JP2012049176A

JP2012049176A - プラズマ装置

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Publication number: JP2012049176A
Application number: JP2010187198A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Kubota; 清久保田; Hitoshi Yoneda; 均米田; Kazuo Kiyotaki; 和雄清滝; Yuichi Setsuhara; 裕一節原
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 2010-08-24
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2012-03-08

Abstract

【課題】基板上に堆積された薄膜の膜厚の均一性を向上する。
【解決手段】プラズマ装置１００は、アンテナ２１〜２４を備える。アンテナ２１〜２４は、反応容器１１０の天板１１２に固定される。アンテナ２１，２４は、基板ホルダー１２０との距離が１２ｃｍに設定され、アンテナ２２，２３は、基板ホルダー１２０との距離が２５ｃｍに設定される。アンテナ２１〜２４は、一方端が平板部材６０に接続され、他方端が接地電位ＧＮＤに接続される。高周波電源１７０は、高周波電力を整合器１６０を介して平板部材６０に供給する。
【選択図】図１

Description

この発明は、プラズマ装置に関するものである。

従来、四角形の平面形状からなる反応容器と、反応容器の４個の側壁に配置された複数の高周波アンテナとを備えるプラズマ装置が知られている（特許文献１）。

このプラズマ装置においては、複数の高周波アンテナの電圧または電流を制御するためのインピーダンス素子を用いて反応容器内で発生されるプラズマ密度が均一になるようにインピーダンス素子のインピーダンス値が制御される。

特開２００４−２２８３５４号公報

しかし、従来のプラズマ装置を用いて基板上に半導体薄膜を堆積した場合、半導体薄膜の膜厚が基板の面内方向において不均一になるという問題がある。

そこで、実施の形態によるプラズマ装置は、基板上に堆積された薄膜の膜厚の均一性を向上することを目的とする。

この発明の実施の形態によれば、プラズマ装置は、反応容器と、支持部材と、複数のアンテナとを備える。支持部材は、反応容器内において基板を支持する。複数のアンテナは、反応容器の天板に固定されるとともに、支持部材によって支持された基板との間の空間にプラズマを発生させ、各々が略Ｕ字形状を有する。そして、複数のアンテナは、複数の第１のアンテナと、複数の第２のアンテナとを含む。複数の第１のアンテナは、基板との間の空間において第１の電子密度を有するプラズマを発生する。複数の第２のアンテナは、天板の面内方向において複数の第１のアンテナの内周側または複数の第１のアンテナの内周側および隣接する２つの第１のアンテナ間に配置され、基板との間の空間において第１の電子密度よりも低い第２の電子密度を有するプラズマを発生する。

この発明の実施の形態によるプラズマ装置においては、基板の外周部に対向する位置におけるプラズマの電子密度は、基板の内周部に対向する位置におけるプラズマの電子密度よりも高い。その結果、基板の外周部に堆積される薄膜の成長速度は、基板の内周部に堆積される薄膜の成長速度よりも速い。

従って、基板上に堆積される薄膜の膜厚の均一性を向上できる。

この発明の実施の形態１によるプラズマ装置の構成を示す概略図である。図１に示すＡ方向から見た天板およびアンテナの平面図である。図２に示すアンテナ１１〜１４および平板部材５０の斜視図である。図１および図２に示すアンテナ２１〜２４および平板部材６０の斜視図である。多結晶シリコンの膜厚とプラズマの電子密度との関係を示す図である。実施の形態１による他のプラズマ装置の構成を示す概略図である。実施の形態２によるプラズマ装置の構成を示す概略図である。図７に示す天板の斜視図である。図７に示すＡ方向から見たアンテナ、天板、および平板部材の平面図である。実施の形態２による他のプラズマ装置の構成を示す概略図である。実施の形態３によるプラズマ装置の構成を示す概略図である。図１１に示す天板および平板部材の斜視図である。図１１に示すＡ方向から見たアンテナ、天板および平板部材の平面図である。実施の形態４によるプラズマ装置の構成を示す概略図である。図１４に示すＡ方向から見たアンテナ、天板および平板部材の平面図である。図１５に示す平板部材５１０およびアンテナ１１Ａ〜１４Ａの斜視図である。図１５に示す平板部材５２０およびアンテナ２１Ａ，２２，２３，２４Ａの斜視図である。実施の形態５によるプラズマ装置の構成を示す概略図である。図１８に示すＡ方向から見たアンテナ、天板および平板部材の平面図である。図１９に示すアンテナ１１〜１４、および平板部材６１０，６１１の斜視図である。図１９に示すアンテナ２１〜２４、および平板部材６２０〜６２４の斜視図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるプラズマ装置の構成を示す概略図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１によるプラズマ装置１００は、アンテナ２１〜２４と、平板部材６０と、反応容器１１０と、基板ホルダー１２０と、ヒーター１３０と、導入端子１３１，１３３，１３５，１３７と、ガス供給装置１４０と、排気装置１５０と、整合器１６０と、高周波電源１７０とを備える。

反応容器１１０は、略直方体の外形を有し、内部が中空になっている。そして、反応容器１１０は、本体部１１１と、天板１１２と、オーリング１１３とを含む。本体部１１１および天板１１２の各々は、ステンレスまたはアルミニウム合金からなり、接地電位ＧＮＤに接続されている。本体部１１１は、ガス供給口１１４および排気口１１５を有する。

天板１１２は、平板領域１１２１，１１２２からなる。平板領域１１２２は、アンテナ２１〜２４の配列方向である方向ＤＲ１において、平板領域１１２１の内周部に配置される。また、平板領域１１２２は、基板ホルダー１２０から天板１１２の方向へ平板領域１１２１よりも突出して配置される。この場合、基板ホルダー１２０と平板領域１１２１との距離は、例えば、２７ｃｍであり、基板ホルダー１２０と平板領域１１２２との距離は、例えば、４０ｃｍである。

そして、平板領域１１２１，１１２２は、一体的に形成される。平板領域１１２１がオーリング１１３に接して配置される結果、天板１１２は、オーリング１１３に接して配置される。

このように、実施の形態１においては、天板１１２は、平板領域１１２２が基板ホルダー１２０から天板１１２へ向かう方向へ平板領域１１２１よりも突出した断面形状を有する。

オーリング１１３は、本体部１１１の周囲に設けられた溝に挿入されており、本体部１１１および天板１１２に接する。これによって、オーリング１１３は、反応容器１１０の内部を気密に保持する。

アンテナ２１〜２４の各々は、たとえば、銅（Ｃｕ）からなる。アンテナ２１〜２４は、天板１１２を貫通し、一部が反応容器１１０の内部に配置される。この場合、アンテナ２１〜２４の各々において、反応容器１１０の内部に配置された部分は、例えば、４０ｃｍの長さを有する。

アンテナ２１〜２４は、その一方端側がそれぞれ導入端子１３１，１３３，１３５，１３７を介して平板部材６０に接続される。また、アンテナ２１〜２４は、その他方端側が別の導入端子（図示せず）を通って接地電位ＧＮＤに接続される。

アンテナ２１〜２４は、反応容器１１０の天板１１２に沿って所定の間隔で配列される。そして、アンテナ２１，２４は、それぞれ、導入端子１３１，１３７によって天板１１２の平板領域１１２１に固定され、アンテナ２２，２３は、それぞれ、導入端子１３３，１３５によって天板１１２の平板領域１１２２に固定される。その結果、アンテナ２１，２４と基板ホルダー１２０との距離は、例えば、１２ｃｍであり、アンテナ２２，２３と基板ホルダー１２０との距離は、例えば、２５ｃｍである。

導入端子１３１，１３３，１３５，１３７は、反応容器１１０の天板１１２に固定される。より具体的には、導入端子１３１，１３７は、天板１１２の平板領域１１２１に固定され、導入端子１３３，１３５は、天板１１２の平板領域１１２２に固定される。

平板部材６０は、たとえば、Ｃｕからなる。そして、平板部材６０は、平板領域６１，６２からなる。平板領域６２は、基板ホルダー１２０から天板１１２へ向かう方向に平板領域６１よりも突出している。そして、平板領域６１と平板領域６２との段差は、天板１１２の平板領域１１２１と平板領域１１２２との段差と同じである。その結果、平板部材６０は、反応容器１１０の外側において、反応容器１１０の天板１１２に略平行に配置される。

平板部材６０は、１つの面がアンテナ２１〜２４の一方端に接続される。そして、平板部材６０は、方向ＤＲ１における一方端が整合器１６０に接続される。

基板ホルダー１２０は、反応容器１１０の本体部１１１の底面１１１Ａに固定される。ヒーター１３０は、基板ホルダー１２０の内部に配置される。

ガス供給装置１４０は、反応容器１１０のガス供給口１１４に連結される。排気装置１５０は、反応容器１１０の排気口１１５に連結される。整合器１６０は、アンテナ２１〜２４の配列方向における平板部材６０の一方端と高周波電源１７０との間に接続される。高周波電源１７０は、整合器１６０と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

図２は、図１に示すＡ方向から見た天板１１２およびアンテナの平面図である。図２を参照して、プラズマ装置１００は、アンテナ１１〜１４，３１〜３４，４１〜４４と、平板部材５０，７０，８０とを更に備える。

なお、図２においては、アンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４を見易くするために、平板部材５０，６０，７０，８０は、透明体として図示されている。

アンテナ１１〜１４，３１〜３４，４１〜４４の各々は、アンテナ２１〜２４と同じ材料からなり、アンテナ２１〜２４と同じ寸法を有する。アンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４は、例えば、碁盤の目状に天板１１２に固定される。そして、アンテナ１１〜１４は、方向ＤＲ１におけるアンテナ２１〜２４の配置間隔と同じ間隔で天板１１２の平板領域１１２１に配置される。アンテナ３１〜３４は、方向ＤＲ１におけるアンテナ２１〜２４の配置間隔と同じ間隔で天板１１２の平板領域１１２１，１１２２に配置される。アンテナ４１〜４４は、方向ＤＲ１におけるアンテナ２１〜２４の配置間隔と同じ間隔で天板１１２の平板領域１１２１に配置される。

また、アンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４は、天板１１２の平板領域１１２１に配置され、アンテナ２２，２３，３２，３３は、天板１１２の平板領域１１２２に配置される。

平板部材５０，６０，７０，８０は、それぞれ、アンテナ１１〜１４、アンテナ２１〜２４、アンテナ３１〜３４およびアンテナ４１〜４４に対応して配置される。そして、平板部材５０，６０，７０，８０は、その一方端５０Ａ，６０Ａ，７０Ａ，８０Ａが整合器１６０に接続される。

