JP3957397B2

JP3957397B2 - プラズマ処理装置

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Publication number: JP3957397B2
Application number: JP11997498A
Authority: JP
Inventors: 憲一高木; 行人中川
Original assignee: Canon Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2018-04-14
Also published as: JPH11297494A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマ処理装置に関し、特に、プラズマＣＶＤおよびプラズマエッチングに応用されるプラズマ処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプラズマ処理装置の一例は特開平７−３０７２００号公報に開示される。このプラズマ処理装置で使用される従来のプラズマ生成用アンテナを図２０〜図２６を参照して説明する。
【０００３】
図２０は従来のプラズマ生成用アンテナの作用を説明する図である。プラズマ生成用アンテナ１０１には、高周波電力を供給するための高周波電力供給系１０２が付設されている。高周波電力供給系１０２は、高周波電源１０３とスタブチューナ１０４と電力供給用同軸コネクタ１０５から構成されている。プラズマ生成用アンテナ１０１は、放電容器１０６において大気側に設置され、真空窓１０７を介して放電容器１０６内に高周波電力を放射する。なお高周波電源１０３は、プラズマ生成用アンテナ１０１の共振周波数とほぼ等しい周波数の高周波電力を発生し、５００ＭＨｚのＵＨＦ波を発生できるものが好適である。高周波電源１０３の出力電力は例えば１０００Ｗ程度である。
【０００４】
上記装置を動作させるには、一度、真空容器１０８に配置された排気系１０９により、真空容器１０８と真空窓１０７を載置した放電容器１０６とからなる真空槽内を所定の真空状態にする。その後、ガス導入系１１０により反応ガスを放電容器１０６内に導入し、同時に真空排気して、１００Ｐａ以下の所定の減圧状態を保つ。そして、高周波電力供給系１０２によってプラズマ生成用アンテナ１０１に高周波電力を導入し、放電容器１０６内でプラズマを生成して反応ガスの粒子を活性化させる。放電容器１０６内に設置された基板保持機構１１２に保持された被処理基板１１３の表面は、放電容器１０６内で生成されたプラズマ中の活性種により処理される。
【０００５】
図２１は上記プラズマ生成用アンテナ１０１の下面図、図２２はプラズマ生成用アンテナ１０１の拡大縦断面図を示す。プラズマ生成用アンテナ１０１は、６本のロッド１２１を、上面部を有する内径３５０ｍｍ程度の円筒状アンテナ容器１０１ａの内壁から中心に向かい６０度間隔で放射状に設置し、さらに各ロッド１２１の先端を導電性のリング１２２で接続して構成している。プラズマ生成用アンテナ１０１において、隣り合う２本のロッド１２１とそれを結合するリング１２２とにより構成される伝送路の長さが、供給される高周波電力の波長の１／２とほぼ等しくなるような構造である。
【０００６】
また、上記の電力供給用同軸コネクタ１０５をプラズマ生成用アンテナ１０１の上面に１ヶ所設け、高周波電力供給系１０２からプラズマ生成用アンテナ１０１に高周波電力を供給して、放電容器１０６の内部空間にプラズマを発生させる。ここで、同軸コネクタ１０５は外部導体１２３と内部導体１２４から構成されており、外部導体１２３はアンテナ容器１０１ａに、内部導体１２４は６本の内の１本のロッド１２１に接続されている。ロッド１２１は、それぞれが外径１５ｍｍ、長さ１２０ｍｍ程度の金属製の棒または筒状の部材である。またリング１２２は直径１００ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ１ｍｍ程度の金属製の円環である。ロッド１２１およびリング１２２の材質としては、アルミニウムまたは銅等の金属または合金が用いられる。ロッド１２１とアンテナ容器１０１ａ、ロッド１２１とリング１２２との接続は、溶接、ハンダ付け、ロー付けまたはネジ止め等の方法により行われ、電気的に接続されている。
