JP2001223171A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロ波を平面状のアンテナから誘電体よ
りなるマイクロ波透過窓を通じて真空容器内に導入し、
処理ガスをプラズマ化して半導体ウエハに対して成膜や
エッチングなどの処理を行うにあたり、アンテナとプラ
ズマとの間の領域にて定在波の発生を抑えること。 【解決手段】 アンテナから透過窓に至るまでの領域を
囲むように誘電損失あるいは磁気損失の大きい電磁波吸
収体を設け、マイクロ波の反射を抑えることにより定在
波の発生を抑制する。また前記窓の中に複数のリング状
の導電体を同心円状に設け、各リングの径方向の間隔を
マイクロ波の波長λに対しておよそ１／２λ〜λとし、
縦方向のマイクロ波は通るが、横波が立たないようにす
る。あるいは窓の下のシース領域に円形状の導電体及び
リング上の導電体を同心円状に設けてもよく、この場合
これら導電体をガス供給部として構成しても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波などの
高周波のエネルギーによりプラズマを発生させ、そのプ
ラズマにより半導体ウエハなどの被処理基板に対して処
理を施すプラズマ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程の中に、半導
体ウエハ（以下ウエハという）に対してプラズマを用い
て処理を行う工程がある。このようなプラズマ処理を行
うための装置として図１７に示すようなマイクロ波プラ
ズマ処理装置が知られている。この装置は、ウエハＷの
載置台９０を備えた真空容器９の天井部に例えば石英よ
りなるマイクロ波透過窓９１を設けると共に、このマイ
クロ波透過窓９１の上方に平面スロットアンテナ９２を
設け、マイクロ波透過窓９１の上方側に電磁シールド部
材９６、例えば真空容器９の上端に連続する円筒部分を
設けて構成されている。そしてマイクロ波電源部９３か
らマイクロ波を導波管９４を介して前記アンテナ９２に
導き、このアンテナ９２から真空容器９内にマイクロ波
を供給して、ガス供給部９５からの処理ガスをプラズマ
化し、そのプラズマにより例えばウエハＷの表面に成膜
あるいはエッチング処理を施すように構成されている。

【０００３】このような装置において、ウエハＷに対し
て面内均一性の高い処理を行うためには、均一性の高い
プラズマを生成することが必要である。プラズマの均一
性を左右する要因の一つとしてマイクロ波の電界強度分
布が挙げられ、特開平３−６８７７１号公報には、マイ
クロ波の放射分布（電界強度分布）はアンテナの構造に
より任意に変更できるが、アンテナに入る前に定在波が
存在すると定在波の強弱に応じてマイクロ波が放射され
るので、アンテナの直前位置（マイクロ波伝搬路の最終
端）にマイクロ波吸収体を設けて定在波を抑えれば放射
分布が均一になる旨の記載がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで本発明者はア
ンテナ９２に金属テープを貼り付けてマイクロ波の放射
状態を種々変え、載置台９１の位置に取り付けたＣＣＤ
カメラによりプラズマを観察したところ、プラズマの明
るさ分布の様子にさほど変化がなかった。このことから
アンテナ９２によりマイクロ波の電界強度分布を調整で
きても、アンテナ９２からプラズマ発生領域までの間に
電界強度分布が乱れる要因があるといえる。即ち本発明
者はアンテナ９２から電界強度分布が均一なマイクロ波
が出力されていても、アンテナ９２からシース領域（プ
ラズマと透過窓９１とプラズマ発光領域との間における
発光が見えない領域）までの間に定在波が発生している
という知見を得た。定在波は横方向に広がるいわば横波
であって、マイクロ波伝搬空間が大きくなると側壁部分
からの電磁波の反射などに基づいて発生すると考えられ
る。このためこの定在波に対応してマイクロ波の電界分
布の均一性が悪くなり、プラズマの立ち方に強弱が起こ
って面内均一性の高い処理が困難になる。

