WO2012121289A1

WO2012121289A1 - 表面波プラズマ処理装置、マイクロ波プラズマ源、およびそれに用いるマイクロ波導入機構

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Publication number: WO2012121289A1
Application number: PCT/JP2012/055816
Authority: WO
Inventors: 池田　太郎; 長田　勇輝
Original assignee: 東京エレクトロン株式会社
Priority date: 2011-03-08
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2012-09-13

Abstract

　チャンバ（１）と、チャンバ（１）内にガスを供給するガス供給機構（１００）と、チャンバ内にマイクロ波導入機構（４１）によりマイクロ波を導入してチャンバ（１）内に供給されたガスにより表面波プラズマを発生させるマイクロ波プラズマ源（２）とを具備し、マイクロ波導入機構（４１）は、導波路（４４）と、表面波発生用アンテナ（８１）を有するアンテナ部（４３）とを備え、ガス供給機構（１００）は、ガス供給源（１０１）と、ガス供給源（１０１）からのガスを導波路（４４）の内側導体（５３）の内部を通ってアンテナ部（４３）の表面波発生用アンテナ（８１）よりも先端側部分に供給するガス供給配管（１０２）と、アンテナ部（４３）の表面波発生用アンテナ（８１）よりも先端側部分に設けられ、ガス供給配管（１０２）からのガスを吐出する多数のガス吐出孔（１０６）を有するシャワーヘッドとを備える。

Description

表面波プラズマ処理装置、マイクロ波プラズマ源、およびそれに用いるマイクロ波導入機構

　本発明は、表面波プラズマ処理装置、マイクロ波プラズマ源、およびそれに用いるマイクロ波導入機構に関する。

　プラズマ処理は、半導体デバイスの製造に不可欠な技術であるが、近時、ＬＳＩの高集積化、高速化の要請からＬＳＩを構成する半導体素子のデザインルールが益々微細化され、また、半導体ウエハが大型化されており、それにともなって、プラズマ処理装置においてもこのような微細化および大型化に対応するものが求められている。

　このような要求に応えるものとして、高密度で低電子温度の表面波プラズマを均一に形成することができるＲＬＳＡ（Radial　Line　Slot　Antenna）マイクロ波プラズマ処理装置が注目されている（例えば特許文献１）。

　ＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置は、表面波プラズマ発生用アンテナとしてチャンバの上部に所定のパターンで複数のスロットが形成された平面アンテナ（Radial　Line　Slot　Antenna）を設け、マイクロ波発生源から導かれたマイクロ波を、平面アンテナのスロットから放射させるとともに、その下に設けられた誘電体からなるマイクロ波透過板を介して真空に保持されたチャンバ内に放射し、このマイクロ波電界によりチャンバ内で表面波プラズマを生成し、これにより半導体ウエハ等の被処理基板を処理するものである。

　また、特許文献２には、マイクロ波を複数に分配し、上述のような平面アンテナを有し、平面アンテナとスラグチューナを一体的に設けた複数のアンテナモジュールを介してマイクロ波をチャンバ内に導くマイクロ波プラズマ源、およびそのようなマイクロ波プラズマ源を有するマイクロ波プラズマ処理装置が開示されている。このようにアンテナとチューナを一体的に設けることにより、マイクロ波プラズマ源自体を著しくコンパクト化できる。

　上記特許文献１および２に開示された技術では、チャンバの上部にマイクロ波プラズマ源があるため、プラズマ生成ガスや処理ガスをチャンバの側壁から供給している。

特開２０００－２９４５５０号公報国際公開第２００８／０１３１１２号パンフレット

　しかしながら、ガスをチャンバの側壁から供給する場合には、ガスが中心部に到達する割合が小さくなる傾向にある。特に、半導体ウエハの大型化にともないチャンバが大型化し、かつ処理の際のチャンバ圧力が小さい場合には、中心部に到達するガスの割合が極めて小さいものとなり、ガスを著しく過剰に供給せざるを得ない。また、ガスが均一に供給されないため処理の均一性が低くなってしまう。

　したがって、本発明の目的は、チャンバ壁からガスを導入する際の不都合を回避することができる表面波プラズマ処理装置、マイクロ波プラズマ源、およびそれに用いるマイクロ波導入機構を提供することにある。

　本発明の第１の観点によれば、被処理基板を収容するチャンバと、前記チャンバ内にガスを供給するガス供給機構と、マイクロ波を生成するマイクロ波生成機構および生成されたマイクロ波を前記チャンバ内に導入するマイクロ波導入機構を有し、前記チャンバ内にマイクロ波を導入して前記チャンバ内に供給されたガスにより表面波プラズマを発生させるマイクロ波プラズマ源とを具備し、前記チャンバ内の被処理基板に対して表面波プラズマにより処理を施す表面波プラズマ処理装置であって、前記マイクロ波導入機構は、筒状をなす外側導体とその中に同軸的に設けられた筒状をなす内側導体とを有しマイクロ波を伝送する導波路と、前記導波路を伝送されたマイクロ波を前記チャンバ内に放射して表面波プラズマを発生させるための表面波発生用アンテナを有するアンテナ部とを備え、前記ガス供給機構は、ガス供給源と、前記ガス供給源からのガスを前記導波路の前記内側導体の内部を通って前記アンテナ部の前記表面波発生用アンテナよりも先端側部分に供給するガス供給配管と、前記アンテナ部の前記表面波発生用アンテナよりも先端側部分に設けられ、前記ガス供給配管からのガスを吐出する多数のガス吐出孔を有するシャワーヘッドとを備える表面波プラズマ処理装置が提供される。

　前記マイクロ波プラズマ源は、前記マイクロ波導入機構を複数備え、各マイクロ波導入機構から前記チャンバ内に導入されたマイクロ波が空間合成される構成とすることができる。

　前記アンテナ部は、前記表面波プラズマ発生用アンテナの先端側に設けられた誘電体部材を有し、前記シャワーヘッドは前記誘電体部材に形成されている構成とすることができる。

　前記ガス供給源は、それぞれ独立して設けられた第１ガス供給源および第２ガス供給源を有し、前記ガス供給配管は、前記第１ガス供給源および第２ガス供給源からそれぞれ第１のガスおよび第２のガスを供給する第１ガス供給配管および第２ガス供給配管を有し、前記シャワーヘッドは、前記第１ガス供給配管からの第１のガスおよび前記第２ガス供給配管からの第２のガスをそれぞれ吐出する第１ガス吐出孔および第２ガス吐出孔を有する構成とすることができる。