【０００７】
さらにプラズマ生成用アンテナ１０１には、スタブ１２５がプラズマ生成用アンテナの上面板（アンテナ容器１０１ａの上面部）から配置され、各ロッド１２１との間で容量を形成している。ここでスタブ１２５の材質としては、アルミニウムまたは銅等の金属または合金が用いられ、プラズマ生成用アンテナ１０１の上面と電気的に接続されている。プラズマ生成用アンテナ１０１の調整は、主としてスタブ１２５とロッド１２１の間隔を調整して容量を変更することによって、各ロッド１２１およびプラズマ生成用アンテナ１０１の全体での共振条件が満たされるように、行われる。この状態でスタブ１２５は固定される。通常、この調整は、真空窓１０７の真空側にプラズマを想定した導電性のダミーを配置して行う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来例に示したプラズマ生成用アンテナ１０１は、特定の周波数に対して共振条件を満たすようにスタブ１２５とロッド１２１の間隔で容量調整が行うことにより用いられる。実際に調整されたプラズマ生成用アンテナ１０１の周波数特性を図２３に示す。横軸は周波数、縦軸はリターンロスを示している。この調整は、真空窓１０７の真空側にプラズマを想定した導電性のダミーを配置し、プラズマ生成用アンテナ１０１が５００ＭＨｚで共振条件を満たすように行われた例である。この調整においては、プラズマ生成用アンテナ１０１に高周波電力が供給されたとき、ロッド１２１の先端には高電圧が誘起される。そこで、大気放電の発生を難しくするため、ロッド１２１には、鋭角な部分を排除した例えば円筒形状のものが用いられる。
【０００９】
図２４と図２５はそれぞれロッド１２１の正面図と端面図を示し、併せてロッドとスタブの位置関係を示している。スタブ１２５とロッド１２１の間の容量は、ほぼスタブ１２５から光学的に見ることができる（光学的可視の）ロッド１２１の表面で決まる。スタブ１２５とロッド１２１の距離が狭くなると、スタブ１２５から光学的可視であるロッド表面からスタブまでの距離は、最短距離と最遠距離の間での相対的な差が大きくなる。その結果、スタブ１２５とロッド１２１の間の領域で形成される単位面当たりの容量の分布状態の不均一性は、大きくなる方向に向かい、電界の集中が発生して大気放電が発生する。
【００１０】
図２６はスタブ１２５とロッド１２１の最短距離に対する容量の計算結果を示す。ここで、従来例で示したロッド１２１の直径は１５ｍｍである。従って、図２６に示した計算結果では、スタブとロッドの最短距離での容量から、その最短距離から概ね７．５ｍｍ遠くなった位置での容量までが、スタブとロッドの空間で連続的に存在する。スタブとロッドの最短距離が１０ｍｍの場合には容量の差は約１７０％程度であるが、スタブとロッドの最短距離が２ｍｍの場合には約５００％程度となる。従ってスタブ１２５とロッド１２１の距離が狭い場合には、スタブとロッドの距離が最短となる領域に電界が集中するため大気放電が発生する。
【００１１】
またスタブ１２５とロッド１２１の容量調整によっては、スタブとロッドの距離が狭い状態、すなわち大きな容量が必要となる場合がある。例えば、図２６において、スタブ１２５とロッド１２１の最短距離が３ｍｍ以下となる領域である。この領域を使用する場合、スタブとロッドの距離に対する容量の変化量が大きいため、微調整が難しいという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、上記の問題を解決するもので、調整が容易に行え、プラズマ生成中にプラズマ生成用アンテナ内での大気放電を抑制したプラズマ処理装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係るプラズマ処理装置は、上記目的を達成するため、次のように構成される。
【００１４】