【０００５】本発明はこのような事情の下になされたも
のでありその目的はアンテナとプラズマ発光領域との間
において定在波の発生を抑え、均一性の高いプラズマを
発生させて均一性の高い処理を行うことのできるプラズ
マ処理装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の装置は、高周波
電源部から平面状のアンテナ及び高周波透過窓を通じて
真空容器内にプラズマ生成用の高周波を供給し、真空容
器内に供給された処理ガスを高周波のエネルギ−によっ
てプラズマ化し、そのプラズマにより、真空容器内の載
置台に載置された基板に対して処理を行うプラズマ処理
装置において、定在波の発生を抑えるように構成したも
のであり、請求項１の発明は、前記高周波透過窓の真空
雰囲気側の面からアンテナに至るまでの領域の側周部を
囲むように電磁波吸収体を設けたことを特徴とする。こ
の場合、電磁波吸収体は周方向に互いに空間部を置いて
多数に分割することが好ましく、各電磁波吸収体の周方
向の長さ及び空間部の周方向の長さは、高周波のその部
位での波長をλgとすると（１／２）λgよりも小さいこ
とが好ましい。また電磁波吸収体は例えば横断面で見た
形状が内側に凸状であるかまたは内側に凸な多角形であ
る構成とすることができる。

【０００７】更に本発明の他の装置は、前記高周波透過
窓とプラズマ発光領域との間から高周波透過窓のアンテ
ナ側の面に至るまでの領域を、定在波の発生を抑えるた
めに、導電体により高周波の伝搬方向と直交方向に分割
することを特徴とする。この場合、前記導電体の載置台
側の端部は、プラズマ発光領域に食い込んでいることが
好ましく、その食い込み量は例えば５ｍｍ〜１０ｍｍで
ある。

【０００８】また前記導電体は、例えば中央部が円形ま
たはリング状に形成された第１の導電体とこの第１の導
電体の外側に第１の導電体と同心円状に設けられたリン
グ状の第２の導電体とを含み、互いに径方向に隣合う導
電体の径方向の離間距離Ｒ２は例えば高周波の波長をλ
とすると（１／２）λ≦Ｒ２＜λである。また第１の導
電体の内径Ｒ１は、例えば（１／２）λ≦Ｒ１＜λであ
る。更に放射状に伸びる導電体を複数設けて前記領域を
周方向に分割しても良い。前記導電体を設ける領域は例
えば高周波透過窓のみであってもよく、この場合高周波
透過窓が導電体により分割される。またその領域は、例
えば高周波透過窓とプラズマ発光領域との間であっても
よく、この場合導電体は、処理ガスを載置台上の基板に
供給するためのガス供給部を兼用するようにしてもよ
い。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明のプラズマ処理装置
の実施の形態を示す断面図である。このプラズマ処理装
置は例えばアルミニウム製の円筒状の真空容器１を備え
ており、この真空容器１には基板であるウエハＷの載置
台２が設けられると共に、底部には真空排気を行うため
の排気管１１が接続され、また例えば側壁にはガス供給
部１２が設けられている。前記載置台２には例えば１
３．５６ＭＨｚのバイアス電源部２１に接続されたバイ
アス印加用の電極２２が埋設されると共に、図示しない
温度調整部が設けられていてウエハＷを所定の温度に調
整できるように構成されている。真空容器１の天井部に
は誘電体例えば石英やＡｌ2Ｏ3又はＡｌＮなどのセラミ
ックよりなるマイクロ波透過窓３が下方側の領域を真空
雰囲気とするようにシール材３ａにより気密に封止して
配置されており、この窓３の上方には多数のスロット３
１が形成された平面状のアンテナ３２が当該窓３に対向
するように設けられている。

【００１０】前記アンテナ３２の中央部には導波路であ
る同軸の導波管３３の軸部３３ａの一端部が接続されて
いる。同軸の導波管３３の外管３３ｂの下端部は外側に
折り曲げられて広げられ更に下側に屈曲して偏平な円筒
状の拡径部３４をなしている。同軸の導波管３３の他端
部の側面には導波路である矩形状の導波管３５の一端部
が接続されており、この矩形状の導波管３５の他端部に
はインピーダンス整合部３６を介してマイクロ波電源部
３７が設けられている。

