CN104427736B - 等离子体处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种等离子体处理装置，可以提升在天线的长度方向上的基板处理的均匀性。天线形成将高频电极收纳在电介质盒内的构造。高频电极形成：使2片电极导体以两者作为整体来呈现矩形板状的方式，相互隔开间隙且接近并平行地配置，且利用导体将两电极导体的长度方向的其中一端彼此连接而构成返回导体构造，且高频电流相互逆向地流向两电极导体。且在电极导体的间隙侧的边形成开口部，将该开口部以多个分散并配置在高频电极的长度方向。将该天线以高频电极的主面与基板的表面成为实质上相互垂直的方向而配置在真空容器内。

Description

等离子体处理装置
技术领域
本发明涉及一种使用等离子体对基板实施例如利用等离子体化学气相沉积(CVD，chemical vapour-phase deposition)法而成膜、蚀刻、灰化、溅射等处理的等离子体处理装置，更具体而言，涉及一种通过使高频电流流入天线所产生的感应电场而生成等离子体，并利用该等离子体对基板实施处理的电感耦合型的等离子体处理装置。
背景技术
作为此种等离子体处理装置、在专利文献1中已记载其天线具有在构成返回导体的2片电极导体的内侧的边设有多个开口部的构造的高频电极的装置的一例。
参照图1、图2，对这种以往的等离子体处理装置进行简要说明。另外，在图1中，为简化图示，而将电介质板的图示省略。也将高频电极及基板的板厚的图示省略。这些图示请参照图2。
构成天线68的高频电极70是形成使2片矩形板状的电极导体71、电极导体72以位于沿基板2的表面的同一平面上的方式，相互隔开间隙74且接近并平行地配置，且利用导体(未图示)将两电极导体71、电极导体72的长度方向X的其中一端彼此连接而构成返回导体构造，且高频电流IR相互逆向地流向该2片电极导体71、电极导体72(因高频之故，所以该高频电流IR的方向随时间而反转。以下相同)。高频电流IR的频率为例如13.56MHz。
且，在2片电极导体71、电极导体72的间隙74侧的边，分别设置夹着间隙74而对向的切口，并利用对向的所述切口形成开口部77，使该开口部77在高频电极70的长度方向X分散地配置多个。
在高频电极70的下侧附近，为防止高频电极70的表面被等离子体82中的带电粒子(主要为离子)溅射等，而配置有电介质板80。
利用所述高频电流IR在高频电极70的周围产生高频磁场，由此，与高频电流IR反方向地产生感应电场。通过该感应电场，而在真空容器(省略图示)内将电子加速，在天线68的附近(更具体而言在电介质板80的下侧附近)使气体电离，在电介质板80的下侧附近产生等离子体82。在高频电极70的与主面对向的位置配置有基板2，且所述等离子体82扩散至基板2的附近，从而可利用该等离子体82，对基板2实施所述成膜等处理。
作为该等离子体处理装置所发挥的效果，在专利文献1中记载有如下效果。
天线68(更具体而言为该高频电极70)总体来看形成返回导体构造，且高频电流IR相互逆向地流向该2片电极导体71、电极导体72，因此，天线68的有效电感系数相应于存在于返回导体71、返回导体72间的互感系数的程度而变小。因此，和单纯平板状的天线相比，可将产生于天线68的长度方向X的两端部间的电位差抑制得较小，由此，便可将等离子体电位抑制得较低，并且提升天线68的长度方向X上的等离子体密度分布的均匀性。
而且，详细地观察在高频电极70中流动的高频电流IR，高频电流IR存在因趋肤效应而主要在2片电极导体71、电极导体72的端部中流动的倾向。其中，若着眼于2片电极导体71、电极导体72的间隙74侧的边，则在此处相互接近的边逆向地流入高频电流IR，因此，与和间隙74为相反侧的边相比，电感系数(以及阻抗)变得更小。因此，高频电流IR更多地沿着间隙74侧的边、及形成于此边的开口部77流动。其结果，各开口部77与在天线68的长度方向X上分散配置的线圈同样地发挥功能，所以能够以简单的构造，形成与串联连接多个线圈相同的构造。因此，能够以简单的构造，使各开口部77附近产生强磁场，从而提升等离子体生成效率。
[背景技术文献]
[专利文献]
专利文献1：专利第5018994号公报(段落0012～0014，图1、图3)
发明内容
[发明所欲解决的问题]
利用图1、图2所示的以往的等离子体处理装置在基板2上形成膜且详细地测定该膜厚分布之后，发现在天线68的长度方向X上的膜厚分布中，存在与开口部77的配置对应的脉动，且该方面另存问题。
将测定所述膜厚分布所得的结果的一例示于图3。该图3是使用四氟化硅气体(SiF4)及氮气(N2)的混合气体作为原料气体，在基板2上形成氟化氮化硅膜(SiN：F)，且测定位于图1的开口部列的中心轴上的各开口部77的中心及相邻的开口部77间的中心的各自正下方的基板2上的各点(以点a～f表示其中若干个)的膜厚。此时，将开口部77的间距设为48mm，各开口部77的直径设为40mm，天线68与基板2间的距离L1设为95mm。
根据该图3可知，在各开口部77的中心正下方(点b、d、f等)膜厚较小，在相邻的开口部77间的中心正下方(点a、c、e等)膜厚较大，且天线68的长度方向X上的膜厚分布与开口部77的配置对应地脉动。另外，对于图3中的X为负值的测定位置应可根据所述说明进行类推。
所述高频电流IR或等离子体82的特性容易受到其附近所存在的各种物体影响，所以，虽然不容易逻辑性地明确解释，但如图3所示，膜厚脉动被认为是取决于以下作用。
(i)如上所述，高频电流IR因趋肤效应(skin effect)及低阻抗化而较多地流向高频电极70的间隙74侧的边及各开口部77的周缘部，所以，在此流动的高频电流IR的等离子体生成作用较强。尤其，各开口部77的两端部(与天线长度方向X正交的方向的两端部。即，该例为Y方向的两端部)79因附近未流入逆向电流，所以，等离子体生成作用较强，从而在该两端部79的下侧部分84(参照图2)生成浓的等离子体，相对于此，在各开口部77的中心未流入高频电流IR，所以，在该中心的下侧部分85生成的等离子体较淡，因此，此情况促使与该中心对应的基板上的点b、d、f等处的膜厚变小。另一方面，在相邻的开口部77间的下侧部分，生成比所述两端部79的下侧部分84淡但比开口部77的中心的下侧部分85浓的等离子体。因此，此情况促使与相邻的开口部77间的中心对应的基板上的点a、c、e等处的膜厚变大。如此地在天线68的长度方向X上的等离子体密度中，产生与开口部77的配置对应的浓度差，且该浓度差成为导致基板2上的膜厚分布中产生脉动的原因。
(ii)并且，构成天线68的高频电极70的主面与基板2是如同平行平板电极那样地对向，所以，若因高频电流IR流入高频电极70，高频电极70的电位上升，则在高频电极70与基板2之间产生大致均匀的(拟均匀的)电场。即，如图2所示的例子，在高频电极70的主面与基板2之间产生大致平坦的等电位面86。在如此平坦的等电位面86的情况下，当在天线68(更具体而言为该电介质板80)的下侧附近生成的等离子体82朝向基板2侧扩散时，等离子体82难以向横向扩散，因此，所述(i)中产生的等离子体密度的浓度差容易直接转印到基板2上。此情况也成为在基板2上的膜厚分布中产生脉动的原因。
另外，若天线68与基板2之间的距离L1变大，则在到达基板2之前，等离子体82朝横向的扩散变大，所以，认为在基板2附近，可将所述等离子体密度的浓度差缓和，提升基板处理的均匀性，但是，如果采用这种方式，则产生天线68与基板2间的距离变大，导致等离子体处理装置大型化之类的其他问题。
因此，本发明的主要目的在于：即便不强行将天线与基板间的距离增大，也可以在基板附近将与构成天线的高频电极的开口部的配置对应的等离子体的浓度差缓和，从而提升天线的长度方向上的基板处理的均匀性。
[解决问题的技术手段]
本发明的等离子体处理装置的其中之一，是通过使高频电流流入天线而使真空容器内产生感应电场，生成等离子体，且利用该等离子体对基板实施处理的电感耦合型等离子体处理装置：所述天线形成将高频电极收纳在电介质盒内的构造，所述高频电极形成如下构造，即：使均呈现矩形板状的2个电极导体，以两者作为整体来呈现矩形板状的方式，相互隔开间隙且接近并平行地配置，且以导体将两电极导体的长度方向的其中一端彼此连接而构成返回导体构造，所述高频电流相互逆向地流向该2个电极导体，进而，在所述2个电极导体的所述间隙侧的边上，分别设置夹着所述间隙而对向的切口，利用对向的所述切口形成开口部，且使该开口部以多个分散并配置在该高频电极的长度方向，且将所述天线以构成所述天线的所述高频电极的主面与所述基板的表面实质上相互垂直的方向而配置在所述真空容器内。
所述高频电极也可以是如下构造，即：使其中一个呈现矩形板状且另一个呈现棒状的2个电极导体，两者作为整体以呈现矩形板状的方式，相互隔开间隙且接近并平行地配置，且在呈现所述矩形板状的电极导体的所述间隙侧的边上设置切口，利用该切口形成开口部，且使该开口部以多个分散并配置该高频电极的长度方向。
所述天线的平面形状既可以为实质上平直，也可以呈现环状。
在所述电介质盒，既可以使横截其的电介质管穿过，也可以使所述电介质盒的侧面朝向内侧凹陷。
所述天线形成如下构造，即：具有2片所述高频电极，在该2片高频电极之间夹着用于冷却两高频电极的冷却管，并收纳在所述电介质盒内，所述冷却管内部流有冷却介质，且可采用使各所述高频电极的外侧的主面与对向于该主面的所述电介质盒的外表面之间的距离，相对于所述2片高频电极相互实质上相等的构造。
所述天线形成如下构造，即：具有2片所述高频电极，且在各高频电极的其中一主面，分别安装将该高频电极冷却的冷却管，所述冷却管内流有冷却介质，且将该2片高频电极以该冷却管位于内侧的方向收纳在所述电介质盒内，且也可以采用使各所述高频电极的外侧的主面与对向于该主面的所述电介质盒的外表面之间的距离，相对于所述2片高频电极相互实质上相等的构造。
所述天线形成如下构造，即：在所述高频电极的两主面安装有冷却该高频电极的冷却管，所述冷却管内流有冷却介质，且也可以采用使所述高频电极的两主面与对向于该两主面的所述电介质盒的外表面之间的距离相互实质上相等的构造。
所述天线在构成该天线的高频电极的内部，具有冷却该高频电极的冷却介质流动的冷媒通路，且可以采用使该高频电极的两主面与对向于该两主面的所述电介质盒的外表面之间的距离相互实质上相等的构造。
构成所述天线的高频电极具有分别为截面U字状弯曲的2个电极导体，且所述天线形成将在弯曲的各所述电极导体之间分别夹着冷却管，并收纳在电介质盒内，且也可以采用使高频电极的外侧的2个主面与对向于该2个主面的电介质盒的外表面之间的距离相互实质上相等的构造。
本发明的等离子体处理装置的另1个是一种通过使高频电流流入天线而使真空容器内产生感应电场，生成等离子体，且利用该等离子体对基板实施处理的电感耦合型等离子体处理装置：所述天线形成将高频电极收纳在电介质盒内的构造，且所述高频电极形成如下构造，即：使2个电极导体以两者作为整体呈现矩形板状的方式，相互隔开间隙且接近并平行地配置，利用导体将两电极导体的长度方向的其中一端彼此连接而构成返回导体构造，所述高频电流相互逆向地流向该2个电极导体，进而，在所述2个电极导体的所述间隙侧的边上，分别设置夹着所述间隙而对向的切口，利用对向的所述切口形成开口部，且使该开口部以多个分散并配置在该高频电极的长度方向，且将所述天线以构成所述天线的所述高频电极的主面与所述基板的表面成为实质上相互垂直的方向上配置在所述真空容器内，且所述天线的平面形状为实质上平直，将该天线沿着所述基板的表面并列地配置多个，进一步包含：多个高频电源，对各所述天线分别供给高频电力；多个磁性传感器，相对于各所述天线分别设置在实质上相同的部位，且分别检测各所述天线所产生的磁场的强度；及控制装置，响应来自所述多个磁性传感器的输出，以各所述输出成为实质上分别相等的方式，控制自各所述高频电源输出的高频电力。
