JP2016162990A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光路と位相板の界面とにおいて生じる散乱光とモニタ光との干渉を抑制し、膜厚モニタに対するノイズを低減する。【解決手段】エッチング装置は、エッチング処理室、高周波電源、導波管３０８、位相部、および膜厚モニタを有する、エッチング処理室は、プラズマ処理を行う。高周波電源は、エッチング処理室内にプラズマを生成する。導波管３０８は、エッチング処理室に高周波電源が生成したマイクロ波を伝送する。位相部は、導波管３０８に設けられ、マイクロ波を円偏波化する。膜厚モニタは、試料の膜厚を光学的にモニタする。位相部は、光路形成面に複数の突起部３０７ａがそれぞれ形成された２つの位相板３０７よりなり、これら位相板３０７は、光路形成面がそれぞれ対向するように配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、プラズマ処理装置に関し、特に、エッチング中の被処理基板における膜厚のモニタリングに有効な技術に関する。

半導体製造工程では、一般にプラズマを用いたドライエッチングが行われている。ドライエッチングを行うためのプラズマ処理装置は様々な方式が使用されている。プラズマ処理装置は、真空処理室、これに接続されたガス供給装置、真空処理室内の圧力を所望の値に維持する真空排気系、ウエハ基板を載置する電極、および真空処理室内にプラズマを発生させるためのプラズマ発生手段などから構成されている。

そして、プラズマ発生手段によりシャワープレートなどから真空処理室内に供給された処理ガスをプラズマ状態とすることで、ウエハ載置用電極に保持されたウエハ基板のエッチング処理が行われる。

近年の半導体製造工程においては、光リソグラフィーによる微細化限界が近づいており、多重露光やスペーサパターニングなどのプロセスが主流になりつつある。このような多重露光やＳＡＤＰ（Self Aligned Double Patterning）に代表されるスペーサパターニングプロセスでは、エッチング工程が増加している。

各エッチング工程で生じるウエハ面内でのわずかなエッチング性能の均一性低下が、エッチング工程が増加することで積算され、その工程数の増加に伴い、わずかなウエハ面内の均一性低下も許容することが難しくなってきている。

よって、最先端ロジックを代表とする半導体製造工程、特にＦＥＯＬ（Front End Of Line）工程では、ウエハ面内を高い均一性でエッチング処理可能である性能が求められている。

マイクロ波プラズマエッチング装置においては、上記の均一性を実現する技術として、光干渉モニタによる膜厚モニタリング機構や、位相板によるマイクロ波の円偏波方式が用いられることがある。

位相板は、誘電体による電磁波の波長延長効果により電磁波を円偏波させて電磁波を軸対称化するものであり、例えば多角形型を含む様々な形状の位相板が知られている（例えば、非特許文献１参照）。

また、膜厚モニタに関しては、特許文献１に詳細が記述されている。これはマイクロ波導入部の上方から白色光を入射した際に被処理基板の処理膜の表面と基板との界面での反射光が互いに干渉することで反射光強度が周期的に変化する現象を利用し、その干渉光強度を光干渉モニタにより測定することでエッチング中の被処理基板の膜厚をモニタリングするものである。

特開２００４−８８１２８号公報

末武国弘、林周一共著「マイクロ波回路」オーム社、1962年7月31日、p.217-218

位相板を多角形型とした場合、位相板は、通常マイクロ波の導入部に配置されるため上記の膜厚モニタ用の白色光の光路上に配置される場合がある。

この場合、膜厚モニタから出力される白色光が、位相板あるいは導波管にて散乱されてしまい、モニタリングが不可能になる恐れがある。

また、この問題を解決する技術としては、仮に位相板を分割して膜厚モニタ用の光路を位相板内に設けることが考えられる。この場合は、白色光が位相板に阻害されることなく被処理基板に到達して反射光を生じるが、この際わずかに低角で反射された反射光が存在する場合、位相板内に設けた光路の界面で散乱が生じてしまう。その結果、膜厚モニタに対してノイズとなってしまう可能性がある。