　前記マイクロ波生成機構はマイクロ波電源を備え、前記マイクロ波導入機構は、前記チャンバ内の負荷のインピーダンスを前記マイクロ波電源の特性インピーダンスに整合させるチューナをさらに備え、前記チューナは、前記外側導体と前記内側導体の間に設けられ、前記内側導体の長手方向に沿って移動可能な、環状をなし、誘電体からなるスラグと、前記スラグを移動させる駆動機構とを有するものとすることができる。

　前記駆動機構は、駆動力を与える駆動部と、駆動部からの駆動力を前記スラグに伝達する駆動伝達部と、前記スラグの移動をガイドする駆動ガイド部と、前記スラグを前記駆動伝達部に保持する保持部とを有し、前記駆動伝達部と、前記駆動ガイド部と、前記保持部が前記内側導体の内部に収容されている構成とすることができる。

　本発明の第２の観点によれば、チャンバ内にマイクロ波を導入して表面波プラズマを形成するためのマイクロ波プラズマ源において、マイクロ波出力部から出力されたマイクロ波を前記チャンバ内に導入するマイクロ波導入機構であって、筒状をなす外側導体とその中に同軸的に設けられた筒状をなす内側導体とを有しマイクロ波を伝送する導波路と、前記導波路を伝送されたマイクロ波を前記チャンバ内に放射して表面波プラズマを発生させるための表面波発生用アンテナを有するアンテナ部と、表面波プラズマを生成するためのガスを前記導波路の前記内側導体の内部を通って前記アンテナ部の前記表面波発生用アンテナよりも先端側部分に供給するガス供給配管と、前記アンテナ部の前記表面波発生用アンテナよりも先端側部分に設けられ、前記ガス供給配管からのガスを吐出する多数のガス吐出孔を有するシャワーヘッドとを備えるマイクロ波導入機構が提供される。

　本発明の第３の観点によれば、マイクロ波を生成するマイクロ波生成機構および生成されたマイクロ波をチャンバ内に導入するマイクロ波導入機構を有し、チャンバ内にマイクロ波を導入して前記チャンバ内に供給されたガスの表面波プラズマを発生させるマイクロ波プラズマ源であって、前記マイクロ波導入機構は、筒状をなす外側導体とその中に同軸的に設けられた筒状をなす内側導体とを有しマイクロ波を伝送する導波路と、前記導波路を伝送されたマイクロ波を前記チャンバ内に放射して表面波プラズマを発生させるための表面波発生用アンテナを有するアンテナ部と、表面波プラズマを生成するためのガスを前記導波路の前記内側導体の内部を通って前記アンテナ部の前記表面波発生用アンテナよりも先端側部分に供給するガス供給配管と、前記アンテナ部の前記表面波発生用アンテナよりも先端側部分に設けられ、前記ガス供給配管からのガスを吐出する多数のガス吐出孔を有するシャワーヘッドとを備える、マイクロ波プラズマ源が提供される。

本発明の実施形態に係る表面波プラズマ発生用アンテナを有する表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。図１の表面波プラズマ処理装置に用いられるマイクロ波プラズマ源の構成を示す構成図である。図１の表面波プラズマ処理装置におけるマイクロ波導入機構を示す縦断面図である。図３のＡＡ′線による横断面図である。図３のＢＢ′線による横断面図である。マイクロ波導入機構における内側導体を示す斜視図である。本発明の他の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置に用いるマイクロ波導入機構の一部を示す縦断面図である。図７のマイクロ波導入機構を示す横断面図である。

　以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

　＜表面波プラズマ処理装置の構成＞
　図１は、本発明の一実施形態に係る表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図であり、図２は図１の表面波プラズマ処理装置に用いられるマイクロ波プラズマ源の構成を示す構成図である。

　表面波プラズマ処理装置１０は、ウエハに対してプラズマ処理として例えば成膜処理、エッチング処理等を施すものであり、気密に構成されたアルミニウムまたはステンレス鋼等の金属材料からなる略円筒状の接地されたチャンバ１と、チャンバ１内にマイクロ波プラズマを形成するためのマイクロ波プラズマ源２とを有している。チャンバ１の上部には開口部１ａが形成されており、マイクロ波プラズマ源２はこの開口部１ａからチャンバ１の内部に臨むように設けられている。

　チャンバ１内には被処理基板であるウエハＷを水平に支持するためのサセプタ１１が、チャンバ１の底部中央に絶縁部材１２ａを介して立設された筒状の支持部材１２により支持された状態で設けられている。サセプタ１１および支持部材１２を構成する材料としては、表面をアルマイト処理（陽極酸化処理）したアルミニウム等が例示される。

　また、図示はしていないが、サセプタ１１には、ウエハＷを静電吸着するための静電チャック、温度制御機構、ウエハＷの裏面に熱伝達用のガスを供給するガス流路、およびウエハＷを搬送するために昇降する昇降ピン等が設けられている。なお、エッチング処理装置として構成される場合には、ウエハＷ側にプラズマ中のイオンを引きこむための高周波バイアスをサセプタ１１に印加する高周波電源（図示せず）を設けることが好ましい。

　チャンバ１の底部には排気管１５が接続されており、この排気管１５には真空ポンプを含む排気装置１６が接続されている。そしてこの排気装置１６を作動させることによりチャンバ１内が排気され、チャンバ１内が所定の真空度まで高速に減圧することが可能となっている。また、チャンバ１の側壁には、ウエハＷの搬入出を行うための搬入出口１７と、この搬入出口１７を開閉するゲートバルブ１８とが設けられている。

　マイクロ波プラズマ源２は、チャンバ１の上部に設けられた支持リング２９により支持された天板８５上に設けられている。支持リング２９と天板８５との間は気密にシールされている。

　マイクロ波プラズマ源２は、複数経路に分配してマイクロ波を出力するマイクロ波出力部３０と、マイクロ波出力部３０から出力されたマイクロ波を伝送しチャンバ１内に放射するためのマイクロ波供給部４０とを有している。また、マイクロ波プラズマ源２は、プラズマを生成するためのプラズマ生成ガスや、成膜処理やエッチング処理を行うための処理ガスを供給するためのガス供給機構１００を有している。ガス供給機構１００は、プラズマ生成ガスや処理ガスを供給するガス供給源１０１を有している。ガス供給機構１００の詳細な構成は後述する。

