JP2020092029A - プラズマ処理装置、及び、プラズマ処理方法 - Google Patents

プラズマ処理装置、及び、プラズマ処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】プラズマ励起周波数がＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の平行平板型のプラズマ処理装置において、プラズマの均一性を向上し得る技術を提供する。【解決手段】例示的実施形態に係るプラズマ処理装置は、処理容器と、処理容器内に設けられたステージと、ステージの上面の上方に処理容器内の空間を介して設けられた誘電体板と、誘電体板の上方に設けられた上部電極とを備え、上部電極と誘電体板との間に空隙が設けられ、空隙の幅は、誘電体板の延びる方向において、非一様である。【選択図】図１

Description

本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理装置、及び、プラズマ処理方法に関するものである。
プラズマ処理装置は、電子デバイスの製造に用いられる。特許文献１にはプラズマ処理装置に係る技術が開示される。プラズマ処理装置は、真空容器、処理室、支持電極、アンテナ及び放射口、磁場形成手段を備える。処理室は、真空容器内部に設けられ、ガスが供給される。支持電極は、処理室内に設けられ、処理対象物を支持する。アンテナ及び放射口は、超短波（ＶＨＦ）帯又は極超短波（ＵＨＦ）帯の高周波を処理室に供給する。磁場形成手段は、処理室に磁場を形成する。プラズマ処理装置は、電界制御空間を備える。電界制御空間は、誘電体と誘電体を囲む金属仕切板又はディスク状金属とによって構成される。なお、ＶＨＦ帯とは、３０〜３００［ＭＨｚ］程度の範囲の周波数帯である。ＵＨＦ帯とは、３００［ＭＨｚ］〜３［ＧＨｚ］程度の範囲の周波数帯である。
特開２００３−２４３３７６号公報
本開示は、プラズマ励起周波数がＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の平行平板型のプラズマ処理装置において、プラズマの均一性を向上し得る技術を提供する。
例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、処理容器、ステージ、誘電体板、上部電極、導波路、導波路の端部を備える。ステージは、処理容器内に設けられる。誘電体板は、ステージの上面の上方に処理容器内の空間を介して設けられる。上部電極は、誘電体板の上方に設けられる。導波路は、ＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波を導波する。導波路の端部は、空間に向いて配置され、空間に高周波を放射する。上部電極と誘電体板との間に空隙が設けられる。空隙の幅は、誘電体板の延びる方向において、非一様である。
本開示によれば、本開示は、プラズマ励起周波数がＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の平行平板型のプラズマ処理装置において、プラズマの均一性を向上し得る技術が提供される。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を例示する図である。 他の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を例示する図である。 図２に示す構成の一部を詳細に示す図である。 図２および図３に示す構成の一部をより詳細に示す図である。 図３に示す構成に代えて用いられ得る他の構成をより詳細に示す図である。 他の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を例示する図である。 図１，２，６の各々に示す上部電極の下面の形状の一例を示す図である。 上部電極と誘電体板との間の空隙の形状の一例を示す図である。 上部電極と誘電体板との間の空隙の形状の他の一例を示す図である。 別の例示的実施形態に係るステージを示す図である。 別の例示的実施形態に係るステージを示す図である。
以下、種々の例示的実施形態について説明する。
例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、処理容器、ステージ、誘電体板、上部電極、導波路、導波路の端部を備える。ステージは、処理容器内に設けられる。誘電体板は、ステージの上方に処理容器内の空間を介して設けられる。上部電極は、誘電体板の上方に設けられる。導波路は、ＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波を導波する。導波路の端部は、空間に向いて配置され、空間に高周波を放射する。上部電極と誘電体板との間に空隙が設けられる。空隙の幅は、誘電体板の延びる方向において、非一様である。
ＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波の場合には、定在波の発生によって、誘電体板の下面の延びる方向におけるプラズマの均一性が低減され得る。しかし、例示的実施形態によれば、空隙の存在によって、定在波の発生が抑制されて空間内における上部電極（より具体的に誘電体板）の近傍での電界の勾配が低減され得る。よって、プラズマの均一性が向上され得る。また、例示的実施形態によれば、空隙の幅は、誘電体板の延びる方向（空隙が延びる方向）において、非一様である。即ち、空隙の幅は、定在波の発生が抑制されるように調整され得る。特に、ＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波が空間内に放射される場合において、空隙の幅の調整が可能となる。この調整によって、プラズマの生成時に上部電極（より具体的に誘電体板）と空間内で生じるプラズマとの間を伝搬する表面波（電波）の波長が好適に伸長され得る。よって、プラズマの均一性がより向上され得る。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、誘電体板の端部と上部電極の端部とは、弾性部材を介した押圧によって、互いに接続される。従って、プラズマからの入熱等により各部が熱膨張しても、誘電体板が割れる等の不具合が回避され得る。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、空隙の幅は、上部電極及び誘電体板のそれぞれの端部から中心部に向けて増加する。従って、表面波による定在波の生成が回避され得る。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、空隙の幅は、上部電極及び誘電体板のそれぞれの端部から中心部に向けて減少する。従って、表面波の減衰が抑制され得る。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、空隙に露出する上部電極の下面は、波打つ形状を有する。従って、プラズマシースの非線形な電流電圧特性により生じる高調波による影響を低減し得る。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置は、上部電極と誘電体板との間に配置された誘電体ロッドを更に備える。空隙は、上部電極の端部と誘電体板の端部とが互いに密着される状態において上部電極と誘電体板とが離間することによって、画定される。従って、空隙は、誘電体ロッドによって、安定的に設けられ得る。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置は、空隙に露出する上部電極の下面に交差する基準方向に誘電体ロッドを移動させる駆動機構を更に備える。誘電体ロッドは、前記誘電体板に接続又は接合される、或いは、該誘電体板と一体に形成される。誘電体ロッドの移動に伴って、誘電体板が上部電極に近付く又は離れる。従って、誘電体ロッドを移動させることによって、空隙の幅の詳細な調整が可能となる。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、駆動機構は、誘電体ロッドを基準方向に駆動し、空隙の幅を伸縮する。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、駆動機構は、モーターと第１プーリーと絶縁シャフトとベルトと駆動部とを備える。モーターは、上部電極上に設けられる。第１プーリーとベルトと駆動部とは、上部電極内に設けられる。絶縁シャフトは、モーターに連結する。第１プーリーは、絶縁シャフトとベルトとを連結する。駆動部は、誘電体ロッドとベルトとを連結し、絶縁シャフト及びベルトを介して伝達されるモーターの動力を用いて基準方向に誘電体ロッドを駆動する。駆動部は、第２プーリーとシャフトとを備える。第２プーリーは、ベルトとシャフトとを連結する。シャフトは、誘電体ロッドにフローティングジョイントを介して連結する。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、駆動機構は、上部電極と誘電体板とを離隔するように誘電体ロッドを基準方向に沿って移動させ、空隙の幅を広げる。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、駆動機構は、モーターと第１プーリーと絶縁シャフトとベルトと駆動部とを備える。モーターは、上部電極上に設けられる。第１プーリーとベルトと駆動部とは、上部電極内に設けられる。絶縁シャフトは、モーターに連結する。第１プーリーは、絶縁シャフトとベルトとを連結する。駆動部は、誘電体ロッドとベルトとを連結し、絶縁シャフト及びベルトを介して伝達されるモーターの動力を用いて基準方向に誘電体ロッドを駆動する。駆動部は、第２プーリーとシャフトとを備える。第２プーリーは、ベルトをシャフトに連結する。シャフトは、誘電体ロッドに連結する。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、誘電体板は、シャワープレートである。従って、誘電体板がシャワープレートなので、空間へのガスの供給が誘電体板の下面から行える。