【００１１】一方前記マイクロ波透過窓３の周囲には例
えば真空容器１の上部に連続する電磁シールド部材に相
当する円筒部２３が設けられ、この円筒部２３の上部は
前記拡径部３４の上面レベルに位置しており、この中に
拡径部３４が収まっている。前記円筒部２３の内周面に
はマイクロ波を吸収する電磁波吸収体４が積層されてお
り、マイクロ波の反射を抑制し、それによって定在波が
立つのを抑えている。電磁波吸収体４としては例えばカ
ーボン等を含む抵抗体や水などの誘電損失の大きい誘電
体例えば商品名ニコライト（日本高周波株式会社製）を
用いることができ、またはフェライト系セラミックスな
どの磁性体を用いてもよく、あるいはこれらの組み合わ
せであってもよい。例えば水を電磁波吸収体４として用
いる場合には、円筒部２３の内周面にマイクロ波伝搬領
域を囲むように筒状のジャケット部を形成すると共にマ
イクロ波伝搬領域側を例えばガラス板で構成し，ジャケ
ット部の中に水を通すようにすればよい。

【００１２】次に上述実施の形態の作用について、基板
上にポリシリコン膜を形成する場合を例にとって説明す
る。先ず図示しないゲートバルブを開いて図示しない搬
送アームによりウエハＷを載置台２上に載置する。次い
で前記ゲートバルブを閉じた後、真空容器１内を排気し
て所定の真空度まで真空引きし、ガス供給部１２から成
膜ガスである例えばＳｉＨ4 ガス及びキャリアガスであ
る例えばＡｒガスを真空容器１内に供給する。そしてマ
イクロ波電源部３７から例えば２．４５ＧＨｚ、２．５
ｋｗのマイクロ波を出力すると共に、バイアス電源部２
１から載置台２に例えば１３．５６ＭＨｚ、１．５ｋｗ
のバイアス電力を印加する。

【００１３】マイクロ波電源部３７からのマイクロ波は
導波管３５、３３を介して拡径部３４内に伝播され、ア
ンテナ３２のスロット３１を通って真空容器１内に供給
され、このマイクロ波により処理ガスがプラズマ化され
る。そしてＳｉＨ4 ガスが電離して生成された活性種が
ウエハＷ表面に付着してポリシリコン膜が成膜される。

【００１４】ここでアンテナ３２から放射されたマイク
ロ波において、マイクロ波透過窓３の下面（真空雰囲気
側の面）に至るまでに定在波（横波）が立とうとして
も、マイクロ波の伝搬空間が電磁波吸収体４により囲ま
れているので、マイクロ波がこの電磁波吸収体４により
吸収され、このため定在波の発生が抑えられる。

【００１５】従って上述の実施の形態によれば、定在波
の発生が抑えられた状態でマイクロ波がマイクロ波透過
窓３を透過して真空容器１内に導入されるので、定在波
による電界強度分布の影響が少なくなり、この結果プラ
ズマ密度が均一になり、ウエハＷに対して面内分布が均
一なプラズマ処理、この例では成膜処理を行うことがで
きる。

【００１６】本発明はアンテナ３２から放射されたマイ
クロ波が真空容器１内でプラズマを発生させるに至るま
での領域における定在波の発生を抑えることが目的であ
るため、上述の例のようにアンテナ４からマイクロ波透
過窓３の下面に至るまでの領域全体を電磁波吸収体４で
囲むことが望ましいが、高さ方向（マイクロ波の伝搬方
向）における一部の領域例えばアンテナ３２とマイクロ
波透過窓３との間の空間のみを電磁波吸収体４で囲むよ
うにしてもよいし、マイクロ波透過窓３のみを囲むよう
にしてもよい。