また、平板部材５０，６０，７０，８０の各々は、長方形の平面形状を有する。

図３は、図２に示すアンテナ１１〜１４および平板部材５０の斜視図である。図３を参照して、プラズマ装置１００は、導入端子１２１〜１２８を更に備える。

導入端子１２１〜１２８は、導入端子１３１，１３３，１３５，１３７と同じように反応容器１１０の天板１１２の平板領域１１２１に固定される。

平板部材５０は、１枚の平板からなり、たとえば、１０ｃｍの幅、１ｃｍの厚みおよび１ｍの長さを有する。

アンテナ１１〜１４の各々は、略Ｕ字形状を有する。そして、アンテナ１１〜１４は、略Ｕ字形に曲げられたアンテナ１１〜１４をそれぞれ含む４個の平面が略平行になるように配置される。

アンテナ１１〜１４のうち、直線部分１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａは、それぞれ、導入端子１２１，１２３，１２５，１２７を通って平板部材５０に接続される。また、アンテナ１１〜１４のうち、直線部分１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂは、それぞれ、導入端子１２２，１２４，１２６，１２８を通って接地電位ＧＮＤに接続される。

そして、導入端子１２１〜１２８は、反応容器１１０の天板１１２（平板領域１１２１）に固定されるので、アンテナ１１〜１４は、それぞれ、１対の導入端子１２１，１２２、１対の導入端子１２３，１２４、１対の導入端子１２５，１２６、および１対の導入端子１２７，１２８によって反応容器１１０の天板１１２の平板領域１１２１に固定される。その結果、アンテナ１１〜１４と基板ホルダー１２０との距離は、１２ｃｍに設定される。

なお、平板部材８０は、平板部材５０と同じ材料からなり、平板部材５０と同じ形状および同じ寸法を有する。また、アンテナ４１〜４４の各々は、略Ｕ字形状を有する。そして、アンテナ４１〜４４は、アンテナ１１〜１４が平板部材５０と接地電位ＧＮＤとの間に接続される方法と同じ方法によって平板部材８０と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。また、アンテナ４１〜４４は、導入端子１２１〜１２８と同様の導入端子によって反応容器１１０の天板１１２の平板領域１１２１に固定される。

その結果、アンテナ４１〜４４と基板ホルダー１２０との距離は、１２ｃｍに設定される。

図４は、図１および図２に示すアンテナ２１〜２４および平板部材６０の斜視図である。図４を参照して、プラズマ装置１００は、導入端子１３２，１３４，１３６，１３８を更に備える。

導入端子１３２，１３４，１３６，１３８は、導入端子１３１，１３３，１３５，１３７と同じように反応容器１１０の天板１１２に固定される。

平板部材６０の平板領域６１は、例えば、１０ｃｍの幅、１ｃｍの厚みおよび３０ｃｍの長さを有する。また、平板部材６０の平板領域６２は、例えば、１０ｃｍの幅、１ｃｍの厚みおよび４０ｃｍの長さを有する。

アンテナ２１〜２４の各々は、略Ｕ字形状を有する。そして、アンテナ２１〜２４は、略Ｕ字形に曲げられたアンテナ２１〜２４をそれぞれ含む４個の平面が略平行になるように配置される。

アンテナ２１，２４のうち、直線部分２１Ａ，２４Ａは、それぞれ、導入端子１３１，１３７を通って平板部材６０の平板領域６１に接続される。また、アンテナ２１，２４のうち、直線部分２１Ｂ，２４Ｂは、それぞれ、導入端子１３２，１３８を通って接地電位ＧＮＤに接続される。

更に、アンテナ２２，２３のうち、直線部分２２Ａ，２３Ａは、それぞれ、導入端子１３３，１３５を通って平板部材６０の平板領域６２に接続される。更に、アンテナ２２，２３のうち、直線部分２２Ｂ，２３Ｂは、それぞれ、導入端子１３４，１３６を通って接地電位ＧＮＤに接続される。

そして、導入端子１３１，１３２，１３７，１３８は、反応容器１１０の天板１１２の平板領域１１２１に固定され、導入端子１３３，１３４，１３５，１３６は、天板１１２の平板領域１１２２に固定されるので、アンテナ２１，２４は、それぞれ、１対の導入端子１３１，１３２、および１対の導入端子１３７，１３８によって反応容器１１０の天板１１２の平板領域１１２１に固定され、アンテナ２２，２３は、それぞれ、１対の導入端子１３３，１３４、および１対の導入端子１３５，１３６によって天板１１２の平板領域１１２２に固定される。その結果、アンテナ２１，２４と基板ホルダー１２０との距離は、１２ｃｍに設定され、アンテナ２２，２３と基板ホルダー１２０との距離は、２５ｃｍに設定される。

なお、平板部材７０は、平板部材６０と同じ材料からなり、平板部材６０と同じ形状および同じ寸法を有する。また、アンテナ３１〜３４の各々は、略Ｕ字形状を有する。そして、アンテナ３１〜３４は、アンテナ２１〜２４が平板部材６０と接地電位ＧＮＤとの間に接続される方法と同じ方法によって平板部材７０と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。また、アンテナ３１，３４は、導入端子１３１，１３２，１３７，１３８と同様の導入端子によって反応容器１１０の天板１１２の平板領域１１２１に固定され、アンテナ３２，３３は、導入端子１３３，１３４，１３５，１３６と同様の導入端子によって反応容器１１０の天板１１２の平板領域１１２２に固定される。

その結果、アンテナ３１，３４と基板ホルダー１２０との距離は、１２ｃｍに設定され、アンテナ３２，３３と基板ホルダー１２０との距離は、２５ｃｍに設定される。

上述したように、平板部材６０，７０は、それぞれ、アンテナ２１〜２４およびアンテナ３１〜３４に接続され、平板部材６０，７０の各々において、一部が基板ホルダー１２０から天板１１２へ向かう方向に突出している。従って、平板部材６０，７０は、反応容器１１０の外側において反応容器１１０の天板１１２に略平行に配置される。

また、平板部材５０，８０は、それぞれ、アンテナ１１〜１４およびアンテナ４１〜４４に接続され、平板部材５０，８０の各々は、１枚の平板からなる。従って、平板部材５０，８０は、反応容器１１０の外側において反応容器１１０の天板１１２に略平行に配置される。

図１および図３を参照して、アンテナ１１〜１４は、高周波電力が整合器１６０および平板部材５０を介して高周波電源１７０から供給されると、平板部材５０から接地電位ＧＮＤへ向かう方向に高周波電流を流し、誘導結合により反応容器１１０内にプラズマを発生する。

より具体的には、高周波電力が高周波電源１７０から供給されると、高周波電流は、平板部材５０を矢印ＡＲＷ１の方向に流れ、アンテナ１１〜１４に流れ込む。そして、高周波電流は、アンテナ１１〜１４をそれぞれ矢印ＡＲＷ２〜ＡＲＷ５の方向へ流れ、接地電位ＧＮＤに流れ込む。その結果、アンテナ１１〜１４は、誘導結合によってプラズマを発生する。

また、アンテナ４１〜４４は、高周波電力が整合器１６０および平板部材８０を介して高周波電源１７０から供給されると、アンテナ１１〜１４と同じ機構によって反応容器１１０内にプラズマを発生する。

図１および図４を参照して、アンテナ２１〜２４は、高周波電力が整合器１６０および平板部材６０を介して高周波電源１７０から供給されると、平板部材６０から接地電位ＧＮＤへ向かう方向に高周波電流を流し、誘導結合により反応容器１１０内にプラズマを発生する。

より具体的には、高周波電力が高周波電源１７０から供給されると、高周波電流は、平板部材６０を矢印ＡＲＷ６の方向に流れ、アンテナ２１〜２４に流れ込む。そして、高周波電流は、アンテナ２１〜２４をそれぞれ矢印ＡＲＷ７〜ＡＲＷ１０の方向へ流れ、接地電位ＧＮＤに流れ込む。その結果、アンテナ２１〜２４は、誘導結合によってプラズマを発生する。

また、アンテナ３１〜３４は、高周波電力が整合器１６０および平板部材７０を介して高周波電源１７０から供給されると、アンテナ２１〜２４と同じ機構によって反応容器１１０内にプラズマを発生する。

再び、図１を参照して、基板ホルダー１２０は、基板１を保持する。この場合、基板１は、通常、四角形からなる平面形状を有するが、一般的には、円形および四角形以外の多角形からなる平面形状を有していてもよい。

導入端子１２１〜１２８，１３１〜１３８は、アンテナ１１〜１４，２１〜２４を反応容器１１０の天板１１２に固定するとともに、アンテナ１１〜１４，２１〜２４と天板１１２との隙間をシールドする。また、図示されていない導入端子も、アンテナ３１〜３４，４１〜４４を反応容器１１０の天板１１２に固定するとともに、アンテナ３１〜３４，４１〜４４と天板１１２との隙間をシールドする。

ヒーター１３０は、基板ホルダー１２０上に設置された基板１を所定の温度に加熱する。

ガス供給装置１４０は、シラン（ＳｉＨ_４）ガスおよびジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）ガス等の半導体薄膜を形成するための材料ガス、水素（Ｈ_２）ガスおよび窒素（Ｎ_２）ガス等の希釈ガス、およびアルゴン（Ａｒ）ガス等のエッチングガスをガス供給口１１４を介して反応容器１１０内に供給する。

排気装置１５０は、たとえば、ターボ分子ポンプおよびロータリーポンプからなり、排気口１１５を介して反応容器１１０内を真空に引くとともに、反応容器１１０内の圧力を所望の圧力に調整する。

整合器１６０は、高周波電源１７０から供給された高周波電力を反射を抑制して平板部材５０，６０，７０，８０へ供給する。

高周波電源１７０は、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力を整合器１６０へ供給する。

高周波電源１７０が高周波電力を整合器１６０を介して平板部材５０，６０，７０，８０へ供給すると、高周波電流は、平板部材５０，６０，７０，８０の一方端５０Ａ，６０Ａ，７０Ａ，８０Ａから矢印ＡＲＷ１，ＡＲＷ６の方向へ流れ、アンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４へ流れ込む。

そして、アンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４は、上述したように、誘導結合によって、基板１との間の空間１８０にプラズマを発生する。

プラズマ装置１００において、多結晶シリコンを形成する方法について説明する。排気装置１５０を用いて反応容器１１０内を１×１０^−４Ｐａ以下の圧力に排気する。そして、ヒーター１３０によって、例えば、４２０℃の温度に基板１を加熱する。

その後、ガス供給装置１４０によってＳｉＨ_４ガスおよびＨ_２ガスを反応容器１１０内に供給する。この場合、ＳｉＨ_４ガスの流量は、２．５ｓｃｃｍであり、Ｈ_２ガスの流量は、３０ｓｃｃｍである。

