JP2015018684A - マイクロ波プラズマ処理装置、スロットアンテナ及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２種類の異なるマイクロ波を適切に伝送すること。【解決手段】マイクロ波プラズマ処理装置は、１つの実施形態において、冷却プレートと中間金属板とを連続して貫通して中間金属体において中心側の部分に設けられる貫通孔に設けられる同軸導波管であって、内側導体と中間導体と外側導体とを有し、中間導体の中空部分に設けられる内側導体と中間導体との間の空間と、外側導体の中空部分に設けられる中間導体と外側導体との間の空間とがそれぞれマイクロ波を伝送し、内側導体の外径と中間導体の内径との差よりも、外側導体の内径と中間導体の外径との差が大きくなる同軸導波管を有する。【選択図】図１３

Description

本発明の種々の側面及び実施形態は、マイクロ波プラズマ処理装置、スロットアンテナ及び半導体装置に関するものである。

マイクロ波電界により励起された高密度プラズマを用いるマイクロ波プラズマ処理装置がある。例えば、マイクロ波プラズマ処理装置は、均一なマイクロ波を発生するように配列された多数のスロットを有する平面状のアンテナを有する。マイクロ波プラズマ処理装置では、スロットアンテナから処理容器内にマイクロ波を放射し、真空容器内のガスを電離してプラズマを励起させる。

特開平９−６３７９３号公報 特開平３−１９１０７４号公報 特開２００７−２１３９９４号公報

しかしながら、上述した技術では、処理容器内のプラズマ濃度が均一にならないという問題がある。

開示するマイクロ波プラズマ処理装置は、１つの実施態様において、冷却プレートを有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置は、１つの実施態様において、冷却プレートの処理容器側に間隔をあけて設けられる中間金属板であって、中間金属板の処理容器側の面を中心側の部分と外周側の部分とに分けるドーナッツ状の凸部を有する中間金属板を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置は、１つの実施態様において、中間金属板の処理容器側に凸部と接触しながら設けられるスロット板であって、スロット板の処理容器側の面に、マイクロ波を放射するためのスロットとして、凸部と接触する部分より中心側の部分に設けられる第１のスロットと、外周側の部分に設けられる第２のスロットとを有するスロット板を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置は、１つの実施態様において、冷却プレートと中間金属板とを連続して貫通して中間金属体において中心側の部分に設けられる貫通孔に設けられる同軸導波管であって、内側導体と中間導体と外側導体とを有し、中間導体の中空部分に設けられる内側導体と中間導体との間の空間と、外側導体の中空部分に設けられる中間導体と外側導体との間の空間とがそれぞれマイクロ波を伝送し、内側導体の外径と中間導体の内径との差よりも、外側導体の内径と中間導体の外径との差が大きくなる同軸導波管を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置は、１つの実施態様において、前記内側導体と前記中間導体との間の空間を介して、前記スロット板と前記中間金属体との間の空間のうち前記凸部より中心側にある中心側空間においてマイクロ波を伝送することで前記第１のスロットにマイクロ波を伝送する内側導波路を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置は、１つの実施態様において、前記中間導体と前記外側導体との間の空間と、前記中間金属体と前記冷却プレートとの間の空間とを順に介して、前記スロット板と前記中間金属体との間の空間のうち前記凸部より外周側にある外周側空間においてマイクロ波を伝送することで前記第２のスロットにマイクロ波を伝送する外側導波路を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置は、１つの実施態様において、スロット板の処理容器側に設けられる誘電体を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置は、１つの実施態様において、誘電体により密閉されるように設けられる処理容器を有する。

開示するマイクロ波プラズマ処理装置の１つの態様によれば、２種類の異なるマイクロ波を適切に伝送可能となるという効果を奏する。

図１は、第１の実施形態に係るマイクロ波プラズマ処理装置の構成の一例を示す図である。 図２は、第１の実施形態におけるスロットアンテナの全体像の一例を示す外観図である。 図３は、第１の実施形態におけるスロットアンテナの全体像の一例を示す外観図である。 図４は、第１の実施形態におけるスロットアンテナの全体像の一例を示す外観図である。 図５は、第１の実施形態におけるスロットアンテナの詳細な構成の一例を示す断面図である。 図６は、図５に示すスロットアンテナの断面図の一部を拡大した断面図である。 図７は、図５に示すスロットアンテナの断面図の一部を拡大した断面図である。 図８は、第１の実施形態における中間金属体の一例を示す誘電体窓側から見た外観図である。 図９は、第１の実施形態における中間金属体の一例を示す冷却プレート側から見た外観図である。 図１０は、第１の実施形態におけるスロットアンテナに設けられる処理ガスの供給路及びマイクロ波の導波路を示す図である。 図１１は、第１の実施形態における中間金属体と内側遅波板及び外側遅波板との関係を示す誘電体窓側から見た外観図である。 図１２は、第１の実施形態における中間金属体と内側遅波板及び外側遅波板との関係を示す冷却プレートから見た外観図である。 図１３は、第１の実施形態における同軸導波管の径の一例を示す図である。 図１４は、第１の実施形態における内側導波路のうち、第１の部材が設けられる箇所についての輪郭を示す図である。 図１５は、第１の実施形態における内側導波路のうち、内側遅波板と空の空間との界面における輪郭を示す図である。 図１６は、第１の実施形態における内側導波路におけるマイクロ波の伝送状態を示す図である。 図１７は、第１の実施形態における外側導波路の輪郭を示す図である。 図１８は、第１の実施形態における外側導波路の輪郭を示す図である。 図１９は、第１の実施形態における外側導波路の輪郭を示す図である。 図２０は、第１の実施形態における外側導波路におけるマイクロ波の伝送状態を示す図である。 図２１は、中間金属体と冷却プレートとが接触している部分が外側遅波板に囲まれている場合におけるマイクロ波の反射係数を示す図である。 図２２は、中間金属体と冷却プレートとが接触している部分が外側遅波板に囲まれていない場合におけるマイクロ波の反射係数を示す図である。 図２３は、第１の実施形態における誘電体窓の一例を示す処理容器側から見た外観図である。 図２４は、図２３に示す誘電体窓の詳細な構成を示す縦断面図である。 図２５は、第１の実施形態における誘電体窓のシミュレーション結果を説明するための図である。 図２６は、同軸導波管の寸法の一例を示す図である。 図２７は、外側導波路の変形例の一例を示す図である。 図２８は、中間金属体の冷却機構の一例を示す図である。 図２９は、中間金属体の均熱部の一例を示す図である。

以下に、開示するマイクロ波プラズマ処理装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態により開示する発明が限定されるものではない。各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。

（第１の実施形態）
第１の実施形態におけるマイクロ波プラズマ処理装置は、１つの実施形態において、冷却プレートを有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置は、冷却プレートの処理容器側に間隔をあけて設けられる中間金属板であって、中間金属板の処理容器側の面を中心側の部分と外周側の部分とに分けるドーナッツ状の凸部を有する中間金属板を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置は、中間金属板の処理容器側に凸部と接触しながら設けられるスロット板であって、スロット板の処理容器側の面に、マイクロ波を放射するためのスロットとして、凸部と接触する部分より中心側の部分に設けられる第１のスロットと、外周側の部分に設けられる第２のスロットとを有するスロット板を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置は、冷却プレートと中間金属板とを連続して貫通して中間金属体において中心側の部分に設けられる貫通孔に設けられる同軸導波管であって、内側導体と中間導体と外側導体とを有し、中間導体の中空部分に設けられる内側導体と中間導体との間の空間と、外側導体の中空部分に設けられる中間導体と外側導体との間の空間とがそれぞれマイクロ波を伝送し、内側導体の外径と中間導体の内径との差よりも、外側導体の内径と中間導体の外径との差が大きくなる同軸導波管を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置は、１つの実施形態において、前記内側導体と前記中間導体との間の空間を介して、前記スロット板と前記中間金属体との間の空間のうち前記凸部より中心側にある中心側空間においてマイクロ波を伝送することで前記第１のスロットにマイクロ波を伝送する内側導波路を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置は、１つの実施形態において、前記中間導体と前記外側導体との間の空間と、前記中間金属体と前記冷却プレートとの間の空間とを順に介して、前記スロット板と前記中間金属体との間の空間のうち前記凸部より外周側にある外周側空間においてマイクロ波を伝送することで前記第２のスロットにマイクロ波を伝送する外側導波路を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置は、スロット板の処理容器側に設けられる誘電体を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置は、誘電体により密閉されるように設けられる処理容器を有する。

また、第１の実施形態におけるマイクロ波プラズマ処理装置は、１つの実施形態において、同軸導波管の内側導体の下部に、スロット板と中間金属体との間の空間のうち凸部より中心側にある中心側空間へと突出する第１の段差部を有する部材であって、第１の段差部における径の長さが中間導体の内径以下となる第１の部材を有する。

また、第１の実施形態におけるマイクロ波プラズマ処理装置は、１つの実施形態において、内側導波路において、第１のスロットの上部に設けられる内側遅波板を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置は、同軸導波管の内側導体の処理容器側の端部に、中心側空間へと突出する第１の段差部を有する部材であって、第１の段差部における径の長さが中間導体の内径以下となる第１の部材を更に有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置では、中心側空間において内側遅波板と内側遅波板が設けられていない部分との界面において内側遅波板が傾斜もしくは段差を有するか、又は、中心側空間の内側遅波板が設けられていない部分に突出する凸部を中間金属体又はスロット板が有する。

