JP2003109797A

JP2003109797A - 電磁界供給装置およびプラズマ処理装置

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Publication number: JP2003109797A
Application number: JP2001300416A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Ishii; 信雄石井; Kibatsu Shinohara; 己拔篠原; Yasunori Yasaka; 保能八坂; Makoto Ando; 真安藤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Nihon Koshuha Co Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Nihon Koshuha Co Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-11
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP4481538B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁界の供給効率を向上させる。【解決手段】スロット２６を複数有する第１の導体板
２３とこの第１の導体板２３に対向配置された第２の導
体板２２とからなる導波路２１と、第２の導体板２２の
開口２５に接続された円筒導波管１３と、第１の導体板
２３上に設けられ第２の導体板２２の開口２５に向かっ
て突出しかつ少なくとも一部が誘電体で形成されたバン
プ２７とを備えている。一般に同軸導波管よりも特性イ
ンピーダンスが大きい円筒導波管１３を用いることによ
り、伝送損を低減することができる。また、バンプ２７
を設けることにより、円筒導波管１３と導波路２１との
接続部での電力の反射を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁界供給装置に
関し、より詳しくは、導波路を伝搬する電磁界をスロッ
トを介して対象に供給する電磁界供給装置に関する。ま
た本発明は、プラズマ処理装置に関し、より詳しくは、
電磁界を用いてプラズマを生成し、半導体やＬＣＤ（li
quid crystal desplay）などの被処理体を処理するプラ
ズマ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置やフラットパネルディスプレ
イの製造において、酸化膜の形成や半導体層の結晶成
長、エッチング、またアッシングなどの処理を行うため
に、プラズマ処理装置が多用されている。これらのプラ
ズマ処理装置の一つに、ラジアルラインスロットアンテ
ナ（以下、ＲＬＳＡと略記する）から処理容器内にマイ
クロ波を供給し、その電磁界の作用により処理容器内の
ガスを電離および解離させてプラズマを生成するマイク
ロ波プラズマ処理装置がある。このマイクロ波プラズマ
処理装置は、低圧力で高密度のプラズマを生成できるの
で、効率のよいプラズマ処理が可能である。

【０００３】図１１は、従来のマイクロ波プラズマ処理
装置の一構成例を示す図である。この図に示すプラズマ
処理装置は、被処理体である基板４を収容しこの基板４
に対しプラズマ処理を施す処理容器１と、この処理容器
１内にマイクロ波ＭＷを供給しその電磁界の作用により
処理容器１内にプラズマＰを生成する電磁界供給装置１
１０とを有している。処理容器１は、上部が開口した有
底円筒形をしている。この処理容器１の底面中央部には
絶縁板２を介して基板台３が固定されている。この基板
台３の上面に基板４が配置される。処理容器１の底面周
縁部には、真空排気用の排気口５が設けられている。処
理容器１の側壁には、処理容器１内にガスを導入するた
めのガス導入用ノズル６が設けられている。例えばこの
プラズマ処理装置がエッチング装置として用いられる場
合、ノズル６からＡｒなどのプラズマガスと、ＣＦ₄ な
どのエッチングガスとが導入される。

【０００４】処理容器１の上部開口は、処理容器１内で
生成されるプラズマＰが外部に漏れないように、誘電体
板７で密閉されている。この誘電体板７の上に後述する
電磁界供給装置１１０のＲＬＳＡ１１２が配設されてい
る。このＲＬＳＡ１１２は、誘電体板７によって処理容
器１から隔離され、処理容器１内で生成されるプラズマ
Ｐから保護されている。誘電体板７およびＲＬＳＡ１１
２の外周は、処理容器１の側壁上に環状に配置されたシ
ールド材８によって覆われ、マイクロ波ＭＷが外部に漏
れない構造になっている。

