JP3485896B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
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- H01J37/32192—Microwave generated discharge
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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- C23C16/24—Deposition of silicon only
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波電磁界によ
りプラズマを生成して所定の処理を行うプラズマ処理装
置に関する。
りプラズマを生成して所定の処理を行うプラズマ処理装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造において、酸化膜の形
成や半導体層の結晶成長、エッチング、またアッシング
などの処理を行うために、プラズマ処理装置が多用され
ている。これらのプラズマ処理装置の中に、比較的低い
圧力でも安定してプラズマを生成することができる高周
波プラズマ処理装置がある。この高周波プラズマ処理装
置は、平面アンテナを介して高周波電磁界を処理容器内
に導入して高密度プラズマを発生させるようにしてい
る。
成や半導体層の結晶成長、エッチング、またアッシング
などの処理を行うために、プラズマ処理装置が多用され
ている。これらのプラズマ処理装置の中に、比較的低い
圧力でも安定してプラズマを生成することができる高周
波プラズマ処理装置がある。この高周波プラズマ処理装
置は、平面アンテナを介して高周波電磁界を処理容器内
に導入して高密度プラズマを発生させるようにしてい
る。
【０００３】この高周波プラズマ処理装置をエッチング
装置に適用した場合を例に説明する。図２０は、従来か
らある高周波プラズマ処理装置を用いたエッチング装置
の構成図である。この図２０では、一部構成について断
面構造が示されている。円筒形状の処理容器１１１の上
部開口に、誘電板１１３が水平配置されている。これら
の接合部にシール部材１１２を介在させることにより、
処理容器１１１内部の気密性を確保している。処理容器
１１１の底部には真空排気用の排気口１１４が設けら
れ、また処理容器１１１の側壁にはガス供給用のノズル
１１６が設けられている。処理容器１１１内には、エッ
チング対象の基板１２１が載置される載置台１２２が収
容されている。この載置台１２２は高周波電源１２６に
より高周波電圧が印加される。
装置に適用した場合を例に説明する。図２０は、従来か
らある高周波プラズマ処理装置を用いたエッチング装置
の構成図である。この図２０では、一部構成について断
面構造が示されている。円筒形状の処理容器１１１の上
部開口に、誘電板１１３が水平配置されている。これら
の接合部にシール部材１１２を介在させることにより、
処理容器１１１内部の気密性を確保している。処理容器
１１１の底部には真空排気用の排気口１１４が設けら
れ、また処理容器１１１の側壁にはガス供給用のノズル
１１６が設けられている。処理容器１１１内には、エッ
チング対象の基板１２１が載置される載置台１２２が収
容されている。この載置台１２２は高周波電源１２６に
より高周波電圧が印加される。
【０００４】また、誘電板１１３上部には、高周波電磁
界としてマイクロ波ＭＷを処理容器１１１内に供給する
ラジアルアンテナ１３０が配設されている。誘電板１１
３及びラジアルアンテナ１３０の周囲はシールド材１１
７によって覆われている。ラジアルアンテナ１３０は、
ラジアル導波路を形成する互いに平行な２枚の導電板１
３１，１３２と、これらの導電板１３１，１３２の周縁
部を塞ぐリング部材１３３とから構成される。マイクロ
波ＭＷの放射面を構成する導電板１３１には、スロット
１３４が多数形成されている。ラジアルアンテナ１３０
は、導波路１４１を介してマイクロ波発生器１４５に接
続されている。
界としてマイクロ波ＭＷを処理容器１１１内に供給する
ラジアルアンテナ１３０が配設されている。誘電板１１
３及びラジアルアンテナ１３０の周囲はシールド材１１
７によって覆われている。ラジアルアンテナ１３０は、
ラジアル導波路を形成する互いに平行な２枚の導電板１
３１，１３２と、これらの導電板１３１，１３２の周縁
部を塞ぐリング部材１３３とから構成される。マイクロ
波ＭＷの放射面を構成する導電板１３１には、スロット
１３４が多数形成されている。ラジアルアンテナ１３０
は、導波路１４１を介してマイクロ波発生器１４５に接
続されている。
【０００５】このような構成のエッチング装置では、処
理容器１１１内を所定の真空度にした後、ノズル１１６
から例えばＣＦ4 とＡｒとの混合ガスを流量制御して供
給する。この状態で、マイクロ波発生器１４５から導波
路１４１を介して、マイクロ波ＭＷをラジアルアンテナ
１３０に供給する。ラジアルアンテナ１３０に供給され
たマイクロ波ＭＷはラジアル導波路の内部を伝搬しつ
つ、導電板１３１に形成された多数のスロット１３４か
ら放射される。導電板１３１は水平配置された平板状を
しているので、このマイクロ波ＭＷは鉛直方向に放射さ
れる。このマイクロ波ＭＷは、誘電板１１３を透過し
て、処理容器１１１内に導入される。
理容器１１１内を所定の真空度にした後、ノズル１１６
から例えばＣＦ4 とＡｒとの混合ガスを流量制御して供
給する。この状態で、マイクロ波発生器１４５から導波
路１４１を介して、マイクロ波ＭＷをラジアルアンテナ
１３０に供給する。ラジアルアンテナ１３０に供給され
たマイクロ波ＭＷはラジアル導波路の内部を伝搬しつ
つ、導電板１３１に形成された多数のスロット１３４か
ら放射される。導電板１３１は水平配置された平板状を
しているので、このマイクロ波ＭＷは鉛直方向に放射さ
れる。このマイクロ波ＭＷは、誘電板１１３を透過し
て、処理容器１１１内に導入される。
【０００６】処理容器１１１内に導入されたマイクロ波
ＭＷは、処理容器１１１内のガスを電離させて、処理対
象の基板１２１の上部空間Ｓ１にプラズマを生成する。
このとき、処理容器１１１内に導入されたマイクロ波Ｍ
Ｗのすべてが直接プラズマ生成によって吸収されるわけ
ではない。吸収されずに残ったマイクロ波ＭＷは、処理
容器１１１内で反射を繰り返して、ラジアルアンテナ１
３０とプラズマ生成空間Ｓ１との間の空間Ｓ２に定在波
を形成する。この定在波を形成するマイクロ波ＭＷもプ
ラズマ生成に関与することが分かっている。このように
して生成されたプラズマのイオンは、載置台１２２の負
電位によって引き出されて、エッチング処理に利用され
る。
ＭＷは、処理容器１１１内のガスを電離させて、処理対
象の基板１２１の上部空間Ｓ１にプラズマを生成する。
このとき、処理容器１１１内に導入されたマイクロ波Ｍ
Ｗのすべてが直接プラズマ生成によって吸収されるわけ
ではない。吸収されずに残ったマイクロ波ＭＷは、処理
容器１１１内で反射を繰り返して、ラジアルアンテナ１
３０とプラズマ生成空間Ｓ１との間の空間Ｓ２に定在波
を形成する。この定在波を形成するマイクロ波ＭＷもプ
ラズマ生成に関与することが分かっている。このように
して生成されたプラズマのイオンは、載置台１２２の負
電位によって引き出されて、エッチング処理に利用され
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図２０に示
した従来のエッチング装置では、プラズマが均一に生成
されていないという問題があった。このエッチング装置
で処理容器１１１内に生成されたプラズマを観察したと
ころ、後掲する図５（ａ）に示されるように、プラズマ
発生領域１５０の中央付近に、プラズマが高密度に発生
する部分１５１Ａ，１５１Ｂが確認された。このため、
従来では、処理対象の基板１２１において、プラズマの
高密度になっている下の領域ほど、エッチング処理が速
く進行するという問題が発生していた。このような処理
量のバラツキという問題は、図２０に示したエッチング
装置だけでなく、従来からあるプラズマ処理装置に共通
する問題であった。
した従来のエッチング装置では、プラズマが均一に生成
されていないという問題があった。このエッチング装置
で処理容器１１１内に生成されたプラズマを観察したと
ころ、後掲する図５（ａ）に示されるように、プラズマ
発生領域１５０の中央付近に、プラズマが高密度に発生
する部分１５１Ａ，１５１Ｂが確認された。このため、
従来では、処理対象の基板１２１において、プラズマの
高密度になっている下の領域ほど、エッチング処理が速
く進行するという問題が発生していた。このような処理
量のバラツキという問題は、図２０に示したエッチング
装置だけでなく、従来からあるプラズマ処理装置に共通
する問題であった。
【０００８】本発明は、以上のような問題点を解決する
ためになされたものであり、その目的は、高周波電磁界
により生成されたプラズマの分布を改善することにあ
る。
ためになされたものであり、その目的は、高周波電磁界
により生成されたプラズマの分布を改善することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のプラズマ処理装置は、被処理体を載
置する載置台が内部に配置された処理容器と、載置台に
対向配置され処理容器内に電磁界を供給するスロットア
ンテナと、このスロットアンテナのスロットが形成され
た放射面に対向配置された第１の誘電体部材とを備え、
スロットアンテナは、放射面を構成する第１の導電板
と、この第１の導電板からみて載置台と反対側に対向配
置された第２の導電板とを備え、第１の導電板と第２の
導電板との間の空間の電磁界をスロットを介して処理容
器内に供給するアンテナであり、第１及び第２の導電板
の少なくとも一方は、第１の誘電体部材に対して相対的
に傾斜していることを特徴とする。スロットアンテナと
しては、ラジアルアンテナ又はキャビティーアンテナな
どを使用することができる。
るために、本発明のプラズマ処理装置は、被処理体を載
置する載置台が内部に配置された処理容器と、載置台に
対向配置され処理容器内に電磁界を供給するスロットア
ンテナと、このスロットアンテナのスロットが形成され
た放射面に対向配置された第１の誘電体部材とを備え、
スロットアンテナは、放射面を構成する第１の導電板
と、この第１の導電板からみて載置台と反対側に対向配
置された第２の導電板とを備え、第１の導電板と第２の
導電板との間の空間の電磁界をスロットを介して処理容
器内に供給するアンテナであり、第１及び第２の導電板
の少なくとも一方は、第１の誘電体部材に対して相対的
に傾斜していることを特徴とする。スロットアンテナと
しては、ラジアルアンテナ又はキャビティーアンテナな
どを使用することができる。
【００１０】ここで、このプラズマ処理装置の作用を説
明する。スロットアンテナの第１の導電板が第１の誘電
体部材に対して傾斜している場合、スロットアンテナか
らの電磁界は第１の誘電体部材の法線方向に対して傾斜
する方向に入射する。処理容器内において第１の誘電体
部材と対向するプラズマ面はこの第１の誘電体部材に沿
った形状となるので、スロットアンテナから第１の誘電
体部材を介して処理容器内のプラズマに直接入射する電
磁界は、このプラズマ面の法線方向に対して傾斜する方
向に入射することになる。プラズマと第１の誘電体部材
との境界からプラズマ密度がカットオフ密度となる地点
に至るまでの電磁界の電界変化を簡単に説明すると、プ
ラズマ面に平行な方向成分の強度はほぼ一定値を維持す
るが、プラズマ面の法線方向成分の強度は単調に大きく
なって行く。したがって、電磁界をプラズマ面の法線方
向に対して傾斜する方向に入射させることにより、プラ
ズマ面の法線方向に入射させた場合と比較して、両成分
を合成した電界強度を大きくさせることができる。これ
により、スロットアンテナから直接入射した電磁界の電
界によるプラズマ生成効率を向上させることができる。
これにより、スロットアンテナから処理容器内に直接入
射した電磁界の電界によるプラズマ生成への寄与が大き
くなるので、処理容器内に形成される定在波の電界によ
るプラズマ生成への関与が相対的に低くなる。前者は後
