JPH10158847A - マイクロ波励起によるプラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理体が大面積である場合でも均一な処理
が行えるプラズマ処理装置を提供すること。 【解決手段】 発振器１９によりマイクロ波を発生させ
てこのマイクロ波を導波管２０を介してチャンバ１１内
部に伝達させてこの内部でプラズマを発生させるプラズ
マ処理装置１０において、チャンバ１１内部に設けられ
導波管２０と対向する部分にマイクロ波をチャンバ１１
内部に導入するための開口部２４が形成された金属製の
天板２２と、開口部２４に気密に設けられた誘電体より
なるマイクロ波透過窓２５と、を有することを特徴とし
ている。上記構成によると、天板は金属より構成されて
いるので、強度が向上して大面積化が可能となる。しか
も、開口部のみに誘電体が気密に設けられるため、メン
テナンス時には開口部の誘電体のみを交換すれば良く、
コストを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマイクロ波によりプ
ラズマを発生させ、そのプラズマによりアッシング、エ
ッチングなどを行うプラズマ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶基板や半導体ウエハを形成する際
に、プラズマ処理装置が用いられることがある。このプ
ラズマ処理装置はチャンバを有しており、このチャンバ
内部にテーブルを設けている。そして、このテーブル上
に上記液晶基板や半導体ウエハなどの被処理体を載置
し、このテーブル上でプラズマ処理を行うように構成さ
れている。

【０００３】このようなチャンバ内部にマイクロ波を導
入する導入経路は、以下に述べる通りである。上記マイ
クロ波は、チャンバ外部に設けられた発振器にて発生す
る。この発振器には導波管の一端側が接続されており、
上記発振器で発生したマイクロ波はこの導波管に導かれ
て他端側まで伝達される。この導波管の他端側は石英ガ
ラスなどの誘電体を材質とするマイクロ波透過窓と対向
して設けられており、このマイクロ波透過窓を上記マイ
クロ波が透過してチャンバ内部へと入射される。

【０００４】上記チャンバ内部は所望の真空状態まで減
圧された後に、媒質ガスを導入して数Ｐａ〜数十Ｐａの
圧力となるように調整している。そのため、上述のよう
な導入経路によりこのチャンバ内部へと導入されたマイ
クロ波は上記媒質ガスを励起してプラズマ化し、このプ
ラズマ化によって発生した媒質ガスの活性種が上記被処
理体に処理を行うように構成されている。このようなマ
イクロ波の伝達経路により上記被処理体に対してアッシ
ングやエッチング、およびＣＶＤなどの処理が行われ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで最近は液晶基
板や半導体ウエハなどの被処理体の大面積化が著しい。
このためにチャンバ内部で発生させるプラズマも大面積
にて発生させる必要があり、このような大面積のプラズ
マを発生させるためには上記プラズマ透過窓も大面積化
し、またこのプラズマ透過窓の大面積化によりこのプラ
ズマ透過窓と対向している導波管も大面積（＝導波管が
長く、かつ幅が広く）にてプラズマ透過窓と対向するよ
うに設けられている。

【０００６】マイクロ波透過窓の上方の導波管側の圧力
は大気圧とほぼ同程度に設けられており、下方のチャン
バ内部は上述のように数Ｐａ〜数十Ｐａの低圧状態に設
けられているため、マイクロ波透過窓の上下に掛かる圧
力が異なっており、下方側に向かい圧力差による力が生
じてしまう。しかし、マイクロ波透過窓は強度的にそれ
程強くない石英等の誘電体により構成されているため、
マイクロ波透過窓をあまり大面積化できず、大型の基板
に対応することができなかった。

【０００７】また、エッチング処理を行うと、被処理体
がエッチングされるのみならず、誘電体で形成されてい
る上記マイクロ波透過窓のチャンバ側の面もエッチング
されてゆく。するとマイクロ波透過窓が徐々に薄くなっ
てゆき、いずれは上下の圧力差に耐えることができなく
なり、マイクロ波透過窓が割れてしまうという問題も生
じる。

