JP2002237483A - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置

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JP2002237483A JP2001031283A JP2001031283A JP2002237483A JP 2002237483 A JP2002237483 A JP 2002237483A JP 2001031283 A JP2001031283 A JP 2001031283A JP 2001031283 A JP2001031283 A JP 2001031283A JP 2002237483 A JP2002237483 A JP 2002237483A
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和幸 池永
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大嶽　　敦
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    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＶＨＦまたはＵＨＦ帯の高周波を用いてプラ
ズマを生成する場合、各種パラメータの広範囲の変化に
対応し、被処理物４全体にわたり高密度、高均一性を持
ったプラズマを実現することを可能にしたプラズマ処理
装置を提供する。 【解決手段】 真空容器１と、真空容器１の内部に形成
された処理室２と、処理室２にガスを供給するガス供給
路５と、処理室２内にあって被処理物４を支持する支持
電極３と、処理室２内にＵＨＦまたはＶＨＦ帯の高周波
を導出するディスク状アンテナ１１と、ディスク状アン
テナ１１に高周波を供給する高周波導波路８と、処理室
２とディスク状アンテナ１１との間を仕切る誘電材料の
導入窓１４とを備え、ディスク状アンテナ１１と導入窓
１４との間にあって、ディスク状アンテナ１１周縁部に
側面を接触状態にして配置したリング状導体１３を有す
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、プラズマ処理装置
に係り、特に、ガス種、ガス圧力、高周波電力等の各種
パラメータの広範囲な設定に対して、高密度で、高均一
性のプラズマを発生させ、被処理物のプラズマ処理を良
好に実施することを可能にしたプラズマ処理装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、超高密度集積回路（ＵＬＳＩ）に
おいては、各部の構成要素の微細化、これらの構成要素
の高集積回路化が急速に進み、０．１３μｍ程度の微細
構造のものが開発されるようになった。また、このよう
な超高密度集積回路を形成する半導体ウエハにおいて
は、径が３００ｍｍ程度の大口径のものが出現してお
り、ＤＲＡＭ（ダイナミックＲＡＭ）やフラッシュメモ
リだけでなく、システム高密度集積回路（ＬＳＩ）に対
して、エッチング技術においても、高精度のエッチング
が可能な処理装置や大口径ウエハの処理が可能な処理装
置が求められている。
【０００３】このような求めに応じて、プラズマ処理に
おいては、大処理面積を高均一に処理できるだけでな
く、高度な制御特性を有するものが必要になる。すなわ
ち、プラズマ処理装置においては、プラズマ処理部が微
細化され、かつ、加工寸法に対する規格が厳蜜になって
きている。例えば、プラズマ処理によるエッチングにお
いては、微細パターンの底部に正電荷が蓄積することに
よって起こる「ノッチ」という形状異常の発生を防ぐ必
要がある。ところで、エッチングに使用されるＣｌ2 、
ＢＣｌ3 、ＳＦ6 等の負性ガスでは、エッチング処理時
に負イオンが形成されるが、形成された負イオンが微細
パターンの底部に蓄積された正電荷を中和する働きがあ
る。この負イオンは、電子温度が低いほど形成され易く
なるので、低電子温度プラズマの実現が求められてお
り、この低電子温度プラズマはＶＨＦまたはＵＨＦ帯の
高周波を用いたプラズマ処理装置によって実現される。
【０００４】プラズマ処理装置に供給される高周波は、
その周波数に着目した場合、周波数が１０ＭＨｚ以下で
あれば、アンテナや対向電極とプラズマとが容量結合す
ることによりプラズマが生成される。このとき、高周波
の波長は、アンテナの径に比べて十分長く、アンテナに
電位分布が生じないため、プラズマはアンテナ前面にわ
たってほぼ均一に生成される。
【０００５】これに対し、プラズマ処理装置に供給され
る高周波の周波数がＶＨＦ帯以上の周波数になると、高
周波の波長が短くなり、アンテナの径に比べて長くなく
なるので、アンテナ前面におけるプラズマ分布の均一性
が損なわれるようになる。
【０００６】ここで、図１２は、ＶＨＦやＵＨＦ帯の高
周波を用いた既知のプラズマ処理装置の要部構成の一例
を示す断面図である。
【０００７】図１２において、５０は筐体、５１は真空
容器、５２は処理室、５３は支持台（電極）、５４は被
処理物（ウエハ）、５５はガス導入路、５６は排気路、
５７は第１高周波発生源、５８は高周波導波路、５９は
整合器、６０はシールド体、６１はディスク状アンテ
ナ、６２は誘電材料、６３は磁場形成部、６４は導入
窓、６５はガス分散板、６６は第２高周波発生源であ
る。
【０００８】そして、筐体５０は、内部に真空容器５１
が配置される。真空容器５１は、内側に処理室５２が形
成され、下部に真空排気を行う排気路５６が結合され
る。処理室５２は、内部に被処理物５４を載置した支持
台５３が配置され、広口開口部にガス分散板６５を介し
て導入窓６４が設けられ、広口開口部を封止している。
ガス導入路５５は、ガス分散板６５に結合され、ガス分
散板６５を通してガスを処理室５２内に供給する。ディ
スク状アンテナ６１は、導入窓６４上に配置され、誘電
材料６２とともにシールド体６０によって覆われる。高
周波導波路５８は、シールド体６０及び筐体５０の貫通
孔を通してディスク状アンテナ６１と外部の第１高周波
発生源５７とを接続するもので、一端がディスク状アン
テナ６１に結合され、他端が整合器５９を通して第１高