第１のプラズマ処理装置（請求項１に対応）は、アンテナ容器内に複数のロッドが一定間隔でアンテナ容器の中心に向かい放射状にかつ同一平面状に配置され、アンテナ容器の上面とロッドとの間で容量を形成しかつ共振状態を作るスタブがアンテナ容器の上面に配置され、アンテナ容器の上面の一部を貫通してロッドに高周波電力を供給する電力供給機構が設けられたプラズマ生成用アンテナを備え、このプラズマ生成用アンテナから真空窓を通して放電容器内へ高周波電力を供給してプラズマを発生するように構成され、さらに上記ロッドは断面形状が三角形である筒形状または棒状の部材であって、その断面で、底辺に相当する部分がスタブに対向する平坦面を形成しかつ頂部に相当する部分が真空窓に対する最近接部となるように構成される。スタブに対向するロッドの部分を平坦面の形状に形成したので、スタブとロッドが互いに平面で対向し、両者の間で距離が最短となる領域が比較的に広い領域となるため、スタブとロッドの間の空間で最大となる電界密度を低下させ、スタブとロッドの間の大気放電が抑制され、同時にスタブとロッドの距離調整の感度を落とすことができる。これによってプラズマ生成用アンテナの調整を容易にする。
【００１８】
第２のプラズマ処理装置（請求項２に対応）は、上記の発明構成において、好ましくは、プラズマ生成用アンテナ内に形成される伝送路の共振周波数が、高周波電力の周波数と実質的に等しくなるように構成される。
【００１９】
第３のプラズマ処理装置（請求項３に対応）は、上記の各発明構成において、好ましくは、複数のロッドの先端部が導電性リングに結合され、隣り合う２本のロッドとリングとにより構成される伝送路の長さが、高周波電力の波長の１／２と実質的に等しくなるように構成される。
【００２０】
第４のプラズマ処理装置（請求項４に対応）は、上記の各発明構成において、好ましくは、導電性リングではその中心軸方向の寸法がロッドの先端部の先端面の中心軸方向の寸法と同一であり、導電性リングはロッドの先端面に結合されていることを特徴とする。
【００２１】
第５のプラズマ処理装置（請求項５に対応）は、上記の各発明構成において、好ましくは、高周波電力の周波数は１００ＭＨｚから１０００ＭＨｚの範囲に含まれる周波数であることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１〜図８を参照して本発明の第１実施形態に係るプラズマ処理装置を説明する。図１は本実施形態によるプラズマ生成用アンテナを備えたプラズマ処理装置の構成図である。プラズマ生成用アンテナ２０は、誘電体で作られた真空窓１３を介して放電容器１２の上部の開口面に取り付けられている。このプラズマ生成用アンテナ２０には、当該プラズマ生成用アンテナに高周波電力を供給するための高周波電力供給系３０が付設されている。高周波電力供給系３０は、高周波電源３１とスタブチューナ３２と電力供給用同軸コネクタ３４から構成されている。なお高周波電力供給系３０における高周波電源３１は、プラズマ生成用アンテナ２０の共振周波数とほぼ等しい周波数の高周波電力を発生させるものである。本実施形態では、例えば５００ＭＨｚのＵＨＦ波を発生できるものが使用される。高周波電源３１の出力電力は例えば１０００Ｗ程度である。
【００２４】
上記プラズマ処理装置の動作は次の通りである。一度真空容器１１に設けた排気系１６によって、真空容器１１と真空窓１３を配置した放電容器１２とからなる真空槽内を所定の真空状態にした後、ガス導入系１７により反応ガスを放電容器１２内に導入し、同時に真空排気して１００Ｐａ以下の所定の減圧状態を保つ。そして高周波電力供給系３０により、プラズマ生成用アンテナ２０に高周波電力を導入する。放電容器１２内でプラズマを生成し、反応ガスの粒子を活性化させ、プラズマを維持する。真空槽内に設置された基板保持機構１４に保持された被処理基板１５の表面は、放電容器１２内で生成されたプラズマ中の活性種により処理される。
【００２５】
本発明では、プラズマ処理装置の構成要素の１つであるプラズマ生成用アンテナの構成と調整法に特徴がある。プラズマ生成用アンテナ２０は、図１に示されるように、放電容器１２に設置され、この放電容器内へ高周波電力を放射する目的で使用される。以下の実施形態の説明では主にプラズマ生成用アンテナの構成の特徴に関して説明される。
【００２６】
図２は第１実施形態によるプラズマ生成用アンテナ２０の縦断面図を示し、図３はプラズマ生成用アンテナ２０の下面図を示す。
【００２７】