【０００８】また、上記マイクロ波透過窓が大面積化す
ると、そのメンテナンスにはコストが掛かり、交換も難
しいという問題も生じていた。ここで上記導波管はこの
他端側の最も端部側の反射面でマイクロ波を反射してお
り、このマイクロ波の反射波がマイクロ波の入射波とで
合成波を形成し、この合成波に基づいてチャンバ内部の
電界強度が決定されるようになっている。マイクロ波の
入射波は進行するに従って一部がマイクロ波透過窓を透
過してチャンバ内部へ入射しながら反射面まで伝達さ
れ、反射面まで伝達されこの反射面によって反射された
反射波は、入射波の進行方向と逆向きに進行して再びそ
の一部はマイクロ波透過窓を透過しながらチャンバ内部
へ入射されて行く。

【０００９】このようなマイクロ波の合成波において
は、上記チャンバ内での電界強度の分布に偏りが生じて
おり、上記導波管の反射面側で強く、入射波の入射側で
弱くなる分布となっている。そのため、この電界強度に
応じて媒質ガスのプラズマ化に不均一を生じており、被
処理体の処理にも不均一を生じるという問題が生じてい
た。

【００１０】本発明は上記の事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、マイクロ波透過窓のエ
ッチングが少なく、かつ被処理体が大面積である場合で
も均一な処理が行えるプラズマ処理装置を提供しようと
するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、発振器により発生したマイクロ
波を導波管を介してチャンバ内部に伝達させ、チャンバ
内部でプラズマを発生させるプラズマ処理装置におい
て、チャンバの導波管と対向する部分に設けられマイク
ロ波をチャンバ内部に導入するための開口部が形成さ
れ、チャンバ側の面に開口部を通過したマイクロ波を内
面に沿って伝搬させる金属製の突起体を有する天板と、
開口部に気密に設けられた誘電体よりなるマイクロ波透
過窓と、を有することを特徴としている。

【００１２】請求項２の発明は、開口部はマイクロ波の
進行方向に沿ってスリット状に形成されていることを特
徴とする。請求項３の発明は、突起体はマイクロ波の進
行方向に沿って長尺状に設けられていることを特徴とす
る。

【００１３】請求項４の発明は、突起体は、誘電体が設
けられた開口部の位置を基準として、この位置からマイ
クロ波が導波管を進行する方向と交差しかつ天板のチャ
ンバ側の面に沿って、マイクロ波の表面波の半波長の整
数倍となる間隔ごとに突起体が形成されていることを特
徴とする。

【００１４】請求項５の発明は、開口部に設けられた誘
電体には棒状の導体が気密に貫通して設けられているこ
とを特徴とする。請求項６の発明は、突起体は粒状に形
成されていることを特徴とする。

【００１５】請求項７の発明は、突起体は天板のチャン
バ側の面に所定間隔ごとに設けられていることを特徴と
する。請求項８の発明は、導体は導波管のマイクロ波が
反射する反射面から発振器に向かう方向に沿ってマイク
ロ波の波長の４分の１だけ離間した位置に設けられてい
ることを特徴とする。

【００１６】請求項９の発明は、導体は導波管のマイク
ロ波が反射する反射面から上記発振器に向かう方向に沿
ってマイクロ波の波長の４分の１だけ離間した位置と、
この位置からさらに半波長の間隔ごとに設けられている
ことを特徴とする。

【００１７】請求項１の発明によると、天板は金属より
構成されているので、天板の強度を向上することがで
き、大面積の基板に対応することができる。しかも、こ
の金属の天板の開口部のみに誘電体が気密に設けられる
構成のため、メンテナンス時にはこの開口部に設けられ
た誘電体のみを交換すれば良く、よってメンテナンスに
掛かるコストを低減することが可能となる。

【００１８】さらに、天板のチャンバ側の面には、金属
製の突起体が設けられている構成のため、金属製の突起
体が表面波アンテナの役割を果たし、天板を通過したマ
イクロ波をこの内面に沿って伝搬させることができ、よ
ってチャンバ内部で媒質ガスを均一にプラズマ化させる
ことができ、このチャンバ内部に設けられた被処理体を
均一に処理することが可能となる。