者よりも制御が容易であるので、プラズマの分布を従来
よりも改善することができる。
明する。スロットアンテナの第１の導電板が第１の誘電
体部材に対して傾斜している場合、スロットアンテナか
らの電磁界は第１の誘電体部材の法線方向に対して傾斜
する方向に入射する。処理容器内において第１の誘電体
部材と対向するプラズマ面はこの第１の誘電体部材に沿
った形状となるので、スロットアンテナから第１の誘電
体部材を介して処理容器内のプラズマに直接入射する電
磁界は、このプラズマ面の法線方向に対して傾斜する方
向に入射することになる。プラズマと第１の誘電体部材
との境界からプラズマ密度がカットオフ密度となる地点
に至るまでの電磁界の電界変化を簡単に説明すると、プ
ラズマ面に平行な方向成分の強度はほぼ一定値を維持す
るが、プラズマ面の法線方向成分の強度は単調に大きく
なって行く。したがって、電磁界をプラズマ面の法線方
向に対して傾斜する方向に入射させることにより、プラ
ズマ面の法線方向に入射させた場合と比較して、両成分
を合成した電界強度を大きくさせることができる。これ
により、スロットアンテナから直接入射した電磁界の電
界によるプラズマ生成効率を向上させることができる。
これにより、スロットアンテナから処理容器内に直接入
射した電磁界の電界によるプラズマ生成への寄与が大き
くなるので、処理容器内に形成される定在波の電界によ
るプラズマ生成への関与が相対的に低くなる。前者は後
者よりも制御が容易であるので、プラズマの分布を従来
よりも改善することができる。
【００１１】同じく第１の導電板が第１の誘電体部材に
対して傾斜している場合、第１の導電板とプラズマ面と
の間の空間が変形する。これにより定在波モードが変化
するので、プラズマ生成分布が変化する。一方、スロッ
トアンテナを構成する第１及び第２の導電板のうち一方
の導電板が他方の導電板に対して傾斜している場合、ア
ンテナ内部の空間が分布をもつことになる。したがっ
て、アンテナの特性インピーダンスの分布が調整され
て、アンテナの放射量分布が調整されることにより、プ
ラズマ生成分布が調整される。
対して傾斜している場合、第１の導電板とプラズマ面と
の間の空間が変形する。これにより定在波モードが変化
するので、プラズマ生成分布が変化する。一方、スロッ
トアンテナを構成する第１及び第２の導電板のうち一方
の導電板が他方の導電板に対して傾斜している場合、ア
ンテナ内部の空間が分布をもつことになる。したがっ
て、アンテナの特性インピーダンスの分布が調整され
て、アンテナの放射量分布が調整されることにより、プ
ラズマ生成分布が調整される。
【００１２】上述した本発明のプラズマ処理装置におい
て、スロットアンテナの第１及び第２の導電板、並びに
第１の誘電体部材は共通の中心軸を有しており、それぞ
れこの中心軸に対して対称な立体形状をしていてもよ
い。換言すれば、中心軸を含むあらゆる平面で切ったと
きの断面形状が、中心軸に対して対称な形状をしていて
もよい。また、スロットアンテナの第１及び第２の導電
板を第１の誘電体部材に対して傾斜させるために、第１
及び第２の導電板並びに第１の誘電体部材の少なくとも
１つを、上に凸の形状としてもよいし、下に凸の形状と
してもよい。また、第１の導電板と第２の導電板との間
における電磁界の波長をλｇ（λｇ＞１０ｍｍ）とする
と、第１の導電板と第２の導電板との間隔を、５ｍｍ以
上λｇ／２未満とするとよい。間隔を５ｍｍ以上とする
ことにより導電板間の放電を防止することができ、λｇ
／２未満とすることにより導電板間に定在波が形成され
ることを防止することができる。
て、スロットアンテナの第１及び第２の導電板、並びに
第１の誘電体部材は共通の中心軸を有しており、それぞ
れこの中心軸に対して対称な立体形状をしていてもよ
い。換言すれば、中心軸を含むあらゆる平面で切ったと
きの断面形状が、中心軸に対して対称な形状をしていて
もよい。また、スロットアンテナの第１及び第２の導電
板を第１の誘電体部材に対して傾斜させるために、第１
及び第２の導電板並びに第１の誘電体部材の少なくとも
１つを、上に凸の形状としてもよいし、下に凸の形状と
してもよい。また、第１の導電板と第２の導電板との間
における電磁界の波長をλｇ（λｇ＞１０ｍｍ）とする
と、第１の導電板と第２の導電板との間隔を、５ｍｍ以
上λｇ／２未満とするとよい。間隔を５ｍｍ以上とする
ことにより導電板間の放電を防止することができ、λｇ
／２未満とすることにより導電板間に定在波が形成され
ることを防止することができる。
【００１３】上述した本発明のプラズマ処理装置におい
て、第１の誘電体部材は、平板状をしていてもよいし、
ドーム状をしていてもよい。また、第１の誘電体部材
を、処理容器内に配置された載置台から処理容器の内面
の少なくとも一部を隔離するベルジャーで構成してもよ
い。これにより、生成されたプラズマが処理容器の内面
に接触してスパッターすることによって起こる汚染を抑
制することができる。また、第１の誘電体部材に対して
載置台と異なる側に配置され第１の誘電体部材と共に密
閉空間を形成する第２の誘電体部材と、この密閉空間に
流体を流通させて第１の誘電体部材の温度を調整する流
通手段とを更に備えるようにしてもよい。ここで、第２
の誘電体部材は、第１の誘電体部材とスロットアンテナ
との間に配置されてもよいし、スロットアンテナの給電
線途中に配置されてもよい。
て、第１の誘電体部材は、平板状をしていてもよいし、
ドーム状をしていてもよい。また、第１の誘電体部材
を、処理容器内に配置された載置台から処理容器の内面
の少なくとも一部を隔離するベルジャーで構成してもよ
い。これにより、生成されたプラズマが処理容器の内面
に接触してスパッターすることによって起こる汚染を抑
制することができる。また、第１の誘電体部材に対して
載置台と異なる側に配置され第１の誘電体部材と共に密
閉空間を形成する第２の誘電体部材と、この密閉空間に
流体を流通させて第１の誘電体部材の温度を調整する流
通手段とを更に備えるようにしてもよい。ここで、第２
の誘電体部材は、第１の誘電体部材とスロットアンテナ
との間に配置されてもよいし、スロットアンテナの給電
線途中に配置されてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。 （第１の実施の形態）まず、本発明をエッチング装置に
適用した例を説明する。図１は、本発明の第１の実施の
形態であるエッチング装置の構成図である。この図１で
は、一部構成について断面構造が示されている。また、
説明の都合上、鉛直方向をＺ軸方向と定義する。
実施の形態を詳細に説明する。 （第１の実施の形態）まず、本発明をエッチング装置に
適用した例を説明する。図１は、本発明の第１の実施の
形態であるエッチング装置の構成図である。この図１で
は、一部構成について断面構造が示されている。また、
説明の都合上、鉛直方向をＺ軸方向と定義する。
【００１５】図１に示したエッチング装置は、上部が開
口している円筒形状の処理容器１１を有している。この
処理容器１１は、アルミニウムなどの導電体で形成され
ている。処理容器１１の上部開口には、平板状に成形さ
れた誘電板（第１の誘電体部材）１３が水平に配置され
ている。この誘電板１３には、厚さ２０〜３０ｍｍ程度
の石英ガラス又はセラミック（Ａｌ2 Ｏ3 又はＡｌＮな
ど）などが用いられる。処理容器１１と誘電板１３との
接合部はＯリングなどのシール部材１２を介在させてお
り、これにより処理容器１１内部の気密性を確保してい
る。
口している円筒形状の処理容器１１を有している。この
処理容器１１は、アルミニウムなどの導電体で形成され
ている。処理容器１１の上部開口には、平板状に成形さ
れた誘電板（第１の誘電体部材）１３が水平に配置され
ている。この誘電板１３には、厚さ２０〜３０ｍｍ程度
の石英ガラス又はセラミック（Ａｌ2 Ｏ3 又はＡｌＮな
ど）などが用いられる。処理容器１１と誘電板１３との
接合部はＯリングなどのシール部材１２を介在させてお
り、これにより処理容器１１内部の気密性を確保してい
る。
【００１６】処理容器１１の底部には、真空ポンプ（図
示せず）に連通する排気口１４が設けられており、処理
容器１１内部を所望の真空度にすることができる。ま
た、処理容器１１の側壁には、処理容器１１内にＡｒな
どのプラズマガスを導入するためのプラズマガス供給ノ
ズル１５と、ＣＦ4 などのエッチングガスを導入するた
めの処理ガス供給ノズル１６とが上下に設けられてい
る。これらのノズル１５，１６は石英パイプなどで構成
されている。処理容器１１内には、エッチング対象の基
板（被処理体）２１が上面に載置される載置台２２が収
容されている。載置台２２は処理容器１１の底部に絶縁
板２４を介して固設された支持台２３上に固定されてい
る。また、載置台２２はマッチングボックス２５を介し
て、バイアス用の高周波電源２６に接続されている。こ
の高周波電源２６は、例えば２〜１３．５６ＭＨｚの高
周波を発生する。
示せず）に連通する排気口１４が設けられており、処理
容器１１内部を所望の真空度にすることができる。ま
た、処理容器１１の側壁には、処理容器１１内にＡｒな
どのプラズマガスを導入するためのプラズマガス供給ノ
ズル１５と、ＣＦ4 などのエッチングガスを導入するた
めの処理ガス供給ノズル１６とが上下に設けられてい
る。これらのノズル１５，１６は石英パイプなどで構成
されている。処理容器１１内には、エッチング対象の基
板（被処理体）２１が上面に載置される載置台２２が収
容されている。載置台２２は処理容器１１の底部に絶縁
板２４を介して固設された支持台２３上に固定されてい
る。また、載置台２２はマッチングボックス２５を介し
て、バイアス用の高周波電源２６に接続されている。こ
の高周波電源２６は、例えば２〜１３．５６ＭＨｚの高
周波を発生する。
【００１７】また、誘電板１３上部にはラジアルアンテ
ナ３０Ａが放射面（後述する導電板３１）を下にして配
設されている。このラジアルアンテナ３０Ａは、高周波
電磁界としてマイクロ波ＭＷを処理容器１１内に供給す
るものである。誘電板１３は、ラジアルアンテナ３０Ａ
の放射面に対向配置され、この放射面全域を覆うことに
より、処理容器１１内で生成されるプラズマからラジア
ルアンテナ３０Ａを保護する。また、誘電板１３及びラ
ジアルアンテナ３０Ａの周囲はシールド材１７によって
覆われている。
ナ３０Ａが放射面（後述する導電板３１）を下にして配
設されている。このラジアルアンテナ３０Ａは、高周波
電磁界としてマイクロ波ＭＷを処理容器１１内に供給す
るものである。誘電板１３は、ラジアルアンテナ３０Ａ
の放射面に対向配置され、この放射面全域を覆うことに
より、処理容器１１内で生成されるプラズマからラジア
ルアンテナ３０Ａを保護する。また、誘電板１３及びラ
ジアルアンテナ３０Ａの周囲はシールド材１７によって
覆われている。
【００１８】ラジアルアンテナ３０Ａは、上記放射面を
構成する第１の導電板３１Ａと、この導電板３１Ａに対
して上方位置に対向配置された第２の導電板３２と、導
電板３１Ａ，３２の周縁部を塞ぐリング部材３３とから
構成される。導電板３１Ａ，３２及びリング部材３３
は、銅又はアルミニウムなどの導電体により形成され
る。アンテナ上面をなす導電板３２の中央部にはマイク
ロ波導入口３５が形成されている。また、アンテナ下面
をなす導電板３１Ａには、放射素子としてスロット３４
が多数形成されている。そして、２枚の導電板３１Ａ，
３２により、マイクロ波ＭＷを導くラジアル導波路が形
成される。
構成する第１の導電板３１Ａと、この導電板３１Ａに対
して上方位置に対向配置された第２の導電板３２と、導
電板３１Ａ，３２の周縁部を塞ぐリング部材３３とから
構成される。導電板３１Ａ，３２及びリング部材３３
は、銅又はアルミニウムなどの導電体により形成され
る。アンテナ上面をなす導電板３２の中央部にはマイク
ロ波導入口３５が形成されている。また、アンテナ下面
をなす導電板３１Ａには、放射素子としてスロット３４
が多数形成されている。そして、２枚の導電板３１Ａ，
３２により、マイクロ波ＭＷを導くラジアル導波路が形
成される。
【００１９】ラジアルアンテナ３０Ａの導電板３１Ａ，
３２及び誘電板１３はＺ軸方向に共通の中心軸を有して
おり、それぞれこの中心軸に対して対称な立体形状をし
ている。換言すれば、中心軸を含むあらゆる平面で切っ
たときの断面形状が、中心軸に対して対称な形状をして