そして、排気装置１５０によって、反応容器１１０内の圧力を０．６〜０．７Ｐａに設定する。

そうすると、高周波電源１７０は、１２ｋＷの高周波電力を整合器１６０および平板部材５０，６０，７０，８０を介してアンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４に供給する。

これによって、アンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４は、上述した方法によって、空間１８０にプラズマを発生させる。そして、多結晶シリコンが基板１上に堆積される。

所定の時間、多結晶シリコンを基板１上に堆積させると、高周波電力の供給を停止し、ＳｉＨ_４ガスおよびＨ_２ガスの供給を停止し、基板温度を低下させる。

これによって、多結晶シリコンの形成が終了する。

図５は、多結晶シリコンの膜厚とプラズマの電子密度との関係を示す図である。図５において、縦軸は、多結晶シリコンの膜厚を表し、横軸は、プラズマの電子密度を表す。また、直線ｋ１は、多結晶シリコンの膜厚とプラズマの電子密度との関係を示す。

図５を参照して、多結晶シリコンの膜厚は、プラズマの電子密度の増加に伴って増加する（直線ｋ１参照）。そして、直線ｋ１によって示される多結晶シリコンの膜厚とプラズマの電子密度との関係は、多結晶シリコンの成膜時間を一定にしたときの多結晶シリコンの膜厚とプラズマの電子密度との関係である。従って、多結晶シリコンの成長速度は、プラズマの電子密度の増加に伴って速くなる。

アンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４と基板ホルダー１２０との距離が相互に同じである場合、基板１上に堆積された多結晶シリコンの膜厚は、基板１の面内方向に分布する。より具体的には、基板１の周辺部における多結晶シリコンの膜厚は、基板１の中央部における多結晶シリコンの膜厚よりも薄くなる。

しかし、プラズマ装置１００においては、基板１の周辺部に対向する位置に配置されたアンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４と基板ホルダー１２０との距離を、基板１の中央部に対向する位置に配置されたアンテナ２２，２３，３２，３３と基板ホルダー１２０との距離よりも短く設定している。

その結果、アンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４によって発生されるプラズマの電子密度は、アンテナ２２，２３，３２，３３によって発生されるプラズマの電子密度よりも高くなる。そして、基板１の周辺部における多結晶シリコンの成長速度は、基板１の中央部における多結晶シリコンの成長速度よりも速くなる。

従って、基板１上に堆積された多結晶シリコンの膜厚の均一性を向上できる。

なお、上記においては、１個の高周波電源１７０を用いて高周波電力を４個の平板部材５０，６０，７０，８０に供給するとすると説明したが、実施の形態１においては、これに限らず、４個の平板部材５０，６０，７０，８０に対応して４個の高周波電源および４個の整合器を設け、高周波電源１７０および整合器１６０と同じ方法によって４個の平板部材５０，６０，７０，８０に独立して高周波電力を供給するようにしてもよい。

そして、基板１上に堆積される多結晶シリコンの膜厚の均一性が向上するように、平板部材６０，７０に供給する高周波電力と、平板部材５０，８０に供給する高周波電力とを制御する。

より具体的には、第１のパワーを有する高周波電力を平板部材６０，７０に供給し、第１のパワーよりも強い第２のパワーを有する高周波電力を平板部材５０，８０を供給する。

その結果、アンテナ１１〜１４，４１〜４４によって発生されたプラズマの電子密度は、アンテナ２１〜２４，３１〜３４によって発生されたプラズマの電子密度よりも高くなる。また、アンテナ２１，２４，３１，３４によって発生されたプラズマの電子密度は、アンテナ２２，２３，３２，３３によって発生されたプラズマの電子密度よりも高くなる。そして、アンテナ１１〜１４，４１〜４４に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度が最も速くなり、アンテナ２１，２４，３１，３４に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度が２番目に速くなり、アンテナ２２，２３，３２，３３に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度が最も遅くなる。

従って、方向ＤＲ１における多結晶シリコンの膜厚の均一性を上述した機構によって向上できるとともに、方向ＤＲ１に直交する方向ＤＲ２（図２参照）における多結晶シリコンの膜厚の均一性を更に向上できる。

図６は、実施の形態１による他のプラズマ装置の構成を示す概略図である。実施の形態１によるプラズマ装置は、図６に示すプラズマ装置１００Ａであってもよい。

図６を参照して、プラズマ装置１００Ａは、図１に示すプラズマ装置１００の平板部材６０，７０を平板部材６５〜６７に代え、整合器１６０を整合器１６１〜１６５に代え、高周波電源１７０を高周波電源１７１〜１７５に代えたものであり、その他は、プラズマ装置１００と同じである。

平板部材６５は、アンテナ２１，３１に対応して設けられ、アンテナ２１，３１の一方端に接続される。平板部材６６は、アンテナ２２，２３，３２，３３に対応して設けられ、アンテナ２２，２３，３２，３３の一方端に接続される。平板部材６７は、アンテナ２４，３４に対応して設けられ、アンテナ２４，３４の一方端に接続される。

アンテナ２１，３１と平板部材６５との接続、アンテナ２２，２３，３２，３３と平板部材６６との接続、およびアンテナ２４，３４と平板部材６７との接続は、上述した方法によって行なわれる。

整合器１６１は、平板部材５０の一方端５０Ａと高周波電源１７１との間に接続される。高周波電源１７１は、整合器１６１と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

整合器１６２は、平板部材６５の一方端６５Ａと高周波電源１７２との間に接続される。高周波電源１７２は、整合器１６２と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

整合器１６３は、平板部材６６の一方端６６Ａと高周波電源１７３との間に接続される。高周波電源１７３は、整合器１６３と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

整合器１６４は、平板部材６７の一方端６７Ａと高周波電源１７４との間に接続される。高周波電源１７４は、整合器１６４と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

整合器１６５は、平板部材８０の一方端８０Ａと高周波電源１７５との間に接続される。高周波電源１７５は、整合器１６５と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

整合器１６１は、高周波電源１７１から供給された高周波電力を反射波を抑制して平板部材５０へ供給する。高周波電源１７１は、高周波電力を整合器１６１へ供給する。

整合器１６２は、高周波電源１７２から供給された高周波電力を反射波を抑制して平板部材６５へ供給する。高周波電源１７２は、高周波電力を整合器１６２へ供給する。

整合器１６３は、高周波電源１７３から供給された高周波電力を反射波を抑制して平板部材６６へ供給する。高周波電源１７３は、高周波電力を整合器１６３へ供給する。

整合器１６４は、高周波電源１７４から供給された高周波電力を反射波を抑制して平板部材６７へ供給する。高周波電源１７４は、高周波電力を整合器１６４へ供給する。

整合器１６５は、高周波電源１７５から供給された高周波電力を反射波を抑制して平板部材８０へ供給する。高周波電源１７５は、高周波電力を整合器１６５へ供給する。

プラズマ装置１００Ａにおいては、高周波電源１７３は、第１のパワーを有する高周波電力を整合器１６３を介して平板部材６６に供給し、高周波電源１７１，１７２，１７４，１７５は、第１のパワーよりも強い第２のパワーを有する高周波電力をそれぞれ整合器１６１，１６２，１６４，１６５を介して平板部材５０，６５，６７，８０に供給する。

その結果、アンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４によって発生されるプラズマの電子密度は、アンテナ２２，２３，３２，３３によって発生されるプラズマの電子密度よりも高くなる。そして、アンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度は、アンテナ２２，２３，３２，３３に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度よりも速くなる。

従って、プラズマ装置１００を用いて多結晶シリコンを形成した場合よりも、方向ＤＲ１，ＤＲ２における多結晶シリコンの膜厚の均一性を向上できる。

実施の形態１によれば、プラズマ装置１００，１００Ａは、基板ホルダー１２０との距離が２５ｃｍに設定されたアンテナ２２，２３，３２，３３と、基板ホルダー１２０との距離が１２ｃｍに設定されたアンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４とを備える。

その結果、アンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４によって発生されたプラズマの電子密度は、アンテナ２２，２３，３２，３３によって発生されたプラズマの電子密度よりも高くなる。そして、アンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度がアンテナ２２，２３，３２，３３に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度よりも速くなる。

なお、実施の形態１においては、平板部材５０がアンテナ１１，２１，３１，４１に接続され、平板部材６０がアンテナ１２，２２，３２，４２に接続され、平板部材７０がアンテナ１３，２３，３３，４３に接続され、平板部材８０がアンテナ１４，２４，３４，４４に接続されるようにしてもよい。

［実施の形態２］
図７は、実施の形態２によるプラズマ装置の構成を示す概略図である。図７を参照して、実施の形態２によるプラズマ装置２００は、図１に示すプラズマ装置１００の反応容器１１０を反応容器１１０Ａに代え、平板部材６０を平板部材２５０に代えたものであり、その他は、プラズマ装置１００と同じである。

なお、図７においては、アンテナ２１〜２４に代えてアンテナ１１〜１４を表示し、導入端子１３１，１３３，１３５，１３７に代えて導入端子１２１，１２３，１２５，１２７を表示している。

反応容器１１０Ａは、図１に示す反応容器１１０の天板１１２を天板１１２Ａに代えたものであり、その他は、反応容器１１０と同じである。

天板１１２Ａは、平板領域１１２１Ａ，１１２２Ａからなる。平板領域１１２２Ａは、方向ＤＲ１において平板領域１１２１Ａの内周部に配置される。また、平板領域１１２２Ａは、基板ホルダー１２０から天板１１２Ａの方向へ平板領域１１２１Ａよりも突出して配置される。この場合、基板ホルダー１２０と平板領域１１２１Ａとの距離は、例えば、２７ｃｍであり、基板ホルダー１２０と平板領域１１２２Ａとの距離は、例えば、４０ｃｍである。

そして、平板領域１１２１Ａ，１１２２Ａは、一体的に形成される。平板領域１１２１Ａがオーリング１１３に接して配置される結果、天板１１２Ａは、オーリング１１３に接して配置される。

平板部材２５０は、平板領域２５１，２５２からなる。平板領域２５２は、方向ＤＲ１において平板領域２５１の内周部に配置される。また、平板領域２５２は、基板ホルダー１２０から天板１１２Ａの方向へ平板領域２５１よりも突出して配置される。そして、平板領域２５１と平板領域２５２との段差は、天板１１２Ａにおける平板領域１１２１Ａと平板領域１１２２Ａとの段差と同じである。