【００１９】請求項２の発明によると、開口部はマイク
ロ波の進行方向に沿って形成されているので、この開口
部がマイクロ波アンテナの一種であるスロットアンテナ
としての役割を果たし、さらにこの開口部の誘電体が誘
電体レンズとしての役割も果たすようになる。

【００２０】請求項３の発明によると、突起体が長尺状
に形成されているため、天板の開口部をマイクロ波が透
過した場合、この内面側に長尺状に設けられた、いわゆ
るコルゲート構造の突起体に沿ってマイクロ波が伝搬さ
れるため、天板のチャンバ側の面にマイクロ波のエネル
ギを集中させることができ、しかもこの伝搬によってシ
ート状に形成されたマイクロ波で媒質ガスを均一にプラ
ズマ化することが可能となり、よって被処理体の均一な
処理も可能となる。

【００２１】請求項４の発明によると、突起体はマイク
ロ波の進行方向に交差しかつ天板に沿って半波長の整数
倍となる間隔ごとに設けられているので、マイクロ波を
この内面に伝搬させる場合、マイクロ波の表面波波長の
内面側に沿った伝搬を効率良く行える。

【００２２】請求項５の発明によると、誘電体には棒状
の導体が設けられているので、この棒状の導体と誘電体
とでアンテナの一種である同軸線路を構成することとな
り、この同軸線路を通してチャンバ内部にマイクロ波が
効率良く導入されることになる。

【００２３】請求項６の発明によると、突起体は粒状に
設けられているので、この突起体を天板の内面側の伝搬
状況に応じて任意の位置に任意の個数だけ設けることが
でき、マイクロ波の導入が効率的となる。

【００２４】請求項７の発明によると、突起体は天板の
内面に所定間隔ごとに設けられているため、このマイク
ロ波の伝搬を均一なものとすることが可能となる。請求
項８の発明によると、導体はマイクロ波が反射する反射
面から発振器に向かう方向に沿ってマイクロ波の波長の
４分の１だけ離間した位置に設けられているので、マイ
クロ波によって生じる電界強度を効率良くチャンバ内部
へ入射させることができる。

【００２５】請求項９の発明によると、導体は導波管の
マイクロ波が反射する反射面から発振器に向かう方向に
沿ってマイクロ波の波長の４分の１だけ離間した位置
と、この位置からさらに半波長の間隔ごとに設けられて
いるので、電界強度の分布に基いた位置にアンテナを配
置するようになるため、合成波の節の部分ごとに導体が
設けられる構成となり、マイクロ波のチャンバ内部への
導入が効率良く行える。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図１および図２を参照して述べる。図１はプラズマ
処理装置の構成を示す側断面図であるが、この図に示さ
れているプラズマ処理装置１０は、マイクロ波をチャン
バ１１内部に入射し、この入射されたマイクロ波を利用
してチャンバ１１内部に設けられている液晶基板や半導
体ウエハなどの被処理体１２に対して処理を行うもので
ある。

【００２７】上記チャンバ１１内部の下方側には、一端
が図示されない真空ポンプに連結された排気管１３が接
続されており、上記チャンバ１１内部の気体の吸引を行
う。また上記チャンバ１１内部の上方側には、一端が図
示されない媒質ガス供給源に連結された媒質ガス供給配
管１４が接続されている。そして排気管１３によってチ
ャンバ１１内を真空とした後、媒質ガス供給配管１４に
より媒質ガスを供給して内部を数Ｐａ〜数十Ｐａに調整
している。

【００２８】チャンバ１１内部の底部にはテーブル１５
が設けられており、このテーブル１５上に被処理体１２
を載置して処理を行うようになっている。上記チャンバ
１１内部には、その上方側をプラズマ発生室１７、下方
側を処理室１８に区分する拡散板１６が設けられてい
る。プラズマ発生室１７においては、媒質ガス供給配管
１４により供給された媒質ガスが、導入されてきたマイ
クロ波によりプラズマ化されるようになっている。プラ
ズマ化して発生した活性種は、拡散板１６によって適度
に均一化されて処理室１８に供給され、被処理体１２の
エッチングなどの処理を行うようになっている。

