JP2003188152A - プラズマ処理装置およびプラズマ生成方法 - Google Patents
プラズマ処理装置およびプラズマ生成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 円偏波給電を行なうプラズマ処理装置の動作
の安定化を図ると共に、連続稼動時間をのばす。 【解決手段】 給電部４０は、一端がスロットアンテナ
３０に対して開口する円筒導波管４１と、この円筒導波
管４１の他端に設けられ、高周波電磁界をその進行方向
に対し垂直な面内で回転する回転電磁界として供給する
円偏波アンテナ５１とを有している。給電部４０が高周
波電磁界を回転電磁界として供給する円偏波アンテナ５
１を有しているので、円筒導波管４１内の高周波電磁界
を回転電磁界に変換するための円偏波変換器を設ける必
要がない。
の安定化を図ると共に、連続稼動時間をのばす。 【解決手段】 給電部４０は、一端がスロットアンテナ
３０に対して開口する円筒導波管４１と、この円筒導波
管４１の他端に設けられ、高周波電磁界をその進行方向
に対し垂直な面内で回転する回転電磁界として供給する
円偏波アンテナ５１とを有している。給電部４０が高周
波電磁界を回転電磁界として供給する円偏波アンテナ５
１を有しているので、円筒導波管４１内の高周波電磁界
を回転電磁界に変換するための円偏波変換器を設ける必
要がない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ処理装置
およびプラズマ生成方法に関する。具体的には、本発明
は、スロットアンテナを用いて処理容器内に供給した電
磁界によりプラズマを生成するプラズマ処理装置および
プラズマ生成方法に関する。また、本発明は、電子サイ
クロトロン共鳴（electron-cyclotron-resonance：ＥＣ
Ｒ）により加熱された電子を用いてプラズマを生成する
プラズマ処理装置およびプラズマ生成方法に関する。
およびプラズマ生成方法に関する。具体的には、本発明
は、スロットアンテナを用いて処理容器内に供給した電
磁界によりプラズマを生成するプラズマ処理装置および
プラズマ生成方法に関する。また、本発明は、電子サイ
クロトロン共鳴（electron-cyclotron-resonance：ＥＣ
Ｒ）により加熱された電子を用いてプラズマを生成する
プラズマ処理装置およびプラズマ生成方法に関する。
【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、スロットアンテナを用いて処理
容器内に高周波電磁界を供給し、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
生成する高周波プラズマ処理装置がある。この高周波プ
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。
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、スロットアンテナを用いて処理
容器内に高周波電磁界を供給し、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
生成する高周波プラズマ処理装置がある。この高周波プ
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】高周波プラズマ処理装置には、円筒導波管
を介してスロットアンテナに円偏波給電する方式があ
る。円偏波とは、その電界ベクトルが進行方向に対して
垂直な面内で、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。したがって円偏波給電により、スロッ
トアンテナの電界強度分布は、時間平均で円偏波の進行
方向の軸に対して軸対称な分布となる。このためスロッ
トアンテナから処理容器内に時間平均で軸対称な分布の
高周波電磁界を供給し、その電磁界の作用により均一性
のよいプラズマを生成することが可能となる。
を介してスロットアンテナに円偏波給電する方式があ
る。円偏波とは、その電界ベクトルが進行方向に対して
垂直な面内で、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。したがって円偏波給電により、スロッ
トアンテナの電界強度分布は、時間平均で円偏波の進行
方向の軸に対して軸対称な分布となる。このためスロッ
トアンテナから処理容器内に時間平均で軸対称な分布の
高周波電磁界を供給し、その電磁界の作用により均一性
のよいプラズマを生成することが可能となる。
【０００４】図１５は、円偏波給電方式を採用するプラ
ズマ処理装置の給電部の従来構成を示す図である。この
給電部は、スロットアンテナの一種であるラジアルライ
ンスロットアンテナ（以下、ＲＬＳＡと略記する）５３
０に円偏波給電するものであり、ＲＬＳＡ５３０内に一
端が開口する円筒導波管５４１と、この円筒導波管５４
１の他端に接続された矩形円筒変換器５９２と、この矩
形円筒変換器５９２に一端が接続された矩形導波管５４
２と、この矩形導波管５４２の他端に接続された高周波
発生器５４３と、円筒導波管５４１に設けられた円偏波
変換器５９１とを有している。
ズマ処理装置の給電部の従来構成を示す図である。この
給電部は、スロットアンテナの一種であるラジアルライ
ンスロットアンテナ（以下、ＲＬＳＡと略記する）５３
０に円偏波給電するものであり、ＲＬＳＡ５３０内に一
端が開口する円筒導波管５４１と、この円筒導波管５４
１の他端に接続された矩形円筒変換器５９２と、この矩
形円筒変換器５９２に一端が接続された矩形導波管５４
２と、この矩形導波管５４２の他端に接続された高周波
発生器５４３と、円筒導波管５４１に設けられた円偏波
変換器５９１とを有している。
【０００５】円偏波変換器５９１としては、図１６
（ａ）に示すように、円筒導波管５４１の内壁に互いに
対向する金属製の円柱状スタブ５９１Ａ，５９１Ｂを１
対または複数対設けたものが用いられる。対をなすスタ
ブ５９１Ａ，５９１Ｂは、矩形円筒変換器５９２から入
力されるＴＥ11モードの高周波電磁界の電界の主方向に
対して４５°をなす方向に配置され、複数対設けられる
場合には円筒導波管５４１の軸方向にλg／４（λgは、
円筒導波管５４１の管内波長）の間隔で配置されて、こ
のＴＥ11モードの高周波電磁界をその電界の主方向が円
筒導波管５４１の軸線を中心に回転する回転電磁界に変
換する。
（ａ）に示すように、円筒導波管５４１の内壁に互いに
対向する金属製の円柱状スタブ５９１Ａ，５９１Ｂを１
対または複数対設けたものが用いられる。対をなすスタ
ブ５９１Ａ，５９１Ｂは、矩形円筒変換器５９２から入
力されるＴＥ11モードの高周波電磁界の電界の主方向に
対して４５°をなす方向に配置され、複数対設けられる
場合には円筒導波管５４１の軸方向にλg／４（λgは、
円筒導波管５４１の管内波長）の間隔で配置されて、こ
のＴＥ11モードの高周波電磁界をその電界の主方向が円
筒導波管５４１の軸線を中心に回転する回転電磁界に変
換する。
【０００６】また、円偏波変換器５９１として、図１６
（ｂ）に示すように、円筒導波管５４１の軸線に対して
垂直に棒状誘電体５９１Ｃを１個または複数個設けたも
のも用いられる。棒状誘電体５９１Ｃもまた、矩形円筒
変換器５９２から入力されるＴＥ11モードの高周波電磁
界の電界の主方向および円筒導波管５４１の軸方向に対
し、スタブ５９１Ａ，５９１Ｂと同様の方向および間隔
で配置され、ＴＥ11モードの高周波電磁界を回転電磁界
に変換する。
（ｂ）に示すように、円筒導波管５４１の軸線に対して
垂直に棒状誘電体５９１Ｃを１個または複数個設けたも
のも用いられる。棒状誘電体５９１Ｃもまた、矩形円筒
変換器５９２から入力されるＴＥ11モードの高周波電磁
界の電界の主方向および円筒導波管５４１の軸方向に対
し、スタブ５９１Ａ，５９１Ｂと同様の方向および間隔
で配置され、ＴＥ11モードの高周波電磁界を回転電磁界
に変換する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大電力
を投入した場合、図１６（ａ）に示した金属製のスタブ
５９１Ａ，５９１Ｂを用いた円偏波変換器５９１では、
スタブ５９１Ａ，５９１Ｂの先端に電界が集中し、異常
放電が生じやすく、放電後のプラズマ処理装置の動作が
安定しないという問題があった。また、図１６（ｂ）に
示した棒状誘電体５９１Ｃを用いた円偏波変換器５９１
は、棒状誘電体５９１Ｃの発熱により破損しやすいの
で、長時間の連続稼動に耐えられないという問題があっ
た。これらの問題は、導波路（円筒導波管５４１）中に
円偏波変換器５９１を設けた場合に生じるので、上述し
た高周波プラズマ処理装置のみならず、処理容器内に円
偏波給電するＥＣＲプラズマ処理装置においても同様に
生じる問題であった。
を投入した場合、図１６（ａ）に示した金属製のスタブ
５９１Ａ，５９１Ｂを用いた円偏波変換器５９１では、
スタブ５９１Ａ，５９１Ｂの先端に電界が集中し、異常
放電が生じやすく、放電後のプラズマ処理装置の動作が
安定しないという問題があった。また、図１６（ｂ）に
示した棒状誘電体５９１Ｃを用いた円偏波変換器５９１
は、棒状誘電体５９１Ｃの発熱により破損しやすいの
で、長時間の連続稼動に耐えられないという問題があっ
た。これらの問題は、導波路（円筒導波管５４１）中に
円偏波変換器５９１を設けた場合に生じるので、上述し
た高周波プラズマ処理装置のみならず、処理容器内に円
偏波給電するＥＣＲプラズマ処理装置においても同様に
生じる問題であった。
【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、円偏波給電を行なう
プラズマ処理装置の動作の安定化を図ることにある。ま
た、他の目的は、円偏波給電を行なうプラズマ処理装置
の連続稼動時間をのばすことにある。