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、上部電極は、複数の第１ガス吐出孔を有する。誘電体板は、複数の第２ガス吐出孔を有する。複数の第１ガス吐出孔と、複数の第２ガス吐出孔とは、空隙を介して連通する。少なくとも複数の第１ガス吐出孔の一部と複数の第２ガス吐出孔の一部とは、互いに重なるように設けられる。従って、複数の前記第１ガス吐出孔及び複数の第２ガス吐出孔において互いに重なり合う第１ガス吐出孔及び第２ガス吐出孔が設けられているので、上部電極及び誘電体板から空間内へのガスの流れは良好となり得る。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、空隙は、外部のガス供給部に接続されたガス配管に連通している。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、ステージは、本体と導電層とを含む。本体は、絶縁体から形成される。導電層は、本体内に設けられる。導電層は、ステージ内に設けられた一つ以上の導電層のうちステージの上面から最短の距離を有し、環状に形成される。このように、ステージ内に設けられた一つ以上の導電層のうち該ステージの上面から最短の距離を有する導電層は、環状に形成されているので、ステージ上に載置される基板にかかる高周波バイアスが抑制され得る。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、導電層は、ステージ上に載置される基板の直径よりも小さい外径を有する。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、導電層は、ステージ上に載置される基板とステージとの間で静電引力を発生させるための電極、高周波が供給される電極、及び接地される電極のうち何れかである。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、導電層は、メッシュ状に形成される。
例示的実施形態において、プラズマ処理方法が提供される。プラズマ処理方法は、プラズマ処理装置を用いて被処理体にプラズマ処理を行う。プラズマ処理装置は処理容器、上部電極、誘電体板、導波路、ステージを備える。ステージは処理容器内に設けられる。誘電体板はステージの上方に処理容器の空間を介して設けられる。上部電極は誘電体板の上方に設けられる。導波路はプラズマ処理に用いられるＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波を導波する。導波路の端部は空間に向いて配置され空間に高周波を放射する。この方法は、上部電極と誘電体板との間に設けられた空隙の幅が誘電体板の延びる方向において非一様となっている状態において、プラズマ処理を行う。
このようなプラズマ処理方法では、空隙の存在によって、定在波の発生が抑制されて空間内における上部電極（より具体的に誘電体板）の近傍での電界の勾配が低減され得る。よって、プラズマの均一性が向上され得る。また、例示的実施形態によれば、空隙の幅は、誘電体板の延びる方向（空隙が延びる方向）において、非一様である。即ち、空隙の幅は、定在波の発生が抑制されるように調整され得る。特に、ＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波が空間内に放射される場合において、空隙の幅の調整が可能となる。この調整によって、プラズマの生成時に上部電極（より具体的に誘電体板）と空間内で生じるプラズマとの間を伝搬する表面波（電波）の波長が好適に伸長され得る。よって、プラズマの均一性がより向上され得る。
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。本開示において、「接触」とは、対象となる両者が固定されていない状態を表し、「接続」とは、対象となる両者が固定されていても固定されていなくてもよい状態を表し、「接合」とは、対象となる両者が固定されている状態を表す。
図１に示すプラズマ処理装置１Ａの構成を説明する。プラズマ処理装置１Ａは、処理容器ＣＳを備える。プラズマ処理装置１Ａは、空間ＳＰ、導波路壁ＵＡ１、上部電極ＵＡ２１、空洞ＵＡ２２、導波路ＵＡ３１を備える。プラズマ処理装置１Ａは、絶縁部材ＵＡ４、サポートリングＵＡ５１、誘電体板ＵＡ６、誘電体ロッドＵＡ７、封止部材ＵＡ８２、管ＵＡ９、空隙ＵＢ１、ガス配管ＵＣ３１、を備える。
プラズマ処理装置１Ａは、側壁ＤＡ１１、排気口ＤＡ１１ａ、封止部材ＤＡ１３、コモンモードフィルタＤＢ６１ａ、コモンモードフィルタＤＢ６１ｂ、ヒータ電源ＤＢ６２ａ、ヒータ電源ＤＢ６２ｂ、を備える。
プラズマ処理装置１Ａは、ステージＭＡ１１、バッフル部材ＭＢ１、を備える。
処理容器ＣＳは、略円筒形状を有する。処理容器ＣＳは、鉛直方向に沿って延在している。
処理容器ＣＳの中心軸線は、鉛直方向に延びる軸線ＡＸである。処理容器ＣＳは、導波路壁ＵＡ１、側壁ＤＡ１１、導波路ＵＡ３１を備える。
本開示において、軸線ＡＸの延びる方向は、基準方向と称する。換言すれば、基準方向は、空隙ＵＢ１に露出する上部電極ＵＡ２１の下面ＵＡｆに交差する方向である。
導波路壁ＵＡ１の天井部は、軸線ＡＸに交差する面に（略水平に）延在している。導波路壁ＵＡ１の側部は、軸線ＡＸに沿って導波路壁ＵＡ１の天井部に垂直に延びる。導波路壁ＵＡ１は、プラズマ処理装置１Ａの上部電極ＵＡ２１を囲んでいる。
導波路壁ＵＡ１の材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の導電性の材料であり得る。導波路壁ＵＡ１は、接地される。
導波路ＵＡ３１は、導波路壁ＵＡ１と上部電極ＵＡ２１との間の空間によって画定される。導波路ＵＡ３１は、ＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波を導波し、高周波を空間ＳＰに導入する。本開示において高周波とは、ＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波を意味する。
導波路ＵＡ３１は、高周波が放射される端部ＵＡ３２を備える。端部ＵＡ３２は、空間ＳＰに向いて配置される。
端部ＵＡ３２は、絶縁部材ＵＡ４および絶縁性のサポートリングＵＡ５１を介して、空間ＳＰに高周波を放射する。空間ＳＰは、誘電体板ＵＡ６とステージＭＡ１１との間の空間である。
側壁ＤＡ１１は、導波路壁ＵＡ１の側部の下側に軸線ＡＸに沿って延びる。側壁ＤＡ１１は、導波路壁ＵＡ１の下側において、軸線ＡＸに沿って延びる。
側壁ＤＡ１１の材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の導電性の材料であり得る。側壁ＤＡ１１は、接地される。
側壁ＤＡ１１は、突起部ＤＡ１２を備える。側壁ＤＡ１１の突起部ＤＡ１２は、側壁ＤＡ１１の端部（導波路壁ＵＡ１の側部に接続される箇所）に設けられており、軸線ＡＸに向けて軸線ＡＸに交差する方向に延びる。突起部ＤＡ１２は、封止部材ＤＡ１３を介して絶縁部材ＵＡ４に接続される。封止部材ＤＡ１３は、真空シール用の部材であり、例えばＯリングであり得る。
突起部ＤＡ１２は、弾性部材ＤＡ１０を介してサポートリングＵＡ５１に接続される。サポートリングＵＡ５１は、突起部ＤＡ１２上に設けられる。弾性部材ＤＡ１０は、押圧用に設けられている。
絶縁部材ＵＡ４は、端部ＵＡ３２と、サポートリングＵＡ５１及び空間ＳＰとの間に配置される。絶縁部材ＵＡ４と上部電極ＵＡ２１とは、封止部材ＵＡ８２を介して接続される。絶縁部材ＵＡ４の材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の絶縁性の材料であり得る。封止部材ＵＡ８２は、真空シール用の部材であり、例えばＯリングであり得る。
上部電極ＵＡ２１は、誘電体板ＵＡ６の上方に設けられる。上部電極ＵＡ２１は、導波路壁ＵＡ１内に収容されている。上部電極ＵＡ２１は、導波路壁ＵＡ１の天井部の下に配置されており、導波路壁ＵＡ１の側部によって囲まれている。
上部電極ＵＡ２１は、ステージＭＡ１１の上面ＭＡ１３の上方において、処理容器ＣＳ内の空間ＳＰと誘電体板ＵＡ６とを介して設けられる。上部電極ＵＡ２１は、整合器ＵＣ２を介して高周波電源ＵＣ１に電気的に接続される。
上部電極ＵＡ２１の材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の導電性の材料であり得る。上部電極ＵＡ２１の表面上には、耐腐食性を有する膜が形成される。耐腐食性を有する膜は、酸化アルミニウム膜、酸化イットリウム膜、または酸化アルミニウムや酸化イットリウム等を含むセラミック膜であり得る。
高周波電源ＵＣ１は、上述した高周波を発生する電源である。整合器ＵＣ２は、高周波電源ＵＣ１の負荷のインピーダンスを高周波電源ＵＣ１の出力インピーダンスに整合させるための整合回路を含んでいる。
上部電極ＵＡ２１は、空洞ＵＡ２２を備える。上部電極ＵＡ２１は、複数のガス吐出孔ＵＡ２２ａ（第１ガス吐出孔）を有する。空洞ＵＡ２２は、ガス配管ＵＣ３１を介してガス供給部ＵＣ３に連通している。
空洞ＵＡ２２は、複数のガス吐出孔ＵＡ２２ａに連通している。空洞ＵＡ２２は、複数のガス吐出孔ＵＡ２２ａと、更に、空隙ＵＢ１、誘電体板ＵＡ６の複数のガス吐出孔ＵＢ２とを介して、空間ＳＰに連通している。
誘電体板ＵＡ６は、上部電極ＵＡ２１の直下に設けられる。誘電体板ＵＡ６は、ステージＭＡ１１の上面ＭＡ１３の上方に処理容器ＣＳ内の空間ＳＰを介して設けられる。
誘電体板ＵＡ６は、複数のガス吐出孔ＵＢ２（第２ガス吐出孔）を有する。一実施形態において、誘電体板ＵＡ６は、シャワープレートである。
複数のガス吐出孔ＵＡ２２ａと、複数のガス吐出孔ＵＢ２とは、空隙ＵＢ１を介して連通する。少なくとも複数のガス吐出孔ＵＡ２２ａの一部と複数のガス吐出孔ＵＢ２の一部とは、上部電極ＵＡ２１の上方（軸線ＡＸの方向）から見て、互いに重なるように設けられる。例えば、空隙ＵＢ１のうち幅がより小さい部分ほど、当該部分に配置されるガス吐出孔ＵＡ２２ａとガス吐出孔ＵＢ２とは互いに重なり合うように設けられている。
誘電体板ＵＡ６の端部は、サポートリングＵＡ５１によって上部電極ＵＡ２１の端部に密着される。誘電体板ＵＡ６は、空間ＳＰを介してステージＭＡ１１の上面ＭＡ１３に対面している。