本発明の目的は、光路と位相板の界面とによって生じた散乱光とモニタ光との干渉を抑制し、膜厚モニタに対するノイズを低減することのできる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、代表的なプラズマ処理装置は、処理室、高周波電源、試料台、導波管、位相部、および膜厚モニタを有する。処理室は、プラズマ処理を行う。高周波電源は、処理室内にプラズマを生成する。試料台は、処理室内に設けられ、プラズマ処理を行う試料を載置する。

導波管は、処理室に高周波電源が生成したマイクロ波を伝送する。位相部は、導波管に設けられ、マイクロ波を円偏波化する。膜厚モニタは、試料台に載置された試料の膜厚を光学的にモニタする。

また、位相部は、光路形成面に複数の突起部がそれぞれ形成された２つの位相板よりなり、２つの位相板は、光路形成面がそれぞれ対向するように配置される。

特に、突起部は、膜厚モニタの光路に対して垂直な段差面および段差面に対して傾斜した傾斜面を有する三角柱の形状からなる。傾斜面は、段差面に対して位相板の材質とマイクロ波の導波路の屈折率とにより決まる臨界角を有する。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

（１）膜厚モニタに対するノイズを低減することができる。

（２）上記（１）により、高品質なプラズマ処理を行うことができる。

一実施の形態によるエッチング装置における構成の一例を示す説明図である。 図１の位相板および導波管における一例を示す断面図である。 図２の分割した位相板の構造の一例を示す説明図である。 図２の位相板における分割面に設けられた複数個の突起部の拡大図である。 図２の位相板によるノイズの抑制作用を示す説明図である。 図１のエッチング装置における膜厚モニタの概略を示した説明図である。 本発明者の検討による位相板を多角形型として膜厚モニタを併用した際に生じる課題を説明する図である。 本発明者の検討による分割した多角形型位相板と膜厚モニタとを併用した際に生じる課題を説明する図である。

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。

また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

以下、実施の形態を詳細に説明する。

〈プラズマ処理装置の構成例〉
図１は、本実施の形態によるエッチング装置における構成の一例を示す説明図である。この図１のエッチング装置は、マイクロ波ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）エッチング装置からなる。

エッチング装置は、マイクロ波電源３０１を有する。このマイクロ波電源３０１から発信されたマイクロ波は、２つの位相板３０７からなる位相部により円偏波化され、軸対称性を維持しながら導波管３０８にてエッチング処理室３１６まで伝送される。

また、導波管３０８の上部には、試料である被処理基板３１０の膜厚をモニタする白色光を発信する光源用光ファイバ３０２および被処理基板からの反射光を検出する反射光検出用光ファイバ３０６がそれぞれ配置されている。上述した光源用光ファイバ３０２、反射光検出用光ファイバ３０６は、白色光源３０３および光干渉モニタ３０４にそれぞれ接続されている。

ここで、光発信用である光源用光ファイバ３０２、反射光検出用光ファイバ３０６、白色光源３０３、および光干渉モニタ３０４によって構成される光干渉計測機構を膜厚モニタとする。また、光源用光ファイバ３０２は第１の光ファイバであり、反射光検出用光ファイバ３０６は第２の光ファイバである。

エッチング処理室３１６の上部には、エッチングガスを封入するための誘電体窓３０９が設けられており、該誘電体窓３０９を境としてエッチング処理室３１６の内部が真空保持されている。

エッチング処理室３１６の周囲には、コイル３０５が配置されている。このコイル３０５のコイル磁場による電子のサイクロトロン共鳴によって、エッチング処理室３１６内のエッチングガスを効率よくプラズマ化することが可能である。

エッチング処理室３１６の内部には、被処理基板３１０を載置する試料台となる電極３１１が設けられている。この電極３１１には、直流電源３１４および高周波電源３１３が、高周波フィルタ回路３１５およびマッチング回路３１２を介してそれぞれ接続されている。

直流電源３１４は、被処理基板３１０を電極３１１に静電吸着するため電源を供給する。高周波電源３１３は、被処理基板３１０にプラズマ中のイオンを引き込む電源を供給する。

〈位相板の構成例〉
図２は、図１の位相板３０７および導波管３０８における一例を示す断面図である。図２（ａ）は、位相板３０７および導波管３０８における上面側の断面を示しており、図２（ｂ）は、位相板３０７および導波管３０８における正面側の断面を示している。また、位相板３０７および導波管３０８によって円偏波生成用立体回路が構成される。