【００１７】ここで本発明では、アンテナ４からマイク
ロ波透過窓３の下面に至るまでの領域の側周部の全周に
亘って電磁波吸収体４を設けてもよいが、図２及び図３
に示すように電磁波吸収体４を周方向に互いに空間部４
１を置いてつまり間隙を介して多数に分割してもよい。
このような構成の着眼点及び作用効果について説明す
る。本発明者は、導波管３３の外管３３ｂの途中に導波
管を分岐させてそこにプロ−ブを設置し（図示せず）、
アンテナ４側からの反射波を検出したところ、電磁波吸
収体４を設けることにより、電磁波吸収体４を全く設け
ない場合に比べて反射波が抑えられることを把握してい
る。このことは、電磁波吸収体４を設けることにより、
アンテナ４からマイクロ波透過窓３の下面に至るまでの
領域における横方向の定在波（横波）が抑えられている
ことに対応していると考えられる。

【００１８】一方、電磁波吸収体４によりマイクロ波の
反射を抑えることはできるが、マイクロ波が空間から電
磁波吸収体４に当たるときに、マイクロ波が伝搬してい
る領域のインピ−ダンスが急激に変わることになる。例
えば電磁波吸収体４として既述の商品名ニコライトを用
いたとすると、この材質は比誘電率εがおよそ「９」で
あるため、空間に対する電磁波吸収体４のインピ−ダン
スの比は、１／（εの平方根）、つまりおよそ１／３に
下がることになる。このためマイクロ波は誘電率が急激
に変わる媒質の境界でマイクロ波の一部が跳ね返されて
しまうと考えられる。

【００１９】そこで電磁波吸収体４を分割してその間に
空間部４１を形成すれば、横波からみると、誘電率が急
激に変わるのではなく緩やかに変わるといえる。一方電
磁波吸収体４とこれに隣接する空間部４１とは、上下方
向に厚さをもつコンデンサとして等価的にとらえられ
る。このためこのコンデンサの比誘電率εr は、図３に
示すように互いに隣接する電磁波吸収体４及び空間部４
１の横断面積の合計に対する電磁波吸収体４の横断面積
の割合（電磁波吸収体４の占有率）をｘとし、電磁波吸
収体４及び空間部４１の夫々の比誘電率εr をεr1、ε
r2とすると、コンデンサの比誘電率εr つまり電磁波吸
収体４及び空間部４１を合わせた等価的な電磁波吸収部
の比誘電率εr は、 εr ＝εr1・ｘ＋εr2・（１−ｘ） となる。

【００２０】このように電磁波吸収体４をいわば間引き
すれば、横波からみると、上述の等価的な電磁波吸収部
の誘電率が緩やかに変わるのでつまりインピ−ダンスが
緩やかに変わるので、反射波が少なくなり、結果として
アンテナ３２の下方側の空間のマイクロ波の乱れが少な
く、横方向に見たときに均一性の高いプラズマが得られ
る。

【００２１】この場合電磁波吸収体４の周方向の長さＬ
１及び空間部４１の長さＬ２はいずれも、マイクロ波の
その部位での波長をλgとすると（１／２）λgよりも小
さいことが好ましい。その理由については、もし前記Ｌ
１が（１／２）λgよりも大きいと、横波の（１／２）
波長分が電磁波吸収体４に当たってそこで急激にインピ
−ダンスが変わるので反射される確率が高くなるし、前
記Ｌ２が（１／２）λgよりも大きいと、横波の１波長
分が空間部４１を通り抜けてその外側のアルミニウムの
円筒部２３に当たって跳ね返されてしまい、結果として
反射波が多くなるからである。なおＬ１、Ｌ２があまり
小さいと製作コストが増加するため例えば（１／４）λ
gよりも大きいことが好ましい。

【００２２】更に電磁波吸収体４は横断面形状が内側に
向けた凸状の形状、例えば図４（ａ）に示すように５角
形状であってもよいし、例えば図４（ｂ）に示すように
三角形状であってもよいし、あるいは例えば図４（ｃ）
に示すように円弧形状であってもよい。このように構成
すれば、横波からみると各電磁波吸収体４の誘電率が徐
々に変わっているのでより一層横波の反射を抑えること
ができる。