也可以取代所述多个磁性传感器，而设置分别检测各天线所产生的电场的强度的多个电场传感器。
也可以取代对各天线分别供给高频电力的多个高频电源而设置：高频电源，用以对各天线供给高频电力；及分配电路，将自该高频电源输出的高频电力分配至各天线，且响应来自外部的控制信号，分配至各天线的高频电力的大小是可变的。
[发明的效果]
根据技术方案1所述的发明、(a)由于将天线以该高频电极的主面与基板的表面成为实质上相互垂直的方向进行配置，所以，即便与高频电极的各开口部的中心及两端部对应的部分中产生等离子体的浓度差，该等离子体的浓度差也将相对于基板表面位于上下方向，且在等离子体朝向基板侧扩散的中途相互混合，从而容易缓和浓度差。并且，高频电极与基板间的等电位面在基板附近以外成为将高频电极的下方作为凹部的曲面状，所以，等离子体在朝向基板侧扩散时，也容易朝向横向扩散，就该观点而言，变得容易在基板附近将与高频电极的开口部的配置对应的等离子体的浓度差缓和。
(b)其结果，即便不强行将天线与基板间的距离增大，也可以在基板附近，将与构成天线的高频电极的开口部的配置对应的等离子体的浓度差缓和，从而提升天线的长度方向上的基板处理的均匀性。进而，由于无需强行将天线与基板间的距离增大，所以，可防止真空容器以及等离子体处理装置大型化。
根据技术方案2所述的发明，由于将天线以该高频电极的主面与基板的表面成为实质上相互垂直的方向进行配置，所以，可发挥与技术方案1记载的发明的所述效果相同的效果。并且，构成高频电极的2个电极导体中的其中1个电极导体为棒状，所以，与其为矩形板状相比，可将天线朝向真空容器内的突出尺寸缩小。其结果，可使真空容器以及等离子体处理装置更加小型化。
根据技术方案3所述的发明，可发挥如下的进一步效果。即，由于将平面形状为实质上平直的天线沿着基板的表面相互并列地配置多个，所以，可生成更大面积的等离子体，从而可对更大面积的基板实施处理。并且，由于将所有的高频电极的接地点配置在基板侧，从而高频电极的接地点侧与供电点侧相比电位变动小，且电位变动小的电极导体位于基板侧，所以，可将因高频电极的电位变动引起的基板处理的不均匀性抑制得较小。
根据技术方案4所述的发明，可发挥如下的进一步效果。即，由于将平面形状为实质上平直的天线沿着基板的表面相互并列地配置多个，所以，可生成更大面积的等离子体，从而可对更大面积的基板实施处理。并且，即便起因于供电点及接地点的配置方法，而在各天线的长度方向上等离子体分布中产生某些不平衡，也可以在多个天线中将高频电极的供电点与接地点交替地配置，所以，容易将所述不平衡抵消。其结果，可将所述大面积的等离子体的均匀性提高。
根据技术方案5所述的发明，可发挥如下的进一步效果。即，多个天线的并列方向上的两端区域的等离子体密度通常存在比其他区域低的倾向。相对于此，如本发明所述，可通过使多个天线的并列方向上的两端区域的间隔小于其他区域的间隔，而提高两端区域的等离子体密度，所以，可补偿所述等离子体密度低，从而提高多个天线的并列方向上的等离子体的均匀性。
根据技术方案6，7所述的发明，可发挥如下的进一步效果。即，在天线附近，可相应于天线的平面形状，环状地生成等离子体，所以，可容易地对呈现圆形或近似圆形的平面形状的基板等实施处理。
根据技术方案8所述的发明，可发挥如下的进一步效果。即，在构成天线的高频电极的各开口部附近产生强磁场，且使电介质管贯通该开口部，所以，可在该电介质管内，利用所述强磁场，生成浓的等离子体。其结果，可将等离子体的生成效率以及高频电力的利用效率提高。
根据技术方案9所述的发明，可发挥如下的进一步效果。即，由于在构成天线的高频电极的各开口部附近产生强磁场，且使与该开口部对应的部分的电介质盒侧面朝向内侧凹陷，从而更接近开口部，所以，在该凹陷的部分的附近，可利用所述强磁场，生成浓的等离子体。其结果，可将等离子体的生成效率以及高频电力的利用效率提高。
根据技术方案10所述的发明，可发挥如下的进一步效果。即，由于在构成天线的高频电极的各开口部附近产生强磁场，且使包含与该开口部对应的部分的区域的电介质盒侧面朝向内侧凹陷，从而更接近开口部，所以，在该凹陷的部分的附近，可利用所述强磁场，生成浓的等离子体。其结果，可将等离子体的生成效率以及高频电力的利用效率提高。
根据技术方案11所述的发明，可发挥如下的进一步效果。即，天线形成具有2片高频电极，且将在该2片高频电极之间夹着冷却管，并收纳在电介质盒内的构造，且使各高频电极的外侧的主面与对向于该主面的电介质盒的外表面之间的距离，相对于所述2片高频电极相互实质上相等，所以，可在天线的左右将利用该天线产生的等离子体的密度均匀化。
(c)其结果，即便在天线的左右方向上，也可以将基板处理的均匀性提高。进而，由于无需强行将天线与基板间的距离增大，所以，可防止真空容器以及等离子体处理装置大型化。
(d)即，根据本发明，如上所述，可将天线的长度方向上的基板处理的均匀性提高，并且，即便在天线的左右方向上，也可以将基板处理的均匀性提高，所以，两种效果相辅，即便不强行将天线与基板间的距离增大，也可以将基板面内的2维的处理的均匀性提高。
根据技术方案12所述的发明，可发挥如下的进一步效果。即，天线形成具有2片高频电极，且在各高频电极的其中之一主面分别安装冷却管，且将该2片高频电极以该冷却管位于内侧的方向收纳在所述电介质盒内的构造，且使各高频电极的外侧的主面与对向于该主面的电介质盒的外表面之间的距离相对于所述2片高频电极相互实质上相等，所以，可在天线的左右将利用该天线而产生的等离子体的密度均匀化。
其结果，可发挥与技术方案11记载的发明的所述(c)、(d)所示的效果相同的效果。
根据技术方案13所述的发明，可发挥如下的进一步效果。即，天线形成在高频电极的两主面安装冷却管而成的构造，且使该高频电极的两主面与对向于该两主面的电介质盒的外表面之间的距离相互实质上相等，所以，可在天线的左右将利用该天线而产生的等离子体的密度均匀化。
其结果，可发挥与技术方案11记载的发明的所述(c)、(d)所示的效果相同的效果。
根据技术方案14所述的发明，可发挥如下的进一步效果。即，由于天线在构成该天线的高频电极的内部具有冷媒通路，且使该高频电极的两主面与对向于该两主面的电介质盒的外表面之间的距离相互实质上相等，所以，可在天线的左右将利用该天线而产生的等离子体的密度均匀化。
其结果，可发挥与技术方案11记载的发明的所述(c)、(d)所示的效果相同的效果。
根据技术方案15所述的发明，由于将天线以该高频电极的主面与基板的表面成为实质上相互垂直的方向进行配置，所以，可发挥与技术方案1记载的发明的所述(a)、(b)所示的效果相同的效果。
进而，构成天线的高频电极具有分别截面U字状地弯曲的2个电极导体，且天线形成将在该弯曲的各电极导体之间分别夹着冷却管，并收纳在电介质盒内的构造，且使高频电极的外侧的2个主面与对向于该2个主面的电介质盒的外表面之间的距离相互实质上相等，所以，可在天线的左右将利用该天线所产生的等离子体的密度均匀化。其结果，可发挥与技术方案11记载的发明的所述(c)、(d)所示的效果相同的效果。
(e)进而，由于将2个电极导体形成如上所述地弯曲的构造，所以，棱角状的部分变少，从而可在高频供电时缓和高频电极周围的电场集中。其结果，可抑制异常放电产生。
根据技术方案16所述的发明，由于将天线以该高频电极的主面与基板的表面成为实质上相互垂直的方向进行配置，所以，可发挥与技术方案1记载的发明的所述(a)、(b)所示的效果相同的效果。
进而，由于将平面形状为实质上平直的天线沿着基板的表面相互并列地配置多个，所以，可生成更大面积的等离子体，从而对更大面积的基板实施处理。
进而，由于响应来自多个磁性传感器的输出，以各所述输出分别实质上相等的方式，控制自各高频电源输出的高频电力，由此，可将各天线所产生的磁场的强度均匀化，所以，可使多个天线的并列方向上的等离子体的均匀性提高。
(f)其结果，根据本发明，可如上所述地提高天线的长度方向上的基板处理的均匀性，并且即便在多个天线的并列方向上，也可以提高等离子体的均匀性，从而提高基板处理的均匀性，所以，两种效果相辅，即便不强行将天线与基板间的距离增大，也可以提高基板面内的2维的处理的均匀性。
根据技术方案17所述的发明，由于将天线以该高频电极的主面与基板的表面成为实质上相互垂直的方向进行配置，所以，可发挥与技术方案1记载的发明的所述(a)、(b)所示的效果相同的效果。
进而，由于将平面形状为实质上平直的天线沿着基板的表面相互并列地配置多个，所以，可生成更大面积的等离子体，从而可对更大面积的基板实施处理。
进而，由于响应来自多个电场传感器的输出，以各所述输出分别成为成为实质上相等的方式，控制自各高频电源输出的高频电力，由此，可将各天线所产生的电场的强度均匀化，所以，可使多个天线的并列方向上的等离子体的均匀性提升。
其结果，可发挥与技术方案16记载的发明的所述(f)所示的效果相同的效果。
根据技术方案18所述的发明，由于将天线以该高频电极的主面与基板的表面成为实质上相互垂直的方向进行配置，所以，可发挥与技术方案1记载的发明的所述(a)、(b)所示的效果相同的效果。
进而，由于将平面形状为实质上平直的天线沿着基板的表面相互并列地配置多个，所以，可生成更大面积的等离子体，从而可对更大面积的基板实施处理。
进而，由于响应来自多个磁性传感器的输出，以各所述输出分别成为实质上相等的方式，控制由分配电路对各天线分配的高频电力的大小，由此，可将各天线所产生的磁场的强度均匀化，所以，可使多个天线的并列方向上的等离子体的均匀性提升。
其结果，可发挥与技术方案16记载的发明的所述(f)所示的效果相同的效果。
根据技术方案19所述的发明，由于将天线以该高频电极的主面与基板的表面成为实质上相互垂直的方向进行配置，所以，可发挥与技术方案1记载的发明的所述(a)、(b)所示的效果相同的效果。
进而，由于将平面形状为实质上平直的天线沿着基板的表面相互并列地配置多个，所以，可生成更大面积的等离子体，从而可对更大面积的基板实施处理。
进而，由于响应来自多个电场传感器的输出，以各所述输出分别成为实质上相等的方式，控制由分配电路分配至各天线的高频电力的大小，由此，可使各天线所产生的电场的强度均匀化，所以，可使多个天线的并列方向上的等离子体的均匀性提升。
其结果，可发挥与技术方案16记载的发明的所述(f)所示的效果相同的效果。
附图说明
图1是局部地表示以往的等离子体处理装置的天线及基板的概略透视图，且将电介质板的图示省略。
图2是表示图1的装置中的天线与基板之间的等电位面的概略例的图，且也图示了电介质板。
图3是表示利用图1的装置测定形成于基板上的膜的膜厚分布所得的结果的一例的图。
图4是表示本发明的等离子体处理装置的一实施方式的概略截面图。
