JP2000273646A - マイクロ波プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマ密度の均一性を高める。 【解決手段】 平面視輪郭が円形の処理室の上部を、誘
電体のマイクロ波導入板が覆っており、マイクロ波はこ
のマイクロ波導入板を介して処理室へと導入され、その
結果、処理室にプラズマが生成される。導入されたマイ
クロ波は、マイクロ波導入板とプラズマとの界面に沿っ
て、表面波として伝搬する。マイクロ波導入板の処理室
へ対向する主面に接して、導体板６０が配設されてい
る。導体板６０には、径方向に延在し周方向に等間隔で
配列する、複数の線状突起２１が備わっている。導体板
６０の厚さは、表面波のスキンデプス以上に設定され
る。このため、表面波の無数のモードの中で、線状突起
２１に節を有するモードが選択的に伝搬する。モードに
選択性があるために、プラズマ密度の均一性が高まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大口径半導体基
板、大型液晶ディスプレイ(LCD)用ガラス基板等に、プ
ラズマを用いたエッチング、アッシング、ＣＶＤ（化学
蒸着）等の処理を施すのに好適な、マイクロ波プラズマ
処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ（大規模集積回路）、ＬＣＤ（液
晶ディスプレイ）などを製造するプロセスにおいて、反
応ガスに外部からエネルギーを与えた際に発生するプラ
ズマが、広く用いられている。特に、プラズマを用いた
ドライエッチング技術は、これらのプロセスにおいて、
不可欠の基本技術となっている。

【０００３】一般に、プラズマを発生させるための励起
手段としては、2.45GHzのマイクロ波を用いる場合と、1
3.56MHzのＲＦ（高周波：Radio Frequency）を用いる場
合とが知られている。マイクロ波を用いる場合には、Ｒ
Ｆを用いる場合に比べて、高密度のプラズマが得られる
とともに、プラズマを発生させるのに電極を必要としな
いため、電極からのコンタミネーションを防ぐことがで
きるなどの利点がある。

【０００４】しかしながら、マイクロ波を用いた従来の
プラズマ処理装置では、プラズマ領域面積が広く、かつ
プラズマ密度が均一になるようにプラズマを発生させる
ことが困難であった。したがって、大口径の半導体基板
（半導体ウェハ）、または、大型のＬＣＤ用ガラス基板
の処理等において、マイクロ波を用いたドライエッチン
グ処理を採用するのは困難とされていた。

【０００５】この点に関し、大面積に均一にマイクロ波
プラズマを発生させることが可能なプラズマ処理装置と
して、表面波電界励起プラズマを利用する方式が提案さ
れており、例えば、特開昭62-5600号公報、特開昭62-99
481号公報において開示されている。このプラズマ処理
装置は、処理容器の上部壁をマイクロ波の透過が可能な
耐熱性板で封止し、その上方にはマイクロ波導波管に接
続された誘電体線路を配置している。そして誘電体線路
の表面から漏れ出た表面波電界により、プラズマが発生
する。

【０００６】図２８は前者のプラズマ処理装置の側断面
図であり、図２９は図２８に示した装置の平面図であ
る。この装置１５０では、金属製導体により構成された
処理容器８１の上部に、誘電体のマイクロ波導入板８４
が設けられ、これらによって処理室８２は気密状態に封
止されている。マイクロ波導入板８４の材料には、耐熱
性及びマイクロ波透過性に優れ、かつ誘電損失が低い、
石英、アルミナ（Al₂O₃）等が採用されている。図２９
の例では、処理容器８１（図示を略する）の平面断面形
状は矩形であり、それにともなって、マイクロ波導入板
８４も矩形の板状に形成されている。すなわち、矩形の
マイクロ波導入板８４の直下に、平面視輪郭が矩形の処
理室８２（図示を略する）が形成されている。

【０００７】更に処理容器８１には、処理容器８１及び
マイクロ波導入板８４の上部を覆うカバー部材９０が連
結されており、カバー部材９０とマイクロ波発振器７０
との間には、導波管７１が連結されている。そして、カ
バー部材９０内の天井部分には、マイクロ波導入板８４
との間にエアギャップ９３を確保しつつ、誘電体線路９
１が取り付けられている。この誘電体線路９１は、導波
管７１の幅から処理容器８１を覆う程度の幅まで広がる
テーパ部９１ａを有する平面視略５角形に形成されてい
る。誘電体線路９１の材料として、例えば、テフロン
（登録商標）などのフッ素樹脂、ポリエチレン樹脂、ポ
リスチレン樹脂、または、石英などが採用され、好まし
くは、フッ素樹脂が用いられる。

【０００８】処理容器８１内にはマイクロ波導入板８４
とは対向する位置に、試料基板Ｗを載置するための試料
台８３が配設されており、これにはマッチング回路８６
を介してＲＦバイアス回路８７が接続されている。また
処理容器８１の下部壁には図示しない排気装置に接続さ
れる排気口８８が形成され、処理容器８１の一側壁には
所要の反応ガスを供給するためのガス供給管８５が接続
されている。

【０００９】このように構成されたプラズマ処理装置１
５０を用いて、試料台８３の上に載置された試料基板Ｗ
に、所定の処理を施す場合には、まず、排気口８８から
排気を行って処理室８２内を所要の真空度に設定した
後、ガス供給管８５から反応ガスを供給する。次いで、
マイクロ波発振器７０においてマイクロ波（例えば、30
0MHz〜30GHzの波長を有する電磁波）を発生させ、導波
管７１を介して、マイクロ波を拡げるためのテーパ部９
１ａを含む誘電体線路９１へと導入する。

【００１０】すると、誘電体線路９１の下方に漏れ電界
が形成され、形成された電界が、エアギャップ９３およ
びマイクロ波導入板８４を透過して、さらにマイクロ波
導入板８４の下部に形成される。言い換えると、導波管
７１から誘電体線路９１へ導入されたマイクロ波が、マ
イクロ波導入板８４を介して処理室８２へと、さらに導
入される。

【００１１】処理室８２へ導入されるマイクロ波によっ
て、処理室８２にプラズマが生成され、試料基板Ｗの表
面に対して、例えばエッチング等の処理がなされる。こ
の際、必要に応じて試料台８３には、ＲＦバイアス回路
８７によって、ＲＦバイアスが印加される。ＲＦバイア
スによって処理室８２内に形成されるバイアス電位によ
って、プラズマ中のイオンが加速され、試料基板Ｗへと
導かれ、それによって、試料基板Ｗの表面に、例えば、
異方性エッチングを施すことが可能となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、真空容器内
へマイクロ波を導入し、カットオフ密度以上の高密度プ
ラズマを形成するメカニズムが、最近になって明らかと
なってきた。すなわち、永津と菅井は、文献１：「Jour
nal of Plasma and Fusion Research, Vol. 74,No. 5
(1998), pp. 479-490」の中で、誘電体を介して真空容
器内へ導入されたマイクロ波は、生成されるプラズマの
密度がカットオフ密度以上であるときには、誘電体とプ
ラズマとの間の界面に沿って、表面波として伝搬するこ
とを報告している。しかも、この表面波の伝搬モード
は、電子密度（電子密度で測ったプラズマ密度）、マイ
クロ波周波数、および、真空容器のサイズ等によって決
まると報告されている。