　プラズマ生成ガスとしては、Ａｒガス等の希ガスを好適に用いることができる。また、処理ガスとしては、成膜処理やエッチング処理等、処理の内容に応じて種々のものを採用することができる。ガス供給機構１００からチャンバ１内に導入されたプラズマガスは、マイクロ波プラズマ源２からチャンバ１内に導入されたマイクロ波によりプラズマ化され、このプラズマにより、同じくガス供給機構１００からチャンバ１内に導入された処理ガスが励起され、処理ガスのプラズマが形成される。

　図２に示すように、マイクロ波出力部３０は、マイクロ波電源３１と、マイクロ波発振器３２と、発振されたマイクロ波を増幅するアンプ３３と、増幅されたマイクロ波を複数に分配する分配器３４とを有している。

　マイクロ波発振器３２は、所定周波数（例えば、９１５ＭＨｚ）のマイクロ波を例えばＰＬＬ発振させる。分配器３４では、マイクロ波の損失ができるだけ起こらないように、入力側と出力側のインピーダンス整合を取りながらアンプ３３で増幅されたマイクロ波を分配する。なお、マイクロ波の周波数としては、９１５ＭＨｚの他に、７００ＭＨｚから３ＧＨｚを用いることができる。

　マイクロ波供給部４０は、分配器３４で分配されたマイクロ波を主に増幅する複数のアンプ部４２と、複数のアンプ部４２のそれぞれに接続されたマイクロ波導入機構４１とを有している。マイクロ波導入機構４１については、後で詳細に説明する。

　アンプ部４２は、位相器４５と、可変ゲインアンプ４６と、ソリッドステートアンプを構成するメインアンプ４７と、アイソレータ４８とを有している。

　位相器４５は、マイクロ波の位相を変化させることができるように構成されており、これを調整することにより放射特性を変調させることができる。例えば、各アンテナモジュール毎に位相を調整することにより指向性を制御してプラズマ分布を変化させることや、後述するように隣り合うアンテナモジュールにおいて９０°ずつ位相をずらすようにして円偏波を得ることができる。また、位相器４５は、アンプ内の部品間の遅延特性を調整し、チューナ内での空間合成を目的として使用することができる。ただし、このような放射特性の変調やアンプ内の部品間の遅延特性の調整が不要な場合には位相器４５は設ける必要はない。

　可変ゲインアンプ４６は、メインアンプ４７へ入力するマイクロ波の電力レベルを調整し、個々のアンテナモジュールのばらつきを調整またはプラズマ強度調整のためのアンプである。可変ゲインアンプ４６を各アンテナモジュール毎に変化させることによって、発生するプラズマに分布を生じさせることもできる。

　ソリッドステートアンプを構成するメインアンプ４７は、例えば、入力整合回路と、半導体増幅素子と、出力整合回路と、高Ｑ共振回路とを有する構成とすることができる。

　アイソレータ４８は、マイクロ波導入機構４１で反射してメインアンプ４７に向かう反射マイクロ波を分離するものであり、サーキュレータとダミーロード（同軸終端器）とを有している。サーキュレータは、後述するマイクロ波導入機構４１のアンテナ部４３で反射したマイクロ波をダミーロードへ導き、ダミーロードはサーキュレータによって導かれた反射マイクロ波を熱に変換する。

　表面波プラズマ処理装置１０における各構成部は、マイクロプロセッサを備えた制御部１１０により制御されるようになっている。制御部１１０は表面波プラズマ処理装置１０のプロセスシーケンスおよび制御パラメータであるプロセスレシピを記憶した記憶部や、入力手段およびディスプレイ等を備えており、選択されたプロセスレシピに従ってプラズマ処理装置を制御するようになっている。

　＜マイクロ波導入機構の構成＞
　次に、マイクロ波導入機構４１について説明する。
　図３はマイクロ波導入機構を示す縦断面図、図４は図３のＡＡ′線による横断面図、図５は図３のＢＢ′線による横断面図、図６はマイクロ波導入機構における内側導体を示す斜視図である。これらの図に示すように、マイクロ波導入機構４１は、マイクロ波を伝送する同軸構造の導波路４４と、導波路４４を伝送されたマイクロ波をチャンバ１内に放射するアンテナ部４３とを有している。そして、マイクロ波導入機構４１からチャンバ１内に放射されたマイクロ波がチャンバ１内の空間で合成され、チャンバ１内で表面波プラズマが形成されるようになっている。

　導波路４４は、筒状の外側導体５２およびその中心に設けられた筒状の内側導体５３が同軸状に配置されて構成されており、導波路４４の先端にアンテナ部４３が設けられている。導波路４４は、内側導体５３が給電側、外側導体５２が接地側となっている。外側導体５２および内側導体５３の上端には反射板５８が設けられている。

　導波路４４の基端側にはマイクロ波（電磁波）を給電する給電機構５４が設けられている。給電機構５４は、導波路４４（外側導体５２）の側面に設けられたマイクロ波電力を導入するためのマイクロ波電力導入ポート５５を有している。マイクロ波電力導入ポート５５には、アンプ部４２から増幅されたマイクロ波を供給するための給電線として、内側導体５６ａおよび外側導体５６ｂからなる同軸線路５６が接続されている。そして、同軸線路５６の内側導体５６ａの先端には、外側導体５２の内部に向けて水平に伸びる給電アンテナ９０が接続されている。

　給電アンテナ９０は、例えば、アルミニウム等の金属板を削り出し加工した後、テフロン（登録商標）等の誘電体部材の型にはめて形成される。反射板５８から給電アンテナ９０までの間には、反射波の実効波長を短くするためのテフロン（登録商標）等の誘電体からなる遅波材５９が設けられている。なお、２．４５ＧＨｚ等の周波数の高いマイクロ波を用いた場合には、遅波材５９は設けなくてもよい。このとき、給電アンテナ９０から放射される電磁波を反射板５８で反射させることで、最大の電磁波を同軸構造の導波路４４内に伝送させる。その場合、給電アンテナ９０から反射板５８までの距離を約λｇ／４の半波長倍に設定する。ただし、周波数の低いマイクロ波では、径方向の制約のため、これに当てはまらない場合もある。その場合には、給電アンテナ９０より発生させる電磁波の腹を給電アンテナ９０ではなく、給電アンテナ９０の下方に誘起させるように、給電アンテナの形状を最適化することが好ましい。