【００２３】なおこのように電磁波吸収体４の横断面形
状を凸状に形成する構成は、例えば図５に示すように電
磁波吸収体４を全周に亘って設ける例に適用してもよ
い。

【００２４】以上において、既述のように電磁波吸収体
４を多数に分割して各々の間に空間部を形成した場合に
マイクロ波がどのようになるのかを評価するために行っ
た実験の結果について述べておく。この実験は、図１の
装置においてアンテナ３１と透過窓３との間における領
域の側周部に、横幅（周方向の長さ）が２ｃｍ、縦の長
さがおよそ４．５ｃｍ、厚さ１ｃｍの前記商品名ニコラ
イトからなる直方体状の誘電体を周方向に沿って間隔を
おいて並べ、既述の電磁波吸収体の占有率を０％（電磁
波吸収体を用いない）、３３％（互いに隣接する電磁波
吸収体の間隔が４ｃｍ）、６７％（互いに隣接する電磁
波吸収体の間隔が１ｃｍ）の３通りに設定して行った。

【００２５】各々の条件下でプロ−ブを用いてイオン飽
和電流を測定したところ夫々図６〜図８の結果が得られ
た。プロ−ブ１は円筒体２３の中心部、プロ−ブ２はプ
ロ−ブ１から半径方向外側に３ｃｍ離れた位置、プロ−
ブ３はプロ−ブ１から半径方向外側に１２ｃｍ離れた位
置に設けられ、プロ−ブ１〜３を同じ方向に向け、その
方向を同時に順次変えていって、イオン飽和電流を測定
した値である。従って各図においてプロ−ブ１〜３の検
出電流値のずれ（３本のグラフのずれ）は径方向の電流
密度の分布に対応し、プラズマの直径方向の密度分布の
指標となる。このグラフから占有率が０％つまり電磁波
吸収体を設けない場合に比べて、電磁波吸収体を間隔を
おいて設ける場合の方が電解強度の分布の均一性が高い
といえる。

【００２６】図９及び図１０は本発明の他の実施の形態
を示す図であり、この例ではマイクロ波透過窓３内に小
径のリング状の第１の導電体５１及び大径のリング状の
第２の導電体５２を、載置台２上のウエハＷの中心軸を
中心として同心円状に設け、これによりマイクロ波透過
窓３をマイクロ波の伝播方向と直交する方向この例では
水平方向に同心円状に分割している。導電体５１、５２
はマイクロ波透過窓３の上面から下面まで突き抜けるよ
うに設けられ、その材質としては例えばアルミニウムな
どを用いることができる。マイクロ波透過窓３を同心円
状に分割するとは、中心部が円形またはリング状の領域
であり、更にその外側がリング状の領域という意味であ
る。また分割された領域Ａ１、Ａ２の径方向の長さＲは
およそマイクロ波の半波長（１／２）λの長さに設定さ
れている。

【００２７】このような実施の形態によればマイクロ波
の縦方向の波は、導電体５１、５２で分割された領域を
通るが、分割領域の径方向の長さが（１／２）λに設定
されているので横波が立とうとしても両側に導電体５
１、５２があるため立ちにくい。即ち定在波の発生が抑
えられる。定在波を立ちにくくするためには、上記のＲ
は（１／２）λ≦Ｒ＜λであることが好ましい。マイク
ロ波の周波数が２．４５ＧＨｚの場合λはおよそ１２ｃ
ｍであり、導電体５２の直径はおよそ１８ｃｍである。
なお２０ｃｍサイズのウエハＷを処理する場合、導電体
５２の外側から例えば（１／２）λ〜１λ程度の距離に
円筒部２３が存在するので、導電体５２よりも外側の窓
部分においても定在波が立ちにくい。従ってマイクロ波
の電界強度の均一性が高いので、結果として面内均一性
の高い処理をウエハＷに施すことができる。