周波発生源５７に接続され、第１高周波発生源５７が発
生するＵＨＦ帯（またはＶＨＦ帯）の高周波をディスク
状アンテナ６１に供給する。磁場形成部６３は、筐体５
０内部に配置され、処理室５２内に磁場を供給する。第
２高周波発生源６６は、支持台５３に接続され、第２高
周波発生源６６が発生するＵＨＦ帯（またはＶＨＦ帯）
の高周波を支持台５３に供給する。
【０００９】前記構成によるプラズマ処理装置におい
て、ガス導入路５５からガスを処理室５２内に供給し、
第１高周波発生源５７からディスク状アンテナ６１に高
周波を供給するとともに、第２高周波発生源６６から支
持台５３に高周波を供給し、磁場形成部６３から処理室
５２に磁場を供給すると、処理室５２内にプラズマが発
生する。このプラズマは、被処理物５４に照射され、被
処理物５４の表面領域をプラズマ処理する。
【００１０】この場合、高周波がＵＨＦ帯（またはＶＨ
Ｆ帯）のものであるため、高周波は、電磁波の様相を呈
し、プラズマ密度とカットオフ周波数との関係からプラ
ズマ表面領域のみを伝播し、吸収されるようになる。そ
して、高周波は、単にディスク状アンテナ６１から放射
されるだけでなく、プラズマ領域表面のシース部分や高
周波導波路５８内に定在波を形成し、プラズマ領域表面
の大きさやその形状に依存した電界分布を示す。かかる
高周波の電界を所望の分布、例えば被処理物５４の長さ
（径）方向に平坦な分布になるようにするには、ディス
ク状アンテナ６１の下部領域だけでなく、被処理物５４
の周辺領域の電界にも注意しなければならない。これ
は、被処理物５４の周辺領域に生じる高周波の電界は、
大きくなり易い性質を有しており、周辺領域に一旦プラ
ズマが生成されると、高周波がそのプラズマ生成領域に
集中するようになるため、プラズマ密度が益々大きくな
るからである。
【００１１】図１３（ａ）乃至（ｄ）は、かかる高周波
の電界の発生状況の一例を示す説明図であって、（ａ）
はプラズマ処理装置の一部分の断面構成図、（ｂ）はそ
の部分における電界強度の発生状態、（ｃ）はディスク
状アンテナ６１の径方向における電界の状態、（ｄ）は
ディスク状アンテナ６１の径方向における吸収パワーの
状態をそれぞれ示すものであり、高周波周波数ｆが４５
０ＭＨｚで、導入窓６４が石英（比誘電率３．５）によ
って形成されているときのものである。
【００１２】図１３（ａ）において、６７はシース領域
であり、その他、図１２に図示された構成要素と同じ構
成要素については同じ符号をつけている。また、図１３
（ｃ）において、横軸はｍで表した被処理物５４の中心
からの距離であり、縦軸は中心部の電界Ｅｃｅｎｔｅｒ
に対する任意の位置の電界Ｅｅｄｇｅとの比であり、図
１３（ｄ）において、横軸はｍで表した被処理物５４の
中心からの距離であり、縦軸は電磁波からプラズマに伝
達されるパワー（吸収パワー）である。
【００１３】図１３（ｂ）に示されるように、ＵＨＦ帯
の高周波は、導入窓６４とシース領域（プラズマ表面領
域）６４を伝播する。このとき、図１３（ｃ）に示され
るように、導入窓６４の直下の電界は、中心からの距離
１１０ｍｍのところで節を持った分布となり（ＴＭ01モ
ード）、被処理物５４の周辺部分にも電界Ｅｅｄｇｅが
存在し、かつ、プラズマ密度が上昇変化する特性になる
と、ＵＨＦ帯の高周波がその部分に集中し、その部分の
プラズマ密度が上昇し、それによりＵＨＦ帯の高周波は
益々集中するようになる。その結果、図１３（ｄ）に示
されるような特性になり、高周波パワー（密度）を変化
させたときに、高周波のプラズマへの吸収パワー、プラ
ズマ密度分布が変化する特性になる。
【００１４】このように、ＶＨＦやＵＨＦ帯の高周波を
用いた既知のプラズマ処理装置は、アンテナ前面におけ
るプラズマ分布の均一性が損なわれるだけでなく、高周
波パワー（密度）が変化することにより、プラズマ密度
分布が変化するようになる。
【００１５】この他に、ＶＨＦまたはＵＨＦ帯の高周波
を用いたプラズマ処理装置には、プラズマ発生状態を一
部分に改良したものがいくつか知られている。その中の
第１のものは、特開２０００−１９５８４３号に開示の
プラズマ処理装置であって、被処理物であるウエハと対
向した位置に誘電材料を介してディスク状対向電極を配
置しているものであり、その中の第２のものは、特開平
７−３０７２００号に開示のプラズマ処理装置であっ
て、高周波を供給するアンテナ構造を、中心から外周方
向に放射状に延びる複数のアンテナと外周の中心方向に
延びる複数のアンテナとが互いに食い違うように構成し
ているものであり、その中の第３のものは、特開平１０
−１２３９６号に開示のプラズマ処理装置であって、被
処理物に供給されるプラズマの均一性を解決するため
に、アンテナ構造を、内側アンテナ導体と外側アンテナ
導体との高さ方向の位置や長さを変えた共振器構造にし
ているものであり、その中の第４のものは、特開２００
０−１９５８４３号に開示のプラズマ処理装置であっ
て、被処理物に供給されるプラズマの均一性を解決する
ために、被処理物であるウエハと対向した位置にあるデ
ィスク状対向電極（アンテナ）に、環状かつ溝状のプラ
ズマトラップを設け、ウエハ上のプラズマ分布を制御す
るようにしているものである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】前記第１のプラズマ処
理装置は、アンテナと対向電極との間に誘電材料を配置
し、対向電極における高周波の電位分布を緩和しようと
するものであるが、高周波の電位分布に依存した容量結
合によるプラズマの生成によって、対向電極の表面を伝
播する電磁波によるプラズマ生成が支配的になり、対向
電極における高周波の電位分布を緩和の効果は比較的小
さいものである。
【００１７】前記第２のプラズマ処理装置は、放射状の
アンテナを用いているため、アンテナの外周方向に向か
うに従ってアンテナ導体の間隔が広くなり、その部分の
電界が弱くなるだけでなく、アンテナ導体が存在する箇
所と存在しない箇所では、電磁波の境界条件が異なって
いるので、電界はアンテナの周方向に対して一定になら
ないものである。
【００１８】前記第３のプラズマ処理装置は、要求され
る共振器構造が形成されたとき、アンテナから放射され