【００２９】このような上記被処理体１２の処理を行う
ため、上記チャンバ１１内部にはマイクロ波が以下に述
べる伝達経路によって導入されるようになっている。す
なわち、上記マイクロ波はチャンバ１１外部に設けられ
た発振器１９によって発生する。この発振器１９には導
波管２０の一端側が接続されており、上記マイクロ波は
この一端側から導入されて他端側まで伝達される。他端
側にはマイクロ波の入射波を反射する反射面２１が形成
されている。

【００３０】上記導波管２０の他端側は、上記チャンバ
１１を気密構造とする天板２２と対向して設けられてい
る。この天板２２は、例えばアルミニウムなどを材質と
する所定厚さの金属板状に形成されており、上記チャン
バ１１上部にＯリング２３を介してこの内部を気密封止
するように取り付けられている。

【００３１】この天板２２には、本実施の形態では図２
（ａ），（ｂ）に示すように所定幅を有し、この金属板
の上下に連通するスリット状の開口部２４が上記導波管
２０の幅方向の中心であって長手方向に沿う中心線に対
して対称に二つだけ形成されている。この開口部２４
は、導波管２０側に伝達されたマイクロ波をチャンバ１
１内部へと導くスロットアンテナとして設けられるもの
である。上記開口部２４は、本実施の形態においては導
波管２０の長手方向に沿うように形成されており、そし
てこの開口部２４の長さは、反射面２１からマイクロ波
の４分の１波長だけ入射側に戻った位置からマイクロ波
の逆進行方向に沿って波長の一波長分の長さに形成され
ている。しかしながらこれに限らず開口部２４の長さお
よび反射面２１側からの位置を種々変更しても構わな
い。

【００３２】また、この開口部２４の長手方向中心線間
の間隔は、本実施の形態においてはマイクロ波の表面波
の一波長程度となるように形成されている。しかしなが
ら、この開口部２４の間隔や個数もこれに限らずそれぞ
れの使用状況に応じて種々変更しても構わない。

【００３３】このような開口部２４には、例えば石英ガ
ラスなどの誘電体からなるマイクロ波透過窓２５がＯリ
ング２６を介して上記開口部２４を気密に閉塞するよう
充填されている。しかしながらマイクロ波透過窓２５は
Ｏリングを用いて気密に充填する方法以外にも例えば焼
き填めなどにより真空封止を行っても構わない。そして
このような開口部２４を通じて上記マイクロ波がチャン
バ１１内部へ導入されるようになっている。

【００３４】天板２２の内面側には、例えばアルミニウ
ムを材質とし、所定の高さを有した突起体２７が形成さ
れている。この突起体２７は、本実施の形態においては
長尺状、いわゆるコルゲート構造に形成されており、そ
の長さは開口部２４の一端部よりも反射面２１寄りの位
置から開口部２４の他端部よりも発振器１９寄りの位置
まで、つまり上記開口部２４よりも長く形成されてい
る。この突起体２７は複数個形成されており、天板２２
の幅方向に向かってマイクロ波の表面波の半波長ごと
に、互いに平行なレール状に形成されている。

【００３５】以上のような第一の実施の形態の作用につ
いて、以下に述べる。上記プラズマ処理装置１０におい
ては発振器１９で発生したマイクロ波が導波管２０内部
を伝達してマイクロ波透過窓２５まで伝達される。ここ
で、本実施の形態においては、マイクロ波は上記発振器
１９から伝達されたマイクロ波の入射波と、上記反射面
２１により反射されたマイクロ波の反射波とで合成波
（すなわち定常波）を形成しており、このようなマイク
ロ波が上記マイクロ波透過窓２５を透過してチャンバ内
部へ導入される。

【００３６】この定常波は上記反射面２１でこの電界強
度が最大（すなわち定常波の山の部分）となっており、
マイクロ波透過窓２５の上記反射面２１側の端部で電界
強度が最小（すなわち定常波の節の部分）となってい
る。

【００３７】またマイクロ波透過窓２５は、本実施の形
態においては導波管２０の長手方向に沿う長さをマイク
ロ波の一波長分となるように設けられているが、この場
合の電界分布はマイクロ波透過窓２５の端部側の電界が
最も弱くなるように設けられている。