【０００５】電磁界供給装置１１０は、マイクロ波ＭＷ
を発生させる高周波電源１１１と、ＲＬＳＡ１１２と、
高周波電源１１１とＲＬＳＡ１１２との間を接続する同
軸導波管１１３とを有している。ＲＬＳＡ１１２は、ラ
ジアル導波路１２１を形成する互いに平行な２つの円形
導体板１２２，１２３と、これら２つの導体板１２２，
１２３の外周部を接続してシールドする導体リング１２
４とを有している。ラジアル導波路１２１の上面となる
導体板１２２の中心部には、同軸導波管１１３からラジ
アル導波路１２１内にマイクロ波ＭＷを導入する開口１
２５が形成されている。ラジアル導波路１２１の下面と
なる導体板１２３には、ラジアル導波路１２１内を伝搬
するマイクロ波ＭＷを処理容器１内に供給するスロット
１２６が複数形成されている。同軸導波管１１３は同軸
に配設された外導体１１３Ａと内導体１１３Ｂとからな
り、外導体１１３ＡがＲＬＳＡ１１２の導体板１２２の
開口１２５の周囲に接続され、内導体１１３Ｂが上記開
口１２５を通ってＲＬＳＡ１１２の導体板１２３の中心
に接続されている。

【０００６】このような構成において、高周波電源１１
１で発生したマイクロ波ＭＷは、同軸導波管１１３を介
してラジアル導波路１２１内に導入される。そしてラジ
アル導波路１２１内を放射状に伝搬し、スロット１２６
から誘電体板７を介して処理容器１内に供給される。処
理容器１内ではマイクロ波ＭＷの電磁界により、ノズル
６から導入されたプラズマガスが電離、場合によっては
解離してプラズマＰが生成され、基板４に対する処理が
行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電磁界供給装置１１０で用いられる同軸導波管１１３
は、伝送電力が熱に変換されやすく伝送損が大きいの
で、電磁界の供給効率が低い。このため、この電磁界供
給装置１１０を用いた従来のプラズマ処理装置は、プラ
ズマＰの生成効率が低いという問題があった。また、同
軸導波管１１３に大電力を投入し内導体１１３Ｂが過熱
されると、内導体１１３Ｂの熱によりＲＬＳＡ１１２の
導体板１２３が内導体１１３Ｂとの接続部分で歪み、そ
の結果内導体１１３Ｂと導体板１２３との間に隙間がで
き、異常放電が起こることがあった。これを防ぐには、
細い内導体１１３Ｂ内に冷却機構を設ける必要がある
が、構造が複雑になりコストが高くなる。このため従来
のプラズマ処理装置は、低コストで安定した動作を得る
ことが困難であるという問題があった。

【０００８】本発明はこのような課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、電磁界の供給効率を
向上させることにある。また他の目的は、プラズマの生
成効率を向上させることにある。また他の目的は、低コ
ストで安定した動作を得ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の電磁界供給装置は、スロットを複数
有する第１の導体板とこの第１の導体板に対向配置され
た第２の導体板とからなる導波路と、第２の導体板の開
口に接続された円筒導波管と、第１の導体板上に設けら
れ第２の導体板の開口に向かって突出しかつ少なくとも
一部が誘電体で形成されたバンプとを備えたことを特徴
とする。同じ伝送周波数の円筒導波管と同軸導波管とを
比較すると、一般に円筒導波管は同軸導波管よりも特性
インピーダンスが大きい。このため同じ電力を投入した
場合に生じる壁面電流は円筒導波管の方が同軸導波管よ
りも小さくなる。壁面電流が小さいほど伝送電力が熱に
変換されることによる伝送損が小さくなるので、壁面電
流が小さい円筒導波管を用いることにより伝送損を低減
することができる。また、少なくとも一部が誘電体で形
成されたバンプを設けることにより、円筒導波管から２
つの導体板で構成される導波路へのインピーダンス変化
を緩やかにし、両者の接続部での電力の反射を低減する
ことができる。また、円筒導波管は内導体を有しないの
で、内導体の過熱が原因の異常放電は起こらない。この
ため異常放電を防ぐために冷却機構などの複雑な構造体
を設ける必要がない。

【００１０】この電磁界供給装置において、バンプの他
の一部が金属で形成されていてもよい。また、バンプの
開口に向かう先端が、丸められていてもよい。これによ
りバンプの先端に電界が集中することによって起こる異
常放電を抑制することができる。また、円筒導波管と２
つの導体板で構成される導波路との接続部に、円筒導波
管から上記導波路に向かって広がるテーパー部を設けて
もよい。これにより円筒導波管から上記導波路へのイン
ピーダンス変化を更に緩やかにし、両者の接続部での電
力の反射を更に低減することができる。

