WO2010001938A1 - プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および誘電体窓の温度調節機構 - Google Patents

プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および誘電体窓の温度調節機構 Download PDF

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WO2010001938A1
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dielectric window
temperature
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heating means
window
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伸也 西本
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東京エレクトロン株式会社
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    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Definitions

  • the present invention relates to a plasma processing apparatus, a plasma processing method, and a temperature adjustment mechanism of a dielectric window.
  • plasma treatment for thin film deposition or etching is widely performed.
  • it is required to perform uniform plasma treatment on the entire surface of the substrate to be processed in a highly clean space. This demand is increasing as the diameter of the substrate increases.
  • microwaves have the property of transmitting through a dielectric.
  • a dielectric window By providing the plasma processing apparatus with a window made of a dielectric material that transmits microwaves (hereinafter referred to as a dielectric window), microwaves can be irradiated from the outside to the inside of the plasma processing apparatus. Become.
  • the process gas introduced into the plasma processing apparatus being excited by the microwave, plasma is generated.
  • this configuration since it is not necessary to provide a discharge electrode in the plasma processing apparatus, the cleanliness in the processing apparatus is kept high.
  • this method is excellent in productivity and energy efficiency because it can form a high-density plasma even at a relatively low temperature.
  • Patent Document 1 discloses a processing container, a microwave antenna including a cooling unit, a shower plate made of a dielectric material, a microwave antenna made of a dielectric material, and a shower plate. And a cover plate provided between the two.
  • a microwave antenna provided with a cooling unit is brought into close contact with a shower plate via a cover plate, thereby preventing overheating of the dielectric window.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and a plasma processing apparatus, a plasma processing method, and a dielectric that can achieve uniform plasma distribution characteristics by uniformizing the temperature distribution of a dielectric window used for plasma processing It aims at providing the temperature control mechanism of a window.
  • a plasma processing apparatus provides: A processing vessel having a dielectric window formed of a dielectric material and capable of reducing the pressure inside; An antenna for supplying microwaves to the inside of the processing container through the dielectric window; Gas supply means for supplying process gas into the processing vessel; Heating means for heating the dielectric window with radiation; Cooling means for cooling the dielectric window; Is provided.
  • the plasma processing apparatus further includes: Temperature detecting means for detecting the temperature of the dielectric window; Control means for controlling the heating means and / or the cooling means in response to the temperature detected by the temperature detection means; Is provided.
  • the temperature detecting means includes a plurality of sensors, and the sensor is provided with at least one or more for each of the areas of the dielectric window divided into a plurality of areas.
  • the heating means is composed of a plurality of heaters arranged to face the side surface of the dielectric window, The heater is controlled by the control means; The peripheral portion of the dielectric window is heated with a calorific value set independently for each heater.
  • a window that cuts off the microwave and transmits the radiation of the heating unit is provided between the heating unit and the dielectric window. It is characterized by that.
  • the cooling means has a heat medium inlet and outlet for each of the areas of the dielectric window divided into a plurality of areas.
  • the cooling means is controlled by the control means and causes the heat medium to flow at a flow rate set independently for each of the areas of the dielectric window.
  • the holding member for holding the heating unit includes a temperature adjusting unit for maintaining the temperature of the holding member at a predetermined temperature.
  • the holding member that holds the heating unit is maintained at a constant temperature by the temperature adjusting unit while the plasma processing is performed on at least one object to be processed. It is characterized by that.
  • the temperature adjustment mechanism of the dielectric window is: A temperature adjustment mechanism for a dielectric window, Heating means for heating the dielectric window with radiation; Cooling means for cooling the dielectric window; Temperature detecting means for detecting the temperature of the dielectric window; Control means for controlling the heating means and / or cooling means in response to the temperature detected by the temperature detecting means; It is characterized by providing.
  • the temperature detecting means includes a plurality of sensors, and the sensor is provided with at least one or more for each of the areas of the dielectric window divided into a plurality of areas.
  • the heating means includes It is composed of a plurality of heaters arranged facing the side surface of the dielectric window, Controlled by the control means, The peripheral portion of the dielectric window is heated with a calorific value set independently for each heater.
  • a window that cuts off the microwave and transmits the radiation of the heating unit is provided between the heating unit and the dielectric window. It is characterized by that.
  • the cooling means has a heat medium inlet and outlet for each of the areas of the dielectric window divided into a plurality of areas.
  • the cooling means is controlled by the control means and causes the heat medium to circulate at a flow rate set independently for each zone.
  • the temperature distribution of the dielectric window used for the plasma processing can be made uniform and good plasma processing characteristics can be realized.
  • a plasma processing apparatus 1 includes a processing container (chamber) 2, an antenna 4, a waveguide 5, a cooling block 6, a substrate holder 7, an exhaust port 8a, a vacuum pump 8b, a high frequency power source 9, and a gate. 11, a temperature sensor 16, a cover 17, and a gas supply device 18.
  • the processing container 2 includes a lower container 12, a holding ring (upper plate) 15, and a dielectric window (shower plate) 3.
  • Processing container 2 is configured to be sealable. By sealing the processing container 2, the pressure inside the processing container 2 can be maintained at a predetermined value. Further, by sealing the processing container 2, it is possible to seal the plasma generated inside the processing container 2 inside the processing container 2.
  • the lower container 12 is made of a metal such as Al.
  • a protective film made of aluminum oxide or the like is formed on the inner wall surface by, for example, oxidation treatment.
  • a substrate holder 7 is assembled to the bottom inside the lower container 12.
  • the retaining ring (upper plate) 15 is made of a metal such as Al.
  • a protective film made of aluminum oxide or the like is formed on the inner wall surface by, for example, oxidation treatment.
  • the holding ring (upper plate) 15 is assembled on the lower container 12.
  • the holding ring 15 has a concentric step (projecting portion 15 a) whose ring diameter (inner diameter) increases toward the ceiling side of the processing container 2.
  • a step (planar portion 15 b) continuous with the overhanging portion 15 a supports the lower surface peripheral portion of the dielectric window 3.
  • the holding ring 15 includes a plurality of heating devices (here, lamp heaters 151) which are means for heating the peripheral edge of the dielectric window 3 from the side surface.
  • the retaining ring 15 includes a flow path 158 inside. By causing the heat medium to flow in the flow path 158, the holding ring 15 is prevented from being overheated.
  • the dielectric window 3 is made of a dielectric material that transmits microwaves, such as SiO 2 and Al 2 O 3 .
  • the dielectric window 3 transmits the microwave supplied from the antenna 4 to the inside of the processing container 2. Further, the dielectric window 3 is fitted to the holding ring 15 and also serves as a lid of the processing container 2.
  • the dielectric window (shower plate) 3 includes a cover plate 3a and a base plate 3b.
  • the base plate 3b includes a large number of nozzle openings 3c, concave grooves 3d, and gas flow paths 3e.
  • the nozzle opening 3c, the groove 3d, and the gas flow path 3e communicate with each other.
  • the process gas supplied from the gas supply device 18 passes through the gas flow path 3e and the groove 3d, and passes through the nozzle opening 3c to the space S immediately below the dielectric window 3. It is supplied so that the concentration distribution is uniform.
  • the antenna 4 includes a waveguide 4a, a radial line slot antenna (RLSA) 4b, and a slow wave plate 4c.
  • the antenna 4 is coupled to the dielectric window 3. More specifically, the radial line slot antenna 4 b of the antenna 4 is in close contact with the cover plate 3 a of the dielectric window 3.
  • the waveguide portion 4a is constituted by a shield member integrated with the cooling block 6, and the slow wave plate 4c is constituted by a dielectric material such as SiO 2 or Al 2 O 3 .
  • the slow wave plate 4c is disposed between the waveguide 4a and the radial line slot antenna 4b and plays a role of compressing the wavelength of the microwave.
  • the waveguide 5 is connected to the antenna 4.
  • the waveguide 5 is a coaxial waveguide composed of an outer waveguide 5a and an inner waveguide 5b.
  • the outer waveguide 5 a is connected to the waveguide portion 4 a of the antenna 4.
  • the inner waveguide 5b is coupled to the radial line slot antenna 4b.
  • the cooling block 6 (so-called cooling jacket) is provided on the antenna 4.
  • the cooling block 6 includes a plurality of cooling channels 6a for the heat medium therein.
  • the cooling block 6 is formed integrally with the waveguide 4a. Since the heat medium cooled to a predetermined temperature flows through the cooling flow path 6a, overheating of the antenna 4 and the dielectric window 3 can be prevented.
  • the cooling flow path 6 a is formed so as to reach the entire inside of the cooling block 6. For example, when the cooling block 6 has a disk shape corresponding to the shape of the antenna 4, a plurality of cooling flow paths 6a are radially formed by connecting the center portion and the peripheral portion of the circle as shown in FIG. Arranged at intervals.
  • the required number of temperature sensors 16 is provided around the waveguide 5.
  • the temperature sensor 16 detects the temperature of the shower plate 3 and the antenna 4.
  • the temperature sensor 16 is composed of, for example, a fiber sensor.
  • the cover 17 is attached so as to cover the entire upper part of the processing container 2 including the cooling block 6 and the antenna 4.
  • the inside of the processing container 2 is depressurized by the vacuum pump 8b to be in a vacuum state.
  • a substrate to be processed W is fixed to the substrate holder 7.