【００３８】マイクロ波透過窓２５を透過したマイクロ
波は、天板２２の内面側に形成された金属性の突起体２
７を伝搬してゆく。このため本実施の形態においては、
上記長尺状に形成された突起体２７に沿って同じ程度の
電界強度を有するマイクロ波が伝搬されることとなり、
よって天板２２の内面側に沿って均一なプラズマ処理を
行えるように構成されている。

【００３９】このようにしてチャンバ１１の内部へ導入
されたマイクロ波は、このチャンバ１１内部に封入され
ている媒質ガスを励起してプラズマ化し、このプラズマ
化により生成された媒質ガスの活性種がこの下方のテー
ブル１５上に載置された被処理体１２に対して、本実施
の形態ではエッチングを行うようになっているが、チャ
ンバ内部の反応条件を変化させることによりアッシング
やＣＶＤなどの処理も行うことも可能となっている。

【００４０】このような構成のプラズマ処理装置１０に
おいては、天板２２の材質として、石英ガラスなどの誘
電体と比較して大きな強度を有する金属を用いているの
で、この天板２２の強度が従来のように誘電体を材質と
して用いたものと比較して大幅に向上することとなる。

【００４１】またチャンバ１１内部でエッチングなどを
行ったとしても、金属はエッチングなどに関しては他の
どの材質よりも優れた耐蝕性を有しており、このため天
板２２がエッチングによって徐々に薄くなり割れてしま
うという危険性がなくなる。

【００４２】しかも、上記金属製の天板２２の開口部２
４のみに誘電体からなるマイクロ波透過窓２５が気密に
設けられた構成のため、この開口部２４がいわゆるスロ
ットアンテナの役割を果たしてマイクロ波が導入される
こととなり、よって従来と何等変わること無くチャンバ
１１内部で媒質ガスのプラズマ化が行える。詳しくは、
上記構成の天板２２においては、マイクロ波透過窓２５
が開口部２４にのみ設けられている構成のため、従来の
全面積が石英ガラスなどの誘電体より構成されているマ
イクロ波透過窓と比較して誘電体の体積自体が小さくな
るためにマイクロ波の誘電体損失が小さくなり、その結
果チャンバ内部に導入されるマイクロ波のエネルギ自体
の損失も小さくなるという効果をも生ずる結果となって
いる。

【００４３】さらに天板２２の金属より構成されている
部分はエッチングされず、天板２２の開口部２４に設け
られているマイクロ波透過窓２５のみがエッチングされ
ることとなり、よってこのマイクロ波透過窓２５がエッ
チングされて薄くなってもこの開口部２４に設けられた
誘電体のみを交換すれば良い。このためマイクロ波透過
窓２５の交換などのメンテナンスが容易となり、また大
面積の高価な石英ガラスを交換する場合に比較してメン
テナンス時に要するコストをかなり削減することができ
る。

【００４４】また、天板２２の内面側に突起体２７が設
けられた構成のため、この突起体２７にマイクロ波の伝
搬を行えばマイクロ波の伝搬を天板２２の内面側に沿っ
て均一に伝搬させることができる。本実施の形態では、
この突起体２７が、いわゆるコルゲート構造に設けられ
ており、天板２２の内面のごく近傍に設けられた突起体
２７にマイクロ波のエネルギを集中させることができ
る。しかもこの伝搬によって上記長尺状に形成された突
起体２７に沿って同じ程度の電界強度を有するマイクロ
波が伝搬されることとなり、このため天板２２の内面側
に沿って均一なプラズマ処理を行えるようになる。

【００４５】また本実施の形態では、この突起体２７の
間隔が半波長ごととなるように設けているため、表面波
の伝達がこの突起体２７に沿って最も効率良くなるよう
に行われる。このため上記開口部２４付近からのみマイ
クロ波がチャンバ１１内部に導入されてこの開口部２４
付近の媒質ガスのみをプラズマ化することが防止され、
天板２２の内面側の全体で媒質ガスをプラズマ化するこ
とができる。よってチャンバ１１内部に設けられた被処
理体１２の処理を比較的均一に行うことができる。