誘電体板ＵＡ６の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。誘電体板ＵＡ６には、ステージＭＡ１１の上面ＭＡ１３に載置された基板Ｗ（被処理体）の全面に均等にガスが供給されるように、複数のガス吐出孔ＵＢ２が配置される。
誘電体板ＵＡ６の下面とステージＭＡ１１の上面ＭＡ１３との間の鉛直方向における距離（空間ＳＰの幅）は、例えば５［ｃｍ］以上且つ３０［ｃｍ］以下であり得る。
誘電体板ＵＡ６は、平板状であり、可撓性を有している。誘電体板ＵＡ６の材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の誘電体であり得る。誘電体板ＵＡ６の厚みは、略均一であり得る。誘電体板ＵＡ６は、略円盤形状を有している。誘電体板ＵＡ６は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、又は窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム等を含む誘電体から形成されている。誘電体板ＵＡ６の表面（特に下面ＵＡ６１）には、耐腐食性を有する膜が形成されていてもよい。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウム膜、酸化フッ化イットリウム膜、フッ化イットリウム膜、又は酸化イットリウム、フッ化イットリウム等を含むセラミック膜であり得る。
サポートリングＵＡ５１は、誘電体板ＵＡ６を上部電極ＵＡ２１に密着する部材である。サポートリングＵＡ５１は、絶縁部材ＵＡ４に接続される。サポートリングＵＡ５１の材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の絶縁性の材料であり得る。
絶縁部材ＵＡ４とサポートリングＵＡ５１とは、側壁ＤＡ１１の突起部ＤＡ１２上に並置される。絶縁部材ＵＡ４とサポートリングＵＡ５１とは、突起部ＤＡ１２と上部電極ＵＡ２１の外周部ＵＡ２４との間に挟まれる。
上部電極ＵＡ２１と誘電体板ＵＡ６との間に、誘電体ロッドＵＡ７が配置される。誘電体ロッドＵＡ７は、軸線ＡＸ上に配置され得る。誘電体ロッドＵＡ７は、軸線ＡＸに沿って延びる。
誘電体ロッドＵＡ７は、上部電極ＵＡ２１に接続されている。誘電体ロッドＵＡ７は、誘電体板ＵＡ６に接触している、又は、誘電体板ＵＡ６に接合（固定）されている。誘電体ロッドＵＡ７の材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の誘電体であり得る。
空隙ＵＢ１は、上部電極ＵＡ２１と誘電体板ＵＡ６との間に設けられ得る。空隙ＵＢ１は、上部電極ＵＡ２１と誘電体板ＵＡ６との離間によって形成され得る。空隙ＵＢ１は、上部電極ＵＡ２１の下面ＵＡｆと、誘電体板ＵＡ６の上面ＵＡｇとによって画定される。上部電極ＵＡ２１の下面ＵＡｆは、上に凸の曲面であり得る。空隙ＵＢ１の幅は、径方向位置の関数（概ね余弦関数又はガウス関数）になっている。
空隙ＵＢ１は、上部電極ＵＡ２１の端部（外周部ＵＡ２４）と誘電体板ＵＡ６の端部とが互いに密着される状態において上部電極ＵＡ２１と誘電体板ＵＡ６とが離間することによって、画定される。
上部電極ＵＡ２１と誘電体板ＵＡ６とは、誘電体ロッドＵＡ７が配置されている軸線ＡＸにおいて最も大きく離間している。空隙ＵＢ１の幅（上部電極ＵＡ２１の下面ＵＡｆと誘電体板ＵＡ６の上面ＵＡｇとの間の距離）は、誘電体板ＵＡ６（及び、後述の誘電体板ＵＡ６ａ）の延びる方向において、一様（一定）では無く、非一様であり得る。このように、上部電極ＵＡ２１とプラズマとの間に空隙ＵＢ１を設けると、プラズマから流れ込む高周波電流が低下し、プラズマの励起が抑制される。本実施形態のように、上部電極ＵＡ２１の面内において空隙ＵＢ１の幅を最適化することにより、基板Ｗの上部に一様なプラズマを生成することが出来る。
ステージＭＡ１１は、本体ＭＡ１１ａと、導電層ＭＡ１５とを備える。ステージＭＡ１１は、処理容器ＣＳ内に設けられる。ステージＭＡ１１は、ステージＭＡ１１の上面ＭＡ１３の上に載置された基板Ｗを略水平に支持するように構成される。
ステージＭＡ１１は、略円盤形状を有している。ステージＭＡ１１の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。
導電層ＭＡ１５は、ステージＭＡ１１の上面ＭＡ１３を介して、上面ＭＡ１３に載置される基板Ｗを加熱するヒータ（抵抗加熱素子）として機能する。導電層ＭＡ１５は、ヒータ部材ＭＡ１５ａとヒータ部材ＭＡ１５ｂとを備える。導電層ＭＡ１５の材料は、タングステン、モリブデン等の金属であり得る。
ヒータ部材ＭＡ１５ａとヒータ部材ＭＡ１５ｂとは、本体ＭＡ１１ａの内部に埋め込まれる。ヒータ部材ＭＡ１５ａとヒータ部材ＭＡ１５ｂとは、接触していない。本体ＭＡ１１ａの材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の絶縁体である。
ステージＭＡ１１の加熱領域は、径方向に二つのゾーンに分割される。それぞれのゾーンの加熱は、導電層ＭＡ１５によって行われる。
ヒータ部材ＭＡ１５ａは、本体ＭＡ１１ａの中央部にあるゾーンを加熱する。ヒータ部材ＭＡ１５ｂは、本体ＭＡ１１ａの外周部にあるゾーンを加熱する。
ヒータ部材ＭＡ１５ａには、コモンモードフィルタＤＢ６１ａが電気的に接続される。コモンモードフィルタＤＢ６１ａには、ヒータ電源ＤＢ６２ｂが電気的に接続される。
ヒータ部材ＭＡ１５ｂには、コモンモードフィルタＤＢ６１ｂが電気的に接続される。コモンモードフィルタＤＢ６１ｂには、ヒータ電源ＤＢ６２ｂが電気的に接続される。コモンモードフィルタＤＢ６１ａがヒータ部材ＭＡ１５ａとヒータ電源ＤＢ６２ａとの間に設けられ、コモンモードフィルタＤＢ６１ｂがヒータ部材ＭＡ１５ｂとヒータ電源ＤＢ６２ｂとの間に設けられる。
コモンモードフィルタＤＢ６１ａ及びコモンモードフィルタＤＢ６１ｂは、それぞれ、プラズマ励起周波数において比較的に高いコモンモードインピーダンスを有する。このため、ヒータ部材ＭＡ１５ａとヒータ部材ＭＡ１５ｂとの間の電気的な結合が弱められ得る。これによって、ステージＭＡ１１の本体ＭＡ１１ａにおける外周部と中央部とにおいて、プラズマとヒータ部材ＭＡ１５ａ及びヒータ部材ＭＡ１５ｂとの間の電気的結合が抑制され基板Ｗの中央部と端部との間にかかる高周波電界が抑制され得る。
バッフル部材ＭＢ１は、ステージＭＡ１１と側壁ＤＡ１１との間で延在している。バッフル部材ＭＢ１は、略環状の板材である。バッフル部材１３の材料は、例えば、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の絶縁体であり得る。
バッフル部材ＭＢ１には、複数の貫通孔が形成される。複数の貫通孔は、バッフル部材ＭＢ１をその板厚方向に貫通している。
ステージＭＡ１１の裏面ＭＡ１４下の領域は、排気口ＤＡ１１ａに連通する。排気口ＤＡ１１ａは、外部の排気装置に接続される。排気装置は、圧力制御弁並びにターボ分子ポンプ及び／又はドライポンプ等の真空ポンプを含み得る。
プラズマ処理装置１Ａには、ガス供給部ＵＣ３が接続される。ガス供給部ＵＣ３は、絶縁性の管ＵＡ９によって高周波から保護され、上部電極ＵＡ２１内の空洞ＵＡ２２に連通するガス配管ＵＣ３１に接続される。
ガス供給部ＵＣ３からのガスは、ガス配管ＵＣ３１、空洞ＵＡ２２、複数のガス吐出孔ＵＡ２２ａ、空隙ＵＢ１、複数のガス吐出孔ＵＢ２を順に介して、空間ＳＰに供給される。ガス供給部ＵＣ３は、基板Ｗの処理のために用いられる一つ以上のガス源を含む。ガス供給部ＵＣ３は、一つ以上のガス源からのガスの流量をそれぞれ制御するための一つ以上の流量制御器を含む。
ガス供給部ＵＣ３と空洞ＵＡ２２とを連通するガス配管ＵＣ３１は、導波路ＵＡ３１内において絶縁性の管ＵＡ９によって覆われており、管ＵＡ９によって導波路ＵＡ３１内の高周波から保護される。管ＵＡ９の材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の絶縁性の材料であり得る。
プラズマ処理装置１Ａでは、バッフル部材ＭＢ１の上側で延在する処理容器ＣＳ（より具体的に側壁ＤＡ１１）の内壁面の面積は、空間ＳＰ側の誘電体板ＵＡ６の表面積（下面ＵＡ６１の面積）に略等しい。即ち、空間ＳＰを画定する面のうちグランド電位に設定された面（グランド面）の面積は、空間ＳＰを画定する面のうち誘電体板ＵＡ６によって提供される面の面積と略同一である。かかる構成により、プラズマが、誘電体板ＵＡ６の直下の領域及びグランド面の周囲の領域で均一な密度で生成される。その結果、基板Ｗのプラズマ処理の面内均一性が向上される。
プラズマ処理装置１Ａにおいて、高周波は、導波路ＵＡ３１の端部ＵＡ３２から軸線ＡＸに向けて空間ＳＰ内に導入される。高周波が空間ＳＰに導入されると、ガスが空間ＳＰ内で励起されて、当該ガスからプラズマが生成される。プラズマは、空間ＳＰ内で周方向において均一な密度分布で生成される。ステージＭＡ１１上の基板Ｗは、プラズマからの化学種によって処理される。
以下、図２を参照して、別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置１Ｂについて説明する。プラズマ処理装置１Ｂにおける誘電体板ＵＡ６の下面ＵＡ６１とステージＭＡ１１の上面ＭＡ１３との間の鉛直方向における距離（空間ＳＰの幅）は、プラズマ処理装置１Ａの場合に比較して短く、例えば５［ｍｍ］以上且つ１５［ｍｍ］以下であり得る。プラズマ処理装置１Ｂの構成とプラズマ処理装置１Ａの構成とは、空間ＳＰの幅の相違に応じて、異なる。
プラズマ処理装置１Ｂは、処理容器ＣＳを備える。プラズマ処理装置１Ｂは、空間ＳＰ、導波路壁ＵＡ１、上部電極ＵＡ２１、空洞ＵＡ２２、導波路ＵＡ３１、絶縁部材ＵＡ４、サポートリングＵＡ５１、カバーリングＵＡ５２、誘電体板ＵＡ６、弾性部材ＵＡ８１、封止部材ＵＡ８２、管ＵＡ９を備える。プラズマ処理装置１Ｂは、空隙ＵＢ１、ガス配管ＵＣ３１、駆動機構ＵＤ１０を備える。
プラズマ処理装置１Ｂは、ステージＭＡ１１、導電部ＭＡ２１、導電板ＭＡ２２、導電性弾性部材ＭＡ２３、排気室ＭＡ３１、壁部ＭＡ３２、通気孔ＭＡ３３を備える。
プラズマ処理装置１Ｂは、封止部材ＤＡ１３、入出口ＤＡ２、支持部ＤＢ１１、排気管ＤＢ１２、ベローズＤＢ２１、ベローズＤＢ２２、ばねＤＢ３、水冷プレートＤＢ４を備える。