【００１３】真空容器である処理室８２へマイクロ波を
導入することによりプラズマを生成する際には、マイク
ロ波のパワーの増加にともなってプラズマ密度は高ま
る。プラズマ密度がカットオフ密度以下である場合に
は、マイクロ波は、処理室８２に形成されたプラズマの
中を減衰しながら伝搬する。しかし、プラズマ密度がカ
ットオフ密度以上になると、マイクロ波は、誘電体であ
るマイクロ波導入板８４と、プラズマとの間の界面を、
伝搬するようになる。そして、このマイクロ波によっ
て、マイクロ波導入板８４の直下の処理室８２の全域に
わたって、プラズマが形成される。マイクロ波導入板８
４と、カットオフ密度以上のプラズマとの界面に沿っ
て、伝搬するマイクロ波は、プラズマ表面波と称される
（プラズマの伝搬形態ではなく、マイクロ波の伝搬形態
を表現したものであり、本明細書では、単に「表面波」
とも称する）。

【００１４】表面波では、マイクロ波の周波数、プラズ
マ密度、処理室８２の形状とサイズ、マイクロ波導入板
８４の形状とサイズ、マイクロ波導入板８４の誘電率等
により、励起される伝搬モードが決定される。この伝搬
モードについて、処理容器８１が円筒形状である場合を
例として考察する。円筒形状の処理容器８１を備えるマ
イクロ波プラズマ処理装置は、例えば、図２８に示した
装置１５０を、その平面図が図２９に代わって図３０で
描かれるように、構成することによって実現する。図３
０の例では、処理容器８１（図示を略する）の平面断面
形状は円形であり、それにともなって、マイクロ波導入
板８４も円形の板状に形成されている。すなわち、円形
のマイクロ波導入板８４の直下に、平面視輪郭が円形の
処理室８２（図示を略する）が形成されている。

【００１５】図３０に例示される円筒形状の処理容器８
１を有する装置は、図３１の斜視図で模式的に表現され
る。図３１が示すように、円柱形状の処理室８２の中心
軸Ｃの位置を原点として、径方向の座標ｒ、および、方
位角方向の座標θを定義することができる。マイクロ波
MWは、マイクロ波導入板８４を介して、その上方から処
理室８２へと導入される。このとき、マイクロ波導入板
８４とプラズマ６８との界面に形成される表面波の各モ
ードは、周方向および径方向のそれぞれに周期性を持っ
ており、周方向の周期数に対応する整数ｍ（ｍ≧１）、
および、径方向の周期数に対応する整数ｎ（ｎ≧１）に
よって、識別される。本明細書では、整数ｍを、周方向
次数と称し、整数ｎを、径方向次数と称する。

【００１６】図３２は、周方向次数ｍが４であり、径方
向次数ｎが２であるモードを例示している。図３２にお
いて、白丸で囲まれた部分Ｐは、マイクロ波の電界が高
い領域、すなわち、マイクロ波の「腹」の部位を表して
いる。

【００１７】マイクロ波導入板８４の直下に生成される
表面波は、一般に、複数のモードの重ね合わせで表現さ
れる。図３１に数値を例示するように、マイクロ波の周
波数が、2.45GHzであり、処理室８２の半径が150mm、そ
して、マイクロ波導入板８４が、比誘電率ε_d＝4.0の石
英板として構成され、その厚さが20mmである例につい
て、表面波のモードを計算すると、図３３のグラフが示
す結果が得られる。計算では、プラズマの生成のために
消費されるマイクロ波のエネルギーは、考慮されない。
図３３のグラフは、励起される各モードが生成するプラ
ズマの密度を表現しており、１本の水平な線分が、一つ
のモードに対応している。

【００１８】図３３が示すように、表面波のモードはプ
ラズマ密度に関して離散的である。しかしながら、ある
領域では、プラズマ密度に関するモード間の間隔が密で
ある。このことは、ある領域においては、無数の表面波
の伝搬形式が存在することを意味している。このような
無数の表面波が伝搬し得るプラズマ密度領域では、LSI
が作り込まれる半導体基板、あるいは、LCDなどの試料
基板Ｗをプラズマ処理する際に、処理に適しない不均一
なプラズマが発生する可能性がある。それは、例えば、
周方向次数ｍまたは径方向次数ｎが極端に小さい表面波
に起因するプラズマである。このような表面波のモード
が励起されると、マイクロ波導入板８４から十分離れた
下方に、試料基板Ｗを置かなければ、均一な処理は望め
ない。

【００１９】半導体基板等の試料基板Ｗの処理に好適な
プラズマ密度の領域は、約7.5×10¹⁰cm^-3〜約5×10¹²cm
^-3の範囲（図３３の領域Ａ）であり、中でも、約5×10
¹¹cm^{- 3}〜約1×10¹²cm^-3の範囲（図３３の領域Ｂ）が、
特に有用な範囲として利用に供されている。領域Ａで
は、表面波のモードが密集しており、中でも、領域Ｂで
は最も高い密度で表面波のモードが集中している。この
ように、有用性の高いプラズマ密度の領域と、無数の表
面波のモードが存在し得るプラズマ密度の領域とは、奇
しくも互いに重複している。このため、無数の表面波が
励起される現象を抑制することは、実用上、重要な課題
となっている。

【００２０】この発明は、従来の装置における上記した
問題点を解消するためになされたもので、励起される表
面波のモードを制限し、それによって、プラズマ処理の
均一性を高め得るマイクロ波プラズマ処理装置を提供す
ることを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】第１の発明の装置は、誘
電体が内挿された誘電体線路に導入されるマイクロ波
を、処理対象である試料を収納可能な処理室へ、誘電体
のマイクロ波導入板を介して導入することにより、前記
処理室にプラズマを生成し、当該プラズマを用いて前記
試料に処理を行うためのプラズマ処理装置であって、前
記マイクロ波導入板の前記処理室側の主面に沿って、等
間隔で配列する複数の線状突起が、前記処理室に導入さ
れた前記マイクロ波のスキンデプス以上の高さで、配設
されている。

