生装置を用いたプラズマ処理装置の一例である薄膜形成装置の概略構成図である。このプラズマ処理装置１００１は、図１に示すプラズマ発生装置１をベースに構成することができ、原料を蒸気化する蒸気発生部１０１０、及び、基板等の被処理物ｗの表面に薄膜を形成する薄膜形成部１０２０を備えている。図１５において、図１と同様の構成部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４３】
蒸気発生部１０１０は、誘電体２０を備えるプラズマ発生装置１の下方に配置されており、金属などの原料を収容するルツボ１０１２と、ルツボ１０１２の周囲に断熱材１０１４を介して配置された誘導加熱コイル１０１６とを備えている。ルツボ１０１２の先端にはノズル１０１２ａが形成されており、原料蒸気を上方に向けて放出する。ルツボ１０１２の内部には、不活性ガス等を導入してガスシールド効果を高めるようにしてもよい。蒸気発生部１０１０の近傍には、排気管１６が設置されており、排気管１６は、ゲートバルブ１０１７を介してターボ分子ポンプ等の大排気量の真空ポンプ１０１８に接続されている。
【００４４】
薄膜形成部１０２０は、誘電体２０を備えるプラズマ発生装置１の上方に配置されており、基板等の被処理物ｗが取り付けられる支持台１０２２と、支持台１０２２に取り付けられた被処理物ｗを加熱する電熱ヒータ１０２４とを備えている。支持台１０２２への被処理物ｗの取り付けは、蒸気発生部１０１０のノズル１０１２ａの直上位置とすることが可能である。薄膜形成部１０２０の近傍には、窒素ガス等の反応ガスの導入管１８が設置されている。
【００４５】
誘電体２０と蒸気発生部１０１０及び薄膜形成部１０２０との間には、それぞれ磁気フィルタ１０３０，１０４０が介在されている。一方の磁気フィルタ１０３０は、複数の永久磁石１０３２，１０３２が埋め込まれた仕切板１０３４により構成されており、原料蒸気の流れを横切る方向の磁場Ｇ３を生じさせることができる。他方の磁気フィルタ１０４０も同様に、複数の永久磁石１０４２，１０４２が埋設された仕切板１０４４により構成され、原料蒸気の流れを横切る方向の磁場Ｇ４を生じさせることができる。
【００４６】
以上の構成を備えるプラズマ処理装置１００１によれば、ターボ分子ポンプ等の大排気量の真空ポンプ１０１８の作動により、排気管１６を介して高真空（例えば、１０−２Ｐａ以下）に排気することができる。誘導加熱コイル１０１６により加熱された原料（例えば、アルミニウム）は、真空下において高速に蒸気化され、ルツボ１０１２の先端に形成されたノズル１０１２ａから上方に向けてジェット状に放出される。蒸気発生部１０１０における原料蒸気の生成は、抵抗加熱、電子ビーム加熱、高周波誘導加熱、スパッタリング、レーザーアブソリューションなど公知の各種蒸気発生手段を適用可能である。
【００４７】
一方、導入管１８からは動作ガス（例えば、窒素ガス）が導入され、マイクロ波電源２４から真空容器１０内にマイクロ波が定常もしくは間欠導入されて、ＥＣＲ放電により、高密度のプラズマＰの発生が、定常もしくは間欠的に行われる。ＥＣＲ放電は、高真空条件下でも点灯動作が不要（自発点灯）であり、点灯時間も短い（１０μｓｅｃ程度）ため、間欠運転に適したプラズマ生成方法である。電子のみを共鳴的に加熱するため、イオン温度が低く、薄膜へのダメージを防止することができる。
【００４８】
薄膜形成部１０２０においては、支持台１０２２に取り付けられた被処理物ｗの表面が、電熱ヒータ１０２４により薄膜形成温度に維持されており、原料蒸気及びプラズマを照射することにより、被処理物ｗの表面には薄膜が形成される。
【００４９】
磁気フィルタ１０３０，１０４０により生成される磁場Ｇ３，Ｇ４は、プラズマＰから放出される電子やイオンなどの荷電粒子が蒸気発生部１０１０及び薄膜形成部１０２０に拡散するのを抑制し、ルツボ１０１２内における原料の変質劣化や、高エネルギー電子の流入による薄膜表面のチャージアップを効果的に防止することができる。原料蒸気の流れを横切る方向の磁場Ｇ３，Ｇ４の発生手段としては、永久磁石以外に、電磁石を用いることも可能である。