  • An inert gas such as argon (Ar) or xenon (Xe) and nitrogen (N 2 ) and a process gas such as C5F8 are supplied from the gas supply device 18 to the gas flow path 18a as necessary.
  • the gas is supplied from the nozzle opening 3c to the space S immediately below the dielectric window 3 through the gas flow path 3e and the groove 3d so that the concentration distribution is uniform.
  • the microwave is supplied from the microwave source through the waveguide 5.
  • the microwaves are transmitted in the radial direction between the waveguide 4a and the radial line slot antenna 4b, and are radiated from the slots of the radial line slot antenna 4b.
  • Supplied microwaves excite the gas supplied to the space S to generate plasma.
  • the plasma processing can be performed on the substrate W to be processed placed on the substrate holder 7.
  • Examples of the processing performed by the plasma processing apparatus 1 include film formation of an insulating film or the like on the substrate W to be processed by so-called CVD (Chemical Vapor Deposition).
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • the dielectric window 3 made of a dielectric material such as SiO 2 or Al 2 O 3 and the retaining ring 15 made of a material such as Al are unintentionally thermally expanded.
  • the thermal expansion coefficient of the retaining ring 15 made of Al or the like is larger than the thermal expansion coefficient of the dielectric window 3 made of a dielectric material such as SiO 2 or Al 2 O 3 . For this reason, the gap between the side surface of the dielectric window 3 and the holding ring 15 increases as the temperature increases.
  • the dielectric window 3 is cooled by the cooling flow path 6a, but the temperature is usually maintained at about 160 to 170 ° C. due to heat generated when the plasma is formed.
  • the temperature of the retaining ring 15 is normally adjusted in the range of 120 to 130 ° C. in order to prevent deposits from adhering to the wall portion surrounding the space S of the retaining ring 15. At this time, a temperature difference of approximately 30 to 50 ° C. exists between the dielectric window 3 and the retaining ring 15. For this reason, heat is transferred from the dielectric window 3 having a high temperature toward the holding ring 15.
  • This movement of heat mainly occurs at the peripheral edge of the lower surface of the dielectric window 3 that is in direct contact with the holding ring 15. As a result, a temperature difference is generated between the central portion and the peripheral portion of the dielectric window 3. This temperature difference causes an uneven density of plasma generated in the space S and thermal distortion of the dielectric window 3.
  • a lamp heater 151 which is means for heating the peripheral edge of the dielectric window 3 from the side surface is provided inside the holding ring 15.
  • the lamp heater 151 heats the peripheral edge of the dielectric 3 from the side surface direction, whereby a uniform temperature distribution in the radial direction in the dielectric window 3 is realized. In this way, the temperature difference in the dielectric window 3 is eliminated, and the density deviation of the plasma generated in the space S and the thermal distortion of the dielectric window 3 are prevented.
  • the cooling block 6 is installed on the antenna 4 which is one of the heat generating parts in the plasma processing apparatus 1.
  • the dielectric window 3 is cooled via the radial slot antenna 4b. Since the dielectric window 3 and the antenna 4 are cooled at the same time, the cooling is performed efficiently. Furthermore, it is possible to prevent other parts in the apparatus from being excessively cooled.
  • a plurality of cooling flow paths 6a of the cooling block 6 as cooling means, a lamp heater 151 of the holding ring 15 as heating means, and a temperature sensor 16 as temperature detecting means are provided.
  • the temperature detected by the temperature sensor 16 is reflected in the control means.
  • the control unit controls the plurality of cooling units and the plurality of heating units independently, whereby the temperature distribution in the dielectric window 3 can be made more uniform.
  • one or more temperature detecting means for detecting the temperature of the holding ring 15 may be separately provided.
  • the control means controls the plurality of cooling devices and the plurality of heating means in response to the temperature of each part detected by each temperature detection means. In this way, the entire plasma processing apparatus 1 is maintained in a state with a predetermined temperature and a uniform temperature distribution more precisely.
  • the holding ring 15 includes a lamp heater 151 as a heating unit and a flow path 158 as a cooling unit.
  • the heating means serves to heat the peripheral edge of the dielectric window 3.
  • the cooling means serves to cool the holding ring 15 as necessary and adjust it to a predetermined temperature.
  • FIGS. 4A and 4B inside the holding ring 15, there are a bolt groove 150 for fastening, a plurality of through holes 157a for the lamp heater 151 (an assembly of the through holes 157a is shown as a hole 157), and A heat medium flow path 158 is formed.
  • the lamp heater 151 is inserted into a lamp heater groove formed in the holding ring 15.
  • the radiant heat release surface of the lamp heater 151 is disposed in the vicinity of the hole 157.
  • twelve lamp heaters 151 as heating means are arranged at equal intervals so as to be embedded from the outside of the holding ring 15.
  • the lamp heater 151 is disposed point-symmetrically with respect to the center of the holding ring 15 and inclined at a predetermined angle with respect to the radial direction.
  • the lamp heater 151 is a non-contact type infrared heater such as a short wavelength infrared heater, and may be a carbon heater.
  • the radiant heat discharge surface of the lamp heater 151 is in contact with the inner side surface of the holding ring 15.
  • a plurality of holes 157 are formed in a portion of the holding ring 15 that is in contact with the radiant heat discharge surface of the lamp heater 151.
  • the holes 157 are composed of a plurality of through holes 157a formed close to each other at a predetermined pitch.
  • the hole 157 has a plurality of locations (specifically, the number of lamp heaters corresponding to the number of lamp heaters) corresponding to the position of the lamp heater 151 so that the short wavelength infrared rays emitted from the lamp heater 151 pass through the through hole 157a. 12 places in total).
  • the size of the through hole 157a is preferably a size that transmits short-wavelength infrared light and does not transmit microwaves. That is, it is preferable to have a diameter that is larger than the wavelength of the short-wavelength infrared light and smaller than the wavelength of the microwave.
  • cylindrical through holes 157a having a diameter of 6 mm and a depth of 5 mm are arranged at a pitch of 6-7 mm. In this case, it has been confirmed that infrared rays are transmitted and microwaves are not transmitted.
  • the shape of the through hole 157a is not necessarily a cylinder, and the hole may have a square cross section or a tapered shape whose diameter increases or decreases toward the outside of the frame.
  • the minimum value of the diameter of the hole cross section is a size that transmits short-wavelength infrared light and does not transmit microwaves, thereby exhibiting characteristics that transmit infrared light but not microwaves. ing.
  • two flow paths 158 are provided in the holding ring 15 as cooling means.
  • the holding ring 15 is cooled by flowing a heat medium having a predetermined temperature through the flow path 158.
  • the heat medium supplied to the flow path 158 from the heat medium inlet 159a flows through the holding ring 15 and is discharged from the heat medium outlet 159b.
  • the functions of the heating means, the cooling means, and the holes 157 provided in the holding ring 15 will be described in detail.
  • the temperature of the peripheral portion of the dielectric window 3 decreases.
  • the lamp heater 151 heats the peripheral portion of the dielectric 3 from the side surface direction, whereby the temperature distribution in the radial direction in the dielectric window 3 can be made uniform.
  • the through-hole 157a has a diameter that allows the short-wavelength infrared light emitted from the lamp heater 151 to pass therethrough and does not pass microwaves.
  • the through hole 157a is formed in a cylindrical shape having a diameter larger than the wavelength of the short wavelength infrared light and smaller than the wavelength of the microwave. For this reason, the short wavelength infrared rays emitted from the lamp heater 151 are transmitted through the through hole 157a. For this reason, the lamp heater 151 can directly heat the dielectric window 3 without being obstructed by the holding ring 15.
  • the microwave supplied into the processing container 2 through the waveguide 5 is reflected by the inner wall of the holding ring 15 and is confined within the frame of the holding ring 15. In this way, it is possible to efficiently heat the peripheral portion of the dielectric window 3 by the lamp heater 151 while preventing the loss of microwaves.
  • a heat medium having a predetermined temperature is flowed into the flow path 158 as necessary, and the holding ring 15 is cooled.
  • the heat medium supplied to the flow path 158 from the heat medium inlet 159a flows through the holding ring 15 while taking heat away and is discharged from the heat medium outlet 159b.
  • the temperature of the heat medium gradually increases while flowing through the holding ring 15. For this reason, a difference occurs in the temperature between the heat medium flowing near the heat medium inlet 159a and the heat medium flowing through the heat medium outlet 159b.
  • a temperature difference can occur along the circumferential direction of the retaining ring 15.
  • heat transfer occurs between the peripheral edge of the dielectric window 3 and the retaining ring 15. For this reason, the temperature difference that may occur along the circumferential direction of the retaining ring 15 may cause a deviation in the temperature distribution of the peripheral edge of the dielectric window 3.
  • a plurality of lamp heaters 151 are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the holding ring 15.
  • the control means responds to the temperature of each part of the dielectric window detected by the plurality of temperature sensors 16 and controls the amount of heat generated by each lamp heater 151 independently.
  • the individual lamp heaters 151 compensate for the temperature difference generated at the peripheral edge of the dielectric window 3, whereby the temperature distribution of the dielectric window 3 can be made more uniform.
  • the surface of the holding ring 15 is preferably mirror-finished.
  • the mirror ring-finished surface of the holding ring 15 reflects short-wavelength infrared light emitted from the lamp heater 151. By doing so, the lamp heater 151 can heat the dielectric window 3 more efficiently without preventing the cooling of the holding ring 15 by the flow path 158.