【００２２】第２の発明の装置では、第１の発明のマイ
クロ波プラズマ処理装置において、前記高さが、3mm以
上である。

【００２３】第３の発明の装置では、第１または第２の
発明のマイクロ波プラズマ処理装置において、前記複数
の線状突起が、導体から成る。

【００２４】第４の発明の装置では、第３の発明のマイ
クロ波プラズマ処理装置において、前記複数の線状突起
が、パターニングされ一体的に連結された導体板の一部
として形成されており、当該導体板が前記マイクロ波導
入板の前記主面に接するように配設されている。

【００２５】第５の発明の装置では、第１または第２の
発明のマイクロ波プラズマ処理装置において、前記複数
の線状突起が、前記マイクロ波導入板と同一部材から成
っている。

【００２６】第６の発明の装置では、第１または第２の
発明のマイクロ波プラズマ処理装置において、前記複数
の線状突起が、前記マイクロ波導入板と同一部材から成
る誘電体部と、その頭部表面を被覆する導体薄膜とを備
える。

【００２７】第７の発明の装置では、第１ないし第６の
いずれかの発明のマイクロ波プラズマ処理装置におい
て、前記マイクロ波導入板の前記主面に沿った、前記処
理室の輪郭形状が略円形であり、前記複数の線状突起
が、前記略円形の径方向に沿って延在し、かつ、方位角
方向に沿って等間隔で配列している。

【００２８】第８の発明の装置では、第１ないし第６の
いずれかの発明のマイクロ波プラズマ処理装置におい
て、前記マイクロ波導入板の前記主面に沿った、前記処
理室の輪郭形状が略円形であり、前記複数の線状突起
が、前記略円形の中心から周囲へと同心円状に等間隔で
配列している。

【００２９】第９の発明の装置では、第１ないし第６の
いずれかの発明のマイクロ波プラズマ処理装置におい
て、前記マイクロ波導入板の前記主面に沿った、前記処
理室の輪郭形状が略円形であり、前記複数の線状突起
が、前記略円形の中心から周囲へと同心円状に等間隔で
配列する部分と、これに交差するように前記略円形の径
方向に沿って延在し、かつ、方位角方向に沿って等間隔
で配列する部分とを含んでいる。

【００３０】第１０の発明の装置では、第１ないし第６
のいずれかの発明のマイクロ波プラズマ処理装置におい
て、前記マイクロ波導入板の前記主面に沿った、前記処
理室の輪郭形状が略矩形であり、前記複数の線状突起
が、前記略矩形の一辺に沿って延在し、かつ、交差する
他の一辺に沿って等間隔で配列している。

【００３１】第１１の発明の装置では、第１ないし第６
のいずれかの発明のマイクロ波プラズマ処理装置におい
て、前記マイクロ波導入板の前記主面に沿った、前記処
理室の輪郭形状が略矩形であり、前記複数の線状突起
が、前記略矩形の交差する二辺に沿って格子状に等間隔
で配列している。

【００３２】

【発明の実施の形態】＜1.実施の形態１＞図１は、実施
の形態１のマイクロ波プラズマ処理装置の側断面図であ
る。以下の図において、図２８〜図３０に示した装置１
５０と同一部分または相当部分（同一の機能をもつ部
分）については、同一符号を付してその詳細な説明を略
する。図１の装置１０１は、マイクロ波導入板８４の下
主面、すなわち、処理室８２に対向する主面に、複数の
導体の線状突起２１が配設されている点において、装置
１５０とは特徴的に異なっている。

【００３３】線状突起２１は、マイクロ波導入板８４の
主面に沿って、等間隔で配列する。線状突起２１のパタ
ーンとして、様々な形態を採ることができる。図２およ
び図４〜図７は、線状突起２１が、パターニングされ一
体的に連結した導体板６０の一部として形成されている
例を示す。線状突起２１を導体板６０の一部として形成
することによって、線状突起２１の形成と、配設とが容
易であるという利点が得られる。導体板６０の材料とし
て、例えば、金属が採用され、好ましくは、軽量で導電
性に優れるアルミニウムが用いられる。

【００３４】導体板６０は、装置１０１が円筒形状の処
理容器８１を備えるとき、図２、図４、または、図５に
示された構造を採り、装置１０１の平面図は、図３０と
同一に描かれる。一方、図６および図７が例示する導体
板６０は、装置１０１が、平面断面形状が矩形の処理容
器８１を備えるときに用いられる。このとき、装置１０
１の平面図は、図２９と同一に描かれる。

【００３５】図２に例示する導体板６０では、複数の線
状突起２１が中心軸Ｃの位置を原点とする径方向に沿っ
て延在し、しかも、方位角方向に沿って、等間隔で配列
している。線状突起２１は、その両側に、開口部として
のスロット６１を規定する。隣り合う任意の二つの線状
突起２１について、それらの直線的な間隔は、座標ｒの
値が大きいほど拡大するが、本明細書では、座標θで測
った間隔が等しい関係にあるものも含めて「等間隔」と
表現する。

【００３６】マイクロ波導入板８４を透過するマイクロ
波は、線状突起２１を避けて通過する（言い換えると、
スロット６１を選択的に通過する）ことにより、処理室
８２へと導入される。このため、マイクロ波導入板８４
の直下を表面波として伝搬するマイクロ波のモードに、
線状突起２１のパターンに対応した選択性が現れる。す
なわち、線状突起２１は、マイクロ波の「節」（図３２
の白丸で囲まれた部分Ｐの谷間に相当する部位）の位置
が、線状突起２１の位置に一致するモードを選択的に通
過させる。このため、形成されるプラズマの密度が安定
するとともに、その均一性が高められる。

【００３７】図２に例示する導体板６０では、線状突起
２１は、半周にわたって８個形成されている。このた
め、周方向次数ｍが８である表面波のモードが、他のモ
ードに比べて、高い強度で形成される。表面波のモード
に対するこのような選択性は、線状突起２１の高さＨに
も依存する。線状突起２１の高さＨは、導体板６０の厚
さに相当する。

【００３８】図３は、表面波のモードに対する選択性と
高さＨとの関係を説明するための、マイクロ波導入板８
４および線状突起２１の縦断面図である。マイクロ波導
入板８４とプラズマとの界面に沿って形成される表面波
は、プラズマとマイクロ波導入板８４との間に形成され
るイオンシースと、表面波がプラズマ中を伝搬するとき
の表皮厚さ（スキンデプスと称される）ＳＤとを、足し
合わせた程度の幅をもって伝搬する。

【００３９】プラズマの密度が、実用的な領域Ａ（図３
３）の範囲にあるときには、イオンシースの厚さは高々
0.5mm程度であるのに対して、スキンデプスＳＤは、約
2.4mm〜約20mmの範囲にあり、さらに、プラズマ密度が
領域Ｂの範囲にあるときには、スキンデプスＳＤは、約
5.3mm〜約7.5mmの範囲にある。したがって、プラズマ密
度が実用的な範囲にあるときには、図３が示すように、
表面波の幅は、主要には、スキンデプスＳＤによって規
定される。