その結果、平板部材２５０は、反応容器１１０Ａの外側で天板１１２Ａに略平行に配置される。

導入端子１２１，１２７は、天板１１２Ａの平板領域１１２１Ａに固定され、導入端子１２３，１２５は、天板１１２Ａの平板領域１１２２Ａに固定される。

なお、図７においては、図示されていないが、導入端子１２２，１２８は、天板１１２Ａの平板領域１１２１Ａに固定され、導入端子１２４，１２６は、天板１１２Ａの平板領域１１２２Ａに固定される。

そして、アンテナ１１の一方端側は、導入端子１２１を介して平板部材２５０の平板領域２５１に接続され、アンテナ１１の他方端側は、導入端子１２２（図示せず）を介して接地電位ＧＮＤに接続される。

また、アンテナ１２の一方端側は、導入端子１２３を介して平板部材２５０の平板領域２５２に接続され、アンテナ１２の他方端側は、導入端子１２４（図示せず）を介して接地電位ＧＮＤに接続される。

更に、アンテナ１３の一方端側は、導入端子１２５を介して平板部材２５０の平板領域２５２に接続され、アンテナ１３の他方端側は、導入端子１２６（図示せず）を介して接地電位ＧＮＤに接続される。

更に、アンテナ１４の一方端側は、導入端子１２７を介して平板部材２５０の平板領域２５１に接続され、アンテナ１４の他方端側は、導入端子１２８（図示せず）を介して接地電位ＧＮＤに接続される。

図８は、図７に示す天板１１２Ａの斜視図である。図８を参照して、天板１１２Ａの平板領域１１２２Ａは、略十字形状を有し、基板ホルダー１２０から天板１１２Ａの方向ＤＲ３へ平板領域１１２１Ａよりも突出している。

平板領域１１２１Ａは、領域ＲＥＧ１，ＲＥＧ３，ＲＥＧ５，ＲＥＧ７を有し、平板領域１１２２Ａは、領域ＲＥＧ２，ＲＥＧ４，ＲＥＧ６を有する。

アンテナ１１は、平板領域１１２１Ａの領域ＲＥＧ１に固定され、アンテナ１２，１３は、平板領域１１２２Ａの領域ＲＥＧ２において方向ＤＲ１に沿って配列され、アンテナ１４は、平板領域１１２１Ａの領域ＲＥＧ３に固定される。

アンテナ２１〜２４，３１〜３４は、平板領域１１２２Ａの領域ＲＥＧ４において方向ＤＲ１に沿って２列に配列される。

アンテナ４１は、平板領域１１２１Ａの領域ＲＥＧ５に固定され、アンテナ４２，４３は、平板領域１１２２Ａの領域ＲＥＧ６において方向ＤＲ１に沿って配列され、アンテナ４４は、平板領域１１２１Ａの領域ＲＥＧ７に固定される。

その結果、アンテナ１１，１４，４１，４４と基板ホルダー１２０との距離は、１２ｃｍに設定され、アンテナ１２，１３，２１〜２４，３１〜３４，４２，４３と基板ホルダー１２０との距離は、２５ｃｍに設定される。

図９は、図７に示すＡ方向から見たアンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４、天板１１２Ａ、および平板部材２５０，２６０，２７０，２８０の平面図である。なお、図９においては、アンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４を見易くするために、平板部材２５０，２６０，２７０，２８０は、透明体として図示されている。

図９を参照して、プラズマ装置２００は、平板部材２６０，２７０，２８０を更に備える。平板部材２５０，２６０，２７０，２８０の各々は、Ｃｕからなる。

平板部材２５０は、アンテナ１１〜１４に対応して設けられる。平板部材２５０は、図４に示す平板部材６０と同じ形状および同じ寸法を有する。そして、アンテナ１１〜１４は、上述した方法によって、平板部材２５０と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

平板部材２６０は、アンテナ２１〜２４に対応して設けられる。平板部材２６０は、図３に示す平板部材５０と同じ形状および同じ寸法を有する。そして、アンテナ２１〜２４は、上述した方法によって平板部材２６０と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

平板部材２７０は、アンテナ３１〜３４に対応して設けられる。平板部材２７０は、図３に示す平板部材５０と同じ形状および同じ寸法を有する。そして、アンテナ３１〜３４は、上述した方法によって平板部材２７０と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

平板部材２８０は、アンテナ４１〜４４に対応して設けられる。平板部材２８０は、図４に示す平板部材６０と同じ形状および同じ寸法を有する。そして、アンテナ４１〜４４は、上述した方法によって平板部材２８０と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

方向ＤＲ１における平板部材２５０，２６０，２７０，２８０の一方端２５０Ａ，２６０Ａ，２７０Ａ，２８０Ａは、整合器１６０に接続される。

このように、実施の形態２においては、碁盤の目状に配列されたアンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４のうち、４隅に配置されたアンテナ１１，１４，４１，４４は、他のアンテナ１２，１３，２１〜２４，３１〜３４，４２，４３よりも基板ホルダー１２０に近づけて天板１１２Ａに固定される。

より具体的には、アンテナ１１，１４，４１，４４と基板ホルダー１２０との距離は、１２ｃｍに設定され、アンテナ１２，１３，２１〜２４，３１〜３４，４２，４３と基板ホルダー１２０との距離は、２５ｃｍに設定される。

これによって、アンテナ１１，１４，４１，４４によって発生されたプラズマの電子密度は、アンテナ１２，１３，２１〜２４，３１〜３４，４２，４３によって発生されたプラズマの電子密度よりも高くなる。そして、アンテナ１１，１４，４１，４４に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度は、アンテナ１２，１３，２１〜２４，３１〜３４，４２，４３に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度よりも速くなる。

従って、基板１上に形成された多結晶シリコンの膜厚の均一性を向上できる。

プラズマ装置２００においては、４個の平板部材２５０，２６０，２７０，２８０に対応して４個の高周波電源および４個の整合器を設け、高周波電源１７０および整合器１６０と同じ方法によって４個の平板部材２５０，２６０，２７０，２８０に独立して高周波電力を供給するようにしてもよい。

そして、基板１上に堆積される多結晶シリコンの膜厚の均一性が向上するように、平板部材２６０，２７０に供給する高周波電力と、平板部材２５０，２８０に供給する高周波電力とを制御する。

より具体的には、第１のパワーを有する高周波電力を平板部材２６０，２７０に供給し、第１のパワーよりも強い第２のパワーを有する高周波電力を平板部材２５０，２８０を供給する。

その結果、アンテナ１１，１４，４１，４４によって発生されたプラズマの電子密度は、アンテナ１２，１３，２１〜２４，３１〜３４，４２，４３によって発生されたプラズマの電子密度よりも高くなる。また、アンテナ１２，１３，４２，４３によって発生されたプラズマの電子密度は、アンテナ２１〜２４，３１〜３４によって発生されたプラズマの電子密度よりも高くなる。そして、アンテナ１１，１４，４１，４４に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度が最も速くなり、アンテナ１２，１３，４２，４３に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度が２番目に速くなり、アンテナ２１〜２４，３１〜３４に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度が最も遅くなる。

従って、方向ＤＲ２における多結晶シリコンの膜厚の均一性を上述した機構によって向上できるとともに、方向ＤＲ１における多結晶シリコンの膜厚の均一性を更に向上できる。

図１０は、実施の形態２による他のプラズマ装置の構成を示す概略図である。実施の形態２によるプラズマ装置は、図１０に示すプラズマ装置２００Ａであってもよい。

図１０を参照して、プラズマ装置２００Ａは、図７から図９に示すプラズマ装置２００の平板部材２５０，２８０を平板部材２１０，２２０，２３０，２９０，３００，３１０に代え、整合器１６０を整合器１８１〜１８８に代え、高周波電源１７０を高周波電源１９１〜１９８に代えたものであり、その他は、プラズマ装置２００と同じである。

平板部材２１０，２２０，２３０，２９０，３００，３１０の各々は、Ｃｕからなる。そして、平板部材２１０は、平板領域１１２１Ａの領域ＲＥＧ１において天板１１２Ａに略平行に配置される。平板部材２２０は、平板領域１１２２Ａの領域ＲＥＧ２において天板１１２Ａに略平行に配置される。平板部材２３０は、平板領域１１２１Ａの領域ＲＥＧ３において天板１１２Ａに略平行に配置される。平板部材２９０は、平板領域１１２１Ａの領域ＲＥＧ５において天板１１２Ａに略平行に配置される。平板部材３００は、平板領域１１２２Ａの領域ＲＥＧ６において天板１１２Ａに略平行に配置される。平板部材３１０は、平板領域１１２１Ａの領域ＲＥＧ７において天板１１２Ａに略平行に配置される。

平板部材２１０は、アンテナ１１に対応して設けられる。そして、アンテナ１１は、上述した方法によって平板部材１１と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

平板部材２２０は、アンテナ１２，１３に対応して設けられる。そして、アンテナ１２，１３は、上述した方法によって平板部材２２０と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

平板部材２３０は、アンテナ１４に対応して設けられる。そして、アンテナ１４は、上述した方法によって平板部材２３０と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

平板部材２９０は、アンテナ４１に対応して設けられる。そして、アンテナ４１は、上述した方法によって平板部材２９０と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

平板部材３００は、アンテナ４２，４３に対応して設けられる。そして、アンテナ４２，４３は、上述した方法によって平板部材３００と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

平板部材３１０は、アンテナ４４に対応して設けられる。そして、アンテナ４４は、上述した方法によって平板部材３１０と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

整合器１８１は、平板部材２１０の一方端２１０Ａと高周波電源１９１との間に接続される。高周波電源１９１は、整合器１８１と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

整合器１８２は、平板部材２２０の一方端２２０Ａと高周波電源１９２との間に接続される。高周波電源１９２は、整合器１８２と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

整合器１８３は、平板部材２３０の一方端２３０Ａと高周波電源１９３との間に接続される。高周波電源１９３は、整合器１８３と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

整合器１８４は、平板部材２６０の一方端２６０Ａと高周波電源１９４との間に接続される。高周波電源１９４は、整合器１８４と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

整合器１８５は、平板部材２７０の一方端２７０Ａと高周波電源１９５との間に接続される。高周波電源１９５は、整合器１８５と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

整合器１８６は、平板部材２９０の一方端２９０Ａと高周波電源１９６との間に接続される。高周波電源１９６は、整合器１８６と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

整合器１８７は、平板部材３００の一方端３００Ａと高周波電源１９７との間に接続される。高周波電源１９７は、整合器１８７と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

整合器１８８は、平板部材３１０の一方端３１０Ａと高周波電源１９８との間に接続される。高周波電源１９８は、整合器１８８と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。