なされたものであり、その目的は、円偏波給電を行なう
プラズマ処理装置の動作の安定化を図ることにある。ま
た、他の目的は、円偏波給電を行なうプラズマ処理装置
の連続稼動時間をのばすことにある。
【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、本発明のプラズマ処理装置は、被処理体を載
置する載置台が収容された処理容器内に高周波電磁界を
供給するスロットアンテナと、このスロットアンテナに
高周波電磁界を供給する給電部とを備えたプラズマ処理
装置であって、給電部は、一端がスロットアンテナに対
して開口する円筒導波管と、この円筒導波管の他端に設
けられ、高周波電磁界をその進行方向に対し垂直な面内
で回転する回転電磁界として供給する円偏波アンテナと
を少なくとも有することを特徴とする。また、本発明の
プラズマ処理装置は、処理容器内に磁界を形成する磁界
発生部と、処理容器内に高周波電磁界を供給する給電部
とを備え、電子サイクロトロン共鳴により加熱された電
子を用いてプラズマを生成するプラズマ処理装置であっ
て、給電部は、一端が処理容器に対して開口する円筒導
波管と、この円筒導波管の他端に設けられ、高周波電磁
界をその進行方向に対し垂直な面内で回転する回転電磁
界として供給する円偏波アンテナとを少なくとも有する
ことを特徴とする。これらのプラズマ処理装置は、給電
部が高周波電磁界を回転電磁界として供給する円偏波ア
ンテナを有しているので、円筒導波管内の高周波電磁界
を回転電磁界に変換するための円偏波変換器を設ける必
要がない。
るために、本発明のプラズマ処理装置は、被処理体を載
置する載置台が収容された処理容器内に高周波電磁界を
供給するスロットアンテナと、このスロットアンテナに
高周波電磁界を供給する給電部とを備えたプラズマ処理
装置であって、給電部は、一端がスロットアンテナに対
して開口する円筒導波管と、この円筒導波管の他端に設
けられ、高周波電磁界をその進行方向に対し垂直な面内
で回転する回転電磁界として供給する円偏波アンテナと
を少なくとも有することを特徴とする。また、本発明の
プラズマ処理装置は、処理容器内に磁界を形成する磁界
発生部と、処理容器内に高周波電磁界を供給する給電部
とを備え、電子サイクロトロン共鳴により加熱された電
子を用いてプラズマを生成するプラズマ処理装置であっ
て、給電部は、一端が処理容器に対して開口する円筒導
波管と、この円筒導波管の他端に設けられ、高周波電磁
界をその進行方向に対し垂直な面内で回転する回転電磁
界として供給する円偏波アンテナとを少なくとも有する
ことを特徴とする。これらのプラズマ処理装置は、給電
部が高周波電磁界を回転電磁界として供給する円偏波ア
ンテナを有しているので、円筒導波管内の高周波電磁界
を回転電磁界に変換するための円偏波変換器を設ける必
要がない。
【００１０】これらのプラズマ処理装置において、給電
部は、円筒導波管の他端に一側面が接続された矩形導波
管を更に有し、円偏波アンテナは、矩形導波管の一側面
において円筒導波管内に開口した１つまたは複数のスロ
ットからなる構成としてもよい。ここで、矩形導波管の
一側面は、Ｅ面であってもよい。ここで、Ｅ面とは、矩
形導波管において仮想電気力線が放／入射する面を意味
する。また、上述したプラズマ処理装置において、給電
部は、円筒導波管の他端に、終端面が接続された矩形導
波管を更に有し、円偏波アンテナは、矩形導波管の終端
面において円筒導波管内に開口した１つまたは複数のス
ロットからなる構成としてもよい。ここで、スロット
は、互いの長さが異なり、互いの中心で交差する２本の
スロットであってもよい。また、スロットは、互いに離
間して配置され、互いに略垂直な方向に延びる２本のス
ロットであってもよい。
部は、円筒導波管の他端に一側面が接続された矩形導波
管を更に有し、円偏波アンテナは、矩形導波管の一側面
において円筒導波管内に開口した１つまたは複数のスロ
ットからなる構成としてもよい。ここで、矩形導波管の
一側面は、Ｅ面であってもよい。ここで、Ｅ面とは、矩
形導波管において仮想電気力線が放／入射する面を意味
する。また、上述したプラズマ処理装置において、給電
部は、円筒導波管の他端に、終端面が接続された矩形導
波管を更に有し、円偏波アンテナは、矩形導波管の終端
面において円筒導波管内に開口した１つまたは複数のス
ロットからなる構成としてもよい。ここで、スロット
は、互いの長さが異なり、互いの中心で交差する２本の
スロットであってもよい。また、スロットは、互いに離
間して配置され、互いに略垂直な方向に延びる２本のス
ロットであってもよい。
【００１１】また、上述したプラズマ処理装置におい
て、給電部は、内導体とその周囲に同軸に配設された外
導体とからなり、円偏波アンテナに高周波電磁界を給電
する少なくとも１本の同軸導波管を更に有し、円偏波ア
ンテナは、円筒導波管の他端を閉塞し、同軸導波管の外
導体に接続された第１の導体板と、円筒導波管内で第１
の導体板に対し離間して対向配置され、同軸導波管の内
導体に接続された第２の導体板とを有するパッチアンテ
ナである構成としてもよい。
て、給電部は、内導体とその周囲に同軸に配設された外
導体とからなり、円偏波アンテナに高周波電磁界を給電
する少なくとも１本の同軸導波管を更に有し、円偏波ア
ンテナは、円筒導波管の他端を閉塞し、同軸導波管の外
導体に接続された第１の導体板と、円筒導波管内で第１
の導体板に対し離間して対向配置され、同軸導波管の内
導体に接続された第２の導体板とを有するパッチアンテ
ナである構成としてもよい。
【００１２】また、上述したプラズマ処理装置におい
て、スロットアンテナには、円偏波を放射するスロット
が形成されていてもよい。スロットアンテナから処理容
器内に円偏波を放射することにより、処理容器内の電界
強度分布を時間平均で軸対称な分布とすることができ
る。例えば、スロットアンテナには、互いの長さが異な
る２本のスロットが互いの中心で交差するクロススロッ
トが複数形成されていてもよい。クロススロットは、そ
れを構成する２本のスロットが交差する点で円偏波が得
られるので、設計どおりの円偏波が容易に得られる。
て、スロットアンテナには、円偏波を放射するスロット
が形成されていてもよい。スロットアンテナから処理容
器内に円偏波を放射することにより、処理容器内の電界
強度分布を時間平均で軸対称な分布とすることができ
る。例えば、スロットアンテナには、互いの長さが異な
る２本のスロットが互いの中心で交差するクロススロッ
トが複数形成されていてもよい。クロススロットは、そ
れを構成する２本のスロットが交差する点で円偏波が得
られるので、設計どおりの円偏波が容易に得られる。
【００１３】また、上述したプラズマ処理装置におい
て、スロットアンテナは、載置台に対向配置され、スロ
ットが複数形成された第３の導体板と、この第３の導体
板に対向配置され、円筒導波管の一端が接続される開口
を有する第４の導体板と、第３の導体板上に配置され、
第４の導体板の開口に向かって突出するバンプとを有す
る構成としてもよい。バンプを設けることにより円筒導
波管からスロットアンテナへのインピーダンス変化を緩
和することができる。
て、スロットアンテナは、載置台に対向配置され、スロ
ットが複数形成された第３の導体板と、この第３の導体
板に対向配置され、円筒導波管の一端が接続される開口
を有する第４の導体板と、第３の導体板上に配置され、
第４の導体板の開口に向かって突出するバンプとを有す
る構成としてもよい。バンプを設けることにより円筒導
波管からスロットアンテナへのインピーダンス変化を緩
和することができる。
【００１４】また、本発明のプラズマ生成方法は、高周
波電磁界をスロットアンテナに供給し、このスロットア
ンテナから処理容器内に供給することにより、処理容器
内にプラズマを生成するプラズマ生成方法であって、円
筒導波管内に高周波電磁界をその進行方向に対し垂直な
面内で回転する回転電磁界として供給し、円筒導波管か
らスロットアンテナに供給することを特徴とする。ま
た、本発明のプラズマ生成方法は、処理容器内に磁界を
形成すると共に高周波電磁界を供給し、電子サイクロト
ロン共鳴により加熱された電子を用いてプラズマを生成
するプラズマ生成方法であって、円筒導波管内に高周波
電磁界をその進行方向に対し垂直な面内で回転する回転
電磁界として供給し、円筒導波管から処理容器内に供給
することを特徴とする。
波電磁界をスロットアンテナに供給し、このスロットア
ンテナから処理容器内に供給することにより、処理容器
内にプラズマを生成するプラズマ生成方法であって、円
筒導波管内に高周波電磁界をその進行方向に対し垂直な
面内で回転する回転電磁界として供給し、円筒導波管か
らスロットアンテナに供給することを特徴とする。ま
た、本発明のプラズマ生成方法は、処理容器内に磁界を
形成すると共に高周波電磁界を供給し、電子サイクロト
ロン共鳴により加熱された電子を用いてプラズマを生成
するプラズマ生成方法であって、円筒導波管内に高周波
電磁界をその進行方向に対し垂直な面内で回転する回転
電磁界として供給し、円筒導波管から処理容器内に供給
することを特徴とする。
【００１５】
【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
態である高周波プラズマ処理装置の構成を示す図であ
る。このプラズマ処理装置は、半導体やＬＣＤなどの基
板（被処理体）Ｗを収容しこの基板Ｗに対してプラズマ
処理を施す処理容器１１と、この処理容器１１内に高周
波電磁界Ｆを供給しその作用により処理容器１１内にプ
ラズマＰを生成するスロットアンテナの一種であるＲＬ
ＳＡ３０と、このＲＬＳＡ３０に高周波電磁界を円偏波
給電する給電部４０とを有している。
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
態である高周波プラズマ処理装置の構成を示す図であ