【００４０】したがって、図３(a)が示すように、線状
突起２１の高さＨが、スキンデプスＳＤよりも小さいと
きには、表面波には、線状突起２１で隔てられるスロッ
ト６１に局在する成分６３だけでなく、線状突起２１の
下方に漏れ出て、線状突起２１の規制を余り受けない成
分６４が存在する。その結果、成分６４には、線状突起
２１に対応したモード（図２のスロット６１の例では周
方向次数ｍが８のモード）だけでなく、その他のモード
も混在する。

【００４１】これに対して、図３(b)が示すように、線
状突起２１の高さＨが、スキンデプスＳＤに比べて十分
に大きいときには、表面波には、スロット６１に局在す
る成分６３だけが存在する。すなわち、表面波として、
「節」が線状突起２１の部位に位置するモード（図２の
スロット６１の例では周方向次数ｍが８のモード）が、
他のモードに比して、特に高い強度で形成される。

【００４２】したがって、プラズマ密度の実用的な範囲
が領域Ａ（図３３）であることを考慮すると、この領域
に対応したスキンデプスＳＤの最小値である、約2.4mm
以上に、高さＨを設定することが望ましい。イオンシー
スの厚さを考慮しても、高さＨが3.0mm以上であれば、
線状突起２１が、表面波のモードに対する選択性を発揮
する。プラズマ密度が、特に有用な範囲である領域Ｂに
設定されるときには、高さＨは、この領域に対応したス
キンデプスＳＤの最小値である、約5.3mm以上に設定さ
れるのが望ましい。以上の高さＨに関する好ましい範囲
は、以下の図４〜図７に例示する各導体板６０において
も共通する。

【００４３】図４に例示する導体板６０では、複数の線
状突起２１が、中心軸Ｃの位置から周囲へと同心円状に
等間隔で配列している。このため、この導体板６０は、
表面波のモードの径方向次数ｎに対して、選択性を発揮
する。図４に例示する導体板６０では、径方向次数ｎが
３である表面波のモードが、他のモードに比べて、高い
強度で形成される。図３２に示したように、中央部には
腹（部分Ｐ）は位置しないので、図４の中央部の開口部
は、径方向次数ｎに対する選択性に寄与しない。

【００４４】図５に例示する導体板６０では、複数の線
状突起２１が、中心軸Ｃの位置から周囲へと同心円状に
等間隔で配列する部分と、これらに交差し、中心軸Ｃの
位置を原点とする径方向に沿って延在し、しかも、方位
角方向に沿って、等間隔で配列する部分とを、含んでい
る。このため、この導体板６０は、表面波のモードの径
方向次数ｎと周方向次数ｍの双方に対して、選択性を発
揮する。

【００４５】図６に例示する導体板６０では、複数の線
状突起２１が、処理室８２の矩形の平面視輪郭の一辺
（座標ｘの方向）に沿って帯状に延在し、しかも、交差
する他の一辺（座標ｙの方向）に沿って等間隔で配列し
ている。処理室８２の平面視輪郭が矩形であるときに
は、表面波の各モードは、座標ｘの方向および座標ｙの
方向のそれぞれに周期性を持っており、座標ｘの方向の
周期数に対応する整数（≧１；本明細書ではｘ方向次数
と称する）、および、座標ｙの方向の周期数に対応する
整数（≧１；本明細書ではｙ方向次数と称する）によっ
て、識別される。

【００４６】したがって、図６の導体板６０は、表面波
のモードのｙ方向次数に対して、選択性を発揮する。図
６に例示する導体板６０では、線状突起２１で隔てられ
るスロット６１が、座標ｙの方向に沿って６個形成され
ている。このため、ｙ方向次数が６である表面波のモー
ドが、他のモードに比べて、高い強度で形成される。

【００４７】図７に例示する導体板６０では、複数の線
状突起２１が、座標ｘの方向および座標ｙの方向の双方
に沿って、格子状に等間隔で配列している。このため、
この導体板６０は、表面波のモードのｘ方向次数とｙ方
向次数の双方に対して、選択性を発揮する。図７に例示
する導体板６０では、線状突起２１は、スロット６１
を、座標ｘの方向に沿って４個、座標ｙの方向に沿って
６個規定している。このため、ｘ方向次数が４であり、
ｙ方向次数が６である表面波のモードが、他のモードに
比べて、高い強度で形成される。

【００４８】＜2.実施の形態２＞図８は、実施の形態２
のマイクロ波プラズマ処理装置の側断面図である。図８
の装置１０２は、マイクロ波導入板８４の下主面、すな
わち、処理室８２に対向する主面に、複数の線状突起２
２が形成されている点において、装置１５０（図２８〜
図３０）とは特徴的に異なっている。マイクロ波導入板
８４と線状突起２２とは、同一材料で形成され、互いに
一体的に連結して、マイクロ波導入板６５を構成してい
る。複数の線状突起２２は、マイクロ波導入板８４の主
面に沿って等間隔で配列している。線状突起２２のパタ
ーンとして、実施の形態１で示した線状突起２１と同様
に、様々な形態を採ることができる。その例を、以下に
示す。

【００４９】以下の図９〜図１１、および、図１４が例
示するマイクロ波導入板６５は、装置１０２が、円筒形
状の処理容器８１を備えるときに用いられる。このと
き、装置１０２の平面図は、図３０と同一に描かれる。
一方、図１２および図１３が例示するマイクロ波導入板
６５は、装置１０２が、平面断面形状が矩形の処理容器
８１を備えるときに用いられる。このとき、装置１０２
の平面図は、図２９と同一に描かれる。

【００５０】図９に例示するマイクロ波導入板では、複
数の線状突起２２が、中心軸Ｃの位置を原点とする径方
向に沿って延在し、しかも、方位角方向に沿って、等間
隔で配列している。すなわち、図９の線状突起２２のパ
ターンは、図２の線状突起２１のパターンに対応してい
る。線状突起２２は、その両側に、溝６６を規定する。

【００５１】マイクロ波導入板６５を透過するマイクロ
波は、線状突起２２を避けて通過する（言い換えると、
溝６６を選択的に通過する）ことにより、処理室８２へ
と導入される。このため、マイクロ波導入板６５の直下
を表面波として伝搬するマイクロ波のモードに、線状突
起２２のパターンに対応した選択性が現れる。このた
め、生成されるプラズマの密度が安定するとともに、そ
の均一性が高められる。