【００２８】またこのような実施の形態において、図１
１に示すように第１の導電体５１と第２の導電体５２と
の間に放射状に複数の導電体５３を設けて、周方向に領
域を分割してもよいし、更には第２の導電体５２の外側
の領域に放射状に複数の導電体５４を設けて、周方向に
領域を分割してもよい。この場合分割領域の大きさにつ
いては、径方向の中点（例えば導電体５３の中点）を通
る周方向の長さＳ（導電体５１をなす円の中心を中心と
し、前記中点を半径としたときの円弧の長さ）が（１／
２）λ≦Ｓ＜λであることが好ましく、このような構成
によれば周方向に立とうとする定在波の発生を抑えるこ
とができるという利点がある。

【００２９】ここで導電体５１〜５４の下端部は、図１
２（ａ）に示すようにプラズマ発光領域に食い込んでい
ることが好ましい。プラズマ発光領域はマイクロ波透過
窓３の下面よりも若干下方側例えば５〜１０ｍｍ程度下
方側に存在し、その間の領域はシ−ス領域１００となっ
ており、例えば図１２（ｂ）に示すように導電体５１〜
５４の下端部がプラズマ発光領域の上面とほぼ同じ位置
とすると、横波が導電体５１〜５４の下側のシ−ス領域
をすり抜けて結果として定在波が発生してしまう。これ
に対して導電体５１〜５４の下端部をプラズマ発光領域
に食いませておけば、プラズマ発光領域の上面に段差が
できるので横波がすり抜けにくくなり、つまり伝搬効率
が悪くなり、定在波が立ちにくくなる。なお導電体５１
〜５４がプラズマ発光領域に食い込んでいる食い込み量
は例えば５ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。

【００３０】図１３及び図１４は本発明の更に他の実施
の形態を示す図であり、この例ではマイクロ波透過窓３
の下面（真空雰囲気側の面）とプラズマ発光領域との間
（シース領域）に導電体例えばアルミニウムよりなるガ
ス供給部６が設けられている。このガス供給部６は載置
台２上のウエハＷの中心軸（真空容器１の中心軸）を軸
とし、第１の導電体に相当する円形部分６１と、この円
形部分６１の外側に当該円形部分６１と同心円状に設け
られた第２の導電体に相当するリング状部分６２と、円
形部分６１とリング状部分６２との間に径方向に伸びる
４本の支持管６３とを備えている。円形部分６１及びリ
ング状部分６２は内部にガス流路が形成されており、こ
れらガス流路は導電体よりなる支持管６３の内部空間を
介して連通している。円形部分６１及びリング状部分６
２の下面側には多数のガス吐出孔６４が形成され、ガス
流路を通ってきた処理ガスがガス吐出孔６４から真空容
器１内に供給される。円形部分６１の上面には導電体よ
りなるガス導入管６５が垂直に接続されており、このガ
ス導入管６５はマイクロ波透過窓３及びアンテナ３２を
貫通し、内管３３ａの中を通って導波管３５を介して外
部に伸び、図示しないガス供給源に接続されている。前
記円形部分６１はマイクロ波透過窓３を貫通する構造で
あってもよいし、更にアンテナ３２の下面に接続された
構造であってもよい。また円形部分６１の代りにリング
状体を用いてもよく、その場合これらの内径は、（１／
２）λ≦内径＜λの大きさであることが好ましい。また
ガス導入管６５を用いる場合、マイクロ波から見るとガ
ス導入管６５と軸部３３ａとが同軸導波管になり、この
間をマイクロ波が伝搬するので、例えばアンテナ３２と
透過窓３との間において、軸部３３ａの内径よりも大き
な径で、ガス導入管６５をシールド部材で囲むようにす
ることが好ましい。

【００３１】プラズマ発生時にはシース領域は例えばマ
イクロ波透過窓３の下面から１ｃｍ下方ぐらいまで存在
し、ガス供給部６はこのシース領域が形成される領域内
に収まる大きさに構成されている。ガス供給部６はシー
ス領域で定在波が発生するのを抑えるために円形部分６
１及びリング状部分６２によりマイクロ波の伝搬領域を
分割する役割をもっており、このため円形部分６１とリ
ング状部分６２との径方向の離間距離Ｑはλ／２≦Ｑ＜
λの大きさに設定されている。