る。このプラズマ処理装置は、半導体やＬＣＤなどの基
板（被処理体）Ｗを収容しこの基板Ｗに対してプラズマ
処理を施す処理容器１１と、この処理容器１１内に高周
波電磁界Ｆを供給しその作用により処理容器１１内にプ
ラズマＰを生成するスロットアンテナの一種であるＲＬ
ＳＡ３０と、このＲＬＳＡ３０に高周波電磁界を円偏波
給電する給電部４０とを有している。
【００１６】処理容器１１は、上部が開口した有底円筒
形をしている。この処理容器１１の底面中央部には絶縁
板２１を介して載置台２２が固定されている。この載置
台２２の上面に基板Ｗが配置される。処理容器１１の底
面周縁部には、真空排気用の排気口１２が設けられてい
る。処理容器１１の側壁には、処理容器１１内にガスを
導入するためのガス導入用ノズル１３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１３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。
形をしている。この処理容器１１の底面中央部には絶縁
板２１を介して載置台２２が固定されている。この載置
台２２の上面に基板Ｗが配置される。処理容器１１の底
面周縁部には、真空排気用の排気口１２が設けられてい
る。処理容器１１の側壁には、処理容器１１内にガスを
導入するためのガス導入用ノズル１３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１３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。
【００１７】処理容器１１の上部開口は、そこから高周
波電磁界Ｆを導入しつつ、プラズマＰを外部に漏らさな
いように、誘電体板１４で閉塞されている。なお、処理
容器１１の側壁上面と誘電体板１４との間にＯリングな
どのシール部材１５を介在させ、処理容器１１内の気密
性を確保している。誘電体板１４の上にＲＬＳＡ３０が
配設されている。誘電体板１４およびＲＬＳＡ３０の外
周は、処理容器１１の側壁上に環状に配置されたシール
ド材１６によって覆われ、高周波電磁界Ｆが外部に漏れ
ない構造になっている。
波電磁界Ｆを導入しつつ、プラズマＰを外部に漏らさな
いように、誘電体板１４で閉塞されている。なお、処理
容器１１の側壁上面と誘電体板１４との間にＯリングな
どのシール部材１５を介在させ、処理容器１１内の気密
性を確保している。誘電体板１４の上にＲＬＳＡ３０が
配設されている。誘電体板１４およびＲＬＳＡ３０の外
周は、処理容器１１の側壁上に環状に配置されたシール
ド材１６によって覆われ、高周波電磁界Ｆが外部に漏れ
ない構造になっている。
【００１８】ＲＬＳＡ３０は、ラジアル導波路３３を形
成する対向配置された２つの円形導体板３１，３２と、
これら２つの導体板３１，３２の外周部を接続してシー
ルドする導体リング３４とから構成されている。ラジア
ル導波路３３の上面となる導体板（第４の導体板）３２
の中心部には、円形の開口３５が形成され、この開口３
５を介して給電部４０からラジアル導波路３３内に高周
波電磁界が導入される。ラジアル導波路３３の下面とな
る導体板（第３の導体板）３１には、ラジアル導波路３
３内を伝搬する高周波電磁界Ｆを処理容器１１内に供給
するスロット３６が複数形成されている。
成する対向配置された２つの円形導体板３１，３２と、
これら２つの導体板３１，３２の外周部を接続してシー
ルドする導体リング３４とから構成されている。ラジア
ル導波路３３の上面となる導体板（第４の導体板）３２
の中心部には、円形の開口３５が形成され、この開口３
５を介して給電部４０からラジアル導波路３３内に高周
波電磁界が導入される。ラジアル導波路３３の下面とな
る導体板（第３の導体板）３１には、ラジアル導波路３
３内を伝搬する高周波電磁界Ｆを処理容器１１内に供給
するスロット３６が複数形成されている。
【００１９】ラジアル導波路３３内には、アルミナなど
比誘電率が１より大きい誘電体からなる遅波材３７が配
置されている。遅波材３７によりラジアル導波路３３の
管内波長λg1が短くなるので、導体板３１の半径方向に
配置するスロット３６を増やし、高周波電磁界Ｆの供給
効率を向上させることができる。なお、遅波材３７は必
ずしも必要ではなく、装着しなくてもよい。また、導体
板３１の中心部には、金属または誘電体で形成されたバ
ンプ３８が設けられている。このバンプ３８は、導体板
３２の開口３５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３８により、供給部４０からラジ
アル導波路３３へのインピーダンスの変化を緩やかに
し、供給部４０とラジアル導波路３３との接続部での高
周波電磁界の反射を低減することができる。
比誘電率が１より大きい誘電体からなる遅波材３７が配
置されている。遅波材３７によりラジアル導波路３３の
管内波長λg1が短くなるので、導体板３１の半径方向に
配置するスロット３６を増やし、高周波電磁界Ｆの供給
効率を向上させることができる。なお、遅波材３７は必
ずしも必要ではなく、装着しなくてもよい。また、導体
板３１の中心部には、金属または誘電体で形成されたバ
ンプ３８が設けられている。このバンプ３８は、導体板
３２の開口３５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３８により、供給部４０からラジ
アル導波路３３へのインピーダンスの変化を緩やかに
し、供給部４０とラジアル導波路３３との接続部での高
周波電磁界の反射を低減することができる。
【００２０】給電部４０は、ＲＬＳＡ３０の開口３５に
一端が接続された円筒導波管４１と、この円筒導波管４
１の他端にクロススロット５１を介して接続された一端
が閉じられた矩形導波管４２と、この矩形導波管４２の
他端に接続された高周波発生器４３と、矩形導波管４２
に設けられた負荷整合器４４とを有している。高周波発
生器４３は、周波数が１ＧＨｚ〜十数ＧＨｚの範囲内の
所定周波数の高周波電磁界を発生させ、出力するもので
ある。なお、高周波発生器４３は、マイクロ波帯および
それより低い周波数帯を含む高周波を出力するものであ
ってもよい。以下では２．４５ＧＨｚの高周波電磁界を
出力するものとして説明を続ける。
一端が接続された円筒導波管４１と、この円筒導波管４
１の他端にクロススロット５１を介して接続された一端
が閉じられた矩形導波管４２と、この矩形導波管４２の
他端に接続された高周波発生器４３と、矩形導波管４２
に設けられた負荷整合器４４とを有している。高周波発
生器４３は、周波数が１ＧＨｚ〜十数ＧＨｚの範囲内の
所定周波数の高周波電磁界を発生させ、出力するもので
ある。なお、高周波発生器４３は、マイクロ波帯および
それより低い周波数帯を含む高周波を出力するものであ
ってもよい。以下では２．４５ＧＨｚの高周波電磁界を
出力するものとして説明を続ける。
【００２１】負荷整合器４４は、電源（高周波発生器４
３）側と負荷（ＲＬＳＡ３０）側とのインピーダンスの
整合をとるものである。インピーダンス整合をとること
により、高周波発生器４３からＲＬＳＡ３０に高周波電
磁界を効率よく供給することができる。なお、負荷整合
器４４を矩形導波管４２に設ける代わりに、円筒導波管
４１に設けてもよい。クロススロット５１は、円筒導波
管４１に高周波電磁界を円偏波として、すなわち進行方
向に対し垂直な面内で１周期で１回転する回転電磁界と
して供給する円偏波アンテナとして作用する。以下、図
１および図２を参照し、クロススロット５１の構成につ
いて、詳しく説明する。図２は、クロススロット５１の
構成例を示す平面図であり、矩形導波管４２のＥ面をII
−II′線方向から見た図である。
３）側と負荷（ＲＬＳＡ３０）側とのインピーダンスの
整合をとるものである。インピーダンス整合をとること
により、高周波発生器４３からＲＬＳＡ３０に高周波電
磁界を効率よく供給することができる。なお、負荷整合
器４４を矩形導波管４２に設ける代わりに、円筒導波管
４１に設けてもよい。クロススロット５１は、円筒導波
管４１に高周波電磁界を円偏波として、すなわち進行方
向に対し垂直な面内で１周期で１回転する回転電磁界と
して供給する円偏波アンテナとして作用する。以下、図
１および図２を参照し、クロススロット５１の構成につ
いて、詳しく説明する。図２は、クロススロット５１の
構成例を示す平面図であり、矩形導波管４２のＥ面をII
−II′線方向から見た図である。
【００２２】図２（ａ）に示すクロススロット５１は、
矩形導波管４２のＥ面における円筒導波管４１との接続
部分に形成されている。このクロススロット５１は、互
いに長さが異なる２本のスロットが互いの中心で交差し
た構成をしている。これら２本のスロットそれぞれの中
心、すなわちクロススロット５１の中心は、Ｅ面の略中
心軸上にある。また、矩形導波管４２の終端４２Ａは金
属で閉じられており、この終端４２Ａから略λg2／２だ
け離れた位置にクロススロット５１の中心が配置され
る。λg2は、矩形導波管４２内の管内波長である。この
位置にクロススロット５１を配置することにより、クロ
ススロット５１による放射電界の振幅を最大にすること
ができる。
矩形導波管４２のＥ面における円筒導波管４１との接続
部分に形成されている。このクロススロット５１は、互
いに長さが異なる２本のスロットが互いの中心で交差し
た構成をしている。これら２本のスロットそれぞれの中
心、すなわちクロススロット５１の中心は、Ｅ面の略中
心軸上にある。また、矩形導波管４２の終端４２Ａは金
属で閉じられており、この終端４２Ａから略λg2／２だ
け離れた位置にクロススロット５１の中心が配置され
る。λg2は、矩形導波管４２内の管内波長である。この
位置にクロススロット５１を配置することにより、クロ
ススロット５１による放射電界の振幅を最大にすること
ができる。
【００２３】クロススロット５１を構成する２本のスロ