いる。
３２及び誘電板１３はＺ軸方向に共通の中心軸を有して
おり、それぞれこの中心軸に対して対称な立体形状をし
ている。換言すれば、中心軸を含むあらゆる平面で切っ
たときの断面形状が、中心軸に対して対称な形状をして
いる。
【００２０】図２は、ラジアルアンテナ３０Ａの下面を
なす導電板３１Ａの構成図であり、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は平面図である。図１に示したようにアンテナ上
面をなす導電板３２が平板状であるのに対して、図２
（ａ）に示すように下面をなす導電板３１Ａは上に凸の
円錐面状をしている。したがって、導電板３１Ａの円錐
面は平板状をした誘電板１３に対して傾斜しており、こ
れが図１に示したエッチング装置の特徴となっている。
なす導電板３１Ａの構成図であり、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は平面図である。図１に示したようにアンテナ上
面をなす導電板３２が平板状であるのに対して、図２
（ａ）に示すように下面をなす導電板３１Ａは上に凸の
円錐面状をしている。したがって、導電板３１Ａの円錐
面は平板状をした誘電板１３に対して傾斜しており、こ
れが図１に示したエッチング装置の特徴となっている。
【００２１】この導電板３１Ａには、図２（ｂ）に示す
ように周方向に延びるスロット３４が同心円状に多数形
成されている。スロット３４はそれぞれが形成されてい
る箇所における導電板３１Ａの法線方向に切って形成さ
れている。各スロット３４の長さ、及び径方向における
隣接スロット３４間のピッチは、ラジアル導波路内にお
けるマイクロ波ＭＷの波長（後述する遅延部材３９によ
り短くなった波長）λg に基づいて設定される。いわゆ
るリーク型のアンテナを実現する場合には、上記ピッチ
がλg/20〜λg/30程度に設定される。
ように周方向に延びるスロット３４が同心円状に多数形
成されている。スロット３４はそれぞれが形成されてい
る箇所における導電板３１Ａの法線方向に切って形成さ
れている。各スロット３４の長さ、及び径方向における
隣接スロット３４間のピッチは、ラジアル導波路内にお
けるマイクロ波ＭＷの波長（後述する遅延部材３９によ
り短くなった波長）λg に基づいて設定される。いわゆ
るリーク型のアンテナを実現する場合には、上記ピッチ
がλg/20〜λg/30程度に設定される。
【００２２】図３は、ラジアルアンテナ３０Ａの拡大断
面図であり、導電板３１Ａの支持機構が記載されてい
る。図３に示すように、導電板３２の中央部は肉厚にな
っており、この部分の３カ所に矩形又は円形の貫通孔６
１が形成されている。この３個の貫通孔６１は、導電板
３２の中心をその中心とする同一円周上に等間隔に形成
されている。貫通孔６１には十分な長さを有するスタッ
ド６２が挿通されている。導電板３１Ａはネジ６３によ
りスタッド６２の下面に締結されている。導電板３１Ａ
に締結されたスタッド６２は、ナット６４により導電板
３２に固定されている。ナット６４の固定位置を調整す
ることにより、導電板３１Ａの傾斜を所望の角度とする
ことができる。なお、スタッド６２及びネジ６３には、
セラミックなどの誘電体で形成されたものが用いられ
る。スタッド６２をナット６４で導電板３２に固定せ
ず、モータなどの駆動装置を利用してスタッド６２を昇
降させることにより、導電板３１Ａの傾斜角を遠隔で変
化できるようにしてもよい。
面図であり、導電板３１Ａの支持機構が記載されてい
る。図３に示すように、導電板３２の中央部は肉厚にな
っており、この部分の３カ所に矩形又は円形の貫通孔６
１が形成されている。この３個の貫通孔６１は、導電板
３２の中心をその中心とする同一円周上に等間隔に形成
されている。貫通孔６１には十分な長さを有するスタッ
ド６２が挿通されている。導電板３１Ａはネジ６３によ
りスタッド６２の下面に締結されている。導電板３１Ａ
に締結されたスタッド６２は、ナット６４により導電板
３２に固定されている。ナット６４の固定位置を調整す
ることにより、導電板３１Ａの傾斜を所望の角度とする
ことができる。なお、スタッド６２及びネジ６３には、
セラミックなどの誘電体で形成されたものが用いられ
る。スタッド６２をナット６４で導電板３２に固定せ
ず、モータなどの駆動装置を利用してスタッド６２を昇
降させることにより、導電板３１Ａの傾斜角を遠隔で変
化できるようにしてもよい。
【００２３】図１の説明に戻る。ラジアルアンテナ３０
Ａでは、２枚の導電板３１Ａ，３２の間隔は５ｍｍ以
上、λg/２未満に設定される。ただし、λｇ＞１０ｍｍ
である。例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波ＭＷを使用
する場合、導電板３１Ａ，３２の間隔は６ｃｍ未満とな
る。この場合、導電板３１Ａの頂点における間隔が５ｍ
ｍ以上、導電板３１Ａの周縁における間隔が６ｃｍ未満
に設定される。間隔を５ｍｍ以上とすることにより、導
電板３１Ａ，３２間の放電を防止することができ、λｇ
／２未満とすることにより、導電板３１Ａ，３２間に定
在波が形成されることを防止することができる。
Ａでは、２枚の導電板３１Ａ，３２の間隔は５ｍｍ以
上、λg/２未満に設定される。ただし、λｇ＞１０ｍｍ
である。例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波ＭＷを使用
する場合、導電板３１Ａ，３２の間隔は６ｃｍ未満とな
る。この場合、導電板３１Ａの頂点における間隔が５ｍ
ｍ以上、導電板３１Ａの周縁における間隔が６ｃｍ未満
に設定される。間隔を５ｍｍ以上とすることにより、導
電板３１Ａ，３２間の放電を防止することができ、λｇ
／２未満とすることにより、導電板３１Ａ，３２間に定
在波が形成されることを防止することができる。
【００２４】また、導電板３１Ａ，３２から構成された
ラジアル導波路内には、セラミックなどの比誘電率が１
より大きい誘電体材料からなる遅延部材３９が収容され
ている。この遅延部材３９は、これに作用するマイクロ
波ＭＷの伝搬速度を低下させることによって、マイクロ
波ＭＷの波長を短くする機能を有している。この遅延部
材３９により、ラジアルアンテナ３０Ａによるマイクロ
波ＭＷの放射効率を向上させることができる。
ラジアル導波路内には、セラミックなどの比誘電率が１
より大きい誘電体材料からなる遅延部材３９が収容され
ている。この遅延部材３９は、これに作用するマイクロ
波ＭＷの伝搬速度を低下させることによって、マイクロ
波ＭＷの波長を短くする機能を有している。この遅延部
材３９により、ラジアルアンテナ３０Ａによるマイクロ
波ＭＷの放射効率を向上させることができる。
【００２５】ラジアルアンテナ３０Ａの中央部には、同
軸線路４１が接続されている。この同軸線路４１の外部
導体４１Ａは導体板３２のマイクロ波導入口３５周縁に
接続されている。また、同軸線路４１の中心導体４１Ｂ
の先端は円錐状に成形され、この円錐の底部が導体板３
１Ａの頂点に接続されている。このようにラジアルアン
テナ３０Ａに接続された同軸線路４１は、矩形・同軸変
換器４２及び矩形導波管４３を介して、マイクロ波発生
器４５に接続されている。このマイクロ波発生器４５
は、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波ＭＷを発生する
ものである。なお、マイクロ波ＭＷの周波数は１ＧＨｚ
〜１０数ＧＨｚの範囲内であればよい。また、矩形導波
管４３の途中にインピーダンスのマッチングを行うマッ
チング回路４４を設けることにより、電力の使用効率を
向上させることができる。
軸線路４１が接続されている。この同軸線路４１の外部
導体４１Ａは導体板３２のマイクロ波導入口３５周縁に
接続されている。また、同軸線路４１の中心導体４１Ｂ
の先端は円錐状に成形され、この円錐の底部が導体板３
１Ａの頂点に接続されている。このようにラジアルアン
テナ３０Ａに接続された同軸線路４１は、矩形・同軸変
換器４２及び矩形導波管４３を介して、マイクロ波発生
器４５に接続されている。このマイクロ波発生器４５
は、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波ＭＷを発生する
ものである。なお、マイクロ波ＭＷの周波数は１ＧＨｚ
〜１０数ＧＨｚの範囲内であればよい。また、矩形導波
管４３の途中にインピーダンスのマッチングを行うマッ
チング回路４４を設けることにより、電力の使用効率を
向上させることができる。
【００２６】次に、図１に示したエッチング装置の動作
を説明する。基板２１を載置台２２の上面に載置した状
態で、処理容器１１内を例えば０．０１〜１０Ｐａ程度
の真空度にする。次に、この真空度を維持しつつ、プラ
ズマガス供給ノズル１５からプラズマガスとしてＡｒを
供給し、処理ガス供給ノズル１６からＣＦ4 などのエッ
チングガスを流量制御して供給する。処理容器１１内に
プラズマガス及びエッチングガスが供給された状態で、
マイクロ波発生器４５からのマイクロ波ＭＷを矩形導波
管４３、矩形・同軸変換器４２及び同軸線路４１を介し
てラジアルアンテナ３０Ａに供給する。
を説明する。基板２１を載置台２２の上面に載置した状
態で、処理容器１１内を例えば０．０１〜１０Ｐａ程度
の真空度にする。次に、この真空度を維持しつつ、プラ
ズマガス供給ノズル１５からプラズマガスとしてＡｒを
供給し、処理ガス供給ノズル１６からＣＦ4 などのエッ
チングガスを流量制御して供給する。処理容器１１内に
プラズマガス及びエッチングガスが供給された状態で、
マイクロ波発生器４５からのマイクロ波ＭＷを矩形導波
管４３、矩形・同軸変換器４２及び同軸線路４１を介し
てラジアルアンテナ３０Ａに供給する。
【００２７】ラジアルアンテナ３０Ａに供給されたマイ
クロ波ＭＷは、導電板３１Ａ，３２によって構成される
ラジアル導波路の中央部から周縁部に向かって放射状に
伝搬してゆき、微細ピッチで形成された多数のスロット
３４から少しずつリークする。ラジアルアンテナ３０Ａ
からリークしたマイクロ波ＭＷは、誘電板１３を透過し
て、処理容器１１内に導入される。このマイクロ波ＭＷ
の電界がＡｒを電離させることにより、処理対象の基板
１１の上部空間Ｓ１にプラズマを生成する。このエッチ
ング装置では、載置台２２に負電位をバイアスすること
により、生成されたプラズマからイオンが引き出され
て、基板２１に対してエッチング処理が行われる。
クロ波ＭＷは、導電板３１Ａ，３２によって構成される
ラジアル導波路の中央部から周縁部に向かって放射状に
伝搬してゆき、微細ピッチで形成された多数のスロット
３４から少しずつリークする。ラジアルアンテナ３０Ａ
からリークしたマイクロ波ＭＷは、誘電板１３を透過し
て、処理容器１１内に導入される。このマイクロ波ＭＷ
の電界がＡｒを電離させることにより、処理対象の基板
１１の上部空間Ｓ１にプラズマを生成する。このエッチ
ング装置では、載置台２２に負電位をバイアスすること
により、生成されたプラズマからイオンが引き出され
て、基板２１に対してエッチング処理が行われる。
【００２８】次に、図１に示したエッチング装置の効果
を、図２０に示した従来からあるエッチング装置と対比
して説明する。ここでは図１，図２０に示したエッチン
グ装置で生成されたプラズマの分布を調べるために、こ
れらのプラズマの写真撮影を行った。図４は、この写真
撮影に使用した装置の説明図であり、（ａ）は図２０に
示したエッチング装置のラジアルアンテナ１３０の寸法
を示す断面図、（ｂ）は図１に示したエッチング装置の
ラジアルアンテナ３０Ａの寸法を示す断面図、（ｃ）は
ＣＣＤカメラの配置図である。
を、図２０に示した従来からあるエッチング装置と対比
して説明する。ここでは図１，図２０に示したエッチン
グ装置で生成されたプラズマの分布を調べるために、こ
れらのプラズマの写真撮影を行った。図４は、この写真
撮影に使用した装置の説明図であり、（ａ）は図２０に
示したエッチング装置のラジアルアンテナ１３０の寸法
を示す断面図、（ｂ）は図１に示したエッチング装置の
ラジアルアンテナ３０Ａの寸法を示す断面図、（ｃ）は
ＣＣＤカメラの配置図である。
【００２９】プラズマの写真撮影は、図４（ｃ）に示す
ように、基板２１，１２１が置かれていない載置台２
２，１２２の中央部にＣＣＤカメラ２９を配置して、プ