　給電アンテナ９０は、図４に示すように、マイクロ波電力導入ポート５５において同軸線路５６の内側導体５６ａに接続され、電磁波が供給される第１の極９２および供給された電磁波を放射する第２の極９３を有するアンテナ本体９１と、アンテナ本体９１の両側から、内側導体５３の外側に沿って延び、リング状をなす反射部９４とを有し、アンテナ本体９１に入射された電磁波と反射部９４で反射された電磁波とで定在波を形成するように構成されている。アンテナ本体９１の第２の極９３は内側導体５３に接触している。

　給電アンテナ９０がマイクロ波（電磁波）を放射することにより、外側導体５２と内側導体５３との間の空間にマイクロ波電力が給電される。そして、給電機構５４に供給されたマイクロ波電力がアンテナ部４３に向かって伝播する。

　導波路４４にはチューナ６０が設けられている。チューナ６０は、チャンバ１内の負荷（プラズマ）のインピーダンスをマイクロ波出力部３０におけるマイクロ波電源の特性インピーダンスに整合させるものであり、外側導体５２と内側導体５３との間の導波路４４に沿って上下に移動する２つのスラグ６１ａ，６１ｂと、反射板５８の外側（上側）に設けられたスラグ駆動部７０とを有している。

　これらスラグのうち、スラグ６１ａはスラグ駆動部７０側に設けられ、スラグ６１ｂはアンテナ部４３側に設けられている。また、内側導体５３の内部空間には、その長手方向に沿って例えば台形ネジが形成された螺棒からなるスラグ移動用の２本のスラグ移動軸６４ａ，６４ｂが設けられている。

　スラグ６１ａは、図５に示すように円環状をなし、誘電体からなり、その内側に滑り性を有する樹脂からなる滑り部材６３が嵌め込まれている。滑り部材６３にはスラグ移動軸６４ａが螺合するねじ穴６５ａとスラグ移動軸６４ｂが挿通される通し穴６５ｂが設けられている。一方、スラグ６１ｂは、スラグ６１ａと同様、ねじ穴６５ａと通し穴６５ｂとを有しているが、スラグ６１ａとは逆に、ねじ穴６５ａはスラグ移動軸６４ｂに螺合され、通し穴６５ｂにはスラグ移動軸６４ａが挿通されるようになっている。これによりスラグ移動軸６４ａを回転させることによりスラグ６１ａが昇降移動し、スラグ移動軸６４ｂを回転させることによりスラグ６１ｂが昇降移動する。すなわち、スラグ移動軸６４ａ，６４ｂと滑り部材６３とからなるねじ機構によりスラグ６１ａ，６１ｂが昇降移動される。

　図６に示すように、内側導体５３には長手方向に沿って等間隔に３つのスリット５３ａが形成されている。一方、滑り部材６３は、これらスリット５３ａに対応するように３つの突出部６３ａが等間隔に設けられている。そして、これら突出部６３ａがスラグ６１ａ，６１ｂの内周に当接した状態で滑り部材６３がスラグ６１ａ，６１ｂの内部に嵌め込まれる。滑り部材６３の外周面は、内側導体５３の内周面と遊びなく接触するようになっており、スラグ移動軸６４ａ，６４ｂが回転されることにより、滑り部材６３が内側導体５３を滑って昇降するようになっている。すなわち内側導体５３の内周面がスラグ６１ａ，６１ｂの滑りガイドとして機能する。なお、スリット５３ａの幅は５ｍｍ以下とすることが好ましい。これにより、後述するように内側導体５３の内部へ漏洩するマイクロ波電力を実質的になくすことができ、マイクロ波電力の放射効率を高く維持することができる。

　滑り部材６３を構成する樹脂材料としては、良好な滑り性を有し、加工が比較的容易な樹脂、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂を好適なものとして挙げることができる。

　上記スラグ移動軸６４ａ，６４ｂは、反射板５８を貫通してスラグ駆動部７０に延びている。スラグ移動軸６４ａ，６４ｂと反射板５８との間にはベアリング（図示せず）が設けられている。また、内側導体５３の下端には、導体からなる軸受け部６７が設けられており、スラグ移動軸６４ａ，６４ｂの下端はこの軸受け部６７に軸支されている。

　スラグ駆動部７０は筐体７１を有し、スラグ移動軸６４ａおよび６４ｂは筐体７１内に延びており、スラグ移動軸６４ａおよび６４ｂの上端には、それぞれ歯車７２ａおよび７２ｂが取り付けられている。また、スラグ駆動部７０には、スラグ移動軸６４ａを回転させるモータ７３ａと、スラグ移動軸６４ｂを回転させるモータ７３ｂが設けられている。モータ７３ａの軸には歯車７４ａが取り付けられ、モータ７３ｂの軸には歯車７４ｂが取り付けられており、歯車７４ａが歯車７２ａに噛合し、歯車７４ｂが歯車７２ｂに噛合するようになっている。したがって、モータ７３ａにより歯車７４ａおよび７２ａを介してスラグ移動軸６４ａが回転され、モータ７３ｂにより歯車７４ｂおよび７２ｂを介してスラグ移動軸６４ｂが回転される。なお、モータ７３ａ，７３ｂは例えばステッピングモータである。

　なお、スラグ移動軸６４ｂはスラグ移動軸６４ａよりも長く、より上方に達しており、したがって、歯車７２ａおよび７２ｂの位置が上下にオフセットしており、モータ７３ａおよび７３ｂも上下にオフセットしている。これにより、モータおよび歯車等の動力伝達機構のスペースを小さくすることができ、これらを収容する筐体７１を外側導体５２と同じ径にすることが可能となる。

　モータ７３ａおよび７３ｂの上には、これらの出力軸に直結するように、それぞれスラグ６１ａおよび６１ｂの位置を検出するためのインクリメント型のエンコーダ７５ａおよび７５ｂが設けられている。

　スラグ６１ａおよび６１ｂの位置は、スラグコントローラ６８により制御される。具体的には、図示しないインピーダンス検出器により検出された入力端のインピーダンス値と、エンコーダ７５ａおよび７５ｂにより検知されたスラグ６１ａおよび６１ｂの位置情報に基づいて、スラグコントローラ６８がモータ７３ａおよび７３ｂに制御信号を送り、スラグ６１ａおよび６１ｂの位置を制御することにより、インピーダンスを調整するようになっている。スラグコントローラ６８は、終端が例えば５０Ωになるようにインピーダンス整合を実行させる。２つのスラグのうち一方のみを動かすと、スミスチャートの原点を通る軌跡を描き、両方同時に動かすと位相のみが回転する。