ットは、２．４５ＧＨｚに対する周波数特性が相対的に
５５゜〜７０゜程度異なり、各スロットによる放射電界
の振幅が等しくなるように、各スロットの長さおよび角
度が調整される。具体的には、２本のスロットの長さ
を、それぞれ５．５７ｃｍ、６．０６ｃｍとすると共
に、その２本のスロットを互いに略直角に交差させ、矩
形導波管４２のＥ面の中心軸に対して略４５゜傾斜する
ように配置することができる。また、図２（ｂ）に示す
ように、２本のスロットの長さを、それぞれ５．３２ｃ
ｍ、７．２６ｃｍとすると共に、その２本のスロットを
互いに略１０７゜の角度で交差させ、矩形導波管４２の
Ｅ面の中心軸に対して略３６．５゜傾斜するように配置
してもよい。
ットは、２．４５ＧＨｚに対する周波数特性が相対的に
５５゜〜７０゜程度異なり、各スロットによる放射電界
の振幅が等しくなるように、各スロットの長さおよび角
度が調整される。具体的には、２本のスロットの長さ
を、それぞれ５．５７ｃｍ、６．０６ｃｍとすると共
に、その２本のスロットを互いに略直角に交差させ、矩
形導波管４２のＥ面の中心軸に対して略４５゜傾斜する
ように配置することができる。また、図２（ｂ）に示す
ように、２本のスロットの長さを、それぞれ５．３２ｃ
ｍ、７．２６ｃｍとすると共に、その２本のスロットを
互いに略１０７゜の角度で交差させ、矩形導波管４２の
Ｅ面の中心軸に対して略３６．５゜傾斜するように配置
してもよい。
【００２４】このようなクロススロット５１を矩形導波
管４２のＥ面に形成することにより、２．４５ＧＨｚの
周波数に対して軸比が極めて１に近いＴＥ11モードの円
偏波が得られる。ここに軸比とは、円偏波の円形断面上
の電界強度分布（時間平均）における最大値と最小値と
の比をいう。
管４２のＥ面に形成することにより、２．４５ＧＨｚの
周波数に対して軸比が極めて１に近いＴＥ11モードの円
偏波が得られる。ここに軸比とは、円偏波の円形断面上
の電界強度分布（時間平均）における最大値と最小値と
の比をいう。
【００２５】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。高周波発生器４３で発生した高周
波電磁界は、矩形導波管４２をＴＥ10モードで伝搬し、
Ｅ面に形成されたクロススロット５１から円筒導波管４
１内に放射される。円筒導波管４１内に放射された高周
波電磁界はＴＥ11モードの円偏波となり、回転電磁界が
生成される。この回転電磁界が、円筒導波管４１から開
口３５を介してＲＬＳＡ３０内に導入されることによ
り、ＲＬＳＡ３０に対して円偏波給電が行われる。ＲＬ
ＳＡ３０に導入された高周波電磁界は、ＲＬＳＡ３０に
複数形成されたスロット３６から誘電体板１４を介して
処理容器１１内に供給される。処理容器１１内に供給さ
れた高周波電磁界は、ノズル１３を通じて処理容器１１
内に導入されたプラズマガスを電離させてプラズマＰを
生成し、基板４に対する処理が行われる。
作について説明する。高周波発生器４３で発生した高周
波電磁界は、矩形導波管４２をＴＥ10モードで伝搬し、
Ｅ面に形成されたクロススロット５１から円筒導波管４
１内に放射される。円筒導波管４１内に放射された高周
波電磁界はＴＥ11モードの円偏波となり、回転電磁界が
生成される。この回転電磁界が、円筒導波管４１から開
口３５を介してＲＬＳＡ３０内に導入されることによ
り、ＲＬＳＡ３０に対して円偏波給電が行われる。ＲＬ
ＳＡ３０に導入された高周波電磁界は、ＲＬＳＡ３０に
複数形成されたスロット３６から誘電体板１４を介して
処理容器１１内に供給される。処理容器１１内に供給さ
れた高周波電磁界は、ノズル１３を通じて処理容器１１
内に導入されたプラズマガスを電離させてプラズマＰを
生成し、基板４に対する処理が行われる。
【００２６】このように、図１に示したプラズマ処理装
置は、矩形導波管４２のＥ面に形成されたクロススロッ
ト５１により、高周波電磁界を円筒導波管４１内に回転
電磁界として供給することができるので、円筒導波管５
４１内の高周波電磁界を回転電磁界に変換するために従
来用いられていた円偏波変換器５９１が不要となる。し
たがって、円偏波変換器５９１がもたらした問題を解消
し、円偏波給電を行なってプラズマＰを生成する動作を
安定化させると共に、長時間の連続稼動を可能にするこ
とができる。また、円偏波変換器５９１だけでなく、矩
形円筒変換器５９２も不要となるので、部品点数を削減
し、プラズマ処理装置の製造コストを低減することがで
きる。
置は、矩形導波管４２のＥ面に形成されたクロススロッ
ト５１により、高周波電磁界を円筒導波管４１内に回転
電磁界として供給することができるので、円筒導波管５
４１内の高周波電磁界を回転電磁界に変換するために従
来用いられていた円偏波変換器５９１が不要となる。し
たがって、円偏波変換器５９１がもたらした問題を解消
し、円偏波給電を行なってプラズマＰを生成する動作を
安定化させると共に、長時間の連続稼動を可能にするこ
とができる。また、円偏波変換器５９１だけでなく、矩
形円筒変換器５９２も不要となるので、部品点数を削減
し、プラズマ処理装置の製造コストを低減することがで
きる。
【００２７】（第２の実施の形態）図３は、本発明の第
２の実施の形態である高周波プラズマ処理装置の一部の
構成を示す図である。この図には、給電部の構成を示し
ているが、図１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１に示した給
電部４０では、クロススロット５１が矩形導波管４２の
Ｅ面に形成されているのに対し、この図３に示した給電
部４０Ａでは、クロススロット５３が矩形導波管４５の
終端面に形成されている点で異なっている。以下、図３
および図４を参照し、この相違点を中心に説明する。
２の実施の形態である高周波プラズマ処理装置の一部の
構成を示す図である。この図には、給電部の構成を示し
ているが、図１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１に示した給
電部４０では、クロススロット５１が矩形導波管４２の
Ｅ面に形成されているのに対し、この図３に示した給電
部４０Ａでは、クロススロット５３が矩形導波管４５の
終端面に形成されている点で異なっている。以下、図３
および図４を参照し、この相違点を中心に説明する。
【００２８】図４は、矩形導波管４５の終端面に形成さ
れるクロススロット５３の構成例を示す平面図であり、
矩形導波管４５の終端面をIV−IV′線方向から見た図で
ある。クロススロット５３の構成は、Ｅ面に形成される
クロススロット５１の構成と概ね同じである。すなわ
ち、クロススロット５３は、互いに長さが異なる２本の
スロットが互いの中心で交差した構成をし、これら２本
のスロットは、２．４５ＧＨｚに対する周波数特性が相
対的に５５゜〜７０゜程度異なり、各スロットによる放
射電界の振幅が等しくなるように調整されている。具体
的には、２本のスロットの長さを、それぞれ５．５７ｃ
ｍ、６．０６ｃｍとすると共に、その２本のスロットを
互いに略直角に交差させ、矩形導波管４５の中心部に生
成される仮想的な電界線に対して略４５゜傾斜するよう
に配置することができる。ただし、クロススロット５３
の中心は、矩形導波管４５の終端面の略中心に配置され
る。
れるクロススロット５３の構成例を示す平面図であり、
矩形導波管４５の終端面をIV−IV′線方向から見た図で
ある。クロススロット５３の構成は、Ｅ面に形成される
クロススロット５１の構成と概ね同じである。すなわ
ち、クロススロット５３は、互いに長さが異なる２本の
スロットが互いの中心で交差した構成をし、これら２本
のスロットは、２．４５ＧＨｚに対する周波数特性が相
対的に５５゜〜７０゜程度異なり、各スロットによる放
射電界の振幅が等しくなるように調整されている。具体
的には、２本のスロットの長さを、それぞれ５．５７ｃ
ｍ、６．０６ｃｍとすると共に、その２本のスロットを
互いに略直角に交差させ、矩形導波管４５の中心部に生
成される仮想的な電界線に対して略４５゜傾斜するよう
に配置することができる。ただし、クロススロット５３
の中心は、矩形導波管４５の終端面の略中心に配置され
る。
【００２９】このようなクロススロット５３を矩形導波
管４５の終端面に形成することにより、２．４５ＧＨｚ
の周波数に対して軸比が極めて１に近いＴＥ11モードの
円偏波が得られる。したがって、図３に示した給電部４
０Ａは、矩形導波管４５の終端面に形成されたクロスス
ロット５３により、高周波電磁界を円筒導波管４１内に
回転電磁界として供給することができるので、図１に示
した給電部４０と同じく円偏波変換器５９１が不要とな
り、その結果、円偏波給電を行なってプラズマＰを生成
する動作を安定化させると共に、長時間の連続稼動を可
能にすることができる。
管４５の終端面に形成することにより、２．４５ＧＨｚ
の周波数に対して軸比が極めて１に近いＴＥ11モードの
円偏波が得られる。したがって、図３に示した給電部４
０Ａは、矩形導波管４５の終端面に形成されたクロスス
ロット５３により、高周波電磁界を円筒導波管４１内に
回転電磁界として供給することができるので、図１に示
した給電部４０と同じく円偏波変換器５９１が不要とな
り、その結果、円偏波給電を行なってプラズマＰを生成
する動作を安定化させると共に、長時間の連続稼動を可
能にすることができる。
【００３０】なお、本発明の第１，第２の実施の形態で
は、クロススロット５１，５３を用いる例を示したが、
図５に示すように、互いに略垂直な方向の２本のスロッ
ト５５Ａ，５５Ｂを離間して配置した所謂ハの字スロッ
トを用いて円筒導波管４１に円偏波を供給するようにし
てもよい。ハの字スロットは、一方のスロット５５Ａの
延長線が、他方のスロット５５Ｂ上またはその延長線上
で交差するものであればよい。また、クロススロット５
１，５３またはハの字スロットを構成するスロットの平
面形状は、図６（ａ）に示すような矩形であってもよい