また、第１の実施形態におけるマイクロ波プラズマ処理装置は、１つの実施形態において、外側導波路に設けられる外側遅波板と、同軸導波管の中間導体の処理容器側の端部に、中間金属体と冷却プレートとの間の空間へと突出する第３の段差部を有する部材であって、第３の段差部における径の長さが外側導体の内径以下となる第２の部材とを更に有する。また、中間金属体と冷却プレートとの間の空間において、外側遅波板と外側遅波板が設けられていない部分との界面において内側遅波板が中心側に向かって突出する第２の段差部を傾斜もしくは段差を有するか、又は、冷却プレート又は記中間金属体が中間金属体と冷却プレートとの間の空間に突出する凸部を有する。

また、第１の実施形態におけるマイクロ波プラズマ処理装置は、１つの実施形態において、外側導波管の内径は、マイクロ波の自然波長の０．２５から０．３５倍であり、より好ましくは、マイクロ波の自然波長の０．２８から０．３３倍である。

また、第１の実施形態におけるスロットアンテナは、１つの実施形態において、冷却プレートを有する。また、スロットアンテナは、冷却プレートの処理容器側に間隔をあけて設けられる中間金属板であって、中間金属板の処理容器側の面を中心側の部分と外周側の部分とに分けるドーナッツ状の凸部を有する中間金属板を有する。また、スロットアンテナは、中間金属板の処理容器側に凸部と接触しながら設けられるスロット板であって、スロット板の処理容器側の面に、マイクロ波を放射するためのスロットとして、凸部と接触する部分より中心側の部分に設けられる第１のスロットと、外周側の部分に設けられる第２のスロットとを有するスロット板を有する。また、スロットアンテナは、冷却プレートと中間金属板とを連続して貫通して中間金属体において中心側の部分に設けられる貫通孔に設けられる同軸導波管であって、内側導体と中間導体と外側導体とを有し、中間導体の中空部分に設けられる内側導体と中間導体との間の空間と、外側導体の中空部分に設けられる中間導体と外側導体との間の空間とがそれぞれマイクロ波を伝送し、内側導体の外径と中間導体の内径との差よりも、外側導体の内径と中間導体の外径との差が大きくなる同軸導波管を有する。

また、第１の実施形態における半導体装置は、第１の実施形態におけるマイクロ波プラズマ処理装置によって製造される。

（第１の実施形態に係るマイクロ波プラズマ処理装置）
図１は、第１の実施形態に係るマイクロ波プラズマ処理装置の構成の一例を示す図である。図１に示すように、マイクロ波プラズマ処理装置１０は、処理容器１００と、スロットアンテナ２００と、誘電体窓３００とを有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置１０は、処理容器１００内に、基板Ｗが載置される支持台１０１と、図示しないガス供給源から開口部１０２Ａを介して処理ガスを処理容器１００内に供給するガスシャワー１０２を有する。

処理容器１００は、支持台１０１に載置される基板Ｗに対してプラズマ処理を行うための処理空間Ｓを画成する。また、処理容器１００には、真空ポンプなどの排気系と接続される開口１０３が形成される。

誘電体窓３００は、処理容器１００の処理空間Ｓを真空密閉するように、処理容器１００の上部に設けられる。誘電体窓３００は、天板とも呼ばれる。誘電体窓３００には、処理空間Ｓに対向する対向面３００ａが形成される。なお、誘電体窓３００の詳細な構成については、後述する。

スロットアンテナ２００は、誘電体窓３００の対向面３００ａの反対側の上面３００ｂ上に設けられる。スロットアンテナ２００は、図示しない外部のマイクロ波源と接続され、マイクロ波源からのマイクロ波をスロットアンテナ２００に設けられたマイクロ波透過スロットから透過させる。そして、スロットアンテナ２００は、誘電体窓３００を介してプラズマ励起用のマイクロ波を処理容器１００の処理空間Ｓへ放射することで、処理容器１００内に放出された処理ガスを電離してプラズマを励起させる。

図２〜図４は、第１の実施形態におけるスロットアンテナの全体像の一例を示す外観図である。図２〜図４に示す例では、記載の便宜上、誘電体窓３００については図示していない。図２〜図４に示すように、スロットアンテナ２００は、同軸導波管２０１と、冷却プレート２０２と、スロットアンテナ板２０３と、処理ガスを処理容器１００内に供給するガス供給孔２０４と、同軸導波管２０１を冷却するための冷却管２０５及び冷却管２０６と、スロットアンテナ２００に処理ガスが供給されるガス流入孔２０７とを有する。

スロットアンテナ板２０３は、例えば、薄板状であって、円板状である。スロットアンテナ板２０３には、複数のマイクロ波透過スロット２０３ｃ及び複数のマイクロ波透過スロット２０３ｂが形成される。スロットアンテナ板２０３の板厚方向の両面は、それぞれ平らであることが好ましい。スロットアンテナ板２０３は、板厚方向に貫通し、スロットアンテナ板２０３の内周側に設けられる複数のマイクロ波透過スロット２０３ｃと、外周側に設けられる複数のマイクロ波透過スロット２０３ｂとを有する。複数あるマイクロ波透過スロット２０３ｃの各々は、互いに交差又は直交する方向に延びる長孔である２つのスロット２０３ｆ，２０３ｇを含んでいる。複数あるマイクロ波透過スロット２０３ｂの各々は、互いに交差又は直交する方向に延びる長孔である２つのスロット２０３ｄ，２０３ｅを含んでいる。複数あるマイクロ波透過スロット２０３ｃは、それぞれ、内周側の周方向に所定の間隔に配置され、複数あるマイクロ波透過スロット２０３ｂは、外周側の周方向に所定の間隔に配置される。

言い換えれば、複数のマイクロ波透過スロット２０３ｃは、２つのスロット２０３ｆ，２０３ｇが、スロットアンテナ板２０３の円周方向に沿って複数配置されて形成された内側スロット群２０３ｃ−１となる。また、複数のマイクロ波透過スロット２０３ｂは、第１のスロット群２０３ｃ−１よりもスロットアンテナ板２０３の径方向の外側において、２つのスロット２０３ｄ，２０３ｅが、スロットアンテナ板２０３の円周方向に沿って複数配置されて形成された外側スロット群２０３ｂ−１となる。

内側スロット群２０３ｃ−１は、後述する内側導波路によって誘電体窓３００の中心側に導かれるマイクロ波を透過させ、外側スロット群２０３ｂ−１は、後述する外側導波路によって誘電体窓３００の周縁側に導かれるマイクロ波を透過させる。

図５は、第１の実施形態におけるスロットアンテナの詳細な構成の一例を示す断面図である。図６及び図７は、図５に示すスロットアンテナの断面図の一部を拡大した断面図である。図６及び図７は、それぞれ、図５における破線及び実線で囲んだ部分に相当する。図６及び図７に示すように、スロットアンテナ２００は、冷却プレート２０２と、中間金属体２０８と、スロットアンテナ板２０３と、同軸導波管２０１とを有する。

図５〜図７に示すように、冷却プレート２０２は、同軸導波管２０１の後述する中間導体２０１ｂの外形面との間に間隔を空けて設けられる。冷却プレート２０２は、冷媒を流通させるための流通孔２０２ｃを有する。冷却プレート２０２は、中間金属体２０８や誘電体窓３００の冷却に用いられる。

中間金属体２０８は、冷却プレート２０２の処理容器１００側に間隔を空けて設けられる。中間金属体２０８は、中間金属体２０８の処理容器１００側の面を中心側の部分と外周側の部分とに分けるドーナッツ状の凸部２０８ｆを有する。また、中間金属体２０８の厚さは、好ましくは一定である。より詳細には、中間金属体２０８の厚さは、凸部２０８ｆが設けられた箇所を除き、同一であることが好ましい。

スロットアンテナ板２０３は、中間金属体２０８の処理容器１００側に凸部２０８ｆと接触しながら設けられる。スロットアンテナ板２０３は、スロットアンテナ板２０３の処理容器１００側の面に、マイクロ波を放射するためのスロットとして、凸部２０８ｆと接触する部分より中心側の部分に設けられるマイクロ波透過スロット２０３ｃと、凸部２０８ｆと接触する部分より外周側の部分に設けられるマイクロ波透過スロット２０３ｂとを有する。

同軸導波管２０１は、冷却プレート２０２と中間金属体２０８とに連続して貫通する貫通孔に設けられる。図５に示す例では、同軸導波管２０１の処理容器１００側の端部が貫通孔内に位置する。貫通孔は、中間金属体２０８において、凸部２０８ｆにより形成される中心側の部分に設けられる。

また、同軸導波管２０１は、内側導体２０１ａと、中間導体２０１ｂと、外側導体２０１ｃとを有する。内側導体２０１ａと中間導体２０１ｂと外側導体２０１ｃとは、それぞれ、円筒状であり、好ましくは、径方向の中心が一致するように設けられる。内側導体２０１ａと中間導体２０１ｂとは、内側導体２０１ａの外形面と中間導体２０１ｂの内径面との間に間隔を空けて設けられる。また、中間導体２０１ｂと外側導体２０１ｃとは、中間導体２０１ｂの外形面と外側導体２０１ｃの内径面との間に間隔を空けて設けられる。