【００５２】図９に例示するマイクロ波導入板６５で
は、線状突起２２は、半周にわたって８個形成されてい
る。このため、周方向次数ｍが８である表面波のモード
が、他のモードに比べて、高い強度で形成される。この
ように、線状突起２２は、実施の形態１の導体板６０に
形成された線状突起２１と同等に機能する。したがっ
て、線状突起２２の高さＨに関する最適条件は、線状突
起２１の高さＨに関する最適条件と同等となる。

【００５３】以下の図１０〜図１３に例示する線状突起
２２は、図４〜図７に例示する線状突起２１に対応した
形状をそれぞれ有し、それぞれ同様の効果を奏する。す
なわち、図１０に例示するマイクロ波導入板６５では、
複数の線状突起２２が、中心軸Ｃの位置から周囲へと同
心円状に等間隔で配列している。このため、このマイク
ロ波導入板６５は、表面波のモードの径方向次数ｎに対
して、選択性を発揮する。

【００５４】図１１に例示するマイクロ波導入板６５で
は、複数の線状突起２２が、中心軸Ｃの位置から周囲へ
と同心円状に等間隔で配列する部分と、これらに交差
し、中心軸Ｃの位置を原点とする径方向に沿って延在
し、しかも、方位角方向に沿って、等間隔で配列する部
分とを、含んでいる。このため、このマイクロ波導入板
６５は、表面波のモードの径方向次数ｎと周方向次数ｍ
の双方に対して、選択性を発揮する。

【００５５】図１２に例示するマイクロ波導入板６５で
は、複数の線状突起２２が、座標ｘの方向に沿って帯状
に延在し、しかも、座標ｙの方向に沿って等間隔で配列
している。このマイクロ波導入板６５は、表面波のモー
ドのｙ方向次数に対して、選択性を発揮する。図１３に
例示するマイクロ波導入板６５では、複数の線状突起２
２が、座標ｘの方向および座標ｙの方向の双方に沿っ
て、格子状に等間隔で配列している。このため、このマ
イクロ波導入板６５は、表面波のモードのｘ方向次数と
ｙ方向次数の双方に対して、選択性を発揮する。

【００５６】図１４に例示するマイクロ波導入板６５
は、線状突起２２の頭部表面が、導体薄膜６９で被覆さ
れている点において、図９に例示したマイクロ波導入板
６５とは、特徴的に異なっている。言い換えると、図１
４の線状突起２２は、図９に例示した線状突起２２と同
等の誘電体部６７と、誘電体部６７の頭部表面を被覆す
る導体薄膜６９とを備えている。導体薄膜６９は、例え
ば、蒸着によって形成され、その材料として、例えば、
アルミニウムが用いられる。

【００５７】図１４のマイクロ波導入板６５では、導体
薄膜６９が備わるので、表面波のモードに対する選択性
が、さらに高められる。図９だけでなく、図１０〜図１
３のそれぞれに対応して、導体薄膜６９を備えたマイク
ロ波導入板６５を構成することが可能であることは、言
うまでもない。

【００５８】＜3.変形例＞ (1)実施の形態１では、パターニングされ、しかも、一
体的に連結された導体板６０の一部として、複数の線状
突起２１が構成される例を示した。しかしながら、複数
の線状突起２１のみを、マイクロ波導入板８４の主面に
沿って配設することも可能であり、表面波のモードに対
する選択性については、同等の効果が得られる。

【００５９】(2)図１には、マイクロ波を、マイクロ波
導入板８４を介して処理室８２へと導入するための誘電
体線路９１が平面視略五角形に形成された例を示した。
しかしながら、誘電体線路９１として、他の形態を採る
ことも可能である。図１５は、その一例に該当するマイ
クロ波プラズマ処理装置の側断面図であり、図１６はそ
の平面図である。図１５は、図１６のＡ−Ａ切断線に沿
った断面図に相当する。この装置１０３は、誘電体線路
として、環状の誘電体線路１２ａが設けられている点に
おいて、装置１０１とは特徴的に異なっている。

【００６０】マイクロ波導入板８４の上面及び外周面
は、導電性金属を円形蓋状に成形してなるカバー部材１
０で覆われており、該カバー部材１０は、処理容器８１
の上に固定されている。カバー部材１０の上面には、導
電性金属で構成され、試料台８３に対向する環状の溝が
形成された環状溝部材５１と、その外周の一部に連結
し、直状の溝が形成された直状溝部材５２とが配設され
ている。

【００６１】環状溝部材５１が規定する環状の溝は、カ
バー部材１０の上面で覆われることによって、断面矩形
の環状の空洞４７を形成している。また、直状溝部材５
２が規定する直状の溝は、カバー部材１０で覆われるこ
とによって、矩形孔４８を形成している。環状溝部材５
１の外周壁の一部に形成された導入口４９を通じて、空
洞４７と矩形孔４８とが、互いに連通している。

【００６２】空洞４７の底部に相当するカバー部材１０
の部分には、スロット１５が開設されている。また、環
状の空洞４７および矩形孔４８には、誘電体１４が内嵌
されている。誘電体１４の材料として、例えば、テフロ
ン（登録商標）などのフッ素樹脂、ポリエチレン樹脂、
又は、ポリスチレン樹脂が採用され、好ましくは、フッ
素樹脂が用いられる。

【００６３】環状の空洞４７に充填されている誘電体１
４によって、誘電体線路１２が形成されている。また、
矩形孔４８に充填されている誘電体１４の部分によっ
て、導入部１３が形成されている。導入部１３には、導
波管７１の一端が接続され、導波管７１の他端には、マ
イクロ波発振器７０が接続されている。したがって、マ
イクロ波発振器２０が生成するマイクロ波は、導波管７
１の内部、および、導入部１３を通じて、誘電体線路１
２へと導入される。

【００６４】誘電体線路１２の周方向の長さを適切に、
例えば、伝搬するマイクロ波の波長の略整数倍に設定す
ることにより、誘電体線路１２に定在波を生起すること
ができる。この定在波は、スロット１５からマイクロ波
導入板８４を介して処理室８２へと導入される。マイク
ロ波導入板８４の処理室８２に対向する主面には、導体
板６０が配設されているので、装置１０１と同様に、表
面波のモードに対する選択性が発揮される。また、装置
１０３において、導体板６０を配設する代わりに、マイ
クロ波導入板８４を実施の形態２のマイクロ波導入板６
５へと置き換えることも可能である。

【００６５】装置１０３では、装置１０１とは異なり、
テーパ部９１ａを必要とせず、導入部１３を通じて誘電
体線路１２へと、マイクロ波を直接に入射することがで
きるので、処理容器８１の周囲に、余分な設置スペース
を必要としないという利点が得られる。