图5是自侧方观察而表示图4所示的装置中的1个天线周围的概略截面图。
图6是构成图5所示的天线的高频电极的前视图，且将冷却管的图示省略。
图7是局部地表示用于膜厚测定的实施例的等离子体处理装置的天线及基板的概略透视图，且将电介质盒的图示省略。
图8是表示图7的装置中的1个天线与基板之间的等电位面的概略例的图，且也图示了电介质盒。
图9是表示利用图7的装置测定形成于基板上的膜的膜厚分布所得的结果的一例的图。
图10是表示将多个天线并列地配置的一例的概略透视图，且将电介质盒的图示省略。
图11是表示将多个天线并列地配置的其他例的概略透视图，且将电介质盒的图示省略。
图12是局部地表示高频电极的其他例的前视图。
图13是表示环状天线的一例的概略俯视图，且将电介质盒的图示省略。
图14是表示环状天线的其他例的概略俯视图，且将电介质盒的图示省略。
图15A及图15B是表示在构成天线的电介质盒设置有电介质管的例子的概略图，且图15A为纵截面图，图15B为右侧视图。
图16A及图16B是表示使构成天线的电介质盒局部地凹陷的例子的概略图，且图16A为纵截面图，图16B为右侧视图。
图17A及图17B是表示使构成天线的电介质盒连续地凹陷的例子的概略图，且图17A为纵截面图，图17B为右侧视图。
图18是表示本发明的等离子体处理装置的其他实施方式的概略截面图。
图19是将图18所示装置中的1个天线放大地表示的截面图。
图20是表示天线的其他例的截面图，且对应于图19。
图21是进而表示天线的其他例的截面图，且对应于图19。
图22是进而表示天线的其他例的截面图，且对应于图19。
图23是在箭头I-I方向观察而一同地表示图22所示的天线及真空容器等的概略截面图，且对应于图5。
图24是进而表示天线的其他例的截面图，且对应于图19。
图25是表示将多个天线并列地配置而成的装置的一例的图，且将各天线的电介质盒省略图示。
图26是在传感器为磁性传感器时，将图25所示的装置中的1个天线及磁性传感器周围放大地表示的侧视图，且电介质盒省略图示。
图27是沿图26中的线J-J的截面图，且也图示了电介质盒。
图28是在传感器为电场传感器时，将图25所示的装置中的1个天线及电场传感器周围放大地表示的侧视图，且电介质盒省略图示。
图29是沿图28中的线K-K的截面图，且也图示了电介质盒。
图30是表示将多个天线并列地配置而成的装置的其他例的图，且各天线的电介质盒省略图示。
[符号的说明]
2：基板
3：垂线
4：真空容器
6：顶面
7、37、77：开口部
8：真空排气口
10：支撑体
22：气体导入管
24：气体
28、68：天线
29：轴
30、70：高频电极
31a、31b、32a、32b：边
31、32、71、72：电极导体
31c、32c：弯曲部
33：导体
34：间隙
35、36：切口
38：开口部间的连接部分
39：开口部的两端部
40：电介质盒
42：冷却管
43：冷媒通路
44：盖板
46、47：馈通线
48：供电点
49：接地点
50：等离子体
52、53：衬垫
54：电介质管
56：与开口部对向的部分
58：包含与开口部对向的部分的区域
60：高频电源
62：匹配电路
64：开口部的两端部的侧方部分
65：开口部的中心的侧方部分
66、86：等电位面
74：间隙
79：开口部的两端部
80：电介质板
82：等离子体
84：两端部的下侧部分
85：开口部的中心的下侧部分
90：磁性传感器
91：导体管
92：芯线(导线)
93：电介质
94：电场传感器
95：电极板
96：电介质
98：信号转换器
100：控制装置
102：分配电路
A～F、a～f：点
IR：高频电流
L1～L14：距离
S1、S2、S3、S4：输出
具体实施方式
(1)等离子体处理装置的一实施方式
参照图4～图6，说明本发明的等离子体处理装置的一实施方式。
为表现天线28等的方向，而在各图中记载相互正交于一点的X方向、Y方向及Z方向。Z方向是与树立在基板2的表面的垂线3平行的方向，Y方向是与该垂线3正交的方向，且存在为将这些表达简化，而分别称为上下方向Z、左右方向Y的情况。X方向是与垂线3正交的方向，且为天线28的长度方向。例如，X方向及Y方向为水平方向，Z方向为垂直方向，但并不限于此。
此装置是如下的电感耦合型等离子体处理装置：通过使高频电流IR自高频电源60流入天线28而使真空容器4内产生感应电场，且通过该感应电场而生成等离子体50，并利用该等离子体50对基板2实施处理。
在该实施方式中，天线28是其平面形状在X方向上实质上平直的天线。在本发明中，所谓“实质上平直”不仅是如文字所述的平直的状态，而且是指也包含接近平直的状态(大致平直的状态)在内的含义。
在真空容器4内，设置有保持基板2的支撑体10。
基板2是例如液晶显示器或有机电致发光(EL，electro-luminescence)显示器等显示装置所用的基板、可挠曲显示器所用的可挠曲基板、太阳电池等半导体元件所用的基板等，但并不限于此。
基板2的平面形状例如为圆形、四边形等，但并不限于特定的形状。
对基板2实施的处理有例如等离子体CVD法的成膜、蚀刻、灰化、溅射的成膜等。
该等离子体处理装置在通过等离子体CVD法形成膜的情况下也称为等离子体CVD装置，在进行蚀刻的情况下也称为等离子体蚀刻装置，在进行灰化的情况下也称为等离子体灰化装置，在进行溅射的情况下也称为等离子体溅射装置。
该等离子体处理装置包括例如金属制的真空容器4，且其内部通过真空排气口8进行真空排气。
在真空容器4内通过气体导入管22将气体24导入。气体导入管22在该例中，在各天线28的长度方向X上各配置多个。
气体24只要是与对基板2实施的处理内容相应气体即可。例如，在以等离子体CVD法在基板2上进行成膜的情况下，气体24是原料气体。进一步列举具体例，当原料气体为SiH4时，可在基板2的表面形成Si膜，当原料气体为SiH4+O2时，可在基板2的表面形成SiO2膜，当原料气体为SiH4+NH3时，可在基板2的表面形成SiN：H膜(氢化氮化硅膜)，且当原料气体为SiF4+N2时，可在基板2的表面形成SiN：F膜(氟化氮化硅膜)。
该实施方式中具有两个天线28。但是，天线28的数量可为1个以上任意的数量。各天线28形成将高频电极30收纳在电介质盒(即，电介质制的盒)40内的构造。可利用电介质盒40，而防止其内部的高频电极30等的表面被等离子体50中的带电粒子(主要为离子)溅射。
电介质盒40是由例如石英、氧化鋁、碳化硅等的陶瓷或硅板等形成。
而且，将所述天线28以构成各天线28的高频电极30的主面(即，板状物较大的一面)与基板2的表面成为实质上相互垂直的方向配置于真空容器4内。在本发明中，所谓“实质上垂直”不仅是如文字所述的垂直状态，而且是指也包含接近垂直的状态(大致垂直的状态)在内的含义。
在真空容器4的顶面6，该例中设置有两个与天线28的长度对应的开口部7，且在各开口部7的下部分别设置有天线28。各天线28的电介质盒40在该例中是固定在顶面6的内面。
各开口部7是被盖板44遮盖，且在各盖板44与顶面6之间设置有真空密封所用的衬垫52。下述馈通线46、馈通线47将各盖板44贯通，且在该贯通部设置有真空密封所用的衬垫53。各盖板44可为例如石英、氧化鋁等电介质制，且若可确保馈通线46、馈通线47的贯通部的电绝缘则也可以是金属制。若为金属制，则可容易地防止来自各天线28的高频通过开口部7向外泄漏。
在该例中，在各天线28的电介质盒40与顶面6之间未设置真空密封所用的衬垫。因此，各电介质盒40的内侧也和外侧相同地成为真空容器4内的环境。即便如此，在各电介质盒40内也不会产生等离子体。此情况在于各电介质盒40内的空间变小，未能取得产生等离子体那样程度的电子渡越距离等的原因。即，等离子体50是产生于各电介质盒40的外侧。但是，可在电介质盒40与真空容器4(更具体而言为该顶面6)之间设置真空密封所用的衬垫，使电介质盒40内成为大气侧。此情况下无需所述衬垫53。在下述其他例中情况也相同。
构成各天线28的高频电极30在该例中均形成使呈现X方向较长的矩形板状的2片电极导体31、电极导体32以两者作为整体呈现矩形板状的方式，相互隔开间隙34且接近并平行地配置而成的构成。更具体而言，该高频电极30形成使所述2片电极导体31、电极导体32以位于与基板2的表面垂直的同一的平面上(即该例为与XZ平面平行的同一平面上)的方式，相互隔开间隙34且接近并平行地配置而成的构成。且，将两电极导体31、电极导体32的长度方向X的其中一端彼此利用导体33进行连接。由此，各高频电极30构成返回导体构造。导体33在该例中与两电极导体31、电极导体32为一体，但也可以为独立个体。而且，下述冷却管42也可以兼作导体33。在下述其他例的天线28中情况也相同。
各电极导体31、电极导体32及导体33的材质为例如铜(更具体而言我无氧铜)、铝等，但并不限于此。
对构成各高频电极30的2片电极导体31、电极导体32，通过馈通线46、馈通线47，自高频电源60经由匹配电路62供给高频电力，由此，该2片电极导体31、电极导体32中流入相互逆向的高频电流(返回电流)IR(如上所述，因高频之故，该高频电流IR的方向随时间而反转。在其他例中情况也相同)。详细来说，将构成返回导体构造的其中一侧的电极导体31的与所述导体33为相反侧的端部作为高频电力的供电点(即，与高频电源60连接一侧的点。以下相同)48，且将另一侧的电极导体32的与所述导体33为相反侧的端部作为接地点(即，与接地连接一侧的点。以下相同)49。
对多个天线28的高频电极30，在该例中自共通的高频电源60及匹配电路62并列地供给高频电力，但也可以自另外的高频电源60及匹配电路62个别地供给高频电力。在下述其他实施方式中情况也相同。
自高频电源60输出的高频电力的频率为例如普通的13.56MHz，但并不限于此。
进而，在构成各高频电极30的2片电极导体31、电极导体32的间隙34侧的边(换而言之，在内侧的边)31a、边32a(参照图6)，夹着间隙34分别设置对向的切口35、切口36，利用对向的所述切口35、切口36而形成开口部37，且使该开口部37在天线28的长度方向X上分散地配置多个。开口部37的数量不限于图示例的情况。下述其他例的天线28情况也相同。
各切口35、切口36优选设为以间隙34为中心的对称形。各开口部37的形状既可如图示例所示为圆形，也可以是方形等。
在各天线28的高频电极30如该例所示，可避开各开口部37，利用例如焊接等接合工序安装冷却管42。冷却管42是例如金属制管。在下述其他例情况也相同。在该冷却管42中通过所述馈通线46、馈通线47，流入冷却介质(例如冷却水)。即，所述馈通线46、馈通线47是共用于高频电力供给与冷却介质供给。
对构成各天线28构成的高频电极30如上所述地使高频电流IR流入，借此，在各高频电极30的周围产生高频磁场，由此，与高频电流IR反方向地产生感应电场。通过该感应电场，而在真空容器4内，使电子加速，从而使天线28附近的气体24进行电离，在电介质盒40的外侧附近产生等离子体50。该等离子体50在基板2的附近扩散，且通过该等离子体50而对基板2实施所述的成膜等处理。
该实施方式的等离子体处理装置也将构成各天线28的高频电极30总体来看构成返回导体构造，且在各高频电极30中形成使多个开口部37在长度方向X上分散地配置的构造，所以，可发挥与所述以往的等离子体处理装置发挥的所述效果相同的效果。