ラズマ生成空間Ｓ１を撮影することにより行った。この
とき、従来からあるエッチング装置に関しては、図４
（ａ）に示すような寸法のラジアルアンテナ１３０を使
用した。すなわち、導電板１３１の直径を４８０ｍｍ、
厚みを０．８ｍｍとし、リング部材１３３の高さを１５
ｍｍとした。また、図１に示したエッチング装置に関し
ては、図４（ｂ）に示すような寸法のラジアルアンテナ
３０Ａを使用した。すなわち、導電板３１Ａの直径と厚
み、リング部材３３の高さを上記ラジアルアンテナ１３
０と同寸法とし、導電板３１Ａの周縁を基準にした中心
の高さ（円錐面の高さ）を５ｍｍとした。
ように、基板２１，１２１が置かれていない載置台２
２，１２２の中央部にＣＣＤカメラ２９を配置して、プ
ラズマ生成空間Ｓ１を撮影することにより行った。この
とき、従来からあるエッチング装置に関しては、図４
（ａ）に示すような寸法のラジアルアンテナ１３０を使
用した。すなわち、導電板１３１の直径を４８０ｍｍ、
厚みを０．８ｍｍとし、リング部材１３３の高さを１５
ｍｍとした。また、図１に示したエッチング装置に関し
ては、図４（ｂ）に示すような寸法のラジアルアンテナ
３０Ａを使用した。すなわち、導電板３１Ａの直径と厚
み、リング部材３３の高さを上記ラジアルアンテナ１３
０と同寸法とし、導電板３１Ａの周縁を基準にした中心
の高さ（円錐面の高さ）を５ｍｍとした。
【００３０】図５は、このような条件の下でプラズマを
写真撮影したときに得られた像の模式図であり、（ａ）
は図２０に示したエッチング装置で得られた像、（ｂ）
は図１に示したエッチング装置で得られた像を示してい
る。図５（ａ）に示されているように、ラジアル導波路
を平行平板で構成したラジアルアンテナ１３０を使用し
た従来からあるエッチング装置では、プラズマ発生領域
１５０の中央付近に、プラズマが高密度に発生する部分
１５１Ａ，１５１Ｂが観測された。これに対して、放射
面となる導電板３１Ａを円錐面状にしたラジアルアンテ
ナ３０Ａを使用した図１に示したエッチング装置では、
図５（ｂ）に示すように、プラズマ発生領域５０にプラ
ズマが高密度に発生する部分１５１Ａ，１５１Ｂはな
く、均一に分布するプラズマが観測された。このように
図１に示したエッチング装置では、従来からあるエッチ
ング装置と比較して均一に分布するプラズマを生成でき
るので、基板２１に対するエッチングのむらを抑制でき
るという効果が得られる。
写真撮影したときに得られた像の模式図であり、（ａ）
は図２０に示したエッチング装置で得られた像、（ｂ）
は図１に示したエッチング装置で得られた像を示してい
る。図５（ａ）に示されているように、ラジアル導波路
を平行平板で構成したラジアルアンテナ１３０を使用し
た従来からあるエッチング装置では、プラズマ発生領域
１５０の中央付近に、プラズマが高密度に発生する部分
１５１Ａ，１５１Ｂが観測された。これに対して、放射
面となる導電板３１Ａを円錐面状にしたラジアルアンテ
ナ３０Ａを使用した図１に示したエッチング装置では、
図５（ｂ）に示すように、プラズマ発生領域５０にプラ
ズマが高密度に発生する部分１５１Ａ，１５１Ｂはな
く、均一に分布するプラズマが観測された。このように
図１に示したエッチング装置では、従来からあるエッチ
ング装置と比較して均一に分布するプラズマを生成でき
るので、基板２１に対するエッチングのむらを抑制でき
るという効果が得られる。
【００３１】次に、図１に示したような構造を有するラ
ジアルアンテナ３０Ａを使用することで、プラズマの分
布を改善できた理由を考察する。ラジアルアンテナ３０
Ａから処理容器１１に導入されたマイクロ波ＭＷの一部
がプラズマ生成においても吸収されず、ラジアルアンテ
ナ３０Ａとプラズマ生成空間Ｓ１との間の空間Ｓ２に定
在波を形成し、この定在波の電界がプラズマ生成に関わ
っていることは、従来からあるエッチング装置と同様で
ある。したがって、図１に示したエッチング装置でも、
ラジアルアンテナ３０Ａからプラズマへ直接入射したマ
イクロ波ＭＷの電界と、処理容器１１内に形成された定
在波の電界の両方がプラズマ生成に関与していると言え
る。
ジアルアンテナ３０Ａを使用することで、プラズマの分
布を改善できた理由を考察する。ラジアルアンテナ３０
Ａから処理容器１１に導入されたマイクロ波ＭＷの一部
がプラズマ生成においても吸収されず、ラジアルアンテ
ナ３０Ａとプラズマ生成空間Ｓ１との間の空間Ｓ２に定
在波を形成し、この定在波の電界がプラズマ生成に関わ
っていることは、従来からあるエッチング装置と同様で
ある。したがって、図１に示したエッチング装置でも、
ラジアルアンテナ３０Ａからプラズマへ直接入射したマ
イクロ波ＭＷの電界と、処理容器１１内に形成された定
在波の電界の両方がプラズマ生成に関与していると言え
る。
【００３２】そこで、図１に示したエッチング装置にお
いてプラズマの分布を改善できた理由を（１）直接入射
したマイクロ波ＭＷの電界によるプラズマ生成効率の向
上、（２）ラジアルアンテナ３０Ａ内の空間の分布の調
整、（３）定在波形成空間Ｓ２の形状の変化という３つ
の観点から、次のように説明することができる。
いてプラズマの分布を改善できた理由を（１）直接入射
したマイクロ波ＭＷの電界によるプラズマ生成効率の向
上、（２）ラジアルアンテナ３０Ａ内の空間の分布の調
整、（３）定在波形成空間Ｓ２の形状の変化という３つ
の観点から、次のように説明することができる。
【００３３】（１）ラジアルアンテナ３０Ａからプラズ
マへ直接入射したマイクロ波ＭＷの電界によるプラズマ
生成効率向上：図６は、Ｚ軸方向（図１では鉛直方向）
に対して垂直なプラズマ面を有するプラズマの密度変化
及びこのプラズマに入射したマイクロ波の電界強度変化
を示す概念図である。図６（ａ）において、横軸はプラ
ズマと誘電体板１３との境界面からＺ軸方向の距離であ
り、縦軸はプラズマ密度及び電界強度である。また、Ｚ
軸に垂直にＸ軸を設けると、実線はマイクロ波ＭＷの電
界ＥのＸ軸方向成分（すなわち、プラズマ面に平行な方
向成分）ＥX の強度、点線はマイクロ波ＭＷの電界Ｅの
Ｚ軸方向成分（すなわち、プラズマ面の法線方向の成
分）ＥZ の強度、一点鎖線はプラズマ密度をそれぞれ示
している。プラズマ面がＺ軸に対して垂直なプラズマの
密度は、プラズマと誘電体板１３との境界面からＺ軸方
向に離れるにしたがって、図６（ａ）の一点鎖線で示す
ように上昇してゆく。ここで、ある周波数に対してプラ
ズマの誘電率がゼロになる密度を、その周波数における
カットオフ密度という。
マへ直接入射したマイクロ波ＭＷの電界によるプラズマ
生成効率向上：図６は、Ｚ軸方向（図１では鉛直方向）
に対して垂直なプラズマ面を有するプラズマの密度変化
及びこのプラズマに入射したマイクロ波の電界強度変化
を示す概念図である。図６（ａ）において、横軸はプラ
ズマと誘電体板１３との境界面からＺ軸方向の距離であ
り、縦軸はプラズマ密度及び電界強度である。また、Ｚ
軸に垂直にＸ軸を設けると、実線はマイクロ波ＭＷの電
界ＥのＸ軸方向成分（すなわち、プラズマ面に平行な方
向成分）ＥX の強度、点線はマイクロ波ＭＷの電界Ｅの
Ｚ軸方向成分（すなわち、プラズマ面の法線方向の成
分）ＥZ の強度、一点鎖線はプラズマ密度をそれぞれ示
している。プラズマ面がＺ軸に対して垂直なプラズマの
密度は、プラズマと誘電体板１３との境界面からＺ軸方
向に離れるにしたがって、図６（ａ）の一点鎖線で示す
ように上昇してゆく。ここで、ある周波数に対してプラ
ズマの誘電率がゼロになる密度を、その周波数における
カットオフ密度という。
【００３４】このようなプラズマに対して、図６（ｂ）
に示すようにマイクロ波ＭＷをＺ軸方向に対して傾斜す
る方向に入射させた場合、電界のＸ軸方向成分ＥX の強
度は図６（ａ）の実線で示すように、プラズマ密度がカ
ットオフ密度となる地点Ｚ１までほぼ一定値を維持する
が、この地点Ｚ１をこえると指数関数的に低下する。こ
れに対して、電界のＺ方向成分ＥZ の強度は図６（ａ）
の点線で示すように、プラズマに入射した直後から上昇
し、地点Ｚ１で極大を示してから下降に転ずる。この原
理は「R.B.White,F.F.Chen,Amplification and Absorpt
ion of Electromagnetic Waves in Overdense Plasmas,
Plasma Physics,vol.16,pp565-587」に記載されてい
る。Ｚ軸方向（すなわちプラズマ面の法線方向）に対し
て傾斜する方向にマイクロ波ＭＷを入射させれば、電界
のＺ方向成分ＥZ ができるので、Ｚ軸方向に入射させた
場合と比較して、両成分ＥX，ＥZを合成した電界強度を
大きくすることができる。
に示すようにマイクロ波ＭＷをＺ軸方向に対して傾斜す
る方向に入射させた場合、電界のＸ軸方向成分ＥX の強
度は図６（ａ）の実線で示すように、プラズマ密度がカ
ットオフ密度となる地点Ｚ１までほぼ一定値を維持する
が、この地点Ｚ１をこえると指数関数的に低下する。こ
れに対して、電界のＺ方向成分ＥZ の強度は図６（ａ）
の点線で示すように、プラズマに入射した直後から上昇
し、地点Ｚ１で極大を示してから下降に転ずる。この原
理は「R.B.White,F.F.Chen,Amplification and Absorpt
ion of Electromagnetic Waves in Overdense Plasmas,
Plasma Physics,vol.16,pp565-587」に記載されてい
る。Ｚ軸方向（すなわちプラズマ面の法線方向）に対し
て傾斜する方向にマイクロ波ＭＷを入射させれば、電界
のＺ方向成分ＥZ ができるので、Ｚ軸方向に入射させた
場合と比較して、両成分ＥX，ＥZを合成した電界強度を
大きくすることができる。
【００３５】図１に示したエッチング装置では、ラジア
ルアンテナ３０Ａの放射面をなす導電板３１Ａは、前述
したように上に凸の円錐面状をしている。つまり、この
導電板３１Ａは水平面に対して傾斜している。このよう
な導電板３１Ａに形成されたスロット３４からリークし
たマイクロ波ＭＷは、鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して傾
斜する方向に放射され、水平配置された誘電板１３の法
線方向（Ｚ軸方向）に対して所定の角度をもって入射す
る。一方、処理容器１１内のプラズマ生成空間Ｓ１は誘
電板１３により制約されるので、誘電板１３と対向する
プラズマ面はこの誘電板１３に沿った形状となり水平面
となる。したがって、導電板３１Ａからリークしたマイ
クロ波ＭＷは、誘電板１３と対向するプラズマ面の法線
方向（Ｚ軸方向）に対して傾斜する方向に入射すること
になる。
ルアンテナ３０Ａの放射面をなす導電板３１Ａは、前述
したように上に凸の円錐面状をしている。つまり、この
導電板３１Ａは水平面に対して傾斜している。このよう
な導電板３１Ａに形成されたスロット３４からリークし
たマイクロ波ＭＷは、鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して傾
斜する方向に放射され、水平配置された誘電板１３の法
線方向（Ｚ軸方向）に対して所定の角度をもって入射す
る。一方、処理容器１１内のプラズマ生成空間Ｓ１は誘
電板１３により制約されるので、誘電板１３と対向する
プラズマ面はこの誘電板１３に沿った形状となり水平面
となる。したがって、導電板３１Ａからリークしたマイ
クロ波ＭＷは、誘電板１３と対向するプラズマ面の法線
方向（Ｚ軸方向）に対して傾斜する方向に入射すること
になる。
【００３６】したがって、上述した原理にしたがえば、
ラジアルアンテナ３０Ａを使用することにより、プラズ
マ生成空間Ｓ１に従来よりも大きな電界を形成できるの
で、ラジアルアンテナ３０Ａから直接入射したマイクロ
波ＭＷの電界によるプラズマ生成効率を向上させること
ができる。これにより、ラジアルアンテナ３０Ａから直
接入射したマイクロ波ＭＷの電界によるプラズマ生成へ
の寄与が大きくなり、処理容器１１内の空間Ｓ２に形成
される定在波の電界によるプラズマ生成への関与が相対
的に低くなる。
ラジアルアンテナ３０Ａを使用することにより、プラズ
マ生成空間Ｓ１に従来よりも大きな電界を形成できるの
で、ラジアルアンテナ３０Ａから直接入射したマイクロ
波ＭＷの電界によるプラズマ生成効率を向上させること
ができる。これにより、ラジアルアンテナ３０Ａから直