し、図６（ｂ）に示すような平行な二直線の両端を円弧
などの曲線でつないだ形状であってもよい。スロットの
長さＬとは、図６（ａ）では矩形の長辺の長さであり、
図６（ｂ）では平行な二直線の長さである。
は、クロススロット５１，５３を用いる例を示したが、
図５に示すように、互いに略垂直な方向の２本のスロッ
ト５５Ａ，５５Ｂを離間して配置した所謂ハの字スロッ
トを用いて円筒導波管４１に円偏波を供給するようにし
てもよい。ハの字スロットは、一方のスロット５５Ａの
延長線が、他方のスロット５５Ｂ上またはその延長線上
で交差するものであればよい。また、クロススロット５
１，５３またはハの字スロットを構成するスロットの平
面形状は、図６（ａ）に示すような矩形であってもよい
し、図６（ｂ）に示すような平行な二直線の両端を円弧
などの曲線でつないだ形状であってもよい。スロットの
長さＬとは、図６（ａ）では矩形の長辺の長さであり、
図６（ｂ）では平行な二直線の長さである。
【００３１】（第３の実施の形態）図７は、本発明の第
３の実施の形態である高周波プラズマ処理装置の一部の
構成を示す図である。この図には、給電部の構成を示し
ているが、図１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７に示した給
電部は、パッチアンテナ７１を用いて高周波電磁界を円
筒導波管４１内に回転電磁界として供給するものであ
る。パッチアンテナ７１は、円筒導波管４１の他端を閉
じる接地された円形導体板４１Ａと、この円形導体板４
１Ａの下面に配置された誘電体板７２と、この誘電体板
７２を介して円形導体板４１Ａに対向配置された導体板
７３とから構成されている。以下では、円形導体板４１
Ａと導体板７３との混同を避けるため、前者を地板４１
Ａ、後者を共振器７３と呼ぶ。
３の実施の形態である高周波プラズマ処理装置の一部の
構成を示す図である。この図には、給電部の構成を示し
ているが、図１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７に示した給
電部は、パッチアンテナ７１を用いて高周波電磁界を円
筒導波管４１内に回転電磁界として供給するものであ
る。パッチアンテナ７１は、円筒導波管４１の他端を閉
じる接地された円形導体板４１Ａと、この円形導体板４
１Ａの下面に配置された誘電体板７２と、この誘電体板
７２を介して円形導体板４１Ａに対向配置された導体板
７３とから構成されている。以下では、円形導体板４１
Ａと導体板７３との混同を避けるため、前者を地板４１
Ａ、後者を共振器７３と呼ぶ。
【００３２】地板４１Ａには、２本の同軸導波管６１，
６２の外部導体６１Ａ，６２Ａ（外部導体６２Ａは図示
せず）が接続され、共振器７３には、２本の同軸導波管
６１，６２の内部導体６１Ｂ，６２Ｂ（内部導体６２Ｂ
は図示せず）が接続されている。共振器７３の中心を接
地電位に固定するために、共振器７３の中心を導体柱で
地板４１Ａに接続してもよい。地板４１Ａ、共振器７３
および導体柱は、銅又はアルミニウムなどにより形成さ
れ、誘電体板７２はセラミックなどにより形成される。
６２の外部導体６１Ａ，６２Ａ（外部導体６２Ａは図示
せず）が接続され、共振器７３には、２本の同軸導波管
６１，６２の内部導体６１Ｂ，６２Ｂ（内部導体６２Ｂ
は図示せず）が接続されている。共振器７３の中心を接
地電位に固定するために、共振器７３の中心を導体柱で
地板４１Ａに接続してもよい。地板４１Ａ、共振器７３
および導体柱は、銅又はアルミニウムなどにより形成さ
れ、誘電体板７２はセラミックなどにより形成される。
【００３３】図８は、共振器７３をVIII−VIII′線方向
から見たときの平面図である。共振器７３の平面形状
は、一辺が略λg3／２の正方形をしている。λg3は、地
板４１Ａと共振器７３との間を伝播する高周波電磁界の
波長である。共振器７３の中心を座標系の原点Ｏとし、
共振器７３の各辺と平行にｘ軸，ｙ軸を設定すると、２
本の同軸導波管６１，６２の内部導体６１Ｂ，６２Ｂ
は、共振器７３上の原点Ｏから略等距離にあるｘ軸，ｙ
軸上の２点に接続される。この２点を給電点Ｓ，Ｔと呼
ぶ。
から見たときの平面図である。共振器７３の平面形状
は、一辺が略λg3／２の正方形をしている。λg3は、地
板４１Ａと共振器７３との間を伝播する高周波電磁界の
波長である。共振器７３の中心を座標系の原点Ｏとし、
共振器７３の各辺と平行にｘ軸，ｙ軸を設定すると、２
本の同軸導波管６１，６２の内部導体６１Ｂ，６２Ｂ
は、共振器７３上の原点Ｏから略等距離にあるｘ軸，ｙ
軸上の２点に接続される。この２点を給電点Ｓ，Ｔと呼
ぶ。
【００３４】このような構成のパッチアンテナ７１に対
して、２本の同軸導波管６１，６２から等振幅かつ位相
が互いに９０゜異なる高周波電磁界を給電することによ
り、円筒導波管４１内にＴＥ11モードの回転電磁界を生
成することができる。その原理は次のとおりである。共
振器７３のｘ軸方向の長さはλg3／２であるから、一方
の同軸導波管６１より給電点Ｓに供給された電流はｘ軸
方向で共振し、共振器７３のｙ軸に平行な二辺からｘ軸
に平行な直線偏波が放射される。また、共振器７３のｙ
軸方向の長さもλg3／２であるから、他方の同軸導波管
６２より給電点Ｔに供給された電流はｙ軸方向で共振
し、共振器７３のｘ軸に平行な二辺からｙ軸に平行な直
線偏波が放射される。２本の同軸導波管６１，６２によ
る給電位相は互いに９０゜異なるので、放射される２つ
の直線偏波の位相も互いに９０゜異なっている。しかも
両者は振幅が等しく、空間的に直交しているので、円偏
波となり、円筒導波管４１に回転電磁界が生成される。
して、２本の同軸導波管６１，６２から等振幅かつ位相
が互いに９０゜異なる高周波電磁界を給電することによ
り、円筒導波管４１内にＴＥ11モードの回転電磁界を生
成することができる。その原理は次のとおりである。共
振器７３のｘ軸方向の長さはλg3／２であるから、一方
の同軸導波管６１より給電点Ｓに供給された電流はｘ軸
方向で共振し、共振器７３のｙ軸に平行な二辺からｘ軸
に平行な直線偏波が放射される。また、共振器７３のｙ
軸方向の長さもλg3／２であるから、他方の同軸導波管
６２より給電点Ｔに供給された電流はｙ軸方向で共振
し、共振器７３のｘ軸に平行な二辺からｙ軸に平行な直
線偏波が放射される。２本の同軸導波管６１，６２によ
る給電位相は互いに９０゜異なるので、放射される２つ
の直線偏波の位相も互いに９０゜異なっている。しかも
両者は振幅が等しく、空間的に直交しているので、円偏
波となり、円筒導波管４１に回転電磁界が生成される。
【００３５】このように、図７に示した給電部は、パッ
チアンテナ７１により高周波電磁界を円筒導波管４１内
に回転電磁界として供給することができるので、図１に
示した給電部４０と同じく円偏波変換器５９１が不要と
なり、その結果、円偏波給電を行なってプラズマＰを生
成する動作を安定化させると共に、長時間の連続稼動を
可能にすることができる。
チアンテナ７１により高周波電磁界を円筒導波管４１内
に回転電磁界として供給することができるので、図１に
示した給電部４０と同じく円偏波変換器５９１が不要と
なり、その結果、円偏波給電を行なってプラズマＰを生
成する動作を安定化させると共に、長時間の連続稼動を
可能にすることができる。
【００３６】なお、パッチアンテナ７１への給電位相の
差を９０°とするには、移相器を用いてもよいが、互い
の電気長が９０°異なる２つの同軸導波管に同位相の高
周波電磁界を供給するようにしてもよい。また、パッチ
アンテナ７１が有する共振器７３の平面形状は、図８に
示した正方形の他、円形などの９０°回転対称形状（共
振器７３をその面内で９０゜回転させたときに重なる形
状）であってもよい。ただし、円形の場合には、直径を
略1.17×λg3／２とするとよい。さらにまた、共振器７
３の平面形状は、長方形など、その中心からみた直交す
る２方向の長さが異なる形状であってもよい。この場
合、２つの給電点Ｓ，Ｔにおける給電位相の差を９０°
とはせず、上記２方向の長さによって調整する。
差を９０°とするには、移相器を用いてもよいが、互い
の電気長が９０°異なる２つの同軸導波管に同位相の高
周波電磁界を供給するようにしてもよい。また、パッチ
アンテナ７１が有する共振器７３の平面形状は、図８に
示した正方形の他、円形などの９０°回転対称形状（共
振器７３をその面内で９０゜回転させたときに重なる形
状）であってもよい。ただし、円形の場合には、直径を
略1.17×λg3／２とするとよい。さらにまた、共振器７
３の平面形状は、長方形など、その中心からみた直交す
る２方向の長さが異なる形状であってもよい。この場
合、２つの給電点Ｓ，Ｔにおける給電位相の差を９０°
とはせず、上記２方向の長さによって調整する。
【００３７】（第４の実施の形態）図９は、本発明の第
４の実施の形態である高周波プラズマ処理装置の一部の
構成を示す図である。この図には、給電部の構成を示し
ているが、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７
に示した給電部は、２本の同軸導波管６１，６２を用い
た二点給電のパッチアンテナ７１を用いているのに対
し、この図９に示した給電部、１本の同軸導波管６１を
用いた一点給電のパッチアンテナ７５を用いている点で
異なっている。以下、この相違点を中心に説明する。
４の実施の形態である高周波プラズマ処理装置の一部の
構成を示す図である。この図には、給電部の構成を示し
ているが、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７
に示した給電部は、２本の同軸導波管６１，６２を用い
た二点給電のパッチアンテナ７１を用いているのに対
し、この図９に示した給電部、１本の同軸導波管６１を
用いた一点給電のパッチアンテナ７５を用いている点で
異なっている。以下、この相違点を中心に説明する。