プラズマ装置２００Ａにおいては、高周波電源１９２，１９４，１９５，１９７は、第１のパワーを有する高周波電力をそれぞれ整合器１８２，１８４，１８５，１８７を介して平板部材２２０，２６０，２７０，３００に供給し、高周波電源１９１，１９３，１９６，１９８は、第１のパワーよりも強い第２のパワーを有する高周波電源をそれぞれ整合器１８１，１８３，１８６，１８８を介して平板部材２１０，２３０，２９０，３１０に供給する。

その結果、アンテナ１１，１４，４１，４４によって発生されたプラズマの電子密度は、アンテナ１２，１３，２１〜２４，３１〜３４，４２，４３によって発生されたプラズマの電子密度よりも高くなる。そして、アンテナ１１，１４，４１，４４に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度は、アンテナ１２，１３，２１〜２４，３１〜３４，４２，４３に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度よりも速くなる。

従って、基板１の四隅における多結晶シリコンの膜厚が中央部における多結晶シリコンの膜厚よりも薄くなる場合に、基板１上に堆積された多結晶シリコンの膜厚の均一性を向上できる。

実施の形態２によれば、プラズマ装置２００，２００Ａは、基板ホルダー１２０との距離が２５ｃｍに設定されたアンテナ１２，１３，２１〜２４，３１〜３４，４２，４３と、基板ホルダー１２０との距離が１２ｃｍに設定されたアンテナ１１，１４，４１，４４とを備える。

その結果、アンテナ１１，１４，４１，４４によって発生されたプラズマの電子密度は、アンテナ１２，１３，２１〜２４，３１〜３４，４２，４３によって発生されたプラズマの電子密度よりも高くなる。そして、アンテナ１１，１４，４１，４４に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度がアンテナ１２，１３，２１〜２４，３１〜３４，４２，４３に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度よりも速くなる。

その他は、実施の形態１と同じである。

［実施の形態３］
図１１は、実施の形態３によるプラズマ装置の構成を示す概略図である。図１１を参照して、実施の形態３によるプラズマ装置４００は、図１に示すプラズマ装置１００の反応容器１１０を反応容器１１０Ｂに代え、平板部材６０を平板部材４１０に代えたものであり、その他は、プラズマ装置１００と同じである。

反応容器１１０Ｂは、反応容器１１０の天板１１２を天板１１２Ｂに代えたものであり、その他は、反応容器１１０と同じである。

天板１１２Ｂは、基板ホルダー１２０から天板１１２Ｂの方向へ突出したドーム形状からなる。そして、天板１１２Ｂは、オーリング１１３に接するとともに、接地電位ＧＮＤに接続される。

プラズマ装置４００においては、導入端子１２１，１２３，１２５，１２７は、天板１１２Ｂに固定される。その結果、アンテナ１１〜１４は、その一方端側がそれぞれ導入端子１２１，１２３，１２５，１２７を介して平板部材４１０に接続され、その他方端側がそれぞれ導入端子１２２，１２４，１２６，１２８（図示せず）を介して接地電位ＧＮＤに接続される。これによって、アンテナ１１〜１４は、天板１１２Ｂに固定される。

導入端子１３１〜１３８（図示せず）も、天板１１２Ｂに固定される。そして、アンテナ２１〜２４（図示せず）は、その一方端側がそれぞれ導入端子１３１，１３３，１３５，１３７を介して他の平板部材（図示せず）に接続され、その他方端側が導入端子１３２，１３４，１３６，１３８を介して接地電位ＧＮＤに接続される。これによって、アンテナ２１〜２４は、天板１１２Ｂに固定される。

アンテナ３１〜３４およびアンテナ４１〜４４（図示せず）も、同様にして、その一方端側が天板１１２Ｂに固定された導入端子を介して平板部材（図示せず）に接続され、その他方端側が接地電位ＧＮＤに接続される。これによって、アンテナ３１〜３４およびアンテナ４１〜４４も、天板１１２Ｂに固定される。

従って、アンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４と基板ホルダー１２０との距離は、基板ホルダー１２０の中央部で最も長くなり、基板ホルダー１２０の外周部へ向かうに従って短くなる。

平板部材４１０は、反応容器１１０Ｂの外側において天板１１２Ｂに略平行に配置される。そして、平板部材４１０は、その一面がアンテナ１１〜１４の各々の一方端に接続される。また、平板部材４１０は、方向ＤＲ１における一方端が整合器１６０に接続される。

図１２は、図１１に示す天板１１２Ｂおよび平板部材４１０の斜視図である。図１２を参照して、天板１１２Ｂは、平板領域１１２１Ｂと突出領域１１２２Ｂとからなる。平板領域１１２１Ｂは、突出領域１１２２Ｂの周囲に配置される。突出領域１１２２Ｂは、基板ホルダー１２０から天板１１２Ｂの方向ＤＲ３へ突出している。

プラズマ装置４００は、平板部材４２０を更に備える。平板部材４１０，４２０の各々は、天板１１２Ｂの平板領域１１２１Ｂおよび突出領域１１２２Ｂに略平行に配置される。

アンテナ１１〜１４を固定するための導入端子１２１〜１２８、およびアンテナ２１〜２４を固定するための１３１〜１３８は、天板１１２Ｂの突出領域１１２２Ｂに固定される。また、アンテナ３１〜３４およびアンテナ４１〜４４を固定するための導入端子も、天板１１２Ｂの突出領域１１２２Ｂに固定される。

図１３は、図１１に示すＡ方向から見たアンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４、天板１１２Ｂおよび平板部材４１０，４２０，４３０，４４０の平面図である。なお、図１３においては、アンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４を見易くするために、平板部材４１０，４２０，４３０，４４０は、透明体で図示されている。

図１３を参照して、プラズマ装置４００は、平板部材４３０，４４０を更に備える。平板部材４１０，４２０，４３０，４４０の各々は、Ｃｕからなる。平板部材４１０は、アンテナ１１〜１４に対応して設けられ、図１２に示す態様で天板１１２Ｂの平板領域１１２１Ｂおよび突出領域１１２２Ｂに対向して配置される。

平板部材４２０は、アンテナ２１〜２４に対応して設けられ、図１２に示す態様で天板１１２Ｂの平板領域１１２１Ｂおよび突出領域１１２２Ｂに対向して配置される。

平板部材４３０は、アンテナ３１〜３４に対応して設けられ、図１２に示す平板部材４１，４２０と同じ態様で天板１１２Ｂの平板領域１１２１Ｂおよび突出領域１１２２Ｂに対向して配置される。

平板部材４４０は、アンテナ４１〜４４に対応して設けられ、図１２に示す平板部材４１０，４２０と同じ態様で天板１１２Ｂの平板領域１１２１Ｂおよび突出領域１１２２Ｂに対向して配置される。

そして、方向ＤＲ１における平板部材４１０，４２０，４３０，４４０の一方端４１０Ａ，４２０Ａ，４３０Ａ，４４０Ａは、整合器１６０に接続される。

プラズマ装置４００においては、アンテナ１１〜１４の一方端は、上述した方法によって平板部材４１０に接続され、他方端が上述した方法によって接地電位ＧＮＤに接続される。アンテナ２１〜２４の一方端は、上述した方法によって平板部材４２０に接続され、他方端が上述した方法によって接地電位ＧＮＤに接続される。アンテナ３１〜３４の一方端は、上述した方法によって平板部材４３０に接続され、他方端が上述した方法によって接地電位ＧＮＤに接続される。アンテナ４１〜４４の一方端は、上述した方法によって平板部材４４０に接続され、他方端が上述した方法によって接地電位ＧＮＤに接続される。

そして、アンテナ１１〜１４、アンテナ２１〜２４、アンテナ３１〜３４およびアンテナ４１〜４４は、それぞれ、平板部材４１０，４２０，４３０，４４０を介して高周波電流を受け、その受けた高周波電流を接地電位ＧＮＤへ流す。これによって、アンテナ１１〜１４、アンテナ２１〜２４、アンテナ３１〜３４およびアンテナ４１〜４４は、誘導結合によって反応容器１１０Ｂ内の空間１８０にプラズマを発生する。

このように、実施の形態３においては、碁盤の目状に配列されたアンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４と基板ホルダー１２０との距離は、基板ホルダー１２０の中央部で最も長くなり、基板ホルダー１２０の外周部へ向かうに従って短くなる。

その結果、プラズマの電子密度は、基板ホルダー１２０の中央部に対向する位置において最も低くなり、基板ホルダー１２０の外周部へ向かうに従って高くなる。そして、多結晶シリコンの成長速度は、基板１の中央部で最も遅くなり、基板１の外周部へ向かうに従って速くなる。

プラズマ装置４００においては、４個の平板部材４１０，４２０，４３０，４４０に対応して４個の高周波電源および４個の整合器を設け、高周波電源１７０および整合器１６０と同じ方法によって４個の平板部材４１０，４２０，４３０，４４０に独立して高周波電力を供給するようにしてもよい。

そして、方向ＤＲ２における多結晶シリコンの膜厚の分布が方向ＤＲ１における多結晶シリコンの膜厚の分布よりも大きい場合、第１のパワーを有する高周波電力を平板部材４２０，４３０に供給し、第１のパワーよりも強い第２のパワーを有する高周波電力を平板部材４１０，４４０を供給する。

その結果、アンテナ１１〜１４，４１〜４４によって発生されたプラズマの電子密度は、アンテナ２１〜２４，３１〜３４によって発生されたプラズマの電子密度よりも高くなるとともに、基板ホルダー１２０の中央部から外周部へ向かって徐々に低くなる。そして、アンテナ１１，１４，４１，４４に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度が最も速くなり、アンテナ１２，１３，４２，４３に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度が２番目に速くなり、アンテナ２１，２４，３１，３４に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度が３番目に速くなり、アンテナ２２，２３，３２，３３に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度が最も遅くなる。

従って、基板ホルダー１２０の中央部から外周部へ向かう方向における多結晶シリコンの膜厚の均一性を上述した機構によって向上できるとともに、方向ＤＲ２における多結晶シリコンの膜厚の均一性を更に向上できる。

その他は、実施の形態１と同じである。

［実施の形態４］
図１４は、実施の形態４によるプラズマ装置の構成を示す概略図である。図１４を参照して、プラズマ装置５００は、図１に示すプラズマ装置１００のアンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４をそれぞれアンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２４Ａ，３１Ａ，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａに代え、反応容器１１０を反応容器１１０Ｃに代え、平板部材６０を平板部材５２０に代えたものであり、その他は、プラズマ装置１００と同じである。