　アンテナ部４３は、マイクロ波を放射するスロット８１ａを有し平面状をなす、表面波プラズマを発生するための表面波プラズマ発生用アンテナ８１を有している。表面波プラズマ発生用アンテナは、銅やアルミニウム等の金属板からなる。また、アンテナ部４３は、表面波プラズマ発生用アンテナ８１の上面側および下面側にそれぞれ設けられた遅波材８２および８３を有している。遅波材８２の中心には導体からなる円柱部材８２ａが貫通して軸受け部６７と表面波プラズマ発生用アンテナ８１とを接続している。したがって、内側導体５３が軸受け部６７および円柱部材８２ａを介して表面波プラズマ発生用アンテナ８１に接続されている。なお、外側導体５２の下端は表面波プラズマ発生用アンテナ８１まで延びており、遅波材８２の周囲は外側導体５２で覆われている。また、表面波プラズマ発生用アンテナ８１および遅波材８３の周囲は被覆導体８４で覆われている。

　遅波材８２、８３は、真空よりも大きい誘電率を有しており、例えば、石英、セラミックス、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂やポリイミド系樹脂により構成されており、真空中ではマイクロ波の波長が長くなることから、マイクロ波の波長を短くしてアンテナを小さくする機能を有している。遅波材８２は、その厚さによりマイクロ波の位相を調整することができ、表面波プラズマ発生用アンテナ８１が定在波の「はら」になるようにその厚さを調整する。これにより、反射が最小で、表面波プラズマ発生用アンテナ８１の放射エネルギーが最大となるようにすることができる。

　また、アンテナ部４３は上述した天板８５に嵌め込まれており、図示しないＯリング等のシール部材でシールされている。天板８５は、例えば石英やセラミックス等の誘電体部材からなり、真空シール部材として機能する。そして、メインアンプ４７で増幅されたマイクロ波が内側導体５３と外側導体５２の周壁の間を通って表面波プラズマ発生用アンテナ８１から遅波材８３を透過してチャンバ１内の空間に放射される。

　本実施形態において、メインアンプ４７と、チューナ６０と、表面波プラズマ発生用アンテナ８１とは近接配置している。そして、チューナ６０と表面波プラズマ発生用アンテナ８１とは１／２波長内に存在する集中定数回路を構成しており、かつ表面波プラズマ発生用アンテナ８１、遅波材８２、遅波材８３は合成抵抗が５０Ωに設定されているので、チューナ６０はプラズマ負荷に対して直接チューニングしていることになり、効率良くプラズマへエネルギーを伝達することができる。

　上述したガス供給機構１００のガス供給源１０１には、ガス供給配管１０２が接続されており、ガス供給配管１０２は各マイクロ波導入機構４１に対応するように分岐し、分岐したガス供給配管１０２が導波路４４の上端の反射板５８の側面から挿入され、反射板５８の内部を通って内側導体５３の内部まで延びている。一方、内側導体５３の内部には、ガス供給配管１０２に接続され、長手方向に沿って表面波プラズマ発生用アンテナ８１まで延びるガス供給配管１０３が設けられている。遅波材８３の表面波プラズマ発生用アンテナ８１の直下部分には円板状をなすガス拡散空間１０５が形成されており、ガス供給配管１０３は表面波プラズマ発生用アンテナ８１を貫通してこのガス拡散空間１０５まで達している。また、遅波材８３にはガス拡散空間１０５から下方に延びる多数のガス吐出孔１０６が形成されている。ガス吐出孔１０６はチャンバ１内に臨むように形成されており、ガス供給源１０１から供給されたプラズマ生成ガスおよび処理ガスが、ガス吐出孔１０６からチャンバ１内に吐出されるようになっている。すなわち、遅波材８３の対応部分は、ガスを吐出するためのシャワーヘッドを構成している。なお、処理ガスとして腐食性のガスを用いるときは、表面波プラズマ発生用アンテナ８１の表面にイットリアやアルマイト（陽極酸化アルミニウム）等の保護層を形成することが好ましい。

　図５に示すように、上記滑り部材６３には、ガス供給配管１０３が挿通される挿通孔１０４が形成されている。挿通孔１０４はガス供給配管１０３が接触しない程度の大きさの直径を有している。ただし、ガス供給配管１０３と挿通孔１０４の内周とが遊びなく接触するようになっていていてもよく、この場合には、ガス供給配管１０３を滑り部材６３のガイド部材として機能させることができる。

　＜表面波プラズマ処理装置の動作＞
　次に、以上のように構成される表面波プラズマ処理装置１０における動作について説明する。

　まず、ウエハＷをチャンバ１内に搬入し、サセプタ１１上に載置する。そして、ガス供給機構１００のガス供給源１０１からガス供給配管１０２，１０３、ガス拡散空間１０５およびガス吐出孔１０６を介してチャンバ１内にプラズマ生成ガス、例えばＡｒガスを導入しつつ、マイクロ波プラズマ源２からマイクロ波をチャンバ１内に導入して表面波プラズマを生成する。

　このようにして表面波プラズマを生成した後、プラズマ処理のための処理ガスが、ガス供給機構１００のガス供給源１０１からガス供給配管１０２，１０３、ガス拡散空間１０５およびガス吐出孔１０６を介してチャンバ１内に導入される。処理ガスはチャンバ１内に生成されているプラズマにより励起されてプラズマ化し、この処理ガスのプラズマによりウエハＷに所定のプラズマ処理が施される。

　プラズマ処理としては成膜処理およびエッチング処理が例示される。プラズマ処理が成膜処理の場合には、処理ガスとして、反応により所定の膜が成膜されるものが用いられる。例えば、Ｔｉ膜を成膜する際には、ＴｉＣｌ_４ガスとＨ_２ガスが用いられ、ＴｉＮ膜が成膜される場合にはＴｉＣｌ_４およびＮＨ_３ガスが用いられる。また、プラズマ処理がエッチング処理の場合には、エッチングガスとして例えばＣＦ_４ガスやＣｌ_２ガスが用いられる。そして、エッチング処理の際には、異方性の高いエッチングを行う観点から、サセプタ１１に高周波電源を接続してウエハＷ側にプラズマ中のイオンを引きこむための高周波バイアスを印加することが好ましい。