接入射したマイクロ波ＭＷの電界によるプラズマ生成へ
の寄与が大きくなり、処理容器１１内の空間Ｓ２に形成
される定在波の電界によるプラズマ生成への関与が相対
的に低くなる。
【００３７】ラジアルアンテナ３０Ａからプラズマへ直
接入射したマイクロ波ＭＷの電界によるプラズマの生成
は、比較的容易に制御できる。例えば、ラジアルアンテ
ナ３０Ａのスロット３４の配置を調整することで、プラ
ズマの生成を制御できる。これに対して、定在波の電界
によるプラズマの生成は制御が困難である。図１に示し
たエッチング装置では、上述したように、直接入射した
マイクロ波ＭＷの電界によるプラズマ生成を、定在波の
電界によるプラズマ生成よりも優勢にすることができる
ので、所望のプラズマ分布となるようにプラズマの生成
を制御することができる。よって、図５（ｂ）に示した
ような均一なプラズマ分布を得られたと考えられる。
接入射したマイクロ波ＭＷの電界によるプラズマの生成
は、比較的容易に制御できる。例えば、ラジアルアンテ
ナ３０Ａのスロット３４の配置を調整することで、プラ
ズマの生成を制御できる。これに対して、定在波の電界
によるプラズマの生成は制御が困難である。図１に示し
たエッチング装置では、上述したように、直接入射した
マイクロ波ＭＷの電界によるプラズマ生成を、定在波の
電界によるプラズマ生成よりも優勢にすることができる
ので、所望のプラズマ分布となるようにプラズマの生成
を制御することができる。よって、図５（ｂ）に示した
ような均一なプラズマ分布を得られたと考えられる。
【００３８】図７は、マイクロ波ＭＷの吸収係数の角度
依存性を示す図である。横軸は放射面に対するマイクロ
波ＭＷの放射角度θの余弦であり、縦軸は吸収係数ηで
ある。この図から、プラズマ中の電子密度ｎe にもよる
が、放射角度θがおよそ３０゜〜５０゜において吸収係
数が最大となることが分かる。したがって、このような
角度θでマイクロ波ＭＷを放射することにより、ラジア
ルアンテナ３０Ａから直接入射したマイクロ波ＭＷの電
界によるプラズマ生成が支配的になるので、プラズマ分
布の制御を正確に行うことができる。
依存性を示す図である。横軸は放射面に対するマイクロ
波ＭＷの放射角度θの余弦であり、縦軸は吸収係数ηで
ある。この図から、プラズマ中の電子密度ｎe にもよる
が、放射角度θがおよそ３０゜〜５０゜において吸収係
数が最大となることが分かる。したがって、このような
角度θでマイクロ波ＭＷを放射することにより、ラジア
ルアンテナ３０Ａから直接入射したマイクロ波ＭＷの電
界によるプラズマ生成が支配的になるので、プラズマ分
布の制御を正確に行うことができる。
【００３９】（２）ラジアルアンテナ３０Ａ内の空間の
分布の調整：ラジアルアンテナ３０Ａ内の空間（すなわ
ち、図４（ｂ）に示す２枚の導電板３１Ａ，３２の間
隔）の分布は、ラジアルアンテナ３０Ａの特性インピー
ダンスの分布に関わり、この特性インピーダンスの分布
は、ラジアルアンテナ３０Ａからのマイクロ波ＭＷのリ
ーク量分布に関わっている。つまり、導電板３１Ａ，３
２の間隔が狭いラジアルアンテナ３０Ａの中央部（円錐
面の頂点付近）では、特性インピーダンスが小さいので
リーク量が大きく、導電板３１Ａ，３２の間隔が広いラ
ジアルアンテナ３０Ａの周縁部では、特性インピーダン
スが大きいのでリーク量が小さくなる。このようにラジ
アルアンテナ３０Ａは、内部空間が分布を有することに
より、マイクロ波ＭＷのリーク量分布が調整され、プラ
ズマ生成分布が調整されたと考えられる。
分布の調整：ラジアルアンテナ３０Ａ内の空間（すなわ
ち、図４（ｂ）に示す２枚の導電板３１Ａ，３２の間
隔）の分布は、ラジアルアンテナ３０Ａの特性インピー
ダンスの分布に関わり、この特性インピーダンスの分布
は、ラジアルアンテナ３０Ａからのマイクロ波ＭＷのリ
ーク量分布に関わっている。つまり、導電板３１Ａ，３
２の間隔が狭いラジアルアンテナ３０Ａの中央部（円錐
面の頂点付近）では、特性インピーダンスが小さいので
リーク量が大きく、導電板３１Ａ，３２の間隔が広いラ
ジアルアンテナ３０Ａの周縁部では、特性インピーダン
スが大きいのでリーク量が小さくなる。このようにラジ
アルアンテナ３０Ａは、内部空間が分布を有することに
より、マイクロ波ＭＷのリーク量分布が調整され、プラ
ズマ生成分布が調整されたと考えられる。
【００４０】（３）定在波形成空間Ｓ２の形状の変化：
放射面を構成する導電板３１Ａを円錐面状とすることに
よって、定在波形成空間Ｓ２が変形する。これにより定
在波モードが変化するので、プラズマ生成分布が変化し
たと考えられる。
放射面を構成する導電板３１Ａを円錐面状とすることに
よって、定在波形成空間Ｓ２が変形する。これにより定
在波モードが変化するので、プラズマ生成分布が変化し
たと考えられる。
【００４１】次に、図１に示したラジアルアンテナ３０
Ａの変形例を示す。図８は、ラジアルアンテナの第１変
形例の断面形状を模式的に示す図である。この図に示す
ラジアルアンテナ３０Ｂのように、放射面を構成する第
１の導電板として、下に凸の円錐面状をした導電板３１
Ｂを用いてもよい。
Ａの変形例を示す。図８は、ラジアルアンテナの第１変
形例の断面形状を模式的に示す図である。この図に示す
ラジアルアンテナ３０Ｂのように、放射面を構成する第
１の導電板として、下に凸の円錐面状をした導電板３１
Ｂを用いてもよい。
【００４２】図９は、ラジアルアンテナの第２変形例の
断面形状を模式的に示す図である。図９（ａ）に示すラ
ジアルアンテナ３０Ｃは、上に凸の円錐面状をした第
１，第２の導電板３１Ａ，３２Ａを、互いに平行に配置
したものである。また、図９（ｂ）に示すラジアルアン
テナ３０Ｄは、下に凸の円錐面状をした第１，第２の導
電板３１Ｂ，３２Ｂを、互いに平行に配置したものであ
る。このようなラジアルアンテナ３０Ｃ，３０Ｄでは、
内部空間のインピーダンス分布の調整による処理容器１
１内のプラズマ生成分布の調整作用は得られない。しか
し、ラジアルアンテナ３０Ｃ，３０Ｄからプラズマへ直
接入射したマイクロ波ＭＷの電界によるプラズマ生成効
率を向上させることができ、定在波形成空間Ｓ２の変形
によって定在波の電界を弱めることができるので、従来
よりも良好なプラズマ分布を得られる。
断面形状を模式的に示す図である。図９（ａ）に示すラ
ジアルアンテナ３０Ｃは、上に凸の円錐面状をした第
１，第２の導電板３１Ａ，３２Ａを、互いに平行に配置
したものである。また、図９（ｂ）に示すラジアルアン
テナ３０Ｄは、下に凸の円錐面状をした第１，第２の導
電板３１Ｂ，３２Ｂを、互いに平行に配置したものであ
る。このようなラジアルアンテナ３０Ｃ，３０Ｄでは、
内部空間のインピーダンス分布の調整による処理容器１
１内のプラズマ生成分布の調整作用は得られない。しか
し、ラジアルアンテナ３０Ｃ，３０Ｄからプラズマへ直
接入射したマイクロ波ＭＷの電界によるプラズマ生成効
率を向上させることができ、定在波形成空間Ｓ２の変形
によって定在波の電界を弱めることができるので、従来
よりも良好なプラズマ分布を得られる。
【００４３】図１０は、ラジアルアンテナの第３変形例
の断面形状を模式的に示す図である。図１０（ａ）に示
すラジアルアンテナ３０Ｅは、放射面を構成する第１の
導電板として平板状の導電板３１を用い、第２の導電板
として上に凸の円錐面状をした導電板３２Ａを用いたも
のである。また、図１０（ｂ）に示すラジアルアンテナ
３０Ｆは、同じく平板状の導電板３１を用い、第２の導
電板として下に凸の円錐面状をした導電板３２Ｂを用い
たものである。このようなラジアルアンテナ３０Ｅ，３
０Ｆでは、内部空間のインピーダンス分布の調整により
処理容器１１内のプラズマ生成分布を調整できるので、
従来よりも良好なプラズマ分布を得られる。
の断面形状を模式的に示す図である。図１０（ａ）に示
すラジアルアンテナ３０Ｅは、放射面を構成する第１の
導電板として平板状の導電板３１を用い、第２の導電板
として上に凸の円錐面状をした導電板３２Ａを用いたも
のである。また、図１０（ｂ）に示すラジアルアンテナ
３０Ｆは、同じく平板状の導電板３１を用い、第２の導
電板として下に凸の円錐面状をした導電板３２Ｂを用い
たものである。このようなラジアルアンテナ３０Ｅ，３
０Ｆでは、内部空間のインピーダンス分布の調整により
処理容器１１内のプラズマ生成分布を調整できるので、
従来よりも良好なプラズマ分布を得られる。
【００４４】以上で例示したラジアルアンテナ３０Ａ〜
３０Ｆは、第１，第２の導電板として上又は下に凸の円
錐面状をした導電板を用いたものであるが、第１，第２
の導電板は曲面など他の凸形状であってもよい。また、
ラジアルアンテナはリーク型ではなく、いわゆる放射型
であってもよい。放射型のアンテナを実現する場合に
は、径方向における隣接スロット３４間のピッチを、ラ
ジアル導波路内におけるマイクロ波ＭＷの波長λg 程度
に設定すればよい。
３０Ｆは、第１，第２の導電板として上又は下に凸の円
錐面状をした導電板を用いたものであるが、第１，第２
の導電板は曲面など他の凸形状であってもよい。また、
ラジアルアンテナはリーク型ではなく、いわゆる放射型
であってもよい。放射型のアンテナを実現する場合に
は、径方向における隣接スロット３４間のピッチを、ラ
ジアル導波路内におけるマイクロ波ＭＷの波長λg 程度
に設定すればよい。
【００４５】（第２の実施の形態）図１１は、本発明の
第２の実施の形態であるエッチング装置の構成図であ
る。この図において、図１と同一部分を同一符号をもっ
て示し、適宜その説明を省略する。このエッチング装置
で用いられるラジアルアンテナ３０は、放射面を構成す
る第１の導電板３１と、この導電板３１とともにラジア
ル導波路を形成する第２の導波路３２とが、平行平板で
構成されている。導電板３１，３２は水平に配置されて
いる。一方、ラジアルアンテナ３０の放射面に対向配置
される誘電板（第１の誘電体部材）１３Ａはドーム状を
している。したがって、この誘電板１３Ａは、ラジアル
アンテナ３０の放射面に対して傾斜する面を有してい
る。なお、誘電板１３Ａは中心軸に対して対称な形状を
している。誘電板１３Ａとラジアルアンテナ３０との間
には円筒形状のスペーサ１８を介在させている。また、
誘電板１３、ラジアルアンテナ３０Ａ及びスペーサ１８
の周囲はシールド材１７によって覆われている。
第２の実施の形態であるエッチング装置の構成図であ
る。この図において、図１と同一部分を同一符号をもっ
て示し、適宜その説明を省略する。このエッチング装置
で用いられるラジアルアンテナ３０は、放射面を構成す
る第１の導電板３１と、この導電板３１とともにラジア
ル導波路を形成する第２の導波路３２とが、平行平板で
構成されている。導電板３１，３２は水平に配置されて
いる。一方、ラジアルアンテナ３０の放射面に対向配置
される誘電板（第１の誘電体部材）１３Ａはドーム状を
している。したがって、この誘電板１３Ａは、ラジアル
アンテナ３０の放射面に対して傾斜する面を有してい
る。なお、誘電板１３Ａは中心軸に対して対称な形状を
している。誘電板１３Ａとラジアルアンテナ３０との間
には円筒形状のスペーサ１８を介在させている。また、
誘電板１３、ラジアルアンテナ３０Ａ及びスペーサ１８
の周囲はシールド材１７によって覆われている。
【００４６】上述したように、ラジアルアンテナ３０の
放射面をなす導電板３１は、水平配置された平板状をし
ている。このため、導電板３１に形成されたスロット３
４からリークしたマイクロ波ＭＷは、鉛直方向（Ｚ軸方
向）に放射される。一方、処理容器１１内のプラズマ生
成空間Ｓ１は誘電板１３Ａにより制約されるので、誘電
板１３Ａと対向するプラズマ面はこの誘電板１３Ａに沿
った曲面となる。このプラズマ面の法線方向は、中心部
分を除き、鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して傾斜してい
る。したがって、導電板３１Ａから鉛直方向（Ｚ軸方
向）に放射されたマイクロ波ＭＷは、誘電板１３Ａと対
向するプラズマ面の法線方向に対して傾斜する方向に入
射することになる。これは図１に示したラジアルアンテ
ナ３０Ａを使用した場合と同じ状態である。
放射面をなす導電板３１は、水平配置された平板状をし
ている。このため、導電板３１に形成されたスロット３
４からリークしたマイクロ波ＭＷは、鉛直方向（Ｚ軸方
向）に放射される。一方、処理容器１１内のプラズマ生