  • the surface of the dielectric window 3 facing the lamp heater 151 through the hole 157 that is, the side wall of the dielectric window 3 is appropriately roughened, or the radiant heat emitted from the lamp heater 151 is efficiently absorbed. It may be coated with a material. By doing in this way, the more efficient heating of the peripheral part of the dielectric window 3 is attained. At this time, it is preferable that the material used for the coating does not affect the transmission of the microwave.
  • the lamp heater 151 has a twin tube structure with one end connection.
  • a reflective film R (for example, a gold reflective film) is provided on the opposite side of the emission direction so as not to let out the radiated infrared rays.
  • slots 40a and 40b for transmitting microwaves are arranged symmetrically and concentrically.
  • the slots 40a and 40b are formed in the radial direction from the center of the radial line slot antenna 4b at an interval corresponding to the wavelength of the microwave compressed by the slow wave plate 4c, and have a polarization plane. Further, the slot 40a and the slot 40b are formed in a manner orthogonal to each other. As a result, the microwaves emitted from the slots 40a and 40b form a circularly polarized wave including two orthogonal polarization components.
  • the lamp heater 151 which is a short wavelength infrared heater was used here as a heating means, other short wavelength infrared heaters may be used. Further, a far-infrared carbon heater, a heater using medium-wavelength infrared, a halogen heater, or the like may be used. A resistance heater such as a heating wire and other non-contact type heating devices can also be used depending on the application.
  • the plasma processing apparatus 1 is further provided with an electronic control device that controls the supply of process gas and the operation of the high-frequency power source.
  • the temperature controllers 601 and 602 can communicate with the electronic control device, and can perform temperature control based on information from the electronic control device.
  • a desired uniform substrate processing can be performed in the space S between the dielectric window 3 and the substrate W to be processed.
  • substrate processing include plasma oxidation processing, plasma nitriding processing, plasma oxynitriding processing, plasma CVD processing, plasma etching processing, and the like.
  • the holding ring 15 be maintained at a constant temperature while processing at least one substrate. By doing so, it is possible to prevent thermal strain from being generated in the holding ring 15 and the dielectric window 3 while processing one substrate. As a result, it is possible to prevent the microwave introduced into the processing container from fluctuating while processing the substrate, and to perform more uniform plasma processing.
  • the constant temperature is preferably set near the processing temperature. In the CVD process, for example, the temperature is set to 150 ° C. In this case, there is an effect that adhesion of the film to the dielectric window 3 can be suppressed.
  • the lower container 12 may be configured to be heatable, and at this time, the temperature adjustment mechanism of the present invention described later may be used.
  • This dielectric window corresponds to the dielectric window 3 in the above-described embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention.
  • the plasma processing apparatus using the dielectric window 3 is the same as the plasma processing apparatus 1 which is an embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention.
  • the cooling block 6 includes a cooling flow path 6a, a temperature sensor 16, a heat medium inflow path 171a, and a heat medium outflow path 171b.
  • the cooling flow path 6a, the temperature sensor 16, the heat medium inflow path 171a, and the heat medium outflow path 171b are provided at positions corresponding to the respective portions obtained by dividing the dielectric window 3 into six sectors.
  • a one-dot chain line in FIG. 7 shows one of the cooling flow paths 6a formed in a radial shape.
  • the other cooling flow paths 6a are omitted for easy understanding.
  • the temperature of the cooling block 6 is adjusted by the heat medium flowing through the cooling flow path 6a of the cooling block 6. As a result, the temperature of the antenna 4 in contact with the lower surface of the cooling block 6 and the temperature of the dielectric window 3 in contact with the lower surface of the antenna 4 are adjusted.
  • Each cooling flow path 6a is formed so that the heat medium flows from the inflow path 171a near the center inside the antenna 4 toward the discharge path 171b at the peripheral edge.
  • the heat medium is supplied from the chiller unit 500.
  • the heater 521 (for example, an electric heater) plays a role of heating the heat medium to a predetermined temperature.
  • the heat medium heated to a predetermined temperature is distributed to the six cooling channels 6a by the manifold 531a.
  • the heat medium flowing through each cooling flow path 6a is focused by the manifold 531b.
  • the flow rate of the heat medium flowing through each cooling flow path 6a is adjusted by the flow rate adjusting valve 541b provided before being focused on the manifold 531b.
  • the heat medium is sent again from the manifold 531b to the chiller unit 500.
  • the heat medium cools the dielectric window 3 while circulating through the chiller unit 500 and the cooling flow path 6a.
  • a liquid heat exchange medium such as silicon oil, fluorine-based liquid, or ethylene glycol is used.
  • the cooling block 6 includes the temperature sensors 16 at positions corresponding to the respective portions obtained by dividing the dielectric window 3 into six sectors.
  • the temperature controller 601 is set to perform temperature control based on the temperature detected by the temperature sensor 16 every predetermined time. The temperature control by the temperature controller 601 is performed independently for each portion corresponding to each temperature sensor 16.
  • the temperature controller 601 issues an instruction to open and close the valve to the flow rate adjusting valve 541b, the flow rate of the heat medium in the cooling flow path 6a corresponding to the position of each temperature sensor 16 is controlled. For example, when the temperature detected by one temperature sensor 16 is higher than the temperature detected by the other temperature sensor 16, the heat flowing in the portion corresponding to the one temperature sensor 16 among the plurality of cooling channels 6a.
  • the amount of media is increased. As a result, more heat is taken from the corresponding part of the cooling block 6 and the temperature difference is eliminated. In this way, the temperature of the antenna 4 in contact with the lower surface of the cooling block 6 and the temperature of the dielectric window 3 in contact with the lower surface of the antenna 4 are adjusted for each part, and the temperature distribution is made uniform.
  • the temperature controller 601 issues a temperature control instruction to the heater 521 (for example, an electric heater), and the heat medium The temperature of is adjusted.
  • the shape of the cooling block 6 is preferably a shape corresponding to the antenna 4.
  • the cooling flow path 6a of the cooling block 6 may be divided into a plurality and arranged as a whole.
  • the shape of the cooling flow path 6a is not limited to the radial shape shown in the embodiment.
  • the location and number of the cooling flow paths 6a can be arbitrarily set according to the structure of the plasma processing apparatus 1 and the type of plasma processing.
  • the temperature sensor 16 is preferably provided at a position corresponding to each of the plurality of cooling flow paths 6a. By doing so, more precise temperature control of the dielectric window 3 is facilitated.
  • a cooling channel may be provided in the dielectric window 3 in addition to the cooling block 6.
  • a flow path capable of communicating with the outside and allowing the heat medium to flow is provided in the dielectric window 3.
  • the flow path of the heat medium is preferably provided in the entire dielectric window 3.
  • This holding ring 15 is the same as the holding ring 15 in the embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention shown in FIG.
  • the holding ring 15 includes a cooling unit and a plurality of heating units.
  • the cooling means serves to cool the holding ring 15.
  • the heating means serves to heat the dielectric window 3.
  • a plurality of temperature sensors 16 are arranged in the holding ring 15 or in the vicinity thereof.
  • each of the two flow paths 158 has a heat medium inlet 159a and a heat medium outlet 159b.
  • the heat medium adjusted to a predetermined temperature flows through the flow path 158 to cool the holding ring 15.
  • the holding ring 15 includes a plurality of lamp heaters 151 as heating means.
  • the plurality of lamp heaters 151 are equally arranged along the circumferential direction of the holding ring 15.
  • a plurality of temperature sensors 16 are arranged in the vicinity of the holding ring 15.
  • the temperature controller 602 is set to perform temperature control based on the temperature detected by the temperature sensor 16 every predetermined time.
  • the heat medium flowing through the holding ring 15 is supplied from the chiller unit 500 as shown in FIG.
  • the heat medium is adjusted to a predetermined temperature by a heater 522 (for example, an electric heater).
  • the heat medium adjusted to a predetermined temperature is distributed into two by the manifold 532a.
  • the heat medium is supplied to the heat medium inlet 159a, and is discharged from the heat medium outlet 159b via each flow path 158.
  • the heat medium is divided into two, passes through the flow control valve 542b, and is focused by the manifold 532b.
  • the focused heat medium is sent to the chiller unit 500 again. That is, the heat medium cools the holding ring 15 while circulating through the flow path 158 of the chiller unit 500 and the holding ring 15.
  • a liquid heat exchange medium such as silicon oil, fluorine-based liquid, or ethylene glycol is used.
  • the temperature of the heat medium flowing through the holding ring 15 changes while flowing through the holding ring 15. For this reason, a temperature difference may occur in the retaining ring 15 along the circumferential direction. Due to this temperature difference, a temperature difference can also occur in the peripheral portion of the dielectric window 3 supported by the holding ring 15 along the circumferential direction.
  • a plurality of temperature sensors 16 are arranged in the vicinity of the holding ring 15. Each of the plurality of temperature sensors 16 detects the temperature of each corresponding part. When one temperature sensor 16 detects a temperature lower than that of the other temperature sensor 16, the temperature controller 602 issues an instruction to increase the amount of heat generated by the lamp heater 151 corresponding to the one temperature sensor 16. In this way, it is possible to prevent a temperature difference from occurring along the circumferential direction of the dielectric window 3.
  • the temperatures detected by the plurality of temperature sensors 16 may be higher or lower than the predetermined temperature as a whole.
  • the temperature controller 602 instructs the plurality of lamp heaters 151 to reduce the heat generation amount.