【００３８】パッチアンテナ７５は、円筒導波管４１の
他端を閉じる接地された円形導体板４１Ａと、この円形
導体板４１Ａの下面に配置された誘電体板７２と、この
誘電体板７２を介して円形導体板４１Ａに対向配置され
た導体板７６とから構成されている。以下では、円形導
体板４１Ａと導体板７６との混同を避けるため、前者を
地板４１Ａ、後者を共振器７６と呼ぶ。地板４１Ａには
同軸導波管６１の外部導体６１Ａが接続され、共振器７
６には同軸導波管６１の内部導体６１Ｂが接続されてい
る。
他端を閉じる接地された円形導体板４１Ａと、この円形
導体板４１Ａの下面に配置された誘電体板７２と、この
誘電体板７２を介して円形導体板４１Ａに対向配置され
た導体板７６とから構成されている。以下では、円形導
体板４１Ａと導体板７６との混同を避けるため、前者を
地板４１Ａ、後者を共振器７６と呼ぶ。地板４１Ａには
同軸導波管６１の外部導体６１Ａが接続され、共振器７
６には同軸導波管６１の内部導体６１Ｂが接続されてい
る。
【００３９】図１０は、共振器７６をＸ−Ｘ′線方向か
ら見たときの平面図である。この図に示すように、共振
器７６の平面形状は、円７６Ａの周縁領域の一部を切り
欠いた形状をしている。より詳しく言うと、円周とｙ軸
とが交差する付近の２領域を矩形状に切り欠いた形状を
している。切り欠き面積は円７６Ａの面積の３％程度と
するとよい。ここでは、共振器７６のｘ軸方向の長さを
略1.17×λg3／２とし、ｙ軸方向の長さを略1.17×λg3
／２−２ｄとする。同軸導波管６１の内部導体６１Ｂ
は、ｘ軸，ｙ軸と４５゜の角度で交差する直線上の一点
に接続されている。この点を給電点Ｕと呼ぶ。
ら見たときの平面図である。この図に示すように、共振
器７６の平面形状は、円７６Ａの周縁領域の一部を切り
欠いた形状をしている。より詳しく言うと、円周とｙ軸
とが交差する付近の２領域を矩形状に切り欠いた形状を
している。切り欠き面積は円７６Ａの面積の３％程度と
するとよい。ここでは、共振器７６のｘ軸方向の長さを
略1.17×λg3／２とし、ｙ軸方向の長さを略1.17×λg3
／２−２ｄとする。同軸導波管６１の内部導体６１Ｂ
は、ｘ軸，ｙ軸と４５゜の角度で交差する直線上の一点
に接続されている。この点を給電点Ｕと呼ぶ。
【００４０】同軸導波管６１より共振器７６の給電点Ｕ
に供給された電流は、ｘ軸方向およびｙ軸方向にそれぞ
れ独立に流れる。このとき、ｙ軸方向の長さは1.17×λ
g3／２よりも２ｄだけ短いので、電磁界からみた誘電率
が大きくなり、ｙ軸方向を流れる電流の位相が遅れる。
この位相遅れが９０゜となるように２ｄの値と切り欠き
部の長さが設定されれば、パッチアンテナ７５から円偏
波が放射され、円筒導波管４１内にＴＥ11モードの回転
電磁界が生成される。このように、図９に示した給電部
は、パッチアンテナ７５により高周波電磁界を円筒導波
管４１内に回転電磁界として供給することができるの
で、図１または図７に示した給電部と同じく円偏波変換
器５９１が不要となり、その結果、円偏波給電を行なっ
てプラズマＰを生成する動作を安定化させると共に、長
時間の連続稼動を可能にすることができる。
に供給された電流は、ｘ軸方向およびｙ軸方向にそれぞ
れ独立に流れる。このとき、ｙ軸方向の長さは1.17×λ
g3／２よりも２ｄだけ短いので、電磁界からみた誘電率
が大きくなり、ｙ軸方向を流れる電流の位相が遅れる。
この位相遅れが９０゜となるように２ｄの値と切り欠き
部の長さが設定されれば、パッチアンテナ７５から円偏
波が放射され、円筒導波管４１内にＴＥ11モードの回転
電磁界が生成される。このように、図９に示した給電部
は、パッチアンテナ７５により高周波電磁界を円筒導波
管４１内に回転電磁界として供給することができるの
で、図１または図７に示した給電部と同じく円偏波変換
器５９１が不要となり、その結果、円偏波給電を行なっ
てプラズマＰを生成する動作を安定化させると共に、長
時間の連続稼動を可能にすることができる。
【００４１】なお、共振器７６の平面形状は図１０に示
した形状に限られるものではなく、少なくとも共振器７
６の中心からみた直交する二方向の長さが異なる形状で
あればよい。したがって、例えば楕円形であってもよい
し、長辺の長さがおよそλg3／２であり、短辺の長さが
およそλg3／２未満である矩形であってもよい。
した形状に限られるものではなく、少なくとも共振器７
６の中心からみた直交する二方向の長さが異なる形状で
あればよい。したがって、例えば楕円形であってもよい
し、長辺の長さがおよそλg3／２であり、短辺の長さが
およそλg3／２未満である矩形であってもよい。
【００４２】（第５の実施の形態）図１１は、本発明の
第５の実施の形態である高周波プラズマ処理装置の一部
の構成を示す図である。この図には、ＲＬＳＡのスロッ
ト配置を示しているが、図１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。
第５の実施の形態である高周波プラズマ処理装置の一部
の構成を示す図である。この図には、ＲＬＳＡのスロッ
ト配置を示しているが、図１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。
【００４３】本発明の第１〜第４の実施の形態では、処
理容器１１内に高周波電磁界Ｆを供給するスロットアン
テナとしてＲＬＳＡ３０を用いているが、クロススロッ
ト３６Ａを配置したＲＬＳＡ３０Ａを用いてもよい。ク
ロススロット３６Ａの構成は、図１，図２に示した給電
部４０で用いられるクロススロット５１と同様でよい。
すなわち、クロススロット３６Ａは、互いに長さが異な
る２本のスロットが互いの中心で交差した構成をしてい
る。ただし、遅波材３７の作用でＲＬＳＡ３０Ａの管内
波長λg1が矩形導波管４２の管内波長λg2より短いの
で、それに応じてクロススロット３６Ａの寸法も小さく
なっている。
理容器１１内に高周波電磁界Ｆを供給するスロットアン
テナとしてＲＬＳＡ３０を用いているが、クロススロッ
ト３６Ａを配置したＲＬＳＡ３０Ａを用いてもよい。ク
ロススロット３６Ａの構成は、図１，図２に示した給電
部４０で用いられるクロススロット５１と同様でよい。
すなわち、クロススロット３６Ａは、互いに長さが異な
る２本のスロットが互いの中心で交差した構成をしてい
る。ただし、遅波材３７の作用でＲＬＳＡ３０Ａの管内
波長λg1が矩形導波管４２の管内波長λg2より短いの
で、それに応じてクロススロット３６Ａの寸法も小さく
なっている。
【００４４】図１１に示したＲＬＳＡ３０Ａでは、この
ようなクロススロット３６Ａが、スロット面を構成する
導体板３１上に同心円上に複数配置されている。同心円
の間隔（内側の円と外側の円との半径の差）は、ＲＬＳ
Ａ３０Ａの管内波長λg2と等しくてもよいが、これに限
定されるものではない。なお、クロススロット３６Ａが
渦巻線上に複数配置されていてもよい。渦巻線の間隔
（渦巻線上を１回転したときの半径方向の変位）も、上
記同心円の間隔と同様である。クロススロット３６Ａに
は、それを構成する２本のスロットが交差する点で円偏
波が得られるので、設計どおりの円偏波が容易に得られ
るという特徴がある。よって、このようなクロススロッ
ト３６Ａを複数配置したＲＬＳＡ３０Ａを用いることに
より、処理容器１１内に円偏波を設計どおりに放射する
ことができる。これにより、処理容器１１内の電界強度
分布を時間平均で軸対称な分布とし、その電磁界の作用
により均一性のよいプラズマＰを生成することができ
る。
ようなクロススロット３６Ａが、スロット面を構成する
導体板３１上に同心円上に複数配置されている。同心円
の間隔（内側の円と外側の円との半径の差）は、ＲＬＳ
Ａ３０Ａの管内波長λg2と等しくてもよいが、これに限
定されるものではない。なお、クロススロット３６Ａが
渦巻線上に複数配置されていてもよい。渦巻線の間隔
（渦巻線上を１回転したときの半径方向の変位）も、上
記同心円の間隔と同様である。クロススロット３６Ａに
は、それを構成する２本のスロットが交差する点で円偏
波が得られるので、設計どおりの円偏波が容易に得られ
るという特徴がある。よって、このようなクロススロッ
ト３６Ａを複数配置したＲＬＳＡ３０Ａを用いることに
より、処理容器１１内に円偏波を設計どおりに放射する
ことができる。これにより、処理容器１１内の電界強度
分布を時間平均で軸対称な分布とし、その電磁界の作用
により均一性のよいプラズマＰを生成することができ
る。
【００４５】なお、ＲＬＳＡ３０，３０Ａは、スロット
面を構成する導体板３１が平板状であるが、図１２およ
び図１３（ａ）に示すＲＬＳＡ３０Ｂのように、スロッ
ト面を構成する導体板３１Ａが円錐面状をしていてもよ
い。円錐面状をしたスロット面から放射（またはリー
ク）される高周波電磁界Ｆは、平板状をした誘電体板１
４によって規定されるプラズマ面に対して斜め方向から
入射されることになる。このため、プラズマＰによる高
周波電磁界Ｆの吸収効率が向上するので、アンテナ面と
プラズマ面との間に存在する定在波を弱め、プラズマ分
布の均一性を向上させることができる。なお、ＲＬＳＡ
３０Ｂのアンテナ面を構成する導体板３１Ａは、上に凸
の円錐面状をしているが、図１３（ｂ）に示すように下
に凸の円錐面状をした導体板３１Ｂを用いることもでき
る。また、導体板３１Ａ，３１Ｂは、円錐面状以外の凸
形状であってもよい。
面を構成する導体板３１が平板状であるが、図１２およ
び図１３（ａ）に示すＲＬＳＡ３０Ｂのように、スロッ
ト面を構成する導体板３１Ａが円錐面状をしていてもよ
い。円錐面状をしたスロット面から放射（またはリー
ク）される高周波電磁界Ｆは、平板状をした誘電体板１
４によって規定されるプラズマ面に対して斜め方向から
入射されることになる。このため、プラズマＰによる高
周波電磁界Ｆの吸収効率が向上するので、アンテナ面と
プラズマ面との間に存在する定在波を弱め、プラズマ分