処理容器ＣＳは、導波路壁ＵＡ１、側壁ＤＡ１１、導波路ＵＡ３１を備える。
以下、プラズマ処理装置１Ｂの説明は、主に、プラズマ処理装置１Ａと異なる構成のみに対して行われる。
側壁ＤＡ１１の突起部ＤＡ１２は、側壁ＤＡ１１の端部（導波路壁ＵＡ１の側部に接続される箇所）に設けられており、軸線ＡＸに向けて軸線ＡＸに交差する方向に延びる。
突起部ＤＡ１２は、導電性弾性部材ＭＡ２３を介して排気室ＭＡ３１の壁部ＭＡ３２に接続される。導電性弾性部材ＭＡ２３は、弾性体であり、例えばスパイラルリングであり得る。導電性弾性部材ＭＡ２３の材料は、例えば、ステンレス、インコネル、ニッケル、タングステン、タンタル、銅合金又はモリブデン等の金属である。導電性弾性部材ＭＡ２３は、ニッケル、アルミニウム、ステンレス又は金等の保護膜により被覆されていてもよい。。
絶縁部材ＵＡ４は、導波路ＵＡ３１の端部ＵＡ３２と空間ＳＰとの間に配置される。
サポートリングＵＡ５１は、弾性部材ＵＡ８１を介して絶縁部材ＵＡ４に接続される。弾性部材ＵＡ８１は、例えばステンレス製のばねであり得る。
誘電体板ＵＡ６の端部と上部電極ＵＡ２１の端部（外周部ＵＡ２４）とは、弾性部材ＵＡ８１等を介した押圧によって、互いに接続される。
カバーリングＵＡ５２は、ステージＭＡ１１の側面付近にプラズマが発生することを防止する部材である。カバーリングＵＡ５２の材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の絶縁性の材料であり得る。
プラズマ処理装置１Ｂは、更に、駆動機構ＵＤ１０を備える。駆動機構ＵＤ１０は、モーターＵＤ１１、絶縁シャフトＵＤ１２、プーリーＵＤ１３（第１プーリー）（pulley）、ベルトＵＤ１４、駆動部ＵＤ１５ａを備える。
モーターＵＤ１１は、導波路壁ＵＡ１上に設けられる。プーリーＵＤ１３とベルトＵＤ１４と駆動部ＵＤ１５ａ（更に、後述する図５に示す駆動部ＵＤ１５ｂ）とは、上部電極ＵＡ２１内に設けられる。
絶縁シャフトＵＤ１２は、モーターＵＤ１１に連結する。プーリーＵＤ１３は、絶縁シャフトＵＤ１２とベルトＵＤ１４とを連結する。
絶縁シャフトＵＤ１２は、モーターＵＤ１１の回転駆動に応じて回転する。プーリーＵＤ１３は、絶縁シャフトＵＤ１２の回転移動をベルトＵＤ１４の直線移動に変える。
ベルトＵＤ１４の直線移動が駆動部ＵＤ１５ａに伝達され、駆動部ＵＤ１５ａの誘電体ロッドＵＤ１５ａ９（図３及び図４を参照しつつ後述する）の移動（上部電極ＵＡ２１の下面ＵＡｆに交差する基準方向の移動）が行われ得る。駆動部ＵＤ１５ａの構成については、後に詳述される。
空隙ＵＢ１は、上部電極ＵＡ２１と誘電体板ＵＡ６との離間によって形成される。空隙ＵＢ１の幅（上部電極ＵＡ２１と誘電体板ＵＡ６との間の距離）は、駆動機構ＵＤ１０によって調整され得る。上部電極ＵＡ２１と誘電体板ＵＡ６とは、誘電体ロッドＵＤ１５ａ９を有する駆動部ＵＤ１５ａが配置される軸線ＡＸにおいて最も大きく離間し得る。
プラズマ処理装置１ＢのステージＭＡ１１の材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の導電性の材料であり得る。ステージＭＡ１１の表面には、酸化イットリウム、酸フッ化イットリウム、酸化アルミニウム等の保護膜が設けられ得る。
排気室ＭＡ３１は、導電性の壁部ＭＡ３２を備える。排気室ＭＡ３１は、外周部ＭＡ１２の周囲から側壁ＤＡ１１に向けて延びる。
壁部ＭＡ３２は、通気孔ＭＡ３３を備える。排気室ＭＡ３１は、空間ＳＰに連通している。空間ＳＰは、通気孔ＭＡ３３を介して、排気室ＭＡ３１に連通している。排気室ＭＡ３１は、排気管ＤＢ１２に連通している。
壁部ＭＡ３２の材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の導電性の材料であり得る。
排気管ＤＢ１２は、外部の排気装置に接続される。排気装置は、圧力制御弁並びにターボ分子ポンプ及び／又はドライポンプ等の真空ポンプを含み得る。
空間ＳＰ内のガスは、通気孔ＭＡ３３を介して排気室ＭＡ３１に移動し、排気管ＤＢ１２を介して外部に排気され得る。
導電部ＭＡ２１は、ステージＭＡ１１の外周部ＭＡ１２と処理容器ＣＳの側壁ＤＡ１１との間に延びる。導電部ＭＡ２１は、ステージＭＡ１１が有する導電層と処理容器ＣＳの側壁ＤＡ１１とに電気的に接続される。
導電部ＭＡ２１は、導波路ＵＡ３１の端部ＵＡ３２から放射される高周波が空間ＳＰに導入されるように外周部ＭＡ１２から側壁ＤＡ１１に向けて延びる。導電部ＭＡ２１は、導電板ＭＡ２２を備える。導電部ＭＡ２１は、壁部ＭＡ３２の一部を含む。
導電板ＭＡ２２は、外周部ＭＡ１２においてステージＭＡ１１の裏面ＭＡ１４に電気的に接触している。導電板ＭＡ２２は、ネジ（不図示）によって外周部ＭＡ１２の裏面および壁部ＭＡ３２の上面に接合（固定）される。
導電板ＭＡ２２は、可撓性の薄板である。導電板ＭＡ２２の材料は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、インコネル、ニッケル、タングステン、タンタル、銅合金又はモリブデン等の導電性の材料である。導電板ＭＡ２２は、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、酸化フッ化イットリウム、フッ化イットリウム、ニッケル、アルミニウム、ステンレス又は金等の保護膜により被覆されていてもよい。
側壁ＤＡ１１は、入出口ＤＡ２を備える。基板Ｗは、入出口ＤＡ２を介して、処理容器ＣＳ内に搬入および搬出される。
支持部ＤＢ１１は、ステージＭＡ１１に接続される。ステージＭＡ１１は、支持部ＤＢ１１上に設けられる。支持部ＤＢ１１を上下移動（上部電極ＵＡ２１に近付く移動又は上部電極ＵＡ２１から離れる移動であり、以下同様。）させることによって、ステージＭＡ１１が上下移動する。
支持部ＤＢ１１の下部には、水冷プレートＤＢ４が配置される。支持部ＤＢ１１は、水冷プレートＤＢ４に接している。ステージＭＡ１１の熱は、支持部ＤＢ１１及び水冷プレートＤＢ４を介して、外部に排出され得る。
排気管ＤＢ１２は、壁部ＭＡ３２に接続されており、排気室ＭＡ３１に連通している。壁部ＭＡ３２は、排気管ＤＢ１２上に設けられる。排気管ＤＢ１２を介して、排気室ＭＡ３１内のガスが外部に排出され得る。
ばねＤＢ３を介して排気管ＤＢ１２を上下移動させることによって、排気室ＭＡ３１及び壁部ＭＡ３２が上下移動する。
ベローズＤＢ２２の材料は、ステンレス等の導電性の材料であり得る。ばねＤＢ３の材料は、ステンレス等の導電性の材料であり得る。
壁部ＭＡ３２は、ばねＤＢ３の弾性によって、上部電極ＵＡ２１の側（上方）に安定的に配置され得る。これによって、壁部ＭＡ３２の外周部は、突起部ＤＡ１２の裏面に密着する。更に導電性弾性部材ＭＡ２３の弾性によって、壁部ＭＡ３２の外周部と突起部ＤＡ１２とが安定的に電気的に接触され得る。
プラズマ処理装置１Ｂにおいて、高周波は、導波路ＵＡ３１の端部ＵＡ３２から絶縁部材ＵＡ４を介して、軸線ＡＸに向けて空間ＳＰ内に導入される。高周波が空間ＳＰに導入されると、ガスが空間ＳＰ内で励起されて、当該ガスからプラズマが生成される。プラズマは、空間ＳＰ内で周方向において均一な密度分布で生成される。ステージＭＡ１１上の基板Ｗは、プラズマからの化学種によって処理される。また、絶縁部材ＵＡ４によって、空間ＳＰの周辺部への放電が抑制され得る。
以下、図３、図４を参照して、駆動部ＵＤ１５ａの構成を説明する。駆動部ＵＤ１５ａは、プーリーＵＤ１５ａ１（第２プーリー）、調整ねじＵＤ１５ａ２、容器ＵＤ１５ａ３、シャフトＵＤ１５ａ４、ばねＵＤ１５ａ５を備える。ばねＵＤ１５ａ５の材料は、例えば、ステンレス等であり得る。
駆動部ＵＤ１５ａは、更に、ＯリングＵＤ１５ａ６、フローティングジョイントのオス部ＵＤ１５ａ８、誘電体ロッドＵＤ１５ａ９を備える。誘電体ロッドＵＤ１５ａ９の材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の誘電体であり得る。
誘電体ロッドＵＤ１５ａ９は、上部電極ＵＡ２１と誘電体板ＵＡ６との間に配置される。誘電体ロッドＵＤ１５ａ９は、軸線ＡＸ上に配置され得る。
誘電体ロッドＵＤ１５ａ９は、誘電体板ＵＡ６と一体に形成される、或いは、誘電体板ＵＡ６に接続又は接合（固定）される。
サポートリングＵＡ５１によって誘電体板ＵＡ６の端部が上部電極ＵＡ２１の端部（外周部ＵＡ２４）に密接される状態において、誘電体ロッドＵＤ１５ａ９は、上部電極ＵＡ２１と誘電体板ＵＡ６との間隔（空隙ＵＢ１の幅）を伸縮し得る。
駆動部ＵＤ１５ａを備える駆動機構ＵＤ１０は、誘電体ロッドＵＤ１５ａ９を基準方向に駆動し、空隙ＵＢ１の幅を伸縮する。駆動部ＵＤ１５ａは、誘電体ロッドＵＤ１５ａ９とベルトＵＤ１４とを連結し、絶縁シャフトＵＤ１２及びベルトＵＤ１４を介して伝達されるモーターＵＤ１１の動力を用いて、基準方向に誘電体ロッドＵＤ１５ａ９を駆動する。
プーリーＵＤ１５ａ１は、調整ねじＵＤ１５ａ２を備える。プーリーＵＤ１５ａ１は、ベルトＵＤ１４とシャフトＵＤ１５ａ４とを連結する。シャフトＵＤ１５ａ４は、フローティングジョイントのメス部ＵＤ１５ａ７を備える。
調整ねじＵＤ１５ａ２、シャフトＵＤ１５ａ４のそれぞれの中心軸は、軸線ＡＸに略一致する。調整ねじＵＤ１５ａ２、シャフトＵＤ１５ａ４のそれぞれは、軸線ＡＸに沿って直線的に移動し得る。
シャフトＵＤ１５ａ４は、誘電体ロッドＵＤ１５ａ９にフローティングジョイント（フローティングジョイントのメス部ＵＤ１５ａ７及びフローティングジョイントのオス部ＵＤ１５ａ８）を介して連結する。
フローティングジョイントのメス部ＵＤ１５ａ７、フローティングジョイントのオス部ＵＤ１５ａ８、誘電体ロッドＵＤ１５ａ９のそれぞれの中心軸は、軸線ＡＸに略一致する。フローティングジョイントのメス部ＵＤ１５ａ７、フローティングジョイントのオス部ＵＤ１５ａ８、誘電体ロッドＵＤ１５ａ９のそれぞれは、軸線ＡＸに沿って直線的に移動し得る。
プーリーＵＤ１５ａ１は、ベルトＵＤ１４に接続される。プーリーＵＤ１５ａ１は、ベルトＵＤ１４の直線移動を、軸線ＡＸの回りの調整ねじＵＤ１５ａ２の回転移動と軸線ＡＸに沿った調整ねじＵＤ１５ａ２の直線移動とに変える。