た強い電磁波がシース領域内を伝播するため、アンテナ
放射パターンとシース領域内の電界パターンとは異なる
ものになり、必ずしもプラズマ分布を均一にすることが
できるとは限らないものである。
【００１９】前記第４のプラズマ処理装置は、対向電極
に設けたプラズマトラップがプラズマ発生領域に形成さ
れているもので、対向電極から放射された電磁波がプラ
ズマトラップで強められ、プラズマトラップ周辺のプラ
ズマ密度が高くなり、その領域の高密度のプラズマが被
処理物の周辺部分に拡散し、プラズマトラップを設けて
いないものに比べ、被処理物全体にわたり均一なプラズ
マが得られるものであるが、プラズマがプラズマトラッ
プの溝内に侵入するため、より均一なプラズマを得るこ
とが難しいものである。
【００２０】このように、ＶＨＦやＵＨＦ帯の高周波を
用いた既知のプラズマ処理装置は、被処理物の配置範囲
内に均一なプラズマを生成させることが難しいだけでな
く、被処理物の周辺部分のプラズマが各種パラメータの
変化によって変動しないようにする配慮を欠いているも
のである。
【００２１】本発明は、このような技術的背景に鑑みて
なされたもので、その目的は、ＶＨＦまたはＵＨＦ帯の
高周波を用いてプラズマを生成する場合、各種パラメー
タの広範囲の変化に対応して、被処理物全体にわたり高
密度、高均一性を持ったプラズマを実現することを可能
にしたプラズマ処理装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によるプラズマ処理装置は、真空容器と、真
空容器の内部に形成された処理室と、処理室にガスを供
給するガス供給路と、処理室内にあって被処理物を支持
する支持電極と、処理室内にＵＨＦまたはＶＨＦ帯の高
周波を導出するディスク状アンテナと、ディスク状アン
テナに高周波を供給する高周波導波路と、処理室とディ
スク状アンテナとの間を仕切る誘電材料の導入窓とを備
えるものであって、ディスク状アンテナと導入窓との間
にあって、ディスク状アンテナ周縁部に側面を接触状態
にして配置したリング状導体を有している手段を具備す
る。
【００２３】前記手段によれば、ディスク状アンテナに
側面が接触するようにリング状導体を配置し、リング状
導体のリング内に高周波の定在波を発生させるようにし
たもので、それによりリング内の電界強度が強くなり、
周辺部分の電界強度が相対的に低下するので、高周波パ
ワー（密度）が変化したとしても、プラズマへの吸収パ
ワーの変動、すなわちプラズマ分布の変動を小さくする
ことができる。
【００２４】また、前記手段において、導入窓に誘電材
料の第２導入窓を重なり合うように配置し、導入窓の誘
電材料と第２導入窓の誘電材料とを異なる誘電率を有す
るもので構成することができる。
【００２５】このような手段を採用すれば、ディスク状
アンテナ直下の高周波の定在波が強まり、プラズマ表面
領域の定在波を強めることができ、前記手段の機能を増
大させることができる。
【００２６】さらに、前記手段において、ディスク状ア
ンテナに、ディスク状アンテナと導入窓との間隔または
ディスク状アンテナと導入窓及び第２導入窓との間隔を
調整可能なアンテナ昇降手段を結合した構成にすること
ができる。
【００２７】このような手段を採用すれば、ディスク状
アンテナ直下の高周波の定在波の節の位置をディスク状
アンテナの径方向に移動させることができ、それにより
プラズマ分布の状態を自由に変化させ、ガス種や加工膜
種に応じたプラズマ分布を実現することができる。
【００２８】また、前記手段において、リング状導体の
リング内径を、リング内部を伝播する高周波波長の２分
の１の整数倍の±１０％の範囲内に設定した構成にする
ことができる。
【００２９】このような手段を採用すれば、ディスク状
アンテナ直下の高周波の定在波を強めることができ、そ
の位置におけるプラズマの生成が容易になる。
【００３０】さらに、前記手段において、ディスク状ア
ンテナの中央部分におけるリング状導体のリングで囲ま
れた領域内に、リング状導体の高さに等しい高さを有す
る突起状または円柱状導体を配置した構成にすることが
できる。
【００３１】このような手段を採用すれば、ディスク状
アンテナの中央部分の高周波の電界を強めることがで
き、被処理物の中央部分の処理速度を高めることができ
る。
【００３２】また、前記手段において、導入窓の中央部
分におけるリング状導体のリングで囲まれた領域内に、
リング状導体の高さに近接した高さを有するリング状ま
たは円柱状誘電材料を配置した構成にすることができ
る。
【００３３】このような手段を採用すれば、ディスク状
アンテナの中央部分の高周波の電界の窪みをなくすこと
ができ、中央部分の高周波の電界の均一化を図ることが
できる。
【００３４】さらに、前記手段において、ディスク状ア
ンテナ及び高周波導波路を、ディスク状アンテナの半径
をａ、高周波導波路の実効半径をＲｄとしたとき、ａ／
Ｒｄが０．４以下または０．６以上になるような寸法に
設定することができる。
【００３５】このような手段を採用すれば、ディスク状
アンテナの周辺部分の高周波の電界を低減させ、その部
分のプラズマ分布を低減することにより、各種パラメー
タの広範囲の変化にも係わらず、被処理物全体にわたり
高密度、高均一性を持ったプラズマを安定に生成させる
ことができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【００３７】図１は、本発明によるプラズマ処理装置の
第１の実施の形態に係わるもので、その要部構成を示す
断面図である。
【００３８】図１において、１は真空容器、２は処理
室、３は支持台（支持電極）、４は被処理物、５はガス
導入路、６は排気路、７は第１高周波発生源、８は高周
波導波路、９は整合器、１０はシールド体、１１はディ
スク状アンテナ、１２は誘電材料、１３はリング状導
体、１４は導入窓、１５はガス分散板、１６は第２高周
波発生源、１７は充填材料、１８は磁場形成部、１９は
筐体である。
【００３９】そして、この実施の形態によるプラズマ処
理装置は、筐体１９を有し、筐体１９内に真空容器１が
配置される。真空容器１は、内側に処理室２が形成さ
れ、下部に真空排気を行う排気路６が結合される。処理
室２は、内部に被処理物４を載置した支持台３が配置さ