  • an instruction may be issued from the temperature controller 602 to the flow rate adjustment valve 542b to increase the amount of the heat medium flowing through the flow path 158. In this way, overheating of the retaining ring 15 is prevented.
  • the lamp heater 151 which is a short wavelength infrared heater was used here as a heating means, other short wavelength infrared heaters may be used.
  • a far infrared carbon heater, a heater using a medium wavelength infrared ray, a halogen heater, or the like may be used.
  • a resistance heater such as a heating wire and other non-contact type heating devices can also be used depending on the application.
  • FIG. 9 shows the characteristics of three types of heating devices (short wavelength infrared, medium wavelength infrared, and carbon (far infrared)) in comparison.
  • the tube cross-sectional size is represented by the product of X and Y.
  • Temperature stabilization time is related to responsiveness. The shorter the temperature stabilization time, the easier the temperature control, indicating that it is suitable for the heating device. A longer average life is preferable because the number of replacements of the heating device is small and maintenance time is short. Considering these, it is desirable that the heating means is a heating device using carbon as a heat source. However, since a heating device using carbon as a heat source is large, it may not be suitable for use depending on the size of the plasma processing apparatus 1. In such a case, a heating device using short wavelength infrared rays as a heat source, such as the lamp heater 151 exemplified in the embodiment, may be used.
  • the plasma processing apparatus and the temperature adjustment mechanism of the dielectric window described in the embodiment are merely examples, and the present invention is not limited thereto.
  • the plasma processing method, the gas used for the plasma processing, the material and shape of the dielectric window, the heating and cooling means and the arrangement method thereof, the type of the substrate to be processed, and the like can be arbitrarily selected.
  • Plasma processing apparatus 2 Processing container (chamber) 3 Dielectric window (shower plate) 3a Cover plate 3b Base plate 3c Nozzle opening 3d Groove 3e Gas flow path 4 Antenna 4a Waveguide 4b Radial line slot antenna (RLSA) 4c Slow wave plate 5 Waveguide 5a Outer waveguide 5b Inner waveguide 6 Cooling block 6a Cooling flow path 7 Substrate holding table 8a Exhaust port 8b Vacuum pump 9 High frequency power supply 11 Gate 12 Lower container 15 Holding ring (upper plate) 15a Overhang portion 16 Temperature sensor 17 Cover 18 Gas supply device 18a Gas flow path 40a, b Slot 150 Bolt groove 151 Lamp heater 157 Hole 157a Through hole 158 Flow path 159a Heat medium inlet 159b Heat medium outlet 171a Inflow path 171b Outflow path 500 Chiller Unit 521, 522 Heater 531, 532 Manifold 541b, 542b Flow control valve 601, 602 Temperature controller S Space W Subs

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Abstract

　プラズマ処理に用いるマイクロ波を透過させる誘電体窓の温度をより精密に制御して、より良好なプラズマ処理特性を実現することのできるプラズマ処理装置、プラズマ処理方法および誘電体窓の温度調節機構を提供する。プラズマ処理装置（１）は、処理容器（２）、誘電体窓（シャワープレート）（３）、アンテナ（４）、導波管（５）、冷却ブロック（６）、基板保持台（７）、処理容器（２）の上部に組み付けられた保持リング（アッパープレート）（１５）、を備える。誘電体窓（３）の周縁部を保持リング（１５）で係止する。アンテナ（４）の上に、内部に熱媒体を流通できる冷却流路（６ａ）を備えた冷却ブロック（６）が設けられる。導波管（５）の周囲に温度センサ（１６）が設けられ、アンテナ（４）などの温度が検出される。保持リング（１５）の内部にはランプヒータ（１５１）が備えられる。誘電体窓（３）は、制御手段によって制御される冷却ブロック（６）の冷却手段および保持リング（１５）の加熱手段により、所定の温度分布に制御される。

Description

プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および誘電体窓の温度調節機構
　本発明は、プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および誘電体窓の温度調節機構に関する。
　半導体の製造プロセスでは、薄膜の堆積又はエッチング等を目的としたプラズマ処理が広く行われている。高性能かつ高機能な半導体を得るためには、清浄度の高い空間内で、被処理基板の被処理面全面に対し、均一なプラズマ処理を行うことが要求される。この要求は、基板の大径化に伴いますます強まっている。
　現在、プラズマ処理におけるプラズマ発生方法として、マイクロ波によるプロセスガスの励起が広く利用されている。マイクロ波は誘電体を透過する性質を有する。プラズマ処理装置に、誘電体材料で形成されマイクロ波を透過させる窓（以下、誘電体窓と呼称する。）を設けることで、プラズマ処理装置外部から内部へとマイクロ波を照射することが可能になる。プラズマ処理装置内に導入されたプロセスガスがこのマイクロ波によって励起された結果、プラズマが発生する。この構成によれば、プラズマ処理装置内に放電電極を設ける必要がないため、処理装置内の清浄度が高く保たれる。また、この方法は、比較的低温でも高密度のプラズマを形成できるため、生産性やエネルギー効率にも優れている。
　この方法では誘電体窓に近接した空間において高密度のプラズマが形成されるため、誘電体窓は大量のイオンや電子に曝される。さらに、マイクロ波を供給するアンテナからも熱が発生する。このため、プラズマ処理を長時間行うと、誘電体窓に熱が蓄積する。誘電体窓の過熱は、プロセスガスの励起効率を変化させたり、プロセスガスを分解させたりといった好ましくない現象の原因となる。
　誘電体窓の過熱を防ぐため、例えば特許文献１には、処理容器と、冷却部を備えるマイクロ波アンテナと、誘電体材料からなるシャワープレートと、誘電体材料からなりマイクロ波アンテナとシャワープレートとの間に設けられたカバープレートと、を備えるプラズマ処理装置が記載されている。このプラズマ処理装置では、冷却部を備えるマイクロ波アンテナを、カバープレートを介してシャワープレートと密接させることにより、誘電体窓の過熱を防いでいる。