【００３２】プラズマ発光領域におけるウエハＷと平行
な面方向のプラズマ密度分布（活性粒子の密度分布）
は、プラズマ発光領域にさしかかる直前のマイクロ波の
電界強度分布に大きく依存するので、シース領域にて定
在波の発生を抑制することはプラズマ密度の均一性を高
める上で有効である。また上述のようにガス供給部６を
構成することにより真空容器１内へのマイクロ波（縦
波）の導入を妨げることなく広い範囲に亘って処理ガス
をウエハＷに供給することができ、この点からもウエハ
Ｗに対するプラズマ処理についての高い面内均一性が得
られる。

【００３３】ガス供給部６は既述の理由から下端側がプ
ラズマの発光領域内に多少入り込んでいることが好まし
い。またシース領域を分割する導電体にガス供給部の機
能を持たせなくてもよく、例えばマイクロ波透過窓３の
下面に例えば導電体をなす金属テープを貼り付けてマイ
クロ波伝搬領域を既述のように分割してもよい。更に本
発明では図１のように電磁波吸収体４を用いる構成、マ
イクロ波透過窓３に導電体５１、５２、５３、５４を設
ける構成、シ−ス領域に導電体を設ける構成の２つ以上
を組み合わせてもよい。

【００３４】更にまた本発明はウエハＷのみならず液晶
ディスプレイ用ガラス基板上にプラズマ処理を施す場合
にも適用でき、この場合には真空容器１を方形状に形成
し、例えば図１５に示すようにマイクロ波透過窓３を複
数の導電体５５によりＸ方向に分割してもよいし、ある
いは複数の導電体５５、５６により図１６に示すように
Ｘ、Ｙ方向に分割してもよい。この場合互に隣接する導
電体５５（５６）の離間距離Ｂ１（Ｂ２）は（１／２）
λ≦Ｂ１（Ｂ２）＜λであることが好ましい。

【００３５】なお処理ガスをプラズマ化するための電源
部としてはマイクロ波電源部に限らずＲＦ電源部やＵＨ
Ｆ電源部でもよく、本明細書では、これらを高周波電源
部として扱っている。またプラズマを生成する手法は、
例えばマイクロ波と磁場とにより電子サイクロトロン共
鳴を起こして処理ガスをプラズマ化する方法でもよい。
更にまた本発明は成膜処理に限らずエッチングやアッシ
ング処理を行う場合に適用してもよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば高周波の電界強度分布の
均一性が高く、従って基板と平行な面においてプラズマ
密度の均一性が高く、この結果基板に対して均一性の高
いプラズマ処理を施すことができる。

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す縦断側面図である。

【図２】図１の実施の形態の変形例を示す横断平面図で
ある。

【図３】図２の実施の形態の要部を示す説明図である。

【図４】図２の実施の形態で用いれる電磁波吸収体の変
形例を示す横断面図である。

【図５】図１の実施の形態の他の変形例を示す横断平面
図である。

【図６】図２の実施の形態の実験結果を示す特性図であ
る。

【図７】図２の実施の形態の実験結果を示す特性図であ
る。

【図８】電磁波吸収体を用いない場合の実験結果を示す
特性図である。

【図９】本発明の他の実施の形態を示す縦断側面図であ
る。

【図１０】図９の実施の形態で用いた導電体を示す平面
図である。

【図１１】図９の実施の形態で用いた導電体の変形例を
示す平面図である。

【図１２】導電体を用いた場合における、導電体とプラ
ズマ発光領域との位置関係の例を示す説明図である。

【図１３】本発明の更に他の実施の形態を示す縦断側面
図である。

【図１４】図１３の実施の形態で用いた導電体（ガス供
給部）を下側から見た底面図である。

【図１５】本発明の更にまた他の実施の形態に係る導電
体を示す平面図である。

【図１６】図１５に示す導電体の変形例を示す平面図で
ある。

【図１７】従来のプラズマ処理装置を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１ 真空容器 ２ 載置台 Ｗ 半導体ウエハ ３ マイクロ波透過窓 ３３、３５ 導波管 ３７ マイクロ波電源部 ４ 電磁波吸収体 ４１ 空間部 ５１ 第１の導電体 ５２ 第２の導電体 ６ ガス供給部 ６１ 円形部分（第１の導電体） ６２ リング状部分（第２の導電体）