れ、広口開口部にガス分散板１５を介して導入窓１４が
設けられ、それにより広口開口部が封止されている。ガ
ス導入路５は、ガス分散板１５に結合され、ガス分散板
１５を通してガスを処理室２内に供給する。ディスク状
アンテナ１１は、リング状導体１３を介して導入窓１４
上に配置され、周辺に誘電材料１２が配置され、誘電材
料１２とともにシールド体１０によって覆われている。
リング状導体１３は、一方の側面がディスク状アンテナ
１１の周辺部分に接触し、他方の側面が導入窓１４に接
触しており、リング内に充填材料１７が充填されてい
る。高周波導波路８は、シールド体１０及び筐体１９の
貫通孔（図番なし）を通してディスク状アンテナ１１と
外部にある第１高周波発生源７とを接続するもので、一
端がディスク状アンテナ１１の中心部に結合され、他端
が整合器９を通して第１高周波発生源７に接続される。
第１高周波発生源７は、ＵＨＦ帯（またはＶＨＦ帯）の
高周波を発生し、高周波導波路８を通してディスク状ア
ンテナ１１に供給する。磁場形成部１８は、筐体１９の
内部に配置され、処理室２内に磁場を供給する。外部に
ある第２高周波発生源１６は、支持台３に接続される。
第２高周波発生源１６は、ＵＨＦ帯（またはＶＨＦ帯）
の高周波を発生し、支持台３に供給する。
【００４０】前記構成による第１の実施の形態によるプ
ラズマ処理装置の基本的な動作は、図１２に図示された
既知のプラズマ処理装置の動作と殆ど同じで、ガス導入
路５に導入された処理ガスをガス分散板１５を通して処
理室２内に供給し、第１高周波発生源７から出力された
ＵＨＦ帯（またはＶＨＦ帯）の高周波、例えば周波数４
５０ＭＨｚの高周波を整合器９及び高周波導波路８を通
してディスク状アンテナ１１に供給してディスク状アン
テナ１１の下側部分に高周波電界を発生させ、同時に、
第２高周波発生源１６から出力されたＵＨＦ帯（または
ＶＨＦ帯）の高周波、例えば周波数４５０ＭＨｚの高周
波を支持台３に供給し、磁場形成部１８から処理室２に
磁場を供給すると、処理室２内にプラズマが生成され
る。このプラズマは、被処理物４に照射され、被処理物
４の表面領域がプラズマ処理されるものである。
【００４１】この場合、ディスク状アンテナ１１の周辺
部分に側面が接触するようにリング状導体１３を配置す
るようにしたので、そのリング内に高周波の定在波が形
成され、リング内の電界を強めることができ、相対的に
リング状導体１１の周辺部の電界を弱めることができ
る。
【００４２】ここで、図８（ａ）、（ｂ）は、第１の実
施の形態によるプラズマ処理装置の電界分布及び吸収パ
ワーの状態を示す特性図であって、（ａ）は電界分布、
（ｂ）は吸収パワーを表しているものである。
【００４３】図８（ａ）において、横軸はｍで表したデ
ィスク状アンテナ１１における中心からの距離、縦軸は
ディスク状アンテナ１１の中心の電界Ｅ0 （Ｅｃｅｎｔ
ｅｒ）で規格化した各部の電界Ｅ1 （Ｅｅｄｇｅ）、Ｅ
1 ／Ｅ0 である。また、図８（ｂ）において、横軸はｍ
で表したディスク状アンテナ１１における中心からの距
離、縦軸は高周波からプラズマに移行される吸収パワー
を示す。
【００４４】第１の実施の形態によるプラズマ処理装置
は、図８（ａ）に示されるように、電界分布が、ディス
ク状アンテナ１１の中心が最も高く、中心から周辺に行
くに従って順次低くなり、最外周部分でほぼゼロになっ
ており、また、図８（ｂ）に示されるように、吸収パワ
ーが、中心付近で比較的大きく、周辺に行くに従って順
次小さくなり、最外周部分に近い部分から外でほぼゼロ
になっている。そして、第１の実施の形態によるプラズ
マ処理装置の吸収パワーは、図１２に図示のリング状導
体１１を有しないプラズマ処理装置における同じく図１
３（ｄ）に図示の吸収パワーに比べて周辺部分の吸収パ
ワーが大幅に低下した特性になっているので、高周波パ
ワー（密度）を変化したとしても、吸収パワー、すなわ
ちプラズマ分布の変化が小さくなり、プロセスパラメー
タに依存するプラズマ分布の変化を少なくすることがで
きる。
【００４５】次に、図２は、本発明によるプラズマ処理
装置の第２の実施の形態に係わるもので、ディスク状ア
ンテナ１１の配置部分の要部構成を示す断面図である。
【００４６】図２において、２０は第２導入窓であり、
その他、図１に示された構成要素と同じ構成要素につい
ては同じ符号をつけている。
【００４７】第２の実施の形態によるプラズマ処理装置
は、第１の実施の形態によるプラズマ処理装置の導入窓
１４とリング状導体１３との間に第２導入窓２０を配置
し、第２導入窓２０を構成する誘電材料の誘電率を、導
入窓１４を構成する誘電材料の誘電率と異ならせている
ものであり、その他の構成は第１の実施の形態によるプ
ラズマ処理装置と同じである。なお、第２導入窓２０
は、誘電材料によって形成するものの他に、空隙によっ
て形成すものであってもよい。
【００４８】第２導入窓２０は、空隙によって形成した
場合、この空隙が２つの役割を果たしている。その１つ
の役割は、ディスク状アンテナ１１の下側に強い電界を
形成することであり、もう１つの役割は、プラズマ側か
ら見て、導入窓１４の誘電率が実質的に低く見えるよう
にしていることである。
【００４９】既に述べたように、ＵＨＦ帯（またはＶＨ
Ｆ帯）の高周波は、プラズマ表面に形成されるシース領
域中を伝播する。このシース領域の比誘電率εは、シー
ス領域内のプラズマ密度をｎes、素電荷をｅ、真空中の
誘電率をε0 、電子の質量をｍe 、高周波の角周波数を
ωとしたとき、ε＝１−ｎesｅ2 ／ε0 ｍe ω2 にな
り、１以下の値となる。このため、ディスク状アンテナ
１１とプラズマ表面との間には、空気もしくは真空層か
らなる第２導入窓２０（ε＝１）と、石英からなる導入
窓１４（ε＝３．５）と、シース領域（ε＜１）とから
なる３層構造が設けられる。このような３層構造を設け
ることにより、ディスク状アンテナ１１の直下領域にお
ける高周波の定在波が強くなり、それによりプラズマ表
面の定在波が強くなって、その領域のプラズマ密度を高
めることができる。
【００５０】このとき、リング状導体１３のリング内に
充填されている誘電材料１２中の高周波波長λは、誘電
材料１２の比誘電率をεr 、真空中の高周波波長をλ0