即，天线28(更具体而言为该高频电极30)总体来看构成返回导体构造，且高频电流IR相互逆向地流向该2片电极导体31、电极导体32，所以，天线28的有效电感系数相应于存在于返回导体31、返回导体32间的互感系数的程度而变小。
将此情况详细地叙述，相互接近的平行的返回导体的整体阻抗ZT是亦如作为差动连接在电气理论书籍等中所记载，由下式进行表示。此处为简化说明，而将各导体的抵抗均设为R，将自感系数均设为L，且将两导体间的互感系数设为M。
[数学式1]
ZT＝2R+j2(L-M)
所述整体阻抗ZT中的电感系数LT由下式进行表示。像该电感系数LT那样，将自感系数与互感系数合成所得的，在本说明书中称为有效电感系数。
[数学式2]
LT＝2(L-M)
由所述式也可知，返回导体的有效电感系数LT相应于互感系数M的程度而变小，进而整体阻抗ZT也变小。该原理也可以适用于构成返回导体构造的所述天线28。
因所述原理而天线28的有效电感系数变小的结果，与单纯的平板状天线相比，可将天线28的长度方向X的两端部间所产生的电位差抑制得较小，由此，可将等离子体电位抑制得较低，并且将天线28的长度方向X上的等离子体密度分布的均匀性提高。
可将等离子体电位抑制得较低的结果，可将自等离子体50入射至基板2的带电粒子的能量抑制得较小，由此，例如可将对形成在基板2上的膜造成的损伤抑制得较小，从而可实现膜质提高。而且，即便将天线28延长，也可因所述原因，而将天线28的电位抑制得较低，从而将等离子体电位抑制得较低，所以，延长天线28而应对基板2大型化变得容易。
可将天线28的长度方向X上的等离子体密度分布的均匀性提高的结果，可将天线28的长度方向X上的基板处理的均匀性提高。例如，可将天线28的长度方向X上的膜厚分布的均匀性提高。
而且，对在高频电极30中流动的高频电流IR详细观察，如图6所示的例那样，高频电流IR存在因趋肤效应而主要在2片电极导体31、电极导体32的端部中流动的倾向。其中，若着眼于2片电极导体31、电极导体32的间隙34侧的边31a、边32a，则在此处相互接近的边逆向地流入高频电流IR，所以，和与间隙34为相反侧的边31b、边32b相比，电感系数(以及阻抗)变得更小。因此，高频电流IR更多地沿着间隙34侧的边、及形成于此边的开口部37流动。其结果，各开口部37起到与在天线28的长度方向X上分散配置的线圈相同的功能，所以，可利用简单的构造，形成与将多个线圈串联连接而成的相同的构造。因此，可利用简单的构造，在各开口部37附近产生强磁场，从而提高等离子体生成效率。
另外，即便以所述例的方式，利用焊接等将冷却管42安装在高频电极30，也如上所述，间隙34侧的边的电感系数(以及阻抗)变小，高频电流IR较多地沿间隙34侧的边、及形成在此边的开口部37流动，所以，不会阻碍使各开口部37附近产生强磁场。在下述其他实施方式中情况也相同。
进而，根据该实施方式的等离子体处理装置，而不同于所述现有技术，即便不强行将天线28与基板2间的距离增大，也可以在基板2附近，缓和与构成天线28的高频电极30的开口部37的配置对应的等离子体的浓度差，从而将天线28的长度方向X上的基板处理的均匀性提高。此情况将一面参照膜厚测定结果一面更详细地进行说明。
在膜厚测定中，使用图7、图8所示的构造的等离子体处理装置。两图相当于将图4简化所得的图。另外，在图7中为简化图示，而将电介质盒的图示省略。也将高频电极及基板的板厚的图示省略。这些图示可参照图8。
将利用所述等离子体处理装置在基板2上形成膜，且详细地测定该膜厚分布所得的结果的一例示于图9。该图9是使用四氟化硅气体(SiF4)及氮气(N2)的混合气体作为原料气体，在基板2上形成氟化氮化硅膜(SiN：F)，对图7所示的纵向配置的2个天线28间的中央的轴29上的多个点(其若干个点由A～F表示)的膜厚进行测定所得的图。位于构成各天线28的高频电极30的开口部37的中心及相邻开口部37间的中心的各自正下方的基板2上的各点(其若干个点由a～f表示)的Y方向的中间点为所述中央的轴29上的各点A～F等。另外，对于图9中的X值大于点F的测定位置及X为负值的测定位置，根据所述说明进行类推。
此时，将开口部37的间距设为35mm，将各开口部37的直径设为30mm，将2个天线28间的间隔设为125mm，且将各天线28与基板2间的距离L2设为100mm。
由该图9可知，在天线28的长度方向X上的膜厚中，未产生如所述现有技术下可观察到的脉动(参照图3)，获得了均匀性良好的膜厚分布。
可认为，获得如此良好的结果是取决于如下作用。
(i)在该例中，由于将天线28以该高频电极30的主面与基板2的表面成为实质上相互垂直的方向进行配置，所以，即便因与所述现有技术相同的原因，在电介质盒40的外侧附近且高频电极30的各开口部37的两端部(与天线长度方向X正交的方向的两端部、即该例的情况为将天线28纵向地配置后，Z方向的两端部)39的侧方部分64产生浓的等离子体，且在各开口部37的中心的侧方部分65产生淡的等离子体，该例也与现有技术不同，该等离子体的浓度差相对于基板表面，位于上下方向。因此，在等离子体50朝向基板2侧扩散的中途，所述等离子体的浓度差以相互混合的程度被平均化，所以，在基板2附近容易将所述等离子体50的浓度差缓和。
(ii)并且，由于将天线28以该高频电极30的主面与基板2的表面成为实质上相互垂直的方向进行配置，所以，若通过使高频电流IR流入高频电极30，而高频电极30的电位上升，则产生于高频电极30与基板2之间的等电位面66如图8所示的例那样，在基板2的附近以外成为以高频电极30的下方为凹部的曲面状。因此，当在电介质盒40的外侧附近生成的等离子体50朝向基板2侧扩散时，等离子体50也将朝向横向扩散，也就该观点而言，变得容易在基板2附近将与高频电极30的开口部37的配置对应的等离子体的浓度差缓和。
因所述(i)及(ii)的作用，即便不强行将天线28与基板2间的距离增大，也可以在基板2附近将与构成天线28的高频电极30的开口部37的配置对应的等离子体的浓度差缓和，从而将天线28的长度方向X上的基板处理的均匀性提高。例如，当在基板2上形成膜时，可将天线28的长度方向X上的膜厚分布的均匀性提高。
进而，由于无需强行将天线28与基板2间的距离增大，所以，可防止真空容器4以及等离子体处理装置大型化。而且，可将真空容器4的真空排气所需的时间缩短。即便使天线28成为纵向配置，而考量天线28朝向真空容器4内突出的程度，也可以防止真空容器4以及等离子体处理装置大型化。
(2)等离子体处理装置的其他实施方式
其次，对于本发明的等离子体处理装置的其他实施方式，以与所述实施方式的不同方面为主进行说明。
如图10、图11中分别所示的例那样，可将平面形状在X方向上为实质上平直的天线28Y方向沿着基板2的表面相互并列地(更具体而言，相互平行地排列)配置多个。如此一来，便可生成更大面积的等离子体，从而对更大面积的基板2实施处理。在此情况下，对于多个天线28，既可如图示例的方式自共通的高频电源60并列地供给高频电力，也可以自另外的高频电源60个别地供给高频电力。
在如上所述地并列配置多个天线28的情况下，可以图10所示的例子的方式，将构成各天线28的高频电极30的供电点48与接地点49，在多个天线28中分别配置在相同侧(即，该例是将供电点48全部配置在与基板2相反侧，且将接地点49全部配置在基板2侧)。在此情况下，优选以该例的方式，在基板2侧配置接地点49。如此一来，高频电极30的接地点49侧与供电点48侧相比，电位的变动变小，且电位变动小的电极导体位于基板2侧，所以，可将因高频电极30的电位变动引起的基板处理的不均匀性抑制得较小。例如，当在基板2上形成膜时，可使该膜厚分布的均匀性提升。
在如上所述地将多个天线28并列配置的情况下，可以图11所示的例子的方式，将构成各天线28的高频电极30的供电点48与接地点49在多个天线28中交替地(即，将供电点48与接地点49交替地配置在基板2侧)配置。如此一来，即便起因于供电点48及接地点49的配置的方法，而在各天线28的长度方向X上，等离子体分布中产生某些不平衡，也因将高频电极30的供电点48与接地点49在多个天线28中交替地配置，而将所述不平衡抵消。其结果，可将所述大面积的等离子体的均匀性提高。其结果，例如在大面积的基板2上形成膜时，可使该膜厚分布的均匀性提升。
在如上所述地将多个天线28并列配置的情况下，既可将所有的天线28等间隔地配置，也可以使多个天线28的并列方向Y上的两端区域的间隔小于其他区域的间隔。存在多个天线的并列方向Y上的两端区域的等离子体密度通常比其他区域低的倾向。若将其原因简单地进行说明，则该原因在于，两端区域以外是等离子体自左右两侧扩散而来，相对于此，两端区域是等离子体自单侧扩散而来。与此相对地，如上所述，可通过使多个天线28的并列方向Y上的两端区域的间隔小于其他区域的间隔，而提高两端区域的等离子体密度，所以，可以补偿所述等离子体密度低，从而将多个天线28的并列方向Y上的等离子体的均匀性提高。其结果，例如在大面积的基板2上形成膜时，可使该膜厚分布的均匀性提升。
而且，在如上所述地将多个天线28并列配置的情况下，也可以与图10及图11所示的例子不同地，将相邻天线28的长度方向X的位置，相互错开相当于开口部37的间距的一半，且在相邻的天线28，使开口部37与开口部间的连接部分38(均参照图6)交替地在Y方向上排列。
构成天线28的高频电极30可形成如图12所示的例子那样的构造，且该高频电极30形成使其中1个31为矩形板状另1个32为棒状的2个电极导体31、电极导体32以两者作为整体呈现矩形板状的方式，相互隔开间隙34且接近并平行地配置，且利用导体(图示省略。参照图6中的导体33)将两电极导体31、电极导体32的长度方向的其中一端彼此连接而构成返回导体构造，且使高频电流IR相互逆向地流向该2个电极导体31、电极导体32。进而，形成在呈现矩形板状的电极导体31的间隙34侧的边31b设置切口35，利用该切口35形成开口部37，且使该开口部37在该高频电极30的长度方向X上分散地配置多个的构造。即便该例的情况，也将天线28以所述高频电极30的主面与基板2的表面成为实质上相互垂直的方向配置在真空容器4(参照图4)内。
作为该高频电极30的冷却单元，既可以与例如图4、图5的例子相同地设置冷却管42，也可以是电极导体32侧使棒状的电极导体32成为中空，使该电极导体32兼作冷却管。
在该例的情况下，开口部37成为例如半圆形，相应地，与开口部37为圆形相比，开口部37附近的磁场变弱，但除此以外则与所述实施方式(参照图4～图6的说明)大致相同，所以，可发挥与所述实施方式的效果相同的效果。
并且，构成高频电极30的2个电极导体中的其中1个32为棒状，所以，与电极导体为矩形板状相比，可使天线28朝向真空容器4内的突出尺寸变小。其结果，可使真空容器4以及等离子体处理装置更加小型化。而且，可将真空容器4的真空排气所需的时间缩短。
天线28可将其平面形状形成环状。图13是表示圆环状情况下的例子。该天线28相当于使例如图5所示的天线28在与基板2平行的平面(即XY平面)内弯曲变圆成为圆环状的天线。在图13中将电介质盒的图示省略。而且，图13是俯视图，所以，高频电极30的间隙34、及开口部37等未能继续图示，但该例的情况下，高频电极30也具有例如图5所示的电极导体31、电极导体32、间隙34、及开口部37等。以上情况在图14所示的例子情况也相同。