成空間Ｓ１は誘電板１３Ａにより制約されるので、誘電
板１３Ａと対向するプラズマ面はこの誘電板１３Ａに沿
った曲面となる。このプラズマ面の法線方向は、中心部
分を除き、鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して傾斜してい
る。したがって、導電板３１Ａから鉛直方向（Ｚ軸方
向）に放射されたマイクロ波ＭＷは、誘電板１３Ａと対
向するプラズマ面の法線方向に対して傾斜する方向に入
射することになる。これは図１に示したラジアルアンテ
ナ３０Ａを使用した場合と同じ状態である。
【００４７】したがって、前述したのと同じ原理で、ラ
ジアルアンテナ３０からプラズマへ直接入射したマイク
ロ波ＭＷの電界によるプラズマ生成を定在波の電界によ
るプラズマ生成よりも優勢にできる。このため、従来よ
りも良好なプラズマ分布を得られる。なお、誘電板１３
Ａの形状は、上又は下に凸の円錐面状など、他の凸形状
であってもよい。
ジアルアンテナ３０からプラズマへ直接入射したマイク
ロ波ＭＷの電界によるプラズマ生成を定在波の電界によ
るプラズマ生成よりも優勢にできる。このため、従来よ
りも良好なプラズマ分布を得られる。なお、誘電板１３
Ａの形状は、上又は下に凸の円錐面状など、他の凸形状
であってもよい。
【００４８】（第３の実施の形態）以上ではラジアルア
ンテナを用いた例を説明したが、これに限ることはな
く、他のスロットアンテナ、例えばアンテナ下面にスロ
ットが形成されたキャビティーアンテナを用いても同様
の効果を得られる。図１２は、キャビティーアンテナが
適用された本発明の第３の実施の形態であるエッチング
装置の構成図である。この図において、図１と同一部分
を同一符号をもって示し、適宜その説明を省略する。ま
た、図１３は、キャビティーアンテナの放射面の平面図
である。キャビティーアンテナ７０Ａは、放射面を構成
する第１の導電板７１Ａと、この導電板７１Ａに対して
上方位置に対向配置された第２の導電板７２と、導電板
７１Ａ，７２の周縁部を塞ぐリング部材７３とから構成
される。導電板７１Ａ，７２及びリング部材７３は、銅
又はアルミニウムなどの導電体により形成される。
ンテナを用いた例を説明したが、これに限ることはな
く、他のスロットアンテナ、例えばアンテナ下面にスロ
ットが形成されたキャビティーアンテナを用いても同様
の効果を得られる。図１２は、キャビティーアンテナが
適用された本発明の第３の実施の形態であるエッチング
装置の構成図である。この図において、図１と同一部分
を同一符号をもって示し、適宜その説明を省略する。ま
た、図１３は、キャビティーアンテナの放射面の平面図
である。キャビティーアンテナ７０Ａは、放射面を構成
する第１の導電板７１Ａと、この導電板７１Ａに対して
上方位置に対向配置された第２の導電板７２と、導電板
７１Ａ，７２の周縁部を塞ぐリング部材７３とから構成
される。導電板７１Ａ，７２及びリング部材７３は、銅
又はアルミニウムなどの導電体により形成される。
【００４９】アンテナ上面をなす導電板７２にはマイク
ロ波発生器４５からのマイクロ波ＭＷをアンテナ内部に
導入するマイクロ波導入口７５が形成されている。この
マイクロ波導入口７５は、導電板７２の中央部に形成さ
れている必要はない。アンテナ下面をなす導電板７１Ａ
には、図１３に示すように周方向に延びるスロット７４
が同心円状に複数形成されている。また、この導電板７
１Ａの形状は、図２に示したラジアルアンテナ３０Ａの
導電板３１Ａと同様に、上に凸の円錐面状をしている。
したがって、導電板７１Ａの円錐面は、平板状をした誘
電板１３に対して傾斜している。
ロ波発生器４５からのマイクロ波ＭＷをアンテナ内部に
導入するマイクロ波導入口７５が形成されている。この
マイクロ波導入口７５は、導電板７２の中央部に形成さ
れている必要はない。アンテナ下面をなす導電板７１Ａ
には、図１３に示すように周方向に延びるスロット７４
が同心円状に複数形成されている。また、この導電板７
１Ａの形状は、図２に示したラジアルアンテナ３０Ａの
導電板３１Ａと同様に、上に凸の円錐面状をしている。
したがって、導電板７１Ａの円錐面は、平板状をした誘
電板１３に対して傾斜している。
【００５０】そして、導電板７１Ａ，７２及びリング部
材７３により、マイクロ波ＭＷを所定のモードで共振さ
せる空洞共振器が構成される。この空洞共振器内に遅延
部材を配置してもよい。なお、導電板７１Ａに形成され
ている各スロット７４の長さ、及び径方向における隣接
スロット７４間のピッチＰは、空洞共振器内におけるマ
イクロ波ＭＷの波長λg に基づいて設定される。このう
ちピッチＰはλg であることが望ましいが、λg 以下で
あってもかまわない。図１２において、４８は円筒導波
管、４９は矩形・円筒変換器である。
材７３により、マイクロ波ＭＷを所定のモードで共振さ
せる空洞共振器が構成される。この空洞共振器内に遅延
部材を配置してもよい。なお、導電板７１Ａに形成され
ている各スロット７４の長さ、及び径方向における隣接
スロット７４間のピッチＰは、空洞共振器内におけるマ
イクロ波ＭＷの波長λg に基づいて設定される。このう
ちピッチＰはλg であることが望ましいが、λg 以下で
あってもかまわない。図１２において、４８は円筒導波
管、４９は矩形・円筒変換器である。
【００５１】また、本発明で用いるキャビティーアンテ
ナは、上述したラジアルアンテナ３０Ａ〜３０Ｆと同様
に、アンテナの上面・下面をなす２枚の導電板のうち少
なくとも一方が誘電板１３に対して傾斜していればよ
い。図１４は、このようなキャビティーアンテナの変形
例の断面形状を模式的に示す図である。図１４（ａ）に
示すキャビティーアンテナ７０Ｂは、放射面を構成する
第１の導電板として、下に凸の円錐面状をした導電板７
１Ｂを用いたものであり、図８に示したラジアルアンテ
ナ３０Ｂに対応する。
ナは、上述したラジアルアンテナ３０Ａ〜３０Ｆと同様
に、アンテナの上面・下面をなす２枚の導電板のうち少
なくとも一方が誘電板１３に対して傾斜していればよ
い。図１４は、このようなキャビティーアンテナの変形
例の断面形状を模式的に示す図である。図１４（ａ）に
示すキャビティーアンテナ７０Ｂは、放射面を構成する
第１の導電板として、下に凸の円錐面状をした導電板７
１Ｂを用いたものであり、図８に示したラジアルアンテ
ナ３０Ｂに対応する。
【００５２】図１４（ｂ）に示すキャビティーアンテナ
７０Ｃは、上に凸の円錐面状をした第１，第２の導電板
７１Ａ，７２Ａを、互いに平行に配置したものであり、
図９（ａ）に示したラジアルアンテナ３０Ｃに対応す
る。図１４（ｃ）に示すキャビティーアンテナ７０Ｄ
は、下に凸の円錐面状をした第１，第２の導電板７１
Ｂ，７２Ｂを、互いに平行に配置したものであり、図９
（ｂ）に示したラジアルアンテナ３０Ｄに対応する。
７０Ｃは、上に凸の円錐面状をした第１，第２の導電板
７１Ａ，７２Ａを、互いに平行に配置したものであり、
図９（ａ）に示したラジアルアンテナ３０Ｃに対応す
る。図１４（ｃ）に示すキャビティーアンテナ７０Ｄ
は、下に凸の円錐面状をした第１，第２の導電板７１
Ｂ，７２Ｂを、互いに平行に配置したものであり、図９
（ｂ）に示したラジアルアンテナ３０Ｄに対応する。
【００５３】図１４（ｄ）に示すキャビティーアンテナ
７０Ｅは、第１の導電板として平板状の導電板７１を用
い、第２の導電板として上に凸の円錐面状をした導電板
７２Ａを用いたものであり、図１０（ａ）に示したラジ
アルアンテナ３０Ｅに対応する。図１４（ｅ）に示すキ
ャビティーアンテナ７０Ｆは、同じく平板状の導電板７
１を用い、第２の導電板として下に凸の円錐面状をした
導電板７２Ｂを用いたものであり、図１０（ｂ）に示し
たラジアルアンテナ３０Ｅに対応する。
７０Ｅは、第１の導電板として平板状の導電板７１を用
い、第２の導電板として上に凸の円錐面状をした導電板
７２Ａを用いたものであり、図１０（ａ）に示したラジ
アルアンテナ３０Ｅに対応する。図１４（ｅ）に示すキ
ャビティーアンテナ７０Ｆは、同じく平板状の導電板７
１を用い、第２の導電板として下に凸の円錐面状をした
導電板７２Ｂを用いたものであり、図１０（ｂ）に示し
たラジアルアンテナ３０Ｅに対応する。
【００５４】（第４の実施の形態）図１５は、本発明の
第４の実施の形態であるエッチング装置の構成図であ
る。この図において、図１１と同一部分を同一符号をも
って示し、適宜その説明を省略する。このエッチング装
置は、ドーム状の誘電板１３Ａに代えて、処理位置にあ
る基板２１の周囲を覆う半球状又はお椀状のベルジャー
（第１の誘電体部材）８３Ａを有している。具体的に
は、半球状又はお椀状のベルジャー８３Ａの開口部を下
側にして処理位置上方からかぶせ、処理位置下方の処理
容器１１Ａ側壁にベルジャー８３Ａの開口部周縁を固定
した構造となっている。したがって、プラズマが比較的
高密度で存在する空間に近接する処理容器１１Ａの側壁
は、ベルジャー８３Ａにより載置台２２Ａから隔離され
る。このベルジャー８３Ａは、厚さ３〜３０ｍｍ程度の
石英ガラス又はセラミック（Ａｌ2 Ｏ3 又はＡｌＮな
ど）などの誘電体で形成されている。また、処理容器１
１Ａとベルジャー８３Ａとの接合部には、Ｏリングなど
のシール部材１２Ａを介在させている。
第４の実施の形態であるエッチング装置の構成図であ
る。この図において、図１１と同一部分を同一符号をも
って示し、適宜その説明を省略する。このエッチング装
置は、ドーム状の誘電板１３Ａに代えて、処理位置にあ
る基板２１の周囲を覆う半球状又はお椀状のベルジャー
（第１の誘電体部材）８３Ａを有している。具体的に
は、半球状又はお椀状のベルジャー８３Ａの開口部を下
側にして処理位置上方からかぶせ、処理位置下方の処理
容器１１Ａ側壁にベルジャー８３Ａの開口部周縁を固定
した構造となっている。したがって、プラズマが比較的
高密度で存在する空間に近接する処理容器１１Ａの側壁
は、ベルジャー８３Ａにより載置台２２Ａから隔離され
る。このベルジャー８３Ａは、厚さ３〜３０ｍｍ程度の
石英ガラス又はセラミック（Ａｌ2 Ｏ3 又はＡｌＮな
ど）などの誘電体で形成されている。また、処理容器１
１Ａとベルジャー８３Ａとの接合部には、Ｏリングなど
のシール部材１２Ａを介在させている。
【００５５】基板２１が配置される載置台２２Ａは、処
理容器１１Ａの底部を遊貫する昇降軸２７によって支持
され、上下動自在となっている。基板を搬入搬出口１９
から搬入又は搬出するときは、載置台２２Ａを下に降ろ
し、エッチング処理を行うときは、載置台２２Ａを上げ
て基板２１を処理位置に配置することができる。処理容
器１１Ａの底部には、セラミックなどからなる絶縁板２
４Ａが設けられている。また、処理容器１１Ａとベルジ
ャー８３Ａとで形成された処理室の気密性を確保するた
め、載置台２２Ａと絶縁板２４Ａとの間に、昇降軸２７
を囲むようにベローズ２８が設けられている。さらに、
処理容器１１Ａの底部には、真空ポンプ（図示せず）に
接続された排気口１４Ａが設けら、処理容器１１Ａの側
壁には、処理室内にプラズマガス及びエッチングガスを
導入するためのノズル１５Ａが設けられている。このノ
ズル１５Ａは基板２１の処理位置の上側までのびてお
り、ガスが載置台２２Ａの上部空間に放出されるように
なっている。
理容器１１Ａの底部を遊貫する昇降軸２７によって支持
され、上下動自在となっている。基板を搬入搬出口１９
から搬入又は搬出するときは、載置台２２Ａを下に降ろ
し、エッチング処理を行うときは、載置台２２Ａを上げ
て基板２１を処理位置に配置することができる。処理容
器１１Ａの底部には、セラミックなどからなる絶縁板２
４Ａが設けられている。また、処理容器１１Ａとベルジ
ャー８３Ａとで形成された処理室の気密性を確保するた
め、載置台２２Ａと絶縁板２４Ａとの間に、昇降軸２７
を囲むようにベローズ２８が設けられている。さらに、
処理容器１１Ａの底部には、真空ポンプ（図示せず）に
接続された排気口１４Ａが設けら、処理容器１１Ａの側
壁には、処理室内にプラズマガス及びエッチングガスを
導入するためのノズル１５Ａが設けられている。このノ
ズル１５Ａは基板２１の処理位置の上側までのびてお
り、ガスが載置台２２Ａの上部空間に放出されるように
なっている。
【００５６】上述したように、ベルジャー８３Ａは半球
状又はお椀状をしており、ラジアルアンテナ３０の放射
面（導体板３１）に対して傾斜する面を有している。し