反応容器１１０Ｃは、反応容器１１０の天板１１２を天板１１２Ｃに代えたものであり、その他は、反応容器１１０と同じである。

天板１１２Ｃは、平坦な板状形状からなる。そして、天板１１２Ｃは、オーリング１１３に接して配置されるとともに、接地電位ＧＮＤに接続される。

平板部材５２０は、平坦な板状形状からなり、反応容器１１０Ｃの外側において天板１１２Ｃに略平行に配置される。そして、平板部材５２０は、方向ＤＲ１における一方端が整合器１６０に接続される。

アンテナ２１Ａ，２４Ａの各々は、アンテナ１１〜１４と同じ形状および同じ材料からなる。アンテナ２１Ａ，２２，２３，２４Ａは、その一方端側がそれぞれ天板１１２Ｃに固定された導入端子１３１，１３３，１３５，１３７を介して平板部材５２０に接続され、その他方端側がそれぞれ導入端子１３２，１３４，１３６，１３８（図示せず）を介して接地電位ＧＮＤに接続される。

そして、アンテナ２１Ａ，２４Ａのうち、反応容器１１０Ｃ内に配置された部分の長さは、例えば、２５ｃｍである。

従って、アンテナ２１Ａ，２４Ａの長さは、アンテナ２２，２３の長さよりも短い。

図１５は、図１４に示すＡ方向から見たアンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２２，２３，２４Ａ，３１Ａ，３２，３３，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａ、天板１１２Ｃおよび平板部材５１０，５２０，５３０，５４０の平面図である。

なお、図１５においては、アンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２２，２３，２４Ａ，３１Ａ，３２，３３，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａを見易くするために、平板部材５１０，５２０，５３０，５４０は、透明体で図示されている。

図１５を参照して、プラズマ装置５００は、平板部材５１０，５３０，５４０を更に備える。

平板部材５１０，５２０，５３０，５４０の各々は、Ｃｕからなり、長方形の平面形状を有する。そして、平板部材５１０，５２０，５３０，５４０の各々は、上述した平板部材５０と同じ寸法を有する。

平板部材５１０は、アンテナ１１Ａ〜１４Ａに対応して設けられる。平板部材５２０は、アンテナ２１Ａ，２２，２３，２４Ａに対応して設けられる。平板部材５３０は、アンテナ３１Ａ，３２，３３，３４Ａに対応して設けられる。平板部材５４０は、アンテナ４１Ａ，４２，４３，４４Ａに対応して設けられる。

そして、平板部材５１０，５２０，５３０，５４０は、方向ＤＲ１における一方端５１０Ａ，５２０Ａ，５３０Ａ，５４０Ａが整合器１６０に接続される。

図１６は、図１５に示す平板部材５１０およびアンテナ１１Ａ〜１４Ａの斜視図である。図１６を参照して、導入端子１２１〜１２８は、反応容器１１０Ｃの天板１１２Ｃに固定される。

アンテナ１１Ａ〜１４Ａの各々は、アンテナ１１〜１４と同じ形状および同じ材料からなる。そして、アンテナ１１Ａ〜１４Ａの各々は、上述したアンテナ２１Ａ，２４Ａと同じ長さを有する。

アンテナ１１Ａ〜１４Ａは、その一方端側がそれぞれ導入端子１２１，１２３，１２５，１２７を介して平板部材５１０に接続され、その他方端側がそれぞれ導入端子１２２，１２４，１２６，１２８を介して接地電位ＧＮＤに接続される。

このように、アンテナ１１Ａ〜１４Ａは、それぞれ、１対の導入端子１２１，１２２、１対の導入端子１２３，１２４、１対の導入端子１２５，１２６および１対の導入端子１２７，１２８によって天板１１２Ｃに固定される。

高周波電力が高周波電源１７０から整合器１６０を介して平板部材５１０に供給されると、高周波電流は、図３において説明した方法によって、平板部材５１０からアンテナ１１Ａ〜１４Ａに流れ、最終的に、接地電位ＧＮＤに流れ込む。その結果、アンテナ１１Ａ〜１４Ａは、誘導結合によってプラズマを発生する。

なお、図１５に示すアンテナ４１Ａ〜４４Ａは、図１６に示す態様で平板部材５４０と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。そして、アンテナ４１Ａ〜４４Ａの各々は、アンテナ１１Ａ〜１４Ａと同じ材料からなり、アンテナ１１Ａ〜１４Ａと同じ形状および同じ寸法を有する。

図１７は、図１５に示す平板部材５２０およびアンテナ２１Ａ，２２，２３，２４Ａの斜視図である。

図１７を参照して、導入端子１３１〜１３８は、反応容器１１０Ｃの天板１１２Ｃに固定される。

アンテナ２１Ａ，２２，２３，２４Ａは、その一方端側がそれぞれ導入端子１３１，１３３，１３５，１３７を介して平板部材５２０に接続され、その他方端側がそれぞれ導入端子１３２，１３４，１３６，１３８を介して接地電位ＧＮＤに接続される。

このように、アンテナ２１Ａ，２２，２３，２４Ａは、それぞれ、１対の導入端子１３１，１３２、１対の導入端子１３３，１３４、１対の導入端子１３５，１３６および１対の導入端子１３７，１３８によって天板１１２Ｃに固定される。

高周波電力が高周波電源１７０から整合器１６０を介して平板部材５２０に供給されると、高周波電流は、図３において説明した方法によって、平板部材５２０からアンテナ２１Ａ，２２，２３，２４Ａに流れ、最終的に、接地電位ＧＮＤに流れ込む。その結果、アンテナ２１Ａ，２２，２３，２４Ａは、誘導結合によってプラズマを発生する。

なお、図１５に示すアンテナ３１Ａ，３２，３３，３４Ａは、図１７に示す態様で平板部材５３０と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。そして、アンテナ３１Ａ，３４Ａは、アンテナ２１Ａ，２４Ａと同じ材料からなり、アンテナ２１Ａ，２４Ａと同じ形状、および同じ寸法を有する。

上述したように、実施の形態４においては、碁盤の目状に配置されたアンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２２，２３，２４Ａ，３１Ａ，３２，３３，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａのうち、外周部に配置されたアンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２４Ａ，３１Ａ，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａは、内周部に配置されたアンテナ２２，２３，３２，３３よりも短い。

そして、アンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２２，２３，２４Ａ，３１Ａ，３２，３３，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａの各々は、線状導体からなるので、アンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２２，２３，２４Ａ，３１Ａ，３２，３３，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａのインダクタンスは、アンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２２，２３，２４Ａ，３１Ａ，３２，３３，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａの長さに比例する。

従って、アンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２４Ａ，３１Ａ，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａのインダクタンスは、アンテナ２２，２３，３２，３３のインダクタンスよりも小さい。

そうすると、アンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２４Ａ，３１Ａ，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａに流れる高周波電流は、アンテナ２２，２３，３２，３３に流れる高周波電流よりも多くなる。

その結果、アンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２４Ａ，３１Ａ，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａによって発生されるプラズマの電子密度は、アンテナ２２，２３，３２，３３によって発生されるプラズマの電子密度よりも高くなる。即ち、アンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２２，２３，２４Ａ，３１Ａ，３２，３３，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａによって発生されたプラズマは、外周部の電子密度が内周部の電子密度よりも高くなる。

そして、アンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２４Ａ，３１Ａ，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａに対向する位置における多結晶シリコンの成長速度は、アンテナ２２，２３，３２，３３に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度よりも速くなる。

プラズマ装置５００においては、４個の平板部材５１０，５２０，５３０，５４０に対応して４個の高周波電源および４個の整合器を設け、高周波電源１７０および整合器１６０と同じ方法によって４個の平板部材５１０，５２０，５３０，５４０に独立して高周波電力を供給するようにしてもよい。

そして、基板１上に堆積される多結晶シリコンの膜厚の均一性が向上するように、平板部材５２０，５３０に供給する高周波電力と、平板部材５１０，５４０に供給する高周波電力とを制御する。

より具体的には、方向ＤＲ２における多結晶シリコンの膜厚の分布が方向ＤＲ１における多結晶シリコンの膜厚の分布よりも大きい場合、第１のパワーを有する高周波電力を平板部材５２０，５３０に供給し、第１のパワーよりも強い第２のパワーを有する高周波電力を平板部材５１０，５４０を供給する。

その結果、アンテナ１１Ａ〜１４Ａ，４１Ａ〜４４Ａによって発生されたプラズマの電子密度は、最も高くなり、アンテナ２１Ａ，２４Ａ，３１Ａ，３４Ａによって発生されたプラズマの電子密度が２番目に高くなり、アンテナ２２，２３，３２，３３によって発生されたプラズマの電子密度は、最も低くなる。そして、アンテナ１１Ａ〜１４Ａ，４１Ａ〜４４Ａに対向する位置における多結晶シリコンの成長速度が最も速くなり、アンテナ２１Ａ，２４Ａ，３１Ａ，３４Ａに対向する位置における多結晶シリコンの成長速度が２番目に速くなり、アンテナ２２，２３，３２，３３に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度が最も遅くなる。

従って、方向ＤＲ１における多結晶シリコンの膜厚の均一性を上述した機構によって向上できるとともに、方向ＤＲ２における多結晶シリコンの膜厚の均一性を更に向上できる。

その他は、実施の形態１と同じである。

［実施の形態５］
図１８は、実施の形態５によるプラズマ装置の構成を示す概略図である。図１８を参照して、実施の形態５によるプラズマ装置６００は、図１４に示すプラズマ装置５００のアンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２４Ａ，３１Ａ，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａをアンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４に代え、平板部材５２０を平板部材６１０，６１１に代えたものであり、その他は、プラズマ装置５００と同じである。

プラズマ装置６００において、導入端子１２１，１２３，１２５，１２７は、反応容器１１０Ｃの天板１１２Ｃに固定される。

アンテナ１１〜１４は、その一方端側がそれぞれ導入端子１２１，１２３，１２５，１２７を介して平板部材６１０に接続され、その他方端側がそれぞれ導入端子１２２，１２４，１２６，１２８（図示せず）を介して平板部材６１１に接続される。

平板部材６１０，６１１は、反応容器１１０Ｃの外側において天板１１２Ｃに略平行に配置される。

そして、平板部材６１０は、方向ＤＲ１における一方端６１０Ａが整合器１６０に接続される。また、平板部材６１１は、平板部材６１０の一方端６１０Ａと同じ側の一方端６１１Ａが接地電位ＧＮＤに接続される。

図１９は、図１８に示すＡ方向から見たアンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４、天板１１２Ｃおよび平板部材６１０，６１１，６２０〜６２４，６３０〜６２４，６４０，６４１の平面図である。

なお、図１９においては、アンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４を見易くするために、平板部材６１０，６１１，６２０〜６２４，６３０〜６３４，６４０，６４１は、透明体で図示されている。