布の均一性を向上させることができる。なお、ＲＬＳＡ
３０Ｂのアンテナ面を構成する導体板３１Ａは、上に凸
の円錐面状をしているが、図１３（ｂ）に示すように下
に凸の円錐面状をした導体板３１Ｂを用いることもでき
る。また、導体板３１Ａ，３１Ｂは、円錐面状以外の凸
形状であってもよい。
【００４６】（第６の実施の形態）本発明は上述した高
周波プラズマ処理装置だけでなく、ＥＣＲプラズマ処理
装置にも適用することができる。図１４は、本発明の第
６の実施の形態であるＥＣＲプラズマ処理装置の一構成
例を示す図である。図１４において、図１および図２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。
周波プラズマ処理装置だけでなく、ＥＣＲプラズマ処理
装置にも適用することができる。図１４は、本発明の第
６の実施の形態であるＥＣＲプラズマ処理装置の一構成
例を示す図である。図１４において、図１および図２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。
【００４７】図１４に示すＥＣＲプラズマ処理装置は、
プラズマが生成されるプラズマ室１１１Ａと、プラズマ
ＣＶＤなどの処理が行われる反応室１１１Ｂとからなる
処理容器１１１を有している。プラズマ室１１１Ａの外
周には、プラズマ室１１１Ａ内に磁束密度Ｂが８７．５
ｍＴの磁界を形成する主電磁コイル１８１が設けられて
いる。プラズマ室１１１Ａの上端には、誘電体板１１４
を介して給電部１４０が接続され、この給電部１４０か
ら電子サイクロトロン振動数（プラズマ中の電子が磁力
線を中心に回転運動するときの振動数）２．４５ＧＨｚ
と同じ振動数の高周波電磁界Ｆが供給される。
プラズマが生成されるプラズマ室１１１Ａと、プラズマ
ＣＶＤなどの処理が行われる反応室１１１Ｂとからなる
処理容器１１１を有している。プラズマ室１１１Ａの外
周には、プラズマ室１１１Ａ内に磁束密度Ｂが８７．５
ｍＴの磁界を形成する主電磁コイル１８１が設けられて
いる。プラズマ室１１１Ａの上端には、誘電体板１１４
を介して給電部１４０が接続され、この給電部１４０か
ら電子サイクロトロン振動数（プラズマ中の電子が磁力
線を中心に回転運動するときの振動数）２．４５ＧＨｚ
と同じ振動数の高周波電磁界Ｆが供給される。
【００４８】プラズマ室１１１Ａと連通する反応室１１
１Ｂの内部には、半導体やＬＣＤなどの基板（被処理
体）Ｗを上面に載置する載置台１２２が収容されてい
る。また、反応室１１１Ｂの底面の下には、補助電磁コ
イル１８２が設けられている。主電磁コイル１８１と補
助電磁コイル１８２とからなる磁界発生器により、反応
室１１１Ｂ内にミラー磁界ＭＭが形成される。また、プ
ラズマ室１１１Ａの上部には、例えばＮ2 などのプラズ
マガスを供給するノズル１１３Ａが設けられ、反応室１
１１Ｂの上部には、例えばＳｉＨ4 などの反応性ガスを
供給するノズル１１３Ｂが設けられている。さらに、反
応室１１１Ｂの下部には、真空ポンプに連通する排気口
１１２が設けられている。
１Ｂの内部には、半導体やＬＣＤなどの基板（被処理
体）Ｗを上面に載置する載置台１２２が収容されてい
る。また、反応室１１１Ｂの底面の下には、補助電磁コ
イル１８２が設けられている。主電磁コイル１８１と補
助電磁コイル１８２とからなる磁界発生器により、反応
室１１１Ｂ内にミラー磁界ＭＭが形成される。また、プ
ラズマ室１１１Ａの上部には、例えばＮ2 などのプラズ
マガスを供給するノズル１１３Ａが設けられ、反応室１
１１Ｂの上部には、例えばＳｉＨ4 などの反応性ガスを
供給するノズル１１３Ｂが設けられている。さらに、反
応室１１１Ｂの下部には、真空ポンプに連通する排気口
１１２が設けられている。
【００４９】このような構成において、プラズマ室１１
１Ａ内に磁束密度Ｂが８７．５ｍＴの磁界を形成すると
ともに、振動数が２．４５ＧＨｚの高周波電磁界Ｆを導
入すると、電子サイクロトロン共鳴が起こり、高周波電
磁界Ｆのエネルギーが電子に効率よく移行し電子が加熱
される。このようにして高周波電磁界Ｆで加熱された電
子により、プラズマ室１１１Ａ内のＮ2 の電離が続けら
れ、プラズマが生成される。
１Ａ内に磁束密度Ｂが８７．５ｍＴの磁界を形成すると
ともに、振動数が２．４５ＧＨｚの高周波電磁界Ｆを導
入すると、電子サイクロトロン共鳴が起こり、高周波電
磁界Ｆのエネルギーが電子に効率よく移行し電子が加熱
される。このようにして高周波電磁界Ｆで加熱された電
子により、プラズマ室１１１Ａ内のＮ2 の電離が続けら
れ、プラズマが生成される。
【００５０】一方、給電部１４０は、図１に示した給電
部４０と同様の構成を有している。すわなち給電部１４
０は、誘電体板１１４を介してプラズマ室１１１Ａの上
端に一端が接続された円筒導波管４１と、この円筒導波
管４１の他端にクロススロット５１を介して接続された
矩形導波管４２と、この矩形導波管４２の他端に接続さ
れた高周波発生器４３と、矩形導波管４２に設けられた
負荷整合器４４とを有している。なお、給電部１４０と
して、図３、図７または図９に示した給電部を用いても
よい。
部４０と同様の構成を有している。すわなち給電部１４
０は、誘電体板１１４を介してプラズマ室１１１Ａの上
端に一端が接続された円筒導波管４１と、この円筒導波
管４１の他端にクロススロット５１を介して接続された
矩形導波管４２と、この矩形導波管４２の他端に接続さ
れた高周波発生器４３と、矩形導波管４２に設けられた
負荷整合器４４とを有している。なお、給電部１４０と
して、図３、図７または図９に示した給電部を用いても
よい。
【００５１】これらの給電部では、円筒導波管４１内に
高周波電磁界を回転電磁界として供給することができる
ので、円筒導波管５４１内の高周波電磁界を回転電磁界
に変換するために従来用いられていた円偏波変換器５９
１が不要となる。したがって、円偏波変換器５９１がも
たらした問題を解消し、円偏波給電を行なってプラズマ
を生成する動作を安定化させると共に、長時間の連続稼
動を可能にすることができる。また、円偏波変換器５９
１だけでなく、矩形円筒変換器５９２も不要となるの
で、部品点数を削減し、プラズマ処理装置の製造コスト
を低減することができる。
高周波電磁界を回転電磁界として供給することができる
ので、円筒導波管５４１内の高周波電磁界を回転電磁界
に変換するために従来用いられていた円偏波変換器５９
１が不要となる。したがって、円偏波変換器５９１がも
たらした問題を解消し、円偏波給電を行なってプラズマ
を生成する動作を安定化させると共に、長時間の連続稼
動を可能にすることができる。また、円偏波変換器５９
１だけでなく、矩形円筒変換器５９２も不要となるの
で、部品点数を削減し、プラズマ処理装置の製造コスト
を低減することができる。
【００５２】なお、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。
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。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、スロ
ットアンテナに高周波電磁界を供給する給電部が、スロ
ットアンテナに対して開口する円筒導波管と、この円筒
導波管に高周波電磁界を回転電磁界として供給する円偏
波アンテナとを有している。このため、円筒導波管内の
高周波電磁界を回転電磁界に変換するための円偏波変換
器を設ける必要がない。したがって、円偏波変換器がも
たらした問題を解消し、円偏波給電を行なってプラズマ
を生成する動作を安定化させると共に、長時間の連続稼
動を可能にすることができる。
ットアンテナに高周波電磁界を供給する給電部が、スロ
ットアンテナに対して開口する円筒導波管と、この円筒
導波管に高周波電磁界を回転電磁界として供給する円偏
波アンテナとを有している。このため、円筒導波管内の
高周波電磁界を回転電磁界に変換するための円偏波変換
器を設ける必要がない。したがって、円偏波変換器がも
たらした問題を解消し、円偏波給電を行なってプラズマ
を生成する動作を安定化させると共に、長時間の連続稼
動を可能にすることができる。
【００５４】また、スロットアンテナから処理容器内に
円偏波を放射する場合、スロットアンテナにクロススロ
ットを複数形成することにより、円偏波を設計どおりに
放射することができる。これにより、処理容器内の電界
強度分布を時間平均で軸対称な分布とし、その電磁界の
作用により均一性のよいプラズマを生成することができ
る。また、スロットアンテナにバンプを設けることによ
り、円筒導波管からスロットアンテナへのインピーダン
ス変化を緩和し、円筒導波管とスロットアンテナとの接
続部での高周波電磁界の反射を低減することができる。
これにより、処理容器内に効率よく高周波電磁界を供給
し、プラズマの生成効率を向上させることができる。
円偏波を放射する場合、スロットアンテナにクロススロ
ットを複数形成することにより、円偏波を設計どおりに
放射することができる。これにより、処理容器内の電界
強度分布を時間平均で軸対称な分布とし、その電磁界の
作用により均一性のよいプラズマを生成することができ
る。また、スロットアンテナにバンプを設けることによ
り、円筒導波管からスロットアンテナへのインピーダン
ス変化を緩和し、円筒導波管とスロットアンテナとの接
続部での高周波電磁界の反射を低減することができる。
これにより、処理容器内に効率よく高周波電磁界を供給
し、プラズマの生成効率を向上させることができる。
【００５５】また、本発明では、処理容器内にＥＣＲ条
件を満たす高周波電磁界を供給する給電部が、処理容器
に対して開口する円筒導波管と、この円筒導波管に高周
波電磁界を回転電磁界として供給する円偏波アンテナと
を有している場合には、円筒導波管内の高周波電磁界を
回転電磁界に変換するための円偏波変換器を設ける必要