　上記表面波プラズマを生成するに際し、マイクロ波プラズマ源２では、マイクロ波出力部３０のマイクロ波発振器３２から発振されたマイクロ波電力はアンプ３３で増幅された後、分配器３４により複数に分配され、分配されたマイクロ波電力はマイクロ波供給部４０へ導かれる。マイクロ波供給部４０においては、このように複数に分配されたマイクロ波電力は、ソリッドステートアンプを構成するメインアンプ４７で個別に増幅され、マイクロ波導入機構４１の導波路４４に給電され、チューナ６０でインピーダンスが自動整合され、電力反射が実質的にない状態で、アンテナ部４３の表面波プラズマ発生用アンテナ８１および遅波材８３を介してチャンバ１内に放射されて空間合成される。

　マイクロ波導入機構４１の導波路４４への給電は、同軸構造の導波路４４の軸の延長線上にスラグ駆動部７０が設けられているため、側面から行われる。すなわち、同軸線路５６から伝播してきたマイクロ波（電磁波）が、導波路４４の側面に設けられたマイクロ波電力導入ポート５５において給電アンテナ９０の第１の極９２に到達すると、アンテナ本体９１に沿ってマイクロ波（電磁波）が伝播して行き、アンテナ本体９１の先端の第２の極９３からマイクロ波（電磁波）を放射する。また、アンテナ本体９１を伝播するマイクロ波（電磁波）が反射部９４で反射し、それが入射波と合成されることにより定在波を発生させる。給電アンテナ９０の配置位置で定在波が発生すると、内側導体５３の外壁に沿って誘導磁界が生じ、それに誘導されて誘導電界が発生する。これらの連鎖作用により、マイクロ波（電磁波）が導波路４４内を伝播し、アンテナ部４３へ導かれる。

　このとき、導波路４４において、給電アンテナ９０から放射されるマイクロ波（電磁波）を反射板５８で反射させることで最大のマイクロ波（電磁波）電力を同軸構造の導波路４４に伝送することができるが、その場合、反射波との合成を効果的に行うために給電アンテナ９０から反射板５８までの距離が約λｇ／４の半波長倍になるようにすることが好ましい。

　このように複数に分配されたマイクロ波を、ソリッドステートアンプを構成するメインアンプ４７で個別に増幅し、表面波プラズマ発生用アンテナ８１を用いて個別に放射した後にチャンバ１内で合成するので、大型のアイソレータや合成器が不要となる。

　また、マイクロ波導入機構４１は、アンテナ部４３とチューナ６０とが一体となっているので、極めてコンパクトである。このため、マイクロ波プラズマ源２自体をコンパクト化することができる。さらに、メインアンプ４７、チューナ６０および表面波プラズマ発生用アンテナ８１が近接して設けられ、特にチューナ６０と表面波プラズマ発生用アンテナ８１とは集中定数回路として構成することができ、かつ表面波プラズマ発生用アンテナ８１、遅波材８２、遅波材８３の合成抵抗を５０Ωに設計することにより、チューナ６０により高精度でプラズマ負荷をチューニングすることができる。また、チューナ６０は２つのスラグ６１ａ，６１ｂを移動するだけでインピーダンス整合を行うことができるスラグチューナを構成しているのでコンパクトで低損失である。さらに、このようにチューナ６０と表面波プラズマ発生用アンテナ８１とが近接し、集中定数回路を構成してかつ共振器として機能することにより、表面波プラズマ発生用アンテナ８１に至るまでのインピーダンス不整合を高精度で解消することができ、実質的に不整合部分をプラズマ空間とすることができるので、チューナ６０により高精度のプラズマ制御が可能となる。

　さらにまた、スラグを駆動させるための駆動伝達部、駆動ガイド部、保持部に相当するものを内側導体５３の内部に設けたので、スラグ６１ａ，６１ｂの駆動機構を小型化することができ、マイクロ波導入機構４１を小型化することができる。

　本実施形態においては、プラズマ処理に用いるガスをチャンバ１の上方のマイクロ波プラズマ源２から供給するので、チャンバ壁からガスを導入する際のような、チャンバの中心部に到達するガスの割合が低い、ガスの均一性が低いといった不都合を回避することができ、ガスの消費効率を格段に高めることができ、かつ処理の均一性を高くすることができる。ＣＶＤ成膜のような化学反応を種としたプラズマ処理を行う場合には、非常に高いガスの均一性が要求され、従来のようにガスをチャンバ壁から導入する手法では所望の均一性を得ることが困難であったが、本実施形態のようにチャンバ１の上方のマイクロ波プラズマ源２からガスを導入することにより、このような従来困難であった処理が可能となる。

　従来は、この種のマイクロ波プラズマ源２からガスを供給することは行われていなかったが、本実施形態のように、マイクロ波導入機構４１内の内側導体５３の内部にガス供給配管１０３を設け、アンテナ部４３の先端側の遅波材８３にガス吐出孔１０６を設けて、ガスを吐出するようにしたので、配管スペースを新たに設けることなく、マイクロ波導入機構４１のコンパクトさを保持したまま、チャンバ１の上方からチャンバ１内へのガス導入が可能となる。また、マイクロ波を放射する表面波プラズマ発生用アンテナ８１直下の遅波材８３にガス吐出孔１０６が設けられるので、放射されるマイクロ波の伝播経路と吐出されたガスの流れ方向が重なり、ガスを効率的にプラズマ化することができる。このとき、本実施形態では、マイクロ波導入機構４１へマイクロ波を給電する給電機構５４に近接してガス導入部が設けられているので、給電機構５４とガス導入部をユニット化することにより、極めてメンテナンス性が高く、よりコンパクトなものとすることができる。

　＜他の実施形態＞
　次に、他の実施形態について説明する。
　ここでは、ＣＶＤ成膜等のように２種類のガスを反応させるような場合に、これらガスがチャンバ１内に吐出されるまでの間に反応してしまうことを防止できる構成について説明する。

　図７は本発明の他の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置に用いるマイクロ波導入機構の一部を示す縦断面図、図８は図７のマイクロ波導入機構を示す横断面図である。なお、図７においては、便宜上、スラグ６１ａ、６１ｂを移動するための機構は省略している。また、ガス供給機構以外の構成は先の実施形態と同様であるから同じものには同じ符号を付して説明は省略する。