【００６６】(3)上記の実施の形態では、処理室８２の
平面視輪郭が円形または矩形であった。しかしながら、
処理室８２の平面視輪郭が、円形あるいは矩形からずれ
ても、ずれの範囲がある限度内であれば、表面波の各モ
ードに対して、周方向次数ｍおよび径方向次数ｎ、ある
いは、ｘ方向次数およびｙ方向次数を、同様に定義で
き、これらの次数に対応した周期性が各モードに現れ
る。本発明において、「略円形」あるいは「略矩形」と
は、この限度内で円形あるいは矩形であることを意味す
る。

【００６７】(4)処理室８２の平面視輪郭が円形または
矩形ではなく、円形または矩形から大きくずれた形態、
例えば、三角形や六角形などであっても、複数のスロッ
ト６１または溝６６を、それぞれの形状に見合った方向
に沿って、等間隔で配列することにより、表面波のモー
ドに対する選択性を実現することが可能である。

【００６８】

【実施例】＜4.実施例１＞以下では、実施の形態１のマ
イクロ波プラズマ処理装置に関する実施例として、実証
試験の結果について説明する。試験には、装置１０１
（図１）が用いられた。処理容器８１の形状は円筒形状
であり、その内径、すなわち、マイクロ波導入板８４が
封じる処理室８２の直径は、298mmに設定された。ま
た、マイクロ波導入板８４には、直径が375mmの円形の
石英板が採用された。

【００６９】マイクロ波発振器７０から、2.45GHzのマ
イクロ波が供給され、それにより処理室８２に生成され
るプラズマの密度の空間分布が測定された。プラズマ密
度の測定は、マイクロ波導入板８４の処理室８２に対向
する主面から下方に50mm離れた位置、すなわち、おおよ
そ試料基板Ｗが載置される位置で、ラングミュアプロー
ブ法を用いて行われた。また、プラズマ密度の測定は、
座標ｒの方向に沿った、ｒ＝-150mm〜+150mmの範囲、ま
たは、座標θの方向に沿った、θ＝0〜180°の範囲にわ
たって行われた。

【００７０】測定されたプラズマ密度の分布から、さら
に、プラズマ密度の均一性が、つぎの数式１： 均一性＝(Max-Min)/(Max+Min)×100% ・・(数式１) にもとづいて、算出された。ここで、MaxおよびMinと
は、それぞれ、測定された範囲でのプラズマ密度の最大
値および最小値を意味する。

【００７１】図１７は、図２に示した導体板６０を用い
たときと、用いないときの双方について、プラズマ密度
の座標ｒ方向の分布を測定した結果を示すグラフであ
る。導体板６０は、図２に示しているとおり、半周にわ
たって８個の線状突起２１を有しており、その高さＨは
10mmに設定され、幅は径方向の座標ｒによらずに一定の
5mmに設定された。測定の結果は、座標ｒの方向の均一
性が、導体板６０を用いないときには、24%であったの
に対し、導体板６０を用いることで、14%にまで改善で
き、均一性の差で評価して10%向上することを示してい
る。

【００７２】図１８は、図４に示した導体板６０を用い
たときと、用いないときの双方について、プラズマ密度
の座標θ方向の分布を測定した結果を示すグラフであ
る。試験に用いられた導体板６０は、径方向に沿って３
個の同心円状の線状突起２１を有しており、その高さＨ
は10mmに設定され、幅は5mmに設定された。測定の結果
は、座標θの方向の均一性が、導体板６０を用いないと
きには、34%であったのに対し、導体板６０を用いるこ
とで、23%にまで、均一性の差で10%以上改善できたこと
を示している。

【００７３】＜5.実施例２＞以下では、実施の形態２の
マイクロ波プラズマ処理装置に関する実施例として、実
証試験の結果について説明する。試験には、装置１０２
（図８）が用いられた。以下の図１９〜図２２、図２６
および図２７の結果を得た試験では、処理容器８１の形
状は、円筒形状であり、その内径、すなわち、マイクロ
波導入板６５が封じる処理室８２の直径は、298mmに設
定された。このとき、マイクロ波導入板６５には、直径
が375mmの円形の石英板が採用された。また、以下の図
２３〜図２５の結果を得た試験では、処理容器８１の断
面形状は、矩形に設定された。このとき、マイクロ波導
入板６５には、矩形の石英板が採用された。

【００７４】マイクロ波発振器７０から、2.45GHzのマ
イクロ波が供給され、それにより処理室８２に生成され
るプラズマの密度の空間分布が測定された。プラズマ密
度の測定は、マイクロ波導入板８４の処理室８２に対向
する主面から下方に50mm離れた位置、すなわち、おおよ
そ試料基板Ｗが載置される位置で、ラングミュアプロー
ブ法を用いて行われた。プラズマ密度の均一性は、数式
１にもとづいて算出された。

【００７５】図１９は、図９に示したマイクロ波導入板
６５を用いたときと、線状突起２２のないマイクロ波導
入板８４を用いたときの双方について、プラズマ密度の
座標ｒ方向の分布を測定した結果を示すグラフである。
マイクロ波導入板６５は、図９に示しているとおり、半
周にわたって８個の線状突起２２を有しており、その高
さＨは10mmに設定され、幅も座標ｒによらない一定の10
mmに設定された。測定の結果は、座標ｒの方向の均一性
が、マイクロ波導入板６５を用いないときには、24%で
あったのに対し、マイクロ波導入板６５を用いること
で、13%にまで、均一性の差で10%以上改善できたことを
示している。

【００７６】図２０は、図１０に示したマイクロ波導入
板６５を用いたときと、線状突起２２のないマイクロ波
導入板８４を用いたときの双方について、プラズマ密度
の座標θ方向の分布を測定した結果を示すグラフであ
る。試験に用いられたマイクロ波導入板６５は、径方向
に沿って３個の同心円状の線状突起２２を有しており、
その高さＨは10mmに設定され、幅も10mmに設定された。
測定の結果は、座標θの方向の均一性が、マイクロ波導
入板６５を用いないときには、34%であったのに対し、
マイクロ波導入板６５を用いることで、20%にまで、均
一性の差で10%以上改善できたことを示している。

【００７７】図２１および図２２は、図１１に示したマ
イクロ波導入板６５を用いたときと、線状突起２２のな
いマイクロ波導入板８４を用いたときの双方について、
プラズマ密度の分布を測定した結果を示すグラフであ
る。図２１は、座標ｒの方向の分布を示し、図２２は、
座標θの方向の分布を示している。試験に用いられたマ
イクロ波導入板６５は、方位角方向に沿った半周にわた
って８個、径方向に沿って３個の線状突起２２を有して
おり、その高さＨは10mmに設定され、幅も10mmに設定さ
れた。