たがって、図１１に示したエッチング装置と同様に、従
来よりも良好なプラズマ分布を得られる。また、プラズ
マ生成空間Ｓ１を含むプラズマが比較的高密度で存在す
る空間に近接する領域では、処理容器１１Ａの側壁がベ
ルジャー８３Ａでカバーされているので、生成されたプ
ラズマが処理容器１１Ａの側壁に接触して金属表面をス
パッターすることによって起こる処理室内の汚染を抑制
することができる。
状又はお椀状をしており、ラジアルアンテナ３０の放射
面（導体板３１）に対して傾斜する面を有している。し
たがって、図１１に示したエッチング装置と同様に、従
来よりも良好なプラズマ分布を得られる。また、プラズ
マ生成空間Ｓ１を含むプラズマが比較的高密度で存在す
る空間に近接する領域では、処理容器１１Ａの側壁がベ
ルジャー８３Ａでカバーされているので、生成されたプ
ラズマが処理容器１１Ａの側壁に接触して金属表面をス
パッターすることによって起こる処理室内の汚染を抑制
することができる。
【００５７】図１６は、図１５に示したエッチング装置
の変形例を示す構成図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）
は載置台２２の平面図である。この図において、図１１
と同一部分を同一符号をもって示し、適宜その説明を省
略する。この図１６（ａ）に示すように、半球状又はお
椀状のベルジャー（第１の誘電体部材）８３Ｂが載置台
２２の上面に配置される構造としてもよい。この場合、
シール材１２Ｂにより密閉された載置台２２とベルジャ
ー８３Ｂとにより処理室が形成される。載置台２２、支
持台２３、絶縁板２４及び処理容器１１底部には、排気
用の貫通孔１４Ｂと、ガス導入用の貫通孔１５Ｂとが形
成されている。図１６（ｂ）に示すように、貫通孔１４
Ｂ，１５Ｂは載置台２２等の周縁部に形成されている。
なお、貫通孔１５Ｂから導入されたガスが隣接する貫通
孔１４Ｂから直接排気されないように、ガス導入用の貫
通孔１５Ｂに図１６（ａ）に示すガイド１５Ｃを取り付
けるとよい。このように、載置台２２の上面をベルジャ
ー８３Ｂで覆う構造とすることにより、載置台２２の上
面が処理容器１１の金属表面から完全に隔離されるの
で、上述した汚染をより効果的に抑制できる。
の変形例を示す構成図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）
は載置台２２の平面図である。この図において、図１１
と同一部分を同一符号をもって示し、適宜その説明を省
略する。この図１６（ａ）に示すように、半球状又はお
椀状のベルジャー（第１の誘電体部材）８３Ｂが載置台
２２の上面に配置される構造としてもよい。この場合、
シール材１２Ｂにより密閉された載置台２２とベルジャ
ー８３Ｂとにより処理室が形成される。載置台２２、支
持台２３、絶縁板２４及び処理容器１１底部には、排気
用の貫通孔１４Ｂと、ガス導入用の貫通孔１５Ｂとが形
成されている。図１６（ｂ）に示すように、貫通孔１４
Ｂ，１５Ｂは載置台２２等の周縁部に形成されている。
なお、貫通孔１５Ｂから導入されたガスが隣接する貫通
孔１４Ｂから直接排気されないように、ガス導入用の貫
通孔１５Ｂに図１６（ａ）に示すガイド１５Ｃを取り付
けるとよい。このように、載置台２２の上面をベルジャ
ー８３Ｂで覆う構造とすることにより、載置台２２の上
面が処理容器１１の金属表面から完全に隔離されるの
で、上述した汚染をより効果的に抑制できる。
【００５８】（第５の実施の形態）図１７は、本発明の
第５の実施の形態であるエッチング装置の構成図であ
る。この図において、図１及び図１５と同一部分を同一
符号をもって示し、適宜その説明を省略する。このエッ
チング装置は、放射面が円錐面状をしたラジアルアンテ
ナ３０Ａと、半球状又はお椀状のベルジャー８３Ａとを
組み合わせて構成したものである。アンテナ形状による
マイクロ波ＭＷの放射角度変化と、ベルジャー形状によ
るプラズマ面の角度変化とを相互に作用させることによ
り、マイクロ波ＭＷのプラズマへの吸収効率の面内分布
を調整することができる。
第５の実施の形態であるエッチング装置の構成図であ
る。この図において、図１及び図１５と同一部分を同一
符号をもって示し、適宜その説明を省略する。このエッ
チング装置は、放射面が円錐面状をしたラジアルアンテ
ナ３０Ａと、半球状又はお椀状のベルジャー８３Ａとを
組み合わせて構成したものである。アンテナ形状による
マイクロ波ＭＷの放射角度変化と、ベルジャー形状によ
るプラズマ面の角度変化とを相互に作用させることによ
り、マイクロ波ＭＷのプラズマへの吸収効率の面内分布
を調整することができる。
【００５９】また、図１８に示すように、放射面が円錐
面状をしたラジアルアンテナ３０Ａと、ドーム状の誘電
板１３Ａとを組み合わせて構成しても、同様の作用効果
を得られる。なお、アンテナとベルジャー又は誘電板と
の組合せは、上述したものに限定されず、ラジアルアン
テナ３０Ａ〜３０Ｆとベルジャー８３Ａ，８３Ｂ又は誘
電板１３Ａとのいかなる組合せを用いてもよい。
面状をしたラジアルアンテナ３０Ａと、ドーム状の誘電
板１３Ａとを組み合わせて構成しても、同様の作用効果
を得られる。なお、アンテナとベルジャー又は誘電板と
の組合せは、上述したものに限定されず、ラジアルアン
テナ３０Ａ〜３０Ｆとベルジャー８３Ａ，８３Ｂ又は誘
電板１３Ａとのいかなる組合せを用いてもよい。
【００６０】（第６の実施の形態）以上では、本発明を
エッチング装置に適用した例を説明してきたが、例えば
プラズマＣＶＤ（chemical vaper deposition ）装置な
どの他のプラズマ処理装置に本発明を適用してもよい。
そこで次に、本発明をＣＶＤ装置に適用した例を説明す
る。図１９は、本発明の第６の実施の形態であるＣＶＤ
装置の構成図である。この図において、図１７と同一部
分を同一符号をもって示し、適宜その説明を省略する。
このＣＶＤ装置は、基板２１を加熱するヒーター９１
や、処理室内にＳｉＨ4とＨ2 との混合ガスなどを導入
するガス供給ノズル９２など、ＣＶＤ装置に必要な構成
を有するほか、放射面が円錐面状をしたラジアルアンテ
ナ３０Ａと、処理位置にある基板２１の周囲を覆う半球
状又はお椀状のベルジャー（第１の誘電体部材）８３Ａ
とを備え、図１６に示したエッチング装置と同様の特徴
を有している。
エッチング装置に適用した例を説明してきたが、例えば
プラズマＣＶＤ（chemical vaper deposition ）装置な
どの他のプラズマ処理装置に本発明を適用してもよい。
そこで次に、本発明をＣＶＤ装置に適用した例を説明す
る。図１９は、本発明の第６の実施の形態であるＣＶＤ
装置の構成図である。この図において、図１７と同一部
分を同一符号をもって示し、適宜その説明を省略する。
このＣＶＤ装置は、基板２１を加熱するヒーター９１
や、処理室内にＳｉＨ4とＨ2 との混合ガスなどを導入
するガス供給ノズル９２など、ＣＶＤ装置に必要な構成
を有するほか、放射面が円錐面状をしたラジアルアンテ
ナ３０Ａと、処理位置にある基板２１の周囲を覆う半球
状又はお椀状のベルジャー（第１の誘電体部材）８３Ａ
とを備え、図１６に示したエッチング装置と同様の特徴
を有している。
【００６１】また、このＣＶＤ装置では、処理容器１１
Ａの上部開口が誘電体板（第２の誘電体部材）１３で密
閉されている。また、ベルジャー８３Ａと誘電体板１３
と処理容器１１Ａとによって囲まれた密閉空間に所定温
度のガスを流通させてベルジャー８３Ａを温度調整する
ために、流通手段としてノズル９３と排気口９４とが処
理容器１１Ａの側壁に設けられている。ノズル９３から
導入されるガスには、マイクロ波ＭＷを吸収しにくいガ
スとして例えばＮ2 が用いられる。このガスの温度は、
ベルジャー８３Ａよりも高い温度に設定され、その上限
は６００℃とする。
Ａの上部開口が誘電体板（第２の誘電体部材）１３で密
閉されている。また、ベルジャー８３Ａと誘電体板１３
と処理容器１１Ａとによって囲まれた密閉空間に所定温
度のガスを流通させてベルジャー８３Ａを温度調整する
ために、流通手段としてノズル９３と排気口９４とが処
理容器１１Ａの側壁に設けられている。ノズル９３から
導入されるガスには、マイクロ波ＭＷを吸収しにくいガ
スとして例えばＮ2 が用いられる。このガスの温度は、
ベルジャー８３Ａよりも高い温度に設定され、その上限
は６００℃とする。
【００６２】図１９に示したＣＶＤ装置の動作を説明す
る。まず、ヒーター９１を１５０℃程度にして基板２１
を加熱した状態で、ガス供給ノズル９２から処理室内に
ＳｉＨ4 とＨ2 との混合ガスを導入する。ラジアルアン
テナ３０Ａから処理室内にマイクロ波ＭＷを供給する
と、ＳｉＨ4 が解離してＳｉＨx （ｘ＝１，２，３，
４）となり、このＳｉＨx が基板２１の表面で反応して
アモルファスＳｉ（以下、ａ−Ｓｉと略記する）が成膜
される。このとき、ベルジャー８３Ａが常温であれば、
ベルジャー８３Ａの内面にＳｉＨx が付着し、ａ−Ｓｉ
が成膜される。このａ−Ｓｉによってラジアルアンテナ
３０Ａからのマイクロ波ＭＷの導入が阻害されることに
なる。しかし、ベルジャー８３Ａと誘電体板１３との間
の空間に６００℃以下の温度、例えば１５０℃〜３００
℃のＮ2 を流通させてベルジャー８３Ａを加温すること
によりＳｉＨx が付着しにくくなるので、ベルジャー８
３Ａ内面におけるａ−Ｓｉの成膜を低減できる。したが
って、ベルジャー８３Ａを介して処理室内に導入される
マイクロ波ＭＷの損失を低減し、効率よくプラズマを生
成して成膜を行うことができる。
る。まず、ヒーター９１を１５０℃程度にして基板２１
を加熱した状態で、ガス供給ノズル９２から処理室内に
ＳｉＨ4 とＨ2 との混合ガスを導入する。ラジアルアン
テナ３０Ａから処理室内にマイクロ波ＭＷを供給する
と、ＳｉＨ4 が解離してＳｉＨx （ｘ＝１，２，３，
４）となり、このＳｉＨx が基板２１の表面で反応して
アモルファスＳｉ（以下、ａ−Ｓｉと略記する）が成膜
される。このとき、ベルジャー８３Ａが常温であれば、
ベルジャー８３Ａの内面にＳｉＨx が付着し、ａ−Ｓｉ
が成膜される。このａ−Ｓｉによってラジアルアンテナ
３０Ａからのマイクロ波ＭＷの導入が阻害されることに
なる。しかし、ベルジャー８３Ａと誘電体板１３との間
の空間に６００℃以下の温度、例えば１５０℃〜３００
℃のＮ2 を流通させてベルジャー８３Ａを加温すること
によりＳｉＨx が付着しにくくなるので、ベルジャー８
３Ａ内面におけるａ−Ｓｉの成膜を低減できる。したが
って、ベルジャー８３Ａを介して処理室内に導入される
マイクロ波ＭＷの損失を低減し、効率よくプラズマを生
成して成膜を行うことができる。
【００６３】なお、ベルジャー８３Ａと誘電体板１３と
処理容器１１Ａとによって囲まれた密閉空間に流通させ
る流体は、ガスに限らず、液体であってもよい。この場
合、例えばガルデン（パーフルオロポリエーテル）又は
フロリケートなど、マイクロ波ＭＷを吸収しにくい液体
を用いることが好ましい。また、上記の温度より低温の
流体を密閉空間に流通させて、ベルジャー８３Ａを冷却
するようにしてもよい。マイクロ波ＭＷの作用によって
ベルジャー８３Ａの温度が高くなりすぎると、ベルジャ
ー８３Ａが破損する原因となる。また、図１６に示した
エッチング装置では、ベルジャー８３Ａの輻射熱で基板
２１上のレジストが焼け、所望のパターンにエッチンで
きないことがある。しかし、このようにしてベルジャー
８３Ａを冷却することにより、上記の問題を回避するこ
とができる。
処理容器１１Ａとによって囲まれた密閉空間に流通させ
る流体は、ガスに限らず、液体であってもよい。この場
合、例えばガルデン（パーフルオロポリエーテル）又は
フロリケートなど、マイクロ波ＭＷを吸収しにくい液体
を用いることが好ましい。また、上記の温度より低温の
流体を密閉空間に流通させて、ベルジャー８３Ａを冷却
するようにしてもよい。マイクロ波ＭＷの作用によって
ベルジャー８３Ａの温度が高くなりすぎると、ベルジャ
ー８３Ａが破損する原因となる。また、図１６に示した
エッチング装置では、ベルジャー８３Ａの輻射熱で基板
２１上のレジストが焼け、所望のパターンにエッチンで
きないことがある。しかし、このようにしてベルジャー
８３Ａを冷却することにより、上記の問題を回避するこ
とができる。
【００６４】また、ベルジャー８３Ａと共に密閉空間を