　図７に示すように、本実施形態においては、マイクロ波プラズマ源２はガス供給機構１００′を有し、このガス供給機構１００′は第１ガス供給源１０１ａと第２ガス供給源１０１ｂとを有する。第１ガス供給源１０１ａは、プラズマ生成ガス、例えばＡｒガスと、第１の処理ガスを供給するものであり、第２ガス供給源１０１ｂは、同じくプラズマ生成ガス、例えばＡｒガスと、第２の処理ガスを供給するものである。第１の処理ガスと第２の処理ガスは、ＣＶＤ成膜ガスのような化学反応を生じるものであり、例えば、第１の処理ガスがＴｉＣｌ_４であり、第２の処理ガスがＮＨ_３であって、これらによりＴｉＮ膜を成膜するものを挙げることができる。

　第１ガス供給源１０１ａにはガス供給配管１０２ａが接続されており、ガス供給配管１０２ａは導波路４４の上端の反射板５８の側面から挿入され、反射板５８の内部を通って内側導体５３の内部まで延びており、第２ガス供給源１０１ｂにはガス供給配管１０２ｂが接続されており、ガス供給配管１０２ｂは同じく導波路４４の上端の反射板５８の側面から挿入され、反射板５８の内部を通って内側導体５３の内部まで延びている。一方、内側導体５３の内部には、ガス供給配管１０２ａおよび１０２ｂにそれぞれ接続され、長手方向に沿って表面波プラズマ発生用アンテナ８１まで延びるガス供給配管１０３ａおよび１０３ｂが設けられている。マイクロ波導入機構４１が複数存在するときには、第１ガス供給源１０１ａに接続されるガス供給配管１０２ａおよび第２ガス供給源１０１ｂに接続されるガス供給配管１０２ｂはそれぞれ分岐して各マイクロ波導入機構４１に接続される。

　図８に示すように、上記滑り部材６３には、ガス供給配管１０３ａおよび１０３ｂが挿通される挿通孔１０４ａおよび１０４ｂが形成されている。挿通孔１０４ａおよび１０４ｂはガス供給配管１０３ａおよび１０３ｂが接触しない程度の大きさの直径を有している。

　遅波材８３の表面波プラズマ発生用アンテナ８１の直下部分には円板状をなす第１のガス拡散空間１０５ａが形成されており、遅波材８３内部の第１のガス拡散空間１０５ａの下方には第２のガス拡散空間１０５ｂが形成されている。そして、ガス供給配管１０３ａは表面波プラズマ発生用アンテナ８１を貫通してガス拡散空間１０５ａまで達しており、ガス供給配管１０３ｂは表面波プラズマ発生用アンテナ８１および第１のガス拡散空間１０５ａを貫通して第２のガス拡散空間１０５ｂまで達している。また、遅波材８３には、第１のガス拡散空間１０５ａから下方に延びる多数の第１のガス吐出孔１０６ａが形成されており、また、第２のガス拡散空間１０５ｂから下方に延びる多数の第２のガス吐出孔１０６ｂが形成されている。第１および第２のガス吐出孔１０６ａおよび１０６ｂは、チャンバ１内に臨むように形成されている。したがって、第１ガス供給源１０１ａから供給されたプラズマ生成ガスおよび第１の処理ガスは、ガス供給配管１０２ａ、１０３ａ、および第１のガス拡散空間１０５ａを経て第１のガス吐出孔１０６ａからチャンバ１内に吐出され、第２ガス供給源１０１ｂから供給されたプラズマ生成ガスおよび第２の処理ガスは、ガス供給配管１０２ｂ、１０３ｂ、および第２のガス拡散空間１０５ｂを経て第１のガス吐出孔１０６ｂからチャンバ１内に吐出されるようになっており、第１の処理ガスと第２の処理ガスとはチャンバ１内に吐出されるまで全く別個に供給されるポストミックスタイプのシャワーヘッドを構成している。

　このため、第１の処理ガスと第２の処理ガスとがガス供給配管内や拡散空間内、ガス吐出孔内で接触して反応することが防止され、これらの中で副生成物の生成等が生じることを防止することができる。

　＜実施形態の効果＞
　以上の本発明の実施形態によれば、表面波プラズマ処理に用いるガスを、マイクロ波導入機構の内側導体の内部のガス供給配管を介してアンテナ部に設けられたシャワーヘッドからチャンバ内に供給するので、チャンバの上方からチャンバ内にガスを供給することができ、チャンバ壁からガスを導入する際のような、チャンバの中心部に到達するガスの割合が低い、ガスの均一性が低いといった不都合を回避することができる。また、マイクロ波導入機構内の内側導体の内部にガス供給配管を設け、アンテナ部の先端側にシャワーヘッドを設けて、ガスを吐出するようにしたので、配管スペースを新たに設けることなく、マイクロ波導入機構のコンパクトさを保持したまま、上方からのチャンバ内へのガス導入が可能となる。

　＜他の適用＞
　なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の思想の範囲内において種々変形可能である。例えば、マイクロ波出力部３０やマイクロ波供給部４０の構成等は、上記実施形態に限定されるものではない。具体的には、アンテナから放射されるマイクロ波の指向性制御を行ったり円偏波にしたりする必要がない場合には、位相器は不要である。

　また、上記実施形態においては、プラズマ処理装置として成膜装置およびエッチング処理装置を例示したが、これに限らず、酸窒化膜処理、アッシング処理等の他のプラズマ処理にも用いることができる。また、上記実施形態においてプラズマ生成ガスおよび処理ガスとして挙げたものは例示に過ぎず、本発明の趣旨からはこれらは特に限定されるものではない。また、上記実施形態ではプラズマ生成ガスと処理ガスの両方を導入する例を示したが、処理ガスにプラズマ生成ガスの機能を持たせて処理ガスのみを導入するようにしてもよい。さらに、被処理基板は半導体ウエハに限定されず、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）用基板に代表されるＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）基板や、セラミックス基板等の他の基板であってもよい。