プラズマ生成用アンテナ２０で、アンテナ容器１０に配置されるスタブ２１および電力供給用コネクタ３４の寸法、部材、構成は、以下に説明する通り、従来技術で示したプラズマ生成用アンテナ２０の場合と実質的に同一である。このことは他の実施形態でも同じである。
【００２８】
本実施形態におけるプラズマ生成用アンテナ２０は、例えば６本のロッド２２を、例えば一端が閉じられた上面部を有する内径３５０ｍｍ程度の円筒状のアンテナ容器１０の内壁からアンテナ容器の中心に向かい６０度間隔で放射状にかつ同一平面内に設置し、さらにそれらの先端下部を導電性のリング２３で接続して結合している。また電力供給用同軸コネクタ３４を１ヶ所設け、高周波電力供給系３０から高周波電力を供給して、放電容器１２の内部空間にプラズマを発生させる。同軸コネクタ３４は外部導体３４ａと内部導体３４ｂから構成されており、外部導体３４ａはアンテナ容器１０に、内部導体３４ｂはロッド２２に接続されている。６本のロッド２２のそれぞれは、例えば、直径１５ｍｍ、長さ１２０ｍｍ程度の金属製の円筒状の部材である。ロッド２２の詳細は図４〜図６を参照して後述される。またリング２３は例えば直径１００ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ１ｍｍ程度の金属製の円環である。ロッド２２およびリング２３の材質としては、アルミニウムまたは銅等の金属または合金が用いられる。ロッド２２とアンテナ容器１０の接続、およびロッド２２とリング２３の接続は、溶接、ハンダ付け、ロー付けまたはネジ止め等の方法により行われ、電気的に接続されている。さらにスタブ２１がアンテナ容器１０の上面から配置されている。スタブ２１の材質としては、アルミニウムまたは銅等の金属または合金が用いられ、電気的にアンテナ容器１０に接続されている。
【００２９】
図４〜図６はそれぞれロッド２２の正面図、平面図、端面図を示す。ロッド２２は全体形状がほぼ円筒形状であり、その寸法は好ましくは直径１５ｍｍ、長さ１２０ｍｍ程度である。ロッド２２の先端部（図４および図５の左端）におけるスタブ２１に対向する部分とその周辺部分は平坦となっており（以下「平坦面２２ａ」という）、かつ当該平坦面２２ａがスタブ２１の対向面２１ａに平行となるように切り欠いて形成されている。図ではスタブ２１は破線にて示されている。平坦面２２ａは、ロッド２２の中心軸に平行で、好ましくは２ｍｍの幅で形成されている。
【００３０】
次にプラズマ生成用アンテナ２０の調整例を示す。図７は、導電性ダミーを真空窓１３の真空側に配置しプラズマ生成時を想定して調整を行った場合のプラズマ生成用アンテナ２０の周波数特性である。横軸は周波数、縦軸はリターンロスを示している。図７に示すように、プラズマ生成用アンテナ２０は、スタブ２１の位置を調整することにより、プラズマ生成状態で５００ＭＨｚでの共振条件を満たすことができる。
【００３１】
図８にスタブ２１とロッド２２の最短距離に対する容量の計算結果３５を示す。また比較を行うため、従来技術で説明したロッド１２１の場合の計算結果３６も併せて示した。ロッド１２１を用いた場合に、共振条件を満たすスタブ１２５とロッド１２１の間の最短距離は約２ｍｍである。ロッド２２を用いて高周波電力周波数５００ＭＨｚで共振条件を満たす容量を得るスタブ２１とロッド２２の距離近傍での容量変化率は、スタブ１２５とロッド１２１の距離に対する容量変化率に比して小さくなっている。従ってロッド２２を用いた場合に共振条件を満たすためのスタブ２１の位置調整は、ロッド１２１を用いた場合に比較して感度を落とすことが可能である。このとき、ロッド１２１の場合にはスタブとロッドの最短距離が２ｍｍ前後であったが、ロッド２２の場合にはスタブとロッドの切り欠いた平坦面２２ａとの最短距離は６ｍｍ前後であった。図８に示した計算結果と、実際のスタブ２１とロッド２２の距離との間には若干の差があったが、周辺構造の影響であると考えられる。またロッド２２を上記の構造とすることで、スタブ２１とロッド２２の間の最短距離となるロッド２２の面積を増加させることも可能である。これにより、スタブ２１とロッド２２の間の空間において最大となる電界密度を低下させることが可能となり、スタブ２１とロッド２２の間の電界が集中するのを抑制し、大気放電の発生を抑制することもできる。