位相板３０７は、入射光４０４および反射光４０３の光路を、位相板を分割することにより確保し、さらに光路形成面となる分割面に後述する突起部３０７ａを複数個設けたものである。入射光４０４は、膜厚モニタから発信される入射光であり、反射光４０３は、被処理基板３１０（図１）の表面にて反射されて光干渉モニタにより検出される反射光である。

そして、位相板３０７を導波管３０８内に設置することによって、導入した電磁波を円偏波化させながら同時に膜厚モニタの光路も阻害しないことを特徴とする。また、位相板３０７は、例えば石英からなる。

図３は、図２の分割した位相板３０７の構造の一例を示す説明図である。

図３（ａ）は、位相板３０７の斜視図である。図３（ｂ）は、位相板３０７における突起部３０７ａの形状例を示した説明図である。図３（ｃ）は、位相板３０７の正面図である。

位相板３０７は、導波管３０８と接する側の側面である外側面に光学吸収膜５０３が塗布されている。また、上述の通りその分割面、すなわち外側面と対向する面である光路形成面には、複数の突起部３０７ａが設けられたものである。

光学吸収膜５０３は、膜厚モニタにより発信された光もしくは被処理基板３１０により反射された光が該位相板３０７内を通って、導波管３０８との界面で再反射するのを防止する。

この突起部３０７ａは、図３（ｂ）に示すように、反射光４０３および入射光４０４（図２）の光路に対して垂直な面である垂直面５０５および傾斜面５０４により構成された三角柱からなる。この垂直面５０５が段差面となる。

〈突起部の構成例〉
図４は、図２の位相板３０７における分割面に設けられた複数個の突起部３０７ａの拡大図である。この図４は、突起部３０７ａの形状および該突起部３０７ａを位相板３０７の分割面に設ける上での必要条件を示している。

まず、位相板３０７は、膜厚モニタ用の光路６０２を確保するため、距離６０６だけ間隔をあけて導波管３０８内に配置される。ここで、距離６０６は、用いる膜厚モニタが必要とする光路の幅に応じて設定するものとする。一般的には、数ミリ程度から１０数ミリ程度とればよい。

対向する位相板３０７の分割面、すなわち光路形成面には、上述の通り膜厚モニタの光路６０２に対して垂直面５０５および角度６０１だけ傾斜した傾斜面５０４により構成された突起部３０７ａが、位相板３０７の高さ方向、言い換えれば光路６０２と平行な方向に後述する個数分だけ重なり合わないようにそれぞれ設けられている。

突起部３０７ａの傾斜角である角度６０１は次式で表した角度αとする。

ここで、式１中のθ_cは、導波管３０８内を満たしている媒質の屈折率ｎ₁および位相板３０７に用いられている誘電体の屈折率ｎ₂により一義に決まる光の臨界角であり、次式で表される。なお、前述の媒質は、一般的には大気である。

光路６０２に対して垂直面５０５の寸法Ｌは、位相板３０７の電磁波の円偏波化特性に対して影響を与えない程度の寸法とし、光路６０２に対して垂直方向の位相板の長さ、つまり位相板の幅に対して１／１０程度とすることが望ましい。

しかし、光路６０２に対して垂直方向の寸法が円偏波化特性に影響を与えないような構造の位相板を用いる場合はその限りではない。また、傾斜突起の高さｈ１は、図４にて示した傾斜突起の長さＬを用いて次式で表した寸法とする。

位相板３０７の高さ、言い換えれば光路方向に平行な方向に対する長さをＨとすると、効果を十分得るためには、この突起部３０７ａが互いに間隔をあけずにＨ／ｈ１の整数部分の個数だけ配置することが望ましい。しかしながら、加工上問題があるなどの理由で必要がある場合は、図４に示した平坦部６０５のように、ピッチ幅ｈ２だけ間隔をあけて配置してもよいものとする。