ここで、同軸導波管２０１では、内側導体２０１ａの中空部分は、ガス供給孔２０４に流入された処理ガスをガス流入孔２０７に供給する供給路となる。また、同軸導波管２０１では、中間導体２０１ｂの中空部分に設けられる内側導体２０１ａと中間導体２０１ｂとの間の空間と、外側導体２０１ｃの中空部分に設けられる中間導体２０１ｂと外側導体２０１ｃとの間の空間とがそれぞれ図示されないマイクロ波源からのマイクロ波を伝送する。すなわち、内側導体２０１ａの外形面と中間導体２０１ｂの内径面とで形成される中空部分、及び、中間導体２０１ｂの外形面と外側導体２０１ｃの内径面とで形成される中空部分とが、それぞれ、マイクロ波を伝送する。

同軸導波管２０１の端部には、第１の部材２１３及び第２の部材２１４が設けられる。例えば、第１の部材２１３は、同軸導波管２０１の内側導体２０１ａの処理容器１００側の端部に設けられる。貫通孔を有する第１の部材２１３は、スロットアンテナ板２０３と中間金属体２０８との間の空間のうち凸部２０８ｆより中心側にある中心側空間へと突出する第１の段差部２１３ａを有する。第１の段差部２１３ａにおける径の長さは、中間導体２０１ｂの内径以下となる。また、図７に示す例では、第１の部材２１３は、ガス供給孔２０４と固定される。

また、例えば、第２の部材２１４は、同軸導波管２０１の中間導体２０１ｂの処理容器１００側の端部に設けられる。貫通孔を有する第２の部材２１４は、中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間へと突出する第３の段差部２１４ａを有する。第３の段差部２１４ａにおける径の長さは、外側導体２０１ｃの内径以下となる。また、図７に示す例では、中間金属体２０８に固定される。

図７に示すように、第１の部材２１３及び第２の部材２１４は、テーパ状ではなく、段差を有する形状となっている。また、第１の部材２１３は、中間金属体２０８と間隔を空けて設けられ、第２の部材２１４は、冷却プレート２０２と間隔を空けて設けられる。

なお、貫通孔と、同軸導波管２０１と、第１の部材２１３及び第２の部材２１４との関係の一例について補足する。図７に示す例では、同軸導波管２０１の内側導体２０１ａは、冷却プレート２０２に設けられた貫通孔を貫通する。また、中間導体２０１ｂは、端部が冷却プレート２０２の貫通孔の内部にあり、中間導体２０１ｂの端部に第２の部材２１４が設けられる。また、同軸導波管２０１の外側導体２０１ｃの端部は、冷却プレート２０２に固定される。

また、図７に示す例では、同軸導波管２０１の内側導体２０１ａは、端部が中間金属体２０８の貫通孔の内部にあり、内側導体２０１ａの端部に第１の部材２１３が設けられる。また、同軸導波管２０１の中間導体２０１ｂと冷却プレート２０２の貫通孔の側面２０２ｂとの間には間隔があり、同軸導波管２０１の内側導体２０１ａと中間金属体２０８の貫通孔の側面２０８ｃとの間には間隔があり、それぞれマイクロ波を伝送する導波路の一部を形成している。

図８は、第１の実施形態における中間金属体の一例を示す誘電体窓側から見た外観図である。図９は、第１の実施形態における中間金属体の一例を示す冷却プレート側から見た外観図である。

ここで、図８及び図９を用いて、中間金属体２０８について更に説明する。図８に示すように、中間金属体２０８は、ドーナッツ状の凸部２０８ｆを有する。この結果、中間金属体２０８は、ドーナッツ状の凸部２０８ｆにおいてスロットアンテナ板２０３と接触することになる。言い換えると、中間金属体２０８のドーナッツ状の凸部２０８ｆが、スロットアンテナ板２０３の上面に設けられる。

ここで、中間金属体２０８は、中間金属体２０８の中心側からドーナッツ状の凸部２０８ｆまでの範囲において、中間金属体２０８の下面２０８ｄとスロットアンテナ板２０３の上面２０３ａとの間に中心側空間が形成される。中心側空間は、図５に示す例では、後述する内側遅波板２０９が設けられる空間及び空の空間２１１とに相当する。また、中間金属体２０８は、中間金属体２０８の外周から中間金属体２０８のドーナッツ状の凸部２０８ｆまでの範囲において、中間金属体２０８の下面２０８ｅとスロットアンテナ板２０３の上面２０３ａとの間に外周側空間が形成される。外周側空間は、図５に示す例では、後述する外側遅波板２１０ｂが設けられる空間に対応する。

また、図９に示すように、中間金属体２０８は、冷却プレート２０２と１つ又は複数の凸部２０８ｇを有する。ここで、中間金属体２０８は、１つ又は複数の凸部２０８ｇにおいて、冷却プレート２０２と接触している。言い換えると、冷却プレート２０２は、中間金属体２０８の１つ又は複数の凸部２０８ｇ上に設けられる。すなわち、中間金属体２０８と冷却プレート２０２とは、１つ又は複数の凸部２０８ｇを除いて、中間金属体２０８の外形面と冷却プレート２０２との間に間隔を空けて設けられる。言い換えると、１つ又は複数の凸部２０８ｇを除いて、冷却プレートの下面２０２ａと中間金属体２０８の上面２０８ａ及び側面２０２ｂとの間に間隔を空けて設けられる。

ここで、冷却プレート２０２は、中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間に突出する凸部２０２ｄを有する。凸部２０２ｄは、中間金属体２０８とは接触していない。

また、中間金属体２０８と冷却プレート２０２とは、中間金属体２０８に設けられる１つ又は複数の凸部２０８ｇにおいて接触している。言い換えると、中間金属体２０８と冷却プレート２０２とは、中間金属体２０８の１つ又は複数の凸部２０８ｇを除いて間隔を空けて設けられる。なお、中間金属体２０８は、冷却プレート２０２と中間金属体２０８とが接触している１つ又は複数の凸部２０８を介して、冷却プレート２０２の流通孔２０２ｃと連結している流通孔が設けられることで、中間金属体２０８の冷却能力を向上しても良い。また、１つ又は複数の凸部２０８ｇは、外側遅波板２１０が設けられていない箇所に設けられることが好ましい。

また、スロットアンテナ２００は、中間金属体２０８の外形面上の一部分に、遅波板が設けられる。具体的には、スロットアンテナ２００は、内側遅波板２０９と外側遅波板２１０とを有する。

図１０は、第１の実施形態におけるスロットアンテナに設けられる処理ガスの供給路及びマイクロ波の導波路を示す図である。図１０の矢印３０１は、スロットアンテナ２００に設けられる処理ガスの供給路を示し、矢印３０２は、スロットアンテナ板２０３の内周側に設けられた内側スロット群２０３ｃ−１へと供給されるマイクロ波の導波路を示し、矢印３０３は、スロットアンテナ板２０３の外周側に設けられた外側スロット群２０３ｂ−１へと供給されるマイクロ波の導波路を示す。

図１０の矢印３０１に示すように、スロットアンテナ２００では、図示しない処理ガス供給源から処理ガスがガス流入孔２０７に供給されると、冷却プレート２０２及び中間金属体２０８を貫通している内側導体２０１ａの中空部分を通って、ガス供給孔２０４から処理ガスが処理容器１００内に供給される。

また、図１０の矢印３０２に示すように、スロットアンテナ２００は、内側導体２０１ａと中間導体２０１ｂとの間の空間を介して、スロットアンテナ板２０３と中間金属体２０８との間の空間のうち凸部２０８ｆより中心側にある中心側空間においてマイクロ波を伝送することでマイクロ波透過スロット２０３ｃ（内側スロット群２０３ｃ−１）にマイクロ波を伝送する導波路である内側導波路を有する。また、内側導波路には、マイクロ波透過スロット２０３ｃ（内側スロット群２０３ｃ−１）の上部に内側遅波板２０９が設けられる。

すなわち、内側導波路では、マイクロ波源から供給されるマイクロ波は、内側導体２０１ａの外形面と中間導体２０１ｂの内径面とで形成される中空部分と、内側導体２０１ａの外形面と中間金属体２０８に設けられる貫通孔の側面２０８ｃとで形成される中空部分と、第１の部材２１３と中間金属体２０８との間の空間と、中間金属体２０８の下面とスロットアンテナ板２０３の上面とで形成される空の空間２１２と、内側遅波板２０９とを順に通った上で、マイクロ波透過スロット２０３ｃ（内側スロット群２０３ｃ−１）から誘電体窓３００の中心側へマイクロ波が放出される。

また、図１０の矢印３０３に示すように、スロットアンテナ２００は、中間導体２０１ｂと外側導体２０１ｃとの間の空間と、中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間とを順に介して、スロットアンテナ板２０３と中間金属体２０８との間の空間のうち凸部２０８ｆより外周側にある外周側空間においてマイクロ波を伝送することでマイクロ波透過スロット２０３ｂ（外側スロット群２０３ｂ−１）にマイクロ波を伝送する導波路である外側導波路を有する。外側導波路には、マイクロ波透過スロット２０３ｂ（外側スロット群２０３ｂ−１）の上部に外側遅波板２１０が設けられる。