特開２００２－２９９３３０号公報
　しかし、特許文献１に記載された装置においても、長時間プラズマ処理を行うと、誘電体窓に非常に大きな温度分布の偏りが生じ、さらには誘電体窓に熱歪が生じて、装置の特性が変化してしまい、均一なプラズマ処理が困難になるなどといった問題がある。プラズマ処理装置のプラズマ処理特性を向上させるためには、誘電体窓の過熱を防ぐだけでは十分ではなく、誘電体窓の温度分布を均一にすることが重要であることが、発明者らの実験等により分かってきた。
　この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、プラズマ処理に用いる誘電体窓の温度分布を均一化し、良好なプラズマ処理特性を実現することのできるプラズマ処理装置、プラズマ処理方法および誘電体窓の温度調節機構を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るプラズマ処理装置は、
　誘電体材料で形成された誘電体窓を備え、内部を減圧可能な処理容器と、
　前記誘電体窓を通じて前記処理容器の内部にマイクロ波を供給するアンテナと、
　プロセスガスを前記処理容器内に供給するガス供給手段と、
　前記誘電体窓を輻射線で加熱する加熱手段と、
　前記誘電体窓を冷却する冷却手段と、
を備える。
　好ましくは、前記プラズマ処理装置は、さらに、
前記誘電体窓の温度を検出するための温度検出手段と、
前記温度検出手段によって検出された温度に応答して、前記加熱手段及び／又は前記冷却手段を制御するための制御手段と、
を備える。
　好ましくは、前記温度検出手段は複数のセンサから構成され、前記センサは複数の区域に分割された前記誘電体窓の前記区域ごとに少なくとも１以上備えられていることを特徴とする。
　好ましくは、前記加熱手段は、前記誘電体窓の側面に対向して配置された複数のヒータから構成され、
　前記ヒータは前記制御手段によって制御され、
　前記誘電体窓の周縁部を、各ヒータに対し独立に設定された発熱量で加熱する、ことを特徴とする。
　好ましくは、前記加熱手段と前記誘電体窓の間には、前記マイクロ波を遮断し、かつ、前記加熱手段の前記輻射線を透過する窓が備えられている、
ことを特徴とする。
　好ましくは、前記冷却手段は、複数の区域に分割された前記誘電体窓の該区域ごとに熱媒体の導入口と排出口を有することを特徴とする。
　特に好ましくは、前記冷却手段は、前記制御手段によって制御され、前記誘電体窓の前記区域ごとに独立に設定された流量で前記熱媒体を流通させることを特徴とする。
　好ましくは、前記加熱手段を保持する保持部材は、前記保持部材の温度を所定の温度に維持するための温度調整手段を備えることを特徴とする。
　本発明の第２の観点に係るプラズマ処理方法は、加熱手段を保持する保持部材は、少なくとも一つの被処理対象物に対してプラズマ処理が行われる間、温度調整手段によって一定の温度に保たれることを特徴とする。
　本発明の第３の観点に係る誘電体窓の温度調節機構は、
　誘電体窓の温度調節機構であって、
　前記誘電体窓を輻射線で加熱する加熱手段と、
　前記誘電体窓を冷却する冷却手段と、
　前記誘電体窓の温度を検出するための温度検出手段と、
　前記温度検出手段によって検出された温度に応答して、前記加熱手段及び／又は冷却手段を制御するための制御手段と、
を備えることを特徴とする。
　好ましくは、前記温度検出手段は複数のセンサから構成され、前記センサは複数の区域に分割された前記誘電体窓の前記区域ごとに少なくとも１以上備えられている、ことを特徴とする。
　好ましくは、前記加熱手段は、
前記誘電体窓の側面に対向して配置された複数のヒータから構成され、
前記制御手段によって制御され、
前記誘電体窓の周縁部を、各ヒータに対して独立に設定された発熱量で加熱する、ことを特徴とする。
　好ましくは、前記加熱手段と前記誘電体窓との間には、前記マイクロ波を遮断し、かつ、前記加熱手段の前記輻射線を透過する窓が備えられている、
ことを特徴とする。
　好ましくは、前記冷却手段は、複数の区域に分割された前記誘電体窓の該区域ごとに熱媒体の導入口と排出口を有することを特徴とする。
　さらに好ましくは、前記冷却手段は、前記制御手段によって制御され、前記区域ごとに独立に設定された流量で前記熱媒体を流通させることを特徴とする。
　本発明のプラズマ処理装置、プラズマ処理方法および誘電体窓の温度調節機構によれば、プラズマ処理に用いる誘電体窓の温度分布を均一化し、良好なプラズマ処理特性を実現することができる。
本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成を示す概略図である。 冷却ブロックを処理容器の外側から見た平面図である。 保持リングの構造を示す斜視図である。 保持リングの断面の拡大図である。 保持リングを誘電体窓側から見た部分平面図である。 ランプヒータの構造を示す斜視図である。 ラジアルラインスロットアンテナの平面図である。 誘電体窓の温度制御態様（冷却ブロックによる温度制御）を示す図である。 誘電体窓の温度制御態様（保持リングによる温度制御）を示す図である。 ３種類の加熱装置（短波長赤外線、中波長赤外線、カーボン（遠赤外線））の特性を対比して示す図である。
　以下、本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。
　図１に示すように、プラズマ処理装置１は、処理容器（チャンバ）２、アンテナ４、導波管５、冷却ブロック６、基板保持台７、排気ポート８ａ、真空ポンプ８ｂ、高周波電源９、ゲート１１、温度センサ１６、カバー１７、ガス供給装置１８を備える。
　処理容器２は、下部容器１２、保持リング（アッパープレート）１５、誘電体窓（シャワープレート）３を備える。
　処理容器２は密封可能に構成される。処理容器２を密封することで、処理容器２の内部の圧力を所定の値に保つことが可能となる。また、処理容器２を密封することで、処理容器２の内部で生じたプラズマを処理容器２の内部に封止することが可能となる。
　下部容器１２は、Ａｌ等の金属からなる。その内壁面には、例えば酸化処理により酸化アルミニウム等からなる保護膜が形成されている。また、下部容器１２の内側の底部には、基板保持台７が組み付けられている。
　保持リング（アッパープレート）１５は、Ａｌ等の金属からなる。その内壁面には、例えば酸化処理により酸化アルミニウム等からなる保護膜が形成されている。保持リング（アッパープレート）１５は、下部容器１２の上に組み付けられている。保持リング１５は、処理容器２の天井側へ向かってリング径（内径）が拡大する同心円状の段差（張り出し部１５ａ）を有している。張り出し部１５ａと連続した段差（平面部１５ｂ）は、誘電体窓３の下面周縁部を支持している。
　また、保持リング１５は、誘電体窓３の周縁部を側面より加熱する手段である加熱装置（ここではランプヒータ１５１）を内部に複数備える。また、保持リング１５は流路１５８を内部に備える。流路１５８内に熱媒体を流通させることにより、保持リング１５の過熱が防がれる。
　誘電体窓３は、ＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３などのマイクロ波を透過させる誘電体材料からなる。誘電体窓３はアンテナ４から供給されたマイクロ波を処理容器２の内部へ透過させる。また、誘電体窓３は、保持リング１５に嵌合されて処理容器２の蓋としての役割も果たす。
　誘電体窓（シャワープレート）３は、カバープレート３ａ、ベースプレート３ｂを備える。ベースプレート３ｂは、多数のノズル開口部３ｃ、凹状の溝３ｄ、ガス流路３ｅを備える。ノズル開口部３ｃと、溝３ｄと、ガス流路３ｅとは連通している。ベースプレート３ｂにカバープレート３ａを組み付けた状態において、ガス供給装置１８から供給されたプロセスガスは、ガス流路３ｅ、溝３ｄを経由して、ノズル開口部３ｃから、誘電体窓３直下の空間Ｓ中に濃度分布が均一となるよう供給される。
　アンテナ４は導波部４ａ、ラジアルラインスロットアンテナ（ＲＬＳＡ）４ｂ、遅波板４ｃからなる。アンテナ４は、誘電体窓３と結合している。より詳しくは、アンテナ４のラジアルラインスロットアンテナ４ｂが、誘電体窓３のカバープレート３ａに密接している。導波部４ａは冷却ブロック６と一体となるシールド部材で構成され、遅波板４ｃはＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３などの誘電体材料から構成される。遅波板４ｃは、導波部４ａとラジアルラインスロットアンテナ４ｂとの間に配置され、マイクロ波の波長を圧縮する役割を果たす。
　導波管５は、アンテナ４に接続されている。導波管５は外側導波管５ａと内側導波管５ｂからなる同軸導波管である。外側導波管５ａはアンテナ４の導波部４ａに接続されている。内側導波管５ｂはラジアルラインスロットアンテナ４ｂに結合されている。
　冷却ブロック６（いわゆる冷却ジャケット）は、アンテナ４の上に設けられている。冷却ブロック６は、内部に熱媒体の冷却流路６ａを複数備える。冷却効率を上げるために、冷却ブロック６は、導波部４ａと一体に形成されている。冷却流路６ａ内を所定の温度まで冷却された熱媒体が流通することで、アンテナ４や誘電体窓３の過熱が防がれる。冷却流路６ａは、冷却ブロック６の内部において全体に行き渡るように形成されている。例えば、冷却ブロック６がアンテナ４の形状に対応して円盤状であるときは、図２に示すように円の中心部と周縁部を結ぶようにして、放射状に複数の冷却流路６ａが等間隔で配置される。
　温度センサ１６は、導波管５の周囲に必要な数が設けられている。温度センサ１６は、シャワープレート３やアンテナ４等の温度を検出する。温度センサ１６は、例えばファイバセンサ等からなる。
　カバー１７は、冷却ブロック６と、アンテナ４とを含む処理容器２の上部全体を覆うようにして取り付けられている。