図１９を参照して、プラズマ装置６００は、平板部材６２０〜６２４，６３０〜６３４，６４０，６４１を更に備える。平板部材６１０，６１１，６２０〜６２４，６３０〜６３４，６４０，６４１の各々は、Ｃｕからなり、平坦な板状形状を有する。

平板部材６１０，６１１は、アンテナ１１〜１４に対応して設けられる。平板部材６２０，６２１は、アンテナ２１に対応して設けられ、平板部材６２２は、アンテナ２２，２３に対応して設けられ、平板部材６２３，６２４は、アンテナ２４に対応して設けられる。平板部材６３０，６３１は、アンテナ３１に対応して設けられ、平板部材６３２は、アンテナ３２，３３に対応して設けられ、平板部材６３３，６３４は、アンテナ３４に対応して設けられる。平板部材６４０，６４１は、アンテナ４１〜４４に対応して設けられる。

平板部材６１１は、平板部材６１０の下側（図１９の紙面の奥側）に配置される。平板部材６２１は、平板部材６２０の下側（図１９の紙面の奥側）に配置される。平板部材６２４は、平板部材６２３の下側（図１９の紙面の奥側）に配置される。平板部材６３１は、平板部材６３０の下側（図１９の紙面の奥側）に配置される。平板部材６３４は、平板部材６３３の下側（図１９の紙面の奥側）に配置される。平板部材６４１は、平板部材６４０の下側（図１９の紙面の奥側）に配置される。

そして、方向ＤＲ１における平板部材６１０，６２０，６２２，６２３，６３０，６３２，６３３，６４０の一方端６１０Ａ，６２０Ａ，６２２Ａ，６２３Ａ，６３０Ａ，６３２Ａ，６３３Ａ，６４０Ａは、整合器１６０に接続される。また、平板部材６１１，６２１，６２４，６３１，６３４，６４１は、それぞれ、平板部材６１０，６２０，６２３，６３０，６３３，６４０の一方端６１０Ａ，６２０Ａ，６２３Ａ，６３０Ａ，６３３Ａ，６４０Ａと同じ側の一方端６１１Ａ，６２１Ａ，６２４Ａ，６３１Ａ，６３４Ａ，６４１Ａが接地電位ＧＮＤに接続される。

図２０は、図１９に示すアンテナ１１〜１４、および平板部材６１０，６１１の斜視図である。

導入端子１２１〜１２８は、反応容器１１０Ｃの天板１１２Ｃに固定される。アンテナ１１〜１４は、その一方端側がそれぞれ導入端子１２１，１２３，１２５，１２７を介して平板部材６１０に接続され、その他方端側がそれぞれ導入端子１２２，１２４，１２６，１２８を介して平板部材６１１に接続される。

このように、アンテナ１１〜１４は、それぞれ、１対の導入端子１２１，１２２、１対の導入端子１２３，１２４、１対の導入端子１２５，１２６および１対の導入端子１２７，１２８を介して平板部材６１０と平板部材６１１との間に接続される。

高周波電力が高周波電源１７０から整合器１６０を介して平板部材６１０の一方端６１０Ａに供給されると、高周波電流は、平板部材６１０を矢印ＡＲＷ１の方向に流れ、アンテナ１１〜１４の直線部分１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａに流れ込む。

そして、高周波電流は、アンテナ１１〜１４をそれぞれ矢印ＡＲＷ２〜ＡＲＷ５の方向へ流れ、平板部材６１１に流れ込む。

その後、高周波電流は、平板部材６１１を矢印ＡＲＷ１１の方向へ流れ、平板部材６１１の一方端６１１Ａから接地電位ＧＮＤに流れる。

その結果、高周波電流は、平板部材６１１を平板部材６１０と反対方向へ流れるので、平板部材６１０の自己インダクタンスは、平板部材６１１からの相互インダクタンスによって平板部材６１１が設置されていない場合よりも小さくなる。

従って、平板部材６１０のインピーダンスは、平板部材６１１が設置されていない場合よりも小さくなり、平板部材６１１が設置されていない場合よりも多くの高周波電流がアンテナ１１〜１４に流れる。

そうすると、アンテナ１１〜１４によって発生されるプラズマの電子密度は、平板部材６１１が設置されていない場合よりも高くなる。

なお、アンテナ４１〜４４は、図２０に示す態様と同じ態様で平板部材６４０と平板部材６４１との間に接続される。そして、高周波電流は、平板部材６４１を平板部材６４０と反対方向へ流れる。従って、上述した機構によって、アンテナ４１〜４４によって発生されるプラズマの電子密度は、平板部材６４１が設置されていない場合よりも高くなる。

図２１は、図１９に示すアンテナ２１〜２４、および平板部材６２０〜６２４の斜視図である。

図２１を参照して、導入端子１３１〜１３８は、反応容器１１０Ｃの天板１１２Ｃに固定される。

アンテナ２１は、その一方端側が導入端子１３１を介して平板部材６２０に接続される。また、アンテナ２１は、その他方端側が導入端子１３２を介して平板部材６２１に接続される。

アンテナ２２，２３は、その一方端側がそれぞれ導入端子１３３，１３５を介して平板部材６２２に接続される。また、アンテナ２２，２３は、その他方端側がそれぞれ導入端子１３４，１３６を介して接地電位ＧＮＤに接続される。

アンテナ２４は、その一方端側が導入端子１３７を介して平板部材６２３に接続される。また、アンテナ２４は、その他方端側が導入端子１３８を介して平板部材６２４に接続される。

このように、アンテナ２１は、１対の導入端子１３１，１３２を介して平板部材６２０と平板部材６２１との間に接続される。アンテナ２２，２３は、それぞれ、１対の導入端子１３３，１３４および１対の導入端子１３５，１３６を介して平板部材６２２と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。アンテナ２４は、１対の導入端子１３７，１３８を介して平板部材６２３と平板部材６２４との間に接続される。

高周波電力が高周波電源１７０から整合器１６０を介して平板部材６２０の一方端６２０Ａに供給されると、高周波電流は、平板部材６２０を矢印ＡＲＷ１２の方向に流れ、アンテナ２１の直線部分２１Ａに流れ込む。

そして、高周波電流は、アンテナ２１を矢印ＡＲＷ７の方向へ流れ、直線部分２１Ｂから平板部材６２１に流れ込む。その後、高周波電流は、平板部材６２１を矢印ＡＲＷ１３の方向に流れ、平板部材６２１の一方端６２１Ａから接地電位ＧＮＤに流れる。

また、高周波電力が高周波電源１７０から整合器１６０を介して平板部材６２２の一方端６２２Ａに供給されると、高周波電流は、平板部材６２２を矢印ＡＲＷ１４の方向へ流れ、アンテナ２２，２３の直線部分２２Ａ，２３Ａに流れ込む。

そして、高周波電流は、アンテナ２２，２３をそれぞれ矢印ＡＲＷ８，ＡＲＷ９の方向へ流れ、アンテナ２２，２３の直線部分２２Ｂ，２３Ｂから接地電位ＧＮＤに流れる。

更に、高周波電力が高周波電源１７０から整合器１６０を介して平板部材６２３の一方端６２３Ａに供給されると、高周波電流は、平板部材６２３を矢印ＡＲＷ１５の方向へ流れ、アンテナ２４の直線部分２４Ａに流れ込む。

そして、高周波電流は、アンテナ２４を矢印ＡＲＷ１０の方向へ流れ、アンテナ２４の直線部分２４Ｂから平板部材６２４に流れる。その後、高周波電流は、平板部材６２４を矢印ＡＲＷ１６の方向へ流れ、平板部材６２４の一方端６２４Ａから接地電位ＧＮＤに流れる。

その結果、高周波電流は、平板部材６２１を平板部材６２０と反対方向へ流れるので、平板部材６２０の自己インダクタンスは、平板部材６２１からの相互インダクタンスによって平板部材６２１が設置されていない場合よりも小さくなる。

従って、平板部材６２０のインピーダンスは、平板部材６２１が設置されていない場合よりも小さくなり、アンテナ２１に流れる高周波電流は、平板部材６２１が設置されていない場合よりも多くなる。

同様の機構によって、アンテナ２４に流れる高周波電流は、平板部材６２４が設置されていない場合よりも多くなる。

平板部材６２２に流れる高周波電流と反対方向の高周波電流が流れる平板部材が存在しないので、平板部材６２２の自己インダクタンスは、低下しない。

従って、アンテナ２１，２４に流れる高周波電流は、アンテナ２２，２３に流れる高周波電流よりも多くなる。

その結果、アンテナ２１，２４によって発生されるプラズマの電子密度は、アンテナ２２，２３によって発生されるプラズマの電子密度よりも高い。

なお、アンテナ３１は、図２１に示すアンテナ２１と同じ態様で平板部材６３０と平板部材６３１との間に接続され、アンテナ３２，３３は、図２１にアンテナ２２，２３と同じ態様で平板部材６３２と接地電位ＧＮＤとの間に接続され、アンテナ３４は、図２１に示すアンテナ２４と同じ態様で平板部材６３３と平板部材６３４との間に接続される。そして、高周波電流は、平板部材６３１を平板部材６３０と反対方向へ流れ、平板部材６３４を平板部材６３３と反対方向へ流れる。従って、上述した機構によって、アンテナ３１，３４によって発生されるプラズマの電子密度は、アンテナ３２，３３によって発生されるプラズマの電子密度よりも高くなる。

上述したように、アンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４によって発生されるプラズマの電子密度は、アンテナ２２，２３，３２，３３によって発生されるプラズマの電子密度よりも高い。

その結果、アンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度は、アンテナ２２，２３，３２，３３に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度よりも速い。

プラズマ装置６００においては、８個の平板部材６１０，６２０，６２２，６２３，６３０，６３２，６３３，６４０に対応して８個の高周波電源および８個の整合器を設け、高周波電源１７０および整合器１６０と同じ方法によって８個の平板部材６１０，６２０，６２２，６２３，６３０，６３２，６３３，６４０に独立して高周波電力を供給するようにしてもよい。

そして、同じ強度の高周波電力を８個の平板部材６１０，６２０，６２２，６２３，６３０，６３２，６３３，６４０に供給して基板１上に形成した多結晶シリコンの膜厚が基板１の周辺部において基板１の中央部よりも薄い場合、第１の強度を有する高周波電力を平板部材６２２，６３２に供給し、第１の強度よりも強い第２の強度を有する高周波電力を平板部材６１０，６２０，６２３，６３０，６３３，６４０に供給する。