【００１１】また上述した目的を達成するために、本発
明のプラズマ処理装置は、被処理体が収容される処理容
器と、この処理容器内に電磁界を供給する電磁界供給装
置とを備え、電磁界供給装置として上述した電磁界供給
装置が用いられることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形
態の構成を示す図である。この図では、図１１と同一部
分または相当部分を同一符号で示しており、その説明を
適宜省略する。

【００１３】図１に示すプラズマ処理装置は、被処理体
である半導体やＬＣＤなどの基板４を収容しこの基板４
に対しプラズマ処理を施す処理容器１と、この処理容器
１内にマイクロ波ＭＷを供給しその電磁界の作用により
処理容器１内にプラズマＰを生成する電磁界供給装置１
０とを有している。電磁界供給装置１０は、周波数が
２．４５ＧＨｚのマイクロ波ＭＷを発生させる高周波電
源１１と、ラジアルラインスロットアンテナ（以下、Ｒ
ＬＳＡと略記する）１２と、高周波電源１１とＲＬＳＡ
１２との間を接続する円筒導波管１３とを有している。
円筒導波管１３の伝送周波数は２．４５ＧＨｚであり、
伝送モードはＴＥ₁₁である。

【００１４】ＲＬＳＡ１２は、ラジアル導波路２１を形
成する対向配置された２つの円形導体板２２，２３と、
これら２つの導体板２２，２３の外周部を接続してシー
ルドする導体リング２４とから構成されている。導体リ
ング２４の内面位置は、処理容器１の側壁内面の径方向
位置と略同一としている。またシールド材８の内面位置
と処理容器１の側壁内面の径方向位置との差の長さは、
導体板２３の下面と処理容器１の側壁上面とシールド材
８の内面とから形成される空間でのマイクロ波ＭＷの波
長λg′ と略同一としている。なお、これ以外の寸法で
もかまわない。ラジアル導波路２１の上面となる導体板
２２の中心部には、円筒導波管１４に接続される開口２
５が形成され、この開口２５からラジアル導波路２１内
にマイクロ波ＭＷが導入される。ラジアル導波路２１の
下面となる導体板２３には、ラジアル導波路２１内を伝
搬するマイクロ波ＭＷを処理容器１内に供給するスロッ
ト２６が複数形成されている。

【００１５】図２は、導体板２３上のスロット配置の一
例を示す平面図である。この図に示すように、導体板２
３には、導体板２３の周方向にのびるスロット２６を同
心円上に配置してもよい。またスロット２６を渦巻き線
上に配置してもよい。導体板２３の半径方向のスロット
間隔をλg （λg はラジアル導波路２１における管内波
長）程度として放射型アンテナとしてもよいし、λg/３
〜λg/４０程度としてリーク型アンテナとしてもよい。
またハの字状をなすスロット２６の対を複数配置し、円
偏波を放射するようにしてもよい。なお、ラジアル導波
路２１内に比誘電率が１より大きい誘電体を配置しても
よい。これにより管内波長λg が短くなるので、導体板
２３の半径方向に配置されるスロット２６を増やし、マ
イクロ波ＭＷの供給効率を向上させることができる。

【００１６】図１に示すように、導体板２３上の中心部
には、誘電体で形成されたバンプ２７が設けられてい
る。バンプ２７は導体板２２の開口２５に向かって突出
する略円錐形に形成された部材である。バンプ２７は、
比誘電率が１０以上の誘電体で形成されていることが望
ましいが、それより小さくてもよい。このバンプ２７に
より、円筒導波管１３からラジアル導波路２１へのイン
ピーダンスの変化を緩やかにし、円筒導波管１３とラジ
アル導波路２１との接続部でのマイクロ波ＭＷの反射を
低減することができる。例えば、略円錐形のバンプ２７
を比誘電率εr ＝２０の誘電体で形成し、その底面の直
径をφ７０ｍｍ、高さを４８ｍｍとした場合、反射率
（反射電力／入射電力）がおよそ２０ｄＢ以下という良
好なシミュレーション結果が得られている。