　次に、プラズマ処理装置１の動作について説明する。プラズマ処理を行う際、処理容器２内は、真空ポンプ８ｂによって減圧され、真空状態にされる。基板保持台７には、被処理基板Ｗが固定されている。
　ガス供給装置１８から、アルゴン（Ａｒ）またはキセノン（Ｘｅ）、および窒素（Ｎ２）などの不活性ガスと、必要に応じて例えばＣ５Ｆ８などのプロセスガスが、ガス流路１８ａへ供給される。ガスはガス流路３ｅ、溝３ｄを経由して、ノズル開口部３ｃから誘電体窓３直下の空間Ｓへ濃度分布が均一となるよう供給される。
　マイクロ波は、マイクロ波源から導波管５を通して供給される。そして、マイクロ波は導波部４ａとラジアルラインスロットアンテナ４ｂとの間を径方向に透過し、ラジアルラインスロットアンテナ４ｂのスロットより放射される。
　供給されたマイクロ波は、空間Ｓに供給されているガスを励起し、プラズマを発生させる。このようにして、基板保持台７に設置した被処理基板Ｗにプラズマ処理を施すことができる。プラズマ処理装置１によって行われる処理としては、例えば、いわゆるＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）による被処理基板Ｗ上への絶縁膜などの成膜が挙げられる。プラズマ処理が終了すると、被処理基板Ｗを搬入しプラズマ処理後に搬出するという一連の流れが繰り返され、所定枚数の基板に対して所定の基板処理が行われる。
　プラズマ処理が行われるとき、誘電体窓３中に熱が蓄積し、誘電体窓３及びその周辺部は高温になる。このため、ＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３などの誘電体材料からなる誘電体窓３、及びＡｌなどの材料からなる保持リング１５は意図せずに熱膨張してしまう。Ａｌ等からなる保持リング１５の熱膨張係数はＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３などの誘電体材料からなる誘電体窓３の熱膨張係数よりも大きい。このため、温度が高くなるほど、誘電体窓３の側面と保持リング１５との間の隙間は拡大する。
　過熱を防ぐため、誘電体窓３は、冷却流路６ａにより冷却されているが、プラズマを形成する際の発熱により、その温度は通常約１６０～１７０℃に維持されている。一方、保持リング１５は、保持リング１５の空間Ｓを囲む壁部分に堆積物が付着することを防ぐ為に、通常１２０～１３０℃の範囲で温度調節されている。このとき、誘電体窓３と保持リング１５との間には、およそ３０～５０℃の温度差が存在する。このため、温度が高い誘電体窓３から保持リング１５へ向けて、熱の移動が起こる。
　この熱の移動は、主に保持リング１５に直接に接触している誘電体窓３の下面周縁部において起こる。この結果、誘電体窓３の中央部と周縁部との間に温度差が生じる。この温度差は、空間Ｓにおいて生成されるプラズマの密度の偏りや、誘電体窓３の熱歪の原因となる。
　ここで、保持リング１５の内部には、誘電体窓３の周縁部を側面より加熱する手段であるランプヒータ１５１が備えられている。ランプヒータ１５１が誘電体３の周縁部を側面方向から加熱することで、誘電体窓３における半径方向の均一な温度分布が実現される。このようにして誘電体窓３内の温度差が解消され、空間Ｓにおいて生成されるプラズマの密度の偏りや、誘電体窓３の熱歪が防がれる。
　また、冷却ブロック６は、プラズマ処理装置１における発熱部位の一つであるアンテナ４上に設置されている。誘電体窓３は、ラジアルスロットアンテナ４ｂを介して冷却される。誘電体窓３と、アンテナ４とが同時に冷却されるため、冷却が効率よく行われる。さらに、装置内の他の部分が過度に冷却されることを防ぐことができる。
　さらに、冷却手段である冷却ブロック６の冷却流路６ａと、加熱手段である保持リング１５のランプヒータ１５１と、温度検出手段である温度センサ１６は、それぞれが複数備えられている。温度センサ１６により検出された温度は、制御手段に反映される。制御手段が複数の冷却手段及び複数の加熱手段を各々独立に制御することによって、誘電体窓３内の温度分布をより均一なものとすることができる。
　さらに、温度センサ１６以外に、別途、保持リング１５の温度を検出する温度検出手段が一又は二以上備えられていてもよい。制御手段は、各温度検出手段により検出された各部分の温度に応答して、複数の冷却装置及び複数の加熱手段を制御する。このようにしてより精密に、プラズマ処理装置１全体が所定の温度かつ温度分布が均一な状態に保たれる。
　次に、保持リング１５の構造について、図３、図４Ａ及び図４Ｂを参照しながらより詳細に説明する。図３に示すように、保持リング１５は加熱手段としてランプヒータ１５１を備え、冷却手段として流路１５８を備える。加熱手段は誘電体窓３の周縁部を加熱する役割を果たす。冷却手段は、保持リング１５を必要に応じて冷却し、所定の温度に調節する役割を果たす。
　図４Ａ及び図４Ｂに示すように、保持リング１５の内部には、締結用のボルト溝１５０、ランプヒータ１５１用の複数の貫通孔１５７ａ（貫通孔１５７ａの集合体を孔１５７と示す）、及び熱媒体の流路１５８が形成されている。ランプヒータ１５１は保持リング１５に形成されたランプヒータ用の溝に挿入されている。ランプヒータ１５１の輻射熱放出面は、孔１５７の近傍に配置されている。
　図３に示すように、加熱手段としてのランプヒータ１５１は、保持リング１５の外側から埋め込まれるような形で、等間隔に１２個配置されている。ランプヒータ１５１は、保持リング１５の中心を対称中心として点対称に、かつ半径方向に対して所定角度傾けられて配置されている。ランプヒータ１５１は、非接触式の赤外線ヒータ、例えば短波長赤外線ヒータであり、カーボンヒータでもよい。ランプヒータ１５１の輻射熱放出面は、保持リング１５の内側の側面に接している。
　保持リング１５のランプヒータ１５１の輻射熱放出面と接している部分には、複数の孔１５７が形成されている。孔１５７は、所定のピッチで近接して形成された複数の貫通孔１５７ａからなる。孔１５７は、ランプヒータ１５１から発せられる短波長赤外線がその貫通孔１５７ａを透過するように、ランプヒータ１５１の配設位置に対応して、複数箇所（具体的にはランプヒータの数に対応した計１２箇所）に設けられている。
　ここで、貫通孔１５７ａのサイズは、短波長赤外線を透過させ、かつ、マイクロ波を透過させないサイズであることが好ましい。すなわち、短波長赤外線の波長よりも大きく、かつ、マイクロ波の波長よりも小さい直径を有することが好ましい。例えば、直径６ｍｍ、深さ５ｍｍの円柱形状の貫通孔１５７ａが６－７ｍｍのピッチで配置される。この場合に、赤外線を透過させてマイクロ波を透過させない特性を示すことが確認されている。
　貫通孔１５７ａの形状について、円柱である必要はなく、孔の断面が四角であったり、枠外へ向かうほど拡径または縮径されるテーパ状でもよい。テーパ状の場合は、孔断面の径の最小値が、短波長赤外線を透過させ、マイクロ波を透過させないサイズであることで、赤外線を透過させてマイクロ波を透過させない特性を示すことが確認されている。
　図３及び図４Ａに示すように、冷却手段として、保持リング１５内に２本の流路１５８が設けられている。流路１５８内に所定の温度の熱媒体を流すことにより、保持リング１５は冷却される。熱媒体入口１５９ａより流路１５８へ供給された熱媒体は、保持リング１５内を流通し、熱媒体出口１５９ｂより排出される。
　ここで、保持リング１５に備えられた加熱手段、冷却手段、及び孔１５７の機能について詳しく述べる。プラズマ処理装置１においてプラズマ処理が行われる際、誘電体窓３の周縁部の温度が低下することは先に述べた通りである。このとき、ランプヒータ１５１が誘電体３の周縁部を側面方向から加熱することで、誘電体窓３における半径方向の温度分布を均一にすることができる。
　貫通孔１５７ａは、ランプヒータ１５１から発せられる短波長赤外線を透過させ且つマイクロ波を透過させない程度の直径を有する。ここでは、貫通孔１５７ａは該短波長赤外線の波長よりも大きく且つマイクロ波の波長よりも小さい直径を有する円柱形状に形成されている。このため、ランプヒータ１５１から発せられる短波長赤外線は貫通孔１５７ａを透過する。このため、ランプヒータ１５１は、保持リング１５に妨げられることなく誘電体窓３を直接加熱することができる。一方、導波管５を通じて処理容器２内に供給されるマイクロ波は、保持リング１５の内壁で反射され、保持リング１５の枠内に閉じ込められる。このようにして、マイクロ波の損失を防ぎながら、ランプヒータ１５１によって誘電体窓３の周縁部を効率よく加熱することが可能となる。
　一方、流路１５８内には必要に応じて所定の温度の熱媒体が流され、保持リング１５が冷却されている。このとき、熱媒体入口１５９ａより流路１５８へ供給された熱媒体は、熱を奪いながら保持リング１５内を流通し、熱媒体出口１５９ｂより排出される。熱媒体の温度は、保持リング１５内を流通するうちに少しずつ上昇する。このため、熱媒体入口１５９ａ付近を流通する熱媒体と、熱媒体出口１５９ｂを流通する熱媒体とでは、その温度に差が生じてしまう。この結果、保持リング１５の周方向に沿って温度差が発生し得る。先に述べたとおり、誘電体窓３の周縁部と保持リング１５との間では熱の移動が起こる。このため、保持リング１５の周方向に沿って発生し得る温度差は、誘電体窓３の周縁部の温度分布の偏りの原因となるおそれがある。
　ここで、図３に示すように、ランプヒータ１５１は保持リング１５の周方向に沿って等間隔に複数配置されている。制御手段は、複数備えられた温度センサ１６によって検出された誘電体窓の各部分の温度に応答し、個々のランプヒータ１５１の発熱量を独立に制御する。個々のランプヒータ１５１が、誘電体窓３の周縁部に生じた温度差を補填することにより、誘電体窓３の温度分布をより均一にすることができる。
　なお、好ましくは、保持リング１５の表面は鏡面仕上げされている。鏡面仕上げされた保持リング１５の表面は、ランプヒータ１５１より発せられた短波長赤外線を反射する。このようにすることで、ランプヒータ１５１は、流路１５８による保持リング１５の冷却を妨げることなく、より効率よく誘電体窓３を加熱することができる。