可将多个天线28以这些天线整体地平面形状成为环状的方式进行配置。图14是表示将2个天线28以这些天线整体地平面形状成为圆环状的方式配置时的例子。也可以同样地配置3个以上的天线28。多个天线28的供电点48及接地点49的配置可以是图14所示的例子以外的配置。例如，其他天线28的折返所用的导体33可以位于1个天线28的供电点48及接地点49的旁边。
在所述例中，由于可在天线28的附近，相应于天线28的平面形状，环状地生成等离子体，所以，容易对呈现圆形或接近圆形的平面形状的基板或溅射靶材等实施处理。
也可如图15A及图15B所示的例子那样，以横截电介质盒40的方式，将分别贯通内部的高频电极30的各开口部37内的多个电介质管54穿过。电介质管54为例如玻璃管及石英管等。
如上所述，由于高频电极30的各开口部37起到与线圈相同的功能，所以，在各开口部37附近产生强磁场。由于电介质管54贯通该开口部37，且该电介质管54内也与真空容器4内同样地被实施真空排气，并且被供给气体24(参照图4)，所以，在该电介质管54内，可利用所述强磁场，生成浓的等离子体50。其结果，可将等离子体的生成效率以及高频电力的利用效率提高。
可使电介质盒40的至少其中一个侧面且与内部的高频电极30的各开口部37对向的部分56局部地朝向内侧凹陷。在此情况下，优选以图16A及图16B所示的例子的方式，使电介质盒40的两个侧面如上所述地凹陷。
如上所述，由于在构成天线28的高频电极30的各开口部37附近产生强磁场，且使与该开口部37对应的部分56的电介质盒侧面朝向内侧凹陷而更接近开口部37，所以，在该凹陷的部分56的附近，可利用所述强磁场，生成浓的等离子体50。其结果，可将等离子体的生成效率以及高频电力的利用效率提高。
可使包含电介质盒40的至少其中一个侧面且与内部的高频电极30的多个开口部37对向的部分的区域58，沿着天线28的长度方向X连续地朝向内侧凹陷。在此情况下，优选以图17A及图17B所示的例子的方式，使电介质盒40的两侧面如上所述地凹陷。
如上所述，由于在构成天线28的高频电极30的各开口部37附近产生强磁场，且使包含与该开口部37对应的部分的区域58的电介质盒侧面朝向内侧凹陷而更接近开口部37，所以，可在该凹陷的部分58的附近利用所述强磁场，生成浓的等离子体50。其结果，可将等离子体的生成效率以及高频电力的利用效率提高。
(3)等离子体处理装置进而的其他实施方式
若以所述图4所示的例子的方式，在构成天线28的高频电极30的其中一个主面安装冷却管42，且使高频电极30的左右(即，与长度方向X正交的Y方向上的两侧。以下相同)的主面、与对向于该主面的电介质盒40的外表面(即侧面的外表面)之间的距离L3、L4相互不同(图示例中为L3＞L4)，则详细地观察，产生利用天线28所产生的等离子体50的密度在天线28的左右变得相互不同的可能性。其原因在于：所述距离L3或L4较小的一个可在更接近高频电极30之处，利用强磁场，生成更浓的等离子体50。即，在图4所示的天线28的情况下，将产生在天线28的右侧所产生的等离子体50的密度变得比在左侧所产生的等离子体50更浓的可能性。
若在天线28的左右，等离子体密度出现差异，则成为导致该左右方向(即Y方向)上的基板处理的均匀性低的原因。
若在此情况下，也将天线28与基板2之间的距离(参照图8中的距离L2)增大，则在到达基板2之前，等离子体50朝向Y方向的扩散变大，所以，认为可在基板2附近，缓和所述等离子体密度的浓度差，将基板处理的均匀性提高，但如此一来，与以上所述同样地，将产生天线28与基板2间的距离变大，从而导致等离子体处理装置大型化之类其他的问题。
而且，可将单面安装着冷却管42的所述高频电极30以所述两距离L3、L4变得相互实质上相等的方式配置在电介质盒40内，这样一来，便可减小等离子体密度在天线28的左右不同的可能性，但电介质盒40内上的构造物(高频电极30及冷却管42)依然左右非对称，所以，就电磁性观点及高频电极30的冷却效率等观点来看，另外尚存改善的余地。
因此，以下，对可进而改善如上所述方面的等离子体处理装置的实施方式进行说明。以下，以与所述实施方式的不同方面为主进行说明。
图18、图19所示的实施方式中，各天线28形成各自具有2片相互相同构造的高频电极30，且将在该2片高频电极30之间夹着冷却两高频电极30且冷却介质(例如冷却水)流入内部的冷却管42的高频电极收纳在电介质盒40内的构造。2片高频电极30是实质上相互平行地配置。
接着，将所述天线28以构成各天线28的高频电极30的主面与基板2的表面成为实质上相互垂直的方向配置在真空容器4内。
另外，自图18中的箭头H-H方向观察所得的图成为与图5及图6相同，所以，请参照这些图，而在此处将重复的图示省略。图18所示的天线28具有自图5的纸面的上侧重叠的另1片高频电极30。
冷却管42具有避开2片高频电极30的各开口部37而沿两高频电极30的长度方向X延伸的部分(参照图5)。冷却管42是利用例如焊接等接合工序而安装在2片高频电极30(若更换视角，则在冷却管42的两侧安装2片高频电极30)。
在构成各天线28的2片高频电极30通过馈通线46、馈通线47，自高频电源60(参照图5、图6)被并列地供给高频电力。即，在该例中，馈通线46、馈通线47在2片高频电极30中共通。而且，在所述冷却管42，通过所述馈通线46、馈通线47，流入冷却介质。即，所述馈通线46、馈通线47是共用于高频电力供给与冷却介质供给。
对于天线28的数量、构成各天线28的各高频电极30的构造、电介质盒40、高频电力自高频电源60对各天线28的供给方法、及通过使高频电流IR流入构成各天线28的各高频电极30(更具体而言构成各高频电极30的电极导体31、电极导体32)而使等离子体50产生的作用等，基本而言与参照图4～图6所说明的实施方式相同，所以，此处将重复说明省略。
2片(换而言之左右的)高频电极30的各开口部37优选设置在相互对向的位置，在该例中以此方式设置。在下述其他例中情况也相同。
进而，参照图19，在各天线28中，使2片高频电极30各自的外侧的主面、与对向于这些主面的电介质盒40的外表面(即，侧面的外表面。以下相同)之间的距离L5、L6，相对于2片高频电极30相互实质上相等(即L5＝L6或L5≈L6)。
在该实施方式的等离子体处理装置中，构成各天线28的各高频电极30总体来看也构成返回导体构造，且形成使多个开口部37在长度方向X分散地配置在各高频电极30的构造，所以，可发挥与前面参照图4～图6所说明的实施方式的等离子体处理装置发挥的所述效果相同的效果。
而且，该实施方式的等离子体处理装置也将天线28以该高频电极30的主面与基板2的表面实质上相互垂直的方向配置在真空容器4内，所以，因与前面参照先图4～图6所说明的实施方式的等离子体处理装置相同的原因，即便不强行将天线28与基板2间的距离增大，也可以在基板2附近，缓和与构成天线28的高频电极30的开口部37的配置对应的等离子体的浓度差，从而将天线28的长度方向X上的基板处理的均匀性提高。
其结果，即便不强行将天线28与基板2间的距离增大，也可以在基板2附近，将与构成天线28的高频电极30的开口部37的配置对应的等离子体的浓度差缓和，从而将天线28的长度方向X上的基板处理的均匀性提高。进而，由于无需将天线28与基板2间的距离增大，所以，可防止真空容器4以及等离子体处理装置大型化。
进而，天线28形成具有2片所述构造的高频电极30，且将在该2片高频电极30之间夹着冷却管42的构造收纳在电介质盒40内的构造，且使各高频电极30的外侧的主面与对向于该主面的电介质盒40的外表面之间的距离L5、L6，相对于所述2片高频电极30相互实质上相等，所以，可将利用该天线28所产生的等离子体50的密度在天线28的左右均匀化。其原因在于：由于所述距离L5、L6相互实质上相等，所以，2片高频电极30所产生的磁场的强度也在电介质盒40的左右的侧面附近变得相互实质上相等，由此，在电介质盒40的左右的侧面附近所产生的等离子体50的密度也变得相互实质上相等。
其结果，即便在天线28的左右方向Y，也可以将基板处理的均匀性提高。进而，由于不必为了提高等离子体扩散对等离子体浓度差的缓和作用而强行将天线28与基板2间的距离增大，所以，可防止真空容器4以及等离子体处理装置大型化。
即，根据该实施方式，可如上所述地提高天线28的长度方向X上的基板处理的均匀性，并且即便在天线28的左右方向Y，也可以将基板处理的均匀性提高，所以，两种效果相辅，即便不强行将天线28与基板2间的距离增大，也可以将基板面内的2维的处理的均匀性提高。
而且，电介质盒40内的构造物(该例为高频电极30及冷却管42)的左右对称性也变得良好。在下述其他例的天线28中情况也相同。
接着，对与图18、图19所示的例相同或相符的部分标注同一符号，且以下以与图18、图19所示的例子的不同方面为主，说明天线28的其他例。
图20所示的例子的天线28形成具有2片所述构造的高频电极30，且在各高频电极30的其中一个主面分别安装所述构造的冷却管42，且将该2片高频电极30以该冷却管42位于内侧的方向收纳在所述电介质盒40内的构造。2片高频电极30是实质上相互平行地配置。各冷却管42具有避开安装其的高频电极30的各开口部37而沿着高频电极30的长度方向X延伸的部分(参照图5)。
进而，使各高频电极30的外侧的主面与对向于该主面的电介质盒40的外表面之间的距离L7、L8，相对于所述2片高频电极30相互实质上相等(即L7＝L8或L7≈L8)。
对于构成该天线28的2片高频电极30，利用例如2组所述馈通线46、馈通线47，且穿过该2组馈通线46、馈通线47，自所述高频电源60并列地供给高频电力。对构成各高频电极30的2片电极导体31、电极导体32的高频电力供给是与所述例子相同。对2个冷却管42，利用所述2组馈通线46、馈通线47供给冷却介质。
具有该例的天线28的等离子体处理装置也将天线28以该高频电极30的主面与基板2(参照图18)的表面成为实质上相互垂直的方向进行配置，所以，可发挥与图18、图19所示实施方式的等离子体处理装置发挥的效果相同的效果。当具有以下说明的其他例的天线28时，情况也相同。
而且，由于如上所述地使各高频电极30的外侧的主面与对向于该主面的电介质盒40的外表面之间的距离L7、L8相互实质上相等，所以，与所述例子相同地可在天线28的左右，将利用天线28所产生的等离子体50的密度均匀化。
其结果，即便在天线28的左右方向Y，也可以将基板处理的均匀性提高。进而，由于不必为了提高等离子体扩散对等离子体浓度差的缓和作用而强行将天线28与基板2间的距离增大，所以，可防止真空容器4以及等离子体处理装置大型化。
即，根据采用该天线28的等离子体处理装置，可如上所述地将天线28的长度方向X上的基板处理的均匀性提高，并且即便在天线28的左右方向Y也可以将基板处理的均匀性提高，所以，两种效果相辅，即便不强行将天线28与基板2间的距离增大，也可将基板面内的2维的处理的均匀性提高。