としたとき、λ＝λ0 ／εr 1/2 になり、また、導入窓
１４の厚さをｄ１、導入窓１４の比誘電率をεr1、空隙
または第２導入窓２０の厚さをｄ２、その比誘電率をε
r2としたとき、総合した導入窓１４、２０の誘電率ε
は、実質的に、ε＝εr1 1/2 ×｛ｄ１／（εr1 1/2 ｄ１
＋εr2 1/2 ｄ２）｝×εr1になる。
【００５１】ここで、図９（ａ）乃至（ｃ）は、第２の
実施の形態のプラズマ処理装置における高周波電界の発
生状況の一例を示す説明図であって、（ａ）はプラズマ
処理装置の一部分の断面構成図、（ｂ）は空隙または第
２誘電体２０の厚さｄ２に依存するシース領域内におけ
る電界の発生状態、（ｃ）は空隙または第２誘電体２０
の厚さｄ２に依存するディスク状アンテナ１１の径方向
の電界の状態である。
【００５２】図９（ａ）において、２’はシース領域で
あり、その他、図２に示された構成要素と同じ構成要素
については同じ符号をつけている。
【００５３】図９（ｂ）において、横軸はｍで表したデ
ィスク状アンテナ１１の中心からの距離であり、縦軸は
ディスク状アンテナ１１の中心の電界｜Ｅｃｅｎｔｅｒ
｜と、各部の電界｜Ｅ｜との比、すなわち｜Ｅ｜／｜Ｅ
ｃｅｎｔｅｒ｜であって、シース領域２’内の電界の径
方向成分Ｅｒと高さ方向成分Ｅｚを表しているものであ
る。そして、上段は空隙または第２導電窓２０がない
（ｄ２＝０）場合、下段は空隙または第２導電窓２０の
厚さが２０ｍｍ（ｄ２＝２０）の場合の特性図である。
【００５４】図９（ｃ）において、横軸はｍで表したデ
ィスク状アンテナ１１の中心からの距離であり、縦軸は
ディスク状アンテナ１１の中心の電界｜Ｅｃｅｎｔｅｒ
｜で規格化した各部の電界、すなわちディスク状アンテ
ナ１１の中心の電界Ｅ0 （Ｅｃｅｎｔｅｒ）で規格化し
た各部の電界Ｅ1 （Ｅｅｄｇｅ）、すなわち｜Ｅ｜（ｎ
ｏｒｍａｌｉｚｅｄ）である。り、空隙または第２導電
窓２０がない（ｄ２＝０）場合と、空隙または第２導電
窓２０の厚さが１０ｍｍ（ｄ２＝１０）、２０ｍｍ（ｄ
２＝２０）、３０ｍｍ（ｄ２＝３０）である場合の特性
図である。
【００５５】図９（ｂ）に示されるＥｒ成分とＥｚ成分
は、プラズマ中の波長をβ、０次のベッセル関数を
Ｊ0 、１次のベッセル関数をＪ1 としたとき、Ｅｒ成分
はＪ1 （βｒ）に依存し、、Ｅｚ成分はＪ0 （βｒ）に
依存するもので、ＴＭ01モードと同じになる。いま、高
周波の周波数を４５０ＭＨｚにした場合、真空中におけ
る高周波の１／４波長は１６６ｍｍになり、石英中にお
ける高周波の１／４波長は８８ｍｍになる。この場合、
図９（ｂ）に示されるように、空隙または第２導電窓２
０の厚さｄ２を増やすにつれて、Ｅｚ成分はその節の位
置が外側方向に移動し、実効的に高周波の波長が伸びて
いるのが判る。例えば、高周波の周波数が４５０ＭＨｚ
にした場合、導入窓１４として厚さｄ２＝３５ｍｍのも
のを用いたとすると、図９（ｃ）に示されるように、空
隙または第２導電窓２０がない場合（ｄ２＝０）のとき
に、ｒ＝１５０ｍｍ点の電界強度が低下しているが、空
隙または第２導電窓２０として厚さｄ２＝１０ｍｍ以上
のもの設けると、｜Ｅ｜（ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ）が比
較的均一な特性になる。
【００５６】これまでの例では、導入窓１１の比誘電率
εr1と、第２導入窓２０の比誘電率εr2との間で、εr1
＞εr2を満たす場合を挙げて説明したが、このような関
係は使用される高周波周波数や導入窓１１の比誘電率ε
r1、第２導入窓２０の比誘電率εr2等によって変わるも
ので、以下のように一般化される。
【００５７】すなわち、導入窓１１及び第２導入窓２０
における比誘電率εr1、εr2の大きさ及びその厚さｄ２
は、使用される高周波の波長と加工する被処理物４の大
きさ（半径Ｒ）によって次のように一般化される。この
場合、被処理物４の半径Ｒは、シース領域２’内におけ
る高周波の実効的な波長の１／４程度になるようにすれ
ばよく、前述の記号を用いれば、次のように表される。
【００５８】（１−１／１０）Ｒ＜（λ0 ／４／εr1
1/2 ）×｛εr1 1/2 ×ｄ１／（εr1 1/ 2 ｄ１＋εr2 1/2
ｄ２）｝＜（１＋１／１０）Ｒ 例えば、ＵＨＦより波長の長いＶＨＦ帯の高周波を用
い、導入窓１１として石英（比誘電率＝３．５）を用い
たとき、直径３００φの均一なプラズマを実現するため
には、第２導入窓２０として前の場合と反対に比誘電率
の高いアルミナ（比誘電率＝９．６）を用いることがで
きる。
【００５９】次いで、図３は、本発明によるプラズマ処
理装置の第３の実施の形態に係わるもので、ディスク状
アンテナ１１の配置部分の要部構成を示す断面図であ
る。
【００６０】図３において、２１は空隙部、２２は調整
可能なアンテナ昇降手段であり、その他に、図１に示さ
れた構成要素と同じ構成要素については同じ符号をつけ
ている。
【００６１】第３の実施の形態によるプラズマ処理装置
は、第１の実施の形態によるプラズマ処理装置の導入窓
１４とリング状導体１３との間に空隙部２１を設けてお
り、シールド体１０を通してディスク状アンテナ１１に
達する調整可能なアンテナ昇降手段２２が結合配置して
いるものであり、その他の構成は第１の実施の形態によ
るプラズマ処理装置と同じである。
【００６２】第３の実施の形態によるプラズマ処理装置
は、アンテナ昇降手段２２を設けているもので、アンテ
ナ昇降手段２２がシールド体１０に螺合されている。そ
して、アンテナ昇降手段２２の回動によってディスク状
アンテナ１１が昇降し、ディスク状アンテナ１１及びリ
ング状導体１３と導入窓１４との配置間隔が可変にさ
れ、その間に空隙部２１を設けられる。アンテナ昇降手
段２２の調整によりディスク状アンテナ１１が昇降する
と、ディスク状アンテナ１１と導入窓１４との間に空隙
２１が形成され、その空隙２１の厚さはアンテナ昇降手
段２２の調整により変化する。
【００６３】第２の実施の形態の説明で述べたように、
空隙２１の厚さが増すと、プラズマ側から見た導入窓１
４の実効的な誘電率が低下するので、プラズマ表面に形
成される高周波の電界分布の節が周辺方向に移動する。