　さらに誘電体窓３の、孔１５７を介してランプヒータ１５１に対向する面、すなわち誘電体窓３の側壁部を適度に粗面化するか、又はランプヒータ１５１から発せられる輻射熱を効率よく吸収する材料で被覆してもよい。このようにすることで、誘電体窓３の周縁部の、より効率よい加熱が可能となる。このとき、被覆に用いる材料はマイクロ波の透過に影響を与えないものが好ましい。
　図５に示すように、ランプヒータ１５１は、片端接続式のツインチューブ構造を有する。出射方向の反対側には、放射赤外線を外に逃がさないように、反射膜Ｒ（例えば金反射膜）が設けられている。
　図６に示すように、ラジアルラインスロットアンテナ４ｂには、マイクロ波を透過させるスロット４０ａ、４０ｂが、対称的かつ同心円状に配列されている。スロット４０ａ、４０ｂは、ラジアルラインスロットアンテナ４ｂの中心から径方向に、遅波板４ｃにより圧縮されたマイクロ波の波長に対応した間隔で形成されており、偏波面を有する。また、スロット４０ａとスロット４０ｂはそれぞれ直交する態様で形成されている。この結果、スロット４０ａ、４０ｂより放出されるマイクロ波は、２つの直交する偏波成分を含む円偏波を形成する。
　なお、ここでは加熱手段として短波長赤外線ヒータであるランプヒータ１５１が用いられたが、他の短波長赤外線ヒータが用いられてもよい。また、遠赤外線のカーボンヒータや、中波長赤外線を用いたヒータ、ハロゲンヒータなどが用いられてもよい。また、電熱線等の抵抗加熱ヒータやその他の非接触式の加熱装置も、用途などに応じて用いられることができる。
　なお、本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置１にはさらに、プロセスガスの供給や高周波電源の動作を制御する電子制御装置が設けられている。温度コントローラ６０１、６０２は、該電子制御装置との間で通信可能であり、この電子制御装置からの情報に基づいて温度制御を行うことができる。
　本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置１によれば、誘電体窓３と被処理基板Ｗとの間の空間Ｓにおいて、所望の均一な基板処理を行うことが可能となる。可能な基板処理の例としては、例えばプラズマ酸化処理、プラズマ窒化処理、プラズマ酸窒化処理、またはプラズマＣＶＤ処理、プラズマエッチング処理等がある。
　なお、プラズマ処理が行われる際、保持リング１５は、少なくとも一の基板を処理する間、一定の温度に保たれることが望ましい。このようにすることで、一の基板を処理する間に保持リング１５や誘電体窓３に熱歪が生じるのを防ぐことができる。この結果、基板を処理する間に処理容器内へ導入するマイクロ波が変動することが防がれ、より均一なプラズマ処理を行うことが可能となる。上記一定の温度は、処理温度付近に設定するのが好ましい。ＣＶＤ処理では、例えば１５０℃に設定される。この場合、誘電体窓３への膜の付着を抑制できる効果もある。加えて、下部容器１２が加熱可能なように構成されていてもよく、このとき後述する本発明の温度調節機構が用いられてもよい。
　次に、本発明に係る誘電体窓の温度調節機構の実施の形態について、図７を参照しながら説明する。この誘電体窓は、先に説明した本発明に係るプラズマ処理装置の実施の形態における、誘電体窓３に相当する。誘電体窓３を用いたプラズマ処理装置は、本発明に係るプラズマ処理装置の実施の形態であるプラズマ処理装置１と同じである。
　まず、冷却ブロック６を用いた冷却制御の一態様について図面を参照しながら説明する。冷却ブロック６は、図７に示すように、冷却流路６ａ、温度センサ１６、熱媒体の流入路１７１ａ、熱媒体の流出路１７１ｂを備える。冷却流路６ａ、温度センサ１６、熱媒体の流入路１７１ａ、及び熱媒体の流出路１７１ｂは、誘電体窓３を扇形に６等分した各部分に対応した位置に備えられている。図７中の１点鎖線は、放射状に形成されている冷却流路６ａの一つを示す。他の冷却流路６ａは、理解を容易にするために省略されている。
　冷却ブロック６の冷却流路６ａ内を熱媒体が流通することにより、冷却ブロック６の温度が調整される。この結果、冷却ブロック６の下面に接するアンテナ４の温度と、アンテナ４の下面に接する誘電体窓３の温度とが調整される。
　各々の冷却流路６ａは、アンテナ４内側の中心付近にある流入路１７１ａから周縁部にある排出路１７１ｂに向かって熱媒体が流通するよう形成されている。熱媒体はチラーユニット５００から供給される。加熱器５２１（例えば電気ヒータなど）は、熱媒体を所定の温度に加温する役割を果たす。所定の温度に加温された熱媒体はマニホールド５３１ａで６つの冷却流路６ａに分配される。各々の冷却流路６ａ内を流通した熱媒体は、マニホールド５３１ｂにより集束される。マニホールド５３１ｂに集束される前に備えられた流量調節バルブ５４１ｂにより、各々の冷却流路６ａを流れる熱媒体の流量が調節される。熱媒体はマニホールド５３１ｂから再度チラーユニット５００へと送られる。すなわち、熱媒体は、チラーユニット５００と冷却流路６ａとを循環しながら、誘電体窓３を冷却する。熱媒体としては、例えばシリコンオイル、フッ素系液体、またはエチレングリコールなどの液体の熱交換媒体が用いられる。
　ここで、先に述べたように、冷却ブロック６は、誘電体窓３を扇形に６等分したそれぞれの部分に対応する位置に温度センサ１６を備える。温度コントローラ６０１は、所定時間毎に、温度センサ１６により検出された温度をもとに温度制御を行うように設定されている。温度コントローラ６０１による温度制御は、各温度センサ１６に対応したそれぞれの部分に対して独立に行われる。温度コントローラ６０１が流量調節バルブ５４１ｂへバルブの開閉の指示を出すことにより、各温度センサ１６の位置に対応する冷却流路６ａの熱媒体の流量が制御される。例えば、一の温度センサ１６により検出された温度が、他の温度センサ１６により検出された温度よりも高い場合は、複数の冷却流路６ａのうち一の温度センサ１６に対応する部分に流れる熱媒体の量が増やされる。この結果、冷却ブロック６の対応する部分からより多くの熱が奪われ、温度差が解消される。このようにして、冷却ブロック６の下面に接するアンテナ４の温度と、アンテナ４の下面に接する誘電体窓３の温度とが部分毎に調整され、温度分布が均一化される。一方、温度センサ１６で検出した結果が、全体的に所定の温度よりも高い、もしくは低い場合は、温度コントローラ６０１から加熱器５２１（例えば電気ヒータなど）へ温度制御の指示が行われ、熱媒体の温度が調整される。
　なお、冷却ブロック６の形状は、アンテナ４に対応する形状であることが好ましい。冷却ブロック６の冷却流路６ａは複数に分けて全体的に配置されていればよい。冷却流路６ａの形状は、実施の形態において示した放射状に限られない。また、冷却流路６ａの配置場所や数も、プラズマ処理装置１の構造やプラズマ処理の種類などに応じて、任意に設定されることができる。温度センサ１６は、複数ある冷却流路６ａのそれぞれに対応した位置に備えられていることが好ましい。このようにすることで、誘電体窓３のより精密な温度制御が容易になる。
　または、誘電体窓３を冷却する方法として、冷却ブロック６に加えて、誘電体窓３内に冷却流路が設けられてもよい。具体的には、外部と連通し熱媒体を流通可能な流路が誘電体窓３内に設けられる。この流路内を熱媒体が流通することで、誘電体窓３の直接冷却が可能となる。この際、熱媒体の流路は誘電体窓３内の全体に設けられることが好ましい。複数の冷却手段を併用することで、誘電体窓３の温度上昇がより効果的に防止される。
　次に、保持リング１５を用いた温度制御（加熱および冷却）の一態様について図面を参照しながら説明する。この保持リング１５は、図３において示した本発明に係るプラズマ処理装置の実施の形態における保持リング１５と同じである。保持リング１５は、冷却手段と、複数の加熱手段とを備える。冷却手段は保持リング１５を冷却する役割を果たす。加熱手段は誘電体窓３を加熱する役割を果たす。さらに、保持リング１５またはその近傍には、複数の温度センサ１６が配置されている。
　図３に示すように、保持リング１５内には、冷却手段として２本の流路１５８が設けられている。２本の流路１５８はそれぞれ、熱媒体入口１５９ａと、熱媒体出口１５９ｂとを有する。所定の温度に調整された熱媒体が流路１５８内に流通し、保持リング１５を冷却する。
　図３に示すように、保持リング１５は、加熱手段として複数のランプヒータ１５１を備えている。複数のランプヒータ１５１は、保持リング１５の周方向に沿って均等に配置されている。
　さらに、図８に示すように、保持リング１５の近傍には複数の温度センサ１６が配置されている。温度コントローラ６０２は、所定時間毎に、温度センサ１６により検出された温度をもとに温度制御を行うように設定されている。
　保持リング１５内を流通する熱媒体は、図８に示すように、チラーユニット５００から供給される。熱媒体は、加熱器５２２（例えば電気ヒータなど）で所定の温度に調整される。所定の温度に調整された熱媒体はマニホールド５３２ａによって２つに分配される。熱媒体は熱媒体入口１５９ａへ供給され、各々の流路１５８を経由して、熱媒体出口１５９ｂより排出される。熱媒体は２つに分配された状態で流量調節バルブ５４２ｂを通り、マニホールド５３２ｂにより集束される。集束された熱媒体は、再度チラーユニット５００へ送られる。すなわち、熱媒体は、チラーユニット５００と保持リング１５の流路１５８を循環しながら保持リング１５を冷却する。熱媒体としては、例えばシリコンオイル、フッ素系液体、またはエチレングリコールなどの液体の熱交換媒体が用いられる。
　先に述べたように、保持リング１５内を流通する熱媒体の温度は、保持リング１５内を流通する間に変化する。このため、保持リング１５には周方向に沿って温度差が生じ得る。この温度差によって、保持リング１５によって支持されている誘電体窓３の周縁部にも、周方向に沿って温度差が生じ得る。
　ここで、保持リング１５の近傍には、複数の温度センサ１６が配置されている。複数の温度センサ１６はそれぞれ、対応する各部分の温度を検出する。一の温度センサ１６が、他の温度センサ１６よりも低い温度を検出した場合、温度コントローラ６０２は、該一の温度センサ１６に対応するランプヒータ１５１の発熱量を増やすよう指示を出す。このようにして、誘電体窓３の周方向に沿って温度差が生じるのを防ぐことができる。