調整ねじＵＤ１５ａ２は、容器ＵＤ１５ａ３に保持される。容器ＵＤ１５ａ３は、上部電極ＵＡ２１内に接合（固定）される。容器ＵＤ１５ａ３内には、シャフトＵＤ１５ａ４の上端、ばねＵＤ１５ａ５が収容される。
調整ねじＵＤ１５ａ２の下端は、シャフトＵＤ１５ａ４の上端に接触する。調整ねじＵＤ１５ａ２の下端は、ばねＵＤ１５ａ５の弾性力によってシャフトＵＤ１５ａ４の上端に密着される。シャフトＵＤ１５ａ４は、調整ねじＵＤ１５ａ２の軸線ＡＸに沿った直線移動に応じて、軸線ＡＸに沿って直線的に移動する。
ＯリングＵＤ１５ａ６は、上部電極ＵＡ２１内におけるシャフトＵＤ１５ａ４の配置を安定させると共に、空隙ＵＢ１を封止し得る。
シャフトＵＤ１５ａ４の下端は、フローティングジョイントのメス部ＵＤ１５ａ７を有する。フローティングジョイントのメス部ＵＤ１５ａ７には、フローティングジョイントのオス部ＵＤ１５ａ８が嵌め込まれる。フローティングジョイントのオス部ＵＤ１５ａ８は、シャフトＵＤ１５ａ４の軸線ＡＸに沿った直線移動に応じて、軸線ＡＸに沿って直線的に移動する。
フローティングジョイントのオス部ＵＤ１５ａ８の下端は誘電体ロッドＵＤ１５ａ９に接続される。誘電体ロッドＵＤ１５ａ９は、フローティングジョイントのオス部ＵＤ１５ａ８の軸線ＡＸに沿った直線移動に応じて、軸線ＡＸに沿って直線的に移動する。
即ち、モーターＵＤ１１による絶縁シャフトＵＤ１２の回転移動によって、誘電体ロッドＵＤ１５ａ９は軸線ＡＸに沿って直線的に移動し得る。より具体的に、誘電体ロッドＵＤ１５ａ９はフローティングジョイントを介してモーターＵＤ１１の動力を受け得る。従って、シャフトＵＤ１５ａ４および誘電体ロッドＵＤ１５ａ９の軸が多少ずれても、誘電体ロッドＵＤ１５ａ９の駆動によって誘電体板ＵＡ６と上部電極ＵＡ２１とを離隔及び近接させ得る。
また、モーターＵＤ１１による絶縁シャフトＵＤ１２の回転移動がベルトＵＤ１４によって調整ねじＵＤ１５ａ２に伝達され得るので、モーターＵＤ１１は、導波路壁ＵＡ１の天井部上において軸線ＡＸから離れた箇所に設けられ得る。このため、モーターＵＤ１１の配置位置は、導波路壁ＵＡ１上において比較的に柔軟に選択され得る。
駆動機構ＵＤ１０は、上記した駆動部ＵＤ１５ａに代えて、図５に示す駆動部ＵＤ１５ｂを備え得る。駆動部ＵＤ１５ｂは、上部電極ＵＡ２１内において駆動部ＵＤ１５ａと同様に配置される。
駆動部ＵＤ１５ｂは、プーリーＵＤ１５ｂ１（第２プーリー）、調整ねじＵＤ１５ｂ２、容器ＵＤ１５ｂ３、ボールＵＤ１５ｂ４、シャフトＵＤ１５ｂ５、ベローズＵＤ１５ｂ６、誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７を備える。
誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７は、上部電極ＵＡ２１と誘電体板ＵＡ６との間に配置される。誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７は、軸線ＡＸ上に配置され得る。
誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７の下部は、誘電体板ＵＡ６の上面ＵＡｇに設けられた穴に嵌合している。誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７の材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の誘電体であり得る。
駆動部ＵＤ１５ｂを備える駆動機構ＵＤ１０は、上部電極ＵＡ２１と誘電体板ＵＡ６とを離隔するように誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７を基準方向に沿って直線的に移動させ、空隙ＵＢ１の幅を広げることができる。
駆動部ＵＤ１５ｂは、誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７とベルトＵＤ１４とを連結し、絶縁シャフトＵＤ１２及びベルトＵＤ１４を介して伝達されるモーターＵＤ１１の動力を用いて、基準方向に誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７を駆動する。
プーリーＵＤ１５ｂ１は、調整ねじＵＤ１５ｂ２を備える。プーリーＵＤ１５ｂ１は、ベルトＵＤ１４をシャフトＵＤ１５ｂ５に連結する。シャフトＵＤ１５ｂ５は、誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７に連結する。
調整ねじＵＤ１５ｂ２、シャフトＵＤ１５ｂ５、誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７のそれぞれの中心軸は、軸線ＡＸに略一致する。調整ねじＵＤ１５ｂ２、シャフトＵＤ１５ｂ５、誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７のそれぞれは、軸線ＡＸに沿って直線的に移動し得る。
プーリーＵＤ１５ｂ１は、ベルトＵＤ１４に接続される。プーリーＵＤ１５ｂ１は、ベルトＵＤ１４の直線移動を、軸線ＡＸの回りの調整ねじＵＤ１５ｂ２の回転移動と軸線ＡＸに沿った調整ねじＵＤ１５ｂ２の直線移動とに変える。
調整ねじＵＤ１５ｂ２は、容器ＵＤ１５ｂ３に保持される。容器ＵＤ１５ｂ３は、上部電極ＵＡ２１に接続される。容器ＵＤ１５ａ３内には、ボールＵＤ１５ｂ４、シャフトＵＤ１５ｂ５の上端、ベローズＵＤ１５ｂ６が収容される。
調整ねじＵＤ１５ｂ２の下端は、ボールＵＤ１５ｂ４を介してシャフトＵＤ１５ｂ５の上端に接続される。シャフトＵＤ１５ｂ５の上端は、ベローズＵＤ１５ｂ６の弾性力によってボールＵＤ１５ｂ４を介して調整ねじＵＤ１５ｂ２の下端に密着される。調整ねじＵＤ１５ｂ２の下端は、ボールＵＤ１５ｂ４が調整ねじＵＤ１５ｂ２によって押圧されている状態において、ボールＵＤ１５ｂ４に密着される。シャフトＵＤ１５ｂ５は、調整ねじＵＤ１５ｂ２の軸線ＡＸに沿った直線移動に応じて、軸線ＡＸに沿って直線的に移動する。
なお、このように、調整ねじＵＤ１５ｂ２とシャフトＵＤ１５ｂ５とは、接合（固定）されてはいない（ボールＵＤ１５ｂ４を介して連結される）ので、互いに離隔し得る。
ベローズＵＤ１５ｂ６は、空隙ＵＢ１を封止し得る。ベローズＵＤ１５ｂ６の材料は、ステンレス、アルミニウム合金等であり得る。
シャフトＵＤ１５ｂ５の下端は、誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７の上端に接続される。誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７の下端は、誘電体板ＵＡ６に接続される。誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７は、シャフトＵＤ１５ｂ５の軸線ＡＸに沿った直線移動に応じて、軸線ＡＸに沿って直線的に移動する。
即ち、モーターＵＤ１１による絶縁シャフトＵＤ１２の回転移動によって、誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７は軸線ＡＸに沿って直線的に移動し得る。より具体的に、誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７の駆動は、誘電体板ＵＡ６と上部電極ＵＡ２１とを離隔させ得る。
また、モーターＵＤ１１による絶縁シャフトＵＤ１２の回転移動がベルトＵＤ１４によって調整ねじＵＤ１５ｂ２に伝達され得るので、モーターＵＤ１１は、導波路壁ＵＡ１の天井部上において軸線ＡＸから離れた箇所に設けられ得る。このため、モーターＵＤ１１の配置位置は、導波路壁ＵＡ１上において比較的に柔軟に選択され得る。
以下、図６を参照して、別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置１Ｃについて説明する。プラズマ処理装置１Ｃは、処理容器ＣＳを備える。プラズマ処理装置１Ｃは、空間ＳＰ、導波路壁ＵＡ１、上部電極ＵＡ２１ａ、導波路ＵＡ３１、絶縁部材ＵＡ４、誘電体板ＵＡ６ａ、封止部材ＵＡ８２、封止部材ＵＡ８３、管ＵＡ９、空隙ＵＢ１、ガス配管ＵＣ３１を備える。
プラズマ処理装置１Ｃは、側壁ＤＡ１１、排気口ＤＡ１１ａ、封止部材ＤＡ１３、弾性部材ＤＡ１４を備える。
プラズマ処理装置１Ｃは、ステージＭＡ１１、プラズマ遮蔽板ＭＢ２を備える。
処理容器ＣＳは、導波路壁ＵＡ１、側壁ＤＡ１１、導波路ＵＡ３１を備える。
以下、プラズマ処理装置１Ｃの説明は、主に、プラズマ処理装置１Ａ及びプラズマ処理装置１Ｂと異なる構成のみに対して行われる。
側壁ＤＡ１１は、ガス室ＭＡ４１、壁部ＭＡ４２、複数のガス放出溝ＭＡ４３を備える。
ガス室ＭＡ４１、壁部ＭＡ４２、ガス放出溝ＭＡ４３は、側壁ＤＡ１１の端部（導波路壁ＵＡ１の側部に接続される箇所）に設けられており、軸線ＡＸに向けて軸線ＡＸに交差する方向に延びる。壁部ＭＡ４２は封止部材ＤＡ１３を介して、絶縁部材ＵＡ４に接続される。
ガス室ＭＡ４１にはガス供給器ＵＤ２が接続され、ガス供給器ＵＤ２から供給されるガスはガス室ＭＡ４１に貯められ得る。ガス室ＭＡ４１にはガス放出溝ＭＡ４３が接続され、ガス室ＭＡ４１に貯められたガスはガス放出溝ＭＡ４３を介して空間ＳＰの上側（誘電体板ＵＡ６ａの下面ＵＡ６１の直下）に供給される。
上部電極ＵＡ２１ａは、誘電体板ＵＡ６ａの上方に設けられる。上部電極ＵＡ２１ａは、導波路壁ＵＡ１内に収容されている。上部電極ＵＡ２１ａは、導波路壁ＵＡ１の天井部の下に配置されており、導波路壁ＵＡ１の側部によって囲まれている。
上部電極ＵＡ２１ａは、ステージＭＡ１１の上面ＭＡ１３の上方において、処理容器ＣＳ内の空間ＳＰと誘電体板ＵＡ６ａとを介して設けられる。上部電極ＵＡ２１ａは、整合器ＵＣ２を介して高周波電源ＵＣ１に電気的に接続される。
上部電極ＵＡ２１ａの材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の導電性の材料であり得る。上部電極ＵＡ２１ａの表面上には、耐腐食性を有する膜が形成される。耐腐食性を有する膜は、酸化アルミニウム膜、酸化イットリウム膜、または酸化アルミニウムや酸化イットリウム等を含むセラミック膜であり得る。