周辺部分のプラズマ密度を上昇させたいときは、空隙２
１の厚さを増大する方向にディスク状アンテナ１１を移
動させればよい。一方、周辺部分のプラズマ密度を低下
させたいときまたはプラズマ密度を径方向に凸状の分布
にしたいときは、空隙２１の厚さが低減する方向にディ
スク状アンテナ１１を移動させればよい。
【００６４】ここで、磁場形成部１８が発生する外部磁
場Ｂの役割について説明する。
【００６５】高周波がプラズマに供給するパワー（吸収
パワーと呼ばれる）の密度ｐは、導電率をσ、Ｅの共役
複素ベクトルをＥ* としたとき、ｐ＝σＥＥ* で表わさ
れ、ｐ〜｜Ｅ｜2 ＋α｜Ｅ×Ｂ｜の形になる。高周波と
してＵＨＦ帯のものを用いた場合、ＴＭ01モードになる
ので、円柱座標で表現したとき、角度成分θがなく、Ｅ
＝（Ｅｒ、０、Ｅｚ）になる。外部磁場Ｂとして、Ｂ＝
（Ｂｒ、０、Ｂｚ）を用いたとき、中心部分（ｒ＝０）
のプラズマ分布付近を強めようとすると、Ｂｒの強い磁
場分布を用いればよく、また、中間部分を強めようとす
ると、Ｅｒの山の位置においてＢｚが強くなる磁場分布
を用いればよい。
【００６６】第３の実施の形態によるプラズマ処理装置
においては、アンテナ昇降手段２２の調整により電界分
布が所望の分布になるように調整し、さらに、外部磁場
Ｂの強度とその分布の調整により、｜Ｅ×Ｂ｜を変え、
吸収パワー分布、すなわちプラズマ分布を凸状、平坦
状、凹状になるように自由に変えることができる。これ
らの調整機能によって、種々のガス種や加工膜種に適し
たプラズマ分布を実現することが可能になる。
【００６７】続く、図４は、本発明によるプラズマ処理
装置の第４の実施の形態に係わるもので、ディスク状ア
ンテナ１１の配置部分の要部構成を示す断面図である。
【００６８】図４において、１３Ｒはリング状導体１３
のリング部内径であり、その他、図２に示された構成要
素と同じ構成要素については同じ符号をつけている。
【００６９】第４の実施の形態によるプラズマ処理装置
は、第２の実施の形態によるプラズマ処理装置のリング
状導体１３のリング部内径１３Ｒを、充填材料１７内の
高周波波長の１／２の整数倍程度に選んでいるものであ
り、その他の構成は第２の実施の形態によるプラズマ処
理装置と同じである。
【００７０】第４の実施の形態によるプラズマ処理装置
は、リング状導体１３のリング部内径１３Ｒを充填材料
１７内の高周波波長の１／２の整数倍程度に選択してい
るもので、このような選択を行った場合、リング状導体
１３のリングで囲まれた領域に形成される高周波の定在
波の強度を、それ以外の領域に形成される高周波の定在
波の強度よりも強めることにより、ディスク状アンテナ
１１の下部領域のプラズマ分布の大きさを他の領域のプ
ラズマ分布よりも大きくすることができる。
【００７１】続いて、図５は、本発明によるプラズマ処
理装置の第５の実施の形態に係わるもので、ディスク状
アンテナ１１の配置部分の要部構成を示す断面図であ
る。
【００７２】図５において、２３は突起状または円柱状
導体であり、その他、図１に示された構成要素と同じ構
成要素については同じ符号をつけている。
【００７３】第５の実施の形態によるプラズマ処理装置
は、第１の実施の形態によるプラズマ処理装置のディス
ク状アンテナ１１の中央部に、リング状導体１３のリン
グ部の高さに略等しい高さを有する突起状または円柱状
導体２３を設けているものであり、その他の構成は第１
の実施の形態によるプラズマ処理装置と同じである。
【００７４】また、図１０は、第５の実施の形態のプラ
ズマ処理装置によるディスク状アンテナ１１の径方向の
電界分布の変化状態を示す特性図である。
【００７５】図１０において、横軸はｍで表したディス
ク状アンテナ１１の中心からの距離であり、縦軸はディ
スク状アンテナ１１の中心の電界｜Ｅｃｅｎｔｅｒ｜
と、各部の電界｜Ｅｅｄｇｅ｜との比、すなわち｜Ｅｅ
ｄｇｅ｜／｜Ｅｃｅｎｔｅｒ｜であって、突起状または
円柱状導体２３の高さｈを、０から３４．５ｍｍの範囲
内で変化させたときの特性図である。
【００７６】第５の実施の形態のプラズマ処理装置は、
ディスク状アンテナ１１の中央部におけるリング状導体
１３のリング内に、突起状または円柱状導体２３を設け
ているもので、突起状または円柱状導体２３を設けたこ
とにより、ディスク状アンテナ１１の下部領域における
高周波の電界分布は、突起状または円柱状導体２３の高
さｈに応じて、図１０に示されるような分布になる。図
１０に示される特性図から判るように、突起状または円
柱状導体２３がない場合（ｈ＝０）よりもある場合の方
が、突起状または円柱状導体２３がある場合でも、突起
状または円柱状導体２３の高さが高くなるに従ってディ
スク状アンテナ１１の中央部の電界強度が上昇してい
る。例えば、メタルのエッチング処理の場合のように、
ＢＣｌ3 のような解離や電離し難いガスや反応生成物が
多く放出されるような処理工程においては、ディスク状
アンテナ１１の中央部のプラズマ密度が低下し、処理結
果も中央部で窪みが形成され易くなる。このとき、第５
の実施の形態のように、ディスク状アンテナ１１の中央
部に適宜選択した高さの突起状または円柱状導体２３を
設ければ、中央部の処理速度が調整され、その加工形状
を改善することができる。この場合、突起状または円柱
状導体２３は、第２導入窓２０の内部、さらには第２導
入窓２０及び導入窓１４の中まで達するように形成すれ
ば、より中央部の電界を向上させることができる。
【００７７】次に、図６は、本発明によるプラズマ処理
装置の第６の実施の形態に係わるもので、ディスク状ア
ンテナ１１の配置部分の要部構成を示す断面図である。
【００７８】図６において、２４は円柱状またはリング
状の誘電材料であり、その他、図２に示された構成要素
と同じ構成要素については同じ符号をつけている。
【００７９】第６の実施の形態によるプラズマ処理装置
は、第２の実施の形態によるプラズマ処理装置のリング
状導体１３のリング内の充填材料１７を除去して空隙に
し、ディスク状アンテナ１１の中央部に、第２導電窓２
０からリング内に向かって立設された円柱状またはリン
グ状の誘電材料２４を設けているものであり、その他の
構成は第２の実施の形態によるプラズマ処理装置と同じ
である。
【００８０】第６の実施の形態によるプラズマ処理装置