その場合、ピッチ幅ｈ２は、傾斜突起の高さ方向（光路６０２と平行な方向）の寸法ｈ１未満とする。これは、位相板３０７の高さ方向、すなわち光路６０２と平行な方向に向かって周期的に現れる平坦部６０５で光が繰り返し散乱されて膜厚モニタの検出部である反射光検出用光ファイバ３０６まで到達してしまうことを防ぐためである。また、この場合、必要な突起部の個数は、Ｈ／（ｈ１＋ｈ２）の整数部分となる。

〈位相板のノイズ抑制例〉
図５は、図２の位相板３０７によるノイズの抑制作用を示す説明図である。

図５では、膜厚モニタにおけるノイズが、上述のような傾斜した突起部３０７ａで抑制することができることの機構を示している。図５において、太い点線で囲まれた領域は、膜厚モニタ用の光路７０７を示している。

被処理基板３１０と膜厚モニタとの関係は、後述する図６にて示すため、図５では図示を省略する。膜厚モニタの光源用光ファイバ３０２（図１）から発信される光は、図５において示した光路７０７内を位相板３０７表面で散乱されることなく通過し、被処理基板３１０（図１）表面に入射する。ここで、光源用光ファイバ３０２側を光路の上流側とし、被処理基板３１０側の光路を下流側とそれぞれ定義する。

入射光が被処理基板３１０の表面において低角で散乱されて生じる一次散乱光は、反射角が十分低角であれば、同じく位相板３０７表面で散乱されることなく膜厚モニタの反射光検出用光ファイバ３０６に入射する。

これに対して、被処理基板３１０において、比較的高角度で散乱された光は、位相板３０７表面に入射することで高次散乱されて、被処理基板３１０表面での上述の一次散乱光と干渉してノイズ化する可能性がある。以下このような高次散乱光をノイズ光と定義する。

以上より、測定対象の一次散乱光と高次散乱したノイズ光が光干渉モニタ３０４で検出されて干渉することでノイズ化するのを防止するためには、高次散乱したノイズ光が光路を通って位相板３０７の上方に存在する膜厚モニタの検出部である反射光検出用光ファイバ３０６にて検出されないようにすればよい。

ここで、位相板３０７と膜厚モニタとの位置関係を図６に示す。位相板３０７は、高次散乱光の捕獲により上記のような高次散乱光と一次散乱光の干渉による光干渉モニタ３０４でのノイズ化を抑制するものであり、以下でその機構について説明する。

図５において、実線にて示す矢印はノイズ光、一点鎖線は位相板３０７表面にて散乱された高次散乱光、破線は位相板３０７内に進入した屈折光をそれぞれ示している。

図５において実線で示したノイズ光は、界面の突起の垂直な面である垂直面５０５に入射する。垂直面５０５に入射したノイズ光は、界面で散乱されるか位相板３０７内部に進入して屈折される。

このうち、屈折光の挙動について説明するため、屈折光７０８を例にとると、垂直面５０５から位相板３０７に入射したノイズ光は、一部が屈折光７０８となって傾斜面５０４に入射するが、この際の傾斜面５０４への入射角７０９は、垂直面５０５から入射した際の屈折角に角度（９０°−α）を加えたものに等しい。

ここで、角度（９０°−α）は、式１で表した臨界角に等しく、さらに垂直面５０５から入射した際の屈折角は０°以上である。したがって、傾斜面５０４への入射角７０９の角度は、臨界角を超えることになり、屈折光７０８は、傾斜面５０４で全反射されるため光路７０７へは再入射しない。

また、位相板３０７内部に進入した屈折光のうち、傾斜面５０４に入射せずに位相板３０７の側壁へ向かうものも、ここでは図示を省略している位相板３０７の側壁に塗布した光学吸収膜５０３により吸収されるため、膜厚モニタの光路へは再入射しない。

さらに、垂直面５０５で屈折されずに散乱した高次散乱光は、真下の傾斜面５０４ａに再入射する。ここでも、同様に一部が位相板３０７内部に進入して屈折され、一部が傾斜面５０４ａ表面で再度散乱される。傾斜面５０４ａで散乱された高次散乱光７０２は、対向する傾斜突起の傾斜面５０４に入射し、一部が散乱されて散乱光７０４を生じる。