誘電体板ＵＡ６ａは、誘電体カバーであり、空間ＳＰ内において上部電極ＵＡ２１ａの直下に設けられる。誘電体板ＵＡ６ａは、ステージＭＡ１１の上面ＭＡ１３の上方に処理容器ＣＳ内の空間ＳＰを介して設けられる。
誘電体板ＵＡ６ａの端部は、絶縁部材ＵＡ４によって上部電極ＵＡ２１ａの端部（外周部ＵＡ２４）に密着される。この誘電体板ＵＡ６ａの端部は、弾性部材ＤＡ１４を介して上部電極ＵＡ２１ａに接続されると共に、封止部材ＵＡ８３を介して絶縁部材ＵＡ４に接続される。封止部材ＵＡ８３は、真空シール用の部材であり、例えばＯリングであり得る。封止部材ＵＡ８３によて、誘電体板ＵＡ６ａの上部のガスが空間ＳＰに漏洩することが回避され得る。
弾性部材ＤＡ１４は、Ｏリング等であり得る。誘電体板ＵＡ６ａは、空間ＳＰを介してステージＭＡ１１の上面ＭＡ１３に対面している。誘電体板ＵＡ６ａの中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。
誘電体板ＵＡ６ａは、可撓性を有している。誘電体板ＵＡ６ａは、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、又は窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム等を含む誘電体から形成されている。誘電体板ＵＡ６ａの表面（特に下面ＵＡ６１）には、耐腐食性を有する膜が形成されていてもよい。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウム膜、酸化フッ化イットリウム膜、フッ化イットリウム膜、又は酸化イットリウム、フッ化イットリウム等を含むセラミック膜であり得る。誘電体板ＵＡ６ａの厚みは、略均一であり得る。
誘電体板ＵＡ６ａは、略円盤形状を有している。誘電体板ＵＡ６ａの下面とステージＭＡ１１の上面ＭＡ１３との間の鉛直方向における距離（空間ＳＰの幅）は、例えば５［ｃｍ］以上且つ１０［ｃｍ］以下であり得る。絶縁部材ＵＡ４は、誘電体板ＵＡ６ａを上部電極ＵＡ２１ａに密着させる。
空隙ＵＢ１は、上部電極ＵＡ２１ａと誘電体板ＵＡ６ａとの離間によって形成される。より具体的に、空隙ＵＢ１は、上部電極ＵＡ２１ａの下面ＵＡｆと誘電体板ＵＡ６ａの上面ＵＡｇとの間の空間であり、下面ＵＡｆと上面ＵＡｇとによって画定される。絶縁部材ＵＡ４によって誘電体板ＵＡ６ａの端部が上部電極ＵＡ２１ａの端部（外周部ＵＡ２４）に密着される状態において、上部電極ＵＡ２１ａと誘電体板ＵＡ６ａとは、軸線ＡＸにおいて最も大きく離間し得る。
空隙ＵＢ１には外部のガス供給部ＵＣ３に接続されたガス配管ＵＣ３１が接続されており、空隙ＵＢ１はガス配管ＵＣ３１に連通している。空隙ＵＢ１には、ガス配管ＵＣ３１を介してガス供給部ＵＣ３から供給されるガスが流入する。このガスの流入で空隙ＵＢ１内の圧力が調整されることによって、空隙ＵＢ１の幅（上部電極ＵＡ２１ａの下面ＵＡｆと誘電体板ＵＡ６の上面ＵＡｇとの間の長さ）が調整され得る。
プラズマ処理装置１ＣのステージＭＡ１１は、プラズマ処理装置１ＢのステージＭＡ１１と同様の構成を有する。
一実施形態において、プラズマ処理装置１Ｃは、プラズマ遮蔽板ＭＢ２を更に備えていてもよい。プラズマ遮蔽板ＭＢ２は、ステージＭＡ１１と側壁ＤＡ１１との間で延在している。プラズマ遮蔽板ＭＢ２は、略環状の板材である。プラズマ遮蔽板ＭＢ２の材料は、例えば、酸化アルミニウム、石英等であり得る。
プラズマ遮蔽板ＭＢ２の一方の周縁（外径）は、側壁ＤＡ１１に接続される。プラズマ遮蔽板ＭＢ２の他方の周縁（内径）とステージＭＡ１１（更にはステージＭＡ１１の上面ＭＡ１３に載置される基板Ｗ）との間には、隙間が設けられる。空間ＳＰ内のガスが、この隙間からステージＭＡ１１の下の空間を流れ、更に、排気口ＤＡ１１ａを介して外部に排出され得る。
プラズマ処理装置１Ｃでは、プラズマ遮蔽板ＭＢ２の上側で延在する処理容器ＣＳの内壁面（例えば側壁ＤＡ１１の内壁面）の面積は、空間ＳＰ側の誘電体板ＵＡ６の表面積に略等しい。即ち、空間ＳＰを画定する面のうちグランド電位に設定された面（グランド面）の面積は、空間ＳＰを画定する面のうち誘電体板ＵＡ６ａによって提供される面の面積と略同一である。かかる構成により、プラズマが、誘電体板ＵＡ６ａの直下の領域及びグランド面の周囲の領域で均一な密度で生成される。その結果、基板Ｗのプラズマ処理の面内均一性が向上される。
プラズマ処理装置１Ｃにおいて、高周波は、導波路ＵＡ３１の端部ＵＡ３２から軸線ＡＸに向けて空間ＳＰ内に導入される。高周波が空間ＳＰに導入されると、ガスが空間ＳＰ内で励起されて、当該ガスからプラズマが生成される。プラズマは、空間ＳＰ内で周方向において均一な密度分布で生成される。ステージＭＡ１１上の基板Ｗは、プラズマからの化学種によって処理される。
次に、空隙ＵＢ１の形状の具体例について説明する。空隙ＵＢ１の形状は、上記したように、下面ＵＡｆと上面ＵＡｇとによって画定される。下面ＵＡｆの形状は、図１、図２及び図６のそれぞれに示すように、一例として、比較的に滑らかな上に凸の曲面であり得る。
下面ＵＡｆの他の形状は、例えば、波状の曲面（波打つ形状の曲面）、又は、階段状の面、等であり得る（図１，２，６の各々に示す上部電極ＵＡ２１ａに適用され得る）。この場合、下面ＵＡｆの波状の形状は、プラズマシースの非線形な電流電圧特性により生じる高調波による影響を低減し得る形状に調整され得る。下面ＵＡｆの波状の形状は、一具体例として図７に示す下面ＵＡｆの形状であり得る。また、下面ＵＡｆの階段状の形状は、上部電極ＵＡ２１の下面ＵＡｆを曲面に加工することを回避するために、有効であり得る。
図７に示すように、上部電極ＵＡ２１は、下部層ＵＡ２１１を備えてもよい。下部層ＵＡ２１１は、上部電極ＵＡ２１の下面ＵＡｆを備える。下部層ＵＡ２１１は、上部電極ＵＡ２１において着脱が自在であり、複数の下面ＵＡｆの形状の各々に応じて用意することができる。プラズマ励起条件によって下面ＵＡｆの好適な断面形状が異なる場合があるが、プラズマ励起条件に応じて上部電極ＵＡ２１の全体を交換することは高コストとなり交換に要する労力等も多くなり得る。この点、プラズマ励起条件に応じて所望とする形状の下面ＵＡｆを有する下部層ＵＡ２１１を上部電極ＵＡ２１に装着することができるので、交換に必要なコスト・労力が低減され得る。
空隙ＵＢ１の形状の他の具体例を図８及び図９に示す。図８及び図９のそれぞれに示す空隙ＵＢ１の具体例は、図１に示すプラズマ処理装置１Ａ、図６に示すプラズマ処理装置１Ｃの各々の空隙ＵＢ１に適用され得る。
図８に示す空隙ＵＢ１の幅は、上部電極ＵＡ２１及び誘電体板ＵＡ６のそれぞれの端部から中心部（軸線ＡＸに交差する部分）に向けて増加する。図８に示す空隙ＵＢ１の幅は、上部電極ＵＡ２１及び誘電体板ＵＡ６の中心部で最も大きい。
図１，２，６，７の各々に示す構成は、表面波（電波）の周波数がＶＨＦ帯にあり、この表面波の波長の１／４が誘電体板ＵＡ６の表面（上面ＵＡｇの反対側の面）の半径よりも大きい場合に、好適に用いられ得る。この表面波は、上記したように、プラズマの生成時に上部電極ＵＡ２１と空間ＳＰ内で生じるプラズマとの間を伝搬する電波である。
上記したように、図８に示す空隙ＵＢ１の幅は上部電極ＵＡ２１及び誘電体板ＵＡ６のそれぞれの端部から中心部（軸線ＡＸに交差する部分）に向けて増加する。このため、表面波による定在波の生成が抑制され、プラズマ生成時に誘電体板ＵＡ６と空間ＳＰ内で生じるプラズマとの間に生じる高周波電圧の増大（不均一性）が抑制され得る。
また、空隙ＵＢ１の他の具体例では、空隙ＵＢ１の幅（下面ＵＡｆと上面ＵＡｇとの間の距離）は、誘電体板ＵＡ６の端部から軸線ＡＸの近傍に至るまでの第１領域で略一定であり軸線ＡＸの近傍の第２領域では第１領域との境界から軸線ＡＸに向けて増加し得る。このように上記第２領域において空隙ＵＢ１の厚みが比較的に大きい場合、表面波の伝搬が抑制されて軸線ＡＸの近傍（中央部）における表面波の集中も抑制され得る。このような空隙ＵＢ１の例は、図１，６の各々に示す空隙ＵＢ１に適用され得る。
図９に示す空隙ＵＢ１は、上部電極ＵＡ２１に代えて上部電極ＵＡ２１ｂを用いて画定される。上部電極ＵＡ２１ｂは、誘電体板ＵＡ６の上方に設けられる。
上部電極ＵＡ２１ｂでは、軸線ＡＸが交差する下面ＵＡｆの中央部に空隙ＵＡ２３が設けられており、空隙ＵＡ２３に絶縁体部ＵＡ２３ａが充填される。上部電極ＵＡ２１ｂは、複数のガス吐出孔ＵＡ２２ａを備える。
上部電極ＵＡ２１ｂの材料は、上部電極ＵＡ２１の材料と同様であり得る。絶縁体部ＵＡ２３ａの材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の絶縁性の材料であり得る。上部電極ＵＡ２１ｂの表面上には、耐腐食性を有する膜が形成される。耐腐食性を有する膜は、酸化アルミニウム膜、酸化イットリウム膜、または酸化アルミニウムや酸化イットリウム等を含むセラミック膜であり得る。
図９に示す空隙ＵＢ１の幅は、上部電極ＵＡ２１ｂ及び誘電体板ＵＡ６のそれぞれの端部から中心部（軸線ＡＸに交差する部分）に向けて減少する。図９に示す空隙ＵＢ１の幅は、上部電極ＵＡ２１ｂ及び誘電体板ＵＡ６の端部の側で最も大きい。
図９に示す空隙ＵＢ１は、表面波（電波）の周波数がＶＨＦ帯からＵＨＦ帯にあり、この表面波の波長の１／４が誘電体板ＵＡ６の表面（上面ＵＡｇの反対側の面）の半径よりも小さい場合に、好適に用いられ得る。
上記したように図９に示す空隙ＵＢ１の幅は上部電極ＵＡ２１ｂ及び誘電体板ＵＡ６のそれぞれの端部から中心部（軸線ＡＸに交差する部分）に向けて減少する。このため、プラズマ生成時に誘電体板ＵＡ６と空間ＳＰ内で生じるプラズマとの間を伝搬する表面波（電波）の減衰が抑制される。
また、図９に示す空隙ＵＢ１の幅は、上部電極ＵＡ２１及び誘電体板ＵＡ６の中央部で最も小さい。このため、プラズマ生成時に誘電体板ＵＡ６と空間ＳＰ内で生じるプラズマとの間に生じる電位の減少が抑制され得る。なお、絶縁体部ＵＡ２３ａは、中央部における表面波の集中と空隙ＵＢ１における放電とを防止する機能を有し得る。
図８に示す空隙ＵＢ１の形状、図９に示す空隙ＵＢ１の形状のうち何れの形状の空隙ＵＢ１を用いるかの選択は、表面波の波長λの１／４と誘電体板ＵＡ６の下面ＵＡ６１の半径Ｌ（プラズマ励起エリアの半径）との大小に応じて決定され得る。上記の半径Ｌの下面ＵＡ６１は、上面ＵＡｇの反対側にあり空間ＳＰ内で露出された面である。