は、ディスク状アンテナ１１の中央部におけるリング状
導体１３のリング内に、第２導電窓２０側から円柱状ま
たはリング状の誘電材料２４を設けているものである。
この円柱状またはリング状の誘電材料２４は、ディスク
状アンテナ１１の中央部の電界を高めるために、その高
さが高い方が望ましいが、ディスク状アンテナ１１に接
するまでの高さを必要としない。
【００８１】この場合、円柱状またはリング状の誘電材
料２４は、円柱の半径またはリングの半径ｄｓとして、
高周波の径方向電界成分Ｅｒのピーク値を示す位置の半
分程度、すなわちシース領域２’中の高周波波長の１／
４の半分程度の長さに選択すればよい。具体的には、真
空中の高周波波長をλ0 、導入窓１４の誘電率をεｓと
すれば、近似的に、ｄｓ＝εｓ1/2／（１＋εｓ1/2）λ
0 ／４／２にすればよい。さらに、誘電材料２４として
リング状のものを用いれば、より効果的にディスク状ア
ンテナ１１の中央部の電界の窪みをなくすことができ
る。なお、誘電材料２４は、その誘電率が導入窓１４の
誘電率よりも大きいことが望ましいもので、使用される
高周波の周波数を４５０ＭＨｚにし、導入窓１４として
石英（ε＝３．５）を用いた場合、誘電材料２４の材質
としては、アルミナが好適であって、半径ｄｓとして５
４ｍｍ程度の長さを選択すればよい。
【００８２】次いで、図７は、本発明によるプラズマ処
理装置の第７の実施の形態に係わるもので、ディスク状
アンテナ１１の配置部分の要部構成を示す断面図であ
る。
【００８３】図７において、１０Ｒはシールド体１０の
内部半径（導波路半径）、１１Ｒはディスク状アンテナ
１１の半径であり、その他、図２に示された構成要素と
同じ構成要素については同じ符号をつけている。
【００８４】第７の実施の形態のプラズマ処理装置は、
シールド体１０の内部半径１０Ｒとディスク状アンテナ
１１の半径１１Ｒとの間で、ディスク状アンテナ１１の
半径１１Ｒをａ、シールド体１０の内部半径１０Ｒをｂ
とし、ディスク状アンテナ１１とシールド体１０の側壁
との間に充填された誘電材料（図番なし）の比誘電率を
εｓとしたとき、ディスク状アンテナ１１の半径ａと実
効導波路径ｃとの比γ（γ＝ａ／ｃ）が、０．４以下あ
るいは０．６以上になるように選択しているものであ
る。ここで、実効導波路径ｃは、ｃ＝｛ａ＋εｓ
1/2（ｂ−ａ）｝で定義される。
【００８５】ここで、図１１は、第７の実施の形態のプ
ラズマ処理装置において、ディスク状アンテナ１１の半
径ａと実効導波路径ｃとの比γを変化させたときの高周
波電界の状況の変化を示す特性図である。
【００８６】図１１において、横軸は比γであり、縦軸
はディスク状アンテナ１１の中心の電界｜Ｅｃｅｎｔｅ
ｒ｜と、各部の電界｜Ｅｅｄｇｅ｜との比、すなわち｜
Ｅｅｄｇｅ／Ｅｃｅｎｔｅｒ｜であって、ディスク状ア
ンテナ１１の側面領域に充填された誘電材料として、空
気、アルミナ、石英を選択したときの特性図である。
【００８７】図１１に示された特性図を用いて、ディス
ク状アンテナ１１の半径ａと実効導波路径ｃとの比γが
高周波電界分布ひいてはプラズマ分布の決定因子になる
ことを説明する。
【００８８】ディスク状アンテナ１１の半径ａを変えれ
ば、ディスク状アンテナ１１よりも外側方向の電界強度
が変化する。図１１に示されるように、横軸に比γ（＝
ａ／ｃ）をとり、縦軸に｜Ｅｅｄｇｅ／Ｅｃｅｎｔｅｒ
｜をとったとき、ディスク状アンテナ１１の側面領域に
充填された誘電材料の誘電率、誘電材料が変化した場合
であっても、ほぼ同様な曲線を描いている。この場合、
比γとして、０．４以下あるいは０．６以上の範囲を選
んだとすると、電界分布が低下している領域であること
が判る。例えば、導波路径として２２０ｍｍのものを用
いると、ディスク状アンテナ１１の半径ａは８８ｍｍ以
下または１３２ｍｍ以上のものであればよい。一方、高
周波の周波数ｆを変化させた場合については、アンテナ
半径／実効導波路径をγ* ＝γ＊（ｆ／ｆ0 ）と定義す
れば、前記範囲と同じ指数の範囲が周辺電界と中心電界
との比についても当てはまる。ここで、ｆ0 は基準周波
数で、４５０ＭＨｚを選択している。なお、実効導波路
径ｂは、それを用いる変わりにチャンバー径によって代
用してもよい。
【００８９】このように、ディスク状アンテナ１１の外
周部分の電界を低下させることは、ディスク状アンテナ
１１の外周部分のプラズマ分布を低下させることにな
り、高周波パワーや、ガス圧及びガス種の変化に対する
ＵＨＦ、ＶＨＦ帯の高周波の電界分布の変化を抑制する
ことになる。その結果、高周波パワーや、ガス圧及びガ
ス種を広い範囲で変化させたとしても、常時、安定した
プラズマを生成することができる。
【００９０】このように、第１乃至第７の実施の形態に
よれば、ディスク状アンテナ１１の半径ａの選択したこ
とにより、ディスク状アンテナ１１の周縁部の下側にあ
るリング状導体１３を配置したことにより、リング状導
体１３と導入窓１４との間に第２導入窓２０または空隙
を設けたことにより、ＵＨＦ、ＶＨＦ帯の高周波電界分
布について、第１に、被処理物４の配置範囲内の電界分
布を強めること、また所望の電界分布、例えば、平坦状
または若干の凹状の電界分布にすること、第２に、ディ
スク状アンテナ１１の外周部分における高周波の伝播を
低減させること、第３に、アンテナ昇降手段２２の設置
によってディスク状アンテナ１１と導入窓１４との実効
距離を変え、プラズマ側から見た実効誘電率を変えるこ
と、等の各手段によって、高周波の電界分布がガス種に
対応した所望のものになるように調整することができる
ものである。
【００９１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ディス
ク状アンテナに側面が接触するようにリング状導体を配
置し、リング状導体のリング内に高周波の定在波を発生
させるようにしているもので、そのような定在波の発生
によってリング内の電界強度が強くなり、周辺部分の電
界強度が相対的に低下するので、高周波パワー（密度）
や、ガス圧やガス種が変化したとしても、プラズマへの
吸収パワーの変動、すなわちプラズマ分布の変動を小さ
くすることができ、その結果、広範囲のプロセスパラメ
ータに対して高均一のプラズマを生成させることができ