散乱光７０４は、上部に位置する突起部３０７ａの垂直面５０５で同様に散乱され、散乱光７０６を生じる。散乱光７０６は、対向界面の下部に位置する突起部３０７ａの傾斜面に入射して散乱され、上記で示したような傾斜突起の界面に拘束された散乱過程を繰り返す。あるいは、突起部３０７ａに捕獲されなかった場合は、そのまま位相板３０７の外部に出るため、高次散乱光が測定対象の一次散乱光と干渉してノイズ化する可能性は極めて低くなる。

図６は、図１のエッチング装置における膜厚モニタの概略を示した説明図である。この図６では、光源用光ファイバ３０２および反射光検出用光ファイバ３０６を含む膜厚モニタから、位相板３０７および伝送路を構成する導波管３０８を含み被処理基板３１０までに渡る全体の概略を示しており、位相板３０７を用いた電磁波の円偏波用立体回路が、光干渉モニタ３０４が検出するノイズを抑制することを示すものである。

光源用光ファイバ３０２より被処理基板に向かって入射する光８０５は、被処理基板３１０表面により散乱され、散乱光８０６，８０７を生じる。十分微小な角度８０９により散乱された散乱光８０６は、位相板３０７の間に設けられた光路を散乱、屈折されることなく通過し、反射光検出用光ファイバ３０６により検出される。

一方、角度８０９からわずかにずれた散乱光８０７は、位相板３０７の間に設けた光路の界面に進入するが、突起部３０７ａにより捕獲されるため、結局正規の光路を通る散乱光８０６との干渉は生じず膜厚モニタにとってノイズ化しない。

〈課題の検討〉
図７は、本発明者の検討による位相板を多角形型として膜厚モニタを併用した際に生じる課題を説明する図である。

この場合、膜厚モニタの光発信用ファイバ１００１から発信される白色光１００４は、位相板１００３の表面で散乱されるか位相板１００３内に進入しても導波管１００５の表面にて再び散乱され、被処理基板１００６に入射しても膜厚モニタの反射光検出用光ファイバ１００２で検出される可能性はきわめて低い。そのため、膜厚のモニタリングが不可能になることがある。

そこで、この問題を解決するため、位相板を分割して膜厚モニタ用の光路を位相板内に設けることが考えられる。

図８は、本発明者の検討による分割した多角形型位相板と膜厚モニタとを併用した際に生じる課題を説明する図である。

この場合は、光発信用光ファイバ２００１から発信される白色光２００５は、位相板２００４に阻害されることなく被処理基板２００８に到達して反射光２００９を生じる。しかし、この際わずかに低角で反射された反射光２００７が存在する場合、位相板２００４内に設けた光路の界面で散乱が生じてしまう。

その結果、散乱光が反射光検出用光ファイバ２００２にて検出されると、モニタ光２００６と干渉することで膜厚モニタに対してノイズとなってしまう。

一方、図１に示すエッチング装置では、図２に示す位相板３０７を設けることによって、上述したように位相板３０７内に光路を設けたときに光路と位相板３０７の界面で生じた散乱光とモニタ光との干渉を抑制することができ、その結果、膜厚モニタに対するノイズを低減することができる。

以上、膜厚モニタの光路の断面に上述した条件を満たす傾斜面を設けることで、膜厚モニタで測定する被処理基板３１０での一次散乱光と、高次散乱したノイズ光との干渉を抑制することができる。

それにより、光干渉モニタの検出、測定精度に影響を与えることなく、位相板３０７を含んだ立体回路によって電磁波の円偏波化を実現することができる。

なお、本実施の形態では、分割した位相板３０７を左右対称の形状としたが、例えばこの他にも、分割前から初期形状が非対称である位相板を用いてもよい。あるいは、傾斜突起の配置位置を分割した左右の位相板３０７で例えば互い違いにするなどした形状にしてもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。

３０１ マイクロ波電源
３０２ 光源用光ファイバ
３０３ 白色光源
３０４ 光干渉モニタ
３０５ コイル
３０６ 反射光検出用光ファイバ
３０７ 位相板
３０７ａ 突起部
３０８ 導波管
３０９ 誘電体窓
３１０ 被処理基板
３１１ 電極
３１２ マッチング回路
３１３ 高周波電源
３１４ 直流電源
３１５ 高周波フィルタ回路
３１６ エッチング処理室
４０５ 突起部
５０３ 光学吸収膜
５０４ 傾斜面
５０４ａ 傾斜面