图21所示的例子的天线28形成在所述构造的高频电极30的两主面安装着所述构造的冷却管42的构造。两主面的冷却管42分别具有避开高频电极30的各开口部37而沿着高频电极30的长度方向X延伸的部分(参照图5)。两主面的冷却管42的直径优选相互实质上相等，这样一来，电介质盒40内的构造物的左右对称性变得更加良好。
进而，使高频电极30的两主面、与对向于该两主面的电介质盒40的外表面之间的距离L9、L10相互实质上相等(即L9＝L10或L9≈L10)。
来自所述高频电源60的高频电力是例如利用2组所述馈通线46、馈通线47并列地供给至高频电极30的两主面。但是，由于高频电极30通常厚度薄，所以，可对该高频电极30单个主面供给高频电力。对构成高频电极30的2片电极导体31、电极导体32的高频电力供给是和所述例子相同。对2个冷却管42，利用所述2组馈通线46、馈通线47供给冷却介质。
在该例的情况下，也如上所述地使高频电极30的外侧的主面、与对向于该主面的电介质盒40的外表面之间的距离L9、L10相互实质上相等，所以，可以和所述例子相同地在天线28的左右将利用天线28所产生的等离子体50的密度均匀化。
而且，虽存在也在高频电极30的两主面的冷却管42中流入高频电流的一部分，且高频电流的一部分有助于该高频磁场的产生以及等离子体50的生成的情况，但高频电极30的左右主面的冷却管42与对向于该冷却管42的电介质盒40之间的距离也变得相互实质上相等，所以，此情况有助于在天线28的左右使利用天线28所产生的等离子体50的密度均匀化。
其结果，即便在天线28的左右方向Y，也可以使基板处理的均匀性提高。进而，由于不必为了提高等离子体扩散对等离子体浓度差的缓和作用而强行将天线28与基板2间的距离增大，所以，可防止真空容器4以及等离子体处理装置大型化。
即，根据采用该天线28的等离子体处理装置，可如上所述地将天线28的长度方向X上的基板处理的均匀性提高，并且即便在天线28的左右方向Y，也可以将基板处理的均匀性提高，所以，两种效果相辅，即便不强行将天线28与基板2间的距离增大，也可以将基板面内的2维的处理的均匀性提高。
图22所示例子的天线28形成在所述构造的高频电极30的内部，设置有供冷却该高频电极30的冷却介质流动的冷媒通路43的构造。冷媒通路43具有避开高频电极30的各开口部37而沿着高频电极30的长度方向X延伸的部分(参照图23)。
进而，使高频电极30的两主面、与对向于该两主面的电介质盒40的外表面之间的距离L11、L12相互实质上相等(即L11＝L12或L11≈L12)。
自高频电源60对构成该天线28的高频电极30的高频电力供给、及高频电极30内对冷媒通路43的冷却介质供给是通过所述馈通线46、馈通线47进行。对构成高频电极30的2片电极导体31、电极导体32的高频电力供给与所述例子相同。
该例的情况下，也如上所述地使高频电极30的外侧的主面、与对向于该主面的电介质盒40的外表面之间的距离L11、L12相互实质上相等，所以，可与所述例子相同地在天线28的左右将利用天线28所产生的等离子体50的密度均匀化。
其结果，即便在天线28的左右方向Y，也可以将基板处理的均匀性提高。进而，由于不必为了提高等离子体扩散对等离子体浓度差的缓和作用而强行将天线28与基板2间的距离增大，所以，可防止真空容器4以及等离子体处理装置大型化。
即，根据采用该天线28的等离子体处理装置，可如上所述地将天线28的长度方向X上的基板处理的均匀性提高，并且即便在天线28的左右方向Y也可以将基板处理的均匀性提高，所以，两种效果相辅，即便不强行将天线28与基板2间的距离增大，也可以将基板面内的2维的处理的均匀性提高。
图24所示的例子的天线28可谓是将图19所示的例子变形所得的天线，且具有分别截面U字状地弯曲而成的上下一对电极导体31、电极导体32作为构成高频电极30的2个电极导体，且以与其中一个电极导体31的弯曲部31c为相反侧的2个边、及与另一电极导体32的弯曲部32c为相反侧的2个边夹着间隙(参照例如图5中的间隙34)而对向的方式配置。使弯曲部31c、弯曲部32c弯曲变圆。如此的高频电极30的构造，也包含在本发明中使2个电极导体31、电极导体32以两者作为整体呈现矩形板状的方式相互隔开间隙且接近并平行地配置的构造中。
该高频电极30也形成利用导体将两电极导体31、电极导体32的长度方向X的其中一端彼此连接而构成返回导体构造，且所述高频电流IR相互逆向地流向该2个电极导体31、电极导体32。而且，该高频电极30形成在两电极导体31、电极导体32的所述对向的各边夹着所述间隙分别形成对向的切口(参照例如图5中的切口35、切口36)，且利用对向的所述切口形成开口部37，使该开口部37在高频电极30的长度方向X上分散地配置多个的构造。该高频电极30的左右各开口部37优选设置在相互对向的位置，该例中便将该高频电极30的左右各开口部37设置在相互对向的位置。
进而，该天线28形成将在所述截面U字状地弯曲的各电极导体31、电极导体32之间分别夹着冷却高频电极30且使冷却介质流向内部的冷却管42的构造收纳在电介质盒40内的构造。冷却管42具有避开高频电极30的各开口部37而沿高频电极30的长度方向X延伸的部分(参照图5中的冷却管42)。冷却管42是利用例如焊接等接合工序而安装在电极导体31、电极导体32，。
进而，该天线28是使高频电极30的外侧的2个主面、与对向于该2个主面的电介质盒40的外表面之间的距离L13、L14相互实质上相等(即L13＝L14或L13≈L14)。
对构成该天线28的高频电极30例如通过所述馈通线46、馈通线47，自所述高频电源60供给高频电力。对冷却管42使用所述馈通线46、馈通线47供给冷却介质。
该例的情况也如上所述地使高频电极30的外侧的2个主面、与对向该2个主面的电介质盒40的外表面之间的距离L13、L14相互实质上相等，所以，可与所述例子相同地在天线28的左右将利用天线28所产生的等离子体50的密度均匀化。
其结果，即便在天线28的左右方向Y也可以将基板处理的均匀性提高。进而，由于不必为了提高等离子体扩散对等离子体浓度差的缓和作用而强行将天线28与基板2间的距离增大，所以，可防止真空容器4以及等离子体处理装置大型化。
即，根据采用该天线28的等离子体处理装置，可如上所述地将天线28的长度方向X上的基板处理的均匀性提高，并且即便在天线28的左右方向Y也可以将基板处理的均匀性提高，所以，两种效果相辅，即便不强行将天线28与基板2间的距离增大，也可以将基板面内的2维的处理的均匀性提高。
进而，由于形成将构成高频电极30的2个电极导体31、电极导体32如上所述地弯曲的构造，所以，至少在弯曲部31c、弯曲部32c，棱角状部分消失。因此，棱角状部分变少，从而可将高频供电时高频电极30的周围的电场集中缓和。其结果，可抑制异常放电产生。
另外，冷却管42既可以如该例所示地设置在各电极导体31、电极导体32的弯曲部31c、弯曲部32c的内面部，且以在与该内面部之间实现热传递的方式安装，也可以不采取此方式而自弯曲部31c、弯曲部32c的内面部分离地安装。当将冷却管42安装在弯曲部31c、弯曲部32c的内面部时，例如，使弯曲部31c、弯曲部32c的内面具备相当于冷却管42的外径的弯曲直径，且利用例如焊接等接合工序将冷却管42安装在该内面部即可。
若将冷却管42如上所述地安装在弯曲部31c、弯曲部32c的内面部，则冷却管42与电极导体31、电极导体32之间的传热面积变大，所以，高频电极30的冷却性能提升。
而且，与例如以图19所示例子的方式，将冷却管42夹在2片平板状的高频电极30间42进行安装的情况相比，以图24所示例子的方式将冷却管42安装在已弯曲的电极导体31、电极导体32的弯曲部31 c、弯曲部32c的内面部的情况可使冷却管42对于电极导体31、电极导体32的焊接等接合作业时的作业性变佳，所以，在作业时间、作业辅助治具等方面，可实现加工成本缩减。
另外，各所述例所示的天线28并非限定于其平面形状为平直的情况，平面形状也可以为其他形状、例如弯曲状、环状等。
(4)多个天线并列地配置而成的实施方式
当如上所述的天线28且平面形状为实质上平直的天线28沿基板2的表面并列地配置多个时，详细地进行观察，若产生例如构成各天线28的高频电极30的温度上升差异造成的阻抗差异、对各天线28的高频电力供给电路中的阻抗差异等，则由此产生各天线28所产生的磁场强度的均匀性下降，多个天线28的并列方向上的等离子体的均匀性下降的可能性。因此，以下对可进一步改善如此方面的等离子体处理装置的实施方式进行说明。以下，以与前面的实施方式的不同方面为主进行说明。
图25所示的实施方式的等离子体处理装置是将平面形状在X方向上为实质上平直的天线28在Y方向上沿着基板2的表面相互并列地(更具体而言，相互平行地排列)配置多个。如此一来，便可生成更大面积的等离子体，从而可对更大面积的基板2实施处理。天线28的数量是在图25中为简化图示等而图示了4个，但不仅限于此。在下述图30的实施方式中情况也相同。
各天线28在图25所示的实施方式中，与图4所示的例子相同地形成将在高频电极30的其中一个主面安装着冷却管42的高频电极30收纳在电介质盒40内的构造，但也可为如参照图18～图24所说明的天线28。各天线28对高频电极30的高频电力供给、及对各冷却管42的冷却介质供给是通过所述馈通线46、馈通线47进行。以上情况在下述图30所示的实施方式中也相同。
总之，该实施方式也将各天线28以该高频电极30的主面与基板2的表面成为相互实质上垂直的方向进行配置，所以，可发挥采用如此构成而获得的所述效果。
进而，图25所示的等离子体处理装置包含：多个高频电源60，对各天线28分别供给高频电力；多个磁性传感器90，对于各天线28分别设置在实质上相同的部位，且分别检测各天线28所产生的磁场的强度；及控制装置100，响应来自该多个磁性传感器90的输出，以各所述输出分别实质上相等的方式，控制自各高频电源60输出的高频电力。
在各高频电源60与各天线28之间，视需要分别设置匹配电路62即可。
各磁性传感器90(及下述各电场传感器94)在图25中简化地进行图示。在下述图30中情况也相同。参照图26、图27，说明该磁性传感器90的更具体例。图26主要表示芯线92，而将电介质93的图示省略，且以虚线表示导体管91。这些元件的详细情况可参照图27。
各磁性传感器90形成将芯线(导线)92穿过呈大致环状的导体管91的中心轴，且在两者间填满电介质93形成电绝缘的构造。导体管91是以不形成闭合电路的方式，1个部位开路，且在1个部位电性接地。芯线92也呈大致环状，且自其两端检索输出S1(或S2、S3、S4)。导体管91虽可不必设置，但优选设置该导体管91，如此一来，由导体管91将电场遮蔽，从而芯线92不易受到电场影响。
将如此的磁性传感器90，以与高频电极30的附近且高频电极30的主面实质上平行的方式(更具体而言，以芯线92的圆面与高频电极30的主面实质上平行的方式)进行配置。若如此地配置，则磁性传感器90的输出变大。若为如此的配置，则磁性传感器90可配置在高频电极30的任何部位，且如上所述，高频电极30的开口部37附近的磁场强，所以，优选将磁性传感器90配置在与开口部37对向的位置，更优选与开口部37的中心同轴状地进行配置。如此一来，磁性传感器90的输出变得更大。但是，总之，将各磁性传感器90对于各天线28(更具体而言对于该高频电极30)分别以相同的状态配置在实质上相同的部位。由此，可使各磁性传感器90的磁场检测的条件固定地一致。