【００５０】
本実施形態のプラズマ処理装置１００１は、誘電体２０に熱ひずみを生じさせることなく、高密度のプラズマを安定的に供給することができるので、被処理物ｗの表面に供給される原料蒸気とプラズマを高粒子束条件でバランスさせることが可能であり、薄膜成長の高速化を実現することができる。
【００５１】
また、マイクロ波の間欠導入により、吸着原子の表面移動を促すことができ、比較的低温プロセスで高品質の結晶性も得ることができる。
【００５２】
蒸気発生部１０１０及び薄膜形成部１０２０は、プラズマ発生装置１を挟んで両側にそれぞれ配置されていればよく、本実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、蒸気発生部１０１０をプラズマ発生装置１の上方に配置し、下方に向けて蒸気を噴出させ、プラズマ発生装置１の下方に配置した薄膜形成部１０２０において、被処理物ｗに薄膜を形成するように構成することも可能である。
【００５３】
プラズマ発生装置のその他の具体例としては、図１６に示すようなイオン源を挙げることができる。このイオン源は、図１に示すプラズマ発生装置１の内部にビーム加速電極系３４を備えている。ビーム加速電極系３４は、いずれも多孔性の平板からなる加速電極３４１、減速電極３４２及び接地電極３４３を備える。加速電極３４１及び減速電極３４２は、電源３４４，３４５からそれぞれ正の電圧及び負の電圧が印加される。そして、加速電極３４１の加速電圧を調整することにより、真空容器１０内で発生したプラズマＰから、加速電圧に対応したエネルギーを有するイオンビームを引き出すことができる。本実施形態においては、プラズマＰの高密度化が可能であるため、高電流密度のイオンビームを引き出すことができる。
【００５４】
また、このイオン源は、被処理物ｗが取り付けられるホルダ３２を真空容器１０の内部に備えており、引き出されたイオンビームを被処理物ｗに入射させるように構成することで、被処理物ｗに対するイオンビーム照射が可能なイオンビーム処理装置として機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ発生装置の概略構成図である。
【図２】図１に示すプラズマ発生装置の要部拡大図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明のプラズマ発生装置の変形例を示す概略構成図である。
【図６】本発明のプラズマ発生装置の他の変形例を示す概略構成図である。
【図７】本発明のプラズマ発生装置の更に他の変形例を示す要部拡大図である。
【図８】本発明のプラズマ発生装置の更に他の変形例を示す概略構成図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ断面図である。
【図１０】本発明のプラズマ発生装置の更に他の変形例を示す概略構成図である。
【図１１】図１０のＤ−Ｄ断面図である。
【図１２】本発明のプラズマ発生装置の更に他の変形例を示す要部拡大図である。
【図１３】本発明のプラズマ発生装置の更に他の変形例を示す要部拡大図である。
【図１４】本発明のプラズマ発生装置の更に他の変形例を示す要部拡大図である。
【図１５】本発明のプラズマ発生装置の更に他の変形例を示す要部拡大図である。
【図１６】本発明のプラズマ発生装置の更に他の変形例を示す要部拡大図である。
【図１７】従来のプラズマ発生装置の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  プラズマ発生装置
１０  真空容器
１２ａ，１４ａ  フランジ部
１２４ａ，１４４ａ  冷媒流路
１６  排気管
１８  導入管
２０  誘電体
２０ａ  埋設部
２０ｂ  露出部
２２  導波管
２４  マイクロ波電源
３０  永久磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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