【００４６】（第二の実施の形態）以下、本発明の第二
の実施の形態について図３を参照しながら述べる。第一
の実施の形態と同様に、金属板より形成されている天板
２２´には、所定の直径を有する開口部２８が上下に連
通するように形成されている。この開口部２８の形状は
どのようなものであっても構わないが、本実施の形態で
は天板２２´の上方側から見た場合、この開口形状が円
形状となるように形成されている。

【００４７】この開口部２８の中心は、導波管２０の反
射面２１から導波管２０の長手方向に沿ってマイクロ波
の４分の１波長程だけ入射側に戻った位置に設けられて
いる。そして本実施の形態においては、この開口部２８
は導波管２０の長手方向中心線に沿って形成されてい
る。

【００４８】上記開口部２８には第一の実施の形態と同
様に誘電体よりなるマイクロ波透過窓２９が気密に挿入
されて上記開口部２８を気密に閉塞するるようになって
いる。この場合、図３に示すように本実施の形態では上
記第一の実施の形態と同様に、マイクロ波透過窓２９を
Ｏリング３０を介して気密に閉塞しているが、この他に
焼き填めなどにより真空封止するなどの構成でも構わな
い。マイクロ波透過窓２９の中心部には金属製の導体ピ
ン３１が上下方向に連通するように設けられており、上
記導体ピン３１とこの導体ピン３１の周囲に設けられた
絶縁体であるマイクロ波透過窓２９とで同軸線路３２を
成している。

【００４９】なお、上述のように天板２２´に形成され
た同軸線路３２が反射面２１から４分の１波長だけ入射
側に戻った位置のみに設ける構成でも良いが、図３に示
すように、本実施の形態では、この位置からさらに導波
管２０の長手方向に沿って入射側に戻る向きに、半波長
ごとに上記同軸線路３２を設ける構成としている。

【００５０】天板２２´の内面側には、上記第一の実施
の形態と同様に例えばアルミニウムを材質とする金属製
の突起体３３が設けられている。この突起体３３は、本
実施の形態では粒状に形成されており、この粒状の突起
体３３は天板２２´の導波管２０の長手方向に垂直であ
って天板２２´に沿う向きに、マイクロ波の表面波の半
波長の間隔ごととなるように形成されている。

【００５１】以上のような構成のプラズマ処理装置１０
´の作用について、以下に述べる。上記導波管２０に伝
達されたマイクロ波は、上記第一の実施の形態と同様
に、マイクロ波の入射波とこの反射波とで定常波を形成
している。この定常波は上述のように反射面２１で電界
強度が最大となっており、上述の導体ピン３１の位置で
この電界強度が最小となっている。定常波となっている
マイクロ波はこの導体ピン３１を伝わって天板２２´の
内面側へと導かれ、この内面側までマイクロ波が導かれ
た後は、内面側に沿って形成された突起体３３に伝搬し
てゆく。

【００５２】このように突起体３３に沿ってマイクロ波
が伝搬され、天板２２´の内面側に沿った同程度の電界
強度を有するマイクロ波により、媒質ガスを比較的均一
にプラズマ化することができる。よってこのプラズマ化
により生成される媒質ガスの活性種も比較的均一な濃度
となって発生しており、チャンバ１１下方に設けられて
いる被処理体１２を均一に処理するようになっている。

【００５３】このようなプラズマ処理装置１０´では、
マイクロ波透過窓２９の中心部に金属製の導体ピン３１
が設けられている構成のため、この構成が同軸線路３２
を形成することとなり、マイクロ波を効率良く天板２２
´の内面側に伝達させることができる。

【００５４】また、上記突起体３３は粒状に形成されて
おり、この粒状の突起体３３の間隔は天板２２´の幅方
向に沿ってマイクロ波の表面波の半波長となるように設
けられている。よってマイクロ波の表面波の伝搬効率を
良好なものとすることができる。

【００５５】さらに上記突起体３３はマイクロ波の伝搬
効率が良好なものとなるように、導波管２０の長尺方向
に沿って、この設置箇所を調整して設けている。このた
め、突起体３３からの伝達効率が良好となるように調整
されている。