各所述磁性传感器90也可以例如图27所示的例子的方式安装在各电介质盒40的内面。
若对各天线28(更具体而言对该高频电极30)如上所述地供给高频电力，且流入高频电流IR，则在各高频电极30的周围产生高频磁场，该高频磁场与各磁性传感器90(更具体而言为该芯线92)进行交链，通过电磁感应，在各芯线92中感应出与交链磁通的时间变化相应的高频电压，且将高频电压该作为输出S1(或S2、S3、S4)输出。该输出S1～S4既可供给至该控制装置100，也可以在中途分别设置信号转换器98，转换成控制装置100容易处理的信号(例如直流电流或直流电压)后，供给至控制装置100。
控制装置100是以来自各磁性传感器90的输出S1～S4(或将其转换所得的信号。以下相同)分别成为实质上相等的方式，控制自各高频电源60输出的高频电力。例如，若来自磁性传感器90的输出小于其他输出，则增加供给至设有该磁性传感器90的天线28的高频电力，以使来自该磁性传感器90的输出与其他输出实质上相等。相反的情况也相同。
通过所述控制，则即便存在例如构成各天线28的高频电极30的温度上升差异造成的阻抗差异、对各天线28的高频电力供给电路中的阻抗差异等，也可以将各天线28所产生的磁场的强度均匀化，所以，可使多个天线28的并列方向Y上的等离子体的均匀性提升。
而且，如上所述的控制可在等离子体50的生成过程中即时地进行。
其结果，根据该实施方式的等离子体处理装置，可如上所述地将天线28的长度方向X上的基板处理的均匀性提高，并且即便在多个天线28的并列方向Y上也可以将等离子体的均匀性提升，从而提升基板处理的均匀性，所以，两种效果相辅，即便不强行将天线28与基板2间的距离增大，也可以将基板面内的2维的处理的均匀性提高。
另外，也可以在各天线28分别设置有多个磁性传感器90，将来自各天线28的多个磁性传感器90的输出合成所得的输出(例如平均值)分别赋予控制装置100，且以该合成值对于各天线28分别实质上相等的方式，控制自各高频电源60输出的高频电力。
而且，在如上所述地将多个天线28并列配置的情况下，可将所有的天线28等间隔地配置，也可以考虑到多个天线28的并列方向Y上的两端区域的等离子体密度比其他等离子体密度低的倾向，使多个天线28的并列方向Y上的两端区域的间隔小于其他间隔。
也可以取代所述磁性传感器90而设置电场传感器94，且参照图28、图29，说明此情况的例子。图28因主要表示电极板95而将电介质96的图示省略。这些元件的详细情况可参照图29。
各电场传感器94形成由电介质96覆盖电极板95的构造。电极板95的平面形状在图28中表示圆形的例子，但也可以为其他形状、例如四边形等。电介质96虽可不必设置，但优选设置电介质96，如此一来，即便将电场传感器94配置在高频电极30的附近，也可防止在电极板95与高频电极30或冷却管42之间产生放电。
将如此的电场传感器94，以与高频电极30的附近且高频电极30的主面实质上平行的方式(更具体而言，以电极板95与高频电极30的主面实质上平行的方式)配置。若如此地配置，则电场传感器94的输出变大。若为如此的配置，则电场传感器94可配置在高频电极30的任何部位，但高频电极30的供电点48(参照图5、图6)附近的电位变为最高，容易进行检测，所以，优选配置在该供电点48侧的端部附近。但是，总之，将各电场传感器94对于各天线28(更具体而言对于该高频电极30)分别以相同的状态配置在实质上相同的部位。由此，可使各电场传感器94的电场检测的条件固定地一致。
各所述电场传感器94也可以例如图29所示的例子那样，安装在各电介质盒40的内面。
若对各天线28(更具体而言为该高频电极30)如上所述地供给高频电力，使高频电流IR流入，则将各高频电极30的阻抗设为Z，高频电极30中将产生以V＝Z·IR表示的高频电压V。该高频电压V的大小是沿着高频电极30的电流路径分布。该高频电压V成为各天线28所产生的电场的基础。如此的高频电压V虽不如天线30所产生的磁场的程度，但也有助于等离子体50的生成。此情况称作电容耦合。因此，分别检测各天线28所产生的所述高频电压V、即电场的强度，且以它们变为实质上相等的方式进行控制也有助于使多个天线28的并列方向Y上的等离子体的均匀性提升。
在各电场传感器94(更具体而言为该电极板95)通过电容耦合而感应出与所述高频电压V的大小相应的高频电压，且将该高频电压作为输出S1(或S2、S3、S4)输出。该输出S1～S4可直接供给至该控制装置100，也可以在中途分别设置信号转换器98，转换成控制装置100容易处理的信号(例如直流电压)后，供给至控制装置100。
控制装置100是以来自各电场传感器94的输出S1～S4(或将其转换所得的信号。以下相同)分别实质上相等的方式，控制自各高频电源60输出的高频电力。例如，若来自电场传感器94的输出小于其他的输出，则将供给至设有该电场传感器94的天线28的高频电力增加，以使来自该电场传感器94的输出与其他的输出实质上相等。相反的情况也相同。
通过所述控制，而即便存在例如构成各天线28的高频电极30的温度上升差异造成的阻抗差异、对各天线28的高频电力供给电路中的阻抗差异等，也可以将各天线28所产生的电场的强度均匀化，所以，可将多个天线28的并列方向Y上的等离子体的均匀性提升。
而且，如上所述的控制也可以在等离子体50的生成过程中即时地进行。
其结果，根据该实施方式的等离子体处理装置，可如上所述地将天线28的长度方向X上的基板处理的均匀性提高，并且即便在多个天线28的并列方向Y上也可以将等离子体的均匀性提升，从而将基板处理的均匀性提高，所以，两种效果相辅，即便不强行将天线28与基板2间的距离增大，也可以将基板面内的2维的处理的均匀性提高。
另外，在各天线28分别设置多个电场传感器94，将来自各天线28的多个电场传感器94的输出合成所得的输出(例如平均值)分别赋予控制装置100，且以该合成值对于各天线28分别实质上相等的方式，控制自各高频电源60输出的高频电力。
而且，在各天线28中，设置如上所述的磁性传感器90与电场传感器94两个传感器，且将来自两者的输出合成所得的输出(例如，以对于等离子体生成的磁场与电场的归因分值加权所得的输出)分别赋予控制装置100，且以该合成值对于各天线28分别实质上相等的方式，控制自各高频电源60输出的高频电力。
也可取代如图25所示的实施方式那样在每一天线28设置高频电源60，而如图30所示的实施方式那样，设置共通的高频电源60与分配电路102。以下，以与图25所示的实施方式的不同方面为主，说明该图30的实施方式。关于磁性传感器90及电场传感器94因如以上所说明，所以，将重复说明省略。
图30所示的等离子体处理装置包含：高频电源60，用以对各天线28供给高频电力；分配电路102，设置在该高频电源60与各天线28之间，将自高频电源60输出的高频电力分配给各天线28，且响应来自外部的控制信号，分配至各天线28的高频电力的大小是可变的；多个如上所述的磁性传感器90；及控制装置100，响应来自该多个磁性传感器90的输出，以各所述输出分别成为实质上相等的方式，控制由分配电路102分配至各天线28的高频电力的大小。也可以通过控制装置100，控制高频电源60的输出整体。
分配电路102也可以构成为包含例如分别插入至高频电源60与各天线28间，且响应来自控制装置100的控制信号，阻抗是可变的的多个可变阻抗等。可通过控制该可变阻抗，而控制分配至各天线28的高频电力的大小。
根据该实施方式，由于可响应来自多个磁性传感器90的输出，以各所述输出分别成为实质上相等的方式，控制由分配电路102分配至各天线28的高频电力的大小，由此，即便存在例如构成各天线28的高频电极30的温度上升的差异造成的阻抗差异、对各天线28的高频电力供给电路中的阻抗差异等，也可以将各天线28所产生的磁场的强度均匀化，所以，可将多个天线28的并列方向Y上的等离子体的均匀性提升。
其结果，根据该实施方式的等离子体处理装置，可如上所述地将天线28的长度方向X上的基板处理的均匀性提高，并且即便在多个天线28的并列方向Y上也可以将等离子体的均匀性提升，从而提高基板处理的均匀性，所以，两种效果相辅，即便不强行将天线28与基板2间的距离增大，也可以将基板面内的2维的处理的均匀性提高。
也可以与图25所示的实施方式相同地取代磁性传感器90而设置电场传感器94。这样一来，可响应来自电场传感器94的输出，以各所述输出分别成为实质上相等的方式，控制由分配电路102分配至各天线28的高频电力的大小，由此，即便存在例如构成各天线28的高频电极30的温度上升的差异造成的阻抗差异、对各天线28的高频电力供给电路中的阻抗差异等，也可以将各天线28所产生的电场的强度均匀化，所以，可将多个天线28的并列方向Y上的等离子体的均匀性提升。
其结果，可如上所述地将天线28的长度方向X上的基板处理的均匀性提高，并且即便在多个天线28的并列方向Y上，也可以将等离子体的均匀性提升，从而将基板处理的均匀性提高，所以，两种效果相辅，即便不强行将天线28与基板2间的距离增大，也可以将基板面内的2维的处理的均匀性提高。
而且，在各天线28中，设置如上所述的磁性传感器90与电场传感器94两个传感器，且将来自两者的输出合成所得的输出(例如，以对于等离子体生成的磁场与电场的归因分值进行加权所得的输出)分别赋予控制装置100，且以该合成值对于各天线28分别成为实质上相等的方式，控制由分配电路102分配至各天线28的高频电力。

Claims (19)

1.一种等离子体处理装置，是通过使高频电流流入天线，而使真空容器内产生感应电场，生成等离子体，且利用该等离子体对基板实施处理的电感耦合型等离子体处理装置，其特征在于：
所述天线形成将高频电极收纳在电介质盒内的构造，
所述高频电极形成如下构造，即：
使均呈现矩形板状的2个电极导体，以两者作为整体来呈现矩形板状的方式，相互隔开间隙且接近并平行地配置，
且利用导体将两电极导体的长度方向的其中一端彼此连接而构成返回导体构造，所述高频电流相互逆向地流向该2个电极导体，
进而，在所述2个电极导体的所述间隙侧的边上，分别设置夹着所述间隙而对向的切口，利用对向的所述切口形成开口部，且使该开口部以多个分散并配置在该高频电极的长度方向，
且将所述天线以构成所述天线的所述高频电极的主面与所述基板的表面成为实质上相互垂直的方向而配置在所述真空容器内，所述高频电极的主面为所述高频电极所呈现的矩形板状的较大的面。
2.一种等离子体处理装置，是通过使高频电流流入天线，而使真空容器内产生感应电场，生成等离子体，且利用该等离子体对基板实施处理的电感耦合型等离子体处理装置，其特征在于：
所述天线形成将高频电极收纳在电介质盒内的构造，
所述高频电极形成如下构造，即：
使其中一个呈现矩形板状且另一个呈现棒状的2个电极导体，两者作为整体以呈现矩形板状的方式，相互隔开间隙且接近并平行地配置，
且利用导体将两电极导体的长度方向的其中一端彼此连接而构成返回导体构造，且
所述高频电极形成如下构造，即：
所述高频电流相互逆向地流向该2个电极导体，
进而在所述呈现矩形板状的电极导体的所述间隙侧的边上设置切口，利用该切口形成开口部，且使该开口部以多个分散并配置在该高频电极的长度方向，