すなわち、外側導波路では、マイクロ波源から供給されるマイクロ波は、中間導体２０１ｂの外形面と外側導体２０１ｃの内径面とで形成される中空部分と、中間導体２０１ｂの外形面と冷却プレート２０２の側面２０２ｂとで形成される中空部分と、第２の部材２１４と冷却プレート２０２との間の空間と、中間金属体２０８の上面２０８ａと冷却プレート２０２の下面２０２ａとで形成される空の空間２１１と、外側遅波板２１０ａと、外側遅波板２１０ｂとを順に通った上で、マイクロ波透過スロット２０３ｂ（外側スロット群２０３ｂ−１）から誘電体窓３００の周縁側へマイクロ波が放出される。

図１１は、第１の実施形態における中間金属体と内側遅波板及び外側遅波板との関係を示す誘電体窓側から見た外観図である。図１２は、第１の実施形態における中間金属体と内側遅波板及び外側遅波板との関係を示す冷却プレートから見た外観図である。

図１１及び図１２に示すように、内側遅波板２０９は、中心側空間のうち、マイクロ波透過スロット２０３ｃの上部を含む一部又は全ての部分に設けられる。また、内側遅波板２０９は、好ましくは、中心側空間において内側遅波板２０９と内側遅波板２０９が設けられていない空の空間２１１との界面において、内側遅波板２０９が傾斜もしくは段差を有する。

すなわち、図５〜図１２に示すように、内側遅波板２０９は、中間金属体２０８の下面２０８ｄとスロットアンテナ板２０３の上面２０３ａとの間に設けられた空間を埋めるように、中間金属体２０８の凸部２０８ｆから内周側に所定の長さに渡って設けられる。この結果、中間金属体２０８の下面２０８ｄとスロットアンテナ板２０３の上面２０３ａとの間に設けられた空間のうち、中間金属体２０８の凸部２０８ｆから内周側にある部分において、中間金属体２０８の凸部２０８ｆから所定の長さにある範囲については内側遅波板２０９が設けられており、中間金属体２０８の貫通孔から内側遅波板２０９が設けられる箇所までは空の空間２１１となる。また、内側遅波板２０９は、空間２１１との界面において、好ましくは、斜めの形状を有する。

図１１及び図１２に示すように、外側遅波板２１０は、外周側空間と、中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間の一部とに連続して設けられる。例えば、外側遅波板２１０は、外周側空間に設けられる第１の外側遅波板２１０ｂと、第１の外側遅波板２１０ｂの端部から連続するように設けられて中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間の一部に設けられる第２の外側遅波板２１０ａとを有する。

すなわち、図５〜図１２に示すように、外側遅波板２１０ｂは、中間金属体２０８の下面２０８ｅとスロットアンテナ板２０３の上面２０３ａとの間に設けられた空間を埋めるように設けられる。また、外側遅波板２１０ａは、冷却プレート２０２の下面２０２ａと中間金属体２０８の上面２０８ａ及び側面２０８ｂとの間に設けられた空間を埋めるように、外側遅波板２１０ｂの端部から所定の長さに渡って設けられる。

また、外側遅波板２１０ａは、中間金属体２０８の上面２０８ａのうち、中間金属体２０８の外周部から所定の長さの範囲まで設けられる。この結果、中間金属体２０８の上面２０８ａと冷却プレート２０２の下面２０２ａとの間に設けられた空間のうち、中間金属体２０８の貫通孔から外側遅波板２１０ａが設けられる箇所までは空の空間２１２となる。冷却プレート２０２と中間金属体２０８とが接触している1つ又は複数の凸部２０８ｇは、中間金属体２０８の貫通孔から外側遅波板２１０ａが設けられるまでの空の空間２１２に設けられる。また、外側遅波板２１０は、中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間において、外側遅波板２１０と外側遅波板２１０が設けられていない部分との界面において、中心側に向かって突出する第２の段差部２１０ａｂを有する。好ましくは、内側導波路において外側遅波板２１０が設けられる長さが、外側導波路において内側遅波板２０９が設けられる長さより長くなる。

外側導波路と、中間金属体２０８に設けられる1つ又は複数の凸部２０８ｇとの関係について説明する。上述したように、中間金属体２０８と冷却プレート２０２とは、中間金属体２０８に設けられる1つ又は複数の凸部２０８ｇにおいて接触している。ここで、複数の１つ又は複数の凸部２０８ｇは、空の空間２１１に設けられる。言い換えると、複数の１つ又は複数の凸部２０８ｇは、外側遅波板２１０に囲まれていない。

図１３は、第１の実施形態における同軸導波管の径の一例を示す図である。図１３の３１０は、外側導体２０１ｃの内径を示し、３１１は、中間導体２０１ｂの外形を示し、３１２は、中間導体２０１ｂの内径を示し、３１３は、内側導体２０１ｂの外径を示す。ここで、好ましくは、内側導体２０１ａの外径と中間導体２０１ｂの内径との差よりも、外側導体２０１ｃの内径と中間導体２０１ｂの外径との差が大きい。図１３に示す例では、同軸導波管２０１の径としては、中間導体２０１ｂの外形面の直径が「３０ｍｍ」であり、外側導体２０１ｃの内径面の直径が「３８ｍｍ」であることが好ましい。また、内側導体２０１ａの外形面の直径が「１２ｍｍ」であり、中間導体２０１ｂの内径面の直径が「１８ｍｍ」であることが好ましい。このように同軸導波管２０１の内側導体２０１ａ、中間導体２０１ｂ及び外側導体２０１ｃの直径を設定することで、内側導体２０１ａの中空部分に冷媒や処理ガスを通すことが可能となる。

図１４は、第１の実施形態における内側導波路のうち、第１の部材が設けられる箇所についての輪郭を示す図である。図１４に示すように、第１の部材２１３は、中間導体２０１ｂの内径面よりも底部が大きいテーパ状ではなく、誘電体窓３００側の幅が広く、同軸導波管２０１の内側導体２０１ａ側の幅が狭くなることで形成される段差を有する形状となる。また、第１の部材２１３において、誘電体窓３００側の幅は、中間導体２０１ｂの内径面以下となる。また、図１４に示す例では、一例として、スロットアンテナ２００の中心からの距離を示した。

図１５は、第１の実施形態における内側導波路のうち、内側遅波板と空の空間との界面における輪郭を示す図である。図１５に示すように、内側遅波板２０９は、中間金属体２０８の下面２０８ｄやスロットアンテナ板２０３の上面２０３ａと垂直とはならない面を有する。図１５に示す例では、内側遅波板２０９は、直径が「５９．５ｍｍ」となる位置において、スロットアンテナ板２０３の上面２０３ａから垂直方向に１ｍｍ延びたのち、中間金属体２０８の下面２０８ｄにおける位置であって直径が「６４．５ｍｍ」となる位置へと延びることで、傾斜もしくは段差を有する形状となる。なお、図１５に示す例では、内側遅波板２０９の傾斜もしくは段差がスロットアンテナ板２０３の上面２０３ａから垂直方向に１ｍｍ延びた位置から開始される場合を例に示したが、これに限定されるものではない。例えば、スロットアンテナ板２０３の上面２０３ａから傾斜もしくは段差が開始されても良い。このように内側導波路を形成することで、反射によりマイクロ波源へと戻るマイクロ波を減少させることが可能となる。

図１６は、第１の実施形態における内側導波路におけるマイクロ波の伝送状態を示す図である。図１６に示すように、第１の部材２１３に第１の段差部２１３ａを設け、内側遅波板２０９に傾斜もしくは段差を設けることで、マイクロ波が反射されることなく伝送可能となる。

図１７〜図１９は、第１の実施形態における外側導波路の輪郭を示す図である。図１７〜図１９に示すように、外側導波路において、第２の部材２１４は、第１の部材２１３と同様の段差を有する。また、外側導波路は、中間金属体２０８の上面２０８ａと冷却プレート２０２の下面２０２ａとで形成される空の空間２１１において、冷却プレート２０２の下面２０２ａに凸部２０２ｄを有する。また、外側導波路に設けられる外側遅波板２１０ａは、空の空間２１１との界面において、凸部２１０ａａを有する。このように外側導波路を形成することで、反射によりマイクロ波源へと戻るマイクロ波を減少させることが可能となる。

図２０は、第１の実施形態における外側導波路におけるマイクロ波の伝送状態を示す図である。図２０に示すように、外側遅波板２１０が、第２の段差部２１０ａｂを有し、第２の部材２１４が第３の段差部２１４ａを有し、冷却プレート２０２が、中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間に突出する凸部２０２ｄを有することで、マイクロ波が反射されることなく伝送可能となる。

図２１は、中間金属体と冷却プレートとが接触している部分が外側遅波板に囲まれている場合におけるマイクロ波の反射係数を示す図である。図２２は、中間金属体と冷却プレートとが接触している部分が外側遅波板に囲まれていない場合におけるマイクロ波の反射係数を示す図である。反射係数の値が高い場合には、反射係数の値が低い場合と比較してより多くのマイクロ波が反射することを示す。図２１及び図２２において、横軸では、外側遅波板２１０が設けられ始める位置を同軸導波管の中心からの半径として示す。図２１に示すように、複数の１つ又は複数の凸部２０８ｇが外側遅波板２１０に囲まれている場合には、図２２に示すように、複数の１つ又は複数の凸部２０８ｇが外側遅波板２１０に囲まれていない場合と比較して、外側導波路において外側遅波板２１０がより早い位置に設けられることになる。