【００３２】
以上により、本実施形態によるロッド２２を用いたプラズマ生成用アンテナ２０によれば、スタブ２１とロッド２２の間の空間で最大となる電界密度を低下させ、スタブ２１とロッド２２の間の大気放電が抑制でき、同時にスタブ２１とロッド２２の距離調整の感度を落とすことができる。これによって、プラズマ生成用アンテナ２０の調整を容易に行える。
【００３３】
次に図９〜図１１を参照して本発明の第２実施形態を説明する。この実施形態によるプラズマ処理装置では、第１実施形態におけるプラズマ生成用アンテナでロッド部分のみが異なり、それ故にロッドの構成のみについて説明する。その他の構成は前述の第１実施形態と同じである。図９〜図１１はそれぞれロッド４１の正面図、平面図、端面図を示す。本実施形態によるロッド４１では、スタブ２１が対向する部分４１ａが全面的に平坦となっており、第１実施形態に比較して電界が集中する部分すなわち角部を少なくすることで、大気放電発生の可能性をさらに抑制することができる。
【００３４】
次に図１２〜図１４を参照して本発明の第３実施形態を説明する。この実施形態によるプラズマ処理装置では、第１実施形態におけるプラズマ生成用アンテナでロッド部分のみが異なり、それ故にロッドの構成のみについて説明する。その他の構成は前述の第１実施形態と同じである。図１２〜図１４はそれぞれロッド４２の正面図、平面図、端面図を示す。本実施形態によるロッド４２では、断面形状が矩形（図示例では縦長の長方形）である角柱棒状部材とした。ロッド４２の寸法は、例えば、長さ１２０ｍｍ、断面は長軸が１５ｍｍ、短軸が５ｍｍの矩形である。ロッド４２は、その矩形断面で短軸となる１つの面４２ａがスタブ２１に対向するように配置されている。
【００３５】
本実施形態によるロッド４２では、スタブ２１が対向する面４２ａが全面的に平坦であり、電界が集中する部分すなわち角部を少なくすることでき、大気放電発生の可能性をさらに抑制することが可能である。このとき、スタブ２１と対向する面の両端の角をＲ１程度の小さな曲面とすると、さらに大気放電を抑制することが可能となる。以上によれば、本実施形態のロッド４２を備えたプラズマ生成用アンテナ２０を用いることで、前述の各実施形態と同様の効果を達成可能であると同時に、スタブとロッド間の大気放電をさらに抑制することができる。
【００３６】
次に図１５〜図１９を参照して本発明の第４実施形態を説明する。本実施形態では、前述の実施形態と比較してロッドとリングの形状が異なる。その他の構成は前述の実施形態と同じである。図１５に本実施形態の特徴部の構成のみを示し、プラズマ生成用アンテナ５０の縦断面図である。図１５において上記実施形態で説明した要素と同一要素には同一の符号を付している。プラズマ生成用アンテナ５０において、ロッド５１の配置は第１実施形態で示した配置と同一である。ロッド５１の中心部側の先端部にリング５２が接続されている。
【００３７】
図１６〜図１８はそれぞれロッド５１の正面図、平面図、端面図である。ロッド５１は棒状または筒形状であって、その断面形状は、直径１５ｍｍの外接円５３に接する正三角形であり、ロッド５１の長さは前述の実施形態のロッドの長さと同一である。ロッド５１の断面において三角形頂点の１つの頂点５１ａが真空窓１３に向かい、その頂点５１ａと対向する一辺に対応する部分５１ｂがスタブ２１の面２１ａと平行に対向する配置となっている。ロッド５１ではスタブ２１が対向する面５１ｂが全面的に平坦であり、電界が集中する部分すなわち角部を少なくすることで、大気放電発生の可能性を抑えることができる。ここで、スタブ２１と対向する面５１ｂの両端の角をＲ３程度の小さな曲面とすると、さらに大気放電を抑制することができる。本実施形態によれば、ロッド５１の断面形状を正三角形としたが、ロッド５１の断面形状を二等辺三角形とし、等辺となる２辺の頂点が真空窓１３に向かう最近接部とすることも可能である。
【００３８】