【００１７】図３は、バンプ２７の望ましい側面形状を
示す概念図である。この図に示すように、バンプ２７の
先端を略球面状に丸めることにより、バンプ２７の先端
に電界が集中し異常放電が起こることを抑制できる。ま
たバンプ２７の裾部分の稜線の導体板２３に対する傾き
を小さくすることにより、バンプ２７と導体板２３との
境界でのインピーダンス変化を小さくし、そこでのマイ
クロ波ＭＷの反射を低減することができる。図１に示す
ようにバンプ２７の周囲には、誘電体からなる支柱２８
が複数設けられている。支柱２８は導体板２２，２３の
両方に締結され、バンプ２７の荷重により導体板２３が
湾曲することを防いでいる。

【００１８】また円筒導波管１３には、高周波電源１１
側に円偏波変換器１４が、またＲＬＳＡ１２側には整合
器１５が設けられている。円偏波変換器１４は、円筒導
波管１３を伝搬するＴＥ₁₁モードのマイクロ波ＭＷを円
偏波に変換するものである。ここに円偏波とは、その電
界ベクトルが進行方向の軸に対し垂直な面上で、１周期
で１回転する回転電界であるような電磁波をいう。図４
は、円偏波変換器１４の一構成例を示す図であり、円筒
導波管１３の軸に垂直な断面を示している。この図に示
す円偏波変換器１４は、円筒導波管１３の内壁面に互い
に対向する２つの円柱状突起１４Ａ，１４Ｂを１対、ま
たはこれらを円筒導波管１３の軸方向に複数対設けたも
のである。２つの円柱状突起１４Ａ，１４Ｂは、ＴＥ₁₁
モードのマイクロ波ＭＷの電界Ｅの主方向に対して４５
°をなす方向に配置される。なお、他の構成の円偏波変
換器を用いてもよい。

【００１９】整合器１５は、円筒導波管１３の供給側
（すなわち高周波電源１１側）と負荷側（すなわちＲＬ
ＳＡ１２側）とのインピーダンスの整合をとるものであ
る。整合器１５としては例えば、リアクタンス素子を円
筒導波管１３の軸方向に複数設け、さらに円筒導波管１
３の周方向に９０°の角度間隔で４組設けたものを用い
ることができる。リアクタンス素子としては、円筒導波
管１３の内壁面から半径方向に突出する導体または誘電
体からなるスタブや、一端が円筒導波管１３内に開口し
他端が電気機能的にショートされた分岐導波管などを用
いることができる。

【００２０】次に、図１に示したプラズマ処理装置の動
作について説明する。図５は、円筒導波管１３とラジア
ル導波路２１との接続部におけるマイクロ波ＭＷの伝搬
の状態を示す概念図である。高周波電源１１で発生した
マイクロ波ＭＷは、円筒導波管１３に設けられた円偏波
変換器１４により円偏波に変換され、ラジアル導波路２
１に向かって伝搬する。マイクロ波ＭＷは円筒導波管１
３をＴＥ₁₁モードで伝搬するので、マイクロ波ＭＷの電
界Ｅの方向は円筒導波管１３の軸に垂直な「水平方向」
であるが、マイクロ波ＭＷが円筒導波管１３とラジアル
導波路２１との接続部に到達すると、マイクロ波ＭＷの
電界Ｅの方向は図５に示すようにバンプ２７により徐々
に導体板２２，２３に垂直な「垂直方向」へと変化して
いく。そしてラジアル導波路２１に導入されたマイクロ
波ＭＷは、ＴＥＭモードで半径方向に伝搬していく。

【００２１】ラジアル導波路２１を伝搬するマイクロ波
ＭＷは、ラジアル導波路２１の下面となる導体板２３に
複数形成されたスロット２６から、誘電体板７を介して
処理容器１内に供給される。処理容器１内ではマイクロ
波ＭＷの電磁界により、ノズル６から導入されたプラズ
マガスが電離、場合によっては解離してプラズマＰが生
成され、基板４に対する処理が行われる。

【００２２】次に、図１に示したプラズマ処理装置によ
り得られる効果について説明する。電磁界供給装置１０
は、一般に特性インピーダンスが大きい円筒導波管１３
を用いている。ＪＩＳ規格によれば、２．４５ＧＨｚ用
の同軸導波管１１３の特性インピーダンスが５０Ωであ
るのに対し、同じ周波数用の円筒導波管１３の特性イン
ピーダンスは５００〜６００Ωと大きい。このため同じ
電力を投入した場合に生じる壁面電流は、同軸導波管１
１３よりも円筒導波管１３の方が小さくなる。壁面電流
が小さいほど伝送電力が熱に変換されることによる伝送
損が小さくなるので、壁面電流が比較的小さい円筒導波
管１３を用いることにより伝送損を低減することができ
る。