　一方、複数の温度センサ１６によって検出された温度が、全体的に所定の温度よりも高い、もしくは低い場合がある。例えば、温度が１２０～１３０℃の範囲で制御されている場合において、複数の温度センサ１６が１３０℃を超える温度を検出した場合などが挙げられる。この場合、温度コントローラ６０２から複数のランプヒータ１５１に、発熱量を減らすよう指示が出される。または、温度コントローラ６０２から流量調節バルブ５４２ｂへ、流路１５８を流通する熱媒体の量を増やすよう指示が出されてもよい。このようにして、保持リング１５の過熱が防がれる。
　なお、ここでは加熱手段として短波長赤外線ヒータであるランプヒータ１５１が用いられたが、他の短波長赤外線ヒータが用いられてもよい。又は、遠赤外線のカーボンヒータや、中波長赤外線を用いたヒータやハロゲンヒータなどが用いられてもよい。また、電熱線等の抵抗加熱ヒータやその他の非接触式の加熱装置も、用途などに応じて用いられることができる。
（実施例）
　図９は、３種類の加熱装置（短波長赤外線、中波長赤外線、カーボン（遠赤外線））の特性を対比して示したものである。管断面サイズは、図４のランプヒータ１５１の場合、ＸとＹの積で表される。
　温度安定時間は応答性に関連する。温度安定時間が短い方が温度制御しやすく、加熱装置に適していることを表す。平均寿命は長い方が、加熱装置の交換回数が少なく、メンテナンス時間が少なくて済むので好ましい。これらを考慮すると、加熱手段はカーボンを熱源とした加熱装置であることが望ましい。しかし、カーボンを熱源に用いた加熱装置はサイズが大きいため、プラズマ処理装置１の大きさによっては使用に適さない場合がある。このような場合は、実施の形態で例に挙げたランプヒータ１５１など、短波長赤外線を熱源に用いた加熱装置が用いられてもよい。
　なお、実施の形態で説明したプラズマ処理装置および誘電体窓の温度調節機構は一例であり、これらに限定されるものではない。プラズマ処理方法、プラズマ処理に用いられるガス、誘電体窓の材質及び形状、加熱冷却手段及びその配置方法、処理を施す基板の種類等は、任意に選択されることができる。
　本出願は、２００８年７月４日に出願された、日本国特許出願２００８－１７５５８９号に基づく。本明細書中に日本国特許出願２００８－１７５５８９号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
　　　　　　　１　　　　プラズマ処理装置
　　　　　　　２　　　　処理容器（チャンバ）
　　　　　　　３　　　　誘電体窓（シャワープレート）
　　　　　　　３ａ　　　カバープレート
　　　　　　　３ｂ　　　ベースプレート
　　　　　　　３ｃ　　　ノズル開口部
　　　　　　　３ｄ　　　溝
　　　　　　　３ｅ　　　ガス流路
　　　　　　　４　　　　アンテナ
　　　　　　　４ａ　　　導波部
　　　　　　　４ｂ　　　ラジアルラインスロットアンテナ（ＲＬＳＡ）
　　　　　　　４ｃ　　　遅波板
　　　　　　　５　　　　導波管
　　　　　　　５ａ　　　外側導波管
　　　　　　　５ｂ　　　内側導波管
　　　　　　　６　　　　冷却ブロック
　　　　　　　６ａ　　　冷却流路
　　　　　　　７　　　　基板保持台
　　　　　　　８ａ　　　排気ポート
　　　　　　　８ｂ　　　真空ポンプ
　　　　　　　９　　　　高周波電源
　　　　　　１１　　　　ゲート
　　　　　　１２　　　　下部容器
　　　　　　１５　　　　保持リング（アッパープレート）
　　　　　　１５ａ　　　張り出し部
　　　　　　１６　　　　温度センサ
　　　　　　１７　　　　カバー
　　　　　　１８　　　　ガス供給装置
　　　　　　１８ａ　　　ガス流路
　　　　　　４０ａ、ｂ　スロット
　　　　　１５０　　　　ボルト溝
　　　　　１５１　　　　ランプヒータ
　　　　　１５７　　　　孔
　　　　　１５７ａ　　　貫通孔
　　　　　１５８　　　　流路
　　　　　１５９ａ　　　熱媒体入口
　　　　　１５９ｂ　　　熱媒体出口
　　　　　１７１ａ　　　流入路
　　　　　１７１ｂ　　　流出路
　　　　　５００　　　　チラーユニット
　５２１、５２２　　　　加熱器
　５３１、５３２　　　　マニホールド
　５４１ｂ、５４２ｂ　　流量調節バルブ
　６０１、６０２　　　　温度コントローラ
　　　　　　　Ｓ　　　　空間
　　　　　　　Ｗ　　　　被処理基板

Claims (20)

  1. 　誘電体材料で形成された誘電体窓を備え、内部を減圧可能な処理容器と、
    　前記誘電体窓を通じて前記処理容器の内部にマイクロ波を供給するアンテナと、
    　プロセスガスを前記処理容器内に供給するガス供給手段と、
    　前記誘電体窓を輻射線で加熱する加熱手段と、
    　前記誘電体窓を冷却する冷却手段と、
    を備える、プラズマ処理装置。
  2. 　さらに、前記誘電体窓の温度を検出するための温度検出手段と、
    　前記温度検出手段によって検出された温度に応答して、前記加熱手段及び／又は前記冷却手段を制御するための制御手段と、を備える、
    　請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 　前記温度検出手段は複数のセンサから構成され、前記センサは複数の区域に分割された前記誘電体窓の前記区域ごとに少なくとも１以上備えられていることを特徴とする、
    　請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  4. 　前記加熱手段は、
    　前記誘電体窓の側面に対向して配置された複数のヒータから構成され、
    　前記ヒータは前記制御手段によって制御され、
    　前記誘電体窓の周縁部を、各ヒータに対して独立に設定された発熱量で加熱する、ことを特徴とする、
    　請求項３に記載のプラズマ処理装置。
  5. 　前記加熱手段と前記誘電体窓の間には、前記マイクロ波を遮断し、かつ、前記加熱手段の前記輻射線を透過する窓が備えられている、ことを特徴とする、
    　請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  6. 　前記加熱手段と前記誘電体窓の間には、前記マイクロ波を遮断し、かつ、前記加熱手段の前記輻射線を透過する窓が備えられている、ことを特徴とする、
    　請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  7. 　前記加熱手段と前記誘電体窓との間には、前記マイクロ波を遮断し、かつ、前記加熱手段の前記輻射線を透過する窓が備えられている、ことを特徴とする、
    　請求項３に記載のプラズマ処理装置。
  8. 　前記加熱手段と前記誘電体窓の間には、前記マイクロ波を遮断し、かつ、前記加熱手段の前記輻射線を透過する窓が備えられている、ことを特徴とする、
    　請求項４に記載のプラズマ処理装置。
  9. 　前記冷却手段は、複数の区域に分割された前記誘電体窓の該区域ごとに熱媒体の導入口と排出口を有することを特徴とする、
    　請求項４に記載のプラズマ処理装置。
  10. 　前記冷却手段は、前記制御手段によって制御され、前記誘電体窓の前記区域ごとに独立に設定された流量で前記熱媒体を流通させることを特徴とする、
    　請求項９に記載のプラズマ処理装置。
  11. 　前記加熱手段を保持する保持部材は、前記保持部材の温度を所定の温度に維持するための温度調整手段を備えることを特徴とする、
    　請求項４に記載のプラズマ処理装置。
  12. 　加熱手段を保持する保持部材は、少なくとも一つの被処理対象物に対してプラズマ処理が行われる間、温度調整手段によって一定の温度に保たれることを特徴とする、プラズマ処理方法。
  13. 　誘電体窓の温度調節機構であって、
    　前記誘電体窓を輻射線で加熱する加熱手段と、
    　前記誘電体窓を冷却する冷却手段と、
    　前記誘電体窓の温度を検出するための温度検出手段と、
    　前記温度検出手段によって検出された温度に応答して、前記加熱手段及び／又は冷却手段を制御するための制御手段と、
    を備えることを特徴とする、誘電体窓の温度調節機構。
  14. 　前記温度検出手段は複数のセンサから構成され、前記センサは複数の区域に分割された前記誘電体窓の前記区域ごとに少なくとも１以上備えられている、ことを特徴とする、
    　請求項１３に記載の誘電体窓の温度調節機構。
  15. 　前記加熱手段は、
    　前記誘電体窓の側面に対向して配置された複数のヒータから構成され、
    　前記制御手段によって制御され、
    　前記誘電体窓の周縁部を、各ヒータに対して独立に設定された発熱量で加熱する、ことを特徴とする、
    　請求項１４に記載の誘電体窓の温度調節機構。
  16. 　前記加熱手段と前記誘電体窓との間には、前記マイクロ波を遮断し、かつ、前記加熱手段の前記輻射線を透過する窓が備えられている、ことを特徴とする、
    　請求項１３に記載の誘電体窓の温度調節機構。
  17. 　前記加熱手段と前記誘電体窓との間には、前記マイクロ波を遮断し、かつ、前記加熱手段の前記輻射線を透過する窓が備えられている、ことを特徴とする、
    　請求項１４に記載の誘電体窓の温度調節機構。
  18. 　前記加熱手段と前記誘電体窓との間には、前記マイクロ波を遮断し、かつ、前記加熱手段の前記輻射線を透過する窓が備えられている、ことを特徴とする、
    　請求項１５に記載の誘電体窓の温度調節機構。
  19. 　前記冷却手段は、複数の区域に分割された前記誘電体窓の該区域ごとに熱媒体の導入口と排出口を有することを特徴とする、
    　請求項１５に記載の誘電体窓の温度調節機構。
  20. 　前記冷却手段は、前記制御手段によって制御され、前記区域ごとに独立に設定された流量で前記熱媒体を流通させることを特徴とする、
    　請求項１９に記載の誘電体窓の温度調節機構。
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