また本実施形態によれば、ロッド５１の形態上、その先部下端に上記各実施形態のリング２３を接続することが難しい。ロッド５１をリング２３で接続するためには、ロッド５１の先部上端で接続することも可能である。しかし、従来例と同一の調整を行っても、生成されるプラズマの安定性が悪い問題があった。この原因として、プラズマ生成用アンテナ内の電気経路の内、各ロッド間の電気的接続はリング２３で行われているが、プラズマが生成された場合にはさらにロッド間でプラズマを経由する電気的経路も無視することができないことが挙げられる。そしてプラズマを経由する電気的経路では、プラズマ振動等の不安定性に起因するインピーダンスの変化が発生し、プラズマ生成用アンテナ全体の共振状態に影響を与えるため、プラズマを安定に維持不可能となったと考えられる。従って、ロッド５１の中心側先部は、その下端がリングに接続される必要がある。そこで、本実施形態では、図１９に拡大して示された前述のリング５２が用いられる。
【００３９】
図１９において、リング５２の寸法は、例えば直径１００ｍｍ、幅１ｍｍ、厚さ９ｍｍ程度となっている。従って、リング５２は、その中心軸に対して垂直な面の寸法が、当該中心軸に平行な面の寸法に比して小さくなっている。リング５２の中心軸方向の寸法は、ロッド５１が接続される先端面の同方向の寸法と同一となっており、ロッド５１の先端面に接合されている。ここでリング５２の材質としてはアルミニウムまたは銅等の金属または合金が用いられ、リング５２はロッド５１と電気的に接続されている。これにより、ロッド５１の先部下端もリング５２で接続されることとなり、プラズマを経由する電気的経路の影響を小さくすることが可能となる。
【００４０】
さらに本実施形態によるリング５２を用いた場合には、プラズマ生成効率を向上させることができる。通常、上記実施形態で示したプラズマ生成用アンテナではロッドの先端に高電圧が印加される。そしてリングがロッドの先端に接続されていることから、リングも高電圧が印加された状態となる。従って、放電容器１２内に生成されるプラズマとロッドの間で容量による電力結合が発生すると考えられる。ここで、容量による電力結合は、プラズマ生成効率を低くし、さらには、真空窓１３の真空側に負シースを形成し、真空窓１３のスパッタリングを発生させ、汚染源となる。容量による電力結合は、概ねプラズマに投影されるリングの面積とプラズマまでの距離との積の積分に比例していると考えられる。従って、本実施形態のリング５２を用いた場合、プラズマに投影されるリングの面積を小さくできる。同時に、ロッド５１の形状は、プラズマから光学的可視となるロッド５２の表面とプラズマとの平均的距離を長くできるため、プラズマとの間で形成される容量を小さくすることが可能である。従って、従来例および前述の各実施形態に比較して、放電容器１２内で生成されるプラズマとの容量による電力結合を小さくすることが可能であり、プラズマ生成効率の向上と真空窓１３のスパッタリングを小さくすることができる。
【００４１】
以上により、本実施形態のロッド５１を用いたプラズマ生成用アンテナを用いることで、上記各実施形態と同様の効果を達成でき、同時にプラズマ生成効率の向上と真空窓１３のスパッタリングを抑制することもできる。本実施形態で示したリング５２は、前述の各実施形態においても適用可能である。
【００４２】
上記の実施形態では、６本のロッドを具備したプラズマ生成用アンテナの例を示したが、本発明はロッドの数には依らず適用可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、プラズマ処理装置のプラズマ生成用アンテナにおいてスラブとロッドの対向する部分の空間が多くなるように特定の形態を有するロッドを用いたため、容易に調整が行え、プラズマ生成中にプラズマ生成用アンテナ内での大気放電を抑制することができ、スタブとロッドの距離調整の感度を落とすことができ、これによってプラズマ生成用アンテナの調整を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態のプラズマ生成用アンテナを備えたプラズマ処理装置の構成図である。
【図２】第１実施形態におけるプラズマ生成用アンテナの拡大縦断面図である。
【図３】第１実施形態におけるプラズマ生成用アンテナの下面図である。
【図４】第１実施形態におけるプラズマ生成用アンテナのロッドの正面図である。
【図５】第１実施形態におけるプラズマ生成用アンテナのロッドの平面図である。
【図６】第１実施形態におけるプラズマ生成用アンテナのロッドの端面図である。