表面波の波長λ［ｃｍ］は、空間ＳＰ内における下面ＵＡ６１の近傍での電子密度ｎｅ［ｃｍ−３］の平方根に９．６を乗じて得た値を、プラズマ励起周波数ｆ［ＭＨｚ］の二乗で割って得られた値（商）に概ね等しい。この場合の波長λ［ｃｍ］は、一例として、空間ＳＰ内における下面ＵＡ６１の近傍での３［ｅＶ］の電子温度と１×１０１１ｃｍ−３の電子密度とデバイ長の１５倍の値のシース幅とを用いて算出された。
λ／４＞Ｌの場合、軸線ＡＸを腹とする表面波の定在波が生じやすく表面波の減衰が生じ難いので、図８に示す空隙ＵＢ１の形状が好適である。λ／４＜Ｌの場合、表面波の減衰が生じ易いので、図９に示す空隙ＵＢ１の形状が好適である。
上記したλ［ｃｍ］は、ｆ［ＭＨｚ］の二乗に反比例しているので、ｆ［ＭＨｚ］が表面波の伝搬に及ぼす影響は比較的に大きい。従って、図８に示す空隙ＵＢ１の形状、図９に示す空隙ＵＢ１の形状の何れの形状を用いても、λ［ｃｍ］を調整することによってプラズマの径方向（軸線ＡＸに交差する方向であり、誘電体板ＵＡ６の延びる方向）の分布を調整し得る。プラズマの径方向の分布を調整するために、ｆ［ＭＨｚ］を連続的に変えられるようにしても良いし、複数のｆ［ＭＨｚ］を印加してそれらの電力比を変えられるようにしてもよい。
以下、主に図１０を参照する。上記したプラズマ処理装置１Ａ及びプラズマ処理装置１Ｃのそれぞれは、ステージＭＡ１１に代えて、ステージＭＡ１１１を備え得る。ステージＭＡ１１１は、処理容器ＣＳ内に設けられる。
ステージＭＡ１１１は、ステージＭＡ１１と同様に本体ＭＡ１１ａ及び導電層ＭＡ１５を有している。導電層ＭＡ１５は、本体ＭＡ１１ａ内に設けられている。
一実施形態において、導電層ＭＡ１５は、ヒータ（抵抗加熱素子）であり得る。この実施形態では、導電層ＭＡ１５は、例えば、プラズマ処理装置１Ａの場合と同様にヒータ部材ＭＡ１５ａ、ヒータ部材ＭＡ１５ｂを備え得る。ヒータ部材ＭＡ１５ａは、ヒータ電源ＤＢ６２ａにコモンモードフィルタＤＢ６１ａを介して電気的に接続される。ヒータ部材ＭＡ１５ｂは、ヒータ電源ＤＢ６２ｂにコモンモードフィルタＤＢ６１ｂを介して電気的に接続される。
ステージＭＡ１１１は、導電層ＭＡ１６を更に備える。導電層ＭＡ１６は、本体ＭＡ１１ａ内に設けられている。導電層ＭＡ１６には、直流電源ＤＢ６３が電気的に接続される。
導電層ＭＡ１５とステージＭＡ１１１の上面ＭＡ１３との間の距離は、導電層ＭＡ１６とステージＭＡ１１１の上面ＭＡ１３との間の距離よりも大きい。即ち、導電層ＭＡ１６とステージＭＡ１１１の上面ＭＡ１３との距離は、ステージＭＡ１１１の複数の導電層のそれぞれと上面ＭＡ１３との距離のうち、最短の距離である。
導電層ＭＡ１６は、本体ＭＡ１１ａ内の環状の領域内に形成される。この環状の領域の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致する。この環状の領域の内径は、例えば基板Ｗの直径の１／６（５０［ｍｍ］）以上である。この環状の領域の外径は、基板Ｗの直径よりも小さい。導電層ＭＡ１６は、メッシュ状に形成されていてもよい。
導電層ＭＡ１６は、ステージＭＡ１１１内に設けられた一つ以上の導電層のうちステージＭＡ１１１の上面ＭＡ１３から最短の距離を有している。導電層ＭＡ１６は、ステージＭＡ１１１上に載置される基板ＷとステージＭＡ１１１との間で静電引力を発生させるための電極、高周波が供給される電極、及び接地される電極のうち何れかである。導電層ＭＡ１６は、環状に形成される。
本体ＭＡ１１ａの材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の絶縁体（誘電体）であり得る。導電層ＭＡ１６の材料は、タングステン、モリブデン等の金属であり得る。
以下、主に図１１を参照する。上記したプラズマ処理装置１Ａは、バッフル部材ＭＢ１に代えてフォーカスリングＭＢ３を備え、ステージＭＡ１１に代えてステージＭＡ１１２を備え得る。上記したプラズマ処理装置１Ｃは、プラズマ遮蔽板ＭＢ２に代えてフォーカスリングＭＢ３を備え、ステージＭＡ１１に代えてステージＭＡ１１２を備え得る。
ステージＭＡ１１２は、処理容器ＣＳ内に設けられる。ステージＭＡ１１２は、本体ＭＡ１１ｂを有する。
ステージＭＡ１１２の材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の金属であり得る。ステージＭＡ１１２は、略円盤形状を有し得る。ステージＭＡ１１２の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。
フォーカスリングＭＢ３は、ステージＭＡ１１２の上面ＭＡ１３上に設けられている。フォーカスリングＭＢ３は、上面ＭＡ１３の周縁に沿って延びている。フォーカスリングＭＢ３の内径は、ステージＭＡ１１２の上面ＭＡ１３の直径よりも小さい。
ステージＭＡ１１２の上面ＭＡ１３は、基板載置領域ＭＡ１３１及びフォーカスリング搭載領域ＭＡ１３２を含んでいる。基板載置領域ＭＡ１３１は、略円形の領域である。基板Ｗは、基板載置領域ＭＡ１３１上に載置される。基板載置領域ＭＡ１３１の直径は、基板Ｗの直径よりも小さい。
フォーカスリング搭載領域ＭＡ１３２は、基板載置領域ＭＡ１３１の外側で径方向に延在している。フォーカスリング搭載領域ＭＡ１３２の鉛直方向の位置は、基板載置領域ＭＡ１３１の鉛直方向の位置のよりも低い。
フォーカスリング搭載領域ＭＡ１３２上には、フォーカスリングＭＢ３が搭載される。フォーカスリングＭＢ３は、略環形状を有しており、板状を成す。
フォーカスリングＭＢ３の材料は、酸化アルミニウム又は石英等であり得る。フォーカスリングＭＢ３は、その内縁の上面が基板Ｗのエッジの下面に面するように、フォーカスリング搭載領域ＭＡ１３２上に搭載される。
ステージＭＡ１１２によれば、フォーカスリングＭＢ３によってステージＭＡ１１２の中央部と外周部との間での高周波電界の発生がフォーカスリングＭＢ３によって抑制される。
上記の複数の例示的実施形態によれば、上部電極ＵＡ２１、上部電極ＵＡ２１ａ、上部電極ＵＡ２１ｂと、プラズマの生成時に空間ＳＰ内で生じるプラズマ（プラズマ上方に設けられる誘電体板ＵＡ６、誘電体板ＵＡ６ａ）との間に、空隙ＵＢ１が設けられる。ＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波の場合には、定在波の発生によって、誘電体板ＵＡ６、誘電体板ＵＡ６ａの下面ＵＡ６１の延びる方向におけるプラズマの均一性が低減され得る。しかし、空隙ＵＢ１の存在によって、定在波の発生が抑制されて、空間ＳＰ内における上部電極ＵＡ２１、上部電極ＵＡ２１ａ、上部電極ＵＡ２１ｂ（より具体的に、誘電体板ＵＡ６、誘電体板ＵＡ６ａ）の近傍での電界の勾配が低減され得る。よって、プラズマの均一性が向上され得る。
また、空隙ＵＢ１の幅（下面ＵＡｆと上面ＵＡｇとの間の距離）は、誘電体板ＵＡ６、誘電体板ＵＡ６ａの延びる方向（空隙ＵＢ１が延びる方向）において、非一様であり得る。即ち、空隙ＵＢ１の幅は、定在波の発生が抑制されるように調整され得る。
特に、ＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波が空間ＳＰ内に放射される場合において、空隙ＵＢ１の幅の調整が可能となる。この調整によって、プラズマの生成時に上部電極ＵＡ２１、上部電極ＵＡ２１ａ、上部電極ＵＡ２１ｂ（より具体的に、誘電体板ＵＡ６、誘電体板ＵＡ６ａ）と空間ＳＰ内で生じるプラズマとの間を伝搬する表面波（電波）の波長が好適に伸長され得る。よって、プラズマの均一性がより向上され得る。
また、空隙ＵＢ１は、誘電体ロッドＵＡ７、誘電体ロッドＵＤ１５ａ９、誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７によって、より安定的に画定され得る。
また、プラズマからの入熱等により各部が熱膨張しても、誘電体板ＵＡ６の端部と上部電極ＵＡ２１の端部とは、弾性部材ＵＡ８１等を介した押圧によって、互いに接続されるので、誘電体板ＵＡ６が割れる等の不具合が回避され得る。
また、空隙ＵＢ１の幅が、上部電極ＵＡ２１、上部電極ＵＡ２１ａ、誘電体板ＵＡ６、誘電体板ＵＡ６ａのそれぞれの端部から中心部に向けて増加する場合に、表面波による定在波の生成が、回避され得る。
また、空隙ＵＢ１の幅が、上部電極ＵＡ２１、上部電極ＵＡ２１ａ、上部電極ＵＡ２１ｂ、誘電体板ＵＡ６、誘電体板ＵＡ６ａのそれぞれの端部から中心部に向けて減少する場合に、表面波の減衰が抑制され得る。
また、空隙ＵＢ１に露出する上部電極ＵＡ２１、上部電極ＵＡ２１ａのそれぞれの下面ＵＡｆが波打つ形状を有する場合には、プラズマシースの非線形な電流電圧特性により生じる高調波による影響を低減し得る。
また、誘電体ロッドＵＤ１５ａ９、誘電体ロッドＵＤ１５ｂ７のそれぞれが移動することによって、空隙ＵＢ１の幅の詳細な調整が可能となる。
また、誘電体板ＵＡ６はシャワープレートなので、空間ＳＰへのガスの供給が誘電体板ＵＡ６の下面ＵＡ６１から行える。
また、複数のガス吐出孔ＵＡ２２ａ及び複数のガス吐出孔ＵＢ２において互いに重なり合うガス吐出孔ＵＡ２２ａ及びガス吐出孔ＵＢ２が設けられている。従って、上部電極ＵＡ２１、上部電極ＵＡ２１ｂ及び誘電体板ＵＡ６から空間ＳＰ内へのガスの流れは良好となり得る。
また、特に図１０に示す場合のように、ステージＭＡ１１１内に設けられた一つ以上の導電層（導電層ＭＡ１５、導電層ＭＡ１６等）のうちステージＭＡ１１１の上面ＭＡ１３から最短の距離を有する導電層ＭＡ１６は、環状に形成されている。従って、ステージＭＡ１１１上に載置される基板Ｗに不均一にかかる高周波バイアスが、抑制され得る。
プラズマ処理装置１Ａ〜１Ｃを用いたプラズマ処理方法について説明する。この方法は、上部電極ＵＡ２１又は上部電極ＵＡ２１ａと誘電体板ＵＡ６又は誘電体板ＵＡ６ａとの間に設けられた空隙ＵＢ１の幅が誘電体板ＵＡ６又は誘電体板ＵＡ６ａの延びる方向において非一様となっている状態において、プラズマ処理を行う。
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる例示的実施形態における要素を組み合わせて他の例示的実施形態を形成することが可能である。