ここで、図２１と図２２とに示されるように、外側遅波板２１０を設ける位置を変化させることで、反射係数は変化する。ここで、図２２に示されるように、外側遅波板２１０により複数の１つ又は複数の凸部２０８ｇが囲まれないように複数の１つ又は複数の凸部２０８ｇ及び外側遅波板２１０を設けることで、外側遅波板２１０の位置を変化させることによる反射係数の変化度合いは、外側遅波板２１０により複数の１つ又は複数の凸部２０８ｇが囲まれる場合と比較して小さくすることが可能となる。このように、複数の１つ又は複数の凸部２０８ｇが外側遅波板２１０に囲まれていないように配置することで、囲む場合と比較して、反射係数を良好な値に維持しつつ、外側遅波板２１０の開始位置を柔軟に決定可能となる。

ここで、図２３及び図２４を用いて、誘電体窓３００の詳細な構成について説明する。図２３は、第１の実施形態における誘電体窓の一例を示す処理容器側から見た外観図である。図２４は、図２３に示す誘電体窓の詳細な構成を示す縦断面図である。なお、図２４は、図１に示した誘電体窓を拡大した断面図に相当する。

図２３及び図２４に示すように、誘電体窓３００は、誘電体窓３００の対向面３００ａのうちスロットアンテナ板２０３の内側スロット群２０３ｃ−１に対応する領域に形成された内側窪み部３００ｃと、誘電体窓３００の対向面３００ａのうちスロットアンテナ板２０３の外側スロット群２０３ｂ−１に対応する領域に形成された窪む外側窪み部３００ｄとを有する。

内側窪み部３００ｃは、誘電体窓３００の対向面３００ａのうちスロットアンテナ板２０３の内側スロット群２０３ｃ−１に対応する領域に環状に延在して形成される。また、内側窪み部３００ｃの深さ及び幅は、誘電体窓３００のスロットアンテナ板２０３の内側スロット群２０３ｃ−１に対応する部分の強度が処理容器１００内の真空圧を吸収する強度に保持されるように、設定される。例えば、誘電体窓３００の直径が「６０８ｍｍ」である場合、内側窪み部３００ｃの深さ及び幅は、それぞれ、「１８．２ｍｍ」及び「７０ｍｍ」に設定される。

また、外側窪み部３００ｄは、誘電体窓３００の対向面３００ａのうちスロットアンテナ板２０３の外側スロット群２０３ｂ−１に対応する領域に環状に複数配置されて形成される。より詳細には、複数の外側窪み部３００ｄの各々は、誘電体窓３００の対向面３００ａのうちスロットアンテナ板２０３の外側スロット群２０３ｂ−１に含まれる複数のスロットの対の各々に対応する領域に配置される。また、複数の外側窪み部３００ｄの各々は、平面視で円形状に形成される。複数の外側窪み部３００ｄの各々の深さ及び直径は、誘電体窓３００のスロットアンテナ板２０３の外側スロット群２０３ｂ−１に対応する部分の強度が処理容器１００内の真空圧を吸収する強度に保持されるように、設定される。例えば、誘電体窓３００の直径が「６０８ｍｍ」である場合、複数の外側窪み部３００ｄの各々の深さ及び直径は、それぞれ、「１８．２ｍｍ」及び「７０ｍｍ」に設定される。

なお、図２３及び図２４に示す例では、外側窪み部３００ｄが、誘電体窓３００の対向面３００ａのうちスロットアンテナ板２０３の外側スロット群２０３ｂ−１に対応する領域に環状に複数配置されて形成される例を示したが、これに限定されない。例えば、１つの外側窪み部３００ｄが、誘電体窓３００の対向面３００ａのうちスロットアンテナ板２０３の外側スロット群２０３ｂ−１に対応する領域に環状に延在して形成されても良い。

ここで、スロットアンテナ板２０３に内側スロット群２０３ｃ−１及び外側スロット群２０３ｂ−１が形成され、かつ誘電体窓３００の対向面３００ａが窪み部を含まない平面状に形成される場合が考えられる。しかしながら、この場合、誘電体窓３００の中心側に導波されるマイクロ波と、周縁側に導波されるマイクロ波とが相互に干渉し、結果として、誘電体窓３００の下でマイクロ波により励起されるプラズマの密度の均一性が損なわれる。

図２５は、第１の実施形態における誘電体窓のシミュレーション結果を説明するための図である。図２５において、「Ｗｉｎｄｏｗ／ｋ７」は、スロットアンテナ板２０３に内側スロット群２０３ｃ−１及び外側スロット群２０３ｂ−１が形成され、かつ誘電体窓３００の対向面３００ａに内側窪み部３００ｃ及び外側窪み部３００ｄが形成される場合（第１の実施形態）のシミュレーション結果を示す。また、「Ｗｉｎｄｏｗ／１７．３ｍｍ ｆｌａｔ」は、スロットアンテナ板２０３に内側スロット群２０３ｃ−１及び外側スロット群２０３ｂ−１が形成され、かつ厚さ１７．３ｍｍの誘電体窓３００が窪み部を含まない平面状に形成される場合のシミュレーション結果を示す。また、「Ｗｉｎｄｏｗ／２６ｍｍ ｆｌａｔ」は、スロットアンテナ板２０３に内側スロット群２０３ｃ−１及び外側スロット群２０３ｂ−１が形成され、かつ厚さ２６ｍｍの誘電体窓３００が窪み部を含まない平面状に形成される場合のシミュレーション結果を示す。

また、図２５の「Ｐｉｎ／Ｐｏｕｔ」は、（マイクロ波源から内側導波路へ供給されるマイクロ波のパワー）／（マイクロ波源から外側導波路へ供給されるマイクロ波のパワー）を示す。図２５の「Ｐｉｎｔ［％］」は、誘電体窓３００の中心側に導波されるマイクロ波と、周縁側に導波されるマイクロ波との相互干渉の度合いを示す。なお、相互干渉の度合いとは、マイクロ波源から内側導波路又は外側導波路へマイクロ波が供給された場合に、処理容器１００内の処理空間Ｓに吸収されるマイクロ波のパワーに対する、反射により外側導波路又は内側導波路からマイクロ波源へと戻るマイクロ波のパワーの割合である。相互干渉の度合いは、値が小さいほど、誘電体窓３００の中心側に導波されるマイクロ波と、周縁側に導波されるマイクロ波との相互干渉が抑えられることを示す。

図２５に示すように、誘電体窓３００の対向面３００ａに内側窪み部３００ｃ及び外側窪み部３００ｄが形成される場合、誘電体窓３００が窪み部を含まない平面状に形成される場合と比較して、相互干渉の度合いが小さくなった。

このように、誘電体窓３００が窪み部を含まない平面状に形成される場合と比較して、第１の実施形態によれば、誘電体窓３００の中心側に導波されるマイクロ波と、周縁側に導波されるマイクロ波との相互干渉を抑えることが可能となる。すなわち、マイクロ波透過スロットから透過されるマイクロ波を内側窪み部３００ｃ及び外側窪み部３００ｄに集中させることができるので、誘電体窓３００の中心側に導波されるマイクロ波と、周縁側に導波されるマイクロ波との相互干渉を抑えることが可能となる。その結果、誘電体窓３００の下でマイクロ波により励起されるプラズマの密度の均一性を保つことが可能となる。

図２６は、同軸導波管の寸法の一例を示す図である。図２６の縦軸は、中間導体の外径を示し、横軸は、外側導体２０１ｃの内径を示す。縦軸と横軸の単位は「ｍｍ」である。また、図２６の（１）に示す破線は、内側導体２０１ａ及び中間導体２０１ｂに冷却媒体を流せる寸法下限を示し、図２６の（２）は、冷却媒体に加えて、処理ガスを内側導体２０１ａに流せる寸法下限を示す。

図２６は、外側導体内径をパラメータとした場合における中間導体外径が取り得る最大直径を示す。なお、図２６に示す例は、外側導体内径と中間導体外径の差が、異常放電防止と組立精度の観点から、直径で６ｍｍ以上あることを条件とした。また、高次モードＴ１１を抑制できることも条件とした。具体的には、Ｔ１１モードの遮断周波数がマイクロ波周波数２．４５ＧＨｚの１．１倍（２．７ＧＨｚ）以上であることを条件とした。

図２６に示すように、外側導体内径がマイクロ波の自然波長に対して０．２５から０．３５の範囲であれば、冷却媒体を流せる結果、中間導体内と内導体内を冷却できることがわかった。更に、外側導体内径がマイクロ波の自然波長に対して０．２８から０．３３の範囲において、最も中間導体最大外径が大きく取れることになり、更には、内導体内にガス配管を施すなどのスペースを取ることが可能であった。すなわち、中間導体内と内導体内を冷却しつつ、処理ガスを適切に流すことが可能であった。

図２７は、外側導波路の変形例の一例を示す図である。すなわち、上述した実施形態では、外側導波路がこの字の形状を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、外側導波路が、外側から折り返するように設けられ、外周側空間に対して、外側から内側へとマイクロ波が流れる場合を例に示したが、これに限定されるものではない。すなわち、図２７に示すように、外側導波路において、マイクロ波が、内側から外側へとマイクロ波が外周側空間において流れるようにしても良い。さらに、図２７に示す例では、中間金属体を小さくすることも可能となる。