【００７８】図２１は、座標ｒの方向の均一性が、マイ
クロ波導入板６５を用いないときには、24%であったの
に対し、マイクロ波導入板６５を用いることで、12%に
まで、均一性の差で10%以上改善できたことを示してい
る。また、図２２は、座標θの方向の均一性が、マイク
ロ波導入板６５を用いないときには、34%であったのに
対し、マイクロ波導入板６５を用いることで、同じく12
%にまで、均一性の差で10%以上改善できたことを示して
いる。

【００７９】図２３は、図１２に示したマイクロ波導入
板６５を用いたときと、線状突起２２のないマイクロ波
導入板８４を用いたときの双方について、プラズマ密度
の座標ｙ方向の分布を測定した結果を示すグラフであ
る。マイクロ波導入板６５は、座標ｙ方向に沿って１０
個の線状突起２２を有しており、その高さＨは10mmに設
定され、幅も10mmに設定された。測定の結果は、座標ｙ
の方向の均一性が、マイクロ波導入板６５を用いないと
きには、24%であったのに対し、マイクロ波導入板６５
を用いることで、9%にまで、均一性の差で10%以上改善
できたことを示している。

【００８０】図２４および図２５は、図１３に示したマ
イクロ波導入板６５を用いたときと、線状突起２２のな
いマイクロ波導入板８４を用いたときの双方について、
プラズマ密度の分布を測定した結果を示すグラフであ
る。図２４は、座標ｙの方向の分布を示し、図２５は、
座標θの方向の分布を示している。試験に用いられたマ
イクロ波導入板６５は、座標ｘおよび座標ｙの双方に沿
って、それぞれ１０個の線状突起２２を有しており、そ
の高さＨは10mmに設定され、幅も10mmに設定された。

【００８１】図２４は、座標ｙの方向の均一性が、マイ
クロ波導入板６５を用いないときには、24%であったの
に対し、マイクロ波導入板６５を用いることで、12%に
まで、均一性の差で10%以上改善できたことを示してい
る。また、図２５は、座標θの方向の均一性が、マイク
ロ波導入板６５を用いないときには、35%であったのに
対し、マイクロ波導入板６５を用いることで、12%にま
で、均一性の差で10%以上改善できたことを示してい
る。

【００８２】図２６は、図１４に示したマイクロ波導入
板６５を用いたときと、導体薄膜６９のない図９のマイ
クロ波導入板６５を用いたときの双方について、マイク
ロ波の供給と停止を繰り返すごとに、プラズマ密度を反
復的に測定した結果を示すグラフである。プラズマ密度
の測定点は、座標ｒ＝０の位置、すなわち、中心軸Ｃ上
の位置に設定された。双方のマイクロ波導入板６５は、
図９および図１４が示すとおり、半周にわたって８個の
線状突起２２を有しており、その高さＨは10mmに設定さ
れ、幅も10mmに設定された。導体薄膜６９は、アルミニ
ウム薄膜を1μmの厚さに成膜することによって形成され
た。

【００８３】測定されたプラズマ密度の値から、プラズ
マ密度の再現性が、つぎの数式２：再現性＝(Max-Min)/
(Max+Min)×100% ・・(数式２)にもとづいて、算出され
た。ここで、MaxおよびMinとは、それぞれ、測定された
範囲でのプラズマ密度の最大値および最小値を意味す
る。再現性は、プラズマ密度の安定性を表現している。
測定の結果は、再現性が、導体薄膜６９を用いないとき
には、15%であったのに対し、導体薄膜６９を用いるこ
とで、4%にまで、再現性の差で10%以上改善できたこと
を示している。すなわち、プラズマ密度の空間的な均一
性だけでなく、時間的な安定性も向上することが確認さ
れた。

【００８４】図２７は、図９に示したマイクロ波導入板
６５を用い、しかも、線状突起２２の高さＨを二通りに
変えて、マイクロ波の供給と停止を反復したときのプラ
ズマ密度を測定した結果を示すグラフである。プラズマ
密度の測定点は、座標ｒ＝０の位置、すなわち、中心軸
Ｃ上の位置に設定された。線状突起２２の高さＨは、2m
mと8mmとに設定された。マイクロ波導入板６５は、図９
が示すとおり、半周にわたって８個の線状突起２２を有
しており、線状突起２２の幅は、10mmに設定された。プ
ラズマ密度の再現性は、数式２にもとづいて算出され
た。

【００８５】測定の結果は、再現性が、高さＨが2mmで
あるときには、25%であったのに対し、高さＨが8mmであ
るときには、8%にまで、再現性の差で10%以上改善でき
たことを示している。すなわち、高さＨが、上記した臨
界値としての3.0mm以上であるか、否かで、再現性が大
きく異なることが理解される。

【００８６】

【発明の効果】第１の発明の装置では、マイクロ波のス
キンデプス以上の高さで等間隔で配列する複数の線状突
起が、マイクロ波導入板の処理室側の主面に配設されて
いるので、マイクロ波導入板の主面と処理室に生成され
るプラズマとの界面に沿って伝搬するマイクロ波の表面
波のモードに、線状突起の配列パターンに応じた選択性
が現れる。このため、生成されるプラズマの密度が安定
するとともに、その均一性が高められる。

【００８７】第２の発明の装置では、線状突起の高さが
3mm以上であるので、約7.5×10¹⁰cm^-3〜約5×10¹²cm^-3
の範囲にある実用的なプラズマ密度に対して、表面波の
モードに対する選択性が発揮され、プラズマ密度の安定
性と均一性が高められる。

【００８８】第３の発明の装置では、線状突起が導体か
ら成るので、表面波のモードに対する選択性が高い。

【００８９】第４の発明の装置では、導体から成る線状
突起が、パターニングされた導体板の一部として一体的
に連結するように形成されるので、線状突起の形成と、
配設とが容易である。

【００９０】第５の発明の装置では、線状突起が、マイ
クロ波導入板と同一材料から成るので、一体成型加工等
を通じて、線状突起を有するマイクロ波導入板を容易に
形成することができる。

【００９１】第６の発明の装置では、誘電体の線状突起
の頭部表面が、導体で被覆されているので、表面波のモ
ードに対する選択性が高められる。

【００９２】第７の発明の装置では、処理室の輪郭が略
円形であって、線状突起が、略円形の中心から周囲へと
放射状に配列するので、表面波のモードの周方向次数に
選択性が現れる。

【００９３】第８の発明の装置では、処理室の輪郭が略
円形であって、線状突起が、略円形の中心から周囲へと
同心円に配列するので、表面波のモードの径方向次数に
選択性が現れる。

【００９４】第９の発明の装置では、処理室の輪郭が略
円形であって、線状突起が、略円形の中心から周囲へと
同心円に配列する部分と、略円形の中心から周囲へと放
射状に配列する部分とを含んでいるので、表面波のモー
ドの周方向次数と径方向次数の双方に選択性が現れる。