がない。したがって、円偏波変換器がもたらした問題を
解消し、円偏波給電を行なってプラズマを生成する動作
を安定化させると共に、長時間の連続稼動を可能にする
ことができる。
件を満たす高周波電磁界を供給する給電部が、処理容器
に対して開口する円筒導波管と、この円筒導波管に高周
波電磁界を回転電磁界として供給する円偏波アンテナと
を有している場合には、円筒導波管内の高周波電磁界を
回転電磁界に変換するための円偏波変換器を設ける必要
がない。したがって、円偏波変換器がもたらした問題を
解消し、円偏波給電を行なってプラズマを生成する動作
を安定化させると共に、長時間の連続稼動を可能にする
ことができる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態である高周波プラ
ズマ処理装置の構成を示す図である。
ズマ処理装置の構成を示す図である。
【図２】 給電部が有するクロススロットの構成例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図３】 本発明の第２の実施の形態である高周波プラ
ズマ処理装置の一部の構成を示す図である。
ズマ処理装置の一部の構成を示す図である。
【図４】 給電部が有するクロススロットの構成例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図５】 クロススロットに代替可能なハの字スロット
の配置を示す図である。
の配置を示す図である。
【図６】 スロットの形状を示す平面図である。
【図７】 本発明の第３の実施の形態である高周波プラ
ズマ処理装置の一部の構成を示す図である。
ズマ処理装置の一部の構成を示す図である。
【図８】 給電部が有するパッチアンテナの共振器の平
面図である。
面図である。
【図９】 本発明の第４の実施の形態である高周波プラ
ズマ処理装置の一部の構成を示す図である。
ズマ処理装置の一部の構成を示す図である。
【図１０】 給電部が有するパッチアンテナの共振器の
平面図である。
平面図である。
【図１１】 本発明の第５の実施の形態である高周波プ
ラズマ処理装置の一部の構成を示す図である。
ラズマ処理装置の一部の構成を示す図である。
【図１２】 本発明で使用可能なラジアルラインスロッ
トアンテナの構成を示す断面図である。
トアンテナの構成を示す断面図である。
【図１３】 図１２に示したラジアルラインスロットア
ンテナのスロット面の構成を示す斜視図である。
ンテナのスロット面の構成を示す斜視図である。
【図１４】 本発明の第６の実施の形態であるＥＣＲプ
ラズマ処理装置の一構成例を示す図である。
ラズマ処理装置の一構成例を示す図である。
【図１５】 円偏波給電方式を採用するプラズマ処理装
置の給電部の従来構成を示す図である。
置の給電部の従来構成を示す図である。
【図１６】 円偏波変換器の構成例を示す図である。
１１…処理容器、３０…ラジアルラインスロットアンテ
ナ（ＲＬＳＡ）、３１…円形導体板（第３の導体板）、
３２…円形導体板（第４の導体板）、３５…開口、３６
…スロット、３６Ａ…クロススロット、３８…バンプ、
４０，４０Ａ，１４０…給電部、４１…円筒導波管、４
１Ａ…地板（第１の導体板）、４２，４５…矩形導波
管、５１，５３…クロススロット（円偏波アンテナ）、
５５Ａ，５５Ｂ…スロット、６１…同軸導波管、６１Ａ
…外導体、６１Ｂ…内導体、７１…パッチアンテナ（円
偏波アンテナ）、７３…共振器（第２の導体板）、１１
１…容器、１８１，１８２…電磁コイル（磁界発生
部）、Ｆ…高周波電磁界。
ナ（ＲＬＳＡ）、３１…円形導体板（第３の導体板）、
３２…円形導体板（第４の導体板）、３５…開口、３６
…スロット、３６Ａ…クロススロット、３８…バンプ、
４０，４０Ａ，１４０…給電部、４１…円筒導波管、４
１Ａ…地板（第１の導体板）、４２，４５…矩形導波
管、５１，５３…クロススロット（円偏波アンテナ）、
５５Ａ，５５Ｂ…スロット、６１…同軸導波管、６１Ａ
…外導体、６１Ｂ…内導体、７１…パッチアンテナ（円
偏波アンテナ）、７３…共振器（第２の導体板）、１１
１…容器、１８１，１８２…電磁コイル（磁界発生
部）、Ｆ…高周波電磁界。
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Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 BC04 BC05 BC06
BC10 CA25 CA47 DA02 EB01
EB21 FA01 FA05 FC11
4K030 AA06 AA18 BA29 FA02 JA20
KA30 KA34 KA41
5F004 AA16 BA14 BA20 BB14 BD01
DA01 DA23
5F045 AA09 AA10 BB20 DP03 DQ10
EH02 EH17
Claims (12)
- 【請求項１】 被処理体を載置する載置台が収容された
処理容器内に高周波電磁界を供給するスロットアンテナ
と、このスロットアンテナに高周波電磁界を供給する給
電部とを備えたプラズマ処理装置であって、 前記給電部は、 一端が前記スロットアンテナに対して開口する円筒導波
管と、 この円筒導波管の他端に設けられ、前記高周波電磁界を
その進行方向に対し垂直な面内で回転する回転電磁界と
して供給する円偏波アンテナとを少なくとも有すること
を特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 処理容器内に磁界を形成する磁界発生部
と、前記処理容器内に高周波電磁界を供給する給電部と
を備え、電子サイクロトロン共鳴により加熱された電子
を用いてプラズマを生成するプラズマ処理装置であっ
て、 前記給電部は、 一端が前記処理容器に対して開口する円筒導波管と、 この円筒導波管の他端に設けられ、前記高周波電磁界を
その進行方向に対し垂直な面内で回転する回転電磁界と
して供給する円偏波アンテナとを少なくとも有すること
を特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載されたプラズマ
処理装置において、 前記給電部は、前記円筒導波管の前記他端に一側面が接
続された矩形導波管を更に有し、 前記円偏波アンテナは、前記矩形導波管の一側面におい
て前記円筒導波管内に開口した１つまたは複数のスロッ
トから構成されていることを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項４】 請求項３に記載されたプラズマ処理装置
において、 前記矩形導波管の前記一側面は、Ｅ面であることを特徴
とするプラズマ処理装置。 - 【請求項５】 請求項１または２に記載されたプラズマ
処理装置において、 前記給電部は、前記円筒導波管の前記他端に、終端面が
接続された矩形導波管を更に有し、 前記円偏波アンテナは、前記矩形導波管の終端面におい
て前記円筒導波管内に開口した１つまたは複数のスロッ
トから構成されていることを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項６】 請求項３〜５のいずれかに記載されたプ
ラズマ処理装置において、 前記スロットは、互いの長さが異なり、互いの中心で交
差する２本のスロットであることを特徴とするプラズマ
処理装置。 - 【請求項７】 請求項３〜５のいずれかに記載されたプ
ラズマ処理装置において、 前記スロットは、互いに離間して配置され、互いに略垂
直な方向に延びる２本のスロットであることを特徴とす
るプラズマ処理装置。 - 【請求項８】 請求項１または２に記載されたプラズマ
処理装置において、 前記給電部は、内導体とその周囲に同軸に配設された外
導体とからなり、前記円偏波アンテナに前記高周波電磁
界を給電する少なくとも１本の同軸導波管を更に有し、 前記円偏波アンテナは、前記円筒導波管の前記他端を閉
塞し、前記同軸導波管の前記外導体に接続された第１の
導体板と、前記円筒導波管内で前記第１の導体板に対し
離間して対向配置され、前記同軸導波管の前記内導体に
接続された第２の導体板とを有するパッチアンテナであ
ることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項９】 請求項１に記載されたプラズマ処理装置
において、 前記スロットアンテナには、互いの長さが異なる２本の
スロットが互いの中心で交差するクロススロットが複数
形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項１０】 請求項１に記載されたプラズマ処理装
置において、 前記スロットアンテナは、 前記載置台に対向配置され、スロットが複数形成された
第３の導体板と、 この第３の導体板に対向配置され、前記円筒導波管の前
記一端が接続される開口を有する第４の導体板と、 前記第３の導体板上に配置され、前記第４の導体板の前
記開口に向かって突出するバンプとを有することを特徴
とするプラズマ処理装置。 - 【請求項１１】 高周波電磁界をスロットアンテナに供
給し、このスロットアンテナから処理容器内に供給する
ことにより、前記処理容器内にプラズマを生成するプラ
ズマ生成方法であって、 円筒導波管内に高周波電磁界をその進行方向に対し垂直
な面内で回転する回転電磁界として供給し、前記円筒導
波管から前記スロットアンテナに供給することを特徴と
するプラズマ生成方法。 - 【請求項１２】 処理容器内に磁界を形成すると共に高
周波電磁界を供給し、電子サイクロトロン共鳴により加
熱された電子を用いてプラズマを生成するプラズマ生成
方法であって、 円筒導波管内に高周波電磁界をその進行方向に対し垂直
な面内で回転する回転電磁界として供給し、前記円筒導
波管から前記処理容器内に供給することを特徴とするプ
ラズマ生成方法。
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