【００２３】また、誘電体からなるバンプ２７を設ける
ことにより、円筒導波管１３からラジアル導波路２１へ
のインピーダンスの変化を緩やかにし、円筒導波管１３
とラジアル導波路２１との接続部での電力の反射を低減
することができる。このように伝送損と電力の反射とを
低減することにより、電磁界供給装置１０による電磁界
の供給効率を向上させることができる。さらに、この電
磁界供給装置１０を用いてプラズマ処理装置を構成する
ことにより、プラズマＰの生成効率を向上させることが
できる。

【００２４】また、電磁界供給装置１０に用いられる円
筒導波管１３は、同軸導波管１１３のような内導体１１
３Ｂを有しないので、内導体の過熱が原因の異常放電は
起こらない。なお、電磁界供給装置１０はバンプ２７を
有するが、円筒導波管１３の発熱量は同軸導波管１１３
よりも小さいので、円筒導波管１３に大電力を投入した
場合でも、円筒導波管１３からの熱によりバンプ２７が
過熱されることが原因の異常放電は起こりにくい。この
ため異常放電を防ぐために冷却機構などの複雑な構造体
を設ける必要がない。よって、電磁界供給装置１０およ
びプラズマ処理装置の安定した動作を低コストで実現す
ることができる。

【００２５】また、マイクロ波ＭＷは円筒導波管１３を
ＴＥ₁₁モードで伝搬するので、ラジアル導波路２１内の
電界強度分布は図６に示すように、円筒導波管１３内の
電界Ｅの方向に電界強度の強い部分Ｆが強く偏在したも
のとなる。しかし円筒導波管１３を伝搬するマイクロ波
ＭＷは円偏波であり、マイクロ波ＭＷの電界Ｅは円筒導
波管１３の軸を中心に回転しているので、ラジアル導波
路２１内における電界強度の強い部分Ｆも同様に回転す
る。したがってラジアル導波路２１内の電界強度分布は
時間平均で均一化される。これにより処理容器１内の電
界強度分布も時間平均で均一化されるので、処理容器１
内の電磁界により生成されたプラズマＰを用いて基板４
の面内で一様な処理を行なうことができる。

【００２６】次に、バンプ２７の変形例について説明す
る。図７〜図９は、バンプの変形例を示す図である。図
１に示したバンプ２７は、誘電体のみで形成されている
のに対し、図７（ａ）に示したバンプ３０は、アルミニ
ウムまたは銅などの金属で形成された下層３１と、誘電
体で形成された上層３２とからなる二層構造を有してい
る。上層３２を下層３１に接合するには、例えば図７
（ｂ）に示すように、上層３２と下層３１とをボルト３
３で締結してもよい。また図７（ｃ）に示すように、誘
電体で形成された上層３２の下面に金属薄膜３４を形成
し、上層３２と下層３１とを熱圧着してもよい。この場
合、ろう材を用いてもよい。金属薄膜３４を熱伝導性の
よい材料で形成することにより、上層３２で発生した熱
を下層３１を介して導体板２３に逃がし、バンプ３０の
過熱を防ぐことができる。

【００２７】また、図８（ａ）に示すバンプ４０のよう
に、下層４１が誘電体で形成され、上層４２が金属で形
成されていてもよい。また、図８（ｂ）に示すバンプ５
０のように、金属で形成された層５１，５３と、誘電体
で形成された層５２，５４とが交互に配置された多層構
造を有していてもよい。また、図８（ｃ）に示すバンプ
６０のように、バンプ本体６１が誘電体で形成され、こ
のバンプ本体６１の一部の表面が金属薄膜６２で覆われ
た構造を有していてもよい。また、図９に示すバンプ７
０のように、バンプ７０の軸を含む面により、金属で形
成された部分７１，７３，７５，７７と、誘電体で形成
された部分７２，７４，７６，７８とに分割された構造
を有していてもよい。

【００２８】このようにバンプは必ずしも誘電体のみで
形成する必要はなく、部分的に金属で形成してもよい。
部分的に金属で形成することにより、誘電体については
比誘電率が低い低価格のものを用いることができる。し
たがってバンプの製造コストを低減することができる。