以上の説明から、本開示の種々の例示的実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の例示的実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
１Ａ…プラズマ処理装置、１Ｂ…プラズマ処理装置、１Ｃ…プラズマ処理装置、ＡＸ…軸線、ＣＳ…処理容器、ＤＡ１０…弾性部材、ＤＡ１１…側壁、ＤＡ１１ａ…排気口、ＤＡ１２…突起部、ＤＡ１３…封止部材、ＤＡ１４…弾性部材、ＤＡ２…入出口、ＤＢ１１…支持部、ＤＢ１２…排気管、ＤＢ２１…ベローズ、ＤＢ２２…ベローズ、ＤＢ３…ばね、ＤＢ４…水冷プレート、ＤＢ６１ａ…コモンモードフィルタ、ＤＢ６１ｂ…コモンモードフィルタ、ＤＢ６２ａ…ヒータ電源、ＤＢ６２ｂ…ヒータ電源、ＤＢ６３…直流電源、ＭＡ１１…ステージ、ＭＡ１１１…ステージ、ＭＡ１１２…ステージ、ＭＡ１１ａ…本体、ＭＡ１１ｂ…本体、ＭＡ１２…外周部、ＭＡ１３…上面、ＭＡ１３１…基板載置領域、ＭＡ１３２…フォーカスリング搭載領域、ＭＡ１４…裏面、ＭＡ１５…導電層、ＭＡ１５ａ…ヒータ部材、ＭＡ１５ｂ…ヒータ部材、ＭＡ１６…導電層、ＭＡ２１…導電部、ＭＡ２２…導電板、ＭＡ２３…導電性弾性部材、ＭＡ３１…排気室、ＭＡ３２…壁部、ＭＡ３３…通気孔、ＭＡ４１…ガス室、ＭＡ４２…壁部、ＭＡ４３…ガス放出溝、ＭＢ１…バッフル部材、ＭＢ２…プラズマ遮蔽板、ＭＢ３…フォーカスリング、ＳＰ…空間、ＵＡ１…導波路壁、ＵＡ２１…上部電極、ＵＡ２１１…下部層、ＵＡ２１ａ…上部電極、ＵＡ２１ｂ…上部電極、ＵＡ２２…空洞、ＵＡ２２ａ…ガス吐出孔、ＵＡ２３…空隙、ＵＡ２３ａ…絶縁体部、ＵＡ２４…外周部、ＵＡ３１…導波路、ＵＡ３２…端部、ＵＡ４…絶縁部材、ＵＡ５１…サポートリング、ＵＡ５２…カバーリング、ＵＡ６…誘電体板、ＵＡ６ａ…誘電体板、ＵＡ６１…下面、ＵＡ７…誘電体ロッド、ＵＡ８１…弾性部材、ＵＡ８２…封止部材、ＵＡ８３…封止部材、ＵＡ９…管、ＵＡｆ…下面、ＵＡｇ…上面、ＵＢ１…空隙、ＵＢ２…ガス吐出孔、ＵＣ１…高周波電源、ＵＣ２…整合器、ＵＣ３…ガス供給部、ＵＣ３１…ガス配管、ＵＤ１０…駆動機構、ＵＤ１１…モーター、ＵＤ１２…絶縁シャフト、ＵＤ１３…プーリー、ＵＤ１４…ベルト、ＵＤ１５ａ…駆動部、ＵＤ１５ａ１…プーリー、ＵＤ１５ａ２…調整ねじ、ＵＤ１５ａ３…容器、ＵＤ１５ａ４…シャフト、ＵＤ１５ａ５…ばね、ＵＤ１５ａ６…Ｏリング、ＵＤ１５ａ７…メス部、ＵＤ１５ａ８…オス部、ＵＤ１５ａ９…誘電体ロッド、ＵＤ１５ｂ…駆動部、ＵＤ１５ｂ１…プーリー、ＵＤ１５ｂ２…調整ねじ、ＵＤ１５ｂ３…容器、ＵＤ１５ｂ４…ボール、ＵＤ１５ｂ５…シャフト、ＵＤ１５ｂ６…ベローズ、ＵＤ１５ｂ７…誘電体ロッド、ＵＤ２…ガス供給器。

Claims (19)

  1. 処理容器と、
    前記処理容器内に設けられたステージと、
    前記ステージの上方に前記処理容器内の空間を介して設けられた誘電体板と、
    前記誘電体板の上方に設けられた上部電極と、
    ＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波を導波する導波路と、
    前記空間に向いて配置され、該空間に高周波を放射する前記導波路の端部と、
    を備え、
    前記上部電極と前記誘電体板との間には、空隙が設けられ、
    前記空隙の幅は、前記誘電体板の延びる方向において、非一様である、
    プラズマ処理装置。
  2. 前記誘電体板の端部と前記上部電極の端部とは、弾性部材を介した押圧によって、互いに接続される、
    請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 前記空隙の幅は、前記上部電極及び前記誘電体板のそれぞれの端部から中心部に向けて増加する、
    請求項１又は請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  4. 前記空隙の幅は、前記上部電極及び前記誘電体板のそれぞれの端部から中心部に向けて減少する、
    請求項１又は請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  5. 前記空隙に露出する前記上部電極の下面は、波打つ形状を有する、
    請求項１〜４の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  6. 前記上部電極と前記誘電体板との間に配置された誘電体ロッドを更に備え、
    前記空隙は、前記上部電極の端部と前記誘電体板の端部とが互いに密着される状態において該上部電極と該誘電体板とが離間することによって、画定される、
    請求項１〜５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  7. 前記空隙に露出する前記上部電極の下面に交差する基準方向に前記誘電体ロッドを移動させる駆動機構を更に備え、
    前記誘電体ロッドは、前記誘電体板に接続又は接合される、或いは、該誘電体板と一体に形成される、
    請求項６に記載のプラズマ処理装置。
  8. 前記駆動機構は、前記誘電体ロッドを前記基準方向に駆動し、前記空隙の幅を伸縮する、
    請求項７に記載のプラズマ処理装置。
  9. 前記駆動機構は、モーターと第１プーリーと絶縁シャフトとベルトと駆動部とを備え、
    前記モーターは、前記上部電極上に設けられ、
    前記第１プーリーと前記ベルトと前記駆動部とは、前記上部電極内に設けられ、
    前記絶縁シャフトは、前記モーターに連結し、
    前記第１プーリーは、前記絶縁シャフトと前記ベルトとを連結し、
    前記駆動部は、前記誘電体ロッドと前記ベルトとを連結し、前記絶縁シャフト及び該ベルトを介して伝達される前記モーターの動力を用いて前記基準方向に該誘電体ロッドを駆動し、
    前記駆動部は、第２プーリーとシャフトとを備え、
    前記第２プーリーは、前記ベルトと前記シャフトとを連結し、
    前記シャフトは、前記誘電体ロッドにフローティングジョイントを介して連結する、
    請求項８に記載のプラズマ処理装置。
  10. 前記駆動機構は、前記上部電極と前記誘電体板とを離隔するように前記誘電体ロッドを前記基準方向に沿って移動させ、前記空隙の幅を広げる、
    請求項７に記載のプラズマ処理装置。
  11. 前記駆動機構は、モーターと第１プーリーと絶縁シャフトとベルトと駆動部とを備え、
    前記モーターは、前記上部電極上に設けられ、
    前記第１プーリーと前記ベルトと前記駆動部とは、前記上部電極内に設けられ、
    前記絶縁シャフトは、前記モーターに連結し、
    前記第１プーリーは、前記絶縁シャフトと前記ベルトとを連結し、
    前記駆動部は、前記誘電体ロッドと前記ベルトとを連結し、前記絶縁シャフト及び該ベルトを介して伝達される前記モーターの動力を用いて前記基準方向に該誘電体ロッドを駆動し、
    前記駆動部は、第２プーリーとシャフトとを備え、
    前記第２プーリーは、前記ベルトを前記シャフトに連結し、
    前記シャフトは、前記誘電体ロッドに連結する、
    請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
  12. 前記誘電体板は、シャワープレートである、
    請求項１〜１１の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  13. 前記上部電極は、複数の第１ガス吐出孔を有し、
    前記誘電体板は、複数の第２ガス吐出孔を有し、
    複数の前記第１ガス吐出孔と、複数の前記第２ガス吐出孔とは、前記空隙を介して連通し、
    少なくとも複数の前記第１ガス吐出孔の一部と複数の前記第２ガス吐出孔の一部とは、互いに重なるように設けられる、
    請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
  14. 前記空隙は、外部のガス供給部に接続されたガス配管に連通している、
    請求項１〜１１の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  15. 前記ステージは、
    絶縁体から形成された本体と、
    前記本体内に設けられた導電層と、
    を含み、
    前記導電層は、前記ステージ内に設けられた一つ以上の導電層のうち該ステージの上面から最短の距離を有し、環状に形成される、
    請求項１〜１４の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  16. 前記導電層は、前記ステージ上に載置される基板の直径よりも小さい外径を有する、
    請求項１５に記載のプラズマ処理装置。
  17. 前記導電層は、前記ステージ上に載置される基板と該ステージとの間で静電引力を発生させるための電極、高周波が供給される電極、及び接地される電極のうち何れかである、
    請求項１５又は請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
  18. 前記導電層は、メッシュ状に形成される、
    請求項１５〜１７の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  19. プラズマ処理装置を用いて被処理体にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、該プラズマ処理装置は処理容器、上部電極、誘電体板、導波路、ステージを備え、該ステージは該処理容器内に設けられ、該誘電体板は該ステージの上方に該処理容器の空間を介して設けられ、該上部電極は該誘電体板の上方に設けられ、該導波路はプラズマ処理に用いられるＶＨＦ帯又はＵＨＦ帯の高周波を導波し、該導波路の端部は該空間に向いて配置され該空間に高周波を放射し、該方法は、
    前記上部電極と前記誘電体板との間に設けられた空隙の幅が該誘電体板の延びる方向において非一様となっている状態において、プラズマ処理を行う、
    プラズマ処理方法。
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