これによって、アンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４によって発生されるプラズマの電子密度とアンテナ２２，２３，３２，３３によって発生されるプラズマの電子密度との差が更に大きくなる。そして、アンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４に対向する位置における多結晶シリコンの成長速度が更に速くなる。

また、基板１上に形成された多結晶シリコンの膜厚の分布に応じて、８個の平板部材６１０，６２０，６２２，６２３，６３０，６３２，６３３，６４０に供給する高周波電力を調整することによって、多結晶シリコンの各種の膜厚分布を抑制して多結晶シリコンの膜厚の均一性を向上できる。

その他は、実施の形態１，４と同じである。

なお、この発明の実施の形態においては、上述した実施の形態１〜実施の形態４において、実施の形態５における態様と同じ態様によって、平板部材５０，６０，７０，８０、平板部材５０，６５〜６７，８０、平板部材２５０，２６０，２７０，２８０、平板部材２１０，２２０，２３０，２６０，２７０，２９０，３００，３１０、平板部材４１０，４２０，４３０，４４０、および平板部材５１０，５２０，５３０，５４０に対向する平板部材を更に設け、平板部材５０，６０，７０，８０、平板部材５０，６５〜６７，８０、平板部材２５０，２６０，２７０，２８０、平板部材２１０，２２０，２３０，２６０，２７０，２９０，３００，３１０、平板部材４１０，４２０，４３０，４４０、および平板部材５１０，５２０，５３０，５４０の自己インダクタンスを低減するようにしてもよい。

また、この発明の実施の形態においては、プラズマ装置１００，１００Ａ，２００，２００Ａ，４００，５００，６００は、多結晶シリコンのみならず、アモルファスシリコン、多結晶ゲルマニウム、およびアモルファスゲルマニウム等の半導体薄膜、二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、およびシリコンナイトライド（Ｓｉ_３Ｎ_４）等の絶縁膜を均一性良く基板１上に堆積する。そして、プラズマ装置１００，１００Ａ，２００，２００Ａ，４００，５００，６００は、一般的には、薄膜を均一性良く基板１上に堆積する。

更に、アンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４（またはアンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２２，２３，２４Ａ，３１Ａ，３２，３３，３４Ａ，４１〜４４）は、碁盤の目状に限らず、円形に配列されてもよく、任意の形状に配列されてもよい。そして、アンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４（またはアンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２２，２３，２４Ａ，３１Ａ，３２，３３，３４Ａ，４１〜４４）は、外周部における電子密度が内周部における電子密度よりも高くなるように空間１８０にプラズマを発生する。

上述したように、実施の形態１においては、アンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４と基板ホルダー１２０との距離をアンテナ２２，２３，３２，３３と基板ホルダー１２０との距離よりも短くすることによって、アンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４によって発生されるプラズマの電子密度をアンテナ２２，２３，３２，３３によって発生されるプラズマの電子密度よりも高くした。

また、実施の形態２においては、アンテナ１１，１４，４１，４４と基板ホルダー１２０との距離をアンテナ１２，１３，２１〜２４，３１〜３４，４２，４３と基板ホルダー１２０との距離よりも短くすることによって、アンテナ１１，１４，４１，４４によって発生されるプラズマの電子密度をアンテナ１２，１３，２１〜２４，３１〜３４，４２，４３によって発生されるプラズマの電子密度よりも高くした。

更に、実施の形態３においては、碁盤の目状に配置されたアンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４の中央部から外周部に向かうに従って、アンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４と基板ホルダー１２０との距離を徐々に短くすることによって、アンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４によって発生されるプラズマの電子密度を基板ホルダー１２０の中央部から外周部へ向かって徐々に高くした。

更に、実施の形態４においては、碁盤の目状に配置されたアンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２２，２３，２４Ａ，３１Ａ，３２，３３，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａのうち、外周部に配置されたアンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２４Ａ，３１Ａ，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａの長さを内周部に配置されたアンテナ２２，２３，３２，３３の長さよりも短くすることによって、アンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２４Ａ，３１Ａ，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａによって発生されるプラズマの電子密度をアンテナ２２，２３，３２，３３によって発生されるプラズマの電子密度よりも高くした。

更に、実施の形態５においては、碁盤の目状に配置されたアンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４のうち、外周部に配置されたアンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４に供給する高周波電流を内周部に配置されたアンテナ２２，２３，３２，３３に供給する高周波電流よりも多くすることによって、アンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４によって発生されるプラズマの電子密度をアンテナ２２，２３，３２，３３によって発生されるプラズマの電子密度よりも高くした。

従って、この発明の実施の形態によるプラズマ装置は、第１の電子密度を有するプラズマを発生するアンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４（またはアンテナ１１，１４，４１，４４またはアンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２４Ａ，３１Ａ，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａ）と、第１の電子密度よりも低い第２の電子密度を有するプラズマを発生するアンテナ２２，２３，３２，３３（またはアンテナ１２，１３，２１〜２４，３１〜３４，４２，４３またはアンテナ２２，２３，３２，３３）とを備えていればよい。

そして、アンテナ１１〜１４，２１〜２４，３１〜３４，４１〜４４は、「複数のアンテナ」を構成する。また、アンテナ１１〜１４，２１，２４，３１，３４，４１〜４４は、「複数の第１のアンテナ」を構成し、アンテナ２２，２３，３２，３３は、「複数の第２のアンテナ」を構成する。更に、アンテナ１１，１４，４１，４４は、「複数の第１のアンテナ」を構成し、アンテナ１２，１３，２１〜２４，３１〜３４，４２，４３は、「複数の第２のアンテナ」を構成する。この場合、アンテナ１２，１３，２１〜２４，３１〜３４，４２，４３は、アンテナ１１，１４，４１，４４の内周側および隣接する２つのアンテナ１１，１４，４１，４４間に配置される。更に、アンテナ１１Ａ〜１４Ａ，２１Ａ，２４Ａ，３１Ａ，３４Ａ，４１Ａ〜４４Ａは、「複数の第１のアンテナ」を構成し、アンテナ２２，２３，３２，３３は、「複数の第２のアンテナ」を構成する。

また、この発明の実施の形態においては、基板ホルダー１２０は、「支持部材」を構成する。

更に、この発明の実施の形態においては、平板部材６１０，６２０，６２３，６３０，６３３，６４０は、「第１の平板部材」を構成し、平板部材６１１，６２１，６２４，６３１，６３４，６４１は、「第２の平板部材」を構成し、平板部材６２２，６３２は、「第３の平板部材」を構成する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、プラズマ装置に適用される。

１基板、１１〜１４，１１Ａ〜１４Ａ，２１〜２４，２１Ａ，２４Ａ，３１〜３４，３１Ａ，３４Ａ，４１〜４４，４１Ａ〜４４Ａアンテナ、５０，６０，６５〜６７，７０，８０，２１０，２２０，２３０，２５０，２６０，２７０，２８０，２９０，３００，３１０，４１０，４２０，４３０，４４０，５１０，５２０，５３０，５４０，６１０，６１１，６２０〜６２４，６３０〜６３４，６４０，６４１平板部材、６１，６２，２５１，２５２，１１２１，１１２１Ａ，１１２１Ｂ，１１２２，１１２２Ａ，１１２２Ｂ平板領域、１００，１００Ａ，２００，２００Ａ，４００，５００，６００プラズマ装置、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ反応容器、１１１本体部、１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ天板、１１３オーリング、１１４ガス供給口、１１５排気口、１２０基板ホルダー、１３０ヒーター、１２１〜１２８，１３１〜１３８導入端子、１４０ガス供給装置、１５０排気装置、１６０〜１６５，１８１〜１８８整合器、１７０〜１７５，１９１〜１９８高周波電源、１８０空間。

Claims

反応容器と、
前記反応容器内において基板を支持する支持部材と、
前記反応容器の天板に固定されるとともに、前記支持部材によって支持された基板との間の空間にプラズマを発生させ、各々が略Ｕ字形状を有する複数のアンテナとを備え、
前記複数のアンテナは、
前記基板との間の空間において第１の電子密度を有するプラズマを発生する複数の第１のアンテナと、
前記天板の面内方向において前記複数の第１のアンテナの内周側または前記複数の第１のアンテナの内周側および隣接する２つの第１のアンテナ間に配置され、前記基板との間の空間において前記第１の電子密度よりも低い第２の電子密度を有するプラズマを発生する複数の第２のアンテナとを含む、プラズマ装置。
前記複数の第１のアンテナの各々は、前記支持部材との間の距離が第１の距離に設定され、
前記複数の第２のアンテナの各々は、前記支持部材との間の距離が前記第１の距離よりも長い第２の距離に設定される、請求項１に記載のプラズマ装置。
前記複数の第１のアンテナの各々は、前記複数の第２のアンテナの各々と略同じ長さを有し、
前記天板は、
前記複数の第１のアンテナが固定され、前記支持部材との間の距離が第３の距離に設定された第１の平板領域と、
前記複数の第２のアンテナが固定され、前記支持部材との間の距離が前記第３の距離よりも長い第４の距離に設定された第２の平板領域とを含む、請求項２に記載のプラズマ装置。
前記複数の第１のアンテナの各々は、前記複数の第２のアンテナの各々よりも短い長さを有し、
前記基板と前記複数の第１のアンテナとの間の距離は、前記基板と前記複数の第２のアンテナとの間の距離と略同じである、請求項１に記載のプラズマ装置。
前記複数のアンテナは、前記天板の略四角形の領域において碁盤の目状に配置されており、
前記複数の第１のアンテナは、前記略四角形の四隅に配置される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプラズマ装置。
前記複数のアンテナは、前記天板の略四角形の領域において碁盤の目状に配置されており、
前記複数の第１のアンテナは、前記略四角形の４辺に沿って配置される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプラズマ装置。
前記複数の第１のアンテナの各々は、前記複数の第２のアンテナの各々と略同じ長さを有し、
前記天板は、中央部が前記支持部材から前記天板に向かう方向へ突出した略ドーム形状からなる、請求項１に記載のプラズマ装置。
前記反応容器の外部で前記複数の第１のアンテナの一方端に接続された第１の平板部材と、
前記第１の平板部材に対向して配置されるとともに、前記複数の第１のアンテナの他方端に接続され、かつ、前記第１の平板部材の一方端と同じ側の一方端が接地された第２の平板部材と、
前記反応容器の外側で前記複数の第２のアンテナの一方端に接続された第３の平板部材と、
前記第１の平板部材の一方端から前記第１の平板部材に高周波電力を供給するとともに、前記第３の平板部材の一方端から前記第３の平板部材に高周波電力を供給する高周波電源とを更に備え、
前記複数の第２のアンテナの他方端は、接地電位に接続される、請求項１に記載のプラズマ装置。