図２８は、中間金属体の冷却機構の一例を示す図である。図２８に示すように、マイクロ波プラズマ処理装置１０は、中間金属体２０８の内部へと続く冷却水導入孔２０８ｈを更に有し、中間金属体２０８が、中間金属体２０８の内部に冷却水路２０８ｉを更に有しても良い。この場合、冷却水導入孔２０８ｈから導入された冷媒が冷却水路２０８ｉを介して循環されることで、中間金属体２０８が直接かつ確実に冷却されることになる。

図２９は、中間金属体の均熱部の一例を示す図である。図２９に示すように、中間金属体は、均熱部を有しても良い。すなわち、マイクロ波プラズマ処理装置１０は、中間金属体２０８の内部へと続く冷却水導入孔２０８ｈを更に有するのとともに、ヒートパイプ２０８ｊを更に有しても良い。ヒートパイプ２０８ｊを更に有することで、中間金属体２０８全体の温度の均一性を更に向上可能となる。なお、図２９に示す例では、ヒートパイプ２０８ｊが冷却導入孔２０８ｈにより導入される冷媒により温度が調整される場合を例に示したが、これに限定されるものではない。

（第１の実施形態による効果）
上述したように、第１の実施形態によれば、マイクロ波プラズマ処理装置１０は、冷却プレート２０２を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置１０は、冷却プレート２０２の処理容器１００側に間隔をあけて設けられる中間金属体２０８であって、中間金属体２０８の処理容器１００側の面を中心側の部分と外周側の部分とに分けるドーナッツ状の凸部２０８ｆを有する中間金属体２０８を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置１０は、中間金属体２０８の処理容器１００側に凸部２０８ｆと接触しながら設けられるスロットアンテナ板２０３であって、スロットアンテナ板２０３の処理容器１００側の面に、マイクロ波を放射するためのスロットとして、凸部２０８ｆと接触する部分より中心側の部分に設けられるマイクロ波透過スロット２０３ｃと、外周側の部分に設けられるマイクロ波透過スロット２０３ｂとを有するスロットアンテナ板２０３を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置１０は、冷却プレート２０２と中間金属体２０８とに連続して設けられて中間金属体２０８において中心側の部分に設けられる貫通孔に設けられる同軸導波管２０１であって、内側導体２０１ａと中間導体２０１ｂと外側導体２０１ｃとを有し、中間導体２０１ｂの中空部分に設けられる内側導体２０１ａと中間導体２０１ｂとの間の空間と、外側導体２０１ｃの中空部分に設けられる中間導体２０１ｂと外側導体２０１ｃとの間の空間とがそれぞれとマイクロ波を伝送し、内側導体２０１ａの外径と中間導体２０１ｂの内径との差よりも、外側導体２０１ｃの内径と中間導体２０１ｂの外径との差が大きくなる同軸導波管２０１を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置１０は、内側導波路と、外側導波路とを有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置１０は、スロットアンテナ板２０３の処理容器１００側に設けられる誘電体３００を有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置１０は、誘電体３００により密閉されるように設けられる処理容器１００を有する。この結果、２種類の異なるマイクロ波を適切に伝送可能となり、処理容器内のプラズマ濃度が均一にすることが可能となる。

より詳細には、高次非対称モードを防止可能となり、同軸導波管２０１内の電界の異常な上昇を防止可能となる。また、上述の実施形態によれば、同軸導波管２０１の水冷も可能となる。

また、上述したように、第１の実施形態によれば、アンテナ直下の広い領域に渡って高いプラズマ密度を実現でき、短時間で均一なプラズマ処理を行うことが可能となる。また、第１の実施形態によれば、マイクロ波プラズマではマイクロ波によりプラズマを励起するため電子温度が低く、被処理基板のダメージや金属汚染を回避することが可能となる。また、第１の実施形態によれば、大面積基板上にも均一なプラズマを容易に励起できるため、大口径半導体基板を使った半導体装置の製造工程や大型液晶表示装置の製造にも容易に対応可能となる。

また、上述したように、第１の実施形態によれば、同軸導波管２０１の内側導体２０１ａの下部に、スロットアンテナ板２０３と中間金属体２０８との間の空間のうち凸部２０８ｆより中心側にある中心側空間へと突出する第１の段差部２１３ａを有する第１の部材２１３であって、第１の段差部２１３ａにおける径の長さが中間導体２０１ｂの内径以下となる第１の部材２１３を有する。この結果、内側導体が同軸変換器側から挿入することが可能になり、また、内側導体の肉厚が薄いにも関わらず、ネジによるスロットアンテナとの連結が可能になるため、簡略で信頼性が高い構造が可能となる。

すなわち、同軸導波管２０１に３つの導体が設けられた結果、各導体の径が相対的に狭くなっている。この結果、テーパ状の部材を端部に設けることで、マイクロ波を反射させることなくスロットアンテナ板２０３と中間金属体２０８との間の空間に導くことが困難となっている。これに対して、上述したように、中心側空間へと突出する第１の段差部を有する部材であって、第１の段差部における径の長さが中間導体２０１ｂの内径以下となる第１の部材２１３を設けることで、マイクロ波の反射を抑えつつ、端部に設置可能となる。

また、上述したように、第１の実施形態によれば、内側導波路において、第１のスロットの上部に設けられる内側遅波板と、同軸導波管の内側導体の処理容器側の端部に、中心側空間へと突出する第１の段差部を有する部材であって、第１の段差部における径の長さが中間導体の内径以下となる第１の部材とを更に有する。また、中心側空間において内側遅波板と内側遅波板が設けられていない部分との界面において内側遅波板が傾斜もしくは段差を有するか、又は、中心側空間の内側遅波板が設けられていない部分に突出する凸部を中間金属体又はスロット板が有する。この結果、マイクロ波の反射を軽減可能となる。

また、上述したように、第１の実施形態によれば、外側導波路に設けられる外側遅波板と、同軸導波管の中間導体の処理容器側の端部に、中間金属体と冷却プレートとの間の空間へと突出する第３の段差部を有する部材であって、第３の段差部における径の長さが外側導体の内径以下となる第２の部材とを更に有する。また、中間金属体と冷却プレートとの間の空間において、外側遅波板と外側遅波板が設けられていない部分との界面において内側遅波板が傾斜もしくは段差を有するか、又は、冷却プレート又は記中間金属体が中間金属体と冷却プレートとの間の空間に突出する凸部を有するこの結果、マイクロ波の反射を軽減可能となる。

また、上述したように、第１の実施形態によれば、外側導波管２０１ｃの内径がマイクロ波の自然波長の０．２５から０．３５倍である。この結果、冷却媒体を流すことが可能となり、中間導体内と内導体内を冷却可能となる。また、外側導波管の内径をマイクロ波の自然波長の０．２８から０．３３倍とすることで、中間導体内と内導体内を冷却しつつ、処理ガスを適切に流すことが可能となる。

また、上述したように、第１の実施形態によれば、内側導波路において、マイクロ波透過スロット２０３ｃの上部に設けられる内側遅波板２０９を更に有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置１０は、同軸導波管２０１の内側導体２０１ａの処理容器１００側の端部に、中心側空間へと突出する第１の段差部を有する第１の部材２１３であって、第１の段差部における径の長さが中間導体２０１ｂの内径以下となる第１の部材２１３とを更に有する。また、中心側空間において内側遅波板２０９と内側遅波板２０９が設けられていない部分との界面において、内側遅波板２０９が傾斜もしくは段差を有する。この結果、マイクロ波の反射を軽減可能となる。

すなわち、同軸導波管２０１に３つの導体が設けられた結果、各導体の径が相対的に狭くなっている。この結果、テーパ状の部材を端部に設けることで、マイクロ波を反射させることなくスロットアンテナ板２０３と中間金属体２０８との間の空間に導くことが困難となっている。これに対して、上述したように、中心側空間へと突出する第１の段差部を有する部材であって、第１の段差部における径の長さが中間導体２０１ｂの内径以下となる第１の部材２１３を設けることで、マイクロ波の反射を抑えつつ、端部に設置可能となる。また、ここで、更に、内側導波路の界面における形状に傾斜もしくは段差を持たせることで、界面におけるマイクロ波の反射を軽減可能となる。

このように、同軸導波管２０１におけるマイクロ波の導波路から、中間金属体２０８に沿って形成される導波路へとマイクロ波が移動する接続部において、段差部を設けることで、マイクロ波が反射してマイクロ波源へと戻ることを抑えることが可能となる。

また、上述したように、第１の実施形態によれば、マイクロ波プラズマ処理装置１０は、外側導波路において、マイクロ波透過スロット２０３ｂの上部に設けられる外側遅波板２１０を更に有する。また、マイクロ波プラズマ処理装置１０は、外側遅波板２１０は、中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間において、外側遅波板２１０と外側遅波板２１０が設けられていない部分との界面において、中心側に向かって突出する第２の段差部２１０ａｂを有する。また、冷却プレート２０２は、中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間に突出する凸部２０２ｄを有し、同軸導波管２０１の中間導体２０１ｂの処理容器１００側の端部に、中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間へと突出する第３の段差部２１４ａを有する部材であって、第３の段差部２１４ａにおける径の長さが外側導体の内径以下となる第２の部材２１４を有する。この結果、マイクロ波の反射を軽減可能となる。

すなわち、同軸導波管２０１に３つの導体が設けられた結果、各導体の径が相対的に狭くなっている。この結果、テーパ状の部材を端部に設けることで、マイクロ波を反射させることなくスロットアンテナ板２０３と中間金属体２０８との間の空間に導くことが困難となっている。これに対して、上述したように、中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間に突出する凸部を設け、外側導波路の界面における形状に突出部を持たせ、更には、中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間に突出する突出部を冷却プレート２０２に付与することで、マイクロ波の反射を軽減可能となる。