Claims (10)

1. プラズマ処理を行う処理室と、
   前記処理室内にプラズマを生成する高周波電源と、
   前記処理室内に設けられ、プラズマ処理を行う試料を載置する試料台と、
   前記処理室に前記高周波電源が生成したマイクロ波を伝送する導波管と、
   前記導波管に設けられ、前記マイクロ波を円偏波化する位相部と、
   前記試料台に載置された前記試料の膜厚を光学的にモニタする膜厚モニタと、
   を有し、
   前記位相部は、光路形成面に複数の突起部がそれぞれ形成された２つの位相板よりなり、
   ２つの前記位相板は、前記光路形成面がそれぞれ対向するように配置される、プラズマ処理装置。
2. 請求項１記載のプラズマ処理装置において、
   ２つの前記位相板は、少なくとも前記膜厚モニタの光路となる空間が形成される間隔があけられている、プラズマ処理装置。
3. 請求項１記載のプラズマ処理装置において、
   前記突起部は、前記膜厚モニタの光路に対して垂直な段差面および前記段差面に対して傾斜した傾斜面を有する三角柱の形状からなり、
   前記傾斜面は、前記段差面に対して前記位相板の材質と前記マイクロ波の導波路の屈折率とにより決まる臨界角を有する、プラズマ処理装置。
4. 請求項１記載のプラズマ処理装置において、
   ２つの前記位相板は、石英からなる、プラズマ処理装置。
5. 請求項１記載のプラズマ処理装置において、
   ２つの前記位相板は、前記光路形成面に対向する外側面に、前記膜厚モニタにより発信された光あるいは前記試料に反射された光の再反射を吸収する光学吸収膜を有する、プラズマ処理装置。
6. 請求項１記載のプラズマ処理装置において、
   前記膜厚モニタは、
   前記試料の膜厚をモニタする白色光を発信する第１の光ファイバと、
   前記試料からの反射光を検出する第２の光ファイバと、
   前記第２の光ファイバが検出した反射光から干渉光強度を測定する光干渉モニタと、
   を有し、
   前記位相板は、前記第２の光ファイバの受光面を遮らないように配置される、プラズマ処理装置。
7. プラズマ処理を行う処理室と、
   前記処理室内にプラズマを生成する高周波電源と、
   前記処理室内に設けられ、プラズマ処理を行う試料を載置する試料台と、
   前記処理室に前記高周波電源が生成したマイクロ波を伝送する導波管と、
   前記導波管に設けられ、前記マイクロ波を円偏波化する位相部と、
   前記試料台に載置された前記試料の膜厚を光学的にモニタする膜厚モニタと、
   を有し、
   前記位相部は、光路形成面をそれぞれ有し、前記光路形成面が相互に対向するように設けられた２つの位相板よりなり、
   ２つの前記位相板は、前記光路形成面に前記膜厚モニタにおける光路の上流側から下流側にかけて３つの突起部が形成され、
   前記突起部は、前記光路の上流側から下流側に向けて、前記膜厚モニタにおける光路幅を狭くする方向に傾斜した傾斜面と前記光路に対して直交する段差面とを有する三角柱の形状からなる、プラズマ処理装置。
8. 請求項７記載のプラズマ処理装置において、
   ２つの前記位相板は、前記光路形成面に対向する外側面に、前記膜厚モニタにより発信された光あるいは前記試料に反射された光の再反射を吸収する光学吸収膜を有する、プラズマ処理装置。
9. 請求項７記載のプラズマ処理装置において、
   ２つの前記位相板は、石英からなる、プラズマ処理装置。
10. 請求項７記載のプラズマ処理装置において、
    前記突起部は、前記膜厚モニタの光路に対して垂直な段差面および前記段差面に対して傾斜した傾斜面を有する三角柱の形状からなり、
    前記傾斜面は、前記段差面に対して前記位相板の材質と前記マイクロ波の導波路の屈折率とにより決まる臨界角を有する、プラズマ処理装置。

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