形成する第２の誘電体部材は、ベルジャー８３Ａに対し
て載置台２２Ａと異なる側に配置されればよい。したが
って、ラジアルアンテナ３０Ａの給電線である同軸線路
４１の途中に第２の誘電体部材を詰めて密閉空間を形成
してもよい。この場合、ラジアルアンテナ３０Ａの内部
にも流体が流通することになる。第５及び第６の実施の
形態ではスロットアンテナとしてラジアルアンテナを用
いた例を説明したが、図１２〜図１４に示したキャビテ
ィーアンテナを用いても同様の効果を得られる。
形成する第２の誘電体部材は、ベルジャー８３Ａに対し
て載置台２２Ａと異なる側に配置されればよい。したが
って、ラジアルアンテナ３０Ａの給電線である同軸線路
４１の途中に第２の誘電体部材を詰めて密閉空間を形成
してもよい。この場合、ラジアルアンテナ３０Ａの内部
にも流体が流通することになる。第５及び第６の実施の
形態ではスロットアンテナとしてラジアルアンテナを用
いた例を説明したが、図１２〜図１４に示したキャビテ
ィーアンテナを用いても同様の効果を得られる。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるプラ
ズマ処理装置では、スロットアンテナを構成する第１及
び第２の導電板の少なくとも一方が、第１の導電板に対
向配置された第１の誘電体部材に対して相対的に傾斜し
た構成となっている。放射面を構成する第１の導電板が
第１の誘電体部材に対して傾斜している場合、スロット
アンテナから直接入射する電磁界の電界によるプラズマ
生成を、処理容器内に形成される定在波の電界によるプ
ラズマ生成よりも優勢にすることができる。また、第１
の導電板とプラズマ面との間の空間が変形するので、定
在波モードが変化する。さらに、第１の導電板が第２の
導電板に対して傾斜している場合、アンテナの特性イン
ピーダンスの分布が調整されることにより、アンテナの
放射量分布が調整される。これらの作用が相俟って、プ
ラズマの分布を従来よりも改善することができる。
ズマ処理装置では、スロットアンテナを構成する第１及
び第２の導電板の少なくとも一方が、第１の導電板に対
向配置された第１の誘電体部材に対して相対的に傾斜し
た構成となっている。放射面を構成する第１の導電板が
第１の誘電体部材に対して傾斜している場合、スロット
アンテナから直接入射する電磁界の電界によるプラズマ
生成を、処理容器内に形成される定在波の電界によるプ
ラズマ生成よりも優勢にすることができる。また、第１
の導電板とプラズマ面との間の空間が変形するので、定
在波モードが変化する。さらに、第１の導電板が第２の
導電板に対して傾斜している場合、アンテナの特性イン
ピーダンスの分布が調整されることにより、アンテナの
放射量分布が調整される。これらの作用が相俟って、プ
ラズマの分布を従来よりも改善することができる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態であるエッチング
装置の構成図である。
装置の構成図である。
【図２】 ラジアルアンテナの下面をなす第１の導電板
の構成図である。
の構成図である。
【図３】 ラジアルアンテナの拡大断面図である。
【図４】 プラズマの写真撮影に使用した装置の説明図
である。
である。
【図５】 プラズマを写真撮影したときに得られた像の
模式図である。
模式図である。
【図６】 Ｚ軸方向に対して垂直なプラズマ面を有する
プラズマの密度変化及びこのプラズマに入射したマイク
ロ波の電界強度変化を示す概念図である。
プラズマの密度変化及びこのプラズマに入射したマイク
ロ波の電界強度変化を示す概念図である。
【図７】 マイクロ波の吸収係数の角度依存性を示す図
である。
である。
【図８】 ラジアルアンテナの第１変形例の断面形状を
模式的に示す図である。
模式的に示す図である。
【図９】 ラジアルアンテナの第２変形例の断面形状を
模式的に示す図である。
模式的に示す図である。
【図１０】 ラジアルアンテナの第３変形例の断面形状
を模式的に示す図である。
を模式的に示す図である。
【図１１】 本発明の第２の実施の形態であるエッチン
グ装置の構成図である。
グ装置の構成図である。
【図１２】 本発明の第３の実施の形態であるエッチン
グ装置の構成図である。
グ装置の構成図である。
【図１３】 キャビティーアンテナの下面をなす第１の
導電板の平面図である。
導電板の平面図である。
【図１４】 キャビティーアンテナの変形例の断面形状
を模式的に示す図である。
を模式的に示す図である。
【図１５】 本発明の第４の実施の形態であるエッチン
グ装置の構成図である。
グ装置の構成図である。
【図１６】 図１５に示したエッチング装置の変形例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図１７】 本発明の第５の実施の形態であるエッチン
グ装置の構成図である。
グ装置の構成図である。
【図１８】 図１７に示したエッチング装置の変形例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図１９】 本発明の第６の実施の形態であるＣＶＤ装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図２０】 従来からあるマイクロ波プラズマ処理装置
を用いたエッチング装置の構成図である。
を用いたエッチング装置の構成図である。
１１…処理容器、１２…シール部材、１３，１３Ａ…誘
電板、１４…排気口、１５，１６…ノズル、１７…シー
ルド材、１８…スペーサ、２１…基板、２２…載置台、
２３…支持台、２４…絶縁板、２５…マッチングボック
ス、２６…高周波電源、２９…ＣＣＤカメラ、３０，３
０Ａ〜３０Ｆ…ラジアルアンテナ、３１，３１Ａ，３１
Ｂ，７１，７１Ａ，７１Ｂ…第１の導電板、３２，３２
Ａ，３２Ｂ，７２，７２Ａ，７２Ｂ…第２の導電板、３
３，７３…リング部材、３４，７４…スロット、３５，
７５…マイクロ波導入口、３９…遅延部材、４１…同軸
線路、４１Ａ…外部導体、４１Ｂ…中心導体、４２…矩
形・同軸変換器、４３…矩形導波管、４４…マッチング
回路、４５…マイクロ波発生器、５０…プラズマ発生領
域、６１…貫通孔、６２…スタッド、６３…ネジ、６４
…ナット、７０Ａ〜７０Ｆ…キャビティーアンテナ、Ｍ
Ｗ…マイクロ波、Ｓ１…プラズマ生成空間、Ｓ２…定在
波形成空間。
電板、１４…排気口、１５，１６…ノズル、１７…シー
ルド材、１８…スペーサ、２１…基板、２２…載置台、
２３…支持台、２４…絶縁板、２５…マッチングボック
ス、２６…高周波電源、２９…ＣＣＤカメラ、３０，３
０Ａ〜３０Ｆ…ラジアルアンテナ、３１，３１Ａ，３１
Ｂ，７１，７１Ａ，７１Ｂ…第１の導電板、３２，３２
Ａ，３２Ｂ，７２，７２Ａ，７２Ｂ…第２の導電板、３
３，７３…リング部材、３４，７４…スロット、３５，
７５…マイクロ波導入口、３９…遅延部材、４１…同軸
線路、４１Ａ…外部導体、４１Ｂ…中心導体、４２…矩
形・同軸変換器、４３…矩形導波管、４４…マッチング
回路、４５…マイクロ波発生器、５０…プラズマ発生領
域、６１…貫通孔、６２…スタッド、６３…ネジ、６４
…ナット、７０Ａ〜７０Ｆ…キャビティーアンテナ、Ｍ
Ｗ…マイクロ波、Ｓ１…プラズマ生成空間、Ｓ２…定在
波形成空間。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 篠原 己拔
神奈川県横浜市緑区中山町1119 日本高
周波株式会社内
(72)発明者 八坂 保能
京都府宇治市木幡須留５−107
(56)参考文献 特開 平11−67725（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−162178（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−181046（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−188237（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−176593（ＪＰ，Ａ)
特開2001−167900（ＪＰ，Ａ)
特開2000−294548（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/3065
C23C 16/511
H01L 21/205
H05H 1/46
Claims (11)
- 【請求項１】 被処理体を載置する載置台が内部に配置
された処理容器と、前記載置台に対向配置され前記処理
容器内に電磁界を供給するスロットアンテナと、このス
ロットアンテナのスロットが形成された放射面に対向配
置された第１の誘電体部材とを備えたプラズマ処理装置
において、 前記スロットアンテナは、前記放射面を構成する第１の
導電板と、この第１の導電板からみて前記載置台と反対
側に対向配置された第２の導電板とを備え、前記第１の
導電板と前記第２の導電板との間の空間の電磁界を前記
スロットを介して前記処理容器内に供給するアンテナで
あり、 前記第１及び第２の導電板の少なくとも一方は、前記第
１の誘電体部材に対して相対的に傾斜していることを特
徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のプラズマ処理装置におい
て、 前記スロットアンテナは、ラジアルアンテナであること
を特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 請求項１記載のプラズマ処理装置におい
て、 前記スロットアンテナは、キャビティーアンテナである
ことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 請求項１又は２記載のプラズマ処理装置
において、 前記スロットアンテナの第１及び第２の導電板、並びに
前記第１の誘電体部材の形状は、共通の中心軸に対して
対称であることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４いずれか１項に記載のプラ
ズマ処理装置において、 前記スロットアンテナの第１及び第２の導電板、並びに
前記第１の誘電体部材の少なくとも１つは、上に凸の形
状をしていることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項６】 請求項１〜４いずれか１項に記載のプラ
ズマ処理装置において、 前記スロットアンテナの第１及び第２の導電板、並びに
前記第１の誘電体部材の少なくとも１つは、下に凸の形
状をしていることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項７】 請求項１〜６いずれか１項に記載のプラ
ズマ処理装置において、 前記第１の導電板と第２の導電板との間隔は、前記第１
の導電板と第２の導電板との間における電磁界の波長を
λｇ（λｇ＞１０ｍｍ）とすると、５ｍｍ以上λｇ／２
未満であることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項８】 請求項１〜４いずれか１項記載のプラズ
マ処理装置において、 前記第１の誘電体部材は、平板状をしていることを特徴
とするプラズマ処理装置。 - 【請求項９】 請求項１〜４いずれか１項記載のプラズ
マ処理装置において、 前記第１の誘電体部材は、ドーム状をしていることを特
徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項１０】 請求項１〜４いずれか１項記載のプラ
ズマ処理装置において、 前記第１の誘電体部材は、前記処理容器の内面の少なく
とも一部を前記載置台から隔離するベルジャーであるこ
とを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項１１】 請求項１０記載のプラズマ処理装置に
おいて、 前記第１の誘電体部材に対して前記載置台と異なる側に
配置され前記第１の誘電体部材と共に密閉空間を形成す
る第２の誘電体部材と、 前記密閉空間に流体を流通させて前記第１の誘電体部材
の温度調整をする流通手段とを更に備えたことを特徴と
するプラズマ処理装置。
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