このように、同軸導波管２０１におけるマイクロ波の導波路から、中間金属体２０８に沿って形成される導波路へとマイクロ波が移動する接続部において、段差部を設けることで、マイクロ波が反射してマイクロ波源へと戻ることを抑えることが可能となる。

（その他の実施形態）
さて、これまで、第１の実施形態について説明したが、上述した実施形態以外にも、その他の実施形態にて実施されても良い。そこで、以下では、その他の実施形態について説明する。

例えば、上述の実施形態では、処理ガスが、スロットアンテナ２００と、ガスシャワー１０２とから供給される場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、処理容器１００の側面に処理ガスの供給孔が設けられている場合には、スロットアンテナ２００とガスシャワー１０２とのうちいずれか一方又はその両方と、処理容器１００の側面に処理ガスの供給孔とを用いて処理ガスを供給しても良い。

（導波路）
また、例えば、上述の実施形態では、内側導波路と外側導波路とが、中間金属体２０８の外周に沿って形成される場合を例に示したが、これに限定されるものではない。例えば、内側導波路と外側導波路とのうち、いずれか一方又は両方が、導波路の一部又は全てが中間金属体２０８の内部に導波路を形成することで形成されても良い。

（内側遅波板）
また、例えば、上述の実施形態では、内側遅波板２０９が、中心側空間のうち、マイクロ波透過スロット２０３ｃの上部を含む一部又は全ての部分に設けられる場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、内側遅波板２０９は、中心側空間の全てに設けられた上で、更に、中心側空間に設けられた内側遅波板と連続して、内側導体２０１ａと中間導体２０１ｂとの間の空間の一部又は全てにも設けられても良い。言い換えると、内側導体２０１ａと中間導体２０１ｂとの間の空間に対して、内側遅波板として用いられる物質を充填しても良い。

（外側導波板）
また、例えば、上述の実施形態では、外側遅波板２１０が、外周側空間と、中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間の一部とに設けられる場合を例に示したが、これに限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、外側遅波板２１０が、中間金属体２０８の上面２０８ａにも設けられる場合を例に示したが、スロットアンテナ板２０３から適切にマイクロ波を放出できる範囲において、中間金属体２０８の上面２０８ａにまで外側遅波板２１０が延びることなく、中間金属体２０８の側面の一部又は全てを覆うに留まっても良い。また、例えば、外側遅波板２１０は、中間金属体２０８の上面２０８ａの全てを覆っても良く、更には、中間金属体２０８の上面２０８ａの全てに加えて、中間導体２０１ｂと外側導体２０１ｃとの間の空間に延びても良い。

また、例えば、上述の実施形態では、外側遅波板２１０が、外周側空間に設けられる第１の外側遅波板２１０ｂと、第１の外側遅波板２１０ｂの端部から連続するように設けられて中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間の一部に設けられる第２の外側遅波板２１０ａとに分けて設けられる場合を例に示したが、これに限定されるものではない。例えば、外側遅波板２１０は、１つの遅波板で形成されても良く、３つ以上の遅波板に分割されて形成されても良い。例えば、外周側空間に設けられる遅波板と、中間金属体２０８の側面に設けられる遅波板と、中間金属体２０８の上面２０８ａに設けられる遅波板とに分割して製造されて設けられても良い。

（内側導波路と外側導波路）
また、例えば、上述の実施形態では、内側導波路において外側遅波板２１０が設けられる長さが、外側導波路において内側遅波板２０９が設けられる長さより長い場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、外側遅波板２１０が設けられる長さと内側遅波板２０９が設けられる長さとが同一であっても良く、内側遅波板２０９が設けられる長さより短くても良い。

（中間金属体）
また、例えば、上述の実施形態では、中間金属体２０８の厚さが一定である場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、中間金属体２０８の厚さは、一定でなくても良い。

（中間金属体の凸部）
また、例えば、上述の実施形態では、中間金属体２０８と冷却プレート２０２とが、中間金属体２０８の１つ又は複数の凸部２０８ｇにおいて接触している場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、中間金属体２０８が１つ又は複数の凸部２０８ｇを有さず、中間金属体２０８と冷却プレート２０２とが接触していなくても良い。

（中間金属体の凸部）
また、例えば、上述の実施形態では、１つ又は複数の凸部２０８ｇは、外側遅波板２１０が設けられていない箇所に設けられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、１つ又は複数の凸部２０８ｇは、外側遅波板２１０が設けられている箇所に設けられても良い。言い換えると、１つ又は複数の凸部２０８ｇは、その一部又は全てが外側遅波板２１０に囲まれていても良い。

（冷媒の流通孔）
また、例えば、上述の実施形態では、冷却プレート２０２が、冷媒を流通させるための流通孔２０２ｃを有する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、冷却プレート２０２は、流通孔２０２ｃを有することなく、他の公知の手法を用いて冷却機能を有しても良い。

また、例えば、上述の実施形態では、中間金属体２０８が、冷却プレート２０２と中間金属体２０８とが接触している１つ又は複数の凸部２０８ｇを介して、冷却プレート２０２の流通孔２０２ｃと連結している流通孔を有する場合を例に示したが、これに限定されるものではない。例えば、中間金属体２０８は、凸部２０８ｇを介して流通孔２０２ｃと連結している流通孔を有さなくても良く、そもそも、中間金属体２０８の内部に冷媒の流通孔が設けられていなくても良い。

（同軸導波管）
また、例えば、上述の実施形態では、同軸導波管２０１の内側導体２０１ａの下部に、第１の段差部２１３ａを有する第１の部材２１３が設けられる場合を例に示したが、これに限定されるものではない。例えば、第１の部材２１３は、第１の段差部２１３ａを有さなくても良く、第１の部材２１３そのものがなくても良い。第１の部材２１３がない場合、例えば、同軸導波管２０１の内側導体２０１ａが、スロットアンテナ板２０３の上面にまで達するように形成しても良い。

（内側導波路）
また、例えば、上述の実施形態では、同軸導波管２０１の内側導体２０１ａの処理容器１００側の端部に、第１の段差部２１３ａを有する第１の部材２１３が設けられ、第１の段差部２１３ａの径の長さが中間導体２０１ｂの内径以下となり、中心側空間において内側遅波板２０９と内側遅波板２０９が設けられていない空の部分２１１との界面において、内側遅波板２０９が傾斜もしくは段差を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第１の部材２１３が第１の段差部２１３ａを有さなくても良く、第１の部材２１３そのものがなくても良く、第１の段差部２１３ａの径が中間導体２０１ｂの内径より大きくても良く、内側遅波板２０９が傾斜もしくは段差を有さなくても良く、これら１つ又は複数の組み合わせであっても良い。

（外側導波路）
また、例えば、上述の実施形態では、外側遅波板２１０が第２の段差部２１０ａｂを有し、冷却プレート２０２が凸部２０２ｄを有し、同軸導波管２０１の中間導体２０１ｂの処理容器１００側の端部に、中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間へと突出する第３の段差部２１４ａを有し、第３の段差部２１４ａにおける径の長さが外側導体２０１ｃの内径以下となる第２の部材２１４を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、外側遅波板２１０が第２の段差部２１０ａｂを有さなくても良く、冷却プレート２０２が凸部２０２ｄを有さなくても良く、同軸導波管２０１の中間導体２０１ｂの処理容器１００側の端部に第２の部材２１４が設けられていなくても良く、第２の部材２１４が第３の段差２１４ａを有さなくても良く、第３の段差部２１４ａにおける径の長さが外側導体２０１ｃの内径より大きくなっても良く、これら１つ又は複数の組み合わせであっても良い。

（１つ又は複数の凸部）
また、例えば、上述の実施形態では、１つ又は複数の凸部２０８ｇが中間金属体２０８の一部である場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、１つ又は複数の凸部２０８ｇは、冷却プレート２０２の一部であっても良く、中間金属体２０８と冷却プレート２０２とは別の部材であっても良い。

（段差と凸部、又は遅波板端部の組み合わせについて）
また、例えば、上述の実施形態では、内側導波路において、マイクロ波透過スロット２０３ｃの上部に設けられる内側遅波板２０９を更に有する場合について説明した。また、マイクロ波プラズマ処理装置１０が、同軸導波管２０１の内側導体２０１ａの処理容器１００側の端部に、中心側空間へと突出する第１の段差部を有する第１の部材２１３であって、第１の段差部における径の長さが中間導体２０１ｂの内径以下となる第１の部材２１３とを更に有する。また、中心側空間において内側遅波板２０９と内側遅波板２０９が設けられていない部分との界面において、内側遅波板２０９が傾斜もしくは段差を有する場合を例に説明した。ただし、これに限定されるものではない。例えば、内側導波路において、中心側空間において内側遅波板２０９と内側遅波板２０９が設けられていない部分との界面において、内側遅波板２０９が傾斜もしくは段差を設けるのではなく、上述の実施形態における外側導波路のように、中心側空間の内側遅波板が設けられていない部分に突出する凸部を中間金属体又はスロット板に設けても良い。