【００２９】（第２の実施の形態）図１０は、本発明の
第２の実施の形態の要部構成を示す断面図である。この
図では、図１および図７と同一部分または相当部分を同
一符号で示しており、その説明を適宜省略する。図１０
に示す電磁界供給装置は、円筒導波管１３とラジアル導
波路２１との接続部に、円筒導波管１３から導体板２２
Ａに向かって広がるテーパー部８１を有している。な
お、導体板２３上の中心部には、金属で形成された下層
３１と、誘電体で形成された上層３２とからなるバンプ
３０が設けられている。この電磁界供給装置のように、
バンプ３０を設けるとともに、円筒導波管１３とラジア
ル導波路２１との接続部にテーパー部８１を設けること
により、円筒導波管１３からラジアル導波路２１へのイ
ンピーダンス変化を更に緩やかにし、両者の接続部での
電力の反射を更に低減することができる。

【００３０】この電磁界供給装置の反射率についてのシ
ミュレーション結果を示す。このシミュレーションで
は、円筒導波管１３の直径Ｌg をφ９０ｍｍ、ラジアル
導波路２１の直径Ｌa ，高さＤをそれぞれφ４８０ｍ
ｍ，１５ｍｍとした。また、テーパー部８１の底面の半
径と円筒導波管１３の半径（Ｌg/２）との差Ｗt を５ｍ
ｍ、テーパー部８１の高さＨt を５ｍｍとした。また、
バンプ３０の底面の直径Ｌb ，高さＨb をそれぞれφ７
０ｍｍ，５０ｍｍとし、バンプ３０の下層３１をアルミ
ニウムで形成し、上層３２をＢａＴｉＯ₃ （チタン酸バ
リウム：２．４５ＧＨｚにおける比誘電率εr ＝１３〜
１５、ｔａｎδ＝１０^-4）で形成した。このような構成
において、高周波電源１１から周波数が２．４５ＧＨｚ
のマイクロ波ＭＷを投入した場合、反射率は−３０〜−
２５ｄＢと極めて小さかった。したがって、この電磁界
供給装置は電磁界の供給効率が高いといえる。この電磁
界供給装置をプラズマ処理装置に用いることにより、プ
ラズマを効率よく生成することができる。

【００３１】以上では、周波数が２．４５ＧＨｚのマイ
クロ波ＭＷを使用した例を説明したが、使用可能な周波
数は２．４５ＧＨｚに限定されない。例えば周波数が１
ＧＨｚ〜十数ＧＨｚのマイクロ波に対しても、同様の効
果が得られる。さらに、マイクロ波よりも低い周波数帯
を含む高周波を用いた場合でも、同様の効果が得られ
る。また、マイクロ波ＭＷの伝送モードは、ＴＭ₀₁モー
ドであってもよい。

【００３２】また、スロットアンテナの一例としてＲＬ
ＳＡ１２，１２Ａを用いて説明したが、これに限定され
るものではなく、他のスロットアンテナであってもかま
わない。また、本発明のプラズマ処理装置は、エッチン
グ装置、ＣＶＤ装置、アッシング装置などに利用するこ
とができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電磁界供
給装置は、従来の同軸導波管に代えて、円筒導波管を用
いたものである。一般に円筒導波管は同軸導波管よりも
特性インピーダンスが大きいので、円筒導波管を用いる
ことにより壁面電流を小さくし、伝送電力が熱に変換さ
れることによる伝送損を低減することができる。また、
少なくとも一部が誘電体で形成されたバンプを設けるこ
とにより、円筒導波管から２つの導体板で構成される導
波路へのインピーダンス変化を緩やかにし、両者の接続
部での電力の反射を低減することができる。このように
伝送損と電力の反射とを低減することにより、電磁界の
供給効率を向上させることができる。また、円筒導波管
は内導体を有しないので、内導体の過熱が原因の異常放
電は起こらない。このため異常放電を防ぐために冷却機
構などの複雑な構造体を設ける必要がないので、低コス
トで安定した動作を得ることができる。

