JPH11297494A

JPH11297494A - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JPH11297494A
Application number: JP10119974A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Takagi; 憲一高木; Kojin Nakagawa; 行人中川
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 1999-10-29
Anticipated expiration: 2018-04-14
Also published as: JP3957397B2

Abstract

(57)【要約】【課題】調整が容易に行うことができ、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。【解決手段】アンテナ容器10内に複数のロッド22が一
定間隔で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の間で容量を形成しかつ共振状態を
作るスタブ21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30,34 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13を通して真空容器11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、さらにロッドにおける
少なくともスタブに対向する部分が平坦面22a となるよ
うに構成される。

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１０
１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１
０８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１０
１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３５０
ｍｍ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１０
５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１
２１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２
３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１２
５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１０
ｍｍ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２
６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真空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、さらにロッドに
おける少なくともスタブに対向する部分が平坦面となる
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。

【００１５】第２のプラズマ処理装置（請求項２に対
応）は、上記第１の発明構成において、好ましくは上記
ロッドは円筒形状であってその先端部のスタブに対向す
る部分が切り欠かれ、この切欠き部分が上記平坦面を形
成することを特徴とする。この構成では従来のロッド形
状に変形を加えるだけで作ることが可能である。

【００１６】第３のプラズマ処理装置（請求項３に対
応）は、上記第１の発明構成において、好ましくは、上
記ロッドは棒状であって、そのスタブ対向面が、スタブ
におけるロッドに対向する面と平行であり、平坦面を形
成することを特徴とする。

【００１７】第４のプラズマ処理装置（請求項４に対
応）は、上記第１の発明構成において、好ましくは、上
記ロッドは三角筒形状であって、その断面で、底辺に相
当する部分が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ことを特徴とする。

【００１８】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、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６のプラズマ処理装置（請求項６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７のプラズマ処理装置（請求項７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円盤状部材に結合されること
を特徴とする。

【００２１】第８のプラズマ処理装置（請求項８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１
４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１５ｍ
ｍ、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２
１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５００
ＭＨｚ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２
２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４
２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４
２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５
１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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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
真空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、前記ロッドにおける少なくとも前記スタブに対向する部
分が平坦面となっていることを特徴とするプラズマ処理
装置。
【請求項２】前記ロッドは円筒形状であって、その先
端部の前記スタブに対向する部分が切り欠かれ、この切
欠き部分が前記平坦面を形成することを特徴とする請求
項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】前記ロッドは棒状であって、そのスタブ
対向面が、前記スタブにおける前記ロッドに対向する面
と平行であり、前記平坦面を形成することを特徴とする
請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】前記ロッドは三角筒形状であって、その
断面で、底辺に相当する部分が前記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
ることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】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１〜４のいずれか１項に記載のプラズマ処理
装置。
【請求項６】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１〜５のいずれか１項に記載
のプラズマ処理装置。
【請求項７】前記複数のロッドの先端部が導電性円盤
状部材に結合されることを特徴とする請求項１〜５のい
ずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】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〜
７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。