また、同様に、上述の実施形態では、外側導波路において、マイクロ波透過スロット２０３ｂの上部に設けられる外側遅波板２１０を更に有する場合について説明した。また、マイクロ波プラズマ処理装置１０は、外側遅波板２１０は、中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間において、外側遅波板２１０と外側遅波板２１０が設けられていない部分との界面において、中心側に向かって突出する第２の段差部２１０ａｂを有する場合について説明した。また、冷却プレート２０２は、中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間に突出する凸部２０２ｄを有し、同軸導波管２０１の中間導体２０１ｂの処理容器１００側の端部に、中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間へと突出する第３の段差部２１４ａを有する部材であって、第３の段差部２１４ａにおける径の長さが外側導体の内径以下となる第２の部材２１４を有する場合について説明した。ただし、これに限定されるものではない。例えば、外側導波路において、冷却プレート２０２は、中間金属体２０８と冷却プレート２０２との間の空間に突出する凸部２０２ｄを有するのではなく、中間金属体が凸部を有しても良い。また、凸部を設けるのではなく、内側導波路のように、中間金属体と冷却プレートとの間の空間において、外側遅波板と外側遅波板が設けられていない部分との界面において内側遅波板が傾斜もしくは段差を有するようにしても良い。

（中間金属体）
また、例えば、中間金属体２０８は、内部に、１つ又は複数の凸部を通じて中間金属体の温度を測定する温度測定部を更に設けても良い。この結果、温度測定部を簡単に設けることが可能となり、中間金属体２０８の温度を確実に測定可能となる。

また、例えば、中間金属体２０８の内部に、１つ又は複数の凸部を通じて中間金属体２０８を加熱する加熱部を更に設けても良い。この結果、マイクロ波の照射により中間金属体２０８の温度が上がる前の段階において、適切な温度に加熱しておくことが可能となる。

１０ マイクロ波プラズマ処理装置
１０２Ａ 開口部
１００ 処理容器
１０１ 支持台
１０２ ガスシャワー
１０３ 開口
２０１ 同軸導波管
２０１ａ 内側導体
２０１ｂ 中間導体
２０１ｃ 外側導体
２０２ 冷却プレート
２０２ａ 下面
２０２ｂ 側面
２０２ｃ 流通孔
２０２ｄ 凸部
２０３ スロットアンテナ板
２０３ａ 上面
２０３ｂ マイクロ波透過スロット
２０３ｂ−１ 外側スロット群
２０３ｃ マイクロ波透過スロット
２０３ｃ−１ 内側スロット群
２０４ ガス供給孔
２０５ 冷却管
２０６ 冷却管
２０７ ガス流入孔
２０８ 中間金属体
２０８ａ 上面
２０８ｂ 側面
２０８ｃ 側面
２０８ｄ 下面
２０８ｅ 下面
２０８ｆ 凸部
２０８ｇ 凸部
２０９ 内側遅波板
２１０ 外側遅波板
２１０ａ 外側遅波板
２１０ｂ 外側遅波板
２１０ａａ 凸部
２１１ 空間
２１２ 空間
２１３ 第１の部材
２１４ 第２の部材
３００ 誘電体窓
３００ａ 対向面
３００ｂ 上面
３００ｃ 内側窪み部
３００ｄ 外側窪み部

Claims (8)

1. 冷却プレートと、
   前記冷却プレートの処理容器側に間隔をあけて設けられる中間金属板であって、前記中間金属板の処理容器側の面を中心側の部分と外周側の部分とに分けるドーナッツ状の凸部を有する前記中間金属板と、
   前記中間金属板の処理容器側に前記凸部と接触しながら設けられるスロット板であって、前記スロット板の処理容器側の面に、マイクロ波を放射するためのスロットとして、前記凸部と接触する部分より中心側の部分に設けられる第１のスロットと、外周側の部分に設けられる第２のスロットとを有する前記スロット板と、
   前記冷却プレートと前記中間金属板とを連続して貫通して前記中間金属体において前記中心側の部分に設けられる貫通孔に設けられる同軸導波管であって、内側導体と中間導体と外側導体とを有し、前記中間導体の中空部分に設けられる前記内側導体と前記中間導体との間の空間と、前記外側導体の中空部分に設けられる前記中間導体と前記外側導体との間の空間とがそれぞれマイクロ波を伝送し、前記内側導体の外径と前記中間導体の内径との差よりも、前記外側導体の内径と前記中間導体の外径との差が大きくなる前記同軸導波管と
   前記内側導体と前記中間導体との間の空間を介して、前記スロット板と前記中間金属体との間の空間のうち前記凸部より中心側にある中心側空間においてマイクロ波を伝送することで前記第１のスロットにマイクロ波を伝送する内側導波路と、
   前記中間導体と前記外側導体との間の空間と、前記中間金属体と前記冷却プレートとの間の空間とを順に介して、前記スロット板と前記中間金属体との間の空間のうち前記凸部より外周側にある外周側空間においてマイクロ波を伝送することで前記第２のスロットにマイクロ波を伝送する外側導波路と、
   前記スロット板の処理容器側に設けられる誘電体と、
   前記誘電体により密閉されるように設けられる処理容器と
   を備えることを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。
2. 前記外側導波管の内径は、マイクロ波の自然波長の０．２５から０．３５倍であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
3. 前記同軸導波管の内側導体の下部に、前記スロット板と前記中間金属体との間の空間のうち前記凸部より中心側にある中心側空間へと突出する第１の段差部を有する部材であって、前記第１の段差部における径の長さが前記中間導体の内径以下となる第１の部材を有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
4. 前記内側導波路において、前記第１のスロットの上部に設けられる内側遅波板と、
   前記同軸導波管の前記内側導体の前記処理容器側の端部に、前記中心側空間へと突出する第１の段差部を有する部材であって、前記第１の段差部における径の長さが前記中間導体の内径以下となる第１の部材とを更に有し、
   前記中心側空間において前記内側遅波板と前記内側遅波板が設けられていない部分との界面において前記内側遅波板が傾斜もしくは段差を有するか、又は、前記中心側空間の前記内側遅波板が設けられていない部分に突出する凸部を前記中間金属体又は前記スロット板が有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
5. 前記外側導波路に設けられる外側遅波板と、
   前記同軸導波管の中間導体の前記処理容器側の端部に、前記中間金属体と前記冷却プレートとの間の空間へと突出する第３の段差部を有する部材であって、前記第３の段差部における径の長さが前記外側導体の内径以下となる第２の部材とを更に有し、
   前記中間金属体と前記冷却プレートとの間の空間において、前記外側遅波板と前記外側遅波板が設けられていない部分との界面において前記内側遅波板が前記中心側に向かって突出する第２の段差部を傾斜もしくは段差を有するか、又は、前記冷却プレート又は記中間金属体が前記中間金属体と前記冷却プレートとの間の空間に突出する凸部を有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
6. 前記外側導波管の内径は、マイクロ波の自然波長の０．２８から０．３３倍であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
7. 冷却プレートと、
   前記冷却プレートの処理容器側に間隔をあけて設けられる中間金属板であって、前記中間金属板の処理容器側の面を中心側の部分と外周側の部分とに分けるドーナッツ状の凸部を有する前記中間金属板と、
   前記中間金属板の処理容器側に前記凸部と接触しながら設けられるスロット板であって、前記スロット板の処理容器側の面に、マイクロ波を放射するためのスロットとして、前記凸部と接触する部分より中心側の部分に設けられる第１のスロットと、外周側の部分に設けられる第２のスロットとを有する前記スロット板と、
   前記冷却プレートと前記中間金属板とを連続して貫通して前記中間金属体において前記中心側の部分に設けられる貫通孔に設けられる同軸導波管であって、内側導体と中間導体と外側導体とを有し、前記中間導体の中空部分に設けられる前記内側導体と前記中間導体との間の空間と、前記外側導体の中空部分に設けられる前記中間導体と前記外側導体との間の空間とがそれぞれマイクロ波を伝送し、前記内側導体の外径と前記中間導体の内径との差よりも、前記外側導体の内径と前記中間導体の外径との差が大きくなる前記同軸導波管と
   を備えることを特徴とするスロットアンテナ。
8. 冷却プレートと、
   前記冷却プレートの処理容器側に間隔をあけて設けられる中間金属板であって、前記中間金属板の処理容器側の面を中心側の部分と外周側の部分とに分けるドーナッツ状の凸部を有する前記中間金属板と、
   前記中間金属板の処理容器側に前記凸部と接触しながら設けられるスロット板であって、前記スロット板の処理容器側の面に、マイクロ波を放射するためのスロットとして、前記凸部と接触する部分より中心側の部分に設けられる第１のスロットと、外周側の部分に設けられる第２のスロットとを有する前記スロット板と、
   前記冷却プレートと前記中間金属板とを連続して貫通して前記中間金属体において前記中心側の部分に設けられる貫通孔に設けられる同軸導波管であって、内側導体と中間導体と外側導体とを有し、前記中間導体の中空部分に設けられる前記内側導体と前記中間導体との間の空間と、前記外側導体の中空部分に設けられる前記中間導体と前記外側導体との間の空間とがそれぞれマイクロ波を伝送し、前記内側導体の外径と前記中間導体の内径との差よりも、前記外側導体の内径と前記中間導体の外径との差が大きくなる前記同軸導波管と
   前記スロット板の処理容器側に設けられる誘電体と、
   前記誘電体により密閉されるように設けられる処理容器と
   を備えるマイクロ波プラズマ処理装置によって製造されたことを特徴とする半導体装置。

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