【００３４】また、バンプの先端を丸めることにより、
バンプの先端に電界が集中し異常放電が起こることを抑
制できる。したがって更に安定した動作を得ることがで
きる。また、円筒導波管と２つの導体板で構成される導
波路との接続部にテーパー部を設けることにより、円筒
導波管から上記導波路へのインピーダンス変化を更に緩
やかにし、接続部での電力の反射を更に低減し、電磁界
の供給効率を更に向上させることができる。

【００３５】また、上述した電磁界供給装置を用いてプ
ラズマ処理装置を構成することにより、プラズマの生成
効率を向上させるとともに、低コストで安定した動作を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示す図で
ある。

【図２】図１におけるII−II′線方向からみたラジア
ル導波路の下面となる導体板の平面図である。

【図３】バンプの望ましい側面形状を示す概念図であ
る。

【図４】円偏波変換器の一構成例を示す図である。

【図５】円筒導波管とラジアル導波路との接続部にお
けるマイクロ波の伝搬の状態を示す概念図である。

【図６】ラジアル導波路におけるマイクロ波の分布を
説明するための図である。

【図７】バンプの変形例を示す断面図である。

【図８】バンプの変形例を示す断面図である。

【図９】バンプの変形例を示す平面図である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態の要部構成を示
す断面図である。

【図１１】従来のプラズマ処理装置の一構成例を示す
図である。

【符号の説明】

１…処理容器、２…絶縁板、３…基板台、４…基板（被
処理体）、５…排気口、６…ガス導入用ノズル、７…誘
電体板、８…シールド材、１０…電磁界供給装置、１１
…高周波電源、１２，１２Ａ…ラジアルラインスロット
アンテナ、１３…円筒導波管、１４…円偏波変換器、１
４Ａ，１４Ｂ…スタブ、１５…整合器、２１…ラジアル
導波路、２２，２２Ａ，２３…円形導体板、２４…リン
グ部材、２５…開口、２６…スロット、２７，３０，４
０，５０，６０，７０…バンプ、２８…支柱、３１，４
１…下層、３２，４２…上層、３３…ボルト、３４，６
２…金属薄膜、５１，５３…金属で形成された層、５
２，５４…誘電体で形成された層、６１…バンプ本体、
７１，７３，７５，７７…金属で形成された部分、７
２，７４，７６，７８…誘電体で形成された部分、８１
…テーパー部、Ｅ…電界、Ｆ…電界強度の強い部分、Ｍ
Ｗ…マイクロ波、Ｐ…プラズマ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000117674 安藤真神奈川県川崎市幸区小倉１番地１−Ｉ− 312 (72)発明者石井信雄東京都港区赤坂五丁目３番６号ＴＢＳ放送センター東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者篠原己拔神奈川県横浜市緑区中山町1119 日本高周波株式会社内 (72)発明者八坂保能京都府宇治市木幡須留５−107 (72)発明者安藤真神奈川県川崎市幸区小倉１番地１Ｉ− 312 Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 BC04 BC05 BC06 BC10 CA24 CA47 DA02 EB01 FA08 FA20 FC11 FC15 5F004 AA16 BA20 BB14 BB18 BB32 BD04 DA01 5F045 BB08 DP04 DQ10 EH02 EH03 EH04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スロットを複数有する第１の導体板とこ
の第１の導体板に対向配置された第２の導体板とからな
る導波路と、前記第２の導体板の開口に接続された円筒導波管と、前記第１の導体板上に設けられ前記第２の導体板の開口
に向かって突出しかつ少なくとも一部が誘電体で形成さ
れたバンプとを備えたことを特徴とする電磁界供給装
置。
【請求項２】請求項１記載の電磁界供給装置におい
て、前記バンプは、他の一部が金属で形成されていることを
特徴とする電磁界供給装置。
【請求項３】請求項１または２記載の電磁界供給装置
において、前記バンプの前記開口に向かう先端は、丸められている
ことを特徴とする電磁界供給装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項記載の電磁
界供給装置において、前記円筒導波管と前記導波路との接続部に、前記円筒導
波管から前記導波路に向かって広がるテーパー部を有す
ることを特徴とする電磁界供給装置。
【請求項５】被処理体が収容される処理容器と、この
処理容器内に電磁界を供給する電磁界供給装置とを備え
たプラズマ処理装置において、前記電磁界供給装置は、請求項１〜４のいずれか１項記
載の電磁界供給装置であることを特徴とするプラズマ処
理装置。