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１２月１２日（２０００．１２．
１２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 信雄 東京都港区赤坂五丁目３番６号 東京エレ クトロン株式会社内 (72)発明者 八坂 保能 京都府宇治市木幡須留５−107

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波電源部から平面状のアンテナ及び
   高周波透過窓を通じて真空容器内にプラズマ生成用の高
   周波を供給し、真空容器内に供給された処理ガスを高周
   波のエネルギ−によってプラズマ化し、そのプラズマに
   より、真空容器内の載置台に載置された基板に対して処
   理を行うプラズマ処理装置において、 前記高周波透過窓の真空雰囲気側の面からアンテナに至
   るまでの領域の側周部を囲むように電磁波吸収体を設け
   たことを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 【請求項２】 電磁波吸収体は周方向に互いに空間部を
   置いて多数に分割されたことを特徴とする請求項１記載
   のプラズマ処理装置。
3. 【請求項３】 各電磁波吸収体の周方向の長さ及び空間
   部の周方向の長さは、高周波のその部位での波長をλg
   とすると（１／２）λgよりも小さいことを特徴とする
   請求項２記載のプラズマ処理装置。
4. 【請求項４】 電磁波吸収体は横断面で見た形状が内側
   に凸状であるかまたは内側に凸な多角形であることを特
   徴とする請求項１、２または３記載のプラズマ処理装
   置。
5. 【請求項５】 高周波電源部から平面状のアンテナ及び
   高周波透過窓を通じて真空容器内にプラズマ生成用の高
   周波を供給し、真空容器内に供給された処理ガスを高周
   波のエネルギ−によってプラズマ化し、そのプラズマに
   より、真空容器内の載置台に載置された基板に対して処
   理を行うプラズマ処理装置において、 前記高周波透過窓とプラズマ発光領域との間から高周波
   透過窓のアンテナ側の面に至るまでの領域を、定在波の
   発生を抑えるために、導電体により高周波の伝搬方向と
   直交方向に分割することを特徴とするプラズマ処理装
   置。
6. 【請求項６】 前記導電体の載置台側の端部は、プラズ
   マ発光領域に食い込んでいることを特徴とする請求項５
   記載のプラズマ処理装置。
7. 【請求項７】 前記導電体の端部がプラズマ発光領域に
   食い込んでいる食い込み量は５ｍｍ〜１０ｍｍであるこ
   とを特徴とする請求項６記載のプラズマ処理装置。
8. 【請求項８】 前記導電体は、載置台の中心軸をほぼ中
   心とする円形またはリング状に形成された第１の導電体
   を含むことを特徴とする請求項５、６または７記載のプ
   ラズマ処理装置。
9. 【請求項９】 前記導電体は、第１の導電体の外側に第
   １の導電体と同心円状に設けられたリング状の第２の導
   電体を含むことを特徴とする請求項８記載のプラズマ処
   理装置。
10. 【請求項１０】 第１の導電体の内径Ｒ１は、高周波の
    波長をλとすると（１／２）λ≦Ｒ１＜λであることを
    特徴とする請求項８または９記載のプラズマ処理装置。
11. 【請求項１１】 径方向に互いに隣り合う導電体の離間
    距離Ｒ２は高周波の波長をλとすると（１／２）λ≦Ｒ
    ２＜λであることを特徴とする請求項９または１０記載
    のプラズマ処理装置。
12. 【請求項１２】 放射状に伸びる導電体を周方向に複数
    設けて前記一部または全部の領域を周方向に分割するこ
    とを特徴とする請求項８ないし１１のいずれかに記載の
    プラズマ処理装置。
13. 【請求項１３】 導電体は、処理ガスを載置台上の基板
    に供給するためのガス供給部を兼用することを特徴とす
    る請求項５ないし１２のいずれかに記載のプラズマ処理
    装置。