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプラズマ処理装置の第１の実施の
形態に係わるもので、その要部構成を示す断面図であ
る。
【図２】本発明によるプラズマ処理装置の第２の実施の
形態に係わるもので、ディスク状アンテナの配置部分の
要部構成を示す断面図である。
【図３】本発明によるプラズマ処理装置の第３の実施の
形態に係わるもので、その要部構成を示す断面図であ
る。
【図４】本発明によるプラズマ処理装置の第４の実施の
形態に係わるもので、ディスク状アンテナの配置部分の
要部構成を示す断面図である。
【図５】本発明によるプラズマ処理装置の第５の実施の
形態に係わるもので、ディスク状アンテナの配置部分の
要部構成を示す断面図である。
【図６】本発明によるプラズマ処理装置の第６の実施の
形態に係わるもので、ディスク状アンテナの配置部分の
要部構成を示す断面図である。
【図７】本発明によるプラズマ処理装置の第７の実施の
形態に係わるもので、ディスク状アンテナの配置部分の
要部構成を示す断面図である。
【図８】第１の実施の形態によるプラズマ処理装置の電
界分布及び吸収パワーの状態を示す特性図である。
【図９】第２の実施の形態によるプラズマ処理装置の電
界分布及び吸収パワーの状態を示す特性図である。
【図１０】第５の実施の形態のプラズマ処理装置による
ディスク状アンテナの径方向の電界分布の変化状態を示
す特性図である。
【図１１】第７の実施の形態のプラズマ処理装置におい
て、ディスク状アンテナの半径と実効導波路径との比を
変化させたときの高周波電界の状況の変化を示す特性図
である。
【図１２】ＶＨＦやＵＨＦ帯の高周波を用いた既知のプ
ラズマ処理装置の要部構成の一例を示す断面図である。
【図１３】高周波の電界の発生状況の一例を示す説明図
である。
【符号の説明】
１ 真空容器 ２ 処理室 ２’ シース領域 ３ 支持台（電極） ４ 被処理物 ５ ガス導入路 ６ 排気路 ７ 第１高周波発生源 ８ 高周波導波路 ９ 整合器 １０ シールド体 １１ ディスク状アンテナ １２ 誘電材料 １３ リング状導体 １４ 導入窓 １５ ガス分散板 １６ 第２高周波発生源 １７ 充填材料 １８ 磁場形成部 １９ 筐体 ２０ 第２導入窓 ２１ 空隙部 ２２ アンテナ昇降手段 ２３ 突起状またはリング状導体 ２４ 円柱状またはリング状誘電体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池永 和幸 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 大嶽 敦 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 5F004 AA01 BA20 BB11 BB28 CA05 DA04 DA11 DA18

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 真空容器と、前記真空容器の内部に形成
    された処理室と、前記処理室にガスを供給するガス供給
    路と、前記処理室内にあって被処理物を支持する支持電
    極と、前記処理室内にＵＨＦまたはＶＨＦ帯の高周波を
    導出するディスク状アンテナと、前記ディスク状アンテ
    ナに前記高周波を供給する高周波導波路と、前記処理室
    と前記ディスク状アンテナとの間を仕切る誘電材料の導
    入窓とを備えるプラズマ処理装置において、前記ディス
    ク状アンテナと前記導入窓との間にあって、前記ディス
    ク状アンテナ周縁部に側面を接触状態にして配置したリ
    ング状導体を有していることを特徴とするプラズマ処理
    装置。
  2. 【請求項２】 前記導入窓は、誘電材料の第２導入窓が
    重なり合うように配置され、前記導入窓の誘電材料と前
    記第２導入窓の誘電材料とが異なる誘電率を有している
    ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 【請求項３】 前記ディスク状アンテナは、前記ディス
    ク状アンテナと前記導入窓との間隔または前記ディスク
    状アンテナと前記導入窓及び前記第２導入窓との間隔を
    調整可能なアンテナ昇降手段が結合されていることを特
    徴とする請求項１または２のいずれかに記載のプラズマ
    処理装置。
  4. 【請求項４】 前記リング状導体は、リング内径が、前
    記リング内部を伝播する高周波波長の２分の１の整数倍
    の±１０％の範囲内に設定されていることを特徴とする
    請求項１乃至３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
  5. 【請求項５】 前記ディスク状アンテナは、中央部分に
    おける前記リング状導体のリングで囲まれた領域内に、
    前記リング状導体の高さに等しい高さを有する突起状ま
    たは円柱状導体を配置していることを特徴とする請求項
    １乃至４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
  6. 【請求項６】 前記導入窓は、中央部分における前記リ
    ング状導体のリングで囲まれた領域内に、前記リング状
    導体の高さに近接した高さを有するリング状または円柱
    状誘電材料を配置していることを特徴とする請求項１乃
    至４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
  7. 【請求項７】 前記ディスク状アンテナ及び前記高周波
    導波路は、前記ディスク状アンテナの半径をａ、前記高
    周波導波路の実効半径をＲｄとしたとき、ａ／Ｒｄが
    ０．４以下または０．６以上になるような寸法に設定さ
    れていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに
    記載のプラズマ処理装置。
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