【００５６】このため、マイクロ波が上記円形状の開口
部２８から導入された場合に、この開口部２８付近の媒
質ガスのみによるプラズマ化が防止され、天板２２´の
内面側全体で媒質ガスのプラズマ化を行える。このた
め、被処理体１２の均質な処理が行えるようになる。

【００５７】以上、本発明の第一、第二の実施の形態に
ついて述べたが、本発明はこの他にも種々変形可能であ
る。例えば一例として図４（ａ），（ｂ）に示すよう
に、上述した第一、第二の実施の形態の突起体２７，３
３の表面部にアルミナなどの誘電体３４を薄膜状に覆う
ようにコートする構成としても良い。図４（ａ），
（ｂ）では突起体２７上に誘電体３４がコートされてい
る構成が示されている。

【００５８】また、上記マイクロ波透過窓２２，２２´
の材質はアルミニウム以外の金属を用いても良い。さら
に、上記開口部２４，２８の形状をスリット状または円
形状のものとして説明したが、本発明はこの開口部２
４，２８の形状がこれ以外の形状であっても構わない。
さらに、この開口部２４，２８の大きさや個数、あるい
は開口部２４，２８同士の間隔なども特に限定されるも
のでない。

【００５９】そして、マイクロ波透過窓２５，２９，３
４の材質も石英ガラス以外の、例えばテフロンやアルミ
ナなどであっても構わない。また、突起体２７、３３の
形状も長尺状および粒状以外の形状であっても良く、そ
の個数、大きさも限定されるものではない。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よると、天板は金属より構成されているので、天板の強
度を向上することができ、大面積の基板に対応すること
ができる。

【００６１】しかも、この金属の天板の開口部のみに誘
電体が気密に設けられる構成のため、メンテナンス時に
はこの開口部に設けられた誘電体のみを交換すれば良
く、よってメンテナンスに掛かるコストを低減すること
が可能となる。

【００６２】さらに、天板のチャンバ側の面には、金属
製の突起体が設けられている構成のため、金属製の突起
体が表面波アンテナの役割を果たし、天板を通過したマ
イクロ波をこの内面に沿って伝搬させることができ、よ
ってチャンバ内部で媒質ガスを均一にプラズマ化させる
ことができ、このチャンバ内部に設けられた被処理体を
均一に処理することが可能となる。

【００６３】請求項２の発明によると、開口部はマイク
ロ波の進行方向に沿って形成されているので、この開口
部がマイクロ波アンテナの一種であるスロットアンテナ
としての役割を果たし、さらにこの開口部の誘電体が誘
電体レンズとしての役割も果たすようになる。

【００６４】請求項３の発明によると、突起体が長尺状
に形成されているため、天板の開口部をマイクロ波が透
過した場合、この内面側に長尺状に設けられた、いわゆ
るコルゲート構造の突起体に沿ってマイクロ波が伝搬さ
れるため、天板のチャンバ側の面にマイクロ波のエネル
ギを集中させることができ、しかもこの伝搬によってシ
ート状に形成されたマイクロ波で媒質ガスを均一にプラ
ズマ化することが可能となり、よって被処理体の均一な
処理も可能となる。

【００６５】請求項４の発明によると、突起体はマイク
ロ波の進行方向に交差しかつ天板に沿って半波長の整数
倍となる間隔ごとに設けられているので、マイクロ波を
この内面に伝搬させる場合、マイクロ波の表面波波長の
内面側に沿った伝搬を効率良く行える。

【００６６】請求項５の発明によると、誘電体には棒状
の導体が設けられているので、この棒状の導体と誘電体
とでアンテナの一種である同軸線路を構成することとな
り、この同軸線路を通してチャンバ内部にマイクロ波が
効率良く導入されることになる。

【００６７】請求項６の発明によると、突起体は粒状に
設けられているので、この突起体を天板の内面側の伝搬
状況に応じて任意の位置に任意の個数だけ設けることが
でき、マイクロ波の導入が効率的となる。