且将所述天线以构成所述天线的所述高频电极的主面与所述基板的表面成为实质上相互垂直的方向而配置在所述真空容器内，所述高频电极的主面为所述高频电极所呈现的矩形板状的较大的面。
3.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述天线的平面形状为实质上平直，且
沿着所述基板的表面，相互并列地配置多个所述天线，
将构成各所述天线的所述高频电极的供电点与接地点，在该多个所述天线上分别配置在各所述天线的相同侧，并且将所述接地点配置在所述基板侧。
4.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述天线的平面形状为实质上平直，且
沿着所述基板的表面，相互并列地配置多个所述天线，
将构成各所述天线的所述高频电极的供电点与接地点，在该多个所述天线上交替地配置。
5.根据权利要求3所述的等离子体处理装置，其特征在于：
使该多个所述天线的并列方向上的两端区域的间隔，小于其他区域的间隔。
6.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述天线的平面形状呈环状。
7.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
将多个所述天线，以这些天线整体地平面形状形成环状的方式配置。
8.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
以横截所述电介质盒的方式，穿过多个电介质管，所述多个电介质管分别贯通内部的所述高频电极的各所述开口部内。
9.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
使所述电介质盒的至少其中一个侧面，即与内部的所述高频电极的各所述开口部对向的部分，局部地朝向内侧形成凹陷。
10.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
使所述电介质盒的至少其中一个侧面，即包含与内部的所述高频电极的所述多个开口部对向的部分的区域，沿着所述天线的长度方向朝向内侧形成连续的凹陷。
11.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述天线形成如下构造，即：具有2片所述高频电极，在该2片高频电极之间夹着用于冷却两高频电极的冷却管，并收纳在所述电介质盒内，所述冷却管内部流有冷却介质，
且使各所述高频电极的外侧的主面与对向于该主面的所述电介质盒的外表面之间的距离，相对于所述2片高频电极相互实质上相等。
12.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述天线形成如下构造，即：具有2片所述高频电极，且在各所述高频电极的其中一主面，分别安装将该高频电极冷却的冷却管，所述冷却管内流有冷却介质，且将该2片高频电极以该冷却管位于内侧的方向收纳在所述电介质盒内，
且使各所述高频电极的外侧的主面与对向于该主面的所述电介质盒的外表面之间的距离，相对于所述2片高频电极相互实质上相等。
13.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述天线形成如下构造，即：在所述高频电极的两主面安装有冷却该高频电极的冷却管，所述冷却管内流有冷却介质，
且使所述高频电极的两主面与对向于该两主面的所述电介质盒的外表面之间的距离相互实质上相等。
14.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述高频电极的内部，具有冷却该高频电极的冷却介质流动的冷媒通路，
且使该高频电极的两主面与对向于该两主面的所述电介质盒的外表面之间的距离相互实质上相等。
15.一种等离子体处理装置，是通过使高频电流流入天线而使真空容器内产生感应电场，生成等离子体，且利用该等离子体对基板实施处理的电感耦合型等离子体处理装置，其特征在于：
所述天线形成将高频电极收纳在电介质盒内的构造，
所述高频电极形成如下构造，即：
使2个电极导体以两者作为整体来呈现矩形板状的方式，相互隔开间隙且接近并平行地配置，
利用导体将两电极导体的长度方向的其中一端彼此连接构成返回导体构造，
所述高频电流相互逆向地流向该2个电极导体，进而形成如下构造，即：
在所述2个电极导体的所述间隙侧的边上，分别设置夹着所述间隙而对向的切口，利用对向的所述切口形成开口部，且使该开口部以多个分散并配置在该高频电极的长度方向，
且将所述天线以构成所述天线的所述高频电极的主面与所述基板的表面成为相互实质上垂直的方向而配置在所述真空容器内，所述高频电极的主面为所述高频电极所呈现的矩形板状的较大的面，
进而，构成所述高频电极的所述2个电极导体，分别为截面U字状弯曲的一对电极导体，其中一个电极导体的弯曲部为相反侧的2个边，和与另一电极导体的弯曲部为相反侧的2个边，夹着所述间隙对向配置，且在各个所述边上设置所述切口，形成所述开口部，
所述天线形成如下构造，即：在弯曲的各所述电极导体之间分别夹着冷却所述高频电极的冷却管，并收纳在所述电介质盒内，所述冷却管内流有冷却介质，
且使所述高频电极的外侧的2个主面与对向于该2个主面的所述电介质盒的外表面之间的距离相互实质上相等。
16.一种等离子体处理装置，是通过使高频电流流入天线而使真空容器内产生感应电场，生成等离子体，且利用该等离子体对基板实施处理的电感耦合型等离子体处理装置，其特征在于：
所述天线形成将高频电极收纳在电介质盒内的构造，
所述高频电极形成如下构造，即：
使2个电极导体以两者作为整体来呈现矩形板状的方式，相互隔开间隙且接近并平行地配置，
利用导体将两电极导体的长度方向的其中一端彼此连接而构成返回导体构造，
所述高频电流相互逆向地流向该2个电极导体，
进而，在所述2个电极导体的所述间隙侧的边上，分别设置夹着所述间隙而对向的切口，且利用对向的所述切口形成开口部，且使该开口部以多个分散并配置在该高频电极的长度方向，
且将所述天线以构成所述天线的所述高频电极的主面与所述基板的表面成为相互实质上垂直的方向而配置在所述真空容器内，所述高频电极的主面为所述高频电极所呈现的矩形板状的较大的面，
且所述天线的平面形状为实质上平直，且将该天线沿着所述基板的表面并列地配置多个，且
进一步包含：
多个高频电源，对各所述天线分别供给高频电力；
多个磁性传感器，相对于各所述天线分别设置在实质上相同的部位，且分别检测各所述天线所产生的磁场的强度；及
控制装置，响应来自所述多个磁性传感器的输出，以各所述输出分别成为实质上相等的方式，控制自各所述高频电源输出的高频电力。
17.一种等离子体处理装置，是通过使高频电流流入天线而使真空容器内产生感应电场，生成等离子体，且利用该等离子体对基板实施处理的电感耦合型等离子体处理装置，其特征在于：
所述天线形成将高频电极收纳在电介质盒内的构造，
所述高频电极形成如下构造，即：
使2个电极导体以两者作为整体来呈现矩形板状的方式，相互隔开间隙且接近并平行地配置，
利用导体将两电极导体的长度方向的其中一端彼此连接而构成返回导体构造，
所述高频电流相互逆向地流向该2个电极导体，
进而，在所述2个电极导体的所述间隙侧的边上，分别设置夹着所述间隙而对向的切口，利用对向的所述切口形成开口部，且使该开口部以多个分散并配置在该高频电极的长度方向，
且将所述天线以构成所述天线的所述高频电极的主面与所述基板的表面成为相互实质上垂直的方向而配置在所述真空容器内，所述高频电极的主面为所述高频电极所呈现的矩形板状的较大的面，
且所述天线的平面形状为实质上平直，且将该天线沿着所述基板的表面并列地配置多个，且
进一步包含：
多个高频电源，对各所述天线分别供给高频电力；
多个电场传感器，相对于各所述天线分别设置在实质上相同的部位，且分别检测各所述天线所产生的电场的强度；及
控制装置，响应来自所述多个电场传感器的输出，以各所述输出分别成为实质上相等的方式，控制自各所述高频电源输出的高频电力。
18.一种等离子体处理装置，是通过使高频电流流入天线而使真空容器内产生感应电场，生成等离子体，且利用该等离子体对基板实施处理的电感耦合型等离子体处理装置，其特征在于：
所述天线形成将高频电极收纳在电介质盒内的构造，
所述高频电极形成如下构造，即：
使2个电极导体以两者作为整体来呈现矩形板状的方式，相互隔开间隙且接近并平行地配置，
利用导体将两电极导体的长度方向的其中一端彼此连接而构成返回导体构造，
所述高频电流相互逆向地流向该2个电极导体，
进而，在所述2个电极导体的所述间隙侧的边上，分别设置夹着所述间隙而对向的切口，利用对向的所述切口形成开口部，且使该开口部以多个分散并配置在该高频电极的长度方向，
且将所述天线以构成所述天线的所述高频电极的主面与所述基板的表面成为相互实质上垂直的方向而配置在所述真空容器内，所述高频电极的主面为所述高频电极所呈现的矩形板状的较大的面，
且所述天线的平面形状为实质上平直，且将该天线沿着所述基板的表面并列地配置多个，且
进一步包含：
高频电源，用以对各所述天线供给高频电力；
分配电路，设置在所述高频电源与各所述天线之间，将自所述高频电源输出的高频电力分配至各所述天线，且响应来自外部的控制信号，分配至各所述天线的高频电力的大小是可变的；
多个磁性传感器，相对于各所述天线分别设置在实质上相同的部位，且分别检测各所述天线所产生的磁场的强度；及
控制装置，响应来自所述多个磁性传感器的输出，以各所述输出分别成为实质上相等的方式，控制由所述分配电路分配至各所述天线的高频电力的大小。
19.一种等离子体处理装置，是通过使高频电流流入天线而使真空容器内产生感应电场，生成等离子体，且利用该等离子体对基板实施处理的电感耦合型等离子体处理装置，其特征在于：
所述天线形成将高频电极收纳在电介质盒内的构造，
所述高频电极形成如下构造，即：
使2个电极导体以两者作为整体来呈现矩形板状的方式相互隔开间隙且接近并平行地配置，
利用导体将两电极导体的长度方向的其中一端彼此连接构成返回导体构造，
所述高频电流相互逆向地流向该2个电极导体，
进而，在所述2个电极导体的所述间隙侧的边上，分别设置夹着所述间隙而对向的切口，且利用对向的所述切口形成开口部，且使该开口部以多个分散并配置在该高频电极的长度方向，
且将所述天线以构成所述天线的所述高频电极的主面与所述基板的表面成为相互实质上垂直的方向而配置在所述真空容器内，所述高频电极的主面为所述高频电极所呈现的矩形板状的较大的面，
且所述天线的平面形状为实质上平直，且将该天线沿着所述基板的表面并列地配置多个，且
进一步包含：
高频电源，用以对各所述天线供给高频电力；
分配电路，设置在所述高频电源与各所述天线之间，将自所述高频电源输出的高频电力分配至各所述天线，且响应来自外部的控制信号，分配至各所述天线的高频电力的大小是可变的；
多个电场传感器，相对于各所述天线分别设置在实质上相同的部位，且分别检测各所述天线所产生的电场的强度；及
控制装置，响应来自所述多个电场传感器的输出，以各所述输出分别成为实质上相等的方式，控制由所述分配电路分配至各所述天线的高频电力的大小。
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