Claims

　被処理基板を収容するチャンバと、
　前記チャンバ内にガスを供給するガス供給機構と、
　マイクロ波を生成するマイクロ波生成機構および生成されたマイクロ波を前記チャンバ内に導入するマイクロ波導入機構を有し、前記チャンバ内にマイクロ波を導入して前記チャンバ内に供給されたガスにより表面波プラズマを発生させるマイクロ波プラズマ源と
を具備し、
　前記チャンバ内の被処理基板に対して表面波プラズマにより処理を施す表面波プラズマ処理装置であって、
　前記マイクロ波導入機構は、
　筒状をなす外側導体とその中に同軸的に設けられた筒状をなす内側導体とを有しマイクロ波を伝送する導波路と、
　前記導波路を伝送されたマイクロ波を前記チャンバ内に放射して表面波プラズマを発生させるための表面波発生用アンテナを有するアンテナ部と
を備え、
　前記ガス供給機構は、
　ガス供給源と、
　前記ガス供給源からのガスを前記導波路の前記内側導体の内部を通って前記アンテナ部の前記表面波発生用アンテナよりも先端側部分に供給するガス供給配管と、
　前記アンテナ部の前記表面波発生用アンテナよりも先端側部分に設けられ、前記ガス供給配管からのガスを吐出する多数のガス吐出孔を有するシャワーヘッドと
を備える、表面波プラズマ処理装置。
　前記マイクロ波プラズマ源は、前記マイクロ波導入機構を複数備え、各マイクロ波導入機構から前記チャンバ内に導入されたマイクロ波が空間合成される、請求項１に記載の表面波プラズマ処理装置。
　前記アンテナ部は、前記表面波プラズマ発生用アンテナの先端側に設けられた誘電体部材を有し、前記シャワーヘッドは前記誘電体部材に形成されている、請求項１に記載の表面波プラズマ処理装置。
　前記ガス供給源は、それぞれ独立して設けられた第１ガス供給源および第２ガス供給源を有し、前記ガス供給配管は、前記第１ガス供給源および第２ガス供給源からそれぞれ第１のガスおよび第２のガスを供給する第１ガス供給配管および第２ガス供給配管を有し、前記シャワーヘッドは、前記第１ガス供給配管からの第１のガスおよび前記第２ガス供給配管からの第２のガスをそれぞれ吐出する第１ガス吐出孔および第２ガス吐出孔を有する、請求項１に記載の表面波プラズマ処理装置。
　前記マイクロ波生成機構はマイクロ波電源を備え、前記マイクロ波導入機構は、前記チャンバ内の負荷のインピーダンスを前記マイクロ波電源の特性インピーダンスに整合させるチューナをさらに備え、前記チューナは、前記外側導体と前記内側導体の間に設けられ、前記内側導体の長手方向に沿って移動可能な、環状をなし、誘電体からなるスラグと、前記スラグを移動させる駆動機構とを有する、請求項１に記載の表面波プラズマ処理装置。
　前記駆動機構は、駆動力を与える駆動部と、駆動部からの駆動力を前記スラグに伝達する駆動伝達部と、前記スラグの移動をガイドする駆動ガイド部と、前記スラグを前記駆動伝達部に保持する保持部とを有し、
　前記駆動伝達部と、前記駆動ガイド部と、前記保持部が前記内側導体の内部に収容されている、請求項５に記載の表面波プラズマ処理装置。
　チャンバ内にマイクロ波を導入して表面波プラズマを形成するためのマイクロ波プラズマ源において、マイクロ波出力部から出力されたマイクロ波を前記チャンバ内に導入するマイクロ波導入機構であって、
　筒状をなす外側導体とその中に同軸的に設けられた筒状をなす内側導体とを有しマイクロ波を伝送する導波路と、
　前記導波路を伝送されたマイクロ波を前記チャンバ内に放射して表面波プラズマを発生させるための表面波発生用アンテナを有するアンテナ部と、
　表面波プラズマを生成するためのガスを前記導波路の前記内側導体の内部を通って前記アンテナ部の前記表面波発生用アンテナよりも先端側部分に供給するガス供給配管と、
　前記アンテナ部の前記表面波発生用アンテナよりも先端側部分に設けられ、前記ガス供給配管からのガスを吐出する多数のガス吐出孔を有するシャワーヘッドと
を備える、マイクロ波導入機構。
　前記アンテナ部は、前記表面波プラズマ発生用アンテナの先端側に設けられた誘電体部材を有し、前記シャワーヘッドは前記誘電体部材に形成されている、請求項７に記載のマイクロ波導入機構。
　前記ガス供給配管は、それぞれ第１のガスおよび第２のガスを供給する第１ガス供給配管および第２ガス供給配管を有し、前記シャワーヘッドは、前記第１ガス供給配管からの第１のガスおよび前記第２ガス供給配管からの第２のガスをそれぞれ吐出する第１ガス吐出孔および第２ガス吐出孔を有する、請求項７に記載のマイクロ波導入機構。
　前記チャンバ内の負荷のインピーダンスを前記マイクロ波プラズマ源が有するマイクロ波電源の特性インピーダンスに整合させるチューナをさらに備え、前記チューナは、前記外側導体と前記内側導体の間に設けられ、前記内側導体の長手方向に沿って移動可能な、環状をなし、誘電体からなるスラグと、前記スラグを移動させる駆動機構とを有する、請求項７に記載のマイクロ波導入機構。
　前記駆動機構は、駆動力を与える駆動部と、駆動部からの駆動力を前記スラグに伝達する駆動伝達部と、前記スラグの移動をガイドする駆動ガイド部と、前記スラグを前記駆動伝達部に保持する保持部とを有し、
　前記駆動伝達部と、前記駆動ガイド部と、前記保持部が前記内側導体の内部に収容されている、請求項１０に記載のマイクロ波導入機構。
　マイクロ波を生成するマイクロ波生成機構および生成されたマイクロ波をチャンバ内に導入するマイクロ波導入機構を有し、チャンバ内にマイクロ波を導入して前記チャンバ内に供給されたガスの表面波プラズマを発生させるマイクロ波プラズマ源であって、
　前記マイクロ波導入機構は、
　筒状をなす外側導体とその中に同軸的に設けられた筒状をなす内側導体とを有しマイクロ波を伝送する導波路と、
　前記導波路を伝送されたマイクロ波を前記チャンバ内に放射して表面波プラズマを発生させるための表面波発生用アンテナを有するアンテナ部と、
　表面波プラズマを生成するためのガスを前記導波路の前記内側導体の内部を通って前記アンテナ部の前記表面波発生用アンテナよりも先端側部分に供給するガス供給配管と、
　前記アンテナ部の前記表面波発生用アンテナよりも先端側部分に設けられ、前記ガス供給配管からのガスを吐出する多数のガス吐出孔を有するシャワーヘッドと
を備える、マイクロ波プラズマ源。
　前記マイクロ波導入機構を複数備え、各マイクロ波導入機構から前記チャンバ内に導入されたマイクロ波が空間合成される、請求項１２に記載のマイクロ波プラズマ源。