【００６８】請求項７の発明によると、突起体は天板の
内面に所定間隔ごとに設けられているため、このマイク
ロ波の伝搬を均一なものとすることが可能となる。請求
項８の発明によると、導体はマイクロ波が反射する反射
面から発振器に向かう方向に沿ってマイクロ波の波長の
４分の１だけ離間した位置に設けられているので、マイ
クロ波によって生じる電界強度を効率良くチャンバ内部
へ入射させることができる。

【００６９】請求項９の発明によると、導体は導波管の
マイクロ波が反射する反射面から発振器に向かう方向に
沿ってマイクロ波の波長の４分の１だけ離間した位置
と、この位置からさらに半波長の間隔ごとに設けられて
いるので、電界強度の分布に基いた位置にアンテナを配
置するようになるため、合成波の節の部分ごとに導体が
設けられる構成となり、マイクロ波のチャンバ内部への
導入が効率良く行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態に係わるプラズマ処
理装置の断面図。

【図２】同実施の形態に係わる図で、（ａ）は導波管付
近のマイクロ波進行方向断面図、（ｂ）は導波管付近の
マイクロ波進行方向に直交する断面図。

【図３】本発明の第二の実施の形態に係わる図で、
（ａ）は導波管付近のマイクロ波進行方向断面図、
（ｂ）は導波管付近のマイクロ波進行方向に直交する断
面図。

【図４】本発明の変形例の一例に係わる図で、（ａ）は
導波管付近のマイクロ波進行方向断面図、（ｂ）は導波
管付近のマイクロ波進行方向に直交する断面図。

【符号の説明】

１０，１０´…プラズマ処理装置 １２…被処理体 １３…排気管 １４…媒質ガス供給配管 １６…拡散板 １７…プラズマ発生室 １８…処理室 ２０…導波管 ２１…反射面 ２２，２２´…天板 ２４，２８…開口部 ２５，２９，３４…マイクロ波透過窓 ２７，３３…突起体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発振器により発生したマイクロ波を導波
   管を介してチャンバ内部に伝達させ、チャンバ内部でプ
   ラズマを発生させるプラズマ処理装置において、 上記チャンバの上記導波管と対向する部分に設けられ上
   記マイクロ波をチャンバ内部に導入するための開口部が
   形成され、上記チャンバ側の面に上記開口部を通過した
   マイクロ波を内面に沿って伝搬させる金属製の突起体を
   有する天板と、 上記開口部に気密に設けられた誘電体よりなるマイクロ
   波透過窓と、 を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 【請求項２】 上記開口部はマイクロ波の進行方向に沿
   ってスリット状に形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。
3. 【請求項３】 上記突起体はマイクロ波の進行方向に沿
   って長尺状に設けられていることを特徴とする請求項２
   記載のプラズマ処理装置。
4. 【請求項４】 上記突起体は、上記誘電体が設けられた
   開口部の位置を基準として、この位置からマイクロ波が
   上記導波管を進行する方向と交差しかつ上記天板の上記
   チャンバ側の面に沿って、上記マイクロ波の表面波の半
   波長の整数倍となる間隔ごとに上記突起体が形成されて
   いることを特徴とする請求項２または請求項３記載のプ
   ラズマ処理装置。
5. 【請求項５】 上記開口部に設けられた誘電体には棒状
   の導体が気密に貫通して設けられていることを特徴とす
   る請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のプラズマ
   処理装置。
6. 【請求項６】 上記突起体は粒状に形成されていること
   を特徴とする請求項２または請求項４または請求項５記
   載のプラズマ処理装置。
7. 【請求項７】 上記突起体は天板のチャンバ側の面に所
   定間隔ごとに設けられていることを特徴とする請求項６
   記載のプラズマ処理装置。
8. 【請求項８】 上記導体は上記導波管の上記マイクロ波
   が反射する反射面から上記発振器に向かう方向に沿って
   マイクロ波の波長の４分の１だけ離間した位置に設けら
   れていることを特徴とする請求項５記載のプラズマ処理
   装置。
9. 【請求項９】 上記導体は上記導波管の上記マイクロ波
   が反射する反射面から上記発振器に向かう方向に沿って
   マイクロ波の波長の４分の１だけ離間した位置と、この
   位置からさらに半波長の間隔ごとに設けられていること
   を特徴とする請求項５記載のプラズマ処理装置。