【図７】第１実施形態において、プラズマ生成中を想定した導電性のダミーを用いて調整を行ったプラズマ生成用アンテナの周波数特性を示す図である。
【図８】第１実施形態と従来例によるプラズマ生成用アンテナのロッドとスタブの最短距離に対する容量の変化を示す図である
【図９】本発明の第２実施形態におけるプラズマ生成用アンテナのロッドの正面図である。
【図１０】第２実施形態におけるプラズマ生成用アンテナのロッドの平面図である。
【図１１】第２実施形態におけるプラズマ生成用アンテナのロッドの端面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態におけるプラズマ生成用アンテナのロッドの正面図である。
【図１３】第３実施形態におけるプラズマ生成用アンテナのロッドの平面図である。
【図１４】第３実施形態におけるプラズマ生成用アンテナのロッドの端面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態によるプラズマ生成用アンテナの縦断面図である。
【図１６】第４実施形態におけるプラズマ生成用アンテナのロッドの正面図である。
【図１７】第４実施形態におけるプラズマ生成用アンテナのロッドの平面図である。
【図１８】第４実施形態におけるプラズマ生成用アンテナのロッドの端面図である。
【図１９】第４実施形態によるプラズマ生成用アンテナに用いたリングの外観斜視図である。
【図２０】従来例のプラズマ処理装置の構成図である。
【図２１】従来例のプラズマ生成用アンテナの下面図である。
【図２２】従来例のプラズマ生成用アンテナの縦断面図である。
【図２３】従来例において、導電性のダミーを真空窓の真空側に配置してプラズマ生成時を想定して調整を行った場合のプラズマ生成用アンテナの周波数特性を示す図である。
【図２４】従来例のプラズマ生成用アンテナに用いたロッドの正面図である。
【図２５】従来例のプラズマ生成用アンテナに用いたロッドの端面図である。
【図２６】従来例のプラズマ生成用アンテナのロッドとスタブの最短距離に対する容量の変化を示す図である。
【符号の説明】
１０アンテナ容器
１１真空容器
１２放電容器
１３真空窓
１４基板保持機構
１５被処理基板
１６排気系
１７ガス導入部
２０プラズマ生成用アンテナ
２１スタブ
２２ロッド
２３リング
３４ａ外部導体
３４ｂ内部導体
５１ロッド
５２リング

Claims

アンテナ容器内に複数のロッドが一定間隔で前記アンテナ容器の中心に向かい放射状にかつ同一平面状に配置され、前記アンテナ容器の上面と前記ロッドとの間で容量を形成しかつ共振状態を作るスタブが前記アンテナ容器の上面に配置され、前記アンテナ容器の上面の一部を貫通して前記ロッドに高周波電力を供給する電力供給機構が設けられたプラズマ生成用アンテナを備え、このプラズマ生成用アンテナから真空窓を通して放電容器内へ前記高周波電力を供給してプラズマを発生するようにしたプラズマ処理装置において、
前記ロッドは断面形状が三角形である筒形状または棒状の部材であって、その断面で、底辺に相当する部分が前記スタブに対向する平坦面を形成しかつ頂部に相当する部分が前記真空窓に対する最近接部となっていることを特徴とするプラズマ処理装置。
前記プラズマ生成用アンテナ内に形成される伝送路の共振周波数が、前記高周波電力の周波数と実質的に等しくなるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
前記複数のロッドの先端部が導電性リングに結合され、隣り合う２本の前記ロッドと前記リングとにより構成される伝送路の長さが、前記高周波電力の波長の１／２と実質的に等しくなるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のプラズマ処理装置。
前記導電性リングではその中心軸方向の寸法が前記ロッドの前記先端部の先端面の中心軸方向の寸法と同一であり、前記導電性リングは前記ロッドの前記先端面に結合されていることを特徴とする請求項３記載のプラズマ処理装置。
前記高周波電力の周波数は１００ＭＨｚから１０００ＭＨｚであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。