【００９５】第１０の発明の装置では、処理室の輪郭が
略矩形であって、線状突起が、略矩形の一辺に沿って延
在し、これと交差する他の一辺に沿って、等間隔で配列
するので、表面波のモードの他の一辺に沿った方向の次
数に選択性が現れる。

【００９６】第１１の発明の装置では、処理室の輪郭が
略矩形であって、線状突起が、略矩形の交差する二辺に
沿って、格子状に等間隔で配列するので、表面波のモー
ドの二辺に沿った方向の次数に選択性が現れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１の装置の側断面図である。

【図２】 実施の形態１の導体板の斜視図である。

【図３】 線状突起の機能の説明図である。

【図４】 実施の形態１の導体板の斜視図である。

【図５】 実施の形態１の導体板の斜視図である。

【図６】 実施の形態１の導体板の斜視図である。

【図７】 実施の形態１の導体板の斜視図である。

【図８】 実施の形態２の装置の側断面図である。

【図９】 実施の形態２のマイクロ波導入板導体板の斜
視図である。

【図１０】 実施の形態２のマイクロ波導入板導体板の
斜視図である。

【図１１】 実施の形態２のマイクロ波導入板導体板の
斜視図である。

【図１２】 実施の形態２のマイクロ波導入板導体板の
斜視図である。

【図１３】 実施の形態２のマイクロ波導入板導体板の
斜視図である。

【図１４】 実施の形態２のマイクロ波導入板導体板の
斜視図である。

【図１５】 変形例の装置の側断面図である。

【図１６】 変形例の装置の平面図である。

【図１７】 図２の導体板を用いた実証試験の結果を示
すグラフである。

【図１８】 図４の導体板を用いた実証試験の結果を示
すグラフである。

【図１９】 図９の導体板を用いた実証試験の結果を示
すグラフである。

【図２０】 図１０の導体板を用いた実証試験の結果を
示すグラフである。

【図２１】 図１１の導体板を用いた実証試験の結果を
示すグラフである。

【図２２】 図１１の導体板を用いた実証試験の結果を
示すグラフである。

【図２３】 図１２の導体板を用いた実証試験の結果を
示すグラフである。

【図２４】 図１３の導体板を用いた実証試験の結果を
示すグラフである。

【図２５】 図１３の導体板を用いた実証試験の結果を
示すグラフである。

【図２６】 図１４の導体板を用いた実証試験の結果を
示すグラフである。

【図２７】 図９の導体板を用いた実証試験の結果を示
すグラフである。

【図２８】 従来の装置の側断面図である。

【図２９】 従来の装置の平面図である。

【図３０】 従来の装置の平面図である。

【図３１】 図３０の装置を模式的に示す斜視図であ
る。

【図３２】 表面波のモードを例示する模式図である。

【図３３】 表面波のモードのプラズマ密度に対するス
ペクトル図である。

【符号の説明】 １２，９１ 誘電体線路 ２１，２２ 線状突起 ６０ 導体板 ６７ 誘電体部 ６９ 導体薄膜 ８２ 処理室 ８４ マイクロ波導入板 Ｈ 高さ ＭＷ マイクロ波 ＳＤ スキンデプス Ｗ 試料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K030 CA04 CA06 FA01 KA30 KA45 KA47 LA18 5F004 AA01 BA20 BB14 BB29 BD01 CA06 5F045 AA09 BB01 DP04 EB03 EC05 EH03 EH06 EH19

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体が内挿された誘電体線路に導入さ
   れるマイクロ波を、処理対象である試料を収納可能な処
   理室へ、誘電体のマイクロ波導入板を介して導入するこ
   とにより、前記処理室にプラズマを生成し、当該プラズ
   マを用いて前記試料に処理を行うためのプラズマ処理装
   置であって、 前記マイクロ波導入板の前記処理室側の主面に沿って、
   等間隔で配列する複数の線状突起が、前記処理室に導入
   された前記マイクロ波のスキンデプス以上の高さで、配
   設されている、マイクロ波プラズマ処理装置。
2. 【請求項２】 前記高さが、3mm以上である、請求項１
   に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
3. 【請求項３】 前記複数の線状突起が、導体から成る、
   請求項１または請求項２に記載のマイクロ波プラズマ処
   理装置。
4. 【請求項４】 前記複数の線状突起が、パターニングさ
   れ一体的に連結された導体板の一部として形成されてお
   り、当該導体板が前記マイクロ波導入板の前記主面に接
   するように配設されている、請求項３に記載のマイクロ
   波プラズマ処理装置。
5. 【請求項５】 前記複数の線状突起が、前記マイクロ波
   導入板と同一部材から成る、請求項１または請求項２に
   記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
6. 【請求項６】 前記複数の線状突起が、前記マイクロ波
   導入板と同一部材から成る誘電体部と、その頭部表面を
   被覆する導体薄膜とを備える、請求項１または請求項２
   に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
7. 【請求項７】 前記マイクロ波導入板の前記主面に沿っ
   た、前記処理室の輪郭形状が略円形であり、前記複数の
   線状突起が、前記略円形の径方向に沿って延在し、か
   つ、方位角方向に沿って等間隔で配列している、請求項
   １ないし請求項６のいずれかに記載のマイクロ波プラズ
   マ処理装置。
8. 【請求項８】 前記マイクロ波導入板の前記主面に沿っ
   た、前記処理室の輪郭形状が略円形であり、前記複数の
   線状突起が、前記略円形の中心から周囲へと同心円状に
   等間隔で配列している、請求項１ないし請求項６のいず
   れかに記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
9. 【請求項９】 前記マイクロ波導入板の前記主面に沿っ
   た、前記処理室の輪郭形状が略円形であり、前記複数の
   線状突起が、前記略円形の中心から周囲へと同心円状に
   等間隔で配列する部分と、これに交差するように前記略
   円形の径方向に沿って延在し、かつ、方位角方向に沿っ
   て等間隔で配列する部分とを含んでいる、請求項１ない
   し請求項６のいずれかに記載のマイクロ波プラズマ処理
   装置。
10. 【請求項１０】 前記マイクロ波導入板の前記主面に沿
    った、前記処理室の輪郭形状が略矩形であり、前記複数
    の線状突起が、前記略矩形の一辺に沿って延在し、か
    つ、交差する他の一辺に沿って等間隔で配列している、
    請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のマイクロ波
    プラズマ処理装置。
11. 【請求項１１】 前記マイクロ波導入板の前記主面に沿
    った、前記処理室の輪郭形状が略矩形であり、前記複数
    の線状突起が、前記略矩形の交差する二辺に沿って格子
    状に等間隔で配列している、請求項１ないし請求項６の
    いずれかに記載のマイクロ波プラズマ処理装置。